JP2008187527A - 画像読取装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】正確なシェーディング補正を行うことのできる画像読取装置を提供する。
【解決手段】白色の白基準部２３と、原稿３の画像及び白基準部２３の画像を読み取る読取部２０と、読取部２０により読み取った画像データを記憶する記憶部４２とを備え、白基準部２３の画像データに応じて形成される白基準データに基づいて原稿３の画像データをシェーディング補正して出力する画像読取装置１において、出荷時等の所定時期に読み取られた白基準部２３の画像データを予め記憶部４２に記憶し、白基準データが該所定時期の白基準部２３の画像データの高周波成分と、原稿３の読取り直前に読み取られた白基準部２３の画像データの低周波成分とを重畳して成る。
【選択図】図５

Description

本発明は、シェーディング補正を行う画像読取装置及びそれを用いた画像形成装置に関する。

シェーディング補正を行う従来の画像読取装置は特許文献１に開示されている。この画像読取装置は光源及びイメージセンサを有して原稿に照射される光の反射光によって原稿画像を読み取る読取部を備えている。また、読取部により読み取り可能な白色の白基準板が設けられる。

原稿の読取りが指示されると読取部によって白基準板の画像が読み取られ、その後原稿画像が読み取られる。原稿画像の画像データは白基準板の画像データによってシェーディング補正され、補正後の画像データが出力される。

白基準板に塵埃等の汚れが付着すると、その部分の照度が低くなる。このため、シェーディング補正した際に原稿の汚れに対応する部分は白基準板に対する相対的な照度が高くなる。これにより、シェーディング補正後の出力される画像データは副走査方向に白線が発生する。上記画像読取装置は読取部の光学系の焦点がずれた位置に白基準板が配置される。このため、白基準板上に汚れが付着しても汚れがぼけて捉えられる。これにより、汚れ部分の照度を白色に近づけ、シェーディング補正後の画像データの白線を防止することができる。

特開平６−１７８０５２号公報

しかしながら、上記従来の画像読取装置によると、光学系の焦点がずれた位置に白基準板が配されるため、原稿と白基準板とが離れる。これにより、原稿の読取り面上の正確な照度分布を白基準板によって取得することができず、正確なシェーディング補正ができない問題があった。

本発明は、正確なシェーディング補正を行うことのできる画像読取装置及びそれを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、白色の白基準部と、原稿画像及び前記白基準部の画像を読み取る読取部と、前記読取部により読み取った画像データを記憶する記憶部とを備え、前記白基準部の画像データに応じて形成される白基準データに基づいて原稿の画像データをシェーディング補正して出力する画像読取装置において、所定時期に読み取られた前記白基準部の画像データを予め前記記憶部に記憶し、前記白基準データが前記所定時期の前記白基準部の画像データの原稿送り方向に垂直な方向の高周波成分と、原稿の読取り直前に読み取られた前記白基準部の画像データの原稿送り方向に垂直な方向の低周波成分とを重畳して成ることを特徴としている。

この構成によると、記憶部には白基準部上に汚れの付着していない所定時期に読取部によって白基準部を読み取った画像データが保存される。原稿の読取りが指示されると読取部によって白基準部の画像が読み取られて記憶部に保存され、その後原稿画像が読み取られる。記憶部に記憶される所定時期の白基準部の画像データは原稿送り方向に垂直な方向の空間周波数の高周波成分が取り出される。原稿の直前に読み取られた白基準部の画像データは原稿送り方向に垂直な方向の空間周波数の低周波成分が取り出される。該高周波成分のデータと該低周波成分のデータとを重畳してシェーディング補正用の白色の基準データ（白基準データ）が生成される。原稿画像の画像データは白基準データに基づいてシェーディング補正され、補正後の画像データが出力される。白基準部は板状でもローラ状でもよい。

また本発明は、上記構成の画像読取装置において、原稿の両面を読取り可能な画像読取装置であって、前記読取部によって原稿の上面の画像を読み取ることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像読取装置において、前記白基準部は原稿を介して前記読取部と対向配置されることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像読取装置において、前記所定時期は出荷時であることを特徴としている。この構成によると、白基準部上に汚れの付着していない画像読取装置の出荷時の白基準部の画像データが記憶部に記憶される。

また本発明は、上記構成の画像読取装置において、前記所定時期を使用者により設定可能にしたことを特徴としている。この構成によると、使用者等による清掃等によって汚れの付着していない白基準部の画像が読み取られ、その画像データが記憶部に記憶される。

また本発明の画像形成装置は、上記各構成の画像読取装置を備え、前記画像読取装置から出力されるシェーディング補正後の画像データに基づいて画像を形成することを特徴としている。

本発明によると、汚れのない所定時期に読み取られた白基準部の画像データの原稿送り方向に垂直な方向の高周波成分と、原稿の読取り直前に読み取られた白基準部の画像データの原稿送り方向に垂直な方向の低周波成分とを重畳した白基準データに基づいて読取部による原稿画像の画像データのシェーディング補正を行うので、白基準データは原稿の読取り直前に読み取られた白基準部の画像データに対して汚れ部分による高周波成分を除去されるとともに、光源等によって経時変化する低周波成分が保持される。また、従来のように原稿の読取り面と白基準部とを離さず、接近して配置できる。従って、正確な照度分布を白基準部によって取得するとともに白基準部上の汚れの影響を排除して正確なシェーディング補正を行うことができる。

また本発明によると、原稿の両面を読取り可能な画像読取装置であって、読取部によって原稿の上面の画像を読み取るので、上方に面した白基準部に汚れが付着しやすくなるが、正確なシェーディング補正を行うことができる。

また本発明によると、白基準部は原稿を介して読取部と対向配置されるので原稿と摺動して汚れがより付着しやすくなるが、正確なシェーディング補正を行うことができる。

また本発明によると、白基準部を予め読み取る所定時期が出荷時であるので、確実に汚れのない白基準部を読み取って正確なシェーディング補正を行うことができる。

また本発明によると、白基準部を予め読み取る所定時期が使用者により設定可能であるので、使用者により白基準部の清掃や交換が行われた場合等に、確実に汚れのない白基準部を読み取って正確なシェーディング補正を行うことができる。

以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は一実施形態の画像読取装置を示す側面断面図である。画像読取装置１は原稿搬送部１ａが上方に配され、制御部４０（図２参照）等を備えた本体部１ｂが原稿搬送部１ａの下方に配される。原稿搬送部１ａの図中、右側上部には傾斜した給紙トレイ２が配置され、右側下部には排紙トレイ２５が配される。給紙トレイ２には原稿３が載置され、排紙トレイ２５には画像を読み取った原稿が排紙される。

給紙トレイ２の上方には原稿３に接して原稿を取り出す給紙ローラ４が設けられる。原稿搬送部１ａの図中、左側には回転するプラテンローラ９が配される。給紙トレイ２とプラテンローラ９との間及びプラテンローラ９と排紙トレイ２５との間には搬送ローラ５、６、２４を有して原稿３を搬送する搬送路７が設けられる。プラテンローラ９は給紙トレイ２から給紙される原稿３を反転して排紙トレイ２５に導く。また、上方の搬送ローラ５、６により原稿３を１枚ずつプラテンローラ９に送ることができる。

プラテンローラ９の下方には本体部１ｂに設けたガラスから成る透明板１０が対向配置される。本体部１ｂには透明板１０の下方に第１読取部１１が配される。第１読取部１１は、光源１２、反射ミラー１３、１４、１５、レンズ１６及びＣＣＤ１７を有している。光源１２は蛍光ランプから成り、透明板１０上の読取り位置８に配される原稿３に光を照射する。原稿３の表面で反射した光は反射ミラー１３、１４、１５で反射し、レンズ１６を介してＣＣＤ１７に導かれる。これにより、原稿３の下面（表面）の画像が読み取られる。

透明板１０の側方には白色の白基準板１８が設けられる。第１反射部１１は図中、左右方向に移動可能に構成され、光源１２の出射光を白基準板１８で反射し、ＣＣＤ１７により白基準板１８の表面の画像が読み取られる。第１読取部１１に読み取られた原稿３の画像データは白基準板１８の画像データによってシェーディング補正され、補正後の画像データが出力される。

読取位置８よりも搬送路７の下流側には第２読取部２０及び搬送を行う白色の白基準ローラ２３（白基準部）が対向して配置されている。第２読取部２０は等倍光学系のＣＩＳ（Contact Image Sensor）２１を有し、ＣＩＳ２１にはＬＥＤから成る光源２２が内蔵されている。光源２２から出射される光は白基準ローラ２３上に配された原稿３を照射する。原稿３で反射した光はＣＩＳ２１に導かれる。これにより、原稿３の上面（裏面）の画像が読み取られる。

また、第２読取部２０は原稿３の搬送前に光源２２の出射光を白基準ローラ２３で反射し、ＣＩＳ２１により白基準ローラ２３の表面の画像が読み取られる。第２読取部２０によって読み取られる原稿３の画像データは白基準ローラ２３の画像データによってシェーディング補正され、補正後の画像データが出力される。白基準ローラ２３を白基準板１８と同様の平板状に形成し、第２読取部２０に対向するローラを別途設けてもよい。

第１、第２読取部１１、２０によって両面の画像が読み取られた原稿３は搬送ローラ２４を介して排出トレイ２５に排出される。尚、本体部１ｂ上に原稿３を載置できる透明なガラス板等を設け、原稿搬送部１ａをガラス板上から退避可能に構成してもよい。これにより、原稿搬送部１ａを退避してガラス板上に原稿３を載置し、移動する第１読取部１１によって原稿３を副走査方向に走査して原稿３の下面の画像を読み取ることができる。

図２は画像読取装置１の構成を示すブロック図である。画像読取装置１は各部を制御する制御部４０を有している。制御部４０にはアンプ３１、３３、Ａ／Ｄコンバータ３２、３４、操作部４１及び記憶部４２が接続される。アンプ３１、３３はそれぞれＣＣＤ１７及びＣＩＳ２１が接続され、制御部４０からゲイン調整信号が与えられる。これにより、アンプ３１、３３は制御部４０によりＡＧＣ（Automatic Gain Contorol）がかけられ、ゲイン値が設定されてキャリブレーションが行われる。設定されたゲイン値によってアンプ３１、３３はＣＣＤ１７及びＣＩＳ２１の出力信号をゲイン調整して増幅する。

Ａ／Ｄコンバータ３２、３４はアンプ３１、３３でそれぞれ増幅されたアナログ信号から成る画像信号をデジタル信号に変換する。操作部４１は片面原稿あるいは両面原稿の読取りを指定したり、複写枚数や用紙サイズなどを入力する。記憶部４２は画像読取装置１の動作プログラム、制御部４０による演算結果、ＣＣＤ１７及びＣＩＳ２１によって読取られた画像データ等を記憶する。

次に、第１、第２読取部１１、２０による原稿の画像を読み取る動作について説明する。画像読取装置１の出荷時には予め光源１２を消灯して白基準板１８を読み取った画像データが記憶部４２に記憶されている。この画像データが原稿３の下面の画像データをシェーディング補正する際の黒色の基準データ（以下、「黒基準データ」という）となる。シェーディング補正する際の白色の基準データ（以下、「白基準データ」という）は原稿３の読取り直前に白基準板１８を読み取って保持される。

また、画像読取装置１の出荷時には予め白基準ローラ２３の画像データが記憶部４２に記憶されている。図３はこの動作を示すフローチャートである。ステップ＃５１では光源２２が消灯される。ステップ＃５２では第２読取部２０によって白基準ローラ２３の画像が読み取られる。ステップ＃５３では読み取られた白基準ローラ２３の画像データが記憶部４２に記憶される。この画像データが原稿３の上面の画像データをシェーディング補正する際の黒基準データとなる。

ステップ＃５４では光源２２が点灯される。ステップ＃５５では第２読取部２０によって白基準ローラ２３の画像が読み取られる。ステップ＃５６で読み取られた白基準ローラ２３の画像データが記憶部４２に記憶される。この画像データがシェーディング補正する際の白基準データを形成するための初期の白基準ローラ２３の画像データ（以下、「初期データ」という）となる。

図４は第１読取部１１による原稿３の表面（下面）の画像を読み取る動作を示すフローチャートである。操作部４１により原稿３の読取りの指示があると、ステップ＃１１で光源１２が点灯される。ステップ＃１２では第１読取部１１によって白基準板１８の画像が読み取られる。ステップ＃１３では読み取られた白基準板１８の画像データが記憶部４２に記憶される。この画像データがシェーディング補正時の白基準データとなる。

ステップ＃１４では搬送により読取り位置８に配された原稿３の下面が第１読取部１１により読み取られる。ステップ＃１５では記憶部４２に記憶される黒基準データ及び白基準データが取り出され、式（１）に基づいて原稿３の画像データがシェーディング補正される。これにより、白基準板１８に対する相対的な照度を示す補正データが得られる。ステップ＃１６では該補正データから成る画像データが出力される。

補正データ＝
（原稿画像データ−黒基準データ）／（白基準データ−黒基準データ）・・（１）

図５は第２読取部２０による原稿３の裏面（上面）の画像を読み取る動作を示すフローチャートである。ステップ＃２１では光源２２が点灯される。ステップ＃２２では、第２読取部２０によって白基準ローラ２３の画像が読み取られる。ステップ＃２３では読み取られた白基準板２８の画像データが記憶部４２に記憶される。この画像データが原稿画像の読取りの直前に読み取られた白基準ローラ２３の画像データ（以下、「直前データ」という）となり、シェーディング補正する際の白基準データを形成するために用いられる。

ステップ＃２４では初期データの空間周波数が周波数分離される。図６は初期データを示す図である。縦軸は白基準ローラ２３の照度を示し、横軸はＣＩＳ２１の原稿送り方向に垂直な方向の位置を示している。また、図７、図８は初期データの空間周波数を低周波成分と高周波成分とに分離した図をそれぞれ示している。縦軸は白基準ローラ２３の照度を示し、横軸はＣＩＳ２１の原稿送り方向に垂直な方向の位置を示している。

ステップ＃２５では直前データの空間周波数が周波数分離される。図９は直前データを示す図である。縦軸は白基準ローラ２３の照度を示し、横軸はＣＩＳ２１の原稿送り方向に垂直な方向の位置を示している。また、図１０、図１１は直前データの空間周波数を原稿送り方向に垂直な方向の低周波成分と高周波成分とに分離した図をそれぞれ示している。縦軸は白基準ローラ２３の照度を示し、横軸はＣＩＳ２１の原稿送り方向に垂直な方向の位置を示している。

尚、初期データ及び直前データの低周波成分は所定数の画素単位で移動平均して得ることができる。また、元のデータから低周波成分を差し引いて高周波成分を得ることができる。初期データ及び直前データを周波数分析し、所定の周波数を閾値として低周波成分と高周波成分とに分離してもよい。

ステップ＃２６ではシェーディング補正に用いられる白基準データが作成される。白基準データは前述の図８に示す初期データの原稿送り方向に垂直な方向の高周波成分と前述の図１０に示す直前データの原稿送り方向に垂直な方向の低周波成分とを重畳して得られる。図１２はこの白基準データを示している。縦軸は白基準ローラ２３の照度であり、横軸はＣＩＳ２１の原稿送り方向に垂直な方向の位置である。

白基準ローラ２３に付着する汚れは白基準ローラ２３を読み取った画像データの空間周波数の高周波成分として現われる。また、光源２２の照度の経時変化は白基準ローラ２３を読み取った画像データの空間周波数の低周波成分として現われる。従って、初期データの高周波成分と直前データの低周波成分とを重畳した白基準データに基づいてシェーディング補正を行うことにより、光源２２の経時変化及び白基準ローラ２３の汚れの影響を除去することができる。

ステップ＃２７では白基準ローラ２３の汚れ量が検出される。汚れ量は、まず前述の図８に示す初期データの高周波成分と前述の図１１に示す直前データの高周波成分との差が演算される。図１３は初期データの高周波成分と直前データの高周波成分との差を示している。縦軸は初期データの高周波成分と直前データの高周波成分との差であり、横軸はＣＩＳ２１の原稿送り方向に垂直な方向の位置である。同図において、所定の閾値Ｓよりも絶対値の大きい部分を積分して得られる面積（斜線部）が白基準ローラ２３の汚れ量と判定される。

ステップ＃２８ではステップ＃２７で検出した白基準ローラ２３の汚れ量が所定値よりも多いか否かが判断される。白基準ローラ２３の汚れ量が所定値よりも多くない場合はステップ＃３１に移行する。白基準ローラ２３の汚れ量が所定値よりも多い場合はステップ＃２９で汚れ量が多いことを報知する。これにより、白基準ローラ２３の清掃または交換が促される。

また、原稿３の読取りを中止するか否かが同時に使用者に問い合わされる。ステップ＃３０では原稿３の読取りを中止する指示があったか否かが判断される。原稿３の読取りを中止する指示があった場合は処理を終了する。原稿３の読取りを強行する指示があった場合はステップ＃３１に移行する。

ステップ＃３１では搬送により第２読取部２０の下方に配された原稿３の上面が第２読取部２０により読み取られる。ステップ＃３２では前述の式（１）に基づいて原稿３の上面の画像データがシェーディング補正され、白基準ローラ２３に対する相対的な照度を示す補正データが得られる。ステップ＃３３では該補正データから成る画像データが出力される。

本実施形態によると、汚れのない出荷時に読み取られた白基準ローラ２３（白基準部）の画像データの高周波成分と、原稿３の読取り直前に読み取られた白基準ローラ２３の画像データの低周波成分とを重畳した白基準データに基づいて第２読取部２０による原稿画像の画像データのシェーディング補正を行うので、白基準データは原稿３の読取り直前に読み取られた白基準ローラ２３の画像データに対して汚れ部分による高周波成分を除去されるとともに光源２２の照度等の経時変化する低周波成分が保持される。また、従来のように原稿３の読取り面と白基準ローラ２３とを離さず、接近して配置できる。従って、正確な照度分布を白基準ローラ２３によって取得するとともに白基準ローラ２３上の汚れの影響を排除して正確なシェーディング補正を行うことができる。

初期データは画像形成装置１の出荷時に取得しているが、操作部４１の設定操作によって使用者が所望の時期に初期データを取得できるようにしてもよい。これにより、使用者により白基準ローラ２３の清掃や交換が行われた場合等に、確実に汚れのない白基準ローラ２３を読み取って正確なシェーディング補正を行うことができる。

また、第２読取部２０は原稿３の上面を読み取るため白基準ローラ２３が上方に面する。このため、白基準ローラ２３に汚れが付着しやすくなる。加えて、白基準ローラ２３は原稿３を介して第２読取部２０と対向配置されるので原稿３と摺動して汚れがより付着しやすくなる。従って、本実施形態によって汚れの影響を排除する効果が大きい。

尚、白基準板１８は原稿搬送部１ａに対して隔離されるとともに下方に面するため汚れが付着しにくい。このため、原稿３の下面の画像データは原稿読取りの直前に読み取った白基準板１８の画像データを白基準データとしてシェーディング補正を行っている。これにより、制御を簡単にすることができる。

しかしながら、白基準板１８に付着する汚れの影響が大きい場合には、原稿３の上面の場合と同様に、汚れのない所定時期に読み取られた白基準板１８の画像データの高周波成分と、原稿３の読取り直前に読み取られた白基準板１８の画像データの低周波成分とを重畳した白基準データに基づいて第１読取部１１による原稿画像の画像データのシェーディング補正を行うとよい。

本実施形態において、画像読取装置１について説明しているが、画像読取装置１を備えて画像読取装置１から出力される画像データに基づいて画像を形成する複写機等の画像形成装置であってもよい。

本発明によると、シェーディング補正を行う画像読取装置及び画像形成装置に利用することができる。

本発明の実施形態の画像形成装置を示す側面断面図 本発明の実施形態の画像形成装置の構成を示すブロック図 本発明の実施形態の画像形成装置の原稿の下面の読取りのための初期値を取得する処理を示すフローチャート 本発明の実施形態の画像形成装置の原稿の上面を読取る動作を示すフローチャート 本発明の実施形態の画像形成装置の原稿の上面を読取る動作を示すフローチャート 本発明の実施形態の画像形成装置の白基準板の初期データを示す図 本発明の実施形態の画像形成装置の白基準板の初期データの低周波成分を示す図 本発明の実施形態の画像形成装置の白基準板の初期データの高周波成分を示す図 本発明の実施形態の画像形成装置の白基準板の直前データを示す図 本発明の実施形態の画像形成装置の白基準板の直前データの低周波成分を示す図 本発明の実施形態の画像形成装置の白基準板の直前データの高周波成分を示す図 本発明の実施形態の画像形成装置の第２読取部による読取り時の白基準データを示す図 本発明の実施形態の画像形成装置の第２読取部による読取り時の白基準板の汚れ量を検出するための図

符号の説明

１ 画像形成装置
１ａ 原稿搬送部
１ｂ 本体部
２ 給紙トレイ
３ 原稿
４ 給紙ローラ
５、６、２４ 搬送ローラ
７ 搬送路
８ 読取位置
９ プラテンローラ
１０ 透明板
１１ 第１読取部
１２、２２ 光源
１３、１４、１５ 反射ミラー
１６ レンズ
１７ ＣＣＤ
１８ 白基準板
２０ 第２読取部
２１ ＣＩＳ
２３ 白基準ローラ
２５ 排出トレイ
３１、３３ アンプ
３２、３４ Ａ／Ｄコンバータ
４０ 制御部
４１ 操作部
４２ 記憶部

Claims (6)

1. 白色の白基準部と、原稿画像及び前記白基準部の画像を読み取る読取部と、前記読取部により読み取った画像データを記憶する記憶部とを備え、前記白基準部の画像データに応じて形成される白基準データに基づいて原稿の画像データをシェーディング補正して出力する画像読取装置において、所定時期に読み取られた前記白基準部の画像データを予め前記記憶部に記憶し、前記白基準データが前記所定時期の前記白基準部の画像データの原稿送り方向に垂直な方向の高周波成分と、原稿の読取り直前に読み取られた前記白基準部の画像データの原稿送り方向に垂直な方向の低周波成分とを重畳して成ることを特徴とする画像読取装置。
2. 原稿の両面を読取り可能な画像読取装置であって、前記読取部によって原稿の上面の画像を読み取ることを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
3. 前記白基準部は原稿を介して前記読取部と対向配置されることを特徴とする請求項２に記載の画像読取装置。
4. 前記所定時期は出荷時であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の画像読取装置及び画像形成装置。
5. 前記所定時期を使用者により設定可能にしたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の画像読取装置及び画像形成装置。
6. 請求項１〜請求項５のいずれかに記載の画像読取装置を備え、前記画像読取装置から出力されるシェーディング補正後の画像データに基づいて画像を形成することを特徴とする画像形成装置。

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