JP2004333676A - 画像読み取り装置及び画像処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フラットベッド型の画像読み取り装置および読み取り画像信号の処理を行う画像処理装置において、原稿画像読み取り時の外光成分による読み取り画像データの劣化分が著しく大きい場合には、該装置において画像読み取り動作の実行を禁止し、正確な画像読み取り及び画像出力が得られない状態であることをユーザに通知させることにより、画像読み取りミスを防止する。
【解決手段】透明原稿台を有する画像読取装置において、外光量検出手段、画像劣化が生じる状態（以下、エラー状態とする）と正常な読み取りが可能な状態との閾値を外光光量値により任意に設定する設定手段と、該装置がエラー状態にあることを使用者（ユーザ）に知らせる通知手段を有し、外光量が設定された閾値を越えた場合には、エラー状態として画像読み取り動作の実行を禁止し、前記装置手段を用いてユーザに該装置がエラー状態にあることを通知させる制御を行う制御手段を有する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、透明な原稿載置台を有するフラットベッド型の画像読み取り装置および読み取り画像信号の処理を行う画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
原稿載置型の画像読み取り装置（フラットベッドスキャナ）は、原稿を露光源により照射し、原稿反射光を光電変換素子群（ＣＣＤ）により電気信号に変換して画像情報を読み取る構成となっている。読み取り系は２種類あり、レンズを使って原稿像を小さくしてＣＣＤに投影する構成の縮小光学系と、ロッドレンズアレイという特殊なレンズで原稿とＣＣＤを１：１で対応させる等倍光学系がある。ＣＣＤについて簡単に説明する。ＣＣＤは電荷蓄積部と電荷転送部に分かれており、原稿画像データは、ＣＣＤの各画素における電荷蓄積層に入射する光量に比例した電荷量（信号出力は電荷量に比例した電圧値）である。そのため見開き本の原稿を読み取る際に、原稿押圧部材を開いた状態で原稿読み取りを行った場合、入射光が画像情報を含んだ原稿反射光であるか、または外光の入射であるかを出力信号から判別することは不可能である。つまり、フォトダイオードの入射光量をＬ、原稿反射光量をＲ、外光量をＳとすると
Ｌ＝Ｒ＋Ｓ
となる。このようにＣＣＤは信号レベルにおいて本質的に外光ノイズ成分を持っているが、Ｒ＞＞Ｓであれば、出力信号において外光の影響をほとんど受けないことになる。
【０００３】
実際、従来のＣＣＤを用いた画像読み取り装置では、照度の高い露光源をもちいているため、原稿反射光量Ｒに対して外光量Ｓが十分小さくなり、原稿押圧部材を開いた状態で原稿の読み取りを行った場合においても、読み取り画像信号は外光の影響をほとんど受けないレベルであった。
【０００４】
しかしながら現在、ＣＣＤの感度は大幅に向上しており、これにより露光源の照度を比較的低く設定できるため、露光源の低照度化がはかられている。これは、省消費電力、低コスト化につながるからである。特に密着型センサ（等倍光学系）では更に低照度のＬＥＤアレイやＬＥＤと線状導光体を用いたＬＩＤＥ光源（Ｌｉｇｈｔ Ｉｎｄｉｒｅｃｔｉｏｎ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）なども採用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような露光源の低照度化により、原稿反射光量Ｒと外光量Ｓの差が小さくなり、原稿押圧部材を開いた状態での画像読み取り時におけるＣＣＤへの外光ノイズ成分が無視できないレベルとなってきており、出力信号レベルの劣化を招くという問題が生じることが予想される。
【０００６】
特にデジタル複写機などに用いられる画像読み取り部において、外光による画像信号の劣化が起こった場合には、画像形成部よりプリントアウトされた画像にその劣化が反映されるため、所望の画像が得られない場合が生じる。
【０００７】
上記課題に対する先願として、「外光を検知し、該検知結果に基づいて、照射光源の光量を変化させる制御を行う」という方式（ミノルタ：特開平１１−１６８６００号公報）が提案されている。
【０００８】
しかしながら上記方式では外光影響による画像劣化、読み取りミスを完全に防止することは困難である。
【０００９】
本発明は上記のような問題点を解決するためになされたものであり、透明な原稿載置台を有するフラットベッド型の画像読み取り装置および、読み取られた画像信号の処理を行う画像処理装置において、原稿画像読み取り時の外光成分による読み取り画像データの劣化分が著しく大きい場合には、該装置において画像読み取り動作の実行を禁止し、正確な画像読み取り及び画像出力が得られない状態であることをユーザに通知させることにより、画像読み取りミスを防止する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、原稿を載置する透明な原稿載置台と、この原稿載置台上の原稿を押圧し、前記原稿載置台の上面を覆う閉位置と、該上面を開放する開位置とに開閉する原稿押圧部材と、前記原稿載置台に載置された原稿を露光する露光手段と、原稿画像情報を含む原稿反射光を電気信号に変換し出力する光電変換手段とを有し、読み取った画像信号を第１のデータとして出力する原稿画像読み取り部と、前記原稿画像読み取り部より出力された第１のデータである画像信号を、該画像データを顕像化する画像出力部に応じた第２のデータである画像信号に変換するために所定の画像処理を実施する画像処理手段と、前記画像処理手段における複数個の処理条件の設定を行う設定手段と、前記設定手段により設定された画像処理条件に基づいて、前記画像処理手段の制御を行う制御手段を有する画像処理部とを有する画像読み取り装置及び画像処理装置において、前記画像読み取り部における原稿載置台の下部に入射する外光光量を検出する光量検出手段を設け、読み取りエラーが起きる状態（以下、エラー状態とする）と正常な読み取りが可能な状態との閾値を外光光量値により任意に設定する設定手段と、該装置がエラー状態にあることを使用者（ユーザ）に知らせる通知手段を有し、前記光量検出手段の検出光量が前記設定された閾値を超えた場合には、エラー状態として画像読み取り動作の実行を禁止し、前記通知手段を用いてユーザに該装置がエラー状態にあることを通知させる制御を行う制御手段を有することを特徴とする画像読み取り装置及び画像処理装置。
【００１１】
前記請求項１記載の光電変換手段が、外光光量を検出する光量検出手段を兼ねることを特徴とする画像読取装置及び画像処理装置。
【００１２】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
以下、本発明の好適な実施形態の一例としてデジタル複写機について図面を参照して説明する。請求項１記載の画像出力部はデジタル複写機においては任意の記録材に画像形成を行う画像形成装置（プリンタ）に相当する。
【００１３】
１． デジタル複写機の全体構成
１．１．基本動作
図１は本発明である画像読み取り装置及び画像処理装置の制御ブロック図であり、図中の画像出力部をプリンタとしてデジタル複写機の制御ブロック図とする。該図を用いてまずデジタル複写機によるコピー動作について説明する。画像読み取り部１−１のＣＣＤにより読み取られた原稿画像情報は、電気信号に変換され第１形式の画像データとして、画像処理回路（ＩＰＵ）１−２に送信される。
【００１４】
第１形式の画像データを受信したＩＰＵは、該データに対して各処理（１．３において詳細説明を行う）を行い、第２形式の画像データを生成し、画像出力部（ここではプリンタ）１−５に送信する。プリンタでは受信した第２形式の画像データに基づいて画像形成が行われることにより、コピー動作が可能となる。
【００１５】
１−３は制御回路で、内部にプログラムやデータを格納するＲＯＭ１−３ａ、ＲＡＭ１−３ｂを備えており、制御操作部１−４により設定された画像処理条件に基づいて該回路内のＣＰＵ１−３ｃがＩＰＵの駆動及び制御を行う。
【００１６】
尚、本発明を実施するために、画像読み取り部には外光光量を検出する光量検出センサ１−６が取り付けられている（詳細は２．において後述する）。
【００１７】
以下、画像読み取り部の構成、画像処理制御部の構成、画像形成部の構成、及び処理動作についてそれぞれ説明する。
【００１８】
１．２．画像読み取り部
図４、図５を用いて、本実施形態における画像読み取り部の動作、及び上記第１形式の画像データについて説明する。
【００１９】
画像読み取り部は、原稿を載置する原稿台ガラス４−１、該原稿台を押圧し、開閉が可能な圧板４−２と光学走査系で構成されている。代表的な構成として縮小光学系と等倍光学系がある。まず縮小光学系光学系を用いたフラットベッド型スキャナについて図４を用いて説明する。該光学系は、露光ランプ４−３、第１ミラー４−４、第４ミラーセット４−５、レンズ４−６、ＣＣＤイメージセンサ４−７等々で構成されている。露光ランプ４−３及び第１ミラー４−４は、第１キャリッジ上（図示せず）に、第２ミラーセット（図示せず）は第２キャリッジ上に固定されている。原稿台ガラス４−１上に置かれた原稿を読み取るときには、光路長が変わらないように、第１キャリッジ、第２キャリッジとが所定の相対速度で機械的に走査される。この光学走査系は、スキャナ駆動モータ（図示せず）にて駆動される。原稿画像は、ＣＣＤイメージセンサ４−７によって読み取られ、電気信号（アナログ信号）に変換される。
【００２０】
次に等倍光学系を用いたフラットベッドスキャナについて図５を用いて説明する。該光学系として密着型イメージセンサ（ＣＳ：コンタクトセンサ）を例に取る。ＣＳは線状光源５−１と受光センサ部５−２がフレームによって一体構成されている。原稿反射光は等倍でレンズアレイ５−３に入射し、フレーム内に原稿幅サイズ実装されたＣＣＤにより読み取られ、電気信号に変換される。このセンサを原稿台ガラスに沿ってスライドさせることにより、原稿画像の読み取りを行うことができる。
【００２１】
ＣＣＤセンサにより出力される画像信号は、各画素の濃度を表すアナログ信号であり、該信号はＡＤ変換器（ＡＤＣ）により、１画素毎に多値（２値以上）データに変換される。この多値データを第１形式の画像データとする。該データは、一般的な白黒８値データを例とすると、８ビットすべてが”１”のときは、完全な白（または白）、すべてが”０”のときは完全な黒（または白）、その中間がグレーとし、数値に比例した階調をもつ。
【００２２】
１．３．画像形成部
デジタル複写機で用いられる画像形成部は、電気信号で送られた画像イメージを電子写真、感熱、熱転写、インクジェット等の手段により普通紙、感熱紙などに形成する装置である。本実施例では、レーザビーム露光方式を用いた電子写真方式の画像形成部について図６及び図７を用いて説明を行う。
【００２３】
６−１は感光ドラムで光の照射によって電気的特性が変化する光半導体層が形成されており、画像形成動作中は定速回転を行う。以下画像形成動作は以下に示すステップにしたがって行われる。
【００２４】
（１）帯電：帯電器（帯電ローラ）６−２により感光ドラム６−１の光半導体層を均一に帯電させる。
【００２５】
（２）レーザ露光：感光ドラムに向けて、レーザ光学系６−３（詳細説明は後述する：図７参照，下記に詳細説明）により画像パターン（静電潜像）を照射する（破線部Ｂ）。
【００２６】
（３）現像：現像器６−４により、静電潜像にトナーを付着させる。
【００２７】
（４）転写：転写ローラ６−５により記録材（以下、記録紙とする）上に転写させる。
【００２８】
（５）定着：定着器６−６により、記録紙の加熱及び加圧を行い、トナーを記録紙上に定着させ、記録紙が排紙トレー６−７上に排出される。
【００２９】
（６）クリーニング：記録紙上に転写しきらずにドラム上に残ったトナーをブレード６−８によりかき落し、かき落されたトナーは排トナー容器６−９内に蓄積される。
【００３０】
上記ステップに従って画像形成動作が行われる。尚、記録紙または記録材は、給紙カセット６−１０または手差しトレイ６−１１に積載され、給紙ローラ６−１２により、ドラム面に搬送される（図中破線部Ａ）。
【００３１】
ここで、レーザ露光系６−３について図７を用いて詳細な説明を行う。
【００３２】
図６に示すように、レーザ書き込み系は、レーザ出力ユニット６−３ａ、ミラー６−３ｂで構成されている。レーザ出力ユニット６−３ａの内部には、レーザ光源であるレーザダイオード７−１、モータによって高速で定速回転する回転多面鏡（ポリゴンミラー）７−２、レーザ光の補正を行うシリンドリカルレンズ７−３、レーザ光を感光ドラム上に結ばせる焦点レンズ７−４が備わっている。レーザ光源７−１より照射されるレーザ光は、定速回転に伴って変化するポリゴンミラーの反射角度によって左右（主走査方向）に振られ、焦点レンズ７−４により感光ドラム上に焦点を結ばせ、ミラー６−３ｂで折り返され、感光ドラム面上６−１に集光結像する。主走査方向上に左右に振られたレーザ光は感光ドラムが回転する方向と直行する方向（主走査方向）に露光走査され、後述する画像処理部より出力された画像信号のライン単位の記録を行う。このとき、送信された第２形式の画像データ信号に応じてレーザ光はオン・オフさせる。感光ドラム６−１の回転速度と記録密度に対応した所定の周期で主走査を繰り返すことによって、感光ドラム面上に、前記画像読み取り部により読み取った画像に対応する静電潜像が形成される。
【００３３】
また、レーザ出力ユニット内部において感光ドラム６−１の一端近傍のレーザビームが照射される位置には、主走査同期信号（ＢＤ信号）を発生するビームセンサ７−５が配置されている。この主走査同期信号をもとに、主走査方向の画像記録開始タイミングの制御、および後述する画像信号の入出力を行うための制御信号の生成を行う。
【００３４】
１．４．画像処理部
画像処理回路１−２が行う画像処理について説明する。
【００３５】
画像読み取り部１−１（スキャナ）から送信された各画素の濃度を表わす第１形式の画像データを、第２形式の画像データに変換して画像形成部（プリンタ）１−４へ送信するために必要な画像処理として、（１）シェーディング補正、（２）ＡＥ処理、（３）変倍処理、（４）フィルタ処理、（５）濃度処理、（６）階調処理があり、基本的に図３に示すようなステップに従って該処理が行われる。次に各処理について説明を行う。
【００３６】
（１）シェーディング補正：原稿を照射する光源の照射ムラや、ＣＣＤの感度ばらつきを補正する。
【００３７】
（２）ＡＥ処理：下地除去（カラー原稿における下地の除去）、ＡＩコントラスト処理（原稿種類に応じた最適な濃度に補正）。
【００３８】
（３）変倍処理：画像の読み取り密度を変化させ、読みとった画像データを用いてデータ補間する処理。
【００３９】
（４）フィルタ処理：フィルタ処理部で画像中の文字の先鋭さの強調（エッジ強調）、画像中のノイズ成分の除去（スムージング）。
【００４０】
フィルタ処理の例を示す。フィルタは一般的に２次元のマトリクスとして、
【外１】

【００４１】
のように与えられる。ここでＡは該マトリクスの係数、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅは整数で、ともに実行する処理に応じて任意に設定でき、エッジ強調、スムージング等を行うフィルタとしての値は予め設定されている。また、この数値の組み合わせ（パターン）は、複数個設定できる。
【００４２】
（５）濃度処理：デジタル信号のレベルをコピー濃度ボタンの情報あるいはＡＥ処理結果に応じて輝度データから濃度データに変換して出力する。
【００４３】
（６）階調処理：画像形成部の記録方式に応じて２値化あるいは多値化処理が行われる。
【００４４】
２値化処理はその目的によって、単純２値化処理方式、２値擬似中間調処理方式（ディザ法）に大別される。前者は文字、線画を、各画素毎にドットに記録するか否かを一定閾値で２値化（判定）し、原稿の持つ解像情報をより忠実に再現することを目的とし、後者は写真に代表されるハーフトーン画像の持つ階調情報をより忠実に再現することを目的とする。擬似中間調処理方式には様々は方式が提案、実施されているが、いずれの方式も単位面積当たりの黒（記録）ドット数によって擬似的に中間調を表現するものである。
【００４５】
ここでは一例として、誤差拡散法について述べる。誤差拡散法（Ｅｒｒｏｒ Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ：ＥＤ法）は、任意の注目画素の周辺に生じた２値化誤差を誤差フィルタで重みづけし、これから２値化するその周辺画素に配分し補正する。従っては誤差補正された後に、一定閾値で２値化されることになる。
【００４６】
この方式の特徴は２値化誤差が、２次元的に空間的に拡散配分されるため、良好な階調再現性を持つとともに、解像再現性も比較的良い。また、網点原稿に対してもモアレ抑圧の効果が大きい。この重み係数、２値化閾値は任意に設定することが可能で、読み取りの解像度や会調整に応じて設定される。
【００４７】
以上がデジタル複写機を構成する上で最低限の画像処理である。ただし、この制御ブロック構成は、複写機の種類（カラーまたは白黒）、その他の画像処理／編集との関係等で処理順序あるいは構成が変わる場合もある。
【００４８】
２．本発明を実施した場合におけるデジタル複写機の制御方式
本発明を実施した場合におけるデジタル複写機の制御方式について図２を用いて説明する。図１に示すように、まず画像読み取り部において、原稿台下部に光量検出センサ１−６を設置する。本実施例では該センサは、本センサーはフォトダイオードとオペアンプにより構成され（図示せず）入射光量に比例して、出力電圧値が変化し、その出力はＣＰＵのＡ／Ｄポートに入力されその値を読み込み外光レベルの検出を行う。圧板が閉じられている状態では、外光はセンサーにほとんど入射しないため、光量は０に近いレベルとなる。
【００４９】
前記のような外光量は画像読み取り部における光電変換素子の出力信号を読み取ることによっても検出可能である。
【００５０】
また、製本された本等を開いて画像を読み取る場合、圧板は開かれた状態で読み取りをおこなうため、光量センサーには圧板に開き具合にほぼ比例したかたちで外光が検出されることが予想される。
【００５１】
これらの例は本発明を限定するものではない。
【００５２】
制御回路１−３は光量検出センサ１−６の検出結果に基づいて、図２に示すフローチャートに基づいた制御を行う。図２は本発明を実行するための制御処理動作を示すフローチャートである。なお、本動作はＲＯＭ１−３ｂに格納されているプログラムに基づいてＣＰＵの指示により実行される。
【００５３】
まず、本発明の制御フローの概要について説明する。
【００５４】
まず、該装置をエラー状態とする外光光量値（閾値）Ｌ＿１をＣＰＵに接続された操作部により設定する（ステップＳ１）。光量検出センサからの出力電圧をＡＤ変換及び数値化して検出光量値Ｌを得る（ステップＳ２）。閾値Ｌ＿１と検出光量値Ｌを比較し（ステップＳ３）、ＬがＬ＿１より大きい場合（Ｌ＜Ｌ＿１）には、エラー状態として画像読み取り動作を禁止し（ステップＳ４）、ユーザにエラー状態にあることを通知する（ステップＳ５）。ＬがＬ＿１より小さい場合（Ｌ＜Ｌ＿１）には、通常状態に移行する（ステップＳ６）。
【００５５】
上記実施例は制御回路としてＣＰＵ、つまりプログラミングによりソフト的に制御を行ったが、電子素子のみを用いてハード的に実現することも可能である。
【００５６】
ここで本発明において、ユーザにエラー状態にあることを通知する手段は、視覚的手段としては、該装置の操作部の液晶パネルにおけるメッセージの表示やエラー用のＬＥＤの点灯、また聴覚的手段としてはエラー音や、音声メッセージ等様々な手段が挙げられ、何れの手段を用いても問題はない。
【００５７】
（その他の実施例）
本発明は画像読み取り装置及び画像処理装置に関するものであるため、画像出力部の出力形態により限定されない。つまり、画像出力部が実施例１に示したような画像形成装置（各種プリンタ）だけでなく、画像を表示する表示装置（各種ディスプレイ）及び、画像を記録する記録装置（各種メモリ）の何れの場合においても適用可能である。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、透明な原稿載置台を有するフラットベッド型の画像読み取り装置および読み取り画像信号の処理を行う画像処理装置において、原稿画像読み取り時の外光成分による読み取り画像データの劣化分が著しく大きい場合には、該装置において画像読み取り動作の実行を禁止し、正確な画像読み取り及び画像出力が得られない状態であることをユーザに通知させることにより、画像読み取りミスを防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明である画像読み取り装置および画像処理装置の制御ブロック図。
【図２】本発明の制御を実行するためのフローチャート。
【図３】縮小光学系を用いた画像読み取り部の構成図。
【図４】等倍光学系（ＣＳ）を用いた画像読み取り部の構成図。
【図５】電子写真方式を用いた画像形成部の構成図。
【図６】レーザ露光装置の構成図。
【図７】デジタル画像形成装置における画像処理ブロック図。

Claims (2)

1. 原稿を載置する透明な原稿載置台と、この原稿載置台上の原稿を押圧し、前記原稿載置台の上面を覆う閉位置と、該上面を開放する開位置とに開閉する原稿押圧部材と、前記原稿載置台に載置された原稿を露光する露光手段と、原稿画像情報を含む原稿反射光を電気信号に変換し出力する光電変換手段とを有し、読み取った画像信号を第１のデータとして出力する原稿画像読み取り部と、
   前記原稿画像読み取り部より出力された第１のデータである画像信号を、該画像データを顕像化する画像出力部に応じた第２のデータである画像信号に変換するために所定の画像処理を実施する画像処理手段と、前記画像処理手段における複数個の処理条件の設定を行う設定手段と、前記設定手段により設定された画像処理条件に基づいて、前記画像処理手段の制御を行う制御手段を有する画像処理部とを有する画像読み取り装置及び画像処理装置において、
   前記画像読み取り部における原稿載置台の下部に入射する外光光量を検出する光量検出手段を設け、画像に劣化を生じさせる状態（以下、エラー状態とする）と正常な読み取りが可能な状態との閾値を外光光量値により任意に設定する設定手段と、該装置がエラー状態にあることを使用者（ユーザ）に知らせる通知手段を有し、前記光量検出手段の検出光量値が前記設定された閾値を超えた場合には、エラー状態として画像読み取り動作の実行を禁止し、前記通知手段を用いてユーザに該装置がエラー状態にあることを通知させる制御を行う制御手段を有することを特徴とする画像読み取り装置及び画像処理装置。
2. 前記請求項１記載の光電変換手段が、外光光量を検出する光量検出手段を兼ねることを特徴とする画像読取装置及び画像処理装置。

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