JP2005094685A - 画像読み取り装置、画像処理装置、画像形成装置及び画像処理方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 フルカラーのスキャナにおいてモノクロ画像を読み取る際に黒スジの除去を精度よく、効率的に行うことができるようにする。
【解決手段】 原稿を読み取る前にプラテンガラスに対してプレスキャンを行い、ゴミがあれば、ゴミのある主走査方向の黒スジエリアを検出する。検出されたエリア信号301はFIFOに書き込まれる。この状態で原稿の読み取りが開始される。原稿の読み取りを開始してモノクロCCDセンサによる第1の画像データと、カラーCCDセンサによる第2の画像データとの2組の画像データが得る。第2の画像データはRAMに一旦格納し、黒スジの補正を行う場合には、FIFOに保存されたスジエリア信号301を読み出し、エリアに対応する第1画像の信号302を第2画像の濃度データ303に置き換え、第1の画像データの出力データ304とする。これにより、第1の画像データの出力データはゴミが存在したときのデータに置き換えられ、黒スジは除去される。
【選択図】 図5

Description

本発明は原稿画像を光学的に読み取る画像読み取り装置、この画像読み取り装置によって読み取った画像を処理する画像処理装置、前記画像読み取り装置または前記画像処理装置を使用した画像形成装置、及び画像処理方法に関する。
シートスルースキャン方式の画像入力装置において、ゴミなどにより画像読み取り装置のプラテンガラスに汚れがあると、原稿を読み取る間、これらのゴミを常に読み取るため、これらの原稿が端から端までスジ状になって、黒スジの原因となる。そこで、画像品質を向上させるために、この黒スジを除去し、あるいは補正して黒スジが発生しないような処理がとられている。
このような方法の1つとして、例えば特許文献1に開示された発明が知られている。この発明は、画像読み取り手段が読み取って得られた画像データを記憶する手段と、記憶手段に記憶された画像データに基づいて、副走査方向に連続する黒スジの有無を検出する黒スジ検出手段と、黒スジ検出手段が黒スジを検出した場合、読み取った原稿とプラテンガラスとの相対位置を副走査方向と直交する主走査方向に変化させた状態で原稿を画像読み取り装置により再読み取りさせるように構成したものである。すなわち、最初に読み取った第1画像データに黒スジがある場合、CPUはプラテンガラスを初期位置から再読み取り位置まで主走査方向に所定量移動させ、原稿を同じ面を向けたプラテンガラスまで再搬送して再読み取りを行って第2画像データを得るようにし、黒スジ部分のデータについては第2画像データに置き換えるようにしている。
また、特許文献2には、第1及び第2の読み取り手段によって原稿の同一個所から読み取った画像の読み取り濃度値の差が所定の閾値を越えた場合に、第1の読み取り手段による読み取り画像にスジ状のノイズが含まれている旨の判定をするノイズ検知手段と、ノイズ検知手段により第1の読み取り手段による読み取り画像にスジ状のノイズが含まれていないと判定されたときには、第1の読み取り手段による読み取り画像を用いて出力画像を生成し、ノイズが含まれていると判定されたときには、第2の読み取り手段による読み取り画像を用いてそれぞれ出力画像を生成するように構成された発明が開示されている。
特開2000−50023号公報 特開2000−295416号公報
ところで、特許文献1に開示された発明では、黒スジを検出したときに副走査方向にプラテンガラスを移動させることから、この移動のための機構が必要となり、コストが高くなる。また、黒スジを検出したときに、再度読み取る必要があるので、その分の作業効率の低下を招く。
また、特許文献2に開示された発明では、同一特性の単色の読み取り手段が必要となり、常に2つの読み取り手段の読み取りデータを比較して処理を行うことから、処理段数が増加し、処理効率が低下する。さらに、いずれの発明においても、フルカラーの読み取りには対応しておらず、昨今のカラー画像読み取り装置(スキャナ)やカラー複写機に適用することはできない。
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、フルカラーのスキャナにおいてモノクロ画像を読み取る際に黒スジの除去を精度よく、効率的に行うことができる画像読み取り装置、この画像読み取り装置を備えた画像形成装置及び黒スジ補正を行う画像処理方法を提供することにある。
前記目的を達成するため、第1の手段は、RGB各色に対応する読み取り素子を備え、原稿をシートスルーで読み取る画像読み取り装置において、前記RGB各色に対応する読み取り素子で読み取り画像位置とは異なる位置で画像を読み取るモノクロ用の読み取り素子を備えていることを特徴とする。
第2の手段は、第1の手段において、前記モノクロ用の読み取り素子に読み取り光を導く光学系が、前記RGB各色に対応する読み取り素子に読み取り光を導く光学系と同一であることを特徴とする。
第3の手段は、第1または第2の手段において、前記RGB各色に対応する読み取り素子とモノクロ用の読み取り素子とが、色毎に1ラインずつ設けられた4ラインのCCDセンサからなることを特徴とする。
第4の手段は、モノクロ用の読み取り素子で読み取った第1の画像データ及びRGB各色に対応する読み取り素子で読み取った第2の画像データが入力される入力手段と、前記第1の画像データに対して前記第2の画像データを補正データとして使用して所定の画像処理を行う画像処理手段とを含んで画像処理装置が構成されていることを特徴とする。
第5の手段は、第4の手段において、前記所定の画像処理が黒スジ除去処理であり、前記画像処理手段は、前記黒スジに対応する部分の第1の画像データを前記第2の画像データによって補正することを特徴とする。
第6の手段は、第5の手段において、前記第2の画像データを記憶する記憶手段を備え、前記画像処理手段は、原稿読み取り前にプラテンガラスをプレスキャンしてゴミの有無を判定し、ゴミがあった場合には、ゴミの位置を記憶し、第1の画像データの出力時に前記ゴミの位置に相当する位置の画像データを第2の画像データのモノクロの濃度データに置換することを特徴とする。
第7の手段は、第6の手段において、前記ゴミの位置はスジエリア信号としてFIFOに格納され、前記第1画像データの出力時に前記スジエリア信号をFIFOから読み出し、読み出されたスジエリア信号に対応する位置のピクセルの画像濃度を第2の画像データから読み出して置換することを特徴とする。
第8の手段は、画像形成装置が第1ないし第3の手段に係る画像読み取り装置を備えていることを特徴とする。
第9の手段は、画像形成装置が第4ないし第7の手段に係る画像処理装置を備えていることを特徴とする。
第10の手段は、シートスルーで読み取った原稿に発生した黒スジを補正する画像処理方法において、原稿を読み取る前にプラテンガラスを読み取り、モノクロ用の読み取り素子で読み取る光路にゴミがあったときにゴミの位置を記憶する工程と、原稿を搬送してモノクロ用の読み取り素子とRGB各色に対応する読み取り素子とによってそれぞれ異なる位置で原稿上の画像を読み取る工程と、前記RGB各色に対応する読み取り素子によって読み取った画像データを記憶手段に記憶する工程と、ゴミがあったときに前記モノクロ用の読み取り素子によって読み取った画像データを、前記RGB各色に対応する読み取り素子によって読み取った画像データから作成されるモノクロの濃度データで補正する工程とを備えていることを特徴とする。
本発明によれば、フルカラーのシートスルー方式のスキャナにおいてモノクロ画像を読み取る際に高画質の画像データを出力することができる。また、読み取り光路中にゴミが存在した場合に、モノクロ画像データとカラー画像データとから黒スジの除去を精度よく、効率的に行うことができ、高画質の画像出力が可能になる。
以下、図面を参照し、本発明の実施例について説明する。
図1は本発明の実施例に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。図1に示す画像形成装置は、概略的に自動原稿送り装置(以後ADF)1と画像形成装置本体により構成されている。ADF1における原稿台2に原稿の画像面を上にして置かれたシート原稿束は、原稿セット検知センサ9によって検知され、図示しない操作部上のスタート(PRINT)キーが押下されると、一番上の原稿から給送され、レジストセンサ5まで原稿先端が到達すると停止する。レジストセンサ5の位置まで到達した原稿は、さらに再スタートして画像形成装置本体側のADF原稿読み取り位置10において読み取りを行う。片面読み取りの場合はそのまま原稿排紙トレイ7に排出され、両面読み取りの場合は原稿分岐爪6により原稿排紙トレイ7の上で反転し再給紙することで裏面の読み取りを行う。また、ブック原稿などは、コンタクトガラス8上に載置して読み取りユニット50により読み取る。
画像形成装置本体側の第1トレイ11、第2トレイ12、第3トレイ13にそれぞれ積載された転写紙は、第1給紙装置14、第2給紙装置15、第3給紙装置16によって給紙され、次いで共通の縦搬送ユニット17によって感光体18に当接する位置まで搬送される。読み取りユニット50によって読み取られた画像データは、書き込みユニット57からのレーザビームによって感光体18に書き込まれ、現像ユニット27を通過することによってトナー像が形成される。そして、転写紙は感光体18の回転と等速で搬送ベルト19によって搬送されながら、感光体18上のトナー像が転写される。その後、転写紙上の画像は定着ユニット20で定着され、画像が定着された転写紙は、排紙トレイ21に排出される。
転写紙の両面に画像を作像する場合は、定着ユニット20から排紙トレイ21側に導かないで、経路切り替えのための分岐爪111によって、一旦両面搬送パス112に搬送する。その後、両面搬送パス112の転写紙は再び感光体18に作像されたトナー画像を転写するために再給紙され、トナー像が転写されると、定着ユニット20を経由して排紙トレイ21に導かれる。このように転写紙の両面に画像を作成する場合に両面搬送パス112は使用される。
次に図1を用いて、本発明における画像読み取り手段、および画像を記録面上に潜像形成するまでの動作を説明する。潜像とは感光体面上に画像を光情報に変換して照射することにより生じる電位分布である。読み取りユニット50は、原稿を載置するコンタクトガラス8と光学走査系で構成されており、光学走査系には、露光ランプ51、第1ミラー52、第2ミラー55、第3ミラー56、レンズ53、CCDイメージセンサ54等々で構成されている。露光ランプ51及び第1ミラー52は図示しない第1キャリッジ上に固定され、第2ミラー55及び第3ミラー56は図示しない第2キャリッジ上に固定されている。
コンタクトガラス8上の原稿像を読み取るときには、光路長が変わらないように、第1キャリッジと第2キャリッジとは2対1の相対速度で機械的に走査される。この光学走査系は、図示しないスキャナ駆動モータにて駆動される。他方、ADF1により原稿を給紙しながら原稿像を読み取るときには、露光ランプ51及び第1ミラー52を搭載した第1キャリッジと第2ミラー55及び第3ミラー56を搭載した第2キャリッジは図1に示す位置に固定される。原稿画像は、CCDイメージセンサ54によって読み取られ、電気信号に変換されて処理される。
書き込みユニット57はレーザ出力ユニット58、結像レンズ59及びミラー60で構成され、レーザ出力ユニット58の内部には、レーザ光源であるレーザダイオード及び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)が備わっている。レーザ出力ユニット58より照射されるレーザ光は、定速回転するポリゴンミラーで偏向され、結像レンズ59を通り、ミラー60で折り返され、感光体18の表面に集光結像する。偏向されたレーザ光は感光体18が回転する方向と直交する方向(主走査方向)に露光走査され、画像処理部の出力データセレクタより出力された画像信号のライン単位の記録を行う。感光体18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、感光体面上に画像(静電潜像)が形成される。
上述のように、書き込みユニット57から出力されるレーザ光が、画像作像系の感光体18に照射される。図示しないが感光体18の一端近傍のレーザビームを照射される位置に、主走査同期信号を発生するビームセンサが配置されている。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、および画像信号の入出力を行うための制御信号の生成を行う。
図2は本実施形態における画像処理部(画像読みとり部と画像書き込み部)の構成を示すブロック図である。以下、図2を参照して画像処理について説明する。露光ランプ51から照射された光は原稿面を照射し、原稿面からの反射光は結像レンズ53、CCDイメージセンサ54によりそれぞれ結像、受光して光電変換され、A/Dコンバータ61によってデジタル信号に変換される。デジタル信号に変換された画像信号は、シェーディング補正部62でシェーディング補正された後、行間処理部62aでライン間の調整が行われ、黒スジ処理部62bで後述の黒スジを除去する処理を行い、MTF補正部63でMTF補正、γ補正等がなされる。
MTF補正部63を経由した画像データはスキャナメモリ64に一時記憶される。これは、その後の変倍部71及びメモリコントローラ65への転送タイミングを調整するためのものである。変倍部71では変倍率に応じ、読み取った画像データに対して画像の間引きや画像を付加して変倍が行われる。変倍された画像データはメモリコントローラ65に転送され、画像メモリ66に蓄積される。逆に画像メモリ66に蓄積された画像データはメモリコントローラ65を介して書き込みユニット57に転送される。なお、これらの各部は画像読み取りユニット50の制御を司る図示しないCPUが制御する。なお、CPUは図示しないROMに格納されたプログラムを図示しないRAMをワークエリアとして使用しながら実行することにより、各種制御を実行する。
図3は本発明の実施例に係るシートスルー方式の読み取りユニット50の読み取り部の概略構成図である。この実施例では、CCDイメージセンサ54はRGBの3色それぞれに対するカラー用の3ラインCCDイメージセンサ(以下、カラーCCDセンサとも称す)54R,54G,54Bと、黒用の1ラインCCDイメージセンサ(以下、モノクロCCDセンサとも称す)54Kの4ラインCCDイメージセンサから構成されている。そして、原稿の読み取り位置に設けられたプラテンガラス6上を原稿が通過する間に、図3に示すように読み取り装置本体内部(図では下方)から照明された照明光の原稿からの反射光を読み取る。この読み取り位置は原稿搬送側の上流側に当たるA位置と下流側に当たるB位置に設定され、A位置における原稿からの反射光はモノクロCCDセンサ54Kに入射され、B位置における原稿からの反射光はカラーCCDセンサ54R,54G,54Bに入射される。そして、カラースキャナとして使用する場合には、カラーCCDセンサ54R,54G,54Bの出力だけでフルカラーの読み取りを行い、モノクロ原稿を読み取るモノクロスキャナとして使用する場合には、モノクロCCDセンサ54Kの出力に加えてカラーCCDセンサ54R,54G,54Bの出力も使用する。
すなわち、カラーコピーのためにカラー原稿を読み取る時には、R、G、Bの3ラインカラーCCDセンサ54R,54G,54Bを使って原稿を読み取り、その読み取りデータに基づいてカラー画像を記録紙上に形成する。モノクコピーの時にはカラーCCDセンサ54R,54G,54BとモノクロCCDセンサ54KのCCDを使用するが、モノクロCCDセンサ54Kで読み取った画像データをメインに使用し、カラーCCDセンサ54R,54G,54Bで読み取った画像は画像処理の候補画像データとして使用する。
図4はモノクロ画像を読み取ったときに黒スジがある場合の処理を示す説明図で、図5はそのときの読み取りと補正のタイミングを示すタイミングチャート、図6は補正を行ったときの出力状態を示す説明図である。
このようなシートスルー方式の画像読み取り装置では、プラテンガラス9上に図3に示すようにゴミ9aが付着し、そのゴミ9aが読み取り光路上(A位置)に位置していると、原稿画像とともにこのゴミ9aも読み取ることになる。ゴミ9aは移動しないが、原稿は副走査方向に移動するので、ゴミ9aがA位置にあると図4に示すようにモノクロCCDセンサ54Kで読み取った画像データ200には副走査方向に黒スジ201が入ることになる。一方、カラーCCDセンサ54R,54G,54Bで読み取る読み取り位置(B位置)には、ゴミ9aは付着していないので、黒スジは生じない。このような読み取りデータが前提となる。
そこで、この実施例では、原稿を読み取る前にプラテンガラス9に対してプレスキャンを行う。このプレスキャンによりゴミ9aがあれば、ゴミ9aのある黒スジエリア(主走査方向の位置)を検出する。検出されたエリア信号(位置信号)301はIPU49に設けられた図示しないFIFOに書き込まれる。この状態で原稿の読み取りが開始される。
原稿の読み取りが開始されると、モノクロCCDセンサ54Kによって読み取られた画像データ(以下、第1の画像データと称す)と、カラーCCDセンサ54R,54G,54Bで読み取られた画像データ(以下、第2の画像データと称す)との2組の画像データが得られる。このうち第2の画像データは画像メモリ66中のRAM204に一旦格納される。この第2の画像データには、図3に示すように読み取り位置がゴミ9aの存在位置から外れ、図4符号203で示すLだけずれた位置で読み取っているので、黒スジはない。また、モノクロCCDセンサ54Kで読み取った画質の方が、カラーCCDセンサ54R,54G,54Bで読み取ったモノクロ画像の画質の方が高いので、モノクロ画像読み取りの場合には、第1画像データを基本的な読み取りデータとして使用し、この第1画像データに対して第2画像データを補正データとして使用する。
そこで、黒スジの補正を行う場合には、FIFOに保存されたスジエリア信号301を読み出し、エリアに対応する第1画像の信号(黒−302)を第2画像の濃度データ303に置き換え、第1の画像データの黒スジ部(黒スジとなったピクセル)の出力データ304とする。例えば図4に示すRAM204の黒スジのアドレス205に対応するモノクロ画像の画像データ「ff」を、第2画像の濃度データ「a2」に置き換えることになる。このようにして黒スジの位置に対応する原稿の濃度データを、カラーCCDセンサ54R,54G,54Bの読み取りデータから濃度データに変換したもので置き換える。このカラーの読み取り情報の濃度データは、、モノクロ画像の濃度データに対応する。このように補正すると、図6に示すように出力画像206では、読み取り時の画像データで存在した黒スジの部分に対応する副走査方向の位置207は、本来あるべきモノクロの画像データに置き換わっているので、全く黒スジは表れず、高画質の出力画像を得ることができる。
これらの処理は、図2に示した黒スジ処理部62bで行われるが、第1画像データは第2画像データによって黒スジのデータが置き換えられるまで遅延され、合成(補正された)時点で後段のMFTγ補正部63にライン毎に出力される。なお、MFTγ補正部63ではMTF補正とγ補正に基づいた画像処理が行われる。
カラーCCDセンサ54R,54G,54Bで読み取った画像データは、黒スジが発生した位置の原稿データを遅れたタイミングで読み取ったもので、まさにゴミ9aによって隠されたピクセルの画像情報そのものであり、黒スジを前記画像情報(画像濃度)で置き換えて補正することにより、ゴミ9aがない状態の原稿を読み取ったものと全く同一である。したがって、一般に行われている主走査の周辺画素を利用して黒スジの部分に対して補正を掛け、黒スジをなくすようにしている処理では、そのピクセル自体の画像データではないので、画質が低下する可能性がある。しかし、この実施例のように処理すると、本来読み取るべきピクセルの画像データを直接使用するので、画質を維持することができる。
この実施例では、カラースキャナにモノクロCCDセンサ54Kを追加して原稿を読み取るようにしたので、前述の従来例のようにプラテンガラスを移動させる機能や、常に2つの読み取り手段の読み取りデータを比較して処理を行うことから、処理段数が増加し、処理効率が低下したりすることもない。また、モノクロ画像を読み取る場合に、カラーCCDセンサ54R,54G,54BよりもモノクロCCDセンサのほうが合成処理が不要な分、また、光を分光する際の光学上のノイズなどもないことから、精度がよく、画質も高いので、カラースキャナのモノクロ画像の読み取り画質の向上も図ることができる。なお、プレスキャンは、通常、1つのジョブ、ここでは1つの原稿の読み取り時に1回行われる。
また、この実施例では、黒の読み取り位置Aがカラーの読み取り位置Bよりも原稿搬送方向上流側に位置しているが、逆の場合でも同様である。
本発明の実施例に係る複合機能を有する画像形成装置の内部構成の概略を示す概略構成図である。 本実施例に係る画像形成装置の画像処理部の詳細を示すブロック図である。 本発明の実施例に係るシートスルー方式の読み取りユニットの読み取り部の概略構成図である。 モノクロ画像を読み取ったときに黒スジがある場合の処理を示す説明図である。 図4における処理時の読み取りと補正のタイミングを示すタイミングチャートである。 補正を行ったときの出力状態を示す説明図である。
符号の説明
9 プラテンガラス
9a ゴミ
52 第1ミラー
53 レンズ
54 CCDイメージセンサ
54R,54G,54B カラーCCDセンサ
54K モノクロCCDセンサ
55 第2ミラー
56 第3ミラー
62b 黒スジ補正部

Claims (10)

  1. RGB各色に対応する読み取り素子を備え、原稿をシートスルーで読み取る画像読み取り装置において、
    前記RGB各色に対応する読み取り素子で読み取り画像位置とは異なる位置で画像を読み取るモノクロ用の読み取り素子を備えていることを特徴とする画像読み取り装置。
  2. 前記モノクロ用の読み取り素子に読み取り光を導く光学系が、前記RGB各色に対応する読み取り素子に読み取り光を導く光学系と同一であることを特徴とする画像読み取り装置。
  3. 前記RGB各色に対応する読み取り素子とモノクロ用の読み取り素子とが、色毎に1ラインずつ設けられた4ラインのCCDセンサからなることを特徴とする請求項1または2記載の画像読み取り装置。
  4. モノクロ用の読み取り素子で読み取った第1の画像データ及びRGB各色に対応する読み取り素子で読み取った第2の画像データが入力される入力手段と、
    前記第1の画像データに対して前記第2の画像データを補正データとして使用して所定の画像処理を行う画像処理手段と、
    を備えていることを特徴とする画像処理装置。
  5. 前記所定の画像処理が黒スジ除去処理であり、前記画像処理手段は、前記黒スジに対応する部分の第1の画像データを前記第2の画像データによって補正することを特徴とする請求項4記載の画像処理装置。
  6. 前記第2の画像データを記憶する記憶手段を備え、
    前記画像処理手段は、原稿読み取り前にプラテンガラスをプレスキャンしてゴミの有無を判定し、
    ゴミがあった場合には、ゴミの位置を記憶し、第1の画像データの出力時に前記ゴミの位置に相当する位置の画像データを第2の画像データの濃度データに置換することを特徴とする請求項5記載の画像処理装置。
  7. 前記ゴミの位置はスジエリア信号としてFIFOに格納され、
    前記第1画像データの出力時に前記スジエリア信号をFIFOから読み出し、
    読み出されたスジエリア信号に対応する位置のピクセルの画像濃度を第2の画像データから読み出して置換する
    ことを特徴とする請求項6記載の画像処理装置。
  8. 請求項1ないし3のいずれか1項に記載の画像読み取り装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
  9. 請求項4ないし7のいずれか1項に記載の画像処理装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
  10. シートスルーで読み取った原稿に発生した黒スジを補正する画像処理方法において、
    原稿を読み取る前にプラテンガラスを読み取り、モノクロ用の読み取り素子で読み取る光路にゴミがあったときにゴミの位置を記憶する工程と、
    原稿を搬送してモノクロ用の読み取り素子とRGB各色に対応する読み取り素子とによってそれぞれ異なる位置で原稿上の画像を読み取る工程と、
    前記RGB各色に対応する読み取り素子によって読み取った画像データを記憶手段に記憶する工程と、
    ゴミがあったときに前記モノクロ用の読み取り素子によって読み取った画像データを、前記RGB各色に対応する読み取り素子によって読み取った画像データから作成されるモノクロの濃度データで補正する工程と、
    を備えていることを特徴とする画像処理方法。
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US8208171B2 (en) 2008-03-28 2012-06-26 Konica Minolta Business Technologies, Inc. Image reading apparatus and method to prevent image erasing due to erroneously line-shaped noise detection

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