JP2011155535A - 画像読取り装置、及びその画像読取り装置を備える画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光電変換素子から主走査ラインまでの光路に埃が存在していても、読取られた原稿画像に対する埃の影響を大幅に軽減する。
【解決手段】制御部１０６は、注目画素毎に、前後に隣り合う他の２つの画素に対応する各白シェーディングレベルを平均して、注目画素の白シェーディングレベルからその平均値を差し引いた差を求め、この差の絶対値（白シェーディングレベルの変動量）を閾値と比較する。そして、その変動量が閾値を超えていれば、白シェーディングレベルが異常に変動したと判定し、黒シェーディングメモリ１０５内の黒シェーディングレベルを参照して、その注目画素の黒シェーディングレベルをその変動量に比例させて高く補正し、黒シェーディングメモリ１０５内のその黒シェーディングレベルを更新する。
【選択図】図４

Description

本発明は、原稿画像を露光して読取る画像読取り装置、及びその画像読取り装置を備える画像形成装置に関する。

この種の画像読取り装置においては、原稿を副走査方向に搬送しつつ、この搬送中の原稿を光電変換素子により主走査方向に走査して読取る。あるいは、原稿をプラテンガラス上に載置し、プラテンガラス下方の光学走査系及び光電変換素子により原稿を副走査方向及び主走査方向に走査して読取る。光電変換素子としては、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)等がある。

また、原稿の照明ムラや光電変換素子の感度ムラを補正するべく、原稿を読取ったときの光電変換素子の出力レベルにシェーディング補正を施している。例えば、特許文献１では、光電変換素子により白基準板を読取って、白シェーディングレベルを求め、また照明をオフにして光電変換素子による読取りを行ったり、光電変換素子により黒基準板を読取って、黒シェーディングレベルを求め、原稿を読取ったときの光電変換素子の出力レベルを白シェーディングレベル及び黒シェーディングレベルで補正して、原稿の照明ムラや光電変換素子の感度ムラの影響を排除している。

特開２００２−３１４８０５号公報

ところで、光電変換素子は、原稿画像の副走査に伴い、原稿画像を主走査方向に（主走査ラインに沿って）繰返し走査するが、光学変換素子から主走査ラインまでの光路に埃等が存在すると、光学変換素子により原稿画像と共に埃が読取られ、読取られた原稿画像上で埃が副走査方向に沿うスジとして現れる。例えば、図８に示すように白基準板２０１と読取りガラス２０２との間の隙間に原稿を通して副走査方向に搬送しつつ、読取りガラス２０２上方の光源２０３により原稿を照明し、読取りガラス２０２上側の光電変換素子２０４により原稿画像を読取る構成において、光電変換素子２０４から主走査ラインまでの光路２０５に埃２０６が存在すると、読取られた原稿画像上で埃２０６が副走査方向のスジとして現れる。特に、原稿画像が黒であって、埃２０６が白である場合は、図９に示すように黒もしくは暗い諧調の原稿画像２０７に白いスジが現れて、画像品質が大きく低下する。

埃が清掃し易い箇所に付着していれば、その箇所を清掃することにより埃を除去することができるが、埃が清掃不可能な箇所に付着すると、この埃を除去することができず、サービスマン等による分解清掃が必要となって、埃を除去するまでは読取られた原稿画像にスジが現れる。例えば、図８において、読取りガラス２０２の下面に埃が付着しても、その下面を清掃することにより埃を除去することができる。しかしながら、読取りガラス２０２の上面に埃が付着すると、分解清掃が必要となり、サービスマン等による分解清掃が行われるまで、原稿画像にスジが現れることになる。

そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、光電変換素子から主走査ラインまでの光路に埃が存在していても、読取られた原稿画像に対する埃の影響を大幅に軽減することが可能な画像読取り装置、及びその画像読取り装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の画像読取り装置は、主走査ラインに沿って読取り走査を行って、原稿を読取る光電変換素子を備え、白基準を読取ったときの前記光電変換素子の出力レベルに基づき前記各画素の白シェーディングレベルを求め、黒基準を読取ったときもしくは暗状態のときの前記光電変換素子の出力レベルに基づき前記各画素の黒シェーディングレベルを求め、原稿画像を読取ったときの前記光電変換素子の出力レベルを白シェーディングレベル及び黒シェーディングレベルで補正する画像読取り装置であって、前記主走査ラインの画素毎に、画素と該画素近傍の他の画素との間の白シェーディングレベルの変動量を求め、この変動量が予め設定された閾値を超えたか否かを判定し、閾値を超えたと判定すると、この判定の対象となった画素の黒シェーディングレベルを高く補正する補正手段を備えている。

このような本発明の画像読取り装置では、白基準を読取ったときの光電変換素子の出力レベルに基づき白シェーディングレベルを求め、また黒基準を読取ったときもしくは暗状態のときの光電変換素子の出力レベルに基づき黒シェーディングレベルを求めている。そして、主走査ラインを遮る埃が存在し、埃と重なる主走査ライン上の少なくとも１つの画素の白シェーディングレベルが変動して、この変動量が閾値を超えると、この画素の黒シェーディングレベルを高く補正している。これらの白シェーディングレベル及び黒シェーディングレベルを用いて、読取られた原稿画像における主走査ライン上の該当画素の諧調を補正すると、この画素の諧調が暗くなる。このため、黒もしくは暗い諧調の原稿画像においては、その画素に対応するスジが暗くなって目立たない。

また、本発明の画像読取り装置では、前記補正手段は、白シェーディングレベルが高低のいずれに変動したかにかかわらず、白シェーディングレベルの変動量が前記閾値を超えたと判定すると、この判定の対象となった画素の黒シェーディングレベルを高く補正している。

画像読取り装置においては、原稿画像を読取るため、原稿の用紙から生じた紙粉等の白い埃が多く、この白い埃が主走査ラインを遮ると、原稿画像に白スジが現れる。この埃で正反射された光が光電変換素子に入射したり、埃の影が光電変換素子により読取られたりするので、白い埃であっても、白シェーディングレベルが高低のいずれに変動するかを特定することはできないが、いずれにしても白い埃が原稿画像に白スジとなって現れる。このため、白シェーディングレベルの変動が高低のいずれであるかにかかわらず、この変動量が閾値を超えると、黒シェーディングレベルを高く補正している。

更に、本発明の画像読取り装置では、前記補正手段は、白シェーディングレベルの変動量が高くなるほど黒シェーディングレベルの補正量を増大している。

つまり、埃と重なる主走査ライン上の画素の諧調が高くなるほど、あるいは低くなるほど、黒シェーディングレベルの補正量を増大している。これにより、原稿画像におけるその画素に対応するスジを効果的に目立たなくすることができる。

この場合は、前記補正手段は、白シェーディングレベルが低くなって、変動量が前記閾値を超えたときよりも、白シェーディングレベルが高くなって、変動量が前記閾値を超えたときに、白シェーディングレベルの変動量に対する黒シェーディングレベルの補正量の増大比率を大きくしている。

先に述べたように白い埃であっても、白シェーディングレベルの変動が高低のいずれであるかを特定することができない。ただし、白シェーディングレベルが高く変動したときには低く変動したときよりも、原稿画像のスジがより目立つので、白シェーディングレベルの変動量に対する黒シェーディングレベルの補正量の増大比率を大きくして、原稿画像のスジを目立たなくさせるのが好ましい。

また、本発明の画像読取り装置では、前記補正手段は、白シェーディングレベルの変動量が前記閾値を超えたと判定した画素が連続すると、連続した各画素の数を計数し、連続した各画素の数が一定値を超えると、連続した各画素の黒シェーディングレベルの補正を行わない。

主走査ラインを遮る埃等を原因とする白シェーディングレベルの変動は、１画素乃至数画素の範囲で生じることが多く、連続した多数の画素の範囲で生じることは殆どない。このため、白シェーディングレベルの変動量が閾値を超えたと判定した画素が連続して、この連続した各画素の数が一定値を超えると、このときの白シェーディングレベルの変動が埃を原因とするものではないとみなして、黒シェーディングレベルの補正を行わないようにしている。

一方、本発明の画像形成装置は、上記本発明の画像読取り装置を備えていることから、同様の作用効果を奏する。

このような本発明では、主走査ラインを遮る埃が存在し、埃と重なる主走査ライン上の少なくとも１つの画素の白シェーディングレベルが変動して、この変動量が閾値を超えると、この画素の黒シェーディングレベルを高く補正している。これらの白シェーディングレベル及び黒シェーディングレベルを用いて、読取られた原稿画像における主走査ライン上の該当画素の諧調を補正すると、この画素の諧調が暗くなる。このため、黒もしくは暗い諧調の原稿画像においては、その画素に対応するスジが暗くなって目立たない。

本発明の画像読取り装置の一実施形態を適用した画像形成装置を示す断面図である。 本実施形態の画像読取り装置を示す断面図である。 図２の画像読取り装置における第２読取り部の読取りガラス近傍を拡大して示す断面図である。 図２の画像読取り装置における第２読取り部の構成を示すブロック図である。 白シェーディングレベル及び黒シェーディングレベルを示すそれぞれの特性線Ｗ及びＢを示すグラフである。 白シェーディングメモリ内の白シェーディングレベルに基づいて黒シェーディングメモリ内の黒シェーディングレベルを設定する手順を示すフローチャートである。 、シェーディング補正された画素のレベル（諧調）とＣＣＤにより読取られた画素のレベル（諧調）との関係を示すグラフである。 従来の画像読取り装置の一部を概念的に示す断面図である。 黒もしくは暗い諧調の原稿画像に現れた白いスジを示す図である。

以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の画像読取り装置の一実施形態を適用した画像形成装置を示す断面図である。この画像形成装置１０は、原稿画像の読取りにより画像データを取得したり、或いは、外部から受信した画像データを取得し、この画像データによって示されるモノクロ画像を記録用紙に形成するものであり、その構成を大別すると、画像読取り装置１２、印刷部１４、記録用紙搬送部１５、及び給紙部１６からなる。

印刷部１４は、画像データによって示される原稿画像を用紙に記録するものであって、感光体ドラム２１、帯電器２２、光書込みユニット２３、現像装置２４、転写ユニット２５、クリーニングユニット２６、及び定着装置２７等を備えている。

感光体ドラム２１は、その表面に光感光体層を有しており、一方向に回転駆動されつつ、その表面をクリーニングユニット２６によりクリーニングされてから、その表面を帯電器２２により均一に帯電される。帯電器２２は、チャージャー型のものであっても、感光体ドラム２１に接触するローラ型やブラシ型のものであっても良い。

光書込みユニット２３は、２つのレーザ照射部２８ａ、２８ｂ、及び２つのミラー群２９ａ、２９ｂを備えるレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）である。この光書込みユニット２３では、画像データを入力して、この画像データに応じたレーザ光を各レーザ照射部２８ａ、２８ｂからそれぞれ出射し、これらのレーザ光を各ミラー群２９ａ、２９ｂを介して感光体ドラム２１に照射して、均一に帯電された感光体ドラム２１表面を露光し、感光体ドラム２１表面に静電潜像を形成する。

この光書込みユニット２３は、高速印字処理に対応するために２つのレーザ照射部２８ａ、２８ｂを備えた２ビーム方式を採用して、照射タイミングの高速化に伴う負担を軽減している。

尚、光書込ユニット２３として、レーザスキャニングユニットの代わりに、発光素子をアレイ状に並べたＥＬ書き込みヘッドやＬＥＤ書き込みヘッドを用いることもできる。

現像装置２４は、トナーを感光体ドラム２１表面に供給して、静電潜像を現像し、トナー像を感光体ドラム２１表面に形成する。転写ユニット２５は、感光体ドラム２１表面のトナー像を記録用紙搬送部１５により搬送されてきた記録用紙に転写する。定着装置２７は、記録用紙を加熱及び加圧して、記録用紙上のトナー像を定着させる。この後、記録用紙は、記録用紙搬送部１５により排紙トレイ４７へと搬送されて排出される。また、クリーニングユニット２６は、現像、転写後に感光体ドラム２１の表面に残留したトナーを除去して回収する。

ここで、転写ユニット２５は、転写ベルト３１、駆動ローラ３２、従動ローラ３３、及び弾性導電性ローラ３４等を備えており、転写ベルト３１を各ローラ３２〜３４等に張架して回転させている。転写ベルト３１は、所定の抵抗値（例えば、１×１０⁹〜１×１０¹³Ω／ｃｍ）を有しており、その表面に載せられた記録用紙を搬送する。弾性導電性ローラ３４は、転写ベルト３１を介して感光体ドラム２１表面に押し付けられており、転写ベルト３１上の記録用紙を感光体ドラム２１表面に押し付ける。この弾性導電性ローラ３４には、感光体ドラム２１表面のトナー像の電荷とは逆極性の電界が印加されており、この逆極性の電界により感光体ドラム２１表面のトナー像が転写ベルト３１上の記録用紙に転写される。

定着装置２７は、加熱ローラ３５及び加圧ローラ３６を定着ローラとして備えている。加熱ローラ３５と加圧ローラ３６は、相互に圧接されて、両者間にニップ域を形成している。このニップ域に記録用紙が搬送されて来ると、各ローラ３５、３６により記録用紙が搬送されつつ、記録用紙上の未定着トナー像が加熱溶融され加圧されて、トナー像が記録用紙上に定着される。

記録用紙搬送部１５は、記録用紙を搬送するための複数組の搬送ローラ４１、一組のレジストローラ４２、搬送経路４３、反転搬送経路４４ａ、４４ｂ、複数の分岐爪４５、及び一対の排紙ローラ４６等を備えている。

搬送経路４３では、記録用紙を給紙部１６から受け取り、記録用紙の先端がレジストローラ４２に達するまで該記録用紙を搬送する。このときレジストローラ４２を一時的に停止させているので、記録用紙の先端がレジストローラ４２に達して当接し、記録用紙が撓む。この撓んだ記録用紙の弾性力により該記録用紙の先端がレジストローラ４２と平行に揃えられる。この後、レジストローラ４２の回転を開始して、レジストローラ４２により記録用紙を印刷部１４の転写ユニット２５へと搬送し、更に排紙ローラ４６により記録用紙を排紙トレイ４７へと搬送する。

また、記録用紙の裏面にも画像を記録する場合は、各分岐爪４５を選択的に切替え、記録用紙を搬送経路４３から反転搬送経路４４ｂへと導き入れて、記録用紙の搬送を一旦停止させ、更に各分岐爪４５を選択的に再度切替え、記録用紙を反転搬送経路４４ｂから反転搬送経路４４ａへと導き入れて、記録用紙の表裏を反転させてから、記録用紙を反転搬送経路４４ａを通じて搬送経路４３のレジストローラ４２へと戻す。

この様な記録用紙の搬送をスイッチバック搬送と称し、このスイッチバック搬送により記録用紙の表裏が反転され、同時に記録用紙の先端及び後端が入れ替わる。従って、記録用紙が反転されて戻されると、記録用紙の後端がレジストローラ４２に当接して、記録用紙の後端がレジストローラ４２と平行に揃えられ、レジストローラ４２により記録用紙がその後端から印刷部１４の転写ユニット２５へと搬送されて、記録用紙の裏面に印字がなされ、定着装置２７の各ローラ３５、３６により記録用紙裏面の未定着トナー像が加熱溶融され加圧されて、トナー像が記録用紙の裏面に定着され、この後に排紙ローラ４６により記録用紙が排紙トレイ４７へと搬送される。

給紙部１６は、複数の給紙トレイ５１を備えている。各給紙トレイ５１は、記録用紙を蓄積しておくためのトレイであり、画像形成装置１０の下方に設けられている。また、各給紙トレイ５１は、記録用紙を一枚ずつ引き出すためのピックアップローラ等を備えており、引き出した記録用紙を記録用紙搬送部１５の搬送経路４３へと送り出す。

また、画像形成装置１０の側面には、複数種の記録用紙を多量に収納可能な大容量給紙カセット（ＬＣＣ）５２、及び不定型サイズの記録用紙を供給するための手差しトレイ５３を設けている。

次に、図２を参照しつつ、図１の画像形成装置１０の本体上部に搭載された本実施形態の画像読取り装置１２を説明する。図２は、画像読取り装置１２を拡大して示す断面図である。

本実施形態の画像読取り装置１２は、下側の第１読取り部６１、上側の原稿搬送部（ＡＤＦ）６２、及び原稿搬送部６２に内蔵の第２読取り部６３を備えている。

上側の原稿搬送部６２は、その奥一辺をヒンジ（図示せず）により下側の第１読取り部６１の奥一辺に枢支され、その手前部分を上下させることにより開閉される。原稿搬送部６２が開かれたときには、下側の第１読取り部６１のプラテンガラス６４が開放され、このプラテンガラス６４上に原稿が載置される。

第１読取り部６１は、プラテンガラス６４、第１走査部６５、第２走査部６６、結像レンズ６７、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）６８、及び白基準板６９等を備えている。第１走査部６５は、光源７１、及び第１反射ミラー７２を備えており、副走査方向へと原稿サイズに応じた距離だけ一定速度Ｖで移動しながら、プラテンガラス６４上の原稿を光源７１によって照明し、その反射光を第１反射ミラー７２により反射して第２走査部６６へと導き、これにより原稿表面の画像を副走査方向に走査する。第２走査部６６は、第２及び第３反射ミラー７３、７４を備えており、第１走査部６５に追従して速度Ｖ／２で移動しつつ、原稿からの反射光を第２及び第３反射ミラー７３、７４により反射して結像レンズ６７へと導く。結像レンズ６７は、原稿からの反射光をＣＣＤ６８に集光して、原稿表面の画像をＣＣＤ６８上に結像させる。ＣＣＤ６８は、原稿画像を繰り返し主走査方向に走査し、その度に、１主走査ラインのアナログの画像信号を出力する。

また、下側の第１読取り部６１は、静止原稿だけではなく、原稿搬送部６２により搬送されている原稿表面の画像を読取ることができる。この場合は、第１走査部６５を原稿読取りガラス８３下方の読取り位置に移動し、第１走査部６５の位置に応じて第２走査部６６を位置決めし、この状態で、原稿搬送部６２による原稿の搬送を開始する。

原稿搬送部６２では、ピックアップローラ７５を原稿トレイ７６上の原稿に押し当て回転させて、原稿を引き出し、原稿を原稿搬送路７７を通じて搬送する。原稿搬送路７７に沿って、原稿をその先端を揃えてから搬送するレジストローラ８１や、原稿を搬送する搬送ローラ８２が配置されている。この原稿は、第１読取り部６１の原稿読取りガラス８３と読取りガイド板８４間を通過し、更に排紙ローラ７８から排紙トレイ７９へと搬送される。

この原稿の搬送に際し、第１走査部６５の光源７１により原稿表面が原稿読取りガラス８３を介して照明され、原稿表面からの反射光が第１及び第２走査部６５、６６の各反射ミラーにより結像レンズ６７へと導かれ、原稿表面からの反射光が結像レンズ６７によりＣＣＤ６８に集光され、原稿画像がＣＣＤ６８上に結像され、ＣＣＤ６８により原稿画像が読取られる。

また、原稿搬送部６２により搬送されている原稿表面の画像を読取ると同時に、原稿搬送部６２に内蔵の第２読取り部６３により原稿裏面の画像を読取ることができる。この第２読取り部６３は、プラテンガラス６４の上方に配置されており、光源９１、読取りガラス９２、第１乃至第４反射ミラー９３ａ〜９３ｄ、結像レンズ９４、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）９５、及び白基準板９６等を備えている。

読取りガラス９２と白基準板９６間には隙間が形成されており、原稿が、第１読取り部６１を通過して搬送されて来て読取りガラス９２と白基準板９６間の隙間を通過し、更に排紙ローラ７８から排紙トレイ７９へと搬送される。

原稿が読取りガラス９２と白基準板９６間の隙間で副走査方向に搬送されるに際し、光源９１によって読取りガラス９２の下の原稿裏面が照明され、原稿裏面からの反射光が第１乃至第４反射ミラー９３ａ〜９３ｄにより反射されて結像レンズ９４へと導かれる。結像レンズ９４は、原稿からの反射光をＣＣＤ９５に集光して、原稿裏面の画像をＣＣＤ９５上に結像させる。ＣＣＤ９５は、原稿画像を繰り返し主走査方向に走査し、その度に、１主走査ラインのアナログの画像信号を出力する。

このように第１及び第２読取り部６１、６３のＣＣＤ６８、９５により読取られた原稿画像は、ＣＣＤ６８、９５からアナログの画像信号として出力され、このアナログの画像信号がデジタルの画像データにＡ／Ｄ変換される。そして、この画像データは、種々の画像処理を施されてから画像形成装置１０のレーザ露光装置２３へと送受され、画像形成装置１０において画像が記録用紙に記録され、この記録用紙が複写原稿として出力される。

ところで、図３に示すように第２読取り部６３においては、ＣＣＤ９５から読取りガラス９２下側の主走査ライン（原稿読取り位置）までの光路９７に埃９８が存在すると、ＣＣＤ９５により埃９８が原稿画像と共に繰り返し主走査されて、読取られた原稿画像上で埃９８が副走査方向のスジとして現れる。特に、原稿画像が黒であって、埃９８が白である場合は、図９に示すように黒もしくは暗い諧調の原稿画像２０７に白いスジが現れて、画像品質が大きく低下する。

また、読取りガラス９２の上面に埃９８が付着した場合は、分解清掃が必要となり、サービスマン等による分解清掃が行われるまで、原稿画像にスジが現れるという状態で原稿の読取りを行わねばならない。

そこで、本実施形態の画像読取り装置１２では、原稿の照明ムラやＣＣＤ９５の感度ムラのシェーディング補正に用いられる白シェーディングレベル及び黒シェーディングレベルを求めるときに、埃で遮られる主走査ライン上の少なくとも１つの画素の白シェーディングレベルが変動して、この変動量が閾値を超えると、この画素の黒シェーディングレベルを高く補正している。これらの白シェーディングレベル及び黒シェーディングレベルを用いて、読取られた原稿画像を示す画像データに対してシェーディング補正を施すと、読取られた原稿画像のスジを効果的に軽減することができる。

尚、プラテンガラス６４及び原稿読取りガラス８３の表面の埃は、ユーザが清掃すれば、容易に除去することができる。また、プラテンガラス６４の表裏の埃は、読取られた原稿画像上で点として現れるので、殆ど目立つことがない。更に、原稿読取りガラス８３の表裏の埃は、第１走査部６５の位置を副走査方向に変更することによりその読取りを回避することができる。これに対して第２読取り部６３の読取りガラス９２の上面の埃は、容易に除去することができず、読取られた原稿画像上でスジとして現れて目立ち、読取りを回避することもできないので、本実施形態による黒シェーディングレベルの補正が有効である。

図４は、シェーディング補正を行うための第２読取り部６３の構成を示すブロック図である。図４に示すように第２読取り部６３は、光源９１と、ＣＣＤ９５と、ゲイン調節可能であって、ＣＣＤ９５から出力されたアナログの画像信号を増幅する増幅回路１０１と、増幅回路１０１からアナログの画像信号を入力してデジタルの画像データに変換するＡ／Ｄコンバータ１０２と、Ａ／Ｄコンバータ１０２から画像データを入力して、この画像データに対してシェーディング補正等の種々の画像処理を施す画像処理部１０３と、白シェーディングレベル及び黒シェーディングレベルをそれぞれ記憶する白シェーディングメモリ１０４及び黒シェーディングメモリ１０５と、第２読取り部６３を統括的に制御したり、黒シェーディングレベルを補正する制御部１０６とを備えている。尚、制御部１０６は、第２読取り部６３だけではなく、第１読取り部６１や画像読取り装置１２を制御しても構わない。

このような構成の第２読取り部６３において、制御部１０６は、例えば画像形成装置１０の起動に際し、原稿の読取りを行わない状態で、光源９１を点灯して、光源９１の光を読取りガラス９２を介して白基準板９６に入射させて、白基準板９６を照明し、ＣＣＤ９５により白基準板９６を主走査方向に（主走査ラインに沿って）読取らせる。このとき、ＣＣＤ９５からは主走査ライン上の各画素の諧調を示すアナログの画像信号が出力され、このアナログの画像信号が増幅回路１０１で増幅されて、このアナログの画像信号がＡ／Ｄコンバータ１０２で画像データに変換され、この画像データが画像処理部１０３を通じて白シェーディングレベルとして白シェーディングメモリ１０４に記憶される。従って、白シェーディングレベルは、ＣＣＤ９５により白基準板９６を読取ったときの主走査ライン上の各画素の諧調を示すものである。

また、制御部１０６は、光源９１を消灯して、光がＣＣＤ９５に入射しない暗状態で、ＣＣＤ９５による主走査方向の読取りを行わせる。このとき、ＣＣＤ９５から出力されたアナログの画像信号がＡ／Ｄコンバータ１０２で画像データに変換され、この画像データが画像処理部１０３を通じて黒シェーディングレベルとして黒シェーディングメモリ１０５に記憶される。従って、黒シェーディングレベルは、暗状態のＣＣＤ９５により主走査方向の読取りを行ったときの主走査ライン上の各画素の諧調を示すものである。

図５は、白シェーディングレベル及び黒シェーディングレベルを示すそれぞれの特性線Ｗ及びＢを示すグラフである。図５のグラフにおいては、横軸が主走査ライン上の各画素の位置を示し、縦軸がシェーディングレベル（諧調）を示している。また、「２５５」諧調が真っ白に対応し、「０」諧調が真っ黒に対応する。

図５のグラフに示すように白シェーディングレベルを示す特性線Ｗは、概ね緩やかな山型を描き、主走査ラインの両側で低くなって、主走査ラインの中央で高くなるという諧調特性を表している。また、黒シェーディングレベルを示す特性線Ｂは、概ね直線となっており、一様な諧調特性を表している。白シェーディングレベルの特性線Ｗによって示される主走査ライン上の各画素の諧調が白シェーディングメモリ１０４に記憶され、また黒シェーディングレベルの特性線Ｂによって示される主走査ライン上の各画素の諧調が黒シェーディングメモリ１０５に記憶される。

ここで、黒シェーディングレベルは、暗状態のＣＣＤ９５により主走査方向の読取りを行ったときの主走査ライン上の各画素の諧調を示すものであるから、主走査ラインを遮る埃の有無にかかわらず、一様な諧調特性となる。

これに対して白シェーディングレベルは、白基準板９６を照明して、ＣＣＤ９５により白基準板９６を読取らせたときの主走査ライン上の各画素の諧調を示すものであるから、主走査ラインを遮る埃が存在したならば、この埃により主走査ライン上の画素の諧調が変動する。例えば、図３に示すように読取りガラス９２の上面に埃９８が付着していて、この埃９８がＣＣＤ９５から原稿読取りガラス９２下側の主走査ラインまでの光路９７に存在すると、ＣＣＤ９５により埃９８が読み込まれて、埃９８に重なる主走査ライン上の画素の諧調が変動する。

画像読取り装置１２においては、原稿画像を読取るため、原稿の用紙から生じた紙粉等の白い埃が多い。この白い埃が読取りガラス９２の上面に付着して、主走査ラインを遮ると、ＣＣＤ９５により原稿画像と共に埃が繰返し主走査されて、この埃が読取られた原稿画像上で白スジとなって現れる。

この埃で正反射された光がＣＣＤ９５に入射する場合は、この埃の位置の画素の白シェーディングレベルが異常に高くなる。図５のグラフにおいては、特性線Ｗが山型に突出して、白シェーディングレベルが異常に高く変動した位置ｗ１があり、この位置ｗ１の画素に埃が重なっている。

仮に、従来のように黒シェーディングレベルを補正せずに、読取られた黒もしくは暗い諧調の原稿画像をシェーディング補正した場合は、その埃が原稿画像上で白スジとなって明確に現れる。

また、光源９１から埃への光の入射方向によっては、埃に影が生じるので、この埃の位置の画素の白シェーディングレベルが異常に低くなることもある。ただし、紙粉等の白い埃であるから、白シェーディングレベルが黒の諧調まで低下することはなく、グレイの諧調まで低下することになる。図５のグラフにおいては、特性線Ｗが谷型に落ち込んで、白シェーディングレベルが異常に低く変動した位置ｗ２があり、この位置ｗ２の画素に埃が重なっている。

この場合も、従来のように黒シェーディングレベルを補正せずに、読取られた黒もしくは暗い諧調の原稿画像をシェーディング補正した場合は、その埃が原稿画像上で白いスジとなって現れる。

このため、先に述べたように埃で遮られる主走査ライン上の少なくとも１つの画素の白シェーディングレベルが変動して、この変動量が閾値を超えると、この画素の黒シェーディングレベルを高く補正しておき、読取られた原稿画像の画像データに対するシェーディング補正により原稿画像のスジを効果的に軽減させる。

制御部１０６は、そのような黒シェーディングレベルの補正を行うべく、白シェーディングメモリ１０４内の白シェーディングレベルを参照して、白シェーディングレベルが異常に高く変動した位置の画素を抽出し、黒シェーディングメモリ１０５内の黒シェーディングレベルを参照して、その抽出した画素の黒シェーディングレベルを高く補正し、黒シェーディングメモリ１０５内のその黒シェーディングレベルを更新する。図５のグラフに示すように特性線Ｗの山型に突出した位置ｗ１の画素に対応する特性線Ｂの黒シェーディングレベルを高く補正し、また特性線Ｗが谷型に落ち込んだ位置ｗ２の画素に対応する特性線Ｂの黒シェーディングレベルを高く補正する。

詳しくは、制御部１０６は、白シェーディングメモリ１０４内の主走査ライン上の各画素の白シェーディングレベルを参照して、各画素を順次注目し、注目画素毎に、前後に隣り合う他の２つの画素に対応する各白シェーディングレベルを平均して、注目画素の白シェーディングレベルからその平均値を差し引いた差を求め、この差が正の値であると、白シェーディングレベルが高く変動したと判定し、この差の絶対値（白シェーディングレベルの変動量Δｗａ）を予め設定された第１閾値ＴＨＭと比較する。そして、その変動量Δｗａが第１閾値ＴＨＭを超えていれば、白シェーディングレベルが異常に高くなったと判定して、変動量Δｗａに比例した補正量Δｂａを求め、黒シェーディングメモリ１０５内の黒シェーディングレベルを参照して、その注目画素の黒シェーディングレベルを補正量Δｂａだけ高く補正し、黒シェーディングメモリ１０５内のその注目画素の黒シェーディングレベルを更新する。

また、制御部１０６は、注目画素毎に、前後に隣り合う他の２つの画素に対応する各白シェーディングレベルを平均して、注目画素の白シェーディングレベルからその平均値を差し引いた差を求め、この差が負の値であると、白シェーディングレベルが低く変動したと判定し、この差の絶対値（白シェーディングレベルの変動量Δｗｂ）を予め設定された第２閾値ＴＨＬと比較する。そして、その変動量Δｗｂが第２閾値ＴＨＬを超えていれば、白シェーディングレベルが異常に低くなったと判定して、変動量Δｗｂに比例した補正量Δｂｂを求め、黒シェーディングメモリ１０５内の黒シェーディングレベルを参照して、その注目画素の黒シェーディングレベルを補正量Δｂｂだけ高く補正し、黒シェーディングメモリ１０５内のその注目画素の黒シェーディングレベルを更新する。

また、制御部１０６は、白シェーディングレベルが低く変動したときよりも、白シェーディングレベルが高く変動したときに、白シェーディングレベルの変動量に対する黒シェーディングレベルの補正量の増大比率を大きくする。すなわち、注目画素の黒シェーディングレベルを注目画素の白シェーディングレベルの変動量に比例させて高く補正しているが、白シェーディングレベルが高く変動したときの比例係数（Δｂａ／Δｗａ）が、白シェーディングレベルが低く変動したときの比例係数（Δｂｂ／Δｗｂ）よりも大きくなるように設定する（（Δｂａ／Δｗａ）＞（Δｂｂ／Δｗｂ））。

ただし、主走査ラインを遮る埃等を原因とする白シェーディングレベルの変動は、１画素乃至数画素の範囲で生じることが多く、連続した多数の画素の範囲で生じることは殆どない。このため、制御部１０６は、白シェーディングレベルの変動量が第１又は第２閾値ＴＨＭ、ＴＨＬを超えたと判定した画素が連続して、この連続した各画素の数が一定値を超えると、このときの白シェーディングレベルの変動が埃を原因とするものではないとみなして、黒シェーディングレベルの補正を行わない。これにより、不要な黒シェーディングレベルの補正が回避される。例えば、白シェーディングレベルの変動量が第１又は第２閾値ＴＨＭ、ＴＨＬを超えたと判定された各画素の連続数が「２０」を超えると、黒シェーディングレベルの補正を行わない。

次に、図６に示すフローチャートを参照しつつ、黒シェーディングメモリ１０５内の黒シェーディングレベルを補正する手順を整理して説明する。

まず、制御部１０６は、光源９１を点灯し（ステップＳ１１１）、光源９１の光を読取りガラス９２を介して白基準板９６に入射させて、白基準板９６を照明し、ＣＣＤ９５により白基準板９６を主走査ラインに沿って読取らせ、増幅回路１０１のゲインを調節して、ＣＣＤ９５から出力されるアナログの画像信号のレベルを適宜に設定する（ステップＳ１１２）。そして、増幅回路１０１のゲインを調節した後、ＣＣＤ９５により白基準板９６を主走査ラインに沿って再度読取らせる。ＣＣＤ９５から出力されたアナログの画像信号は、増幅回路１０１で増幅されて、Ａ／Ｄコンバータ１０２でデジタルの画像データに変換される。この画像データは、画像処理部１０３を通じて白シェーディングレベルとして白シェーディングメモリ１０４に記憶される（ステップＳ１１３）。

引き続いて、制御部１０６は、光源９１を消灯し（ステップＳ１１４）、光がＣＣＤ９５に入射しない暗状態でＣＣＤ９５による主走査方向の読取りを行わせる。このとき、ＣＣＤ９５から出力されたアナログの画像信号がＡ／Ｄコンバータ１０２で画像データに変換され、この画像データが画像処理部１０３を通じて黒シェーディングレベルとして黒シェーディングメモリ１０５に記憶される（ステップＳ１１５）。

こうして白シェーディングレベル及び黒シェーディングレベルを白シェーディングメモリ１０４及び黒シェーディングメモリ１０５に記憶した後、制御部１０６は、白シェーディングメモリ１０４内の白シェーディングレベルを参照しつつ（ステップＳ１１６）、画素の順番ｉを「１」に初期設定する（ステップＳ１１７）。そして、制御部１０６は、順番ｉ＝１番目の画素及び該画素に隣り合う他の２つの画素に対応する３つの白シェーディングレベルを白シェーディングメモリ１０４から読出し、隣り合う他の２つの画素の白シェーディングレベルの平均値を求めて、順番ｉ＝１番目の画素の白シェーディングレベルからその平均値を差し引いた差を求め、この差が正の値であると、白シェーディングレベルが高く変動したと判定し、この差の絶対値（白シェーディングレベルの変動量Δｗａ）を第１閾値ＴＨＭと比較して、その変動量Δｗａが第１閾値ＴＨＭを超えていれば、白シェーディングレベルが異常に高くなったと判定し（ステップＳ１１８で「Ｙｅｓ」）、変動量Δｗａに比例した補正量Δｂａを求め、黒シェーディングメモリ１０５内の黒シェーディングレベルを参照して、順番ｉ＝１番目の画素の黒シェーディングレベルを補正量Δｂａだけ高く補正し、黒シェーディングメモリ１０５内のその画素の黒シェーディングレベルを更新する（ステップＳ１１９）。

あるいは、制御部１０６は、その差が負の値であると、白シェーディングレベルが低く変動したと判定し、この差の絶対値（白シェーディングレベルの変動量Δｗｂ）を第２閾値ＴＨＬと比較して、その変動量Δｗｂが第２閾値ＴＨＬを超えていれば、白シェーディングレベルが異常に低くなったと判定し（ステップＳ１１８で「Ｙｅｓ」）、変動量Δｗｂに比例した補正量Δｂｂを求め、黒シェーディングメモリ１０５内の黒シェーディングレベルを参照して、順番ｉ＝１番目の画素の黒シェーディングレベルを補正量Δｂｂだけ高く補正し、黒シェーディングメモリ１０５内のその画素の黒シェーディングレベルを更新する（ステップＳ１１９）。

また、白シェーディングレベルの変動量が第１及び第２閾値ＴＨＭ、ＴＨＬのいずれも超えなければ（ステップＳ１１８で「Ｎｏ）、ステップＳ１１９を省略して、ステップＳ１２０に移行する。

引き続いて、制御部１０６は、順番ｉを「２」に歩進して（ステップＳ１２０）、この歩進された順番ｉがＣＣＤ９５により読取られる主走査ライン上の全ての画素数ｎを超えたか否かを判定し（ステップＳ１２１）、つまり主走査ライン上の全ての画素について、ステップＳ１１８、１１９の処理が終了したか否かを判定し、主走査ライン上の全ての画素について処理が終了していなければ（ステップＳ１２１で「Ｎｏ」）、ステップＳ１１８に戻り、また処理が終了していれば（ステップＳ１２１で「Ｙｅｓ」）、図６の処理を終了する。

尚、順番ｉ＝１番目及び最後のｎ番目の画素については、隣り合う画素が２番目又は（ｎ−１）番目番目の画素だけであるため、隣り合う他の２つの画素の白シェーディングレベルの平均値として２番目又は（ｎ−１）番目の画素の白シェーディングレベルを設定する。２番目から（ｎ−１）番目までの画素については、隣り合う他の２つの画素の白シェーディングレベルの平均値を求める。

また、制御部１０６は、ステップＳ１１８、１１９の処理中に、白シェーディングレベルの変動量が第１又は第２閾値ＴＨＭ、ＴＨＬを超えたと判定した画素が連続すると、連続した画素の数を計数し、連続した各画素の数が一定値を超えると、このときの白シェーディングレベルの変動が埃を原因とするものではないとみなして、黒シェーディングレベルの補正を行わない。

こうして白シェーディングメモリ１０４内の白シェーディングレベルに基づいて黒シェーディングメモリ１０５内の黒シェーディングレベルが補正された後、ＣＣＤ９５により原稿画像が読取られ、原稿画像を示す画像データが画像処理部１０３に入力される。画像処理部１０３は、白シェーディングメモリ１０４内の白シェーディングレベル及び黒シェーディングメモリ１０５内の黒シェーディングレベルを用いて、画像データをシェーディング補正する。このシェーディング補正により、原稿の照明ムラやＣＣＤ９５の感度ムラが低減されるだけではなく、原稿画像のスジが軽減される。更に、画像処理部１０３により画像データに対する他の画像処理が施され、この画像データが画像処理部１０３から画像形成装置１０のレーザ露光装置２３へと出力される。

画像処理部１０３によるシェーディング補正は、主走査の各画素iにおいて、次のような式（１）に基づいて行われる。

Ｐout＝係数×（Ｐin−Ｐ黒）／（Ｐ白−Ｐ黒）＋黒定数 …（１）
ただし、Ｐoutは、シェーディング補正された画素のレベル（諧調）であり、Ｐinは、ＣＣＤ９５により読取られた画素のレベル（諧調）であり、Ｐ白は、画素の白シェーディングレベルであり、Ｐ黒は、画素の黒シェーディングレベルであり、係数及び黒定数は、一定の数値である。

図７のグラフは、上記式（１）におけるＰinとＰoutの関係を示している。このグラフにおいて、特性線Ｉは、黒シェーディングレベルを補正しないときのＰinとＰoutの関係を示し、特性線Ｊは、本実施形態のように黒シェーディングレベルを補正したときのＰinとＰoutの関係を示している。

図７のグラフにおける特性線Ｉ、Ｊを比較すると明らかなように、本実施形態のように埃で遮られた画素の黒シェーディングレベルを補正した場合は、例えば画素のレベルＰin1に対応する画素のレベルＰout1が低くなって（特性線Ｊ上の諧調から特性線Ｉ上の諧調へと低下して）、読取られた原稿画像における画素が暗くなる。また、この画素の周囲の他の画素については、埃で遮られず、黒シェーディングレベルが補正されていないので、画素のレベルＰin1に対応する画素のレベルＰout2（特性線Ｉ上の諧調）がそのまま維持される。このことから、読取られた黒もしくは暗い諧調の原稿画像における埃を原因とするスジが目立たなくなることが分かる。

また、先に述べたように黒シェーディングレベルを白シェーディングレベルの変動量に比例させて高く補正することは、白シェーディングレベルの変動量の増大に対応して特性線Ｊの傾きを大きくすることに相当する。これにより、シェーディング補正された画素のレベルがより低くなって、画素がより暗くなり、白シェーディングレベルの特性線Ｗの山型の突出量や谷型の落ち込み量が大きくて、埃がより目立つ存在であっても、原稿画像のスジの軽減効果を維持することができる。

また、白シェーディングレベルが高く変動したときに、白シェーディングレベルの変動量に対する黒シェーディングレベルの補正量の増大比率をより大きくすることは、白シェーディングレベルの変動量の増大に対応して特性線Ｊの傾きをより速やかに増大させることに相当する。これは、白シェーディングレベルが低く変動したときよりも、白シェーディングレベルが高く変動したときの方が、原稿画像のスジがより目立つので、画素をより暗くして、原稿画像のスジを目立たなくさせるためである。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態及び変形例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと解される。

例えば、光源９１を消灯し、暗状態でＣＣＤ９５による主走査方向の読取りを行わせて、黒シェーディングレベルを求めているが、ＣＣＤ９５により黒基準板を読取って、黒シェーディングレベルを求めても構わない。

１０ 画像形成装置
１２ 画像読取り装置
１４ 印刷部
１５ 記録用紙搬送部
１６ 給紙部
２１ 感光体ドラム
２２ 帯電器
２３ 光書込みユニット
２４ 現像装置
２５ 転写ユニット
２６ クリーニングユニット
２７ 定着装置
６１ 第１読取り部
６２ 原稿搬送部
６３ 第２読取り部
９１ 光源
９２ 読取りガラス
９３ａ〜９３ｄ 第１乃至第４反射ミラー
９４ 結像レンズ
９５ ＣＣＤ
９６ 白基準板
１０１ 増幅回路
１０２ Ａ／Ｄコンバータ
１０３ 画像処理部
１０４ 白シェーディングメモリ
１０５ 黒シェーディングメモリ
１０６ 制御部

Claims (6)

1. 主走査ラインに沿って読取り走査を行って、原稿を読取る光電変換素子を備え、白基準を読取ったときの前記光電変換素子の出力レベルに基づき前記各画素の白シェーディングレベルを求め、黒基準を読取ったときもしくは暗状態のときの前記光電変換素子の出力レベルに基づき前記各画素の黒シェーディングレベルを求め、原稿画像を読取ったときの前記光電変換素子の出力レベルを白シェーディングレベル及び黒シェーディングレベルで補正する画像読取り装置であって、
   前記主走査ラインの画素毎に、画素と該画素近傍の他の画素との間の白シェーディングレベルの変動量を求め、この変動量が予め設定された閾値を超えたか否かを判定し、閾値を超えたと判定すると、この判定の対象となった画素の黒シェーディングレベルを高く補正する補正手段を備えたことを特徴とする画像読取り装置。
2. 請求項１に記載の画像読取り装置であって、
   前記補正手段は、白シェーディングレベルが高低のいずれに変動したかにかかわらず、白シェーディングレベルの変動量が前記閾値を超えたと判定すると、この判定の対象となった画素の黒シェーディングレベルを高く補正することを特徴とする画像読取り装置。
3. 請求項１又は２に記載の画像読取り装置であって、
   前記補正手段は、白シェーディングレベルの変動量が高くなるほど黒シェーディングレベルの補正量を増大することを特徴とする画像読取り装置。
4. 請求項３に記載の画像読取り装置であって、
   前記補正手段は、白シェーディングレベルが低くなって、変動量が前記閾値を超えたときよりも、白シェーディングレベルが高くなって、変動量が前記閾値を超えたときに、白シェーディングレベルの変動量に対する黒シェーディングレベルの補正量の増大比率を大きくすることを特徴とする画像読取り装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の画像読取り装置であって、
   前記補正手段は、白シェーディングレベルの変動量が前記閾値を超えたと判定した画素が連続すると、連続した各画素の数を計数し、連続した各画素の数が一定値を超えると、連続した各画素の黒シェーディングレベルの補正を行わないことを特徴とする画像読取り装置。
6. 請求項５に記載の画像読取り装置を備える画像形成装置。

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