JP2012129909A - 原稿読取装置および画像処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 照明手段の経時劣化による主走査方向の配光変動を補正する際に、基準部材に付着している汚れの影響を低減すること。
【解決手段】 配光変動補正の基準部材としてのプラテンガイド１１０（１２７）を読み取ることで照明手段１１９（１３９）の光量変動を算出する際に、画像データを主走査方向に複数の領域に分割し、それぞれの領域において画像データを輝度値の順に並べ替え、並べ替えた画像データの所定領域内にある画像データの少なくとも一部を平均して光量を検出することにより、プラテンガイド１１０（１２７）に付着している汚れの影響を低減する。
【選択図】 図６

Description

本発明は、原稿の画像を読み取る画像読取装置に関するものである。

画像読取装置は、原稿の画像を読み取り、読み取った情報をデジタルデータに変換する。画像読取装置は、モノクロ画像及びカラー画像を読み取ることができる。画像読取装置は、複写機、ファクシミリなどの画像形成装置に設けられている。

従来、複写機等に使用される画像読取装置には、自動原稿給送装置により原稿を一枚ずつ原稿台ガラス上に搬送し、その搬送中に原稿台ガラス上の固定位置において原稿の画像を読み取る、いわゆる「流し読み」を行うものが知られている。

この種の画像読取装置には、原稿を照明する照明装置が設けられている。照明装置には、白色キセノンランプを主とする希ガス蛍光体ランプやＬＥＤアレーが光源として用いられている。これらの光源は、一般に、点灯開始から時間の経過に伴って照明光量が漸次低下していく傾向がある。

「流し読み」の可能な従来の画像読取装置では、連続的に流し読みを行う際には１枚目の原稿を読み取る前にシェーディング補正値を取得し、その後は連続的に流し読みが終わるまで同じ補正値を使用していた。そのため、連続的に流し読みを行う際の画質に対する照明装置の依存性は高く、これが原稿読み取りに大きく影響する。そこで、光源劣化に対する改善、その補正に関する技術が開発されている。

特許文献１の画像読取装置は、連続的に流し読みをする際、紙間毎に基準部材（搬送ベルト）の予め設定した主走査方向の数箇所における所定画素数分の画像データの平均値を取得する。その平均値の変動量を算出することで主走査方向の照明の配光の変動を補正する。

特許文献２の画像読取装置は、紙間毎に基準部材（案内部材）の主走査方向の予め設定した数箇所における所定画素数分の画像データの平均値を算出する。その平均値の中で最も変動量の少ない値で主走査方向全域を補正する。これによって、補正値の取得の際に基準部材に汚れがつくことで誤った補正を行うことを防止する。

特開２００７−０８１９６８号公報 特開２００６−１３８５２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の画像読取装置の構成の場合、基準部材（搬送ベルト）は通常原稿パス（搬送路）上に配置されるため、原稿の紙紛やインク、トナーなどにより基準部材が汚れる構成となる。それゆえ基準部材が異物で汚れ、正しい補正値（補正係数）を得ることが出来なくなり、望ましい補正が出来なくなる問題がある。補正をするための基準データは、読み取り開始直前と、読み取り開始後に数回の紙間とで読み取ったデータの合計値から算出される。特に、基準データを取得してからその後の紙間で光量変動値を得る間に基準部材の汚れ具合が変化してしまう時には誤った補正となってしまうことが避けられない。

特許文献２の画像読取装置は、予め設定した数箇所における所定画素数分の画像データの平均値を算出しその中で最も変動量の少ない値で主走査全域を補正するので、上記の基準部材の汚れによる誤った補正を行ってしまうことを回避することが出来る。しかし、キセノンランプとＬＥＤアレーのどちらの光源の場合であっても連続流し読み動作を行うと主走査位置によって昇温具合が異なる等の理由により主走査位置によって光量の変動分が異なる。特許文献２の構成の場合、主走査方向に対し一律の補正を行うので、照明手段の変動が主走査位置により異なる場合には正しい補正が出来ない問題があった。

そこで、本発明は、照明手段の経時劣化による主走査方向の配光変動を補正する画像読取装置において、基準部材に付着している汚れの影響を低減することを目的とする。

上記目的を達成する為に、本発明の画像読取装置は、画像を読み取る画像読み取り手段と、原稿読み取り部にある原稿の画像を前記画像読み取り手段により主走査方向に読み取るために前記原稿読み取り部にある前記原稿を照明する照明手段と、前記照明手段により照明されるように前記原稿読み取り部に対向して配置された基準部材と、前記照明手段により照明された前記基準部材の画像を前記画像読み取り手段が読み取って取得した画像データを前記主走査方向に複数の領域に分割し、前記複数の領域のそれぞれの領域における最大輝度値及び最小輝度値を少なくとも除いた前記画像データに基づいて前記複数の領域のそれぞれの平均光量を検出する光量検出手段と、予め前記光量検出手段により検出された前記複数の領域のそれぞれの第一の平均光量を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された前記複数の領域のそれぞれの前記第一の平均光量と、その後に前記光量検出手段により検出された前記複数の領域のそれぞれの第二の平均光量とから、前記照明手段の前記主走査方向の前記複数の領域のそれぞれにおける前記画像データを補正するための補正値を算出する補正値算出手段と、前記補正値により前記画像データを補正する補正手段と、を備えた。

本発明によれば、照明手段の経時劣化による主走査方向の配光変動を補正する画像読取装置において、基準部材に付着している汚れの影響を低減することができる。

本発明の第一の実施形態に係る画像読取装置の構成を示す図である。 図１の画像読取装置の回路構成を示すブロック図である。 図２に示す回路構成における画像データサンプル回路の構成を示すブロック図である。 本発明における主走査方向の領域分割の一例を示す図である。 プラテンガイドのある分割領域に汚れが付着した場合における画像データの例を示す図である 図５の例における光量変動値の算出方法を説明する図である。 本発明における光量変動補正係数を説明する図である。 図２に示す回路構成の動作を説明するフローチャートである。 第二の実施形態に係る画像読取装置の回路構成を示すブロック図である。 第二の実施形態に係る基準値取得動作を説明するフローチャートである。 第二の実施形態に係る配光変動補正動作を説明するフローチャートである。

図１は、本発明の第一の実施形態に係る画像読取装置１００の構成を示す図である。画像読取装置１００は、自動原稿給送装置１４０と読取装置本体１１７とで構成される。自動原稿給送装置１４０において、原稿トレイ１０１は、原稿１０２を積載する。原稿トレイ１０１の上方には、給紙ローラ１０３が設けられている。給紙ローラ１０３は、分離搬送ローラ１０４と同一駆動源に接続され、その回転に連れて回転し、原稿１０２を給紙する。

給紙ローラ１０３は、通常、ホームポジションである上方の位置に退避しており、原稿１０２の原稿トレイ１０１へのセット作業を阻害しないようになっている。給紙動作が開始されると、給紙ローラ１０３は下降して原稿１０２の上面に当接する。給紙ローラ１０３は、アーム（不図示）に軸支されているので、アーム（不図示）が揺動することにより上下に移動する。

分離搬送従動ローラ１０５は、分離搬送ローラ１０４の対向側に配置されており、分離搬送ローラ１０４側に押圧されている。分離搬送従動ローラ１０５は、分離搬送ローラ１０４より僅かに摩擦が少ないゴム材等から形成されており、分離搬送ローラ１０４と協働して、給紙ローラ１０３によって給紙される原稿１０２を１枚ずつ分離して給紙する。

レジストローラ１０６およびレジスト従動ローラ１０７からなるレジストローラ対は、分離搬送ローラ１０４により給紙された原稿１０２の先端を揃える。静止したレジストローラ対１０６、１０７のニップ部に原稿１０２の先端を突き当てて、原稿１０２にループを生じさせて原稿１０２の先端を揃える。これによって、原稿１０２の斜行が補正される。

そして、リードローラ１０８およびリード従動ローラ１０９は、原稿を流し読みガラス（第一の原稿読み取り部）１１６上に向けて搬送する。プラテンガイド（基準部材）１１０は、光源（照明手段）１１９により照明されるように流し読みガラス１１６に対向して配置されている。プラテンガイド１１０は、光源１１９の主走査方向の光強度分布（配光）の経時変動（配光変動）に起因する原稿の表面の画像の読み取り情報の変動を補正するための基準部材として用いられる。

光源１１９は、流し読みガラス１１６上を通過する原稿１０２の表面を照明する。 光源１１９は、希ガス蛍光体ランプやＬＥＤアレーなどの照明部材である。ＣＣＤラインセンサ（画像読み取り手段）１２６は、流し読みガラス１１６上にある原稿１０２の表面の画像を主走査方向に読み取る。主走査方向は、ＣＣＤラインセンサ１２６の長手方向であって、原稿１０２の搬送方向（副走査方向）に垂直な方向である。ＣＣＤラインセンサ１２６による原稿１０２の表面の画像の読み取りが終了すると、原稿１０２は、ジャンプ台１１５により流し読みガラス１１６からすくい上げられる。

原稿１０２は、リード排出ローラ１１１およびリード排出従動ローラ１１２によって、流し読みガラス（第二の原稿読み取り部）１２９へ向けて搬送される。プラテンガイド（基準部材）１２７は、光源（照明手段）１３９により照明されるように流し読みガラス１２９に対向して配置されている。プラテンガイド１２７は、光源１３９の主走査方向の光強度分布（配光）の経時変動（配光変動）に起因する原稿の裏面の画像の読み取り情報の変動を補正するための基準部材として用いられる。

光源１３９は、流し読みガラス１２９上を通過する原稿１０２の裏面を照明する。 光源１３９は、希ガス蛍光体ランプやＬＥＤアレーなどの照明部材である。ＣＩＳラインセンサ（画像読み取り手段）１２８は、流し読みガラス１２９上にある原稿１０２の裏面の画像を主走査方向に読み取る。主走査方向は、ＣＩＳラインセンサ１２８の長手方向であって、原稿１０２の搬送方向（副走査方向）に垂直な方向である。ＣＩＳラインセンサ１２８による原稿１０２の裏面の画像の読み取りが終了すると、原稿１０２は、排紙ローラ１１３により排紙トレイ１１４へ排出される。

画像読取装置１００の読取装置本体１１７は、光源１１９及びミラー（反射部材）１２０、１２１、１２２を有する。光源１１９は、原稿読み取り部に在る原稿１０２の読み取り面又はプラテンガイド１１０に対して光を照射する。ミラー１２０、１２１、１２２は、原稿１０２又はプラテンガイド１１０からの反射光をレンズ１２５およびＣＣＤラインセンサ１２６へ導く。光源１１９およびミラー１２０は、第１ミラー台１２３に取り付けられている。また、ミラー１２１、１２２は、第２ミラー台１２４に取り付けられている。

第１ミラー台１２３及び第２ミラー台１２４は、ワイヤ（不図示）によって駆動モータ（不図示）と結合され、駆動モータ（不図示）の回転駆動により原稿台ガラス１１８と平行に移動する。また、原稿台ガラス１１８の端部には読み取り輝度の基準となる白色基準板１３０が取り付けられている。白色基準板１３０は、後述するシェーディング補正のための基準として用いられる。原稿からの反射光は、ミラー１２０、１２１、１２２を介してレンズ１２５に導かれ、レンズ１２５によってＣＣＤラインセンサ１２６の受光部に結像される。ＣＣＤラインセンサ１２６は、結像した反射光を受光素子で光電変換し、入射光量に応じた電気信号を出力する。

ＣＩＳラインセンサ１２８も同様に原稿１０２からの反射光を受光素子で光電変換し、入射光量に応じた電気信号を出力する。

読取装置本体１１７は、原稿台ガラス（第三の原稿読み取り部）１１８上に載置された原稿を、第１ミラー台１２３及び第２ミラー台１２４を図１の矢印Ｙで示す副走査方向に移動させることにより読み取る原稿固定読みモードを有する。また、読取装置本体１１７は、第１ミラー台１２３を流し読みガラス１１６に対向する読み取り位置に静止させた状態で、自動原稿給送装置１４０によって流し読みガラス１１６上を給送させられる原稿１０２の表面を連続的に読み取る原稿流し読みモードを有する。原稿流し読みモードでは、ＣＩＳラインセンサ１２８により原稿１０２の裏面の画像を読み取ることもできる。

図２は、図１の画像読取装置１００の回路構成を示すブロック図である。ＣＣＤラインセンサ１２６により原稿１０２の画像を読み取って得られた画像データの処理回路を示す。なお、ＣＩＳラインセンサ１２８により読み取りを行って得られた画像データの処理回路も同様に構成することができる。

ＣＰＵ２０１によって制御されたセンサ駆動部２０２がＣＣＤラインセンサ１２６に対し駆動信号を出力する。センサ駆動部２０２から駆動信号を受けたＣＣＤラインセンサ１２６は、駆動信号に応じて流し読みガラス１１６上にある原稿の画像を読み取り、アナログ画像データを出力する。Ａ／Ｄ変換器２０３は、ＣＰＵ２０１により制御されて、ＣＣＤラインセンサ１２６からのアナログ画像データをデジタル画像データに変換する。

デジタル画像データは、ＣＰＵ２０１により制御される画像処理用ＡＳＩＣ２０４へ入力される。画像処理用ＡＳＩＣ２０４において、シェーディング回路２０５は、ＣＣＤラインセンサ１２６の感度ムラ等の影響を補正するシェーディング補正を行う。このシェーディング補正は、画像処理用ＡＳＩＣ２０４の内に設けられたシェーディング用メモリ２０６に記憶されている主走査方向の全領域のシェーディング補正係数を用いて行われる。

シェーディング補正係数は、次のようにして求める。ＣＣＤラインセンサ１２６は、原稿（最初の原稿を含む）の読み取り前に白色基準板１３０を読み取る。シェーディング回路２０５、白色基準板１３０の読み取り画像データから次の計算式によりシェーディング補正係数を求める。

各画素毎（例えば１〜７５００画素×３色）のシェーディング補正係数ＳＨＤは、
ＳＨＤ(x) ＝ ＷＨｔｒｇ ÷ ＩＭＧin(x)
から求める。ここで、ＷＨｔｒｇは、白色基準板１３０の目標輝度値である。ＩＭＧinは、読み取り画像の輝度値である。ｘは、主走査位置（１〜７５００）を表わす。算出したシェーディング補正係数ＳＨＤ(x)は、シェーディング用メモリ２０６に記憶される。

シェーディング補正された画像データは、画像データサンプル回路（光量検出手段）２０７を介して、配光変動補正回路（補正手段）２０８へ入力される。

画像データサンプル回路２０７は、基準部材としてのプラテンガイド１１０を読み取って得た画像データから配光変動補正（照明手段の主走査方向の光強度分布（配光）の経時変動（配光変動）の補正）に用いる光量変動基準値及び光量変動値を算出する。本実施形態では、光量変動基準値（第一の平均光量）の検出は、最初の原稿の読み取り前に行い、その検出結果を基準値記憶回路（記憶手段）２１０に記憶する。光量変動値（第二の平均光量）の検出は、２枚目以降のそれぞれの原稿の読み取り前（前の原稿の読み取りと次の原稿の読み取りとの間、すなわち紙間）に行う。ただし、本願発明では、算出のタイミングはこれに限定せず、状況に応じた選択を可能とする。

画像データサンプル回路２０７を出た画像データは、配光変動補正回路２０８へ送られる。本実施例では、２枚目以降の原稿の読み取り後に、配光変動補正回路２０８は、画像データに対して配光変動補正値(配光変動補正係数)に基づいて配光変動補正を行う。配光変動補正係数は、基準値記憶回路２１０に記憶されている光量変動基準値と画像データサンプル回路２０７により算出される光量変動値とに基づいて配光変動補正係数算出回路（補正値算出手段）２０９により算出される。

配光変動補正回路２０８により配光変動補正が行われた画像データは、この他に幾つかの画像処理（例えば二値化処理、濃度補正等）（不図示）を施され、その後、用紙に画像を書き込むプリンタ部２１１へと伝送される。

画像データサンプル回路２０７は、光源１１９により照明されたプラテンガイド１１０の画像をＣＣＤラインセンサ１２６が読み取って取得した画像データを主走査方向に複数の領域に分割する。画像データサンプル回路２０７は、複数の領域のそれぞれの領域における最大輝度値及び最小輝度値を少なくとも除いた画像データに基づいて複数の領域のそれぞれの平均光量を検出する。より具体的には、画像データサンプル回路２０７は、複数の領域のそれぞれにおいて画像データを輝度値の順に並べ替える。画像データサンプル回路２０７は、並べ替えた前記画像データの所定領域内にある画像データの少なくとも一部を平均して光量（平均光量）を検出する。

所定領域内にある画像データは、並べ替えた画像データの輝度値の低い側の端部の画像データから輝度値の高い側へ第一所定個数の画像データ及び輝度値の高い側の端部の画像データから輝度値の低い側へ第二所定個数の画像データを除いたものである。画像データサンプル回路２０７は、分割領域ごとに、第一及び第二所定個数の画像データを除いた残りの画像データの少なくとも一部を平均して、複数の領域のそれぞれの光量を検出する。画像データサンプル回路２０７は、残りの画像データの全部を平均して光量を検出してもよい。

すなわち、画像データサンプル回路２０７は、複数の領域のそれぞれにおいて、輝度値の順に並べ替えた画像データのうちの所定領域の少なくとも一部又は全部の画像データを平均して光量を検出する。

図３は、画像データサンプル回路２０７の構成を示すブロック図である。タイミングジェネレーター２２４が出力する同期信号に基づき、図４に示すように、取得したプラテンガイド１１０の画像データをプラテンガイド１１０の主走査方向に等間隔（例えば２５０画素）で複数の領域に分割する。即ち、取得したプラテンガイド１１０の画像データは、注目する画素とその周辺の所定画素数（例えば２５０画素）を、分割された１領域(分割領域)として扱う。
画像データは、画素単位の輝度値で表される。並び替え回路２２１は、複数の分割領域のそれぞれにおいて、画像データを画素単位で輝度値の昇順に並べ替えるソーティングを行う。

加算回路２２２は、並べ替えた画像データのうちの所定領域の少なくとも一部又は全部の画像データを加算する。所定領域は、最大輝度値の画像データと及び最小輝度値の画像データを少なくとも除いた領域である。より具体的には、所定領域は、並べ替えた画像データの輝度値の高い側から第一所定個数の画像データと、輝度値の低い側から第二所定個数の画像データを除いた領域である。すなわち、並べ替えた画像データのうちの輝度値の低い側の端部の画像データから輝度値の高い側へ第一所定個数の画像データ（例えば、１５０画素の画像データ）を除去する。また、並べ替えた画像データのうちの輝度値の高い側の端部の画像データから輝度値の低い側へ第二所定個数の画像データ（例えば、３６画素の画像データ）を除去する。残った画像データ（ここでは、６４画素の画像データ）が所定領域内の画像データである。加算回路２２２は、所定領域内の画像データの少なくとも一部又は全部の輝度値を加算する。

加算された輝度値の合計値を、平均値算出回路２２３で、加算した画素の個数で除算を行い、この算出値を各分割領域の注目画素の光量変動基準値とする。主走査位置ｘの注目する画素での光量変動基準値をＣ（ｘ）、周辺画素を輝度値で昇順に並び替えを行ったデータをIm（ｎ）、ｎは昇順での順番（１が最も輝度が低い）とすると算出式は以下のようになる。

このような光量変動基準値の算出方法をとることでプラテンガイド１１０に汚れが付着していた場合であっても正しい基準値（プラテンガイド１１０の正しい読み値）を得ることが出来る。

ＣＣＤラインセンサ１２６により複数枚の原稿を連続的に読み取る場合に、複数枚の原稿の一枚目の原稿を読み取る直前に、光源１１９により照明されたプラテンガイド１１０の画像をＣＣＤラインセンサ１２６が読み取る。画像データサンプル回路２０７は、プラテンガイド１１０の画像データから光量変動基準値（第一の平均光量）を検出する。

複数枚の原稿の二枚目以降の原稿を読み取る直前に、すなわち、前の原稿と次の原稿との間で、光源１１９により照明されたプラテンガイド１１０の画像をＣＣＤラインセンサ１２６が読み取る。画像データサンプル回路２０７は、プラテンガイド１１０の画像データから光量変動値（第二の平均光量）を検出する。

図５は、プラテンガイド１１０の分割領域に汚れが付着した場合における画像データの例を示す。また図６は、図５の例における光量変動値の算出方法を説明する図である。図５及び図６に基づいて、プラテンガイド１１０に汚れが付着した場合であっても正しく基準値を算出できる理由を述べる。なお、本実施形態は、原稿の表面の画像を流し読みするためプラテンガイド１１０を読み取るが、後述する第二の実施形態でおいては、原稿の裏面の画像を流し読みするためプラテンガイド１２７を読み取る。後者の場合も配光変動補正は同様に行われるので、図５及び図６は、両実施形態を共通に説明するべくプラテンガイドの参照符号は１１０（１２７）としてある。

図５は、プラテンガイド１１０（１２７）の主走査方向の任意の位置の分割領域を拡大した拡大図と、それに対応する主走査位置に対する読み取り輝度のグラフを示す。プラテンガイド１１０（１２７）の汚れには、黒汚れと白汚れがある。黒汚れは、プラテンガイド１１０（１２７）そのものの輝度値よりも輝度の低いゴミ（トナー、インクなど）がプラテンガイド１１０（１２７）に付着して発生する。白汚れは、プラテンガイド１１０（１２７）そのものの輝度値よりも輝度の高いゴミ（紙紛など）がプラテンガイド１１０（１２７）に付着して発生する。流し読みを繰り返し行っているとプラテンガイド１１０（１２７）に黒汚れや白汚れが付着する。配光変動補正の基準として用いられるプラテンガイド１１０（１２７）は、白色に近い色とするのが通常である。このような場合、光量変動基準値の算出で問題となる汚れとしては白汚れに対し黒汚れのほうが圧倒的に数が多くなる。また、黒汚れの原因は、トナーやインクなどであるので、広範囲に及ぶ黒汚れ汚れが発生することがある。一方、白汚れの主な原因は、紙紛であるので、広範囲に及ぶ白汚れが発生することはほとんどない。

図６は、プラテンガイド１１０（１２７）の任意位置での分割領域を拡大した拡大図(図５のそれと同じ)と、それに対応する読み取り画像と、その画像データを輝度値の昇順に（小さい順に）並び替えた図を示す。ただし、プラテンガイド１１０（１２７）の読み取り画像は、図３で説明したように、プラテンガイド１１０（１２７）を複数の領域に分割してその分割領域毎に読み取り、その輝度値を濃淡で表している。読み取った画像データの並び替えは、並び替え回路２２１によって行われる。並べ替えた画像データの輝度値の低い側の端部Ｂ１から輝度値の高い側へ第一所定個数（例えば１５０）の画像データを除く。並べ替えた画像データの輝度値の高い側の端部Ｂ２５０から輝度値の低い側へ第二所定個数（例えば、３６）の画像データを除く。残った所定領域（例えば、６４画素の画像データ）の一部又は全部を平均して光量を検出する。こうすることでプラテンガイド１１０（１２７）上に付着している白汚れ及び黒汚れの影響を除外することが出来る。本実施例において、基準値算出の際の平均値算出から除外する画像データは、輝度レベルの昇順に並び替えた状態で低い方からの画素データの個数を高い方からの画素データの個数よりも多くした。すなわち、第一所定個数は、前記第二所定個数よりも大きい。上述のプラテンガイドの汚れ方の特性を考慮した本実施例は、ゴミの影響をより効果的に除去することが可能となる。

次に、配光変動補正係数算出回路２０９による配光変動補正係数の算出方法を図７に基き詳細に説明する。
図７（Ａ）は、図４で説明したように予め主走査方向を等間隔で複数の領域に分割し、その分割された複数の主走査領域に対して、画像データサンプル回路２０７が算出したガイドの読み取りレベル（光量）を示したものである。

図７（Ａ）中Ａで示される点は原稿を流し読み直前にプラテンガイド１１０を読み取った画像データから前述の画像データサンプル回路２０７が算出した、分割された各主走査領域での光量変動基準値（第一の平均光量）である。分割された各主走査領域は、以下、分割領域といい、主走査位置の離散値で表わす。

流し読み動作の開始直後であり、原稿の読み取り直前にシェーディング補正を行っており、また経時的な光量変動が進行していないため主走査位置に対する光量変動はほとんどなく、光量変動基準値Ａは、主走査方向にフラットな特性になっている。

図７（Ａ）中Ｂで示される点は、各分割領域での、経時的な光量変動が進行した状態で、プラテンガイド１１０を読み取った画像データから前述の画像データサンプル回路２０７が算出した、分割領域での光量変動値（第二の平均光量）である。図７（Ａ）の例は、光量変動値が、主走査位置の中央に比べ両端部の光量落ち込みが大きい場合を示す。時間が経過した際の光量は、点灯時間に対して主走査方向に、一律で光量が低下するものではなく、装置構成や照明手段の特性により主走査方向に不均一な光量劣化となることが多い。

配光変動補正係数算出回路２０９は、流し読み開始直後の光量変動基準値（第一の平均光量）と、流し読み開始後の紙間での光量変動値（第二の平均光量）との比から配光変動補正係数（補正値）を算出する。分割領域の主走査位置をｘ（離散値）とし、主走査位置をｘでの光量変動基準値をＡ（ｘ）とし光量変動値をＢ（ｘ）とした時の、主走査位置ｘでの光量変動補正係数Ｃ（x）の算出式は以下になる。
光量変動補正係数Ｃ（x） ＝ 光量変動基準値Ａ（x）／光量変動値Ｂ（x）
ただし、主走査位置xは、２５０，５００，７５０・・・の離散値である。

続いて、算出された主走査位置ｘ（離散値）での補正係数から、主走査位置ｘ以外の画素位置での補正係数の算出を行う。主走査位置（２５０，５００，７５０・・）以外の主走査位置の補正係数は近接した主走査位置ｘにおける補正係数から計算によって算出される。例えば図７（Ｂ）において、主走査位置a（５００〜７５０画素の間の位置）での補正は主走査位置５００と７５０の補正係数の直線近似で算出される。主走査位置aでの配光変動補正係数をＤ(x)、主走査位置５００での光量変動補正係数をＣ(x)とした場合の計算式は下記になる。
Ｄ（ｘ）＝Ｃ（500）＋｛Ｃ(750)−Ｃ(500)｝／（750−500）×（a−500）
主走査位置a以外の主走査位置での配光変動補正係数も同様の計算式で算出され、主走査位置ｘ（ｎ，ｎ+α間）の配光変動補正係数Ｄ（ｘ）の一般式は以下となる。ｎは光量変動補正係数の主走査位置、αはプラテンガイド１１０の主走査方向の各分割領域での画素数である。
Ｄ（ｘ）＝Ｃ（ｎ）＋｛Ｃ(ｎ+α)−Ｃ(ｎ)｝／α×（ｘ−ｎ）
上記演算により算出された、主走査位置ｘでの配光変動補正係数Ｄ（ｘ）に基き、配光変動補正回路２０８で原稿読み取り画像データに対する補正演算（配光変動補正）が行われる。主走査位置ｘにおける原稿読み取り画像データをＩｍ＿ｉｎ（ｘ）、補正後の画像データをＩｍ＿ｏｕｔ（ｘ）とすると補正式は以下のようになる。
Ｉｍ＿ｏｕｔ（ｘ） ＝ Ｉｍ＿ｉｎ（ｘ）×Ｄ（ｘ）
上記の配光変動補正は流し読みが終了するまでの紙間毎に行われ、照明手段の変動があった場合も正しい画像データを得ることが出来る。

図８は、上述した画像読取装置の動作を示すフローチャートである。この動作は、ＣＰＵ２０１が自動原稿給送装置１４０及び読取装置本体１１７を制御することにより行われる。

流し読みモードでＪＯＢを開始後、１枚目の読み取り前に、ＣＰＵ２０１は、ＣＣＤラインセンサ１２６に白色基準板１３０の画像データを読み取らせる（Ｓ３０１）。読み取った画像データに基づいて、シェーディング回路２０５は、シェーディング補正係数を算出する（Ｓ３０２）。算出されたシェーディング補正係数はシェーディング用メモリ２０６に記憶する（Ｓ３０３）。

次に、ＣＰＵ２０１は、ＣＣＤラインセンサ１２６にプラテンガイド１１０の画像データを読み取らせる。読み取った画像データに対し、シェーディング回路２０５は、シェーディング用メモリ２０６に記憶されたシェーディング補正係数に基づきシェーディング補正を行う。（Ｓ３０４）。

シェーディング補正されたプラテンガイド１１０の画像データは、画像データサンプル回路２０７に送られ、分割された複数の主走査領域それぞれについて光量変動基準値を算出し（Ｓ３０５）、その結果を基準値記憶回路２１０に記憶する（Ｓ３０６）。

以上のステップを完了した上で、複数枚の原稿の流し読みを開始する。ＣＰＵ２０１は、読み取るべき原稿が１枚目であるかどうかを判断する（Ｓ３０７）。１枚目の原稿は、直前のシェーディング補正を行っておりかつ光量の経時変動は進行していないので、照明手段の変動による影響は無いと考えられる。読み取るべき原稿が１枚目である場合（Ｓ３０７のＹＥＳ）、配光変動補正を行わずに１枚目の原稿の読み取りを行う（Ｓ３０８）。
なお、ステップＳ３０７の判断工程を省略して、ステップＳ３０６から直接にステップＳ３０８へ進んでも良い。

１枚目の原稿の読み取り（Ｓ３０８）を終了すると、ＣＰＵ２０１は、次の原稿があるかどうかを判断する（Ｓ３０９）。次の原稿がある場合は（Ｓ３０９のＹＥＳ）、ステップＳ３１０へ進む。なお、次の原稿がある場合は（Ｓ３０９のＹＥＳ）、ステップＳ３０７へ戻って、ＣＰＵ２０１は、読み取るべき原稿が１枚目であるかどうかを判断するようにしてもよい（Ｓ３０７）。しかし、次の原稿がある場合（Ｓ３０９のＹＥＳ）、直接にステップＳ３１０へ進むことが好ましい。ステップＳ３０７の判断工程を省略することができるからである。

２枚目以降の原稿については、前の原稿の読み取り終了から次の原稿の読み取り開始前のタイミング（紙間）で、シェーディング補正を行いかつ配光変動補正のための配光変動補正係数を求める。即ち、読み取るべき原稿が２枚目以降の原稿である場合（Ｓ３０７のＮＯ）、プラテンガイド１１０の画像の読み取りを行い、読み取った画像データに対し、シェーディング回路２０５が前記シェーディング係数に基づきシェーディング補正を行う（Ｓ３１０）。

次いで、画像データサンプル回路２０７が、光量変動基準値を算出した際と同じ分割領域について光量変動値を算出する（Ｓ３１１）。

そして、配光変動補正係数算出回路２０９が、算出された光量変動値と、１枚目の原稿の読み取り前に算出し基準値記憶回路２１０に記憶しておいた光量変動基準値とを用いて配光変動補正係数を算出する（Ｓ３１２）。

次いで原稿を読み取り（Ｓ３１３）、読み取られた画像データに対し、配光変動補正回路２０８が、前記の配光変動補正整数に基き配光変動補正を行う（Ｓ３１４）。

読み取るべき次の原稿がある場合は（Ｓ３０９のＹＥＳ）、ＣＰＵ２０１は、Ｓ３１０からＳ３１４の工程を繰り返す。読み取るべき次の原稿がない場合は（Ｓ３０９のＮＯ）、流し読みモードを終了する。

本実施形態において、画像データサンプル回路２０７の並び替え回路２２１は、複数の分割領域のそれぞれにおいて、画像データを画素単位で輝度値の昇順に並べ替えた。しかし、本発明は、画像データを輝度値の昇順に並べ替えることに限定されるものではない。画像データを輝度値の降順に並べ替えても、同様の効果を奏することができる。

続いて本発明の別の実施形態について説明をする。
一度の原稿搬送で原稿の両面を読み込む画像読取装置は、表面の原稿を読み取る原稿読み取り部と裏面の原稿を読み取る原稿読み取部とを有する。表面の原稿を読み取る場合は、原稿台上に載置された原稿を読み取る圧板モード（原稿固定読みモード）と流し読みモードとを備えることが多いため、光学系が可動式となっていることが通常である。そのため原稿の読み取り直前に、原稿読み取り部とは別の位置に配置された白色基準板（シェーディング補正用基準部材）まで光学系を移動しその白色規準板を読むことが出来る。一方、原稿の裏面を読み取る場合は、流し読みモードで原稿の裏面を読み取る場合がほとんどである。したがって、原稿の裏面を読み取る場合に白色基準板を読むためには、白色基準板を読み取るためだけの読み取り部移動機構（もしくは流し読みガラス移動機構）を別に設けなければならない。コストダウンの観点から、このような移動機構を必要としない構成が望まれる。

このような読み取り部移動機構を持たない構成の場合は、原稿読み取り直前にシェーディング補正用基準部材を読み取れない。したがって、工場出荷時や市場での調整時に専用の治具を用いてシェーディング補正用基準部材を読み取り、読み取り結果を記憶させておくことで代用することがある。

しかしながら、工場出荷時（もしくは市場での調整時）でのシェーディング補正用基準データでは照明手段の劣化成分を補正することが出来ない。そこで、シェーディング補正用基準部材と共に光量変動補正の基準となるプラテンガイドのデータを工場出荷時（もしくは市場での調整時）に取得する。原稿を読み取る前にプラテンガイドを読み取ることで配光変動補正を行い、工場出荷時（もしくは市場での調整時）から原稿の読み取り前までの照明手段の劣化成分を補正する。

以下の説明では工場出荷時の場合を例に説明を行う。市場での調整時はそれと同等の処理となるため詳細説明は省略する。

図９は第二の実施形態に係る画像読取装置４００の画像処理回路を示した図である。第二の実施形態に係る画像読取装置４００の画像処理回路以外の構成については、図１に示す第一の実施形態に係る画像読取装置１００の構成と同様であるので説明を省略する。

ＣＰＵ８０１によって制御されたセンサ駆動部８０２は、ＣＩＳラインセンサ１２８に対し駆動信号を出力する。センサ駆動部８０２より駆動信号を受けたＣＩＳラインセンサ１２８は、駆動信号に応じて流し読みガラス（第二の原稿読み取り部）１２９上の原稿の画像を読み取り、アナログ画像データを出力する。Ａ／Ｄ変換器８０３は、ＣＰＵ８０１により制御されて、ＣＩＳラインセンサ１２８からのアナログ画像データを逐次デジタル画像データに変換する。

デジタル画像データは、ＣＰＵ８０１により制御される画像処理用ＡＳＩＣ８０４へ入力される。画像処理用ＡＳＩＣ８０４において、シェーディング回路８０５は、ＣＩＳラインセンサ１２８の感度ムラの影響を補正するシェーディング補正を行う。このシェーディング補正は、画像処理用ＡＳＩＣ８０４の外に設けられた不揮発性のシェーディング用メモリ８０６に記憶されている主走査方向の全領域のシェーディング補正係数を用いて行われる。

シェーディング補正された画像データは、画像データサンプル回路（光量検出手段）８０７を介して、配光変動補正回路（補正手段）８０８へ入力される。画像データサンプル回路８０７は、基準部材としてのプラテンガイド１２７を読み取って得た画像データから配光変動補正に用いる光量変動基準値及び光量変動値を算出する。画像データサンプル回路８０７は、第一の実施形態の画像データサンプル回路２０７と同様な機能を持つものであるので詳細な説明は省略する。

配光変動補正回路８０８は、画像データに対して配光変動補正係数に基づいて配光変動補正を行う。配光変動補正回路８０８で用いられる配光変動補正係数は、光量変動基準値と光量変動値とに基づいて、配光変動補正係数算出回路８０９により算出される。光量変動基準値は、画像処理用ＡＳＩＣ８０４の外に設けられた不揮発性メモリを用いた基準値記憶回路８１０に記憶されている。光量変動値は、画像データサンプル回路８０７により算出される。配光変動補正回路８０８により配光変動補正が行われた画像データは、この他に幾つかの画像処理（不図示）を施され、その後、用紙に画像を書き込むプリンタ部８１１へと伝送される。

画像データサンプル回路８０７の処理は、第一の実施形態に係る画像データサンプル回路２０７と同様であるので説明を省略する。配光変動補正係数算出回路８０９の処理は、第一の実施形態に係る配光変動補正係数算出回路２０９と同様であるので説明を省略する。配光変動補正回路８０８の処理は、第一の実施形態に係る配光変動補正回路２０８と同様であるので説明を省略する。基準値記憶回路８１０の処理は、第一の実施形態に係る基準値記憶回路２１０と同様であるので説明を省略する。

図１０は、第二の実施形態に係る光量変動基準値の取得動作を示すフローチャートである。

本実施形態に係る画像読取装置４００は、読み取り部移動機構（もしくは流し読みガラス移動機構）を有さずに、原稿の裏面の画像を読み取るので、読み取り直前にシェーディング補正用基準部材を読み取ることができない。そこで、専用の治具を用いてシェーディング補正用基準部材を読み取らせて、その画像データから得られたシェーディング補正係数を記憶しておく必要がある。図１０は、その一連の動作を示すフローチャートである。この動作は、ＣＰＵ８０１が自動原稿給送装置１４０及び読取装置本体１１７を制御することで行われる。ＣＰＵ８０１は、ＣＩＳラインセンサ１２８に治具の白色基準板（不図示）の画像データを読み取らせる（Ｓ９０１）。治具の白色基準板は、工場における製造工程中に流し読みガラス１２９に対向して配置可能な白色基準板である。読み取った画像データに基いて、シェーディング回路８０５は、以下の計算を行い、各画素毎（例えば１〜７５００画素×３色）のシェーディング補正係数ＳＨＤを求める（Ｓ９０２）。
ＳＨＤ(x) ＝ ＷＨｔｒｇ ÷ ＩＭＧin(x)
ここで、ＷＨｔｒｇは、治具の白色基準板の目標輝度値である。ＩＭＧinは、読み取り画像の輝度値である。ｘは、主走査位置（１〜７５００）を表わす。算出したシェーディング補正係数ＳＨＤ(x)は、シェーディング用メモリ８０６に記憶される（Ｓ９０３）。

次に、プラテンガイド１２７の画像の読み取りを行い、シェーディング回路８０５で算出し、シェーディング用メモリ８０６に記憶してあるシェーディング補正係数に基きシェーディング補正を行う（Ｓ９０４）。

シェーディング補正されたプラテンガイドの画像データは、画像データサンプル回路８０７へ送られる。分割された複数の主走査領域のそれぞれについて光量変動基準値（第一の平均光量）を算出する（Ｓ９０５）。その算出結果を基準値記憶回路（記憶手段）８１０に記憶する（Ｓ９０６）。基準値記憶回路８１０は、不揮発性メモリである。

図１１は、本実施形態に係る原稿読み取り時の動作を説明するフローチャートである。この動作は、ＣＰＵ８０１が自動原稿給送装置１４０及び読取装置本体１１７を制御することにより行われる。

流し読みモードでＪＯＢを開始後、１枚目の読み取り前に、ＣＰＵ８０１は、ＣＩＳラインセンサ１２８にプラテンガイド１２７の画像データを読み取らせる。読み取った画像データに対し、シェーディング回路８０５は、工場出荷時に予めシェーディング用メモリ８０６に記憶されたシェーディング補正係数に基づきシェーディング補正を行う（Ｓ１００１）。

次いで、画像データサンプル回路８０７が、工場出荷時に配光変動基準値を算出した際と同じ領域（分割された複数の主走査領域）について光量変動値（第二の平均光量）を算出する（Ｓ１００２）
次いで、配光変動補正係数算出回路８０９が、工場出荷時に算出し基準値記憶回路８１０に記憶していた光量変動基準値と、画像データサンプル回路８０７で算出された光量変動値とを用いて、配光変動補正係数を求める（Ｓ１００３）。配光変動補正係数を算出する方法は、第一の実施形態と同様なので詳細は省略する。

そして、原稿の画像の読み取りが行われ（Ｓ１００４）、配光変動補正回路８０８が、配光変動補正係数算出回路８０９によって算出された配光変動補正係数に基づき、読み取った原稿の画像データに対し配光変動補正を行う（Ｓ１００５）。

ＣＰＵ８０１は、読み取るべき次の原稿があるかどうかを判断する（Ｓ１００６）。次の原稿がある場合は（Ｓ１００６のＹＥＳ）、ＣＰＵ８０１は、Ｓ１００１からＳ１００５の工程を繰り返す。読み取るべき次の原稿がない場合は（Ｓ１００６のＮＯ）、流し読みモードを終了する。

このように、上記の配光変動補正を、流し読みが終了するまでの間、一枚の用紙の読み取りごとに行うことで、工場出荷時から照明手段の劣化があった場合でも正しい画像データを得ることが出来る。

なお、この実施形態は、例えば、一度の原稿搬送で原稿の両面を読み込む画像読取装置の裏面原稿読み取り部に適用される。

１００ 画像読取装置
１１０、１２７ プラテンガイド（基準部材）
１１９、１３９ 光源（照明手段）
１２６ ＣＣＤラインセンサ（画像読み取り手段）
１２８ ＣＩＳラインセンサ（画像読み取り手段）
２０７、８０７ 画像データサンプル回路（光量検出手段）
２０８，８０８ 配光変動補正回路（補正手段）
２０９、８０９ 配光変動補正係数算出回路（補正値算出手段）
２１０、８１０ 基準値記憶回路（記憶手段）

本発明は、原稿の画像を読み取る原稿読取装置（以下、画像読取装置という。）および画像処理方法に関するものである。

そこで、本発明は、高精度に原稿を読み取れるようにするために、基準部材に付着している汚れの影響を低減させることを目的とする。

上記目的を達成する為に、本発明の原稿読取装置は、原稿を搬送する搬送部と、前記搬送部によって搬送されている原稿を照明する照明と、前記搬送部によって搬送されている前記原稿を読取位置で読み取る読取部と、前記読取位置に対向して配置されている基準部材と、前記読取部が前記基準部材を読み取ることにより得られた画像データから、複数の画素位置に対応する補正条件を算出する補正条件算出部と、前記原稿の画像データに対して、前記画像データの画素位置に対応する前記補正条件を用いて補正する補正部とを有し、前記補正条件算出部は、第１画素位置および前記第１画素位置の周辺の画素位置に対応する、前記基準部材の複数の画像データを取得し、前記複数の画像データの輝度に基づき決定される、高輝度な画像データおよび低輝度な画像データを、前記複数の画像データから除外した残りの画像データから前記第１画素位置における補正条件を算出する。

本発明によれば、基準部材に付着している汚れの影響を低減させ、高精度な原稿の読み取りを行うことができる。

Claims (8)

1. 画像を読み取る画像読み取り手段と、
   原稿読み取り部にある原稿の画像を前記画像読み取り手段により主走査方向に読み取るために前記原稿読み取り部にある前記原稿を照明する照明手段と、
   前記照明手段により照明されるように前記原稿読み取り部に対向して配置された基準部材と、
   前記照明手段により照明された前記基準部材の画像を前記画像読み取り手段が読み取って取得した画像データを前記主走査方向に複数の領域に分割し、前記複数の領域のそれぞれの領域における最大輝度値及び最小輝度値を少なくとも除いた前記画像データに基づいて前記複数の領域のそれぞれの平均光量を検出する光量検出手段と、
   予め前記光量検出手段により検出された前記複数の領域のそれぞれの第一の平均光量を記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段に記憶された前記複数の領域のそれぞれの前記第一の平均光量と、その後に前記光量検出手段により検出された前記複数の領域のそれぞれの第二の平均光量とから、前記照明手段の前記主走査方向の前記複数の領域のそれぞれにおける前記画像データを補正するための補正値を算出する補正値算出手段と、
   前記補正値により前記画像データを補正する補正手段と、
   を備える画像読取装置。
2. 前記光量検出手段は、前記複数の領域のそれぞれの領域における前記画像データを輝度値の順に並べ替え、前記並べ替えた画像データの前記輝度値の低い側の端部の画像データから前記輝度値の高い側へ第一所定個数の画像データ及び前記輝度値の高い側の端部の画像データから前記輝度値の低い側へ第二所定個数の画像データを除いた残りの画像データに基づいて前記複数の領域のそれぞれの前記平均光量を検出することを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
3. 前記光量検出手段は、前記残りの画像データの一部又は全てを平均して前記平均光量を検出することを特徴とする請求項２に記載の画像読取装置。
4. 前記第一所定個数は、前記第二所定個数よりも大きいことを特徴とする請求項２又は３に記載の画像読取装置。
5. 前記画像読み取り手段により複数枚の原稿を連続的に読み取る場合に、前記第一の平均光量は、前記複数枚の原稿の一枚目の原稿を読み取る直前に前記光量検出手段により検出された平均光量であり、前記第二の平均光量は、前記複数枚の原稿の二枚目以降の原稿を読み取る直前に前記光量検出手段により検出された平均光量であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像読取装置。
6. 前記記憶手段は、不揮発性メモリであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像読取装置。
7. 前記第一の平均光量は、予め工場出荷時又は市場での調整時に前記光量検出手段により検出され、前記不揮発性メモリに記憶されていることを特徴とする請求項６に記載の画像読取装置。
8. 画像読み取り手段により複数枚の原稿を連続的に読み取る場合に、前記補正値算出手段は、前の原稿の読み取りと次の原稿の読み取りとの間で、前記補正値を算出することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の画像読取装置。

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