JP2018121177A - 画像読取装置、画像形成装置、画像処理装置、及び画像処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】専用メモリを用いることなく異物信号を補正することができる画像読取装置、画像形成装置、画像処理装置、及び画像処理方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の画像読取装置は、光を照射する照射手段と、上記光を通過させる透過部材と、上記照射手段が照射する光の上記透過部材を介して入射する対象物からの反射光を電気信号に変換する複数の画素回路と、上記対象物が濃度基準部材のときに各画素回路の出力値からシェーディングデータを生成するデータ処理手段と、光路上の異物を指す上記シェーディングデータ上の画素を検出する異物検出手段と、上記異物検出手段により検出された画素についての上記シェーディングデータ上の出力値を補正する異物補正手段と、上記対象物が原稿のときに上記異物補正手段の補正後のシェーディングデータに基づいて各画素回路の出力値をシェーディング補正するシェーディング補正手段と、を有する。【選択図】図９

Description

本発明は、画像読取装置、画像形成装置、画像処理装置、及び画像処理方法に関する。

従来、画像読取装置において、光路上の部品（コンタクトガラス等）にゴミや埃などの異物が付着していると、それが読取画像に異物信号（黒スジや白スジなど）として現れ、読取画像の画質を低下させることが知られている。オフィスなどでスキャンされる原稿は地肌が白いものが多いので、異物信号の中でも特に黒スジは目立ち、ユーザからクレームを受けることに繋がり易い。そこで、読取画像に対し、異物信号に当たる画素を周囲の画素で補間するなどの異物補正技術が知られている。

異物補正技術では、黒スジの入った画像が入力された際に補正箇所（黒スジ箇所）をメモリに保持し、その後の異物補正処理に使用する（特許文献１参照）。

しかしながら、従来は、読取画像に含まれる異物信号を補正する（例えば線形補間する）に当たり、事前に異物を検知し、異物を検知した画素の主走査方向の位置を記憶させておかなければならず、そのための専用のメモリが必要であった。また、線形補間では、精度良く補正を行えないなどの問題もあった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、専用メモリを用いることなく異物信号を補正することができる画像読取装置、画像形成装置、画像処理装置、及び画像処理方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の画像読取装置は、光を照射する照射手段と、上記光を通過させる透過部材と、上記照射手段が照射する光の上記透過部材を介して入射する対象物からの反射光を電気信号に変換する複数の画素回路と、上記対象物が濃度基準部材のときに各画素回路の出力値からシェーディングデータを生成するデータ処理手段と、光路上の異物を指す上記シェーディングデータ上の画素を検出する異物検出手段と、上記異物検出手段により検出された画素についての上記シェーディングデータ上の出力値を補正する異物補正手段と、上記対象物が原稿のときに上記異物補正手段の補正後のシェーディングデータに基づいて各画素回路の出力値をシェーディング補正するシェーディング補正手段と、を有する。

本発明によれば、専用メモリを用いることなく異物信号を補正することができるという効果を奏する。

図１は、実施の形態にかかる画像形成装置の構成の一例を示す図である。 図２は、ＡＤＦの具体的な構成の一例を示す断面図である。 図３は、制御ユニットのハードウエア構成の一例を示す図である。 図４は、第２の固定読取ユニットの制御ブロックの構成の一例を示す図である。 図５は、第２の固定読取ユニットの受光面と、コンタクトガラス面と、原稿と、濃度基準部材との配置関係の一例を示す図である。 図６は、コンタクトガラス面上の異物に対する受光面上の対向画素が受ける光の量の説明図である。 図７は、受光面全体が受ける光の量の説明図である。 図８は、ディジタル画像処理回路のブロック構成の一例を示す図である。 図９は、白補正処理ブロックの詳細ブロックの構成の一例を示す図である。 図１０は、白補正処理ブロックにおける異物補正処理の説明図である。 図１１は、異物補正後の画像データの補正係数の値に応じて変わるスジ色の一例を示す図である。 図１２は、原稿の地肌色がグレーの場合のスジ色の一例を示す図である。 図１３は、変形例２に係る白補正処理ブロックの詳細ブロックの構成の一例を示す図である。 図１４は、変形例３に係る濃度基準部材の構成の一例を示す図である。 図１５は、変形例４に係る対向画素の全域に補正対象を拡大する場合の説明図である。

（実施の形態）
以下に添付図面を参照して、画像読取装置、画像形成装置、画像処理装置、及び画像処理方法の実施の形態を詳細に説明する。以下では、上記「画像読取装置」として、上記「画像形成装置」への適用例を示す。

図１は、実施の形態にかかる画像形成装置の構成の一例を示す図である。図１において、画像形成装置１は、プリンタ機能、スキャナ機能、及びコピー機能を利用可能な複合機として構成されている。

図１において、画像形成装置１は、上記「画像読取装置」としての画像読取ユニット１０と、記録紙供給ユニット２０と、画像形成ユニット３０とを備えている。更に、画像形成装置１は、筐体上部に操作パネル（不図示）を備えている。

操作パネルは、例えば液晶ディスプレイ上にタッチパネルを重ねて配置した表示入力装置などであり、ユーザによる画像読取ユニット１０や、記録紙供給ユニット２０や、画像形成ユニット３０などの操作指示（例えば読取開始の指示など）を受け付ける。

画像読取ユニット１０は、スキャナ１０ａと、スキャナ１０ａ上面のコンタクトガラス１１の上に配設された原稿自動搬送装置（以下、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）という）１０ｂとを有し、ＡＤＦ１０ｂにセットした原稿を所定速度で搬送させながら固定式の読取ユニットにより原稿を読み取らせる読取方式を有する。

ＡＤＦ１０ｂは、本体カバーに、読取前の原稿束を載置するための原稿載置台１２と、読取後の原稿束をスタックするための原稿スタック台１３とを有する。ＡＤＦ１０ｂの本体内部には、原稿を原稿載置台１２からコンタクトガラス１１上を通過して原稿スタック台１３へ排出する原稿搬送路１４を有する。当該ＡＤＦ１０ｂは、スキャナ１０ａに開閉自在に蝶番により固定され、ＡＤＦ１０ｂが開かれることによりスキャナ１０ａ上面のコンタクトガラス１１が露出し、コンタクトガラス１１に載置した原稿の読み取りも可能になっている。

スキャナ１０ａはコンタクトガラス１１の下方に第１の固定読取ユニット１５を有し、ＡＤＦ１０ｂは原稿搬送路１４沿いに第２の固定読取ユニット１６を有する。画像読取ユニット１０は、原稿を原稿搬送路１４を搬送させ、第１の固定読取ユニット１５で原稿の第１面（表面）を読み取る。続いて、画像読取ユニット１０は、第２の固定読取ユニット１６で原稿の第２面（裏面）を読み取る。

図２は、ＡＤＦ１０ｂの具体的な構成の一例を示す断面図である。図２を参照し、ＡＤＦ１０ｂの構成と、その動作について説明する。

ＡＤＦ１０ｂは、原稿搬送路１４に沿い、原稿セットユニットＡと、分離搬送ユニットＢと、レジストユニットＣと、ターンユニットＤと、第１読取搬送ユニットＥと、第２読取搬送ユニットＦと、排紙ユニットＧと、スタックユニットＨとを有する。

原稿セットユニットＡは、主に原稿束ＭＳを搬送開始状態にスタンバイする構成要素を有する。分離搬送ユニットＢは、主に原稿載置台１２にスタンバイ状態にされた原稿束ＭＳから原稿を一枚ずつ分離して給送する構成要素を有する。レジストユニットＣは、主に、分離搬送ユニットＢから給送された原稿を一時的に突き当て原稿を整合し、その後、原稿を送り出す構成要素を有する。ターンユニットＤは、主に、原稿搬送路１４に含まれるＣ字状に湾曲する湾曲搬送路を有し、この湾曲搬送路を原稿が通り抜けることにより原稿の表裏を反転する。第１の読取搬送ユニットＥは、主に原稿の第１面（表面）を読み取る構成要素を有する。第２の読取搬送ユニットＦは、主に原稿の第２面（裏面）を読み取る構成要素を有する。排紙ユニットＧは、主に読取後の原稿をスタックユニットＨに向けて排出する構成要素を有する。スタックユニットＨは、主に読取後の原稿をスタックする原稿スタック台１３を有する。

具体的に、原稿セットユニットＡは、原稿載置台１２や、セットフィラー４２や、ピックアップローラ４３などにより構成されている。原稿載置台１２は、原稿束ＭＳの先端側を支持する可動原稿テーブル４０と、原稿束ＭＳの後端側を支持する固定原稿テーブル４１とから構成されている。

固定原稿テーブル４１には、原稿束ＭＳの搬送方向の長さを検知する原稿長さセンサ６０が所定間隔に配置されている。原稿長さセンサ６０により、原稿束ＭＳの搬送方向の長さの概略が判定される。原稿長さセンサ６０には、反射型フォトセンサや、原稿１枚でも検知可能なアクチュエーター・タイプのセンサなどが使用されている。

また、固定原稿テーブル４１は、原稿束ＭＳの搬送方向に直交する方向（幅方向）の両端にサイドガイド（不図示）を有し、これが原稿束ＭＳに突き当てられることで、原稿束ＭＳの幅方向の位置決めがなされる。

可動原稿テーブル４０はカム機構によって図中矢印ａ、ｂ方向に上下動可能に設けられている。また、可動原稿テーブル４０の上方に、レバー部材であるセットフィラー４２が揺動可能に設けられている。原稿束ＭＳが原稿の第１面が上向きになるように原稿載置台１２へセットされると、原稿束ＭＳがセットフィラー４２を押し上げ、原稿セットセンサ６１が原稿束ＭＳのセットを検知する。そして、原稿束ＭＳの最上面がピックアップローラ４３と接触するように可動原稿テーブル４０が上昇する。

可動原稿テーブル４０の上方にはピックアップローラ４３が設けられている。ピックアップローラ４３は、カム機構により図中矢印ｃ、ｄ方向に動作可能となっている。ピックアップローラ４３は、可動原稿テーブル４０が上昇することにより原稿束ＭＳの上面により図中矢印ｃ方向に押し上げられる。可動原稿テーブル４０の上昇は、テーブル上昇センサ６２が上限を検知することにより停止する。

操作パネルの読取開始キーが押下されると、ピックアップローラ４３が原稿束ＭＳの最上位の原稿を給紙口４４に搬送する方向に回転し、最上位から１枚〜数枚の原稿をピックアップする。ピックアップされた１枚〜数枚の原稿は、分離搬送ユニットＢに進入し、給紙ベルト４５とリバースローラ４６との間に送り込まれる。

給紙ベルト４５は、駆動ローラ４７と従動ローラ４８とによって張架されており、給紙方向に無端移動する。リバースローラ４６は、給紙ベルト４５の下面に当接し、給紙方向とは逆方向に回転する。これにより、最上位の原稿とそれよりも下の原稿を分離して、最上位の原稿のみを給紙する。

１枚に分離された原稿は、レジストユニットＣに進入する。原稿は、給紙ベルト４５により先に送られ、突き当てセンサ６３によって先端が検知される。すると、ピックアップローラ４３を原稿の上面から退避させ原稿を給紙ベルト４５の搬送力のみで送る。原稿の先端は、プルアウトローラ４９の上下ローラのニップに進入し、先端の整合（スキュー補正）が行われる。

プルアウトローラ４９は、スキュー補正機能を有し、スキュー補正した原稿を中間ローラ５０まで送る。送り出された原稿は、原稿幅センサ６４を通過する。

原稿幅センサ６４は、反射型フォトセンサなどからなる紙検知センサを原稿の幅方向に複数個並べたセンサであり、原稿の幅方向のサイズを検知する。一方、原稿の長さ方向（搬送方向）のサイズについては、突き当てセンサ６３により原稿の後端の通過を検知し、原稿の先端の検知からのモータパルスのカウントにより検知する。

原稿は、プルアウトローラ４９および中間ローラ５０によって搬送され、ターンユニットＤに進入する。進入した原稿は、中間ローラ５０および読取入口ローラ５１によって湾曲搬送路を通過し、表裏を反転する。

原稿の先端が読取入口センサ６５に検出されると、読取入口ローラ５１の上下ローラ対のニップに原稿の先端が進入する前に、原稿の搬送速度が減速される。更に原稿が第１の読取搬送ユニットＥに進入して原稿の先端がレジストセンサ６６により検知されると、第１の固定読取ユニット１５の第１の読取位置５２の手前で原稿の搬送が一時停止する。

その後、読取の開始が許可されると、搬送が開始され、原稿が所定の搬送速度で第１の読取位置５２を通過しながら原稿の第１面が第１の固定読取ユニット１５に読み取られる。

第１の読取搬送ユニットＥの通過後、原稿は第２の読取搬送ユニットＦを所定速度で通過する。原稿の両面（第１面および第２面）を読み取る際には、原稿の先端が排紙センサ６７により検知される。そして、原稿が第２の読取位置５３を通過しながら原稿の第２面が第２の固定読取ユニット１６に読み取られる。

第２の固定読取ユニット１６は、例えば密着型イメージセンサ（ＣＩＳ：Contact Image Sensor）である。第２の読取位置５３の原稿が通過する搬送路を挟む対向位置には、濃度基準部材５４を設けている。濃度基準部材５４は、イメージセンサが読み取ったデータを補正するための基準白部として機能する。また、濃度基準部材５４は、ここでは第２の読取位置５３での原稿の浮きを抑える機能も担う。

第２の読取搬送ユニットＦの通過後、原稿は、排紙ユニットＧへ搬送され、排紙ローラ５５の回転により排紙ローラ５５のローラ対のニップから抜け出てスタックユニットＨの原稿スタック台１３に排紙される。

図１に戻り、残りの箇所について説明する。記録紙供給ユニット２０は、多段に配設された２つの記録紙給紙カセット２１、２２、記録紙給紙カセット２１、２２から記録体である記録紙を送り出す記録紙送出ローラ２３、送り出された記録紙を分離して記録紙供給路２４に供給する記録紙分離ローラ２５を有している。

記録紙供給路２４に供給された記録紙は、記録紙供給ユニット２０から画像形成ユニット３０内に入り、レジストローラを介して二次転写装置３６に送り込まれる。

画像形成ユニット３０は、主に、光書込装置３１と、タンデム方式の作像ユニット３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋと、中間転写ベルト３５と、定着装置３７とを備え、記録紙上に液体（一例としてトナーとする）により画像を形成する。

具体的に、作像ユニット３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋは、それぞれ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の、４つの感光体ドラム３３を、図の反時計回りに回転可能に並設して備え、各感光体ドラム３３の周囲に、帯電ローラ、現像器、一次転写ローラ３４、クリーナーユニット、及び除電器を含む作像要素を備える。

中間転写ベルト３５は、各感光体ドラム３３と各一次転写ローラ３４との間のニップに、駆動ローラと従動ローラとにより張架して配置している。

この構成を有する画像形成ユニット３０は、各感光体ドラム３３の表面を帯電器により帯電し、帯電した各感光体ドラム３３の表面に向けて光書込装置３１から例えばレーザ光を照射する。そのレーザ光の照射により、各感光体ドラム３３の表面に静電潜像画像が形成される。続いて、画像形成ユニット３０は、各感光体ドラム３３に向けて現像装置から該当色のトナーを供給して静電潜像画像を現像する。

更に、画像形成ユニット３０は、各感光体ドラム３３の表面の、現像された各色のトナー画像を、図の時計回りに走行する中間転写ベルト３５に一次転写ローラ３４により一次転写する。続いて、画像形成ユニット３０は、中間転写ベルト３５上の一次転写されたトナー画像を、二次転写装置３６により、その位置に搬送されてきた記録紙に二次転写する。その後、画像形成ユニット３０は、トナー画像が転写された記録紙を定着装置３７に搬送し、定着装置３７において記録紙上の各色のトナー像を加圧や加熱によりカラー画像として定着させ、機外の排紙トレイへ排出する。

なお、一次転写後の各感光体ドラム３３の表面に残留する電荷やトナーは、各感光体ドラム３３の周囲の除電器やクリーナーユニットなどにより除去する。

定着装置３７の下には、記録紙反転装置であるスイッチバック装置３８が配設されている。これは、両面プリントを行う場合において、片面を画像定着させた記録紙を反転し、再び二次転写装置３６に進入させるためのものである。

なお、上述では、画像形成ユニット３０が画像を形成する記録体を紙媒体である記録紙として説明したが、この限りではない。記録紙の他、記録フィルムなど他の媒体であっても良い。

続いて、画像形成装置１を制御する制御ユニットの構成について説明する。
図３は、制御ユニット１００のハードウエア構成の一例を示す図である。ここでは、制御ユニット１００の構成として、後述するシェーディングデータの処理に関わるものを主に示している。

本体制御ボード１０２は、マイクロコンピュータを備え、画像読取ユニット１０（図１参照）や、記録紙供給ユニット２０（図１参照）や、画像形成ユニット３０（図１参照）などを統括的に制御する。具体的に、本体制御ボード１０２は、マイクロコンピュータや、操作パネル１０１の入出力インタフェース回路や、通信インタフェース回路などを備える。操作パネル１０１の入出力インタフェース回路や、通信インタフェース回路などは、マイクロコンピュータにバスを介して接続されている。

マイクロコンピュータは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を有し、ＣＰＵがＲＯＭの制御プログラムをＲＡＭにロードして実行する。制御プログラムの実行により、マイクロコンピュータは、画像読取ユニット１０や、記録紙供給ユニット２０や、画像形成ユニット３０などを、それぞれのコントローラと通信インタフェース回路を介して通信して制御する。また、マイクロコンピュータは、操作パネル１０１と入出力インタフェース回路を介して通信し、操作パネル１０１に対するユーザ操作（読取開始キーの操作など）の検知や、操作パネル１０１への表示情報の表示を行う。

読取コントローラ１０３は、ＡＤＦ１０ｂに設けられており、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などに構成される。読取コントローラ１０３は、外部インタフェース（Ｉ／Ｆ）として、本体制御ボード１０２と通信する通信Ｉ／Ｆ２００や、画像読取ユニット１０の各種検知センサからの出力を入力する入力Ｉ／Ｆや、画像読取ユニット１０の各種駆動モータに制御信号を出力する出力Ｉ／Ｆや、第２の固定読取ユニット１６にタイミング信号を出力したり第２の固定読取ユニット１６からの出力データを入力したりする入出力Ｉ／Ｆなどを有する。他方の第１の固定読取ユニット１５（図２参照）は、スキャナ１０ａに設けられており、本体制御ボード１０２に通信可能に接続されている。

読取コントローラ１０３は、本体制御ボード１０２などから電源の供給を受けて起動し、所定手順で読取動作を行う。例えば、読取コントローラ１０３は、検知センサからの出力のモニタや、モータ制御や、第２の固定読取ユニット１６の制御や、本体制御ボード１０２との通信などを伴いながら、以下のような手順で読取動作を行う。なお、ここでは、本体制御ボード１０２との通信を含む読取動作の主な手順のみを示すことにする。

読取コントローラ１０３は、原稿セットセンサ６１から原稿束ＭＳの検知信号を読み取ると、読取原稿セット動作を完了させる。そして、読取コントローラ１０３は、本体制御ボード１０２からユーザによる読取開始キーの操作を示す読取開始信号を受信すると、原稿束ＭＳから原稿を１枚ずつ分離して搬送する動作を行う。原稿が所定の搬送動作によりレジスト停止位置に到達すると、読取コントローラ１０３は、レジスト停止位置で原稿を停止し、本体制御ボード１０２にレジスト停止信号を送信する。そして、本体制御ボード１０２から動作開始の信号を受信すると、読取コントローラ１０３は、所定速度での原稿の搬送を開始し、第１の固定読取ユニット１５や第２の固定読取ユニット１６を制御して所定の読取動作を行う。

読取コントローラ１０３は、ディジタル画像処理回路３００を備えている。ディジタル画像処理回路３００は、第２の固定読取ユニット１６から出力された読取データ（画像データ）の黒補正や白補正などを行い、補正後の画像データを形式変換して本体制御ボード１０２に出力する。

ディジタル画像処理回路３００は、上記白補正を行うに当たり、原稿Ｘ（図５参照）の読み取り前に、第２の固定読取ユニット１６から濃度基準部材５４（図５参照）を読み取った読取データ（シェーディングデータ）を取り込み、このシェーディングデータに対して異物補正処理を行う。「異物補正処理」とは、光路上の異物（汚れなど）、主に第２の固定読取ユニット１６の受光面１６０（図５参照）と原稿Ｘ（図５参照）との間の部材に付着している異物による原稿画像に発生する黒スジを白スジ化するための、シェーディングデータに施す補正処理のことである。ディジタル画像処理回路３００が有する異物補正のための具体的な構成や処理などについては後述する。

図４は、第２の固定読取ユニット１６の制御ブロックの構成の一例を示す図である。図４に示すように、第２の固定読取ユニット１６は、「照明手段」として光源部２０１を有し、イメージセンサとして、画素回路２０２と、アンプ２０３と、Ａ／Ｄ（Analog-to-Digital）変換回路２０４とを有する。

光源部２０１は、ＬＥＤ、蛍光灯、冷陰極管などの光源を有し、光源を駆動する。画素回路２０２は、光電変換素子を有し、受光面１６０（図５参照）に結像した光を光電変換して電気信号（アナログの画素信号）を出力する。アンプ２０３は、各画素回路２０２から出力される画素信号を増幅する。Ａ／Ｄ変換回路２０４は、増幅後の信号をディジタル信号に変換する。

図４に示すように、読取コントローラ１０３から第２の固定読取ユニット１６には、出力Ｉ／ＦＣ１０を介し、光源部２０１を駆動するオン／オフ信号ｄ１や、画素回路２０２を駆動する駆動タイミング信号ｄ２などが入力される。この他、読取コントローラ１０３から第２の固定読取ユニット１６には、駆動用の電源なども供給される。第２の固定読取ユニット１６から読取コントローラ１０３には、Ａ／Ｄ変換回路２０４から出力されるデータ列Ｄ１、つまり濃度基準部材５４の読取データ（後のシェーディングデータ）や原稿Ｘの読取データ（後の画像データ）が、入力Ｉ／ＦＣ１１を介して入力される。

（異物補正）
続いて、ディジタル画像処理回路３００の、異物補正のための構成や処理について詳しく説明する。なお、以下では、当該異物補正の説明に当たり、異物が第２の固定読取ユニット１６のコンタクトガラス（光を通過させる「透過部材」の一例）に付着している場合を想定したものを示す。また、コンタクトガラスに入射する反射光が原稿と濃度基準部材（それぞれ、「対象物」の一例）とから反射されるものとして示す。

図５〜図７は、異物補正の原理を説明するための図である。図５は、第２の固定読取ユニット１６の受光面１６０と、上記コンタクトガラスのコンタクトガラス面１６１と、原稿Ｘと、濃度基準部材５４との配置関係の一例を示す図である。図６は、コンタクトガラス面１６１上の異物に対する受光面１６０上の対向画素が受ける光の量の説明図である。図７は、受光面１６０全体が受ける光の量の説明図である。以下、図５に設定したように、コンタクトガラス面１６１の高さを「高さＡ」、原稿Ｘの通過する高さを「高さＢ」、濃度基準部材５４の高さを「高さＣ」とし、異物補正の原理について説明する。

図５の配置において、濃度基準部材５４は、受光面１６０から見て原稿Ｘが通過する高さＢよりも高い位置（高さＣ）に配置されている。このため、コンタクトガラス面１６１の異物により影響を受けない受光面１６０上の画素領域では、濃度基準部材５４（高さＣ）からの反射光が弱く、通過する原稿Ｘ（高さＢ）からの反射光が強くなる。

図６には異物Ｙを透過する反射光と、異物の左側から対向画素に入射する反射光とを矢印により示している。なお、異物Ｙの右側から入射する反射光については図示を省略しているが、左側と略同様の割合で反射光が入射しているものとする。図６に示すように、異物Ｙの影響を受ける対向画素（異物の対向位置の画素やその周辺の画素）では、濃度基準部材５４（高さＣ）からの反射光が強く、通過する原稿Ｘ（高さＢ）からの反射光が弱くなる。原稿Ｘ（高さＢ）からの反射光は、原稿Ｘと異物Ｙとの距離が近いため、異物Ｙの対向位置周辺の反射光が異物により遮られて対向画素へ入射する光が弱められる。濃度基準部材５４（高さＣ）からの反射光は、濃度基準部材５４と異物Ｙとの距離が遠いため、異物Ｙの対向位置周辺の反射光が異物に遮られることなく入射し、相対的に光が強められる。このように、異物Ｙの対向画素においては、光の反射の高さに対する入射光の量の関係が対向画素以外の領域と逆転する。

図７（ａ）には、照射光が反射する高さと、その高さの反射光を受光するイメージセンサの出力パターンとの関係を示している。なお、何れの出力パターンＰ１、Ｐ２、Ｐ３も、各高さで同じ濃度の部材を読み取った場合のものを示している。出力パターンＰ１、Ｐ２、Ｐ３の直線で示す部分Ｔ１が、異物の影響を受ける対向画素の出力パターンで、その他の曲線で示す部分が、異物の影響を受けない画素の出力パターンである。曲線で示す部分については、濃度基準部材５４（高さＣ）よりも原稿Ｘ（高さＢ）における出力の方が大きくなっている。

図７（ｂ）には、高さＡにおける出力パターンにより高さＢと高さＣの出力パターンをそれぞれ正規化した場合の、高さＢと高さＣの出力比の関係を示している。異物の影響を受けない画素領域については正規化により出力比がフラットになり、高さＢが高さＣよりも高い状態がそのまま維持されたものになる。異物の影響を受ける対向画素については、図７（ｃ）の拡大図により説明する。

図７（ｃ）には、異物周辺箇所（図７（ｂ）に示す矩形範囲）における高さＢと高さＣの出力比の関係を拡大して示している。図７（ｃ）に示すように、異物周辺箇所では異物の周辺画素から異物の中心画素にかけて出力比の関係が逆転する。これは、図６において説明したように、異物の対向位置周辺から対向画素に入射する光が高さＢよりも高さＣの方が多いためである。近傍画素では、入射する光の量が高さＢと高さＣの距離の差に基づく光量の差を超え、出力比の関係が逆転する。

本実施の形態では、出力比が逆転する画素の画素値が黒を示すことを前提に、その画素値が黒から白を示す値へ変更されるようにシェーディングデータの対応画素のデータ値を補正する。以下、図８〜図１１を参照し、ディジタル画像処理回路３００の、異物補正のための構成及び処理について詳しく説明する。

図８は、ディジタル画像処理回路３００のブロック構成の一例を示す図である。ディジタル画像処理回路３００は、第２の固定読取ユニット１６から入力された読取データ（シェーディングデータや画像データなど）をディジタル画像処理する回路である。ディジタル画像処理回路３００は、黒補正処理ブロック３０１と、白補正処理ブロック３０２と、画像処理ブロック３０３と、画像処理ブロック３０３が生成した画像データを格納するフレームメモリ３０４と、フレームメモリ３０４の画像データを本体制御ボード１０２に形式変換するための出力制御回路３０５とを有する。

黒補正処理ブロック３０１は、オフセットメモリを有し、黒レベルのオフセット成分を示すデータ（オフセットデータ）をオフセットメモリに格納する。オフセットデータは、光源部２０１（図４参照）を消灯した状態で第２の固定読取ユニット１６（図４参照）からデータ列Ｄ１（この場合、画素毎の黒レベルのデータ）を入力したものである。

白補正処理ブロック３０２は、シェーディングデータメモリを有し、原稿Ｘの読取データ（つまり画像データ）をシェーディングデータにより白補正する。

例えば、白補正処理ブロック３０２は、光源部２０１を点灯した状態で第２の固定読取ユニット１６から読取データを入力する。白補正処理ブロック３０２は、濃度基準部材５４の読取データを入力した場合、オフセット成分を除去したシェーディングデータを生成し、そのシェーディングデータをシェーディングデータメモリに格納する。更に、白補正処理ブロック３０２は、シェーディングデータメモリに格納したシェーディングデータを対象に異物補正の処理を行う。また、白補正処理ブロック３０２は、原稿Ｘの読取データ（画像データ）を入力した場合、入力した画像データを異物補正後のシェーディングデータにより白補正する。

画像処理ブロック３０３は、白補正後の画像データについて画像処理を行う。具体的に、画像処理ブロック３０３は、白補正処理ブロック３０２から白補正処理された画像データを入力し、その画像データにライン間補正などの画像処理を施して、処理後の画像データをフレームメモリ３０４に格納する。

図９は、白補正処理ブロック３０２の詳細ブロックの構成の一例を示す図である。図９に示す白補正処理ブロック３０２は、シェーディングデータ生成部４０１と、シェーディングデータメモリ４０２と、異物検知部４０３と、異物データ補正部４０４と、シェーディング補正部４０５とを有する。

本実施の形態において、主にシェーディングデータ生成部４０１が「データ処理手段」に対応する。また、主に異物検知部４０３が「異物検出手段」に対応する。また、主に異物データ補正部４０４が「異物補正手段」に対応する。主にシェーディング補正部４０５が「シェーディング補正手段」に対応する。

シェーディングデータ生成部４０１は、入力データ（濃度基準部材５４の読取データ）からシェーディングデータを生成し、そのシェーディングデータをシェーディングデータメモリ４０２に格納する。例えば、シェーディングデータ生成部４０１は、黒補正処理ブロック３０１のオフセットメモリに格納されているデータにより上記入力データからオフセット成分を除去したシェーディングデータを生成する。

異物検知部４０３は、シェーディングデータメモリ４０２に格納されたシェーディングデータを入力してコンタクトガラス面１６１の異物を検知する。そして、異物検知部４０３は、異物を検知した画素（対向画素の画素番号等）を異物データ補正部４０４に出力する。異物検知部４０３による異物検知の方法は例えば公知の方法を使用する。その一例については図１０を用いて後述する。

異物データ補正部４０４は、対向画素のデータ値を除算や乗算などにより補正し、補正後のシェーディングデータによりシェーディングデータメモリ４０２を上書きする。具体的に、異物データ補正部４０４は、シェーディングデータメモリ４０２に格納されたシェーディングデータと異物検知部４０３が検知した異物を指す画素（対向画素の画素番号等）とを入力し、入力したシェーディングデータ（補正前のシェーディングデータ）をＳＤ、補正後のシェーディングデータをＳＤ´とする次式（１）などの演算を対向画素に対して行う。

例えば、異物データ補正部４０４は、シェーディングデータメモリ４０２からシェーディングデータの入力を異物検知部４０３と同タイミングで入力する場合、入力したシェーディングデータを１クロック遅らせるための遅延回路を設ける。異物データ補正部４０４は、シェーディングデータの入力後の１クロック後に、異物検知部４０３による検知により入力された異物を指す画素が示す、遅延回路により出力を遅らせた１クロック前のシェーディングデータの値を式（１）により置き換える。

これにより、異物検知部４０３と異物データ補正部４０４とにおいて、リアルタイムに、対向画素の値をＳＤ´の値に置き換え、この置き換え後のシェーディングデータ（つまり補正後のシェーディングデータ）によりシェーディングデータメモリ４０２を上書きする。

ＳＤ＝ＳＤ´×α ・・・（１）

ここで、αは「補正レベル」を示す補正係数である。補正係数αの決定方法については図１０を用いて後述する。

シェーディング補正部４０５は、入力データ（原稿Ｘの読取データ）をシェーディングデータメモリ４０２に格納されている更新後のシェーディングデータにより白補正し、白補正後のデータを画像処理ブロック３０３に出力する。一般的に、シェーディング補正部４０５は、入力データ（原稿Ｘの読み取りデータ）をＤｉｎ、シェーディングデータをＳＤ、白補正後のデータをＤｏｕｔとすると、次式（２）の演算を行って入力データを白補正する。

Ｄｏｕｔ＝Ｄｉｎ／ＳＤ ・・・（２）

図７（ｃ）で説明したように、異物の対向画素においては他の画素領域とは異なり、濃度基準部材５４を読み取った場合と原稿Ｘを読み取った場合とでイメージセンサからの出力（出力比）に逆転が生じる。当該対向画素ではＳＤが大きな値を示すため、式（２）の関係から、Ｄｏｕｔの値が小さくなる。よって、画像の副走査方向に設定される当該対向画素の輝度値は何れも小さくなり、２値階調であれば黒スジ化する。本実施の形態の異物データ補正部４０４は、Ｄｏｕｔが白の値を示すように、異物の対向画素のＳＤの値を小さな値に補正する。具体的には、次に示すように、式（１）の補正係数αを１以下にする。これにより、当該対向画素においてＤｏｕｔの値を大きくし、黒スジを白スジ化する。

図１０は、白補正処理ブロック３０２における異物補正処理の説明図である。図１０（ａ）には、シェーディングデータメモリ４０２に格納された主走査方向全域のシェーディングデータの出力パターンの一例を示している。図１０（ａ）に示す出力パターンＰ４の直線部分Ｔ２は、異物の対向画素の出力であり、異物の対向画素における出力の低下を表している。

異物検知部４０３は、シェーディングデータメモリ４０２から、主走査方向全域のシェーディングデータの出力値を読み取り、図１０（ａ）において破線で示す閾値Ｑ１を基準に異物を検知する。図１０（ａ）に示す例では、図中の直線部分Ｔ２の出力が閾値Ｑ１を跨るので、異物検知部４０３が、異物として検知し、その画素（画素番号等）を異物を指す画素（対向画素）として異物データ補正部４０４に通知する。

図１０（ｂ）には、補正前と補正後のシェーディングデータの出力パターンの一例を示している。本実施の形態では、シェーディングデータの内の、異物の対向画素の値を補正する。そのため、図１０（ｂ）に、直線部分Ｔ２の周辺の出力パターンのみを拡大したものを示している。以下、図１０（ｂ）を用いて補正係数αの決定方法を説明する。

図１０（ｂ）において補正前のシェーディングデータ（出力パターンＰ４）は、異物の対向画素（直線部分Ｔ２の範囲）において他の画素より出力値が低下したものになっているが、原稿を読み取った場合の出力パターン（不図示）は、直線部分Ｔ２の範囲でシェーディングデータの出力値を超えて下回るものになる。従って、異物データ補正部４０４は、シェーディングデータの、直線部分Ｔ２の範囲の出力値を、図１０（ｂ）の破線Ｐ５で示すようにより低い値（具体的には原稿を読み取った場合の出力パターンよりも低い値）に補正することにより、相対的に、図７（ｃ）に示す高さＣの対向画素の出力比を高さＢの対向画素の出力比以下に抑える。この場合、式（１）の補正係数αとして１以下の値を使用する。グレースケールでは、補正係数αの値に応じて異物の対向画素の色が黒から白の間の多数階調の何れかに決定される。補正係数αの値に応じて変わるスジ色の一例を次に示す。

図１１は、異物補正後の画像データの補正係数αの値に応じて変わるスジ色の一例を示す図である。図１１（ａ）は、補正係数αを「１」とした場合のもの、つまり異物補正前の画像データを表している。図１１（ｂ）〜図１１（ｄ）は、補正係数αを「１」よりも小さな値、それぞれ、補正係数α＝「０．８」、「０．９」、「０．９５」とした場合の異物補正後の画像データを表している。各画像データは、地肌が白色で、図柄（本例では図柄を数字の「１」としている）が黒色の原稿Ｘを読み取った場合のものである。画像の幅方向（数字「１」の幅方向）が主走査方向であり、画像の縦方向（数字「１」の高さ方向）が副走査方向である。

補正係数αを「１」とした場合、異物の対向画素は黒に決定され、図１１（ａ）に示すようにスジＫが黒スジ化する。

補正係数αを「０．８」とした場合、異物の対向画素は白に決定され、図１１（ｂ）に示すようにスジＫが白スジ化する。

補正係数αを「０．９」とした場合、異物の対向画素は白に近いグレーに決定され、図１１（ｃ）に示すようにスジＫがグレー色でスジ化する。

補正係数αを「０．９５」とした場合、異物の対向画素は黒に近いグレーに決定され、図１１（ｄ）に示すようにスジＫがグレー色でスジ化する。

以上のように、補正係数αを１以下の範囲で選ぶことにより、スジＫを原稿Ｘの地肌色や図柄の色などに揃えることが可能になる。原稿Ｘの地肌色が白で、ユーザから黒スジのクレームを受けることが多い場合には、補正係数αを「０．８」にすることで最適な効果が得られる。

なお、本実施の形態では、式（２）のシェーディングデータＳＤの出力値を低く補正することにより黒スジを白スジ化する例を示したが、ＳＤの代わりに、画像の読取データの出力値Ｄｉｎを高くすることにより黒スジを白スジ化しても良い。

以上のように、原稿の読み取り前に異物を含む画素のシェーディングデータを補正するため、画像に入る異物信号（スジ）をリアルタイムに色補正することができ、専用メモリが不要になる。

（変形例１）
図１２は、原稿Ｘの地肌色がグレーの場合のスジ色の一例を示す図である。図１２（ａ）は、スジＫを黒スジ化したものを示している。図１２（ｂ）は、スジＫを白スジ化したものを示している。図１２（ｃ）は、スジＫを地肌よりも明るいグレーにしたものを示している。図１２（ｄ）は、スジＫを地肌と同じグレーにしたものを示している。

このように、地肌色が白以外の場合でも補正係数αの選択によりスジＫを原稿Ｘの地肌色や図柄の色などに揃えることが可能になる。ユーザによりスジの色が地肌の色に合わないとクレームを受ける場合、補正（弱）の補正係数αを選択することにより最適な効果が得られる。

なお、本実施形態及び変形例１では、説明を容易にするため、無彩色を例に説明したが、有彩色の場合も、色毎に補正係数αを選択することによりスジＫを原稿Ｘの地肌色や図柄の色などに揃えることが可能になることは言うまでもない。

地肌が白の場合と地肌がグレーの場合とでユーザに求められる補正効果は異なる。ユーザ毎に、スキャンをする原稿の色が異なるため、ユーザのニーズに合わせて、補正係数αを可変できることが望ましい。

（変形例２）
次に、補正係数αを可変できるようにする例を示す。
図１３は、変形例２に係る白補正処理ブロック３０２の詳細ブロックの構成の一例を示す図である。図１３に示す白補正処理ブロック３０２は、図９に示す白補正処理ブロック３０２に補正係数αの「設定手段」として設定部５０１を設けたものである。

異物データ補正部４０４は、補正係数αを外部にパラメータ情報（補正係数パラメータ）として提供し、補正係数パラメータに設定された値（補正係数）により動作する。

設定部５０１は、異物データ補正部４０４の補正係数パラメータに値を設定する。具体的に、設定部５０１は、補正係数αの設定を通信Ｉ／Ｆ２００を介し本体制御ボード１０２に通知する。そして、設定部５０１は、本体制御ボード１０２から通信Ｉ／Ｆ２００を介して補正係数αの変更指示があった場合に、異物データ補正部４０４の補正係数パラメータの値を設定値（例えばデフォルト値）から変更指示のあった値に変更する。

例えば、異物データ補正部４０４の補正係数パラメータのデフォルト値が「補正係数α＝１」であったとする。本体制御ボード１０２から「補正係数α＜１」の何れかの値が指示されると、異物データ補正部４０４の補正係数パラメータに設定されているデフォルト値を、その指示された値に変更する。

本体制御ボード１０２は、設定部５０１からの補正係数αの設定が通知されると、操作パネル１０１に補正係数αの設定画面（表示情報）を送信し、操作パネル１０１からユーザ（サービスマン等）による設定画面への入力操作を受信する。本体制御ボード１０２は、上記設定画面に、例えば、補正係数αの値と、補正係数αの値毎のスジの色を示す画像イメージ（図１１や図１２に示す各画像データのサンプルイメージなど）とを比較可能に表示する情報や、補正係数αの値を任意に受け付ける入力ボックスなどを設けて操作パネル１０１に送信する。

なお、異物データ補正部４０４は、有彩色の場合には、色毎の補正係数αを外部にパラメータ情報（補正係数パラメータ）として提供し、各色の補正係数パラメータに設定された値（補正係数）により動作するものとする。

また、本体制御ボード１０２は、有彩色の場合には、上記設定画面に、例えば、補正係数αの値と、補正係数αの値毎のスジの色（この場合、各色の混合色）を示す画像イメージとを比較可能に表示する情報を設ける。

（変形例３）
本実施の形態では、異物Ｙがコンタクトガラス面１６１に付着しているケースを取り扱ったが、異物Ｙが濃度基準部材５４にのみ付着しているケースでは、式（２）においてＳＤのみが小さくなり、Ｄоｕｔは大きくなり、その結果、白スジ化される。このようなケースでは、異物データ補正部４０４にてＳＤを小さな値に補正すると、過剰に白スジ化される懸念がある。

これを回避するため、濃度基準部材５４における異物の影響を排除できるように濃度基準部材５４を可動式にすることが望ましい。

図１４は、変形例３に係る濃度基準部材の構成の一例を示す図である。図１４に示す濃度基準部材７０は、可動式である。濃度基準部材７０は、例えば、ローラ部の表面にシェーディングデータ用の基準白部を有する。ローラ部の表面に有する基準白部の読み取り時に、読取コントローラ１０３（図３参照）が濃度基準部材７０の駆動モータ（不図示）を制御してローラ部を一定の速さで軸回転させる。

この制御により、濃度基準部材７０の表面の一部に異物があった場合でも、可動により濃度基準部材７０の表面が移動するため、異物がない部分への光の照射時間が長くなり、濃度基準部材７０の表面の異物の影響は排除される。

なお、ここでは可動方式の一例としてローラを軸回転させる方式について示したが、可動方式を、それに限定するものではない。この他、例えば濃度基準部材５４（図５参照）を通紙方向に移動させる方式などを採用しても良い。

（変形例４）
異物検知部４０３は一般的に閾値Ｑ１（図１０参照）を割った領域のみを検知する。そのため、対向画素の内、補正対象領域の前後数画素は異物の影響を受けていても補正されないままになる。

図１５は、変形例４に係る対向画素の全域に補正対象を拡大する場合の説明図である。図１５（ａ）は、補正対象の拡大前を示し、図１５（ｂ）は補正対象の拡大後を示す。

図１５（ａ）に示すように、補正対象の拡大前は、対向画素の内、補正対象領域の前後数画素は異物の影響を受けていても補正されないままになる。図１５（ｂ）では、図１５（ａ）に示す補正対象領域の前後数画素までを補正対象として拡大しているため、異物の影響を受けている対向画素全域を補正することが可能になる。

具体的には、異物データ補正部４０４が、異物検知部４０３から出力された異物を指す画素（画素領域）のデータ値と、それらの画素番号順の前後数画素分の画素のデータ値とを補正する。画素番号順の前後数画素分、つまり画素数拡大する範囲は、対向画素の全域を全て含むように任意に決定して良い。

このように構成することにより、黒スジの端部付近が補正できずに、黒スジとして残ってしまう可能性を排除することができる。

なお、本実施の形態では、画像読取装置を画像形成装置に適用し、画像読取装置の読取画像を画像形成に利用する例を示したが、画像読取装置を単体で使用し、生成した読取画像をハードディスクや記録メディアにファイル出力するなどしても良い。

また、本実施の形態では、画像読取装置に読取コントローラ１０３が内蔵されたものを示したが、読取コントローラ１０３の一部又は全てを画像処理装置（例えばＩＣチップ等）の形態で供給し、供給された画像処理装置を、対応する画像読取装置に搭載して、異物補正を実行しても良い。なお、画像処理装置には、白補正処理ブロック３０２の内の、異物検知部４０３と異物データ補正部４０４とを少なくとも含むようにする。

また、本実施の形態では、シェーディングデータの出力値を下げることにより異物補正を行う例を示したが、異物の対向画素に相当する入力データ（画像データ）の出力値を上げることにより異物補正を行うようにしても良い。

３０２ 白補正処理ブロック
４０１ シェーディングデータ生成部
４０２ シェーディングデータメモリ
４０３ 異物検知部
４０４ 異物データ補正部
４０５ シェーディング補正部

特開２０１２−９９９４６号公報

Claims (10)

1. 光を照射する照射手段と、
   前記光を通過させる透過部材と、
   前記照射手段が照射する光の前記透過部材を介して入射する対象物からの反射光を電気信号に変換する複数の画素回路と、
   前記対象物が濃度基準部材のときに各画素回路の出力値からシェーディングデータを生成するデータ処理手段と、
   光路上の異物を指す前記シェーディングデータ上の画素を検出する異物検出手段と、
   前記異物検出手段により検出された画素についての前記シェーディングデータ上の出力値を補正する異物補正手段と、
   前記対象物が原稿のときに前記異物補正手段の補正後のシェーディングデータに基づいて各画素回路の出力値をシェーディング補正するシェーディング補正手段と、
   を有する画像読取装置。
2. 前記原稿の原稿搬送路を有し、
   前記原稿搬送路と前記画素回路の受光面との間に前記透過部材を有し、
   前記受光面から前記原稿搬送路よりも遠い位置に前記濃度基準部材を有する、
   請求項１に記載の画像読取装置。
3. 前記異物補正手段は、前記異物検出手段により検出された画素についての前記シェーディングデータ上の出力値を下げる補正を行う、
   請求項１又は２に記載の画像読取装置。
4. 前記異物補正手段は、前記異物検出手段により検出された画素についての前記シェーディングデータ上の出力値を、前記原稿の出力値を前記シェーディング補正手段によりシェーディング補正した結果において、前記原稿の前記画素の出力値が白になる値に補正する、
   請求項１乃至３の内の何れか一項に記載の画像読取装置。
5. 前記異物補正手段は、前記シェーディングデータの各出力値の補正レベルの設定を受け付ける設定手段を有する、
   請求項１乃至４の内の何れか一項に記載の画像読取装置。
6. 前記異物補正手段は、前記異物検出手段により検出された画素から任意の画素数拡大した範囲を補正する、
   請求項１乃至５の内の何れか一項に記載の画像読取装置。
7. 前記濃度基準部材は可動できるように設けられている、
   請求項１乃至６の内の何れか一項に記載の画像読取装置。
8. 請求項１乃至７の内の何れか一項に記載の画像読取装置を搭載することを特徴とする画像形成装置。
9. 光を照射する照射手段と、
   前記光を通過させる透過部材と、
   前記照射手段が照射する光の前記透過部材を介して入射する対象物からの反射光を電気信号に変換する複数の画素回路と、
   を有する画像読取装置に搭載可能な画像処理装置であって、
   前記対象物が濃度基準部材のときに各画素回路の出力値からシェーディングデータを生成するデータ処理手段と、
   光路上の異物を指す前記シェーディングデータ上の画素を検出する異物検出手段と、
   前記異物検出手段により検出された画素についての前記シェーディングデータ上の出力値を補正する異物補正手段と、
   前記対象物が原稿のときに前記異物補正手段の補正後のシェーディングデータに基づいて各画素回路の出力値をシェーディング補正するシェーディング補正手段と、
   を有する画像処理装置。
10. 光を照射する照射手段と、
    前記光を通過させる透過部材と、
    前記照射手段が照射する光の前記透過部材を介して入射する対象物からの反射光を電気信号に変換する複数の画素回路と、
    を有する画像読取装置の画像処理方法であって、
    前記対象物が濃度基準部材のときに各画素回路の出力値からシェーディングデータを生成するステップと、
    光路上の異物を指す前記シェーディングデータ上の画素を検出するステップと、
    前記検出された画素についての前記シェーディングデータ上の出力値を補正するステップと、
    前記対象物が原稿のときに前記補正後のシェーディングデータに基づいて各画素回路の出力値をシェーディング補正するステップと、
    を含む画像処理方法。

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