JP4232698B2 - 画像読み取り装置 - Google Patents

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本発明は、原稿に形成された画像を読み取る画像読み取り装置に係り、より詳しくは、原稿に光を照射する光源の経時的な光量変動に対応して読み取りデータに補正を施す画像読み取り装置に関する。
従来、複写機やファクシミリ等の読み取り装置、コンピュータ入力用のスキャナ等として、原稿の画像情報を自動的に読み取る画像読み取り装置が用いられている。この種の画像読み取り装置では、原稿の主走査方向に沿って延設される光源を用いて原稿に光を照射し、照射された原稿から反射した反射光をイメージセンサにて受光することで、原稿上の画像を読み取っている。
上述した画像読み取り装置では、原稿の主走査方向位置によって光源から照射される光量にばらつきがあったり、また、経時的に光源の光量が変動したりするといった事態が生じ得る。このような光量の変動が生じると、例えばハーフトーンの画像が一様に形成された原稿を読み取った場合に、出力値(出力される画像信号)が、光源の光量に応じたばらつきを有する不均一なものとなってしまう。また、イメージセンサは例えば主走査方向に配列された複数の受光素子によって構成されるが、各受光素子の感度特性が同一にはならないため、ここでも出力値のばらつきが生じてしまうことになる。
そこで、原稿の主走査方向に延びる白色の部材(白基準部材)を配置すると共に、この白基準部材に対して光源から光を照射し、白基準部材から反射した反射光をイメージセンサにて受光し、主走査方向の照度分布および各受光素子の感度特性のばらつきに対応する補正用データ(シェーディング補正データ)を予め取得しておく手法が広く用いられている。そして、実際に原稿読み取りを行う際には、原稿を読み取って得られた画像信号を、シェーディング補正データを用いて補正(シェーディング補正)することで、光源の光量分布やイメージセンサを構成する各受光素子の感度特性に起因するむらを除去している。
ところで、上述した画像読み取り装置では、光源として例えばキセノンランプ等が使用されている。ここで、キセノンランプは、点灯開始からの時間経過に伴って、照射光量が漸次低下していくことが知られている。このため、シェーディング補正データは、画像読み取りを行う毎に取得することが望ましい。但し、読み取り部を固定しつつ原稿を移動させながら原稿の画像を読み取る所謂CVT(Constant Velocity Transport)方式(原稿流し読み取り方式)の画像読み取り装置では、一旦、白基準部材との対向位置まで読み取り部を移動させてシェーディング補正データを取得した後、再度原稿の読み取り位置まで読み取り部を移動させるといったプロセスを採用しなけばならなくなるため、読み取りの生産効率が著しく低下してしまう。
そこで、原稿の読み取り位置における画像読み取り領域の外側に、白基準部材とは別の濃度基準部材を設ける技術が提案されている(例えば特許文献1,2参照。)。この技術では、例えば電源投入時などに白基準部材を読み取ってシェーディングデータを取得しておき、その後は、原稿流し読み取り位置において原稿を読み取ると共に濃度基準部材を読み取り、この濃度基準部材の読み取り結果と過去の濃度基準部材の読み取り結果との比較に基づいて光量低下の度合い(補正係数)を求め、シェーディング補正データによる補正結果にさらに補正を施している。
また、原稿流し読み取り位置において読み取り部に対向配置される背景部材を原稿間で読み取り、この背景部材の読み取り結果と過去の背景部材の読み取り結果との比較に基づいて光量低下の度合い(補正係数)を求め、規定量を越える光量低下があった場合に、シェーディング補正データを取り直す技術も提案されている(特許文献3参照。)。
特開平8−223415号公報(第4−5頁、図2〜図4) 特開2001−245109号公報(第4−5頁、図2) 特開2002−300394号公報(第5−6頁、図4)
しかしながら、上記特許文献1,2のように、画像読み取り領域の外側に設けた濃度基準部材を読み取って光源の光量変動を検出する場合には、この濃度基準部材に対しても適切に光源からの光が照射されるように、主走査方向に長い光源を使用する必要があった。すると、光源の長尺化に伴って装置の大型化を招いてしまうことになる。また、濃度基準部材を設けたり、主走査方向に長い光源使用したりしなければならない分、かかるコストも嵩んでしまう。
一方、上記特許文献3のように、画像読み取り領域内で背景部材を読み取ることによって光源の光量変動を検出する場合には、上述したような装置の大型化といった問題は生じない。ただし、搬送される原稿が背景部材に接触し得ることから、例えばトナーやボールペンのインクなど原稿の汚れやごみが背景部材に付着しやすくなる。そして、背景部材に汚れやごみが付着した場合には、この背景部材を読み取って得られた補正係数が、光量変動以外に汚れ付着による影響を大きく受けたものとなるために、的確な補正を施せなくなってしまう。
本発明は、かかる技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、装置の大型化および構成の複雑化等を抑えつつ、光源から照射される光量の経時的変化に起因する読み取りデータの変化を抑制することにある。
かかる目的のもと、本発明が適用される画像読み取り装置は、原稿に光を照射手段で照射し、照射手段によって照射される原稿からの反射光を読み取り手段で読み取り、照射手段によって照射される所定の対向部材からの反射光を読み取り手段で読み取り、主走査方向読み取り領域の複数箇所の各々の光量基準値を基準値取得手段で取得し、光量基準値が取得された後に、照射手段によって照射される対向部材からの反射光を読み取り手段で読み取り、複数箇所の各々の光量変動値を変動値取得手段で取得し、基準値取得手段により取得された各々の光量基準値と変動値取得手段により取得された各々の光量変動値とを用いて、読み取り手段にて原稿を読み取って得られた画像データに対する補正シフト量を決定手段で決定する。なお、「基準値取得手段により取得された各々の光量基準値と変動値取得手段により取得された各々の光量変動値とを用いて」とは、対向部材の同一箇所を読み取って得られた一組の光量基準値および光量変動値または複数組の光量基準値および光量変動値を用いて、という趣旨である。
ここで、原稿を搬送手段で搬送し、読み取り手段は、所定の位置に固定された状態で原稿および対向部材を読み取ることを特徴とすることができる。また、基準値取得手段は、複数箇所の一箇所毎に複数の画素のデータを平均化して光量基準値を取得し、変動値取得手段は、複数箇所の一箇所毎に複数の画素のデータを平均化して光量変動値を取得することを特徴とすることができる。さらに、決定手段は、複数箇所のうち同一箇所より取得された光量基準値および光量変動値の比をそれぞれ算出し、算出された比が1に最も近いものを補正係数として決定することを特徴とすることができる。
また、他の観点から捉えると、本発明が適用される画像読み取り装置は、原稿を照射する光源と、原稿を読み取る第1の位置で原稿から反射する反射光を受光するセンサと、第1の位置でセンサにて読み取られる対向部材と、第1の位置とは異なる第2の位置でセンサにて読み取られる基準部材と、光源により照射される基準部材をセンサで読み取って得られた主走査方向読み取り領域全域に対するシェーディング補正データを格納するシェーディングメモリと、光源により照射される対向部材をセンサで読み取って得られた主走査方向読み取り領域の複数箇所の各々の光量基準値を格納する基準値メモリと、光量基準値が取得された後に光源により照射される対向部材をセンサで読み取り、複数箇所の各々の光量変動値を取得する変動値取得部と、基準値メモリから読み出された各々の光量基準値と変動値取得部により取得された各々の光量変動値に基づいて、光源の経時的な光量変動に対応する変動補正データを作成する変動補正データ作成部と、光源により照射される原稿をセンサで読み取って得られた画像データに対し、シェーディングメモリから読み出されたシェーディングデータを用いてシェーディング補正を施すと共に、変動補正データ作成部にて作成された変動補正データを用いて変動補正を施す補正部とを含んでいる。
ここで、変動補正データ作成部は、複数箇所のうち同一箇所より取得された光量基準値および光量変動値の変動が最も少ないものを用いて変動補正データを作成することを特徴とすることができる。また、光源は、主走査方向に延びる線光源からなることを特徴とすることができる。さらに、対向部材および基準部材は、共に白色であることを特徴とすることができる。
本発明によれば、装置の大型化および構成の複雑化等を抑えつつ、光源から照射される光量の経時的変化に起因する読み取りデータの変化を抑制することができる。
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態(以下、実施の形態という)について詳細に説明する。
図1は本実施の形態が適用される画像読み取り装置を示した図である。この画像読み取り装置は、大きく、積載された原稿束から原稿を順次、搬送する原稿送り装置10、スキャンによって画像を読み込むスキャナ装置70、および、読み込まれた画像信号を処理する処理装置80に大別される。
搬送手段としての原稿送り装置10は、複数枚の原稿からなる原稿束を積載する原稿トレイ11、原稿トレイ11を上昇および下降させるトレイリフタ12を備えている。また、トレイリフタ12により上昇された原稿トレイ11の原稿を搬送するナジャーロール13、ナジャーロール13により搬送された原稿を更に下流側まで搬送するフィードロール14、ナジャーロール13により供給される原稿を1枚ずつ捌くリタードロール15を備えている。最初に原稿が搬送される第1搬送路31には、一枚ずつに捌かれた原稿を下流側のロールまで搬送するテイクアウェイロール16、原稿を更に下流側のロールまで搬送すると共にループ作成を行うプレレジロール17、一旦、停止した後にタイミングを合わせて回転を再開し、原稿読み取り部に対してレジストレーション調整を施しながら原稿を供給するレジロール18、読み込み中の原稿搬送をアシストする対向部材としての案内部材19、読み込まれた原稿を更に下流に搬送するアウトロール20を備えている。また、搬送路としての第1搬送路31には、搬送される原稿のループ状態に応じて支点を中心として回動するバッフル41を備えている。更に、案内部材19とアウトロール20との間には、CIS(Contact Image Sensor)50を備えている。
アウトロール20の下流側には、第2搬送路32および第3搬送路33が設けられ、これらの搬送路を切り替える搬送路切替ゲート42、読み込みが終了した原稿を積載させる排出トレイ40、排出トレイ40に対して原稿を排出させる第1排出ロール21を備えている。また、第3搬送路33を経由した原稿に対してスイッチバックさせる第4搬送路34、第4搬送路34に設けられ、実際に原稿のスイッチバックを行うインバータロール22およびインバータピンチロール23、第4搬送路34によってスイッチバックされた原稿を再度、プレレジロール17等を備える第1搬送路31に導く第5搬送路35、第4搬送路34によってスイッチバックされた原稿を排出トレイ40に排出する第6搬送路36、第6搬送路36に設けられ、反転排出される原稿を第1排出ロール21まで搬送する第2排出ロール24、第5搬送路35および第6搬送路36の搬送経路を切り替える出口切替ゲート43を備えている。
ナジャーロール13は、待機時にはリフトアップされて退避位置に保持され、原稿搬送時にニップ位置(原稿搬送位置)へ降下して原稿トレイ11上の最上位の原稿を搬送する。ナジャーロール13およびフィードロール14は、フィードクラッチ(図示せず)の連結によって原稿の搬送を行う。プレレジロール17は、停止しているレジロール18に原稿先端を突き当ててループを作成する。レジロール18では、ループ作成時に、レジロール18に噛み込んだ原稿先端をニップ位置まで戻している。このループが形成されると、バッフル41は支点を中心として開き、原稿のループを妨げることのないように機能している。また、テイクアウェイロール16およびプレレジロール17は、読み込み中におけるループを保持している。このループ形成によって、読み込みタイミングの調整が図られ、また、読み込み時における原稿搬送に伴うスキューを抑制して、位置合わせの調整機能を高めることができる。読み込みの開始タイミングに合わせて、停止されていたレジロール18が回転を開始し、案内部材19によって、第2プラテンガラス72B(後述)に押圧されて、下面方向から画像データが読み込まれる。
搬送路切替ゲート42は、片面原稿の読み取り終了時、および両面原稿の両面同時読み取りの終了時に、アウトロール20を経由した原稿を第2搬送路32に導き、排出トレイ40に排出するように切り替えられる。一方、この搬送路切替ゲート42は、両面原稿の順次読み取り時には、原稿を反転させるために、第3搬送路33に原稿を導くように切り替えられる。インバータピンチロール23は、両面原稿の順次読み取り時に、フィードクラッチ(図示せず)がオフの状態でリトラクトされてニップが開放され、原稿をインバータパス(第4搬送路34)へ導いている。その後、このインバータピンチロール23はニップされ、インバータロール22によってインバートする原稿をプレレジロール17へ導き、また、反転排出する原稿を第6搬送路36の第2排出ロール24まで搬送している。
スキャナ装置70は、上述した原稿送り装置10を備えることができると共に、この原稿送り装置10を装置フレーム71によって支え、また、原稿送り装置10によって搬送された原稿の画像読み取りを行っている。このスキャナ装置70は、第1の筐体を形成する装置フレーム71に、画像を読み込むべき原稿を静止させた状態で載置する第1プラテンガラス(プラテンガラス)72A、原稿送り装置10によって搬送中の原稿を読み取るための光の開口部を形成する第2プラテンガラス72Bが設けられている。なお、本実施の形態では、スキャナ装置70に対して原稿送り装置10が奥側を支点に揺動自在に取り付けられており、第1プラテンガラス72A上に原稿をセットする際には、原稿送り装置10を持ち上げて原稿を載置し、その後、原稿送り装置10をスキャナ装置70側に降ろして押し付けるようになっている。
また、スキャナ装置70は、第2プラテンガラス72Bの下に静止し、および第1プラテンガラス72Aの全体に亘ってスキャンして画像を読み込むフルレートキャリッジ73、フルレートキャリッジ73から得られた光を像結合部へ提供するハーフレートキャリッジ75を備えている。フルレートキャリッジ73には、原稿に光を照射する照射手段あるいは光源としての照明ランプ74、原稿から得られた反射光を受光する第1ミラー76Aが備えられている。更に、ハーフレートキャリッジ75には、第1ミラー76Aから得られた光を結像部へ提供する第2ミラー76Bおよび第3ミラー76Cが備えられている。更に、スキャナ装置70は、第3ミラー76Cから得られた光学像を光学的に縮小する結像用レンズ77、結像用レンズ77によって結像された光学像を光電変換する読み取り手段あるいはセンサとしてのCCD(Charge Coupled Device)イメージセンサ78、CCDイメージセンサ78を備える駆動基板79を備え、CCDイメージセンサ78によって得られた画像信号は駆動基板79を介して処理装置80に送られる。
ここで、まず、第1プラテンガラス72Aに載置された原稿の画像を読み取る原稿固定読み取りモードの場合には、フルレートキャリッジ73とハーフレートキャリッジ75とが、2:1の割合でスキャン方向(矢印方向)に移動する。このとき、フルレートキャリッジ73の照明ランプ74の光が原稿の被読み取り面に照射されると共に、その原稿からの反射光が第1ミラー76A、第2ミラー76B、および第3ミラー76Cの順に反射されて結像用レンズ77に導かれる。結像用レンズ77に導かれた光は、CCDイメージセンサ78の受光面に結像される。CCDイメージセンサ78は複数の受光素子が並べられた1次元のセンサであり、1ライン分を同時に処理している。このライン方向(スキャンの主走査方向)の1ラインの読み取りが終了すると、主走査方向とは直交する方向(副走査方向)にフルレートキャリッジ73を移動させ、原稿の次のラインを読み取る。これを原稿サイズ全体に亘って実行することで、1ページの原稿読み取りを完了させる。
一方、第2プラテンガラス72Bは、例えば長尺の板状構造をなす透明なガラスプレートで構成される。原稿送り装置10によって搬送される原稿の画像を読み取る原稿流し読み取りモードの場合には、搬送される原稿がこの第2プラテンガラス72Bの上を通過する。このとき、フルレートキャリッジ73とハーフレートキャリッジ75とは、図1に示す実線の位置に停止した状態にある。まず、原稿送り装置10の案内部材19を経た原稿の1ライン目の反射光が、第1ミラー76A、第2ミラー76B、および第3ミラー76Cを経て結像用レンズ77にて結像され、CCDイメージセンサ78によって画像が読み込まれる。即ち、1次元のセンサであるCCDイメージセンサ78によって主走査方向の1ライン分を同時に処理した後、原稿送り装置10によって搬送される原稿の次の主走査方向の1ラインが読み込まれる。原稿の先端が第2プラテンガラス72Bの読み取り位置に到達した後、原稿が第2プラテンガラス72Bの読み取り位置を通過することによって、副走査方向に亘って1ページの読み取りが完了する。
本実施の形態では、フルレートキャリッジ73とハーフレートキャリッジ75とを停止させ、第2プラテンガラス72BにてCCDイメージセンサ78により原稿の第1面の読み取りを行う原稿の搬送時に、同時(時間の完全一致ではなく、同一の原稿搬送時程度の意味) にCIS50によって、原稿の第2面の読み取りを行うことが可能である。即ち、CCDイメージセンサ78とCIS50とを用いて、搬送路への原稿の一度の搬送で、この原稿における表裏両面の画像を読み取ることを可能としている。
図2は、CIS50を用いた読み取り構造を説明するための図である。図2に示すように、CIS50は、案内部材19とアウトロール20との間に設けられる。原稿の片面(第1面)は、第2プラテンガラス72Bに押し当てられ、この第1面の画像はCCDイメージセンサ78にて読み込まれる。一方、CIS50では、原稿を搬送する搬送路を介して対向する他方の側から、片面(第2面)の画像が読み込まれる。このCIS50は、ハウジング50aと、このハウジング50aの搬送路側に形成された開口に装着されるガラス51と、このガラス51を透過して原稿の第2面に光を照射するLED(Light Emitting Diode)アレイ52と、LEDアレイ52からの反射光を集光するセルフォックレンズ(登録商標)53と、このセルフォックレンズ53により集光された光を読み取るラインセンサ54を備えている。ラインセンサ54としては、CCDやCMOSセンサ、密着型センサ等を用いることができ、実寸幅(例えばA4長手幅297mm)の画像を読み取ることが可能である。CIS50では、縮小光学系を用いずに、セルフォックレンズ53とラインセンサ54を用いて画像の取り込みを行うことから、構造をシンプルにすることができ、且つ、筐体を小型化し、消費電力を低減することができる。尚、カラー画像を読み込む場合には、LEDアレイ52にR(赤)G(緑)B(青)の3色のLED光源を組み合わせるかあるいは白色のLED光源を用い、ラインセンサ54としてRGB3色用の3列一組のセンサを用いれば良い。
また、CIS50による画像読み取りに際して、この読み取り部を構成する搬送路に、CIS50のハウジング50aに対して原稿の搬送方向上流側に突出する突出部50bから原稿の搬送方向下流側に向かって延びる制御部材55、搬送される原稿が突き当てられる対向部材としての突き当て部材60を備えている。ここで、制御部材55はCIS50を介して原稿送り装置10(図1参照)に取り付けられているが、突き当て部材60はスキャナ装置70(図1参照)に取り付けられている。また、この突き当て部材60の下流側にはガイド61が設けられ、このガイド61と突き当て部材60との間には開口部63を構成し、更に、ガイド61の下部であって開口部63に連続する箇所には、原稿の表面に付着してきたごみや汚れを溜めるごみ溜め部62が設けられている。制御部材55および突き当て部材60は、原稿の搬送路に直交する方向に(即ち、原稿送り装置10の前面から後面の方向に)、原稿送り装置10の前面から後面まで、搬送路の位置に対応して設けられている。
ここで、制御部材55は、上述した突出部50bに取り付けられたねじからなる回転軸551と、この回転軸551に対して一端が巻き回されることにより揺動可能に支持されると共に、他端である自由端が突き当て部材60に向かって延びる板状の案内部材としてのガイド部材552と、回転軸551に対して巻き回され、一方のアームの端部が突出部50bに形成された穿孔50cに挿入され、もう一方のアームの端部がガイド部材552を突き当て部材60方向に向けて付勢するように配置されるねじりバネ553とを有している。ここで、突出部50bは原稿の搬送路に直交する方向の両端部に二箇所設けられており、回転軸551およびねじりバネ553もこれに対応して両端部に二箇所に設けられている。一方、ガイド部材552は、原稿の搬送路に直交する方向の前面から後面まで設けられている。
本実施の形態において、ガイド部材552は、例えばSUS等の金属製の板金(金属板)で構成される。また、ガイド部材552の自由端側はCIS50による読み取り位置の近傍、具体的には、読み取り位置より原稿の搬送方向上流側3mmの位置まで延びている。さらに、ガイド部材552の自由端側つまり原稿と接触する部位には、ヘミング曲げされた折り部552aが設けられており、この折り部552aを設けることにより、搬送されてくる原稿と接触する際における紙粉等の発生を防止できるようになっている。そして、ガイド部材552を金属製の板金で構成すると共にねじりバネ553によって撓み自在とすることで、搬送されてくる原稿の厚み分を吸収できると共に、折り曲げ跡のついた原稿であっても安定して搬送できるようになっている。
一方、突き当て部材60は、原稿の搬送方向上流側に設けられ、搬送される原稿を案内する原稿搬送面60aと、原稿搬送面60aよりも原稿の搬送方向下流側に原稿搬送面60aよりも一段下げて形成される段差面60bとを有している。また、この段差面60bは、セルフォックレンズ53による光のフォーカスポイントの延長線と対向するように形成されており、段差面60b上には、二次区延伸ポリエステルフィルムからなる白基準テープ64が貼り付けられている。したがって、白基準テープ64は、突き当て部材60を介してスキャナ装置70に取り付けられていることになる。本実施の形態では、白基準テープ64の上面が搬送路に露出した状態で配置されており、白基準テープ64の上面は、原稿搬送面60aの上面よりもわずかに奥側(搬送路から離れる側)に位置している。また、突き当て部材60の搬送路側(上部)であって白基準テープ64に対して原稿の搬送方向に直交する方向の両端部には、図中破線で示すように、原稿搬送方向に向かって延びる間隙形成手段としてのリブ65が形成されている。このリブ65は、突き当て部材60と共に樹脂により一体的に形成されており、リブ65の高さは搬送されてくる原稿の厚さを勘案して、0.1〜1.0mmの範囲より適宜設定される。なお、リブ65の高さは使用される頻度が高い原稿の厚さよりもわずかに大きいことが好ましい。そして、このリブ65に対してねじりバネ553により付勢されたガイド部材552が当接することにより、ガイド部材552と突き当て部材60の原稿搬送面60aとの間に、原稿が搬送される前の状態で、リブ65の高さに応じた0.1〜1.0mmの隙間が形成されることになる。
また、突き当て部材60の下側であって、第1プラテンガラス72Aの上部側には、この第1プラテンガラス72Aに密着するように取り付けられる基準部材としての白基準板66が設けられている。
ここで、CIS50は、光学結像レンズにセルフォックレンズ53を採用していることから、焦点(被写界)震度が±0.3mm程度と浅く、スキャナ装置70を用いた場合に比べて約1/13以下の深度となっている。CIS50による読み取りに際しては、原稿の読み取り位置を所定の狭い範囲内に収めることが要求される。そこで、本実施の形態では、制御部材55を設け、原稿を制御部材55によって突き当て部材60に押し当てて搬送し、案内部材19とアウトロール20との間にある原稿の姿勢を安定的に制御できるように構成した。図2に示す一点鎖線矢印は、制御部材55を設けた場合の原稿の動きを示したものである。搬送される原稿が突き当て部材60に押し当てられながら搬送されることが理解される。すなわち、制御部材55によって、搬送される原稿を突き当て部材60に押し当てた状態で読み取ることで、被写界深度の浅いCIS50を用いた場合におけるピントの甘さを改善している。
図3は、本実施の形態に係る画像読み取り装置を上から見た図であって、第1プラテンガラス72A、第2プラテンガラス72B、白基準板66および案内部材19と、フルレートキャリッジ73(図1参照)による読み取り位置との関係を説明するための図である。
本実施の形態では、例えば電源投入時等にフルレートキャリッジ73を白基準板66の直下である白基準読み取り位置A(第2の位置)に移動させ、CCDイメージセンサ78(図1参照)によりこの白基準板66を読み取り、その結果を後述するシェーディングメモリ84(図4参照)にシェーディング補正データとして格納する。また、第1プラテンガラス72A上に載置された原稿の画像を読み取る固定読み取りモードにおいては、フルレートキャリッジ73を第1プラテンガラス72Aの下側であって白基準読み取り位置A近傍の固定読み取り開始位置Bにセットし、その後固定読み取り終了位置C側に向けてフルレートキャリッジ73を移動させながらCCDイメージセンサ78により第1プラテンガラス72A上の原稿の画像を読み取る。なお、固定読み取り開始位置Bは原稿のサイズによらず常時同位置であるが、固定読み取り終了位置Cは読み取る原稿のサイズによって異なる。さらに、原稿送り装置10(図1参照)によって搬送される原稿の画像を読み取る流し読み取りモードにおいては、フルレートキャリッジ73を第2プラテンガラス72Bおよび案内部材19の直下である流し読み取り位置D(第1の位置)に移動させ、フルレートキャリッジ73をこの流し読み取り位置Dに固定した状態で、CCDイメージセンサ78により第2プラテンガラス72B上を搬送される原稿の画像を読み取る。また、本実施の形態では、後述するように、原稿間において、CCDイメージセンサ78により案内部材19を読み取る。
ここで、図3には、参考のため、照明ランプ74の主走査方向長さも例示している。本実施の形態では、照明ランプ74の主走査方向長さが、読み取り可能な最大サイズの原稿における主走査方向長さ(最大原稿幅)よりもわずかに長く設定されている。これは、最大サイズの原稿における主走査方向両端部に対する照射光量を確保するためのものである。特に、本実施の形態では、CCDイメージセンサ78が、最大原稿幅よりも外側の領域(画像読み取り領域の外側)の画像を読み取る必要がないことから、照明ランプ74の主走査方向長さを最大原稿幅に対してわずかに長くするだけでよい。
次に、図1に示す処理装置80について説明する。
図4は、処理装置80を説明するためのブロック図である。但し、図4には、CCDイメージセンサ78にて読み取られた画像データを処理するブロックのみを示しており、CIS50にて読み取られた画像データを処理するブロックについてはその記載を省略している。
処理装置80は、CCDイメージセンサ78にて読み取られたアナログの画像信号の処理を行うアナログ補正部81と、アナログ信号をディジタル信号に変換するA/D変換部82と、シェーディング補正データを作成すると共にこのシェーディングデータを用いて画像データにシェーディング補正等を施す補正部としてのシェーディング補正部83と、シェーディング補正部83にて作成されたシェーディング補正データを格納するシェーディングメモリ84と、シェーディング補正後の画像データに画像処理を施す画像処理部85とを有している。この画像処理部85は、シェーディング補正後の画像データに、フィルタリングや縮小/拡大等の画像処理を施してPCや画像形成装置(共に図示せず)に出力する。
また、処理装置80は、CCDイメージセンサ78により案内部材19を読み取って得られた背景画像データに処理を施す変動値取得部および変動補正データ作成部としての背景画像処理部(基準値取得手段、変動値取得手段、決定手段)86と、背景画像処理部86において作成された白変動基準値(後述)を格納する基準値メモリとしての基準値格納メモリ87とを備えている。さらに、処理装置80は、CCDイメージセンサ78を制御するCCD駆動部88、原稿を搬送するために使用されるモータやフルレートキャリッジ73やハーフレートキャリッジ75を移動させるモータを制御するモータ制御部89、照明ランプ74の点灯を制御するランプ制御部90を有している。
そして、上述したシェーディング補正部83、背景画像処理部86、CCD駆動部88、モータ制御部89、ランプ制御部90は、CPU91によって制御されている。そして、このCPU91には、第1搬送路31に設けられたレジセンサ37からの原稿検知信号が入力されるようになっている。
図5は、図4に示す処理装置80によって実行される処理の一例を示したフローチャートである。なお、ここでは、原稿送り装置10によって搬送されてくる原稿の片面画像を、固定されたCCDイメージセンサ78によって読み取る流し読み取りの場合について説明する。
この処理では、まず、例えば画像読み取り装置の電源が投入される毎に、モータ制御部89によってフルレートキャリッジ73を白基準読み取り位置A(図3参照)に移動させる。次に、照明ランプ74によって照射された白基準板66をCCDイメージセンサ78にて複数回読み取って平均化を行うことにより、シェーディング補正を施すための基準となるシェーディング補正データVrefを採取する(ステップ11)。そして、得られたシェーディング補正データVrefをシェーディングメモリ84に格納する。
次いで、モータ制御部89によってフルレートキャリッジ73を流し読み取り位置Dに移動させる。次に、照明ランプ74によって照射された案内部材19をCCDイメージセンサ78にて読み取ることにより、照明ランプ74による照射光量の経時的変化を求めるための基準となる白変動基準値Sを採取する(ステップ12)。そして、得られた白変動基準値Sを基準値格納メモリ87に格納する。
次に、初期段階における照明ランプ74の光量変動補正値aを1に設定する(ステップ13)。
そして、フルレートキャリッジ73を流し読み取り位置Dに固定した状態で、原稿送り装置10によって原稿を搬送し、搬送される原稿上に形成された画像をCCDイメージセンサ78によって読み取る。読み取りによって得られた画像データは、所定の処理が施された後にシェーディング補正部83へと送られ、シェーディング補正部83においてシェーディング補正が施され(ステップ14)、出力される。ここで、本実施の形態では、画像データの入力値をVin、補正後の出力値をVoutとすると、
Vout=(Vin×255)/(Vref×a)
となる補正式を用いて補正が施される。なお、上記式において、「255」とは、画像データを8ビット(256階調)に変換するための係数である。
そして、画像読み取りを終了するか否か、すなわち、次に送られてくる原稿が存在するか否か(レジセンサ37により次の原稿が検知されているか否か)を判断し(ステップ15)、次の原稿が存在しない場合は処理を終了する。一方、次の原稿が存在する場合は、前の原稿の後端が流し読み取り位置Dを通過してから次の原稿の先端が流し読み取り位置Dに到達するまでの間、すなわち、原稿間において、照明ランプ74によって照射された案内部材19をCCDイメージセンサ78にて読み取ることにより、照明ランプ74による照射光量の経時的変化を求めるための白変動値Xを採取する(ステップ16)。そして、背景画像処理部86において、白変動基準値Sと白変動値Xとを比較して、新たな光量変動補正値aを求め(ステップ17)、ステップ14へと戻る。
次に、上述したプロセスにおいて光量変動補正値aを決定するために用いられる白変動基準値Sおよび白変動値Xについて詳細に説明する。
図6は、案内部材19と、この案内部材19を読み取って得られる白変動基準値Sおよび白変動値Xの関係とを示す図である。本実施の形態では、上述したステップ12において白変動基準値Sを採取する場合、CCDイメージセンサ78により案内部材19の読み取り領域に対応する主走査方向読み取り領域全域を読み取って得られた白変動基準データS0のうち、主走査方向に等間隔に12箇所のデータを選択的に採取し、光量基準値としての白変動基準値S1〜S12としている。なお、1箇所あたりのデータ量はそれぞれ100画素分であり、これら100画素分のデータを平均化することにより、各箇所における白変動基準値S1〜S12を作成している。ここで、白変動基準値S1〜S12は、案内部材19上の12箇所の領域A1〜A12を読み取って得られたものとなる。
また、上述したステップ16において白変動値Xを採取する場合、CCDイメージセンサ78により案内部材19の読み取り領域に対応する主走査方向読み取り領域全域を読み取って得られた白変動データX0のうち、上述した白変動基準値S1と同様に案内部材19の各領域A1〜A12に対応する12箇所のデータを選択的に取得し、光量変動値としての白変動値X1〜X12としている。したがって、1箇所あたりのデータ量は同様にそれぞれ100画素分であり、これら100画素分のデータを平均化することにより、各箇所における白変動値X1〜X12を作成している。なお、図6には、電源投入から所定時間が経過した後に取得された白変動データX0の他、さらに時間が経過した後に取得された白変動データX0’も例示している。
ここで、図7は、上述したステップ17すなわち補正シフト量としての光量変動補正値aの取得における処理の流れを示すフローチャートである。
この処理では、まず、案内部材19の同一位置を読み取って得られた白変動基準値Sn(n=1〜12)と白変動値Xn(n=1〜12)との比であるEn(n=1〜12)を求める(ステップ21)。次に得られたEn(n=1〜12)のうち、最も1に近いEnに対応する白変動基準値Snおよび白変動値Xnを選択する(ステップ22)。そして、選択された白変動基準値Snおよび白変動値Xnの比すなわちEnを新たな光量変動補正値aに設定して(ステップ23)、処理を終了する。
では、具体的な例を挙げながら、上述した光量変動補正値aの設定について説明を行う。図8は、電源投入時に案内部材19における領域A1〜A12を読み取って得られた白変動基準値Sn(n=1〜12)、電源投入から所定の時間が経過した後に案内部材19における領域A1〜A12を読み取って得られた第1の白変動値Xn(n=1〜12)、白変動基準値Snと第1の白変動値Xnとの比En(Xn/Sn)、さらに所定の時間が経過した後に案内部材19における領域A1〜A12を読み取って得られた第2の白変動値Xn’(n=1〜12’)、白変動基準値Snと第2の白変動値Xn’との比En’(Xn’/Sn)、を示している。ここで、Sn,Xnは、最大値が255(8ビット)であるが、実際には、照明ランプ74の経時的な光量変化に伴ってその値が低下している。また、照明ランプ74の照度特性により、主走査方向中央部に対して主走査方向両端部の光量が低くなっている。
本実施の形態に係る画像読み取り装置では、案内部材19が原稿の搬送路に露出した状態で配置されているため、原稿の汚れやごみが案内部材19に転移付着するおそれがある。そして、案内部材19に汚れやごみが付着すると、例えば白変動データX0’の領域A8近傍に示すように、その部位における光量が見かけ上大幅に低下してしまうことになる。このように、照明ランプ74の光量低下に起因しない原因により発生した見かけ上の光量低下に基づいて補正を施した場合には、誤った補正が施された画像データを出力することになってしまう。
そこで、本実施の形態では、上述したステップ22で説明したように、案内部材19の複数箇所(本実施の形態では12箇所)で白変動基準値Snおよび白変動値Xnを採取し、両者の比Dnが最も1に近くなる白変動基準値Snおよび白変動値Xnを用いて、光量変動補正値aを設定するようにした。つまり、案内部材19がより白に近い部位(変動量の少ない部位)における案内部材19の読み取り結果を用いて、照明ランプ74の光量変動分を補正するようにした。これを具体的に説明すると、例えば第1の白変動値Xnの場合には、領域A8における白変動基準値S8=190と白変動値X8=185とによって、光量変動補正値aがEn=185/190≒0.973に設定されることになる。また、第2の白変動値Xn’の場合には、領域A7における白変動基準値S7=199と白変動値X7’=183とによって、光量変動補正値aがEn’=183/199≒0.920に設定されることになる。
本実施の形態では、CCDイメージセンサ78によって案内部材19の複数箇所を読み取り、これらのうち光量変動量が最も少なかった箇所における光量変動量のデータを用いて光量変動補正値aを設定するようにした。つまり、案内部材19に汚れやごみ等が付着することによる見かけ上の光量低下を除外した状態で光量変動補正値aを設定するようにした。これにより、CCDイメージセンサ78によって読み取られた画像のデータにシェーディング補正を施す際、照明ランプ74の経時的な光量変化に伴う補正を的確に行うことができる。その結果、シェーディング補正後に出力される画像データの画質を、照明ランプ74の点灯からの経過時間とは無関係に略一定とすることができる。
また、本実施の形態では、画像読み取り領域内において案内部材19を読み取るようにしたので、従来の画像読み取り装置のように、画像読み取り領域の外側に専用の濃度基準部材を設ける必要がなくなり、装置構成を簡易化することができる。そして、画像読み取り領域外を読み取る必要がないことから、照明ランプ74の主走査方向長さを最大原稿幅に対してわずかに長くすればよいこととなり、照明ランプ74を短くできると共に画像読み取り装置の主走査方向長さもコンパクトにすることができる。
なお、本実施の形態では、比Enが最も1に近くなる白変動基準値Snおよび白変動値Xnを用いて、光量変動補正値aを設定していたが、これに限られるものではなく、例えば白変動基準値Snおよび白変動値Xnの差が最も小さくなるものを選択して、光量変動補正値aを設定するようにしてもよい。
本実施の形態が適用される画像読み取り装置を示した図である。 CISおよびCIS近傍の構造を説明するための図である。 白基準板の設置位置、固定読み取り位置および流し読み取り位置を説明するための図である。 処理装置を説明するためのブロック図である。 本実施の形態におけるシェーディング補正動作を説明するためのフローチャートである。 案内部材を読み取って得られる白変動基準値および白変動値を説明するための図である。 光量変動補正値を取得するための処理の流れを説明するためのフローチャートである。 白変動基準値および白変動値の一例を説明するための図表である。
符号の説明
10…原稿送り装置、11…原稿トレイ、14…フィードロール、15…リタードロール、16…テイクアウェイロール、17…プレレジロール、18…レジロール、19…案内部材、20…アウトロール、50…CIS、60…突き当て部材、64…白基準テープ、66…白基準板、70…スキャナ装置、71…装置フレーム、72A…第1プラテンガラス、72B…第2プラテンガラス、73…フルレートキャリッジ、74…照明ランプ、75…ハーフレートキャリッジ、78…CCDイメージセンサ、79…駆動基板、80…処理装置、81…アナログ補正部、82…A/D変換部、83…シェーディング補正部、84…シェーディングメモリ、85…画像処理部、86…背景画像処理部、87…基準値格納メモリ、88…CCD駆動部、A…白基準読み取り位置、B…固定読み取り開始位置、C…固定読み取り終了位置、D…流し読み取り位置

Claims (8)

  1. 原稿に光を照射する照射手段と、
    前記照射手段によって照射される原稿からの反射光を読み取る読み取り手段と、
    前記照射手段によって照射される所定の対向部材からの反射光を前記読み取り手段で読み取り、主走査方向読み取り領域の複数箇所の各々の光量基準値を取得する基準値取得手段と、
    前記光量基準値が取得された後に、前記照射手段によって照射される前記対向部材からの反射光を前記読み取り手段で読み取り、当該光量基準値と同一の前記複数箇所の各々の光量変動値を取得する変動値取得手段と、
    同一箇所で取得された前記光量基準値と前記光量変動値とを前記複数箇所についてそれぞれ比較した結果に基づいて、前記読み取り手段にて原稿を読み取って得られた画像データに対し、前記照射手段の経時的な光量変動に起因する当該画像データの変動を補正するための光量変動補正値を決定する決定手段と
    を含む画像読み取り装置。
  2. 原稿を搬送する搬送手段をさらに備え、
    前記読み取り手段は、所定の位置に固定された状態で原稿および前記対向部材を読み取ることを特徴とする請求項1記載の画像読み取り装置。
  3. 前記基準値取得手段は、前記複数箇所の一箇所毎に複数の画素のデータを平均化して前記光量基準値を取得し、
    前記変動値取得手段は、前記複数箇所の一箇所毎に複数の画素のデータを平均化して前記光量変動値を取得すること
    を特徴とする請求項1記載の画像読み取り装置。
  4. 前記決定手段は、同一箇所で取得された前記光量基準値と前記光量変動値との比を前記複数箇所についてそれぞれ算出し、算出された比が1に最も近い値を前記光量変動補正値とすることを特徴とする請求項1記載の画像読み取り装置。
  5. 原稿を照射する光源と、
    原稿を読み取る第1の位置で原稿から反射する反射光を受光するセンサと、
    前記第1の位置で前記センサにて読み取られる対向部材と、
    前記第1の位置とは異なる第2の位置で前記センサにて読み取られる基準部材と、
    前記光源により照射される前記基準部材を前記センサで読み取って得られた主走査方向読み取り領域全域に対するシェーディング補正データを格納するシェーディングメモリと、
    前記光源により照射される前記対向部材を前記センサで読み取って得られた前記主走査方向読み取り領域の複数箇所の各々の光量基準値を格納する基準値メモリと、
    前記光量基準値が取得された後に前記光源により照射される前記対向部材を前記センサで読み取り、当該光量基準値と同一の前記複数箇所の各々の光量変動値を取得する変動値取得部と、
    前記基準値メモリから読み出された前記各々の光量基準値と前記変動値取得部により取得された前記各々の光量変動値とを用い、同一箇所で取得された前記光量基準値と前記光量変動値とを前記複数箇所についてそれぞれ比較した結果に基づいて、前記光源の経時的な光量変動に対応する変動補正データを作成する変動補正データ作成部と、
    前記光源により照射される原稿を前記センサで読み取って得られた画像データに対し、前記シェーディングメモリから読み出されたシェーディングデータを用いてシェーディング補正を施すと共に、前記変動補正データ作成部にて作成された前記変動補正データを用いて変動補正を施す補正部と
    を含む画像読み取り装置。
  6. 前記変動補正データ作成部は、同一箇所で取得された前記光量基準値と前記光量変動値との間の変動を前記複数箇所についてそれぞれ算出し、算出された比が1に最も近い値を前記変動補正データとすることを特徴とする請求項5記載の画像読み取り装置。
  7. 前記光源は、主走査方向に延びる線光源からなることを特徴とする請求項5記載の画像読み取り装置。
  8. 前記対向部材および前記基準部材は、共に白色であることを特徴とする請求項5記載の画像読み取り装置。
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