JP4285400B2 - 画像読取装置 - Google Patents

Description

本発明は、シートスルー方式の画像読取装置に関し、特に、読取ガラスの汚れに起因する筋ノイズを除去する技術に関する。

近年、原稿を自動搬送して次々に読み取ってゆくシートスルー方式の画像読取装置が広く普及している。シートスルー方式の画像読取装置ではスキャナを固定し、所定の速度で搬送される原稿を、読取ガラスを介して読み取る。このため、読取ガラスにごみ、紙粉、埃などの異物が付着したり傷がついたりすると、このような箇所については原稿からの反射光が届かず、読取画像に筋ノイズが生じる。この筋ノイズはモノクロ画像読取装置では黒筋となり、カラー画像読取装置では色筋となる。

このような問題に対して、例えば、原稿の搬送方向に読取ガラスを移動させながら画像を読み取る技術が提案されている（特許文献１参照。）。このようにすれば、読取画像に生じる筋ノイズを短縮することができる。また、読取ガラスを主走査方向に往復させながら画像を読み取る技術も提案されている（特許文献２参照。）。このようにすれば、筋ノイズに代えて前記往復運動に応じた特有の正弦波形ノイズが生じるので、そのような特徴を用いてノイズを検出し、消去することができる。
特開２００１−２７２８２９号公報 特開２０００−２７８４８５号公報

しかしながら、読取ガラスを原稿の搬送方向に移動させたとしても、筋ノイズを軽減できこそすれ完全に解消するまでには至らない。また、読取ガラスを操作方向に往復させる速度は部品寸法の誤差やカム回転数のばらつき等に起因して画像読取装置ごとにばらつく。従って、正弦波形ノイズの形状は一様ではないのでこれを精度良く検出することができず、消去漏れが生じる。

本発明は、上述のような問題に鑑みて為されたものであって、読取ガラスに付着したごみ等に起因する画像ノイズを精度良く検出し、消去する画像読取装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る画像読取装置は、原稿を搬送しながら読取ガラスを介して読み取る画像読取装置であって、読取ガラスを原稿搬送方向に往復運動させる駆動手段と、前記読取ガラス上を搬送される原稿を読み取る読取手段と、前記読取ガラス上の原稿が通過する範囲外に配置された印を、前記駆動手段による往復運動と共に前記読取手段によって読み取ることにより、前記印に対する画像の周期を検出する周期検出手段と、前記読取手段によって読み取られた原稿画像に対して、副走査方向に前記周期で繰り返される画像をノイズとして検出するノイズ検出手段と、前記ノイズ検出手段にて検出した画像を消去するノイズ消去手段とを備えることを特徴とする。

このようにすれば、読取ガラスに付着したごみ等に起因する画像ノイズを精度良く検出し、消去することができる。
また、読取ガラスの往復運動により正弦波形状の画像を生じさせることができるので、読取ガラスが一往復する期間に読み取られる主走査線数を検出することができる。また、前記印は原稿が通過する範囲外に配設されるので、原稿の読み取り画像に影響を与えない。

この場合において、前記印は読取ガラスに印刷されているとしても良いし、貼着されているとしても良い。
また、本発明に係る画像読取装置は、前記印は主走査線と副走査線との何れにも斜交することを特徴とする。
また、本発明に係る画像読取装置は、前記印は主走査線と副走査線との何れにも斜交する直線部分を有することを特徴とする。
本発明に係る画像読取装置は、前記印は長方形状であることを特徴とする。このようにすれば、長方形状の印の何れかの辺により正弦波形状の画像を生じさせることができる。また、三角形状とすれば、三角形状の印の何れかの辺により正弦波形状の画像を生じさせることができる。

以上述べたように、本発明によれば、読取ガラスに付与した印を用いて読取ガラスの動きを記録し、画像ノイズが有するであろう周期を求め、当該周期を有する画像を検出することができる。検出した画像ノイズは周囲の画素の色に合わせる等の画像処理によって消去することができる。従って、読取ガラスを往復駆動する部品のばらつき等に影響されることなく、読取ガラスに付着したごみ等に起因する画像ノイズを精度良く検出し、消去することができる。

また、読取ガラス上のゴミの位置を特定して、それに起因する画像ノイズの位置を特定することができるので、画像ノイズの検出漏れを防止することもできる。

以下、本発明に係る画像読取装置の実施の形態について、複写機を例にとり、図面を参照しながら説明する。
［１］ 複写機の構成
本実施の形態に係る複写機はシートスルー方式の画像読取装置を備えており、読取ガラスを原稿の搬送方向に往復させながら原稿画像を読み取る。先ず、本実施の形態に係る複写機の構成を説明する。

（１） 全体構成
図１は本実施の形態に係る複写機の外観斜視図である。図１に示されるように、複写機１はシートスルー方式の画像読取装置１０と画像形成装置１１を備えている。画像読取装置１０は自動原稿搬送装置（ADF：automatic document feeder）１０１にて原稿を搬送し、スキャナ装置１０２にて画像情報を読み取る。画像形成装置１１は前記画像情報に基づいて記録シートに画像を形成する。

（２） 画像読取装置１０の構成
図２は画像読取装置１０の内部構成を示す模式図である。図２に示されるように、自動原稿搬送装置１０１は搬送ローラ２０１、２０２及び上部規制版２０３を備えている。また、スキャナ装置１０２は読取ガラス２０５、光源２０６、通紙ガイド２０７、反射部材２０８、反射ミラー２０９、レンズ２１１、ＣＣＤ（charge coupled device）カメラ２１３及び画像処理部２１５を備えている。原稿２００は搬送ローラ２０１によって矢印Ｄ１に沿って搬送される。

（３） 読取ガラス２０５の関連構成
図３は読取ガラス２０５を原稿の搬送方向に往復させるための装置構成を示す斜視図である。図３に示されるように、原稿ガラス２０５は原稿ガラスホルダ２２１に保持される。原稿ガラスホルダ２２１はガラスホルダガイド２２０にて原稿搬送方向にのみ変位するように運動方向を規制されている。

原稿ガラスホルダ２２１の原稿搬送方向下流側には、前述のように、通紙ガイド２０７が配設されている。原稿ガラスホルダ２２１の原稿搬送方向下流側端には、原稿ガラスホルダ２２１の長手方向に平行な軸を中心として回動可能なようにアーム２２２が取り付けられている。図３においては、原稿ガラスホルダ２２１に取り付けられているアーム２２２は２つである。

アーム２２２の原稿ガラスホルダとは反対の端部は輪環状のカムフォロワとなっておりカム２２３を迎える。カム２２３は円筒形状となっており、偏心した位置に貫通孔が設けられている。当該貫通孔には軸２２４が嵌合される。軸２２４の一端にはギヤ２２５が固定されている。ギヤ２２５はギヤ２２６に歯合する。ギヤ２２６には同軸のプーリーが取着されており、当該プーリーはベルトを介してモータ２２７が備えるプーリーに結合されている。

モータ２２７が回転すると、ベルトを介してプーリーに動力が伝達され、ギヤ２２６が回転する。ギヤ２２６の回転はギヤ２２５、軸２２４を介してカム２２３に伝達される。アーム２２２はカム２２３の回転運動を往復運動に変換して、原稿ガラスホルダ２２１に伝達する。これにより原稿ガラス２０５が原稿搬送方向に往復運動する。
［２］ 画像ノイズの消去
本実施の形態に係る複写機１は読取ガラスに印を付け、読取ガラスを往復させることによって得られる特有の形状の画像と原稿から読み取った画像とを比較することによって画像ノイズを検出し、消去する。

図４は、読取ガラス２０５を反射ミラー２０９側から見た平面図である。読取ガラス２０５の長手方向が主走査方向に一致し、これに直交する方向が読取ガラスの運動方向であり、原稿の搬送方向である。図４において、一点鎖線４０１は画像読取位置を示す。すなわち、画像読取位置４０１で一走査線分の画像が読み取られる。また、矢印で示される範囲４０２は原稿の通過位置である（以下、「原稿通過範囲」という）。なお、言うまでもなく、原稿サイズが小さい場合には原稿は原稿通過範囲４０２よりも小さい範囲を通過する。

読取ガラス２０５の原稿通過範囲４０２外であって、原稿読取範囲内には実線で印４０３が印刷されている。印４０３は主走査方向と読取ガラスの運動方向との何れにも斜交する。また、往復運動による読取ガラスの変位に関わらず、印４０３は常に原稿読取位置を跨ぐのに十分な長さとなっている。
図４において、読取ガラス２０５にはごみ４０４が付着している。

図５は、図４に示した原稿を複写機１で読み取ることによって得られる画像データを示す図である。図５に示されるように、原稿通過範囲４０２内は原稿の読取画像データとなっており、原稿通過範囲４０２外は印４０３を読み取って得られる画像５０２のデータとなっている。印４０３が画像読取位置４０１を横切る位置は読取ガラス２０５が原稿搬送方向に往復すると主走査方向に往復する。その結果、画像５０２は略正弦波形状となる。また、ごみ４０４に起因して画像ノイズ５０１が発生している。

当該画像５０２を原稿搬送方向に辿り、その周期を求めれば、画像ノイズ５０１を検出することができる。なぜならば、画像ノイズ５０１も同じ周期をもつ筈だからである。画像ノイズ５０１が検出できれば、周囲の画素の色を用いて画像ノイズを消去することができる。このような処理は画像処理部２１５が行う。
図６は、画像処理部２１５が画像ノイズ５０１を消去するために実行する処理を示すフローチャートである。図６に示されるように、画像処理部２１５は画像データを受け付けると（Ｓ６０１）、原稿通過範囲４０２外を副走査方向に走査して、画像５０２の周期を求める（Ｓ６０２）。

図７は画像５０２と画像ノイズ５０１とを拡大して示す図であって、図７（ａ）は画像５０２を示し、図７（ｂ）は画像ノイズ５０１を示す。図７（ａ）に示されるように、画像５０２を原稿搬送方向（副走査方向）に横切る画素列７０１を辿ると画像５０２の周期λNを得ることができる。
周期λNを求めた後、原稿通過範囲４０２の各画素を副走査方向に順次参照する。図７（ｂ）において、画素列７０２は原稿通過範囲４０２を原稿搬送方向（副走査方向）に横切る。画像処理部２１５は画素列７０２を原稿搬送方向に辿って、周期画像であるか否かを判定し、周期画像であればその周期を求める。

すなわち、変数Ａを１から原稿通過範囲４０２の主走査方向の画素数Ｗまで１ずつ増加させながら（Ｓ６０３）、原稿通過範囲４０２の主走査方向の端から変数Ａの値に対応する位置の画素を副走査方向に順次画素値を参照して、互いに近い画素値の画素が画像５０２の周期と同じ周期で出現しているかを確認することによって、画像５０２の周期と同じ周期の画像を探索する（Ｓ６０４）。

変数Ａの値に対応する画素を副走査方向に参照し終えた後、同じ周期の画像を検出したら（Ｓ６０５：ＹＥＳ）、当該画像を構成する画素の画素値を周辺画素の画素値として画像ノイズを消去する（Ｓ６０６）。この場合において、画素値の変更は隣接する画素の画素値をそのまま用いても良いし、例えば、８近傍など近傍の画素の画素値を平均した値を用いても良い。

画像ノイズを消去した後、または、画像ノイズが検出されなかった場合（Ｓ６０５：ＮＯ）には、変数Ａの値を１だけ増加させて上記の処理（Ｓ６０４からＳ６０６）を繰り返す。そして、変数Ａの値がＷの場合の処理を終えたら、画像処理部２１５は当該処理を終了する。
このようにすれば、読取ガラスに付着したごみ等に起因する画像ノイズを精度良く検出し、消去することができる。

［３］ 変形例
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明が上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を実施することができる。
（１）上記実施の形態においては、読取ガラスの２０５の原稿通過範囲４０２外に印４０３を付与し、これによって発生する画像５０２を用いて画像ノイズを検出するとしたが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに代えて次のようにしても良い。

すなわち、印４０３のような実線に代えて三角形の印を用いても良い。図８はそのような印を付与した読取ガラスを示す平面図である。図８に示されるように、読取ガラス８０１は原稿通過範囲８０４外に黒く塗りつぶされた三角形の印８０３が付着されている。印８０３は読取ガラス８０１が原稿搬送方向に変位しても画像読取位置８０２を跨ぎ続けるような大きさを有し、かつ、そのような位置に配設されている。読取ガラス８０１にはごみ８０５が付着している。

図９は、読取ガラス８０１を用いて読み取った画像データを示す図である。図９に示されるように、原稿通過範囲８０４内は原稿の読取画像データとなっており、画像ノイズ９０２が含まれている。また、原稿通過範囲８０４外には印８０３を読み取って得られる画像９０１が含まれている。図８に示されるように、読取ガラスが原稿搬送方向に変位すると、印８０３が画像読取位置を覆う長さも変化する。これにより、画像９０１の原稿通過範囲８０４側端が正弦波形状となる。なお、印８０３の向きを変えて画像９０１の原稿通過範囲８０４側とは反対側端を正弦波形状としても良い。

画像９０１の正弦波形状となっている部分を原稿搬送方向に辿れば、その周期を得ることができるので、当該周期を用いて画像ノイズ９０２を検出して、消去することができる。
（２） 上記実施の形態においては、特に言及しなかったが、上述のような印を用いて読取ガラス上のごみが付着した位置を特定することができる。図１０は、画像５０２を用いて読取ガラス２０５上のごみの位置を特定する方法を説明する図である。図１０に示されるように、画像５０１に対応する画像５０２上の点Ｐを決定すると、点Ｐに対応するＣＣＤの画素位置を特定することができる。

すなわち、印４０３の副走査方向に対する傾斜角度がθならば、印４０３とガラス基準位置とが交差する点から点Ｐに対応する画素位置までの主走査方向の距離Ｈを用いて、ガラス基準位置からごみの位置まで副走査方向の距離Ｌを次式のように求めることができる。

主走査方向におけるごみの位置は画像５０１から直接知ることができる。したがって、印４０３を用いれば読取ガラス上のごみの位置を特定することができる。
なお、印８０３を用いることによっても読取ガラス上のごみの位置を特定することができる。図１１は印８０３によって得られる画像９０１の一部を示す図である。この場合においては、画像ノイズに対応する画像９０１上の位置Ｑを決定すれば、点Ｑから画像９０１の他端までの距離Ｈを容易に求めることができる。このＨを上式に適用すれば、上と同様にしてごみの位置を特定することができる。

（３） 上記実施の形態では本発明を複写機に適用する場合を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに代えて次のようにしても良い。すなわち、本発明をスキャナ装置に適用しても良いし、或いはファクシミリ装置やＭＦＰ（Multiple Functional Peripheral：複合機能機）に適用しても良い。いずれの場合も画像ノイズを精度良く検出し、消去することができる。

（４） 上記実施の形態においては、読取ガラスに所定の印を印刷するとしたが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに代えて次のようにしても良い。すなわち、所定の印と同じ形状のシールを読取ガラスの所定の位置に貼着するとしても良いし、所定の印を印刷したシールを読取ガラスの所定の位置に貼着するとしても良い。

本発明に係る画像読取装置は、読取ガラスに付着したごみ等に起因する画像ノイズを精度良く検出し、消去する画像読取装置として有用である。

本発明の実施の形態に係る複写機の外観斜視図である。 本発明の実施の形態に係る画像読取装置１０の内部構成を示す模式図である。 本発明の実施の形態に係る読取ガラス２０５を原稿搬送方向に往復させるための装置構成を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る読取ガラス２０５を反射ミラー２０９側から見た平面図である。 本発明の実施の形態に係る複写機１にて図４に示す原稿を読み取ることによって得られる画像データを示す図である。 本発明の実施の形態に係る画像処理部２１５が画像ノイズ５０１を消去するための実行する処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る複写機１が図４に示す原稿から読み取った画像を拡大して示す図であって、（ａ）は画像５０２を示し、（ｂ）は画像ノイズ５０１示す。 本発明の変形例（１）に係る読取ガラスを示す平面図である。 本発明の変形例（１）に係る読取ガラス８０１を用いて読み取った画像データを示す図である。 本発明の実施の形態に係る複写機１が読み取った画像５０２を用いて読取ガラス２０５に付着したごみの位置を特定する方法を示す図である。 本発明の変形例（１）に係る読取ガラス８０１を用いて読み取った画像８０３を用いて読取ガラス８０１に付着したごみの位置を特定する方法を示す図である。

符号の説明

１…………………複写機
１０………………シートスルー方式の画像読取装置
１１………………画像形成装置
１０１……………自動原稿搬送装置
１０２……………スキャナ装置
２００……………原稿
２０１、２０２…搬送ローラ
２０３……………上部規制版
２０５、８０１…読取ガラス
２０６……………光源
２０７……………通紙ガイド
２０８……………反射部材
２０９……………反射ミラー
２１１……………レンズ
２１３……………ＣＣＤカメラ
２１５……………画像処理部
２２１……………原稿ガラスホルダ
２２０……………ガラスホルダガイド
２２２……………アーム
２２３……………カム
２２４……………軸
２２５、２２６…ギヤ
２２７……………モータ
４０１、８０２…画像読取位置
４０２、８０４…原稿通過範囲
４０３、８０３…印
４０４……………ごみ
５０１、９０２…画像ノイズ
５０２、９０１…画像
７０１、７０２…画素列
Ｄ１………………矢印

Claims (8)

1. 原稿を搬送しながら読取ガラスを介して読み取る画像読取装置であって、
   読取ガラスを原稿搬送方向に往復運動させる駆動手段と、
   前記読取ガラス上を搬送される原稿を読み取る読取手段と、
   前記読取ガラス上の原稿が通過する範囲外に配置された印を、前記駆動手段による往復運動と共に前記読取手段によって読み取ることにより、前記印に対する画像の周期を検出する周期検出手段と、
   前記読取手段によって読み取られた原稿画像に対して、副走査方向に前記周期で繰り返される画像をノイズとして検出するノイズ検出手段と、
   前記ノイズ検出手段にて検出した画像を消去するノイズ消去手段と
   を備えることを特徴とする画像読取装置。
2. 前記印は読取ガラスの原稿が通過する側の主面とは反対側の主面に配設されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
3. 前記印は読取ガラスに印刷されている
   ことを特徴とする請求項１または２の何れか１項に記載の画像読取装置。
4. 前記印は読取ガラスに貼着されている
   ことを特徴とする請求項１または２の何れか１項に記載の画像読取装置。
5. 前記印は主走査線と副走査線との何れにも斜交する
   ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の画像読取装置。
6. 前記印は主走査線と副走査線との何れにも斜交する直線部分を有する
   ことを特徴とする請求項５に記載の画像読取装置。
7. 前記印は長方形状である
   ことを特徴とする請求項６に記載の画像読取装置。
8. 前記印は三角形状である
   ことを特徴とする請求項６に記載の画像読取装置。

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