JP4494680B2

JP4494680B2 - 白シェーディングデータ作成装置、画像読取装置および画像形成装置

Info

Publication number: JP4494680B2
Application number: JP2001243143A
Authority: JP
Inventors: 義一井上
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-08-10
Filing date: 2001-08-10
Publication date: 2010-06-30
Anticipated expiration: 2021-08-10
Also published as: JP2003060907A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、白シェーディングデータ作成装置、画像読取装置および画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のフラットベッドタイプに代表される画像読取部移動型の画像読取装置では、有効読取範囲までキャリッジが増速しながら移動していく間に配置された基準白板の濃度を読み取ることで、白シェーディングデータの生成を行っている。また、シートスルータイプに代表される画像読取部固定型の画像読取装置においては、固定された読取り部の対向面に配置された基準白板または白色ローラの濃度を読み取ることで、白シェーディングデータを生成している。
【０００３】
しかしながら、従来の白シェーディングデータの生成技術では、経時により基準白板や白色ローラの表面に汚れが付着し、基準とすべき濃度が基準白板や白色ローラの読取位置によって変ってしまうため、白シェーディングデータを生成するのに必要な濃度均一性が保てなくなってしまう。特に、シートスルータイプの場合、基準白板または白色ローラの表面を原稿が搬送されるため、使用頻度が増すにつれて基準白板または白色ローラは著しく汚れてしまう。
【０００４】
そこで、シートスルータイプの画像読取装置において、原稿の先端の余白部（画像がのっていない部分）の白データや、原稿が通過しない（汚れが付着し難い）主走査方向端部の数画素のデータを元に白シェーディングデータを生成する従来技術が存在する。
【０００５】
また、特開平５−３１９６１３号公報に開示の技術では、読取ローラの周面の一部に溝を形成して、その溝の底面部に白シェーディングデータ生成のための基準白色部を設け、原稿の搬送によっても基準白色部が汚れないようにする技術が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、原稿先端の余白部の白データや、原稿が通過しない主走査方向端部の数画素のデータを元に白シェーディングデータを生成する前記従来技術では、前者の場合は原稿の端部に必ず余白があるとは限らず、後者の場合も主走査方向の画素間でのばらつきが大きいと、一部の画素の白データを元に生成したシェーディングデータでは十分な補正効果が得られないという不具合がある。
【０００７】
また、特開平５−３１９６１３号公報に開示の前記技術では、原稿の搬送量が増えるにつれて発生する紙粉やトナーの削れカスや埃が溝の中に溜まってしまうため清掃性が悪く、また読取部の光源からの光の照射によってローラ周面に形成した溝の影ができ、読み取った画像品質を低下させるという新たな不具合が発生する。
【０００８】
この発明の目的は、白シェーディングデータの濃度均一性を維持し、高品質の画像読取を行うことである。
【０００９】
この発明の目的は、読取ローラが原稿との接触で汚れにくくして、白シェーディングデータの濃度均一性を高レベルに維持し、より高品質の画像読取を行うことである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、白基準を読み取った画像データを副走査方向に複数のブロックに分割し、このブロックごとに当該ブロック内の複数ラインにおいて主走査方向において同一位置に存在する各画素について、当該各画素値の平均値を求める平均化手段と、この各ブロックの平均値を記憶装置に記憶する記憶手段と、前記ブロックごとに前記各平均値の主走査方向のピーク値を求める第１のピーク値算出手段と、この求めた各ピーク値の中のピーク値を求める第２のピーク値算出手段と、この求めたピーク値が属する前記ブロックについて求め前記記憶手段により記憶されている前記平均値を白シェーディングデータとする決定手段と、を備え、前記白基準は、原稿が搬送される原稿搬送経路上で前記原稿の画像を読み取る光電変換素子に対向配置されたローラ状の部材で、回転して前記原稿の画像面と前記光電変換素子との距離を一定に維持し、表面は白シェーディング補正の白基準となるものであり、その軸心と直交する直線上に曲率中心を有し、かつ、その最大外周面軌跡の内側に位置している曲面で形成された基準白色読取面が表面に形成されている読取ローラである白シェーディングデータ作成装置である。
【００１１】
したがって、白基準の読取画像データを各ブロックに分けてブロックごとに平均化し、そのブロックごとのピーク値、そのピーク値の中のピーク値をとるので、白基準のある一部分が汚れてもいても、他の汚れていない部分で補えるように白シェーディングデータを生成できるので、安定した白シェーディング補正が行える。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、前記原稿が搬送される原稿搬送経路上で前記原稿の画像を読み取る前記光電変換素子と、画像データの白シェーディング補正用の白基準と、前記光電変換素子により前記白基準を読み取った画像データから前記白シェーディングデータを作成して出力する請求項１に記載の白シェーディングデータ作成装置と、この白シェーディングデータを用いて前記光電変換装置で読み取った原稿の画像データを白シェーディング補正するシェーディング演算装置と、を備えている画像読取装置である。
【００１３】
したがって、白基準のある一部分が汚れてもいても、他の汚れていない部分で補えるように白シェーディングデータを生成できるので、安定した白シェーディング補正が行える画像読取装置を提供することができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の画像読取装置において、前記各ブロックの副走査方向の幅は前記基準白色読取面の副走査方向の幅より小さいものである。
【００１７】
したがって、必ず基準白色読取面だけで１ブロック内の演算が行えるようにすることで、正確な白シェーディングデータの生成ができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項２または３のいずれかの一に記載の画像読取装置において、前記平均化手段は、前記各ブロック内の１または複数ラインおきの各画素値の平均値を求めるものである。
【００１９】
したがって、白基準に小さなキズや汚れがあった場合でも、白シェーディングデータの演算に与えるその影響を減らし、正確な白シェーディングデータの生成ができる。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、請求項２〜４のいずれかの一に記載の画像読取装置と、前記光電変換素子で読み取った原稿の画像データに基づいて用紙上に画像の形成を行うプリンタエンジンと、を備えている画像形成装置である。
【００２１】
したがって、請求項２〜４のいずれかの一に記載の発明と同様の作用、効果を奏する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施の形態について説明する。
【００２３】
図１は、この発明の実施の形態である複写機の概略構造を示す縦断正面図である。この複写機は、この発明の画像形成装置を実施するもので、図１に示すように、画像読取装置であるイメージスキャナ１と、イメージスキャナ１で読み取った画像データに基づいて電子写真方式で用紙上に画像形成を行うプリンタエンジンを実現するプリンタ２とを備えている。
【００２４】
イメージスキャナ１は、第１画像読取部３、第２画像読取部４、原稿セット部５、原稿排紙部６、原稿搬送経路７、多数の搬送ローラ８、第１コンタクトガラス９、第２コンタクトガラス１０、第１読取ローラ１１、第２読取ローラ１２等により構成されている。
【００２５】
原稿セット部５には、読取対象となる原稿Ｄ（図３参照）がセットされ、原稿排紙部６には画像の読み取りが行われた原稿Ｄが排紙される。原稿搬送経路７は、原稿セット部５と原稿排紙部６との間に設けられた経路であって、画像の読み取りが行われる原稿Ｄが一枚ずつ搬送される。原稿Ｄの読取の際には、モードを切り替えることにより、原稿Ｄが片面原稿の場合には第１画像読取部３においてのみ画像の読み取りが行われ、原稿Ｄが両面原稿の場合には第１画像読取部３と第２画像読取部４とにおいて画像の読み取りが行われる。
【００２６】
第１画像読取部３は、第１コンタクトガラス９上に位置固定で載置された原稿Ｄの画像を光電変換素子であるＣＣＤ３ａで読み取ることができ、また、第２コンタクトガラス１０と第１読取ローラ１１との間（即ち、原稿搬送経路７上）を搬送される原稿Ｄの画像（表面画像）を読み取ることができる。原稿搬送経路７上を搬送される原稿Ｄの読取りが行われる場合、第１読取ローラ１１は駆動用のステッピングモータ（図示せず）により搬送ローラ８と同速で回転駆動され、搬送される原稿Ｄを第２コンタクトガラス１０に押し付けるように作用する。
【００２７】
第２画像読取部４は、原稿搬送経路７上を搬送される原稿Ｄの画像（裏面画像）を光電変換素子であるＣＣＤ２５（図４参照）で読み取ることができる。第２読取ローラ１２は原稿搬送経路７を挟んで第２画像読取部４に対向配置され、第２画像読取部４による原稿Ｄの読取りが行われる場合、第２読取ローラ１２はステッピングモータ（図示せず）により搬送ローラ８と同速で回転駆動され、原稿Ｄの画像面と第２画像読取部４との距離を一定に維持するように作用する。
【００２８】
プリンタ２は、感光体１４、レーザーユニット１５、現像器１６、転写器１７、定着部１８等により構成されている。感光体１４の表面は帯電器（図示せず）により一様に帯電され、その感光体１４の表面に第１画像読取部３または第２画像読取部４で読み取られた画像がレーザーユニット１５により書き込まれ、静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像器１６からトナーが供給されることによりトナー像として顕像化され、顕像化されたトナー像は転写器１７の働きにより給紙カセット１９から給紙された用紙２０に転写される。トナー像が転写された用紙２０は、定着部１８で定着処理が行われた後、排紙トレイ２１に排紙される。
【００２９】
図２は、この複写機で使用される第２読取ローラ１２及びその前後の原稿搬送経路の縦断正面図である。図３は、第２読取ローラ１２の拡大正面図である。図２、図３に示すように、第２読取ローラ１２は、第２画像読取部４のＣＣＤに対向配置されて、断面形状が略円形となる形状に形成され、ゴムや樹脂等を材料として白色に形成されている。第２読取ローラ１２の外周部の一部には、この第２読取ローラ１２の軸心方向に沿って延出した基準白色読取面１３が形成されている。基準白色読取面１３は、第２読取ローラ１２の軸心Ａと直交する直線ａ上に曲率中心Ｂを有するとともに第２読取ローラ１２の最大外周面軌跡（基準白色面１３を設けない状態の第２読取ローラ１２のほぼ真円形状の外周面であって実線と破線とで示した部分）Ｃの内側に位置する凸状の曲面で形成されている。
【００３０】
図４は、この複写機の制御系の電気的な接続を示すブロック図である。図４に示すように、本体制御部２２はＣＰＵを備えていて、複写機全体を制御する。また、コントローラ２３はＣＰＵを備えていて、搬送ローラ８を駆動するモータ等のイメージスキャナ１の各種アクチュエータ、センサが接続され、コントローラ２３はこれらを制御する。操作部３２には、この複写機の種々の操作を行うための各種キーやＬＣＤディスプレイが設けられている。
【００３１】
第２画像読取部４はコントローラ２３からの点灯制御信号によって光源２４にて原稿Ｄに照射される光によって、ＣＣＤ２５に原稿画像が図示しないレンズを介して集光され、コントローラ２３からのゲート信号XSFGATE（後述）により、原稿Ｄが第２画像読取部４に到達したタイミングで原稿Ｄの画像を読み取り、その読み取った画像データはＡＭＰ回路２６、Ａ／Ｄ変換回路２７、画処理回路２８を介してフレームメモリ２９に一時蓄積される。その後出力制御回路３０、Ｉ／Ｆ回路３１を介して本体制御部２２に画像データの転送が行われ、原稿Ｄの裏面を読み取った画像データが画像処理回路３３へと転送される。
【００３２】
このような構成において、この複写機では、両面コピーモードを選択した場合には、表面を上向きにして原稿セット部５にセットされた原稿Ｄが、一枚ずつ原稿搬送経路７を搬送され、第１画像読取部３で表面側の画像が読み取られ、第２画像読取部４で裏面側の画像が読み取られる。そして、これらの第１、第２画像読取部３，４で読み取られた画像が同一の用紙２０の表面と裏面とにコピーされ、両面コピーが行われる。
【００３３】
この複写機では、画像処理回路３３において、原稿Ｄの画像データに対して、黒シェーディング補正、白シェーディング補正、γ補正などの画像処理を行う。この場合の白シェーディング補正に用いる白シェーディングデータの作成は、第２画像読取部４ではＣＣＤ２５に対向配置された第２読取ローラ１２の表面を読み取ることにより行われる。以下では、白シェーディングデータの作成について説明する。
【００３４】
図５のタイミングチャートに示すように、原稿Ｄの読取期間を示すゲート信号XSFGATEがアクティブ（原稿領域）でない期間に、すなわち、原稿Ｄが第２画像読取部４にかかっていない間に、白シェーディングデータの生成期間を示すゲート信号XSHGATEが、第２読取ローラ１２の周方向の一定範囲、例えば、１周分の範囲だけアクティブ（白シェーディング領域）となり、白シェーディングデータを取得する。
【００３５】
図６は、画像処理回路３３において、白シェーディング補正を行う白シェーディング補正回路４１の回路構成例を示すブロック図である。図６に示すように、この白シェーディング補正回路４１は、白シェーディングデータ作成装置である白シェーディングデータ作成回路４２と、白シェーディング演算装置である白シェーディング演算回路４３とからなる。白シェーディングデータ作成回路４２は、平均値回路４４、ピークホールド回路４５，４６、レジスタ４７とからなり、白シェーディングデータを作成する。
【００３６】
すなわち、コントローラ２３からゲート信号XSHGATEを出力して、予め定められている第２読取ローラ１２の一定範囲をＣＣＤ２５で読み取る。
【００３７】
図７に示すように、この読み取った画像データは、平均値回路４４に入力される。平均値回路４４では、Ｌラインごとにｍブロックに分割して各ブロック内のＬラインの単純平均が求められる。すなわち、各ブロック内の各ラインにおける各画素の値の単純平均値を求める。これにより平均化手段を実現している。この求めた単純平均値は記憶装置であるレジスタ４７に記憶される。これにより記憶手段を実現している。そして、この求めた各画素の単純平均値のピーク値をブロックごとにピークホールド回路４５で求める。すなわち、各画素の単純平均値の主走査方向のピーク値をとる。これにより第１のピーク値算出手段を実現している。そして、ピークホールド回路４６により、ブロックごとにピークホールド回路４５で求めたピーク値の中のピーク値を求める。これにより第２のピーク値算出手段を実現している。そして、そのピーク値が存在するブロックについて平均値回路４４で求めた単純平均値を白シェーディングデータとしてレジスタ４７からシェーディング演算回路４３に出力する。これにより決定手段を実現している。
【００３８】

【００３９】
なお、シェーディング演算回路４３で行うシェーディング補正演算は、
Ｄsh＝（Ｄ(n)／Ｄp(n)）×２５５
Ｄp(n) ：シェーディングデータ
となる。
【００４０】
なお、図８に示すように、各ブロックの副走査方向の幅（ライン数Ｌ）を基準白色読取面１３の副走査方向の幅より小さく（すなわち、基準白色読取面１３の読取ライン数よりライン数Ｌを少なく）している。
【００４１】
これにより、ｍブロックにブロック分けしたときに、必ず第２読取ローラ１２の原稿と当たらない部分だけで１ブロック内の演算が行えるようにすることで、正確なピーク値（白シェーディングデータ）の生成が可能である。
【００４２】
また、第２読取ローラ１２の１周分のデータを読み取って、それをｍブロックに分割して計算するので、第２読取ローラ１２が汚れた場合でも、原稿と接触しない面で安定した白シェーディングデータを生成できる（最初のうちは第２読取ローラ１２が綺麗なため、どこの部分（ブロック）で白シェーディングデータを作成してもよいが、原稿のこすれ等で第２読取ローラ１２が汚れてくると、前記の演算で最終的に求められるピーク値（白シェーディングデータ）は原稿のあたらない面のデータから得られる）。
【００４３】
また、ゲート信号XSHGATEのアサート期間をブロック数ｍに分割するときのライン数Ｌは、ゲート信号XSHGATEのアサート期間のライン数をライン数Ｌで割り切れない値とする（あまりのラインがでる）ようにしてもよい。このようにすることで、第２読取ローラ１２を数周分読み取れば、より正確にピーク値を検出することが可能になる。
【００４４】
さらに、１ブロック内のＬライン分のデータを使用して平均値回路４４で平均値の演算を行う場合、１ラインおきや複数ラインおきのデータを用いて演算するようにしてもよい。このようにすることで、第２読取ローラ１２上の小さなキズや汚れがあった場合でも、白シェーディングデータの演算に与える影響を減らすことも可能である。
【００４５】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明は、白基準の読取画像データを各ブロックに分けてブロックごとに平均化し、そのブロックごとのピーク値、そのピーク値の中のピーク値をとるので、白基準のある一部分が汚れてもいても、他の汚れていない部分で補えるように白シェーディングデータを生成できるので、安定した白シェーディング補正が行える。
【００４６】
請求項２に記載の発明は、白基準のある一部分が汚れてもいても、他の汚れていない部分で補えるように白シェーディングデータを生成できるので、安定した白シェーディング補正が行える画像読取装置を提供することができる。
【００４８】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の画像読取装置において、必ず基準白色読取面だけで１ブロック内の演算が行えるようにすることで、正確な白シェーディングデータの生成ができる。
【００４９】
請求項４に記載の発明は、請求項２または３のいずれかの一に記載の画像読取装置において、白基準に小さなキズや汚れがあった場合でも、白シェーディングデータの演算に与えるその影響を減らし、正確な白シェーディングデータの生成ができる。
【００５０】
請求項５に記載の発明は、請求項２〜４のいずれかの一に記載の発明と同様の作用、効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１である複写機の概略構造を示す縦断正面図である。
【図２】前記複写機で使用される第２読取ローラ及びその前後の原稿搬送経路の縦断正面図である。
【図３】前記第２読取ローラの拡大縦断面図である。
【図４】前記複写機の制御系の電気的な接続を示すブロック図である。
【図５】前記複写機の白シェーディングデータの作成を説明するタイミングチャートである。
【図６】前記複写機の白シェーディング補正回路の回路構成を説明するブロック図である。
【図７】前記白シェーディングデータの作成を説明する説明図である。
【図８】前記第２読取ローラ及びその前後の原稿搬送経路の縦断正面図である。
【符号の説明】
１画像読取装置
２プリンタエンジン
３ａ光電変換素子
１２白基準、読取ローラ
２５光電変換素子

Claims

白基準を読み取った画像データを副走査方向に複数のブロックに分割し、このブロックごとに当該ブロック内の複数ラインにおいて主走査方向において同一位置に存在する各画素について、当該各画素値の平均値を求める平均化手段と、
この各ブロックの平均値を記憶装置に記憶する記憶手段と、
前記ブロックごとに前記各平均値の主走査方向のピーク値を求める第１のピーク値算出手段と、
この求めた各ピーク値の中のピーク値を求める第２のピーク値算出手段と、
この求めたピーク値が属する前記ブロックについて求め前記記憶手段により記憶されている前記平均値を白シェーディングデータとする決定手段と、を備え、
前記白基準は、原稿が搬送される原稿搬送経路上で前記原稿の画像を読み取る光電変換素子に対向配置されたローラ状の部材で、回転して前記原稿の画像面と前記光電変換素子との距離を一定に維持し、表面は白シェーディング補正の白基準となるものであり、その軸心と直交する直線上に曲率中心を有し、かつ、その最大外周面軌跡の内側に位置している曲面で形成された基準白色読取面が表面に形成されている読取ローラである白シェーディングデータ作成装置。
前記原稿が搬送される原稿搬送経路上で前記原稿の画像を読み取る前記光電変換素子と、
画像データの白シェーディング補正用の白基準と、
前記光電変換素子により前記白基準を読み取った画像データから前記白シェーディングデータを作成して出力する請求項１に記載の白シェーディングデータ作成装置と、
この白シェーディングデータを用いて前記光電変換装置で読み取った原稿の画像データを白シェーディング補正するシェーディング演算装置と、を備えている画像読取装置。
前記各ブロックの副走査方向の幅は前記基準白色読取面の副走査方向の幅より小さいものである請求項２に記載の画像読取装置。
前記平均化手段は、前記各ブロック内の１または複数ラインおきの各画素値の平均値を求めるものである請求項２または３のいずれかの一に記載の画像読取装置。
請求項２〜４のいずれかの一に記載の画像読取装置と、前記光電変換素子で読み取った原稿の画像データに基づいて用紙上に画像の形成を行うプリンタエンジンと、を備えている画像形成装置。