JP4655114B2 - 画像読取装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像読取装置および画像読取機能を備える画像形成装置に関する。

画像読取装置では、原稿に投稿し、読み取る画素毎に、反射光の光量を検出して、画像の濃度（階調）を決定する。画像の読み取りにおいては、様々な要因によって読み取り濃度に誤差が生じる。

特許文献１には、原稿の光沢による誤差を補正するため、乱反射光の光量を検出する技術が開示されている。特許文献２には、原稿の両面を読み取り可能とするために、２つの読取手段を設ける技術、および、２つの面の読取感度の差を補正する技術が開示されている。特許文献３にも、原稿の裏面を読み取るためにＣＩＳを設ける技術が開示されている。

これらの反射光を読み取る画像読取装置では、高濃度域で反射光の光量変化が小さくなるので、高濃度の画像の階調分解能が低いという問題がある。
特開平１０−３２２５５５号公報 特開２００２−１９２８１５号公報 特開２００５−３３４６５号公報

前記問題点に鑑みて、本発明は、高濃度域の画像の階調の分解能の高い画像読み取り装置、および、画像形成装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明による画像読取装置は、原稿の読取面に光を照射して反射光の光量を読み取る反射光読取手段と、前記原稿に光を照射して透過光の光量を読み取る透過光読取手段とを有し、前記反射光読取手段が読み取った反射光の光量に基づいて算出した画素の濃度が所定の濃度以上である場合は、当該画素の濃度のデータを、前記透過光読取手段が読み取った透過光の光量に基づいて算出した濃度のデータで置き換えるものとする。

この構成によれば、原稿の画像濃度が低い場合に高い分解能を得られる反射光の光量と、原稿の画像濃度高い場合に高い分解能を得られる透過光とを用いて、原稿の画像濃度に応じて、反射光の光量と透過光の光量とのうち分解能が高い方を用いて画像濃度を算出するので、画像濃度にかかわらず高い分解能で画像を読み取ることができる。

また、上述の画像読取装置において、前記反射光読取手段は、前記原稿の読取面に投光する反射投光器を有し、前記透過光読取手段は、前記原稿の読み取り面の裏面に投光する透過投光器を有し、前記反射光読取手段と前記透過光読取手段とは、前記原稿の反射光の光量および前記原稿の透過光の光量を検出する光量検出器を共有してもよい。

この構成によれば、光量検出器が１つでよいので、受光のための光学系および信号処理回路が１系統でよく、コスト高にならない。

また、上述の画像読取装置において、前記反射光読取手段と前記透過光読取手段とは、前記原稿の読み取り面に投光する投光器を共有し、前記反射光読取手段は、前記原稿の反射光の光量を検出する反射光量検出器とを有し、前記透過光読取手段は、前記原稿の前記読取面と反対側に配設され、前記原稿の透過光の光量を検出する透過光量検出器を有してもよい。

この構成によれば、反射光の光量と透過光の光量とを同時に検出できるので、読み取りに要する時間を短縮できる。

また、本発明による画像形成装置は、上述の画像読取装置のいずれかを有するものとする。

この構成によれば、原稿の画像を階調を正確に再現して複写できる。

上記構成によれば、原稿の画像濃度が高い場合にも、透過光の光量に基づいて画像濃度を高分解能に算出できるので、画像の濃度にかかわらず高分解能の読み取りができる。

これより、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１に、本発明の第１実施形態の画像形成装置１を示す。画像形成装置１は、画像読取装置部２と、本体部３とからなる。

画像読取装置部２は、原稿を自動給紙および反転給紙可能な自動原稿搬送部４と、スキャナ部５とを有する。スキャナ部５は、自動原稿搬送部４が搬送中の原稿の読取面を望むスリットガラス６と、その上に原稿を載置する板ガラスからなる原稿台７と、スリットガラス６および原稿台７の下方を水平移動する走査ユニット８および反射ユニット９と、例えばＣＣＤからなる受光センサ（光量検出器）１０とを有する。

走査ユニット８は、原稿の読取面に投光する発光体である反射投光器１１と、反射投光器１１が投光し、原稿によって反射された反射光を折り曲げる第１反射鏡１２とを備える。反射ユニット９は、第１反射鏡１２が折り曲げた原稿の反射光をさらに折り返して受光センサ１０に導く第２反射鏡１３および第３反射鏡１４を備える。反射ユニット９は、走査ユニット８の位置に応じて、原稿の読取面から受光センサ１０までの反射光の経路が一定の距離になるように移動する。これにより、受光センサ１０は、原稿の読取面の反射光の光量を正確に検出することができる（反射光量検出手段）。

また、自動原稿搬送部４は、スリットガラス６に対向する原稿に裏面から投光する発光体である透過投光器１５を備える。受光センサ１０は、透過投光器１５が投光し、原稿を透過した透過光を、第１乃至第３反射鏡１２，１３，１４を介して受光し、その光量を検出することもできる（透過光量検出手段）。さらに、自動原稿搬送部４は、受光センサ１０が検出した光量を処理して原稿の画像濃度を算出する演算装置１６を有する。

このように、画像読取装置部２では、反射投光器１１を備える反射光読取手段と、透過投光器１５を備える透過光読取手段とが、第１乃至第３反射鏡１２，１３，１４および受光センサ１０を共有している。

本体部３は、作像部１７Ｙ，１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｋが、それぞれ、イエロー、マゼンタ、シアンまたはブラックのトナーによって記録紙の上に画像を形成し、定着装置１８が記録紙にトナー画像を定着させる公知の静電写真方式の画像形成装置である。

本実施形態では、画像読取装置部２において、受光センサ１０により、読取画素毎に原稿の反射光の光量と透過光の光量とを走査しながら検出し、反射光の光量と透過光の光量とを基に、原稿の画像濃度を算出することができる。さらに算出された原稿の画像濃度を用いて作像部１７Ｙ，１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｋにおけるトナー画像の形成に反映させることもできる。

反射投光器１１と透過投光器１５とが同時に投光すると、受光センサ１０は、反射光の光量と透過光の光量との和を検出してしまう。そこで、画像読取装置部２は、先ず、原稿の読取面をスリットガラス６に対向させて搬送しながら反射透光手段１１によって原稿に投光し、その反射光の光量を受光センサ１０で検出する。続いて、画像読取装置部２は、原稿を反転給紙し、透過投光器１５によって原稿の読取面に投光し、その透過光の光量を受光センサ１０で検出する。

図２に、反射光の光量と原稿の濃度との関係を示す。尚、図示する反射光の光量データの値は、原稿の余白部分において反射光の光量が「２５５」になるように、キャリブレーションしたものである。つまり、このキャリブレーションは、反射光の光量が原稿の地色（用紙の色味）の違いによる反射光の光量のばらつきを補正する操作である。図示するように、原稿濃度が高い場合、反射光の光量は殆ど差がなく、反射光の光量データからは、原稿の濃度を細かく判断できない。

同様に、図３に、透過光の光量と原稿の濃度との関係を示す。尚、透過光の光量は、画像濃度と負の相関関係にあるため、原稿の余白部分の透過光の光量から検出値を引いた値（補数）を、検出光量が「０」のときにデータ値が「２５５」になるようにキャリブレーションしたものである。つまり、このキャリブレーションは、原稿の厚さや材質の違いによる透過光の光量のばらつきを補正する操作である。図示するように、原稿濃度が低い場合、透過光の光量データからは、原稿濃度を細かく判断できないが、原稿濃度が高い場合は、その濃度を細かく判断できる。

よって、本実施形態では、反射光の光量データから算出した原稿濃度が、１．１以上である場合には、透過光の光量データから算出した原稿濃度の濃度を、原稿の画像濃度として認識する。

図４に、以上の原稿読み取りの動作手順を示す。先ず、ステップＳ１で、反射投光器１１のみが点灯し、自動原稿搬送部４が、スリットガラス６上に読取面を下にして原稿を供給し、受光センサ１０が反射光の光量を読み取る。こうして読み取られた原稿１枚分の光量のデータは、一旦、演算装置１６の内部メモリに格納される。そして、ステップＳ２において、演算装置１６は、このデータの中から原稿の余白部分のデータを抽出し、原稿全体の光量データをキャリブレーションして、メモリに記憶する。そして、ステップＳ３において、反射光の光量データを、図２の関係を数値で現した参照テーブルを参照することによって、画素毎に濃度データに変換する。

ステップＳ４では、透過投光器１５のみが点灯し、自動原稿搬送部４が、ステップＳ１で搬送された原稿を反転給紙し、受光センサ１０で透過光の光量を検出して、原稿１枚分の光量のデータを、一旦、メモリに格納する。ステップＳ５で、演算装置１６は、このデータの中から原稿の余白部分のデータを抽出し、原稿全体の光量データをキャリブレーションして、キャリブレーションした光量データの補数データをメモリに記憶する。ステップＳ６では、透過光の光量補数データを、図３の関係を数値で現した参照テーブルを参照して、画素毎に濃度データに変換する。

最後に、ステップＳ７において、反射光による画像濃度のデータを画素毎に確認し、その値が１．１以上であれば、透過光による画像濃度の対応する画素位置のデータに置き換える。

こうして得られた読み取り画像データは、低濃度から高濃度まで高い分解能を有する。特に、原稿がシャドー領域を含む写真画像を含む場合、反射光だけでは当該シャドー領域を高い分解能で読み取ることは難しいが、シャドー部分については透過光を用いることで、原稿全体を高い分解能で読み取ることを可能とする。また、画像形成装置１は、本体部３において、この画像データを基に画像を形成することで、原稿の画像を正確な階調で複写できる。

続いて、図５に、本発明の第２実施形態の画像読取装置２ａを示す。本実施形態は、独立した画像読取装置として示すが、第１実施形態と同様に、コピー機やファクシミリなどの画像形成装置に組み込まれてもよい。尚、本実施形態以降の説明では、先に説明した構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付して、重複する説明を省略する。

本実施形態では、自動原稿搬送部４は、投光器１１ａによって投光され、原稿を透過した透過光の光量を検出するために、例えば、ＣＩＳ（Contact image sensor）からなる透過光量検出器１９が、原稿の読取面の反対側に設けられている。画像読取装置２ａでは、受光センサ１０ａは、反射光の光量のみを検出する反射光量検出器である。

つまり、画像読取装置部２ａでは、反射光量検出器１０ａを備える反射光読取手段と、透過光量検出器１９を備える透過光読取手段とが、１つの投光器１１ａを共有している。

本実施形態では、原稿を１度通紙するだけで、反射光の光量と透過光の光量とを同時に検出することが可能であり、高速に画像を読み取れる。

また、本発明では、図６に示す第３実施形態の画像読取装置２ｂのように、反射投光器１１ｂと透過投光器１５とを別々に設け、さらに、反射光量検出器１０ｂと透過光量検出器１９とを別々に設けてもよい。

反射光および透過光を得るための投光器および光量検出器の配置は、上記実施形態の具体的配置に制限されず、任意である。

本発明の第１実施形態の画像形成装置の概略図。 図１の画像形成装置における、原稿濃度と反射光の光量との関係を示す図。 図１の画像形成装置における、原稿濃度と透過光の光量との関係を示す図。 図１の画像形成装置の画像読取の動作手順を示す流れ図。 本発明の第２実施形態の画像読取装置の概略図。 本発明の第３実施形態の画像読取装置の概略図。

符号の説明

１…画像形成装置
２…画像読取装置部
４…自動原稿搬送部４
５…スキャナ部
６…スリットガラス
７…原稿台
１０…受光センサ（光量検出器）
１０ａ…反射光量検出器
１０ｂ…反射光量検出器
１１…反射投光器
１１ａ…投光器
１１ｂ…反射投光器
１５…透過投光器
１９…透過光量検出器

Claims (4)

1. 原稿の読取面に光を照射して反射光の光量を読み取る反射光読取手段と、
   前記原稿に光を照射して透過光の光量を読み取る透過光読取手段とを有し、
   前記反射光読取手段が読み取った反射光の光量に基づいて算出した画素の濃度が所定の濃度以上である場合は、当該画素の濃度のデータを、前記透過光読取手段が読み取った透過光の光量に基づいて算出した濃度のデータで置き換えることを特徴とする画像読取装置。
2. 前記反射光読取手段は、前記原稿の読取面に投光する反射投光器を有し、
   前記透過光読取手段は、前記原稿の読み取り面の裏面に投光する透過投光器を有し、
   前記反射光読取手段と前記透過光読取手段とは、前記原稿の反射光の光量および前記原稿の透過光の光量を検出する光量検出器を共有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. 前記反射光読取手段と前記透過光読取手段とは、前記原稿の読み取り面に投光する投光器を共有し、
   前記反射光読取手段は、前記原稿の反射光の光量を検出する反射光量検出器とを有し、
   前記透過光読取手段は、前記原稿の前記読取面と反対側に配設され、前記原稿の透過光の光量を検出する透過光量検出器を有することを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の画像読取装置を有することを特徴とする画像形成装置。

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