JP4882923B2

JP4882923B2 - 画像読み取り装置

Info

Publication number: JP4882923B2
Application number: JP2007223834A
Authority: JP
Inventors: 雅青木; 秀之梅野
Original assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Current assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Priority date: 2007-08-30
Filing date: 2007-08-30
Publication date: 2012-02-22
Anticipated expiration: 2027-08-30
Also published as: CN101378440B; US8054511B2; CN101378440A; JP2009060219A; US20090059319A1

Description

本発明は、画像読み取り装置に関する。

従来、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられる画像読み取り装置は、原稿を載せる原稿載置部から、原稿を順に送り出す原稿搬送部により搬送される。

このとき原稿を読み取る際に用いられる照明ランプがキセノンランプなどを使用する場合、これら照明ランプは自己発熱により連続点灯を行うと光量低下が起き、その後は安定した状態となる特性がある。この光量の変化は例えば文字の線を読み込むことができなかったりする等の読み込み不良が発生するので、常に均一な光量とするための補正を行うことが必要である。

この補正を行う手段として、従来では画像読み取り部の近傍に基準白色板を設け、光源から照射された光が基準白色板によって反射されたときの光量を、画像読み取り機能と光量を測定する機能とを有した撮像素子により計測し、その値と予め実験などで求められた基準反射光量値とを比較する。もし異なる場合、基準反射光量値になるように撮像素子計測値を制御手段にて補正するシェーディング補正方法によって行われていた。

さらに、画像の読み取り時のシェーディング補正において、基準白色板等の基準色が塗布された補正部材の取り付け方法についていくつか提案されている。例えば、特許文献１には撮像素子に対向する位置に、外周面に基準白部と黒部と塗り分けされたローラを回転自在に装着し、どちらかを選択可能としたことが記載されている。

また、特許文献２には撮像素子に対向する位置に所定距離離間させて配置された回転自在な白色のローラ状のガイド部材を有している。このガイド部材は待機時のホームポジション面と原稿の読み取り時の原稿ガイド面とシェーディング補正時のシェーディング補正面とを備えていることが記載されている。
特開平５−１４７１７号公報特開２００３−１３４３０１号公報

しかしながら上記特許文献の何れにおいても、基準色を塗布している部材はローラ形状をしている。ローラは、撮像素子に対向する面は曲率を持つため、読み取りラインが原稿搬送方向にわずかにズレても、光源から照射された光が基準白色によって反射されたときの反射光の度合が変わってしまい、シェーディングの精度が落ちることになる。

本発明は、画像の読み取り時のシェーディング補正を行う際に使用する撮像素子の読み取りラインが所定の基準からズレた状態であっても、シェーディング補正を精度良く行うことができる画像読み取り装置を提供することを目的とする。

上記課題は、以下の構成で達成できる。
１．原稿搬送路に沿って搬送される原稿の画像を読み取る画像読み取り装置であって、
前記画像を読み取る画像読み取り部と、
前記画像読み取り部に対向して所定の間隔を有して配置されており、前記原稿が通過する際に前記画像読み取り部と対向する通紙平面と、白色平面と、黒色平面と、を備えた多角形部材と、
原稿の画像面に光を照射するとともに、前記多角形部材に対しても光を照射可能な光源と、
前記光源から照射される光の光量を補正する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記白色平面に対して照射した光の反射光を前記画像読み取り部により読み取った結果に基づいて白色に関する光量を補正し、前記黒色平面に対して照射した光の反射光を前記画像読み取り部により読み取った結果に基づいて黒色に関する光量を補正し、前記多角形部材は２つの前記通紙平面と、２つの前記白色平面と、２つの前記黒色平面を備えており、２つの前記通紙平面は互いに対向する位置に設けられ、２つの前記白色平面は互いに隣接する位置に設けられ、２つの前記黒色平面は互いに隣接する位置に設けられていることを特徴とする画像読み取り装置。
２．前記多角形部材を回転させる駆動手段を有することを特徴とする１に記載の画像読み取り装置。

本発明によれば、補正を行う際に使用する基準色が、撮像素子の読み取りラインが所定の基準からズレた状態であっても、シェーディング補正を精度良く行うことができる。

本発明の実施の形態を説明する。なお、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限らない。また、以下の、本発明の実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。

図１は本発明の実施の形態に係る画像読み取り装置１０を示す概略図であり、原稿搬送部ＡＤＦと原稿読み取り部ＢＲにより構成されている。

図中、１１は原稿を載せる給紙皿であり、原稿の給紙方向と直交する幅方向が揃うように幅規制する幅規制部材１２を有している。送り出しローラ１４Ａは駆動源（図示せず）に接続され、給紙皿１１上に積載された原稿の最上層の原稿（原稿Ｄという）を矢印Ｘ方向に送り出す。送り出しローラ１４Ａの下流側には分離給送ローラ対１４Ｂが配置され回転可能な送りローラと、トルクリミッタを有する停止ローラとからなっている。

さらに、分離給送ローラ対１４Ｂの下流側にレジストローラ対１４Ｃが配置されている。レジストローラ対１４Ｃは、駆動源（不図示）に接続され回転可能なレジストローラと従動ローラとからなり、原稿Ｄの給紙タイミングを調整する。送り出しローラ１４Ａ、分離給送ローラ対１４Ｂ、レジストローラ対１４Ｃの駆動源（図示せず）は例えばステッピングモータを使用できる。

原稿Ｄは鎖線Ｚで示すように、案内板１６Ａ、１６Ｂに沿って進行し、従動ローラ対１４Ｄにより挟持されると共に、画像読み取り部ＢＲを通過し、排紙ローラ対１７にて排紙皿１９上に排紙される。

次に、原稿読み取り部ＢＲについて図２に基づいて説明する。

図２において、原稿読み取り部ＢＲは、案内板１６Ｅを通過する原稿Ｄ面に光を照射する光源３０と、照射された原稿画像からの反射光（矢印Ｙ）を読み取るレンズ特性をもった読み取り部材３１を有している。さらに、読み取り部材３１からの光のスイッチングを電気信号に変換するためのＣＣＤなどを用いた撮像素子３２等から構成されている。

さらに、読み取り部材３１の読み取り面３１ａと対向し、所定の間隙Ｈの位置に多角形部材３３が配置されている。多角形部材３３は図示しない駆動手段によって多角形部材の軸を中心として回転可能となっている。また、多角形部材３３は本実施の形態では正６角柱であり、原稿を通紙する際に読み取り面３１ａと対向する通紙面と、基準となる白色面と黒色面、とを有し、６角柱の相対する面を通紙面とし、基準となる白色面と黒色面はそれぞれ隣り合う面となるように配置してある（図３ａ、図３ｂ参照）。

ここで所定の間隙Ｈとは、多角形部材３３の回転中心から読み取り面３１ａまでの距離をいい、多角形部材３３が回転するときの外周が、読み取り面３１ａに接触しない距離を有している。

読み取り部材３１に使用している部材は、例えば光ファイバを２４００本／インチで直線状に配列した部材等が用いられ、光ファイバの端面としての読み取り面３１ａから０．５〜１．０ｍｍ先に光の焦点を結ぶレンズ特性を有している。

このように多角形部材３３を多面体形状としたことで、基準となる白色面や黒色面は平面部を有するので、読み取り部材３１の読み取りラインが多角形部材３３の長手方向の中心軸に対して完全に一致していなくても照射された原稿画像からの反射光の度合が変わらず、撮像素子３２に入射する光量を精度良く測定することができる。

原稿読み取り部ＢＲで使用する光源３０はキセノンランプ等を用いているが、一般にキセノンランプ等は温度特性があり、自己発熱により連続点灯を行うと光量低下が起きる。図４に点灯開始から数分の間に光量が数％の低下を起こし、その後は安定した状態となる特性曲線を示す。

この光量低下を補正するために、予め実験等によって求めたデータ値と、基準となる白色面に光を照射したときの反射光量値とを比較し、光量変化率を逆算して光源からの光量が一定となるように補正（シェーディング補正という）を行うことが必要になる。

そこで、本発明では、図２，図３に示すように６角柱をした多角形部材３３を用いている。さらに、６角柱の相対する面を通紙面とし、基準となる白色面と黒色面はそれぞれ隣り合う面となるように配置してある。

ここで黒色面を使用する目的は、上述したように光源３０は発光量にバラツキがあるので、黒色に対しても白色と同様な補正を行うことにより、例えば原稿が灰色部分の面積を多く有していても、部分的に黒色部があると判定することを防止できる。

原稿の画像を読み取るときは通紙面３３ａまたは通紙面３３ｂが読み取り面３１ａに対向して配置されている。制御部２００（図５参照）が、シェーディング補正が必要と判断したときは、原稿読み取り動作を開始する前に、多角形部材３３を駆動手段（不図示）によって基準白色面３３ｃまたは３３ｄが読み取り面３１ａに対向するように配置される。

さらに、黒の濃度を補正することが必要と制御部２００が判断した場合には、黒色面３３ｅまたは３３ｆが読み取り面３１ａに対向するように配置される。

ここで、白色面、及び黒色面をそれぞれ２面ずつ設けた理由は、ゴミなどにより一方の面が汚れた場合、もう片方の面を使用することで、補正に関する精度を向上させる為である。また各色をそれぞれ隣り合う面に配置することによりシェーディングのための回転動作を最小限に抑え、シェーディング補正に要する時間を短くすることができる。
（ブロック図）
図５は本実施の形態に係る制御系のブロック図である。

２００は画像読み取り装置１０を制御する制御部であって、以下に説明するジョブ管理を行うジョブ管理手段である。２０１は各部を制御する中央制御部である。

２０２はネットワークを介した通信を行う通信手段としてのインタフェース（Ｉ／Ｆ）、２０３は装置の各種操作の入力がなされると共に各種表示を行う操作表示部、２０４は原稿画像を読み取って画像データを生成する画像データ形成部である。２０５は各種データや設定値を保持・蓄積しておくためのテーブルとしての不揮発性メモリ、２０７は画像形成する際の画像データの展開や各種データの一時的な保管を行うための半導体メモリあるいはハードディスクなどのメモリである。

なお、この中央制御部２０１は、基準白色板を読み取って得た画像データに含まれる主走査方向の光量の違いを示す光量分布データを採取して、該光量分布データに基づいて光量分布を均一にするためのシェーディング補正データを算出する。該シェーディング補正データに基づいて原稿の画像データにシェーディング補正を実行するシェーディング補正手段をも構成している。

画像データ形成部２０４は、原稿Ｄを搬送させる送り出しローラ１４Ａの駆動、原稿Ｄの搬送タイミングを調整するレジストローラ対１４Ｃの駆動、を行う。さらに、多角形部材３３の回転駆動、原稿Ｄを排紙皿１９に排紙する排紙ローラ対１７の駆動を行う。また、原稿の読み取りを行う撮像素子３２の駆動等を有している。そして各部は中央制御部２０１の制御に従って動作するようになっている。

ここで、不揮発性メモリ２０５は、本実施形態においては、光源の連続点灯時間に応じて変化するシェーディング補正データ（予め算出しておく光量変化率を含む）を記憶（格納）する記憶手段を構成している。

また、中央制御部２０１は、画像読み取りや画像形成その他全体的な制御を行うＣＰＵ２０１ａと、画像処理を行う画像処理部２０１ｂと、操作者別あるいは共通のジョブメモリデータを管理するジョブメモリ管理部２０１ｅと、を備えている。

また、画像処理部２０１ｂは、ＣＰＵ２０１ａと共に、画像読み取り時の光源が連続点灯時の点灯時間に応じた複数のシェーディング補正データにより画像データに対してシェーディング補正を実行するシェーディング補正手段をも構成している。

また、メモリ２０７は、画像処理の際の画像データを展開する画像メモリ２０７ａと、ジョブメモリデータを格納するジョブメモリ２０７ｄと、を備えて構成されている。ここで、ジョブメモリとは、画像形成ジョブを登録しておくためのメモリである。

また、このネットワークに接続された制御部２００は、複写機だけでなく、ファクシミリ装置、ディジタル複合機などの各種の装置が該当する。また、プリントエンジン２０８は、感光体とレーザビームとを用いる電子写真方式のもののほか、ＬＥＤプリントヘッドを用いるものや、インクジェット方式のものであってもよい。
（フローチャート）
以下、本実施の形態に係る画像読み取り装置の制御部２００が行う動作について、図６、図７、に示すフローチャートを参照して説明する。なお図７はシェーディング補正モードを示す図であり、符号Ａ、Ｂ，を使ってステップ先を示している。

図６において、原稿Ｄを給紙皿１１にセット（Ｓ１）し、動作開始釦を押して動作をスタートする（Ｓ２）。このとき制御部２００ではシェーディング補正を行うかどうかを判断する（Ｓ３）。この判断は予め設定した設定枚数毎、あるいは装置の電源を入れたときの最初に行う、等の決められたプログラムに従って行われる。シェーディング補正を必要としない（Ｓ３：Ｎｏ）場合は、原稿Ｄを送り出すための送り出しローラ１４Ａを駆動させる（Ｓ４）。給紙タイミングを取るためのレジストローラ対１４Ｃに原稿Ｄが到着したかどうかを原稿検知撮像素子（不図示）によって判断し（Ｓ５）、原稿Ｄがある場合（Ｓ５：Ｙｅｓ）原稿読み取り部３０が有する光源３０を点灯させる（Ｓ６）。Ｓ５において原稿Ｄがない場合（Ｓ５：Ｎｏ）Ｓ４に戻る。Ｓ６点灯後、読み取り面３１ａに対向する面が通紙面になっているかどうかを判断する（Ｓ７）。この判断は、例えば多角形部材３３を回転させる駆動モータであるステッピングモータ等のステップ数をカウントし、基準ステップ数から何ステップ目にあるかなどから判断することができるが、詳細は省略する。

Ｓ７がＹｅｓの場合、レジストローラ対１４Ｄを駆動（Ｓ８）、搬送ローラを駆動（Ｓ９）させ、原稿の読み取りを開始する（Ｓ１０）。その後排紙ローラ対１７の回転駆動（Ｓ１１）により原稿Ｄが排紙される（Ｓ１２）。

Ｓ７がＮｏの場合、多角形部材３３を回転させ（Ｓ１３）、Ｓ７になるように制御する。

Ｓ３において、シェーディング補正が必要と判断されたとき（Ｓ３：Ｙｅｓ）、図７に示すように、シェーディング補正モードに入る（Ｓ３０）。光源３０を点灯し（Ｓ３１）、多角形部材３３を回転させて（Ｓ３２）読み取り面３１ａに対向する面が多角形部材３３の基準白色面になっているかどうかを判断する（Ｓ３３）。Ｓ３３がＮｏのときはＳ３２に戻る。

Ｓ３３がＹｅｓのとき、反射光量を測定する（Ｓ３４）。測定した光量値が予め設定してある基準反射光量値と同じかどうか判断する（Ｓ３５）。もし、異なっている場合（Ｓ３５：Ｎｏ）シェーディング補正を行い（Ｓ３６）、Ｓ３４にて再度測定する。Ｓ３５がＹｅｓのときは、多角形部材３３を回転させて（Ｓ３７）、読み取り面３１ａに対向する面が多角形部材３３の黒色面になっているかどうかを判断する（Ｓ３８）。Ｓ３８がＮｏのときは、Ｓ３７に戻る。Ｓ３８がＹｅｓのときは黒色の反射光量を測定する（Ｓ３９）。測定した光量値が予め設定してある基準反射光量値と同じかどうか判断する（Ｓ４０）。もし、異なっている場合（Ｓ４０：Ｎｏ）シェーディング補正を行い（Ｓ４１）、Ｓ３９にて再度測定する。Ｓ４０がＹｅｓのときは図６に示すＳ４（符号Ｂ参照）に戻る。

以上、本実施の形態によれば、原稿読み取り部ＢＲは両面が印刷された原稿の裏面原稿を読み取る際に適するが、勿論、原稿の表面の原稿を読み取るスリットガラスに対向する位置に同様な多角形部材を設け、表面の画像読み取り用の表面原稿読み取り部におけるシェーディング補正を行うこともできる。

また、レンズとミラーを用いた光学系を使用して、基準白色板によるシェーディング補正を行うこともできる。図８にその実施例を示す。

図８において、２０は表面原稿読み取り部である。レジストローラ対１４Ｄから排出された原稿Ｄは、スリットガラス１００を通過し原稿読み取り部２０にて読み取られるようになっている。ここで、表面原稿読み取り部２０について説明する。

表面原稿読み取り部２０は、透明部材としてのスリットガラス１００と、スリットガラス１００を通過する原稿Ｄの画像を読み取る際に照明手段としてのキセノンランプまたは蛍光灯などからなる第１光源１０１とを有している。第１光源１０１とい第１ミラー１０２とは一体となって光学ユニットＵ１を構成している。第１光源１０１からの光が表面原稿を照射し反射された反射光Ｌがスリットガラス１００を通過する。反射光Ｌは第１ミラー１０２，第２ミラー１０３、第３ミラー１０４を経由して結像レンズ１０５で結像され光を受光する第１撮像素子１０６に受光される。第１撮像素子１０６はライン状のＣＣＤからなる光電素子である。

また、一様な白色濃度を有する基準白色板２９がプラテンガラス２１の下面に設けられている。光学ユニットＵ１が所定の位置に移動し、基準白色板２９に光を照射してその反射光量を第１撮像素子１０６によって読み取る。読み取られた反射光量データから、主走査方向の光量の違い（光量分布）を表す光量分布データが採取され、この光量分布を補正するためのシェーディング補正データが生成される。

本発明の実施の形態に係る画像読み取り装置１０を示す概略図。裏面原稿読み取り部ＢＲを説明する図である。補正部材を示す図であり、図３ａは補正部材を回転中心方向に見た図、図３ｂは補正部材を斜め方向から見た斜視図である。照明ランプが時間と共に光量が変化する特性を示す図である。本実施の形態に係る制御系のブロック図である。本実施の形態に係るフローチャート図である。原稿のシェーディング補正モードを示す図である。表面読み取り部を設けた実施例を示す図である。

符号の説明

１０画像読み取り装置
２０表面原稿読み取り部
２９基準白色板
３０光源
３１読み取り部材
３１ａ読み取り面
３２撮像素子
３３多角形部材
１０１第１光源
２００制御部
２０１中央制御部
Ｄ原稿
ＢＲ原稿読み取り部
Ｕ１光学ユニット
ＡＤＦ原稿搬送部

Claims

原稿搬送路に沿って搬送される原稿の画像を読み取る画像読み取り装置であって、
前記画像を読み取る画像読み取り部と、
前記画像読み取り部に対向して所定の間隔を有して配置されており、前記原稿が通過する際に前記画像読み取り部と対向する通紙平面と、白色平面と、黒色平面と、を備えた多角形部材と、
原稿の画像面に光を照射するとともに、前記多角形部材に対しても光を照射可能な光源と、
前記光源から照射される光の光量を補正する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記白色平面に対して照射した光の反射光を前記画像読み取り部により読み取った結果に基づいて白色に関する光量を補正し、前記黒色平面に対して照射した光の反射光を前記画像読み取り部により読み取った結果に基づいて黒色に関する光量を補正し、
前記多角形部材は２つの前記通紙平面と、２つの前記白色平面と、２つの前記黒色平面を備えており、２つの前記通紙平面は互いに対向する位置に設けられ、２つの前記白色平面は互いに隣接する位置に設けられ、２つの前記黒色平面は互いに隣接する位置に設けられていることを特徴とする画像読み取り装置。
前記多角形部材を回転させる駆動手段を有することを特徴とする請求項１に記載の画像読み取り装置。