(57)【要約】【課題】２個の読取手段を用いて原稿の両面を読み取る画像読取装置においては、各読取手段のために白色基準部材を設けることが困難であり、各読取手段の出力に対するシェーディング補正を正確に行うことが困難であるという問題がある。【解決手段】第１読取手段からの画像データに対するシェーディング補正は、読取により得られた白基準データを用いて行うが、第２読取手段からの画像データに対するシェーディング補正については、これを演算により作成された第２白基準データを用いて行う。【選択図】        図４
2004207790.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿を搬送する搬送手段、
搬送される原稿の第１面を読み取る読取手段であって、可動な読取開口部を有する第１読取手段及び、
搬送される原稿の第２面を読み取る読取手段であって、固定の第２読取手段を有する画像読取装置において、
前記第１読取手段により読み取られる第１白色基準部材、
前記第１読取手段の出力信号を前記第１白色基準部材の読取により得られた第１白基準データに基づいて補正する第１シェーディング補正手段及び、
前記第２読取手段による、前記画像読取装置を構成しない第２白色基準部材の読取から得られた初期白基準データと、前記第２読取手段の出力から得られた地肌データとから演算された第２白基準データに基づいて前記第２読取手段の出力を補正する第２シェーディング補正手段を有することを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
前記第１白基準データを記憶する第１ラインメモリ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。
【請求項３】
前記初期白基準データを記憶する第２ラインメモリを有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像読取装置。
【請求項４】
前記地肌データを記憶する地肌メモリを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項５】
前記第２読取手段の出力を地肌データとして用いるか否かを判断する判断手段を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項６】
前記第１読取手段は、縮小光学系及びラインセンサを有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項７】
前記第２読取手段は、密着型ラインセンサを有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像読取装置及び画像データに基づいて記録材に画像を形成する画像形成手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像読取装置及び画像形成装置に関し、特に、原稿の両面の画像を読み取ることができるこれら装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
原稿の両面読取が可能な画像読取装置は従来から広く使用されている。このような両面読取型読取装置には、１個の読取手段を有し、画像読取位置に原稿を搬送することにより原稿の第１面を読み取った後に、原稿の表裏を反転して再度原稿を前記画像読取位置に搬送することにより前記読取手段で第２面の画像を読み取る型と、
原稿の第１面を読み取る第１読取手段及び第２面を読み取る第２読取手段を有し、原稿を１回搬送することにより、原稿の両面の画像を読み取る両面同時読取型と称される型と、
がある。
【０００３】
後者の型は２個の読取手段を必要とするものの一回の原稿搬送でほぼ同時に両面読取ができるために、高速の読取が可能であるとともに原稿搬送機構が簡単になるために、故障が少なく、低コストである等の利点を有する。
【０００４】
ところで、画像読取においては、原稿を照明する光源や読取光学系による画像データへの影響を補正するために白色基準部材を用いたシェーディング補正が行われるが、特許文献１に開示された両面同時読取型画像読取装置では、第１読取手段及び第２読取手段それぞれのために白色基準部材が設けられている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−３２０５５８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
第１読取手段は、可動な読取開口部を有するので、白色基準部材を設けるために位置的な制約が緩く、白色基準部材の設置に問題はないが、第２読取手段の読取開口部は固定であるために、白色基準部材を設けることが困難になるという問題がある。第２読取手段として密着型ラインセンサを用いる場合には、第２読取手段のための白色基準部材を設けることが特に困難であり、該部材を設けることにより、原稿を安定して搬送することが困難になる、装置が大型になる等の問題が生ずる。
【０００７】
本発明は、両面同時読取型の画像読取装置におけるこのような問題を解決し、両面読取用の２個の読取手段のシェーディング補正を良好に行い、かつ、小型化が可能な画像読取装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記した本発明の目的は下記の発明により達成される。
【０００９】
１．原稿を搬送する搬送手段、
搬送される原稿の第１面を読み取る読取手段であって、可動な読取開口部を有する第１読取手段及び、
搬送される原稿の第２面を読み取る読取手段であって、固定の第２読取手段を有する画像読取装置において、
前記第１読取手段により読み取られる第１白色基準部材、
前記第１読取手段の出力信号を前記第１白色基準部材の読取により得られた第１白基準データに基づいて補正する第１シェーディング補正手段及び、
前記第２読取手段による、前記画像読取装置を構成しない第２白色基準部材の読取から得られた初期白基準データと、前記第２読取手段の出力から得られた地肌データとから演算された第２白基準データに基づいて前記第２読取手段の出力を補正する第２シェーディング補正手段を有することを特徴とする画像読取装置。
【００１０】
２．前記第１白基準データを記憶する第１ラインメモリを有することを特徴とする前記１に記載の画像読取装置。
【００１１】
３．前記初期白基準データを記憶する第２ラインメモリを有することを特徴とする前記１又は前記２に記載の画像読取装置。
【００１２】
４．前記地肌データを記憶する地肌メモリを有することを特徴とする前記１〜３のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【００１３】
５．前記第２読取手段の出力を地肌データとして用いるか否かを判断する判断手段を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【００１４】
６．前記第１読取手段は、縮小光学系及びラインセンサを有することを特徴とする前記１〜５のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【００１５】
７．前記第２読取手段は、密着型ラインセンサを有することを特徴とする前記１〜６のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【００１６】
８．前記１〜７のいずれか１項に記載の画像読取装置及び画像データに基づいて記録材に画像を形成する画像形成手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図面に基づいて本発明を説明する。図１は本発明の実施の形態に係る画像読取装置の断面図、図２は本発明の実施の形態に係る画像読取装置の画像データ処理系のブロック図である。
【００１８】
原稿給紙台１に載置された原稿Ｄは、送り出しローラ２により送り出され、分離ローラ３により１枚に分離され搬送される。原稿Ｄはレジストローラ４により、姿勢制御及びタイミング制御されて更に搬送される。原稿Ｄは更に、プラテンローラ６を周回して搬送され、バックアップローラ８及び排紙ローラ９を経て排紙台１０に排紙される。
【００１９】
ＣＩＳは第２読取手段であり、ＣＣＤからなるラインセンサ及びＬＥＤ（発光ダイオード）、キセノンランプ等の線状光源で構成され、原稿に密着して画像を読み取る密着型センサＣＩＳ（Ｃｏｎｔａｃｔ、Ｉｍａｇｅ、Ｓｅｎｎｓｏｒ）が望ましく用いられる。第１読取手段ＭＳは１２〜１７により構成される。１２はキセノンランプ、蛍光灯等からなる光源、１３、１４、１５はミラー、１６は結像レンズ、１７はＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ、Ｃｏｕｐｌｅｄ、Ｄｅｖｉｃｅ）からなるラインセンサである。ミラー１２〜１４及び結像レンズ１６は縮小光学系を構成し、原稿Ｄの縮小像がラインセンサ１７上に投影される。原稿Ｄがプラテンローラ６とスリットガラス１１の間の画像読取位置を移動する際に第１読取手段ＭＳによる原稿の第１面の画像読取が行われ、原稿Ｄが第２読取手段ＣＩＳとバックアップローラ８の間の画像読取位置を通過する際に原稿の第２面の読取が行われる。
【００２０】
第１読取手段ＭＳは可動な読取開口部を構成する可動の走査ユニットＵ１、Ｕ２を有する。１８は第１白色基準部材であり、走査ユニットＵ１、Ｕ２は画像読取に先立って実施されるシェーディング補正時に実線で示す位置から点線で示すＵ１’、Ｕ２’の位置に移動して、第１白色基準部材１８の濃度読取が行われる。
【００２１】
画像データの処理系を示すブロック図である図２において、原稿Ｄの第１面の画像は、第１読取手段ＭＳで読み取られ、電気信号に変換される。アナログ信号である第１読取手段ＭＳの出力はアナログ信号処理部２０により増幅等の処理を施され、ＡＤ変換部２１によりデジタル信号に変換され、第１シェーディング補正手段としてのシェーディング補正部２２においてシェーディング補正されて画像データＤＡＴＡ１として画像形成手段、画像データ蓄積部、外部機器等に伝送される。シェーディング補正は、図１における光源１２や投影光学系の特性等に起因するラインセンサ１７上における照度ムラを補正して、第１白色基準部材１８の濃度を忠実に再現するための補正であり、図１における第１白色基準部材１８の濃度読取により作成され、第１ラインメモリとしてのラインメモリ２４に記憶されている第１白基準データに基づいてシェーディング補正部２２により行われる。
【００２２】
原稿Ｄの第２面の画像は、第２読取手段ＣＩＳにより読み取られ、電気信号に変換される。アナログ信号である第２読取手段の出力はアナログ信号処理部３０により増幅等の処理を施され、ＡＤ変換部３１によりデジタル信号に変換され、第２シェーディング補正手段としてのシェーディング補正部３２においてシェーディング補正されて画像データＤＡＴＡ２として画像形成手段、画像データ蓄積部、外部機器等に伝送される。
【００２３】
画像データＤＡＴＡ１の生成と画像データＤＡＴＡ２の生成とは、クロク発生部２６が生成するクロックに基づいたタイミング制御部２１、３１の制御によりタイミング制御されて相互の同期が取られる。２７はシステム全体を制御するＣＰＵである。
【００２４】
タイミング制御部２３は図示のように、アナログ信号処理部２０、ＡＤ変換部２１及びシェーディング補正部２２のタイミングを制御するとともに、インデックス信号ＤＸ１を生成し、インデックス信号ＤＸ１は表面画像形成のタイミング制御に用いられる。同様に、タイミング制御部３３は図示のように、アナログ信号処理部３０、ＡＤ変換部３１及びシェーディング補正部３２のタイミングを制御するとともに、インデックス信号ＤＸ２を生成し、インデックス信号ＤＸ２は裏面画像形成のタイミング制御に用いられる。
【００２５】
次に、シェーディング補正について説明する。
図１に示すように、第２読取手段ＣＩＳは原稿搬送装置内の狭い空間に設けられるために、可動とすることが困難であり固定設置される。このように固定設置される第２読取手段ＣＩＳに対してシェーディング補正のための白色基準部材を設けることは困難である。読取位置における原稿の搬送安定性を確保するために、バックアップローラ８を設けた場合には、基準濃度板を設けることが特に困難になる。
【００２６】
本実施の形態においては、このような事情に鑑み、第２読取手段ＣＩＳのための白色基準部材を設けることなく、第２読取手段ＣＩＳの出力に対するシェーディングを行っている。
【００２７】
このようなシェーディング補正のための第２白基準データは基本的には、第２読取手段ＣＩＳが第２白色基準部材の濃度を読み取ることにより得られた初期白基準データと、第２読取手段ＣＩＳが原稿を読み取ることにより得られた地肌データとから演算により作成される。前記第２基準濃度板は、画像読取装置を構成する部材ではなく、画像読取装置外に設けられたものであり、その組立工程において第２読取手段ＣＩＳによる画像読取位置に光学的に等価な位置に設定される。
【００２８】
第２読取手段ＣＩＳによる第２白色基準部材の読取から得られた初期白基準データは、第２ラインメモリとしてのラインメモリ３４に記憶され以下に説明する演算に用いられるとともに、第２読取手段ＣＩＳが原稿の地肌を読み取ることにより得られた地肌データは、地肌メモリ３５に記憶され以下に説明する演算に用いられる。
【００２９】
以下に、図２〜５を用いてシェーディング補正を詳細に説明する。図３は第１読取手段ＭＳの出力に対するシェーディング補正の概念図、図４は第２読取手段ＣＩＳの出力に対するシェーディング補正の概念図、図５は画像データのヒストグラムを示す図である。
【００３０】
図３、４において、縦軸は出力レベルを、横軸は主走査方向の画素位置を示す。
【００３１】
第１読取手段ＭＳの出力に対するシェーディング補正は、次の式（１）を用いて行われる。
（１）  ＰＨｎ＝（Ｐｎ／Ｗｎ）Ｋ
式（１）において、ｎは１〜ｔの整数、ＰＨｎはｎ番目の画素におけるシェーディング補正された画像データ、Ｗｎはｎ番目の画素における未補正の白色基準部材読取値（以下第１白基準データと言う）、Ｐｎはｎ番目の画素における未補正の画像データ、Ｋは定数である。定数Ｋは、例えば、輝度レベルの階調数が８ビットの場合、Ｋ＝２５６とされる。なお、ｔは１ラインの画素数である。
【００３２】
第１読取手段ＭＳの出力に対するシェーディング補正においては、第１読取手段ＭＳが白色基準部材１８を読み取ることにより得られる第１白基準データを用いて補正が行われる。シェーディング補正時に随時第１白基準データＷｎが得られるので、シェーディング補正時に測定された第１白基準データＷｎを用いてシェーディング補正が行われる。
【００３３】
すなわち、図３（ａ）に示す第１白基準データＷｎ及び画像データ（図示の場合には一様な濃度を持った地肌部の画像データ）Ｐｎは、前記式（１）を用いることにより、図３（ｂ）に示すように、一様な濃度レベルである横軸に平行な直線ＷＨ及びＰＨに変換される。第１白基準データＷｎには、各画素について複数ラインの読取値を平均が用いられ、該第１白基準データＷｎは第１ラインメモリとしてのラインメモリ２４に記憶される。
【００３４】
第２読取手段ＣＩＳの画像データＰｂｎに対するシェーディング補正は、理論上は、シェーディング補正時における第２白基準データＷｂｎを用いて行われるが、前記に説明したように第２読取手段ＣＩＳに対応した白色基準部材がないために、測定値から直接に第２白基準データＷｂｎを得ることはできない。なお、以下の説明において、Ｗａｎ、Ｐａｎにおける「ａ」は、画像読取装置の組み立て工程において、測定されたデータを表し、Ｗｂｎ、Ｐｂｎにおける「ｂ」は使用により特性が変化したデータ、すなわち、シェーディング補正時におけるデータを表す。また、Ｐａｎ、Ｐｂｎ、ＰＨは第２読取手段ＣＩＳの画像データであるが、以下の説明から明らかなように、第２白基準データＷｂｎの演算のために、原稿の地肌の画像データが用いられる。従って、以下においてＰａｎ、Ｐｂｎ、ＰＨを地肌データと言う。
【００３５】
図４（ｃ）に示すように、初期値としての第２白基準データ、すなわち、初期白基準データＷａｎ、シェーディング補正時における第２白基準データＷｂｎ、初期値としての地肌データＰａｎ及びシェーディング補正時における地肌データＰｂｎが想定される。これらのデータのうち、初期白基準データＷａｎ及びシェーディング補正時における地肌データＰｂｎは第２読取手段ＣＩＳにより実際に読み取られた値、すなわち、既知のデータである。初期白基準データＷａｎには、前記した第１白基準データＷｎと同様に、各画素について複数ラインの読取値の平均値が用いられ、初期白基準データＷａｎは第２ラインメモリとしてのラインメモリ３４に記憶される。地肌データＰｂｎにも同様に各画素について複数ラインの読取値の平均値が用いられ、地肌データＰｂｎは地肌メモリ３５に記憶される。
【００３６】
初期値としての地肌データＰａｎは、初期白基準データＷａｎを用いてシェーディング補正を行うことが可能であり、該シェーディング補正により、図４（ｂ）における補正後の地肌データＰＨのように直線となるが、シェーディング補正時に、初期白基準データＷａｎを用いてシェーディング補正を行うと、図４（ｃ）における白基準データの差ΔＷｎ＝Ｗａｎ−Ｗｂｎがあるために、直線とはならない。すなわち、シェーディング補正が行われない。
【００３７】
本実施の形態においては、このような不具合を次に説明する演算により、解消しており、このような演算はシェーディング補正部３２において行われる。
【００３８】
初期値としての地肌データＰａｎは次の式（２）を用いた演算により求められる。
（２）  Ｐａｎ＝Ｐｂｎ＋｛Ｗａｎ−Ｐｂｎ−ｍｉｎ（Ｗａｎ−Ｐｂｎ）｝
式（２）において、ｍｉｎ（Ｗａｎ−Ｐｂｎ）は、Ｗａｎ−Ｐｂｎの最小値、すなわち、オフセット値である。
【００３９】
初期値としての地肌データＰａｎとシェーディング補正時における地肌データＰｂｎの差ΔＰは（３）式で表され、地肌データの差ΔＰと白基準データの差ΔＷは等しい、すなわち、ΔＰ＝ΔＷが成り立つ。
（３）  ΔＰ＝（Ｐａｎ−Ｐｂｎ）／Ｐａｎ
一方、白基準データの差ΔＷは初期白基準データＷａｎとシェーディング補正時における第２白基準データＷｂｎを用いて、ΔＷ＝（Ｗａｎ−Ｗｂｎ）／Ｗａｎで表されるので、次の式（４）、（５）が成り立つ。
（４）  ΔＰ＝（Ｗａｎ−Ｗｂｎ）／Ｗａｎ
（５）  Ｗｂｎ＝（１−ΔＰ）Ｗａｎ
前記（５）式における差ΔＰは、（２）及び（３）式を用いることにより、既知のパラメータＷａｎ及びＰｂｎを用いて算出される。
【００４０】
このようにして、第２読取手段ＣＩＳの出力に対して、画像読取装置の組み立て工程において、測定された初期白基準データＷａｎとシェーディング補正時における地肌データＰｂｎとからシェーディング補正用の第２白基準データＷｂｎが演算され、これを用いて（６）式により適正なシェーディング補正が行われる。
（６）  ＰＨ（ｎ）＝（Ｐｂｎ／Ｗｂｎ）Ｋ
なお、原稿には種々の地肌を持ったものがあり、原稿によっては、地肌データを用いて適正なシェーディング補正を行うことが困難な場合がある。本実施の形態においては、下限値を設け、地肌データが該下限値未満である場合には、地肌データとして用いないという条件の下に前記演算を行っている。このような判断は、判断手段としてのシェーディング補正部３２において行われる。
【００４１】
該下限値としては、例えば、白基準データの８０％が用いられる。
地肌データは図５に示すヒストグラムから得られる。即ち、原稿を走査して作成されたヒストグラム曲線ＨＬの低濃度側のピークにおける濃度ＢＧが地肌濃度である。このようなヒストグラムは、原稿の先端部数ミリを読み取ることにより得られるが、原稿１頁全体の画像データから作成することもできる。
【００４２】
以上説明した画像読取装置は、画像形成装置、ファクシミリ、コンピュータ等に対して画像信号を出力する装置として用いるか、又は記録材に画像を形成する画像形成手段とともに、画像形成装置の一部として組み込まれる。
【００４３】
【発明の効果】
請求項１〜９のいずれかの発明により、原稿の両面を読み取る読取手段のうちの一方のための白色基準部材を設けないで、両面読取により得られた画像データに対してシェーディング補正を施すことが可能になるので、小型で原稿の搬送安定性に優れ、安定した原稿読取が可能な両面読取可能な画像読取装置及び画像形成装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像読取装置の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る画像読取装置の画像データ処理系のブロック図である。
【図３】第１読取手段の出力に対するシェーディング補正の概念図である。
【図４】第２読取手段の出力に対するシェーディング補正の概念図である。
【図５】画像データのヒストグラムを示す図である。
【符号の説明】
２２、３２  シェーディング補正部
２４、３４  ラインメモリ
３５  地肌メモリ
ＭＳ  第１読取手段
ＣＩＳ  第２読取手段
Ｗａｎ  初期白基準データ
Ｗｂｎ  第２白基準データ
Ｗｎ  第１白基準データ
Ｐａｎ、Ｐｂｎ  地肌データ
ＢＧ  地肌信号
【図１】
2004207790.tif 000003
【図２】
2004207790.tif 000004
【図３】
2004207790.tif 000005
【図４】
2004207790.tif 000006
【図５】
2004207790.tif 000007