(57)【要約】【課題】スキャン中に起こる画像の横方向のノイズ成分によるユラギを消去した鮮明な画像データが得ることが可能となる画像読取装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】横方向と縦方向の画像の読取を行い、エリア形状の画像を取込む画像読取装置、又は、横方向は複数の画素による読取を行い、縦方向は画素を直接移動又は光学的に移動させながら読取を行うことで、エリア形状の画像を取込む画像読取装置において、縦方向に読取った複数のデータを平均することを特徴とする。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
横方向と縦方向の画像の読取を行い、エリア形状の画像を取込む画像読取装置において、
前記縦方向に読取った複数のデータを平均することを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
横方向は複数の画素による読取を行い、縦方向は画素を直接移動又は光学的に移動させながら読取を行うことで、エリア形状の画像を取込む画像読取装置において、
前記縦方向に読取った複数のデータを平均することを特徴とする画像読取装置。
【請求項３】
前記平均するデータ数を変化させることを特徴とする請求項１又は２記載の画像読取装置。
【請求項４】
前記縦方向で平均する長さは、前記横方向の一画素の読取長さと同じであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項５】
前記複数データについて平均する場合と平均しない場合とを切り替える切替機能を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の画像読取装置手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
ユラギ評価の基準となるユラギの無いデータを読取ってユラギ量を判定し、該ユラギ量を解析することで、適切な読取速度と平均回数を算出し、該読取速度と該平均回数とを設定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
前記横方向のユラギを評価するデータ、及び、該データを印刷する手段を有することを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像読取装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
横方向１ライン分の読取時間（Ｔ１）に対して、縦方向の読取周期（Ｔ２）が大きく異なる画像読取装置においては、横方向のノイズ成分が読取画像に現れやすい。ここで言うノイズ成分とは、画像信号のＳ／Ｎの悪さから生じるノイズであったり、振動することによって生じるノイズであったりする。図１〜６は、横方向（主走査方向）は複数の画素による読取を行い、縦方向（副走査方向）は画素を直接移動させ又は光学的に移動させながら読取を行うことで、エリア形状の画像を取込む画像読取装置で得られた像をイメージしている。図中の数字は各エリアに入光する光の量を表す。
【０００３】
縦方向に延びる一本の画像（図１）がある場合、ノイズ成分が何も無ければ、縦方向の１画素中に取り込みタイミングが例として５回ある場合で、画像形成に５回のうちで１回のデータを使っている場合でも、図２のように一直線の画像として現れる。ところが、スキャンする際、振動や電気的なノイズの影響で横方向にユラギの成分が現れうることがある。この時、横方向１ライン分の読取時間（Ｔ１）に対して、縦方向の読取周期（Ｔ２）が大きく異なるスキャナ（図３の例では、縦方向の１画素中に取り込みタイミングが５回あり、画像形成に５回のうちで１回のデータを使っている場合）では、図４のように取り込んだ画像にノイズ成分が載り、元の画像とは異なった像として認識してしまう。
【０００４】
従来技術としては、手動型イメージスキャナ装置の手ぶれによる主走査方向のゆらぎ補正手段の開示が特許文献１にある。これは、イメージスキャナ装置内に主走査方向のゆれ量を検出する検出手段を設け、その検出量を補正に使う例が出ているが、Ｓ／Ｎの悪さ等から信号に含まれてしまったノイズ（ユラギ）成分は、検出ができないので、補正することも出来ない。また、その他の従来技術として、ノイズ成分の影響を極力受けることなく、適正な黒レベル補正処理を行い、横スジを軽減するものが特許文献２に開示されている。
【０００５】
また、デジタルカメラのように画像を一度に取込む方式の装置で、そのデータを複数回取り込み、平均化をすることで、ノイズ成分を除去する技術があるが、この技術は、複数回データを取り込む必要があるため、データを取り込む回数分、時間的なロスが生じる。
【特許文献１】特開平７−３０３１７６号公報
【特許文献２】特開２００６−０２５２８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、元のデータに近い画像を得ること、かつ、ノイズ成分除去の為に時間をかけないことを実現する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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる目的を達成するために、請求項１記載の発明は、横方向と縦方向の画像の読取を行い、エリア形状の画像を取込む画像読取装置において、縦方向に読取った複数のデータを平均することを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、横方向は複数の画素による読取を行い、縦方向は画素を直接移動又は光学的に移動させながら読取を行うことで、エリア形状の画像を取込む画像読取装置において、縦方向に読取った複数のデータを平均することを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、平均するデータ数を変化させることを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の発明において、縦方向で平均する長さは、横方向の一画素の読取長さと同じであることを特徴とする。
【００１１】
請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の発明において、複数データについて平均する場合と平均しない場合とを切り替える切替機能を有することを特徴とする。
【００１２】
請求項６記載の発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載の画像読取装置手段を備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項７記載の発明は、ユラギ評価の基準となるユラギの無いデータを読取ってユラギ量を判定し、ユラギ量を解析することで、適切な読取速度と平均回数を算出し、読取速度と平均回数とを設定することを特徴とする。
【００１４】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の発明において、横方向のユラギを評価するデータ、及び、データを印刷する手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、スキャン中に起こる画像の横方向のノイズ成分によるユラギを消去した鮮明な画像データが得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
本発明の実施形態である画像読取装置及び画像形成装置の構成を図１０に示す。
本実施形態の画像形成装置１は、図１０に示すように、装置本体２と、自動原稿送り装置３と、画像読取ユニット４と、給紙ユニット５と、書込ユニット６とを備えている。
【００１８】
装置本体２は、例えば、箱状に形成され、フロア上などに設置される。装置本体２は、画像読取ユニット４と、給紙ユニット５と、書込ユニット６と、を収容している。
【００１９】
自動原稿送り装置３は、装置本体２の上部に取り付けられている。自動原稿送り装置３は、原稿載置板７と、ベルト送り装置８とを備えている。原稿載置板７は、平板状に形成され、装置本体２の上部に取り付けられているとともに、表面上に複数枚の原稿９が載置される。ベルト送り装置８は、原稿載置板７上の原稿９を一枚ずつ後述するコンタクトガラス１０上に送り出すとともに、後述のレンズブロック１６により反射像が読取られた原稿９をコンタクトガラス１０上から装置本体２外に排出する。
【００２０】
画像読取ユニット４は、装置本体２の上部でかつ前述した自動原稿送り装置３の下方に設けられ、原稿を載置するコンタクトガラス１０と光学走査系１１とを備えている。コンタクトガラス１０は、両表面が水平方向と平行な状態で、装置本体２の上面に取り付けられている。光学走査系１１は、露光ランプ１２、第１ミラー１３、第２ミラー１４、第３ミラー１５及びレンズブロック１６などを備えている。
【００２１】
露光ランプ１２は、コンタクトガラス１０上の原稿９に光を照射する。第１ミラー１３、第２ミラー１４及び第３ミラー１５は、原稿９からの反射像をレンズブロック１６に導く。露光ランプ１２及び第１ミラー１３は、図示しない第１キャリッジ上に固定され、第２ミラー１４及び第３ミラー１５は、図示しない第２キャリッジ上に固定されている。原稿を読取る際には、光路長が変化しないように第１キャリッジと第２キャリッジとは２対１の相対速度で機械的に移動される。この光学走査系１１の前述した第１キャリッジと第２キャリッジとは、図示しないスキャナ駆動モータによって移動される。
【００２２】
レンズブロック１６は、結像レンズ系３１と、イメージセンサ３２などを備えている。レンズブロック１６は、前述した原稿の反射像をイメージセンサ３２によって読取、光信号から電気信号に変換して処理する。変換された電気信号は、図示しない画像処理部に向かって出力する。結像レンズ系３１及びＣＣＤイメージセンサ３２を図１０において左右方向（水平方向）に移動させると画像倍率を変化させることができる。すなわち、指定された倍率に対応して結像レンズ系３１及びＣＣＤイメージセンサ３２の図１０における左右方向の位置が設定される。
【００２３】
給紙ユニット５は、装置本体２の下部に設けられた複数の転写紙収容部１９と、転写紙送り出しユニット２０と、を備えている。転写紙収容部１９は、複数の転写紙２１を収容する。転写紙送り出しユニット２０は、転写紙収容部１９内の転写紙２１を、後述するレジストローラ２５間に送り出す。給紙ユニット５は、転写紙収容部１９内の転写紙２１を一枚ずつレジストローラ２５間則ち書込ユニット６に向けて送り出す。
【００２４】
書込ユニット６は、レーザ出力ユニット２２と、結像レンズ２３と、ミラー２４と、レジストローラ２５と、感光体ドラム２６と、現像装置２７と、転写部材２８と、定着装置２９とを備えている。
【００２５】
レーザ出力ユニット２２の内部には、レーザ光源であるレーザダイオード及びモータによって高速で定速回転するポリゴンミラーが設けられている。レーザ出力ユニット２２から照射されるレーザ光は、前記定速回転するポリゴンミラーによって偏向され、結像レンズ２３を通ってミラー２４で折り返され、感光体ドラム２６の外周面上に集光されて結像する。偏向されたレーザ光は、感光体ドラム２６が回転する方向と直交する所謂主走査方向に露光走査され、図示しない画像処理部から出力された画像信号のライン単位の記録を行う。そして、書込ユニット６は、感光体ドラム２６の回転速度と記録密度に対応した所定の周期で主走査を繰り返すことによって感光体ドラム２６の外周面上に画像、すなわち静電潜像を形成する。
【００２６】
このように書込ユニット６から出力されるレーザ光が、画像作像系の感光体ドラム２６に照射されるが、感光体ドラム２６の一端近傍のレーザ光の照射位置に主走査同期信号を発生する図示しないビームセンサが配されている。このビームセンサから出力される主走査同期信号に基づいて主走査方向の画像記録タイミングの制御、及び後述する画像信号の入出力用の制御信号の生成が行われる。
【００２７】
レジストローラ２５は、転写紙送り出しユニット２０により転写紙収容部１９から送り出されてきた転写紙２１を転写部材２８と感光体ドラム２６との間に送り出す。感光体ドラム２６は、軸芯を中心として回転自在な円柱状又は円筒状に形成されている。感光体ドラム２６は、レーザ出力ユニット２２により形成され且つ担持する静電潜像にトナーが付着して現像し、こうして得られたトナー像を転写部材２８との間に位置付けられた転写紙２１に転写する。
【００２８】
現像装置２７は、トナーを感光体ドラム２６の外周面に付着させて、該感光体ドラム２６の外周面上の静電潜像を現像する。転写部材２８は、転写紙２１を感光体ドラム２６の外周面に押し付けて、感光体ドラム２６の外周面上のトナーを転写紙２１に転写するとともに、該転写紙２１を定着装置２９に向けて送り出す。定着装置２９は、感光体ドラム２６などに形成されたトナー像を転写紙２１に定着させ、転写紙２１を装置本体２外に排出する。
【００２９】
前述した画像形成装置１は、自動原稿送り装置３が、原稿を画像読取ユニット４のコンタクトガラス１０上に自動的に給送し、読取が終了した原稿を自動的に排出する。画像形成装置１は、画像読取ユニット４が、コンタクトガラス１０上にセットされた原稿に光を照射し、この原稿からの反射像を後述する光電変換素子としてのライン型光電変換素子４２によって読取る。
【００３０】
画像形成装置１は、書込ユニット６が、読取られた原稿の画像信号に応じて感光体ドラム２６上に画像を形成し、給紙ユニット５から給紙された転写紙２１上に画像を転写して定着する。画像形成装置１は、定着が完了した転写紙２１を装置本体２外に排出する。
【００３１】
なお、図１０に示す本実施形態の画像読取装置（画像読取ユニット４）及び画像形成装置は、図示しない演算回路及び制御回路を有し、プログラム制御により、以下の各実施例の動作を実行する。
【実施例１】
【００３２】
本発明の実施例１は、上述した構成の画像形成装置において、横方向と縦方向の画像の読取を行い、エリア形状の画像を取込み、縦方向に読取った複数のデータを平均する。
【００３３】
図５は、縦方向が１画素分進む間に横方向について５回データを読取った例である。この時、縦方向にデータを平均すると、図６のようになり、元の図２のデータとほぼ同様な直線になる。
【００３４】
以上のように本実施例によれば、縦方向に読取った複数のデータを平均化すると、その間に横方向にゆれた画像を平均化でき、横方向のユラギのほぼ中心位置のデータが抽出することが出来る。これによりスキャン中に起こる画像の横方向のノイズ成分によるユラギを消去した鮮明な画像データが得られる。
【００３５】
また、本発明の実施例１は、上述した構成の画像読取装置及び画像形成装置において、横方向は複数の画素による読取を行い、縦方向は画素を直接移動させながら、又は、光学的に移動させながら読取を行うことで、エリア形状の画像を取込み、縦方向に読取った複数のデータを平均する。
【００３６】
以上のように本実施例によれば、縦方向に読取った複数のデータを平均化すると、その間に横方向にゆれた画像を平均化でき、横方向のユラギのほぼ中心位置のデータが抽出することが出来る。これによりスキャン中に起こる画像の横方向のノイズ成分によるユラギを消去した鮮明な画像が得られる。
【実施例２】
【００３７】
本実施例では、実施例１において、平均するデータ数を変化させる。すなわち、実施例１では縦方向の平均回数が５回であったが、この回数を増やすことで、より低周波のノイズ成分をカットできる。ただし、あまり平均回数を増やしすぎると、画像の読取分解能を低下させてしまう。よって、この数字は画像読取装置の仕様と、ノイズの大きさや周波数に応じて適宜設定するのがよい。
【００３８】
以上のように本実施例によれば、平均するデータ数を変化させることで、データの丸まり具合を調節することが出来る。これによりユラギの消去量をコントロールでき、不必要な画像の劣化を防止できる。ここで言う丸まり具合とは、画像として得られたものが、それを見る人の感覚としてどのように感じるかの具合のことである。写真などの画像データとしては平均化を多くしてノイズの少ない画像としたほうが滑らかな画像の変化で見やすくなり、文字や線が多い画像では、平均化を少なくし細かいデータの変化を見えるようにした方が画像としては見やすい画像になる。この具合を変化させることができる装置が得られるのである。
【実施例３】
【００３９】
本実施例では、実施例１及び２において、縦方向で平均する長さを、横方向の一画素の読取長さと同じにする。図５に示すように、縦方向で平均する長さは、横方向の一画素の読取長さと同じになっている。
【００４０】
以上のように本実施例によれば、算出された画像データは縦横比が１：１の画像データとなり、その後の書き出し等の処理や取扱いが容易になる。
【実施例４】
【００４１】
本実施例は、実施例１〜３において、平均化回数は、画像読取装置内にある演算回路で、回数を変化させることができる。また、縦方向で平均する長さは、横方向の一画素の読取長さと同じに設定ができる。
【００４２】
また、本実施例では、実施例１〜３において、平均化処理について、平均化する場合としない場合の切り替え機能を持つ。この切り替え機能は画像読取装置内にあり、その切り替えの為の入力は、人がやってもよいし、演算回路での演算結果に伴った自動的に行われるものでもよい。
【００４３】
以上のように本実施例によれば平均化する場合は上記の説明の通りノイズを消せて、写真などの画像データとしてはノイズの少ない画像となるが、文字や線が多い画像では、その副作用としてデータが丸められてしまうこともある。本方式以外でノイズを消すことができる場合、平均化を行わないように切り替えを行うことにより、平均化により見えなくなってしまう細かいデータの変化を見ることができるようになる。
【実施例５】
【００４４】
本実施例は、上記実施例１〜４の機能を持った画像形成装置である。本画像形成装置は、図１０に示す画像形成装置と大枠同じであるが、画像処理を行う部分が、上記実施例１〜４までの諸機能を行えるようになっている。
【００４５】
以上のように本実施例によれば、質の高い画像を形成することができる。
【実施例６】
【００４６】
本実施例は、図１０に示す複写機と同様であるが、制御回路は、横方向のユラギを評価する手段にあるユラギ評価の基準となるユラギの無いデータを読取り、元のデータと比較することで、読取手段がもつユラギ量を判定し、このユラギ量を解析することで、適切な読取速度と平均回数を算出し、この読取速度と平均回数を設定する。
【００４７】
ここで、ユラギ量を評価する手順を説明する。
縦方向に延びる直線の描かれたチャートを用意し、読取装置に載せる。この状態でチャートを読取、縦方向の位置毎に読取ったデータの直線位置を求める。この求められた直線位置と元の直線位置の差を求めると、ユラギの量になる。
【００４８】
また、ここで、最適な読取速度と平均回数の算出（決定）の方法を説明する。
装置は、平均回数を数パターン用意しておく（例えば、平均２回、３回、５回）。また、単に平均回数を上げると読取時間が長くなってしまうので、平均回数に対応して、横方向の読取速度も上げる必要がある。そのため、横方向の読取速度も複数パターンを用意しておく。（なお、横方向の読取スピードは、ＣＣＤの感度との関係が有り、無限に速度を上げられるわけではないが、横方向の読取スピードを変えた場合は、その後の処理回路中でゲインを調整や、光源の光量調整をするなどして、適切な信号レベルにあわせる必要がある。）また、縦方向だけではなく、斜め方向や横方向に書かれたチャートを読み、その再現性を確認する。平均化回数を上げ過ぎると、斜め方向や横方向のチャートの再現性は悪くなる。よって、縦方向のユラギ量と斜め線のチャートの再現性を考慮し、両者が予め決められた規格を満足できるよう、平均回数と読取速度を決定する。
【００４９】
なお、上記は平均回数に応じて横方向の読取速度を変えたが、読取速度を初めから最速にしておき、横方向の読取の終了後、次の横方向の読取までの間隔を利用して、平均の回数を変える方法でも良い。この方法であると、読取画素に入光する光の量は変わらないので、光源の光量調整やゲイン調整は不要となる。
【００５０】
以上のように本実施例によれば、横方向のユラギを評価する手段にあるユラギ評価の基準となるユラギの無いデータを読取り、元のデータと比較することで、読取手段がもつユラギ量を判定できる。この量を解析することで、適切な読取速度と平均回数を算出し、設定することで、ノイズ成分によるユラギを消去した鮮明な画像が得ることができる。
【実施例７】
【００５１】
本実施例は、図１０に示す複写機と同様であるが、制御回路は、横方向のユラギを評価するデータ（印刷すると評価チャートになる）を持っている。この印刷されるチャートは、縦線が書かれたチャートであるが、縦方向の平均化を行う読取範囲をカバーできる物であれば、斜め線や横線やブロック形状の絵を使った物でも良い。また、本画像形成装置は、そのデータを書き出す手段（印刷手段）を持っている。
【００５２】
以上のように本実施例によれば、評価手段を予め用意しておかなくても、調整したい装置に評価手段を作らせることができ、操作性の向上を図ることができる。
【００５３】
なお、上記説明ではデータの平均化を行ったが、重み付けのあるフィルターをかけても良い。表７のデータのとき、表８の重み付けを行うと、表９のデータが得られる。重み付けの際の計算は、（データ１×１＋データ２×２＋データ３×３＋データ４×２＋データ５×１）÷９＝１画素のデータとなる。
【００５４】
この時得られた図９のデータは、平均化するよりノイズ成分が取れてはいないが、副走査方向の画素ピッチ毎のデータを重視したデータが欲しい場合、平均化するよりも適している。
【００５５】
また、上記各実施例は、図１０に示すような縮小光学系を使った、画像読取装置に限った話ではなく、等倍センサ（ＣＩＳ）などを使った画像取込装置や、シートスルー型の画像取込装置、等にも適用される。
【００５６】
ＣＩＳを使用した実施例は、図１１に示す。内容は図１０にある複写機の画像読取ユニット４を、ＣＩＳを使った物に変えたものである。
【００５７】
また、他の実施例としては複数の読取用画素を使用した例で説明してあるが、横方向は単数の読取用画素で、画素を直接移動させ、又はミラーの振動運動の走査などにより光学的に移動させながら画像の読取を行い、縦方向は上記読取画素を直接移動させる、又はミラーの走査などにより光学的に移動させながら読取を行うことで、エリア形状の画像を取込む画像読取装置にも適用される（実施例１（単数の読取用画素を使う例））。
【００５８】
また、上記説明では、平均化の際に取込んだデータを単純に平均したが、平均化の際にデータの重み付けをしながら行っても良い。これにより、重み付けしないときと比べノイズ成分除去の効果が異なってくるので、画像を見ながら適宜重み付けの係数を変えても良い。
【００５９】
以上、本発明の各実施例について説明したが、上記各実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、スキャンタイプの画像読取装置（デジタルカメラやＸ線写真装置等）に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】画像読取装置で得られた画像のイメージの一例を示す図である。
【図２】画像読取装置で得られた画像のイメージの一例を示す図である。
【図３】画像読取装置で得られた画像のイメージの一例を示す図である。
【図４】画像読取装置で得られた画像のイメージの一例を示す図である。
【図５】画像読取装置で得られた画像のイメージの一例を示す図である。
【図６】画像読取装置で得られた画像のイメージの一例を示す図である。
【図７】画像読取装置で得られた画像のイメージの一例を示す図である。
【図８】画像読取装置で得られた画像のイメージの一例を示す図である。
【図９】画像読取装置で得られた画像のイメージの一例を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態である画像読取装置及び画像形成装置の概略構成を示す側面図である。
【図１１】本発明の実施形態である画像読取装置及び画像形成装置の概略構成を示す側面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１    画像形成装置
２    装置本体
３    自動原稿送り装置
４    画像読取ユニット
５    給紙ユニット
６    書込ユニット
７    原稿載置板
８    ベルト送り装置
９    原稿
１０    コンタクトガラス
１１    光学走査系
１２    露光ランプ
１３    第１ミラー
１４    第２ミラー
１５    第３ミラー
１６    レンズブロック
１９    転写紙収容部
２０    転写紙送り出しユニット
２１    転写紙
２２    レーザ出力ユニット
２３    結像レンズ
２４    ミラー
２５    レジストローラ
２６    感光体ドラム
２７    現像装置
２８    転写部材
２９    定着装置
３１    結像レンズ系
３２    イメージセンサ
４０    ＣＩＳ
４１    光源
４２    ロッドレンズアレイ
４３    撮像素子
【図１】
2007336208.tif 000003
【図２】
2007336208.tif 000004
【図３】
2007336208.tif 000005
【図４】
2007336208.tif 000006
【図５】
2007336208.tif 000007
【図６】
2007336208.tif 000008
【図７】
2007336208.tif 000009
【図８】
2007336208.tif 000010
【図９】
2007336208.tif 000011
【図１０】
2007336208.tif 000012
【図１１】
2007336208.tif 000013