画像読取装置及び画像形成装置
【課題】画像読取部のセンサチップに備えられる光電変換素子の特性が隣接するチップ間で異なる場合でも、本構成を採用しない場合と比較してその特性差を画像の補正に正確に反映することができる画像読取装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】ラインセンサ４３で読み取られた画像を補正するためのシェーディング補正データＳＤは、白基準板４９で採取される白基準データＳＤ０，ＳＤ１に基づいて補正データ生成部４１０により作成される。補正データ生成部のフィルタ４１４は、イメージセンサの光電変換素子４３１ａの出力である白基準データを画素ごとに、隣接する複数のデータの平均値で置換して平滑化する。他方、センサチップ４３１，４３２の境界に設定される検出除外領域のデータは、置換のための平均値の演算から除外する。これにより、製造プロセス条件が異なるチップの境界で光電変換素子に大きな特性差が存在しても、その差分を平滑して補間してしまうような誤ったフィルタリング処理は回避される。
【解決手段】ラインセンサ４３で読み取られた画像を補正するためのシェーディング補正データＳＤは、白基準板４９で採取される白基準データＳＤ０，ＳＤ１に基づいて補正データ生成部４１０により作成される。補正データ生成部のフィルタ４１４は、イメージセンサの光電変換素子４３１ａの出力である白基準データを画素ごとに、隣接する複数のデータの平均値で置換して平滑化する。他方、センサチップ４３１，４３２の境界に設定される検出除外領域のデータは、置換のための平均値の演算から除外する。これにより、製造プロセス条件が異なるチップの境界で光電変換素子に大きな特性差が存在しても、その差分を平滑して補間してしまうような誤ったフィルタリング処理は回避される。
【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】
従来、原稿の画像を読み取る画像読取装置では、画像読取部の光学系や撮像系が有する不均一な特性の影響を排除するために、画像読取部が一次的に読み取った画像データに対してシェーディング補正等の画像補正処理がなされている。複数の光電変換素子が配列された複数のセンサチップを有する密着型のイメージセンサで画像読取部が構成される場合には、チップ間の境界付近で画質の低下を招く場合がある。
【０００３】
この課題に対し、イメージセンサのチップ間の境界で読み取られる画像データを、境界を跨ぐ画素位置のデータで補間する画像読取装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１０１７２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、画像読取部のセンサチップに備えられる光電変換素子の特性が隣接するチップ間で異なる場合でも、本構成を採用しない場合と比較してその特性差を画像の補正に正確に反映することができ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】
【０００６】
［１］複数の光電変換素子が配列されるセンサチップを複数有し、読取位置に搬送される原稿からの反射光を前記光電変換素子が受光して画像を読み取る画像読取部と、前記読取位置に配置される基準板と、前記基準板からの反射光により前記画像読取部が採取する基準データを平滑化するフィルタと、前記フィルタで平滑化された前記基準データに基づいて補正データを生成する補正データ生成手段と、前記画像読取部が読み取った原稿の画像を前記補正データ生成手段が生成した補正データに基づいて補正する画像補正手段と、を備え、前記フィルタは、前記光電変換素子の配列に従って順次置換しようとする前記光電変換素子による出力を、当該光電変換素子に近接する範囲にある複数の他の光電変換素子による出力のうち閾値を超えない平均値に基づいて置換するとともに、当該光電変換素子と前記他の光電変換素子との間に前記センサチップの境界が存在する場合には、前記センサチップが異なる当該他の光電変換素子による出力を前記平均値から除外して当該光電変換素子の出力を置換して平滑化する、画像読取装置。
【０００７】
［２］複数の光電変換素子が配列されるセンサチップを複数有し、読取位置に搬送される原稿からの反射光を前記光電変換素子が受光して画像を読み取る画像読取部と、前記読取位置に配置される基準板と、前記基準板からの反射光により前記画像読取部が採取する基準データを平滑化するフィルタと、前記フィルタで平滑化された前記基準データに基づいて補正データを生成する補正データ生成手段と、前記画像読取部が読み取った原稿の画像を前記補正データ生成手段が生成した補正データに基づいて補正する画像補正手段と、を備え、前記フィルタは、前記光電変換素子の配列に従って順次置換しようとする前記光電変換素子による出力を、当該光電変換素子に近接する範囲にある複数の他の光電変換素子による出力のうち第１の閾値を超えない出力の平均値に基づいて置換するとともに、当該光電変換素子と前記他の光電変換素子との間に前記センサチップの境界が存在する場合には前記第１の閾値をより範囲が広い第２の閾値に変更する、画像読取装置。
【０００８】
［３］前記画像読取部は、前記複数の光電変換素子に対し反射光を集光するアレイレンズを有する密着型のラインセンサを備えてなり、前記フィルタが前記平均値を得るための前記光電変換素子に近接する範囲が前記アレイレンズのレンズピッチに対応して設定される、前記［１］又は［２］に記載の画像読取装置。
【０００９】
［４］原稿から画像を読み取る前記［１］乃至［３］のいずれかに記載の画像読取装置と、前記画像読取装置によって読み取られた画像に基づいて感光体を露光することにより前記感光体上に静電潜像を形成する露光部と、前記感光体上に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像部と、前記トナー像を用紙に転写する転写部と、前記用紙に転写された前記トナー像を定着させる定着部と、を備える画像形成装置。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１、２及び４に記載の発明によれば、画像読取部のセンサチップに備えられる光電変換素子の特性が隣接するチップ間で異なる場合でも、本構成を採用しない場合と比較してその特性差を画像の補正に正確に反映することができる。
【００１１】
請求項３に記載の画像読取装置によれば、上記効果に加え、基準データに含まれるアレイレンズのレンズピッチに対応する周期的な変動成分を効率良く平滑化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る画像読取装置の構成例を示す図である。
【図２】図２は、画像読取装置の裏面画像読取部であるラインセンサの概略構成を示す平面図である。
【図３】図３は、画像読取装置の制御システムの構成を例示するブロック図である。
【図４】図４は、裏面画像読取制御部に備えられる補正データ生成部のハードウェア構成の概略を例示する機能ブロック図である。
【図５】図５（ａ）は、工場出荷時の初期の白基準データの例である。図５（ｂ）は、画像の読み取り時の白基準データの例である。
【図６】図６は、第１の実施の形態に係る補正データ生成部の動作を示すフローチャートである。
【図７】図７（ａ）及び（ｂ）は、読み取り時の白基準データのフィルタリング処理前後の波形を例示する図である。
【図８】図８（ａ）乃至（ｃ）は、第１の実施の形態のフィルタリング処理によりデータが置換される前後の波形を詳細に示す図である。
【図９】図９（ａ）乃至（ｃ）は、第２の実施の形態のフィルタリング処理によりデータが置換される前後の波形を詳細に示す図である。
【図１０】図１０は、第３の実施の形態に係る画像形成装置の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、各図中、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付してその重複した説明を省略する。
【００１４】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る画像読取装置１の構成例を示す図である。画像読取装置１は、表面画像読取部３の光学系を保持する第１及び第２のキャリッジ３７Ａ、３７Ｂの位置を固定し、原稿搬送部２によって原稿２０をライン状の第１の読取領域３ａを通る副走査方向Ａに搬送させて原稿２０の表面２０ａから画像を読み取る「第１のモード」と、原稿２０を原稿配置台３６上に配置して固定とし、第１及び第２のキャリッジ３７Ａ、３７Ｂを矩形状の第２の読取領域３ｂに対して副走査方向Ａに移動させて原稿２０の表面２０ａから画像を読み取る「第２のモード」と、原稿搬送部２によって原稿２０を原稿配置台３６に搬送しながら原稿２０の表面２０ａから画像を読み取るとともに、原稿２０の裏面２０ｂからも画像をほぼ同時に読み取る「第３のモード」とを有する。
【００１５】
画像読取装置１は、原稿２０を搬送する原稿搬送部２と、原稿２０の表面２０ａの画像を読み取る表面画像読取部３と、原稿搬送部２に設けられ原稿２０の裏面２０ｂの画像を読み取る裏面画像読取部４とを備える。
【００１６】
（原稿搬送部）
原稿搬送部２は、画像が記録された原稿２０が配置される給紙台２１と、搬送された原稿２０が排出される排紙台２２と、原稿２０を給紙台２１から排紙台２２へ搬送する搬送機構２３とを備える。
【００１７】
搬送機構２３は、給紙台２１に配置された複数の原稿２０の束から原稿２０を１枚ずつ分離する分離ロール２３０と、分離した原稿２０を搬送する搬送ロール２３１と、原稿２０を表面画像読取部３に搬送する読取ロール２３２と、原稿２０を裏面画像読取部４に案内する案内ロール２３３と、原稿２０を排紙台２２に排出する排出ロール２３４とを備える。
【００１８】
（表面画像読取部）
表面画像読取部３は、照明光を発生する光源３０と、光源３０からの照明光を第１又は第２の読取領域３ａ，３ｂに導く導光体３１と、光源３０からの照明光が第１又は第２の読取領域３ａ，３ｂにおける原稿２０の表面２０ａで反射した反射光を反射する第１乃至第３のミラー３２Ａ〜３２Ｃと、第１乃至第３のミラー３２Ａ〜３２Ｃに導かれた反射光を集光する縮小光学系のレンズ３３と、レンズ３３により集光された光を受光する受光部の一例であるＣＣＤ(Charge Coupled Device)センサ３４とを備える。
【００１９】
また、表面画像読取部３は、光源３０、導光体３１、第１乃至第３のミラー３２Ａ〜３２Ｃ、レンズ３３，及びＣＣＤセンサ３４を収容する筐体３５を有し、筐体３５の上部にはプラテンガラス等の光透過性の部材からなる原稿配置台３６を設けている。
【００２０】
光源３０、導光体３１及び第１のミラー３２Ａは、矢印Ａで示す副走査方向に移動可能な第１のキャリッジ３７Ａに固定され、第２のミラー３２Ｂ及び第３のミラー３２Ｃは、第２のキャリッジ３７Ｂに固定される。原稿配置台３６上の原稿面からＣＣＤセンサ３４の受光面までの光路長が常に一定に保持されるように、第２のキャリッジ３７Ｂは、第１のキャリッジ３７Ａの１／２の移動量で副走査方向Ａに移動可能に構成されている。第１及び第２のキャリッジ３７Ａ、３７Ｂは、原稿配置台３６に配置された原稿２０の表面２０ａの画像を読み取るときに、不図示のモータからなる駆動部３９により副走査方Ａに移動するように構成される。
【００２１】
原稿配置台３６の第１の読取領域３ａの両端部には、第１及び第２の白基準板３８Ａ、３８Ｂが設けられ、第２の読取領域３ｂの近傍には主走査方向Ｂに沿って第３の白基準板３８Ｃが設けられている。第１乃至第３の白基準板３８Ａ〜３８Ｃは、例えば白色の樹脂板、白塗装された金属板等を用いることができる。
【００２２】
（裏面画像読取部）
裏面画像読取部４は、固定密着型のイメージセンサであり、原稿２０の裏面２０ｂに照明光を照射する光源４１と、光源４１からの照明光が原稿２０の裏面２０ｂで反射した反射光を集光するロッドレンズアレイ４２と、ロッドレンズアレイ４２により集光された反射光を受光するラインセンサ４３と、ラインセンサ４３が実装される基板４４とを備え、これらがユニット化されて構成される。
【００２３】
裏面画像読取部４は、原稿が搬送される読取位置に白色の白基準板４９がラインセンサ４３に対向して設けられる。白基準板４９は、後述するシェーディング補正用の白基準データを得るための基準板であり、例えば白色の樹脂板又は白色に塗装された金属板等を用いることができる。
【００２４】
光源４１は、主走査方向に沿って配列された複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）が用いられる。なお、導光体と、導光体の両端にＬＥＤを配置して光源を用いてもよい。
【００２５】
ロッドレンズアレイ４２は、多数の円柱状の単一レンズが同じ径方向に密着してライン状に配列されてなる撮像用のレンズからなる。また、ロッドレンズアレイ４２を構成する各単一レンズの配列方向と、ラインセンサ４３の撮像素子である光電変換素子４３１ａ，４３２ａ，４３３ａの配列方向とは一致している。なお、１つの単一レンズの集光幅は、ラインセンサ４３で読み取られる画像の例えば１４画素分に相当する。
【００２６】
図２は、ラインセンサ４３の概略構成を示す平面図である。ラインセンサ４３は、多数の光電変換素子４３１ａ，４３２ａ，４３３ａが形成された複数のセンサチップ４３１，４３２，４３３を備えるマルチチップで構成され、全ての光電変換素子４３１ａ，４３２ａ，４３３ａが画像の読み取りラインの方向（主走査方向）に同列に配置される。
【００２７】
ラインセンサ４３には、例えば１６〜２４個のセンサチップ４３１，４３２，４３３が基板４４上に実装される。また、１つのセンサチップ４３１には、例えば３０４個の光電変換素子４３１ａが同一のＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)プロセスで形成される。したがって、同一のセンサチップ４３１における全ての光電変換素子４３１ａの感度等特性は同等とみなすことができる。しかし、例えば隣接する２つのセンサチップ４３１，４３２が製造された半導体ウェハが異なる場合には、その製造プロセス条件の違いにより、それぞれのチップの光電変換素子４３１ａ，４３２ａの感度特性にも若干のばらつき（特性差）が生じることもある。
【００２８】
（制御系）
図３は、画像読取装置１の制御システムの構成を例示するブロック図である。画像読取装置１における主な動作制御は画像読取制御装置１０により行われる。画像読取制御装置１０は、表面画像読取部３の駆動及び原稿２０の表面２０ａの読み取りを制御する表面画像読取制御部３００と、裏面画像読取部４による原稿２０の裏面２０ｂの読み取りを制御する裏面画像読取制御部４００と、画像読取装置１の全体を統括して制御するコントローラ５００とを備える。
【００２９】
コントローラ５００には、ユーザによる画像の読み取り指示等の操作を受け付ける操作パネル１４と、読み取り指示等に応じて搬送機構２３の分離ロール２３０、搬送ロール２３１、読取ロール２３２、案内ロール２３３、排出ロール２３４等を駆動する搬送機構駆動制御部２４が接続される。
【００３０】
表面画像読取制御部３００には、表面画像読取部３の光源３０、第１及び第２のキャリッジ３７Ａ，３７Ｂを駆動する駆動部３９及びＣＣＤセンサ３４が接続される。
【００３１】
裏面画像読取制御部４００には、裏面画像読取部４に備えられる光源４１及びラインセンサ４３が接続される。
【００３２】
裏面画像読取制御部４００は、裏面画像読取部４の光源４１を走査制御する走査制御部４０１と、Ａ／Ｄ変換部４０２と、補正データ生成部４１０を有する画像処理部４０３と、画像データ転送部４０４とを備える。
【００３３】
裏面画像読取制御部４００に備えられる走査制御部４０１は、コントローラ５００からの指令に応じて、画像の１ラインを読み取るライン周期に同期したＬＥＤ駆動信号や、後述するシェーディング補正に用いられる白基準データを得るためのＬＥＤ駆動信号等を光源４１に出力する。
【００３４】
Ａ／Ｄ変換部４０２は、裏面画像読取部４のラインセンサ４３が出力したアナログの画像読取信号をデジタルの信号である読取画像データに変換する。
【００３５】
画像補正手段としての機能を有する画像処理部４０３は、Ａ／Ｄ変換部４０２でデジタルに変換された読取画像データに対し、補正データ生成部４１０が生成するシェーディング補正データＳＤに基づいてシェーディング補正等の画像処理を行う。
【００３６】
画像データ転送部４０４は、画像処理部４０３が出力する画像処理後の読取画像データをコントローラ５００に転送する。
【００３７】
（補正データ生成部）
図４は、裏面画像読取制御部４００に備えられる補正データ生成手段としての補正データ生成部４１０のハードウェア構成の概略を例示する機能ブロック図である。なお、本実施の形態において、画像処理部４０３及び補正データ生成部４１０における後述する補正データ修正手段等のデジタル信号処理手段は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェア回路によって構成されるものとする。ただし、これらの機能の全部又は一部を所定のプログラムに従ってＤＳＰ（Digital Signal Processor）が演算処理するソフトウェア手段により実現することもできる。
【００３８】
補正データ生成部４１０が生成する補正データであるシェーディング補正データＳＤは、裏面画像読取部４で採取される白基準データに基づいて生成される。
【００３９】
ここで「白基準データ」とは、基準となる白の反射光に対して画像読取部が出力する信号の感度特性をいう。白基準データは、通常、白基準板を画像読取部が撮像することで採取される。図５（ａ）は、裏面画像読取部４で採取される初期の白基準データＳＤ０（第１の基準データ）の一例であり、グラフの横軸がラインセンサ４３の光電変換素子４３１ａ，４３２ａ，４３３ａの配列ＦＳ（画素位置）、縦軸が８ｂｉｔデータに変換された光電変換素子４３１ａ，４３２ａ，４３３ａの出力である。初期の白基準データＳＤ０は、例えば画像読取装置１の工場出荷時において、汚れのない白基準板４９をラインセンサ４３が撮像することにより得られる。また、図５（ｂ）は、裏面画像読取部４で採取される読み取り時の白基準データＳＤ１（第２の基準データ）の一例である。
【００４０】
図５（ａ）及び（ｂ）に示されるようにラインセンサ４３の白色反射光に対する感度特性は一様でなく、特に両端部において大きく減衰している。これは、ラインセンサ４３の端部に近づくほど拡散光の影響が小さくなる光学系的な周辺減光の効果による。また、図５（ａ）及び（ｂ）の白基準データＳＤ０，ＳＤ１が示すように、ロッドレンズアレイ４２のレンズピッチに対応した周期的な小振幅の感度変動（うねり）も生じている。このような周期的な変動は、ロッドレンズアレイ４２を構成する単一レンズの中心部と外縁部とで集光量が異なるため必然的に生じるものと考えられる。
【００４１】
また、図５（ｂ）の読み取り時の白基準データＳＤ１には、異常値として局所的に感度特性が大きく変動する箇所がいくつか観察される。これは、白基準板４９の表面に付着した微小な粉塵などの汚れ又は光電変換素子４３１ａ，４３２ａ，４３３ａの不良によるものと考えられる。
【００４２】
図４に示される補正データ生成部４１０は、第１の入力バッファメモリ４１２Ａと、第２の入力バッファメモリ４１２Ｂとを備えている。第１の入力バッファメモリ４１２Ａには、工場出荷時等に採取される初期の白基準データＳＤ０が記憶される。第２の入力バッファメモリ４１２Ｂには、原稿２０の画像を読み取る直前に採取される読み取り時の白基準データＳＤ１が記憶される。
【００４３】
初期の白基準データＳＤ０は、図示しない外部の不揮発性メモリ４２１に予め格納されている。画像読取装置１のメインの電源が投入されると、初期の白基準データＳＤ０がその外部の不揮発性メモリ４１１から第１の入力バッファメモリ４１２Ａにロードされる。なお、補正データ生成部４１０の内部ＲＯＭを第２の入力バッファメモリ４１２Ｂとして設けて、ここに初期の白基準データＳＤ０が予め記憶されるものでもよい。
【００４４】
第２の入力バッファメモリ４１２Ｂは、補正データ生成部４１０に備えられる内部ＲＡＭ（Random Access Memory）に割り当てられたメモリ領域からなり、画像の読み取る直前において白基準データＳＤ１が採取される毎にそのデータの内容が書き換えられる。
【００４５】
また、補正データ生成部４１０は、第１乃至第３の作業メモリ４１５，４２０，４２１を備えている。これらは、補正データ生成部４１０の内部ＲＡＭに割り当てられた各メモリ領域からなり、内部のデータバス４２３を介して互いにデータ伝送可能に接続されている。第１の作業メモリ４１５には、読み取り時に採取される白基準データＳＤ１及び初期の白基準データＳＤ０に基づいて最終的に生成されるシェーディング補正データＳＤが格納される。
【００４６】
また、補正データ生成部４１０は、第１及び第２のセレクタ４１３，４１９と、フィルタ４１４と、乗算器４１７と、乗算係数メモリ４１６と、除算器４１８とを備える。
【００４７】
第１のセレクタ４１３は、第１の入力バッファメモリ４１２Ａに格納された初期の白基準データＳＤ０、又は第２の入力バッファメモリ４１２Ｂに格納された読み取り時の白基準データＳＤ１の何れかを適時選択して出力する。
【００４８】
フィルタ４１４は、平滑フィルタ４１４ａ及び補間フィルタ４１４ｂの機能を備えてなり、第１のセレクタ４１３で選択される白基準データＳＤ０，ＳＤ１に対しフィルタリング処理を行う。
【００４９】
乗算器４１７は、第１の作業メモリ４１５に格納された白基準データに対し、乗算係数メモリ４１６の係数を乗算する演算処理を行う。
【００５０】
除算器４１８は、第１のセレクタ４１３で選択されるデータを第１の作業メモリ４１５に格納され乗算器４１７で係数が乗算されたデータで除算する演算処理を行う。
【００５１】
第２のセレクタ４１９は、第１の作業メモリ４１５に格納されたデータ、除算器４１８から出力されるデータ、又はフィルタ４１４から出力されるデータを適時選択して出力する。
【００５２】
（画像読取装置の動作）
次に画像形成装置１による動作の概要を説明する。
【００５３】
ユーザが給紙台２１に原稿１０を置いて操作パネル１４から画像の読み取りを指示すると、コントローラ５００はその情報を受信し、表面画像読取制御部３００及び裏面画像読取制御部４００に対して画像の読み取りを指令する。
【００５４】
表面画像読取制御部３００は、コントローラ５００からの指令を受けると、駆動部３９を制御して第１及び第２のキャリッジ３７Ａ，３７Ｂを第１の読取領域３ａに位置決めして保持する。
【００５５】
裏面画像読取制御部４００は、コントローラ５００からの指令を受けると、走査制御部４０１がＬＥＤ駆動信号を裏面画像読取部４の光源４１に出力する。そして、白基準板４９で反射した反射光をラインセンサ４３が受光して白基準データＳＤ１を採取する。
【００５６】
コントローラ５００は、搬送機構駆動制御部２４を駆動制御して搬送機構２３を動作させる。搬送機構２３は、給紙台２１に束の状態で置かれた原稿２０を１枚ずつ分離して、表面画像読取部３及び裏面画像読取部４を経由して排紙台２２まで搬送する。
【００５７】
表面画像読取制御部３００は、搬送機構２３による原稿２０の搬送に連動して、第１の読取領域３ａを通過する原稿２０の表面２０ａに記録された画像を１ラインずつ読み取る。すなわち、表面画像読取制御部３００は、主走査方向に配置された表面画像読取部３の光源３０を順次発光させ、原稿２０の表面２０ａからの反射光をＣＣＤセンサ３４が受光することで得られるセンサ出力を１ラインの画像読取信号として受信する。
【００５８】
裏面画像読取制御部４００は、同じく搬送機構２３による原稿２０の搬送に連動して、裏面画像読取部４を通過する原稿２０の裏面２０ｂに記録された画像をラインセンサ４３で１ラインずつ読み取る。
【００５９】
より詳細には、裏面画像読取制御部４００の走査制御部４０１は、原稿２０の搬送速度に応じたライン同期信号（１ラインを読み取り走査する周期信号）に同期して裏面画像読取部４の光源４１を発光させる。原稿２０の裏面２０ｂからの反射光をラインセンサ４３が受光することで、裏面２０ｂに記録された画像の１ラインの画像読取信号が出力される。
【００６０】
Ａ／Ｄ変換部４０２は、ラインセンサ４３が出力したアナログの画像読取信号をデジタルの信号である読取画像データに変換する。
【００６１】
画像補正手段としての画像処理部４０３は、Ａ／Ｄ変換部４０２でデジタルに変換された読取画像データに対し、補正データ生成部４１０が生成するシェーディング補正データＳＤ基づいてシェーディング補正等の画像処理を行う。
【００６２】
（補正データの作成動作）
次に、補正データ生成部４１０によるシェーディング補正データＳＤを作成する動作を、図４に示された機能ブロックと、図６に示すフローチャートを参照して説明する。なお理解を容易にするために、図６のフローチャートには各ステップで扱われるデータの概略波形を示すグラフが併せて示されている。また、グラフの太線で示されるデータは、ロッドレンズアレイ４２のレンズピッチに対応した周期的な変動成分（うねり）が含まれていることを意味し、細線で示されるデータは、周期的な変動成分がフィルタにより平滑化されたことを意味する（図７において同じ）。
【００６３】
ユーザが操作パネル１４で画像の読み取りを指示し、コントローラ５００から画像読み取りの指令が裏面画像読取制御部４００に送信されると、裏面画像読取制御部４００は、最初に白基準板４９をラインセンサ４３で撮像して、原稿読み取り時の白基準データＳＤ１を採取する。採取された白基準データＳＤ１は、第２の入力バッファメモリ４１２Ｂに格納される（Ｓ１１）。
【００６４】
補正データ生成部４１０の第１の補正データ修正手段は、図６のフローチャートのステップＳ１２〜Ｓ１５を通して、初期の白基準データＳＤ０（第１の基準データ）及び読み取り時の白基準データＳＤ１（第２の基準データ）に基づいて、白基準板４９の黒ずみや色あせ、変形等の経時的な劣化の影響を排除した修正白基準データＭＳＤ１を求める。
【００６５】
第１の補正データ修正手段は、はじめにフィルタ４１４を介して初期の白基準データＳＤ０をフィルタリング処理する（Ｓ１２）。このステップＳ１２においてフィルタ４１４は、ロッドレンズアレイ４２のレンズピッチに対応した白基準データＳＤ０の周期的な変動（うねり）を平滑化する。フィルタリング処理がされた初期の白基準データＦＳＤ０は、第１の作業メモリ４１５に一旦格納される。
【００６６】
続いて、第１の補正データ修正手段は、読み取り時の白基準データＳＤ１をフィルタ４１４でフィルタリング処理することで白基準データＦＳＤ１を取得する（Ｓ１３）。このステップＳ１３においてフィルタ４１４は、白基準データＳＤ１の周期的な変動（うねり）を平滑化するとともに、閾値以上の局所的な変動成分を除去する。
【００６７】
なお、このフィルタ４１４によるフィルタリング処理の詳細については後述する。
【００６８】
次に第１の補正データ修正手段は、フィルタリングされた読み取り時の白基準データＦＳＤ１を、同じくフィルタリングされた初期の白基準データＦＳＤ０で除算器４１８を介して除算することにより、光電変換素子４３１ａ，４３２ａ，４３３ａの配列方向（画素配列ＦＳ）にわたるこれらデータ間の比の分布データである感度比分布データＳＲＤを第２の作業メモリ４２０にて取得する（Ｓ１４）。ここで、取得された感度比分布データＳＲＤは、第２の作業メモリ４２０から第１の作業メモリ４１５に移される。
【００６９】
そして、第１の補正データ修正手段は、除算器４１８を介して、第２の入力バッファメモリ４１２Ｂに格納されている読み取り時の白基準データＳＤ１を第１の作業メモリ４１５に格納された感度比分布データＳＲＤで除算することにより、修正白基準データＭＳＤ１を求め第２の作業メモリ４２０にて取得する（Ｓ１５）。この修正白基準データＭＳＤ１は、第２の作業メモリ４２０から第１の作業メモリ４１５に移される。
【００７０】
次に、第２の補正データ修正手段は、図６のフローチャートのステップＳ１６〜Ｓ１８を通して、修正白基準データＭＳＤ１に含まれる白基準板４９の粉塵等の汚れに起因する変動成分を除去する修正し、これにより最終的なシェーディング補正データＳＤを作成する。
【００７１】
第２の補正データ修正手段は、はじめに除算器４１８を介して、第１の入力バッファメモリ４１２Ａの初期の白基準データＳＤ０を第１の作業メモリ４１５の修正白基準データＭＳＤ１で除算することにより、感度比データＳＲ１を第２の作業メモリ４２０にて取得する（Ｓ１６）。続いて、第２の補正データ修正手段は、第２の作業メモリ４２０にて取得した感度比データＳＲ１から閾値以上の局所的な変動成分が存在する画素位置をデータの置換対象位置として検出し、第３の作業メモリ４２１にその位置情報を格納する（Ｓ１７）。
【００７２】
次に、第１の入力バッファメモリ４１２Ａに格納されている初期の白基準データＳＤ０（第１の基準データ）を第２の作業メモリ４２０に移動させる。この際、フィルタ４１４はスルー、セレクタ４１９はそのスルーデータを選択する為、第２の作業メモリ４２０には第１の入力バッファメモリ４１２Ａと同じものが格納される。
【００７３】
次に、第３の作業メモリ４２１に格納された局所的変動成分の位置情報に該当する、第１の作業メモリ４１５に格納された修正白基準データＭＳＤ１の該当画素を、第２の作業メモリ４２０に格納された初期の白基準データＳＤ０の該当画素に置き換える。これにより、精度の高いシェーディング補正データＳＤが生成される。
【００７４】
次に、補正データ生成部４１０に備えられるフィルタ４１４の動作について説明する。フィルタ４１４は、平滑フィルタ４１４ａ及び補間フィルタ４１４ｂとしての機能を有している。ここでは、フィルタ４１４が読み取り時の白基準データＳＤ１をフィルタリング処理する動作を例に挙げるが、他のデータに対するフィルタリング処理も同様に行われる。
【００７５】
図７（ａ）は、読み取り時の白基準データＳＤ１の波形を例示する図であり、図７（ｂ）は、フィルタ４１４により白基準データＳＤ１をフィルタリング処理して得られる白基準データＦＳＤ１の波形を例示する図である。図７（ａ）の白基準データＳＤ１には、グラフの太線で示されるロッドレンズアレイ４２のレンズピッチに対応した周期的な変動成分（例えばＩ部）と、白基準板４９の表面に付着した粉塵等に起因する局所的な変動成分（例えばＪ部）と、ラインセンサ４３において隣接する２つのセンサチップ４３１，４３２間の光電変換素子４３１ａ，４３２ａの感度特性の差に起因する段状の変動成分（例えばＫ部）とが観察される。
【００７６】
なお、図７（ａ）において示される白基準データＳＤ１に含まれるこれらの変動成分のノイズは、説明のため極端に大きく図示されたものであり、実際のＳＮ比はこれよりも相当程度大きい。
【００７７】
第１の実施の形態によるフィルタ４１４は、ラインセンサ４３の光電変換素子４３１ａ，４３２ａ，４３３ａの配列に従って、各光電変換素子４３１ａ，４３２ａ，４３３ａの出力データを、その光電変換素子に近接する範囲にある複数の光電変換素子が出力するデータの平均値で順次置換してゆく。ここで、図８（ａ）乃至（ｃ）は、図７（ａ）に示された白基準データＳＤ１のＩ部、Ｊ部、Ｋ部の各部において、データが置換される前後の波形を詳細に示す図である。
【００７８】
例えば、図８（ａ）に示されるように、フィルタ４１４は、画素位置Ｄｉの出力データを置換する場合、Ｄｉを含み先行するＤｉ＋１４の画素位置までの各光電変換素子の出力の平均値を演算し、その平均値を画素位置Ｄｉのデータとして置換する。なお、画素位置Ｄｉを中心とする前後１４箇所の画素位置（Ｄｉ−７〜Ｄｉ＋７）の出力を平均した値を画素位置Ｄｉのデータとして置換してもよい。
【００７９】
置換のため平均値の演算に考慮される画素範囲（光電変換素子に近接する範囲）としては例えば１４画素であり、これはロッドレンズアレイ４２のレンズピッチに対応する画素数に一致している。あるいはその画素範囲をレンズピッチの整数倍に設定してもよい。このように平均値を求める際に考慮される画素の範囲をレンズピッチに相当する画素数に設定することにより、光電変換素子４３１ａ，４３２ａ，４３３ａの出力の周期的なうねりを効率良く平滑化することができる。
【００８０】
また、例えば図８（ｂ）に示されるように、フィルタ４１４は、画素位置Ｄｊのデータを置換する場合において、平均値の演算に考慮される画素位置Ｄｊ＋１〜Ｄｊ＋１４の出力のうち画素位置Ｄｊにおける出力との差が閾値を超えるものが存在するときは、置換のための平均値の演算においてその閾値以上の出力データを除外する。
【００８１】
なお、閾値を超え除外された出力データは、その前後の画素位置において閾値を超えない出力データに基づいて例えば線形（一次）補間により置換がなされる。
【００８２】
また、例えば図８（ｃ）に示されるように、フィルタ４１４は、隣接するセンサチップ４３１，４３２の境界に検出除外領域を設定する。例えば、画素位置Ｄｋの光電変換素子４３１ａの出力を置換する場合、近接する画素位置Ｄｋ＋１〜Ｄｋ＋１４の範囲にセンサチップ４３１，４３２の境界が存在するときには、その異なるセンサチップ４３２の光電変換素子４３ａが出力するデータを上記閾値の判断及び置換のための平均値の演算から除外する。
【００８３】
また、センサチップ４３１，４３２の境界に設定される検出除外領域（図８（ｃ）の例では画素位置Ｄｋ＋１〜Ｄｋ＋１４）の例えばＤｋ＋７の画素位置にある光電変換素子４３２ａの出力データは、当該検出除外領域の両端（画素位置Ｄｋ〜Ｄｋ＋１５）の置換値に基づいて線形（一次）補間された値に置換される。
【００８４】
このように、隣接するセンサチップ４３１，４３２の境界に検出除外領域を設けたことにより、製造プロセス条件の違いにより光電変換素子４３１ａ，４３２ａの間に感度特性の差が顕著に存在しても、その差分を平滑して補間で埋めてしまうような誤った処理は回避される。したがって、図７（ａ）のＫ部に示されるような感度特性の段差をシェーディング補正データＳＤに正確に反映される。
【００８５】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。ここでは、補正データ生成部４１０に備えられるフィルタ４１４における第１の実施の形態とは異なる別の動作について説明する。
【００８６】
第２の実施の形態によるフィルタ４１４は、第１の実施の形態と同様にラインセンサ４３の光電変換素子４３１ａ，４３２ａ，４３３ａの配列に従って、各光電変換素子４３１ａ，４３２ａ，４３３ａの出力データを、その光電変換素子に近接する範囲にある複数の光電変換素子が出力するデータの平均値で順次置換してゆく。ここで、図９（ａ）乃至（ｃ）は、図７（ａ）に示された白基準データＳＤ１のＩ部、Ｊ部、Ｋ部の各部において、データが置換される前後の波形を詳細に示す図である。
【００８７】
例えば、図９（ａ）に示されるように、フィルタ４１４は、画素位置Ｄｉの出力データを置換する場合、Ｄｉを含み先行するＤｉ＋１４の画素位置までの各光電変換素子の出力の平均値を演算し、その平均値を画素位置Ｄｉのデータとして置換する。なお、画素位置Ｄｉを中心とする前後１４箇所の画素位置（Ｄｉ−７〜Ｄｉ＋７）の出力を平均した値を画素位置Ｄｉのデータとして置換してもよい。
【００８８】
置換のため平均値の演算に考慮される画素範囲（光電変換素子に近接する範囲）としては例えば１４画素であり、これはロッドレンズアレイ４２のレンズピッチに対応する画素数に一致している。あるいはその画素範囲をレンズピッチの整数倍に設定してもよい。
【００８９】
また、例えば図９（ｂ）に示されるように、フィルタ４１４は、画素位置Ｄｊのデータを置換する場合において、平均値の演算に考慮される画素位置Ｄｊ＋１〜Ｄｊ＋１４の出力のうち画素位置Ｄｊにおける出力との差が第１の閾値（チップ内閾値）を超えるものが存在するときは、置換のための平均値の演算においてその閾値以上の出力データを除外する。
【００９０】
なお、閾値を超え除外された出力データは、その前後の画素位置において閾値を超えない出力データに基づいて例えば線形（一次）補間により置換がなされる。
【００９１】
また、例えば図９（ｃ）に示されるように、フィルタ４１４は、隣接するセンサチップ４３１，４３２の境界に閾値変更領域を設定する。例えば、画素位置Ｄｋの光電変換素子４３１ａの出力を置換する場合、これに近接する画素位置Ｄｋ＋１〜Ｄｋ＋１４の範囲にセンサチップ４３１，４３２の境界が存在するときには、その異なるセンサチップ４３２の光電変換素子４３２ａが出力するデータについては、上記第１の閾値（チップ内閾値）の範囲を拡大して変更した第２の閾値（境界部閾値）で判断する。図９（ｃ）の例では、閾値変更領域の画素位置Ｄｋ＋１〜Ｄｋ＋１４の出力は、拡大された第２の閾値（境界部閾値）を超えないので、画素位置Ｄｋの置換の際においてもそのまま平均値に反映される。
【００９２】
このように、隣接するセンサチップ４３１，４３２の境界において閾値が拡大される閾値変更領域を設けたことにより、製造プロセス条件の違いにより光電変換素子４３１ａ，４３２ａの間に感度特性の差が顕著に存在しても、その差分を平滑して補間で埋めてしまうような誤った処理は回避される。したがって、図７（ａ）のＫ部に示されるような感度特性の段差をシェーディング補正データＳＤに正確に反映される。
【００９３】
［第３の実施の形態］
図１０は、本発明の第３の実施の形態に係る画像形成装置５の構成例を示す図である。この画像形成装置５は、上記第１又は第２の実施の形態に係る画像読取装置１と、本体部５Ａとを備える。
【００９４】
本体部５Ａは、画像読取装置１によって読み取られた原稿画像を記録媒体としての用紙７０に印刷する画像形成部６と、画像形成部６に用紙７０を供給するトレイ部７とを備える。
【００９５】
原稿カバー１７には、タッチパネル１７１と、原稿の読取、画像の印刷を指示するスタートボタンや原稿の読取、画像の印刷の停止を指示するストップボタン等の操作ボタン１７２とが設けられている。
【００９６】
画像形成部６は、電子写真方式によって原稿画像を用紙に印刷するものであり、循環移動する無端状の中間転写ベルト６０と、中間転写ベルト６０にイエロー（Ｙ），マゼンダ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）の各色のトナー画像を転写する第１乃至第４の画像形成ユニット６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１Ｋと、画像情報に基づいて変調されたレーザー光を第１乃至第４の画像形成ユニット６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１Ｋの後述する感光体ドラム６１０を露光することにより感光体ドラム６１０上に静電製造を形成する露光部としての光学走査装置６２とを備えている。
【００９７】
各画像形成ユニット６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１Ｋは、感光ドラム６１０と、感光ドラム６１０の表面を一様に帯電する帯電器６１１と、感光ドラム６１０の表面に光学走査装置６２によって形成された静電潜像を各色のトナーで現像してトナー画像を形成する現像部としての現像器６１２と、中間転写ベルト６０を感光ドラム６１０に押し付ける一次転写ローラ６１３とを有している。
【００９８】
中間転写ベルト６０は、不図示のモータに連結された駆動ローラ６３によって駆動され、第１の従動ローラ６４Ａ、第２の従動ローラ６４Ｂ及び中間転写ベルト６０に張力を付与するテンションローラ６５によって形成された循環経路に沿って回転する。
【００９９】
また、画像形成部６は、中間転写ベルト６０を挟んで第２の従動ローラ６４Ｂと対向する位置に配置され、中間転写ベルト６０上に形成されたトナー画像をトレイ部７から供給された用紙に転写する転写部としての二次転写ローラ６６と、用紙に転写されたトナー画像を用紙上に転写する定着部としての定着ユニット６７と、定着ユニット６７を通過した用紙７０を排出台６９に排出する排出ローラ６８とを備えている。
【０１００】
定着ユニット６７は、ヒータを内蔵する定着ロータ６７１と、定着ローラ６７１に対して加圧される加圧ローラ６７２とを備える。
【０１０１】
トレイ部７は、向き、大きさ、紙質等の異なる用紙７０をそれぞれ収容する第１乃至第３のトレイ７１〜７３を備える。トレイ部７は、第１乃至第３のトレイ７１〜７３のそれぞれに対応して、格納された用紙７０を取り出すためのピックアップローラ７４Ａ〜７４Ｃと、複数の用紙７０が取り出された場合にそれらを分離する分離ローラ７５Ａ〜７５Ｃと、用紙７０さらに下流側へ搬送するレジローラ７６Ａ〜７６Ｃとを備えている。レジローラ７６Ａ〜７６Ｃは、画像形成部６による画像形成のタイミングに同期して動作し、第１乃至第３のトレイ７１〜７３から取り出した用紙７０を搬送路７７に沿って二次転写ローラ６６と転写ベルト６０との間に導くように構成されている。
【０１０２】
以上、本発明の好適な実施の形態を複数説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲内で種々の変形・応用が可能である。
【符号の説明】
【０１０３】
１…画像読取装置、２…原稿搬送部、３…表面画像読取部、３ａ…第１の読取領域、３ｂ…第２の読取領域、４…裏面画像読取部、５…画像形成装置、５Ａ…本体部、６…画像形成部、７…トレイ部、１０…画像読取制御装置、１４…操作パネル、１７…原稿カバー、２０…原稿、２０ａ…表面、２０ｂ…裏面、２１…給紙台、２２…排紙台、２３…搬送機構、２４…搬送機構駆動部、３０…光源、３１…導光体、３２Ａ…第１のミラー、３２Ｂ…第２のミラー、３２Ｃ…第３のミラー、３３…レンズ、３４…ＣＣＤセンサ、３５…筐体、３６…原稿配置台、３７Ａ…第１のキャリッジ、３７Ｂ…第２のキャリッジ、３８Ａ〜３８Ｃ…白基準板、３９…駆動部、４１…光源、４２…ロッドレンズアレイ、４３…ラインセンサ、４４…基板、４９…白基準板、６０…中間転写ベルト、６１Ｙ…第１の画像形成ユニット、６１Ｍ…第２の画像形成ユニット、６１Ｃ…第３の画像形成ユニット、６１Ｋ…第４の画像形成ユニット、６２…光学走査装置、６３…駆動ローラ、６４Ａ…第１の従動ローラ、６４Ｂ…第２の従動ローラ、６５…テンションローラ、６６…二次転写ローラ、６７…定着ユニット、６８…排出ローラ、７０…用紙、７１…第１のトレイ、７２…第２のトレイ、７３…第３のトレイ、７４Ａ〜７４Ｃ…ピックアップローラ、７５Ａ〜７５Ｃ…分離ローラ、７６Ａ〜７６Ｃ…レジローラ、７７…搬送路、１７１…タッチパネル、１７２…操作ボタン、２３０…分離ロール、２３１…搬送ロール、２３２…読取ロール、２３３…案内ロール、２３４…排出ロール、３００…表面画像読取制御部、４００…裏面画像読取制御部、４０１…走査制御部、４０２…Ａ／Ｄ変換部、４０３…画像処理部、４０４…画像データ転送部、４１０…補正データ生成部、４１１…不揮発性メモリ、４１２Ａ…第１の入力バッファメモリ、４１２Ｂ…第２の入力バッファメモリ、４１３…第１のセレクタ、４１４…フィルタ、４１４ａ…平滑フィルタ、４１４ｂ…補間フィルタ、４１５…第１の作業メモリ、４１６…乗算係数メモリ、４１７…乗算器、４１８…除算器、４１９…第２のセレクタ、４２０…第２の作業メモリ、４２１…第３の作業メモリ、４２３…データバス、４３１，４３２，４３３…センサチップ、４３１ａ，４３２ａ，４３３ａ…光電変換素子、５００…コントローラ、６１０…感光ドラム、６１１…帯電器、６１２…現像器、６１３…一次転写ローラ、Ａ…副走査方向、ＦＳ…画素配列、ＦＳＤ０…フィルタリングされた初期の白基準データ、ＦＳＤ１…フィルタリングされた読み取り時の白基準データ、ＭＳＤ１…修正白基準データ、ＳＤ０…初期の白基準データ（第１の基準データ）、ＳＤ１…読み取り時の白基準データ（第２の基準データ）、ＳＲＤ…感度比分布データ、ＳＲ１…感度比データ
【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】
従来、原稿の画像を読み取る画像読取装置では、画像読取部の光学系や撮像系が有する不均一な特性の影響を排除するために、画像読取部が一次的に読み取った画像データに対してシェーディング補正等の画像補正処理がなされている。複数の光電変換素子が配列された複数のセンサチップを有する密着型のイメージセンサで画像読取部が構成される場合には、チップ間の境界付近で画質の低下を招く場合がある。
【０００３】
この課題に対し、イメージセンサのチップ間の境界で読み取られる画像データを、境界を跨ぐ画素位置のデータで補間する画像読取装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１０１７２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、画像読取部のセンサチップに備えられる光電変換素子の特性が隣接するチップ間で異なる場合でも、本構成を採用しない場合と比較してその特性差を画像の補正に正確に反映することができ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】
【０００６】
［１］複数の光電変換素子が配列されるセンサチップを複数有し、読取位置に搬送される原稿からの反射光を前記光電変換素子が受光して画像を読み取る画像読取部と、前記読取位置に配置される基準板と、前記基準板からの反射光により前記画像読取部が採取する基準データを平滑化するフィルタと、前記フィルタで平滑化された前記基準データに基づいて補正データを生成する補正データ生成手段と、前記画像読取部が読み取った原稿の画像を前記補正データ生成手段が生成した補正データに基づいて補正する画像補正手段と、を備え、前記フィルタは、前記光電変換素子の配列に従って順次置換しようとする前記光電変換素子による出力を、当該光電変換素子に近接する範囲にある複数の他の光電変換素子による出力のうち閾値を超えない平均値に基づいて置換するとともに、当該光電変換素子と前記他の光電変換素子との間に前記センサチップの境界が存在する場合には、前記センサチップが異なる当該他の光電変換素子による出力を前記平均値から除外して当該光電変換素子の出力を置換して平滑化する、画像読取装置。
【０００７】
［２］複数の光電変換素子が配列されるセンサチップを複数有し、読取位置に搬送される原稿からの反射光を前記光電変換素子が受光して画像を読み取る画像読取部と、前記読取位置に配置される基準板と、前記基準板からの反射光により前記画像読取部が採取する基準データを平滑化するフィルタと、前記フィルタで平滑化された前記基準データに基づいて補正データを生成する補正データ生成手段と、前記画像読取部が読み取った原稿の画像を前記補正データ生成手段が生成した補正データに基づいて補正する画像補正手段と、を備え、前記フィルタは、前記光電変換素子の配列に従って順次置換しようとする前記光電変換素子による出力を、当該光電変換素子に近接する範囲にある複数の他の光電変換素子による出力のうち第１の閾値を超えない出力の平均値に基づいて置換するとともに、当該光電変換素子と前記他の光電変換素子との間に前記センサチップの境界が存在する場合には前記第１の閾値をより範囲が広い第２の閾値に変更する、画像読取装置。
【０００８】
［３］前記画像読取部は、前記複数の光電変換素子に対し反射光を集光するアレイレンズを有する密着型のラインセンサを備えてなり、前記フィルタが前記平均値を得るための前記光電変換素子に近接する範囲が前記アレイレンズのレンズピッチに対応して設定される、前記［１］又は［２］に記載の画像読取装置。
【０００９】
［４］原稿から画像を読み取る前記［１］乃至［３］のいずれかに記載の画像読取装置と、前記画像読取装置によって読み取られた画像に基づいて感光体を露光することにより前記感光体上に静電潜像を形成する露光部と、前記感光体上に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像部と、前記トナー像を用紙に転写する転写部と、前記用紙に転写された前記トナー像を定着させる定着部と、を備える画像形成装置。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１、２及び４に記載の発明によれば、画像読取部のセンサチップに備えられる光電変換素子の特性が隣接するチップ間で異なる場合でも、本構成を採用しない場合と比較してその特性差を画像の補正に正確に反映することができる。
【００１１】
請求項３に記載の画像読取装置によれば、上記効果に加え、基準データに含まれるアレイレンズのレンズピッチに対応する周期的な変動成分を効率良く平滑化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る画像読取装置の構成例を示す図である。
【図２】図２は、画像読取装置の裏面画像読取部であるラインセンサの概略構成を示す平面図である。
【図３】図３は、画像読取装置の制御システムの構成を例示するブロック図である。
【図４】図４は、裏面画像読取制御部に備えられる補正データ生成部のハードウェア構成の概略を例示する機能ブロック図である。
【図５】図５（ａ）は、工場出荷時の初期の白基準データの例である。図５（ｂ）は、画像の読み取り時の白基準データの例である。
【図６】図６は、第１の実施の形態に係る補正データ生成部の動作を示すフローチャートである。
【図７】図７（ａ）及び（ｂ）は、読み取り時の白基準データのフィルタリング処理前後の波形を例示する図である。
【図８】図８（ａ）乃至（ｃ）は、第１の実施の形態のフィルタリング処理によりデータが置換される前後の波形を詳細に示す図である。
【図９】図９（ａ）乃至（ｃ）は、第２の実施の形態のフィルタリング処理によりデータが置換される前後の波形を詳細に示す図である。
【図１０】図１０は、第３の実施の形態に係る画像形成装置の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、各図中、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付してその重複した説明を省略する。
【００１４】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る画像読取装置１の構成例を示す図である。画像読取装置１は、表面画像読取部３の光学系を保持する第１及び第２のキャリッジ３７Ａ、３７Ｂの位置を固定し、原稿搬送部２によって原稿２０をライン状の第１の読取領域３ａを通る副走査方向Ａに搬送させて原稿２０の表面２０ａから画像を読み取る「第１のモード」と、原稿２０を原稿配置台３６上に配置して固定とし、第１及び第２のキャリッジ３７Ａ、３７Ｂを矩形状の第２の読取領域３ｂに対して副走査方向Ａに移動させて原稿２０の表面２０ａから画像を読み取る「第２のモード」と、原稿搬送部２によって原稿２０を原稿配置台３６に搬送しながら原稿２０の表面２０ａから画像を読み取るとともに、原稿２０の裏面２０ｂからも画像をほぼ同時に読み取る「第３のモード」とを有する。
【００１５】
画像読取装置１は、原稿２０を搬送する原稿搬送部２と、原稿２０の表面２０ａの画像を読み取る表面画像読取部３と、原稿搬送部２に設けられ原稿２０の裏面２０ｂの画像を読み取る裏面画像読取部４とを備える。
【００１６】
（原稿搬送部）
原稿搬送部２は、画像が記録された原稿２０が配置される給紙台２１と、搬送された原稿２０が排出される排紙台２２と、原稿２０を給紙台２１から排紙台２２へ搬送する搬送機構２３とを備える。
【００１７】
搬送機構２３は、給紙台２１に配置された複数の原稿２０の束から原稿２０を１枚ずつ分離する分離ロール２３０と、分離した原稿２０を搬送する搬送ロール２３１と、原稿２０を表面画像読取部３に搬送する読取ロール２３２と、原稿２０を裏面画像読取部４に案内する案内ロール２３３と、原稿２０を排紙台２２に排出する排出ロール２３４とを備える。
【００１８】
（表面画像読取部）
表面画像読取部３は、照明光を発生する光源３０と、光源３０からの照明光を第１又は第２の読取領域３ａ，３ｂに導く導光体３１と、光源３０からの照明光が第１又は第２の読取領域３ａ，３ｂにおける原稿２０の表面２０ａで反射した反射光を反射する第１乃至第３のミラー３２Ａ〜３２Ｃと、第１乃至第３のミラー３２Ａ〜３２Ｃに導かれた反射光を集光する縮小光学系のレンズ３３と、レンズ３３により集光された光を受光する受光部の一例であるＣＣＤ(Charge Coupled Device)センサ３４とを備える。
【００１９】
また、表面画像読取部３は、光源３０、導光体３１、第１乃至第３のミラー３２Ａ〜３２Ｃ、レンズ３３，及びＣＣＤセンサ３４を収容する筐体３５を有し、筐体３５の上部にはプラテンガラス等の光透過性の部材からなる原稿配置台３６を設けている。
【００２０】
光源３０、導光体３１及び第１のミラー３２Ａは、矢印Ａで示す副走査方向に移動可能な第１のキャリッジ３７Ａに固定され、第２のミラー３２Ｂ及び第３のミラー３２Ｃは、第２のキャリッジ３７Ｂに固定される。原稿配置台３６上の原稿面からＣＣＤセンサ３４の受光面までの光路長が常に一定に保持されるように、第２のキャリッジ３７Ｂは、第１のキャリッジ３７Ａの１／２の移動量で副走査方向Ａに移動可能に構成されている。第１及び第２のキャリッジ３７Ａ、３７Ｂは、原稿配置台３６に配置された原稿２０の表面２０ａの画像を読み取るときに、不図示のモータからなる駆動部３９により副走査方Ａに移動するように構成される。
【００２１】
原稿配置台３６の第１の読取領域３ａの両端部には、第１及び第２の白基準板３８Ａ、３８Ｂが設けられ、第２の読取領域３ｂの近傍には主走査方向Ｂに沿って第３の白基準板３８Ｃが設けられている。第１乃至第３の白基準板３８Ａ〜３８Ｃは、例えば白色の樹脂板、白塗装された金属板等を用いることができる。
【００２２】
（裏面画像読取部）
裏面画像読取部４は、固定密着型のイメージセンサであり、原稿２０の裏面２０ｂに照明光を照射する光源４１と、光源４１からの照明光が原稿２０の裏面２０ｂで反射した反射光を集光するロッドレンズアレイ４２と、ロッドレンズアレイ４２により集光された反射光を受光するラインセンサ４３と、ラインセンサ４３が実装される基板４４とを備え、これらがユニット化されて構成される。
【００２３】
裏面画像読取部４は、原稿が搬送される読取位置に白色の白基準板４９がラインセンサ４３に対向して設けられる。白基準板４９は、後述するシェーディング補正用の白基準データを得るための基準板であり、例えば白色の樹脂板又は白色に塗装された金属板等を用いることができる。
【００２４】
光源４１は、主走査方向に沿って配列された複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）が用いられる。なお、導光体と、導光体の両端にＬＥＤを配置して光源を用いてもよい。
【００２５】
ロッドレンズアレイ４２は、多数の円柱状の単一レンズが同じ径方向に密着してライン状に配列されてなる撮像用のレンズからなる。また、ロッドレンズアレイ４２を構成する各単一レンズの配列方向と、ラインセンサ４３の撮像素子である光電変換素子４３１ａ，４３２ａ，４３３ａの配列方向とは一致している。なお、１つの単一レンズの集光幅は、ラインセンサ４３で読み取られる画像の例えば１４画素分に相当する。
【００２６】
図２は、ラインセンサ４３の概略構成を示す平面図である。ラインセンサ４３は、多数の光電変換素子４３１ａ，４３２ａ，４３３ａが形成された複数のセンサチップ４３１，４３２，４３３を備えるマルチチップで構成され、全ての光電変換素子４３１ａ，４３２ａ，４３３ａが画像の読み取りラインの方向（主走査方向）に同列に配置される。
【００２７】
ラインセンサ４３には、例えば１６〜２４個のセンサチップ４３１，４３２，４３３が基板４４上に実装される。また、１つのセンサチップ４３１には、例えば３０４個の光電変換素子４３１ａが同一のＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)プロセスで形成される。したがって、同一のセンサチップ４３１における全ての光電変換素子４３１ａの感度等特性は同等とみなすことができる。しかし、例えば隣接する２つのセンサチップ４３１，４３２が製造された半導体ウェハが異なる場合には、その製造プロセス条件の違いにより、それぞれのチップの光電変換素子４３１ａ，４３２ａの感度特性にも若干のばらつき（特性差）が生じることもある。
【００２８】
（制御系）
図３は、画像読取装置１の制御システムの構成を例示するブロック図である。画像読取装置１における主な動作制御は画像読取制御装置１０により行われる。画像読取制御装置１０は、表面画像読取部３の駆動及び原稿２０の表面２０ａの読み取りを制御する表面画像読取制御部３００と、裏面画像読取部４による原稿２０の裏面２０ｂの読み取りを制御する裏面画像読取制御部４００と、画像読取装置１の全体を統括して制御するコントローラ５００とを備える。
【００２９】
コントローラ５００には、ユーザによる画像の読み取り指示等の操作を受け付ける操作パネル１４と、読み取り指示等に応じて搬送機構２３の分離ロール２３０、搬送ロール２３１、読取ロール２３２、案内ロール２３３、排出ロール２３４等を駆動する搬送機構駆動制御部２４が接続される。
【００３０】
表面画像読取制御部３００には、表面画像読取部３の光源３０、第１及び第２のキャリッジ３７Ａ，３７Ｂを駆動する駆動部３９及びＣＣＤセンサ３４が接続される。
【００３１】
裏面画像読取制御部４００には、裏面画像読取部４に備えられる光源４１及びラインセンサ４３が接続される。
【００３２】
裏面画像読取制御部４００は、裏面画像読取部４の光源４１を走査制御する走査制御部４０１と、Ａ／Ｄ変換部４０２と、補正データ生成部４１０を有する画像処理部４０３と、画像データ転送部４０４とを備える。
【００３３】
裏面画像読取制御部４００に備えられる走査制御部４０１は、コントローラ５００からの指令に応じて、画像の１ラインを読み取るライン周期に同期したＬＥＤ駆動信号や、後述するシェーディング補正に用いられる白基準データを得るためのＬＥＤ駆動信号等を光源４１に出力する。
【００３４】
Ａ／Ｄ変換部４０２は、裏面画像読取部４のラインセンサ４３が出力したアナログの画像読取信号をデジタルの信号である読取画像データに変換する。
【００３５】
画像補正手段としての機能を有する画像処理部４０３は、Ａ／Ｄ変換部４０２でデジタルに変換された読取画像データに対し、補正データ生成部４１０が生成するシェーディング補正データＳＤに基づいてシェーディング補正等の画像処理を行う。
【００３６】
画像データ転送部４０４は、画像処理部４０３が出力する画像処理後の読取画像データをコントローラ５００に転送する。
【００３７】
（補正データ生成部）
図４は、裏面画像読取制御部４００に備えられる補正データ生成手段としての補正データ生成部４１０のハードウェア構成の概略を例示する機能ブロック図である。なお、本実施の形態において、画像処理部４０３及び補正データ生成部４１０における後述する補正データ修正手段等のデジタル信号処理手段は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェア回路によって構成されるものとする。ただし、これらの機能の全部又は一部を所定のプログラムに従ってＤＳＰ（Digital Signal Processor）が演算処理するソフトウェア手段により実現することもできる。
【００３８】
補正データ生成部４１０が生成する補正データであるシェーディング補正データＳＤは、裏面画像読取部４で採取される白基準データに基づいて生成される。
【００３９】
ここで「白基準データ」とは、基準となる白の反射光に対して画像読取部が出力する信号の感度特性をいう。白基準データは、通常、白基準板を画像読取部が撮像することで採取される。図５（ａ）は、裏面画像読取部４で採取される初期の白基準データＳＤ０（第１の基準データ）の一例であり、グラフの横軸がラインセンサ４３の光電変換素子４３１ａ，４３２ａ，４３３ａの配列ＦＳ（画素位置）、縦軸が８ｂｉｔデータに変換された光電変換素子４３１ａ，４３２ａ，４３３ａの出力である。初期の白基準データＳＤ０は、例えば画像読取装置１の工場出荷時において、汚れのない白基準板４９をラインセンサ４３が撮像することにより得られる。また、図５（ｂ）は、裏面画像読取部４で採取される読み取り時の白基準データＳＤ１（第２の基準データ）の一例である。
【００４０】
図５（ａ）及び（ｂ）に示されるようにラインセンサ４３の白色反射光に対する感度特性は一様でなく、特に両端部において大きく減衰している。これは、ラインセンサ４３の端部に近づくほど拡散光の影響が小さくなる光学系的な周辺減光の効果による。また、図５（ａ）及び（ｂ）の白基準データＳＤ０，ＳＤ１が示すように、ロッドレンズアレイ４２のレンズピッチに対応した周期的な小振幅の感度変動（うねり）も生じている。このような周期的な変動は、ロッドレンズアレイ４２を構成する単一レンズの中心部と外縁部とで集光量が異なるため必然的に生じるものと考えられる。
【００４１】
また、図５（ｂ）の読み取り時の白基準データＳＤ１には、異常値として局所的に感度特性が大きく変動する箇所がいくつか観察される。これは、白基準板４９の表面に付着した微小な粉塵などの汚れ又は光電変換素子４３１ａ，４３２ａ，４３３ａの不良によるものと考えられる。
【００４２】
図４に示される補正データ生成部４１０は、第１の入力バッファメモリ４１２Ａと、第２の入力バッファメモリ４１２Ｂとを備えている。第１の入力バッファメモリ４１２Ａには、工場出荷時等に採取される初期の白基準データＳＤ０が記憶される。第２の入力バッファメモリ４１２Ｂには、原稿２０の画像を読み取る直前に採取される読み取り時の白基準データＳＤ１が記憶される。
【００４３】
初期の白基準データＳＤ０は、図示しない外部の不揮発性メモリ４２１に予め格納されている。画像読取装置１のメインの電源が投入されると、初期の白基準データＳＤ０がその外部の不揮発性メモリ４１１から第１の入力バッファメモリ４１２Ａにロードされる。なお、補正データ生成部４１０の内部ＲＯＭを第２の入力バッファメモリ４１２Ｂとして設けて、ここに初期の白基準データＳＤ０が予め記憶されるものでもよい。
【００４４】
第２の入力バッファメモリ４１２Ｂは、補正データ生成部４１０に備えられる内部ＲＡＭ（Random Access Memory）に割り当てられたメモリ領域からなり、画像の読み取る直前において白基準データＳＤ１が採取される毎にそのデータの内容が書き換えられる。
【００４５】
また、補正データ生成部４１０は、第１乃至第３の作業メモリ４１５，４２０，４２１を備えている。これらは、補正データ生成部４１０の内部ＲＡＭに割り当てられた各メモリ領域からなり、内部のデータバス４２３を介して互いにデータ伝送可能に接続されている。第１の作業メモリ４１５には、読み取り時に採取される白基準データＳＤ１及び初期の白基準データＳＤ０に基づいて最終的に生成されるシェーディング補正データＳＤが格納される。
【００４６】
また、補正データ生成部４１０は、第１及び第２のセレクタ４１３，４１９と、フィルタ４１４と、乗算器４１７と、乗算係数メモリ４１６と、除算器４１８とを備える。
【００４７】
第１のセレクタ４１３は、第１の入力バッファメモリ４１２Ａに格納された初期の白基準データＳＤ０、又は第２の入力バッファメモリ４１２Ｂに格納された読み取り時の白基準データＳＤ１の何れかを適時選択して出力する。
【００４８】
フィルタ４１４は、平滑フィルタ４１４ａ及び補間フィルタ４１４ｂの機能を備えてなり、第１のセレクタ４１３で選択される白基準データＳＤ０，ＳＤ１に対しフィルタリング処理を行う。
【００４９】
乗算器４１７は、第１の作業メモリ４１５に格納された白基準データに対し、乗算係数メモリ４１６の係数を乗算する演算処理を行う。
【００５０】
除算器４１８は、第１のセレクタ４１３で選択されるデータを第１の作業メモリ４１５に格納され乗算器４１７で係数が乗算されたデータで除算する演算処理を行う。
【００５１】
第２のセレクタ４１９は、第１の作業メモリ４１５に格納されたデータ、除算器４１８から出力されるデータ、又はフィルタ４１４から出力されるデータを適時選択して出力する。
【００５２】
（画像読取装置の動作）
次に画像形成装置１による動作の概要を説明する。
【００５３】
ユーザが給紙台２１に原稿１０を置いて操作パネル１４から画像の読み取りを指示すると、コントローラ５００はその情報を受信し、表面画像読取制御部３００及び裏面画像読取制御部４００に対して画像の読み取りを指令する。
【００５４】
表面画像読取制御部３００は、コントローラ５００からの指令を受けると、駆動部３９を制御して第１及び第２のキャリッジ３７Ａ，３７Ｂを第１の読取領域３ａに位置決めして保持する。
【００５５】
裏面画像読取制御部４００は、コントローラ５００からの指令を受けると、走査制御部４０１がＬＥＤ駆動信号を裏面画像読取部４の光源４１に出力する。そして、白基準板４９で反射した反射光をラインセンサ４３が受光して白基準データＳＤ１を採取する。
【００５６】
コントローラ５００は、搬送機構駆動制御部２４を駆動制御して搬送機構２３を動作させる。搬送機構２３は、給紙台２１に束の状態で置かれた原稿２０を１枚ずつ分離して、表面画像読取部３及び裏面画像読取部４を経由して排紙台２２まで搬送する。
【００５７】
表面画像読取制御部３００は、搬送機構２３による原稿２０の搬送に連動して、第１の読取領域３ａを通過する原稿２０の表面２０ａに記録された画像を１ラインずつ読み取る。すなわち、表面画像読取制御部３００は、主走査方向に配置された表面画像読取部３の光源３０を順次発光させ、原稿２０の表面２０ａからの反射光をＣＣＤセンサ３４が受光することで得られるセンサ出力を１ラインの画像読取信号として受信する。
【００５８】
裏面画像読取制御部４００は、同じく搬送機構２３による原稿２０の搬送に連動して、裏面画像読取部４を通過する原稿２０の裏面２０ｂに記録された画像をラインセンサ４３で１ラインずつ読み取る。
【００５９】
より詳細には、裏面画像読取制御部４００の走査制御部４０１は、原稿２０の搬送速度に応じたライン同期信号（１ラインを読み取り走査する周期信号）に同期して裏面画像読取部４の光源４１を発光させる。原稿２０の裏面２０ｂからの反射光をラインセンサ４３が受光することで、裏面２０ｂに記録された画像の１ラインの画像読取信号が出力される。
【００６０】
Ａ／Ｄ変換部４０２は、ラインセンサ４３が出力したアナログの画像読取信号をデジタルの信号である読取画像データに変換する。
【００６１】
画像補正手段としての画像処理部４０３は、Ａ／Ｄ変換部４０２でデジタルに変換された読取画像データに対し、補正データ生成部４１０が生成するシェーディング補正データＳＤ基づいてシェーディング補正等の画像処理を行う。
【００６２】
（補正データの作成動作）
次に、補正データ生成部４１０によるシェーディング補正データＳＤを作成する動作を、図４に示された機能ブロックと、図６に示すフローチャートを参照して説明する。なお理解を容易にするために、図６のフローチャートには各ステップで扱われるデータの概略波形を示すグラフが併せて示されている。また、グラフの太線で示されるデータは、ロッドレンズアレイ４２のレンズピッチに対応した周期的な変動成分（うねり）が含まれていることを意味し、細線で示されるデータは、周期的な変動成分がフィルタにより平滑化されたことを意味する（図７において同じ）。
【００６３】
ユーザが操作パネル１４で画像の読み取りを指示し、コントローラ５００から画像読み取りの指令が裏面画像読取制御部４００に送信されると、裏面画像読取制御部４００は、最初に白基準板４９をラインセンサ４３で撮像して、原稿読み取り時の白基準データＳＤ１を採取する。採取された白基準データＳＤ１は、第２の入力バッファメモリ４１２Ｂに格納される（Ｓ１１）。
【００６４】
補正データ生成部４１０の第１の補正データ修正手段は、図６のフローチャートのステップＳ１２〜Ｓ１５を通して、初期の白基準データＳＤ０（第１の基準データ）及び読み取り時の白基準データＳＤ１（第２の基準データ）に基づいて、白基準板４９の黒ずみや色あせ、変形等の経時的な劣化の影響を排除した修正白基準データＭＳＤ１を求める。
【００６５】
第１の補正データ修正手段は、はじめにフィルタ４１４を介して初期の白基準データＳＤ０をフィルタリング処理する（Ｓ１２）。このステップＳ１２においてフィルタ４１４は、ロッドレンズアレイ４２のレンズピッチに対応した白基準データＳＤ０の周期的な変動（うねり）を平滑化する。フィルタリング処理がされた初期の白基準データＦＳＤ０は、第１の作業メモリ４１５に一旦格納される。
【００６６】
続いて、第１の補正データ修正手段は、読み取り時の白基準データＳＤ１をフィルタ４１４でフィルタリング処理することで白基準データＦＳＤ１を取得する（Ｓ１３）。このステップＳ１３においてフィルタ４１４は、白基準データＳＤ１の周期的な変動（うねり）を平滑化するとともに、閾値以上の局所的な変動成分を除去する。
【００６７】
なお、このフィルタ４１４によるフィルタリング処理の詳細については後述する。
【００６８】
次に第１の補正データ修正手段は、フィルタリングされた読み取り時の白基準データＦＳＤ１を、同じくフィルタリングされた初期の白基準データＦＳＤ０で除算器４１８を介して除算することにより、光電変換素子４３１ａ，４３２ａ，４３３ａの配列方向（画素配列ＦＳ）にわたるこれらデータ間の比の分布データである感度比分布データＳＲＤを第２の作業メモリ４２０にて取得する（Ｓ１４）。ここで、取得された感度比分布データＳＲＤは、第２の作業メモリ４２０から第１の作業メモリ４１５に移される。
【００６９】
そして、第１の補正データ修正手段は、除算器４１８を介して、第２の入力バッファメモリ４１２Ｂに格納されている読み取り時の白基準データＳＤ１を第１の作業メモリ４１５に格納された感度比分布データＳＲＤで除算することにより、修正白基準データＭＳＤ１を求め第２の作業メモリ４２０にて取得する（Ｓ１５）。この修正白基準データＭＳＤ１は、第２の作業メモリ４２０から第１の作業メモリ４１５に移される。
【００７０】
次に、第２の補正データ修正手段は、図６のフローチャートのステップＳ１６〜Ｓ１８を通して、修正白基準データＭＳＤ１に含まれる白基準板４９の粉塵等の汚れに起因する変動成分を除去する修正し、これにより最終的なシェーディング補正データＳＤを作成する。
【００７１】
第２の補正データ修正手段は、はじめに除算器４１８を介して、第１の入力バッファメモリ４１２Ａの初期の白基準データＳＤ０を第１の作業メモリ４１５の修正白基準データＭＳＤ１で除算することにより、感度比データＳＲ１を第２の作業メモリ４２０にて取得する（Ｓ１６）。続いて、第２の補正データ修正手段は、第２の作業メモリ４２０にて取得した感度比データＳＲ１から閾値以上の局所的な変動成分が存在する画素位置をデータの置換対象位置として検出し、第３の作業メモリ４２１にその位置情報を格納する（Ｓ１７）。
【００７２】
次に、第１の入力バッファメモリ４１２Ａに格納されている初期の白基準データＳＤ０（第１の基準データ）を第２の作業メモリ４２０に移動させる。この際、フィルタ４１４はスルー、セレクタ４１９はそのスルーデータを選択する為、第２の作業メモリ４２０には第１の入力バッファメモリ４１２Ａと同じものが格納される。
【００７３】
次に、第３の作業メモリ４２１に格納された局所的変動成分の位置情報に該当する、第１の作業メモリ４１５に格納された修正白基準データＭＳＤ１の該当画素を、第２の作業メモリ４２０に格納された初期の白基準データＳＤ０の該当画素に置き換える。これにより、精度の高いシェーディング補正データＳＤが生成される。
【００７４】
次に、補正データ生成部４１０に備えられるフィルタ４１４の動作について説明する。フィルタ４１４は、平滑フィルタ４１４ａ及び補間フィルタ４１４ｂとしての機能を有している。ここでは、フィルタ４１４が読み取り時の白基準データＳＤ１をフィルタリング処理する動作を例に挙げるが、他のデータに対するフィルタリング処理も同様に行われる。
【００７５】
図７（ａ）は、読み取り時の白基準データＳＤ１の波形を例示する図であり、図７（ｂ）は、フィルタ４１４により白基準データＳＤ１をフィルタリング処理して得られる白基準データＦＳＤ１の波形を例示する図である。図７（ａ）の白基準データＳＤ１には、グラフの太線で示されるロッドレンズアレイ４２のレンズピッチに対応した周期的な変動成分（例えばＩ部）と、白基準板４９の表面に付着した粉塵等に起因する局所的な変動成分（例えばＪ部）と、ラインセンサ４３において隣接する２つのセンサチップ４３１，４３２間の光電変換素子４３１ａ，４３２ａの感度特性の差に起因する段状の変動成分（例えばＫ部）とが観察される。
【００７６】
なお、図７（ａ）において示される白基準データＳＤ１に含まれるこれらの変動成分のノイズは、説明のため極端に大きく図示されたものであり、実際のＳＮ比はこれよりも相当程度大きい。
【００７７】
第１の実施の形態によるフィルタ４１４は、ラインセンサ４３の光電変換素子４３１ａ，４３２ａ，４３３ａの配列に従って、各光電変換素子４３１ａ，４３２ａ，４３３ａの出力データを、その光電変換素子に近接する範囲にある複数の光電変換素子が出力するデータの平均値で順次置換してゆく。ここで、図８（ａ）乃至（ｃ）は、図７（ａ）に示された白基準データＳＤ１のＩ部、Ｊ部、Ｋ部の各部において、データが置換される前後の波形を詳細に示す図である。
【００７８】
例えば、図８（ａ）に示されるように、フィルタ４１４は、画素位置Ｄｉの出力データを置換する場合、Ｄｉを含み先行するＤｉ＋１４の画素位置までの各光電変換素子の出力の平均値を演算し、その平均値を画素位置Ｄｉのデータとして置換する。なお、画素位置Ｄｉを中心とする前後１４箇所の画素位置（Ｄｉ−７〜Ｄｉ＋７）の出力を平均した値を画素位置Ｄｉのデータとして置換してもよい。
【００７９】
置換のため平均値の演算に考慮される画素範囲（光電変換素子に近接する範囲）としては例えば１４画素であり、これはロッドレンズアレイ４２のレンズピッチに対応する画素数に一致している。あるいはその画素範囲をレンズピッチの整数倍に設定してもよい。このように平均値を求める際に考慮される画素の範囲をレンズピッチに相当する画素数に設定することにより、光電変換素子４３１ａ，４３２ａ，４３３ａの出力の周期的なうねりを効率良く平滑化することができる。
【００８０】
また、例えば図８（ｂ）に示されるように、フィルタ４１４は、画素位置Ｄｊのデータを置換する場合において、平均値の演算に考慮される画素位置Ｄｊ＋１〜Ｄｊ＋１４の出力のうち画素位置Ｄｊにおける出力との差が閾値を超えるものが存在するときは、置換のための平均値の演算においてその閾値以上の出力データを除外する。
【００８１】
なお、閾値を超え除外された出力データは、その前後の画素位置において閾値を超えない出力データに基づいて例えば線形（一次）補間により置換がなされる。
【００８２】
また、例えば図８（ｃ）に示されるように、フィルタ４１４は、隣接するセンサチップ４３１，４３２の境界に検出除外領域を設定する。例えば、画素位置Ｄｋの光電変換素子４３１ａの出力を置換する場合、近接する画素位置Ｄｋ＋１〜Ｄｋ＋１４の範囲にセンサチップ４３１，４３２の境界が存在するときには、その異なるセンサチップ４３２の光電変換素子４３ａが出力するデータを上記閾値の判断及び置換のための平均値の演算から除外する。
【００８３】
また、センサチップ４３１，４３２の境界に設定される検出除外領域（図８（ｃ）の例では画素位置Ｄｋ＋１〜Ｄｋ＋１４）の例えばＤｋ＋７の画素位置にある光電変換素子４３２ａの出力データは、当該検出除外領域の両端（画素位置Ｄｋ〜Ｄｋ＋１５）の置換値に基づいて線形（一次）補間された値に置換される。
【００８４】
このように、隣接するセンサチップ４３１，４３２の境界に検出除外領域を設けたことにより、製造プロセス条件の違いにより光電変換素子４３１ａ，４３２ａの間に感度特性の差が顕著に存在しても、その差分を平滑して補間で埋めてしまうような誤った処理は回避される。したがって、図７（ａ）のＫ部に示されるような感度特性の段差をシェーディング補正データＳＤに正確に反映される。
【００８５】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。ここでは、補正データ生成部４１０に備えられるフィルタ４１４における第１の実施の形態とは異なる別の動作について説明する。
【００８６】
第２の実施の形態によるフィルタ４１４は、第１の実施の形態と同様にラインセンサ４３の光電変換素子４３１ａ，４３２ａ，４３３ａの配列に従って、各光電変換素子４３１ａ，４３２ａ，４３３ａの出力データを、その光電変換素子に近接する範囲にある複数の光電変換素子が出力するデータの平均値で順次置換してゆく。ここで、図９（ａ）乃至（ｃ）は、図７（ａ）に示された白基準データＳＤ１のＩ部、Ｊ部、Ｋ部の各部において、データが置換される前後の波形を詳細に示す図である。
【００８７】
例えば、図９（ａ）に示されるように、フィルタ４１４は、画素位置Ｄｉの出力データを置換する場合、Ｄｉを含み先行するＤｉ＋１４の画素位置までの各光電変換素子の出力の平均値を演算し、その平均値を画素位置Ｄｉのデータとして置換する。なお、画素位置Ｄｉを中心とする前後１４箇所の画素位置（Ｄｉ−７〜Ｄｉ＋７）の出力を平均した値を画素位置Ｄｉのデータとして置換してもよい。
【００８８】
置換のため平均値の演算に考慮される画素範囲（光電変換素子に近接する範囲）としては例えば１４画素であり、これはロッドレンズアレイ４２のレンズピッチに対応する画素数に一致している。あるいはその画素範囲をレンズピッチの整数倍に設定してもよい。
【００８９】
また、例えば図９（ｂ）に示されるように、フィルタ４１４は、画素位置Ｄｊのデータを置換する場合において、平均値の演算に考慮される画素位置Ｄｊ＋１〜Ｄｊ＋１４の出力のうち画素位置Ｄｊにおける出力との差が第１の閾値（チップ内閾値）を超えるものが存在するときは、置換のための平均値の演算においてその閾値以上の出力データを除外する。
【００９０】
なお、閾値を超え除外された出力データは、その前後の画素位置において閾値を超えない出力データに基づいて例えば線形（一次）補間により置換がなされる。
【００９１】
また、例えば図９（ｃ）に示されるように、フィルタ４１４は、隣接するセンサチップ４３１，４３２の境界に閾値変更領域を設定する。例えば、画素位置Ｄｋの光電変換素子４３１ａの出力を置換する場合、これに近接する画素位置Ｄｋ＋１〜Ｄｋ＋１４の範囲にセンサチップ４３１，４３２の境界が存在するときには、その異なるセンサチップ４３２の光電変換素子４３２ａが出力するデータについては、上記第１の閾値（チップ内閾値）の範囲を拡大して変更した第２の閾値（境界部閾値）で判断する。図９（ｃ）の例では、閾値変更領域の画素位置Ｄｋ＋１〜Ｄｋ＋１４の出力は、拡大された第２の閾値（境界部閾値）を超えないので、画素位置Ｄｋの置換の際においてもそのまま平均値に反映される。
【００９２】
このように、隣接するセンサチップ４３１，４３２の境界において閾値が拡大される閾値変更領域を設けたことにより、製造プロセス条件の違いにより光電変換素子４３１ａ，４３２ａの間に感度特性の差が顕著に存在しても、その差分を平滑して補間で埋めてしまうような誤った処理は回避される。したがって、図７（ａ）のＫ部に示されるような感度特性の段差をシェーディング補正データＳＤに正確に反映される。
【００９３】
［第３の実施の形態］
図１０は、本発明の第３の実施の形態に係る画像形成装置５の構成例を示す図である。この画像形成装置５は、上記第１又は第２の実施の形態に係る画像読取装置１と、本体部５Ａとを備える。
【００９４】
本体部５Ａは、画像読取装置１によって読み取られた原稿画像を記録媒体としての用紙７０に印刷する画像形成部６と、画像形成部６に用紙７０を供給するトレイ部７とを備える。
【００９５】
原稿カバー１７には、タッチパネル１７１と、原稿の読取、画像の印刷を指示するスタートボタンや原稿の読取、画像の印刷の停止を指示するストップボタン等の操作ボタン１７２とが設けられている。
【００９６】
画像形成部６は、電子写真方式によって原稿画像を用紙に印刷するものであり、循環移動する無端状の中間転写ベルト６０と、中間転写ベルト６０にイエロー（Ｙ），マゼンダ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）の各色のトナー画像を転写する第１乃至第４の画像形成ユニット６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１Ｋと、画像情報に基づいて変調されたレーザー光を第１乃至第４の画像形成ユニット６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１Ｋの後述する感光体ドラム６１０を露光することにより感光体ドラム６１０上に静電製造を形成する露光部としての光学走査装置６２とを備えている。
【００９７】
各画像形成ユニット６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１Ｋは、感光ドラム６１０と、感光ドラム６１０の表面を一様に帯電する帯電器６１１と、感光ドラム６１０の表面に光学走査装置６２によって形成された静電潜像を各色のトナーで現像してトナー画像を形成する現像部としての現像器６１２と、中間転写ベルト６０を感光ドラム６１０に押し付ける一次転写ローラ６１３とを有している。
【００９８】
中間転写ベルト６０は、不図示のモータに連結された駆動ローラ６３によって駆動され、第１の従動ローラ６４Ａ、第２の従動ローラ６４Ｂ及び中間転写ベルト６０に張力を付与するテンションローラ６５によって形成された循環経路に沿って回転する。
【００９９】
また、画像形成部６は、中間転写ベルト６０を挟んで第２の従動ローラ６４Ｂと対向する位置に配置され、中間転写ベルト６０上に形成されたトナー画像をトレイ部７から供給された用紙に転写する転写部としての二次転写ローラ６６と、用紙に転写されたトナー画像を用紙上に転写する定着部としての定着ユニット６７と、定着ユニット６７を通過した用紙７０を排出台６９に排出する排出ローラ６８とを備えている。
【０１００】
定着ユニット６７は、ヒータを内蔵する定着ロータ６７１と、定着ローラ６７１に対して加圧される加圧ローラ６７２とを備える。
【０１０１】
トレイ部７は、向き、大きさ、紙質等の異なる用紙７０をそれぞれ収容する第１乃至第３のトレイ７１〜７３を備える。トレイ部７は、第１乃至第３のトレイ７１〜７３のそれぞれに対応して、格納された用紙７０を取り出すためのピックアップローラ７４Ａ〜７４Ｃと、複数の用紙７０が取り出された場合にそれらを分離する分離ローラ７５Ａ〜７５Ｃと、用紙７０さらに下流側へ搬送するレジローラ７６Ａ〜７６Ｃとを備えている。レジローラ７６Ａ〜７６Ｃは、画像形成部６による画像形成のタイミングに同期して動作し、第１乃至第３のトレイ７１〜７３から取り出した用紙７０を搬送路７７に沿って二次転写ローラ６６と転写ベルト６０との間に導くように構成されている。
【０１０２】
以上、本発明の好適な実施の形態を複数説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲内で種々の変形・応用が可能である。
【符号の説明】
【０１０３】
１…画像読取装置、２…原稿搬送部、３…表面画像読取部、３ａ…第１の読取領域、３ｂ…第２の読取領域、４…裏面画像読取部、５…画像形成装置、５Ａ…本体部、６…画像形成部、７…トレイ部、１０…画像読取制御装置、１４…操作パネル、１７…原稿カバー、２０…原稿、２０ａ…表面、２０ｂ…裏面、２１…給紙台、２２…排紙台、２３…搬送機構、２４…搬送機構駆動部、３０…光源、３１…導光体、３２Ａ…第１のミラー、３２Ｂ…第２のミラー、３２Ｃ…第３のミラー、３３…レンズ、３４…ＣＣＤセンサ、３５…筐体、３６…原稿配置台、３７Ａ…第１のキャリッジ、３７Ｂ…第２のキャリッジ、３８Ａ〜３８Ｃ…白基準板、３９…駆動部、４１…光源、４２…ロッドレンズアレイ、４３…ラインセンサ、４４…基板、４９…白基準板、６０…中間転写ベルト、６１Ｙ…第１の画像形成ユニット、６１Ｍ…第２の画像形成ユニット、６１Ｃ…第３の画像形成ユニット、６１Ｋ…第４の画像形成ユニット、６２…光学走査装置、６３…駆動ローラ、６４Ａ…第１の従動ローラ、６４Ｂ…第２の従動ローラ、６５…テンションローラ、６６…二次転写ローラ、６７…定着ユニット、６８…排出ローラ、７０…用紙、７１…第１のトレイ、７２…第２のトレイ、７３…第３のトレイ、７４Ａ〜７４Ｃ…ピックアップローラ、７５Ａ〜７５Ｃ…分離ローラ、７６Ａ〜７６Ｃ…レジローラ、７７…搬送路、１７１…タッチパネル、１７２…操作ボタン、２３０…分離ロール、２３１…搬送ロール、２３２…読取ロール、２３３…案内ロール、２３４…排出ロール、３００…表面画像読取制御部、４００…裏面画像読取制御部、４０１…走査制御部、４０２…Ａ／Ｄ変換部、４０３…画像処理部、４０４…画像データ転送部、４１０…補正データ生成部、４１１…不揮発性メモリ、４１２Ａ…第１の入力バッファメモリ、４１２Ｂ…第２の入力バッファメモリ、４１３…第１のセレクタ、４１４…フィルタ、４１４ａ…平滑フィルタ、４１４ｂ…補間フィルタ、４１５…第１の作業メモリ、４１６…乗算係数メモリ、４１７…乗算器、４１８…除算器、４１９…第２のセレクタ、４２０…第２の作業メモリ、４２１…第３の作業メモリ、４２３…データバス、４３１，４３２，４３３…センサチップ、４３１ａ，４３２ａ，４３３ａ…光電変換素子、５００…コントローラ、６１０…感光ドラム、６１１…帯電器、６１２…現像器、６１３…一次転写ローラ、Ａ…副走査方向、ＦＳ…画素配列、ＦＳＤ０…フィルタリングされた初期の白基準データ、ＦＳＤ１…フィルタリングされた読み取り時の白基準データ、ＭＳＤ１…修正白基準データ、ＳＤ０…初期の白基準データ（第１の基準データ）、ＳＤ１…読み取り時の白基準データ（第２の基準データ）、ＳＲＤ…感度比分布データ、ＳＲ１…感度比データ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光電変換素子が配列されるセンサチップを複数有し、読取位置に搬送される原稿からの反射光を前記光電変換素子が受光して画像を読み取る画像読取部と、
前記読取位置に配置される基準板と、
前記基準板からの反射光により前記画像読取部が採取する基準データを平滑化するフィルタと、
前記フィルタで平滑化された前記基準データに基づいて補正データを生成する補正データ生成手段と、
前記画像読取部が読み取った原稿の画像を前記補正データ生成手段が生成した補正データに基づいて補正する画像補正手段と、を備え、
前記フィルタは、前記光電変換素子の配列に従って順次置換しようとする前記光電変換素子による出力を、当該光電変換素子に近接する範囲にある複数の他の光電変換素子による出力のうち閾値を超えない平均値に基づいて置換するとともに、当該光電変換素子と前記他の光電変換素子との間に前記センサチップの境界が存在する場合には、前記センサチップが異なる当該他の光電変換素子による出力を前記平均値から除外して当該光電変換素子の出力を置換して平滑化する、画像読取装置。
【請求項２】
複数の光電変換素子が配列されるセンサチップを複数有し、読取位置に搬送される原稿からの反射光を前記光電変換素子が受光して画像を読み取る画像読取部と、
前記読取位置に配置される基準板と、
前記基準板からの反射光により前記画像読取部が採取する基準データを平滑化するフィルタと、
前記フィルタで平滑化された前記基準データに基づいて補正データを生成する補正データ生成手段と、
前記画像読取部が読み取った原稿の画像を前記補正データ生成手段が生成した補正データに基づいて補正する画像補正手段と、を備え、
前記フィルタは、前記光電変換素子の配列に従って順次置換しようとする前記光電変換素子による出力を、当該光電変換素子に近接する範囲にある複数の他の光電変換素子による出力のうち第１の閾値を超えない出力の平均値に基づいて置換するとともに、当該光電変換素子と前記他の光電変換素子との間に前記センサチップの境界が存在する場合には前記第１の閾値をより範囲が広い第２の閾値に変更する、画像読取装置。
【請求項３】
前記画像読取部は、前記複数の光電変換素子に対し反射光を集光するアレイレンズを有する密着型のラインセンサを備えてなり、前記フィルタが前記平均値を得るための前記光電変換素子に近接する範囲が前記アレイレンズのレンズピッチに対応して設定される、請求項１又は２に記載の画像読取装置。
【請求項４】
原稿から画像を読み取る請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像読取装置と、
前記画像読取装置によって読み取られた画像に基づいて感光体を露光することにより前記感光体上に静電潜像を形成する露光部と、
前記感光体上に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像部と、
前記トナー像を用紙に転写する転写部と、
前記用紙に転写された前記トナー像を定着させる定着部と、を備える画像形成装置。
【請求項１】
複数の光電変換素子が配列されるセンサチップを複数有し、読取位置に搬送される原稿からの反射光を前記光電変換素子が受光して画像を読み取る画像読取部と、
前記読取位置に配置される基準板と、
前記基準板からの反射光により前記画像読取部が採取する基準データを平滑化するフィルタと、
前記フィルタで平滑化された前記基準データに基づいて補正データを生成する補正データ生成手段と、
前記画像読取部が読み取った原稿の画像を前記補正データ生成手段が生成した補正データに基づいて補正する画像補正手段と、を備え、
前記フィルタは、前記光電変換素子の配列に従って順次置換しようとする前記光電変換素子による出力を、当該光電変換素子に近接する範囲にある複数の他の光電変換素子による出力のうち閾値を超えない平均値に基づいて置換するとともに、当該光電変換素子と前記他の光電変換素子との間に前記センサチップの境界が存在する場合には、前記センサチップが異なる当該他の光電変換素子による出力を前記平均値から除外して当該光電変換素子の出力を置換して平滑化する、画像読取装置。
【請求項２】
複数の光電変換素子が配列されるセンサチップを複数有し、読取位置に搬送される原稿からの反射光を前記光電変換素子が受光して画像を読み取る画像読取部と、
前記読取位置に配置される基準板と、
前記基準板からの反射光により前記画像読取部が採取する基準データを平滑化するフィルタと、
前記フィルタで平滑化された前記基準データに基づいて補正データを生成する補正データ生成手段と、
前記画像読取部が読み取った原稿の画像を前記補正データ生成手段が生成した補正データに基づいて補正する画像補正手段と、を備え、
前記フィルタは、前記光電変換素子の配列に従って順次置換しようとする前記光電変換素子による出力を、当該光電変換素子に近接する範囲にある複数の他の光電変換素子による出力のうち第１の閾値を超えない出力の平均値に基づいて置換するとともに、当該光電変換素子と前記他の光電変換素子との間に前記センサチップの境界が存在する場合には前記第１の閾値をより範囲が広い第２の閾値に変更する、画像読取装置。
【請求項３】
前記画像読取部は、前記複数の光電変換素子に対し反射光を集光するアレイレンズを有する密着型のラインセンサを備えてなり、前記フィルタが前記平均値を得るための前記光電変換素子に近接する範囲が前記アレイレンズのレンズピッチに対応して設定される、請求項１又は２に記載の画像読取装置。
【請求項４】
原稿から画像を読み取る請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像読取装置と、
前記画像読取装置によって読み取られた画像に基づいて感光体を露光することにより前記感光体上に静電潜像を形成する露光部と、
前記感光体上に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像部と、
前記トナー像を用紙に転写する転写部と、
前記用紙に転写された前記トナー像を定着させる定着部と、を備える画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１０４８９０（Ｐ２０１２−１０４８９０Ａ）
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４９０８５（Ｐ２０１０−２４９０８５）
【出願日】平成２２年１１月５日（２０１０．１１．５）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月５日（２０１０．１１．５）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
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