JP2010171924A - 画像読取装置、画像形成装置および画像読取装置の異物検知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】画像読み取り後の出力画像に依存せず、画像読み取り装置の読み取り光路中のゴミの付着を検知することが可能な画像読取装置を提供する。
【解決手段】
複数のラインセンサを有する画像読取装置において、参照範囲内における第１のラインセンサから出力される第１の出力信号と第２のラインセンサから出力される第２の出力信号との間の相関関係を調べ、ラインセンサ上の異物の有無を検出する。さらに、ラインセンサ上の異物の付着が検知された場合、第１の信号と第２の信号の分散値を各々求め、比較することで、画像の読み取り光路上に存在するラインセンサのどこに異物が付着しているかを検知する。
【選択図】 図８

Description

本発明は、画像読取装置、画像形成装置および画像読取装置の異物検知方法に関する。

画像形成装置等の画像読取装置では、原稿をガラス台に載置させることで原稿位置を固定させながら、光学系を移動させて画像を読み取る手法（光学移動方式）や、光学系の位置を固定し、原稿搬送装置（ＡＤＦ：ａｕｔｏ ｄｏｃｕｍｅｎｔ ｆｅｅｄｅｒ）によって原稿を搬送させながら画像を読み取る手法が用いられる。

いずれの手法においても、画像の読み取り光路中にゴミ等の異物の付着があると、画像形成後の画像にスジ等が生じてしまうという問題が生じていた。

この問題に対し、読み取り後の画像データに基づいて画像読取装置内の異物の有無を検知する手法が提案されている。この手法を示したものとして、特許文献１が挙げられる。

特許文献１では、読み取り後の画像データにおいて、注目領域を形成する複数画素の分散値、注目領域に隣接する画素の分散値を算出し、これらの分散値の差分を求め、この差分が所定の閾値を超えるかにより、注目領域と隣接する領域との相関関係の有無を判定し、異物によるスジを検出する方法が開示されている。

特許文献１の手法では、異物によるスジであると判断するために、分散値の差分の閾値を設定する必要がある。しかしながら、画素の分散値がとり得る値は、出力画像により幅があるため、その差分の値は、読み取り画像によってばらつきがある。そのため、分散値の差分の閾値を固定するのは難しく、また、閾値の設定値を決定するのが難しいため、読み取り画像によっては異物によるスジであるのか読み取り画像の一部であるのかを正確に判別できない可能性がある。

本発明は上記のような問題を解決するために成されたもので、読み取り後の出力画像に依存せず、画像読み取り装置中のゴミ等の異物の有無を検知することが可能な画像読取装置、画像形成装置および画像読取装置の異物検知方法を提供することを目的とする。

上記問題を解決するために、本発明の画像読取装置は、原稿を照射する光源と、前記光源から原稿へ照射された光の反射光を読み取る複数のラインセンサと、前記ラインセンサの第１のラインセンサから出力される第１の出力信号と前記ラインセンサの第２のラインセンサから出力される第２の出力信号との相関関係の有無を判定する相関関係判定部と、前記相関関係の有無により、前記原稿から反射される前記反射光が前記ラインセンサに読み取られるまでの読み取り光路における異物の有無を検知する異物検知部と、を具備することを特徴とする。

また、本発明の画像形成装置は、原稿へ光を照射する光源と、前記光源から原稿へ照射された光の反射光を読み取る複数のラインセンサと、前記ラインセンサの第１のラインセンサから出力される第１の出力信号と前記ラインセンサの第２のラインセンサから出力される第２の出力信号との相関関係の有無を判定する相関関係判定部と、前記相関関係の有無により、前記原稿から反射される前記反射光が前記ラインセンサに読み取られるまでの読み取り光路における異物の有無を検知する異物検知部と、を具備する画像読取部と、用紙に前記画像読取部で読み取られた画像を形成する画像形成部と、前記画像形成部に前記用紙を供給する用紙供給部と、を具備することを特徴とする。

また、本発明の画像読取装置の異物検知方法は、原稿に光を照射し、前記原稿からの反射光を複数のラインセンサにより読み取り、前記ラインセンサの第１のラインセンサから出力される第１の出力信号と第２のラインセンサから出力される第２の出力信号との相関関係の有無を判定し、前記相関関係の有無により原稿画像の読み取り光路上の異物の有無を検知することを特徴とする。

本発明によれば、読み取り後の画像に依存せず、画像読み取り装置の原稿画像の読み取り光路中の異物の付着を検知することが可能な画像読取装置を提供できる。

画像形成装置の概略構成図 画像読取装置の概略構成図 異物の有無検知の際の信号処理に関するブロック図 カラーラインセンサとモノクロラインセンサともに異物の付着がない場合の参照範囲内のＲ信号とＫ信号の変遷図 カラーラインセンサに異物が付着し、モノクロラインセンサには異物の付着が無い場合の参照範囲内のＲ信号とＫ信号の変遷図 カラーラインセンサに異物の付着が無く、モノクロラインセンサには異物が付着している場合の参照範囲内のＲ信号とＫ信号の変遷図 Ｒ信号とＫ信号の相関関係を判定するフローチャート 画像読取装置内の異物の有無を判定するフローチャート

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。

図１は、本発明に係る画像読取装置を備えた画像形成装置の概略構成図である。

画像形成装置１は、画像情報を、出力画像として出力するための画像形成部２、画像形成部２に対して画像出力に用いられる任意サイズの用紙Ｐを供給可能な用紙供給部３を有する。さらに、画像形成部２において画像形成される対象である画像情報を、原稿から画像データとして取り込む画像読取部として働く画像読取装置４を有する。画像読取装置４には、読み取りが終了した原稿を読み取り位置から排出位置に排出し、次の原稿を読み取り位置に案内する自動原稿送り装置（ＡＤＦ）３０が設けられている。この画像読取装置４についての説明は後述する。

画像形成部２は、転写体としての中間転写ベルト１４と、中間転写ベルト１４に沿って並んで配置されるイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナーに対応する４つのプロセスユニット１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋを備える。
各プロセスユニットは、同様の構成であり、同様の動作をするため、ブラック（Ｋ）のプロセスユニット１５Ｋを例にとり、説明する。

プロセスユニット１５Ｋは、像担持体としての感光体１６Ｋ、感光体１６Ｋ上に静電潜像を形成するレーザーユニット１７Ｋ 、感光体１６Ｋの周囲に順次に配置された帯電装置１８Ｋ、現像装置１９Ｋ、中間転写ベルト１４を挟んで感光体１６Ｋと対向する一次転写装置２１Ｋ、クリーナ２２Ｋ、除電ランプ２３Ｋを備える。

画像形成部２において、画像形成が始まると、帯電装置１８Ｋは回転する感光体１６Ｋの外周面に電荷を供給する。帯電装置１８Ｋによって均一の電位に帯電された感光体１６Ｋの外周面に画像読取装置４から送信されてきた画像情報に従ってレーザーユニット１７Ｋからレーザービームを照射する。レーザービームの照射により感光体１６Ｋの外周面に画像情報に対応した静電潜像が形成・保持されると、現像装置１９Ｋによって感光体１６Ｋの外周面に現像剤が提供され、静電潜像はトナー像に変換される。

この現像装置１９Ｋは、回転自在に設けられた現像ローラ２４Ｋを備えており、この現像ローラ２４Ｋが感光体１６Ｋに対向配置されて回転することにより、感光体１６Ｋへトナーが供給される。感光体１６Ｋの外周面にトナー画像が形成されると、一次転写装置２１Ｋによってトナー像が静電的に中間転写ベルト１４へ転写される。また、転写されずに残った感光体１６Ｋ上のトナーは、一次転写装置２１Ｋよりも感光体１６Ｋの回転方向の下流に位置するクリーナ２２Ｋによって除去され、さらに、感光体１６Ｋの外周面の残留電荷が、除電ランプ２３Ｋによって除去される。カラー画像を形成する場合には、以上のプロセスユニット１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃにおいても同様に行われる。

中間転写ベルト１４に転写されたトナー像は、二次転写装置２５によって搬送路を通って給紙装置より搬送されてきた用紙上に静電的に転写される。その後、トナー像が転写された用紙Ｐは定着装置２６へ搬送され、用紙上に転写されたトナー像は定着装置２６によって用紙上に定着される。また、トナー像が定着され、画像形成が完了した用紙は、搬送ローラ２７へ向かって搬送され、排紙トレイ２８に排出される。

次に、画像読取装置４について説明する。図２は、画像読取装置の構成を示す概略構成図である。

画像読取装置４は、自動原稿送り装置３０、原稿Ｄを載置する原稿ガラス３１、原稿ガラス３１の下を往復移動するキャリッジ３２、キャリッジ３２に設けられた露光ランプ３３、第１反射ミラー３４、第２反射ミラー３５、第３反射ミラー３６、集光レンズ３７とラインセンサ３８を実装するＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）３９を備えている。

また、本実施の形態におけるラインセンサ３８は、ＲＥＤ（以下、Ｒと称する）、ＧＲＥＥＮ（以下、Ｇと称する）、およびＢＬＵＥ（以下、Ｂと称する）のカラー信号を出力する３つのラインセンサ（カラーラインセンサ３８a）とモノクロ信号（以下、Ｋ信号と称する）を出力する１つのラインセンサ（モノクロラインセンサ３８ｂ）を備える４ラインセンサであるものとする。

原稿ガラス３１に置かれた原稿Ｄ、もしくは自動原稿送り装置３０によって送られてくる原稿Ｄにキャリッジ３２と露光ランプ３３からなる露光手段によって原稿ガラス３１の下方から光が当てられる。原稿Ｄからの反射光は第１反射ミラー３４、第２反射ミラー３５、第３反射ミラー３６で反射し、集光レンズ３７を透過してラインセンサ３８の受光面に結像する。ＣＣＤ３９に取り込まれた画像情報はアナログ情報で出力された後、デジタル信号に変換され、画像処理が施された後、レーザーユニットへ送信される。

次に、ラインセンサ３８への異物の付着の有無を検知する方法を説明する。

図３は、ラインセンサ３８の異物の有無検知の際の信号処理に関するブロック図である。
まず、ラインセンサ３８で読み取られた画像データの参照範囲を、例えば４（画素）×４（画素）というように定めておく。本実施形態においては、参照範囲は４（画素）×４（画素）とすることとする。

この参照範囲におけるカラーのＲ信号、Ｂ信号、Ｇ信号とモノクロのＫ信号との相関係数が相関係数算出部１０１により算出される。この相関係数は、例えば、以下に示す一般的な相関係数Ｒを算出する式で算出される。この式は、2組の数値からなるデータ列（ｘ，ｙ）＝｛（ｘ_ｉ，ｙ_i）｝（ｉ＝１，２，・・・，ｎ）が与えられたときの相関係数を求める数式である。

本発明においては、ｘをカラーのＲ信号、Ｂ信号、Ｇ信号の濃度、ｙをモノクロのＫ信号の濃度として、カラーのＲ信号、Ｂ信号、Ｇ信号とモノクロのＫ信号との相関係数を求めることができる。

相関係数算出部１０１において算出されたＲ信号とＫ信号の相関係数（以下、ＲＫ＿相関係数を称する）、Ｂ信号とＫ信号の相関係数（以下、ＢＫ＿相関係数を称する）、Ｇ信号とＫ信号の相関係数（以下、ＧＫ＿相関係数を称する）を用いて相関関係の有無を判定する相関関係判定部１０２を有する。

そして、相関関係判定部１０２による相関関係の有無の判定結果はゴミ検知部１０３に送られ、異物判定部１０３において、ラインセンサ３８への異物付着の有無を判定する。異物判定部１０３により異物の付着が確認され、尚且つカラーラインセンサ３８ａとモノクロラインセンサ３８ｂのどちらに異物が付着しているのか判別できない場合は、分散値比較部１０４において、異物の付着場所を特定するためにカラー信号とモノクロ信号の分散値が算出され、その大きさが比較される。分散比較部１０４における分散値の比較結果から、異物付着場所判定部１０５においてラインセンサ３８のどこに異物の付着があるのかが判定される。

まず、例としてＲ信号とＫ信号における相関係数を求める場合を示す。

図４は、Ｒ信号とＫ信号の両方において異物の付着による画質劣化が見られない場合の参照範囲内の画像データ及び、参照範囲内の画像濃度の変化を示すグラフである。上図は画像データを示し、下図が画像濃度の変化のグラフを示す。

図４の下図に示されるように、異物の付着が無ければ、Ｒ信号とＫ信号の濃度変化は同様の動きを示す。すなわち、Ｒ信号とＫ信号の濃度変化には相関関係が成り立つ。

図５、図６は、Ｒ信号、Ｋ信号のどちらか一方に異物が付着した場合を示す。図５はＲ信号側に異物の付着がある場合を示し、図６はＫ信号側に異物の付着がある場合を示す。参照範囲内に異物の付着があると、その異物の付着部分のみ、画像濃度が大きく変化してしまう。そのため、異物の付着がない側の信号の画像濃度とは変化の仕方が大きく異なることとなる。すなわち、Ｒ信号とＫ信号の濃度変化に相関関係は成り立たない。

具体的に相関関係が成り立つか否かの判定には、Ｒ信号とＫ信号の相関係数を用い、相関係数が閾値以上であれば、相関関係が成り立つと判断する。

このような考えに基づき、Ｒ信号とＫ信号の相関係数が閾値以上か否かを判定し、相関関係が成り立つか否かを判定する。Ｒ信号とＫ信号の相関関係が成り立つか否かを判定する流れを、図７のフローチャートを用いて説明する。

Ｓ１０１において、参照範囲のＲ信号とＫ信号の相関係数（ＲＫ＿相関係数）を算出する。次に、Ｓ１０２において、ＲＫ＿相関係数が所定の閾値よりも大きいか否かを判定する。ＲＫ＿相関係数が所定の閾値よりも大きい場合は（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、Ｒ信号とＫ信号の間には相関関係が成り立つと判定する。相関関係が成り立つと判定すると、ｃｏｕｎｔ値を１と出力する（Ｓ１０３）。これを、ｃｏｕｎｔ＿ＲＫ＝１と表す。ＲＫ＿相関係数が所定の閾値よりも小さい場合は（Ｓ１０２：ＮＯ）、Ｒ信号とＫ信号との間には相関関係は成り立たないと判定し、ｃｏｕｎｔ値として０を出力する（Ｓ１０４）。すなわち、ｃｏｕｎｔ＿ＲＫ＝０となる。

Ｇ信号とＫ信号、Ｂ信号とＫ信号の相関関係の判定も、Ｒ信号とＫ信号の相関関係の判定と同様に行い、ｃｏｕｎｔの値を算出する。また、以下、Ｇ信号とＫ信号のｃｏｕｎｔ値はｃｏｕｎｔ＿ＧＫ、Ｂ信号とＫ信号のｃｏｕｎｔ値はｃｏｕｎｔ＿ＢＫと表す。

次に、上記のように求めたｃｏｕｎｔ＿ＲＫ、ｃｏｕｎｔ＿ＧＫ、ｃｏｕｎｔ＿ＢＫの総和を算出し、ラインセンサ３８上の異物の有無及び異物の付着場所の判定を行う。

この異物の有無、及び異物の付着場所の判定について、図８のフローチャートを用いて説明する。

Ｓ２０１において、ｃｏｕｎｔ＿ＲＫ、ｃｏｕｎｔ＿ＧＫ、ｃｏｕｎｔ＿ＢＫの総和（以下、ＳＵＭｃｏｕｎｔと称する）を算出する。次に、Ｓ２０２において、ＳＵＭｃｏｕｎｔ＝３であるかを判定する。ＳＵＭｃｏｕｎｔ＝３の場合は（Ｓ２０２：ＹＥＳ）、Ｒ信号とＫ信号、Ｇ信号とＫ信号、Ｂ信号とＫ信号の全てにおいて、相関関係が成り立っているといえる。そのため、ラインセンサ３８にゴミの付着は無いと判定される（Ｓ２０３）。

ＳＵＭｃｏｕｎｔ＝３でない場合は（Ｓ２０２：ＮＯ）、次にＳＵＭｃｏｕｎｔ＝１又はＳＵＭｃｏｕｎｔ＝２であるかを判定する（Ｓ２０４）。ＳＵＭｃｏｕｎｔ＝１又はＳＵＭｃｏｕｎｔ＝２である場合は（Ｓ２０４：ＹＥＳ）、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号のいずれかの少なくとも１つとＫ信号は相関関係が成り立つため、Ｋ信号を出力するラインセンサ３８のモノクロラインセンサ３８ｂには異物の付着はないと判断できる。すなわちラインセンサ９のカラーラインセンサ３８ａに異物の付着があると判断される（Ｓ２０５）。

ＳＵＭｃｏｕｎｔ＝１又はＳＵＭｃｏｕｎｔ＝２でない場合（Ｓ２０４：ＮＯ）、すなわち、ＳＵＭｃｏｕｎｔ＝０の場合は、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号全てとＫ信号は相関関係が成り立たないこととなる。すなわち、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号のカラー側の信号を出力するカラーラインセンサ３８ａかあるいは、Ｋ信号を出力するモノクロラインセンサ３８ｂのどちらかに異物の付着があると判断される。

その後、カラーラインセンサ３８ａかモノクロラインセンサ３８ｂかどちらに異物の付着があるのかを特定するための処理を行う。この異物の付着位置の特定は、カラー側の信号のうちの１つの参照範囲内の分散（例えば、Ｇの分散値（Ｇ分散））とモノクロのＫ信号の参照範囲内の分散値（Ｋ分散）を算出する（Ｓ２０６）。算出したＧ分散とＫ分散との比較を行い、Ｇ分散＞Ｋ分散であるかを判定する（Ｓ２０７）。

Ｇ分散＞Ｋ分散であれば（Ｓ２０７：ＹＥＳ）、カラーラインセンサ３８ａに異物の付着があると判定する（Ｓ２０８）。分散が大きいということは、参照範囲内で異物の付着により濃度の変化が起こったと判断できる。すなわち、Ｋ分散よりＧ分散が大きいということは、モノクロラインセンサ３８ｂではなく、カラーラインセンサ３８ａが起こっているとみなせるのである。

また、Ｇ分散＞Ｋ分散でなければ（Ｓ２０７：ＮＯ）、モノクロラインセンサ３８ｂに異物の付着があると判定する（Ｓ２０９）。これは、上記と同様に、分散の大きい方に異物の付着があるとみなされるためである。

異物の検知終了後、異物が付着していると判定された場合、画像読取装置１のユーザにその旨を通知する通知部を設け、異物の付着の警告を行うことができる。異物の付着をユーザが認識することにより、ユーザやサービスマンが掃除を行い異物を除去することが可能となる。また、本実施形態における異物の検知は、カラーラインセンサ３８ａに異物が付着しているのか、モノクロラインセンサ３８ｂに異物が付着しているのかの異物の付着場所の特定を行うことができるため、異物を取り除く際の手間を省くことができる。

なお、ユーザへの通知方法としては、コントロールパネルへの表示等が挙げられる。

以上のような構成を採ることにより、ラインセンサ３８の出力信号のカラー信号と、モノクロ信号の相関関係よりラインセンサ３８への異物の付着の有無を検知することができる。相関関係の有無は、相関係数を用い、閾値以上であるか判断することによって判定している。この相関係数の閾値は、出力画像に依存せず、設定することができる値である。

すなわち、本実施形態における異物検知方法を用いる画像読取装置では、出力画像に依存せず、原稿に当てられた反射光の読み取り光路上に存在するラインセンサ３８の異物の検出をすることが可能となる。

１．画像形成装置
２．画像形成部
３．用紙供給部
４．画像読取装置
３０．自動原稿送り装置
３１．原稿ガラス
３２．キャリッジ
３３．露光ランプ
３４．第１反射ミラー
３５．第２反射ミラー
３６．第３反射ミラー
３７．集光レンズ
３８．ラインセンサ
３８ａ．モノクロラインセンサ
３８ｂ．カラーラインセンサ
３９．ＣＣＤ
１０１．相関係数算出部
１０２．相関関係判定部
１０３．異物判定部
１０４．分散比較部
１０５．異物付着場所判定部

特開２００６−１７３９３３号公報

Claims (8)

1. 原稿へ光を照射する光源と、
   前記光源から原稿へ照射された光の反射光を読み取る複数のラインセンサと、
   前記ラインセンサの第１のラインセンサから出力される第１の出力信号と前記ラインセンサの第２のラインセンサから出力される第２の出力信号との相関関係の有無を判定する相関関係判定部と、
   前記相関関係の有無により、前記原稿から反射される前記反射光が前記ラインセンサに読み取られるまでの読み取り光路における異物の有無を検知する異物検知部と、
   を具備することを特徴とする画像読取装置。
2. 前記第１の出力信号の分散値である第１の分散値と前記第２の出力信号の分散値である第２の分散値とを算出する分散値算出部と、
   前記第１の分散値と前記第２の分散値とを比較する分散比較部と、
   前記分散比較部の結果に基づいて、前記異物の付着場所を判定する異物付着場所判定部と、
   を具備することを特徴とする請求項1記載の画像読取装置。
3. 前記異物検知部により異物を検知した場合に、前記異物の存在を通知する通知部を有することを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
4. 原稿へ光を照射する光源と、
   前記光源から原稿へ照射されたカラーの反射光を読み取るカラーラインセンサと前記光源から原稿へ照射されたモノクロの反射光を読み取るモノクロラインセンサとを有するラインセンサと、
   前記カラーラインセンサから出力されるカラー信号と前記モノクロラインセンサから出力されるモノクロ信号との相関関係の有無を判定する相関関係判定部と、
   前記相関関係判定部により、前記相関関係が有ると判定された場合には前記ラインセンサへの異物の付着があると判定し、前記相関関係が無いと判定された場合には前記ラインセンサへの異物の付着が無いと判定する異物検知部と、
   を具備することを特徴とする画像読取装置。
5. 前記カラー信号の分散値と前記モノクロ信号の分散値とを比較する分散値比較部と、
   前記分散値比較部の結果に基づいて、前記異物が前記カラーラインセンサと前記モノクロラインセンサのどちらに付着しているかを判定する異物付着場所判定部と、
   をさらに有することを特徴とする請求項４記載の画像読取装置。
6. 原稿へ光を照射する光源と、前記光源から原稿へ照射された光の反射光を読み取る複数のラインセンサと、前記ラインセンサの第１のラインセンサから出力される第１の出力信号と前記ラインセンサの第２のラインセンサから出力される第２の出力信号との相関関係の有無を判定する相関関係判定部と、前記相関関係の有無により、前記原稿から反射される前記反射光が前記ラインセンサに読み取られるまでの読み取り光路における異物の有無を検知する異物検知部と、を具備する画像読取部と、
   用紙に前記画像読取部で読み取られた画像を形成する画像形成部と、
   前記画像形成部に前記用紙を供給する用紙供給部と、
   を具備することを特徴とする画像形成装置。
7. 原稿に光を照射し、
   前記原稿からの反射光を複数のラインセンサにより読み取り、
   前記ラインセンサの第１のラインセンサから出力される第１の出力信号と第２のラインセンサから出力される第２の出力信号との相関関係の有無を判定し、
   前記相関関係の有無により原稿画像の読み取り光路上の異物の有無を検知することを特徴とする画像読取装置の異物検知方法。
8. 前記第１の出力信号の第１の分散値と前記第２の出力信号の第２の分散値とを算出し、
   前記第１の分散値と前記第２の分散値の大きさを比較し、
   前記第１の分散値と前記第２の分散値の比較結果に基づいて、前記異物の付着箇所を特定することを特徴とする請求項５記載の画像読取装置の異物検知方法。

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