JP2022059526A - 読取装置、画像形成装置および状態検知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】可視波長域において検知することが困難な重送等の紙の状態でも、その紙の状態を精度良く検知することが可能な読取装置、画像形成装置および状態検知方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の読取装置は、読取対象に対し不可視波長域の光を照明する照明部と、読取対象から反射された光を不可視波長域の範囲で撮像する撮像部と、読取対象の基準値を保持する保持部と、不可視波長域の範囲で撮像した不可視画像の読取値のレベルと基準値のレベルとの差に基づいて読取対象の状態を検知する検知部と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、読取装置、画像形成装置および状態検知方法に関する。

従来、読取装置において紙を読み取る場合、分離装置で１枚の紙に分離して１枚ずつ読み取りを行う。１枚の紙に分離することができなかった場合、複数枚が重なった状態で搬送され読み取りに失敗する。そこで、そのような重送を検知する技術として、画像読取結果を用いた技術が開示されている。

例えば特許文献１において、読取画像の濃度と、１枚の原稿の読取画像の濃度とを比較することにより、重送を検知する技術が開示されている。

しかしながら、従来の画像読取結果を用いた技術では、紙を可視波長域で読み取ると重送等の紙の状態を検知する精度が低下することがあるという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、可視波長域において検知することが困難な重送等の紙の状態でも、その紙の状態を精度良く検知することが可能な読取装置、画像形成装置および状態検知方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の読取装置は、読取対象に対し不可視波長域の光を照明する照明部と、前記読取対象から反射された光を不可視波長域の範囲で撮像する撮像部と、前記読取対象の基準値を保持する保持部と、前記不可視波長域の範囲で撮像した不可視画像の読取値のレベルと前記基準値のレベルとの差に基づいて前記読取対象の状態を検知する検知部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、可視波長域において検知することが困難な重送等の紙の状態でも、その紙の状態を精度良く検知することができるという効果を奏する。

図１は、第１の実施の形態にかかる読取装置の一例を示す図である。 図２は、本実施の形態にかかる読取装置の検知手段の構成の一例を示す図である。 図３は、対象に可視光を照射した場合と不可視光を照射した場合の反射率の測定結果を示すグラフである。 図４は、紙が１枚の単送のときと２枚の重送のときに照射した光の反射率を光学モデルで示した図である。 図５は、紙と背景部の組み合わせについて説明する図である。 図６は、図５に示す紙と背景部のグラフに、さらに紙のグラフを追加して示した図である。 図７は、紙と紙について、１枚および２枚のそれぞれにおける反射率の測定結果を示した図である。 図８は、実施例にかかる読取装置の検知手段の構成の一例を示す図である。 図９は、センサボード上の撮像センサの実施例を示す図である。 図１０は、不可視画像濃度検知部の結果と可視画像濃度検知部の結果を相補的に使う場合の可視画像に設定する波長域について説明する図である。 図１１は、色紙における反射率の測定結果を示すグラフである。 図１２は、画像解析部の実施例を示す図である。 図１３は、画像解析部のその他の実施例を示す図である。 図１４は、状態検知処理の一例について説明する図である。 図１５は、状態検知処理のその他の一例について説明する図である。 図１６は、状態検知処理のその他の一例について説明する図である。 図１７は、状態検知処理のその他の一例について説明する図である。 図１８は、状態検知が異種原稿の検知に利用できることについて説明する図である。 図１９は、第２の実施の形態にかかる画像形成装置の一例の構成を示す図である。

以下に添付図面を参照して、読取装置、画像形成装置および状態検知方法の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下において可視光線の波長域（可視波長域）を対象とする場合に可視、可視光線以外の赤外線や紫外線などの波長域を対象とする場合に不可視と呼ぶ。不可視の波長域（不可視波長域）は一例として３８０ｎｍ以下または７５０ｎｍ以上とする。

（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態にかかる読取装置の一例を示す図である。図１には、読取装置の一例として、ＡＤＦ（Automatic Document Feeder）を搭載した読取装置の構成を示している。

読取装置本体１０は、上面にコンタクトガラス１１を有し、読取装置本体１０の内部に縮小光学系方式の読取手段である、光源１３、第１キャリッジ１４、第２キャリッジ１５、レンズユニット１６、センサボード１７などを有する。図１において、第１キャリッジ１４は光源１３と反射ミラー１４－１とを有し、第２キャリッジ１５は反射ミラー１５－１、１５－２を有する。

光源１３は、可視光と不可視光の光源を使用する。例えば可視光には可視波長域のＬＥＤ（例えばＲ（Ｒｅｄ）色、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）色、Ｂ（Ｂｌｕｅ）色など）を使用し、不可光には赤外ＬＥＤなどを使用する。また、可視光と不可視光の両方の波長域をカバーするハロゲンランプなどを使用してもよい。光源１３の光は読取対象に照射され、読取対象からの反射光が第１キャリッジ１４のミラー１４－１や第２キャリッジ１５のミラー１５－１、１５－２で折り返されてレンズユニット１６に入射し、読取対象の像がレンズユニット１６からセンサボード１７上の受光面上に結像する。センサボード１７は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）またはＣＭＯＳ（Complementary MOS）などのラインセンサを有し、ラインセンサにおいて受光面に結像した読取対象の像を順次電気信号に変換する。本実施の形態において、センサボード１７は可視光を受光する撮像センサと、不可視光を受光する撮像センサとを備える。例えば、可視光用の撮像センサとしてＲ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、およびＢ（Ｂｌｕｅ）の撮像センサを使用して、読取対象の可視画像を読み取り、不可視光の撮像センサとしてＩＶ（Ｉｎｖｉｓｉｂｌｅ）センサ、例えばＩＲ（赤外線）センサを使用して、反射光のうちの赤外光の像（不可視画像）を読み取る。基準白板１２は光源１３の光量変化やラインセンサの画素（画素回路）のばらつきなどの補正に使用される。

読取装置１は読取装置本体１０に制御ボードを備え、読取装置本体１０の各部やＡＤＦ２０の各部を制御して所定の読取方式で読取対象の読取を行う。読取対象は、例えば文字や絵柄等が形成されている記録媒体または画像形成前の記録媒体である。以下では用紙の地肌が白色の原稿用紙を一例にする。原稿用紙を紙または原稿とも呼び、用紙に形成されている文字や絵柄等の部分を原稿画像などと呼ぶ。

読取装置１は、ＡＤＦ２０を使用してシートスルー方式で原稿１００の読取を行う。ＡＤＦ２０は「搬送部」の一例である。図１に示す構成では、読取装置１は、ＡＤＦ２０のトレイ２１の原稿束からピックアップローラ２２により１枚ずつに分離して原稿１００を搬送路２３に搬送し、原稿１００の読取対象の面を所定の読取位置で読み取って原稿１００を排紙トレイ２５に排出する。原稿１００の搬送は各種搬送ローラ２４の回転により行われる。

原稿１００の読取は、読取装置１が例えば第１キャリッジ１４および第２キャリッジ１５を所定のホームポジションに移動して固定し、それを固定した状態で、原稿１００が読取窓１９と背景部２６との間を通過するタイミングで行う。読取窓１９はコンタクトガラス１１の一部に設けられたスリット状の読取窓であり、原稿１００が自動搬送で読取窓１９を通過することで原稿１００の副走査方向が走査される。背景部２６は、スリットの対向位置に配置される所定の背景色の背景部材である。読取装置１は、原稿１００が読取窓１９を通過する間に読取窓１９側に向けられている原稿１００の第一面（表面または裏面）に照射した光源１３の光の反射光をセンサボード１７上の各撮像センサで逐次読み取る。

なお、原稿１００の両面読取を行う場合には、例えば表裏を反転させる反転機構を設けるなどして実施する。読取装置１は、反転機構を設けることにより原稿１００を反転させて原稿１００の第二面を読取窓１９で読み取らせることが可能になる。また、反転機構に限らず、その他の構成で読み取らせるようにしてもよい。例えば読取窓１９の通過後に、原稿１００の背面側に設けた読取部で原稿１００の第二面を読み取らせてもよい。この場合、読取部の対向位置に配置された部材が背景部に相当する。

本例の読取装置１の構成では、フラットベット方式の読取も可能である。具体的には、ＡＤＦ２０を持ち上げてコンタクトガラス１１を露出し、コンタクトガラス１１上に原稿１００を直接配置する。そして、ＡＤＦ２０を元の位置に下ろしてＡＤＦ２０の下部で原稿１００の背面を押さえる。フラットベット方式では原稿１００が固定されるため、原稿１００に対しキャリッジ（第１キャリッジ１４、第２キャリッジ１５）側を移動して走査を行う。第１キャリッジ１４および第２キャリッジ１５はスキャナモータ１８によって駆動され、原稿１００の副走査方向を走査する。例えば、第１キャリッジ１４が速度Ｖで移動し、同時にそれと連動して第２キャリッジ１５が、第１キャリッジ１４の半分の速度１／２Ｖで移動して、原稿１００のコンタクトガラス１１側の第一面を読み取る。この場合、ＡＤＦ２０の下部（原稿１００を背面から抑える部材）が背景部に相当する。

なお、この例では、第１キャリッジ１４、第２キャリッジ１５、レンズユニット１６、センサボード１７等を別々に示しているが、これらは、個別に設けてもよいし、一体となった一体型センサモジュールとして設けてもよい。

続いて、搬送される原稿１００の状態を検知する検知手段の構成について説明する。ここで「状態」とは、重送や異種原稿の混入など、予め想定している読み取りが行えない原稿の状態のことを指す。読取装置１のように、原稿束から１枚ずつ原稿１００を分離して搬送する装置では、分離に失敗した場合に、複数枚（例えば２枚）が重なった状態になり、重送が起こる。

本願の発明者は、重送等の状態を検知する場合、可視域よりも不可視域を使った方が状態をより検知しやすいことを見出した。本実施の形態では、不可視域を使用した場合の検知手段の構成を示す。また、不可視域を使用した根拠と結果について後段で説明する。

図２は、本実施の形態にかかる読取装置１の検知手段の構成の一例を示す図である。かかる検知手段の構成について読取装置１の構成を例に詳しく説明する。

不可視照明部３１は、不可視光を読取対象に照明する照明制御部である。不可視照明部３１は、図１に示す光源１３と光源１３を照明する照明部を含み、照明部が光源１３の赤外ＬＥＤをＯＮまたはＯＦＦに切り替え制御する。照明部は赤外ＬＥＤをＯＮ（入り）にすることにより赤外線の光で読取対象を照明する。

不可視画像撮像部３２は、不可視画像を撮像する撮像制御部である。例えば、不可視画像撮像部３２は、図１に示す第１キャリッジ１４、第２キャリッジ１５、レンズユニット１６、センサボード１７を含み、センサボード１７上のＩＲセンサを駆動するなどして不可視画像を撮像する。具体的に、不可視画像撮像部３２は、読取対象に照明されている赤外光の反射光（赤外光）をＩＲセンサにより受光して不可視画像を撮像する。なお、不可視照明部３１と不可視画像撮像部３２の構成は一例であり、不可視照明部３１と不可視画像撮像部３２の構成をこれらに限定するものではない。

不可視画像濃度検知部３３は、不可視画像撮像部３２から出力される不可視画像から濃度検知処理を行う。濃度検知処理は、不可視画像において指定された領域の読取値から濃度（濃度レベル）を求める処理である。例えは、不可視画像濃度検知部３３は、原稿用紙の地肌部分の画像全体の読取値から濃度レベルを検知する。なお、読取対象に照射した光の波長領域に応じて読取対象や背景部での光の透過率や反射率は変化する。当該読取値は、これらの透過率や反射率の変化によっても値が変化し、読取対象や背景部から反射する光量の和で示される輝度レベルを、ここでは便宜的に濃度レベルと呼んでいる。読取対象や背景部から反射する光と濃度レベルとの関係については後述する。

画像解析部３４は、濃度検知により得られた濃度からの重送などの状態を出力する。例えば、画像解析部３４は、不可視画像に基づいて求まる濃度値と、メモリなどの記憶部で予め保持している基準値（紙１枚のときの地肌画像の濃度値）とを比較し、濃度値と基準値とに所定の差がある場合に原稿の異常状態（例えば重送状態など）を示す情報を出力する。所定の差は、例えば一定値以上の差などとすることができる。

不可視照明部３１、不可視画像撮像部３２、不可視画像濃度検知部３３、および画像解析部３４の制御部や処理部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等により構成してもよいし、コンピュータ構成のプログラムの実行により機能部として構成してもよい。

ここで、不可視照明部３１は「照明部」の一例であり、不可視画像撮像部３２は「撮像部」の一例であり、不可視画像濃度検知部３３および画像解析部３４は「検知部」の一例であり、記憶部などが「保持部」の一例である。

続いて、可視域よりも不可視域を使った方が状態をより検知しやすいことについて、根拠と検証結果について図３～図５を参照して説明する。

図３は、対象に可視光を照射した場合と不可視光を照射した場合の反射率の測定結果を示すグラフである。一般的に使用される白地の紙（他の種類の紙と区別するために以下では紙Ｘとして説明する）を白色の背景部２６を背面にして配置し、紙Ｘが１枚のときと２枚重なっているときのそれぞれの反射率を測定した測定結果を、横軸を波長、縦軸を反射率としてグラフｆ１、グラフｆ２で示している。

図３に示すように、横軸において可視域にある範囲ｍ１の測定結果に注目すると、紙Ｘが１枚の時のグラフｆ１と２枚の時のグラフｆ２の反射率の差は最大でも１％程度若しくは１％に満たない。つまり可視域で測定すると１枚と２枚との間で測定結果に殆ど差がでないことが分かる。この差は撮像センサの読取値のバラツキ等も考慮すると、撮像センサからの可視域で得た読取値を見ただけでは、撮像センサのバラツキ等によるものなのか、それとも紙Ｘの枚数の違いにより生じる反射率の差によるものなのか区別できないことが分かる。

一方、不可視域で測定した場合は、図３に示すように不可視域の範囲ｍ２で十分な差がでる。つまり、不可視域で光を読み取れば紙Ｘ１の枚数の違いを区別することができることが分かる。

図４は、紙Ｘが１枚の単送のときと２枚の重送のときに照射した光の反射率を光学モデルで示した図である。図４（ａ）に単送の場合の光学モデルを示し、図４（ｂ）に重送の場合の光学モデルを示している。

図４（ａ）に示すように、紙Ｘが１枚のとき、撮像センサは、紙１００－１で反射する反射成分ｐ１と、紙１００－１を透過して背景部２６で反射する反射成分ｐ２とを読み取る。

一方、紙Ｘが２枚のとき、撮像センサは、図４（ｂ）に示すように、１枚目の紙１００－１で反射する反射成分ｐ１と、１枚目の紙１００－１を透過して２枚目の紙１００－２で反射する反射成分ｐ３と、２枚目の紙１００－２も透過して背景部２６で反射する反射成分ｐ４とを読み取る。

このため、単送のときと重送のときとで濃度値は加算する反射成分で変わり、関係は次のようになる。

単送のときの濃度値・・・ｐ１＋ｐ２
重送のときの濃度値・・・ｐ１＋ｐ３＋ｐ４

ここで反射成分ｐ４は紙Ｘを４回透過した反射成分であるため無視し、また紙Ｘの光の吸収性についても無視すると、反射成分ｐ２と反射成分ｐ３とに十分な差がでれば単送のときと重送のときとでレベルに差が出るため、濃度値を調べることで単送か重送かを検知することができる。本実施の形態にかかる読取装置は、これらの条件を踏まえると、白地の紙と白色の背景部との組み合わせの他にも、紙Ｘと背景部２６の素材の組み合わせを適宜選定し、重送の検知が可能な紙種を広げることも可能である。

図５は、紙Ｘと背景部２６の組み合わせについて説明する図である。図５には、横軸を波長、縦軸を反射率とし、紙Ｘと背景部２６とのそれぞれの分光反射率の測定結果を共に示している。グラフｆ３が紙Ｘの測定結果を示し、グラフｆ４が背景部２６の測定結果を示している。図５に示す測定結果では、測定に使用した紙Ｘと背景部２６との関係は、５００ｎｍ未満の短波長側では反射率の差が小さく、５００ｎｍ以上の長波長側になるに従い反射率の差が拡大することが分かる。なお、５００ｎｍは一例である。

つまり、紙（この例では白地の紙）の特性は、長波長側になるにつれて反射率が増加する。一方、背景部２６は、長波長側になるにつれて反射率が減少するものが使用されている。

図５に示すような分光特性を有する紙Ｘと背景部２６とを使用し、長波長側つまり不可視域の光を照射すれば反射成分ｐ２とｐ３に十分な反射率の差が生じ、濃度値から重送を検知することが可能であることが分かる。

なお、使用する不可視域は一例として３８０ｎｍ以下または７５０ｎｍ以上として説明したが、その範囲を使用する場合には７５０ｎｍ以上、もしくは、上述した作用を同等に発揮する波長域を使用するとよい。

原稿１００が重なった状態や異種原稿が混入した状態は、シートスルー方式などの搬送方式のものに限らずフラットベット方式などの場合にも起こり、いずれにおいても、あらかじめ想定している読み取りが行えない。従って、本実施の形態において示す検知手段は、その他の読取方式にも適宜適用してよい。

このように構成することにより、不可視領域で背景部と反射率が異なる紙に対して、重送などの紙の状態を精度よく検知することができる。従って、可視波長域において検知することが困難な重送等の紙の状態でも、その紙の状態を精度良く検知することができる。

（第１の実施の形態の実施例１）
これまでの結果から、短波長域側で単送と重送とでレベル差が現れなかった場合でも、長波長域側を利用することで単送と重送とでレベル差が発生することが分かった。つまり、可視域で重送を検知できるだけの反射率の変化が生じない紙種に対して、不可視域を利用することで重送検知することができることが分かった。

そこで、実施例１では、可視域と不可視域を使った状態検知の例を示す。

図６および図７は、可視域と不可視域とを相補的に利用した場合の対応紙種の拡大について説明する図である。図６には、図５に示す紙Ｘと背景部のグラフｆ３、ｆ４に、さらに、紙Ｘとは種類が異なる紙Ｙのグラフｆ５を追加して示している。紙Ｘは、既に図５で説明したように、短波長領域側つまり可視域で単送と重送との間にレベル差が現れないため、長波長領域側つまり不可視域を利用することにより重送を検知することができた。一方、紙Ｙは、短波長領域側で単送と重送との間にレベル差が現れ、長波長領域側で、そのレベル差は小さくなる。そこで、重送の検知を行う際に、可視域を利用して重送の検知も行う。不可視域で重送が検知されない場合に相補的に可視域を利用する。

図７には、紙Ｘと紙Ｙについて、１枚および２枚のそれぞれにおける反射率の測定結果を示している。紙Ｘの測定結果のグラフｆ１ｂとグラフｆ２ｂは、図３に示すグラフｆ１とグラフｆ２と同じグラフである。これに加え、紙Ｙが１枚のときと２枚のときのそれぞれの測定結果のグラフｆ１ｃとグラフｆ２ｃを示している。図７に示すように、紙Ｙは、紙Ｘで差が出る不可視域において領域ｍ３に示すように差がでない。一方、紙Ｘで差がでない可視域では領域ｍ４に示すように差がでる。

このため、不可視域と可視域とを相補的に利用することにより紙Ｘのような特性の紙種だけでなく紙Ｙのような特性の紙種にも対応させることができる。

図８は、実施例にかかる読取装置１の検知手段の構成の一例を示す図である。かかる検知手段の構成について読取装置１（図１参照）の構成を例に詳しく説明する。

実施例にかかる検知手段は、不可視照明部３１、不可視画像撮像部３２、不可視画像濃度検知部３３、画像解析部３４、可視照明部４１、可視画像撮像部４２、および可視画像濃度検知部４３を有する。

ここで、不可視照明部３１および可視照明部４１は「照明部」の一例であり、不可視画像撮像部３２および可視画像撮像部４２は「撮像部」の一例であり、不可視画像濃度検知部３３、可視画像濃度検知部４３、および画像解析部３４は「検知部」の一例である。

不可視照明部３１、不可視画像撮像部３２、および不可視画像濃度検知部３３は、図２に示すものと同様で既に説明済みであるため、ここでの説明を省略する。

可視照明部４１は、可視光を読取対象に照明する照明制御部である。図１に示す光源１３と光源１３を照明する照明部を含み、照明部が光源１３の可視域のＬＥＤをＯＮまたはＯＦＦに切り替え制御する。照明部は可視域のＬＥＤをＯＮにすることにより可視域の光で読取対象を照明する。

可視画像撮像部４２は、可視画像を撮像する撮像制御部である。例えば、可視画像撮像部４２は、図１に示す第１キャリッジ１４、第２キャリッジ１５、レンズユニット１６、センサボード１７を含み、センサボード１７上の可視域の撮像センサを駆動するなどして可視画像を撮像する。具体的に、可視画像撮像部４２は、読取対象に照明されている可視域の光の反射光（可視域の光）を可視域の撮像センサにより受光して可視画像を撮像する。

なお、可視照明部４１および可視画像撮像部４２は、原稿画像を読み取るものと兼用してもよいし、検知専用として原稿画像を読み取るものとは別に設けてもよい。例えば、原稿画像を読み取るＬＥＤを照明して可視域の撮像センサで読み取った可視画像を使用して検知する。また、読み取った原稿画像を可視画像に使用してもよい。また、例えばＲの撮像センサを原稿画像の読み取りに使用し、その他のＧまたはＢの撮像センサを可視画像の読み取りに使用するなども考えられる。

また、可視照明部４１と可視画像撮像部４２の構成は一例であり、可視照明部４１と可視画像撮像部４２の構成をこれらに限定するものではない。

可視画像濃度検知部４３は、可視画像撮像部４２から出力される可視画像から濃度検知処理を行う。濃度検知処理は、可視画像において読取値から濃度を検知する処理である。例えは、可視画像濃度検知部４３は、原稿用紙の地肌部分の可視画像の読取値から濃度を検知する。

画像解析部３４は、不可視画像濃度検知部３３および可視画像濃度検知部４３のそれぞれの濃度検知処理により得られた濃度から原稿１００の重送などの状態を出力する。例えば、画像解析部３４は、不可視画像に基づいて求まる濃度値と、予め保持している基準値（紙１枚のときの不可視域の地肌画像の濃度値ｐ１＋ｐ２）とを比較し、濃度値と基準値とに所定の差がある場合に原稿の異常状態を示す情報を出力する。また、画像解析部３４は、不可視画像において濃度値に所定の差がない場合においても、可視画像に基づいて求まる濃度値と、予め保持している基準値（紙１枚のときの可視域の地肌画像の濃度値ｐ１´＋ｐ２´）とを比較し、濃度値と基準値とに所定の差がある場合に原稿の異常状態を示す情報を出力する。ここで、紙１枚のときの不可視域の地肌画像の濃度値ｐ１＋ｐ２は、不可視画像に対応する基準値の一例である。また、紙１枚のときの可視域の地肌画像の濃度値ｐ１´＋ｐ２´は、可視画像に対応する基準値の一例である。

図９は、センサボード上の撮像センサの実施例を示す図である。図９には一例として、カラーの可視画像を撮像するＲ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、およびＢ（Ｂｌｕｅ）の３チャンネルのラインセンサと、不可視画像を撮像するＩＶ（Ｉｎｖｉｓｉｂｌｅ）の１チャンネルのラインセンサとを有するもので実施した場合の例を示している。

なお、この例ではカラー画像のため可視画像の撮像に３チャンネルを使用した例を示しているが、可視画像の撮像は少なくとも１チャンネルがあれば足りる。例えばモノクロ画像であれば可視画像用に１チャンネル、不可視画像用に１チャンネルで実施することができる。

図１０は、不可視画像濃度検知部３３の結果と可視画像濃度検知部４３の結果を相補的に使う場合の可視画像に設定する波長域について説明する図である。図１０には図７と同様のグラフを示している。可視域と不可視域を使用することについては図７において既に説明した通りである。

図１０では、可視域と不可視域とでどの波長域を使用することが望ましか説明する。図１０から、可視域の中でも、設定した不可視域から遠い波長域を使うことで、単送と重送の差を比較した際に大きな変化（差）が得られることが分かる。つまり、この例では、設定した不可視域Ｍ１から遠い波長域Ｍ２を可視域の波長域に含める、あるいは設定することが望ましい。波長域Ｍ２は主にＢ（Ｂｌｕｅ）の波長域であるため、Ｂチャンネルを可視画像の取得に使用することが望ましいことが分かる。

図１１は、色紙における反射率の測定結果を示すグラフである。図１１（ａ）に桃色の紙を使用した場合、図１１（ｂ）に黄色の紙を使用した場合の測定結果を示している。図１１（ａ）および図１１（ｂ）は共に、紙が１枚のときと２枚重なっているときのそれぞれの反射率の測定結果を示すグラフである。図１１（ａ）に、桃色の紙が１枚のときと２枚重なっているときのそれぞれの反射率の測定結果をグラフｆ１１ａおよびグラフｆ１２ａで示している。図１１（ｂ）に、黄色の紙が１枚のときと２枚重なっているときのそれぞれの反射率の測定結果をグラフｆ１１ｂおよびグラフｆ１２ｂで示している。各測定結果のグラフは、横軸を波長、縦軸を反射率で表したものである。

図１１（ａ）および図１１（ｂ）の各測定結果より、紙が１枚の時と２枚の時の差は、可視域では現れず、不可視域で現れることが分かる。これは、可視域では色によって反射された光を計測するが、不可視域では透過性があるためである。つまり、不可視域を使用することで色紙でも１枚の時と２枚の時の反射率の変化を測定することができるため、紙種の検知対応幅が上がる。

また、不可視域を使用すれば、不可視光は色の透過性があるため、従来手法では対応できなかった、紙の劣化による黄ばみを含んだ原稿の重送検知も可能となる。

図１２は、画像解析部３４の実施例を示す図である。図１２に示すように、画像解析部３４は、画像濃度結果比較部３４－１および基準濃度保持部３４－２を有する。

基準濃度保持部３４－２は、前段から出力された画像濃度結果の１フレーム以上前の、少なくとも１フレーム分の画像濃度結果を保持する。基準濃度保持部３４－２は、順次出力されてくる１フレーム分の画像濃度結果により、保持している濃度基準結果を更新することもできる。

画像濃度結果比較部３４－１は、基準濃度保持部３４－２が保持している濃度基準結果と、前段から出力される画像濃度結果とを比較することで原稿の状態を判定し、判定結果（状態判定結果）を出力する。

状態判定結果は全体制御部などに出力され、例えば状態判定結果が重送を示す場合は、全体制御部が続く読取処理を中断し、読取中の原稿を排紙する。また、重送が発生したことをユーザに知らせるために、全体制御部から表示部などに重送を示すエラーを通知するようにしてもよい。

本実施例では、少なくとも一つ前の読み取り結果と現在の読み取り結果とを比較する構成を示した。このように構成することで、センサの温度特性の変化や背景部の汚れの影響などを抑え、原稿の状態検知を行うことが可能になる。

図１３は、画像解析部３４のその他の実施例を示す図である。図１２に示す構成では、１フレーム目の処理では基準濃度保持部３４－２に画像濃度結果が保持されていないため、１フレーム目で原稿の状態を検知することはできない。そこで、「設定部」として基準濃度設定部３４－３を設け、予め基準濃度設定部３４－３に登録しておいた結果（画像濃度結果に相当）を、１フレーム目の処理の開始前に基準濃度保持部３４－２に設定するようにする。このように構成することで、１フレーム目の読み取り結果に対しても予め登録していた結果と比較することで、原稿の状態を検知することが可能となる。

図１４は、状態検知処理の具体例について説明する図である。図１４には、状態検知処理の具体例として、画像全体を対象とする画像濃度結果の比較を示している。読み取った画像全面１０１から地肌を抽出して画像全面１０１の地肌レベルを求め、保持しておいた画像全面１０２の地肌レベルと比較する。原稿１００の状態は、読み取った画像の地肌レベルと保持しておいた画像の地肌レベルとの比較結果である地肌レベルの差分により検知する。

この手法は保持すべきデータ量が画像全面の地肌レベルを示す１つの値で済み、比較も同様に地肌レベルを示す１つの値同士で行うことができる。このため、回路規模を大きくすることなく少ない計算量で実施することができるメリットがある。

なお、ここで説明した画像は、可視画像または不可視画像のことを指す。可視画像濃度検知部４３を使用する場合は可視画像のことであり、不可視画像濃度検知部３３を使用する場合は不可視画像のことである。

図１５は、状態検知処理のその他の一例について説明する図である。ここでは、その他の一例として、画像全面を主走査方向に領域分割して分割画像から地肌レベルを取得する方法について説明する。

図１５には、画像濃度検知部が画像を主走査方向に分割した場合の分割パターンを示した図を示している。図１５において画像の主走査方向に分割パターンが並んでいる。具体的に、画像濃度検知部は、画像全面を短手方向（主走査方向）に複数の領域に分割する。さらに画像濃度検知部は、分割した領域毎に地肌レベルを抽出する。

画像解析部は、画像濃度検知部が抽出した領域毎の地肌レベルと、予め保持している地肌レベル（予め他のフレームで分割領域から抽出した地肌レベル）と比較して、領域毎に原稿の状態を判定する。画像解析部は、画像全面の中の異常と判定された領域の比率（異常状態判定率）から原稿の状態を検知する。

異常状態判定率は、例えば、分割した領域の数をＮとし、重送や異種原稿と検知された領域数をαとすると、次の数式（１）によって算出することができる。

数式（１）により状態異常判定率が一定の閾値を超えた場合、重送や異種原稿などの状態として判定する。

このように主走査方向に領域を分割すれば、次のような要因を減らし、誤判定を防ぐことが可能になる。一つは、主走査方向の光のバラツキの影響である。主走査方向は光の当たり方にバラツキがある。主走査方向に分割して光の当たり方が同じ領域同士を比較することで、主走査方向における光のバラツキに基づく濃度バラツキの影響を軽減し、誤判定を防ぐ。別の一つは、付箋や切り貼り原稿による影響の軽減である。付箋や切り貼り原稿がある場合、画像領域中の反射率に特異な変化が生じ、その影響で誤判定が生じる。しかし、そのような特異な領域は全体中の一部の領域だけなので、領域を分割して全体の比率をとることで、その影響が吸収され、誤判定を防ぐことが可能になる。

なお、ここで説明した画像も、可視画像または不可視画像のことを指す。可視画像濃度検知部４３を使用する場合は可視画像のことであり、不可視画像濃度検知部３３を使用する場合は不可視画像のことである。

図１６は、状態検知処理のその他の一例について説明する図である。ここでは、図１５で示した主走査方向への領域分割ではなく、画像全面を副走査方向に領域分割して分割画像から地肌レベルを取得する方法を述べる。なお、副走査方向に領域分割して状態を検知する方法は、図１５で説明した主走査方向へ領域分割して状態を検知する方法と、分割の方向が主走査方向ではなく副走査方向となることが主な違いである。副走査方向への分割のため、分割の単位は、例えば１ライン単位や複数ライン単位などとなり、副走査方向の同じ分割領域同士での比較が可能となる。それ以外は、図１５で説明した内容とほぼ同様である。つまり、画像濃度検知部は、画像全面を長手方向（副走査方向）に複数の領域に分割する。さらに画像濃度検知部は、分割した領域毎に地肌レベルを抽出する。画像解析部は、画像濃度検知部が抽出した領域毎の地肌レベルと、予め保持している地肌レベル（予め他のフレームで副走査方向の分割領域から抽出した地肌レベル）と比較して、領域毎に原稿の状態を判定する。画像解析部は、画像全面の中の異常と判定された領域の比率（異常状態判定率）から原稿の状態を検知する。異常状態判定率は、例えば、数式（１）によって算出することができる。これ以上は、図１５の説明の繰り返しになるため、説明を省略する。

なお、副走査方向に領域を分割する場合は、次のような要因を減らし、誤判定を防ぐことが可能になる。一つは、原稿の浮きの影響である。ＡＤＦに原稿が入るとき、原稿の先端が浮くことがあり、その浮きの影響で濃度が変化する。副走査方向に分割してそれぞれの領域を使って判定すれば、浮きの影響があるのは画像全面の一部の領域だけなので、領域を分割して全体の比率をとることで、その影響が吸収され、誤判定を防ぐことが可能になる。別の一つは、付箋や切り貼り原稿による影響の軽減である。この影響が軽減されることについては、図１５の説明と同じ理由であり、説明の繰り返しになるため、説明を省略する。

図１７は、状態検知処理のその他の一例について説明する図である。ここでは、図１５で示した主走査方向への領域分割と図１６に示した副走査方向への領域分割を行う方法を述べる。つまり、図１７に示す格子状の分割された画像のように、画像濃度検知部は、主走査領域と副走査方向とに分割した各分割画像から地肌レベルを取得する。なお、主走査方向および副走査方向に領域分割して状態を検知する方法は、図１５で説明した主走査方向へ領域分割して状態を検知する方法において、領域分割を図１６で説明した副走査方向に対しても行う点で異なる。なお、副走査方向への領域分割については図１６で説明しているため、領域分割された各画像から状態を検知する方法は、図１５で説明した方法により略同様に実施することができる。従って。これ以上は、図１５の説明の繰り返しになるため、説明を省略する。

なお、このように実施すると、図１５において説明済みの、主走査方向に領域を分割する場合に生じる要因と、図１６において説明済みの、副走査方向に領域を分割する場合に生じる要因とを、共に軽減し、誤判定をより防ぐことが可能になる。

地肌レベルの抽出方法には例えば次の３つの方法がある。一つは、対象領域の平均値を地肌レベルとする。また、他の一つは、対象領域の最頻値を地肌レベルとする。また、他の一つは、対象領域の最大値を地肌レベルとする。対象領域は、地肌レベルの値を個々に算出する対象となる領域、例えば上述した画像全面や、分割する場合は個々の分割領域である。

図１８は、状態検知が異種原稿の検知に利用できることについて説明する図である。異種原稿の検知は、同一原稿の大量スキャンの際に、対象原稿より薄い紙や厚い紙の混入に気づくために必要な機能である。例えば連量４５ｋｇの薄紙を大量にスキャンする際に、連量９０ｋｇなどの厚紙が紛れ込んでいた場合に、異種原稿である厚紙を検知する。

図１８には、異なる連量の薄紙と厚紙における反射率の測定結果をグラフで示している。グラフｆ６は連量４５ｋｇの場合の測定結果であり、グラフｆ７は連量９０ｋｇの場合の測定結果である。薄紙と厚紙が混載していた場合、図１８に示すグラフのようになり、不可視域で反射率に大きな差が生まれる。この結果から、不可視域を使用して地肌の濃度レベルを比較すれば異なる厚みの原稿が混じっていることも検知することができる。

以上のように、可視光と不可視光を共に使用すれば、どちらか一方で重送等の状態を検知することができ、紙種の対応力を広げることが可能になる。

（第２の実施の形態）
図１９は、第２の実施の形態にかかる画像形成装置の一例の構成を示す図である。図１９において、画像形成装置２は、コピー機能、プリンタ機能、スキャナ機能およびファクシミリ機能のうち少なくとも２つの機能を有する一般に複合機（ＭＦＰ）と称される画像形成装置である。

画像形成装置２は、読取装置である読取装置本体１０およびＡＤＦ２０を有し、その下部に画像形成部１０３を有する。

ＡＤＦ２０は、原稿を給紙して読取位置（読取窓）で読取対象の面を読み取らせて排紙トレイに排紙する。読取装置本体１０は、原稿の読取対象の面を読取位置で読み取る。ＡＤＦ２０は第１の実施の形態にかかるＡＤＦ２０（図１参照）であり、読取装置本体１０は第１の実施の形態にかかる読取装置本体１０（図１参照）である。ＡＤＦ２０および読取装置本体１０の説明は第１の実施の形態で既に行っている。そのため、ＡＤＦ２０および読取装置本体１０のこれ以上の説明は省略する。

図１９において、画像形成部１０３は、内部の構成を説明するために、外部カバーを外し内部の構成が分かるようにしている。画像形成部１０３は、読取装置本体１０で読み取った原稿画像を印刷する。画像形成部１０３は、記録紙を手差しする手差ローラ１０４や、記録紙を供給する記録紙供給ユニット１０７を有する。ここで記録紙は「媒体」の一例である。記録紙供給ユニット１０７は、多段の記録紙給紙カセット１０７ａから記録紙を繰り出す機構を有する。供給された記録紙は、レジストローラ１０８を介して二次転写ベルト１１２に送られる。

二次転写ベルト１１２上を搬送する記録紙は、転写部１１４において中間転写ベルト１１３上のトナー画像が転写される。

また、画像形成部１０３は、光書込装置１０９や、タンデム方式の作像ユニット（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）１０５や、中間転写ベルト１１３や、上記二次転写ベルト１１２などを有する。作像ユニット１０５による作像プロセスにより、光書込装置１０９が書き込んだ画像（可視画像）を中間転写ベルト１１３上にトナー画像として形成する。

具体的に、作像ユニット（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）１０５は、４つの感光体ドラム（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）を回転可能に有し、各感光体ドラムの周囲に、帯電ローラ、現像器、一次転写ローラ、クリーナーユニット、及び除電器を含む作像要素１０６をそれぞれ備える。各感光体ドラムにおいて作像要素１０６が機能し、感光体ドラム上の画像が各一次転写ローラにより中間転写ベルト１１３上に転写される。

中間転写ベルト１１３は、各感光体ドラムと各一次転写ローラとの間のニップに、駆動ローラと従動ローラとにより張架して配置されている。中間転写ベルト１１３に一次転写されたトナー画像は、中間転写ベルト１１３の走行により、二次転写装置で二次転写ベルト１１２上の記録紙に二次転写される。その記録紙は、二次転写ベルト１１２の走行により、定着装置１１０に搬送され、記録紙上にトナー画像がカラー画像として定着する。その後、記録紙は、機外の排紙トレイへと排出される。なお、両面印刷の場合は、反転機構１１１により記録紙の表裏が反転されて、反転された記録紙が二次転写ベルト１１２上へと送られる。

なお、画像形成部１０３は、上述したような電子写真方式によって画像を形成するものに限るものではなく、インクジェット方式によって画像を形成するものであってもよい。

また、かかる読取装置の構成を、記録紙を手差しする手差ローラ１０４の後段や、記録紙供給ユニット１０７が多段の記録紙給紙カセット１０７ａから記録紙を繰り出した後の搬送路に設けてもよい。この場合、記録紙の重送や異種の混入があった場合に記録紙への画像形成前にユーザに異常を通知し、緊急停止することが可能になる。

以上、本発明の実施の形態及び変形例を説明したが、実施の形態及び実施例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施の形態及び実施例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施の形態及び実施例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ 読取装置
３１ 不可視照明部
３２ 不可視画像撮像部
３３ 不可視画像濃度検知部
３４ 画像解析部
３４－１ 画像濃度結果比較部
３４－２ 基準濃度保持部

特開２０１９－０８０１６９号公報

Claims (15)

1. 読取対象に対し不可視波長域の光を照明する照明部と、
   前記読取対象から反射された光を不可視波長域の範囲で撮像する撮像部と、
   前記読取対象の基準値を保持する保持部と、
   前記不可視波長域の範囲で撮像した不可視画像の読取値のレベルと前記基準値のレベルとの差に基づいて前記読取対象の状態を検知する検知部と、
   を備えることを特徴とする読取装置。
2. さらに、
   前記照明部は、読取対象に対し可視波長域の光を照明し、
   前記撮像部は、前記読取対象から反射された光を可視波長域の範囲で撮像し、
   前記保持部は、前記読取対象の基準値として、前記不可視画像に対応する基準値と、前記可視波長域の範囲で撮像した可視画像に対応する基準値とを保持し、
   前記検知部は、前記不可視画像の読取値のレベルと前記不可視画像に対応する基準値のレベルとの比較および前記可視画像の読取値のレベルと前記可視画像に対応する基準値のレベルとの比較により前記読取対象の状態を検知する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の読取装置。
3. 前記可視波長域の範囲に、少なくとも前記不可視波長域から波長域がより遠い波長域を含める、
   ことを特徴とする請求項２に記載の読取装置。
4. 前記保持部は、少なくとも１フレーム前に前記検知部において求められた前記読取値のレベルを前記基準値として保持する、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のうちの何れか一項に記載の読取装置。
5. さらに、前記保持部に前記基準値を設定する設定部を備える、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のうちの何れか一項に記載の読取装置。
6. 前記検知部は、画像の地肌全面から得た読取値のレベルである地肌レベルと前記基準値とを比較することにより前記読取対象の状態を検知する、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のうちの何れか一項に記載の読取装置。
7. 前記検知部は、画像全面を主走査方向において分割して得た個々の分割領域の地肌レベルと前記基準値とを比較することにより前記読取対象の状態を検知する、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のうちの何れか一項に記載の読取装置。
8. 前記検知部は、画像全面を副走査方向において分割して得た個々の分割領域の地肌レベルと前記基準値とを比較することにより前記読取対象の状態を検知する、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のうちの何れか一項に記載の読取装置。
9. 前記検知部は、画像全面を主走査方向および副走査方向に分割して得た個々の分割領域の地肌レベルと前記基準値とを比較することにより前記読取対象の状態を検知する、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のうちの何れか一項に記載の読取装置。
10. 前記地肌レベルは、対象領域の平均値、最頻値、または最大値である、
    ことを特徴とする請求項６乃至９のうちの何れか一項に記載の読取装置。
11. 前記検知部は、前記読取対象の状態として重送状態であるかを検知する、
    ことを特徴とする請求項１乃至１０のうちの何れか一項に記載の読取装置。
12. 前記検知部は、前記読取対象の状態として異種原稿の混入であるかを検知する、
    ことを特徴とする請求項１乃至１０のうちの何れか一項に記載の読取装置。
13. 前記読取対象を搬送する搬送部を有し、
    前記搬送部の搬送により所定の読取位置で前記読取対象が背景部を背面にして前記照明部の光が照明される、
    ことを特徴とする請求項１乃至１２のうちの何れか一項に記載の読取装置。
14. 請求項１乃至１３のうちの何れか一項に記載の読取装置を備え、
    前記読取装置が読み取った読取対象の画像を媒体上に形成する画像形成部と、
    を備えることを特徴とする画像形成装置。
15. 読取対象に対し不可視波長域の光を照明するステップと、
    前記読取対象から反射された光を不可視波長域の範囲で撮像するステップと、
    前記不可視波長域の範囲で撮像した不可視画像の読取値のレベルと記憶部で保持する基準値のレベルとの差に基づいて前記読取対象の状態を検知するステップと、
    を有する状態検知方法。

Images