JP6208539B2 - 画像入力装置及び画像入力装置の汚れ検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、イメージスキャナ等の画像入力装置の搬送経路内に付着した汚れ箇所を検出することができる画像入力装置及び画像入力装置の汚れ検出方法に関する。

一般に画像入力装置は、搬送する用紙に半導体発光素子（ＬＥＤ）から光を照射し、前記用紙からの反射光をセンサが受光することによって用紙の画像を読み取るものである。この画像入力装置は、用紙に付着したゴミや空気中に浮遊するゴミがセンサ上のガラス等の光学系に付着し、このゴミがノイズとなるため、画像入力に先立って白基準ラベルに照射した光をセンサが読み取ってセンサ上の汚れを検出しておき、画像読み取り時に前記汚れを除去する画像補整機能を備える。

尚、白基準を用いてガラス上の汚れを検出する技術が記載された文献としては、下記の特許文献１が挙げられ、この特許文献には、読取部に対向して所定の均一な光反射率の面を読取部に向けた基準部材である読取ローラを読取部に接近させた第１の位置にして読取部に画像読み取り動作をさせて第１の画像データを取得し、読取ローラを読取部から所定距離だけ離間させた第２の位置にして読取部に画像読み取り動作をさせて第２の画像データを取得し、その第１の画像データと第２の画像データとに基づいてコンタクトガラス上のゴミ付着を判定する技術が記載されている。

特開２０１０−１７７７４５号公報

前記の特許文献１に記載された技術は、読み取り位置が固定された読取部のコンタクトガラスの表面に付着したゴミを精度良く検出することができるものの、宅配便用伝票の如く用紙裏にカーボンを積層した裏カーボン紙の読み取りについては、裏カーボン紙のカーボンがセンサや読み取り位置である黒背景部を含む搬送路内に多く付着し、これら汚れ箇所を判定することが必要であるが、汚れ箇所を特定することができないという課題があった。

これを具体的に説明すると、画像入力装における汚れが読み取り画像に影響する主な部位は、（１）読取りセンサ直上と（２）白基準ラベル部と（３）黒背景部が考えられ、読取りセンサ直上が汚れた場合、センサ出力は白基準ラベル部と同じ特性となり、白基準ラベル上の汚れは補正処理で汚れを無効化して警告を不要とすることができるが、区別ができないために不要な警告及び補正処理を行う課題があった。尚、黒背景部の汚れ自体は用紙裏のため画像読み取りには影響しない。

本発明の目的は、前述の従来技術による課題しようとするものであり、搬送経路内に付着した汚れ箇所を検出することができる画像入力装置及び画像入力装置の汚れ検出方法を提供することである。

前記の目的を達成するために請求項１記載の発明は、搬送される用紙を光学的に読み取るための読取機構を備える画像入力装置であって、
前記読取機構が、反射率が１５％±５％の背景部及び前記背景部に対して透光された白基準ラベルを有する下部ユニットと、前記下部ユニットの上部に用紙搬送方向に沿って移動可能に配置され、前記下部ユニットに向かって画像入力用の光を発光する半導体発光素子及び前記半導体発光素子から発光した光の下部ユニットからの反射光を受光するセンサ及びレンズとを有する上部ＣＩＳユニットとを備えたことを第１の特徴とし、請求項２記載の発明は、第１の特徴の画像入力装置において、前記背景部の色が、灰色であることを第２の特徴とする。

請求項３記載の発明は、搬送される用紙を光学的に読み取るための読取機構を備える画像入力装置の汚れ検出方法であって、
反射率が１５％±５％の背景部及び前記背景部に対して透光された白基準ラベルを有する下部ユニットと、前記下部ユニットの上部に用紙搬送方向に沿って移動可能に配置され、前記下部ユニットに向かって画像入力用の光を発光する半導体発光素子及び前記半導体発光素子から発光した光の下部ユニットからの反射光を受光するセンサ及びレンズとを有する上部ＣＩＳユニットと、前記上部ＣＩＳユニットと下部ユニットの相対的移動及び半導体発光素子の発光並びにセンサを制御する制御部とを備えた読取機構において、
前記制御部が、画像読み取り動作に先立って、前記上部ＣＩＳユニットの半導体発光素子を点灯する第１工程と、
前記上部ＣＩＳユニットをセンサの直下に下部ユニットの背景部が位置する第１位置に移動させ、前記第１位置において背景部からの反射光をセンサが受光して背景部のセンサレベルを測定する第２工程と、
前記上部ＣＩＳユニットをセンサの直下に白基準ラベルが位置する第２位置に移動させる第３工程と、
前記第２位置において白基準ラベルからの反射光をセンサが受光して白基準ラベルのセンサレベルを測定する第４工程と、
前記第１位置及び第２位置の両者で汚れを検出したときはガラスの汚れと判定し、第１位置で汚れを検出し且つ第２位置で汚れを検出しないときは背景部の汚れと判定する第５工程と、
前記第５工程において背景部の汚れと判定したとき、警告を発する第６工程とを実行することを第３の特徴とし、
請求項４記載の発明は、前記背景部の色を灰色として前記第１工程から第６工程を実行することを第４の特徴とする。

本発明による画像入力装置及び画像入力装置の汚れ検出方法は、反射率が１５％±５％の背景部を設け、前記背景部と白基準ラベルからの反射光のセンサレベル波形を測定し、複数条件により前記センサレベル波形の画素数を判定することによって、搬送経路内に付着した汚れ箇所を検出することができる。

本発明の実施形態による画像入力装置の読み取り開始前の第１センサレベル採取位置を示す図。 本実施形態による画像入力装置の読み取り開始前の第２センサレベル採取位置を示す図。 本実施形態による画像入力装置の用紙読み取り状態を示す図。 本実施形態による画像入力装置の動作フローを示す図。 本実施形態による正常時の第１背景部及び白基準ラベル部のセンサ出力基本波形を示す図。 本実施形態による汚れ判定しきい値を説明するための図。 本実施形態による組み合わせ汚れカウントを説明するための図。 本実施形態による条件Ｃ４の正常時のセンサ出力波形を示す図。 本実施形態による条件Ｃ５の白基準ラベルに汚れ時のセンサ出力波形を示す図。 本実施形態による条件Ｃ８の第２背景部に汚れ時のセンサ出力波形を示す図。 本実施形態による条件Ｃ２のガラス面に汚れ時のセンサ出力波形を示す図。

以下、本発明による汚れ検出方法を採用した画像入力装置の一実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
［構成］
本実施形態による画像入力装置は、画像読み取り対象である複数の用紙を積層するスタッカと、前記スタッカに積層した用紙を一枚ずつ繰り出して排出する搬送機構と、前記搬送機構途中に配置され、搬送される用紙を光学的に読み取るための読取機構と、前記搬送路から排出された読み取り後の用紙を貯めるためのホッパと、制御手段を含む制御回路系とを備え、本実施形態による読取機構は、図１に示す如く、装置の搬送路上に固定され、本実施形態の特徴である所定の反射率に設定した第１背景部５及び前記第１背景部５に開口された内部に配置された白基準ラベル７とを有する下部ユニット３０と、前記下部ユニット３０の上部に用紙搬送方向に沿って移動可能に配置され、前記下部ユニット３０に向かって画像入力用の光を発光する半導体発光素子１及び前記半導体発光素子１から発光した光の下部ユニット３０からの反射光を受光するセンサ３及びレンズ２とを有する上部ＣＩＳ（密着イメージセンサ）ユニット２０とを備える。

前記白基準ラベル７は、装置使用前に半導体発光素子１が発光した光の白基準ラベルからの反射光をセンサが３読み取ってセンサやガラス４に付着した汚れを検出し、前記検出した汚れ情報を用いて画像読み取り時に前記汚れを除去するための白基準であり、前記第１背景部５は、従来技術においては用紙裏面の印刷の透けを低減するために黒色であるが、本実施形態においては黒色より低反射率、例えば灰色の背景色を形成している。

この反射率は、マンセル表色系で表す場合、無彩色のＮ明度４．５程度であり、分光特性反射率で表す場合、Ｘ−ｒｉｇｈｔ社製測定装置ＭＲ−１２の各種レンジ（Ｅレンジ、Ａレンジ、ＢＷＢ４５０レンジ）で測定した場合、１５％±５％の範囲が好ましく、汚れの大きさ・検出精度・マージン等から例えば反射率１０％以上が好ましい。

［動作］
このように構成された画像入力装置の動作は、図４に示す如く、画像読み取り動作に先立って、上部ＣＩＳユニット２０の半導体発光素子１を点灯するステップＳ４１と、前記上部ＣＩＳユニット２０をセンサ３の直下に下部ユニット３０の第１背景部５が位置するように移動（図１の位置）し、前記第１背景部５からの反射光をセンサ３が受光して第１背景部５のセンサレベルを測定するステップＳ４２と、上部ＣＩＳユニット２０をセンサ３の直下に下部ユニット３０の白基準ラベル７が位置するように移動（図２の位置）するステップＳ４３と、当該位置において白基準ラベル７からの反射光をセンサ３が受光して白基準ラベル７のセンサレベルを測定するステップＳ４４と、前記上部ＣＩＳユニット２０をセンサ３の直下に下部ユニット３０の第１背景部５が位置するように移動（図１の位置）するステップＳ４５と、前記ステップＳ４２及び４４により測定した各位置における画素数を後述する複数の条件により算出するステップＳ４６と、前記ステップＳ４６により算出した複数条件の画素数が汚れ判定値未満か否かを判定するステップＳ４７と、前記ステップＳ４７により複数条件の画素数が汚れ判定値未満でないと判定したとき、第１背景部５に汚れがある旨の警告を発して装置を一時停止するステップＳ４９と、前記ステップＳ４７において複数条件の画素数が汚れ判定値未満であると判定したとき、汚れ警告を行わずに図３に示す如く用紙８を移送して用紙８の画像読み取りを開始するステップＳ４８を実行することによって、第１背景部５に汚れがあることを検出することができる。

すなわち、本実施形態による画像入力装置は、第１背景部５の色を反射率１５％±５％、例えば灰色にすることによって、図１に示す第１背景部５とセンサ３が向かい合う位置を第１位置とし、図２に示す白基準ラベル７がセンサ３が向かい合う位置を第２位置としたとき、第１位置及び第２位置の両者で汚れを検出したときはガラス４の汚れと判定し、第１位置で汚れを検出し且つ第２位置で汚れを検出しないときは第１背景部５の汚れと判定することによって、第１背景部５の汚れを検出することができる。

前記ステップＳ４２による第１背景部５のセンサレベル波形及びステップＳ４４による白基準ラベル７のセンサレベル波形は、第１背景部５及び白基準ラベル７に汚れがない場合、図５に示す如く、白基準のセンサレベル波形が約８００±４０であり、灰色の第１背景部５のセンサレベル波形が約１００である。

前記ステップＳ４７における汚れ判定値は、前記図５に示した基準の白基準レベル波形及び灰背景（第１背景部５）波形に対し、それぞれ上限及び下限のしきい値であり、図６（ａ）から（ｃ）に示す如く、白基準レベル波形に対して上限をＷＵ（１．２）、下限をＷＢ（０．７）とし、灰背景（第１背景部５）波形に対して上限をＢＵ（２．０）、下限をＢＬ（０．５）として設定している。

前記ステップＳ４６における各位置における画素数を算出する複数条件は、図７（ｂ）に示す如く、条件ｃ０「ＷＵ≦Ｗ ａｎｄ ＢＵ≦Ｂ（ガラス面に白汚れ・帳票上に白筋）」と、条件ｃ１「Ｗ≦ＷＬ ａｎｄ ＢＵ≦Ｂ（ガラス面にグレー汚れ・帳票上にグレー）」と、条件ｃ２「Ｗ≦ＷＬ ａｎｄ Ｂ≦ＢＬ（ガラス面に黒汚れ・帳票上に黒筋）」と、条件ｃ３「ＷＵ≦Ｗ ａｎｄ ＢＬ＜Ｂ＜ＢＵ（白基準に白汚れ・影響無し（補正）」と、条件ｃ５「Ｗ≦ＷＬ ａｎｄ ＢＬ＜Ｂ＜ＢＵ（白基準に黒汚れ・影響無し（補正）」と、条件ｃ６「ＷＬ＜Ｗ＜ＷＵ ａｎｄ ＢＵ≦Ｂ（背景に白汚れ・背景に白筋）」と、条件ｃ７「ＷＵ≦Ｗ ａｎｄ Ｂ≦ＢＬ（白基準に白汚れかつ背景に黒汚れ・背景に黒筋）」と、ｃ８「ＷＬ＜Ｗ＜ＷＵ ａｎｄ Ｂ≦ＢＬ（背景に黒汚れ・背景に黒筋）」であり、条件ｃ０からｃ２に合致した場合はガラス面汚れであり、条件ｃ３に合致した場合は白基準汚れであり、ｃ６からｃ８に合致した場合は背景汚れである。尚、条件ｃ４は、汚れの無い状態であり、各レベルで正常範囲で閾値を超えることはない。

このステップＳ４６における画素数のカウントは、図７（ａ）及び（ｂ）に示す如く、センサ波形の６００ｄｐｉ各画素毎に、白基準波形と第１背景部５レベル波形をそれぞれの上限・下限しきい値と比較し、該当する組み合わせ条件毎に画素数のカウントを行うことにより行われる。組み合わせ条件カウントは、汚れ無しと判定される条件以外の全ての組み合わせ（８通り）とする。背景と組み合わせ条件により、それぞれの条件毎に想定される汚れ部位及び汚れ方を図７（ｂ）に示す如く判定することができる。

また、汚れがない場合（条件ｃ４）の第１背景部５のセンサレベル波形及び白基準ラベル７のセンサレベル波形は、図８（ａ）及び（ｂ）に示す如く出力されるのに対し、前記条件ｃ５による白基準に汚れがある場合の波形は図９（ａ）及び（ｂ）の如く白基準波形の一部が低下する如く出力される。この場合、第１背景部５での汚れが無いため、白基準ラベル上の汚れであり、上部ＣＩＳユニット２０のガラス面の汚れではないと判定することができる。尚、白基準ラベル上の汚れは、閾値を超えた部分のレベルを８００程度に補正して画像への影響をなくすことができ、このため汚れ警告の判定を緩めるが、画素数に対する閾値（条件ｃ５）を超える画素数（汚れの幅）があった場合は汚れ警告は発する。

第１背景部５上に汚れがある場合の波形は図１０（ａ）及び（ｂ）の如く灰背景波形の一部が低下する如く出力される。この場合、白基準ラベル７での汚れが無いため、第１背景部５表面又は透明樹脂の裏側（紙の搬送面の裏の灰色の塗装）の汚れであり、上部ＣＩＳユニット２０のガラス４面の汚れではないと判定する。この場合読み取りする紙面上の画像への影響はないため、汚れ警告の判定は緩めるが、画素数に対する閾値（条件ｃ８）を超える画素数（汚れの幅）があった場合は汚れ警告を発する。

上部ＣＩＳユニット２０のガラス４に汚れがある場合の波形は図１１（ａ）及び（ｂ）の如く白基準及び灰背景波形両者の一部が低下する如く出力される。この場合、上部ＣＩＳユニット２０のガラス４面の汚れと判定し、画像への影響が大きい為、判定を厳しくし、他の条件よりも小さい画素数で汚れ警告を発する。

以上述べた如く、本実施形態による画像入力装置及び汚れ検出方法は、用紙読み取り時にセンサ直下となる背景色を反射率が１５％±５％程度の例えば灰色とすることによって、従来の黒背景では条件ｃ５とｃ２の区別ができず、条件ｃ５で実施するレベル補正のメリットが全く機能し無いものであったのに対し、条件ｃ５及びｃ２における汚れ判定の強度を分けられることができ、このため装置内の汚れ箇所を特定することができる。

１ 半導体発光素子、２ レンズ、３ センサ、４ ガラス、
５ 第１背景部、７ 白基準ラベル、８ 用紙、２０ 上部ＣＩＳユニット、
３０ 下部ユニット

Claims (4)

1. 搬送される用紙を光学的に読み取るための読取機構を備える画像入力装置であって、前記読取機構が、反射率が１５％±５％の背景部及び前記背景部に対して透光された白基準ラベルを有する下部ユニットと、前記下部ユニットの上部に用紙搬送方向に沿って移動可能に配置され、前記下部ユニットに向かって画像入力用の光を発光する半導体発光素子及び前記半導体発光素子から発光した光の下部ユニットからの反射光を受光するセンサ及びレンズとを有する上部ＣＩＳユニットとを備えたことを特徴とする画像入力装置。
2. 前記背景部の色が、灰色であることを特徴とする請求項１記載の画像入力装置。
3. 搬送される用紙を光学的に読み取るための読取機構を備える画像入力装置の汚れ検出方法であって、
   反射率が１５％±５％の背景部及び前記背景部に対して透光された白基準ラベルを有する下部ユニットと、前記下部ユニットの上部に用紙搬送方向に沿って移動可能に配置され、前記下部ユニットに向かって画像入力用の光を発光する半導体発光素子及び前記半導体発光素子から発光した光の下部ユニットからの反射光を受光するセンサ及びレンズとを有する上部ＣＩＳユニットと、前記上部ＣＩＳユニットと下部ユニットの相対的移動及び半導体発光素子の発光並びにセンサを制御する制御部とを備えた読取機構において、
   前記制御部が、画像読み取り動作に先立って、前記上部ＣＩＳユニットの半導体発光素子を点灯する第１工程と、前記上部ＣＩＳユニットをセンサの直下に下部ユニットの背景部が位置する第１位置に移動させ、前記第１位置において背景部からの反射光をセンサが受光して背景部のセンサレベルを測定する第２工程と、前記上部ＣＩＳユニットをセンサの直下に白基準ラベルが位置する第２位置に移動させる第３工程と、前記第２位置において白基準ラベルからの反射光をセンサが受光して白基準ラベルのセンサレベルを測定する第４工程と、前記第１位置及び第２位置の両者で汚れを検出したときはガラスの汚れと判定し、第１位置で汚れを検出し且つ第２位置で汚れを検出しないときは背景部の汚れと判定する第５工程と、前記第５工程において背景部の汚れと判定したとき、警告を発する第６工程とを実行することを特徴とする画像入力装置の汚れ検出方法。
4. 前記背景部の色を灰色として前記第１工程から第６工程を実行することを特徴とする請求項３記載の画像入力装置汚れ検出方法。

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