JP6885078B2 - Image reader, image forming device, image processing device, and image processing method - Google Patents
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Description
本発明は、画像読取装置、画像形成装置、画像処理装置、及び画像処理方法に関する。 The present invention relates to an image reading device, an image forming device, an image processing device, and an image processing method.
従来、画像読取装置において、主走査方向の光電変換素子へ入射する照明光の光量のバラツキや、光電変換素子の各画素回路が有する製造上の製造バラツキなどの補正に、シェーディングデータが用いられる。シェーディングデータは、主走査方向全体の光電変換素子により基準白部である濃度基準部材を読み取らせるなどして得たものであり、読み取った画像を減算するなどして上記バラツキを補正する。濃度基準部材を読み取らせる際に照明光の光路上の部品(濃度基準部材やコンタクトガラスなど)に汚れなどの異物が付着していると、そのシェーディングデータに異物信号が乗り、適切な値に補正されない。そこで、異物信号を排除する対策の一つとして、濃度基準部材に可動機構を設けるものがある。 Conventionally, in an image reader, shading data is used to correct variations in the amount of illumination light incident on a photoelectric conversion element in the main scanning direction, manufacturing variations in each pixel circuit of the photoelectric conversion element, and the like. The shading data is obtained by reading the density reference member, which is the reference white portion, by the photoelectric conversion element in the entire main scanning direction, and the reading image is subtracted to correct the above variation. If foreign matter such as dirt adheres to parts (density reference member, contact glass, etc.) on the optical path of the illumination light when reading the density reference member, a foreign matter signal is added to the shading data and the value is corrected to an appropriate value. Not done. Therefore, as one of the measures for eliminating the foreign matter signal, there is a method in which a movable mechanism is provided in the concentration reference member.
密着型イメージセンサ(CIS:Contact Image Sensor)などにおいては、ADF(Auto Document Feeder)の装置内の小スペースに設けられることが多く、濃度基準部材に可動機構を設けるとADFの装置の複雑化・大型化・コスト高を招いてしまう。そこで、汚れなどの異物を濃度基準部材のシェーディングデータから検知する異物検知技術などが開示されている。例えば、シェーディングデータにおいて主走査方向の出力レベルが所定の範囲を超えている場合に異物が含まれると判定する(特許文献1参照)。 In contact image sensors (CIS), etc., it is often provided in a small space inside the ADF (Auto Document Feeder) device, and if a movable mechanism is provided in the concentration reference member, the ADF device becomes complicated. It leads to large size and high cost. Therefore, a foreign matter detection technique for detecting foreign matter such as dirt from shading data of a concentration reference member is disclosed. For example, when the output level in the main scanning direction exceeds a predetermined range in the shading data, it is determined that foreign matter is contained (see Patent Document 1).
しかしながら、光を結像する光学レンズの構成や配置などの影響により、主走査方向に並ぶ光電変換素子の各画素回路からの出力レベルは一定とはならない。例えば、各画素回路からの出力レベルには、主走査方向に渡って高周波成分や低周波成分が混在した波形の出力パターンが現れる。従来の異物検知技術は、主走査方向全体の出力レベルの振れ幅に異物信号が埋もれているものまでを検知することができず、異物の検知精度が低いという問題があった。 However, the output level from each pixel circuit of the photoelectric conversion elements arranged in the main scanning direction is not constant due to the influence of the configuration and arrangement of the optical lens that forms the light. For example, at the output level from each pixel circuit, an output pattern of a waveform in which high-frequency components and low-frequency components are mixed appears in the main scanning direction. The conventional foreign matter detection technique has a problem that the foreign matter detection accuracy is low because it is not possible to detect a foreign matter signal buried in the fluctuation width of the output level in the entire main scanning direction.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、異物の検知精度を向上させた画像読取装置、画像形成装置、画像処理装置、及び画像処理方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an image reading device, an image forming device, an image processing device, and an image processing method having improved detection accuracy of foreign matter.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の画像読取装置は、濃度基準部材と、上記濃度基準部材に光を照射する光源と、上記濃度基準部材からの上記光を結像する所定ピッチ幅のレンズと、上記レンズにより結像された光を電気信号に変換する複数の画素回路と、各画素回路の出力値からシェーディングデータを生成するデータ処理手段と、上記シェーディングデータから異物を抽出する抽出手段と、上記異物が抽出されたことを条件に異物があることを示す情報を出力する出力手段と、を有し、上記抽出手段は、上記シェーディングデータから移動平均により得た移動平均結果のデータ列から、該移動平均結果の差分が正常範囲から外れる異物を抽出し、更に、上記シェーディングデータから低周波成分を除去した後の高周波成分を示すデータ列から、上記高周波成分の振幅の最大値と最小値で決まる正常範囲を外れる異物を抽出する。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the image reading device of the present invention forms an image of the density reference member, the light source that irradiates the density reference member with light, and the light from the density reference member. and the predetermined pitch lenses, a plurality of pixel circuits for converting an imaging light into electrical signals by the lens, and a data processing means for generating shading data from the output value of each pixel circuit, the shading data or al the resulting extraction means for extracting foreign matter, have a, and output means for outputting information indicating that the condition that foreign matter exists that the foreign matter is extracted, the extraction means, the moving average from the shading data From the data string of the moving average result, the foreign matter whose difference of the moving average result is out of the normal range is extracted, and further, the high frequency component is shown from the data string showing the high frequency component after removing the low frequency component from the shading data. Foreign matter outside the normal range determined by the maximum and minimum values of the amplitude of is extracted .
本発明によれば、異物の検知精度が向上するという効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that the detection accuracy of foreign matter is improved.
(実施の形態)
以下に添付図面を参照して、画像読取装置、画像形成装置、画像処理装置、及び画像処理方法の実施の形態を詳細に説明する。以下では、上記「画像読取装置」として、上記「画像形成装置」への適用例を示す。
(Embodiment)
Hereinafter, embodiments of an image reading device, an image forming device, an image processing device, and an image processing method will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following, an example of application to the above-mentioned "image forming apparatus" as the above-mentioned "image reading device" will be shown.
図1は、実施の形態にかかる画像形成装置の構成の一例を示す図である。図1において、画像形成装置1は、プリンタ機能、スキャナ機能、及びコピー機能を利用可能な複合機として構成されている。
FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of the image forming apparatus according to the embodiment. In FIG. 1, the
図1において、画像形成装置1は、上記「画像読取装置」としての画像読取ユニット10と、記録紙供給ユニット20と、画像形成ユニット30とを備えている。更に、画像形成装置1は、筐体上部に操作パネル(不図示)を備えている。
In FIG. 1, the
操作パネルは、例えば液晶ディスプレイ上にタッチパネルを重ねて配置した表示入力装置などであり、ユーザによる画像読取ユニット10や、記録紙供給ユニット20や、画像形成ユニット30などの操作指示(例えば読取開始の指示など)を受け付ける。
The operation panel is, for example, a display input device in which a touch panel is superposed on a liquid crystal display, and an operation instruction (for example, reading start) of an
画像読取ユニット10は、スキャナ10aと、スキャナ10a上面のコンタクトガラス11の上に配設された原稿自動搬送装置(以下、ADF(Auto Document Feeder)という)10bとを有し、ADF10bにセットした原稿を所定速度で搬送させながら固定式の読取ユニットにより原稿を読み取らせる読取方式を有する。
The
ADF10bは、本体カバーに、読取前の原稿束を載置するための原稿載置台12と、読取後の原稿束をスタックするための原稿スタック台13とを有する。ADF10bの本体内部には、原稿を原稿載置台12からコンタクトガラス11上を通過して原稿スタック台13へ排出する原稿搬送路14を有する。当該ADF10bは、スキャナ10aに開閉自在に蝶番により固定され、ADF10bが開かれることによりスキャナ10a上面のコンタクトガラス11が露出し、コンタクトガラス11に載置した原稿の読み取りも可能になっている。
The ADF 10b has a document mounting table 12 for mounting a document bundle before scanning and a document stacking table 13 for stacking a stack of documents after scanning on the main body cover. Inside the main body of the
スキャナ10aはコンタクトガラス11の下方に第1の固定読取ユニット15を有し、ADF10bは原稿搬送路14沿いに第2の固定読取ユニット16を有する。画像読取ユニット10は、原稿を原稿搬送路14を搬送させ、第1の固定読取ユニット15で原稿の第1面(表面)を読み取る。続いて、画像読取ユニット10は、第2の固定読取ユニット16で原稿の第2面(裏面)を読み取る。
The
図2は、ADF10bの具体的な構成の一例を示す断面図である。図2を参照し、ADF10bの構成と、その動作について説明する。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a specific configuration of the
ADF10bは、原稿搬送路14に沿い、原稿セットユニットAと、分離搬送ユニットBと、レジストユニットCと、ターンユニットDと、第1読取搬送ユニットEと、第2読取搬送ユニットFと、排紙ユニットGと、スタックユニットHとを有する。
The ADF10b includes a document set unit A, a separation transfer unit B, a resist unit C, a turn unit D, a first reading transfer unit E, a second reading transfer unit F, and a paper ejection along the
原稿セットユニットAは、主に原稿束MSを搬送開始状態にスタンバイする構成要素を有する。分離搬送ユニットBは、主に原稿載置台12にスタンバイ状態にされた原稿束MSから原稿を一枚ずつ分離して給送する構成要素を有する。レジストユニットCは、主に、分離搬送ユニットBから給送された原稿を一時的に突き当て原稿を整合し、その後、原稿を送り出す構成要素を有する。ターンユニットDは、主に、原稿搬送路14に含まれるC字状に湾曲する湾曲搬送路を有し、この湾曲搬送路を原稿が通り抜けることにより原稿の表裏を反転する。第1の読取搬送ユニットEは、主に原稿の第1面(表面)を読み取る構成要素を有する。第2の読取搬送ユニットFは、主に原稿の第2面(裏面)を読み取る構成要素を有する。排紙ユニットGは、主に読取後の原稿をスタックユニットHに向けて排出する構成要素を有する。スタックユニットHは、主に読取後の原稿をスタックする原稿スタック台13を有する。
The document setting unit A mainly has a component that stands by the document bundle MS in the transport start state. The separation and transfer unit B mainly has a component that separates and feeds the originals one by one from the original bundle MS in the standby state on the original mounting table 12. The resist unit C mainly has a component that temporarily abuts the document fed from the separation and transport unit B to align the document, and then sends out the document. The turn unit D mainly has a C-shaped curved transport path included in the
具体的に、原稿セットユニットAは、原稿載置台12や、セットフィラー42や、ピックアップローラ43などにより構成されている。原稿載置台12は、原稿束MSの先端側を支持する可動原稿テーブル40と、原稿束MSの後端側を支持する固定原稿テーブル41とから構成されている。
Specifically, the document set unit A is composed of a document mounting table 12, a
固定原稿テーブル41には、原稿束MSの搬送方向の長さを検知する原稿長さセンサ60が所定間隔に配置されている。原稿長さセンサ60により、原稿束MSの搬送方向の長さの概略が判定される。原稿長さセンサ60には、反射型フォトセンサや、原稿1枚でも検知可能なアクチュエーター・タイプのセンサなどが使用されている。
On the fixed document table 41,
また、固定原稿テーブル41は、原稿束MSの搬送方向に直交する方向(幅方向)の両端にサイドガイド(不図示)を有し、これが原稿束MSに突き当てられることで、原稿束MSの幅方向の位置決めがなされる。 Further, the fixed document table 41 has side guides (not shown) at both ends in a direction (width direction) orthogonal to the transport direction of the document bundle MS, and the fixed document table 41 is abutted against the document bundle MS to cause the document bundle MS. Positioning in the width direction is done.
可動原稿テーブル40はカム機構によって図中矢印a、b方向に上下動可能に設けられている。また、可動原稿テーブル40の上方に、レバー部材であるセットフィラー42が揺動可能に設けられている。原稿束MSが原稿の第1面が上向きになるように原稿載置台12へセットされると、原稿束MSがセットフィラー42を押し上げ、原稿セットセンサ61が原稿束MSのセットを検知する。そして、原稿束MSの最上面がピックアップローラ43と接触するように可動原稿テーブル40が上昇する。
The movable document table 40 is provided by a cam mechanism so as to be vertically movable in the directions of arrows a and b in the drawing. Further, a
可動原稿テーブル40の上方にはピックアップローラ43が設けられている。ピックアップローラ43は、カム機構により図中矢印c、d方向に動作可能となっている。ピックアップローラ43は、可動原稿テーブル40が上昇することにより原稿束MSの上面により図中矢印c方向に押し上げられる。可動原稿テーブル40の上昇は、テーブル上昇センサ62が上限を検知することにより停止する。
A
操作パネルの読取開始キーが押下されると、ピックアップローラ43が原稿束MSの最上位の原稿を給紙口44に搬送する方向に回転し、最上位から1枚〜数枚の原稿をピックアップする。ピックアップされた1枚〜数枚の原稿は、分離搬送ユニットBに進入し、給紙ベルト45とリバースローラ46との間に送り込まれる。
When the scanning start key on the operation panel is pressed, the
給紙ベルト45は、駆動ローラ47と従動ローラ48とによって張架されており、給紙方向に無端移動する。リバースローラ46は、給紙ベルト45の下面に当接し、給紙方向とは逆方向に回転する。これにより、最上位の原稿とそれよりも下の原稿を分離して、最上位の原稿のみを給紙する。
The
1枚に分離された原稿は、レジストユニットCに進入する。原稿は、給紙ベルト45により先に送られ、突き当てセンサ63によって先端が検知される。すると、ピックアップローラ43を原稿の上面から退避させ原稿を給紙ベルト45の搬送力のみで送る。原稿の先端は、プルアウトローラ49の上下ローラのニップに進入し、先端の整合(スキュー補正)が行われる。
The manuscript separated into one sheet enters the resist unit C. The original is fed first by the
プルアウトローラ49は、スキュー補正機能を有し、スキュー補正した原稿を中間ローラ50まで送る。送り出された原稿は、原稿幅センサ64を通過する。
The pull-out
原稿幅センサ64は、反射型フォトセンサなどからなる紙検知センサを原稿の幅方向に複数個並べたセンサであり、原稿の幅方向のサイズを検知する。一方、原稿の長さ方向(搬送方向)のサイズについては、突き当てセンサ63により原稿の後端の通過を検知し、原稿の先端の検知からのモータパルスのカウントにより検知する。
The
原稿は、プルアウトローラ49および中間ローラ50によって搬送され、ターンユニットDに進入する。進入した原稿は、中間ローラ50および読取入口ローラ51によって湾曲搬送路を通過し、表裏を反転する。
The document is conveyed by the pull-out
原稿の先端が読取入口センサ65に検出されると、読取入口ローラ51の上下ローラ対のニップに原稿の先端が進入する前に、原稿の搬送速度が減速される。更に原稿が第1の読取搬送ユニットEに進入して原稿の先端がレジストセンサ66により検知されると、第1の固定読取ユニット15の第1の読取位置52の手前で原稿の搬送が一時停止する。
When the tip of the document is detected by the
その後、読取の開始が許可されると、搬送が開始され、原稿が所定の搬送速度で第1の読取位置52を通過しながら原稿の第1面が第1の固定読取ユニット15に読み取られる。
After that, when the start of scanning is permitted, the transport is started, and the first surface of the document is read by the first
第1の読取搬送ユニットEの通過後、原稿は第2の読取搬送ユニットFを所定速度で通過する。原稿の両面(第1面および第2面)を読み取る際には、原稿の先端が排紙センサ67により検知される。そして、原稿が第2の読取位置53を通過しながら原稿の第2面が第2の固定読取ユニット16に読み取られる。
After passing through the first reading and transporting unit E, the document passes through the second reading and transporting unit F at a predetermined speed. When reading both sides (first side and second side) of the document, the tip of the document is detected by the
第2の固定読取ユニット16は、例えば密着型イメージセンサ(CIS:Contact Image Sensor)である。第2の読取位置53の原稿が通過する搬送路を挟む対向位置には、濃度基準部材54を設けている。
The second
第2の読取搬送ユニットFの通過後、原稿は、排紙ユニットGへ搬送され、排紙ローラ55の回転により排紙ローラ55のローラ対のニップから抜け出てスタックユニットHの原稿スタック台13に排紙される。
After passing through the second reading / conveying unit F, the original is conveyed to the paper ejection unit G, and the rotation of the
図1に戻り、残りの箇所について説明する。記録紙供給ユニット20は、多段に配設された2つの記録紙給紙カセット21、22、記録紙給紙カセット21、22から記録体である記録紙を送り出す記録紙送出ローラ23、送り出された記録紙を分離して記録紙供給路24に供給する記録紙分離ローラ25を有している。
Returning to FIG. 1, the remaining parts will be described. The recording
記録紙供給路24に供給された記録紙は、記録紙供給ユニット20から画像形成ユニット30内に入り、レジストローラを介して二次転写装置36に送り込まれる。
The recording paper supplied to the recording
画像形成ユニット30は、主に、光書込装置31と、タンデム方式の作像ユニット32Y、32M、32C、32Kと、中間転写ベルト35と、定着装置37とを備え、記録紙上に液体(一例としてトナーとする)により画像を形成する。
The
具体的に、作像ユニット32Y、32M、32C、32Kは、それぞれ、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の、4つの感光体ドラム33を、図の反時計回りに回転可能に並設して備え、各感光体ドラム33の周囲に、帯電ローラ、現像器、一次転写ローラ34、クリーナーユニット、及び除電器を含む作像要素を備える。
Specifically, the image-forming
中間転写ベルト35は、各感光体ドラム33と各一次転写ローラ34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している。
The
この構成を有する画像形成ユニット30は、各感光体ドラム33の表面を帯電器により帯電し、帯電した各感光体ドラム33の表面に向けて光書込装置31から例えばレーザ光を照射する。そのレーザ光の照射により、各感光体ドラム33の表面に静電潜像画像が形成される。続いて、画像形成ユニット30は、各感光体ドラム33に向けて現像装置から該当色のトナーを供給して静電潜像画像を現像する。
The
更に、画像形成ユニット30は、各感光体ドラム33の表面の、現像された各色のトナー画像を、図の時計回りに走行する中間転写ベルト35に一次転写ローラ34により一次転写する。続いて、画像形成ユニット30は、中間転写ベルト35上の一次転写されたトナー画像を、二次転写装置36により、その位置に搬送されてきた記録紙に二次転写する。その後、画像形成ユニット30は、トナー画像が転写された記録紙を定着装置37に搬送し、定着装置37において記録紙上の各色のトナー像を加圧や加熱によりカラー画像として定着させ、機外の排紙トレイへ排出する。
Further, the
なお、一次転写後の各感光体ドラム33の表面に残留する電荷やトナーは、各感光体ドラム33の周囲の除電器やクリーナーユニットなどにより除去する。
The electric charge and toner remaining on the surface of each
定着装置37の下には、記録紙反転装置であるスイッチバック装置38が配設されている。これは、両面プリントを行う場合において、片面を画像定着させた記録紙を反転し、再び二次転写装置36に進入させるためのものである。
A
なお、上述では、画像形成ユニット30が画像を形成する記録体を紙媒体である記録紙として説明したが、この限りではない。記録紙の他、記録フィルムなど他の媒体であっても良い。
In the above description, the recording body on which the
続いて、画像形成装置1を制御する制御ユニットの構成について説明する。
図3は、制御ユニット100のハードウエア構成の一例を示す図である。ここでは、制御ユニット100の構成として、後述する異物判定の処理に関わる画像読取ユニット10の構成を主に示している。
Subsequently, the configuration of the control unit that controls the
FIG. 3 is a diagram showing an example of the hardware configuration of the
本体制御ボード102は、マイクロコンピュータを備え、画像読取ユニット10(図1参照)や、記録紙供給ユニット20(図1参照)や、画像形成ユニット30(図1参照)などを統括的に制御する。具体的に、本体制御ボード102は、マイクロコンピュータや、操作パネル101の入出力インタフェース回路や、通信インタフェース回路(「送信手段」と「受信手段」とを含む)などを備える。操作パネル101の入出力インタフェース回路や、通信インタフェース回路などは、マイクロコンピュータにバスを介して接続されている。
The main
マイクロコンピュータは、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)を有し、CPUがROMの制御プログラムをRAMにロードして実行する。制御プログラムの実行により、マイクロコンピュータは、画像読取ユニット10や、記録紙供給ユニット20や、画像形成ユニット30などを、それぞれのコントローラと通信インタフェース回路を介して通信して制御する。また、マイクロコンピュータは、操作パネル101と入出力インタフェース回路を介して通信し、操作パネル101に対するユーザ操作(読取開始キーの操作など)の検知や、操作パネル101への表示情報の表示(「報知手段」としての報知情報の表示も含む)を行う。
The microcomputer has a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), and a RAM (Random Access Memory), and the CPU loads a control program of the ROM into the RAM and executes it. By executing the control program, the microcomputer controls the
読取コントローラ103は、ADF10bに設けられており、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)などに構成される。読取コントローラ103は、外部インタフェース(I/F)として、本体制御ボード102と通信する通信I/F200や、画像読取ユニット10の各種検知センサからの出力を入力する入力I/Fや、画像読取ユニット10の各種駆動モータに制御信号を出力する出力I/Fや、第2の固定読取ユニット16にタイミング信号を出力したり第2の固定読取ユニット16からの出力データを入力したりする入出力I/Fなどを有する。他方の第1の固定読取ユニット15(図2参照)は、スキャナ10aに設けられており、本体制御ボード102に通信可能に接続されている。
The reading
読取コントローラ103は、本体制御ボード102などから電源の供給を受けて起動し、所定手順で読取動作を行う。例えば、読取コントローラ103は、検知センサからの出力のモニタや、モータ制御や、第2の固定読取ユニット16の制御や、本体制御ボード102との通信などを伴いながら、以下のような手順で読取動作を行う。なお、ここでは、本体制御ボード102との通信を含む読取動作の主な手順のみを示すことにする。
The reading
読取コントローラ103は、原稿セットセンサ61から原稿束MSの検知信号を読み取ると、読取原稿セット動作を完了させる。そして、読取コントローラ103は、本体制御ボード102からユーザによる読取開始キーの操作を示す読取開始信号を受信すると、原稿束MSから原稿を1枚ずつ分離して搬送する動作を行う。原稿が所定の搬送動作によりレジスト停止位置に到達すると、読取コントローラ102は、レジスト停止位置で原稿を停止し、本体制御ボード102にレジスト停止信号を送信する。そして、本体制御ボード102から動作開始の信号を受信すると、読取コントローラ103は、所定速度での原稿の搬送を開始し、第1の固定読取ユニット15や第2の固定読取ユニット16を制御して所定の読取動作を行う。
When the
読取コントローラ103はディジタル画像処理回路300を備えている。ディジタル画像処理回路300は、第2の固定読取ユニット16から出力された読取データ(画像データ)の黒補正や白補正などを行い、補正後の画像データを形式変換して本体制御ボード102に出力する。
The reading
また、ディジタル画像処理回路300は、起動後、第2の読取位置53(図2参照)に原稿が無い所定のタイミングで、第2の固定読取ユニット16に濃度基準部材54を読み取らせ、その読取データから生成したシェーディングデータを基に異物判定処理を行う。「異物判定処理」とは、第2の固定読取ユニット16のイメージセンサに結像する光の光路上の部材に付着した汚れなどの異物を検出するための処理のことである。光路上の部材とは、例えば原稿を密着させる第2の固定読取ユニット16のコンタクトガラスや、濃度基準部材54(図2参照)などのことである。
Further, after the digital
(異物判定)
図4は、第2の固定読取ユニット16(図2参照)と濃度基準部材54(図2参照)との配置関係の一例を示す図である。図4に示すように、第2の固定読取ユニット16は、イメージセンサ161や、ロッドレンズアレイ162などを有する。この他、図示を省略しているが、コンタクトガラスや、照明装置なども有する。
(Foreign matter judgment)
FIG. 4 is a diagram showing an example of the arrangement relationship between the second fixed reading unit 16 (see FIG. 2) and the concentration reference member 54 (see FIG. 2). As shown in FIG. 4, the second
イメージセンサ161は、CMOS(Complementary MOS)イメージセンサなどである。イメージセンサ161は、主走査方向に敷き詰めた光電変換素子を有する。ここでは、説明を容易にするため、光電変換素子を主走査方向に一列敷き詰めたものを想定して説明するが、R(Red)G(Green)B(Blue)のカラーフィルタを設け、それぞれの色に対応させて複数列にして配置しても良い。
The
ロッドレンズアレイ162は、「レンズ」の一例であり、主走査方向に複数のロッドレンズを一列に配列したものである。
The
原稿Xは、原稿Xの第1面側を濃度基準部材54に沿わせながら搬送され、原稿Xの第2面側が照明装置により照明される。原稿Xが無い場合は濃度基準部材54が照明される。
The document X is conveyed with the first surface side of the document X along the
照明装置の照明により、濃度基準部材54や、第2の読取位置53に搬送された原稿Xなどからの反射光がロッドレンズアレイ162に入射してイメージセンサ161上に結像する。
Due to the illumination of the illumination device, the reflected light from the
濃度基準部材54は、イメージセンサ161が読み取ったデータを補正するための基準白部として機能する。また、濃度基準部材54は、ここでは第2の読取位置53での原稿の浮きを抑える機能も担う。
The
図5は、第2の固定読取ユニット16の制御ブロックの構成の一例を示す図である。図5に示すように、第2の固定読取ユニット16は、照明装置として光源部201を有し、イメージセンサ161として、画素回路202と、アンプ203と、A/D(Analog-to-Digital)変換回路204とを有する。
FIG. 5 is a diagram showing an example of the configuration of the control block of the second
光源部201は、LED(Light Emitting Diode)、蛍光灯、冷陰極管などの光源を有し、光源を駆動する。画素回路202は、光電変換素子を有し、光電変換素子に結像した光を光電変換して電気信号(アナログの画素信号)を出力する。アンプ203は、各画素回路202から出力される画素信号を増幅する。A/D変換回路204は、増幅後の信号をディジタル信号に変換する。
The light source unit 201 has a light source such as an LED (Light Emitting Diode), a fluorescent lamp, and a cold cathode tube, and drives the light source. The
図5に示すように、読取コントローラ103から第2の固定読取ユニット16には、出力I/FC10を介し、照明装置を駆動するオン/オフ信号d1や、画素回路202を駆動する駆動タイミング信号d2などが入力される。この他、読取コントローラ103から第2の固定読取ユニット16には、駆動用の電源なども供給される。第2の固定読取ユニット16から読取コントローラ103には、A/D変換回路204から出力されるデータ列D1、つまり濃度基準部材54の読取データ(後のシェーディングデータ)や原稿Xの読取データ(後の画像データ)が、入力I/FC11を介して入力される。
As shown in FIG. 5, the reading
図6は、ディジタル画像処理回路300のブロック構成の一例を示す図である。ディジタル画像処理回路300は、第2の固定読取ユニット16から入力された読取データをディジタル画像処理する回路である。ディジタル画像処理回路300は、黒補正処理ブロック301と、白補正処理ブロック302と、画像処理ブロック303と、画像処理ブロック303が出力する画像データを格納するフレームメモリ304と、フレームメモリ304の画像データを本体制御ボード102に形式変換するための出力制御回路305とを有する。更に、ディジタル画像処理回路300は、異物判定処理ブロック400を有する。
FIG. 6 is a diagram showing an example of a block configuration of the digital
黒補正処理ブロック301は、オフセットメモリを有し、黒レベルのオフセット成分を示すデータ(オフセットデータ)をオフセットメモリに格納する。オフセットデータは、光源部201(図5参照)を消灯した状態で第2の固定読取ユニット16(図5参照)からデータ列D1(この場合、画素毎の黒レベルのデータ)を入力したものである。
The black
白補正処理ブロック302は、シェーディングデータメモリを有し、原稿Xの読取データ(つまり画像データ)をシェーディングデータにより白補正する。シェーディングデータメモリのシェーディングデータを生成する手順については後述する。
The white
画像処理ブロック303は、白補正後の原稿Xの画像データについて画像処理を行う。具体的に、光源部201が点灯された状態で第2の固定読取ユニット16からデータ列D1(原稿Xの画像データ)が入力されると、先ず、白補正処理ブロック302が入力画像に白補正を行い、その白補正後の画像を画像処理ブロック303がライン間補正などの画像処理を施して、処理後の画像をフレームメモリ304に格納する。
The
異物判定処理ブロック400は、シェーディングデータを基に異物判定処理を行う。異物判定処理ブロック400は異物が無いと判定した場合に通信I/F200などにその旨を通知する。
The foreign matter
図7は、ディジタル画像処理回路300がシェーディングデータを生成する際の制御手順の一例を示す図である。先ず、白補正処理ブロック302が黒補正処理ブロック301のオフセットメモリからオフセットデータを取得する(S1)。
FIG. 7 is a diagram showing an example of a control procedure when the digital
続いて、ディジタル画像処理回路300が光源部201を点灯し(S2)、白補正処理ブロック302が第2の固定読取ユニット16からデータ列D1(濃度基準部材54の読取データ)を入力する(S3)。
Subsequently, the digital
そして、白補正処理ブロック302は、濃度基準部材54の読取データからシェーディングデータを生成し、シェーディングデータメモリに格納する(S4)。具体的に、白補正処理ブロック302は、濃度基準部材54の読取データからのオフセットデータの減算によりシェーディングデータを生成する。
Then, the white
このオフセットデータの減算により、シェーディングデータは、各光電変換素子が個別に有するオフセット成分を除去したものになる。 By subtracting the offset data, the shading data is obtained by removing the offset component individually possessed by each photoelectric conversion element.
本実施の形態において、ディジタル画像処理回路300の、主に、白補正処理ブロック302が、「データ処理手段」に対応する。また、主に異物判定処理ブロック400が「抽出手段」や「出力手段」に対応する。以下、異物判定処理ブロック400の実施例について示す。
In the present embodiment, the white
(実施例1)
図8は、実施例1の異物判定処理ブロック400の詳細ブロックの構成の一例を示す図である。図8に示す異物判定処理ブロック400は、「平滑化手段」の一例の平滑化部401と、「第1の判定手段」の一例の判定部402とを有する。
(Example 1)
FIG. 8 is a diagram showing an example of the configuration of the detailed block of the foreign matter
平滑化部401は、シェーディングデータメモリ3000の出力データ(シェーディングデータ)を平滑化する処理を行う処理部である。判定部402は、異物を含むか否かを判定する処理を行う処理部である。平滑化部401と判定部402の各処理について図9〜図11を参照しながら具体的に説明する。
The smoothing
図9は、異物判定処理の説明図である。図9の各図に示す黒点は、各画素の出力レベルを主走査方向の並びで表したものである。 FIG. 9 is an explanatory diagram of the foreign matter determination process. The black dots shown in each figure of FIG. 9 represent the output levels of each pixel in an arrangement in the main scanning direction.
図9(a)は、シェーディングデータメモリ3000の出力データ(つまり「シェーディングデータ」)の各画素の出力レベルを示す出力パターンの一例である。図9(a)には、異物の存在を示す黒点P1が急激に降下し、異物信号が近傍の最大振幅と最小振幅との間に埋もれているときの状態のものを一例として示している。
FIG. 9A is an example of an output pattern showing the output level of each pixel of the output data (that is, “shading data”) of the
平滑化部401は、図9(a)の各黒点がとる値(出力値)をロッドレンズのピッチ間隔に相当する画素数を単位に移動平均により平滑化する。例えば、ロッドレンズのピッチ間隔を0.3mmとし、主走査方向の解像度を600dpiとする。この場合、ロッドレンズのピッチ間隔に対応する画素数は、約7.09となるため、移動平均画素数のパラメータ「m」を「m=7」として移動平均を行う。
The smoothing
図10は、平滑化部401の、移動平均を伴う平滑化処理の説明図である。平滑化部401は、シェーディングデータメモリ3000から出力されたシェーディングデータの主走査方向順の各画素値(出力値)を、この順に平滑化部401の入力部M1の画素番号0〜画素番号nに入力する。更に、平滑化部401は、パラメータα=(m−1)/2(小数点以下切り捨て)と定義し、移動平均画素数(m=7)で平均を算出し、画素番号をずらしながらそれぞれの平均結果を、出力部M2の、次の式(1)の関係を満たす画素番号に出力する。
FIG. 10 is an explanatory diagram of the smoothing
「出力部M2の画素番号」=「入力部M1の平均化終了画素番号」−α ・・・(1) "Pixel number of output unit M2" = "Pixel number of averaging end of input unit M1" -α ... (1)
例えば、本例のようにm=7でα=3になるため、入力部M1の画素番号0から画素番号6までについては「入力部M1の平均化終了画素番号」=「6」となる。従って、式(1)より「出力部M2の画素番号」が「3」となり、平均結果の出力先は出力部M2の画素番号3になる。同様に、入力部M1の、画素番号を1つずらした画素番号1から画素番号7までについては「入力部M1の平均化終了画素番号」=「7」となる。従って式(1)より「出力部M2の画素番号」が「4」となり、平均結果の出力先は出力部M2の画素番号4になる。
For example, since α = 3 at m = 7 as in this example, “the averaging end pixel number of the input unit M1” = “6” for the
このように画素番号を1つずつずらしていくと、最後に、入力部M1の画素番号n−6から画素番号nまでは「入力部M1の平均化終了画素番号」=「n」となる。式(1)より「出力部M2の画素番号」が「n−3」となり、平均結果の出力先は出力部M2の画素番号n−3となる。 When the pixel numbers are shifted one by one in this way, finally, from the pixel numbers n-6 of the input unit M1 to the pixel number n, "the averaging end pixel number of the input unit M1" = "n". From the equation (1), the "pixel number of the output unit M2" is "n-3", and the output destination of the average result is the pixel number n-3 of the output unit M2.
この移動平均では、シェーディングデータに含まれるランダムノイズも除去される。 This moving average also removes random noise contained in the shading data.
図9(b)は、図9(a)の黒点がとる値(出力値)を平滑化部401で移動平均により平滑化した場合の結果で、主走査方向の移動平均結果のデータ列に対応し、これが出力部M2から出力される。
FIG. 9B shows the result when the value (output value) taken by the black spot in FIG. 9A is smoothed by the moving average by the smoothing
図9(b)に示すように、図9(a)の黒点P1の不連続点を含まない7画素の各平均値は、略同じ値を示し略一定(出力Q1)になる。一方、黒点P1の不連続点を含む7画素の各平均値、この例では7回分の連続する移動平均結果のそれぞれは、不連続点があるため値が略同じ幅で降下し、略一定(出力Q2)になる。つまり、近傍の最大振幅と最小振幅の間に埋もれていた黒点P1(異物信号)を、移動平均の結果、異物のない画素の出力Q1から分離し、抽出可能になる。判定部402は、平滑化部401から出力された移動平均結果(出力部M2の主走査方向の移動平均結果のデータ)から、前後画素の変化量を算出して異物を判定する。
As shown in FIG. 9B, the average values of the seven pixels not including the discontinuity of the black point P1 in FIG. 9A show substantially the same value and become substantially constant (output Q1). On the other hand, the average value of each of the seven pixels including the discontinuity of the black point P1, and in this example, each of the seven consecutive moving average results, has a discontinuity, so the value drops by approximately the same width and is substantially constant ( Output Q2). That is, the black spot P1 (foreign matter signal) buried between the maximum amplitude and the minimum amplitude in the vicinity can be separated from the output Q1 of the pixel without foreign matter as a result of the moving average and can be extracted. The
図11は、平滑化部401が出力する移動平均結果(移動平均データ)の画素番号と、判定部402が移動平均データの前後画素の変化量を出力する画素番号との対応関係を示す図である。判定部402は、平滑化部401から出力された移動平均結果を主走査方向の前後画素の差分をとって出力部M3に出力する。差分データの出力先の画素番号は、次の条件(2)に従う。
FIG. 11 is a diagram showing a correspondence relationship between the pixel number of the moving average result (moving average data) output by the smoothing
「出力部M3の画素番号」=前後の画素番号の内の後方側の「画素番号」・・・(2) "Pixel number of output unit M3" = "Pixel number" on the rear side of the previous and next pixel numbers ... (2)
例えば、判定部402は、前後の画素番号として、画素番号3(後方側)と画素番号4(前方側)のそれぞれの移動平均結果の差分をとり、その差分結果(差分データ)を条件(2)より、出力部M3の画素番号3に出力する。同様に、判定部402は、画素番号4(後方側)と画素番号5(前方側)のそれぞれの移動平均結果の差分をとり、その差分結果(差分データ)を条件(2)より、出力部M3の画素番号4に出力する。
For example, the
このように、主走査方向に沿って順次差分をとり、最後に、判定部402は、画素番号n−4(後方側)と画素番号n−3(前方側)のそれぞれの移動平均結果の差分をとり、その差分結果(差分データ)を出力部M3の画素番号n−4に出力する。
In this way, the differences are sequentially taken along the main scanning direction, and finally, the
図9(c)は、図9(b)に黒点で示す移動平均結果を判定部402で差分処理した場合の結果、つまり出力部M3のデータを示している。図9(c)に示すように、図9(b)の出力Q1と出力Q2のそれぞれにおいては、前後画素の差分が略0となるため、出力は略0になる。一方、出力Q1と出力Q2とを前後画素に含む境界では、差分=出力Q1−出力Q2(差分>0)又は差分=出力Q2−出力Q1(差分<0)となり、出力は正の値又は負の値をとる。
FIG. 9C shows the result when the moving average result shown by the black dot in FIG. 9B is subjected to the difference processing by the
判定部402は、予め上限値H1と下限値L1とを設定し、出力部M3の差分から、差分が上限値H1と下限値L1の範囲内に収まる場合に正常範囲と判定し、上限値H1と下限値L1の範囲から外れる場合に異物と判定する。なお、予め、所定の大きさを超える汚れや所定の濃さを超える汚れなどを異物として、それ以外の正常範囲を決定しておき、その上限値H1と下限値L1を閾値として設定するものとする。
The
図9(c)に示すように異物があった場合に正常範囲を超え、異物と判定することができる。なお、図9(c)においては、2箇所で異物が検出されるが、実際の異物は、その内の主走査方向寄りの1箇所にある。 As shown in FIG. 9C, when there is a foreign substance, the normal range is exceeded and it can be determined that the foreign substance is a foreign substance. In FIG. 9C, foreign matter is detected at two places, but the actual foreign matter is at one of them near the main scanning direction.
判定部402は、異物と判定すると、読取コントローラ103の通信I/F200を介し、本体制御ボード102に異物の発見を通知する。
When the
(実施例2)
次に、異物判定処理の実施例2について説明する。ロッドレンズアレイ162を使用すると、各ロッドレンズを通過した入射光は、イメージセンサ161上の各位置に応じて強度に差が現れる。この差は、主走査方向にかけて長周期的に変化する変位で表される。イメージセンサ161から出力される読取データには、当該変位が低周波成分として重層されている。そこで、実施例2では、イメージセンサ161から出力される読取データの、当該低周波成分を含む主走査方向全体の振れ幅に埋もれている異物を検出するための異物判定処理について説明する。
(Example 2)
Next, the second embodiment of the foreign matter determination process will be described. When the
図12は、実施例2の異物判定処理の説明図である。なお、図12において、各画素の出力レベルを示す黒点は省略している。 FIG. 12 is an explanatory diagram of the foreign matter determination process of the second embodiment. In FIG. 12, black dots indicating the output level of each pixel are omitted.
図12(a)は上記低周波成分を有するシェーディングデータの出力パターン(これを「オリジナル出力パターン」と呼ぶ)の一例である。実線で示すパターンR1はオリジナル出力パターンである。破線で示すパターンR2はパターンR1に含まれる低周波成分である。 FIG. 12A is an example of an output pattern of shading data having the low frequency component (this is referred to as an “original output pattern”). The pattern R1 shown by the solid line is the original output pattern. The pattern R2 shown by the broken line is a low frequency component included in the pattern R1.
パターンR1の山と山との間隔がロッドレンズのピッチに相当する。1ピッチ内でロッドレンズの光軸の位置(山の位置)から遠ざかるにつれ出力が低下する。 The distance between the peaks of the pattern R1 corresponds to the pitch of the rod lens. The output decreases as the distance from the position of the optical axis (mountain position) of the rod lens within one pitch increases.
図12(a)に異物を示す信号として出力値T1を示している。出力値T1は、パターンR1の振動範囲(パターンR2を中心とする振動の振動範囲)から外れているため、異物として検出されるべきものである。しかし、パターンR2の影響により主走査方向全体としての振れ幅が広げられ、その振れ幅内に当該出力値T1が埋もれてしまっているので、当該出力値T1を検出することはできない。具体的に、パターンR1全体に共通する振幅の最大値と振幅の最小値との間隔がパターンR2により広げられ、この結果、当該最大値と当該最小値とで示される主走査方向全体の振れ幅内に異常を示す出力値T1が埋もれてしまう。 FIG. 12A shows an output value T1 as a signal indicating a foreign substance. Since the output value T1 is out of the vibration range of the pattern R1 (the vibration range of the vibration centered on the pattern R2), it should be detected as a foreign substance. However, due to the influence of the pattern R2, the swing width as a whole in the main scanning direction is widened, and the output value T1 is buried within the swing width, so that the output value T1 cannot be detected. Specifically, the interval between the maximum value of the amplitude and the minimum value of the amplitude common to the entire pattern R1 is widened by the pattern R2, and as a result, the swing width of the entire main scanning direction indicated by the maximum value and the minimum value is widened. The output value T1 indicating an abnormality is buried inside.
そこで実施例2では、図12(b)に示すように、オリジナル出力パターン(パターンR1)に含まれる低周波成分(パターンR2)を検出し、図12(c)に示すように、オリジナル出力パターン(パターンR1)から低周波成分(パターンR2)を除去して、除去後の高周波成分(パターンR3)からの出力値T1の検出を可能にする。実施例2では、異物判定処理ブロック400を次のように構成する。
Therefore, in the second embodiment, as shown in FIG. 12B, the low frequency component (pattern R2) included in the original output pattern (pattern R1) is detected, and as shown in FIG. 12C, the original output pattern is detected. The low frequency component (pattern R2) is removed from (pattern R1), and the output value T1 can be detected from the high frequency component (pattern R3) after removal. In the second embodiment, the foreign matter
図13は、異物判定処理ブロック400の実施例2の詳細ブロックの構成の一例を示す図である。図13に示す異物判定処理ブロック400は、平滑化部401と、「低周波成分除去手段」の一例の演算部500と、「閾値決定手段」の一例の振幅推定部501と、「第2の判定手段」の一例の判定部502とを有する。図13に示す矢印は、処理対象のデータの流れを示すものである。なお、実施例1と同様の処理ブロックについては、同じ符号を付している。以下、実施例2の詳細ブロックの処理と処理の流れについて具体的に説明する。
FIG. 13 is a diagram showing an example of the configuration of the detailed block of the second embodiment of the foreign matter
図14は、実施例2の詳細ブロックの処理の流れの一例を示す図である。図14に示すように、先ず、平滑化部401が、シェーディングデータメモリ3000から出力されるオリジナル出力パターンデータを平滑化する処理を行う(S11)。
FIG. 14 is a diagram showing an example of the processing flow of the detailed block of the second embodiment. As shown in FIG. 14, first, the smoothing
具体的に、平滑化部401は、オリジナル出力パターンデータを移動平均処理することにより、オリジナル出力パターン(図12(a)のパターンR1参照)から、オリジナル出力パターンの平滑化により生成される低周波成分出力パターン(図12(b)のパターンR2参照)を検出する。なお、移動平均処理については実施例1の繰り返しの説明になるため説明を省略する。
Specifically, the smoothing
続いて、演算部500が、シェーディングデータメモリから出力されるオリジナル出力パターンデータ(パターンR1のデータ)と、平滑化部401から出力される平滑化後の出力パターンデータ(パターンR2のデータ)とを入力し、演算により、オリジナル出力パターンから低周波成分の出力パターンを取り除いた出力パターン(図12(c)のパターンR3参照)のデータ(高周波成分出力パターンデータ)を抽出する(S12)。
Subsequently, the
例えば、演算部500は、オリジナル出力パターンデータの各画素番号の出力値において低周波成分出力パターンデータの対応する画素番号の出力値を減算(又は除算)することにより、高周波成分出力パターンデータを抽出する。なお、対応する画素番号がないものは、後段の判定の対象から外すものとする。
For example, the
続いて、振幅推定部501が、演算部500から高周波成分出力パターンデータを入力し、高周波成分出力パターンの振幅の最大値と最小値を算出して正常範囲を決定する(S13)。更に、振幅推定部501は、その正常範囲の閾値を判定部502に設定する(S14)。
Subsequently, the
なお、当該処理では正常範囲の閾値を求めるため、製品製造時や濃度基準部材54などの読取対象部品の交換時など、濃度基準部材54などの光軸上の部品に異物がない状態で行うことが望ましい。従って、当該処理は、製品製造時や濃度基準部材54の部品交換時などに、例えば操作パネル101により指示を受け付けて本体制御ボード102から指示があった場合に選択的に実行する。或いは読取コントローラ103にDIPスイッチなどの切替スイッチを設け、それを手動で切り替えることにより、当該処理を実行させても良い。
Since the threshold value in the normal range is obtained in this process, it should be performed in a state where there is no foreign matter on the parts on the optical axis such as the
ステップS13とステップS14の選択的な実行後、判定部502が、演算部500から入力される高周波成分出力パターンデータの各値を、設定された閾値と比較して、高周波成分出力パターン内の異物の有無を判定する(S15)。
After the selective execution of steps S13 and S14, the
ここで、ステップS13〜ステップS15の振幅推定部501と判定部502の処理について更に詳しく説明する。なお、高周波成分の振幅は、組立バラツキや部品の個体バラツキにより変化するため、ここでは、個体毎に振幅を算出する方法について説明する。
Here, the processing of the
図15と図16は、振幅推定部501による最大値と最小値とを算出する方法(図14のステップS13)の説明図である。振幅推定部501は、演算部500の出力データ(つまり高周波成分出力パターンデータ)からロッドレンズの対応画素数(画素数m=7)を単位に画素番号順に最大値と最小値とを順次抽出して保持し、最大値の平均値と最小値の平均値とを算出する。
15 and 16 are explanatory views of a method of calculating the maximum value and the minimum value by the amplitude estimation unit 501 (step S13 of FIG. 14). The
具体的に、振幅推定部501は、図15に示すように高周波成分出力パターンデータの最初の画素番号(一例として画素番号3とする)を基準に、この基準画素からロッドレンズの対応画素数分(本例では基準画素を含めて対応画素数を「7」にする)を範囲に、つまり画素番号3〜画素番号9を範囲に、その中の最大値maxと最小値minとを抽出する。
Specifically, as shown in FIG. 15, the
続いて、振幅推定部501は、次の画素番号4を基準に、その基準の画素番号からロッドレンズの対応画素数分を範囲に、つまり画素番号4〜画素番号10を範囲に、その中の最大値maxと最小値minとを抽出する。
Subsequently, the
振幅推定部501は、このような最大値maxと最小値minの抽出処理を、基準画素とする画素番号を1ずつ大きくしながら、対応画素数分の最後の画素が最終画素n−3となるまで繰り返す。
The
図16は、振幅推定部501の高周波成分出力パターンデータの入力部M4の画素番号と、最大値maxと最小値minの保持部M5の画素番号との対応関係の一例を示す図である。
FIG. 16 is a diagram showing an example of the correspondence between the pixel number of the input unit M4 of the high frequency component output pattern data of the
振幅推定部501は、次の条件(3)を満たすように最大値maxと最小値minを保持部M5に出力する。
The
「画素番号」=「基準画素番号」+m−1−α ・・・(3)
ただし、「基準画素番号」は、画素番号n−(m−1)を上限とする。
"Pixel number" = "reference pixel number" + m-1-α ... (3)
However, the "reference pixel number" is limited to the pixel number n- (m-1).
図16に示す例は、m=7、α=3の場合のものである。例えば、振幅推定部501は、入力部M4の画素番号3を基準画素とする画素番号3〜画素番号9までの範囲の最大値maxと最小値minとを、条件(3)により、保持部M5の画素番号6に出力する。また、入力部M4の画素番号4を基準画素とする画素番号4〜画素番号10までの範囲の最大値maxと最小値minとを、条件(3)により、保持部M5の画素番号7に出力する。このように、振幅推定部501は、基準画素の画素番号を1つ大きくしながら当該基準画素からの範囲の最大値maxと最小値minとを保持部M5の1つ大きな画素番号に出力することを、保持部M5の画素番号n−6が埋まるまで繰り返す。
The example shown in FIG. 16 is for the case of m = 7 and α = 3. For example, the
振幅推定部501は、保持部M5の各画素番号に保持されている最大値maxと最小値minとに基づいて正常範囲を示す閾値を決定する。具体的に、振幅推定部501は、各画素番号のそれぞれの最大値maxの平均値を算出し、算出した平均値に所定の正の値(マージン)を加算した加算結果を正常範囲の上限を示す閾値(上限値H1(図17参照))に決定する。また、振幅推定部501は、各画素番号のそれぞれの最小値minの平均値を算出し、算出した平均値に所定の正の値(マージン)を減算した減算結果を正常範囲の下限を示す閾値(下限値L1(図17参照))に決定する。
The
ただし、上限のマージンは、上限値H1が各画素番号のそれぞれの最大値maxよりも大きな値をとるように設定し、下限のマージンは、下限値L1が各画素番号のそれぞれの最小値minよりも小さな値をとるように設定する。 However, the upper limit margin is set so that the upper limit value H1 takes a value larger than the maximum value max of each pixel number, and the lower limit margin is set so that the lower limit value L1 is larger than the respective minimum value min of each pixel number. Is set to take a small value.
図17は、判定部502の判定処理の説明図である。判定部502は、図17に示すように、低周波成分(パターンR2)の除去後の高周波成分(パターンR3)に現れる出力値T1(異物を示す信号)を正常範囲を示す閾値(上限値H1と下限値L1)を基準に判定する。
FIG. 17 is an explanatory diagram of the determination process of the
この例では、出力値T1は下限側に現れ、その値が下限値L1を下回っている。このため、判定部502は、下限値L1を基準とする判定により出力値T1を異物と判定する。
In this example, the output value T1 appears on the lower limit side, and the value is lower than the lower limit value L1. Therefore, the
(実施例3)
次に、異物判定処理の実施例3について説明する。密着型イメージセンサの組立時にロッドレンズアレイ162が撓んだ状態で配置されるとシェーディングデータの出力パターンの振幅が主走査方向に向けて減衰するなどして一定ではなくなる。実施例3では、実施例2を前提に、更にシェーディングデータを主走査方向にNブロックに分割し、ブロックごとに正常範囲の閾値を設定する場合のものについて示す。
(Example 3)
Next, the third embodiment of the foreign matter determination process will be described. If the
図18は、イメージセンサにロッドレンズが撓んだ状態で配置されている場合のセンサとロッドレンズとのズレの状態の一例を示す図である。図18には、ロッドレンズアレイ162がイメージセンサ161に対し水平面内で撓んだ状態で配置されている場合を想定し、ロッドレンズアレイ162の上方(図4のロッドレンズアレイ162の上方)から見た場合のロッドレンズアレイ162とイメージセンサ161とのズレの状態の一例を示している。
FIG. 18 is a diagram showing an example of a state in which the rod lens is displaced from the sensor when the rod lens is arranged in the image sensor in a bent state. In FIG. 18, assuming that the
図18に示すロッドレンズアレイ162の中心線J2は、各ロッドレンズの配列を示す線であり、イメージセンサ161の中心線J1は、イメージセンサ161の長手方向の中心線である。図18に示すようにロッドレンズアレイ162の中心線J2がイメージセンサ161の中心線J1から反れると、ロッドレンズアレイ162の中心線J2上にある範囲の光電変換素子に比べ、中心線J2から反れた範囲の光電変換素子の光強度が低下し出力が低下する。
The center line J2 of the
図19は、図18に示す配置構成で生成されたシェーディングデータから低周波成分を除去して得たデータの高周波成分出力パターンの一例を示す図である。図19に示すように、主走査方向において、高周波成分出力パターンP3の振幅が減衰する。 FIG. 19 is a diagram showing an example of a high frequency component output pattern of data obtained by removing low frequency components from the shading data generated in the arrangement configuration shown in FIG. As shown in FIG. 19, the amplitude of the high frequency component output pattern P3 is attenuated in the main scanning direction.
このように振幅が一定でない場合、振幅が小さな位置で正常範囲の閾値(上限値H1、下限値L1)とのギャップが大きくなり、ここに異物が含まれていたときに、その検出が困難になる。そこで、このように振幅が減衰(又は増幅)により一定とならない場合に、高周波成分出力パターンP3をNブロックに分割し、ブロックごとに正常範囲の閾値を設定する。 When the amplitude is not constant in this way, the gap with the threshold value (upper limit value H1, lower limit value L1) in the normal range becomes large at the position where the amplitude is small, and when foreign matter is contained here, it becomes difficult to detect it. Become. Therefore, when the amplitude is not constant due to attenuation (or amplification) in this way, the high frequency component output pattern P3 is divided into N blocks, and a threshold value in the normal range is set for each block.
図20は、振幅推定部501が「分割手段」として行うNブロックへの分割とブロック毎の閾値の設定とについて概念的に示す図である。振幅推定部501は、図20(a)に示すように高周波成分出力パターンP3をNブロックに分割し、分割ブロック毎に、図20(b)に示すように閾値(上限値、下限値)=(H1、L1)、(H2、L2)・・・、(HN、LN)を決定する。なお、分割数や各ブロックに含める画素の数については適宜設定して良い。
FIG. 20 is a diagram conceptually showing division into N blocks and setting of a threshold value for each block performed by the
例えば、主走査方向への減衰が急であれば分割数を増やしてブロック内の画素数を減らし、減衰が緩やかであれば分割数を少なくしてブロック内の画素数を増やす。また、イメージセンサ161がセンサチップを複数組み合わせて構成されているものであれば、1ブロックをセンサチップ毎に割り当てても良い。ただし、N=1の場合は実施例2に相当する。
For example, if the attenuation in the main scanning direction is steep, the number of divisions is increased to reduce the number of pixels in the block, and if the attenuation is gradual, the number of divisions is decreased to increase the number of pixels in the block. Further, if the
具体的には、振幅推定部501が保持部M5をNブロック(Nは分割数を示す正の整数とする)に分け、ブロック内の各画素番号に格納した最大値maxと最小値minとから正常範囲を示す閾値の決定をブロックごとに行う。そして、振幅推定部501が、画素番号の範囲を示すブロック情報とそのブロックについて決定した閾値とを判定部502に設定する。
Specifically, the
判定部502は、高周波成分出力パターンデータを、画素毎に、その画素が属するブロックの閾値を使用して異物判定を行う。
The
(実施例4)
密着型イメージセンサなどのセンサチップの内部回路構成に起因し、センサチップ内の所定の光電変換素子が、その他の光電変換素子とは異なる特性を示す場合がある。
(Example 4)
Due to the internal circuit configuration of the sensor chip such as the close contact type image sensor, a predetermined photoelectric conversion element in the sensor chip may exhibit characteristics different from those of other photoelectric conversion elements.
図21(a)は、センサチップ端部の数画素がその他の画素に比べて極端に低い出力を示す場合の出力パターンの一例を示す図である。図21(a)に示すようにセンサチップ端部の数画素Y1が他の画素と比べて出力値が極端に低くなっており、その出力が閾値を超えている。この場合、異物が無い場合にも異物があると誤検知されてしまう可能性がある。 FIG. 21A is a diagram showing an example of an output pattern when several pixels at the end of the sensor chip show extremely low output as compared with other pixels. As shown in FIG. 21A, the output value of several pixels Y1 at the end of the sensor chip is extremely lower than that of the other pixels, and the output exceeds the threshold value. In this case, even if there is no foreign matter, it may be erroneously detected as having a foreign matter.
図21(b)は、その特異的な特性を示す範囲において異物判定を行わせないために「マスク設定手段」として設定したマスク領域を示す図である。図21(b)に示すように、図21の特異的な特性を示す数画素Y1に異物の判定対象ではないことを示すマスク領域Y2を設定する。 FIG. 21B is a diagram showing a mask region set as a “mask setting means” so as not to perform foreign matter determination in a range showing its specific characteristics. As shown in FIG. 21B, a mask region Y2 indicating that the foreign matter is not a determination target is set in the few pixels Y1 showing the specific characteristics of FIG. 21.
具体的には、判定部502において、演算部500から入力される高周波成分出力パターンデータの判定対象の画素番号の中の、特異的な特性を示す画素番号について予めマスク情報を設定する。
Specifically, in the
これにより、判定部502は、高周波成分出力パターンデータの内、マスク情報として設定された画素については異物判定を行わず、その他の画素について異物判定を行う。
As a result, the
このように、予め特異的な出力特性を示す範囲にマスク領域を設定しておけば、異物として誤検知をすることを避けられる。また、読取センサの全長が濃度基準部材54の全長よりも長いときにも、濃度基準部材54が無い領域をマスク領域として設定すれば、濃度基準部材54の範囲外のシェーディングデータに対しても異物の誤検知をすることは無くなる。
In this way, if the mask area is set in advance in a range showing specific output characteristics, false detection as a foreign substance can be avoided. Further, even when the total length of the reading sensor is longer than the total length of the
(実施例5)
異物判定処理ブロック400として実施例1と実施例2の構成を組み合わせたものについて示す。
(Example 5)
A combination of the configurations of the first embodiment and the second embodiment as the foreign matter
図22は、異物判定処理ブロック400の実施例5の詳細ブロックの構成の一例を示す図である。図22に示す異物判定処理ブロック400は、平滑化部401と、判定部(第1の判定部)402と、演算部500と、振幅推定部501と、判定部(第2の判定部)502とを有する。図22に示す矢印は、処理対象のデータの流れを示すものである。なお、実施例1、実施例2と同様の処理ブロックについては、同じ符号を付している。
FIG. 22 is a diagram showing an example of the configuration of the detailed block of the fifth embodiment of the foreign matter
実施例5の構成では、実施例1と実施例2との2つの異物判定処理により異物判定が行える。具体的に、平滑化部401と、判定部(第1の判定部)402とにより、実施例1の異物判定を行う。更に、平滑化部401と、演算部500と、振幅推定部501と、判定部(第2の判定部)502とにより、実施例2の異物判定を行う。
In the configuration of the fifth embodiment, the foreign matter can be determined by the two foreign matter determination processes of the first embodiment and the second embodiment. Specifically, the smoothing
この構成により、低周波成分を含むシェーディングデータに埋もれている、高周波成分の内と外の異物信号を検出することが可能になる。 With this configuration, it becomes possible to detect foreign matter signals inside and outside the high frequency component, which are buried in the shading data including the low frequency component.
(実施例6)
異物判定処理ブロック400が異物を判定した場合に、異物があることを示す情報として異物判定処理ブロック400がユーザに異物の除去を報知する処理について説明する。
(Example 6)
When the foreign matter
異物判定処理ブロック400は、異物を検出すると通信I/F200を介して本体制御ボード102に異物の検出を示す信号を通知する。本体制御ボード102は、異物の検出を示す信号を受信すると、操作パネル101にユーザに異物の除去を促す報知画面情報を送信する。報知画面情報には、例えば、「濃度基準部材やコンタクトガラスなどを清掃してください」などの表示情報を含ませる。
When the foreign matter
なお、ここでは、異物の検出を示す信号を受信した場合に本体制御ボード102が操作パネル101に報知画面情報を送信すると説明したが、異物があることを示す情報として本体制御ボード102が送信する信号は、これに限定されない。例えば、清掃を促す報知音を指定する信号やランプの点灯を指定する信号などであっても良い。
Although it has been described here that the main
以上のように、本実施の形態では、各画素回路からの出力レベルから全体の振れ幅に埋もれている異物信号を検出することが可能になり、異物の検知精度が向上する。 As described above, in the present embodiment, it is possible to detect the foreign matter signal buried in the entire swing width from the output level from each pixel circuit, and the foreign matter detection accuracy is improved.
なお、本実施の形態では、画像読取装置を画像形成装置に適用し、画像読取装置の読取画像を画像形成に利用する例を示したが、画像読取装置を単体で使用し、生成した読取画像をハードディスクや記録メディアにファイル出力するなどしても良い。 In the present embodiment, an example is shown in which the image reading device is applied to the image forming device and the scanned image of the image reading device is used for image forming. However, the scanned image generated by using the image reading device alone is shown. May be output as a file to a hard disk or recording medium.
また、本実施の形態では、画像読取装置に読取コントローラ103が内蔵されたものを示したが、読取コントローラ103の一部又は全てを画像処理装置(例えばICチップ等)の形態で供給し、供給された画像処理装置を、対応する画像読取装置に搭載して、異物判定を実行しても良い。なお、画像処理装置には、異物判定処理ブロック400を少なくとも含むようにする。
Further, in the present embodiment, the image reading device has a built-in
300 ディジタル画像処理回路
301 黒補正処理ブロック
302 白補正処理ブロック
303 画像処理ブロック
304 フレームメモリ
305 出力制御回路
400 異物判定処理ブロック
300 Digital
Claims (11)
前記濃度基準部材に光を照射する光源と、
前記濃度基準部材からの前記光を結像するレンズと、
前記レンズにより結像された光を電気信号に変換する複数の画素回路と、
各画素回路の出力値からシェーディングデータを生成するデータ処理手段と、
前記シェーディングデータから異物を抽出する抽出手段と、
前記異物が抽出されたことを条件に異物があることを示す情報を出力する出力手段と、
を有し、
前記抽出手段は、
前記シェーディングデータから移動平均により得た移動平均結果のデータ列から、該移動平均結果の差分が正常範囲から外れる異物を抽出し、
更に、前記シェーディングデータから低周波成分を除去した後の高周波成分を示すデータ列から、前記高周波成分の振幅の最大値と最小値で決まる正常範囲を外れる異物を抽出する、
画像読取装置。 Concentration reference member and
A light source that irradiates the concentration reference member with light,
A lens that forms the light from the density reference member and
A plurality of pixel circuits that convert the light imaged by the lens into an electric signal, and
A data processing means that generates shading data from the output value of each pixel circuit,
An extraction means for extracting foreign matter from the shading data,
An output means for outputting information indicating that there is a foreign substance on condition that the foreign substance has been extracted, and
Have,
The extraction means
From the data string of the moving average result obtained by the moving average from the shading data, a foreign substance whose difference of the moving average result is out of the normal range is extracted.
Further, from the data string showing the high frequency component after removing the low frequency component from the shading data, foreign matter outside the normal range determined by the maximum value and the minimum value of the amplitude of the high frequency component is extracted.
Image reader.
前記抽出手段は、
前記シェーディングデータから、前記レンズのロッドレンズのピッチ間隔に対応する画素数を単位とする移動平均により移動平均結果のデータ列を得る、
請求項1に記載の画像読取装置。 The lens is a rod lens array.
The extraction means
From the shading data, a data string of the moving average result is obtained by a moving average in units of the number of pixels corresponding to the pitch interval of the rod lens of the lens.
The image reading device according to claim 1.
前記抽出手段は、前記低周波成分の除去後の高周波成分を示すデータ列において、前記ロッドレンズアレイのロッドレンズのピッチ間隔に対応する画素数を単位に、前記高周波成分の振幅の最大値と最小値をそれぞれ抽出して前記最大値と前記最小値で決まる前記正常範囲を決定する、
請求項1または2に記載の画像読取装置。 The lens is a rod lens array.
The extraction means has a maximum value and a minimum amplitude of the high frequency component in a data string showing the high frequency component after removal of the low frequency component, in units of the number of pixels corresponding to the pitch interval of the rod lenses of the rod lens array. Each value is extracted to determine the normal range determined by the maximum value and the minimum value.
The image reading device according to claim 1 or 2.
請求項1乃至3の内の何れか一項に記載の画像読取装置。 The extraction means removes the low frequency component from the shading data by subtraction or division.
The image reading device according to any one of claims 1 to 3.
請求項3に記載の画像読取装置。 The extraction means determines the upper limit value of the normal range from the average value of the maximum values extracted in units of the number of pixels corresponding to the pitch interval of the rod lens, and extracts the number of pixels corresponding to the pitch interval in units. The lower limit of the normal range is determined from the average value of the minimum values.
The image reading device according to claim 3.
前記低周波成分の除去後の高周波成分を示すデータ列をNブロックに分け、前記最大値と前記最小値で決まる前記正常範囲を前記Nブロックのブロック毎に決定する、
請求項1または2に記載の画像読取装置。 The extraction means
The data string showing the high frequency component after the removal of the low frequency component is divided into N blocks, and the normal range determined by the maximum value and the minimum value is determined for each block of the N block.
The image reading device according to claim 1 or 2.
請求項1乃至6の内の何れか一項に記載の画像読取装置。 The extraction means further includes a setting means for setting a mask in a range showing specific characteristics.
The image reading device according to any one of claims 1 to 6.
前記画像読取装置の読取画像を記録媒体上に形成する画像形成手段と、
を有する画像形成装置。 The image reading device according to any one of claims 1 to 7.
An image forming means for forming an image read by the image reading device on a recording medium, and
An image forming apparatus having.
前記画像読取装置の前記出力手段から出力される情報を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信された前記情報に基づき異物があることを報知する報知手段と、
を有する請求項8に記載の画像形成装置。 In addition
A receiving means for receiving information output from the output means of the image reading device, and
A notification means for notifying that there is a foreign substance based on the information received by the reception means, and
The image forming apparatus according to claim 8.
前記濃度基準部材に光を照射する光源と、
前記濃度基準部材からの前記光を結像するレンズと、
前記レンズにより結像された光を電気信号に変換する複数の画素回路と、
を有する画像読取装置に搭載可能な画像処理装置であって、
各画素回路の出力値からシェーディングデータを生成するデータ処理手段と、
前記シェーディングデータから異物を抽出する抽出手段と、
前記異物が抽出されたことを条件に異物があることを示す情報を出力する出力手段と、
を有し、
前記抽出手段は、
前記シェーディングデータから移動平均により得た移動平均結果のデータ列から、該移動平均結果の差分が正常範囲から外れる異物を抽出し、
更に、前記シェーディングデータから低周波成分を除去した後の高周波成分を示すデータ列から、前記高周波成分の振幅の最大値と最小値で決まる正常範囲を外れる異物を抽出する、
画像処理装置。 Concentration reference member and
A light source that irradiates the concentration reference member with light,
A lens that forms the light from the density reference member and
A plurality of pixel circuits that convert the light imaged by the lens into an electric signal, and
An image processing device that can be mounted on an image reader having the above.
A data processing means that generates shading data from the output value of each pixel circuit,
An extraction means for extracting foreign matter from the shading data,
An output means for outputting information indicating that there is a foreign substance on condition that the foreign substance has been extracted, and
Have,
The extraction means
From the data string of the moving average result obtained by the moving average from the shading data, a foreign substance whose difference of the moving average result is out of the normal range is extracted.
Further, from the data string showing the high frequency component after removing the low frequency component from the shading data, foreign matter outside the normal range determined by the maximum value and the minimum value of the amplitude of the high frequency component is extracted.
Image processing device.
前記濃度基準部材に光を照射する光源と、
前記濃度基準部材からの前記光を結像するレンズと、
前記レンズにより結像された光を電気信号に変換する複数の画素回路と、
を有する画像読取装置の画像処理方法であって、
各画素回路の出力値からシェーディングデータを生成するステップと、
前記シェーディングデータから異物を抽出するステップと、
前記異物が抽出されたことを条件に異物があることを示す情報を出力するステップと、
を含み、
前記異物を抽出するステップにおいて、
前記シェーディングデータから移動平均により得た移動平均結果のデータ列から、該移動平均結果の差分が正常範囲から外れる異物を抽出するステップと、
更に、前記シェーディングデータから低周波成分を除去した後の高周波成分を示すデータ列から、前記高周波成分の振幅の最大値と最小値で決まる正常範囲を外れる異物を抽出するステップと、
を含む画像処理方法。 Concentration reference member and
A light source that irradiates the concentration reference member with light,
A lens that forms the light from the density reference member and
A plurality of pixel circuits that convert the light imaged by the lens into an electric signal, and
It is an image processing method of an image reader having the above.
Steps to generate shading data from the output value of each pixel circuit,
The step of extracting foreign matter from the shading data and
A step of outputting information indicating that there is a foreign substance on condition that the foreign substance has been extracted, and
Including
In the step of extracting the foreign matter,
From the data string of the moving average result obtained by the moving average from the shading data, a step of extracting a foreign substance whose difference of the moving average result is out of the normal range, and
Further, a step of extracting foreign matter outside the normal range determined by the maximum value and the minimum value of the amplitude of the high frequency component from the data string showing the high frequency component after removing the low frequency component from the shading data.
Image processing method including.
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