JP7468150B2 - 画像読取装置、画像形成装置及び異物検知方法 - Google Patents

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Description

本発明は、画像読取装置、画像形成装置及び異物検知方法に関する。
従来、シートスルー方式のADF(Auto Document Feeder)において、ADF読取位置の背景部材の読取データの局所的なレベル変動に基づいて、ADF読取位置のコンタクトガラスに付着した異物の有無を判断する技術が知られている。
例えば、特許文献1(特開2008-147816号公報)に開示されている画像読み取り装置の場合、高濃度の異物(以降、黒異物と記載)、及び、低濃度の異物(以降、白異物と記載)の両方の有無を判断するために、背景部材として白色部材及び黒色部材(又はグレー色部材)を設ける。そして、これらの背景部材を入れ替えて、それぞれの読取データを取得し、白色部材及び黒色部材の各読取データの局所的なレベル変動をそれぞれ検出することで、黒異物及び白異物を検出する。
しかし、特許文献1に開示されている画像読み取り装置の場合、背景部材を入れ替えるための、入れ替え機構が必要となり、装置構成が複雑化する問題がある。
また、特許文献1に開示されている画像読み取り装置の場合、背景部材の入れ替えを行うため、黒異物及び白異物の検出に用いる各読取データを取得するまでに、時間を要する問題がある。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、簡素な構成で迅速に黒異物及び白異物の検出を可能とした画像読取装置、画像形成装置及び異物検知方法の提供を目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、少なくとも第1の波長域及び第2の波長域の光を発光する光源と、第1の波長域及び第2の波長域の光の反射率がそれぞれ異なる背景部材と、第1の波長域の光及び第2の波長域の光が背景部材に照射されることにより生ずる反射光を受光して読取情報を形成する撮像部と、背景部材で反射され、撮像部で受光された、第1の波長域の光の反射光の読取情報の読取レベル差に基づいて、第1の異物の有無を検知し、背景部材で反射され、撮像部で受光された、第2の波長域の光の反射光の読取情報の読取レベル差に基づいて、第2の異物の有無を検知する異物検知部と、を有し、前記撮像部は、前記第1の波長域の光の反射光を受光する第1のラインセンサ、及び、前記第1のラインセンサの複数の受光素子が並設された方向である主走査方向に対して2次元的に直交する方向である副走査方向にずれた位置に、主走査方向が、前記第1のラインセンサの主走査方向に対して平行となるように設けられた、前記第2の波長域の光の反射光を受光する第2のラインセンサを有し、前記第1のラインセンサ及び前記第2のラインセンサの前記主走査方向の読取レベルの正規化に用いる基準情報を取得するための基準部材に対して、前記第1の波長域の光及び前記第2の波長域の光を照射し、前記異物検知部が、前記第1のラインセンサの読取情報の読取レベル差に基づいて、前記基準部材に付着している黒異物の有無を検知し、また、前記第2のラインセンサの読取情報の読取レベル差に基づいて、前記基準部材に付着している白異物の有無を検知する
本発明によれば、簡素な構成で迅速に黒異物及び白異物を検出できるという効果を奏する。
図1は、第1の実施の形態の画像形成装置が備える画像読取部の断面図である。 図2は、第1の実施の形態の画像形成装置が備えるキャリッジの構成を示す図である。 図3は、第1の実施の形態の画像形成装置の要部のブロック図である。 図4は、普通紙と、ADF背景部材及びFB背景部材の分光反射特性を示す図である。 図5は、第1の実施の形態の画像形成装置の画像処理部のブロック図である。 図6は、異物による読取レベルの変動を示す図である。 図7は、第1の実施の形態の画像形成装置に設けられているラインセンサの構成を概略的に示す図である。 図8は、ADF読取時における各ラインセンサの各読取位置を示す図である。 図9は、ADF読取時に、キャリッジを副走査方向に移動させることで、各ラインセンサの読取位置で、それぞれ異物検知を行う様子を示す模式図である。 図10は、第1の実施の形態の画像形成装置における異物検知動作の流れを示すフローチャートである。 図11は、第2の実施の形態の画像形成装置に設けられている画像読取部の断面図である。 図12は、CISの構成を示す図である。 図13は、CISに設けられている光源の構成を示す図である。 図14は、第2の画像形成装置に設けられているラインセンサの構成を示す図である。 図15は、第3の実施の形態の画像形成装置に設けられているADF背景部材又はFB背景部材の分光反射率を示す図である。 図16は、第3の実施の形態の画像形成装置に設けられている、赤外光に対して低反射率となるADF背景部材又はFB背景部材の読取レベルの変動を示す図である。 図17は、第4の実施の形態の画像形成装置において、キャリッジで基準部材の読み取りを行っている様子を示す図である。
以下、添付図面を参照して、実施の形態となる画像形成装置の説明をする。
[第1の実施の形態]
(機械構成)
図1は、第1の実施の形態の画像形成装置が備える画像読取部102の断面図である。この図1に示すように、画像読取部102は、キャリッジ200を備える。また、画像読取部102は、ADF(Auto Document Feeder)部105の読取時に、直上を原稿が通過するADFコンタクトガラス230、及び、フラットベッド(FB)読取時に、直上に原稿を置くFBコンタクトガラス260を備える。
また、画像読取部102は、読取レベルの主走査方向(図1の紙面に対して垂直方向)のムラの正規化(シェーディング補正)に使用する基準情報を読み取るための基準部材250を備える。また、画像読取部102は、キャリッジ200を副走査方向(図1の紙面の左右方向)に移動させるための駆動機構190及びスキャナモータ280を備えている。
ADF部105は、ADF背景部材240及びFB背景部材270を備える。ADF背景部材240及びFB背景部材270は、背景部材の一例である。ADF背景部材240は、ADFコンタクトガラス230と対向する位置に設けられている。FB背景部材270は、FBコンタクトガラス260と対向する位置に設けられている。また、一例ではあるが、ADF背景部材240及びFB背景部材270は、例えば金属又はプラスチック等により形成された板状部材に、白色等の所定の色の塗料を塗布して形成されている。
(キャリッジの構成)
図2は、キャリッジ200の構成を示す図である。読み取りに使用するキャリッジ200は、光源210、ラインセンサ220(撮像部の一例)、ミラー群211及びレンズ212を有している。
このようなキャリッジ200は、原稿、ADF背景部材240又はFB背景部材270に対して光源210からの光を照射することで得られた反射光を、ミラー群211及びレンズ212を介してラインセンサ220に導光する。ラインセンサ220は、反射光を電気信号に変換することで、原稿、ADF背景部材240又はFB背景部材270の主走査方向(図2の紙面に対して垂直方向)の情報の読み取りを行う。
ADF部105を用いて原稿の読み取りを行う場合、原稿は、副走査方向(図2の左右方向)に移動される。ラインセンサ220は、原稿又はADF背景部材240の副走査方向の情報の読み取りを行う。また、フラットベッド読み取りにおいては、キャリッジモータ280を回転駆動することで、駆動機構190を介してキャリッジ200を副走査方向(図2の左右方向)に駆動する。これにより、ラインセンサ220で、原稿又はFB背景部材270の副走査方向の情報を読み取りが行われる。
光源210は、第1の波長域の一例である可視波長域の光(可視光)及び第2の波長域の一例である近赤外波長域の光(近赤外光)を照射可能となっている。これに対応して、ラインセンサ220は、可視光及び近赤外光を読み取り可能となっている。
ここで、ADFコンタクトガラス230上に異物が存在する場合、原稿又はADF背景部材240の情報が遮られることで、異物が情報としてラインセンサ220に読み取られる。同様に、FBコンタクトガラス260上に異物が存在する場合、原稿又はFB背景部材260の情報が遮られることで、異物が情報としてラインセンサ220に読み取られる。
特に、ADF部105による原稿読み取りにおいては、キャリッジ200を固定し原稿を搬送することで原稿全体を読み取る。これにより、ラインセンサ220によるADFコンタクトガラス230上の読取位置も固定されるため、出力画像の副走査方向全域に異物の情報が重畳する。
なお、「異物」とは、ADFコンタクトガラス230又はFBコンタクトガラス260上に存在する紙粉、付箋、ステープラーの針、修正液、インク、糊等の様々な異物である。
(電気構成)
図3は、第1の実施の形態の画像形成装置の要部のブロック図である。この図3に示すように、画像形成装置は、画像形成部100と、報知部101と、図1の外観構成を有する画像読取部102と、画像処理部103を備える。また。画像形成装置は、画像処理部103の処理に用いる画像データ及び所定の画像処理を施した画像データを一時的に蓄積する画像メモリ104を備える。CPU(Center Processing Unit)106は、ROM(Read Only Memory)等の記憶部に記憶されているプログラムに基づいて、画像形成部100、報知部101、画像読取部102及び画像処理部103を制御する。ADF部105は、CPU106と情報通信を行うことで原稿搬送タイミングを調整して原稿搬送を行う。
画像形成部100は、画像処理部103により所定の画像処理を施した画像データに対して、印字処理を実行することで印刷画像を形成する。
報知部101としては、例えばモニタ装置又はスピーカ部等を用いることができる。後述するが、CPU106は、上述の「異物」が検知されると、モニタ装置に対して異物検知のメッセージ又は清掃を促すメッセージを表示し、又は、スピーカ部を介して「異物」が検知されたことを示す電子音又は音声メッセージを出力制御する。
(媒質による分光反射特性の違い)
次に、図4は、媒質による分光反射特性の違いを示す図である。この図4は、画像読取部102の読取対象である、原稿として一般的に用いられる普通紙と、ADF背景部材240及びFB背景部材270の分光反射特性を示す図である。図4中、点線のグラフが、普通紙の分光反射特性のグラフであり、実線のグラフが、ADF背景部材240及びFB背景部材270の分光反射特性のグラフである。
この図4からわかるように、可視波長域においては、白色背景であるADF背景部材240及びFB背景部材270の反射率は普通紙より高いが、近赤外(NIR)波長域においては、ADF背景部材240及びFB背景部材270の反射率は普通紙より低い。
画像読取部102は、ラインセンサ220による画素毎の読取レベルのばらつきを補正するために、基準部材250の読取レベルを基準とし、画素毎に読取レベルを正規化する。また、画像読取部102は、原稿(例えば普通紙)を読み取った際に、正規化後の読取レベルを所定の値に調整する(以降、これらを合わせてシェーディング補正と呼ぶ)。このため、白色背景を使用したADF背景部材240及びFB背景部材270のシェーディング補正後の読取レベルは、可視光に対して所定の値より高く、近赤外光に対して所定の値より低くなる。
また、ADF背景部材240、FB背景部材270、ADFコンタクトガラス230又はFBコンタクトガラス260上に高濃度の異物(黒異物)が存在する場合、可視光に対する読取レベル差が大きく現れる。また、ADF背景部材240、FB背景部材270、ADFコンタクトガラス230又はFBコンタクトガラス260上に低濃度の異物(白異物)が存在する場合、赤外光に対する読取レベル差が大きく現れる。
このようなことから、実施の形態の画像形成装置は、可視光に対するシェーディング補正後の読取レベル差に基づいて黒異物を検知し、赤外光に対するシェーディング補正後の読取レベル差に基づいて白異物を検知する。詳しくは、後述する。
(画像処理部の構成)
図5は、画像処理部102のブロック図である。この図5に示すように、画像処理部103は、異物を検知するためのゴミ検知部401を有する。ゴミ検知部401は、可視光の読取画像に対して異物検知を行う可視光ゴミ検知部411、及び、近赤外光の読取画像に対して異物検知を行う近赤外光ゴミ検知部412を備える。可視光ゴミ検知部411及び近赤外光ゴミ検知部412は、異物検知部の一例である。
(異物による読取レベルの変動)
図6は、異物による読取レベルの変動を示す図である。このうち、図6(a)は、可視光による黒異物及び白異物の読取レベルの変動を示す図である。また、図6(b)は、近赤外光による黒異物及び白異物の読取レベルの変動を示す図である。
図6(a)に示すように、可視光によるADF背景部材240又はFB背景部材270と黒異物の読取レベルの差は大きいため、可視光を用いることで黒異物の検知は容易となる。これに対して、可視光によるADF背景部材240又はFB背景部材270と白異物の読取レベルの差は小さいため、可視光による白異物の検知は困難となる。
一方、図6(b)に示すように、近赤外光によるADF背景部材240又はFB背景部材270と黒異物の読取レベルの差は小さいため、近赤外光による黒異物の検知は困難となる。これに対して、近赤外光によるADF背景部材240又はFB背景部材270と白異物の読取レベルの差は大きいため、近赤外光を用いることで、白異物の検知は容易となる。
このようなことから、第1の実施の形態の画像形成装置は、可視光ゴミ検知部411が、可視光照射時の読み取りレベル差に基づいて黒異物を検知し、近赤外光ゴミ検知部412が、近赤外光照射時の読み取りレベル差に基づいて白異物を検知している。
すなわち、可視光ゴミ検知部411により、ラインセンサ220の各画素のうち、所定の閾値以下の画素が検知された場合に、CPU106は、その画素の読取位置に黒異物が付着していると判断する(図6(a)参照)。また、近赤外光ゴミ検知部412により、ラインセンサ220の各画素のうち、所定の閾値以上の画素が検知された場合に、CPU106は、その画素の読取位置に白異物が付着していると判断する(図6(b)参照)。
または、可視光ゴミ検知部411及び近赤外光ゴミ検知部412により、特定画素の読取レベルと、この特定画素の周辺に位置する各周辺画素の読取レベルとの差分が、所定の閾値以上であることが検出された場合に、CPU106が、特定画素の読取位置に異物が付着していると判断してもよい。
(ラインセンサ構成)
次に、図7は、ラインセンサ220の構成を概略的に示す図である。上述のように、ラインセンサ220は、可視光及び近赤外光を読み取り可能となっている。具体的には、図7に示すように、ラインセンサ220は、可視光のうち、赤色光(R)を読み取るRラインセンサ221、可視光のうち、緑色光(G)を読み取るGラインセンサ222、及び、可視光のうち、青色光(B)を読み取るBラインセンサ223を有している。また、ラインセンサ220は、近赤外光を読み取る赤外ラインセンサ224を有している。
Rラインセンサ221、Gラインセンサ222及びBラインセンサ223は、第1のラインセンサの一例である。また、赤外ラインセンサ224は、第2のラインセンサの一例である。Rラインセンサ221、Gラインセンサ222、Bラインセンサ223及び赤外ラインセンサ224は、それぞれ主走査方向が平行となるように、副走査方向にずれて設けられている。
(ADF読取時における各ラインセンサの読取位置)
図8は、ADF読取時における各ラインセンサ221~224の各読取位置を示す図である。ADF部105を用いた原稿読取時においては、キャリッジ200を固定し、原稿を搬送することで原稿全体の読み取りを行う。このため、ラインセンサ220によるADFコンタクトガラス230上の読取位置も固定される。
しかし、図7に示したように、各ラインセンサ221~224は、副走査方向(原稿の搬送方向)に、物理的に離れて配置されている。このため、図8に示すように、各ラインセンサ221~224に対応したADF読取時の読取位置であるADF読取位置(R)251、ADF読取位置(G)252、ADF読取位置(B)253、ADF読取位置(赤外)254も、副走査方向(原稿の搬送方向)にずれている。
従って、キャリッジ200を固定したままでは、ADF読取位置(R)251、ADF読取位置(G)252、ADF読取位置(B)253に付着した黒異物は検知可能であるが、白異物は検知困難となる。また、ADF読取位置(赤外)254に付着した白異物は検知可能であるが、黒異物は検知困難となる。
各ラインセンサ221~224のうち、複数のラインセンサに跨る大きさの異物であれば問題なく検知可能であるが、異物が、ラインセンサ221~224のいずれかのみに跨る大きさの場合、正しい検知が困難となる。
(キャリッジ移動によるゴミ検知)
図9は、ADF読取時に、キャリッジ200を副走査方向に移動させることで、各ラインセンサ221~224の読取位置で、それぞれ異物検知を行う様子を示す模式図である。キャリッジ200は、キャリッジモータ280を回転駆動することで、駆動機構190を介して副走査方向(原稿の搬送方向)に移動制御される。
具体的には、図9(a)は、赤外ラインセンサ224による読取位置が、ADF読取位置(赤外)254にある状態を示している。この状態で、可視光及び赤外光を同時に点灯する(時間差で点灯してもよい)。そして、赤外ラインセンサ224で、赤外光に基づき、赤外光用のADF読み取り位置(赤外)254のADF白色背景部材240の読み取りを行う。また、赤外ラインセンサ224に対して副走査方向に沿って順に設けられているBラインセンサ223,Gラインセンサ222、及び、Rラインセンサ221で、可視光に基づき、ADF読み取り位置(B)253、ADF読み取り位置(G)252、及び、ADF読み取り位置(R)252のADF白色背景部材240の読み取りを行う。
これにより、赤外ラインセンサ224で、ADF白色背景部材240の赤外光用のADF読み取り位置(赤外)254に付着している白異物の検知を行うことができる。また、Bラインセンサ223、Gラインセンサ222、及び、Rラインセンサ221で、ADF白色背景部材240のADF読み取り位置(B)253、ADF読み取り位置(G)252、及び、ADF読み取り位置(R)252に付着している黒異物の検知を行うことができる。
次に、キャリッジ200を移動させ、赤外ラインセンサ224によるADF白色背景部材240の読取位置を、ADF読取位置(B)253(図9(b))→ADF読取位置(G)252(図9(c))→ADF読取位置(R)251(図9(d))の順に移動させる。そして、ADF読取位置(B)253、ADF読取位置(G)252及びADF読取位置(R)251で、赤外光に基づくADF白色背景部材240の読み取りを行う。これにより、各ADF読取位置251~254の全ての読取位置で、白異物の検知を行うことができる。
次に、キャリッジ200を移動させ、赤外ラインセンサ224によるADF白色背景部材240の初期の読取位置(図9(a)に示すADF読取位置(赤外)254)に、Bラインセンサ223、Gラインセンサ222、及び、Rラインセンサ221を順に移動させる。そして、Bラインセンサ223、Gラインセンサ222、及び、Rラインセンサ221で、可視光に基づき、ADF読取位置(赤外)254のADF白色背景部材240の読み取りを行う。これにより、ADF読取位置(赤外)254の黒異物の検知を行うことができる。
なお、この例では、Bラインセンサ223、Gラインセンサ222、及び、Rラインセンサ221を、それぞれADF読取位置(赤外)254に移動させて黒異物の検知を行うこととした。しかし、Bラインセンサ223、Gラインセンサ222、及び、Rラインセンサ221のうち、少なくとも一つのラインセンサをADF読取位置(赤外)254に移動させて黒異物の検知を行ってもよい。これにより、異物検知に要する時間を短縮化できる。ただ、例えば赤色の異物は、Rラインセンサ221で検知することは困難である。このため、Bラインセンサ223、Gラインセンサ222、及び、Rラインセンサ221でそれぞれ検知を行うことで、黒異物の検知精度の向上を図ることができる。
このようにキャリッジ200を移動制御して、各ラインセンサ221~224で、ADF白色背景部材240の各読取位置251~254の読み取りを行うことで、異物が一部のラインセンサのみにまたがる程度の大きさであっても、各読取位置251~254の黒異物及び白異物を正しく検知できる。
(異物検知動作の流れ)
図10は、このような異物検知の流れを示すフローチャートである。このフローチャートを用いて異物検知動作を再度説明すると、まず、CPU106は、光源210を発光制御して、可視光及び赤外光をADF白色背景部材240に照射する(ステップS1)。
次に、赤外ラインセンサ224で、ADF白色背景部材240のADF読取位置(赤外)254の読み取りを行う(図6(b)参照)。また、Bラインセンサ223、Gラインセンサ222、及び、Rラインセンサ221で、ADF白色背景部材240のADF読取位置(B)253、ADF読取位置(G)252及びADF読取位置(R)251の読み取りを行う((図6(a)参照)、ステップS2)。
次に、図5に示した可視光ごみ検知部411が、可視光による読み取り結果に基づいて、ADF読取位置(B)253、ADF読取位置(G)252及びADF読取位置(R)251の黒異物の検知を行い、この検知結果をCPU106に通知する(ステップS3)。
この時点で、ADF読取位置(B)253、ADF読取位置(G)252及びADF読取位置(R)251の黒異物の検知は完了する。ADF読取位置(赤外)254の黒異物の検知は、後述するステップS7及びステップS8で実行される。
次に、図5に示した近赤外光ゴミ検知部412が、赤外光による読み取り結果に基づいて、ADF読取位置(赤外)254の白異物の検知を行い(図6(b)参照)、この検知結果をCPU106に通知する(ステップS4)。
次に、CPU106が、キャリッジ200を移動制御して、赤外ラインセンサ224によるADF白色背景部材240の読取位置を、ADF読取位置(B)253(図9(b))→ADF読取位置(G)252(図9(c))→ADF読取位置(R)251(図9(d))の順に移動させる。そして、ADF読取位置(B)253、ADF読取位置(G)252及びADF読取位置(R)251で、赤外光に基づくADF白色背景部材240の読み取りを行う(ステップS5)。これにより、近赤外光ゴミ検知部412により、各ADF読取位置251~254の全ての読取位置で白異物の検知を行われ(図6(b)参照)、各読取位置の検知結果がCPU106に通知される。
ADF読取位置(B)253、ADF読取位置(G)252及びADF読取位置(R)251で それぞれ赤外ラインセンサ224による読取動作が行われたと判別されると(ステップS6:Yes)、ステップS7に処理が進む。
ステップS7では、CPU106が、キャリッジ200を移動制御することで、赤外ラインセンサ224によるADF白色背景部材240の初期の読取位置(図9(a)に示すADF読取位置(赤外)254)に、Bラインセンサ223、Gラインセンサ222、及び、Rラインセンサ221を順に移動させる。
可視光ごみ検知部411は、Bラインセンサ223、Gラインセンサ222、及び、Rラインセンサ221による、ADF読取位置(赤外)254のADF白色背景部材240の読み取り結果に基づいて、ADF読取位置(赤外)254の黒異物の検知を行い(図6(a)参照)、この検知結果をCPU106に通知する(ステップS8)。
次に、CPU106は、可視光ゴミ検知部411及び近赤外光ゴミ検知部412からの検知結果に基づいて、白異物又は黒異物が検知されたか否かを判別する(ステップS9)。白異物又は黒異物が検知されないと判別された場合(ステップS9:No)、そのまま図10のフローチャートの全処理を終了する。
これに対して、白異物又は黒異物が検知された場合(ステップS9:Yes)、CPU106は、図3に示す報知部101を介して、ユーザに対して、白異物又は黒異物が検知されたことを示す報知制御を行う(ステップS10)。例えば、報知部101がモニタ装置である場合、CPU106は、異物検知のメッセージ又はADFコンタクトガラス230等の清掃を促すメッセージを表示制御する。また、報知部101がスピーカ装置である場合、「異物」が検知されたこと、又は、ADFコンタクトガラス230等の清掃が必要となったこと等を示す電子音又は音声メッセージを出力制御する。これにより、ADFコンタクトガラス230等を、異物の無い状態に復帰させることができ、異物の写りこみの無い画像の形成を可能とすることができる。
なお、ADF読取位置(B)253、ADF読取位置(G)252及びADF読取位置(R)251で、赤外光に基づくADF白色背景部材240の読み取りを行う際に(ステップS4、S5)、赤外ラインセンサ224によるADF白色背景部材240の初期の読取位置(図9(a)に示すADF読取位置(赤外)254)が、Bラインセンサ223、Gラインセンサ222、又は、Rラインセンサ221の読取位置と一致する場合は、ステップS7及びステップS8の各処理を同時に実行してもよい。これにより、異物検知動作の実施時間を短縮することができる。
(第1の実施の形態の効果)
以上の説明から明らかなように、第1の実施の形態の画像形成装置は、2つの異なる波長域の光に対して読取レベルに差を生ずる部材で形成されたADF背景部材240(又はFB背景部材270)を、2つの波長域の光で読み取る。これにより、一方の波長域の光では、ADF背景部材240の読取レベルに対する黒異物の読取レベルの差が大きく現れる。このため、一方の波長域の光で、黒異物を検知できる。また、他方の波長域の光では、ADF背景部材240の読取レベルに対する白異物の読取レベルの差が大きく現れる。このため、他方の波長域の光で、白異物を検知できる。
このような第1の実施の形態の画像形成装置は、2つの異なる波長域の光でADF背景部材240(又はFB背景部材270)を読み取ることで得られた読み取りレベルに基づいて、黒異物及び白異物を検知する。このため、それぞれ光学特性の異なる2種類の背景部材を入れ替えるための入れ替え機構等を不要とすることができ、ADF背景部材240、FB背景部材270、コンタクトガラス230又はコンタクトガラス260に付着した黒異物及び白異物の両方の検知を、簡単な装置構成で可能とすることができる。
また、背景部材の入れ替えを不要とすることができるため、読取データの取得及び異物検知を、短時間で行うことができる。
(第2の実施の形態)
次に、第2の実施の形態の画像形成装置の説明をする。この第2の実施の形態の画像形成装置は、固定焦点のCIS(コンタクトイメージセンサ)を画像読取部102に設けた例である。この点以外は、上述の第1の実施の形態と同様である。このため、以下、第1の実施の形態に対する差異の説明のみ行い、重複説明は省略する。
図11は、第2の実施の形態の画像形成装置に設けられている画像読取部102の断面図である。この図11に示すように、画像読取部102には、CIS300が設けられている。CIS300は、上述のキャリッジ200と同様に、駆動機構190を介して図9(a)~図9(d)に示したように移動制御され、原稿の他、ADF背景部材240(又はFB背景部材270)の読み取りに使用される。
図12は、CIS300の構成を示す図である。この図12に示すように、CIS300は、光源310、ラインセンサ320及びレンズ312を有している。また、CIS300は、ADFコンタクトガラス230(又はFBコンタクトガラス260)を介してADF背景部材240(又はFB背景部材270)に対向する位置に設けられている。
このようなCIS300は、原稿、ADF背景部材240又はFB背景部材270に対して光源310からの光を照射し、その反射光を、レンズ312を介してラインセンサ320で受光する。これにより、ラインセンサ320は、原稿、ADF背景部材240又はFB背景部材270の主走査方向(図12の紙面に対して垂直方向)の情報の読み取りを行う。
ADF読取においては、ラインセンサ320により、副走査方向(図12の紙面の左右方向)に搬送される原稿、又は、ADF背景部材240の副走査方向の情報が読み取られる。また、フラットベッド読取においては、キャリッジモータ280及び駆動機構190により、CIS300が副走査方向(図12の左右方向)に移動され、ラインセンサ320により、原稿又はFB背景部材270の副走査方向の情報が読み取られる。
図13は、CIS300に設けられている光源310の構成を示す図である。この図13に示すように、光源310は、赤(R)の波長域の光を照射するR光源311、緑(G)の波長域の光を照射するG光源312、青(B)の波長域の光を照射するB光源313、及び、近赤外光を照射する赤外光源314を有している。
それぞれの光源311~314は、一つずつ順番に点灯制御され、又は、複数の光源が同時に点灯制御される。
図14は、ラインセンサ320の構成を示す図である。ラインセンサ320は、モノクロラインセンサ321を有している。モノクロラインセンサ321は、図14(a)~図14(c)に示すように可視光の、RGBの各色の光に感度特性を有すると共に、図14(d)に示すように、近赤外光(NIR)に感度特性を有している。
図15は各光源を点灯させた場合の、ラインセンサ320の動作を示す図である。光源310のR光源311のみが点灯された場合、モノクロラインセンサ321で、原稿又はADF背景部材240の赤(R)の波長域の情報が読み取られる。また、光源310のG光源312のみが点灯された場合、モノクロラインセンサ321で、原稿又はADF背景部材240の緑(G)の波長域の情報が読み取られる。また、光源310のB光源313のみが点灯された場合、モノクロラインセンサ321で、原稿又はADF背景部材240の青(B)の波長域の情報が読み取られる。また、また、光源310の赤外光源314のみが点灯された場合、モノクロラインセンサ321で、ADF背景部材240等の、赤外光の波長域の情報が読み取られる。
これにより、上述と同様に、可視光に基づくADF背景部材240等の読取レベルのレベル差に基づいて黒異物を検知でき、また、赤外光に基づくADF背景部材240等の読取レベルのレベル差に基づいて白異物を検知できる。
また、ADFによる原稿読取では、CIS300を固定して原稿を副走査方向に搬送して、原稿全体の読み取りを行うため、ラインセンサ320によるコンタクトガラス230上の読取位置も固定される。しかし、この第2の実施の形態の場合、ラインセンサ320は、図14に示したように、モノクロラインセンサ321のみで読み取るため、図8を用いて説明したような各ラインセンサの読取位置のずれは存在しない。このため、第2の実施の形態の場合、CIS300を固定した状態でADF読取位置に付着した白異物及び黒異物を検知することができる。
すなわち、第2の実施の形態の場合、CIS300の移動を不要とすることができるため、さらに短時間で異物を検知可能とすることができる。
(第3の実施の形態)
次に、第3実施の形態の画像形成装置の説明をする。この第3の実施の形態の画像形成装置は、赤外光に対して低反射率の背景部材を設けた例である。この点以外は、上述の各実施の形態と同様である。このため、以下、上述の各実施の形態に対する差異の説明のみ行い、重複説明は省略する。
図15は、第3の実施の形態の画像形成装置に設けられているADF背景部材240又はFB背景部材270の分光反射率を示す図である。この図15は、点線のグラフが、普通紙における、可視光及び赤外光に対する分光反射率を示すグラフである。また、実線のグラフが、第3の実施の形態の画像形成装置に設けられているADF背景部材240又はFB背景部材270における、可視光及び赤外光に対する分光反射率を示すグラフである。
この図15に示すように、第3の実施の形態の画像形成装置の場合、ADF背景部材240又はFB背景部材270は、一般的に用いられる白色背景と比較して、近赤外光に対して、より低い反射率を有している。
図16は、赤外光に対して低反射率となるADF背景部材240又はFB背景部材270の読取レベルの変動を示す図である。このうち、図16(a)は、可視光によるADF背景部材240又はFB背景部材270の読取レベルの変動を示す図であり、図16(b)は、赤外光によるADF背景部材240又はFB背景部材270の読取レベルの変動を示す図である。
この図16と図6を比較してわかるように、近赤外光に対して低い反射率を有するADF背景部材240又はFB背景部材270を用いることで、白異物に対する読取レベル差を大きくすることができる。このため、第3の実施の形態の画像形成装置の場合、赤外光を用いた白異物の検知精度の向上を図ることができる(白異物を、より検知し易くすることができる)。
(第4の実施の形態)
次に、第4実施の形態の画像形成装置の説明をする。上述の各実施の形態は、ADF背景部材240、FB背景部材270、コンタクトガラス230又はコンタクトガラス260に付着した異物を検知する例であった。これに対し、第4の実施の形態の画像形成装置は、背景部材250に対して付着した異物を検知する例である。なお、この点以外は、第4実施の形態の画像形成装置は、上述の各実施の形態と同様である。このため、以下、上述の各実施の形態に対する差異の説明のみ行い、重複説明は省略する。
図17は、第4の実施の形態の画像形成装置において、キャリッジ200で基準部材250の読み取りを行っている様子を示す図である。基準部材250の読み取りを行う場合も、上述と同様に、可視光を基準部材250に照射して、RGBの各ラインセンサ221~223の読取レベル差に基づいて、基準部材250に付着している黒異物を検知する。また、赤外光を基準部材250に照射して、赤外ラインセンサ224の読取レベルの差に基づいて、基準部材250に付着している白物を検知する。これにより、簡単な構成で両方の異物を検知できる等、上述と同様の効果を得ることができる。
また、基準部材250の読取情報は、シェーディング補正に用いられている。このため、図5に示した可視光ゴミ検知部411及び近赤外光ゴミ検知部412は、シェーディング補正を施していない基準部材250の読取情報の読取レベル差に基づいて、黒異物又は白異物の検知を行う。これにより、基準部材250に対する正確な異物検知を実行できる。
なお、図17は、フラットベッド読取及びADF読取の両方に用いられるキャリッジ200を用いて、基準部材250の異物検知を行う例であるが、キャリッジ200の代わりにCIS300を用いる構成でもよい。この場合でも、上述と同様の効果を得ることができる。
また、例えばADFの両面同時読取で使用される、ADF読取専用のキャリッジ又はCISを用いて、基準部材250の異物検知を行ってもよい。
(変形例)
最後に、上述の実施の形態は、一例として提示したものであり、本発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施の形態は、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、変更を行うことも可能である。
例えば、上述の実施の形態の説明では、光源として、可視光及び赤外光を設けると共に、可視光用のラインセンサ221~223及び赤外光用のラインセンサ224を設けることとした。しかし、赤外光の代りに紫外光を用い、赤外光用のラインセンサ224の代りに、図4に示した1nm~400nmの波長の紫外光を受光可能な紫外光用のラインセンサを設けてもよい。この場合、図6を用いて説明したように、可視光照射時の読み取りレベルに基づいて黒異物を検知し、紫外光照射時の読み取りレベルに基づいて白異物を検知することとなる。各異物の検知の仕方は、上述と同様であり、上述と同じ効果を得ることができる。
また、例えば赤色光(R)及び青色光(B)等のように、それぞれ異なる波長域の2つの可視光を用いて、各異物を検知してもよい。
また、可視光で黒異物を検知し、赤外光又は紫外光で白異物を検知してもよいし、可視光で白異物を検知し、赤外光又は紫外光で黒異物を検知してもよい。
このような実施の形態及び実施の形態の変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、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ものである。
100 画像形成部
101 報知部
102 画像読取部
103 画像処理部
104 画像メモリ
105 ADF部
106 CPU
190 駆動機構
200 キャリッジ
210 光源
220 ラインセンサ
221 Rラインセンサ
222 Gラインセンサ
223 Bラインセンサ
224 赤外ラインセンサ
230 ADFコンタクトガラス
240 ADF背景部材
250 基準部材
251 RラインセンサによるADF読取位置
252 GラインセンサによるADF読取位置
253 BラインセンサによるADF読取位置
254 赤外ラインセンサによるADF読取位置
260 FBコンタクトガラス
270 FB背景部材
280 スキャナモータ
300 CIS
401 ゴミ検知部
411 可視光ゴミ検知部
412 赤外光ゴミ検知部
特開2008-147816号公報

Claims (13)

  1. 少なくとも第1の波長域及び第2の波長域の光を発光する光源と、
    前記第1の波長域及び前記第2の波長域の光の反射率がそれぞれ異なる背景部材と、
    前記第1の波長域の光及び前記第2の波長域の光が前記背景部材に照射されることにより生ずる反射光を受光して読取情報を形成する撮像部と、
    前記背景部材で反射され、前記撮像部で受光された、前記第1の波長域の光の反射光の読取情報の読取レベル差に基づいて、第1の異物の有無を検知し、前記背景部材で反射され、前記撮像部で受光された、前記第2の波長域の光の反射光の読取情報の読取レベル差に基づいて、第2の異物の有無を検知する異物検知部と、
    を有し、
    前記撮像部は、前記第1の波長域の光の反射光を受光する第1のラインセンサ、及び、前記第1のラインセンサの複数の受光素子が並設された方向である主走査方向に対して2次元的に直交する方向である副走査方向にずれた位置に、主走査方向が、前記第1のラインセンサの主走査方向に対して平行となるように設けられた、前記第2の波長域の光の反射光を受光する第2のラインセンサを有し、
    前記第1のラインセンサ及び前記第2のラインセンサの前記主走査方向の読取レベルの正規化に用いる基準情報を取得するための基準部材に対して、前記第1の波長域の光及び前記第2の波長域の光を照射し、前記異物検知部が、前記第1のラインセンサの読取情報の読取レベル差に基づいて、前記基準部材に付着している黒異物の有無を検知し、また、前記第2のラインセンサの読取情報の読取レベル差に基づいて、前記基準部材に付着している白異物の有無を検知すること
    を特徴とする画像読取装置。
  2. 少なくとも第1の波長域及び第2の波長域の光を発光する光源と、
    前記第1の波長域及び前記第2の波長域の光の反射率がそれぞれ異なる背景部材と、
    前記第1の波長域の光及び前記第2の波長域の光が前記背景部材に照射されることにより生ずる反射光を受光して読取情報を形成する撮像部と、
    前記背景部材で反射され、前記撮像部で受光された、前記第1の波長域の光の反射光の読取情報の読取レベル差に基づいて、第1の異物の有無を検知し、前記背景部材で反射され、前記撮像部で受光された、前記第2の波長域の光の反射光の読取情報の読取レベル差に基づいて、第2の異物の有無を検知する異物検知部と、
    を有し、
    前記撮像部は、前記第1の波長域の光の反射光を受光する第1のラインセンサ、及び、前記第1のラインセンサの複数の受光素子が並設された方向である主走査方向に対して2次元的に直交する方向である副走査方向にずれた位置に、主走査方向が、前記第1のラインセンサの主走査方向に対して平行となるように設けられた、前記第2の波長域の光の反射光を受光する第2のラインセンサを有し、
    前記光源は、前記第1の波長域の光として可視光を発光する第1の光源を有すると共に、前記第2の波長域の光として赤外光又は紫外光を発光する第2の光源を有し、
    前記第1のラインセンサは、前記第1の光源からの前記可視光の反射光を受光し、前記第2のラインセンサは、前記第2の光源からの前記赤外光又は前記紫外光の反射光を受光し、
    前記異物検知部は、前記第1のラインセンサによる、前記可視光の読取情報の読取レベル差に基づいて黒異物の検知を行い、前記第2のラインセンサによる、前記赤外光又は前記紫外光の読取情報の読取レベル差に基づいて白異物の検知を行うこと
    を特徴とする画像読取装置。
  3. 少なくとも第1の波長域及び第2の波長域の光を発光する光源と、
    前記第1の波長域及び前記第2の波長域の光の反射率がそれぞれ異なる背景部材と、
    前記第1の波長域の光及び前記第2の波長域の光が前記背景部材に照射されることにより生ずる反射光を受光して読取情報を形成する撮像部と、
    前記背景部材で反射され、前記撮像部で受光された、前記第1の波長域の光の反射光の読取情報の読取レベル差に基づいて、第1の異物の有無を検知し、前記背景部材で反射され、前記撮像部で受光された、前記第2の波長域の光の反射光の読取情報の読取レベル差に基づいて、第2の異物の有無を検知する異物検知部と、
    を有し、
    前記撮像部は、前記第1の波長域の光の反射光及び前記第2の波長域の光の反射光を受光するラインセンサを有し、
    前記光源は、前記第1の波長域の光として可視光を発光する第1の光源を有すると共に、前記第2の波長域の光として赤外光又は紫外光を発光する第2の光源を有し、
    前記ラインセンサは、前記第1の光源からの前記可視光の反射光、及び、前記第2の光源からの前記赤外光又は前記紫外光の反射光を受光し、
    前記異物検知部は、前記ラインセンサによる、前記可視光の読取情報の読取レベル差に基づいて黒異物の検知を行い、前記赤外光又は前記紫外光の読取情報の読取レベル差に基づいて白異物の検知を行うこと
    を特徴とする画像読取装置。
  4. 前記撮像部は、前記第1の波長域の光の反射光を受光する第1のラインセンサ、及び、前記第1のラインセンサの複数の受光素子が並設された方向である主走査方向に対して2次元的に直交する方向である副走査方向にずれた位置に、主走査方向が、前記第1のラインセンサの主走査方向に対して平行となるように設けられた、前記第2の波長域の光の反射光を受光する第2のラインセンサを有すること
    を特徴とする請求項に記載の画像読取装置。
  5. 前記第1のラインセンサ及び前記第2のラインセンサの前記主走査方向の読取レベルの正規化に用いる基準情報を取得するための基準部材に対して、前記第1の波長域の光及び前記第2の波長域の光を照射し、異物検知部が、前記第1のラインセンサの読取情報の読取レベル差に基づいて、前記基準部材に付着している前記第1の異物の有無を検知し、また、前記第2のラインセンサの読取情報の読取レベル差に基づいて、前記基準部材に付着している前記第2の異物の有無を検知すること
    を特徴とする請求項に記載の画像読取装置。
  6. 前記光源は、前記第1の波長域の光として可視光を発光する第1の光源を有すると共に、前記第2の波長域の光として赤外光又は紫外光を発光する第2の光源を有し、
    前記第1のラインセンサは、前記第1の光源からの前記可視光の反射光を受光し、前記第2のラインセンサは、前記第2の光源からの前記赤外光又は前記紫外光の反射光を受光し、
    前記異物検知部は、前記第1のラインセンサによる、前記可視光の読取情報の読取レベル差に基づいて黒異物の検知を行い、前記第2のラインセンサによる、前記赤外光又は前記紫外光の読取情報の読取レベル差に基づいて白異物の検知を行うこと
    を特徴とする請求項1、4、5のいずれか一項に記載の画像読取装置。
  7. 前記第1のラインセンサは、前記可視光の赤色の光を受光する赤色用ラインセンサ、前記可視光の緑色の光を受光する緑色用ラインセンサ、及び、前記可視光の青色の光を受光する青色用ラインセンサを有し、
    前記第1のラインセンサの前記赤色用ラインセンサ、前記緑色用ラインセンサ、前記青色用ラインセンサ及び前記第2のラインセンサは、それぞれ主走査方向が平行となるように、前記副走査方向にずれて設けられており、
    前記赤色用ラインセンサ、前記緑色用ラインセンサ、前記青色用ラインセンサ及び前記第2のラインセンサの読取位置を、前記副走査方向に沿って移動させる駆動機構を、さらに備えること
    を特徴とする請求項2または6に記載の画像読取装置。
  8. 前記撮像部は、前記第1の波長域の光の反射光及び前記第2の波長域の光の反射光を受光するラインセンサを有すること
    を特徴とする請求項1または2に記載の画像読取装置。
  9. 前記背景部材は、可視光に対して高い反射率を有し、赤外光又は紫外光に対して低い反射率を有すること
    を特徴とする請求項1から請求項のうち、いずれか一項に記載の画像読取装置。
  10. 請求項1から請求項のうち、いずれか一項に記載の画像読取装置と、
    前記撮像部からの読取情報に基づいて、画像情報を形成する画像形成部と、
    を有する画像形成装置。
  11. 光源から、少なくとも第1の波長域及び第2の波長域の光を発光する発光ステップと、
    前記第1の波長域及び前記第2の波長域の光の反射率がそれぞれ異なる背景部材に対して、前記第1の波長域の光及び前記第2の波長域の光が照射されることにより生ずる反射光を撮像部で受光して読取情報を形成する撮像ステップと、
    異物検知部が、前記背景部材で反射され、前記撮像部で受光された、前記第1の波長域の光の反射光の読取情報の読取レベル差に基づいて、第1の異物の有無を検知し、前記背景部材で反射され、前記撮像部で受光された、前記第2の波長域の光の反射光の読取情報の読取レベル差に基づいて、第2の異物の有無を検知する異物検知ステップと、
    を有し、
    前記撮像部は、前記第1の波長域の光の反射光を受光する第1のラインセンサ、及び、前記第1のラインセンサの複数の受光素子が並設された方向である主走査方向に対して2次元的に直交する方向である副走査方向にずれた位置に、主走査方向が、前記第1のラインセンサの主走査方向に対して平行となるように設けられた、前記第2の波長域の光の反射光を受光する第2のラインセンサを有し、
    前記第1のラインセンサ及び前記第2のラインセンサの前記主走査方向の読取レベルの正規化に用いる基準情報を取得するための基準部材に対して、前記第1の波長域の光及び前記第2の波長域の光を照射し、前記異物検知部が、前記第1のラインセンサの読取情報の読取レベル差に基づいて、前記基準部材に付着している黒異物の有無を検知し、また、前記第2のラインセンサの読取情報の読取レベル差に基づいて、前記基準部材に付着している白異物の有無を検知すること
    を特徴とする異物検知方法。
  12. 光源から、少なくとも第1の波長域及び第2の波長域の光を発光する発光ステップと、
    前記第1の波長域及び前記第2の波長域の光の反射率がそれぞれ異なる背景部材に対して、前記第1の波長域の光及び前記第2の波長域の光が照射されることにより生ずる反射光を撮像部で受光して読取情報を形成する撮像ステップと、
    異物検知部が、前記背景部材で反射され、前記撮像部で受光された、前記第1の波長域の光の反射光の読取情報の読取レベル差に基づいて、第1の異物の有無を検知し、前記背景部材で反射され、前記撮像部で受光された、前記第2の波長域の光の反射光の読取情報の読取レベル差に基づいて、第2の異物の有無を検知する異物検知ステップと、
    を有し、
    前記撮像部は、前記第1の波長域の光の反射光を受光する第1のラインセンサ、及び、前記第1のラインセンサの複数の受光素子が並設された方向である主走査方向に対して2次元的に直交する方向である副走査方向にずれた位置に、主走査方向が、前記第1のラインセンサの主走査方向に対して平行となるように設けられた、前記第2の波長域の光の反射光を受光する第2のラインセンサを有し、
    前記光源は、前記第1の波長域の光として可視光を発光する第1の光源を有すると共に、前記第2の波長域の光として赤外光又は紫外光を発光する第2の光源を有し、
    前記第1のラインセンサは、前記第1の光源からの前記可視光の反射光を受光し、前記第2のラインセンサは、前記第2の光源からの前記赤外光又は前記紫外光の反射光を受光し、
    前記異物検知ステップは、前記第1のラインセンサによる、前記可視光の読取情報の読取レベル差に基づいて黒異物の検知を行い、前記第2のラインセンサによる、前記赤外光又は前記紫外光の読取情報の読取レベル差に基づいて白異物の検知を行うこと
    を特徴とする異物検知方法。
  13. 光源から、少なくとも第1の波長域及び第2の波長域の光を発光する発光ステップと、
    前記第1の波長域及び前記第2の波長域の光の反射率がそれぞれ異なる背景部材に対して、前記第1の波長域の光及び前記第2の波長域の光が照射されることにより生ずる反射光を撮像部で受光して読取情報を形成する撮像ステップと、
    異物検知部が、前記背景部材で反射され、前記撮像部で受光された、前記第1の波長域の光の反射光の読取情報の読取レベル差に基づいて、第1の異物の有無を検知し、前記背景部材で反射され、前記撮像部で受光された、前記第2の波長域の光の反射光の読取情報の読取レベル差に基づいて、第2の異物の有無を検知する異物検知ステップと、
    を有し、
    前記撮像部は、前記第1の波長域の光の反射光及び前記第2の波長域の光の反射光を受光するラインセンサを有し、
    前記光源は、前記第1の波長域の光として可視光を発光する第1の光源を有すると共に、前記第2の波長域の光として赤外光又は紫外光を発光する第2の光源を有し、
    前記ラインセンサは、前記第1の光源からの前記可視光の反射光、及び、前記第2の光源からの前記赤外光又は前記紫外光の反射光を受光し、
    前記異物検知ステップは、前記ラインセンサによる、前記可視光の読取情報の読取レベル差に基づいて黒異物の検知を行い、前記赤外光又は前記紫外光の読取情報の読取レベル差に基づいて白異物の検知を行うこと
    を特徴とする異物検知方法。
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