JP7556256B2 - 読取装置、画像形成装置および方法 - Google Patents

Description

本発明は、読取装置、画像形成装置および方法に関する。

従来、ラインセンサ等の読取手段は、読取手段の各画素センサの出力データに精度バラツキを有する。精度ばらつきは、例えば読取対象に照射する光源の出力光量の変動や、読取手段におけり各画素の素子の感度のばらつきや、読取手段に設けられたＳＬＡ（セルフォック（登録商標）・レンズ・アレイ）の屈折率分布に基づく画素配列方向の周期的な入射光量変動等によって生じる。そこで従来の画像読取装置では、補正対象部材である所定の濃度基準部材を読取手段で読み取り、その読取データであるシェーディングデータを使用して読取対象の読取画像の補正を行う。

一方、濃度基準部材に汚れなどの異物が付着したまま作成されたシェーディングデータを使用して読取画像の補正を行うと、その異物を読み取った画素で過補正あるいは補正不足となり画像に縦スジなどが入る品質不良を生じさせる。そのためシェーディングデータの作成前に濃度基準部材の異物を除去しておくことが推奨されている。

濃度基準部材上の異物を検知する技術としては、例えば特許文献１において、シェーディングデータの出力レベルが所定の閾値を超える場合に異物があることを検知する異物検知技術が開示されている。また、特許文献２には、シェーディングデータに基づき異物が濃度基準部材に付着しているのか、それともガラス面に付着しているのかを判定する技術が開示されている。

しかしながら従来の方法においては、シェーディングデータの出力変動が大きい異物については検知することができるが、出力変動が小さな異物になると検知することができないという問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、出力変動が小さな異物も検知することが可能な読取装置、画像形成装置および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、読取対象を複数の画素センサにより読み取る読取手段と、前記複数の画素センサが補正対象部材を読み取るときに画素による前記補正対象部材の読取位置を変える可動手段と、前記可動手段により画素の読取位置を変える駆動期間に各画素センサからライン周期で出力される前記補正対象部材の各読取位置における連続する複数の出力データを記憶する記憶手段と、前記連続する複数の出力データを画素毎に平均化した後で閾値を設けて異物を検知する検知手段と、前記検知手段が検知した異物が前記補正対象部材に付着しているかを前記記憶手段の２つの出力データの差分から判定する判定手段と、前記読取手段が読み取る読取対象の画像を前記補正対象部材の所定の読取位置で得た出力データに基づいて補正する補正手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、出力変動の小さな異物も検知することが可能にな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、読取装置のシステムブロックの構成の一例を示す図である。 図３は、画像処理部の構成の一例を示す図である。 図４は、汚れが濃度基準部材に付着している場合の説明図である。 図５は、濃度基準部材を主走査方向に駆動して読取位置をずらした場合の説明図である。 図６は、汚れがガラス面に付着していた場合のシェーディングデータの説明図である。 図７は、前処理部の処理の説明図である。 図８は、平均化前の画素値の出力レベルを基準に閾値の設定を行った場合の一例を示す図である。 図９は、異物検知部で行う閾値設定の説明図である。 図１０は、画像処理部の変形例１にかかる構成の一例を示す図である。 図１１は、差分演算部における演算結果を示す図である。 図１２は、濃度基準部材に複数の汚れが付着し、且つ、その間隔が濃度基準部材の駆動距離と同じであった場合の説明図である。 図１３は、濃度基準部材に複数の汚れが付着し、且つ、その間隔が濃度基準部材の駆動距離と同じであった場合の説明図である。 図１４は、読取装置の変形例２にかかる構成の一例を示す図である。 図１５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方法の実施の形態を詳細に説明する。

（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１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の内部に読取手段を有する。ここで読取手段の一例として縮小光学系方式の読取手段（第１の読取手段）の構成を示している。第１の読取手段には、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などが含まれる。なお、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。

読取装置本体１０は、光源１３の光を読取対象に照射し、読取対象からの反射光を第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で折り返してレンズユニット１６に入射し、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した読取対象の像を読み取る。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読取部として有し、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して読み取る。

基準白板１２は、ラインセンサからの出力画像を補正するために使用される補正対象部材である。基準白板１２には一例として白板の濃度基準部材が使用されている。本実施の形態において補正対象部材は可動できるように設けられている。補正対象部材の構成については後に詳しく説明する。

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、例えば文字または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。以下では記録媒体の一例である原稿（原稿用紙とも言う）を例に説明する。

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。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１面（例えば表面）に照射した光源１３の光の反射光をセンサボード１７上のラインセンサで逐次読み取る。

原稿１００の両面読取を行う場合には、読取窓１９の通過後に、読取手段の他の一例である第２の読取手段により原稿１００の第２面（裏面）の読み取りを行う。図１に示す読取装置１では、ＡＤＦ２０に設けられている搬送路２３の原稿１００の第１面の背面側に設けた読取モジュール２７により第２面を読み取る。読取モジュール２７は、照射部と、第２の読取部である密着型イメージセンサとを有し、原稿１００の第２面に対して照射された光の反射光を密着型イメージセンサで読み取る。読取モジュール２７に対し対向配置で設けている背景部材２８は可動できるように構成されている。背景部材２８は、第２の読取手段の補正対象部材に相当し、例えば白色の濃度基準部材で構成されている。

本例の読取装置１の構成では、フラットベット方式で第１の読取手段による読取も可能である。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１面を読み取る。この場合、ＡＤＦ２０の下部（原稿１００を背面から抑える白色等の背景部材）が背景部に相当する。また、基準白板１２は、第１キャリッジ１４および第２キャリッジ１５の移動によりラインセンサにより読み取られ「補正対象部材」として利用される。

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。

第１の読取手段および第２の読取手段は、原稿１００を読み取る前に、それぞれの対応する濃度基準部材を読み取って、それぞれシェーディングデータを生成する。シェーディングデータは、読取部からの出力データに現れる画素毎の精度バラツキを補正するために使用され、第１の読取手段および第２の読取手段が補正手段として機能し、原稿１００の読取前、例えば読取装置１の電源ＯＮ時、電源ＯＦＦ時、原稿１００の読取直前、または予め設定した所定時刻など、所定のタイミングに生成し、最新のシェーディングデータを使用して原稿１００の読み取り画像を補正する。

画素毎の精度ばらつきの原因は、例えば原稿１００に照射する光源の出力光量の変動や、読取部における各画素の素子の感度のばらつきや、読取部に対して設けられたＳＬＡ（セルフォック・レンズ・アレイ）等の屈折率分布に基づく画素配列方向の周期的な入射光量変動などである。

しかし、濃度基準部材にごみや汚れなどの異物が付着していると、それらの異物を読み取った画素で異物の情報がシェーディングデータに反映される。そのシェーディングデータで補正を行うと、異物の読み取った部分が過補正または補正不足となり画像の品質が劣化する。

本実施の形態では、読取部が濃度基準部材を読み取る際に、読取部の各画素による濃度基準部材の読取位置を可動手段により変えながら、読取部から複数のシェーディングデータを取得する。そして、複数のシェーディングデータに基づいて異物を検知し、その異物を除去してから異物のないシェーディングデータで更新する。例えば、第１の読取手段の場合には第１キャリッジ１４および第２キャリッジ１５を基準白板１２の読取位置に固定し、主走査方向に濃度基準部材を往復移動させる機構で濃度基準部材を主走査方向側へずらす制御を行う。主走査方向は、原稿１００を搬送する搬送方向を副走査方向としたときの直交方向である。また、第２の読取手段の場合には所定位置に固定されている読取モジュール２７に対し、原稿１００の搬送方向（副走査方向）に対し直交する主走査方向に濃度基準部材を往復移動させる機構で濃度基準部材を主走査方向へずらす制御を行う。

例えば駆動モータの回転力を主走査方向の直線運動へと変える機構により濃度基準部材を主走査方向へ往復移動させる。なお、濃度基準部材を固定して読取モジュールを移動させる構成にしてもよい。また、濃度基準部材と読取モジュールを相対的に移動させる機構にしてもよい。いずれの場合にも同様の効果が得られる。また、濃度基準部材等を移動させる機構によらず、読取モジュール等の各画素による濃度基準部材上の読取位置を変えることができるものであれば、その他の可動手段を適宜適用してもよい。

次に、読取装置１のシステム構成について説明する。
図２は、読取装置１のシステムブロックの構成の一例を示す図である。図２には主にシェーディングデータの作成に関わるシステムブロックの構成を示し、その他のブロックについては図示を一部省略している。図２に示すように、読取装置１は、制御部３００と、操作パネル３０１と、各種センサ３０２と、スキャナモータ３０３と、搬送路の各種モータ３０４と、可動手段の駆動モータ３０５と、読取手段３０６とを含む。読取手段３０６は、第１の読取手段と第２の読取手段の典型的な構成を示している。なお、第１の読取手段および第２の読取手段の構成を読取手段３０６の構成に限定するものではない。また、本実施の形態では一例として２つの読取手段を備えるものを示しているが、読取手段は１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。

操作パネル３０１は、読取装置１を操作する操作ボタンを有する操作パネルである。また、ユーザへの通知手段の一例として操作パネル３０１に表示画面や音声出力部等も含めている。操作パネル３０１は、ユーザからの各種設定や読取実行などの入力操作を操作ボタン（タッチパネルでもよい）で受け付け、対応する操作信号を制御部３００に送信する。また、操作パネル３０１は、制御部３００からの表示制御信号に基づいて各種情報を表示画面に表示したり、制御部３００からの通知信号に基づいて音声出力したりすることもできる。

制御部３００は、読取装置１の各部の制御を行う制御ボードである。制御部３００は、ＣＰＵなどを有し、操作パネル３０１からの入力情報と、搬送路に設けられた原稿の位置センサや原稿サイズの検知センサなどの各種センサ３０２から入力するセンサ情報とに基づいて、所定のステップで原稿１００の読取動作を制御する。例えば制御部３００は、スキャナモータ３０３に制御信号を出力して第１キャリッジ１４および第２キャリッジ１５を濃度基準部材の読取位置や原稿１００の読取位置に移動する。また制御部３００は駆動モータ３０５に制御信号を出力して濃度基準部材を可動手段（一例として往復機構）により主走査方向へ駆動する。

読取手段３０６は、制御部３００が出力する読取制御信号（タイミング信号等）に基づきコントローラ３０７により駆動されて所定の読取動作を行う。図２に示す例では、読取手段３０６は、光源部４０１と、センサチップ４０２と、増幅器４０３と、Ａ／Ｄ４０４と、画像処理部４０５と、フレームメモリ４０６と、出力制御回路４０７と、Ｉ／Ｆ回路４０８とを有し、読み取られた画像データがフレーム毎に出力制御回路４０７からＩ／Ｆ回路４０８を通じて制御部３００に出力される。

例えば読取手段３０６は、コントローラ３０７からの点灯信号に基づいて光源部４０１を点灯することで原稿１００に光を照射する。また、読取手段３０６は、各センサチップ４０２に結像した原稿１００からの光（反射光等）を電気信号に変換するなどして出力する。センサチップ４０２は画素センサの一例である。この例では一つのセンサチップ４０２と、一つの増幅器４０３と、一つのＡ／Ｄ４０４の組が、一つの画素（画素回路）を構成するが、これは一例であり、画素の構成をこれに限定するものではない。

読取手段３０６は、各センサチップ４０２から出力された電気信号（画素信号）を、増幅器４０３により増幅し、Ａ／Ｄ４０４によりアナログ信号からデジタル信号に変換して画素のレベル信号（出力信号）として出力する。画像処理部４０５は各画素からの出力信号を入力し、得られたデジタル画像データに対しる画像処理を行う。

画像処理部４０５は、原稿１００を読み取って得たデジタル画像データを補正する補正手段である。一例として画像処理部４０５は、濃度基準部材を読み取って得たシェーディングデータを保持し、原稿１００を読み取って得たデジタル画像データをシェーディングデータにより補正する処理を行う。また、シェーディングデータを更新する際には、ここで異物検知処理を行う。なお、異物検知処理については後述する。画像処理部４０５は、シェーディング補正後の画像処理が行われたフレーム画像をフレームメモリ４０６に記憶する。

したがって、読取手段３０６は、フレームメモリ４０６に蓄積した各フレームの画像データを出力制御回路４０７、Ｉ／Ｆ回路４０８を介して制御部３００に転送する。

図３は、画像処理部４０５の構成の一例を示す図である。図３には、画像処理部４０５の構成の一例として、異物検知にかかる処理部の構成の一例を示している。図３に示すように、画像処理部４０５は異物検知にかかる処理部として、シェーディングデータメモリ６０１と、前処理部６０２と、異物検知部６０３とを有する。ここで、シェーディングデータメモリ６０１が「記憶手段」に相当し、前処理部６０２と異物検知部６０３が「検知手段」に相当する。

シェーディングデータメモリ６０１は、画像処理部４０５の前段部が、異なるタイミングで濃度基準部材５００を読み取って順次出力する複数のシェーディングデータを保持するためのメモリである。例えば、ある第１の配置のタイミングと、ある第２の配置のタイミング、或いは第１の配置と第２の配置を含む第１の配置から第２の配置までの間の予め設定した複数タイミングで取得したシェーディングデータをすべて保持する。シェーディングデータメモリ６０１は、順次出力される複数のシェーディングデータを保持するメモリ容量を有している。

前処理部６０２は、シェーディングデータメモリ６０１が保持する複数のシェーディングデータを平均化する演算（平均化演算）を行う。

異物検知部６０３は、前処理部６０２で平均化演算して得られたデータから異物の付着を検知する。

（異物がある場合のシェーディング補正）
図４は、汚れが濃度基準部材に付着している場合の説明図である。図４（ａ）には、汚れが付着している濃度基準部材５００と、それを読み取る読取手段３０６とを示している。読取手段３０６および濃度基準部材５００は、例えば従来のような相互に位置が固定されている配置関係（「第１の配置関係」とする）にあり、互いに対向する向きで配置されている状態を模式的に示している。

図４（ａ）において読取手段３０６の下面つまり濃度基準部材５００側に向けられている面に、受光面を下向きにして主走査方向に多数の画素センサ（センサチップ４０２）が配列されている。受光面はガラスで覆われているものとする。

また、画素配列に対応するように平行光線を照射する光源４０１の照射部が配設されている。照射部が照射した平行光線の濃度基準部材５００からの１ライン分の反射光を各画素センサで読み取る。照射部は画素センサと共にセンサモジュールとして構成されてもよいし、画素センサとは別体で設けてもよい。ここでは便宜的にセンサモジュールとして構成されているものとして説明する。また、説明を分かりやすくするために一列分の画素センサについて説明するが、ＲＧＢ各色の列のように複数の列が並列して設けられていてもよい。また、主走査方向の列が複数分割されていてもよい。

図４（ａ）において濃度基準部材５００の４０００［ｐｘ（ピクセル）］の位置に汚れＸが付着している。４０００［ｐｘ］の位置は、読取手段３０６の４０００［ｐｘ］目の画素が読み取る読取位置に対応する。この濃度基準部材５００を第１配置で読取手段３０６により読み取ると、読取解像度を６００ｄｐｉとした場合、主走査方向の画素値の出力データは例えば図４（ｂ）に示すような特性を示す。

図４（ｂ）の特性データｆは、横軸を主走査位置とし、縦軸を画素値（階調値）とした場合の出力データであり、各主走査位置において画素値にばらつきが含まれている。この特性データｆが第１配置のときのシェーディングデータに相当する。画素値は明度または輝度であるため明るい画素では大きな値となり、暗い画素では小さな値となる。図４（ｂ）において主走査位置が４０００ｄｐｉの位置の値は汚れＸを読み取った位置のため、その前後の主走査位置の画素値よりも値が突出して小さい値つまり暗い値を示す。

なお、図４（ｂ）に示す例では、白色の濃度基準部材５００を読み取ったため、汚れＸがない位置では画素値が２２０［ｄiｇiｔ］と大きな値となるが、汚れＸが付着している４０００［ｐｘ］の位置では画素値が４０［ｄiｇiｔ］まで低下している。

図５は、濃度基準部材５００を主走査方向に駆動して読取位置をずらした場合の説明図である。図５（ａ）には、濃度基準部材５００を主走査方向に＋２ｍｍ駆動つまり可動手段による可動させた後の読取手段３０６と濃度基準部材５００の配置（「第２の配置」と呼ぶ）を示している。図５（ｂ）には、第２の配置で読取手段３０６で濃度基準部材５００を読み取ったときの主走査方向の画素値の出力データ（特性データ）である。

図５（ａ）に示すように、濃度基準部材５００を主走査方向に＋２ｍｍ駆動させたことにより、読取手段３０６の各画素センサにより読み取られる濃度基準部材５００上の各読取位置が主走査方向に＋４７［ｐｘ］分ずれ、汚れＸも４０４７［ｐｘ］の画素の位置に移動する。これより、図５（ｂ）に示すように、特性データｆは、全体的な特性は変わらないが、汚れＸを読み取った出力が４０４７［ｐｘ］の位置に移動する。

図６は、汚れがガラス面に付着していた場合のシェーディングデータの説明図である。ここでガラス面とは、読取手段３０６の受光面を覆うガラスを想定しているが、光源部４０１と濃度基準部材からの光を受光する読取手段３０６の受光面との間の光の光学経路内に設けられている部材も含まれる。例えばコンタクトガラス１１や、読取窓や、レンズ面などを含めてもよい。

図６（ａ）に示すように、第１の配置において汚れＹはガラス面の４０００［ｐｘ］の位置に付着しているため、主走査位置が４０００［ｐｘ］の位置の画素値は、その前後の主走査位置の画素値よりも値が突出して小さい値つまり暗い値になっている。一方、図６（ｂ）に示すように、濃度基準部材５００の駆動後においても、読取手段３０６の各画素に対するガラス面の位置は変化しないため、汚れＹを読み取る画素も同じ画素のまま変わらない。つまり、汚れを検知した場合は駆動前後の画素位置の変化を調べることで汚れの位置も検知することができることが分かる。

図７は、前処理部６０２の処理の説明図である。図７（ａ）に濃度基準部材５００に汚れＸが付着している場合の説明図として、濃度基準部材５００を駆動したときの濃度基準部材５００および読取手段３０６の配置と、濃度基準部材５００の駆動期間に所定のライン周期で取得したシェーディングデータを縦軸方向に並べた図とを示している。また、図７（ｂ）にガラス面に汚れＹが付着している場合の説明図として、濃度基準部材５００を駆動したときの濃度基準部材５００および読取手段３０６の配置と、濃度基準部材５００の駆動期間に所定のライン周期で取得したシェーディングデータを縦軸方向に並べた図とを示している。縦軸方向に並べた各タイミングのシェーディングデータはシェーディングデータメモリ６０１に保持されている。

図７（ａ）および図７（ｂ）に共に示すように、可動可能な濃度基準部材５００は、位置が固定されている読取手段３０６に対し主走査方向に駆動される。この例では＋２ｍｍだけ駆動される。この駆動期間にシェーディングデータを所定のライン周期で取得し、主走査位置毎に、取得したすべてのシェーディングデータ（シェーディングデータメモリ６０１に保持されているデータ）を対象に平均化の演算を行う。

なお、図７（ａ）に示すように、濃度基準部材５００に汚れＸが付着している場合は、汚れＸを読み取った主走査位置の画素値が他の主走査位置に連続的に移動する。また、図７（ｂ）に示すように、ガラス面に汚れＹが付着している場合は、汚れＹを読み取った主走査位置の画素値は常に同じ主走査位置に現れるので、平均化後のデータから汚れの位置も検知することができる。

平均化後のデータは、例えば複数のシェーディングデータを画素単位で加算して画素単位で平均化するなどして生成する。これにより特性データにおける異物以外のノイズの振れを圧縮する。具体的には、ラインカウンタにより図７の特性データの縦軸方向に画素毎に画素値を加算して、各画素の平均値を算出する。

図８および図９は、異物検知部６０３の閾値の設定方法について説明する図である。図８および図９には共に、平均化前と平均化後の画素値の出力レベルの一例を図示している。図８は、平均化前の画素値の出力レベルを基準に閾値の設定を行った場合の例を示している。図８に示すように平均化前は光源の照度ムラや濃度基準部材の濃度ムラなどにより出力レベルが大きく変動する。このまま平均化を行わずに平均化前の出力レベルを基準に閾値を設定すると、出力レベルの下限からさらにノイズマージンφの分を減らした値が閾値Ａとなるため、閾値Ａが低くなる。異物検知のための閾値は、ノイズを拾わないように統計的手法で事前に決定したノイズマージンφをノイズ下限値を基準に設定した値となる。

しかし、例えば１５０［ｄiｇiｔ］程度の出力変動の小さな異物を検出する場合は、閾値Ａ（１４０［ｄiｇiｔ］）では検知されない。出力変動が小さな異物では閾値Ａを跨ぐことができずに検知されないことになる。

図９は異物検知部６０３で行う閾値設定の説明図である。図９に示すように異物検知部６０３で行う閾値設定方法では、図９に示すように平均化後において濃度基準部材が有する濃度ムラ起因等の出力変動を小さくすることができ、その出力レベルの下限からノイズマージンφをとることができる。そのため１５０［ｄiｇiｔ］程度の出力変動の小さな異物であっても検出か可能になる。つまり、本実施の形態の検知方法であれば異物の検出精度が向上し、出力変動が小さな異物も検出可能になる。

なお、本実施の形態に示す濃度基準部材の形状や配置は一例である。読取手段で読み取ることができる形状および配置であれば適宜変更してもよい。例えば濃度基準部材として板状部材を示したが、例えば主走査方向に駆動可能なローラ部材を使用するなどしても同様の効果が得られる。

また、本実施の形態では、読取手段の画像処理部に対しシェーディング補正や異物検知のための手段を設けているが、制御部側でシェーディング補正や異物検知を行う構成に変形してもよい。

（変形例１）
第１の実施の形態にかかる読取装置では、出力変動の小さなものを含め異物が存在している場合に異物ありの検知結果が得られる構成を示した。第１の実施の形態にかかる読取装置を使用し、異物ありの結果が得られた場合、ユーザは、濃度基準部材上またはガラス面を掃除するなどして異物を取り除く。しかし、異物が濃度基準部材上に存在するのか、それともガラス面に存在するのか詳細には分からない。そこで、読取装置の変形例１として、異物が濃度基準部材上とガラス面のどちらに存在するのかを示す検知結果を得るための画像処理部４０５の構成を示す。

図１０は、画像処理部４０５の変形例１にかかる構成の一例を示す図である。図１０に示すように変形例１にかかる画像処理部４０５は、第１の実施の形態にかかる画像処理部４０５の構成（図３参照）にさらに差分演算部６０４と付着位置判定部６０５とを含む。ここで、差分演算部６０４および付着位置判定部６０５が「判定手段」に相当する。

差分演算部６０４と付着位置判定部６０５は、異物検知部６０３によって異物が検知された場合に動作し、異物が濃度基準部材に付着しているのかガラス面に付着しているのかを判定する。

一例として、差分演算部６０４はシェーディングデータメモリ６０１に保持されている複数のシェーディングデータのうち、所定の２つ分のライン数のシェーディングデータをそれぞれ前処理部６０２で平均化演算した結果（ＳＨデータ１とＳＨデータ２）を用いて差分演算（ＳＨデータ１－ＳＨデータ２）する。ここでＳＨデータ１は、一例として濃度基準部材が駆動する前に取得するシェーディングデータに対応し、ＳＨデータ２は、濃度基準部材が駆動した後に取得するシェーディングデータに対応する。付着位置判定部６０５は、差分演算部６０４の演算結果から異物の付着位置を判定する。差分演算部６０４と付着位置判定部６０５の動作について図１１～図１３を参照してさらに詳しく説明する。

図１１は、差分演算部６０４における演算結果を示す図である。図１１（ａ）に汚れが濃度基準部材に付着していた場合のＳＨデータ１とＳＨデータ２の差分演算結果を示し、図１１（ｂ）に汚れがガラス面に付着していた場合のＳＨデータ１とＳＨデータ２の差分演算結果を示している。

図１１（ａ）と図１１（ｂ）から、濃度基準部材の駆動前に汚れが付着していた４０００［ｐｘ］に注目すると汚れが付着している位置が濃度基準部材上かガラス面かによってそれぞれの演算結果が異なることが分かる。つまり図１１（ａ）に示すように、汚れが濃度基準部材上に付着していた場合は駆動後に汚れを検出する画素も４０４７［ｐｘ］に変わり差分が４０００［ｐｘ］で＋１８０［ｄiｇiｔ］となり、汚れがガラス面に付着していた場合は画素間の移動がないので差分は０［ｄiｇiｔ］となる。

従って、濃度基準部材の駆動前に汚れが付着していた画素（この例では４０００［ｐｘ］）の演算結果を判定式に入力することで、汚れが濃度基準部材に付着しているのかガラス面に付着しているのかを判定することができる。

次の式（１）および式（２）は、付着位置判定部６０５が判定を行う判定式の一例である。付着位置判定部６０５は、差分演算部６０４が出力するＳＨデータ１とＳＨデータ２の演算結果の絶対値を所定の閾値（画素レベル）と比較し、式（１）を満たす場合に濃度基準部材に汚れが付着していると判定し、式（２）を満たす場合にガラス面に汚れが付着していると判定する。ここでは閾値の一例として１５［ｄiｇiｔ］を示しているが、これに限らず汚れの付着位置がガラス面と濃度基準部材とで切り分けることができる値であれば適宜変更してよい。

|ＳＨデータ１－ＳＨデータ２|＞１５［ｄiｇiｔ］・・・式（１）
|ＳＨデータ１－ＳＨデータ２|≦１５［ｄiｇiｔ］・・・式（２）

なお、濃度基準部材に複数の汚れがあり、その間隔が濃度基準部材の駆動距離と同じであった場合には次のように検知する。

図１２および図１３は、濃度基準部材に複数の汚れが付着し、且つ、その間隔が濃度基準部材の駆動距離と同じであった場合の説明図である。図１２（ａ）および図１２（ｂ）には駆動前と駆動後に得たシェーディングデータをそれぞれ示している。

図１２（ａ）および図１２（ｂ）に示すように汚れＸ１と汚れＸ２は濃度基準部材の駆動距離＋２ｍｍと同じ間隔＋２ｍｍ（４７［ｐｘ］に相当）で付着している。このため図１２（ｂ）に示す濃度基準部材の駆動後のシェーディングデータにおいても、駆動前の４０００［ｐｘ］の位置の４０［ｄiｇiｔ］の汚れＸ２と同様に４０００［ｐｘ］の位置に４０［ｄiｇiｔ］の汚れＸ１が検出される。

図１３は、濃度基準部材に複数の汚れが付着し、且つ、その間隔が濃度基準部材の駆動距離と同じであった場合のＳＨデータ１とＳＨデータ２の差分演算結果である。図１３に示すように、４０００［ｐｘ］に注目すると演算結果は０［ｄiｇiｔ］となるが、３０５３［ｐｘ］に注目すると演算結果が＋１８０［ｄiｇiｔ］となる。そのため、４０００［ｐｘ］で演算結果が０であっても、いずれかの画素、この例では３０５３［ｐｘ］などで汚れが付着しているかを判定することにより、濃度基準部材に付着しているという判定が可能である。

なお、ここでは差分演算部６０４の処理であるため差分演算の演算処理を説明したが、差分演算だけでなく異物信号を強調するフィルタやノイズを平均化する緩和フィルタ等の処理を前処理または後処理として実施してもよい。

（変形例２）
第１の実施の形態または変形例１の構成により異物が検知された場合、読取装置の動作を停止したり、ユーザに異物の検知を通知したりすることが考えられる。そこで、読取装置の変形例２として、ユーザに異物の検知を通知するための構成を示す。

図１４は、読取装置１の変形例２にかかる構成の一例を示す図である。図１４に示すように、変形例１の構成（図１０参照）にさらに通知部７００を設ける。ここで、通知部７００が「通知手段」に相当する。

通知部７００は、異物を検知した場合にユーザに異物の存在を通知する。この例において通知部７００は付着位置判定部６０５により付着位置まで検知することができるため付着位置判定部６０５の判定結果に基づき付着位置をユーザに通知する。なお、第１の実施の形態に示すように付着位置判定部６０５がない構成であれば異物検知部６０３が異物を検知したことを条件に通知部７００がユーザに異物の存在を通知するようにしてもよい。

通知部７００は、異物の存在や位置を示す情報を操作パネル３０１に出力することで、操作パネル３０１の表示画面で異物の存在や位置などを表示させたり、音声出力部で音声出力したりすることが可能である。

（変形例３）
濃度基準部材は、回転部材であってもよい。この場合、読取装置は、濃度基準部材を正回転方向または逆回転方向に駆動し、濃度基準部材の回転面において回転方向に読取位置を変える。異物が縦方向に短い、つまり濃度基準部材の回転方向に対して短い異物の場合には、読取位置を回転方向に変えれば異物のない領域が現れるため、駆動前と駆動後とで同じ画素で画素値が変わり異物を検知することができる。特に、付着している異物が濃度基準部材の駆動距離と同等の幅を持っている場合に効果が最大となる。

反対に駆動距離に対して十分小さな異物である場合、取得した複数ラインのシェーディングデータを平均化することで異物も均一化されてしまい、異物検知の精度が低減する。従って副走査方向にも駆動可能な構成を設けることで、主走査方向に幅の狭い異物であったとしても、副走査方向に幅を持つ異物であれば精度良く検出することができる。

（第２の実施の形態）
図１５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１５に示す画像形成装置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１を有し、読取装置１で読み取った原稿１００の画像を読取装置１の下部の画像形成部８０により記録紙に印刷する。ここで、画像形成部８０が「画像形成手段」に相当する。

具体的に、画像形成部８０は、光書込装置８１や、タンデム方式の作像ユニット（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）８２や、中間転写ベルト８３や、二次転写ベルト８４などを有する。読取装置１で補正された画像に基づき光書込装置８１が作像ユニット８２の感光体ドラム８２０に画像を書き込み、各感光体ドラム８２０から中間転写ベルト８３上にそれぞれトナー画像が転写される。

図１５に示す例では、作像ユニット（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）８２は、回転可能な４つの感光体ドラム（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）８２０を有し、各感光体ドラム８２０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をそれぞれ備える。各感光体ドラム８２０の周囲で各作像要素が所定の作像プロセスで動作することにより、各感光体ドラム８２０上に画像が形成され、各感光体ドラム８２０に形成された画像が一次転写ローラにより中間転写ベルト８３上にそれぞれトナー画像として転写される。

中間転写ベルト８３は、各感光体ドラム８２０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８３に一次転写されたトナー画像は、中間転写ベルト８３の走行により、二次転写装置で二次転写ベルト８４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８４の走行により、定着装置８５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、記録紙は、例えば給紙部９０が用紙サイズの異なる記録紙を収納する給紙カセット９１、９２から所定の記録紙を繰り出して、各種ローラからなる搬送手段９３で搬送して二次転写ベルト８４に供給する。

なお、画像形成部８０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。

以上、本発明の実施の形態及び変形例を説明したが、実施の形態及び変形例は、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変形例は、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変形例は、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
３０６ 読取手段
４０５ 画像処理部
６０１ シェーディングデータメモリ
６０２ 前処理部
６０３ 異物検知部

特開２０１８－１２１２４７号公報 特開２０１８－０６７８８６号公報

Claims (7)

1. 読取対象を複数の画素センサにより読み取る読取手段と、
   前記複数の画素センサが補正対象部材を読み取るときに画素による前記補正対象部材の読取位置を変える可動手段と、
   前記可動手段により画素の読取位置を変える駆動期間に各画素センサからライン周期で出力される前記補正対象部材の各読取位置における連続する複数の出力データを記憶する記憶手段と、
   前記連続する複数の出力データを画素毎に平均化した後で閾値を設けて異物を検知する検知手段と、
   前記検知手段が検知した異物が前記補正対象部材に付着しているかを前記記憶手段の２つの出力データの差分から判定する判定手段と、
   前記読取手段が読み取る読取対象の画像を前記補正対象部材の所定の読取位置で得た出力データに基づいて補正する補正手段と、
   を有することを特徴とする読取装置。
2. 前記判定手段は、前記記憶手段の２つの出力データの差分から前記異物が前記補正対象部材に付着しているかを判定し、前記補正対象部材に付着している複数の異物が前記２つの出力データの同じ画素位置に対応する場合、前記画素位置から前記２つの出力データの読取位置間の距離にある画素位置における２つの出力データの差分も前記異物が前記補正対象部材に付着しているかどうかの判定に含める、
   ことを特徴とする請求項１に記載の読取装置。
3. さらに、
   前記検知手段が異物を検知した場合にユーザに通知する通知手段を有する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の読取装置。
4. さらに、
   前記検知手段が異物を検知した場合にユーザに通知する通知手段を有し、
   前記通知手段は、
   前記判定手段による判定結果に基づいて付着位置を通知する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の読取装置。
5. 前記可動手段は、複数の画素センサが配列される主走査方向、または主走査方向に直交する方向へ前記補正対象部材を動かすことにより、画素による前記補正対象部材の読取位置を変える、
   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. 請求項１乃至５のうちの何れか一項に記載の読取装置と、
   前記読取装置が出力する補正後の画像データに基づいて記録紙に画像を形成する画像形成手段と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
7. 記憶部を有する読取装置で行われる方法であって、
   複数の画素センサが補正対象部材を読み取るときに画素による前記補正対象部材の読取位置を変える可動ステップと、
   前記画素の読取位置を変える駆動期間に各画素センサからライン周期で出力される前記補正対象部材の各読取位置における連続する複数の出力データを前記記憶部に記憶する記憶ステップと、
   前記連続する複数の出力データを画素毎に平均化した後で閾値を設けて異物を検知する検知ステップと、
   前記検知した異物が前記補正対象部材に付着しているかを前記記憶部の２つの出力データの差分から判定する判定ステップと、
   読取対象を前記複数の画素センサにより読み取る読取ステップと、
   前記読取対象の画像を前記補正対象部材の所定の読取位置で得た出力データに基づいて補正する補正ステップと、
   を含む方法。

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