JP2014060631A - 画像読取装置、画像形成装置及び黒レベル補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】経時での温度変化が画素毎に異なる場合であっても、画像品質を向上させることができる。
【解決手段】原稿を照明する光源と、光源に点灯と消灯とを交互に行わせる光源制御部２２０と、原稿からの反射光を画素毎に読み取って、原稿の画像信号を画素毎に生成する光電変換／信号処理部２４０と、を備え、光電変換／信号処理部２４０は、原稿の画像信号として、光源の点灯期間に読み取られた原稿の画像レベルと光源の消灯期間に読み取られた黒レベルとの差分である補正画像レベルを、画素毎に生成する黒レベル補正部を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像読取装置、画像形成装置及び黒レベル補正方法に関する。

ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの光源によって原稿を照射し、反射光をイメージセンサで画像信号に変換することで、原稿の画像を読み取る画像読取装置が知られている。このような画像読取装置では、イメージセンサとして、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサが用いられる。

イメージセンサにＣＭＯＳイメージセンサを用いた場合、読み取った画像を劣化させる要因の１つとして、画素ごとのばらつきによって発生する固定パターンノイズが挙げられる。固定パターンノイズが発生すると、読み取った画像に縦スジが発生する。なお、画素ごとのばらつきの要因の１つとして、例えば、各画素を構成する光を電荷に変換するフォトダイオードに発生する暗電流ノイズのばらつきがある。暗電流ノイズとは、光を露光しない場合に発生する電流である。

暗電流ノイズなど画素ごとのばらつきを補正する技術として、黒シェーディング補正が知られている。黒シェーディング補正は、光源を消灯させた状態で画像を読み取り、読み取った値を画素ごとに黒レベルとして保持しておき、光源を点灯させた状態で画像を読み取った際の画像レベルから黒レベルを減算することで補正する技術である。

但し、黒シェーディング補正では、黒レベルを生成するために画像読み取り前に光源を消灯させて画像を読み取る必要があるため、連続して画像を読み取る場合、温度変化などにより固定パターンノイズが変化してしまうと、黒シェーディング補正を正常に行うことができない。

このため、例えば特許文献１には、イメージセンサの遮光画素の読取レベルの変動に基づいて、他の画素の黒レベルの値を補正する技術が開示されている。

しかしながら、上述したような従来技術では、経時での温度変化が画素毎に一律でない場合、黒シェーディング補正を正常に行うことができず、画像劣化が生じてしまう。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、経時での温度変化が画素毎に異なる場合であっても、画像品質を向上させることができる画像読取装置、画像形成装置及び黒レベル補正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、本発明の一態様にかかる画像読取装置は、原稿を照明する光源と、前記光源に点灯と消灯とを交互に行わせる光源制御部と、前記原稿からの反射光を画素毎に読み取って、前記原稿の画像信号を画素毎に生成する画像信号生成部と、を備え、前記画像信号生成部は、前記原稿の画像信号として、前記光源の点灯期間に読み取られた前記原稿の画像レベルと前記光源の消灯期間に読み取られた黒レベルとの差分である補正画像レベルを、画素毎に生成する黒レベル補正部を有する。

また、本発明の別の態様にかかる画像形成装置は、上記画像読取装置を備える。

また、本発明の別の態様にかかる黒レベル補正方法は、原稿を照明する光源に点灯と消灯とを交互に行わせる光源制御ステップと、前記原稿からの反射光を画素毎に読み取る読取ステップと、前記光源の点灯期間に読み取られた前記原稿の画像レベルと前記光源の消灯期間に読み取られた黒レベルとの差分である補正画像レベルを画素毎に生成する黒レベル補正ステップと、を含む。

本発明によれば、経時での温度変化が画素毎に異なる場合であっても、画像品質を向上させることができるという効果を奏する。

図１は、第１実施形態の画像読取装置の概略構成の一例を示す図である。 図２は、第１実施形態の画像読取装置の機能構成の一例を示すブロック図である。 図３は、第１実施形態の光電変換／信号処理部の回路構成の一例を示すブロック図である。 図４は、第１実施形態の黒補正部の機能構成の一例を示すブロック図である。 図５は、第１実施形態の黒補正部による黒補正の一例を示す説明図である。 図６は、第１実施形態の光源制御部及び光電変換／信号処理部の処理タイミングの一例を示すタイミングチャート図である。 図７は、第２実施形態の画像読取装置の機能構成の一例を示すブロック図である。 図８は、第２実施形態の光電変換／信号処理部の回路構成の一例を示すブロック図である。 図９は、第２実施形態の黒補正部の機能構成の一例を示すブロック図である。 図１０は、第２実施形態の黒補正部による黒補正の一例を示す説明図である。 図１１は、第２実施形態の光源制御部及び光電変換／信号処理部の処理タイミングの一例を示すタイミングチャート図である。 図１２は、第２実施形態のゲイン調整部の調整によるゲイン算出処理の一例を示すフローチャート図である。 図１３は、変形例１の黒補正部の機能構成の一例を示すブロック図である。 図１４は、上記各実施形態及び各変形例の画像読取装置を備える画像形成装置の概略構成の一例を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明にかかる画像読取装置、画像形成装置及び黒レベル補正方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下の各実施形態の画像読取装置は、例えば、スキャナ装置により実現でき、画像形成装置に搭載されるものであってもよいし、単体で使用されるものであってもよい。画像形成装置は、例えば、印刷装置、複写機、複合機（ＭＦＰ：Multifunction Peripheral）、及びファクシミリ装置などにより実現できる。複合機は、複写機能、印刷機能、スキャナ機能、及びファクシミリ機能のうち少なくとも２つの機能を有するものである。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の画像読取装置の概略構成の一例を示す図である。図１に示すように、画像読取装置１００は、コンタクトガラス１０１と、基準白板１１０と、読取窓１１１と、第１キャリッジ１０６と、第２キャリッジ１０７と、レンズユニット１０８と、ＣＭＯＳイメージセンサ１０９（画像信号生成部の一例）と、を備える。

コンタクトガラス１０１は、透光性を有しており、画像読取装置１００の原稿の載置部に配設されている。

基準白板１１０は、画像読取装置１００が備える光学系が原因となる各種の歪みの補正に用いられるものであり、コンタクトガラス１０１の端部上（図１に示す例では、正面から見て左端部上）に配設されている。

読取窓１１１は、シートスキャン機能を使用して原稿の画像を読み取る場合の読取位置であり、コンタクトガラス１０１の側面側（図１に示す例では、正面から見て左側面側）に配設されている。なお読取窓１１１も透光性を有している。

なお、図１に示す例では、画像読取装置１００の上部にＡＤＦ（Auto Document Feeder：自動原稿給送装置）４００が搭載されている。ＡＤＦ４００は、コンタクトガラス１０１に対して開閉できるように、図示せぬヒンジなどを介して画像読取装置１００に連結されている。ＡＤＦ４００は、原稿トレイ４０１と、給送ローラ４０２とを、備える。

原稿トレイ４０１は、複数枚の原稿からなる原稿束が載置される原稿載置台である。給送ローラ４０２は、原稿トレイ４０１に載置されている原稿束からから原稿を１枚ずつ分離してシートスルー読み取り用の読取窓１１１へ向けて自動給送する。

第１キャリッジ１０６は、コンタクトガラス１０１上に載置された原稿を照射する光源１０２と、原稿からの反射光を反射する第１ミラー１０３とを、有している。

第２キャリッジ１０７は、第１ミラー１０３からの反射光を反射する第２ミラー１０４と、第２ミラー１０４からの反射光を反射する第３ミラー１０５とを、有している。

ここで、原稿の画像面をスキャン（走査）して原稿の画像を読み取るスキャンモード時では、第１キャリッジ１０６及び第２キャリッジ１０７が、図示せぬステッピングモータなどの駆動部によって矢示Ａ方向（副走査方向）に移動し、原稿を走査する。但し、コンタクトガラス１０１からＣＭＯＳイメージセンサ１０９までの光路長を一定に維持するため、第２キャリッジ１０７は、第１キャリッジ１０６の１／２の速度で移動する。

これにより、コンタクトガラス１０１上に載置された原稿の下面である画像面が光源１０２によって照明（露光）され、第１キャリッジ１０６及び第２キャリッジ１０７は、原稿（画像面）からの反射光をレンズユニット１０８へ導く。

また、原稿をＡＤＦ４００で自動給送して原稿の画像を読み取るシートスルーモード時では、第１キャリッジ１０６及び第２キャリッジ１０７が、読取窓１１１の下側へ移動する。その後、原稿トレイ４０１に載置された原稿が給送ローラ４０２によって矢示Ｂ方向（副走査方向）へ自動給送され、読取窓１１１の位置で原稿の画像面がスキャン（走査）される。なお、画像の読み取りが完了した原稿は、図示せぬ排出口に排出される。

これにより、自動給送された原稿の下面である画像面が光源１０２によって照明され、第１キャリッジ１０６及び第２キャリッジ１０７は、原稿（画像面）からの反射光をレンズユニット１０８へ導く。

レンズユニット１０８は、第３ミラー１０５により導かれた反射光を収束し、ＣＭＯＳイメージセンサ１０９に照射する。

ＣＭＯＳイメージセンサ１０９は、レンズユニット１０８から照射された反射光を光電変換し、光電変換後のアナログ信号をデジタル信号に変換して、図示せぬ画像処理部に出力する。これにより、デジタルの画像データが得られる。画像処理部は、デジタル信号に対しシェーディング補正や、ＣＭＯＳイメージセンサ１０９の感度ばらつきや光学系の配光むらなどの主走査方向のばらつき補正などの画像処理を施して、出力する。

なお、ＣＭＯＳイメージセンサ１０９は、スキャンモード時及びシートスルーモード時のいずれであっても、原稿の読み取り前の光源１０２の照明による基準白板１１０からの反射光を光電変換し、光電変換後のアナログ信号をデジタル信号に変換して、画像処理部に出力する。出力されたデジタル信号は、画像処理部で行われるシェーディング補正に用いられる。

また、ＡＤＦ４００が搬送ベルトを備えている場合には、スキャンモード時であっても、ＡＤＦ４００が、原稿トレイ４０１に載置された原稿をコンタクトガラス１０１上の読み取り位置に自動給送することで、当該原稿の画像を読み取ることができる。

図２は、第１実施形態の画像読取装置１００の機能構成の一例を示すブロック図である。図２に示すように、画像読取装置１００は、制御部２１０と、光源制御部２２０と、ＣＭＯＳイメージセンサ１０９とを、備える。

制御部２１０は、画像読取装置１００を統括的に制御するものであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＣＰＵが実行するプログラムを格納しているＲＯＭ（Read Only Memory）、及びワークメモリとして機能するＲＡＭ（Random Access Memory）などにより実現できる。

具体的には、制御部２１０は、光源制御部２２０及びＣＭＯＳイメージセンサ１０９を制御し、光源制御部２２０に光源１０２を点灯させるための点灯オン信号を出力したり、ＣＭＯＳイメージセンサ１０９にＣＭＯＳイメージセンサ１０９を制御するための制御信号を出力したりする。

光源制御部２２０は、光源１０２の点灯を制御するものであり、例えば、ＩＣ（Integrated Circuit）などにより実現できる。具体的には、光源制御部２２０は、制御部２１０からの点灯オン信号がアサートされると、ＣＭＯＳイメージセンサ１０９からの点灯タイミング信号に従って、光源１０２を点灯させる。

本実施形態では、光源制御部２２０は、原稿の読み取りが行われている間、ライン毎に当該ライン内で光源１０２の点灯と消灯とを１回ずつ順番に切り替える。なお本実施形態では、１ライン内における光源１０２の点灯時間と消灯時間とは、同一時間となっている。

ＣＭＯＳイメージセンサ１０９は、タイミング発生部２３０と、光電変換／信号処理部２４０と、インタフェース部２９０とを、備える。

タイミング発生部２３０は、光源制御部２２０、光電変換／信号処理部２４０、及びインタフェース部２９０のタイミング信号を生成する。具体的には、タイミング発生部２３０は、制御部２１０からの制御信号に基づいて、点灯タイミング信号を生成して光源制御部２２０に出力し、駆動タイミング信号を生成して光電変換／信号処理部２４０に出力し、出力タイミング信号を生成してインタフェース部２９０に出力する。

光電変換／信号処理部２４０は、タイミング発生部２３０からの駆動タイミング信号に従って、原稿からの反射光を電荷に光電変換し、変換した電荷に基づく信号に黒補正などを施してインタフェース部２９０に出力する。

インタフェース部２９０は、タイミング発生部２３０からの出力タイミング信号に従って、光電変換／信号処理部２４０から出力された画像信号を図示せぬ画像処理部へ出力する。

図３は、第１実施形態の光電変換／信号処理部２４０の回路構成の一例を示すブロック図である。図３に示すように、光電変換／信号処理部２４０は、ＰＤ２４１−１〜ＰＤ２４１−ｎ（ｎは、自然数）と、Ｃ２４２−１〜Ｃ２４２−ｎと、Ｔｒ＿ｓ２４３−１〜Ｔｒ＿ｓ２４３−ｎと、Ｔｒ＿ｒ２４４−１〜Ｔｒ＿ｒ２４４−ｎと、黒補正部２４５−１〜黒補正部２４５−ｎとを、備える。なお、ｎは、１ライン分の画像データを構成する画素数となる。

なお、以下の説明では、ＰＤ２４１−１〜ＰＤ２４１−ｎを各々区別する必要がない場合は、単にＰＤ２４１と称する場合があり、Ｃ２４２−１〜Ｃ２４２−ｎを各々区別する必要がない場合は、単にＣ２４２と称する場合があり、Ｔｒ＿ｓ２４３−１〜Ｔｒ＿ｓ２４３−ｎを各々区別する必要がない場合は、単にＴｒ＿ｓ２４３と称する場合があり、Ｔｒ＿ｒ２４４−１〜Ｔｒ＿ｒ２４４−ｎを各々区別する必要がない場合は、単にＴｒ＿ｒ２４４と称する場合があり、黒補正部２４５−１〜黒補正部２４５−ｎを各々区別する必要がない場合は、単に黒補正部２４５と称する場合がある。

ＰＤ２４１−１〜ＰＤ２４１−ｎは、１ライン分の画像データを構成するｎ画素分のフォトダイオードであり、主走査方向に並べられている。ＰＤ２４１は、原稿からの反射光を電荷に光電変換して蓄積する。

Ｃ２４２は、コンデンサであり、ＰＤ２４１が蓄積した電荷が蓄積される。

Ｔｒ＿ｓ２４３は、スイッチ回路であり、スイッチがオンされると、ＰＤ２４１に蓄積されている電荷をＣ２４２に転送する。

Ｔｒ＿ｒ２４４は、スイッチ回路であり、スイッチがオンされると、Ｃ２４２に蓄積されている電荷を一定のレベルにリセットする。

黒補正部２４５は、光電変換後の電荷に基づく信号に黒補正を施し、インタフェース部２９０に出力する。

図４は、第１実施形態の黒補正部２４５の機能構成の一例を示すブロック図であり、図５は、第１実施形態の黒補正部２４５による黒補正の一例を示す説明図である。図４に示すように、黒補正部２４５は、画像レベル保持部２４６と、黒レベル保持部２４７と、減算器２４８と、補正後画像レベル保持部２４９とを、備える。

画像レベル保持部２４６は、光源１０２の点灯期間に読み取られた信号の信号レベルを保持する。具体的には、画像レベル保持部２４６は、光源１０２が点灯している状態で、ＰＤ２４１から出力される光電変換後の電荷、即ち、反射光及び暗電流に応じた電荷に基づく信号の信号レベルである画像レベルを保持する。

黒レベル保持部２４７は、光源１０２の消灯期間に読み取られた信号の信号レベルを保持する。具体的には、黒レベル保持部２４７は、光源１０２が消灯している状態で、ＰＤ２４１から出力される光電変換後の電荷、即ち、暗電流に応じた電荷に基づく信号の信号レベルである黒レベルを保持する。

なお、暗電流に応じた電荷はＰＤ２４１への蓄積時間に比例するが、本実施形態では、光源１０２の点灯時間と消灯時間とが同一時間となっているため、図５に示すように、画像レベルに占める暗電流の信号レベルと黒レベルとが同一レベルとなっている。

減算器２４８は、画像レベル保持部２４６に保持されている画像レベルから黒レベル保持部２４７に保持されている黒レベルを減じる。これにより、画像レベルから黒レベルを補正（除去）した補正画像レベルが得られる。

補正画像レベル保持部２４９は、減算器２４８による減算結果、即ち、画像レベルから黒レベルを減じた補正画像レベルを保持し、インタフェース部２９０へ出力する。

図６は、第１実施形態の光源制御部２２０及び光電変換／信号処理部２４０の処理タイミングの一例を示すタイミングチャート図である。なお、図６に示す各処理の処理タイミングは、タイミング発生部２３０からの駆動タイミング信号により制御される。

光源制御部２２０は、原稿の読み取りが行われている間、１ライン内で光源１０２の点灯と消灯とを１回ずつ順番に切り替える。なお図６に示す例では、前述したように、１ライン内における光源１０２の点灯時間と消灯時間とは、同一時間となっている。

光源１０２が点灯している場合、ＰＤ２４１には、原稿からの反射光及び暗電流に応じた電荷が蓄積され、光源１０２が消灯している場合、ＰＤ２４１には、暗電流に応じた電荷が蓄積される。

Ｔｒ＿ｒ２４４は、光源１０２の点灯時間や消灯時間が近づくと、Ｃ２４２に蓄えられている電荷をリセットする。

Ｔｒ＿ｓ２４３は、Ｔｒ＿ｒ２４４によりＣ２４２に蓄えられている電荷がリセットされると、光源１０２の点灯及び消灯が切り替わる直前に、ＰＤ２４１に蓄積されている電荷をＣ２４２に転送する。

これにより、光源１０２が点灯している場合、Ｃ２４２には、直前の光源１０２の消灯時にＰＤ２４１に蓄積された暗電流に応じた電荷が蓄積され、光源１０２が消灯している場合、Ｃ２４２には、直前の光源１０２の点灯時にＰＤ２４１に蓄積された原稿からの反射光及び暗電流に応じた電荷が蓄積される。

画像レベル保持部２４６は、Ｃ２４２に蓄積されている原稿からの反射光及び暗電流に応じた電荷に基づく信号の信号レベルである画像レベルを保持する。なお、画像レベル保持部２４６が保持する画像レベルは、１ラインに１回更新される。図６に示す例では、画像レベルの更新タイミングは、光源１０２の消灯時となっている。

黒レベル保持部２４７は、Ｃ２４２に蓄積されている暗電流に応じた電荷に基づく信号の信号レベルである黒レベルを保持する。なお、黒レベル保持部２４７が保持する黒レベルも、１ラインに１回更新される。図６に示す例では、黒レベルの更新タイミングは、光源１０２の点灯時となっている。

補正画像レベル保持部２４９は、画像レベルから黒レベルを減じた補正画像レベルを保持する。なお、補正画像レベル保持部２４９が保持する補正画像レベルも、１ラインに１回更新される。

以上のように第１実施形態によれば、それぞれの画素に対し、１ライン毎に黒レベルを更新し、更新した黒レベルを用いて黒補正を行うので、経時での温度変化が画素毎に一律でなく画素毎に暗電流のばらつきが発生してしまう場合であっても、暗電流のばらつきを正しく補正でき、画像への縦スジの発生を回避でき、画像品質を向上させることができる。

（第２実施形態）
第２実施形態では、ゲイン調整を行う例について説明する。以下では、第１実施形態との相違点の説明を主に行い、第１実施形態と同様の機能を有する構成要素については、第１実施形態と同様の名称・符号を付し、その説明を省略する。

図７は、第２実施形態の画像読取装置１０００の機能構成の一例を示すブロック図である。図７に示すように、第２実施形態の画像読取装置１０００は、光源制御部１２２０及びＣＭＯＳイメージセンサ１１０９が第１実施形態と相違する。

第２実施形態でも、光源制御部１２２０は、原稿の読み取りが行われている間、ライン毎に当該ライン内で光源１０２の点灯と消灯とを１回ずつ順番に切り替える。但し、本実施形態では、１ライン内における光源１０２の点灯時間を消灯時間よりも長くしている。これは、一定の速度で読み取りを行う際、点灯時間が長いほうがＰＤ２４１に蓄積される電荷が多くなり、ノイズ特性が向上するためである。

ＣＭＯＳイメージセンサ１１０９は、ゲイン調整部１２９１を更に備える点、及び光電変換／信号処理部１２４０が第１実施形態と相違する。

ゲイン調整部１２９１（係数調整部の一例）は、ゲイン調整を行う。具体的には、ゲイン調整部１２９１は、インタフェース部２９０から出力された画像信号に基づいて、光電変換／信号処理部１２４０に対してゲイン調整を行う。なお、ゲイン調整の詳細については、後述する。

図８は、第２実施形態の光電変換／信号処理部１２４０の回路構成の一例を示すブロック図である。図８に示すように、光電変換／信号処理部１２４０は、ＡＰＧＡ（Analog Programmable Gain Amplifier）１２５１−１〜ＡＰＧＡ１２５１−ｎ、ＡＤＣ（Analog to Digital Converter）１２５２−１〜ＡＤＣ１２５２−ｎ、及びＣＤＳ（Correlated Double Sampling）１２５３−１〜ＣＤＳ１２５３−ｎを更に備える点及び黒補正部１２４５−１〜黒補正部１２４５−ｎの内容が、第１実施形態と相違する。

なお、以下の説明では、ＡＰＧＡ１２５１−１〜ＡＰＧＡ１２５１−ｎを各々区別する必要がない場合は、単にＡＰＧＡ１２５１と称する場合があり、ＡＤＣ１２５２−１〜ＡＤＣ１２５２−ｎを各々区別する必要がない場合は、単にＡＤＣ１２５２と称する場合があり、ＣＤＳ１２５３−１〜ＣＤＳ１２５３−ｎを各々区別する必要がない場合は、単にＣＤＳ１２５３と称する場合がある。

ＡＰＧＡ１２５１は、光電変換後の電荷に基づく信号を増幅する。なお、ＡＰＧＡ１２５１は、ゲイン調整信号により任意にゲインを設定できるが、ＡＤＣ１２５２のダイナミックレンジが広くなるようにゲインを設定する。

ＡＤＣ１２５２は、ＡＰＧＡ１２５１によって増幅されたアナログ信号をデジタル信号にＡ／Ｄ変換する。

ＣＤＳ１２５３は、ＡＤＣ１２５２によるＡ／Ｄ変換後の信号の値と、光電変換後の電荷をリセットしたときの信号をＡＤＣ１２５２がＡ／Ｄ変換した後の信号の値と、の差分をとることで、電荷のリセットによるノイズを除去し、黒補正部１２４５へ出力する。

図９は、第２実施形態の黒補正部１２４５の機能構成の一例を示すブロック図であり、図１０は、第２実施形態の黒補正部１２４５による黒補正の一例を示す説明図である。図９に示すように、黒補正部１２４５は、ＤＰＧＡ（Digital Programmable Gain Amplifier）１２５４を更に備える点及び減算器１２４８が、第１実施形態と相違する。

なお、本実施形態では、光源１０２の点灯時間の方が消灯時間よりも長いため、図１０に示すように、画像レベルに占める暗電流の信号レベルの方が黒レベルよりも高い値（レベル）となっている。

ＤＰＧＡ１２５４は、黒レベル保持部２４７に保持されている黒レベルに、設定されたゲイン（係数の一例）を乗じて増幅し、減算器１２４８へ出力する。なお、ＤＰＧＡ１２５４は、ゲイン調整信号により任意にゲインを設定できるが、図１０に示すように、画像レベルに占める暗電流の信号レベルと同一レベルとなるように黒レベルを増幅する。

減算器１２４８は、画像レベル保持部２４６に保持されている画像レベルからＤＰＧＡ１２５４により増幅された黒レベルを減じる。

図１１は、第２実施形態の光源制御部１２２０及び光電変換／信号処理部１２４０の処理タイミングの一例を示すタイミングチャート図である。なお、図１１に示す各処理の処理タイミングは、タイミング発生部２３０からの駆動タイミング信号により制御される。

光源制御部２２０は、原稿の読み取りが行われている間、１ライン内で光源１０２の点灯と消灯とを１回ずつ順番に切り替える。なお図１１に示す例では、前述したように、１ライン内における光源１０２の点灯時間は消灯時間よりも長くなっている。

光源１０２が点灯している場合、ＰＤ２４１には、原稿からの反射光及び暗電流に応じた電荷が蓄積され、光源１０２が消灯している場合、ＰＤ２４１には、暗電流に応じた電荷が蓄積される。

Ｔｒ＿ｒ２４４は、光源１０２の点灯時間や消灯時間が近づくと、Ｃ２４２に蓄えられている電荷をリセットする。

Ｔｒ＿ｓ２４３は、Ｔｒ＿ｒ２４４によりＣ２４２に蓄えられている電荷がリセットされると、光源１０２の点灯及び消灯が切り替わる直前に、ＰＤ２４１に蓄積されている電荷をＣ２４２に転送する。

これにより、光源１０２が点灯している場合、Ｃ２４２には、直前の光源１０２の消灯時にＰＤ２４１に蓄積された暗電流に応じた電荷が蓄積され、ＣＤＳ１２５３は、当該電荷に基づく信号のＡ／Ｄ変換後の値と光電変換後の電荷をリセットしたときの信号のＡ／Ｄ変換後の値と、の差分を保持する。一方、光源１０２が消灯している場合、Ｃ２４２には、直前の光源１０２の点灯時にＰＤ２４１に蓄積された原稿からの反射光及び暗電流に応じた電荷が蓄積され、ＣＤＳ１２５３は、当該電荷に基づく信号のＡ／Ｄ変換後の値と光電変換後の電荷をリセットしたときの信号のＡ／Ｄ変換後の値と、の差分を保持する。

画像レベル保持部２４６は、ＣＤＳ１２５３から出力される画像レベルを保持する。なお、画像レベル保持部２４６が保持する画像レベルは、１ラインに１回更新される。図１１に示す例では、画像レベルの更新タイミングは、光源１０２の消灯時となっている。

黒レベル保持部２４７は、ＣＤＳ１２５３から出力される黒レベルを保持する。なお、黒レベル保持部２４７が保持する黒レベルも、１ラインに１回更新される。図１１に示す例では、黒レベルの更新タイミングは、光源１０２の点灯時となっている。

補正画像レベル保持部２４９は、画像レベルから増幅後の黒レベルを減じた補正画像レベルを保持する。なお、補正画像レベル保持部２４９が保持する補正画像レベルも、１ラインに１回更新される。

ここで、ゲイン調整部１２９１によるゲイン調整について説明する。ゲイン調整部１２９１は、インタフェース部２９０から出力された画像信号に基づいて、画像レベルに占める暗電流の信号レベルと黒レベルとが同一レベルとなるように、ＤＰＧＡ１２５４に対してゲイン調整を行う。

ゲイン調整部１２９１は、駆動条件によりゲインを算出してもよいし、調整によりゲインを算出してもよい。

駆動条件によりゲインを算出する場合、ゲイン調整部１２９１は、光源１０２の点灯時間と消灯時間との比からゲインを求める。前述したように、暗電流に応じた電荷はＰＤ２４１への蓄積時間に比例するため、ゲイン調整部１２９１は、ＤＰＧＡ１２５４のゲインを消灯時間に対する点灯時間の比とすることで、画像レベルと黒レベルとの暗電流を一致させることができる。つまり、ゲイン調整部１２９１は、点灯時間／消灯時間によりＤＰＧＡ１２５４のゲインを求め、当該求めた値にＤＰＧＡ１２５４のゲインを調整する。

図１２は、第２実施形態のゲイン調整部１２９１の調整によるゲイン算出処理の一例を示すフローチャート図である。なお、図１２に示すゲイン算出処理は、画像読取装置１００の電源オン時に行うことで、画像読取装置１００の状態に応じたゲインを設定することができる。

まず、光源制御部１２２０は、制御部２１０からの点灯オン信号がネゲートされると、光源１０２を消灯させる（ステップＳ３０１）。

続いて、ゲイン調整部１２９１は、ＤＰＧＡ１２５４のゲインを変更する（ステップＳ３０３）。

続いて、ゲイン調整部１２９１は、光源１０２を点灯期間と同期間消灯させた場合の黒レベルである調整用黒レベルと、光源１０２を消灯期間消灯させた場合の増幅後の黒レベルとの差の絶対値が閾値以下であるか否かを確認する（ステップＳ３０５）。

差の絶対値が閾値以下である場合（ステップＳ３０５でＹｅｓ）、ゲイン調整部１２９１は、ＤＰＧＡ１２５４のゲインをステップＳ３０３で変更したゲインに設定し（ステップＳ３０７）、処理を終了する。

一方、差の絶対値が閾値を超えている場合（ステップＳ３０５でＮｏ）、ゲイン調整部１２９１が変更可能なゲインを全て試していなければ（ステップＳ３０９でＮｏ）、ステップＳ３０３へ戻る。なお、ゲイン調整部１２９１が変更可能なゲインを全て試していれば（ステップＳ３０９でＹｅｓ）、ゲイン調整部１２９１は、ＤＰＧＡ１２５４のゲインを差の絶対値が最小のゲインに設定し（ステップＳ３１１）、処理を終了する。

以上のように第２実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を奏する。特に第２実施形態によれば、ゲイン調整を行うことで、１ライン内における光源１０２の点灯時間を消灯時間よりも長く出来るので、ノイズ特性を向上させることができる。

（変形例）
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。

（変形例１）
変形例１では、第２実施形態の黒補正部の変形例について説明する。第２実施形態では、光源１０２の消灯時間が短いため、暗電流ノイズも小さくなり、ランダムノイズや突発的なノイズの影響を受けやすくなる。このため、第２実施形態では、黒レベルを更新してしまうと安定した黒補正が実施できない。そこで、第２実施形態では、現在の黒レベルと新たな黒レベルとの差分をとって減衰し、現在の黒レベルに減衰した差分値を加算して黒レベルを更新することで、平滑化する。

図１３は、変形例１の黒補正部２２４５の機能構成の一例を示すブロック図である。図１３に示すように、黒補正部２２４５は、減算器２２５５、減衰器２２５６、及び加算器２２５７を更に備える点、並びに黒レベル保持部２２４７が、第１実施形態と相違する。

減算器２２５５は、黒レベル保持部２２４７に保持されている現在の黒レベルと、入力された新たな黒レベルとの差分をとる。

減衰器２２５６は、減算器２２５５によって求められた差分値を減衰する。なお、減衰器２２５６の減衰率は、温度変化による暗電流の変動に追従できるような値とする。

加算器２２５７は、減衰器２２５６によって減衰された差分値と、黒レベル保持部２２４７に保持されている現在の黒レベルと、を加算する。

黒レベル保持部２２４７は、加算器２２５７によって求められた（更新された）黒レベルを保持する。

このようにすれば、ノイズの影響を低減しながら黒レベルを平滑化することができる。

（変形例２）
上記実施形態では、ＣＭＯＳイメージセンサ１０９が１ライン分の画像データを読み取るラインセンサであることを想定して説明を行ったが、ＲＧＢの各色に用意されたＰＤを有し、ＲＧＢ出力が可能な３ライン分のラインセンサにおいても、本発明を適用することができる。この場合、ＲＧＢ毎に上述した黒補正部を備えればよい。

（画像形成装置）
図１４は、上記各実施形態及び各変形例の画像読取装置を備える画像形成装置３００の概略構成の一例を示す図である。図１４に示す例では、画像形成装置３００を複写機としているが、これに限定されるものではない。

図１４に示すように、画像形成装置３００は、原稿を載置するコンタクトガラス１０１の上部にＡＤＦ４００が設けられており、このＡＤＦ４００をコンタクトガラス１０１に対して開閉できるように、図示しないヒンジ等を介して連結している。

ＡＤＦ４００は、複数の原稿からなる原稿束を載置可能な原稿載置台としての原稿トレイ４０１を備えている。また、図示しない操作部上のプリントキーの押下により、原稿トレイ４０１に画像面を上にして載置された原稿束から原稿を１枚ずつ分離して自動給送し、読取窓１１１又はコンタクトガラス１０１へ向けて搬送する給送ローラ４０２および搬送ベルト４０３を含む分離・給送手段も備えている。

給送ローラ４０２又は搬送ベルト４０３によって給送された原稿は、画像読み取りが行われた後、搬送ベルト４０３および排送ローラ４０４によってＡＤＦ４００の上面に排出される。

ここで、ＡＤＦ４００によって原稿をコンタクトガラス１０１の読み取り位置に搬送する場合の図示しないコントローラおよびＡＤＦ４００の動作について説明する。

ＡＤＦ４００の給送モータはコントローラからの出力信号によって駆動されるようになっており、コントローラは、操作部上のプリントキーの押下によって発生した給送スタート信号が入力されると、給送モータを正・逆転駆動するようになっている。給送モータが正転駆動されると、給送ローラ４０２が時計方向に回転して原稿束から最上位に位置する原稿が自動給送され、読取窓１１１又はコンタクトガラス１０１へ向けて搬送される。この原稿の先端が原稿セット検知センサ４０５によって検知されると、コントローラは原稿セット検知センサ４０５からの出力信号に基づいて給送モータを逆転駆動させる。これにより、後続する原稿が進入するのを防止して分離されないようになっている。

コントローラはまた、原稿セット検知センサ４０５が原稿の後端を検知したとき、この検知時点からの図示しない搬送ベルトモータの回転パルスを計数し、回転パルスが所定値に達したときに、搬送ベルト４０３の駆動を停止して搬送ベルト４０３を停止することにより、原稿をコンタクトガラス１０１上の読み取り位置に停止させる。更に、原稿セット検知センサ４０５によって原稿の後端が検知された時点で、給送モータを再び駆動して、後続する原稿を上述したように分離して自動給送させる。そして、コンタクトガラス１０１に向けて搬送させ、この原稿が原稿セット検知センサ４０５によって検知された時点からの給送モータのパルスが所定パルスに到達したときに、給送モータを停止させて次の原稿を先出し待機させる。

そして、原稿がコンタクトガラス１０１上の読み取り位置に停止したとき、原稿の画像読み取りが行なわれる。この画像読み取りが終了すると、その旨を示す信号がコントローラに入力されるため、コントローラは、この信号により、搬送ベルトモータを正転駆動して、搬送ベルト４０３によって原稿をコンタクトガラス１０１から排送ローラ４０４へ向けて搬出させる。

このように、ＡＤＦ４００にある原稿トレイ４０１に原稿の画像面を上にして置かれた原稿束は、プリントキーの押下によって一番上の原稿から自動給送され、例えばコンタクトガラス１０１上の読み取り位置に搬送される。

その読み取り位置に搬送されて停止した原稿は、画像の読み取り後、搬送ベルト４０３等によって排出口から排出される。更に、原稿トレイ４０１に次の原稿が有ることが検知された場合、前の原稿と同様に次の原稿が自動給送され、コンタクトガラス１０１上に搬送される。

給紙トレイである第１トレイ３０１，第２トレイ３０２，第３トレイ３０３に積載された転写紙（用紙）は、各々第１給紙ユニット３１１，第２給紙ユニット３１２，第３給紙ユニット３１３によって給紙され、縦搬送ユニット３１４によって像担持体であるドラム状の感光体（感光体ドラム）３１５に当接する位置まで搬送される。なお、実際には各トレイ３０１〜３０３のうちのいずれか１つが選択され、そこから転写紙が給紙される。また、転写紙以外の記録媒体を使用することもできる。

一方、画像読取装置１００によって読み取った画像データは、画像形成手段であるプリンタ内の書き込みユニット３５０からのレーザ光により、図示しない帯電ユニットにより予め帯電された感光体３１５の表面に書き込まれて（その表面が露光されて）、その部分が現像ユニット３２７を通過することにより、そこにトナー画像が形成される。その作像を行う現像ユニット３２７および帯電ユニット等が作像手段を構成する。

選択された給紙トレイから給紙された転写紙は、感光体３１５の回転と等速で搬送ベルト３１６によって搬送されながら、感光体３１５上のトナー画像が転写される。更に、定着ユニット３１７にてトナー画像を定着され、排紙ユニット３１８によって機外の排紙トレイ３１９に排紙される。

このとき、例えばフェースダウン（転写紙をページ順に揃えるため画像面を下向きにする）排紙のために、一方の面にトナー画像が形成された転写紙を反転したい場合、その転写紙は排紙ユニット３１８により両面入紙搬送路３２０に搬送され、反転ユニット３２１でスイッチバック反転された後、反転排紙搬送路３２２を通って排紙トレイ３１９に排出される。

また、転写紙の両面に画像を形成する場合には、一方の面に画像が形成された転写紙は排紙ユニット３１８により両面入紙搬送路３２０に搬送され、反転ユニット３２１でスイッチバック反転された後、両面搬送ユニット３２３に送られる。

両面搬送ユニット３２３に送られた転写紙は、再び感光体３１５に作像されたトナー画像を転写するために、両面搬送ユニット３２３から再給紙され、再度縦搬送ユニット３１４によって感光体３１５に当接する位置まで搬送される。そして、他方の面にトナー画像が転写された後、定着ユニット３１７によってトナー画像が定着され、排紙ユニット３１８によって排紙トレイ３１９に排出される。

感光体３１５、搬送ベルト３１６、定着ユニット３１７、排紙ユニット３１８、現像ユニット３２７は図示しないメインモータによって駆動され、各給紙ユニット３１１〜３１３はメインモータの駆動力が各々給紙クラッチによって伝達されて駆動される。縦搬送ユニット３１４は、そのメインモータの駆動力が中間クラッチを介して伝達されて駆動される。

書き込みユニット３５０は、レーザ出力ユニット３５１，結像レンズ３５２，ミラー３５３で構成され、レーザ出力ユニット３５１の内部には、レーザ光源であるレーザダイオードと、レーザ光を走査する回転多面鏡（ポリゴンミラー）又は振動ミラーを備えている。レーザ出力ユニット３５１より照射されるレーザ光は、ポリゴンミラー又は振動ミラーで偏向され、結像レンズ３５２を通り、ミラー３５３で折り返されて感光体３１５の表面上に集光結像する。

１００、１０００ 画像読取装置
１０１ コンタクトガラス
１０２ 光源
１０３ 第１ミラー
１０４ 第２ミラー
１０５ 第３ミラー
１０６ 第１キャリッジ
１０７ 第２キャリッジ
１０８ レンズユニット
１０９、１１０９ ＣＭＯＳイメージセンサ
１１０ 基準白板
１１１ 読取窓
２１０ 制御部
２２０ 光源制御部
２３０ タイミング発生部
２４０、１２４０ 光電変換／信号処理部
２４１−１〜２４１−ｎ（２４１） ＰＤ
２４２−１〜２４２−ｎ（２４２） Ｃ
２４３−１〜２４３−ｎ（２４３） Ｔｒ＿ｓ
２４４−１〜２４４−ｎ（２４４） Ｔｒ＿ｒ
２４５−１〜２４５−ｎ（２４５）、１２４５、２２４５ 黒補正部
２４６ 画像レベル保持部
２４７、２２４７ 黒レベル保持部
２４８、１２４８ 減算器
２４９ 補正画像レベル保持部
２９０ インタフェース部
４００ ＡＤＦ
４０１ 原稿トレイ
４０２ 給送ローラ
１２５１−１〜１２５１−ｎ（１２５１） ＡＰＧＡ
１２５２−１〜１２５２−ｎ（１２５２） ＡＤＣ
１２５３−１〜１２５３−ｎ（１２５３） ＣＤＳ
１２５４−１〜１２５４−ｎ（１２５４） ＤＰＧＡ
１２９１ ゲイン調整部
２２５５ 減算器
２２５６ 減衰器
２２５７ 加算器

特開２０１１−９７５２８号公報

Claims (9)

1. 原稿を照明する光源と、
   前記光源に点灯と消灯とを交互に行わせる光源制御部と、
   前記原稿からの反射光を画素毎に読み取って、前記原稿の画像信号を画素毎に生成する画像信号生成部と、
   を備え、
   前記画像信号生成部は、前記原稿の画像信号として、前記光源の点灯期間に読み取られた前記原稿の画像レベルと前記光源の消灯期間に読み取られた黒レベルとの差分である補正画像レベルを、画素毎に生成する黒レベル補正部を有する画像読取装置。
2. 前記黒レベル補正部は、前記黒レベルに係数を乗じる請求項１に記載の画像読取装置。
3. 前記係数は、前記点灯期間と前記消灯期間との比で定まる請求項２に記載の画像読取装置。
4. 前記黒レベル補正部は、前回の黒レベルを平滑化して更新することにより前記黒レベルを生成する請求項２又は３に記載の画像読取装置。
5. 前記画像データ生成部は、電源オン時かつ前記原稿の非読み取り時に前記係数を調整する係数調整部を更に有する請求項２〜４のいずれか１つに記載の画像読取装置。
6. 前記係数調整部は、前記光源を前記点灯期間と同期間消灯させた場合の調整用黒レベルと前記黒レベルとの値が一致するように前記係数を調整する請求項５に記載の画像読取装置。
7. 前記画像信号生成部は、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサである請求項１〜６のいずれか１つに記載の画像読取装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１つに記載の画像読取装置を備える画像形成装置。
9. 原稿を照明する光源に点灯と消灯とを交互に行わせる光源制御ステップと、
   前記原稿からの反射光を画素毎に読み取る読取ステップと、
   前記光源の点灯期間に読み取られた前記原稿の画像レベルと前記光源の消灯期間に読み取られた黒レベルとの差分である補正画像レベルを画素毎に生成する黒レベル補正ステップと、
   を含む黒レベル補正方法。