JP2017011418A - Photoelectric conversion element, image reading device, image forming apparatus, and control method of photoelectric conversion element - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible to efficiently read an image by correcting a black level.SOLUTION: A photoelectric conversion element comprises a control part that controls such that a selection part selects outputting a voltage accumulated by a charge voltage conversion part to a subsequent stage, after a reset part resets a voltage level of the charge voltage conversion part to a reference voltage without the need for a transfer part to transfer a charge accumulated by a light receiving element; the selection part then selects not outputting the voltage to the subsequent stage; the charge voltage conversion part converts the charge accumulated by the light receiving element into a voltage and accumulates the voltage within a predetermined period at a predetermined timing; and the reset part resets a voltage level of the charge voltage conversion part to the reference voltage.SELECTED DRAWING: Figure 12

Description

本発明は、光電変換素子、画像読取装置、画像形成装置及び光電変換素子の制御方法に関する。   The present invention relates to a photoelectric conversion element, an image reading apparatus, an image forming apparatus, and a method for controlling a photoelectric conversion element.

従来、画像読取装置は、リニアイメージセンサの固定パターンノイズによって縦スジなどの画質劣化を引き起こすことがあった。また、画質劣化を防止するため、読取画素値から暗時読取値である黒レベルを差し引く黒シェーディング補正を行い、主走査方向の画素単位での濃度変動の発生を抑制する方法が知られている。   Conventionally, an image reading apparatus may cause image quality degradation such as vertical stripes due to fixed pattern noise of a linear image sensor. In order to prevent image quality degradation, a method is known in which black shading correction is performed by subtracting a black level that is a dark reading value from a reading pixel value to suppress the occurrence of density fluctuations in units of pixels in the main scanning direction. .

黒シェーディング補正に用いる黒レベルは、一般にはリニアイメージセンサへの光を遮光して取得する必要がある。しかし、原稿を連続読取する場合、１回の原稿読取毎に光源を消灯させて黒レベルの取得を行うため、次に光源を点灯させる場合に光量が安定するまで待ち時間が必要であった。この待ち時間による生産性の低下を解決するため、光が入射したままリセットされた状態の信号を擬似的な黒レベルとする技術が知られている。   In general, the black level used for the black shading correction needs to be obtained by blocking light to the linear image sensor. However, when reading a document continuously, the black level is acquired by turning off the light source every time the document is read, so that a waiting time is required until the light quantity is stabilized when the light source is turned on next time. In order to solve the decrease in productivity due to this waiting time, a technique is known in which a signal in a reset state with light incident is set to a pseudo black level.

例えば、特許文献１には、通常出力モードでは、電荷検出部をリセットし、受光素子に蓄積された電荷を該リセットされた電荷検出部に転送して電圧に変換した信号を出力し、ダミー黒レベル出力モードでは、電荷検出部をリセットし、受光素子に蓄積された電荷を該リセットされた電荷検出部に転送せずに、該電荷検出部を再度リセットした信号を黒レベルの信号として出力する光電変換装置が開示されている。   For example, in Patent Document 1, in the normal output mode, the charge detection unit is reset, the charge accumulated in the light receiving element is transferred to the reset charge detection unit, and a signal converted into a voltage is output. In the level output mode, the charge detection unit is reset, and the charge accumulated in the light receiving element is not transferred to the reset charge detection unit, but a signal obtained by resetting the charge detection unit again is output as a black level signal. A photoelectric conversion device is disclosed.

しかしながら、従来は、光がリニアイメージセンサに入射したままで黒レベルの信号として出力を行った後に、受光素子に蓄積された電荷を放電させるための待ち時間が必要であるという問題があった。   However, conventionally, there has been a problem that a waiting time is required for discharging the charge accumulated in the light receiving element after the light is output as a black level signal while being incident on the linear image sensor.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、黒レベルを補正して効率的に画像を読取ることを可能にすることができる光電変換素子、画像読取装置、画像形成装置及び光電変換素子の制御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 a photoelectric conversion element, an image reading apparatus, an image forming apparatus, and a photoelectric conversion element capable of correcting a black level and efficiently reading an image It is an object to provide a control method.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、入射光に応じて電荷を発生させて蓄積する受光素子と、前記受光素子が蓄積した電荷を転送する転送部と、前記転送部が転送した電荷を電圧に変換して蓄積する電荷電圧変換部と、前記電荷電圧変換部の電圧レベルを基準電圧にリセットするリセット部と、前記電荷電圧変換部が蓄積した電圧を後段に対して出力させるか否かを選択する選択部と、前記電荷電圧変換部の電圧レベルを前記リセット部が基準電圧にリセットした後に、前記受光素子が蓄積した電荷を前記転送部が転送することなく、前記電荷電圧変換部が蓄積した電圧を後段に対して出力させることを前記選択部が選択し、電圧を後段に対して出力させないことを前記選択部が改めて選択して、予め定められたタイミングで所定期間内に、前記受光素子が蓄積した電荷を前記電荷電圧変換部が電圧に変換して蓄積し、前記電荷電圧変換部の電圧レベルを前記リセット部が基準電圧にリセットするように制御する制御部と、を有する。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention includes a light receiving element that generates and accumulates charges according to incident light, a transfer unit that transfers charges accumulated by the light receiving elements, and the transfer A charge-voltage conversion unit that converts the charge transferred by the unit into a voltage and accumulates it, a reset unit that resets the voltage level of the charge-voltage conversion unit to a reference voltage, and a voltage accumulated by the charge-voltage conversion unit with respect to the subsequent stage Without the transfer unit transferring the charge accumulated in the light receiving element after the reset unit resets the voltage level of the charge voltage conversion unit to a reference voltage. The selection unit selects that the voltage accumulated by the charge-voltage conversion unit is output to the subsequent stage, and the selection unit again selects that the voltage is not output to the subsequent stage, so that a predetermined timing is selected. The charge voltage conversion unit converts the charge accumulated in the light receiving element into a voltage and accumulates the voltage within a predetermined period, and the reset unit resets the voltage level of the charge voltage conversion unit to a reference voltage. A control unit.

本発明によれば、黒レベルを補正して効率的に画像を読取ることを可能にすることができるという効果を奏する。   According to the present invention, there is an effect that an image can be efficiently read by correcting a black level.

図１は、実施形態にかかる画像形成装置の構成例を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a configuration example of an image forming apparatus according to an embodiment. 図２は、画像読取装置及びＡＤＦの構成例を示す構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram illustrating a configuration example of the image reading apparatus and the ADF. 図３は、画像読取装置のコンタクトガラス、圧板及びその周辺の構成例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the contact glass, the pressure plate, and the periphery of the image reading apparatus. 図４は、画像形成装置が黒シェーディング補正を行う場合に用いる機能の概要を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram illustrating an outline of functions used when the image forming apparatus performs black shading correction. 図５は、光電変換素子の構成の概要及びその周辺を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an outline of the configuration of the photoelectric conversion element and its periphery. 図６は、画素信号生成回路の構成例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of the pixel signal generation circuit. 図７は、光電変換素子が原稿を読取る場合の動作を示すタイミングチャートである。FIG. 7 is a timing chart showing an operation when the photoelectric conversion element reads a document. 図８は、黒シェーディング補正を行った場合の読取レベルを示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing the reading level when black shading correction is performed. 図９は、比較例の画像読取装置における連続読取動作を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a continuous reading operation in the image reading apparatus of the comparative example. 図１０は、従来の擬似ダーク生成モードの動作タイミングを示すタイミングチャートである。FIG. 10 is a timing chart showing the operation timing of the conventional pseudo dark generation mode. 図１１は、従来の擬似ダーク生成モードから、通常読取モードへ切り替わるときの電荷量推移を示した図である。FIG. 11 is a diagram showing a change in charge amount when the conventional pseudo dark generation mode is switched to the normal reading mode. 図１２は、実施形態にかかる画像読取装置における擬似ダーク生成モードの第１動作例を示すタイミングチャートである。FIG. 12 is a timing chart illustrating a first operation example of the pseudo dark generation mode in the image reading apparatus according to the embodiment. 図１３は、実施形態にかかる画像読取装置における擬似ダーク生成モードの効果を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating the effect of the pseudo dark generation mode in the image reading apparatus according to the embodiment. 図１４は、擬似ダーク生成モード時に入力されるＴＸの第１タイミングを示すタイミングチャートである。FIG. 14 is a timing chart showing the first timing of TX input in the pseudo dark generation mode. 図１５は、擬似ダーク生成モード時に入力されるＴＸの第２タイミングを示すタイミングチャートである。FIG. 15 is a timing chart showing the second timing of TX input in the pseudo dark generation mode. 図１６−１は、擬似ダーク生成モードでの予備リセットの第１動作例を示すタイミングチャートである。FIG. 16A is a timing chart illustrating a first operation example of the preliminary reset in the pseudo dark generation mode. 図１６−２は、擬似ダーク生成モードでの予備リセットの第２動作例を示すタイミングチャートである。FIG. 16-2 is a timing chart illustrating a second operation example of the preliminary reset in the pseudo dark generation mode. 図１６−３は、擬似ダーク生成モードでの予備リセットの第３動作例を示すタイミングチャートである。FIG. 16C is a timing chart illustrating a third operation example of the preliminary reset in the pseudo dark generation mode. 図１６−４は、擬似ダーク生成モードでの予備リセットの第４動作例を示すタイミングチャートである。FIG. 16D is a timing chart illustrating a fourth operation example of the preliminary reset in the pseudo dark generation mode. 図１７は、光電変換素子の擬似ダーク生成モードでのリセット及び電荷転送の動作例を示すタイミングチャートである。FIG. 17 is a timing chart illustrating an operation example of resetting and charge transfer in the pseudo dark generation mode of the photoelectric conversion element. 図１８は、画像読取装置が原稿サイズを検知する場合の動作を示すフローチャートである。FIG. 18 is a flowchart showing the operation when the image reading apparatus detects the document size.

（実施形態）
以下に添付図面を参照して、実施形態にかかる画像形成装置を説明する。図１は、実施形態にかかる画像形成装置３００の構成例を示す構成図である。画像形成装置３００は、給紙部３０３及び画像形成装置本体３０４を有し、上部に画像読取装置１００及び自動原稿給送装置（ＡＤＦ）２００が搭載されたデジタル複写機である。 (Embodiment)
An image forming apparatus according to an embodiment will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a configuration example of an image forming apparatus 300 according to the embodiment. The image forming apparatus 300 is a digital copier that includes a paper feeding unit 303 and an image forming apparatus main body 304 and has an image reading apparatus 100 and an automatic document feeder (ADF) 200 mounted thereon.

画像形成装置本体３０４内には、タンデム方式の作像部（画像形成部）３０５と、給紙部３０３から搬送路３０７を介して供給される記録紙を作像部３０５に搬送するレジストローラ３０８と、光書込み装置３０９と、定着搬送部３１０と、両面トレイ３１１とが設けられている。   In the image forming apparatus main body 304, a tandem image forming unit (image forming unit) 305 and a registration roller 308 that transports recording paper supplied from the paper supply unit 303 via the transport path 307 to the image forming unit 305. An optical writing device 309, a fixing conveyance unit 310, and a double-sided tray 311.

作像部３０５には、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色のトナーに対応して４本の感光体ドラム３１２が並設されている。各感光体ドラム３１２の回りには、帯電器、現像器３０６、転写器、クリーナ、及び除電器を含む作像要素が配置されている。   In the image forming unit 305, four photosensitive drums 312 are arranged side by side corresponding to toners of four colors Y, M, C, and K. Around each photosensitive drum 312, image forming elements including a charger, a developing unit 306, a transfer unit, a cleaner, and a static eliminator are arranged.

また、転写器と感光体ドラム３１２との間には両者のニップに挟持された状態で駆動ローラと従動ローラとの間に張架された中間転写ベルト３１３が配置されている。   In addition, an intermediate transfer belt 313 stretched between the driving roller and the driven roller is disposed between the transfer unit and the photosensitive drum 312 while being sandwiched between the two nips.

このように構成されたタンデム方式の画像形成装置３００は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの色毎に各色に対応する感光体ドラム３１２に光書込みを行い、現像器３０６で各色のトナー毎に現像し、中間転写ベルト３１３上に例えばＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの順に１次転写を行う。   The tandem type image forming apparatus 300 configured as described above performs optical writing on the photosensitive drum 312 corresponding to each color for each of the colors Y, M, C, and K, and the developing unit 306 develops the toner for each color. Then, primary transfer is performed on the intermediate transfer belt 313 in the order of, for example, Y, M, C, and K.

そして、画像形成装置３００は、１次転写により４色重畳されたフルカラーの画像を記録紙に２次転写した後、定着して排紙することによりフルカラーの画像を記録紙上に形成する。また、画像形成装置３００は、画像読取装置１００が読取った画像を記録紙上に形成する。   Then, the image forming apparatus 300 forms a full-color image on the recording paper by secondarily transferring the full-color image superimposed on the four colors by the primary transfer onto the recording paper, and then fixing and discharging. The image forming apparatus 300 forms an image read by the image reading apparatus 100 on a recording sheet.

図２は、画像読取装置１００及びＡＤＦ２００の構成例を示す構成図である。画像読取装置１００は、デジタル複写機、デジタル複合機、ファクシミリ装置等の画像形成装置に搭載されるスキャナ装置である。また、画像読取装置１００は、単体のスキャナ装置であってもよい。そして、画像読取装置１００は、光源からの照射光によって被写体（読取対象）である原稿を照明し、その原稿からの反射光をＣＭＯＳイメージセンサで受光した信号に処理を行い、原稿の画像データを読取る。   FIG. 2 is a configuration diagram illustrating a configuration example of the image reading apparatus 100 and the ADF 200. The image reading apparatus 100 is a scanner device mounted on an image forming apparatus such as a digital copying machine, a digital multifunction peripheral, or a facsimile machine. Further, the image reading apparatus 100 may be a single scanner apparatus. Then, the image reading apparatus 100 illuminates a document that is a subject (reading target) with irradiation light from a light source, processes the reflected light from the document with a CMOS image sensor, and processes image data of the document. Read.

具体的には、画像読取装置１００は、図２に示すように、原稿を載置するコンタクトガラス１０１と、原稿露光用の光源部１０２及び第１反射ミラー１０３を具備する第１キャリッジ１０６と、第２反射ミラー１０４及び第３反射ミラー１０５を具備する第２キャリッジ１０７とを有する。また、画像読取装置１００は、光電変換素子（例えばＣＭＯＳリニアイメージセンサ）５０と、光電変換素子５０に結像するためのレンズユニット１０８と、読取り光学系等による各種の歪みを補正するためなどに用いる基準白板（白基準板）１１０と、シートスルー読取り用スリット１１１も備えている。   Specifically, as shown in FIG. 2, the image reading apparatus 100 includes a contact glass 101 on which a document is placed, a first carriage 106 including a light source unit 102 for document exposure and a first reflection mirror 103, And a second carriage 107 having a second reflecting mirror 104 and a third reflecting mirror 105. Further, the image reading apparatus 100 is used to correct various distortions caused by a photoelectric conversion element (for example, a CMOS linear image sensor) 50, a lens unit 108 for forming an image on the photoelectric conversion element 50, a reading optical system, and the like. A reference white plate (white reference plate) 110 to be used and a sheet through reading slit 111 are also provided.

画像読取装置１００は、上部にＡＤＦ２００が搭載されており、このＡＤＦ２００をコンタクトガラス１０１に対して開閉できるように、ヒンジ（図３参照）を介した連結がなされている。   The image reading apparatus 100 has an ADF 200 mounted thereon, and is connected via a hinge (see FIG. 3) so that the ADF 200 can be opened and closed with respect to the contact glass 101.

ＡＤＦ２００は、複数枚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２２１を備えている。また、ＡＤＦ２００は、原稿トレイ２２１に載置された原稿束から原稿を１枚ずつ分離してシートスルー読取り用スリット１１１へ向けて自動給送する給送ローラ２２２を含む分離・給送手段も備えている。また、ＡＤＦ２００の下部は、圧板２２３となっている。圧板２２３は、コンタクトガラス１０１を介して画像を読取る場合の背景板としての機能も有する。   The ADF 200 includes a document tray 221 as a document placement table on which a document bundle composed of a plurality of documents can be placed. The ADF 200 also includes separation / feeding means including a feeding roller 222 that separates documents one by one from a bundle of documents placed on the document tray 221 and automatically feeds them toward the sheet-through reading slit 111. ing. The lower part of the ADF 200 is a pressure plate 223. The pressure plate 223 also has a function as a background plate when an image is read through the contact glass 101.

そして、画像読取装置１００は、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には、第１キャリッジ１０６及び第２キャリッジ１０７により、ステッピングモータによって矢示Ａ方向（副走査方向）に原稿を走査する。このとき、コンタクトガラス１０１から光電変換素子５０までの光路長を一定に維持するために、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。   The image reading apparatus 100 scans the image surface of the document and scans the image of the document to scan the image of the document. The image reading apparatus 100 is driven by the first carriage 106 and the second carriage 107 in the direction indicated by the arrow A (sub-scanning direction) by the stepping motor. ) Scan the document. At this time, the second carriage 107 moves at a speed half that of the first carriage 106 in order to keep the optical path length from the contact glass 101 to the photoelectric conversion element 50 constant.

同時に、コンタクトガラス１０１上にセットされた原稿の下面である画像面が第１キャリッジ１０６の光源部１０２によって照明（露光）される。すると、その画像面からの反射光像が第１キャリッジ１０６の第１反射ミラー１０３、第２キャリッジ１０７の第２反射ミラー１０４及び第３反射ミラー１０５、並びにレンズユニット１０８経由で光電変換素子５０へ順次送られて結像される。   At the same time, an image surface which is the lower surface of the document set on the contact glass 101 is illuminated (exposed) by the light source unit 102 of the first carriage 106. Then, the reflected light image from the image surface is transmitted to the photoelectric conversion element 50 via the first reflection mirror 103 of the first carriage 106, the second reflection mirror 104 and the third reflection mirror 105 of the second carriage 107, and the lens unit 108. Images are sent sequentially.

そして、光電変換素子５０の光電変換により信号が出力され、出力された信号はデジタル信号に変換される。このように、原稿の画像が読取られ、デジタルの画像データが得られる。   And a signal is output by the photoelectric conversion of the photoelectric conversion element 50, and the output signal is converted into a digital signal. In this way, the image of the original is read and digital image data is obtained.

一方、原稿を自動給送して原稿の画像を読取るシートスルーモード時には、第１キャリッジ１０６及び第２キャリッジ１０７が、シートスルー読取り用スリット１１１の下側へ移動する。その後、原稿トレイ２２１に載置された原稿が給送ローラ２２２によって矢示Ｂ方向（副走査方向）へ自動給送され、シートスルー読取り用スリット１１１の位置において原稿が走査される。   On the other hand, in the sheet through mode in which an original is automatically fed and an image of the original is read, the first carriage 106 and the second carriage 107 move to the lower side of the sheet through reading slit 111. Thereafter, the document placed on the document tray 221 is automatically fed in the arrow B direction (sub-scanning direction) by the feeding roller 222, and the document is scanned at the position of the sheet through reading slit 111.

このとき、自動給送される原稿の下面（画像面）が第１キャリッジ１０６の光源部１０２によって照明される。そのため、その画像面からの反射光像が第１キャリッジ１０６の第１反射ミラー１０３、第２キャリッジ１０７の第２反射ミラー１０４及び第３反射ミラー１０５、並びにレンズユニット１０８経由で光電変換素子５０へ順次送られて結像される。そして、光電変換素子５０の光電変換により信号が出力され、出力された信号はデジタル信号に変換される。このように、原稿の画像が読取られ、デジタルの画像データが得られる。画像の読取りが完了した原稿は、排出口に排出される。   At this time, the lower surface (image surface) of the automatically fed document is illuminated by the light source unit 102 of the first carriage 106. Therefore, the reflected light image from the image plane is transmitted to the photoelectric conversion element 50 via the first reflection mirror 103 of the first carriage 106, the second reflection mirror 104 and the third reflection mirror 105 of the second carriage 107, and the lens unit 108. Images are sent sequentially. And a signal is output by the photoelectric conversion of the photoelectric conversion element 50, and the output signal is converted into a digital signal. In this way, the image of the original is read and digital image data is obtained. The document whose image has been read is discharged to the discharge port.

なお、スキャンモード時又はシートスルーモード時の画像読取り前に開始された光源部１０２による照明により、基準白板１１０からの反射光が光電変換素子５０でアナログ信号に変換され、その後デジタル信号に変換される。このように、基準白板１１０が読取られ、その読取り結果（デジタル信号）に基づいて原稿の画像読取り時のシェーディング補正が行われる。   The reflected light from the reference white plate 110 is converted into an analog signal by the photoelectric conversion element 50 by the illumination by the light source unit 102 that is started before the image reading in the scan mode or the sheet through mode, and then converted into a digital signal. The In this manner, the reference white plate 110 is read, and shading correction at the time of reading the image of the document is performed based on the reading result (digital signal).

また、ＡＤＦ２００が搬送ベルトを備えている場合には、スキャンモードであっても、ＡＤＦ２００によって原稿をコンタクトガラス１０１上の読取り位置に自動給送して、その原稿の画像を読取ることができる。   Further, when the ADF 200 is provided with a conveyance belt, the document can be automatically fed to the reading position on the contact glass 101 by the ADF 200 and the image of the document can be read even in the scan mode.

図３は、画像読取装置１００のコンタクトガラス（原稿台）１０１、圧板２２３（ＡＤＦ２００の下部に相当）及びその周辺の構成例を示す図である。圧板２２３（ＡＤＦ２００）は、ヒンジ１１５を支点として開閉する。圧板２２３には、フィラー１１３が設けられている。圧板開閉検知センサ（センサ）１１４は、フィラー１１３が圧板開閉検知センサ１１４を遮断しているか否かにより、圧板２２３（ＡＤＦ２００）の開閉状態を検知する。   FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the contact glass (original table) 101, the pressure plate 223 (corresponding to the lower part of the ADF 200) of the image reading apparatus 100, and its periphery. The pressure plate 223 (ADF 200) opens and closes with the hinge 115 as a fulcrum. A filler 113 is provided on the pressure plate 223. The pressure plate open / close detection sensor (sensor) 114 detects the open / close state of the pressure plate 223 (ADF 200) depending on whether or not the filler 113 blocks the pressure plate open / close detection sensor 114.

具体的には、圧板開閉検知センサ１１４は、フィラー１１３が圧板開閉検知センサ１１４の中央の赤外線を遮断することでデジタル信号Ｈｉｇｈを出力する。このように、圧板開閉検知センサ１１４は、ＡＤＦ２００が開いた状態ではＯＦＦとなり、ＡＤＦ２００が閉じた状態ではＯＮとなる。   Specifically, the pressure plate opening / closing detection sensor 114 outputs a digital signal High when the filler 113 blocks the infrared light at the center of the pressure plate opening / closing detection sensor 114. As described above, the pressure plate open / close detection sensor 114 is turned off when the ADF 200 is opened, and turned on when the ADF 200 is closed.

また、圧板２２３が開状態となったと圧板開閉検知センサ１１４が検知すると、画像読取装置１００は、後述するように黒レベルを取得して黒シェーディング補正を行い、光電変換素子５０等を用いて原稿サイズを検知する。なお、圧板開閉検知センサ１１４は、例えばＡＤＦ２００の開閉角度が３０度以下になったときに、圧板２２３が閉状態となったとみなすようにされている。   When the pressure plate open / close detection sensor 114 detects that the pressure plate 223 is in the open state, the image reading apparatus 100 acquires a black level and corrects black shading as described later, and uses the photoelectric conversion element 50 or the like to copy the document. Detect the size. Note that the pressure plate opening / closing detection sensor 114 is configured to consider that the pressure plate 223 is in a closed state when the opening / closing angle of the ADF 200 becomes 30 degrees or less, for example.

図４は、画像形成装置３００が黒シェーディング補正を行う場合に用いる機能の概要を示すブロック図である。画像読取装置１００は、光源１０２が照射した光の反射光が光電変換素子５０に対して入射された状態で、タイミング信号生成部（制御部）１２０が生成するタイミング信号に応じて、画像信号（画素出力値）を黒シェーディング補正部３０に対して出力する。タイミング信号生成部１２０は、光源１０２及び光電変換素子５０などの動作を制御している。黒シェーディング補正部３０は、光電変換素子５０が出力した読取画素値と暗時の画素値（後述する擬似の黒レベル）との差を算出し、黒側のオフセットレベル補正となる黒シェーディング補正を行う。   FIG. 4 is a block diagram illustrating an outline of functions used when the image forming apparatus 300 performs black shading correction. The image reading apparatus 100 is configured to output an image signal (in accordance with a timing signal generated by the timing signal generation unit (control unit) 120 in a state where reflected light of the light emitted from the light source 102 is incident on the photoelectric conversion element 50. Pixel output value) is output to the black shading correction unit 30. The timing signal generation unit 120 controls operations of the light source 102, the photoelectric conversion element 50, and the like. The black shading correction unit 30 calculates a difference between a read pixel value output from the photoelectric conversion element 50 and a dark pixel value (a pseudo black level to be described later), and performs a black shading correction for black side offset level correction. Do.

後段処理部は、例えば原稿サイズを検知する原稿サイズ検知部や、読取画素値に応じて画像を形成する画像形成部などであり、ＣＰＵが実行するソフトウェア、又はハードウェアによって構成される。なお、タイミング信号生成部（制御部）１２０及び黒シェーディング補正部３０は、光電変換素子５０内に集積されていてもよい。また、画像読取装置１００は、ＡＤＦ２００と一体にされた画像読取装置であってもよい。   The post-processing unit is, for example, a document size detecting unit that detects a document size, an image forming unit that forms an image according to a read pixel value, and the like, and is configured by software or hardware executed by a CPU. Note that the timing signal generation unit (control unit) 120 and the black shading correction unit 30 may be integrated in the photoelectric conversion element 50. Further, the image reading apparatus 100 may be an image reading apparatus integrated with the ADF 200.

図５は、光電変換素子５０の構成の概要及びその周辺を示す図である。光電変換素子５０は、例えばそれぞれ主走査方向の画素数分の画素信号生成回路（ＰｉｘＢｌｏｃｋ）５００、増幅器（ＰＧＡ）５０２、及びＡ／Ｄ変換器（ＡＤＣ：Ａ／Ｄ変換部）５０４を有する。画素信号生成回路５００は、図６を用いて後述するように、受光素子であるフォトダイオード（ＰＤ）と、周辺回路を有する。以下、画素信号生成回路５００を画素と記すことがある。   FIG. 5 is a diagram showing an outline of the configuration of the photoelectric conversion element 50 and its periphery. The photoelectric conversion element 50 includes, for example, a pixel signal generation circuit (PixBlock) 500, an amplifier (PGA) 502, and an A / D converter (ADC: A / D conversion unit) 504 corresponding to the number of pixels in the main scanning direction. As will be described later with reference to FIG. 6, the pixel signal generation circuit 500 includes a photodiode (PD) that is a light receiving element and a peripheral circuit. Hereinafter, the pixel signal generation circuit 500 may be referred to as a pixel.

増幅器５０２は、画素信号生成回路５００が出力したアナログ信号をＡ／Ｄ変換器５０４のダイナミックレンジに合わせるように増幅させる。Ａ／Ｄ変換器５０４は、増幅器５０２が増幅させたアナログ信号をデジタル信号に変換し、パラレル−シリアル変換部（パラ−シリ変換部）５０６に対して出力する。   The amplifier 502 amplifies the analog signal output from the pixel signal generation circuit 500 so as to match the dynamic range of the A / D converter 504. The A / D converter 504 converts the analog signal amplified by the amplifier 502 into a digital signal and outputs the digital signal to the parallel-serial conversion unit (para-serial conversion unit) 506.

つまり、各画素信号生成回路５００が出力するアナログ信号は、並列にデジタル信号に変換されて、パラ−シリ変換部５０６に入力される。パラ−シリ変換部５０６は、入力された各デジタル信号をパラレル／シリアル変換し、後段の黒シェーディング補正部３０に対して出力する。なお、画素信号生成回路５００やパラ−シリ変換部５０６などの出力タイミングは、タイミング信号生成部１２０からのクロック信号等によって制御されている。   That is, the analog signal output from each pixel signal generation circuit 500 is converted into a digital signal in parallel and input to the para-serial converter 506. The parallel-serial conversion unit 506 performs parallel / serial conversion on each input digital signal and outputs the digital signal to the black shading correction unit 30 at the subsequent stage. Note that the output timings of the pixel signal generation circuit 500, the parallel-serial conversion unit 506, and the like are controlled by a clock signal from the timing signal generation unit 120 or the like.

図６は、画素信号生成回路５００の構成例を示す図である。図６（ａ）は、画素信号生成回路５００の第１構成例を示している。画素信号生成回路５００は、例えば受光素子であるフォトダイオード（ＰＤ）、フローティングディフュージョン（ＦＤ：電荷電圧変換部）、電荷転送スイッチ（ＴＸ：転送部）、リセットスイッチ（ＲＴ：リセット部）、ソースフォロア（ＳＦ）、及び書込スイッチ（ＳＬ）を有する。ＴＸ、ＲＴ、ＳＬは、それぞれトランジスタによって構成され、タイミング信号生成部１２０の制御に応じて動作するスイッチである。   FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of the pixel signal generation circuit 500. FIG. 6A shows a first configuration example of the pixel signal generation circuit 500. The pixel signal generation circuit 500 includes, for example, a photodiode (PD) that is a light receiving element, a floating diffusion (FD: charge voltage conversion unit), a charge transfer switch (TX: transfer unit), a reset switch (RT: reset unit), and a source follower. (SF) and a write switch (SL). TX, RT, and SL are switches each configured by a transistor and operated in accordance with control of the timing signal generation unit 120.

フォトダイオード（ＰＤ）は、入射光に応じて電荷を発生させて蓄積する。フローティングディフュージョン（ＦＤ）は、電荷を蓄積させて電圧に変換する。電荷転送スイッチ（ＴＸ）は、ＰＤに蓄積された電荷をＦＤに転送する。リセットスイッチ（ＲＴ）は、ＦＤをリセット電位（基準電圧）ＡＶＤＤ＿ＲＴにリセットする。ソースフォロア（ＳＦ）は、電源電圧ＡＶＤＤ＿ＰＩＸを用いて信号の電流増幅を行う。書込スイッチ（ＳＬ）は、電圧変換された信号を後段へ転送する。また、書込スイッチ（ＳＬ）は、ＦＤが蓄積した電圧を後段に対して出力させるか否かを選択する選択部としての機能も有する。   The photodiode (PD) generates and accumulates electric charge according to incident light. The floating diffusion (FD) accumulates charges and converts them into a voltage. The charge transfer switch (TX) transfers the charge accumulated in the PD to the FD. The reset switch (RT) resets the FD to a reset potential (reference voltage) AVDD_RT. The source follower (SF) performs signal current amplification using the power supply voltage AVDD_PIX. The write switch (SL) transfers the voltage-converted signal to the subsequent stage. The write switch (SL) also has a function as a selection unit that selects whether to output the voltage accumulated in the FD to the subsequent stage.

また、画素信号生成回路５００は、受光するＲ／Ｇ／Ｂの色毎に一方向に配列され、複数個が並列接続されて、後段の増幅器５０２及びＡ／Ｄ変換器５０４を共使用するカラム構成にされてもよい。画素信号生成回路５００がカラム構成にされる場合、図６（ｂ）に示した画素信号生成回路５００の第２構成例のように、ＳＬの後段にアナログメモリ（ＶＭ）と、アナログメモリスイッチ（ＲＤ＿Ｓ）をさらに備えて、同時に電荷蓄積を行えるようにされてもよい。なお、以下の実施形態においては、図６（ａ）に示した画素信号生成回路５００の第１構成例を有する光電変換素子５０について説明する。   Further, the pixel signal generation circuit 500 is arranged in one direction for each color of R / G / B to receive light, and a plurality of the pixel signal generation circuits 500 are connected in parallel, and a column that uses the amplifier 502 and the A / D converter 504 in the subsequent stage in common. It may be configured. When the pixel signal generation circuit 500 has a column configuration, as in the second configuration example of the pixel signal generation circuit 500 illustrated in FIG. 6B, an analog memory (VM) and an analog memory switch ( RD_S) may be further provided so that charge accumulation can be performed simultaneously. In the following embodiments, a photoelectric conversion element 50 having a first configuration example of the pixel signal generation circuit 500 illustrated in FIG. 6A will be described.

次に、光電変換素子５０の動作例について説明する。図７は、光電変換素子５０が原稿を読取る場合の動作を示すタイミングチャートである。以下、原稿を読取るときの動作を通常読取モードと記載する。通常読取モードでは、タイミング信号生成部１２０は、１ラインの同期信号ｌｓｙｎｃを基準にして他の制御信号を生成する。   Next, an operation example of the photoelectric conversion element 50 will be described. FIG. 7 is a timing chart showing an operation when the photoelectric conversion element 50 reads a document. Hereinafter, an operation for reading a document is referred to as a normal reading mode. In the normal reading mode, the timing signal generator 120 generates another control signal based on the synchronization signal lsync of one line.

光電変換素子５０は、ラインの先頭でまずＳＬがアサートされる。そして、ＲＴがアサートされると、ＦＤとＳＦを経て、リセット電位ＡＶＤＤ＿ＲＴがアナログ出力Ｐｉｘ＿ｏｕｔ＝ＡＶＤＤ＿ＲＴとして転送される。ここまでをリセット期間と表す。   In the photoelectric conversion element 50, SL is first asserted at the head of the line. When RT is asserted, the reset potential AVDD_RT is transferred as the analog output Pix_out = AVDD_RT via FD and SF. Up to this point is referred to as a reset period.

次に、光電変換素子５０は、ＲＴがネゲートされた後、ＴＸがアサートされると、今度はＦＤに蓄積された電荷が同様に、アナログ出力Ｐｉｘ＿ｏｕｔ＝ＶＳとして転送される。これが電荷転送期間となる。ＶＳは、負極性で表され、１ラインでＰＤに蓄積された電荷に相当する出力、つまり読取レベルである。   Next, when RT is negated and then TX is asserted, the photoelectric conversion element 50 similarly transfers the charge accumulated in the FD this time as the analog output Pix_out = VS. This is the charge transfer period. VS is represented by negative polarity, and is an output corresponding to the charge accumulated in the PD in one line, that is, a read level.

その後、ＳＬがネゲートされると、増幅器５０２、Ａ／Ｄ変換器５０４及びパラ−シリ変換部５０６が処理を行い、デジタル出力として、後段の黒シェーディング補正部３０に信号が転送される。   Thereafter, when SL is negated, the amplifier 502, the A / D converter 504, and the parallel-serial converter 506 perform processing, and a signal is transferred to the black shading correction unit 30 at the subsequent stage as a digital output.

ここまでが通常の読取動作１ライン分の制御タイミングであり、光電変換素子５０は、２ライン目以降も同様に、リセット、ＰＤの電荷転送を順番で行い、画像出力する。また、ＰＤの電荷量の推移も図７に示されている。光電変換素子５０は、ＴＸがアサートされるまでの間にはＰＤに１ライン分の電荷が蓄積され、ＴＸがアサートされると、それまで蓄積した電荷が転送される為、ＰＤの電荷量が０になり、ＴＸがネゲートされた後、次ラインで転送する電荷を蓄積する。   This is the control timing for one line of normal reading operation. Similarly, the photoelectric conversion element 50 performs reset and PD charge transfer in order in the second and subsequent lines and outputs an image. The transition of the charge amount of PD is also shown in FIG. In the photoelectric conversion element 50, the charge for one line is accumulated in the PD until TX is asserted. When the TX is asserted, the accumulated charge is transferred so that the charge amount of the PD is reduced. After it becomes 0 and TX is negated, the charge transferred on the next line is accumulated.

以上説明した光電変換素子５０を有する画像読取装置１００は、黒シェーディング補正を行った後に、原稿サイズの検出、及び画像の読取りを行うように構成されている。   The image reading apparatus 100 having the photoelectric conversion element 50 described above is configured to detect a document size and read an image after performing black shading correction.

図８は、黒シェーディング補正を行った場合の読取レベルを示すグラフである。上述したように、光電変換素子５０は、主走査方向の画素分だけ画素信号生成回路５００が並んでいる。画素の出力ばらつきは、回路毎に生じるので１画素毎に異なる。例えば、画像読取装置１００が一様な濃度レベルの原稿を読取った場合、理想的には主走査方向の全画素で一定レベルの読取レベルが出力される。実際には、画素毎に出力のばらつきが生じ、図８の原稿読取値に示すように、読取レベルに変動が生じてしまう。   FIG. 8 is a graph showing the reading level when black shading correction is performed. As described above, in the photoelectric conversion element 50, the pixel signal generation circuits 500 are arranged for the number of pixels in the main scanning direction. Since pixel output variations occur from circuit to circuit, they vary from pixel to pixel. For example, when the image reading apparatus 100 reads a document having a uniform density level, ideally, a constant reading level is output from all pixels in the main scanning direction. Actually, the output varies from pixel to pixel, and the reading level varies as shown in the original reading value of FIG.

このばらつきによる読取レベルの変動を補正するため、画像読取装置１００は、光電変換素子５０に光が当たっていない時の読取レベルに相当する擬似的な黒レベルを取得し、画素毎に原稿読取値と黒レベルの差をとって、ばらつきを除去した理想的な読取レベル（黒シェーディング後の原稿読取レベル）に補正を行う。   In order to correct the variation in the reading level due to this variation, the image reading apparatus 100 acquires a pseudo black level corresponding to the reading level when the photoelectric conversion element 50 is not exposed to light, and the original reading value for each pixel. And the black level are taken to correct the ideal reading level (original reading level after black shading) from which the variation has been removed.

ここで、比較例の画像読取装置における連続読取時の黒レベルの取得について説明する。図９は、比較例の画像読取装置における連続読取動作を示す図である。従来は、例えば光源が点灯している状態では黒レベルのデータが取得出来ない為、画像読取り毎に１度光源を消灯させ、黒レベルを取得した後、再び光源を点灯させ、原稿読取りを再開する。画像読取り毎に黒レベルを生成し、データを更新するのは、画像読取装置の回路の熱影響によって画素値に経時ばらつきが生じるためである。   Here, the acquisition of the black level at the time of continuous reading in the image reading apparatus of the comparative example will be described. FIG. 9 is a diagram illustrating a continuous reading operation in the image reading apparatus of the comparative example. Conventionally, for example, black level data cannot be acquired when the light source is lit, so the light source is turned off once every image reading, the black level is acquired, the light source is turned on again, and document reading is resumed. To do. The reason why the black level is generated and the data is updated every time the image is read is that the pixel value varies with time due to the thermal effect of the circuit of the image reading apparatus.

この時、一度消灯させた光源を再び点灯させた場合、光源の光量が一定になるまでの時間である、光量安定待ち時間が必要となる。よって、画像の読取り生産性が大幅に低下することになる。この課題を解決するために、光電変換素子に光が入射されている状態でも、黒レベルを取得する技術（擬似ダーク生成モード）が知られている。   At this time, when the light source once turned off is turned on again, a light amount stabilization waiting time, which is a time until the light amount of the light source becomes constant, is required. Therefore, the image reading productivity is significantly reduced. In order to solve this problem, a technique (pseudo dark generation mode) for obtaining a black level even when light is incident on a photoelectric conversion element is known.

図１０は、従来の擬似ダーク生成モードの動作タイミングを示すタイミングチャートである。なお、光が光電変換素子に入射されている状態で黒レベルを取得する方法を擬似ダーク生成モードと記載する。擬似ダーク生成モードでは、ＲＴがネゲートにされた後に、ＴＸがアサートされず、電荷転送期間でも、そのままリセット電位を出力する。   FIG. 10 is a timing chart showing the operation timing of the conventional pseudo dark generation mode. A method for obtaining the black level in a state where light is incident on the photoelectric conversion element is referred to as a pseudo dark generation mode. In the pseudo dark generation mode, TX is not asserted after RT is negated, and the reset potential is output as it is even during the charge transfer period.

通常読取モードでは、光電変換素子は、ＴＸがアサートされることにより、ＰＤに蓄積された電荷を転送し、出力レベルがＶＳとなる。ＴＸがアサートされなければ、ＰＤの電荷は転送されない。よって、Ｐｉｘ＿ｏｕｔは常に出力ＶＳ＝０となり、ＰＤに光があたっている時でも擬似的に黒レベルが生成出来る。   In the normal reading mode, the photoelectric conversion element transfers charges accumulated in the PD when TX is asserted, and the output level becomes VS. If TX is not asserted, the PD charge is not transferred. Therefore, Pix_out always has an output VS = 0, and a pseudo black level can be generated even when the PD is exposed to light.

ただし、ここで問題となるのが、ＰＤの電荷量である。通常読取モードでは、電荷は１ライン毎に転送されていた。よって、ＰＤの電荷量は、ライン毎に蓄積、放出を繰り返すように推移していたが、ここでは電荷の転送が行われない。つまり、ＰＤの蓄積電荷は放出されず、照射される光により、ＰＤには電荷が蓄積されつづける。また、ＰＤは、遮光状態にあっても、暗電流により、電荷を蓄積する。   However, the problem here is the amount of charge of the PD. In the normal reading mode, charges are transferred for each line. Therefore, although the charge amount of the PD has changed so as to be repeatedly accumulated and released for each line, the charge transfer is not performed here. That is, the charge accumulated in the PD is not released, and the charge is continuously accumulated in the PD by the irradiated light. Further, even if the PD is in a light-shielded state, it accumulates electric charges due to dark current.

次に、従来の擬似ダーク生成モードのようにＰＤに電荷が蓄積され続けた場合の問題（従来の擬似的な黒レベルの取得の欠点）について説明する。図１１は、従来の擬似ダーク生成モードから、通常読取モードへ切り替わるときの電荷量推移を示した図である。   Next, a problem in the case where charges continue to be accumulated in the PD as in the conventional pseudo dark generation mode (a disadvantage of conventional pseudo black level acquisition) will be described. FIG. 11 is a diagram showing a change in charge amount when the conventional pseudo dark generation mode is switched to the normal reading mode.

理想的には、擬似ダーク生成モードから通常読取モードへの移行を瞬時に行うことができれば、生産効率を下げずに連続読取が可能である。しかし、従来の擬似ダーク生成モードでは、ＰＤに電荷が蓄積され続け、ＰＤの電荷量が十分に多くなる。この後、即座に通常読取モードへ移行し、原稿の読取りを開始すると、本来の出力が１ラインでＰＤに蓄積された電荷＝画素出力ＶＳであるのに対し、元々蓄積されていた電荷（擬似ダーク生成モードで蓄積された電荷）を含んだ出力（飽和出力）となってしまう。飽和出力となってしまうと、出力電圧が大きくなり、後段の回路が破壊されたり、大幅な復帰時間待ちが必要になる。   Ideally, if the transition from the pseudo dark generation mode to the normal reading mode can be performed instantaneously, continuous reading can be performed without lowering the production efficiency. However, in the conventional pseudo dark generation mode, charges continue to be accumulated in the PD, and the amount of charge in the PD becomes sufficiently large. Thereafter, when the mode immediately shifts to the normal reading mode and the reading of the document is started, the original output is the charge accumulated in the PD in one line = the pixel output VS, whereas the charge originally accumulated (pseudo-) The output (saturated output) includes the charge accumulated in the dark generation mode. If the output becomes saturated, the output voltage increases, the subsequent circuit is destroyed, and a significant waiting time is required.

画像読取装置は、飽和出力を回避する必要があるため、ＰＤの電荷を放電させてから、通常読取モードへ移行し、通常読取モードを開始させる必要がある。従来の疑似ダーク生成モードでは、このＰＤの電荷を放電するための電荷放出待ちのウェイトが必要となる。   Since it is necessary for the image reading apparatus to avoid the saturation output, it is necessary to discharge the charge of the PD and then shift to the normal reading mode and start the normal reading mode. In the conventional pseudo dark generation mode, a wait for waiting for the discharge of charges for discharging the charge of the PD is required.

次に、実施形態にかかる画像読取装置１００における擬似ダーク生成モードについて説明する。図１２は、実施形態にかかる画像読取装置１００における擬似ダーク生成モードの第１動作例を示すタイミングチャートである。画像読取装置１００において、光電変換素子５０は、擬似黒レベルを生成するときに、黒レベルの電荷転送後にＴＸをアサートされる。このとき、ＳＬはネゲートされているため、後段に電荷は転送されていないが、ＰＤに蓄積された電荷はＦＤに転送され、ＦＤに蓄積されることになる。この期間をＰＤ電荷放出期間と記載する。そして、次ラインの先頭でＲＴがアサートされ、ＦＤ内はリセット電位になるため、擬似ダーク生成モード時は、ＰＤ内の電荷を転送することなく、１ラインの読取に１回、電荷を空にすることができる。   Next, the pseudo dark generation mode in the image reading apparatus 100 according to the embodiment will be described. FIG. 12 is a timing chart illustrating a first operation example of the pseudo dark generation mode in the image reading apparatus 100 according to the embodiment. In the image reading apparatus 100, when generating the pseudo black level, the photoelectric conversion element 50 is asserted TX after the black level charge transfer. At this time, since SL is negated, no charge is transferred to the subsequent stage, but the charge stored in the PD is transferred to the FD and stored in the FD. This period is referred to as a PD charge release period. Since RT is asserted at the head of the next line and the FD becomes a reset potential, the charge is emptied once per line reading without transferring the charge in the PD in the pseudo dark generation mode. can do.

つまり、タイミング信号生成部１２０は、ＦＤの電圧レベルをＲＴが基準電圧にリセットした後に、ＰＤが蓄積した電荷をＴＸが転送することなく、ＦＤが蓄積した電圧を後段に対して出力させることをＳＬが選択し、電圧を後段に対して出力させないことをＳＬが改めて選択して、予め定められたタイミングで所定期間内に、ＰＤが蓄積した電荷をＦＤが電圧に変換して蓄積し、ＦＤの電圧レベルをＲＴが基準電圧にリセットするように制御している。   That is, the timing signal generation unit 120 outputs the voltage accumulated in the FD to the subsequent stage without the TX transferring the charge accumulated in the PD after the RT resets the voltage level of the FD to the reference voltage. The SL selects and the SL again selects that the voltage is not output to the subsequent stage. The FD converts the charge accumulated in the PD into a voltage and accumulates it within a predetermined period at a predetermined timing. Is controlled so that RT resets the reference voltage to the reference voltage.

図１３は、実施形態にかかる画像読取装置１００における擬似ダーク生成モードの効果を示す図である。画像読取装置１００における擬似ダーク生成モードでは、ＰＤの電荷は毎ライン放出されて空となっている。その効果によって、飽和出力が回避出来るため、光電変換素子５０の回路の破壊が起こることはない。また、大幅な復帰時間待ちも必要としない。   FIG. 13 is a diagram illustrating the effect of the pseudo dark generation mode in the image reading apparatus 100 according to the embodiment. In the pseudo dark generation mode in the image reading apparatus 100, the PD charge is discharged every line and is empty. Since the saturation output can be avoided by the effect, the circuit of the photoelectric conversion element 50 is not destroyed. Also, there is no need to wait for a significant return time.

よって、画像読取装置１００は、擬似ダーク生成モードから通常読取モードへの移行のときに、ＰＤの蓄積電荷を放出する待ち時間が不要であり、即座に通常読取モードへ移行できる。つまり、画像読取装置１００は、従来に比べて、画像読取の生産性を向上させ、黒レベルの取得が可能である。   Therefore, the image reading apparatus 100 does not need a waiting time for discharging the accumulated charge of the PD when shifting from the pseudo dark generation mode to the normal reading mode, and can immediately shift to the normal reading mode. That is, the image reading apparatus 100 can improve the productivity of image reading and can acquire the black level as compared with the related art.

次に、擬似ダーク生成モード時に入力されるＴＸのタイミングについて説明する。図１４は、擬似ダーク生成モード時に入力されるＴＸの第１タイミング（ＰＤ電荷の放出の第１タイミング）を示すタイミングチャートである。図１５は、擬似ダーク生成モード時に入力されるＴＸの第２タイミング（ＰＤ電荷の放出の第２タイミング）を示すタイミングチャートである。   Next, the timing of TX input in the pseudo dark generation mode will be described. FIG. 14 is a timing chart showing the first timing of TX (first timing of PD charge release) input in the pseudo dark generation mode. FIG. 15 is a timing chart showing the second timing of TX (second timing of PD charge release) input in the pseudo dark generation mode.

光電変換素子５０は、増幅器５０２による電位の増幅や、Ａ／Ｄ変換器５０４によるデジタル信号への変換の処理（ＡＤＣフェーズ）も１ライン内で実施している。つまり、疑似ダーク生成モード時は、ＶＳ＝０の疑似黒レベルが出力され、ＡＤＣフェーズでアナログ信号をデジタル信号へ変換している。   In the photoelectric conversion element 50, the amplification of the potential by the amplifier 502 and the conversion to the digital signal (ADC phase) by the A / D converter 504 are also performed in one line. That is, in the pseudo dark generation mode, a pseudo black level of VS = 0 is output, and an analog signal is converted into a digital signal in the ADC phase.

ＰＤ電荷の放出を行うためのＴＸが各画素信号生成回路５００に一斉に動作すると、負荷変動が電源やＧＮＤに伝わってしまう。図１４に示すように、ＡＤＣフェーズ期間で、この負荷変動が発生すると、Ａ／Ｄ変換器５０４でのデジタル変換時、出力（ＡＤＣ後）で示すように、出力にノイズ成分が乗ってしまい、画素出力値が変動して、狙いの黒レベルが出力されないことがある。よって、画素信号生成回路５００は、擬似ダークモード時におけるＰＤ電荷放出期間である、ＴＸのアサートタイミングは、図１５に示したように、ＡＤＣフェーズの後でＡ／Ｄ変換器５０４の処理に影響しない、つまり出力に変動を及ぼさない期間が望ましい。   When TX for releasing the PD charge operates on the pixel signal generation circuits 500 all at once, the load fluctuation is transmitted to the power supply and GND. As shown in FIG. 14, when this load fluctuation occurs in the ADC phase period, during digital conversion by the A / D converter 504, as shown by the output (after ADC), a noise component is added to the output, The pixel output value may fluctuate and the target black level may not be output. Therefore, in the pixel signal generation circuit 500, the assertion timing of TX, which is the PD charge discharge period in the pseudo dark mode, affects the processing of the A / D converter 504 after the ADC phase as shown in FIG. A period during which the output is not affected is desirable.

次に、光電変換素子５０における擬似ダーク生成モードでの予備リセット動作について説明する。図１６−１〜１６−４は、光電変換素子５０における擬似ダーク生成モードでの予備リセット動作例（第１動作例〜第４動作例）を示すタイミングチャートである。図１６−１に示した予備リセットの第１動作例では、例えば、光電変換素子５０に外光が入って、１ラインに蓄積された電荷が多くなっていた場合、ＰＤ電荷放出期間での出力ＶＳが高くなり、次ラインの先頭のリセット期間で、電荷を放出しきれず、リセット電位に追従しきれない。そうすると、次ラインの基準の電位がずれ、疑似黒レベルの出力ＶＳが変動してしまうため、出力画像に横スジとして表れてしまう。よって、光電変換素子５０は、図１６−１に示した動作は行わない。   Next, the preliminary reset operation in the pseudo dark generation mode in the photoelectric conversion element 50 will be described. FIGS. 16A to 16D are timing charts illustrating a preliminary reset operation example (first operation example to fourth operation example) in the pseudo dark generation mode in the photoelectric conversion element 50. FIGS. In the first operation example of the preliminary reset shown in FIG. 16A, for example, when external light enters the photoelectric conversion element 50 and the charge accumulated in one line increases, the output in the PD charge discharge period VS becomes high, and the charge cannot be fully discharged in the reset period at the head of the next line, and cannot follow the reset potential. As a result, the reference potential of the next line is shifted, and the output VS of the pseudo black level fluctuates, so that it appears as a horizontal streak in the output image. Therefore, the photoelectric conversion element 50 does not perform the operation illustrated in FIG.

図１６−２に示した予備リセットの第２動作例では、光電変換素子５０は、ＰＤ電荷放出後、ライン後端で１度予備リセットとして、ＲＴをアサートされる。そして、次ラインのリセット期間で確実にＡＶＤＤ＿ＲＴ基準レベルに追従するようにしている。なお、光電変換素子５０は、確実に基準レベルを追従させるため、例えば、図１６−３に示した予備リセットの第３動作例のように、ＲＴがネゲートされず、次のリセット期間まで、そのままアサートされてもよい。また、光電変換素子５０は、図１６−４に示した予備リセットの第４動作例のように、ＲＴが駆動クロック毎にＨ，Ｌを繰り返すようにされてもよい。なお、これらの方法は、擬似ダーク生成モードだけでなく、通常読取モード時にも併用されてもよい。   In the second operation example of the preliminary reset shown in FIG. 16B, the photoelectric conversion element 50 is asserted RT as a preliminary reset once at the rear end of the line after the PD charge is discharged. Then, the AVDD_RT reference level is surely followed in the reset period of the next line. In order to ensure that the photoelectric conversion element 50 follows the reference level, for example, as in the third operation example of the preliminary reset shown in FIG. 16C, RT is not negated and remains as it is until the next reset period. May be asserted. Further, the photoelectric conversion element 50 may be configured such that RT repeats H and L for each drive clock as in the fourth operation example of the preliminary reset illustrated in FIG. These methods may be used not only in the pseudo dark generation mode but also in the normal reading mode.

図１７は、光電変換素子５０の擬似ダーク生成モードでのリセット及び電荷転送の動作例を示すタイミングチャートである。図１７に示した動作例では、光電変換素子５０は、ＴＸがアサートされる前に、ＲＴがアサートされている。つまり、通常読取モード時のＲＴとＴＸの制御動作と、擬似ダーク生成モード時のＲＴとＴＸの制御動作とが同じにされている。よって、光電変換素子５０は、通常読取モードと擬似ダーク生成モードのＲＴ、ＴＸ動作が共通化され、同じパターンで出力することになる。つまり、光電変換素子５０に対する制御を行うためのソフトウェアコードを短縮でき、制御処理を簡略化できる。   FIG. 17 is a timing chart showing an operation example of reset and charge transfer in the pseudo dark generation mode of the photoelectric conversion element 50. In the operation example illustrated in FIG. 17, RT is asserted in the photoelectric conversion element 50 before TX is asserted. That is, the RT and TX control operations in the normal reading mode and the RT and TX control operations in the pseudo dark generation mode are the same. Therefore, the photoelectric conversion element 50 outputs the same pattern by common RT and TX operations in the normal reading mode and the pseudo dark generation mode. That is, the software code for controlling the photoelectric conversion element 50 can be shortened, and the control process can be simplified.

次に、画像読取装置１００が原稿サイズを検知する場合の動作について詳述する。画像読取装置１００は、ＡＤＦ２００が閉じられるタイミングで光源１０２を点灯させ、コンタクトガラス１０１に置かれた原稿の主走査幅を読取って、原稿サイズ検知部が原稿サイズを検知する。ここで、画像読取装置１００は、通常の原稿読取時と同様に、黒シェーディング補正を行い、固定パターンノイズを除去して、原稿サイズ検知する。   Next, the operation when the image reading apparatus 100 detects the document size will be described in detail. The image reading apparatus 100 turns on the light source 102 at the timing when the ADF 200 is closed, reads the main scanning width of the document placed on the contact glass 101, and the document size detection unit detects the document size. Here, the image reading apparatus 100 performs black shading correction, removes the fixed pattern noise, and detects the document size in the same manner as in normal document reading.

図１８は、画像読取装置１００が原稿サイズを検知する場合の動作を示すフローチャートである。ＡＤＦ２００が開かれて、原稿がセットされると、ＡＤＦ２００の圧板開閉検知センサ（ＡＤＦ開閉センサ）１１４は、ＯＦＦとなり、圧板２２３が開状態となったことを検知し（Ｓ１００）、画像読取装置１００は擬似黒レベルを取得する（Ｓ１０２）。つまり、画像読取装置１００は、外光が光電変換素子５０に入射している状態で黒レベルを取得する。   FIG. 18 is a flowchart showing an operation when the image reading apparatus 100 detects the document size. When the ADF 200 is opened and a document is set, the pressure plate opening / closing detection sensor (ADF opening / closing sensor) 114 of the ADF 200 is turned off to detect that the pressure plate 223 is opened (S100), and the image reading apparatus 100 Acquires the pseudo black level (S102). That is, the image reading apparatus 100 acquires the black level in a state where external light is incident on the photoelectric conversion element 50.

その後、画像読取装置１００は、光源１０２を点灯させ、原稿サイズ検知を行うが、ここでも圧板開閉検知センサ１１４のＯＮ信号をトリガとして用いる。ＡＤＦ２００が閉じる直前（例えば開閉角度が３０度以下）である半開きの状態にされて圧板開閉検知センサ１１４がＯＮになると（Ｓ１０４）、光源１０２が点灯し（Ｓ１０６）、原稿サイズ検知部が原稿サイズを検知し（Ｓ１０８）、その後光源１０２が消灯する（Ｓ１１０）。   After that, the image reading apparatus 100 turns on the light source 102 and detects the document size. Here, too, the ON signal of the pressure plate opening / closing detection sensor 114 is used as a trigger. When the pressure plate opening / closing detection sensor 114 is turned on immediately before the ADF 200 is closed (for example, the opening / closing angle is 30 degrees or less) and the pressure plate opening / closing detection sensor 114 is turned on (S104), the light source 102 is turned on (S106). Is detected (S108), and then the light source 102 is turned off (S110).

画像読取装置１００は、原稿背景（圧板２２３の裏面）と原稿の濃度差を用いて原稿サイズを検知する。画像読取装置１００は、この原稿サイズ検知時に、原稿データと、取得した擬似黒データを用い、黒シェーディング補正を行う。   The image reading apparatus 100 detects the document size using the density difference between the document background (back surface of the pressure plate 223) and the document. The image reading apparatus 100 performs black shading correction using the original data and the acquired pseudo black data when detecting the original size.

そして、タイミング信号生成部１２０は、画像読取装置１００が原稿を連続して読取る場合に、原稿が画像読取位置を通過して次の原稿が画像読取位置に搬送されるまでに、ＰＤが蓄積した電荷をＴＸが転送することなく、ＦＤが蓄積した電圧を後段に対して出力させることをＳＬが選択するように制御する。   Then, when the image reading apparatus 100 reads the document continuously, the timing signal generation unit 120 accumulates the PD until the document passes through the image reading position and the next document is conveyed to the image reading position. Control is performed so that SL selects that the voltage accumulated in the FD is output to the subsequent stage without transferring the charge by the TX.

３０ 黒シェーディング補正部
５０ 光電変換素子
１００ 画像読取装置
１０１ コンタクトガラス
１０２ 光源部
１１３ フィラー
１１４ 圧板開閉検知センサ
１１５ ヒンジ
１２０ タイミング信号生成部（制御部）
２００ 自動原稿給送装置（ＡＤＦ）
２２３ 圧板
３００ 画像形成装置
５００ 画素信号生成回路
５０２ 増幅器
５０４ Ａ／Ｄ変換器
ＰＤ 受光素子
ＦＤ フローティングディフュージョン（電荷電圧変換部）
ＴＸ 電荷転送スイッチ（転送部）
ＲＴ リセットスイッチ（リセット部）
ＳＦ ソースフォロア
ＳＬ 書込スイッチ（選択部） 30 Black shading correction unit 50 Photoelectric conversion element 100 Image reading device 101 Contact glass 102 Light source unit 113 Filler 114 Pressure plate open / close detection sensor 115 Hinge 120 Timing signal generation unit (control unit)
200 Automatic document feeder (ADF)
223 Pressure plate 300 Image forming apparatus 500 Pixel signal generation circuit 502 Amplifier 504 A / D converter PD Light receiving element FD Floating diffusion (charge voltage conversion unit)
TX charge transfer switch (transfer unit)
RT reset switch (reset part)
SF Source follower SL Write switch (selection unit)

特開２０１４−１３８３５６号公報JP 2014-138356 A

Claims (10)

入射光に応じて電荷を発生させて蓄積する受光素子と、
前記受光素子が蓄積した電荷を転送する転送部と、
前記転送部が転送した電荷を電圧に変換して蓄積する電荷電圧変換部と、
前記電荷電圧変換部の電圧レベルを基準電圧にリセットするリセット部と、
前記電荷電圧変換部が蓄積した電圧を後段に対して出力させるか否かを選択する選択部と、
前記電荷電圧変換部の電圧レベルを前記リセット部が基準電圧にリセットした後に、前記受光素子が蓄積した電荷を前記転送部が転送することなく、前記電荷電圧変換部が蓄積した電圧を後段に対して出力させることを前記選択部が選択し、電圧を後段に対して出力させないことを前記選択部が改めて選択して、予め定められたタイミングで所定期間内に、前記受光素子が蓄積した電荷を前記電荷電圧変換部が電圧に変換して蓄積し、前記電荷電圧変換部の電圧レベルを前記リセット部が基準電圧にリセットするように制御する制御部と、
を有することを特徴とする光電変換素子。 A light receiving element that generates and accumulates charges in response to incident light; and
A transfer unit for transferring charges accumulated in the light receiving element;
A charge-voltage converter that converts the charge transferred by the transfer unit into a voltage and stores the voltage; and
A reset unit for resetting a voltage level of the charge-voltage conversion unit to a reference voltage;
A selection unit for selecting whether to output the voltage accumulated by the charge-voltage conversion unit to a subsequent stage;
After the reset unit resets the voltage level of the charge-voltage conversion unit to a reference voltage, the transfer unit transfers the voltage accumulated by the charge-voltage conversion unit to the subsequent stage without transferring the charge accumulated by the light receiving element. The selection unit selects that the voltage is to be output, and the selection unit again selects that the voltage is not output to the subsequent stage, and the charge accumulated in the light receiving element within a predetermined period at a predetermined timing. A control unit that controls the charge voltage conversion unit to convert the voltage into a voltage and store the voltage level of the charge voltage conversion unit so that the reset unit resets to a reference voltage;
A photoelectric conversion element comprising: 前記転送部、前記リセット部及び前記選択部は、
それぞれトランジスタによって構成され、前記制御部の制御に応じて動作するスイッチであること
を特徴とする請求項１に記載の光電変換素子。 The transfer unit, the reset unit, and the selection unit are:
The photoelectric conversion element according to claim 1, wherein each of the photoelectric conversion elements is a switch configured by a transistor and operating in accordance with control of the control unit. 前記選択部が後段に対して出力させることを選択した電圧をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部をさらに有し、
前記タイミングは、前記Ａ／Ｄ変換部が動作していない期間内にあること
を特徴とする請求項１又は２に記載の光電変換素子。 An A / D converter that performs A / D conversion on the voltage selected by the selector for output to a subsequent stage;
The photoelectric conversion element according to claim 1, wherein the timing is within a period in which the A / D conversion unit is not operating. 前記リセット部は、
前記タイミングで前記受光素子が蓄積した電荷を前記電荷電圧変換部が電圧に変換して蓄積し、前記電荷電圧変換部の電圧レベルを基準電圧にリセットする場合、他の場合よりも長い時間をかけて前記電荷電圧変換部の電圧レベルを基準電圧にリセットすること
を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光電変換素子。 The reset unit
When the charge voltage conversion unit converts the charge accumulated in the light receiving element at the timing into a voltage and accumulates it, and resets the voltage level of the charge voltage conversion unit to a reference voltage, it takes a longer time than other cases. The photoelectric conversion element according to claim 1, wherein the voltage level of the charge-voltage conversion unit is reset to a reference voltage. 前記転送部及び前記リセット部は、
場合によらず予め定められたシーケンスで動作すること
を特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光電変換素子。 The transfer unit and the reset unit are
The photoelectric conversion element according to any one of claims 1 to 4, wherein the photoelectric conversion element operates in a predetermined sequence regardless of circumstances. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光電変換素子を有すること
を特徴とする画像読取装置。 An image reading apparatus comprising the photoelectric conversion element according to claim 1. 複数の原稿を画像読取位置へ順次に搬送する自動原稿給送装置をさらに有し、
前記制御部は、
原稿が画像読取位置を通過して次の原稿が画像読取位置に搬送されるまでに、前記受光素子が蓄積した電荷を前記転送部が転送することなく、前記電荷電圧変換部が蓄積した電圧を後段に対して出力させることを前記選択部が選択するように制御すること
を特徴とする請求項６に記載の画像読取装置。 An automatic document feeder that sequentially conveys a plurality of documents to the image reading position;
The controller is
Before the original passes through the image reading position and the next original is transported to the image reading position, the charge accumulated by the light receiving element is not transferred by the transfer unit, and the voltage accumulated by the charge voltage conversion unit is not transferred. The image reading apparatus according to claim 6, wherein the selection unit performs control so that output to a subsequent stage is selected. 前記受光素子が発生させて蓄積した電荷に基づいて、原稿サイズを検知する原稿サイズ検知部と、
前記原稿サイズ検知部に対して原稿サイズの検知を開始させる動作を検知するセンサと、
をさらに有し、
前記制御部は、
前記センサが原稿サイズの検知を開始させる動作を検知した場合、前記受光素子が蓄積した電荷を前記転送部が転送することなく、前記電荷電圧変換部が蓄積した電圧を後段に対して出力させることを前記選択部が選択するように制御し、
前記原稿サイズ検知部は、
前記選択部が後段に対して出力させることを選択した電圧に基づいて、前記受光素子が発生させて蓄積した電荷量を補正して、原稿サイズを検知すること
を特徴とする請求項６又は７に記載の画像読取装置。 A document size detector for detecting a document size based on the charge generated and accumulated by the light receiving element;
A sensor for detecting an operation of starting detection of the document size with respect to the document size detection unit;
Further comprising
The controller is
When the sensor detects an operation of starting detection of the document size, the transfer unit transfers the voltage accumulated by the charge voltage conversion unit to the subsequent stage without transferring the charge accumulated by the light receiving element. To control the selection unit to select,
The document size detector
8. The document size is detected by correcting the amount of charge generated and accumulated by the light receiving element based on a voltage selected by the selection unit to be output to a subsequent stage. The image reading apparatus described in 1. 請求項６乃至８のいずれか１項に記載の画像読取装置と、
前記画像読取装置が読取った画像データに基づく画像を形成する画像形成部と
を有することを特徴とする画像形成装置。 The image reading apparatus according to any one of claims 6 to 8,
An image forming apparatus comprising: an image forming unit that forms an image based on image data read by the image reading apparatus. 入射光に応じて電荷を発生させて蓄積している状態の受光素子を有する光電変換素子の制御方法であって、
前記受光素子が蓄積して転送部が転送した電荷を電圧に変換して蓄積する電荷電圧変換部の電圧レベルを基準電圧にリセットさせる工程と、
前記受光素子が蓄積した電荷を前記転送部に転送させることなく、前記電荷電圧変換部が蓄積した電圧を後段に対して出力させる工程と、
予め定められたタイミングで所定期間内に、前記電荷電圧変換部が蓄積した電圧を後段に対して出力させなくして、前記受光素子が蓄積した電荷を電圧に変換させて前記電荷電圧変換部に蓄積させる工程と、
前記電荷電圧変換部の電圧レベルを基準電圧にリセットさせる工程と、
を含む光電変換素子の制御方法。 A method for controlling a photoelectric conversion element having a light receiving element in a state where electric charge is generated and accumulated according to incident light,
A step of resetting a voltage level of a charge-voltage conversion unit that accumulates by converting the electric charge accumulated in the light receiving element and transferred by the transfer unit into a voltage, and a reference voltage;
Outputting the voltage accumulated by the charge-voltage conversion unit to a subsequent stage without transferring the charge accumulated by the light receiving element to the transfer unit;
The voltage accumulated in the charge-voltage converter is not output to a subsequent stage within a predetermined period at a predetermined timing, and the charge accumulated in the light-receiving element is converted into a voltage and accumulated in the charge-voltage converter. A process of
Resetting the voltage level of the charge-voltage converter to a reference voltage;
The control method of the photoelectric conversion element containing this.

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