JP6264875B2 - 画像読取装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像読取装置及び画像形成装置に関する。

ＬＥＤなどの光源によって原稿を照射し、原稿からの反射光をイメージセンサによって画像信号に変換して原稿画像を読取る画像読取装置では、例えばＣＭＯＳイメージセンサが用いられている。ＣＭＯＳイメージセンサは、各画素を構成する為の受光素子であるフォトダイオードの暗電流（露光しない場合にも発生する電流）ばらつきや、信号を伝送するトランジスタの特性等の回路ばらつきにより、光電変換時に画素毎に異なる固定パターンノイズ（ＦＰＮ）が発生し、縦スジとして画像を劣化させることがある。

固定パターンノイズを除去する方法として、黒シェーディング補正という補正方法が知られている。黒シェーディング補正とは、光源の消灯時に取得する暗時の画像読取りデータ（以下、「黒データ」と記載）を画素毎に保持しておき、光源を点灯させて取得する原稿の読取りデータ（以下、「原稿データ」と記載）から、画素毎に黒データを差し引くことにより、固定パターンノイズを含まない原稿データを取得する方法である。

黒シェーディング補正に用いる黒データを取得する場合、イメージセンサへ光を入射しない。つまり、光源を消灯する必要があるため、複数の原稿を連続して読取る場合、従来は以下の２つの問題があった。

第１に、原稿を読取る毎に黒データを取得しようとすると、次の原稿を読取る場合に光源の点灯安定待ち時間（以下、「光量安定時間」と記載）を確保しなければならず、原稿読取りの生産性が低下してしまう。第２に、黒データの取得を最初の一度のみとすると、生産性を保つことは出来るものの、イメージセンサの温度変化による固定パターンノイズの経時変化には対応出来ず、正確な黒データの取得ができない。

これらの問題を解決するために、自動給紙装置を用いた原稿読取りにおいて、自動給紙装置が搬送する２枚の原稿の間（紙間）ではライン周期単位で点灯と消灯を繰り返して消灯期間に黒データを取得し、黒シェーディング補正を行う方法が知られている。

また、特許文献１には、原稿読み取り期間外の光源消灯期間の有効画素データより黒補正に用いる基準黒データを生成する黒補正手段と、原稿読み取り期間外の光源点灯期間の有効画素データよりシェーディング補正に用いるシェーディングデータを生成する白補正手段とを有した画像読取装置が開示されている。

しかしながら、従来の方法では、原稿読取りまでの光量安定時間を短縮して生産性の低下を抑えることはできても、光量安定時間をなくして、生産性を落とすことなく、画像劣化を抑制することはできないという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の原稿を連続して読取る場合に、読取の生産性を落とすことなく、画像劣化を抑制することができる画像読取装置及び画像形成装置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、本発明は、駆動電流に応じて原稿に光を照射する光源と、前記光源に流す駆動電流を制御することにより、前記光源の点灯及び消灯を制御する光源制御部と、原稿に照射された光の反射光を読取位置で光電変換し、主走査方向に原稿を読取るイメージセンサと、前記イメージセンサが前記読取位置で副走査方向に原稿を読取り可能なように、複数の原稿を順次に副走査方向に搬送する搬送部と、前記イメージセンサが原稿を読取った画像データから、前記光源の消灯時に前記イメージセンサが暗電流に応じて出力した黒データを画素毎に差し引くことによって黒シェーディング補正を行う黒補正部とを有し、前記光源制御部は、前記搬送部が搬送する原稿を前記イメージセンサが副走査方向に読取る読取期間に流す駆動電流と、前記搬送部が搬送する原稿間の領域が前記読取位置を通過する非読取期間に前記光源が点灯及び消灯を繰り返して前記イメージセンサが暗電流に応じた出力を可能なように流す駆動電流とを以下の式（１）を満たすように制御することを特徴とする。

非読取期間に光源に流す駆動電流値
＝（読取期間における光源の点灯Ｄｕｔｙ／非読取期間における光源の点灯Ｄｕｔｙ）×読取り期間に光源に流す駆動電流値
・・・（１）

本発明によれば、複数の原稿を連続して読取る場合に、読取の生産性を落とすことなく、画像劣化を抑制することができるという効果を奏する。

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。 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。 図３は、画像読取装置の第１実施例の機能を示すブロック図である。 図４は、イメージセンサの詳細及び画素出力部を示すブロック図である。 図５は、光源制御部の詳細を示すブロック図である。 図６は、黒補正部の詳細を示すブロック図である。 図７は、原稿連続読取りタイミングを示すタイミングチャートである。 図８は、図７に示した紙間の期間における動作タイミングの詳細と光源の温度変化を示す図である。 図９は、タイミング生成部及び光源制御部が行う光源の他の制御例を示す図である。 図１０は、画像読取装置の第２実施例の機能を示すブロック図である。 図１１は、光源制御部の詳細を示すブロック図である。 図１２は、画像読取装置の紙間の期間における動作タイミングの詳細と光源の温度変化を示す図である。 図１３は、紙間光源点灯ＤｕｔｙのＬＭＰＣＬＫ制御タイミングを示すタイミングチャートである。 図１４は、画像読取装置の紙間の期間における動作の詳細と光源の温度変化を示す図である。 図１５は、光源制御部の構成を示す図である。 図１６は、黒補正部の第１変形例の構成を示すブロック図である。 図１７は、黒補正部の第２変形例の構成を示すブロック図である。 図１８は、黒補正部の第３変形例の構成を示すブロック図である。

（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。

画像形成装置本体３０４内には、タンデム方式の作像部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、光書き込み装置３０９と、定着搬送部３１０と、両面トレイ３１１とが設けられている。

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。

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。

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に光書き込みを行い、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。

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。

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の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み取る。

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、イメージセンサ（撮像素子）４と、イメージセンサ４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。

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、図示しないヒンジ等を介した連結がなされている。

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２０１を備えている。また、ＡＤＦ２００は、原稿トレイ２０１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（搬送部）２０２を含む分離・給送手段も備えている。

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、図示しない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からイメージセンサ４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。

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経由でイメージセンサ４へ順次送られて結像される。

そして、イメージセンサ４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、原稿の画像が読み取られ、デジタルの画像データが得られる。

一方、原稿を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（読取位置）へ移動する。その後、原稿トレイ２０１に載置された原稿が給送ローラ２０２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。

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経由でイメージセンサ４へ順次送られて結像される。そして、イメージセンサ４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、原稿の画像が読み取られ、デジタルの画像データが得られる。画像の読み取りが完了した原稿は、図示しない排出口に排出される。

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み取り前に開始された光源１０２による照明により、基準白板１１０からの反射光がイメージセンサ４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が読み取られ、その読み取り結果（デジタル信号）に基づいて原稿の画像読み取り時の白シェーディング補正が行われる。

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み取ることができる。

図３は、画像読取装置１００の第１実施例の機能を示すブロック図である。光源１０２は、照射光によって被写体を照明する。イメージセンサ４は、被写体からの反射光を電気信号に変換する光電変換を行い、デジタル画像信号として主走査方向の各画素を読み取って並列に出力する。

ここで、光源１０２は、光源制御部５２からの駆動電流（光源駆動電流）によって点灯する。光源制御部５２は、タイミング生成部５０からの光源点灯信号ＬＭＰＣＬＫにより、電流制御を行い、光源１０２の点灯及び消灯を行っている。

イメージセンサ４は、タイミング生成部５０が出力するフォトダイオードの電荷の転送及びリセットそれぞれ行う信号Ｔｒ＿ｓ及びＴｒ＿ｒにより、ライン毎に受光量に応じた電荷を転送してＡ／Ｄ変換を行う。そして、イメージセンサ４は、主走査方向の画素分のデジタル画像信号を並列に出力する。イメージセンサ４が出力した画像データを後段でシリアルに処理するために、画素出力部５４は、タイミング生成部５０からのライン同期信号Ｌｓｙｎｃ、画素同期信号ｍｃｌｋによってタイミング制御を行い、１画素毎に画素データを伝送する。

次に、黒補正部５６は、光源１０２が点灯されて読取られた原稿データから、光源１０２の消灯時に取得された黒データを差し引いて黒シェーディング補正を行う。黒データは、光源１０２の消灯時にイメージセンサ４が暗電流に応じて出力したデータである。黒補正部５６が黒シェーディング補正を行うことにより、原稿データは、イメージセンサ４内の画素毎の固定パターンノイズが除去され、縦スジの発生が抑えられる。黒シェーディング補正を行うための黒データは、タイミング生成部５０内で生成される紙間同期信号Ｂｓｙｎｃ、黒同期信号Ｂｇａｔｅにより、連続して搬送される複数の原稿間の領域において光源１０２の消灯時に取得される。

その後、画像信号は図示しない後段処理部に伝送される。なお、後段処理部では、シェーディング補正やドット補正、色補正等の各種補正や、変倍等、その他の画像処理を行う。なお、タイミング生成部５０、光源制御部５２、画素出力部５４及び黒補正部５６はイメージセンサ４内に設けられてもよい。

次に、イメージセンサ４について詳述する。図４は、イメージセンサ４の詳細及び画素出力部５４を示すブロック図である。イメージセンサ４内には、複数の受光素子４０が主走査方向の画素数分（０〜ｎ画素）配列されており、各画素に相当する受光素子４０それぞれが光源１０２からの反射光を電気信号に変換する。受光素子４０には、例えばフォトダイオード（ＰＤ）が用いられる。

Ｔｒ＿ｓ及びＴｒ＿ｒは、タイミング生成部５０が出力するフォトダイオードの電荷の転送及びリセットを行うスイッチング信号である。Ｔｒ＿ｓがＯＮすると、電荷転送部４２は、受光素子４０からの信号レベルの電荷を転送する。そして、Ｔｒ＿ｒがＯＮすると、電荷転送部４２は、電荷を一定のレベルにリセットする。電荷転送部４２が１ライン毎にリセット及び電荷の蓄積を繰り返すことにより、０〜ｎ画素目までの１次元データが複数回取得される。

電荷転送部４２から転送された電荷は、増幅器４４及びＡ／Ｄ変換器４６での処理を経て、デジタル信号として画素出力部５４へ伝送される。画素出力部５４は、イメージセンサ４から主走査方向の画素数分の並列に伝送された画素信号を、同期信号ｍｃｌｋ、Ｌｓｙｎｃによってパラレルシリアル変換して伝送する。

次に、光源制御部５２について詳述する。図５は、光源制御部５２の詳細を示すブロック図である。光源制御部５２は、ＬＭＰＣＬＫに同期して動作する電流生成部５２０により、光源１０２を点灯させるための駆動電流を出力する。電流生成部５２０は、ＬＭＰＣＬＫ＝“Ｈ”が入力されると、光源１０２を点灯させるための所定量の駆動電流を出力する。また、電流生成部５２０は、ＬＭＰＣＬＫ＝“Ｌ”が入力されると、電流出力を遮断する。このように、光源制御部５２は、光源１０２の点灯及び消灯を制御している。

次に、黒補正部５６について詳述する。図６は、黒補正部５６の詳細を示すブロック図である。黒補正部５６は、画素出力部５４が出力した画像信号に対し、黒シェーディング補正を行う。具体的には、黒補正部５６は、光源１０２が点灯されて読取られた原稿データから、紙間で光源１０２の消灯時に取得された黒データを差し引く。ここで、黒補正部５６は、タイミング生成部５０が出力する同期信号Ｂｓｙｎｃ及びＢｇａｔｅにより、紙間の黒データと原稿データのタイミング制御を行う。Ｂｓｙｎｃは紙間同期信号であり、Ｂｓｙｎｃ＝”Ｈ”の期間は紙間である。また、Ｂｇａｔｅは黒同期信号であり、紙間内の消灯期間でＢｇａｔｅ＝”Ｈ”となる。

黒補正部５６は、紙間の黒データをメモリ５６０に保存し、Ｂｓｙｎｃ＝”Ｌ”の期間（つまり原稿データ取得期間）には、減算器５６２に画素出力部５４から順次原稿データが入力される。また、黒補正部５６は、Ｂｓｙｎｃ＝”Ｈ”の期間（つまり紙間期間）には、メモリ５６０側にスイッチングされ、Ｂｇａｔｅ＝”Ｈ”の期間（つまり消灯時）のデータがメモリ５６０に格納される。

そして、黒補正部５６は、減算器５６２によって原稿データから黒データを差し引くことによって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た画像データを出力する。

次に、ＡＤＦ２００を用いた原稿連続読取りタイミングについて説明する。図７は、原稿連続読取りタイミングを示すタイミングチャートである。ＡＤＦ２００によって複数の原稿を連続で読取る場合、図７に示すように原稿読取り期間（読取期間）の間に紙間（原稿と次の原稿との間の領域）が存在する。

ＡＤＦ２００を用いて複数の原稿を連続して読取る場合、黒データを取得するためには、紙間時（非読取期間）に光源１０２を消灯（ＬＭＰＣＬＫ＝”Ｌ”）する必要がある。黒補正部５６は、消灯時に黒データが読取られ、原稿読取り時には光源１０２が点灯（ＬＭＰＣＬＫ＝”Ｈ”）されて原稿データが読取られるので、原稿読取り前に取得された黒データを用いて原稿データを読取る際に、順次に黒シェーディング補正を行うことができる。

従って、大量の原稿を読取る場合のように、１ジョブの時間が長い場合に問題となる画素毎の温度特性差による黒データの変動に関しては、紙間毎にその都度、黒データを再取得することにより、黒データ変動に起因する画素毎の濃淡の変化を防止することができる。しかし、紙間内では黒データ取得後、光源１０２を点灯してから原稿読取りが開始されるまでに光量安定時間を確保する必要がある。

図８は、図７に示した紙間の期間における動作タイミングの詳細と光源１０２の温度変化を示す図である。原稿を連続して読取る場合、黒データを取得するために、光源消灯→黒データ取得→光源点灯→光量安定時間確保の順に光源１０２が制御される。ここで、光量安定にかかる時間は黒データを取得する時間よりもはるかに長く、光源点灯後の光量安定時間が長いほど、次の原稿読取りまでの時間がかかり、連続読取りの生産性は落ちてしまう。

光量安定時間は、光源１０２の温度特性に起因しており、直前の光源消灯時間が長い場合は光源１０２の温度低下により、確保する光量安定時間が増加する。逆に、直前の光源消灯時間が短ければ、光源１０２の温度低下が小さく、光源再点灯後の光量安定時間を短くすることができる。

図８では、紙間で光源１０２を消灯させた時の光源１０２の温度低下と、その後、光源１０２を点灯させた時の光源１０２の温度上昇を示している。つまり、光源消灯時に温度が低下した分、温度が上昇するまで光量安定時間を確保しなければならない。

図９は、タイミング生成部５０及び光源制御部５２が行う光源１０２の他の制御例を示す図である。図９に示した制御例では、紙間において、１ライン単位で光源１０２の点灯と消灯とを制御し、消灯時での光源１０２の温度低下を減らし、次の原稿読取りまでの光量安定時間を短縮している。

つまり、紙間での点灯及び消灯を１ライン毎に切り替えて、消灯時の黒データを取得することにより、光源１０２の温度低下量を減らし、光量安定時間が短縮されて、次原稿の読取りが光量安定時間の短縮分早く行うことが可能である。ただし、図９に示した制御では、図８に示した制御よりも黒データの取得にかかる時間が倍になる。黒データの取得が２ラインに１回となるためであるが、光量安定時間が黒データ取得時間よりも十分に長いため、光量安定時間を短縮することが生産性の向上に繋がる。しかし、最も生産性を高める光量安定時間は、光量安定時間が不要となる時である。

次に、画像読取装置１００の第２実施例（画像読取装置１００ａ）について説明する。図１０は、画像読取装置１００の第２実施例（画像読取装置１００ａ）の機能を示すブロック図である。なお、図１０に示した画像読取装置１００ａの構成部分のうち、画像読取装置１００（図３）に示した構成部分と実質的に同じものには、同じ符号が付してある。

画像読取装置１００ａは、タイミング生成部５０ａが紙間同期信号Ｂｓｙｎｃ、原稿読取り時の光源制御のタイミング信号ＬＭＰＣＬＫ＿Ｆ、紙間の光源制御のタイミング信号ＬＭＰＣＬＫ＿Ｂを光源制御部５２ａに対して出力する。

図１１は、光源制御部５２ａの詳細を示すブロック図である。光源制御部５２（図５）は、電流生成部５２０にＬＭＰＣＬＫが入力され、ＬＭＰＣＬＫ＝”Ｈ”が入力されると、光源点灯のための所定量の駆動電流を出力させていた。光源制御部５２ａは、原稿読取り時の光源制御のタイミング信号ＬＭＰＣＬＫ＿Ｆ、紙間の光源制御のタイミング信号ＬＭＰＣＬＫ＿Ｂの２つのＬＭＰＣＬＫ信号を、スイッチ５２２に入力されるＢｓｙｎｃで切り替え、電流生成部５２０に入力する構成となっている。

光源制御部５２ａは、Ｂｓｙｎｃ＝”Ｈ”の時には紙間の光源制御のタイミング信号ＬＭＰＣＬＫ＿Ｂが入力され、Ｂｓｙｎｃ＝”Ｌ”の時には原稿読取り時の光源制御のタイミング信号ＬＭＰＣＬＫ＿Ｆが入力され、光源１０２の点灯のための所定量の駆動電流を出力させる。

図１２は、画像読取装置１００ａの紙間の期間における動作タイミングの詳細と光源１０２の温度変化を示す図である。画像読取装置１００ａは、光量安定時間＝０にすることが可能にされている。具体的には、画像読取装置１００ａは、原稿読取り時の光源点灯Ｄｕｔｙ（以降、原稿読取り光源点灯Ｄｕｔｙと記載）と、紙間での点灯と消灯との割合（以降、紙間光源点灯Ｄｕｔｙと記載）を揃えることにより、単位時間当たりの点灯と消灯とのの割合を一定に保つ制御を行う。ここで、単位時間とは、光源１０２の温度変化の特性に応じて予め定められた時間を指すこととする。

原稿読取り光源点灯Ｄｕｔｙの調整（以降、光量調整と記載）は、電源立ち上げ時や省エネ復帰時のようなマシン立ち上げ時の自動調整において行われる。画像読取装置１００ａは、まず基準部材を読取り、予め設定されている目標レベルになるように、１ライン内で光源１０２を点灯させる期間である点灯Ｄｕｔｙを上げる（又は下げる）ことを繰り返し、目標レベルに到達したところの点灯Ｄｕｔｙをレジスタに設定し、原稿読取り時には設定された点灯Ｄｕｔｙで読取りを行う。

つまり、点灯Ｄｕｔｙ＝１００％では１ライン常時点灯し、点灯Ｄｕｔｙ＝０％では１ライン常時消灯であり、０〜１００％の間で設定値が決まる（ただし、点灯Ｄｕｔｙ＝０％では原稿を読取れないため実動作上はあり得ない）。

画像読取装置１００ａは、光量調整で設定した原稿読取り光源点灯Ｄｕｔｙと紙間光源点灯Ｄｕｔｙとの割合を揃えることにより、単位時間当たりの点灯と消灯とのの割合が一定となり、光源１０２の温度が一定に保たれる。よって、紙間と原稿読取りの間での光源１０２の温度低下がなくなることから、光量安定時間が不要となる。これにより、画像読取装置１００ａは、原稿連続読取りの生産性効率を最大限に発揮することができる。

ただし、図８や図９と比べ、図１２では温度の最大値が小さくなるが、画像読取装置１００ａは、光量安定時間をなくすこと（紙間と原稿読取り時での温度変化をなくすこと）ができており、光源１０２の温度の絶対値は無関係である。なお、紙間光源点灯Ｄｕｔｙにおいて、ライン周期毎で点灯及び消灯の制御を行う理由としては、イメージセンサ４の動作で電荷の転送及びリセットを１ライン毎に行っているため、動作制御を変更することなく、黒データの取得が可能な為である。ただし、イメージセンサ４において、ライン内の光源消灯時の電荷転送が可能ならば、原稿読取り光源点灯Ｄｕｔｙと同様に、１ライン内で紙間光源点灯Ｄｕｔｙを設定してもよい。図１２には例として、原稿読取り光源点灯Ｄｕｔｙが５０％の時の光源制御方法が示されている。

図１３は、原稿読取り期間の点灯Ｄｕｔｙが５０％及び７５％に設定された場合の、紙間光源点灯ＤｕｔｙのＬＭＰＣＬＫ制御タイミングを示すタイミングチャートである。図１３に示すように、ＬＭＰＣＬＫは、原稿読取り時と、紙間で駆動タイミングを変えることにより、単位時間当たりの点消灯時間を一定に保つ。ここでは、図１２に示したＢｓｙｎｃが”Ｌ”、つまり原稿読取り時には、１ライン内で光源１０２をＤｕｔｙ点灯制御させ、Ｂｓｙｎｃが”Ｈ”、つまり紙間時には１ライン毎に点灯消灯制御をさせることになる。

図１３に示した制御を実施するために、光源１０２のＬＭＰＣＬＫを紙間と原稿読取り時で異ならせる必要がある。ＬＭＰＣＬＫ＿Ｆは原稿読取り時の光源制御のタイミング信号とし、ＬＭＰＣＬＫ＿Ｂは紙間の光源制御のタイミング信号とする。

図１３（ａ）に示した原稿読取り光源点灯Ｄｕｔｙが５０％の時には、画像読取装置１００ａは、点灯と消灯の比率が１：１となるため、紙間では１ライン毎に点灯と消灯とを繰り返すことになる（図１２参照）。

また、図１３（ｂ）に示した原稿読取り光源点灯Ｄｕｔｙが７５％の時には、画像読取装置１００ａは、点灯と消灯の比率が３：１となるため、紙間では、３ライン点灯して１ライン消灯する周期で光源制御する。

また、ＬＭＰＣＬＫ＿Ｆ、ＬＭＰＣＬＫ＿Ｂの点消灯比が同じならば、制御方法はｎライン毎の点灯及び消灯でも行うことが出来る。例えば、図１３に示した例では、原稿読取り光源点灯Ｄｕｔｙが５０％の時は、紙間では１ライン点灯して１ライン消灯させて比率を１：１としているが、紙間で２ライン点灯して２ライン消灯させても、比率１：１を実現できる。同様に、例えば原稿読取り光源点灯Ｄｕｔｙが６０％の時は、紙間で６ライン点灯して４ライン消灯させても、又は３ライン点灯して２ライン消灯させてもよい。

点灯と消灯の比を決定するライン数は、光源１０２の時間に対する温度変化の特性（放熱特性や温度係数）により、温度変化が起こらないライン数で設定する。ただし、例えば紙間が１０００ラインあるとして、原稿読取り光源点灯Ｄｕｔｙが５０％のとき、紙間で５００ライン点灯して５００ライン消灯させるような制御を行うと、消灯期間が長くなり、光源１０２の光源温度低下が起こってしまうことが考えられる。よって、原稿読取り光源点灯Ｄｕｔｙに対して、紙間の点消灯は最も小さいライン数で制御されることが望ましい。

この方法によれば、原稿読取り光源点灯Ｄｕｔｙが１〜１００％時で、最低でも紙間が１００ライン分あれば、黒レベルが取得できることになる（ただし、Ｄｕｔｙ１００％では黒レベルの取得ができないため、制御上点灯Ｄｕｔｙ上限を９９％までとして光量調整を行う）。

このように光量調整で設定されたＤｕｔｙにより、タイミング生成部５０は、ＬＭＰＣＬＫ＿Ｆ及びＬＭＰＣＬＫ＿Ｂを生成する。光源点灯信号は、光源制御部５２ａに入力され、Ｂｓｙｎｃに同期して、ＬＭＰＣＬＫ＿ＦとＬＭＰＣＬＫ＿Ｂが切り替えられる。

次に、光源制御部５２ａの変形例（光源制御部５２ｂ）について説明する。図１４は、光源制御部５２ｂを備えた画像読取装置１００ａの紙間の期間における動作の詳細と光源１０２の温度変化を示す図である。図１５は、光源制御部５２ｂの構成を示す図である。

上述した光源制御では、光源１０２の温度変化により、光源１０２の安定待ち時間がかかることを述べたが、光源１０２の温度変化は時間あたりに消費する電気エネルギー量、つまり、ここでは光源１０２に流れる駆動電流値で発熱量が決まる。紙間と原稿読取り期間で光源温度を一定に保つ方法としては、上述した原稿読取り時と紙間との点灯の割合を一定に保つことと、図１４で示す単位時間当たりに流れる電流量を一定に制御することとがある。

例えば、原稿読取り光源点灯Ｄｕｔｙを１００％とし、紙間で１ライン毎に点灯と消灯とを繰り返す場合、つまり図９で示すＬＭＰＣＬＫ動作のときには、電流量を一定で光源を点灯させているため、紙間で光源温度低下が起こる。

しかし、図９の紙間で１ライン毎に点灯と消灯とを繰り返す場合において、図１４に示したように紙間時に光源１０２に流す電流量（以降、紙間光源電流値と記載）を、原稿読取り時に光源１０２に流す電流量（以降、原稿読取り光源電流値と記載）に対し、２倍にすれば、原稿読取り時の単位時間当たりに流れる電流量と同等となり、紙間での温度低下は起こらない。よって、紙間光源電流値において下式１が成り立つ。

紙間光源電流値
＝（原稿読取り光源点灯Ｄｕｔｙ／紙間光源点灯Ｄｕｔｙ）×原稿読取り光源電流値
・・・（１）

従って、原稿読取り光源点灯Ｄｕｔｙが１００％であっても黒データの取得が可能である。また、図１３に示した例では、原稿読取り光源点灯Ｄｕｔｙが９９％のときは１００ラインに１回しか黒データを取得できなかったが、図１４に示した例では、紙間時点灯Ｄｕｔｙを固定値として設定できることから、黒データ取得回数を任意に設定できる。

図１４に示した制御を行うために、光源制御部５２ｂ（図１５）は、電流生成部５２０、スイッチ５２２、除算器５２４、増幅器５２６及びスイッチ５２８を有している。除算器５２４は、原稿読取り光源点灯Ｄｕｔｙと紙間光源点灯Ｄｕｔｙとの比率を求める。ここで算出された値が、紙間の電流の増幅率となる。ただし、原稿読取り光源点灯Ｄｕｔｙの設定値と、紙間光源点灯Ｄｕｔｙの設定値は図示されていないレジスタに格納されているものとする。

光源制御部５２ｂは、光源制御部５２ａと同様に、電流生成部５２０がＬＭＰＣＬＫ＿ＦとＬＭＰＣＬＫ＿Ｂに同期して駆動電流を出力する。スイッチ５２２は、Ｂｓｙｎｃ＝”Ｈ”の時はＬＭＰＣＬＫ＿Ｂが、Ｂｓｙｎｃ＝”Ｌ”の時はＬＭＰＣＬＫ＿Ｆがそれぞれ入力されるようスイッチングを行っている。その後、スイッチ５２８は、増幅させる電流とさせない電流を切り分けるためにスイッチングを行う。即ち、スイッチ５２８は、Ｂｓｙｎｃ＝”Ｈ”の時は増幅器５２６により電流を増幅させ、Ｂｓｙｎｃ＝”Ｌ”の時は増幅器５２６を介さず、一定の電流を駆動電流として出力させる。このように、光源制御部５２ｂは、紙間での電流値を変えることにより、光源１０２の温度を一定に保つことができる。

次に、黒補正部５６の第１変形例（黒補正部５６ａ）について説明する。図１６は、黒補正部５６の第１変形例（黒補正部５６ａ）の構成を示すブロック図である。黒データはメモリ５６０に保存され、黒シェーディング補正を行うが、図１２で示したように、２ラインに１回黒レベルを取得する場合、例えば、紙間が１０００ラインあるとすれば、黒データは５００回取得できることになり、これらの黒データを平均すれば、ランダムノイズや突発的なノイズ成分を平滑化することができる。

黒補正部５６ａは、黒データ値を平均するため、黒補正部５６が有する構成に加えて平均値算出部５６４を有する。平均値算出部５６４は、入力された黒データをすべて画素毎に平均した後に１ライン分の黒データとしてメモリ５６０に保存する。

つまり、黒補正部５６ａは、紙間の黒データをメモリ５６０に保存し、原稿データを減算器５６２にスイッチングするため、Ｂｓｙｎｃ＝”Ｌ”期間（つまり原稿データ取得期間）では、減算器５６２方向に画素出力部５４から順次原稿データが入力される。また、Ｂｓｙｎｃ＝”Ｈ”期間（つまり紙間期間）では、平均値算出部５６４側にスイッチングされ、さらにＢｇａｔｅ＝”Ｈ”期間（つまり消灯時）のデータをライン平均し、１ライン分の黒データがメモリ５６０に格納される。

そして、黒補正部５６ａは、原稿データ減算器５６２に入力し、メモリ５６０に格納されている黒データを原稿データから差し引いて黒シェーディング補正を行うことにより、固定パターンノイズを除去した画像データを出力する。

次に、黒補正部５６の第２変形例（黒補正部５６ｂ）について説明する。図１７は、黒補正部５６の第２変形例（黒補正部５６ｂ）の構成を示すブロック図である。黒補正部５６ａでは、複数回取得した黒データを平滑化し、ノイズを除去した。しかし、例えば、１００ラインに１回の黒レベル取得となる場合は、紙間を１０００ラインとすると、黒データは１０回しか取得することができない。その分、ランダムノイズや突発的なノイズが発生した場合、ノイズ成分が黒データに含まれてしまう。

黒補正部５６ｂは、黒補正部５６ａが有する機能に加えて加算器５６６及び除算器５６８を有し、黒データ取得回数の少ない場合にも、メモリ５６０に保存されている前回黒シェーディング補正に使用した黒データと、今回ライン毎に取得して入力されてくる黒データとの平均値をとる（重加算平均する）ことにより、ランダムノイズ等を平滑化する。

具体的には、黒補正部５６ｂは、紙間の黒データをメモリ５６０に保存し、原稿データを減算器５６２にスイッチングするため、Ｂｓｙｎｃ＝”Ｌ”期間（つまり原稿データ取得期間）では、減算器５６２の方向に画素出力部５４から順次原稿データが入力される。また、黒補正部５６ｂは、Ｂｓｙｎｃ＝”Ｈ”期間（つまり紙間期間）では、前回取得黒データとの加算を行う加算器５６６側にスイッチングされ、加算器５６６と除算器５６８により重加算平均を行う。さらに、黒補正部５６ｂは、Ｂｇａｔｅ＝”Ｈ”期間（つまり消灯時）のデータのみを平均値算出部５６４によりライン平均し、１ライン分の黒データをメモリ５６０に格納する。

そして、黒補正部５６ｂは、原稿データを減算器５６２に入力し、メモリ５６０に格納されている黒データを原稿データから差し引いて黒シェーディング補正を行うことにより、固定パターンノイズを除去した画像データを出力する。

次に、黒補正部５６の第３変形例（黒補正部５６ｃ）について説明する。図１８は、黒補正部５６の第３変形例（黒補正部５６ｃ）の構成を示すブロック図である。黒補正部５６ｂでは、重加算平均による平滑化を行った。ただし、重加算平均を行う場合は、ノイズ成分と、実際の黒データ変動成分を区別しなければ、実際の黒データ変動分も平滑化してしまう恐れがある。

黒補正部５６ｃは、ライン毎に入力されてくる黒データを、比較器５６９を用いて予め定められた閾値と比較し、閾値以上であればノイズ成分が含まれていると判断し、前回の原稿で黒シェーディングに用いた黒データと加算器５６６により加算し、除算器５６８で平均化して、平均値算出部５６４へ入力する。一方、黒補正部５６ｃは、ライン毎に入力されてくる黒データが閾値未満であれば、入力された黒データは実際の変動分とみなし、重加算平均は行わずに、そのまま平均値算出部５６４へ入力する。

つまり、黒補正部５６ｃは、紙間の黒データをメモリ５６０に保存し、原稿データを減算器５６２にスイッチングするため、Ｂｓｙｎｃ＝”Ｌ”期間（つまり原稿データ取得期間）では、減算器５６２の方向に画素出力部５４から順次原稿データが入力される。また、黒補正部５６ｃは、Ｂｓｙｎｃ＝”Ｈ”期間（つまり紙間期間）では、比較器５６９側にスイッチングされ、閾値に応じて加算器５６６と除算器５６８とで重加算平均を行ったデータ、又はそのままのデータを平均値算出部５６４に入力する。さらに、黒補正部５６ｃは、Ｂｇａｔｅ＝”Ｈ”期間（つまり消灯時）のデータのみを平均値算出部５６４でライン平均し、１ライン分の黒データをメモリ５６０に格納する。

そして、黒補正部５６ｃは、原稿データを減算器５６２に入力し、メモリ５６０に格納されている黒データを原稿データから差し引いて黒シェーディング補正を行うことにより、固定パターンノイズを除去した画像データを出力する。

４ イメージセンサ
５０、５０ａ タイミング生成部
５２、５２ａ、５２ｂ 光源制御部
５４ 画素出力部
５６、５６ａ、５６ｂ、５６ｃ 黒補正部
１００、１００ａ 画像読取装置
１０２ 光源
２００ 自動原稿給送装置（ＡＤＦ）
３００ 画像形成装置
５２０ 電流生成部
５２２ スイッチ
５２４ 除算器
５２６ 増幅器
５２８ スイッチ
５６０ メモリ
５６２ 減算器
５６４ 平均値算出部
５６６ 加算器
５６８ 除算器
５６９ 比較器

特開２０１３−１４１０８０号公報

Claims (8)

1. 駆動電流に応じて原稿に光を照射する光源と、
   前記光源に流す駆動電流を制御することにより、前記光源の点灯及び消灯を制御する光源制御部と、
   原稿に照射された光の反射光を読取位置で光電変換し、主走査方向に原稿を読取るイメージセンサと、
   前記イメージセンサが前記読取位置で副走査方向に原稿を読取り可能なように、複数の原稿を順次に副走査方向に搬送する搬送部と、
   前記イメージセンサが原稿を読取った画像データから、前記光源の消灯時に前記イメージセンサが暗電流に応じて出力した黒データを画素毎に差し引くことによって黒シェーディング補正を行う黒補正部と
   を有し、
   前記光源制御部は、
   前記搬送部が搬送する原稿を前記イメージセンサが副走査方向に読取る読取期間に流す駆動電流と、前記搬送部が搬送する原稿間の領域が前記読取位置を通過する非読取期間に前記光源が点灯及び消灯を繰り返して前記イメージセンサが暗電流に応じた出力を可能なように流す駆動電流とを以下の式（１）を満たすように制御すること
   を特徴とする画像読取装置。
   
   非読取期間に光源に流す駆動電流値
   ＝（読取期間における光源の点灯Ｄｕｔｙ／非読取期間における光源の点灯Ｄｕｔｙ）×読取り期間に光源に流す駆動電流値
   ・・・（１）
   
2. 前記光源制御部は、
   前記非読取期間における前記光源の点灯と消灯との時間比が、前記読取期間における前記光源の点灯と消灯との時間比と略同じになるように制御すること
   を特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
3. 前記光源制御部は、
   前記非読取期間における最大駆動電流値が、前記読取期間における最大駆動電流値とは異なるように制御すること
   を特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
4. 前記光源制御部は、
   前記非読取期間において、前記イメージセンサが主走査方向の読取りを繰り返す周期毎に前記光源が点灯と消灯とを切替えるよう制御すること
   を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像読取装置。
5. 前記黒補正部は、
   前記非読取期間に前記イメージセンサが暗電流に応じて複数回出力した黒データを画素毎に平均化して、前記イメージセンサが原稿を読取った画像データから画素毎に差し引くこと
   を特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像読取装置。
6. 前記黒補正部は、平均値算出部を有し、
   非読取期間に前記イメージセンサが出力した各ラインの黒データと、前回の非読取期間に前記イメージセンサが出力して平均化された黒データとの平均値を、各ライン毎にとって、前記平均値算出部に入力し、
   前記平均値算出部は、１つの非読取期間内に入力された複数のラインのデータの画素毎の平均値を求め、
   前記黒補正部は、前記平均値算出部が求めた平均値を、前記イメージセンサが原稿を読取った画像データから画素毎に差し引くこと
   を特徴とする請求項５に記載の画像読取装置。
7. 前記黒補正部は、
   非読取期間に前記イメージセンサが出力した１ラインの黒データが所定の閾値以上であった場合には、前回の非読取期間に前記イメージセンサが出力して平均化された黒データとの平均値をとって、前記平均値算出部に入力し、
   非読取期間に前記イメージセンサが出力した１ラインの黒データが所定の閾値未満である場合には、当該１ラインの黒データと前回の非読取期間に前記イメージセンサが出力して平均化された黒データとの平均値の代わりに、当該１ラインの黒データを、そのまま、前記平均値算出部に入力すること
   を特徴とする請求項６に記載の画像読取装置。
8. 請求項１乃至７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。

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