(57)【要約】【課題】  ノイズ成分の影響を極力受けることなく適正な黒レベル補正処理を行い横スジの軽減を図ること。【解決手段】  原稿１４を光学的に読み取った画像情報をアナログ電気信号に変換するＣＣＤ９と、読み取りモードに応じてライン周期を変更することができる画像読取装置において、黒レベル検出回路３３においてライン周期の変更に応じて黒レベルの主走査方向検出範囲を変更するようにした。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿を光学的に読み取った画像情報をアナログ電気信号に変換するイメージセンサと、読み取りモードに応じてライン周期を変更することができる画像読み取り装置において、ライン周期の変更に応じて黒レベルの主走査方向検出範囲を変更する検出範囲変更手段を備えることを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
読み取りライン周期を切り換える２つ以上の読み取りモードを有し、ライン周期に対応して主走査方向の黒レベル検出範囲を前記イメージセンサの有効画像領域外で広げることを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
【請求項３】
ライン周期が短いときは主走査方向の黒レベル検出範囲を前記イメージセンサのオプティカル・ブラック部分に設定し、ライン周期がある一定周期以上となった場合は黒レベル検出範囲を前記イメージセンサの空転送部分に設定することを特徴とする請求項２記載の画像読取装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像読取装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シートスルー方式の原稿供給装置を使用する画像読取装置およびこれを備える画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置の画像読取装置では、画像情報を読み取るために多数の光電変換素子が主走査方向に１列に配列されたＣＣＤラインセンサを用いることが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特開２０００−１２５０９３公報
【特許文献２】特開２００３−２７４１１５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このようなＣＣＤセンサにあっては、各々の光電変換素子から出力される信号は、光がまったく入射されていない場合であってもある量の出力値が出力されてしまう。この場合の出力電圧は暗時出力電圧と称されている。
画像読み取り時には光電変換素子の暗時出力電圧は各々の画像信号電圧に負荷されて出力されるので、真の画像信号電圧を得るためには光電変換素子の出力電圧から暗時出力電圧分を差し引くという補正処理（黒レベル補正処理）を施す必要がある。
黒レベル補正処理に関する手法としては、光シールド素子を利用するライン単位の補正方式と、全画素分の光電変換素子を利用する画素単位の補正方式とがある。
光シールド素子を利用する、前者のライン単位の補正方式は、イメージセンサの有効画像領域外に複数の光シールド素子（ダミー変換素子）を遮光状態で形成しておき、常に暗時出力電圧が得られる状態としている。これらの光シールド素子から得られる暗時出力値に基づきライン単位で有効画像領域中の本来の光電変換素子の暗時出力補正を行うようにしたものである。
全画素分の光電変換素子を利用する、後者の画素単位の補正方式は、光源（露光ランプ）の消灯時に全画素分の光電変換素子から得られる暗時出力値を画素毎に記憶させておく。光源を点灯させる実際の画像読み取り時に各々の光電変換素子から得られる出力電圧を記憶された暗時出力値に基づき画素毎に補正するようにしたものである。
【０００４】
画素単位の補正方式の場合、ライン単位の補正方式に比べて、１画素毎の暗時出力値の不均一さを回避し得る利点を有するものの、全画素分の暗時出力値を記憶するメモリ容量を必要とし、コスト高となる欠点を有する。
また読み取り中は画素毎に一定の黒レベルを減算する処理となるため、読み取り中の低周波の黒レベル変動を補正することができない等の欠点がある。
ライン単位の黒レベル方式は、ライン毎に光シールド素子の黒レベルを使い減算する黒レベルを求めるが、光シールド素子の素子数が多くないため、ノイズ成分が多い場合は、黒レベル減算値がばらついてしまうという欠点がある。
とくにカラーの画像読取装置においては、３ラインのＣＣＤラインセンサが用いられることが多いが、ＲＧＢライン毎に黒レベル減算値を算出するため、ＲＧＢで黒レベル減算値がばらついてしまうと無彩色の原稿を読み取っても色が着くラインが発生し、横スジが発生するという欠点がある。
本発明の目的は、上述した実情を考慮して、ノイズ成分の影響を極力受けることなく適正な黒レベル補正処理を行い、横スジを軽減することができる画像読取装置およびこれを備える画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、原稿を光学的に読み取った画像情報をアナログ電気信号に変換するイメージセンサと、読み取りモードに応じてライン周期を変更することができる画像読み取り装置において、ライン周期の変更に応じて黒レベルの主走査方向検出範囲を変更する検出範囲変更手段を備えることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、読み取りライン周期を切り換える２つ以上の読み取りモードを有し、ライン周期に対応して主走査方向の黒レベル検出範囲を前記イメージセンサの有効画像領域外で広げることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、ライン周期が短いときは主走査方向の黒レベル検出範囲を前記イメージセンサのオプティカル・ブラック部分に設定し、ライン周期がある一定周期以上となった場合は黒レベル検出範囲を前記イメージセンサの空転送部分に設定することを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像読取装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、ノイズ成分の影響を極力受けることなく適正な黒レベル補正処理を行い、横スジを軽減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は一般的な画像読取装置を示す概略図である。まず、図１を参照して具体的に構成および動作を説明する。
スキャナ本体１３内の読み取り部Ａは、原稿台であるコンタクトガラス１に載置した原稿１４を読み取るために、原稿露光用の照明ランプ２と第１反射ミラー３とからなる第１キャリッジ６と、第２反射ミラー４および第３反射ミラー５からなる第２キャリッジ７とを有している。
さらに、スキャナ本体１３内には、ＣＣＤリニアイメージセンサ９（以後ＣＣＤ）に結像するためのレンズユニット８と、ＣＣＤ９を搭載するセンサーボード基板１０と、信号処理基板１２をセンサーボード基板１０と接続する接続ケーブル１１、および読み取り光学系等による各種の歪みを補正するための白基準板１５を有している。
コンタクトガラス１に原稿１４を載置固定して読み取る場合には、第１キャリッジ６が一定の速度で往動（矢印Ｂ方向）し、かつ第２キャリッジ７が第１キャリッジ６の１／２の速度で第１キャリッジ６に追従して往動することにより、コンタクトガラス１上の原稿１４が光学的に走査される。
原稿の読み取り終了後、第１キャリッジ６及び第２キャリッジ７は、ホームポジションに復動する。図１で示す位置が、第１キャリッジ６および第２キャリッジ７のホームポジションである。なお、第１キャリッジ６および第２キャリッジ７を移動するために図示しないモータ駆動系も読み取り部Ａに有している。
【０００８】
図２は読み取りデータの処理について図１の画像読取装置を含んでいる画像形成装置の回路構成を示すブロック図である。次に読み取りデータの処理について図２を参照して説明する。
ＣＣＤ９は、ＲＧＢのフィルタを被せたＣＣＤセンサが、３列並んでいるカラー３ラインＣＣＤとする。アナログ処理回路１９では、ＣＣＤ９から出力されるアナログ波形の信号部分をサンプリングするとともにアンプを内蔵して信号のゲインを調整する。
Ａ／Ｄコンバータ２０では、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色のアナログ画像信号を８ビットのカラーデジタル画像情報として画像Ｙ処理部１７に出力する。３ラインＣＣＤ９の場合にＣＣＤ９から出力される信号は、等倍時４ライン間隔の位置ズレが存在する。
すなわち、Ｒ−Ｂ間では、８ラインの位置ズレが存在しており、ライン間補正部２１では、Ｒ信号を８ライン蓄えて、Ｇ信号を４ライン蓄えて遅延させることでライン間の位置ズレを補正している。
黒レベル補正回路３２では、黒レベルを検出して画像データから黒レベルを減算する。シェーディング補正部２２において、光学系の濃度ムラ、ＣＣＤ９の感度バラツキに関する補正を各ＲＧＢ信号に対して行う。
変倍時において、ライン間補正部２１だけでは位置ズレが合わない場合が生じるため、ドット補正部２４では、ライン間補正部２１で補正しきれない、１ライン以下の位置ズレを周囲の画素を参照して補正する。
【０００９】
スキャナγ部２５では、反射率に関して直線的な特性を持っているデータを後段の色補正部２７で色補正の補正精度が向上するような特性に変換する。像域分離部２３では、後段の処理において画像の特徴に合った最適な処理を行うために、画像が文字領域であるか絵柄領域であるかを判定する。
フィルタ２６では、文字領域をシャープにするためにエッジを強調し、絵柄領域に対しては滑らかにするために平滑化処理を行う。色補正部２７では、ＣＣＤ９で読み取ったＲＧＢの信号をＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの信号に変換する。
ＣＣＤ９の感度及びインクの特性は、理想とは異なるため、複写機においては、原稿との差を補正するように色補正パラメータが調整される。変倍２８では、主走査方向の変倍処理を行う。
この場合、コンボリューション法を使うことで、読み取り光学系のＭＴＦを保持したまま変倍処理を行い、画像データの解像力を維持する。副走査方向に関しては、副走査方向の走査速度を制御することにより行う。
なお、コンボリューション法に関しては、プリンタγ２９では、原稿とコピー濃度を最終的に一致させる。原稿とトナーの分光特性の差、グレーバランス、トップ濃度が適正になるように処理を行う。
階調処理部３０では、８ビットの濃度情報を２値化、あるいは多値化する。このとき文字領域では２値化あるいは数段間の多値化を、絵柄領域ではディザ処理あるいは誤差拡散処理を行い、プリンタ１８に出力する。プリンタ１８では、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの画像データを、ＬＤ書き込み３１を介して用紙に印字する。
【００１０】
図３は黒レベル補正回路を示すブロック図である。図３において、ライン間補正部２１から出力されたＲＧＢ、各１０ｂｉｔの画像データは、黒レベル検出回路３３と減算回路３４に入力される。
黒レベル検出回路３３では図示しないタイミング制御回路により主走査方向の或る範囲の画像データの黒レベルを検出する。検出した黒レベルから減算値を求める方式は、一般的には主走査方向には単純加算平均を行い、副走査方向は重加算演算方式により求める。
演算された黒レベル減算値は減算回路３４に出力される。この減算回路３４では黒レベル減算値を画像データから減算し出力する。この減算値は１ラインの間は一定値となる。
【００１１】
図４は白黒時の読み取りタイミングを示すタイミング図である。図５はカラー時の主走査方向読み取りタイミングを示すタイミング図である。本実施の形態では、等倍時のカラー時の読み取り速度と白黒時の読み取り速度が違うことを前提に説明する。
これは、カラー複写機の場合に、一般的には、構造上カラーのコピー速度の方が遅くなるため、それに応じて読み取り速度を遅くすることが可能である。読み取りライン周期は読み取り速度に比例するため、読み取り速度が遅ければライン周期が長くなる。このとき、読み取り画素周波数を切り換えなければ１ラインの画素数は多くなる。
図４および図５において、ＴＧ信号は、ＣＣＤ９の転送ゲート信号でフォトダイオードに蓄積した電荷をＣＣＤレジスタ部に移送する信号であり、ライン周期で発生する。
φ１信号は、ＣＣＤレジスタ部において電荷を転送するための駆動パルスである。ＶＯＵＴ信号は、ＣＣＤ９から出力されるアナログ信号出力を示し、ダミー信号の空転送部、受光部が光シールドされているオプティカル・ブラック部と実際に読み取る有効フォトセルの部分からなる。このＴＧ、φ１信号は、図示してないタイミング発生回路で生成される。
黒読み取りの検出タイミング設定について説明する。図４に示す白黒読み取りモード時は、タイミング発生回路では、ライン周期Ｔ１になるように各種タイミングを設定する。このとき黒読み取り検出範囲をオプティカル・ブラック部分の信号部に設定する。
【００１２】
次に図５に示すようにカラー読み取りモード時には、ライン周期がＴ２になるように各種タイミングを設定する。カラーの場合にライン周期が長いため、ＶＯＵＴ出力において有効画素領域後の空転送部が多くなる。
カラー時の黒レベル検出回路（検出範囲変更手段）３３による黒読み取り検出範囲を図５に示すようにこの空転送部に設定することにより、検出画素が多くなる。黒レベル検出回路３３では検出した画素を平均化し、黒減算値を設定する。したがって、検出画素が多くなるほどノイズの影響を受けずに黒レベル減算値を計算できる。
前記説明では、カラーモードと白黒モードで等倍読み取り速度が異なる場合で説明したが、各モードで読み取り速度が異なるモードがある場合は、白黒モードでの切り換え、カラーモードでの切り換えも可能である。
本発明によれば、画像読取装置の読み取り速度に応じてライン周期を変更する装置において、例えば、カラー読み取りモードと白黒読み取りモードの場合の２つの読み取り速度を有し、一般にカラー読み取りの方が後段処理システム上の制約から読み取り速度を遅くすることができる。
横スジはカラーの方が目立つことから、カラーモードの場合に白黒モードに比べて主走査方向の黒レベル範囲を広げることにより、とくにカラーモード時の黒レベル検出精度を向上し、横スジを軽減する。また、カラー時の黒レベル検出範囲をＣＣＤ９の空転送部分に設定することによって、より広い範囲に検出範囲を設定することが可能となる。
上記ではカラー読み取りモードと白黒読み取りモードで２つの読み取り速度がある場合で説明したが、カラーで２つ以上の読み取り速度がある場合、または白黒で２つ以上の読み取り速度がある場合も同様に適用でき、できるだけ黒読み取り検出範囲を広げる制御を行うことにより横スジを軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一般的な画像読取装置を示す概略図である。
【図２】読み取りデータの処理について図１の画像読取装置を含んでいる画像形成装置の回路構成を示すブロック図である。
【図３】黒レベル補正回路を示すブロック図である。
【図４】白黒時の読み取りタイミングを示すタイミング図である。
【図５】カラー時の主走査方向読み取りタイミングを示すタイミング図である。
【符号の説明】
【００１４】
９  イメージセンサ（ＣＣＤ、ＣＣＤリニアイメージセンサ）、１３  スキャナ本体、１４  原稿、３２  黒レベル補正回路、３３  黒レベル検出回路（検出範囲変更手段）、３４  減算回路、Ａ  読み取り部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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