(57)【要約】【課題】高い再現性で原稿の読み取りを可能とする。【解決手段】原稿を読み取って得られた各ラインの撮像信号毎に、原稿の空間周波数の２倍以上に相当する周期で複数回、積算処理を実行する。これにより、積算処理の実行周波数を高くすることができるため、高い再現性で原稿の読み取りを可能とすることができる。従って、主走査方向に沿って描かれた横線または網点等の、副走査方向に空間周波数が高い画像が、読み取り画像上から消失する不都合を防止することができる。また、副走査方向に空間周波数が高い画像が描かれた原稿を読み取る場合に、本来存在しない周波数成分の副走査方向のモアレが発生する不都合も防止することができる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被撮像物から受光した撮像光に対応する撮像信号を生成する光電変換部と、
前記光電変換部により生成された撮像信号を積算処理する積算部と、
１ラインの期間に前記光電変換部から得られる撮像信号を、前記被撮像物の空間周波数の２倍以上の周期で複数回、積算処理する動作を、ライン毎に行うように前記積算部を制御する積算制御部と、
前記ライン毎に生成された複数の積算出力から、各ラインの撮像信号を生成して出力する信号生成部と
を有する撮像装置。
【請求項２】
前記積算制御部は、複数回の積算処理を等間隔で行うように前記積算部を制御すること
を特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記光電変換部からの撮像信号をデジタル化して撮像データを生成するアナログ／デジタル変換部を、さらに備え、
前記積算部は、デジタル化された前記撮像データの積算処理を行うこと
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記積算制御部により制御される積算回数に応じて、前記アナログ／デジタル変換部の量子化精度を変更する制御手段を、さらに備えたこと
を特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記積算制御部は、１回あたりの積算時間を、光電変換部の感度に対応する積算時間となるように前記積算部を制御すること
を特徴とする請求項１から請求項４のうち、いずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記積算制御部は、基準白板を読み込んで生成された基準出力レベルの撮像信号を用いて、前記１回あたりの積算時間が、前記光電変換部全体でそれぞれ均一の明るさの撮像信号を生成する積算時間となるように、前記積算部を制御すること
を特徴とする請求項１から請求項４のうち、いずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記光電変換部は、撮像光に対応する撮像信号を生成する複数の画素部を有し、
前記撮像光から赤色、緑色および青色の各撮像光を生成して、対応する前記画素部にそれぞれ照射する撮像光生成部を、前記色毎に複数有するカラーフィルタを、さらに備え、
前記積算制御部は、１回あたりの積算時間を、前記色毎の積算時間となるように前記積算部を制御すること
を特徴とする請求項１から請求項４のうち、いずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のうち、いずれか一項に記載の撮像装置を備えた画像読取装置。
【請求項９】
請求項１から請求項７のうち、いずれか一項に記載の撮像装置を備えた画像形成装置。
【請求項１０】
光電変換部が、被撮像物から受光した撮像光に対応する撮像信号を生成する光電変換工程と、
積算部が、前記光電変換部により生成された撮像信号を積算処理する積算工程と、
積算制御部が、１ラインの期間に前記光電変換部から得られる撮像信号を、前記被撮像物の空間周波数の２倍以上の周期で複数回、積算処理する動作を、ライン毎に行うように前記積算部を制御する積算制御工程と、
信号生成部が、前記ライン毎に生成された複数の積算出力から、各ラインの撮像信号を生成して出力する信号生成工程と
を有する撮像装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置、画像読取装置、画像形成装置、および撮像装置の駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像読取装置は、ＬＥＤ等の光源からの光を原稿に照射し、反射光をＣＭＯＳイメージセンサの光電変換素子等で受光して光電変換処理を行うことでアナログ信号としての撮像信号を生成する。ＬＥＤは、「Light  Emitting  Diode」の略記である。また、ＣＭＯＳは、「Complementary  Metal-Oxide  Semiconductor」の略記である。画像読取装置は、撮像信号をＡ／Ｄ変換器でＡ／Ｄ変換処理してデジタル化し、撮像データを生成する。
【０００３】
また、画像読取装置は、高速にカラー画像を読み取る場合、光源として白色光源を使用し、Ｒ(赤色)、Ｇ(緑色)、Ｂ(青色)等の色成分毎のカラーフィルタを介して、対応する光電変換素子で反射光を受光する。これにより、画像読取装置は、各光電変換素子で色成分毎の撮像信号を生成し、Ａ／Ｄ変換後に色成分毎の撮像データを合成することでカラー画像を生成する。
【０００４】
ここで、色成分毎に光電変換処理を行う場合、色成分毎の感度にばらつきが生ずる。これは、青色ＬＥＤの光と蛍光塗料による光を混合した擬似白色ＬＥＤを用いること、およびカラーフィルタが理想的な分光特性となっていないこと等に起因する。また、光源の蛍光塗料の塗布量およびカラーフィルタの膜厚は、製造時にばらつきが発生する。このため、上述の色成分毎の感度のばらつきは、個体毎に異なる。そして、色成分毎に感度がばらつくと、色成分毎にＡ／Ｄ変換器のダイナミックレンジの利用範囲に差異が生ずることとなり、画像の階調性に差異が発生する。
【０００５】
色成分毎の感度を調整する方法として、Ａ／Ｄ変換器のダイナミックレンジを最大に利用できるように色成分毎にゲインが調整された増幅器で、Ａ／Ｄ変換前の撮像信号を増幅する方法が知られている。しかし、この方法の場合、増幅器のゲインでノイズ成分も増幅されるため、色成分毎に異なるノイズレベルとなることで画質が悪化する。
【０００６】
増幅器のゲインを調整せずに、色成分毎の撮像信号のレベルを調整する方法としては、エリアセンサによる１フレームの露光期間中、または、ラインセンサによる１ラインの露光期間中に、色成分毎の感度比に応じて電荷蓄積時間を調整する技術が知られている。
【０００７】
また、特許文献１（特許４００４８３３号公報）には、増幅器のゲインを調整することなく、色成分毎の撮像信号のレベルを調整することを目的とした固体撮像素子の駆動方法が開示されている。この固体撮像素子の駆動方法の場合、１回の露光期間中に電子シャッタ動作を間欠的に複数回行う。そして、感度比に相関した読み出し周期で、選択的に電荷の蓄積を行い、露光期間の終了時に蓄積した電荷に基づいて画像信号を生成する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、従来より知られている色成分毎に電荷蓄積時間を調整する技術の場合、色成分毎の感度差が大きいと、感度が高い色は1ライン中の電荷蓄積時間を短くするため、1ライン中の電荷蓄積期間が不均一となる。例えば、スキャナ装置のように、キャリッジを走査して原稿を読み取る装置の場合、1ライン中の電荷蓄積期間が不均一となると、主走査方向の細線（１ラインの光電変換素子の並設方向の細線）が消失する（読み取られない）という問題があった。
【０００９】
また、特許文献１の固体撮像素子の駆動方法も同様の問題があり、感度が高い色成分は蓄積回数が少なくなるため、１ライン中の電荷蓄積期間が不均一となる。このため、キャリッジを走査して原稿を読み取る際に、上述のように主走査方向の細線が消失する不都合を生ずる。
【００１０】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、高い再現性で原稿の読み取りが可能な撮像装置、画像読取装置、画像形成装置、および撮像装置の駆動方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、被撮像物から受光した撮像光に対応する撮像信号を生成する光電変換部と、光電変換部により生成された撮像信号を積算処理する積算部と、１ラインの期間に光電変換部から得られる撮像信号を、被撮像物の空間周波数の２倍以上の周期で複数回、積算処理する動作を、ライン毎に行うように積算部を制御する積算制御部と、ライン毎に生成された複数の積算出力から、各ラインの撮像信号を生成して出力する信号生成部とを有する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、高い再現性で原稿の読み取りを可能とすることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、比較例の画像読取装置におけるライン毎の撮像信号の積算処理を示す図である。
【図２】図２は、比較例の画像読取装置において、読み取り感度を落とした場合の、ライン毎の撮像信号の積算処理を示す図である。
【図３】図３は、第１の実施の形態の画像読取装置のブロック図である。
【図４】図４は、第１の実施の形態の画像読取装置に設けられている光電変換／信号処理部のブロック図である。
【図５】図５は、第１の実施の形態の画像読取装置の撮像信号の積算動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図６】図６は、第１の実施の形態の画像読取装置における撮像信号の積算処理を示す図である。
【図７】図７は、第２の実施の形態の画像読取装置に設けられている光電変換／信号処理部のブロック図である。
【図８】図８は、第３の実施の形態の画像読取装置に設けられている光電変換／信号処理部のブロック図である。
【図９】図９は、第３の実施の形態の画像読取装置における、撮像信号のデジタル的な積算動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図１０】図１０は、第４の実施の形態の画像読取装置のブロック図である。
【図１１】図１１は、第５の実施の形態の画像読取装置の要部の断面図である。
【図１２】図１２は、第６の実施の形態の画像形成装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に添付図面を参照して、撮像装置、画像読取装置、画像形成装置、および撮像装置の駆動方法の実施の形態を詳細に説明する。
【００１５】
（第１の実施の形態）
まず、図１に、比較例となる画像読取装置における読み取り動作を説明するための模式図を示す。図１の紙面左側の図は、ｎライン目およびｎ＋２ライン目に主走査方向に沿った細線（横線）が描かれた原稿を示している（ｎは自然数）。図１の紙面中央の図は、ライン毎に撮像信号が積算処理される様子を示している。また、図１の紙面左側の図は、積算処理後の撮像信号に対応する画像（読み取り画像）を示している。
【００１６】
画像読取装置は、図１の紙面左側の図に示す主走査方向に沿って画素（撮像素子＝光電変換素子）が並設されたラインセンサを有している。画像読取装置は、このようなラインセンサを備えたキャリッジを、図１の紙面左側の図に示す副走査方向に移動させて原稿を読み取る。そして、画像読取装置は、各撮像素子で光電変換を行うことで生成した撮像信号を、図１の紙面中央に示すように１ラインに相当する時間毎に積算処理する。これにより、図１の紙面右側の図に示すように、ラインセンサの１ラインに対応する感度とされた読み取り画像を得ることができる。
【００１７】
ここで、画像読取装置の感度は、撮像信号の積算時間を変更することで調整可能となる。図２に、比較例の画像読取装置における、感度を下げた場合の読み取り動作を説明するための模式図を示す。図２は、撮像信号の積算時間を、１／２ラインに相当する積算時間に変更することで、感度を下げた場合の読み取り動作を示している。また、図２の紙面左側の図は、ｎライン目およびｎ＋２ライン目に主走査方向に沿った細線（横線）が描かれた原稿を示している（ｎは自然数）。図２の紙面中央の図は、１／２ラインに相当する積算時間で撮像信号が積算処理される様子を示している。また、図２の紙面右側の図は、積算処理後の撮像信号に対応する画像（読み取り画像）を示している。
【００１８】
１／２ラインに相当する積算時間に対応する感度とした場合、図２の紙面中央の図に示すように１ラインに相当する時間内において、前半の時間で積算処理が行われ、後半の時間は積算処理を行わない（非積算処理）。このため、図２の紙面左側の図のｎラインに描かれている主走査方向の横線に対応する撮像信号は、上述の前半の時間で積算処理される。これにより、ｎラインに描かれている主走査方向の横線は、図２の紙面右側の図に示すように読み取り画像上に現れる。
【００１９】
しかし、図２の紙面左側の図のｎ＋２ラインに描かれている主走査方向の横線に対応する撮像信号は、上述の非積算処理となる後半の時間に対応する撮像信号である。このため、ｎ＋２ラインに描かれている主走査方向の横線は、図２の紙面右側の図に示すように読み取り画像上には現れない（画像消失現象）。また、例えば主走査方向に沿って描かれた横線または網点等の、副走査方向に空間周波数が高い画像が描かれた原稿を読み取る場合に、本来存在しない周波数成分の副走査方向のモアレが発生する場合がある。
【００２０】
このようなことから、第１の実施の形態の画像読取装置は、１ラインの読み出し時間中に一定時間の積算処理を等間隔に複数回実行することで、上述の画像消失現象およびモアレの発生を防止している。
【００２１】
図３に、第１の実施の形態の画像読取装置のブロック図を示す。この図３に示すように画像読取装置は、制御部１、光源部２、およびＣＭＯＳイメージセンサ３を有している。ＣＭＯＳイメージセンサ３は、タイミング発生部１１、タイミング調整部１２、光電変換／信号処理部１３、およびインターフェース部１４を有している。なお、制御部１、タイミング発生部１１、およびタイミング調整部１２は、積算制御部の一例である。また、一例として、ＣＭＯＳイメージセンサ３が、後述する積算処理を行うこととして説明を進めるが、ＣＭＯＳイメージセンサ３以外の箇所で積算処理を行ってもよい。
【００２２】
制御部１は、この画像読取装置を統括的に制御する。制御部１は、ＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２、およびＲＡＭ２３を有している。ＣＰＵは、「Central  Processing  Unit」の略記である。ＲＯＭは、「Read  Only  Memory」の略記である。ＲＡＭは、「Random  Access  Memory」の略記である。ＲＯＭ２２には、撮像制御プログラムが記憶されている。ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２２に記憶されている撮像制御プログラムに従って、後述する積算制御を行う。
【００２３】
光源部２は、例えばＬＥＤ等の光源を備えており、制御部１からの点灯ＯＮ信号がアサートとなったタイミングで光源を点灯させる。ＬＥＤは、「Light  Emitting  Diode」の略記である。
【００２４】
ＣＭＯＳイメージセンサ３のタイミング調整部１２は、制御部１からの制御信号と、入力された調整用の画像信号を用いて、タイミング発生部１１のタイミング信号を調整する。タイミング発生部１１は、光電変換／信号処理部１３とインターフェース部１４のタイミング信号を生成する。各種タイミングは、タイミング調整部１２からの制御信号によって設定される。光電変換／信号処理部１３は、フォトダイオード等の複数の光電変換素子（画素）を備えている。光電変換／信号処理部１３は、被撮像物の一例である原稿５からの反射光を光電変換処理することで撮像信号を生成する。
【００２５】
ＣＭＯＳイメージセンサ３のインターフェース部１４は、信号生成部の一例となっている。インターフェース部１４は、後述するライン毎に生成された複数の積算出力から、各ラインの撮像信号を生成し、図示しない後段の信号処理回路に転送する。信号処理回路は、基準白板を読み取って生成した基準撮像信号を用いて、原稿５の撮像信号を正規化するシェーディング補正を行う。すなわち、信号処理回路は、画像全体が平均的に一様な明るさとなるように原稿５の撮像信号を補正する。これにより、信号処理回路は、ＣＭＯＳイメージセンサ３の感度のばらつき、および光学系の配光むら等の、主走査方向のばらつきを補正する。
【００２６】
図４は、光電変換／信号処理部１３のブロック図である。この図４に示すように、光電変換／信号処理部１３は、光電変換部３１および積算部３２を有している。光電変換部３１には、タイミング発生部１１からの光電変換リセット信号が供給される。また、積算部３２には、タイミング発生部１１からの積算リセット信号、および積算ＯＮ信号が供給される。
【００２７】
光電変換部３１は、光電変換素子を行方向に沿って一列並設した（または、複数列でもよい）、いわゆるラインセンサとなっている。なお、光電変換素子の並設方向を「主走査方向」といい、この主走査方向に直交する方向を「副走査方向」という。光電変換部３１は、原稿５からの反射光を光電変換素子で光電変換処理して電荷を蓄積する。光電変換部３１は、光電変換リセット信号がアサートとなると、蓄積した電荷をリセットする。積算部３２は、内部で信号レベルを保持しており、後段に出力する。積算部３２は、積算ＯＮ信号がアサートとなっている間、光電変換部３１から入力される信号を内部の保持レベルに加算する。また、積算部３２は、積算リセット信号がアサートとなったタイミングで、保持レベルをリセットする。
【００２８】
なお、主走査方向の画素ごとに処理を並列で実施し、画素ごとに後段に信号を出力することで、主走査方向の各画素の画像を読み取ることができる。また、後述するが、カラー原稿５に対応する場合は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）等の色毎に対応する光電変換／信号処理部１３を設ければよい。
【００２９】
図５に、光電変換／信号処理部１３のタイミングチャートを示す。この図５に示す例は、１ラインの読み取り期間中に３回の積算処理を行う場合の例である。制御部１は、原稿５の読み取りを開始のタイミングで、タイミング調整部１２に対して読み取り開始信号を供給する。タイミング調整部１２は、読み取り開始信号を受信すると、光電変換部３１の１ラインの読み取り周期に同期するライン同期信号を生成する。
【００３０】
また、制御部１は、この画像読取装置の操作者により選択された読み取りモードを示す信号を、タイミング調整部１２に供給する。タイミング調整部１２は、制御部１から指示された読み取りモードに対応する回数の積算処理が行われるように、光電変換リセット信号、積算リセット信号、および積算ＯＮ信号を生成する。具体的には、タイミング調整部１２は、光電変換部３１の１ラインの期間に得られる撮像信号に対して、原稿５の空間周波数の２倍以上に相当する、読み取りモードに対応した複数回、積算処理が施されるように、光電変換リセット信号、積算リセット信号、および積算ＯＮ信号を生成する。
【００３１】
すなわち、この画像読取装置の場合、メーカ側において、主走査方向に沿った横線または網点等が描かれた基準となる原稿５の空間周波数の２倍以上に相当する周期で積算処理を行う複数の読み取りモードが予め設けられている。積算回数は、原稿５の読み取り感度に比例しており、積算回数が多くなるほど、高い読み取り感度となる。一例ではあるが、この実施の形態の画像読取装置の場合、１ラインの読み取り期間中における積算回数が２回の「低感度モード」、および積算回数が３回の「中感度モード」が設けられている。さらに、この画像読取装置の場合、積算回数が５回の「高感度モード」、および１ラインの読み取り期間中、常時、積算処理を行う「超高感度モード」が設けられている。なお、常時、積算処理を行うとは、非積算回数が０回（＝非積算時間が０秒）であること意味している。
【００３２】
各読み取りモードのデータは、ＲＯＭ２２に記憶されている。操作者は、このような読み取りモードの中から所望の読み取りモードを選択操作する。制御部１は、操作者に選択された読み取りモードをタイミング調整部１２に設定する。タイミング調整部１２は、読み取りモードに対応するタイミングの光電変換リセット信号、積算リセット信号、および積算ＯＮ信号を生成する。
【００３３】
なお、この例では、読み取り感度に対応する複数種類の読み取りモードが予め設けられており、操作者は、所望の読み取りモードを選択することとした。しかし、本読み取りの前に、いわゆるプレビューで原稿５を粗く読み取り、これにより得られた撮像信号から原稿５の空間周波数を検出する。そして、検出した原稿５の空間周波数の２倍以上に相当する複数回、積算処理の回数を設定してもよい。
【００３４】
次に、図５の例は、上述の積算回数が３回の「中感度モード」が選択された例である。この例の場合、制御部１は、タイミング調整部１２に対して、「中感度モード」を設定する。タイミング調整部１２は、「中感度モード」に対応する積算回数となるように、１ライン周期の間に３回、等間隔でハイレベルとなる光電変換リセット信号を生成するように、タイミング発生部１１を制御する。光電変換リセット信号は、図４の光電変換部３１に供給される。
【００３５】
また、タイミング調整部１２は、１ライン周期でハイレベルとなる積算リセット信号を生成するように、タイミング発生部１１を制御する。積算リセット信号は、図４の積算部３２に供給される。さらに、タイミング調整部１２は、ハイレベルの光電変換リセット信号が生成されてから次のハイレベルの光電変換リセット信号が生成されるまでの間に、所定時間分ハイレベルとなる積算ＯＮ信号を生成するように、タイミング発生部１１を制御する。積算ＯＮ信号は、図４の積算部３２に供給される。
【００３６】
図４の積算部３２は、図５に示すようにハイレベルの光電変換リセット信号により、光電変換部３１がリセットされるまでの間において、ハイレベルの積算ＯＮ信号が供給されている間、光電変換部３１からの撮像信号を積算処理する。そして、積算部３２は、積算ＯＮ信号がローレベルとなったタイミングで、積算処理した撮像信号（積算値）を後段の信号処理回路に供給する。この例では、１ラインの間に、３回、光電変換リセット信号が光電変換部３１に供給されるため、積算部３２は、１ラインの間に、３回、撮像信号の積算処理、および積算値の出力を繰り返し行う。なお、積算部３２は、積算リセット信号により、１ライン周期でリセットされる。
【００３７】
図６に、実施の形態の画像読取装置における、「中感度モード」の読み取り動作を説明するための模式図を示す。図６は、１ラインの間に、等間隔で３回の積算処理を行う場合の読み取り動作を示している。また、図６の紙面右側の図は、ｎライン目およびｎ＋２ライン目に主走査方向に沿った細線（横線）が描かれた原稿５を示している（ｎは自然数）。図６の紙面中央の図は、積算部３２で３回行われる積算処理のタイミングを示している。この図６の紙面左側の図において、「積算」の時間は、積算部３２がハイレベルの積算ＯＮ信号で積算処理を行っている時間を示している。また、図６の紙面中央の図において、「非積算」の時間は、積算部３２がローレベルの積算ＯＮ信号が供給されたタイミングで積算値の出力を行っている時間を示している。また、図６の紙面右側の図は、積算値に相当する撮像信号の画像（読み取り画像）を示している。
【００３８】
図６の紙面右側の図に示すｎライン目に描かれている細線に対応する撮像信号は、図６の紙面中央の図に示す第１回目の積算時間、および第２回目の積算時間でそれぞれ積算処理される。これにより、ｎライン目に描かれている主走査方向の横線は、図６の紙面左側の図に示すように読み取り画像上に現れる。
【００３９】
また、図６の紙面左側の図に示すｎ＋２ライン目に描かれている細線に対応する撮像信号は、図６の紙面中央の図に示す第１回目および第２回目の積算時間では積算処理されない。しかし、第３回目の積算時間で積算処理される。これにより、ｎ＋２ライン目に描かれている主走査方向の横線も、図６の紙面左側の図に示すように読み取り画像上に現れる。
【００４０】
以上の説明から明らかなように、第１の実施の形態の画像読取装置は、原稿５を読み取って得られた各ラインの撮像信号毎に、原稿５の空間周波数の２倍以上に相当する周期で複数回、積算処理を実行する。これにより、積算処理の実行周波数を高くすることができるため、高い再現性で原稿５の読み取りを可能とすることができる。従って、主走査方向に沿って描かれた横線または網点等の、副走査方向に空間周波数が高い画像が、読み取り画像上から消失する不都合を防止することができる。また、副走査方向に空間周波数が高い画像が描かれた原稿５を読み取る場合に、本来存在しない周波数成分の副走査方向のモアレが発生する不都合も防止することができる。
【００４１】
なお、操作者により読み取りモードが変更された場合には、制御部１は、タイミング調整部１２に設定する読み取りモードも変更する。例えば、制御部１により積算回数が５回の「高感度モード」が設定された場合、タイミング調整部１２は、１ラインの間に、等間隔で５回の積算処理を行うように積算部３２を制御する。これにより、さらに高感度の読み取りを可能とすることができる。このように、タイミング調整部１２がタイミング発生部１１を制御することによって、１ライン中の積算回数や、１回あたりの積算時間を変更することができる。積算回数が多いほど空間周波数が高い原稿５に対応することができる。積算回数は、タイミング調整部１２が記憶している初期値を用いてもよい。
【００４２】
（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態の画像読取装置の説明をする。この第２の実施の形態の画像読取装置は、画像信号の積算処理を、光電変換部３１で生成された電荷の積算で行う例である。なお、上述の第１の実施の形態と、以下に説明する第２の実施の形態とは、この点のみが異なる。このため、以下、両者の差異の説明のみ行い、重複した説明は省略する。
【００４３】
図７に、第２の実施の形態の画像読取装置の光電変換／信号処理部１３のブロック図を示す。この図７からわかるように、第２の実施の形態の画像読取装置は、光電変換／信号処理部１３として、上述の光電変換部３１の他に、積算部３２として設けられた電荷積算部４１、およびＡ／Ｄ変換器４２を有している。Ａ／Ｄ変換器４２は、アナログ／デジタル変換部の一例である。
【００４４】
この第２の実施の形態の画像読取装置において、積算部３２の電荷積算部４１は、タイミング発生部１１から積算ＯＮ信号がアサートとなっている間、光電変換部３１で生成される電荷を、自身の保持電荷に積算処理する。電荷積算部４１は、積算リセット信号がアサートとなると、積算処理した電荷をリセットする。Ａ／Ｄ変換器４２は、１ラインの積算が終了後に、タイミング調整部１２およびタイミング発生部１１を介して供給されるＡ／Ｄ変換タイミング信号により、電荷積算部４１からの積算値をサンプルホールドする。そして、Ａ／Ｄ変換器４２は、サンプルホールドした積算値に対してＡ／Ｄ変換処理を施すことで、アナログ信号である積算値をデジタル化した積算データ（出力信号）を出力する。
【００４５】
このように、第２の実施の形態の画像読取装置は、光電変換部３１で生成された電荷を積算処理している。このため、アナログ的な積算処理を行うことができ、演算時間のオーバーヘッドが生ずる不都合等を防止できる他、上述の第１の実施の形態と同じ効果を得ることができる。
【００４６】
（第３の実施の形態）
次に、第３の実施の形態の画像読取装置の説明をする。この第３の実施の形態の画像読取装置は、光電変換部３１により生成された撮像信号を、デジタル的に積算処理した例である。なお、上述の各実施の形態と、以下に説明する第２の実施の形態とは、この点のみが異なる。このため、以下、差異の説明のみ行い、重複した説明は省略する。
【００４７】
図８に、第３の実施の形態の画像読取装置の光電変換／信号処理部１３のブロック図を示す。この図８からわかるように、第３の実施の形態の画像読取装置は、光電変換／信号処理部１３として、上述の光電変換部３１の他に、積算部３２として設けられたＡ／Ｄ変換器５１、加算器５２、および積算保持部５３を有している。
【００４８】
この第３の実施の形態の画像読取装置において、積算部３２のＡ／Ｄ変換器５１は、タイミング発生部１１からの図９に示すＡ／Ｄ変換タイミング信号のタイミングで、光電変換部３１からの撮像信号のサンプルホールドを行いＡ／Ｄ変換処理する。これにより、Ａ／Ｄ変換器５１は、撮像データを生成し、加算器５２に供給する。なお、Ａ／Ｄ変換のタイミングを調整することで、画像読み取り感度を調整することができる。詳しくは、後述する。加算器５２は、Ａ／Ｄ変換器５１からの撮像データと、積算保持部５３に保持されている撮像データとを加算処理し、この加算撮像データを積算保持部５３に供給する。
【００４９】
積算保持部５３は、図９に示す隣り合う積算リセット信号が供給される間である１ラインの間において、積算ＯＮ信号がアサートとなったタイミングで、保持している古い加算撮像データを、加算器５２から供給される新たな加算撮像データに更新する。そして、積算保持部５３は、積算ＯＮ信号がアサートとなったタイミングで更新した加算撮像データを、積算データ（出力信号）として出力する。
【００５０】
ここで、１ライン期間中の積算回数が多くなると、必然的に１回の積算時間が短くなるため、１回のＡ／Ｄ変換を行ったときの信号レベルも小さくなる。このため、必要なＡ／Ｄ変換の量子化ビットも少なくなる。このため、制御部１は、１ライン期間中の積算回数に応じて、Ａ／Ｄ変換の量子化ビット（量子化精度）を変更するようにＡ／Ｄ変換器５１を制御する。
【００５１】
具体的には、制御部１は、１ライン期間中の積算回数が多い場合は、Ａ／Ｄ変換の量子化ビットを少なくするようにＡ／Ｄ変換器５１を制御する。また、制御部１は、１ライン期間中の積算回数が少ない場合は、Ａ／Ｄ変換の量子化ビットを多くするようにＡ／Ｄ変換器５１を制御する。これにより、Ａ／Ｄ変換の時間を短縮化可能とすることができる。
【００５２】
以上の説明から明らかなように、第３の実施の形態の画像読取装置は、光電変換部３１により生成された撮像信号を、デジタル的に積算処理する。デジタル的に積算処理を行うことで、精度のよい演算（積算処理）を行うことができる。また、１ライン期間中の積算回数に応じて、Ａ／Ｄ変換の量子化ビットを変更することで、Ａ／Ｄ変換処理に要する時間の短縮化を図ることができる他、上述の各実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００５３】
（第４の実施の形態）
次に、第４の実施の形態の画像読取装置の説明をする。上述の各実施の形態の画像読取装置は、原稿５の読み取り感度が、読み取りモードに応じた積算回数で決定されるものであった。この第４の実施の形態の画像読取装置は、各積算処理の積算時間を変更することで、読み取り感度の変更を行うものである。なお、上述の各実施の形態と、第４の実施の形態とでは、この点のみが異なる。このため、以下、差異の説明のみ行い、重複説明は省略する。
【００５４】
この第４の実施の形態の場合、制御部１は、タイミング調整部１２等に初期値として記憶されている予め決められた積算時間を、タイミング調整部１２に設定する。または、制御部１は、制御部１内の記憶領域に記憶している、上述の読み取りモード毎の積算時間を、タイミング調整部１２に設定する。
【００５５】
積算時間の調整を行う場合、制御部１は、画像読取装置に備え付けられた後述する基準白板(図１１の符号１１０)の読取位置にキャリッジを移動させ、タイミング調整部１２に調整の開始を命令する。タイミング調整部１２には、基準白板を読み取ることで生成された基準出力レベルの撮像信号（基準撮像信号）が供給される。タイミング調整部１２は、基準撮像信号と制御部１から設定された目標レベルを合わせるように積算時間を調整する。すなわち、タイミング調整部１２は、基準白板を読み込んで生成された基準出力レベルの撮像信号を用いて、１回あたりの積算時間を、光電変換部３１全体でそれぞれ均一の明るさの撮像信号を生成する積算時間に調整する。このような基準白板による積算時間の調整を、画像読取装置のメイン電源を投入した際に行うことで、光源部２および光学系部品の経年劣化に影響されることなく、最適な積算時間の調整を可能とすることができる。
【００５６】
また、カラーの原稿５の読み取りを行う場合は、図１０に示すように光電変換／信号処理部１３の前面に、赤色用（Ｒ）、緑色用（Ｇ）および青色用（Ｂ）の各色用の撮像光生成部を備えたカラーフィルタ１８を設ける。そして、各色のカラーフィルタ１８を介した各色用の撮像光を、光電変換／信号処理部１３の、対応する光電変換素子で受光して光電変換処理を行う。この場合、色毎に上述の光電変換／信号処理部１３が設けられている。そして、制御部１は、タイミング調整部１２を制御することで、色毎に積算時間を調整する。これにより、色毎に読み取り感度を合わせることができる。
【００５７】
また、上述の読み取りモード毎に積算時間を変更する場合、制御部１は、読み取りモード毎に積算時間の調整を行った結果を保持しておき、制御部からの命令で積算時間を切り替える。
【００５８】
また、制御部１は、光電変換素子の感度に応じて積算時間を変更制御する。具体的には、制御部１は、タイミング調整部１２を制御することで、光電変換素子の感度が低い場合は積算時間を長めに、また、光電変換素子の感度が高い場合は積算時間を短めに調整する。これにより、光電変換素子の感度に左右されることなく、一定レベルの積算出力を得ることができる。
【００５９】
以上の説明から明らかなように、第４の実施の形態の画像読取装置は、積算時間を調整して読み取り感度の調整を行う。これにより、上述の各実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００６０】
（第５の実施の形態）
次に、上述の第１〜第４のいずれかの実施の形態を適用した第５の実施の形態の画像読取装置を説明する。図１１は、第５の実施の形態の画像読取装置の機構部の構成例を示す模式的な断面図である。この図１１において、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設けられるスキャナ装置または単体のスキャナ装置である。
【００６１】
この画像読取装置１００は、上面に原稿を載置するコンタクトガラス１０１を備えている。さらに、この画像読取装置１００は、原稿露光用の光源１０２（＝上述の光源部２）および第１反射ミラー１０３からなる第１キャリッジ１０６と、第２反射ミラー１０４および第３反射ミラー１０５からなる第２キャリッジ１０７とを備えている。
【００６２】
また、この画像読取装置１００は、第３反射ミラー１０５で反射された光を、撮像装置１０９の受光領域（撮像素子）上に結像させるためのレンズユニット１０８を備えている。さらに、この画像読取装置１００は、読み取り光学系等による各種の歪み補正等に用いる基準白板等の基準濃度を有する基準白板１１０と、シートスルー読取用スリット１１１も備えている。
【００６３】
基準白板１１０は、光源１０２によって照明可能であり、原稿照明位置となるコンタクトガラス１０１およびシートスルー読取用スリット１１１とは、異なる位置に設けられている。撮像装置１０９に対しては、コンタクトガラス１０１上に載置された原稿またはシートスルー読取用スリット１１１を通過する原稿と、基準白板１１０のいずれからの反射光も入射光とすることができる。
【００６４】
この画像読取装置１００の上部には、自動原稿給送手段である自動原稿給送装置（以下「ＡＤＦ」と略称する）２００が設けられており、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て連結している。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、この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、シートスルー読取用スリット１１１へ向けて自動給送する、給送ローラ２０２を含む分離・給送手段も備えている。
【００６５】
このように構成された画像読取装置１００において、コンタクトガラス１０１上に載置された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の動作について説明する。スキャンモードの時には、第１キャリッジ１０６および第２キャリッジ１０７が、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）に移動して原稿を走査する。このとき、コンタクトガラス１０１から撮像装置１０９の受光領域（撮像素子）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。
【００６６】
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および第３反射ミラー１０５によって順次反射される。そして、第３反射ミラー１０５による反射光束が、レンズユニット１０８によって集束され、撮像装置１０９の受光領域（＝上述の光電変換部３１）上に結像される。
【００６７】
撮像装置１０９は、光電変換部３１によって、１ライン分ずつの各画素(各光電変換素子)の受光量を光電変換したアナログの撮像信号を生成する。撮像信号は、撮像装置１０９内の各部によってデジタル信号に変換され、調整されたゲインで増幅され、読み取った原稿に対応する撮像データとして出力される。
【００６８】
次に、ＡＤＦ２００によって原稿を自動給送して、その移動する原稿を読み取るシートスルーモードの動作について説明する。このシートスルーモードの時には、第１キャリッジ１０６および第２キャリッジ１０７が、シートスルー読取用スリット１１１の下側へ移動して停止する。その後、原稿トレイ２０１上に載置された原稿束の最下位の原稿から順次、給送ローラ２０２によって矢印Ｂ方向（副走査方向）へ自動給送され、シートスルー読取用スリット１１１の位置を通過する際に、その原稿が走査される。
【００６９】
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。すると、その画像面からの反射光が、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および第３反射ミラー１０５によって順次反射される。そして、第３反射ミラー１０５による反射光束が、レンズユニット１０８によって集束され、撮像装置１０９上に結像される。
【００７０】
撮像装置１０９が、その受光領域の光電変換素子によって１ライン分ずつの各画素の受光量を光電変換したアナログの撮像信号を出力する。この撮像信号は、撮像装置１０９内の各部によってデジタル信号に変換され調整されたゲインで増幅され、読み取った原稿に対応する撮像データとして出力される。このようにして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。
【００７１】
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、点灯された光源１０２によって照明される、基準白板１１０からの反射光による画像を撮像装置１０９によって読み取る。そして、その１ライン分の画像データの各画素のレベルが均一な所定のレベルになるように、撮像装置１０９内でシェーディング補正用データを生成して記憶する。その後、原稿を読み取る際には、撮像装置１０９で生成された上述の画像データに対して、先に記憶したシェーディング補正用データに基づいて、シェーディング補正を施す。
【００７２】
このような第５の実施の形態の画像読取装置は、副走査方向の空間周波数が高い横線または網点等が描かれている原稿を読み取った場合でも、副走査方向のモアレが発生する不都合を防止することができる。このため、第５の実施の形態の画像読取装置は、読み取り画像の高画質化を図ることができる他、上述の各実施の形態と同様に効果を得ることができる。
【００７３】
（第６の実施の形態）
次に、上述の第５の実施の形態の画像読取装置を適用した第６の実施の形態の画像形成装置の説明をする。図１２は、第６の実施の形態の画像形成装置の機構部の構成例を示す模式的な断面図である。
【００７４】
この画像形成装置３００には、第５の実施の形態で説明した画像読取装置１００が設けられている。図１２において、図１１と同じ部分には同一符号を付している。ただし、画像読取装置１００の上に設けられているＡＤＦ４００は、図１１に示したＡＤＦ２００と幾分異なっている。
【００７５】
この画像形成装置３００は、画像読取装置１００が設けられたデジタル複写機である。画像読取装置１００の原稿を載置するコンタクトガラス１０１の上部に、自動原稿給送装置（ＡＤＦ）４００が設けられている。そのＡＤＦ４００を、画像読取装置１００のコンタクトガラス１０１に対して開閉できるように、図示しないヒンジ等によって連結している。
【００７６】
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。このＡＤＦ４００は、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する。そして、その原稿をシートスルー読取用スリット１１１またはコンタクトガラス１０１へ向けて搬送するために、このＡＤＦ４００は給送ローラ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または搬送ベルト４０３によって給送された原稿は、その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。
【００７７】
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。
【００７８】
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、原稿トレイ４０１上の原稿束から最上位に位置する原稿を自動給送させ、シートスルー読取用スリット１１１またはコンタクトガラス１０１へ向けて搬送する。その原稿の後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。それにより、後続する原稿が進入するのを防止する。
【００７９】
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の駆動を停止する。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。
【００８０】
また、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、給送モータを再び正転駆動して、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。
【００８１】
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、その信号により、搬送ベルトモータを正転駆動して、原稿を搬送ベルト４０３によってコンタクトガラス１０１上から排送ローラ４０４へ向けて搬出させる。
【００８２】
このように、ＡＤＦ４００の原稿トレイ４０１上に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、コンタクトガラス１０１上の読み取り位置に画像面を下にして搬送される。その読み取り位置に搬送されて停止した原稿は、画像の読み取りがなされた後、搬送ベルト４０３等によって排出口から排出される。原稿トレイ４０１上に次の原稿が有ることが検知された場合は、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。
【００８３】
一方、この画像形成装置３００内の下部には、給紙トレイである第１トレイ３０１、第２トレイ３０２、および第３トレイ３０３が設けられている。その各給紙トレイに積載された転写紙（記録媒体）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によって給紙される。そして、その転写紙は、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。
【００８４】
画像読取装置１００によって読み取られた画像データは、一旦図示しない画像メモリに記憶される。そして、その画像データによって書き込みユニット３５０で発生するレーザ光を変調し、そのレーザ光で図示していない帯電ユニットによって予め帯電された感光体３１５の表面を露光して、画像データに応じた静電潜像を形成する。その静電潜像が形成された感光体３１５の表面が現像ユニット３２７を通過することにより、トナーによって現像されたトナー画像が形成される。
【００８５】
選択された給紙トレイから給紙された記録媒体である転写紙は、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。その転写紙は、定着ユニット３１７に搬送され、そこでトナー画像が定着された後、排紙ユニット３１８によって機外の排紙トレイ３１９へ排紙される。
【００８６】
ここで、排紙ユニット３１８の機能について説明する。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は、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に搬送される。そして、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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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で構成される。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。
【００９０】
このような第６の実施の形態の画像形成装置（デジタル複写機）は、第５の実施の形態で説明した画像読取装置で読み取った原稿の画像データに対応する形成画像を記録媒体上に形成する。これにより、副走査方向の空間周波数が高い横線または網点等が描かれた原稿の形成画像上に、副走査方向のモアレが発生する不都合を防止することができる。このため、第６の実施の形態の画像形成装置は、形成画像の高画質化を実現することができる他、上述の各実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００９１】
上述の各実施の形態は、例として提示したものであり、本発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な各実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことも可能である。各実施の形態および各実施の形態の変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００９２】
１  制御部
２  光源部
３  ＣＭＯＳイメージセンサ
５  原稿
１１  タイミング発生部
１２  タイミング調整部
１３  光電変換／信号処理部
１４  インターフェース部
１８  カラーフィルタ
２１  ＣＰＵ
２２  ＲＯＭ
２３  ＲＡＭ
３１  光電変換部
３２  積算部
４１  電荷積算部
４２  Ａ／Ｄ変換器
５１  Ａ／Ｄ変換器
５２  加算器
５３  積算保持部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９３】
【特許文献１】特許４００４８３３号公報
【図１】
2015012547.tif 000003
【図２】
2015012547.tif 000004
【図３】
2015012547.tif 000005
【図４】
2015012547.tif 000006
【図５】
2015012547.tif 000007
【図６】
2015012547.tif 000008
【図７】
2015012547.tif 000009
【図８】
2015012547.tif 000010
【図９】
2015012547.tif 000011
【図１０】
2015012547.tif 000012
【図１１】
2015012547.tif 000013
【図１２】
2015012547.tif 000014