JP5786311B2 - 画像読み取り装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像読み取り装置および画像形成装置に関する。

従来技術として、カラー像を撮像するための複数の色成分について光学像の読み取りを行う第一の読取手段と、これとは別に当該第一の読取手段が対応するうちのいずれか１つの色成分について光学像の読み取りを行う第二の読取手段とを備える画像読み取り装置がある（例えば、特許文献１参照）。

また、他の従来技術として、自動原稿搬送装置によってシート状原稿を移動させながら当該原稿上の画像を読み取る画像読み取り装置において、原稿を主走査方向に走査しつつＲ，Ｇ，Ｂの色成分について原稿画像の読み取りを行う画素列と、これら画素列に対して副走査方向において所定の間隔だけ離れて設けられ、Ｇの色成分について原稿画像の読み取りを行う画素列とを有するＣＣＤセンサを用い、画素列の各読み取り画像データに基づいて、Ｒ，Ｇ，Ｂの色成分に対応する画素列またはＧの色成分に対応する他の画素列の読み取り画像データ上のノイズ成分を検出し、これを除去する画像読み取り装置がある（例えば、特許文献２参照）。

特開２００３−８７５０３号公報 特開２００４−１１２６１１号公報

本発明は、読み取り速度の異なる複数の読み取り手段を備える画像読み取り装置において、読み取り手段の読み取り速度が異なることに基づく読み取り画像の異常を抑制することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、第１の読み取り画素列と、当該第１の読み取り画素列の各画素から得られる信号電荷を転送する第１の電荷転送部と、当該第１の電荷転送部により転送される信号電荷を電気信号に変換して出力する第１の出力部とを含む第１の読み取り手段と、第２の読み取り画素列と、当該第２の読み取り画素列の各画素から得られる信号電荷を転送する第２の電荷転送部と、当該第２の電荷転送部により転送される信号電荷を電気信号に変換して出力する第２の出力部とを含む第２の読み取り手段と、読み取り画像における黒色の基準となる基準データを保持する基準データ保持手段と、前記第１の読み取り手段により読み取られた画像に対して前記基準データ保持手段に保持された基準データを用いた演算処理を行う演算手段と、前記第１の読み取り手段により読み取られた画像に対し、前記演算手段による前記基準データの減算に応じて定まる信号レベル分のオフセット処理を行うオフセット処理手段と、画像の異常を検出する検出手段と、前記検出手段により画像の異常が検出された場合に、検出結果に基づいて、前記第２の読み取り手段で読み取った第２の読み取り画像を補正する補正手段と、を備え、前記演算手段は、前記オフセット処理手段によりオフセットされた画像に対して前記基準データを減算し、前記検出手段は、前記第２の読み取り手段による画像の読み取り速度が、前記第１の読み取り手段による画像の読み取り速度よりも速い動作設定である場合に、同一の読み取り対象を前記第１の読み取り手段で読み取り前記演算手段による前記演算処理が行われた第１の読み取り画像と前記第２の読み取り画像とを比較して前記画像の異常を検出し、当該動作設定以外の設定である場合に、当該演算手段による当該演算処理が行われなかった第１の読み取り画像と当該第２の読み取り画像とを比較して当該画像の異常を検出することを特徴とする、画像読み取り装置である。
請求項２に記載の発明は、前記検出手段は、前記第２の読み取り手段により画像を読み取る動作設定である場合に、前記第１の読み取り画像と前記第２の読み取り画像とを比較することを特徴とする、請求項１に記載の画像読み取り装置である。
請求項３に記載の発明は、第１の読み取り画素列と、当該第１の読み取り画素列の各画素から得られる信号電荷を転送する第１の電荷転送部と、当該第１の電荷転送部により転送される信号電荷を電気信号に変換して出力する第１の出力部とを含む第１の読み取り手段と、第２の読み取り画素列と、当該第２の読み取り画素列の各画素から得られる信号電荷を転送する第２の電荷転送部と、当該第２の電荷転送部により転送される信号電荷を電気信号に変換して出力する第２の出力部とを含む第２の読み取り手段と、読み取り画像における黒色の基準となる基準データを保持する基準データ保持手段と、前記第１の読み取り手段により読み取られた画像に対して前記基準データ保持手段に保持された基準データを用いた演算処理を行う演算手段と、前記第１の読み取り手段により読み取られた画像に対し、前記演算手段による前記基準データの減算に応じて定まる信号レベル分のオフセット処理を行うオフセット処理手段と、画像の異常を検出する検出手段と、前記検出手段により画像の異常が検出された場合に、検出結果に基づいて、前記第２の読み取り手段で読み取った第２の読み取り画像を補正する補正手段と、前記第２の読み取り手段により読み取った前記第２の読み取り画像を、画像形成材にて媒体上に形成する画像形成手段と、を備え、前記演算手段は、前記オフセット処理手段によりオフセットされた画像に対して前記基準データを減算し、前記検出手段は、前記第２の読み取り手段による画像の読み取り速度が、前記第１の読み取り手段による画像の読み取り速度よりも速い動作設定である場合に、同一の読み取り対象を前記第１の読み取り手段で読み取り前記演算手段による前記演算処理が行われた第１の読み取り画像と前記第２の読み取り画像とを比較して前記画像の異常を検出し、当該動作設定以外の設定である場合に、当該演算手段による当該演算処理が行われなかった第１の読み取り画像と当該第２の読み取り画像とを比較して当該画像の異常を検出することを特徴とする、画像形成装置である。

請求項１の発明によれば、第１の読み取り手段と第２の読み取り手段の動作速度が同程度である場合に読み取った画像に影響を及ぼさず、第１の読み取り手段と第２の読み取り手段の動作速度が異なることにより生じるノイズを除去し且つノイズを除去する処理による画像への影響を除去し、ノイズが除去された読み取り画像を用いて、精度の高い補正を行うことができる。
請求項２の発明によれば、ノイズが除去された第１の読み取り手段による読み取り画像を用いて、第２の読み取り手段による読み取り画像に対して精度の高い補正を行うことができる。
請求項３の発明によれば、画像読み取り装置が搭載された画像形成装置において、第１の読み取り手段と第２の読み取り手段の動作速度が同程度である場合に読み取った画像に影響を及ぼさず、第１の読み取り手段と第２の読み取り手段の動作速度が異なることにより生じるノイズを除去し且つノイズを除去する処理による画像への影響を除去し、ノイズが除去された読み取り画像を用いて、精度の高い補正を行うことができる。

本実施形態の画像読み取り装置の構成例を示す図である。 本実施形態の画像読み取り機構の構成例を示す図である。 センサ部の構成例を示す図である。 センサ駆動部の構成例を示す図である。 シフトパルス、メインクロック、最終段パルスの構成例を示すタイミングチャートである。 本実施形態において、白黒系統による読み取りがカラー系統による読み取りの２倍の速度で行われた場合の出力信号の例を示す図である。 画像読み取り装置を備えた画像形成装置の機能構成を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。
＜画像読み取り装置＞
図１は、本実施形態の画像読み取り装置１１０の構成例を示す図である。
図示の画像読み取り装置１１０は、積載された原稿束から原稿を順次搬送する原稿送り装置１０、スキャンによって画像を読み込むスキャナ装置７０、読み込まれた画像信号を処理する処理装置２００を備える。

原稿送り装置１０は、複数枚の原稿からなる原稿束が積載される第１原稿積載部１１と、第１原稿積載部１１を上昇および下降させるリフタ１２とを備えている。また、リフタ１２により上昇された第１原稿積載部１１上の原稿を搬送する原稿搬送ロール１３と、原稿搬送ロール１３により搬送された原稿を更に下流側まで搬送するフィードロール１４と、原稿搬送ロール１３により搬送された原稿を１枚ずつ捌くリタードロール１５とを備えている。また、原稿が搬送される原稿搬送路３１には、一枚ずつに捌かれた原稿を下流側のロールまで搬送するテイクアウェイロール１６、原稿を更に下流側のロールまで搬送すると共にループ作成を行うプレレジロール１７が設けられている。

さらに原稿搬送路３１には、一旦停止した後にタイミングを合わせて回転を再開し原稿読み取り部に対してレジストレーション調整を施しながら原稿を供給するレジロール１８が備えられている。また、原稿搬送路３１には、読み込み中の原稿搬送をアシストするプラテンロール１９と、読み込まれた原稿を更に下流に搬送するアウトロール２０が設けられている。さらに、原稿搬送路３１には、搬送される原稿のループ状態に応じて支点を中心として回転するバッフル４１が備えられている。また、プラテンロール１９とアウトロール２０との間には、原稿上の画像を読み取る画像読み取りユニット５０が設けられている。さらにアウトロール２０の原稿の搬送方向下流側には、読み込みが終了した原稿が積載される第２原稿積載部４０が設けられているとともに、この第２原稿積載部４０へ原稿を排出する排出ロール２１が設けられている。

ここで、原稿搬送ロール１３は、待機時にはリフトアップされて退避位置に保持され、原稿搬送時にニップ位置(原稿搬送位置)へ降下して第１原稿積載部１１上の最上位の原稿を搬送する。またフィードロール１４は、原稿搬送ロール１３により搬送が開始された原稿を更に下流側へと搬送する。またプレレジロール１７は、停止しているレジロール１８に原稿先端を突き当ててループを作成する。レジロール１８では、ループ作成時にレジロール１８に噛み込んだ原稿先端をニップ位置まで戻している。このループが形成されると、バッフル４１は支点を中心として開き、原稿のループを妨げることのないように機能する。また、テイクアウェイロール１６およびプレレジロール１７は、読み込み中におけるループを保持している。このループ形成によって、読み込みタイミングの調整が図られ、また、原稿のスキューが抑制される。

一方、スキャナ装置７０は、上述した原稿送り装置１０を装置フレーム７１によって支え、また、原稿送り装置１０によって搬送される原稿の画像読み取りを行っている。このスキャナ装置７０は、装置フレーム７１の上部に、画像を読み込むべき原稿が静止させた状態で載せられる第１プラテンガラス７２Ａ、原稿送り装置１０によって搬送中の原稿を読み取るための光の開口部を形成する第２プラテンガラス７２Ｂを有している。なお本実施形態では、画像読み取り装置１１０の奥側に設けられた支点を中心として原稿送り装置１０が回転できるようになっている。そして本実施形態では、原稿送り装置１０をこの支点を中心として上方に回転させることで原稿送り装置１０が上方に移動し、第１プラテンガラス７２Ａの上に原稿がセットできるようになっている。

またスキャナ装置７０は、第２プラテンガラス７２Ｂの下に静止し、および第１プラテンガラス７２Ａの全体に亘ってスキャンして画像を読み込むフルレートキャリッジ７３を備えている。またスキャナ装置７０は、フルレートキャリッジ７３から得られた光を像結合部へ提供するハーフレートキャリッジ７５を備えている。フルレートキャリッジ７３には、原稿に光を照射する照明ランプ７４、原稿から得られた反射光を受光する第１ミラー７６Ａが設けられている。またハーフレートキャリッジ７５には、第１ミラー７６Ａから得られた光を結像部へ提供する第２ミラー７６Ｂおよび第３ミラー７６Ｃが設けられている。またスキャナ装置７０は、第３ミラー７６Ｃから得られた光学像を光学的に縮小する結像用レンズ７７、結像用レンズ７７によって結像された光学像を光電変換するＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ７８を備えている。また、スキャナ装置７０には駆動基板７９が設けられ、ＣＣＤイメージセンサ７８によって得られたアナログ画像信号は駆動基板７９上でデジタル画像信号に変換される。そして、このデジタル信号は処理装置２００に送られる。

ここで、第１プラテンガラス７２Ａに載せられた原稿の画像を読み取る場合には、フルレートキャリッジ７３とハーフレートキャリッジ７５とが、２：１の割合でスキャン方向（矢印方向）に移動する。このとき、フルレートキャリッジ７３の照明ランプ７４の光が原稿の被読み取り面に照射されると共に、その原稿からの反射光が第１ミラー７６Ａ、第２ミラー７６Ｂ、および第３ミラー７６Ｃの順に反射されて結像用レンズ７７に導かれる。結像用レンズ７７に導かれた光は、ＣＣＤイメージセンサ７８の受光面に結像される。ＣＣＤイメージセンサ７８は１次元のセンサであり、１ライン分を同時に処理している。このライン方向（スキャンの主走査方向）の１ラインの読み取りが終了すると、主走査方向とは直交する方向（副走査方向）にフルレートキャリッジ７３は移動し、原稿の次のラインが読み取られる。これを原稿サイズ全体にわたって実行することで、１ページの原稿読み取りが完了する。

また、原稿送り装置１０によって搬送される原稿を読み取る場合には、原稿送り装置１０によって搬送される原稿が第２プラテンガラス７２Ｂの上を通過する。このとき、フルレートキャリッジ７３とハーフレートキャリッジ７５は、図１に示す実線の位置に停止した状態にある。そして、原稿送り装置１０のプラテンロール１９を経た原稿の１ライン目の反射光が、第１ミラー７６Ａ、第２ミラー７６Ｂ、および第３ミラー７６Ｃを経て結像用レンズ７７にて結像され、ＣＣＤイメージセンサ７８によって画像が読み込まれる。

そして、１次元のセンサであるＣＣＤイメージセンサ７８によって主走査方向の１ライン分が同時に処理された後、原稿送り装置１０によって搬送される原稿の次の主走査方向の１ラインが読み込まれる。その後、原稿の後端が、第２プラテンガラス７２Ｂの読み取り位置を通過することによって、副走査方向に亘って１ページの読み取りが完了する。なお本実施形態では、ＣＣＤイメージセンサ７８により原稿の第一面の読み取りを行うときに、同時に画像読み取りユニット５０によって、原稿の第二面の読み取りを行うこととしている。このようにすることで、原稿を何度も搬送することなく一回の搬送で原稿の両面を読み取ることが可能となる。ここで、上記の「同時」とは、時間の完全一致を意味するものではなく、原稿の同一の搬送時に、という意味である。

画像読み取りユニット５０は、プラテンロール１９とアウトロール２０との間に設けられる。ここで、原稿の第一面は、第２プラテンガラス７２Ｂに押し当てられ、上記の通り、この第一面の画像はＣＣＤイメージセンサ７８により読み取られる。また、原稿の第二面の画像は、画像読み取りユニット５０により読み取られる。

画像読み取りユニット５０は、原稿の第二面に光を照射する図示しないＬＥＤ（Light Emitting Diode）を備えている。また画像読み取りユニット５０には、原稿からの反射光をレンズにより集光した後に、集光された光を光電変換する図示しないラインセンサが設けられている。ここで、画像読み取りユニット５０のラインセンサにより得られたアナログ画像データ信号は、デジタル画像信号に変換されて、処理装置２００に送られる。

＜画像読み取り機構の構成＞
次に、本実施形態の画像読み取り機構について説明する。
図２は、本実施形態の画像読み取り機構３００の構成例を示す図である。
図２に示す画像読み取り機構３００は、センサ部３１０と、センサ駆動部３２０と、前段処理部３３０と、後段処理部３４０と、制御部３５０とを備える。センサ部３１０は、例えば図１に示した画像読み取り装置１１０のＣＣＤイメージセンサ７８や画像読み取りユニット５０のラインセンサとして実現される。センサ駆動部３２０および前段処理部３３０は、例えば図１に示した画像読み取り装置１１０駆動基板７９や画像読み取りユニット５０のラインセンサを駆動する回路（駆動基板）の機能として実現される。後段処理部３４０および制御部３５０は、例えば図１に示した画像読み取り装置１１０の処理装置２００として実現される。

図３は、センサ部３１０の構成例を示す図である。
図３に示すセンサ部３１０は、読み取り画素列としての４本の画素列（ＣＣＤラインセンサ）３１１〜３１４を備える。また、センサ部３１０は、電荷転送部として、画素列３１１〜３１３に各々１つずつ付設された転送レジスタ３１１ａ〜３１３ａと、画素列３１４に付設された２つの転送レジスタ３１４ａ、３１４ｂとを備える。さらに、センサ部３１０は、各転送レジスタ３１１ａ〜３１４ａ、３１４ｂから出力される信号電荷を電圧に変換して出力する出力部として、出力アンプ３１５〜３１９を備える。

画素列３１１〜３１４は、例えば１０μｍ×１０μｍの大きさのフォトダイオード（画素）をｎ個直線状に配列して構成される。これら４ライン構成の画素列３１１〜３１４のうち、３つの画素列３１１〜３１３の受光面上には、ＲＧＢ（Ｒｅｄ（赤）、Ｇｒｅｅｎ（緑）、Ｂｌｕｅ（青））の各色成分に対応したカラーフィルタが、それぞれ別個に設けられている。これにより、これらの画素列３１１〜３１３は、一組の読み取り画素列として、カラー画像を撮像するためのＲＧＢの各色成分について光学像の読み取りを行う。一方、他の１つの画素列３１４は、白黒画像を撮像する読み取り画素列として機能する。この画素列３１４の受光面上には、例えば緑色（Ｇ）成分に対応したカラーフィルタを設けても良い。なお、各画素列３１１〜３１４の配置間隔は、例えば、等間隔でも良いし、一組の画素列３１１〜３１３の相互間隔を狭く、これと画素列３１４との間隔を広く設定しても良い。

上記のように、画素列３１１〜３１３には、各々１つの転送レジスタ３１１ａ〜３１３ａが付設されている。画像読み取りにおいて画素列３１１〜３１３が受光により蓄積した電荷は、外部から与えられるシフトパルスにより、この転送レジスタ３１１ａ〜３１３ａに垂直転送（シフト）される。転送レジスタ３１１ａ〜３１３ａは、画素列３１１〜３１３から受け取った信号電荷を、メインクロックにより水平転送し、出力アンプ３１５〜３１７へ出力する。

これに対し、画素列３１４には、２つの転送レジスタ３１４ａ、３１４ｂが付設されている。そして、画素列３１４の奇数（ＯＤＤ）画素の信号電荷と偶数（ＥＶＥＮ）画素の信号電荷が各々別個に、この転送レジスタ３１４ａ、３１４ｂに垂直転送される。転送レジスタ３１４ａ、３１４ｂは、それぞれ画素列３１４から受け取った信号電荷を、外部から与えられるメインクロックにより水平転送し、出力アンプ３１８、３１９へ出力する。すなわち、画素列３１４については、奇数（ＯＤＤ）画素の信号電荷と偶数（ＥＶＥＮ）画素の信号電荷とが２つの転送レジスタ３１４ａ、３１４ｂに振り分けられて並列に出力される。このため、画素列３１４による画像の読み出しは、画素列３１１〜３１３による画像の読み出しの２倍の速度で行われる。

出力アンプ３１５〜３１９は、外部から与えられる最終段パルスにより、対応する転送レジスタ３１１ａ〜３１４ａ、３１４ｂから出力された信号電荷に基づく出力信号を出力する。

以下の説明において、上記のセンサ部３１０の構成のうち、カラー画像読み取りに使用される画素列３１１〜３１３に係る構成（すなわち、画素列３１１〜３１３、転送レジスタ３１１ａ〜３１３ａ、出力アンプ３１５〜３１７）と、白黒画像読み取りに使用される画素列３１４に係る構成（すなわち、画素列３１４、転送レジスタ３１４ａ、３１４ｂ、出力アンプ３１８、３１９）とを区別する場合、前者をカラー系統、後者を白黒系統と呼ぶ。すなわち、本実施形態のセンサ部３１０はカラー系統の読み取り手段と、白黒系統の読み取り手段とを備える。

ところで、以上のように構成されたセンサ部３１０を用いて画像読み取りを行う場合、カラー画像読み取りであっても、白黒画像読み取りであっても、上記のカラー系統の構成および白黒系統の構成を両方用いて読み取りを行っても良い。そして、両系統による読み取り画像を比較することにより、光路上の異物による画像異常を検知して補正する。ここで、白黒画像読み取りの場合は、白黒系統による読み取りは、上記のように、カラー系統による読み取りの２倍速で行われる。これに対し、カラー画像読み取りの場合は、白黒系統による読み取り速度を１／２倍に落とし、カラー系統による読み取り速度に合わせる。

図４は、センサ駆動部３２０の構成例を示す図である。
図４に示すセンサ駆動部３２０は、メインクロックを出力する水平転送ドライバ３２１と、シフトパルスを出力する垂直転送ドライバ３２２と、最終段パルスを出力する出力ドライバ３２３とを備える。また、センサ駆動部３２０は、水平転送ドライバ３２１および垂直転送ドライバ３２２に電力を供給する転送用電源３２４と、出力ドライバ３２３に電力を供給する出力用電源３２５とを備える。

水平転送ドライバ３２１は、転送レジスタ３１１ａ〜３１３ａおよび転送レジスタ３１４ａ、３１４ｂを駆動するためのメインクロック（水平転送クロック）を、センサ部３１０に供給する。

垂直転送ドライバ３２２は、画素部３１１〜３１３から対応する各転送レジスタ３１１ａ〜３１３ａへ信号電荷をシフト（垂直転送）させるためのシフトパルスおよび画素部３１４から転送レジスタ３１４ａ、３１４ｂへ信号電荷をシフトさせるためのシフトパルスを、センサ部３１０に供給する。

出力ドライバ３２３は、出力アンプ３１５〜３１７を駆動するための最終段パルスおよび出力アンプ３１８、３１９を駆動するための最終段パルスを、センサ部３１０に供給する。

転送用電源３２４は、水平転送ドライバ３２１および垂直転送ドライバ３２２に電力を供給する。また、出力用電源３２５は、出力ドライバ３２３に電力を供給する。すなわち、本実施形態のセンサ駆動部３２０では、転送レジスタ３１１ａ〜３１４ａ、３１４ｂを駆動する水平転送ドライバ３２１の電源と、出力アンプ３１５〜３１９を駆動する出力ドライバ３２３の電源とが別系統となっている。

次に、図２を参照して、前段処理部３３０の構成例を説明する。
前段処理部３３０は、センサ部３１０からの出力信号を増幅し、アナログ／デジタル変換（Ａ／Ｄ変換）する。図２に示す前段処理部３３０は、サンプルホールド回路３３１ａ、３３１ｂと、増幅器３３２ａ、３３２ｂと、Ａ／Ｄ変換器（コンバータ）３３３ａ、３３３ｂとを備える。このうち、サンプルホールド回路３３１ａ、増幅器３３２ａ、Ａ／Ｄ変換器３３３ａは、センサ部３１０のカラー系統の構成からの出力信号を処理する。また、サンプルホールド回路３３１ｂ、増幅器３３２ｂ、Ａ／Ｄ変換器３３３ｂは、センサ部３１０の白黒系統の構成からの出力信号を処理する。

サンプルホールド回路３３１ａは、センサ部３１０の出力アンプ３１５〜３１７から出力される出力信号を受け付け、出力信号のサンプル（サンプル信号）を保持する。また、サンプルホールド回路３３１ｂは、センサ部３１０の出力アンプ３１８、３１９から出力される出力信号を受け付け、出力信号のサンプル（サンプル信号）を保持する。

増幅器３３２ａは、サンプルホールド回路３３１ａにより保持されたサンプル信号（アナログ信号）を増幅する。また、増幅器３３２ｂは、サンプルホールド回路３３１ｂにより保持されたサンプル信号（アナログ信号）を増幅する。

Ａ／Ｄ変換器３３３ａは、増幅器３３２ａにより増幅された信号（アナログ信号）をデジタル信号に変換する。また、Ａ／Ｄ変換器３３３ｂは、増幅器３３２ｂにより増幅された信号（アナログ信号）をデジタル信号に変換する。デジタル信号に変換された信号は、後段処理部３４０に送られる。

次に、図２を参照して、後段処理部３４０の構成例を説明する。
後段処理部３４０は、前段処理部３３０において増幅され、Ａ／Ｄ変換された出力信号に対して必要な補正を行い、画像処理を行う。これにより、デジタルデータによる画像データが生成される。図２に示す後段処理部３４０は、前段処理部３３０から受け取った出力信号（デジタル信号）を保持するメモリ３４１ａ、３４１ｂと、シェーディング回路３４２ａ、３４２ｂと、遅延回路３４３ａ、３４３ｂと、すじ補正回路３４４と、画像処理回路３４５とを備える。メモリ３４１ａ、シェーディング回路３４２ａ、遅延回路３４３ａは、カラー系統の構成からの出力信号に対応して設けられており、メモリ３４１ｂ、シェーディング回路３４２ｂ、遅延回路３４３ｂは、白黒系統の構成からの出力信号に対応して設けられている。

メモリ３４１ａは、センサ部３１０のカラー系統の構成からの出力信号であって、前段処理部３３０のサンプルホールド回路３３１ａ、増幅器３３２ａ、Ａ／Ｄ変換器３３３ａに処理された信号を記憶する。メモリ３４１ｂは、センサ部３１０の白黒系統の構成からの出力信号であって、前段処理部３３０のサンプルホールド回路３３１ｂ、増幅器３３２ｂ、Ａ／Ｄ変換器３３３ｂに処理された信号を記憶する。

シェーディング回路３４２ａ、３４２ｂは、例えば白基準板を読み取って得られた白シェーディングデータ（白基準データ）を用い、前段処理部３３０から受信した出力信号に対して、センサ部３１０における画素列３１１〜３１４を構成する各画素の感度のばらつきや光学系（図１参照）の光量分布特性に基づく各画素の実質的な感度のばらつきを補正する。また、本実施形態では、この通常のシェーディング補正に加え、例えば光を照射しない状態で上記の白基準板を読み取って得られたデータ（黒シェーディングデータ）を用い、黒基準に対する補正（黒シェーディング処理）を行う。この黒シェーディング処理の詳細については後述する。

遅延回路３４３ａ、３４３ｂは、各画素列３１１〜３１４の配置間隔に基づいて生じる、読み取り画像の時間的なずれを補正（同時化）する。この同時化処理により、各画素列３１１〜３１４による読み取り画像の位置が揃う。

すじ補正回路３４４は、画像読み取り装置１１０の光学系や画像読み取りユニット５０の光路上に異物が存在する場合等に読み取った画像上に発生する異常（すじ）を検出し、除去する。このすじの検出は、例えば上述したように、センサ部３１０のカラー系統の構成により読み取った画像と白黒系統の構成で読み取った画像とを比較する処理により行われる。

画像処理回路３４５は、必要に応じて上記の各種の補正が行われた読み取り画像に対して、例えば、色間変換処理、拡大縮小処理、地肌除去処理、２値化処理等の画像処理を行う。

図２に示した制御部３５０は、画像読み取りの動作設定を行い、上記のセンサ駆動部３２０、前段処理部３３０、後段処理部３４０の各動作を制御する。これにより、センサ部３１０による画像読み取りが行われ、読み取った画像に対する各種の処理が行われて、デジタルデータ化された画像が得られる。

＜センサ駆動部の動作＞
次に、図４を参照して説明したセンサ駆動部３２０の動作について説明する。
センサ駆動部３２０において、水平転送ドライバ３２１、垂直転送ドライバ３２２、出力ドライバ３２３は、転送用電源３２４および出力用電源３２５から電力を得て、予め設定された特定のタイミングで駆動信号（パルスやクロック）を送出し、センサ部３１０を駆動する。

具体的には、まず、垂直転送ドライバ３２２から、センサ部３１０（図３参照）の画素列３１１〜３１４と転送レジスタ３１１ａ〜３１４ａ、３１４ｂとの間に設けられたシフトゲート（図示せず）へ、シフトパルスが送られる。これにより、画素列３１１〜３１４に蓄積された信号電荷が転送レジスタ３１１ａ〜３１４ａ、３１４ｂへシフト（垂直転送）される。

次に、水平転送ドライバ３２１から、転送レジスタ３１１ａ〜３１４ａ、３１４ｂへ、メインクロック（水平転送クロック）が送られる。このメインクロックにしたがって、転送レジスタ３１１ａ〜３１４ａ、３１４ｂに保持されている信号電荷が順次シフトされ、転送レジスタ３１１ａ〜３１４ａ、３１４ｂから排出されて、出力アンプ３１５〜３１９へ送られる。

次に、出力ドライバ３２３から、出力アンプ３１５〜３１９へ、最終段パルスが送られる。これにより、転送レジスタ３１１ａ〜３１４ａ、３１４ｂから受け取った信号電荷に基づく出力信号が、出力アンプ３１５〜３１９から出力され、前段処理部３３０へ送られる。

ここで、画素列３１１〜３１４から転送レジスタ３１１ａ〜３１４ａ、３１４ｂへ信号電荷が垂直転送されるとき、転送レジスタ３１１ａ〜３１４ａ、３１４ｂにおける水平方向への信号電荷の水平転送（信号電荷を順次排出する動き）は行うことができない。そのため、転送レジスタ３１１ａ〜３１４ａ、３１４ｂを駆動する水平転送ドライバ３２１ａ、３２３ｂからのメインクロックが停止される。すなわち、画像の読み取り時には、１ライン周期ごとに、メインクロックの停止および供給が行われる。

図５は、シフトパルス、メインクロック、最終段パルスの構成例を示すタイミングチャートである。
図５を参照すると、ライン同期信号に基づき、１ライン分ごとの、垂直転送信号（シフトパルス）ＳＨ１、ＳＨ２、水平転送信号（メインクロック）φ１、φ２、最終段駆動信号（最終段パルス）φＲＳ、φＣＰ、φ２Ｂが記載されている。ここで、垂直転送信号ＳＨ１は、転送レジスタ３１１ａ〜３１４ａへの垂直転送を実行するための信号、垂直転送信号ＳＨ２は、転送レジスタ３１４ｂへの垂直転送を実行するための信号である。水平転送信号φ１は、転送レジスタ３１１ａ〜３１４ａの水平転送を実行するための信号である。水平転送信号φ２は、転送レジスタ３１４ｂの水平転送を実行するための信号である。最終段駆動信号φＲＳは、出力アンプ３１５〜３１９のリセットゲートを制御するための信号である。最終段駆動信号φＣＰは、出力アンプ３１５〜３１９のクランプ回路を制御するための信号である。最終段駆動信号φ２Ｂは、出力アンプ３１５〜３１９の最終段転送（出力アンプ３１５〜３１９からの出力）用の信号である。

さて、上述したように、本実施形態のセンサ部３１０は、カラー画像読み取りを行うカラー系統の構成と白黒画像読み取りを行う白黒系統の構成とを備える。また、カラー画像読み取りと白黒画像読み取りのいずれであっても、画像異常の検出を行うために両系統による読み取りを行う場合がある。そして、上述したように、白黒画像読み取りを行う際、白黒系統による読み取りは、上記のように、カラー系統による読み取りの２倍速で行われる。このとき、白黒系統による読み取り動作によって、カラー系統の構成からの出力信号が影響を受け、画像の読み取り精度の低下を招く可能性がある。

図６は、白黒系統による読み取りがカラー系統による読み取りの２倍の速度で行われた場合の出力信号の例を示す図である。
図６には、カラー系統による読み取りおよび白黒系統による読み取りに関して、それぞれ、ライン同期信号、水平転送ドライバ３２１による水平転送信号（メインパルス）、出力信号が記載されている。また、カラー系統による読み取りに関する信号には「ＣＬ」、白黒系統による読み取りに関する信号には「ＢＷ」という符号を付けて区別している。

図６を参照すると、ライン同期信号は、白黒系統の信号周期がカラー系統の信号周期の１／２となっており、白黒系統の構成がカラー系統の構成の２倍速で動作することがわかる。そして、カラー系統の構成による水平転送の実行中に、白黒系統の構成において、垂直転送が実行されている。すなわち、この垂直転送のタイミングで、水平転送信号が一旦停止している。このため、カラー系統の構成による出力信号（以下、カラー画像信号）には、白黒系統の構成における水平転送信号の停止、供給の切り替えの影響により、ノイズが発生している（図の破線の丸で示した箇所）。

＜黒シェーディング処理＞
本実施形態は、後段処理部３４０のシェーディング回路３４２ａにおいて、上記のノイズを除去する補正を行う。
具体的な補正処理の内容を説明する。まず、シェーディング回路３４２ａは、例えば通常のシェーディング補正に用いられるシェーディングデータを取得する際に読み取られる白基準板を、光を照射しない状態で読み取り、黒シェーディングデータを取得する。この黒シェーディングデータは、例えば後段処理部３４０のカラー系統に対応するメモリ３４１ａ等に保持しておく。

白黒画像読み取りを行う場合、カラー画像信号に対するオフセットレベルを、他の動作の場合よりも高く設定する。そして、デジタル信号に変換されたカラー画像信号から黒シェーディングデータを減算する（黒シェーディング処理）。オフセットレベルを高めに設定するのは、黒シェーディングデータを減算する分を補填するためである。したがって、この場合のオフセットレベルは、黒シェーディングデータの信号レベルに応じて特定される。オフセットレベルの調整は、前段処理部３３０のカラー系統に対応する増幅器３３２ａに対して行われる。

カラー系統の構成による読み取り画像（カラー読み取り画像）は、上記の黒シェーディング処理が施された後、遅延回路３４３ａを経てすじ補正回路３４４に送られる。一方、白黒系統の構成による読み取り画像（白黒読み取り画像）は、黒シェーディング処理が行われずに、遅延回路３４３ｂを経てすじ補正回路３４４に送られる。そして、すじ補正回路３４４において、これらの読み取り画像が比較され、白黒読み取り画像の異常の検出が行われる。異常が検出された場合、すじ補正回路３４４は、カラー読み取り画像のデータを用いて白黒読み取り画像を補正する。

以上のように、本実施形態において、後段処理部３４０のメモリ３４１ａは、黒シェーディング処理の基準データとなる黒シェーディングデータを保持する基準データ保持手段として機能する。シェーディング回路３４２ａは、黒シェーディング処理を実行する演算手段として機能する。すじ補正回路３４４は、画像の異常を検出する検出手段および補正手段として機能する。増幅器３３２ａは、オフセット処理手段として機能する。また、本実施形態において、制御部３５０は、上記の各構成を制御し、上記の黒シェーディング処理、画像異常の検出、補正、オフセット処理等の処理を実行させる。

なお、この黒シェーディング処理は、カラー系統による画像の読み取り速度と白黒系統による画像の読み取り速度とが異なる場合、具体的には、白黒系統の構成が倍速で読み取りを行う場合に、カラー系統の読み取り画像に対して行われる。したがって、画像読み取り装置が他の動作設定である場合は、黒シェーディング処理は行わず、通常のシェーディング補正等の処理のみが行われる。

＜画像形成装置の構成＞
次に、他の実施形態として、上記の画像読み取り装置１１０を備えた画像形成装置について説明する。
図７は、上記の実施形態による画像読み取り装置１１０を備えた画像形成装置の機能構成を示す図である。
図７に示す画像形成装置１００は、画像読み取り装置１１０と、装置の動作制御を行う装置制御部１２０と、トナーやインク等の画像形成材を用いて媒体である用紙等に画像を形成する画像形成部１３０とを備える。

画像読み取り装置１１０は、図１に示した画像読み取り装置１１０と同様の構成を備える。この画像読み取り装置１１０は、上記黒シェーディング処理等の各処理を実行する機能を備える。

装置制御部１２０は、ＣＰＵ、ＣＰＵが実行するプログラムを格納したＲＯＭ、作業用メモリであるＲＡＭ等で実現される。この装置制御部１２０は、予めインストールされたプログラムおよび各種設定に基づき、画像読み取り装置１１０および画像形成部１３０の動作制御、図示しない表示装置への表示、図示しないインターフェイスによる入力受け付けやデータ交換等、各種処理の制御を行う。また、装置制御部１２０は、媒体上に形成される画像を生成する。

画像形成部１３０は、画像読み取り装置１１０が読み取った画像を、トナーやインク等の画像形成材を用いて、用紙等の媒体上に印刷する。なお、ここでは、印刷方式については限定しない。すなわち、電子写真方式や、インクジェット方式、サーマル方式等、種々の方式の印刷手段により本実施形態の画像形成部１３０を構成し得る。

３００…画像読み取り機構、３１０…センサ部、３２０…センサ駆動部、３２４…転送用電源、３２５…出力用電源、３３０…前段処理部、３３１ａ、３３１ｂ…サンプルホールド回路、３３２ａ、３３２ｂ…増幅器、３３３ａ、３３３ｂ…Ａ／Ｄ変換器、３４０…後段処理部、３４１ａ、３４１ｂ…メモリ、３４２ａ、３４２ｂ…シェーディング回路、３４３ａ、３４３ｂ…遅延回路、３４４…すじ補正回路、３４５…画像処理回路

Claims (3)

1. 第１の読み取り画素列と、当該第１の読み取り画素列の各画素から得られる信号電荷を転送する第１の電荷転送部と、当該第１の電荷転送部により転送される信号電荷を電気信号に変換して出力する第１の出力部とを含む第１の読み取り手段と、
   第２の読み取り画素列と、当該第２の読み取り画素列の各画素から得られる信号電荷を転送する第２の電荷転送部と、当該第２の電荷転送部により転送される信号電荷を電気信号に変換して出力する第２の出力部とを含む第２の読み取り手段と、
   読み取り画像における黒色の基準となる基準データを保持する基準データ保持手段と、
   前記第１の読み取り手段により読み取られた画像に対して前記基準データ保持手段に保持された基準データを用いた演算処理を行う演算手段と、
   前記第１の読み取り手段により読み取られた画像に対し、前記演算手段による前記基準データの減算に応じて定まる信号レベル分のオフセット処理を行うオフセット処理手段と、
   画像の異常を検出する検出手段と、
   前記検出手段により画像の異常が検出された場合に、検出結果に基づいて、前記第２の読み取り手段で読み取った第２の読み取り画像を補正する補正手段と、
   を備え、
   前記演算手段は、前記オフセット処理手段によりオフセットされた画像に対して前記基準データを減算し、
   前記検出手段は、前記第２の読み取り手段による画像の読み取り速度が、前記第１の読み取り手段による画像の読み取り速度よりも速い動作設定である場合に、同一の読み取り対象を前記第１の読み取り手段で読み取り前記演算手段による前記演算処理が行われた第１の読み取り画像と前記第２の読み取り画像とを比較して前記画像の異常を検出し、当該動作設定以外の設定である場合に、当該演算手段による当該演算処理が行われなかった第１の読み取り画像と当該第２の読み取り画像とを比較して当該画像の異常を検出することを特徴とする、画像読み取り装置。
2. 前記検出手段は、前記第２の読み取り手段により画像を読み取る動作設定である場合に、前記第１の読み取り画像と前記第２の読み取り画像とを比較することを特徴とする、請求項１に記載の画像読み取り装置。
3. 第１の読み取り画素列と、当該第１の読み取り画素列の各画素から得られる信号電荷を転送する第１の電荷転送部と、当該第１の電荷転送部により転送される信号電荷を電気信号に変換して出力する第１の出力部とを含む第１の読み取り手段と、
   第２の読み取り画素列と、当該第２の読み取り画素列の各画素から得られる信号電荷を転送する第２の電荷転送部と、当該第２の電荷転送部により転送される信号電荷を電気信号に変換して出力する第２の出力部とを含む第２の読み取り手段と、
   読み取り画像における黒色の基準となる基準データを保持する基準データ保持手段と、
   前記第１の読み取り手段により読み取られた画像に対して前記基準データ保持手段に保持された基準データを用いた演算処理を行う演算手段と、
   前記第１の読み取り手段により読み取られた画像に対し、前記演算手段による前記基準データの減算に応じて定まる信号レベル分のオフセット処理を行うオフセット処理手段と、
   画像の異常を検出する検出手段と、
   前記検出手段により画像の異常が検出された場合に、検出結果に基づいて、前記第２の読み取り手段により読み取った第２の読み取り画像を補正する補正手段と、
   前記第２の読み取り画像を、画像形成材にて媒体上に形成する画像形成手段と、
   を備え、
   前記演算手段は、前記オフセット処理手段によりオフセットされた画像に対して前記基準データを減算し、
   前記検出手段は、前記第２の読み取り手段による画像の読み取り速度が、前記第１の読み取り手段による画像の読み取り速度よりも速い動作設定である場合に、同一の読み取り対象を前記第１の読み取り手段で読み取り前記演算手段による前記演算処理が行われた第１の読み取り画像と前記第２の読み取り手段で読み取った第２の読み取り画像とを比較して前記画像の異常を検出し、当該動作設定以外の設定である場合に、当該演算手段による当該演算処理が行われなかった第１の読み取り画像と当該第２の読み取り画像とを比較して当該画像の異常を検出することを特徴とする、画像形成装置。

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