JP6051654B2 - 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。

従来より、原稿から反射した光（反射光）をＣＣＤイメージセンサ等の光電変換素子で光電変換して、原稿の画像を表す画像信号を生成し、これをＡ／Ｄ変換により、デジタル値の画像データに変換して処理する画像読取装置がある。光電変換素子では光が入射していない状態でも暗電流が発生することから、画像読取装置は、光電変換素子で発生する暗電流の影響を除去する黒補正を行なっている。

この黒補正は、光源をＯＦＦした暗時状態での各画素の黒レベルを取得し、取得した黒レベルを補正データとして原稿を読み出した画像データから減算することで行う。また、スキャン毎に光源をＯＦＦして黒レベルの補正データを取得すると、光源を再度ＯＮした後に光量が安定するまでの時間をスキャン毎に確保しなければならず、非効率であることから、原稿読取時における黒補正では、スキャン開始前に取得した各画素の黒レベルの補正データを、遮光画素（オプティカルブラック：ＯＰＢ）の黒レベルに応じて更新している（特許文献１参照）。

しかしながら、上述した従来技術では、スキャン開始前に取得した各画素の黒レベルの補正データについて、ＯＰＢ画素の黒レベルに応じて全画素分を一律で更新しているため、例えば、光電変換素子のチップ内の温度分布や製造プロセスによって画素毎に暗電流の変動量が異なる場合に適切な黒補正ができないことがあった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、画素毎に暗電流の変動量が異なる場合における黒補正を適正に行う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、原稿からの光を電気信号に変換する光電変換部と、前記光電変換部からの電気信号をデジタル画像データに変換する変換部と、前記デジタル画像データに対して黒補正を行う黒補正部と、を備え、前記黒補正部は、前記原稿の読取前の前記デジタル画像データより画素毎の第１黒レベルを取得する第１黒レベル取得部と、前記原稿の読取前の前記デジタル画像データより前記光電変換部におけるオプティカルブラック画素の第２黒レベルを取得する第２黒レベル取得部と、
前記原稿の読取中の前記デジタル画像データより前記オプティカルブラック画素の第３黒レベルを取得する第３黒レベル取得部と、前記第２黒レベルと前記第３黒レベルとをもとに、前記原稿の読取前と前記原稿の読取中における黒レベルの変動比率に応じた係数を算出する係数算出部と、前記算出された係数を前記第１黒レベルに乗算して前記画素毎の黒レベルを補正する黒レベル補正部と、前記補正された画素毎の黒レベルを前記原稿の読取中のデジタル画像データから減算する演算部と、を備えることを特徴とする。

また、本発明は、原稿からの光を電気信号に変換する光電変換部と、前記光電変換部からの電気信号をデジタル画像データに変換する変換部と、前記デジタル画像データに対して黒補正を行う黒補正部と、を備え、前記黒補正部は、前記原稿の読取前の前記デジタル画像データより画素毎の第１黒レベルを取得する第１黒レベル取得部と、前記原稿の読取前の前記デジタル画像データより前記光電変換部におけるオプティカルブラック画素の第２黒レベルを取得する第２黒レベル取得部と、前記原稿の読取中の前記デジタル画像データより前記オプティカルブラック画素の第３黒レベルを取得する第３黒レベル取得部と、前記第２黒レベルと前記第３黒レベルとをもとに、前記原稿の読取前と前記原稿の読取中における黒レベルの変動比率に応じた係数を算出する係数算出部と、前記第１黒レベルを移動平均した画素毎の黒レベルを算出する移動平均部と、前記移動平均した画素毎の黒レベルからオプティカルブラック画素の第４黒レベルを取得する第４黒レベル取得部と、前記移動平均した画素毎の黒レベルと前記第４黒レベルとの比率に応じて前記算出された係数を補正する係数補正部と、前記補正された係数を前記第１黒レベルに乗算して前記画素毎の黒レベルを補正する黒レベル補正部と、前記補正された画素毎の黒レベルを前記原稿の読取中のデジタル画像データから減算する演算部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、画素毎に暗電流の変動量が異なる場合における黒補正を適正に行うことができる、という効果を奏する。

図１は、周囲温度と暗時出力電圧との関係を示すグラフである。 図２は、従来の黒補正を行う機能構成を例示するブロック図である。 図３は、従来の黒補正について欠陥画素なしの場合を例示する概念図である。 図４は、従来の黒補正について欠陥画素ありの場合を例示する概念図である。 図５は、第１の実施形態にかかる黒補正を行う機能構成を例示するブロック図である。 図６は、黒補正にかかる動作タイミングの一例を示すタイミングチャートである。 図７は、黒補正にかかる動作タイミングの一例を示すタイミングチャートである。 図８は、黒補正にかかる動作タイミングの一例を示すタイミングチャートである。 図９は、画素毎の温度分布を例示する概念図である。 図１０は、図９の温度分布で欠陥画素がある場合の黒レベルを例示する概念図である。 図１１は、第２の実施形態にかかる黒補正を行う機能構成を例示するブロック図である。 図１２は、第１、第２の実施形態を適用した画像形成装置の構成の一例を示すブロック図である。

以下、添付図面を参照して、画像読取装置、及び画像形成装置の実施形態を詳細に説明する。なお、以下の実施形態では、原稿から反射した光（反射光）をＣＣＤイメージセンサ等の光電変換素子で光電変換して、原稿の画像を表す画像信号を生成し、これをＡ／Ｄ変換により、デジタル値の画像データに変換して処理する画像読取装置と、この画像読取装置を備える複合機などの画像形成装置を例示する。しかし、以下の例示に限らず、画像読取装置は、単体で用いてもよいし、画像形成媒体に画像を出力する様々なタイプの画像形成装置に対して広く適用してもよい。また、以下に例示する各実施形態は、適宜組合せてもよい。

＜暗電流と、従来の黒補正について＞
先ず、画像読取装置における光電変換素子で光が入射していない状態でも発生する暗電流（暗時出力電圧）について説明する。図１は、周囲温度と暗時出力電圧との関係を示すグラフである。

図１に示すように、ＣＣＤ／ＣＭＯＳイメージセンサ等の光電変換素子の出力信号には、周囲温度（°Ｃ）に応じた暗時出力電圧（ｍｖ）が含まれる。この暗時出力電圧は、主に、画素（フォトダイオード部）で生じる暗電流（光がフォトダイオード部に入射していない状態でも発生する電流）によって発生する。この暗電流は、熱的要因や欠陥画素等に起因する。また、暗電流は温度に比例して増加する特性を持っており、光電変換素子における光の蓄積時間が一定の場合は、暗時出力電圧も同様の傾向を示す。

この暗時出力電圧は、高濃度（黒）側の読み取り誤差の原因であるため、スキャナ等の画像読取装置は暗時出力電圧の影響を除去する黒補正を行なっている。黒補正は、原稿を読み取るためのランプ（光源部）をＯＦＦにした暗時状態での画素毎の黒レベルを取得し、取得した黒レベルを補正データとして画像データから減算することで行う。このとき、暗時出力電圧は、温度（経時）により変動するため、複数の原稿をスキャンする場合、スキャン毎に黒レベルを取得して除去する必要がある。しかし、スキャン毎にランプをＯＦＦして黒レベルの補正データを取得すると、ランプを再度ＯＮした後に光量が安定するまでの時間をスキャン毎に確保しなければならず、生産性の低下を招いてしまう。

この生産性の低下を回避して黒補正の経時変動を抑える方法としては、スキャン開始前に取得した画素毎の黒レベルの補正データを、遮光画素（ＯＰＢ：オプティカルブラック）の黒レベルに応じて更新しながら黒補正を行う方法がある。

図２は、従来の黒補正を行う機能構成を例示するブロック図である。図２に示すように、ＣＣＤ１１０の出力信号（Ｖｏ）は、ＡＤＣ１２０（ADC：Analog-to-Digital Converter）でデジタル画像データ（Ｄｉｎ）に変換される。変換されたデジタル画像データＤｉｎは、黒補正部１３０に入力される。

黒補正部１３０は、第１黒レベル生成部１３１、第２黒レベル生成部１３２、第３黒レベル生成部１３３、演算器１３４〜１３６を備える。第１黒レベル生成部１３１では、原稿読取前（ランプＯＦＦ）の画素ごとの黒レベル（ｂｋ１（ｎ）、ｎ：画素番号（画素信号））を取得する。この画素番号（ｎ）の黒レベルを第１黒レベル生成部１３１で取得するのと同時に、第２黒レベル生成部１３２では、ＯＰＢ画素の黒レベル（ｂｋ２）を取得する。その後、第３黒レベル生成部１３３は、原稿読取中において、ＯＰＢ画素の黒レベル（ｂｋ３）を取得する。次いで、演算器１３４、１３５により、次の式（１）に従ってｂｋ１（ｎ）を補正し、ｂｋ４（ｎ）を生成する。

すなわち、ＯＰＢの黒レベルの経時変動した分をｂｋ１（ｎ）に加算した黒レベルｂｋ４（ｎ）を生成する。次いで、黒補正部１３０では、演算器１３６により、黒レベルｂｋ４（ｎ）をデジタル画像データ（Ｄｉｎ）から減算することで黒補正を行う。黒補正部１３０は、演算器１３６による黒補正後のデジタル画像データ（Ｄｏｕｔ）を出力する。

図３は、従来の黒補正について欠陥画素なしの場合を例示する概念図である。図４は、従来の黒補正について欠陥画素ありの場合を例示する概念図である。図３に示すように、上述した従来の黒補正方式では、欠陥画素がない場合に、ＯＰＢ画素の黒レベルを含めた各画素の黒レベルが経時（温度）で一様に変動するため、ＯＰＢ画素の黒レベルの変動量を画素毎の黒レベルに加算することで経時変動を補正できる。

しかしながら、図４に示すように、欠陥画素がある場合、欠陥画素の黒レベルの経時変動とＯＰＢ画素の黒レベルの変動量は同じにならないため、ＯＰＢ画素の黒レベルの変動量をそのまま画素毎の黒レベルに加算しても、経時変動を補正することができない。例えば、欠陥画素の元々暗電流が大きい画素はＯＰＢ画素よりも経時における変動量は大きくなり、逆に元々暗電流が小さい画素はＯＰＢ画素よりも変動量は小さくなる。これは、次の式（２）で近似されるように、暗電流が温度の関数に比例して変化するためである。

式（２）が示すように、暗電流は温度に応じて決まる比率で変動するため（例えば周囲温度２５°Ｃの場合、１０°Ｃの温度上昇で約２倍変動する）、元々の暗電流が他の画素と異なる欠陥画素では、ＯＰＢ画素の黒レベルの経時変動量とは異なることとなる。なお、欠陥画素によらず、暗電流、すなわち暗時出力電圧は、温度に対して全画素同じ比率で変動する。

＜第１の実施形態＞
上述した暗電流の特性と、従来の黒補正方法とを踏まえ、第１の実施形態にかかる画像読取装置を説明する。第１の実施形態にかかる画像読取装置では、原稿の読取前における光電変換部の電気信号を変換したデジタル画像データに含まれる画素の暗電流による黒レベルと、原稿の読取中のデジタル画像データに含まれる画素の暗電流による黒レベルとの比率をもとに、原稿の読取前のデジタル画像データに含まれる画素毎の黒レベルを補正し、その補正後の画素毎の黒レベルを原稿の読取中のデジタル画像データから減算して黒補正を行う構成である。

図５は、第１の実施形態にかかる黒補正を行う機能構成を例示するブロック図である。図５に示すように、従来の黒補正と同様、ＣＣＤ１の出力信号（Ｖｏ）は、ＡＤＣ２でデジタル画像データ（Ｄｉｎ）に変換される。変換されたデジタル画像データＤｉｎは、黒補正部３に入力される。

黒補正部３は、第１黒レベル生成部３１、第２黒レベル生成部３２、第３黒レベル生成部３３、係数生成部３４、黒レベル更新部３５、演算器３６を備える。第１黒レベル生成部３１では、原稿読取前（ランプＯＦＦ）のデジタル画像データＤｉｎより画素毎の黒レベル（ｂｋ１（ｎ）：第１黒レベル、ｎ：画素番号）を取得する。この画素番号（ｎ）の黒レベルを第１黒レベル生成部３１で取得するのと同時に、第２黒レベル生成部３２では、デジタル画像データＤｉｎよりＯＰＢ画素の黒レベル（ｂｋ２：第２黒レベル）を取得する。その後、第３黒レベル生成部３３は、原稿読取中のデジタル画像データＤｉｎより、ＯＰＢ画素の黒レベル（ｂｋ３：第３黒レベル）を取得する。

第２黒レベル生成部３２で取得された原稿読取前のＯＰＢ画素の黒レベル（ｂｋ２）と、第３黒レベル生成部３３で取得された原稿読取中のＯＰＢ画素の黒レベル（ｂｋ３）は、係数生成部３４に入力される。係数生成部３４では、ｂｋ３が更新される毎に次の式（３）の演算が実施される。

ここで、式（３）におけるｂｋ＿ｒｅｆは、基準となる黒レベルであり、レジスタ等で予め指定する任意の値であって、ＣＣＤ１の各画素における暗電流が０であった場合の黒レベルに相当するものとする。係数生成部３４では、基準となる黒レベルとＯＰＢ画素の黒レベル（ｂｋ２、ｂｋ３）の差分の比率を取る。これは、通常の黒レベルは、ゼロ飽和を避けるために任意のオフセットレベルを付加されているのが通常であり、黒レベル時短の比率を取っても、正味の暗時出力電圧量（暗電流量）の比率を取っていることにならないためである。係数生成部３４では、式（３）により、ＯＰＢ画素における原稿読取前と原稿読取中における黒レベルの変動比率（ｋ）が算出される。算出された変動比率（ｋ）は、黒レベル更新部３５に入力される。

黒レベル更新部３５では、次の式（４）の演算が実施され、入力された変動比率（ｋ）を画素ごとの黒レベル（ｂｋ１（ｎ））に乗算して、画素ごとの黒レベルについて経時変動分が補正される。

黒レベル更新部３５による補正後の黒データ（ｂｋ４（ｎ））は、演算器３６に入力される。演算器３６では、補正後の黒データ（ｂｋ４（ｎ））をデジタル画像データ（Ｄｉｎ）から減算することで黒補正を行う。黒補正部３は、演算器３６による黒補正後のデジタル画像データ（Ｄｏｕｔ）を出力する。すなわち、黒補正部３からは、ＣＣＤ１の画素毎に暗電流の変動量が異なる場合における黒補正が適正に行われたデジタル画像データ（Ｄｏｕｔ）が出力される。

なお、暗時出力電圧は、暗電流とＣＣＤ１における光の蓄積時間との積に比例するため、黒補正部３は、次の式（５）のように、原稿読取前に蓄積時間を異ならせて取得した２種類の黒レベルをもとに、基準となる黒レベルを算出してもよい。

ここで、黒補正部３における動作タイミングについて説明する。図６〜８は、黒補正にかかる動作タイミングの一例を示すタイミングチャートである。

図６〜８に示す、ライン同期信号（ＬＳＹＮＣ）、原稿読取期間信号（ＦＧＡＴＥ）、ランプ（光源）ＯＮ信号（ＬＭＰＯＮ）、第１／第２／第３黒レベルの生成タイミングを示す第１／第２／第３黒レベル生成、係数（ｋ）の生成タイミングを係数生成、黒レベルの更新タイミングを示す黒レベル更新の各信号は、黒補正部３の動作タイミングを制御する信号である。具体的には、制御部２０３ａの制御のもとでＴＧ２０１ａより出力される信号である（図１２参照）。

図６に示すように、ランプをＯＮする前の期間Ｔ１（ＦＧＡＴＥ＝Ｌ、ＬＭＰＯＮ＝Ｌの期間）において、第１／第２黒レベル生成を行う。前述しているように、第１黒レベルはＣＣＤ１における画素毎の黒レベルであり、第２黒レベルはＯＰＢ画素の黒レベルである。次いで、ランプをＯＮにした原稿読取中の期間Ｔ３（ＦＧＡＴＥ＝Ｈ、ＬＭＰＯＮ＝Ｈの期間）において、第３黒レベル（原稿読取中のＯＰＢ画素の黒レベル）を生成し、同時に係数生成、そして黒レベル更新を行う。更新後の黒レベル（ｂｋ４（ｎ））をデジタル画像データ（Ｄｉｎ）から減算するタイミングは図示していないが、デジタル画像データ（Ｄｉｎ）が入力された際に、画素毎に随時減算を行うものとする。なお、図６の例では、第３黒レベル生成／係数生成／黒レベル更新のタイミングをライン毎に常時行なっているが、原稿の画像を読み取っている際に行なっていればよく、それ以外の期間（例えば期間Ｔ２）については行わなくてもよい。

ここで、図６に示すように、第３黒レベル、すなわち経時のＯＰＢ画素の黒レベルをライン毎に取得することで、画像内、及び画像毎の経時変動を抑えることができる。また、このとき、第２黒レベル生成部３２では、第２黒レベルは複数画素、又は複数ラインの平均値とし、第３黒レベル生成部３３では、第３黒レベルは複数画素、複数ライン毎の重加算（重み付け平均）とすることで、ノイズの影響を除去することができる。

図６に例示した黒補正のタイミングでは、ライン毎に経時変動を補正するため、１読取画像内での経時変動も抑えることが可能であるが、第２黒レベルをランプＯＦＦの期間Ｔ１に生成するのに対し、第３黒レベルはランプＯＮの期間Ｔ３内で生成するため、第２黒レベルと第３黒レベルにはスミアによる影響差が生じることになる。

スミアは、ＣＣＤ１のフォトダイオード以外の部分に照射した光により発生した電荷が本来の信号電荷に上乗せされて発生する現象であり、黒レベルの上昇となって現れる。また、スミアは全画素に照射されている光量に比例する。すなわち、原稿読取中はライン毎に読んでいる原稿の絵柄、文字、模様に応じて、全画素に照射する光量が異なるために、図６のように第３黒レベルを画像読取中のライン毎に生成する方法では、ライン毎にスミアの影響が異なり正しく経時変動を補正できない場合がある。また、通常、原稿１枚の読み取りには長くても数秒程度しかかからず、経時変動が無視できることを考えると、１読取画像内での経時変動を補正することは必ずしも必要ではない。

そこで、画像読取中は経時変動の補正を行わないように動作させてもよい。具体的には、図７に示すように、原稿読取中（ＦＧＡＴＥ＝Ｈ）の期間Ｔ３に、第３黒レベル生成／係数生成／黒レベル更新を実施せず、原稿非読取時（ＦＧＡＴＥ＝Ｌ）の期間Ｔ２に第３黒レベル生成／係数生成／黒レベル更新を実施する。これにより、原稿非読取時に経時変動を補正し、原稿読取中は経時変動を補正しないため、上述したスミアの影響を回避することができる。

また、スミアの影響は第２黒レベルと第３黒レベルの生成時に同じ対象（原稿）を読み出すようにすることで、更に低減可能となる。具体的には、図８に示すように、第１黒レベル生成タイミングは図６、７の例と同じであるが、第２／第３黒レベルの生成は、ランプＯＮ時の原稿非読取時（ＦＧＡＴＥ＝Ｌ、ＬＭＰＯＮ＝Ｈ）の期間Ｔ２で行う。ここで、第２／第３黒レベルの生成タイミングでは、常に背景板などの同じ対象を読み取っている状態とすることで、第２／第３黒レベルのスミアを同じにすることができ、経時変動の補正への影響は相殺されて実質的にゼロにすることができる。

また、図８の例では、ライン毎に経時変動を補正する必要はないため、第２／第３黒レベルの生成を原稿読取前に１回行うものとしているが、第２黒レベル生成部３２、第３黒レベル生成部３３において、第２／第３黒レベルを複数画素、又は複数ラインの平均値とすることで、ノイズを除去できる。なお、係数生成／黒レベル更新は第３黒レベル生成後に行うものとする。

＜第２の実施形態＞
上述した第１の実施形態では、ＣＣＤ１の画素毎の温度分布は一定としていた。しかしながら、ＣＣＤ１等の光電変換素子を高速で動作させた場合、出力回路側からの発熱によって、画素が配列された方向において温度分布が不均一となる場合がある（例えば、ＣＣＤの場合、一般的に、画素が配列された一方向側に出力回路を構成しているため、出力回路付近の画素は温度が上昇している）。このように、画素毎の温度が異なり、温度分布が不均一である場合は、黒レベルの経時変動を正しく補正することができない。

図９は、画素毎の温度分布を例示する概念図である。図１０は、図９の温度分布で欠陥画素がある場合の黒レベルを例示する概念図である。

図９に示す温度分布では、ＯＰＢ画素側の温度が高く、そのＯＰＢ画素側から遠ざかるにつれて温度が低くなっている。このように、温度分布が不均一である場合、経時の温度変動も分布を持つことになり、温度が高い箇所では温度上昇が大きく、温度が低い箇所では温度上昇が小さくなる。

図１０に示すように、温度分布が不均一で欠陥画素がある場合、式（２）で示したとおり、暗電流すなわち暗時出力電圧は温度の関数の比例関係で表せることから、図９の温度分布に応じた黒レベルとなり、上述したように経時変動も温度に応じた変化を示す。そして、この温度分布の影響に欠陥画素による黒レベルの増減が加わっている状態となる。

ここで、温度分布が不均一である場合、温度変化は画素毎に一様ではなくなるため、ＯＰＢ画素における黒レベルの経時変動とそれ以外の画素の黒レベルの経時変動の比率は異なってくる。すなわち、ＯＰＢ画素の黒レベルの変動比率で他の画素も一様に黒レベルを補正すると、誤差を生じるために、経時変動を正しく補正できない場合がある。

図９、１０に示すように、温度分布が不均一である場合は、黒レベルの経時変動もその温度分布に応じて画素毎に異なる比率で変動することになる。これは、黒レベルの分布が温度分布を示していることに他ならない。上述したことを踏まえ、第２の実施形態にかかる画像読取装置を説明する。すなわち、第２の実施形態にかかる読取装置では、原稿の読取前における光電変換部の画素の暗電流による黒レベルの分布をもとに、原稿の読取前のデジタル画像データに含まれる画素毎の黒レベルを補正し、その補正後の画素毎の黒レベルを原稿の読取中のデジタル画像データから減算して黒補正を行う構成である。

図１１は、第２の実施形態にかかる黒補正を行う機能構成を例示するブロック図である。図１１に示すように、黒補正部３ａは、前述した第１黒レベル生成部３１、第２黒レベル生成部３２、第３黒レベル生成部３３、係数生成部３４、黒レベル更新部３５、演算器３６の他、移動平均部３７、第４黒レベル生成部３８、係数補正部３９を備える。

移動平均部３７は、第１黒レベル生成部３１で取得された画素毎の第１黒レベル（ｂｋ１（ｎ））を受け付けて、その移動平均を算出する。算出された画素毎の第１黒レベルの移動平均（ｂｋ１ａ（ｎ））は、第４黒レベル生成部３８、係数補正部３９へ出力される。

第４黒レベル生成部３８は、移動平均後の画素毎の黒レベル（ｂｋ１ａ（ｎ））の中からＯＰＢ画素領域の黒レベル（ｂｋ２ａ：第４黒レベル）を取得する。取得した第４黒レベル（ｂｋ２ａ）は係数補正部３９へ出力される。

係数補正部３９は、移動平均後の画素毎の黒レベル（ｂｋ１ａ（ｎ））、第４黒レベル（ｂｋ２ａ）、変動比率（ｋ）、基準となる黒レベル（ｂｋ＿ｒｅｆ）を受け付けて次の式（６）の演算を実施して、係数生成部３４より入力された変動比率（ｋ）を、温度分布に相当した画素毎の係数ｋ（ｎ）に補正する。

ここで、暗電流Ｉｄａｒｋは温度Ｔに対して指数関数（ｅｘｐ）で比例する関係にあるため（式（２）参照）、厳密には、式（６）は、指数関数を含んだ式で表現される。しかしながら、係数補正部３９の演算を、厳密解に沿った式で行うには規模の増大を招く。したがって、微小な半導体チップ内では温度変化が比較的に小さい（指数関数の曲線の微小領域において直線近似できる）ことを鑑み、式（６）で示すように線形近似している。なお、式（６）における係数ａ、ｂは、実際の光電変換素子の暗電流と温度の関係から予め算出した値をレジスタなどに設定しておく。

以上のように、第２の実施形態では、原稿の読取前におけるデジタル画像データに含まれる画素の暗電流による黒レベルの分布をもとに、原稿の読取前のデジタル画像データに含まれる画素毎の黒レベルを補正し、その補正後の画素毎の黒レベルを原稿の読取中のデジタル画像データから減算して黒補正を行うことで、画素毎の温度分布が不均一である場合でも、黒補正における経時変動分を適切に補正できる。

＜実施形態を適用した画像形成装置の一例＞
図１２は、第１、第２の実施形態を適用した画像形成装置２００の構成の一例を示すブロック図である。第１、第２の実施形態を適用した画像形成装置２００は、画像読取装置２０１、光源装置２０２、画像印刷装置２０３を有する。

画像読取装置２０１は、ＴＧ２０１ａ、ＤＲＶ２０１ｂ、ＣＣＤ２０１ｃ、ＡＦＥ（Analog Front End）２０１ｄ、ＬＶＤＳ（Low Voltage Differential Signaling）２０１ｅを有する。光源装置２０２は、ＬＥＤ＿ＤＲＶ２０２ａ、ＬＥＤ２０２ｂを有する。画像印刷装置２０３は、制御部２０３ａ、画像印刷エンジン２０３ｂ、Ｉ／Ｆ（Inter/Face）２０３ｃを有する。さらに、画像印刷装置２０３の制御部２０３ａは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０３ａ−１、画像処理部２０３ａ−２、ＬＶＤＳ２０３ａ−３を有する。

ＴＧ２０１ａは、ＣＰＵ２０３ａ−１の制御の下、画像読取装置２０１等の動作タイミングにかかる各種信号を生成して各部へ出力する。具体的には、ライン同期信号（ＬＳＹＮＣ）、原稿読取期間信号（ＦＧＡＴＥ）、ランプ（光源）ＯＮ信号（ＬＭＰＯＮ）、第１／第２／第３黒レベルの生成タイミングを示す第１／第２／第３黒レベル生成、係数（ｋ）の生成タイミングを示す係数生成、黒レベルの更新タイミングを示す黒レベル更新等の各信号が生成される。

また、ＴＧ２０１ａは、点灯期間信号（ＬＭＰＯＮに相当）、及び電流制御信号を生成し、光源装置２０２のＬＥＤ＿ＤＲＶ２０２ａへ出力する。また、ＴＧ２０１ａは、シフトゲート信号、及びＡＦＥを制御するＡＦＥ制御信号を生成し、ＤＲＶ２０１ｂへ出力する。ＤＲＶ２０１ｂは、ＴＧ２０１ａにより出力された、シフトゲート信号に基づきＣＣＤ２０１ｃを制御し、ＡＦＥ制御信号に基づきＡＦＥ２０１ｄを制御する。

ＣＣＤ２０１ｃ（第１、第２の実施形態のＣＣＤ１に相当）は、ＤＲＶ２０１ｂの制御により、画像形成装置２００にセットされた原稿等の被照射体に照射された光が被照射体に反射した反射光を受光し、受光した反射光を光電変換してアナログ画像信号を生成し、ＡＦＥ２０１ｄへ出力する。ＡＦＥ２０１ｄ（第１、第２の実施形態のＡＤＣ２に相当）は、ＣＣＤ２０１ｃにより出力されたアナログ画像信号をデジタル画像信号へ変換し、ＬＶＤＳ２０１ｅを介して画像印刷装置２０３へ出力する。なお、ＬＶＤＳ２０１ｅは、ＬＶＤＳ２０３ａ−３と同様に、画像データを送受するインターフェースである。

光源装置２０２において、ＬＥＤ＿ＤＲＶ２０２ａは、画像読取装置２０１のＴＧ２０１ａにより出力された点灯期間信号に基づきＬＥＤ２０２ｂの点灯期間を制御し、電流制御信号に基づきＬＥＤ２０２ｂの光量の瞬時値を制御する。ＬＥＤ２０２ｂは、ＬＥＤ＿ＤＲＶ２０２ａの制御により、光を被照射体に照射する。

画像印刷装置２０３において、制御部２０３ａのＣＰＵ２０３ａ−１は、画像印刷装置２０３の全体制御と、ＴＧ２０１ａの制御を行う。制御部２０３ａのＬＶＤＳ２０３ａ−３は、ＬＶＤＳ２０１ｅを介して画像読取装置２０１により出力されたデジタル画像信号の入力を受付け、入力を受付けたデジタル画像信号を画像処理部２０３ａ−２へ出力する。

制御部２０３ａの画像処理部２０３ａ−２（第１、第２の実施形態の黒補正部３、３ａに相当）は、ＬＶＤＳ２０３ａ−３により出力されたデジタル画像信号に基づく画像データを画像処理し、画像処理した画像データをＩ／Ｆ２０３ｃを介して画像印刷エンジン２０３ｂへ出力する。この画像処理部２０３ａ−２が行う画像処理には、上述した黒補正も含まれる。画像印刷エンジン２０３ｂは、画像処理部２０３ａ−２により出力された画像データを、図示しない印刷部を駆動して、紙等の画像形成媒体へ出力する。

以上、第１、第２の実施形態で説明した画像読取装置、及び画像形成装置は、コピー機能、プリンタ機能、スキャナ機能及びファクシミリ機能のうち少なくとも２つの機能を有する複合機に適用してもよい。また、第１、第２の実施形態で説明した画像読取装置、及び画像形成装置は、複写機、プリンタ、スキャナ装置、ファクシミリ装置等の画像形成装置であれば何れにも適用してもよい。

１、１１０…ＣＣＤ、２、１２０…ＡＤＣ、３、３ａ、１３０…黒補正部、３１、１３１…第１黒レベル生成部、３２、１３２…第２黒レベル生成部、３３、１３３…第３黒レベル生成部、３４…係数生成部、３５…黒レベル更新部、３６、１３４〜１３６…演算器、３７…移動平均部、３８…第４黒レベル生成部、３９…係数補正部、２００…画像形成装置、２０１…画像読取装置、２０１ａ…ＴＧ、２０１ｂ…ＤＲＶ、２０１ｃ…ＣＣＤ、２０１ｄ…ＡＦＥ、２０１ｅ…ＬＶＤＳ、２０２…光源装置、２０２ａ…ＬＥＤ＿ＤＲＶ、２０２ｂ…ＬＥＤ、２０３…画像印刷装置、２０３ａ…制御部、２０３ａ−１…ＣＰＵ、２０３ａ−２…画像処理部、２０３ａ−３…ＬＶＤＳ、２０３ｂ…画像印刷エンジン、２０３ｃ…Ｉ／Ｆ、Ｔ１〜Ｔ３…期間

特開２０１０−１３６１６４号公報

Claims (9)

1. 原稿からの光を電気信号に変換する光電変換部と、
   前記光電変換部からの電気信号をデジタル画像データに変換する変換部と、
   前記デジタル画像データに対して黒補正を行う黒補正部と、
   を備え、
   前記黒補正部は、
   前記原稿の読取前の前記デジタル画像データより画素毎の第１黒レベルを取得する第１黒レベル取得部と、
   前記原稿の読取前の前記デジタル画像データより前記光電変換部におけるオプティカルブラック画素の第２黒レベルを取得する第２黒レベル取得部と、
   前記原稿の読取中の前記デジタル画像データより前記オプティカルブラック画素の第３黒レベルを取得する第３黒レベル取得部と、
   前記第２黒レベルと前記第３黒レベルとをもとに、前記原稿の読取前と前記原稿の読取中における黒レベルの変動比率に応じた係数を算出する係数算出部と、
   前記算出された係数を前記第１黒レベルに乗算して前記画素毎の黒レベルを補正する黒レベル補正部と、
   前記補正された画素毎の黒レベルを前記原稿の読取中のデジタル画像データから減算する演算部と、
   を備える
   画像読取装置。
2. 前記黒補正部は、前記光電変換部が光を蓄積する蓄積時間を異ならせて取得した黒レベルに基いて算出した、前記暗電流を０とする基準の黒レベルをもとに、前記デジタル画像データに含まれる画素毎の黒レベルを補正し、当該補正後の画素毎の黒レベルを前記原稿の読取中のデジタル画像データから減算して黒補正を行う、
   請求項１に記載の画像読取装置。
3. 前記第１黒レベル、及び前記第２黒レベルは、光が照射されていない第１期間に前記光電変換部で読み取って前記変換部で変換されたデジタル画像データより取得し、
   前記第３黒レベルは、光が照射されて前記原稿の読み取りが行われている第２期間に前記光電変換部でライン毎に読み取って前記変換部で変換されたデジタル画像データより取得する、
   請求項１又は２に記載の画像読取装置。
4. 前記第１黒レベル、及び前記第２黒レベルは、前記第１期間に前記光電変換部で読み取って前記変換部で変換されたデジタル画像データより取得し、
   前記第３黒レベルは、前記原稿の読み取りが行われていないが光が照射されている第３期間に前記光電変換部でライン毎に読み取って前記変換部で変換されたデジタル画像データより取得する、
   請求項１又は２に記載の画像読取装置。
5. 前記第１黒レベルは、前記第１期間に前記光電変換部で読み取って前記変換部で変換されたデジタル画像データより取得し、
   前記第２黒レベル、及び前記第３黒レベルは、前記第３期間に前記光電変換部で読み取って前記変換部で変換されたデジタル画像データより取得する、
   請求項１又は２に記載の画像読取装置。
6. 前記第２黒レベルは、前記光電変換部の複数画素、又は複数ラインの平均値であり、
   前記第３黒レベルは、前記光電変換部のライン毎の重加算平均値である、
   請求項１乃至５のいずれか一項に記載の画像読取装置。
7. 前記第２黒レベル、及び前記第３黒レベルは、前記光電変換部の複数画素、又は複数ラインの平均値である、
   請求項１乃至５のいずれか一項に記載の画像読取装置。
8. 原稿からの光を電気信号に変換する光電変換部と、
   前記光電変換部からの電気信号をデジタル画像データに変換する変換部と、
   前記デジタル画像データに対して黒補正を行う黒補正部と、
   を備え、
   前記黒補正部は、
   前記原稿の読取前の前記デジタル画像データより画素毎の第１黒レベルを取得する第１黒レベル取得部と、
   前記原稿の読取前の前記デジタル画像データより前記光電変換部におけるオプティカルブラック画素の第２黒レベルを取得する第２黒レベル取得部と、
   前記原稿の読取中の前記デジタル画像データより前記オプティカルブラック画素の第３黒レベルを取得する第３黒レベル取得部と、
   前記第２黒レベルと前記第３黒レベルとをもとに、前記原稿の読取前と前記原稿の読取中における黒レベルの変動比率に応じた係数を算出する係数算出部と、
   前記第１黒レベルを移動平均した画素毎の黒レベルを算出する移動平均部と、
   前記移動平均した画素毎の黒レベルからオプティカルブラック画素の第４黒レベルを取得する第４黒レベル取得部と、
   前記移動平均した画素毎の黒レベルと前記第４黒レベルとの比率に応じて前記算出された係数を補正する係数補正部と、
   前記補正された係数を前記第１黒レベルに乗算して前記画素毎の黒レベルを補正する黒レベル補正部と、
   前記補正された画素毎の黒レベルを前記原稿の読取中のデジタル画像データから減算する演算部と、
   を備える
   画像読取装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか一項に記載の画像読取装置を備える画像形成装置。

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