JP2001144955A - 画像読取装置および複写機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像に横スジが発生するのやＳ／Ｎ比が悪化
するのを抑制することができるイメージスキャナを提供
する。 【解決手段】 タイミング発生回路は、発振器と、その
出力するパルスを周波数拡散する周波数拡散器と、この
周波数拡散後のパルスから画像読み取り用のＣＣＤおよ
びその後段の信号処理回路のタイミング信号を生成する
タイミング生成回路と、周波数拡散器による周波数拡散
率を切り替える拡散率切替回路とを備えている。ＬＳＹ
ＮＣは原稿の画像を読み取る際の主走査方向の同期をと
る主走査同期信号であり、ＬＧＡＴＥはＬレベルのとき
にＣＣＤによる画像の読み取りを有効とする主走査ゲー
ト信号である。イメージスキャナ全体を制御するマイコ
ンは、周波数拡散器に出力される２つの信号Ｑ１，Ｑ２
を、有効画像外、つまりＬＧＡＴＥがＨレベルのときに
切り替える。この切り替えのタイミングは、ＬＳＹＮＣ
に同期させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、原稿の画像を読
み取る画像読取装置、および、この画像読取装置を備え
た複写機に関する。

【０００２】

【従来の技術】高画質化の要求に伴い、デジタル複写機
等においては高画素密度化の傾向にある。また、コピー
スピードも年々高速化されてきている。イメージスキャ
ナにおいても、高画素密度化、読み取りスピードの高速
化が要求されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、画素密
度が高くなるほど、また、読み取りスピードが速くなる
ほど、画像を読み取るＣＣＤなどの光電変換素子や、そ
の後段で光電変換素子が出力する画像信号に各種信号処
理を施す信号処理回路を駆動するときのクロック周波数
は高くなってくるが、それに伴い電磁波の不要輻射が多
くなる。

【０００４】かかる事情に鑑み、本発明者らは、光電変
換素子や信号処理回路を駆動するクロックパルスの生成
に用いる発振器の後段に周波数拡散を行う回路を設け
て、クロックパルスのピーク部分の不要輻射強度を軽減
する技術を提案している。すなわち、周波数拡散を行う
前のクロックパルスは図１０に示すような周波数波形を
している。このクロックパルスを周波数拡散させると、
図１１に示すような周波数波形となり、不要輻射強度は
図１０に示す場合にくらべて小さくなる。

【０００５】しかし、前記のような、クロックパルスを
生成するアナログ系の回路に周波数拡散を行う回路を適
用すると、光電変換素子が出力する画像信号とこの画像
信号をサンプリングして保持するためのサンプルパルス
とのタイミングずれや、画像信号をＡ／Ｄ変換するＡ／
Ｄ変換回路のクロックパルスとアナログ画像信号とのサ
ンプリングポイントのズレなどが原因で、得られるデジ
タル画像信号にはそのレベルが１ラインのうちに周期的
に変動するようなレベルの高低が発生する（図１２参
照）。これを何ラインも繰り返していると、結果として
レベルの高低がスジとして読取画像に細かく表われ、人
間の目にはモアレ状になって見えてくるという不具合が
ある（図１３参照）。また、画像に周期的なノイズが発
生するので、周波数拡散を行う回路を使用しないの比べ
てＳ／Ｎが悪くなるという不具合もある。

【０００６】画像に横スジが発生するのやＳ／Ｎ比が悪
化するのを抑制することができる画像読取装置を提供す
ることである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、原稿を露光走査する走査光学系と、この露光走査に
よる前記原稿の反射光を受光して前記原稿の画像信号を
取得する光電変換素子と、前記画像信号に対して各種信
号処理を施す信号処理回路と、発振器と、この発振器の
出力から前記光電変換素子および前記信号処理回路の動
作のタイミングをとるタイミング信号を生成するタイミ
ング生成回路と、前記発振器の出力を周波数拡散する周
波数拡散器と、前記信号処理後における画像信号のレベ
ルの周期的な高低の位相を主走査方向の各ライン間で揃
える補正を行う補正手段と、を備えている画像読取装置
である。

【０００８】したがって、光電変換素子および信号処理
回路を駆動するタイミング信号を生成するための発振器
の出力を周波数拡散しても、画像信号のレベルの周期的
な高低の位相を主走査方向の各ライン間で揃えることが
できるので、画像に横スジが発生するのやＳ／Ｎ比が悪
化するのを抑制することができる。

【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の画像読取装置において、前記補正手段は、前記周波数
拡散の周波数拡散率を切り替える拡散率切替回路と、前
記原稿の画像を読み取る際の主走査方向の同期をとる主
走査同期信号に同期させて前記拡散率切替回路を制御す
ることにより前記補正を行う制御手段と、を備えてい
る。

【００１０】したがって、発振器の出力を周波数拡散す
る際の周波数拡散率を主走査同期信号に同期させて切り
替えることで、画像信号のレベルの周期的な高低の位相
を主走査方向の各ライン間で揃えて、画像に横スジが発
生するのやＳ／Ｎ比が悪化するのを抑制することができ
る。

【００１１】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の画像読取装置において、前記制御手段は、前記光電変
換素子による前記原稿の画像の読み取りを有効とする主
走査ゲート信号により前記読み取りが有効となっている
とき以外に前記周波数拡散率を切り替えるものである。

【００１２】したがって、主走査ゲート信号により前記
読み取りが有効となっているとき以外に前記周波数拡散
率を切り替えることで、画像信号のレベルの周期的な高
低の位相を主走査方向の各ライン間で揃えて、画像に横
スジが発生するのやＳ／Ｎ比が悪化するのを抑制するこ
とができる。

【００１３】請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の
いずれかの一に記載の画像読取装置において、前記信号
処理回路の一部を構成し、前記画像信号に対して暗時の
黒側のシェーディング補正を行うシェーディング補正回
路を備えている。

【００１４】したがって、画像信号に対して暗時の黒側
のシェーディング補正を行うことで、画像に横スジが発
生するのやＳ／Ｎ比が悪化するのを抑制することができ
る。

【００１５】請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の
いずれかの一に記載の画像読取装置と、この画像読取装
置で読み取った画像信号に基づく画像形成を用紙上に行
う画像形成装置と、を備えている複写機である。

【００１６】したがって、画像に横スジが発生するのや
Ｓ／Ｎ比が悪化するのを抑制することができる複写機を
提供することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】［発明の実施の形態１］この発明
の一実施の形態を発明の実施の形態１として説明する。

【００１８】図１は、発明の実施の形態１であるフラッ
トベット型のイメージスキャナ１の縦断断面図である。
イメージスキャナ１は、この発明の画像読取装置を適用
したものである。

【００１９】図１に示すように、イメージスキャナ１
は、原稿２を載置するコンタクトガラス３と、原稿２の
露光用のハロゲンランプ４および第１反射ミラー５とか
らなる第１キャリッジ６と、第２反射ミラー７および第
３反射ミラー８からなる第２キャリッジ９と、光電変換
素子であるＣＣＤリニアイメージセンサ１０（以下で
は、単にＣＣＤ１０という）と、ＣＣＤ１０に結像する
ためのレンズユニット１１と、シェーディング補正用の
白基準板１２とを備えている。ＣＣＤ１０はセンサボー
ド基板１３上に設けられ、このセンサボード基板１３
は、ＣＣＤ１０が出力する画像信号に対して各種の信号
処理を施す信号処理回路が形成された信号処理基板１４
と接続ケーブル１５で接続されている。ハロゲンランプ
４、第１、第２、第３反射ミラー５，７，８およびレン
ズユニット１１は走査光学系を構成する。

【００２０】ハロゲンランプ４は、白基準板１２やコン
タクトガラス３の読取面に対してある角度で光を照射
し、白基準板１２または原稿２で反射した光は、第１、
第２、第３反射ミラー５，７，８およびレンズユニット
１１を経由してＣＣＤ１０に入射する。ＣＣＤ１０は入
射光量に対応した電圧をアナログ画像信号として出力す
る。第１、第２キャリッジ６，９は、図示しないステッ
ピングモータの駆動により、原稿２の読取面とＣＣＤ１
０との間の距離を一定に保ちながら副走査方向（矢印Ａ
方向）に移動し、原稿２を露光走査する。

【００２１】図２に、信号処理基板１４に形成された前
記の信号処理回路のブロック図を示す。図２に示すよう
に、ＣＣＤ１０から奇数および偶数画素のアナログ画像
信号Ｖｅ，Ｖｏが出力され、アナログ信号処理回路３０
に出力される。アナログ信号処理回路３０は、サンプル
ホールド回路２２、黒レベル補正回路２３、増幅回路２
４、マルチプレクス回路２５および増幅回路２６からな
る。アナログ画像信号Ｖｅ，Ｖｏは、それぞれサンプル
ホールド回路２２でサンプルパルスによりサンプリング
されて保持されることで連続的なアナログ画像信号にさ
れて後、黒レベル補正回路２３においてＣＣＤ１０の暗
出力のレベルのバラツキを補正され、増幅回路２４にお
いて各色信号の奇数、偶数画素の出力を一定レベルに合
わせた後、マルチプレクス回路２５において奇数、偶数
画素の出力をマルチプレクスされて画像信号Ｖとなる。
画像信号Ｖは増幅回路２６で所定程度に増幅され、Ａ／
Ｄ変換回路２７によって８ビットのデジタル画像信号に
変換される。こうして得られたデジタル画像信号は、シ
ェーディング補正回路２８において、ハロゲンランプ４
で照射された白基準板１２の反射光をＣＣＤ１０で読み
取ることにより所定の濃度のレベルを得て、ＣＣＤ１０
の感度バラツキや照射系の配光ムラが補正されて、所定
のインターフェイス２９に出力される。ＣＣＤ１０やそ
の他の回路の駆動に必要なタイミング信号はタイミング
発生回路２１で生成され、各回路に出力される。イメー
ジスキャナ１の各部を集中的に制御するマイコン３５
は、タイミング発生回路２１、アナログ信号処理回路３
０、Ａ／Ｄ変換回路２７、シェーディング補正回路２８
などの動作を制御する。

【００２２】図３に、タイミング発生回路２１のブロッ
ク図を示す。図３に示すように、発振器３１で生成する
システムクロックパルスは、周波数拡散器３２において
低周波で変調されて周波数拡散がなされ、タイミング生
成回路３３において分周等がなされて、ＣＣＤ１０、ア
ナログ信号処理回路３０、Ａ／Ｄ変換回路２７に必要な
タイミングクロックパルスにされる。周波数拡散器３２
において低周波で変調されることによって、特定の周波
数で発生するクロックパルスに起因する出力（図１０参
照）が周囲に拡散（スペクトラム拡散）されて、ピーク
部分の強度が低減される（図１１参照）。また、周波数
拡散率は拡散率切替回路３４において決定される。すな
わち、拡散率切替回路３４から周波数拡散器３２には２
つの信号Ｑ１，Ｑ２が出力される。この各信号Ｑ１，Ｑ
２の入力（１）、未入力（０）の組み合わせによって、
図４に例示するように、周波数拡散率を様々に決定する
ことができる。

【００２３】図５は、主走査方向のタイミング信号のタ
イミングチャートである。図５（ａ）に示すように、Ｌ
ＳＹＮＣは原稿２の画像を読み取る際の主走査方向の同
期をとる主走査同期信号であり、ＬＧＡＴＥはＬレベル
のときにＣＣＤ１０による画像の読み取りを有効とする
主走査ゲート信号である。図５（ｂ）は図５（ａ）の部
分拡大図であり、図５（ｃ）は図５（ｂ）に対応して２
つの信号Ｑ１，Ｑ２を示している。図５に明らかなよう
に、マイコン３５は、周波数拡散器３２に出力される２
つの信号Ｑ１，Ｑ２を、有効画像外、つまりＬＧＡＴＥ
がＨレベルのときに切り替える。この切り替えのタイミ
ングは、ＬＳＹＮＣに同期させる。このような制御によ
り、周波数の変化は各ラインで同期がとられ、画像レベ
ルは、従来技術の場合は図１３のようであったものが、
本発明の実施の形態１では図６の様になる。かかる制御
により、補正手段、制御手段が実現される。

【００２４】ＣＣＤ１０によって読み取った画像信号
は、図７に示すように反射率リニアになる。信号処理基
板１４上の画像処理回路の後段に接続された図示しない
γ変換回路では、図７に示す反射率リニアな画像信号を
図８に示すようにγ変換して、プリント画像として出力
する。このとき、黒側の画像信号が拡大されるようにな
るため、図６に示すレベル差は黒側の方が大きくなる。
しかし、シェーディング補正回路２８により、このノイ
ズを黒側においてもシェーディング補正してやることで
ノイズを補正する。画像信号が８ビット（２５６階調）
とすると、この場合にシェーディング補正回路２８で行
われるシェーディング補正演算は下式（１）のようにな
る。

【００２５】 シェーディング補正後画像信号 ＝（読み取りデータ−黒シェーディングデータ）／（白シェーディングデー タ−黒シェーディングデータ）×２５５ …… （１） ここで、黒シェーディングデータは、ハロゲンランプ４
を消した状態でＣＣＤ１０により読み取った主走査方向
全域の画像信号で、白シェーディングデータは、ハロゲ
ンランプ４を点灯した状態で白基準板１２をＣＣＤ１０
により読み取った主走査方向全域の画像信号である。こ
のようなシェーディング補正により、周波数拡散器３２
による画像ノイズを補正した図９に示すような画像信号
が得られる。

【００２６】［発明の実施の形態２］別の発明の実施の
形態を発明の実施の形態２として説明する。図１４は、
この発明の実施の形態２である複写機４１の概略構成を
示すブロック図である。この複写機４１は、発明の実施
の形態１のイメージスキャナ１と、このイメージスキャ
ナ１で読み取った画像信号に基づいて用紙上に画像の形
成を行う画像形成装置であるプリンタ４２とを備えてい
る。プリンタ４２は、電子写真方式のほか、インクジェ
ット方式、昇華型熱転写方式、銀塩写真方式、直接感熱
記録方式、溶融型熱転写方式など、種々の印刷方式を適
用することができる。

【００２７】この複写機４１によれば、画像に横スジが
発生するのやＳ／Ｎ比が悪化するのを抑制することがで
きる複写機を提供することができる。

【００２８】

【発明の効果】請求項１に記載の発明は、光電変換素子
および信号処理回路を駆動するタイミング信号を生成す
るための発振器の出力を周波数拡散しても、画像信号の
レベルの周期的な高低の位相を主走査方向の各ライン間
で揃えることができるので、画像に横スジが発生するの
やＳ／Ｎ比が悪化するのを抑制することができる。

【００２９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の画像読取装置において、発振器の出力を周波数拡散す
る際の周波数拡散率を主走査同期信号に同期させて切り
替えることで、画像信号のレベルの周期的な高低の位相
を主走査方向の各ライン間で揃えて、画像に横スジが発
生するのやＳ／Ｎ比が悪化するのを抑制することができ
る。

【００３０】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の画像読取装置において、主走査ゲート信号により前記
読み取りが有効となっているとき以外に前記周波数拡散
率を切り替えることで、画像信号のレベルの周期的な高
低の位相を主走査方向の各ライン間で揃えて、画像に横
スジが発生するのやＳ／Ｎ比が悪化するのを抑制するこ
とができる。

【００３１】請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の
いずれかの一に記載の画像読取装置において、画像信号
に対して暗時の黒側のシェーディング補正を行うこと
で、画像に横スジが発生するのやＳ／Ｎ比が悪化するの
を抑制することができる。

【００３２】請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の
いずれかの一に記載の画像読取装置と、画像に横スジが
発生するのやＳ／Ｎ比が悪化するのを抑制することがで
きる複写機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の実施の形態１であるイメージスキャナの
縦断断面図である。

【図２】前記イメージスキャナの信号処理基板に形成さ
れた信号処理回路のブロック図である。

【図３】前記信号処理回路を構成するタイミング発生回
路のブロック図である。

【図４】前記タイミング発生回路を構成する拡散率切替
回路による周波数拡散率の切替を説明する説明図であ
る。

【図５】主走査方向の各種タイミング信号のタイミング
チャートであり、主走査同期信号および主走査ゲート信
号（ａ）、その部分拡大図（ｂ）、および、この部分拡
大図に対応した拡散率切替回路が出力する２つの信号Ｑ
１，Ｑ２（ｃ）である。

【図６】前記イメージスキャナによる各ラインの画像信
号の画像レベルを示すグラフである。

【図７】前記イメージスキャナによるγ変換前の反射率
と画像信号の関係を示すグラフである。

【図８】前記イメージスキャナによるγ変換後の反射率
と画像信号の関係を示すグラフである。

【図９】前記イメージスキャナによるシェーディング補
正後の画像信号を示すグラフである。

【図１０】本発明の課題を説明するためイメージスキャ
ナに用いるクロックパルスの周波数拡散を行う前の周波
数波形を示すグラフである。

【図１１】本発明の課題を説明するためイメージスキャ
ナに用いるクロックパルスの周波数拡散を行なった後の
周波数波形を示すグラフである。

【図１２】本発明の課題を説明するためイメージスキャ
ナが出力する画像信号を示すグラフである。

【図１３】本発明の課題を説明するためイメージスキャ
ナによる各ラインの画像信号の画像レベルを示すグラフ
である。

【図１４】この発明の実施の形態２である複写機の概略
構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 画像形成装置 ２ 原稿 ４ 走査光学系 ５ 走査光学系 ７ 走査光学系 ８ 走査光学系 １０ 光電変換素子 １１ 走査光学系 ２１ タイミング生成回路 ２８ シェーディング補正回路 ３１ 発振器 ３２ 周波数拡散器 ３３ タイミング生成回路 ３４ 拡散率切替回路 ４１ 複写機 ４２ 画像形成装置

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B047 AA01 AB02 CB11 CB17 DA04 5C072 AA01 BA08 BA11 UA02 UA20 XA01 5C077 LL02 LL03 LL04 LL18 LL19 MM03 MM13 NP07 PP06 PP07 PP10 PP17 PQ04 PQ05 PQ08 PQ11 SS01 SS03 TT06

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原稿を露光走査する走査光学系と、 この露光走査による前記原稿の反射光を受光して前記原
   稿の画像信号を取得する光電変換素子と、 前記画像信号に対して各種信号処理を施す信号処理回路
   と、 発振器と、 この発振器の出力から前記光電変換素子および前記信号
   処理回路の動作のタイミングをとるタイミング信号を生
   成するタイミング生成回路と、 前記発振器の出力を周波数拡散する周波数拡散器と、 前記信号処理後における画像信号のレベルの周期的な高
   低の位相を主走査方向の各ライン間で揃える補正を行う
   補正手段と、を備えている画像読取装置。
2. 【請求項２】 前記補正手段は、 前記周波数拡散の周波数拡散率を切り替える拡散率切替
   回路と、 前記原稿の画像を読み取る際の主走査方向の同期をとる
   主走査同期信号に同期させて前記拡散率切替回路を制御
   することにより前記補正を行う制御手段と、を備えてい
   る請求項１に記載の画像読取装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、前記光電変換素子によ
   る前記原稿の画像の読み取りを有効とする主走査ゲート
   信号により前記読み取りが有効となっているとき以外に
   前記周波数拡散率を可変切り替えるものである請求項２
   に記載の画像読取装置。
4. 【請求項４】 前記信号処理回路の一部を構成し、前記
   画像信号に対して暗時の黒側のシェーディング補正を行
   うシェーディング補正回路を備えている請求項１〜３の
   いずれかの一に記載の画像読取装置。
5. 【請求項５】請求項１〜４のいずれかの一に記載の画像
   読取装置と、 この画像読取装置で読み取った画像信号に基づく画像形
   成を用紙上に行う画像形成装置と、 を備えている複写機。