JP2005167467A - 撮像装置,原稿スキャナおよび画像形成装置 - Google Patents

撮像装置,原稿スキャナおよび画像形成装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 CCD撮像信号のサンプリングの信頼性を向上。
【解決手段】 撮像信号をシフト駆動信号PH2B,RS,CPに同期して出力する撮像素子207,シフト駆動クロックXPH2B,XRS,XCPを発生するクロック発生手段12i、および、前記シフト駆動クロックを前記シフト駆動信号に変換して撮像素子に出力する駆動手段33cを含む撮像装置において、前記シフト駆動クロックの位相およびパルス幅を調整する手段12jを備える。調整手段に与える調整用のデータを保持するためのレジスタ12b、および、該レジスタに調整用のデータを与えるデータ転送手段1,4、を更に備える。シフト駆動信号PH2B,RS,CPは同一パッケージICドライバ(33c)で発生して撮像素子に供給する。
【選択図】 図14

Description

本発明は、撮像信号をシフト駆動信号に同期して出力する撮像素子,シフト駆動クロックを発生するクロック発生手段、および、該シフト駆動クロックを前記シフト駆動信号に変換して前記撮像素子に出力する駆動手段を含む撮像装置に関し、これに限定する意図ではないが、例えばCCDとそれから撮像信号を読み出す電気回路を含む撮像装置に関する。この撮像装置は例えば、電子カメラ,原稿スキャナ,デジタル複写機およびファクシミリに用いることができる。
たとえばCCDは、CCD駆動手段が与えるシフト駆動信号PH1(φ1),PH2(φ2),PH2B(φ2B)(最終段シフト駆動信号)によって駆動されて撮像信号を出力する。一般に、シフト駆動信号は撮像信号のシリアル出力を駆動する同期信号であり、撮像信号の画素単位の区切りにも用いられる。転送クロック信号φ1とφ2およびφ2Bは互いに逆相になっているが、これらの信号の元になるシフト駆動信号PH1の立下りとPH2の立上りとのクロスポイントならびにPH1の立上りとPH2の立下りのクロスポイントを、CCDによって電圧レベルは異なるが、1.5〜2V以上のレベルに確保する必要がある。このクロスポイントを確保できないと、転送効率の低下,電荷の先送り現象(PRNUが悪化)が発生する。同様にφ1とφ2Bも逆相になっている。シフト駆動信号PH1の立下りとPH2Bの立上りのクロスポイント条件は前記と同じにあるが、PH1の立上りとPHB2の立下りのクロスポイント条件がないCCDもある。この様なCCDの場合は最終段シフト駆動信号PH2Bの立下りを速くすることによりクロックの50:50のDuty(ここでは、クロックの1周期内の低レベルL期間と高レベルHとの比)を崩してパルス幅を調整して最終段シフト駆動信号PHB2のLレベル領域を広くすることができてCCD出力期間を広く取ることが可能となる。これはCCD出力信号が、PH2Bの立下り基準で発生するためである。
特開平11−177783号公報には、画像の高速読取においても、CCDの撮像信号出力とそのA/D変換との同期を確実にするために、駆動信号をCCDに与える信号ドライバと、A/D変換のために撮像信号を一時保持するサンプルホールド回路にサンプルホールド信号を与える信号ドライバを、同一のICパッケージに集積した画像読取装置が記載されている。
CCDメーカによる内部回路の差異によりクロスポイント電圧を変えるとCCDアナログ出力にリンギングノイズが発生しやすいCCDもある。リンギングノイズはPH1の立上りとPH2の立下りのクロスポイントによるリンギングノイズ(CCD出力の前半部出現)とPH1の立下りとPH2の立上りのクロスポイントによるリンギングノイズ(CCD出力の後半部出現)がある。光電変換手段(CCD)の出力遅延時間のバラツキが大きく、かつ高速駆動の場合は、CCD出力範囲が非常に狭いためクロスポイントの影響によるリンギングノイズのポイントをサンプリングしてしまう場合がある。安定した信号(良好なリニアリティ確保)をサンプリングするためには、このリンギングノイズを避けてサンプリングする必要がある。
本発明は、撮像信号のサンプリングの信頼性を向上することができる撮像装置を提供することを目的とする。
(1)撮像信号をシフト駆動信号(PH2B)に同期して出力する撮像素子(207),シフト駆動クロック(XPH2B)を発生するクロック発生手段(12i)、および、該シフト駆動クロックを前記シフト駆動信号(PH2B)に変換して前記撮像素子(207)に出力する駆動手段(33c)を含む撮像装置において、
前記シフト駆動クロックの位相およびパルス幅を調整する手段(12j)を備えることを特徴とする撮像装置。
なお、理解を容易にするためにカッコ内には、図面に示し後述する実施例の対応要素又は対応事項の符号を、例示として参考までに付記した。以下も同様である。
これによれば、シフト駆動信号(PH2B)の位相およびパルス幅を調整して撮像信号のサンプリング期間を広く取り、リンギングノイズ部のサンプリングを回避することができる。リンギングノイズは撮像素子(207)により、発生の有無や程度は異なるので本調整手段があると、撮像素子(207)のそれぞれの撮像信号出力特性に柔軟に対応できる。
(2)前記調整手段に与える調整用のデータを保持するためのレジスタ(12b)、および、該レジスタに調整用のデータを与えるデータ転送手段(1,4)、を更に備える上記(1)に記載の撮像装置。
これによれば、シフト駆動信号(PH2B)の1周期の間の、撮像信号を安定してサンプリングできる期間を広く調整できる。撮像素子の出力遅延時間やその他部品(抵抗、コンデンサ等)の電気値のバラツキ量に応じでシフト駆動信号(PH2B)の位相およびパルス幅をレジスタで設定制御できるので、撮像素子個別に、撮像信号を安定してサンプリングできる期間を調整できる。CPU等のコントローラによってレジスタへのデータ設定を制御できる。
(3)前記クロック発生手段(12i)はリセットクロック(XRS)を発生し;前記駆動手段(33)は、前記調整したシフト駆動クロック(XPH2B)を前記シフト駆動信号(PH2B)に変換する手段と前記リセットクロック(XRS)をリセット信号(RS)に変換する手段とを含み該リセット信号(RS)も前記撮像素子(207)に出力する同一パッケージICドライバ(33c)、を含む;上記(1)又は(2)に記載の撮像装置。
これによれば、撮像素子(207)が、シフト駆動信号(PH2B)およびリセット信号(RS)を撮像信号出力に必要とする場合に、上記2信号を発生する各変換手段を同一ICパッケージIC(33c)に集積することにより、パッケージ間の遅延バラツキによるシフト駆動信号(PH2B)およびリセット信号(RS)間の位相差のバラツキがなくなりリリセット信号(RS)のタイミングを適正化できる。
(4)前記クロック発生手段(12i)はクランプクロック(CP)を発生し;前記駆動手段(33)は、前記調整したシフト駆動クロック(XPH2B)を前記シフト駆動信号(PH2B)に変換する手段,前記リセットクロック(XRS)をリセット信号(RS)に変換する手段、および、前記クランプクロック(XCP)をクランプ信号(CP)に変換する手段を含み該クランプ信号(CP)も前記撮像素子(207)に出力する同一パッケージICドライバ(33c)、を含む;上記(3)に記載の撮像装置。
これによれば、撮像素子(207)が、シフト駆動信号(PH2B),リセット信号(RS)およびクランプ信号(CP)を撮像信号出力に必要とする場合に、上記3信号について同一パッケージICドライバ(33c)で駆動することにより、パッケージ間の遅延バラツキによる上記3信号間の位相差のバラツキがなくなり、リセット信号(RS)およびクランプ信号(CP)のタイミングを適正化できる。撮像信号サンプリングのSNを安定して良好に確保することができる。
(5)前記駆動手段(33)は、前記調整したシフト駆動クロックを前記シフト駆動信号(PH2B)に変換する手段,前記リセットクロック(XRS)をリセット信号(RS)に変換する手段、および、前記調整したシフト駆動クロック(XPH2B)をクランプ信号(CP)に変換する手段を含み該クランプ信号(CP)も前記撮像素子(207)に出力する同一パッケージICドライバ(33c)、を含む;上記(3)に記載の撮像装置。
これによれば、シフト駆動信号(PH2B)とクランプ信号(CP)の発生元のシフト駆動クロック(XPH2B)とクランプクロック(XCP)の間の位相差のバラツキを考慮する必要がないため、有効クランプ領域を広く取れることにより、撮像信号サンプリングのランダムノイズが低減してSNが良好な撮像信号サンプリングを確保することができる。
(6)前記駆動手段(33)に与えるリセットクロック(XRS)の位相およびパルス幅を調整する手段を更に備える;上記(3)乃至(5)の何れか1つに記載の撮像装置。
これによれば、リセット信号(RS)のパルス幅を狭くすることにより有効クランプ領域が増加してランダムノイズが低減して良好なSNを確保することができる。
(6a)前記リセットクロック(XRS)の調整手段に与える調整用のデータを保持するためのレジスタ(12b)、および、該レジスタに調整用のデータを与えるデータ転送手段(1,4)、を更に備える上記(6)に記載の撮像装置。
これによれば、リセット信号(RS)の位相およびパルス幅をレジスタで設定制御できるのでリセット信号を個別に調整することができる。CPU等のコントローラによってレジスタへのデータ設定を制御できる。
(6b)前記撮像素子(207)はCCDである;上記(1)乃至(6a)の何れか1つに記載の撮像装置。撮像素子をCCDとすることで縮小光学系の採用が可能となり、焦点深度が得られることから原稿浮きやある程度の立体物の読取も焦点ボケのない読取ができる。
(6c)前記CCDは、3ラインカラーCCDを含む複数ラインCCDである;上記(6b)に記載の撮像装置。3ラインカラーCCDを含む複数ラインCCDの場合、シフト駆動信号が複数ライン毎に必要となる。シフト駆動信号を発生するドライバも多数必要となり、複数パッケージICドライバも必要になる。本発明により、各ラインの撮像信号のサンプリングにおけるクロスポイントのバラツキ,リセットクロックのバラツキ,クランプクロックのバラツキを調整することにより、複数ラインの各撮像信号をタイミングよくサンプリングすることができる。
(7)上記(1)乃至(6c)の何れか1つに記載の撮像装置(SBU);原稿を照明する光源(232);および、該光源が照明した原稿上の画像を前記撮像装置の撮像素子(207)に走査投射する手段(233〜236);を含む原稿スキャナ(210)。これによれば、サンプリング品質が高い画像読取データを得ることができる。
(8)画像データが表わす画像を用紙上に形成するプリンタ(100);上記(1)乃至(6c)の何れか1つに記載の撮像装置(SBU);および、該撮像装置が出力する画像信号を前記プリンタによって記録するための画像データに変換し前記プリンタに出力する画像データ処理手段(IPP);を備える画像形成装置。これによれば、画像読取品質が高い再生画像を得ることができる。
(9)撮像信号をシフト駆動信号(PH2B)に同期して出力する撮像素子(207),シフト駆動クロック(XPH2B)を発生するクロック発生手段(12i)、および、該シフト駆動クロックを前記シフト駆動信号(PH2B)に変換して前記撮像素子(207)に出力する駆動手段(33c)を含む撮像装置において、
前記シフト駆動クロック(XPH2B)の周期の数分の1の周期の逓倍クロック(2PLLCLK)を、前記シフト駆動クロック(XPH2B)のパルス幅の間カウントする第1カウンタ(12r,12s),第1カウンタのカウント値にパルス幅調整値を加えた値を保持する保持手段(12t,12u)、および、前記シフト駆動クロック(XPH2B)のパルス幅の先端から、前記保持手段(12t,12u)が保持する値まで前記逓倍クロックをカウントしこのカウントの間前記パルス幅の間のレベルと同一のレベルの駆動クロックを発生して前記駆動手段(33c)に与える第2カウンタ(12v,12w)、を含むパルス幅調整手段(12p,12x)を備えることを特徴とする撮像装置。
(10)前記パルス幅調整値データを保持して前記保持手段(12t,12u)に与えるためのレジスタ(12b)および該レジスタ(12b)にパルス幅調整値データを設定する手段(4,1)を更に備える上記(9)に記載の撮像装置。
(11)撮像信号をシフト駆動信号(PH2B)に同期して出力する撮像素子(207),シフト駆動クロック(XPH2B)を発生するクロック発生手段(12i)、および、該シフト駆動クロックを前記シフト駆動信号(PH2B)に変換して前記撮像素子(207)に出力する駆動手段(33c)を含む撮像装置において、
前記シフト駆動クロック(XPH2B)に、前記シフト駆動クロック(XPH2B)の周期の数分の1の周期の逓倍クロック(2PLLCLK)の周期単位の複数の遅延を与える遅延手段(12o)、および、該遅延手段が位相シフト量データに対応する遅延をしたシフト駆動クロックを選択出力する手段(12q)、を含む位相シフト量調整手段(12n)を備えることを特徴とする撮像装置。
(12)前記位相シフト量データを保持して前記選択出力手段(12q)に与えるためのレジスタ(12b)および該レジスタ(12b)に位相シフト量データを設定する手段(4,1)を更に備える上記(9)に記載の撮像装置。
(13)撮像信号をシフト駆動信号(PH2B)に同期して出力する撮像素子(207),シフト駆動クロック(XPH2B)を発生するクロック発生手段(12i)、および、該シフト駆動クロックを前記シフト駆動信号(PH2B)に変換して前記撮像素子(207)に出力する駆動手段(33c)を含む撮像装置において、
前記シフト駆動クロック(XPH2B)に、前記シフト駆動クロック(XPH2B)の周期の数分の1の周期の逓倍クロック(2PLLCLK)の周期単位の複数の遅延を与える遅延手段(12o)、および、該遅延手段が位相シフト量データに対応する遅延をしたシフト駆動クロックを選択出力する手段(12q)、を含む位相シフト量調整手段(12n);および、
前記逓倍クロック(2PLLCLK)を、前記シフト駆動クロック(XPH2B)のパルス幅の間カウントする第1カウンタ(12r,12s),第1カウンタのカウント値にパルス幅調整値を加えた値を保持する保持手段(12t,12u)、および、前記選択出力手段(12q)が出力するシフト駆動クロック(XPH2B)のパルス幅の先端から、前記保持手段(12t,12u)が保持する値まで前記逓倍クロックをカウントしこのカウントの間前記パルス幅の間のレベルと同一のレベルの駆動クロックを発生して前記駆動手段(33c)に与える第2カウンタ(12v,12w)、を含むパルス幅調整手段(12p,12x);
を備えることを特徴とする撮像装置。
(14)前記位相シフト量データを保持して前記選択出力手段(12q)に与え、前記パルス幅調整値データを保持して前記保持手段(12t,12u)に与えるためのレジスタ(12b)および該レジスタ(12b)に位相シフト量データおよびパルス幅調整値データを設定する手段(4,1)を更に備える上記(13)に記載の撮像装置。
本発明の多の目的および特徴は、図面を参照した以下の実施例の説明より明らかになろう。
図1に、本発明の1実施例の複合機能フルカラーデジタル複写機を示す。このフルカラー複写機は、大略で、自動原稿送り装置(ADF)230と、操作ボード5と、カラースキャナ210と、カラープリンタ100の各ユニットで構成されている。なお、操作ボード5と、ADF230付きのカラースキャナ210は、プリンタ100から分離可能なユニットであり、カラースキャナ210は、動力機器ドライバやセンサ入力およびコントローラを有する制御ボードを有して、プリンタ100の機内の制御ボードのシステム制御部4(図4)と直接または間接に通信を行いタイミング制御されて原稿画像の読み取りを行う。
システム制御部4(図4)には、パソコンPCが接続したLAN(Local Area Network)が接続されており、ファクシミリコントロールユニットFCU(図4)には、電話回線PN(ファクシミリ通信回線)に接続された交換器PBXが接続されている。カラープリンタ100のプリント済の用紙は、排紙スタック26(図2)に排出される。
図2に、カラープリンタ100の機構を示す。この実施例のカラープリンタ100は、レーザプリンタである。このレーザプリンタ100は、マゼンダ(M),シアン(C),イエロー(Y)および黒(ブラック:K)の各色の画像を形成するための4組のトナー像形成ユニットa〜dが、第1転写ベルト107の移動方向(図中の左から右方向y)に沿ってこの順に配置されている。即ち、4連ドラム方式のフルカラー画像形成装置である。
回転可能に支持され矢印方向に回転する第1の像担持体である感光体101の外周部には除電装置105、クリーニング装置104、帯電装置102、現像装置103が配備されている。帯電装置102と現像装置103の間には、露光装置106から発せられる光情報の入るスペースが確保されている。感光体101は4個(a,b,c,d)あるが、それぞれ周囲に設けられる画像形成用の部品構成は同じである。現像装置3が扱う色材(トナー)の色が異なる。
第1の像担持体である感光体101は直径が30から100mm程度のアルミニュム円筒表面に、光導電性物質である有機半導体の層を設けた感光体である。その一部が、第2の像担持体である第1転写ベルト107に接している。ベルト状の感光体も採用可能である。
第1転写ベルト107は矢印方向に移動可能に、回転するローラ108,109および110間に支持、張架されていて、裏側(ループの内側)には、第1転写手段111が感光体101の近傍に配備されている。ベルトループの外側に、第1転写ベルト用のクリーニング装置112が配備されている。第1転写ベルト107より転写した後にその表面に残留する不要のトナーを拭い去る。
露光装置106は公知のレーザ方式で、フルカラー画像形成に対応した光情報を、一様に帯電された感光体表面に潜像として照射する。LEDアレイと結像手段から成る露光装置も採用できる。第1転写ベルト107は、基体の厚みが50μm乃至600μmの樹脂フィルムあるいはゴムを基体にしたベルトで、感光体101からトナーを転写可能とする抵抗値を備える。
図2上で、第1転写ベルト107の右方には、第3の像担持体である第2転写ベルト113が配備されている。第2転写ベルト113は矢印方向に移動可能に、回転ローラ114,115および116間に支持、張架されていて、裏側(ループの内側)には、第2転写手段117が配備されている。ベルトループの外側に、第2転写ベルト用のクリーニング装置118、チャージャ119、などが配備されている。クリーニング装置118は、用紙にトナーを転写した後、残留する不要のトナーを拭い去る。
第2転写手段117,ローラ116、第1転写ベルト107を支持するローラ108により、第1転写ベルト107と第2転写ベルト113は接触し、あらかじめ定められた転写ニップを形成する。第2転写ベルト113は、基体の厚みが50μm乃至600μmの樹脂フィルムあるいはゴムを基体にしたベルトで、第1転写ベルト107からトナーを転写可能とする抵抗値を備えるベルトである。
記録媒体である用紙120は、図の下方の給紙カセット121,122に収納されており、最上の用紙が給紙ローラ131又は132で1枚づつ、複数の用紙ガイドを経てレジストローラ133に搬送される。第2転写ベルト113の上方に、定着器123、排紙ガイド124、排紙ローラ125、排紙スタック126が配備されている。
第1転写ベルト107の上方で、排紙スタック126の下方には、補給用のトナーが収納できる収納部127が設けてある。トナーの色はマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの四色があり、カートリッジ128の形態にしてある。粉体ポンプ等により対応する色の現像装置103に適宜補給される。
本体の一部のフレーム129は、開閉支軸130を中心として、回動開放が可能な構造にしてあるので、記録媒体の搬送路は大きく開き、ジャムした記録媒体(用紙)の処理を容易にしている。
ここで両面印刷のときの各部の動作を説明する。まず感光体101による、作像が行われる。すなわち、露光装置106の作動により、不図示のLD光源からの光は、不図示の光学部品を経て、帯電装置102で一様に帯電された感光体101のうち、作像ユニットaの感光体上に至り、書き込み情報(色に応じた情報)に対応した潜像を形成する。感光体101上の潜像は現像装置103で現像され、トナーによる顕像が感光体101の表面に形成され保持される。このトナー像は、第1転写手段111により、感光体101と同期して移動する第1転写ベルト107の表面に転写される。感光体101の表面は、残存するトナーがクリーニング装置104でクリーニングされ、除電装置105で除電され次の作像サイクルに備える。
第1転写ベルト107は、表面に転写されたトナー像を坦持し、矢印の方向に移動する。作像ユニットbの感光体101に、別の色に対応する潜像が書き込まれ、対応する色のトナーで現像され顕像となる。この像は、すでに第1転写ベルト107に乗っている前の色の顕像に重ねられ、最終的に4色重ねられる。なお、単色黒のみを形成する場合もある。
このとき同期して第2転写ベルト113は矢印方向に移動していて、第2転写手段117の作用で、第2転写ベルト113の表面に第1転写ベルト107表面に作られた画像が転写される。いわゆるタンデム形式である4個の作像ユニットa〜dの各感光体101上で画像が形成されながら、第1,第2転写ベルト107,113が移動し、作像が進められるので、その時間が短縮できる。
第1転写ベルト107が、所定のところまで移動すると、用紙の別の面に作成されるべきトナー画像が、前述したような工程で再度感光体101により作像され、給紙が開始される。給紙ローラ131又は132が反時計方向に回転すると、給紙カセット121又は122内の最上部にある用紙120が引き出され、レジストローラ133に搬送される。
レジストローラ133を経て、第1転写ベルト107と第2転写ベルト113の間に送られる用紙の片側の面に、第1転写ベルト107表面のトナー像が、第2転写手段117により転写される。更に記録媒体は上方に搬送され、第2転写ベルト113表面のトナー像が、チャージャ119により用紙のもう一方の面に転写される。転写に際して、用紙は画像の位置が正規のものとなるよう、タイミングがとられて搬送される。
本実施例では、感光体101に作像されるトナーの極性はマイナスである。第1転写手段111にプラスの電荷を与えることで、感光体101に作像されたトナーは第1転写ベルト107に転写される。第2転写手段117にプラスの電荷を与えることで、第1転写ベルト107に転写されたトナーは、第2転写ベルト113に転写される。用紙を第1,第2転写ベルト107,113間に送り込み、第2転写手段117にプラスの電荷を与えることで、第1転写ベルト107に転写されたトナーが用紙の片側の面に転写され、また、第2転写ベルト113に転写されたトナーは、転写チャージャ119からプラス極性の電荷与えることで、第2転写ベルト113表面のマイナス極性のトナーは吸引されて、用紙の他の面に転写される。
上記のステップで両面にトナー像が転写された用紙は、定着器123に送られ、用紙上のトナー像(両面)が一度に溶融、定着され、ガイド124を経て排紙ローラ125により本体フレーム上部の排紙スタック126に排出される。
図2のように、排紙部124〜126を構成した場合、両面画像のうち後から用紙に転写される面(頁)、すなわち第1転写ベルト7から用紙に直接転写される面が下面となって、排紙スタック126に載置されるから、頁揃えをしておくには2頁目の画像を先に作成し、第2転写ベルト113にそのトナー像を保持し、1頁目の画像を第1転写ベルト107から用紙に直接転写する。
第1転写ベルト107から直接に用紙に転写される画像は、感光体表面で正像にし、第2転写ベルト113から用紙に転写されるトナー像は、感光体表面で逆像(鏡像)になるよう露光される。このような頁揃えのための作像順、ならびに、正、逆像(鏡像)に切り換える画像処理も、IMACによるメモリMEMに対する画像データの読書き制御によって行っている。
第2転写ベルト113から用紙に転写した後、ブラシローラ,回収ローラ,ブレード等を備えたクリーニング装置118が、第2転写ベルト113に残留する不要のトナーや紙粉を除去する。
図2ではクリーニング装置118のブラシローラが第2転写ベルト113の表面から離れた状態にある。支点118aを中心として揺動可能で、第2転写ベルト113の表面に接離可能な構造になっている。用紙に転写する以前で、第2転写ベルト113がトナー像を担持しているとき離し、クリーニングが必要のとき、図で反時計方向に揺動し接触させる。除去された不要トナーはトナー収納部134に集められる。
以上が、「両面転写モード」を設定した両面印刷モードの作像プロセスである。両面印刷の場合には、常にこの作像プロセスで印刷が行われる。片面印刷の場合には、「第2転写ベルト113による片面転写モード」と「第1転写ベルト107による片面転写モード」の2つがあり、前者の第2転写ベルト113を用いる片面転写モードを設定した場合には、第1転写ベルト107に4色重ね(又は単色黒)で形成された顕像が第2転写ベルト113に転写され、そして用紙の片面に転写される。用紙の他面には画像転写はない。この場合、排紙スタック126に排出された印刷済用紙の上面に印刷画面がある。
後者の第1転写ベルト107を用いる片面転写モードを設定した場合には、第1転写ベルト107に4色重ね(又は単色黒)で形成された顕像が、第2転写ベルト113には転写されずに、用紙の片面に転写される。用紙の他面には画像転写はない。この場合は、排紙スタック126に排出された印刷済用紙の下面に印刷画面がある。
図3に、スキャナ210およびそれに装着されたADF230の、原稿画像読み取り機構を示す。このスキャナ210のコンタクトガラス231上に置かれた原稿は、照明ランプ232により照明され、原稿の反射光(画像光)が第1ミラー233で副走査方向yと平行に反射される。照明ランプ232および第1ミラー233は、図示しない、副走査方向yに定速駆動される第1キャリッジに搭載されている。第1キャリッジと同方向にその1/2の速度で駆動される、図示しない第2キャリッジには第2および第3ミラー234,235が搭載されており、第1ミラー233が反射した画像光は第2ミラー234で下方向(z)に反射され、そして第3ミラー235で副走査方向yに反射されて、レンズ236により集束され、CCD207に照射され、電気信号に変換される。第1および第2キャリッジは、走行体モーター238を駆動源として、y方向に往(原稿走査),復(リタ−ン)駆動される。
スキャナ210には、自動原稿供給装置ADF230が装着されている。ADF230の原稿トレイ241に積載された原稿は、ピックアップローラ242およびレジストローラ対243で搬送ドラム(プラテン)244と押さえローラ245の間に送り込まれて、搬送ドラム244に密着して読み取りガラス240の上を通過し、そして排紙ローラ246,247で、原稿トレイ241の下方の圧板兼用の排紙トレイ248上に排出される。
原稿の表面の画像は、原稿読取窓である読み取りガラス240を通過する際に、その直下に移動している照明ランプ232により照射され、原稿の表面の反射光は、第1ミラー233以下の光学系を介してCCD207に照射され光電変換される。すなわちRGB各色画像信号に変換される。搬送ドラム244の表面は、読み取りガラス240に対向する白色背板であり、白基準面となるように白色である。
読み取りガラス240と原稿始端の位置決め用のスケール251との間には、基準白板239、ならびに、第1キャリッジを検出する基点センサ249がある。基準白板239は、照明ランプ232の個々の発光強度のばらつき,また主走査方向のばらつきや、CCD207の画素毎の感度ムラ等が原因で、一様な濃度の原稿を読み取ったにもかかわらず、読み取りデータがばらつく現象を補正(シェーディング補正)するために用意されている。
図4に、図1に示す複写機の画像処理系統のシステム構成を示す。このシステムでは、読取ユニット211と画像データ出力I/F(Interface:インターフェイス)212でなるカラー原稿スキャナ210が、システム制御部4の画像データインターフェース制御CDIC(以下単にCDICと表記)に接続されている。システム制御部4にはまた、カラープリンタ100が接続されている。カラープリンタ100は、システム制御部4の画像データ処理器IPP(Image Processing Processor;以下では単にIPPと記述)から、書込みI/F138にYMCK記録画像データを受けて、作像ユニット139でプリントアウトする。作像ユニット139は、図2に示すものである。
システム制御部4は、パラレルバスPb,画像メモリアクセス制御IMAC(以下では単にIMACと記述),画像メモリMEM(メモリモジュール;以下では単にMEMと記述),ハードディスク装置HDD(以下では単にHDDと記述),システムコントローラ31a,RAM34,不揮発メモリ35,フォントROM36,CDIC,IPP等、を備える。パラレルバスPbには、ファクシミリ制御ユニットFCU(以下単にFCUと記述)を接続している。操作ボード5はシステムコントローラ31aに接続している。
カラー原稿スキャナ210の、原稿を光学的に読み取る読取ユニット211のCCD207および撮像装置208の撮像素子のそれぞれが発生するRGB画像信号は、センサボードユニットSBU上の信号処理しかつRGB画像データに変換しかつシェーディング補正して、出力I/F212を介してCDICに送出する。
CDICは、画像データに関し、出力I/F212,パラレルバスPb,IPP間のデータ転送,プロセスコントローラ135とシステム制御部4の全体制御を司るシステムコントローラ31aとの間の通信をおこなう。また、RAM136はプロセスコントローラ135のワークエリアとして使用され、不揮発メモリ137はプロセスコントローラ135の動作プログラム等を記憶している。
半導体メモリMEMの他に、多くの画像データを収納するためにHDDがある。HDDを用いる事により、外部電源が不要で永久的に画像を保持できる特徴もある。多くの原稿の画像をスキャナで読み込んでHDDに保持し、また、PCが与える多くのドキュメント画像を保持できる。
画像メモリアクセス制御IMAC(以下では単にIMACと記述)は、MEMおよびHDDに対する画像データ,制御データの書き込み/読み出しを制御する。システムコントローラ31aは、パラレルバスPbに接続される各構成部の動作を制御する。また、RAM34はシステムコントローラ31aのワークエリアとして使用され、不揮発メモリ35はシステムコントローラ31aの動作プログラム等を記憶している。
操作ボード5は、システム制御部4がおこなうべき処理を入力する。たとえば、処理の種類(複写、ファクシミリ送信、画像読込、プリント等)および処理の枚数等を入力する。これにより、画像データ制御情報の入力をおこなうことができる。
スキャナ210およびADFのCCD207および撮像装置208で読取ったRGB画像データは、IPPで、スキャナガンマ補正,フィルタ処理などの、読取り歪を補正する画像処理を施してから、MEMに蓄積する。MEMの画像データをプリントアウトするときには、IPPにおいてRGB信号をYMCK信号に色変換し、プリンタガンマ変換,階調変換,および、ディザ処理もしくは誤差拡散処理などの階調処理などの画質処理をおこなう。画質処理後の画像データはIPPから書込みI/F138に転送される。書込みI/F138は、階調処理された信号に対し、パルス幅とパワー変調によりレーザー制御をおこなう。その後、画像データは作像ユニット139へ送られ、作像ユニット139が転写紙上に再生画像を形成する。
IMACは、システムコントローラ31aの制御に基づいて、画像データとMEM,HDDのアクセス制御,LAN上に接続した図示しないパソコンPC(以下では単にPCと表記)のプリント用データの展開,MEM,HDDの有効活用のための画像データの圧縮/伸張をおこなう。
IMACへ送られた画像データは、データ圧縮後、MEM又はHDDに蓄積され、蓄積された画像データは必要に応じて読み出される。読み出された画像データは、伸張され、本来の画像データに戻しIMACからパラレルバスPbを経由してCDICへ戻される。CDICからIPPへの転送後は画質処理をして書込みI/F138に出力し、作像ユニット139において転写紙(用紙)上に再生画像を形成する。
画像データの流れにおいて、パラレルバスPbおよびCDICでのバス制御により、デジタル複合機の機能を実現する。ファクシミリ送信は、スキャナ210,ADF230で読取られた画像データをIPPにて画像処理を実施し、CDICおよびパラレルバスPbを経由してFCUへ転送することによりおこなわれる。FCUは、通信網へのデータ変換をおこない、それを公衆回線PNへファクシミリデータとして送信する。ファクシミリ受信は、公衆回線PNからの回線データをFCUにて画像データへ変換し、パラレルバスPbおよびCDICを経由してIPPへ転送することによりおこなわれる。この場合、特別な画質処理はおこなわず、書込みI/F138から出力し、作像ユニット139において転写紙上に再生画像を形成する。
複数ジョブ、たとえば、コピー機能,ファクシミリ送受信機能,プリンタ出力機能が並行に動作する状況において、読取ユニット211,作像ユニット139およびパラレルバスPbの使用権のジョブへの割り振りは、システムコントローラ31aおよびプロセスコントローラ135において制御する。プロセスコントローラ135は画像データの流れを制御し、システムコントローラ31aはシステム全体を制御し、各リソースの起動を管理する。また、デジタル複合機の機能選択は、操作ボード5においておこなわれ、操作ボード5の選択入力によって、画像読取機能,画像データ登録機能,コピー機能,プリント機能,ファクシミリ機能,連結転送機能等の処理内容を設定する。
システムコントローラ31aとプロセスコントローラ135は、パラレルバスPb,CDICおよびシリアルバスSbを介して相互に通信をおこなう。具体的には、CDIC内においてパラレルバスPbとシリアルバスSbとのデータ,インターフェースのためのデータフォーマット変換をおこなうことにより、システムコントローラ31aとプロセスコントローラ135間の通信を行う。
各種バスインターフェース、たとえばパラレルバスI/F 37、シリアルバスI/F 39、ローカルバスI/F 37aおよびネットワークI/F 38は、IMACに接続されている。システムコントローラ31aは、システム制御部4全体の中での独立性を保つために、複数種類のバス経由で関連ユニットと接続する。
システムコントローラ31aは、パラレルバスPbを介して他の機能ユニットの制御をおこなう。また、パラレルバスPbは画像データの転送に供される。システムコントローラ31aは、IMACに対して、画像データをMEM,HDDに蓄積させるための動作制御指令を発する。この動作制御指令は、IMAC,パラレルバスI/F 37、パラレルバスPbを経由して送られる。
この動作制御指令に応答して、画像データはCDICからパラレルバスPbおよびパラレルバスI/F 37を介してIMACに送られる。そして、画像データはIMACの制御によりMEM又はHDDに格納されることになる。
一方、システム制御部4のシステムコントローラ31aは、PCからのプリンタ機能としての呼び出しの場合、プリンタコントローラとネットワーク制御およびシリアルバス制御として機能する。ネットワーク経由の場合、IMACはネットワークI/F 38を介してプリント出力要求データを受け取る。
汎用的なシリアルバス接続の場合、IMACはシリアルバスI/F 39経由でプリント出力要求データを受け取る。汎用のシリアルバスI/F 39は複数種類の規格に対応している。
PCからのプリント出力要求データはシステムコントローラ31aにより画像データに展開される。その展開先はMEM内のエリアである。展開に必要なフォントデータは、ローカルバスI/F 37aおよびローカルバスRb経由でフォントROM36aを参照することにより得られる。ローカルバスRbは、このコントローラ31aを不揮発メモリ35aおよびRAM34aと接続する。
シリアルバスSbに関しては、PCとの接続のための外部シリアルポート32a以外に、システム制御部4の操作部である操作ボード5との転送のためのインターフェースもある。これはプリント展開データではなく、IMAC経由でシステムコントローラ31aと通信し、処理手順の受け付け、システム状態の表示等をおこなう。
システムコントローラ31aとMEM,HDDおよび各種バスとのデータ送受信は、IMACを経由しておこなわれる。MEM,HDDを使用するジョブはシステム制御部4全体の中で一元管理される。
図5に、カラー原稿スキャナ210の機構制御部および撮像信号処理部の概要を示す。スキャナ210のセンサボードユニットSBU上のCPU1はROM2に格納されたプログラム実行しRAM3にデータ等を読み書きする事で、スキャナ210の全体の制御を行っている。また、システム制御部4とシリアル通信で接続されおり、コマンド及びデータの送受信により指令された動作を行う。さらに、システム制御部4は操作ボード5とシリアル通信で接続されており、操作ボード5へのユーザからのキー入力指示により動作モード等の指示を設定する事ができる。CPU1は、出力ポート(I/O)6に接続された原稿検知センサ,HPセンサ,圧板開閉センサ,冷却ファン等の検知及びON/OFFの制御をする。スキャナモータドライバ7は、CPU1からのPWM出力によりドライブされ励磁パルスシーケンスを発生し原稿走査駆動用のパルスモータ8を駆動する。
原稿画像は、ランプレギュレータ9に駆動されたハロゲンランプ232の光量出力により光信号を複数ミラー及びレンズを通り3ラインCCD207に結像される。3ラインCCD207は、センサボードユニットSBU上のタイミング回路12によって、各駆動クロックを与えられて各RGBのodd(奇数番画素),even(偶数番画素)のアナログの画像信号(撮像信号)をエミッタホロワ(増幅器)13〜15に出力している。エミッタホロワ13〜15からアナログ処理回路16〜18へ入力された撮像信号はアナログ処理回路13〜15内で、CCDのオプティカルブラック部でラインクランプを実施し、oddとevenの出力差を補正し、それぞれのアンプゲイン調整を行う。ゲイン調整後はマルチプレクサで合成して、最終的にDCレベルのオフセット調整後にA/Dコンバータ19〜21へ入力される。
A/Dコンバータ19〜21へ入力されたアナログ信号は画像データにデジタル化されてシェーディング回路22へ入力される。シェーディング回路では照明系の光量不均一やCCDの画素出力のバラツキを補正する機能を持っている。シェーディング補正された画像データはライン間補正メモリ23,24へ入力されて3ラインCCD207のB(ブルー)とG(グリーン)、BとR(レッド)のライン数の画像データをメモリで遅延させてBGRの読取画像の1ライン以上の位置合わせを行いドット補正25へ出力する。
ドット補正25では、ライン間補正メモリ23,24から出力された画像データをRGBデータの1ライン以内ドットのズレを補正する。スキャナγ補正26で反射率リニアデータをルックアップテーブル方式で補正を行う。この補正後の画像データは、IPPに入力される。
図6に、IPPの画像処理機能の概要を示す。IPPは分離生成192,地肌除去193,フィルタ195,色補正302,変倍303,画像加工304,プリンタガンマ変換305および階調処理606を行う。IPPは画像処理をおこなうプログラマブルな演算処理手段である。スキャナ210の出力I/F12からCDICに入力された画像データは、CDICを経由してIPPに転送され、IPPにて光学系およびデジタル信号への量子化に伴う信号劣化(スキャナ系の信号劣化)を補正され、再度、CDICへ出力(送信)される。CDICからIPPへ戻される画像データに対して、IPPにおいては、「画質処理」300を行う。「画質処理」300では、色補正302でRGB信号をYMCK信号に色変換し、変倍303,画像加工304,プリンタガンマ変換305および、階調変換,ディザ処理もしくは誤差拡散処理などの階調処理306などをおこなう。
IPPの分離生成192では、エッジ判定(白画素と黒画素の連続性により判定)、網点判定(画像中の山/谷ピーク画素の繰り返しパターンにより判定)、写真判定(文字・網点外で画像データある場合)を行い文字及び印刷(網点)部、写真部の領域を判定する。判定データは、後段の地肌除去193,RGBフィルタ,色補正302,プリンタγ補正305,階調処理306でパラメータや係数の切り換えに使用される。
RGBフィルタ195では、RGBのMTF補正,平滑化,エッジ強調,スルー等のフィルタ係数を先の領域判定により切り換え設定される。色補正302は、RGB画像データをYMCK画像データに変換し、UCR(下色除去)、UCA(下色付加)の処理を実行する。
変倍303は、画像データに対して主走査方向の拡大/縮小処理を実行する。画像加工304では、クリエイト編集,カラー加工を行う。クリエイト編集では斜体,ミラー,影付け,中抜き等の処理を実行する。カラー加工では、カラー変換,指定色消去,アンダーカラー等を実行する。
プリンタγ補正305では先の領域判定に基づいてプリンタγ変換とフィルタ係数の設定をする。階調処理306ではディザ処理を実行する。書込みI/F138のビデオコントロールでは書き込みタイミング設定や画像領域、白抜き領域の設定やグレースケールやカラーパッチ等のテストパターン発生を行い、最終画像データを書き込み処理でLD(レーザーダイオード)駆動(変調)信号に変換して、レーザダイオードドライバへ出力する。
図7に、タイミング回路12の機能構成の概要を示す。タイミング回路12と3ラインCCD207との間には、図5では記載を省略したが、CCDドライバ33があり、このCCDドライバ33とCCDクロック発生回路12iに間に、本発明により、パルス調整回路12jが介挿されている。
タイミング回路12では、発振器OSCからのクロックCLKをPLL回路12cの入力として、クロックCLKの複数倍(後述の態様では4倍)の周波数のクロック(4逓倍クロック)PLLCLKを生成して、クロックCLK,PLLCLKを各部に与える。PLL回路12cの分周器12dは、CPUバスI/F12aを介してレジスタ12bに設定されている分周データが与えられ、この分周データに基づいて、分周器が、クロックCLKの指定倍数の分周パルスを生成する。位相周波数検出器12eが、分周パルスとクロックCLKの位相差対応のレベルの位相差信号を発生し、チャージポンプ12fが周波数指示電圧を発生して位相差信号に対応して該電圧を高低変更し、電圧制御オシレータ12gが周波数指示電圧に対応した周波数のパルスを出力する。これにより、電圧制御オシレータ12gの出力パルスPLLCLKは、クロックCLKに同期した、分周器12dの分周数の逆数をクロックCLKの周波数に乗じた値の周波数になる。後述の態様では逓倍クロックPLLCLKの周波数はクロックCLKの4倍である。
CCDクロック発生回路12iは、クロックCLKおよび逓倍クロックPLLCLKを用いて、CCD207を駆動する第1相転送クロックXPH1、第2相転送クロックXPH2、最終段シフト駆動クロックXPH2B、リセットクロックXRS、クランプクロックXCPおよびシフトゲートクロックXSHを発生する。これらのクロックのうち、最終段シフト駆動クロックXPH2B、リセットクロックXRSおよびクランプクロックXCPは、後段のパルス調整回路12jに入力されて、レジスタ12bのコントロールに従い個々のクロックパルスの位相シフト量とパルス幅増減量に従って、位相およびパルス幅が調整され、そしてドライバ33に出力される。パルス調整回路12jは、これらのパルスの位相シフト量を、4逓倍クロックPLLCLKの半周期単位の数種のシフト量に調整する機能を持っている。また、パルス幅増減量も、前記4逓倍クロックの半周期単位の数種のパルス幅量として増減する機能を持っている。
図8に、ドライバ33の構成を示し、図9には、該ドライバ33の入出力信号の波形の概要を示す。図8において、ドライバ33に与えられる各クロックXPH1,XPH2,XPF2B,XRS,XCPおよびXSHは、ドライバ33内の各RC(抵抗,容量)回路R1,C1/R2,C2/R3,C3/・・・を通してパッケージICドライバ33a〜33cの、増幅器であるインバータ(変換素子)に印加され、インバータで高低レベルを反転してCCD207に印加される。CCD207に印加される各クロック対応の駆動信号PH1,PH2,PH2B,RS,CPは、RC回路で立上り遅延および立下り遅延を生じ、そしてインバータで反転されるので、図9に示すように、立上り,立下りの勾配が緩やかになったものとなる。クロックXSHに基づく信号SHも、同様に立上り,立下りの勾配が緩やかになったものとなる。
図9を参照する。ドライバ33の入力(タイミング回路出力)であるクロックXPH1,XPH2,XPH2Bは、クロックDutyが50:50のT1:T1である。これらのクロックが1つのパッケージICドライバ33cの入力となり、ドライバ33cでレベル反転してドライバ出力としてCCD207を駆動する。ドライバ出力であってCCD207に印加されるシフト駆動信号(転送クロック信号)PH1、PH2、PH2Bも、原クロックXPH1,XPH2,XPH2Bと同様にDuty50:50のT1:T1である。この時のシフト駆動信号PH1とPH2のクロスポイントは、PH1の立ち下がり、立ち上がりどちらも2V以上であり、クロスポイントの規格値を満足している。同様に、PH1とPH2BのクロスポイントもPH1の立ち下がり、立ち上がりどちらも2V以上でありクロスポイントの規格値を満足している。
図10に、ドライバ33の1変形例を示す。この変形例では、最終段シフト駆動クロックXPH2Bを、クランプクロックXCPに共通に使用する。図10のパッケージICドライバ33c部分において、図8と比較してXPH2BとXCPの接続を変更してXPH2Bを共通で使用する回路となっている。
図11に、図10に示す変形例のドライバ33の入出力信号の波形の概要を示す。クランプ信号CPによる有効クランプ領域は、リセット信号RSの立下りから最終段シフト駆動信号PH2Bの立下りまでとなるため、最終段シフト駆動信号PH2Bとは別パルスのCP信号ではなく最終段シフト駆動信号PH2B信号を共通に入れることによりその時のリセット信号RS幅での、最大の有効クランプ幅を取ることが可能となる。有効クランプ幅の仕様はCCD207によって変わるがこれが確保されていないとCCD207のランダムノイズが増加する傾向になる。
パルス調整回路12jは、最終段シフト駆動クロックXPH2Bのクロックパルスの位相シフトとパルス幅増減を行って最終段シフト駆動信号PH2Bの立上りと第1相転送信号PH1の立下りのクロスポイントは確保するが、最終段シフト駆動信号PH2Bの立下りと第1相転送信号PH1の立上りのクロスポイント仕様がないCCDの場合において、パルス幅増減機能でH幅を狭くするように調整してPH2Bの立下りを速くすることが可能であり、最終段シフト駆動信号PH2Bの立下り基準にCCD207のアナログ画像信号すなわち撮像信号を出力して、結果的に出力期間を広く取ることを可能にしている。
図12に、パルス調整回路12jのパルス位相調整機能による各クロック対応の駆動信号の位相シフトを示す。パルス調整回路12jの各出力クロックXPH2B,XRS,XCPの各位相シフト量は、図11に示した、各クロックXPH2B,XRS,XCPの位相を、位相シフト量0のデフォルト(基準位相)としている。なお、図11に示したPH1(の原XPH1)が実質上CLKと同一位相である。本実施例では位相シフト量は図12の(a)に示すように、−4〜+4範囲としているが、CLKの一周期以内で位相シフトできる構成とすることであらゆるシフト量単位でも対応できる。図12の(b),(c)において、位相シフト量は4逓倍クロックPLLCLKの半クロック単位の立ち下がりエッジ基準で位相シフト0を実線で示している。点線は位相シフト量−2、−1、+1、+2を示している。位相シフト量の−4、−3、+3、+4は同様に位相シフトするが、図12の(b),(c)では省略している。図12の(b)および(c)に信号PH2B(クロックXPH2B対応)および信号RS(クロックXRS対応)について位相シフト例を示したが、クロックXCP対応の信号CPに関しても同様なのでその図示は省略した。
図13に、パルス調整回路12jのパルス幅調整機能によるクロック対応の駆動信号のパルス幅増減を示す。各クロックXPH2B,XRS,XCP対応の駆動信号PH2B,RS,CPの各パルス幅増減量は、図11に示したクロック波形のパルス幅を、パルス幅増減量0のデフォルト(パルス幅基準値)としている。本実施例では、パルス幅増減量を、図13の(a)に示すように、−3〜+3としているが、XPH2B,XRS,XCPは4逓倍PLLCLKの半クロック単位であると16分割になるので最小1分割のパルスから最大15分割のパルス幅まで取れる構成とすることも可能である。図13の(b)および(c)には、信号PH2B(XPH2B対応)、RS(XRS対応)のパルス幅増減量の−1,+1の例を示している。駆動信号のパルス幅の増減は立上りエッジ基準で行う。駆動信号はドライバ33でクロックを反転したものであるので、該駆動信号の立上りエッジ基準は、原クロックXPH2Bの立下り基準と同義である。パルス幅増減量には−3,−2,+2,+3もあるが、図13では図示を省略している。クロックXCP対応の信号CPに関しても同様なのでその図示は省略した。
図14に、上述のパルス位相調整およびパルス幅調整を行うパルス調整回路12jの機能構成の概要を示す。パルス調整回路12jには、CCDクロック発生回路12iが出力する最終段シフト駆動クロックXPH2Bを、上述のパルス位相調整およびパルス幅調整を加えてからドライバ33に出力する「XPH2Bの調整12k」,CCDクロック発生回路12iが出力するリセットクロックXRSを、上述のパルス位相調整およびパルス幅調整を加えてからドライバ33に出力する「XRSの調整12l」、および、CCDクロック発生回路12iが出力するクランプクロックXCPを、上述のパルス位相調整およびパルス幅調整を加えてからドライバ33に出力する「XCPの調整12m」がある。「XPH2Bの調整12k」,「XRSの調整12l」および「XCPの調整12m」の機能構成は同一であるので、ここでは「XPH2Bの調整12k」の機能を説明する。
「XPH2Bの調整12k」には、「位相シフト量調整12n」および「パルス幅調整12x」がある。「位相シフト量調整12n」のシフト段数20のシフトレジスタ12oには、CCDクロック発生回路12iが出力する最終段シフト駆動クロックXPH2Bが入力される。4逓倍クロックPLLCLKが2逓倍回路12pに与えられる。2逓倍回路12pは、4逓倍クロックPLLCLKのレベルを反転して反転PLLCLKを生成し、この反転PLLCLKと入力の4逓倍クロックPLLCLKのそれぞれの立上りで立ち上がる、4逓倍クロックPLLCLKと同一周期、デューティが25:75(パルス幅は半分)のパルスを生成してそれらの論理和を出力する。すなわち2逓倍回路12pは、4逓倍クロックPLLCLKの2倍の周波数のデューティが50:50の逓倍パルス2PLLCLKを発生する。この逓倍パルス2PLLCLKの1周期が、4逓倍クロックPLLCLKの半周期である。この逓倍パルス2PLLCLKが、シフト同期パルスとしてシフトレジスタ12oに与えられる。
シフトレジスタ12oは逓倍パルス2PLLCLKに同期して、すでに保持している信号(高,低レベル)を最終出力段20側に1段階シリアルシフトすると共に、最先端入力段1に最終段シフト駆動クロックXPH2Bを取り込む。CCDクロック発生回路12iが出力する最終段シフト駆動クロックXPH2B,リセットクロックXRSおよびクランプクロックXCPはいずれも、発振器OSCが出力する基準クロックCLKに同期したCLK周期のクロックであり、4逓倍クロックPLLCLKの周期はCLK周期の1/4、逓倍クロック2PLLCLKの周期はCLK周期の1/8であるので、シフトレジスタ12oは最終段シフト駆動クロックXPH2Bに、その1.25周期分の遅延を与える。すなわち、シフトレジスタ12oの第20出力段からは、その最先端入力段1に入力がある最終段シフト駆動クロックXPH2Bよりもその1.25周期前のクロックレベルが出力される。つまりシフトレジスタ12oの最先端入力段の入力よりも1/4周期分遅れたクロックが出力される。第16段からは、その最先端入力段1に入力がある最終段シフト駆動クロックXPH2Bの1周期前のクロックレベルが出力される。すなわち、第16段の出力は、最先端入力段1に入力がある最終段シフト駆動クロックXPH2Bと同一位相の、位相シフトがないクロックすなわち最先端入力段1に入力する最終段シフト駆動クロックXPH2Bと実質上同一のクロックである。
シフトレジスタ12oの第20出力段から出力される、入力である最終段シフト駆動クロックXPH2Bよりも1/4周期分遅れたクロックが図12の(a)に示す位相シフト量+4の位相シフトを加えたクロックXPH2Bであり、データセレクタ12qの入力端+4に入力される。そして、シフトレジスタ12oの出力段19,18,17,16,15,14,13および12からは、それぞれ+3,+2,+1,0,−1,−2,−3および−4の位相シフトを加えたクロックXPH2Bが出力され、データセレクタ12qの入力端+3,+2,+1,0,−1,−2,−3および−4のそれぞれに入力される。
データセレクタ12qには、入力端を選択するデータとして、+4,+3,+2,+1,0,−1,−2,−3および−4の位相シフトの何れかを指定する位相シフトデータが与えられ、位相シフトデータが+4を指定するものであるとデータセレクタ12qは入力端+4の信号(1ビットデータ:2値信号)を選択して出力する。この出力が、位相シフトしたクロックXPH2Bである。
「パルス幅調整12x」のアンドゲート12rが、シフトレジスタ12oに入力する最終段シフト駆動クロックXPH2Bのパルス幅外の間(H区間)に発生する逓倍クロック2PLLCLKをカウンタ12sに与え、該カウンタ12sが該逓倍クロック2PLLCLKをカウントする。すなわち、カウンタ12sが入力最終段シフト駆動クロックXPH2Bのパルス幅外のH区間をカウント(区間長:H時間を計測)する。単位は逓倍クロック2PLLCLKの周期すなわち4逓倍クロックPLLCLKの半周期である。カウンタ12sのカウント値(最終段シフト駆動クロックXPH2BのH区間)に、レジスタ12bが与えるパルス増減量を加えたデータすなわち目標パルス幅(目標H幅)が、最終段シフト駆動クロックXPH2BがHからLへの立下り点でラッチ12uにセット(保持)され、プリセットカウンタ12vに与えられる。
プリセットカウンタ12vは、位相シフトしたクロックXPH2B(データセレクタ12qの出力)のパルス幅期間(L)にそれによってクリアされているが、LからHへの立上り点で、ラッチ12uの出力データ(目標パルス幅=目標H幅)をロードして、それが表わす値からの、逓倍クロック2PLLCLKのカウントダウンを開始する。同時に、クロックXPH2BのLからHへの立上りによってフリップフロップ12wがセットされて、そのQ出力が高レベルHに切換わる。プリセットカウンタ12vがラッチ12uの出力データ(目標H幅)が表わす値分の逓倍クロック2PLLCLKをカウントするとボロー信号を発生し、これによりフリップフロップ12wがリセットされてそのQ出力が低レベルLに切換わる。このような動作が、データセレクタ12qから出力される位相シフトしたクロックXPH2BがLからHに切り換わる度に繰り返されるので、フリップフロップの12wのQ出力が、レジスタ12bが与える位相シフト量およびパルス増減量の、位相シフトおよびパルス幅増減をしたクロックXPH2Bとなり、これが、CCDクロック発生回路12iが出力する最終段シフト駆動クロックXPH2Bに代えて、ドライバ33のパッケージICドライバ33cに与えられる。
図15を参照して、レジスタ12bの機能を説明する。レジスタ12bの中の位相シフト量レジスタは、各4bitでデフォルトを0として±4まで設定できる16bitレジスタ構成となっている。レジスタ12bの中のパルス幅増減量レジスタは各3bitで±3まで設定できる16bitレジスタ構成となっている。図15の(a)には位相シフト量レジスタに格納するデータビット(桁)に対するデータ(情報)の割り付けを示し、図15の(b)にはパルス幅増減量レジスタに格納するデータビット(桁)に対するデータ(情報)の割り付けを示す。
これら位相シフト量レジスタおよびパルス幅増減量レジスタに保持するための位相シフト量データ群およびパルス増減量データ群ならびに各データ群の中のいずれのデータを各レジスタに設定するかを指定するデータは、システム制御部4のHDDに格納されている。カラー原稿スキャナ210に電源が投入された直後の初期化において、CPU1のレディ報知に応答してシステム制御部4のシステムコントローラ31aがIMACを介してHDDの位相シフト量データ群およびパルス増減量データ群の中の、指定データが指定する位相シフト量データおよびパルス増減量データを読み出してバスに送出し、CPU1がバスI/F12aを制御してそれらのデータをレジスタ12bに書込む。指定データの初期データは、デフォルトの位相シフト量データおよびパルス増減量データを指定するものであるが、指定データは操作ボード5を使用する初期設定操作によって変更することができる。この変更があると、変更が完了したときにシステムコントローラ31aがIMACを介してHDDの位相シフト量データ群およびパルス増減量データ群の中の、指定データが指定する位相シフト量データおよびパルス増減量データを読み出してバスに送出し、CPU1がバスI/F12aを制御してそれらのデータをレジスタ12bに更新書込みする。
図16に、パルス幅増減量レジスタのデータビットb0〜b3のXPH2B_0〜2=2、と設定することによりXPH2Bのパルス幅を4逓倍PLLCLKクロックの半クロック単位の−1に設定した場合の、タイミング回路12がドライバ33に出力する最終段シフト駆動クロックXPH2Bのレベル変化を示す。この出力クロックXPH2BのLレベル期間、ドライバ33出力後の最終段シフト駆動信号PH2BのHレベル期間が、4逓倍クロックPLLCLKの半クロック分(逓倍クロック2PLLCLKの1クロック分)短縮されているタイミングとなる。このため、クロスポイントは最終段シフト駆動信号PH2Bの立下りと第1相シフト駆動信号PH1の立上りは2V以下となるが、このポイントは規格がないCCDなので問題とはならない。なお、図16および図18上の「PLL」は、4逓倍クロックの「PLLCLK」を意味する。
図17に、通常(デフォルト)の最終段シフトクロックXPH2BのDuty50:50の場合の、タイミング回路12がドライバ33に出力する最終段シフトクロックXPH2Bのレベル変化を示す。CCD207が出力するアナログ信号すなわち撮像信号の波形を見ればわかるとおり、CCD出力期間はT2のままである。
図18には、図16に示す最終段シフトクロックXPH2Bをタイミング回路12が出力する場合の、CCD207の撮像信号出力を示す。CCD207の画像信号出力遅延時間Tdは変化ないがクロックPH2Bの立下りが早くなることでCCD207の画像信号出力期間T2がPLLCLKの半クロック分(2PLLCLKの1クロック分)広く取れることになる。これにより、CCD207の撮像信号出力の平坦部を広く取ることができることにより、良好なリニアリティを確保できて高信頼で高安定な読取が実現できる。図18に示すように最終段シフトクロックXPH2Bのパルス幅(L幅)を狭くした場合、例えばCCD207の動作限界に近い高速駆動した場合は、撮像信号出力期間を広く取るために最終段シフト駆動信号PH2Bの立下り(原クロックXPH2Bの立上り)を早くしてパルス幅を減少させると、充分な有効クランプ幅が取れない場合が発生するが、この時はリセット駆動信号RSのパルス幅調整を行ってリセット不良を起こさないレベルにリセット駆動信号RSの立下りを速くするようにリセット駆動信号RSのパルス幅を減少させることで有効クランプ幅を確保できて対応することが可能である。これにより、CCD207のランダムノイズを上げることなく対応できる。最終段シフト駆動信号PH2B,リセット駆動信号RSおよびクランプ駆動信号CPを、同一パッケージICドライバ33c内の駆動素子(インバータ)で発生することで、最終段シフト駆動信号PH2Bにおけるスキューを最小限に止めることができる。
上述のタイミング回路12は、CCD駆動容量が大きくなる複数ラインCCD207に対して有用性が高い。また、高速読取においてCCDの出力期間が充分に確保できていない場合にはパッケージ間のバラツキの影響を、タイミング回路12による位相シフト調整機能およびパルス幅増減調整機能を用いて小さくできることで、高信頼で高安定な撮像信号取得を実現できる。
本発明の1実施例の、複合画像処理機能があるフルカラー複写機の外観を示す正面図である。 図1に示すカラープリンタ100の拡大縦断面図である。 図1に示すカラースキャナ210およびADF230の拡大縦断面図である。 図1に示す複写機内の、画像処理システムの構成を示すブロック図である。 図4に示すスキャナ210の読取ユニット211の構成ならびにセンサボードユニットSBUの画像読取処理システムの構成を示すブロック図である。 図4に示す画像データ処理器IPPの画像データ処理機能を示すブロック図である。 図5に示すタイミング回路12の機能構成を示すブロック図である。 図7に示すドライバ33の構成を示すブロック図である。 図8に示すドライバ33の入出力信号の変化を示すタイムチャートである。 ドライバ33の一変形例を示すブロック図である。 図10に示すドライバドライバ33の入出力信号の変化を示すタイムチャートである。 図7に示すパルス調整回路12jによる、ドライバ33に与えるクロックの位相シフトの態様を示す説明図である。 図7に示すパルス調整回路12jによる、ドライバ33に与えるクロックのパルス幅増減の態様を示す説明図である。 図7に示すパルス調整回路12jの機能構成の概要を示すブロック図である。 図7に示すレジスタ12bが保持してパルス調整回路12jに与える位相シフト量データおよびパルス増減量データのビット構成と各ビットへの割り当て情報を示す説明図である。 図7に示すパルス調整回路12jのパルス幅調整した出力クロックとそれに対応するドライバ33の出力信号を示すタイムチャートである。 図7に示すパルス調整回路12jの基準出力クロックとそれに対応するドライバ33の出力信号およびCCD207が出力する撮像信号を示すタイムチャートである。 図7に示すパルス調整回路12jのパルス幅調整した出力クロックとそれに対応するドライバ33の出力信号およびCCD207が出力する撮像信号を示すタイムチャートである。
符号の説明
101:感光体 102:帯電装置
103:現像装置 104:クリーニング装置
105:除電装置 106:露光装置
107:第1転写ベルト
108〜110:ローラ
111:第1転写手段
112:クリーニング装置
113:第2転写ベルト
114〜16:回転ローラ
117:第2転写手段
118:クリーニング装置
119:チャージャ
120:用紙(記録媒体)
121,122:給紙カセット
123:定着器 124:排紙ガイド
125:排紙ローラ
126:排紙スタック
127:補給トナー収納部
128:カートリッジ
129:フレーム 130:開閉支軸
131,132:給紙ローラ
133:レジストローラ
221,225:ロータリエンコーダ
224:ステッピングモータ
231:原稿台ガラス 232:照明ランプ
233:第1ミラー 234:第2ミラー
235:第3ミラー 236:レンズ
207:CCD 238:ステッピングモータ
239:基準白板 240:ガラス
241:原稿トレイ 242:ピックアップローラ
243:レジストローラ対 244:搬送ドラム
245:押さえローラ 246,247:排紙ローラ
248:排紙トレイ兼用の圧板
249:基点センサ 250:軸
251:スケール 260:モータ制御ユニット

Claims (8)

  1. 撮像信号をシフト駆動信号に同期して出力する撮像素子,シフト駆動クロックを発生するクロック発生手段、および、該シフト駆動クロックを前記シフト駆動信号に変換して前記撮像素子に出力する駆動手段を含む撮像装置において、
    前記シフト駆動クロックの位相およびパルス幅を調整する手段を備えることを特徴とする撮像装置。
  2. 前記調整手段に与える調整用のデータを保持するためのレジスタ、および、該レジスタに調整用のデータを与えるデータ転送手段、を更に備える請求項1に記載の撮像装置。
  3. 前記クロック発生手段はリセットクロックを発生し;前記駆動手段は、前記調整したシフト駆動クロックを前記シフト駆動信号に変換する手段と前記リセットクロックをリセット信号に変換する手段とを含み該リセット信号も前記撮像素子に出力する同一パッケージICドライバ、を含む;請求項1又は2に記載の撮像装置。
  4. 前記クロック発生手段はクランプクロックを発生し;前記駆動手段は、前記調整したシフト駆動クロックを前記シフト駆動信号に変換する手段,前記リセットクロックをリセット信号に変換する手段、および、前記クランプクロックをクランプ信号に変換する手段を含み該クランプ信号も前記撮像素子に出力する同一パッケージICドライバ、を含む;請求項3に記載の撮像装置。
  5. 前記駆動手段は、前記調整したシフト駆動クロックを前記シフト駆動信号に変換する手段,前記リセットクロックをリセット信号に変換する手段、および、前記調整したシフト駆動クロックをクランプ信号に変換する手段を含み該クランプ信号も前記撮像素子に出力する同一パッケージICドライバ、を含む;請求項3に記載の撮像装置。
  6. 前記駆動手段に与えるリセットクロックの位相およびパルス幅を調整する手段を更に備える;請求項3乃至5の何れか1つに記載の撮像装置。
  7. 前記請求項1乃至6の何れか1つに記載の撮像装置;原稿を照明する光源;および、該光源が照明した原稿上の画像を前記撮像装置の撮像素子に走査投射する手段;を含む原稿スキャナ。
  8. 画像データが表わす画像を用紙上に形成するプリンタ;前記請求項1乃至6の何れか1つに記載の撮像装置;および、該撮像装置が出力する画像信号を前記プリンタによって記録するための画像データに変換し前記プリンタに出力する画像データ処理手段;を備える画像形成装置。
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