JP2005229407A - 画像読取り装置 - Google Patents

Abstract

【課題】同期信号を伝送する配線を長く引き回す必要がなく、基板設計の自由度が高く、センサによる読取りタイミングのずれを招くことがない画像読取り装置を提供する。
【解決手段】モータ制御回路１２に駆動クロック発振器１２ａを設け、駆動クロック信号CLKAを用いて、ＣＣＤラインセンサ１１６による副走査位置を制御すると共に、センサ制御回路１３に読取りクロック発振器１３ａを設け、クロック信号CLKBを用いて、ＣＣＤラインセンサ１１６による読取りを制御しており、原稿画像の読取りに際しては、駆動クロック信号CLKAに同期する周波数Ｘref／８の信号の周期でＣＣＤラインセンサ１１６による主走査ラインの読取りを繰り返しているので、ＣＣＤラインセンサ１１６による読取りタイミングとＣＣＤラインセンサ１１６による副走査位置がずれることはない。
【選択図】図２

Description

本発明は、原稿をＣＣＤラインセンサにより走査して読取る画像読取り装置に関する。

複写機やプリンタ等の画像形成装置では、原稿もしくはＣＣＤラインセンサを副走査方向に走査しつつ、ＣＣＤラインセンサにより原稿を主走査方向に繰り返し読取っており、副走査位置とＣＣＤラインセンサによる読取りタイミングを同期させる必要ある。

このため、従来は、１つのクロック信号を用いて、副走査位置とＣＣＤラインセンサによる読取りタイミングを共に同期制御していた。

例えば、特許文献１には、１つのクロック信号に同期して、撮像素子駆動回路をリセットし、該クロック信号の分周出力を用いて、モータを同期回転させるという技術が開示されている。

また、特許文献２には、ラインイメージセンサの電荷蓄積動作のためのクロック信号を用いて、パルスモータの駆動パルスの位相同期を生成するという技術が開示されている。

更に、特許文献３には、１つの原発振器からのクロック信号を分周して、イメージセンサ駆動用のパルス信号とモータ駆動用のパルス信号を生成するという技術が開示されている。

また、特許文献４には、イメージセンサの走査位置をエンコーダにより検出し、エンコーダにより生成されたパルスを用いて、イメージセンサによる読取りタイミングを制御するという技術が開示されている。
特開平２−１００４７７号公報 特開昭６２−９２６７０号公報 特開平６−６５２９号公報 特開昭６１−１２１６５３号公報

しかしながら、特許文献１、２、及び３の様に１つのクロック信号を用いて、読取り用の同期信号と駆動用の同期信号を生成する場合は、読取り用の同期信号をセンサに伝送し、かつ駆動用の同期信号をモータに伝送する必要があり、またセンサとモータの配置箇所が全く異なることから、少なくとも一方の同期信号を伝送する配線を長く引き回さねばならず、周波数の高い同期信号の配線が電磁波障害（ＥＭＩ）の原因となった。

また、１つの基板上に、クロック信号、センサ用の各同期信号、及び駆動用の各同期信号を生成する回路等を搭載することになり、基板が大型化し、その配置位置や形状が大きく制限されてしまい、設計の自由度が低くかった。

一方、特許文献４では、エンコーダにより生成されたパルスを基準にして、イメージセンサによる読取りタイミングを制御するものの、エンコーダの機械的な動きの僅かなむらによりエンコーダのパルスにジッターが生じた。しかも、イメージセンサの制御には数ＭＨｚの同期信号を用いることから、高分解能のエンコーダを用いたり、エンコーダのパルスを数ＭＨｚに分周する必要があり、エンコーダの僅かな動きのむらがパルスの大きなジッターとして現われ、イメージセンサによる読取りタイミングにずれが生じた。この様な読取りタイミングのずれは、読取り周期の変動の原因となり、延いては、イメージセンサの電荷蓄積時間が変動して長くなり、イメージセンサ出力に残像等が発生した。

そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、同期信号を伝送する配線を長く引き回す必要がなく、基板設計の自由度が高く、センサによる読取りタイミングのずれを招くことがない画像読取り装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、ＣＣＤラインセンサによる原稿の副走査を行いつつ、ＣＣＤラインセンサによる原稿の読取りタイミングを制御する画像読取り装置において、ＣＣＤラインセンサによる副走査位置を駆動制御するための駆動クロック信号を生成する駆動クロック信号生成手段と、ＣＣＤラインセンサによる原稿の読取りタイミングを制御するための読取りクロック信号を生成する読取りクロック信号生成手段と、ＣＣＤラインセンサによる原稿の読取りタイミングを駆動クロック信号により調整する制御手段とを備えている。

また、本発明においては、制御手段は、ＣＣＤラインセンサによる副走査位置を次の主走査ライン上に更新する度に、ＣＣＤラインセンサによる原稿の読取りタイミングを駆動クロック信号により調整している。

更に、本発明においては、ＣＣＤラインセンサによる副走査のピッチは、ＣＣＤラインセンサにより読取られる各主走査ラインのピッチの１／ｎ（ｎは整数）である。

また、本発明においては、制御手段は、ＣＣＤラインセンサによる副走査が一定速度で行われるときに、ＣＣＤラインセンサによる原稿の読取りタイミングを駆動クロック信号により調整している。

更に、本発明においては、制御手段は、制御手段は、ＣＣＤラインセンサによる副走査が加減速されるときに、ＣＣＤラインセンサによる原稿の読取りタイミングを読取りクロック信号に同期させている。あるいは、制御手段は、ＣＣＤラインセンサによる副走査が加減速されるときにも、ＣＣＤラインセンサによる原稿の読取りタイミングを駆動クロック信号により調整している。

また、本発明においては、ＣＣＤラインセンサの蓄積時間に応じて該ＣＣＤラインセンサの出力レベルを補正している。

更に、本発明においては、ＣＤラインセンサによる各主走査ラインの読取りタイミングの度に、原稿を一定時間だけ照明している。

本発明によれば、駆動クロック信号生成手段と読取りクロック信号生成手段を共に設け、ＣＣＤラインセンサによる副走査位置を駆動制御するための駆動クロック信号とＣＣＤラインセンサによる原稿の読取りタイミングを制御するための読取りクロック信号を全く別々に生成している。このため、駆動クロック信号生成手段をＣＣＤラインセンサによる副走査の駆動源となる駆動用モータ近傍に設け、読取りクロック信号生成手段をＣＣＤラインセンサ近傍に設けることができ、クロック信号もしくは同期信号を伝送する配線を長く引き回す必要がなく、配線が電磁波障害（ＥＭＩ）の原因になることはない。また、駆動クロック信号生成手段と読取りクロック信号生成手段をそれぞれの基板に分けて搭載すれば、基板が小型化され、その配置位置や形状の制限が緩やかになり、設計の自由度が高くなる。

また、制御手段は、ＣＣＤラインセンサによる原稿の読取りタイミングを駆動クロック信号により調整しているので、原稿の読取りタイミングをＣＣＤラインセンサによる副走査位置の駆動制御に同期させることができる。しかも、駆動クロック信号と読取りクロック信号は、電気回路により生成されることから、ジッターが極めて小さい。このため、原稿の読取りタイミングとＣＣＤラインセンサによる副走査位置の駆動制御間の同期を維持しつつ、ＣＣＤラインセンサによる読取りタイミング並びに読取り周期のずれを小さく抑えて、ＣＣＤラインセンサによる読取りを正確に行なうことができる。

例えば、ＣＣＤラインセンサによる副走査位置を次の主走査ライン上に更新する度に、ＣＣＤラインセンサによる原稿の読取りタイミングを駆動クロック信号により調整している。この場合は、各主走査ライン毎に、原稿の読取りタイミングをＣＣＤラインセンサによる副走査位置の駆動制御に同期させることができる。仮に、原稿の読取りタイミングをＣＣＤラインセンサによる副走査位置の駆動制御に同期させなかった場合は、駆動クロック信号と読取りクロック信号の周波数ずれを０．５％とし、副走査の長さ（原稿長さ）を４１０ｍｍとすると、副走査の終端で、原稿の読取り位置が本来の副走査位置から２．０５ｍｍ（＝４１０ｍｍ×０．５／１００）ずれることになる。

また、ＣＣＤラインセンサによる副走査のピッチは、ＣＣＤラインセンサにより読取られる各主走査ラインのピッチの１／ｎ（ｎは整数）である。この場合は、ＣＣＤラインセンサによる副走査位置を駆動制御するための駆動クロック信号を分周することにより、ＣＣＤラインセンサによる原稿の読取りタイミングを設定することができる。

更に、ＣＣＤラインセンサによる副走査が一定速度で行われるときに、ＣＣＤラインセンサによる原稿の読取りタイミングを駆動クロック信号により調整している。この場合は、原稿の読取りタイミングが駆動クロック信号に同期することになり、ＣＣＤラインセンサの電荷蓄積時間が変動せず、この電荷蓄積時間が長くなり過ぎることもなく、ＣＣＤラインセンサ出力に残像等が発生しない。

そして、ＣＣＤラインセンサによる副走査が加減速されるときに、ＣＣＤラインセンサによる原稿の読取りタイミングを読取りクロック信号に同期させている。この場合は、原稿の読取りタイミングとＣＣＤラインセンサによる副走査位置の駆動制御間の同期が外れることになるが、ＣＣＤラインセンサによる読取りタイミング並びに読取り周期が変動しないので、ＣＣＤラインセンサの電荷蓄積時間が長くなることがなく、ＣＣＤラインセンサ出力に残像等が発生しない。

あるいは、ＣＣＤラインセンサによる副走査が加減速されるときにも、ＣＣＤラインセンサによる原稿の読取りタイミングを駆動クロック信号により調整している。この場合は、原稿の読取りタイミングとＣＣＤラインセンサによる副走査位置の駆動制御間の同期が維持されるものの、ＣＣＤラインセンサの副走査が遅かったり速かったりするので、ＣＣＤラインセンサにより読取られる各主走査ラインのピッチが変化する。このため、プレスキャンにより原稿の濃度情報等を大まかに取得するときには良い。

また、ＣＣＤラインセンサの電荷蓄積時間に応じて該ＣＣＤラインセンサの出力レベルを補正している。原稿の読取りタイミングとＣＣＤラインセンサによる副走査位置の駆動制御間の同期を維持しても、ＣＣＤラインセンサによる読取りタイミング並びに読取り周期のずれが発生して、ＣＣＤラインセンサの電荷蓄積時間が変動する場合は、ＣＣＤラインセンサの電荷蓄積時間に応じて該ＣＣＤラインセンサの出力レベルを補正すれば良い。これにより、ＣＣＤラインセンサにより読取られた原稿画像の濃度むらを防止することができる。

あるいは、ＣＤラインセンサによる各主走査ラインの読取りタイミングの度に、原稿を一定時間だけ照明すれば、ＣＣＤラインセンサの実質的な電荷蓄積時間が変動せずに済む。

以下、本発明の実施形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態を示す縦断面である。本実施形態の画像形成装置は、カラー画像を読取って、このカラー画像を記録用紙に記録するデジタルカラー複写機である。この画像形成装置において、装置本体１の上部には、原稿台１１１及び操作パネル（図示せず）が配設されており、この原稿台１１１の上側には、原稿台１１１に対して開閉可能な状態で、かつ原稿台１１１の面に対して所定の位置関係をもって、両面自動原稿送り装置（RADF：Reversing Automatic Document Feeder ）１１２が装着されている。

この両面自動原稿送り装置１１２は、複写される原稿の一方の面が原稿台１１１の所定位置に配置される様に原稿を搬送し、この一方の面についての画像読取りが終了した後に、他方の面が原稿台１１１の所定位置に配置される様に原稿を反転して原稿台１１１に向かって搬送する。また、１枚の原稿について両面の画像読取りが終了した後に、この原稿を排出し、次の原稿についての両面搬送動作を実行する。この原稿の搬送および表裏反転の動作は、複写機全体の動作に関連して制御される。

原稿台１１１の下側には、両面自動原稿送り装置１１２により原稿台１１１上に搬送されてきた原稿の画像を読取るために、原稿台１１１の下面に沿って副走査方向に往復移動する原稿走査体１１３、１１４と、光学レンズ１１５と、光電変換素子であるＣＣＤラインセンサ１１６とを備える画像読取り部１１０が配設されている。

原稿走査体１１３は、原稿の一面を露光する露光ランプ１１３１と、原稿からの反射光像を所定の方向に向かって偏向する第１ミラー１１３２とを備え、原稿台１１１の下面に対して一定の距離を保ちながら所定の走査速度において副走査方向に往復移動する。

原稿走査体１１４は、原稿走査体１１３の第１ミラー１１３２により偏向された原稿からの反射光像をさらに所定の方向に向かって偏向する第２ミラー１１４１及び第３ミラー１１４２を備え、原稿走査体１１３と一定の速度関係を保って副走査方向に往復移動する。

光学レンズ１１５は、原稿走査体の第３ミラー１１４２により偏向された原稿からの反射光像を縮小し、縮小された光像をＣＣＤラインセンサ１１６上の所定位置に結像させる。

これにより、原稿走査体１１３、１１４の副走査方向への移動に伴い、ＣＣＤラインセンサ１６による原稿の副走査が行われる。

また、ＣＣＤラインセンサ１１６は、原稿の副走査に際し、原稿を主走査方向に繰り返し読取って、原稿画像を順次光電変換して画像信号として出力する。このＣＣＤラインセンサ１１６は、白黒画像又はカラー画像を示すＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のラインデータを出力することのできる３ラインのカラーＣＣＤである。このＣＣＤラインセンサ１１６により生成された画像信号は、さらに、図示しない画像処理部へ転送されて所定の画像データ処理が施される。

次に、画像読取り部１１０の下側には、画像形成部２１０が配設されており、この画像形成部２１０の更に下側には、用紙トレイ内に積載収容されている記録用紙（記録媒体）Ｐを１枚ずつ分離して画像形成部２１０に向かって供給する給紙機構２１１が配設されている。

１枚ずつ分離供給された記録用紙Ｐは、画像形成部２１０の上流側に配設された一対のレジストローラ２１２によりタイミングが制御されて画像形成部２１０に搬送される。また、片面に画像が形成された記録用紙Ｐは、画像形成部２１０の画像形成にタイミングを合わせて画像形成部２１０に再供給搬送される。

画像形成部２１０と給紙機構２１１との間には、駆動ローラ２１４と従動ローラ２１５との間に略平行に伸びる様に張架された転写搬送ベルト２１６に記録用紙Ｐを静電吸着させ、矢印Ｚにより示す方向に搬送させる転写搬送ベルト機構２１３が配設されている。この転写搬送ベルト機構２１３の転写搬送ベルト２１６の下側には、画像調整用の基準パターン画像の濃度を検出するパターン画像検出ユニット２３２が近接して配設されている。

転写搬送ベルト機構２１３の下流側には、記録用紙Ｐ上に転写形成されたトナー画像を記録用紙Ｐ上に定着させるための定着装置２１７が配設されている。この定着装置２１７が備える一対の定着ローラ間のニップ領域を通過した記録用紙Ｐは、搬送方向を切り換える切り換えゲート２１８を経て、排出ローラ２１９により装置本体１の外壁に取り付けられている排紙トレイ２２０上に排出される。

切り換えゲート２１８は、定着後の記録用紙Ｐの搬送経路を、装置本体１の外部へ記録用紙Ｐを排出する経路と、画像形成部２１０に向かって記録用紙Ｐを再供給する経路との間を選択的に切り換えるものである。切り換えゲート２１８により再び画像形成部２１０に向かって搬送方向が切り換えられた記録用紙Ｐは、スイッチバック搬送経路２２１を介して表裏反転された後、画像形成部２１０へと再度供給される。

画像形成部２１０は、記録用紙Ｐ上にトナー画像を形成する第１乃至第４画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄと、第１乃至第４画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄの感光体ドラム２２２ａ、２２２ｂ、２２２ｃ、２２２ｄを露光するための各レーザービームスキャナユニット２２７ａ、２２７ｂ、２２７ｃ、２２７ｄとを備える。

前述した転写搬送ベルト２１６に近接して、第１画像形成ステーションＰａ、第２画像形成ステーションＰｂ、第３画像形成ステーションＰｃ、及び第４画像形成ステーションＰｄが、転写搬送ベルト２１６の上流側から順に並設されている。これらの画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、実質的に同一の構成とされており、また、各レーザービームスキャナユニット２２７ａ、２２７ｂ、２２７ｃ、２２７ｄも、実質的に同一の構成とされている。このため、各画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄの代表として、第１画像形成ステーションＰａを選択して説明し、また各レーザービームスキャナユニット２２７ａ、２２７ｂ、２２７ｃ、２２７ｄの代表として、レーザービームスキャナユニット２２７ａを選択して説明する。

第１画像形成ステーションＰａは、矢印Ｆ方向に回転駆動され、静電潜像が形成される感光体ドラム２２２ａと、感光体ドラム２２２ａを一様に帯電する帯電器２２３ａと、感光体ドラム２２２ａ上に形成された静電潜像を現像する現像装置２２４ａと、現像された感光体ドラム２２２ａ上のトナー画像を記録用紙Ｐへ転写する転写用放電器２２５ａと、感光体ドラム２２２ａ上に残留するトナーを除去するクリーニング装置２２６ａとを備える。これらの帯電器２２３ａ、現像装置２２４ａ、転写用放電器２２５ａ及びクリーニング装置２２６ａは、感光体ドラム２２２ａの回転方向Ｆに沿って周辺に順次配設されている。

レーザービームスキャナユニット２２７ａは、感光体ドラム２２２ａの上側に配設されており、画像データに応じて変調されたドット光を発する半導体レーザー素子（図示せず）と、半導体レーザー素子からのレーザービームを主走査方向に偏向させるためのポリゴンミラー２４０ａと、ポリゴンミラー２４０ａにより偏向されたレーザービームを感光体ドラム２２２ａの表面に結像させるための非軸対称非球面レンズ（ｆθレンズ）２４１ａと、ミラー２４２ａ、２４３ａとを備える。

レーザービームスキャナユニット２２７ａにはカラー原稿画像の黒色成分像に対応する画素信号が、レーザービームスキャナユニット２２７ｂにはカラー原稿画像のシアン色成分像に対応する画素信号が、レーザービームスキャナユニット２２７ｃにはカラー原稿画像のマゼンタ色成分像に対応する画素信号が、そして、レーザービームスキャナユニット２２７ｄにはカラー原稿画像のイエロー色成分像に対応する画素信号がそれぞれ入力される。

これにより色変換された原稿画像情報に対応する静電潜像が各感光体ドラム２２２ａ、２２２ｂ、２２２ｃ、２２２ｄ上に形成される。現像装置２２４ａには黒色のトナーが、現像装置２２４ｂにはシアン色のトナーが、現像装置２２４ｃにはマゼンタ色のトナーが、現像装置２２４ｄにはイエロー色のトナーが、それぞれ収容されており、各感光体ドラム２２２ａ、２２２ｂ、２２２ｃ、２２２ｄ上の静電潜像は、これら各色のトナーにより現像される。これにより、画像読取り部１１０にて色変換された原稿画像が各色のトナー画像として再現される。

前述した第１画像形成ステーションＰａと給紙機構２１１との間には用紙吸着用帯電器２２８が配設されている。この吸着用帯電器２２８は、転写搬送ベルト２１６の表面を帯電させることにより、給紙機構２１１から供給された記録用紙Ｐを転写搬送ベルト２１６上に確実に吸着させた状態にして第１画像形成ステーションＰａから第４画像形成ステーションＰｄの間をずれることなく搬送させるものである。

また、第４画像形成ステーションＰｄと定着装置２１７との間、かつ、駆動ローラ２１４の略真上には除電器２２９が配設されている。この除電器２２９には、転写搬送ベルト２１６に静電吸着されている記録用紙Ｐを転写搬送ベルト２１６から分離するための交流電流が印加されている。

本実施形態の画像形成装置では、記録用紙Ｐとしてカットシート状の紙が使用される。この記録用紙Ｐは、給紙カセットから送り出されて給紙機構２１１の給紙搬送経路のガイド内に供給されると、その先端部分がセンサ（図示せず）にて検知され、このセンサから出力される検知信号に基づいて一対のレジストローラ２１２により一旦停止される。

この記録用紙Ｐは、各画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄとタイミングをとって矢印Ｚ方向に回転している転写搬送ベルト２１６上に送られる。このとき、転写搬送ベルト２１６には、前述した様に吸着用帯電器２２８によって所定の帯電が施されていることから、記録用紙Ｐが各画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄの通過中に安定して搬送される。

各画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄにおいては、各色のトナー画像がそれぞれ形成され、各トナー画像は、転写搬送ベルト２１６により静電吸着されて搬送される記録用紙Ｐ上に重ね合わされる。第４画像形成ステーションＰｄによる画像の転写が完了すると、記録用紙Ｐは、その先端部分から順次、除電器２２９により転写搬送ベルト２１６上から剥離され、定着装置２１７へと導かれる。最後に、トナー画像が定着された記録用紙Ｐは、用紙排出口（図示せず）から排紙トレイ２２０上へと排出される。

尚、本実施形態の画像形成装置では、レーザービームスキャナユニット２２７ａによってレーザービームを走査して感光体ドラム２２２ａを露光することにより、光書き込みを行っているものの、このレーザービームスキャナユニット２２７ａの代わりに、発光ダイオードアレイと結像レンズアレイからなる書き込み光学系（ＬＥＤヘッド）を用いてもよい。ＬＥＤヘッドは、レーザービームスキャナユニット２２７ａに比べてサイズも小さく、また可動部分がなく無音である。よって、複数の光書き込みユニットを必要とするタンデム方式の画像形成装置には好適である。

ところで、画像読取り部１１０では、先に述べた様に原稿走査体１１３、１１４を副走査方向に移動させて、ＣＣＤラインセンサ１１６による原稿の副走査を行いつつ、ＣＣＤラインセンサ１１６により原稿画像を主走査方向に繰り返し読取っている。このため、ＣＣＤラインセンサ１１６による原稿の副走査位置の駆動制御とＣＣＤラインセンサによる読取りタイミングを同期させる必要ある。

図２は、本実施例の画像形成装置における画像読取り部１１０の制御系を示すブロック図である。この画像読取り部１１０では、原稿走査体１１３、１１４を副走査方向に往復移動させて、ＣＣＤラインセンサ１１６による原稿の副走を行わせるための駆動用モータ１１と、駆動用モータ１１を駆動制御するモータ制御回路１２と、ＣＣＤラインセンサ１１６と、ＣＣＤラインセンサ１１６の読取りを制御するセンサ制御回路１３とを備えている。

モータ制御回路１２及びセンサ制御回路１３は、画像形成装置におけるそれぞれの基板上に構築されている。例えば、モータ制御回路１２を画像形成装置のメカニカルな駆動制御用の基板上に構築し、またセンサ制御回路１３を画像形成装置の画像信号処理用の他の基板上に構築している。

モータ制御回路１２は、駆動クロック発振器１２ａを内蔵しており、駆動クロック発振器１２ａにより生成された駆動クロック信号CLKAを用いて、駆動用モータ１１の回転角度を制御し、原稿走査体１１３、１１４の副走査方向位置、つまりＣＣＤラインセンサ１１６による原稿の副走査位置を制御する。例えば、駆動用モータ１１がパルスモータであれば、モータ制御回路１２は、駆動クロック信号CLKAに同期したパルス信号を生成して、このパルス信号を駆動用モータ１１に加え、駆動用モータ１１の回転角度を制御し、ＣＣＤラインセンサ１１６による原稿の副走査位置を制御する。あるいは、駆動用モータ１１がＤＣモータであれば、モータ制御回路１２は、駆動クロック信号CLKAのカウント値に対応する目標回転角度を求め、この目標回転角度とエンコーダ（図示せず）により検出された駆動用モータ１１の回転角度とを比較して、その差に対応する駆動信号を駆動用モータ１１に加えることにより、駆動用モータ１１の回転角度を制御し、ＣＣＤラインセンサ１１６による原稿の副走査位置を制御する。

図３は、ＣＣＤラインセンサ１１６による副走査速度の変化を示すグラフである。このグラフから明らかな様にＣＣＤラインセンサ１１６による副走査速度は、加速領域で加速され、定速領域で一定に維持され、減速領域で減速される。通常、ＣＣＤラインセンサ１１６による原稿の読取りは、定速領域で行われ、加速領域と減速領域では行われない。

ただし、プレスキャンにより原稿の濃度情報等を大まかに取得するときには、駆動用モータ１１を高速回転させ、原稿走査体１１３、１１４を高速移動させて、ＣＣＤラインセンサ１１６による副走査を高速で行ないつつ、ＣＣＤラインセンサ１１６による原稿の読取りを加速領域、定速領域、及び減速領域で行う。

また、モータ制御回路１２は、駆動用モータ１１の回転角度に基づいてＣＣＤラインセンサ１１６による副走査速度を監視しており、この副走査速度が定速領域となって、ＣＣＤラインセンサ１１６による原稿の読取りが行われる期間になると、この定速領域の期間であることを示す定速領域信号Ｐをハイレベルにする。また、ＣＣＤラインセンサ１１６による原稿の読取りが行われていない加速領域及び減速領域では、定速領域信号Ｐをローレベルにする。この定速領域信号Ｐは、モータ制御回路１２からセンサ制御回路１３へと伝送される。

更に、ＣＣＤラインセンサ１１６により読取られる各主走査ラインのピッチをＸsとし、駆動用モータ１１の回転に伴って歩進されるＣＣＤラインセンサ１１６による副走査位置のピッチをＸreとすると、Ｘs＝８Ｘreの関係にある。従って、ＣＣＤラインセンサ１１６による副走査位置が８回歩進されると、ＣＣＤラインセンサ１１６による読取り位置が１主走査ラインだけ進むことになる。そして、ＣＣＤラインセンサ１１６による副走査位置のピッチＸreに対応する回転角度ずつ、駆動用モータ１１を回転させるためのパルス信号の周波数をＸrefとすると、周波数Ｘref／８の信号をモータ制御回路１２からセンサ制御回路１３へと伝送している。従って、周波数Ｘref／８の信号の周期とＣＣＤラインセンサ１１６による主走査ラインの読取り周期とが略一致する。

センサ制御回路１３は、読取りクロック発振器１３ａを内蔵しており、読取りクロック発振器１３ａにより生成された読取りクロック信号CLKBを用いて、ＣＣＤラインセンサ１１６による読取りを制御する。例えば、図４のタイミングチャートに示す様にクロック信号CLKBに同期するキャリアアウト信号Ｃｏ、サンプルホールド信号ＳＨ、各データ転送用信号φ１、φ２、リセットパルスＲ、及びクランプパルスＣＰを生成する。そして、サンプルホールド信号ＳＨ、各データ転送用信号φ１、φ２、リセットパルスＲ、及びクランプパルスＣＰをＣＣＤラインセンサ１１６に加えて、ＣＣＤラインセンサ１１６を制御し、ＣＣＤラインセンサ１１６による読取りを行なって、ＣＣＤラインセンサ１１６から画像信号ＯＳを出力させる。

ここで、キャリアアウト信号Ｃｏは、ＣＣＤラインセンサ１１６での蓄積電荷転送の開始や電荷蓄積の開始のトリガーとなるものであり、このキャリアアウト信号Ｃｏの周期がＣＣＤラインセンサ１１６による主走査ラインの読取り周期となる。サンプルホールド信号ＳＨ、各データ転送用信号φ１、φ２、リセットパルスＲ、及びクランプパルスＣＰは、一般的なＣＣＤラインセンサを制御するための周知の信号である。サンプルホールド信号ＳＨは、各受光素子の電荷蓄積を制御するためのものであり、その周期がＣＣＤラインセンサ１１６の各受光素子の電荷蓄積時間に相当する。各データ転送用信号φ１、φ２、リセットパルスＲ、及びクランプパルスＣＰは、各受光素子から取り出されたそれぞれの蓄積電荷の転送を制御するためのものである。

ただし、センサ制御回路１３は、定速領域信号Ｐがローレベルのときにだけ、つまりＣＣＤラインセンサ１１６による原稿の読取りが行われていないときにだけ、キャリアアウト信号Ｃｏのタイミングで、ＣＣＤラインセンサ１１６の制御を行なう。そして、定速領域信号Ｐがハイレベルのときには、つまりＣＣＤラインセンサ１１６による原稿の読取りが行われているときには、キャリアアウト信号Ｃｏの代わりに、モータ制御回路１２からの周波数Ｘref／８の信号のタイミングで、ＣＣＤラインセンサ１１６の制御を行なう。

次に、図４のタイミングチャートに従って、センサ制御回路１３によるＣＣＤラインセンサ１１６の制御過程を説明する。

まず、原稿の読取りのために、モータ制御回路１２により駆動用モータ１１の回転が開始され、ＣＣＤラインセンサ１１６による原稿の副走査が開始された直後には、ＣＣＤラインセンサ１１６による副走査速度が加速領域にあり、ＣＣＤラインセンサ１１６による原稿の読取りが行われていないことから、モータ制御回路１２からの定速領域信号Ｐがローレベルとなっている。

このとき、センサ制御回路１３では、定速領域信号Ｐがローレベルであることから、クロック信号CLKBに同期するキャリアアウト信号Ｃｏを用いる。そして、キャリアアウト信号Ｃｏがハイレベルになり、かつデータ転送用信号φ１がハイレベルになり、かつ読取りクロック信号CLKBがハイレベルになると、次の読取りクロック信号CLKBの立ち上がりのタイミングから一定期間だけサンプルホールド信号ＳＨをハイレベルにする。ＣＣＤラインセンサ１１６では、サンプルホールド信号ＳＨに応答して、各受光素子の蓄積電荷を取り出し、各受光素子の電荷蓄積を開始する。そして、各受光素子から取り出されたそれぞれの蓄積電荷の転送が開始され、画像信号ＯＳの出力が開始される。

ＣＣＤラインセンサ１１６による副走査速度が加速領域にあり、定速領域信号Ｐがローレベルとなっている限り、キャリアアウト信号Ｃｏがハイレベルになる度に、ＣＣＤラインセンサ１１６の各受光素子の蓄積電荷の取り出し、各受光素子の電荷蓄積、各受光素子から取り出されたそれぞれの蓄積電荷の転送、画像信号ＯＳの出力が繰り返される。このとき、各受光素子の電荷蓄積時間は、キャリアアウト信号Ｃｏの周期に一致して一定となる。このため、ＣＣＤラインセンサ１１６の電荷蓄積時間が長くなり過ぎることがなく、ＣＣＤラインセンサ１１６の出力に残像等が発生せず、加速領域から次の定速領域に以降したときに、加速領域の残像が定速領域で読取られる原稿画像に影響を及ぼすことがない。

次に、ＣＣＤラインセンサ１１６による副走査速度が定速領域に達し、ＣＣＤラインセンサ１１６による原稿の読取りが開始されると、モータ制御回路１２からの定速領域信号Ｐがハイレベルとなる。

センサ制御回路１３では、定速領域信号Ｐがハイレベルになると、キャリアアウト信号Ｃｏの代わりに、モータ制御回路１２からの周波数Ｘref／８の信号を用いる。そして、センサ制御回路１３では、周波数Ｘref／８の信号がハイレベルになり、かつデータ転送用信号φ１がハイレベルになり、かつ読取りクロック信号CLKBがハイレベルになると、次の読取りクロック信号CLKBの立ち上がりのタイミングから一定期間だけサンプルホールド信号ＳＨをハイレベルにする。ＣＣＤラインセンサ１１６では、サンプルホールド信号ＳＨに応答して、各受光素子の蓄積電荷の取り出しや電荷蓄積を開始する。そして、蓄積電荷の転送及び画像信号ＯＳの出力が行なわれる。

ＣＣＤラインセンサ１１６による副走査速度が定速領域にあり、定速領域信号Ｐがハイレベルとなっている限り、周波数Ｘref／８の信号がハイレベルになる度に、ＣＣＤラインセンサ１１６の各受光素子の蓄積電荷の取り出しや電荷蓄積、蓄積電荷の転送、画像信号ＯＳの出力が繰り返される。このとき、各受光素子の電荷蓄積時間は、周波数Ｘref／８の信号の周期に一致して一定となる。このため、ＣＣＤラインセンサ１１６の電荷蓄積時間が変動せず、定速領域で読取られる原稿画像の品質低下を招くことがない。

ここで、先に述べた様にＣＣＤラインセンサ１１６により読取られる各主走査ラインのピッチＸsとＣＣＤラインセンサ１１６による副走査位置のピッチＸreとは、Ｘs＝８Ｘreの関係にあり、ＣＣＤラインセンサ１１６による副走査位置が８回歩進されると、ＣＣＤラインセンサ１１６による読取り位置が１主走査ラインだけ進む。

また、周波数Ｘref／８の信号がハイレベルになる度に、ＣＣＤラインセンサ１１６による読取りが一回行われ、１主走査ラインが読取られる。

従って、各主走査ライン毎に、ＣＣＤラインセンサ１１６による読取りタイミングとＣＣＤラインセンサ１１６による副走査位置の駆動制御との同期が取られることになり、読取りタイミングと副走査位置がずれることはなく、各主走査ラインを一定のピッチで正確に読取ることができる。

次に、ＣＣＤラインセンサ１１６による副走査速度が減速領域に達し、ＣＣＤラインセンサ１１６による原稿の読取りが終了すると、モータ制御回路１２からの定速領域信号Ｐがローレベルに再び戻る。

このとき、センサ制御回路１３では、定速領域信号Ｐがローレベルであることから、クロック信号CLKBに同期するキャリアアウト信号Ｃｏを用いる。そして、キャリアアウト信号Ｃｏがハイレベルになり、かつデータ転送用信号φ１がハイレベルになり、かつ読取りクロック信号CLKBがハイレベルになると、次の読取りクロック信号CLKBの立ち上がりのタイミングから一定期間だけサンプルホールド信号ＳＨをハイレベルにする。ＣＣＤラインセンサ１１６では、サンプルホールド信号ＳＨに応答して、各受光素子の蓄積電荷の取り出しや電荷蓄積を開始する。そして、蓄積電荷の転送及び画像信号ＯＳの出力が行なわれる。

更に、キャリアアウト信号Ｃｏがハイレベルになる度に、各受光素子の蓄積電荷の取り出しや電荷蓄積、蓄積電荷の転送、画像信号ＯＳの出力が繰り返される。このため、ＣＣＤラインセンサ１１６の電荷蓄積時間が変動しない。

この様に本実施例では、モータ制御回路１２に駆動クロック発振器１２ａを設け、駆動クロック発振器１２ａにより生成された駆動クロック信号CLKAを用いて、ＣＣＤラインセンサ１１６による副走査位置を制御すると共に、センサ制御回路１３に読取りクロック発振器１３ａを設け、読取りクロック発振器１３ａにより生成された読取りクロック信号CLKBを用いて、ＣＣＤラインセンサ１１６による読取りを制御しており、原稿画像の読取りに際しては、駆動クロック信号CLKAに同期する周波数Ｘref／８の信号の周期でＣＣＤラインセンサ１１６による主走査ラインの読取りを繰り返しているので、ＣＣＤラインセンサ１１６による読取りタイミングとＣＣＤラインセンサ１１６による副走査位置がずれることはなく、各主走査ラインを一定のピッチで正確に読取ることができる。

しかも、駆動クロック信号CLKA及び読取りクロック信号CLKBは、クロック発振器により生成されるので、それらのジッターが小さく、ＣＣＤラインセンサ１１６による読取りがより正確に行われる。

仮に、ＣＣＤラインセンサ１１６による読取りタイミングとＣＣＤラインセンサ１１６による副走査位置の駆動制御とを同期させなかった場合は、駆動クロック信号CLKAと読取りクロック信号CLKBの周波数ずれを０．５％とし、副走査の長さ（原稿長さ）を４１０ｍｍとすると、副走査の終端で、原稿の読取り位置が本来の副走査位置から２．０５ｍｍ（＝４１０ｍｍ×０．５／１００）ずれることになる。これに対して本実施例では、本来の副走査位置からのずれが（各主走査ラインのピッチ）×０．５／１００＋（読取りクロック信号CLKB１周期分の副走査距離）となり、極めて僅かなずれ量となる。

また、駆動クロック発振器１２ａを駆動用モータ１１の近傍に設け、読取りクロック発振器１３ａをＣＣＤラインセンサ１１６近傍に設けることができ、クロック信号もしくは同期信号を伝送する配線を長く引き回す必要がなく、配線が電磁波障害（ＥＭＩ）の原因になることはない。また、駆動クロック発振器１２ａと読取りクロック発振器１３ａをモータ制御回路１２の基板及びセンサ制御回路１３の基板に振り分けて搭載するので、基板が小型化され、その配置位置や形状の制限が緩やかになり、設計の自由度が高くなる。

モータ制御回路１２からセンサ制御回路１３へと周波数Ｘref／８の信号を伝送する配線については、該信号が低周波数であるため、電磁波障害（ＥＭＩ）の原因になることはない。

尚、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、多様に変形することができる。例えば、原稿を原稿台１１１上に配置し、原稿走査体１１３、１１４を副走査方向に往復移動させて、ＣＣＤ１１６による副走査を行なっているが、ＣＣＤ１１６を含む光学系を固定した状態で、原稿を副走査方向に移動させて、ＣＣＤ１１６による副走査を行なっても良い。

また、定速領域だけではなく、加速領域及び減速領域でも、周波数Ｘref／８の信号を用いて、ＣＣＤラインセンサ１１６による読取りタイミングとＣＣＤラインセンサ１１６による副走査位置の駆動制御との同期を取っても良い。ただし、ＣＣＤラインセンサ１１６による副走査が遅かったり速かったりするので、ＣＣＤラインセンサ１１６により読取られる各主走査ラインのピッチが変化する。このため、プレスキャンにより原稿の濃度情報等を大まかに取得するときには良い。

更に、ＣＣＤラインセンサ１１６による読取りタイミングとＣＣＤラインセンサによる副走査位置の駆動制御間の同期を維持しても、ＣＣＤラインセンサ１１６による読取りタイミング並びに読取り周期のずれが発生して、ＣＣＤラインセンサ１１６の電荷蓄積時間が変動することがある。この場合は、ＣＣＤラインセンサ１１６の電荷蓄積時間に応じて該ＣＣＤラインセンサ１１６からの画像信号ＯＳの出力レベルを補正しても良い。これにより、ＣＣＤラインセンサ１１６により読取られた原稿画像の濃度むらを防止することができる。

あるいは、ＣＤラインセンサ１１６による各主走査ラインの読取りタイミングの度に、原稿を一定時間だけ照明すれば、ＣＣＤラインセンサ１１６の実質的な電荷蓄積時間が変動せずに済む。この場合は、原稿を照明する光源として、短い周期での点滅と短い照明時間の正確な制御が可能なＬＥＤアレイ等を用いる。

更に、本発明は、複写機だけではなく、ファクシミリ装置やスキャナーにも適用することができる。

本発明の画像形成装置の一実施形態を示す縦断面である。 本実施例の画像形成装置における画像読取り部の制御系を示すブロック図である。 ＣＣＤラインセンサによる副走査速度の変化を示すグラフである。 図２の画像読取り部における各信号を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１１ 駆動用モータ
１２ モータ制御回路
１２ａ 駆動クロック発振回路
１３ センサ制御回路
１３ａ 読取りクロック発振回路
１１０ 画像読取り部
１１１ 原稿台
１１２ 両面自動原稿送り装置
１１６ ＣＣＤラインセンサ
２１０ 画像形成部
Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ 画像形成ステーション

Claims (8)

1. ＣＣＤラインセンサによる原稿の副走査を行いつつ、ＣＣＤラインセンサによる原稿の読取りタイミングを制御する画像読取り装置において、
   ＣＣＤラインセンサによる副走査位置を駆動制御するための駆動クロック信号を生成する駆動クロック信号生成手段と、
   ＣＣＤラインセンサによる原稿の読取りタイミングを制御するための読取りクロック信号を生成する読取りクロック信号生成手段と、
   ＣＣＤラインセンサによる原稿の読取りタイミングを駆動クロック信号により調整する制御手段と
   を備えることを特徴とする画像読取り装置。
2. 制御手段は、ＣＣＤラインセンサによる副走査位置を次の主走査ライン上に更新する度に、ＣＣＤラインセンサによる原稿の読取りタイミングを駆動クロック信号により調整することを特徴とする請求項１に記載の画像読取り装置。
3. ＣＣＤラインセンサによる副走査のピッチは、ＣＣＤラインセンサにより読取られる各主走査ラインのピッチの１／ｎ（ｎは整数）であることを特徴とする請求項１に記載の画像読取り装置。
4. 制御手段は、ＣＣＤラインセンサによる副走査が一定速度で行われるときに、ＣＣＤラインセンサによる原稿の読取りタイミングを駆動クロック信号により調整することを特徴とする請求項１に記載の画像読取り装置。
5. 制御手段は、ＣＣＤラインセンサによる副走査が加減速されるときに、ＣＣＤラインセンサによる原稿の読取りタイミングを読取りクロック信号に同期させることを特徴とする請求項４に記載の画像読取り装置。
6. 制御手段は、ＣＣＤラインセンサによる副走査が加減速されるときにも、ＣＣＤラインセンサによる原稿の読取りタイミングを駆動クロック信号により調整することを特徴とする請求項４に記載の画像読取り装置。
7. ＣＣＤラインセンサの電荷蓄積時間に応じて該ＣＣＤラインセンサの出力レベルを補正することを特徴とする請求項１に記載の画像読取り装置。
8. ＣＤラインセンサによる各主走査ラインの読取りタイミングの度に、原稿を一定時間だけ照明することを特徴とする請求項１に記載の画像読取り装置。
   
   

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