JP2007081540A - 画像読み取り装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＥＭＣ低減の効果を残しつつ、良好な画像データを得ることを可能にした画像読み取り装置を得る。
【解決手段】画像読み取り装置は、ＣＣＤ１１、アナログ処理回路１２、ＡＤコンバータ１３、駆動タイミング発生回路１４、ＳＳＣＧ１５、水晶振動子１６を備えて構成される。ＣＣＤ１１で受光した原稿からの反射光は、アナログ処理回路１２を経てＡＤコンバータ１３に入力され、ＡＤコンバータ１３によりデジタルデータに変換される。ＣＣＤ１１、アナログ処理回路１２、ＡＤコンバータ１３には、駆動タイミング発生回路１４から、ＳＳＣＧ１５により拡散変調がかけられたクロックが供給される。駆動タイミング発生回路１４は、画像を読み取るＣＣＤ１１の光学的遮光画素期間、有効画素期間、原稿読み出しに必要なＣＣＤ画素期間について、前記ＳＳＣＧ１５での拡散変調動作を停止させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、画像読み取り装置及び画像形成装置に係り、特に、ディジタル複写機、印刷装置等のスキャナ部である画像読み取り装置及び該画像読み取り装置を使用した画像形成装置に関する。

近年、原稿台上の画像を光学系の走査体により読み取るスキャナ部を有するディジタル複写機、ファクシミリ装置等が広く利用されている。一般に、画像処理を行う画像読み取り装置は、ＣＣＤ（光電変換素子）により原稿画像の画像データ信号を読み取り、この画像データ信号を、アナログ処理、Ａ／Ｄ（アナログ／ディジタル）コンバータ、ディジタル画像処理まで順次クロック信号に同期させて高速で転送している。画像読み取り装置は、このように画像データ信号を高速に転送しているため、クロック信号の周波数及びその高調波によるＥＭＩ（Electric Magnetic Interference）放射レベルが非常に高くなってしまう。特に、カラー画像読み取り装置の場合には、画像データ信号量が３倍（８ビット×３または１０ビット×３）になる。

前述のＥＭＩ放射レベルは、各国の規制値、例えば、日本の場合ＶＣＣＩ、米国の場合ＦＣＣ等の機関が設定した値以内におさめる必要があり、その対策としてプリント基板を多層化したり、ケーブルにフェライトコアを入れたり、筐体をシールド強化したりすることが提案されている。また、クロック信号の周波数を拡散させることにより、ＥＭＩ放射レベルを減少させてコストダウンを図ったり、ＣＣＤ、アナログ処理、Ａ／Ｄコンバータでのクロック信号を拡散させず、それ以降のディジタル画像処理でのクロック信号を拡散させることにより、画像ノイズ発生を抑えることなどが提案されている。

そして、ＥＭＩ放射レベルの低減を行うことを可能にした従来技術として、例えば、特許文献１等に記載された技術が知られている。この従来技術は、スペクトル拡散処理を施した第１のクロックを用いて映像信号処理を実施し、スペクトル拡散処理を施さない第２のクロックを映像信号生成に用いるというものである。また、他の従来技術として、例えば、特許文献２等に記載された技術が知られている。この従来技術は、ＳＳＣＧ(Spread Spectrum Clock Generator）を用いる場合のＣＣＤの出力振幅の変動をなくし、ＳＳＣＧによるＥＭＩ放射レベルの低減の効果を充分似なものとするというものである。さらに、他の従来技術として、ＳＳＣＧを使用した機器の待機電力の削減を図った技術が、例えば、特許文献３等に記載されて知られている。
特開２０００−１２５１４９号公報 特開２０００−２２４３９２号公報 特開２００４−４６３０１号公報

しかし、前述した各公報に記載された従来技術は、入力されるクロックに対して、ある一定の周期で変調をかけ、それにより、不要輻射高調波のピークを拡散させるＳＳＣＧを利用することにより、ＥＭＣの低減を図ることができるが、変調の影響により、得られる画像データーに周期的なノイズが生じてしまう場合があるという問題点を有している。

本発明の目的は、前述した従来技術の問題点を解決し、ＥＭＣ低減の効果を残しつつ、良好な画像データを得ることを可能にした画像読み取り装置及び該画像読み取り装置を使用した画像形成装置を提供することにある。

前記目的を達成するための本発明の第１の手段は、周期的に拡散されたクロックに従って動作する画像読み取り装置において、クロックを拡散変調するＳＳＣＧと、該ＳＳＣＧを制御すると共に、ＳＳＣＧからの周期的に拡散されたクロックにより画像読み取り装置を制御するタイミング発生回路とを備え、該タイミング発生回路は、画像を読み取るＣＣＤの光学的遮光画素期間について、前記ＳＳＣＧでの拡散変調動作を停止させるように前記ＳＳＣＧを制御することを特徴とする。

また、本発明の第２の手段は、周期的に拡散されたクロックに従って動作する画像読み取り装置において、クロックを拡散変調するＳＳＣＧと、該ＳＳＣＧを制御すると共に、ＳＳＣＧからの周期的に拡散されたクロックにより画像読み取り装置を制御するタイミング発生回路とを備え、該タイミング発生回路は、黒補正画素のサンプリング期間について、前記ＳＳＣＧでの拡散変調動作を停止させるように前記ＳＳＣＧを制御することを特徴とする。

また、本発明の第３の手段は、周期的に拡散されたクロックに従って動作する画像読み取り装置において、クロックを拡散変調するＳＳＣＧと、該ＳＳＣＧを制御すると共に、ＳＳＣＧからの周期的に拡散されたクロックにより画像読み取り装置を制御するタイミング発生回路とを備え、該タイミング発生回路は、画像を読み取るＣＣＤの有効画素期間について、前記ＳＳＣＧでの拡散変調動作を停止させるように前記ＳＳＣＧを制御することを特徴とする。

また、本発明の第４の手段は、周期的に拡散されたクロックに従って動作する画像読み取り装置において、クロックを拡散変調するＳＳＣＧと、該ＳＳＣＧを制御すると共に、ＳＳＣＧからの周期的に拡散されたクロックにより画像読み取り装置を制御するタイミング発生回路とを備え、該タイミング発生回路は、画像を読み取るＣＣＤの原稿読み出しに必要なＣＣＤ画素期間について、前記ＳＳＣＧでの拡散変調動作を停止させるように前記ＳＳＣＧを制御することを特徴とする。

また、本発明の第５の手段は、周期的に拡散されたクロックに従って動作する画像読み取り装置において、クロックを拡散変調するＳＳＣＧと、該ＳＳＣＧを制御すると共に、ＳＳＣＧからの周期的に拡散されたクロックにより画像読み取り装置を制御するタイミング発生回路とを備え、該タイミング発生回路は、シェーディングデーターサンプリング期間について、前記ＳＳＣＧでの拡散変調動作を停止させるように前記ＳＳＣＧを制御することを特徴とする。

また、本発明の第６の手段は、画像形成装置であって、前記第１の手段ないし第５の手段のうち１つの画像読み取り装置を備えて構成されたことを特徴とする。

以下、本発明による画像読み取り装置及び画像形成装置の実施形態を図面により詳細に説明する。

図１は本発明の一実施形態による画像読み取り装置の構成を示すブロック図である。複写機、印刷装置等を構成する画像形成装置のスキャナ部である本発明の一実施形態による画像読み取り装置は、ＣＣＤ１１、アナログ処理回路１２、ＡＤコンバータ１３、駆動タイミング発生回路１４、ＳＳＣＧ１５、水晶振動子１６を備えて構成される。そして、ＣＣＤ１１で受光した原稿からの反射光による信号は、アナログ処理回路１２内のクランプ回路１７、増幅回路１８によりクランプ処理及び増幅処理されて、ＡＤコンバータ１３に入力され、ＡＤコンバータ１３によりデジタルデータに変換される。通常、図示の画像読み取り装置は、画像形成装置を構成するために使用され、この場合、ＡＤコンバータ１３から出力されるデジタルデータは、図示しないバッファメモリ、画像処理部を介してプリンター部等に送られる。

前述したＣＣＤ１１、アナログ処理回路１２、ＡＤコンバータ１３を動作させるために必要なクロックは、駆動タイミング発生回路１４により必要な駆動信号が生成されて供給される。駆動タイミング発生回路１４には、水晶振動子１６またはクロックジェネレータからＳＳＣＧ１５に供給されるクロックが、ＳＳＣＧ１５により変調がかけられて供給される。ＳＳＣＧ１５は、すでに説明したように、入力されるクロックに対して、ある一定の周期で拡散変調をかけ、そのことにより、不要輻射高調波のピークを拡散させ、ＥＭＣの低減を図るデバイスである。

図２はスキャナに一般的に用いられるＣＣＤの出力について説明する図である。図２に示すように、主走査ラインについてみると、主走査ライン周期信号２１間の１つのラインにおけるＣＣＤの出力は、ダミー画素２２の期間、遮光された光学的黒画素（ＯＰＢ画素）２３の期間、入射光に応じて出力が発生する有効画素２４の期間、及び、物理的な画素はないがダミーとして出力される空画素２５の期間の各出力期間がある。ここで、ＯＰＢ画素２３と呼ばれる光学的に遮光された黒画素期間は、スキャナにおける絶対黒レベルとして、利用されることが多い。

そして、この黒画素期間を利用して、アナログ処理回路１２でクランプを行ったり、ＡＤコンバータ１３でのＡＤ変換後のデータとしてサンプリングを行い、有効画素出力の原稿データからこの値を減算して、オフセット分を除去する等の処理が行われる。実際には、ＯＰＢ画素２３の期間の出力と、その前のダミー画素２２の出力と、最後にある空画素２５の出力とは、その出力レベルが、ほぼ同じようなレベルであるので、ダミー画素２２または空画素２５の期間でクランプをかけ、ＯＰＢ画素２３の期間で黒オフセット値のサンプリングを行うことがよく行われている。

ここで得られたオフセットデータは、一律に有効画像データから減算されることになるため、ＳＳＣＧ１５の変調に起因する変動がこの期間にあると全てのデーターに影響を与えてしまうという懸念が生じる。

本発明の実施形態は、前述の黒オフセット値のサンプリングを行うＣＣＤの黒レベル出力期間のみＳＳＣＧ１５の変調を停止状態にすることにより、変調に起因する変動が全てのデーターに影響を与えるという問題を回避し、他の期間ではＳＳＣＧ１５に変調動作を行わせるうことにより、ＥＭＣの低減効果も同時に得ることができるようにしている。

図３は変調切り替え用のイネーブル端子Ｅが設けられたＳＳＣＧを示す図、図４はＣＣＤ出力とＳＳＣＧのイネーブル端子Ｅに印加されるイネーブルゲート信号との関係の第１の例を示す図である。

図３に示すようにＳＳＣＧ１５には、変調切り替えのイネーブル端子Ｅが備えられており、この端子Ｅに駆動タイミング発生回路１４から図４にＳＳＣＧイネーブル信号が入力される。図４に示すＣＣＤ出力の状態は、図２により説明したものと同様である。そして、ＳＳＣＧイネーブル信号は、ＣＣＤ出力のダミー画素２２の期間、ＯＰＢ画素２３の期間、空画素２５の期間について、ＳＳＣＧ１５での拡散変調動作を停止させ、有効画素２４の期間についてだけ、ＳＳＣＧ１５での拡散変調動作を行わせるように印加される。

前述したようにＳＳＣＧ１５を制御することにより、ＳＳＣＧ１５での拡散変調動作を切り替えて、黒出力期間のＳＳＣＧ１５の拡散変調動作を停止させて黒のオフセット変動を安定させることができる。そして、図４に示す例では、黒オフセットサンプリング期間、クランプ期間ともにＳＳＣＧ１５の拡散変調動作を停止させているので、より黒期間の安定を図ることができ、充分なＥＭＣ低減効果を得ることができる。一方、このＳＳＣＧ１５の拡散変調動作を停止させている期間が、１ラインの中に占める割合が大きくなると、ＥＭＣ低減効果が小さくなってしまう。

図５はＣＣＤ出力とＳＳＣＧのイネーブル端子Ｅに印加されるイネーブルゲート信号との関係の第２の例を示す図である。図５に示す第２の例は、黒オフセットサンプリング期間のみについてＳＳＣＧ１５の拡散変調動作を停止させることにより、前述したＳＳＣＧ１５の拡散変調動作を停止させている期間が、１ラインの中に占める割合が大きくならないようにして、ＥＭＣ低減効果が小さくなることを防止することを可能にした例である。

図５により説明するＳＳＣＧ１５の制御も図３、図４により説明したと同様に、駆動タイミング発生回路１４からＳＳＣＧ１５のイネーブル端子Ｅに印加されるＳＳＣＧイネーブル信号により行われる。図５に示す例においても、ＣＣＤ出力の状態は、図２により説明したものと同様である。そして、ＳＳＣＧイネーブル信号は、黒オフセットサンプリング期間として利用されるＯＰＢ画素２３の期間についてだけ、ＳＳＣＧ１５での拡散変調動作を停止させ、その他のダミー画素２２の期間、有効画素２４の期間、空画素２５の期間について、ＳＳＣＧ１５での拡散変調動作を行わせるように印加される。

前述したようにＳＳＣＧ１５を制御することにより、ＳＳＣＧ１５での拡散変調動作を停止させる１ラインの中の期間が図４により説明した例の場合に比較して小さくなるので、黒のオフセット変動を安定させ、より、充分なＥＭＣ低減効果を得ることができる。

図６はＣＣＤ出力とＳＳＣＧのイネーブル端子Ｅに印加されるイネーブルゲート信号との関係の第３の例を示す図である。図６に示す第３の例は、図４、図５により説明した例とは逆に、逆に画像データの実際に原稿を読み取る期間である有効画素期間についてＳＳＣＧ１５での拡散変調動作を停止させるようにしたものである。

図６により説明するＳＳＣＧ１５の制御も図３〜図５により説明したと同様に、駆動タイミング発生回路１４からＳＳＣＧ１５のイネーブル端子Ｅに印加されるＳＳＣＧイネーブル信号により行われる。図６に示す例においても、ＣＣＤ出力の状態は、図２により説明したものと同様である。そして、ＳＳＣＧイネーブル信号は、ＣＣＤ出力のダミー画素２２の期間、ＯＰＢ画素２３の期間、空画素２５の期間について、ＳＳＣＧ１５での拡散変調動作を行わせ、有効画素２４の期間についてだけ、ＳＳＣＧ１５での拡散変調動作を停止させるように印加される。

前述したようにＳＳＣＧ１５を制御することにより、図４により説明した場合と同様な効果を得ることができる。なお、黒画素期間と有効画素期間とのどちらの期間でＳＳＣＧ１５での拡散変調動作を停止させた方が、画像に対するＳＳＣＧの影響をよりよく排除することができるかは、装置の回路構成や後段の画像処理等によっても異なるので、予め、駆動タイミング発生回路１４に２種のイネーブル信号を切り替えて出力することができるように実装しておくとよく、これにより、回路構成が同一でより効果の高い方式を選択することができる。

図７はＣＣＤ出力とＳＳＣＧのイネーブル端子Ｅに印加されるイネーブルゲート信号との関係の第４の例を示す図である。図７に示す第４の例は、図６により説明した第３の例が有効画素領域全体でＳＳＣＧの拡散変調を停止させていたのに対して、読み取っている原稿のサイズに合わせて、ＳＳＣＧでの拡散変調の停止期間を変化させることができるようにしたものである。

図７により説明するＳＳＣＧ１５の制御も図３〜図６により説明したと同様に、駆動タイミング発生回路１４からＳＳＣＧ１５のイネーブル端子Ｅに印加されるＳＳＣＧイネーブル信号により行われる。図７に示す例においても、ＣＣＤ出力の状態は、図２により説明したものと同様である。そして、図７に示す例では、図示しないよく知られた原稿サイズ検出用のセンサから原稿領域を示す信号が駆動タイミング発生回路１４に印加され、駆動タイミング発生回路１４が、有効画素２４の期間の原稿領域の期間だけについてＳＳＣＧ１５での拡散変調動作を停止させるＳＳＣＧイネーブル信号を出力している。

図６により説明した第３の例は、有効画素期間のＳＳＣＧの拡散変調動作を停止させることにより、画像への影響を排除することができるものであるが、図７に示す第４の例は、読み取っている原稿のサイズに合わせて、ＳＳＣＧの拡散変調動作の停止期間を変化させるようにしたものである。この場合、原稿によって、駆動タイミング発生回路１５から原稿サイズの出力も得る必要があるが、図６により説明した例に対して、必要最小限の範囲しかＳＳＣＧの拡散変調動作の停止期間がないのでより、より大きなＥＭＣ低減の効果を得ることができる。

前述までに説明した例は、ＣＣＤ１ラインの中のある特定期間について、ＳＳＣＧの拡散変調動作を停止させるというものであったが、ＳＳＣＧによっては、１ラインという短い時間で動作−停止を実行することができない場合もある。本発明は、副走査方向の制御についても適用することができ、タイミング条件を緩和することができる。

図８は副走査方向の特定期間について、ＳＳＣＧの拡散変調動作を制御した場合の各信号の相互関係の例を示す図である。

一般に、スキャナのスキャン動作においては、シェーディング補正が実行されており、このために、均一な基準白板を読み取り、ＣＣＤの画素感度やランプ光源の照度分布のばらつきを補正している。このシェーディングデータがＳＳＣＧの拡散変調動作による影響を受けた場合、誤った補正が行われてしまうことがある。その場合、原稿読み取り時には、ランダムな影響であったとしてもシェーディングデータが影響を受けてしまうと、固定のパターンになることより、画像に縦スジのようなムラが出てしまう場合がある。

図８に示す例は、シェーディングデータの生成中のみＳＳＣＧの拡散変調動作を停止させ、前述した問題を回避しつつＥＭＣ低減効果も得ることができるようにしたものである。このため図８に示す例は、駆動タイミング発生回路１４にシェーディングゲート信号と、原稿領域ゲート信号とを印加し、駆動タイミング発生回路１４が、シェーディングゲート信号の白板読み取り領域８１の期間だけについてＳＳＣＧ１５での拡散変調動作を停止させるＳＳＣＧイネーブル信号を出力している。

前述したようにＳＳＣＧ１５を制御することにより、ＳＳＣＧ１５の拡散変調による影響を受けることなくシェーディング補正用のデータを取得することができ、ＥＭＣの低減効果を得つつより高精度の補正を行うことが可能となる。また、この例は、主走査タイミングでの制御ではなく、副走査タイミングの制御であるため、ＳＳＣＧの起動、停止時間に対する制約をも排除することができる。

前述した本発明の実施形態によれば、ＣＣＤの黒レベル出力期間のＳＳＣＧによる拡散変調動作を停止させているので、この期間を利用した黒レベルのサンプリング及び黒レベルクランプ等への変調による影響をなくすことが可能となり、また、それ以外の期間では、変調がかかるため、ＳＳＣＧによるＥＭＣの低減効果を得ることができる。

また、本発明の実施形態によれば、ＣＣＤ黒レベルサンプリング期間だけについてＳＳＣＧの拡散変調動作を停止させているので、黒補正を精度良く実施しながら、より一層のＥＭＣ低減効果を得ることができる。

さらに、本発明の実施形態によれば、ＣＣＤの有効画素期間、あるいは、読み取り原稿サイズに応じてＳＳＣＧによる拡散変調動作を停止させているので、画像に対する変調の影響を容易に低減することができる。そして、読み取り原稿サイズに応じてＳＳＣＧによる拡散変調動作を停止させた場合、ＳＳＣＧによる拡散変調動作の停止期間を必要最小限とすることができるので、より大きなＥＭＣ低減効果を得ることができる。

また、前述した本発明の実施形態によれば、ＳＳＣＧ１５の拡散変調による影響を受けることなくシェーディング補正用のデータを取得することができ、ＥＭＣの低減効果を得つつより高精度の補正を行うことが可能となる。また、主走査タイミングでの制御ではなく、副走査タイミングの制御を行うことにより、ＳＳＣＧの起動、停止時間に対する制約をも排除することができる。

本発明の一実施形態による画像読み取り装置の構成を示すブロック図である。 スキャナに一般的に用いられるＣＣＤの出力について説明する図である。 変調切り替え用のイネーブル端子Ｅが設けられたＳＳＣＧを示す図である。 ＣＣＤ出力とＳＳＣＧのイネーブル端子Ｅに印加されるイネーブルゲート信号との関係の第１の例を示す図である。 ＣＣＤ出力とＳＳＣＧのイネーブル端子Ｅに印加されるイネーブルゲート信号との関係の第２の例を示す図である。 ＣＣＤ出力とＳＳＣＧのイネーブル端子Ｅに印加されるイネーブルゲート信号との関係の第３の例を示す図である。 ＣＣＤ出力とＳＳＣＧのイネーブル端子Ｅに印加されるイネーブルゲート信号との関係の第４の例を示す図である。 副走査方向の特定期間について、ＳＳＣＧの拡散変調動作を制御した場合の各信号の相互関係の例を示す図である。

符号の説明

１１ ＣＣＤ
１２ アナログ処理回路
１３ ＡＤコンバータ
１４ 駆動タイミング発生回路
１５ ＳＳＣＧ
１６ 水晶振動子
１７ クランプ回路
１８ 増幅回路
２１主走査ライン周期信号
２２ ダミー画素
２３ ＯＰＢ画素
２４ 有効画素
２５ 空画素
８１ 白板読み取り領域

Claims (6)

1. 周期的に拡散されたクロックに従って動作する画像読み取り装置において、クロックを拡散変調するＳＳＣＧと、該ＳＳＣＧを制御すると共に、ＳＳＣＧからの周期的に拡散されたクロックにより画像読み取り装置を制御するタイミング発生回路とを備え、該タイミング発生回路は、画像を読み取るＣＣＤの光学的遮光画素期間について、前記ＳＳＣＧでの拡散変調動作を停止させるように前記ＳＳＣＧを制御することを特徴とする画像読み取り装置。
2. 周期的に拡散されたクロックに従って動作する画像読み取り装置において、クロックを拡散変調するＳＳＣＧと、該ＳＳＣＧを制御すると共に、ＳＳＣＧからの周期的に拡散されたクロックにより画像読み取り装置を制御するタイミング発生回路とを備え、該タイミング発生回路は、黒補正画素のサンプリング期間について、前記ＳＳＣＧでの拡散変調動作を停止させるように前記ＳＳＣＧを制御することを特徴とする画像読み取り装置。
3. 周期的に拡散されたクロックに従って動作する画像読み取り装置において、クロックを拡散変調するＳＳＣＧと、該ＳＳＣＧを制御すると共に、ＳＳＣＧからの周期的に拡散されたクロックにより画像読み取り装置を制御するタイミング発生回路とを備え、該タイミング発生回路は、画像を読み取るＣＣＤの有効画素期間について、前記ＳＳＣＧでの拡散変調動作を停止させるように前記ＳＳＣＧを制御することを特徴とする画像読み取り装置。
4. 周期的に拡散されたクロックに従って動作する画像読み取り装置において、クロックを拡散変調するＳＳＣＧと、該ＳＳＣＧを制御すると共に、ＳＳＣＧからの周期的に拡散されたクロックにより画像読み取り装置を制御するタイミング発生回路とを備え、該タイミング発生回路は、画像を読み取るＣＣＤの原稿読み出しに必要なＣＣＤ画素期間について、前記ＳＳＣＧでの拡散変調動作を停止させるように前記ＳＳＣＧを制御することを特徴とする画像読み取り装置。
5. 周期的に拡散されたクロックに従って動作する画像読み取り装置において、クロックを拡散変調するＳＳＣＧと、該ＳＳＣＧを制御すると共に、ＳＳＣＧからの周期的に拡散されたクロックにより画像読み取り装置を制御するタイミング発生回路とを備え、該タイミング発生回路は、シェーディングデーターサンプリング期間について、前記ＳＳＣＧでの拡散変調動作を停止させるように前記ＳＳＣＧを制御することを特徴とする画像読み取り装置。
6. 請求項１ないし５のうち１記載の画像読み取り装置を備えて構成されたことを特徴とする画像形成装置。

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