JP4164284B2 - 画像読取装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、イメージセンサを備えた画像読取装置及び画像形成装置に関し、特に、コンタクトイメージセンサを備えた画像読取装置及び画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、コスト削減や光源消費電力削減の要求から、電荷結合素子(以下、「CCD」という。)とレンズとを組み合わせて構成した縮小光学系を用いたイメージスキャナに加えて、発光ダイオード(以下、「LED」という。)又はキセノンランプ等を光源とし、屈折率分布型レンズ、例えばセルフォック(登録商標)レンズ等の等倍結像光学系とCCDラインセンサ又はCMOSラインセンサとを組み合わせて構成したコンタクトイメージセンサ(以下、「CIS」という。)を使用するケースが増えてきている。
【0003】
例えば、カラー複写機にて25ipm(画像/分)程度の読み取り速度で原稿を読み取る場合に、CCDを用いた縮小光学系では、約3万lx程度の原稿面照度が必要であるのに対し、コンタクトイメージセンサを使用すれば、同じ読み取り速度で読み取る場合に、その1/10程度の約3000lx程度の原稿面照度で、同程度のS/Nで読み取りが可能であるとの検討結果が得られている。CISには、このような利点がある。
【0004】
また、CISを使用することで、イメージスキャナを薄型、軽量、且つコンパクトにできるという特徴がある。そこで、この特徴を追求するため、画像信号の処理を行う画像信号処理回路が形成された画像信号処理基板とCISとの間の信号伝送を、アナログ信号を用いて行うための構成が提案されている。
【0005】
このように、アナログ信号で信号伝送を行った場合には、CISに画像信号処理用のデジタル回路を搭載する必要がなくなるため、薄く軽量にできる。実際に、発明者が、デジタル回路をCISに搭載することを検討したが、基板及び部品が実装されることで厚くなり、また、幅が広くなり、重さが重くなり、断念した。
【0006】
また、CISと画像信号処理部との間にデジタル信号を伝送しない構成とすることで、電波ノイズが軽減できる。近年、米国の連邦通信委員会(FCC)及び情報処理装置等電波障害自主規制協議会(VCCI)等の電波ノイズ発生に対する各種規制に適合することが必須となっており、電波ノイズを軽減できるアナログ伝送は、デジタル伝送に比べ有利であるという検討結果が得られている。
【0007】
このようなアナログ伝送においては、例えばCISと画像信号処理部との間が、安価なフレキシブルフラットケーブル(以下、「FFC」という。)又はフレキシブルプリントサーキット(以下、「FPC」という。)を用いて接続され、イメージセンサからのアナログ状態での画像信号を伝送させることができる。
【0008】
その一方で、複写機のイメージスキャナ部では、例えば100万回程度のスキャン回数に対する耐久寿命、重い書籍の原稿等の原稿台ガラス板への押し付け等を考慮して、画像読取装置の筐体を金属製として剛性を高めることが不可欠となりつつある。また、高周波クロックで動作させるため、画像信号処理回路が形成された画像信号処理基板を収納する筐体を金属製とすることにより、電波ノイズ対策の効果も発揮することができる。
【0009】
このため、複写機においては、アナログ信号を伝送させるFFC又はFPC等の配線と、接地された金属筐体とが共存するようになっている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、金属筐体及び配線を共存させると、配線がスキャン動作に伴って移動又は変形するときに、配線と金属筐体との間の静電容量が変化して、アナログ信号の波形が変化するという問題点がある。このような不必要な波形の変化が生じると、画像信号にノイズが入り、最終的に出力される画像にむら及び筋等が発生して、画像の質が劣化してしまう。
【0011】
そして、この画像品質劣化の程度は決して無視しうるものではなく、光学濃度Dが0.3のハーフトーンチャートを読み取ったとき、容易に視覚にて認めうる程度の顕著なものである。従って、このような画像品質の劣化は、商品価値を著しく低下させるものである。
【0012】
なお、このような画像品質の劣化は、画像信号処理基板を収納する筐体として樹脂製のものを使用しているイメージスキャナでは発生しておらず、金属筐体を使用するイメージスキャナに特有のものである。
【0013】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、CISの出力をアナログ信号とし画像信号処理部に金属筐体を使用した場合の画質を向上させる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。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本願の第1の発明に係る画像読取装置は、原稿から画像を読み取るコンタクトイメージセンサと、前記コンタクトイメージセンサが出力した画像信号をアナログ信号として伝送する配線と、前記配線から前記画像信号が入力され、前記画像信号を処理する画像信号処理回路と、前記画像信号処理回路を収納する金属筐体と、前記金属筐体の外面で前記配線が接触する領域に形成された絶縁部材と、を有することを特徴とする。
【0015】
本願の第2の発明に係る画像読取装置は、上記第1の発明において、前記絶縁部材は、前記金属筐体に貼付された絶縁シートからなることを特徴とする。
【0016】
本願の第3の発明に係る画像読取装置は、上記第1の発明において、前記絶縁部材は、前記金属筐体と一体に成型されたモールド部材からなることを特徴とする。
【0017】
本願の第4の発明に係る画像読取装置は、上記第1乃至第3の発明のいずれかにおいて、前記画像信号処理回路は画像信号処理基板に形成され、前記画像信号処理基板は前記金属筐体に収納されていることを特徴とする。
【0018】
本願の第5の発明係る画像読取装置は、原稿から画像を読み取るコンタクトイメージセンサと、前記コンタクトイメージセンサが出力した画像信号をアナログ信号として伝送する配線と、前記配線から前記画像信号が入力され、前記画像信号を処理する画像信号処理回路と、前記コンタクトイメージセンサ、前記画像信号処理回路及び前記配線を収納する第1の金属筐体と、前記第1の金属筐体の内面で前記配線が接触する領域に形成された第1の絶縁部材と、を有することを特徴とする。
【0019】
本願の第6の発明に係る画像読取装置は、上記第5の発明において、前記画像信号処理回路を収納する第2の金属筐体と、前記第2の金属筐体の外面で前記配線が接触する領域に形成された第2の絶縁部材と、を有することを特徴とする。
【0020】
本願の第7の発明に係る画像読取装置は、上記第6の発明において、前記第2の絶縁部材は、前記第2の金属筐体に貼付された絶縁シートからなることを特徴とする。
【0021】
本願の第8の発明に係る画像読取装置は、上記第6の発明において、前記第2の絶縁部材は、前記第2の金属筐体と一体に成型されたモールド部材からなることを特徴とする。
【0022】
本願の第9の発明に係る画像読取装置は、上記第6乃至第8の発明のいずれかにおいて、前記画像信号処理回路は画像信号処理基板に形成され、前記画像信号処理基板は前記第2の金属筐体に収納されていることを特徴とする。
【0023】
本願の第10の発明に係る画像読取装置は、上記第5乃至第9の発明のいずれかにおいて、前記第1の絶縁部材は、前記第1の金属筐体に貼付された絶縁シートからなることを特徴とする。
【0024】
本願の第11の発明に係る画像読取装置は、上記第5乃至第9の発明のいずれかにおいて、前記第1の絶縁部材は、前記第1の金属筐体と一体に成型されたモールド部材からなることを特徴とする。
【0025】
本願の第12の発明に係る画像読取装置は、上記第1乃至第11の発明のいずれかにおいて、前記配線は、導電部材と、前記導電部材を封止する封止部材と、を有することを特徴とする。
【0026】
本願の第13の発明に係る画像形成装置は、上記第1乃至第12の発明のいずれかに係る画像読取装置と、前記画像信号処理回路から出力された信号に基づいて印刷を行う印刷装置と、を有することを特徴とする。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係る画像読取装置及び画像形成装置について、添付の図面を参照して具体的に説明する。図1は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の構造を示す模式的断面図であり、図2は、本発明の実施形態に係る画像形成装置におけるイメージスキャナ部200を示す模式的平面図である。
【0028】
本実施形態に係る画像形成装置には、図1に示すように、原稿を読み取り、デジタル信号処理を行うイメージスキャナ部(画像読取装置)200と、このイメージスキャナ部200にて読み取られた原稿画像に対応した画像を、用紙上にフルカラーでプリント出力するプリンタ部(印刷装置)300とが設けられている。
【0029】
イメージスキャナ部200においては、図1及び図2に示すように、CISモジュール202は、樹脂でできたキャリッジ201に格納されている。CISモジュール202の両端には、夫々スライド部材220、221が取り付けられている。CISモジュール202は、スライド部材220及び221がキャリッジ201に内蔵されたバネ部材(図示せず)により、原稿台ガラス(プラテン)板205に押し当てられるようにして構成されている。原稿台ガラス板205上には、原稿204が載置され、この原稿204は原稿圧板203により原稿台ガラス板205に押し付けられる。
【0030】
キャリッジ201は、リニアガイド218により副走査方向のみに移動するように動きが規制されている。また、キャリッジ201の下部に、タイミングベルト219が接続されている。タイミングベルト219は、プーリ216と217との間に、プーリ214及び215を介して張架されている。また、プーリ217にはステッピングモータ213により駆動されるタイミングベルト212も張架されている。従って、ステッピングモータ213の駆動力がタイミングベルト212を介してタイミングベルト219に伝達され、タイミングベルト219の動作に連動してキャリッジ201が副走査方向に移動する。なお、ステッピングモータ213の動作は、制御手段であるCPU131(図7参照)により制御される。
【0031】
CISモジュール202から出力されたアナログ信号を伝送する配線208は、例えば樹脂製のケーブル押さえ部材209を介して、画像信号処理部207のコネクタ223(図8参照)に接続されている。画像信号処理部207には、金属筐体及びこの金属筐体に収納された画像信号処理回路等が設けられている。配線208は導電材の表面にシール部材が形成されて構成されており、配線208としては、例えばFFC又はFPCを使用することができるが、特にこれらに限定されるものではない。また、本実施形態においては、少なくとも画像信号処理部207の金属筐体の配線208が接触する領域に、絶縁部材210及び211が配設されている。配線部材210及び211は、例えば平面視でケーブル押さえ部材209を挟むようにして設けられている。なお、絶縁部材210及び211の厚さ等の形状は、特に限定されるものではないが、配線208の導電材と画像信号処理部207の金属筐体とを絶縁し、且つ、常に、これらの間の静電容量の変化量が画質に影響を及ぼさないように、所定の距離以上離間させるものであれることが望ましい。
【0032】
また、イメージスキャナ部200には、3原色(赤色(R)、緑色(G)及び青色(B))の読み取りデータのシェーディングを補正するための部材として、標準自色板206が設けられている。CIS202、画像信号処理部207及び配線208等は、金属筐体(第2の金属筐体)200aに収納されている。
【0033】
一方、プリンタ部300には、イメージスキャナ部200から出力された画像信号が入力されるレーザドライバ312、このレーザドライバ312により変調駆動される半導体レーザ313、この半導体レーザ313から照射されたレーザ光が伝播するポリゴンミラー314、f−θレンズ315及びミラー316、並びにミラー315により反射されたレーザ光が照射される感光ドラム317が設けられている。更に、マゼンタ(M)現像器319、シアン(C)現像器320、イエロー(Y)現像器321及びブラック(Bk)現像器322により構成された現像器が設けられている。これらの4つの現像器は、交互に感光ドラム317に接して、感光ドラム317上に形成されたM、C、Y及びBkの静電潜像を対応するトナーで現像する。
【0034】
プリンタ部300には、更に、感光ドラム317と接するようにして、転写ドラム323が設けられている。この転写ドラム323には、1又は2以上の用紙カセット、本実施形態では、2個の用紙カセット324又は325のいずれかから給紙された用紙が巻き付けられる。また、プリンタ部300には、感光ドラム317上に現像されたトナー像を用紙に転写する定着ユニット326が設けられている。
【0035】
次に、イメージスキャナ部200に内蔵されるCISモジュール202について説明する。図3及び図4は、夫々CISモジュール202の構造を示す断面図、分解斜視図である。
【0036】
CISモジュール202には、図3及び図4に示すように、カバーガラス2021、LED及び導光体等からなる照明光源2022、例えばセルフォック(登録商標)レンズ等の屈折率分布型レンズ等からなる等倍結像レンズ2023、カラーラインセンサ2024、並びにこのカラーラインセンサ2024が実装された基板2025が設けられている。これらの構成要素は、モールド2026により一体化されている。
【0037】
図5は、CISモジュール202に内蔵されたカラーラインセンサ2024の微視的部分を拡大して示す模式図である。図5においては、個々の矩形が読み取り画素であるフォトダイオードを表している。カラーラインセンサ2024は、例えば600dpiの等倍読取用であり、1画素の開口部の大きさは42×42μmである。
【0038】
カラーラインセンサ2024の各フォトダイオード上には、RGBの3原色のカラーフィルタ(図示せず)が形成されている。そして、可視光の中で赤色の波長成分を透過するRフィルタが形成されたフォトダイオードを1ラインに配置して受光素子列(フォトセンサ)2024−1が構成されている。同様に、夫々緑色光、青色光の波長成分を透過するGフィルタ、Bフィルタが形成されたフォトダイオードを1ラインずつ配置して受光素子列2024−2及び2024−3が構成されている。このようにして、RGBの3ラインの読取ラインが形成され、蓄積時間内にフォトダイオードに入射した光量に対応する電荷が発生する。
【0039】
カラーラインセンサ2024には、各フォトセンサ2024−1、2024−2及び2024−3において蓄積された電荷を転送するための電荷転送部としてCCDアナログシフトレジスタ2024−4、並びにこのCCDアナログシフトレジスタ2024−4から出力された電荷信号を電圧に変換し、電圧出力信号として出力するための出力アンプ部2024−5が設けられている。
【0040】
上記3ラインの異なる光学特性を持つ受光素子列2024−1、2024−2及び2024−3は、R、G、Bの各センサが原稿の同一ラインを読み取るべく、互いに平行に配置されている。また、CCDアナログシフトレジスタ2024−4は、3ラインの受光素子列の外側に、Bの受光素子列2024−3に隣接するようにして平行に配置されている。各受光素子列2024−1、2024−2及び2024−3並びにCCDシフトレジスタ2024−4は、例えば同一のシリコンチップ上においてモノリシック構造をとる。
【0041】
また、主走査方向においては、各フォトダイオードは、各ラインにおける主走査方向の画素ピッチが1画素の開口部の主走査方向の大きさと等しくなるように、本実施形態においては42μmになるようにして、配置されている。一方、副走査方向においては、各フォトダイオードは、各ラインの間隔が1画素の開口部の副走査方向の大きさと等しくなるように、本実施形態においては42μmになるようにして、配置されている。
【0042】
図6は、カラーラインセンサ2024を巨視的に見たときの構成を示す模式図である。基板2024−6上に、16個のセンサチップ2024−7がライン上に実装されている。そして、各センサチップ2024−7から信号が出力されるため、夫々のチップに対応して同時に16chの信号が読み出される。
【0043】
次に、画像信号処理部207について説明する。画像信号処理部207は、例えばCPUからなる制御手段131の制御によりレジスタ及びメモリ等を用いて各種の処理を行う。図7は、イメージスキャナ部200の画像信号処理部207の構成を示すブロック図である。
【0044】
画像信号処理部207には、1画素単位のクロックを発生するクロック発生部121、クロック発生部121からのクロックを計数し、1ラインの画素アドレス出力を生成する主走査アドレスカウンタ122、及び主走査アドレスカウンタ122から出力された主走査アドレスをデコードして、種々の信号を生成するデコーダ123が設けられている。なお、主走査アドレスカウンタ122は、デコーダ123から出力されたHSYNC信号によりクリアされ、次ラインの主走査アドレスの計数を開始するように構成されている。
【0045】
画像信号処理部207には、更に、CISモジュール202から出力される16chの画像信号OS1〜OS16が入力され、画像信号OS1〜OS16をアナログマルチプレクスし、ゲイン調整及びオフセット調整を行った後、8bitのデジタル画像信号に変換して出力するアナログ信号処理部(アナログ信号処理回路)101、アナログ信号処理部101から出力された8bitのデジタル画像信号をRGBの各色成分の信号に分離する並び替え部102、並びに各色信号に対して標準白色板211の読み取り信号を用いたシェーディング補正を行うシェーディング補正部103が設けられている。
【0046】
画像信号処理部207には、更に、RGBの副走査方向の空間的ずれを補正するライン間補正部104、CISモジュール202で読み取ったRGBの信号読み取り色空間をNTSCの標準色空間に変換する入カマスキング部106、入力マスキング部106から出力された輝度信号を濃度信号に変換する光量/濃度変換部(LOG変換部)107、及び読み込んだ画像について参照している領域が文字/線画領域であるか、網点画像領域であるかを判別し、この判別結果に基づく信号(マスキングUCR係数制御信号ucr、空間フィルタ係数制御信号filter及びプリンタ解像度制御信号sen)を出力する黒文字判定部113が設けられている。また、VE及びHSYNCに基づいて画像信号を遅延させるライン遅延メモリ108、マスキングUCR係数制御信号ucrに基づいて3原色の濃度信号から黒信号(Bk)を抽出し、プリンタ212での記録色材の色濁りを補正する演算を行うマスキングUCR回路109、マスキングUCR回路109から出力されたビット幅が8bitの画像信号及び黒文字判定信号(マスキングUCR係数制御信号ucr)の主走査方向の拡大縮小処理を行う主走査変倍回路110、並びに空間フィルタ係数制御信号filterに基づいてエッジ強調処理又はスムージング処理の切り替えを行う空間フィルタ処理部(出力フィルタ)111が、画像信号処理部207に設けられている。空間フィルタ処理部(出力フィルタ)111はプリンタ212に出力され、プリンタ212はプリンタ解像度制御信号senに基づいて印刷を行う。
【0047】
黒文字判定部113は、例えば特開平7−203198号公報に記載されたような公知の構成を有している。即ち、入力マスキング部106から出力された信号が入力される文字の太さ判定部114、エッジ検出部115及び彩度判定部116、並びにこれらの出力信号に基づいてマスキングUCR係数制御信号ucr、空間フィルタ係数制御信号filter及びプリンタ解像度制御信号senを生成するルックアップテーブル(LUT)117が設けられている。
【0048】
次に、上述のように構成された本実施形態に係る画像形成装置の動作について、説明する。
【0049】
カラーラインセンサ2024は、原稿からの光情報を、R、G及びBの各色成分に分解してフルカラー(224色)で読み取り、RGBの色信号を配線208を介してアナログ信号で信号処理部207に出力する。
【0050】
カラーラインセンサ2024の各色成分の読取センサ列は、例えば各々が7500画素から構成されており、原稿台ガラス205上に載置される原稿の中で最大サイズであるA3サイズの原稿の短手方向297mmを600dpiの解像度で読み取ることができる。CISモジュール202は、ステッピングモータ213の駆動力により、読取センサ列の電気的な走査方向(主走査方向)に対して垂直な方向(副走査方向)に速度Vで機械的に移動し、原稿204の全面を走査する。
【0051】
画像信号処理部207は、読み取られた信号を電気的に処理し、マゼンタ(M)、シアン(C)、イエロー(Y)、ブラック(Bk)の各成分に分解してプリンタ部300に送る。この画像信号の処理方法は、公知のものであるが、詳細は後述する。なお、イメージスキャナ部200における1回の原稿走査(スキャン)につき、成分M、C、Y及びBkのうちから、1つの成分がプリンタ部300に送られ、計4回の原稿走査により1枚分の画像データが作成され、この画像データに基づく画像が印刷されてプリンタ部300からプリントアウトされる。
【0052】
具体的には、プリンタ部300では、イメージスキャナ部200からのM、C、Y及びBkの各成分の画像信号がレーザドライバ312に送られる。レーザドライバ312は、画像信号に応じて半導体レーザ313を変調駆動する。そして、半導体レーザ313から照射されたレーザ光が、ポリゴンミラー314、f−θレンズ315及びミラー316を介して、感光ドラム317上を走査することにより、静電潜像を作成する。
【0053】
そして、マゼンタ現像器319、シアン現像器320、イエロー現像器321及びブラック現像器322が、交互に感光ドラム317に接して、感光ドラム317上に形成されたM、C、Y及びBkの静電潜像を対応するトナーで現像する。その後、用紙カセット324又は用紙カセット325のいずれかから給紙された用紙が転写ドラム323に巻き付けられ、感光ドラム317上に現像されたトナー像を用紙に転写する。このようにして、M、C、Y及びBkの4色についてのトナー像が、順次、転写された後、用紙が定着ユニット326を通過して排紙される。
【0054】
次に、絶縁部材210及び211を設けたことの作用及び効果について、絶縁部材210及び211が設けられていないときの配線208の挙動及びこの結果としての画像のむら及び筋の様子と、絶縁部材210及び211が設けられているときのものとを比較して説明する。
【0055】
先ず、絶縁部材210及び211が設けられていないときの状況について説明する。図8(a)乃至(d)は、絶縁部材210及び211が設けられていないときの、CISモジュール202の移動と配線208の挙動との関係を示す模式図である。
【0056】
先ず、走査が開始されていない状態では、図8(a)に示すように、配線208は、コネクタ222を介してCISモジュール202に接続され、CISモジュール202の直下よりも画像信号処理部207から離間する側に膨らむようにして湾曲されながら垂れ、画像信号処理部207の金属筐体の隅部に一部が接し、その接点とケーブル押さえ部材209との間において上方に膨らむようにして湾曲され、コネクタ223を介して画像信号処理回路(図示せず)が形成された画像信号処理基板224に接続されている。また、配線208は、ケーブル押さえ部材209により画像信号処理部207の金属筐体表面に押さえつけられている。
【0057】
そして、画像の副走査がはじまると、CISモジュール202は画像信号処理部207に近づく方向にして移動する。この移動に伴って、徐々に、画像信号処理部207の上に存在する配線208の湾曲部(ループ)が小さくなり、ある時点で、図8(b)に示すように、上述の湾曲部が消滅して配線208の一部が完全に画像信号処理部207の金属筐体207aに密着する。
【0058】
その後、CISモジュール202が更に移動すると、図8(c)に示すように、配線208は、CISモジュール202よりも走査開始地点側において、原稿台ガラス板205に接し、この接点とコネクタ222との間で、重力により下側に膨らむようにして湾曲され始める。
【0059】
更にCISモジュール202が移動すると、画像信号処理部207の金属筐体207aと接する配線208の領域が徐々に少なくなり、配線208はケーブル押さえ部材209に押さえられた部分においてのみ画像信号処理部207と接触するようになる。また、配線208の原稿台ガラス板205との接点とコネクタ222との間の湾曲部(ループ)は、次第に大きくなり、ある時点で、図8(d)に示すように、画像信号処理部207の金属筐体の上に落下して、跳ね上がる。
【0060】
図9は、上述の動作により得られた画像のむら及び筋を示す図である。図中の(a)乃至(d)が、夫々図8(a)乃至図8(d)に示す状態に対応している。この図は、A3サイズの濃度D0.3のハーフトーンチャートを全面読み取ったときに得られたものである。
【0061】
(a)の範囲では、やや濃く読み取られた。(b)の範囲では、配線208が金属筐体に密着する瞬間に筋が発生した。また、(c)の範囲では、(a)の範囲より明るく(薄く)なった。そして、(d)の範囲では、配線208が落下して金属筐体上で跳ね上がるときに、複数の筋が発生した。
【0062】
即ち、アナログ信号を伝送するFFC等の配線208と接地された金属筐体との間で、配線208が走査に従って移動し変形するときに、両者間の静電容量が変化した。このため、アナログ信号の波形が変化し、むら及び筋等の画像品質を劣化させる問題が発生した。
【0063】
そして、この画像品質劣化の程度は決して無視しうるものではなく、図9に示すように、濃度D0.3のハーフトーンチャートを読み取ったとき、容易に視覚にて認めうる程度の顕著なものであり、商品価値を著しく低下させるものであった。
【0064】
なお、前述のように、画像信号処理部の筐体を樹脂製としたものでは、このような問題は発生しておらず、このような不具合は、金属筐体を使用する場合に固有のものである。
【0065】
次に、絶縁部材210及び211が設けられているときの状況について説明する。図10は、絶縁部材210及び211が設けられているときの、走査開始前の状況を示す模式図である。なお、図10に示す例では、絶縁部材210をケーブル押さえ部材209よりも走査開始側に設け、絶縁部材211を走査終了側に設けた。絶縁部材210及び211としては、例えば厚さが0.1mmのポリエチレンテレフタレートシート(マイラ(登録商標)シート)を使用した。
【0066】
CISモジュール202の移動と配線208の挙動との関係は、図8(a)乃至(d)に示すものと同様であった。図11は、絶縁部材210及び211が設けられている場合に、得られた画像のむら及び筋を示す図である。図中の(a)乃至(d)が、夫々図8(a)乃至図8(d)に示す状態に対応している。この図も、A3サイズの濃度D0.3のハーフトーンチャートを全面読み取ったときに得られたものである。
【0067】
図11に示すように、図9に存在するむら及び筋は全く発生しておらず、極めて良好な画質が得られた。
【0068】
次に、画像信号処理部207における画像信号の処理方法について説明する。図12は、CISモジュール202における画像信号の読み出し動作を示すタイミングチャートである。
【0069】
1ライン期間(例えば350μs)の間に、受光素子列(フォトセンサ)2024−1、2024−2及び2024−3の各々において蓄積された1ライン分のRGB各色の電荷は、次ラインの先頭のタイミングで、シフトパルスφSHに応じて電荷転送部であるCCDアナログシフトレジスタ2024−4に一括して転送される。
【0070】
次いで、電荷転送部2024−4に出力された電荷は、電荷転送クロックφMに応じて信号φRSが立ち上がり、順次出力アンプ部2024−5に転送される。そして、出力アンプ部2024−5において電圧に変換され、電圧出力信号として出力される。このとき、出力アンプ部2では、16chのチャンネル毎に、例えば6パルス分のダミー信号d1、d2、・・・、d6が読み出され、次に、有効信号が、緑、青、赤の繰り返しで、例えばG1、B1、R1、G2、B2、R2、・・・、G468、B468、R468のように、各色468画素分読み出される。本実施形態では、3ラインの受光素子列に対し共通に設けられた1ラインのCCDアナログシフトレジスタで3色分の電荷を転送する構成にしているため、このような読み出しタイミングとなっている。
【0071】
その後、16chの画像信号は配線208を介して画像信号処理部207に伝送される。
【0072】
画像信号処理部207においては、図7に示すように、クロック発生部121が1画素単位のクロックCLKを発生し、主走査アドレスカウンタ122がクロック発生部121からのクロックを計数し、1ラインの画素アドレス出力を生成する。そして、デコーダ123が主走査アドレスカウンタ122からの主走査アドレスをデコードして、シフトパルス及びリセットパルス等のライン単位センサ駆動信号、並びにカラーイメージセンサからの1ライン読み取り信号中の有効領域を表わす有効領域信号VE及びライン同期信号HSYNCを生成する。なお、主走査アドレスカウンタ122は、ライン同期信号HSYNCでクリアされ、次ラインの主走査アドレスの計数を開始する。
【0073】
CISモジュール202から出力される16chの画像信号OS1〜OS16は、アナログ信号処理部101に入力される。アナログ信号処理部101は、画像信号OS1〜OS6をch1に、画像信号OS7〜OS12をch2に、画像信号OS13〜OS16をch3に割り当てるようにして、アナログマルチプレクスし、ゲイン調整及びオフセット調整を行った後、内蔵されているA/Dコンバータによって8bitのデジタル画像信号に変換して出力する。本実施形態においては、上述のように、CISモジュール202の各センサチップ2024−7からの出力を1chにしているため、従来に比べて、複数のセンサチップを配列しても読み出し出力のチャンネルを低減することができる。従って、出力された画像信号を処理するための配線及びアナログプロセッサ部の回路規模を簡略化することが可能である。
【0074】
アナログ信号処理部101から出力された8bitのデジタル画像信号ch1乃至ch3は、並び替え部102においてRGB各色成分の信号R1、G1及びB1に分離された後、シェーディング補正部103において各色信号に対して標準白色板206の読み取り信号を用いた公知のシェーディング補正が施される。標準自色板206は、可視光でほぼ均一の反射特性を有する白色の板材である。この標準白色板206を読み取ったデータに基づいて、夫々RGB用の受講素子列(フォトセンサ)2024−1乃至2024−3から出力される原稿読み取りデータに対しシェーディング補正が行われる。
【0075】
シェーディング補正された色信号R2、G2及びB2は、ライン間補正部104において、RGBの副走査方向の空間的ずれを補正される。本実施形態におけるCISモジュール202においては、図5に示すように、カラーイメージセンサ2024の受光素子列(フォトセンサ)2024−1、2024−2及び2024−3が、相互に所定の距離(1画素開口部の副走査方向の大きさと等しい42μm)を隔てて、3ライン平行に配置されている。このようにRGBのラインが、夫々副走査方向に1画素相当分ずれているため、同時刻に副走査方向における別の位置を読むことになり、画像データとして同じ位置になるように補正する必要がある。このため、公知の所謂3ライン補正の技術で補正を行っているのである。
【0076】
この3ライン補正は、既存のカラー3ラインのCCDを使用するとき、必須の技術として使用されている。通常は、先に読み取っているラインの画像信号(本実施形態では、B信号)をメモリに蓄積し、遅れて読み取っている他の2ラインの画像信号(本実施形態では、R信号及びG信号)と合わせる手法がとられる。このようにB信号に対してR及びGの各色信号を副走査方向にライン遅延させてB信号に合わせることで空間的ずれが補正される。
【0077】
本実施形態で使用したCISモジュール202は、RGB3ライン夫々の読取ラインの間隔が、1画素の副走査方向の大きさの整数倍である1画素ピッチであるため、補正処理を簡略化することが可能である。なお、1画素の副走査方向の大きさの整数倍であれば、2倍又は3倍(2画素分又は3画素分)の間隔をあけて各ラインを配置してもよい。
【0078】
ライン間補正部104の出力信号R3、G3及びB3は、入カマスキング部106に入力される。入カマスキング部106では、CISモジュール202で読み取ったRGBの信号読み取り色空間を、NTSCの標準色空間に変換するために、次式1のようなマトリックス演算を行う。なお、a11、a12、a13、a21、a22、a23、a31、a32及びa33の各値は、NTSC色空間で色再現性が最も良くなるように決定される。
【0079】
【数1】
【0080】
入力マスキング部106から出力される輝度信号R4、G4及びB4は、ルックアップテーブルROMにより構成された光量/濃度変換部(LOG変換部)107により、C0、M0及びY0の濃度信号に変換されると共に、黒文字判定部113に入力される。
【0081】
黒文字判定部113は、読み込んだ画像について参照している領域が文字若しくは線画領域であるか、又は網点画像領域であるかを判別する。そして、黒文字判定部113は、文字又は線画領域であると判定した場合には、黒色の量を増加させる指示をマスキングUCR回路109にマスキングUCR係数制御信号ucr(3bit)として出力し、輪郭を強調させる指示を出力フィルタ111に空間フィルタ係数制御信号filter(2bit)として出力し、出力する印字線数を細かなものに切り替えさせる指示をプリンタ212にプリンタ解像度制御信号sen(1bit)として出力する。この結果、黒が際立った文字又は線画がくっきりと美しく印字される。一方、黒文字判定部113は、網点領域と判定した場合には、網点をぼかさせる指示を出力フィルタ111に空間フィルタ係数制御信号filterとして出力し、出力印字線数を階調再現性の優れたものに切り替えさせる指示をプリンタ212にプリンタ解像度制御信号senとして出力する。なお、このような黒文字判定部113の動作は公知のものであり、例えば特開平7−203198号公報に詳細に記載されている。
【0082】
ライン遅延メモリ108は、黒文字判定部113において生成されるマスキングUCR係数制御信号ucr、空間フィルタ係数制御信号filter及びプリンタ解像度制御信号sen等の黒文字判定信号までのライン遅延分だけ、画像信号C0、M0及びY0を遅延させる。この結果、同一画素に対する画像信号C1、M1及びY1と黒文字判定信号(マスキングUCR係数制御信号ucr)とが、マスキングUCR回路109に同時に入力される。
【0083】
マスキングUCR回路109は、入力された3原色信号Y1、M1及びC1のから黒信号(Bk)を抽出し、更に、マスキングUCR係数制御信号ucrに基づいて、プリンタ212での記録色材の色濁りを補正する演算を施す。そして、画像信号Y2、M2、C2及びBk2を読み取り動作の度に、順次、所定のビット幅(8bit)で出力する。
【0084】
主走査変倍回路110は、公知の補間演算により画像信号Y2、M2、C2及びBk2並びに黒文字判定信号(マスキングUCR係数制御信号ucr)の主走査方向の拡大縮小処理を行い、画像信号Y3、M3、C3及びBk3を出力する。
【0085】
空間フィルタ処理部(出力フィルタ)111は、LUTl17から出力された2bitの空間フィルタ係数制御信号filterに基づいて、画像信号Y3、M3、C3及びBk3に対するエッジ強調処理又はスムージング処理の切り替えを行い、処理後の画像信号Y4、M4、C4及びBk4をプリンタ212に出力する。
【0086】
なお、上述の実施形態では、画像信号処理部207の筐体207a及びプリンタ部200の筐体200aが金属製であるとしているが、本発明の趣旨は、これにとどまるものではなく、FFC等の配線を種々の金属筐体との相対的位置関係の変化による静電容量変化を思想的に示していることはいうまでもない。従って、例えば、金属筐体200aの内面に配線208が接触し得るような場合には、その領域に絶縁部材を形成してもよい。
【0087】
また、絶縁部材の厚さは、前述のように、特に限定されるものではないが、例えば0.1mm程度よりも厚いことが望ましく、より厚いものであるほど、高い効果が得られる。また、絶縁部材の形態は、金属筐体に貼付されるようなシート状のものに限定されるものでなく、絶縁モールド部材にて金属筐体と一体に成型されたものであってもよい。
【0088】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、簡便で安価な構成により、静電容量の変化によるアナログ信号の波形の変化を防止することができる。従って、このような変化に応じて画像に生じるむら及び筋を防止することができ、画質を良好にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る画像形成装置の構造を示す模式的断面図である。
【図2】本発明の実施形態に係る画像形成装置におけるイメージスキャナ部200を示す模式的平面図である。
【図3】CISモジュール202の構造を示す断面図である。
【図4】CISモジュール202の構造を示す分解斜視図である。
【図5】CISモジュール202に内蔵されたカラーラインセンサ2024の微視的部分を拡大して示す模式図である。
【図6】カラーラインセンサ2024を巨視的に見たときの構成を示す模式図である。
【図7】イメージスキャナ部200の画像信号処理部207の構成を示すブロック図である。
【図8】絶縁部材210及び211が設けられていないときの、CISモジュール202の移動と配線208の挙動との関係を示す模式図である。
【図9】絶縁部材210及び211が設けられていない場合に、得られた画像のむら及び筋を示す図である。
【図10】絶縁部材210及び211が設けられているときの、走査開始前の状況を示す模式図である。
【図11】絶縁部材210及び211が設けられている場合に、得られた画像のむら及び筋を示す図である。
【図12】CISモジュール202における画像信号の読み出し動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
200;イメージスキャナ部
200a;金属筐体(第2の金属筐体)
201;キャリッジ
202;コンタクトイメージセンサ(CIS)モジュール
203;原稿圧板
204;原稿
205;原稿台ガラス
206;標準白色板
207;画像信号処理部
207;金属筐体(第1の金属筐体)
208;配線
209;ケーブル押さえ部材
210、211;絶縁部材
212、219;タイミングベルト
213;ステッピングモータ
214、215、216、217;プーリ
218;リニアガイド
220、221;スライド部材
222、223;コネクタ
300;プリンタ部
Claims (13)
- 原稿から画像を読み取るコンタクトイメージセンサと、
前記コンタクトイメージセンサが出力した画像信号をアナログ信号として伝送する配線と、
前記配線から前記画像信号が入力され、前記画像信号を処理する画像信号処理回路と、
前記画像信号処理回路を収納する金属筐体と、
前記金属筐体の外面で前記配線が接触する領域に形成された絶縁部材と、
を有することを特徴とする画像読取装置。 - 前記絶縁部材は、前記金属筐体に貼付された絶縁シートからなることを特徴とする請求項1に記載の画像読取装置。
- 前記絶縁部材は、前記金属筐体と一体に成型されたモールド部材からなることを特徴とする請求項1に記載の画像読取装置。
- 前記画像信号処理回路は画像信号処理基板に形成され、前記画像信号処理基板は前記金属筐体に収納されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像読取装置。
- 原稿から画像を読み取るコンタクトイメージセンサと、
前記コンタクトイメージセンサが出力した画像信号をアナログ信号として伝送する配線と、
前記配線から前記画像信号が入力され、前記画像信号を処理する画像信号処理回路と、
前記コンタクトイメージセンサ、前記画像信号処理回路及び前記配線を収納する第1の金属筐体と、
前記第1の金属筐体の内面で前記配線が接触する領域に形成された第1の絶縁部材と、
を有することを特徴とする画像読取装置。 - 前記画像信号処理回路を収納する第2の金属筐体と、
前記第2の金属筐体の外面で前記配線が接触する領域に形成された第2の絶縁部材と、を有することを特徴とする請求項5に記載の画像読取装置。 - 前記第2の絶縁部材は、前記第2の金属筐体に貼付された絶縁シートからなることを特徴とする請求項6に記載の画像読取装置。
- 前記第2の絶縁部材は、前記第2の金属筐体と一体に成型されたモールド部材からなることを特徴とする請求項6に記載の画像読取装置。
- 前記画像信号処理回路は画像信号処理基板に形成され、前記画像信号処理基板は前記第2の金属筐体に収納されていることを特徴とする請求項6乃至8のいずれか1項に記載の画像読取装置。
- 前記第1の絶縁部材は、前記第1の金属筐体に貼付された絶縁シートからなることを特徴とする請求項5乃至9のいずれか1項に記載の画像読取装置。
- 前記第1の絶縁部材は、前記第1の金属筐体と一体に成型されたモールド部材からなることを特徴とする請求項5乃至9のいずれか1項に記載の画像読取装置。
- 前記配線は、導電部材と、前記導電部材を封止する封止部材と、を有することを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の画像読取装置。
- 請求項1乃至12のいずれか1項に記載の画像読取装置と、
前記画像信号処理回路から出力された信号に基づいて印刷を行う印刷装置と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
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