JP6127481B2 - 画像読取装置、画像形成装置及び画像読取方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像読取装置、画像形成装置及び画像読取方法に関する。

原稿を読取る画像読取装置は、例えば原稿を照射する光源、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ、ＣＣＤ出力バッファ（エミッタフォロア）及びＡＦＥ（Analog Front End）等を有する。画像読取装置には、スキャン動作を行っている読取動作状態と、電源がオン（ＯＮ）にされていてもスキャン動作を行っていない待機状態とがある。

画像読取装置は、一般にスキャン動作を行っている時間よりも、電源がＯＮにされてスキャン動作を行っていない時間の方が長い。従来の画像読取装置では、電源がＯＮにされてスキャン動作を行っていない状態であっても電力を消費し、消費電力を十分に下げることができなかった。

また、スキャン動作を行っていない場合は、画像読取装置の電源をオフ（ＯＦＦ）にすることによって消費電力を下げることも考えられる。しかし、画像読取装置の電源をＯＦＦにすると、レジスタの再設定や回路動作が安定するまでの待ち時間などが必要となり、動作指示があっても動作可能状態に復帰するために時間がかかってしまうという問題がある。

そこで、待機状態での消費電力を抑えつつ、動作可能状態への復帰を高速化する画像読取装置として、例えば特許文献１には、基準クロックがＬＶＤＳ（Low voltage differential ｓｉｇnaling）クロック生成部及び同期信号生成部には供給され、ＣＣＤ駆動クロック生成部及びＡＦＥ駆動クロック生成部には供給されないようにする画像読取装置が開示されている。

また、特許文献２には、光電変換素子のＯＮ／ＯＦＦ時において、光電変換素子からのアナログデータのオフセットレベルを固定するクランプ手段のＯＮ／ＯＦＦを制御するクランプスイッチをＯＮにする期間を、光電変換素子の通常動作時よりも長くする画像読取装置が開示されている。

しかしながら、従来の画像読取装置では、クロックが供給される読取動作状態から一部のクロックが停止される待機状態へ移行するとき、又は待機状態から読取動作状態へ復帰するときに、クロックの状態変化に起因して、ＣＣＤの後段に過電圧がかかる可能性があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、クロックの状態が変化した場合に、ＣＣＤイメージセンサの後段に過電圧がかかることを防止することができる画像読取装置、画像形成装置及び画像読取方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、クロックに同期して画素毎のアナログ信号を出力するＣＣＤイメージセンサと、前記ＣＣＤイメージセンサが出力するアナログ信号の最大電圧よりも低い電圧範囲のアナログ信号を処理するアナログ信号処理部と、前記ＣＣＤイメージセンサに対して、前記クロックの供給と停止とを切替えるよう制御する第１制御部と、少なくとも前記第１制御部が前記クロックの供給と停止とを切替えるよう制御する間は、前記ＣＣＤイメージセンサが前記アナログ信号処理部に対して出力するアナログ信号を遮断又は前記電圧範囲内に抑制するよう制御する第２制御部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、クロックの状態が変化した場合に、ＣＣＤイメージセンサの後段に過電圧がかかることを防止することができるという効果を奏する。

図１は、画像読取装置の構成を例示する構成図である。 図２は、ＣＣＤを備えたＳＢＵの構成を例示する構成図である。 図３は、消費電力の低減と、読取動作状態への短時間での復帰を可能にするように構成されたＣＣＤ及びその周辺の構成を例示する構成図である。 図４は、第１の実施形態にかかる画像読取装置のＣＣＤ及びその周辺の構成を例示する構成図である。 図５は、ＡＣ結合容量の後段に配置された過電圧制御部の構成例を示す図である。 図６は、読取動作状態と待機状態とを切替える場合の制御を示すフローチャートである。 図７は、過電圧制御を行う他の構成例を示す図である。 図８は、クランプ部による周波数特性の変化を示す図である。 図９は、クランプ期間を長くすることにより、クランプ部による過電圧防止効果をさらに向上させる場合の動作例を示す図である。 図１０は、アナログ信号に対する時定数を変更することにより、クランプ部による過電圧防止効果をさらに向上させる場合の動作例を示す図である。 図１１は、クランプ部による過電圧防止効果をさらに向上させる場合の動作例を示すフローチャートである。 図１２は、過電圧制御を行った場合の復帰時間の遅れを防止する制御を示すフローチャートである。 図１３は、第２の実施形態にかかる画像読取装置などの装置の構成を例示する構成図である。 図１４は、実施の形態にかかる画像読取装置を備えた画像形成装置の概要を示す構成図である。

（背景）
実施の形態にかかる画像読取装置を説明するにあたって、まず本発明をするに至った背景について説明する。図１は、画像読取装置１の構成を例示する構成図である。図１に示すように、画像読取装置１は、本体１００内に、ＣＣＤリニアイメージセンサ（ＣＣＤ）２を備えたセンサー基板（Sensor Board Unit：ＳＢＵ）３、レンズユニット１０２、第１キャリッジ１０４及び第２キャリッジ１０６を有し、上面にコンタクトガラス１１６及び基準白板１１８が設けられている。第１キャリッジ１０４は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源１０８及びミラー１１０を有する。第２キャリッジ１０６は、ミラー１１２，１１４を有する。

画像読取装置１は、読取動作において、第１キャリッジ１０４及び第２キャリッジ１０６が待機位置（ホームポジション）から副走査方向に移動しながらＬＥＤ光源１０８が光を上方に向けて照射する。そして、第１キャリッジ１０４及び第２キャリッジ１０６は、原稿からの反射光をレンズユニット１０２を介してＣＣＤ２上に結像させる。ＣＣＤ２は、クロックに同期して画素毎に光電変換したアナログ信号を出力する。ＣＣＤ２が光電変換したアナログ信号は、ＳＢＵ３の図示しないＡ／Ｄコンバータによりデジタル信号に変換される。

また、画像読取装置１は、電源ＯＮ時などには、基準白板１１８からの反射光を読取って基準を設定する。即ち、画像読取装置１は、第１キャリッジ１０４が基準白板１１８直下に移動し、ＬＥＤ光源１０８を点灯させて基準白板１１８からの反射光をＣＣＤ２上に結像させることによりゲイン調整を行う。

図２は、ＣＣＤ２を備えたＳＢＵ３の構成を例示する構成図である。ＳＢＵ３は、例えばタイミング制御部（ＴＧ：Timing Generator）３０ａ、ドライバ３２、アナログ信号処理部（ＡＦＥ：Analog Front End）３４ａ、ＬＶＤＳトランストランスミッタ（ＬＶＤＳ）３６、ＡＣ結合容量３８及びＣＣＤ２を備える。

タイミング制御部３０ａは、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）３００、第１クロック生成部３０２、第２クロック生成部３０４、第３クロック生成部３０６及び同期信号生成部３０８を有する。ＰＬＬ３００は、発振子（ＯＳＣ）の出力を逓倍して基準クロックを生成し、第１クロック生成部３０２、第２クロック生成部３０４、第３クロック生成部３０６及び同期信号生成部３０８に対して出力する。

第１クロック生成部３０２は、ドライバ３２を介してＣＣＤ２を駆動するＣＣＤクロック（ｃｃｄ＿ｃｋ）を生成する。第２クロック生成部３０４は、アナログ信号処理部３４ａを駆動するＡＦＥクロック（ａｆｅ＿ｃｋ）を生成する。第３クロック生成部３０６は、ＬＶＤＳ３６を駆動するＬＶＤＳクロック（ｌｖ＿ｃｋ）を生成する。同期信号生成部３０８は、画像読取装置１の主走査方向のライン同期信号（ｌｓｙｎｃ）を生成し、ＬＶＤＳ３６に対して出力する。

ドライバ３２は、ＣＣＤクロックを受入れ、駆動クロック（ＣＣＤ＿ＣＫ）を供給することによってＣＣＤ２を駆動する。ＣＣＤ２は、原稿からの反射光を光電変換してアナログ画像信号（アナログ信号：ｓｉｇ）を出力する。ＣＣＤ２が出力したアナログ画像信号は、ＡＣ結合容量３８を介してアナログ信号処理部３４ａに入力される。

ここで、例えばＣＣＤ２の電源電圧は１０〜１２Ｖであり、ＣＣＤ２から出力された段階でのアナログ画像信号は、５Ｖのオフセット電圧にマイナスパルスのアナログ画像信号が重畳される。これに対して、例えばアナログ信号処理部３４ａの電源電圧は３．３Ｖであり、入力定格電圧は０〜２Ｖに設定され、オフセット電圧は２Ｖにされる。このように、アナログ信号処理部３４ａは、ＣＣＤ２が出力するアナログ信号の最大電圧よりも低い電圧範囲のアナログ信号を処理する。

従って、ＣＣＤ２の出力信号をそのままアナログ信号処理部３４ａへ入力することはできない。そこで、ＣＣＤ２が出力するアナログ信号は、ＡＣ結合容量３８によって２Ｖのオフセット電圧にマイナスパルスのアナログ画像信号が重畳された状態である信号に変換される。そして、変換後のアナログ信号がアナログ信号処理部３４ａへ入力される。なお、上記電圧値及び変換方式は一例であり、これらに限定されない。

アナログ信号処理部３４ａは、クランプ部３４０、サンプル・ホールド部（Ｓ／Ｈ）３４２、ＡＤ変換部（Ａ／Ｄ）３４４を有する。クランプ部３４０は、アナログ信号の基準レベルをアナログ信号処理部３４ａ内部の基準電圧に合わせ込むように、予め定められた電圧にアナログ信号をクランプする。サンプル・ホールド部３４２は、アナログ信号をサンプル・ホールドし、信号成分のみを抽出する。ＡＤ変換部３４４は、サンプル・ホールド部３４２を介して入力されるアナログ信号を例えば１０ｂｉｔのデジタルデータ（ＤＡＴＡ）に変換し、ＬＶＤＳ３６に対して出力する。なお、アナログ信号処理部３４ａは、他に信号増幅部（ＰＧＡ：Programmable Gain Amplifier）や黒補正フィードバックループなどを有するが、本説明とは直接関係がないため、図１には示していない。

ＬＶＤＳ３６は、ＰＬＬ３６０及びデータ変換部３６２を有する。ＰＬＬ３６０は、第３クロック生成部３０６が生成したＬＶＤＳクロックを受入れ、逓倍して生成した動作クロックをデータ変換部３６２に対して出力する。また、ＰＬＬ３６０は、逓倍して生成した動作クロックを伝送クロック（ＬＶ＿ＣＫ）として後段（図示しない画像処理部など）へ出力する。

データ変換部３６２は、ＡＤ変換部３４４が変換したデジタルデータを受入れて、同期信号生成部３０８が生成したライン同期信号と同じ信号にマッピングを行う。そして、データ変換部３６２は、マッピングした信号をシリアルデータに変換し、ＬＶＤＳデータ（ＬＶ＿ＤＡＤＡ）として後段（図示しない画像処理部など）へ出力する。

上述したように、画像読取装置は、スキャン動作を行っている読取動作状態と、電源がオン（ＯＮ）にされていてもスキャン動作を行っていない待機状態（動作指示を待つ）とがある。図２に示したＳＢＵ３は、読取動作状態及び待機状態のいずれの状態であっても通電しており、各部が通常動作をしている。即ち、ＳＢＵ３は、待機状態ではスキャン動作を行っていないが、読取動作状態と同程度の無駄な電力を消費している。また、一般にスキャン動作を行っている時間よりも、電源がＯＮにされてスキャン動作を行っていない時間の方が長いので、省電力化を行うためには待機状態での消費電力を低減することが重要となる。

図３は、消費電力の低減と、読取動作状態（又は動作可能状態）への短時間での復帰を可能にするように構成されたＣＣＤ２及びその周辺の構成を例示する構成図である。なお、図３においては、画像読取装置が待機状態である場合の各構成の状態が示されており、実線の信号線は読取動作状態と同じであり、点線の信号線は停止状態を示している。以下、実質的に同一の構成部分には、同一の符号が付してある。

図３に示したタイミング制御部３０ｂには、図２に示したタイミング制御部３０ａに対して切替制御部３１０及びアナログスイッチ３１２が付加されている。切替制御部３１０（第１制御部）は、アナログスイッチ３１２のＯＮ／ＯＦＦを切替えることにより、ＰＬＬ３００から第１クロック生成部３０２及び第２クロック生成部３０４に対する基準クロックの供給と停止とを切替える。ここでは、アナログスイッチ３１２がＯＮにされた状態を読取動作状態とし、アナログスイッチ３１２がＯＦＦにされた状態を待機状態とする。なお、アナログスイッチ３１２のＯＮ／ＯＦＦの切替えは、切替制御部３１０による制御に限定されることなく、他の制御部によって制御されてもよい。

ＰＬＬ３００は、待機状態であっても第３クロック生成部３０６及び同期信号生成部３０８に対して基準クロックを供給する。よって、ＬＶＤＳ３６は、待機状態であってもＬＶＤＳデータ及び伝送クロックを出力する。

待機状態時には、第１クロック生成部３０２及び第２クロック生成部３０４が停止することによって、ドライバ３２、ＣＣＤ２及びアナログ信号処理部３４ａの動作が停止するので、図３に示した構成を有する画像読取装置の消費電力は低減される。一方、待機状態であっても、第３クロック生成部３０６及び同期信号生成部３０８は動作している。従って、アナログスイッチ３１２がＯＦＦであってもＬＶＤＳ３６が動作するので、ＬＶＤＳ３６の後段（図示しない画像処理部など）は読取動作状態と同様に動作する。

画像読取装置の消費電力は、ドライバ３２、ＣＣＤ２及びアナログ信号処理部３４ａの消費電力が大半を占めている。次に、第１クロック生成部３０２の消費電力が占める割合が大きい。第３クロック生成部３０６、同期信号生成部３０８及びＬＶＤＳ３６などの消費電力が画像読取装置の全消費電力に対して占める割合は無視できるほど小さい。特に、ＬＶＤＳ３６（３．５ｍＡ定電流駆動の場合）は、例えば数十ｍＷの消費電力である。従って、ＬＶＤＳ３６の消費電力は、大きくても画像読取装置全体の消費電力（数〜十数Ｗ）の１％程度である。このように、待機状態において第３クロック生成部３０６、同期信号生成部３０８及びＬＶＤＳ３６が動作していても、画像読取装置の電力低減の効果が損なわれることはない。

一方、待機状態において読取動作の指示があった場合、タイミング制御部３０ｂ内のＰＬＬ３００及びＬＶＤＳ３６内のＰＬＬ３６０は動作し続けているので、アナログスイッチ３１２がＯＮにされると、タイミング制御部３０ｂ及びＬＶＤＳ３６はＰＬＬ動作が安定するまでの時間を待つことなく動作する。

また、アナログスイッチ３１２がＯＮにされると、第１クロック生成部３０２及び第２クロック生成部３０４が動作を即座に開始するので、後段のドライバ３２、ＣＣＤ２及びアナログ信号処理部３４ａも即座に動作を開始する。また、待機状態と読取動作状態との切替えがＰＬＬ３００の後段に設けられたアナログスイッチ３１２の制御のみによって行われるので、タイミング制御部３０ｂ及びアナログ信号処理部３４ａに含まれるレジスタ（図示せず）の設定も維持される。さらに、待機状態であってもＬＶＤＳ３６が後段（図示しない画像処理部など）に対してＬＶＤＳデータ及び伝送クロックを出力し続けるので、後段（図示しない画像処理部など）が復帰できない、又は異常読取動作状態で復帰してしまうことを回避することができる。

このように、待機状態ではドライバ３２、ＣＣＤ２及びアナログ信号処理部３４ａなどの消費電力が大きい負荷駆動動作を停止し、消費電力が小さいＬＶＤＳ３６などを動作させる。よって、画像読取装置は、消費電力を低減しつつ、読取動作の指示があった場合には確実かつ高速に読取動作状態へ復帰することができる。

図３に示した構成においては、待機状態と読取動作状態とを切替える場合、ＣＣＤ２に対する駆動クロック（及びＣＣＤクロック）のＯＮとＯＦＦとが切替えられる。ＣＣＤ２に対する駆動クロックの状態がＯＮからＯＦＦ、又はＯＦＦからＯＮのように変化する過渡状態では、ＣＣＤ２が出力するアナログ信号がアナログ信号処理部３４ａに対して過大又は過小となる。若しくは、ＣＣＤ２が出力する信号が暴れることが知られている。これは、駆動クロックの状態の変化によって、過渡的にＣＣＤ２の内部動作が不定となり、出力電圧が規定されないためである。従って、ＣＣＤ２の後段のアナログ信号処理部３４ａでは過電圧が懸念される。

電源のＯＮとＯＦＦとが切替えられる場合にＣＣＤの出力が後段のデバイスに対して過電圧となり得ることは一般に知られている。しかし、ＣＣＤに対して駆動クロックが供給される読取動作状態と、ＣＣＤに対して駆動クロックの供給が停止される待機状態とが切替えられる場合に、ＣＣＤの出力が後段のデバイスに対して過電圧となり得ることはあまり知られていない。

しかし、待機状態と読取動作状態とが切替えられる頻度は、画像読取装置の電源のＯＮとＯＦＦとが切替えられる頻度よりもはるかに高い。つまり、ＣＣＤの出力が後段のデバイスに対して過電圧をかけてしまう頻度も、待機状態と読取動作状態とが切替えられる場合の方が、電源のＯＮとＯＦＦとが切替えられる場合よりも桁違いに高いことになる。

（第１の実施形態）
次に、第１の実施形態について説明する。図４は、第１の実施形態にかかる画像読取装置のＣＣＤ２及びその周辺の構成を例示する構成図である。第１の実施形態にかかる画像読取装置においては、図３に示した構成に加えて、アナログ信号処理部３４ａの入力側に過電圧制御部４が設けられている。

過電圧制御部４は、例えばタイミング制御部３０ｂが出力する制御信号（ｏｖｐ＿ｏｎ）によって動作する。そして、過電圧制御部４は、例えばＣＣＤ２がアナログ信号処理部３４ａに対して出力するアナログ信号を遮断、又は予め定められた電圧範囲内（アナログ信号処理部３４ａの入力定格電圧など）に抑制するよう制御する第２制御部を構成する。例えば、過電圧制御部４は、切替制御部３１０が第１クロック生成部３０２（即ちＣＣＤ２など）に対するクロックの供給と停止とを切替える間に、アナログ信号処理部３４ａに入力されるアナログ信号を遮断又は抑制するよう制御する。

なお、ＣＣＤ２が後段に対して出力するアナログ信号を遮断、又は予め定められた電圧範囲内に抑制する（信号変化を緩和する）よう制御する動作は、過電圧制御部４以外によって行われるように構成されてもよい。また、過電圧制御部４は、ＣＣＤ２が出力したアナログ信号を受入れてＡＣ結合容量３８に対して出力するように、配置順が変更されてもよい。

次に、過電圧制御部４の構成例について説明する。図５は、ＡＣ結合容量３８の後段に配置された過電圧制御部４の構成例を示す図である。図５に示すように、過電圧制御部４は、例えばアナログスイッチ４０によって構成される。

例えば、過電圧制御部４は、アナログスイッチ４０が制御信号（ｏｖｐ＿ｏｎ）によってＯＮとＯＦＦとが切替えられることにより、アナログ信号処理部３４ａに対する過電圧を防止する機能が有効又は無効にされる。過電圧制御部４は、アナログスイッチ４０がＯＦＦにされた場合に過電圧を防止する機能が有効にされ、アナログスイッチ４０がＯＮにされた場合に過電圧を防止する機能が無効にされる。

つまり、ＣＣＤ２などを含む画像読取装置が読取動作状態の場合には、過電圧制御部４は、アナログ信号処理部３４ａに対する過電圧を防止する機能を無効にする。また、少なくとも画像読取装置が待機状態から読取動作状態に切替えられる間、又は画像読取装置が読取動作状態から待機状態に切替えられる間には、過電圧制御部４は、アナログ信号処理部３４ａに対する過電圧を防止する機能を有効にする。なお、画像読取装置が待機状態である場合には、過電圧制御部４は、アナログ信号処理部３４ａに対する過電圧を防止する機能を有効にしていても無効にしていてもよい。

次に、読取動作状態と待機状態とを切替える場合の制御について説明する。図６は、読取動作状態と待機状態とを切替える場合の制御を示すフローチャートである。なお、図６（ａ）は、読取動作状態から待機状態への切替えを行う移行制御を示し、図６（ｂ）は、待機状態から読取動作状態への切替えを行う復帰制御を示している。

図６（ａ）に示すように、ステップ１００（Ｓ１００）において、例えばタイミング制御部３０ｂは、制御信号（ｏｖｐ＿ｏｎ）によって過電圧制御部４を制御することにより、過電圧制御部４のアナログ信号処理部３４ａに対する過電圧制御を有効にする。

ステップ１０２（Ｓ１０２）において、切替制御部３１０は、アナログスイッチ３１２をＯＦＦにすることにより、ＣＣＤクロック（ｃｃｄ＿ｃｋ）をＯＦＦにする。

また、ステップ１０４（Ｓ１０４）において、切替制御部３１０は、アナログスイッチ３１２のＯＦＦにより、ＡＦＥクロック（ａｆｅ＿ｃｋ）をＯＦＦにする。

このように、Ｓ１００、Ｓ１０２、Ｓ１０４の処理が実行されることにより、画像読取装置は、読取動作状態から待機状態へ移行する。ここで、ＣＣＤクロック及びＡＦＥクロックをＯＦＦにする順序に制約はないが、過電圧を抑制するため、ＣＣＤクロックをＯＦＦにする前に過電圧制御部４を有効にしておくことが重要である。

また、図６（ｂ）に示すように、ステップ１０６（Ｓ１０６）において、例えばタイミング制御部３０ｂは、制御信号（ｏｖｐ＿ｏｎ）によって過電圧制御部４を制御することにより、過電圧制御部４のアナログ信号処理部３４ａに対する過電圧制御を有効にする。

ステップ１０８（Ｓ１０８）において、切替制御部３１０は、アナログスイッチ３１２をＯＮにすることにより、ＣＣＤクロック（ｃｃｄ＿ｃｋ）をＯＮにする。

ステップ１１０（Ｓ１１０）において、切替制御部３１０は、アナログスイッチ３１２のＯＮにより、ＡＦＥクロック（ａｆｅ＿ｃｋ）をＯＮにする。

ステップ１１２（Ｓ１１２）において、例えばタイミング制御部３０ｂは、制御信号（ｏｖｐ＿ｏｎ）によって過電圧制御部４を制御することにより、過電圧制御部４のアナログ信号処理部３４ａに対する過電圧制御を無効にする。

このように、Ｓ１０６、Ｓ１０８、Ｓ１１０、Ｓ１１２の処理が実行されることにより、画像読取装置は、待機状態から読取動作状態へ復帰する。ここでも、ＣＣＤクロック及びＡＦＥクロックをＯＮにする順序に制約はないが、過電圧を抑制するため、ＣＣＤクロックをＯＮにする前に過電圧制御部４を有効にしておくことが重要である。また、復帰制御のＳ１０６の処理によって過電圧制御を有効にしたが、待機状態において過電圧制御が常に有効である場合には、Ｓ１０６の処理は不要である。

次に、過電圧制御を行う他の構成例について説明する。図７は、過電圧制御を行う他の構成例を示す図である。ここで、図７（ａ）は、アナログ信号処理部（ＡＦＥ）３４ｂ
のクランプ制御部３４６に上述した過電圧制御部４の機能を兼ねさせた構成例を示す図である。また、図７（ｂ）は、図７（ａ）に示したクランプ制御部３４６の詳細及びその周辺を示す図である。

クランプ制御部３４６は、クランプ抵抗３４８、バッファ３５０、クランプスイッチ（ＳＷ）３５２、及びクランプ切替部３５４を有する。クランプ制御部３４６は、図２に示した構成に対して部品数を増加させることなく過電圧制御の機能を実現している。

クランプ制御部３４６は、ＣＣＤ２が出力したアナログ信号のゼロレベル（暗時基準レベル）を任意の電圧に固定（クランプ）する機能を有する。クランプ機能は、１主走査ラインの任意の期間において、クランプスイッチ３５２を介して基準電圧（Ｖｃｌｐ）を印加することにより、ＡＣ結合容量３８（Ｃａｃ）を充放電することによって実現される。

クランプ期間中（クランプスイッチ３５２がＯＮしている期間）には、クランプスイッチ３５２のＯＮ抵抗及びＡＣ結合容量３８は、アナログ画像信号（ｓｉｇ）に対して高周波遮断フィルタ（ＨＰＦ：High-Pass-Filter）として機能する。すなわち、クランプ制御部３４６によってアナログ信号処理部３４ｂに入力される信号の変化を抑制することができるので、過電圧防止が可能となる。

図８は、クランプ制御部３４６による周波数特性の変化を示す図である。図８（ａ）は、クランプ制御部３４６のクランプ動作がＯＦＦ（クランプスイッチ３５２がＯＦＦ）の場合の周波数特性を示している。また、図８（ｂ）は、クランプ制御部３４６のクランプ動作がＯＮ（クランプスイッチ３５２がＯＮ）の場合の周波数特性を示している。

図８（ａ）に示すように、クランプスイッチ３５２がＯＦＦの場合、アナログ画像信号（ｓｉｇ）に対して、単純なＡＣ結合容量（Ｃａｃ）３８のみが等価的に存在する。このときの周波数特性は、遮断周波数（ｆｃ）が低いＨＰＦの特性となっており、過電圧要因となる信号変化（過電圧帯域）と画像信号帯域とを含むほぼ全ての帯域の信号が透過することになる。

一方、図８（ｂ）に示すように、クランプスイッチ３５２がＯＮの場合、アナログ画像信号（ｓｉｇ）に対して、等価的にＡＣ結合容量（Ｃａｃ）３８とクランプスイッチ３５２のＯＮ抵抗（Ｒｓｗ）とからなるＨＰＦが形成される。このときの周波数特性は、Ｒｓｗが存在するので、時定数（ＲｓｗとＣａｃの積）が大きくなり、遮断周波数（ｆｃ）が高くなって過電圧帯域は低減域にかかる。つまり、過電圧要因となる信号変化が低減され、過電圧防止機能が働くことになる。

このように、クランプ制御部３４６がクランプ動作をしている（クランプスイッチ３５２がＯＮ）期間は、図４に示した過電圧制御部４を設けることなく、クランプ制御部３４６が過電圧制御部として機能する。なお、過電圧要因となる信号変化は通常数ｍＳであり、画像信号帯域（数Ｍｈｚ以上）とは周波数が大きく離れているため、上述した分離が可能となっている。

図９は、クランプ期間を長くすることにより、クランプ制御部３４６による過電圧防止効果をさらに向上させる場合の動作例を示す図である。クランプ制御部３４６によるＨＰＦの効果は、クランプ期間（クランプスイッチ３５２がＯＮしている期間）のみ得られる。例えば図９（ａ）に示すように、通常の動作の場合、１ライン分の読取動作におけるクランプ期間（ｃｌｐ＝Ｈｉｇｈの期間）の割合は数％と小さい。そのためＨＰＦの効果は必ずしも十分ではない可能性がある。

そこで、過電圧防止のためにクランプ制御部３４６を動作させる場合には、クランプ期間を通常の読取状態よりも長くする（クランプスイッチ３５２のＯＮの期間を長くする）制御を行う。図９（ａ）に示したクランプ期間におけるクランプ制御部３４６の周波数特性は、図８（ｂ）に示した特性と同じであり、過電圧帯域が遮断域にかかっており、過電圧要因となる信号変化が低減されている。遮断周波数（ｆｃ）は１ライン分の期間におけるクランプ期間の割合に応じて決定される。

一方、図９（ｂ）に示したクランプ期間は１ライン全期間であり、常時クランプ動作が行われている状態となっている。このときのクランプ制御部３４６による遮断周波数（ｆｃ）は、図９（ａ）に示した遮断周波数（ｆｃ）よりも高くなる。これは、クランプスイッチ３５２をＯＮにしている期間が長くなるため、実効的にＨＰＦとして機能している期間が長くなり（この場合は常時ＨＰＦとして機能している）、ＨＰＦの効果が向上しているためである。１ライン分の期間に対するクランプ期間の割合は、図９（ａ）に示した動作では数％程度であるのに対し、図９（ｂ）に示した動作では１００％となっており、ＨＰＦとしての効果が数十倍に向上したこととなっている。

図１０は、アナログ信号に対する時定数を変更することにより、クランプ制御部３４６による過電圧防止効果をさらに向上させる場合の動作例を示す図である。図１０（ａ）は、図７（ｂ）に示したクランプ制御部３４６による周波数特性を示している。図１０（ｂ）は、図７（ｂ）に示したクランプスイッチ３５２が並列に設けられた場合の周波数特性を示している。クランプスイッチ３５２が並列に設けられると、ＯＮ抵抗は１／２（＝Ｒｓｗ／２）となる。このとき、ＡＣ結合容量３８とＲｓｗ／２とによる時定数も１／２になるため、遮断周波数（ｆｃ）は、図１０（ａ）に示した遮断周波数（ｆｃ）よりも高くなる（ここでは２倍となる）。つまり、ＨＰＦを形成するＯＮ抵抗を小さくすることにより、ＨＰＦの時定数が小さくなるので、過電圧防止効果が向上する。

このように、クランプ期間を長くすることと同様に、ＡＣ結合容量（Ｃａｃ）３８とクランプスイッチ３５２のＯＮ抵抗（Ｒｓｗ）による時定数を変えることによっても過電圧防止効果をさらに向上させることができる。なお、クランプスイッチ３５２のＯＮ抵抗は、クランプスイッチ３５２の並列接続数を変更することによって変更されてもよいし、複数種類のＯＮ抵抗をもつクランプスイッチによって変更されてもよい。また、時定数の変更は、ＡＣ結合容量３８の容量を変更することによって行われてもよい。

図１１は、クランプ制御部３４６による過電圧防止効果をさらに向上させる場合の動作例を示すフローチャートである。なお、図１１（ａ）は、読取動作状態から待機状態への切替えを行う移行制御を示し、図１１（ｂ）は、待機状態から読取動作状態への切替えを行う復帰制御を示している。

図１１（ａ）に示すように、ステップ２００（Ｓ２００）において、例えばタイミング制御部３０ｂは、制御信号（ｏｖｐ＿ｏｎ）によってクランプ制御部３４６を制御することにより、アナログ信号処理部３４ｂに対する過電圧制御を有効にする。さらに、クランプ切替部３５４は、クランプスイッチ３５２のＯＮ抵抗を下げたり（低抵抗モード）、クランプ期間を長く（クランプすべき最短期間よりも長く、例えば常時クランプ動作ＯＮ）する。

ステップ１０２（Ｓ１０２）において、切替制御部３１０は、アナログスイッチ３１２をＯＦＦにすることにより、ＣＣＤクロック（ｃｃｄ＿ｃｋ）をＯＦＦにする。

また、ステップ１０４（Ｓ１０４）において、切替制御部３１０は、アナログスイッチ３１２のＯＦＦにより、ＡＦＥクロック（ａｆｅ＿ｃｋ）をＯＦＦにする。

このように、Ｓ２００、Ｓ１０２、Ｓ１０４の処理が実行されることにより、画像読取装置は、読取動作状態から待機状態へ移行する。

また、図１１（ｂ）に示すように、ステップ２０２（Ｓ２０２）において、例えばタイミング制御部３０ｂは、制御信号（ｏｖｐ＿ｏｎ）によってクランプ制御部３４６を制御することにより、アナログ信号処理部３４ｂに対する過電圧制御を有効にする。さらに、クランプ切替部３５４は、クランプスイッチ３５２のＯＮ抵抗を下げたり（低抵抗モード）、クランプ期間を長く（常時クランプ動作ＯＮ）する。

ステップ１０８（Ｓ１０８）において、切替制御部３１０は、アナログスイッチ３１２をＯＮにすることにより、ＣＣＤクロック（ｃｃｄ＿ｃｋ）をＯＮにする。

ステップ１１０（Ｓ１１０）において、切替制御部３１０は、アナログスイッチ３１２のＯＮにより、ＡＦＥクロック（ａｆｅ＿ｃｋ）をＯＮにする。

ステップ２０４（Ｓ２０４）において、例えばタイミング制御部３０ｂは、制御信号（ｏｖｐ＿ｏｎ）によってクランプ制御部３４６を制御することにより、アナログ信号処理部３４ｂに対する過電圧制御を無効にする。さらに、クランプ切替部３５４は、クランプスイッチ３５２のＯＮ抵抗を上げたり（通常抵抗モード）、クランプ期間を通常期間まで短く（通常期間のクランプスイッチ３５２のＯＮ）する。

このように、Ｓ２０２、Ｓ１０８、Ｓ１１０、Ｓ２０４の処理が実行されることにより、画像読取装置は、待機状態から読取動作状態へ復帰する。

図１２は、過電圧制御を行った場合の復帰時間の遅れを防止する制御を示すフローチャートである。なお、図１２（ａ）は、図１２（ｂ）との比較のために示されており、図１１（ａ）と同一である。図１２（ｂ）は、図１２（ａ）に示した制御に比べて、復帰時間の遅れを防止した制御を示している。図１２（ｂ）に示すように、例えばタイミング制御部３０ｂは、図１１（ｂ）に示したＳ２０２、Ｓ１０８、Ｓ１１０、Ｓ２０４の処理が完了した後に、ステップ３００（Ｓ３００）に示したランプ（ＬＥＤ光源１０８：図１）をＯＮにする処理を行う。

画像読取装置は、原稿読取時に、まず原稿に光を照射するＬＥＤ光源１０８を点灯させる。１ライン全期間で常時クランプ動作を行う場合、ＣＣＤ２に光が入射していると、アナログ信号処理部３４ｂにおける基準レベル（黒レベル）とＣＣＤ２における黒レベルとが大きくずれることになる。つまり、黒レベルの値を安定させるまでに時間が必要となり、クランプ制御部３４６などによる立ち上げ時間や復帰時間が遅れてしまうことになる。

そこで、例えばタイミング制御部３０ｂは、過電圧制御が有効となっている状態ではＬＥＤ光源１０８を点灯させない制御を行う。これにより、クランプ期間を例えば常時とした場合でも、ＣＣＤ２に光が入ることがなくなり、立ち上げ時間や復帰時間が遅れてしまうことを回避することができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。図１３は、第２の実施形態にかかる画像読取装置などの装置５の構成を例示する構成図である。装置５は、制御部５０、生成部５２、緩和部５４及び信号処理部５６を有する。制御部５０は、生成部５２を駆動するクロック（ｃｋ１）、信号処理部５６を駆動するクロック（ｃｋ２）及び信号処理部５６における動作の同期をとるための同期信号（ｓｙｎｃ）を出力する。また、制御部５０は、生成部５２に対してクロック（ｃｋ１）の供給と停止とを切替える。

生成部５２は、例えば図示しないＣＣＤを含み、クロック（ｃｋ１）に同期して画素毎のアナログ信号を出力する。緩和部５４は、少なくとも制御部５０がクロック（ｃｋ１）の供給と停止とを切替える間に、生成部５２が信号処理部５６に対して出力するアナログ信号を遮断又は予め定められた電圧範囲内に抑制する（緩和する）。信号処理部５６は、生成部５２が出力するアナログ信号の最大電圧よりも低い電圧範囲のアナログ信号を処理する。

次に、実施の形態にかかる画像読取装置１ａを備えた画像形成装置６について説明する。図１４は、実施の形態にかかる画像読取装置１ａを備えた画像形成装置６の概要を示す構成図である。画像形成装置６は、画像読取装置１ａと画像形成部７とを有する例えば複写機やＭＦＰ（Multifunction Peripheral）などである。

画像読取装置１ａは、例えばタイミング制御部３０ｂ、ドライバ３２、ＣＣＤ２、アナログ信号処理部３４ｂ及びＬＶＤＳ３６を有する。画像形成部７は、処理部７０とプリンタエンジン７２とを有し、処理部７０とプリンタエンジン７２とがインターフェイス（Ｉ／Ｆ）７４を介して接続されている。

処理部７０は、ＬＶＤＳ７００、画像処理部７０２及びＣＰＵ７０４を有する。ＣＰＵ７０４は、タイミング制御部３０ｂなどの画像形成装置６を構成する各部を制御する。

ＬＶＤＳ３６は、後段のＬＶＤＳ７００に対して画像データ、ライン同期信号及び伝送クロックなどを出力する。ＬＶＤＳ７００は、受入れた画像データ、ライン同期信号及び伝送クロックなどをパラレル１０ビットデータに変換する。画像処理部７０２は、変換された１０ビットデータを用いて画像処理を行い、画像データなどをプリンタエンジン７２に対して出力する。プリンタエンジン７２は、受入れた画像データを用いて印刷を行う。

なお、上記実施の形態では、本発明の画像読取装置についてスキャナを例に挙げて説明したが、これに限定されない。例えば本発明の画像読取装置は、ＣＣＤエリアセンサを用いて撮像及びＡＦ（オートフォーカス）などを行うデジタルカメラや、ＡＦのためにＣＣＤリニアイメージセンサを用いたデジタルカメラなどであってもよい。

１，１ａ 画像読取装置
２ ＣＣＤ
３ ＳＢＵ
３０ａ，３０ｂ タイミング制御部
３００ ＰＬＬ
３０２ 第１クロック生成部
３０４ 第２クロック生成部
３０６ 第３クロック生成部
３０８ 同期信号生成部
３１０ 切替制御部
３１２ アナログスイッチ
３２ ドライバ
３４ａ，３４ｂ アナログ信号処理部
３４０ クランプ部
３４２ サンプル・ホールド部
３４６ クランプ制御部
３５２ クランプスイッチ
３５４ クランプ切替部
３６ ＬＶＤＳ
３６０ ＰＬＬ
３６２ データ変換部
３８ ＡＣ結合容量
４ 過電圧制御部
４０ アナログスイッチ
５ 装置
５０ 制御部
５２ 生成部
５４ 緩和部
５６ 信号処理部
６ 画像形成装置
７ 画像形成部

特開２０１２−１８６５２７号公報 特開２００７−２１４８１７号公報

Claims (7)

1. クロックに同期して画素毎のアナログ信号を出力するＣＣＤイメージセンサと、
   前記ＣＣＤイメージセンサが出力するアナログ信号の最大電圧よりも低い電圧範囲のアナログ信号を処理するアナログ信号処理部と、
   前記ＣＣＤイメージセンサに対して、前記クロックの供給と停止とを切替えるよう制御する第１制御部と、
   少なくとも前記第１制御部が前記クロックの供給と停止とを切替えるよう制御する間は、前記ＣＣＤイメージセンサが前記アナログ信号処理部に対して出力するアナログ信号を遮断又は前記電圧範囲内に抑制するよう制御する第２制御部と、
   を有することを特徴とする画像読取装置。
2. 前記第２制御部は、
   前記ＣＣＤイメージセンサが出力するアナログ信号を予め定められた電圧にクランプするクランプ部が生じさせる時定数を制御することにより、前記ＣＣＤイメージセンサが出力するアナログ信号を前記電圧範囲内に抑制するよう制御すること
   を特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
3. 前記第２制御部は、
   前記ＣＣＤイメージセンサが出力するアナログ信号を予め定められた電圧にクランプすべき最短期間よりも長い期間のクランプを行うこと
   を特徴とする請求項２に記載の画像読取装置。
4. 前記第２制御部は、
   前記クランプ部が生じさせる時定数を小さくするよう制御することにより、前記ＣＣＤイメージセンサが出力するアナログ信号を前記電圧範囲内に抑制するよう制御すること
   を特徴とする請求項２又は３に記載の画像読取装置。
5. 前記第１制御部は、
   前記第２制御部がアナログ信号を遮断又は前記電圧範囲内に抑制するよう制御している間には、前記ＣＣＤイメージセンサに光が照射されないよう制御すること
   を特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像読取装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像読取装置
   を有することを特徴とする画像形成装置。
7. クロックに同期して画素毎のアナログ信号を出力するＣＣＤイメージセンサに対して、前記クロックの供給と停止とを切替える工程と、
   少なくとも前記クロックの供給と停止とを切替える間に、前記ＣＣＤイメージセンサが出力するアナログ信号の最大電圧よりも低い電圧範囲のアナログ信号を処理するアナログ信号処理部に対して前記ＣＣＤイメージセンサが出力するアナログ信号を遮断又は前記電圧範囲内に抑制するよう制御する工程と、
   を含むことを特徴とする画像読取方法。

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