JP2006222688A - 画像読取装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 原稿画像の読取動作において、電磁妨害に対処しつつ、画像の品質を確保することにある。
【解決手段】 この画像読取装置では、CCDセンサ13と、CDS回路15と、A/D変換回路19と、n個のS/H回路31と、タイミング発生器23と、SSGCデバイス25とを備えている。各S/H回路31は、CCDセンサ13とA/D変換回路19との間に配置され、アナログ信号を書き込み可能である。タイミング発生器23は、少なくともCCDセンサ13、A/D変換回路19及び各S/H回路31に対し所定のタイミングで制御信号を出力する。SSGCデバイス25は、基準クロックを周波数変調可能であり、CDS回路15に対する制御信号にはクロック拡散を行うろともに、A/D変換回路19に対する制御信号にはクロック拡散を行わない。
【選択図】 図3
【解決手段】 この画像読取装置では、CCDセンサ13と、CDS回路15と、A/D変換回路19と、n個のS/H回路31と、タイミング発生器23と、SSGCデバイス25とを備えている。各S/H回路31は、CCDセンサ13とA/D変換回路19との間に配置され、アナログ信号を書き込み可能である。タイミング発生器23は、少なくともCCDセンサ13、A/D変換回路19及び各S/H回路31に対し所定のタイミングで制御信号を出力する。SSGCデバイス25は、基準クロックを周波数変調可能であり、CDS回路15に対する制御信号にはクロック拡散を行うろともに、A/D変換回路19に対する制御信号にはクロック拡散を行わない。
【選択図】 図3
Description
本発明は、画像読取装置及びこれを備えた画像形成装置に関する。
スキャナ装置や、スキャナ機能を備えた複合機では、一般に、撮像素子としてCCD(Charge Coupled Device)センサが用いられている。CCDセンサは、読取動作の際に、受光した原稿画像の光像を電気信号に変えてアナログ信号を出力するとともに、出力されたアナログ信号は、通常、A/D変換器においてデジタル信号に変換される。
A/D変換器は、変換用クロックを供給することで変換動作を行うが、ジッタ等により変換用クロックの周期の精度が下がると、変換結果に影響し、結果として読取画像に異常が発生してしまう。
ところで、近年の画像形成装置等では、処理の高速化、複雑化によって、装置本体から放射される妨害電波が増大している。そこで、クロック周波数を拡散させることでこれに対処する方法が既に提案されている。
関連する技術として、例えば、特許文献1及び2に示すものが既に提案されている。
特開2003−125179号公報
特開2001−268355号公報
しかしながら、上記従来の方法は、A/D変換器の動作を考えると、画像に悪影響を与えるおそれがあるので、単純に画像処理クロックとして用いることには難点がある。
本発明の課題は、原稿画像の読取動作において、電磁妨害(Electromagnetic interference、以下、EMI)に対処しつつ、画像の品質を確保することにある。
請求項1に係る画像読取装置は、光電変換手段と、A/D変換手段と、信号格納手段と、タイミングクロック発生手段と、スペクトラム拡散手段とを備えている。光電変換手段は、原稿画像に応じた光像を受光してアナログ信号を生成する。A/D変換手段は、アナログ信号をデジタル信号に変換する。信号格納手段は、光電変換手段とA/D変換手段との間に配置され、アナログ信号を書き込み可能なn(nは自然数)個のサンプルホールド手段を有する。タイミングクロック発生手段は、少なくとも光電変換手段、A/D変換手段及び各サンプルホールド手段に対し、基準クロックを基に処理クロックを発生させ得る。スペクトラム拡散手段は、基準クロックを周波数変調可能であり、サンプルホールド手段の入力側の手段に対する処理クロックに対しては、基準クロックに対する周波数変調を行うとともに、A/D変換手段に対する処理クロックに対しては、基準クロックに対する周波数変調を行わない。
この装置では、サンプルホールド手段の入力側の手段(例えば、後述するサンプリング手段)に対する処理クロックが、スペクトラム拡散手段によってクロック拡散を受けることで、光電変換手段で生成されたアナログ信号は、拡散がかかった状態でサンプルホールド手段に一旦保存される。そして、一方のA/D変換手段に対する処理クロックは、クロック拡散を受けていないことから、サンプルホールド手段から読み出されたアナログ信号は、A/D変換手段において、拡散がかかっていない状態でデジタル信号に変換される。
このように、サンプルホールド手段を複数個用いたことにより、アナログ信号に対しクロック拡散を行いつつ、A/D変換手段に入力されるアナログ信号と、A/D変換手段に対するタイミングクロック発生手段からの制御信号とを同期させることが可能となる。これにより、A/D変換手段に対する制御信号が、アナログ信号に対して適切なタイミングでサンプリングされ、確実にサンプルホールドを行うことができる。
したがって、ここでは、画像品質の確保とEMI対策とを両立させることができる。
なお、本発明において、サンプルホールド手段の個数nは、スペクトラム拡散手段によって行われる周波数変調の1周期分に相当する画素数(1変調周期画素分)以上の数であることが好ましい。この場合、最低限必要な画素数は、スペクトラム拡散手段として採用されるデバイスによって決まり、例えば、後述するスペクトラム拡散クロックジェネレータ(Spectrum Spread Clock Generator、以下、SSCG)デバイスに固有の拡散の分割数が挙げられる。
なお、本発明において、サンプルホールド手段の個数nは、スペクトラム拡散手段によって行われる周波数変調の1周期分に相当する画素数(1変調周期画素分)以上の数であることが好ましい。この場合、最低限必要な画素数は、スペクトラム拡散手段として採用されるデバイスによって決まり、例えば、後述するスペクトラム拡散クロックジェネレータ(Spectrum Spread Clock Generator、以下、SSCG)デバイスに固有の拡散の分割数が挙げられる。
また、上記サンプルホールド手段の入力側の手段としては、例えば、後述するサンプリング手段があり、より具体的には、後述するCDS回路が挙げられるが、光電変換手段であってもよい。
請求項2に係る画像読取装置は、請求項1の装置において、信号格納手段は、入力側切替スイッチと、出力側切替スイッチとを有している。入力側切替スイッチは、n個のサンプルホールド手段の入力側に配置され、アナログ信号が書き込まれるサンプルホールド手段を順次切り替えるとともに、サンプルホールド手段の入力側の手段に対する処理クロックと同期した切替信号により切替動作を行う。一方出力側切替スイッチは、n個のサンプルホールド手段の出力側に配置され、入力側切替スイッチによる切替動作に応じて、アナログ信号が読み出されるサンプルホールド手段を順次切り替えるとともに、A/D変換手段に対する処理クロックと同期した切替信号により切替動作を行う。
この装置では、具体的に、入力側切替スイッチ及び出力側切替スイッチがそれぞれ、サンプルホールド手段の入力側の手段及びA/D変換手段に対する処理クロックと同期した切替信号を受けて動作を行うことで、サンプルホールド手段に対するアナログ信号の書き込み及び読み込み動作を並行してスムーズに続けることができる。
請求項3に係る画像読取装置は、請求項1又は2の装置において、信号格納手段において、n(nは偶数)個のサンプルホールド手段は並列に配置されるとともに、アナログ信号の読み出しは、アナログ信号が書き込まれるサンプルホールド手段とn/2個ずれて配置されたサンプルホールド手段によって行われる。
この装置では、アナログ信号の読み出しは、アナログ信号の書き込みが行われているサンプルホールド手段に対しn/2個分遅れたS/H回路において行われる。したがって、ここでは、書き込み動作を追い越すことなく読み出し動作が行われるようになる。
請求項4に係る画像読取装置は、請求項1から3のいずれか1項の装置において、サンプルホールド手段の入力側の手段であり、光電変換手段から出力されたアナログ信号に対し相関二重サンプリング(Correlated Double Sampling、CDS)を行うとともに信号格納手段に対し出力可能なサンプリング手段をさらに備えている。
なお、ここでは、アナログ信号は、サンプリング手段においてクロック拡散がかけられる。
請求項5に係る画像読取装置は、請求項1から4のいずれか1項の装置において、各サンプルホールド手段は、集積可能なサンプルホールド回路である。
この装置では、集積可能なサンプルホールド回路を採用していることから、サンプリング回路やA/D変換手段を併せて集積化することで、AFE(Analog Front End)を1チップで構成することができる
請求項6に係る画像形成装置は、光電変換手段と、A/D変換手段と、信号格納手段と、タイミングクロック発生手段と、スペクトラム拡散手段と、画像形成手段とを備えている。光電変換手段は、原稿画像に応じた光像を受光してアナログ信号を生成する。A/D変換手段は、アナログ信号をデジタル信号に変換する。信号格納手段は、光電変換手段とA/D変換手段との間に配置され、アナログ信号を書き込み可能なn(nは自然数)個のサンプルホールド手段を有する。タイミングクロック発生手段は、少なくとも光電変換手段、A/D変換手段及び各サンプルホールド手段に対し、基準クロックを基に処理クロックを発生させ得る。スペクトラム拡散手段は、基準クロックを周波数変調可能であり、サンプルホールド手段の入力側の手段に対する処理クロックに対しては、基準クロックに対する周波数変調を行うとともに、A/D変換手段に対する処理クロックに対しては、基準クロックに対する周波数変調を行わない。そして、画像形成手段は、A/D変換手段で生成されたデジタル信号に基づいて画像形成可能である。
請求項6に係る画像形成装置は、光電変換手段と、A/D変換手段と、信号格納手段と、タイミングクロック発生手段と、スペクトラム拡散手段と、画像形成手段とを備えている。光電変換手段は、原稿画像に応じた光像を受光してアナログ信号を生成する。A/D変換手段は、アナログ信号をデジタル信号に変換する。信号格納手段は、光電変換手段とA/D変換手段との間に配置され、アナログ信号を書き込み可能なn(nは自然数)個のサンプルホールド手段を有する。タイミングクロック発生手段は、少なくとも光電変換手段、A/D変換手段及び各サンプルホールド手段に対し、基準クロックを基に処理クロックを発生させ得る。スペクトラム拡散手段は、基準クロックを周波数変調可能であり、サンプルホールド手段の入力側の手段に対する処理クロックに対しては、基準クロックに対する周波数変調を行うとともに、A/D変換手段に対する処理クロックに対しては、基準クロックに対する周波数変調を行わない。そして、画像形成手段は、A/D変換手段で生成されたデジタル信号に基づいて画像形成可能である。
この装置では、請求項1と同様の効果が得られるとともに、用紙等に出力された画像の品質が向上する。
本発明によれば、サンプルホールド手段を複数個用いたことにより、アナログ信号に対しクロック拡散を行いつつ、A/D変換手段に入力されるアナログ信号と、A/D変換手段に対するタイミングクロック発生手段からの制御信号とを同期させることが可能となる。これにより、A/D変換手段に対する制御信号が、アナログ信号に対して適切なタイミングでサンプリングされ、確実にサンプルホールドを行うことができる。したがって、ここでは、画像品質の確保とEMI対策とを両立させることができる。
<画像形成装置の構成>
図1及び図2に、本発明の一実施形態が採用された画像形成装置1を示す。
図1及び図2に、本発明の一実施形態が採用された画像形成装置1を示す。
この画像形成装置1は、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、スキャナ装置としての機能を併有する複合機であり、画像読取部3と、画像形成部5と、制御部7と、他の入出力部とを備えている。
画像読取部3は、原稿台2上の原稿画像を読み取るためのものであり、光学系11と、CCDセンサ(光電変換手段)13と、CDS回路(サンプリング手段)15と、信号格納手段17と、A/D変換回路(A/D変換手段)19と、画像処理部20と、基準クロック発生器21と、タイミング発生器(タイミングクロック発生手段)23と、SSGCデバイス(スペクトラム拡散手段)25と、他の回路とを備えている。
光学系11は、原稿台2の内側に配置された光源、ミラー、レンズ等で構成され、原稿画像に応じた光像をCCDセンサ13に受光させる。
CCDセンサ13は、光像を受光してアナログ画像信号を生成する撮像素子である。
CDS回路15は、CCDセンサ13から出力されたアナログ画像信号に対し、必要に応じてCDSを行うための回路である。
CDS回路15は、CCDセンサ13から出力されたアナログ画像信号に対し、必要に応じてCDSを行うための回路である。
信号格納手段17は、256個のS/H回路31と、入力側切替スイッチ33及び出力側切替スイッチ35とを油している。
各S/H回路31は、アナログ画像信号を書き込み可能な集積回路であり、ここでは、計256個(SSGCデバイス25の1変調周期画素分に相当する個数)が、CDS回路15とA/D変換回路19との間に並列に設けられている。なお、各S/H回路31には、1画素分のアナログ画像信号が書き込まれる。
S/H回路31には、各切替スイッチ33,35を介してアナログ画像信号が入出力される。入力側切替スイッチ33は、アナログ画像信号の1画素分の書き込みが行われるごとに順次S/H回路31を切り替える。そして、出力側切替スイッチ35は、アナログ画像信号の書き込みが行われているS/H回路31から128個分遅れて他のS/H回路31からアナログ画像信号の読み出しが行われるよう、順次S/H回路31を切り替える。
入力側切替スイッチ33は、タイミング発生器23から出力される切替信号を受けて動作する。この切替信号は、クロック拡散が行われて、CDS回路15に対する制御信号と同期している。
出力側切替スイッチ35は、タイミング発生器23から出力される切替信号を受けて動作する。この切替信号は、クロック拡散は行われず、A/D変換回路19に対する制御信号と同期している。
A/D変換回路19は、アナログ画像信号をデジタル画像信号に変換するための回路である。
画像処理部20は、A/D変換回路19からのデジタル画像信号に対し、画像処理を施すためのものである。
基準クロック発生器21は、タイミング発生器23に対する基準クロックを発生する。
タイミング発生器23は、基準クロックに基づいて処理クロックを発生し、CCDセンサ13、CDS回路15、S/H回路31、切替スイッチ33,35、A/D変換回路19に対し、それぞれ所定のタイミングで処理クロックを発生させて制御信号及び切替信号を出力する。
タイミング発生器23は、基準クロックに基づいて処理クロックを発生し、CCDセンサ13、CDS回路15、S/H回路31、切替スイッチ33,35、A/D変換回路19に対し、それぞれ所定のタイミングで処理クロックを発生させて制御信号及び切替信号を出力する。
SSGCデバイス25は、基準クロックに対し周波数変調を行うことで、特定の制御信号及び切替信号に対しクロック拡散を行うためのデバイスである。ここでは、256Hzで周期の変調を行うものが用いられる。また、SSGCデバイス25は、ここでは、CDS回路15及び切替スイッチ33に対する制御信号に対してのみクロック拡散を行う。
画像処理部3は、他の回路として、図示しないシェーディング補正回路等を有している。
画像形成部5は、A/D変換回路19で生成されたデジタル画像信号に基づいて用紙に画像形成を行うものであり、図示しない感光体ドラム、現像装置、定着装置等で構成される。
制御部7は、CPU及びメモリを有するマイクロコンピュータで構成され、画像形成部5等の入出力部の制御等を行う。
画像形成装置1は、他の入出力部として、操作パネル4、自動原稿給紙装置6等を備えている。
<画像形成装置の動作>
次に、図3及び図4に基づいて、画像形成装置1の動作について説明する。
次に、図3及び図4に基づいて、画像形成装置1の動作について説明する。
この画像形成装置1において、原稿画像の読み取りは、例えば、原稿台に原稿を載置して操作パネル4において所定の操作を行うことで開始され、具体的には、画像読取部3において、タイミング発生器23がCCDセンサ13等に対し、所定のタイミングで制御信号及び切替信号が出力されることにより行われる。
読取動作が開始されると、まず、光源から原稿に対し光が照射され、原稿画像の光像が光学系11を経由してCCDセンサ13に受光される。CCDセンサ13では、受光された光像を基にアナログ画像信号が生成され、これがCDS15に出力される。このとき、CDS15には、タイミング発生器23からクロック拡散された制御信号が出力されて、アナログ画像信号は、CDS15から拡散がかかった状態で出力される。
そして、CDS15からのアナログ画像信号は、同じくクロック拡散された切替信号を受けた入力側切替スイッチ33によって、1画素分書き込まれるごとにS/H回路31を切り替えられながら順次書き込まれ、各S/H回路31において拡散がかかった状態で保存される。
これと並行して、各S/H回路に保存されたアナログ画像信号は、書き込みが行われているS/H回路31から128個ずれた別のS/H回路31から半周期遅れて読み出しが行われる。例えば、図4において、1番目のS/H回路に書き込みが行われている場合は、129番目のS/H回路31から読み出しが行われる。
このとき、アナログ画像信号は、クロック拡散が行われていない切替信号を受けた出力側切替スイッチ35によって、1画素分読み出されるごとにS/H回路31を切り替えられながら順次読み出され、拡散がかかっていない状態で出力可能になる。
各S/H回路31から読み出されたアナログ画像信号は、クロック拡散が行われていない制御信号を受けて動作するA/D変換回路19に入力され、ここでデジタル画像信号に変換される。
A/D変換回路19で生成されたデジタル画像信号は、画像処理部20において画像処理が施される。
以上の画像形成装置1によれば、1変調周期画素分の数のS/H回路を用いたことにより、アナログ画像信号に対しクロック拡散を行いつつ、A/D変換回路に入力されるアナログ画像信号と、A/D変換回路に対する制御信号とを同期させることが可能となる。これにより、A/D変換手段に対する制御信号が、アナログ信号に対して適切なタイミングでサンプリングされ、確実にサンプルホールドを行うことができる。
したがって、この画像形成装置1によれば、画像品質の確保とEMI対策とを両立させることができる。
<他の実施形態>
(a)スペクトラム拡散手段としては、上記SSGCデバイスに限定されず、他のクロック数で周波数変調を行うものも採用できる。
(a)スペクトラム拡散手段としては、上記SSGCデバイスに限定されず、他のクロック数で周波数変調を行うものも採用できる。
(b)S/H回路の数は、スペクトラム拡散手段として用いる手段等に応じて、適宜変更可能である。
(c)画像読取部の機能は、上記回路等に替えて、CPUが所定のプログラムを実行することにより実現されても良い。
(d)本発明は、複合機のみでなく、画像形成機能を有しないスキャナ装置にも適用可能である。
1 画像形成装置
3 画像読取部
5 画像形成部
7 制御部
13 CCDセンサ(光電変換手段)
15 CDS回路(サンプリング手段)
17 信号格納手段
19 A/D変換回路(A/D変換手段)
23 タイミング発生器(タイミングクロック発生手段)
25 SSGCデバイス(スペクトラム拡散手段)
31 S/H回路(サンプルホールド手段)
33 入力側切替スイッチ
35 出力側切替スイッチ
3 画像読取部
5 画像形成部
7 制御部
13 CCDセンサ(光電変換手段)
15 CDS回路(サンプリング手段)
17 信号格納手段
19 A/D変換回路(A/D変換手段)
23 タイミング発生器(タイミングクロック発生手段)
25 SSGCデバイス(スペクトラム拡散手段)
31 S/H回路(サンプルホールド手段)
33 入力側切替スイッチ
35 出力側切替スイッチ
Claims (6)
- 原稿画像に応じた光像を受光してアナログ信号を生成する光電変換手段と、
前記アナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換手段と、
前記光電変換手段と前記A/D変換手段との間に配置され、前記アナログ信号を書き込み可能なn(nは自然数)個のサンプルホールド手段を有する信号格納手段と、
少なくとも前記光電変換手段、前記A/D変換手段及び各前記サンプルホールド手段それぞれに対し、基準クロックを基に処理クロックを発生させるタイミングクロック発生手段と、
前記基準クロックを周波数変調可能であり、前記アナログ信号が書き込まれるサンプルホールド手段の入力側の手段に対する処理クロックに対しては、前記基準クロックに対する周波数変調を行うとともに、前記A/D変換手段に対する処理クロックに対しては、前記基準クロックに対する周波数変調を行わないスペクトラム拡散手段と、
を備えた画像読取装置。 - 前記信号格納手段は、
n個の前記サンプルホールド手段の入力側に配置され、前記アナログ信号が書き込まれるサンプルホールド手段を順次切り替える入力側切替スイッチと、
n個の前記サンプルホールド手段の出力側に配置され、前記入力側切替スイッチによる切替動作に応じて、前記アナログ信号が読み出されるサンプルホールド手段を順次切り替える出力側切替スイッチとを有し、
前記入力側切替スイッチは、前記サンプルホールド手段の入力側の手段に対する処理クロックと同期した切替信号により切替動作を行い、
前記出力側切替スイッチは、前記A/D変換手段に対する処理クロックと同期した切替信号により切替動作を行う、
請求項1に記載の画像読取装置。 - 前記信号格納手段において、n(nは偶数)個の前記サンプルホールド手段は並列に配置されるとともに、前記アナログ信号の読み出しは、前記アナログ信号が書き込まれるサンプルホールド手段とn/2個ずれて配置されたサンプルホールド手段によって行われる、請求項1又は2に記載の画像読取装置。
- 前記サンプルホールド手段の入力側の手段であり、前記光電変換手段から出力されたアナログ信号対し相関二重サンプリングを行うとともに前記信号格納手段に対し出力可能なサンプリング手段をさらに備えた、請求項1から3のいずれか1項に記載の画像読取装置。
- 各前記サンプルホールド手段は、集積可能なサンプルホールド回路である、請求項1から4のいずれか1項に記載の画像読取装置。
- 原稿画像に応じた光像を受光してアナログ信号を生成する光電変換手段と、
前記アナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換手段と、
前記光電変換手段と前記A/D変換手段との間に配置され、前記アナログ信号を書き込み可能なn(nは自然数)個のサンプルホールド手段を有する信号格納手段と、
少なくとも前記光電変換手段、前記A/D変換手段及び各前記サンプルホールド手段に対し、基準クロックを基に処理クロックを発生させ得るタイミングクロック発生手段と、
前記基準クロックを周波数変調可能であり、前記サンプルホールド手段の入力側の手段に対する処理クロックに対しては、前記基準クロックに対する周波数変調を行うとともに、前記A/D変換手段に対する処理クロックに対しては、前記基準クロックに対する周波数変調を行わないスペクトラム拡散手段と、
前記A/D変換手段で生成されたデジタル信号に基づいて画像形成可能な画像形成手段と、
を備えた画像形成装置。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8149468B2 (en) | 2007-03-12 | 2012-04-03 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Image reading device |
US8427715B2 (en) | 2009-09-11 | 2013-04-23 | Ricoh Company, Limited | Image reading apparatus and image forming apparatus |
US8508810B2 (en) | 2009-09-11 | 2013-08-13 | Ricoh Company, Limited | Image reading apparatus and image forming apparatus |
US9503664B2 (en) | 2013-01-18 | 2016-11-22 | Ricoh Company, Ltd. | Photoelectric conversion element, image reading device, and image forming apparatus |
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- 2005-02-09 JP JP2005033588A patent/JP2006222688A/ja active Pending
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