JP5743526B2 - 画像読取装置、マルチファンクションプリンタ装置、及び画像読取方法 - Google Patents

Description

本発明は画像読取装置、マルチファンクションプリンタ装置、及び画像読取方法に関する。本発明は、特に、画像原稿を光学的に読込む画像読取装置、マルチファンクションプリンタ装置、及び画像読取方法に関する。

複写機、スキャナ、カメラ、プリンタ等のＣＭＯＳ固体撮像素子を具備した画像読取装置（スキャナ）及びこれを用いた画像形成装置では、原稿や被写体像をＣＭＯＳ固体撮像素子で光電変換し、画像データを生成する。このアナログ画像データをＡ／Ｄ変換し、デジタル処理を施して、デジタル画像を得る。一連の画像読取処理では、スキャナの駆動信号に同期して行われるのが一般的である。

近年、画像読取処理の高速化に伴い、スキャナ装置から発せられる電磁波の不要輻射（ＥＭＩ：電磁妨害）が増大するという課題に直面していた。ＥＭＩの輻射レベルは、各国の規制・認定団体により規定されており、規格値内に輻射を抑える必要がある。不要輻射抑制の手法は様々であるが、スキャナの駆動信号の高調波輻射を抑制する手段として、ＳＳＣＧ（スペクトラム拡散クロックジェネレータ）を用いた技術が提案されている。

ＳＳＣＧとは、一定の変調周期で駆動信号の周波数を拡散させる技術のことである。ＳＳＣＧ技術を用いた画像読取装置では、一連の読取処理中で、拡散変調に伴う画像ノイズが発生することがあり、不要輻射と画像品位の両立は困難な場合が多々あった。このような背景から、ＳＳＣＧ変調技術をスキャナに使用する際には様々な工夫が生まれている。例えば、特許文献１は、固体撮像素子としてＣＣＤを使用する際に、主走査ライン信号の所定の期間において拡散変調のＯＮ／ＯＦＦを切換える構成を開示している。また、ＳＳＣＧモジュールを制御するため駆動タイミング発生回路においてイネーブル信号を出力する制御回路を具備することにより、拡散変調のＯＮ／ＯＦＦを切換えている。

また、ある装置ではＣＣＤからＡ／Ｄコンバータまでの回路ブロックにおいてＥＭＩ放射が高い場合もある。クロック信号を拡散させる場合、拡散度が大きいとＥＭＩの輻射レベルは下がるが画像ノイズが発生しやすくなるという特性がある。このため、特許文献２ではこの特性を利用して、画像ノイズへの影響度に応じて回路ブロック毎にクロック信号を異なる拡散度で拡散させることを提案している。

特開２００７−０８１５４０号公報 特開２００２−２０９０７２号公報

しかしながら、ＣＭＯＳ固体撮像素子の駆動信号にＳＳＣＧ拡散変調を施すと、拡散変調に連動して電気的ノイズ成分を拾い画像劣化を伴う場合がある。画像劣化を抑制するためには、ＳＳＣＧ拡散変調を使用しないか、或いは、拡散変調度を小さくするなどの対策が考えられるが、それに伴い不要輻射が大きくなるという弊害があった。このように、従来の技術では、画像品位の維持とＥＭＩ抑制を両立させる事は非常に困難であった。

さらに、近年のスキャナ装置では、画像読取の高速化、ＣＭＯＳ固体撮像素子、そのモジュールの小型化に伴い、外乱や電気的ノイズへの耐性が弱くなってきている。特に、ＣＭＯＳ固体撮像素子を使用する場合には、各画素の光電変換によって得られた電荷を保持容量に一括遷移させる際に、外乱やバウンスノイズ等の電気的ノイズが受光データに混入することがある。このために、画像に周期的なスジ、ムラ、縞などが発生するという問題が生じていた。

本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、画像品位を維持しつつＥＭＩ不要輻射も抑制可能な画像読取装置、マルチファンクションプリンタ装置、及び画像読取方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために本発明の画像読取装置は、以下のような構成からなる。

即ち、光電変換素子を用いて原稿を読取る画像読取装置であって、基準信号に拡散変調が適用された第１の駆動信号と、当該基準信号に当該拡散変調が適用されていない第２の駆動信号を生成する生成手段と、前記生成手段により生成された前記第２の駆動信号に基づくタイミング信号を用いて、前記光電変換素子によって得られる画像信号をラッチするラッチ手段と、前記生成手段により生成された前記第１の駆動信号に基づくタイミング信号を用いて、前記ラッチ手段によりラッチされた画像信号を転送する転送手段と、を有することを特徴とする。

また本発明を別の側面から見れば、原稿を読取る画像読取装置における画像読取方法であって、基準信号に拡散変調が適用されていない駆動信号に基づくタイミング信号を用いて、光電変換素子によって得られた画像信号をラッチするラッチ工程と、前記基準信号に前記拡散変調が適用された駆動信号に基づくタイミング信号を用いて、前記ラッチ工程においてラッチされた画像信号を転送する転送工程と、を有することを特徴とする画像読取方法を備える。

さらに他の発明によれば、上記記載の画像読取装置と、前記画像読取装置によって読取された画像を表す画像データ、或は外部から入力された画像データに基づいて記録媒体に画像を記録する記録手段とを有することを特徴とするマルチファンクションプリンタ装置を備える。

従って本発明によれば、画像品位を維持しつつＥＭＩ不要輻射も抑制することができるという効果がある。

本発明の代表的な実施例であるマルチファンクションプリンタ（ＭＦＰ）装置の概観斜視図である。 図１で示したＭＦＰ装置の上部に備え付けられた画像読取装置の断面とコンタクトイメージセンサ（ＣＩＳ）ユニットの詳細な構造を示す側断面と示す図である。 画像読取装置の制御回路の構成を示すブロック図である。 図３に示す画像読取装置の制御回路の内、ＣＩＳユニット３００により生成されるアナログ画像信号からデジタル画像信号を生成するまでの回路構成の詳細を示した図である。 タイミング信号発生回路４０８の詳細な構成を示すブロック図である。 ＣＩＳユニットにおいて実行される画像読取処理のフローを示す図である。 図６に示した画像読取処理のタイミングチャートである。 ＣＭＯＳセンサ（固体撮像素子）の構成を模式的に示す回路図である。 駆動信号とバウンスノイズの関係とＳＳＣＧ拡散変調とバウンスによる画像データへの影響とを示す図である。 ＳＳＣＧ拡散変調処理のＯＮ／ＯＦＦを実行する回路の構成を示すブロック図である。 図１１は実施例２に従う画像読取処理のタイミングチャートである。

以下添付図面を参照して本発明の好適な実施例について、さらに具体的かつ詳細に説明する。最初に共通実施例として用いるマルチファンクションプリンタ装置（以下、ＭＦＰ装置）の構成について説明する。

＜ＭＦＰ装置＞
図１は本発明の代表的な実施例であるＭＦＰ装置１００の概観斜視図である。

ＭＦＰ装置は、接続されたホスト（不図示）からの画像データに基づいて、記録用紙などの記録媒体に画像を記録する以外に、メモリカードなどに格納された画像データに基づいた記録や画像原稿を読取って複写することができる。

図１において、（ａ）は原稿カバー１０３が閉じられた状態を示しており、（ｂ）は記録媒体の載置トレー１０１、排紙トレー１０２、及び原稿カバー１０３が開けられた状態を示している。また、コンタクトイメージセンサ（ＣＩＳ）ユニットを備える読取部８は画像原稿を読取り、Ｒ成分、Ｇ成分、Ｂ成分のアナログ輝度信号を出力する。カードインタフェース９は、例えば、デジタルスチルカメラ（不図示）で撮影された画像ファイルを記録したメモリカードなどを挿入して、操作部４の所定の操作に従い、そのメモリカードから画像データを読み込むのに使用される。また、ＭＦＰ装置１００にはＬＣＤ１１０のような表示部が設けられている。ＬＣＤ１１０は操作部４による設定内容の表示や機能選択メニューの表示のために用いられる。

図２は図１で示したＭＦＰ装置の上部に備え付けられた画像読取装置の断面図とコンタクトイメージセンサ（ＣＩＳ）ユニット３００の詳細な構造を示す側断面図である。

図２（ａ）に示すように、画像読取装置２００は本体部２１０と読取対象となる原稿２２０を押さえつけ外部からの光を遮光する圧板２３０とから構成される。圧板２３０は原稿カバー１０３の裏面にセットされている。本体部２１０には光学ユニット２４０、光学ユニット２４０と電気的に接続された回路基板２５０、光学ユニット２４０を走査させる際のレールとなるスライディングロッド２６０、原稿台ガラス２７０が備えられる。光学ユニット２４０には原稿２２０に光を照射し、その反射光を受光して電気信号に変換するするコンタクトイメージセンサ（ＣＩＳ）ユニット３００が内蔵される。画像読取の際には原稿台ガラス２７０上に置かれた原稿２２０を光学ユニット２４０が矢印Ｂの方向（副走査方向）に走査することにより原稿２２０に記録された画像の読取を行う。なお、光学ユニット２４０は読取ユニットとも呼ばれる。

ＣＩＳユニット３００は、図２（ｂ）に示すように、赤色光を発光する赤色ＬＥＤ３０３と緑色光を発光する緑色ＬＥＤ３０４と青色光を発光する青色ＬＥＤ３０５とを備えている。原稿読取時には１ライン毎に各色ＬＥＤを時分割で点灯させ、点灯した光を導光体３０２を通して均一に原稿に対し照射しその反射光をセルフォック（登録商標）レンズ３０１で画素毎に集光する。その光をＣＩＳユニット内の光電変換素子（不図示）上に結像することによって、受光光を電気信号に変換する。このようにして、ＲＧＢ各色成分の色信号からなる１ライン分の画像信号を出力する。ＣＩＳユニット３００を副走査方向に移動させることにより原稿全面の画像読取を行う。なお、セルフォック（登録商標）レンズ３０１の各セルの配列方向を示す矢印Ａの方向を主走査方向という。主走査方向と副走査方向とは互いに直交している。図２（ａ）では、主走査方向は紙面に対して垂直方向となる。また、ＣＩＳユニット３００には固体撮像素子としてＣＭＯＳセンサを用いている。

図３は画像読取装置の制御回路の構成を示すブロック図である。なお、図３において、既に図１〜図２で説明した構成要素には同じ参照番号を付し、その説明は省略する。

ＣＩＳユニット３００はＬＥＤ駆動回路４０３において１ライン毎に各色のＬＥＤ３０３〜３０５を切り替えて点灯させ、ＣＭＯＳセンサ（固体撮像素子）が受光することにより、線順次にカラー画像を読み取る。ＬＥＤ３０３〜３０５は原稿への照射光量を変化させることが可能な光源である。また、ＬＥＤ駆動回路４０３はＬＥＤ３０３〜３０５を任意に点灯させることが可能である。

即ち、ＬＥＤ３０３〜３０５を１つずつ順次点灯させることも、２つずつ順次点灯させることも、場合によっては３つ全て点灯させることも可能である。増幅器（ＡＭＰ）４０４はＣＩＳユニット３００より出力された信号を増幅し、Ａ／Ｄ変換回路４０５はその増幅された電気信号をＡ／Ｄ変換して、例えば、各画素各色成分１６ビットのデジタル画像データを出力する。なお、この実施例のように、増幅器（ＡＭＰ）４０４がＣＭＯＳ半導体基板内に作り込まれている場合には、増幅器（ＡＭＰ）４０４は不要である。画像処理部６００は、Ａ／Ｄ変換回路４０５によって変換されたデジタル画像データを処理する。インタフェース制御回路４０６は画像処理部６００から画像データを読み込んで、外部装置４１２との間で制御データの授受や画像データの出力を行う。また、画像処理部６００からの画像データは画像記録部にも出力することができる。外部装置４１２とは、例えば、パーソナルコンピュータ（不図示）などである。ここで、例えば、画像処理部６００とタイミング生成回路４０８は、１チップの集積回路（ＡＳＩＣ）として構成されている。

画像記録部７００は、インタフェース制御回路４０６からの画像データを画素毎に「記録する」「記録しない」の２値データに変換し、記録媒体に記録剤を用いて画像を記録する。画像記録部７００には、例えば、インクジェットプリンタや電子写真方式を用いたレーザビームプリンタ、或は昇華型プリンタなどを用いることができる。これらのプリンタについては公知なので、ここではその詳細な説明は省略する。

操作部４からの出力信号はＣＰＵ４０９の入力ポートに接続されている。操作部４により操作可能な機能内容はＬＣＤ１１０に表示される。表示された機能内容に従ってユーザは操作部４を操作すると、その内容がＲＡＭ４１１にセットされる。

このような操作部４からの動作指示は、マイクロコンピュータ形態のＣＰＵ４０９により制御される。その制御はＲＯＭ４１０に格納された処理プログラムをＣＰＵ４０９が読み出し、ＲＡＭ４１１を作業領域として用いて実行される。さらに、図３において、４０７は、例えば、水晶発振器などの基準信号発振器（ＯＳＣ）、４０８はＣＰＵ４０９の設定に応じて基準信号発振器４０７の出力を分周して動作の基本となる各種タイミング信号を発生するタイミング信号発生回路である。

パーソナルコンピュータ（外部装置４１２）からの指示に基づいて動作する場合には、コピー、画像読取（スキャン）等の指示がパーソナルコンピュータからを介して、ＣＰＵ４０９に発令される。以降の動作はＭＦＰ装置単体としてコピーや画像読取（スキャン）動作を行う場合と同じである。

ＬＥＤ４１４はＬＣＤ１１０のバックライト光源となるＬＥＤであり、タイミング信号発生回路４０８から出力される点灯信号により点灯制御される。

図４は、図３に示す画像読取装置の制御回路の内、ＣＩＳユニット３００により生成されるアナログ画像信号からデジタル画像信号を生成するまでの回路構成の詳細を示した図である。図３と比較して、図４では画像読取に関連する付加的な回路が図示されている。また、図５はタイミング信号発生回路４０８の詳細な構成を示すブロック図である。

図４に示すように、タイミング信号発生回路４０８で生成された駆動信号が、ＣＩＳユニット３００の画像読取タイミングのための信号を発生するタイミングジェネレータ回路１１ｄへ転送される。この駆動信号は、図５に示すように、基準信号発振器（ＯＳＣ）４０７を源振として、ＰＬＬ回路／ＳＳＣＧ拡散回路４０８ａでの処理後に、所望の信号を駆動タイミング生成回路４０８ｂで生成される。一方、タイミングジェネレータ回路１１ｄでは、ＣＩＳユニット３００の画像読取仕様や画像読取シーケンスに合致した駆動波形をもつタイミング信号を生成する。このタイミング信号は、ＣＩＳユニット３００のフォトダイオード（光電変換素子）３００ａ、受光電荷保持キャパシタ３００ｂ、シフトレジスタ３００ｃへと送られ、これに同期して一連の画像読取動作を実行する。一連の画像読取動作とは次の動作を含む。即ち、フォトダイオード（光電変換素子）３００ａで光電変換して得られた受光電荷を保持する受光電荷保持キャパシタ３００ｂに遷移させることで電圧変換し、シフトレジスタ３００ｃを介してその電圧を順次転送しアンプ４０４において増幅する。なお、この実施例のように、増幅器（ＡＭＰ）４０４がＣＭＯＳ半導体基板内に作り込まれている場合には、増幅器（ＡＭＰ）４０４は、ＣＩＳユニット３００に設けられる形態となる。次に、後続のアナログ信号処理回路１２ａでは増幅されたアナログ画像信号を波形整形や雑音除去などのアナログ処理を施した後に、Ａ／Ｄ変換回路４０５でデジタル画像信号に変換する。その後、そのデジタル画像信号は後続の画像処理部６００においてデジタル処理されて、デジタル読取画像データが生成される。

次に、以上の構成のＭＦＰ装置において実行される画像読取のいくつかの実施例について詳細に説明する。

図６はＣＩＳユニットにおいて実行される画像読取処理のフローを示す図である。図６にはｎライン目の画像読取処理１６と（ｎ＋１）ライン目の画像読取処理１７とが示されている。ＣＩＳユニット３００では、ｎ番目のライン信号が供給された（１６ａ）後に、前の読取ライン（（ｎ−１）ライン目）で受光したデータ信号をラッチする（１６ｂ）。その後、ラッチされたデータ信号が転送されると同時に、次ライン（（ｎ＋１）ライン目）で処理される画像データ信号をフォトダイオード（光電変換素子）３００ａで受光する（１６ｘ）。次ライン（（ｎ＋１）ライン目）でも同様の処理を行う（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ）。

図７は、図６に示した画像読取処理のタイミングチャートである。ライン信号（ＳＰ）１８ａが供給された後、駆動信号（ＣＬＫ）１８ｂに同期させて特定時間後（特定クロック数経過後）にデータラッチ信号（ＰＣＭ）１８ｃをタイミングジェネレータ回路１１ｄより供給する。ライン信号をラッチした後に、フォトダイオード３００ａをリセットするため、リセット信号１８ｄがタイミングジェネレータ回路１１ｄより供給される。

光電変換によって得られるデータ信号から、フォトダイオード固有のオフセット成分を差し引くため、フォトダイオードのリセット後に、オフセット成分ラッチ信号１８ｅをタイミングジェネレータ回路１１ｄより供給しオフセット成分を確定する。データラッチ期間１８ｆの後、光電変換によって得られるデータ信号からオフセット成分が差し引かれた画像データ信号は、シフトレジスタ３００ｃを通して順次転送される。そして、この転送期間１８ｇに、空になったフォトダイオードには次のラインの画像データ信号が受光される。

図８は、ＣＭＯＳセンサ（固体撮像素子）の構成を模式的に示す回路図である。図８において、（ａ）はその回路構成全体を示す図であり、（ｂ）はホールド回路の内部構成を示すブロック図である。この回路の動作について、図７に示したタイミングチャートを参照しながら説明する。図８に示す構成において、ＣＭＯＳセンサ（固体撮像素子）はＣＭＯＳ半導体基板に作り込まれており、図８はその構成を示す図である。ＣＭＯＳセンサには複数のフォトダイオードを備えており、１つのフォトダイオードに対し、蓄積電荷を保持するデータ信号用のキャパシタとオフセット用のキャパシタの２つが設けられている。この図では、説明を簡単にするために、オフセット用のキャパシタを省いている。なお、補足すると、図４のタイミングジェネレータ回路１１ｄも、ＣＭＯＳ半導体基板に作り込まれている。

データラッチ信号（ＰＣＭ）１８ｃがクランプ信号用スイッチ１９ｄに供給されると、クランプ信号用スイッチ１９ｄは一時的にオン状態となり、フォトダイオード３００ａの蓄積電荷は電荷保持キャパシタ３００ｂに遷移する。そして、ホールド回路１９ｆで、そのデータ信号の電位は保持される。次に、リセット信号用スイッチ１９ｂにリセット信号１８ｄを供給すると、クランプ信号用スイッチ１９ｄは、一時的にオン状態となる。これにより、フォトダイオード３００ａの電荷はグランドへ流れる。これにより、フォトダイオード３００ａをリセットできる。その後、クランプ信号用スイッチ１９ｄへオフセット成分ラッチ信号１８ｅを供給すると、クランプ信号用スイッチ１９ｄは、一時的にオン状態となり、フォトダイオード３００ａのオフセット成分の蓄積電荷は電荷保持キャパシタ３００ｂに遷移する。そのとき、ホールド回路１９ｆでオフセット成分の電位は保持される。なお、ホールド回路１９ｆは、図８（ｂ）に示すように、光電変換によって得られるデータ信号を保持する第１ホールド回路１９ｆ２とオフセット成分のデータ信号を保持する第２ホールド回路１９ｆ３と、選択回路１９ｆ１と差分回路１９ｆ４を備えている。選択回路１９ｆ１を切替ることで、電荷保持キャパシタ３００ｂに蓄積された電荷を第１ホールド回路１９ｆ２または第２ホールド回路１９ｆ３へ選択的に転送できる。選択回路１９ｆ１はデータラッチ信号（ＰＣＭ）１８ｃに応じて、第１ホールド回路１９ｆ２を選択する。選択回路１９ｆ１はオフセット成分ラッチ信号１８ｅに応じて、第２ホールド回路１９ｆ３を選択する。ホールド回路１９ｆは光電変換によって得られるデータ信号からオフセット成分を取り除いたアナログ信号をシフトレジスタに転送する。そのために、差分回路１９ｆ４は、第１ホールド回路１９ｆ２で保持された光電変換によって得られるデータ信号と第２ホールド回路１９ｆ３で保持されたオフセット成分との差分を取り画像データを生成する。生成された画像データは転送期間１８ｇ内でシフトレジスタ３００ｃより順次転送される。アンプ４０４ではこのデータ信号を増幅した後、アナログ信号処理回路１２ａ、Ａ／Ｄ変換回路４０５、画像処理部６００を経てデジタル画像信号が生成される。

図９は駆動信号とバウンスノイズの関係とＳＳＣＧ拡散変調とバウンスによる画像データへの影響とを示す図である。バウンスノイズとは、システムの基準電位に対してグラウンドリターンの電位が変動することを言う。

図９（ａ）では、駆動信号のＯＮ／ＯＦＦのスイッチング（立ち上がり、立下り）に連動して、基準電位が変動している様子を示している。近年では、半導体素子の小型化や回路の高集積化に伴い、駆動信号のスイッチングや外乱などにより、バウンスが発生しやすい環境になりつつある。このバウンスが他信号系統に影響を与えることで、ロジック回路の誤動作や信号のＳ／Ｎ比低下などの悪影響が現われる場合がしばしばある。

図９（ｂ）では、ＣＭＯＳ固体撮像素子における、ＳＳＣＧ拡散変調とバウンスによる画像データへの影響を示している。図９（ｂ）では、駆動信号の拡散変調度について２つの状態を描いている。即ち、拡散変調状態Ａに比べ、拡散変調状態Ｂではダウンスプレッド方向（図中では右側方向）に拡散変調が生じている。一般的には、データラッチの開始は、基準となる駆動信号２１ａの立ち上がり２１ｆ、もしくは立下り２１ｅに同期させて、その地点を取り込み開始の起点とする。そして、ラッチ完了までには、一定時間を要するのが通常である。この様子が、図９（ｂ）では、確定点２１ｃとして模式的に表現されている。

さて、図９（ｂ）において、拡散変調状態Ａ、Ｂが示す２つの状態では、データ取り込みを確定完了する確定点２１ｃのバウンス状態が異なる。即ち、２つの状態それぞれは、バウンスの発生タイミング２１ｂやその影響度は同様であるが、データ取り込み確定点２１ｃにおけるバウンス状態が異なるため、画像データに与える影響に大きな差異が発生してしまう。つまり、混入するノイズ量が変動することになる。黒画像においては、光電変換によって得られる電荷（光電変換によって得られる電位）が小さい事から、バウンスノイズの影響は小さくない。また、図９（ｂ）からは、拡散変調度２１ｄによって画像データへのノイズ成分として寄与量が変動することも直感的に納得できる。この実施例のような画像読取装置では、ＳＳＣＧモジュールの一定周期の変調処理が、画像ノイズへと変換され、そのノイズが画像読取の主走査方向での画像スジ、縞、ムラとして出現してくる場合がある。

このような画像読取の劣化を解決するための単純な方法としては、供給している駆動信号のＳＳＣＧ拡散変調を一律で停止する方法があるが、これではＥＭＩ不要輻射が増大してしまう。一方、近年の画像読取装置では高速駆動を実現すべく、クロック等の駆動信号の高速化が図られており、ＳＳＣＧ技術を用いない不要輻射抑制は、コスト、設計工数の増加、設計時間の制約、技術面において非常に困難な場合が多い。

また、バウンスノイズ自体を撲滅、抑制できれば良いが、モジュールの小型化や、それに伴う素子の小型化および内部回路の高集積化や高速駆動が要求される状況では、そもそもバウンスの発生しやすい環境にある。このため、バウンズ対策を施すためには別途装置コストが上昇するという難点がある。

装置の駆動タイミングを工夫してこの問題を解決或いは改善するために、ラインタイム（１ライン読取に要する時間）をＳＳＣＧモジュールの拡散変調周期に合わせこむ方法が考えられる。通常、ライン信号供給後の特定数の基準クロックが供給された後に、光電変換によって得られるデータ信号の取得、リセット、オフセットデータ取得が行われる。図９（ｂ）を参照して、駆動信号の拡散変調度とデータに混入するノイズ量とは密接な関係があることを既に示した。ラインタイムと拡散変調周期の両方を考慮する事により、副走査方向の各ラインにおいて、拡散変調度を同程度に設定でき、混入するノイズ量を一定に保つことが可能となる。しかしながら、大量生産、販売がなされた後の各装置には、ユーザ毎の使用環境の差、各ＳＳＣＧモジュール個体差などが必ず存在する。このことを考慮した場合、ファームウェアやソフトウェアの処理によるタイミングの合わせ込みは、ある程度の効果は期待できるものの、完全なる効果を期待するには依然として不確かな方法と言わざるを得ない。

以上のことを鑑みた時、ＳＳＣＧ拡散変調を一律で停止する事が根本的な解決或いは改善方法であることは明らかである。しかし、拡散変調の停止とＥＭＩ不要輻射とは、トレードオフの関係にある。そのバランスを考えた際には、画像読取の重要となるタイミングだけで拡散変調を停止する事が最も望ましいと言える。

そのタイミングとは、図７で言及したデータラッチ信号１８ｃとオフセット成分ラッチ信号１８ｅの供給タイミングである。データラッチ信号１８ｃとオフセット成分ラッチ信号１８ｅはフォトダイオード３００ａの光電変換で得られるデータ信号を受光電荷保持キャパシタ３００ｂに遷移させる際、フォトダイオード３００ａのリセット後にオフセット成分をラッチする際に供給される。これらのラッチ信号１８ｃ、１８ｅの各起点からデータが確定されるまでの時間で拡散変調を停止することにより、画像読取の主走査方向での画像スジ、縞、ムラを抑制することが可能となる。画像信号の取り込み信号の起点から取り込み完了までの時間は、せいぜい数１０ｎ秒から数μ秒であることが多いため、１ラインの読取時間と比較した場合、その時間は十分小さく、不要輻射の増加は微々たるものに抑え込むことができる。つまり、上記期間のみ拡散変調を停止することで、良好な画質と不要輻射抑制を両立することが可能となる。

図１０は、ＳＳＣＧ拡散変調処理のＯＮ／ＯＦＦを実行する回路の構成を示すブロック図である。

図１０（ａ）に示す構成では、基準信号発振器（ＯＣＳ）４０７から、ＳＳＣＧ拡散変調モジュールを含まないＰＬＬブロック４０８ｃとＳＳＣＧ拡散変調モジュールを含むＰＬＬブロック４０８ｅの各ブロックに基準信号を供給する。そして、これら各ブロックからの出力される逓倍駆動信号を、駆動タイミング生成回路４０８ｄと４０８ｆへそれぞれ転送する。駆動タイミング生成回路４０８ｄと４０８ｆで夫々生成された拡散処理が施された駆動信号と拡散処理が施されていない駆動信号の内のいずれかが、セレクタ４０８ｇで選択される。その後、選択された駆動信号をタイミングジェネレータ回路１１ｄに転送する事で、ＳＳＣＧ拡散変調処理の切り替えを実現する。この構成では、ＰＬＬブロック４０８ｃと駆動タイミング生成回路４０８ｄとがいわば、ＳＳＣＧ拡散変調を適用していない第２の駆動信号を生成する第２の生成手段を構成する。また、ＰＬＬブロック４０８ｅと駆動タイミング生成回路４０８ｆとがいわば、ＳＳＣＧ拡散変調を適用した第１の駆動信号を生成する第１の生成手段を構成する。

図１０（ｂ）に示す構成では、基準信号発振器（ＯＣＳ）４０７からの基準信号を、ＳＳＣＧ拡散変調モジュールを含まないＰＬＬブロック４０８ｃとＳＳＣＧ拡散変調モジュールを含むＰＬＬブロック４０８ｅの各ブロックに基準信号を供給する。次に、セレクタ４０８ｇにより拡散変調処理が施された駆動信号、或いは、拡散変調処理が施されていない駆動信号が選択される。このようにして、選択された駆動信号が駆動タイミング生成回路４０８ｈに供給され、所望のタイミング信号を生成される。その後、生成された駆動信号をタイミングジェネレータ回路１１ｄに転送する事で、ＳＳＣＧ拡散変調処理の切り替えを実現する。この構成では、ＰＬＬブロック４０８ｃがいわば、ＳＳＣＧ拡散変調を適用していない第２の駆動信号を生成する第２の生成手段を構成する。また、ＰＬＬブロック４０８ｅがいわば、ＳＳＣＧ拡散変調を適用した第１の駆動信号を生成する第１の生成手段を構成する。そして、駆動タイミング生成回路４０８ｈは第１及び第２生成手段に対する共通の手段となる。

従って以上説明した実施例に従えば、図１０に示した２つの例の回路構成を用いて、ＳＳＣＧ拡散変調の切り替えを実現し、前述のラッチ期間の特定画素だけ拡散変調処理を停止することにより、良好な画像と不要輻射の抑制を実現する。これにより、ＥＭＩ不要輻射を抑制しつつ、画像劣化も抑制することができる。

なお、以上説明した実施例では、ＣＭＯＳセンサ（固体撮像素子）を用いた例を用いて説明した。この例ではＣＭＯＳセンサが一ライン分読取のための受光後、主走査方向の全画素或いはある程度のまとまった画素数で光電変換により得られるデータ信号を一括でキャパシタへ遷移させ電圧値へ変換する構造と駆動信号にＳＳＣＧ拡散変調を適用した回路をもつ。このような構成の回路では、画像データ信号へのノイズ抑制方法として本発明が効果的である。即ち、種々の半導体素子を使用しＳＳＣＧ拡散変調を適用した回路で、アナログ信号かデジタル信号を問わず、駆動信号の立ち上がり／立下りを起点として特定時間後に信号レベルを検出する構成では安定した信号レベルを得るために本発明は効果的である。

なお、特許文献１は、ＣＣＤセンサを固体撮像素子として使用する場合に、拡散変調を様々な画像読み取り期間で停止する方法を提案している。特許文献１のＣＣＤセンサを使用した場合には、シフトレジスタが動作している期間のある特定時間において、拡散変調処理のＯＮ／ＯＦＦの選択をする点が特徴的である。これに対して、本発明では、シフトレジスタが停止している期間での、光電変換によって得られるデータ信号をキャパシタへ一括遷移させる期間において拡散変調のＯＮ／ＯＦＦを切換えることを特徴としている。このように、固体撮像素子としてＣＣＤセンサを用いる画像読取と、固体撮像素子としてＣＭＯＳセンサを用いる画像読取ではその特徴や構成が大きく異なる。

図１１は実施例２に従う画像読取処理のタイミングチャートである。なお、図１１において、図７で示した実施例１に従う画像読取処理のタイミングチャートで説明したのと同じ信号や期間には同じ参照番号や参照文字を付し、その説明は省略する。

この実施例では、駆動信号は画像読取１ライン周期の中において、データラッチ期間と、受光／データ転送／ダミー期間において異なる周波数が設定される。

図１１と図７とを比較すると分かるように、この実施例では、データラッチ期間１８ｆと受光／データ転送／ダミー期間１８ｇにおいて、駆動信号の周波数を異なる値に設定する。この実施例ではデータラッチ期間１８ｆはＳＳＣＧ拡散変調を行わない。従って、高い周波数の駆動信号が拡散されないため、受光／データ転送／ダミー期間１８ｇと比較してＥＭＩの輻射レベルが上がり、規格値を超えてしまう可能性が高い。このため、図１１に示されているように、データラッチ期間１８ｆでは駆動信号（ＣＬＫ）の周波数を所定の周波数まで低くする。このようにすることで、ＥＭＩの輻射レベルを抑え、輻射レベルを規格値内に抑えることが可能になる。また、データラッチ期間１８ｆは駆動信号（ＣＬＫ）で数１０パルス程度の時間のため、画像読取１ラインの周期に対する割合も小さく、全体的な画像読取時間に与える影響も少ない。

一方、受光／データ転送／ダミー期間１８ｇでは、ＳＳＣＧ拡散変調を行なうので、駆動信号の周波数は拡散され、ＥＭＩの輻射レベルは規定値を超えることは少ないと考えられる。

以上説明したように、この実施例でも画像読取１ライン周期の中で、ＳＳＣＧ拡散変調を行う期間とＳＳＣＧ拡散変調を行わない期間が存在するので、タイミング信号発生回路４０８では、ＳＳＣＧ拡散変調の切り替えを行う構成を用いる。この構成は、実施例１で図１０を参照して既に説明した通りなので、その説明は省略する。なお、実施例２の場合には、図１０に示す構成において、ＳＳＣＧ拡散変調モジュールを含まないＰＬＬブロック４０８ｃとＳＳＣＧ拡散変調モジュールを含むＰＬＬブロック４０８ｅとでは異なる周波数のクロック信号が発生する。即ち、ＰＬＬブロック４０８ｃで発生するクロック信号の周波数はＰＬＬブロック４０８ｅで発生するクロック信号の周波数より低い。

従って以上説明した実施例に従えば、ＳＳＣＧ拡散変調の切り替えを実現し、画像読取１ライン周期においてラッチ期間では拡散変調処理を停止し、データラッチ期間と受光／データ転送／ダミー期間とでは異なる周波数の駆動信号を設定する。これにより、読取画像の劣化を抑制し、かつ不要輻射の抑制を実現することができる。

Claims (13)

1. 光電変換素子を用いて原稿を読取る画像読取装置であって、
   基準信号に拡散変調が適用された第１の駆動信号と、当該基準信号に当該拡散変調が適用されていない第２の駆動信号を生成する生成手段と、
   前記生成手段により生成された前記第２の駆動信号に基づくタイミング信号を用いて、前記光電変換素子によって得られる画像信号をラッチするラッチ手段と、
   前記生成手段により生成された前記第１の駆動信号に基づくタイミング信号を用いて、前記ラッチ手段によりラッチされた画像信号を転送する転送手段と、を有することを特徴とする画像読取装置。
2. 前記生成手段は、前記第１の駆動信号の周波数より低い周波数の前記第２の駆動信号を生成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. 前記光電変換素子はＣＭＯＳセンサに含まれ、
   前記ラッチ手段によるラッチは、前記ＣＭＯＳセンサにより受光した画像信号のラッチを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像読取装置。
4. 前記ラッチ手段によるラッチはさらに、前記ＣＭＯＳセンサのオフセット成分のラッチを含むことを特徴とする請求項３に記載の画像読取装置。
5. 前記基準信号に拡散変調を行うためのＳＳＣＧ拡散回路をさらに有し、
   前記生成手段は、前記ＳＳＣＧ拡散回路により前記基準信号が拡散変調された前記第１の駆動信号を生成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. 前記ラッチ手段は、複数ラインのそれぞれに対応する画像信号を、１ライン毎に順次ラッチすることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像読取装置。
7. 原稿からの反射光を受光し、前記光電変換素子を用いて当該受光した光に基づく画像信号を１ライン毎に出力するセンサユニットをさらに有し、
   前記ラッチ手段は、前記センサユニットが走査することで当該センサユニットから１ライン毎に順次出力された画像信号を、１ライン毎に順次ラッチすることを特徴とする請求項６に記載の画像読取装置。
8. 前記転送手段は、前記画像信号をＡ／Ｄ変換回路に転送することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像読取装置。
9. 前記Ａ／Ｄ変換回路によるＡ／Ｄ変換の結果得られたデジタル画像データを出力する出力手段をさらに有することを特徴とする請求項８に記載の画像読取装置。
10. 前記出力手段は、前記画像読取装置に接続された外部装置に前記デジタル画像データを出力することを特徴とする請求項９に記載の画像読取装置。
11. １チップの集積回路が前記生成手段と前記出力手段として機能し、
    前記光電変換素子を備えるセンサユニットが前記ラッチ手段と前記転送手段として機能することを特徴とする請求項９又は１０に記載の画像読取装置。
12. 原稿を読取る画像読取装置における画像読取方法であって、
    基準信号に拡散変調が適用されていない駆動信号に基づくタイミング信号を用いて、光電変換素子によって得られた画像信号をラッチするラッチ工程と、
    前記基準信号に前記拡散変調が適用された駆動信号に基づくタイミング信号を用いて、前記ラッチ工程においてラッチされた画像信号を転送する転送工程と、を有することを特徴とする画像読取方法。
13. 請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の画像読取装置と、
    前記画像読取装置によって読取された画像を表す画像データ、或は外部から入力された画像データに基づいて記録媒体に画像を記録する記録手段とを有することを特徴とするマルチファンクションプリンタ装置。

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