(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿画像を照明する光源と、照明された原稿画像を読み取るＣＣＤセンサと、ＣＣＤセンサの出力をサンプルホールドするサンプルホールド回路とを備え、サンプルホールド回路の出力を処理して、ＣＣＤセンサが読み取った画像を表す画像データを生成する画像読取装置において、
光源を初期位置に設定し、光源を点灯するように指示し、サンプルホールド回路がＣＣＤセンサの出力をサンプリングするタイミングを、ＣＣＤセンサをリセットしてＣＣＤセンサの出力にノイズがなくなった後に設定し、サンプルホールド回路の出力信号レベルが所定の基準値以上であれば光源とＣＣＤセンサが正常と判定する第１の判定を行い、
第１の判定で正常と判定されない場合には、サンプルホールド回路がＣＣＤセンサの出力をサンプリングするタイミングを、ＣＣＤセンサをリセットした直後のＣＣＤセンサの出力にノイズがある間に設定し、サンプルホールド回路の出力信号レベルが、ゼロに近ければＣＣＤセンサに異常があると判定し、ゼロに近くなければ光源が点灯していないと判定する第２の判定を行う
ことを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
原稿画像を照明する光源と、照明された原稿画像を読み取るＣＣＤセンサと、ＣＣＤセンサの出力をサンプルホールドするサンプルホールド回路とを備え、サンプルホールド回路の出力を処理して、ＣＣＤセンサが読み取った画像を表す画像データを生成する画像読取装置において、
光源を初期位置に設定し、光源を点灯するように指示し、サンプルホールド回路がＣＣＤセンサの出力をサンプリングするタイミングを、ＣＣＤセンサをリセットしてＣＣＤセンサの出力にノイズがなくなった後に設定し、サンプルホールド回路の出力信号レベルが所定の基準値以上であれば光源とＣＣＤセンサが正常と判定する第１の判定を行い、
第１の判定で正常と判定されない場合には、
サンプルホールド回路がＣＣＤセンサの出力をサンプリングするタイミングを、
ＣＣＤセンサをリセットしてＣＣＤセンサの出力にノイズがなくなった後に設定した場合のサンプルホールド回路の出力信号レベルと、
ＣＣＤセンサをリセットした直後のＣＣＤセンサの出力にノイズがある間に設定した場合のサンプルホールド回路の出力信号レベル
を比較し、差がなければＣＣＤセンサに異常があると判定し、差があれば光源が点灯していないと判定する第２の判定を行う
ことを特徴とする画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＣＤセンサによって画像を読み取る画像読取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、ファクシミリ、イメージセンサ等の画像読取装置は、読み取り対象である原稿画像を照明する光源と、光を電気信号に変換することにより原稿画像を読み取る光電変換素子を備える。画像読取装置に備えられる光電変換素子は、通常、画素が直線状に配列されたラインセンサであり、画像読取装置は、原稿または光源を移動させて両者の相対位置を変化させることにより、原稿画像を光電変換素子で１ラインずつ読み取っていく。
【０００３】
光電変換素子としては、ＣＣＤ（電荷結合素子）センサを用いるのが一般的である。ＣＣＤセンサは、フォトダイオードより成り光電変換を行う多数の画素と、画素からの電気信号の出力経路である転送路と、これらの駆動回路で構成される。転送路を経て出力された各画素の電気信号は、アナログ信号からデジタル信号に変換（Ａ／Ｄ変換）された後、ホワイトレベルの調整、レベル分布の補正等の種々の処理を施されて、読み取った画像を表す画像データとされるが、デジタル信号への変換に先だって、サンプルホールドされる。
【０００４】
サンプルホールドは、時間的に変化する信号のレベルをあるタイミングで取得（サンプリング）し、次の取得タイミングまで保持（ホールド）しておく処理である。これは、主として次の２つの目的で行われる。まず、Ａ／Ｄ変換の途中で変換対象のアナログ信号のレベルが変動すると変換を正しく行うことできなくなるから、Ａ／Ｄ変換の期間全体にわたって信号レベルを安定に保つためである。
【０００５】
また、各画素は略一定の周期でリセットされるが、ＣＣＤセンサの画素はリセットされた直後にノイズが発生することが避けられず、このリセットノイズを除去するためである。リセットノイズは画素の出力信号と略同じ周波数帯域であり、フィルタリングによって選択的に除去することができない。リセットノイズがなくなった後にサンプリングを行い、その信号レベルとその後の信号レベルとの差をとることで、その間の受光量を正しく表す信号が得られる。
【０００６】
ＣＣＤセンサの画素の出力信号のレベルと、サンプルホールド後の信号のレベルの関係の一般的な例を図４に示す。図４において、（ａ）は隣り合う３画素の出力信号のレベルを表しており、（ｂ）はこれら３画素の信号のサンプルホールド（Ｓ／Ｈ）後のレベルを表している。各画素は時刻Ｔｒにおいてリセットされ、時刻Ｔｏまで光電変換を行って受光量を表す信号を出力する。各画素の出力信号は共通の転送路を経て異なる時期にサンプルホールド回路に達し、順次サンプルホールドされる。
【０００７】
各画素の出力信号にはリセット直後のリセットノイズＮｒが含まれるが、リセットノイズＮｒがなくなった後の所定時刻Ｔｓに対応する時刻にサンプリングがなされ、時刻ＴｓでのレベルＬｓと時刻ＴｏでのレベルＬｏの差が、サンプルホールド回路からの出力信号のレベル（電位）ΔＬとなる。これによりリセットノイズＮｒは除去される。なお、サンプルホールド回路の出力には、異なる画素からの信号の境界に生じるノイズＮｔが現れるが、Ａ／Ｄ変換はノイズＮｔに挟まれた期間になされる。
【０００８】
画像読取装置には、ＣＣＤセンサの駆動回路を介して各画素を制御する制御回路が備えられる。制御回路は、サンプルホールド回路、Ａ／Ｄ変換器等と同期するように、ＣＣＤセンサをリセットする。
【０００９】
一般に、画像読取装置では、電力供給開始時あるいは画像読取開始時に、光源が点灯していることを確認する。この確認のための検査は、光源からの光で所定部材を照明し、その反射光をＣＣＤセンサで検出して、Ａ／Ｄ変換後の信号レベルを基準値と比較することによって行う。所定部材としては、読み取った画像のホワイトレベル調整に際してその基準とするレベルを得るためのシェーディング板を兼用するのが一般的である。このように、画像を読み取るために必要な構成要素を検査に兼用することで、装置の大型化、複雑化を避けることができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の画像読取装置では、光源が点灯しているか否かの検査において、光源が点灯していない状態と、ＣＣＤセンサに異常がある状態とを区別することができない。ＣＣＤセンサに異常がなく、光源が点灯していないときのＣＣＤセンサの出力信号のレベルとサンプルホールド後の信号のレベルを図５の（ａ）に示し、光源が点灯しており、ＣＣＤセンサに異常があるときのＣＣＤセンサの出力信号のレベルとサンプルホールド後の信号のレベルを図５の（ｂ）に示す。
【００１１】
（ａ）に示したように、光源が点灯していないとき、ＣＣＤセンサの出力信号のレベルは、リセットノイズＮｒ以外の期間には一定になり、したがって、Ａ／Ｄ変換されるサンプルホールド後の信号レベルは、信号間のノイズＮｔを除き、ゼロになる。また、（ｂ）に示したように、ＣＣＤセンサに異常があるときは、ＣＣＤセンサの出力信号にリセットノイズが現れず、そのレベルは常に一定になり、サンプルホールド後の信号のレベルは、信号間のノイズＮｔを除き、ゼロになる。
【００１２】
したがって、光源とＣＣＤセンサのどちらに異常があるのかを判別することはできない。異常がどちらにあるのかを判別するためには、さらに別の検査をする必要がある。
【００１３】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、光源とＣＣＤセンサのどちらに異常があるかを容易に判別することが可能な画像読取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】
上記目的を達成するために、本発明の画像読取装置では、原稿画像を照明する光源と、照明された原稿画像を読み取るＣＣＤセンサと、ＣＣＤセンサの出力をサンプルホールドするサンプルホールド回路とを備え、サンプルホールド回路の出力を処理して、ＣＣＤセンサが読み取った画像を表す画像データを生成する画像読取装置において、光源を初期位置に設定し、光源を点灯するように指示し、サンプルホールド回路がＣＣＤセンサの出力をサンプリングするタイミングを、ＣＣＤセンサをリセットしてＣＣＤセンサの出力にノイズがなくなった後に設定し、サンプルホールド回路の出力信号レベルが所定の基準値以上であれば光源とＣＣＤセンサが正常と判定する第１の判定を行い、第１の判定で正常と判定されない場合には、サンプルホールド回路がＣＣＤセンサの出力をサンプリングするタイミングを、ＣＣＤセンサをリセットした直後のＣＣＤセンサの出力にノイズがある間に設定し、サンプルホールド回路の出力信号レベルが、ゼロに近ければＣＣＤセンサに異常があると判定し、ゼロに近くなければ光源が点灯していないと判定する第２の判定を行うことを特徴としている。また、他の本発明の画像読取装置では、原稿画像を照明する光源と、照明された原稿画像を読み取るＣＣＤセンサと、ＣＣＤセンサの出力をサンプルホールドするサンプルホールド回路とを備え、サンプルホールド回路の出力を処理して、ＣＣＤセンサが読み取った画像を表す画像データを生成する画像読取装置において、光源を初期位置に設定し、光源を点灯するように指示し、サンプルホールド回路がＣＣＤセンサの出力をサンプリングするタイミングを、ＣＣＤセンサをリセットしてＣＣＤセンサの出力にノイズがなくなった後に設定し、サンプルホールド回路の出力信号レベルが所定の基準値以上であれば光源とＣＣＤセンサが正常と判定する第１の判定を行い、第１の判定で正常と判定されない場合には、サンプルホールド回路がＣＣＤセンサの出力をサンプリングするタイミングを、ＣＣＤセンサをリセットしてＣＣＤセンサの出力にノイズがなくなった後に設定した場合のサンプルホールド回路の出力信号レベルと、ＣＣＤセンサをリセットした直後のＣＣＤセンサの出力にノイズがある間に設定した場合のサンプルホールド回路の出力信号レベルを比較し、差がなければＣＣＤセンサに異常があると判定し、差があれば光源が点灯していないと判定する第２の判定を行うことを特徴としている。
【００１５】
この画像読取装置では、ＣＣＤセンサの出力にリセットノイズがなくなった後だけでなく、リセットノイズがある期間にも、ＣＣＤセンサの出力信号をサンプリングすることが可能である。検査に際しては、リセットノイズがある期間にサンプリングすることにより、ＣＣＤセンサがリセットされ得るか否か、つまりＣＣＤセンサの異常の有無を知ることができる。
【００１６】
上記の画像読取装置においては、ＣＣＤセンサの出力にノイズがある間にサンプリングしたサンプルホールド回路の出力のレベルから、光源とＣＣＤセンサのどちらに異常があるかを判別することができる。
【００１７】
ＣＣＤセンサに異常がなく、光源が点灯しないのであれば、リセットノイズがある間にサンプリングしたサンプルホールド回路の出力レベルは、ゼロではなく、リセットノイズに応じた量となる。逆に、光源が点灯し、ＣＣＤセンサに異常があるのであれば、リセットノイズがあるはずの期間にサンプリングしたサンプルホールド回路の出力レベルは、ゼロとなる。したがって、サンプルホールド回路の出力レベルがゼロであるか否かによって、光源とＣＣＤセンサのいずれに異常があるのかが明確になる。また、リセットノイズがある間にサンプリングしたサンプルホールド回路の出力信号のレベルと、リセットノイズがなくなった後にサンプリングしたサンプルホールド回路の出力信号のレベルとを比較することにより、光源とＣＣＤセンサのどちらに異常があるのかを判別することもでき、ＣＣＤセンサに異常がなければ比較結果に差が生じ、ＣＣＤセンサに異常があれば比較結果に差が生じない。この判別は、電位のゼロを精度よく得ることができないときでも有効である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明をデジタル複写機に適用した実施形態について、図面を参照しながら説明する。本実施形態のデジタル複写機１の構成を図１に模式的に示す。複写機１は、原稿台１０、光源２０、走査光学系３０、ＣＣＤセンサ４０、サンプルホールド（Ｓ／Ｈ）回路５０、Ａ／Ｄ変換器６０、画像処理部７０、画像形成部８０、および制御部９０より成る。
【００１９】
原稿台１０は原稿を載置する透明なガラス板１１と、シェーディング板１２を有する。シェーディング板１２はガラス板１１の一端に沿って設けられている。
【００２０】
光源２０は棒状のランプであり、ガラス板１１上に載置された原稿の一端から他端までを略均一に照明する。光源２０はその長さ方向に対して垂直な方向に可動であり、光源２０が移動することによって、原稿の全体が照明される。複写機１に電力供給が開始された時および原稿画像を読み取る直前には、光源２０は、シェーディング板１２の下方に定められた初期位置に設定される。光源２０が初期位置にあるときは、その光によってシェーディング板１２が照明される。なお、複写機１には光源２０が初期位置にあることを検知するセンサ２１が備えられている。
【００２１】
走査光学系３０は複数のミラーおよびレンズより成り、原稿およびシェーディング板１２によって反射された光源２０からの光をＣＣＤセンサ４０に導く。走査光学系３０は結像レンズ３１を含んでおり、ＣＣＤセンサ４０に導いた光をＣＣＤセンサ４０の受光面上に結像させる。走査光学系３０の一部の光学素子は、光源２０の移動に連動して移動する。光源２０の移動により、原稿のうちの照明される部位と結像レンズ３１との相対位置は変化するが、走査光学系３０の一部の光学素子の移動によって、原稿の照明される部位から結像レンズ３１までの光路長は一定に保たれ、原稿からの光は常にＣＣＤセンサ４０上に結像する。
【００２２】
ＣＣＤセンサ４０は、フォトダイオードから成る画素が直線状に配列されたラインセンサであり、光源２０に対して平行に配置されている。ＣＣＤセンサ４０には、各画素および転送路を駆動する駆動回路も含まれている。
【００２３】
サンプルホールド回路５０は、ＣＣＤセンサ４０の転送路から与えられる各画素の出力信号をサンプルホールドする。サンプルホールド回路５０のサンプリングのタイミングは可変である。
【００２４】
Ａ／Ｄ変換器６０は、サンプルホールド回路５０によってサンプルホールドされた後のＣＣＤセンサ４０の各画素の出力信号を、アナログ信号からデジタル信号に変換する。
【００２５】
画像処理部７０は、Ａ／Ｄ変換器６０の出力信号を与えられ、原稿画像の白い部分を白で表すためのホワイトレベルの調整、原稿の両端の照明光の低下を補正して原稿の一端から他端までの明るさのレベルを揃えるレベル補正等の諸処理を行って、読み取った画像を表す画像データを生成する。ホワイトレベルの調整に際しては、初期位置にある光源２０によって照明されたシェーディング板１２からの光をＣＣＤセンサ４０が受光しているときの信号を、基準のレベルとして用いる。
【００２６】
画像形成部８０は、感光体ドラム、画像処理部７０によって生成された画像データに応じて感光体ドラムにレーザ光を照射する露光部、露光により潜像が形成された感光体ドラムの表面にトナーを付着させて現像する現像部、現像された感光体ドラム上の像をシートに転写する転写部、転写部にシートを供給するシート供給部、転写された像をシートに定着させる定着部等より成る。
【００２７】
制御部９０は複写機１の全体の動作を制御する。その制御には、ＣＣＤセンサ４０の駆動回路を介して各画素をリセットすること、および、サンプルホールド回路５０のサンプリングのタイミングを設定することが含まれる。画像を読み取る際には、制御部９０は、ＣＣＤセンサ４０をリセットしてリセットノイズが消滅した後の時点に、サンプルホールド回路５０のサンプリングのタイミングを設定する。制御部９０は、センサ２１によって光源２０が初期位置にあることが検知されたときに、ホワイトレベルの調整のためのシェーディング板１２の照明を兼ねて、光源２０を点灯させて、点灯し得るか否かの検査を行うが、このときには、リセットノイズがなくなった後の時点と、リセットノイズがある期間内とに、サンプルホールド回路５０のサンプリングのタイミングを設定する。
【００２８】
検査は、Ａ／Ｄ変換器６０から与えられるデジタル信号、すなわち、サンプルホールドされた後の信号に基づいて行うが、ＣＣＤセンサ４０の出力信号にリセットノイズがあるときにサンプリングを行うことで、光源２０が点灯しないのか、駆動回路を含めてＣＣＤセンサ４０に異常があるのかを判別することが可能になる。ＣＣＤセンサ４０に異常がなく、光源２０が点灯しないときのＣＣＤセンサ４０の出力信号のレベルと、リセットノイズがある期間内にサンプリングしたサンプルホールド回路５０の出力信号のレベルを図２の（ａ）に示し、光源２０が点灯し、ＣＣＤセンサ４０に異常があるときのＣＣＤセンサ４０の出力信号のレベルと、リセットノイズがある期間内にサンプリングしたサンプルホールド回路５０の出力信号のレベルを図２の（ｂ）に示す。
【００２９】
図２の（ａ）に示したように、ＣＣＤセンサ４０が正常であれば、光源２０が点灯していないときでも、ＣＣＤセンサ４０の出力信号にはリセットノイズＮｒが現れ、この間にサンプリングすることにより、サンプルホールド回路４０の出力信号のレベルΔＬは、リセットノイズＮｒに相当するレベルとなる。一方、（ｂ）に示したように、ＣＣＤセンサ４０に異常があれば、ＣＣＤセンサ４０の出力信号にリセットノイズが現れず、そのレベルは常に一定になり、サンプルホールド回路５０の出力信号のレベルは、信号間のノイズＮｔを除き、ゼロになる。
【００３０】
したがって、サンプルホールド回路５０の出力信号のレベルがゼロであるか否かによって、光源２０とＣＣＤセンサ４０のどちらに異常があるのかを判別することができる。
【００３１】
複写機１における光源２０およびＣＣＤセンサ４０の検査の処理の流れを図３のフローチャートに示す。まず、光源２０を初期位置に設定する（ステップ＃５）。光源が初期位置にあるか否かはセンサ２１の出力より判る。次いで、光源２０を点灯させる（＃１０）。ただし、光源２０自体またはその駆動回路に異常があれば、光源２０は点灯しない。
【００３２】
そして、ＣＣＤセンサ４０の出力信号を、サンプルホールド回路５０およびＡ／Ｄ変換器６０によって処理して信号レベルを検出し（＃１５）、信号レベルが所定の基準値以上であるか否かを判定する（＃２０）。このときのサンプルホールド回路５０のサンプリングのタイミングは、画像を読み取るときと同様に、リセットノイズがなくなった後に設定しておく。また、基準値は、光源２０を点灯させないときの信号レベル程度に設定しておく。信号レベルが基準値以上であれば、正常であると判定して（＃２５）、検査を終了する。
【００３３】
信号レベルが基準値未満のときは、サンプルホールド回路５０のサンプリングのタイミングをリセットノイズがある期間内に設定する（＃３０）。そして、ＣＣＤセンサ４０の出力信号をサンプルホールド回路５０およびＡ／Ｄ変換器６０によって処理して信号レベルを検出し（＃３５）、その信号レベルがゼロに近いか否かを判定する（＃４０）。信号レベルがゼロに近ければＣＣＤセンサ４０に異常があると判定し（＃４５）、信号レベルがゼロに近くなければ光源２０が点灯していないと判定して（＃５０）、検査を終了する。
【００３４】
なお、ここでは、リセットノイズがある間にサンプリングしたサンプルホールド回路５０の出力信号のレベルがゼロであるか否かを直接調べるようにしているが、これに代えて、リセットノイズがある間にサンプリングしたサンプルホールド回路５０の出力信号のレベルと、リセットノイズがなくなった後にサンプリングしたサンプルホールド回路５０の出力信号のレベルとを比較することにより、光源２０とＣＣＤセンサ４０のどちらに異常があるのかを判別するようにしてもよい。
【００３５】
リセットノイズがなくなった後にサンプリングしたサンプルホールド回路５０の出力信号のレベルは、前述の図５に示したようになるから、ＣＣＤセンサ４０に異常がなければ比較結果に差が生じ、ＣＣＤセンサ４０に異常があれば比較結果に差が生じない。この方法は、電位のゼロを精度よく得ることができないときでも有効である。
【００３６】
【発明の効果】
本発明では、サンプルホールド回路がＣＣＤセンサの出力をサンプリングするタイミングを、ＣＣＤセンサをリセットした直後のＣＣＤセンサの出力にノイズがある間と、ＣＣＤセンサをリセットしてＣＣＤセンサの出力にノイズがなくなった後とに設定し、検査に際しては、リセットノイズがある期間にサンプリングすることにより、ＣＣＤセンサの異常の有無を知ることができる。
【００３７】
ＣＣＤセンサの出力にノイズがある間にサンプリングしたサンプルホールド回路の出力のレベルがゼロであるか否かによって、光源とＣＣＤセンサのどちらに異常があるかを判別することにより、光源とＣＣＤセンサの双方に異常があるきわめて稀な場合を除き、どちらに異常があるのかを明確にすることができる。また、リセットノイズがある間にサンプリングしたサンプルホールド回路の出力信号のレベルと、リセットノイズがなくなった後にサンプリングしたサンプルホールド回路の出力信号のレベルとを比較することにより、光源とＣＣＤセンサのどちらに異常があるのかを判別することもでき、ＣＣＤセンサに異常がなければ比較結果に差が生じ、ＣＣＤセンサに異常があれば比較結果に差が生じない。この判別は、電位のゼロを精度よく得ることができないときでも有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態のデジタル複写機の構成を模式的に示すブロック図。
【図２】  上記デジタル複写機における光源非点灯時（ａ）とＣＣＤセンサ異常時（ｂ）の、ＣＣＤセンサの出力信号のレベルと、リセットノイズがある間にサンプリングしたサンプルホールド回路の出力信号のレベルを模式的に示す図。
【図３】  上記デジタル複写機における光源およびＣＣＤセンサの検査の処理の流れを示すフローチャート。
【図４】  一般の画像読取装置における画像読取時のＣＣＤセンサの出力信号のレベルと、サンプルホールド回路の出力信号のレベルを模式的に示す図。
【図５】  一般の画像読取装置における光源非点灯時（ａ）とＣＣＤセンサ異常時（ｂ）の、ＣＣＤセンサの出力信号のレベルと、リセットノイズがなくなった後にサンプリングしたサンプルホールド回路の出力信号のレベルを模式的に示す図。
【符号の説明】
１    デジタル複写機
１０    原稿台
１１    ガラス板
１２    シェーディング板
２０    光源
２１    光源位置センサ
３０    走査光学系
３１    結像レンズ
４０    ＣＣＤセンサ
５０    サンプルホールド回路
６０    Ａ／Ｄ変換器
７０    画像処理部
８０    画像形成部
９０    制御部
【図１】
0003729797.tif 000002
【図２】
0003729797.tif 000003
【図３】
0003729797.tif 000004
【図４】
0003729797.tif 000005
【図５】
0003729797.tif 000006