(57)【要約】【課題】画像読取り装置において、EMIを悪化させることなく、読取り画像における周期的な濃度むらを除去すること。【解決手段】画像を読み取るセンサ10と、センサ10から出力されるアナログ信号を所定のサンプリングタイミングでデジタル信号に変換するAD変換器27と、変換器27から出力されるデジタル画像データを処理する画像演算装置25と、基準クロック発生器21と、クロック周波数を周期的に変化させる周波数拡散器22と、周波数拡散されたクロックをカウントしてパルス信号を生成するパルス発生器24と、を備えた画像読取り装置。画像演算処理装置25は、拡散器22を起動した状態でかつサンプリングタイミングで変換器27にてAD変換を行うことで得られるデジタル画像データにおける各画素ごとのレベル変化の傾向と、周波数拡散の周波数変化関数とから、拡散周期の位相ずれを検出し、サンプリングタイミングを決定するためのパルス発生器24におけるカウント値を増減させる。【選択図】図3
2015061220.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿の画像を読み取るためのラインセンサと、
前記ラインセンサから出力されるアナログ信号を所定のサンプリングタイミングでデジタル信号に変換するためのＡＤ変換器と、
前記ＡＤ変換器から出力されるデジタル画像データを処理するための画像演算装置と、
基準クロック発生器と、
前記基準クロック発生器から発生される基準クロックに基づいてクロック周波数を周期的に変化させる周波数拡散器と、
前記周波数拡散器で周波数拡散されたクロックをカウントして前記ラインセンサ及び前記ＡＤ変換器を駆動するためのパルス信号を生成するパルス発生器と、
を備え、
前記画像演算処理装置は、
前記ラインセンサから出力されるアナログ信号において各画素周期で繰り返して発生する電圧変化の急峻なタイミングを検出して記憶し、
前記周波数拡散器を起動した状態でかつ記憶した前記サンプリングタイムングで前記ＡＤ変換器にてＡＤ変換を行うことで得られるデジタル画像データにおける各画素ごとのレベル変化の傾向と、予め記憶された周波数拡散の周波数変化関数とから、周波数変化関数の拡散周期の位相ずれを検出し、
検出した位相情報を含む周波数変化関数に応じて、前記サンプリングタイミングを決定するための前記パルス発生器におけるカウント値を増減させること、
を特徴とする画像読取り装置。
【請求項２】
前記画像演算処理装置は、周波数拡散を停止させた状態で１ライン分のサンプリングタイミングを画素ごとに一定量ずつ変化させながらＡＤ変換を行い、さらに、１ライン内のおける各画素のデジタル画像データを比較することで電圧変化の急峻なタイミングを検出すること、を特徴とする請求項１に記載の画像読取り装置。
【請求項３】
前記画像演算処理装置は、周波数拡散の周波数変化関数における位相情報を、画像の読取りを開始する前に、原稿照明装置を点灯させた状態で感度補正用白板を読み取ることで得ること、を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像読取り装置。
【請求項４】
原稿の画像領域外の副走査方向に沿って設置された濃度むら検出用白板を備え、
前記画像演算処理装置は、周波数拡散の周波数変化関数における位相情報を、原稿画像の読取り時においても、前記濃度むら検出用白板の副走査方向に相対する前記ラインセンサの画素から得ること、
を特徴とする請求項３に記載の画像読取り装置。
【請求項５】
前記画像演算処理装置は、周波数拡散の周波数変化関数における位相情報を、画像の読取りを開始する前に、原稿照明装置を消灯した状態で得ること、を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像読取り装置。
【請求項６】
前記画像演算処理装置は、周波数拡散の周波数変化関数における位相情報を、原稿画像の読取り時においても、画像領域外における、前記ラインセンサの光学的に遮断された画素から得ること、を特徴とする請求項５に記載の画像読取り装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像読取り装置、特に、クロック信号に起因するＥＭＩ（電磁波障害）対策がなされた画像読取り装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報処理技術の高速化及び大容量化に伴って、これらの情報処理デバイスを動作させるクロック周波数もますます高速化している。これに伴って、ＥＭＩ対策が必要となっており、通常、周波数拡散クロックを使用している。この場合、ＣＣＤやＣＩＳなどの画像読取りセンサの駆動パルスとＡＤ変換器の駆動クロックは周波数が周期的に変化するために、画像読取りセンサの画像信号の出力タイミングに対してＡＤ変換器のサンプリングタイミングが周期的に変動し、読取り画像において周期的な濃度むらが発生する。
【０００３】
周波数拡散クロックを使用しつつ、画像読取りセンサの画像信号出力タイミングとＡＤ変換器のサンプリングタイミングとを一定に保つためには、画像読取りセンサの駆動パルスを発生してからサンプリングタイミングまでのカウント数を、周波数拡散の変化量に応じて増減させる必要がある。
【０００４】
その手段として、特許文献１，２では、通常のクロックと周波数拡散クロックをと比較し、その変化量に応じてサンプリングタイミングを増減させる方向が提案されている。しかしながら、画像読取り中は常にパルス発生器に周波数拡散処理を行わないクロックを入力してタイミングの生成を行う必要があり、これではＥＭＩの悪化を伴うおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１６６６７６号公報
【特許文献２】特開２０１０−１６０５８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、ＥＭＩを悪化させることなく、読取り画像における周期的な濃度むらを除去することのできる画像読取り装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一形態である画像読取り装置は、
原稿の画像を読み取るためのラインセンサと、
前記ラインセンサから出力されるアナログ信号を所定のサンプリングタイミングでデジタル信号に変換するためのＡＤ変換器と、
前記ＡＤ変換器から出力されるデジタル画像データを処理するための画像演算装置と、
基準クロック発生器と、
前記基準クロック発生器から発生される基準クロックに基づいてクロック周波数を周期的に変化させる周波数拡散器と、
前記周波数拡散器で周波数拡散されたクロックをカウントして前記ラインセンサ及び前記ＡＤ変換器を駆動するためのパルス信号を生成するパルス発生器と、
を備え、
前記画像演算処理装置は、
前記ラインセンサから出力されるアナログ信号において各画素周期で繰り返して発生する電圧変化の急峻なタイミングを検出して記憶し、
前記周波数拡散器を起動した状態でかつ記憶した前記サンプリングタイムングで前記ＡＤ変換器にてＡＤ変換を行うことで得られるデジタル画像データにおける各画素ごとのレベル変化の傾向と、予め記憶された周波数拡散の周波数変化関数とから、周波数変化関数の拡散周期の位相ずれを検出し、
検出した位相情報を含む周波数変化関数に応じて、前記サンプリングタイミングを決定するための前記パルス発生器におけるカウント値を増減させること、
を特徴とする。
【０００８】
前記画像読取り装置においては、画像読取り中に周波数拡散クロックのみをカウントしてタイミングを生成するためにＥＭＩが悪化することなく、しかも、ラインセンサの画像信号出力タイミングとＡＤ変換器のサンプリングタイミングとが一定に保たれるので、読取り画像において周期的な濃度むらが発生することがない。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ＥＭＩを悪化させることなく、読取り画像における周期的な濃度むらを除去することができる
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】画像読取り装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】前記前記画像読取り装置の筺体を天地逆に置いたときの斜視図である。
【図３】前記画像読取り装置の制御部を示すブロック図である。
【図４】一般的な周波数拡散クロックの変化関数を示す説明図である。
【図５】周波数拡散を停止させてラインセンサの出力信号の電圧変化の急峻点を検出するための１ライン分のサンプリングタイミングを示すチャート図である。
【図６】周波数拡散クロックの変化関数を特定するためのＣ値検出モードにおけるラインセンサの出力信号とサンプリングタイミングとＡＤ変換との関係を示すチャート図である。
【図７】周波数拡散クロックの位相を１ラインスキャンごとに変動する一形態を示すチャート図である。
【図８】周波数拡散の変化関数によりサンプリングタイミング用のカウンタ値を増減させる一例を示すチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る画像読取り装置の実施例について、添付図面を参照して説明する。なお、各図において同じ部材、部分には共通する符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１２】
（画像読取り装置の概略、図１及び図２参照）
画像読取り装置１は、静止原稿の画像を読み取る機能、搬送途中にある原稿の画像を読み取る機能を備えた、基本的には従来の同種のもの同じ構成であり、スキャナとして単独で使用される場合、電子写真方式による画像形成装置（複写機やファクシミリ機能などを備えた複合機）に搭載される場合など、種々の用途に用いられる。
【００１３】
画像読取り装置１は、図１及び図２に示すように、その筺体２に静止原稿の画像を読み取るための広い面積の窓部３（多くはＡ４サイズ対応）と、搬送途中にある原稿の画像を読み取るための窓部４（主走査方向Ｙに長いスリット形状）とを備えている。ＣＩＳ（Contact Image Sensor）として知られているラインセンサ１０が副走査方向Ｚに移動可能に配置されており、窓部３の下方を副走査方向Ｚに所定の速度で移動することにより、窓部３に配置された原稿の画像を１ラインずつ読み取っていく。また、ラインセンサ１０は窓部４の直下で待機状態にあるとき、窓部４の直上を搬送される原稿の画像を１ラインずつ読み取る。ラインセンサ１０には原稿の読取り部分を照明するための原稿照明装置（図示せず）が配置されている。なお、ラインセンサ１０はＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などであってもよい。
【００１４】
さらに、筺体２の内側には、感度補正用白板５が窓部３，４の間に貼着されており、また、濃度むら検出用白板６が原稿の画像領域外の副走査方向Ｚに沿って貼着されている。
【００１５】
（制御部、図３参照）
画像読取り装置１の制御部２０は、図３に示すように、基準クロック発生器２１と、周波数拡散器２２と、スイッチ２３と、パルス発生器２４と、画像演算装置２５と、ＡＤ変換器２７とからなり、画像演算装置２５にはメモリ２６が設けられている。また、前記ラインセンサ１０がパルス発生器２４とＡＤ変換器２７に接続されている。基準クロック発生器２１から発生される基準クロックは周波数拡散器２２を介して、あるいは、介することなくスイッチ２３に入力される。
【００１６】
周波数拡散器２２は、基準クロックを所定の周期で周波数拡散する。この周波数拡散は、図４を参照して後述するように、周波数領域でみた場合、基準クロックの周波数（周期）を予め定められた規則で時間的に変化させる。
【００１７】
スイッチ２３は、基準クロック発生器２１で発生した基準クロックをそのまま、あるいは、周波数拡散器２１で周波数拡散されたクロックのいずれかを選択的にパルス発生器２４へ出力する。スイッチ２３は、画像演算装置２５からの指令に従って切り換えられる。
【００１８】
パルス発生器２４は、スイッチ２３からの基準クロック又は周波数拡散クロックに従って、同期信号、サンプリングパルス及び駆動パルスを発生する。同期信号は画像演算装置２５に入力され、サンプリングパルスはＡＤ変換器２７に入力され、駆動パルスはラインセンサ１０に入力される。従って、スイッチ２３の切換え動作によって、画像演算装置２５、ＡＤ変換器２７及びラインセンサ１０に対する周波数拡散の有無を変更することができる。
【００１９】
ＡＤ変換器２７は、ラインセンサ１０から出力されるアナログの画像信号をサンプリングタイミングでデジタル信号に変換して画像演算装置２５へ出力する。
【００２０】
画像演算装置２５は、ＡＤ変換器２７から送られたデジタル画像信号に対して後述する画像処理を行い、駆動クロックを周波数拡散することで現れる濃度むらの影響を補正する。また、画像演算装置２５は、いわゆるシェーディング補正についても併せて実行する。そして、画像演算装置２５は、補正後の画像データを図示しない複写機の画像処理部などへ出力する。
【００２１】
画像演算装置２５は、主たる構成要素として、ＣＰＵやメモリ２６などを含む。典型的には、ＣＰＵが予め格納されているプログラムをワークメモリ上に展開して実行することで、後述する画像処理が実現される。代替的に、ＣＰＵがプログラムを実行することで実現される機能の一部又は全部を専用のハードウェアによって構成してもよい。また、ＣＰＵで実行されるプログラムは、コンピュータのＯＳ（Operating System）の一部として提供されるプログラムモジュールのうち、必要なモジュールを所定の配列で所定のタイミングで呼び出して処理を実行させるものであってもよい。この場合、プログラム自体には前記モジュールが含まれず、ＯＳと協働して処理が実行されることになる。
【００２２】
メモリ２６は、画像演算装置２５において画像処理を行うための各種データを保持している。さらに、本実施例における画像濃度むら補正などを実現するための固有関数及びそれに含まれる各種定数などを保持している。
【００２３】
（周波数拡散と位相ずれ量の算出、図４及び図５参照）
周波数拡散器２２は、通常、一定の周期で基準クロックの周波数を変化させる。図４に示すように、周波数拡散クロックの周波数Ｆ（ｔ）は、固有関数をＹ（ｔ）、基準クロックの周波数をＸ、拡散率をＡ、拡散周期をＢ、画像読取り周期を拡散周期との位相のずれ、即ち、時間の同期ずれ量をＣとし、整数（０，１，２，３…）をｎとした場合、以下の式で表わすことができる。
【００２４】
Ｆ（ｔ）＝Ｘ［１＋Ａ×Ｙ（ｔ−ｎＢ−Ｃ］
但し、ｔ−ｎＢ−Ｃ＜Ｂ、Ｃ＜Ｂ
【００２５】
通常の周波数拡散器２２において、Ｙ（ｔ）は固有の関数、Ｘ，Ａ，Ｂは固有の値であり、位相ずれ量Ｃだけが不定となる。この位相ずれ量Ｃを以下の手順にて求める。
【００２６】
まず、周波数拡散を停止させた状態で、図５に示すように、１ライン分のサンプリングタイミングＴを１画素ごとに一定量ｔずつ変化させながらＡＤ変換を行う。そして、得られた１ライン分のデジタル画像データを画像演算装置２５で比較することで、ラインセンサ１０のアナログ出力信号において、１画素周期で繰り返し発生する電圧変化の急峻な箇所を検出し、その電圧レベルと発生タイミングをメモリ２６に記憶する。図５において、急激な電圧降下はＴ＋３ｔで発生したことを特定できる。
【００２７】
ラインセンサ（ＣＩＳ）１０において、このような急峻な電圧変動は画素の切換えで発生する。パルス発生器２４がＣＩＳ駆動クロックのアクティブエッジを出力してから、急峻な電圧変動が発生するまでの時間は、ラインセンサ１０を含む回路の遅延時間である。この遅延時間は周波数拡散クロックの周波数変動に関係なく一定である。
【００２８】
よって、ＣＩＳ駆動クロックのアクティブエッジを出力してから、この急峻な電圧変動が発生するまでの時間を、周波数拡散クロックでカウントすれば、そのカウント値の増減から周波数拡散による周波数変化率を算出することが可能となる。
【００２９】
次に、周波数拡散器２２を起動した状態で、かつ、前記急峻な電圧変動が発生するタイミングでサンプリングし、ＡＤ変換を行う。そして、得られたデジタル画像データから、１ラインにおける画素ごとの連続的なレベル変化の傾向を読み取り、予め定められた周波数拡散の周波数変化関数Ｆ（ｔ）との関連性から、位相ずれ量Ｃを検出する。周波数拡散により駆動クロック周波数が高く変動した状態を図６（Ａ）に示し、低く変動した状態を図６（Ｂ）に示す。
【００３０】
つまり、周波数拡散により、ＣＩＳ駆動クロックの波長とサンプリングタイミングＴ＋３ｔは伸長する。しかし、パルス発生器２４がＣＩＳ駆動クロックを発生させてから、ラインセンサ１０が応答するまでの遅延時間ｄは、周波数拡散している場合も変化しない。このため、周波数拡散クロックの伸長によって、ＡＤ変換器２７の出力値も大きく変化することになる。この変化を画像演算装置２５で検出し、周波数拡散の伸長を検出する。
【００３１】
前述した１ラインの読込み動作は、濃度が一定の感度補正用白板（シェーディング白板）５を読み込むことで行う。さらに、原稿画像を読取り中に、原稿の画像領域外に副走査方向Ｚに沿って配置された濃度むら検出用白板６をも読み込み、前記タイミングでサンプリングを行うことによって、原稿画像の読み込み中も常に周波数拡散の変化状態をモニターすることができる。
【００３２】
ラインセンサ１０としてＣＣＤを使用する場合は、ＣＣＤラインセンサの光学的に遮光された画素を、原稿画像読取り中にモニターすることで、周波数の変化状態をモニターすることができる。この場合、副走査方向Ｚに配置した白板６は不要となる。また、黒レベルの画像信号の特徴を検出することが必要であるため、原稿画像読取り前に実施する１ラインの読込み動作は、原稿照明を消灯して実施する。
【００３３】
関数Ｆ（ｔ）の位相ずれ量Ｃはラインごとに変動し、その変動量ｃは周波数拡散周期Ｂとライン読込み周期によって決定する固有値である。そのため、図７に示すように、いったんずれ量Ｃを特定した後は１ラインをスキャンするごとに予めメモリ２６に格納された変動量ｃを加算することで、算出し続けることができる。即ち、１ライン目の位相ずれ量をＣ１、２ライン目の位相ずれ量をＣ２とした場合、Ｃ２＝Ｃ１＋ｃとなる。
【００３４】
以上の方法で、周波数拡散クロックの周波数変化関数Ｆ（ｔ）を求めた後、Ｆ（ｔ）に応じてパルス発生器２４におけるサンプリングタイミング発生用のカウント値を増減させながら原稿画像を読み込む。
【００３５】
周波数拡散によってクロック周波数が高めに変動しているときは、カウント値を多い目とする。クロック周波数が低い目に変動しているときは、カウント値を少な目とする。これにて、周波数拡散クロックの周波数の変化に拘わらず、一定のタイミングでサンプリングすることが可能となる。具体的には、周波数が基準周波数に対して１．１倍に増加した場合は、図８（Ａ）に示すように、カウント値も１．１倍とし、周波数が０．９倍に減少した場合は、図８（Ｂ）に示すように、カウント値も０．９倍とする。
【００３６】
以上のごとく、サンプリングタイミング用のカウント値を増減させることにより、周波数拡散に拘わらない、一定タイミングでのサンプリングが実現されることとなり、周波数拡散クロックによる濃度むらのない画像データを得ることが可能となる。
【００３７】
（他の実施例）
なお、本発明に係る、画像読取り装置は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
【００３８】
特に、画像読取り装置の細部の構成は任意であり、画像読取りセンサの駆動形態も任意である。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
以上のように、本発明は、画像読取り装置に有用であり、特に、ＥＭＩを悪化させることなく、読取り画像における周期的な濃度むらを除去できる点で優れている。
【符号の説明】
【００４０】
１…画像読取り装置
５…感度補正用白板
６…濃度むら検出用白板
１０…ラインセンサ
２０…制御部
２１…基準クロック発生器
２２…周波数拡散器
２３…スイッチ
２４…パルス発生器
２５…画像演算装置
２７…ＡＤ変換器
２６…メモリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2015061220.tif 000009
【図８】
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