(57)【要約】【課題】周波数拡散を行うことなく原稿の読み取りライン単位でタイミングパルスの周波数が変更されるように構成することにより、放射ノイズの発生を抑制しつつ、画像ノイズの出力画像への影響を抑制することが可能な画像読み取り装置を提供する。【解決手段】タイミングパルスにより駆動されて原稿を読み取り、所定の変換を行ってデジタル画像信号として出力する画像読み取り装置において、前記原稿の読み取りライン単位で前記タイミングパルスの周波数が変更されるように構成する。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイミングパルスにより駆動されて原稿を読み取り、所定の変換を行ってデジタル画像信号として出力する画像読み取り装置において、前記原稿の読み取りライン単位で前記タイミングパルスの周波数が変更されるように構成されていることを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項２】
前記タイミングパルスを発生させるタイミングパルス発生手段と、複数の発振器を備え、前記複数の発振器を前記ライン単位で選択して前記タイミングパルスの周波数を変更することを特徴とする請求項１に記載の画像読み取り装置。
【請求項３】
前記原稿の読み取りライン単位で前記デジタル画像信号を補正するライン補正部を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像読み取り装置。
【請求項４】
前記原稿の読み取りラインの１ラインに１回発生する同期信号は前記周波数の最も低い周波数に基づいて生成されることを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の画像読み取り装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原稿画像を読み取りデジタル画像処理を行う画像読み取り装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、電子写真プロセスを使用したデジタル画像形成装置（以下、画像形成装置）の一つとして、デジタル複写機やファクシミリなどがある。近年、デジタル技術、画像処理技術、画像形成技術などに関連する技術分野での技術革新にともない、原稿読み取り時の解像度や画像形成時の解像度を高くして原稿に忠実な画像を形成する画像形成装置が増加している。また、画像の高解像度化とともに出力もますます高速化される傾向にある。
【０００３】
上記のような画像形成装置では、原稿を画像読み取り装置で読み取って、無数の微小な画素に分解し、画像処理を施した後、読み取った画素に応じて露光装置で露光し、感光体上に形成される静電潜像を現像して可視化する。こうした画像の読み取りや処理のための画像処理回路にクロック或いはタイミングパルスが供給されている。
【０００４】
一方、高解像度化は単位面積あたりの画素数の増加を意味し、出力の高速化は単位時間当たりに処理する画素数の増加に結びつく。そのため、高解像度化と高速化を実現するためには前述の画像処理回路に供給するクロックやタイミングパルスをますます高速にする必要がある。高速化するクロックやタイミングパルスの弊害として、このクロックやタイミングパルスを生成あるいは使用する回路や装置から他の回路や装置、または外部に放射される放射ノイズのレベルが大きくなると同時に、他の回路や装置がノイズによる影響を受けやすくなり、回路や装置の誤動作や故障を引き起こす大きな要因となっている。
【０００５】
そのため、この放射ノイズのレベル、特にそのピークレベルを小さくする対策として、クロックやタイミングパルスの周波数を周期的にずらして（周波数を拡散する）、周波数を変調することが行われている。具体的には、基準になるクロックの基準周波数を中心として、周波数が高くなる方へ所定の変調幅分規則的に変化させ、それから低くなる方へ所定の変調幅分規則的に変化させて基準周波数に戻る。この変化の繰り返しを周期的に行うことによって、放射ノイズのレベルが低くなることが知られている。
【０００６】
また、基準周波数から変調する変調幅（拡散幅）を大きくすれば、放射ノイズのピーク部分の波形が積分されたような波形になり、ピークレベルが更に低減できる。しかし、クロックの周波数を周期的に変化させることは、そのクロックに基づいて生成される制御・駆動用のタイミングパルスも同様な変調を有することになる。
【０００７】
一方、画像形成装置の画像読み取り処理は、原稿を画素単位に読み取るＣＣＤと、このＣＣＤによって電荷のレベルに変換された読み取り画素の情報をアナログ信号に変換するアナログ信号処理部と、該アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、デジタル信号で構成される画像の処理を行う画像処理回路により順次行われる。これらは全て、前記のクロックに基づいて生成されるタイミングパルスによって駆動される。そのため、クロックからの放射ノイズのレベルを抑えようとして、クロックの周波数変調幅を大きくすると、タイミングパルスも同様に変調されて、ＣＣＤの画素単位の電荷を転送・検出するときにタイミングがずれて、その電荷レベルが正しく検出できなくなる。すなわち、読み取った各画素の濃淡のレベルが乱れて、画像ノイズの混入や乱れ、画質の劣化の形で副作用が現れる。
【０００８】
特許文献１によれば、上記のように周波数を±０．５％あるいは±１．０％で拡散したクロックに基づいて生成したタイミングパルスを、アナログ信号処理部とＡ／Ｄ変換部と画像処理部に供給して、クロックやタイミングパルスの放射ノイズの低減を図っている。この方法では、上記したように画像にノイズが混入することになるが、クロックの拡散周期ごとに拡散周期ＳＹＮＣ信号を出力するようにして、ＣＣＤの電荷レベルの読み取り時のライン周期と同期させ、ラインのずれを補正することにより見かけ上の画像ノイズの低減を行っている。
【０００９】
また、特許文献２によれば、画像ノイズの発生を避けるために、ＣＣＤとアナログ信号処理部とＡ／Ｄ変換部には、周波数を拡散しないクロックを供給し、周波数拡散によるタイミングのずれが画像ノイズを引き起こさない画像処理部には、周波数拡散を施したタイミングパルスを供給している。
【００１０】
さらに、特許文献３によれば、ＣＣＤとアナログ信号処理部とＡ／Ｄ変換部と画像処理部の全てに周波数拡散を施したタイミングパルスを供給することによって放射ノイズの発生を抑制している。そのため、周波数拡散に起因する画像信号のレベル変動を抑制する黒オフセットレベル調整手段をあらたに備え、これにより、画像信号の周期的なレベル変動（画像ノイズ）を抑制している。
【００１１】
【特許文献１】
特開平２００２−２８１２５２号公報
【特許文献２】
特開平２００２−３３８５８号公報
【特許文献３】
特開平２００１−２５７８８１号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１による方法では、全ての画像読み取りと画像処理に係る回路に周波数を拡散したタイミングパルスを供給するため、放射ノイズの抑制には大きな効果が期待できるが、そのために、ラインごとの同期信号を生成する同期回路を必要とし、さらに、周波数拡散するタイミングパルスとアナログ処理系とでラインごとに同期を取るため、ラインタイミングのずれに起因する画像のずれは修正できるとしても、ライン内の複数の画素の周波数拡散に起因するタイミングのずれが考慮されておらず、ライン内でその濃淡が乱れて画像ノイズが現れる可能性が高い。また、修正のための補正用パラメータを記憶するために比較的多くのメモリ容量が必要となる。
【００１３】
特許文献２による方法では、周波数拡散の副作用として画素ごとのタイミングがずれる可能性のあるアナログ処理系には、通常のクロックを供給するため、画像ノイズの発生は抑制される。しかし、周波数拡散を施したタイミングパルスを供給する処理系が限定され、周波数拡散を施していないクロックも供給するため、放射ノイズの発生は大幅に抑制することはできない。
【００１４】
また、特許文献３による方法では、特許文献１による方法と同様に、画像読み取りと処理に係る全ての処理系に周波数を拡散したタイミングパルスを供給するため、放射ノイズの抑制には効果がある。しかし、画像ノイズの発生を抑制する黒オフセットレベル調整手段が新たに必要となり、回路構成が複雑化し、コストの上昇を招く。
【００１５】
本発明は、斯かる実状に鑑みなされたものであり、周波数拡散を行うことなく原稿の読み取りライン単位でタイミングパルスの周波数が変更されるように構成することにより、放射ノイズの発生を抑制しつつ、画像ノイズの出力画像への影響を抑制することが可能な画像読み取り装置を提供することを目的とするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、タイミングパルスにより駆動されて原稿を読み取り、所定の変換を行ってデジタル画像信号として出力する画像読み取り装置において、前記原稿の読み取りライン単位で前記タイミングパルスの周波数が変更されるように構成されている。
【００１７】
また、前記タイミングパルスを発生させるタイミングパルス発生手段と、複数の発振器を備え、前記複数の発振器を前記ライン単位で選択して前記タイミングパルスの周波数を変更するように構成されている。
【００１８】
また、前記原稿の読み取りライン単位で前記デジタル画像信号を補正するライン補正部を備える。
【００１９】
さらに、前記原稿の読み取りラインの１ラインに１回発生する同期信号は前記周波数の最も低い周波数に基づいて生成されるように構成されている。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細を添付図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係る画像形成装置の一実施例である画像読取部と画像処理部を搭載したデジタルカラー複写機（以下、複写機）の概略を示す正面断面図である。図１において、複写機１は原稿の画像を読み取って処理を行うスキャナ部２と、処理された画像を用紙上に出力する出力部１０とから概略構成されている。
【００２１】
スキャナ部２は、図示しないレンズやミラーまたはプリズムなどから構成される光学部３０と、原稿からの光が光学部３０を介し入光して結像するＣＣＤ３１と、結像した画像の各画素に対応するＣＣＤ３１の各素子の電荷レベルをアナログ信号に変換するアナログ信号処理部３２と、このアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部３３と、このデジタル信号を主走査のラインごとに補正するライン補正部３４と、各画素のデジタル信号を画像処理する画像処理部３５とから構成される。
【００２２】
出力部１０は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック用の画像形成部３Ｙと３Ｍと３Ｃと３Ｋと、これらの色に対応するトナーホッパー４Ｙと４Ｍと４Ｃと４Ｋと、被記録媒体である用紙Ｐを格納する給紙カセット５と、給紙ガイド６と、給紙タイミングローラ７と、給紙タイミングローラ７を駆動する給紙タイミングモータ７ａと、搬送ベルト８と、この搬送ベルトを駆動する搬送ベルトローラ１１及び搬送ベルトモータ１１ａと、転写ローラ１２と、定着部１３と、排紙ローラ１４〜１６と、排出ローラ１８と、排出部１９と、制御部２０と、図示しない入力部や表示部を備えた操作部２７などからなる。
【００２３】
また、各色の画像形成部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋは、それぞれ、現像器２２、感光体２３及び感光体を駆動する感光体モータ２３ａと、帯電器２４、露光装置２５、クリーニング部２６などから構成されている。
【００２４】
次に、上記の構成の複写機１の概略動作を説明する。まずスキャナ部２に原稿をセットしたあと、操作部２７を操作して複写を開始させると、光学部３０が動作して原稿の読み取り走査を行う。原稿からの光は、ＣＣＤ３１、アナログ信号処理部３２、Ａ／Ｄ変換部３３を介してデジタル信号の画像として画像処理部３４に入力される。画像処理部３５では、シェーディング補正などの所定の画像処理と画質モードに応じた画像処理を行い、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックにそれぞれ色分解したあと、制御部２０の指示により画像データを、図示しないメモリに一時格納したり、或いは、原稿読み取り走査と略並行して画像形成部３Ｙ〜３Ｋに送出する。
【００２５】
一方、各画像形成部３Ｙ〜３Ｋの帯電器２４によって帯電した感光体２３は、上記の色分解された色ごとの画像信号に従って露光装置２５により露光され、その表面に静電潜像を形成する。このようにして各色の静電潜像が記録された感光体２３は、現像器２２により対応する色のトナーで現像され、その表面に可視画像が形成される。このような画像形成のプロセスが色ごとに行われる。
【００２６】
給紙カセット５から給紙された用紙Ｐは、給紙ガイド６により案内送出されるが、給紙タイミングローラ７にその先端部が挟持された状態で一旦停止する。前記した感光体２３上での画像形成にタイミングを合わせて、給紙タイミングモータ７ａが制御部２０からの信号により駆動されると、給紙タイミングローラ７は用紙Ｐを、搬送ベルトモータ１１ａと搬送ベルトローラ１１とにより反時計方向に回転している搬送ベルト８の上面に搬送する。そうすると、用紙Ｐは搬送ベルト８の上面に吸着されて、各色の画像形成部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの直下を通過するときに、転写電圧が印加された転写ローラ１２によって各色の画像が用紙Ｐに順次転写される。
【００２７】
このようにして、用紙Ｐ上で重ねあわされてフルカラー画像を形成する４色のトナーは、用紙Ｐが定着部１３を通過する際、加熱・加圧されることにより用紙Ｐに定着される。その後、用紙Ｐは排紙ローラ１４、１５、１６により順次搬送されて、排出ローラ１８を介して排出部１９に排出案内される。
【００２８】
次に、本発明の実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。図２は、クロック回路を含む複写機１の主要回路部分を示す概略ブロック図である。ＣＣＤ３１に原稿からの光が入光し、ＣＣＤ３１の各画素に対応する素子に電荷が蓄積される。アナログ信号処理部３２は、各画素に対応する電荷レベルをアナログ信号に変換し、そのアナログ信号はＡ／Ｄ変換部３３によってデジタル信号に変換される。このデジタル信号は主走査のラインごとにライン補正部３４によって補正される。これらの処理系が画像読取部３１ａを構成する。また、画像処理部３５は、所定の画像が形成されるようにデジタル信号を処理し、画像信号として画像形成部３Ｙ〜３Ｋに出力する。
【００２９】
制御部２０は、複写機１の全体の制御を行うとともに、主制御回路４０と、メモリ４１とを備えて、画像形成部３Ｙ〜３Ｋ、ライン補正部３４、画像処理部３５と制御信号やデータの交換を行っている。また、スキャナ部２での画像読み取りとその画像処理に必要なタイミングパルスを生成するクロック回路４２を備えている。このクロック回路４２は、スキャナ部２に備わっていてもよい。
【００３０】
クロック回路４２は、基準クロックを生成するそれぞれ周波数の異なる３個の基準クロック生成回路４３ａ、４３ｂ、４３ｃと、主制御回路の指示によりその基準クロックの何れか一つを選択し基準周波数としてタイミングパルス生成回路４５に出力する基準クロック切替回路４４、この選択されたクロックに基づいて、タイミングパルスを生成するタイミングパルス生成回路４５とを備えている。上記のタイミングパルス生成回路４５から出力されるタイミングパルスは、ＣＣＤ３１と、アナログ信号処理部３２と、Ａ／Ｄ変換部３３と、ライン補正部３４と、画像処理部３５とに供給されている。また、ライン補正部３４における補正値は主制御回路４０からの指示により変更可能な構成となっている。
【００３１】
本発明では、このような構成を使用することにより、出力画像の画質を損なうことなく、クロックやタイミングパルスによる放射ノイズの低減を可能にしている。図３のタイミングチャートに基づき説明する。図３は、主走査ラインの１ラインに１回発生する同期信号（以降、主走査ライン同期信号と呼ぶ）と、タイミングパルスのクロック周波数の関係を示している。ここで本実施例では、基準クロック生成回路１（第１周波数）、基準クロック生成回路２（第２周波数）、及び基準クロック生成回路３（第３周波数）の３種類の基準クロック周波数を用いる場合の例を示しており、それぞれのクロック周波数が高い順に第１周波数、第２周波数、第３周波数とすると、主走査ライン同期信号のタイミングで、第１周波数、第２周波数、第３周波数、第２周波数、第１周波数・・・の順番で切替えられる。
【００３２】
ここで、主走査ライン同期信号は、基準クロックにより生成されるものであるが、基準クロックの周波数は３種類存在することとなるため、主走査ライン同期信号の発生タイミング周期Ｔがラインごとにことなってしまうことになり、副走査方向の読み取りタイミングが異なってしまうことになる。これを防止するために主走査ライン同期信号は最も周波数の低い第３周波数により生成するようにする。また、最も低い周波数を用いることにより、画像データを処理するときに１ラインのデータ処理時間が間に合わなくなることがなくなる。
【００３３】
次にライン補正部３４について説明する。ＣＣＤ３１で画像から読み取られた各素子の電荷レベルをアナログ信号に変換するアナログ信号制御部は、タイミングパルスに基づくタイミングで電荷レベルをサンプリングする。このため上記で述べたようにライン毎にこのタイミングパルスの周波数を変更するとライン毎に前記サンプリングするタイミングが異なることとなり、１ライン周期でアナログ信号の出力レベル変動が生じることとなる。ライン補正部３４はこの出力レベルの変動を補正する。主制御部４０により基準クロック切替回路４４に切替信号を出力すると同時にライン補正部３４に補正係数切替信号を出力する。本実施例では３種類の補正係数が必要であり、この補正係数は工場出荷時にメモリ４１に記憶させておいても良く、基準原稿を使用し機械１台ごとに実際に読み取らせて各基準クロックによる差を抽出しメモリに４１に記憶させても良い。この補正係数はラインごとに補正するため、基準クロック生成回路の数だけ記憶すればよく記憶容量はごくわずかである。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、原稿の読み取りラインごとにタイミングパルスの周波数を変更させることにより放射ノイズの発生を抑制し、主走査ライン同期信号を最も周波数の低いタイミングパルスに基づいて生成し、さらに読み取りライン単位でデジタル画像信号を補正することにより画像ノイズの出力画像への影響を抑制することが可能となる。さらに、補正時の補正係数を記憶する記憶容量は極めて少なくできるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像読み取り装置の一例である画像処理部と該画像処理部を搭載したデジタルカラー複写機の概略を示す正面断面図である。
【図２】クロック回路を含む複写機１の主要回路部分を示す第１の実施形態の概略ブロック図である。
【図３】主走査ライン同期信号とタイミングパルスの周波数と時間との関係を示す図である。
【符号の説明】
１    複写機
２    スキャナ部
３Ｙ〜３Ｋ  画像形成部
４Ｙ〜４Ｋ  トナーホッパー
５    給紙カセット
６    給紙ガイド
７ａ  給紙タイミングモータ
７    給紙タイミングローラ
８    搬送ベルト
１０  出力部
１１  搬送ベルトローラ
１１ａ  搬送ベルトモータ
１２  転写ローラ
１３  定着部
１４〜１６  排紙ローラ
１８  排出ローラ
１９  排出部
２０  制御部
２２  現像器
２３  感光体
２３ａ  感光体モータ
２４  帯電器
２５  露光装置
２６  クリーニング部
２７  操作部
３０  光学部
３１  ＣＣＤ
３１ａ  画像読取部
３２  アナログ信号処理部
３３  Ａ／Ｄ変換部
３４  ライン補正部
３５  画像処理部
４０  主制御回路
４１  メモリ
４２  クロック回路
４３ａ  基準クロック生成回路１
４３ｂ  基準クロック生成回路２
４３ｃ  基準クロック生成回路３
４４  基準クロック切替回路
４５  タイミングパルス生成回路
【図１】
2004328415.tif 000003
【図２】
2004328415.tif 000004
【図３】
2004328415.tif 000005