(57)【要約】【課題】  １つ又はそれ以上のフォトセンサのリニア・アレイを有する、カラー入力スキャナのためのフィルタ構成を提供する。【解決手段】  アレイ方向に沿って配列されたフォトセンサのリニア・アレイ１０は、アレイ方向に沿って配列された反復パターンを呈しており、その反復パターンは、第１の原色（赤色）に対してフィルタ処理する（第１原色（赤色）を通す）第１のフォトセンサＲと、第２の原色（緑色）に対してフィルタ処理する（第２原色（緑色）を通す）第２のフォトセンサＧと、第３の原色（青色）に対してフィルタ処理する（第３原色（青色）を通す）第３のフォトセンサＢと、非原色系のフォトセンサＫとを含んでいる。【選択図】          図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アレイ方向に沿って配列されたフォトセンサの第１のリニア・アレイを包含し、
前記フォトセンサは、第１の原色を通す第１のフォトセンサと第２の原色を通す第２のフォトセンサと非原色系フォトセンサとを含む反復パターンを、前記アレイ方向に沿って呈している
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記反復パターンが、第３の原色を通す第３のフォトセンサをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記反復パターンが、前記第２の原色を通す第３のフォトセンサをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記第２の原色が緑色であることを特徴とする、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記反復パターンが、前記第１のフォトセンサ、前記第２のフォトセンサ、及び前記非原色系フォトセンサのみで成ることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記第１の原色が赤色であり、前記第２の原色が青色であることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
処理方向に沿って、前記リニア・アレイに対して用紙を移動させるための手段をさらに備え、前記アレイの方向は前記処理方向に対して実質的に直角であることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記第１のリニア・アレイに平行に配置されて、前記アレイ方向に沿って該第１のリニア・アレイの前記反復パターンと同一の反復パターンを呈するフォトセンサの第２のリニア・アレイをさらに備え、該第２のリニア・アレイの前記パターンが、前記第１のリニア・アレイの前記反復パターンに対してオフセットしていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハードコピー入力スキャナに見られるような、カラー画像形成装置におけるリニア・フォトセンサ・アレイのためのカラー・フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
シート上の画像を記録するための入力スキャナは、デジタル複写機に関連してよく知られている。典型的な入力スキャナは、１つ又はそれ以上のチップの形態の画像センサ・アレイを含む。画像センサ・アレイは、典型的には、画像を支持した文書をラスタ走査し、各々のフォトセンサによって捉えられた各々の微少な画像範囲からの反射光を経時的に画像信号の電荷に変換するフォトセンサのリニア・アレイを備える。電荷の蓄積期間に続いて、その画像信号は、増幅され、連続的に作動するマルチプレクサ用トランジスタを通して共通出力ラインすなわちバスに転送される。
【０００３】
カラー入力スキャナの従来技術設計では、各々が１つの原色を感知する、フォトセンサの多数の組が設けられる。各々のアレイのフォトセンサには、１つの原色のフィルタが設けられる。３列のフォトセンサを含むセンサ・バーがオリジナル画像に沿って移動するにつれて、該オリジナル画像の範囲の各部分は、フォトセンサの列の各々にさらされる。フォトセンサの各々のフィルタ列がオリジナル画像の特定範囲の各々を通り過ぎると、その範囲の異なる原色のセパレーション（色分解した版）に応じた信号が、各々の列における特定のフォトセンサによって出力される。このように、各々が１つの原色に関連する３つの別々の信号の組が、フォトセンサのリニア・アレイによって生成されることになる。
【０００４】
【特許文献１】米国特許第４，６７５，７２７号明細書
【特許文献２】米国特許第６，１８４，９２９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
米国特許第４，６７５，７２７号及び第６，１８４，９２９号は、原色フィルタがリニア・アレイに沿って反復パターンで配列されたフィルタ配置を開示する。
【０００６】
「ベイヤー・パターン（Bayer Pattern)」として知られるピクセルサイズのカラー・フィルタの配列は、１つの青色フィルタ付フォトセンサと、１つの赤色フィルタ付フォトセンサと、２つの緑色フィルタ付フォトセンサとを、フォトセンサ・アレイの１次元又は２次元に沿って反復パターンで含んでいる。
【０００７】
本発明は、１つ又はそれ以上のフォトセンサのリニア・アレイを有する、カラー入力スキャナのためのフィルタの構成に向けられている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
アレイ方向に沿って配列されたフォトセンサの第１のリニア・アレイを備える画像形成装置が提供される。このフォトセンサは、アレイ方向に沿って配列された反復パターンを呈しており、その反復パターンは、第１の原色に対してフィルタ処理する（第１原色を通す）第１のフォトセンサと、第２の原色に対してフィルタ処理する（第２原色を通す）第２のフォトセンサと、非原色系のフォトセンサとを含んでいる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下の説明では、次の用語規則に従うことになる。例えば、フォトセンサが「赤色フィルタ処理」するものと称する場合には、それは、そのフォトセンサが可視スペクトルの実質的に赤色の部分でピーク感度を持つように設計されたことを意味し、同様の原則が、緑色、青色、又は他の「フィルタ処理」についても当てはまる。フィルタ処理は、半透明のフィルタをフォトセンサ上に配置するか、又は、従来技術で知られているか若しくは将来開発されることになる、他の何らかの物理的特性をフォトセンサに与えることによって、有効にすることができる。「透明な(clear)」フォトセンサは、可視スペクトルの少なくともかなりの部分にわたって適度に感度の高いフォトセンサである。上記の用語は、特定のフォトセンサが赤外光又は他の不可視光を遮断するようにさらにフィルタ処理されるかどうかにかかわらず、適用されることになる。画像から反射光を受け取り、該反射光から利用可能な信号を得るための具体的な技術は本開示とは直接関係がないが、こうした目的のための典型的な技術手段は、ＣＭＯＳ又はＣＣＤである。
【００１０】
図１は、走査アレイすなわちセンサ・バー１０を用いるのに適した種類の例示的なラスタ入力スキャナの構成要素を示し、その複数の構成要素全体を数字１００で表す。実施形態においては、センサ・バーすなわちアレイ１０は、走査される最大の文書又は他の対象物の幅と実質的に等しいか、又はその幅と比べて僅かに大きい走査幅を有する、全幅リニア・アレイからなる。アレイ１０は、走査される最大のオリジナル文書を収容できる大きさの透明な概ね長方形のプラテン１０４の幅にわたって延びる直線状の範囲から、反射光を収集する。アレイ１０は、矢印１０５によって示される方向に往復走査運動させるために、可動走査キャリッジ１０６によってプラテン１０４の下に支持される。アレイ１０の焦点が合う直線状の範囲を照射するために、光源１０８を形成する１つ又はそれ以上のランプ及び反射体の組立体が設けられる。走査される１つ１つ文書が、プラテン１０４上に支持される。あるいは、シートの束を、従来技術で一般的に知られている設計のシート・フィーダ１１０の投入トレイに配置することができ、シート・フィーダは、それ自体は設置場所に固定されて、画像支持シートがセンサ・バー１０を通り過ぎるようにする。いずれの場合においても、画像支持シートは、アレイ方向（すなわち、アレイが延びる方向）に対して直角の処理方向に沿って、アレイ１０に対して移動させられる。図１は、全ページ幅のアレイ１０を示すが、入力スキャナの別の一般的な実施形態では、縮小光学系を通して画像から反射光を受け取る比較的短いリニア・アレイが用いられる。
【００１１】
図２から図５までは、図１のアレイ１０を形成するフォトセンサの単一リニア・アレイについてのフィルタ構成の様々な実施形態の平面図である。図において、フォトセンサの各々には、そのフィルタ構成に従って英字でマークが付けられており、用語が上で定義されたように、Ｒは赤色フィルタ処理するもの（すなわち赤色を通すもの）であり、Ｂは青色フィルタ処理するもの（すなわち青色を通すもの）であり、Ｇは緑色フィルタ処理するもの（すなわち緑色を通すもの）であり、Ｋは「透明（すなわちクリア）」である。
【００１２】
図２から図５の各々においては、単一リニア・アレイに沿ってフィルタ付フォトセンサの反復パターンが示されており、すなわち、この反復パターンは、３つ、４つ、又は６つといった一定数のフォトセンサについてフィルタ処理を割り当てるものであり、このパターンは、リニア・アレイの有効長全体についてアレイ方向に沿って繰り返される。図２では、繰り返されるパターンはＲＧＢＫであり、図３ではＲＧＢＧＫＧであり、図４ではＲＫＢであり、図５ではＢＫＲＫである。いずれの場合においても、下流の回路及びソフトウェア（図示せず）は、オリジナル画像が処理方向を通して走査されるにつれてフルカラー画像が得られるように、フィルタ処理を考慮する。
【００１３】
十分に小さいサイズのフォトセンサを用いると、フォトセンサの単一リニア・アレイを使用して、特徴的な色のハードコピー画像を十分な忠実度及び解像度で記録することができる。反復パターン内に透明（クリア）すなわちＫフォトセンサを使用することにより、比較的感度の高いフォトセンサの存在を用いることが可能になる。特定のパターンにおいてＧが用いられない場合には、緑色光に対応する信号は、赤色、青色、及び透明の信号から十分に得ることができる。透明（クリア）なフォトセンサを用いる時は、Ｋフォトセンサの総合感度をカラー・フィルタ付フォトセンサと同程度にするように、ニュートラル・デンシティ・フィルタ（中性濃度フィルタ）を該Ｋフォトセンサ上に設けることが望ましい場合がある。
【００１４】
青色、赤色、及び緑色を「原色」として上述したが、イエロー、マゼンタ、及びシアンといった他の色システムの原色を利用することもできる。また、実施形態では、Ｋフォトセンサが透明（クリア）であることを示したが、他の可能な実施形態は、Ｋフォトセンサとして、広く「非原色系」フィルタ付フォトセンサと呼ぶことができるものを含むことが可能である。例えば、ＲＧＢ原色システムにおいては、Ｋ位置の幾つかの非原色系フィルタを、オレンジ色又は青緑色にすることができる。また、非原色系フォトセンサの分類の中には、スペクトルの「ハイパス」部分又は「ローパス」部分に対して感度が高いもの、例えば、ある波長以上の範囲で感度が高いものもある。
【００１５】
図６は、別の実施形態におけるフォトセンサの平面図であり、この実施形態では、リニア・アレイが複数平行に並んで同一チップに組み込まれ、アレイは互いに近接している。各々の列が１つの原色を完全に通すこうした、基本的な複数列アーキテクチャを設けることは、従来技術において周知である。図６の実施形態においては、アレイ１０は、４つの列、すなわち２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄからなる。図示のように、各列２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄは、「フィルタ処理」フォトセンサの反復パターンを示し、それぞれの列の反復パターンは、アレイ方向に沿って互いに１つずつオフセットして（ずれて）いる。こうした配列は、高解像度走査装置に用いることが可能であり、カラー・フィルタの配置によって、既存のマルチ列チップのハードウェア設計から作ることができる。
【００１６】
上述のように、アレイ１０は、典型的には、技術的によく知られた一般的な設計の１つ又はそれ以上のフォトセンサ・チップ内に形成される。マルチチップ構成においては、各々がフォトセンサのリニア・アレイを有するチップの組を、ページ幅の単一アレイを形成するように隣接させる。こうしたマルチチップ・アレイに伴う実用上の１つの問題は、フィルタ処理フォトセンサの反復パターンが、単一チップ上のフォトセンサの全数と一致しない長さのものである場合に生じる。このような場合には、各々のチップが同一のフィルタ・パターンを有することが望ましいとすると、１つの反復パターンの数を満たさない１つ又はそれ以上の「端数の」フォトセンサが存在することになる。図７は、アレイ１０に沿った２つの隣接チップ１２ａ及び１２ｂの間の隣接範囲の平面図であり、余剰フォトセンサの問題をどのように処理するかを示すものである。ここでは、１２ａなどの各々のチップの一端において、アレイの最後のフォトセンサはＲＧＢ配列を完成させるものではなく、チップ１２ａと１２ｂとの間に隙間が残るようにされている。その空間を埋めるために仮想フォトセンサ１３を考えて、反復パターンがチップ１２ａの一端とチップ１２ｂの隣接端との間で継続的に再開することができるようにする。一実施形態においては、隣接チップ間の仮想フォトセンサ１３は、単に、電荷信号がページ幅のアレイから読み出される時にダミー信号を与えるように扱われる。当然のことながら、フォトセンサ１３を除外すると、走査過程にある画像の範囲に隙間が生じることになるが、これは、信号補間技術又は他の技術によって克服することができる。チップ上の反復パターンにおけるフォトセンサ数の可分性（分離可能性）によって、必要に応じてチップごとに複数の仮想フォトセンサ１３を考慮する場合もある。
【００１７】
ここに提示され、修正されることもある特許請求の範囲には、本明細書で開示された実施形態及び教示の変形物、代替物、修正物、改良物、同等物、及び均等物が包含され、現在は予見又は認識されておらず、例えば出願人／特許権者などによって創作されることがあるものも含む。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】例示的なラスタ入力スキャナの構成要素を示す。
【図２】フォトセンサの単一リニア・アレイについてのフィルタ構成の１実施形態の平面図である。
【図３】フォトセンサの単一リニア・アレイについてのフィルタ構成の第２の実施形態の平面図である。
【図４】フォトセンサの単一リニア・アレイについてのフィルタ構成の第３の実施形態の平面図である。
【図５】フォトセンサの単一リニア・アレイについてのフィルタ構成の第４の実施形態の平面図である。
【図６】複数列のリニア・アレイが同一チップ内に組み込まれた別の実施形態におけるフォトセンサの平面図である。
【図７】２つの隣接チップ間の境界領域における、平面図である。
【符号の説明】
【００１９】
１０：アレイ
１２ａ、１２ｂ：チップ
１３：仮想フォトセンサ
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ：アレイの列
１００：例示的なラスタ入力スキャナの構成要素
１０４：プラテン
１０６：走査キャリッジ
１０８：光源
１１０：シート・フィーダ
【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】
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