JPH03128576A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、レーザビームを使用したディジタル複写機
などに適用して好適な画像読取装置に関する。

［発明の背１１ Ｗ！Ｉ像処理装置、例えばレーザビームを使用しにディ
ジタル複写機等は、第５図に示すように画像読取部３０
０、画像処理部４００およびプリンタ部３００とで構成
されている。

画像読取部３００を駆動して原稿２００上を光学的に走
査することにより、原稿２００の゛画像情報が光学像に
変換され、これが画像処理＃Ｂ４００に供給されて画像
信号に変換されると共に、所定の画像処理がなされる。

画像処理とは、拡大縮小処理、網かけ処理、中抜き処理
などの他、カラー構成の場合には、カラーゴースト補正
処理などが含まれる。

プリンタ部１００では、画像処理部４００で形成された
所定ビットのディジタル画像信号（画像データ）に基づ
いて画像が記録される。

第６図は、プリンタ部１００の一例を示すものである。

この例は、感光体ドラムを使用した電子写真式のプリン
タが使用されると共に、静電潜像を形成する光源として
レーザビームが使用されたものである。

同図において、画像処理部４００より出力される画像デ
ータＤＡＴＡは変調回路１１０に供給され、この変調回
路１１０では画像データＤＡＴＡに基づいた信号が形成
される。

この変調回路１１０からの信号はレーザ駆動回路３２を
介して半導体レーザ９３１に供給され、これによって、
画像記録が行なわれる。なお、レーザ駆動回路９３２は
、水平および垂直有効区間のみ駆動状態となるように、
タイミング回路９３３からの制御信号で制御される。

レーザ駆動回路９３２には、半導体レーザ９３１よりレ
ーザビームの光量を示す信号がフィードバックされ、そ
の光量が一定となるように半導体レーザ９３１の駆動が
制御される。

半導体レーザ９３１より出力されるレーザビームはポリ
ゴンミラー９３５に供給されて偏向される。このポリゴ
ンミラー９３５によって偏向されたレーザビームは、そ
の走査開始点がインデックスセンサ９３６によって検出
され、その検出信号は電流／電圧変換用アンプ９３７に
よって電圧信号に変換されてインデックス信号Ｓｒが形
成される。このインデックス信号Ｓｌは、図示せずも、
画像読取部３００の光学走査タイミングなどを制御する
制御手段に供給される。

９３４はポリゴンミラー９３５を回転させるモータ駆動
回路であり、そのオンオフ制御信号はタイミング回路９
３３から供給される。

第７図はレーザビームが結像する像露光系（レーザビー
ムスキャナ）の−例である。

半導体レーザ９３１より出射されるレーザビームは、ミ
ラー９４２および９４３を介して上述したポリゴンミラ
ー９３５に入射される。このポリゴンミラー９３５によ
ってレーザビームが偏向され、これがビーム径を所定と
するための結像用ｆ−θレンズ９４４を介して感光体ド
ラム１３０の表面に曜射される。

なお、９４５および９４６は倒れ角補正用のシリンドリ
カルレンズである。

ここで、ポリゴンミラー９３５によって、レーザビーム
は感光体ドラム１３００表面を一定速度で所定の方向ａ
に走査され、これにより画像データに対応した露光が行
なわれて、静電潜像が形成される。

図示せずも、この静電潜像に対して逆極性に帯電したト
ナーが付着されて現像が行なわれる。そして、記録紙が
トナー像に重ねられ、記録紙の裏側からコロナ帯電器で
トナーの帯電極性とは逆極性の電荷が記録紙に与えられ
てトナー像が記録紙に転写される。さらに、転写された
トナー像は、熱あるいは圧力が加えられて、記録紙に定
着される。第８図は、画像読取部３００の一例の構成を
示す図である。

同図において、ｌはＣＣＤラインセンサであり、このラ
インセンサｌの出力信号はバッファ２、サンプルホール
ド回路３およびクランプ回路４の直列回路を介して差動
アンプ５の一方の入力端子に供給される。

この差動アンプ５の出力信号は、例えば並列比較型（フ
ラッシュタイプ）の、８ビツトのＡ／Ｄ変換器６に供給
されてディジタル信号に変換される。このＡ／Ｄ変換器
６には、基準電圧Ｖｒ、例えば−２■が供給され、この
基準電圧Ｖ「によってＦＦＨに対応するアナログ信号の
レベルが設定される。つまり、このＡ／Ｄ変換器６にお
いては、ＯＶ〜−２Ｖに対応してＯＯＨ〜ＦＦＨのディ
ジタル信号が出力される。つまり、Ａ／Ｄ変換器６の変
換フルスケールは２Ｖとされる。

ところで、ラインセンサ１の出力信号には暗電流成分が
存在する。この暗電流は温度上昇に伴って増加する特性
を有することは周知である。第９図は、温度Ｔａと暗電
流との関係を示したものである。

第１０図は、ラインセンサ１の動作開始時点（電源投入
時点）からの温度上昇を測定したものであり、■〜■の
各温度上昇曲線は、それぞれ第１１図に示すようにライ
ンセンサ１の画素配列方向の■〜■の位置における温度
上昇を示したものである。

この測定結果から、ラインセンサｌの温度上昇は、動作
開始時点から上昇し続け、約１０分く６００秒）経過後
にはほぼ安定することがわかる。

さらに、各温度上昇曲線が示すとおり、ラインセンサｌ
には画素配列方向に温度勾配（温度差）が発生すること
もわかる。この測定結果では、動作開始時点からの温度
上昇は最高で４８℃、温度勾配は２６℃にもなる。

上述したように温度上昇に伴って暗電流が増加すること
は周知であり、ラインセンサ１の動作によって発生する
暗電流のために画像信号の黒レベルが上昇し、ざらには
ｌラインの画像信号の黒レベルに勾配が発生する。

第８図例においては、画像信号より暗電流成分を除去す
ることが行なわれる。すなわち、Ａ／Ｄ変換器６の出力
信号は黒レベル補正信号生成回路７に供給される。この
生成回路７には黒レベル補正信号が書き込まれるメモリ
が備えられ、そのメモリへの書き込み・読み出しはコン
トローラ８によって制御される。

コントローラ８に接続されている記録キー（コピーキー
）９が押されると、原稿２００（第５図参照〉を照明す
る光Ｒ（図示せず〉が消灯され、このときラインセンサ
ｌの出力信号には暗電流成分が存在する。

この暗電流成分はＡ／ＤｙＲ換器６でディジタル信号と
されて生成回路７に供給される。この生成回路７では、
例えば複数ラインの平均化処理等が行なわれてｌライン
分の黒レベル補正信号が生成され、この黒レベル補正信
号はメモリに書き込まれて保持される。この場合、差動
アンプ５の他方の入力端子に供給される信号のレベルは
Ｏとされる。

また、画像の読取時には、各ラインごとにメモリよりｌ
ライン分の黒レベル補正信号が繰り返し読み出され、こ
れがＤ／Ａ変換＠１０でアナログ信号に変換されたのち
、バッファ１１を介して差動アンプ５の他方の入力端子
に供給される。

この場合、光源は点灯され、このときＣＣＤラインセン
サｌの出力信号は暗電流成分の含まれた画像信号となり
、この画像信号が差動アンプ５の一方の入力端子に供給
される。そのため、差動アンプ５からは暗電流成分の除
去された画像信号が出力され、これが　Ａ／Ｄ変換器６
を介して８ビツトの画像データＤＡＴＡとして出力され
る。

［発明が解決しようとする課！Ｉ］ このように第８図例によれば、Ａ／Ｄ変換器６より温度
上昇により増加した暗電流成分の除去された画像データ
ＤＡＴＡを得ることができる。

しかし、第８図例においては、Ａ／Ｄ！換器６の変換フ
ルスケールは２■である。これはＡ／Ｄ変換器６で暗電
流成分をサンプリングし、生成回路７で黒レベル補正信
号を生成する際も同様である。しかし、一般に暗電流成
分の大きさは数十ｍＶであることを考慮すれば、非常に
精度の悪いサンプリングとなり、差動アンプ５より出力
される黒レベル補正後の画像信号の波形が大幅に悪化す
る不都合があった。

上述したようにラインセンサｌの配列方向に温度勾配が
でき、このラインセンサ１の各画素部分に対応して、第
１２図Ａに示すように、配列方向に傾きを有した暗電流
成分が発生した場合、このような暗電流成分を変換フル
スケール２ｖでＡＩＤ変換したのちＤ／Ａ変換すると、
同１！ＩＢに示すようになる。これにより、差動アンプ
５より出力される補正後の画像信号は、同図Ｃに示すよ
うになる。因みに、変換フルスケールが２ｖのときの１
量子化レベルは、２／２５５　Ｖ　＝　７．　８　ｍ　
Ｖである。

まｋ、第１０図に示゛す測定結果より、ラインセンサｌ
の動作開始時点から１０分程度は温度上昇が急激である
ことから、暗電流の増加による黒レベルの上昇も急激と
なる。

したがって、この期間に画像の読取動作を行なう場合に
は黒レベル補正信号の生成を各読取動作の始めに必ず行
なう必要があり、黒レベル補正信号の生成に必要な時間
だけ１回の読取に必要な時間が増加する。

そのため、各読取動作の始めに黒レベル補正信号の生成
を行なう制御では、ラインセンサ１の温度上昇が緩慢に
なってからも１回の読取に必要な時間は温度上昇が急激
な肋間と同様に増加したままとなり、これを複写機に応
用した場合などについては、コピースピードが遅いもの
となる。

温度上昇が緩慢になるまで読取動作を不可とすれば、各
読取動作における時間の増加を回避できるが、いわゆる
ウオームアツプタイムが長くなる。

複写機が民生機器化する現状においては、ウオームアツ
プタイムは短く、コピースピードは速い方が有利となる
。

そこで、この発明では、黒レベル補正後の画像信号の波
形を改善すると共に、ウオームアツプタイム、コピース
ピード等を良好に設定できるようにするものである。

［課題を解決するための手段］ 第１の発明に係る画像読取装置は、撮像素子で撮像され
て得られる画像信号をＡ／Ｄ変換器でディジタル信号と
して出力する画像読取装置であって、Ａ／Ｄ変換器の変
換フルスケールの大きさを切り換える切換手段と、Ａ／
Ｄ変換器の出力を平均化する平均化手段と、平均化され
た出力を保持する記憶手段と、記憶手段からの出力をＤ
／Ａ変換器によりアナログ値に変換し分圧する分圧手段
とを備え、分圧手段からの出力と画像１言号とを減算し
てＡ／Ｄ変換器へ人力することを特徴とするものである
。

第２の発明に係る画像読取装置は、撮像素子で撮像され
て得られる画像信号の黒レベルを黒レベル補正回路にて
補正を行なう画像読取装置であって、撮像素子の温度変
化を検出する温度検出手段を設け、黒レベル補正回路の
黒レベル補正信号生成動作を温度検出手段からの出力に
応じて制御することを特徴とするものである。

［作　用］ 第１の発明においては、例えばＡ／Ｄ変換器６で暗電流
成分をサンプリングして黒レベル補正信号を生成すると
きには、Ａ／Ｄ変換Ｗ＃６の変換フルスケールは小さく
なる。そのため、暗電流成分の大きさが小さくても、精
度のよいサンプリングを行なうことができ、黒レベル補
正後の画像信号の波形を改善し得る。

第２の発明においては、例えば黒レベル補正信号の生成
動作間隔は、ｔｊＩ像素子ｌの温度上昇が急激なときに
は短くなり、緩慢なときには長くなる。

そのため、各読取動作の始めに黒レベル補正信号の生成
を行なうものと比較して、撮像素子１の温度上昇が緩慢
となるときの黒レベル補正信号の生成動作回数は少なく
なり、これを複写機に応用した場合などについては、コ
ピースピードを速くし得る。また、温度上昇が緩慢にな
るまでの期間も読取動作を行なうので、温度上昇が緩慢
になるまで読取動作を不可とするものと比較して、ウオ
ームアツプタイムを短くし得る。

［実　施　例］ 以下、第１図を参照しながら、この発明の一実施例につ
いて説明する。この第１図において、第８図と対応する
部分には同一符号を付し、その詳總説明は省略する。

同図において、２１はセレクタであり、このセレクタ２
１には、基準電圧Ｖｒｌ（例えば−ＩＶ）および■「２
（例えば−２Ｖ）が供給される。そして、このセレクタ
２１で基準電圧ＶｒｌおよびＶｒ２のうちのいずれかが
選択されてＡ／Ｄ変換器６に供給される。

この場合、セレクタ２１はコントローラ８によって制御
され、Ａ／Ｄ変換器６で暗電流成分がサンプリングされ
る黒レベル信号生成時には、基準電圧Ｖｒｌが選択され
てＡ／Ｄ変換器６に供給される。これにより、−１Ｖが
ＦＦＨに対応するようにされ、Ａ／Ｄ変換器６において
は、ＯＶ〜−１■に対応して０ＯＨ−ＦＦＨのディジタ
ル信号が出力される。つまり、Ａ／Ｄ変換器６の変換フ
ルスケールは１ｖとされる。

一方、差動アンプ５に黒レベル補正信号が供給される黒
レベル補正時には、基準電圧Ｖｒ２が選択されてＡ／Ｄ
変換器６に供給される。これにより、−２ＶがＦＦＨに
対応するようにされ、Ａ／Ｄ変換器６においては、ＯＶ
〜−２■に対応して０ＯＨ−ＦＦＨのディジタル信号が
出力される。つまり、Ａ／Ｄ変換器６の変換フルスケー
ルは２ｖとされる。

また、黒レベル補正時に、生成回路１のメモリより読み
出される黒レベル補正信号はＤ／Ａ変換器１０でアナロ
グ信号とされたのち、抵抗器Ｒ１およびＲ２て構成され
る分圧回路２２に供給されて、Ｒ２／　（Ｒ１＋Ｒ２）
倍、本例においては１／２倍にレベル圧縮される。

この場合、Ｒ２／　（Ｒ１＋Ｒ２）＝　Ｖ　ｒｌ／　Ｖ
　ｒ２を満足するようにされる。このようにレベルを圧
縮するのは、黒レベル補正信号の生成時のＡ／Ｄ変換器
６の変換フルスケールがＩＶとされるため、Ｄ／Ａ変換
器９の出力信号のレベルが従来の２倍となるためである
。

この分圧回路２２より出力される黒レベル補正信号はバ
ッファ１１を介して差動アンプ５の他方の入力端子に供
給される。

以上の構成において、黒レベル補正信号生成時には、光
源が消灯され、このときラインセンサ１より出力される
暗を流成分がＡ／Ｄ変換器６でディジタル信号に変換さ
れて生成回路７に供給される。

この場合、Ａ／Ｄ変換器６にはセレクタ２１で基準電圧
Ｖｒｌが選択されて供給されるので、Ａ／Ｄ変換器６の
変換フルスケールはＩＶとされる。

そして、生成回路７では、例えば複数ラインの平均化処
理等によって１ライン分の黒レベル補正信号が生成され
、この黒レベル補正信号はメモリに書き込まれて保持さ
れる。なお、差動アンプ５の他方の入力端子に供給され
る信号のレベルは０とされる。

また、画像の読取時には、各ラインごとにメモリより１
ライン分の黒レベル補正信号が繰り返し読み出される。

この黒レベル補正信号は、Ｄ／Ａ変換器１０でアナログ
信号に変換されたのち分圧回路２２でＲ２／　（Ｒ１＋
Ｒ２）倍、つまり１７２倍にレベル圧縮される。そして
、この黒レベル補正信号はバッファ１１を介して差動ア
ンプ５の他方の入力端子に供給される。

このとき、光源は点灯され、ラインセンサ１の出力信号
は暗電流底゛分の含まれた画像信号となり、この画像信
号が差動アンプ５の一方の入力端子に供給される。した
がって、この差動アンプ５からは暗電流成分の除去され
た画像信号が出力され、これがＡ／Ｄ変換器６を介して
８ビツトの画像データＤＡＴＡとして出力される。この
場合、Ａ／Ｄ変換器６にはセレクタ２１で基準電圧Ｖｒ
２が選択されて供給されるので、Ａ／Ｄ変換器６の変換
フルスケールは２■となる。

まに本例において、黒レベル補正信号の生成動作間隔は
、ラインセンサ１における温度変化の速さに応じて設定
される。

すなわち、ラインセンサｌに近接して温度センサ２３が
配設され、この温度センサ２３の出力信号はコントロー
ラ８に供給される。

温度上昇が急激であるときには、各読取動作の始めに黒
レベル補正信号の生成動作が行なわれる。

第２図は、温度上昇が急激な場合における生成動作タイ
ミングを示している。

同図において、動作期間は記録キー９が押されて読取動
作が行なわれる期間であり、待ＩＩＩ期間は読取動作が
終了して次に記録キー９が押されて読取動作が開始され
るまでの期間である。また、ｔＣは黒レベル補正信号の
生成動作量間である。動作期間には、指定された複写枚
数外だけ記録開始信号が供給され、副走査信号に対応し
て読取動作が行なわれる。以下の第３図および第４図に
おいても同様である。

第２図に示すように、各読取動作の始めに黒レベル補正
信号の生成動作が行なわれる。連続して読取動作が行な
われる場合の生成動作ｒｔＩ隔Ｔｃは記録開始信号の供
給間隔と等しくなる。

また、温度上昇が緩慢となるときには、読取動作が連続
して所定回数行なわれることに、および待機期間に黒レ
ベル補正信号の生成動作が行なわれる。生成動作間隔中
の読取動作の連続回数Ｎは、温度上昇が緩慢になるにつ
れて多くされていく。

第３図は、温度上昇が緩慢で、かつ読取動作の連続回数
がＮとならない場合の生成動作タイミングを示している
。同図に示すように、待機期間で黒レベル補正信号の生
成動作が行なわれる０図示せずも、待機期間が長い場合
には、同一待機期間内で複数回の生成動作が行なわれ、
その生成動作間隔は、温度上昇が緩慢になるにつれて長
くされる。

第４図は、温度上昇が緩慢で、かつ読取動作の連続回数
がＮとなる場合の生成動作タイミングを示している。同
図に示すように、読取動作の連続回数がＮとなるごとに
、次の読取動作の始めに黒レベル補正信号の生成動作が
行なわれる。

このように本例によれば、Ａ／Ｄ変換器６で暗電流成分
をサンプリングして黒しｌ＼ル補正信号を生成するとき
には、このＡ／Ｄ変換器６の変換フルスケールがＩＶと
小さくされるので、暗電流成分の大きさが小さくても、
精度のよいサンプリングを行なうことができ、黒レベル
補正後の画像信号の波形を大幅に改善することができる
。

例えば、このＣＣＤラインセンサｌの各画素部分に対応
して、第１２図Ａに示すように、配列方向に傾きを有し
た暗電流成分が発生した場合、この暗電流成分を変換フ
ルスケールＩＶでＡ／Ｄ変換したのちＤ／Ａ変換および
レヘル圧縮すると、同図りに示すようになる。これによ
り、差動アンプ５より出力される補正後の画像信号は、
同図Ｅに示すようになり、波形が大幅に改善される。因
みに、変換スケールＩＶのときのＩＩ！に子化しヘルは
、　１／２５５　　Ｖ＝３．　９ｍＶである。

また、本例によれば、読取動作が連続して行なわれる場
合における黒レベル補正信号の生成動作間隔Ｔｃは、ラ
インセンサ１の温度上昇が急激なときには短くなり、緩
慢なときには長くなる。そのため、必ず各読取動作の始
めに黒レベル補正信号の生成を行なうものと比較して、
ラインセンサ１の温度上昇が緩慢あるいは温度が安定と
なるときの黒レベル補正信号の生成動作回数が少なくな
り、コピースピードを速くすることができる。また、ラ
インセンサ１の温度上昇が緩慢あるいは温度が安定とな
るときには、待機期間に黒レベル補正信号の生成動作が
行なわれるので、ファーストコピータイムを短くするこ
とができる。さらに、温度上昇が緩慢になるまでの期間
も読取動作が行なわれるので、温度上昇が緩慢になるま
で読取動作を不可とするものと比較して、ワオームアッ
プタイムを短くすることができる。

なお、上述実施例においては、Ｄ／Ａ変換変換器ｌ後段
に分圧回路２２を設けたものであるが、Ｄ／Ａ変換＠１
０のフルスケールを従来の１７２倍としたり、Ｄ／Ａ変
換前にディジタル演算を行なって１／２倍とすれば、こ
の分圧回路２２を不要とできる。

また、上述実施例は、撮像素子としてラインセンサ１、
つまり１次元センサを使用した例であるが、２次元セン
サを使用するものにも同様に適用することができる。こ
の場合、黒レベル補正信号生成時路７では、１画面分の
黒レベル補正信号が生成されることになる。

また、上述実施例においては、黒レベル補正信号生成時
には、Ａ／Ｄ変換器６の変換フルスケールがＩＶとされ
るものであるが、この値に限定されるものでないことは
勿論である。変換フルスケールを小さくするほど、補正
後の波形改善効果を高めることができることは明らかで
ある。

さらに、上述実施例においては、差動アンプ５を用いて
アナログ信号の段階で黒レベル補正を補正するようにし
たものであるが、ディジタル信号とした後に生成回路７
で形成される黒レベル補正信号を用いて黒レベルを補正
するようにしてもよい。すなわち、Ａ／Ｄ変換器６の後
段に補正回路を設けてディジタル信号の段階で補正する
こともできる。さらに、Ａ／Ｄ変換器６に補正回路の機
能を持たせることもできる。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、黒レベル補正
信号生成時には、Ａ／Ｄ変換器の変換フルスケールが小
さくされるので、レベルの小さな暗電流成分を精度よく
サンプリングすることカイでき、黒レベル補正後の画像
信号の波形を良好ζこ改善することができる。また、黒
レベル補正信号の生成動作間隔は、撮像素子の温度上昇
が急激なときには短くなり、緩慢なときには長くなるた
め、各読取動作の始めに黒レベル補正信号の生成を行な
うものと比較して、撮像素子の温度上昇が緩慢あるいは
温度が安定となるときの黒レベル補正信号の生成動作回
数が少なくなり、これを複写機ζこ応用した場合などに
ついては、コピースピードを速くすることができる。ま
た、温度上昇が緩慢【こなるまでの期間も読取動作を行
なうので、温　度上昇が緩慢になるまで読取動作を不可
とするものと比較して、ウオームアツプタイムを短くす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す構成図、第２図〜第
４図は黒レベル補正信号の生成動作の説明のための図、
第５図は画像処理装置の構成図、第６図はプリンタ部の
構成図、第７図はレーザビームスキャナの構成図、第８
図は従来例の構成図、第９図はラインセンサの温度と暗
電流との関係を示す構成図、第１０図はラインセンサの
温度上昇を示す図、第１１図はラインセンサの外観を示
す図、第１２図は第１図例および第８図例の動作説明の
ための図である。 １　・ ２、　１１　・ ５　・ ６　◆ ７　・ ８　・ ９　・ ｌ　Ｏ・ ・ＣＣＤラインセンサ ・バッファ ・差動アンプ ・Ａ／Ｄ変換器 ・黒レベル補正信号生成回路 ・コントローラ ・記録キー ・Ｄ／Ａ変換器 ・セレクタ ２２　◆ ・分圧回路 ２３　・ ・温度センサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）撮像素子で撮像されて得られる画像信号をＡ／Ｄ
   変換器でディジタル信号として出力する画像読取装置に
   おいて、 上記Ａ／Ｄ変換器の変換フルスケールの大きさを切り換
   える切換手段と、 上記Ａ／Ｄ変換器の出力を平均化する平均化手段と、 上記平均化された出力を保持する記憶手段と、上記記憶
   手段からの出力をＤ／Ａ変換器によりアナログ値に変換
   し分圧する分圧手段とを備え、上記分圧手段からの出力
   と上記画像信号とを減算して上記Ａ／Ｄ変換器へ入力す
   ることを特徴とする画像読取装置。
2. （２）撮像素子で撮像されて得られる画像信号の黒レベ
   ルを黒レベル補正回路にて補正を行なう画像読取装置に
   おいて、 上記撮像素子の温度変化を検出する温度検出手段を設け
   、 上記黒レベル補正回路の黒レベル補正信号生成動作を上
   記温度検出手段からの出力に応じて制御することを特徴
   とする画像読取装置。