JPH10257209A - 画像読み取り装置と複写機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 イメージセンサーを用いた画像読み取り装置
において、信号のオプティカルブラック部分に相当する
場所に消費電力が集中し、クランプレベルが変動するこ
とを抑圧する。 【解決手段】 原稿の読み取り信号レベルを測定する手
段と、イメージセンサーの消費電力可変手段と、前記読
み取り信号レベルに応じて前記消費電力可変手段を制御
する手段と、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像読み取り装置
に関し、特に、ＣＣＤイメージセンサー等のイメージセ
ンサーを用いて、連続読み取りのように、長時間にわた
り原稿読み取りを行う場合に起こり得るイメージセンサ
ーの熱ノイズの経時変化等による画質劣化の補正手段を
備える画像読み取り装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、画像読み取り装置は複写機、ファ
クシミリ、ＯＣＲ等に組み込まれ、原稿画像を読み取っ
て伝送系に出力したり、読み取り信号に応じて感光体を
露出して転写したりして用いられている。その際、ライ
ンイメージセンサーを用いて画像を読み取る時は、ライ
ンイメージセンサーの並び方向を主走査方向とし、原稿
とラインイメージセンサーとの相対移動方向を副走査方
向として順次走査してエリア画像を読み取っている。

【０００３】図７は原稿読み取り装置に用いられるＣＣ
Ｄラインイメージセンサーの構成を示す。被写体光はフ
ォトダイオード１１（以下ＰＤ１１）で光電変換され、
ここで発生した電荷はシフトゲート１２（以下ＳＨ１
２）を介して転送レジスタ１３で矢印方向に転送され、
出力アンプ１４から電荷量に対応した電圧が出力され
る。

【０００４】転送レジスタ１３は駆動パルスφ１，φ２
によって２相駆動され、駆動パルスは転送レジスタ１３
の両端より供給される。

【０００５】出力アンプ１４へのバイアス電流はＣＣＤ
リニアイメージセンサー１０の電源端子１５（以下ＶＯ
Ｄ１５）より供給される。

【０００６】ＣＣＤリニアイメージセンサー１０の電力
消費量は、主に後述の図３の符号３０１２に示すＣＣＤ
電源から端子１５を経由して供給される出力アンプ１４
のバイアス電源に対応した消費量Ｐ１と、図３の符号３
０１１に示すドライバー電源から供給されるドライバー
電源に対応した消費量Ｐ２の合計になる。

【０００７】シフトゲートＳＨ１２、転送レジスタ１３
は容量性負荷として捉えられ、一般に負荷容量Ｃを周波
数ｆ、電圧Ｖで駆動した場合、消費電力Ｐは Ｐ＝ＣＶ²ｆ で表わされることが知られており、電力Ｐ２は駆動周波
数に比例して増加する。

【０００８】図８は転送レジスタ１３を分布定数として
捉えた場合の等価回路を示す。抵抗Ｒ１〜Ｒ６の値は全
て等しく、容量Ｃ１〜Ｃ５の値も全て等しく、ドライバ
からの供給電力Ｐ２は抵抗Ｒ１〜Ｒ６で消費される。

【０００９】ＣＣＤラインイメージセンサーの両端部か
らの駆動電流が左右対称で中点ａでバランスが取れてい
る場合、抵抗Ｒ１には容量Ｃ１〜Ｃ３に充放電する電流
が、抵抗Ｒ２には容量Ｃ２〜Ｃ３に充放電する電流が、
抵抗Ｒ３には容量Ｃ３に充放電する電流が流れる。

【００１０】従って、抵抗Ｒ１〜Ｒ３での消費電力Ｐの
関係は、 Ｐ（Ｒ１）＞Ｐ（Ｒ２）＞Ｐ（Ｒ３） となる。

【００１１】一方、シフトゲートＳＨ１２で消費される
電力は次に示す理由で無視することが出来る。

【００１２】シフトゲートＳＨ１２はＰＤ１１から転送
レジスタ１３に電荷を移動するときにのみ駆動されるも
ので、その周期は非常に長く、一般的に転送レジスタ１
３の駆動周波数に対応する周期に対し、約１／２０００
〜１／５０００程度になる。

【００１３】従って近似的に電力Ｐ２は転送レジスタ１
３による電力のみとして考えることが出来る。

【００１４】図９はＣＣＤリニアイメージセンサー１０
の電力分布を示す。電力消費は出力アンプ１４のある左
端付近で極端に高く、もう一方の端部でもう一つの少し
小さめのピークを持つ分布となる。

【００１５】電力分布は発熱分布に等しく、ＣＣＤリニ
アイメージセンサー１０の持つ暗電流ノイズは８℃の温
度上昇に対し２倍になる特性を持つため、ＣＣＤリニア
イメージセンサー１０の暗電流ノイズ分布の傾向は、図
９に示す電力分布の傾向と等しいと考えることが出来
る。

【００１６】原稿読み取り装置においてＣＣＤリニアイ
メージセンサー１０を使用する場合、暗電流ノイズ分布
の局部集中や変動を少なくすることが画質向上のポイン
トであり、そのためには図９の分布を示す電力消費によ
る発熱を効率よく分散させる必要がある。

【００１７】図１０は放熱板４０を用いる従来例を示
す。ＣＣＤリニアイメージセンサー１０の光入射面の反
対側に十分に大きな放熱板４０を押しつけ、ＣＣＤリニ
アイメージセンサー１０内での熱分布の均一化を計ると
共に、熱容量を大きくして、放熱性を向上させ、ＣＣＤ
リニアイメージセンサー１０の絶対温度を抑えようとす
るものである。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例においては、放熱板４０が有限な大きさであるこ
と、周囲温度の上昇などを考えると、流し読みのように
長時間の駆動が行われた場合、熱的に飽和することがあ
る。

【００１９】図１１はＣＣＤリニアイメージセンサー１
０の暗電流ノイズ分布の変化を表す。一般的にＣＣＤリ
ニアイメージセンサー１０は黒レベルの基準として、遮
光されたフォトダイオード部（図１１：オプティカルブ
ラック（ＯＢ）部）を持ち、この遮光期間の電位を基準
電位にして信号はクランプされＡＤ変換される。

【００２０】従って、図１１に示す暗電流ノイズ分布に
変化が生じると相対的に有効画素期間の信号レベルが変
動して、画像には黒つぶれが発生したり、画像が白っぽ
く浮いたりしてしまう。

【００２１】黒レベル近傍のノイズは視覚的に非常に目
立ちやすく、使用者が複数枚の原稿の読み取りを連続的
に行う場合、その最中に黒レベルの変動があることは致
命的な画質劣化を及ぼす。

【００２２】本発明の課題は、このようにＯＢ部近傍に
消費電力が集中することにより、この部分で温度上昇、
暗電流の増加が起こり、この結果、クランプレベルの変
動が起こり、これにより黒レベルが変動し、画像が劣化
してしまうことを無くすことである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を達
成するために、原稿の読み取り信号レベルを測定する手
段と、イメージセンサーにおける消費電力を変化させる
消費電力可変手段と、前記原稿の読み取り信号レベルに
応じて、前記消費電力可変手段を制御する手段とを有す
ることを特徴とする画像読み取り装置である。

【００２４】また、前記イメージセンサーの消費電力を
変化する可変手段は、前記イメージセンサーへの電源電
圧を変化させること、または、前記イメージセンサーを
駆動するドライバーへの駆動電源の電圧を変化させるこ
と、または、前記イメージセンサーを駆動するドライバ
ーへの駆動電源のデューティーを変化させること、であ
り、本発明は、これらの消費電力を変化する可変手段を
併用あるいは単独で動作させる。

【００２５】

【発明の実施の形態】図１はカラーＣＣＤリニアイメー
ジセンサーを搭載したスキャナーの構成図である。

【００２６】スキャナー１０００はスキャナー本体１０
００ａとドキュメントフィーダー１０００ｂから構成さ
れる。

【００２７】スキャナー本体１０００ａは次のように構
成される。

【００２８】符号１０１０は原稿を搭載するプラテンガ
ラス、１０１２は第１ミラーユニットであり、これは、
原稿露光用のハロゲンランプ１００５、第１の反射ミラ
ー１００２から構成される。符号１０１３は第２ミラー
ユニットであり、これは、第２の反射ミラー１００３、
第３の反射ミラー１００４から構成される。符号１００
１は原稿反射光をカラーＣＣＤリニアイメージセンサー
１１００上へ縮小結像させるレンズユニットである。符
号１００９はドキュメントフィーダー１０００ｂを用い
て原稿の流し読みを行う場合の流し読み用のプラテンガ
ラスである。符号１０１４はステッピングモーターであ
る。

【００２９】ドキュメントフィーダー１０００ｂは次の
ように構成される。

【００３０】図１において、符号１００６は原稿のイン
プットトレイ、１００７は原稿のピックアップローラ
ー、１００８は原稿を給紙するフィードローラー、１０
１６は排紙ローラーである。１０１１は排紙トレーであ
る。

【００３１】上記構成において、プラテンガラス１０１
０に載せた原稿を読み取る場合には、次の動作により原
稿読み取り走査を行う。

【００３２】まず、プラテンガラス１０１０に原稿が原
稿面を下にして搭載されているものとする。ミラーユニ
ット１０１２，１０１３が、ステッピングモータ１０１
４により原稿反射面からＣＣＤラインイメージセンサー
１１００までの光路長を一定にするために２：１の走査
スピードで、副走査方向（矢印Ａの方向）に移動走査
し、この間に原稿が副走査方向に走査される。

【００３３】レンズユニット１００１は、原稿の各副走
査位置で反射し反射ミラー群（１００２〜１００４）を
通ってきたハロゲンランプ１００５の光を、ＣＣＤリニ
アイメージセンサー１１００上に縮小結像させる。ＣＣ
Ｄリニアイメージセンサー１１００は、各副走査位置に
おける結像を主走査方向（図を貫く方向）に走査しなが
ら読み込む。なお、レンズユニット１００１とＣＣＤリ
ニアイメージセンサー１１００は固定された位置にあ
る。

【００３４】この場合、ミラーユニット１０１２，１０
１３は破線の位置からスタートする。

【００３５】また、上記構成において、インプットトレ
ー１００６に搭載しておいた原稿を読み取る場合には、
次の動作により原稿読み取り走査を行う。

【００３６】まず、インプットトレイ１００６上には原
稿面を上向きにして原稿が搭載されているものとする。

【００３７】片面原稿の読み取りの場合、原稿は破線矢
印の方向に搬送されながら読み取られる。すなわち、ピ
ックアップローラー１００７でフィードローラー１００
８まで送られ、原稿の読み取りタイミングに従ってフィ
ードローラー１００８によって給紙され、破線矢印の方
向に搬送され、流し読みプラテンガラス１００９上を通
過し、排紙トレー１０１１へ排紙される。

【００３８】両面原稿の読み取りの場合、原稿は実線矢
印の方向に搬送されながら読み取られる。すなわち、ま
ず、フィードローラー１００８によって給紙された原稿
は実線矢印の方向へ搬送さる。次に、表面（おもてめ
ん）が流し読みプラテンガラス１００９の読み取り位置
を通過し読み取られた後、搬送経路（実線矢印）に従っ
て反転し、表面読み取り時とは逆の方向から裏面が読み
取られ、最後に、排紙経路（実線矢印）に従って搬送さ
れ、排紙トレー１０１１へ排紙される。

【００３９】片面原稿の読み取りの場合も、両面原稿読
み取りの場合も、プラテンガラス１０１０に搭載された
原稿を読み取る場合と同様に、レンズユニット１００１
は、原稿の各副走査位置で反射し反射ミラー群（１００
２〜１００４）を通ってきたハロゲンランプ１００５の
光を、ＣＣＤリニアイメージセンサー１１００上に縮小
結像させる。ＣＣＤリニアイメージセンサー１１００
は、各副走査位置におけるこの結像を主走査方向（図を
貫く方向）に走査しながら読み込む。なお、レンズユニ
ット１００１とＣＣＤリニアイメージセンサー１１００
は固定された位置にある。

【００４０】この時、カラーＣＣＤリニアイメージセン
サー１１００上における結像画像の副走査方向は表面読
み取り時は矢印Ｂ、裏面読み取り時は矢印Ｃとなる。一
方、主走査方向は、どちらを読み取る場合も同一であ
る。

【００４１】図２はカラーＣＣＤリニアイメージセンサ
ー１１００の構成図である。

【００４２】図２において、２０００はカラーＣＣＤリ
ニアイメージセンサーであり、２００１，２００２，２
００３は各々赤，青，緑のＣＣＤリニアイメージセンサ
ー部である。

【００４３】符号２００１ａ〜２００１ｃは各々赤のオ
ンチップカラーフィルターを備えるリニアフォトダイオ
ードアレイであり、２００２ａ〜２００２ｃ，２００３
ａ〜２００３ｃは同様に各々青，緑のオンチップカラー
フィルターを備えるリニアフォトダイオードアレイであ
る。

【００４４】符号２００４ａ〜２００４ｄ，２００５ａ
〜２００５ｄはリニアフォトダイオードアレイ２００１
ａ〜２００１ｃで発生した電荷を各々の出力アンプ２１
０１ａ〜２１０１ｄ、２１０２ａ〜２１０２ｄへ水平転
送するためのＣＣＤシフトレジスタである。

【００４５】ここでＣＣＤシフトレジスタ２００５ａ〜
２００５ｄは正方向（表面）読み取り用（図２実線矢印
方向）で、ＣＣＤシフトレジスタ２００５ａ，２００５
ｂはリニアフォトダイオードアレイの左半分の電荷を出
力アンプ２１０２ａ，２１０２ｂに、ＣＣＤシフトレジ
スタ２００５ｃ，２００５ｄはリニアフォトダイオード
アレイの右半分の電荷を出力アンプ２１０２ｃ，２１０
２ｄに電荷を転送する。ＣＣＤシフトレジスタ２００５
ａ，ｂとＣＣＤシフトレジスタ２００５ｃ，ｄの電荷転
送方向はお互い逆向きである。

【００４６】ＣＣＤシフトレジスタ２００４ａ〜２００
４ｄは逆方向（裏面）読み取り用（図２破線矢印方向）
であり、同様にリニアフォトダイオードアレイを左右分
割してそれぞれの出力アンプ２１０１ａ〜２１０１ｄに
電荷を転送する。

【００４７】また、ＣＣＤシフトレジスタ２００５ａ〜
２００５ｄは青のリニアフォトダイオードアレー２００
２ａ〜２００２ｃで発生した電荷を出力アンプ２１０２
ａ〜２１０２ｄへ水平転送する（青の逆方向読み取り
用）ＣＣＤシフトレジスタでもある。

【００４８】符号２００６ａ〜２００６ｄは青のリニア
フォトダイオードアレイ２００２ａ〜２００２ｃで発生
した電荷を、出力アンプ２１０３ａ〜２１０３ｄへ転送
する青の正方向読み取り用のＣＣＤシフトレジスタであ
る。

【００４９】また、ＣＣＤシフトレジスタ２００６ａ〜
２００６ｄは緑のリニアフォトダイオードアレイ２００
３ａ〜２００３ｃで発生した電荷を出力するため（緑の
逆方向読み取り用）のＣＣＤシフトレジスタでもある。

【００５０】符号２００７ａ〜２００７ｄは緑のリニア
フォトダイオードアレイ２００３ａ〜２００３ｃで発生
する電荷を出力アンプ２１０４ａ〜２１０４ｄへ水平転
送するためのＣＣＤシフトレジスタである。

【００５１】符号２２０６，２２０７，２２０８はリニ
アフォトダイオードアレイ２００１ａで発生した電荷を
次段のリニアフォトダイオードアレイ２００１ｂへ転送
するシフトゲートＳＨ１，ＳＨ２，ＳＨ３である。

【００５２】このシフトゲートは次のような動作を行
う。

【００５３】正方向読み取り時には、リニアフォトダイ
オードアレー２００１ａの電荷がシフトゲートＳＨ１
（２２０６）→シフトゲートＳＨ２（２２０７）→シフ
トゲートＳＨ３（２２０８）→リニアフォトダイオード
アレー２００１ｂの順に転送され、リニアフォトダイオ
ードアレー２００１ｂにおいて電荷の加算が行われる。

【００５４】逆方向読み取り時には、正方向読み取り時
とは逆に、リニアフォトダイオードアレー２００１ｂの
電荷がシフトゲートＳＨ３（２２０８）→シフトゲート
ＳＨ２（２２０７）→シフトゲートＳＨ１（２２０６）
→リニアフォトダイオードアレー２００１ａの順に転送
され、リニアフォトダイオードアレー２００１ａにおい
て電荷の加算が行われる。

【００５５】符号２２０９〜２２１１は、同様にリニア
フォトダイオードアレイ２００１ｂと２００１ｃ間の電
荷転送を制御するためのシフトゲートＳＨ４〜ＳＨ６で
あり、正方向読み取り時及び逆方向読み取り時の動作順
序は各々、シフトゲートＳＨ４→シフトゲートＳＨ５→
シフトゲートＳＨ６、シフトゲートＳＨ６→シフトゲー
トＳＨ５→シフトゲートＳＨ４である。

【００５６】符号２２１２はリニアフォトダイオードア
レイ２００１ｃで発生した電荷を水平ＣＣＤシフトレジ
スタ２００５ａ〜ｄへ、スキャナーの読み取り速度に同
期して転送するためのシフトゲートＳＨ７である。

【００５７】符号２２１３，２２１４はシフトゲートＳ
Ｈ７（２２１２）によって転送されたリニアフォトダイ
オードアレイ２００１ｃの電荷を、水平ＣＣＤシフトレ
ジスタ２００５ａ〜２００５ｄへ１画素ごとに順次転送
するためのスイッチゲートＳＧ１，ＳＧ２である。

【００５８】スイッチゲートＳＧ１（２２１３）によっ
て、奇数画素の電荷が水平ＣＣＤシフトレジスタ２００
５ａ，ｃへ転送され、スイッチゲートＳＧ２（２２１
４）によって、偶数画素の電荷が水平ＣＣＤシフトレジ
スタ２００５ｂ，ｄへ転送される。

【００５９】符号２２１５〜２２１７は水平ＣＣＤシフ
トレジスタ２００５ａ，ｂ間、２００５ｃ，ｄ間で電荷
のレジスタ間転送を行うためのトランスファゲートＴＧ
１〜ＴＧ３である。

【００６０】前述したリニアフォトダイオードアレイ間
のシフトゲートによる電荷の転送（例えば、リニアフォ
トダイオードアレー２００１ａと２００１ｂの間のシフ
トゲートＳＨ１（２２０６）、ＳＨ２（２２０７）、Ｓ
Ｈ３（２２０８）による電荷の転送）と同様に、正方向
読み取り時にはトランスファーゲートＴＧ１→トランス
ファーゲートＴＧ２→トランスファーゲートＴＧ３、逆
方向読み取り時にはトランスファーゲートＴＧ３→トラ
ンスファーゲートＴＧ２→トランスファーゲートＴＧ１
と動作順序を切り換えることにより転送方向の制御を行
う（正方向：実線矢印、逆方向：破線矢印）。

【００６１】ここで水平ＣＣＤシフトレジスタ２００５
ａ〜ｄは２相駆動である。通常知られているようにφ
１，φ２の２種類のレジスタが交互に連なっており、こ
の２種類のレジスタに交互にパルスを入力することによ
って、ＣＣＤレジスタのポテンシャルが変化し、出力ア
ンプ方向へ電荷が順次転送される。

【００６２】上述したトランスファゲートＴＧ１〜ＴＧ
３のレジスタ間の転送は、２種類のレジスタ（φ１，φ
２）の内φ１のレジスタを用いて行うものとする。

【００６３】信号２２１８，２２１９は電荷転送方向を
制御するスイッチゲート信号ＳＷ１、ＳＷ２である。図
示していないが、上述したシフトゲートＳＨ１〜ＳＨ
７、トランスファゲートＴＧ１〜ＴＧ３の電荷転送方向
の切り替えは、このスイッチゲート信号ＳＷ１（２２１
８），ＳＷ２（２２１９）に同期して行われる。また、
アナログスイッチ２１０６ａ〜２１０６ｄも、スイッチ
ゲート信号ＳＷ１（２２１８），ＳＷ２（２２１９）に
同期して切り替えられる。

【００６４】アナログスイッチ２１０６ａ〜ｄは、正方
向読み取り時（実線矢印方向）には転送レジスタ２００
７ａ〜ｄの出力を、逆方向読み取り時（破線矢印方向）
には転送レジスタ２００４ａ〜ｄの出力を選択する。

【００６５】なお、以上の説明からも明らかなように、
正方向読み取り時には、出力アンプ２１０２ａ〜ｄが赤
信号を出力し、出力アンプ２１０３ａ〜ｄが青信号を出
力し、出力アンプ２１０４ａ〜ｄが緑信号を出力する。
また、逆方向読み取り時には、出力アンプ２１０１ａ〜
ｄが赤信号を出力し、出力アンプ２１０２ａ〜ｄが青信
号を出力し、出力アンプ２１０３ａ〜ｄが緑信号を出力
する。

【００６６】図３は信号処理回路の回路ブロック図を示
す。ＣＣＤリニアイメージセンサー１１００はドライバ
ー３００８によって駆動されている。ドライバー３００
８はドライバー電源３０１１から電源供給されていて、
ドライバー電源３０１１はコントローラ３０１０によっ
て制御されている。

【００６７】ＣＣＤリニアイメージセンサー１１００へ
の電源供給はＣＣＤ電源３０１２から供給され、これも
同様にコントローラ３０１０によって制御される。

【００６８】ＣＣＤリニアイメージセンサー１１００か
ら出力される各色につき４本の信号は、アナログ信号処
理部３００１内のサンプルホールド回路、ゲインコント
ロールアンプによって所定レベルに調整された後、アナ
ログ信号処理部３００１内のＡＤコンバータでデジタル
データへと変換される。

【００６９】ここでＣＣＤリニアイメージセンサー１１
００からの出力信号は上述したように読み取り方向によ
って異なる色信号となる。

【００７０】アナログ信号処理部３００１では読み取り
方向に応じてアンプゲイン、ＡＤコンバータの基準レベ
ル（オフセット）が切り換えられる。

【００７１】本実施形態においてはＡＤコンバータの分
解能を８ビットとして説明を行うが、発明はこれに限定
されるものではない。

【００７２】アナログ信号処理部３００１から出力され
る計９６ビットのデジタルデータはＣＣＤ画素配列補正
部３００２に供給される。

【００７３】ＣＣＤリニアイメージセンサー１１００は
図２で説明したように、リニアフォトダイオードアレイ
が左右に分割され、それぞれの出力はお互いに逆方向に
読み出されるため、左右の一方に対してもう一方が鏡像
出力となる。

【００７４】ＣＣＤ画素配列補正部３００２は、後段の
画像処理回路アルゴリズムに応じてこの配列を補正する
ものでＦＩＦＯ、ＬＩＦＯメモリーと論理回路よりな
る。

【００７５】ライン間距離補正部３００３は、ＣＣＤリ
ニアイメージセンサー１１００の各色毎のラインセンサ
ーの位置の差を補正するものである。

【００７６】シェーディング補正部３００４はＣＣＤリ
ニアイメージセンサー１１００の持つ画素毎の感度バラ
ツキの補正を行うもので、読み取り方向（正／逆）に応
じて２種類の補正データを備える。これはＣＣＤリニア
イメージセンサー１１００が読み取り方向（正／逆）に
対して電荷の転送経路が異なることに起因する。

【００７７】マスキング補正部３００５はＲＧＢ色空間
の補正を行うもので、読み取り方向（正／逆）に対し２
種類の補正係数を持ち、出力は読み取り方向に拘わらず
色について一定になる。

【００７８】アナログ信号処理回路部３００１からマス
キング補正部３００５迄の処理で正規化された各デジタ
ルデータは、画像処理部３００６で変倍、γ補正等の処
理をページメモリー３００７を用いて行われる。

【００７９】上述した回路構成において、例えばアナロ
グ信号処理部３００１のゲイン、オフセットやＣＣＤ画
素配列補正部３００２、ライン間距離補正部３００３の
メモリーコントロールやマスキング補正部３００５の補
正係数などの設定、制御はコントローラ３０１０が管理
する。

【００８０】また、各ブロックで必要なタイミングパル
スはタイミング発生部３００９で発生され、ＣＣＤリニ
アイメージセンサー１１００の駆動パターンはドライバ
ー３００８を介してＣＣＤリニアイメージセンサー１１
００に供給される。

【００８１】特にドライバー３００８に供給されるＣＣ
Ｄ駆動パルスには、コントローラ３０１０によってパル
スのＯＮ／ＯＦＦ制御によるデューティー制御がなされ
る。

【００８２】図４はページメモリー３００７に記憶され
る主走査１本分の画像イメージと、主走査方向のメモリ
ーアドレス（ｂ）との対応の一例を示す。

【００８３】ＣＣＤリニアイメージセンサー１１００の
検出信号が、中心より左右に分割され、左右それぞれの
出力アンプを経由して読み出される方式が採られている
ので、図４（ａ）のように両端部に暗電流ノイズのピー
クが発生する。

【００８４】有効画素数を８８００画素とすると０番地
から８７９９番地までが主走査の１つのラインに対して
割り当てられるが、信号レベルの平均値Ｄは４０００番
地から４７９９番地までの８００画素の信号レベルをも
とにして計算される。

【００８５】信号レベルは８ビットで量子化されている
のに対して、平均値の演算はこれよりも高い精度で行わ
れる。ここでは例えば１０ビット精度で行われるとす
る。これは暗電流ノイズ分布の変化をより精度よく捉え
るためと、それによる画質への影響を１ＬＳＢ以内に収
めるためである。

【００８６】平均を求める手段としては、コントローラ
３０１０がページメモリー３００７の所定アドレスに対
応するデータを読み込み、これを基に平均値を演算する
という手段がある。但し、手段はこれに限定されるもの
ではなく、ＡＳＩＣによって実現されても良い。

【００８７】図５（ａ）は電力供給が過剰、基準、不足
の３状態でのＣＣＤリニアイメージセンサー１１００の
暗電流ノイズ分布を示す。図に示すように、その差は両
端部において顕著に現れる。

【００８８】光学的な黒基準ＯＢ部はＣＣＤリニアイメ
ージセンサー１１００の両端部にレイアウトされてお
り、ＯＢ部の信号レベルの変動と、このＯＢ部をクラン
プしたときのＡＤ変換器の変換レンジの変動との対応を
示したのが図５（ｂ）である。

【００８９】クランプにより、ＯＢ期間の平均値の値が
レベル（１０）ｈになるようにオッフセット調整が行わ
れるため、相対的に有効画素期間の信号レベルが変動す
る。

【００９０】電力供給過剰の場合には有効画素期間信号
レベルは基準状態の時のレベルＤ0よりも低くなり、電
力供給不足の場合には基準状態の時のレベルよりも高く
なる。

【００９１】コントローラは信号レベルの変動に伴う平
均値Ｄのレベル変動を検出する。

【００９２】平均値Ｄがこの基準値Ｄ0に対しＤ＜Ｄ0−
０.２５ＬＳＢである場合、コントローラ３０１０は現
在は電力供給過剰であると判断し、ドライバー電源３０
１１の電圧を下げる、ＣＣＤ電源３０１２の電圧を下げ
る、タイミング発生部３００９のＣＣＤ駆動パルスの間
欠駆動のデューティー制御を行う、といった動作を単独
あるいは併用して、ＣＣＤリニアイメージセンサー１１
００への電力供給を減らす方向に制御を行う。

【００９３】平均値Ｄがこの基準値Ｄ0に対しＤ＞Ｄ0＋
０.２５ＬＳＢである場合、コントローラ３０１０は現
在は電力供給不足であると判断し、ドライバー電源３０
１１の電圧を上げる、ＣＣＤ電源３０１２の電圧を上げ
る、タイミング発生部３００９のＣＣＤ駆動パルスの間
欠駆動のデューティー制御を行う、といった動作を単独
あるいは併用して、ＣＣＤリニアイメージセンサー１１
００への電力供給を増やす方向に制御を行う。

【００９４】図６はＣＣＤ駆動パルスの間欠駆動の１例
を表す。図６（ａ）において、１枚の読み取り時間が１
秒、原稿間の非読み取り時間が０.５秒とすると、２０
０枚の原稿を読み取る場合の総読み取り時間は、 （１＋０.５）×２００＝３００秒＝５分 となる。

【００９５】図６の（ｂ）は平均値Ｄの変化を示す。平
均値Ｄは、５０枚目で基準Ｄ0−０.２５ＬＳＢを下回
り、この時、コントローラ３０１０は電力供給過剰と判
断し、ＣＣＤ駆動パルスの間欠駆動を開始する（図６
（ｃ））。

【００９６】間欠駆動では、図６（ａ）の拡大図に示す
ように、原稿間で駆動パルスを停止するため、ドライバ
ーからの供給電力は時間方向に平均すると約２／３に抑
えることが出来る。

【００９７】これでも平均値Ｄと基準値Ｄ0との差が縮
まらない場合には、間欠駆動による制御に加え、ドライ
バーへの駆動電圧を下げる、ＣＣＤの電源電圧を下げ
る、といった制御も行う。

【００９８】次に、平均値Ｄは上記電力制御により１０
０枚目で基準値Ｄ0と等しくなり、１５０枚目で基準Ｄ0
＋０.２５ＬＳＢを越える。

【００９９】この時に、コントローラ３０１０は電力供
給不足であると判断し、ＣＣＤ駆動パルスを常駆動に切
り替える。

【０１００】これでも平均値Ｄと基準値Ｄ0との差が縮
まらない場合には、常駆動による制御に加え、ドライバ
ーへの駆動電圧を上げる、ＣＣＤの電源電圧を上げる、
といった制御も行う。

【０１０１】なお、本実施形態では、平均値Ｄを一定の
範囲になるように制御する方法について説明したが、平
均値Ｄの代わりに、所定アドレス範囲内の最大値や最小
値を使用してもよい。

【０１０２】また、本実施形態では、イメージセンサー
としてＣＣＤラインイメージセンサーを使用している
が、イメージセンサーとして他のデバイス、例えば２次
元画像を読み取る２次元イメージセンサーを使用する形
態においても、オプティカルブラック部分の経時変化に
よるノイズ変動を抑えて、黒レベルの変動を抑えて、画
質劣化を抑えることは可能である。

【０１０３】また、本実施形態では、ドキュメントフィ
ーダーを併用して原稿を連続読み取りする場合について
説明したが、ドキュメントフィーダーを使用しない形態
や連続読み取りをしない形態、例えば手差し、について
も、原稿の読み取り信号レベルやそれを基にした演算値
に応じて電力可変手段を制御することにより、画像読み
取り信号に黒レベルの変動が発生することを抑えること
ができる。

【０１０４】また、本画像読み取り装置を用いる複写機
の場合には、黒レベルの変動が発生していない画像信号
によってレーザーダイオードをドライブし、該レーザー
光を感光体に露光等することによって、より高品位な被
複写紙を得ることができる。

【０１０５】

【発明の効果】原稿の読み取り信号レベルを検出する手
段と、イメージセンサーにおける消費電力を変化させる
消費電力可変手段と、前記原稿の読み取り信号レベルに
応じて、前記消費電力可変手段を制御する手段とを備え
るので、イメージセンサーのオプティカルブラック部分
の温度変動、暗電流ノイズ分布の変動を抑え、従って、
オプティカルブラック部分の信号レベルの変動を抑え、
よって、黒レベルの変動が無い高品位な画像信号を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明と従来例におけるスキャナー構成図であ
る。

【図２】本発明と従来例におけるＣＣＤリニアイメージ
センサー構成図である。

【図３】本発明と従来例における回路構成図である。

【図４】本発明と従来例におけるページメモリ内の１走
査線分の画像イメージとメモリーアドレスとの対応を表
す図である。

【図５】従来例におけるＣＣＤリニアイメージセンサー
の暗電流ノイズ分布の変化を表す図である。

【図６】本発明におけるＣＣＤ駆動パルスの間欠駆動を
表す図である。

【図７】本発明と従来例におけるＣＣＤリニアイメージ
センサー構成図である。

【図８】本発明と従来例におけるＣＣＤの転送レジスタ
の等価回路図である。

【図９】従来例のＣＣＤの電力消費分布を表す図であ
る。

【図１０】従来例の外周器を用いたＣＣＤリニアイメー
ジセンサーの放熱を表す図である。

【図１１】従来例のＣＣＤの暗電流ノイズ分布の変化を
表す図。

【符号の説明】

１０ ＣＣＤリニアイメージセンサー １１ フォトダイオード １２ シフトゲート １３ 転送レジスタ １４ 出力アンプ １５ 電源端子 ４０ 放熱板 １０００ スキャナー １０００ａ スキャナー本体 １０００ｂ ドキュメントフィーダー １００１ レンズユニット １００２ 第１反射ミラー １００３ 第２反射ミラー １００４ 第３反射ミラー １００５ ハロゲンランプ １００６ インプットトレー １００７ ピックアップローラー １００８ フィードローラー １００９ 流し読み用プラテンガラス １０１０ プラテンガラス １０１１ 排紙トレー １０１２ 第１ミラーユニット １０１３ 第２ミラーユニット １０１４ ステッピングモータ １０１５ 原稿 １１００ ＣＣＤリニアイメージセンサー ２０００ カラーＣＣＤリニアイメージセンサー ２００１ 赤用ＣＣＤリニアイメージセンサー ２００２ 青用ＣＣＤリニアイメージセンサー ２００３ 緑用ＣＣＤリニアイメージセンサー ２００１ａ〜ｃ 赤のオンチップカラーフィルターを備
えるリニアフォトダイオードアレー ２００２ａ〜ｃ 青のオンチップカラーフィルターを備
えるリニアフォトダイオードアレー ２００３ａ〜ｃ 緑のオンチップカラーフィルターを備
えるリニアフォトダイオードアレー ２００４ａ〜ｄ、２００５ａ〜ｄ、２００６ａ〜ｄ、２
００７ａ〜ｄ ＣＣＤシフトレジスタ ２１０１ａ〜ｄ、２１０２ａ〜ｄ、２１０３ａ〜ｄ、２
１０４ａ〜ｄ 出力アンプ ２１０６ａ〜ｄ アナログスイッチ ２２００〜２２０２、２２１５〜２２１７ トランスフ
ァーゲート ２２０３、２２０４、２２１３、２２１４ スイッチゲ
ート ２２０５〜２２１２ シフトゲート ３００１ アナログ信号処理部 ３００２ ＣＣＤ画素配列補正部 ３００３ ライン間距離補正部 ３００４ シェーディング補正部 ３００５ マスキング補正部 ３００６ 画像処理部 ３００７ ページメモリー ３００８ ＣＣＤドライバー ３００９ タイミング発生部 ３０１０ コントローラー ３０１１ ドライバー電源 ３０１２ ＣＣＤ電源

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 イメージセンサーを用いて画像を読み取
   る画像読み取り装置において、画像の読み取り信号レベ
   ルを検出する手段と、前記イメージセンサーにおける消
   費電力を変化させる消費電力可変手段と、を備えること
   を特徴とする画像読み取り装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の画像読み取り装置におい
   て、前記原稿の読み取り信号レベルに応じて、前記消費
   電力可変手段を制御する制御手段を備えることを特徴と
   する画像読み取り装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の画像読み取り装置におい
   て、前記消費電力可変手段として、前記イメージセンサ
   ーへの電源電圧を変化させることを特徴とする画像読み
   取り装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の画像読み取り装置におい
   て、前記消費電力可変手段として、前記イメージセンサ
   ーを駆動するドライバーへの駆動電源の電圧を変化させ
   ることを特徴とする画像読み取り装置。
5. 【請求項５】 請求項１記載の画像読み取り装置におい
   て、前記消費電力可変手段として、前記イメージセンサ
   ーを駆動するドライバーへの駆動電源のデューティーを
   変化させることを特徴とする画像読み取り装置。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか１項に記載の画
   像読み取り装置を用いたことを特徴とする複写機。