画像読取装置及び画像形成装置
【課題】ＣＣＤセンサの出力信号にオフセットを与えるためのコンデンサを所定の目標電圧まで短時間で充電することができるようにする。
【解決手段】出力信号にオフセットを与えるためのコンデンサと、入力するＣＣＤクランプ信号が示すタイミングでそのコンデンサ及びＣＣＤセンサ２０１の出力部に第１の所定電圧Ｖａを与えるクランプ回路とを備えたＣＣＤセンサ２０１と、そのＣＣＤセンサ２０１の下流に接続されるＡＣ結合コンデンサ２０３と、クランプゲート信号が示すタイミングで、第２の所定電圧をＡＣ結合コンデンサ２０３に供給してそのＡＣ結合コンデンサ２０３を充電するクランプ回路２０４とを備えた画像読取装置１０において、クランプ回路２０４により第２の所定電圧をＡＣ結合コンデンサ２０３に供給している間、ＣＣＤセンサ２０１の出力が一定の電圧に保たれるようにＣＣＤセンサ２０１を制御するようにした。
【解決手段】出力信号にオフセットを与えるためのコンデンサと、入力するＣＣＤクランプ信号が示すタイミングでそのコンデンサ及びＣＣＤセンサ２０１の出力部に第１の所定電圧Ｖａを与えるクランプ回路とを備えたＣＣＤセンサ２０１と、そのＣＣＤセンサ２０１の下流に接続されるＡＣ結合コンデンサ２０３と、クランプゲート信号が示すタイミングで、第２の所定電圧をＡＣ結合コンデンサ２０３に供給してそのＡＣ結合コンデンサ２０３を充電するクランプ回路２０４とを備えた画像読取装置１０において、クランプ回路２０４により第２の所定電圧をＡＣ結合コンデンサ２０３に供給している間、ＣＣＤセンサ２０１の出力が一定の電圧に保たれるようにＣＣＤセンサ２０１を制御するようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ラインイメージセンサであるＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサを備えた画像読取装置及びこの画像読取装置を画像読取手段として備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、原稿等の画像情報を読み取るために、ラインイメージセンサであるＣＣＤセンサが広く用いられている。
このＣＣＤセンサは一般的に、読み取り対象からの反射光強度に応じた電荷を蓄積する光電変換素子と、その光電変換素子が蓄積した電荷を順次画素毎に転送する電荷転送回路と、その電荷転送回路から出力される電荷をアナログ電圧信号に変換して出力する電荷電圧変換回路などを備えている。
【０００３】
そして、このようなＣＣＤセンサの後段には、一般的に、ＣＣＤセンサの出力から得られたアナログ電圧信号に対して種々のアナログ処理を行うと共に、デジタル画像信号へと変換するアナログ・フロント・エンド（ＡＦＥ）と呼ばれるアナログ処理用の各回路を集積化したＩＣが接続されており、そのＡＦＥとＣＣＤとの間には、ＡＣ結合用のコンデンサが直列に挿入されている。
【０００４】
そして、このコンデンサは、ＣＣＤセンサからのアナログ電圧信号にオフセットをもたせるために使用される。そして、このオフセットをもたせるためにコンデンサにはクランプ回路が接続されており、このクランプ回路に入力するクランプゲート信号がアサートされている期間に充電を行って、コンデンサに蓄えられる電荷を所定のクランプレベルにして、オフセットをもたせるようにしている。
なお、充電によりコンデンサにクランプレベルとして維持される電荷は、クランプレベルとクランプゲート信号のアサート期間の積分量となる。
【０００５】
ここで、原稿読み取りを行う際に、クランプ回路は、ＣＣＤセンサの主走査１ラインの読み取り期間を構成する有効画素期間、黒画素期間及び空転送期間のうち、有効画素期間を除く黒画素期間や空転送期間でクランプゲート信号をアサートしてコンデンサを充電し、主走査１ラインの読み取り毎のオフセットレベルを一定に保つようにしている。そして、このオフセットしたクランプレベルを画像データの黒レベルとしている。
【０００６】
しかし、画像読取装置の起動時には、コンデンサの電荷がない状態から充電を開始するため、クランプゲート信号の主走査１ライン中のアサート期間が短いと、クランプレベルまで充電するためには時間を要するという問題が以下の特許文献１に記載のように知られている。
そこで、特許文献１では、電源オンの直後には、クランプゲート信号のアサート期間を有効画素期間まで広げてクランプ期間を長くすることが提案されている（００４８）。また、この特許文献１では、有効画素期間においてＣＣＤから出力されるリセットノイズを含めてクランプ動作を行う手法と、有効画素期間においてＣＣＤから出力されるリセットノイズを除いた領域でクランプ動作を行う手法を提案している。
また、特許文献２には、上記特許文献１に記載の問題を解決するための別の手法が提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、ＣＣＤセンサ内部の詳細構成及びＣＣＤセンサ下流の詳細構成の一例について図６を参照しながら説明する。図６は、ＣＣＤセンサ２０１及びＡＦＥ２０５の内部ブロック図ならびにそれらの間の回路構成を示した図である。
まず、図６に示すように、ＣＣＤセンサ２０１は、フォトダイオード２０１ａ、電荷転送回路２０１ｂ、電荷電圧変換回路２０１ｃ、電荷リセット回路２０１ｄ、内蔵クランプ回路２０１ｅ及び緩衝増幅器２０１ｆを備えている。なお、以下の説明においてクランプするとは、信号のオフセットを予め設定されている所定の基準レベルに設定することを意味するものとする。このクランプは、例えば信号伝送路に直列に接続されたコンデンサを所定の電位差を持つように充電し、そのコンデンサを通して電気信号を伝送することによって実現できる、
【０００８】
ＣＣＤセンサ２０１に含まれる各素子のうち、フォトダイオード２０１ａは、読み取り対象からの反射光強度に応じた電荷を蓄積する光電変換素子である。このフォトダイオード２０１ａが主走査方向１ライン中に画素数分配列されている。
電荷転送回路２０１ｂは、画素数分配列されたフォトダイオード２０１ａと対応して画素数分配列された複数の転送レジスタからなり、フォトダイオード２０１ａから受け取った電荷を一時的に蓄積して後段の転送レジスタに順次画素毎に転送するための回路である。
【０００９】
電荷電圧変換回路２０１ｃは、電荷転送回路２０１ｂから出力される電荷をアナログ電圧信号に変換して出力する回路である。
電荷リセット回路２０１ｄは、電荷電圧変換回路２０１ｃの電荷をリセットする回路である。
【００１０】
内蔵クランプ回路２０１ｅは、基準電位Ｖａを供給するための電源、スイッチ及びコンデンサから構成され、コンデンサを充電することにより、そのコンデンサを通る電気信号をクランプするための回路である。
ここで、ＣＣＤクランプ信号がアサートされるとスイッチがオンになり、コンデンサの下流（図で右側）の電極が基準電位Ｖａとなり、このアサート期間における上流の電極の電位との電位差（電圧）によって充電が行われる。
【００１１】
例えば、ＣＣＤクランプ信号がアサート期間中に電荷電圧変換回路２０１ｃにより出力される電位が一定のＶｂだった場合、コンデンサにかかる電圧はＶａ−Ｖｂとなり、十分な時間が経過するとこの電圧に応じた電荷が充電される。
そして、充電後に内蔵クランプ回路２０１ｅのスイッチを切ると、コンデンサは、電圧Ｖａ−Ｖｂをもった電圧源として働き、スイッチを切った後も電荷電圧変換回路２０１ｃからの出力が一定のＶｂだった場合、コンデンサの放電量が無視できる程度の期間においてはコンデンサ下流の電位はＶａとなる。
【００１２】
同様に、電荷電圧変換回路２０１ｃの出力にリセット電位や画像信号が乗り、電圧が変動した場合でも、その電圧に、コンデンサに充電された電荷量に応じたオフセットを与えることができる。
緩衝増幅器２０１ｆは、ＣＣＤセンサ２０１の出力段に設けて、後段からの逆流や負荷変動の影響を吸収するためのものである。
【００１３】
次に、バッファ２０２は、ＣＣＤセンサ２０１とＡＦＥ２０５の間のインピーダンス整合を行うためのものである。
なお、このバッファ２０２としては、例えばＮＰＮ型のバイポーラトランジスタを用いたエミッタフォロアなどにより構成するとよい。エミッタフォロアは、入力インピーダンスが高く、出力インピーダンスが低いことから、ＣＣＤセンサ２０１とＡＦＥ２０５の間に挿入して、ＡＦＥ２０５の入力段における低いインピーダンスと整合をとることができる。
【００１４】
ＡＣ結合コンデンサ２０３は、両端の電極の電位差によりＣＣＤ出力信号（ＡＦＥ２０５の入力側の電位）にオフセットを与えるためのコンデンサである。
クランプ回路２０４は、電源電圧Ｖｃｃと二つの抵抗とスイッチから構成され、タイミング信号生成回路２１０により供給されるクランプゲート信号がアサートされたときにスイッチをＯＮすることにより、ＡＣ結合コンデンサ２０３を充電して、ＣＣＤ出力信号の電位を所望の電位にクランプするための回路である。
この充電は、クランプ回路２０４の２つの抵抗の比により分圧された電位Ｖｃｃ′と、クランプゲート信号のアサート期間に出力されるＣＣＤからのアナログの電位との電位差でＡＣ結合コンデンサ２０３の両端の端子間に電圧をかけて行う。
【００１５】
ＡＦＥ２０５は、サンプルホールド回路２０６、図示しない可変ゲインアンプ及びＡ／Ｄコンバータ等を備え、それら回路を集積化したＩＣである。なお、ＡＦＥ２０５内部の回路としては、説明の便宜上、サンプルホールド回路２０６のみ示している。
このサンプルホールド回路２０６は、Ａ／Ｄ変換を行う対象のアナログ電圧信号をサンプリングしてそのアナログ電圧信号を一時的に保持しておくための回路である。
【００１６】
タイミング信号生成回路２１０は、制御部２１１′により設定されるタイミング設定に従ってＣＣＤセンサ２０１及びクランプ回路２０４に供給する信号の立ち上がりあるいは立ち下がりを制御して各回路の動作タイミングをとるためのものである。
ここで、供給する信号の立ち上がり、立ち下がりを制御するとは、ＣＣＤセンサ２０１に対してはＣＣＤシフト信号、ＣＣＤ駆動信号、ＣＣＤリセット信号及びＣＣＤクランプ信号のアサート又はネゲートタイミングを制御することを意味し、クランプ回路２０４に対しては、クランプゲート信号のアサート又はネゲートタイミングを制御することを意味するものとする。
制御部２１１′は、タイミング信号生成回路２１０にタイミング設定を行ってＣＣＤセンサ２０１やクランプ回路２０４の動作タイミングを制御する制御手段である。
【００１７】
次に、原稿読み取りの際に行うクランプ動作の一例について図７及び図８を参照しながら説明する。図７は、原稿読み取りの際にＣＣＤセンサ２０１及びクランプ回路２０４に入力される信号のタイミングチャートであり、図８は、図７のＣＣＤ出力及びクランプゲート信号の黒画素期間における部分的な拡大図である。
【００１８】
なお、黒画素期間とは、主走査方向１ラインに画素数分配列されたフォトダイオード２０１ａのうち、何画素か分を光学的にマスクして光を遮光しておき、そのマスクした部分のフォトダイオードから電荷を取り出す期間をいう。このため、黒画素期間における出力の信号レベルは、基本的に原稿の黒画像を読み取ったときの出力の信号レベルと等しくなる。
また、原稿読み取りの際におけるクランプ動作は、制御部２１１′がタイミング信号生成回路２１０を、図７のタイミングチャートに示したタイミングで各制御信号を出力するよう制御することにより実現される。
【００１９】
図６に示したように、ＣＣＤセンサ２０１に入力する信号としては、ＣＣＤシフト信号、ＣＣＤ駆動信号、ＣＣＤリセット信号及びＣＣＤクランプ信号があり、クランプ回路２０４に入力する信号としては、クランプゲート信号がある。そして、これらの信号の立ち上がり、あるいは立ち下がりによりＣＣＤセンサ２０１の駆動制御ならびにＡＣ結合コンデンサ２０３への充電タイミングの制御が行われる。また、図７には、ＣＣＤ出力のアナログ電圧信号の変化も示す。このＣＣＤ出力は、図６に示したＣＣＤ出力に表れるアナログ電圧信号の変化と同じものである。
また、図中では、主走査方向１ラインの読み取り期間を構成する黒画素期間、有効画素期間及び空転送期間のうち黒画素期間で充電を行う場合を示しており、空転送期間については説明の便宜上省略している。
【００２０】
ＣＣＤセンサ２０１に入力される各信号のうち、ＣＣＤシフト信号は、フォトダイオード２０１ａにそれぞれ蓄積された電荷を、電荷転送回路２０１ｂの転送レジスタにシフトさせるための信号である。このＣＣＤシフト信号をアサートすることにより、１ラインに画素数分配列されたフォトダイオード２０１ａから、電荷が全て電荷転送回路２０１ｂの転送レジスタ側にシフトする。
【００２１】
ＣＣＤ駆動信号は、ＣＣＤセンサ２０１の電荷転送回路２０１ｂの転送レジスタに蓄積された電荷を後段にある転送レジスタに順次画素毎に転送していくための２相駆動の信号である。
ＣＣＤリセット信号は、電荷リセット回路２０１ｄを駆動させて、電荷電圧変換回路２０１ｃの電荷をリセットするための信号である。
ＣＣＤクランプ信号は、内蔵クランプ回路２０１ｅのスイッチをＯＮにしてコンデンサを充電するための信号である。
【００２２】
そして、図７に示すタイミングでＣＣＤセンサ２０１を駆動した場合、まずＣＣＤシフト信号の立ち上がりにより（矢印Ａ部分）、１ラインに画素数分配列されたフォトダイオード２０１ａから、電荷が全て電荷転送回路２０１ｂの転送レジスタ側にシフトする。
次に、ＣＣＤリセット信号の立ち上がりにより（矢印Ｂ部分）、電荷電圧変換回路２０１ｃの電荷をリセットする。電荷をリセットすると、ＣＣＤ出力にはリセットノイズが現れる（矢印Ｃ部分）。なお、図中のリセットノイズは全て同じ波形を示しているが、実際は鋭いスパイクをもったランダムノイズである。
【００２３】
次に、ＣＣＤクランプ信号の立ち上がりにより（矢印Ｄ部分）、内蔵クランプ回路２０１ｅのスイッチがオンになるため、ＣＣＤ出力は基準電位のＶａとなる（矢印Ｅ部分）。その後、ＣＣＤ駆動信号の立ち下がりのタイミングで（矢印Ｆ部分）、最終段の転送レジスタに溜まった電荷が電荷電圧変換回路２０１ｃによりアナログ電圧信号に変換されて、Ｖａにマイナスに重畳されてＣＣＤ出力にあらわれる（矢印Ｇ部分）。なお、ＣＣＤクランプ信号は、ＣＣＤ駆動信号と同時に立ち下がる。
【００２４】
これら信号の入力を繰り返すことにより、黒画素期間においては、原稿の黒画像を読み取った際に得られるアナログ電圧信号に相当するアナログ電圧信号を順次画素毎に取り出すようにしている。なお、黒画素期間におけるこの黒画像の読み取りに対応するアナログ電圧信号は、画素毎にほぼ一定である。
【００２５】
一方で有効画素期間においては、ＣＣＤセンサ２０１に入力される各信号のタイミングは黒画素期間と同じであり、異なる点はＣＣＤ駆動信号の立ち下がりのタイミングでＣＣＤ出力に表れるアナログ電圧信号が、原稿からの反射光強度に応じたアナログ電圧信号である点である（矢印Ｈ部分）。なお、原稿からの反射光強度に応じたアナログ電圧は、図中では全ての画素で同じだが、実際は反射光量に応じて異なるものである。
【００２６】
ここで、図８に、図７のＣＣＤ出力及びクランプゲート信号の黒画素期間における部分的な拡大図を示す。図８に示すように、黒画素期間におけるＣＣＤ出力は、（１）で示すリセットノイズと、（２）で示すフィードスルーレベルと、（３）で示す黒画素の信号領域とが１セットになって、これら信号が画素毎に連続して現れる。
【００２７】
なお、（２）で示すフィードスルーレベルとは、ＣＣＤリセット信号により電荷電圧変換回路２０１ｃの電荷がリセットされた後から、ＣＣＤ駆動信号が立ち下がってアナログ電圧信号が入力される前までの期間であるフィードスルー期間でのレベルを示すものである。このフィードスルー期間においては図７に示すようにＣＣＤクランプ信号をアサートするようにしているので、ＣＣＤセンサ２０１が図６の構成である場合、フィールドスルーレベルはＶａとなる。
【００２８】
一方、図８に示すように、クランプゲート信号は、黒画素の信号領域に合わせてアサートし、この黒画素の信号領域におけるアナログ電圧と、Ｖｃｃ′とでＡＣ結合コンデンサ２０３に電位差をかけて充電を行い、黒画素の信号電圧を基準としたオフセット量を定めることができる。このため、有効画像領域において黒画素を読み取った場合のＡＦＥ２０５への入力画像信号の電圧はＶｃｃ′となり、黒ではない画素を読み取った場合には明るさに応じてＶｃｃ′から離れた信号となり、ＡＦＥ２０５において、Ｖｃｃ′を基準として各画素の画素値を求めることができる。
【００２９】
以上、図７及び図８を参照しながら説明したクランプ動作の例では、原稿読み取りの際に、各画素と対応するタイミングで（例えば１画素毎に）、ＣＣＤ駆動信号、ＣＣＤリセット信号及びＣＣＤクランプ信号をＣＣＤセンサ２０１に入力しつつ、そのＣＣＤセンサ２０１から黒画素と対応するアナログ電圧信号が出力されるタイミングで、クランプ回路２０４がＶｃｃ′をＡＣ結合コンデンサ２０３に印加してＡＣ結合コンデンサ２０３を充電するようにＣＣＤクランプ信号を制御するようにしている。
【００３０】
このことにより、黒画素期間における黒画素の信号領域に合わせてＡＣ結合コンデンサ２０３の充電を行うことができる。そして、ＡＣ結合コンデンサ２０３を通るＣＣＤセンサ２０１の出力信号のオフセットを、黒画素の信号領域における出力信号電圧を基準とした所定の基準レベルにすることができる。
このようなクランプのためのＡＣ結合コンデンサ２０３の充電動作を、以下「通常クランプ動作」と呼ぶことにする。
【００３１】
しかしながら、背景技術の項で説明したように、画像読取装置の起動時には、ＡＣ結合コンデンサ２０３の電荷がない状態から充電を開始するため、起動時に図７及び図８で説明した通常クランプ動作を行っても、クランプゲート信号のアサート期間が短いので、ＡＣ結合コンデンサ２０３を充電するには時間を要するという問題があった。
【００３２】
そして、この問題を解決するために、画像読取装置の起動時に、例えばクランプゲート信号のアサート期間を主走査１ラインの読み取り期間の全域とし、充電期間の比率を高めることによって、充電期間を短縮する手法が考えられる。この手法を「ベタクランプ動作」と呼ぶことにする。
【００３３】
ここで、上記ベタクランプ動作の例について図９及び図１０を参照しながら説明する。図９は、ベタクランプ動作を行った場合の図７と対応するタイミングチャートを示した図であり、図１０は、ベタクランプ動作を行った場合のＣＣＤ出力及びクランプゲート信号の黒画素期間における部分的な拡大図である。
【００３４】
この図９において、ＣＣＤセンサ２０１に入力する各信号の入力タイミング及びＣＣＤ出力に表れるアナログ電圧信号の変化は、図７の通常クランプ動作のタイミングチャートと同様であり、異なる点は、黒画素の信号領域だけでなく、ＡＣ結合コンデンサ２０３に高速に充電を行うために、全期間でクランプゲート信号をアサートするようにした点である。
【００３５】
ベタクランプ動作の場合、全期間でクランプゲート信号をアサートするため、図１０の拡大図に示すように、黒画素期間においては、ＣＣＤ出力の（１）リセットノイズ、（２）フィードスルーレベル及び（３）黒画素の信号領域の各期間にそれぞれの電圧がＡＣ結合コンデンサ２０３の上流側の電極に印加される。また、これ以外に、有効画素期間におけるＣＣＤ出力のリセットノイズ、フィールドスルーレベル及び原稿からの反射光強度に応じた信号領域の各電圧もＡＣ結合コンデンサ２０３の上流側の電極に印加される。このため、クランプゲート信号をアサートしている期間においては、ＡＣ結合コンデンサ２０３の上流側の電極の電位が時々刻々と変化することになる。
【００３６】
一方で、ＡＣ結合コンデンサ２０３の下流側の電極には、クランプゲート信号がアサートされてクランプ回路２０４のスイッチがＯＮしているため、一定のＶｃｃ′が印加されることになる。このため、最終的にＡＣ結合コンデンサ２０３に与えられる電位差は、上流側に印加される時々刻々と変化する信号の平均レベルの電位と、下流側の電極に印加される一定電位Ｖｃｃ′との電位差となり（破線）、これがオフセットレベルとなる。
【００３７】
以上のようなベタクランプ動作を行うことにより、主走査１ライン中の充電時間を長くすることができるため、図７及び図８で説明した通常クランプ動作の場合より、短時間でＡＣ結合コンデンサ２０３を充電することができる。
【００３８】
しかしながら、このベタクランプ動作では、アサート期間中に時々刻々と変化する上流側の信号の平均レベルの電位と、下流側の電極に印加される一定電位Ｖｃｃ′との電位差がオフセットレベルとなるため、このオフセットレベルは黒画素の信号領域と対応するオフセットレベルとずれたレベルとなる。
また、有効画素期間における反射光強度に応じた信号領域は、外来光によって信号のレベルが変化するため、例えば起動時に画像読取装置のカバーが開いた状態でベタクランプ動作を実行するような場合、オフセットレベルが黒画素の信号領域と大きくずれる可能性がある。また、リセットノイズによっても大きくずれる可能性がある。
【００３９】
このため、ベタクランプ動作後にオフセットレベルがある程度まで収束した後に、通常クランプ動作に切り替えてオフセットレベルのずれを徐々に補正する必要がある。
しかし、ずれの程度によっては黒画素の信号領域に対応した正常なオフセットレベルに安定するまでの時間が長くなり、起動後に原稿画像の読み取りが可能になるまでの時間が長くなるという問題があった。
【００４０】
この点について、背景技術の項で説明した特許文献１では、クランプゲート信号のアサート期間を有効画素期間まで広げた際に、ＣＣＤから出力されるリセットノイズを除いた領域でクランプ動作を行うことが提案されており、この手法を適用すれば、リセットノイズによってオフセットレベルが正常なオフセットレベルと大きくずれるということはないと考えられる。
【００４１】
しかし、特許文献１の手法では、有効画素期間の反射光強度に応じた信号領域を用いてクランプ動作を行うため、画像読取装置の状態によっては外来光が入射され、オフセットレベルが黒画素の信号領域に対応するものと大きくずれる可能性がある。このため、特許文献１に開示された発明を適用しても上記問題は解決できていない。
【００４２】
そこで、この発明は、このような問題を解決し、ＣＣＤセンサを備えた画像読取装置において、ＣＣＤセンサの出力信号にオフセットを与えるためのコンデンサを所定の目標電圧まで短時間で充電することができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００４３】
この発明は、上記の目的を達成するため、読み取り対象からの反射光強度に応じた電荷を蓄積する光電変換素子と、入力する駆動信号が示すタイミングで上記光電変換素子が蓄積した電荷を順次転送する電荷転送回路と、上記電荷転送回路から出力される電荷をアナログ電圧信号である画像信号に変換して出力する電荷電圧変換回路と、入力するリセット信号が示すタイミングで上記電荷電圧変換回路の電荷をリセットするリセット回路と、出力信号にオフセットを与えるためのコンデンサと、入力するＣＣＤクランプ信号が示すタイミングでそのコンデンサ及びそのＣＣＤセンサの出力部に第１の所定電圧を与えるクランプ回路とを備えたＣＣＤセンサと、上記ＣＣＤセンサの下流に接続され、上記ＣＣＤセンサの出力信号にオフセットを与えるためのコンデンサと、クランプ信号が示すタイミングで第２の所定電圧を上記コンデンサに供給するクランプ制御手段とを備えた画像読取装置において、上記クランプ制御手段が上記第２の所定電圧を上記コンデンサに供給している間、上記クランプ回路又は前記コンデンサに上記第１の所定電圧を上記ＣＣＤセンサの出力端子に供給させつつ、上記電荷の転送及びリセットが起こらないように、上記駆動信号、上記リセット信号、及び上記ＣＣＤクランプ信号を制御する第１のクランプ制御手段を設けたものである。
【発明の効果】
【００４４】
以上のようなこの発明の画像読取装置によれば、ＣＣＤセンサを備えた画像読取装置において、ＣＣＤセンサの出力信号にオフセットを与えるためのコンデンサを所定の目標電圧まで短時間で充電することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】この発明の一実施形態である画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】図１に示した画像形成装置が備える画像読取装置の概略構成を示す図である。
【図３】図２に示した画像読取装置のハードウェア構成を示したブロック図である。
【図４】図２に示した画像読取装置の第１のクランプ動作においてＣＣＤセンサ及びクランプ回路に入力される信号のタイミングチャートである。
【図５】図４の部分的な拡大図である。
【図６】ＣＣＤセンサ及びＡＦＥの内部ブロック図ならびにそれらの間の回路構成を示した図である。
【図７】原稿読み取りの際にＣＣＤセンサ及びクランプ回路に入力される信号のタイミングチャートである。
【図８】図７のＣＣＤ出力及びクランプゲート信号の黒画素期間における部分的な拡大図である。
【図９】ベタクランプ動作を行った場合の図７と対応するタイミングチャートである。
【図１０】ベタクランプ動作を行った場合のＣＣＤ出力及びクランプゲート信号の黒画素期間における部分的な拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
以下、この発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。
まず、この発明の一実施形態である画像形成装置の概略構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、その画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【００４７】
図１において、画像形成装置１００は、画像読取装置１０及び本体部２０を備えている。なお、図中破線で示すＲは、原稿からの反射光の光路を示しており、Ｌは書き込み用のレーザ光の光路を示している。
このうち、画像読取装置１０は、原稿を自動搬送してシートスルー読み取りを行うことができる画像読取装置である。この画像読取装置１０の詳細な構成については後述する。
【００４８】
本体部２０は、給紙ユニット２１、搬送ユニット２２、レジストローラ２３、画像形成ユニット２４、書き込みユニット２５、搬送ベルト２６、定着ユニット２７、排紙ユニット２８及び排紙トレイ２９を備えている。
このうち、給紙ユニット２１は、３段ある各トレイにそれぞれ設けられた３つの給紙部からなり、各トレイに積載された原稿のうち最上面にある原稿を、いずれかの給紙部により一枚繰り出して搬送ユニット２２に給紙する給紙手段である。
【００４９】
搬送ユニット２２は、複数の搬送ローラ及び図示しないガイド板などからなり、給紙ユニット２１から給紙された原稿をレジストローラ２３まで搬送するための搬送手段である。
レジストローラ２３は、搬送ユニット２２により搬送された原稿をいったん突き当てて止めることによりスキュー補正を行うとともに、スキュー補正後の原稿を、画像形成ユニット２４の感光体ドラムと搬送ベルト２６との間のニップ部に対して感光体ドラムに現像されたトナー像がくるタイミングに合わせて送り込むためのローラである。
【００５０】
画像形成ユニット２４は、感光体ドラム、この感光体ドラム表面を所定の電位に帯電するためのチャージャ、書き込みユニット２５により形成された静電潜像に対してトナー像を現像させるための現像部などを一体として備えた画像形成手段である。
書き込みユニット２５は、画像読取装置１０で読み取った画像情報に応じたレーザ光Ｌを、帯電した感光体ドラム表面に照射して露光し、これによって感光体ドラム表面に静電潜像を形成するためのものである。
【００５１】
搬送ベルト２６は、感光体ドラムと等速で回転し、トナー像転写後の原稿を定着ユニット２７に搬送するためのものである。
定着ユニット２７は、定着ローラと加圧ローラからなり、搬送ベルト２６により搬送された原稿を加熱加圧することにより原稿上の未定着トナーを定着させるための定着手段である。
排紙ユニット２８は、定着後の原稿を排紙トレイ２９にまで導くための排紙手段であり、排紙トレイ２９は、排紙された原稿を積載保持するためのものである。
【００５２】
以上のような画像形成装置１００において、原稿に画像形成を行う場合、まずいずれかのトレイに積載された原稿のうち最上面にある原稿１枚を、給紙ユニット２１で給紙し、搬送ユニット２２によってレジストローラ２３に当接する位置まで搬送される。
一方、画像読取装置１０で読み取られた画像情報は、書き込みユニット２５からのレーザ光Ｌによって感光体ドラムに書き込まれ、現像部を通過することによってトナー像が形成される。
【００５３】
そして、原稿は、現像されたトナー像が転写位置にくるタイミングに合わせてレジストローラにより搬送され、感光体ドラムの回転と等速で回転する搬送ベルト２６によって搬送されながら、感光体ドラム上のトナー像が原稿に転写されていく。
その後、定着ユニット２７にて未定着トナーを定着させ、排紙ユニット２８にて排紙トレイ２１９に排紙される。
【００５４】
次に、画像読取装置１０の詳細構成について図２を参照しながら説明する。なお、この画像読取装置１０は、単体装置として構成することもできる。図２は、その画像読取装置の概略構成を示す図である。
図２において、この画像読取装置１０は、自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）１１、シートスルー読み取り用スリット１２、コンタクトガラス１３、基準白板１４、第１キャリッジ１５、第２キャリッジ１６、レンズユニット１７、及びＣＣＤセンサ２０１を備えている。なお、図中破線で示すＲは、原稿からの反射光の光路を示している。なお、ＣＣＤセンサ２０１は、図７に示したＣＣＤセンサ２０１と同じものであるので、その説明を省略する。
【００５５】
このうち、ＡＤＦ１１は、原稿台に載置された原稿Ｐ１を１枚ずつ順次自動的に給紙して搬送するための自動搬送手段である。
シートスルー読み取り用スリット１２は、ＡＤＦ１１により自動搬送される原稿Ｐ１を読み取るための読み取り位置であって、光源１５ａからの照射光が通過する隙間である。なお、シートスルー読み取り用スリット１２は、光源１５ａからの照射光を透過する部材（例えばガラス）にしてもよい。
【００５６】
コンタクトガラス１３は、原稿Ｐ２を載置するためのものである。
基準白板１４は、後述するＡ／Ｄコンバータ２０７（図３参照）のダイナミックレンジを有効利用するために、ＣＣＤセンサ２０１から出力される信号レベルを所定の基準レベルに調整するために原稿の読み取りに先立って読み取られる基準部材である。
【００５７】
第１キャリッジ１５は、原稿露光用の光源１５ａ及び第１反射ミラー１５ｂを含んでおり、図示しないステッピングモータにより駆動され、コンタクトガラス１３上に載置された原稿Ｐ２を矢示Ａ方向（副走査方向）に移動しながら光学走査することができる。また、シートスルー読み取り用スリット１２の読み取り位置に停止して、ＡＤＦ１１により自動搬送される原稿Ｐ１の画像読み取りに用いることもできる。
なお、光源としては、ＬＥＤや蛍光ランプなど公知の照明手段を用いることができる。
【００５８】
第２キャリッジ１６は、第２反射ミラー１６ａと第３反射ミラー１６ｂとを含んでおり、第１キャリッジ１５と同様に図示しないステッピングモータにより駆動され、第１キャリッジ１５に追随して矢示Ａ方向に移動するものである。
レンズユニット１７は、第１反射ミラー１５ｂから第３反射ミラー１６ｂに順次反射偏向された反射光をＣＣＤセンサ２０１に集光して結像させるためのものである。
【００５９】
このような画像読取装置１０において、コンタクトガラス１３に載置された原稿Ｐ２の画像を読み取る場合、光源１５ａを点灯し、第１キャリッジ１５及び第２キャリッジ１６を図示しないステッピングモータにより右方向に移動走査して原稿Ｐ２を読み取る。
一方、ＡＤＦ１１により搬送される原稿Ｐ１を読み取る場合、光源１５ａを点灯し、第１キャリッジ１５をシートスルー読み取り用スリット１２の読み取り位置にて停止した状態で待機しておく。そして、ＡＤＦ１１の複数のローラによって原稿Ｐ２を矢印Ｂの方向へガイドすることで、シートスルー読み取り用スリット１２の位置において原稿Ｐ２を走査する。
【００６０】
これら何れの読み取り方式においても、光源１５ａにより照明された原稿からの反射光を、第１反射ミラー１５ｂから第３反射ミラー１６ｂへ順次反射偏向させて、レンズユニット１７に導き、ＣＣＤセンサ２０１の受光面上に縮小結像させ、光電変換によりアナログ電圧を出力するようにしている。そして、ＣＣＤセンサ２０１からのアナログ電圧をＡＦＥ２０５にＩＣ化された様々な回路により処理することでデジタルの画像データを得るようにしている。
【００６１】
次に、画像読取装置１０内部のハードウェア構成について図３を参照しながら説明する。
図３は、その画像読取装置１０のハードウェア構成を示したブロック図である。なお、図３におけるハードウェア構成において、図６と同じものについては同じ符号を付している。
図３に示すように、画像読取装置１０は、内部のハードウェアとして、ＣＣＤセンサ２０１、バッファ２０２、ＡＣ結合コンデンサ２０３、クランプ回路２０４、ＡＦＥ２０５、タイミング信号生成回路２１０及び制御部２１１を備えている。
【００６２】
これらのうち、ＣＣＤセンサ２０１については、図６に示したものと同じものであり、その内部構成も同じものである。すなわち、図３に示すＣＣＤセンサ２０１は、内部にフォトダイオード２０１ａ、電荷転送回路２０１ｂ、電荷電圧変換回路２０１ｃ、電荷リセット回路２０１ｄ、内蔵クランプ回路２０１ｅ及び緩衝増幅器２０１ｆを備えており、これら各回路にタイミング信号生成回路２１０から対応する各信号（ＣＣＤシフト信号、ＣＣＤ駆動信号、ＣＣＤリセット信号及びＣＣＤクランプ信号）が供給されている。
また、バッファ２０２、ＡＣ結合コンデンサ２０３及びクランプ回路２０４は、図６に示したものと同じものなので、その説明を省略する。
【００６３】
ＡＦＥ２０５も、基本的には図６に示したものと同じものであるが、図３においては、サンプルホールド回路２０６以外に、可変ゲインアンプ２０７、Ａ／Ｄコンバータ２０８及び画像処理部２０９の各回路をＩＣ化している。
このうち、可変ゲインアンプ２０７は、サンプルホールド後のアナログ電圧信号を設定したゲイン（増幅率）で増幅する可変増幅器である。設定するゲインは、画像読取装置の起動時に基準白板１４を読み取って得られたアナログ電圧信号のレベルが目標とする白レベルになるように定める。このようにゲインを定めることで、Ａ／Ｄコンバータ２０８のダイナミックレンジを広く利用することができる。
【００６４】
Ａ／Ｄコンバータ２０８は、可変ゲインアンプ２０７によって増幅されたアナログ電圧信号をデジタル信号に変換するための回路である。
画像処理部２０９は、Ａ／Ｄコンバータ２０８から出力されたデジタル信号に対して、シェーディング補正やガンマ補正等の各種データ処理を行い、画像データを生成するためのものである。この画像データは、画像形成装置１００の書き込みユニット２５へ送信して画像形成に用いる、制御部２１１を介して図示しない記憶部に保存する、外部装置へ送信する等の種々の用途に用いることができる。
【００６５】
タイミング信号生成回路２１０は、図６に示したものと対応するものであり、この図３においては、ＣＣＤセンサ２０１、クランプ回路２０４以外にＡＦＥ２０５のサンプルホールド回路２０６、Ａ／Ｄコンバータ２０８及び画像処理部２０９にも各回路の動作タイミングをとるための信号を入力するようにしている。このことにより、ＡＦＥ２０５のサンプルホールド回路２０６がアナログ画像信号に対してサンプルホールドを行うタイミング、Ａ／Ｄコンバータ２０８がＡ／Ｄ変換を行うタイミング、画像処理部２０９が画像処理を行うタイミングもそれぞれ制御するようにしている。
【００６６】
制御部２１１は、タイミング信号生成回路２１０にタイミング設定を行ってＣＣＤセンサ２０１やクランプ回路２０４等の動作タイミングを制御する制御手段であって、可変ゲインアンプ２０７にゲイン設定を行い、かつ画像処理部２０９が行う種々の画像処理を制御して、画像読取装置１０が読み取った原稿の画像データを得るためのものである。
なお、この実施形態においては、制御部２１１は、画像読取装置１０を制御するだけでなく、本体部２０の図示しないモータやセンサ等を適宜制御して、プリント用の原稿の給紙搬送、転写、定着及び排紙等も行い画像形成装置１００全体を制御するものとする。
【００６７】
以上図２及び図３により説明した画像読取装置１０において、一つの特徴的な点は、クランプ動作のために行うＡＣ結合コンデンサ２０３の充電時の各信号の制御である。
そこで、以下この点に関連して、画像読取装置１０が行うクランプ動作の一例について、図４及び図５を参照しながら説明する。
図４は、画像読取装置１０の第１のクランプ動作においてＣＣＤセンサ２０１及びクランプ回路２０４に入力される信号のタイミングチャートであり、図５は、図４の部分的な拡大図である。
なお、図４において示す、ＣＣＤセンサ２０１に入力する各信号及びＡＣ結合コンデンサ２０３に入力するクランプゲート信号の説明については、図７で説明した通りなので、その説明を省略する。
【００６８】
図４に示すように、第１のクランプ動作では、黒画素期間及び有効画素期間双方で、リセットノイズや有効画素期間に出力される反射光強度に応じたアナログ電圧信号の影響を受けないように、ＣＣＤシフト信号、ＣＣＤ駆動信号及びＣＣＤリセット信号をアサートしないようにするとともに、ＣＣＤクランプ信号のみアサートしてクランプ動作を実行するようにしている。
このような動作は、制御部２１１がタイミング信号生成回路２１０に対して所要のタイミング設定を行うことにより、行うことができる。
【００６９】
ここで、ＣＣＤクランプ信号がアサートされると、図６の内蔵クランプ回路２０１ｅのスイッチが閉じてコンデンサの下流の電極及びＣＣＤセンサ２０１の出力部に基準電位のＶａが印加される。この状態では、ＣＣＤセンサ２０１の出力電圧は、基準電位のＶａとなる。
また、このとき、ＣＣＤシフト信号、ＣＣＤ駆動信号及びＣＣＤリセット信号をいずれもアサートしていないので、コンデンサの上流側に電極に印加される電荷電圧変換回路２０１ｃからの出力は一定の電位となり、Ｖａとその一定の電位との電位差までコンデンサが充電される。
【００７０】
そして、コンデンサ充電後には、ＣＣＤクランプ信号がネゲートされて内蔵クランプ回路２０１ｅのスイッチがＯＦＦしても、電荷電圧変換回路２０１ｃからの出力が一定の電位だった場合、コンデンサの下流側の電位はＶａになって、ＣＣＤ出力として、ＣＣＤクランプ信号がアサートされている時と同じ電位Ｖａの信号が出力される。
なお、第１のクランプ動作においては、スイッチがＯＦＦした後、コンデンサの放電により徐々にフィードスルーレベルが下がることも考慮して、ＣＣＤクランプ信号を一定間隔で繰り返しアサートして再充電するようにしている。
【００７１】
このように、第１のクランプ動作では、ＣＣＤクランプ信号をアサートして所定電圧Ｖｃｃ′をＡＣ結合コンデンサ２０３に供給している間、ＣＣＤクランプ信号を一定間隔でアサートすることにより、アサート期間中は電源から、ネゲート期間中はコンデンサから、ＣＣＤセンサ２０１の出力に基準電位Ｖａを出力させることができる。
【００７２】
またこのとき、ＣＣＤ駆動信号とＣＣＤリセット信号をアサートしないようにしているため、クランプ回路２０１ｅが備えるコンデンサの上流側の電極には、一定のフィールドスルーレベルが印加される。このことにより、上述のように、ＣＣＤクランプ信号のネゲート中も、コンデンサから、ＣＣＤセンサ２０１の出力に基準電位Ｖａを出力せることができる。
【００７３】
そしてこのＣＣＤセンサ２０１の出力が、ＡＣ結合コンデンサ２０３の上流側の電極に供給される。
このためＡＣ結合コンデンサ２０３に対しては、両方の電極にそれぞれＶｃｃ′とＶａという一定の電圧を印加して充電を行うことができる。
【００７４】
このＶｃｃ′とＶａとで充電される充電電位によるオフセットレベルは、Ｖｃｃ′と黒画素の信号領域におけるアナログ電圧とで充電した充電電位による、黒レベルの基準として用いる正常なオフセットレベルと近くなる。これは、図８等に見られるように、フィードスルーレベルの値と黒画素の信号領域におけるアナログ電圧の値とが近いことによる。このため、図９及び図１０に示したような、リセットノイズや反射光強度に応じたアナログ電圧信号を含めて充電を行うベタクランプ動作と比較すると、オフセットレベルのずれを、リセットノイズや外来光の影響に依ることなく小さくすることができる。
【００７５】
しかも、この第１のクランプ動作の場合、フォトダイオード２０１ａからの電荷の転送が起こらないように制御しているので、たとえ画像読取装置１０のカバーが空いていてフォトダイオード２０１ａに光が入射するような状態であっても、外来光の影響を受けることがない。
【００７６】
このため、まず第１のクランプ動作によりＡＣ結合コンデンサ２０３の充電電圧を黒レベルの基準として用いることができる充電電圧に近づけた後に、この第１のクランプ動作を無効にして、図７及び図８に示した通常クランプ動作（第２のクランプ動作）に切り替えることで、ＡＣ結合コンデンサ２０３の充電電圧を、図９及び図１０に示したベタクランプ動作で行う場合よりも早く、黒レベルの基準として用いる充電電圧に合わせることができる。
従って、第１のクランプ動作を利用することにより、ＡＣ結合コンデンサ２０３の充電に要する時間を短縮することができ、ＡＣ結合コンデンサ２０３が放電している状態から原稿画像の読み取りが可能になるまでの時間を短縮することができる。
【００７７】
従って、ＡＣ結合コンデンサ２０３が放電していると考えられる画像読み取り装置の立ち上げ時にこの第１のクランプ動作を利用することが有用である。ここで、立ち上げ時とは、電源投入時や、省電力状態あるいは待機状態から読み取り可能状態への復帰時等である。
【００７８】
また、第１のクランプ動作では、ＣＣＤセンサ２０１の電荷の転送及びリセットを行わないので、ＣＣＤセンサ２０１を駆動するための消費電力が少なくて済む。
このため、この第１のクランプ動作を画像読取装置１０の立ち上げ時だけでなく、他の期間でも行うことで、ＣＣＤセンサ２０１の消費電力を削減することが考えられる。
【００７９】
例えば、画像読取装置１０の待機状態において第１のクランプ動作を行うことによって、ＡＣ結合コンデンサ２０３の充電電圧を、黒レベルの基準として用いることができる充電電圧に近い状態を維持しながら、ＣＣＤセンサ２０１の消費電力を低減することができる。なお、ここでいう待機状態とは、すぐに画像読取ができるようにスタンバイして待機している状態を意味するものとする。
【００８０】
このように待機状態でも、第１のクランプ動作を行うようにすることで、画像読取装置１０の電源をオフするまでのトータルの待機電力を削減することができる。
そして、原稿の読み取りを指示された場合に、第１のクランプ動作を無効にして、通常クランプ動作に切り換えることで、速やかに、ＡＣ結合コンデンサ２０３の充電電圧を、黒レベルの基準として用いる充電電圧に合わせることができる。
【００８１】
また、例えば原稿読み取りが終了した後については、タイマーなどの計時手段を設けて、原稿読み取り後の経過時間を測定し、所定時間以上経過した時に、通常クランプ動作を無効にして、第１のクランプ動作に戻すようにするとよい。
このようにすれば、ユーザがセットした原稿を連続して読み取るような場合に、１枚目の原稿を読み取った後すぐに第１のクランプ動作に戻ってしまうことがなく、通常クランプ動作のまま連続スキャンを実行できるので、次の原稿のスキャン開始までの時間を短縮することができる。第１のクランプ動作では、わずかとはいえ、ＡＣ結合コンデンサ２０３の充電電圧が黒レベルの基準として用いる充電電圧からずれるので、すぐに読み取りを行う場合には、通常クランプ動作を続けることが望ましい。
【００８２】
以上で実施形態の説明を終了するが、この発明において、画像読取装置１０の構成、制御部２１１がＣＣＤセンサ２０１及びクランプ回路２０４に入力する各信号の入力タイミング、第１のクランプ動作の開始タイミングが前述した実施形態で説明したものに限られないことはもちろんである。
【００８３】
例えば、図４のタイミングチャートでは、クランプゲート信号をアサートしている期間では、ＣＣＤシフト信号、ＣＣＤ駆動信号及びＣＣＤリセット信号を入力しないようにしているが、ＣＣＤシフト信号を入力しないようにすることは必須ではなく、少なくともＣＣＤ駆動信号及びＣＣＤリセット信号を入力しないようにすればよい。ＣＣＤシフト信号が入力されても、ＣＣＤ駆動信号が入力されない限り電荷の転送がなされないからである。
【００８４】
また、同じく図４のタイミングチャートでは、ＣＣＤクランプ信号は、通常クランプ動作と同様のタイミングでＣＣＤセンサ２０１の内蔵クランプ回路２０１ｅに入力するようにしているが、これは必須ではなく、クランプゲート信号をアサートしてＡＣ結合コンデンサ２０３に充電を行っている間、ＣＣＤ出力を一定のフィードスルーレベルに保つことができれば、図４に示したタイミング以外で入力しても構わない。
【００８５】
図４の例では、内蔵クランプ回路２０１ｅのコンデンサの放電を考慮して所定間隔でＣＣＤクランプ信号をアサートするようにしているが、例えば常にＣＣＤクランプ信号をアサートして一定のフィードスルーレベルを出力させたり、あるいは１度フィードスルーレベルにクランプした電位が放電などにより下がらないような場合は、１度だけＣＣＤクランプ信号を入力するようにしてもよい。
【００８６】
また、タイミング信号生成回路２１０に対して行う制御部２１１のタイミング設定が、制御部２１１のソフトウェア動作により行われる場合、タイミング信号生成回路２１０自体を、初期設定が図４に示した第１のクランプ動作を行うようなＩＣで構成することで、制御部２１１のソフトウェアが起動する前から第１のクランプ動作を実行することができ、電源オン時のクランプ時間をさらに短縮することができる。
【００８７】
また、ＣＣＤセンサ２０１を備えた画像読取装置１０を画像読取手段としてデジタル複写機、ファクシミリ装置、あるいはこれらの機能を複合した複合機等の画像形成装置に備えてもよいことはもちろんである。
また、上述した実施形態及び変形例の構成は、互いに矛盾しない範囲で任意に組み合わせて適用可能である。
【符号の説明】
【００８８】
１００：画像形成装置、１０：画像読取装置、１１：ＡＤＦ、１２：シートスルー読み取り用スリット、１３：コンタクトガラス、１４：基準白板、１５：第１キャリッジ、１６：第２キャリッジ、１７：レンズユニット、２０：本体部、２１：給紙ユニット、２２：搬送ユニット、２３：レジストローラ、２４：画像形成ユニット、２５：書き込みユニット、２６：搬送ベルト、２７：定着ユニット、２８：搬送ユニット、２９：排紙トレイ、２０１：ＣＣＤ、２０２：バッファ、２０３：ＡＣ結合コンデンサ、２０４：クランプ回路、２０５：ＡＦＥ、２０６：サンプルホールド回路、２０７：可変ゲインアンプ、２０８：Ａ／Ｄコンバータ、２０９：画像処理部、２１０：タイミング信号生成回路、２１１：制御部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８９】
【特許文献１】特開２００８−２３６２４７
【特許文献２】特許第３７７８４０２号
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ラインイメージセンサであるＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサを備えた画像読取装置及びこの画像読取装置を画像読取手段として備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、原稿等の画像情報を読み取るために、ラインイメージセンサであるＣＣＤセンサが広く用いられている。
このＣＣＤセンサは一般的に、読み取り対象からの反射光強度に応じた電荷を蓄積する光電変換素子と、その光電変換素子が蓄積した電荷を順次画素毎に転送する電荷転送回路と、その電荷転送回路から出力される電荷をアナログ電圧信号に変換して出力する電荷電圧変換回路などを備えている。
【０００３】
そして、このようなＣＣＤセンサの後段には、一般的に、ＣＣＤセンサの出力から得られたアナログ電圧信号に対して種々のアナログ処理を行うと共に、デジタル画像信号へと変換するアナログ・フロント・エンド（ＡＦＥ）と呼ばれるアナログ処理用の各回路を集積化したＩＣが接続されており、そのＡＦＥとＣＣＤとの間には、ＡＣ結合用のコンデンサが直列に挿入されている。
【０００４】
そして、このコンデンサは、ＣＣＤセンサからのアナログ電圧信号にオフセットをもたせるために使用される。そして、このオフセットをもたせるためにコンデンサにはクランプ回路が接続されており、このクランプ回路に入力するクランプゲート信号がアサートされている期間に充電を行って、コンデンサに蓄えられる電荷を所定のクランプレベルにして、オフセットをもたせるようにしている。
なお、充電によりコンデンサにクランプレベルとして維持される電荷は、クランプレベルとクランプゲート信号のアサート期間の積分量となる。
【０００５】
ここで、原稿読み取りを行う際に、クランプ回路は、ＣＣＤセンサの主走査１ラインの読み取り期間を構成する有効画素期間、黒画素期間及び空転送期間のうち、有効画素期間を除く黒画素期間や空転送期間でクランプゲート信号をアサートしてコンデンサを充電し、主走査１ラインの読み取り毎のオフセットレベルを一定に保つようにしている。そして、このオフセットしたクランプレベルを画像データの黒レベルとしている。
【０００６】
しかし、画像読取装置の起動時には、コンデンサの電荷がない状態から充電を開始するため、クランプゲート信号の主走査１ライン中のアサート期間が短いと、クランプレベルまで充電するためには時間を要するという問題が以下の特許文献１に記載のように知られている。
そこで、特許文献１では、電源オンの直後には、クランプゲート信号のアサート期間を有効画素期間まで広げてクランプ期間を長くすることが提案されている（００４８）。また、この特許文献１では、有効画素期間においてＣＣＤから出力されるリセットノイズを含めてクランプ動作を行う手法と、有効画素期間においてＣＣＤから出力されるリセットノイズを除いた領域でクランプ動作を行う手法を提案している。
また、特許文献２には、上記特許文献１に記載の問題を解決するための別の手法が提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、ＣＣＤセンサ内部の詳細構成及びＣＣＤセンサ下流の詳細構成の一例について図６を参照しながら説明する。図６は、ＣＣＤセンサ２０１及びＡＦＥ２０５の内部ブロック図ならびにそれらの間の回路構成を示した図である。
まず、図６に示すように、ＣＣＤセンサ２０１は、フォトダイオード２０１ａ、電荷転送回路２０１ｂ、電荷電圧変換回路２０１ｃ、電荷リセット回路２０１ｄ、内蔵クランプ回路２０１ｅ及び緩衝増幅器２０１ｆを備えている。なお、以下の説明においてクランプするとは、信号のオフセットを予め設定されている所定の基準レベルに設定することを意味するものとする。このクランプは、例えば信号伝送路に直列に接続されたコンデンサを所定の電位差を持つように充電し、そのコンデンサを通して電気信号を伝送することによって実現できる、
【０００８】
ＣＣＤセンサ２０１に含まれる各素子のうち、フォトダイオード２０１ａは、読み取り対象からの反射光強度に応じた電荷を蓄積する光電変換素子である。このフォトダイオード２０１ａが主走査方向１ライン中に画素数分配列されている。
電荷転送回路２０１ｂは、画素数分配列されたフォトダイオード２０１ａと対応して画素数分配列された複数の転送レジスタからなり、フォトダイオード２０１ａから受け取った電荷を一時的に蓄積して後段の転送レジスタに順次画素毎に転送するための回路である。
【０００９】
電荷電圧変換回路２０１ｃは、電荷転送回路２０１ｂから出力される電荷をアナログ電圧信号に変換して出力する回路である。
電荷リセット回路２０１ｄは、電荷電圧変換回路２０１ｃの電荷をリセットする回路である。
【００１０】
内蔵クランプ回路２０１ｅは、基準電位Ｖａを供給するための電源、スイッチ及びコンデンサから構成され、コンデンサを充電することにより、そのコンデンサを通る電気信号をクランプするための回路である。
ここで、ＣＣＤクランプ信号がアサートされるとスイッチがオンになり、コンデンサの下流（図で右側）の電極が基準電位Ｖａとなり、このアサート期間における上流の電極の電位との電位差（電圧）によって充電が行われる。
【００１１】
例えば、ＣＣＤクランプ信号がアサート期間中に電荷電圧変換回路２０１ｃにより出力される電位が一定のＶｂだった場合、コンデンサにかかる電圧はＶａ−Ｖｂとなり、十分な時間が経過するとこの電圧に応じた電荷が充電される。
そして、充電後に内蔵クランプ回路２０１ｅのスイッチを切ると、コンデンサは、電圧Ｖａ−Ｖｂをもった電圧源として働き、スイッチを切った後も電荷電圧変換回路２０１ｃからの出力が一定のＶｂだった場合、コンデンサの放電量が無視できる程度の期間においてはコンデンサ下流の電位はＶａとなる。
【００１２】
同様に、電荷電圧変換回路２０１ｃの出力にリセット電位や画像信号が乗り、電圧が変動した場合でも、その電圧に、コンデンサに充電された電荷量に応じたオフセットを与えることができる。
緩衝増幅器２０１ｆは、ＣＣＤセンサ２０１の出力段に設けて、後段からの逆流や負荷変動の影響を吸収するためのものである。
【００１３】
次に、バッファ２０２は、ＣＣＤセンサ２０１とＡＦＥ２０５の間のインピーダンス整合を行うためのものである。
なお、このバッファ２０２としては、例えばＮＰＮ型のバイポーラトランジスタを用いたエミッタフォロアなどにより構成するとよい。エミッタフォロアは、入力インピーダンスが高く、出力インピーダンスが低いことから、ＣＣＤセンサ２０１とＡＦＥ２０５の間に挿入して、ＡＦＥ２０５の入力段における低いインピーダンスと整合をとることができる。
【００１４】
ＡＣ結合コンデンサ２０３は、両端の電極の電位差によりＣＣＤ出力信号（ＡＦＥ２０５の入力側の電位）にオフセットを与えるためのコンデンサである。
クランプ回路２０４は、電源電圧Ｖｃｃと二つの抵抗とスイッチから構成され、タイミング信号生成回路２１０により供給されるクランプゲート信号がアサートされたときにスイッチをＯＮすることにより、ＡＣ結合コンデンサ２０３を充電して、ＣＣＤ出力信号の電位を所望の電位にクランプするための回路である。
この充電は、クランプ回路２０４の２つの抵抗の比により分圧された電位Ｖｃｃ′と、クランプゲート信号のアサート期間に出力されるＣＣＤからのアナログの電位との電位差でＡＣ結合コンデンサ２０３の両端の端子間に電圧をかけて行う。
【００１５】
ＡＦＥ２０５は、サンプルホールド回路２０６、図示しない可変ゲインアンプ及びＡ／Ｄコンバータ等を備え、それら回路を集積化したＩＣである。なお、ＡＦＥ２０５内部の回路としては、説明の便宜上、サンプルホールド回路２０６のみ示している。
このサンプルホールド回路２０６は、Ａ／Ｄ変換を行う対象のアナログ電圧信号をサンプリングしてそのアナログ電圧信号を一時的に保持しておくための回路である。
【００１６】
タイミング信号生成回路２１０は、制御部２１１′により設定されるタイミング設定に従ってＣＣＤセンサ２０１及びクランプ回路２０４に供給する信号の立ち上がりあるいは立ち下がりを制御して各回路の動作タイミングをとるためのものである。
ここで、供給する信号の立ち上がり、立ち下がりを制御するとは、ＣＣＤセンサ２０１に対してはＣＣＤシフト信号、ＣＣＤ駆動信号、ＣＣＤリセット信号及びＣＣＤクランプ信号のアサート又はネゲートタイミングを制御することを意味し、クランプ回路２０４に対しては、クランプゲート信号のアサート又はネゲートタイミングを制御することを意味するものとする。
制御部２１１′は、タイミング信号生成回路２１０にタイミング設定を行ってＣＣＤセンサ２０１やクランプ回路２０４の動作タイミングを制御する制御手段である。
【００１７】
次に、原稿読み取りの際に行うクランプ動作の一例について図７及び図８を参照しながら説明する。図７は、原稿読み取りの際にＣＣＤセンサ２０１及びクランプ回路２０４に入力される信号のタイミングチャートであり、図８は、図７のＣＣＤ出力及びクランプゲート信号の黒画素期間における部分的な拡大図である。
【００１８】
なお、黒画素期間とは、主走査方向１ラインに画素数分配列されたフォトダイオード２０１ａのうち、何画素か分を光学的にマスクして光を遮光しておき、そのマスクした部分のフォトダイオードから電荷を取り出す期間をいう。このため、黒画素期間における出力の信号レベルは、基本的に原稿の黒画像を読み取ったときの出力の信号レベルと等しくなる。
また、原稿読み取りの際におけるクランプ動作は、制御部２１１′がタイミング信号生成回路２１０を、図７のタイミングチャートに示したタイミングで各制御信号を出力するよう制御することにより実現される。
【００１９】
図６に示したように、ＣＣＤセンサ２０１に入力する信号としては、ＣＣＤシフト信号、ＣＣＤ駆動信号、ＣＣＤリセット信号及びＣＣＤクランプ信号があり、クランプ回路２０４に入力する信号としては、クランプゲート信号がある。そして、これらの信号の立ち上がり、あるいは立ち下がりによりＣＣＤセンサ２０１の駆動制御ならびにＡＣ結合コンデンサ２０３への充電タイミングの制御が行われる。また、図７には、ＣＣＤ出力のアナログ電圧信号の変化も示す。このＣＣＤ出力は、図６に示したＣＣＤ出力に表れるアナログ電圧信号の変化と同じものである。
また、図中では、主走査方向１ラインの読み取り期間を構成する黒画素期間、有効画素期間及び空転送期間のうち黒画素期間で充電を行う場合を示しており、空転送期間については説明の便宜上省略している。
【００２０】
ＣＣＤセンサ２０１に入力される各信号のうち、ＣＣＤシフト信号は、フォトダイオード２０１ａにそれぞれ蓄積された電荷を、電荷転送回路２０１ｂの転送レジスタにシフトさせるための信号である。このＣＣＤシフト信号をアサートすることにより、１ラインに画素数分配列されたフォトダイオード２０１ａから、電荷が全て電荷転送回路２０１ｂの転送レジスタ側にシフトする。
【００２１】
ＣＣＤ駆動信号は、ＣＣＤセンサ２０１の電荷転送回路２０１ｂの転送レジスタに蓄積された電荷を後段にある転送レジスタに順次画素毎に転送していくための２相駆動の信号である。
ＣＣＤリセット信号は、電荷リセット回路２０１ｄを駆動させて、電荷電圧変換回路２０１ｃの電荷をリセットするための信号である。
ＣＣＤクランプ信号は、内蔵クランプ回路２０１ｅのスイッチをＯＮにしてコンデンサを充電するための信号である。
【００２２】
そして、図７に示すタイミングでＣＣＤセンサ２０１を駆動した場合、まずＣＣＤシフト信号の立ち上がりにより（矢印Ａ部分）、１ラインに画素数分配列されたフォトダイオード２０１ａから、電荷が全て電荷転送回路２０１ｂの転送レジスタ側にシフトする。
次に、ＣＣＤリセット信号の立ち上がりにより（矢印Ｂ部分）、電荷電圧変換回路２０１ｃの電荷をリセットする。電荷をリセットすると、ＣＣＤ出力にはリセットノイズが現れる（矢印Ｃ部分）。なお、図中のリセットノイズは全て同じ波形を示しているが、実際は鋭いスパイクをもったランダムノイズである。
【００２３】
次に、ＣＣＤクランプ信号の立ち上がりにより（矢印Ｄ部分）、内蔵クランプ回路２０１ｅのスイッチがオンになるため、ＣＣＤ出力は基準電位のＶａとなる（矢印Ｅ部分）。その後、ＣＣＤ駆動信号の立ち下がりのタイミングで（矢印Ｆ部分）、最終段の転送レジスタに溜まった電荷が電荷電圧変換回路２０１ｃによりアナログ電圧信号に変換されて、Ｖａにマイナスに重畳されてＣＣＤ出力にあらわれる（矢印Ｇ部分）。なお、ＣＣＤクランプ信号は、ＣＣＤ駆動信号と同時に立ち下がる。
【００２４】
これら信号の入力を繰り返すことにより、黒画素期間においては、原稿の黒画像を読み取った際に得られるアナログ電圧信号に相当するアナログ電圧信号を順次画素毎に取り出すようにしている。なお、黒画素期間におけるこの黒画像の読み取りに対応するアナログ電圧信号は、画素毎にほぼ一定である。
【００２５】
一方で有効画素期間においては、ＣＣＤセンサ２０１に入力される各信号のタイミングは黒画素期間と同じであり、異なる点はＣＣＤ駆動信号の立ち下がりのタイミングでＣＣＤ出力に表れるアナログ電圧信号が、原稿からの反射光強度に応じたアナログ電圧信号である点である（矢印Ｈ部分）。なお、原稿からの反射光強度に応じたアナログ電圧は、図中では全ての画素で同じだが、実際は反射光量に応じて異なるものである。
【００２６】
ここで、図８に、図７のＣＣＤ出力及びクランプゲート信号の黒画素期間における部分的な拡大図を示す。図８に示すように、黒画素期間におけるＣＣＤ出力は、（１）で示すリセットノイズと、（２）で示すフィードスルーレベルと、（３）で示す黒画素の信号領域とが１セットになって、これら信号が画素毎に連続して現れる。
【００２７】
なお、（２）で示すフィードスルーレベルとは、ＣＣＤリセット信号により電荷電圧変換回路２０１ｃの電荷がリセットされた後から、ＣＣＤ駆動信号が立ち下がってアナログ電圧信号が入力される前までの期間であるフィードスルー期間でのレベルを示すものである。このフィードスルー期間においては図７に示すようにＣＣＤクランプ信号をアサートするようにしているので、ＣＣＤセンサ２０１が図６の構成である場合、フィールドスルーレベルはＶａとなる。
【００２８】
一方、図８に示すように、クランプゲート信号は、黒画素の信号領域に合わせてアサートし、この黒画素の信号領域におけるアナログ電圧と、Ｖｃｃ′とでＡＣ結合コンデンサ２０３に電位差をかけて充電を行い、黒画素の信号電圧を基準としたオフセット量を定めることができる。このため、有効画像領域において黒画素を読み取った場合のＡＦＥ２０５への入力画像信号の電圧はＶｃｃ′となり、黒ではない画素を読み取った場合には明るさに応じてＶｃｃ′から離れた信号となり、ＡＦＥ２０５において、Ｖｃｃ′を基準として各画素の画素値を求めることができる。
【００２９】
以上、図７及び図８を参照しながら説明したクランプ動作の例では、原稿読み取りの際に、各画素と対応するタイミングで（例えば１画素毎に）、ＣＣＤ駆動信号、ＣＣＤリセット信号及びＣＣＤクランプ信号をＣＣＤセンサ２０１に入力しつつ、そのＣＣＤセンサ２０１から黒画素と対応するアナログ電圧信号が出力されるタイミングで、クランプ回路２０４がＶｃｃ′をＡＣ結合コンデンサ２０３に印加してＡＣ結合コンデンサ２０３を充電するようにＣＣＤクランプ信号を制御するようにしている。
【００３０】
このことにより、黒画素期間における黒画素の信号領域に合わせてＡＣ結合コンデンサ２０３の充電を行うことができる。そして、ＡＣ結合コンデンサ２０３を通るＣＣＤセンサ２０１の出力信号のオフセットを、黒画素の信号領域における出力信号電圧を基準とした所定の基準レベルにすることができる。
このようなクランプのためのＡＣ結合コンデンサ２０３の充電動作を、以下「通常クランプ動作」と呼ぶことにする。
【００３１】
しかしながら、背景技術の項で説明したように、画像読取装置の起動時には、ＡＣ結合コンデンサ２０３の電荷がない状態から充電を開始するため、起動時に図７及び図８で説明した通常クランプ動作を行っても、クランプゲート信号のアサート期間が短いので、ＡＣ結合コンデンサ２０３を充電するには時間を要するという問題があった。
【００３２】
そして、この問題を解決するために、画像読取装置の起動時に、例えばクランプゲート信号のアサート期間を主走査１ラインの読み取り期間の全域とし、充電期間の比率を高めることによって、充電期間を短縮する手法が考えられる。この手法を「ベタクランプ動作」と呼ぶことにする。
【００３３】
ここで、上記ベタクランプ動作の例について図９及び図１０を参照しながら説明する。図９は、ベタクランプ動作を行った場合の図７と対応するタイミングチャートを示した図であり、図１０は、ベタクランプ動作を行った場合のＣＣＤ出力及びクランプゲート信号の黒画素期間における部分的な拡大図である。
【００３４】
この図９において、ＣＣＤセンサ２０１に入力する各信号の入力タイミング及びＣＣＤ出力に表れるアナログ電圧信号の変化は、図７の通常クランプ動作のタイミングチャートと同様であり、異なる点は、黒画素の信号領域だけでなく、ＡＣ結合コンデンサ２０３に高速に充電を行うために、全期間でクランプゲート信号をアサートするようにした点である。
【００３５】
ベタクランプ動作の場合、全期間でクランプゲート信号をアサートするため、図１０の拡大図に示すように、黒画素期間においては、ＣＣＤ出力の（１）リセットノイズ、（２）フィードスルーレベル及び（３）黒画素の信号領域の各期間にそれぞれの電圧がＡＣ結合コンデンサ２０３の上流側の電極に印加される。また、これ以外に、有効画素期間におけるＣＣＤ出力のリセットノイズ、フィールドスルーレベル及び原稿からの反射光強度に応じた信号領域の各電圧もＡＣ結合コンデンサ２０３の上流側の電極に印加される。このため、クランプゲート信号をアサートしている期間においては、ＡＣ結合コンデンサ２０３の上流側の電極の電位が時々刻々と変化することになる。
【００３６】
一方で、ＡＣ結合コンデンサ２０３の下流側の電極には、クランプゲート信号がアサートされてクランプ回路２０４のスイッチがＯＮしているため、一定のＶｃｃ′が印加されることになる。このため、最終的にＡＣ結合コンデンサ２０３に与えられる電位差は、上流側に印加される時々刻々と変化する信号の平均レベルの電位と、下流側の電極に印加される一定電位Ｖｃｃ′との電位差となり（破線）、これがオフセットレベルとなる。
【００３７】
以上のようなベタクランプ動作を行うことにより、主走査１ライン中の充電時間を長くすることができるため、図７及び図８で説明した通常クランプ動作の場合より、短時間でＡＣ結合コンデンサ２０３を充電することができる。
【００３８】
しかしながら、このベタクランプ動作では、アサート期間中に時々刻々と変化する上流側の信号の平均レベルの電位と、下流側の電極に印加される一定電位Ｖｃｃ′との電位差がオフセットレベルとなるため、このオフセットレベルは黒画素の信号領域と対応するオフセットレベルとずれたレベルとなる。
また、有効画素期間における反射光強度に応じた信号領域は、外来光によって信号のレベルが変化するため、例えば起動時に画像読取装置のカバーが開いた状態でベタクランプ動作を実行するような場合、オフセットレベルが黒画素の信号領域と大きくずれる可能性がある。また、リセットノイズによっても大きくずれる可能性がある。
【００３９】
このため、ベタクランプ動作後にオフセットレベルがある程度まで収束した後に、通常クランプ動作に切り替えてオフセットレベルのずれを徐々に補正する必要がある。
しかし、ずれの程度によっては黒画素の信号領域に対応した正常なオフセットレベルに安定するまでの時間が長くなり、起動後に原稿画像の読み取りが可能になるまでの時間が長くなるという問題があった。
【００４０】
この点について、背景技術の項で説明した特許文献１では、クランプゲート信号のアサート期間を有効画素期間まで広げた際に、ＣＣＤから出力されるリセットノイズを除いた領域でクランプ動作を行うことが提案されており、この手法を適用すれば、リセットノイズによってオフセットレベルが正常なオフセットレベルと大きくずれるということはないと考えられる。
【００４１】
しかし、特許文献１の手法では、有効画素期間の反射光強度に応じた信号領域を用いてクランプ動作を行うため、画像読取装置の状態によっては外来光が入射され、オフセットレベルが黒画素の信号領域に対応するものと大きくずれる可能性がある。このため、特許文献１に開示された発明を適用しても上記問題は解決できていない。
【００４２】
そこで、この発明は、このような問題を解決し、ＣＣＤセンサを備えた画像読取装置において、ＣＣＤセンサの出力信号にオフセットを与えるためのコンデンサを所定の目標電圧まで短時間で充電することができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００４３】
この発明は、上記の目的を達成するため、読み取り対象からの反射光強度に応じた電荷を蓄積する光電変換素子と、入力する駆動信号が示すタイミングで上記光電変換素子が蓄積した電荷を順次転送する電荷転送回路と、上記電荷転送回路から出力される電荷をアナログ電圧信号である画像信号に変換して出力する電荷電圧変換回路と、入力するリセット信号が示すタイミングで上記電荷電圧変換回路の電荷をリセットするリセット回路と、出力信号にオフセットを与えるためのコンデンサと、入力するＣＣＤクランプ信号が示すタイミングでそのコンデンサ及びそのＣＣＤセンサの出力部に第１の所定電圧を与えるクランプ回路とを備えたＣＣＤセンサと、上記ＣＣＤセンサの下流に接続され、上記ＣＣＤセンサの出力信号にオフセットを与えるためのコンデンサと、クランプ信号が示すタイミングで第２の所定電圧を上記コンデンサに供給するクランプ制御手段とを備えた画像読取装置において、上記クランプ制御手段が上記第２の所定電圧を上記コンデンサに供給している間、上記クランプ回路又は前記コンデンサに上記第１の所定電圧を上記ＣＣＤセンサの出力端子に供給させつつ、上記電荷の転送及びリセットが起こらないように、上記駆動信号、上記リセット信号、及び上記ＣＣＤクランプ信号を制御する第１のクランプ制御手段を設けたものである。
【発明の効果】
【００４４】
以上のようなこの発明の画像読取装置によれば、ＣＣＤセンサを備えた画像読取装置において、ＣＣＤセンサの出力信号にオフセットを与えるためのコンデンサを所定の目標電圧まで短時間で充電することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】この発明の一実施形態である画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】図１に示した画像形成装置が備える画像読取装置の概略構成を示す図である。
【図３】図２に示した画像読取装置のハードウェア構成を示したブロック図である。
【図４】図２に示した画像読取装置の第１のクランプ動作においてＣＣＤセンサ及びクランプ回路に入力される信号のタイミングチャートである。
【図５】図４の部分的な拡大図である。
【図６】ＣＣＤセンサ及びＡＦＥの内部ブロック図ならびにそれらの間の回路構成を示した図である。
【図７】原稿読み取りの際にＣＣＤセンサ及びクランプ回路に入力される信号のタイミングチャートである。
【図８】図７のＣＣＤ出力及びクランプゲート信号の黒画素期間における部分的な拡大図である。
【図９】ベタクランプ動作を行った場合の図７と対応するタイミングチャートである。
【図１０】ベタクランプ動作を行った場合のＣＣＤ出力及びクランプゲート信号の黒画素期間における部分的な拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
以下、この発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。
まず、この発明の一実施形態である画像形成装置の概略構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、その画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【００４７】
図１において、画像形成装置１００は、画像読取装置１０及び本体部２０を備えている。なお、図中破線で示すＲは、原稿からの反射光の光路を示しており、Ｌは書き込み用のレーザ光の光路を示している。
このうち、画像読取装置１０は、原稿を自動搬送してシートスルー読み取りを行うことができる画像読取装置である。この画像読取装置１０の詳細な構成については後述する。
【００４８】
本体部２０は、給紙ユニット２１、搬送ユニット２２、レジストローラ２３、画像形成ユニット２４、書き込みユニット２５、搬送ベルト２６、定着ユニット２７、排紙ユニット２８及び排紙トレイ２９を備えている。
このうち、給紙ユニット２１は、３段ある各トレイにそれぞれ設けられた３つの給紙部からなり、各トレイに積載された原稿のうち最上面にある原稿を、いずれかの給紙部により一枚繰り出して搬送ユニット２２に給紙する給紙手段である。
【００４９】
搬送ユニット２２は、複数の搬送ローラ及び図示しないガイド板などからなり、給紙ユニット２１から給紙された原稿をレジストローラ２３まで搬送するための搬送手段である。
レジストローラ２３は、搬送ユニット２２により搬送された原稿をいったん突き当てて止めることによりスキュー補正を行うとともに、スキュー補正後の原稿を、画像形成ユニット２４の感光体ドラムと搬送ベルト２６との間のニップ部に対して感光体ドラムに現像されたトナー像がくるタイミングに合わせて送り込むためのローラである。
【００５０】
画像形成ユニット２４は、感光体ドラム、この感光体ドラム表面を所定の電位に帯電するためのチャージャ、書き込みユニット２５により形成された静電潜像に対してトナー像を現像させるための現像部などを一体として備えた画像形成手段である。
書き込みユニット２５は、画像読取装置１０で読み取った画像情報に応じたレーザ光Ｌを、帯電した感光体ドラム表面に照射して露光し、これによって感光体ドラム表面に静電潜像を形成するためのものである。
【００５１】
搬送ベルト２６は、感光体ドラムと等速で回転し、トナー像転写後の原稿を定着ユニット２７に搬送するためのものである。
定着ユニット２７は、定着ローラと加圧ローラからなり、搬送ベルト２６により搬送された原稿を加熱加圧することにより原稿上の未定着トナーを定着させるための定着手段である。
排紙ユニット２８は、定着後の原稿を排紙トレイ２９にまで導くための排紙手段であり、排紙トレイ２９は、排紙された原稿を積載保持するためのものである。
【００５２】
以上のような画像形成装置１００において、原稿に画像形成を行う場合、まずいずれかのトレイに積載された原稿のうち最上面にある原稿１枚を、給紙ユニット２１で給紙し、搬送ユニット２２によってレジストローラ２３に当接する位置まで搬送される。
一方、画像読取装置１０で読み取られた画像情報は、書き込みユニット２５からのレーザ光Ｌによって感光体ドラムに書き込まれ、現像部を通過することによってトナー像が形成される。
【００５３】
そして、原稿は、現像されたトナー像が転写位置にくるタイミングに合わせてレジストローラにより搬送され、感光体ドラムの回転と等速で回転する搬送ベルト２６によって搬送されながら、感光体ドラム上のトナー像が原稿に転写されていく。
その後、定着ユニット２７にて未定着トナーを定着させ、排紙ユニット２８にて排紙トレイ２１９に排紙される。
【００５４】
次に、画像読取装置１０の詳細構成について図２を参照しながら説明する。なお、この画像読取装置１０は、単体装置として構成することもできる。図２は、その画像読取装置の概略構成を示す図である。
図２において、この画像読取装置１０は、自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）１１、シートスルー読み取り用スリット１２、コンタクトガラス１３、基準白板１４、第１キャリッジ１５、第２キャリッジ１６、レンズユニット１７、及びＣＣＤセンサ２０１を備えている。なお、図中破線で示すＲは、原稿からの反射光の光路を示している。なお、ＣＣＤセンサ２０１は、図７に示したＣＣＤセンサ２０１と同じものであるので、その説明を省略する。
【００５５】
このうち、ＡＤＦ１１は、原稿台に載置された原稿Ｐ１を１枚ずつ順次自動的に給紙して搬送するための自動搬送手段である。
シートスルー読み取り用スリット１２は、ＡＤＦ１１により自動搬送される原稿Ｐ１を読み取るための読み取り位置であって、光源１５ａからの照射光が通過する隙間である。なお、シートスルー読み取り用スリット１２は、光源１５ａからの照射光を透過する部材（例えばガラス）にしてもよい。
【００５６】
コンタクトガラス１３は、原稿Ｐ２を載置するためのものである。
基準白板１４は、後述するＡ／Ｄコンバータ２０７（図３参照）のダイナミックレンジを有効利用するために、ＣＣＤセンサ２０１から出力される信号レベルを所定の基準レベルに調整するために原稿の読み取りに先立って読み取られる基準部材である。
【００５７】
第１キャリッジ１５は、原稿露光用の光源１５ａ及び第１反射ミラー１５ｂを含んでおり、図示しないステッピングモータにより駆動され、コンタクトガラス１３上に載置された原稿Ｐ２を矢示Ａ方向（副走査方向）に移動しながら光学走査することができる。また、シートスルー読み取り用スリット１２の読み取り位置に停止して、ＡＤＦ１１により自動搬送される原稿Ｐ１の画像読み取りに用いることもできる。
なお、光源としては、ＬＥＤや蛍光ランプなど公知の照明手段を用いることができる。
【００５８】
第２キャリッジ１６は、第２反射ミラー１６ａと第３反射ミラー１６ｂとを含んでおり、第１キャリッジ１５と同様に図示しないステッピングモータにより駆動され、第１キャリッジ１５に追随して矢示Ａ方向に移動するものである。
レンズユニット１７は、第１反射ミラー１５ｂから第３反射ミラー１６ｂに順次反射偏向された反射光をＣＣＤセンサ２０１に集光して結像させるためのものである。
【００５９】
このような画像読取装置１０において、コンタクトガラス１３に載置された原稿Ｐ２の画像を読み取る場合、光源１５ａを点灯し、第１キャリッジ１５及び第２キャリッジ１６を図示しないステッピングモータにより右方向に移動走査して原稿Ｐ２を読み取る。
一方、ＡＤＦ１１により搬送される原稿Ｐ１を読み取る場合、光源１５ａを点灯し、第１キャリッジ１５をシートスルー読み取り用スリット１２の読み取り位置にて停止した状態で待機しておく。そして、ＡＤＦ１１の複数のローラによって原稿Ｐ２を矢印Ｂの方向へガイドすることで、シートスルー読み取り用スリット１２の位置において原稿Ｐ２を走査する。
【００６０】
これら何れの読み取り方式においても、光源１５ａにより照明された原稿からの反射光を、第１反射ミラー１５ｂから第３反射ミラー１６ｂへ順次反射偏向させて、レンズユニット１７に導き、ＣＣＤセンサ２０１の受光面上に縮小結像させ、光電変換によりアナログ電圧を出力するようにしている。そして、ＣＣＤセンサ２０１からのアナログ電圧をＡＦＥ２０５にＩＣ化された様々な回路により処理することでデジタルの画像データを得るようにしている。
【００６１】
次に、画像読取装置１０内部のハードウェア構成について図３を参照しながら説明する。
図３は、その画像読取装置１０のハードウェア構成を示したブロック図である。なお、図３におけるハードウェア構成において、図６と同じものについては同じ符号を付している。
図３に示すように、画像読取装置１０は、内部のハードウェアとして、ＣＣＤセンサ２０１、バッファ２０２、ＡＣ結合コンデンサ２０３、クランプ回路２０４、ＡＦＥ２０５、タイミング信号生成回路２１０及び制御部２１１を備えている。
【００６２】
これらのうち、ＣＣＤセンサ２０１については、図６に示したものと同じものであり、その内部構成も同じものである。すなわち、図３に示すＣＣＤセンサ２０１は、内部にフォトダイオード２０１ａ、電荷転送回路２０１ｂ、電荷電圧変換回路２０１ｃ、電荷リセット回路２０１ｄ、内蔵クランプ回路２０１ｅ及び緩衝増幅器２０１ｆを備えており、これら各回路にタイミング信号生成回路２１０から対応する各信号（ＣＣＤシフト信号、ＣＣＤ駆動信号、ＣＣＤリセット信号及びＣＣＤクランプ信号）が供給されている。
また、バッファ２０２、ＡＣ結合コンデンサ２０３及びクランプ回路２０４は、図６に示したものと同じものなので、その説明を省略する。
【００６３】
ＡＦＥ２０５も、基本的には図６に示したものと同じものであるが、図３においては、サンプルホールド回路２０６以外に、可変ゲインアンプ２０７、Ａ／Ｄコンバータ２０８及び画像処理部２０９の各回路をＩＣ化している。
このうち、可変ゲインアンプ２０７は、サンプルホールド後のアナログ電圧信号を設定したゲイン（増幅率）で増幅する可変増幅器である。設定するゲインは、画像読取装置の起動時に基準白板１４を読み取って得られたアナログ電圧信号のレベルが目標とする白レベルになるように定める。このようにゲインを定めることで、Ａ／Ｄコンバータ２０８のダイナミックレンジを広く利用することができる。
【００６４】
Ａ／Ｄコンバータ２０８は、可変ゲインアンプ２０７によって増幅されたアナログ電圧信号をデジタル信号に変換するための回路である。
画像処理部２０９は、Ａ／Ｄコンバータ２０８から出力されたデジタル信号に対して、シェーディング補正やガンマ補正等の各種データ処理を行い、画像データを生成するためのものである。この画像データは、画像形成装置１００の書き込みユニット２５へ送信して画像形成に用いる、制御部２１１を介して図示しない記憶部に保存する、外部装置へ送信する等の種々の用途に用いることができる。
【００６５】
タイミング信号生成回路２１０は、図６に示したものと対応するものであり、この図３においては、ＣＣＤセンサ２０１、クランプ回路２０４以外にＡＦＥ２０５のサンプルホールド回路２０６、Ａ／Ｄコンバータ２０８及び画像処理部２０９にも各回路の動作タイミングをとるための信号を入力するようにしている。このことにより、ＡＦＥ２０５のサンプルホールド回路２０６がアナログ画像信号に対してサンプルホールドを行うタイミング、Ａ／Ｄコンバータ２０８がＡ／Ｄ変換を行うタイミング、画像処理部２０９が画像処理を行うタイミングもそれぞれ制御するようにしている。
【００６６】
制御部２１１は、タイミング信号生成回路２１０にタイミング設定を行ってＣＣＤセンサ２０１やクランプ回路２０４等の動作タイミングを制御する制御手段であって、可変ゲインアンプ２０７にゲイン設定を行い、かつ画像処理部２０９が行う種々の画像処理を制御して、画像読取装置１０が読み取った原稿の画像データを得るためのものである。
なお、この実施形態においては、制御部２１１は、画像読取装置１０を制御するだけでなく、本体部２０の図示しないモータやセンサ等を適宜制御して、プリント用の原稿の給紙搬送、転写、定着及び排紙等も行い画像形成装置１００全体を制御するものとする。
【００６７】
以上図２及び図３により説明した画像読取装置１０において、一つの特徴的な点は、クランプ動作のために行うＡＣ結合コンデンサ２０３の充電時の各信号の制御である。
そこで、以下この点に関連して、画像読取装置１０が行うクランプ動作の一例について、図４及び図５を参照しながら説明する。
図４は、画像読取装置１０の第１のクランプ動作においてＣＣＤセンサ２０１及びクランプ回路２０４に入力される信号のタイミングチャートであり、図５は、図４の部分的な拡大図である。
なお、図４において示す、ＣＣＤセンサ２０１に入力する各信号及びＡＣ結合コンデンサ２０３に入力するクランプゲート信号の説明については、図７で説明した通りなので、その説明を省略する。
【００６８】
図４に示すように、第１のクランプ動作では、黒画素期間及び有効画素期間双方で、リセットノイズや有効画素期間に出力される反射光強度に応じたアナログ電圧信号の影響を受けないように、ＣＣＤシフト信号、ＣＣＤ駆動信号及びＣＣＤリセット信号をアサートしないようにするとともに、ＣＣＤクランプ信号のみアサートしてクランプ動作を実行するようにしている。
このような動作は、制御部２１１がタイミング信号生成回路２１０に対して所要のタイミング設定を行うことにより、行うことができる。
【００６９】
ここで、ＣＣＤクランプ信号がアサートされると、図６の内蔵クランプ回路２０１ｅのスイッチが閉じてコンデンサの下流の電極及びＣＣＤセンサ２０１の出力部に基準電位のＶａが印加される。この状態では、ＣＣＤセンサ２０１の出力電圧は、基準電位のＶａとなる。
また、このとき、ＣＣＤシフト信号、ＣＣＤ駆動信号及びＣＣＤリセット信号をいずれもアサートしていないので、コンデンサの上流側に電極に印加される電荷電圧変換回路２０１ｃからの出力は一定の電位となり、Ｖａとその一定の電位との電位差までコンデンサが充電される。
【００７０】
そして、コンデンサ充電後には、ＣＣＤクランプ信号がネゲートされて内蔵クランプ回路２０１ｅのスイッチがＯＦＦしても、電荷電圧変換回路２０１ｃからの出力が一定の電位だった場合、コンデンサの下流側の電位はＶａになって、ＣＣＤ出力として、ＣＣＤクランプ信号がアサートされている時と同じ電位Ｖａの信号が出力される。
なお、第１のクランプ動作においては、スイッチがＯＦＦした後、コンデンサの放電により徐々にフィードスルーレベルが下がることも考慮して、ＣＣＤクランプ信号を一定間隔で繰り返しアサートして再充電するようにしている。
【００７１】
このように、第１のクランプ動作では、ＣＣＤクランプ信号をアサートして所定電圧Ｖｃｃ′をＡＣ結合コンデンサ２０３に供給している間、ＣＣＤクランプ信号を一定間隔でアサートすることにより、アサート期間中は電源から、ネゲート期間中はコンデンサから、ＣＣＤセンサ２０１の出力に基準電位Ｖａを出力させることができる。
【００７２】
またこのとき、ＣＣＤ駆動信号とＣＣＤリセット信号をアサートしないようにしているため、クランプ回路２０１ｅが備えるコンデンサの上流側の電極には、一定のフィールドスルーレベルが印加される。このことにより、上述のように、ＣＣＤクランプ信号のネゲート中も、コンデンサから、ＣＣＤセンサ２０１の出力に基準電位Ｖａを出力せることができる。
【００７３】
そしてこのＣＣＤセンサ２０１の出力が、ＡＣ結合コンデンサ２０３の上流側の電極に供給される。
このためＡＣ結合コンデンサ２０３に対しては、両方の電極にそれぞれＶｃｃ′とＶａという一定の電圧を印加して充電を行うことができる。
【００７４】
このＶｃｃ′とＶａとで充電される充電電位によるオフセットレベルは、Ｖｃｃ′と黒画素の信号領域におけるアナログ電圧とで充電した充電電位による、黒レベルの基準として用いる正常なオフセットレベルと近くなる。これは、図８等に見られるように、フィードスルーレベルの値と黒画素の信号領域におけるアナログ電圧の値とが近いことによる。このため、図９及び図１０に示したような、リセットノイズや反射光強度に応じたアナログ電圧信号を含めて充電を行うベタクランプ動作と比較すると、オフセットレベルのずれを、リセットノイズや外来光の影響に依ることなく小さくすることができる。
【００７５】
しかも、この第１のクランプ動作の場合、フォトダイオード２０１ａからの電荷の転送が起こらないように制御しているので、たとえ画像読取装置１０のカバーが空いていてフォトダイオード２０１ａに光が入射するような状態であっても、外来光の影響を受けることがない。
【００７６】
このため、まず第１のクランプ動作によりＡＣ結合コンデンサ２０３の充電電圧を黒レベルの基準として用いることができる充電電圧に近づけた後に、この第１のクランプ動作を無効にして、図７及び図８に示した通常クランプ動作（第２のクランプ動作）に切り替えることで、ＡＣ結合コンデンサ２０３の充電電圧を、図９及び図１０に示したベタクランプ動作で行う場合よりも早く、黒レベルの基準として用いる充電電圧に合わせることができる。
従って、第１のクランプ動作を利用することにより、ＡＣ結合コンデンサ２０３の充電に要する時間を短縮することができ、ＡＣ結合コンデンサ２０３が放電している状態から原稿画像の読み取りが可能になるまでの時間を短縮することができる。
【００７７】
従って、ＡＣ結合コンデンサ２０３が放電していると考えられる画像読み取り装置の立ち上げ時にこの第１のクランプ動作を利用することが有用である。ここで、立ち上げ時とは、電源投入時や、省電力状態あるいは待機状態から読み取り可能状態への復帰時等である。
【００７８】
また、第１のクランプ動作では、ＣＣＤセンサ２０１の電荷の転送及びリセットを行わないので、ＣＣＤセンサ２０１を駆動するための消費電力が少なくて済む。
このため、この第１のクランプ動作を画像読取装置１０の立ち上げ時だけでなく、他の期間でも行うことで、ＣＣＤセンサ２０１の消費電力を削減することが考えられる。
【００７９】
例えば、画像読取装置１０の待機状態において第１のクランプ動作を行うことによって、ＡＣ結合コンデンサ２０３の充電電圧を、黒レベルの基準として用いることができる充電電圧に近い状態を維持しながら、ＣＣＤセンサ２０１の消費電力を低減することができる。なお、ここでいう待機状態とは、すぐに画像読取ができるようにスタンバイして待機している状態を意味するものとする。
【００８０】
このように待機状態でも、第１のクランプ動作を行うようにすることで、画像読取装置１０の電源をオフするまでのトータルの待機電力を削減することができる。
そして、原稿の読み取りを指示された場合に、第１のクランプ動作を無効にして、通常クランプ動作に切り換えることで、速やかに、ＡＣ結合コンデンサ２０３の充電電圧を、黒レベルの基準として用いる充電電圧に合わせることができる。
【００８１】
また、例えば原稿読み取りが終了した後については、タイマーなどの計時手段を設けて、原稿読み取り後の経過時間を測定し、所定時間以上経過した時に、通常クランプ動作を無効にして、第１のクランプ動作に戻すようにするとよい。
このようにすれば、ユーザがセットした原稿を連続して読み取るような場合に、１枚目の原稿を読み取った後すぐに第１のクランプ動作に戻ってしまうことがなく、通常クランプ動作のまま連続スキャンを実行できるので、次の原稿のスキャン開始までの時間を短縮することができる。第１のクランプ動作では、わずかとはいえ、ＡＣ結合コンデンサ２０３の充電電圧が黒レベルの基準として用いる充電電圧からずれるので、すぐに読み取りを行う場合には、通常クランプ動作を続けることが望ましい。
【００８２】
以上で実施形態の説明を終了するが、この発明において、画像読取装置１０の構成、制御部２１１がＣＣＤセンサ２０１及びクランプ回路２０４に入力する各信号の入力タイミング、第１のクランプ動作の開始タイミングが前述した実施形態で説明したものに限られないことはもちろんである。
【００８３】
例えば、図４のタイミングチャートでは、クランプゲート信号をアサートしている期間では、ＣＣＤシフト信号、ＣＣＤ駆動信号及びＣＣＤリセット信号を入力しないようにしているが、ＣＣＤシフト信号を入力しないようにすることは必須ではなく、少なくともＣＣＤ駆動信号及びＣＣＤリセット信号を入力しないようにすればよい。ＣＣＤシフト信号が入力されても、ＣＣＤ駆動信号が入力されない限り電荷の転送がなされないからである。
【００８４】
また、同じく図４のタイミングチャートでは、ＣＣＤクランプ信号は、通常クランプ動作と同様のタイミングでＣＣＤセンサ２０１の内蔵クランプ回路２０１ｅに入力するようにしているが、これは必須ではなく、クランプゲート信号をアサートしてＡＣ結合コンデンサ２０３に充電を行っている間、ＣＣＤ出力を一定のフィードスルーレベルに保つことができれば、図４に示したタイミング以外で入力しても構わない。
【００８５】
図４の例では、内蔵クランプ回路２０１ｅのコンデンサの放電を考慮して所定間隔でＣＣＤクランプ信号をアサートするようにしているが、例えば常にＣＣＤクランプ信号をアサートして一定のフィードスルーレベルを出力させたり、あるいは１度フィードスルーレベルにクランプした電位が放電などにより下がらないような場合は、１度だけＣＣＤクランプ信号を入力するようにしてもよい。
【００８６】
また、タイミング信号生成回路２１０に対して行う制御部２１１のタイミング設定が、制御部２１１のソフトウェア動作により行われる場合、タイミング信号生成回路２１０自体を、初期設定が図４に示した第１のクランプ動作を行うようなＩＣで構成することで、制御部２１１のソフトウェアが起動する前から第１のクランプ動作を実行することができ、電源オン時のクランプ時間をさらに短縮することができる。
【００８７】
また、ＣＣＤセンサ２０１を備えた画像読取装置１０を画像読取手段としてデジタル複写機、ファクシミリ装置、あるいはこれらの機能を複合した複合機等の画像形成装置に備えてもよいことはもちろんである。
また、上述した実施形態及び変形例の構成は、互いに矛盾しない範囲で任意に組み合わせて適用可能である。
【符号の説明】
【００８８】
１００：画像形成装置、１０：画像読取装置、１１：ＡＤＦ、１２：シートスルー読み取り用スリット、１３：コンタクトガラス、１４：基準白板、１５：第１キャリッジ、１６：第２キャリッジ、１７：レンズユニット、２０：本体部、２１：給紙ユニット、２２：搬送ユニット、２３：レジストローラ、２４：画像形成ユニット、２５：書き込みユニット、２６：搬送ベルト、２７：定着ユニット、２８：搬送ユニット、２９：排紙トレイ、２０１：ＣＣＤ、２０２：バッファ、２０３：ＡＣ結合コンデンサ、２０４：クランプ回路、２０５：ＡＦＥ、２０６：サンプルホールド回路、２０７：可変ゲインアンプ、２０８：Ａ／Ｄコンバータ、２０９：画像処理部、２１０：タイミング信号生成回路、２１１：制御部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８９】
【特許文献１】特開２００８−２３６２４７
【特許文献２】特許第３７７８４０２号
【特許請求の範囲】
【請求項１】
読み取り対象からの反射光強度に応じた電荷を蓄積する光電変換素子と、入力する駆動信号が示すタイミングで前記光電変換素子が蓄積した電荷を順次転送する電荷転送回路と、前記電荷転送回路から出力される電荷をアナログ電圧信号である画像信号に変換して出力する電荷電圧変換回路と、入力するリセット信号が示すタイミングで前記電荷電圧変換回路の電荷をリセットするリセット回路と、出力信号にオフセットを与えるためのコンデンサと、入力するＣＣＤクランプ信号が示すタイミングで該コンデンサ及び当該ＣＣＤセンサの出力部に第１の所定電圧を与えるクランプ回路とを備えたＣＣＤセンサと、
前記ＣＣＤセンサの下流に接続され、前記ＣＣＤセンサの出力信号にオフセットを与えるためのコンデンサと、
クランプ信号が示すタイミングで第２の所定電圧を前記コンデンサに供給するクランプ制御手段とを備えた画像読取装置であって、
前記クランプ制御手段が前記第２の所定電圧を前記コンデンサに供給している間、前記クランプ回路又は前記コンデンサに前記第１の所定電圧を前記ＣＣＤセンサの出力端子に供給させつつ、前記電荷の転送及びリセットが起こらないように、前記駆動信号、前記リセット信号、及び前記ＣＣＤクランプ信号を制御する第１のクランプ制御手段を備えたことを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像読取装置であって、
前記第１のクランプ制御手段による信号の制御を、当該画像読取装置の立ち上げ時に行うことを特徴とする画像読取装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の画像読取装置であって、
各画素と対応するタイミングで前記駆動信号及び前記リセット信号を前記ＣＣＤセンサに入力しつつ、該ＣＣＤセンサから黒画素と対応する画像信号が出力されるタイミングで、前記クランプ制御手段が前記第２の所定電圧を前記コンデンサに供給するよう前記クランプ信号を制御する第２のクランプ制御手段を備え、
原稿の読み取りを指示された場合に、前記第１のクランプ制御手段による信号の制御を無効にした状態で、前記第２のクランプ制御手段による信号の制御を行うことを特徴とする画像読取装置。
【請求項４】
請求項３に記載の画像読取装置であって、
計時手段を備え、
前回の原稿読み取りから前記計時手段により計時した時間が所定時間以上経過した時に、前記第２のクランプ制御手段による信号の制御を無効にすると共に、前記第１のクランプ制御手段による信号の制御を開始することを特徴とする画像読取装置。
【請求項５】
読み取り対象からの反射光強度に応じた電荷を蓄積する光電変換素子と、該光電変換素子が蓄積した電荷に応じた画像信号を出力する手段と、出力信号にオフセットを与えるためのコンデンサ及び当該ＣＣＤセンサの出力部に第１の所定電圧を与えるクランプ回路とを備えたＣＣＤセンサと、
前記ＣＣＤセンサの下流に接続されたコンデンサと、
クランプ信号が示すタイミングで、第２の所定電圧を前記コンデンサに供給して該コンデンサを充電するクランプ制御手段とを備えた画像読取装置であって、
前記クランプ制御手段により前記第２の所定電圧を前記コンデンサに供給している間、前記ＣＣＤセンサの出力が前記クランプ回路及び前記コンデンサにより一定の電圧に保たれるように前記ＣＣＤセンサを制御する第１のクランプ制御手段を備えたことを特徴とする画像読取装置。
【請求項６】
請求項５に記載の画像読取装置であって、
前記第１のクランプ制御手段による信号の制御を、当該画像読取装置の立ち上げ時に行うことを特徴とする画像読取装置。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の画像読取装置であって、
前記ＣＣＤセンサに各画素と対応するタイミングで画素毎の前記画像信号を出力させつつ、該ＣＣＤセンサから黒画素と対応する画像信号が出力されるタイミングで前記クランプ制御手段が前記第２の所定電圧を前記コンデンサに供給するよう前記クランプ信号を制御する第２のクランプ制御手段を備え、
原稿を読み取り中は、前記第１のクランプ制御手段による信号の制御を無効にした状態で、前記第２のクランプ制御手段による信号の制御を行うことを特徴とする画像読取装置。
【請求項８】
請求項７に記載の画像読取装置であって、
計時手段を備え、
前回の原稿読み取りから前記計時手段により計時した時間が所定時間以上経過した後に、前記第２のクランプ制御手段による信号の制御を無効にすると共に、前記第１のクランプ制御手段による信号の制御を開始する。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の画像読取装置を画像読取手段として備えた画像形成装置。
【請求項１】
読み取り対象からの反射光強度に応じた電荷を蓄積する光電変換素子と、入力する駆動信号が示すタイミングで前記光電変換素子が蓄積した電荷を順次転送する電荷転送回路と、前記電荷転送回路から出力される電荷をアナログ電圧信号である画像信号に変換して出力する電荷電圧変換回路と、入力するリセット信号が示すタイミングで前記電荷電圧変換回路の電荷をリセットするリセット回路と、出力信号にオフセットを与えるためのコンデンサと、入力するＣＣＤクランプ信号が示すタイミングで該コンデンサ及び当該ＣＣＤセンサの出力部に第１の所定電圧を与えるクランプ回路とを備えたＣＣＤセンサと、
前記ＣＣＤセンサの下流に接続され、前記ＣＣＤセンサの出力信号にオフセットを与えるためのコンデンサと、
クランプ信号が示すタイミングで第２の所定電圧を前記コンデンサに供給するクランプ制御手段とを備えた画像読取装置であって、
前記クランプ制御手段が前記第２の所定電圧を前記コンデンサに供給している間、前記クランプ回路又は前記コンデンサに前記第１の所定電圧を前記ＣＣＤセンサの出力端子に供給させつつ、前記電荷の転送及びリセットが起こらないように、前記駆動信号、前記リセット信号、及び前記ＣＣＤクランプ信号を制御する第１のクランプ制御手段を備えたことを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像読取装置であって、
前記第１のクランプ制御手段による信号の制御を、当該画像読取装置の立ち上げ時に行うことを特徴とする画像読取装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の画像読取装置であって、
各画素と対応するタイミングで前記駆動信号及び前記リセット信号を前記ＣＣＤセンサに入力しつつ、該ＣＣＤセンサから黒画素と対応する画像信号が出力されるタイミングで、前記クランプ制御手段が前記第２の所定電圧を前記コンデンサに供給するよう前記クランプ信号を制御する第２のクランプ制御手段を備え、
原稿の読み取りを指示された場合に、前記第１のクランプ制御手段による信号の制御を無効にした状態で、前記第２のクランプ制御手段による信号の制御を行うことを特徴とする画像読取装置。
【請求項４】
請求項３に記載の画像読取装置であって、
計時手段を備え、
前回の原稿読み取りから前記計時手段により計時した時間が所定時間以上経過した時に、前記第２のクランプ制御手段による信号の制御を無効にすると共に、前記第１のクランプ制御手段による信号の制御を開始することを特徴とする画像読取装置。
【請求項５】
読み取り対象からの反射光強度に応じた電荷を蓄積する光電変換素子と、該光電変換素子が蓄積した電荷に応じた画像信号を出力する手段と、出力信号にオフセットを与えるためのコンデンサ及び当該ＣＣＤセンサの出力部に第１の所定電圧を与えるクランプ回路とを備えたＣＣＤセンサと、
前記ＣＣＤセンサの下流に接続されたコンデンサと、
クランプ信号が示すタイミングで、第２の所定電圧を前記コンデンサに供給して該コンデンサを充電するクランプ制御手段とを備えた画像読取装置であって、
前記クランプ制御手段により前記第２の所定電圧を前記コンデンサに供給している間、前記ＣＣＤセンサの出力が前記クランプ回路及び前記コンデンサにより一定の電圧に保たれるように前記ＣＣＤセンサを制御する第１のクランプ制御手段を備えたことを特徴とする画像読取装置。
【請求項６】
請求項５に記載の画像読取装置であって、
前記第１のクランプ制御手段による信号の制御を、当該画像読取装置の立ち上げ時に行うことを特徴とする画像読取装置。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の画像読取装置であって、
前記ＣＣＤセンサに各画素と対応するタイミングで画素毎の前記画像信号を出力させつつ、該ＣＣＤセンサから黒画素と対応する画像信号が出力されるタイミングで前記クランプ制御手段が前記第２の所定電圧を前記コンデンサに供給するよう前記クランプ信号を制御する第２のクランプ制御手段を備え、
原稿を読み取り中は、前記第１のクランプ制御手段による信号の制御を無効にした状態で、前記第２のクランプ制御手段による信号の制御を行うことを特徴とする画像読取装置。
【請求項８】
請求項７に記載の画像読取装置であって、
計時手段を備え、
前回の原稿読み取りから前記計時手段により計時した時間が所定時間以上経過した後に、前記第２のクランプ制御手段による信号の制御を無効にすると共に、前記第１のクランプ制御手段による信号の制御を開始する。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の画像読取装置を画像読取手段として備えた画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−６６０８７（Ｐ２０１３−６６０８７Ａ）
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０３９８２（Ｐ２０１１−２０３９８２）
【出願日】平成２３年９月１９日（２０１１．９．１９）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１９日（２０１１．９．１９）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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