JP2007251430A - Original reader - Google Patents

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Akio Tanisaki
亨夫 谷先
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an original reader capable of preventing the saturation of an image sensor while improving an S/N ratio independent of a variation in the sensitivity of the image sensor or that of an optical quantity of a light source. <P>SOLUTION: A flat light shielding plate 129 that can slide in a vertical direction is arranged before a condenser lens 125 on the optical path of the light reflected on an original. A light quantity control part 160 monitors light incident on the condenser lens 125, and controls a sliding amount of the light shielding plate 125 so that the maximum light quantity of the light comes into a specified range. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、原稿に光を照射し、その反射光をイメージセンサで受光することで原稿を読取る原稿読取装置に関するものである。   The present invention relates to an original reading apparatus that reads an original by irradiating the original with light and receiving reflected light by an image sensor.

原稿に光を照射し、その反射光をCCD等のイメージセンサに受光させるイメージスキャナユニット等の原稿読取装置においては、イメージセンサから出力される電気信号はオートゲインコントローラ(AGC)により増幅され、アナログデジタル変換され、画像処理部に出力される。   In a document reading apparatus such as an image scanner unit that irradiates light on a document and receives the reflected light by an image sensor such as a CCD, an electrical signal output from the image sensor is amplified by an auto gain controller (AGC) and analog Digitally converted and output to the image processing unit.

画像信号のS/N比を向上し、高画質の画像を得るためには、イメージセンサからのアナログ画像信号の振幅を大きくし、ノイズの影響を受けにくくする必要がある。イメージセンサからのアナログ画像信号振幅を大きくするためには、光源の光量を上げればよいが、光量を上げすぎるとイメージセンサは飽和(光量と出力信号振幅が比例関係でなくなる)してしまう。   In order to improve the S / N ratio of the image signal and obtain a high-quality image, it is necessary to increase the amplitude of the analog image signal from the image sensor so that it is less susceptible to noise. In order to increase the analog image signal amplitude from the image sensor, it is sufficient to increase the light amount of the light source. However, if the light amount is increased too much, the image sensor is saturated (the light amount and the output signal amplitude are not proportional).

また、イメージセンサのアナログ画像信号振幅を大きくすると、信号を受け取るIC(AFE−IC)のデジタル出力信号が飽和(入力画像信号に対するデジタル出力信号が比例関係でなくなる)するという問題もある。     Further, when the analog image signal amplitude of the image sensor is increased, the digital output signal of the IC (AFE-IC) that receives the signal is saturated (the digital output signal with respect to the input image signal is not proportional).

イメージセンサ自身にも感度バラツキ(感度がよいと入力光に対する出力が大きくなる)があり、一般に光源とされるランプの光量バラツキ(通常±10%程度)、イメージセンサ感度バラツキ(通常±10%程度)を考慮し、光量バラツキ最大、イメージセンサ感度最大にてイメージセンサからのアナログ画像信号の振幅及びAFE−ICのデジタル出力信号が飽和しないようにランプ光量を設定すると、センター光量・センター感度でのイメージセンサ アナログ画像信号振幅が小さくなり、ノイズの影響を受けやすくなり、低画質となってしまう。
特開平9−37027号公報
The image sensor itself also has sensitivity variations (when the sensitivity is good, the output with respect to the input light increases). Generally, the light amount of the lamp used as the light source varies (usually about ± 10%), and the image sensor sensitivity variation (usually about ± 10%). ), The lamp light quantity is set so that the amplitude of the analog image signal from the image sensor and the digital output signal of the AFE-IC are not saturated at the maximum light quantity variation and image sensor sensitivity. Image sensor The analog image signal amplitude becomes small, and it becomes susceptible to noise, resulting in low image quality.
JP-A-9-37027

本発明の目的は、イメージセンサの感度のバラツキや光源の光量のバラツキによらずとも、S/N比の向上を図り、かつイメージセンサ及びAFE−ICの飽和を防止し得る原稿読取装置を提供することである。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an original reading apparatus capable of improving the S / N ratio and preventing saturation of the image sensor and the AFE-IC, regardless of variations in sensitivity of the image sensor and light amount of the light source. It is to be.

本発明による原稿読取装置は、イメージセンサを備え、原稿の画像を読取る原稿読取装置であって、読取り対象となる原稿に光を照射する光源と、前記原稿の反射光を前記イメージセンサに導く光学系と、前記反射光の光路上、前記光学系の手前の位置にスライド可能に配設され、前記光学系に入射される光の光量を調整する遮光部と、前記イメージセンサが、所定光量の光を反射する基準原稿からの反射光を受光したときの最大出力値が規定範囲となるように、前記遮光部をスライドさせる光量調整手段とを備えることを特徴とする。   An original reading apparatus according to the present invention is an original reading apparatus that includes an image sensor and reads an image of an original, and includes a light source that irradiates light to an original to be read, and an optical that guides reflected light of the original to the image sensor. A system, a light-shielding unit that is slidably disposed on the optical path of the reflected light and in front of the optical system, and that adjusts the amount of light incident on the optical system, and the image sensor has a predetermined light amount. And a light amount adjusting means for sliding the light shielding portion so that the maximum output value when the reflected light from the reference original reflecting light is received falls within a specified range.

この構成によれば、原稿の反射光の光路上、光学系の手前位置に遮光部を配設し、この遮光部のスライド量を調整することで、イメージセンサの感度のバラツキや光源の光量のバラツキによらずとも、イメージセンサ及びAFE−ICを飽和させないような最大限の振幅を有する電気信号をイメージセンサから出力させることが可能となり、S/N比を向上させることができる。   According to this configuration, the light shielding portion is disposed in front of the optical system on the optical path of the reflected light of the document, and the slide amount of the light shielding portion is adjusted, so that variations in the sensitivity of the image sensor and the light amount of the light source can be reduced. Regardless of variations, it is possible to output from the image sensor an electric signal having a maximum amplitude that does not saturate the image sensor and the AFE-IC, and the S / N ratio can be improved.

また、上記構成において、前記遮光部は、平板状の遮光板であることが好ましい。この構成によれば、遮光部は平板状の遮光板により構成されているため、遮光板を容易にスライドさせることができる。   Moreover, the said structure WHEREIN: It is preferable that the said light-shielding part is a flat light-shielding plate. According to this configuration, since the light shielding portion is configured by the flat light shielding plate, the light shielding plate can be easily slid.

また、上記構成において、前記遮光部は、前記光学系から出力される光の光軸と直交する方向にスライド可能に配設された2枚の遮光板を備え、前記遮光板が前記光軸を両側から挟む方向にスライドすることで、光量を調整することが好ましい。   Further, in the above configuration, the light shielding unit includes two light shielding plates slidably arranged in a direction orthogonal to the optical axis of the light output from the optical system, and the light shielding plate has the optical axis. It is preferable to adjust the amount of light by sliding in the direction sandwiched from both sides.

この構成によれば、光軸の中心方向を遮光することなく、光量の調整範囲を大きくすることができる。   According to this configuration, the light amount adjustment range can be increased without shielding the central direction of the optical axis.

また、上記構成において、前記光量調整手段は、前記遮光部をスライドさせる駆動手段を備えていることが好ましい。この構成によれば、駆動手段が遮光部のスライド量を調整するため、光学系に入射する光の光量を自動調整することが可能となる。   Further, in the above configuration, it is preferable that the light amount adjusting unit includes a driving unit that slides the light shielding unit. According to this configuration, since the driving unit adjusts the slide amount of the light shielding portion, it is possible to automatically adjust the amount of light incident on the optical system.

また、上記構成において、前記光量調整手段は、前記イメージセンサが出力する各画素の出力値の最大値を求め、求めた最大値より飽和光量をもとめる光量飽和判定部を備え、規定値となるように、前記遮光部をスライドさせることが好ましい。   Further, in the above configuration, the light amount adjusting unit includes a light amount saturation determination unit that obtains a maximum value of an output value of each pixel output from the image sensor and obtains a saturated light amount from the obtained maximum value so as to be a specified value. In addition, it is preferable to slide the light shielding portion.

この構成によれば、各画素の最大値が規定値となるように光学系に入射する光の光量が調整されるため、光量調整をより精度よく行うことができる。   According to this configuration, the amount of light incident on the optical system is adjusted so that the maximum value of each pixel becomes a specified value, so that the amount of light can be adjusted more accurately.

また、上記構成において、前記イメージセンサから出力される電気信号の利得を調整するオートゲインコントローラを更に備え、前記オートゲインコントローラは、前記光量調整手段により光量の調整が行われる間、利得を一定の値に設定することが好ましい。この構成によれば、光量調整手段が光量の調整を行っている間、オートゲインコントローラの利得が一定の値に設定されるため、より精度良く光量調整を行うことができる。   Further, in the above-described configuration, an auto gain controller that adjusts the gain of the electric signal output from the image sensor is further provided, and the auto gain controller has a constant gain while the light amount is adjusted by the light amount adjusting unit. It is preferable to set the value. According to this configuration, since the gain of the auto gain controller is set to a constant value while the light amount adjusting means is adjusting the light amount, the light amount can be adjusted with higher accuracy.

本発明による原稿読取装置によれば、イメージセンサの感度のバラツキや光源の光量のバラツキによらずとも、イメージセンサ及びAFE−ICを飽和させないような最大限の振幅を有する電気信号をイメージセンサから出力させることが可能となり、S/N比を向上させることができる。   According to the document reading apparatus of the present invention, an electric signal having a maximum amplitude that does not saturate the image sensor and the AFE-IC is obtained from the image sensor regardless of variations in sensitivity of the image sensor and light amount of the light source. It is possible to output, and the S / N ratio can be improved.

図1は、本発明の実施の形態による原稿読取装置を複写機、スキャナ、ファクシミリ、デジタル複合機等の画像形成装置に適用したときの画像形成装置の内部構成図を示している。この画像形成装置は、原稿読取部100と本体部200とを備えている。原稿読取部100は、原稿カバー110と原稿載置部120とを備えている。原稿カバー110は、複数枚の原稿が載置可能な原稿トレイ111と、載置された原稿を1枚ずつピックアップする給紙ローラ対112と、ピックアップされた原稿を原稿読取位置RPまで搬送し、かつ、原稿の斜め送りを規制して原稿先端を整えるレジストローラ対113とを備えている。レジストローラ対113の近傍には、原稿の画像先端の原稿読取位置RPへの搬送タイミングを決定する際に用いられるタイミングスイッチ114が配設されている。   FIG. 1 shows an internal configuration diagram of an image forming apparatus when an original reading apparatus according to an embodiment of the present invention is applied to an image forming apparatus such as a copying machine, a scanner, a facsimile, or a digital multifunction peripheral. The image forming apparatus includes a document reading unit 100 and a main body unit 200. The document reading unit 100 includes a document cover 110 and a document placement unit 120. The document cover 110 transports a document tray 111 on which a plurality of documents can be placed, a pair of paper feed rollers 112 for picking up the placed documents one by one, and the picked-up document to the document reading position RP. In addition, a registration roller pair 113 is provided which regulates the oblique feeding of the document and adjusts the leading edge of the document. In the vicinity of the registration roller pair 113, there is disposed a timing switch 114 used for determining the conveyance timing of the leading edge of the original image to the original reading position RP.

原稿載置部120は、原稿読取位置RPの下側に配設された光源121と、原稿読取位置RPにおける原稿の反射光をミラー122、123、124及び集光レンズ125を介して受光する光ラインセンサ126とを備えている。また、原稿載置部120の上面には、透明かつ平板状のコンタクトガラス127が配設されている。コンタクトガラス127の原稿読取位置RPの対応する位置には、後述する基準原稿128が取り付けられている。原稿の反射光の光路上、集光レンズ125の手前位置には、光軸に対して直交する方向である+z方向又は−z方向にスライド可能に遮光板129が取り付けられている。   The document placing unit 120 receives light reflected from the light source 121 disposed below the document reading position RP and the document at the document reading position RP via the mirrors 122, 123, and 124 and the condenser lens 125. Line sensor 126. Further, a transparent and flat contact glass 127 is disposed on the upper surface of the document placing portion 120. A reference document 128, which will be described later, is attached to the contact glass 127 at a position corresponding to the document reading position RP. On the optical path of the reflected light of the document, a light shielding plate 129 is attached at a position before the condenser lens 125 so as to be slidable in the + z direction or the −z direction which is a direction orthogonal to the optical axis.

原稿トレイ111に載置された原稿を読取る自動読取りモードにおいては、光源121は、固定状態で給紙ローラ対112等によって1枚ずつ搬送される原稿に対し光を照射し、光ラインセンサ126は、その反射光を例えば1ライン単位で読取る。コンタクトガラス127に載置された原稿を読取る手動読取りモードにおいては、光源121は、原稿に対し光を照射しつつ、図略のモータによる駆動力を受けて、右方向に一定速度で移動し、光ラインセンサ126は、その原稿からの反射光を受光する。なお、光源121は、例えば点線で示す光源121’の位置まで移動すると、光の照射を停止し、図略のモータによる駆動力を受けて、左方向に一定速度で移動し、実線で示す光源121の位置(ホームポジション)に戻される。光ラインセンサ126は、CCD(Charge Coupled Device)、
又は、CIS(Contact Image Sensor)等により構成され、光源121による原稿の反射光を受光して、反射光の光量に応じたレベルを有する電気信号を生成することで、原稿の画像を1ラインずつ読取る。
In the automatic reading mode in which the original placed on the original tray 111 is read, the light source 121 irradiates the original conveyed one by one by the paper feed roller pair 112 and the like in a fixed state, and the optical line sensor 126 The reflected light is read in units of one line, for example. In the manual reading mode for reading the document placed on the contact glass 127, the light source 121 receives a driving force from a motor (not shown) while irradiating the document with light, and moves to the right at a constant speed. The optical line sensor 126 receives reflected light from the document. For example, when the light source 121 moves to the position of the light source 121 ′ indicated by the dotted line, the light irradiation is stopped, the driving force by the motor (not shown) is received, the light source 121 moves to the left at a constant speed, and the light source indicated by the solid line The position is returned to the position 121 (home position). The optical line sensor 126 includes a CCD (Charge Coupled Device),
Alternatively, it is configured by a CIS (Contact Image Sensor) or the like, receives reflected light of the document from the light source 121, and generates an electrical signal having a level corresponding to the amount of reflected light, thereby generating an image of the document line by line. Read.

本体部200は、複数の給紙カセット201、複数の給紙ローラ202、転写ローラ203、感光体ドラム204、現像装置205、露光装置206、定着ローラ208、排出口209及び排出トレイ210等を備える。   The main body 200 includes a plurality of paper feed cassettes 201, a plurality of paper feed rollers 202, a transfer roller 203, a photosensitive drum 204, a developing device 205, an exposure device 206, a fixing roller 208, a discharge port 209, a discharge tray 210, and the like. .

感光体ドラム204は、矢印方向に回転しながら帯電装置(図示省略)によって一様に帯電される。露光装置206は、光ラインセンサ126において読取られた原稿の画像データに基づいて生成された変調信号をレーザ光に変換して出力し、感光体ドラム204に静電潜像を形成する。現像装置205は、現像剤を感光体ドラム204に供給してトナー像を形成する。   The photosensitive drum 204 is uniformly charged by a charging device (not shown) while rotating in the direction of the arrow. The exposure device 206 converts the modulation signal generated based on the image data of the original read by the optical line sensor 126 into a laser beam and outputs it, and forms an electrostatic latent image on the photosensitive drum 204. The developing device 205 supplies a developer to the photosensitive drum 204 to form a toner image.

一方、給紙ローラ202は、記録紙が収納された給紙カセット201から記録紙を引き出し、転写ローラ203まで給送する。転写ローラ203は、搬送された記録紙に感光体ドラム204上のトナー像を転写させ、定着ローラ208は、転写されたトナー像を加熱して記録紙に定着させる。その後、記録紙は、本体部200の排出口209から用紙後処理部300に搬入される。また、記録紙は、必要に応じて排出トレイ210へも排出される。   On the other hand, the paper feeding roller 202 pulls out the recording paper from the paper feeding cassette 201 in which the recording paper is stored, and feeds the recording paper to the transfer roller 203. The transfer roller 203 transfers the toner image on the photosensitive drum 204 to the conveyed recording paper, and the fixing roller 208 heats and transfers the transferred toner image to the recording paper. Thereafter, the recording paper is carried into the paper post-processing unit 300 from the discharge port 209 of the main body unit 200. The recording paper is also discharged to the discharge tray 210 as necessary.

用紙後処理部300は、搬入口301、記録紙搬送部302、搬出口303及びスタックトレイ304等を備える。記録紙搬送部302は、排出口209から搬入口301に搬入された記録紙を順次搬送し、最終的に搬出口303からスタックトレイ304へ記録紙を排出する。スタックトレイ304は、搬出口303から搬出された記録紙の集積枚数に応じて矢印方向に上下動可能に構成されている。   The paper post-processing unit 300 includes a carry-in port 301, a recording paper transport unit 302, a carry-out port 303, a stack tray 304, and the like. The recording paper transport unit 302 sequentially transports the recording paper carried into the carry-in port 301 from the discharge port 209 and finally ejects the recording paper from the carry-out port 303 to the stack tray 304. The stack tray 304 is configured to move up and down in the direction of the arrow in accordance with the number of recording sheets stacked from the carry-out port 303.

図2は遮光板129の構成図である。図2において、原稿の反射光の光軸方向をy方向、y方向を法線とする面内において、光ラインセンサ126の長手方向をx方向、x及びy方向の各々に直交する方向をz方向とする。図2に示すように遮光板129は、反射光の光路上、集光レンズ125の上流側であって、集光レンズ125の近傍に配設されている。遮光板129のx方向の一方側には、z方向を長手方向とする柱状部材131が取り付けら、他方側にはz方向を長手方向とするラックギア132が取り付けられている。モータM1の回転軸の先端にはピニオンギア133が取り付けられている。このピニオンギア133はラックギア132と噛み合っている。従って、遮光板129はモータM1のトルクを受けて+z方向(図中上方向)又は−z方向(図中下方向)にスライドする。モータM1としては、例えばステッピングモータを採用することができる。   FIG. 2 is a configuration diagram of the light shielding plate 129. In FIG. 2, the longitudinal direction of the optical line sensor 126 is in the x direction and the direction orthogonal to each of the x and y directions is z in the plane in which the optical axis direction of the reflected light of the document is the y direction and the y direction is the normal line. The direction. As shown in FIG. 2, the light shielding plate 129 is disposed in the vicinity of the condenser lens 125 on the upstream side of the condenser lens 125 on the optical path of the reflected light. A columnar member 131 whose longitudinal direction is the z direction is attached to one side of the light shielding plate 129 in the x direction, and a rack gear 132 whose longitudinal direction is the z direction is attached to the other side. A pinion gear 133 is attached to the tip of the rotating shaft of the motor M1. The pinion gear 133 meshes with the rack gear 132. Therefore, the light shielding plate 129 receives the torque of the motor M1 and slides in the + z direction (upward direction in the figure) or the -z direction (downward direction in the figure). As the motor M1, for example, a stepping motor can be employed.

遮光板129は、表面が黒色、かつ平板状のプラスチック等からなる部材から構成され、x方向の長さが集光レンズ125の直径よりも長い。従って、遮光板129が+z方向にスライドするにつれて、光ラインセンサ126へ導かれる光の光量が減少し、−z方向にスライドするにつれて、光ラインセンサ126へ導かれる光の光量が増大する。   The light shielding plate 129 is made of a member made of a plastic having a black surface and a flat plate shape, and the length in the x direction is longer than the diameter of the condenser lens 125. Therefore, as the light shielding plate 129 slides in the + z direction, the amount of light guided to the optical line sensor 126 decreases, and as it slides in the −z direction, the amount of light guided to the optical line sensor 126 increases.

図3は、コンタクトガラス127を上方から見たときの図である。図3に示すようにコンタクトガラス127の左側の端部には、基準原稿128が取り付けられていることが分かる。この基準原稿128は、例えば白色のプラスチック等の部材により構成され、x方向を長手方向とする。   FIG. 3 is a view when the contact glass 127 is viewed from above. As shown in FIG. 3, it can be seen that the reference document 128 is attached to the left end of the contact glass 127. The reference document 128 is made of, for example, a member such as white plastic, and the x direction is the longitudinal direction.

図4は、図1に示す画像形成装置部の電気的構成を示すブロック図である。原稿読取部100は、光ラインセンサ126、AFE(アナログフロントエンド)140、画像処理部150、光量調整部160、画像メモリ170、及び制御部180を備えている。なお、図4においては、本発明に関するもののみ図示し、関係のないものは省略している。光ラインセンサ126は、制御部180の制御の下、原稿の画像を1ラインずつ読取りの読取った原稿の画像の濃淡を表す電気信号をAFE140に出力する。   4 is a block diagram showing an electrical configuration of the image forming apparatus section shown in FIG. The document reading unit 100 includes an optical line sensor 126, an AFE (analog front end) 140, an image processing unit 150, a light amount adjustment unit 160, an image memory 170, and a control unit 180. In FIG. 4, only those related to the present invention are shown, and those not related are omitted. The optical line sensor 126 outputs, to the AFE 140, an electrical signal representing the density of the read original image obtained by reading the original image line by line under the control of the control unit 180.

AFE140は、制御部180の制御の下、光ラインセンサ126から出力されたアナログの電気信号(以下、「アナログ出力値」と呼ぶ)を増幅等行うものであり、CDS処理部141、AGC(オートゲインコントローラ)142、及びA/D変換器143を備えている。CDS処理部141は、光ラインセンサ126から出力されたアナログ出力値に対して相関二重サンプリングを行い、固定パターンノイズを除去する。   The AFE 140 amplifies an analog electric signal (hereinafter referred to as “analog output value”) output from the optical line sensor 126 under the control of the control unit 180, and the CDS processing unit 141, AGC (auto Gain controller) 142, and A / D converter 143. The CDS processing unit 141 performs correlated double sampling on the analog output value output from the optical line sensor 126 to remove fixed pattern noise.

AGC142は、アナログ出力値が、A/D変換器143によりA/D変換されるにあたり適切なレベルとなるように、画像処理部150により決定された利得を用いてCDS処理部141から出力されたアナログ出力値を増幅する。A/D変換器143は、AGC142により増幅されたアナログ出力値をデジタルの電気信号(以下、「デジタル出力値」と呼ぶ)に変換する。   The AGC 142 is output from the CDS processing unit 141 using the gain determined by the image processing unit 150 so that the analog output value becomes an appropriate level for A / D conversion by the A / D converter 143. Amplifies the analog output value. The A / D converter 143 converts the analog output value amplified by the AGC 142 into a digital electric signal (hereinafter referred to as “digital output value”).

画像処理部150は、制御部180が本画像形成装置を通常動作モードに設定した場合に動作するものであり、A/D変換器143から出力されたデジタル出力値に対して所定の画像処理を施し、画像メモリ170に出力する。光量調整部160は、制御部180が本画像形成装置を光量調整モードに設定した場合に動作するものであり、最大値算出部161、モータ制御部162、及び光量飽和領域判定部163を備えている。ここで、光量調整モードとは、光ラインセンサ126が基準原稿128を読取った場合に適切な光量の光が集光レンズ125に入射されるように、図2に示す遮光板129のスライド量を決定するモードである。また、通常動作モードとは、本画像形成装置が原稿を読取って原稿の画像を取得し、その画像を記録紙に印刷させるモードである。   The image processing unit 150 operates when the control unit 180 sets the image forming apparatus to the normal operation mode, and performs predetermined image processing on the digital output value output from the A / D converter 143. And output to the image memory 170. The light amount adjustment unit 160 operates when the control unit 180 sets the image forming apparatus to the light amount adjustment mode, and includes a maximum value calculation unit 161, a motor control unit 162, and a light amount saturation region determination unit 163. Yes. Here, the light amount adjustment mode is a sliding amount of the light shielding plate 129 shown in FIG. 2 so that an appropriate amount of light is incident on the condenser lens 125 when the optical line sensor 126 reads the reference document 128. This is the mode to decide. The normal operation mode is a mode in which the image forming apparatus reads an original to acquire an image of the original and prints the image on a recording sheet.

最大値算出部161は、A/D変換器143から出力された基準原稿の画像1ラインを構成する各画素のデジタル出力値の最大値を算出する。モータ制御部162は、モータM1を駆動して図2に示す遮光板129を+z方向又は−z方向にスライドさせる。   The maximum value calculation unit 161 calculates the maximum value of the digital output value of each pixel constituting one image line of the reference document output from the A / D converter 143. The motor control unit 162 drives the motor M1 to slide the light shielding plate 129 shown in FIG. 2 in the + z direction or the −z direction.

光量飽和領域判定部163は、遮光板129をレンズ125への入光量が最小の位置から所定の刻み幅で入光量が大きくなる方向(−z方向)に移動したときに、その最大値算出部161で算出されたデジタル出力値の最大値が遮光板129の移動量に対して飽和する遮光板位置を求めて、遮光板位置を飽和位置の1つ手前の刻み幅の位置に設定する。光量の飽和領域を図5で説明する。横軸は遮光板129の位置を示し、縦軸はAFE140の最大出力値を表している。遮光板位置を刻み幅aで入光量が最小の位置から入光量が大きくなる方向(図中右方向)に移動する。この時光ラインセンサ126への入光量が飽和していなければAFE140の最大出力値は刻み幅a(P1からP2)に対して、ほぼ一定の値D1のAFE出力の増加が得られる。これにたいして、光ラインセンサ126への入光量が飽和していればAFE140の最大出力値は刻み幅a(P2からP3)に対して、値D1よりも少ないAFE出力の増加D2しか得られない。たとえば、この増加量の減少割合(D2/D1)が0.5より低い時に光ラインセンサ126への入光量が飽和したと判定する。   When the light amount saturation region determination unit 163 moves the light shielding plate 129 from a position where the amount of incident light to the lens 125 is minimum in a direction (−z direction) in which the amount of incident light increases with a predetermined step size, the maximum value calculating unit The light shielding plate position where the maximum value of the digital output value calculated in 161 saturates with respect to the movement amount of the light shielding plate 129 is obtained, and the light shielding plate position is set to the position of the step width just before the saturation position. The light amount saturation region will be described with reference to FIG. The horizontal axis represents the position of the light shielding plate 129, and the vertical axis represents the maximum output value of the AFE 140. The position of the light shielding plate is moved from the position where the incident light amount is minimum with the step width a to the direction in which the incident light amount increases (right direction in the figure). At this time, if the amount of light incident on the optical line sensor 126 is not saturated, the maximum output value of the AFE 140 is increased by a substantially constant value D1 with respect to the step size a (P1 to P2). On the other hand, if the amount of light incident on the optical line sensor 126 is saturated, the maximum output value of the AFE 140 can be obtained only by increasing the AFE output D2 smaller than the value D1 with respect to the step size a (P2 to P3). For example, when the decrease rate (D2 / D1) of the increase amount is lower than 0.5, it is determined that the incident light amount to the optical line sensor 126 is saturated.

制御部180は、CPU、ROM、RAM等から構成され、画像形成装置全体の制御を司り、本実施の形態では特に、光ラインセンサ126、AFE140、画像処理部150、光量調整部160、画像メモリ170を同期させるクロック信号を出力し、これらのブロックの動作を同期させている。   The control unit 180 includes a CPU, a ROM, a RAM, and the like, and controls the entire image forming apparatus. In the present embodiment, in particular, the optical line sensor 126, the AFE 140, the image processing unit 150, the light amount adjustment unit 160, and the image memory. The clock signal which synchronizes 170 is output and the operation | movement of these blocks is synchronized.

図6は、制御部180が本画像形成装置を光量調整モードに設定したときの本画像形成装置の処理を示すフローチャートである。なお、制御部180は、例えば本画像形成装置に電源が投入された直後のイニシャル動作時及び一定時間経過後において、本画像形成装置を光量調整モードに設定するものとする。まず、ステップS1において、画像処理部150は、AGC142の利得を所定の値に設定する。ここで、画像処理部150が設定する利得の値は、光量調整部160が光量の調整を行うにあたり予め定められた値として増幅率=1が採用され、光量調整を行っている間、一定の値が設定される。   FIG. 6 is a flowchart illustrating processing of the image forming apparatus when the control unit 180 sets the image forming apparatus to the light amount adjustment mode. Note that the control unit 180 sets the image forming apparatus to the light amount adjustment mode, for example, at the initial operation immediately after the power is turned on to the image forming apparatus and after a predetermined time has elapsed. First, in step S1, the image processing unit 150 sets the gain of the AGC 142 to a predetermined value. Here, the gain value set by the image processing unit 150 uses a gain of 1 as a predetermined value when the light amount adjustment unit 160 adjusts the light amount, and is constant during the light amount adjustment. Value is set.

ステップS2において、光量調整部161のモータ制御部により、遮光板129を所定位置に移動する。所定位置は遮光板129をレンズ125への入光量が最小の位置、例えば図2において、遮光板129がレンズ125を全て覆う位置とする。   In step S2, the light shielding plate 129 is moved to a predetermined position by the motor control unit of the light amount adjusting unit 161. The predetermined position is a position where the light shielding plate 129 has a minimum amount of light incident on the lens 125, for example, a position where the light shielding plate 129 covers the entire lens 125 in FIG.

ステップS3において、制御部180は、光源121に基準原稿128を照射させ、光ラインセンサ126は、その反射光を受光し、1ライン分のアナログ出力値をAFE140に出力する。AFE140は、アナログ出力値に対して上述した処理を行ってデジタル出力値を生成し、各画素のデジタル出力値を順次最大値算出部161に出力する。最大値算出部161は、各画素のデジタル出力値を比較し、その最大値を算出し光量飽和判定部163に出力し光量飽和判定部163にその時の遮光板129の位置と共に記憶される。ここで、最大値算出部161は、基準原稿128の2ライン以上のデジタル出力値に対する画素毎の平均値から算出してもよい。   In step S <b> 3, the control unit 180 causes the light source 121 to irradiate the reference document 128, and the optical line sensor 126 receives the reflected light and outputs an analog output value for one line to the AFE 140. The AFE 140 performs the above-described processing on the analog output value to generate a digital output value, and sequentially outputs the digital output value of each pixel to the maximum value calculation unit 161. The maximum value calculation unit 161 compares the digital output values of the pixels, calculates the maximum value, outputs the maximum value to the light amount saturation determination unit 163, and stores the light amount saturation determination unit 163 together with the position of the light shielding plate 129 at that time. Here, the maximum value calculation unit 161 may calculate the average value for each pixel with respect to the digital output values of two or more lines of the reference document 128.

ステップS4において、光量飽和領域判定部163は、図5で説明したように前々回と前回の最大値と今回の最大値とから光ラインセンサ126への入光量が飽和したかどうかが判定される。   In step S4, the light amount saturation region determination unit 163 determines whether or not the amount of light incident on the optical line sensor 126 has been saturated from the previous maximum value and the current maximum value as described with reference to FIG.

ステップS4で光ラインセンサ126への入光量が飽和したと判定されなかったとき(ステップS4でNO)、ステップS5において遮光板の位置はレンズ125に対して最大の開口位置かが判定され、最大開口位置でなければ(ステップS5のNO)、ステップS6において、モータ制御部162は遮光板129をレンズ125への入光量が大きくなる方向(−z方向)に所定の刻み幅でスライドさせる。その後ステップS3に戻り再度基準原稿の読み取りが行われる。   When it is not determined in step S4 that the amount of light incident on the optical line sensor 126 is saturated (NO in step S4), in step S5, it is determined whether the position of the light shielding plate is the maximum opening position with respect to the lens 125. If it is not the opening position (NO in step S5), in step S6, the motor control unit 162 slides the light shielding plate 129 in a direction in which the amount of incident light to the lens 125 increases (-z direction) with a predetermined step size. Thereafter, the process returns to step S3 and the reference document is read again.

一方、ステップS5において遮光板の位置がレンズ125に対して最大の開口位置と判定されたときは(ステップS5のYES)、遮光板位置はその位置のままとして、本処理が終了する。   On the other hand, when it is determined in step S5 that the position of the light shielding plate is the maximum opening position with respect to the lens 125 (YES in step S5), the light shielding plate position remains at that position, and this process ends.

また、ステップS4において、光ラインセンサ126への入光量が飽和したと判定されたとき(ステップS4でYES)、ステップS7において遮光板の位置を一つ前の位置に移動して本処理が終了する。     Further, when it is determined in step S4 that the amount of light incident on the optical line sensor 126 is saturated (YES in step S4), the position of the light shielding plate is moved to the previous position in step S7, and this process ends. To do.

以後、光量調整モードにおいて調整されたスライド位置で遮光板129が固定され、通常モードが実行され、記録紙に画像が形成される。   Thereafter, the light shielding plate 129 is fixed at the slide position adjusted in the light amount adjustment mode, the normal mode is executed, and an image is formed on the recording paper.

以上説明したように本画像形成装置によれば、光ラインセンサ126が基準原稿128を読取った際に光ラインセンサ126に入射される光量が所定の値となるように遮光板129のスライド量が調整されるため、光ラインセンサ126の感度や光源121の光量のバラツキによらずに、光ラインセンサ126及びAFE140を飽和させずに最大限の振幅の電気信号を出力させることが可能となり、S/N比を向上させることができる。   As described above, according to this image forming apparatus, the sliding amount of the light shielding plate 129 is set so that the amount of light incident on the optical line sensor 126 when the optical line sensor 126 reads the reference original 128 becomes a predetermined value. Therefore, it is possible to output an electric signal having the maximum amplitude without saturating the optical line sensor 126 and the AFE 140 without depending on the sensitivity of the optical line sensor 126 and the variation in the light amount of the light source 121. / N ratio can be improved.

なお、上記実施の形態では、遮光板129を1個としたがこれに限定されず、2個の遮光板を用いてもよい。図7は、2個の遮光板から構成される遮光部を示した図面である。図7に示すように遮光部400は、原稿の反射光の光路上、集光レンズ125の手前の位置に配設され、2個の遮光板401,402と、遮光板401,402のx方向の両側に設けられた遮光側板403,404とを備えている。遮光板401,402と遮光側板403,404は平板状である、図2に示す遮光板129と同様、黒色のプラスチック等の部材から構成されている。遮光板401,402のx方向の一方側には、z方向を長手方向とする柱状部材405,406が取り付けられている。また、遮光板401,402の他方側には、z方向を長手方向とするラックギア407,408が取り付けられている。   In the above embodiment, the number of light shielding plates 129 is one. However, the present invention is not limited to this, and two light shielding plates may be used. FIG. 7 is a view showing a light shielding portion composed of two light shielding plates. As shown in FIG. 7, the light shielding unit 400 is disposed at a position in front of the condenser lens 125 on the optical path of the reflected light of the document, and the two light shielding plates 401 and 402 and the light shielding plates 401 and 402 in the x direction. The light shielding side plates 403 and 404 provided on both sides of the head are provided. The light shielding plates 401 and 402 and the light shielding side plates 403 and 404 have a flat plate shape, and are made of a member such as black plastic like the light shielding plate 129 shown in FIG. Columnar members 405 and 406 having a longitudinal direction in the z direction are attached to one side of the light shielding plates 401 and 402 in the x direction. In addition, rack gears 407 and 408 having a longitudinal direction in the z direction are attached to the other side of the light shielding plates 401 and 402.

ラックギア407,408はモータM2,M3の回転軸の先端に取り付けられたピニオンギア409,410と噛み合っており、遮光板401,402は、モータM2,M3の駆動力を受けて+z方向又は−z方向にスライドし、位置決めされる。   The rack gears 407 and 408 mesh with the pinion gears 409 and 410 attached to the ends of the rotation shafts of the motors M2 and M3. Slide in the direction and positioned.

図7に示すように原稿の反射光の光路に対して上下方向から光路を挟むように遮光板401,402はスライドすれば、集光レンズ125の中心に原稿の反射光を導きつつ、光量の調整範囲をより広げることが可能となる。   As shown in FIG. 7, if the light shielding plates 401 and 402 slide so as to sandwich the optical path from the vertical direction with respect to the optical path of the reflected light of the original, the reflected light of the original is guided to the center of the condenser lens 125 and The adjustment range can be further expanded.

本発明による原稿読取装置を画像形成装置に適用したときの画像形成装置の構成図を示している。FIG. 2 is a configuration diagram of an image forming apparatus when the document reading apparatus according to the present invention is applied to the image forming apparatus. 遮光板の構成図である。It is a block diagram of a light-shielding plate. コンタクトガラスを上方から見たときの図である。It is a figure when the contact glass is seen from above. 図1に示す画像形成装置部の電気的構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the image forming apparatus section shown in FIG. 1. 遮光板位置と、AFE出力の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a light-shielding plate position and AFE output. 制御部が本画像形成装置を光量調整モードに設定したときの本画像形成装置の処理を示すフローチャートである。6 is a flowchart illustrating processing of the image forming apparatus when a control unit sets the image forming apparatus to a light amount adjustment mode. 2個の遮光板から構成される遮光部を示した図面である。It is drawing which showed the light-shielding part comprised from two light-shielding plates.

符号の説明Explanation of symbols

121 光源
122 ミラー
125 集光レンズ
126 光ラインセンサ
127 コンタクトガラス
128 基準原稿
129 遮光板
131 柱状部材
132 ラックギア
133 ピニオンギア
140 AFE
141 CDS処理部
142 AGC
143 A/D変換器
150 画像処理部
160 光量調整部
161 最大値算出部
162 モータ制御部
163 光量飽和領域判定部
170 画像メモリ
180 制御部
401,402 遮光板
403,404 遮光側板
405,406 柱状部材
407,408 ラックギア
409,410 ピニオンギア
M1〜M3 モータ
121 Light source 122 Mirror 125 Condensing lens 126 Optical line sensor 127 Contact glass 128 Reference document 129 Light shielding plate 131 Columnar member 132 Rack gear 133 Pinion gear 140 AFE
141 CDS processing unit 142 AGC
143 A / D converter 150 Image processing unit 160 Light amount adjustment unit 161 Maximum value calculation unit 162 Motor control unit 163 Light amount saturation region determination unit 170 Image memory 180 Control unit 401, 402 Light shielding plate 403, 404 Light shielding side plate 405, 406 Columnar member 407, 408 Rack gear 409, 410 Pinion gear M1-M3 Motor

Claims (6)

イメージセンサを備え、原稿の画像を読取る原稿読取装置であって、
読取り対象となる原稿に光を照射する光源と、
前記原稿の反射光を前記イメージセンサに導く光学系と、
前記反射光の光路上、前記光学系の手前の位置にスライド可能に配設され、前記光学系に入射される光の光量を調整する遮光部と、
前記イメージセンサが、所定光量の光を反射する基準原稿からの反射光を受光したときの最大出力値が規定範囲となるように、前記遮光部をスライドさせる光量調整手段とを備えることを特徴とする原稿読取装置。
An original reading apparatus that includes an image sensor and reads an image of an original,
A light source for irradiating light on a document to be read;
An optical system for guiding reflected light of the document to the image sensor;
A light-shielding portion that is slidably disposed at a position in front of the optical system on the optical path of the reflected light, and adjusts the amount of light incident on the optical system;
The image sensor includes light amount adjusting means for sliding the light shielding portion so that a maximum output value when receiving reflected light from a reference original that reflects a predetermined amount of light falls within a specified range. A document reader.
前記遮光部は、平板状の遮光板であることを特徴とする請求項1記載の原稿読取装置。   The document reading apparatus according to claim 1, wherein the light shielding portion is a flat light shielding plate. 前記遮光部は、前記光学系から出力される光の光軸と直交する方向にスライド可能に配設された2枚の遮光板を備え、前記遮光板が前記光軸を両側から挟む方向にスライドすることで、光量を調整することを特徴とする請求項1又は2記載の原稿読取装置。   The light shielding unit includes two light shielding plates arranged to be slidable in a direction orthogonal to the optical axis of light output from the optical system, and the light shielding plate slides in a direction sandwiching the optical axis from both sides. The document reading apparatus according to claim 1, wherein the amount of light is adjusted. 前記光量調整手段は、前記遮光部をスライドさせる駆動手段を備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の原稿読取装置。   The document reading apparatus according to claim 1, wherein the light amount adjusting unit includes a driving unit that slides the light shielding unit. 前記光量調整手段は、前記イメージセンサが出力する各画素の出力値の最大値を求め、求めた最大値より飽和光量をもとめる光量飽和判定部を備え、前記規定値となるように、前記遮光部をスライドさせることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の原稿読取装置。   The light amount adjusting unit includes a light amount saturation determination unit that obtains a maximum value of an output value of each pixel output from the image sensor, and obtains a saturated light amount from the obtained maximum value, and the light shielding unit is set to the specified value. The document reading device according to claim 1, wherein the document reading device is slid. 前記イメージセンサから出力される電気信号の利得を調整するオートゲインコントローラを更に備え、
前記オートゲインコントローラは、前記光量調整手段により光量の調整が行われる間、利得を一定の値に設定することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の原稿読取装置。
An auto gain controller for adjusting a gain of an electrical signal output from the image sensor;
The document reading apparatus according to claim 1, wherein the auto gain controller sets the gain to a constant value while the light amount is adjusted by the light amount adjusting unit.
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