JP2013102321A - Image reader and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、画像読取装置およびそれを搭載した画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image reading apparatus and an image forming apparatus equipped with the image reading apparatus.
CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサからのアナログ信号をデジタル信号に変換して原稿画像を読み取る画像読取装置において、アナログ信号はサンプルホールド回路によってサンプルホールドされた後にA/D変換器によってデジタル信号に変換される。
アナログ信号は、1画素ごとに有効な信号領域をサンプルホールドする必要があるが、近年は信号の周波数が高速化しているということもあり、駆動信号の遅延ばらつきによってはサンプルホールドタイミングがずれる可能性がある。
In an image reading device that reads an original image by converting an analog signal from a CCD (Charge Coupled Device) image sensor into a digital signal, the analog signal is sampled and held by a sample hold circuit and then converted to a digital signal by an A / D converter Is done.
For analog signals, it is necessary to sample and hold an effective signal area for each pixel. However, in recent years, the frequency of the signal may have increased, and the sample and hold timing may shift depending on the delay variation of the drive signal. There is.
サンプルホールドタイミングがずれてしまうと、ホールドする信号レベルが正常値と異なってしまうという問題がある。
サンプルホールドタイミングを調整する手法としては、複数の位相のサンプルホールドタイミングで画像を取得して比較することにより、最適な画像となるサンプルホールドタイミングに調整する手法が既に知られている。
例えば、特許文献1には、サンプルホールドタイミングが不正なタイミングとならないように調整するため、サンプルホールドタイミングごとにA/D変換器(ADC)から出力される複数のデジタル信号に基づいて、サンプルホールドタイミングの位相を調整する構成について開示されている。
When the sample hold timing is shifted, there is a problem that the signal level to be held is different from the normal value.
As a method for adjusting the sample and hold timing, a method for adjusting to the sample and hold timing at which an optimum image is obtained by acquiring and comparing images at the sample and hold timings of a plurality of phases is already known.
For example, in
一方、画像読取装置として、高速画像読み取りを行うために、複数系統(以下「複数ch(チャンネル)」ともいう)のアナログ信号を出力するCCDイメージセンサと、そのCCDイメージセンサからの複数chのアナログ信号をサンプルホールドして出力する複数chのサンプルホールド回路と、複数chのサンプルホールド回路からの複数chのアナログ信号をそれぞれ量子化してデジタル信号に変換する複数chのA/D変換器とを有するものも出回っている。 On the other hand, as an image reading apparatus, a CCD image sensor that outputs analog signals of a plurality of systems (hereinafter also referred to as “multiple channels (channels)”) and a plurality of analog channels from the CCD image sensor for high-speed image reading. A multi-channel sample-and-hold circuit that samples and holds a signal, and a multi-channel A / D converter that quantizes a plurality of channels of analog signals from the multi-channel sample-and-hold circuit and converts them into digital signals Things are also on the market.
しかしながら、このような従来の画像読取装置においては、上述した従来のサンプルホールドタイミングを調整する手法を使用しても、次のような問題が生じる。つまり、複数chのサンプルホールド回路によるサンプルホールドタイミングを個別に調整したとしても、そのサンプルホールドタイミングが一致するとは限らず、複数chのA/D変換器からの複数chのデジタル信号(画像データ)のレベルが一致せず、リニアリティ差が発生する。
この発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、リニアリティ差の発生を回避することを目的とする。
However, in such a conventional image reading apparatus, the following problem occurs even if the above-described conventional method for adjusting the sample hold timing is used. That is, even if the sample and hold timings by the multiple channel sample and hold circuits are individually adjusted, the sample and hold timings do not always coincide with each other, and multiple channels of digital signals (image data) from the multiple channels of A / D converters are not necessarily matched. The levels of do not match and a linearity difference occurs.
The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to avoid the occurrence of a linearity difference.
この発明は、被写体からの反射光をアナログ信号に変換し、その領域を複数領域に分割して複数系統のアナログ信号を出力するイメージセンサと、該イメージセンサからの複数系統のアナログ信号をそれぞれサンプルホールドして出力する複数系統のサンプルホールド回路と、該複数系統のサンプルホールド回路からの複数系統のアナログ信号をそれぞれ量子化してデジタル信号に変換する複数系統のA/D変換器と、上記イメージセンサと上記複数系統のサンプルホールド回路と上記複数系統のA/D変換器の駆動信号を生成するタイミング生成器とを有する画像読取装置であって、上記の目的を達成するため、以下に示すようにしたことを特徴とする。 The present invention converts reflected light from an object into an analog signal, divides the region into a plurality of regions and outputs a plurality of analog signals, and samples a plurality of analog signals from the image sensor. A plurality of systems of sample and hold circuits that hold and output, a plurality of systems of A / D converters that quantize and convert a plurality of systems of analog signals from the plurality of systems of sample and hold circuits into digital signals, and the image sensor And a plurality of systems of sample-and-hold circuits and a timing generator for generating a plurality of systems of A / D converter drive signals, in order to achieve the above object, It is characterized by that.
すなわち、上記タイミング生成器は、上記複数系統のサンプルホールド回路による上記複数系統のアナログ信号のサンプルホールドタイミングの位相を調整可能であり、上記複数系統のA/D変換器からの複数系統のデジタル信号のレベルが一致するように、上記タイミング生成器によって上記複数系統のアナログ信号のサンプルホールドタイミングを調整する調整手段を設けたものである。 That is, the timing generator is capable of adjusting the phase of the sample and hold timing of the analog signals of the plurality of systems by the sample and hold circuits of the plurality of systems, and a plurality of digital signals from the A / D converters of the plurality of systems. Adjusting means for adjusting the sample and hold timing of the analog signals of the plurality of systems by the timing generator so that the levels of the signals coincide with each other.
この発明の画像読取装置によれば、複数系統のA/D変換器からの複数系統のデジタル信号のレベルが一致するので、リニアリティ差の発生を回避することができる。 According to the image reading apparatus of the present invention, since the levels of the digital signals of the plurality of systems from the A / D converters of the plurality of systems match, the occurrence of the linearity difference can be avoided.
以下、この発明を実施するための形態を説明する。
以下の実施形態では、被写体である原稿又は基準白板からの反射光をアナログ信号に変換し、その領域を複数領域に分割して複数ch(複数系統)のアナログ信号を出力するCCDイメージセンサと、イメージセンサからの複数chのアナログ信号をそれぞれサンプルホールドして出力する複数chのサンプルホールド回路と、その複数chのサンプルホールド回路からの複数chのアナログ信号をそれぞれ量子化してデジタル信号に変換する複数chのA/D変換器とを有する画像読取装置において、以下の特徴を有する。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described.
In the following embodiments, a CCD image sensor that converts reflected light from a document or a reference white plate as an object into an analog signal, divides the region into a plurality of regions, and outputs a plurality of channels (a plurality of systems) of analog signals; A plurality of channels of sample and hold circuits that sample and hold a plurality of channels of analog signals from the image sensor, and a plurality of channels that quantize and convert the plurality of channels of analog signals from the plurality of channels of sample and hold circuits into digital signals. An image reading apparatus having a ch A / D converter has the following characteristics.
すなわち、複数chのA/D変換器からの複数chのデジタル信号のレベルが一致するように、複数chのサンプルホールド回路による複数chのアナログ信号のサンプルホールドタイミングを調整する。このとき、複数chのサンプルホールド回路へのサンプルホールド信号の位相を振る。
そこで、その特徴について、図1〜図9を参照して具体的に説明する。
That is, the sample and hold timing of the analog signals of the plurality of channels by the sample and hold circuit of the plurality of channels is adjusted so that the levels of the digital signals of the plurality of channels from the A / D converters of the plurality of channels match. At this time, the phase of the sample and hold signal to the sample and hold circuits of a plurality of channels is changed.
Therefore, the feature will be specifically described with reference to FIGS.
〔第1施形態〕
図1は、この発明の第1実施形態である画像読取装置の機構部の構成例を示す全体構成図である。
[First embodiment]
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a configuration example of a mechanism unit of an image reading apparatus according to a first embodiment of the present invention.
この画像読取装置100は、デジタル複写機,デジタル複合機,ファクシミリ装置等の画像形成装置に搭載されるスキャナ装置あるいは単体のスキャナ装置であり、後述する画像信号処理部を備えている。そして、光源からの照射光によって被写体である原稿を照明し、その原稿からの反射光をCCDイメージセンサで受光し、A/D変換器で画像信号に変換して画像処理を行い、原稿の画像データを読み取ることができる。A/D変換器で変換された画像信号はアナログ信号なので、デジタル信号に変換される。
The
この画像読取装置100は、図1に示すように、原稿を載置する原稿ガラスであるコンタクトガラス101と、原稿露光用の光源102および第1反射ミラー103からなる第1キャリッジ106と、第2反射ミラー104および第3反射ミラー105からなる第2キャリッジ107とを備えている。また、CCDイメージセンサ(以下単に「CCD」という)109と、CCD109に結像するためのレンズユニット108と、読み取り光学系等による各種の歪みを補正するためなどに用いる基準白板(「白基準板」ともいう)110と、シートスルー読み取り用スリット111も備えている。
As shown in FIG. 1, the
この画像読取装置100の上部には、自動原稿給送手段である自動原稿給送装置(以下「ADF」と略称する)200が搭載されており、このADF200をコンタクトガラス101に対して開閉できるように、図示しないヒンジ等を介して連結している。
ADF200は、複数枚の原稿からなる原稿束を載置可能な原稿載置台としての原稿トレイ201を備えている。また、原稿トレイ201に載置された原稿束から原稿を1枚ずつ分離してシートスルー読み取り用スリット111へ向けて自動給送する給送ローラ202を含む分離・給送手段も備えている。
An automatic document feeder (hereinafter abbreviated as “ADF”) 200 as an automatic document feeder is mounted on the upper part of the
The ADF 200 includes a
このように構成された画像読取装置100において、原稿の画像面をスキャン(走査)して原稿の画像を読み取るスキャンモード時には、第1キャリッジ106および第2キャリッジ107が、図示しないステッピングモータによって矢示A方向(副走査方向)に原稿を走査する。このとき、コンタクトガラス101からCCD109までの光路長を一定に維持するために、第2キャリッジ107は第1キャリッジ106の1/2の速度で移動する。
In the
同時に、コンタクトガラス101上にセットされた原稿の下面である画像面が第1キャリッジ106の光源102によって照明(露光)される。すると、その画像面からの反射光像が第1キャリッジ106の第1反射ミラー103,第2キャリッジ107の第2反射ミラー104および第3反射ミラー105,並びにレンズユニット108経由でCCD109へ順次送られて結像される。そして、CCD109の光電変換によりアナログ信号が出力され、後段の信号処理部によりデジタル信号に変換される。それによって、原稿の画像が読み取られ、デジタルの画像データが得られる。
At the same time, the image surface which is the lower surface of the document set on the
一方、原稿を自動給送して原稿の画像を読み取るシートスルーモード時には、第1キャリッジ106および第2キャリッジ107が、シートスルー読み取り用スリット111の下側へ移動する。その後、原稿トレイ201に載置された原稿が給送ローラ202によって矢示B方向(副走査方向)へ自動給送され、シートスルー読み取り用スリット111の位置において原稿が走査される。
On the other hand, in the sheet through mode in which the original is automatically fed and the image of the original is read, the
このとき、自動給送される原稿の下面(画像面)が第1キャリッジ106の光源102によって照明される。そのため、その画像面からの反射光像が第1キャリッジ106の第1反射ミラー103,第2キャリッジ107の第2反射ミラー104および第3反射ミラー105,並びにレンズユニット108経由でCCD109へ順次送られて結像される。そして、CCD109の光電変換によりアナログ信号が出力され、後段の信号処理部によりデジタル信号に変換される。それによって、原稿の画像が読み取られ、デジタルの画像データが得られる。このようにして画像の読み取りが完了した原稿は、図示しない排出口に排出される。
At this time, the lower surface (image surface) of the automatically fed document is illuminated by the
なお、スキャンモード時又はシートスルーモード時の画像読み取り前に開始された光源102による照明により、基準白板110からの反射光がCCD109でアナログ信号に変換され、後段の信号処理部によりデジタル信号に変換される。それによって、基準白板110が読み取られ、その読み取り結果(デジタル信号)に基づいて原稿の画像読み取り時のシェーディング補正が行われる。
また、ADF200に搬送ベルトを備えている場合には、スキャンモードであっても、ADF200によって原稿をコンタクトガラス101上の読み取り位置に自動給送して、その原稿の画像を読み取ることができる。
The reflected light from the reference
Further, when the
図2は、図1に示した画像読取装置100が備えている信号処理部の構成例を制御部およびメモリと共に示すブロック図である。
この信号処理部1は、CCD109、F側とL側(複数ch)のアナログ信号処理部(AFE:Analog Front End)10,20、水晶発振器30、およびタイミングジェネレータ(TG:Timing Generator)40を備えている。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of a signal processing unit included in the
The
CCD109は、高速読取のため、主走査のラインを左右でF側とL側に分割してアナログ出力するFLタイプのものである。このFLタイプのCCD109は、主走査ラインの画素信号(以下「アナログ信号」又は「アナログ画像信号」ともいう)のうち、先頭画素信号から順次前半分(F側、First)の画素信号を出力する端子と、末尾画素信号から順次後半分(L側、Last)の画素信号を出力する端子とを備えている。なお、CCD109が主走査ラインの画素信号の領域を3つ以上の領域に分割して3ch以上の画素信号を出力するための端子を備えているような場合、3ch以上のアナログ信号処理部が必要となる。
The
タイミングジェネレータ(以下「TG」ともいう)40は、タイミング生成器であり、多層クロック生成器41と、複数の位相セレクタ42と、ライン周期生成器43とを備えており、水晶発振器30からの基準クロックを基に、多層クロック生成器41によって多層クロックを生成する。そして、その多層クロックを基に、位相セレクタ42によってCCD109やアナログ信号処理部(以下「AFE」ともいう)10,20の駆動信号を生成する。
ライン周期生成器43は、多層クロック生成器41からのクロックをカウントし、1ラインに1回だけアサートされるような主走査同期信号を出力する。
The timing generator (hereinafter also referred to as “TG”) 40 is a timing generator, and includes a
The
複数の位相セレクタ42は、多層クロックのタイミングから任意の立上りエッジと立下りエッジを選択して任意の位相の各駆動信号を出力する。その各駆動信号の位相は、外部の制御部70から設定可能であり、それぞれの駆動信号に必要な位相を設定できる。それによって、後述するF側とL側のサンプルホールド回路12,22による各アナログ信号のサンプルホールドタイミングの位相を調整可能である。
CCD109は、TG40からの駆動信号(φ1,φ2,φ2L,RS,CP,SH)によって駆動され、原稿からの反射光に応じたアナログ信号(以下「アナログ画像信号」ともいう)を出力する。原稿の領域は左右でF側とL側に分割されてアナログ出力され、AFE(F側)10とAFE(L側)20とに入力される。
The plurality of phase selectors 42 select arbitrary rising edges and falling edges from the timing of the multi-layer clock, and output drive signals having arbitrary phases. The phase of each drive signal can be set from the
The
CCD109が出力するアナログ画像信号のうち、F側のアナログ画像信号はバッファ51およびAC結合コンデンサ52を介してAFE(F側)10に、L側のアナログ画像信号はバッファ61およびAC結合コンデンサ62を介してAFE(F側)20にそれぞれ入力される。
AFE10は、クランプ回路11、サンプルホールド回路(S/H)12、増幅回路(PGA:Programmable Gain Amplifier)13、およびA/D変換器14を備えている。
AFE20は、クランプ回路21、サンプルホールド回路(S/H)22、増幅回路(PGA)23、およびA/D変換器24を備えている。
Of the analog image signals output from the
The AFE 10 includes a
The
クランプ回路11,21はそれぞれ、TG40からのクランプ信号(CLP)の入力タイミングで、アナログ信号の黒オフセットレベルを所定の電位にクランプする。そのクランプのタイミングは、1ラインごとにF側とL側で同時に行われる。
サンプルホールド回路12,22はそれぞれ、TG40からのサンプルホールド信号(SHD)の入力タイミングで、クランプ回路11,21から出力されるアナログ信号のサンプリングを行い、そのアナログ信号のレベルを一定時間保持(ホールド)する。そのことを「サンプルホールドする」という。
The
The sample hold
サンプルホールド信号(SHD)は、サンプル値を保持するサンプルホールド回路内のコンデンサへの信号をオン/オフするスイッチ素子に入力されており、サンプルホールド信号(SHD)のアサート開始でサンプルが開始され、アサート終了でサンプルが終了する(ホールド)。信号領域をサンプルホールドすることによって、サンプルホールド回路12,22は信号領域のレベルを連続して出力する(図3)。サンプルホールドのタイミングは、1画素毎にF側とL側で同時に行われる。
The sample hold signal (SHD) is input to a switch element that turns on / off a signal to a capacitor in the sample hold circuit that holds the sample value, and sampling is started when the sample hold signal (SHD) is asserted. The sample ends at the end of assertion (hold). By sample-holding the signal area, the sample-and-
図3は、図2のTG40からのサンプルホールド信号(SHD)の入力タイミングとサンプルホールド回路12,22の入出力との関係の一例を示すタイミングチャートである。
増幅回路13,23はそれぞれ、制御部70からのゲイン設定によってサンプルホールド回路12,22からのアナログ信号を増幅する。
FIG. 3 is a timing chart showing an example of the relationship between the input timing of the sample hold signal (SHD) from the
The
制御部70は、この画像読取装置100を統括的に制御するものであり、CPU(中央処理装置)、CPUが実行するプログラムを格納しているROM、データを一時的に記憶するRAMを備えている。この制御部70は、後述するF側とL側のA/D変換器14,24からの各デジタル信号(画像データ)のレベルが一致するように、TG40によってF側とL側のサンプルホールド回路12,22による各アナログ信号のサンプルホールドタイミングを調整する調整手段としての機能を果すことができる。
メモリ80は、各種データを記憶するフラッシュメモリやハードディスク装置等の不揮発性記憶手段である。
The
The
制御部70は、基準白板110の読み取り時の画像データが一定レベルとなるようにゲインを設定することによって、信号のダイナミックレンジを増加させる。この調整は、画像読取装置100の電源オン時に行われる。
A/D変換器14,24はそれぞれ、TG40からの変換信号(ADCK)の入力タイミングで、増幅回路13,23により増幅されたアナログ信号を量子化してデジタル信号(画像データ)に変換する。そのA/D変換のタイミングは、1画素毎にF側とL側で同時に行われる。
The
Each of the A /
このようにして得られたデジタル信号は、図示しない後段の画像処理部に送られ、F側とL側の画像データが合成される。
また、画像処理部は、基準白板から読み取った画像データに基づいて、原稿の画像データを正規化するシェーディング補正を行い、CCD109の感度ばらつきや光学系の配光むらなどの、主走査方向のばらつきを補正する。なお、シェーディング補正は、周知技術なので、その内容の詳細な説明は省略する。
The digital signal thus obtained is sent to a subsequent image processing unit (not shown), and the F-side and L-side image data are combined.
The image processing unit also performs shading correction to normalize the image data of the document based on the image data read from the reference white plate, and causes variations in the main scanning direction such as sensitivity variations of the
なお、ここで、サンプルホールド信号(SHD)の入力タイミングは、信号領域を一定時間以上サンプルして、更にホールドタイミングは信号領域に納める必要がある。サンプル期間が短い場合、コンデンサへの充電時間が確保できず、ホールドする信号レベルがずれた値となる。ホールドタイミングが信号領域から外れていた場合も、ホールドする信号レベルは信号レベルからずれた値となる。 Here, as for the input timing of the sample hold signal (SHD), it is necessary to sample the signal region for a certain period of time and further hold the hold timing in the signal region. When the sample period is short, the charging time to the capacitor cannot be secured, and the signal level to be held is shifted. Even when the hold timing is out of the signal area, the signal level to be held becomes a value deviated from the signal level.
図2のように、F側とL側のアナログ信号を処理するAFE10,20を搭載している構成では、タイミング信号のバッファ51,61の出力遅延のばらつきや伝送線路の時定数のばらつきによって、F側とL側に入力されるサンプルホールド信号(SHD)のタイミングにばらつきが発生する。
F側とL側のサンプルホールド回路12,22でタイミングがずれた場合、F側とL側の画像レベルがずれることとなる。画像処理部がシェーディング補正を行うことによって、補正後の画像データの白側や黒側のレベル(「濃度レベル」,「階調レベル」,「画像レベル」ともいう)はF側とL側で一致するが、中間レベルではF側とL側の差が発生するため、リニアリティ差が発生する。F側とL側でレベル差がある場合、原稿の中心を境目として左右で色が異なるため、目立ちやすいという問題がある。
As shown in FIG. 2, in the configuration in which the
When the timing is shifted between the F-side and L-side sample and hold
特に近年は、半導体の高集積化により、AFE10,20とTG40の機能が一体のASICとなっている構成があり、そのような場合、F側のASICがTG40とAFE10として動作し、L側のASICがAFE20として動作する。その場合、TG40からAFE10,20までの信号の距離は、F側は非常に短く、L側は長くなるため、F側とL側のサンプルホールド信号(SHD)の入力タイミングはばらつきやすい。
そこで、この実施形態では、F側とL側のサンプルホールド信号のタイミングを一致させるために、サンプルホールド信号の位相を振って画像データを取得し、F側とL側の画像レベルが一致するようにサンプルホールドタイミングに調整を行う。
Particularly in recent years, due to the high integration of semiconductors, there is a configuration in which the functions of the
Therefore, in this embodiment, in order to match the timings of the sample and hold signals on the F side and the L side, image data is acquired by shifting the phase of the sample and hold signals so that the image levels on the F side and the L side match. Adjust the sample hold timing.
図4は、図2のTG40から出力されるサンプルホールド信号(SHD)の位相を振る場合の動作説明に供するタイミングチャートである。
図4のように、サンプルホールド信号の位相を振って画像データを取得した場合、ホールドタイミングが信号領域内となっており、同図の(b)に示すサンプル時間を満たしている設定が、一番F側とL側のレベル差が少ない設定となる。
FIG. 4 is a timing chart for explaining the operation when the phase of the sample hold signal (SHD) output from the
As shown in FIG. 4, when image data is acquired by shifting the phase of the sample hold signal, the hold timing is within the signal region, and the setting that satisfies the sample time shown in FIG. The level difference between the number F side and the L side is small.
図5は、図2に示した信号処理部を備えた画像読取装置100におけるサンプルホールド信号(SHD)の調整の一例を示すフローチャートである。なお、この図を含む各図において、ステップを「S」と略記する。
画像読取装置100では、まず図1の第1キャリッジ106および第2キャリッジ107を基準白板110の下方に移動させ、光源102を点灯させる(S1,S2)。それによって、基準白板110からの反射光がCCD109によりアナログ信号に変換され、後段の信号処理部によってデジタル信号に変換されることにより、基準白板110が読み取られる。
FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of adjustment of the sample hold signal (SHD) in the
In the
そして、制御部70は、サンプルホールド信号(SHD)の位相をデフォルト値に設定する(S3)。
その後、基準白板110から読み取った画像データのうち、F側とL側の各画像データの所定領域をそれぞれ取得し、その取得した各画像データの所定領域の画像レベルの平均値(以下単に「F側とL側の所定領域の平均値」ともいう)をそれぞれ計算する(S4)。
Then, the
Thereafter, among the image data read from the reference
ここで、上記所定領域の画像レベルの平均値は、以下の(1)〜(3)のいずれかに示すように計算することができる。なお、平均値を求めず、予め決められた1箇所(1画素)の画像レベルのみを検出して使用してもよい。
(1)上記所定領域の予め決められた複数箇所(複数画素)の画像レベルを検出して平均する。
(2)上記所定領域の予め決められた1箇所(1画素)の画像レベルを複数ライン分検出して平均する。
(3)上記所定領域の予め決められた複数箇所(複数画素)の画像レベルを複数ライン分検出して平均する。
Here, the average value of the image level of the predetermined area can be calculated as shown in any one of (1) to (3) below. Note that, instead of obtaining the average value, only a predetermined image level (one pixel) may be detected and used.
(1) Image levels at a plurality of predetermined locations (plural pixels) in the predetermined area are detected and averaged.
(2) A plurality of lines are detected and averaged at a predetermined (one pixel) image level in the predetermined area.
(3) A plurality of lines of image levels at a plurality of predetermined locations (plural pixels) in the predetermined area are detected and averaged.
また、基準白板110から読み取った画像データの画像レベルは、光学系の配光むらの影響で、主走査方向の分布が均一となっていない。例えば図6に示すように、主走査方向の中心であるF側とL側の境界付近の所定範囲(所定領域)の各画像データを取得することによって、F側とL側の各画像データの画像レベルを同等の条件で比較することができる。また、F側とL側の境界付近の所定範囲の画像レベルの平均値を計算することによって、ノイズの影響などを除外して比較することができる。その平均値は、1ラインの画像データのうち、F側とL側の境界付近の所定範囲の各画像データの画像レベルから求めてもよい。あるいは、測定の精度を上げるために、複数ラインの画像データのうち、F側とL側の境界付近の所定範囲の各画像データの画像レベルから求めても良い。
図6は、図1の基準白板110から読み取った画像データの主走査方向の画像レベルを示すと共に、そのF側とL側の境界付近の画像レベルの平均値の算出について説明するための線図である。
Further, the image level of the image data read from the reference
FIG. 6 shows the image level in the main scanning direction of the image data read from the reference
制御部70は、ステップS4の処理を行った後は、F側とL側の所定領域の平均値の差を計算し、その差が設計で決定されている期待値以下(期待値の範囲内)であるかどうかを判断し(S5)、期待値以下であれば現在のサンプルホールド信号(SHD)の位相で問題ないため、調整を終了する。
F側とL側の所定領域の平均値の差が期待値を超える(期待値の範囲内でない)場合には、調整を継続する。
After performing the process of step S4, the
When the difference between the average values of the predetermined areas on the F side and the L side exceeds the expected value (not within the range of the expected value), the adjustment is continued.
そして、制御部70は、現在のサンプルホールド信号(SHD)の位相の設定値およびF側とL側の所定領域の平均値の差をメモリ80に保存する(S6)。
次に、設定可能な位相を全て試行したかどうかを判断し、試行していなければステップS3へ戻り、サンプルホールド信号(SHD)の位相の設定を変更する。
その後、基準白板110から読み取った画像データのうち、再びF側とL側の各画像データの所定領域をそれぞれ取得し、その取得した各画像データの所定領域の位相変更後の画像レベルの平均値をそれぞれ計算する(S4)。
Then, the
Next, it is determined whether or not all the settable phases have been tried. If not, the process returns to step S3 to change the setting of the phase of the sample hold signal (SHD).
After that, among the image data read from the reference
制御部70は、続いて位相変更後のF側とL側の所定領域の平均値の差を計算し、その差が設計で決定されている期待値以下であるかどうかを判断し(S5)、期待値以下であれば調整を終了する。
位相変更後のF側とL側の所定領域の平均値の差が期待値を超える場合には、現在のサンプルホールド信号(SHD)の位相の設定値および位相変更後のF側とL側の所定領域の平均値の差をメモリ80に保存する(S6)。
Subsequently, the
When the difference between the average values of the F-side and L-side predetermined regions after the phase change exceeds the expected value, the phase set value of the current sample hold signal (SHD) and the F-side and L-side values after the phase change The difference between the average values of the predetermined areas is stored in the memory 80 (S6).
その後、ステップS7へ進み、再び設定可能な位相を全て試行したかどうかを判断するが、設定可能な位相を全て試行するまでステップS3へ移行して、上述と同様の調整を継続する。
そして、全ての試行可能なサンプルホールド信号(SHD)の位相を試行して、F側とL側の所定領域の平均値の差が期待値以下にならなかった場合には(S7)、メモリ80より試行した結果を参照して、F側とL側の所定領域の平均値の差が一番小さくなるようなサンプルホールド信号(SHD)の位相を設定して(S8)、調整を終了する。
Thereafter, the process proceeds to step S7, and it is determined whether or not all the settable phases have been tried again. However, the process proceeds to step S3 until all the settable phases are tried, and the same adjustment as described above is continued.
When the phases of all possible sample and hold signals (SHD) are tried and the difference between the average values of the predetermined areas on the F side and the L side does not fall below the expected value (S7), the
以上の調整により、F側とL側の画像レベルが一致するようにサンプルホールドタイミングが調整され、リニアリティ特性を一致させることができる。
なお、調整を画像読取装置100の電源オン時に行うことによって、経時的な状態変化によらず最適な状態に調整することが可能となる。
With the above adjustment, the sample hold timing is adjusted so that the image levels on the F side and the L side match, and the linearity characteristics can be matched.
Note that by performing the adjustment when the power of the
図7は、図1の画像読取装置100が備えている信号処理部の他の構成例を制御部70およびメモリと共に示すブロック図である。
図2に示したように、F側とL側のサンプルホールドタイミングを共通の信号で駆動している構成では、F側とL側のタイミングの差が大きい場合には、最適な設定を行うことが困難である。
そこで、例えば図7に示すように、F側とL側のサンプルホールドタイミングをF側とL側とでそれぞれ別のサンプルホールド信号(SHD_F,SHD_L)で駆動することで、より正確に調整を行うことが可能となる。
FIG. 7 is a block diagram illustrating another configuration example of the signal processing unit included in the
As shown in FIG. 2, in the configuration in which the F-side and L-side sample and hold timings are driven by a common signal, when the difference between the F-side and L-side timings is large, optimal settings should be made. Is difficult.
Therefore, for example, as shown in FIG. 7, the F-side and L-side sample hold timings are driven with different sample-hold signals (SHD_F, SHD_L) on the F side and L side, respectively, so that more accurate adjustment is performed. It becomes possible.
図8は、図7に示した信号処理部を備えた画像読取装置100におけるSHDの調整の一例を示すフローチャートである。
このフローチャートは、TG40とL側のAFE20の距離が長いことなどによって、L側のサンプルホールド信号(SHD_L)の遅延ばらつきが大きい場合に、そのサンプルホールド信号(SHD_L)を調整するものである。
FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of SHD adjustment in the
This flowchart adjusts the sample hold signal (SHD_L) when the delay variation of the L side sample hold signal (SHD_L) is large due to a long distance between the
画像読取装置100では、まず図1の第1キャリッジ106および第2キャリッジ107を基準白板110の下方に移動させ、光源102を点灯させる(S11,S12)。それによって、前述したように基準白板110が読み取られる。
そして、制御部70は、サンプルホールド信号(SHD_F,SHD_L)の位相をデフォルト値に設定する(S13,S14)。
In the
Then, the
その後、基準白板110から読み取った画像データのうち、F側とL側の各画像データの所定領域をそれぞれ取得し、その取得した各画像データの所定領域の画像レベルの平均値(F側とL側の所定領域の平均値)をそれぞれ計算する(S15)。なお、F側とL側の各画像データの所定領域の取得方法は、図5,図6によって説明したものと同様である。
After that, among the image data read from the reference
制御部70は、続いてF側とL側の所定領域の平均値の差を計算し、その差が設計で決定されている期待値以下(期待値の範囲内)であるかどうかを判断し(S16)、期待値以下であれば現在のサンプルホールド信号(SHD_L)の位相で問題ないため、調整を終了する。
F側とL側の所定領域の平均値の差が期待値を超える(期待値の範囲内でない)場合には、調整を継続する。
Subsequently, the
When the difference between the average values of the predetermined areas on the F side and the L side exceeds the expected value (not within the range of the expected value), the adjustment is continued.
そして、制御部70は、現在のサンプルホールド信号(SHD_L)の位相の設定値およびF側とL側の所定領域の平均値の差をメモリ80に保存する(S17)。
次に、設定可能な位相を全て試行したかどうかを判断し、試行していなければステップS14へ戻り、サンプルホールド信号(SHD_L)の位相の設定を変更する。
その後、基準白板110から読み取った画像データのうち、再びF側とL側の各画像データの所定領域をそれぞれ取得し、その取得した各画像データの所定領域の位相変更後の画像レベルの平均値をそれぞれ計算する(S15)。
Then, the
Next, it is determined whether or not all the settable phases have been tried. If not, the process returns to step S14 to change the phase setting of the sample hold signal (SHD_L).
After that, among the image data read from the reference
制御部70は、続いて位相変更後のF側とL側の所定領域の平均値の差を計算し、その差が設計で決定されている期待値以下であるかどうかを判断し(S16)、期待値以下であれば調整を終了する。
位相変更後のF側とL側の所定領域の平均値の差が期待値を超える場合には、現在のサンプルホールド信号(SHD_L)の位相の設定値および位相変更後のF側とL側の所定領域の平均値の差をメモリ80に保存する(S17)。
Subsequently, the
If the difference between the average values of the F-side and L-side predetermined regions after the phase change exceeds the expected value, the phase set value of the current sample hold signal (SHD_L) and the F-side and L-side values after the phase change The difference between the average values of the predetermined areas is stored in the memory 80 (S17).
その後、ステップS18へ進み、再び設定可能な位相を全て試行したかどうかを判断するが、設定可能な位相を全て試行するまでステップS14へ移行して、上述と同様の調整を継続する。
そして、全ての試行可能なサンプルホールド信号(SHD_L)の位相を試行して、F側とL側の所定領域の平均値の差が期待値以下にならなかった場合には(S18)、メモリ80より試行した結果を参照して、F側とL側の所定領域の平均値の差が一番小さくなるようなサンプルホールド信号(SHD_L)の位相を設定して(S19)、調整を終了する。
Thereafter, the process proceeds to step S18 to determine whether or not all the settable phases have been tried again. However, the process proceeds to step S14 until all settable phases are tried, and the same adjustment as described above is continued.
When the phases of all the sample-and-hold signals (SHD_L) that can be tried are tried and the difference between the average values of the predetermined areas on the F side and the L side does not become less than the expected value (S18), the
以上の調整により、F側とL側の画像レベルが一致するようにサンプルホールドタイミングが調整され、リニアリティ特性を一致させることができる。
なお、調整を画像読取装置100の電源オン時に行うことによって、経時的な状態変化によらず最適な状態に調整することが可能となる。
With the above adjustment, the sample hold timing is adjusted so that the image levels on the F side and the L side match, and the linearity characteristics can be matched.
Note that by performing the adjustment when the power of the
この第1実施形態の画像読取装置によれば、以下の(1)〜(6)に示す作用効果を得ることができる。
(1)TG40がF側とL側の(複数chの)サンプルホールド回路12,22による各アナログ信号のサンプルホールドタイミングの位相を調整可能にし、制御部70が、F側とL側のA/D変換器14からの各デジタル信号のレベルが一致するように、TG40によって上記各アナログ信号のサンプルホールドタイミングを調整する。それによって、リニアリティ差の発生を回避することができる。
According to the image reading apparatus of the first embodiment, the following effects (1) to (6) can be obtained.
(1) The
(2)制御部70が、上記各デジタル信号のレベルが一致するように、上記各アナログ信号のサンプルホールドタイミングを個別に調整する。それによって、上記各デジタル信号のレベルのばらつきが大きい場合でも、上記各アナログ信号のサンプルホールドタイミングを調整できるため、確実にリニアリティ差の発生を回避することができる。
(3)制御部70が、上記各デジタル信号のレベルの平均値を利用して上記調整を行うことにより、ノイズの影響を除去することができる。
(2) The
(3) The
(4)制御部70が、CCD109が基準白板110からの反射光をアナログ信号に変換する際に上記調整を行うことにより、上記各デジタル信号の白レベルを合わせることができる。
(5)制御部70が、上記各デジタル信号の境界近傍のレベルを用いて上記調整を行うことにより、光学的な配光むらによる主走査方向の変動の影響を除去することができる。
(6)制御部70が、画像読取装置100の電源オン時に上記調整を行うことにより、上記各アナログ信号のサンプルホールドタイミングを経時的な状態変化によらず最適な状態に調整することが可能となる。
(4) The
(5) By performing the adjustment using the level near the boundary between the digital signals, the
(6) By performing the above adjustment when the
以上、この発明をCCDによって原稿の画像を読み取る画像読取装置(スキャナ等)に適用した実施形態について説明したが、この発明はこれに限らず、他のイメージセンサによって原稿の画像を読み取る画像読取装置には勿論、それら画像読取装置を搭載したデジタル複合機,デジタル複写機,ファクシミリ装置,プリンタ等の各種画像形成装置にもそれぞれ適用可能である。画像形成装置本体は、画像読取装置からの画像データを可視画像として用紙等のシートに印刷することができる。それによって、高画質画像を効率的に取得可能な画像形成装置を提供することができる。 The embodiment in which the present invention is applied to an image reading device (scanner or the like) that reads an image of a document with a CCD has been described above. However, the present invention is not limited to this, and the image reading device that reads an image of a document with another image sensor. Of course, the present invention can also be applied to various image forming apparatuses such as a digital multifunction machine, a digital copying machine, a facsimile machine, and a printer equipped with the image reading device. The image forming apparatus main body can print the image data from the image reading apparatus on a sheet such as paper as a visible image. Accordingly, it is possible to provide an image forming apparatus that can efficiently acquire a high-quality image.
〔第2施形態〕
次に、この発明の第2実施形態について説明する。
図9は、この発明の第2実施形態である画像形成装置の機構部の構成例を示す全体構成図であり、図1と同じ部分には同一符号を付している。
この画像形成装置300は、図1に示した画像読取装置100(図2又は図7に示した信号処理部を含む)を搭載したデジタル複写機である。
[Second embodiment]
Next explained is the second embodiment of the invention.
FIG. 9 is an overall configuration diagram showing a configuration example of a mechanism portion of the image forming apparatus according to the second embodiment of the present invention, and the same reference numerals are given to the same portions as those in FIG.
The
この画像形成装置300は、図9に示すように、原稿を載置するコンタクトガラス101の上部にADF400が設けられており、このADF400をコンタクトガラス101に対して開閉できるように、図示しないヒンジ等を介して連結している。
ADF400は、複数の原稿からなる原稿束を載置可能な原稿載置台としての原稿トレイ401を備えている。また、図示しない操作部上のプリントキーの押下により、原稿トレイ401に画像面を上にして載置された原稿束から原稿を1枚ずつ分離して自動給送し、シートスルー読み取り用スリット111又はコンタクトガラス101へ向けて搬送する給送ローラ402および搬送ベルト403を含む分離・給送手段も備えている。
As shown in FIG. 9, the
The
給送ローラ402又は搬送ベルト403によって給送された原稿は、図1によって説明したように画像読み取りが行われた後、搬送ベルト403および排送ローラ404によってADF400の上面に排出される。
ここで、ADF400によって原稿をコンタクトガラス101の読み取り位置に搬送する場合の図示しないコントローラおよびADF400の動作について説明する。
The document fed by the feeding
Here, the operation of the controller (not shown) and the
ADF400の給送モータはコントローラからの出力信号によって駆動されるようになっており、コントローラは、操作部上のプリントキーの押下によって発生した給送スタート信号が入力されると、給送モータを正・逆転駆動するようになっている。給送モータが正転駆動されると、給送ローラ402が時計方向に回転して原稿束から最上位に位置する原稿が自動給送され、シートスルー読み取り用スリット111又はコンタクトガラス101へ向けて搬送される。この原稿の先端が原稿セット検知センサ405によって検知されると、コントローラは原稿セット検知センサ405からの出力信号に基づいて給送モータを逆転駆動させる。これにより、後続する原稿が進入するのを防止して分離されないようになっている。
The feed motor of the
コントローラはまた、原稿セット検知センサ405が原稿の後端を検知したとき、この検知時点からの図示しない搬送ベルトモータの回転パルスを計数し、回転パルスが所定値に達したときに、搬送ベルト403の駆動を停止して搬送ベルト403を停止することにより、原稿をコンタクトガラス101上の読み取り位置に停止させる。更に、原稿セット検知センサ405によって原稿の後端が検知された時点で、給送モータを再び駆動して、後続する原稿を上述したように分離して自動給送させる。そして、コンタクトガラス101に向けて搬送させ、この原稿が原稿セット検知センサ405によって検知された時点からの給送モータのパルスが所定パルスに到達したときに、給送モータを停止させて次の原稿を先出し待機させる。
When the document set
そして、原稿がコンタクトガラス101上の読み取り位置に停止したとき、原稿の画像読み取りが行なわれる。この画像読み取りが終了すると、その旨を示す信号がコントローラに入力されるため、コントローラは、この信号により、搬送ベルトモータを正転駆動して、搬送ベルト403によって原稿をコンタクトガラス101から排送ローラ404へ向けて搬出させる。
When the document stops at the reading position on the
このように、ADF400にある原稿トレイ401に原稿の画像面を上にして置かれた原稿束は、プリントキーの押下によって一番上の原稿から自動給送され、例えばコンタクトガラス101上の読み取り位置に搬送される。
その読み取り位置に搬送されて停止した原稿は、画像の読み取り後、搬送ベルト403等によって排出口から排出される。更に、原稿トレイ401に次の原稿が有ることが検知された場合、前の原稿と同様に次の原稿が自動給送され、コンタクトガラス101上に搬送される。
As described above, the original bundle placed on the
The original that has been conveyed to the reading position and stopped is discharged from the discharge port by the conveying
給紙トレイである第1トレイ301,第2トレイ302,第3トレイ303に積載された転写紙(用紙)は、各々第1給紙ユニット311,第2給紙ユニット312,第3給紙ユニット313によって給紙され、縦搬送ユニット314によって像担持体であるドラム状の感光体(感光体ドラム)315に当接する位置まで搬送される。なお、実際には各トレイ301〜303のうちのいずれか1つが選択され、そこから転写紙が給紙される。また、転写紙以外の記録媒体を使用することもできる。
The transfer sheets (paper sheets) stacked on the
一方、画像読取装置100によって読み取った画像データは、画像形成手段であるプリンタ内の書き込みユニット350からのレーザ光により、図示しない帯電ユニットにより予め帯電された感光体315の表面に書き込まれて(その表面が露光されて)、その部分が現像ユニット327を通過することにより、そこにトナー画像が形成される。その作像を行う現像ユニット327および帯電ユニット等が作像手段を構成する。
選択された給紙トレイから給紙された転写紙は、感光体315の回転と等速で搬送ベルト316によって搬送されながら、感光体315上のトナー画像が転写される。更に、定着ユニット317にてトナー画像を定着され、排紙ユニット318によって機外の排紙トレイ319に排紙される。
On the other hand, the image data read by the
The transfer sheet fed from the selected paper feed tray is transferred by the
このとき、例えばフェースダウン(転写紙をページ順に揃えるため画像面を下向きにする)排紙のために、一方の面にトナー画像が形成された転写紙を反転したい場合、その転写紙は排紙ユニット318により両面入紙搬送路320に搬送され、反転ユニット321でスイッチバック反転された後、反転排紙搬送路322を通って排紙トレイ319に排出される。
At this time, for example, in order to reverse the transfer paper on which the toner image is formed on one side in order to discharge face-down (the image surface faces downward in order to align the transfer paper in the page order), the transfer paper is discharged. The paper is conveyed to the double-sided
また、転写紙の両面に画像を形成する場合には、一方の面に画像が形成された転写紙は排紙ユニット318により両面入紙搬送路320に搬送され、反転ユニット321でスイッチバック反転された後、両面搬送ユニット323に送られる。
両面搬送ユニット323に送られた転写紙は、再び感光体315に作像されたトナー画像を転写するために、両面搬送ユニット323から再給紙され、再度縦搬送ユニット314によって感光体315に当接する位置まで搬送される。そして、他方の面にトナー画像が転写された後、定着ユニット317によってトナー画像が定着され、排紙ユニット318によって排紙トレイ319に排出される。
When images are formed on both sides of the transfer paper, the transfer paper on which the image is formed on one side is conveyed to the double-sided
The transfer paper sent to the double-
感光体315、搬送ベルト316、定着ユニット317、排紙ユニット318、現像ユニット327は図示しないメインモータによって駆動され、各給紙ユニット311〜313はメインモータの駆動力が各々給紙クラッチによって伝達されて駆動される。縦搬送ユニット314は、そのメインモータの駆動力が中間クラッチを介して伝達されて駆動される。
The
書き込みユニット350は、レーザ出力ユニット351,結像レンズ352,ミラー353で構成され、レーザ出力ユニット351の内部には、レーザ光源であるレーザダイオードと、レーザ光を走査する回転多面鏡(ポリゴンミラー)又は振動ミラーを備えている。レーザ出力ユニット351より照射されるレーザ光は、ポリゴンミラー又は振動ミラーで偏向され、結像レンズ352を通り、ミラー353で折り返されて感光体315の表面上に集光結像する。
The
第2実施形態の画像形成装置(デジタル複写機)によれば、第1実施形態の画像読取装置を備え、その画像読取装置によって読み取った画像データに基づいて記録媒体上に画像形成を行うことにより、形成画像の画質低下を回避することができる。つまり、形成画像の高画質化を実現することができる。
なお、この発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが対象となることは言うまでもない。
According to the image forming apparatus (digital copying machine) of the second embodiment, the image reading apparatus of the first embodiment is provided, and an image is formed on a recording medium based on image data read by the image reading apparatus. Therefore, it is possible to avoid the deterioration of the image quality of the formed image. That is, it is possible to achieve high image quality of the formed image.
In addition, this invention is not limited to each embodiment mentioned above, It cannot be overemphasized that all the technical matters contained in the technical idea described in the claim are object.
1:信号処理部 10,20:アナログ信号処理部(AFE)
11,21:クランプ回路12,22:サンプルホールド回路(S/H)
13,23:増幅回路(PGA) 14,24:A/D変換器 30:水晶発振器
40:タイミングジェネレータ(TG) 41:多層クロック生成器
42:位相セレクタ 43:ライン周期生成器 51,61:バッファ
52,62:AC結合コンデンサ 70:制御部 80:メモリ
100:画像読取装置 101:コンタクトガラス 102:光源
103:第1反射ミラー 104:第2反射ミラー 105:第3反射ミラー
106:第1キャリッジ 107:第2キャリッジ 108:レンズユニット
109:CCDイメージセンサ 110:基準白板
111:シートスルー読み取り用スリット 201:原稿トレイ
202:給送ローラ 200,400:ADF 300:画像形成装置
315:感光体 317:定着ユニット 327:現像ユニット
350:書き込みユニット
1: Signal processing unit 10, 20: Analog signal processing unit (AFE)
11, 21:
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記タイミング生成器は、前記複数系統のサンプルホールド回路による前記複数系統のアナログ信号のサンプルホールドタイミングの位相を調整可能であり、
前記複数系統のA/D変換器からの複数系統のデジタル信号のレベルが一致するように、前記タイミング生成器によって前記複数系統のアナログ信号のサンプルホールドタイミングを調整する調整手段を設けたことを特徴とする画像読取装置。 Converts the reflected light from the subject into analog signals, divides the area into multiple areas and outputs multiple analog signals, and samples and holds multiple analog signals from the image sensor and outputs them A plurality of systems of sample and hold circuits, a plurality of systems of analog signals from the plurality of systems of sample and hold circuits, respectively, a plurality of systems of A / D converters that convert them into digital signals, the image sensor, and the plurality of systems An image reading apparatus having a sample-and-hold circuit and a timing generator for generating a drive signal for the A / D converters of the plurality of systems,
The timing generator is capable of adjusting the phase of the sample and hold timing of the analog signals of the multiple systems by the multiple sample and hold circuits,
An adjustment means is provided for adjusting the sample hold timing of the analog signals of the plurality of systems by the timing generator so that the levels of the digital signals of the plurality of systems from the A / D converters of the plurality of systems match. An image reading apparatus.
前記複数系統のデジタル信号に対してシェーディング補正を行う際に利用する基準白板を備え、
前記調整手段は、前記イメージセンサが前記基準白板からの反射光をアナログ信号に変換する際に前記調整を行うことを特徴とする画像読取装置。 The image reading apparatus according to any one of claims 1 to 3,
A reference white plate used when performing shading correction on the digital signal of the plurality of systems,
The image reading apparatus according to claim 1, wherein the adjustment unit performs the adjustment when the image sensor converts the reflected light from the reference white plate into an analog signal.
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