JP2017152944A - Image processing apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、イメージセンサーを備える画像処理装置に関する。 The present invention relates to an image processing apparatus including an image sensor.
スキャナー、複写機またはファクシミリ装置などの画像読み取り機能を備える画像処理装置は、CCD(Charge Coupled Device)またはCIS(Contact Image Sensor)などのイメージセンサーを備える。前記イメージセンサーは、入力される駆動信号に同期して主走査方向に沿うライン画像を読み取るとともにアナログのライン画像信号を出力する。なお、前記イメージセンサーが、リニアイメージセンサーまたはラインセンサーなどと称される場合もある。 An image processing apparatus having an image reading function such as a scanner, a copier, or a facsimile apparatus includes an image sensor such as a charge coupled device (CCD) or a contact image sensor (CIS). The image sensor reads a line image along the main scanning direction in synchronization with an input drive signal and outputs an analog line image signal. The image sensor may be referred to as a linear image sensor or a line sensor.
前記画像処理装置において、前記イメージセンサーに関連する高速なクロックなどのタイミング信号に起因する不要輻射(EMI)が問題となる。EMIの対策として、スペクトラム拡散クロックジェネレータ(SSCG)が用いられる。前記SSCGは、一定周期の基準クロックをスペクトラム拡散により変調した変調クロックを生成する。前記SSCGの採用により、単位時間当りの前記EMIのピークレベルが低減する。 In the image processing apparatus, unnecessary radiation (EMI) caused by a timing signal such as a high-speed clock associated with the image sensor becomes a problem. As a measure against EMI, a spread spectrum clock generator (SSCG) is used. The SSCG generates a modulation clock obtained by modulating a reference clock having a fixed period by spread spectrum. By adopting the SSCG, the peak level of the EMI per unit time is reduced.
一般に、前記スペクトラム拡散の拡散率が大きいほど、単位時間当りの前記EMIのピークレベルがより低減する。 In general, the higher the spread rate of the spectrum spread, the more the peak level of the EMI per unit time is reduced.
しかしながら、アナログフロントエンド(AFE)等の信号処理部が、前記変調クロックを基準とするタイミングでアナログの前記ライン画像信号を処理すると、画像データに変調周期に同期したばらつきが生じる。 However, if a signal processing unit such as an analog front end (AFE) processes the analog line image signal at a timing based on the modulation clock, the image data varies in synchronization with the modulation period.
前記イメージセンサーへの前記駆動信号の出力周期であるライン周期が、前記スペクトラム拡散の変調周期と同期していない場合、前記ライン画像信号各々に含まれるばらつきを抑制することが難しい。その結果、出力画像に縞模様が形成されてしまう。 When a line period, which is an output period of the drive signal to the image sensor, is not synchronized with a modulation period of the spread spectrum, it is difficult to suppress variation included in each line image signal. As a result, a striped pattern is formed in the output image.
前記画像処理装置において、前記ライン周期が、前記変調周期の整数倍に設定されることが知られている(例えば、特許文献1参照)。これにより、1ライン分の前記ライン画像信号が処理されるごとに前記変調クロックが同期する。この場合、前記イメージセンサーが予め均一な光量を読み取ったときの1ライン分の前記ライン画像データが用いられることにより、前記ライン画像信号各々に含まれるばらつきを抑制する補正が行われる。 In the image processing apparatus, it is known that the line period is set to an integral multiple of the modulation period (see, for example, Patent Document 1). Accordingly, the modulation clock is synchronized every time the line image signal for one line is processed. In this case, by using the line image data for one line when the image sensor reads a uniform light amount in advance, correction for suppressing variation included in each line image signal is performed.
ところで、前記ライン周期が前記変調周期の整数倍に設定される場合、前記イメージセンサーへの前記駆動信号の出力タイミングを調整するために、1ラインごとに読み取り時間が遅くなるおそれがある。その結果、画像読み取り速度が低下するおそれがある。 By the way, when the line period is set to an integral multiple of the modulation period, the read time may be delayed for each line in order to adjust the output timing of the drive signal to the image sensor. As a result, the image reading speed may be reduced.
本発明の目的は、ライン画像信号がスペクトラム拡散により変調された変調クロックを用いて処理される場合でも、前記スペクトラム拡散に起因する前記ライン画像データのばらつきを抑制しつつ、画像読み取り速度の低下を回避することができる画像処理装置を提供することにある。 An object of the present invention is to reduce the image reading speed while suppressing variations in the line image data due to the spectrum spread even when the line image signal is processed using a modulation clock modulated by the spectrum spread. An object of the present invention is to provide an image processing apparatus that can be avoided.
本発明の一の局面に係る画像処理装置は、駆動信号生成部と、イメージセンサーと、走査機構と、第1変調クロック生成部と、第2変調クロック生成部と、クロック選択部と、アナログフロントエンドと、画像処理部とを備える。前記駆動信号生成部は、原稿から主走査方向に沿うライン画像を読み取るタイミングを制御する駆動信号を生成する。前記イメージセンサーは、前記駆動信号に同期して、前記原稿から前記ライン画像を読み取るとともにアナログのライン画像信号を出力するセンサーである。前記走査機構は、前記主走査方向に直交する副走査方向において前記原稿における前記ライン画像の読み取り位置を一定速度で移動させる機構である。前記第1変調クロック生成部は、一定周期の基準クロックをスペクトラム拡散により変調することにより第1変調クロックを生成する。前記第2変調クロック生成部は、前記第1変調クロックを遅延させることにより第2変調クロックを生成する。前記第2変調クロックは、前記駆動信号が発生する時点において前記第1変調クロックに対して前記スペクトラム拡散の変調の位相が180°ずれるクロックである。前記クロック選択部は、前記駆動信号の周期に同期して前記第1変調クロックおよび前記第2変調クロックの一方を交互に選択し、選択変調クロックを出力する。前記アナログフロントエンドは、前記選択変調クロックを基準とするタイミングで、前記ライン画像信号をデジタルのライン画像データへ変換する。前記画像処理部は、前記選択変調クロックを基準とするタイミングで前記ライン画像データを処理する。前記画像処理部は、前処理部および後処理部を含む。前記前処理部は、連続する2ライン分の前記ライン画像データごとに、それらを合成して1ライン分の合成ライン画像データを生成する。前記後処理部は、前記合成ライン画像データを読み取り画像における1ライン分の画像データとして処理する。 An image processing apparatus according to an aspect of the present invention includes a drive signal generation unit, an image sensor, a scanning mechanism, a first modulation clock generation unit, a second modulation clock generation unit, a clock selection unit, and an analog front. An end and an image processing unit. The drive signal generation unit generates a drive signal for controlling timing for reading a line image along the main scanning direction from the document. The image sensor is a sensor that reads the line image from the document and outputs an analog line image signal in synchronization with the drive signal. The scanning mechanism is a mechanism that moves the reading position of the line image on the document at a constant speed in a sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction. The first modulation clock generator generates a first modulation clock by modulating a reference clock having a constant period by spread spectrum. The second modulation clock generation unit generates a second modulation clock by delaying the first modulation clock. The second modulation clock is a clock whose phase of the spread spectrum modulation is shifted by 180 ° with respect to the first modulation clock when the drive signal is generated. The clock selection unit alternately selects one of the first modulation clock and the second modulation clock in synchronization with the cycle of the drive signal and outputs the selected modulation clock. The analog front end converts the line image signal into digital line image data at a timing based on the selected modulation clock. The image processing unit processes the line image data at a timing based on the selected modulation clock. The image processing unit includes a pre-processing unit and a post-processing unit. The pre-processing unit synthesizes the line image data for two consecutive lines and generates combined line image data for one line. The post-processing unit processes the combined line image data as image data for one line in the read image.
本発明によれば、ライン画像信号がスペクトラム拡散により変調された変調クロックを用いて処理される場合でも、前記スペクトラム拡散に起因する前記ライン画像データのばらつきを抑制しつつ、画像読み取り速度の低下を回避することができる画像処理装置を提供することが可能になる。 According to the present invention, even when a line image signal is processed using a modulation clock modulated by spread spectrum, the image reading speed is reduced while suppressing variations in the line image data due to the spread spectrum. An image processing apparatus that can be avoided can be provided.
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格を有さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, the following embodiment is an example which actualized this invention, Comprising: It does not have the character which limits the technical scope of this invention.
まず、図1を参照しつつ、実施形態に係る画像処理装置10の構成について説明する。
First, the configuration of the
画像処理装置10は、画像読取装置1および画像形成装置2を備える。さらに、画像処理装置10は、画像読取装置1および画像形成装置2に共通のデータ処理部8および操作表示部80も備える。データ処理部8は、画像読取装置1および画像形成装置2における各機器の制御およびその他のデータ処理を行う。
The
例えば、画像処理装置10は、複写機、複写機の機能を有するプリンターもしくはファクシミリ、または画像読取機能を含む複数の画像処理機能を備える複合機などである。
For example, the
[画像読取装置1]
画像読取装置1は、原稿走査ユニット11および原稿台カバー12を備える。原稿台カバー12は、原稿走査ユニット11に対して回動可能に支持されている。原稿走査ユニット11は透明の第1コンタクトガラス16および第2コンタクトガラス160を含み、原稿台カバー12は、第1コンタクトガラス16および第2コンタクトガラス160の上面を覆う。
[Image reading apparatus 1]
The
第1コンタクトガラス16は、画像の読み取り対象物である原稿90が載置される原稿台である。一般に、第1コンタクトガラス16はプラテンガラスなどと称される。
The
原稿走査ユニット11は、さらにイメージセンサー13および光学系移動機構110などを備える。本実施形態における原稿走査ユニット11は、ミラーおよびレンズなどを含む導光部111も備える。
The
イメージセンサー13は、原稿90から主走査方向D1に沿う一次元のライン画像を読み取るとともにアナログのライン画像信号Ia0を出力するリニアイメージセンサーである。本実施形態におけるイメージセンサー13は、CCDイメージセンサーである。
The
イメージセンサー13は、入力される駆動信号Sdに同期して、前記ライン画像を読み取るとともにライン画像信号Ia0を出力する(図2参照)。駆動信号Sdは、原稿90から主走査方向D1に沿う前記ライン画像を読み取るタイミングを制御する信号である。以下の説明において、駆動信号Sdの出力周期のことをライン周期Tdと称する。
The
以下の説明において、原稿90に沿う一の方向およびそれに直交する方向のことを、それぞれ主走査方向D1および副走査方向D2と称する。前記ライン画像は主走査方向D1に沿う一次元の画像である。 In the following description, one direction along the original 90 and a direction perpendicular thereto are referred to as a main scanning direction D1 and a sub-scanning direction D2, respectively. The line image is a one-dimensional image along the main scanning direction D1.
発光部14は、原稿90に光を照射するLEDアレイなどの光源である。発光部14は、主走査方向D1に延びて形成され、原稿90における主走査方向D1に沿う領域を照明する。
The
導光部111は、原稿90からの反射光をイメージセンサー13へ導くとともにイメージセンサー13の受光部に集光する。導光部111は、光学系移動機構110に支持された第1導光部112およびその他の第2導光部113を含む。
The light guide unit 111 guides the reflected light from the
光学系移動機構110は、発光部14と第1導光部112とを第1コンタクトガラス16に近接する位置で副走査方向D2に沿って一定速度で移動させる機構である。発光部14および第1導光部112が副走査方向D2に沿って移動することにより、原稿90における前記ライン画像の読み取り位置が、副走査方向D2において一定速度で移動する。
The optical
イメージセンサー13は、原稿90における副走査方向D2の位置が異なる位置の前記ライン画像を順次読み取る。なお、光学系移動機構110は走査機構の一例である。
The
原稿台カバー12には、ADF120が組み込まれている。ADF120は、原稿供給トレイ121、原稿送出機構122、原稿搬送機構123および原稿排出トレイ124を備える。
An
原稿送出機構122は、原稿供給トレイ121にセットされた原稿90を1枚ずつ原稿搬送路R0へ送り出す。原稿搬送機構123は、原稿送出機構122から送り出された原稿90を原稿搬送路R0に沿って搬送し、さらに原稿排出トレイ124へ排出する。
The
原稿搬送路R0は、透明な第2コンタクトガラス160に沿う固定読取位置P0を通る予め定められた経路に沿って形成されている。例えば、第2コンタクトガラス160は第1コンタクトガラス16の一部である。原稿搬送機構123は、少なくとも原稿90が固定読取位置P0を通過するときには、原稿90を一定速度で搬送する。
The document transport path R0 is formed along a predetermined path that passes through the fixed reading position P0 along the transparent
光学系移動機構110は、第1導光部112を固定読取位置P0に対向する位置に保持することができる。ADF120は、原稿台カバー12が閉じられ、イメージセンサー13が固定読取位置P0に対向する状態で動作する。
The optical
ADF120が動作する場合、第1導光部112が固定読取位置P0に対向する位置に保持される。その状態において、発光部14は、固定読取位置P0へ向けて光を照射する。さらに、イメージセンサー13は、原稿90における固定読取位置P0を通過する1ラインの部分からの反射光の光量を順次検出し、前記ライン画像を表すライン画像信号Ia0を順次出力する。
When the
ADF120が原稿90を一定速度で搬送することにより、原稿90における前記ライン画像の読み取り位置が、副走査方向D2において一定速度で移動する。なお、ADF120も前記走査機構の一例である。
When the
原稿搬送路R0の固定読取位置P0の両側に第2コンタクトガラス160と色基準部17とが対向して配置されている。色基準部17における固定読取位置P0に対向する面は、光の反射率の高い一様な基準色の面である。一般に、前記基準色は白色である。前記基準色が薄い黄色系の色などであることも考えられる。
The
操作表示部80は、例えばタッチパネルおよび操作ボタンなどを含む操作入力部であるとともに、液晶表示パネルおよび通知ランプなどを含む表示部でもある。
The
データ処理部8は、操作表示部80を通じて入力される入力データおよび各種センサーの検出結果に基づいて、画像読取装置1および画像形成装置2が備える各種の電気機器を制御する。
The
さらに、データ処理部8は、イメージセンサー13から出力されるライン画像信号Ia0に対する各種の信号処理も実行する。データ処理部8は、イメージセンサー13が出力するライン画像信号Ia0に対して予め定められた信号処理を施すAFE86などを備える。
Furthermore, the
AFE86は、ライン画像信号Ia0をデジタルのライン画像データId0へ変換する(図2参照)。より具体的には、AFE86は、ライン画像信号Ia0にオフセット調整を施し、さらにそのオフセット調整が施された信号を増幅する。さらに、AFE86は、増幅された信号をデジタル変換することによってライン画像データId0を生成する。
The
[画像形成装置2]
画像形成装置2は、画像読取装置1から出力される画像データに応じた画像をシート材9に形成する機器を含む。シート材9は、紙、コート紙、ハガキ、封筒、およびOHPシートなどのシート状の画像形成媒体である。
[Image forming apparatus 2]
The
画像形成装置2は、シート供給部30、シート搬送部3、画像形成部4、光走査部5および定着部6などを備える。図1が示す画像形成装置2は、電子写真方式の画像形成装置である。なお、画像形成装置2がインクジェット方式などの他の方式の画像形成装置であることも考えられる。
The
シート供給部30は、複数のシート材9が重ねて載置される部分である。シート搬送部3は、シート送出機構31およびシート搬送機構32を備える。
The
シート送出機構31は、シート材9をシート供給部30からシート搬送路300へ向けて送り出す。シート搬送機構32は、シート材9をシート搬送路300に沿って搬送する。これにより、シート材9は、画像形成部4および定着部6を通過した後にシート搬送路300の排出口からシート排出トレイ101上へ排出される。
The
画像形成部4は、ドラム状の感光体41、帯電装置42、現像装置43、転写装置45およびクリーニング装置47などを備える。感光体41は、現像剤の像を担持する像担持体の一例である。
The
感光体41が回転し、帯電装置42が感光体41の表面を一様に帯電させる。さらに、光走査部5がレーザー光を走査することにより帯電した感光体41の表面に静電潜像を書き込む。さらに、現像装置43が感光体41に前記現像剤を供給することにより、前記静電潜像を前記現像剤の像へ現像する。
The
さらに、転写装置45が、感光体41と転写装置45との間を移動中のシート材9に感光体41表面の前記現像剤の像を転写する。また、クリーニング装置47が感光体41表面に残存する前記現像剤を除去する。
Further, the
定着部6は、ヒーターを内包する加熱ローラー61と加圧ローラー62との間に画像が形成されたシート材9を挟み込みつつ後工程へ送り出す。これにより、定着部6は、シート材9上の前記現像剤を加熱し、シート材9上に画像を定着させる。
The fixing
後述するように、画像処理装置10は、前記EMIの対策としてSSCG842を備える。SSCG842は、一定周期の基準クロックCk0をスペクトラム拡散により変調した第1変調クロックCk1を生成する(図2参照)。SSCG842の採用により、単位時間当りの前記EMIのピークレベルが低減する。
As will be described later, the
一般に、前記スペクトラム拡散の拡散率が大きいほど、単位時間当りの前記EMIのピークレベルがより低減する。 In general, the higher the spread rate of the spectrum spread, the more the peak level of the EMI per unit time is reduced.
イメージセンサー13が出力するライン画像信号Ia0は、後述するAFE86によってデジタルのライン画像データId0に変換される(図2参照)。さらに、画像処理部87が、ライン画像データId0に対して各種のデータ処理を施す。
The line image signal Ia0 output from the
アナログのライン画像信号Ia0およびライン画像データId0が、スペクトラム拡散により変調されたクロックを基準とするタイミングで処理されると、ライン画像データId0に変調周期に同期したばらつきが生じる。 When the analog line image signal Ia0 and the line image data Id0 are processed at the timing based on the clock modulated by the spread spectrum, the line image data Id0 varies in synchronization with the modulation period.
ライン周期Tdが、前記スペクトラム拡散の変調周期Tsと同期していない場合、ライン画像データId0各々に含まれるばらつきを抑制することが難しい。その結果、出力画像に縞模様が形成されてしまう。 When the line period Td is not synchronized with the spread spectrum modulation period Ts, it is difficult to suppress variations included in each of the line image data Id0. As a result, a striped pattern is formed in the output image.
ところで、ライン周期Tdが変調周期Tsの整数倍に設定される場合、イメージセンサー13への駆動信号Sdの出力タイミングを調整するために、1ラインごとに読み取り時間が遅くなるおそれがある。その結果、画像読み取り速度が低下するおそれがある。
By the way, when the line period Td is set to an integral multiple of the modulation period Ts, the read time may be delayed for each line in order to adjust the output timing of the drive signal Sd to the
一方、画像処理装置10によれば、ライン画像信号Ia0が、前記スペクトラム拡散により変調されたクロックを用いて処理される場合でも、画像読み取り速度の低下を回避しつつ、前記スペクトラム拡散に起因するライン画像データId0のばらつきを抑制できる。
On the other hand, according to the
[データ処理部8]
次に、図2〜4を参照しつつ画像処理装置10のデータ処理部8について説明する。
[Data processing unit 8]
Next, the
図2が示すように、データ処理部8は、MPU(Micro Processor Unit)81、データ記憶部82、クロック生成部83、AFE86、画像処理部87および画像記憶部88などを備える。
As shown in FIG. 2, the
また、図3が示すように、クロック生成部83は、第1変調クロック生成部84、第2変調クロック生成部85、セレクタ831およびタイミング信号生成部832などを備える。第1変調クロック生成部84は、発振器841、SSCG842および第1PLL回路843などを含む。
As shown in FIG. 3, the
また、第2変調クロック生成部85は、第1遅延回路851、第2遅延回路852および第2PLL回路853などを含む。
The second
クロック生成部83における発振器841およびSSCG842以外の部分、AFE86および画像処理部87は、例えばDSP(Digital Signal Processor)またはASIC(Application Specific Integrated Circuit)などによって構成される。
The portions other than the
MPU81は、各種の演算処理を実行するプロセッサーである。データ記憶部82は、MPU81に各種の処理を実行させるためのプログラムおよびその他の情報が予め記憶される不揮発性の情報記憶媒体である。データ記憶部82は、MPU81による各種情報の読み書きが可能な情報記憶媒体でもある。
The
MPU81は、データ記憶部82に予め記憶された各種のプログラムを実行することにより画像処理装置10を統括的に制御する。
The
発振器841は、一定周期の基準クロックCk0を生成する素子である。SSCG842は、一定周期の基準クロックCk0をスペクトラム拡散により変調した第1変調クロックCk1を生成する。本実施形態において、前記スペクトラム拡散の変調周期Tsは一定である。
The
第1変調クロックCk1は、第1PLL回路843により安定化されてセレクタ831へ出力される。以上に示されるように、第1変調クロック生成部84は、一定周期の基準クロックCk0を前記スペクトラム拡散により変調することにより第1変調クロックCk1を生成する回路である。
The first modulation clock Ck1 is stabilized by the
第2変調クロック生成部85は、第1変調クロックCk1を遅延させることにより、第2変調クロックCk2を生成する回路である。第2変調クロックCk2は、駆動信号Sdが発生する時点において第1変調クロックCk1に対して前記スペクトラム拡散の変調の位相が180°ずれるクロックである。
The second modulation
第2変調クロック生成部85において、第1遅延回路851は、入力クロックを前記スペクトラム拡散の変調周期の半分の時間遅延させたクロックを出力する回路である。一方、第2遅延回路852は、入力クロックをライン周期Tdの時間遅延させたクロックを出力する回路である。ライン周期Tdは、タイミング信号生成部832から出力される。
In the second modulation
そして、第1遅延回路851および第2遅延回路852が、第1変調クロックCk1に対して直列に作用することによって第2変調クロックCk2を生成する。これにより、比較的簡易な回路構成により、第2変調クロックCk2を生成することができる。
Then, the
なお、第1遅延回路851および第2遅延回路852は、それぞれ第1遅延部および第2遅延部の一例である。
The
図3が示す例では、第1遅延回路851が、第1変調クロックCk1の変調周期Tsの半分の時間遅延させる。この場合、第1遅延回路851の出力クロックは、第1変調クロックCk1に対し、前記スペクトラム拡散の変調の位相が逆位相のクロックである。以下、このクロックのことを逆位相変調クロックCk11と称する。
In the example shown in FIG. 3, the
また、第2遅延回路852が、逆位相変調クロックCk11をライン周期Tdの時間遅延させる。これにより、第2遅延回路852が出力する第2変調クロックCk2が、駆動信号Sdが発生する時点において第1変調クロックCk1に対して前記スペクトラム拡散の変調の位相が180°ずれるクロックとなる。
Further, the
第2遅延回路852から出力される第2変調クロックCk2は、第2PLL回路853により安定化されてセレクタ831へ出力される。
The second modulation clock Ck2 output from the
図4は、画像処理装置10の画像読み取り中における各変調クロックの周期Tck1,Tck11,Tck2,Tck3および駆動信号Sdのタイムチャートである。
FIG. 4 is a time chart of the periods Tck1, Tck11, Tck2, and Tck3 of each modulation clock and the drive signal Sd during image reading by the
図4において、第1変調クロック周期Tck1は前記スペクトラム拡散の変調によって変動する第1変調クロックCk1の周期である。逆位相変調クロック周期Tck11は前記スペクトラム拡散の変調によって変動する逆位相変調クロックCk11の周期である。 In FIG. 4, the first modulation clock cycle Tck1 is the cycle of the first modulation clock Ck1 that varies due to the spread spectrum modulation. The anti-phase modulation clock cycle Tck11 is the cycle of the anti-phase modulation clock Ck11 that varies due to the spread spectrum modulation.
第2変調クロック周期Tck2は前記スペクトラム拡散の変調によって変動する第2変調クロックCk2の周期である。選択変調クロック周期Tck3は、後述する選択変調クロックCk3の周期である。 The second modulation clock cycle Tck2 is a cycle of the second modulation clock Ck2 that varies due to the spread spectrum modulation. The selective modulation clock cycle Tck3 is a cycle of a selective modulation clock Ck3 described later.
第1遅延回路851の作用により、逆位相変調クロック周期Tck11の変化の位相は、第1変調クロック周期Tck1の変化の位相に対し、第1変調クロックCk1の変調周期Tsの半分の時間遅延している。
Due to the action of the
また、第2遅延回路852の採用により、第2変調クロック周期Tck2の変化の位相は、逆位相変調クロック周期Tck11の変化の位相に対し、ライン周期Tdの時間遅延している。
Further, by adopting the
従って、図4から明らかなように、アクティブな駆動信号Sdが発生する時点において、第2変調クロック周期Tck2の変化の位相は、実質的に1ライン前の第1変調クロック周期Tck1の変化の位相に対して180°ずれている。第1変調クロック周期Tck1の変化の位相および第2変調クロック周期Tck2の変化の位相は、前記スペクトラム拡散の変調の位相である。本実施形態において、駆動信号Sdのアクティブおよび非アクティブの状態は、それぞれHighおよびLowの状態である。なお、駆動信号Sdのアクティブおよび非アクティブの状態が前記と逆であることも考えられる。 Therefore, as apparent from FIG. 4, when the active drive signal Sd is generated, the phase of the change in the second modulation clock cycle Tck2 is substantially the phase of the change in the first modulation clock cycle Tck1 one line before. Is shifted by 180 °. The phase of change of the first modulation clock cycle Tck1 and the phase of change of the second modulation clock cycle Tck2 are the phases of the spread spectrum modulation. In the present embodiment, the active and inactive states of the drive signal Sd are High and Low states, respectively. Note that the active and inactive states of the drive signal Sd may be opposite to the above.
セレクタ831は、第1変調クロックCk1および第2変調クロックCk2の一方を交互に選択し、選択した変調クロックを出力する回路である。以下の説明において、セレクタ831が出力するクロックのことを選択変調クロックCk3と称する。
The
セレクタ831は、選択変調クロックCk3において予め設定された目標数のクロックパルスが発生するごとに、第1変調クロックCk1および第2変調クロックCk2の一方を交互に選択する。後述するように、選択変調クロックCk3において前記目標数のクロックパルスが発生するごとに、アクティブな駆動信号Sdがイメージセンサー13に出力される。
The
従って、セレクタ831は、駆動信号Sdの周期に同期して第1変調クロックCk1および第2変調クロックCk2の一方を交互に選択し、選択変調クロックCk3を出力する。なお、セレクタ831がクロック選択部の一例である。
Therefore, the
図4が示すように、選択変調クロック周期Tck3の変化の位相は、アクティブな駆動信号Sdが発生するごとに、180°ずれる。換言すれば、選択変調クロック周期Tck3の位相は、奇数ラインと偶数ラインとで180°ずれる。 As shown in FIG. 4, the phase of change of the selected modulation clock cycle Tck3 is shifted by 180 ° every time the active drive signal Sd is generated. In other words, the phase of the selected modulation clock cycle Tck3 is shifted by 180 ° between the odd line and the even line.
タイミング信号生成部832は、選択変調クロックCk3を基準とする各種のタイミング信号を生成する回路である。タイミング信号生成部832は、選択変調クロックCk3に対する周波数逓倍処理、または分周処理およびカウント処理などによって前記タイミング信号を生成する。
The
タイミング信号生成部832は、画素クロック出力回路8320、サンプルホールド信号生成回路8321および駆動信号生成回路8322などを含む。
The timing
画素クロック出力回路8320は、画素クロックCkpを出力する回路である。画素クロックCkpは、画像処理部87によるライン画像データId0の各画値の取り込みのタイミングを規定する信号である。また、画素クロックCkpは、イメージセンサー13による画素単位の画像読み取りタイミングを規定する信号でもある。例えば、画素クロックCkpが選択変調クロックCk3そのものであることが考えられる。
The pixel clock output circuit 8320 is a circuit that outputs the pixel clock Ckp. The pixel clock Ckp is a signal that defines the timing of capturing each image value of the line image data Id0 by the
サンプルホールド信号生成回路8321は、サンプルホールド信号Shを生成する回路である。サンプルホールド信号Shは、AFE86においてアナログのライン画像信号Ia0を各画素のデータへデジタル変換するタイミングを規定する信号である。画素クロックCkpおよびサンプルホールド信号Shは相互に同期している。
The sample hold
駆動信号生成回路8322は、イメージセンサー13に出力される駆動信号Sdを生成する回路である。駆動信号生成回路8322は、選択変調クロックCk3を基準にして駆動信号Sdを生成する。駆動信号生成回路8322は、駆動信号生成部の一例である。
The drive
駆動信号生成回路8322は、選択変調クロックCk3において予め設定された前記目標数のクロックパルスが発生するごとにアクティブ(High)な駆動信号Sdを出力する。このようにして生成される駆動信号Sdの出力周期がライン周期Tdである。
The drive
本実施形態において、駆動信号生成回路8322は、ライン画像信号Ia0の副走査方向D2における解像度が、イメージセンサー13の主走査方向D1の解像度の2倍になる周期で発生する駆動信号Sdを生成する。
In the present embodiment, the drive
例えば、イメージセンサー13の主走査方向D1の解像度が600dpiであるとする。この場合、副走査方向D2において、1200dpiの解像度のライン画像信号Ia0が得られるように、ライン周期Tdが設定される。そして、そのライン周期Tdに相当するクロックパルスの前記目標数が予め設定される。
For example, assume that the resolution of the
イメージセンサー13は、画素クロックCkpが入力されるごとに画素単位の画像を読み取り、駆動信号Sdが非アクティブ(Low)からアクティブ(High)へ変化するごとに、1ライン分のライン画像信号Ia0を出力する。
The
AFE86は、選択変調クロックCk3を基準とするタイミング信号に同期してライン画像信号Ia0を処理する回路である。AFE86は、サンプルホールド部861、増幅部862およびアナログ・デジタルコンバーター863などを含む。
The
サンプルホールド部861は、ライン画像信号Ia0をサンプルホールド信号Shに同期してサンプリングし、サンプリング信号を出力する。前記サンプリング信号のレベルは、新たな前記サンプリング信号が得られるまで維持される。サンプルホールド信号Shは、選択変調クロックCk3を基準とするタイミング信号の一例である。
The
増幅部862は、前記サンプリング信号を増幅するプログラマブルゲインアンプである。増幅部862は、入力される不図示のゲイン制御信号に従ったゲインで前記サンプリング信号を増幅する。例えば、前記ゲイン制御信号が、MPU81から供給されることが考えられる。
The amplifying
アナログ・デジタルコンバーター863は、増幅後の前記サンプリング信号をデジタルデータへ変換する。アナログ・デジタルコンバーター863が出力する1ライン分のデータ列がライン画像データId0である。以上に示したように、AFE86は、選択変調クロックCk3を基準に生成されるサンプルホールド信号Shに同期したタイミングで、ライン画像信号Ia0をデジタルのライン画像データId0へ変換する。サンプルホールド信号Shに同期したタイミングは、選択変調クロックCk3を基準にしたタイミングの一例である。
The analog /
画像処理部87は、画素クロックCkpに同期したタイミングでライン画像データId0を処理する。画素クロックCkpは、選択変調クロックCk3を基準とするタイミング信号の一例である。
The
画像処理部87は、合成部871、補正部872および補正後処理部874を含む。さらに、画像処理部87は、黒基準データ記録部875、白基準データ記録部876および補正データ記憶部873なども含む。
The
合成部871は、連続する2ライン分のライン画像データId0が得られるごとに合成処理を実行する。前記合成処理は、連続する2ライン分のライン画像データId0を合成して1ライン分の合成ライン画像データId01を生成する処理である。合成部871は前処理部の一例である。
The synthesizing
例えば、前記合成処理において、合成部871が、連続する2ライン分のライン画像データId0における対応する画素値の加算値を合成ライン画像データId01の各画素値として算出することが考えられる。なお、前記合成処理において、連続する2ライン分のライン画像データId0における対応する画素値の平均値が、合成ライン画像データId01の各画素値として算出されることも考えられなくはない。
For example, in the combining process, the combining
補正部872は、合成ライン画像データId01のシェーディング補正を行う。さらに、補正部872は、合成ライン画像データId01について、光量相当データから濃度相当データへの変換処理およびガンマ補正処理などの周知の補正処理を実行する。なお、補正部872は、シェーディング補正部の一例である。
The
補正データ記憶部873は、前記シェーディング補正に用いられる補正データDc0を記憶する。補正後処理部874は、前記シェーディング補正などの補正が施された後の合成ライン画像データId01に対してその他の画像処理を行う。
The correction
即ち、補正部872および補正後処理部874は、合成ライン画像データId01を読み取り画像における1ライン分の画像データとして処理する。前記読み取り画像は、イメージセンサー13によって原稿90から読み取られた画像である。
That is, the
画像記憶部88は、画像処理が施された後の合成ライン画像データId01を記憶する。画像記憶部88は、いわゆるフレームメモリーである。MPU81は、AFE86が出力するライン画像データId0に含まれる画素値を、画像処理部87および画像記憶部88を介して取得可能である。
The
黒基準データ記録部875および白基準データ記録部876は、予め定められた条件の下で得られる合成ライン画像データId01を補正データDc0として補正データ記憶部873に記録する処理を実行する。
The black reference
[画像読取処理]
次に、図5に示されるフローチャートを参照しつつ、画像処理装置10の画像読取装置1における画像読取処理の手順の一例について説明する。以下の説明において、S1,S2,…は、前記画像読取処理においてデータ処理部8が実行する各工程の識別符号を表す。
[Image reading processing]
Next, an example of the procedure of the image reading process in the
データ処理部8のMPU81は、操作表示部80に対して予め定められた開始操作が行われたことを検知したときに前記画像読取処理を開始する。
The
<工程S1>
まず、MPU81が、光学系移動機構110を制御することにより、第1導光部112および発光部14をホームポジションに位置決めする。前記ホームポジションは、第1導光部112が固定読取位置P0に対向する位置、即ち、第1導光部112が色基準部17に対向する位置である。
<Process S1>
First, the
<工程S2>
次に、クロック生成部83が、画素クロックCkp、サンプルホールド信号Shおよび駆動信号Sdなどの各タイミング信号の出力を開始する。工程S2で出力される画素クロックCkpおよびサンプルホールド信号Shの出力周期は、それぞれ画像読み取り中におけるそれらの出力周期と同じである。
<Process S2>
Next, the
<工程S3>
駆動信号Sdの出力が開始すると、画像処理部87の黒基準データ記録部875が、黒基準データ記録処理を実行する。
<Process S3>
When the output of the drive signal Sd is started, the black reference
前記黒基準データ記録処理は、暗状態において得られる合成ライン画像データId01を、前記黒基準データとして補正データ記憶部873に記憶させる処理である。前記暗状態は、前記ライン画像の読み取り方向が照明されない状態である。合成ライン画像データId01は、連続して得られる2ライン分のライン画像データId0が合成されたデータである。
The black reference data recording process is a process of storing the composite line image data Id01 obtained in the dark state in the correction
<工程S4>
次に、MPU81が発光部14を点灯させる。発光部14が点灯することにより、前記ライン画像の読み取り方向が照明される。
<Step S4>
Next, the
<工程S5>
発光部14が点灯すると、画像処理部87の白基準データ記録部876が、白基準データ記録処理を実行する。
<Step S5>
When the
前記白基準データ記録処理は、明状態において得られる合成ライン画像データId01を、前記黒基準データとして補正データ記憶部873に記憶させる処理である。前記明状態は、前記ライン画像の読み取り方向に配置された色基準部17が照明された状態である。
The white reference data recording process is a process of storing the composite line image data Id01 obtained in the bright state in the correction
なお、補正部872、補正後処理部874、黒基準データ記録部875および白基準データ記録部876が、合成ライン画像データId01を前記読み取り画像における1ライン分の画像データとして処理する前記後処理部の一例である。
The post-processing unit that the
<工程S6>
次に、データ処理部8は、1ページ分の前記原稿画像の読み取り処理を実行する。前記原稿画像の読み取り処理において、画像処理部87の補正部872は、合成ライン画像データId01が得られるごとに、補正データDc0を用いて前記シェーディング補正を実行する。ここで用いられる補正データDc0は、工程S3〜S5の処理によって補正データ記憶部873に記録された前記黒基準データおよび前記白基準データである。
<Step S6>
Next, the
<工程S7>
1ページ分の前記原稿画像の読み取り処理が終了すると、MPU81が、最終ページの原稿90の画像読み取りが終了したか否かを判別する。最終ページの原稿90の画像読み取りが終了した場合、MPU81は、前記画像読取処理を終了させる。
<Step S7>
When the document image reading process for one page is completed, the
最終ページの原稿90の画像読み取りが終了していない場合、データ処理部8は、最終ページの原稿90の画像読み取りが終了するまで、工程S6の処理を繰り返す。
If the image reading of the last-
本実施形態によれば、選択変調クロック周期Tck3の変化の位相は、アクティブ(High)な駆動信号Sdが発生するごとに逆位相になる(図4参照)。従って、連続して得られる2ライン分のライン画像データId0相互間において、前記スペクトラム拡散に起因するばらつきの成分も逆位相になる。 According to the present embodiment, the change phase of the selected modulation clock cycle Tck3 is reversed every time an active (High) drive signal Sd is generated (see FIG. 4). Therefore, the component of the variation caused by the spectrum spread is also opposite in phase between the two line image data Id0 obtained continuously.
従って、連続して得られる2ライン分のライン画像データId0が合成されると、合成ライン画像データId01において、前記スペクトラム拡散に起因するばらつきの成分が相殺される。また、交互に逆位相のばらつきを含むライン画像データId0を得るために、駆動信号Sdの出力タイミングを調整するための待ち時間の設定は不要である。 Therefore, when the line image data Id0 for two lines obtained continuously is synthesized, the component of variation caused by the spectrum spread is canceled in the synthesized line image data Id01. Further, it is not necessary to set a waiting time for adjusting the output timing of the drive signal Sd in order to obtain line image data Id0 that alternately includes variations in opposite phases.
以上のことから、本実施形態によれば、ライン画像信号Ia0が前記スペクトラム拡散により変調されたクロックを用いて処理される場合でも、画像読み取り速度の低下を回避しつつ、前記スペクトラム拡散に起因するライン画像データId0のばらつきを抑制できる。 From the above, according to the present embodiment, even when the line image signal Ia0 is processed using the clock modulated by the spectrum spread, it is caused by the spectrum spread while avoiding a decrease in the image reading speed. Variations in the line image data Id0 can be suppressed.
また、前記シェーディング補正に用いられる補正データDc0についても同様に、前記スペクトラム拡散に起因するライン画像データId0のばらつきが抑制されている。 Similarly, with respect to the correction data Dc0 used for the shading correction, the variation in the line image data Id0 due to the spread spectrum is suppressed.
また、本実施形態において、ライン画像信号Ia0の副走査方向D2の解像度が、主走査方向D1の解像度の2倍になるように、ライン周期Tdが設定される。これにより、画像読み取り速度の低下を回避しつつ、主走査方向D1および副走査方向D2の解像度を揃えることができる。 In the present embodiment, the line period Td is set so that the resolution of the line image signal Ia0 in the sub-scanning direction D2 is twice the resolution in the main scanning direction D1. Thereby, it is possible to make the resolutions in the main scanning direction D1 and the sub-scanning direction D2 uniform while avoiding a decrease in the image reading speed.
[応用例]
以上に示された画像処理装置10において、イメージセンサー13がCIS(Contact Image Sensor)であることも考えられる。前記CISは、発光部14およびレンズとともにCISモジュールとしてモジュール化されている。
[Application example]
In the
イメージセンサー13が前記CISである場合、光学系移動機構110は、前記CISモジュールを第1コンタクトガラス16および第2コンタクトガラス160に沿って移動させる機構である。
When the
なお、本発明に係る画像処理装置は、各請求項に記載された発明の範囲において、以上に示された実施形態及び応用例を自由に組み合わせること、或いは実施形態及び応用例を適宜、変形する又は一部を省略することによって構成されることも可能である。 The image processing apparatus according to the present invention can be freely combined with the above-described embodiments and application examples, or can be appropriately modified within the scope of the invention described in each claim. Alternatively, it may be configured by omitting a part.
1 :画像読取装置
2 :画像形成装置
3 :シート搬送部
4 :画像形成部
5 :光走査部
6 :定着部
8 :データ処理部
9 :シート材
10 :画像処理装置
11 :原稿走査ユニット
12 :原稿台カバー
13 :イメージセンサー
14 :発光部
16 :第1コンタクトガラス
17 :色基準部
30 :シート供給部
31 :シート送出機構
32 :シート搬送機構
41 :感光体
42 :帯電装置
43 :現像装置
45 :転写装置
47 :クリーニング装置
61 :加熱ローラー
62 :加圧ローラー
80 :操作表示部
81 :MPU
82 :データ記憶部
83 :クロック生成部
84 :第1変調クロック生成部
85 :第2変調クロック生成部
87 :画像処理部
88 :画像記憶部
90 :原稿
101 :シート排出トレイ
110 :光学系移動機構(走査機構)
111 :導光部
112 :第1導光部
113 :第2導光部
120 :ADF(走査機構)
121 :原稿供給トレイ
122 :原稿送出機構
123 :原稿搬送機構
124 :原稿排出トレイ
160 :第2コンタクトガラス
300 :シート搬送路
831 :セレクタ(クロック選択部)
832 :タイミング信号生成部
841 :発振器
843 :第1PLL回路
851 :第1遅延回路(第1遅延部)
852 :第2遅延回路(第2遅延部)
853 :第2PLL回路
861 :サンプルホールド部
862 :増幅部
863 :デジタルコンバーター
871 :合成部(前処理部)
872 :補正部(シェーディング補正部、後処理部)
873 :補正データ記憶部
874 :補正後処理部(後処理部)
875 :黒基準データ記録部
876 :白基準データ記録部
8320 :画素クロック出力回路
8321 :サンプルホールド信号生成回路
8322 :駆動信号生成回路(駆動信号生成部)
Ck0 :基準クロック
Ck1 :第1変調クロック
Ck11 :逆位相変調クロック
Ck2 :第2変調クロック
Ck3 :選択変調クロック
Ckp :画素クロック
D1 :主走査方向
D2 :副走査方向
Dc0 :補正データ
Ia0 :ライン画像信号
Id0 :ライン画像データ
Id01 :合成ライン画像データ
P0 :固定読取位置
R0 :原稿搬送路
Sd :駆動信号
Sh :サンプルホールド信号
Tck1 :第1変調クロック周期
Tck11 :逆位相変調クロック周期
Tck2 :第2変調クロック周期
Tck3 :選択変調クロック周期
Td :ライン周期
Ts :変調周期
1: Image reading device 2: Image forming device 3: Sheet conveying unit 4: Image forming unit 5: Optical scanning unit 6: Fixing unit 8: Data processing unit 9: Sheet material 10: Image processing device 11: Document scanning unit 12: Document table cover 13: Image sensor 14: Light emitting unit 16: First contact glass 17: Color reference unit 30: Sheet supply unit 31: Sheet feeding mechanism 32: Sheet transport mechanism 41: Photoconductor 42: Charging device 43: Developing device 45 : Transfer device 47: Cleaning device 61: Heating roller 62: Pressure roller 80: Operation display unit 81: MPU
82: data storage unit 83: clock generation unit 84: first modulation clock generation unit 85: second modulation clock generation unit 87: image processing unit 88: image storage unit 90: document 101: sheet discharge tray 110: optical system moving mechanism (Scanning mechanism)
111: Light guide 112: First light guide 113: Second light guide 120: ADF (scanning mechanism)
121: Document supply tray 122: Document delivery mechanism 123: Document conveyance mechanism 124: Document discharge tray 160: Second contact glass 300: Sheet conveyance path 831: Selector (clock selection unit)
832: Timing signal generator 841: Oscillator 843: First PLL circuit 851: First delay circuit (first delay unit)
852: second delay circuit (second delay unit)
853: Second PLL circuit 861: Sample hold unit 862: Amplifying unit 863: Digital converter 871: Synthesizer (pre-processing unit)
872: Correction unit (shading correction unit, post-processing unit)
873: Correction data storage unit 874: Post-correction processing unit (post-processing unit)
875: black reference data recording unit 876: white reference data recording unit 8320: pixel clock output circuit 8321: sample hold signal generation circuit 8322: drive signal generation circuit (drive signal generation unit)
Ck0: reference clock Ck1: first modulation clock Ck11: antiphase modulation clock Ck2: second modulation clock Ck3: selection modulation clock Ckp: pixel clock D1: main scanning direction D2: sub-scanning direction Dc0: correction data Ia0: line image signal Id0: Line image data Id01: Composite line image data P0: Fixed reading position R0: Document transport path Sd: Drive signal Sh: Sample hold signal Tck1: First modulation clock cycle Tck11: Antiphase modulation clock cycle Tck2: Second modulation clock Period Tck3: Selected modulation clock period Td: Line period Ts: Modulation period
Claims (3)
前記駆動信号に同期して、前記原稿から前記ライン画像を読み取るとともにアナログのライン画像信号を出力するイメージセンサーと、
前記主走査方向に直交する副走査方向において前記原稿における前記ライン画像の読み取り位置を一定速度で移動させる走査機構と、
一定周期の基準クロックをスペクトラム拡散により変調することにより第1変調クロックを生成する第1変調クロック生成部と、
前記第1変調クロックを遅延させることにより、前記駆動信号が発生する時点において前記第1変調クロックに対して前記スペクトラム拡散の変調の位相が180°ずれる第2変調クロックを生成する第2変調クロック生成部と、
前記駆動信号の周期に同期して前記第1変調クロックおよび前記第2変調クロックの一方を交互に選択し、選択変調クロックを出力するクロック選択部と、
前記選択変調クロックを基準とするタイミングで、前記ライン画像信号をデジタルのライン画像データへ変換するアナログフロントエンドと、
前記選択変調クロックを基準とするタイミングで前記ライン画像データを処理する画像処理部と、を備え、
前記画像処理部は、
連続する2ライン分の前記ライン画像データごとに、それらを合成して1ライン分の合成ライン画像データを生成する前処理部と、
前記合成ライン画像データを読み取り画像における1ライン分の画像データとして処理する後処理部と、を含む、画像処理装置。 A drive signal generation unit that generates a drive signal for controlling the timing of reading a line image along the main scanning direction from the document;
An image sensor that reads the line image from the document and outputs an analog line image signal in synchronization with the drive signal;
A scanning mechanism for moving the reading position of the line image on the document at a constant speed in a sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction;
A first modulation clock generator for generating a first modulation clock by modulating a reference clock having a fixed period by spread spectrum;
Second modulation clock generation for delaying the first modulation clock to generate a second modulation clock whose phase of modulation of the spread spectrum is shifted by 180 ° with respect to the first modulation clock at the time when the drive signal is generated And
A clock selection unit that alternately selects one of the first modulation clock and the second modulation clock in synchronization with a cycle of the drive signal and outputs a selected modulation clock;
An analog front end for converting the line image signal into digital line image data at a timing based on the selected modulation clock;
An image processing unit that processes the line image data at a timing based on the selected modulation clock;
The image processing unit
A pre-processing unit that generates a combined line image data for one line by combining the line image data for two consecutive lines, and
And a post-processing unit that processes the combined line image data as image data for one line in the read image.
前記ライン画像の読み取り方向が照明されない状態で得られる前記合成ライン画像データを黒基準データとして補正データ記憶部に記憶させる黒基準データ記録部と、
前記ライン画像の読み取り方向に配置された色基準部が照明された状態で得られる前記合成ライン画像データを白基準データとして前記補正データ記憶部に記憶させる白基準データ記録部と、
前記黒基準データおよび前記白基準データを用いて前記合成ライン画像データのシェーディング補正を行うシェーディング補正部と、を含む、請求項1または請求項2に記載の画像処理装置。 The post-processing unit of the image processing unit is
A black reference data recording unit for storing the combined line image data obtained in a state where the reading direction of the line image is not illuminated as black reference data in a correction data storage unit;
A white reference data recording unit that stores the combined line image data obtained in a state where the color reference unit arranged in the reading direction of the line image is illuminated as white reference data in the correction data storage unit;
The image processing apparatus according to claim 1, further comprising: a shading correction unit that performs a shading correction of the combined line image data using the black reference data and the white reference data.
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