JP3855825B2 - Image reading apparatus and image forming apparatus - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、画像形成装置の画像読取装置に関し、さらに詳しくは、固体撮像素子を用いた画像読取装置および画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、複写機の著しい高速化および高分解能化が行われているが、これにより、複写機内部の電子回路のさらなる高速化が求められている。特に、光の画像情報を感知する固体撮像素子から電気信号に変換された画像情報を読み取る際には、高分解能化によるデータ点数の増加および高速化の二つの要求から、なお一層の高速化が必要とされ、画像情報を読み取る際の基本クロックを高速化することが行われる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術によれば、固体撮像素子から画像情報を読み取る際に、誤った画像情報を読み取ることがあった。すなわち、固体撮像素子のアナログ信号出力をA/D変換した後で、デジタル信号のサンプリングであるラッチが行われる。このラッチのタイミングが、前記アナログ信号出力のタイミングの変動により、ずれを生じ、誤った画像情報がサンプリングされることがあった。
【0004】
特に、CCDに代表される固体撮像素子では、高速化に伴い、基本クロックが高周波数化しており、ひいては、基本クロックから生成されるラッチ周期も短縮し、分布定数的な電気的要因がサンプリング信号の伝送に影響をおよぼしている。このため、前記アナログ信号出力を正確にA/D変換するために、前記アナログ信号出力のタイミングを調節することが行われ、これがさらに、前記ラッチのタイミングにずれを生じさせる要因となっていた。
【0005】
これらのことから、A/D変換によりデジタル化された画像情報を、最適なタイミングでラッチし、正確な画像情報を取得することをいかに実現するかが極めて重要となる。
【0006】
この発明は、上述した従来技術による課題を解決するためになされたものであり、A/D変換によりデジタル化された画像情報を、最適なタイミングでラッチし、正確な画像情報を取得する画像読取装置および画像形成装置を実現することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項1に記載の発明にかかる画像読取装置は、画像情報を光信号から電気信号に変換する固体撮像素子と、前記電気信号をサンプリングおよび増幅して、アナログ処理信号を生成するアナログ処理部と、前記アナログ処理信号をデジタル信号にA/D変換するA/D変換部と、前記デジタル信号をラッチするラッチ部と、前記固体撮像素子、前記アナログ処理部、前記A/D変換部および前記ラッチ部への制御パルスを発生するパルス発生部と、前記パルス発生部のパルス発生タイミングを制御する制御部と、を備える画像読取装置であって、前記アナログ処理部は、前記アナログ処理信号の出力を設定電圧にするクランプ回路を備え、前記パルス発生部は、前記ラッチタイミングを変化させる可変手段を備え、前記ラッチ部は、前記ラッチ情報を検出し、前記設定電圧情報と比較および一致の判定を行う判定回路を備え、前記制御部は、前記設定電圧を変化させた際の前記判定情報を、前記可変手段を用いて前記ラッチタイミングを変化させて繰り返し取得し、取得された複数の前記判定情報から前記ラッチタイミングを最適化する最適化手段を備えることを特徴とする。
【0008】
この請求項1に記載の発明によれば、アナログ処理部は、クランプ回路によりアナログ処理信号の出力を設定電圧にし、パルス発生部は、可変手段によりラッチタイミングを変化させ、ラッチ部は、判定回路によりラッチ情報を検出し、設定電圧情報と比較および一致の判定を行い、制御部は、最適化手段により設定電圧を変化させた際の判定情報を、可変手段を用いてラッチタイミングを変化させて繰り返し取得し、取得された複数の判定情報からラッチタイミングを最適化することとしているので、A/D変換された画像のデジタル情報を誤りなくラッチ部でラッチすることができる。
【0009】
また、請求項2に記載の発明にかかる画像読取装置は、前記制御部に、前記設定電圧を、前記デジタル信号の1ビットあるいは複数ビット分だけ前記ラッチ周期で変化させる第1の電圧可変手段を備えることを特徴とする。
【0010】
この請求項2に記載の発明によれば、制御部は、設定電圧を、第1の電圧可変手段により、デジタル信号の1ビットあるいは複数ビット分だけラッチ周期で変化させることとしているので、A/D変換したデジタル信号を1ビットあるいは複数ビット分だけラッチ周期で切り替えることができる。
【0011】
また、請求項3に記載の発明にかかる画像読取装置は、前記制御部に、前記設定電圧が、前記ラッチ周期で前記デジタル信号の1ビットあるいは複数ビット分変化する勾配で、時間に比例して変化する第2の電圧可変手段を備えることを特徴とする。
【0012】
この請求項3に記載の発明によれば、制御部は、設定電圧が、第2の電圧可変手段により、ラッチ周期でデジタル信号の1ビットあるいは複数ビット分変化する勾配で、時間に比例して変化することとしているので、高速で動作しない電圧可変手段を用いて、A/D変換したデジタル信号を1ビットあるいは複数ビット分だけラッチ周期で切り替えることができる。
【0013】
また、請求項4に記載の発明にかかる画像読取装置は、前記判定回路に、前記デジタル信号の前記1ビット情報あるいは前記複数ビット情報を検出する検出部を備えることを特徴とする。
【0014】
この請求項4に記載の発明によれば、判定回路は、検出部によりデジタル信号の1ビット情報あるいは複数ビット情報を検出することとしているので、ラッチ部にサンプリングされるデジタル情報を別途検出することができる。
【0015】
また、請求項5に記載の発明にかかる画像読取装置は、前記検出部により、前記1ビット情報あるいは前記複数ビット情報を、前記ラッチと同一のラッチ信号で検出することを特徴とする。
【0016】
この請求項5に記載の発明によれば、検出部は、1ビット情報あるいは複数ビット情報を、ラッチ部のラッチと同一のラッチ信号で検出することとしているので、ラッチ部にラッチされるデジタル情報と同一のデジタル情報を別途検出することができることができる。
【0017】
また、請求項6に記載の発明にかかる画像読取装置は、前記判定回路は、前記検出情報と、前記第1あるいは第2の電圧可変手段の前記設定電圧情報とを比較する比較手段を備えることを特徴とする。
【0018】
この請求項6に記載の発明によれば、判定回路は、比較手段により、検出情報と、第1あるいは第2の電圧可変手段の設定電圧情報とを比較することとしているので、設定電圧とこのA/D変換後のデジタル情報が示す電圧とが一致するかどうかを判定することができる。
【0019】
また、請求項7に記載の発明にかかる画像読取装置は、前記最適化手段により、前記ラッチタイミングを変化させた際に、前記設定電圧情報と一致する前記判定情報を有するラッチタイミングを最適位置とすることを特徴とする。
【0020】
この請求項7に記載の発明によれば、最適化手段は、ラッチタイミングを変化させた際に、設定電圧情報と一致する判定情報を有するサンプリング位置を最適位置とすることとしているので、設定電圧とこのA/D変換後のデジタル情報が示す電圧とが一致するラッチタイミングを最適位置とすることができる。
【0021】
また、請求項8に記載の発明にかかる画像読取装置は、前記最適化手段により、前記最適位置が複数存在する際に、中心位置に存在するラッチタイミングを最適位置とすることを特徴とする。
【0022】
この請求項8に記載の発明によれば、最適化手段は、最適位置が複数存在する際に、中心位置に存在するラッチタイミングを最適位置とすることとしているので、最も確実に設定電圧情報をラッチするラッチタイミングを最適位置とすることができる。
【0023】
また、請求項9に記載の発明にかかる画像読取装置は、前記可変手段により、前記ラッチタイミングを、前記ラッチのタイミングと前記ラッチから1周期のタイミングとの2通りに変化させることを特徴とする。
【0024】
この請求項9に記載の発明によれば、可変手段は、ラッチタイミングを、ラッチおよびラッチから1周期のタイミングとの2通りに変化させることとしているので、2つのラッチタイミングのラッチ情報から、簡易に最適位置を決定することができる。
【0025】
また、請求項10に記載の発明にかかる画像形成装置は、前記可変手段が、ディレイラインを用いて構成されることを特徴とする。
この請求項10に記載の発明によれば、可変手段は、ディレイラインを用いて構成されることとしているので、高精度にラッチタイミングを変化させることができる。
【0026】
また、請求項11に記載の発明にかかる画像形成装置は、前記最適化手段に、電源投入後の任意時刻に、オペレータからの指示により実行する実行手段を備えることを特徴とする。
【0027】
この請求項11に記載の発明によれば、最適化手段は、実行手段により電源投入後の任意時刻に、オペレータからの指示により実行することとしているので、温度変化等によりサンプリング位置が変化してラッチタイミングが合わなくなった場合にも、再度ラッチタイミングの最適化を行うことができる。
【0028】
また、請求項12に記載の発明にかかる画像形成装置は、オペレータが情報を入力する操作部と、原稿を画像情報として電気的なアナログ信号に変換し、さらに前記アナログ信号をデジタル信号に変換し、前記デジタル信号をラッチする画像読取部と、前記画像情報に画像処理を施す画像処理部と、前記画像情報を転写用紙に複写する画像複写部と、を備える画像形成装置であって、前記画像読取部は、前記アナログ信号出力を設定電圧にするクランプ回路と、前記ラッチのラッチタイミングを変化させる可変手段と、前記ラッチのラッチ情報を検出し、前記設定電圧情報との比較および一致の判定を行う判定回路と、前記設定電圧を変化させた際の前記判定情報を、前記可変手段を用いて前記ラッチタイミングを変化させて繰り返し取得し、取得された複数の前記判定情報から前記ラッチタイミングを最適化する最適化手段と、を備えることを特徴とする。
【0029】
この請求項12に記載の発明によれば、画像読取部は、クランプ回路によりアナログ信号出力を電圧設定し、可変手段によりラッチのラッチタイミングを変化させ、判定回路によりラッチ情報を検出し、設定電圧情報との比較および一致の判定を行い、最適化手段により設定電圧を変化させた際の判定情報を、可変手段を用いてラッチタイミングを変化させて繰り返し取得し、取得された複数の判定情報からラッチタイミングを最適化することとしているので、画像のデジタル情報を誤りなくラッチすることができ、高品質の画像を複写することができる。
【0030】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる画像読取装置および画像形成装置の好適な実施の形態について説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【0031】
まず、本実施の形態にかかる画像形成装置である複写機100の全体構成について、図1を用いて説明する。複写機100は、原稿に書かれた文字あるいは図等を画像情報として転写用紙に複写するもので、操作部110、画像読取部120、画像処理部130、画像形成部140、画像メモリ150およびこれらを制御する制御部160からなる。
【0032】
操作部110は、オペレータが転写枚数、転写濃度あるいは転写用紙の選択等の情報を制御部160に伝える入力部で、タッチパネル、操作キー等からなる。画像読取部120は、原稿に書かれた画像情報を読み取り、アナログ信号からデジタル信号に変換する部分である。画像処理部130は、読み取られた画像情報に画像処理を行い、転写される画像情報の品質を向上させる。
【0033】
画像形成部140は、画像処理された画像情報を転写用紙に転写し、転写原稿を作成する。画像メモリ150は、画像読取部120で読み取られた画像および画像処理部130で画像処理された画像を蓄積、保存する。制御部160は、前記各部の制御を行い、原稿の読み取りから原稿の転写までの工程を管理、運行する。
【0034】
つぎに、図2を用いて、画像読取部120の具体的な構成を説明する。ここで、図中の、実線は、情報を伝送する信号線を現し、点線は、動作のタイミングを制御する制御線である。画像読取部120は、原稿の画像情報を光信号からアナログの電気信号に変換し、さらにデジタル信号に変換する機能を持ち、固体撮像素子200、アナログ信号処理部210、A/Dコンバータ220、ラッチ部250、ゲートアレイ230およびパルス発生部240からなる。
【0035】
固体撮像素子200は、CCD(Charge Coupled Device)光センサよりなり、図示されないランプにより照明される原稿の光画像情報をフォトダイオードアレイで読み取り、電気信号に変換する。これら、電気信号は、フォトダイオードアレイ間に設けられた、CCDおよびアナログ信号レジスタにより、順次読み出される。
【0036】
アナログ信号処理部210は、固体撮像素子200から読み出される電気信号から前記フォトダイオードに蓄積された電荷情報を含む信号期間を抽出し、サンプリングを行う。
【0037】
A/Dコンバータ220は、アナログ信号処理部210でサンプリングされた電荷情報を含む電気信号を、アナログ信号からデジタル信号に、例えば10ビットの変換を行う。
【0038】
ラッチ部250は、A/Dコンバータ220と変換ビット数の通信線で接続され、デジタル化された電気信号のサンプリングおよびホールド回路、並びに次段へのドライバー回路を含んでいる。また、正常に電気信号をサンプリングしたかどうかを判定する判定回路も含んでいる。
【0039】
ゲートアレイ230は、この画像読取部120と複写機100のその他の処理部とのインターフェースをなすもので、デジタル信号に変換された電気信号を制御部160あるいは、図示しない通信バスを介して画像メモリ150等に振り分けて転送する。
【0040】
制御部160は、CPUおよび基本クロックを生成する発信器等からなり、画像読取部120全体の制御を司る信号を生成する。特に、固体撮像素子200、アナログ信号処理部210、A/Dコンバータ220およびラッチ部250を制御する信号は、精度の高いタイミングが要求されるため、パルス発生部240を介して生成される。
【0041】
パルス発生部240は、制御部160からの制御信号に基づいて、固体撮像素子200、アナログ信号処理部210、A/Dコンバータ220およびラッチ部250を制御する信号を生成する。この回路は、高い精度で制御信号を生成する必要があるため、例えば、ディレイラインおよびセレクタを組み合わせることにより、高精度のタイミングを有する制御パルスを生成することができる。
【0042】
つぎに、図3を用いて、アナログ信号処理部210の具体的な構成を説明する。図3は、アナログ信号処理部210の具体的な構成を示すブロック図である。固体撮像素子200の出力信号は、クランプ回路310に入力され、パルス発生部240からのパルスに同期して、直流電位のシフトおよび画像情報を含む信号期間の電気信号の極性が反転される。
【0043】
サンプリング回路320は、クランプ回路310の出力信号を、パルス発生部240からのパルスに同期してサンプルホールドする。なお、このサンプリングタイミングは、固体撮像素子220の出力信号から、画像情報を含む信号期間のみを抽出する。
【0044】
増幅処理回路330は、サンプルホールドされたサンプリング回路320の出力を、A/Dコンバータ220によりA/D変換を行うに適した電圧に増幅する。
【0045】
クランプ回路340は、パルス発生部240からのパルスに同期して、直流電位のシフトを行い、画像情報の直流成分を調節する。ここで、図4を用いてクランプ回路340の構成について説明する。クランプ回路340は、加算器430、D/Aコンバータ410およびドライバー420からなる。D/Aコンバータ410は、パルス発生部240からのクランプパルスによりD/A変換を行い、直流電圧を生成する。そして、制御部160は、この直流電圧を、増幅処理回路330の出力信号に加算する。なお、この直流電圧は、制御部160からゲートアレイ230を介して、デジタル的なビット情報により設定される。また、D/Aコンバータ410の出力は、ドライバー420を介して、加算器430に接続される。
【0046】
ここで、この直流電圧は、A/D変換を行う周期の2倍周期で電圧が切り替えられ、固定電圧成分は、例えば、固体撮像素子200に光情報を提供するランプが無点灯時の黒レベルに設定され、変動電圧成分は、A/Dコンバータ220の出力が1ビット変化する大きさとする。
【0047】
つぎに、図5を用いて、ラッチ部250の具体的な構成および画像読取部120内部の結線を詳細に説明する。
図5(A)のラッチ部250は、ドライバー回路570および判定回路510よりなる。ドライバー回路570は、A/Dコンバータ220のA/D出力信号を信号線を介してラッチし、ドライバーを介してゲートアレイ230に出力する。なお、制御部160からゲートアレイ230を介してパルス発生部240に送られる基本クロックに基づいて、パルス発生部240は、各種タイミング信号を生成する。すなわち、サンプリング回路320へのサンプリングパルス、クランプ回路340へのクランプパルス、A/Dコンバータ220へのA/D変換パルス、ラッチ部250へのラッチパルスである。ここで、A/D変換パルスは、サンプリングパルスのタイミング変化に連動して変化するが、ラッチパルスは、サンプリングパルスとは別に基本クロックから生成される。
【0048】
また、制御部160は、第1の電圧可変手段を有している。第1の電圧可変手段は、ゲートアレイ230を介したクランプ回路340への電圧設定において、A/Dコンバータ220の出力が1ビット変化する電圧を、A/D変換パルスの周期で繰り返しオンオフする。
【0049】
また、判定回路510のブロック図を図5(B)に示した。判定回路510は、2つのフリップフロップ520および540と、これら2つのフリップフロップの出力を比較して同一であるかどうかを判定する比較器550およびパルス発生部240からのA/D変換パルスを分周する分周回路530からなる。フリップフロップ520は、ドライバー回路570が検出するのと同一のサンプリング信号を検出するラッチ回路であり、フリップフロップ540は、A/Dコンバータ220の入力信号、すなわちクランプ回路340の出力信号を、その設定情報から、A/D変換の倍周期で検出するラッチ回路である。従って、この2つのフリップフロップ520、540の出力信号を比較器550で比較することにより、A/Dコンバータ220の入力情報が、正確にA/D変換され、ドライバー回路570にサンプリングされたかどうかの判定がなされる。
【0050】
つづいて、図6のフローチャートおよび図7のタイムチャートを用いて制御部160による画像読取部120の制御動作を説明する。なお、図7(A)〜(E)のタイムチャートは、横軸はすべて同一の時間軸を共有し、縦軸は、概ね高レベルと低レベルの2値からなるデジタル電圧信号を示している。
【0051】
まず、制御部160は、画像読取部120のランプを消灯し(ステップS600)、第1の電圧可変手段を用いてクランプ回路に電圧設定を行う。そして、クランプ回路340は、パルス発生部240からのクランプパルスのタイミングで設定電圧を出力する(ステップS601)。この設定電圧出力により切り替わるクランプ回路の出力波形を図7(A)に示す。この出力波形は、クランプ回路の出力の変動電圧部分を現しており、固定電圧部分は、例えば黒レベルの電圧に設定される。この変動電圧部分により、判定回路510で検出されるA/D出力信号の1ビットが切り替わる。
【0052】
また、この変動電圧は、A/D変換の繰り返し周期の2倍周期で高レベルと低レベルとに切り替わる。なお、固定電圧部分に例えば黒レベル電圧のようにバイアス電圧を含ませることにより、変動電圧部分を、ノイズに影響されない電圧レベルとすることができる。
【0053】
その後、制御部160は、ラッチタイミングの設定を行い(ステップS602)、A/D変換を行う(ステップS603)。図7(B)にパルス発生部240からのA/D変換パルスの波形を示した。この波形の立ち上がり部分において、A/Dコンバータ220は、A/D変換を行う。そして、図7(C)に示したA/D出力信号が、ドライバー回路570の入力部分に出力される。この波形は、パルス発生部240からのA/D変換パルスの立ち上がり部分よりも遅れて出現する。これは、A/Dコンバータ220の変換時間およびA/D変換出力がドライバー回路の入力部に到達するのに要する伝達時間等の効果である。
【0054】
なお、ステップS602のラッチタイミングの設定は、基本クロックからの遅延時間として設定される。このラッチタイミングは、A/D変換周期の2倍周期以内の範囲で、複数点設定される。また、図7(F)に示した様に、判定回路510のフリップフロップ540は、このA/D変換パルスの立ち上がり部分において、ゲートアレイ230からの電圧設定信号の変化ビット情報をラッチする。このラッチ情報は、判定回路510が検出するA/D出力信号の1ビット情報を判定する際の判定基準情報に用いられる。
【0055】
その後、制御部160は、図7(D)に示した様に、ステップS602で設定された遅延時間を有するラッチパルスを、パルス発生部240からドライバー回路570および判定回路510に出力する。そして、ドライバー回路570は、A/D出力信号の全ビットをラッチし、判定回路510は、クランプ回路の変動電圧部分により変化する1ビットを、フリップフロップ520により、ラッチする(ステップS604)。
【0056】
その後、判定回路510の比較器550は、フリップフロップ520と540の出力を比較し、一致する場合には、高レベルの信号を出力し、不一致の場合には、低レベルの信号を出力する。そして、この出力信号は、ゲートアレイ230を介して、制御部160に送信される。
【0057】
その後、制御部160は、すべてのラッチタイミングでの判定情報を取得したかどうかを判定し(ステップS606)、取得していない場合には(ステップS606否定)、ステップS603に移行し、遅延時間の異なるラッチタイミングを順次出力しA/D変換を行う。すべてのラッチタイミングでの判定情報を取得した場合には(ステップS606肯定)、制御部160は、図7(F)に示した様に、遅延時間を横軸として、概ね図7(C)のA/D出力波形を2値化した情報を取得する。この情報の中から、高レベルの出力を有するラッチタイミングを選択し、最適値とする(ステップS607)。また、最適値が複数存在する際には、高レベルの出力を有するラッチタイミングの中心位置に存在するラッチタイミングを最適値とする。
【0058】
その後、制御部160は、パルス発生部240に対して、ステップS607で取得した最適値をラッチタイミングとして設定を行い(ステップS608)、このラッチタイミングの最適化を終了する。
【0059】
上述してきたように、本実施の形態では、アナログ信号処理部210の出力をクランプ回路340により電圧設定して、A/Dコンバータ220でA/D変換された後のドライバー回路570の入力を判定回路510で検出し、前記電圧設定情報と比較判定することを、ドライバー回路570および判定回路510のラッチタイミングを変化させて繰り返し行い、複数の前記判定情報から最適なラッチタイミングを求めることとしているので、アナログ信号処理部210の画像情報の出力タイミングが変動した際にも、ドライバー回路570は、画像情報のみをラッチすることができ、誤った画像情報をラッチすることを無くすことができる。
【0060】
また、本実施の形態によるラッチタイミングの最適化は、制御部160により行われるので、オペレータが操作部110から制御部160に指示を与えることにより、電源投入後の任意時刻に行うことができる。
【0061】
また、本実施の形態では、判定回路510でA/D出力信号の1ビットのみを電圧設定信号と比較判定したが、複数ビットを比較判定することもできる。この場合には、第1の電圧可変手段の電圧設定信号も、A/D出力信号が前記複数ビット変化する電圧設定にされる。そして、これら複数ビットが複数の判定回路510で比較され、全ビットが設定電圧情報と一致した場合に、正しいラッチが行われたとする。
【0062】
また、本実施の形態では、パルス発生部240は、ラッチパルスの遅延時間を複数変化させ、繰り返し判定情報を取得することとしたが、遅延時間が零とA/D変換を行う周期の2点の判定情報から最適なラッチタイミングを求めることもできる。
(実施の形態のその他の例)
上記実施の形態では、クランプ回路340の変動電圧出力は、A/D変換パルス出力波形の2倍周期で繰り返す信号であるとしたが、所定の勾配を有する階段波形とすることもできる。本実施の形態のその他の例では、クランプ回路340の変動電圧出力を、階段波形にした場合を例示する。なお、装置の構成は、上記実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【0063】
ここで、制御部160は、第2の電圧可変手段を有する。第2の電圧可変手段は、ゲートアレイ230を介したクランプ回路340への電圧設定において、A/Dコンバータ220の出力が1ビットあるいは複数ビット変化する電圧を、A/D変換パルスの周期で順次増加もしくは減少する電圧を設定する。
【0064】
図8は、本実施の形態の動作を示すタイムチャートである。図8(A)は、上記実施の形態の図7(A)に対応するもので、クランプ回路340の変動電圧出力波形である。この変動電圧出力波形は、図8(B)に示したパルス発生部240からのA/D変換パルスのパルス周期で、A/D出力信号が1ビットあるいは複数ビット切り替わる階段状の電圧波形である。
【0065】
その後、制御部160は、A/D出力信号の検出およびラッチパルスの動作等で、図7(C)〜(F)と全く同様の動作を行う。また、ラッチ部250は、A/D出力信号の切り替わりが1ビットあるいは複数ビットの場合に応じて、1つあるいは複数の判定回路510を備える。
【0066】
上述してきたように、本実施の形態のその他の例では、クランプ回路340の変動電圧出力を階段状の波形としているので、勾配のみを指定すれば良く、制御を行いやすい。また、この波形の階段の立ち上がり部分は判定情報に影響を及ぼさないので、低速のクランプ回路340によるランプ波形出力でも実現することができる。
【0067】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1に記載の発明によれば、アナログ処理部は、クランプ回路によりアナログ処理信号の出力を設定電圧にし、パルス発生部は、可変手段によりラッチタイミングを変化させ、ラッチ部は、判定回路によりラッチ情報を検出し、設定電圧情報と比較および一致の判定を行い、制御部は、最適化手段により設定電圧を変化させた際の判定情報を、可変手段を用いてラッチタイミングを変化させて繰り返し取得し、取得された複数の判定情報からラッチタイミングを最適化することとしているので、A/D変換された画像のデジタル情報を誤りなくラッチ部でラッチすることができるという効果を奏する。
【0068】
請求項2に記載の発明によれば、制御部は、設定電圧を、第1の電圧可変手段により、デジタル信号の1ビットあるいは複数ビット分だけラッチ周期で変化させることとしているので、A/D変換したデジタル信号を1ビットあるいは複数ビット分だけラッチ周期で切り替えることができる。
【0069】
請求項3に記載の発明によれば、制御部は、設定電圧が、第2の電圧可変手段により、ラッチ周期でデジタル信号の1ビットあるいは複数ビット分変化する勾配で、時間に比例して変化することとしているので、高速で動作しない電圧可変手段を用いて、A/D変換したデジタル信号を1ビットあるいは複数ビット分だけラッチ周期で切り替えることができる。
【0070】
請求項4に記載の発明によれば、判定回路は、検出部によりデジタル信号の1ビット情報あるいは複数ビット情報を検出することとしているので、ラッチ部にサンプリングされるデジタル情報を別途検出することができる。
【0071】
請求項5に記載の発明によれば、検出部は、1ビット情報あるいは複数ビット情報を、ラッチ部のラッチと同一のラッチ信号で検出することとしているので、ラッチ部にラッチされるデジタル情報と同一のデジタル情報を別途検出することができることができる。
【0072】
請求項6に記載の発明によれば、判定回路は、比較手段により、検出情報と、第1あるいは第2の電圧可変手段の設定電圧情報とを比較することとしているので、設定電圧とこのA/D変換後のデジタル情報が示す電圧とが一致するかどうかを判定することができる。
【0073】
請求項7に記載の発明によれば、最適化手段は、ラッチタイミングを変化させた際に、設定電圧情報と一致する判定情報を有するサンプリング位置を最適位置とすることとしているので、設定電圧とこのA/D変換後のデジタル情報が示す電圧とが一致するラッチタイミングを最適位置とすることができる。
【0074】
請求項8に記載の発明によれば、最適化手段は、最適位置が複数存在する際に、中心位置に存在するラッチタイミングを最適位置とすることとしているので、最も確実に設定電圧情報をラッチするラッチタイミングを最適位置とすることができる。
【0075】
請求項9に記載の発明によれば、可変手段は、ラッチタイミングを、ラッチおよびラッチから1周期のタイミングとの2通りに変化させることとしているので、2つのラッチタイミングのラッチ情報から、簡易に最適位置を決定することができる。
【0076】
請求項10に記載の発明によれば、可変手段は、ディレイラインを用いて構成されることとしているので、高精度にラッチタイミングを変化させることができる。
【0077】
請求項11に記載の発明によれば、最適化手段は、実行手段により電源投入後の任意時刻に、オペレータからの指示により実行することとしているので、温度変化等によりサンプリング位置が変化してラッチタイミングが合わなくなった場合にも、再度ラッチタイミングの最適化を行うことができる。
【0078】
請求項12に記載の発明によれば、画像読取部は、クランプ回路によりアナログ信号出力を電圧設定し、可変手段によりラッチのラッチタイミングを変化させ、判定回路によりラッチ情報を検出し、設定電圧情報との比較および一致の判定を行い、最適化手段により設定電圧を変化させた際の判定情報を、可変手段を用いてラッチタイミングを変化させて繰り返し取得し、取得された複数の判定情報からラッチタイミングを最適化することとしているので、画像のデジタル情報を誤りなくラッチすることができ、高品質の画像を複写することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】画像形成装置の全体構成を示すブロック図である。
【図2】画像形成装置の画像読取部を示すブロック図である。
【図3】画像読取部のアナログ信号処理部を示すブロック図である。
【図4】アナログ信号処理部のクランプ回路を示すブロック図である。
【図5】画像読取部のラッチ部および周辺回路と、ラッチ部の判定回路を示すブロック図である。
【図6】制御部の動作を示すフローチャートである。
【図7】画像読取部を構成する各部の動作を示すタイムチャートである。
【図8】実施の形態の一例のクランプ回路の動作を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
100 複写機
110 操作部
120 画像読取部
130 画像処理部
140 画像形成部
150 画像メモリ
160 制御部
200 固体撮像素子
210 アナログ信号処理部
220 A/Dコンバータ
230 ゲートアレイ
240 パルス発生部
250 ラッチ部
310、340 クランプ回路
320 サンプリング回路
330 増幅処理回路
410 D/Aコンバータ
420 ドライバー
430 加算器
510 判定回路
520、540 フリップフロップ
530 分周回路
550 比較器
570 ドライバー回路
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image reading apparatus of an image forming apparatus, and more particularly to an image reading apparatus and an image forming apparatus using a solid-state image sensor.
[0002]
[Prior art]
In recent years, copying machines have been remarkably increased in speed and resolution, and there has been a demand for further increases in the speed of electronic circuits inside the copying machines. In particular, when reading image information converted into an electrical signal from a solid-state image sensing device that senses light image information, the increase in the number of data points due to the increase in resolution and the two demands for speeding up further increase the speed. It is necessary to speed up the basic clock for reading image information.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the above-described prior art, erroneous image information may be read when reading image information from the solid-state imaging device. That is, after analog-to-digital conversion of the analog signal output of the solid-state imaging device, latching that is sampling of a digital signal is performed. The latch timing may be shifted due to variations in the analog signal output timing, and incorrect image information may be sampled.
[0004]
In particular, in a solid-state imaging device represented by a CCD, the basic clock has been increased in frequency with the increase in speed, and consequently the latch cycle generated from the basic clock has also been shortened, and the distributed constant electrical factor is a sampling signal. Affects the transmission. For this reason, in order to accurately A / D convert the analog signal output, the timing of the analog signal output is adjusted, which further causes a shift in the latch timing.
[0005]
From these facts, it is extremely important how to realize that the image information digitized by A / D conversion is latched at an optimal timing and accurate image information is acquired.
[0006]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems of the prior art, and latches image information digitized by A / D conversion at an optimal timing to obtain accurate image information. An object is to realize an apparatus and an image forming apparatus.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems and achieve the object, an image reading apparatus according to the first aspect of the present invention includes a solid-state imaging device that converts image information from an optical signal to an electrical signal, sampling the electrical signal, and An analog processing unit that amplifies and generates an analog processing signal, an A / D conversion unit that A / D converts the analog processing signal into a digital signal, a latch unit that latches the digital signal, the solid-state imaging device, An image reading apparatus comprising: a pulse generation unit that generates control pulses to the analog processing unit, the A / D conversion unit, and the latch unit; and a control unit that controls pulse generation timing of the pulse generation unit. The analog processing unit includes a clamp circuit that sets the output of the analog processing signal to a set voltage, and the pulse generation unit changes the latch timing. The latch unit includes a determination circuit that detects the latch information, compares the set voltage information with the set voltage information, and determines whether the set voltage matches, and the control unit changes the set voltage when the set voltage is changed. Judgment information is repeatedly obtained by changing the latch timing using the variable means, and optimization means is provided for optimizing the latch timing from the plurality of obtained judgment information.
[0008]
According to the first aspect of the present invention, the analog processing unit uses the clamp circuit to set the output of the analog processing signal to the set voltage, the pulse generating unit changes the latch timing using the variable means, and the latch unit includes the determination circuit. The latch unit detects the latch information, compares it with the set voltage information and determines whether it matches, and the control unit uses the variable unit to change the latch timing with the decision information when the set voltage is changed by the optimization unit. Since it is repeatedly acquired and the latch timing is optimized from the plurality of acquired determination information, the digital information of the A / D converted image can be latched by the latch unit without error.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, in the image reading apparatus according to the second aspect of the present invention, the control unit includes a first voltage variable unit that changes the set voltage by the latch period by one bit or a plurality of bits of the digital signal. It is characterized by providing.
[0010]
According to the second aspect of the present invention, the control unit changes the set voltage by the first voltage variable means by one or more bits of the digital signal in the latch cycle. The D-converted digital signal can be switched by a latch cycle by one bit or a plurality of bits.
[0011]
According to a third aspect of the present invention, in the image reading apparatus according to the third aspect of the invention, the control unit has a gradient in which the set voltage changes by one bit or a plurality of bits of the digital signal in the latch period, and is proportional to time. A second voltage variable means that changes is provided.
[0012]
According to the third aspect of the present invention, the control unit has a gradient in which the set voltage is changed by one bit or a plurality of bits of the digital signal in the latch period by the second voltage variable means, and is proportional to time. Since it is supposed to change, it is possible to switch the A / D converted digital signal by one or a plurality of bits in a latch cycle by using voltage variable means that does not operate at high speed.
[0013]
An image reading apparatus according to a fourth aspect of the invention is characterized in that the determination circuit includes a detection unit that detects the 1-bit information or the multi-bit information of the digital signal.
[0014]
According to the fourth aspect of the present invention, the determination circuit detects one-bit information or multiple-bit information of the digital signal by the detection unit, and therefore separately detects the digital information sampled in the latch unit. Can do.
[0015]
An image reading apparatus according to a fifth aspect of the invention is characterized in that the detection unit detects the 1-bit information or the multi-bit information with the same latch signal as the latch.
[0016]
According to the fifth aspect of the present invention, since the detection unit detects one-bit information or multiple-bit information with the same latch signal as the latch of the latch unit, the digital information latched in the latch unit The same digital information can be detected separately.
[0017]
According to a sixth aspect of the present invention, in the image reading apparatus according to the sixth aspect, the determination circuit includes a comparison unit that compares the detection information with the set voltage information of the first or second voltage variable unit. It is characterized by.
[0018]
According to the sixth aspect of the present invention, the determination circuit uses the comparison means to compare the detection information with the set voltage information of the first or second voltage variable means. It can be determined whether or not the voltage indicated by the digital information after A / D conversion matches.
[0019]
According to a seventh aspect of the present invention, in the image reading apparatus according to the seventh aspect, when the latch timing is changed by the optimization unit, the latch timing having the determination information that matches the set voltage information is set as the optimum position. It is characterized by doing.
[0020]
According to the seventh aspect of the present invention, the optimization means sets the sampling position having the determination information that matches the set voltage information as the optimal position when the latch timing is changed. And the latch timing at which the voltage indicated by the digital information after A / D conversion matches can be set as the optimum position.
[0021]
An image reading apparatus according to an eighth aspect of the invention is characterized in that, when there are a plurality of the optimum positions, the optimization unit sets the latch timing existing at the center position as the optimum position.
[0022]
According to the eighth aspect of the present invention, the optimization means sets the latch timing existing at the center position as the optimum position when there are a plurality of optimum positions. The latch timing for latching can be set to the optimum position.
[0023]
The image reading apparatus according to the invention described in claim 9 is characterized in that the variable means changes the latch timing in two ways: a timing of the latch and a timing of one cycle from the latch. .
[0024]
According to the ninth aspect of the present invention, since the variable means changes the latch timing in two ways, that is, the latch and the one-cycle timing from the latch, the variable means can be simplified from the latch information of the two latch timings. The optimum position can be determined.
[0025]
The image forming apparatus according to claim 10 is characterized in that the variable means is configured using a delay line.
According to the tenth aspect of the invention, since the variable means is configured using the delay line, the latch timing can be changed with high accuracy.
[0026]
In an image forming apparatus according to an eleventh aspect of the present invention, the optimization unit includes an execution unit that is executed at an arbitrary time after power-on in accordance with an instruction from an operator.
[0027]
According to the eleventh aspect of the present invention, since the optimization means is executed at an arbitrary time after the power is turned on by the execution means according to an instruction from the operator, the sampling position changes due to a temperature change or the like. Even when the latch timing is not suitable, the latch timing can be optimized again.
[0028]
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus, wherein an operator inputs information, converts an original into an electrical analog signal as image information, and further converts the analog signal into a digital signal. An image forming apparatus comprising: an image reading unit that latches the digital signal; an image processing unit that performs image processing on the image information; and an image copying unit that copies the image information onto a transfer sheet. The reading unit detects a clamp circuit that uses the analog signal output as a set voltage, a variable unit that changes a latch timing of the latch, and latch information of the latch, and compares the set voltage information with each other and determines whether or not they match. The determination circuit to perform and the determination information when the set voltage is changed are repeatedly obtained by changing the latch timing using the variable means. And optimization means for optimizing said latch timing from the obtained plurality of the determination information is characterized by comprising a.
[0029]
According to the twelfth aspect of the invention, the image reading section sets the analog signal output by the clamp circuit, changes the latch timing of the latch by the variable means, detects the latch information by the determination circuit, and sets the set voltage. Comparison information and determination of coincidence are performed, and determination information when the setting voltage is changed by the optimization means is repeatedly acquired by changing the latch timing using the variable means. From the plurality of acquired determination information Since the latch timing is optimized, the digital information of the image can be latched without error, and a high-quality image can be copied.
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Exemplary embodiments of an image reading apparatus and an image forming apparatus according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Note that the present invention is not limited thereby.
[0031]
First, the overall configuration of a copying machine 100 that is an image forming apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The copying machine 100 copies characters or drawings written on a document as image information onto a transfer sheet, and includes an operation unit 110, an image reading unit 120, an image processing unit 130, an image forming unit 140, an image memory 150, and these. It consists of the control part 160 which controls.
[0032]
The operation unit 110 is an input unit for an operator to transmit information such as the number of transferred sheets, transfer density, or transfer sheet selection to the control unit 160, and includes a touch panel, operation keys, and the like. The image reading unit 120 is a part that reads image information written on a document and converts it from an analog signal to a digital signal. The image processing unit 130 performs image processing on the read image information to improve the quality of the transferred image information.
[0033]
The image forming unit 140 transfers the image information subjected to the image processing to a transfer sheet, and creates a transfer document. The image memory 150 stores and stores the image read by the image reading unit 120 and the image processed by the image processing unit 130. The control unit 160 controls each of the above units, and manages and operates the processes from reading the original to transferring the original.
[0034]
Next, a specific configuration of the image reading unit 120 will be described with reference to FIG. Here, in the figure, a solid line represents a signal line for transmitting information, and a dotted line is a control line for controlling operation timing. The image reading unit 120 has a function of converting image information of a document from an optical signal into an analog electric signal, and further converting it into a digital signal. The image reading unit 120, an analog signal processing unit 210, an A / D converter 220, a latch The unit 250 includes a gate array 230 and a pulse generator 240.
[0035]
The solid-state imaging device 200 includes a CCD (Charge Coupled Device) optical sensor, reads optical image information of a document illuminated by a lamp (not shown) with a photodiode array, and converts the information into an electrical signal. These electric signals are sequentially read out by a CCD and an analog signal register provided between the photodiode arrays.
[0036]
The analog signal processing unit 210 extracts a signal period including charge information accumulated in the photodiode from the electrical signal read from the solid-state imaging device 200, and performs sampling.
[0037]
The A / D converter 220 converts, for example, 10 bits of the electrical signal including the charge information sampled by the analog signal processing unit 210 from an analog signal to a digital signal.
[0038]
The latch unit 250 is connected to the A / D converter 220 through a communication line having the number of conversion bits, and includes a digitized electric signal sampling and holding circuit and a driver circuit to the next stage. Also included is a determination circuit that determines whether the electrical signal has been sampled normally.
[0039]
The gate array 230 serves as an interface between the image reading unit 120 and other processing units of the copying machine 100, and an electric signal converted from a digital signal into an image memory via the control unit 160 or a communication bus (not shown). Sort to 150 etc. and transfer.
[0040]
The control unit 160 includes a CPU and a transmitter that generates a basic clock, and generates a signal for controlling the entire image reading unit 120. In particular, signals that control the solid-state imaging device 200, the analog signal processing unit 210, the A / D converter 220, and the latch unit 250 are generated via the pulse generation unit 240 because highly accurate timing is required.
[0041]
The pulse generation unit 240 generates a signal for controlling the solid-state imaging device 200, the analog signal processing unit 210, the A / D converter 220, and the latch unit 250 based on the control signal from the control unit 160. Since this circuit needs to generate a control signal with high accuracy, for example, by combining a delay line and a selector, it is possible to generate a control pulse having highly accurate timing.
[0042]
Next, a specific configuration of the analog signal processing unit 210 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a block diagram illustrating a specific configuration of the analog signal processing unit 210. The output signal of the solid-state imaging device 200 is input to the clamp circuit 310, and the polarity of the electric signal in the signal period including the DC potential shift and the image information is inverted in synchronization with the pulse from the pulse generator 240.
[0043]
The sampling circuit 320 samples and holds the output signal of the clamp circuit 310 in synchronization with the pulse from the pulse generator 240. Note that this sampling timing extracts only a signal period including image information from the output signal of the solid-state image sensor 220.
[0044]
The amplification processing circuit 330 amplifies the sampled output of the sampling circuit 320 to a voltage suitable for A / D conversion by the A / D converter 220.
[0045]
The clamp circuit 340 shifts the DC potential in synchronization with the pulse from the pulse generator 240 and adjusts the DC component of the image information. Here, the configuration of the clamp circuit 340 will be described with reference to FIG. The clamp circuit 340 includes an adder 430, a D / A converter 410, and a driver 420. The D / A converter 410 performs D / A conversion by the clamp pulse from the pulse generator 240 to generate a DC voltage. Then, the controller 160 adds this DC voltage to the output signal of the amplification processing circuit 330. The DC voltage is set by digital bit information from the control unit 160 via the gate array 230. The output of the D / A converter 410 is connected to the adder 430 through the driver 420.
[0046]
Here, the DC voltage is switched at a cycle that is twice as long as the A / D conversion cycle, and the fixed voltage component is, for example, the black level when the lamp that provides optical information to the solid-state imaging device 200 is not lit. And the fluctuation voltage component has such a magnitude that the output of the A / D converter 220 changes by 1 bit.
[0047]
Next, the specific configuration of the latch unit 250 and the connection inside the image reading unit 120 will be described in detail with reference to FIG.
The latch unit 250 in FIG. 5A includes a driver circuit 570 and a determination circuit 510. The driver circuit 570 latches the A / D output signal of the A / D converter 220 via the signal line and outputs it to the gate array 230 via the driver. Note that the pulse generator 240 generates various timing signals based on the basic clock sent from the controller 160 to the pulse generator 240 via the gate array 230. That is, the sampling pulse to the sampling circuit 320, the clamp pulse to the clamp circuit 340, the A / D conversion pulse to the A / D converter 220, and the latch pulse to the latch unit 250. Here, the A / D conversion pulse changes in conjunction with the change in timing of the sampling pulse, but the latch pulse is generated from the basic clock separately from the sampling pulse.
[0048]
Moreover, the control part 160 has a 1st voltage variable means. In the voltage setting to the clamp circuit 340 via the gate array 230, the first voltage varying means repeatedly turns on and off the voltage at which the output of the A / D converter 220 changes by 1 bit at the cycle of the A / D conversion pulse.
[0049]
A block diagram of the determination circuit 510 is shown in FIG. The determination circuit 510 compares the A / D conversion pulses from the two flip-flops 520 and 540 and the comparator 550 and the pulse generator 240 that determine whether the outputs of the two flip-flops are the same. It consists of a frequency dividing circuit 530. The flip-flop 520 is a latch circuit that detects the same sampling signal as the driver circuit 570 detects. The flip-flop 540 sets the input signal of the A / D converter 220, that is, the output signal of the clamp circuit 340. It is a latch circuit that detects from information at a double cycle of A / D conversion. Therefore, by comparing the output signals of the two flip-flops 520 and 540 with the comparator 550, whether the input information of the A / D converter 220 has been accurately A / D converted and sampled by the driver circuit 570 or not. Judgment is made.
[0050]
Next, the control operation of the image reading unit 120 by the control unit 160 will be described using the flowchart of FIG. 6 and the time chart of FIG. In the time charts of FIGS. 7A to 7E, the horizontal axes all share the same time axis, and the vertical axis indicates a digital voltage signal generally composed of binary values of a high level and a low level. .
[0051]
First, the control unit 160 turns off the lamp of the image reading unit 120 (step S600), and sets the voltage in the clamp circuit using the first voltage varying unit. Then, the clamp circuit 340 outputs a set voltage at the timing of the clamp pulse from the pulse generator 240 (step S601). FIG. 7A shows an output waveform of the clamp circuit that is switched by the set voltage output. This output waveform represents the fluctuation voltage portion of the output of the clamp circuit, and the fixed voltage portion is set to a black level voltage, for example. By this fluctuation voltage portion, one bit of the A / D output signal detected by the determination circuit 510 is switched.
[0052]
Further, the fluctuation voltage is switched between a high level and a low level in a period twice as long as the A / D conversion repetition period. In addition, by including a bias voltage such as a black level voltage in the fixed voltage portion, the variable voltage portion can be set to a voltage level that is not affected by noise.
[0053]
Thereafter, the control unit 160 sets the latch timing (step S602) and performs A / D conversion (step S603). FIG. 7B shows the waveform of the A / D conversion pulse from the pulse generator 240. At the rising portion of this waveform, the A / D converter 220 performs A / D conversion. Then, the A / D output signal shown in FIG. 7C is output to the input portion of the driver circuit 570. This waveform appears later than the rising portion of the A / D conversion pulse from the pulse generator 240. This is an effect such as a conversion time of the A / D converter 220 and a transmission time required for the A / D conversion output to reach the input part of the driver circuit.
[0054]
Note that the setting of the latch timing in step S602 is set as a delay time from the basic clock. The latch timing is set at a plurality of points within a range within twice the A / D conversion cycle. Further, as shown in FIG. 7F, the flip-flop 540 of the determination circuit 510 latches the change bit information of the voltage setting signal from the gate array 230 at the rising portion of the A / D conversion pulse. This latch information is used as determination reference information when determining 1-bit information of the A / D output signal detected by the determination circuit 510.
[0055]
Thereafter, as shown in FIG. 7D, control unit 160 outputs the latch pulse having the delay time set in step S602 from pulse generation unit 240 to driver circuit 570 and determination circuit 510. Then, the driver circuit 570 latches all the bits of the A / D output signal, and the determination circuit 510 latches one bit that changes depending on the fluctuation voltage portion of the clamp circuit by the flip-flop 520 (step S604).
[0056]
Thereafter, the comparator 550 of the determination circuit 510 compares the outputs of the flip-flops 520 and 540, outputs a high level signal if they match, and outputs a low level signal if they do not match. This output signal is transmitted to the control unit 160 via the gate array 230.
[0057]
Thereafter, the control unit 160 determines whether or not the determination information at all the latch timings has been acquired (step S606), and if not acquired (No at step S606), the control unit 160 proceeds to step S603 and determines the delay time. Different latch timings are sequentially output to perform A / D conversion. When the determination information at all the latch timings is acquired (Yes at Step S606), the control unit 160, as shown in FIG. Information obtained by binarizing the A / D output waveform is acquired. From this information, a latch timing having a high level output is selected and set as an optimum value (step S607). When there are a plurality of optimum values, the latch timing existing at the center position of the latch timing having a high level output is set as the optimum value.
[0058]
Thereafter, the control unit 160 sets the optimum value acquired in step S607 as the latch timing for the pulse generation unit 240 (step S608), and ends the optimization of the latch timing.
[0059]
As described above, in this embodiment, the output of the analog signal processing unit 210 is voltage-set by the clamp circuit 340 and the input of the driver circuit 570 after A / D conversion by the A / D converter 220 is determined. Since the detection by the circuit 510 and comparison with the voltage setting information are repeatedly performed by changing the latch timing of the driver circuit 570 and the determination circuit 510, the optimum latch timing is obtained from a plurality of the determination information. Even when the output timing of the image information of the analog signal processing unit 210 fluctuates, the driver circuit 570 can latch only the image information, and can prevent erroneous image information from being latched.
[0060]
In addition, since the optimization of the latch timing according to the present embodiment is performed by the control unit 160, it can be performed at an arbitrary time after the power is turned on by giving an instruction from the operation unit 110 to the control unit 160 by the operator.
[0061]
In the present embodiment, only one bit of the A / D output signal is compared with the voltage setting signal by the determination circuit 510, but a plurality of bits can be compared and determined. In this case, the voltage setting signal of the first voltage varying means is also set to a voltage at which the A / D output signal changes by the plurality of bits. Then, it is assumed that the plurality of bits are compared by the plurality of determination circuits 510, and correct latching is performed when all the bits match the set voltage information.
[0062]
In this embodiment, the pulse generation unit 240 changes the delay time of the latch pulse a plurality of times and acquires the repeated determination information. However, the delay time is zero and two points of the cycle for performing A / D conversion. The optimum latch timing can be obtained from the determination information.
(Other examples of embodiment)
In the above embodiment, the variable voltage output of the clamp circuit 340 is a signal that repeats at a period twice that of the A / D conversion pulse output waveform. However, it may be a staircase waveform having a predetermined gradient. In another example of the present embodiment, a case where the fluctuation voltage output of the clamp circuit 340 is a staircase waveform is illustrated. Note that the configuration of the apparatus is the same as that of the above embodiment, and thus the description thereof is omitted.
[0063]
Here, the control part 160 has a 2nd voltage variable means. The second voltage varying means sequentially sets the voltage at which the output of the A / D converter 220 changes by one bit or a plurality of bits in the period of the A / D conversion pulse when setting the voltage to the clamp circuit 340 via the gate array 230. Set the voltage to increase or decrease.
[0064]
FIG. 8 is a time chart showing the operation of the present embodiment. FIG. 8A corresponds to FIG. 7A of the above embodiment, and shows a fluctuation voltage output waveform of the clamp circuit 340. This fluctuation voltage output waveform is a stepped voltage waveform in which the A / D output signal is switched by 1 bit or a plurality of bits in the pulse period of the A / D conversion pulse from the pulse generator 240 shown in FIG. 8B. .
[0065]
Thereafter, the control unit 160 performs the same operations as those in FIGS. 7C to 7F by detecting the A / D output signal and the operation of the latch pulse. The latch unit 250 includes one or more determination circuits 510 depending on whether the A / D output signal is switched to 1 bit or multiple bits.
[0066]
As described above, in the other example of the present embodiment, since the variable voltage output of the clamp circuit 340 has a stepped waveform, only the gradient needs to be specified, and control is easy. Further, since the rising portion of the staircase of this waveform does not affect the determination information, the ramp waveform output by the low-speed clamp circuit 340 can be realized.
[0067]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the analog processing unit sets the output of the analog processing signal to the set voltage by the clamp circuit, and the pulse generation unit changes the latch timing by the variable means, The detection unit detects the latch information by the determination circuit, compares it with the set voltage information, and determines whether or not it matches. The control unit latches the determination information when the set voltage is changed by the optimization unit using the variable unit. Since the timing is changed and repeatedly acquired, and the latch timing is optimized from the plurality of acquired determination information, the digital information of the A / D converted image can be latched by the latch unit without error. There is an effect.
[0068]
According to the second aspect of the present invention, since the control unit changes the set voltage by the first voltage variable means by one bit or a plurality of bits of the digital signal in the latch cycle, the A / D The converted digital signal can be switched by a latch period by one bit or a plurality of bits.
[0069]
According to the third aspect of the present invention, the control unit changes in proportion to time with a gradient in which the set voltage changes by one bit or a plurality of bits of the digital signal in the latch period by the second voltage variable means. Therefore, it is possible to switch the A / D converted digital signal by one or a plurality of bits in a latch cycle by using voltage varying means that does not operate at high speed.
[0070]
According to the fourth aspect of the present invention, the determination circuit detects 1-bit information or multiple-bit information of the digital signal by the detection unit, so that it can separately detect the digital information sampled in the latch unit. it can.
[0071]
According to the fifth aspect of the present invention, the detection unit detects the 1-bit information or the multi-bit information with the same latch signal as the latch of the latch unit. It is possible to separately detect the same digital information.
[0072]
According to the sixth aspect of the present invention, the determination circuit compares the detection information with the set voltage information of the first or second voltage variable means by the comparison means. It can be determined whether or not the voltage indicated by the digital information after / D conversion matches.
[0073]
According to the seventh aspect of the present invention, the optimization means sets the sampling position having the determination information that matches the set voltage information as the optimal position when the latch timing is changed. The latch timing at which the voltage indicated by the digital information after A / D conversion matches can be set as the optimum position.
[0074]
According to the eighth aspect of the present invention, the optimization means sets the latch timing existing at the center position as the optimum position when there are a plurality of optimum positions, so the set voltage information is latched most reliably. The latch timing to be performed can be set to the optimum position.
[0075]
According to the ninth aspect of the present invention, since the variable means changes the latch timing in two ways, that is, the latch and the timing of one cycle from the latch, the variable means can be simply calculated from the latch information of the two latch timings. An optimal position can be determined.
[0076]
According to the invention described in claim 10, since the variable means is configured using the delay line, the latch timing can be changed with high accuracy.
[0077]
According to the eleventh aspect of the invention, since the optimization means is executed at an arbitrary time after the power is turned on by the execution means according to an instruction from the operator, the sampling position changes due to a temperature change or the like and is latched. Even when the timing is not suitable, the latch timing can be optimized again.
[0078]
According to the twelfth aspect of the present invention, the image reading unit sets the voltage of the analog signal output by the clamp circuit, changes the latch timing of the latch by the variable means, detects the latch information by the determination circuit, and sets the set voltage information. And the decision information when the set voltage is changed by the optimization means is repeatedly obtained by changing the latch timing using the variable means, and latched from the obtained plurality of decision information Since the timing is optimized, the digital information of the image can be latched without error, and a high-quality image can be copied.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating an overall configuration of an image forming apparatus.
FIG. 2 is a block diagram illustrating an image reading unit of the image forming apparatus.
FIG. 3 is a block diagram illustrating an analog signal processing unit of the image reading unit.
FIG. 4 is a block diagram illustrating a clamp circuit of an analog signal processing unit.
FIG. 5 is a block diagram illustrating a latch unit and a peripheral circuit of an image reading unit, and a determination circuit of the latch unit.
FIG. 6 is a flowchart showing an operation of a control unit.
FIG. 7 is a time chart illustrating the operation of each unit constituting the image reading unit.
FIG. 8 is a time chart illustrating an operation of a clamp circuit according to an example of an embodiment;
[Explanation of symbols]
100 copier
110 Operation unit
120 Image reading unit
130 Image processing unit
140 Image forming unit
150 Image memory
160 Control unit
200 Solid-state image sensor
210 Analog signal processor
220 A / D converter
230 Gate array
240 Pulse generator
250 Latch part
310, 340 Clamp circuit
320 Sampling circuit
330 Amplification processing circuit
410 D / A converter
420 Driver
430 Adder
510 judgment circuit
520, 540 flip-flop
530 divider circuit
550 comparator
570 Driver circuit

Claims (12)

画像情報を光信号から電気信号に変換する固体撮像素子と、前記電気信号をサンプリングおよび増幅して、アナログ処理信号を生成するアナログ処理部と、
前記アナログ処理信号をデジタル信号にA/D変換するA/D変換部と、
前記デジタル信号をラッチするラッチ部と、
前記固体撮像素子、前記アナログ処理部、前記A/D変換部および前記ラッチ部への制御パルスを発生するパルス発生部と、
前記パルス発生部のパルス発生タイミングを制御する制御部と、
を備える画像読取装置であって、
前記アナログ処理部は、前記アナログ処理信号の出力を設定電圧にするクランプ回路を備え、
前記パルス発生部は、前記ラッチタイミングを変化させる可変手段を備え、
前記ラッチ部は、前記ラッチ情報を検出し、前記設定電圧情報と比較および一致の判定を行う判定回路を備え、
前記制御部は、前記設定電圧を変化させた際の前記判定情報を、前記可変手段を用いて前記ラッチタイミングを変化させて繰り返し取得し、取得された複数の前記判定情報から前記ラッチタイミングを最適化する最適化手段を備えることを特徴とする画像読取装置。
A solid-state imaging device that converts image information from an optical signal to an electrical signal; an analog processing unit that samples and amplifies the electrical signal to generate an analog processing signal; and
An A / D converter for A / D converting the analog processing signal into a digital signal;
A latch unit for latching the digital signal;
A pulse generator for generating control pulses to the solid-state imaging device, the analog processing unit, the A / D conversion unit, and the latch unit;
A control unit for controlling the pulse generation timing of the pulse generation unit;
An image reading apparatus comprising:
The analog processing unit includes a clamp circuit that sets the output of the analog processing signal to a set voltage,
The pulse generator includes variable means for changing the latch timing,
The latch unit includes a determination circuit that detects the latch information, compares the set voltage information, and determines a match.
The control unit repeatedly acquires the determination information when the set voltage is changed by changing the latch timing using the variable unit, and optimizes the latch timing from the plurality of acquired determination information. An image reading apparatus comprising optimization means for converting the image reading apparatus.
前記制御部は、前記設定電圧を、前記デジタル信号の1ビットあるいは複数ビット分だけ前記ラッチ周期で変化させる第1の電圧可変手段を備えることを特徴とする請求項1に記載の画像読取装置。The image reading apparatus according to claim 1, wherein the control unit includes a first voltage varying unit that changes the set voltage by the latch period by one bit or a plurality of bits of the digital signal. 前記制御部は、前記設定電圧が、前記ラッチ周期で前記デジタル信号の1ビットあるいは複数ビット分変化する勾配で、時間に比例して変化する第2の電圧可変手段を備えることを特徴とする請求項1に記載の画像読取装置。The control unit includes second voltage variable means for changing the set voltage in proportion to time with a gradient that changes by one bit or a plurality of bits of the digital signal in the latch cycle. Item 2. The image reading apparatus according to Item 1. 前記判定回路は、前記デジタル信号の前記1ビット情報あるいは前記複数ビット情報を検出する検出部を備えることを特徴とする請求項2あるいは3のいずれか1つに記載の画像読取装置。The image reading apparatus according to claim 2, wherein the determination circuit includes a detection unit that detects the 1-bit information or the multi-bit information of the digital signal. 前記検出部は、前記1ビット情報あるいは前記複数ビット情報を、前記ラッチと同一のラッチ信号で検出することを特徴とする請求項4に記載の画像読取装置。The image reading apparatus according to claim 4, wherein the detection unit detects the 1-bit information or the multi-bit information with a latch signal that is the same as the latch. 前記判定回路は、前記検出情報と、前記第1あるいは第2の電圧可変手段による前記設定電圧情報とを比較する比較手段を備えることを特徴とする請求項5に記載の画像読取装置。The image reading apparatus according to claim 5, wherein the determination circuit includes a comparison unit that compares the detection information with the set voltage information by the first or second voltage variable unit. 前記最適化手段は、前記ラッチタイミングを変化させた際に、前記設定電圧情報と一致する前記判定情報のラッチタイミングを最適位置とすることを特徴とする請求項6に記載の画像読取装置。The image reading apparatus according to claim 6, wherein the optimization unit sets the latch timing of the determination information that matches the set voltage information as an optimal position when the latch timing is changed. 前記最適化手段は、前記最適位置が複数存在する際に、中心位置に存在する前記ラッチタイミングを最適位置とすることを特徴とする請求項7に記載の画像読取装置。The image reading apparatus according to claim 7, wherein the optimization unit sets the latch timing existing at a center position as an optimal position when a plurality of the optimal positions exist. 前記可変手段は、前記ラッチタイミングを、前記ラッチのタイミングと前記ラッチから1周期のタイミングの2通りに変化させることを特徴とする請求項7に記載の画像読取装置。The image reading apparatus according to claim 7, wherein the variable unit changes the latch timing in two ways: a timing of the latch and a timing of one cycle from the latch. 前記可変手段は、ディレイラインを用いて構成されることを特徴とする請求項1ないし9のいずれか1つに記載の画像読取装置。The image reading apparatus according to claim 1, wherein the variable unit is configured using a delay line. 前記最適化手段は、電源投入後の任意時刻に、オペレータからの指示により実行する実行手段を備えることを特徴とする請求項1ないし10のいずれか1つに記載の画像読取装置。The image reading apparatus according to claim 1, wherein the optimization unit includes an execution unit that is executed according to an instruction from an operator at an arbitrary time after power is turned on. オペレータが情報を入力する操作部と、
原稿を画像情報として電気的なアナログ信号に変換し、さらに前記アナログ信号をデジタル信号に変換し、前記デジタル信号をラッチする画像読取部と、
前記画像情報に画像処理を施す画像処理部と、
前記画像情報を転写用紙に複写する画像複写部と、
を備える画像形成装置であって、
前記画像読取部は、
前記アナログ信号出力を設定電圧にするクランプ回路と、
前記ラッチのラッチタイミングを変化させる可変手段と、
前記ラッチのラッチ情報を検出し、前記設定電圧情報との比較および一致の判定を行う判定回路と、
前記設定電圧を変化させた際の前記判定情報を、前記可変手段を用いて前記ラッチタイミングを変化させて繰り返し取得し、取得された複数の前記判定情報から前記ラッチタイミングを最適化する最適化手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
An operation unit for an operator to input information;
An image reading unit that converts an original into an electrical analog signal as image information, further converts the analog signal into a digital signal, and latches the digital signal;
An image processing unit that performs image processing on the image information;
An image copying unit for copying the image information onto a transfer sheet;
An image forming apparatus comprising:
The image reading unit
A clamp circuit for setting the analog signal output to a set voltage;
Variable means for changing the latch timing of the latch;
A determination circuit that detects latch information of the latch, compares the set voltage information, and determines a match;
Optimizing means for repeatedly acquiring the determination information when the set voltage is changed by changing the latch timing using the variable means, and optimizing the latch timing from the plurality of acquired determination information When,
An image forming apparatus comprising:
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