TWI524727B - 影像讀取裝置，影像形成裝置及電腦可讀取之媒體 - Google Patents

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Description

影像讀取裝置，影像形成裝置及電腦可讀取之媒體
本發明係關於一種影像讀取裝置、影像形成裝置及電腦可讀取之媒體。
JP-A-2005-051566公開了一種影像讀取裝置，該影像讀取裝置包括：N個光源，每個光源對片材或基準板照射光並且能夠調節光量；光學讀取單元，其將來自片材或基準板的反射光轉換為類比信號；調節單元，其對類比信號進行增益處理；A/D轉換器，其將經增益處理的類比信號轉換為數位信號；以及控制單元，其為調節單元設定增益值。該控制單元單獨接通N個光源以讀取並且掃描基準板以便獲得各個光源的N個增益值，其中對A/D轉換器的輸入信號處在A/D轉換器的最大輸入電平與最小輸入電平之間，而最小輸入電平大約為最大輸入電平的1/N。控制單元還為調節單元設定選自於N個增益值的單個增益值，並且對除了具有所選增益值的光源之外的光源的光量進行調節以便讀取片材的影像。
本發明致力於提供即使當讀取時間長時也能夠在不使得累積電荷量達到飽和量的情況下獲得均勻影像信號的影像讀取裝置、影像形成裝置以及程式。
(1)根據本發明的一態樣，一種影像讀取裝置包括讀取單元、控制單元以及變更單元。該讀取單元接收來自於由一光源照射光的片材的反射光，將所接收到的光轉換為一影像信號，並根據該片材的讀取時間來累積對應於該影像信號的電荷。該控制單元根據該片材的讀取模式來控制該光源的關閉(熄滅)，使得由該讀取單元所累積的電荷量不會達到飽和量。當該控制單元將該光源控制為關閉時，該變更單元根據該光源的關閉時間來變更一放大單元的放大因數以將該影像信號放大至一預定程度。該放大單元係以一預定放大因數放大該影像信號。
(2)在根據第(1)項的影像讀取裝置中，該讀取模式包括讀取由使用者放置在一讀取台上的片材和讀取由一片材饋送單元傳送的片材。在讀取由使用者放置在該讀取台上的片材的情況下，該控制單元將該光源控制為關閉。
(3)在根據第(1)項的影像讀取裝置中，該讀取模式包括讀取由一片材饋送單元傳送的片材。當另一讀取模式的讀取時間長於讀取由該片材饋送單元傳送的片材的讀取時間時，該控制單元將該光源控制為關閉。
(4)在根據第(1)至(3)項中任一項的影像讀取裝置中，該讀取單元包括一半導體器件。該半導體器件藉由垂直和水平地轉移利用一電荷耦合器件所累積的電荷而將該電荷輸出為影像信號。該控制單元將該光源控制為在該電荷的垂直轉移時間段的開始和結束前後的預定時間內不被關閉。
(5)在根據第(1)至(3)項中任一項的影像讀取裝置中，該讀取單元包括一半導體器件。該半導體器件藉由垂直和水平地轉移利用一電荷耦合器件所累積的電荷而將該電荷輸出為影像信號。該控制單元將該光源控制為在該電荷的水平轉移時間段內被關閉。
(6)根據本發明的另一態樣，一種影像形成裝置包括根據第(1)至(5)項中任一項的影像讀取裝置和一影像形成單元。該影像讀取裝置讀取來自於由該光源照射光的該片材的反射光，並輸出與所讀取的反射光相對應的一影像信號。該影像形成單元基於從該影像讀取裝置輸出的該影像信號來形成一影像。
(7)根據本發明的又一態樣，一種非暫時性電腦可讀取之媒體儲存一程式，該程式使一電腦執行影像讀取方法。該影像讀取方法包括：根據一片材的讀取模式來控制一光源的關閉，使得所累積的電荷的量不會達到飽和量，該電荷是藉由下述方式而產生的：接收來自於由該光源照射光的片材的反射光，將所接收到的光轉換為一影像信號，以及根據該片材的讀取時間來累積對應於該影像信號的電荷；以及當將該光源控制為關閉時根據該光源的關閉時間來變更對該影像信號的放大因數以便將該影像信號放大至一預定程度，該影像信號係以一預定的放大因數來放大。
根據第(1)、(6)、(7)項的本發明，與未採用第(1)、(6)、(7)項的構造的情況相比，即使當讀取時間長時也能夠在不使得累積電荷量達到飽和量的情況下獲得均勻影像信號。
根據第(2)項的本發明，與未採用第(2)項的構造的情況相比，可以防止累積電荷量達到飽和量。
根據第(3)項的本發明，與未採用第(3)項的構造的情況相比，可以防止累積電荷量達到飽和量。
根據第(4)項的本發明，與未採用第(4)項的構造的情況相比，可以抑制由光源的接通引起的影響。
根據第(5)項的本發明，與未採用第(5)項的構造的情況相比，可以抑制由光源的接通引起的影響。
下面，將參照附圖對本發明實施例進行說明。
將參照圖1對根據本發明實施例的影像形成裝置進行示意性地描述。圖1示出了根據本實施例的示例性影像形成裝置的整體示意性構造。
參照圖1，根據本實施例的影像形成裝置10為一體型功能裝置，其包括複印功能、列印功能、傳真功能等。影像形成裝置10包括影像讀取裝置12和影像形成裝置單元14。
首先，將對影像形成裝置單元14進行說明。影像形成裝置單元14包括：影像形成單元20，其構造為基於每種顏色的影像資料來形成影像；控制單元40，其構造為控制影像形成裝置10的整體操作；以及通信單元44，其構造為藉由諸如區域網路(LAN)、廣域網路(WAN)和網際網路等網路接收來自諸如PC等外部裝置的影像資料。影像形成裝置單元14還包括：傳真(FAX)單元46，其構造為藉由公共線路來發送/接收影像資料；影像處理單元42，其構造為對從影像讀取裝置12、通信單元44等接收到的影像資料進行預定的影像處理操作。影像形成裝置單元14還包括使用者介面(U/I)單元48，其構造為接收來自使用者的指令或者將與影像讀取和影像形成有關的資訊提供給使用者。
影像形成單元20為構造為藉由例如電子照相法來形成影像的功能單元，並且包括並行佈置的四個影像形成元件21Y、21M、21C和21K(下文統稱為影像形成元件21)。每個影像形成元件21例如包括：感光鼓22，其構造為形成靜電潛像並且保持色調劑影像；充電器23，其構造為將感光鼓22的表面充電到預定電勢；打印頭24，其構造為基於影像資料對由充電器23充電的感光鼓22進行曝光；顯影器25，其構造為對形成在感光鼓22上的靜電潛像進行顯影；以及清潔器26，其構造為在轉印之後清潔感光鼓22的表面。
影像形成單元20還包括：中間轉印體27，其構造為對形成在每個影像形成元件21的感光鼓22處的每種顏色的色調劑影像進行多重轉印；一次轉印輥28，其構造為將由每個影像形成元件21形成的每種顏色的色調劑影像順序地轉印(一次轉印)到中間轉印體27上；二次轉印輥29，其構造為將轉印且疊加到中間轉印體上的色調劑影像一起轉印(二次轉印)到記錄材料(記錄紙張P)上；以及定影器30，其構造為將經過二次轉印的影像定影到記錄紙張P上。
影像形成單元20的影像形成元件21藉由電子照相法形成黃色(Y)、洋紅色(M)、青色(C)和黑色(K)的色調劑影像。由影像形成元件21形成的各種顏色的色調劑影像藉由一次轉印輥28順序地靜電轉印到中間轉印體27上，以使各種顏色的色調劑被疊加從而形成組合色調劑影像。中間轉印體27上的組合色調劑影像根據中間轉印體27的移動(沿著圖1中的箭頭A的方向)傳送到二次轉印輥29所在的區域，以使組合色調劑影像一起靜電轉印到從紙張容納單元31A和31B饋送(沿著圖1中的箭頭B的方向)的記錄紙張P上。此後，藉由定影器30將靜電轉印到記錄紙張P上的組合色調劑影像定影到記錄紙張P上。
接下來，將參照圖2對影像讀取裝置12進行說明。圖2示出了本實施例的示例性影像讀取裝置的示意性構造。參照圖2，影像讀取裝置12包括自動片材饋送單元50和構造為對形成在片材(例如文檔或原稿)表面上的影像進行讀取的影像讀取處理單元52。
自動片材饋送單元50包括：片材台60，其上放置有片材中的至少一張片材；片材傳送路徑61，其構造為傳送片材；以及排出台62，在影像讀取之後片材被排出到排出台62上。
片材傳送路徑61形成為U形。沿著片材傳送路徑61安裝有紙張傳送輥63、傳送輥64、預配準輥65、配準輥66、台板輥67、外輥68和排出輥69。在片材饋送模式下，紙張傳送輥63下降並且拾取放置在片材台60上的片材。傳送輥64將紙張傳送輥63傳送的片材中的最上面的片材傳送到內部。預配準輥65使從傳送輥64傳送的片材暫時停止並且執行傾斜校正。配準輥66使從預配準輥65傳送的片材暫時停止，並且調節讀取定時。台板輥67使得已經藉由片材傳送路徑61的片材面向第二台板玻璃74。外輥68和排出輥69將讀出片材排放到排出台62上。
本實施例的影像讀取裝置12包括對藉由自動片材饋送單元50從片材台60饋送的片材的表面進行略讀的功能以及對放置在第一台板玻璃70上的片材的表面進行讀取的功能。
本實施例的影像讀取處理單元52包括CCD影像感測器88和位於殼體75中的控制單元90。在殼體75中，影像讀取單元12包括：全速滑架76，其構造為在停止於第二台板玻璃74的讀取位置處或者在掃描第一台板玻璃70的同時讀取影像；以及半速滑架78，其構造為將從全速滑架76獲取的光引導到CCD影像感測器88。
如圖2所示，第一台板玻璃70、白色基準板72以及第二台板玻璃74安裝在殼體75的與自動片材饋送單元50相對的一側處。此處，影像讀取目標片材放置在第一台板玻璃70上，並且第二台板玻璃74用作用於將光照射到片材上以對正由自動片材饋送單元50傳送的片材進行讀取的開口。
全速滑架76包括：照明單元80，其包括構造為將光照射到片材上的光源；漫反射構件83，其構造為朝向片材表面漫反射從照明單元80輸出的光；第一反射鏡82，其構造為朝向半速滑架78反射從片材表面獲取的反射光。
半速滑架78包括第二反射鏡85和第三反射鏡84，第二反射鏡85和第三反射鏡84構造為將從全速滑架76獲取的光引導到CCD影像感測器88。
本實施例的照明單元80包括佈置為光源的多個白色發光二極體(下文稱為LED)。圖3示出了根據示例性實施例的照明單元80的示意性構造。照明單元80包括沿主掃描方向佈置在多層基板87上的多個LED晶片(下文簡稱為LED 81)。在實施例中，副掃描方向被限定為中間轉印體27的傳送方向(圖1中箭頭A的方向)，並且主掃描方向被限定為與副掃描方向相交的方向。
在本實施例中，LED 81為白色LED。具體地，LED 81具有將藍色LED晶片和含有黃色螢光材料的透明樹脂層壓而成的構造。藉由LED晶片發射的藍光來激發藍色LED晶片周圍的黃色螢光材料，從而產生黃色螢光。因此，彼此互補的藍光和黃光組合(合成)而生成白光。
本實施例的CCD(電荷耦合器件)影像感測器88具有光電轉換由成像透鏡86形成的光學影像並且將電荷累積為R(紅色)、G(綠色)以及B(藍色)的顏色信號(影像信號)的功能，其中成像透鏡86光學地縮小了從半速滑架78獲得的光學影像。作為實例，在本實施例的CCD影像感測器88中，將用於RGB顏色的一維線性感測器的3行佈置構造為1組。CCD影像感測器88逐個像素地備份轉換從片材反射的光，並且輸出RGB類比影像信號。
控制單元90具有控制影像讀取裝置12的整體操作的功能。此外，控制單元90具有對來自於CCD影像感測器88的RGB顏色影像信號進行處理並且生成影像資料的功能。控制單元90連接至影像形成裝置單元14的控制單元40和影像處理單元42以便彼此傳輸控制信號或讀出的影像資料。
下面將描述控制單元90的硬體構造。圖4示出了示例性控制單元90的示意性構造。本實施例的控制單元90包括CPU 93、RAM 94、ROM 95、非揮發性記憶體(NVM)97以及I/F單元98。CPU 93、RAM 94、ROM 95、NVM97以及I/F單元98藉由諸如控制匯流排或資料匯流排等匯流排99連接以便彼此交換資訊等。
CPU 93具有在對藉由讀取片材而生成的影像信號的處理中根據預定處理程式來執行數位演算處理的功能。當CPU 93執行程式96時，RAM 94用於提供工作區。ROM 95例如存儲有在CPU 93的處理中使用的各種設定值以及用於放大因數變更處理的程式96，稍後將對此詳細描述。在本實施例中，由CPU 93執行程式96以進行稍後將詳細描述的放大因數變更處理。NVM 97為藉由電池供電以便即使當中斷向其供電時也能夠保持資料的快閃記憶體等。I/F單元98用於控制通往/來自各構件的信號的輸入/輸出，該各元件諸如為與信號處理單元100連接的影像形成裝置單元14的控制單元40或影像處理單元42等。
儘管在本實施例中程式96被例示為預先存儲，但本發明不限於此。例如，程式96可從外部裝置(未示出)提供並且安裝到ROM 95中。程式96可藉由諸如網際網路等網路傳送到信號處理單元100並且安裝到信號處理單元100的ROM 95中。程式96可以從諸如DVD-ROM、快閃記憶體或USB等外部存儲媒體提供並且安裝到ROM 95中。
接下來，將參考圖5詳細描述根據實施例的控制單元90的功能。圖5是示出控制單元90的實例的功能方塊圖。
控制單元90包括信號處理單元100和裝置控制單元120。首先，將參考圖6描述信號處理單元100。圖6是示出根據實施例的信號處理單元100的實例的方塊圖。
如圖6所示，信號處理單元100包括採樣保持電路101、黑階調節電路102、放大電路104、A/D(類比/數位)轉換電路106以及明暗校正電路108。
採樣保持電路101具有對從CCD影像感測器88接收到的RGB類比影像信號進行採樣並且將所採樣的信號保持預定時間段的功能。黑階調節電路102具有如下功能：對於藉由採樣保持電路101進行採樣並保持的RGB類比影像信號，將與被讀取片材(下文中也稱為讀取片材)的黑色相對應的輸出的黑階和影像讀取裝置12的輸出的黑階調節為彼此相同(或大致相同)。放大電路104具有放大受到黑階調節之後的RGB類比影像信號的功能。A/D轉換電路106具有將由放大電路104放大的RGB類比影像信號A/D轉換為RGB數位影像資料的功能。明暗校正電路108具有如下的明暗校正功能：對於由A/D轉換電路106轉換的RGB影像資料，對由照明單元80或CCD影像感測器88引起的讀取輸出的非均勻性進行校正，並且將讀取片材的黑階和影像讀取裝置12的輸出的黑階調節為彼此相同(或大致相同)。
延遲電路110具有如下的功能：即，基於R影像資料(影像資料R)對由於構成CCD影像感測器88的RGB一維線性感測器沿副掃描方向的位置偏移引起的各個影像資料之間的讀取時間差進行校正。
顏色轉換電路112具有如下的顏色轉換功能：即，利用顏色轉換參數(顏色轉換因陣列)將RGB顏色空間(第一顏色空間：設備相關顏色空間)的RGB影像資料轉換為作為亮度顏色差顏色空間的L*a*b*顏色空間(第二顏色空間：設備無關顏色空間)的L*、a*和b*影像資料。此處，例如顏色轉換參數是指如下的顏色轉換參數：即，當將RGB顏色空間的RGB影像資料轉換為L*a*b*顏色空間的L*、a*和b*影像資料時，該顏色轉換參數確定了RGB影像資料和L*、a*和b*影像資料之間的對應關係。例如，顏色轉換處理可利用矩陣運算或多維(三維)查閱資料表(DLUT(直接查閱資料表))，但是本發明不限於這些。
由顏色轉換電路112進行顏色轉換的L*、a*和b*影像資料被傳送到影像形成裝置單元14的影像處理單元42，以便進行顏色轉換處理而得到作為輸出顏色空間的CMYK顏色空間(設備相關顏色空間)的CMYK影像資料。執行顏色轉換處理而得到輸出顏色空間的CMYK影像資料的影像處理單元42可安裝在影像讀取裝置12中。
在信號處理單元100中，藉由採樣保持電路101對從CCD影像感測器88接收到的RGB類比影像信號進行採樣，藉由黑階調節電路102對所採樣信號的黑階進行調節，並且藉由放大電路104將經調節的信號放大到預定的信號水平。藉由A/D轉換電路106對經放大的RGB類比影像信號進行A/D轉換而生成RGB數位影像資料。對於RGB影像資料，明暗校正電路108基於從白色基準板72讀取的影像資料來進行這樣的校正處理：即，使RGB影像資料對應於光學系統的光量分佈特性或CCD影像感測器88的一維線性感測器的靈敏度變化。在藉由延遲電路110校正沿副掃描方向的位置偏移之後，藉由顏色轉換電路112將RGB影像資料轉換為L*a*b*顏色空間的L*、a*、b*影像資料。
接下來，將描述裝置控制單元120。本實施例的裝置控制單元120包括整體控制單元122、放大因數變更單元124、CCD控制單元126、光源控制單元128、掃描控制單元130和片材傳送控制單元132。
整體控制單元122具有基於由U/I單元48等指定的讀取模式來控制片材讀取並且對影像讀取裝置12的整體操作進行控制的功能。在本實施例中，讀取模式是藉由影像讀取裝置12讀取片材的模式。讀取模式包括對由使用者放置在第一台板玻璃70上的片材進行讀取的讀取模式和對放置在片材台60上並且經自動片材饋送單元50傳送的片材進行讀取的讀取模式。此外，例如，儘管本發明不限於此，但其它讀取模式可包括片材放大/縮小、彩色/黑白以及解析度等。
放大因數變更單元124具有根據作為光源(下面將詳細描述)的LED 81的關閉(熄滅)時間來設定用於將信號處理單元100的放大電路104中的RGB影像信號放大的放大因數的功能。CCD控制單元126具有控制CCD影像感測器88的操作的功能。光源控制單元128具有根據片材的讀取定時來控制LED 81(照明單元80)的功能。在本實施例中，光源控制單元128具有基於整體控制單元122的指示根據片材的讀取模式(讀取時間)來控制LED 81的接通(點亮)和關閉的功能。掃描控制單元130具有藉由控制全速滑架76和半速滑架78的移動速度來控制掃描操作的功能。片材傳送控制單元132具有控制自動片材饋送單元50的操作的功能。分別從CCD控制單元126、光源控制單元128、掃描控制單元130以及片材傳送控制單元132向自動片材饋送單元50和影像讀取處理單元52輸出控制信號，並且基於控制信號進行片材讀取操作。
在本實施例的影像讀取裝置12中，當指示讀取放置在第一台板玻璃70上的片材的讀取模式時，影像形成裝置單元14的控制單元40基於來自於影像形成裝置單元14的U/I單元48的使用者操作指令來指示裝置控制單元120讀取載置在第一台板玻璃70上的片材。
在從影像形成裝置單元14的控制單元40接收到對載置在第一台板玻璃70上的片材的讀取指示時，控制單元90沿著副掃描方向(圖2的箭頭C的方向)移動全速滑架76和半速滑架78。控制單元90接通全速滑架76的照明單元80以對片材表面照射光。藉由該照射，經由第一反射鏡82、第二反射鏡85以及第三反射鏡84將來自片材的反射光引導至成像透鏡86。被引導至成像透鏡86的光在CCD影像感測器88的光接收表面上形成影像。CCD影像感測器88同時對RGB顏色的每一種顏色的一行進行處理。藉由跨越整個片材尺寸掃描來進行行方向讀取，由此對一頁片材完成讀出。
將如上所述藉由CCD影像感測器88獲得的RGB影像信號發送到控制單元90，並且由信號處理單元100生成L*、a*和b*影像資料。將所生成的L*、a*和b*影像資料輸出到影像處理單元42。
同時，在影像讀取裝置12中，當指示讀取放置在片材台60上的片材的讀取模式時，影像形成裝置單元14的控制單元40基於來自於影像形成裝置單元14的U/I單元48的使用者操作指令來指示控制單元90讀取載置在片材台60上的片材。
在從影像形成裝置單元14的控制單元40接收到對放置在片材台60上的片材的讀取指示時，控制單元90沿著片材傳送路徑61將所放置的片材傳送至第二台板玻璃74的讀取位置。此時，將全速滑架76和半速滑架78設定為停止在圖2中所示的實線的位置處。然後，接通全速滑架76的照明單元80以對片材表面照射光。相應地，經由第一反射鏡82、第二反射鏡85以及第三反射鏡84將來自於片材的反射光引導至成像透鏡86，其中該片材被台板輥67緊貼在第二台板玻璃74上。被引導至成像透鏡86的光在CCD影像感測器88的光接收表面上形成影像。CCD影像感測器88同時對RGB顏色的每一種顏色的一行進行處理。藉由使整個片材藉由第二台板玻璃74的讀取位置來讀出一頁片材。
將藉由CCD影像感測器88獲得的RGB影像信號發送到控制單元90，並且由信號處理單元100生成L*、a*和b*影像資料。將所生成的L*、a*和b*影像資料輸出到影像處理單元42。
這樣，在本實施例的影像讀取裝置12中，掃描操作隨著讀取模式的不同而不同。因此，片材讀取時間隨著讀取模式的不同而不同。例如，在對由用戶放置在第一台板玻璃70上的片材進行讀取的讀取模式中，與使用自動片材饋送單元50讀取片材的讀取模式相比，片材(影像)讀取速度較慢。因此，讀取時間延長。這樣，如果讀取時間延長，則CCD影像感測器累積電荷的時間也隨著讀取時間而延長。曝光量增加，並且累積在CCD影像感測器88中的電荷飽和。從而，所累積的電荷可能超過CCD影像感測器88的飽和輸出電壓。由於LED 81的變化，曝光量增加，並且累積在CCD影像感測器88中的電荷飽和。從而，所累積的電荷可能超過CCD影像感測器88的飽和輸出電壓。因此，如果片材讀取速度變得低於預定速度，則由CCD影像感測器88接收到的光超過飽和曝光量而達到使得累積在CCD影像感測器上的電荷變得飽和的量(飽和電荷量)。在這種情況下，對於片材的正常讀取操作可能變得困難。
因此，在本實施例中，基於CCD影像感測器88的飽和電荷量來設定片材讀取速度。如果指示採用低於預定讀取速度的讀取模式，則控制接通時間來對作為光源的照明單元80的LED 81關閉的時間段進行設定，從而使得累積在CCD影像感測器88中的電荷不會達到飽和電荷量。在影像讀取裝置12中，彩色讀取比黑白讀取的讀取速度更慢。在進行放大/縮小的情況下的讀取速度慢於在不進行放大/縮小的情況下的讀取速度。隨著解析度增加，讀取速度變得更慢。
在本實施例中，在利用自動片材饋送單元50讀取片材的讀取模式的情況下，累積在CCD影像感測器88中的電荷不會達到飽和電荷量。因此，如果讀取模式的讀取時間長於對由用戶放置在第一台板玻璃70上的片材進行讀取的讀取模式的讀取時間，則設定關閉時間段。
當如上所述關閉LED 81時，累積在CCD影像感測器88中的電荷量減少。因此，在CCD影像感測器88中累積的電荷量比原先獲得的電荷量(例如，未設定關閉時間段時的電荷量)少。藉由設定關閉時間段，如此獲取的影像信號的大小可能較小。因此，本實施例的影像形成裝置12的放大因數變更單元124根據關閉時間段來變更放大電路104的放大因數，該放大電路104將影像信號放大為預定大小的影像信號。也就是說，當設定關閉時間段時，與未設定關閉時間段的情況相比，放大電路104的放大因數增大，以便根據關閉時間段來放大較低的電信號。預定大小的電信號可以是基於當未設定關閉時間段時所累積的電荷量的電信號。儘管未特別限定，但較佳係預先確定電信號，使得無論關閉時間段如何，影像信號的大小都變得恒定。
在本實施例的放大電路104中，預設了放大因數(初始值)，該放大因數例如基於當向影像讀取裝置12供給電力時藉由對來自白色基準板72的反射光進行讀取而生成的影像信號(即，該放大電路104用於以預定的放大因數執行放大處理)。如果未設定關閉時間段，則放大電路104的放大因數為預設的放大因數(初始值)。如果設定了關閉時間段，則如上所述變更放大因數。
這裡，將詳細描述照明單元80的作為光源的LED 81以及CCD影像感測器88的操作。圖7是示出由CCD控制單元126用以操作CCD影像感測器88的控制信號和由光源控制單元128用以操作LED 81的控制信號的時序圖。在圖7中，上側部分是由光源控制單元128用以操作LED 81的控制信號的時序圖，並且下側部分是由CCD控制單元126用以操作CCD影像感測器88的控制信號(CCD驅動時鐘CLK)的時序圖。
在本實施例中，將沿著主掃描方向對一行的影像資訊的轉移時間段設定為CCD影像感測器88的電荷累積時間段，並且轉移時間段包括垂直轉移時間段和水平轉移時間段。
這裡，將描述CCD影像感測器88中的垂直轉移和水平轉移。圖8是示出CCD影像感測器中的經光電轉換而獲得的電荷的轉移操作的簡圖。
在CCD影像感測器88中，光電二極體P在用於接收由片材反射的光的光接收表面上成排地排列。在本實施例中，對應於RGB顏色的光電二極體P排成三排，從而可以以RGB顏色讀取記錄在片材中的影像。例如，針對一排而言排列有7500個光電二極體P。在圖8中，將三排之中的一排例舉為實例。
圖8中的光電二極體P沿著主掃描方向排成一排，並且當影像讀取裝置12讀取片材時一個光電二極體P對應於一個像素。如果光照射到光電二極體P上，則發生光電轉換從而使電荷在光電二極體P中累積。所累積的電荷量與累積時間(累積時間段)和照射的光量成比例。在光電二極體P中，電荷累積達預定的累積時間段，並且所累積電荷作為電信號輸出。此時，一般的CCD影像感測器88進行垂直傳遞和水平轉移以輸出電荷(電信號)。將在光電二極體P中累積的電荷垂直轉移然後送至電荷轉移單元D。電荷轉移單元D是包括CCD(電荷耦合器件)的半導體器件。垂直轉移的電荷依次從電荷轉移單元D沿水平方向轉移，從而將電荷輸出為對應於一行的影像信號。
首先，在圖7所示的垂直轉移時間段中，累積在光電二極體P中的電荷從光電二極體P垂直轉移至電荷轉移單元D。然後，在圖7所示的水平轉移時間段中，在電荷轉移單元D中進行水平轉移。在水平轉移中，根據CCD驅動時鐘CLK的ON/OFF(開啟/關閉)逐個像素地依次水平轉移電荷，直到一行的所有電荷都被水平轉移為止。在進行垂直轉移和水平轉移的同時，將對下一行進行光電轉換以生成電荷並且累積在光電二極體P中。
在本實施例中，如上所述，在讀取時間長的讀取模式的情況下，如圖7的上側部分的時序圖所示，在CCD影像感測器88的累積時間段內LED接通信號從ON(開啟)切換為OFF(關閉)，並且設定LED 81的關閉時間段(參見圖7中的LED OFF(關閉))。因此，可以防止在CCD影像感測器88中累積的電荷達到飽和電荷量。
較佳係將LED 81的關閉時間段設定為處於CCD影像感測器88的水平轉移時間段之內。在本實施例中，將LED 81用作光源。然而，在接通和關閉LED之前及之後，從LED發射的光的顏色色調易於變化。因此，如果將LED 81的關閉時間段設定為處於CCD影像感測器88的垂直轉移時間段之內，則可能由於LED的顏色色調變化的影響而無法正常讀取片材。
同樣地，在CCD影像感測器88的垂直轉移時間段的開始時間(參見圖7中的時間t1)前後和結束時間(參見圖7中的時間t2)前後的預定時間內，較佳係不接通或關閉LED 81。也就是說，較佳係在避開LED 81的顏色色調易於改變的時間段(時間)的情況下來設定LED 81的關閉時間段。這樣，可以根據LED 81的特性來預先設定處於開始時間和結束時間前後並且未設定光源81的關閉時間的預定時間。
接下來，將描述本實施例的影像讀取裝置12中的放大因數變更處理。圖9是示出根據實施例的放大因數變更處理的實例的流程圖。例如當利用U/I單元48從使用者接收到片材讀取指令時，執行放大因數變更處理。如上所述，已經在放大電路104中設定初始值的放大因數。
在步驟S100中，整體控制單元122獲取讀取模式。在接下來的步驟S102中，判斷所獲取的讀取模式是利用自動片材饋送單元50讀取片材還是讀取放置在第一台板玻璃70上的片材。在利用自動片材饋送單元50讀取片材的情況下，由於累積在CCD影像感測器88中的電荷未達到飽和電荷量，因此影像讀取裝置12不變更放大因數。為此，如果讀取模式是利用自動片材饋送單元50讀取片材，則結束該處理。在這種情況下，放大電路104以預設的放大因數(初始值)來放大從黑階調節電路102輸入的影像信號，並且將放大後的影像信號輸出到A/D轉換電路106。
同時，如果讀取模式是讀取放置在第一台板玻璃70上的片材，則處理轉入步驟S104。在步驟S104中，整體控制單元122基於讀取模式獲取讀取速度(讀取時間)。例如，將讀取模式與讀取速度(讀取時間)的對應關係預先存儲在諸如HDD等存儲單元(未示出)中，並且基於該對應關係來獲取讀取速度(讀取時間)。
在接下來的步驟S106中，基於所獲取的讀取速度(讀取時間)，判斷在CCD影像感測器88中累積的電荷是否達到飽和電荷量。例如，如上所述，如果所獲取的讀取速度(讀取時間)小於預定的讀取速度(讀取時間)，則判定電荷達到飽和電荷量。如果判定電荷未達到飽和電荷量，則結束該處理。在這種情況下，放大電路104以預設的放大因數(初始值)來放大從黑階調節電路102輸入的影像信號，並且將放大後的影像信號輸出到A/D轉換電路106。
同時，如果判定電荷達到飽和電荷量，則處理轉入步驟S108。在步驟S108中，基於讀取速度(讀取時間)確定LED 81的關閉時間段。例如，將讀取速度(讀取時間)與關閉時間段的對應關係預先存儲在諸如HDD等存儲單元(未示出)中，並且基於該對應關係來確定LED 81的關閉時間段。按照這種方式，如果確定了關閉時間段，則光源控制單元128控制LED 81的接通，以使得LED 81在關閉時間段期間變為OFF(關閉)狀態。
在接下來的步驟S110中，放大因數變更單元124基於所確定的關閉時間來確定放大因數，並且將放大電路104的放大因數從初始值變更為所確定的放大因數。然後，結束該處理。
如上所述，本實施例的影像形成裝置10的影像讀取裝置12包括信號處理單元100和裝置控制單元120，其中信號處理單元100具有對與由於從片材獲得的反射光而累積在CCD影像感測器88中的電荷相對應的電信號進行放大的放大電路104，而裝置控制單元120具有整體控制單元122、放大因數變更單元124以及光源控制單元128。根據片材讀取模式，在讀取速度慢並且讀取時間長從而使CCD影像感測器88累積的電荷達到飽和電荷量的讀取模式的情況下，整體控制單元122指示光源控制單元128將LED 81的關閉時間段設定為處於CCD影像感測器88的水平轉移時間段之內。基於該指示，光源控制單元128控制LED 81的接通。在設定關閉時間段的情況下，放大因數變更單元124基於關閉時間段來確定放大電路104的放大因數，以使得在放大電路104中放大的影像信號變為具有預定大小的影像信號。然後，放大因數變更單元124將放大電路104的放大因數變更為所確定的放大因數。
特別地，在本實施例中，在讀取放置在第一台板玻璃70上的片材的讀取模式的情況下，與利用自動片材饋送單元50讀取片材的讀取模式相比，讀取速度慢並且讀取時間變長。因此，設定LED 81的關閉時間段並且變更放大電路104的放大因數以便補償由於設定關閉時間段而受損的影像信號的輸出。
這樣，在本實施例中，在CCD影像感測器88的電荷達到飽和電荷量的讀取模式的情況下，設定LED 81的關閉時間段並且變更放大電路104的放大因數以便補償由於設定關閉時間段而受損的影像信號的輸出。
因此，即使當讀取速度慢並且讀取時間長時，所累積的電荷量也不會達到飽和電荷量，並且可以獲得恒定的影像信號。結果，可改善由影像形成裝置10形成的影像的品質。
在本實施例中所描述的影像形成裝置10、影像讀取裝置12、影像形成裝置單元14等的構造、操作以及放大因數變更處理是示例性的，顯然可在不背離本發明主旨的情況下根據情形而進行變型。
出於示例和說明的目的提供了本發明實施例的上述說明。其意圖不在於窮舉或將本發明限制為所公開的確切形式。顯然，對於本領域的技術人員而言許多修改和變型是顯而易見的。選擇和說明示例性實施例是為了最佳地解釋本發明的原理及其實際應用，從而使得本領域的其他人員能夠理解各種實施例的發明和適合於特定預期應用的各種修改。其目的在於用所附申請專利範圍及其等同內容來限定本發明的範圍。
10．．．影像形成裝置
12．．．影像讀取裝置
14．．．影像形成裝置單元
20．．．影像形成單元
21．．．影像形成元件
21C．．．影像形成元件
21K．．．影像形成元件
21M．．．影像形成元件
21Y．．．影像形成元件
22．．．感光鼓
23．．．充電器
24．．．打印頭
25．．．顯影器
26．．．清潔器
27．．．中間轉印體
28．．．一次轉印輥
29．．．二次轉印輥
30．．．定影器
31A．．．紙張容納單元
31B．．．紙張容納單元
40．．．控制單元
42．．．影像處理單元
44．．．通信單元
46．．．傳真(FAX)單元
48．．．U/I單元
50．．．自動片材饋送單元
52．．．影像讀取處理單元
60．．．片材台
61．．．片材傳送路徑
62．．．排出台
63．．．紙張傳送輥
64．．．傳送輥
65．．．預配準輥
66．．．配準輥
67．．．台板輥
68．．．外輥
69．．．排出輥
70．．．第一台板玻璃
72．．．白色基準板
74．．．第二台板玻璃
75．．．殼體
76．．．全速滑架
78．．．半速滑架
80．．．照明單元
81．．．LED
82．．．第一反射鏡
83．．．漫反射構件
84．．．第三反射鏡
85．．．第二反射鏡
86．．．成像透鏡
87．．．多層基板
88．．．CCD影像感測器
90．．．控制單元
93．．．CPU
94．．．RAM
95．．．ROM
96．．．程式
97．．．非揮發性記憶體(NVM)
98．．．I/F單元
99．．．匯流排
100．．．信號處理單元
101．．．採樣保持電路
102．．．黑階調節電路
104．．．放大電路
106．．．A/D(類比/數位)轉換電路
108．．．明暗校正電路
110．．．延遲電路
112．．．顏色轉換電路
120．．．裝置控制單元
122．．．整體控制單元
124．．．放大因數變更單元
126．．．CCD控制單元
128．．．光源控制單元
130．．．掃描控制單元
132．．．片材傳送控制單元
將基於以下附圖詳細描述本發明的示例性實施例，其中：
圖1是示出根據本發明實施例的示例性影像形成裝置的整體構造的示意性構造圖；
圖2是示出根據本實施例的示例性影像讀取裝置的示意性構造圖；
圖3是示出根據本實施例的示例性照明單元的示意性構造圖；
圖4是示出根據本實施例的示例性控制單元的示意性構造圖；
圖5是示出根據本實施例的示例性控制單元的功能方塊圖；
圖6是示出根據本實施例的示例性信號處理單元的方塊圖；
圖7是示出根據本實施例的由CCD控制單元用以操作CCD影像感測器的控制信號和由光源控制單元用以操作LED的控制信號的時序圖；
圖8是示出根據本實施例的對CCD影像感測器中的經光電轉換而獲得的電荷進行轉移的操作的簡圖；以及
圖9是示出根據本實施例的示例性放大因數(係數)變更處理的流程圖。
12．．．影像讀取裝置
14．．．影像形成裝置單元
40．．．控制單元
42．．．影像處理單元
50．．．自動片材饋送單元
52．．．影像讀取處理單元
60．．．片材台
61．．．片材傳送路徑
62．．．排出台
63．．．紙張傳送輥
64．．．傳送輥
65．．．預配準輥
66．．．配準輥
67．．．台板輥
68．．．外輥
69．．．排出輥
70．．．第一台板玻璃
72．．．白色基準板
74．．．第二台板玻璃
75．．．殼體
76．．．全速滑架
78．．．半速滑架
80．．．照明單元
82．．．第一反射鏡
83．．．漫反射構件
84．．．第三反射鏡
85．．．第二反射鏡
86．．．成像透鏡
88．．．CCD影像感測器
90．．．控制單元

Claims (7)

  1. 一種影像讀取裝置，包括：一讀取單元，其接收來自於由一光源照射光的片材的反射光，將所接收到的光轉換為一影像信號，並根據該片材的讀取時間來累積對應於該影像信號的電荷；一控制單元，其根據該片材的讀取模式來控制該光源的關閉，使得由該讀取單元所累積的電荷量不會達到飽和量；以及一變更單元，其當該控制單元將該光源控制為關閉時，根據該光源的關閉時間來變更一放大單元的放大因數以將該影像信號放大至一預定程度，該放大單元係以一預定放大因數放大該影像信號。
  2. 如申請專利範圍第1項之影像讀取裝置，其中，該讀取模式包括讀取由使用者放置在一讀取台上的片材和讀取由一片材饋送單元傳送的片材，以及在讀取由使用者放置在該讀取台上的片材的情況下，該控制單元將該光源控制為關閉。
  3. 如申請專利範圍第1項之影像讀取裝置，其中，該讀取模式包括讀取由一片材饋送單元傳送的片材，以及當另一讀取模式的讀取時間長於讀取由該片材饋送單元傳送的片材的讀取時間時，該控制單元將該光源控制為關閉。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之影像讀取裝置，其中，該讀取單元包括一半導體器件，該半導體器件藉由垂直和水平地轉移利用一電荷耦合器件所累積的電荷而將該電荷輸出為影像信號；以及該控制單元將該光源控制為在該電荷的垂直轉移時間段的開始和結束前後的預定時間內不被關閉。
  5. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之影像讀取裝置，其中，該讀取單元包括一半導體器件，該半導體器件藉由垂直和水平地轉移利用一電荷耦合器件所累積的電荷而將該電荷輸出為影像信號；以及該控制單元將該光源控制為在該電荷的水平轉移時間段內被關閉。
  6. 一種影像形成裝置，包括：申請專利範圍第1至5項中任一項之影像讀取裝置，其讀取來自於由該光源照射光的該片材的反射光，並輸出與所讀取的反射光相對應的一影像信號；以及一影像形成單元，其基於從該影像讀取裝置輸出的該影像信號來形成一影像。
  7. 一種非暫時性電腦可讀取之媒體，其儲存一程式，使一電腦執行影像讀取方法，該影像讀取方法包括：根據一片材的讀取模式來控制一光源的關閉，使得所累積的電荷的量不會達到飽和量，該電荷是藉由下述方式而產生的：接收來自於由該光源照射光的片材的反射光，將所接收到的光轉換為一影像信號，以及根據該片材的讀取時間來累積對應於該影像信號的電荷；以及當將該光源控制為關閉時根據該光源的關閉時間來變更對該影像信號的放大因數以便將該影像信號放大至一預定程度，該影像信號係以一預定的放大因數來放大。
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