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JP3961964B2 - Image reading control method, 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】
本発明は、光学的な読取素子により原稿の画像情報を読み取る画像読取制御方法、この方法を実施する画像読取装置およびこの画像読取装置を用いた画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
プリンタ、スキャナ、複写機、ファクシミリなどの画像形成装置においては、原稿画像を光学的に読み取る画像読取装置が用いられている。このような画像読取装置では、画像を読み取ったラインセンサからのアナログ画像信号をA/D変換回路に入力してデジタル信号を得ている。この際、A/D変換回路の性能を充分に引き出して使用するには、アナログ画像信号はA/D変換回路のリファレンス電圧を超えない範囲での大きいダイナミックレンジでA/D変換回路に入力するのが望ましい。このため、従来よりアナログ画像信号を増幅量が可変な増幅器を用いて、基準白板を読み取った際のアナログ画像信号がA/D変換回路のリファレンス電圧の8割程度(マージンの考え方により何割にするかは異なるが)になるように増幅して入力していた。但し、増幅器の増幅量可変幅は例えば2倍〜10倍といったように有限である。増幅量はA/D変換回路に入力されるアナログ画像信号の大きさにより決定するが、アナログ画像信号の大きさは様々な要因により機械毎にバラついている。その要因として、光源光量、ラインセンサ感度、基準白板濃度、メカ寸法等のバラツキが挙げられる。
【0003】
従来の方法では、これらのバラツキ要因を考慮してもアナログ画像信号の最小〜最大範囲をカバーできるほど可変範囲の広い増幅器が必要であった。このような増幅器の設計は技術的にハードルが高く、コストも上がることになる。また、最近ではラインセンサ出力をA/D変換回路に入力する迄の処理を1パッケージに納めたICが使われている。この中に入っている増幅器の可変範囲は予め決められているので、更に可変範囲を広くするためには外部にシリアルに増幅器を追加する必要があった。
【0004】
また、特許文献1では、原稿からの反射光を読み取る読み取り手段と、前記光源の経時劣化データを記憶する記憶手段と、前記光源の累積点灯時間を計時する計時手段と、記憶手段からの光源の経時劣化データと光源の累積点灯時間を計時する計時手段からの累積点灯時間とに基づいて読取手段の出力低下を補う補正手段を設け、この補正手段によって読取手段の出力信号のアナログデータをデジタルデータに変換するA/D変換手段の白ピーク基準電圧を変更することで、光源の劣化による影響をA/D変換手段により抑えることが提案されている。
【0005】
【特許文献1】
特開2000−232579号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献1では、バラツキ要因の1つである光量低下に対して、光量低下率を予測してA/D変換回路のリファレンス電圧を変更するものであり、光源の光量劣化についての代表値を基にリファレンス電圧を変更しており、光源劣化のバラツキ(同じ時間経過後に代表値よりも光量が大きいもの、小さいものが存在する)を考慮すると、必ずしも最適な補正とは言えない不具合点がある。
【0007】
本発明はこのような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、適度な増幅量の可変範囲をもつ増幅器とA/D変換回路を有し、それらの性能を充分引き出して、精度の高いデジタル信号を取り出すことができるようにすることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、第1の手段は、被写体に光を照射する照明手段と、前記被写体の反射光あるいは透過光に応じたアナログ画像信号を複数系統に分けて出力するラインセンサと、前記ラインセンサからのアナログ画像信号出力を指示された増幅量にて増幅する増幅回路と、前記増幅回路の出力信号をデジタル信号に変換するA/D変換回路と、前記A/D変換回路の基準電圧を変更する手段とを有する画像読取装置の画像読取制御方法において、前記増幅回路の任意の増幅範囲でデジタル信号が任意の範囲に入らない場合には、前記被写体および補正データを得るための基準部材を読み取る際に使用する前記A/D変換回路のリファレンス電圧を、各々特定の前記系統同士、同じ割合で変更することを特徴としている。すなわち、例えばレッド、グリーン、ブラックの系統を各2系統の合計6系統の出力があるラインセンサにて、グリーンの1系統の値が任意の値に調整できない場合には、グリーンのもう1系統も一緒にA/D変換回路のリファレンス電圧を同じ割合で換えるというものであり、増幅回路の増幅範囲でデジタル信号を目標とする値に設定できない場合には、A/D変換回路の特定の系統同士同じ割合でリファレンス電圧を変更するので、A/D変換回路の性能を充分に引き出して使用することができ、地肌除去モードに於いてもデジタル信号のダイナミックレンジは大きく確保できるので、シェーディング補正演算結果の丸め込み量も小さくできる。また、実効的な階調数が確保でき、ガサツキ感の無い綺麗な画像を得ることができる。
【0009】
第2の手段は、第1の手段において、変更した前記A/D変換回路のリファレンス電圧に関わる設定値のみ既存の設定値と書き換え、以降その設定値を使用することを特徴としている。これにより、増幅回路の増幅範囲でデジタル信号を目標とする値に設定できない場合には、濃度基準部材および原稿画像を読み取るA/D変換回路のリファレンス電圧を同じ割合で変更して例えば不揮発性メモリなどに保存することができ、次回設定する場合に時間短縮できる。
【0010】
第3の手段は、第2の手段において、前記既存の設定値は不揮発性メモリに記憶させておくことを特徴としている。
【0011】
第4の手段は、第1ないし第3の手段において、前記系統はレッド、ブラック、グリーンの3系統を複数系統もうけることにより構成されていることを特徴としている。
【0012】
第5の手段は、被写体に光を照射する照明手段と、前記被写体の反射光あるいは透過光に応じたアナログ画像信号を複数系統に分けて出力するラインセンサと、該ラインセンサからのアナログ画像信号出力を指示された増幅量にて増幅する増幅回路と、該増幅回路の出力信号をデジタル信号に変換するA/D変換回路と、該A/D変換回路の基準電圧を変更する手段とを有する画像読取装置において、前記増幅回路の任意の増幅範囲において前記デジタル信号が任意の範囲に入らない場合には、前記被写体および補正データを得るための基準部材を読み取る際に使用する前記A/D変換回路のリファレンス電圧を、特定の前記系統同士、同じ割合で変更する変更手段を有することを特徴としている。これにより第1の手段と同等な効果を奏することができる。
【0013】
第6の手段は、第5の手段の前記変更手段が、変更した前記A/D変換回路のリファレンス電圧に関わる設定値のみ既存の設定値と書き換え、以降その設定値を使用することを特徴とし、第2の手段と同等な効果を奏することができる。
【0014】
第7の手段は、第6の手段において、前記既存の設定値を記憶する不揮発性メモリを更に有することを特徴としている。
【0015】
第8の手段は、原稿である被写体の画像情報を画像読取装置により光学的に読み取り、その画像情報を像担持体に光走査装置によって潜像を形成し、形成された潜像を現像して画像を形成する画像形成装置であって、前記画像読取装置が第5ないし第7の手段の画像読取装置を用いることを特徴としている。これにより、A/D変換回路の性能を充分に引き出して使用することができ、地肌除去モードに於いてもデジタル信号のダイナミックレンジは大きく確保できるので、シェーディング補正演算結果の丸め込み量も小さくできる。また、実効的な階調数が確保でき、ガサツキ感の無い綺麗な画像を得ることができる。
【0016】
第9の手段は、第8の手段の前記画像形成装置が、前記像担持体が光導電性の感光体で構成され、該感光体を均一に帯電したのちに前記光走査装置による書込みで静電潜像を形成し、形成された静電潜像を現像してトナー画像を得、このトナー画像を記録媒体上に定着して画像を形成することを特徴としている。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
【0018】
図1は本発明の一実施形態に係る画像読取装置の概略構成を示す図、図2はCCDの構成を示すもので、(a)はセンサ列を示す図、(b)はCCDの出力関係を説明するための図、図3は読取基板と画像処理部の主要構成を示すブロック図、図4は図3のゲインアンプの特性の一例を示すグラフ、図5は図3のオフセット設定部の特性の一例を示すグラフ、図6は図3のD/Aコンバータの出力分圧の一例を示す回路図、図7はアナログ画像信号の上限基準値と加減基準値の出力系統を示す回路図、図8は主走査方向のタイミングチャート、図9は副走査方向のタイミングチャート、図10はCCDにおける副走査方向を説明するための図である。
【0019】
画像読取装置1は、その上部にコンタクトガラス2と基準白板41が配置されている。コンタクトガラス2は原稿を読み取る際にその上に原稿をセットするためのものである。原稿は図1には図示しないが、上から圧板と称せられる原稿押さえ板によりコンタクトガラス2から浮かないように抑えられる。勿論、公知のドキュメントフィーダ(ADF)を設けてもよい。また、基準白板41はシェーディング補正時の補正データを得るための主走査方向に設けられた均一濃度のほぼ白色の部材である。
【0020】
画像読取装置1の内部には、基準白板41あるいはコンタクトガラス2の面に対してある角度で読み取り面を照射する光源4と、基準白板41あるいは原稿で反射した光を反射する3枚の第1、第2および第3のミラー5a,5b,5cと、第3のミラー5cからの反射光を結像するレンズ6と、レンズ6を反射光をアナログ画像信号に変換するラインセンサ(本実施の形態ではラインセンサとして3ラインCCDを使用しており、以下CCDと称する)42と、CCD42からの画像信号をデジタル信号に変換するための後述する各種回路が設けられた読取基板7と、読取基板7からの画像データを処理する後述する各種回路を備えた画像処理部43とから構成されている。光源4と第1、第2および第3のミラー5a,5b,5cは、各々図1に示していない第1、2走行体を形成し、モータ44の駆動により読み取り原稿面とCCD42間距離を一定に保ちながら副走査方向に移動する。CCD42は入射光量に対応したアナログ画像信号を出力し、読取基板7にてデジタル信号に変換した後、画像処理部11に画像データとして渡す。
【0021】
CCD42は、図2(a)に示すように、副走査方向にR(レッド),G(グリーン),B(ブラック)の3ラインのセンサ列が配置され、各々主走査方向には7300個のフォトセンサが配列されたものである。また、R,G,Bとも偶数番目、奇数番目のデータに分けて出力する方式(いわゆるE/O出力方式)であり、本実施形態では、図2(b)に示すように、Re、Ro、Ge、Go、Be、Boの6系統の出力がある。
【0022】
図3により、読取基板と画像処理部の主要構成を説明する。なお、この図3では、CCD42からの出力は6系統として記載してあるが、4系統あるいは8系統の出力タイプなど何系統の出力であってもよい。読取基板7には、バッファ51、サンプリング回路52、ゲインアンプ53、オフセット設定部54、P/H回路55、A/Dコンバータ56、D/Aコンバータ57、セレクタ58が設けられている。CCD42の出力である各アナログ画像信号は、バッファ51でドライブされて、サンプリング回路52にてサンプルホールドされ、リセットノイズ等の高周波成分が除去される。
【0023】
ゲインアンプ53は、図4に特性例を示すように、コントロール端子に印加される電圧:Vg**にてゲインを制御できる可変利得のアンプである。また、オフセット設定部54は、図5にオフセット設定の特性例を示すように、コントロール端子に印加される電圧:Vof**にてオフセットを設ける機能を有する。なお、Vg**、Vof**は後述するCPU61がD/Aコンバータ57を操作して決定する電圧である。例えば8ビットのD/AコンバータであればCPU61は0〜255のいずれかの値をD/Aコンバータ57に対して設定し、D/Aコンバータ57は対応した電圧を出力する。また、Vg**,Vof**の**は図2のCCD42の出力に対応した添字(Re、Ro、Ge、Go、Be、Bo)が入るものとし、6系統の各々に対して設定される。また、図3のようにD/Aコンバータ57の出力電圧:Vg**、Vof**、Vrefw*、Vrefd*を各々そのままゲインアンプ53、オフセット設定部54、セレクタ58を介したA/Dコンバータ56に入力しても良いが、図6に示すように、抵抗器などにより分圧して、D/Aコンバータ57の出力電圧を細かく制御しても構わない。但し、この場合は可変範囲が狭くなるので、抵抗定数を考慮する必要がある。
【0024】
P/H回路55は、地肌除去読み取りモードを使用する際に、地肌のレベルをピークホールドする回路である。地肌除去モードとは、原稿の地肌濃度を除いて文字等の情報を際立たせる読み取り方法である。本実施形態では地肌除去モードではGデータのみ扱うものとする。P/H回路55にはGe系統、Go系統の信号のみが接続されており、地肌原稿の反射率に対応した電圧に任意のゲイン倍された電圧がピークホールドされる。
【0025】
A/Dコンバータ56は、アナログ画像信号を上限基準値:Vreft*、下限基準値:Vrefbに基づいて所定の分解能(例えば10bit)でデジタル画像信号に変換するものである。A/Dコンバータ56からのデジタル画像信号は、後述する画像処理部11の画像処理基板60のオフセットレベル検出回路63、オフセットレベル減算回路64に入力される。ここでVreft*と後述のVrefw*、Vrefd*の*はR,G,Bのいづれかであり、詳細は後述する。
【0026】
A/Dコンバータの上限基準値:Vreft*はセレクタ58の出力である。セレクタ58には、CPU61がD/Aコンバータ57を操作して決定するVrefw*,Vrefd*およびP/H回路55の出力:Vphが入力される構成になっている。
【0027】
ここで、A/Dコンバータの基準電圧に着目した部分を図7により詳細に説明する。CCD42のGe,Go,Re,Ro,Be,Bo系統の各出力は所定の処理を施されて各々A/Dコンバータ56に入力される。図7においては、A/Dコンバータ56はGe,Go,Re,Ro,Be,Boの6系統に別けており、セレクタ58も3つに別けて示している。リファレンス電圧の下限基準値:Vrefbは各A/Dコンバータ56−1,56−2・・・56−6共通であり、D/Aコンバータ57の出力を用いている。本来はインピーダンスを下げるのにバッファを噛ませるが、ここでは省略して記載している。また、Vrefbは固定電圧であっても良い。
【0028】
Ge,Go系統に関わるA/Dコンバータ56−1,56−2のリファレンス電圧の上限基準値は、Vph、VrefwG、VrefdGが入力されているセレクタ58−1の出力を共通で用いる接続としている。Re,Ro系統に関わるA/Dコンバータ56−3,56−4のリファレンス電圧の上限基準値は、VrefwR、VrefdRが入力されているセレクタ58−2の出力を共通で用いる接続としている。Be,Bo系統についても同様に、A/Dコンバータ56−5,56−6のリファレンス電圧の上限基準値はVrefwB、VrefdBが入力されているセレクタ58−3の出力を共通で用いる接続としている。セレクタの動作については別途後述する。
【0029】
画像処理部11の画像処理基板43には、CPU61と、不揮発性メモリ62と、オフセットレベル検出回路63と、オフセットレベル減算回路64と、白レベル検出回路65と、シェーディングデータ保存回路66と、シェーディング補正回路67と、画像処理回路68とが設けられている。CPU61は、不揮発性メモリ62に入っている設定データを参照して、D/Aコンバータ57にデータ設定し、D/Aコンバータ57はその設定されたデータに従って、Vrefw*、Vrefd*を出力する。また、図示していないが、CPU61と不揮発性メモリ62のインターフェースはアドレス、データ、制御に関わる信号線で結線されており、Vrefw*あるいはVrefd*の値に関わるデータを書込んで記憶させることが可能な構成になっている。
【0030】
オフセットレベル検出回路63は、xopb信号がアサートされている期間に、CCD42のOPB画素に対応したA/Dコンバータ56の出力を取り込んで保存する機能を有する。図8に主走査方向のタイミングチャートが示されている。保存されるオフセットレベルは複数のOPB画素を取り込んだ平均値であり、CCD42の出力系統毎に保存される。
【0031】
オフセットレベル減算回路64は、入力されたA/Dコンバータ56の出力値からオフセットレベル検出回路63に保存された値を減算する回路である。また、白レベル検出回路65は、xlgate信号とSMPL*信号がアサートされている範囲内で入力されたデジタル画像信号の平均値演算して保存する回路であり、図8および図9にタイミング例を示している。
【0032】
CPU61は、オフセットレベル検出回路63、白レベル検出回路65にアクセスすることにより最新のオフセットレベル値、白レベル値を得ることができる。また、シェーディングデータ保存回路66は、基準白板41を読み取った値を各画素毎に平均化等の処理を行いながら順次保存する回路であり、シェーディング補正回路67は、画像を読み取ったデジタル画像データとシェーディングデータ保存回路66に保存されている基準白板データとで補正演算を行う回路である。また、CPU61はこのシェーディングデータ保存回路66から特定画素の値を読み取ることができる。
【0033】
図8の主走査方向のタイミングチャートは、CCD42の出力、サンプリング回路52の出力、A/Dコンバータ56の出力とxopb、xlgateの主走査方向の関係を示すものである。CCD42には、オプティカルブラック(OPB)といわれる物理的に遮光したセンサ部があり、続いて有効画素といわれる入射光量に比例した電圧を出力するセンサ部がある。このOPB部と有効画素部のデータは、1主走査期間毎に繰り返して出力される。A/Dコンバータ56の出力は、デジタル化する際に所定の遅れが生じて出力される。xopbは、OPBに対応するA/Dコンバータ56の出力のタイミングで、所定期間アサートされるようにタイミング設計されているオフセットレベルデータ範囲指示信号である。通常、OPBの後半部分を使用した方がノイズが少ないことが経験上わかっており、本実施形態でもそのように記載している。最後のxlgateは、有効画素部の原稿を読み取る領域でアサートされる信号であり、白レベル検出時の範囲指定に使用する。
【0034】
図9の副走査方向のタイミングチャートは、副走査方向の信号、SYNCB、WTGT*、AE、PHLD、SMPL*を示したものである。ここでWTGT*、SMPL*の*はR,G,Bのいずれかである。図9の下側に記載しているCCDの物理的条件により、基準白板41あるいは原稿の或るポイントを読み取る場合にXライン数づつずれてR,G,Bの順序で読み取ることになるので、タイミング信号もR,G,Bに対応してずらす必要が有るためである。SYNCBは主走査開始のタイミング信号である。WTGT*はCCDが基準白板41を読み取るタイミングにアサートされる信号であり、図3、7のセレクタ58の切り替え信号として使用する。
【0035】
AEはP/H回路55のイネーブル信号であり、地肌除去読み取りモードでは実線で記載しているように基準白板41の読み取りや原稿読み取りのタイミングでのみアサートされる。また、地肌除去読み取りモードでない場合は、点線で記載しているように基準白板41の読み取りや原稿読み取りのタイミングでもネゲートとされたままである。この信号がネゲートされている期間はP/H電圧はリセットされる。
【0036】
PHLDは、地肌除去読み取りモードにてAEがアサートされている期間に原稿の特定箇所を地肌処理するための信号であり、H:サンプリング、L:ホールドである。なお、PHLDにおいても、点線部分は地肌除去読み取りモードでない場合、実線部分は地肌除去読み取りモードの場合を示している。SMPL*は、基準白板41を読み取るタイミング(WTGT*)中の全部、あるいは一部の期間アサートされ、シェーディングデータ保存回路66に基準白板41のデータを取り込むタイミングを指示する。また、Aはピークホールド回路に充電するに必要な時間相当のライン数、BはX*N/100+A(ライン)、Cは(X+Y)*N/100+A(ライン)である。ここで、図11に示すように、Xは等倍読み取り時のR/Gエレメント間の拒理に相当するライン数、Yは等倍読み取り時のR/Bエレメント間の拒理に相当するライン数、Nは等倍率(例えば、25〜400〔%〕の間の任意の値)である。
【0037】
図3と図7に示すように、Ge、Go系統用のセレクタ58(図7においては58−1)には、P/H回路55の出力(Vph)と,VrefwG,VrefdGが入力されており、WTGTGとAEの組合せによりA/Dコンバータ56に何を出力するか選択している。その組合せ例を図11に示す。
【0038】
このようにGe、Go系統は地肌除去モード読み取りの場合は、A/Dコンバータ56の上側基準電圧:Vreft=Vphにより基準白板41、原稿が読み取られる。また、地肌除去モードではない読み取りの場合は、基準白板41の読取り時にはVrefG、原稿読取り時にはVrefdGが選択されて読み取られる。
【0039】
一方、Re,Ro系統とBe,Bo系統用のセレクタ58(図7においては58−2,58−3)には、P/H出力(Vph)は入力されず,Vrefw*,Vrefd*のみ入力されており、WTGT*によりA/Dコンバータ56に何を出力するかを選択している。その組合せ例を図12に示す。
【0040】
以上のようにGeとGo系統、ReとRo系統、BeとBo系統は上側基準電圧は変更された場合にはペアで変化することになる。
【0041】
(基準白板41の読取り時の上側基準電圧−下側基準電圧)と(原稿読取り時の上側基準電圧−下側基準電圧)は所定の比で管理されていないとシェーディング補正後のRGBのバランスが崩れてしまうことになるので、一方(例えば基準白板41読み取り用)の上側基準電圧を変更したら、他方(原稿読み取り側)の上側基準電圧も変更する。これはCPU61がD/Aコンバータ57に設定するデータにより行なう。その場合、CPU61は次回データをD/Aコンバータ57に設定する時のために、変更後の上側基準データ(基準白板41の読み取り用、原稿読み取り用)を不揮発性メモリ62に書込む。
【0042】
以上より、基準電圧を変更した場合でも特定の系統同士(GeとGo系統あるいはReとRo系統あるいはBeとBo系統)は同じ割合で変更することができる。
【0043】
A/Dコンバータ56の精度を十分に発揮させて、精度の高いデジタル画像信号を得るためには、アナログ画像信号がA/Dコンバータ56の上限基準値と下限基準値の差分が大きく使用した方が有利である。ところが、デジタル画像信号に変換される前のアナログ画像信号の大きさは、光源4の光量、CCD42の感度、基準白板41の濃度、メカ寸法等の要因により機械毎にバラついている。それ故、その時点でゲインが可変範囲ギリギリのところで調整できたとしても、経時光量変動があった場合には、ゲインが可変範囲内で調整できないことになる。
【0044】
また、原稿3を読み取ったデジタル画像データは、シェーディングデータ保存回路66に保存されている基準白板41のデータを用いてシェーディング補正されるので、補正後のデジタル画像データの大きさは基準白板41のデータに依存することになる。このため、基準白板41のデータと規定濃度の原稿3を読み取ったデジタル画像データの比が一定値に規格化されていないと、同じ濃度の原稿3を読み取った場合でも補正後のデジタル画像データは機械間でバラツキを持つことになり好ましくない。これを行なうのがグレーバランス調整と言われているものであり、基準白板41の読み取り時、原稿3の読み取り時のA/Dコンバータ56の基準電圧を調整する。この調整は規定濃度の原稿を用いて行なうため、一般に工場出荷時に実施され、調整結果は不揮発性メモリ62に記憶しておく。
【0045】
次に、ゲインアンプ53のゲイン、A/Dコンバータ56の基準電圧を操作して、A/Dコンバータ56の出力値を適切なレベルにし、且つ、グレーバランスが保たれるための制御について説明する。このような制御は、以下の場合に活用できる制御である。
【0046】
▲1▼ 工場出荷時等、グレーバランス調整を行なう前の状態で光量、CCD感度、その他のバラツキ要因でA/Dコンバータ出力レベルが標準値から大きくずれている場合の補正。
【0047】
▲2▼ 経時での光量低下等によるA/Dコンバータ出力低下の補正。
【0048】
以下、本実施形態における制御を図13ないし図15を参照しながら説明する。図13は本実施形態における処理過程を示すフローチャート、は図13のAに続くステップを示すフローチャート、図15は図14のBに続くステップを示すフローチャートである。ここでは、Re、Ro、Ge、Go、Be、Boの6系統のCCD出力がある場合のR,G,Bの各々E/O2系統の処理を記載したものであり、各色について行なうものである。また図13のスタート時点では、既にオフセットレベルはA/Dコンバータ56の下側基準電圧:Vrefbに対して、所定のレベルになるようにD/Aコンバータ56の出力:Vof**が設定されているものとする。ここで言う所定のレベルとは、ノイズ、温度変動を考慮してもVrefb以下(A/Dコンバータ出力が0以下)にならない、マージンをとった値である。
【0049】
CPU61は、ゲイン:Vg**、基準白板41の読み取り用基準電圧:Vrefw*の値を設定する(ステップ1001)。ここで、基準白板41の読み取り用基準電圧:Vrefw*はCPU61が不揮発性メモリ62の内容を参照して、D/Aコンバータ57に設定した値が反映されたものである。次いで、WTGT*をアサートし、AEをネゲートして、A/Dコンバータ57の上側基準電圧としてVrefw*を選択するとともに、光源などのキャリッジを基準白板41へ移動する(ステップ1002)。そして、基準白板41を読み取り、CPU61は白レベル検出回路65から主走査ライン中のピーク値:Dwp*e、Dwp*oを読み出す(ステップ1003)。
【0050】
CPU61は次に、ピークデータ:Dwp*e、Dwp*oが共に規格値:Dp±Bに入っているか判断する(ステップ1004)。Dpは調整目標値であり、A/Dコンバータ56に入力されるアナログ画像信号のピーク値が上側基準電圧を超えないように若干のマージンをみた値である。これはA/Dコンバータ56の性能を充分引き出して、精度の高いデジタル信号を取り出すためである。また、Bは調整公差である。ピークデータ:Dwp*e、Dwp*oが共に規格値:Dp±Bに入っている場合は、目的のレベルになっているので終了する。
【0051】
一方、ピークデータ:Dwp*e、Dwp*oが規格値:Dp±Bに入っていない場合は、上記目標公差内に入るように、ゲインを決定する電圧:Vg**を出力するためのD/Aコンバータ57の設定値:Svg**を計算する(ステップ1005)。計算結果のSvgがD/Aコンバータ57の設定可能範囲(SvgL〜SvgH)内か否かを判断する(ステップ1006)。例えば、8bitのD/Aコンバータ57であれば設定可能範囲は、0〜255といった具合である。設定可能範囲内の値であれば、実際にD/Aコンバータ57に設定値Svg**を設定し(ステップ1007)、再度ピークデータ:Dwp**を読み取る。Svg**がD/Aコンバータ57に設定可能範囲外の場合は、設定可能範囲内で計算値に近い値:SvgLまたはSvgHを設定し(ステップ1008)、再度ピークデータ:Dwp**を読み取る(ステップ1009)。
【0052】
ピークデータ:Dwp*e、Dwp*oが規格値:Dp±Cに入っているか否かを判断する(ステップ1010)。Dp±Cに入っていない場合、CPU61は基準白板41を読み取る際のA/Dコンバータ56の上側基準電圧を計算する(ステップ1011)。Cは公差であり、ゲインを変更すればピークデータ:Dwp*e、Dwp*oが目標値:Dp±Bに入れ込むことができるであろう範囲を示すものである。
【0053】
D/Aコンバータ57の設定値と基準電圧の関係が、Vrefw*=f(D/AC設定値)で示され、f(D/AC設定値)の逆関数がD/AC設定値=g(Vrefw*)である場合、変更するVrefd用D/Aコンバータ設定値:Srefw*は、

Figure 0003961964
で示される。ここで、
DpはVrefw**用D/Aコンバータ設定値を変更後に期待するピークデータ、
Stpはピーク値Dwp**を得たときのD/Aコンバータ設定値
StbはVrefbのD/Aコンバータ設定値
である。
【0054】
次いで、計算結果のSrefw*がD/Aコンバータ57の設定可能範囲(SrefwL〜SrefwH)内か否かを判断する(ステップ1012)。例えば、8bitのD/Aコンバータ57であれば設定可能範囲は、0〜255といった具合である。設定可能範囲内の値であれば、実際に設定して(ステップ1013)、再度ステップ1010に戻り、ピークデータ:Dwp*e、Dwp*oを読み取る。計算結果のSrefwがD/Aコンバータの設定可能範囲外の場合はエラーであるが、設定可能範囲内で計算値に近い値を設定し(ステップ1014)、終了する。
【0055】
一方、ステップ1010において、ピークデータ:Dwp*e、Dwp*oが規格値:Dp±Cに入っている場合は、ステップ1003からステップステップ1007と同じ処理を行なう。すなわち、ゲインを決定する電圧:Vg**を変更してピークデータ:Dwp*e、Dwp*oを読み出し(ステップ1015)、それらピークデータが規格値:Dp±Bに入いるか否かを判断する(ステップ1016)。そして、ピークデータ:Dwp*e、Dwp*oが規格値:Dp±Bに入っていない場合は、上記目標公差内に入るように、ゲインを決定する電圧:Vg**を出力するためのD/Aコンバータ57の設定値:Svg**を計算し(ステップ1017)、計算結果のSvgがD/Aコンバータ57の設定可能範囲(SvgL〜SvgH)内か否かを判断し(ステップ1018)、設定可能範囲内の値であれば、実際にD/Aコンバータ57に設定値Svg**を設定し(ステップ1019)、再度ピークデータ:Dwp**を読み取る。
【0056】
ピークデータ:Dwp*e、Dwp*oが規格値:Dp±Bに入った場合、Vrefbを基準にした時にVrefw*が変更された割合だけ、Vrefd*も変更する(ステップ1020)。変更前後の基準白板41の読み取り用基準電圧を各々Vrefw*’、Vrefw*、変更前後の原稿読み取り用基準電圧を各々Vrefd*’、Vrefd*、下側基準電圧をVrefbとした時に、
Figure 0003961964
になるようにVrefdを変更する。すなわち、D/Aコンバータ57の設定値は上式を満足するSrefd*を出力する設定値とする。また、Srefw*とSrefd*は不揮発性メモリ62に保存する。
【0057】
また、ステップ1016でピークデータ:Dwp*e、Dwp*oが規格値:Dp±Bに入らなかった場合はエラーであるが、設定可能範囲内で計算値に近い値を設定し(ステップ1021)、終了する。
【0058】
図16は、上述した画像読取装置が設けられる画像形成装置の一例を図16により説明する。図16は図1の画像読取装置を備えた画像形成装置の一例の概略構成を示す図である。この例ではカラー複写機に適用した場合を例にとっている。
【0059】
画像読取装置1で得られたR、G、B の色分解画像信号強度レベルを基にして、図示しない画像処理部で色変換処理を行い、ブラック(以下、Bkと称する)、シアン(以下、Cと称する)、マゼンタ(以下、Mと称する)、イエロー(以下、Yと称する)の各カラー画像データを得る。これらのカラー画像データは、以下に説明するプリンタ部100によって、Bk、C、M、Yの顕像化を行い、最終的なカラーコピーを得る。
【0060】
プリンタ部100では、書込光学ユニット8が、スキャナ1からのカラー画像データを光信号に変換して、原稿画像に対応した光書込みを行い、ドラム状の感光体9に静電潜像を形成する。書込光学ユニット8は、レーザー発光手段8a、図示しない発光駆動制御部、ポリゴンミラー8b、このポリゴンミラー8bの回転モータ8c、fθレンズ8d、反射ミラー8eなどで構成されている。
【0061】
感光体9は、矢印で示すように半時計方向へ回転するが、その周りには感光体クリーニングユニット10、除電ランプ11、帯電器12、電位センサ13、Bk現像器14、C現像器15、M現像器16、Y現像器17、現像濃度パターン検知器18、中間転写ベルト19などが配置されている。
【0062】
14〜17で示す各現像器は、静電潜像を現像するために現像剤を感光体9に対向させるように回転する現像スリーブ、現像剤を汲み上げて攪拌するために回転する現像パドル、及び現像剤のトナー濃度検知センサなどで構成されている。ここでは、現像動作の順序(カラー画像形成順序)をBk、C、M、Yとして、以下に動作を説明する。(但し、画像形成装置はこれに限定されるものではない。)
コピー動作が開始されると、スキャナ1で所定のタイミングからBK画像データの読取りがスタートし、この画像データに基づいて書込光学ユニット8のレーザー光による光書込み・潜像掲載が始まる(以下、Bk画像データによる静電潜像をBk潜像と称する。C、M、Yについても同様にC潜像、M潜像、Y潜像と称する)。各現像器14〜17は、待機状態では現像不作動状態になっているが、Bk潜像の形成が行われるとこのBk潜像の先端部から現像を行うため、Bk現像器14の現像位置にBk潜像の先端が到達する前に、Bk現像スリーブが回転を開始して、Bk潜像をBkトナーで現像する。その後、Bk潜像領域の現像動作を続けるが、Bk潜像の後端部がBk現像位置を通過した時点で、速やかにBk現像スリーブを不作動状態にする。これは少なくとも、次のC画像データによるC潜像の先端部が到達する前に完了させる。
【0063】
ついで、感光体9上に形成したBkトナー像を、感光体9と同一周速で回転されている中間転写ベルト19の表面に転写する(以下、感光体9から中間転写ベルト19へのトナー像転写をベルト転写と称する)。ベルト転写は、感光体9と中間転写ベルト19とが接触した状態において、ベルト転写バイアスローラ20に所定のバイアス電圧を印可することで行う。なお、中間転写ベルト19には感光体9に順次形成するBk、C、M、Yのトナー像を同一面に順次位置合わせして、4色重ねのベルト転写画像を形成し、その後、用紙に一括転写を行う。
【0064】
ここに、感光体9側では、Bk工程の次に、C工程に進むが、所定のタイミングからスキャナ1によるC画像データの読取りが始まり、そのC画像データに基づき、書込光学ユニット8が、レーザー光による光書き込み・C潜像の形成を開始する。C現像器15はその現像位置に対して、Bk潜像の後端部が通過した後で、かつ、C潜像が到達する前にC現像スリーブの回転を開始し、C潜像をCトナーで現像する。その後、C潜像領域の現像動作を続けるが、C潜像の後端部が通過した時点で、Bk現像器の場合と同様にC現像スリーブを不作動状態にする。これもやはり、次のM潜像の先端部が到達する前に完了させる。なお、M及びYの工程については、それぞれの画像データの読取り・潜像形成・現像の動作が、BK、Cの工程と同じであるので、説明は省略する。
【0065】
中間転写ベルトユニットは、複数のローラ群を中間転写ベルト19で巻回した構成である。中間転写ベルト19は、ベルト転写バイアスローラ20、駆動ローラ21、及び従動ローラに張られており、図示しない駆動モータにより駆動制御される。ベルトクリーニングユニット22はブラシローラ、ゴムブレード、及び中間転写ベルト19からの接離機構などで構成されており、1色目のBk画像をベルト転写した後で、2、3、4色目をベルト転写している間は、ベルトクリーニングユニット22を接離機構により、ベルト面から離間させておく。
【0066】
紙転写ユニット23は、紙転写バイアスローラ、ローラクリーニングブレード、及び上記中間転写ベルト19からの接離機構などで構成されている。通常、紙転写バイアスローラは、中間転写ベルト19面から離間しているが、中間転写ベルト19面に形成された4色重ねのトナー像を用紙に一括転写する時に、タイミングを取って接離機構で押圧される。給紙バンク内の用紙カセット30、31、32、33には、各種サイズの用紙が収納されており、図示しない操作パネルで指定されたサイズの用紙カセットから、給紙コロによってレジストローラ26の方向に給紙・搬送される。
【0067】
画像形成が行われる時期に、用紙は、いずれかの用紙カセット30、31、32、33から給送され、レジストローラ26のニップ部で待機している。そして、転写バイアスローラに中間転写ベルト19上のトナー画像がさしかかるときに、ちょうど用紙の先端が、その画像先端に一致するようにレジストローラ26が駆動され、用紙とトナー画像のレジスト合わせが行われる。ここで、転写バイアスローラに所定のバイアス電圧を印加して用紙への一括転写が行われる。中間転写ベルト19から4色重ねのトナー像を一括転写された用紙は、搬送ベルトユニット27上を定着装置28方向へ搬送される。
【0068】
搬送ベルトユニット27は、2つのベルトローラ、搬送ベルト、2つの紙吸着用ファンなどで構成されており、2つのベルトローラのうちのいずれかが駆動ローラであり、この駆動ローラが駆動されると搬送ベルトが反時計方向に回転する。また、搬送ベルトのベルト面に多数の孔が設けられており、ベルト面が通気可能な構成となっている。
【0069】
搬送ベルト27c内に設けられた2つの紙吸着用ファン27dは、図示しない駆動手段により駆動されるものである。これらの紙吸着用ファン27dは、その上下に位置する2枚のベルト面を通気させるようにファンが駆動され、搬送される用紙を搬送ベルトの面にひきつけるように吸着させてベルト面からの浮きを防止し、搬送力を高めるものである。
【0070】
定着装置28は、定着ローラ28a、加圧ローラ28b、及びケース28cなどにより構成されている。定着ローラ28aと加圧ローラ28bは、それぞれの中空内部にハロゲンヒータなどで構成された熱発生手段が内装されており、図示しないサーミスタを介した温度制御により所定の高温に維持され、トナーを溶融可能としている。
【0071】
搬送ベルトユニット27により定着装置28へ搬送された用紙は、所定の高温に維持された定着ローラ28aと加圧ローラ28bとのニップ部でトナー像を溶融定着された後、排出ローラにより装置本体外に排出され、コピートレイ29上に表向きにスタックされ最終的なフルカラーコピーを得ることができる。
【0072】
なお、ベルト転写後の感光体9は、クリーニング前除電器、ブラシローラそしてゴムブレードなどで構成された感光体クリーニングユニット10で表面をクリーニングされ、除電ランプ11で均一に除電される。また、中間転写ベルト19は、用紙へのトナー画像を転写した後、クリーニングユニット22を再び接離機構で押圧され表面をクリーニングされる。
【0073】
定着装置28の近傍にサーモスタットスイッチ40が配置されており、また、感光体9の近傍で電位センサ13の近くにはサーモスタットスイッチ41が設置されている。これらサーモスタットスイッチ40,41は周囲の温度変化により作動するスイッチである。
【0074】
上述した画像形成動作の説明は、4色フルカラーを得るコピーモードの説明であったが、3色、又は2色モードの場合は、指定された色と回数の分について、上記と同様の動作を行う事になる。また、単色コピーモードの場合は、所定枚数が終了するまでの間、その色の現像器のみを現像作動状態にして、中間ベルト19は、感光体9面に接触したまま往動方向に一定速度で駆動し、さらに、クリーニングユニット22も中間転写ベルト19に押圧した状態のまま連続してコピー動作を行う。
【0075】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、増幅回路の増幅範囲でデジタル信号を目標とする値に設定できない場合には、A/D変換回路の特定の系統同士同じ割合でリファレンス電圧を変更するので、A/D変換回路の性能を充分に引き出して使用することができ、地肌除去モードに於いてもデジタル信号のダイナミックレンジは大きく確保できるので、シェーディング補正演算結果の丸め込み量も小さくでき、これにより実効的な階調数が確保でき、ガサツキ感の無い綺麗な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態における画像読取装置の概略構成を示す図である。
【図2】CCDの構成を示すもので、(a)はセンサ列を示す図、(b)はCCDの出力関係を説明するための図である。
【図3】読取基板と画像処理部の主要構成を示すブロック図である。
【図4】図3のゲインアンプの特性の一例を示すグラフである。
【図5】図3のオフセット設定部の特性の一例を示すグラフである。
【図6】図3のD/Aコンバータの出力分圧の一例を示す回路図である。
【図7】アナログ画像信号の上限基準値と加減基準値の出力系統を示す回路図である。
【図8】主走査方向のタイミングチャートである。
【図9】副走査方向のタイミングチャートである。
【図10】CCDにおける副走査方向を説明するための図である。
【図11】WTGTGとAEの組合せによりA/Dコンバータに何を出力するか選択するための組合せの一例を示す表である。
【図12】WTGT*によりA/Dコンバータに何を出力するか選択するための組合せの一例を示す表である。
【図13】本実施形態における処理過程を示すフローチャートである。
【図14】図13のAに続くステップを示すフローチャートである。
【図15】図14のBに続くステップを示すフローチャートである。
【図16】図1の画像読取装置を備えた画像形成装置の一例の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
1 画像読取装置
4 光源
8 書込光学ユニット
8a レーザー発光手段
9 感光体
12 帯電器
14 Bk現像器
15 C現像器
16 M現像器
17 Y現像器
19 中間転写ベルト
28 定着装置
41 基準白板
42 CCD
43 画像処理部
53 ゲインアンプ
54 オフセット設定部
55 P/H回路
56 A/Dコンバータ
57 D/Aコンバータ
58 セレクタ
61 CPU
62 不揮発性メモリ
63 オフセットレベル検出回路
68 画像処理回路
100 プリンタ部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image reading control method for reading image information of an original by an optical reading element, an image reading apparatus that implements the method, and an image forming apparatus using the image reading apparatus.
[0002]
[Prior art]
In image forming apparatuses such as a printer, a scanner, a copying machine, and a facsimile, an image reading apparatus that optically reads a document image is used. In such an image reading apparatus, an analog image signal from a line sensor that has read an image is input to an A / D conversion circuit to obtain a digital signal. At this time, in order to sufficiently use the performance of the A / D conversion circuit, the analog image signal is input to the A / D conversion circuit with a large dynamic range within a range not exceeding the reference voltage of the A / D conversion circuit. Is desirable. For this reason, the analog image signal when the reference white plate is read by using an amplifier that can vary the amplification amount of the analog image signal is conventionally about 80% of the reference voltage of the A / D converter circuit (in accordance with the margin concept, the percentage is The input was amplified so that it would be different). However, the amplification amount variable width of the amplifier is finite, such as 2 to 10 times. The amount of amplification is determined by the magnitude of the analog image signal input to the A / D conversion circuit, but the magnitude of the analog image signal varies from machine to machine due to various factors. Factors include variations in the amount of light source, line sensor sensitivity, reference white plate density, mechanical dimensions, and the like.
[0003]
In the conventional method, an amplifier having a wide variable range is required so as to cover the minimum to maximum range of the analog image signal even if these variation factors are taken into consideration. The design of such an amplifier is technically difficult and costly. Recently, an IC in which processing up to inputting the line sensor output to the A / D conversion circuit is contained in one package is used. Since the variable range of the amplifier contained therein is determined in advance, it is necessary to add an amplifier serially outside in order to further widen the variable range.
[0004]
In Patent Document 1, a reading unit that reads reflected light from a document, a storage unit that stores temporal deterioration data of the light source, a timing unit that measures the cumulative lighting time of the light source, and a light source from the storage unit Compensation means is provided to compensate for the decrease in output of the reading means based on the deterioration data with time and the cumulative lighting time from the time measuring means for measuring the cumulative lighting time of the light source. It has been proposed that the white peak reference voltage of the A / D conversion means for converting to A is changed so as to suppress the influence of deterioration of the light source by the A / D conversion means.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2000-232579 A
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-mentioned Patent Document 1, with respect to a light quantity decrease that is one of the variation factors, a light quantity reduction rate is predicted and the reference voltage of the A / D conversion circuit is changed. The reference voltage is changed based on this, and considering the variation in light source deterioration (there is a light quantity that is larger or smaller than the representative value after the same time elapses), there is a problem that is not necessarily an optimal correction. .
[0007]
The present invention has been made in view of the situation of the prior art as described above, and its purpose is to have an amplifier and an A / D conversion circuit having a variable range of an appropriate amount of amplification, and sufficiently draw out their performance. The purpose is to enable extraction of a highly accurate digital signal.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the object, the first means includes an illuminating means for irradiating the subject with light, a line sensor for outputting analog image signals corresponding to the reflected light or transmitted light of the subject divided into a plurality of systems, An amplification circuit that amplifies the analog image signal output from the line sensor by the designated amplification amount, an A / D conversion circuit that converts the output signal of the amplification circuit into a digital signal, and a reference voltage of the A / D conversion circuit In the image reading control method of the image reading apparatus having the means for changing the reference signal, the reference member for obtaining the subject and the correction data when the digital signal does not fall within the arbitrary range within the arbitrary amplification range of the amplification circuit The reference voltage of the A / D conversion circuit used when reading the signal is changed at the same rate for each of the specific systems. That is, for example, if the value of one system of green cannot be adjusted to an arbitrary value with a line sensor with a total of 6 outputs of 2 systems each of red, green, and black, the other system of green When the reference voltage of the A / D conversion circuit is changed at the same ratio together and the digital signal cannot be set to the target value within the amplification range of the amplification circuit, the specific systems of the A / D conversion circuit Since the reference voltage is changed at the same rate, the performance of the A / D converter circuit can be fully used and the digital signal dynamic range can be secured even in the background removal mode. The amount of rounding can be reduced. In addition, an effective number of gradations can be ensured, and a beautiful image with no roughness can be obtained.
[0009]
The second means is characterized in that, in the first means, only the set value related to the changed reference voltage of the A / D converter circuit is rewritten with the existing set value, and thereafter the set value is used. As a result, when the digital signal cannot be set to a target value within the amplification range of the amplifier circuit, the reference voltage of the A / D conversion circuit that reads the density reference member and the document image is changed at the same ratio, for example, a nonvolatile memory It can be saved in the time, and the time can be shortened when setting next time.
[0010]
A third means is characterized in that, in the second means, the existing set value is stored in a nonvolatile memory.
[0011]
A fourth means is characterized in that, in the first to third means, the system is constituted by providing a plurality of three systems of red, black and green.
[0012]
The fifth means includes an illuminating means for irradiating the subject with light, a line sensor for outputting an analog image signal corresponding to the reflected light or transmitted light of the subject in a plurality of systems, and an analog image signal from the line sensor. An amplification circuit that amplifies the output by the designated amplification amount, an A / D conversion circuit that converts an output signal of the amplification circuit into a digital signal, and means for changing a reference voltage of the A / D conversion circuit In the image reading apparatus, when the digital signal does not fall within an arbitrary range within an arbitrary amplification range of the amplification circuit, the A / D conversion used when reading the subject and a reference member for obtaining correction data It is characterized by having the change means which changes the reference voltage of a circuit at the same ratio between said specific systems. Thereby, an effect equivalent to that of the first means can be obtained.
[0013]
A sixth means is characterized in that the changing means of the fifth means rewrites only the set value related to the changed reference voltage of the A / D converter circuit with an existing set value, and thereafter uses the set value. An effect equivalent to that of the second means can be obtained.
[0014]
A seventh means is the sixth means, further comprising a non-volatile memory for storing the existing set value.
[0015]
The eighth means optically reads the image information of the subject as a document by the image reading device, forms a latent image on the image carrier by the optical scanning device, and develops the formed latent image. An image forming apparatus for forming an image, wherein the image reading apparatus uses image reading apparatuses of fifth to seventh means. As a result, the performance of the A / D conversion circuit can be fully utilized and used, and a large dynamic range of the digital signal can be secured even in the background removal mode, so that the rounding amount of the shading correction calculation result can be reduced. In addition, an effective number of gradations can be ensured, and a beautiful image without a feeling of roughness can be obtained.
[0016]
According to a ninth means, the image forming apparatus of the eighth means is such that the image carrier is composed of a photoconductive photosensitive member, and the photosensitive member is uniformly charged and then statically written by the optical scanning device. An electrostatic latent image is formed, the formed electrostatic latent image is developed to obtain a toner image, and the toner image is fixed on a recording medium to form an image.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0018]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an image reading apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a CCD, (a) is a diagram showing a sensor array, and (b) is a CCD output relationship. 3 is a block diagram showing the main configuration of the reading substrate and the image processing unit, FIG. 4 is a graph showing an example of the characteristics of the gain amplifier of FIG. 3, and FIG. 5 is a diagram of the offset setting unit of FIG. FIG. 6 is a circuit diagram showing an example of output voltage division of the D / A converter of FIG. 3, FIG. 7 is a circuit diagram showing an output system of an upper limit reference value and an adjustment reference value of an analog image signal, 8 is a timing chart in the main scanning direction, FIG. 9 is a timing chart in the sub scanning direction, and FIG. 10 is a diagram for explaining the sub scanning direction in the CCD.
[0019]
In the image reading apparatus 1, a contact glass 2 and a reference white plate 41 are disposed on the top thereof. The contact glass 2 is for setting an original on the original when reading the original. Although not shown in FIG. 1, the document is suppressed from floating from the contact glass 2 by a document pressing plate called a pressure plate from above. Of course, a known document feeder (ADF) may be provided. The reference white plate 41 is a substantially white member having a uniform density provided in the main scanning direction for obtaining correction data at the time of shading correction.
[0020]
Inside the image reading apparatus 1, a light source 4 that irradiates the reading surface at a certain angle with respect to the surface of the reference white plate 41 or the contact glass 2, and three first sheets that reflect the light reflected by the reference white plate 41 or the document. Second and third mirrors 5a, 5b, 5c, a lens 6 that forms an image of the reflected light from the third mirror 5c, and a line sensor that converts the reflected light into an analog image signal by the lens 6 (this embodiment) In the embodiment, a three-line CCD is used as a line sensor (hereinafter referred to as a CCD) 42, a reading board 7 provided with various circuits to be described later for converting an image signal from the CCD 42 into a digital signal, and a reading board 7 and an image processing unit 43 having various circuits to be described later for processing image data from 7. The light source 4 and the first, second, and third mirrors 5a, 5b, and 5c form first and second traveling bodies (not shown in FIG. 1), respectively, and the distance between the reading document surface and the CCD 42 is driven by the motor 44. It moves in the sub-scanning direction while keeping it constant. The CCD 42 outputs an analog image signal corresponding to the amount of incident light, converts it to a digital signal by the reading substrate 7, and then passes it to the image processing unit 11 as image data.
[0021]
As shown in FIG. 2A, the CCD 42 has three lines of sensor rows of R (red), G (green), and B (black) arranged in the sub-scanning direction, and 7300 sensors are arranged in the main scanning direction. A photo sensor is arranged. In addition, R, G, and B are systems for outputting even-numbered data and odd-numbered data (so-called E / O output system). In this embodiment, as shown in FIG. , Ge, Go, Be, and Bo have 6 outputs.
[0022]
The main components of the reading substrate and the image processing unit will be described with reference to FIG. In FIG. 3, the output from the CCD 42 is described as six systems, but any number of systems such as four or eight system output types may be used. The reading substrate 7 is provided with a buffer 51, a sampling circuit 52, a gain amplifier 53, an offset setting unit 54, a P / H circuit 55, an A / D converter 56, a D / A converter 57, and a selector 58. Each analog image signal output from the CCD 42 is driven by a buffer 51 and sampled and held by a sampling circuit 52 to remove high-frequency components such as reset noise.
[0023]
The gain amplifier 53 is a variable gain amplifier whose gain can be controlled by a voltage Vg ** applied to the control terminal, as shown in a characteristic example in FIG. Moreover, the offset setting part 54 has a function which provides an offset with the voltage: Vof ** applied to a control terminal so that the example of an offset setting characteristic may be shown in FIG. Vg ** and Vof ** are voltages determined by the CPU 61 described later by operating the D / A converter 57. For example, in the case of an 8-bit D / A converter, the CPU 61 sets any value from 0 to 255 to the D / A converter 57, and the D / A converter 57 outputs a corresponding voltage. In addition, ** of Vg ** and Vof ** is a subscript (Re, Ro, Ge, Go, Be, Bo) corresponding to the output of the CCD 42 in FIG. 2, and is set for each of the six systems. The Further, as shown in FIG. 3, the output voltage of the D / A converter 57: Vg **, Vof **, Vrefw *, and Vrefd * are directly used for the A / D converter via the gain amplifier 53, the offset setting unit 54, and the selector 58, respectively. However, as shown in FIG. 6, the output voltage of the D / A converter 57 may be finely controlled by dividing by a resistor or the like. However, in this case, since the variable range becomes narrow, it is necessary to consider the resistance constant.
[0024]
The P / H circuit 55 is a circuit for peak-holding the background level when using the background removal reading mode. The background removal mode is a reading method in which information such as characters is emphasized except for the background density of the original. In the present embodiment, only G data is handled in the background removal mode. Only the Ge system and Go system signals are connected to the P / H circuit 55, and a voltage obtained by multiplying the voltage corresponding to the reflectance of the background document by an arbitrary gain is peak-held.
[0025]
The A / D converter 56 converts the analog image signal into a digital image signal with a predetermined resolution (for example, 10 bits) based on the upper limit reference value: Vreft * and the lower limit reference value: Vrefb. The digital image signal from the A / D converter 56 is input to an offset level detection circuit 63 and an offset level subtraction circuit 64 of the image processing board 60 of the image processing unit 11 described later. Here, Vreft * and Vrefw * and Vrefd * described later are either R, G, or B, and will be described in detail later.
[0026]
The upper reference value of the A / D converter: Vreft * is the output of the selector 58. The selector 58 is configured to receive the Vrefw * and Vrefd * determined by the CPU 61 by operating the D / A converter 57 and the output of the P / H circuit 55: Vph.
[0027]
Here, the part paying attention to the reference voltage of the A / D converter will be described in detail with reference to FIG. Each output of the Ge, Go, Re, Ro, Be, and Bo systems of the CCD 42 is subjected to predetermined processing and input to the A / D converter 56. In FIG. 7, the A / D converter 56 is divided into six systems of Ge, Go, Re, Ro, Be, and Bo, and the selector 58 is also divided into three. The reference voltage lower limit reference value Vrefb is common to the A / D converters 56-1, 56-2,... 56-6, and uses the output of the D / A converter 57. Although the buffer is bitten to reduce the impedance, it is omitted here. Further, Vrefb may be a fixed voltage.
[0028]
The upper reference value of the reference voltage of the A / D converters 56-1 and 56-2 related to the Ge and Go systems is a connection that commonly uses the output of the selector 58-1 to which Vph, VrefwG, and VrefdG are input. The upper reference value of the reference voltage of the A / D converters 56-3 and 56-4 related to the Re and Ro systems is a connection that commonly uses the output of the selector 58-2 to which VrefwR and VrefdR are input. Similarly for the Be and Bo systems, the upper reference value of the reference voltage of the A / D converters 56-5 and 56-6 is a connection that commonly uses the output of the selector 58-3 to which VrefwB and VrefdB are input. The operation of the selector will be described later separately.
[0029]
An image processing board 43 of the image processing unit 11 includes a CPU 61, a nonvolatile memory 62, an offset level detection circuit 63, an offset level subtraction circuit 64, a white level detection circuit 65, a shading data storage circuit 66, and shading. A correction circuit 67 and an image processing circuit 68 are provided. The CPU 61 refers to the setting data stored in the nonvolatile memory 62 and sets data in the D / A converter 57. The D / A converter 57 outputs Vrefw * and Vrefd * according to the set data. Although not shown, the interface between the CPU 61 and the nonvolatile memory 62 is connected by a signal line related to address, data, and control, and data related to the value of Vrefw * or Vrefd * can be written and stored. It has a possible configuration.
[0030]
The offset level detection circuit 63 has a function of capturing and storing the output of the A / D converter 56 corresponding to the OPB pixel of the CCD 42 during the period when the xopb signal is asserted. FIG. 8 shows a timing chart in the main scanning direction. The stored offset level is an average value obtained by capturing a plurality of OPB pixels, and is stored for each output system of the CCD 42.
[0031]
The offset level subtraction circuit 64 is a circuit that subtracts the value stored in the offset level detection circuit 63 from the output value of the input A / D converter 56. The white level detection circuit 65 is a circuit that calculates and stores an average value of digital image signals input within a range in which the xlgate signal and the SMPL * signal are asserted, and timing examples are shown in FIGS. Show.
[0032]
The CPU 61 can obtain the latest offset level value and white level value by accessing the offset level detection circuit 63 and the white level detection circuit 65. Further, the shading data storage circuit 66 is a circuit that sequentially stores values read from the reference white plate 41 while performing processing such as averaging for each pixel, and the shading correction circuit 67 includes digital image data obtained by reading an image and This is a circuit that performs a correction operation on the reference whiteboard data stored in the shading data storage circuit 66. The CPU 61 can read the value of the specific pixel from the shading data storage circuit 66.
[0033]
The timing chart in the main scanning direction in FIG. 8 shows the relationship between the output of the CCD 42, the output of the sampling circuit 52, the output of the A / D converter 56, and xopb and xlgate in the main scanning direction. The CCD 42 has a sensor unit that is physically shielded called optical black (OPB), and then has a sensor unit that outputs a voltage proportional to the amount of incident light called an effective pixel. The data of the OPB portion and the effective pixel portion are repeatedly output every main scanning period. The output of the A / D converter 56 is output with a predetermined delay when digitized. xopb is an offset level data range instruction signal that is designed to be asserted for a predetermined period at the output timing of the A / D converter 56 corresponding to OPB. Usually, it is known from experience that the latter half of the OPB uses less noise, and this is also described in this embodiment. The last xlgate is a signal that is asserted in the area where the original in the effective pixel portion is read, and is used to specify a range when detecting the white level.
[0034]
The timing chart in the sub-scanning direction in FIG. 9 shows signals in the sub-scanning direction, SYNCB, WTGT *, AE, PHLD, and SMPL *. Here, * of WTGT * and SMPL * is any of R, G, and B. Because of the physical conditions of the CCD described in the lower part of FIG. 9, when reading a certain point on the reference white plate 41 or the original, it is read in the order of R, G, B shifted by the number of X lines. This is because the timing signal also needs to be shifted corresponding to R, G, and B. SYNCB is a timing signal for starting main scanning. WTGT * is a signal asserted at the timing when the CCD reads the reference white plate 41, and is used as a switching signal for the selector 58 in FIGS.
[0035]
AE is an enable signal for the P / H circuit 55, and is asserted only at the timing of reading the reference white plate 41 or reading the original as described by the solid line in the background removal reading mode. Further, when not in the background removal reading mode, it is negated even at the timing of reading the reference white plate 41 or reading the document as indicated by the dotted line. While this signal is negated, the P / H voltage is reset.
[0036]
PHLD is a signal for background processing of a specific portion of the document during the period when AE is asserted in the background removal reading mode, and is H: sampling and L: hold. Also in PHLD, the dotted line portion indicates the background removal reading mode, and the solid line portion indicates the background removal reading mode. SMPL * is asserted for all or part of the timing of reading the reference white plate 41 (WTGT *), and instructs the shading data storage circuit 66 to take in the data of the reference white plate 41. A is the number of lines corresponding to the time required to charge the peak hold circuit, B is X * N / 100 + A (line), and C is (X + Y) * N / 100 + A (line). Here, as shown in FIG. 11, X is the number of lines corresponding to rejection between R / G elements at the same magnification reading, and Y is a line corresponding to rejection between R / B elements at the same magnification reading. The number N is an equal magnification (for example, an arbitrary value between 25 and 400 [%]).
[0037]
As shown in FIGS. 3 and 7, the output (Vph) of the P / H circuit 55, VrefwG, and VrefdG are input to the selector 58 for the Ge and Go systems (58-1 in FIG. 7). , What is output to the A / D converter 56 is selected by a combination of WTGTG and AE. An example of the combination is shown in FIG.
[0038]
As described above, in the case of the background removal mode reading of the Ge and Go systems, the reference white plate 41 and the original are read by the upper reference voltage of the A / D converter 56: Vreft = Vph. When reading is not performed in the background removal mode, VrefG is selected when the reference white plate 41 is read, and VrefdG is selected when reading the document.
[0039]
On the other hand, the selector 58 for the Re, Ro system and the Be, Bo system (58-2, 58-3 in FIG. 7) does not receive the P / H output (Vph), but only Vrefw * and Vrefd *. What is to be output to the A / D converter 56 is selected by WTGT *. An example of the combination is shown in FIG.
[0040]
As described above, the Ge and Go systems, the Re and Ro systems, and the Be and Bo systems change in pairs when the upper reference voltage is changed.
[0041]
If (the upper reference voltage when reading the reference white plate 41−the lower reference voltage) and (the upper reference voltage when reading the original−the lower reference voltage) are not managed at a predetermined ratio, the balance of RGB after shading correction is achieved. When the upper reference voltage of one (for example, for reading the reference white plate 41) is changed, the upper reference voltage of the other (original reading side) is also changed. This is performed by data set in the D / A converter 57 by the CPU 61. In this case, the CPU 61 writes the changed upper reference data (for reading the reference white board 41 and for reading the document) into the nonvolatile memory 62 in order to set the next data in the D / A converter 57.
[0042]
As described above, even when the reference voltage is changed, specific systems (Ge and Go systems, Re and Ro systems, or Be and Bo systems) can be changed at the same rate.
[0043]
In order to obtain the digital image signal with high accuracy by fully exhibiting the accuracy of the A / D converter 56, the analog image signal uses a large difference between the upper limit reference value and the lower limit reference value of the A / D converter 56. Is advantageous. However, the size of the analog image signal before being converted into the digital image signal varies from machine to machine due to factors such as the light amount of the light source 4, the sensitivity of the CCD 42, the density of the reference white plate 41, and the mechanical dimensions. Therefore, even if the gain can be adjusted at the limit of the variable range at that time, the gain cannot be adjusted within the variable range if there is a change in the amount of light with time.
[0044]
Further, since the digital image data read from the document 3 is subjected to shading correction using the data of the reference white plate 41 stored in the shading data storage circuit 66, the size of the corrected digital image data is that of the reference white plate 41. It depends on the data. For this reason, if the ratio between the data of the reference white plate 41 and the digital image data obtained by reading the document 3 having the specified density is not standardized to a constant value, the corrected digital image data is obtained even when the document 3 having the same density is read. It is not preferable because it will vary between machines. This is called gray balance adjustment, and the reference voltage of the A / D converter 56 is adjusted when the reference white plate 41 is read and when the document 3 is read. Since this adjustment is performed using a document having a specified density, it is generally performed at the time of shipment from the factory, and the adjustment result is stored in the nonvolatile memory 62.
[0045]
Next, control for controlling the gain of the gain amplifier 53 and the reference voltage of the A / D converter 56 to set the output value of the A / D converter 56 to an appropriate level and maintaining the gray balance will be described. . Such control is control that can be used in the following cases.
[0046]
(1) Correction when the A / D converter output level deviates greatly from the standard value due to the light quantity, CCD sensitivity, and other factors before gray balance adjustment at the time of shipment from the factory.
[0047]
(2) Correction of A / D converter output drop due to light quantity drop over time.
[0048]
Hereinafter, control in the present embodiment will be described with reference to FIGS. 13 to 15. FIG. 13 is a flowchart showing the process in this embodiment, FIG. 13 is a flowchart showing the steps following A in FIG. 13, and FIG. 15 is a flowchart showing the steps following B in FIG. Here, the processing of each R, G, B E / O2 system when there are 6 CCD output systems of Re, Ro, Ge, Go, Be, Bo is described, and is performed for each color. . Further, at the start of FIG. 13, the output of the D / A converter 56: Vof ** is already set so that the offset level becomes a predetermined level with respect to the lower reference voltage: Vrefb of the A / D converter 56. It shall be. The predetermined level mentioned here is a value with a margin that does not become Vrefb or less (A / D converter output is 0 or less) even when noise and temperature fluctuations are taken into consideration.
[0049]
The CPU 61 sets values of gain: Vg ** and reference voltage for reading the reference white plate 41: Vrefw * (step 1001). Here, the reference voltage for reading: Vrefw * of the reference white plate 41 reflects the value set by the CPU 61 in the D / A converter 57 with reference to the contents of the nonvolatile memory 62. Next, WTGT * is asserted, AE is negated, Vrefw * is selected as the upper reference voltage of the A / D converter 57, and a carriage such as a light source is moved to the reference white plate 41 (step 1002). Then, the reference white plate 41 is read, and the CPU 61 reads the peak values Dwp * e and Dwp * o in the main scanning line from the white level detection circuit 65 (step 1003).
[0050]
Next, the CPU 61 determines whether the peak data: Dwp * e and Dwp * o are both within the standard value: Dp ± B (step 1004). Dp is an adjustment target value, which is a value with a slight margin so that the peak value of the analog image signal input to the A / D converter 56 does not exceed the upper reference voltage. This is because the performance of the A / D converter 56 is sufficiently extracted to extract a highly accurate digital signal. B is an adjustment tolerance. When the peak data: Dwp * e and Dwp * o are both within the standard value: Dp ± B, the processing ends because the target level is reached.
[0051]
On the other hand, when the peak data: Dwp * e and Dwp * o are not within the standard value: Dp ± B, D for outputting the voltage: Vg ** for determining the gain so as to be within the target tolerance. / Set value of A converter 57: Svg ** is calculated (step 1005). It is determined whether or not the calculated Svg is within the settable range (SvgL to SvgH) of the D / A converter 57 (step 1006). For example, in the case of an 8-bit D / A converter 57, the settable range is 0 to 255. If the value is within the settable range, the set value Svg ** is actually set in the D / A converter 57 (step 1007), and the peak data: Dwp ** is read again. If Svg ** is outside the range that can be set in the D / A converter 57, a value close to the calculated value within the settable range: SvgL or SvgH is set (step 1008), and the peak data: Dwp ** is read again (step 1008). Step 1009).
[0052]
It is determined whether or not the peak data: Dwp * e and Dwp * o are within the standard value: Dp ± C (step 1010). If not in Dp ± C, the CPU 61 calculates the upper reference voltage of the A / D converter 56 when reading the reference white plate 41 (step 1011). C is a tolerance and indicates a range in which peak data: Dwp * e and Dwp * o can be included in the target value: Dp ± B if the gain is changed.
[0053]
The relationship between the setting value of the D / A converter 57 and the reference voltage is represented by Vrefw * = f (D / AC setting value), and the inverse function of f (D / AC setting value) is D / AC setting value = g ( Vrefw *), the Vrefd D / A converter setting value to be changed: Srefw *
Figure 0003961964
Indicated by here,
Dp is the peak data expected after changing the D / A converter set value for Vrefw **
Stp is the D / A converter setting value when the peak value Dwp ** is obtained
Stb is the D / A converter setting value of Vrefb
It is.
[0054]
Next, it is determined whether Srefw * of the calculation result is within a settable range (SrefwL to SrefwH) of the D / A converter 57 (step 1012). For example, in the case of an 8-bit D / A converter 57, the settable range is 0 to 255. If the value is within the settable range, it is actually set (step 1013), the process returns to step 1010 again, and peak data: Dwp * e and Dwp * o are read. If the calculation result Srefw is outside the settable range of the D / A converter, it is an error, but a value close to the calculated value is set within the settable range (step 1014), and the process ends.
[0055]
On the other hand, if the peak data: Dwp * e and Dwp * o are within the standard value: Dp ± C in step 1010, the same processing as step 1003 to step 1007 is performed. That is, the voltage that determines the gain: Vg ** is changed and the peak data: Dwp * e and Dwp * o are read (step 1015), and it is determined whether or not these peak data are within the standard value: Dp ± B. (Step 1016). When the peak data: Dwp * e and Dwp * o are not within the standard value: Dp ± B, D for outputting the voltage: Vg ** for determining the gain so as to fall within the target tolerance. / A converter 57 set value: Svg ** is calculated (step 1017), and it is determined whether or not the calculated Svg is within the settable range (SvgL to SvgH) of the D / A converter 57 (step 1018). If the value is within the settable range, the set value Svg ** is actually set in the D / A converter 57 (step 1019), and the peak data: Dwp ** is read again.
[0056]
When the peak data: Dwp * e and Dwp * o fall within the standard value: Dp ± B, Vrefd * is also changed by the rate at which Vrefw * is changed with reference to Vrefb (step 1020). When the reference voltage for reading of the reference white plate 41 before and after the change is Vrefw * ′ and Vrefw *, the reference voltage for reading the document before and after the change is Vrefd * ′ and Vrefd *, and the lower reference voltage is Vrefb, respectively.
Figure 0003961964
Vrefd is changed so that That is, the set value of the D / A converter 57 is set to output Srefd * that satisfies the above equation. Further, Srefw * and Srefd * are stored in the nonvolatile memory 62.
[0057]
In step 1016, if the peak data: Dwp * e and Dwp * o do not fall within the standard value: Dp ± B, it is an error, but a value close to the calculated value is set within the settable range (step 1021). ,finish.
[0058]
FIG. 16 illustrates an example of an image forming apparatus provided with the image reading apparatus described above. FIG. 16 is a diagram illustrating a schematic configuration of an example of an image forming apparatus including the image reading apparatus of FIG. In this example, a case where the present invention is applied to a color copying machine is taken as an example.
[0059]
Based on the color separation image signal intensity levels of R, G, and B obtained by the image reading device 1, color conversion processing is performed by an image processing unit (not shown), and black (hereinafter referred to as Bk), cyan (hereinafter referred to as “k”). Each color image data of C), magenta (hereinafter referred to as M), and yellow (hereinafter referred to as Y) is obtained. These color image data are visualized by Bk, C, M, and Y by a printer unit 100 described below to obtain a final color copy.
[0060]
In the printer unit 100, the writing optical unit 8 converts the color image data from the scanner 1 into an optical signal, performs optical writing corresponding to the original image, and forms an electrostatic latent image on the drum-shaped photoconductor 9. To do. The writing optical unit 8 includes a laser light emission means 8a, a light emission drive control unit (not shown), a polygon mirror 8b, a rotation motor 8c of the polygon mirror 8b, an fθ lens 8d, a reflection mirror 8e, and the like.
[0061]
The photoconductor 9 rotates counterclockwise as indicated by an arrow. Around the photoconductor 9, a photoconductor cleaning unit 10, a charge removal lamp 11, a charger 12, a potential sensor 13, a Bk developer 14, a C developer 15, An M developing device 16, a Y developing device 17, a developing density pattern detector 18, an intermediate transfer belt 19, and the like are arranged.
[0062]
Each of the developing devices 14 to 17 includes a developing sleeve that rotates so that the developer faces the photoconductor 9 in order to develop the electrostatic latent image, a developing paddle that rotates to pump up and stir the developer, and It is composed of a toner density detection sensor for the developer. Here, assuming that the order of developing operations (color image forming order) is Bk, C, M, and Y, the operation will be described below. (However, the image forming apparatus is not limited to this.)
When the copying operation is started, reading of the BK image data is started at a predetermined timing by the scanner 1, and optical writing / latent image posting by the laser beam of the writing optical unit 8 is started based on this image data (hereinafter, referred to as “below”). An electrostatic latent image based on Bk image data is referred to as a Bk latent image, and C, M, and Y are similarly referred to as a C latent image, an M latent image, and a Y latent image). Each of the developing units 14 to 17 is in a development inoperative state in the standby state, but when the Bk latent image is formed, the development is performed from the leading end of the Bk latent image. Before the leading edge of the Bk latent image arrives, the Bk developing sleeve starts to rotate and develops the Bk latent image with Bk toner. Thereafter, the developing operation of the Bk latent image area is continued, but when the rear end portion of the Bk latent image has passed the Bk developing position, the Bk developing sleeve is quickly deactivated. This is completed at least before the leading edge of the C latent image by the next C image data arrives.
[0063]
Next, the Bk toner image formed on the photoconductor 9 is transferred to the surface of the intermediate transfer belt 19 rotated at the same peripheral speed as the photoconductor 9 (hereinafter, the toner image from the photoconductor 9 to the intermediate transfer belt 19). Transfer is called belt transfer). The belt transfer is performed by applying a predetermined bias voltage to the belt transfer bias roller 20 in a state where the photoconductor 9 and the intermediate transfer belt 19 are in contact with each other. The intermediate transfer belt 19 sequentially aligns the Bk, C, M, and Y toner images formed on the photoconductor 9 on the same surface to form a four-color superimposed belt transfer image, and then onto the paper. Perform batch transfer.
[0064]
Here, on the photoconductor 9 side, the process proceeds to the C process after the Bk process. Reading of the C image data by the scanner 1 starts from a predetermined timing, and the writing optical unit 8 is based on the C image data. Starts optical writing with laser beam and formation of C latent image. The C developing unit 15 starts the rotation of the C developing sleeve after the rear end of the Bk latent image has passed with respect to the developing position and before the C latent image arrives. Develop with. Thereafter, the developing operation of the C latent image area is continued, but when the rear end portion of the C latent image passes, the C developing sleeve is made inoperative as in the case of the Bk developing device. This is also completed before the leading edge of the next M latent image arrives. The operations of M and Y are the same as the steps of BK and C, respectively, because the operations of reading image data, forming a latent image, and developing are the same as those of steps BK and C.
[0065]
The intermediate transfer belt unit has a configuration in which a plurality of roller groups are wound around an intermediate transfer belt 19. The intermediate transfer belt 19 is stretched around a belt transfer bias roller 20, a drive roller 21, and a driven roller, and is driven and controlled by a drive motor (not shown). The belt cleaning unit 22 includes a brush roller, a rubber blade, and a contact / separation mechanism from the intermediate transfer belt 19. After the first color Bk image is transferred onto the belt, the second, third, and fourth colors are transferred onto the belt. During this time, the belt cleaning unit 22 is separated from the belt surface by the contact / separation mechanism.
[0066]
The paper transfer unit 23 includes a paper transfer bias roller, a roller cleaning blade, and a contact / separation mechanism from the intermediate transfer belt 19. Normally, the paper transfer bias roller is separated from the surface of the intermediate transfer belt 19, but when the four-color superimposed toner images formed on the surface of the intermediate transfer belt 19 are collectively transferred onto the paper, the contact / separation mechanism is timed. Is pressed. Various sizes of paper are stored in the paper cassettes 30, 31, 32, and 33 in the paper supply bank. From the paper cassette of the size specified on the operation panel (not shown), the direction of the registration roller 26 by the paper supply roller. Is fed and transported.
[0067]
At the time when image formation is performed, the paper is fed from one of the paper cassettes 30, 31, 32, 33 and is waiting at the nip portion of the registration roller 26. When the toner image on the intermediate transfer belt 19 approaches the transfer bias roller, the registration roller 26 is driven so that the leading edge of the sheet coincides with the leading edge of the image, and the registration of the sheet and the toner image is performed. . Here, a predetermined bias voltage is applied to the transfer bias roller to perform batch transfer onto the sheet. The sheet onto which the four-color superimposed toner images have been collectively transferred from the intermediate transfer belt 19 is conveyed on the conveyance belt unit 27 toward the fixing device 28.
[0068]
The conveyor belt unit 27 includes two belt rollers, a conveyor belt, and two paper suction fans. One of the two belt rollers is a driving roller, and when the driving roller is driven. The conveyor belt rotates counterclockwise. In addition, a number of holes are provided in the belt surface of the conveyor belt so that the belt surface can be ventilated.
[0069]
The two paper suction fans 27d provided in the transport belt 27c are driven by a driving means (not shown). These paper suction fans 27d are driven so as to ventilate the two belt surfaces located above and below them, and suck the paper to be transported so as to attract the surface of the transport belt and lift it from the belt surface. Is to increase the conveying force.
[0070]
The fixing device 28 includes a fixing roller 28a, a pressure roller 28b, a case 28c, and the like. The fixing roller 28a and the pressure roller 28b have heat generation means composed of a halogen heater or the like inside each hollow, and are maintained at a predetermined high temperature by temperature control via a thermistor (not shown) to melt the toner. It is possible.
[0071]
The sheet conveyed to the fixing device 28 by the conveying belt unit 27 is melted and fixed on the toner image at the nip portion between the fixing roller 28a and the pressure roller 28b maintained at a predetermined high temperature. And is stacked on the copy tray 29 so that a final full-color copy can be obtained.
[0072]
The surface of the photoconductor 9 after the belt transfer is cleaned by a photoconductor cleaning unit 10 composed of a pre-cleaning static eliminator, a brush roller, a rubber blade, and the like, and is uniformly discharged by a static elimination lamp 11. Further, after transferring the toner image onto the paper, the intermediate transfer belt 19 is pressed again by the contact / separation mechanism with the cleaning unit 22 to clean the surface.
[0073]
A thermostat switch 40 is disposed in the vicinity of the fixing device 28, and a thermostat switch 41 is disposed in the vicinity of the photoreceptor 9 and in the vicinity of the potential sensor 13. These thermostat switches 40 and 41 are switches that are activated by changes in ambient temperature.
[0074]
The description of the image forming operation described above is the description of the copy mode for obtaining four full colors. In the case of the three-color or two-color mode, the same operation as described above is performed for the designated color and the number of times. Will do. Further, in the case of the single color copy mode, only the developing device for that color is in the developing operation state until the predetermined number of sheets is completed, and the intermediate belt 19 is kept in contact with the surface of the photosensitive member 9 at a constant speed in the forward movement direction. In addition, the cleaning unit 22 continuously performs the copying operation while being pressed against the intermediate transfer belt 19.
[0075]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when the digital signal cannot be set to the target value within the amplification range of the amplifier circuit, the reference voltage is changed at the same ratio between specific systems of the A / D converter circuit. , A / D converter circuit performance can be fully exploited, and the digital signal dynamic range can be secured even in the background removal mode, so that the rounding amount of the shading correction calculation result can be reduced. An effective number of gradations can be ensured, and a beautiful image with no roughness can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an image reading apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 2A and 2B show a configuration of a CCD, in which FIG. 2A is a diagram showing a sensor array, and FIG. 2B is a diagram for explaining an output relationship of the CCD.
FIG. 3 is a block diagram illustrating main components of a reading substrate and an image processing unit.
4 is a graph showing an example of characteristics of the gain amplifier of FIG.
5 is a graph showing an example of characteristics of the offset setting unit in FIG. 3;
6 is a circuit diagram showing an example of output voltage division of the D / A converter of FIG. 3;
FIG. 7 is a circuit diagram showing an output system of an upper limit reference value and an adjustment reference value of an analog image signal.
FIG. 8 is a timing chart in the main scanning direction.
FIG. 9 is a timing chart in the sub-scanning direction.
FIG. 10 is a diagram for explaining a sub-scanning direction in a CCD.
FIG. 11 is a table showing an example of combinations for selecting what is output to the A / D converter by a combination of WTGTG and AE.
FIG. 12 is a table showing an example of combinations for selecting what is output to the A / D converter by WTGT *.
FIG. 13 is a flowchart showing a processing process in the present embodiment.
FIG. 14 is a flowchart showing steps subsequent to A in FIG. 13;
FIG. 15 is a flowchart showing steps subsequent to B in FIG. 14;
16 is a diagram illustrating a schematic configuration of an example of an image forming apparatus including the image reading apparatus of FIG.
[Explanation of symbols]
1 Image reader
4 Light source
8 Writing optical unit
8a Laser emission means
9 Photoconductor
12 Charger
14 Bk developer
15 C developer
16 M developer
17 Y developer
19 Intermediate transfer belt
28 Fixing device
41 standard white board
42 CCD
43 Image processing section
53 gain amplifier
54 Offset setting section
55 P / H circuit
56 A / D converter
57 D / A Converter
58 selector
61 CPU
62 Nonvolatile memory
63 Offset level detection circuit
68 Image processing circuit
100 Printer section

Claims (9)

前記被写体の反射光あるいは透過光に応じたアナログ画像信号を複数系統に分けて出力するラインセンサと、前記ラインセンサからのアナログ画像信号出力を指示された増幅量にて増幅する増幅回路と、前記増幅回路からの出力信号をデジタル信号に変換するA/D変換回路と、前記A/D変換回路の基準電圧を変更する手段とを有する画像読取装置の画像読取制御方法において、
前記増幅回路の任意の増幅範囲でデジタル信号が任意の範囲に入らない場合には、前記被写体および補正データを得るための基準部材を読み取る際に使用する前記A/D変換回路のリファレンス電圧を、各々特定の前記系統同士、同じ割合で変更することを特徴とする画像読取制御方法。
A line sensor that outputs an analog image signal corresponding to the reflected light or transmitted light of the subject divided into a plurality of systems, an amplification circuit that amplifies the analog image signal output from the line sensor by an instructed amplification amount, and In an image reading control method for an image reading apparatus, comprising: an A / D conversion circuit that converts an output signal from an amplifier circuit into a digital signal; and a means for changing a reference voltage of the A / D conversion circuit.
When a digital signal does not fall within an arbitrary range within an arbitrary amplification range of the amplifier circuit, a reference voltage of the A / D conversion circuit used when reading a reference member for obtaining the subject and correction data is set as follows: An image reading control method, wherein each of the specific systems is changed at the same rate.
変更した前記A/D変換回路のリファレンス電圧に関わる設定値のみ既存の設定値と書き換え、以降その設定値を使用することを特徴とする請求項1記載の画像読取制御方法。2. The image reading control method according to claim 1, wherein only the set value relating to the changed reference voltage of the A / D conversion circuit is rewritten with an existing set value, and thereafter the set value is used. 前記既存の設定値は不揮発性メモリに記憶させておくことを特徴とする請求項2記載の画像読取制御方法。3. The image reading control method according to claim 2, wherein the existing set value is stored in a nonvolatile memory. 前記系統はレッド、ブラック、グリーンの3系統を複数系統設けることにより構成されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の画像読取制御方法。The image reading control method according to claim 1, wherein the system is configured by providing a plurality of systems of three systems of red, black, and green. 被写体に光を照射する照明手段と、前記被写体の反射光あるいは透過光に応じたアナログ画像信号を複数系統に分けて出力するラインセンサと、該ラインセンサからのアナログ画像信号出力を指示された増幅量にて増幅する増幅回路と、該増幅回路の出力信号をデジタル信号に変換するA/D変換回路と、該A/D変換回路の基準電圧を変更する手段とを有する画像読取装置において、
前記増幅回路の任意の増幅範囲において前記デジタル信号が任意の範囲に入らない場合には、前記被写体および補正データを得るための基準部材を読み取る際に使用する前記A/D変換回路のリファレンス電圧を、特定の前記系統同士、同じ割合で変更する変更手段を有することを特徴とする画像読取装置。
Illumination means for irradiating the subject with light, a line sensor for outputting analog image signals corresponding to the reflected light or transmitted light of the subject in a plurality of systems, and amplification instructed to output the analog image signal from the line sensor In an image reading apparatus comprising: an amplification circuit that amplifies by an amount; an A / D conversion circuit that converts an output signal of the amplification circuit into a digital signal; and means for changing a reference voltage of the A / D conversion circuit.
When the digital signal does not fall within an arbitrary range within an arbitrary amplification range of the amplifier circuit, a reference voltage of the A / D conversion circuit used when reading the reference member for obtaining the subject and correction data is set. An image reading apparatus comprising changing means for changing the specific systems at the same rate.
前記変更手段は、変更した前記A/D変換回路のリファレンス電圧に関わる設定値のみ既存の設定値と書き換え、以降その設定値を使用することを特徴とする請求項5記載の画像読取装置。6. The image reading apparatus according to claim 5, wherein the changing unit rewrites only the set value related to the changed reference voltage of the A / D conversion circuit with an existing set value, and thereafter uses the set value. 前記既存の設定値を記憶する不揮発性メモリを更に有することを特徴とする請求項6記載の画像読取装置。The image reading apparatus according to claim 6, further comprising a non-volatile memory for storing the existing setting value. 原稿である被写体の画像情報を画像読取装置により光学的に読み取り、その画像情報を像担持体に光走査装置によって潜像を形成し、形成された潜像を現像して画像を形成する画像形成装置であって、前記画像読取装置は請求項5ないし7のいずれか1項に記載の画像読取装置を用いることを特徴とする画像形成装置。Image formation in which image information of a subject that is a document is optically read by an image reading device, a latent image is formed on the image carrier by an optical scanning device, and the formed latent image is developed to form an image. An image forming apparatus using the image reading apparatus according to claim 5, wherein the image reading apparatus is an image forming apparatus. 前記画像形成装置は、前記像担持体が光導電性の感光体で構成され、該感光体を均一に帯電したのちに前記光走査装置による書込みで静電潜像を形成し、形成された静電潜像を現像してトナー画像を得、このトナー画像を記録媒体上に定着して画像を形成することを特徴とする請求項8記載の画像形成装置。In the image forming apparatus, the image carrier is composed of a photoconductive photoconductor, and after the photoconductor is uniformly charged, an electrostatic latent image is formed by writing with the optical scanning device. The image forming apparatus according to claim 8, wherein the electrostatic latent image is developed to obtain a toner image, and the toner image is fixed on a recording medium to form an image.
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