CN103024239A - 图像读取装置、图像形成装置及图像读取方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了图像读取装置、图像形成装置及图像读取方法。图像读取装置包括读取单元、控制单元以及变更单元。读取单元接收来自于被光源照射光的片材的反射光，读取单元将所接收到的光转换为图像信号，并且根据片材的读取时间来累积对应于图像信号的电荷。控制单元根据片材的读取模式来控制光源的关断，以使得由读取单元累积的电荷量不会达到饱和量。当控制单元将光源控制为关断时，变更单元根据光源的关断时间来变更放大单元的放大因子以将图像信号放大为预定电平。放大单元以预定的放大因子放大图像信号。

Description

图像读取装置、图像形成装置及图像读取方法
技术领域
本发明涉及一种图像读取装置、图像形成装置及图像读取方法。
背景技术
JP-A-2005-051566公开了一种图像读取装置，该图像读取装置包括：N个光源，每个光源对片材或基准板照射光并且能够调节光量；光学读取单元，其将来自片材或基准板的反射光转换为模拟信号；调节单元，其对模拟信号进行增益处理；A/D转换器，其将经增益处理的模拟信号转换为数字信号；以及控制单元，其为调节单元设定增益值。该控制单元单独接通N个光源以读取并且扫描基准板以便获得各个光源的N个增益值，其中对A/D转换器的输入信号处在A/D转换器的最大输入电平与最小输入电平之间，而最小输入电平大约为最大输入电平的1/N。控制单元还为调节单元设定选自于N个增益值的单个增益值，并且对除了具有所选增益值的光源之外的光源的光量进行调节以便读取片材的图像。
发明内容
本发明致力于提供即使当读取时间长时也能够在不使得累积电荷量达到饱和量的情况下获得均匀图像信号的图像读取装置、图像形成装置以及图像读取方法。
(1)根据本发明的一方面，一种图像读取装置包括读取单元、控制单元以及变更单元。所述读取单元接收来自于被光源照射光的片材的反射光，所述读取单元将所接收到的光转换为图像信号，并且根据所述片材的读取时间来累积对应于所述图像信号的电荷。所述控制单元根据所述片材的读取模式来控制所述光源的关断(熄灭)，以使得由所述读取单元累积的电荷量不会达到饱和量。当所述控制单元将所述光源控制为关断时，所述变更单元根据所述光源的关断时间来变更放大单元的放大因子以将所述图像信号放大为预定电平。所述放大单元以预定的放大因子放大所述图像信号。
(2)在根据第(1)项所述的图像读取装置中，所述读取模式包括读取由用户放置在读取台上的片材和读取由片材馈送单元传送的片材。在读取由所述用户放置在所述读取台上的片材的情况下，所述控制单元将所述光源控制为关断。
(3)在根据第(1)项所述的图像读取装置中，所述读取模式包括读取由片材馈送单元传送的片材。当另一读取模式的读取时间长于读取由所述片材馈送单元传送的片材的读取时间时，所述控制单元将所述光源控制为关断。
(4)在根据第(1)至(3)项中任一项所述的图像读取装置中，所述读取单元包括半导体器件。所述半导体器件通过竖直和水平地转移利用电荷耦合器件所累积的电荷而将所述电荷输出为图像信号。所述控制单元将所述光源控制为在所述电荷的竖直转移时间段的开始和结束前后的预定时间内不被关断。
(5)在根据第(1)至(3)项中任一项所述的图像读取装置中，所述读取单元包括半导体器件。所述半导体器件通过竖直和水平地转移利用电荷耦合器件所累积的电荷而将所述电荷输出为图像信号。所述控制单元将所述光源控制为在所述电荷的水平转移时间段内被关断。
(6)根据本发明的另一方面，一种图像形成装置包括根据第(1)至(5)项中任一项所述的图像读取装置和图像形成单元。所述图像读取装置读取来自于被所述光源照射光的所述片材的反射光，并且所述图像读取装置输出与所读取的反射光相对应的图像信号。所述图像形成单元基于从所述图像读取装置输出的所述图像信号来形成图像。
(7)根据本发明的又一方面，一种图像读取方法，包括：根据片材的读取模式来控制光源的关断，以使得所累积的电荷的量不会达到饱和量，所述电荷是通过下述方式而产生的：通过接收来自于被光源照射光的片材的反射光，将所接收到的光转换为图像信号，并且根据所述片材的读取时间来累积对应于所述图像信号的电荷；以及当将所述光源控制为关断时根据所述光源的关断时间来变更对所述图像信号的放大因子以便将所述图像信号放大为预定电平，以预定的放大因子来放大所述图像信号。
根据第(1)、(6)、(7)项所述的本发明，与未采用第(1)、(6)、(7)项的构造的情况相比，即使当读取时间长时也能够在不使得累积电荷量达到饱和量的情况下获得均匀图像信号。
根据第(2)项所述的本发明，与未采用第(2)项的构造的情况相比，可以防止累积电荷量达到饱和量。
根据第(3)项所述的本发明，与未采用第(3)项的构造的情况相比，可以防止累积电荷量达到饱和量。
根据第(4)项所述的本发明，与未采用第(4)项的构造的情况相比，可以抑制由光源的接通引起的影响。
根据第(5)项所述的本发明，与未采用第(5)项的构造的情况相比，可以抑制由光源的接通引起的影响。
附图说明
将基于以下附图详细描述本发明的示例性实施例，其中：
图1是示出根据本发明实施例的示例性图像形成装置的整体构造的示意性构造图；
图2是示出根据本实施例的示例性图像读取装置的示意性构造图；
图3是示出根据本实施例的示例性照明单元的示意性构造图；
图4是示出根据本实施例的示例性控制单元的示意性构造图；
图5是示出根据本实施例的示例性控制单元的功能框图；
图6是示出根据本实施例的示例性信号处理单元的框图；
图7是示出根据本实施例的由CCD控制单元用以操作CCD图像传感器的控制信号和由光源控制单元用以操作LED的控制信号的时序图；
图8是示出根据本实施例的对CCD图像传感器中的经光电转换而获得的电荷进行转移的操作的简图；以及
图9是示出根据本实施例的示例性放大因子(系数)变更处理的流程图。
具体实施方式
下面，将参照附图对本发明实施例进行说明。
将参照图1对根据本发明实施例的图像形成装置进行示意性地描述。图1示出了根据本实施例的示例性图像形成装置的整体示意性构造。
参照图1，根据本实施例的图像形成装置10为一体型功能装置，其包括复印功能、打印功能、传真功能等。图像形成装置10包括图像读取装置12和图像形成装置单元14。
首先，将对图像形成装置单元14进行说明。图像形成装置单元14包括：图像形成单元20，其构造为基于每种颜色的图像数据来形成图像；控制单元40，其构造为控制图像形成装置10的整体操作；以及通信单元44，其构造为通过诸如局域网(LAN)、广域网(WAN)和因特网等网络接收来自诸如PC等外部装置的图像数据。图像形成装置单元14还包括：传真(FAX)单元46，其构造为通过公共线路来发送/接收图像数据；图像处理单元42，其构造为对从图像读取装置12、通信单元44等接收到的图像数据进行预定的图像处理操作。图像形成装置单元14还包括用户接口(U/I)单元48，其构造为接收来自用户的指令或者将与图像读取和图像形成有关的信息提供给用户。
图像形成单元20为构造为通过例如电子照相法来形成图像的功能单元，并且包括并行布置的四个图像形成组件21Y、21M、21C和21K(下文统称为图像形成组件21)。每个图像形成组件21例如包括：感光鼓22，其构造为形成静电潜像并且保持色调剂图像；充电器23，其构造为将感光鼓22的表面充电到预定电势；打印头24，其构造为基于图像数据对由充电器23充电的感光鼓22进行曝光；显影器25，其构造为对形成在感光鼓22上的静电潜像进行显影；以及清洁器26，其构造为在转印之后清洁感光鼓22的表面。
图像形成单元20还包括：中间转印体27，其构造为对形成在每个图像形成组件21的感光鼓22处的每种颜色的色调剂图像进行多重转印；一次转印辊28，其构造为将由每个图像形成组件21形成的每种颜色的色调剂图像顺序地转印(一次转印)到中间转印体27上；二次转印辊29，其构造为将转印且叠加到中间转印体上的色调剂图像一起转印(二次转印)到记录材料(记录纸张P)上；以及定影器30，其构造为将经过二次转印的图像定影到记录纸张P上。
图像形成单元20的图像形成组件21通过电子照相法形成黄色(Y)、品红色(M)、蓝绿色(C)和黑色(K)的色调剂图像。由图像形成组件21形成的各种颜色的色调剂图像通过一次转印辊28顺序地静电转印到中间转印体27上，以使各种颜色的色调剂被叠加从而形成组合色调剂图像。中间转印体27上的组合色调剂图像根据中间转印体27的移动(沿着图1中的箭头A的方向)传送到二次转印辊29所在的区域，以使组合色调剂图像一起静电转印到从纸张容纳单元31A和31B馈送(沿着图1中的箭头B的方向)的记录纸张P上。此后，通过定影器30将静电转印到记录纸张P上的组合色调剂图像定影到记录纸张P上。
接下来，将参照图2对图像读取装置12进行说明。图2示出了本实施例的示例性图像读取装置的示意性构造。参照图2，图像读取装置12包括自动片材馈送单元50和构造为对形成在片材(例如文档或原稿)表面上的图像进行读取的图像读取处理单元52。
自动片材馈送单元50包括：片材台60，其上放置有片材中的至少一张片材；片材传送路径61，其构造为传送片材；以及排出台62，在图像读取之后片材被排出到排出台62上。
片材传送路径61形成为U形。沿着片材传送路径61安装有纸张传送辊63、传送辊64、预配准辊65、配准辊66、台板辊67、外辊68和排出辊69。在片材馈送模式下，纸张传送辊63下降并且拾取放置在片材台60上的片材。传送辊64将纸张传送辊63传送的片材中的最上面的片材传送到内部。预配准辊65使从传送辊64传送的片材暂时停止并且执行倾斜校正。配准辊66使从预配准辊65传送的片材暂时停止，并且调节读取定时。台板辊67使得已经通过片材传送路径61的片材面向第二台板玻璃74。外辊68和排出辊69将读出片材排放到排出台62上。
本实施例的图像读取装置12包括对通过自动片材馈送单元50从片材台60馈送的片材的表面进行略读的功能以及对放置在第一台板玻璃70上的片材的表面进行读取的功能。
本实施例的图像读取处理单元52包括CCD图像传感器88和位于壳体75中的控制单元90。在壳体75中，图像读取单元12包括：全速滑架76，其构造为在停止于第二台板玻璃74的读取位置处或者在扫描第一台板玻璃70的同时读取图像；以及半速滑架78，其构造为将从全速滑架76获取的光引导到CCD图像传感器88。
如图2所示，第一台板玻璃70、白色基准板72以及第二台板玻璃74安装在壳体75的与自动片材馈送单元50相对的一侧处。此处，图像读取目标片材放置在第一台板玻璃70上，并且第二台板玻璃74用作用于将光照射到片材上以对正由自动片材馈送单元50传送的片材进行读取的开口。
全速滑架76包括：照明单元80，其包括构造为将光照射到片材上的光源；漫反射部件83，其构造为朝向片材表面漫反射从照明单元80输出的光；第一反射镜82，其构造为朝向半速滑架78反射从片材表面获取的反射光。
半速滑架78包括第二反射镜85和第三反射镜84，第二反射镜85和第三反射镜84构造为将从全速滑架76获取的光引导到CCD图像传感器88。
本实施例的照明单元80包括布置为光源的多个白色发光二极管(下文称为LED)。图3示出了根据示例性实施例的照明单元80的示意性构造。照明单元80包括沿主扫描方向布置在多层基板87上的多个LED芯片(下文简称为LED 81)。在实施例中，副扫描方向被限定为中间转印体27的传送方向(图1中箭头A的方向)，并且主扫描方向被限定为与副扫描方向相交的方向。
在本实施例中，LED 81为白色LED。具体地，LED 81具有将蓝色LED芯片和含有黄色荧光材料的透明树脂层压而成的构造。通过LED芯片发射的蓝光来激发蓝色LED芯片周围的黄色荧光材料，从而产生黄色荧光。因此，彼此互补的蓝光和黄光组合(合成)而生成白光。
本实施例的CCD(电荷耦合器件)图像传感器88具有光电转换由成像透镜86形成的光学图像并且将电荷累积为R(红色)、G(绿色)以及B(蓝色)的颜色信号(图像信号)的功能，其中成像透镜86光学地缩小了从半速滑架78获得的光学图像。作为实例，在本实施例的CCD图像传感器88中，将用于RGB颜色的一维线性传感器的3行布置构造为1组。CCD图像传感器88逐个像素地备份转换从片材反射的光，并且输出RGB模拟图像信号。
控制单元90具有控制图像读取装置12的整体操作的功能。此外，控制单元90具有对来自于CCD图像传感器88的RGB颜色图像信号进行处理并且生成图像数据的功能。控制单元90连接至图像形成装置单元14的控制单元40和图像处理单元42以便彼此传输控制信号或读出的图像数据。
下面将描述控制单元90的硬件构造。图4示出了示例性控制单元90的示意性构造。本实施例的控制单元90包括CPU 93、RAM 94、ROM 95、非易失性存储器(NVM)97以及I/F单元98。CPU 93、RAM 94、ROM 95、NVM97以及I/F单元98通过诸如控制总线或数据总线等总线99连接以便彼此交换信息等。
CPU 93具有在对通过读取片材而生成的图像信号的处理中根据预定处理程序来执行数字演算处理的功能。当CPU 93执行程序96时，RAM 94用于提供工作区。ROM 95例如存储有在CPU 93的处理中使用的各种设定值以及用于放大因子变更处理的程序96，稍后将对此详细描述。在本实施例中，由CPU 93执行程序96以进行稍后将详细描述的放大因子变更处理。NVM 97为通过电池供电以便即使当中断向其供电时也能够保持数据的闪存等。I/F单元98用于控制通往/来自各部件的信号的输入/输出，所述各组件诸如为与信号处理单元100连接的图像形成装置单元14的控制单元40或图像处理单元42等。
尽管在本实施例中程序96被例示为预先存储，但本发明不限于此。例如，程序96可从外部装置(未示出)提供并且安装到ROM 95中。程序96可通过诸如因特网等网络传送到信号处理单元100并且安装到信号处理单元100的ROM 95中。程序96可以从诸如DVD-ROM、闪存或USB等外部存储介质提供并且安装到ROM 95中。
接下来，将参考图5详细描述根据实施例的控制单元90的功能。图5是示出控制单元90的实例的功能框图。
控制单元90包括信号处理单元100和装置控制单元120。首先，将参考图6描述信号处理单元100。图6是示出根据实施例的信号处理单元100的实例的框图。
如图6所示，信号处理单元100包括采样保持电路101、黑色电平调节电路102、放大电路104、A/D(模拟/数字)转换电路106以及明暗校正电路108。
采样保持电路101具有对从CCD图像传感器88接收到的RGB模拟图像信号进行采样并且将所采样的信号保持预定时间段的功能。黑色电平调节电路102具有如下功能：对于通过采样保持电路101进行采样并保持的RGB模拟图像信号，将与被读取片材(下文中也称为读取片材)的黑色相对应的输出的黑色电平和图像读取装置12的输出的黑色电平调节为彼此相同(或大致相同)。放大电路104具有放大受到黑色电平调节之后的RGB模拟图像信号的功能。A/D转换电路106具有将由放大电路104放大的RGB模拟图像信号A/D转换为RGB数字图像数据的功能。明暗校正电路108具有这样的明暗校正功能：对于由A/D转换电路106转换的RGB图像数据，对由照明单元80或CCD图像传感器88引起的读取输出的非均匀性进行校正，并且将读取片材的黑色电平和图像读取装置12的输出的黑色电平调节为彼此相同(或大致相同)。
延迟电路110具有这样的功能：即，基于R图像数据(图像数据R)对由于构成CCD图像传感器88的RGB一维线性传感器沿副扫描方向的位置偏移引起的各个图像数据之间的读取时间差进行校正。
颜色转换电路112具有这样的颜色转换功能：即，利用颜色转换参数(颜色转换因数组)将RGB颜色空间(第一颜色空间：设备相关颜色空间)的RGB图像数据转换为作为亮度颜色差颜色空间的L*a*b*颜色空间(第二颜色空间：设备无关颜色空间)的L*、a*和b*图像数据。此处，例如颜色转换参数是指这样的颜色转换参数：即，当将RGB颜色空间的RGB图像数据转换为L*a*b*颜色空间的L*、a*和b*图像数据时，该颜色转换参数确定了RGB图像数据和L*、a*和b*图像数据之间的对应关系。例如，颜色转换处理可利用矩阵运算或多维(三维)查找表(DLUT(直接查找表))，但是本发明不限于这些。
由颜色转换电路112进行颜色转换的L*、a*和b*图像数据被传送到图像形成装置单元14的图像处理单元42，以便进行颜色转换处理而得到作为输出颜色空间的CMYK颜色空间(设备相关颜色空间)的CMYK图像数据。执行颜色转换处理而得到输出颜色空间的CMYK图像数据的图像处理单元42可安装在图像读取装置12中。
在信号处理单元100中，通过采样保持电路101对从CCD图像传感器88接收到的RGB模拟图像信号进行采样，通过黑色电平调节电路102对所采样信号的黑色电平进行调节，并且通过放大电路104将经调节的信号放大到预定的信号水平。通过A/D转换电路106对经放大的RGB模拟图像信号进行A/D转换而生成RGB数字图像数据。对于RGB图像数据，明暗校正电路108基于从白色基准板72读取的图像数据来进行这样的校正处理：即，使RGB图像数据对应于光学***的光量分布特性或CCD图像传感器88的一维线性传感器的灵敏度变化。在通过延迟电路110校正沿副扫描方向的位置偏移之后，通过颜色转换电路112将RGB图像数据转换为L*a*b*颜色空间的L*、a*、b*图像数据。
接下来，将描述装置控制单元120。本实施例的装置控制单元120包括整体控制单元122、放大因子变更单元124、CCD控制单元126、光源控制单元128、扫描控制单元130和片材传送控制单元132。
整体控制单元122具有基于由U/I单元48等指定的读取模式来控制片材读取并且对图像读取装置12的整体操作进行控制的功能。在本实施例中，读取模式是通过图像读取装置12读取片材的模式。读取模式包括对由用户放置在第一台板玻璃70上的片材进行读取的读取模式和对放置在片材台60上并且经自动片材馈送单元50传送的片材进行读取的读取模式。此外，例如，尽管本发明不限于此，但其它读取模式可包括片材放大/缩小、彩色/黑白以及分辨率等。
放大因子变更单元124具有根据作为光源(下面将详细描述)的LED 81的关断(熄灭)时间来设定用于将信号处理单元100的放大电路104中的RGB图像信号放大的放大因子的功能。CCD控制单元126具有控制CCD图像传感器88的操作的功能。光源控制单元128具有根据片材的读取定时来控制LED 81(照明单元80)的功能。在本实施例中，光源控制单元128具有基于整体控制单元122的指示根据片材的读取模式(读取时间)来控制LED 81的接通(点亮)和关断的功能。扫描控制单元130具有通过控制全速滑架76和半速滑架78的移动速度来控制扫描操作的功能。片材传送控制单元132具有控制自动片材馈送单元50的操作的功能。分别从CCD控制单元126、光源控制单元128、扫描控制单元130以及片材传送控制单元132向自动片材馈送单元50和图像读取处理单元52输出控制信号，并且基于控制信号进行片材读取操作。
在本实施例的图像读取装置12中，当指示读取放置在第一台板玻璃70上的片材的读取模式时，图像形成装置单元14的控制单元40基于来自于图像形成装置单元14的U/I单元48的用户操作指令来指示装置控制单元120读取载置在第一台板玻璃70上的片材。
在从图像形成装置单元14的控制单元40接收到对载置在第一台板玻璃70上的片材的读取指示时，控制单元90沿着副扫描方向(图2的箭头C的方向)移动全速滑架76和半速滑架78。控制单元90接通全速滑架76的照明单元80以对片材表面照射光。通过该照射，经由第一反射镜82、第二反射镜85以及第三反射镜84将来自片材的反射光引导至成像透镜86。被引导至成像透镜86的光在CCD图像传感器88的光接收表面上形成图像。CCD图像传感器88同时对RGB颜色的每一种颜色的一行进行处理。通过跨越整个片材尺寸扫描来进行行方向读取，由此对一页片材完成读出。
将如上所述通过CCD图像传感器88获得的RGB图像信号发送到控制单元90，并且由信号处理单元100生成L*、a*和b*图像数据。将所生成的L*、a*和b*图像数据输出到图像处理单元42。
同时，在图像读取装置12中，当指示读取放置在片材台60上的片材的读取模式时，图像形成装置单元14的控制单元40基于来自于图像形成装置单元14的U/I单元48的用户操作指令来指示控制单元90读取载置在片材台60上的片材。
在从图像形成装置单元14的控制单元40接收到对放置在片材台60上的片材的读取指示时，控制单元90沿着片材传送路径61将所放置的片材传送至第二台板玻璃74的读取位置。此时，将全速滑架76和半速滑架78设定为停止在图2中所示的实线的位置处。然后，接通全速滑架76的照明单元80以对片材表面照射光。相应地，经由第一反射镜82、第二反射镜85以及第三反射镜84将来自于片材的反射光引导至成像透镜86，其中所述片材被台板辊67紧贴在第二台板玻璃74上。被引导至成像透镜86的光在CCD图像传感器88的光接收表面上形成图像。CCD图像传感器88同时对RGB颜色的每一种颜色的一行进行处理。通过使整个片材通过第二台板玻璃74的读取位置来读出一页片材。
将通过CCD图像传感器88获得的RGB图像信号发送到控制单元90，并且由信号处理单元100生成L*、a*和b*图像数据。将所生成的L*、a*和b*图像数据输出到图像处理单元42。
这样，在本实施例的图像读取装置12中，扫描操作随着读取模式的不同而不同。因此，片材读取时间随着读取模式的不同而不同。例如，在对由用户放置在第一台板玻璃70上的片材进行读取的读取模式中，与使用自动片材馈送单元50读取片材的读取模式相比，片材(图像)读取速度较慢。因此，读取时间延长。这样，如果读取时间延长，则CCD图像传感器累积电荷的时间也随着读取时间而延长。曝光量增加，并且累积在CCD图像传感器88中的电荷饱和。从而，所累积的电荷可能超过CCD图像传感器88的饱和输出电压。由于LED 81的变化，曝光量增加，并且累积在CCD图像传感器88中的电荷饱和。从而，所累积的电荷可能超过CCD图像传感器88的饱和输出电压。因此，如果片材读取速度变得低于预定速度，则由CCD图像传感器88接收到的光超过饱和曝光量而达到使得累积在CCD图像传感器上的电荷变得饱和的量(饱和电荷量)。在这种情况下，对于片材的正常读取操作可能变得困难。
因此，在本实施例中，基于CCD图像传感器88的饱和电荷量来设定片材读取速度。如果指示采用低于预定读取速度的读取模式，则控制接通时间来对作为光源的照明单元80的LED 81关断的时间段进行设定，从而使得累积在CCD图像传感器88中的电荷不会达到饱和电荷量。在图像读取装置12中，彩色读取比黑白读取的读取速度更慢。在进行放大/缩小的情况下的读取速度慢于在不进行放大/缩小的情况下的读取速度。随着分辨率增加，读取速度变得更慢。
在本实施例中，在利用自动片材馈送单元50读取片材的读取模式的情况下，累积在CCD图像传感器88中的电荷不会达到饱和电荷量。因此，如果读取模式的读取时间长于对由用户放置在第一台板玻璃70上的片材进行读取的读取模式的读取时间，则设定关断时间段。
当如上所述关断LED 81时，累积在CCD图像传感器88中的电荷量减少。因此，在CCD图像传感器88中累积的电荷量比原先获得的电荷量(例如，未设定关断时间段时的电荷量)少。通过设定关断时间段，如此获取的图像信号的幅值可能较小。因此，本实施例的图像形成装置12的放大因子变更单元124根据关断时间段来变更放大电路104的放大因子，该放大电路104将图像信号放大为预定幅值的图像信号。也就是说，当设定关断时间段时，与未设定关断时间段的情况相比，放大电路104的放大因子增大，以便根据关断时间段来放大较低的电信号。预定幅值的电信号可以是基于当未设定关断时间段时所累积的电荷量的电信号。尽管未特别限定，但优选预先确定电信号，使得无论关断时间段如何，图像信号的幅值都变得恒定。
在本实施例的放大电路104中，预设了放大因子(初始值)，该放大因子例如基于当向图像读取装置12供给电力时通过对来自白色基准板72的反射光进行读取而生成的图像信号(即，该放大电路104用于以预定的放大因子执行放大处理)。如果未设定关断时间段，则放大电路104的放大因子为预设的放大因子(初始值)。如果设定了关断时间段，则如上所述变更放大因子。
这里，将详细描述照明单元80的作为光源的LED 81以及CCD图像传感器88的操作。图7是示出由CCD控制单元126用以操作CCD图像传感器88的控制信号和由光源控制单元128用以操作LED81的控制信号的时序图。在图7中，上侧部分是由光源控制单元128用以操作LED 81的控制信号的时序图，并且下侧部分是由CCD控制单元126用以操作CCD图像传感器88的控制信号(CCD驱动时钟CLK)的时序图。
在本实施例中，将沿着主扫描方向对一行的图像信息的转移时间段设定为CCD图像传感器88的电荷累积时间段，并且转移时间段包括竖直转移时间段和水平转移时间段。
这里，将描述CCD图像传感器88中的竖直转移和水平转移。图8是示出CCD图像传感器中的经光电转换而获得的电荷的转移操作的简图。
在CCD图像传感器88中，光电二极管P在用于接收由片材反射的光的光接收表面上成排地排列。在本实施例中，对应于RGB颜色的光电二极管P排成三排，从而可以以RGB颜色读取记录在片材中的图像。例如，针对一排而言排列有7500个光电二极管P。在图8中，将三排之中的一排例举为实例。
图8中的光电二极管P沿着主扫描方向排成一排，并且当图像读取装置12读取片材时一个光电二极管P对应于一个像素。如果光照射到光电二极管P上，则发生光电转换从而使电荷在光电二极管P中累积。所累积的电荷量与累积时间(累积时间段)和照射的光量成比例。在光电二极管P中，电荷累积达预定的累积时间段，并且所累积电荷作为电信号输出。此时，一般的CCD图像传感器88进行竖直传递和水平转移以输出电荷(电信号)。将在光电二极管P中累积的电荷竖直转移然后送至电荷转移单元D。电荷转移单元D是包括CCD(电荷耦合器件)的半导体器件。竖直转移的电荷依次从电荷转移单元D沿水平方向转移，从而将电荷输出为对应于一行的图像信号。
首先，在图7所示的竖直转移时间段中，累积在光电二极管P中的电荷从光电二极管P竖直转移至电荷转移单元D。然后，在图7所示的水平转移时间段中，在电荷转移单元D中进行水平转移。在水平转移中，根据CCD驱动时钟CLK的ON/OFF(开启/关闭)逐个像素地依次水平转移电荷，直到一行的所有电荷都被水平转移为止。在进行竖直转移和水平转移的同时，将对下一行进行光电转换以生成电荷并且累积在光电二极管P中。
在本实施例中，如上所述，在读取时间长的读取模式的情况下，如图7的上侧部分的时序图所示，在CCD图像传感器88的累积时间段内LED接通信号从ON(开启)切换为OFF(关闭)，并且设定LED 81的关断时间段(参见图7中的LED OFF(关断))。因此，可以防止在CCD图像传感器88中累积的电荷达到饱和电荷量。
优选将LED 81的关断时间段设定为处于CCD图像传感器88的水平转移时间段之内。在本实施例中，将LED 81用作光源。然而，在接通和关断LED之前及之后，从LED发射的光的颜色色调易于变化。因此，如果将LED 81的关断时间段设定为处于CCD图像传感器88的竖直转移时间段之内，则可能由于LED的颜色色调变化的影响而无法正常读取片材。
同样地，在CCD图像传感器88的竖直转移时间段的开始时间(参见图7中的时间t1)前后和结束时间(参见图7中的时间t2)前后的预定时间内，优选不接通或关断LED 81。也就是说，优选在避开LED 81的颜色色调易于改变的时间段(时间)的情况下来设定LED 81的关断时间段。这样，可以根据LED 81的特性来预先设定处于开始时间和结束时间前后并且未设定光源81的关断时间的预定时间。
接下来，将描述本实施例的图像读取装置12中的放大因子变更处理。图9是示出根据实施例的放大因子变更处理的实例的流程图。例如当利用U/I单元48从用户接收到片材读取指令时，执行放大因子变更处理。如上所述，已经在放大电路104中设定初始值的放大因子。
在步骤S100中，整体控制单元122获取读取模式。在接下来的步骤S102中，判断所获取的读取模式是利用自动片材馈送单元50读取片材还是读取放置在第一台板玻璃70上的片材。在利用自动片材馈送单元50读取片材的情况下，由于累积在CCD图像传感器88中的电荷未达到饱和电荷量，因此图像读取装置12不变更放大因子。为此，如果读取模式是利用自动片材馈送单元50读取片材，则结束该处理。在这种情况下，放大电路104以预设的放大因子(初始值)来放大从黑色水平调节电路102输入的图像信号，并且将放大后的图像信号输出到A/D转换电路106。
同时，如果读取模式是读取放置在第一台板玻璃70上的片材，则处理转入步骤S104。在步骤S104中，整体控制单元122基于读取模式获取读取速度(读取时间)。例如，将读取模式与读取速度(读取时间)的对应关系预先存储在诸如HDD等存储单元(未示出)中，并且基于该对应关系来获取读取速度(读取时间)。
在接下来的步骤S106中，基于所获取的读取速度(读取时间)，判断在CCD图像传感器88中累积的电荷是否达到饱和电荷量。例如，如上所述，如果所获取的读取速度(读取时间)小于预定的读取速度(读取时间)，则判定电荷达到饱和电荷量。如果判定电荷未达到饱和电荷量，则结束该处理。在这种情况下，放大电路104以预设的放大因子(初始值)来放大从黑色水平调节电路102输入的图像信号，并且将放大后的图像信号输出到A/D转换电路106。
同时，如果判定电荷达到饱和电荷量，则处理转入步骤S108。在步骤S108中，基于读取速度(读取时间)确定LED 81的关断时间段。例如，将读取速度(读取时间)与关断时间段的对应关系预先存储在诸如HDD等存储单元(未示出)中，并且基于该对应关系来确定LED 81的关断时间段。按照这种方式，如果确定了关断时间段，则光源控制单元128控制LED 81的接通，以使得LED 81在关断时间段期间变为OFF(关断)状态。
在接下来的步骤S110中，放大因子变更单元124基于所确定的关断时间来确定放大因子，并且将放大电路104的放大因子从初始值变更为所确定的放大因子。然后，结束该处理。
如上所述，本实施例的图像形成装置10的图像读取装置12包括信号处理单元100和装置控制单元120，其中信号处理单元100具有对与由于从片材获得的反射光而累积在CCD图像传感器88中的电荷相对应的电信号进行放大的放大电路104，而装置控制单元120具有整体控制单元122、放大因子变更单元124以及光源控制单元128。根据片材读取模式，在读取速度慢并且读取时间长从而使CCD图像传感器88累积的电荷达到饱和电荷量的读取模式的情况下，整体控制单元122指示光源控制单元128将LED 81的关断时间段设定为处于CCD图像传感器88的水平转移时间段之内。基于该指示，光源控制单元128控制LED 81的接通。在设定关断时间段的情况下，放大因子变更单元124基于关断时间段来确定放大电路104的放大因子，以使得在放大电路104中放大的图像信号变为具有预定幅值的图像信号。然后，放大因子变更单元124将放大电路104的放大因子变更为所确定的放大因子。
特别地，在本实施例中，在读取放置在第一台板玻璃70上的片材的读取模式的情况下，与利用自动片材馈送单元50读取片材的读取模式相比，读取速度慢并且读取时间变长。因此，设定LED 81的关断时间段并且变更放大电路104的放大因子以便补偿由于设定关断时间段而受损的图像信号的输出。
这样，在本实施例中，在CCD图像传感器88的电荷达到饱和电荷量的读取模式的情况下，设定LED 81的关断时间段并且变更放大电路104的放大因子以便补偿由于设定关断时间段的而受损的图像信号的输出。
因此，即使当读取速度慢并且读取时间长时，所累积的电荷量也不会达到饱和电荷量，并且可以获得恒定的图像信号。结果，可改善由图像形成装置10形成的图像的质量。
在本实施例中所描述的图像形成装置10、图像读取装置12、图像形成装置单元14等的构造、操作以及放大因子变更处理是示例性的，显然可在不背离本发明主旨的情况下根据情形而进行变型。
出于示例和说明的目的提供了本发明实施例的上述说明。其意图不在于穷举或将本发明限制为所公开的确切形式。显然，对于本领域的技术人员而言许多修改和变型是显而易见的。选择和说明示例性实施例是为了最佳地解释本发明的原理及其实际应用，从而使得本领域的其他人员能够理解各种实施例的发明和适合于特定预期应用的各种修改。其目的在于用所附权利要求书及其等同内容来限定本发明的范围。

Claims (7)

1.一种图像读取装置，包括：
读取单元，其接收来自于被光源照射光的片材的反射光，所述读取单元将所接收到的光转换为图像信号，并且根据所述片材的读取时间来累积对应于所述图像信号的电荷；
控制单元，其根据所述片材的读取模式来控制所述光源的关断，以使得由所述读取单元累积的电荷量不会达到饱和量；以及
变更单元，当所述控制单元将所述光源控制为关断时，所述变更单元根据所述光源的关断时间来变更放大单元的放大因子以将所述图像信号放大为预定电平，所述放大单元以预定的放大因子放大所述图像信号。
2.根据权利要求1所述的图像读取装置，其中，
所述读取模式包括读取由用户放置在读取台上的片材和读取由片材馈送单元传送的片材，并且
在读取由所述用户放置在所述读取台上的片材的情况下，所述控制单元将所述光源控制为关断。
3.根据权利要求1所述的图像读取装置，其中，
所述读取模式包括读取由片材馈送单元传送的片材，并且
当另一读取模式的读取时间长于读取由所述片材馈送单元传送的片材的读取时间时，所述控制单元将所述光源控制为关断。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的图像读取装置，其中，
所述读取单元包括半导体器件，所述半导体器件通过竖直和水平地转移利用电荷耦合器件所累积的电荷而将所述电荷输出为图像信号；并且
所述控制单元将所述光源控制为在所述电荷的竖直转移时间段的开始和结束前后的预定时间内不被关断。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的图像读取装置，其中，
所述读取单元包括半导体器件，所述半导体器件通过竖直和水平地转移利用电荷耦合器件所累积的电荷而将所述电荷输出为图像信号；并且
所述控制单元将所述光源控制为在所述电荷的水平转移时间段内被关断。
6.一种图像形成装置，包括：
根据权利要求1至5中任一项所述的图像读取装置，其读取来自于被所述光源照射光的所述片材的反射光，并且所述图像读取装置输出与所读取的反射光相对应的图像信号；以及
图像形成单元，其基于从所述图像读取装置输出的所述图像信号来形成图像。
7.一种图像读取方法，包括：
根据片材的读取模式来控制光源的关断，以使得所累积的电荷的量不会达到饱和量，所述电荷是通过下述方式而产生的：通过接收来自于被光源照射光的片材的反射光，将所接收到的光转换为图像信号，并且根据所述片材的读取时间来累积对应于所述图像信号的电荷；以及
当将所述光源控制为关断时根据所述光源的关断时间来变更对所述图像信号的放大因子以便将所述图像信号放大为预定电平，以预定的放大因子来放大所述图像信号。
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