JP2000069226A - 画像読取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 原稿を照射する白色光源における、各色の残
光特性の違いによって発生する、副走査方向の読取りの
際の色ずれを防止できる画像読取り装置を提供する。 【解決手段】 前記白色光源の光量制御を、パルス幅変
調方式で行う際、（ａ）に示すように、制御パルスの幅
が、ラインセンサの１蓄積時間の中間の時点を中心に時
間軸方向に前後対称に変化するよう制御することにより
前記色ずれを実質的に無くすることができる。そして、
光量制御手段の設定を、スキャン単位で、かつＮ（Ｎは
１以上の整数）スキャン目の設定は、読取り操作開始後
Ｎ−１スキャンまでの発光量データにもとづいて行うこ
とにより、前記白色光源の光量を精度よく所定値に維持
すると共に、色ずれを防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原稿の画像を結像
光学系を介して固体撮像素子上に結像し、画像を読み取
る画像読取り装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、原稿などの画像を結像光学系を介
して複数のラインセンサ（ＣＣＤ等の固体撮像素子）上
に結像し、ラインセンサからの出力信号に基づいて、白
黒またはカラーの画像情報をディジタル的に読み取る画
像読取り装置が種々提案されている。

【０００３】図１３は、カラー画像読取り装置の光学系
の要部概略図である。

【０００４】同図において、１００は読取り画像を配置
する原稿台ガラス、１０１は原稿を照射する棒状光源、
１０２は照射効率を向上させるための反射笠を示してい
る。

【０００５】棒状光源１０１及び反射笠１０２により照
射された原稿画像（不図示）は、ミラー１０３−ａ，１
０３−ｂ，１０３−ｃを介して結像光学系１０４に導光
され、結像光学系１０４は原稿の画像を固体撮像素子１
０５上に結像する。

【０００６】ミラー１０３−ａは、副走査方向Ａに走査
速度ｖで移動し、それに同期してミラー１０３−ｂ，１
０３−ｃは速度ｖ／２移動する事により、固体撮像素子
１０５のラインセンサの並び方向（主走査方向）と合わ
せて、２次元的な走査により、画像情報を読み取ること
ができる。

【０００７】この様な構成に於いて、固体撮像素子１０
５上に結像された画像は、電気信号に変換され、図示し
ない出力装置に送られ、プリント出力として画像情報の
出力が行なわれる場合や、記憶装置等に送られ、入力画
像情報の記憶が行なわれる場合があり、それぞれの画像
読取り装置として使用されている。

【０００８】この様な構成の画像読取り装置の光源とし
ては、ハロゲンランプ，蛍光灯，キセノンランプ等が用
いられている。この種の画像読取り装置の光源として通
常ハロゲンランプが用いられてきたが、ハロゲンランプ
は高輝度を有する反面、ランプの昇温に伴う装置の昇温
が大きい事や、２００〜３００Ｗの消費電力を必要とす
るため、装置全体に必要となるの消費電力をアップする
要因となっていた。

【０００９】近年、この様な問題を回避するため、高輝
度な蛍光灯やキセノンランプが開発され、画像読取り装
置の光源として用いられつつある。

【００１０】蛍光灯やキセノンランプは、棒状の中空管
の中に少量の水銀粒と数ＴｏｒｒのＡｒまたはＫｒ，Ｘ
ｅ等を封入した物が多く、管の内壁に各種蛍光体を塗布
し、管の両端に電極を配して管を密閉した構造となって
いる。

【００１１】電極からの放電によって、水銀や各種ガス
から放射される紫外線によって管の内側に塗られた蛍光
体を励起し、蛍光体の発光特性に応じて可視光が放射さ
れる。

【００１２】蛍光体には、光源として要求される分光エ
ネルギ特性に応じて、各種蛍光体が選択される。

【００１３】特にカラー画像読取り装置に於いては、Ｒ
ＧＢ等に相当する広い波長範囲の光源が必要となり、特
に高輝度な光源を必要とする場合には、複数色の蛍光体
を混合し、管の内壁に塗布する様な手法が用いられてい
る。

【００１４】また、蛍光灯やキセノンランプは、発光光
量（発光の強さ）を制御する場合に、ハロゲンランプの
様に、点灯電圧を制御する手法ではなく、一定の電流値
で点灯する時間を制御するパルス幅変調方式によって発
光光量を制御することが一般に行なわれている。これは
蛍光灯やキセノンランプが一定の電流値を超えた場合に
発光する特性を有するためであり、電流値を制御するこ
とによって発光光量を制御する手法では発光光量を制御
する範囲が大きくとれないことに起因している。

【００１５】一方、蛍光灯やキセノンランプを用いた画
像読取り装置に於いては、前述した光量制御を省略し、
耐久による光量の劣化に対して固体撮像素子の出力信号
を電気的に増幅するアンプ等のゲイン設定を可変とし、
前記光量の劣化に応じてゲインを変更する事によってて
適切な信号出力を得るように構成する手法も考案されて
いる。この様な手法に於いては、ゲインの値によって読
取り信号のＳ／Ｎが変動するといった現象が発生する事
が考えられる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
従来例に於いては以下に述べる問題があった。

【００１７】蛍光灯やキセノンランプの様に、蛍光体を
発光源とした光源を用いる画像読取り装置に於いては、
前述の従来例の通り、ランプに流れる電流値を一定に保
ちながら、点灯する時間に相当するパルス幅を制御する
ことによって、発光光量を制御する手法が一般的に用い
られていた。

【００１８】図１４に光源の発光光量を制御する制御波
形を示す。同図の横軸は時間を現わし、縦軸は光源の発
光光量を制御する電流値を示している。

【００１９】横軸のＨｓｙｎｃの区間は、固体撮像素子
の１蓄積時間に相当する時間を示しており、通常用いら
れている様に固体撮像素子の受光部に入射した光量に応
じて、電荷が蓄えられる時間に相当する。

【００２０】通常のパルス幅制御を行なう場合には、こ
の蓄積時間の先頭を示すトリガ信号の立ち上がり、また
は立ち下がり位置に同期させ、制御信号が１蓄積時間に
対して１回の割合で同期して出力されるような構成にな
っている。この様に、１蓄積時間のトリガ信号に相当す
る信号に対して同期をとりながら光量制御を行なう事に
よって、光量を制御するパルス幅制御と蓄積時間との間
の干渉によって発生するビート成分のノイズを除去して
いた。

【００２１】一方、蛍光体を発光源として用いる蛍光灯
やキセノンランプに於いては、カラー情報を読み取る画
像読取り装置に用いる光源として、各色の蛍光体を混合
して塗布する事によって、可視光全域に渡る広い波長範
囲での発光特性を有する白色光源を用いる場合が多い。

【００２２】この様な白色光源を用いる場合に、各色の
蛍光体に固有の残光特性が異なる事に起因する問題が発
生した。残光特性とは、紫外線によって励起された蛍光
体が、高いエネルギ順位に留まっている時間によって決
まり、一般的には指数関数的に減少する特性である。

【００２３】この現象は、光源の発光を制御する電流を
瞬時に遮断しても発光が残存してしまう事を示してお
り、蛍光体の材料の特性に依存して、以下の式で現わせ
る。

【００２４】Ｔ＝ｅ（τ−１） ここでτは蛍光体の材料によって決まる特性であり、カ
ラー画像読取り装置に用いる白色光源の様に、ＲＧＢに
相当する蛍光体を混合して用いた場合に、各色の残光特
性が異なる事によって生ずる問題である。

【００２５】一般的に蛍光体として用いられる材料とし
ては、材料の各波長域での発光波長特性や発光効率，寿
命と言った観点から決定されるが、下記の様な材料が用
いられる事が多い。

【００２６】Ｂｌｕｅ：ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７ 中心波長４５２ｎｍＴ＝２μｓｅｃ Ｒｅｄ：Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ２＋ 中心波長６１１ｎｍＴ＝１．１ｍｓｅｃ Ｇｒｅｅｎ：ＬａＰＯ４：Ｃｅ，Ｔｂ 中心波長５４４ｎｍＴ＝２．６ｍｓｅｃ Ｔは各材料の減衰時間を示しており、それぞれ減衰によ
って発光光量が１／ｅに達するまでの時間である。この
様に各色の残光特性が異なる事によって、（特にＢｌｕ
ｅの減衰時間が短い）副走査方向の読取り位置の重心が
色のよって異なるという現象が発生した。

【００２７】この現象を図１４を用いて説明する。図１
４に示すグラフの横軸は時間を、また縦軸は蛍光灯を駆
動する電流量と蛍光灯の発光光量を示すものである。

【００２８】通常、固体撮像素子の１蓄積時間に相当す
るＨｓｙｎｃの区間、固体撮像素子は、入射光量に比例
した電荷を蓄積する。これに対して図中の調光区間は蛍
光灯を駆動するための電流を調光デューティに比例した
量与え続ける時間に相当し、その区間の電流は高周波に
スイッチングする手法が主に用いられてきた。調光区間
に相当する時間が過ぎると、発光光量は減衰する。その
減衰特性は、次の２つのファクタによって決定される。
１つは蛍光灯が発する輝線スペクトルの減衰特性であ
り、１つは先に述べた蛍光体の減衰特性である。通常Ｈ
ｓｙｎｃに相当する１蓄積時間は、数１００μｓｅｃで
あるのに対して輝線スペクトルの減衰特性は、１μｓｅ
ｃ以下であるため、ほとんど影響しないが、蛍光体の減
衰特性は、ｍｓｅｃオーダまであるために影響が大き
い。したがって、発光光量の減衰特性は、前記２種類の
発光光量の総和とそれぞれの発光の減衰特性によって決
定される。

【００２９】図中にＲ，Ｇ，Ｂ各色の減衰特性によって
発生する残光をモデル的に示した。調光区間略一定の電
流により略一定の光量で点灯された蛍光灯は、調光区間
が終了すると輝線スペクトルに相当する光量が瞬時に減
衰する。その部分が図中Ｌ１に相当する部分であり、さ
らに図中Ｌ２に相当する光量に対して蛍光灯の減衰特性
により残光が発生する。

【００３０】この各色の残光特性は、画像読取り装置に
於いて以下のような問題を有していた。固体撮像素子の
１蓄積時間は、画素情報を読み取る場合の時間的な基準
となると共に、副走査方向の読取りに対しては読取り位
置の基準となるものである。画像情報を読み取る場合の
画素密度は、主走査方向は固体撮像素子の画素サイズに
よって決定され、副走査方向はミラースキャン等により
走査される画像読取り時の移動距離に相当する。したが
って、Ｈｓｙｎｃ間の時間に対する各色の発光光量の重
心位置が残光特性によって異なる現象は、図１４のグラ
フの横軸を位置情報と置き換えて考えてもさしつかえな
い。この事は、副走査方向の読取り位置の重心が色によ
って異なる事を示している。副走査方向の読取り位置の
重心が色によって異なる事は、副走査方向の読取り時の
色ずれを発生させる原因となり、画像読取り装置の性能
を劣化させる要因となっていた。

【００３１】本発明は、この様な状況のもとでなされた
ものであって、原稿照射用白色光源の光量制御を行うに
当って、各色の残光特性の違いによって発生する副走査
方向の読み取りの際の色ずれを防止できる画像読取り装
置を提供することを目的とするものである。

【００３２】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、画像読取り装置を次の（１）〜（７）
のとおりに構成する。

【００３３】（１）原稿の画像を結像光学系を介して複
数のラインセンサ上に結像し画像を読み取る画像読取り
装置において、前記複数のラインセンサの各読取り色に
対応する各色の残光特性が異なる原稿照射用白色光源
と、この白色光源の残光特性に依存して発生する各色の
副走査方向の読取り位置の重心移動を低減する重心移動
低減手段とを備え、前記重心移動低減手段は、前記白色
光源の発光量データにもとづいて重心移動低減制御を行
い、前記重心移動低減制御の設定は、スキャン単位で、
かつＮ（Ｎは１以上の整数）スキャン目の設定は、読取
り開始操作後Ｎ−１スキャンまでの発光量データに基づ
いて行うものである画像読取り装置。

【００３４】（２）前記（１）記載の画像読取り装置に
おいて、前記重心移動低減手段は、パルス幅変調方式を
用い、前記ラインセンサの１蓄積時間における重心移動
が小さくなるように制御パルスの位相を制御するもので
ある画像読取り装置。

【００３５】（３）前記（２）記載の画像読取り装置に
おいて、前記制御パルスの位相の制御は、前記１蓄積時
間における基準時点を中心に時間軸方向に前後対称に制
御パルスの幅が変化するように行うものである画像読取
り装置。

【００３６】（４）前記（３）記載の画像読取り装置に
おいて、前記基準時点は、前記１蓄積時間の中間の時点
である画像読取り装置。

【００３７】（５）前記（３）記載の画像読取り装置に
おいて、前記基準時点は、前記１蓄積時間の始めの時点
である画像読取り装置。

【００３８】（６）前記（１）記載の画像読取り装置に
おいて、前記白色光源は、複数種の蛍光体を用いた蛍光
灯である画像読取り装置。

【００３９】（７）前記（１）記載の画像読取り装置に
おいて、前記発光量データにもとづく設定は、複数回サ
ンプリングした発光量データのメジアン，モード，単純
平均等の統計量による設定である画像読取り装置。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を画像読
取り装置の実施例により詳しく説明する。なお実施例は
反射原稿を読み取るものであるが、本発明はこれに限ら
ず、透過原稿を読み取る形で同様に実施することができ
る。

【００４１】

【実施例】（実施例１）図１は、実施例１である“画像
読取り装置”の動作説明図である。同図に於いて、
（ａ）は本実施例における蛍光灯の点灯方式を表わす図
であり、従来の点灯方式である（ｂ）に対して以下の特
徴を有する。第一には調光制御信号は、Ｈｓｙｎｃ区間
を表わす区間信号の立ち上がり又は立ち下がり時に制御
を開始するのではなく、（ａ）に示すように制御信号に
よる調光区間の時間的な中心がＨｓｙｎｃの中心に一致
するように制御を行なう。

【００４２】この場合、調光制御信号のデューティ（デ
ューティ比，デューティ値ともいう）が変化しても制御
信号（制御パルスともいう）の中心の位置は変化しない
ため制御信号の立ち上がりの位置は、デューティに応じ
て可変となるように制御される。

【００４３】（ｄ）は従来の制御方式による蛍光灯の残
光特性により発生する重心移動量ｄ２を示しており、各
色の残光の影響が大きい。

【００４４】それに対して（ｃ）は、本実施例の制御方
式での残光特性による重心移動ｄ１を示している。発光
領域をＨｓｙｎｃの中心にもってくる事によって残光量
は発光領域の前方と後方に振り分けられ、平均化される
事により残光による重心移動は、ｄ１となり非常に微小
な量となり、画像読取り装置の性能劣化に対して、全く
問題ないレベルとする事が可能である。

【００４５】次に本実施例の制御方式を実現するための
構成に関して説明する。

【００４６】この種の画像読取り装置においては、蛍光
灯の発光光量を光量センサで検出し、光量コントローラ
により蛍光灯の光量が一定となるように光量制御が行な
われている。

【００４７】図２は従来から知られている蛍光灯の斜視
図である。蛍光灯１はソケット２ａ，２ｂにより両端が
支持されており、該ソケット２ａ，２ｂのピン（不図
示）から電流が供給される。

【００４８】蛍光灯１の所定領域にはアパーチャ部（光
学的開口部）３が設けられており、矢印ａ方向に強い光
が射出され、該アパーチャ部３以外の領域からは相対的
に弱い光が射出される。また、蛍光灯１の適所にはフォ
トダイオード等からなる光量センサ４が付設されてお
り、蛍光灯１から射出される光量に応じた電流を検出し
ている。

【００４９】図３は本実施例における光量制御部の構成
を示すブロック図である。

【００５０】光量センサ１１は、蛍光灯１０の光量を検
出して該光量に応じた光量信号を出力し、次いで該光量
信号はアンプ１２により電圧値に変換されて増幅され
る。その後、前記増幅された電圧値はコンパレータ１３
により所定の基準電圧と比較され、その比較結果が光量
コントローラ１４に入力される。該光量コントローラ１
４からは、ＣＰＵ１８に対してインバータ１５に設定す
べきデューティ値を出力する。ＣＰＵ１７は、該デュー
ティ値に対応して、Ｈｓｙｎｃ区間信号に対してどれだ
け蛍光灯制御信号を遅らせれば、制御信号の中心がＨｓ
ｙｎｃの中心に一致するかを演算し、その結果をディレ
イ調整回路１９に出力する。

【００５１】Ｓｙｎｃ信号発生器１６から送られるＳｙ
ｎｃ信号は、ディレイ調整回路１８に入力され、ＣＰＵ
１７からの指示にしたがって、所定量のディレイ量だけ
遅れた同期信号（Ｓｙｎｃ）が光量コントローラ１４に
入力される。該光量コントローラ１４では、先に決定さ
れた所定の同期信号（Ｓｙｎｃ）と位相同期をとってパ
ルス幅変調（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔ
ｉｏｎ：以下「ＰＷＭ」という。）信号を出力しデュー
ティ制御を行なう。すなわち、アンプ１２から出力され
る電圧値が基準電圧よりも大きいときはデューティ比が
小さくなるようにＰＷＭ信号を出力し、またアンプ１２
から出力される電圧値が基準電圧よりも小さいときは、
デューティ比が大きくなるようにＰＷＭ信号を出力す
る。

【００５２】次いで、インバータ１５では該インバータ
１５に入力されるＰＷＭ信号がハイレベルのときはＰＷ
Ｍ信号よりも十分に高い周波数（例えばＰＷＭ信号の周
波数の１０〜１００倍の周波数）で蛍光灯１０に交流電
流即ちランプ電流を供給して蛍光灯１０を点灯するよう
に制御し、またインバータ１５がローレベルのときはラ
ンプ電流を遮断して蛍光灯１０を消灯するように制御す
る。そして、ＰＷＭ信号の周波数は蛍光灯１０の点灯，
消灯の光学的周波数よりも大きく、電気的にはＰＷＭ信
号の周期にしたがって点灯と消灯が繰り返されるが、見
かけ上はランプ電流を平均した電流値に相当する一定光
量で点灯する。

【００５３】前述の光量制御のブロックの構成を用いた
画像読取り装置の構成を以下説明する。

【００５４】図４は本実施例の画像読取り装置の構成を
示すブロック図である。原稿２０に光を照射するミラー
台２１と、原稿２０からの光学信号に対して、所定の画
像処理を施し、プリンタに出力する画像処理部２２と、
ミラー台２１からの出力信号を増幅するアンプ１２と、
アンプ１２からの出力信号と基準信号を比較してその比
較結果を出力するコンパレータ１３と、コンパレータ１
３の出力結果に基づき、光量を制御し所定の同期信号に
位相同期してＰＷＭ信号を出力するＡＳＩＣ等から成る
光量コントローラ１４と、光量コントローラ１４からの
指令に基づいて点灯動作等を行うインバータ２７と、装
置全体を制御するＣＰＵ１７と、ＣＰＵ１７の演算結果
等を記憶するバックアップメモリ２９を備えている。３
０はＡ／Ｄコンバータ、３１はドライバ、１６は自走の
主走査同期信号（ＳＹＮＣ）を生成し、更にプリンタ主
走査同期信号ＢＤとのどちらかを選択する回路（出力Ｓ
ＹＮＣ１）、１８は回路１６の出力をＣＰＵ１７からの
設定値（デューティ値）に基づき任意の時間ディレイす
る回路（前述のように、発光領域がＨｓｙｎｃの中心に
くるようにする。出力ＳＹＮＣ２）である。

【００５５】ミラー台２１は、蛍光ランプ１０と、蛍光
ランプ１０に装着されたヒータ３３と、蛍光灯１０に付
設されて蛍光灯１０の発光光量を検出するフォトダイオ
ード１１とこのフォトダイオード１１で検出された微少
電流を電圧信号に変換するプリアンプ３６を備えた光量
センサ３７とを有している。アンプ１２は、プリアンプ
３６から出力される電圧信号と可変抵抗器２３からの電
圧信号とが入力され、光量信号を所要レベルまで増幅す
る。

【００５６】コンパレータ１３は、例えば、読取り画像
の反射率が特に高い場合に光量を低下させたい場合等
は、ＣＰＵ１７からの指令に基づいてスイッチ３８の初
期操作を行い、これにより、基準電圧の切り替えが可能
になる。

【００５７】光量コントローラ１４は、同期信号に位相
同期して、コンパレータ１３からの光量比較信号を出力
するフリップフロップ（Ｆ／Ｆ）回路３９と、光量比較
信号に基づき同期信号に同期してカウンタの増減を行う
アップダウンカウンタ４０と、アップダウンカウンタ４
０からの出力値を、同期信号に位相同期してロードし、
所定クロックでダウンカウントするダウンカウンタ４１
（ＰＷＭ信号生成。後述）と、点灯前の蛍光ランプ３２
の予熱を行う予熱制御部４２とを備えている。ここで、
アップダウンカウンタ４０の出力値はＣＰＵ１７に入力
され、ＣＰＵは任意のタイミングでＰＷＭ値を読み取る
ことが出来る。

【００５８】光量コントローラ１４の動作としては、光
量が規定値より高い場合、コンパレータ値、即ちＦ／Ｆ
３９の出力は“０”となり、アップダウンカウンタ値は
所定値ダウンし、ダウンカウンタ４１のロード値がダウ
ンし、結果インバータ１５に入力されるＰＷＭ信号（パ
ルス幅）を狭める。逆に既定値より低い場合、コンパレ
ータ値、即ちＦ／Ｆ３９の出力は“１”となり、アップ
ダウンカウンタ値は所定値アップし、ダウンカウンタ４
１のロード値がアップし、結果インバータに入力される
ＰＷＭ値（パルス幅）を広げる。また、電源立ち上げ時
は、ＰＷＭ値を蛍光灯フル点灯相当にし、所定値まで収
束させる。

【００５９】インバータ１５では、インバータ１５に入
力されるＰＷＭ信号がハイレベルの時は、ＰＷＭ信号よ
り十分高い周波数（例えば、ＰＷＭ信号の周波数の１０
〜１００倍の周波数）で蛍光灯１０に交流電流即ちラン
プ電流を供給して蛍光灯１０を点灯するように制御し、
又ローレベルの場合、ランプ電流を遮断して蛍光灯１０
を消灯するように制御する。そして、電気的にはＰＷＭ
信号の周期に従って点灯と消灯が繰り返されるが、見か
け上はランプ電流を平均した電流値に相当する一定光量
で点灯する。

【００６０】画像処理部２２は、原稿２０からの光学信
号を受光して、電気信号に変換するＣＣＤ（ラインセン
サ）５８と、ＣＣＤ５８から出力される電気信号が入力
され、所定の信号処理を行うアナログプロセッサ４３
と、アナログプロセッサ４３から出力されるアナログ信
号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ４４とを
有している。尚、ＣＣＤ５８は、同期信号の１周期であ
る１走査期間中に読み取った電荷を蓄積する。従って、
ＣＣＤ５８からの出力は、１走査期間の光量を積分した
大きさとなり、蛍光ランプ３２の点滅とＣＣＤ５８によ
る走査とが同一周期で同期することにより、所要の出力
を得ることが出来る。

【００６１】図５はディレイ調整回路１８の構成を示す
ブロック図である。

【００６２】この回路１８は、画像処理部２２等の主走
査同期信号４７でリセットとし、クロック信号でカウン
トアップするカウンタ４８と立ち上がりと立ち下がりを
決定する２つのコンパレータ（４９，５０）及びＣＰＵ
１７により設定されるレジスタ（５１，５２）及びＪＫ
Ｆ／Ｆ５３から構成される。

【００６３】ここで、例えば、１主走査区間がＡ画素の
場合、立ち上がり座標Ｐ１は、 Ｐ１＝Ａ／２−デューティ値（％）＊Ａ／２００ ……ａ） 立ち下がり座標Ｐ２は Ｐ２＝Ａ−Ｐ１＝Ａ／２＋デューティ値（％）＊Ａ／２００ ……ｂ） で設定される。

【００６４】図６はダウンカウンタ４１の構成を示す図
で、ダウンカウンタ５７及びＪＫＦ／Ｆ５５より構成さ
れる。

【００６５】ここでＪＫＦ／Ｆ５５は、Ｊ入力にＳＹＮ
Ｃ２、Ｋ入力にダウンカウンタのＲＣを入力することに
より、ＰＷＭ信号５６が出力される。また、リセットは
所望の初期設定がなされたあと、解かれる。

【００６６】この様な制御方式を行なう事によって得ら
れる、図４のブロック回路上の各出力信号について図７
を用いて説明する。各出力信号として、Ｓｙｎｃ信号，
ＰＷＭ信号，制御電流波形（管電流），光量を説明す
る。図７に於いて、横軸は時間、縦軸は各出力信号であ
る。図７に於いて（Ａ）はデューティ値が約２５％のと
きの出力信号、（Ｂ）はデューティ値が約６０％のとき
の出力信号を現わしている。Ｓｙｎｃ１は図３で示した
本実施例のブロック回路図の中でＳｙｎｃ発生器１６か
ら出力されるＳｙｎｃ信号を現わしており、Ｓｙｎｃ２
は光量コントローラ１４からのデューティ値に基づいて
ＣＰＵ１７からの指示にしたがってディレイ調整回路１
８によって遅延されたＳｙｎｃ信号を示している。Ｓｙ
ｎｃ１の立ち下がりｔ１を基準にとるとＳｙｎｃ２立ち
下がりｔ２までの遅延時間はＡ１で表わされる。遅延時
間Ａ１は光量コントローラ１４からのデューティ値によ
ってＣＰＵ１７上で以下の式により算出が可能である。

【００６７】 Ｔ＝Ｓ×（１００−デューティ）／２ …… １） １）式に於いて、Ｔは遅延時間、Ｓは１蓄積時間に相当
するＨｓｙｎｃ区間の時間、デューティは％で表わされ
たデューティ値を示している。光量コントローラ１４か
ら出力されるＰＷＭ信号は遅延されたＳｙｎｃ２の立ち
下がりｔ２を基準に出力される信号であり、所定のデュ
ーティ値の区間だけハイレベルの信号を出力し続ける。
このＰＷＭ信号に基づいて、インバータ１５からは、Ｐ
ＷＭ信号より十分に高い周波数で蛍光灯１０に対して電
流を供給する。図７の管電流がその信号を示している。
この管電流によって蛍光灯１０は、管電流を平均化した
電流値に相当する一定光量で点灯する。このとき蛍光灯
点灯時のＰＷＭ信号，管電流，光量のすべての信号の中
心であるＣのラインは、固体撮像素子の１蓄積時間に相
当するＨｙｎｃを表わすＳｙｎｃ１の区間信号の立ち下
がりの中心に一致している。図７の（Ｂ）に於いても、
同様にＰＷＭ信号，管電流，光量の信号の中心Ｃは、Ｓ
ｙｎｃ１の区間信号の中心に一致している。（Ｂ）で
は、デューティ値が約６０％になっており、前述の１）
式から、Ｓｙｎｃ１信号の立ち下がりｔ３からＳｙｎｃ
２の立ち下がりｔ４までの遅延時間Ｂ１が算出される。
デューティ値が大きくなる事によりＢ１は（Ａ）での遅
延時間Ａ１よりも短い時間となる。

【００６８】［デューティ値の変動］本実施例で用いて
いる蛍光灯のパルス駆動方法（ＰＷＭ）においては、蛍
光灯、及び光量検出回路が同一という状態で、同一のパ
ルス幅を印加しても光量が同一にならず、連続点灯の場
合、蛍光灯の温度が上昇していき、同一パルス幅のまま
では光量が増加してしまう。従って、１ジョブ（ＪＯ
Ｂ）中の所要の調光デューティ値は一定ではなく、変動
していき、例えば、Ａ３サイズ１００枚などでは１０％
以上変動することもある。そのため、ジョブ開始時のデ
ューティ値から同期信号の遅延量を決めるのでは、ジョ
ブ中のデューティ値に適した位置に対して誤差が生じて
しまう。そのため、より細かく、例えば、１スキャン
（原稿１枚）毎にデューティ値をサンプリングし、同期
信号Ｓｙｎｃ２の遅延量設定にフィードバックをかける
必要がある。

【００６９】［設定タイミング］同期信号の遅延量設定
は同期信号とは同期しておらず、ＣＰＵが非同期に設定
を行うものである。そのため、該設定を行う際に同期信
号は１周期分、周期不定や遅延位置不定になってしま
う。従って、その１周期分蛍光灯駆動パルスも正規の状
態ではなくなり、光量も、瞬間的に、不定になってしま
う。

【００７０】従って、画像読取り中に該遅延量設定を行
うと、画像が異常になることが考えられるので、そのよ
うなタイミングには遅延量設定を変更することは出来な
い。

【００７１】また、同期信号を基に駆動されているＣＣ
Ｄ（ラインセンサ）については、同期信号が所定の周期
よりも短くなると、それが画像読取り中でなくても、画
像読取り開始までの時間が短い（数百ｍＳ以下）場合に
は、読取り時の画像に影響を与えることが考えられる。

【００７２】そこで、スキャナモータを起動するための
トリガ信号であるスキャンスタート同期信号（ＲＴＯ
Ｐ）を用い、該信号をトリガとして、遅延量設定を行
い、と同時にその間、１周期分同期信号をマスクし、所
定の周期よりも短い同期信号が出力されるのを防止す
る。

【００７３】そこで、画像を読み取っていないタイミン
グで、すなわち、読取り装置の光学系が副走査方向への
移動を終了し、次の読取り走査のために、読取り開始位
置へと戻る動作（以下「バックスキャン」とする）中
に、遅延量設定を行うことが考えられる。バックスキャ
ン開始直後に遅延量設定を行えば、そのタイミングでＣ
ＣＤ駆動信号を変更しても、正常読取りが行えるように
なるまでの数百ｍｓの時間を充分かせぐことができる。

【００７４】また、読取り画像への影響を原理的に無く
すため、スキャナモータを起動するためのトリガ信号で
あるスキャンスタート同期信号（ＲＴＯＰ）を用い、該
信号をトリガとして、遅延量設定を行い、と同時にその
間、１周期分同期信号をマスクするという制御が考えら
れる。これによって、所定の周期よりも短い同期信号が
出力されるのを防止する。

【００７５】以下、このＲＴＯＰによる同期信号のマス
ク処理について詳細に説明する。

【００７６】［タイミングチャート］図８に先に説明し
た内容のタイミングチャ−トを示す。

【００７７】基準同期信号ＳＹＮＣに対し、スキャナス
タート同期信号ＲＴＯＰは図のようにＳＹＮＣ１周期分
出力されている。マスク後同期信号ＭＳＹＮＣは、前記
ＳＹＮＣを前記ＲＴＯＰでマスクした信号である。

【００７８】遅延量設定は、図示のように、ＲＴＯＰが
発生する以前はＴ１という値に設定されており、ＲＴＯ
Ｐを割り込みで処理し、ＲＴＯＰ以降ではＴ２になるよ
うに設定値の変更を行う。

【００７９】［ハード構成］図９に遅延量設定のための
ハードウエア構成を示す。

【００８０】同図において、１０２１は全体を司るＣＰ
Ｕであり、１０２２はマスクのためのゲート回路、１０
２３は遅延回路である。

【００８１】ゲート回路１０２２は、スキャンスタート
同期信号ＲＴＯＰと基準同期信号ＳＹＮＣが入力され、
ＲＴＯＰ発生時に基準同期信号ＳＹＮＣがマスクされた
マスク後同期信号ＭＳＫＳＹＮＣを生成するものであ
る。ＣＰＵ１０２１は、ＭＳＫＳＹＮＣ信号が割り込み
端子に入力されており、割り込み処理として、遅延手段
１０２３へのレジスタ設定を行う。遅延手段１０２３は
入力されたＭＳＫＳＹＮＣ信号を前記ＣＰＵ１０２１が
設定した分だけ遅延させた信号ＤＳＹＮＣを生成する手
段である。

【００８２】［遅延量設定］以下に、ＣＰＵ１７が光量
コントローラ１４からデューティ値を読み取り、ディレ
イ調整回路１８のレジスタ５１，５２に遅延量を設定す
る、一連の制御について、図１０，図１１のフローチャ
ートの基づいて説明する。

【００８３】画像読取り動作が開始されると、ＣＰＵ
は、まずレジスタ５１，５２に“０”、“１”を設定し
（Ｓ１参照、以下同様）、消灯していた蛍光灯を点灯す
る（Ｓ３）。設定すべき遅延量をデューティ値から算定
するため、蛍光灯が消灯している状態では、遅延量を算
定することができない。そのため、遅延量無しの設定で
蛍光灯を点灯する。また同時に、後述するデューティ値
を保持しておくメモリ全域をクリアしておく（Ｓ２）。

【００８４】蛍光灯の光量は、点灯開始直後は不安定な
状態にある。ＣＰＵは、点灯開始から光量が安定するま
で所定時間（本実施例では約０．５秒）待った後（Ｓ
４）、光量コントローラ１４からデューティ値を読み取
り（Ｓ５）、前記ａ），ｂ）式からレジスタ５１，５２
に設定すべき値Ｐ１，Ｐ２を算出、保持しておく（Ｓ
６）。

【００８５】その後に与えられる、スキャナモータを起
動するための信号ＲＴＯＰを契機として、ＣＰＵは予め
算出しておいた値Ｐ１，Ｐ２をレジスタ５１，５２にそ
れぞれ設定する。

【００８６】よって、１回目のスキャンのための設定
は、光量安定後最初にサンプリングしたデューティ値に
基づいて行われることになる。

【００８７】連続スキャン動作中、ＣＰＵは所定時間
（本実施例では約０．１秒）ごとにデューティ値を読み
取り（Ｓ７，Ｓ８）、図示しないメモリにそれらの値を
所定個数分（本実施例では３２個）保持していく（Ｓ
９，Ｓ１０）。メモリ内に所定個数のデューティ値が保
持されたら（Ｓ１０）、それらの値の平均値を算出し
（Ｓ１１）、その平均値に基づいてレジスタ設定値Ｐ
１，Ｐ２を再計算し、保持しておく（Ｓ１２）。同時
に、メモリ全域をクリアする（Ｓ１３）。

【００８８】連続スキャン動作中に、ＲＴＯＰ信号が与
えられると、ＣＰＵは保持されている値Ｐ１，Ｐ２をレ
ジスタ５１、５２にそれぞれ設定し、遅延量を再設定す
る（Ｓ１４）。前述のＰ１，Ｐ２の再計算と、ＲＴＯＰ
による遅延量再設定は、非同期に行われる。すなわち、
ＲＴＯＰ信号は１スキャン動作毎に与えられ、本実施例
では約４．５秒間隔で与えられる。それに対して、設定
値Ｐ１、Ｐ２の更新は、本実施例では約３．２秒間隔で
行われる。

【００８９】よって、Ｎ（２以上の整数）スキャン目の
ための設定は、Ｎ―１スキャンまでのデューティ値に基
づいて行われることになる。

【００９０】また、本実施例では、レジスタ設定値Ｐ
１，Ｐ２は、複数の光量検出データの平均値（ｍｅａ
ｎ）から算出することになっているが、これを複数の光
量検出データの中央値（ｍｅｄｉａｎ）や、最頻値（ｍ
ｏｄｅ）といった他の統計量としてもよい。

【００９１】この様に、デューティ値が変化した場合に
於いても点灯制御信号の中心の位置が時間的に変化せ
ず、常にＨｓｙｎｃの区間信号の中心に位置する事によ
って、蛍光体の残光特性が各色で異なった場合に於いて
も、光量の重心の位置が常にＨｓｙｎｃの区間信号の中
心近傍に位置し、かつ残光による非点灯区間での光量
を、１蓄積時間内で点灯区間の前後で平均化する事によ
って、重心位置の変化を微小量とする事ができ、副走査
方向の読取りの際の色ずれを実質的に無くすることがで
きる。

【００９２】（実施例２）実施例２を図５を用いて説明
する。

【００９３】図３のブロック回路上の各出力信号に関し
て、実施例１と同様にＳｙｎｃ信号，ＰＷＭ信号，制御
電流波形（管電流），光量を説明する。図５に於いて横
軸は時間、縦軸は各出力信号である。

【００９４】図１２に於いて、（Ａ）はデューティ値が
約２５％のときの出力信号、（Ｂ）はデューティ値が約
６０％のときの出力信号を現わしている。本実施例で
は、調光時のＰＷＭ信号（制御パルス）の中心値がＳｙ
ｎｃ１の立ち下がり（始めの時点）を中心に時間軸方向
に対称な変化をするように構成したものであり、Ｓｙｎ
ｃ１は図３で示したブロック回路図の中でＳｙｎｃ発生
器１６から出力されるＳｙｎｃ信号を現わしており、Ｓ
ｙｎｃ２は光量コントローラ１４からのデューティ値に
基づいてＣＰＵ１７からの指示にしたがってディレイ調
整回路１８によって遅延されたＳｙｎｃ信号を示してい
る。Ｓｙｎｃ１の立ち下がりｔ５を基準にとるとＳｙｎ
ｃ２立ち下がりｔ６までの遅延時間はＡ２で表わされ
る。遅延時間Ａ２は光量コントローラ１４からのデュー
ティ値によってＣＰＵ１７上で以下の式により算出が可
能である。

【００９５】 Ｔ＝Ｓ×（１００−デューティ／２） …… ２） ２）式に於いて、Ｔは遅延時間、Ｓは１蓄積時間に相当
するＨｓｙｎｃ区間の時間、デューティは％で表わされ
たデューティ値を示している。光量コントローラ１４か
ら出力されるＰＷＭ信号は遅延されたＳｙｎｃ２の立ち
下がりｔ６を基準に出力される信号であり、所要のデュ
ーティ値の区間だけハイレベルの信号を出力し続ける。
このＰＷＭ信号に基づいて、インバータ１５からは、Ｐ
ＷＭ信号より十分に高い周波数で蛍光灯１０に対して電
流を供給する。図１２の管電流がその信号を示してい
る。この管電流によって蛍光灯１０は、管電流を平均化
した電流値に相当する一定光量で点灯する。このとき蛍
光灯点灯時のＰＷＭ信号，管電流，光量のすべての信号
の中心であるｔ５は、固体撮像素子の１蓄積時間に相当
するＨｙｎｃを表わすＳｙｎｃ１の区間信号の立ち下が
りに一致している。図１２の（Ｂ）に於いても、同様に
ＰＷＭ信号，管電流，光量の信号の中心Ｃは、Ｓｙｎｃ
１の区間信号の立ち下がりに一致している。（Ｂ）で
は、デューティ値が約６０％になっており、前述の２）
式から、Ｓｙｎｃ１信号の立ち下がりｔ７からＳｙｎｃ
２の立ち下がりｔ８までの遅延時間Ｂ２が算出される。
デューティ値が大きくなる事によりＢ２は（Ａ）での遅
延時間Ａ２よりも短い時間となる。

【００９６】この様に、デューティ値が変化した場合に
於いても点灯制御信号の中心の位置が時間的に変化せ
ず、常にＨｓｙｎｃの区間信号の立ち下がりに位置する
事によって、蛍光体の残光特性が各色で異なった場合に
於いても、光量の重心の位置が常にＨｓｙｎｃの区間信
号の中心近傍に位置し、かつ残光による非点灯区間での
光量を、１蓄積時間内で点灯区間の前後で平均化する事
によって、重心位置の変化を微小量とする事ができ、副
走査方向の読取りの際の色ずれを実質的に無くすること
ができる。

【００９７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
白色光源の残光特性に依存して発生する各色の副走査方
向の読取り位置の重心移動を低減する事によって、副走
査方向の読取りの際の色ずれを防止することができる。

【００９８】また、重心移動低減制御の設定は、スキャ
ン単位で行い、Ｎ（Ｎは１以上の整数）スキャン目の設
定を、読取り開始操作後、Ｎ−１スキャンまでの発光量
データにもとづいて行うことにより、白色光源の光量を
精度よく所定値に制御すると共に、重心移動を低減し色
ずれを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１の動作説明図

【図２】 蛍光灯の斜視図

【図３】 光量制御部の構成を示すブロック図

【図４】 実施例１の構成を示すブロック図

【図５】 ディレイ調整回路の構成を示すブロック図

【図６】 ダウンカウンタ４１の構成を示す図

【図７】 実施例１のタイミングチャート

【図８】 遅延量設定のタイミングチャート

【図９】 遅延量設定のためのハードウエア構成を示す
図

【図１０】 デューティから遅延量を設定する処理を示
すフローチャート

【図１１】 デューティから遅延量を設定する処理を示
すフローチャート

【図１２】 実施例２のタイミングチャート

【図１３】 画像読取り装置における光学系の概略を示
す図

【図１４】 制御波形と残光特性を示す図

【符号の説明】

１０ 蛍光灯 １１ 光量センサ １７ ＣＰＵ １８ ディレイ調整回路

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年１０月６日（１９９９．１０．
６）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６２】この回路１８は、画像処理部２２等の主走
査同期信号４７（ＳＹＮＣ１）によりリセットされ、ク
ロック信号でカウントアップするカウンタ４８とＰＷＭ
信号を立ち上げる信号である同期信号ＳＹＮＣ２（５
４）の立ち下がりタイミングと立ち上がりタイミングと
を決定する２つのコンパレータ（４９，５０）及びＣＰ
Ｕ１７により設定されるレジスタ（５１，５２）及びＪ
ＫＦ／Ｆ５３から構成される。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６３】ここで、例えば、１主走査区間がＡクロッ
ク（ＣＣＤ５８からは１クロックに対して１画素の信号
が出力される）に対応する場合、レジスタ５１に設定さ
れる同期信号ＳＹＮＣ２の立ち下がり制御値Ｐ１（それ
ぞれの主走査期間開始から何クロック目に同期信号ＳＹ
ＮＣ２を立ち下げるかを決定する値）は、 Ｐ１＝Ａ／２−デューティ値（％）×Ａ／２００……ａ） 立ち上がり制御値Ｐ２は Ｐ２＝Ａ／２−デューティ値（％）×Ａ／２００＋１……ｂ） で表される。なお、式ａ）及びｂ）に示す例では、ＳＹ
ＮＣ２のパルス幅は１クロックであるが、１クロックに
限るものではなく、１主走査期間よりも短ければよく、
式ｂ）の＋１を＋（Ａ−２）以下の値に置き換えること
が可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 浩 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 新井 康治 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 5C072 AA01 BA19 CA03 CA04 CA07 CA15 EA05 FA07 FB19 LA02 MA01 MB01 MB02 MB04 MB08 UA09 UA14

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原稿の画像を結像光学系を介して複数の
   ラインセンサ上に結像し画像を読み取る画像読取り装置
   において、前記複数のラインセンサの各読取り色に対応
   する各色の残光特性が異なる原稿照射用白色光源と、こ
   の白色光源の残光特性に依存して発生する各色の副走査
   方向の読取り位置の重心移動を低減する重心移動低減手
   段とを備え、前記重心移動低減手段は、前記白色光源の
   発光量データにもとづいて重心移動低減制御を行い、前
   記重心移動低減制御の設定は、スキャン単位で、かつＮ
   （Ｎは１以上の整数）スキャン目の設定は、読取り開始
   操作後Ｎ−１スキャンまでの発光量データに基づいて行
   うことを特徴とする画像読取り装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の画像読取り装置におい
   て、前記重心移動低減手段は、パルス幅変調方式を用
   い、前記ラインセンサの１蓄積時間における重心移動が
   小さくなるように制御パルスの位相を制御するものであ
   ることを特徴とする画像読取り装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の画像読取り装置におい
   て、前記制御パルスの位相の制御は、前記１蓄積時間に
   おける基準時点を中心に時間軸方向に前後対称に制御パ
   ルスの幅が変化するように行うものであることを特徴と
   する画像読取り装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の画像読取り装置におい
   て、前記基準時点は、前記１蓄積時間の中間の時点であ
   ることを特徴とする画像読取り装置。
5. 【請求項５】 請求項３記載の画像読取り装置におい
   て、前記基準時点は、前記１蓄積時間の始めの時点であ
   ることを特徴とする画像読取り装置。
6. 【請求項６】 請求項１記載の画像読取り装置におい
   て、前記白色光源は、複数種の蛍光体を用いた蛍光灯で
   あることを特徴とする画像読取り装置。
7. 【請求項７】 請求項１記載の画像読取り装置におい
   て、前記発光量データにもとづく設定は、複数回サンプ
   リングした発光量データのメジアン，モード，単純平均
   等の統計量による設定であることを特徴とする画像読取
   り装置。