JP2008271497A - 画像読取装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】照明光源の冷陰極管ランプの点灯時に、発光光量が安定するまでの時間を短縮するため定格より高い初期電圧を印加しても、アナログ信号処理部に過電圧が入力されないようにして破壊を防止する。
【解決手段】原稿を露光する照明光源２１と、照明光源２１を点灯させる光源点灯装置２２と、原稿からの反射光を電気信号に変換するイメージセンサ２３と、出力されるアナログ画像信号を入力して、デジタル画像データへの変換を行うアナログ信号処理部２５と、照明光源２１を点灯させる際に、その定格電圧より高い初期電圧を印加した後、定格電圧に切り替えるように光源点灯装置２２を制御する光源点灯制御部２８と、光源点灯装置２２によって照明光源２１を点灯させたとき、その発光光量が安定したと判断するまで、イメージセンサ２３からアナログ信号処理部２５へ入力するアナログ画像信号を抑制する分圧回路２４および分圧回路制御部２９と、を備えた。
【選択図】 図１

Description

この発明は、スキャナや電子写真方式の複写機の画像読取部（スキャナ部）等の画像読取装置、およびその画像読取装置を画像読取部として備えたデジタル複写機、ファクシミリ装置、あるいはこれらとプリンタの機能を複合した複合機等の画像形成装置に関する。

スキャナ等の画像読取装置は、原稿の画像を光電変換手段で読取ってアナログ画像信号とし、それを信号処理部で増幅等のアナログ信号処理をした後デジタル信号に変換した後、各種の画像データ処理を施して画像データを出力する装置である。

従来の一般的な画像読取装置の構造を図９に模式的な断面図で示す。この画像読取装置は、スキャナ本体１の上面に原稿１１を載置するコンタクトガラス２が設けられ、その下側となるスキャナ本体１の内部に、原稿を露光する照明光源（ランプ）３と第１反射ミラー４ａとからなる第１キャリッジ４と、第２反射ミラー５ａと第３反射ミラー５ｂとからなる第２キャリッジ５と、レンズユニット６とからなる走査光学系が設けられている。

さらに、センサボード７に搭載した光電変換手段であるイメージセンサ８と、その画像読取信号を信号ケーブル９を通して入力して処理する信号処理部１０とを備えている。また、スキャナ本体１の上面のコンタクトガラス２より手前側に、各種の歪みを補正するための白基準板１２を設けている。

この画像読取装置による原稿読取時には、走査光学系の第１キャリッジ４および第２キャリッジ５が、ステッピングモータによって駆動されて副走査方向である矢示Ａ方向に移動する。第２キャリッジ５の移動速度は第１キャリッジ４の移動速度の１／２である。その移動中、コンタクトガラス２上に載置された原稿１１の下面（画像面）を第１キャリッジ４の照明光源３によって露光する。

そして、その原稿１１の下面によって反射された光は、第１キャリッジ４の第１反射ミラー４ａと第２キャリッジ５の第２反射ミラー５ａおよび第３反射ミラー５ｂによって順次反射偏向されてレンズユニット６に導かれ、そのレンズユニット６によってイメージセンサ８の受光面上に原稿１１の画像が縮小されて結像される。イメージセンサ８はその画像濃淡（反射光の強度による）に応じた電気信号に変換してアナログ画像信号（電圧信号）を出力し、それが、センサボード７から信号ケーブル９を通して信号処理部１０に入力される。

このような画像読取装置の照明光源としては、一般にキセノンランプやハロゲンランプが多く使用されていた。しかし、高価で、小型化に不向きであるため、近年一般家庭向けなどの小型で安価なスキャナ等の画像読取装置の照明光源には、コスト、大きさ、寿命などの面から冷陰極管ランプ（「ＣＣＦＬ」と略称される）が採用されることが多くなっている。その冷陰極管ランプには点灯後安定光量に達するまでの立ち上がりに、キセノンランプに比べてある程度長い時間を要するという特質がある。

そのため、ランプ点灯からランプ光量が安定するまでの待ち時間（装置の立ち上がり時間にもつながる）を短縮する目的で、冷陰極管ランプの点灯時（電源ＯＮ時）に定格以上の初期電圧を印加することは既に知られている。

例えば、特許文献１には、冷陰極管ランプの点灯からその発光光量が安定するまでの時間を短縮するために、定格電圧よりも高い初期電圧を印加するとともに、冷陰極管ランプの立ち上がりの光量を基準時間毎に順に画像読取用のイメージセンサで検出し、その検出結果に基づく基準時間毎の光量変化率が基準値以下になった後に、イメージセンサから出力されるアナログ画像信号をＡ／Ｄ変換するためのゲイン調整および白色基準調整を行い、その後、冷陰極管ランプへの印加電圧を定格電圧に切り替えて画像読取動作の可能な状態に移行することが開示されている。

特開２００５−４５３０９号公報

しかしながら、このように冷陰極管ランプの点灯時に定格より高い初期電圧を印加すると、ランプの点灯直後の光量が増加して、イメージセンサからランプ光量の安定時よりも高いアナログ画像信号（電圧信号）が出力される。そのため、そのアナログ画像信号が、信号処理部の前段において増幅等のアナログ信号処理とデジタル信号への変換を行うアナログ信号処理部（Analog Front End：ＡＦＥとも称される）の入力電圧の許容値を超えて、デバイスの破損につながる可能性があるという問題があった。

この発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、画像読取装置の照明光源に冷陰極管ランプを使用して、その点灯時に発光光量が安定するまでの時間を短縮するために定格より高い初期電圧を印加しても、イメージセンサから出力されるアナログ画像信号を入力するアナログ信号処理部に過電圧が入力されないようにして、その破壊を防止することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１にかかる発明は、冷陰極管ランプによって原稿を露光する照明光源と、該照明光源を点灯させる光源点灯装置と、前記原稿からの反射光を電気信号に変換するイメージセンサと、該イメージセンサから出力されるアナログ画像信号を入力して、デジタル画像データへの変換を行うアナログ信号処理部と、前記照明光源を点灯させる際に、該照明光源に定格電圧より高い初期電圧を印加した後、定格電圧に切り替えるように前記光源点灯装置を制御する光源点灯制御手段と、前記光源点灯装置によって前記照明光源を点灯させたとき、該照明光源の発光光量が安定したと判断するまで、前記イメージセンサから前記アナログ信号処理部へ入力するアナログ画像信号を抑制する画像信号抑制手段と、を備えたことを特徴とする。

また、請求項２にかかる発明は、請求項１に記載の画像読取装置において、前記画像信号抑制手段は、前記イメージセンサと前記アナログ信号処理部との間に設けた分圧機能を有効と無効に切り替え可能な分圧回路と、前記光源点灯装置によって前記照明光源を点灯させたときに、該照明光源の発光光量が安定したと判断するまで、前記分圧回路の分圧機能を有効にし、その後に該分圧回路の分圧機能を無効にする分圧回路制御手段とによって構成されていること、を特徴とする。

また、請求項３にかかる発明は、請求項２に記載の画像読取装置において、前記分圧回路は、前記イメージセンサから前記アナログ信号処理部へのアナログ画像信号の信号径路に直列に介挿した第１の抵抗と、該第１の抵抗の出力側とグランドとの間に接続した第２の抵抗とスイッチング素子との直列回路とによって構成されていること、を特徴とする。

また、請求項４にかかる発明は、請求項２または３に記載の画像読取装置において、前記分圧回路における分圧機能とは、前記イメージセンサから出力されるアナログ画像信号の最大値を、前記アナログ信号処理部の入力許容電圧値以下に分圧すること、を特徴とする。

また、請求項５にかかる発明は、請求項１に記載の画像読取装置において、前記イメージセンサがＣＣＤイメージセンサであり、前記画像信号抑制手段は、前記光源点灯装置によって前記照明光源を点灯させたときに、該照明光源の発光光量が安定したと判断するまで、前記ＣＣＤイメージセンサの駆動クロックである１ラインの各画素の電荷を順次転送して出力するＰＨクロックと、各画素の出力レベルをリセットするＲＳ信号とのタイミングを一致させ、その後に前記ＰＨクロックと前記ＲＳ信号とを通常の読取時のタイミングにするＣＣＤ駆動クロック制御手段であること、を特徴とする。

また、請求項６にかかる発明は、請求項１に記載の画像読取装置において、前記イメージセンサがＣＣＤイメージセンサであり、前記画像信号抑制手段は、前記光源点灯装置によって前記照明光源を点灯させたときに、該照明光源の発光光量が安定したと判断するまで、前記ＣＣＤイメージセンサの１ラインの各画素の電荷蓄積時間に相当するシフトパルスの周期を通常の読取時より短くし、その後に該シフトパルスの周期を通常の読取時の周期にするＣＣＤシフトパルス制御手段であること、を特徴とする。

また、請求項７にかかる発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載の画像読取装置において、前記画像信号抑制手段は、前記照明光源に電圧を印加してから予め設定した時間が経過したときに該照明光源の発光光量が安定したと判断すること、を特徴とする。

また、請求項８にかかる発明は、請求項２から４のいずれか一項に記載の画像読取装置において、前記画像信号抑制手段は、前記イメージセンサが出力するアナログ画像信号の白レベルの電圧値の所定時間ごとの変化量が設定値以下になったときに前記照明光源の発光光量が安定したと判断すること、を特徴とする。

また、請求項９にかかる発明は、請求項２から４のいずれか一項に記載の画像読取装置において、前記画像信号抑制手段は、前記イメージセンサが出力するアナログ画像信号の白レベルの電圧値が前記アナログ信号処理部の入力許容電圧値以下になったときに前記照明光源の発光光量が安定したと判断すること、を特徴とする。

また、請求項１０にかかる発明は、請求項１から９のいずれか一項に記載の画像読取装置において、前記アナログ信号処理部により変換された前記デジタル画像データに、シェーディング補正等のデータ処理を施すデータ処理部をさらに備えたこと、を特徴とする。

また、請求項１１にかかる発明は、請求項１から１０のいずれか一項に記載の画像読取装置による画像読取部と、該画像読取部が出力するデジタル画像データを記録紙に印刷する画像形成部と、を備えたこと、を特徴とする。

本発明によれば、照明光源を点灯させたとき、照明光源の発光光量が安定したと判断するまでイメージセンサからアナログ信号処理部へ入力するアナログ画像信号を抑制するので、アナログ信号処理部に過電圧が入力されることを防ぐことができ、アナログ信号処理部の破壊を防止することができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる画像読取装置および画像形成装置の最良な実施の形態を詳細に説明する。

〔画像読取装置の第１の実施形態〕
まず、画像読取装置の第１の実施形態について図１〜図５によって説明する。図１は、第１の実施形態にかかる画像読取装置の構成を示すブロック図である。この画像読取装置（スキャナ）は、照明光源２１、光源点灯装置２２、イメージセンサ２３、分圧回路２４、アナログ信号処理部２５、データ処理部２６、および、制御部２７を備えている。なお、図９に示した走査光学系の第１キャリッジ４および第２キャリッジ５に相当する走査機構と、それを副走査方向へ移動させるステッピングモータおよびその駆動回路等も当然備えているが、図示を省略している。

図１における照明光源２１は、図９に示した照明光源３に相当し、点灯後読取可能なレベルで発光光量が安定するまでにある程度の時間を要する冷陰極管ランプ（ＣＣＦＬ）を使用している。光源点灯装置２２は、制御部２７によって制御されて照明光源２１に電圧を印加して点灯させるインバータ等からなる。照明光源２１の点灯（給電）開始時には、その定格電圧より高い初期電圧を印加した後、定格電圧に切り替えるようにして、照明光源２１の発光光量が安定するまでの時間を短縮させる。

イメージセンサ２３は、その照明光源２１によって照射された原稿からの反射光を電気信号に変換する光電変換手段であり、図９に示したような縮小光学系による場合は一般にＣＣＤイメージセンサを用いる。モノクロ用でもカラー用でもよいが、モノクロ用の場合は主走査方向に一定のライン周期で各画素の明暗の濃度に応じた電圧のアナログ画像信号を順次出力する。カラー用の場合は、一定のライン周期で各画素の分解色（一般に赤、緑、青）の色成分ごとの濃度に応じた電圧のアナログ画像信号をそれぞれ出力する。

分圧回路２４は、そのイメージセンサ２３から出力されるアナログ画像信号を分圧してその電圧値を低下させてアナログ信号処理部２５に入力させる回路であるが、制御部２７からの制御信号によってその分圧機能を有効と無効に切り替え可能である。分圧回路２４の機能と後述する制御部の分圧回路制御部２９の機能とによって、画像信号抑制手段を構成している。その詳細は後述する。

アナログ信号処理部２５は、少なくとも増幅回路とＡ／Ｄ変換回路とを有し、イメージセンサ２３から出力されるアナログ画像信号を分圧回路２４を介して入力して、Ａ／Ｄ変換に適したレベルに増幅し、Ａ／Ｄ変換回路によってデジタル画像データに変換する。アナログ画像信号をコンデンサを介して交流結合して入力する場合は、黒オフセットレベルを設定するためのクランプ回路と、アナログ画像信号を連続させるためのサンプルホールド回路も設ける。

データ処理部２６は、アナログ信号処理部２５から出力されるデジタル画像データを入力して、黒基準レベル算出、シェーディング補正、および、γ補正、さらに３色のカラー画像データの場合はライン間補正などの通常の画像読取装置で行うデータ処理（画像処理）を行う。但し、このデータ処理部２６は必須ではなく、安価な画像読取装置の場合は省略することもできる。

制御部２７は、ＣＰＵとＲＯＭおよびＲＡＭを含むマイクロコンピュータを備えており、光源点灯装置２２、イメージセンサ２３、分圧回路２４、アナログ信号処理部２５、および、データ処理部２６を駆動制御する。制御部２７は、光源点灯制御部２８、分圧回路制御部２９、イメージセンサ制御部３０、アナログ信号処理制御部３１、および、データ処理制御部３２を備えて構成されている。

光源点灯制御部２８は、光源点灯装置２２を駆動制御する。そして、光源点灯制御部２８は、その機能の一つとして、照明光源２１を点灯させる際に、その照明光源２１に定格電圧より高い初期電圧を印加した後、定格電圧に切り替えるように光源点灯装置２２を制御する。

分圧回路制御部２９は、分圧回路２４を駆動制御する。具体的には、分圧回路制御部２９は、照明光源２１の発光光量が安定したと判断するまで分圧回路２４の分圧機能を有効にし、その後に該分圧回路２４の分圧機能を無効にする。したがって、前述したように、分圧回路２４の機能と分圧回路制御部２９の機能とによって、光源点灯装置２２によって照明光源２１を点灯させたとき、照明光源２１の発光光量が安定したと判断するまでイメージセンサ２３からアナログ信号処理部２５へ入力するアナログ画像信号を抑制する画像信号抑制手段の機能を構成している。

イメージセンサ制御部３０は、イメージセンサ２３を駆動制御する。アナログ信号処理制御部３１は、アナログ信号処理部２５を駆動制御する。データ処理制御部３２は、データ処理部２６を駆動制御する。

図２は、制御部２７のマイクロコンピュータによる電源ＯＮ時の画像信号抑制処理の流れを示すフロー図であり、分圧回路制御部３０の機能に相当する。図３は、図２におけるランプＯＮの処理の一例を示すフロー図であり、光源点灯制御部２８の機能に相当する。これらの図において、各ステップを「Ｓ」と略記している。

図２に示す処理は電源ＯＮによって開始する。この電源ＯＮとは、画像読取装置の電源が投入されたとき、および、省エネルギーモードで前記照明光源が消灯している状態から読取指令が入力されたときであり、すなわち図１における制御部２７に必要最小限の給電を行っていた状態から、画像読取装置を構成する各部に動作に必要な給電を開始し、照明光源２１の冷陰極管ランプを点灯させるときである。

この処理を開始すると、先ずステップ１で分圧回路２４をＯＮ（有効）にする。次いで、ステップ２でランプＯＮの処理をする。これは光源点灯装置２２に照明光源２１である冷陰極管ランプを点灯させる処理であるが、その詳細は後述する。

そしてステップ３でランプ安定の判断、すなわち照明光源２１である冷陰極管ランプの発光光量が安定したか否かの判断をする。その判断方法の具体例も後述する。

そこでランプ安定と判断するまで待ち、ランプ安定と判断したら、ステップ４で分圧回路２４をＯＦＦ（無効）にして、読取部初期設定へ進み、黒レベル算出、シエーディング補正などの通常の画像読取装置で行われる初期設定を行い、その後に原稿読取動作を開始する。

ステップ２のランプＯＮの処理は図３に示すように、ステップ２１で光源点灯装置２２に照明光源２１である冷陰極管ランプにその定格電圧より高い初期電圧（例えば２４Ｖ）を印加させる。

そして、ステップ２２でその冷陰極管ランプの温度を検知する。それは、例えば冷陰極管ランプの近傍に設けたサーミスタ等の温度センサの検出信号をＡ／Ｄ変換したデータを読込む。次のステップ２３でその検知した温度が設定温度か否かを判断し、設定温度と判断するまでステップ２２の温度検知と、ステップ２３の設定温度かの判断とを繰り返す。

ステップ２３で設定温度と判断すると、ステップ２４で光源点灯装置２２に照明光源２１である冷陰極管ランプにその定格電圧（例えば１８Ｖ）を印加し、図２のルーチンにリターンする。

この照明光源２１の点灯開始時の光源点灯装置２２に対する制御（光源点灯制御部２８の機能）を、上述の説明では便宜上分圧回路２４に対する制御（分圧回路制御部３０の機能）の中で行うように説明したが、照明光源２１である冷陰極管ランプに初期電圧を印加した後の処理は、それぞれ別のルーチンで関係なく行なってもよい。また、図２における分圧回路ＯＮの処理は、ランプＯＮの処理で冷陰極管ランプに初期電圧を印加した直後に行うようにしてもよい。また、冷陰極管ランプへの印加電圧を初期電圧から定格電圧に切り替えるのも、冷陰極管ランプの温度が設定温度になったときに限らず、冷陰極管ランプの発光光量が所定光量になったとき、あるいは初期電圧を印加した後所定時間経過したときなどに切り替えるようにしてもよい。

図４は、照明光源２１である冷陰極管ランプの点灯開始（ランプＯＮ）後のイメージセンサ２３の出力変化を示す線図である。この例では、イメージセンサ２３として、原稿の画像を赤（Ｒｅｄ）、緑（Ｇｒｅｅｎ）、青（Ｂｌｕｅ）の３色の成分に分けて光電変換する３ラインＣＣＤカラーイメージセンサを用いて、白画像を読取った場合のＣＣＤ出力の変化を示す。実線は赤のＣＣＤ出力（ｍＶ）の変化、破線は緑のＣＣＤ出力（ｍＶ）の変化、一点差線は青のＣＣＤ出力（ｍＶ）の変化をそれぞれ示している。

図４における時間０秒で冷陰極管ランプに定格電圧より高い初期電圧を印加すると、１０秒後位に冷陰極管ランプが発光を開始してその発光光量が急速に増加し、ＣＣＤ出力も急激に増加する。そして、３０秒後位で冷陰極管ランプの温度が設定温度に達すると、印加電圧が定格電圧に切り替えられるため、その発光光量も時間と共に低下し、その低下率は次第に小さくなり、ＣＣＤ出力もそれに伴って変化する。

このように、冷陰極管ランプの点灯開始時に定格電圧より高い初期電圧を印加することによって、その発光光量を適正光量に早く安定させることができるが、その発光初期に発光光量が急激に増加するため、イメージセンサ２３の出力であるアナログ画像信号（図５に示すＣＣＤ出力）が急速に大きくなる。このため、そのままＣＣＤ出力をアナログ信号処理部２５に入力させると、その入力許容電圧値を越えて、その回路（ＩＣ）を破壊する恐れがある。

そのため、本実施形態では、照明光源２１である冷陰極管ランプの発光光量が安定するまで、分圧回路２４の分圧機能を有効にして、イメージセンサ２３の出力であるアナログ画像信号を分圧回路２４で分圧して抑制してから、アナログ信号処理部２５へ入力するようにしている。

図５は、分圧回路２４の構成例を示す回路図である。分圧回路２４は、図１におけるイメージセンサ２３からアナログ信号処理部２５へのアナログ画像信号の信号径路の間に直列に介挿した第１の抵抗Ｒ１と、第１の抵抗Ｒ１の出力側の点ａとグランドＧＮＤとの間に接続した第２の抵抗Ｒ２とスイッチング素子Ｑ１との直列回路とによって構成されている。スイッチング素子Ｑ１は、この例ではスイッチングトランジスタであり、そのベースに制御部２７からの制御信号Ｓｃがベース抵抗Ｒ３を介して印加される。

したがって、制御信号Ｓｃがハイレベル“Ｈ”になると、スイッチング素子Ｑ１がＯＮになり、分圧機能が有効になって入力端子３３から入力するイメージセンサ２３の出力であるアナログ画像信号の電圧Ｖｉｎを、第１の抵抗Ｒ１と第２の抵抗Ｒ２とによって数１のように分圧し、この分圧した電圧Ｖｏｕｔを出力端子３４に出力し、それをアナログ信号処理部２５へ入力させる。

この数１におけるＲ１、Ｒ２はそれぞれ第１の抵抗Ｒ１と第２の抵抗Ｒ２の抵抗値である。この抵抗値は、照明光源２１に初期電圧を印加した後のイメージセンサ２３の出力電圧の最大値をＶｃｃｄｍ、アナログ信号処理部２５の入力許容電圧値をＶａｆｅとしたとき、数２を満たすように決めればよい。抵抗値Ｒ１、Ｒ２は一義的に決まるものではなく、抵抗値Ｒ２と抵抗値Ｒ１＋Ｒ２の比が数２を満たすようにすればよい。

したがって、スイッチング素子Ｑ１をＯＮにして分圧回路２４を有効にするタイミングは、必ずしも照明光源２１に初期電圧を印加する（ランプＯＮ）前である必要はなく、イメージセンサ２３の出力電圧をＶｃｃｄとして、Ｖｃｃｄ＜Ｖａｆｅの条件を満たす間であればランプＯＮ以降でもよい。

また、イメージセンサ２３の出力電圧をＶｃｃｄをモニタして、例えば、それがアナログ信号処理部２５の入力許容電圧値をＶａｆｅの７０％になったときに分圧回路２４を有効にするようにしてもよい。

一方、図２のステップ３で制御部２７がランプが安定したと判断した後に、図２のステップ４で分圧回路２４をＯＦＦにするのは、ランプが安定する前に分圧回路２４をＯＦＦすると、分圧しないＣＣＤ出力がアナログ信号処理部２５の入力許容電圧値を越えており、アナログ信号処理部２５の回路（ＩＣ）を破壊する可能性があるためである。

図２におけるステップ３で制御部２７がランプ安定（照明光源２１の冷陰極管ランプの発光光量が安定）と判断する条件としては、たとえば次のような条件がある。
１．照明光源２1の発光光量の所定時間ごとの変化量（変化率）が設定値以下になったとき。
２．照明光源２1の発光光量が予め設定した適性値になったとき。
３．照明光源２1に電圧を印加してから予め設定した時間が経過したとき。
４．イメージセンサ２３が出力するアナログ画像信号の白レベルの電圧値の所定時間ごとの変化量（変化率）が設定値以下になったとき。
５．イメージセンサ２３が出力するアナログ画像信号の白レベルの電圧値がアナログ信号処理部２５の入力許容電圧値以下になったとき。

上記４および５は、照明光源２１の発光光量がイメージセンサ２３の出力電圧と比例している関係を利用している。また、白レベルの電圧値とは、画像読取装置が原稿の代わりに図９の白基準板１２を読取った場合に、イメージセンサ２３が出力するアナログ画像信号の電圧値を意味する。イメージセンサ２３は、白レベルの電圧値より大きい電圧値を出力することはないので、白レベルの電圧値がアナログ信号処理部２５の入力許容電圧値より小さければ、アナログ信号処理部２５の回路（ＩＣ）を破壊することはない。

これらの条件のいずれかを満たしたとき、制御部２７はランプ安定と判断して制御信号Ｓｃをローレベル“Ｌ”にし、図５のスイッチング素子Ｑ１をＯＦＦにして分圧回路２４を無効にする。それによって、イメージセンサ２３の出力であるアナログ画像信号がそのままアナログ信号処理部２５へ入力されるようになる。なお、分圧回路２４のスイッチング素子Ｑ１は、アナログスイッチでもデジタルスイッチでもよい。

このように、第１の実施形態にかかる画像読取装置によれば、照明光源を点灯させたとき、照明光源の発光光量が安定したと判断するまで、イメージセンサからアナログ信号処理部へ入力するアナログ画像信号を分圧回路で分圧して抑制するので、アナログ信号処理部に過電圧が入力されることを防ぐことができ、アナログ信号処理部の破壊を防止することが可能となる。

〔画像読取装置の第２の実施形態〕
次に、画像読取装置の第２の実施形態について、図６および図７によって説明する。第２の実施形態では、第１の実施形態と比べて分圧回路がなく、さらに、制御部の機能が異なっている。第２の実施形態について、添付図面を参照して説明する。本実施形態にかかる画像読取装置の構成について、第１の実施形態と異なる部分を説明し、他の部分については第１の実施形態と同様であるので、同一の符号が付された箇所については、上述した説明を参照し、ここでの説明を省略する。

図６は、第２の実施形態にかかる画像読取装置の構成を示すブロック図である。この画像読取装置（スキャナ）は、照明光源２１、光源点灯装置２２、イメージセンサ２３、アナログ信号処理部２５、データ処理部２６、および、制御部３７を備えている。

制御部３７は、ＣＰＵとＲＯＭおよびＲＡＭを含むマイクロコンピュータを備えており、光源点灯装置２２、イメージセンサ２３、アナログ信号処理部２５、および、データ処理部２６を駆動制御する。制御部３７は、光源点灯制御部２８、イメージセンサ制御部４０、アナログ信号処理制御部３１、および、データ処理制御部３２を備えて構成されている。

イメージセンサ制御部４０は、イメージセンサ２３を駆動制御する。イメージセンサ制御部４０は、その機能の一つとして、ＣＣＤクロック制御を行う。ＣＣＤクロック制御とは、照明光源２１の発光光量が安定したと判断するまでイメージセンサ２３に印加されるＰＨクロックとＲＳ信号のタイミングを一致させ、その後に、ＰＨクロックとＲＳ信号のタイミングを通常の読取時のタイミングに変更する制御である。

また、イメージセンサ制御部４０は、ＣＣＤクロック制御と異なる機能として、ＣＣＤシフトパルス制御を行う。ＣＣＤシフトパルス制御とは、照明光源２１の発光光量が安定したと判断するまでイメージセンサ２３の１ラインの各画素の電荷蓄積時間に相当するシフトパルス（ＳＨパルス）の周期を通常の読取時より短く設定して、その後に、シフトパルスの周期を通常の読取時の周期に設定変更する制御である。

したがって、イメージセンサ制御部４０におけるＣＣＤクロック制御およびＣＣＤシフトパルス制御の機能は、光源点灯装置２２によって照明光源２１を点灯させたとき、照明光源２１の発光光量が安定したと判断するまでイメージセンサ２３からアナログ信号処理部２５へ入力するアナログ画像信号を抑制する画像信号抑制手段の機能を構成している。なお、イメージセンサ制御部４０は、ＣＣＤクロック制御またはＣＣＤシフトパルス制御のいずれか一つの機能を有していれば画像信号抑制手段として機能する。

図７は、制御部３７のマイクロコンピュータによる電源ＯＮ時の画像信号抑制処理の流れを示すフロー図であり、イメージセンサ制御部４０の機能に相当する。

図７に示す処理は電源ＯＮによって開始する。この電源ＯＮとも第１の実施形態の場合と同じで、画像読取装置の電源が投入されたとき、および、省エネルギーモードで前記照明光源が消灯している状態から読取指令が入力されたときであり、すなわち図１における制御部２７に必要最小限の給電を行っていた状態から、画像読取装置を構成する各部に動作に必要な給電を開始し、照明光源２１の冷陰極管ランプを点灯させるときである。

この処理を開始すると、まずステップ１１でＣＣＤクロック制御、すなわち、ＣＣＤ駆動クロック設定１を行う。この「クロック設定１」とは、ＣＣＤイメージセンサであるイメージセンサ２３から、その出力信号が出ないように、イメージセンサ２３の各画素の蓄積電荷を順次出力するＰＨクロック（転送クロック）と各画素の出力レベルをリセットするＲＳ信号（リセットパルス）の印加タイミングとを一致させる設定である。

そして、ステップ１２でランプＯＮの処理を行うが、この処理は第１の実施形態の図３によって説明した処理と同じであるので説明を省略する。

そしてステップ１３でランプ安定の判断、すなわち照明光源２１である冷陰極管ランプの発光光量が安定したか否かの判断をする。ここで、照明光源２１である冷陰極管ランプの発光光量が安定したと判断するためにイメージセンサ２３の出力信号を用いることはできないため、その判断方法は、第１の実施形態で説明した判断方法における５つの判断条件のうち、１〜３のいずれかを採用すればよい。

そこでランプ安定と判断するまで待ち、ランプ安定と判断するとステップ１４でＣＣＤクロック制御、すなわち、ＣＣＤ駆動クロック設定２を行う。この「ＣＣＤ駆動クロック設定２」は、上述したＰＨクロックとＲＳ信号とを通常の読取時の印加タイミングにする設定である。それによってイメージセンサ２３は一定のライン周期で各画素のアナログ画像信号（電圧信号）を順次出力するようになる。

そして、読取部初期設定へ進み、黒レベル算出、シエーディング補正などの通常の画像読取装置で行われる初期設定を行い、その後に原稿読取動作を開始する。

本処理では、制御部３７によるＣＣＤクロック制御が画像信号抑制手段に相当する。ランプＯＮの処理で、照明光源２１である冷陰極管ランプに定格電圧より高い初期電圧が印加されてその発光光量が急激に増加しても、その光量が安定したと判断するまでは、イメージセンサ２３に印加されるＰＨクロックとＲＳ信号のタイミングが一致しているため、イメージセンサ２３からの出力信号が殆どなく、イメージセンサ２３からアナログ信号処理部２５に入力するアナログ画像信号が大幅に抑制される。したがって、アナログ信号処理部２５に入力許容電圧値を越える電圧信号が入力する恐れは皆無になる。

また、本処理を少し変更して、ＣＣＤクロック制御の代わりにＣＣＤシフトパルス制御を行うこともできる。すなわち、図７のステップ１１における「ＣＣＤ駆動クロック設定１」で、イメージセンサ２３の１ラインの各画素の電荷蓄積時間に相当するシフトパルス（ＳＨパルス）の周期を通常の読取時より短く設定して、イメージセンサ２３が出力するアナログ画像信号の最大値が、アナログ信号処理部２５に入力許容電圧値を越えないようにし、ステップ１４における「ＣＣＤ駆動クロック設定２」で、上記シフトパルスの周期を通常の読取時の周期に設定するようにしてもよい。この場合、制御部３７によるＣＣＤシフトパルス制御が画像信号抑制手段に相当する。

本処理では、照明光源２１である冷陰極管ランプに定格電圧より高い初期電圧が印加されてその発光光量が急激に増加しても、その光量が安定したと判断するまでは、イメージセンサ２３に印加されるシフトパルスの周期が通常の読取時より短く設定されているので、イメージセンサ２３の各画素の電荷蓄積時間が短くなり、このため、その出力信号のレベルが低くなり、イメージセンサ２３からアナログ信号処理部２５に入力するアナログ画像信号が大幅に抑制される。したがって、この方法でも、アナログ信号処理部２５に入力許容電圧値を越える電圧信号が入力する恐れはない。

このように、第２の実施形態にかかる画像読取装置によれば、照明光源を点灯させたとき、照明光源の発光光量が安定したと判断するまでイメージセンサに印加されるＰＨクロックとＲＳ信号のタイミングを一致させるためイメージセンサからの出力信号が殆どなく、イメージセンサからアナログ信号処理部へ入力するアナログ画像信号を抑制するので、アナログ信号処理部に過電圧が入力されることを防ぐことができ、アナログ信号処理部の破壊を防止することが可能となる。

さらに、第２の実施形態にかかる画像読取装置によれば、照明光源を点灯させたとき、照明光源の発光光量が安定したと判断するまでイメージセンサに印加されるシフトパルスの周期を通常の読取時より短く設定させるので、イメージセンサの各画素の電荷蓄積時間が短くなり、このため、その出力信号のレベルが低くなり、イメージセンサからアナログ信号処理部へ入力するアナログ画像信号を抑制するので、アナログ信号処理部に過電圧が入力されることを防ぐことができ、アナログ信号処理部の破壊を防止することが可能となる。

〔画像形成装置の実施形態〕
次に、画像形成装置の実施形態を図８によって説明する。図８はその画像形成装置の概略構成を示すブロック図である。画像形成装置７０は、複写機や複合機などの原稿読取機能と画像形成機能を備えた画像形成装置であり、この装置全体を制御するＣＰＵ７１と、そのＣＰＵ７１の動作プログラムを格納したＲＯＭ７２と、この装置の動作に関する各種のデータを格納するとともにＣＰＵ７１のワーキングメモリともなるＲＡＭ７３と、それらを接続するバス７９とを有し、これらによってマイクロコンピュータを構成している。

さらに、操作表示部７４、画像読取部７５、画像形成部７６、ページメモリ７７、および給紙部７８等を備えており、これらもバス７９を介してＣＰＵ７１と接続されるとともに相互に接続されている。

操作表示部７４は、この装置の動作状態等の情報を表示するＬＣＤ等のディスプレイと、オペレータが各種の入力操作を行うキーボード（タッチパネルも含む）等の入力装置を備えている。

画像読取部７５は、前述した第１および第２の実施形態にかかる画像読取装置に相当し、原稿の画像を読取ってそのデジタル画像データを出力し、それをＣＰＵ７１の制御によってそれぞれページメモリ７７にページ単位で蓄積する。

画像形成部７６は、そのページメモリ７７に蓄積した画像データを記録紙に印刷するレーザプリンタやインクジェットプリンタ等のプロッタである。給紙部７８は、その画像形成部７６へ記録紙を給送するための装置であり、給紙トレイ、給紙ローラ、および搬送機構などからなる。

画像読取部７５が、第１および第２の実施形態にかかるカラー画像を読取り可能な画像読取装置である場合には、原稿の画像をＲ、Ｇ、Ｂの分解色ごとに読取って各色のデジタル画像データを出力し、それをＣＰＵ７１の制御によってそれぞれページメモリ７７にページ単位で蓄積する。画像形成部７６は、そのページメモリ７７に蓄積した各色の画像データを記録紙に重ねてカラー印刷する。

この画像形成装置７０は、その画像読取部７５に前述した第１および第２の実施形態にかかる画像読取装置を使用しているので、原稿を露光する照明光源に安価な冷陰極管ランプを使用しているが、電源投入後、あるいは省エネルギーモードからの復帰着に画像読取が可能になるまで（複写機の場合はコピー可能になるまで）の立ち上げ時間を比較的短くすることができ、且つアナログ信号処理回路を構成するＩＣなどが破壊される恐れがない。

この画像形成装置は、デジタル複写機、ファクシミリ装置、あるいはそれらの機能とプリンタ等の機能を複合化した複合機などのいずれでもよい。

以上説明してきたように、この発明は、原稿の画像情報を読取るモノクロ用あるいはカラー用のスキャナ等の画像読取装置、さらにその画像読取装置を画像読取部として備えたデジタル複写機、ファクシミリ装置、あるいはこれらとプリンタ等の機能を複合化した複合機等の画像形成装置に利用できる。それによって、待ち時間が短く故障の恐れもない画像読取装置や画像形成装置を安価に提供することができる。

第１の実施形態にかかる画像読取装置の構成を示すブロック図である。 図１における制御部による電源ＯＮ時の画像信号抑制処理の流れを示すフロー図である。 図２におけるランプＯＮの処理の一例を示すフロー図である。 照明光源である冷陰極管ランプの点灯開始（ランプＯＮ）後のイメージセンサ（ＣＣＤ）の出力変化を示す線図である。 図１における分圧回路の構成例を示す回路図である。 第２の実施形態にかかる画像読取装置の構成を示すブロック図である。 図６における制御部による電源ＯＮ時の画像信号抑制処理の流れを示すフロー図である。 画像形成装置の実施形態を示すブロック図である。 従来の画像読取装置の構造の一例を示す模式的な断面図である。

符号の説明

１ スキャナ本体
２ コンタクトガラス
３ 照明光源（ランプ）
４ 第１キャリッジ
４ａ 第１反射ミラー
５ 第２キャリッジ
５ａ 第２反射ミラー
５ｂ 第３反射ミラー
６ レンズユニット
７ センサボード
８ イメージセンサ
９ 信号ケーブル
１０ 信号処理部
１１ 原稿
１２ 白基準板
２１ 照明光源（冷陰極管ランプ：ＣＣＦＬ）
２２ 光源点灯装置（インバータ）
２３ イメージセンサ（ＣＣＤ）
２４ 分圧回路
２５ アナログ信号処理部
２６ データ処理部
２７、３７ 制御部（ＣＰＵを内蔵）
２８ 光源点灯制御部
２９ 分圧回路制御部
３０、４０ イメージセンサ制御部
３１ アナログ信号処理制御部
３２ データ処理制御部
３３ 入力端子
３３ 出力端子
７０ 画像形成装置
７１ ＣＰＵ
７２ ＲＯＭ
７３ ＲＡＭ
７４ 操作表示部
７５ 画像読取部
７６ 画像形成部
７７ ページメモリ
７８ 給紙部
７９ バス
Ｒ１ 分圧回路の第１の抵抗
Ｒ２ 分圧回路の第２の抵抗
Ｒ３ ベース抵抗
Ｑ１ スイッチング素子

Claims (11)

1. 冷陰極管ランプによって原稿を露光する照明光源と、
   該照明光源を点灯させる光源点灯装置と、
   前記原稿からの反射光を電気信号に変換するイメージセンサと、
   該イメージセンサから出力されるアナログ画像信号を入力して、デジタル画像データへの変換を行うアナログ信号処理部と、
   前記照明光源を点灯させる際に、該照明光源に定格電圧より高い初期電圧を印加した後、定格電圧に切り替えるように前記光源点灯装置を制御する光源点灯制御手段と、
   前記光源点灯装置によって前記照明光源を点灯させたとき、該照明光源の発光光量が安定したと判断するまで、前記イメージセンサから前記アナログ信号処理部へ入力するアナログ画像信号を抑制する画像信号抑制手段と、
   を備えたことを特徴とする画像読取装置。
2. 前記画像信号抑制手段は、
   前記イメージセンサと前記アナログ信号処理部との間に設けた分圧機能を有効と無効に切り替え可能な分圧回路と、
   前記光源点灯装置によって前記照明光源を点灯させたときに、該照明光源の発光光量が安定したと判断するまで、前記分圧回路の分圧機能を有効にし、その後に該分圧回路の分圧機能を無効にする分圧回路制御手段とによって構成されていること、
   を特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
3. 前記分圧回路は、
   前記イメージセンサから前記アナログ信号処理部へのアナログ画像信号の信号径路に直列に介挿した第１の抵抗と、該第１の抵抗の出力側とグランドとの間に接続した第２の抵抗とスイッチング素子との直列回路とによって構成されていること、
   を特徴とする請求項２に記載の画像読取装置。
4. 前記分圧回路における分圧機能とは、前記イメージセンサから出力されるアナログ画像信号の最大値を、前記アナログ信号処理部の入力許容電圧値以下に分圧すること、を特徴とする請求項２または３に記載の画像読取装置。
5. 前記イメージセンサがＣＣＤイメージセンサであり、
   前記画像信号抑制手段は、
   前記光源点灯装置によって前記照明光源を点灯させたときに、該照明光源の発光光量が安定したと判断するまで、前記ＣＣＤイメージセンサの駆動クロックである１ラインの各画素の電荷を順次転送して出力するＰＨクロックと、各画素の出力レベルをリセットするＲＳ信号とのタイミングを一致させ、その後に前記ＰＨクロックと前記ＲＳ信号とを通常の読取時のタイミングにするＣＣＤ駆動クロック制御手段であること、
   を特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
6. 前記イメージセンサがＣＣＤイメージセンサであり、
   前記画像信号抑制手段は、
   前記光源点灯装置によって前記照明光源を点灯させたときに、該照明光源の発光光量が安定したと判断するまで、前記ＣＣＤイメージセンサの１ラインの各画素の電荷蓄積時間に相当するシフトパルスの周期を通常の読取時より短くし、その後に該シフトパルスの周期を通常の読取時の周期にするＣＣＤシフトパルス制御手段であること、
   を特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
7. 前記画像信号抑制手段は、前記照明光源に電圧を印加してから予め設定した時間が経過したときに該照明光源の発光光量が安定したと判断すること、を特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の画像読取装置。
8. 前記画像信号抑制手段は、前記イメージセンサが出力するアナログ画像信号の白レベルの電圧値の所定時間ごとの変化量が設定値以下になったときに前記照明光源の発光光量が安定したと判断すること、を特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載の画像読取装置。
9. 前記画像信号抑制手段は、前記イメージセンサが出力するアナログ画像信号の白レベルの電圧値が前記アナログ信号処理部の入力許容電圧値以下になったときに前記照明光源の発光光量が安定したと判断すること、を特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載の画像読取装置。
10. 前記アナログ信号処理部により変換された前記デジタル画像データに、シェーディング補正等のデータ処理を施すデータ処理部をさらに備えたこと、を特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の画像読取装置。
11. 請求項１から１０のいずれか一項に記載の画像読取装置による画像読取部と、該画像読取部が出力するデジタル画像データを記録紙に印刷する画像形成部と、を備えたこと、を特徴とする画像形成装置。

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