JP2009025618A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 冷陰極管の起動時の光量安定までの時間を短縮し、読取画質を向上させる。
【解決手段】 電源オン時や省電力モードからの復帰時に、ＣＣＤ基板２１４上に実装された温度検出回路２３２の検出結果に基づいて、冷陰極管２１１の駆動電圧を切り替える。
【選択図】 図４

Description

本発明は画像読取装置の照明手段の制御に関するものである。

電子写真プロセスによって画像形成を行う画像形成部上に画像読取装置を備えた複写機において、原稿画像を照明走査して読み取る画像読取部では、原稿画像を照明走査するために原稿画像に光を照射する光源を有している。

従来、この光源として、環境温度に左右されないようなキセノンランプやＬＥＤなどの光源は比較的高価であるため、これに代えて、環境温度に特性が多少左右されるが、比較的安価で光量の大きい冷陰極管を用いることがある。

冷陰極管は管温度が自己発熱により適温まで上昇する間は、光量が徐々に大きくなっていくという特性があり、読取可能な光量に達するまでに時間を要していた。そこで、画像読取動作を行わない待機時においても、常時点灯させて光量を安定化させておくことにより、読取動作を行う際の待ち時間を短縮する方法が取られることがあった。

また、画像形成装置の定着部の余熱を利用して、冷陰極管周辺の温度を上げることで、立上げ時間を短縮する構成もあった（例えば特許文献１）。
特開２００２−９９１９４号公報

しかしながら、画像読取動作を行わない待機時においても、冷陰極管を常時点灯することにより、無駄な電力の消費や、冷陰極管の寿命低下に繋がってしまう。

また、画像読取装置内の冷陰極管と、画像形成装置の定着器との配置制約や、風路を設けることによって、画像読取装置内にゴミや、ホコリなどが入り、読取画像に影響がでる惧れもある。

そこで、本発明の目的は、無駄な電力の消費や冷陰極管の寿命低下を防止しつつ、起動時の光量安定までの時間を短縮し、読取画質を向上させることを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の画像読取装置は、原稿を照射する照射手段と、前記照射手段を所定の駆動電圧で駆動する駆動手段と、前記照射手段の温度を検出する温度検出手段と、前記照射手段の起動時の前記温度検出手段の検出結果に基づいて、前記駆動手段による前記照射手段の駆動電圧を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。

また、本発明の画像読取装置は、原稿を照射する照射手段と、前記照射手段を所定の駆動電圧で駆動する駆動手段と、前記照射手段の温度を検出する温度検出手段と、前記照射手段を前記駆動手段により第１の駆動電圧で駆動させ、その後、前記第１の駆動電圧よりも低い第２の駆動電圧で駆動させる制御手段と、有し、前記制御手段は、前記照射手段の起動時の前記温度検出手段の検出結果に基づいて、前記第１の駆動電圧で駆動してから前記第２の駆動電圧に切り替えるまでの切り替え時間を変更することを特徴とする。

本発明によれば、画像形成装置が画像形成を待機している待機時に常時点灯させることや、画像形成装置の定着部等の余熱も利用することなく、起動時の光量安定までの時間を短縮し、読取画質を向上させることが可能になる。さらに温度検出用サーミスタを、冷陰極管自身に取り付けることが無いため、温度定格の低い低コストなサーミスタを用いることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る画像読取装置の構成を示す図である。画像読取装置２００は、原稿を押圧する圧板２０１を有し、圧板２０１を開けると、原稿台ガラス（図示しない）を介して、原稿を照射するための冷陰極管２１１（照射手段）などを持った画像読取ユニット（以下、キャリッジと呼ぶ）２１０を持つ。キャリッジ内の構成に関しては、後ほど説明する。

キャリッジ２１０は、駆動モータ２０２が回転することで、ギア２０３、搬送ベルト２０６を介して、図面の左右方向に移動する。この時、シャフト２０４と、ガイドレール２０５によって原稿台ガラスと平行に移動することができる。画像読取装置２００は、キャリッジ２１０が移動することによって、原稿台ガラス上にセットされた原稿の画像を読み取ることや、圧板２０１の上部に配置される図示しない自動原稿送り装置によって搬送された原稿の画像を読み取ることが可能になる。

なお、画像読取装置２００は、不図示の画像形成装置に設けられている。画像形成装置の構成は周知の電子写真方式のものを使用でき、ここでは詳細な説明は省略する。

図２は、キャリッジ２１０の内部を模式的に示す断面図である。読取制御基板（以下、ＣＣＤ基板と呼ぶ）２１４は、読取素子としてのＣＣＤセンサ２１５の制御や、冷陰極管２１１の点灯駆動するインバータ基板２１３（駆動手段）の制御等を行っている。冷陰極管２１１から発せられた光は、読取位置Ｒで原稿を照射する。原稿からの反射光Ｌは、反射ミラー２１２や、その他の図示しない反射ミラーで反射され、所定の光路長となって、レンズ２１６を介して、ＣＣＤ基板２１４に上に実装されたＣＣＤセンサ２１５に入力される。

温度検出用サーミスタ２１７は、冷陰極管２１１の温度を予測するために設けられている。本実施形態の構成では、冷陰極管２１１と、ＣＣＤ基板２１４は、１つのキャリッジ２１０に実装される。従って、温度検出用サーミスタ２１７をＣＣＤ基板２１４に配置しても、冷陰極管２１１とＣＣＤ基板２１４との温度の相関を的確に捉えることができる。

ＣＣＤ基板２１４上に、温度検出用のサーミスタ２１７を設けることで、冷陰極管２１１に直接サーミスタを実装することに比べ、低い温度で検出できるため、高価な高温用サーミスタを用いる必要がなく、コストを下げることができる。さらに、ＣＣＤ基板２１４上に実装することで、インピーダンスの高いサーミスタ用の信号線を這わせることがなくなり、ノイズ対策部品等も削減することができ、回路の小型化も図ることができる。

図３は、冷陰極管２１１の駆動電圧切り替えを行う回路のブロック図の一例を示す。ＣＣＤ基板２１４は、冷陰極管２１１の第１の駆動電圧を生成する冷陰極管電圧１生成回路２３１ａ及び第１の駆動電圧よりも低い第２の駆動電圧を生成する冷陰極管電圧２生成回路２３１ｂを持つ。また、ＣＣＤ基板２１４上に冷陰極管２１１の温度検出用サーミスタ２１７を含む温度検出回路２３２（温度検出手段）を持つ。画像読取装置２００の制御手段としてのＣＰＵ２４０は、ＣＣＤ基板２１４とは異なる基板に実装されている。温度検出回路２３２からの出力は、アナログ値で出力され、ＣＰＵ２４０のＡＤ変換ポートで受け取ることにより、ＣＰＵ２４０が温度を検出することが可能になる。

ＣＣＤ基板２１４上に実装された温度検出回路２３２での検出結果をＣＰＵ２４０が受け取り、その結果に基づいてセレクタ２３３を切り替えることで、冷陰極管２１１を駆動するインバータ基板２１３への供給電圧を変化させる。

冷陰極管２１１の駆動電圧を切り替える回路として、ここでは駆動電圧生成回路を２つもち、セレクタで切り替える方式を述べたが、ＦＥＴをＰＷＭ駆動する方式や、ＤＡ変換器を使用する方式など、様々な方式を採用できる。

図４は、第１の実施形態に係る画像読取装置２００の動作を示すフローチャートである。このフローチャートの処理はＣＰＵ２４０が不図示のＲＯＭに格納された制御プログラムに従って実行する。

画像読取装置２００が設けられた画像形成装置の電源オン、または省電力モードからの復帰等により、画像読取装置２００に電源が投入されると、ＣＰＵ２４０は、温度検出回路２３２からの検出結果が所定温度ｆ０以上かどうかの判断する（Ｓ２４１）。この冷陰極管２１１の起動時の温度検出結果が所定値ｆ０未満の場合、ＣＰＵ２４０は、冷陰極管駆動電圧２より高い電圧である冷陰極管駆動電圧１で冷陰極管２１１を駆動する（Ｓ２４２）。即ち、ＣＰＵ２４０は、セレクタ２３３を冷陰極管駆動電圧１生成回路２３１ａ側を選択する。ＣＰＵ２４０は、温度検出回路２３２からの出力を監視し、温度検出回路２３２からの検出結果が所定値ｆ０以上になった否かを判断する（Ｓ２４３）。検出結果が所定値ｆ０以上になると、ＣＰＵ２４０は冷陰極管駆動電圧２で冷陰極管２１１を駆動する（Ｓ２４４）。即ち、ＣＰＵ２４０は、セレクタ２３３を冷陰極管駆動電圧２生成回路２３１ｂ側を選択する。また、画像読取装置２００の電源投入時の温度検出回路２３２の検出結果が所定値ｆ０以上の場合、ＣＰＵ２４０は、冷陰極管駆動電圧２で駆動する（Ｓ２４４）。即ち、ＣＰＵ２４０は、セレクタ２３３を冷陰極管駆動電圧２生成回路２３１ｂ側を選択する。そして、ＣＰＵ２４０は、冷陰極管２１１の光量が安定したか否か判断し（Ｓ２４５）、光量が安定すると読取動作を開始する。光量が安定したか否かの判断は、温度検出回路２３２からの出力の単位時間当たりの変化率が所定の変化率以下になったことや温度検出回路２３２からの出力が所定の温度になったことなどで行うことができる。また、Ｓ２４１での所定温度と、Ｓ２４３での所定温度を同一の温度ｆ０と記載したが、各々が異なる温度でも構わない。

なお、電源オン時や省電力モードからの復帰時のセレクタ２３３の状態は、それ以前の状態を維持しているものとする。

図５は、冷陰極管２１１の光量（実線）、温度（一点破線）と時間の関係を示す図である。図５（ａ）は、従来の制御である、画像読取装置２００の電源投入時に、温度に関係なく冷陰極管駆動電圧２で駆動する場合を示す。この場合、光量が安定するまでには、時間ｔ４までが必要となり、読み取り可能まで時間を要していた。

図５（ｂ）は、画像読取装置２００の電源投入時に、温度検出回路２３２の検出結果が所定温度ｆ１以下の場合を示す。この場合は、所定温度ｆ１に達するまで冷陰極管２１１を冷陰極管駆動電圧１で駆動する。時間ｔ１にて、所定温度ｆ１に達した時点で、冷陰極管駆動電圧２へ変更する。光量が安定する時間ｔ２以降で、読み取り動作が開始できる。

図５（ｃ）は、画像読取装置２００の電源投入時に、温度検出回路２３２の検出結果が所定温度ｆ１以上の場合を示す。この場合は、冷陰極管２１１を冷陰極管駆動電圧２で駆動し、光量が安定する時間ｔ３以降で、読み取り動作が開始できる。

この様に、電源オン時や省電力モードからの復帰時の温度検出回路２３２の検出結果に応じて冷陰極管２１１の駆動電圧を異ならせることにより、読取開始までの時間を従来よりも短くすることができる。

（第２の実施形態）
図６は、第２の実施形態に係る冷陰極管２１１の駆動電圧切り替えを行う回路のブロック図を示す。図３の回路と異なる部分はメモリ２４１がＣＰＵ２４０に接続されている点である。メモリ２４１は、電源オン時や省電力モードからの復帰時の温度検出回路２３２の温度検出結果と冷陰極管駆動電圧を切り替えるまでの時間との対応関係を記憶する領域を持っている。

図７は、メモリ２４１に格納されている電源オン時や省電力モードからの復帰時の温度検出回路２３２からの検出結果と、冷陰極管駆動電圧１から冷陰極管駆動電圧２へ変化させるまでの時間の関係を表わすテーブルである。ＣＰＵ２４０は、電源オン時や省電力モードからの復帰時の温度検出回路２３２からの検出結果が温度ｆ１１未満の場合、切り替え時間をｔ１１とする。また、電源オン時や省電力モードからの復帰時の温度検出結果がｆ１１以上ｆ１２未満の場合、切り替え時間をｔ１２とする。以下、同様に電源オン時や省電力モードからの復帰時の温度検出回路２３２からの検出結果に応じて切替時間を選択する。この様に、温度検出回路２３２で検出された温度が高いほど切り替え時間は短くなっている。なお、電源オン時や省電力モードからの復帰時の温度検出結果が温度ｆ１５以上の場合は、直ちに冷陰極管駆動電圧２で駆動を開始する。

図８は、第２の実施形態に係る画像読取装置２００の動作を示すフローチャートである。このフローチャートの処理はＣＰＵ２４０が不図示のＲＯＭに格納された制御プログラムに従って実行する。

画像形成装置の電源オンまたは省電力モードからの復帰により、画像読取装置２００に電源が投入されると、ＣＰＵ２４０は、温度検出回路２３２からの検出結果が所定温度ｆ１５以上かどうか判断する（Ｓ２７１）。検出結果が所定温度ｆ１５未満の場合、ＣＰＵ２４０は、メモリ２４１に格納されている時間テーブルを参照し、切替時間を決定するととみに、冷陰極管駆動電圧１で冷陰極管２１１を駆動する（Ｓ２７２）。即ち、ＣＰＵ２４０は、セレクタ２３３を冷陰極管駆動電圧１生成回路２３１ａ側を選択する。そして、ＣＰＵ２４０は、冷陰極管駆動電圧１での駆動してから、決定した切替時間が経過したか否かを判断する（Ｓ２７３）。決定した切替時間が経過すると、ＣＰＵ２４０は冷陰極管駆動電圧２で冷陰極管２１１を駆動する（Ｓ２７３）。即ち、ＣＰＵ２４０は、セレクタ２３３を冷陰極管駆動電圧２生成回路２３１ｂ側を選択する。一方、Ｓ２７１での検出結果が所定温度ｆ１５以上の場合、ＣＰＵ２４０は、冷陰極管駆動電圧２で冷陰極管２１１を駆動する（Ｓ２７４）。そして、ＣＰＵ２４０は、冷陰極管２１１の光量が安定したか否かを判定し（Ｓ２７５）、光量が安定すると読取動作を開始する。

（第３の実施の形態）
第３の実施の形態に係る冷陰極管２１１の駆動電圧切り替えを行う回路は図６と同じ回路とする。第２の実施形態との違いは、メモリ２４１に格納されている時間テーブルが異なる。図９は、メモリ２４１に格納されている、画像形成装置の電源オン時または省電力モードからの復帰時の温度検出回路２３２からの検出結果と、冷陰極管駆動電圧１から冷陰極管駆動電圧２へ変化させる間での時間との関係を示す時間テーブルである。

画像読取装置２００が設けられた画像形成装置は、原稿の画像を複写するコピー機能モードや、原稿の画像を読み取り、外部へ送信する送信機能モード、原稿の画像を読み取り、画像形成装置に設けられた記憶装置に記憶する画像記憶機能モードで動作可能である。メモリ２４１は、各動作機能モード毎にそれぞれ時間テーブルを持っている。

コピー機能モードで動作する場合、ＣＰＵ２４０は、時間テーブルを参照して、画像形成装置の電源オン時または省電力モードからの復帰時の温度検出回路２３２からの検出結果が温度ｆ１１未満の場合、切り替え時間をｔ２１とする。温度検出結果が温度ｆ１１以上ｆ１２未満の場合、切り替え時間をｔ２２とする。以下同様に、画像形成装置の電源オン時または省電力モードからの復帰時の温度検出結果に応じて切替時間を決定する。なお、温度検出結果がｆ２５以上の場合は、直ちに冷陰極管駆動電圧２で冷陰極管２１１を駆動を開始する。

また、送信機能モード、画像記憶機能モードが選択されている場合も、コピー機能モードの場合と同様に、切替時間を決定する。なお、ここでは、コピー機能、送信機能、画像記憶機能の各モードでの切り替え時間を決定する閾値となる温度をｆ２１、ｆ２２、ｆ２３、ｆ２４、ｆ２５のように共通の温度に設定しているが、異なる値としても構わない。

以上のように、冷陰極管２１１の駆動を開始する時の温度に応じて、冷陰極管駆動電圧を切り替える。これにより、画像形成装置が画像形成動作を待機している時に冷陰極管を常時点灯させることや、さらに画像形成装置の定着部等の余熱も利用することなく、起動時の光量安定までの時間を短縮し、読取画質を向上させることが可能になる。さらに温度検出用サーミスタを、冷陰極管２１１自身に取り付けることが無いため、温度定格の低い低コストなサーミスタを用いることができる。

本発明の第１の実施形態に係る画像読取装置の構成を示す図。 本発明の第１の実施形態に係るキャリッジ内部を模式的に示す断面図。 本発明の第１の実施形態に係る冷陰極管の駆動電圧切り替えを行う回路のブロック図。 本発明の第１の実施形態に係る画像読取装置の動作を示すフローチャート。 本発明の第１の実施形態に係る冷陰極管２１１の光量、温度と時間の関係を示す図。 本発明の第２の実施形態に係る冷陰極管の駆動電圧切り替えを行う回路のブロック図。 本発明の第２の実施形態に係る冷陰極管の駆動電圧切替時間を示す時間テーブル。 本発明の第２の実施形態に係る画像読取装置の動作を示すフローチャート。 本発明の第３の実施形態に係る冷陰極管の駆動電圧切替時間を示す時間テーブル。

符号の説明

２００ 画像読取装置
２１０ キャリッジ
２１１ 冷陰極管
２１３ インバータ基板
２１４ ＣＣＤ基板
２１５ ＣＣＤセンサ
２１７ サーミスタ
２３１ 冷陰極管電圧生成回路
２３２ 温度検出回路
２４０ ＣＰＵ
２４１ メモリ

Claims (8)

1. 原稿を照射する照射手段と、
   前記照射手段を所定の駆動電圧で駆動する駆動手段と、
   前記照射手段の温度を検出する温度検出手段と、
   前記照射手段の起動時の前記温度検出手段の検出結果に基づいて、前記駆動手段による前記照射手段の駆動電圧を制御する制御手段と、
   を有することを特徴とする画像読取装置。
2. 前記制御手段は、前記照射手段の起動時に前記温度検出手段により検出された温度が所定値未満の場合、前記駆動手段により前記照射手段を第１の駆動電圧で駆動させ、その後、前記第１の駆動電圧よりも低い第２の駆動電圧で駆動させ、前記照射手段の起動時に前記温度検出手段により検出された温度が前記所定値以上であれば、前記照射手段により前記照射手段を前記第１の駆動電圧で駆動させることなく前記第２の駆動電圧で駆動させることを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
3. 前記照射手段を駆動するための駆動電圧を生成し、前記駆動手段へ供給する生成回路を有し、前記制御手段は前記生成回路が生成する駆動電圧を制御することを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
4. 前記制御手段は、前記第１の駆動電圧で前記照射手段を駆動させた後、前記温度検出手段により検出される温度が所定値以上になると、前記第２の駆動電圧で前記照射手段を駆動させることを特徴とする請求項２記載の画像読取装置。
5. 原稿を照射する照射手段と、
   前記照射手段を所定の駆動電圧で駆動する駆動手段と、
   前記照射手段の温度を検出する温度検出手段と、
   前記照射手段を前記駆動手段により第１の駆動電圧で駆動させ、その後、前記第１の駆動電圧よりも低い第２の駆動電圧で駆動させる制御手段と、
   を有し、前記制御手段は、前記照射手段の起動時の前記温度検出手段の検出結果に基づいて、前記第１の駆動電圧で駆動してから前記第２の駆動電圧に切り替えるまでの切り替え時間を変更することを特徴とする画像読取装置。
6. 前記制御手段は、前記照射手段の起動時の前記温度検出手段で検出された温度が高いほど前記切り替え時間が短いことを特徴とする請求項５記載の画像読取装置。
7. 前記照射手段は冷陰極管であることを特徴とする請求項１又は５記載の画像読取装置。
8. 前記原稿の画像を読み取る読取素子を有し、前記温度検出手段は、前記読取素子が実装される基板に設けられることを特徴とする請求項１又は５記載の画像読取装置。

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