JP3003141B2

JP3003141B2 - 画像読取装置

Info

Publication number: JP3003141B2
Application number: JP1265932A
Authority: JP
Inventors: 明彦田中
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1989-10-11
Filing date: 1989-10-11
Publication date: 2000-01-24
Anticipated expiration: 2015-01-24
Also published as: JPH03126364A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、デジタル複写機、ファクシミリ、プリンタ
等の画像データを入力するための画像読取装置に関し、
特に原稿の光学像を光学レンズにより縮小して読取セン
サに結像させるようになっている縮小光学系の画像読取
装置に関するものである。

（従来の技術）例えば複写機においては、縮小光学系の画像読取装置
を用いた複写機が従来から提案されている。この縮小光
学系の画像読取装置は、光学的読取像（光学像）を形成
するために原料を照射する蛍光ランプまたはハロゲンラ
ンプと、その光学像を伝送するフルレートミラー（FR
M）およびハーフレートミラー（HRM）からなるミラーユ
ニットと、このミラーユニットから伝送されて来る光学
像を縮小して有機感材ベルトに結像させる光学レンズ等
とから構成されている。

一方、近年デジタルカラー複写機が開発、研究されて
きており、本出願人もこのデジタルカラー複写機に関す
る出願を先に行っている（例えば特願昭63−292195号
等）。このデジタルカラー複写機には、カラー原稿画像
を光の３原色である赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）
毎に読み取り、光量信号からなるこの読み取ったデータ
を光電変換により電気的なデジタル濃度信号に変換する
ためのイメージング入力ターミナル（IIT）が設けられ
ている。

このIITは、露光ランプと、原稿画像を読み取るため
のロッドレンズアレイおよびCCDラインセンサを備え、
原稿を走査してその画像を光学的に読み取るイメージン
グユニットと、このイメージングユニットを移動するた
めの駆動手段と、CCDラインセンサによって光電変換さ
れた電気的読取信号に対して変換処理を行うための電気
的ハードウェア等とから構成されている。

このようなデジタルカラー複写機によれば、画像信号
をデジタル処理するので、種々の処理が簡単にできるよ
うになり、高画質のカラーコピーが可能となる。

（発明が解決しようとする課題）ところで、このデジタルカラー複写機におけるIITの
イメージングユニットは密着型の画像読取装置であるの
で、比較的その構造が大きいものとなっている。しかし
ながら、省設置スペース等から、装置はできるだけ小型
でコンパクトに形成することが望まれる。また、一般に
最も多く使用されているA3版までの原稿を複写可能な複
写機について言えば、A3の短辺（297mm）以上の長さのC
CDセンサが必要である。したがって、このようなCCDセ
ンサ自体のコストが高くなるばかりでなく、その処理に
も非常にコストがかかってしまう。そこで、このような
デジタルカラー複写機のIITに前述のような縮小型の画
像読取装置を適用することが考えられる。

このような縮小光学系の画像読取装置に使用されるCC
Dラインセンサからなる読取センサは、読み取った光学
像が光学レンズによって縮小されるので、コンパクトに
形成することができ、そのような読取センサとして、
Ｒ、Ｇ、Ｂの各分光感度を有するカラーフィルタによる
画素列が上下に設置された３ラインセンサ（３色線順次
センサ）が開発されている。この３色順次センサは小型
であるので高い集積度をもって形成されている。

そして第16図に示すように、３色順次センサからなる
読取センサ37は基板221に取り付けられ、この基板221は
カラー複写機本体30に位置調整可能に取り付けられてい
る。その場合、読取センサ37は光学レンズ205の光軸上
にその中心が位置するように配置されている。また第17
図に示すように、この基板221には読取センサ37を駆動
する駆動手段の１つであるドライバ222及びビデオ信号
バッファ回路223もそれぞれ読取センサ37と同じ側の面
に取り付けられている。

しかしながらこのような読取センサ37では、集積度が
高いため十分な放熱面積が取れなく、読取センサ37から
の発熱が大きくなってしまう。３色順次センサは半導体
によって形成されているが、このように発熱が高くなる
と、半導体の温度特性により読取センサ37の読取濃度が
変動してしまう。

また読取センサ37を駆動するためのドライバ222の発
熱も大きい。これは読取センサ37の負荷容量が大きいの
で、読取センサ37を駆動するときに大きな電流が流れる
ようになるためである。そして、このドライバ222は読
取センサ37の設けられる場所がきわめて狭いことから、
第17図に示すように読取センサ37の下方で読取センサ37
の半分領域まで侵入した状態で実装されている。このた
め、このドライバ222の発熱の読取センサ37に及ぼす影
響はきわめて大きく、読取センサ37の読取濃度が更に一
層大きく変動してしまう。

この発熱の影響を防ぐ対策として、従来は次のような
方法が採られていた。すなわち、第18図（ａ）に示すよ
うに読取センサ37の暗示出力の温度特性を予め測定して
記憶させておき、第18図（ｂ）に示すように読取センサ
37の実際の原稿読取濃度からその暗示出力の温度特性を
差し引く方法が採られていた。しかし、読取センサ37の
１ラインの読取画素が5000画素であり、１画素が8bitで
表されるので、結局5000×８のデータが必要となるばか
りでなく、減算器やそのための外付け部品が必要となる
ので高価なものとなってしまう。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであ
って、その目的は、読取センサの画像濃度が発熱によっ
て影響されることを確実に防止することのできる画像読
取装置を提供することである。

本発明の他の目的は、発熱の影響を防止する手段を簡
単かつ安価に形成することのできる画像読取装置を提供
することである。

（課題を解決するための手段および作用）前述の課題を解決するために、本発明は、読取センサ
を駆動する駆動手段を、基板上であってかつ読取センサ
の上方に固定することで、駆動手段に生じる熱の影響を
読取センサにできるだけ及ぼさないようにしている。そ
の場合、駆動手段を読取センサが固定されている面側の
基板に固定しても、駆動手段が読取センサの上方に位置
しているので、駆動手段に生じる熱の影響は読取センサ
にほとんど及ぼされない。また、駆動手段を、読取セン
サが固定されていない面側の基板に固定することで、駆
動手段に生じる熱の影響を読取センサに更に一層及ぼさ
ないようにしている。

更に、例えばヒートシンク等の放熱材を備えること
で、駆動手段および／または読取センサが発生する熱を
効率よく放熱し、これらの熱の影響を読取センサにでき
るだけ及ぼさないようにしている。その場合、放熱材が
基板の反りを防止する働きを有するようにすることで、
熱による基板の反りを効果的に防止するようにしてい
る。これにより、読取センサや駆動手段の熱による基盤
の反りの影響を読取センサにできるだけ及ばさないよう
にしている。

更に、基板の形状を板状にしたり、基板の表面を黒色
にしたりすることで、駆動手段および／または読取セン
サが発生する熱を効果的に放熱して、熱の影響を読取セ
ンサの読取濃度にできるだけ及ぼさないようにしてい
る。

更に、前記駆動手段および／または前記基板をセラミ
ック、金属等の熱放射の高い材料で形成することで、同
様に読取センサや駆動手段の熱を効果的に放熱して、熱
の影響を読取センサの読取濃度にできるだけ及ぼさない
ようにしている。

更に、前記読取センサおよび／または前記駆動手段を
エアフローによって冷却することで、読取センサや駆動
手段に生じる熱を放熱して読取センサや駆動手段の温度
が上昇することを極力抑えるようにしている。その場
合、エアフローを生じさせる手段を、前記複数のミラー
のスキャン用ワイヤを巻取る回転軸に設けられた羽根や
ファンで構成するようにしている。また、前記基板の前
記読取センサが取り付けられている面と反対側の面にエ
アフローがあたるようにすることで、読取センサにゴミ
等ができるだけ付かないようにしている。

更に、前記反り防止部材により基板の反りを防止する
ことで、読取センサや駆動手段の熱による基板の反りの
影響を読取センサにできるだけ及ばさないようにしてい
る。

（実施例）以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明
する。

第15図は本発明が適用されるカラー複写機の全体構成
の一例を示す図である。

本発明が適用されるカラー複写機は、基本構成の本体
となるベースマシン30が、上面に原稿を載置するプラテ
ンガラス31、イメージ入力ターミナル（IIT）32、電気
系制御収納部33、イメージ出力ターミナル（IOT）34、
用紙トレイ35、ユーザインタフェース（U/I）36から構
成され、オプションとして、エディットパッド61、オー
トドキュメントフィーダ（ADF）62、ソータ63およびフ
ィルムプロジェクタ（F/P）64を備える。

前記IIT、IOT、U/I等の制御を行うためには電気的ハ
ードウェアが必要であるが、これらのハードウェアは、
IIT、IITの出力信号をイメージ処理するIPS、U/I、F/P
等の各処理の単位毎に複数の基板に分けられており、更
にそれらを制御するSYS基板およびIOT、ADF、ソータ等
を制御するためのMCB基板（マスターコントロールボー
ド）等と共に電気制御系収納部33に収納されている。

IIT32は、CCDセンサ等からなる読取センサ37および複
数の走査ミラー38と原稿の光学像を読取センサ37に結像
させる光学レンズ205とからなる走査光学機構等からな
り、カラーフィルタを用いて、カラー原稿を光の原色Ｂ
（青）、Ｇ（緑）、Ｒ（赤）毎に読取り、デジタル画像
信号に変換してIPSへ出力する。

IPSでは、前記IIT32のＢ、Ｇ、８信号をトナーの原色
Ｙ（イエロー）、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｋ
（ブラック）に変換し、さらに、色、階調、精細度等の
再現性を高めるために、種々のデータ処理を施してプロ
セスカラーの階調トナー信号をオン／オフの２値化トナ
ー信号に変換し、IOT34に出力する。

IOT34は、スキャナ40、感材ベルト41を有し、レーザ
出力部40aにおいて前記IPSからの画像信号を光信号に変
換し、ポリゴンミラー40b、F/θレンズ40cおよび反射ミ
ラー40dを介して感材ベルト41上に原稿画像に対応した
潜像を形成させる。感材ベルト41は、駆動プーリ41aに
よって駆動され、その周囲にクリーナ41b、帯電器41c、
Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各現像器41dおよび転写器41eが配置さ
れている。そして、この転写器41eに対向して転写装置4
2が設けられていて、用紙トレイ35から用紙搬送路35aを
経て送られる用紙をくわえ込み、例えば、４色フルカラ
ーコピーの場合には、転写装置42を４回転させ、用紙に
Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順序で転写させる。転写された用紙
は、転写装置42から真空搬送装置43を経て定着器45で定
着され、排出される。また、用紙搬送路35aには、SSI
（シングルシートインサータ）35bからも用紙が選択的
に供給されるようになっている。

U/I36は、ユーザが所望の機能を選択してその実行条
件を指示するものであり、カラーディスプレイ51と、そ
の横にハードコントロールパネル52を備え、さらに赤外
線タッチボート53を組み合わせて画面のソフトボタンで
直接指示できるようにしている。次に、ベースマシン30
へのオプションについて説明する。１つはプラテンガラ
ス31上に、座標入力装置であるエディットパッド61を載
置し、入力ペンまたはメモリカードにより、各種画像編
集を可能にする。また、既存のADF62、ソータ63の取付
を可能にしている。

さらに、本実施例における特徴は、プラテンガラス31
にF/P64から投射される光によってフィルム画像を投影
し、その光学像を前述の走査光学機構を介して読取セン
サ37によりR,G,B毎に読み取ることにより、カラーフィ
ルムから直接カラーコピーをとることを可能にしてい
る。対象原稿としては、ネガフィルム、リバーサルフィ
ルム等が可能である。

第10図は本発明の一実施例におけるカラー複写機のイ
メージ入力ターミナル（IIT）32の概略構成を示す図で
ある。第10図（ａ）において、IIT32は前述のように光
学走査機構と読取センサ37とから構成されている。

光学走査機構は、原稿を照射するための蛍光ランプ20
1、一枚のフルレートミラー（Full Rate Mirror;FRM）2
02と一対のハーフレートミラー（Half Rate Mirror;HR
M）203,204とからなるミラーユニット38、読取センサ37
に結像させる光学レンズ205から構成されている。FRM20
1はほぼ45゜に傾斜されており、その反射面が図におい
て左上方を向くようにして第１キャリッジ207に取り付
けられている。同様に、蛍光ランプ201も第１キャリッ
ジ207に取り付けられている。そして、第１キャリッジ2
07はカラー複写機の副走査方向に沿って移動できるよう
にされている。これにより、プラテンガラス31上の原稿
を読み取るためのスキャンが可能となっている。

また一対のHRM203,204は第２キャリッジ209にほぼ45
゜傾斜してかつ上下に重なるようにして設けられてい
る。その場合、上方のHRM203はその反射面が図において
右下方に向くようにされており、下方のHRM204はその反
射面が図において右方向に向くようにされている。この
ように各ミラー202,203,204を配設することにより、プ
ラテンガラス31上の原稿の光学的読取像が光学レンズ20
5に導入されるようになる。

第２キャリッジ209も副走査方向に移動可能となって
いる。そして、第１キャリッジ207の移動速度v₁は第２
キャリッジ209の移動速度v₂よりも２倍の大きさに設定
されている。このように、第１および第２キャリッジ20
7,209の速度比を２とすることにより、FRM202の移動距
離が常時HRM203,204の移動距離の２倍となる。したがっ
て、各ミラー202、203、204がどの位置に移動しても、
原稿から光学レンズ205までの光路長は常に一定［例え
ば、同図（ｂ），（ｃ）の例では約500mm］となる（す
なわち原稿のどの画像からも光学レンズ205までの距離
が一定となる）。

第11図に示すように、第１および第２キャリッジ207,
209は、例えばDCサーボモータやパルスモータ等からな
るキャリッジモータ210により駆動される。すなわち、
キャリッジモータ210の出力軸211と平行に伝達軸212が
設けられ、出力軸211に固定されたタイミングプーリ211
aと伝達軸212に固定されたタイミングプーリ212aとの間
にタイミングベルト213が張設されている。また伝達軸2
12にはキャプスタンプーリ212bが固定されており、この
プーリ212bとこのプーリ212bに対向して配置されている
従動ローラ214、214との間にはワイヤケーブル215がた
すきがけ状に張設されている。このワイヤケーブル215
は第１キャリッジ207に連結されていると共に第２キャ
リッジ209に回転自在に取り付けられている減速プーリ2
16に少なくとも数回巻き付けられている。したがって、
キャリッジモータ210を矢印Ａ方向に回転させると、第
１キャリッジ207がワイヤ215と同一の速度v₁で矢印Ｂ方
向に移動すると共に第２キャリッジ209が速度v₁/2で同
方向に移動する。

一方、蛍光パンプ201からの光がプラテンガラス31上
の原稿にあたって反射し、更にその反射光がFRM202、HR
M203,204において反射した後、プラテン用光学レンズ20
5aによって読取センサ37に結像される。フルカラーコピ
ーを得るためには、FRM202およびHRM203,204は４回のス
キャンを繰り返す必要がある。

第10図（ｄ）に示すように、CCDセンサ37は赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各分光感度を有するカラ
ーフィルタによる画素列217a,217b,217cが上下に配設さ
れた高集積度の３ラインセンサ（３色線順次センサ）21
7として形成されている。現在、この３ラインセンサ217
は、１画素11μｍ、各画素列の画素数5,000、画素列間
隔154μｍのサイズのものが実現している。この３ライ
ンセンサ217を用い、16ドット/mm（すなわち１画素62.5
μｍ）でA3短手（297mm）の原稿を読む場合の光学系の
サイズは同図（ｂ），（ｃ）に示すとおりであり、３ラ
インセンサ231のサイズは同図（ｄ）に示すとおりであ
る。この光学系における倍率ｍはｍ＝11/62.5≒1/5.7 である。したがって、読取センサ37側の画素列間隔154
μｍは、原稿側で875μｍとなる。なお、この場合の光
学レンズ205の焦点距離ｆは75mmとなる。

このような読取センサ37は従来と同様に基板221に取
り付けられ、この基板221はカラー複写機本体30に位置
調整可能に取り付けられるようになっている。

ところで、この読取センサ37及びこの読取センサ37を
駆動するドライバ222は前述のように駆動時に熱を発す
るようになる。この発熱により読取センサ37の読取濃度
が変化してしまうので、本発明は読取濃度の発熱による
影響を防止するため、次のような種々の対策を講じてい
る。

これらの発熱対策は、A. 熱の発生を抑制する方法及
びB. 熱を逃がす方法に大きく分けられる。

A. 熱の発生を抑制する方法読取センサを駆動するクロック信号（CLK）の制御画像を読み取らないときのような何もしない状態で
は、読取センサ37の駆動信号を出力しないようにする。
すなわち、第１図（ａ）に示すように読取センサ37を駆
動するクロック信号（CLK）をAND回路224の第１入力端
子224aに常時入力するようにし、一方読取センサ37を駆
動させるかまたは駆動させないかのセンサイネーブル信
号（SENSOR ENABLE;SE）を第２入力端子224bに入力す
る。その場合、デューティ制御を行うようにしている
が、そのデューティ制御は読取センサ37のON直後の特性
が安定しないので予熱を行う必要がある。そこで読取セ
ンサ37のプリヒートを行うため、SE信号は一定の周期で
入力し、同図（ｂ）に示すようにON幅を可変にしてデュ
ーティ制御を行い、センサ駆動命令信号（ECLK）を出力
する。このようにデューティ制御で読取センサ37を制御
することにより、読取センサ37が所定以上は発熱しない
ようにできる。

B. 熱を逃がす方法ドライバの設置場所による熱の放散第２図は第16図に対応する図である。この実施例は第
16図に示すものとほとんど同じであるので同じ符号を付
すことにより、その詳細な説明は省略する。

第２図に示すように、ドライバ222を基板221の読取セ
ンサ37が設けられている側と反対側の裏面に設けるよう
にする。このようにすることにより、読取センサ37へ及
ぼすドライバ222の熱の影響は少なくなる。

また、ドライバ222を読取センサ37の上方に設けるよ
うにする。このようにすれば、ドライバ222で発生した
熱は上方に逃げるので、その熱は下方の読取センサ37の
方には行かなく、読取センサ37はドライバ222の熱にそ
れほど影響されなくなる。

放熱板の使用第３図に示すように、基板221の裏側にドライバ222が
取り付けられており、そのドライバ222には例えばヒー
トシンク225のような放熱板が取り付けられている。基
板221の裏側は比較的スペースがあるので、このような
ヒートシンク225は簡単に取り付けられるようになる。

この実施例においては、ドライバ222を基板221裏側に
配設しているので、前述のように読取センサ37はドライ
バ222の熱の影響をそれほど受けなくなる。しかも、こ
の場合にはヒートシンク225により、ドライバ222に発生
した熱を効果的に放散することができるようになり、読
取センサ37は更に一層ドライバ222の発熱の影響を受け
なくなる。

また、第４図に示すように基板221の表裏の両面にヒ
ートシンク226,227をねじ228で固定し、これらのヒート
シンク226,227に読取センサ37及びドライバ222を取り付
けるようにする。これにより、読取センサ37及びドライ
バ222で発生した熱はそれらのヒートシンク226,227によ
って効果的に放散するようになる。

またこれらのヒートシンク226,227によって基板221が
補強されるようになり、基板221の反りが防止される。

スキャン時のエアフローの利用蛍光ランプ201及びミラーユニット38がスキャンする
際の運動を利用することにより、エアフローを発生さ
せ、そのエアフローを読取センサ37やドライバにあてる
ことにより、読取センサ37及びドライバを冷却する。例
えば、第５図に示すように、駆動モータによって駆動さ
れてスキャン用ワイヤを巻き取るための回転軸212にエ
アフローαを起こす適宜数枚の羽根229,229,…を設け
る。これらの羽根229がスキャン時の回転軸211の回転に
より回転されるとエアフローαが発生し、発生したエア
フローαはドライバ222に直接あたるようになる。その
場合、読取センサ37にゴミ等が付くのを防止するため
に、読取センサ37にはその裏側からあてるようにする。
また、エアフローαがランプ201にあたるとランプ201の
温度が低下してランプ光量が変化してしまうので、ラン
プ201には直接あたらないようにする必要がある。

読取センサとドライバとの分離第６図に示すように、読取センサ37が取り付けられて
いる基板221とは別の基板221′にドライバ222を取り付
けるようにしている。そして、これらの両基板221,22
1′をフレキシブル基板からなる電動ケーブル230で連結
するようにする。このように、読取センサ37とドライバ
222とを別の基板に取り付けて互いに分離することによ
り、ドライバ222から発せられる熱は読取センサ37には
行かないようにする。これにより、読取センサ37はドラ
イバの熱の影響をほとんど受けることはなくなる。ま
た、フレキシブル基板を用いることにより、コネクタを
不要にすることができる。

基板自体及びドライバ自体の放熱性向上基板221及びドライバ222の色を、例えば黒等の熱が放
散し易い色にする。また、基板221自体を放散し易い材
料で形成するようにする。熱を放散し易い材料として
は、例えばセラミック、金属等がある。またドライバは
セラミックでパッケージすれば効果的に放熱される。更
に基板の形状を、例えば溝、切欠きあるいは孔等を設け
て、基板の表面積を大きくして熱の放散し易い形状にす
る。

ファンの利用第７図に示すように、ファン231,232によりエアフロ
ーα，βを起こし、そのエアフローα，βを読取センサ
37及びドライバ222にあてるようにする。これらのファ
ン231,232は少なくともいずれか一方を設ければよい。

またファンを利用する場合には、前述のスキャン時の
エアフローの場合と同様に読取センサ37にゴミが付かな
いように読取センサ37の裏側からあてるようにすると共
に、ランプ201にはエアフローがあたらないようにしな
ければならない。

以上説明した放熱対策の実施例はいずれも単独で行う
ものとして説明しているが、これらの各対策を適宜組み
合わせて放熱対策を講じるようにすれば、更に効果的に
熱の影響を受けないようにすることができる。

ところで、におけるCLK信号の発信制御やにおけ
るファン駆動制御は常時行う必要はないので、適宜のパ
ラメータにより制御するようにすることが望ましい。す
なわち、（ａ）読取センサ37の温度による制御読取センサ37に温度センサ（不図示）を取り付けて、
第８図（ａ）に示すように読取センサ37の温度Ｔが所定
値T₀よりも大きくなったときのみ、同図（ｂ）に示すよ
うにCLK信号の制御信号やファンの駆動制御信号を出力
するようにする。

（ｂ）DARKレベルによる制御第９図に示すように、ランプ201消灯時や黒を読んだ
ときのDARKレベルをセンサ（不図示）によって測定し、
測定されたDARKレベルと所定のしきい値とを比較器233
によって比較し、DARKレベルが所定のしきい値より大き
くなったとき、すなわちDARKレベルの変動か大きくなっ
たときにCLK信号の制御信号やファンの駆動制御信号を
出力するようにする。

次に、キャリッジモータ210の制御方式を、そのモー
タ210にステッピングモータを用いた場合について、説
明する。

ステッピングモータ210、モータ巻線を５角形に結線
し、その接続点をそれぞれ２個のトランジスタにより、
電源のプラス側またはマイナス側に接続するようにし、
10個のスイッチングトランジスタでバイポーラ駆動を行
うようにしている。また、モータに流れる電流値をフィ
ードバックし、モータに流す電流を一定にするようにコ
ントロールしながら駆動している。

第12図（ａ）はステッピングモータ210により駆動さ
れるキャリッジ207,209のスキャンサイクルを示してい
る。図は、例えば倍率50％すなわち最大移動速度でフォ
ワードスキャン、バックスキャンさせる場合に、キャリ
ッジ207,209の速度すなわちステッピングモータ210に加
えられる周波数と時間の関係を示している。加速時には
同図（ｂ）に示すように、例えば259Hzを逓倍してゆ
き、最大11〜12KHz程度にまで増加させる。このように
パルス列に規則性を持たせることによりパルス生成を簡
単にする。そして、同図（ａ）に示すように、259pps/
3.9msで段階状に規則的な加速を行い台形プロファイル
を作るようにしている。また、フォワードスキャンとバ
ックスキャンの間には休止時間を設け、IITメカ系の振
動が減少するのを待ち、またIOTにおける画像出力と同
期させるようにしている。本実施例におていは加速度を
0.7Gにして従来のものと比較して大にすることによりス
キャンサイクル時間を短縮させている。

前述したようにカラー原稿を読み取る場合には、４回
スキャンによる位置ズレ、その結果としての色ズレ或い
は画像のゆがみをいかに少なくさせるかが大きな課題で
ある。第12図（ｃ）〜（ｅ）は色ずれの原因を説明する
ための図で、同図（ｃ）はイメージングユニットがスキ
ャンを行って元の位置に停止する位置が異なることを示
しており、次にスタートするときにレジ位置までの時間
がずれて色ずれが発生する。また、同図（ｄ）に示すよ
うに、４スキャン内でのステッピングモータの過度振動
（定常速度に至るまでの速度変動）により、レジ位置に
到達するまでの時間がずれて色ずれが発生する。また、
同図（ｅ）はレジ位置通過後テールエッジまでの定速走
査特性のバラツキを示し、１回目のスキャンの速度変動
のバラツキが２〜４回目のスキャンの速度変動のバラツ
キよりも大きいことを示している。従って、例えば１回
目のスキャン時には、色ずれの目立たないＹを現像させ
るようにしている。

上記した色ずれの原因は、タイミングベルト213,215
の経時変化、キャリッジ207,209のスライドパッドとそ
のキャリッジを案内するスライドレール間の粘性抵抗等
の機械的な不安定要因が考えられる。

次にIIT32のビデオ信号処理系の構成について説明す
る。

第13図及び第14図はビデオ信号処理回路の構成例を示
す図である。

第13図において、３色線順次センサ217は、それぞれ
Ｒ（赤）の分光感度を有するカラーフィルタを用いた画
素列のセンサ217（ａ）,G（緑）の分光感度を有するカ
ラーフィルタを用いた画素列のセンサ217b、Ｂ（青）の
分光感度を有するカラーフィルタを用いた画素列のセン
サ217cからなり、カラー原稿からの反射光により得られ
たビデオ信号をＲ、Ｇ、Ｂに色分解したビデオ信号に変
換して偶数番目の画素（Even）と奇数番目の画素（Od
d）に分けて出力するものである。図示のビデオ信号処
理回路は、サンプルホールド回路261、ゲイン調整回路A
GC（AUTOMATIC GAIN CONTROL）262、オフセット調整回
路AOC（AUTOMATIC OFSET CONTROL）263、A/D変換回路26
4、ミキサー265、ギャップ補正メモリ266、266′、シェ
ーディング補正回路267、270、ログ変換テーブル268を
有し、３色線順次センサ217から出力されたアナログの
ビデオ信号をサンプルホールドし、ゲイン調整、オフセ
ット調整してデジタル信号に変換した後、偶数番目の画
素と奇数番目の画素をミキシングしてギャップ補正、シ
ェーディング補正、輝度信号から濃度信号への変換を行
うものである。

ギャップ補正メモリ266、266′は、各画素列間のギャ
ップ分を補正するためのものであり、FIFO構成のライン
メモリからなる。そして、補正量は、縮拡率に応じて副
走査方向のサンプリング密度を変化させる場合には、そ
の変化に対応して補正量を調整し、原稿を先行して走査
する画素列の信号を記憶して各画素列の信号を同期して
出力するものである。

ログ変換テーブル268は、反射信号から濃度信号に変
換するための例えばROM構成のLook Up Table（LUT）
であり、原稿の反射光から得られたＲ、Ｇ、Ｂの色分解
信号を濃度のＲ、Ｇ、Ｂ信号に変換するものである。シ
ェーディング補正回路267、270は、SRAM269、272を有
し、シェーディング補正や画像データ入力調整等を行う
ものである。

シェーディング補正は、基準データをSRAMに書き込ん
でおき、この基準データを画像入力データから減算して
出力する処理を行っており、この処理により光源の配光
特性や光源の経年変化によるバラツキ、反射鏡やレンズ
の汚れ等に起因する光学系のバラツキ、３色線順次セン
サ217の各画素間の感度のバラツキを補正している。こ
の処理を行う回路のうち、一方のシェーディング補正回
路267では、変換テーブル268の前段に接続されてダーク
レベル（蛍光灯201を消灯したときの暗時出力）に対す
る補正を行い、他方のシェーディング補正回路269、変
換テーブル2268の後段に接続されて白色基準板の読み取
り出力に対する補正を行っている。そのために、暗時出
力データと白色基準板の読み取りデータがそれぞれのSR
AM270、271に基準データとして書き込まれる。

第14図はより簡素化した回路の構成例を示したもので
ある。

第14図に示す例は、偶数側と奇数側とを分けることな
く、各チャンネルI,II,III毎にシリアルにビデオ信号を
出力する３色線順次センサ217を用いたものである。３
色線順次センサ217には、色分解された画素列の各チャ
ンネルI,II,IIIに対応して３系統の回路を接続し、それ
ぞれにサンプルホールド回路272、基準となるダークレ
ベルでビデオ信号をクランプするダーク処理回路273、
ビデオ信号を濃度に変換するログ変換回路274、アナロ
グのビデオ信号をデジタル信号に変換するA/D変換回路2
75、ギャップ補正メモリ276、276′、276″、シェーデ
ィング補正回路277を接続している。

ギャップ補正メモリ276、276′、276″は、同サイズ
のメモリであって、原稿面におけるギャップ長を875μ
ｍ、１画素のサイズを16ドット/mm、62.5μｍとする
と、ギャップ補正メモリ276″は、 875/62.5＝14ライン分の補正を行う大きさ、すなわち、８ビット256階調で
は、８×5000×14＝70Kバイトのメモリ容量が必要となる。したがって、ギャップ補正
メモリ276、276′は、その２倍、すなわち、28ライン
分、140Kバイトになり、全体としては合計210Kバイトの
メモリが必要になる。また、シェーディング補正回路27
7は、SRAM278に白地（白地基準板）を読み取ったデータ
を記憶しておき、入力画像データからこの値を減算して
ホワイトシェーディング補正を行うものである。

次に、画像信号の流れに沿ってビデオ信号処理系の動
作概要を説明する。

まず、３色線順次センサ217では、原稿をＲ、Ｇ、Ｂ
に色分解して読み取ると、それぞれの画素列で偶数側
（Even）と奇数側（Odd）に分配してビデオ信号をサン
プルホールド回路SH261に送出する。サンプルホールド
回路SH261は、このビデオ信号をサンプルホールドパル
スでホールドしノイズを除去する。このホールドされた
ビデオ信号に対して、ゲイン調整回路AGC262、オフセッ
ト調整回路AOC263でゲイン及びオフセットを調整し、A/
D変換回路264でデジタル信号に変換して、ミキサー265
で偶数側と奇数側の信号を合成する。その合成したＲ、
Ｇ、Ｂの信号のうち先行する画素列の信号に対してギャ
ップ補正メモリ266と266′でギャップ分だけ遅延させて
補正することにより画像データを同期させる。そして、
シェーディング補正回路267でダークレベルの補正を行
った後、ログ変換テーブル268で濃度変換を行い、シェ
ーディング補正回路269でホワイトレベルの補正を行
う。

また、上記のようなコピースキャンモードとは別に色
検知サンプルスキャンモードがある。この色検知サンプ
ルスキャンモードでは、まず、色検知指定点にIITキャ
リッジ207,209を移動させて例えば50ms経過すると原稿
読み取り濃度データをSRAMに書き込み、その後指定画素
のデータをVCPU（図示せず）のRAMへ転送する。なお、
上記50mSは、IIT32キャリッジ207,209の振動が止まり、
静止する時間である。データ取り込みでは、例えば指定
点から主走査方向に５画素、副走査方向に５画素が対象
とされる。この場合、SRAMには、主走査方向１ラインの
画素データから指定点とそれに続く５点の画素データが
抽出されてVCPUのRAMに読み込まれ、さらにIITキャリッ
ジ207,209を１パルスずつ４回移動して同様に５点ずつ
画素データの読み込み処理が行われる。以上は指定点が
１点の場合の処理である。したがって、指定点が複数あ
る場合には、それぞれの指定点について同様の処理が繰
り返し行われる。

次に、読取データの調整について説明する。

３色線順次センサ217では、蛍光灯201より原稿に光を
照射しその反射光を読み取るため、読み取り信号レベル
は反射率に対応し白くなる程高くなる。逆に、蛍光灯20
1を消した状態において３色線順次センサ217から出力さ
れる信号レベル（暗示出力レベル、ダークレベル）は最
低値を示すことになる。このダークレベルは、１チップ
でもフラットではなくバラツキがある。通常、このよう
に３色線順次センサ217の白色信号（白色基準板の読み
取り信号）と黒色信号（暗示の出力）は、各チャンネル
により、さらにはチャンネル内の各画素によりバラツキ
がある。

そこで、このような３色線順次センサ217を用いた画
像読取装置において、ゲインを調整して階調性を保証す
るのがゲイン調整回路AGC262であり、ゲタをはかせてこ
のダークレベルの最低値を一定の値まで持ち上げ保証す
るのがオフセット調整回路AOC263である。そのためのゲ
イン調整回路AGC262は、例えば256階調で「200」をA/D
出力レベルの基準値として、各チャンネルの白色信号の
最大値（ピーク値）をこの基準値に揃えるようにゲイン
を調整するものであり、オフセット調整回路AOC263は、
例えば256階調で「10」をA/D出力レベルの基準値とし
て、黒色信号の最小値をこの基準値に揃えるようにオフ
セット値を調整するものである。

すなわち、ゲイン調整では、まず、白色基準板の読み
取りデータを例えば白色シェーディング回路のSRAMに書
き込む。しかる後VCPUは、このSRAMから所定の画素間隔
で読み取りデータをサンプリングし、最大値を求める。
そして、この最大値が所定の出力、例えば256階調で200
になるようなゲイン調整を行っている。

オフセット調整では、例えばログ変換テーブル268を
スルーにして暗時出力を白色シェーディング補正回路26
9のSRAM271に書き込んだ後、VCPUがこのSRAM271から所
定の画素間隔で読み取りデータをサンプリングし、最小
値を求める。そして、この最小値が所定の出力、例えば
256階調で10になるようなオフセット値を設定する。こ
のようにして最小値がA/D出力レベルの基準値より大き
いとその基準値まで下げ、逆に基準値より小さいとその
基準値まで上げるようなオフセット調整を行っている。

また、A/D変換回路264が、０〜2.5Vの入力レンジに対
して０〜255の１バイト、８ビットによるデジタル信号
に変換するものである場合には、白色基準板を読み取っ
た信号レベルを2.5Vに近い値とすることにより原稿の読
み取り精度を上げることができる。しかし、白色基準板
の反射率は80％程度であるので、この読み取り信号レベ
ルを上げて例え2.3V程度にした場合、原稿の明るい白で
飽和してしまうという問題がある。そこで、白色基準板
を読み取った信号レベルを2.0V程度になるようにゲイン
を調整し、これを256等分してデジタル信号に変換する
ようにしているが、蛍光灯201の光量が使用とともに低
下してくると、同じ白色基準板を読み取った信号でも徐
々にレベルが低下し、１ビット当たりの分解能が落ちて
くることになる。

ゲイン調整AGC262はこのような場合にも、安定した分
解能が得られるようにするものであり、白色基準値を読
み取った信号のレベルを例えば2.0Vにした場合には、常
にこの値に維持されるようにゲインを調整し、センサ感
度のバラツキのあるチップにおいても最適なゲインを設
定するものである。

しかし、ゲイン調整とオフセット調整だけでは各画素
間でのレベルが揃わず、また、濃度の高い領域で画像が
粗くなったり、線が入ったりする。ΔＶダーク補正（ダ
ークシェーディング補正）は、このようなダークレベル
での画素単位のバラツキを補正するものであり、ホワイ
トシェーディング補正は、白色読取レベルでの画素単位
のバラツキを補正するものである。

ΔＶダーク補正では、ログ変換テーブル268をスルー
にして暗時出力をホワイトシェーディング補正回路269
のSARM271に書き込んだ後、VCPUがこのSRAM271のデータ
を読み込む。これを４回繰り返し行って積算することに
より平均値を求め、この平均値をダークシェーディング
補正回路267のSRAM270に書き込む。

上記のようにしてゲイン調整、オフセット調整、ΔＶ
ダーク補正を行うと、コピー動作に移行可能となる。コ
ピー動作では、ログ変換テーブル268を選択し、まず、
コピーサイクルへの移行に先立ってホワイドシェーディ
ング補正回路269のSRAM271に対する基準データの書き込
み処理を行う。この処理では、ゲイン調整、オフセット
調整を行い、更にΔＶダーク補正を行った状態で白色基
準板の読み取り、その読取データを基準データとしてSR
AM271に書き込む。したがって、ホワイトシェーディン
グ補正回路269のSRAM271に書き込まれたデータは、白色
基準板の読み取りデータをD_W、ダークシェーディング補
正回路267のSRAM270に書き込まれた補正データをD_Dとす
ると、 log（D_W−D_D）となる。

そこで、実際のコピーサイクルになると、原稿読み取
りデータD_Xは、まず、ダークシェーディング補正回路26
7でΔＶダーク補正されるので、ホワイトシェーディン
グ補正回路269の入力データは log（D_X−D_D）となるから、このデータからダークシェーディング補正
回路267でSRAM270に書き込まれている基準データを減算
すると、 log（D_X−D_D）−log（D_W−D_D）となる。つまり、ダークシェーディング補正回路267、
ホワイトシェーディング補正回路271による補正の結
果、濃度信号としては、の補正処理をすることになり、反射信号では、の補正処理をすることになる。

このように黒色信号に基づいて補正を行うΔＶダーク
補正は、ログ変換前の反射信号に対して行い、白色に基
づいて補正を行うシェーディング補正は、ログ変換後の
濃度データに対して行うことにより、補正値を小さくし
補正効率をよくしている。また、SRAM270,271を用いて
１ライン分の補正データを格納し、このデータを減算し
て補正処理を行うことによって、汎用の全加算器ICを用
いることができ、演算処理を簡単に行うことができる。
このようにすることによって、従来のように複雑かつ大
規模な回路でハードロジック除算器を組む必要もなくな
る。

次に、IIT32のコントロールについて説明する。

IITリモートは、各種コピー動作のためのシーケンス
制御、サービスサポート機能、自己診断機能、フェイル
セーフ機能を有している。そして、IITのシーケンス制
御は、通常スキャン、サンプルスキャン、イニシャライ
ズに分けられる。IIT制御のための各種コマンド、パラ
メータは、SYSリモート71よりシリアル通信で送られて
くる。

通常スキャンでは、スキャン長データとして用紙サイ
ズと倍率が０〜432mm（1mmステップ）により設定され、
スキャン速度が倍率（50％〜400％）により設定され、
プリスキャン長（停止位置からレジ位置までの距離）デ
ータも倍率（50％〜400％）により設定される。

通常スキャンは、まず、スキャンコマンドを受信する
と、FL−ON信号により蛍光灯を点灯させると共に、SCN
−RDY信号によりモータドライバをオンさせ、所定のタ
イミング後にスキャンを開始する。そして、レジ位置に
達すると、イメージエリア信号IMG−AREAが所定のスキ
ャン長分ローレベルとなり、これと同期してIIT−PS信
号をIPSに出力する。

サンプルスキャンは、色変換時の色検知、F/Pを使用
する時の色バランス補正およびシェーディング補正に使
用される。このサンプルスキャンでは、レジ位置からの
停止位置、移動速度、微小動作回数、ステップ間隔のデ
ータにより、まず、第１および第２キャリッジ207,209
を目的のサンプル位置まで移動して一時停止させ、また
は微小動作を複数回繰り返した後、停止させてサンプル
データの採取を行う。

IITのイニシャライズでは、電源オン時にSYSリモート
よりコマンドを受信すると、レジセンサの確認、レジセ
ンサによるイメージングユニット動作の確認、レジセン
サによるイメージングユニットのホーム位置の補正を行
う。

ところで、第14図に示す処理回路において、キャップ
補正メモリ276、276′、276″は、合計210Kバイトの記
憶容量が必要であるが、副走査方向のサンプリング密度
を上げて拡大コピー用の信号を得ようとする場合には、
その分だけ容量を増大することが必要になる。例えば縮
拡率400％に拡大しようとすると、副走査方向のサンプ
リング密度は、16×４＝64ドット/mmとなり、メモリ容
量としては４倍の840Kバイト以上が必要となる。

他方、カラー画像読取装置の使われ方は、２つに大別
できる。その１つは、カラー写真や絵、印刷のような所
謂ピクトリアルな原稿を忠実に読み取ることが必要なフ
ルカラー読取用であり、もう１つは、例えばＣ、Ｍ、
Ｙ、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｋ、Ｗの計８色の分離ができればよい
という所謂ファンクショナルな原稿読取用である。第13
図及び第14図に示した処理回路は、フルカラー読取用に
適用できるものであると共にファンクショナル用にも使
うことができる。

（発明の効果）以上の説明から明らかなように、本発明によれば、読
取センサや読取センサを駆動する駆動手段によって生じ
た熱の影響を読取センサの読取濃度にできるだけ及ぼさ
ないようにしているので、読取センサやその読取センサ
を駆動する駆動手段における発熱による読取濃度への影
響が低減できる。

また、本発明によれば、駆動手段を読取センサの上方
に固定したり、駆動手段の取り付け面を読取センサの取
り付け面と反対側の面にしたり、読取センサおよび駆動
手段の熱をそれぞれ放熱材で効果的に放熱させたり、基
板の色、材質及び形状を放熱しやすい簡単なものにした
り、読取センサや駆動手段をエアフローを発生させる手
段で冷却したり、あるいは熱による基板の反りを防止し
たりして、読取センサや読取センサを駆動する駆動手段
によって生じた熱の影響を読取センサの読取濃度にでき
るだけ及ぼさないようにしているので、この熱の影響を
読取センサの読取濃度に及ぼさないようにするための構
造が簡単でかつ安価なものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る画像読取装置の一実施例を示し、
読取センサの駆動信号の制御回路図および制御信号を示
す図、第２図は読取センサの読取濃度に及ぼす温度の影
響を抑える手段の他の実施例を示す図、第３図は本発明
の更に他の実施例を示す図、第４図は本発明の更に他の
実施例を示す図、第５図は本発明の更に他の実施例を示
す図、第６図は本発明の更に他の実施例を示す図、第７
図は本発明の更に他の実施例を示す図、第８図は読取セ
ンサの温度による制御信号を示す図、第９図はダークレ
ベルによる制御信号を示す図、第10図は本発明に係る画
像読取装置に用いられる縮小型イメージング入力ターミ
ナル（IIT）及び読取センサの概略説明図、第11図は原
稿走査機構の駆動手段の説明図、第12図はキャリッジモ
ータの制御を説明する図、第13図はビデオ信号処理回路
の説明図、第14図は他のビデオ信号処理回路の説明図、
第15図は本発明が適用されるカラー複写機の概略全体構
成図、第16図は読取センサ付近の概略図、第17図は基板
上の読取センサとドライバとの位置関係を示す図、第18
図は従来の読取センサの読み取り濃度に及ぼす温度の影
響の対策の説明図である。 32……IIT、38……ミラーユニット、37……読取セン
サ、205……光学レンズ、221……基板、222……ドライ
バ、225,226,227……ヒートシンク、229……エアフロー
を発生する羽根、231,232……ファン

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被読取物の光学像を読み取る読取センサ
と、前記読取センサが固定される基板と、前記基板上であってかつ前記読取センサの上方に固定さ
れた、前記読取センサを駆動する駆動手段とを備えることを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】前記駆動手段は、前記読取センサが固定さ
れていない面側の前記基板に固定されていることを特徴
とする請求項１記載の画像読取装置。
【請求項３】前記駆動手段は、前記読取センサが固定さ
れている側の前記基板に固定されていることを特徴とす
る請求項１記載の画像読取装置。
【請求項４】被読取物の光学像を読み取る読取センサ
と、前記読取センサが固定される基板と、前記基板上に固定された前記読取センサを駆動する駆動
手段と、前記駆動手段および／または前記読取センサが発生する
熱を放熱する放熱材とを備えることを特徴とする画像読
取装置。
【請求項５】前記駆動手段および／または前記読取セン
サは、前記放熱材を介して前記基板に固定されることを
特徴とする請求項４記載の画像読取装置。
【請求項６】前記放熱材は、前記基板の反りを防止する
働きを備えることを特徴とする請求項４記載の画像読取
装置。
【請求項７】前記放熱材は、板状であることを特徴とす
る請求項４記載の画像読取装置。
【請求項８】前記基板は表面が黒色とされていることを
特徴とする請求項４記載の画像読取装置。
【請求項９】前記駆動手段および／または前記基板はセ
ラミック、金属等の熱放射の高い材料で形成されている
ことを特徴とする請求項４記載の画像読取装置。
【請求項１０】前記駆動手段および／または前記読取セ
ンサを冷却するエアフローを生じさせる手段が設けられ
ていることを特徴とする請求項４記載の画像読取装置。
【請求項１１】前記エアフローを生じさせる手段は、前
記複数のミラーのスキャン用ワイヤを巻取る回転軸に設
けられた羽根またはファンで構成されていることを特徴
とする請求項10記載の画像読取装置。
【請求項１２】前記エアフローを生じさせる手段は、前
記基板の前記読取センサが取り付けられている面と反対
側の面にエアフローがあたるように設けられていること
を特徴とする請求項10記載の画像読取装置。
【請求項１３】被読取物の光学像を読み取る読取センサ
と、前記読取センサが固定される基板と、前記基板の反りを防止する反り防止部材とを備えることを特徴とする画像読取装置。
【請求項１４】前記読取センサは、前記反り防止部材を
介して前記基板に固定されることを特徴とする請求項13
記載の画像読取装置。