JP3709725B2 - 画像読取装置及び画像読取方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可視画像および不可視画像の読取に用いられる画像読取装置及び画像読取方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
可視光を透過するが不可視光を吸収するインクまたはトナーを用いて印刷する技術が知られている。こうして得られた不可視画像は、その画像から反射したその不可視光を分析することにより読み取ることができる。可視光を読み取る通常の画像読取装置にも、このような不可視光の読取機能を適用することが要望されている。従って、可視画像および不可視画像の両方を読み取ることができる単一の装置に関する様々な提案がすでにされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、可視光光源と赤外線光源とを単一の装置に設ける技術が試みられている。しかし、かかる技術は、装置の大型化を必然的に伴う。さらに複数の高原を用いると、それぞれの光源の発光位置が異なるので、原稿に影ができ正確な読み取りが行えない。
一方、特開平６−１４１１４５号の技術では、発光波長帯域が広く、可視光も赤外線も発光するハロゲンランプが用いられ、原稿の画像からの反射光の経路に、可視光カットフィルタと赤外線カットフィルタのいずれかが選択的に配置されることにより、可視画像および不可視画像の両方が読み取られる。しかし、この技術は、発光波長帯域が広く消費電力が大きいハロゲンランプを必要とする。
【０００４】
近年、消費電力削減や信頼性向上を目的として、可視画像を読み取る一般の画像読取装置の光源として、ハロゲンランプの代わりに蛍光灯（特に光量安定性の高い稀ガス蛍光灯が使用されつつある。可視画像だけでなく不可視画像も読み取るための光源としても、蛍光灯を使えれば便利である。しかし、蛍光灯は、可視光を効率的に発光する点灯条件では、赤外光等の不可視光をほとんど発光しない。
【０００５】
そこで、本発明は、単一の光源で発生した可視光と不可視光を用いて画像を読み取る画像読取装置及び画像読取方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る画像読取装置は、対象物に光を照射し反射光を読み取る画像読取装置であって、可視光と不可視光を照射することができる単一の光源と、上記光源からの光に係る対象物からの反射光を読み取る読取器と、上記光源の発光モードを選択的に切り替えるコントローラとを備え、上記単一の光源は単一の蛍光灯であり、上記コントローラは、上記単一の蛍光灯の内部放電状態を変更させることにより、可視光を利用した読取のための第１のモードと、上記不可視光を利用した読取のための第２のモードとを切り替える。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の様々な実施形態について説明する。
１．二対の電極を持つ光源
まず、本発明に係る画像形成装置に使用可能な二対の電極を持つ蛍光灯である光源を説明する。図１および図２に示すように、蛍光灯２０は、可視光だけでなく赤外線が透過できる透明体、具体的にはガラスまたは石英からなる円管２１と、円管２１の両端部をそれぞれ気密に封止する一対の口金２２と、口金２２にそれぞれ取り付けられて円管２１の内部に配置された一対の内部電極２３ａ，２３ｂとを備える。内部電極２３ａ，２３ｂは、従来用いられている熱電極および冷電極のいずれであってもよい。図示の内部電極は熱電極であるが、後述する計測では、冷電極が用いられた。円管２１の内部には、稀ガス、好ましくはキセノンガスを主成分とするガス２７が封入されている。
円管２１の内面には、蛍光体２４が一層として配置されている。蛍光体２４は一様な厚さを有するようにコートされている。ただし、円管２１から出て行ける光量を増大するために、ある角度範囲αだけ円管２１の内面には蛍光体２４がコートされない部分がある。この部分は円管２１の軸方向に沿って帯状に延びている。円管２１と蛍光体２４との間に、角度αの範囲をのぞき、反射膜を設けてもよい。
【００１１】
また、円管２１の外面には、一対の外部電極２５ａ，２５ｂが配置されている。外部電極２５ａ，２５ｂは、例えば導電性金属材料の蒸着や箔状金属の接着などにより円管２１に固着されている。外部電極２５ａ，２５ｂは、互いに離れた位置に配置され、それぞれ円管２１の軸方向に沿って延びている。上記角度範囲αには、外部電極２５ａ，２５ｂは配置されていない。従って、蛍光灯２０の光は、帯状の開口部２６から放射される。
この構成の下、内部電極２３ａ，２３ｂに電圧を印加することにより、両者の間に放電が行われる。また、外部電極２５ａ，２５ｂに電圧を印加することにより、両者の間に放電が行われる。後述するように、内部電極相互間の放電と外部電極相互間の放電とでは、態様が異なる。
【００１２】
放電により、円管２１内部のガス２７は励起されて光を放射し、蛍光体２４を刺激する。これにより蛍光体２４は、その成分に応じた光を発生する。蛍光体２４は、ガス２７に含まれるキセノン原子の発する光のうち波長１４７ｎｍの共鳴線または波長１４７ｍｍおよび１７２ｍｍの共鳴線に励起されて、青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）、赤色（Ｒ）の光をそれぞれ発する発光体が所定の割合で混合されて構成されている。Ｂ、Ｇ、Ｒの各蛍光体の発光エネルギの分光分布が、図３から図５に示されている。これらの蛍光体を混合した蛍光体２４の発光エネルギの分光分布は図６に示されている。図３ないし図６では、最も高い発光エネルギのピークを１００％として相対化してある。また、図３ないし図６に係る計測では、外部電極２５ａ，２５ｂに電圧を印加し、両者の相互の間に放電させた。ただし、本発明に係る光源は、発光エネルギの分光分布を図示した蛍光体２４を有するものに限定されるものではなく、蛍光体２４の成分は画像読取装置の用途に合わせて適当に変更してもよい。
【００１３】
図１に戻り、内部電極２３ａ，２３ｂは給電回路３０iにより給電され、外部電極２５ａ，２５ｂは給電回路３０oにより給電される。各給電回路３０は、直流電源４０からの直流電流を交流電流に変換し一次コイル３２に交流電流を流すインバータ回路３１と、交流電流を昇圧して二次コイル３４に中継する変成器３３とを備える。インバータ回路３１は、スイッチ、トランジスタ、キャパシタなどにより構成されている。図１中の符号に付けた添え字ｉ、ｏはそれぞれ内部電極用か外部電極用かを指す。
それぞれのインバータ回路３１には、ランプコントローラ４１から点灯指令信号が供給される。点灯指令信号により、インバータ回路３１では、内部のスイッチがオンに切り替えられ、直流電源４０からの直流電流が交流電流に変換される。従って、インバータ回路３１iがオンされると、内部電極２３ａ，２３ｂ間に放電が行われ、蛍光灯２０が発光する。一方、インバータ回路３１oがオンされると、外部電極２５ａ，２５ｂ間に放電が行われ、蛍光灯２０が発光する。いずれのインバータ回路３１にもランプコントローラ４１が点灯指令信号を供給しないときには、どちらの対の電極にも給電されず、蛍光灯２０は発光しない。
【００１４】
図７は、以上の構成の蛍光灯２０について、外部電極２５ａ，２５ｂ間に放電させたとき（第１の発光モード）の相対分光エネルギ分布を示す。一方、図８は、内部電極２３ａ，２３ｂに電流を与え、両者の相互の間に放電させたとき（第２の発光モード）の相対分光エネルギ分布を示す。図７および図８では、最も高い発光エネルギのピークを１００％として相対化してある。図７および図８を比較すると明らかなように、第１の発光モードでは、可視光が強く、赤外線が弱い。一方、第２の発光モードでは、可視光が弱く、赤外線が強い。この現象の理由を次に考察する。
【００１５】
第１の発光モードにおける外部電極２５ａ，２５ｂ間の放電では、放電経路に円管２１が介在する。円管２１はガラス等の誘電体から形成されているため、放電は特定の場所には集中しない。従って、極めて短時間のインパルス状の放電が随所で発生する。この結果、ガス２７のキセノン原子から放出される光の成分は高いエネルギを持った紫外線が主となり、蛍光体２４を励起して発光させやすくする。このため、可視光が強く、赤外線が弱いのであると発明者達は推測する。一方、第２の発光モードにおける内部電極２３ａ，２３ｂ間の放電では、放電経路に誘電体としての円管２１が介在せず、両極の間に陽光柱が持続的に結ばれる。この結果、ガス２７のキセノン原子から放出される光の成分中、低いエネルギを持つ赤外線の比率が高くなり、蛍光体２４を励起しにくい。このため、可視光が弱く、赤外線が強いのであると発明者達は推測する。第２の発光モードでは赤外線は複数の発光ピークを持ち、これらの発光ピークはいずれも８００ｎｍから１０００ｎｍの範囲内にあった。
【００１６】
以上の説明により明らかなように、内部電極と外部電極のいずれに給電するか選択することにより、蛍光灯２０の発光モードは切り替えられる。そして、後述するように、この蛍光灯２０を応用した画像読取装置においては、第１の発光モードで可視光を利用した読取が可能であり、第２の発光モードで上記不可視光を利用した読取が可能である。
また、内部電極相互間の放電と、外部電極相互間の放電を同時に実行することにより、赤外線と可視光を均等な強さで発光させることができると考えられる。従って、この蛍光灯２０を応用した画像読取装置においては、同時に両方の放電を実行するとともに、赤外線カットフィルタと可視光カットフィルタとを切り替えれば、可視光を利用した読取と不可視光を利用した読取が可能であると考えられる。
【００１７】
２．一対の電極を持つ光源
次に、本発明に係る画像形成装置に使用可能な一対の電極を持つ蛍光灯である光源を説明する。図９および図１０に示すように、蛍光灯５０は、外部電極２５ａ，２５ｂを備えていない点を除き、上記の蛍光灯２０と同様の構造を有する。従って、共通する構成要素には同一の符号を付けて説明を簡略化する。蛍光灯５０に利用されるガス２７および蛍光体２４は、蛍光灯２０におけるそれらと同じである。内部電極２３ａ，２３ｂは、従来用いられている熱電極および冷電極のいずれであってもよい。図示の内部電極は熱電極であるが、後述する計測では、冷電極が用いられた。
【００１８】
給電回路３０iにより、内部電極２３ａ，２３ｂは給電される。給電回路３０iは、図１に示す給電回路３０の一方と共通する構成要素を有する。従って、共通する構成要素には同一の符号を付けて説明を省略する。ただし、内部電極２３ｂと変成器３３iの二次コイル３４iの一端子の間には、インピーダンス可変回路５２が介在している。インピーダンス可変回路５２は、並列に接続されたキャパシタ５３ａ，５３ｂと、キャパシタ５３ａに直列に接続されたスイッチ５４とを有している。
スイッチ５４は、ランプコントローラ４１の指令に従ってオン／オフに切り替えられる。インバータ回路３１iがオンされている間に、スイッチ５４がオンされたとき、二つのキャパシタ５３ａ，５３ｂによりインピーダンスが減少するので、内部電極２３ａ，２３ｂ間に流れる電流は大きい。一方、インバータ回路３１iがオンされている間に、スイッチ５４がオフされたとき、キャパシタ５３ａへの給電は遮断され、インピーダンス可変回路５２におけるインピーダンスが増大するので、内部電極２３ａ，２３ｂ間に流れる電流は小さい。
【００１９】
図１１は、以上の構成の蛍光灯５０について、スイッチ５４をオフにして内部電極２３ａ，２３ｂに小電流を与えたとき（第１の発光モード）の相対分光エネルギ分布を示す。一方、図１２は、スイッチ５４をオンにして内部電極２３ａ，２３ｂに大電流を与えたとき（第２の発光モード）の相対分光エネルギ分布を示す。図１１および図１２では、最も高い発光エネルギのピークを１００％として相対化してある。図１１および図１２を比較すると明らかなように、第１の発光モードでは、可視光が強く、赤外線が弱い。一方、第２の発光モードでは、可視光が弱く、赤外線が強い。この現象の理由を次に考察する。
【００２０】
内部電極２３ａ，２３ｂ間に、第１の発光モードの電流よりも大きい電流が流れると、キセノン原子が放出する赤外線が増加するが、キセノン原子が放出するエネルギのうち蛍光体２４を励起する波長帯域でのエネルギはほとんど増加しない。このため、第２の発光モードでは、可視光が弱く、赤外線が強いと発明者達は推測する。
一方、外部電極２５ａ，２５ｂ間に、第２の発光モードの電流よりも小さい電流が流れると、キセノン原子が放出する赤外線が減少するが、キセノン原子が放出するエネルギのうち蛍光体２４を励起する波長帯域でのエネルギはほとんど変化しない。このため、第１の発光モードでは、可視光が強く、赤外線が弱いと発明者達は推測する。
【００２１】
従って、蛍光灯５０に与えられる電流の調節により、発光モードが切り替えられる。そして、後述するように、この蛍光灯５０を応用した画像読取装置においては、第１の発光モードで可視光を利用した読取が可能であり、第２の発光モードで上記不可視光を利用した読取が可能である。
【００２２】
３．画像読取装置
次に、上記の蛍光灯２０または蛍光灯５０を利用した画像読取装置の構成を説明する。この画像読取装置は、スタンドアロンのイメージスキャナでもよいし、複写機の一部であってもよい。図１３に示すように、この画像読取装置はキャビネット６１を備え、キャビネット６１の上部に形成された開口部にはプラテンガラス６２が取り付けられている。プラテンガラス６２の上には原稿シート６３が載置される。原稿シート６３の下面に形成された画像は、この画像読取装置で読み取ることが可能である。原稿シート６３の下面には、赤外線吸収トナーまたは赤外線吸収インキで形成された不可視画像および／または、可視光を吸収する通常のトナーまたはインキで形成された可視画像が形成されていると仮定する。
【００２３】
キャビネット６１の内部には、フルレートキャリッジ６４、ハーフレートキャリッジ６５、レンズ鏡筒６６およびラインイメージセンサ６７を備える。キャリッジ６４，６５、レンズ鏡筒６６およびラインイメージセンサ６７は、プラテンガラス６２の下方に配置されている。キャリッジ６４には、ランプ７０および第１ミラー７１が搭載されている。リフレクタ等のその他の部品をキャリッジ６４に搭載することも可能である。一方、キャリッジ６５には、第２ミラー７２および第３ミラー７３が搭載されている。
【００２４】
ランプ７０は、上述した二対の電極を有する蛍光灯２０でもよいし、一対の電極を有する蛍光灯５０でもよい。プラテンガラス６２の上に静止した原稿シートＤを読み取るためにランプ７０が発光させられる。ランプコントローラ４１に制御される給電ユニット７４によりランプ７０は給電され、可視光を利用した読取（第１の読取モード）では第１の発光モードで作動して可視光を多く含み赤外線を少なく含んだ光を発する一方、赤外線を利用した読取（第２の読取モード）では第２の発光モードで作動して赤外線を多く含み可視光を少なく含んだ光を発する（図７、図８、図１１、図１２参照）。ランプ７０が二対の電極を有する蛍光灯２０であれば、給電ユニット７４は図１に示す給電回路３０i，３０oを備える。他方、ランプ７０が一対の電極を有する蛍光灯５０であれば、給電ユニット７４は図９に示す給電回路３０iおよびインピーダンス可変回路５２を備える。
【００２５】
ランプ７０の照射光は、プラテンガラス６２を透過し、原稿シート６３の下面で反射する。反射光の一部は、プラテンガラス６２を透過し、ミラー７１，７２，７３で反射し、レンズ鏡筒６６で収束され、ラインイメージセンサ６７に結像する。
【００２６】
レンズ鏡筒６６およびラインイメージセンサ６７が定位置に固定されているのに対して、キャリッジ６４，６５は矢印Ａ，Ｂで示すように横方向に移動させられ、プラテンガラス６２上の原稿シート６３の全面をスキャンする。すなわち、図１３に示すイニシャルポジションから図１４に示すエンドポジションへキャリッジ６４，６５が移動させられ、原稿シート６３の一端縁から他端縁までスキャンできる。これによりラインイメージセンサ６７は、原稿シート６３の画像を読み取り、画像に対応する画像読取データを生成する。また、図１４の矢印Ａ’，Ｂ’で示すように図１４に示すエンドポジションから図１３に示すイニシャルポジションへキャリッジ６４，６５は復帰させられる。
【００２７】
ハーフレートキャリッジ６５が移動する速度は、フルレートキャリッジ６４が移動する速度の半分であり、キャリッジ６４，６５の移動の間も、原稿シート６３からミラー７１，７２，７３、レンズ鏡筒６６を経てラインイメージセンサ６７に至る光路（一点鎖線で描かれている）の長さが一定に維持される。キャリッジ６４，６５は、公知のプーリ−ワイヤ機構（図示しない）を介して同一の駆動源であるスキャンモータ７５により駆動されて走行する。スキャンモータ７５はスキャンコントローラ７６の制御の下に駆動させられる。すなわち、キャリッジ６４，６５の走行方向および走行範囲はスキャンコントローラ７６で指令される。
【００２８】
上述した光路、例えば図示のように、レンズ鏡筒６６と第３ミラー７３の間には、フィルタユニット７７が介在させられている。フィルタユニット７７は、赤外線カットフィルタ７８と可視光カットフィルタ７９とこれらのフィルタ７８，７９を切り替えるフィルタ切替器８０を備える。フィルタ７８，７９は、干渉フィルタや色ガラスなど各種のタイプから選択される。フィルタコントローラ８１の制御の下、フィルタ切替器８０は駆動され、可視光を利用した読取（第１の読取モード）では赤外線カットフィルタ７８を上記の光路に介在させ、赤外線を利用した読取（第２の読取モード）では可視光カットフィルタ７９を上記の光路に介在させる。
【００２９】
図１５は、フィルタ７８，７９の分光透過率分布を示す。図１５に示すように、赤外線カットフィルタ７８は波長７００ｎｍ未満の可視光を多く透過させる一方、７００ｎｍより長い波長である赤外線はほとんど透過させない。可視光カットフィルタ７９は赤外線を多く透過させる一方、可視光をほとんど透過させない。従って、第１の読取モードでは可視光がラインイメージセンサ６７に入射し、第２の読取モードでは赤外線がラインイメージセンサ６７に入射する。
【００３０】
図１６は、フィルタユニット７７の詳細な構造の一例を示す。図１６において、円弧板状の赤外線カットフィルタ７８および可視光カットフィルタ７９が同一平面に配置され、かつ互いに連結されている。フィルタ７８，７９の共通回動軸はフィルタ切替器８０であるステップモータにより回動させられる。共通回動軸はステップモータの回動軸であってもよいし、単一または複数の歯車を介してステップモータの回動軸により連動されてもよい。
【００３１】
図１７は、フィルタユニット７７の詳細な構造の他の一例を示す。図１７において、矩形の赤外線カットフィルタ７８および可視光カットフィルタ７９が同一平面に配置され、かつ互いに連結されている。フィルタ７８，７９には単一のラック８３が取り付けられている。フィルタ切替器８０であるステップモータにより回動されるピニオン８４が、ラック８３に噛み合っている。ピニオン８４の回動軸はステップモータの回動軸であってもよいし、単一または複数の歯車を介してステップモータの回動軸により連動されてもよい。
【００３２】
図１６または図１７に示す構造の下、ステップモータを回動することにより、フィルタ７８，７９はレンズ鏡筒６６の光軸を鉛直に横切る方向に移動させられ、フィルタ７８または７９が光路に挿入させられる。ただし、本発明に係る画像読取装置は、図１６または図１７に示すフィルタユニット７７を有するものに限定されるのではなく、フィルタユニット７７は適当に変更してもよい。例えば、ステップモータの代わりにソレノイドを用いてもよい。
【００３３】
上述したように、ラインイメージセンサ６７は、レンズ鏡筒６６を通った原稿シート６３からの反射光を受けることにより、原稿シート６３の画像を読み取り、画像に対応する画像読取データを生成する。ラインイメージセンサ６７は、３ラインＣＣＤイメージセンサであり、図１８に示すように、３タイプの感光画素：感光画素６７Ｂ，６７Ｇ，６７Ｒが規則性をもって多数配置されていることにより構成されている。図１８の横方向が図１３および図１４の紙面垂直方向に相当する。感光画素はいずれも同種であり、Ｓｉフォトダイオードである。ただし、各感光画素には４種類の色フィルタのいずれかが設けられ、これにより感光画素６７Ｂは青色（Ｂ）、感光画素６７Ｇは緑色（Ｇ），感光画素６７Ｒは赤色（Ｒ）を読み取る。図１８では、感光画素６７Ｂ，６７Ｇ，６７Ｒのうちの１種類が１列に割り当てられるように、感光画素が３列に配列されている。ただし、感光画素６７Ｂ，６７Ｇ，６７Ｒの相互の配置は、規則性があれば、図示のような３列に限られない。例えば、１列にこれら３タイプの全てを配列してもよい。
【００３４】
ラインセンサ６７の近傍には、ゲート８５Ｂ，８５Ｇ，８５Ｒと、ＣＣＤレジスタ８６Ｂ，８６Ｇ，８６Ｒが配置されている。感光画素６７Ｂで発生する電荷は、対応するゲート８５Ｂを通過して対応するＣＣＤレジスタ８６Ｂに転送される。同様に、感光画素６７Ｇ，６７Ｒで発生する電荷は、対応するゲート８５Ｇ，８５Ｒを通過して対応するＣＣＤレジスタ８６Ｇ，８６Ｒに転送される。ＣＣＤレジスタ８６Ｂ，８６Ｇ，８６Ｒのうち、同種のものは、一連のレジスタチャンネル８７Ｂ，８７Ｇ，８７Ｒを構成する。
【００３５】
ラインセンサ６７により、原稿の可視画像は次のようにして読み取られる。まず、原稿３からの反射光は感光画素６７Ｂ，６７Ｇ，６７Ｒに入射する。次いで、主走査方向である１ライン分の電荷が積分された後、感光画素６７Ｂ，６７Ｇ，６７Ｒの電荷が対応するゲート８５Ｂ，８５Ｇ，８５Ｒを通過して対応するＣＣＤレジスタ８６Ｂ，８６Ｇ，８６Ｒに転送される。この後、制御用のクロックパルスがレジスタチャンネル８７Ｂ，８７Ｇ，８７ＲのＣＣＤレジスタ８６Ｂ，８６Ｇ，８６Ｒに所定の順序で与えられる。すると、ＣＣＤレジスタ８６Ｂ，８６Ｇ，８６Ｒの電荷が主走査方向の並列順通りに出力される。すなわち、Ｂ，Ｇ，Ｒのアナログの画像読取データが出力される。このようにして主走査方向の読取が行われる。キャリッジ６４，６５の移動（副走査方向への移動）の間に、上記の主走査方向の読取が繰り返されることにより、原稿全面の読み取りが行われる。
【００３６】
Ｂ，Ｇ，Ｒのアナログの画像読取データは、図１３および図１４に示す画像処理ユニット８９に供給される。画像処理ユニット８９は、それぞれの画像読取データに各種の処理を施し、これらに対応したデジタルの画像読取データを画像記憶ユニット９０に送出する。画像処理ユニット８９については、さらに詳細に後述する。画像記憶ユニット９０は、画像処理ユニット８９からの画像読取データを関連づけて一枚の原稿に対応する各色の画像読取データセットを生成し、この画像読取データセットを記憶する。画像処理ユニット８９、画像記憶ユニット９０、ランプコントローラ４１、フィルタコントローラ８１およびスキャンコントローラ７６は、メインコントローラ１００により制御される。
【００３７】
上述したように、感光画素はいずれもＳｉフォトダイオードであり、元来、約４００ないし１０００ｎｍの広い波長帯域にわたって光を感知する。そして、各感光画素６７Ｂ，６７Ｇ，６７Ｒに設けられる各色フィルタは、図１９に示す特性を有する。図中のＢ，Ｇ，Ｒで指したカーブ（点線。実線、破線で描かれている）は、それぞれ感光画素６７Ｂ，６７Ｇ，６７Ｒのフィルタの分光透過率を表す。
従って、これらのカーブは、感光画素６７Ｂ，６７Ｇ，６７Ｒのそれぞれの分光感度を表すと考えることができる。図１９から明らかなように、色フィルタの材料特性に起因して、ラインセンサ６７をなす感光画素６７Ｂ，６７Ｇ，６７Ｒのそれぞれは、可視光線だけでなく、赤外線に対する読取が可能である。つまり、可視光から赤外線までの広い波長帯域を含む光を照射すれば、感光画素６７Ｂは青色と赤外線，感光画素６７Ｇは緑色と赤外線，感光画素６７Ｒは赤色と赤外線を感知することができる。
【００３８】
通常の可視画像の読取においては、赤外線の感知は、３色分解に悪影響を及ぼすノイズ成分をもたらす。従って、赤外線カットフィルタ７８を光路に挿入することにより、感光画素６７Ｂ，６７Ｇ，６７Ｒは、それぞれＢ，Ｇ，Ｒを高い精度で感知することができる（図１５参照）。
【００３９】
一方、赤外線吸収トナーまたはインクで形成された不可視画像の読取においては、感光画素６７Ｂ，６７Ｇ，６７Ｒによる赤外線の感知は有利であり、むしろ可視光の感知がノイズ成分をもたらす。そこで、可視光カットフィルタ７９を光路に挿入することにより、いずれの感光画素６７Ｂ，６７Ｇ，６７Ｒも赤外線を高い精度で感知することができる。可視光カットフィルタ７９を光路に挿入した場合には、感光画素６７Ｂ，６７Ｇ，６７Ｒの分光感度は、ほとんど相違しない。従って、感光画素６７Ｂ，６７Ｇ，６７Ｒのいずれも赤外線読取が可能である。
ただし、図１９から明らかなように、感光画素６７Ｒの感度は、赤領域から赤外線領域にかけて広くなっている。従って、可視光カットフィルタ７９を光路に挿入した場合には、Ｒの読取データを赤外線読取データとして使用するとよい。この場合、原稿シート６３の不可視画像の読取では、感光画素６７Ｒの読取データのみを画像処理ユニット８９に出力するように、ラインイメージセンサ６７はメインコントローラ１００により制御される。
【００４０】
次に、図２０を参照し、画像処理ユニット８９の詳細を説明する。画像処理ユニット８９は、ゲイン制御モジュール９１、オフセット制御モジュール９２、Ａ／Ｄ変換部９３、シェーディング補正モジュール９４、ラインメモリ９５、処理ユニットコントローラ９６およびスイッチ９７を備える。図２０における添え字Ｂ，Ｇ，ＲはＢ，Ｇ，Ｒのデータに対応し、ＩＲは赤外線データに対応する。各ゲイン制御モジュール９１は、対応するレジスタチャンネル８７（図１８参照）から供給される画像読取データのゲインを調整し、各オフセット制御モジュール９２は、ゲインの調整された画像読取データのオフセットを調整する。その後、Ａ／Ｄ変換部９３は、画像読取データをデジタルの画像読取データに変換し、シェーディング補正モジュール９４はデジタルの画像読取データを公知の方式のシェーディング補正して出力する。
【００４１】
シェーディング補正モジュール９４Ｂ，９４Ｇから出力されたＢ，Ｇの画像読取データは、Ｂ，Ｇ専用のラインメモリ９５に供給される。一方、シェーディング補正モジュール９４Ｒから出力されたＲの画像読取データは、スイッチ９７の切替により、ラインメモリ９５Ｒまたは９５ＩＲのいずれかに供給される。各ラインメモリ９５は、供給された１ライン分の画像読取データを蓄積する。処理ユニットコントローラ９６は、１ライン分の画像読取データを各ラインメモリ９５から読み出して画像記憶ユニット９０へ転送する。
【００４２】
処理ユニットコントローラ９６は、読取モードに応じて、各ゲイン制御モジュール９１のゲインの変更、各オフセット制御モジュール９２のオフセットの変更、各シェーディング補正モジュール９４のシェーディング補正用の白基準データの変更を行う。これらは、可視光を利用した読取（第１の読取モード）と、赤外線を利用した読取（第２の読取モード）とでは、調整する必要があるためである。ただし、この実施形態では、第２の読取モードでは、Ｂ，Ｇの画像読取データを使用しないので、処理ユニットコントローラ９６は、読取モードに応じて、ゲイン制御モジュール９１Ｒだけのゲインの変更、オフセット制御モジュール９２Ｒだけのオフセットの変更、シェーディング補正モジュール９４Ｒだけのシェーディング補正用の白基準データの変更を行う。
【００４３】
また、処理ユニットコントローラ９６は、読取モードに応じてスイッチ９７を作動する。具体的には、第１の読取モードでは、シェーディング補正モジュール９４Ｒから出力されたＲの画像読取データがラインメモリ９５Ｒに供給されるように、スイッチ９７は作動されて、シェーディング補正モジュール９４Ｒとラインメモリ９５Ｒとを接続する。第２の読取モードでは、シェーディング補正モジュール９４Ｒから出力されたＲの画像読取データがラインメモリ９５ＩＲに供給されるように、スイッチ９７は作動されて、シェーディング補正モジュール９４Ｒとラインメモリ９５ＩＲとを接続する（この場合のＲの画像読取データは赤外線（ＩＲ）の画像読取データである）。
【００４４】
図２１は、赤外線吸収トナーの一例の分光反射率分布を示す。赤外線吸収トナーは、赤外線吸収材料を含んでおり、可視光域の光をほとんど吸収しないのに対し、赤外線域の光を多く吸収する特殊なトナーである。図２１に例示した赤外線吸収トナーは、波長７００ｎｍ以上の光、特に８００ないし１０００ｎｍの光を多く吸収し、その吸収ピーク波長は約９００ｎｍである。従って、人間の肉眼では、この赤外線吸収トナーで形成された画像をほとんど認識することができない。かかる赤外線吸収トナーの画像を高い精度で読み取るには、波長８００ないし１０００ｎｍの領域の光を照射し、この波長範囲を感知する読取センサシステムを用いるのが望ましい。
【００４５】
ランプ７０として使用されうる蛍光灯２０または５０では、図８または図１２に示すように、第２の発光モードで、８００ｎｍから１０００ｎｍの範囲内に発光ピークを有する。そして、可視光カットフィルタ７９で可視光がカットされることにより、感光画素６７Ｂ，６７Ｇ，６７Ｒ（特に感光画素６７Ｒ）は、この波長範囲の光を感知する。従って、上述した画像読取装置によれば、図２１に例示した赤外線吸収トナーあるいはこれと類似の吸収スペクトル特性を有するトナーまたはインキで形成された画像を読み取ることが可能である。
【００４６】
画像読取装置の照明光源としては、従来、ハロゲンランプが普及しており、ハロゲンランプは可視光および赤外線を照射することができる。従って、ハロゲンランプに、上記のフィルタ交換可能なフィルタユニット７７を適用すれば、読取波長範囲の切替が可能である。しかし、ハロゲンランプでは、出力エネルギのうちの大部分が赤外線であるので、可視光を得るための発光効率が優れておらず、かつ消費電力が大きい。
【００４７】
これに対して、この画像読取装置は、消費電力が少なく、かつ光量が安定した稀ガス蛍光灯２０または５０を用いることができる。しかも、上述のように、簡単な制御手法により、蛍光灯２０または５０の発光モードは切替可能である。
【００４８】
４．画像読取方法
図２２に示すフローチャートを参照しながら、上記の画像読取装置を用いた画像読取方法の一例を次に説明する。図２２はこの画像読取方法を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１では、図示しないユーザインタフェイスに赤外線吸収画像の読取が指定されたか否か、メインコントローラ１００が判断する。この判断結果が「ＮＯ」、すなわち可視画像を以後読み取るのであれば、処理はステップＳ２に進む。ステップＳ２では、メインコントローラ１００は、必要に応じてフィルタコントローラ８１にフィルタ切替信号を供給し、フィルタユニット７７の赤外線カットフィルタ７８を光路に介在させる。ただし、直前に赤外線吸収画像の読取を実行すみでなければ、すでに赤外線カットフィルタ７８が光路に介在しているので、このステップは行われない。
【００４９】
次に、ステップＳ３では、メインコントローラ１００は、ラインイメージセンサ６７に第１の読取モード選択信号を供給し、全ての感光画素６７Ｂ，６７Ｇ，６７Ｒの読取データを画像処理ユニット８９に出力可能にする。次に、ステップＳ４では、メインコントローラ１００は、画像処理ユニット８９の処理ユニットコントローラ９６に第１の読取モード選択信号を供給する。これに応じて、処理ユニットコントローラ９６は、可視画像の読取に適合するように、ゲイン制御モジュール９１Ｒのゲインの変更、オフセット制御モジュール９２Ｒのオフセットの変更、シェーディング補正モジュール９４Ｒのシェーディング補正用の白基準データの変更を行う。さらに、処理ユニットコントローラ９６は、スイッチ９７を作動し、シェーディング補正モジュール９４Ｒとラインメモリ９５Ｒとを接続する。
【００５０】
そして、ステップＳ５では、ランプコントローラ４１に第１の読取モード選択信号を供給する。ランプ７０が二対の電極を有する蛍光灯２０であれば、これ以後、ランプコントローラ４１は、外部電極放電用の給電回路３０oのインバータ回路３１oのみに点灯指令信号を供給可能になる。ランプ７０が一対の電極を有する蛍光灯５０であれば、これ以後、ランプコントローラ４１は、インピーダンス可変回路５２のスイッチ５４をオフにして内部電極２３ａ，２３ｂに第２のモードより小さい電流を与えることが可能になる。いずれにせよ、以後、ランプ７０は給電されると、第１の発光モードで発光する。
ただし、通常のデフォルト設定において、フィルタユニット７７、ラインイメージセンサ６７、処理ユニットコントローラ９６およびランプコントローラ４１は可視画像の読取に適合させられている。従って、直前に赤外線吸収画像の読取を実行すみでなければ、ステップＳ２だけでなく、ステップＳ３ないしＳ５も行われない。
【００５１】
その後、ステップＳ６では、画像の読取が実行される。すなわち、ランプ７０が発光され、図１３に示すイニシャルポジションから図１４に示すエンドポジションへキャリッジ６４，６５が移動させられる。この後、ステップＳ７で、ランプ７０は消灯され、図１４に示すエンドポジションから図１３に示すイニシャルポジションにキャリッジ６４，６５は復帰させられて、処理は終了する。ステップＳ６およびＳ７の間に、ラインイメージセンサ６７から画像処理ユニット８９へＢ，Ｇ，Ｒの画像読取データが送られ、画像処理ユニット８９で処理が施されたＢ，Ｇ，Ｒの画像読取データが画像記憶ユニット９０に記憶される。
【００５２】
一方、ステップＳ１の判断結果が「ＹＥＳ」。すなわち赤外線吸収画像を以後読み取るのであれば、処理はステップＳ８に進む。ステップＳ８では、メインコントローラ１００は、必要に応じてフィルタコントローラ８１にフィルタ切替信号を供給し、フィルタユニット７７の可視光カットフィルタ７９を光路に介在させる。ただし、直前に赤外線吸収画像の読取を実行すみであれば、すでに可視光カットフィルタ７９が光路に介在しているので、このステップは行われない。
【００５３】
次に、ステップＳ９では、メインコントローラ１００は、ラインイメージセンサ６７に第２の読取モード選択信号を供給し、感光画素６７Ｒだけの読取データを画像処理ユニット８９に出力可能にする。次に、ステップＳ１０では、メインコントローラ１００は、画像処理ユニット８９の処理ユニットコントローラ９６に第２の読取モード選択信号を供給する。これに応じて、処理ユニットコントローラ９６は、赤外線吸収画像の読取に適合するように、ゲイン制御モジュール９１Ｒのゲインの変更、オフセット制御モジュール９２Ｒのオフセットの変更、シェーディング補正モジュール９４Ｒのシェーディング補正用の白基準データの変更を行う。さらに、処理ユニットコントローラ９６は、スイッチ９７を作動し、シェーディング補正モジュール９４Ｒとラインメモリ９５ＩＲとを接続する。
【００５４】
そして、ステップＳ１１では、ランプコントローラ４１に第２の読取モード選択信号を供給する。ランプ７０が二対の電極を有する蛍光灯２０であれば、これ以後、ランプコントローラ４１は、内部電極放電用の給電回路３０iのインバータ回路３１iのみに点灯指令信号を供給可能になる。ランプ７０が一対の電極を有する蛍光灯５０であれば、これ以後、ランプコントローラ４１は、インピーダンス可変回路５２のスイッチ５４をオンにして内部電極２３ａ，２３ｂに第１のモードより大きい電流を与えることが可能になる。いずれにせよ、以後、ランプ７０は給電されると、第２の発光モードで発光する。
ただし、直前に赤外線吸収画像の読取を実行すみであれば、ステップＳ８だけでなく、ステップＳ９ないしＳ１１も行われない。
【００５５】
その後、処理は、ステップＳ６，Ｓ７へ進み、画像の読取およびキャリッジの復帰が実行されて、処理は終了する。ステップＳ６およびＳ７の間に、ラインイメージセンサ６７から画像処理ユニット８９へＲ（ＩＲとみなしてよい）の画像読取データが送られ、画像処理ユニット８９で処理が施された画像読取データＩＲが画像記憶ユニット９０に記憶される。
【００５６】
図２３に示すフローチャートを参照しながら、上記の画像読取装置を用いた画像読取方法の他の一例を次に説明する。この例では、赤外線吸収画像を読み取るように指令された場合には、図１３に示すイニシャルポジションから図１４に示すエンドポジションへキャリッジ６４，６５が移動させられるのを利用して可視画像を読み取り、この後エンドポジションからイニシャルポジションにキャリッジ６４，６５が移動させられるのを利用して赤外線画像を読み取る。
【００５７】
まず、ステップＳａ１では、図示しないユーザインタフェイスに赤外線吸収画像の読取が指定されたか否か、メインコントローラ１００が判断する。この判断結果が「ＮＯ」、すなわち可視画像だけを以後読み取るのであれば、処理は直ちにステップＳａ２に進む。一方、判断結果が「ＹＥＳ」、すなわち赤外線吸収画像の読取が指定されたのであれば、処理はステップＳａ９に進み、フラグを１にセットした後、ステップＳａ２に進む。
【００５８】
ステップＳａ２では、メインコントローラ１００は、必要に応じてフィルタコントローラ８１にフィルタ切替信号を供給し、フィルタユニット７７の赤外線カットフィルタ７８を光路に介在させる。ただし、直前に赤外線吸収画像の読取を実行すみでなければ、すでに赤外線カットフィルタ７８が光路に介在しているので、このステップは行われない。
【００５９】
次に、ステップＳａ３では、メインコントローラ１００は、ラインイメージセンサ６７に第１の読取モード選択信号を供給し、全ての感光画素６７Ｂ，６７Ｇ，６７Ｒの読取データを画像処理ユニット８９に出力可能にする。次に、ステップＳａ４では、メインコントローラ１００は、画像処理ユニット８９の処理ユニットコントローラ９６に第１の読取モード選択信号を供給する。これに応じて、処理ユニットコントローラ９６は、可視画像の読取に適合するように、ゲイン制御モジュール９１Ｒのゲインの変更、オフセット制御モジュール９２Ｒのオフセットの変更、シェーディング補正モジュール９４Ｒのシェーディング補正用の白基準データの変更を行う。さらに、処理ユニットコントローラ９６は、スイッチ９７を作動し、シェーディング補正モジュール９４Ｒとラインメモリ９５Ｒとを接続する。
【００６０】
そして、ステップＳａ５では、ランプコントローラ４１に第１の読取モード選択信号を供給する。ランプ７０が二対の電極を有する蛍光灯２０であれば、これ以後、ランプコントローラ４１は、外部電極放電用の給電回路３０oのインバータ回路３１oのみに点灯指令信号を供給可能になる。ランプ７０が一対の電極を有する蛍光灯５０であれば、これ以後、ランプコントローラ４１は、インピーダンス可変回路５２のスイッチ５４をオフにして内部電極２３ａ，２３ｂに小電流を与えることが可能になる。いずれにせよ、以後、ランプ７０は給電されると、第１の発光モードで発光する。
ただし、通常のデフォルト設定において、フィルタユニット７７、ラインイメージセンサ６７、処理ユニットコントローラ９６およびランプコントローラ４１は可視画像の読取に適合させられている。従って、直前に赤外線吸収画像の読取を実行すみでなければ、ステップＳａ２だけでなく、ステップＳａ３ないしＳａ５も行われない。
【００６１】
その後、ステップＳａ６では、可視画像の読取が実行される。すなわち、ランプ７０が発光され、図１３に示すイニシャルポジションから図１４に示すエンドポジションへキャリッジ６４，６５が移動させられる。また、この移動を利用して画像を感知するラインイメージセンサ６７から画像処理ユニット８９へＢ，Ｇ，Ｒの画像読取データが送られ、画像処理ユニット８９で処理が施されたＢ，Ｇ，Ｒの画像読取データが画像記憶ユニット９０に記憶される。
【００６２】
次に、ランプ７０を消灯した後、ステップＳａ７ではフラグが１か否か判断する。この判断結果が「ＮＯ」、すなわち赤外線吸収画像の読取が指定されていない場合には、処理はステップＳａ８に進む。ステップＳａ８では、エンドポジションからイニシャルポジションにキャリッジ６４，６５は復帰させられて、処理は終了する。
【００６３】
一方、ステップＳａ７の判断結果が「ＹＥＳ」、すなわち赤外線吸収画像の読取が指定されている場合には、処理はステップＳａ１０に進む。ステップＳａ１０では、メインコントローラ１００は、フィルタコントローラ８１にフィルタ切替信号を供給し、フィルタユニット７７の可視光カットフィルタ７９を光路に介在させる。
【００６４】
次に、ステップＳａ１１では、メインコントローラ１００は、ラインイメージセンサ６７に第２の読取モード選択信号を供給し、感光画素６７Ｒだけの読取データを画像処理ユニット８９に出力可能にする。次に、ステップＳａ１２では、メインコントローラ１００は、画像処理ユニット８９の処理ユニットコントローラ９６に第２の読取モード選択信号を供給する。これに応じて、処理ユニットコントローラ９６は、赤外線吸収画像の読取に適合するように、ゲイン制御モジュール９１Ｒのゲインの変更、オフセット制御モジュール９２Ｒのオフセットの変更、シェーディング補正モジュール９４Ｒのシェーディング補正用の白基準データの変更を行う。さらに、処理ユニットコントローラ９６は、スイッチ９７を作動し、シェーディング補正モジュール９４Ｒとラインメモリ９５ＩＲとを接続する。
【００６５】
そして、ステップＳａ１３では、ランプコントローラ４１に第２の読取モード選択信号を供給する。ランプ７０が二対の電極を有する蛍光灯２０であれば、これ以後、ランプコントローラ４１は、内部電極放電用の給電回路３０iのインバータ回路３１iのみに点灯指令信号を供給可能になる。ランプ７０が一対の電極を有する蛍光灯５０であれば、これ以後、ランプコントローラ４１は、インピーダンス可変回路５２のスイッチ５４をオンにして内部電極２３ａ，２３ｂに大電流を与えることが可能になる。いずれにせよ、以後、ランプ７０は給電されると、第２の発光モードで発光する。
【００６６】
その後、処理は、ステップＳａ１４へ進み、赤外線吸収画像の読取が実行される。すなわち、ランプ７０が発光され、図１４に示すエンドポジションから図１３に示すイニシャルポジションへキャリッジ６４，６５が移動させられる。また、この移動を利用して画像を感知するラインイメージセンサ６７から画像処理ユニット８９へＲ（ＩＲとみなしてよい）の画像読取データが送られ、画像処理ユニット８９で処理が施されたＩＲの画像読取データが画像記憶ユニット９０に記憶される。図２３の方法では、キャリッジの一回の往復動作において、連続的に可視画像と赤外線吸収画像を読み取ることが可能であり、両方を読み取る時間の短縮が可能である。
【００６７】
５．画像読取装置の別の実施形態
図２４は画像読取装置の別の実施形態を示す。図２４において、図１３および図１４と共通する構成要素には同一の符号を付けて、その説明を簡略化する。図２４に示す装置では、フィルタユニット７７およびそれに必要な要素が設けられておらず、従って赤外線カットフィルタ７８および可視光カットフィルタ７９がないので、不要な光の成分は除去されない。このため、この装置の画像処理ユニット８９で生成した画像読取データＢ，Ｇ，Ｒ，ＩＲは、不要な光の成分を除去した場合の画像読取データＢe，Ｇe，Ｒe，ＩＲeに対して、以下の式で示すように誤差を有する。
【００６８】
Ｂ＝Ｂe＋ΔＢIR
Ｇ＝Ｇe＋ΔＧIR
Ｒ＝Ｒe＋ΔＲIR
ＩＲ＝ＩＲe＋ΔＩＲV
ここで、ΔＢIR，ΔＧIR，ΔＲIRは赤外線を感知したことに起因する誤差であり、ΔＩＲVは可視光を感知したことに起因する誤差である。
【００６９】
そこで、図２４に示す装置では、一旦画像記憶ユニット９０に記憶された画像読取データＢ，Ｇ，Ｒ，ＩＲを読み出して補正演算を施し、補正演算した画像読取データＢ’，Ｇ’，Ｒ’，ＩＲ’を画像記憶ユニット９０に最終的に記憶させる補正演算ユニット１０１を備える。メインコントローラ１００は、画像記憶ユニット９０に画像読取データＢ，Ｇ，Ｒ，ＩＲが転送されると、補正演算ユニット１０１のその動作を起動する。補正演算式（補正演算フォーマット）の詳細は数式１で示す。
【数１】
【００７０】
ここで、補正パラメータａ11ないしａ44は、実験により最適になるように計算されており、補正演算ユニット１０１の内部の記憶装置に記憶されている。
このようにして可視画像読取モードでの読取結果Ｂ，Ｇ，Ｒと不可視画像読取モードでの読取結果ＩＲに基づいて、可視画像に係る読取結果Ｂ’，Ｇ’，Ｒ’と不可視画像に係る読取結果ＩＲ’が生成される。得られた画像読取データＢ’，Ｇ’，Ｒ’，ＩＲ’は、不要な光の成分を除去した場合の画像読取データＢe，Ｇe，Ｒe，ＩＲeよりも精度が劣るが、これらに近似する。そして、この実施形態ではフィルタユニット７７等を省略できるので、製造コストを低減することができる。
【００７１】
この装置では、読み取ろうとする画像が可視画像か赤外線吸収画像かにかかわらず、一つの原稿シート６３に対して二回の読取（可視光を利用した読取と赤外線を利用した読取）が必須である。図２５に示すように、キャリッジの一回の往復動作において、可視光を利用した読取と赤外線を利用した読取を連続すれば、両方を読み取る時間の短縮が可能である。図２５に示す方法では、まず、ステップＳｂ１で可視画像の読取が実行される。すなわち、ランプ７０が発光され、図１３に示すのと同様のイニシャルポジションから図１４に示すのと同様のエンドポジションへキャリッジ６４，６５が移動させられる。また、この移動を利用して画像を感知するラインイメージセンサ６７から画像処理ユニット８９へＢ，Ｇ，Ｒの画像読取データが送られ、画像処理ユニット８９で処理が施されたＢ，Ｇ，Ｒの画像読取データが画像記憶ユニット９０に一旦記憶される。
【００７２】
次に、ステップＳｂ２では、メインコントローラ１００は、ラインイメージセンサ６７に第２の読取モード選択信号を供給し、感光画素６７Ｒだけの読取データを画像処理ユニット８９に出力可能にする。次に、ステップＳｂ３では、メインコントローラ１００は、画像処理ユニット８９の処理ユニットコントローラ９６に第２の読取モード選択信号を供給する。これに応じて、処理ユニットコントローラ９６は、赤外線吸収画像の読取に適合するように、ゲイン制御モジュール９１Ｒのゲインの変更、オフセット制御モジュール９２Ｒのオフセットの変更、シェーディング補正モジュール９４Ｒのシェーディング補正用の白基準データの変更を行う。さらに、処理ユニットコントローラ９６は、スイッチ９７を作動し、シェーディング補正モジュール９４Ｒとラインメモリ９５ＩＲとを接続する。
【００７３】
そして、ステップＳｂ４では、ランプコントローラ４１に第２の読取モード選択信号を供給する。以後、ランプ７０は給電されると、第２の発光モードで発光する。その後、処理は、ステップＳｂ５へ進み、赤外線吸収画像の読取が実行される。すなわち、ランプ７０が発光され、図１４に示すのと同様のエンドポジションから図１３に示すのと同様のイニシャルポジションへキャリッジ６４，６５が移動させられる。また、この移動を利用して画像を感知するラインイメージセンサ６７から画像処理ユニット８９へＲ（ＩＲとみなしてよい）の画像読取データが送られ、画像処理ユニット８９で処理が施されたＩＲの画像読取データが画像記憶ユニット９０に一旦記憶される。
【００７４】
その後、メインコントローラ１００は、補正演算ユニット１０１を起動する。補正演算ユニット１０１は、二回の読取で得られた画像読取データＢ，Ｇ，Ｒ，ＩＲに基づいて補正演算を行い、結果として生ずる画像読取データＢ’，Ｇ’，Ｒ’，ＩＲ’を画像記憶ユニット９０に更新記憶させる。
【００７５】
次に、新たな別の原稿の読取のために、ステップＳｂ７では、メインコントローラ１００は、ラインイメージセンサ６７に第１の読取モード選択信号を供給し、全ての感光画素６７Ｂ，６７Ｇ，６７Ｒの読取データを画像処理ユニット８９に出力可能にする。次に、ステップＳｂ８では、メインコントローラ１００は、画像処理ユニット８９の処理ユニットコントローラ９６に第１の読取モード選択信号を供給する。これに応じて、処理ユニットコントローラ９６は、可視画像の読取に適合するように、ゲイン制御モジュール９１Ｒのゲインの変更、オフセット制御モジュール９２Ｒのオフセットの変更、シェーディング補正モジュール９４Ｒのシェーディング補正用の白基準データの変更を行う。さらに、処理ユニットコントローラ９６は、スイッチ９７を作動し、シェーディング補正モジュール９４Ｒとラインメモリ９５Ｒとを接続する。そして、ステップＳｂ９では、ランプコントローラ４１に第１の読取モード選択信号を供給する。以後、ランプ７０は給電されると、第１の発光モードで発光する。このようにして、ラインイメージセンサ６７、処理ユニットコントローラ９６およびランプコントローラ４１が可視画像の読取に適合させられた後、処理は終了する。
【００７６】
６．画像読取装置の別の実施形態
上述したように、図１に示す二対の電極を持つ蛍光灯２０は、インバータ回路３１i，３１oを同時にオンして内部電極相互間の放電と、外部電極相互間の放電を同時に実行することにより、赤外線と可視光を均等な強さで発光させることができると考えられる。従って、このように赤外線と可視光を均等な強さで発する蛍光灯２０を図１３および図１４に示す画像読取装置または図２４に示す画像読取装置のランプ７０として使用することも可能である。
【００７７】
この場合、図１３および図１４に示す画像読取装置の読取方法は図２２および図２３に示すフローチャートを参照して説明した上記の方法のいずれかと同様である。ただし、ランプコントローラのモード切替（ステップＳ５，Ｓ１１，Ｓａ５，Ｓａ１１）は行わない。
図２４に示す画像読取装置の読取方法は図２５に示すフローチャートを参照して説明した上記の方法と同様である。ただし、ランプコントローラのモード切替（ステップＳｂ４，Ｓｂ９）は行わない。いずれの場合も、ランプコントローラ４１は、両方の対の電極に同時に給電および給電停止するためにのみ使用される。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、単一の光源で発生した可視光と不可視光を用いて画像を読み取ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る光源である二対の電極を持つ蛍光灯とその付属回路を示す図である。
【図２】 上記蛍光灯の断面図である。
【図３】 上記蛍光灯の蛍光体に含まれる青色発光蛍光体の相対分光エネルギ分布を示すグラフである。
【図４】 上記蛍光灯の蛍光体に含まれる緑色発光蛍光体の相対分光エネルギ分布を示すグラフである。
【図５】 上記蛍光灯の蛍光体に含まれる赤色発光蛍光体の相対分光エネルギ分布を示すグラフである。
【図６】 図３ないし図５に示す蛍光体を混合した上記蛍光灯の蛍光体の相対分光エネルギ分布を示すグラフである。
【図７】 上記蛍光灯について、外部電極相互間に放電させたとき（第１の発光モード）の相対分光エネルギ分布を示すグラフである。
【図８】 上記蛍光灯について、内部電極相互間に大電流を与え、両者の相互の間に放電させたとき（第２の発光モード）の相対分光エネルギ分布を示すグラフである。
【図９】 本発明に係る光源である一対の電極を持つ蛍光灯とその付属回路を示す図である。
【図１０】 図９に示す蛍光灯の断面図である。
【図１１】 図９に示す蛍光灯について、小電流を与えたとき（第１の発光モード）の相対分光エネルギ分布を示すグラフである。
【図１２】 図９に示す蛍光灯について、大電流を与えたとき（第２の発光モード）の相対分光エネルギ分布を示すグラフである。
【図１３】 上記のいずれかの蛍光灯を利用した画像読取装置を示す概略図である。
【図１４】 図１３に示す画像読取装置のキャリッジを移動させた状態を示す図である。
【図１５】 上記画像読取装置の赤外線カットフィルタおよび可視光カットフィルタの分光透過率分布を示すグラフである。
【図１６】 上記画像読取装置のフィルタユニットの詳細な構造の一例を示す側面図である。
【図１７】 上記画像読取装置のフィルタユニットの詳細な構造の他の一例を示す側面図である。
【図１８】 上記画像読取装置のラインイメージセンサの詳細な構造の一例を示す側面図である。
【図１９】 上記ラインイメージセンサの感光画素で使われているフィルタの分光透過率を表す。
【図２０】 上記画像読取装置の画像処理ユニットの詳細を示すブロック図である。
【図２１】 ある赤外線吸収トナーの分光反射率分布を示すグラフである。
【図２２】 上記の画像読取装置を用いた画像読取方法の一例を示すフローチャートである。
【図２３】 上記の画像読取装置を用いた画像読取方法の他の一例を示すフローチャートである。
【図２４】 画像読取装置の第２実施形態を示す概略図である。
【図２５】 図２４に示す画像読取装置を用いた画像読取方法の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
２０…蛍光灯、２１…円管、２２…口金、２３ａ，２３ｂ…内部電極、２４…蛍光体、２５ａ，２５ｂ…外部電極、２７…ガス、３０i，３０o…給電回路、４１…ランプコントローラ、５０…蛍光灯、５２…インピーダンス可変回路、６３…原稿シート、６４…フルレートキャリッジ、６５…ハーフレートキャリッジ、６７…ラインイメージセンサ、６７Ｂ，６７Ｇ，６７Ｒ…感光画素、７０…ランプ、７４…給電ユニット、７５…スキャンモータ、７６…スキャンコントローラ、７７…フィルタユニット、７８…赤外線カットフィルタ、７９…可視光カットフィルタ、８０…フィルタ切替器、８１…フィルタコントローラ、８９…画像処理ユニット、９０…画像記憶ユニット、１００…メインコントローラ、１０１…補正演算ユニット
【発明の属する技術分野】
本発明は、可視画像および不可視画像の読取に用いられる画像読取装置及び画像読取方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
可視光を透過するが不可視光を吸収するインクまたはトナーを用いて印刷する技術が知られている。こうして得られた不可視画像は、その画像から反射したその不可視光を分析することにより読み取ることができる。可視光を読み取る通常の画像読取装置にも、このような不可視光の読取機能を適用することが要望されている。従って、可視画像および不可視画像の両方を読み取ることができる単一の装置に関する様々な提案がすでにされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、可視光光源と赤外線光源とを単一の装置に設ける技術が試みられている。しかし、かかる技術は、装置の大型化を必然的に伴う。さらに複数の高原を用いると、それぞれの光源の発光位置が異なるので、原稿に影ができ正確な読み取りが行えない。
一方、特開平６−１４１１４５号の技術では、発光波長帯域が広く、可視光も赤外線も発光するハロゲンランプが用いられ、原稿の画像からの反射光の経路に、可視光カットフィルタと赤外線カットフィルタのいずれかが選択的に配置されることにより、可視画像および不可視画像の両方が読み取られる。しかし、この技術は、発光波長帯域が広く消費電力が大きいハロゲンランプを必要とする。
【０００４】
近年、消費電力削減や信頼性向上を目的として、可視画像を読み取る一般の画像読取装置の光源として、ハロゲンランプの代わりに蛍光灯（特に光量安定性の高い稀ガス蛍光灯が使用されつつある。可視画像だけでなく不可視画像も読み取るための光源としても、蛍光灯を使えれば便利である。しかし、蛍光灯は、可視光を効率的に発光する点灯条件では、赤外光等の不可視光をほとんど発光しない。
【０００５】
そこで、本発明は、単一の光源で発生した可視光と不可視光を用いて画像を読み取る画像読取装置及び画像読取方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る画像読取装置は、対象物に光を照射し反射光を読み取る画像読取装置であって、可視光と不可視光を照射することができる単一の光源と、上記光源からの光に係る対象物からの反射光を読み取る読取器と、上記光源の発光モードを選択的に切り替えるコントローラとを備え、上記単一の光源は単一の蛍光灯であり、上記コントローラは、上記単一の蛍光灯の内部放電状態を変更させることにより、可視光を利用した読取のための第１のモードと、上記不可視光を利用した読取のための第２のモードとを切り替える。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の様々な実施形態について説明する。
１．二対の電極を持つ光源
まず、本発明に係る画像形成装置に使用可能な二対の電極を持つ蛍光灯である光源を説明する。図１および図２に示すように、蛍光灯２０は、可視光だけでなく赤外線が透過できる透明体、具体的にはガラスまたは石英からなる円管２１と、円管２１の両端部をそれぞれ気密に封止する一対の口金２２と、口金２２にそれぞれ取り付けられて円管２１の内部に配置された一対の内部電極２３ａ，２３ｂとを備える。内部電極２３ａ，２３ｂは、従来用いられている熱電極および冷電極のいずれであってもよい。図示の内部電極は熱電極であるが、後述する計測では、冷電極が用いられた。円管２１の内部には、稀ガス、好ましくはキセノンガスを主成分とするガス２７が封入されている。
円管２１の内面には、蛍光体２４が一層として配置されている。蛍光体２４は一様な厚さを有するようにコートされている。ただし、円管２１から出て行ける光量を増大するために、ある角度範囲αだけ円管２１の内面には蛍光体２４がコートされない部分がある。この部分は円管２１の軸方向に沿って帯状に延びている。円管２１と蛍光体２４との間に、角度αの範囲をのぞき、反射膜を設けてもよい。
【００１１】
また、円管２１の外面には、一対の外部電極２５ａ，２５ｂが配置されている。外部電極２５ａ，２５ｂは、例えば導電性金属材料の蒸着や箔状金属の接着などにより円管２１に固着されている。外部電極２５ａ，２５ｂは、互いに離れた位置に配置され、それぞれ円管２１の軸方向に沿って延びている。上記角度範囲αには、外部電極２５ａ，２５ｂは配置されていない。従って、蛍光灯２０の光は、帯状の開口部２６から放射される。
この構成の下、内部電極２３ａ，２３ｂに電圧を印加することにより、両者の間に放電が行われる。また、外部電極２５ａ，２５ｂに電圧を印加することにより、両者の間に放電が行われる。後述するように、内部電極相互間の放電と外部電極相互間の放電とでは、態様が異なる。
【００１２】
放電により、円管２１内部のガス２７は励起されて光を放射し、蛍光体２４を刺激する。これにより蛍光体２４は、その成分に応じた光を発生する。蛍光体２４は、ガス２７に含まれるキセノン原子の発する光のうち波長１４７ｎｍの共鳴線または波長１４７ｍｍおよび１７２ｍｍの共鳴線に励起されて、青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）、赤色（Ｒ）の光をそれぞれ発する発光体が所定の割合で混合されて構成されている。Ｂ、Ｇ、Ｒの各蛍光体の発光エネルギの分光分布が、図３から図５に示されている。これらの蛍光体を混合した蛍光体２４の発光エネルギの分光分布は図６に示されている。図３ないし図６では、最も高い発光エネルギのピークを１００％として相対化してある。また、図３ないし図６に係る計測では、外部電極２５ａ，２５ｂに電圧を印加し、両者の相互の間に放電させた。ただし、本発明に係る光源は、発光エネルギの分光分布を図示した蛍光体２４を有するものに限定されるものではなく、蛍光体２４の成分は画像読取装置の用途に合わせて適当に変更してもよい。
【００１３】
図１に戻り、内部電極２３ａ，２３ｂは給電回路３０iにより給電され、外部電極２５ａ，２５ｂは給電回路３０oにより給電される。各給電回路３０は、直流電源４０からの直流電流を交流電流に変換し一次コイル３２に交流電流を流すインバータ回路３１と、交流電流を昇圧して二次コイル３４に中継する変成器３３とを備える。インバータ回路３１は、スイッチ、トランジスタ、キャパシタなどにより構成されている。図１中の符号に付けた添え字ｉ、ｏはそれぞれ内部電極用か外部電極用かを指す。
それぞれのインバータ回路３１には、ランプコントローラ４１から点灯指令信号が供給される。点灯指令信号により、インバータ回路３１では、内部のスイッチがオンに切り替えられ、直流電源４０からの直流電流が交流電流に変換される。従って、インバータ回路３１iがオンされると、内部電極２３ａ，２３ｂ間に放電が行われ、蛍光灯２０が発光する。一方、インバータ回路３１oがオンされると、外部電極２５ａ，２５ｂ間に放電が行われ、蛍光灯２０が発光する。いずれのインバータ回路３１にもランプコントローラ４１が点灯指令信号を供給しないときには、どちらの対の電極にも給電されず、蛍光灯２０は発光しない。
【００１４】
図７は、以上の構成の蛍光灯２０について、外部電極２５ａ，２５ｂ間に放電させたとき（第１の発光モード）の相対分光エネルギ分布を示す。一方、図８は、内部電極２３ａ，２３ｂに電流を与え、両者の相互の間に放電させたとき（第２の発光モード）の相対分光エネルギ分布を示す。図７および図８では、最も高い発光エネルギのピークを１００％として相対化してある。図７および図８を比較すると明らかなように、第１の発光モードでは、可視光が強く、赤外線が弱い。一方、第２の発光モードでは、可視光が弱く、赤外線が強い。この現象の理由を次に考察する。
【００１５】
第１の発光モードにおける外部電極２５ａ，２５ｂ間の放電では、放電経路に円管２１が介在する。円管２１はガラス等の誘電体から形成されているため、放電は特定の場所には集中しない。従って、極めて短時間のインパルス状の放電が随所で発生する。この結果、ガス２７のキセノン原子から放出される光の成分は高いエネルギを持った紫外線が主となり、蛍光体２４を励起して発光させやすくする。このため、可視光が強く、赤外線が弱いのであると発明者達は推測する。一方、第２の発光モードにおける内部電極２３ａ，２３ｂ間の放電では、放電経路に誘電体としての円管２１が介在せず、両極の間に陽光柱が持続的に結ばれる。この結果、ガス２７のキセノン原子から放出される光の成分中、低いエネルギを持つ赤外線の比率が高くなり、蛍光体２４を励起しにくい。このため、可視光が弱く、赤外線が強いのであると発明者達は推測する。第２の発光モードでは赤外線は複数の発光ピークを持ち、これらの発光ピークはいずれも８００ｎｍから１０００ｎｍの範囲内にあった。
【００１６】
以上の説明により明らかなように、内部電極と外部電極のいずれに給電するか選択することにより、蛍光灯２０の発光モードは切り替えられる。そして、後述するように、この蛍光灯２０を応用した画像読取装置においては、第１の発光モードで可視光を利用した読取が可能であり、第２の発光モードで上記不可視光を利用した読取が可能である。
また、内部電極相互間の放電と、外部電極相互間の放電を同時に実行することにより、赤外線と可視光を均等な強さで発光させることができると考えられる。従って、この蛍光灯２０を応用した画像読取装置においては、同時に両方の放電を実行するとともに、赤外線カットフィルタと可視光カットフィルタとを切り替えれば、可視光を利用した読取と不可視光を利用した読取が可能であると考えられる。
【００１７】
２．一対の電極を持つ光源
次に、本発明に係る画像形成装置に使用可能な一対の電極を持つ蛍光灯である光源を説明する。図９および図１０に示すように、蛍光灯５０は、外部電極２５ａ，２５ｂを備えていない点を除き、上記の蛍光灯２０と同様の構造を有する。従って、共通する構成要素には同一の符号を付けて説明を簡略化する。蛍光灯５０に利用されるガス２７および蛍光体２４は、蛍光灯２０におけるそれらと同じである。内部電極２３ａ，２３ｂは、従来用いられている熱電極および冷電極のいずれであってもよい。図示の内部電極は熱電極であるが、後述する計測では、冷電極が用いられた。
【００１８】
給電回路３０iにより、内部電極２３ａ，２３ｂは給電される。給電回路３０iは、図１に示す給電回路３０の一方と共通する構成要素を有する。従って、共通する構成要素には同一の符号を付けて説明を省略する。ただし、内部電極２３ｂと変成器３３iの二次コイル３４iの一端子の間には、インピーダンス可変回路５２が介在している。インピーダンス可変回路５２は、並列に接続されたキャパシタ５３ａ，５３ｂと、キャパシタ５３ａに直列に接続されたスイッチ５４とを有している。
スイッチ５４は、ランプコントローラ４１の指令に従ってオン／オフに切り替えられる。インバータ回路３１iがオンされている間に、スイッチ５４がオンされたとき、二つのキャパシタ５３ａ，５３ｂによりインピーダンスが減少するので、内部電極２３ａ，２３ｂ間に流れる電流は大きい。一方、インバータ回路３１iがオンされている間に、スイッチ５４がオフされたとき、キャパシタ５３ａへの給電は遮断され、インピーダンス可変回路５２におけるインピーダンスが増大するので、内部電極２３ａ，２３ｂ間に流れる電流は小さい。
【００１９】
図１１は、以上の構成の蛍光灯５０について、スイッチ５４をオフにして内部電極２３ａ，２３ｂに小電流を与えたとき（第１の発光モード）の相対分光エネルギ分布を示す。一方、図１２は、スイッチ５４をオンにして内部電極２３ａ，２３ｂに大電流を与えたとき（第２の発光モード）の相対分光エネルギ分布を示す。図１１および図１２では、最も高い発光エネルギのピークを１００％として相対化してある。図１１および図１２を比較すると明らかなように、第１の発光モードでは、可視光が強く、赤外線が弱い。一方、第２の発光モードでは、可視光が弱く、赤外線が強い。この現象の理由を次に考察する。
【００２０】
内部電極２３ａ，２３ｂ間に、第１の発光モードの電流よりも大きい電流が流れると、キセノン原子が放出する赤外線が増加するが、キセノン原子が放出するエネルギのうち蛍光体２４を励起する波長帯域でのエネルギはほとんど増加しない。このため、第２の発光モードでは、可視光が弱く、赤外線が強いと発明者達は推測する。
一方、外部電極２５ａ，２５ｂ間に、第２の発光モードの電流よりも小さい電流が流れると、キセノン原子が放出する赤外線が減少するが、キセノン原子が放出するエネルギのうち蛍光体２４を励起する波長帯域でのエネルギはほとんど変化しない。このため、第１の発光モードでは、可視光が強く、赤外線が弱いと発明者達は推測する。
【００２１】
従って、蛍光灯５０に与えられる電流の調節により、発光モードが切り替えられる。そして、後述するように、この蛍光灯５０を応用した画像読取装置においては、第１の発光モードで可視光を利用した読取が可能であり、第２の発光モードで上記不可視光を利用した読取が可能である。
【００２２】
３．画像読取装置
次に、上記の蛍光灯２０または蛍光灯５０を利用した画像読取装置の構成を説明する。この画像読取装置は、スタンドアロンのイメージスキャナでもよいし、複写機の一部であってもよい。図１３に示すように、この画像読取装置はキャビネット６１を備え、キャビネット６１の上部に形成された開口部にはプラテンガラス６２が取り付けられている。プラテンガラス６２の上には原稿シート６３が載置される。原稿シート６３の下面に形成された画像は、この画像読取装置で読み取ることが可能である。原稿シート６３の下面には、赤外線吸収トナーまたは赤外線吸収インキで形成された不可視画像および／または、可視光を吸収する通常のトナーまたはインキで形成された可視画像が形成されていると仮定する。
【００２３】
キャビネット６１の内部には、フルレートキャリッジ６４、ハーフレートキャリッジ６５、レンズ鏡筒６６およびラインイメージセンサ６７を備える。キャリッジ６４，６５、レンズ鏡筒６６およびラインイメージセンサ６７は、プラテンガラス６２の下方に配置されている。キャリッジ６４には、ランプ７０および第１ミラー７１が搭載されている。リフレクタ等のその他の部品をキャリッジ６４に搭載することも可能である。一方、キャリッジ６５には、第２ミラー７２および第３ミラー７３が搭載されている。
【００２４】
ランプ７０は、上述した二対の電極を有する蛍光灯２０でもよいし、一対の電極を有する蛍光灯５０でもよい。プラテンガラス６２の上に静止した原稿シートＤを読み取るためにランプ７０が発光させられる。ランプコントローラ４１に制御される給電ユニット７４によりランプ７０は給電され、可視光を利用した読取（第１の読取モード）では第１の発光モードで作動して可視光を多く含み赤外線を少なく含んだ光を発する一方、赤外線を利用した読取（第２の読取モード）では第２の発光モードで作動して赤外線を多く含み可視光を少なく含んだ光を発する（図７、図８、図１１、図１２参照）。ランプ７０が二対の電極を有する蛍光灯２０であれば、給電ユニット７４は図１に示す給電回路３０i，３０oを備える。他方、ランプ７０が一対の電極を有する蛍光灯５０であれば、給電ユニット７４は図９に示す給電回路３０iおよびインピーダンス可変回路５２を備える。
【００２５】
ランプ７０の照射光は、プラテンガラス６２を透過し、原稿シート６３の下面で反射する。反射光の一部は、プラテンガラス６２を透過し、ミラー７１，７２，７３で反射し、レンズ鏡筒６６で収束され、ラインイメージセンサ６７に結像する。
【００２６】
レンズ鏡筒６６およびラインイメージセンサ６７が定位置に固定されているのに対して、キャリッジ６４，６５は矢印Ａ，Ｂで示すように横方向に移動させられ、プラテンガラス６２上の原稿シート６３の全面をスキャンする。すなわち、図１３に示すイニシャルポジションから図１４に示すエンドポジションへキャリッジ６４，６５が移動させられ、原稿シート６３の一端縁から他端縁までスキャンできる。これによりラインイメージセンサ６７は、原稿シート６３の画像を読み取り、画像に対応する画像読取データを生成する。また、図１４の矢印Ａ’，Ｂ’で示すように図１４に示すエンドポジションから図１３に示すイニシャルポジションへキャリッジ６４，６５は復帰させられる。
【００２７】
ハーフレートキャリッジ６５が移動する速度は、フルレートキャリッジ６４が移動する速度の半分であり、キャリッジ６４，６５の移動の間も、原稿シート６３からミラー７１，７２，７３、レンズ鏡筒６６を経てラインイメージセンサ６７に至る光路（一点鎖線で描かれている）の長さが一定に維持される。キャリッジ６４，６５は、公知のプーリ−ワイヤ機構（図示しない）を介して同一の駆動源であるスキャンモータ７５により駆動されて走行する。スキャンモータ７５はスキャンコントローラ７６の制御の下に駆動させられる。すなわち、キャリッジ６４，６５の走行方向および走行範囲はスキャンコントローラ７６で指令される。
【００２８】
上述した光路、例えば図示のように、レンズ鏡筒６６と第３ミラー７３の間には、フィルタユニット７７が介在させられている。フィルタユニット７７は、赤外線カットフィルタ７８と可視光カットフィルタ７９とこれらのフィルタ７８，７９を切り替えるフィルタ切替器８０を備える。フィルタ７８，７９は、干渉フィルタや色ガラスなど各種のタイプから選択される。フィルタコントローラ８１の制御の下、フィルタ切替器８０は駆動され、可視光を利用した読取（第１の読取モード）では赤外線カットフィルタ７８を上記の光路に介在させ、赤外線を利用した読取（第２の読取モード）では可視光カットフィルタ７９を上記の光路に介在させる。
【００２９】
図１５は、フィルタ７８，７９の分光透過率分布を示す。図１５に示すように、赤外線カットフィルタ７８は波長７００ｎｍ未満の可視光を多く透過させる一方、７００ｎｍより長い波長である赤外線はほとんど透過させない。可視光カットフィルタ７９は赤外線を多く透過させる一方、可視光をほとんど透過させない。従って、第１の読取モードでは可視光がラインイメージセンサ６７に入射し、第２の読取モードでは赤外線がラインイメージセンサ６７に入射する。
【００３０】
図１６は、フィルタユニット７７の詳細な構造の一例を示す。図１６において、円弧板状の赤外線カットフィルタ７８および可視光カットフィルタ７９が同一平面に配置され、かつ互いに連結されている。フィルタ７８，７９の共通回動軸はフィルタ切替器８０であるステップモータにより回動させられる。共通回動軸はステップモータの回動軸であってもよいし、単一または複数の歯車を介してステップモータの回動軸により連動されてもよい。
【００３１】
図１７は、フィルタユニット７７の詳細な構造の他の一例を示す。図１７において、矩形の赤外線カットフィルタ７８および可視光カットフィルタ７９が同一平面に配置され、かつ互いに連結されている。フィルタ７８，７９には単一のラック８３が取り付けられている。フィルタ切替器８０であるステップモータにより回動されるピニオン８４が、ラック８３に噛み合っている。ピニオン８４の回動軸はステップモータの回動軸であってもよいし、単一または複数の歯車を介してステップモータの回動軸により連動されてもよい。
【００３２】
図１６または図１７に示す構造の下、ステップモータを回動することにより、フィルタ７８，７９はレンズ鏡筒６６の光軸を鉛直に横切る方向に移動させられ、フィルタ７８または７９が光路に挿入させられる。ただし、本発明に係る画像読取装置は、図１６または図１７に示すフィルタユニット７７を有するものに限定されるのではなく、フィルタユニット７７は適当に変更してもよい。例えば、ステップモータの代わりにソレノイドを用いてもよい。
【００３３】
上述したように、ラインイメージセンサ６７は、レンズ鏡筒６６を通った原稿シート６３からの反射光を受けることにより、原稿シート６３の画像を読み取り、画像に対応する画像読取データを生成する。ラインイメージセンサ６７は、３ラインＣＣＤイメージセンサであり、図１８に示すように、３タイプの感光画素：感光画素６７Ｂ，６７Ｇ，６７Ｒが規則性をもって多数配置されていることにより構成されている。図１８の横方向が図１３および図１４の紙面垂直方向に相当する。感光画素はいずれも同種であり、Ｓｉフォトダイオードである。ただし、各感光画素には４種類の色フィルタのいずれかが設けられ、これにより感光画素６７Ｂは青色（Ｂ）、感光画素６７Ｇは緑色（Ｇ），感光画素６７Ｒは赤色（Ｒ）を読み取る。図１８では、感光画素６７Ｂ，６７Ｇ，６７Ｒのうちの１種類が１列に割り当てられるように、感光画素が３列に配列されている。ただし、感光画素６７Ｂ，６７Ｇ，６７Ｒの相互の配置は、規則性があれば、図示のような３列に限られない。例えば、１列にこれら３タイプの全てを配列してもよい。
【００３４】
ラインセンサ６７の近傍には、ゲート８５Ｂ，８５Ｇ，８５Ｒと、ＣＣＤレジスタ８６Ｂ，８６Ｇ，８６Ｒが配置されている。感光画素６７Ｂで発生する電荷は、対応するゲート８５Ｂを通過して対応するＣＣＤレジスタ８６Ｂに転送される。同様に、感光画素６７Ｇ，６７Ｒで発生する電荷は、対応するゲート８５Ｇ，８５Ｒを通過して対応するＣＣＤレジスタ８６Ｇ，８６Ｒに転送される。ＣＣＤレジスタ８６Ｂ，８６Ｇ，８６Ｒのうち、同種のものは、一連のレジスタチャンネル８７Ｂ，８７Ｇ，８７Ｒを構成する。
【００３５】
ラインセンサ６７により、原稿の可視画像は次のようにして読み取られる。まず、原稿３からの反射光は感光画素６７Ｂ，６７Ｇ，６７Ｒに入射する。次いで、主走査方向である１ライン分の電荷が積分された後、感光画素６７Ｂ，６７Ｇ，６７Ｒの電荷が対応するゲート８５Ｂ，８５Ｇ，８５Ｒを通過して対応するＣＣＤレジスタ８６Ｂ，８６Ｇ，８６Ｒに転送される。この後、制御用のクロックパルスがレジスタチャンネル８７Ｂ，８７Ｇ，８７ＲのＣＣＤレジスタ８６Ｂ，８６Ｇ，８６Ｒに所定の順序で与えられる。すると、ＣＣＤレジスタ８６Ｂ，８６Ｇ，８６Ｒの電荷が主走査方向の並列順通りに出力される。すなわち、Ｂ，Ｇ，Ｒのアナログの画像読取データが出力される。このようにして主走査方向の読取が行われる。キャリッジ６４，６５の移動（副走査方向への移動）の間に、上記の主走査方向の読取が繰り返されることにより、原稿全面の読み取りが行われる。
【００３６】
Ｂ，Ｇ，Ｒのアナログの画像読取データは、図１３および図１４に示す画像処理ユニット８９に供給される。画像処理ユニット８９は、それぞれの画像読取データに各種の処理を施し、これらに対応したデジタルの画像読取データを画像記憶ユニット９０に送出する。画像処理ユニット８９については、さらに詳細に後述する。画像記憶ユニット９０は、画像処理ユニット８９からの画像読取データを関連づけて一枚の原稿に対応する各色の画像読取データセットを生成し、この画像読取データセットを記憶する。画像処理ユニット８９、画像記憶ユニット９０、ランプコントローラ４１、フィルタコントローラ８１およびスキャンコントローラ７６は、メインコントローラ１００により制御される。
【００３７】
上述したように、感光画素はいずれもＳｉフォトダイオードであり、元来、約４００ないし１０００ｎｍの広い波長帯域にわたって光を感知する。そして、各感光画素６７Ｂ，６７Ｇ，６７Ｒに設けられる各色フィルタは、図１９に示す特性を有する。図中のＢ，Ｇ，Ｒで指したカーブ（点線。実線、破線で描かれている）は、それぞれ感光画素６７Ｂ，６７Ｇ，６７Ｒのフィルタの分光透過率を表す。
従って、これらのカーブは、感光画素６７Ｂ，６７Ｇ，６７Ｒのそれぞれの分光感度を表すと考えることができる。図１９から明らかなように、色フィルタの材料特性に起因して、ラインセンサ６７をなす感光画素６７Ｂ，６７Ｇ，６７Ｒのそれぞれは、可視光線だけでなく、赤外線に対する読取が可能である。つまり、可視光から赤外線までの広い波長帯域を含む光を照射すれば、感光画素６７Ｂは青色と赤外線，感光画素６７Ｇは緑色と赤外線，感光画素６７Ｒは赤色と赤外線を感知することができる。
【００３８】
通常の可視画像の読取においては、赤外線の感知は、３色分解に悪影響を及ぼすノイズ成分をもたらす。従って、赤外線カットフィルタ７８を光路に挿入することにより、感光画素６７Ｂ，６７Ｇ，６７Ｒは、それぞれＢ，Ｇ，Ｒを高い精度で感知することができる（図１５参照）。
【００３９】
一方、赤外線吸収トナーまたはインクで形成された不可視画像の読取においては、感光画素６７Ｂ，６７Ｇ，６７Ｒによる赤外線の感知は有利であり、むしろ可視光の感知がノイズ成分をもたらす。そこで、可視光カットフィルタ７９を光路に挿入することにより、いずれの感光画素６７Ｂ，６７Ｇ，６７Ｒも赤外線を高い精度で感知することができる。可視光カットフィルタ７９を光路に挿入した場合には、感光画素６７Ｂ，６７Ｇ，６７Ｒの分光感度は、ほとんど相違しない。従って、感光画素６７Ｂ，６７Ｇ，６７Ｒのいずれも赤外線読取が可能である。
ただし、図１９から明らかなように、感光画素６７Ｒの感度は、赤領域から赤外線領域にかけて広くなっている。従って、可視光カットフィルタ７９を光路に挿入した場合には、Ｒの読取データを赤外線読取データとして使用するとよい。この場合、原稿シート６３の不可視画像の読取では、感光画素６７Ｒの読取データのみを画像処理ユニット８９に出力するように、ラインイメージセンサ６７はメインコントローラ１００により制御される。
【００４０】
次に、図２０を参照し、画像処理ユニット８９の詳細を説明する。画像処理ユニット８９は、ゲイン制御モジュール９１、オフセット制御モジュール９２、Ａ／Ｄ変換部９３、シェーディング補正モジュール９４、ラインメモリ９５、処理ユニットコントローラ９６およびスイッチ９７を備える。図２０における添え字Ｂ，Ｇ，ＲはＢ，Ｇ，Ｒのデータに対応し、ＩＲは赤外線データに対応する。各ゲイン制御モジュール９１は、対応するレジスタチャンネル８７（図１８参照）から供給される画像読取データのゲインを調整し、各オフセット制御モジュール９２は、ゲインの調整された画像読取データのオフセットを調整する。その後、Ａ／Ｄ変換部９３は、画像読取データをデジタルの画像読取データに変換し、シェーディング補正モジュール９４はデジタルの画像読取データを公知の方式のシェーディング補正して出力する。
【００４１】
シェーディング補正モジュール９４Ｂ，９４Ｇから出力されたＢ，Ｇの画像読取データは、Ｂ，Ｇ専用のラインメモリ９５に供給される。一方、シェーディング補正モジュール９４Ｒから出力されたＲの画像読取データは、スイッチ９７の切替により、ラインメモリ９５Ｒまたは９５ＩＲのいずれかに供給される。各ラインメモリ９５は、供給された１ライン分の画像読取データを蓄積する。処理ユニットコントローラ９６は、１ライン分の画像読取データを各ラインメモリ９５から読み出して画像記憶ユニット９０へ転送する。
【００４２】
処理ユニットコントローラ９６は、読取モードに応じて、各ゲイン制御モジュール９１のゲインの変更、各オフセット制御モジュール９２のオフセットの変更、各シェーディング補正モジュール９４のシェーディング補正用の白基準データの変更を行う。これらは、可視光を利用した読取（第１の読取モード）と、赤外線を利用した読取（第２の読取モード）とでは、調整する必要があるためである。ただし、この実施形態では、第２の読取モードでは、Ｂ，Ｇの画像読取データを使用しないので、処理ユニットコントローラ９６は、読取モードに応じて、ゲイン制御モジュール９１Ｒだけのゲインの変更、オフセット制御モジュール９２Ｒだけのオフセットの変更、シェーディング補正モジュール９４Ｒだけのシェーディング補正用の白基準データの変更を行う。
【００４３】
また、処理ユニットコントローラ９６は、読取モードに応じてスイッチ９７を作動する。具体的には、第１の読取モードでは、シェーディング補正モジュール９４Ｒから出力されたＲの画像読取データがラインメモリ９５Ｒに供給されるように、スイッチ９７は作動されて、シェーディング補正モジュール９４Ｒとラインメモリ９５Ｒとを接続する。第２の読取モードでは、シェーディング補正モジュール９４Ｒから出力されたＲの画像読取データがラインメモリ９５ＩＲに供給されるように、スイッチ９７は作動されて、シェーディング補正モジュール９４Ｒとラインメモリ９５ＩＲとを接続する（この場合のＲの画像読取データは赤外線（ＩＲ）の画像読取データである）。
【００４４】
図２１は、赤外線吸収トナーの一例の分光反射率分布を示す。赤外線吸収トナーは、赤外線吸収材料を含んでおり、可視光域の光をほとんど吸収しないのに対し、赤外線域の光を多く吸収する特殊なトナーである。図２１に例示した赤外線吸収トナーは、波長７００ｎｍ以上の光、特に８００ないし１０００ｎｍの光を多く吸収し、その吸収ピーク波長は約９００ｎｍである。従って、人間の肉眼では、この赤外線吸収トナーで形成された画像をほとんど認識することができない。かかる赤外線吸収トナーの画像を高い精度で読み取るには、波長８００ないし１０００ｎｍの領域の光を照射し、この波長範囲を感知する読取センサシステムを用いるのが望ましい。
【００４５】
ランプ７０として使用されうる蛍光灯２０または５０では、図８または図１２に示すように、第２の発光モードで、８００ｎｍから１０００ｎｍの範囲内に発光ピークを有する。そして、可視光カットフィルタ７９で可視光がカットされることにより、感光画素６７Ｂ，６７Ｇ，６７Ｒ（特に感光画素６７Ｒ）は、この波長範囲の光を感知する。従って、上述した画像読取装置によれば、図２１に例示した赤外線吸収トナーあるいはこれと類似の吸収スペクトル特性を有するトナーまたはインキで形成された画像を読み取ることが可能である。
【００４６】
画像読取装置の照明光源としては、従来、ハロゲンランプが普及しており、ハロゲンランプは可視光および赤外線を照射することができる。従って、ハロゲンランプに、上記のフィルタ交換可能なフィルタユニット７７を適用すれば、読取波長範囲の切替が可能である。しかし、ハロゲンランプでは、出力エネルギのうちの大部分が赤外線であるので、可視光を得るための発光効率が優れておらず、かつ消費電力が大きい。
【００４７】
これに対して、この画像読取装置は、消費電力が少なく、かつ光量が安定した稀ガス蛍光灯２０または５０を用いることができる。しかも、上述のように、簡単な制御手法により、蛍光灯２０または５０の発光モードは切替可能である。
【００４８】
４．画像読取方法
図２２に示すフローチャートを参照しながら、上記の画像読取装置を用いた画像読取方法の一例を次に説明する。図２２はこの画像読取方法を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１では、図示しないユーザインタフェイスに赤外線吸収画像の読取が指定されたか否か、メインコントローラ１００が判断する。この判断結果が「ＮＯ」、すなわち可視画像を以後読み取るのであれば、処理はステップＳ２に進む。ステップＳ２では、メインコントローラ１００は、必要に応じてフィルタコントローラ８１にフィルタ切替信号を供給し、フィルタユニット７７の赤外線カットフィルタ７８を光路に介在させる。ただし、直前に赤外線吸収画像の読取を実行すみでなければ、すでに赤外線カットフィルタ７８が光路に介在しているので、このステップは行われない。
【００４９】
次に、ステップＳ３では、メインコントローラ１００は、ラインイメージセンサ６７に第１の読取モード選択信号を供給し、全ての感光画素６７Ｂ，６７Ｇ，６７Ｒの読取データを画像処理ユニット８９に出力可能にする。次に、ステップＳ４では、メインコントローラ１００は、画像処理ユニット８９の処理ユニットコントローラ９６に第１の読取モード選択信号を供給する。これに応じて、処理ユニットコントローラ９６は、可視画像の読取に適合するように、ゲイン制御モジュール９１Ｒのゲインの変更、オフセット制御モジュール９２Ｒのオフセットの変更、シェーディング補正モジュール９４Ｒのシェーディング補正用の白基準データの変更を行う。さらに、処理ユニットコントローラ９６は、スイッチ９７を作動し、シェーディング補正モジュール９４Ｒとラインメモリ９５Ｒとを接続する。
【００５０】
そして、ステップＳ５では、ランプコントローラ４１に第１の読取モード選択信号を供給する。ランプ７０が二対の電極を有する蛍光灯２０であれば、これ以後、ランプコントローラ４１は、外部電極放電用の給電回路３０oのインバータ回路３１oのみに点灯指令信号を供給可能になる。ランプ７０が一対の電極を有する蛍光灯５０であれば、これ以後、ランプコントローラ４１は、インピーダンス可変回路５２のスイッチ５４をオフにして内部電極２３ａ，２３ｂに第２のモードより小さい電流を与えることが可能になる。いずれにせよ、以後、ランプ７０は給電されると、第１の発光モードで発光する。
ただし、通常のデフォルト設定において、フィルタユニット７７、ラインイメージセンサ６７、処理ユニットコントローラ９６およびランプコントローラ４１は可視画像の読取に適合させられている。従って、直前に赤外線吸収画像の読取を実行すみでなければ、ステップＳ２だけでなく、ステップＳ３ないしＳ５も行われない。
【００５１】
その後、ステップＳ６では、画像の読取が実行される。すなわち、ランプ７０が発光され、図１３に示すイニシャルポジションから図１４に示すエンドポジションへキャリッジ６４，６５が移動させられる。この後、ステップＳ７で、ランプ７０は消灯され、図１４に示すエンドポジションから図１３に示すイニシャルポジションにキャリッジ６４，６５は復帰させられて、処理は終了する。ステップＳ６およびＳ７の間に、ラインイメージセンサ６７から画像処理ユニット８９へＢ，Ｇ，Ｒの画像読取データが送られ、画像処理ユニット８９で処理が施されたＢ，Ｇ，Ｒの画像読取データが画像記憶ユニット９０に記憶される。
【００５２】
一方、ステップＳ１の判断結果が「ＹＥＳ」。すなわち赤外線吸収画像を以後読み取るのであれば、処理はステップＳ８に進む。ステップＳ８では、メインコントローラ１００は、必要に応じてフィルタコントローラ８１にフィルタ切替信号を供給し、フィルタユニット７７の可視光カットフィルタ７９を光路に介在させる。ただし、直前に赤外線吸収画像の読取を実行すみであれば、すでに可視光カットフィルタ７９が光路に介在しているので、このステップは行われない。
【００５３】
次に、ステップＳ９では、メインコントローラ１００は、ラインイメージセンサ６７に第２の読取モード選択信号を供給し、感光画素６７Ｒだけの読取データを画像処理ユニット８９に出力可能にする。次に、ステップＳ１０では、メインコントローラ１００は、画像処理ユニット８９の処理ユニットコントローラ９６に第２の読取モード選択信号を供給する。これに応じて、処理ユニットコントローラ９６は、赤外線吸収画像の読取に適合するように、ゲイン制御モジュール９１Ｒのゲインの変更、オフセット制御モジュール９２Ｒのオフセットの変更、シェーディング補正モジュール９４Ｒのシェーディング補正用の白基準データの変更を行う。さらに、処理ユニットコントローラ９６は、スイッチ９７を作動し、シェーディング補正モジュール９４Ｒとラインメモリ９５ＩＲとを接続する。
【００５４】
そして、ステップＳ１１では、ランプコントローラ４１に第２の読取モード選択信号を供給する。ランプ７０が二対の電極を有する蛍光灯２０であれば、これ以後、ランプコントローラ４１は、内部電極放電用の給電回路３０iのインバータ回路３１iのみに点灯指令信号を供給可能になる。ランプ７０が一対の電極を有する蛍光灯５０であれば、これ以後、ランプコントローラ４１は、インピーダンス可変回路５２のスイッチ５４をオンにして内部電極２３ａ，２３ｂに第１のモードより大きい電流を与えることが可能になる。いずれにせよ、以後、ランプ７０は給電されると、第２の発光モードで発光する。
ただし、直前に赤外線吸収画像の読取を実行すみであれば、ステップＳ８だけでなく、ステップＳ９ないしＳ１１も行われない。
【００５５】
その後、処理は、ステップＳ６，Ｓ７へ進み、画像の読取およびキャリッジの復帰が実行されて、処理は終了する。ステップＳ６およびＳ７の間に、ラインイメージセンサ６７から画像処理ユニット８９へＲ（ＩＲとみなしてよい）の画像読取データが送られ、画像処理ユニット８９で処理が施された画像読取データＩＲが画像記憶ユニット９０に記憶される。
【００５６】
図２３に示すフローチャートを参照しながら、上記の画像読取装置を用いた画像読取方法の他の一例を次に説明する。この例では、赤外線吸収画像を読み取るように指令された場合には、図１３に示すイニシャルポジションから図１４に示すエンドポジションへキャリッジ６４，６５が移動させられるのを利用して可視画像を読み取り、この後エンドポジションからイニシャルポジションにキャリッジ６４，６５が移動させられるのを利用して赤外線画像を読み取る。
【００５７】
まず、ステップＳａ１では、図示しないユーザインタフェイスに赤外線吸収画像の読取が指定されたか否か、メインコントローラ１００が判断する。この判断結果が「ＮＯ」、すなわち可視画像だけを以後読み取るのであれば、処理は直ちにステップＳａ２に進む。一方、判断結果が「ＹＥＳ」、すなわち赤外線吸収画像の読取が指定されたのであれば、処理はステップＳａ９に進み、フラグを１にセットした後、ステップＳａ２に進む。
【００５８】
ステップＳａ２では、メインコントローラ１００は、必要に応じてフィルタコントローラ８１にフィルタ切替信号を供給し、フィルタユニット７７の赤外線カットフィルタ７８を光路に介在させる。ただし、直前に赤外線吸収画像の読取を実行すみでなければ、すでに赤外線カットフィルタ７８が光路に介在しているので、このステップは行われない。
【００５９】
次に、ステップＳａ３では、メインコントローラ１００は、ラインイメージセンサ６７に第１の読取モード選択信号を供給し、全ての感光画素６７Ｂ，６７Ｇ，６７Ｒの読取データを画像処理ユニット８９に出力可能にする。次に、ステップＳａ４では、メインコントローラ１００は、画像処理ユニット８９の処理ユニットコントローラ９６に第１の読取モード選択信号を供給する。これに応じて、処理ユニットコントローラ９６は、可視画像の読取に適合するように、ゲイン制御モジュール９１Ｒのゲインの変更、オフセット制御モジュール９２Ｒのオフセットの変更、シェーディング補正モジュール９４Ｒのシェーディング補正用の白基準データの変更を行う。さらに、処理ユニットコントローラ９６は、スイッチ９７を作動し、シェーディング補正モジュール９４Ｒとラインメモリ９５Ｒとを接続する。
【００６０】
そして、ステップＳａ５では、ランプコントローラ４１に第１の読取モード選択信号を供給する。ランプ７０が二対の電極を有する蛍光灯２０であれば、これ以後、ランプコントローラ４１は、外部電極放電用の給電回路３０oのインバータ回路３１oのみに点灯指令信号を供給可能になる。ランプ７０が一対の電極を有する蛍光灯５０であれば、これ以後、ランプコントローラ４１は、インピーダンス可変回路５２のスイッチ５４をオフにして内部電極２３ａ，２３ｂに小電流を与えることが可能になる。いずれにせよ、以後、ランプ７０は給電されると、第１の発光モードで発光する。
ただし、通常のデフォルト設定において、フィルタユニット７７、ラインイメージセンサ６７、処理ユニットコントローラ９６およびランプコントローラ４１は可視画像の読取に適合させられている。従って、直前に赤外線吸収画像の読取を実行すみでなければ、ステップＳａ２だけでなく、ステップＳａ３ないしＳａ５も行われない。
【００６１】
その後、ステップＳａ６では、可視画像の読取が実行される。すなわち、ランプ７０が発光され、図１３に示すイニシャルポジションから図１４に示すエンドポジションへキャリッジ６４，６５が移動させられる。また、この移動を利用して画像を感知するラインイメージセンサ６７から画像処理ユニット８９へＢ，Ｇ，Ｒの画像読取データが送られ、画像処理ユニット８９で処理が施されたＢ，Ｇ，Ｒの画像読取データが画像記憶ユニット９０に記憶される。
【００６２】
次に、ランプ７０を消灯した後、ステップＳａ７ではフラグが１か否か判断する。この判断結果が「ＮＯ」、すなわち赤外線吸収画像の読取が指定されていない場合には、処理はステップＳａ８に進む。ステップＳａ８では、エンドポジションからイニシャルポジションにキャリッジ６４，６５は復帰させられて、処理は終了する。
【００６３】
一方、ステップＳａ７の判断結果が「ＹＥＳ」、すなわち赤外線吸収画像の読取が指定されている場合には、処理はステップＳａ１０に進む。ステップＳａ１０では、メインコントローラ１００は、フィルタコントローラ８１にフィルタ切替信号を供給し、フィルタユニット７７の可視光カットフィルタ７９を光路に介在させる。
【００６４】
次に、ステップＳａ１１では、メインコントローラ１００は、ラインイメージセンサ６７に第２の読取モード選択信号を供給し、感光画素６７Ｒだけの読取データを画像処理ユニット８９に出力可能にする。次に、ステップＳａ１２では、メインコントローラ１００は、画像処理ユニット８９の処理ユニットコントローラ９６に第２の読取モード選択信号を供給する。これに応じて、処理ユニットコントローラ９６は、赤外線吸収画像の読取に適合するように、ゲイン制御モジュール９１Ｒのゲインの変更、オフセット制御モジュール９２Ｒのオフセットの変更、シェーディング補正モジュール９４Ｒのシェーディング補正用の白基準データの変更を行う。さらに、処理ユニットコントローラ９６は、スイッチ９７を作動し、シェーディング補正モジュール９４Ｒとラインメモリ９５ＩＲとを接続する。
【００６５】
そして、ステップＳａ１３では、ランプコントローラ４１に第２の読取モード選択信号を供給する。ランプ７０が二対の電極を有する蛍光灯２０であれば、これ以後、ランプコントローラ４１は、内部電極放電用の給電回路３０iのインバータ回路３１iのみに点灯指令信号を供給可能になる。ランプ７０が一対の電極を有する蛍光灯５０であれば、これ以後、ランプコントローラ４１は、インピーダンス可変回路５２のスイッチ５４をオンにして内部電極２３ａ，２３ｂに大電流を与えることが可能になる。いずれにせよ、以後、ランプ７０は給電されると、第２の発光モードで発光する。
【００６６】
その後、処理は、ステップＳａ１４へ進み、赤外線吸収画像の読取が実行される。すなわち、ランプ７０が発光され、図１４に示すエンドポジションから図１３に示すイニシャルポジションへキャリッジ６４，６５が移動させられる。また、この移動を利用して画像を感知するラインイメージセンサ６７から画像処理ユニット８９へＲ（ＩＲとみなしてよい）の画像読取データが送られ、画像処理ユニット８９で処理が施されたＩＲの画像読取データが画像記憶ユニット９０に記憶される。図２３の方法では、キャリッジの一回の往復動作において、連続的に可視画像と赤外線吸収画像を読み取ることが可能であり、両方を読み取る時間の短縮が可能である。
【００６７】
５．画像読取装置の別の実施形態
図２４は画像読取装置の別の実施形態を示す。図２４において、図１３および図１４と共通する構成要素には同一の符号を付けて、その説明を簡略化する。図２４に示す装置では、フィルタユニット７７およびそれに必要な要素が設けられておらず、従って赤外線カットフィルタ７８および可視光カットフィルタ７９がないので、不要な光の成分は除去されない。このため、この装置の画像処理ユニット８９で生成した画像読取データＢ，Ｇ，Ｒ，ＩＲは、不要な光の成分を除去した場合の画像読取データＢe，Ｇe，Ｒe，ＩＲeに対して、以下の式で示すように誤差を有する。
【００６８】
Ｂ＝Ｂe＋ΔＢIR
Ｇ＝Ｇe＋ΔＧIR
Ｒ＝Ｒe＋ΔＲIR
ＩＲ＝ＩＲe＋ΔＩＲV
ここで、ΔＢIR，ΔＧIR，ΔＲIRは赤外線を感知したことに起因する誤差であり、ΔＩＲVは可視光を感知したことに起因する誤差である。
【００６９】
そこで、図２４に示す装置では、一旦画像記憶ユニット９０に記憶された画像読取データＢ，Ｇ，Ｒ，ＩＲを読み出して補正演算を施し、補正演算した画像読取データＢ’，Ｇ’，Ｒ’，ＩＲ’を画像記憶ユニット９０に最終的に記憶させる補正演算ユニット１０１を備える。メインコントローラ１００は、画像記憶ユニット９０に画像読取データＢ，Ｇ，Ｒ，ＩＲが転送されると、補正演算ユニット１０１のその動作を起動する。補正演算式（補正演算フォーマット）の詳細は数式１で示す。
【数１】
ここで、補正パラメータａ11ないしａ44は、実験により最適になるように計算されており、補正演算ユニット１０１の内部の記憶装置に記憶されている。
このようにして可視画像読取モードでの読取結果Ｂ，Ｇ，Ｒと不可視画像読取モードでの読取結果ＩＲに基づいて、可視画像に係る読取結果Ｂ’，Ｇ’，Ｒ’と不可視画像に係る読取結果ＩＲ’が生成される。得られた画像読取データＢ’，Ｇ’，Ｒ’，ＩＲ’は、不要な光の成分を除去した場合の画像読取データＢe，Ｇe，Ｒe，ＩＲeよりも精度が劣るが、これらに近似する。そして、この実施形態ではフィルタユニット７７等を省略できるので、製造コストを低減することができる。
【００７１】
この装置では、読み取ろうとする画像が可視画像か赤外線吸収画像かにかかわらず、一つの原稿シート６３に対して二回の読取（可視光を利用した読取と赤外線を利用した読取）が必須である。図２５に示すように、キャリッジの一回の往復動作において、可視光を利用した読取と赤外線を利用した読取を連続すれば、両方を読み取る時間の短縮が可能である。図２５に示す方法では、まず、ステップＳｂ１で可視画像の読取が実行される。すなわち、ランプ７０が発光され、図１３に示すのと同様のイニシャルポジションから図１４に示すのと同様のエンドポジションへキャリッジ６４，６５が移動させられる。また、この移動を利用して画像を感知するラインイメージセンサ６７から画像処理ユニット８９へＢ，Ｇ，Ｒの画像読取データが送られ、画像処理ユニット８９で処理が施されたＢ，Ｇ，Ｒの画像読取データが画像記憶ユニット９０に一旦記憶される。
【００７２】
次に、ステップＳｂ２では、メインコントローラ１００は、ラインイメージセンサ６７に第２の読取モード選択信号を供給し、感光画素６７Ｒだけの読取データを画像処理ユニット８９に出力可能にする。次に、ステップＳｂ３では、メインコントローラ１００は、画像処理ユニット８９の処理ユニットコントローラ９６に第２の読取モード選択信号を供給する。これに応じて、処理ユニットコントローラ９６は、赤外線吸収画像の読取に適合するように、ゲイン制御モジュール９１Ｒのゲインの変更、オフセット制御モジュール９２Ｒのオフセットの変更、シェーディング補正モジュール９４Ｒのシェーディング補正用の白基準データの変更を行う。さらに、処理ユニットコントローラ９６は、スイッチ９７を作動し、シェーディング補正モジュール９４Ｒとラインメモリ９５ＩＲとを接続する。
【００７３】
そして、ステップＳｂ４では、ランプコントローラ４１に第２の読取モード選択信号を供給する。以後、ランプ７０は給電されると、第２の発光モードで発光する。その後、処理は、ステップＳｂ５へ進み、赤外線吸収画像の読取が実行される。すなわち、ランプ７０が発光され、図１４に示すのと同様のエンドポジションから図１３に示すのと同様のイニシャルポジションへキャリッジ６４，６５が移動させられる。また、この移動を利用して画像を感知するラインイメージセンサ６７から画像処理ユニット８９へＲ（ＩＲとみなしてよい）の画像読取データが送られ、画像処理ユニット８９で処理が施されたＩＲの画像読取データが画像記憶ユニット９０に一旦記憶される。
【００７４】
その後、メインコントローラ１００は、補正演算ユニット１０１を起動する。補正演算ユニット１０１は、二回の読取で得られた画像読取データＢ，Ｇ，Ｒ，ＩＲに基づいて補正演算を行い、結果として生ずる画像読取データＢ’，Ｇ’，Ｒ’，ＩＲ’を画像記憶ユニット９０に更新記憶させる。
【００７５】
次に、新たな別の原稿の読取のために、ステップＳｂ７では、メインコントローラ１００は、ラインイメージセンサ６７に第１の読取モード選択信号を供給し、全ての感光画素６７Ｂ，６７Ｇ，６７Ｒの読取データを画像処理ユニット８９に出力可能にする。次に、ステップＳｂ８では、メインコントローラ１００は、画像処理ユニット８９の処理ユニットコントローラ９６に第１の読取モード選択信号を供給する。これに応じて、処理ユニットコントローラ９６は、可視画像の読取に適合するように、ゲイン制御モジュール９１Ｒのゲインの変更、オフセット制御モジュール９２Ｒのオフセットの変更、シェーディング補正モジュール９４Ｒのシェーディング補正用の白基準データの変更を行う。さらに、処理ユニットコントローラ９６は、スイッチ９７を作動し、シェーディング補正モジュール９４Ｒとラインメモリ９５Ｒとを接続する。そして、ステップＳｂ９では、ランプコントローラ４１に第１の読取モード選択信号を供給する。以後、ランプ７０は給電されると、第１の発光モードで発光する。このようにして、ラインイメージセンサ６７、処理ユニットコントローラ９６およびランプコントローラ４１が可視画像の読取に適合させられた後、処理は終了する。
【００７６】
６．画像読取装置の別の実施形態
上述したように、図１に示す二対の電極を持つ蛍光灯２０は、インバータ回路３１i，３１oを同時にオンして内部電極相互間の放電と、外部電極相互間の放電を同時に実行することにより、赤外線と可視光を均等な強さで発光させることができると考えられる。従って、このように赤外線と可視光を均等な強さで発する蛍光灯２０を図１３および図１４に示す画像読取装置または図２４に示す画像読取装置のランプ７０として使用することも可能である。
【００７７】
この場合、図１３および図１４に示す画像読取装置の読取方法は図２２および図２３に示すフローチャートを参照して説明した上記の方法のいずれかと同様である。ただし、ランプコントローラのモード切替（ステップＳ５，Ｓ１１，Ｓａ５，Ｓａ１１）は行わない。
図２４に示す画像読取装置の読取方法は図２５に示すフローチャートを参照して説明した上記の方法と同様である。ただし、ランプコントローラのモード切替（ステップＳｂ４，Ｓｂ９）は行わない。いずれの場合も、ランプコントローラ４１は、両方の対の電極に同時に給電および給電停止するためにのみ使用される。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、単一の光源で発生した可視光と不可視光を用いて画像を読み取ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る光源である二対の電極を持つ蛍光灯とその付属回路を示す図である。
【図２】 上記蛍光灯の断面図である。
【図３】 上記蛍光灯の蛍光体に含まれる青色発光蛍光体の相対分光エネルギ分布を示すグラフである。
【図４】 上記蛍光灯の蛍光体に含まれる緑色発光蛍光体の相対分光エネルギ分布を示すグラフである。
【図５】 上記蛍光灯の蛍光体に含まれる赤色発光蛍光体の相対分光エネルギ分布を示すグラフである。
【図６】 図３ないし図５に示す蛍光体を混合した上記蛍光灯の蛍光体の相対分光エネルギ分布を示すグラフである。
【図７】 上記蛍光灯について、外部電極相互間に放電させたとき（第１の発光モード）の相対分光エネルギ分布を示すグラフである。
【図８】 上記蛍光灯について、内部電極相互間に大電流を与え、両者の相互の間に放電させたとき（第２の発光モード）の相対分光エネルギ分布を示すグラフである。
【図９】 本発明に係る光源である一対の電極を持つ蛍光灯とその付属回路を示す図である。
【図１０】 図９に示す蛍光灯の断面図である。
【図１１】 図９に示す蛍光灯について、小電流を与えたとき（第１の発光モード）の相対分光エネルギ分布を示すグラフである。
【図１２】 図９に示す蛍光灯について、大電流を与えたとき（第２の発光モード）の相対分光エネルギ分布を示すグラフである。
【図１３】 上記のいずれかの蛍光灯を利用した画像読取装置を示す概略図である。
【図１４】 図１３に示す画像読取装置のキャリッジを移動させた状態を示す図である。
【図１５】 上記画像読取装置の赤外線カットフィルタおよび可視光カットフィルタの分光透過率分布を示すグラフである。
【図１６】 上記画像読取装置のフィルタユニットの詳細な構造の一例を示す側面図である。
【図１７】 上記画像読取装置のフィルタユニットの詳細な構造の他の一例を示す側面図である。
【図１８】 上記画像読取装置のラインイメージセンサの詳細な構造の一例を示す側面図である。
【図１９】 上記ラインイメージセンサの感光画素で使われているフィルタの分光透過率を表す。
【図２０】 上記画像読取装置の画像処理ユニットの詳細を示すブロック図である。
【図２１】 ある赤外線吸収トナーの分光反射率分布を示すグラフである。
【図２２】 上記の画像読取装置を用いた画像読取方法の一例を示すフローチャートである。
【図２３】 上記の画像読取装置を用いた画像読取方法の他の一例を示すフローチャートである。
【図２４】 画像読取装置の第２実施形態を示す概略図である。
【図２５】 図２４に示す画像読取装置を用いた画像読取方法の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
２０…蛍光灯、２１…円管、２２…口金、２３ａ，２３ｂ…内部電極、２４…蛍光体、２５ａ，２５ｂ…外部電極、２７…ガス、３０i，３０o…給電回路、４１…ランプコントローラ、５０…蛍光灯、５２…インピーダンス可変回路、６３…原稿シート、６４…フルレートキャリッジ、６５…ハーフレートキャリッジ、６７…ラインイメージセンサ、６７Ｂ，６７Ｇ，６７Ｒ…感光画素、７０…ランプ、７４…給電ユニット、７５…スキャンモータ、７６…スキャンコントローラ、７７…フィルタユニット、７８…赤外線カットフィルタ、７９…可視光カットフィルタ、８０…フィルタ切替器、８１…フィルタコントローラ、８９…画像処理ユニット、９０…画像記憶ユニット、１００…メインコントローラ、１０１…補正演算ユニット
Claims (10)
- 対象物に光を照射し反射光を読み取る画像読取装置であって、
可視光と不可視光を照射することができる単一の光源と、
上記光源からの光に係る対象物からの反射光を読み取る読取器と、
上記光源の発光モードを選択的に切り替えるコントローラとを備え、
上記単一の光源は単一の蛍光灯であり、
上記コントローラは、上記単一の蛍光灯の内部放電状態を変更させることにより、可視光を利用した読取のための第１のモードと、上記不可視光を利用した読取のための第２のモードとを切り替える画像読取装置。 - 上記蛍光灯は、放電により発光する蛍光材料が内部に配置され、誘電体によって形成された密閉容器と、上記密閉容器の内部に配置される一対の内部電極と、上記密閉容器の外部に配置される一対の外部電極とを有し、
上記コントローラは、上記第１のモードでは上記外部電極相互の間に放電を発生させ、上記第２のモードでは上記内部電極相互の間を放電を発生させることで、発光モードを切り替える請求項１に記載の画像読取装置。 - 上記コントローラは、上記蛍光灯に与えられる電流を調節して上記蛍光灯の内部放電状態を変更させることにより、上記発光モードを切り替える請求項１に記載の画像読取装置。
- 上記不可視光は赤外線であり、上記第２のモードにおいて上記光源は少なくとも赤外線を含む光を発光することを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
- 上記赤外線は少なくとも一つの発光ピークを持ち、上記発光ピークは８００ｎｍから１０００ｎｍの範囲内にあることを特徴とする請求項４に記載の画像読取装置。
- 上記光源は稀ガス蛍光灯であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の画像読取装置。
- 上記稀ガス蛍光灯にはキセノンガスが封入されていることを特徴とする請求項６に記載の画像読取装置。
- 上記読取器の読取結果を処理する処理器をさらに備え、
上記読取器は、上記第１のモードで第１の読取結果を出力するとともに、上記第２のモードで第２の読取結果とを出力し、
上記処理器は、あらかじめ定められた演算フォーマットに従って、第１の読取結果および第２の読取結果を演算することにより、可視光に係る第１の補正読取結果と、上記不可視光に係る第２の補正読取結果を生成することを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の画像読取装置。 - 互いに逆な第１の方向と第２の方向に上記読取器を走行させることができる移動器を備え、
上記読取器が上記第１の方向に走行するときに、上記第１のモードで上記光源が発光し、上記読取器が上記第２の方向に走行するときに、上記第２のモードで上記光源が発光することを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の画像読取装置。 - 蛍光灯によって放射される光を対象物に照射し、反射光を読み取る画像読取方法であって、
可視画像読取モードと不可視画像読取モードから選択される読取モードに応じて、上記蛍光灯の内部放電状態を変更させることにより、可視光を利用した読取のための第１のモードと、上記不可視光を利用した読取のための第２のモードとを切り替える過程と、
上記切り替えた発光モードに応じて上記光源を発光させながら、上記光源からの光に係る対象物からの反射光を読み取る過程と
を備えることを特徴とする画像読取方法。
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