JP4470483B2 - 画像読取装置 - Google Patents

Description

本発明は、光学系を搭載したキャリッジを移動させて原稿の画像を光学的に読み取るフラットベッド・スキャナのような画像読取装置に関する。

フラットベッド・スキャナでは、光源用ランプ、撮像素子（ＣＣＤ）、ミラー等から構成される光学系を搭載したキャリッジを一定方向（副走査方向）へ移動させながら、透光板上に載置された原稿を光学的に読み取る。

原稿を読み取る場合、１枚の原稿の上端の一方から、光学系の移動方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）の他方までの一直線上の画像を一走査で読み取り、光学系が副走査方向へ一定速度で移動する間に同様の走査を原稿の上端から下端まで等時間間隔で反復することにより原稿全体の画像を読み取る。

フラットベッド・スキャナで用いる光源用ランプは、点灯された後、所定の光量になるまでに相当の時間を必要とする。したがって、使用していない状態が続いた場合には、光源用ランプを点灯してから使用可能な状態となるまで使用者は待機する必要があった。特にフラットベッド・スキャナを用いるファクシミリ装置において、タイマ送信を行う場合、指定した時刻になっても光源用ランプが使用可能な状態になっておらず、正確な時刻に送信することが困難であるという問題点があった。

斯かる問題点に対応すべく、例えば特許文献１では、光源用ランプの光量が所定値に達するまでの光源用ランプの立ち上がり時間を計測し、計測された立ち上がり時間に基づいて、使用開始予定時刻から所定の時間前に光源用ランプを点灯しておく通信装置が開示されている。
特開平９−１６３１１４号公報

しかし、特許文献１に開示されている通信装置では、タイマ設定された使用開始予定時刻では光源用ランプが使用可能な状態となっているものの、任意の時間では光源用ランプの状態によって、従来と同様の待ち時間が発生するという問題点があった。

また、光源用ランプの立ち上がり時間は、光源用ランプの温度の相違に大きく依存する。したがって、使用していた直後に一度光源用ランプを消灯し、再度光源用ランプを点灯した場合と、相当の時間使用することなく放置した状態から、使用すべく光源用ランプを点灯した場合とでは、立ち上がり時間大きな差が生じる。特許文献１に開示されている通信装置では、斯かる立ち上がり時間の差異を考慮に入れることができないという問題点もあった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、未使用時にあっても光源用ランプを周期的に点灯／消灯しつつ、光源用ランプの立ち上がり時間の変動に応じて使用待ち時間を調整することができる画像読取装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために第１発明に係る画像読取装置は、透光板上を通過する原稿または透光板上に載置された原稿に光を照射する光源用ランプと、原稿からの反射光を集束させる集光レンズを通して入射した光に基づき原稿上の画像を読み取る撮像素子とを備えた画像読取装置において、未使用時に、前記光源用ランプを周期的に点灯／消灯する手段と、前記光源用ランプの光量を検出する手段と、前記光源用ランプを点灯した後、前記光源用ランプの光量が所定の光量に達するまでの時間を求め、複数回計測した時間の平均値を算出する手段と、該手段で求めた時間と所定の時間とを比較する手段と、該手段で比較した結果に基づいて前記光源用ランプを点灯／消灯する周期を変更する手段とを備えることを特徴とする。

第１発明の画像読取装置では、光源用ランプを変更可能な周期で点灯／消灯するとともに、点灯時に毎回、光源用ランプの光量を検出して、光源用ランプを点灯した後、光源用ランプの光量が所定の光量に達するまでの時間（立ち上がり時間）を求める。求めた立ち上がり時間が所定の時間よりも短い（長い）場合、光源用ランプが既に暖まっている(冷えている)、すなわち使用を停止してから時間が経過していない（いる）ものと判断し、光源用ランプを消灯している時間を長く(短く)する。これにより、使用者が任意の時間に使用する場合であっても、光源用ランプの状態に応じて、光源用ランプの立ち上がり時間を所定の範囲内で収まるよう制御することができ、使用状況に左右されることなく光源用ランプが使用可能な状態となるまでの待ち時間を実用上問題の生じることがない時間に調整することが可能となる。また、無駄に光源用ランプを点灯させる必要がなく、消費電力を節約することも可能となる。
また、本発明の画像読取装置では、立ち上がり時間を直近の１回だけ計測した値とするのではなく、複数回計測した時間の平均値を求め、求めた平均値を立ち上がり時間として用いる。これにより、光源用ランプの立ち上がり時間の変動幅が比較的小さくなることから、条件によって立ち上がり時間が収束せずに発散することを未然に防止することができ、確実に光源用ランプの点灯／消灯する周期を調整することが可能となる。

第２発明に係る画像読取装置は、第１発明において、前記光源用ランプの光量を検出する手段は、前記撮像素子の出力に基づいて光量を検出すべくなしてあることを特徴とする。

第２発明の画像読取装置では、撮像素子（ＣＣＤ）の出力値に基づいて光源用ランプの光量を検出する。これにより、別途光量を検出する装置を設ける必要がなく、装置全体として小型化を図ることができるとともに、実際の原稿読み取り可能な状態となるまでの立ち上がり時間を測定することにより、より精度良く立ち上がり時間を求めることが可能となる。

本発明によれば、使用者が任意の時間に使用する場合であっても、光源用ランプの状態に応じて、光源用ランプの立ち上がり時間を所定の範囲内で収まるよう制御することができ、使用状況に左右されることなく光源用ランプが使用可能な状態となるまでの待ち時間を実用上問題の生じることがない時間に調整することが可能となる。また、無駄に光源用ランプを点灯させる必要がなく、消費電力を節約することも可能となる。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面を参照して具体的に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る画像読取装置の構成図である。本実施の形態に係る画像読取装置は、原稿給送部１、原稿載置部２、読取部３を備えている。

原稿給送部１は、原稿を載置する原稿台１１と、原稿を１枚ずつ分離供給する分離ローラ１２と、分離された原稿を給送する複数の給送ローラ１３と、上面を原稿が通過する透光板１４と、排出された原稿を蓄積する原稿排出台１５とを有する。原稿載置部２は、上面に原稿を載置するための透明な原稿載置板（透光板）２１と、原稿載置板２１上に開閉回動可能に配設された押さえ蓋２２とを有する。そして、原稿給送部１の原稿台１１及び原稿排出台１５は、原稿載置部２の押さえ蓋２２上に配設され、押さえ蓋２２と一体的に開閉回動される。

読取部３は、透光板１４上を通過する原稿または原稿載置板２１上に載置された原稿に光を照射する光源用ランプ３１と、原稿からの反射光の光路を変更する３個のミラー３２、３３、３４と、光源用ランプ３１及びミラー３２、３３、３４を移動させる移動機構３５と、ミラー３４からの光を集束させる集光レンズ３６と、集光レンズ３６を通して入射した光に基づき原稿上の画像を読み取る撮像素子（ＣＣＤ）３７とを有する。光源用ランプ３１、ミラー３２、３３、３４、集光レンズ３６及びＣＣＤ３７により画像読み取り用の光学系が構成されている。

移動機構３５は、左右一対の大径プーリ４１、４２と、左右一対の小径プーリ４３、４４と、大径プーリ４１、４２間に掛装された第１ベルト４５と、小径プーリ４３、４４間に掛装された第２ベルト４６と、第１ベルト４５に連結された第１キャリッジ４７と、第２ベルト４６に連結された第２キャリッジ４８と、ステップモータ４９とを有する。

第１キャリッジ４７上には光源用ランプ３１及びミラー３２が支持され、第２キャリッジ４８上にはミラー３３、３４が支持されている。そして、ステップモータ４９にて大径プーリ４１、４２及び小径プーリ４３、４４が回転されることにより、第１、第２ベルト４５、４６を介して第１、第２キャリッジ４７、４８が移動されるようになっている。

原稿給送部１と読取部３とにより複数原稿自動読取部が構成され、第１、第２キャリッジ４７、４８が透光板１４の下方に移動配置された状態で、透光板１４上を通過する原稿の画像が読み取られる。また、原稿載置部２と読取部３とによりフラットヘッド読取部が構成され、第１、第２キャリッジ４７、４８が原稿載置板２１の下方を走査移動されて、原稿載置板２１上に載置された原稿の画像が読み取られる。

図２は、図１に示すような画像読取装置をファクシミリ装置に具体化した場合の回路構成のブロック図である。図２において図１と同一部分には同一番号を付しており、画像読取装置における光源用ランプ３１、集光レンズ３６及びＣＣＤ３７を示している。

図２において、５１はＣＰＵであり、バス７０を介して以下に説明するハードウェア各部と接続されていて、それらを制御すると共に、種々のソフトウェア的機能を実行する。記録部５２は、電子写真方式のプリンタ装置であって、読取部２で読取った原稿の画像データ、ファクシミリ通信により受信した画像データ、外部のＰＣ、デジタルカメラ、デジタルビデオ等から取得した画像データ等に応じた画像を用紙にプリント出力する。表示部５３は、液晶表示装置、ＣＲＴディスプレイ等の表示装置であり、ファクシミリ装置の動作状態を表示したり、ユーザへ操作入力を促す画面を表示したり、送信すべく読取った原稿の画像データ、他のファクシミリ装置、ＰＣ、デジタルカメラ、デジタルビデオ等から送信された画像データ等の表示を行う。

操作部５４は、ファクシミリ装置を操作するために必要な文字キー、テンキー、短縮ダイヤルキー、ワンタッチダイヤルキー、各種のファンクションキー等を備えている。なお、表示部５３をタッチパネル方式とすることにより、操作部５４の各種のキーの内の一部又は全部を表示部５３が代用することも可能である。ＲＯＭ５５は、ファクシミリ装置の動作に必要な種々のソフトウェアのプログラムを予め格納している。ＲＡＭ５６は、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリ等で構成されソフトウェアの実行時に発生する一時的なデータを記憶する。

画像メモリ５７は、読み取った画像データ及び受信した画像データを一時的に記憶する。光源駆動回路５８は、原稿読み取り時における光源用ランプ３１の点灯動作を制御する。モデム６０は、バス７０に接続されており、ファクシミリ通信が可能なファクシミリモデムである。また、モデム６０は、バス７０に接続されたＮＣＵ６１とも接続されている。ＮＣＵ６１は、公衆電話回線網（ＰＳＴＮ：Public Switched Telephone Network）との回線Ｌの閉結及び開放の動作を行うハードウェアであり、必要に応じてモデム６０をＰＳＴＮと接続する。そして、ファクシミリ装置は、ＰＳＴＮによって他のファクシミリ装置と接続されており、通常のファクシミリ通信を行う。

タイマ６８は、後述する光源用ランプ３１の立ち上がり時間を計測する。機構制御部６９は、ＣＰＵ５１の指示に従ってステップモータ４９を制御し、大径プーリ４１、４２及び小径プーリ４３、４４を回転させて、第１、第２ベルト４５、４６を介して第１、第２キャリッジ４７、４８を移動する。

次に、上述した構成のファクシミリ装置における画像読取処理の動作について説明する。画像読取装置の電源を入れた場合、ＣＰＵ５１は、光源駆動回路５８に指示を出して光源用ランプ３１を点灯させ、タイマ６８による計時動作を開始させる。そして、ＣＣＤ３７からの出力信号がＣＰＵ５１へ入力される。

ＣＰＵ５１は、入力されたＣＣＤ３７の出力信号値が所定の値に到達するか否か、すなわち光源用ランプ３１が点灯してから、画像読取装置として使用可能な光量に到達したか否かを判断し、ＣＣＤ３７の出力信号値が所定の値に到達した、すなわち光源用ランプ３１が点灯してから、画像読取装置として使用可能な光量に到達したと判断した場合、光源駆動回路５８に指示を出して光源用ランプ３１を消灯させ、光源用ランプ３１が点灯してから消灯するまでタイマ６８により計測された時間、すなわち光源用ランプ３１の立ち上がり時間ＴをＲＡＭ５６に一時記憶させる。

ＣＰＵ５１は、光源用ランプ３１が消灯してからの経過時間をタイマ６８により計測し、一定の時間Ｔｗが経過した場合、再度光源駆動回路５８に指示を出して光源用ランプ３１を点灯する。光源用ランプ３１を再度点灯するまでの待機時間Ｔｗは、光源用ランプ３１の立ち上がり時間Ｔの増減に基づいて増減される。以下、待機時間Ｔｗの増減調整方法について説明する。

図３は、光源用ランプ３１の立ち上がり時間Ｔの増減に基づいた待機時間Ｔｗの調整方法の説明図である。図３において、縦軸はＣＣＤ３７からの出力信号値、すなわち光源用ランプ３１の光量を、横軸は経過時間を示している。図３では、光源用ランプ３１の標準立ち上がり時間をＴｓとし、光源用ランプ３１が点灯してから、ＣＣＤ３７の出力信号値が所定の値に到達するまでの時間がＴｓである場合には、待機時間はＴｗとなるものとする。

（１）に示すように、立ち上がり時間ＴがＴ１（＜Ｔｓ）となった場合、光源用ランプ３１はすでに暖まっているものと考えられ、通常と同様の待機時間Ｔｗ待機した場合、立ち上がり時間Ｔは標準立ち上がり時間Ｔｓよりも短くなるものと判断できる。そこで、(数１)に基づいて待機時間ＴｗをＴｗ１へ変換し、立ち上がり時間を標準立ち上がり時間Ｔｓへ近づけるとともに、光源用ランプ３１の点灯を遅らせることにより消費電力を節約する。なお、ｋはフィードバック定数である。

(数１)
Ｔｗ１＝Ｔｗ-（Ｔ１-Ｔｓ）×ｋ

（２）に示すように、立ち上がり時間ＴがＴ２（＞Ｔｓ）となった場合、光源用ランプ３１はすでに冷えているものと考えられ、通常と同様の待機時間Ｔｗ待機した場合、立ち上がり時間Ｔは標準立ち上がり時間Ｔｓよりも長くなるものと判断できる。そこで、(数２)に基づいて待機時間ＴｗをＴｗ２へ変換し、立ち上がり時間を標準立ち上がり時間Ｔｓへ短縮する。

(数２)
Ｔｗ２＝Ｔｗ-（Ｔｓ-Ｔ２）×ｋ

このように、待機時間Ｔｗを光源用ランプ３１の立ち上がり時間Ｔの変動に応じて変換することにより、光源用ランプ３１の立ち上がり時間Ｔを標準立ち上がり時間Ｔｓ近傍に収束するよう制御することが可能となる。

光源用ランプ３１の光量が所定の光量に達するまでの立ち上がり時間は、直前の立ち上がり時間を用いることに限定されるものではなく、例えば直近に複数回計測された立ち上がり時間の平均値を用いることも可能である。この場合、立ち上がり時間の変動幅が比較的小さくなることから、条件によって立ち上がり時間が収束せずに発散するおそれを少なくすることが可能となる。

図４は、本発明の実施の形態に係る画像読取装置のＣＰＵ５１の処理手順を示すフローチャートである。まず画像読取装置の電源を入れた場合、ＣＰＵ５１は、光源駆動回路５８に指示を出して光源用ランプ３１を点灯させ(ステップＳ４０１)、タイマ６８による計時動作を開始させる。そして、光量の検出値としてＣＣＤ３７からの出力信号がＣＰＵ５１へ入力される(ステップＳ４０２)。

ＣＰＵ５１は、入力されたＣＣＤ３７の出力信号値、すなわち光源用ランプ３１の光量が所定の値に到達するか否か、すなわち光源用ランプ３１が点灯してから、画像読取装置として使用可能な光量に到達したか否かを判断し(ステップＳ４０３)、ＣＣＤ３７の出力信号値が所定の値に到達した、すなわち光源用ランプ３１が点灯してから、画像読取装置として使用可能な光量に到達したと判断した場合(ステップＳ４０３：ＹＥＳ)、光源駆動回路５８に指示を出して光源用ランプ３１を消灯させ(ステップＳ４０４)、光源用ランプ３１が点灯してから消灯するまでタイマ６８により計測された時間、すなわち光源用ランプ３１の立ち上がり時間ＴをＲＡＭ５６に一時記憶させる(ステップＳ４０５)。

ＣＰＵ５１は、立ち上がり時間Ｔが標準時間Ｔｓより小さいか否かを判断する(ステップＳ４０６)。立ち上がり時間Ｔが標準時間Ｔｓより小さい場合（ステップＳ４０６：ＹＥＳ）、ＣＰＵ５１は、待機時間Ｔｗを立ち上がり時間Ｔ及び標準時間Ｔｓに基づいて拡張する(ステップＳ４０７)。立ち上がり時間Ｔが標準時間Ｔｓ以上である場合（ステップＳ４０６：ＮＯ）、ＣＰＵ５１は、待機時間Ｔｗを立ち上がり時間Ｔ及び標準時間Ｔｓに基づいて短縮する(ステップＳ４０８)。

ＣＰＵ５１は、光源用ランプ３１が消灯されてから、調整された待機時間Ｔｗが経過したか否かを判断し(ステップＳ４０９)、待機時間Ｔｗが経過したと判断した場合(ステップＳ４０９：ＹＥＳ)、光源駆動回路５８に指示を出して光源用ランプ３１を点灯させ(ステップＳ４０１)、ステップＳ４０２以下の処理を繰り返す。

使用者は、立ち上がり時間が一定の時間に収束していることから、光源用ランプ３１が点灯／消灯を繰り返すどのタイミングで使用を開始した場合であっても、立ち上がり時間が標準時間Ｔｓを超えることがなく、使用したい時に使用できないという事態が生じることがない。また、光源用ランプ３１を点灯し続けていないことから、消費電力を低減することも可能となる。

以上のように、本実施の形態によれば、使用者が任意の時間に使用する場合であっても、光源用ランプの状態に応じて、光源用ランプの立ち上がり時間を所定の範囲内で収まるよう制御することができ、使用状況に左右されることなく光源用ランプが使用可能な状態となるまでの待ち時間を実用上問題の生じることがない時間に調整することが可能となる。また、無駄に光源用ランプを点灯させる必要がなく、消費電力を節約することも可能となる。

なお、本実施の形態ではファクシミリ装置を例として説明しているが、ファクシミリ複合装置、原稿複写装置等、原稿から画像データを読み取る画像取得装置を備える全ての装置に本発明を適用できることは言うまでもない。

本発明の実施の形態に係る画像読取装置の構成図である。 本発明の実施の形態に係る画像読取装置をファクシミリ装置に具体化した場合の回路構成のブロック図である。 光源用ランプの立ち上がり時間Ｔの増減に基づいた待機時間Ｔｗの調整方法の説明図である。 本発明の実施の形態に係る画像読取装置のＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

３１ 光源用ランプ
３６ 集光レンズ
３７ ＣＣＤ（撮像素子）
５１ ＣＰＵ
５２ 記録部
５３ 表示部
５４ 操作部
５５ ＲＯＭ
５６ ＲＡＭ
５７ 画像メモリ
５８ 光源駆動回路
６８ タイマ

Claims (2)

1. 透光板上を通過する原稿または透光板上に載置された原稿に光を照射する光源用ランプと、原稿からの反射光を集束させる集光レンズを通して入射した光に基づき原稿上の画像を読み取る撮像素子とを備えた画像読取装置において、
   未使用時に、前記光源用ランプを周期的に点灯／消灯する手段と、
   前記光源用ランプの光量を検出する手段と、
   前記光源用ランプを点灯した後、前記光源用ランプの光量が所定の光量に達するまでの時間を求め、複数回計測した時間の平均値を算出する手段と、
   該手段で求めた時間と所定の時間とを比較する手段と、
   該手段で比較した結果に基づいて前記光源用ランプを点灯／消灯する周期を変更する手段と
   を備えることを特徴とする画像読取装置。
2. 前記光源用ランプの光量を検出する手段は、前記撮像素子の出力に基づいて光量を検出すべくなしてあることを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。

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