JP5025586B2 - 画像読取装置及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、原稿に光源からの光を照射して画像を読み取る画像読取装置、及び該画像読取装置を備える画像形成装置に関する。

キセノンランプなどの直管状の光源で原稿台に載置された原稿を照射して画像を読み取る画像読取装置がある。図１３は従来の画像読取装置９の構造を模式的に示す縦断面図である。略長方形で横長の原稿台９２の下方には、原稿台９２に載置された原稿Ａの読取位置Ｂの直下よりも原稿台９２の長手方向の一側方に少し寄せて、前記長手方向の両側方と垂直をなすように直管状のキセノンランプ９３を水平に設けてある。

キセノンランプ９３は、管軸に対し略６５°の開口角をなす出射窓９３ａを有し、出射窓９３ａから出射された光は、原稿Ａを他側方の斜め上向きに照射する。出射窓９３ａから出射された光の一部は、キセノンランプ９３の他側方に配されたリフレクタ９４で反射され、原稿Ａを一側方の斜め上向きに照射する。読取位置Ｂの直下には、原稿Ａから下方に反射された光を更に一側方へ反射させるための第１ミラー９５が、法線を鉛直上方から一側方へ４５°傾けて配されている。

第１ミラー９５の一側方には、第１ミラー９５で直角に反射された光を中継するための第２ミラー９６が、法線を鉛直下方から他側方へ４５°傾けて配され、更に第２ミラー９６の下方には、第２ミラーで中継された光を他側方に戻すための第３ミラー９７が、法線を鉛直上方から他側方に４５°傾けて設けられている。

第３ミラー９７の他側方には、第３ミラー９７で反射された光を集光するためのレンズ９８が配され、レンズ９８で集光された光は、レンズ９８の他側方において、光電変換素子をキセノンランプ９３の管軸方向に配列したＣＣＤ９９上に結像するようにしてある。

画像読取装置９が原稿Ａを読み取る場合、ＣＣＤ９９が、結像された画像を直線的に主走査して電気信号に変換し、図示しない増幅器が、変換された電気信号を増幅して出力する。また、キセノンランプ９３、リフレクタ９４及び第１ミラー９５が、原稿台９２に対して、前記主走査方向と水平面内で直交する副走査方向に、所定の速度ｖで相対移動するようにしてある。第２ミラー９６及び第３ミラー９７は、原稿台９２に対して、前記副走査方向にｖ／２の速度で相対移動させる。

これにより、読取位置ＢからＣＣＤ９９に至る光路の長さは常に一定となり、ＣＣＤ９９は、原稿Ａを主走査及び副走査した画像を２次元的に読み取って電気信号に変換することができる。

ところで、原稿に切り貼り等による段差がある場合、原稿と原稿台との段差が大きい場合、及びブック原稿のように原稿面に綴じ部がある場合、光が照射された原稿の副走査方向の後方に前記段差の影が発生し、前記綴じ部で原稿からの反射光量が減少する傾向がある。

上述した従来の画像読取装置９にあっては、キセノンランプ９３が原稿Ａに直射光を照射する照度と、リフレクタ９４が原稿Ａにキセノンランプ９３の反射光を照射する照度との比を、例えば６対４にすることにより、前記段差が大きい場合であっても、段差の影が発生することを抑制している。

特許文献１では、光源を読取位置の直下に配し、第１ミラーを光源の斜め上方又は斜め下方に配置することにより、リフレクタを備えない場合であっても、原稿の段差の影をなくす技術が開示されている。また、特許文献２では、ブック原稿の綴じ部を読み取る場合、主走査方向に平行に配列した複数の点光源の光量を増加させて反射光の光量を増す技術が開示されている。
特開平５−７２６４１号公報 特開２００２−３１４７６０号公報

しかしながら、従来の画像読取装置９に用いられている技術及び特許文献１に開示されている技術では、ブック原稿を読み取る場合に、原稿の綴じ部近辺が原稿台から浮き上がっているので照射される光量が不足し、原稿の一部が黒ずんで読み取られるという問題があった。また、特許文献２に開示された技術では、ブック原稿を読み取る場合に光源の消費電力が増大するという問題があった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、原稿を読み取った電気信号の増幅度を変化させることにより、光源の消費電力を増すことなく、原稿台から浮き上がった原稿が黒ずんで読み取られることを防止することが可能な画像読取装置及び画像形成装置を提供することにある。

本発明に係る画像読取装置及び画像形成装置は、原稿を載置する原稿台と、該原稿台を通し前記原稿に対して光を照射する光源と、前記原稿からの反射光を電気信号に光電変換する変換部とを備える画像読取装置において、前記変換部は、光電変換素子を直線的に配列した光電変換器と、該光電変換器が変換した電気信号を増幅する増幅度可変の増幅器とを有し、前記光電変換器は、前記光電変換素子の配列順に電気信号に変換するように構成してあり、前記原稿台及び前記光源を前記光電変換素子の配列方向と直交する方向に相対移動させる手段と、前記光電変換器が変換した電気信号に基づいて、原稿に含まれている下地領域の下地レベルを検出する手段と、該手段が検出した下地レベルの階調値に対する白レベルの階調値の比により前記増幅器の増幅度を算出する手段と、該手段が算出した増幅度を前記相対移動の相対位置に対応付けて記憶する記憶手段とを備え、前記増幅器は、相対位置に対応付けられて前記記憶手段に記憶された内容で増幅度を更新するように構成してあることを特徴とする。

本発明にあっては、変換部が、原稿からの反射光を電気信号に変換して原稿の下地の光量を算出し、算出した光量の小／大に応じて、電気信号を増幅するときの増幅度を高／低させる。
これにより、反射光の光量の小／大に応じて、光から電気信号への変換率を高／低させる。

本発明にあっては、光電変換素子を直線的に配列した変換部の光電変換器が、光電変換素子の配列方向に主走査して電気信号に変換し、相対移動させる手段が、原稿台及び光源を前記主走査方向と直交する副走査方向に相対移動させる。そして、変換部の増幅度可変の増幅器が、光電変換器が変換した電気信号を前記相対移動の相対位置に応じた増幅度で増幅する。
これにより、例えば、主走査中は変換率を変化させず安定した光電変換を行うと共に、原稿の副走査方向の反射光の光量変化に追従して変換率を変化させる。

本発明にあっては、検出する手段が、光電変換器が変換した電気信号に基づいて、原稿に含まれている下地領域の下地レベルを検出する。そして、算出する手段が、検出された下地レベルに応じて増幅器の増幅度を算出し、記憶手段が、算出された増幅度を相対移動の相対位置に対応付けて記憶し、増幅器が、相対位置に対応付けられて記憶手段に記憶された内容で増幅度を更新する。
これにより、例えば、原稿の予備走査で下地レベルを検出したときは、本走査では、予備走査で検出された下地レベルに応じた増幅度により、原稿からの反射光を変換した電気信号を増幅する。

本発明に係る画像読取装置及び画像形成装置は、前記光源は、前記原稿に対して垂直的に光を照射するように構成してあることを特徴とする。

本発明にあっては、光源から出射された光が、原稿台の真下から原稿に対して垂直的に入射する。
これにより、例えば、ブック原稿の綴じ部における反射光の光量が低下する度合いを軽減する。更に、原稿の段差の影の発生を抑止する。

本発明に係る画像読取装置及び画像形成装置は、前記光源は、内部に発光部を有する直管体の周囲に、外部へ光を出射する四角形の出射窓を有する反射部を備えたキセノンランプであり、該キセノンランプの管軸及び前記出射窓の前記管軸に沿う方向の中心線を含む平面と、前記原稿台との交線が、前記光源の照射中心となるように構成してあることを特徴とする。

本発明にあっては、光源は、内部に発光部を有する直管状のキセノンランプであり、キセノンランプの周囲には、外部へ光を出射する四角形の出射窓を有する反射部を設けてある。更に、キセノンランプの管軸及び出射窓の管軸に沿う方向の中心線を含む平面と、原稿台とが交わる直線部分において、光源が原稿を照射する中心部を形成するようにしてある。
これにより、光源の発光中心から出射窓の中心を通過する光が原稿台を照射する位置を原稿の読取位置としたときは、照射される光量が最大となる位置で原稿を読み取ることができる。

本発明に係る画像読取装置及び画像形成装置は、前記光源が相対移動する方向の一側に配されており、前記照射中心からの反射光を、前記相対移動の方向の他側へ前記原稿台と沿う方向に反射させるミラーを備えることを特徴とする。

本発明にあっては、光源が相対移動する方向の一方の側に配されたミラーが、照射中心からの反射光を前記相対移動の方向の他方の側へ原稿台と沿う方向に反射させる。
これにより、原稿の読取位置と原稿台の照射中心とを一致させると共に、光電変換器に至る光路の一部において原稿台と沿う方向に光を反射させる。

本発明によれば、原稿からの反射光を変換した電気信号より算出した光量の小／大に応じて、電気信号の増幅度を高／低させる。
これにより、反射光の光量の小／大に応じて、光から電気信号への変換率を高／低させる。従って、光源の消費電力を増すことなく、原稿台から浮き上がった原稿が黒ずんで読み取られることを防止することが可能となる。

以下、本発明に係る画像読取装置及び画像形成装置をデジタル複合機に適用した実施の形態について詳述する。
図１は、本発明の実施の形態に係るデジタル複合機を模式的に示す正面断面図である。図中１００はデジタル複合機であり、デジタル複合機１００は、上面に透明ガラスからなる原稿台９２が設けられた本発明に係る画像読取装置９を上部に有する本体装置１１０を備え、本体装置１１０の上側に、原稿台９２上で原稿を搬送する自動原稿処理装置１２０を備える。自動原稿処理装置１２０は、画像読取装置９と連結する図示しないヒンジによって、図の矢印Ｍの方向に回動自在に構成されており、原稿台９２の上側を開放して原稿を手置きすることができるようになっている。

本体装置１１０の略中心部には、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）及びイエロー（Ｙ）の画像データに対応した画像の潜像を夫々形成する画像形成部として、露光ユニット１、現像器２、感光体ドラム３、クリーナユニット４及び帯電器５を各４系統備え、これらによって４つの画像ステーションが構成されている。

露光ユニット１は、レーザ出射部、レーザ光を走査するポリゴンミラー、及びポリゴンミラーによって反射されたレーザ光を各感光体ドラム３へ導くための反射ミラー等の光学要素を有するレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）である。
露光ユニットとしては、発光素子をアレイ状に並べたＥＬ又はＬＥＤ書込みヘッドを用いてもよい。

帯電器５は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させるものであり、本実施の形態では、チャージャ型の帯電器が使用されている。チャージャ型の帯電器の他、接触式のローラ型またはブラシ型の帯電器を用いてもよい。

露光ユニット１は、画像データに応じてレーザ光を出射することにより、帯電された感光体ドラム３を露光して静電潜像を形成させる。現像器２は、感光体ドラム３上に形成された静電潜像に４色（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）のトナーを供給してトナー像に顕像化する。クリーナユニット４は、現像・画像転写後における感光体ドラム３上の表面に残留したトナーを除去・回収するものである。

感光体ドラム３の上方に配置されている中間転写ベルトユニット６は、感光体ドラム３に接触する位置に設けられた中間転写ベルト６１と、夫々中間転写ベルト６１を張架して回転駆動させる中間転写ベルト駆動ローラ６２、４つ（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）の中間転写ローラ６４及び中間転写ベルト従動ローラ６３と、中間転写ベルトクリーニングユニット６５とを備える。

中間転写ベルト６１は、例えば厚さ１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムを用いて無端状に形成されており、転写電極である中間転写ローラ６４は、直径８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）軸をベースとし、表面が導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ、発泡ウレタン等）により覆われている。
本実施の形態では、転写電極をローラ形状としているが、ブラシ形状としてもよい。

中間転写ローラ６４には、トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧の転写バイアスが印加されている。各中間転写ローラ６４は、夫々対応する感光体ドラム３上のトナー像を中間転写ベルト６１に転写させるために、印加されている転写バイアスを中間転写ベルト６１に与える。これにより、中間転写ベルト６１上には、夫々の感光体ドラム３上に形成された各色のトナー像が順次転写されて積層され、カラーのトナー像（多色トナー像）が形成される。

画像形成部は、更に、中間転写ローラ６４上の多色トナー像を記録用紙（シート）に転写する転写ローラ１０を備える。転写ローラ１０には、トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧が印加されており、転写ローラ１０と中間転写ベルト駆動ローラ６２とで中間転写ベルト６１を挟持してある。転写ローラ１０を金属等の硬質材料で構成した場合、中間転写ベルト駆動ローラ６２は弾性ローラ等の軟質材料で構成する。これにより、転写ローラ１０及び中間転写ベルト６１は、所定のニップで圧接される。

後述する給紙カセット８から給紙されたシートは、転写ローラ１０の位置まで搬送され、中間転写ベルト６１の回転に伴って、転写ローラ１０に印加されている高電圧が与えられる。これにより、中間転写ベルト６１上の多色トナー像がシートに転写される。

一方、感光体ドラム３との接触により中間転写ベルト６１に付着したトナー、及び転写ローラ１０によってシートに転写されずに中間転写ベルト６１上に残留したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるため、中間転写ベルト従動ローラ６３の近傍に設けられた中間転写ベルトクリーニングユニット６５によって除去・回収される。

中間転写ベルトクリーニングユニット６５には、中間転写ベルト６１に接触するクリーニング部材としてクリーニングブレードが設けられており、クリーニングブレードが中間転写ベルト６１と接触する部分は、中間転写ベルト６１の裏側から中間転写ベルト従動ローラ４３が支持している。

本体装置１１０の内底部であって露光ユニット１の下方には、画像形成に使用するシートを蓄積して給紙するための給紙カセット８が配されている。また、本体装置１１０の下部には、手差しシートを置くための手差し給紙カセット８ｂが一側方に突設されている。中間転写ベルトユニット６の上方には、画像が形成されて定着されたシートをフェイスダウンで載置する排紙トレイ１４が設けられている。

給紙カセット８に収容されたシートは、給紙カセット８の一側方の端部に備えられたピックアップローラ１１ａにより１枚ずつ分離して給送され、露光ユニット１及び中間転写ベルトユニット６の一側方に配された略垂直形状の用紙搬送路Ｓ１に供給される。また、手差し給紙カセット８ｂに置かれたシートは、ピックアップローラ１１ｂにより装置内部に取り込まれて用紙搬送路Ｓ１に供給される。用紙搬送路Ｓ１に供給されたシートは、シートの搬送を促進・補助するための搬送ローラ１２ａを経て転写ローラ１０の下方に配されたレジストローラ１３に到達する。レジストローラ１３は、シートの先端と中間転写ベルト６１上の多色トナー像の先端とが整合するタイミングで、シートを転写ローラ１０へ搬送する。

転写されたシートは更に略垂直に搬送され、転写ローラ１０の上側に設けられた定着ユニット７に到達する。定着ユニット７は、加熱ローラ７１及び加圧ローラ７２を備えており、図示しない温度検出器の検出値に基づいてヒータランプ等の加熱手段を制御することにより加熱ローラ７１を所定の定着温度に保つと共に、多色トナー像が転写されたシートを加熱ローラ７１と加圧ローラ７２とに挟んで回転させ、加熱ローラ７１の熱によりシート上に多色トナー像を熱定着させる。熱定着したシートは、定着ユニット７の出口近傍に設けられた搬送ローラ１２ｂにより排出される。

定着ユニット７を通過したシートは、片面印刷要求の場合、排紙ローラ１２ｂを通じて排紙トレイ１４上にフェイスダウンで排出され、両面印刷要求の場合、排紙ローラ１２ｂによりシートをチャックした後、排紙ローラ１２ｂを逆回転させて両面原稿搬送路Ｓ３へと導かれ、搬送ローラ１２ｃ、１２ｄにより再度レジストローラ１３へ搬送される。そして、シートの裏面側に多色トナー像を転写及び熱定着させた後、排紙ローラ１２ｂにより排紙トレイ１４上に排出される。

図２は、本発明に係る画像読取装置９の構造を模式的に示す縦断面図である。略長方形で横長の原稿台９２の下方には、原稿台９２の長手方向と垂直をなすように、光を６５°の開口角で上向きに照射する直管状のキセノンランプ９３を水平に設けてある。キセノンランプ９３の一側方の斜め下方には、キセノンランプ９３に照射された原稿台９２上の原稿Ａからの反射光を、他側方へ反射させる第１ミラー９５が配されている。第１ミラー９５の他側方には、第１ミラー９５で反射された光を中継するための第２ミラー９６が、法線を鉛直下方から一側方へ４５°傾けて配され、更に第２ミラー９６の下方には、第２ミラーで中継された光を一側方に戻すための第３ミラー９７が、法線を鉛直上方から一側方に４５°傾けて設けられている。

図２において、キセノンランプ９３から出射される光束が最大となる方向と原稿台９２とが略直角をなすようにしてある。これにより、キセノンランプ９３が原稿台９２を略垂直に照射する位置で光量が最大となる。この場合、第１ミラー９５の法線の傾きは、照射される光量が最大となる位置でＣＣＤ９９が原稿を読み取れるように決定することが望ましい。本実施の形態では、前記光量が最大となる位置を読取位置Ｂとして、読取位置Ｂから一側方の斜め下方に出射された反射光を他側方の原稿台９２と沿う方向に反射させるようにしてある。このため、第１ミラー９５の法線は、鉛直上方から他側方へ４５°より大きい角度で傾けてある。

図３は、それ自体公知のキセノンランプ９３の内部構造を示す縦断面図である。キセノンランプ９３の本体は、内部にキセノンガスを封入した直円管状のガラス管９３１であり、ガラス管９３１の内壁には、放電により発生した紫外線で励起されて可視光線を発する蛍光体を塗布して蛍光膜９３２を形成してある。ガラス管９３１の外壁には、キセノンランプ９３内で放電を点弧させるためのトリガー電極９３３を貼り付けるように設けてあり、ガラス管９３１及びトリガー電極９３３の外周は、チューブ９３５によって保護された反射膜９３４で覆われている。

蛍光膜９３２、トリガー電極９３３及び反射膜９３４には、ガラス管９３１の管軸に沿う方向を長手方向として略四角形の出射窓９３ａを形成してあり、ガラス管９３１の内部で発光して反射膜９３４で反射された光が、出射窓９３ａから所定の開口角で出射されるようになっている。

図４は、キセノンランプ９３及び原稿台９２の相対位置を示す模式的な縦断面図である。出射窓９３ａの管軸Ｃに対する開口角αは、本実施の形態では６５°である。出射窓９３ａの開口角αを二等分する平面と出射窓９３ａとが交わる直線をＤとするとき、Ｄは出射窓９３ａの管軸Ｃに沿う方向の中心線であり、管軸Ｃから中心線Ｄに向かう方向の光束が最大となるようにしてある。これにより、管軸Ｃ及び中心線Ｄを含む平面と、原稿台９２との交線が、キセノンランプ９３の照射中心となる。

本実施の形態では、図２で説明したように光束が最大となる方向と原稿台９２とが略垂直をなすようにしてあるため、照射中心と管軸Ｃとを含む平面と原稿台９２とは略垂直をなす。従って、照射中心が読取位置Ｂと一致して、照射される光量が最大となる位置で原稿を読み取ることができる。

図５は、デジタル複合機１００のうち、主に画像読取装置９の構成を示すブロック図である。デジタル複合機１００は、制御の中枢であるＣＰＵ２０１、プログラム等の情報を記憶するＲＯＭ２０２、及び一時的に発生した情報を記憶するＲＡＭ２０３を有する制御部２０を備える。制御部２０には、原稿からの反射光を電気信号に光電変換する変換部３０と、原稿を副走査する原稿走査モータ制御部４０と、キセノンランプ９３及び第１から第３ミラー９５、９６、９７からなる光学ユニットを副走査方向に移動させる光学ユニットモータ制御部５０と、キセノンランプ９３を点灯させるランプ電源９３ｂとが接続されている。制御部２０には、また、操作を受け付けるための操作パネル６０及び操作のための情報を表示する表示部６１が接続されている（図６参照）。

ＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２及びＲＡＭ２０３は、互いにバス接続されており、ＣＰＵ２０１は、ＲＯＭ２０２に予め格納されている制御プログラムに従って、入出力、演算等の処理を実行する。
変換部３０は、ＣＣＤ９９と、ＣＣＤ９９が光電変換した電気信号を増幅する増幅度可変の増幅器３０１と、増幅器３０１が増幅した信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器３０２とを備え、変換したＲＧＢのデジタル信号を画像処理部７０に与える。

画像処理部７０は、Ａ／Ｄ変換器３０２から与えられたＲＧＢのデジタル信号に対し、光学ユニット及び変換部３０で生じる各種の歪みを取り除く処理を行うシェーディング補正回路７０１と、シェーディング補正回路７０１が補正した信号をガンマ補正するガンマ補正回路７０２とを備える。ガンマ補正されたＲＧＢのデジタル信号は、図示しない画像メモリに書き込まれる。

原稿走査モータ制御部４０は、ドライバ４０１に自動原稿処理装置１２０の原稿走査駆動モータを駆動させて、原稿Ａを原稿台９２に対し副走査方向に移動させる。光学ユニットモータ制御部５０は、原稿台９２に原稿Ａが手置きされた場合、ドライバ５０１に光学ユニット駆動モータ５０３を駆動させて、キセノンランプ９３及び第１ミラー９５を原稿Ａに対し副走査方向に所定の速度ｖで移動させると共に、第２ミラー９６及び第３ミラー９７を副走査方向にｖ／２の速度で移動させる。

図６は、デジタル複合機１００の操作パネル６０の外観を示す説明図であり、図７は、使用者に原稿の種類を選択させるための原稿選択画面６１１である。操作パネル６０は、コピーモードを選択するためのコピーキー６０１と、白黒又はカラーのコピーを夫々スタートさせるためのスタートキー６０２ａ及び６０２ｂと、タッチパネルを有して液晶からなる表示部６１とを備える。

図８は、読取位置Ｂにおける光量に対する、読取位置Ｂから副走査方向（水平方向）へ離隔した位置における光量の比を例示するグラフである。図中横軸は、読取位置Ｂからの水平離隔距離（ｍｍ）であり、縦軸は光量比（％）である。グラフ中、四角印は本発明の場合であり、三角印は、読取位置Ｂにおける、キセノンランプ９３及びリフレクタ９４による照度の比を略６対４にした図１３の従来例の場合を示す。水平離隔距離がプラス（又はマイナス）の場合、図１３の従来例にあっては、リフレクタ９４側（又はキセノンランプ９３側）へ離隔していることを表す。

従来例の場合、プラス方向（又はマイナス方向）であるリフレクタ９４側（又はキセノンランプ９３側）への離隔に伴う光量比の低下は、リフレクタ９４（又はキセノンランプ９３）から照射される光量の低下によるものが支配的である。プラス方向で光量比が早い段階から低下するのは、キセノンランプ９３よりもリフレクタ９４から照射される光量の割合が小さいことに起因するものである。
一方、本発明の場合、副走査方向にプラス／マイナス１ｍｍ離隔した位置においても光量の低下は見られず、プラス／マイナス方向に対象的な安定した光量比が得られる。

図９は、読取位置Ｂから鉛直上方に離隔した位置における照度を例示するグラフである。図中横軸は、原稿台９２からの垂直離隔距離（ｍｍ）であり、縦軸は照度（ｌｘ）である。グラフ中、四角印は本発明の場合であり、三角印は、読取位置Ｂにおける、キセノンランプ９３及びリフレクタ９４による照度の比を略６対４にした図１３の従来例の場合を示す。

本発明の場合、キセノンランプ９３からの直射光だけで原稿を照射しているため、読取位置における照度は、従来例の場合より３０００ｌｘ以上高い照度が得られている。更に、本発明の場合は、図２で説明したように、原稿Ａに対し略垂直に光を照射しているため、原稿台９２から鉛直上方への離隔に伴って照度が低下する割合は、従来例の場合と比較してはるかに小さいことが示される。これにより、ブック原稿を読み取る場合に、綴じ部における反射光の光量の低下が緩和され、原稿の一部が黒ずんで読み取られる度合いが軽減される。

次に、デジタル複合機１００が、原稿を読み取る具体的な動作について説明する。本実施の形態にあっては、ブック原稿Ａの下地レベルを予備走査（プリスキャン）で検出し、本走査（本スキャン）では、プリスキャンで検出した下地レベルに応じて増幅器３０１の増幅度を更新しながらブック原稿Ａを読み取るようにしている。
使用者が、原稿台９２にブック原稿Ａを綴じ部が主走査方向と略平行になるように載置し、コピーキー６０１を押下した場合、表示部６１に原稿選択画面６１１が表示される。次いで、使用者が、表示部６１のタッチパネルにより「ブック」を選択し、スタートキー６０２ａ又は６０２ｂを押下した場合、制御部２０のＣＰＵ２０１は、ブック原稿Ａの下地領域を読み取るためにプリスキャンを実行させる。

プリスキャンでは、キセノンランプ９３が、ブック原稿Ａに光を照射し、ブック原稿Ａからの反射光が、第１から第３ミラー９５、９６、９７及びレンズ９８を介してＣＣＤ９９上に結像する。また、光学ユニットモータ制御部５０が、上述した光学ユニットを副走査方向に移動させる。ＣＣＤ９９は、結像された画像を直線的に主走査して電気信号に変換し、変換された電気信号は、増幅器３０１で増幅度を一定（本実施の形態では１）にして増幅され、Ａ／Ｄ変換器３０２で白を最大階調とする０から２５５の２５６階調に変換される。ＣＰＵ２０１は、Ａ／Ｄ変換されたデジタル信号に基づいて、ブック原稿Ａに含まれている下地領域の下地レベルの階調値を検出する。この場合、検出した下地レベルの階調値は、下地の光量に対応する。

図１０は、ブック原稿Ａの下地レベルの階調値が、副走査方向に変化する様子を模式的に示す説明図である。図中横軸は、副走査方向の相対的な距離であり、縦軸は階調値（０〜２５５）である。ブック原稿Ａの原稿台９２に密着している部分及び綴じ部における下地レベルの階調値は、本実施の形態では夫々２２０及び１００であり、その間の原稿台９２から浮き上がった部分では、階調値が徐々に変化する。

ＣＰＵ２０１は、検出した下地レベルの階調値を、副走査方向の相対距離に対応付けてＲＡＭ２０３に記憶すると共に、本スキャンにおいて増幅器３０１に設定すべき増幅度を、副走査方向の相対距離に応じて算出し、前記相対距離に対応付けてＲＡＭ２０３に夫々記憶する。この場合の増幅度は、記憶した下地レベルの階調値の変化と相殺するような値に設定する。

本スキャンでは、プリスキャンのときに記憶した増幅度を、副走査方向の相対距離に応じて読み出し、読み出した内容で増幅器３０１の増幅度を更新する。
図１１は、増幅器３０１の増幅度を、副走査方向に変化させる様子を模式的に示す説明図である。図中横軸は、副走査方向の相対的な距離であり、縦軸は増幅度である。ブック原稿Ａの原稿台９２に密着している部分での増幅度は、白レベルの階調値との比より１．１６（＝１．００×２５５／２２０）と算出され、綴じ部での増幅度は、２．５５（＝１．００×２５５／１００）と算出される。また、その間の原稿台９２から浮き上がった部分では、図１０の階調値の変化に応じて増幅度を徐々に変化させる。

図１２は、本発明の実施の形態に係るデジタル複合機１００におけるＣＰＵ２０１の処理手順を示すフローチャートである。以下の処理は、ＲＯＭ２０２に予め格納された制御プログラムに従って、ＣＰＵ２０１により実行される。使用者が原稿台９２にブック原稿Ａを手置きし、操作パネル６０のコピーキー６０１を押下した場合、ＣＰＵ２０１が、画面６１１において「ブック」の選択を受け付けたときに、以下の処理をスタートさせる。
尚、光学ユニットは、副走査の初期位置にあり、増幅器３０１の増幅度は、１．００に設定してあるものとする。

ＣＰＵ２０１は、操作パネル６０のスタートキー６０１ａ又は６０１ｂが押下されたか否かを判定する（ステップＳ１１）。押下されていないと判定した場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、ＣＰＵ２０１は、押下されるまで待機する。押下されたと判定した場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２０１は、ランプ電源９３ｂをオンして（ステップＳ１２）キセノンランプ９３を点灯させる。その後、ＣＰＵ２０１は、光学ユニットモータ制御部５０に対し、光学ユニットの副走査を開始させる（ステップＳ１３）。

次いで、ＣＰＵ２０１は、Ａ／Ｄ変換器３０２の出力を読み出し、それ自体公知のアルゴリズム（例えば、読取信号中の最大値レベルを下地レベルとするもの）によって、前記出力からブック原稿Ａに含まれている下地領域の下地レベルの階調値を検出する（ステップＳ１４）。そして、ＣＰＵ２０１は、検出した下地レベルの階調値を、そのときの副走査方向の相対距離に対応付けてＲＡＭ２０３に記憶する（ステップＳ１５）。

ＣＰＵ２０１は、ＲＡＭ２０３に記憶した下地レベルの階調値に対する白レベルの階調値（＝２５５）との比より増幅度を算出し（ステップＳ１６）、算出した増幅度を前記相対距離に対応付けてＲＡＭ２０３に記憶する（ステップＳ１７）。その後、ＣＰＵ２０１は、光学ユニットが副走査方向の端位置に達したか否かを判定する（ステップＳ１８）。端位置に達していないと判定した場合（ステップＳ１８：ＮＯ）、ＣＰＵ２０１は、処理をステップＳ１４に戻す。

端位置に達したと判定した場合（ステップＳ１８：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２０１は、ランプ電源９３ｂをオフして（ステップＳ１９）キセノンランプ９３を消灯させると共に、光学ユニットモータ制御部５０に対し、光学ユニットを副走査方向とは逆に駆動させる（ステップＳ２０）。その後、ＣＰＵ２０１は、光学ユニットが副走査の初期位置に戻ったか否かを判定する（ステップＳ２１）。初期位置に戻っていないと判定した場合（ステップＳ２１：ＮＯ）、ＣＰＵ２０１は、光学ユニットが初期位置に戻るまで待機する。

光学ユニットが初期位置に戻ったと判定した場合（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２０１は、再びランプ電源９３ｂをオンして（ステップＳ２２）キセノンランプ９３を点灯させると共に、光学ユニットモータ制御部５０に対し、光学ユニットの副走査を開始させる（ステップＳ２３）。その後、ＣＰＵ２０１は、そのときの副走査方向の相対距離に応じて、ＲＡＭ２０３から増幅度を読み出し（ステップＳ２４）、読み出した内容で増幅器３０１の増幅度を更新する（ステップＳ２５）。

次いで、ＣＰＵ２０１は、光学ユニットが副走査方向の端位置に達したか否かを判定する（ステップＳ２６）。端位置に達していないと判定した場合（ステップＳ２６：ＮＯ）、ＣＰＵ２０１は、処理をステップＳ２４に戻す。端位置に達したと判定した場合（ステップＳ２６：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２０１は、ランプ電源９３ｂをオフして（ステップＳ２７）キセノンランプ９３を消灯させると共に、光学ユニットモータ制御部５０に対し、光学ユニットの副走査を停止させて（ステップＳ２８）処理を終了する。

以上のように、本実施の形態によれば、変換部が、原稿からの反射光を電気信号に変換し、変換した電気信号をＡ／Ｄ変換したデジタル信号より、原稿の下地レベルを下地の光量に対応するものとして算出する。そして、変換部が、算出した下地レベルの小／大に応じて、増幅器の増幅度を高／低させる。
これにより、反射光の光量の小／大に応じて、光から電気信号への変換率を高／低させる。従って、光源の消費電力を増すことなく、原稿台から浮き上がった原稿が黒ずんで読み取られることを防止することが可能となる。

また、光電変換素子を直線的に配列したＣＣＤが、光電変換素子の配列方向に主走査して電気信号に変換し、ＣＰＵ及び光学ユニットモータ制御部が、キセノンランプを含む光学ユニットを原稿台に対して主走査方向と直交する副走査方向に移動させる。そして、変換部の増幅度可変の増幅器が、ＣＣＤが変換した電気信号を、副走査方向の相対距離に応じて算出・記憶された増幅度で増幅する。
従って、主走査中は安定した増幅度により増幅された電気信号が得られると共に、原稿の副走査方向の反射光の光量変化に追従して増幅度が調整された電気信号を得ることができる。

更にまた、ＣＰＵが、プリスキャンのときにＣＣＤが変換した電気信号に基づいて、原稿に含まれている下地領域の下地レベルの階調値を公知のアルゴリズムによって検出する。そして、ＣＰＵが、検出した下地レベルの階調値に応じて増幅器の増幅度を算出し、算出した増幅度を副走査方向の相対距離に対応付けてＲＡＭに記憶させ、本スキャンのときにＲＡＭに記憶された内容で増幅器に増幅度を更新させる。
従って、原稿からの反射光を変換した電気信号を、例えば、プリスキャンで正確に検出した下地レベルに応じた増幅度で増幅することにより、下地レベルの高低に依存しない、振幅の揃った電気信号を得ることができる。

更にまた、キセノンランプから出射された光が、原稿台の真下から原稿に対して略垂直に入射する。
従って、ブック原稿の綴じ部が黒ずんで読み取られる度合いを軽減することができると共に、段差の影をなくして原稿を読み取ることができる。

更にまた、光源が直管状のキセノンランプであり、キセノンランプの周囲には、外部へ光を出射する略四角形の出射窓を有する反射膜を設けてある。更に、キセノンランプの管軸及び出射窓の管軸に沿う方向の中心線を含む平面と、原稿台とが交わる直線部分において、光源が原稿を照射する照射中心を形成するようにしてある。
従って、照射中心を原稿の読取位置としたときは、照射される光量が最大となる位置で原稿を読み取ることができる。

更にまた、光学ユニットが相対移動する方向の一方の側に配された第１ミラーが、照射中心からの反射光を前記相対移動の方向の他方の側へ原稿台と沿う方向に反射させる。
従って、照射中心における原稿からの反射光を、第１ミラーを経てＣＣＤに導くことができる。

尚、本実施の形態にあっては、ブック原稿の読み取りに際し、原稿を載置した原稿台を本体装置に対して固定し、キセノンランプを含む光学ユニットを副走査方向に移動させているが、ブック原稿を載置した原稿台を副走査方向に移動させてもよい。

また、増幅器の増幅度は、検出した下地レベルの階調度に対する白レベルの階調度（２５５）の比より算出しているが、検出した下地レベルの階調値に対する、原稿が原稿台に密着している部分の下地レベルの階調値の比より算出してもよい。

更にまた、プリスキャンにより下地レベルを検出しているが、下地レベルを検出するときに使用する増幅度固定の増幅器と、下地レベルを検出する間に発生するデジタル信号を記憶するバッファメモリと、デジタル信号の切り替え器とを更に備えて、プリスキャンをなくしてもよい。

本発明の実施の形態に係るデジタル複合機を模式的に示す正面断面図である。 本発明に係る画像読取装置の構造を模式的に示す縦断面図である。 それ自体公知のキセノンランプの内部構造を示す縦断面図である。 キセノンランプ及び原稿台の相対位置を示す模式的な縦断面図である。 デジタル複合機のうち、主に画像読取装置の構成を示すブロック図である。 デジタル複合機の操作パネルの外観を示す説明図である。 使用者に原稿の種類を選択させるための原稿選択画面である。 読取位置における光量に対する、読取位置から副走査方向（水平方向）へ離隔した位置における光量の比を例示するグラフである。 読取位置から鉛直上方に離隔した位置における照度を例示するグラフである。 ブック原稿の下地レベルの階調値が、副走査方向に変化する様子を模式的に示す説明図である。 増幅器の増幅度を、副走査方向に変化させる様子を模式的に示す説明図である。 本発明の実施の形態に係るデジタル複合機におけるＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。 従来の画像読取装置の構造を模式的に示す縦断面図である。

符号の説明

９ 画像読取装置
２０ 制御部
３０ 変換部
９２ 原稿台
９３ キセノンランプ（光源）
９５ 第１ミラー（ミラー）
９９ ＣＣＤ（光電変換器）
１００ デジタル複合機
１１０ 本体装置
１２０ 自動原稿処理装置
２０２ ＲＯＭ
２０３ ＲＡＭ
３０１ 増幅器

Claims (5)

1. 原稿を載置する原稿台と、該原稿台を通し前記原稿に対して光を照射する光源と、前記原稿からの反射光を電気信号に光電変換する変換部とを備える画像読取装置において、
   前記変換部は、光電変換素子を直線的に配列した光電変換器と、該光電変換器が変換した電気信号を増幅する増幅度可変の増幅器とを有し、
   前記光電変換器は、前記光電変換素子の配列順に電気信号に変換するように構成してあり、
   前記原稿台及び前記光源を前記光電変換素子の配列方向と直交する方向に相対移動させる手段と、
   前記光電変換器が変換した電気信号に基づいて、原稿に含まれている下地領域の下地レベルを検出する手段と、
   該手段が検出した下地レベルの階調値に対する白レベルの階調値の比により前記増幅器の増幅度を算出する手段と、
   該手段が算出した増幅度を前記相対移動の相対位置に対応付けて記憶する記憶手段とを備え、
   前記増幅器は、相対位置に対応付けられて前記記憶手段に記憶された内容で増幅度を更新するように構成してあること
   を特徴とする画像読取装置。
2. 前記光源は、前記原稿に対して垂直的に光を照射するように構成してあることを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
3. 前記光源は、内部に発光部を有する直管体の周囲に、外部へ光を出射する四角形の出射窓を有する反射部を備えたキセノンランプであり、
   該キセノンランプの管軸及び前記出射窓の前記管軸に沿う方向の中心線を含む平面と、前記原稿台との交線が、前記光源の照射中心となるように構成してあること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の画像読取装置。
4. 前記光源が相対移動する方向の一側に配されており、前記照射中心からの反射光を、前記相対移動の方向の他側へ前記原稿台と沿う方向に反射させるミラーを備えることを特徴とする請求項３に記載の画像読取装置。
5. 請求項１から４までの何れか１項に記載の画像読取装置が読み取った電気信号に基づいて画像を形成するように構成してあることを特徴とする画像形成装置。

Images