JPH04101558A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、ファクシミリなどの画像読取
装置に係り、特に、黒以外の単色（赤、青など）を識別
する複写機などに用いて最適な画像読取装置に関するも
のである。

〔従来の技術〕

この種の装置に、例えば、特開平１−１０１０６２号が
あり、複数のラインセンサを用い、これを所定のタイミ
ングで駆動し、ラインセンサの原稿読取り位置を読取り
倍率に応じた速度で移動する移動手段及びラインセンサ
の原稿読取り位置のずれを補正する補正手段を設け、前
記タイミング信号の発生間隔を読取り倍率に応じて変化
させるようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記した従来技術においては、その色識別の方
式はセンサ間の距離に相当するバッファメモリが必要と
され、さらに変倍時にはスキャナの走査速度が異なり、
センサ間の距離が必ずしもセンサ幅の整数倍にならず、
補正が必要となる。

一方、蛍光ランプ順次点灯方式や回転フィルタ方式は、
読み取り操作を３回必要とし、黒の識別にはフレームメ
モリを必要とする。

以上のことから、色識別には各色のセンサが同時に同一
位置を検出するのがよく、同一光軸をダイクロイックミ
ラーで３分光し、各々の光をＣＯＤで光−電変換変換す
るダイクロイックミラ一方式を使用することが好ましい
。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、ダイクロイックミラ一方式を含む従来の画像読
取装置は、識別する色がフィルタあるいは露光光源色に
より固定であり、任意の色を識別することは困難である
。

本発明の目的は、原稿の黒部の読み取りと、任意の識別
色の読み取りを行うことが可能な画像読取装置に関する
ものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために本発明は、原稿をスリット露
光により光学的に走査する走査手段と、該手段により得
られる原稿からの反射光を２方向へ分割する分割手段と
、該手段による一方の分割光を色分解する分光手段と、
該分光手段による色分解光を光電変換して原稿情報の有
彩色部を読み取る第１の光電変換手段と、前記分割手段
による他方の分割光を光電変換して原稿情報の黒部を読
み取る第２の光電変換手段とを設けるようにしている。

また、結像の位置調整を容易にするために、第１の光電
変換手段及び第２の光電変換手段か同一平面上に設ける
ことが望ましい。

さらに、原稿情報の任意の有彩色部を読み取り、色識別
が行えるように、分光手段を回動可能にすることが望ま
しい。

〔作用〕

上記した手段によれば、原稿を走査して得られた反射光
の一部を分割することによって原稿情報の黒部が読み取
られ、残る分割光によって原稿情報の有彩色部が読み取
られる。この結果、バッファメモリを用いることなく、
カラーを含む原稿の同時読み取りが可能になる。

また、第１の光電変換手段及び第２の光電変換手段が、
同一平面上に設けられることにより、位置調整を容易に
行うことが可能になる。また、プリント基板の一体化及
び組立性の向上が図られる。

さらに、分光手段を回動させることにより、原稿情報の
任意の有彩色を読み取ることができ、これにより色識別
をすることが可能になる。したがって、カラー画像形成
装置などへの適用が容易になる。

〔実施例〕

第１図は本発明の画像読取装置の画像読取スキャナ部の
構成を示す正面断面図である。

第１図において、１はコンタクトガラス、２は原稿をス
リット露光するための光源である蛍光灯、３．４．５は
ミラー、６はレンズ、７は原稿からの反射光を平行光に
する凹レンズ、８はｆθレンズ、９は透過光を色分解す
る色分解手段としてのプリズム状の分光器、１０はライ
ンＣＣＤ１０ａ及びラインＣＣＤ１０ｂを有する画像読
取部、ｌｌは凹レンズ７の手前に配設されるハーフミラ
−である。

ラインＣＣＤｌ０ａ、ｌＯｂは、水平に配置された同一
平面の読取板上に実装され、結像の位置調整を容易に行
えるようにしている。

なお、コンタクトガラス１の端部の支持部材の下面には
、サイズ検知用の白板１２が設けられている。

以上の構成において、蛍光灯２から出たスリット状の光
は、コンタクトガラスｌ上の原稿を照射する。この照射
による原稿からのスリット状の反射光は、ミラー３，４
，５、レンズ６を順次経由してハーフミラ−１１に到達
し、その一部が凹レンズ７へ直進し、残りは直角方向へ
反射する。

ハーフミラ−１１で分岐された光路上にはラインＣＣＤ
１Ｏａが配設されており、このラインＣＣＤ１０ａによ
って原稿情報の黒部が読み取られる。一方、凹レンズ７
によって入射光が平行光に変換され、さらにｆθレンズ
８によってｆθ補正が施される。このｆθ補正は、画像
読み取り部１０の移動によって異なる光波長成分でもＣ
ＣＤへの画像投影倍率を一定にするために行われる。

ｆθレンズ８からの光は分光器９によって色分解され、
その色分解光が画像読み取り部１０へ投影される。可視
光及び赤外光の波長成分（４００〜７００　ｎｍ）を含
む白色光を露光光源として白色原稿を露光した場合、画
像読み取り部ｌＯの位置には有彩色の帯が投影される。

その有彩色の帯は、左端に長波長の赤色が分離され、順
次右方向へ連続的に色の分離が行われ、右端に短波長の
紫色が分離される。

本実施例では、投影スリットの赤外光部分と有彩色（青
色）部分に可視光領域に感度を持つ２つのＣＣＤ１０ａ
、１０ｂが配設され、夫々原稿の反射光の赤外または青
の光成分が検出される。なお、第１図では図示を省略し
ているが、原稿走査時にそのスリット幅を副走査方向の
読み取り解像度に等しくなるように原稿露光幅を規制す
るスリット露光手段を備えている。

第２図は分光器９による色分解の状態を示す説明図であ
る。

光の波長λに対する屈折率ｎ（λ）の物質で作られたプ
リズムの主断面をＡ、Ｂ、Ｃとし、光の入射側面を（第
１面）をＡＢ、出射側面（第２面）をＡＣ１底面をＢＣ
とする。角ＢＡＣ＝φはプリズム角である。入射角１１
で入射した光は、その波長λに応じて図に示したような
光路をとって進む。ここで、光の進行方向と各境界面に
おける法線との成す角を夫々１＋　　　ｒ＋　、ｒｚ、
１２とし、入射光の方向と出射光の方向との成す角（す
なわち、振れの角）をψとすると、屈折の法則や幾何学
的関係によって次のようなプリズムの基本式が得られる
。ただし、プリズムは空気中にあるものとする。

第１面での屈折　Ｓ　ｊｎｊ＋　＝ｎＳ　ｊｎｒ・・・
（１） 第２面での屈折　Ｓ　１ｎｊ２＝ｎＳ　ｊｎｒｚ・・・
（２） プリズム角　φ＝ｒ、　＋ｒ２　　・・・（３）振れの
角　ψ＝ψ１＋ψ２＝ｉ、＋１２−φ・・・（４） （ただし、ψ、は第１面での振れ、 ψ２は第２面での振れを示す） 上記（１）式と（２）式の和をとって、次式を算出する
。

ｃｏｓ　　（（ｒ＋　　　ｒｚ　）／２）　　・・・　
（５）また、上記（１）式と（２）式の差をとって、次
式を算出する。

ｓ　ｉｎ　（（ｒ＋　−ｒｚ　）／２）　　・・・　（
６）ついで、ｔａｎ　（（ｒ＋　−ｒｚ　）／２）を求
め（５）式を消去すると、屈折率ｎは次のように表され
る。

したがって、入射角！＋、プリズム角φ、及び振れ角ψ
がわかれば、上式からｎが知られ、（１）＝（４）式か
らｒ＋、ｒｚ、Ｌを知ることができる。

本実施例では、長波長の赤色スペクトルはその偏向が小
さく、第２図に図示のＤＥＦＨの光路をたどる。一方、
短波長の青色スペクトルは、その偏向が大きく、ＤＥＧ
Ｉの光路をたどり、下方へ分光する。

逆に、検出しようとする中心波長λ２．λ２及びそのと
きの分光器９の屈折率ｎ、、ｎ２から受光用のＣＣＤ１
０ａ、ｌＯｂの赤外及び青の投影光の目標位置が決定さ
れる。

さらに、ラインＣＣＤ１Ｏｂの位置を固定すれば、分光
器９の位置、角度によりラインＣＣＤｌ０ｂで受光され
る中心波長が変わる。

第３図は本発明に用いられるラインＣＣＤの入力光に対
する分光感度特性を示すものである。

ラインＣＣＤ１０ａは可視光の全ての波長域を受光する
ために、その出力は大きい。また、ラインＣＣＤ１０ｂ
は成る波長域帯のみを受光するため、その出力は小さい
。そこで、本発明では後記するように増幅器を接続し、
その増幅率を変えることにより出力レベルを合わせてい
る。

また、第３図に示すように、波長によって感度が異なる
ため、後記するように、分光器９を回転変位してライン
ＣＣＤ１０ｂに検知される色波長を変えた場合、同様に
増幅器の増幅率をＣＣＤの分光感度に応じて変更するよ
うにしている。

第４図は分光器９とラインＣＣＤの配置を示す正面図で
ある。

画像読取板１０ｃはスキャナユニット内の底板に水平に
配置され、この画像読取板１０ｃ上にラインＣＣＤ１０
ｂが原稿反射投影光のある波長成分位置に取り付けられ
ている。そして、図示点線位置へ回転させると、ライン
ＣＣＤ１Ｏｂは他の有彩色成分を読み取ることができる
。

例えば、分光器９を時計方向へ回転させると、ラインＣ
ＣＤ１０ｂには長波長（７００ｎｍ）の赤色成分までを
読み取ることができる。その時の分光器９の回転の中心
は、原稿反射光が分光器９に入射する位置である。なお
、分光器９の駆動は、不図示のステッピングモータによ
って行い、その回転軸を減速し、ステッピングモータの
ステップ角により分光器９の正確な位置制御を行うこと
が可能である。また、このときのホームホジションは、
ラインＣＣＤｌ０ｂに青色波長（５（）Ｏｎｍ）成分の
原稿反射光が投影される位置にする。

本実施例では、青色以外の有彩色成分、特に、システム
に合わせて原稿情報の任意の色成分を識別するために分
光器９を変位させるようにしたが、ラインＣＣＤｌ０ｂ
を原稿反射光の投影位置の任意の色波長成分位置の左右
方向へ移動する方式であっても、同様の効果を得ること
ができる。

第５図は原稿情報の黒部を検出する制御部の構成を示す
ブロック図である。

ＣＣＤ１０ａ、１０ｂの各々には、増幅器１３゜１４の
各々が接続され、この増幅器１３．１４の各々にＡ／Ｄ
　（アナログ／デジタル）コンバータ１５．１６が接続
されている。また、増幅器１３゜１４には、コンパレー
タ１７，１８が接続され、増幅出力と基準電圧ＶＲ，Ｖ
Ｂの各々との比較を行っている。コンパレータ１７，１
８の出力にはロジック部２０が接続され、このロジック
部２０及びコンパレータ１７にはラッチ回路１９が接続
されている。ＣＣＤ１　Ｏａ、１０ｂＳＡ／Ｄ：ｌンバ
ータ１５，１６及びラッチ回路１９はクロックＣＬＫに
同期して動作している。

第５図の構成において、原稿反射光は、赤外成分を検出
するＣＣＤ１Ｏａと短波長成分゛を検出するＣＣＤ１Ｏ
ｂで光電変換され、アナログの電圧値として出力される
。ＣＣＤ１０ａ及び１０ｂは、共にラインＣＣＤを用い
ており、ＣＯＤの感度が各波長で均一ではないため、Ｃ
ＣＤの分光感度により、増幅器１３．１４の増幅率を変
えている。

増幅器１３．１４の各出力信号は、Ａ／Ｄコンバータ１
５，１６によって６ビツトのデジタル信号に変換される
。Ａ／Ｄコンバータ１５の出力信号が黒データとなり、
Ａ／Ｄコンバータ１６の出力信号が（赤＋黒）画像デー
タすなわち青以外の有彩色画像データになる。

一方、増幅器１３．１４によって得られた画像データは
、コンパレータ１７，１８によって基準電圧ＶＲ，ＶＢ
　（この基準電圧ＶＲ，ＶＢは、夫々調整することがで
きる）と比較され、増幅器１３．１４の出力電圧が基準
電圧を越えるときに“ｌ”レベル信号を出力する。すな
わち、コンパレータ１７，１８によって２値化が行われ
る。例えば、白色の反射光の場合、赤外を含めて可視光
の各色成分を含んでいることから、ＣＣＤ１０ａ。

１０ｂからは高い出力電圧が発生する。

一方、ラインＣＣＤｌ０ｂで原稿情報の青成分を検出し
た場合、原稿情報の青以外の有彩色部、例えば、赤部と
黒部をＣＣＤ出力のローレベルで出力し、白及び背部を
ハイレベルで出力する。したがって、ラインＣＣＤ１０
ｂで得られる読み取り画素情報からラインＣＣＤ１０ａ
で得られる読み取り画素情報を差し引いた画素が赤を始
めとする青以外の有彩色画素であることが判別できる。

以下、ロジック部２０により原稿情報の黒、有彩色（青
成分を除く）、白（青成分を含む）に読み取りドツト毎
に分離でき、ラッチ回路１９からドツト情報読み出しク
ロックＣＬＫに同期した信号Ｓｌ、Ｓ２．Ｓ３を得る。

信号Ｓ１．Ｓ２．Ｓ３は夫々黒、有彩色、白を表し、全
てローレベルで検知される。

以上のように、本発明によれば、ラインＣＣＤ１０ｂで
原稿情報の青成分を検出する位置にある場合、グラフ用
紙などの原稿情報前部も検出されず、白部と同等に認識
され、複写時の青消しも可能になる。

第６図は本発明による画像読取装置を用いた画像形成装
置の一例を示す正面図である。

第１図に示した本発明による画像読取装置２１の下部に
は、レーザビーム２２．２３を発生するレーザ制御部２
６が配設され、このレーザ制御部２６の下部に第１現像
手段２４が配設され、さらに第１現像手段２４の下部に
は第２現像手段２５が配設されている。第１現像手段２
４及び第２現像手段２５の現像ローラに面してレーザビ
ーム２２．２３によって露光される感光体ドラム２７が
配設されている。

第２現像手段２５の下部には転写用紙の搬送路が設けら
れ、その先端部に隣接させて転写チャージャ２８が配設
されている。この転写チャージャ２８の横方向には、転
写の終了した紙面にトナー像を熱及び圧力によって定着
させるための定着部２９が配設されている。

さらに、感光体ドラム２７の周囲には、転写後に感光体
ドラム２７の表面に残留したトナーを除去するためのク
リーニング部３０が設けられている。また、転写位置へ
指定サイズの転写用紙を供給するための給紙カセット３
１が本体側面に着脱自在に設けられている。

第６図の構成において、第１のレーザビーム２２によっ
て信号Ｓｌで判別される黒のドツト部を、前記画像デー
タに基づいて感光体ドラム２７の表面に露光させる。黒
色のトナーを収納した第１現像手段２４によって顕像化
する。ついで、第２のレーザビーム２３によって信号Ｓ
２で判別される有彩色のドツト部を露光し、有彩色、例
えば赤色のトナーを収納した第２現像手段２５で顕像化
する。なお、第１現像手段２４は、黒色の顕像を乱さな
いためとトナーの混色を防止する目的で、非接触現像を
用いる。以降、その画像を転写チャージャ２８でタイミ
ングを合わせて搬入される転写用紙上に転写し、転写済
の用紙を感光体ドラム２７から剥離して定着部２９へ搬
入して定着を行い、機外へ排出する。

以上のように、本発明によれば、原稿の青成分を除く有
彩色部、例えば赤、黄色などが赤色で複写され、白黒原
稿に赤色や黄色で記入された文字などに対する色識別複
写が可能になる。

また、有彩色の読み取りラインＣＣＤを２以上用いるこ
とにより、多色の色識別読み取りが可能になる。

〔発明の効果〕

本発明は上記の通り構成されているので、次に記載する
効果を奏する。

請求項１の画像読取装置によれば、原稿をスリット露光
により光学的に走査する走査手段と、該手段により得ら
れる原稿からの反射光を２方向へ分割する分割手段と、
該手段による一方の分割光を色分解する分光手段と、該
分光手段による色分解光を光電変換して原稿情報の有彩
色部を読み取る第１の光電変換手段と、前記分割手段に
よる他方の分割光を光電変換して原稿情報の黒部を読み
取る第２の光電変換手段とを設けるようにしたので、バ
ッファメモリを用いることなく、カラーを含む原稿の同
時読み取りが可能になる。

請求項２の画像読取装置によれば、第１の光電変換手段
及び前記第２の光電変換手段を同一平面上に設けたので
、位置調整を容易に行うことが可能になる。また、プリ
ント基板の一体化及び組立性の向上が可能になる。

請求項３の画像読取装置によれば、分光手段を回動可能
にしたので、原稿情報の任意の有彩色を読み取ることが
でき、これにより色識別をすることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像読取装置の画像読取スキャナ部の
構成を示す正面断面図、第２図は分光器による色分解の
状態を示す説明図、第３図は本発明に用いられるライン
ＣＣＤの入力光に対する分光感度特性図、第４図は分光
器とラインＣＣＤの配置を示す正面図、第５図は原稿情
報の黒部を検出する制御部の構成を示すブロック図、第
６図は本発明による画像読取装置を用いた画像形成装置
の一例を示す正面図である。 ２・・・蛍光灯、３，４．５・・・ミラー、９・・・分
光器、１０・・・画像読み取り部、１１・・・ハーフミ
ラ−１ｌＯａ、１０ｂ・・・ラインＣＣＤ、１３．１４
・・・増幅器、１５．１６・・・Ａ／Ｄコンバータ、１
７．１８・・・コンパレータ、１９・・・ラッチ回路、
２０・・・ロジック部、Ｓｌ、３２．Ｓ３・・・信号。 第２図 り 第３図 汲 長 （ｎｍ） Ｗ　ツ蒜粥 閑

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）原稿をスリット露光により光学的に走査する走査
   手段と、該手段により得られる原稿からの反射光を２方
   向へ分割する分割手段と、該手段による一方の分割光を
   色分解する分光手段と、該分光手段による色分解光を光
   電変換して原稿情報の有彩色部を読み取る第１の光電変
   換手段と、前記分割手段による他方の分割光を光電変換
   して原稿情報の黒部を読み取る第２の光電変換手段とを
   設けたことを特徴とする画像読取装置。
2. （２）前記第１の光電変換手段及び前記第２の光電変換
   手段を同一平面上に設けたことを特徴とする請求項１記
   載の画像読取装置。
3. （３）前記分光手段を回動可能にしたことを特徴とする
   請求項１記載の画像読取装置。