JPH04322552A - 画像読取装置におけるけい光灯の温度制御方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像読取装置において
使用される原稿露光用けい光灯の温度制御方法に関する
。

【０００２】

【従来の技術】ディジタル複写機，ファクシミリ等にお
いて使用される画像読取装置においては、プラテンガラ
ス上に原稿が載置され、この原稿に対してプラテンガラ
スの下側に設けられた露光ランプからの光が照射される
。原稿からの反射光はイメージセンサ上に結像し、イメ
ージセンサから原稿の画像に対応した画像信号が得られ
る。

【０００３】露光ランプとしては一般にけい光灯が使用
されるが、けい光灯の発光能率には温度依存特性があり
、一般に４０〜５０°Ｃ付近で最大発光能率を示すため
、けい光灯に対して加熱手段や冷却手段を取りつけ、点
灯中のけい光灯の温度を上記温度範囲内に維持するよう
にしている。

【０００４】また、低温時にけい光灯の温度の立ち上が
りを早めるために管壁を予熱することも行われている。

【０００５】しかしながら、たとえば、ディジタルカラ
ー複写機において上述のような対策をとった場合にも、
低温環境で標準カラーチャートの複写を行うと、複写開
始時にカラーパッチ部の濃度が低く、複写動作を繰り返
すにしたがって正常な濃度の画像が再現されるという現
象が生じる場合がある。この濃度変動の原因を検討した
結果、以下に述べるような事が判明した。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】けい光灯内には、紫外
線を放出させるための水銀とともに、紫外線の放出をよ
り効率的にするためのＡｒ等の不活性ガスが封入されて
いる。低温環境下においては、周囲温度が低いため管内
のガス圧は低い状態にある。このときけい光灯を点灯す
ると、水銀からの紫外線がけい光体に衝突して可視光が
発生するとともに、Ａｒの赤外発光が発生する。点灯時
間が長くなると、自己発熱により管内のガス圧が上昇し
、Ａｒの赤外発光は徐々に消滅する。図８は、管壁温度
が３０°Ｃであるときの、けい光灯の分光特性の変化例
を示すグラフである。破線は、けい光灯の点灯３秒後の
分光特性例を示し、実線は点灯３０秒後の分光特性例を
示している。なお、図８の例では約８００ｎｍの波長に
赤外発光のピークがあり、この赤外発光輝線のピークの
レベルは、相対値で４８％から２９％まで１９％も低下
している。

【０００７】一方、画像読取装置においては、イメージ
センサとして、ＣＣＤ（電荷結合素子）イメージセンサ
が使用されることが多いが、このＣＣＤイメージセンサ
は、一般に、図９に示すように、可視領域だけではなく
赤外領域、たとえば８００ｎｍにも感度を有している。 なお、図はカラーイメージセンサの例を示しており、特
性曲線Ｒは赤の感度特性、Ｇは緑の感度特性、Ｂは青の
感度特性を示している。したがって、赤外発光の量が多
い場合には、見掛け上、原稿濃度が薄くなったように検
出され、赤外発光の量が減少すると正常な原稿濃度が検
出される。また、赤外領域における各色の感度が異なっ
ているため、赤外発光の量が変化すると見掛け上の原稿
の色相が変化する。

【０００８】そこで、本発明は、上記の知見に基づき、
けい光灯の消灯時においてもけい光灯の温度を一定温度
以上に維持することにより、けい光灯点灯直後から原稿
の濃度を正確に読み取れるようにすることを目的とする
。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、けい光灯から
の光により原稿を照射し原稿からの反射光を赤外領域に
も感度を有するイメージセンサで光電変換する画像読取
装置において使用されるけい光灯の温度制御方法であっ
て、非点灯期間において前記けい光灯の管壁温度を５０
°Ｃ〜６０°Ｃに維持することを特徴とする。

【００１０】

【作用】けい光灯における赤外発光の量は、温度依存性
があり温度が高い程赤外発光の量が少なく、また、点灯
時間に対する赤外発光の変化量が少ない。本発明におい
ては、非点灯期間においてもけい光灯の管壁温度が５０
°Ｃ以上に維持されているので、けい光灯の点灯が開始
された時点で既に赤外発光の量が少ない状態で発光を開
始し、しかも、赤外発光の変化量が少ない。したがって
、赤外領域に感度を有するイメージセンサで原稿の画像
を読み取る場合でも、原稿の見掛け上の濃度が変化する
ことがない。また、管壁温度は６０°Ｃ以下であるので
、可視光の発光能率が低下する割合も少ない。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照しながら実施例に基づいて
本発明の特徴を具体的に説明する。

【００１２】図１は、本発明が適用される画像読取装置
における読取光学系を示す概略断面図である。原稿１が
載置されるプラテンガラス２の下面に沿って、移動可能
に走査キャリッジ３が設けられている。この走査キャリ
ッジ３においては、けい光灯４からの光が直接、或いは
、反射板５で反射されて原稿１に照射される。原稿１か
らの反射光は、セルフォック（登録商標）レンズ等の自
己収束性レンズ６及び赤外線遮断フィルタ７を介してＣ
ＣＤからなるイメージセンサ８上に線状に収束される。

【００１３】また、けい光灯４の周面の光出射部を除い
た位置に、けい光灯４を加熱するための部分円筒状のラ
ンプヒータ９が取りつけられている。更に、けい光灯４
にはヒートシンク１０が取りつけられており、このヒー
トシンク１０の一部にけい光灯４の管壁温度を検出する
ためのサーミスタ等の温度センサ１１が取りつけられて
いる。また、図示しないが、けい光灯４の近傍にはヒー
トシンク１０に風を送ってけい光灯４を冷却するための
冷却ファンが設けられている。なお、図中１２は、画像
読取装置の各種自動補正のために使用される白色基準板
である。

【００１４】けい光灯４からの光で原稿１を照射しなが
ら、走査キャリッジ３を矢印Ａ方向に移動させることに
より、イメージセンサ８からは原稿１の画像に対応した
画像信号が得られる。但し、赤外遮断フィルタ７を設け
た場合でも赤外線成分を完全に除去することはできない
ので、赤外発光量の変化の影響は画像信号中に残る。

【００１５】図２は、本発明が適用される画像読取装置
における画像信号系を示す概略ブロック図である。イメ
ージセンサ８からの画像信号は、利得制御回路２１及び
オフセット制御回路２２を介してＡ／Ｄ変換回路２３に
供給される。利得制御回路２１及びオフセット制御回路
２２は、イメージセンサ８からの画像信号の変化幅が、
Ａ／Ｄ変換回路２３におけるＡ／Ｄ変換処理に適した値
となるように画像信号の交流レベル及び直流レベルを補
正する。

【００１６】すなわち、プラテンガラス２の走査開始側
端部に設けられた基準白色板１２を読み取った時にイメ
ージセンサ８から得られる画像信号のピークと暗時画像
信号との差、すなわちダイナミックレンジが、予め決め
られた値となるように利得制御回路２１の利得を調整し
、また、暗時画像信号のレベルが、Ａ／Ｄ変換に適した
値となるようにオフセット制御回路２２のオフセット量
を調整する。したがって、Ａ／Ｄ変換回路２３において
は、イメージセンサ８からの画像信号が、飽和すること
なくしかも高い分解能でＡ／Ｄ変換される。上述の利得
制御回路２１及びオフセット制御回路２２において所定
の利得及びオフセット量を得るための設定値はそれぞれ
、図示しない記憶回路に記憶される。

【００１７】図３は、図１に示す画像読取装置を複写機
に適用した場合の、けい光灯４の温度制御を行うための
ブロック図である。けい光灯４に取りつけられた温度セ
ンサ１１により、けい光灯４の管壁温度が検出される。 この管壁温度はＣＰＵ　（中央処理装置）　３１におい
て設定温度と比較され、比較結果に応じてヒータ駆動回
路３２を制御してランプヒータ９のオンオフを制御する
とともに、ファン駆動回路３３を制御して冷却ファン３
４のオンオフを制御する。すなわち、管壁温度が設定温
度と一致するように自動温度制御を行う。

【００１８】また、ＣＰＵ３１には、走査キャリッジモ
ータ３５の回転を制御する走査キャリッジ駆動回路３６
、けい光灯４の点滅を制御するランプ駆動回路３７、複
写機全体の動作を制御する複写機構制御回路３８、複写
機に対して各種の指示を与えるための入力キーと複写機
の状態を使用者に対して示す表示装置とを備えた操作パ
ネル３９等が接続されている。

【００１９】以下、本発明が適用された図３に示す複写
機の動作について、図４のフローチャート及び図５のグ
ラフを参照して説明する。

【００２０】複写機の電源がオンされると（時点ｔ０　
）、ヒータ駆動回路３２によりランプヒータ９がオンと
される　（ステップ１０１）。これにより、けい光灯４
が加熱され、その管壁温度が上昇する。温度センサ１１
により検出された管壁温度が、たとえば、３７°Ｃにな
ると　（ステップ１０２，時点ｔ１　）ランプヒータ９
がオフとされた後　（ステップ１０３）、ランプ駆動回
路３７によりけい光灯４が一定時間、たとえば、５５秒
間点灯される　（ステップ１０４，時点ｔ１　〜ｔ２　
）。次に、図２に示す画像信号系における利得制御回路
２１及びオフセット制御回路２２における設定値が求め
られ　（ステップ１０５）、この設定値が利得制御回路
２１及びオフセット制御回路２２にセットされる（ステ
ップ１０６，時点ｔ２　〜ｔ３　）。管壁温度が５０°
Ｃに達すると、ランプヒータ９のオンオフ及び冷却ファ
ン３４のオンオフによる管壁温度の自動温度制御が開始
される　（ステップ１０７，時点ｔ４　以降）。すなわ
ち、管壁温度が５０°Ｃ以下になったときはランプヒー
タ９のみをオンとし、５５°Ｃ以上になったときは冷却
ファン３４のみをオンとし、５０〜５５°Ｃの範囲では
両方ともオフにする。 これにより、待機状態においては、けい光灯４の管壁温
度は常に５０°Ｃ以上，５５°Ｃ以下になるように自動
温度制御されることになる。なお、管壁温度は６０°Ｃ
を越えないようにする必要がある。

【００２１】図６は、けい光灯４の管壁温度を５０°Ｃ
とした場合のけい光灯の分光特性の変化を示すグラフで
あり、破線は、けい光灯の点灯３秒後の分光特性例を示
し、実線は点灯３０秒後の分光特性例を示している。図
６から判るようにけい光灯の温度を５０°Ｃとした場合
には、点灯直後から赤外発光が抑えられ、赤外発光輝線
のピークのレベルの変化は、相対値で２０％から１２％
までの８％と小さくなる。

【００２２】ここで、操作パネル３９から複写開始を指
示すると　（ステップ１０８）、ランプ駆動回路３７に
よりけい光灯４が点灯されるとともに、走査キャリッジ
駆動回路３６により走査キャリッジモータ３５の回転が
開始され、キャリッジ３が矢印Ａ方向に移動を開始する
。 すなわち、原稿１の走査を開始しイメージセンサ８が原
稿画像を読み取る　（ステップ１０９）。本実施例にお
いては、けい光灯４の管壁温度は５０°Ｃ以上に維持さ
れているので、けい光灯４の点灯が開始された時点で赤
外発光輝線のピークのレベルは低く抑えられており、原
稿の走査を繰り返し行ってけい光灯４の点灯が長くなっ
たような場合でも赤外発光輝線のピークのレベルの変化
は小さい。したがって、原稿１の見掛け上の濃度が読み
取りの途中で変化してしまうようなことがなくなる。ま
た、カラー原稿の場合には、原稿の画像の見掛け上の色
相が途中で変化することがなくなる。また、けい光灯４
の管壁温度は６０°Ｃ以下であるので可視光の発光能率
が低下する割合も少ない。

【００２３】なお、けい光灯４の管壁温度を、本実施例
より低い４０°Ｃとした場合には、図７に示すように、
赤外発光輝線のピークのレベルの変化は３１％から１６
％までの１５％と依然大きく、容易に知覚される濃度或
いは色相の変化となって現れる。

【００２４】また、表１は、けい光灯４の管壁温度が４
５°Ｃと５０°Ｃの場合の、点灯３秒後と２分後の色相
の変化（色差）を示している。

【００２５】

【表１】

【００２６】視感評価上、色差が３程度であれば色再現
性に問題ないとされているが、この表からも判るように
、本実施例によれば管壁温度を５０°Ｃ以上に維持する
ことにより、色差を３近くまで抑えることができ、実用
上十分なレベルに到達している。

【００２７】イメージセンサ８から得られた画像信号は
、図２に示す画像信号処理系の利得制御回路２１及びオ
フセット制御回路２２に供給され、図４に示すステップ
１０６でセットされた利得設定値及びオフセット設定値
に基づいて利得制御及びオフセット制御が行われる。 その後、画像信号はＡ／Ｄ変換回路２３によりディジタ
ル信号に変換され、所定の画像信号処理回路を経由して
、たとえば、電子写真方式のカラープリンタに供給され
、カラー画像が出力される。すなわち、原稿の複写が行
われる　（ステップ１１０）。

【００２８】また、複写機の電源はオンとなっているが
、すなわち、待機状態となっているが、複写動作が一定
時間（たとえば、２時間）以上行われなかった場合　（
ステップ１１１）、けい光灯４を所定時間、たとえば５
５秒点灯させてウォームアップを行う　（ステップ１１
２）。更に、或る時間、操作パネル３９から何も操作さ
れなかった場合には　（ステップ１１３）、電源オン時
と同様に、けい光灯４を一定時間点灯させ　（ステップ
１１４）、設定値を求める　（ステップ１１５）。この
設定値が前回の設定値と大きく異なっている場合には、
異常処理を行う　（ステップ１１７）。たとえば、複写
動作を禁止するとともに操作パネル３９に設けられた表
示装置　（図示せず）　に注意を促すメッセージを表示
する。また、設定値の差が許容範囲である場合には、ス
テップ１０６に進み、新たな設定値をセットする。

【００２９】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明においては
、けい光灯の温度を５０°以上に維持するようにしたの
で、けい光灯点灯直後の赤外発光が抑えられる。したが
って、低温環境下で原稿を読み取る場合にも、原稿読取
開始直後から原稿の濃度を正常に読み取ることが可能と
なる。特に、カラー原稿を読み取る場合には、原稿の色
相を正しく読み取ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明が適用される画像読取装置における
読取光学系を示す概略断面図である。

【図２】　　本発明が適用される画像読取装置における
画像信号系を示す概略ブロック図である。

【図３】　　図１に示す画像読取装置を複写機に適用し
た場合のけい光灯の温度制御を行うためのブロック図で
ある。

【図４】　　図３に示す複写機におけるけい光灯の温度
制御動作を説明するためのフローチャートである。

【図５】　　図３に示す複写機におけるけい光灯の温度
制御動作を説明するためのグラフである。

【図６】　　けい光灯の管壁温度を５０°Ｃとした場合
のけい光灯の分光特性の変化を示すグラフである。

【図７】　　けい光灯の管壁温度を４０°Ｃとした場合
のけい光灯の分光特性の変化を示すグラフである。

【図８】　　けい光灯の管壁温度を３０°Ｃとした場合
のけい光灯の分光特性の変化を示すグラフである。

【図９】　　ＣＣＤイメージセンサの感度特性例を示す
グラフである。

【符号の説明】

１　　原稿、２　　プラテンガラス、３　　走査キャリ
ッジ、４　　けい光灯、５　　反射板、６　　レンズ、
７　　赤外線遮断フィルタ、８　　イメージセンサ、９
　　ランプヒータ、１０　　ヒートシンク、１１　　温
度センサ、１２　　白色基準板、２１　　利得制御回路
、２２　　オフセット制御回路、２３　　Ａ／Ｄ変換回
路、３１　　ＣＰＵ、３２　　ヒータ駆動回路、３３　
　ファン駆動回路、３４　　冷却ファン、３５　　走査
キャリッジモータ、３６　　走査キャリッジ駆動回路、
３７　　ランプ駆動回路、３８　　複写機構制御回路、
３９　　操作パネル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　けい光灯からの光により原稿を照射し
   原稿からの反射光を赤外領域にも感度を有するイメージ
   センサで光電変換する画像読取装置において使用される
   けい光灯の温度制御方法であって、非点灯期間において
   前記けい光灯の管壁温度を５０°Ｃ〜６０°Ｃに維持す
   ることを特徴とする画像読取装置におけるけい光灯の温
   度制御方法。