JPH0528025B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は原稿を光走査して原稿情報を読み取る
原稿読み取り装置に関し、特に安定した光源光量
が得られる原稿読み取り装置に関するものであ
る。

［従来技術］ 従来の原稿を光走査して原稿情報を読み取る原
稿読み取り装置を第１図に示す。

図中１は原稿走査用の蛍光灯２を点灯させる点
灯回路、２は原稿走査用蛍光灯、３は読み取り原
稿、４は集光レンズ、５は撮像素子、６は画像信
号増幅器、７はＡ／Ｄ変換器、８は自動利得制御
回路（AGC）である。

次にこの装置の動作について説明する。蛍光灯
２によつて照射された原稿画素情報を集光レンズ
４により撮像素子５の受光面に結像し、光電変換
後得られた画像信号を増幅器６で増幅し、この信
号出力レベルの変動を補正する為、AGC８によ
り光電変換信号レベルを一定に保つよう制御さ
れ、順次出力される。

ここで原稿面よりの画素データを光電変換する
場合、その撮像素子５の出力信号レベルは蛍光灯
２の明るさの変動や原稿面の背景濃度の違い、増
幅回路６の増幅度の変化によつて大きく変動す
る。AGC８はこの出力信号レベルの変動を補正
するためのものであり、原稿面の背景濃度、即ち
紙自身の白さを検知し、一定レベルに保つもので
ある。通常の原稿においてはどの走査線において
も白地の部分が存在し、しかもその部分が最も信
号レベルが大きいので光電変換信号の最大値を一
定に保つような構成とすることによりこれを実現
している。

ところが写真などの様に全面中間調を有する原
稿を読み取るときには普通の文書原稿のような基
準となる背景部分が存在せず、従来の方法で光電
変換信号のレベルを制御すると、再現画像の濃度
が部分的に変化してしまい忠実な中間調が再現で
きない欠点がある。従つて写真などに対しては原
稿を読み取る間、光電変換信号の増幅度を一定に
保つておく必要があるが、この時に雰囲気温度、
電源電圧の変動や、蛍光灯の劣化による光量変化
があると原稿全体の光電変換信号のレベルが変動
し、良好な画像が再現されなくなる欠点がある。
ここで蛍光灯光量の立上がり、定常レベルは環境
温度に大きく起因する特性を示す。立上がりは低
温の場合、蛍光灯管内の封入ガス（アルゴン等の
希ガス）圧力が最適値に到つておらず、熱電子が
これらの希ガスに衝突して発生する励起紫外線の
発生率が悪く、この紫外線が蛍光体に照射される
事によつて励起される可視光量のレベルが結果的
に低くなる。これは時間の経過と共に蛍光灯自身
の自己発熱により、徐々に管内の温度が上昇し、
封入ガス圧が最適値に達し可視光量も飽和値に至
ることになるが蛍光灯の点灯開始から光量が飽和
するまでに例えば環境温度が５℃の場合約１分以
上の長い時間が必要となる。すなわち原稿の走査
を開始するまでに１分以上の長いウエイト点灯時
間を設定する必要があり最近の高速画像処理を要
求される原稿読取装置においては大きな不具合を
生じる事になる。又、前述の様に蛍光灯の光量レ
ベルの大小は管内封入ガス圧の温度特性によるも
のであるが、光量レベルが最大になるための封入
ガスの温度は一般に約40℃前後と言われている。
すなわち環境温度がこれより低くても高くても蛍
光灯の発光効率は低下する事になる。光量レベル
が低い場合に問題となるのは撮像素子の飽和露光
出力電圧に対してかなり低いレベルの出力電圧し
か得られないためＳ／Ｎ比が悪くなる事である。
この事から中間調画像を再現する場合例えば64階
調で表現するとＡ／Ｄ変換後の下位ビツトは信頼
性が低く情報の欠落となる恐れがある。

蛍光灯のこの様な本質的な問題点に対して従来
技術による光量補正の方式では高品位の原稿より
の読み取り情報を得る事は非常に困難となる。

［目的］ 本発明の目的は、環境温度に影響されずに高い
発光効率で光源を発光させるとともに、簡単な構
成で、ライン毎にムラの無い、安定した高品位の
原稿からの読取り情報を得ることのできる原稿読
み取り装置を提供するにある。

［実施例］ 本発明の機能ブロツク図を第２図に示す。図中
１００は原稿面を光走査するための光源、２００
は光源１００を加熱する加熱手段、３００は光源
１００を冷却する冷却手段、４００は加熱手段２
００の温度を検知する第１の検知手段、５００は
原稿読み取り装置の内部温度を検知する第２の検
知手段、６００は第１の検知手段４００及び第２
の検知手段５００の検知温度に従い光源１００を
所定温度に保つ様加熱手段２００及び冷却手段３
００を制御する制御手段である。

また以上の構成に破線部分の原稿走査範囲外に
配設された標準白色板８００とこの標準白色板８
００よりの光源１００の反射光量を検知する光量
検知手段７００と、この光量検知手段７００より
の検知光量に基づき光源１００の発光光量を所定
レベルに制御する光量制御手段９００を付加する
ことによりさらに良好、高品位の原稿読み取りが
可能な原稿読み取り装置となる。

以下図面を参照して本発明の一実施例を説明す
る。

一般に蛍光灯光量はその管壁温度に対して第３
図に示す様な特性を示す事は良く知られている。
すなわち40℃付近で発光効率が最大になりそれよ
り低温でも高温でも光量は低下する。そして当発
明者は蛍光灯に加熱装置を接触させ温度コントロ
ールを行い、冷却装置をON，OFFすることによ
り、光学系を介した撮像素子面上の位置での白色
原稿の反射光量レベルを測定した。その結果を第
４図に示す。ヒータの設定温度は蛍光灯点灯開始
前の値であり機内温度が５℃、15℃、25℃、35℃
の場合のそれぞれの飽和光量レベルで単位は1ux
である。またフアンモータはON時に蛍光灯冷却
のために送風される。この実験データによると15
℃以下ではフアンモータはOFFしてヒータの設
定温度を50℃にコントロールを行い、25℃以上で
はフアンモータをONしてヒータを40℃にコント
ロールを行う事により、最も高い光量レベルを維
持出来る事が解る。（但しこのデータの数値は一
般的には蛍光灯の種類、加熱装置の接触面積、冷
却装置の風量、光学系の方式等でかなり異る。し
かし、これらが決定されれば一義的に定まるもの
である。） 又第５図によれば環境温度５℃でのヒータによ
る温度コントロールを行つた場合と、ヒータ無し
の場合の光量の立上がりには大きな差異がある事
が解る。すなわちこれらの実験結果から蛍光灯光
量を環境温度が変化しても高いレベルに維持する
ためには管壁温度のコントロールが不可欠である
事が判明した。

第６図〜第８図は前述の様な問題点に鑑みてな
された本発明の一実施例を示す図であり、第６図
は本発明の一実施例に係る原稿画像の読取部Ｒの
構成の模式的概略断面図である。読取部Ｒの上部
にはガラス等より成る原稿台GDがあり利用者は
この原稿台GD上に複写しようとする原稿を載置
する。原稿台GDの下部には原稿を照明するため
の蛍光灯Ｌ１，Ｌ２が図示の如く配設されており
この蛍光灯Ｌ１，Ｌ２に近接もしくは接触し、蛍
光灯を加熱するためのヒータLH１，LH２があ
る。原稿を走査（副走査）する第１の平面鏡PM
１と第２の平面鏡PM２、原稿面の光像を結像さ
せる光学レンズOPL，OPLを通過した光の強弱
を読取るための一次元CCD（Charge Coupled
Device）から成る撮像素子CCDが各々設けられ、
又蛍光灯Ｌ１，Ｌ２の近傍に冷却用フアンモータ
FMが取付けられている。

蛍光灯光源Ｌ１，Ｌ２、ヒータLH１，LH２
および第１の平面鏡PM１は支持体STにより一
体に構成されており、キヤリツジCA１に固着さ
れている。キヤリツジCA１は周知の駆動手段に
より案内レールGL上を図中の左から右へ（Ｆ方
向）往動および右から左へ復動する。第２の平面
鏡PM２は第１の平面鏡PM１と同一方向へ第１
の平面鏡PM１の移動速度の1/2のスピードでキ
ヤリツジCA２により案内レールGL上を移動す
る。

尚、往動終了時には平面鏡PM１，PM２は図
中点線で示す位置PM１′，PM２′まで移動する。
この時原稿台GDから平面鏡PM１，PM２及びレ
ンズOPLを通つて撮像素子CCDまでの光路長は
周知の方法により常に一定に保たれる。また、撮
像素子CCDの往走査方向は図面に垂直な方向で
あり平面鏡PM１，PM２の往動中、撮像素子
CCDの受光要素からの信号を順序良く読み出す
ことにより原稿面をラスタスキヤンした順次信号
を得る事ができる。支持体STの図示実線位置が
原稿読取り開始時の定位置（ホームポジシヨン）
である。このホームポジシヨンに支持体STがあ
る場合には原稿台GDの原稿載置領域外に設けら
れた基準読取信号を得るための白色塗装部WBが
走査される。

第７図は第６図に示す本実施例原稿読取装置の
制御部の構成を示し、第２図と同一部材には同一
符号を付してある。

ここで９は高周波交流電源のデユーテイ比をコ
ントロールして蛍光灯２への給電をコントロール
し、ヒータ１１をON，OFFする事により蛍光灯
管壁の温度コントロールを行い、フアンモータ１
０をON，OFFして蛍光灯２の冷却コントロール
を行うための駆動装置、１０は機内温度が高温時
に送風を行い、低温時に送風を停止するフアンモ
ータ、１１は蛍光灯２に接触し、蛍光灯管壁温度
をコントロールするためのヒータ、１２はヒータ
１１に接触し、ヒータ温度を検知するための温度
検出素子、１３は原稿読取装置の所定の場所（フ
アンモータ１０の風邪の影響を受けず、ヒータ１
１や蛍光灯２の熱の影響の無い場所）に設けら
れ、装置内の雰囲気温度を検知するための温度検
出素子、１４は読取原稿３に関連して例えば原稿
保持部材の原稿載置領域外に設けられた基準読取
信号を得るための白色塗装部、１５は基準信号と
読取信号とを比較し所定の演算を行い、光量制
御、蛍光灯の環境制御を行うための制御部であり
マイクロコンピユータにより構成されている。

４０は本実施例原稿読取装置３０よりの読み取
り画像信号を基に対応する画像を記録紙等に転写
記録する記録部であり、以下、該記録部４０の詳
細構成を説明する。

記録部４０において、４１はレーザ光の位置検
出素子、４２は静電潜像を形成するための感光
体、４３はレーザ発振器、４４はレーザ発振器４
３から発せられたレーザビーム、４５は感光体４
２上にレーザビーム４４を送査させるための回転
多面鏡であり、また４６は光検出信号を電気信号
に変換して読取系３０に送るための光電変換装置
である。

この様な記録部４０と本実施例装置を組み合せ
ることにより原稿を記録紙に転写する複写装置が
構成される。

かかる構成のもとに、読み取り装置３０の内部
の環境温度を検出し、ヒータ１１の温度制御及び
フアンモータ１０のON，OFFにより蛍光灯管壁
温度制御を行ない、次に蛍光灯２の光量変化によ
る白色塗装部１４の光電変換信号レベルと基準信
号との比較、および比較結果に基づき演算を行
い、蛍光灯２による原稿への点灯時間幅を制御
し、更に蛍光灯２の点灯同期を書込系の一ライン
走査周期と同期させることにより原稿３への照射
光量の制御を行う様にすることにより高品位な原
稿読み取り、及び原稿複写が行なえる。

以下本実施例装置の原稿読み取り制御を第８図
の制御フローチヤートを参照して説明する。

まずステツプS1で装置の電源がONされるとス
テツプS2に進みヒータ１１（第６図のLH１，
LH２に相当）をONし、次にステツプS3で温度
検出素子１３により装置内の温度を検知する。制
御部１５ではステツプS4で温度検出素子１３の
検知温度が20℃以下か否かを調べ20℃以下の場合
にはステツプS5に進みヒータ温度を温度検出素
子１２により検知する。そしてステツプS6にお
いて検知温度が40℃以下か否か調べ、40℃以下の
場合にはステツプS7でヒータ１１をONし、40℃
以上の場合にはステツプS8でヒータ１１をOFF
する。このヒータ１１の制御は制御部１５の出力
ポートであるP1ポートのON／OFFにより制御さ
れる。

そしてステツプS9で走査開始を指示する不図
示のプリントスイツチがONされているか否か調
べONでなければステツプS5に戻り、40℃でヒー
タ１１の温度コントロール、ひいては蛍光灯の管
壁温度のコントロールを行う。プリントスイツチ
ONの場合には後述するステツプS15以後の処理
を行う。

ステツプS4で装置内温度が20℃以下でない場
合にはステツプS10に進み、ステツプS5同様ヒー
タ温度を検知し、ステツプS11で検知温度が50℃
以下か否か調べ、50℃以下の場合にはステツプ
S11でヒータをONし、50℃以下でない場合には
ステツプS13でヒータ１１をOFFする。その後ス
テツプS9同様にプリントスイツチがONか否か調
べ、ONでない場合にはステツプS10に戻り、50
℃での蛍光灯管壁温度の制御を行なう。そしてプ
リントスイツチがONされるとステツプS9同様ス
テツプS15に進む。

プリントスイツチがONされるとステツプS15
にて再び装置内温度をステツプS3同様に検知し、
ステツプS16にて検知温度が20℃以下か否か調べ
る。20℃以下の場合にはステツプS17でフアンモ
ータ１０をOFFし、20℃以下でない場合にはス
テツプS18でフアンモータ１０をONする。この
フアンモータ１０のON／OFF制御は制御部１５
の出力ポートであるP2ポートのON／OFFにより
行なわれる。そしてステツプS19でヒータ１１が
OFFされステツプS20に進む。

これら一連の制御動作の根拠となるものは、第
４図のデータに基づくものである。すなわち蛍光
灯光量の立上がり特性は出来るだけ早く、又光量
の飽和レベルは出来るだけ高く維持するという目
的に鑑み、最も効果的な方式として、実施例に述
べるものであり、機内温度20℃を制御切換の臨界
点としたのは、データで解る通り15℃〜25℃の間
がフアンモータOFF、ヒータ設定温度40℃の組
合せとフアンモータON、ヒータ設定温度50℃の
組合せで飽和光量レベルがほぼ同じであるためそ
の中間温度として設定したものである。しかし、
この温度は20℃に限定されるものでは無く、装置
構造等により適時変更可能なことは勿論である。

ステツプS20では蛍光灯点灯開始に先立ち制御
部１５内のカウンタCNT２に“ｍ”をセツトす
る。そしてステツプS21にてカウンタCNT２の内
容をカウンタCNT１に格納する。これによりこ
の場合カウンタCNT１及びカウンタCNT２に
“ｍ”がセツトされたことになる。

そしてステツプS22で記録部４０より水平同期
信号Hsyncが入力されるのを待つ。Hsync信号が
制御部１５に入力されるとステツプS23に進み制
御部１５の出力ポートであるP0ポートをONし蛍
光灯を点灯させる。そしてステツプS24，S25に
おいてカウンタCNT１を不図示の内部クロツク
の入力に同期してデクリメントする。そしてカウ
ンタCNT１が“０”となるとステツプS25よりス
テツプS26に進み、出力ポートであるP0ポートを
OFFし蛍光灯を消灯する。即ちカウンタCNT１
に設定された数値に対応した時間だけ出力ポート
であるP0ポートがONされ駆動回路９に印加され
る。駆動回路９は前述の如くＨレベルの入力時、
蛍光灯への高周波交流電源の通電を行う。これに
より１走査における点灯時間が決定される。

そしてステツプS27においてＡ／Ｄ変換器７か
ら入力するデータを基準信号（例えば0001）で減
算する。そして減算結果が“０”より大の場合
は、点灯時間が短い（光量が低い）ものと判断し
てステツプS28でカウンタCNT２を１加算し、減
算結果が“０”より小の場合はステツプS29でカ
ウンタCNT２を１減算する。そしてこの演算結
果を次の走査における蛍光灯点灯時間とする。

これを繰り返すことにより蛍光灯の１走査にお
ける点灯時間を決定する。

ステツプS27での減算結果が“０”となり、最
適の蛍光灯点灯時間に対応した値がCNT２に格
納されるとステツプS30に進み原稿の走査を開始
し、原稿走査により読み取られた画像信号を記録
部に出力して鮮明な画像が記録される。走査が終
了するステツプS3に戻り、再びヒータ１１の温
調を続行し、次の走査に備える。

以上説明した様に最高の発光効率を維持するた
めに光源である蛍光灯に対して加熱装置による加
熱、冷却装置による冷却を施し、短時間の光量変
化に対しては有効読取領域の一部に基準色の部分
を設け、この部分から得られる基準色画像信号レ
ベルを予め定めた基準信号レベルと一致させるよ
うに原稿への照射光量を調整するという並列方式
にしたので、原稿走査開始前に常に一定レベルで
高いＳ／Ｎ比の光電変換信号を得ることができ、
写真等のように全面に中間調を有する原稿に対し
ても常に良好な再現画像を得る事ができる。

［効果］ 以上述べた如く本発明によれば、環境条件に左
右されずに高い発光効率で光源を発光させると共
に、簡単な構成で、ライン毎にムラの無い、安定
した高品位の原稿からの読み取り情報を得ること
ができる原稿読み取り装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の原稿読取装置の構成を示すブロ
ツク図、第２図は本発明の機能を示す機能ブロツ
ク図、第３図は蛍光灯の管壁温度に対する光量特
性を示す図、第４図は本発明に係る加熱装置の設
定温度と冷却装置のON，OFFによる撮像素子面
上での光量レベルの特性を示す図、第５図は環境
温度が５℃の場合の本発明に係る加熱装置がある
場合と無い場合の蛍光灯光量の立上り特性を示す
図、第６図は本発明の一実施例原稿読み取り装置
のブロツク構成の概略を示す図、第７図は本実施
例装置の回路構成を示す図、第８図Ａ，Ｂは本実
施例装置の制御フローチヤートである。 図中、２，Ｌ１，Ｌ２……蛍光灯、３……原
稿、４，OPL……集光レンズ、５，CCD……撮
像素子、７……Ａ／Ｄコンバータ、８……AGC、
９……駆動回路、１０，FM……冷却フアンモー
タ、１１，LH１，LH２……ヒータ、１２，１
３……温度検出素子、１５……制御部、CD……
原稿台、PM１，PM２……平面鏡、CA１……キ
ヤリツジ、WB……白色塗装部である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 光源を加熱する加熱手段と、 前記光源を冷却する冷却手段と、 前記光源の温度を所定温度にすべく前記加熱手
   段及び前記冷却手段を制御する制御手段と、 原稿像をライン毎に読み取つて画像信号を出力
   する一次元撮像手段と、 該一次元撮像手段を副走査方向に移動させるた
   めの駆動手段と、 前記一次元撮像手段による原稿読み取り範囲外
   に配設される標準濃度板と、 前記一次元撮像手段が前記標準濃度板を読み取
   る位置にある時に、前記一次元撮像手段よりの信
   号レベルが所定のレベルとなる様に前記一次元撮
   像手段から出力される信号に基づいて水平同期信
   号に同期したライン毎の前記光源の点灯時間を決
   定する光量制御手段とを備えることを特徴とする
   原稿読み取り装置。