JPH11184022A - 画像読み取り装置及び電子写真画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 寒冷地等の環境下におかれた複写機におい
て、光学系の結露防止ヒータの制御の最適化を図り、装
置の省電力化を達成する。 【解決手段】 光の偏光を利用して物体の表面状態の変
化を捕えるセンサー２１を用いて、光学ミラー５，６，
７の結露状態を検出することで、結露防止ヒータの制御
を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はＯＣＲ（光学的文字
認識装置）ＤＴＰ等のスキャナー等に用いられる画像読
み取り装置及び画像読み取り装置を有する電子写真画像
形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の画像読み取り装置に
於いては、例えば読み取り系のミラー近傍にヒータが配
置され、環境によってユーザがヒータのＯＮ／ＯＦＦを
選択していた。これは、北海道など低温環境下におかれ
た機械が夜間電源の通電をＯＦＦされ、機械が冷え切っ
た状態において、朝一番にやかんの置かれたストーブ又
はエアコンを動作させられた場合、室内の温度に機械自
身の温度上昇が追いつかず、機械の中の特に光学系が結
露を起こして画像不良を発生させるのを防ぐためであ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の方法ではヒータの制御は行われておらず、ヒータＯ
Ｎであれば夜間ヒータに通電されっぱなしであったた
め、最近規制が厳しくなっている省エネ対策のための電
力削減が困難な状況であった。

【０００４】本発明は光学手段を結露させることなく、
電力削減可能な光学手段の加熱制御を行う画像読み取り
装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】代表的な本発明によれ
ば、光学手段と、前記光学手段を加熱する加熱手段と、
前記光学手段の表面状態を検出する表面状態検出手段
と、前記表面状態検出手段の出力に応じて前記加熱手段
を制御する加熱制御手段と、を備えることで光学手段の
結露が省電力で防止される画像読み取り装置を提供する
ものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）本実施の形態は
原稿を読み取って感光体に結像して感光体及び画像形成
プロセス手段で形成されたトナー像を記録媒体に転写し
て、記録媒体に原稿の画像を複写する電子写真画像形成
装置に適用した例である。

【０００７】以下、図面に示す実施の形態に基づいて本
発明を説明する。図１は本発明を採用した画像処理の一
例として示した電子写真画像形成装置全体の断面図であ
る。基本的な動作について図１を用いて説明する。原稿
給紙装置１上に積載された原稿は、１枚づつ順次原稿台
ガラス２面上に搬送される。原稿が搬送されると、スキ
ャナー部分のランプ３が点灯し、かつランプ３、ミラー
５を担持して、図示矢印方向に移動可能なスキャナーユ
ニット４が移動して原稿を照射する。原稿の反射光はミ
ラー５，６，７を介してレンズ８を通過し、その後イメ
ージセンサー９に入力される。イメージセンサー９に入
力された画像信号は、直接、あるいは一旦図示しない画
像メモリに記憶され、再び読み出され時系列電気画素信
号に対応して変調されたレーザービームとして、露光制
御部１０に入力され、露光制御部１０からの照射光によ
って中空ドラム状の感光体１１上に作られた潜像は、現
像器１２、あるいは１３によって現像され上記潜像とタ
イミングを合わせて被転写紙積載部１４、あるいは１５
より転写紙が搬送され、転写部１６に於いて、上記現像
されたトナー像が転写される。転写されたトナー像は定
着部１７にて被転写紙に定着された後、排紙部１８より
装置外部に排出される。

【０００８】なお、上記原稿の読み取りに際しては、ミ
ラー６，７はスキャナーユニット４の速度の２分の１の
速度でスキャナーユニット４と同方向へ進行するミラー
台１に担持されていて光路長が調整されるようになって
いる。

【０００９】ここで本発明の構成について図２を用いて
説明する。図２は上記画像形成装置の原稿読み取り部の
一部の詳細であり、光学手段が用いられている。ミラー
５，６，７を暖めるためのヒータ１９、ミラー５の表面
状態を検出する表面状態検出センサー２１、ヒータ１９
を制御するためのヒータ制御基板２０が光学部材を配設
した光学室２２に配設されている。光学室２２は画像読
み取り装置の本体部分であって原稿体ガラス２、原稿台
ガラス２に平行な底板２３及び外装の内側の方形に配し
た側板２６でもって中空六立方体状とされ上述の光学部
材を内包している。表面状態検出センサー２１は、ミラ
ー５の画像領域外に配置され、スキャナーユニット４へ
の不図示の給電ケーブルを通じて、このセンサー２１の
出力信号はヒータ制御基板２０へと入力される。ヒータ
１９は数十Ｗ程度のセメントヒータでありＡＣ電力を通
電されることで熱を発生する。

【００１０】図３に表面状態検出センサーの構成を示
す。表面状態検出センサー２１は、発光素子３１、第一
の受光素子３２、第二の受光素子３３、偏光ビームスプ
リッター３４、結像レンズ３５、偏光フィルタ３６から
なる。

【００１１】従来の反射型センサーとの相違点は、２つ
の受光素子を持つ点と偏向ビームスプリッターを擁する
点である。発光素子３１から発光された光は、結像レン
ズ３５、偏光フィルタ３６を通じて光学手段のミラー５
にあたって反射し、偏光ビームスプリッター３４を通っ
て第一の受光素子３２と第二の受光素子３３に入力され
る。この際発光素子３１から発光し、上記光学手段で反
射した光は偏向ビームスプリッター３４においてＳ波と
Ｐ波に偏向され、Ｓ波が第一の受光素子３２へ、Ｐ波が
第二の受光素子３３へと入力される。ここで、第一の受
光素子３２の受光出力をＳ、第二の受光素子３３の受光
出力をＰとすると、 （Ｓ−Ｐ）／（Ｓ＋Ｐ） なる値は、反射する材料及び状態の違いで大きく変わっ
てくることが知られている。図４はミラー５の結露状態
の違いによる（Ｓ−Ｐ）／（Ｓ＋Ｐ）の値の変化を示す
グラフである。横軸がミラー５の結露状態の程度を示
し、縦軸が（Ｓ−Ｐ）／（Ｓ＋Ｐ）の値である。このグ
ラフより、ミラー５が結露を始めると（Ｓ−Ｐ）／（Ｓ
＋Ｐ）の値が減少し始めることがわかる。

【００１２】ヒータ制御基板２０の構成を図５に示す。
４１は出力Ｓをデジタル値に変換する第一のＡ／Ｄ変換
器、４２は出力Ｐをデジタル値に変換する第二のＡ／Ｄ
変換器、４３は第一、第二のＡ／Ｄ変換器４１，４２の
出力を演算するマイクロプロセッサ、４４はマイクロプ
ロセッサ４３の演算結果によってヒータ１９への通電を
ＯＮ／ＯＦＦするスイッチである。図５において、点線
内がヒータ制御基板２０となる。

【００１３】冬場など夜間比較的室温の下がる環境に画
像形成装置が置かれた場合、画像形成装置自体も休止し
ており、画像形成装置の温度はかなり下がると考えられ
る。この状態で、朝エアコン等の暖房器具が作動し場
合、室内温度及び湿度はあるところまで急激に上昇する
ことになる。この時、装置は結露を起こす可能性があ
り、特に画像形成装置の電源が投入されてウォームアッ
プ状態となっても、画像読み取り装置の光学ミラーは暖
まりにくいところに位置し、結露したまま装置を作動さ
せる可能性がある。そこで、光学手段のミラーに関して
は、結露しないようにする必要があり、次に本発明の動
作について説明を行う。

【００１４】まず、光学手段の表面状態を検出するセン
サー２１及び光学手段を加熱するヒータ１９、ヒータ１
９の制御回路２０は、画像形成装置本体の電源系と別系
統で２４時間通電されて常時作動している。この状態
で、結露という現象が起こった場合、光学ミラー５の表
面に水滴が付着することになるので、表面状態、特に反
射率が変わり、表面状態検出センサー２１の出力に変化
が生じる。また、第一、第二のＡ／Ｄ変換器４１，４２
の出力は常に、マイクロプロセッサ４３によって監視さ
れている。そして、（Ｓ−Ｐ）／（Ｓ＋Ｐ）の値が初期
値（出荷時）の一定割合まで下がると、マイクロプロセ
ッサ４３からの信号でヒータ１９への通電が開始され
る。そして、ヒータ１９が通電されることによって結露
を始めた光学手段が暖められはじめ、やがて結露が解除
されると、（Ｓ−Ｐ）／（Ｓ＋Ｐ）出力も上昇する。そ
して、（Ｓ−Ｐ）／（Ｓ＋Ｐ）が変化開始前の値に戻っ
てある程度の時間が経過したら、スイッチ４４がＯＦＦ
し、ヒータ１９の通電が解除される。再び、表面状態検
出センサー２１の出力に変化が生じた場合は、前記プロ
セスを繰り返す。また、この間に画像形成装置本体の電
源が投入された時には、表示部に警告表示を行い画像形
成装置はコピー不可状態とする。そして、前記センサー
２１の出力が変化開始前に戻った状態で、スタンバイに
復帰する。

【００１５】上記本発明の画像形成装置において問題と
なるのは、光学ミラー５の表面状態のみを検出している
ので、ミラー５の表面の汚れと結露の差の判別方法だと
考えられる。しかしながら、汚れによる光学ミラー５の
反射率の変化に関しては、表面状態検知センサー２１の
出力の時間変位の観測を行うことで判別できると考えら
れる。即ち、結露による前記センサー２１の出力変化で
あれば、一定時間ヒータ１９を作動させることで、結露
は解消して前記センサー２１の出力はもとに戻るはずで
あるが、汚れの場合は変化したまま変わらないはずであ
る。よって、表面状態検出センサー２１の出力の変化に
応じてヒータ１９を作動させ、一定時間経過しても前記
センサー２１の出力が変化しない場合は、図示していな
いシステム制御部にエラー信号を送り、ミラー汚れとい
う警告を表示部に行う。

【００１６】また、上記問題点を解決するために、ミラ
ー５部の温度を検出する不図示の温度検出手段を備え、
前記センサー２１の出力とミラー５の温度を合わせて制
御するという方法が考えられる。即ち、結露を起こすよ
うな環境の部屋においては、異常な高温高湿になるとは
考えられず、結露はミラー５の温度の低い状態で起こる
と予想される。よって、表面状態検出センサー２１の出
力変化が生じた時に、ミラー温度が一定温度以上であれ
ばそれは、ミラー５の汚れと判断し、ミラー汚れという
警告を表示部に行えばよいことになる。

【００１７】更に本発明では、ヒータを専用のヒータ制
御基板で制御しているが、画像形成装置本体を制御する
制御基板にこの機能が組み込まれても、同様の制御は可
能である。ただし、夜間の省電力化を考えた場合、専用
の制御基板で制御した方が全体の電力は削減できる。

【００１８】このように本発明の構成をとることによっ
て、画像形成装置が休止状態にある場合、光学ミラーの
表面状態を監視しながら、光学ミラーを加熱するヒータ
を制御することで、適正な時間のみヒータに通電するこ
とが可能となる。

【００１９】なお、本発明では、表面状態検出センサー
２１は第１の反射ミラー５に対するものであるが、第２
の反射ミラー６，７に対して表面状態検出センサーを設
けて何れか１つの表面状態検出センサーが結露状態を検
出してヒータ１９を付勢するようにしてもよい。

【００２０】（実施の形態２）次に、本発明の実施の形
態２について説明を行う。

【００２１】実施の形態１においては、少なくとも結露
してからヒータ１９を作動させることになるので、結露
中に装置本体の電源を投入されると、結露解除までコピ
ーすることはできず、ウォームアップ時間の増加につな
がる可能性があるが、実施の形態２ではこの点を鑑みて
結露する以前にヒータ１９を作動させ、ウォームアップ
タイムの増加を防ぐことを目的とする。

【００２２】実施の形態２のヒータ制御回路５０の構成
を図６を用いて説明する。このヒータ制御回路５０は光
学室２２に配設されている。実施の形態１と異なる点
は、光学手段のミラー５部に第一の温度センサー５１を
設け、ヒータ１９の制御基板２０内にも温度センサー５
２及び湿度センサー５３を設けた点である。第一の温度
センサー５１の出力Ｔ１は、スキャナーユニット４への
給電ケーブルを通じて、ヒータ制御回路５０へ入力され
る。

【００２３】５２はヒータ制御回路５０内にある第二の
温度センサー、５３は同じく湿度センサー、５４〜５８
は光学手段の表面状態を検出するセンサー２１の出力
Ｓ，Ｐ、各温度センサー５１，５２、湿度センサー５３
の出力Ｔ１，Ｔ２，Ｈをデジタル値に変換するＡ／Ｄ変
換器、５９は前記センサーの各出力を演算するマイクロ
プロセッサ、６０は各センサーのデータを記憶するメモ
リ、６１はマイクロプロセッサ５９の演算結果によって
ヒータ１９への通電をＯＮ／ＯＦＦするスイッチであ
る。

【００２４】次に、図７を用いて本実施の形態２の動作
を説明する。まず、光学手段のミラー５が結露した時に
ヒータ１９を制御する方法を述べる。ステップＳ１でマ
イクロプロセッサ５９はまず光学系ミラーの表面状態を
検出するセンサー２１の出力Ｓ，Ｐから（Ｓ−Ｐ）／
（Ｓ＋Ｐ）を算出し、この値と所定値ａとを比較する。
この比較結果、算出値が所定値ａよりも小さかった場合
は、ステップＳ２へ進みヒータ１９をＯＮさせる。そし
て、ステップＳ３で引き続き（Ｓ−Ｐ）／（Ｓ＋Ｐ）の
値を監視し、（Ｓ−Ｐ）／（Ｓ＋Ｐ）の値が初期値ａ０
と等しくなった時にステップＳ４に進みヒータ１９をＯ
ＦＦする。光学手段のミラー５が結露する度にこの動作
を繰り返す。そして、光学手段のミラー５が結露した時
の前記第一の温度センサー５１の出力Ｔ１、前記第二の
温度センサー５２の出力Ｔ２、前記湿度センサー５３の
出力Ｈの値をＴ１０，Ｔ２０，Ｈ０としてメモリ６０に
取り込んでおく。そして、それぞれの結露時の値に＋α
した値、Ｔ１１，Ｔ２１，Ｈ１を作成する（Ｔ１１＝Ｔ
１０＋Δｔ１、Ｔ１２＝Ｔ２０＋Δｔ２、Ｈ１＝Ｈ０＋
Δｎ）。次に各温度及び湿度センサーの出力に応じたヒ
ータ１９の動作について述べる。ステップＳ１でＳ−Ｐ
／Ｓ＋Ｐがａよりも大きいときはステップＳ１−１へ進
む。ステップＳ１−１ではまず、Ｔ１，Ｔ２，Ｈの値を
常に監視しておき、前記Ｔ１１，Ｔ２１，Ｈ１と現状の
Ｔ１，Ｔ２，Ｈとの値を比較する。そして、これらの値
が、Ｔ１１＞Ｔ１ かつ Ｔ２１＜Ｔ２ かつ Ｈ１＜
Ｈ０という条件になったならば、ステップＳ１−２へ進
み、ヒータ１９をＯＮさせる。そして、ステップＳ１−
３でしばらくヒータ１９を加熱し、各センサーの出力が
上記条件を満たさなくなった時に、ステップＳ４に進み
ヒータ１９をＯＦＦする。このことは即ち、結露する条
件の一歩手前でヒータ１９をＯＮすることになり、これ
によって光学ミラー５が結露を開始する前に、結露防止
のためのヒータ制御が可能となる。

【００２５】各実施の形態はヒータ１９としては電気抵
抗加熱線を用いている。然し乍ら、加熱手段としてはヒ
ータに限らず乾燥した温風を光学室循環又は吹き込むよ
うにしてもよい。

【００２６】実施の形態は電子写真複写機について述べ
たが本発明は原稿を読み取り、読み取った文字を定形文
字に変換して読み出し可能なメモリに記憶させるＯＣＲ
（光学的文字認識装置）のスキャナーに適用できる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の構成
をとることによって、原稿読み取り装置において、光学
手段の結露を防止するための加熱手段を制御するにあた
って、最適な時間のみ加熱手段の作動を行うことが可能
となったので、画像読み取り装置全体の電力の軽減に貢
献することができる。

【図面の簡単な説明】

図面はいずれも本発明の実施の形態を示し

【図１】本発明の画像形成装置の縦断面図である。

【図２】図１の画像形成装置における画像読み取り装置
の構成を示す拡大詳細図である。

【図３】表面状態検出センサーの構成図である。

【図４】表面状態を検出するセンサーの出力特性図を示
すグラフである。

【図５】実施の形態１のヒータ制御基板構成図である。

【図６】実施の形態２のヒータ制御基板構成図である。

【図７】実施の形態２の動作シーケンスを説明するフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

１…ミラー台 ２…原稿台ガラス ３…ランプ ４…スキャナーユニット ５…ミラー ６…ミラー ７…ミラー ８…レンズ ９…イメージセンサー １０…露光制御部 １１…感光体 １２…現像器 １３…現像器 １４…被転写紙積載部 １５…被転写紙積載部 １６…転写部 １７…定着部 １８…排紙部 １９…ヒータ ２０…ヒータ制御基板 ２１…表面状態検出センサー ２２…光学室 ２３…底板 ２６…側板 ３１…発光素子 ３２…第一の受光素子 ３３…第二の受光素子 ３４…偏光ビームスプリッター ３５…結像レンズ ３６…偏光フィルタ ４１…第一のＡ／Ｄ変換器 ４２…第二のＡ／Ｄ変換器 ４３…マイクロプロセッサ ４４…スイッチ ５０…第二のヒータ制御回路 ５１…第一の温度センサー ５２…第二の温度センサー ５３…湿度センサー ５４…Ａ／Ｄ変換器 ５５…Ａ／Ｄ変換器 ５６…Ａ／Ｄ変換器 ５７…Ａ／Ｄ変換器 ５８…Ａ／Ｄ変換器 ５９…マイクロプロセッサ ６０…メモリ ６１…スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｎ 1/00 Ｈ０４Ｎ 1/04 Ｚ 1/04 (72)発明者 船水 善浩 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 大弓 正志 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 鍛治 一 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原稿の画像情報を光学手段を用いて読み
   取り、結像部に結像させる画像読み取り装置において、 光学手段と、 前記光学手段を加熱する加熱手段と、 前記光学手段の表面状態を検出する表面状態検出手段
   と、 前記表面状態検出手段の出力に応じて前記加熱手段を制
   御する加熱制御手段と、を備えたことを特徴とする読み
   取り装置。
2. 【請求項２】 前記表面状態検出手段は反射光の偏向の
   割合を利用して表面状態を検出する検出手段であり、光
   学手段の結露による表面状態の変化を検出することを特
   徴とする請求項１に記載の画像読み取り装置。
3. 【請求項３】 表面状態検出手段が光学手段の表面状態
   の変化を検出して加熱手段を付勢した際に、加熱手段が
   結露を解消するために必要とする時間以上付勢されてい
   ることを検出して光学手段の汚れを判別する制御手段を
   有することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像読
   み取り装置。
4. 【請求項４】 画像読み取り装置本体内の温度を検出す
   る温度検出手段を備え、 前記温度検出手段の出力と前記表面温度状態検出手段の
   出力とに応じて前記加熱手段を制御する加熱制御手段を
   備えたことを特徴とする請求項１に記載の画像読み取り
   装置。
5. 【請求項５】 温度検出手段が光学手段に結露を生じ難
   い高温度を検出しているときに、表面状態検出手段が光
   学手段の表面状態の変化を検出した際に光学手段の汚れ
   を判別する制御手段を有することを特徴とする請求項４
   に記載の画像読み取り装置。
6. 【請求項６】 前記表面状態検出手段の出力により前記
   光学手段の表面状態が異常と判断されている時は画像読
   み取りの動作を停止し、表示部に警告を表示することを
   特徴とする請求項１から５の何れか１つに記載の画像読
   み取り装置。
7. 【請求項７】 画像読み取り装置本体内の温度を検出す
   る第一の温度検出手段と、 前記光学手段の温度を検出する第二の温度検出手段と、 前記画像形成装置本体内の湿度を検出する湿度検出手段
   と、 前記検出温度および湿度を記憶する記憶手段と、 前記記憶手段に記憶された温度及び湿度と現在の温度及
   び湿度を比較する比較手段と、 前記比較手段の結果に応じて前記光学系の加熱手段を制
   御する加熱制御手段と、を有し、 前記光学手段の表面状態検出手段の出力とその時の温度
   および湿度を記憶することで、前記光学手段の表面状態
   が変化する以前に前記加熱手段を動作させることを特徴
   とする請求項１に記載の画像読み取り装置。
8. 【請求項８】 原稿の画像情報を光学手段を用いて読み
   取り、電子写真感光体ドラムに結像させる画像読み取り
   装置を有し、記録媒体に画像を形成する電子写真画像形
   成装置において、 前記画像読み取り装置は光学手段と、 前記光学手段を加熱する加熱手段と、 前記光学手段の表面状態を検出する表面状態検出手段
   と、 前記表面状態検出手段の出力に応じて前記加熱手段を制
   御する加熱制御手段と、を備えたことを特徴とする電子
   写真画像形成装置。
9. 【請求項９】 前記光学手段で読み取った画像はイメー
   ジセンサーに結像して、時系列電気画素信号に対応され
   たレーザビームを露光制御部でもって電子写真感光体ド
   ラムに結像させる請求項８に記載の電子写真画像形成装
   置。