JPS62172860A - 原稿読取装置 - 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】 〔技術分野〕 本発明は、電荷蓄積型光源変換素子などからなる撮像素
子を用いて、原稿面を走査することにより画像情報を電
気信号に変換する原稿読取装置に関するものである。

〔従来技術〕

この種の原稿読取装置としては、従来、第８図に示す構
成のものがある。ここで、■は交流電源から給電される
蛍光灯の点灯回路、２はその点灯回路１により点灯駆動
される原稿照明用蛍光灯、３は蛍光灯２からの光により
照明される読取原稿、４は蛍光灯２によって照射された
原稿３上の画素情報を含む反射光を撮像素子５の受光面
上に結像するためのレンズ系、６は撮像素子５により光
電変換して得られた画像信号を増幅する画像信号増幅器
、７はこの画像信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変
換器、８はＡ／Ｄ変換器７からのデジタル画像信号の出
力レベルの変動を補正するための自動利得制御回路であ
り、この自動利得制御回路８により光電変換されたデジ
タル信号のレベルを常に一定に保ちながら順次に画像信
号を取出す。

ここで、原稿３の画素情報゛を光電変換する場合、その
信号出力レベルは蛍光灯２の明るさの変動や原積面の背
景濃度の違い、増幅器６の増幅度の変動などによって太
き（変動する。自動利得制御回路８は、この信号出力レ
ベルの変動を補正するために用いられるものであり、例
えば、画像情報を・記載した原稿面の背景濃度、すなわ
ち原稿紙自身白地部分を検知し、この白地部分の信号レ
ベルに基づき出力信号レベルを一定値に保つものである
。通常の原稿においては、いずれの走査線においても白
地の部分が存在し、しかもその白地部分における信号レ
ベルが最も大きいから光電変換信号の最大値を一定に保
つような構成により、画像信号出力レベルの変動を補正
するようにしている。

ところが、写真などのように全面にわたって中間調を有
する原稿を読取る場合には、通常の文書原稿のような基
準となる背景部分（白地部分）が存在せず走査毎に光電
変換信号の最大値が異なることがありうる。従って従来
の方法で光電変換信号のレベルを制御すると、再現画像
は部分的に濃度が変化して、忠実な中間調を再現できな
い場合がある。従って、写真などを含む中間調画像に対
しては、原稿を読取るあいだ、光電変換信号の増幅度を
常に一定に保ってお（必要がある。

また、この際に、雰囲気温度または電源電圧の変動や劣
化による蛍光灯の光量変化があると光電変換信号のレベ
ルが変動し、従って良好な画像を再現できなくなる欠点
がある。

また、撮像素子の読取動作に光源の調光動作が影響を及
ぼし、画像にムラを生じることもある。

〔目的〕

本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、良好な原稿
読取を達成した原稿読取装置を提供することを目的とす
る。

本発明の他の目的は原稿読取りのための光源の光量を常
に所定値に設定できる原稿読取装置を提供することであ
る。

本発明の目的は原稿読取に際し、読取条件が良好となっ
た場合原稿読取装置を提供することである。

本発明の他の目的は光源の点灯のちらつきによる画像読
取の不都合を除去した原稿読取装置を提供することであ
る。

本発明の以上及びその他の目的と効果は以下の説明より
明白となるであろう。

〔実施例〕

以下、本発明を好ましい実施例を用いて説明する。

第１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Ｇ
Ｄの下部には原稿を照明する蛍光灯ＬＬ、　　Ｌ２）こ
の蛍光灯Ｌｌ、　　Ｌ２から出射した光が効果的に原稿
台ＧＤに載置された原稿面を照射する髄設けられた反射
鏡ＲＭ　＋　、　　ＲＭ　２）原稿を走査（副走査）す
る第１の平面鏡Ｐ　Ｍ　＋、第２の平面鏡Ｐ　Ｍ　２）
原稿面の光像を結像させる光学レンズＯＰ　Ｌ　、　　
ＯＰ　Ｌを通過した光の強弱を読取るための一次元ＣＣ
Ｄ　（Ｃｈａｒｇｅ　　Ｃｏｕｐｌｅｄ　　Ｄｅｖｉｃ
ｅ）からなる撮像素子ＣＣＤが設けられている。

光源Ｌ１．　　Ｌ２）反射鏡ＲＭＩ、ＲＭ２および第１
の平面鏡Ｐ　Ｍ　ｌは支持体ＳＴにより一体となってお
り、キャリッジＣＡ＋に固定されている。キャリッジＣ
Ａ＋は周知の駆動手段により案内レールＧＬ上を図中左
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Ｐ　Ｍ　２は第１の平面鏡Ｐ　Ｍ　１と同一
方向へ第１の平面鏡Ｐ　Ｍ　ｒの移動速度のｌ／２のス
ピードでキャリッジ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Ｐ　Ｍ　＋　、　　Ｐ　Ｍ　
２は図中点線て示す位置ＰＭ＋’　、　　ＰＭ２’　　
まで移動する。この時原稿台ＧＤから平面鏡ＰＭＩ、Ｐ
Ｍ２及びレンズＯＰＬを通って撮像素子ＣＣＤまでの光
路長は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Ｐ　Ｍ　！
、　　Ｐ　Ｍ　２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ならば、原稿面をラスタ
ースキャンした順次信号を得ることができる。

支持体ＳＴの図示実線位置が原稿読取開始時の定位置（
ホームポジション）である。このホームポジションに支
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２図は、第１図の構成を原稿台ＧＤ上より見た原稿画
像の読取部Ｒの構成の模式的概略図である。

図の如く原稿台の端部に前記の白色塗装部ＷＢに対して
垂直方向（副走査方向）に別の白色塗装部ＷＣを設け、
さらに前記ＣＯＤと同一面上にフオトデ・ｒテクタＰＤ
を設ける。これにより、原稿走査中は、副走査方向に設
けられた白色塗装部ＷＣがフォトディテクタＰＤにより
走査される。

第３図は、原稿読取装置の一実施例を示し、第８図と同
一部材には同一符号を付しである。

ここで、９は高周波交流電源のデユーティ比をコントロ
ールする点灯回路、１０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、基準読取
信号を得るための白色塗装部（ＷＢ）、２１はＡ／Ｄ変
換器２０からクロックパルス中によって取出した白色塗
装部１０からの６ビツトの画像信号と予じめ設定された
６ビツトの白色基準画素信号とを比較するためのコンパ
レータであり、基準読取画素信号が白色基準画素信号よ
りも大きいときに比較出力を生じる。

この比較出力をアップ・ダウンカウンタ２２のアップ・
ダウン制御入力端子Ｕ／Ｄに供給する。このカウンタ２
２は、１ラインの画像読取開始毎に入力する水平同期信
号１（Ｓに同期して、Ｕ／Ｄ入力に応じた計数方向に、
端子ＣＬＫへ入力されるクロックパルス（水平同期信号
１（Ｓ　）の計数を行い、その計数出力を出力端子Ｑか
ら取出すものである。

５０は、副走査方向の原稿読取領域外に設けられた白色
塗装部（ＷＣ）であり、原稿走査中は、この白色部材の
反射光量レベルを安価なフォトディテクタ５１で読み取
ることになる。

この様な構成において、まず光学系がホームポジション
に位置する時は、蛍光灯２の光量変化による白色塗装部
１０の光電変換信号のレベル変動を、ＣＣＤ５の出力を
アンプ６で増巾してＡ／Ｄコンバータ２０でデジタル化
した値をコンパレータ２１において一走査における注目
画素の白色基準画素信号と比較することによって得る。

そのコンパレータ出力に応じて蛍光灯点灯回路９が蛍光
灯２に印加すべき高周波交流電源のデユーティ比を変化
せしめることにより光量制御を行う。

しかるのちに所望の光量が得られれば、コンパレータ２
１の出力（Ａ＝Ｂ）によりセットされたフリップフロッ
プ２９の出力により原稿走査が開始される。原稿走査中
は、ＣＣＤ４は原稿読取に使用され、光量制御のセンサ
として用いる事が出来ない。

従って、原稿走査中の光量変動は別系統の制御系を用い
る。すなわち、副走査方向の白色塗装部５０の反射光量
レベルをフォトディテクタ５１で読み取り、その出力を
アンプ５２で出力し、Ａ／Ｄコンバータ５３でデジタル
化した数値と、原稿走査開始時の光量レベルとの比較を
コンパレータ５５で行う。その出力に応じて蛍光灯点灯
回路９が蛍光灯２に印加すべき高周波交流電源のデユー
ティ比を変化せしめることにより光量制御を行う。この
具体的な方法を以下に示す。

原稿の読取に際し、蛍光灯点灯用の調光開始信号が入力
するとフリップフロップ２６，２９．５４はクリアされ
、また、アップダウンカウンタ２２は、水平同期信号ト
ｒＳのカウント動作状態にセットされる。

尚、この調光開始信号は撮像素子５の電荷蓄積開始信号
ともなる。

アップダウンカウンタ２２には、一般的な点灯時間に対
応したカウント値ｎが初期設定されている。

ラッチ２３はアップダウンカウンタ２２に初期セットさ
れたカウント値ｎをクロックに同期してコンパレータ２
４のＢ入力に出力する。

コンパレータ２４のＡ入力には水平同期信号Ｈ５の入力
からクロックのカウントを開始するカウンタ２５のカウ
ント値が入力されており、このカウント値とラッチ２３
からの値とを比較し、ラッチ２３の値が大の場合（Ａ　
＜　Ｂ　）にフリップフロップ２６に■（レベルの出力
する。フリップフロップ２６はＨレベル入力時にクロッ
ク入力に同期して調光回路９へＨレベル信号（Ｑ出力）
を出力する。

一方、カウンタ２５のカウント値がラッチ２３の値に一
致したならば、コンパレータ２４の（Ａ＜Ｂ）　　。

出力はＬレベルとなり、従ってクロックに同期したフリ
ップフロップ２６のＱ出力はＬレベルとなる。

この点灯時間によって撮像素子にだくわえられた電荷が
まだ白色基準信号に満たない場合には、コンパレータ２
１のＡ＞Ｂ出力がＨレベルなので、アップダウンカウン
タ２２はアップモードとなり、水平同期信号ＨＳの入力
により１カウントアツプする（即ちｎ＋１となる）。そ
して、カウントアツプされた値をラッチ２３を介してコ
ンパレータ２４のＢ入力に与え、前述の如く再びカウン
タ２５のカウント値（Ｑ出力）との比較を行なって、ｌ
走査における点灯時間を制御する。

この動作を、白色塗装部を読取った値が白色基準信号と
一致するまで繰返し行なう。

ここで、ｌ走査周期における蛍光灯２の点灯率は第４図
のような関係にある。第４図（Ａ）は基準クロックパル
ス列を示し、第４図（Ｂ）は水平同期信号Ｈ３を示し、
第４図（Ｃ）はフリップフロップ２６のＱ出力を示す。

蛍光灯は水平同期信号Ｈ３の立下がりから１走査におけ
るクロック数Ｍの期間内で点灯し、クロック数Ｎの期間
内では消灯する。

従って、この蛍光灯２の点灯率は、 点灯率−ｍ／　（ｍ＋ｎ）　ｘｌＯＯ（％）となる。

コンパレータ２１にてＡ／Ｄコンバータ２０の出力と白
色基準信号が一致したことが判断されれば、コンパレー
タ２１のＡ＞Ｉ３出力はＬレベルとなる。

また、Ａ＝Ｂ出力がＨレベルとなり、従って、フリップ
フロップ２９はアンドゲート２７からのクロックに同期
して、読取開始信号を出力するとともにインバータ２８
を介し、アンドゲート２９を不作動とする。フリップフ
ロップ２９からの読取開始信号は、マイクロコンピュー
タ等からなる不図示の露光走査制御部に送られ、これに
より、原稿の露光走査を開始すると同時に、光量制御は
、ＣＣＤ５とは別系統の光量読取りに切り換わる。

すなわち、原稿走査が開始されるとアンドゲート２７が
不作動となる為、フォトディテクタ５１で読み取られた
光量レベルは、フリップフロップ５４で保持され、その
データが比較器５５に出力される。

これと同時にデジタルスイッチ５６により、アップダウ
ンカウンタ２２への出力がコンパレータ２１からコンパ
レータ５５へ切換わる。尚、原稿走査開始時点で、フリ
ップフロップ５４で保持されたデータに相当する光量レ
ベルが、原稿走査中の基準レベルとなる訳である。

つぎに、原稿走査中は、副走査方向の白色塗装部の反射
光量レベルをフォトディテクタ５１で読み取り、その数
値と、原稿走査開始時の光量レベルをコンパレータ５５
との比較により、アップダウンカウンタ２２の加減を行
う。以下、光学系がホームポジションにある時と同様の
回路動作により、蛍光灯点灯回路９が蛍光灯２に印加す
べき高周波交流電源のデユーティ比を変化せしめること
により光量制御を行う。

新たな原稿走査に際しては、再び調光開始信号が入力さ
れて、フリップフロップ２６．　２９．　５４がクリア
され、及びアップダウンカウンタ２２が新たなカウント
状態となり、再び白色塗装部を用いた最適な点灯時間の
決定動作を行って後、原稿走査中は別系統により光量制
御を行う。この様に原稿毎に露光量が最適値にセットさ
れるので、良好な画像読取が達成できる。

次に、第５図に本発明の更に他の実施例を示す。

第６図は本発明を適用したレーザービームプリンタにお
ける原稿読取系および書き込み系を示す。ここで第１図
、第３図と、同一のものには同一番号を付した。

原稿読取系３０において、１０は撮像素子５の有効読取
領域における、例えば原稿保持部材に配設した、読取信
号を得るための白色塗装部、５０はフォトディテクター
５１の有効読取領域における、例えば、原稿保持部材の
副走査方向に配設した読取信号を得るための白色塗装部
、３２は基準信号と読取信号とを比較し所定の演算を行
うマイクロコンピュータ、３３はクロックパルスＣＫの
計数を行うカウンタ、３４は後述のように入力端Ａおよ
びＢにそれぞれカウンタ３３からカウント数およびマイ
クロコンピュータ３２から演算結果が供給され、それら
両者の値の大小を比較するコンパレータである。

３５は入力端りにコンパレータ３４から比較出力が供給
され、出力端Ｑから調光回路９に制御信号を送るための
フリップフロップである。

次に書込系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４３から発せられたレ
ーザビーム、４５は感光体４２上にレーザビーム４４を
走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。

かかる構成の下に、蛍光灯２の光量変化による白色塗装
部１０の光電変換信号レベルと基準信号との比較、およ
び演算を行い、蛍光灯による原稿への点灯時間幅を制御
し、更に蛍光灯２の点灯周期を書込系の一ライン走査周
期に同期させることにより、原稿３への照射光量の制御
を行うものである。以下、具体的に説明を行う。

マイクロコンピュータ３２の出力ポートＰＯに初期値ｎ
１またカウンタ３３に初期値Ｏを設定しくｎｅｏ）、リ
セット信号ＲＥＳをマイクロコンピュータ３２に入力す
る。これにより、あらかじめ第６図の如くプログラムさ
れた命令にしたがって、マイクロコンピュータ３２の制
御の下に各部の動作が開始する。コンパレータ３４では
、入力端ＡおよびＢを介して供給された値（Ａ）および
（Ｂ）の比較がなされている。今、（Ａ）＝Ｏ，（Ｂ）
＝ｎなので（Ａ）　＜　（Ｂ）と判定され、コンパレー
タ出力はハイレベルとなる。この結果点灯回路の制御の
下に蛍光灯２がカウンタ３３のカウント値がｎとなる迄
点灯する。

白色塗装部ｌＯから反射した光は、集光レンズ４を通し
て撮像素子５上に結像され、これにより光電変換された
信号は増幅器６により増幅される。この後、Ａ／Ｄ変換
器７によりデジタル信号に変換され、マイクロコンピュ
ータ３２に入力される。ここで、白色の基準信号レベル
Ｌをプログラム内で（０００１）と設定し、第６図のよ
うな白色塗装部ｌＯから得られた画像信号レベルＬ’　
　（ＦＬＤＡＴＡ）と基準信号レベルＬ　（０００１）
との大小判定を行う。

例えば、画像信号レベルＬ’　　（００１０）であれば
光量が小さいと判定し得るようになし、この場合には出
力ポートＰＯにあらかじめ設定されている数値ｎに１を
加算して（ｎ＋１）として、この値をコンパレータ３４
に出力する。これにより、コンパレータ３４においては
、入力端Ａを介して供給される値（Ａ　）、すなわちク
ロックパルスＣＫの計数値が（ｎ＋１）になった時に、
その出力がローレベルとなるので、前回の走査より１ク
ロック分だけ蛍光灯２の点灯時間が長くなる。すなわち
、蛍光灯２による白色塗装部１０へめ照射光量が増加す
る。以下、順次同様の動作を行い、画像信号レベルＬ′
　が（０００１’）となるまでｌ走査毎にマイクロコン
ピュータ３２の出力ポートＰＯの数値が１づつ増加され
る。

逆に、光量が大きければ、すなわち画像信号レベルＬ′
　が（００００）であれば、初期設定値ｎから１を減じ
た値（ｎ−１）をコンパレータ３４に出力する。これに
より、蛍光灯２の点灯時間幅が短（なり、蛍光灯２によ
る照射光量が減少する。

次に、水平同期信号Ｈｓ　ｙ　ｎ　ｃを発生させるべく
構成した書き込み系４０の動作を説明する。第７図にＨ
ｓ　ｙ　ｎ　ｃ　、コンパレータ３４の出力及び調光回
路９の出力を示す。この書き込み系４０は、レーザを光
記録用の光源とし、そのレーザ光をレンズ、光偏向素子
などの光学系を通して感光体上に照射し、ビームスポッ
トを形成させるように構成した光走査装置である。前述
した読取系４０からの画像信号は、レーザ発振装置４３
に入力され、画像信号に応じたレーザビーム４４に変換
される。このレーザビーム４４は、回転多面鏡４５によ
り反射され、感光体４２上にビームスポットを形成する
。ここで、−ライン走査毎にビームスポットがレーザ光
検出素子４１を通過するように構成し、この検出素子４
１により検出された光信号を光電変換装置４６によりト
リガパルスに変換し、水平同期信号Ｈｓ　ｙ　ｎ　ｃと
して読取系３０におけるカウンタ３３の入力端ＬＤに、
また撮像素子５に電荷蓄積開始信号として供給する。カ
ウンタ３３は、この信号Ｈｓｙｎｃの入来によって計数
値がＯにリセットされ、クロックパルスＣＫの計数を再
び０から開始する。すなわちカウンタ３３の計数値とマ
イクロコンピュータ３２の出力ポートＰＯの数値との１
走査毎の大小判定が、この信号Ｆ（ｓｙｎｃの周期で行
なわれる。

以上の動作を繰り返し、蛍光灯２へ供給される高周波交
流電源のデユーティ比を変化せしめて、点灯時間幅の調
整を出力ポートＰＯの数値制御で行ない、更に点灯周期
信号Ｈｓｙｎｃに同期させ以て白色画素信号レベルＬ′
　が基準信号レベルＬと同一レベルになる様に制御する
。その後、内部ＲＯＭの命令に従い原稿走査を開始し、
同時に別系統のＦＬＤＡＴＡ’　＝Ｘを内部のＲＡＭに
保持する。そして、原稿走査中は、この基準値ＸとＦＬ
　　ＤＡＴＡ’　　との比較を行う事により、マイクロ
コンピュータ３２のボートのデータ値をセットし、点灯
周期信号Ｈｓｙｎｃに同期させ以て白色画素信号レベル
が基準値と同一レベルになる様に制御する。

ここで、第４図、第６図の構成は、いずれも、フォトデ
ィテクタの読取レベルが、副走査方向の白色部材の反射
光量という事になっているが、この様な部材を設けずと
も、直接、光源の近傍に配設する事により、光量制御を
行える事はもちろんである。

〔効果〕

以上、説明した様に本発明によれば、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
画素信号レベルを予め定められた基準信号レベルと一致
させるように原稿への照射光■を調整するようにしたの
で、原稿露光開始前に常に一部レベルの光電変換信号を
得ることができ、原稿走査中は、別系統の制御系により
光量調整を行い、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ことができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は原稿画像読取部の構成を示す概略図
、第３図は、本発明による原稿による原稿読取装置の回
路構成例を示す図、第４図は、■走査における点灯制御
の状態を示す図、第５図は本発明による原稿読取装置の
他の回路構成例を示す図、第６図は第５図の制御プログ
ラムを示すフローチャート図、第７図は各部波形を示す
図、第８図は従来方式を示す図であり、ｌは点灯回路、
２は蛍光灯、５は撮像素子である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）通電により点灯する光源と、上記光源にて露光さ
   れた原稿画像を読み取る手段と、上記読取手段からの出
   力信号を用い原稿読取開始前に上記光源の光量を所定値
   にすべく上記光源への通電量を制御する第１制御手段と
   、原稿露光中は、別系統により、上記光源への通電量を
   制御する第２制御手段を有することを特徴とする原稿読
   取装置。
2. （２）特許請求の範囲第（１）項に記載の原稿読取装置
   において、上記読取手段は原稿読取前に所定の濃度パタ
   ーンを読取り、原稿露光中は、前記所定濃度パターンと
   は別に設けられた濃度パターンを読取ることを特徴とす
   る原稿読取装置。