(57)【要約】【課題】冷陰極管を用いた画像読取装置において、消費電力量を増やすことなく温度上昇を防止し、原稿を読取る際の読取開始時間を短くした画像読取装置及びこれを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】画像読取装置は、待機時の期間ｂにおいて冷陰極管に高圧駆動パルスを間欠的に印加し、点灯と消灯を繰り返している。これにより、待機時における冷陰極管の温度を３０℃〜４０℃に維持することができ、コピー開始キーオン後に冷陰極管が最適な光量となる温度５０℃〜６０℃に達するまでの時間が短縮できるとともに、待機中の消費電力や発熱を抑えることができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿を照明する光源としての冷陰極管と、照明された原稿の反射光を固体撮像素子に結像させ、前記原稿の画像情報を読取る画像読取装置において、待機時は、前記冷陰極管の点灯と消灯を繰り返すことを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
前記待機時における冷陰極管の駆動周波数は、画像読取時における冷陰極管の駆動周波数と同じ周波数とすることを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
【請求項３】
前記待機時において、冷陰極管により照明された白基準板を前記固体撮像素子によって読取り、読取値が所定値あるいは所定範囲内の値となるように、前記冷陰極管の点灯と消灯の時間を変更することを特徴とする請求項１または２に記載の画像読取装置。
【請求項４】
前記冷陰極管の近傍に温度センサを設け、該温度センサの出力に基づいて、待機時における冷陰極管の近傍の温度が所定値あるいは所定範囲内の温度となるように、前記冷陰極管の点灯と消灯の時間を変更することを特徴とする請求項１または２に記載の画像読取装置。
【請求項５】
前記冷陰極管の駆動周波数を、電源オン時あるいはコピー開始キーオン時に、待機時における冷陰極管の駆動周波数よりも高くすることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１に記載の画像読取装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１に記載の画像読取装置を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像読取装置及びこれを備えた画像形成装置に関し、さらに詳細には、原稿を照明する光源として冷陰極管（ＣＣＦＬ）を用い、原稿の画像情報を結像レンズを介して固体撮像素子に結像し、画像を読み取る画像読取装置及びこれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やファクシミリなどにおける画像読取装置９０は、図１に示すように、ガラス製の原稿載置台９１に載置された原稿Ａを読み取るために原稿を照明する冷陰極管９２からなる棒状の光源、照明効率を向上させるためのリフレクター９３及び第一ミラー９４を配置した光源ユニット９９と、第二、第三ミラー９５、９６と、レンズ９７と、固体撮像素子であるラインセンサ（ＣＣＤ）９８で構成されている。
【０００３】
そして、冷陰極管９２及びレフレクター９３により照明された原稿からの反射光は、光源ユニット９９に設けたスリットを通り、第一ミラー９４、第二ミラー９５、第三ミラー９６、そしてレンズ９７を経てラインセンサ９８に結像される。第一ミラー９４を備えた光源ユニット９９は、原稿の画像情報を副走査方向Ｙ（この副走査方向Ｙに直交するラインセンサの配列方向を主走査方向Ｘとする）に走査速度ｖで移動し、それに同期して第二ミラー９５、第三ミラー９６が速度ｖ／２で移動することにより、ＣＣＤなどのラインセンサ９８の配列方向（すなわち、主走査方向Ｘ）と合わせて、２次元的な走査により、画像情報を読み取ることが可能となる。
【０００４】
ラインセンサ９８上に結像された画像情報は、電気信号に変換され、画像処理され、画像情報の印刷が行なわれる場合や、記憶装置等を介して、ネットワークに接続されたパーソナルコンピュータへの送信が行なわれる場合などに利用されている。
【０００５】
画像読取装置９０の光源としては、従来からハロゲンランプなどが使用されているが、ハロゲンランプは、光量は多いものの、発熱量や消費電力に課題があった。他方、冷陰極管は、ハロゲンランプに比べ、発熱、消費電力において優れているが、電源オン後、光量が一定になるまでの立ち上がり時間が遅いといった問題があった。
そして、冷陰極管を用いた画像読取装置には、読取中は点灯させ、それ以外は消灯させているものや、特許文献１に開示されているように、電源オン後に冷陰極管を点灯し続けるものがあった。  
【特許文献１】特開平３−２９７２６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
冷陰極管は温度依存性が大きく、立ち上げ時の低温時には冷陰極管内の水銀蒸気圧が低いことから、紫外線出力が小さいため輝度も低くなる。したがって、前者のように冷陰極管を用いた画像読取装置として、読取中は点灯させ、それ以外は消灯させるものでは、画像の読取開始の操作信号が入力された場合でも、光量が一定になるまでの立ち上がり時間が長くなり、すぐには読取できないといった課題があり、また、後者のように、電源オン後に冷陰極管を点灯し続けるものでは、消費電力が大きくなるとともに、ランプ及び読取装置の温度が上昇するといった課題があった。
【０００７】
本発明は、これらの実情に鑑みてなされたものであり、冷陰極管を用いた画像読取装置において、待機時は、点灯、消灯を繰り返すことで、消費電量を増やすことなく温度上昇を防止し、原稿を読取る際の読取開始時間を短くした画像読取装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、原稿を照明する光源としての冷陰極管と、照明された原稿の反射光を固体撮像素子に結像させ、前記原稿の画像情報を読取る画像読取装置において、待機時は、前記冷陰極管の点灯と消灯を繰り返すことを特徴としたものである。
【０００９】
第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記待機時における冷陰極管の駆動周波数は、画像読取時における冷陰極管の駆動周波数と同じ周波数とすることを特徴としたものである。
【００１０】
第３の技術手段は、第１または２の技術手段において、前記待機時において、冷陰極管により照明された白基準板を前記固体撮像素子によって読取り、読取値が所定値あるいは所定範囲内の値となるように、前記冷陰極管の点灯と消灯の時間を変更することを特徴としたものである。
【００１１】
第４の技術手段は、第１または２の技術手段において、前記冷陰極管の近傍に温度センサを設け、該温度センサの出力に基づいて、待機時における冷陰極管の近傍の温度が所定値あるいは所定範囲内の温度となるように、前記冷陰極管の点灯と消灯の時間を変更することを特徴としたものである。
【００１２】
第５の技術手段は、第１から４のいずれかの技術手段において、前記冷陰極管の駆動周波数を、電源オン時あるいはコピー開始キーオン時に、待機時における冷陰極管の駆動周波数よりも高くすることを特徴としたものである。
【００１３】
第６の技術手段は、第１から５のいずれかの技術手段である画像読取装置を備えた画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、光源として冷陰極管用いた読取装置において、原稿読取時以外の待機時は、冷陰極管の点灯と消灯を繰り返しているため、消費電力量を増やすことなく、ランプや読取装置の温度上昇を防止でき、さらに原稿を読取る場合は、冷陰極管自身が暖まっているため、読取開始時間を短くすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の画像読取装置及びこれを備えた画像形成装置の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図２は、本発明の一実施形態に係る画像読取装置を備えた画像形成装置の構成例を示す図である。
画像形成装置１００は、外部から入力された画像データに応じて、所定のシート（記録用紙）に対して多色及び単色の画像を形成するもので、装置本体１１０と、自動原稿処理装置１２０とにより構成されている。
【００１６】
装置本体１１０は、露光ユニット１、現像器２、感光体ドラム３、クリーナユニット４、帯電器５、中間転写ベルトユニット６、定着ユニット７、給紙カセット８１、排紙トレイ８３等を有して構成されている。装置本体１１０の上部には、本発明に係る画像読取装置９０に該当するものを備えており、原稿が載置される透明ガラスからなる原稿載置台９１が設けられ、原稿載置台９１の上側には自動原稿処理装置１２０が取り付けられている。なお、この画像読取装置９０は、図１で示した画像読取装置９０と同様の構成を有するものである。
自動原稿処理装置１２０は、原稿載置台９１の上に自動で原稿を搬送する。また原稿処理装置１２０は矢印Ｍ方向に回動自在に構成され、原稿載置台９１の上を開放することにより原稿を手置きで置くことができるようになっている。
【００１７】
本画像形成装置１００において扱われる画像データは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に応じたものである。従って、現像器２、感光体ドラム３、クリーナユニット４、帯電器５は、各色に応じた４種類の潜像を形成するようにそれぞれ４個ずつ設けられ、それぞれブラック、シアン、マゼンタ、イエローに設定され、これらによって４つの画像ステーションが構成されている。
帯電器５は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段である。
【００１８】
露光ユニット１は、レーザ出射部及び反射ミラー等を備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）として構成される。露光ユニット１は、レーザビームを走査するポリゴンミラーと、ポリゴンミラーによって反射されたレーザ光を感光体ドラム３に導くためのレンズやミラー等の光学要素が配置されている。また、露光ユニット１としては、この他発光素子をアレイ状に並べた例えばＥＬやＬＥＤ書込みヘッドを用いる手法も採用できる。
【００１９】
露光ユニット１は、帯電された感光体ドラム３を入力された画像データに応じて露光することにより、感光体ドラム３の表面に、画像データに応じた静電潜像を形成する機能を有する。現像器２はそれぞれの感光体ドラム３上に形成された静電潜像を４色（ＹＭＣＫ）のトナーにより顕像化するものである。またクリーナユニット４は、現像・画像転写後における感光体ドラム３上の表面に残留したトナーを、除去・回収する。
【００２０】
感光体ドラム３の上方に配置されている中間転写ベルトユニット６は、中間転写ベルト６１、中間転写ベルト駆動ローラ６２、中間転写ベルト従動ローラ６３、中間転写ローラ６４、及び中間転写ベルトクリーニングユニット６５を備えている。上記中間転写ローラ６４は、ＹＭＣＫ用の各色に対応して４本設けられている。
【００２１】
中間転写ベルト駆動ローラ６２、中間転写ベルト従動ローラ６３、及び中間転写ローラ６４は、中間転写ベルト６１を張架して回転駆動させる。また各中間転写ローラ６４は、感光体ドラム３のトナー像を、中間転写ベルト６１上に転写するための転写バイアスを与える。中間転写ベルト６１は、各感光体ドラム３に接触するように設けられている、そして、中間転写ローラ６４は感光体ドラム３に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト６１に順次的に重ねて転写することによって、中間転写ベルト６１上にカラーのトナー像（多色トナー像）を形成する機能を有している。中間転写ベルト６１は、例えば厚さ１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムを用いて無端状に形成されている。
【００２２】
感光体ドラム３から中間転写ベルト６１へのトナー像の転写は、中間転写ベルト６１の裏側に接触している中間転写ローラ６４によって行われる。中間転写ローラ６４には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加されている。中間転写ローラ６４は、直径８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）軸をベースとし、その表面が導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ，発泡ウレタン等）により覆われているローラである。この導電性の弾性材により、中間転写ベルト６１に対して均一に高電圧を印加することができる。本実施形態では転写電極としてローラ形状を使用しているが、それ以外にブラシなども用いることが可能である。
【００２３】
上述の様に各感光体ドラム３上で各色相に応じて顕像化された静電像は中間転写ベルト６１で積層される。このように、積層された画像情報は中間転写ベルト６１の回転によって、後述の用紙と中間転写ベルト６１の接触位置に配置される転写ローラ１０によって用紙上に転写される。このとき、中間転写ベルト６１と転写ローラ１０は所定ニップで圧接されると共に、転写ローラ１０にはトナーを用紙に転写させるための電圧が印加される（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）。さらに、転写ローラ１０は上記ニップを定常的に得るために、転写ローラ１０もしくは前記中間転写ベルト駆動ローラ６２の何れか一方を硬質材料（金属等）とし、他方を弾性ローラ等の軟質材料（弾性ゴムローラ、または発泡性樹脂ローラ等々）が用いられる。
【００２４】
また、上記のように、感光体ドラム３に接触することにより中間転写ベルト６１に付着したトナー、もしくは転写ローラ１０によって用紙上に転写が行われず中間転写ベルト６１上に残存したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるために、中間転写ベルトクリーニングユニット６５によって除去・回収されるように設定されている。中間転写ベルトクリーニングユニット６５には、中間転写ベルト６１に接触する例えばクリーニング部材としてクリーニングブレードが備えられており、クリーニングブレードが接触する中間転写ベルト６１は、裏側から中間転写ベルト従動ローラ６３で支持されている。
【００２５】
給紙カセット８１は、画像形成に使用するシート（記録用紙）を蓄積しておくためのトレイであり、装置本体１１０の露光ユニット１の下側に設けられている。また手差し給紙カセット８２にも画像形成に使用するシートを置くことができる。また、装置本体１１０の上方に設けられている排紙トレイ８３は、印刷済みのシートをフェイスダウンで集積するためのトレイである。
【００２６】
また装置本体１１０には、給紙カセット８１及び手差し給紙カセット８２のシートを転写ローラ１０や定着ユニット７を経由させて排紙トレイ８３に送るための、略垂直形状の用紙搬送路Ｓが設けられている。給紙カセット８１ないし手差し給紙カセット８２から排紙トレイ８３までの用紙搬送路Ｓの近傍には、ピックアップローラ１１ａ，１１ｂ、複数の搬送ローラ１２ａ〜１２ｄ，レジストローラ１３、転写ローラ１０、定着ユニット７等が配されている。搬送ローラ１２ａ〜１２ｄは、シートの搬送を促進・補助するための小型のローラであり、用紙搬送路Ｓに沿って複数設けられている。またピックアップローラ１１ａは、給紙カセット８１の端部近傍に備えられ、給紙カセット８１からシートを１枚ずつピックアップして用紙搬送路Ｓに供給する。同様にまたピックアップローラ１１ｂは、手差し給紙カセット８２の端部近傍に備えられ、手差し給紙カセット８２からシートを１枚ずつピックアップして用紙搬送路Ｓに供給する。
【００２７】
図３は、冷陰極管を点灯させるための制御回路のブロック図である。
冷陰極管９２を点灯させるための制御回路は、ＣＰＵ２００、電源２０１、インバータ回路２０２、点灯制御部２０３、および、シェーディング補正回路２０４などを有している。
【００２８】
電源２０１からは、インバータ回路２０２へ、例えば１８Ｖの直流電圧を供給し、インバータ回路２０２は点灯制御部からの信号に基づいて、例えば１５００Ｖの高圧の駆動パルスを発生させる。この高圧駆動パルスを冷陰極管９２に供給することによって、冷陰極管９２を点灯している。点灯制御部２０３は、ＣＰＵ２００からの指令に基づいて、後述するようにインバータ回路２０２からの駆動パルスの周波数を変更したり、点灯、消灯の切換えを行ったりしている。ＣＰＵ２００は、図示しない操作部からの電源オンやコピー開始キーの操作を検知することによって、点灯制御部２０３へ指令を出したり、電源２０１からインバータ回路２０２へ供給する電圧の大きさ指示する信号を出したりしている。
【００２９】
また、ＣＰＵは、シェーディング補正回路２０４の制御も行っている。ここで、シェーディング補正回路２０４は、原稿の読み取り前に、基準となる白に着色された原稿送り用のローラまたは背面板を白基準板として固体撮像素子であるラインセンサ（ＣＣＤ）９８で読取り、光源や光学系及びラインセンサの画素間の受光感度のバラツキを補正して、一様な明るさの画像を得るためのシェーディング補正を行っている。
【００３０】
図４は、画像読取装置の電源のオンから種々の状態を経て画像読取までの冷陰極管の温度変化を説明する図である。また、図５は、冷陰極管の点灯時および待機時における駆動パルスを示す図である。
図４において、ｔ０時点で電源がオンすると、インバータ回路２０２から冷陰極管９２へ、通常は図５（ａ）で示すような５０ｋＨｚの高圧駆動パルスが印加される。冷陰極管９２は光量が一定となる温度に達するまでの立ち上がり時間が遅いため、除々に温度が上昇するとともに光量が上昇し、冷陰極管９２の光量が画像読取可能となる温度Ｍにｔ１時点で達するとすれば、この期間ａがウォームアップ時となる。
【００３１】
そして、ｔ１時点までにコピー開始キーがオンされていない場合は、待機時の期間ｂに入り、インバータ回路２０２から冷陰極管９２へは、図５（ｂ）で示すように、５０ｋＨｚの高圧駆動パルスを間欠的に繰り返し印加し、高圧駆動パルスを印加するオン期間と印加しないオフ期間とが交互に繰り返されるようにしている。このため、待機時には冷陰極線管９２は点灯と消灯を繰り返しており、これにともなって、冷陰極管の温度は周期的に変化する。
【００３２】
そして、本実施例では、待機時の点灯時間（オン期間）と消灯時間（オフ期間）とが同じ時間になるように設定することにより、冷陰極管９２の温度が３０℃〜４０℃を維持するようにしている。これは、一般に、冷陰極管の温度が５０℃〜６０℃の時が最適な光量となるため、冷陰極管９２が３０℃〜４０℃を維持していると、最適な光量になるまでの時間が短縮できるとともに、待機中の消費電力を抑えることができ、発熱も抑えることが可能となるからである。なお、待機時の点灯時間（オン期間）と消灯時間（オフ期間）との比はこれに限らず、種々の設定が可能である。
また、待機時における冷陰極管へ印加する高圧駆動パルスの周波数をウォームアップ時や画像読取動作時の冷陰極管への高圧駆動パルスの周波数と同じ周波数の５０ｋＨｚとしているが、これは、複雑な制御を必要とせずに、冷陰極管９２の温度を一定にするためである。
【００３３】
次に、ｔ２時点でコピー開始キーがオンされると、ウォームアップ時と同じ５０ｋＨｚの周波数の高圧駆動パルスを冷陰極管９２へ印加して、冷陰極管９２を点灯させる。そして、冷陰極管９２の光量が画像読取可能となる温度Ｍに達したｔ３時点から画像読取を開始する。なお、画像読取動作時の期間ｄもウォームアップ時と同じ５０ｋＨｚの周波数の高圧駆動パルスを印加して冷陰極管９２を点灯させている。
【００３４】
このように、コピー開始キーがオンされたｔ２時点から画像読取を開始するｔ３時点までの画像読取開始前の期間ｃは、電源オン時のウォームアップに必要な期間ａよりも大幅に短縮させることができる。
【００３５】
次に、待機時に点灯と消灯のオンオフ制御を行い、コピー開始キーオンから早く立ち上げるとともに、さらに待機中の消費電力を抑え、温度上昇を抑えるための方法として、冷陰極管９２の近傍に温度センサを設け、この温度センサの出力に基づいて、待機時における冷陰極管９２近傍の温度が３０℃〜４０℃となるようにフィードバック制御を行ってもよい。そして、冷陰極管９２近傍の温度が所定値あるいは所定範囲の値より低い場合は、高圧駆動パルスのオン期間（点灯期間）のデューティ比を大きくし、高い場合は、高圧駆動パルスのオン期間（点灯期間）のデューティ比を小さくすればよい。
【００３６】
また、他の方法として、待機時に図示しない白基準板からの反射光をラインセンサ（ＣＣＤ）９８で読取り、その読取値に応じて点灯と消灯の時間を自動的に変更するようにしてもよい。冷陰極管からの光量は白基準板からの反射光の読取値と相関関係があるため、画像読取時における白基準板の読取値に対して待機時の読取値が所定値あるいは所定範囲の値となるようにフィードバック制御を行えばよい。
そして、待機時における白基準板の読取値は、コピー開始キーのオン時からどの程度早く立ち上げるか、さらに、待機中の消費電力をどの程度に抑えるかといった各条件を考慮して決定すればよく、本実施例では、待機時における白基準板の読取値を画像読取時における白基準板の読取値の６０％〜７０％となるように設定している。
そして、白基準板の読取値が所定値あるいは所定範囲の値より低ければ、点灯時間を長くし、高ければ、点灯時間を短くしながら、最適な白基準板の読取値になるようにフィードバック制御を行っている。なお、これらのフィードバック制御は、図３のシェーディング補正回路２０４、ＣＰＵ２００、点灯制御部２０３を用いて行うことができる。
【００３７】
また、上記実施例では、ウォームアップ時、待機時、画像読取開始前、及び画像読取開始中の高圧駆動パルスの周波数を、すべて同じ周期数（５０ｋＨｚ）としたが、冷陰極管９２を早急に立ち上げるために、ウォームアップ時の期間ａや画像読取開始前の期間ｃでは高圧駆動パルスの周波数を高く、例えば、１００ｋＨｚにすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】画像読取装置の例を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る画像読取装置を備えた画像形成装置の構成例を示す図である。
【図３】冷陰極管を点灯させるための制御回路のブロック図である。
【図４】画像読取装置の電源のオンから種々の状態を経て画像読取までの冷陰極管の温度変化を説明する図である。
【図５】冷陰極管の点灯時および待機時における駆動パルスを示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１…露光ユニット、２…現像器、３…感光体ドラム、４…クリーナユニット、５…帯電器、６…中間転写ベルトユニット、６１…中間転写ベルト、６２…中間転写ベルト駆動ローラ、６３…中間転写ベルト従動ローラ、６４…中間転写ローラ、６５…中間転写ベルトクリーニングユニット、７…定着ユニット、１０…転写ローラ、１１ａ，１１ｂ…ピックアップローラ、１２ａ〜１２ｄ…搬送ローラ、１３…レジストローラ、８１…給紙カセット、８２…手差し給紙カセット、８３…排紙トレイ、９０…画像読取装置、９１…原稿載置台、９２…冷陰極管、９３…リフレクター、９４…第一ミラー、９５…第二ミラー、９６…第三ミラー、９７…レンズ、９８…ラインセンサ（ＣＣＤ）、９９…光源ユニット、１００…画像形成装置、１１０…装置本体、１２０…自動原稿処理装置、２００…ＣＰＵ、２０１…電源２０１、２０２…インバータ回路、２０３…点灯制御部、２０４…シェーディング補正回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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