(57)【要約】【課題】ノイズを発生することなく、光源部を構成する複数の光源素子に安定した電力を供給しつつ消費電力の低減を図る。【解決手段】光源部１には、複数のＬＥＤ１１ａを直列に接続したＬＥＤ列１１を複数列設けており、その光源部１の複数列の各ＬＥＤ列１１に一定の入力電圧Ｖｉｎが印加され、その各ＬＥＤ列１１に、定電流源２によってそれぞれ定電流Ｉｃを流して各ＬＥＤ１１ａを駆動する。その複数列の各ＬＥＤ列１１と定電流源２との接続部の電圧を検出し、その電圧のレベルによって、各ＬＥＤ列１１の直列接続されたＬＥＤ１１ａの数が、ＬＥＤ列１１の列数より多い第１の状態と、ＬＥＤ列１１の列数が、各ＬＥＤ列１１の直列接続されたＬＥＤ１１ａの数より多い第２の状態とを、スイッチＳ１，Ｓ２によって切り替えられるようにした。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源素子を直列に接続した光源素子列を複数列設けた光源部と、一定電圧が印加される前記光源部の前記複数列の各光源素子列に、それぞれ定電流を流して前記各光源素子を駆動する定電流源とを備えた光源システムにおいて、
前記複数列の各光源素子列と前記定電流源との接続部の電圧を検出する電圧検出手段と、
ｍとｎをそれぞれ、ｍ＞ｎなる２以上の整数として、前記電圧検出手段が検出した電圧のレベルによって、前記光源部の構成を、前記各光源素子列ごとの前記光源素子の数がｍ個で、前記光源素子列の数がｎ列である第１の状態と、前記各光源素子列ごとの前記光源素子の数がｎ個で、前記光源素子列の数がｍ列である第２の状態とを切り替える構成切替手段とを設けたことを特徴とする光源システム。
【請求項２】
請求項１に記載の光源システムであって、
前記構成切替手段によって前記光源部の構成を切り替えた後の状態を保持する状態保持手段を備えたことを特徴とする光源システム。
【請求項３】
前記状態保持手段は、前記光源部の駆動中は前記切り替えた後の状態を保持する機能を維持し、前記光源部が駆動されなくなると前記切り替えた後の状態を保持する機能を解除することを特徴とする請求項２に記載の光源システム。
【請求項４】
前記状態保持手段は、前記光源部の駆動のオン・オフを制御する制御信号に同期して、前記切り替えた後の状態を保持する機能の維持と解除を切り替えることを特徴とする請求項３に記載の光源システム。
【請求項５】
前記電圧検出手段は、前記光源部の前記各光源素子列と前記定電流源との接続部の各電圧のうち、最も低い電圧を検出することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の光源システム。
【請求項６】
前記電圧検出手段は、前記光源部の前記各光源素子列と前記定電流源との接続部の各電圧の平均値を検出することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の光源システム。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の光源システムにおいて、
前記電圧検出手段が検出した電圧の高周波成分を除去するフィルタ回路を備え、
前記構成切替手段は、前記フィルタ回路によって高周波成分が除去された電圧のレベルによって、前記光源部の構成を切り替えることを特徴とする光源システム。
【請求項８】
前記光源素子が発光ダイオードであることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の光源システム。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載の光源システムと、
該光源システムにおける前記光源部による照明を用いて原稿の画像を読み取る画像読取手段とを備えた画像読取装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の画像読取装置と、
該画像読取装置によって読み取った画像データによって記録媒体に画像を形成する画像形成手段とを備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光源システムと、その光源システムを備えた画像読取装置、及びその画像読取装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スキャナ装置のような画像読取装置の光源として、従来のＸｅ（キセノン）ランプ等に比べ、大きな省エネルギー効果を持つＬＥＤ（発光ダイオード）を多数アレイ状に配置した光源を使用したものが知られている。
ＬＥＤを多数駆動する場合、その各ＬＥＤに供給する電源の生成方式としては、次の２種類の方式が、一般に多く実用されている。
（１）昇降圧スイッチングによるＤＣ／ＤＣコンバータ等によって入力電圧を電圧変換して供給する電源生成方式
（２）基準電源の電圧を直接供給する方式
【０００３】
上記各電源方式には、次のようなメリットとデメリットがある。
昇降圧スイッチングによる電源生成方式は、任意の電源電圧を生成することが可能である。そのため、消費電力を最小限に抑えられるメリットがある。
しかし、スイッチングノイズによる影響が不可避であり、周辺回路への影響や機外へもノイズを放射するなど、その影響が広範囲に及ぶ可能性があるというデメリットがある。
一方、基準電源（＋２４V等）を直接供給する方式は、スイッチングノイズやリップルなどを発生せず、安定した電源供給が可能である。また、構成が簡単で容易に実施できるメリットがある。
しかし、ＬＥＤの順方向電圧のばらつきを考慮すると、ＬＥＤの順方向電圧が想定される最も大きい場合でも駆動できる電圧を常に印加する必要がある。そのため、標準状態での消費電力が必要以上に大きくなるというデメリットがある。
【０００４】
このように、各電源供給方式にはメリットがある反面デメリットが存在し、それぞれ放射ノイズや局所的な電力消費（発熱）などの対策が必要になるという問題があった。
また、従来の光源システムとして、例えば特許文献１に開示されているようなものもある。その光源システムは、ＬＥＤ駆動における消費電力の低減を目的としている。そして、直列に接続された複数の各ＬＥＤの順方向電圧の和を検出し、その検出電圧に応じて、供給電圧が異なる複数の電源の切替制御を自動的に行なうようにしている。それによって、ＬＥＤにおける電力損失を低減しようとしている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この光源システムでは、供給電圧が異なる複数の電源を生成する必要がある。そのため、昇降圧スイッチング方式か、シリーズレギュレート方式のいずれかで、その各電源を生成するものと推考される。
その場合、昇降圧スイッチング方式によると、必要な電源数だけスイッチング回路を構成しなければならないため、占有面積が広範囲になり、スイッチングノイズの発生源も複数化するという問題がある。
【０００６】
また、シリーズレギュレート方式によると、熱損失によって必要な電源電圧を生成するため、ムダな消費電力の発生が避けられない。そのため、従来の基準電源を直接供給する方式と比べても、ＬＥＤ構成部（定電流源部）での電力消費分を、電源生成部に移しただけになる。したがって、実質的にＬＥＤ駆動システム全体としての消費電力は低減されていないことになってしまう。
いずれにしても、従来の電源生成方式によるデメリットは、いずれも解消されていないことになる。
【０００７】
この発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、複数の光源素子を直列に接続した光源素子列を複数列設けた光源部に一定電圧を印加し、その各光源素子列に定電流源によってそれぞれ定電流を流して各光源素子を駆動する光源システムにおいて、標準状態でも消費電力を低減することを可能にし、ノイズを発生することなく、光源部を構成する複数の光源素子に安定した電力を供給しつつ、消費電力の低減を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は上記の目的を達成するため、複数の光源素子を直列に接続した光源素子列を複数列設けた光源部と、一定電圧が印加される光源部の複数列の各光源素子列に、それぞれ定電流を流して各光源素子を駆動する定電流源とを備えた光源システムにおいて、上記複数列の各光源素子列と上記定電流源との接続部の電圧を検出する電圧検出手段と、ｍとｎをそれぞれ、ｍ＞ｎなる２以上の整数として、上記電圧検出手段が検出した電圧のレベルによって、上記光源部の構成を、上記各光源素子列ごとの光源素子の数がｍ個で、上記光源素子列の数がｎ列である第１の状態と、上記各光源素子列ごとの光源素子の数がｎ個で、上記光源素子列の数がｍ列である第２の状態とを切り替える構成切替手段とを設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明による光源システムは、光源部を構成する複数列の各光源素子列と定電流源との接続部の電圧、すなわち各光源素子列ごとの各発光素子による電圧降下の和によって変化する電圧を検出し、その電圧レベルによって、光源部を構成する各光源素子列の発光素子数と、光源素子列の列数の状態を切り替えることができる。したがって、電源の供給電圧にあまり余裕を持たせなくても済み、各光源素子列の電圧降下の状態に適した光源素子の配列に切り替えて、消費電力を低減することができる。すなわち、光源部を構成する各光源素子に安定した電力を供給しつつ、消費電力の低減を図ることができる。また、電源生成にはスイッチング回路を使用しないため、ノイズを発生することはない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明による光源システムにおける光源部の構成状態の切り替え例を示す説明図である。
【図２】その光源部の構成を第１の状態と第２の状態とに切り替えるための切り替え回路の例を示す回路図である。
【図３】図２に示した各スイッチが図示の切替状態になっているときの構成を分り易く示す回路図である。
【図４】図２に示した各スイッチが図示と反対の切替状態になっているときの構成を分り易く示す回路図である。
【００１１】
【図５】図２における各スイッチとその切り替えを制御する回路の具体的な構成例を示す回路図である。
【図６】図２における各スイッチとその切り替えを制御する回路の具体的な他の構成例を示す回路図である。
【図７】スイッチ駆動／ラッチ回路にその状態保持機能を維持及び解除するための回路を追加した例の回路図である。
【００１２】
【図８】この発明による光源システムの他の実施形態を示す、図２に対応する回路図である。
【００１３】
【図９】この発明による画像読取装置の一実施形態の機構部を示す全体構成図である。
【図１０】同じくその画像読取装置の画像信号処理部の一部の構成例を示すブロック図である。
【図１１】この発明による画像形成装置の一実施形態の機構部を示す全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、この発明を実施するための形態を図面に基づいて具体的に説明する。
〔光源システムの実施形態〕
まず、この発明による光源システムの実施形態を説明するが、それに先立って、その概要を説明する。
【００１５】
この発明の対象とする光源システム（装置）は、複数の光源素子を直列に接続した光源素子列を複数列設けた光源部と、一定電圧が印加される光源部の複数列の各光源素子列に、それぞれ定電流を流して各光源素子を駆動する定電流源とを備えた光源システムである。
以下の説明では全て、光源素子として発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」という）を使用した例で説明する。しかし、これに限るものではなく、他の半導体発光素子、あるいはそれ以外の発光素子を使用してもよい。
【００１６】
図１は、この発明による光源システムにおける光源部の構成状態の切り替え例を示す説明図である。
この例では、通常状態（標準状態）では光源部１を、図１の（Ａ）に示すように、６個のＬＥＤ１１ａを直列に接続したＬＥＤ列１１を５列設けた第１の状態に構成している。これを「６直×５列」の構成という。
その光源部１の各ＬＥＤ列１１のアノード側を共通接続して、そこに基準電源から一定電圧を印加する。その電圧を入力電圧Ｖｉｎとする。その各ＬＥＤ列１１のカソード側を個別に定電流源２に接続する。そして、その定電流源２によって、５列の各ＬＥＤ列１１にそれぞれ定電流Ｉｃを流し、各ＬＥＤ１１ａを駆動して点灯させる。
【００１７】
そして、この光源部１の各ＬＥＤ列１１のカソード側、すなわち定電流源２との接続部ｃの電圧を検出する。その電圧が所定値以下になった場合は、光源部１の構成を、図１の（Ｂ）に示すように、各ＬＥＤ列１１の直列に接続したＬＥＤ１１ａを５個にし、ＬＥＤ列の数を６列にした第２状態に切り替える。これを「５直×６列」の構成という。これは、図１の（Ａ）に示す第１の状態において、破線で囲んで示した５個のＬＥＤ１１ａが、図１の（Ｂ）に示す第２の状態においては、破線で囲んで示す１列の各ＬＥＤ列１１に変ったことになる。
【００１８】
したがって、ＬＥＤ列１１を構成する直列接続されたＬＥＤ１１ａの数が減った分だけ、各ＬＥＤ１１ａの順方向電圧の和である各ＬＥＤ列１１での電圧降下が減少し、定電流源２との接続部ｃの電圧が上昇する。それによって、各ＬＥＤ１１ａの順方向電圧が大きい場合でも、各ＬＥＤ列１１にそれぞれ定電流Ｉｃを流して、各ＬＥＤ１１ａを正常に駆動することが可能になる。
いずれの状態でも、光源部１を構成するＬＥＤ１１ａの数は３０個で変らないので、光源部１全体としての発光光量は変らない。
【００１９】
この光源システムとしての消費電力は、入力電圧Ｖｉｎ×入力電流Ｉｉｎによって算出される。入力電圧Ｖｉｎは基準電源から供給される一定電圧であり、各ＬＥＤ列１１毎の電流Ｉｃも一定であるため、「消費電力＝入力電圧Ｖｉｎ×Ｉｃ×ＬＥＤ列１１の列数」である。したがって、消費電力は図１の（Ａ）に示す第１の状態での消費電力は、図１の（Ｂ）に示す第２の状態での消費電力に対して、５列／６列≒８３．３％であり、約１７％少なくなる。
【００２０】
このように、この発明による光源システムは、基準電源から光源部へ直接電圧を印加する光源システムにおいて、発生頻度が高い標準状態および標準に近い状態では、光源部の構成を上述した第１の状態にして、消費電力の低減を図ることができる。
電源生成にはスイッチング回路を使用していないため、ノイズが発生せず、周辺回路への悪影響もない。
また、切り替え対象は、後述するようにＬＥＤへの電圧及び電流供給ラインの接続のみであるため、個々のＬＥＤの電気的な駆動条件や点灯するＬＥＤの物理的な切り替えはなく、照明系の光学特性に影響は及ぼさない。
【００２１】
図１に示した例では、各光源素子列ごとの光源素子の数が６個で、光源素子列の数が５列である第１の状態と、各光源素子列ごとの光源素子の数が５個で、光源素子列の数が６列である第２の状態とを切り替えるようにした。
これを一般化すると、ｍとｎをそれぞれ、ｍ＞ｎなる２以上の整数として、各光源素子列ごとの光源素子の数がｍ個で、光源素子列の数がｎ列である第１の状態と、各光源素子列ごとの光源素子の数がｎ個で、光源素子列の数がｍ列である第２の状態とを切り替えるようにすればよい。
【００２２】
通常は、光源部１を、直列数が多く並列数が少ない第１の状態で駆動し、各ＬＥＤ列１１と定電流源２との接続部ｃの電圧が所定値未満になった場合に、直列数が少なく並列数が多くなる第２の状態に切り替えるのが望ましい。
しかし、第１の状態で駆動している場合に、使用環境の変化や電源電圧の変動などによって、各ＬＥＤ列１１と定電流源２との接続部ｃの電圧が所定以上になったときには、第２の状態から第１の状態に切り替えることもできる。
【００２３】
以下に、この発明による光源システム（装置）の具体的な実施形態を説明する。
図２は、その光源部の構成を上述したように第１の状態と第２の状態とに切り替えるための切り替え回路の例を示す回路図である。図２及び後述する図３〜図８において、図１と対応する部分には同じ符号を付してある。
【００２４】
この例では、光源部１の複数の各ＬＥＤ列１１のそれぞれ定電流源２に接続する側の１個のＬＥＤ１１ａを切り離す。そして、その１個のＬＥＤと直前のＬＥＤとの間、および定電流源２との間に、それぞれ切替スイッチ（以下単に「スイッチ」という）Ｓ１，Ｓ２を挿入して、図示のように接続する。各切替スイッチＳ１，Ｓ２は、いずれも可動接点Ｃと２つの固定接点Ａ，Ｂを有している。
【００２５】
各スイッチをＳ１，Ｓ２は、可動接点Ｃが固定接点Ａに接続する状態（Ａ：ＯＮ、Ｂ：ＯＦＦという）と、固定接点Ｂに接続する状態（Ｂ：ＯＮ，Ａ：ＯＦＦという）とに切り替わる。それによって光源部１の構成が切り替わる。、各スイッチをＳ１，Ｓ２の切り替え動作はすべて連動しており、部分的にＡ：ＯＮとＢ：ＯＮが混在することはない。
【００２６】
各スイッチをＳ１，Ｓ２は、通常は図２に示すようにＡ：ＯＮ、Ｂ：ＯＦＦの切替状態になっており、それを分り易く示すと図３のようになる。この状態は、図１の（Ａ）に示した６直×５列の第１の状態と同じである。
各スイッチをＳ１，Ｓ２をＢ：ＯＮ、Ａ：ＯＦＦの切替状態にすると、図４に分り易く示すようになる。この状態は、図１の（Ｂ）に示した５直×６列の第２の状態と同じである。このときには、５列の各ＬＥＤ列１１から切り離された５個のＬＥＤ１１ａが直列に接続されて、６列目のＬＥＤ列１１′となる。
このようにして、各スイッチをＳ１，Ｓ２の連動切り替えによって、第１の状態と第２の状態とを簡単に切り替えることができる。
【００２７】
このようにすれば、光源部１の駆動対象とするＬＥＤは変えずに、駆動構成のみを切り替えるため、切り替え前後で光学特性に影響はなく、電力消費のみを適正化することができる。この切り替えは、光源部１を駆動する時の各ＬＥＤ列１１のカソード側の定電流源２との接続部の電圧レベルに基づいて行われる。
【００２８】
図５は、図２における各スイッチとその切り替えを制御する回路の具体的な構成例を示す回路図である。
この図５において、３は最小電圧検出回路、４はスイッチ駆動／ラッチ回路、５はスイッチ回路である。
【００２９】
最小電圧検出回路３は、基準電源からの入力電圧Ｖｉｎが抵抗Ｒ１を通して印加させる点ａにそれぞれアノード端子を接続した６個のダイオードＤ１のカソード端子を、それぞれ各ＬＥＤ列１１と定電流源２とを接続する６本のラインＬ１〜Ｌ６に接続されている。
各ラインＬ１〜Ｌ６は、それぞれ図２に示した光源部１における各ＬＥＤ列１１のカソード側の端部と定電流源２との接続部、すなわち各スイッチＳ２の可動接点Ｃと定電流源２を結ぶラインである。しかし、ラインＬ６だけは、図４に示した第２の状態で６列目のＬＥＤ列１１′が形成されたときにのみ有効になる。
【００３０】
この最小電圧検出回路３は、ラインＬ１〜Ｌ６（Ｌ６は有効なときだけ）のうち、最も低い電圧のラインにカソード端子が接続されたダイオードＤ１が導通すると、点ａの電圧はその最も低い電圧と略同じになる。そのため、それより高い電圧のラインにカソード端子が接続されたダイオードＤ１は、逆方向バイアスになるため非導通になる。したがって、点ａにはラインＬ１〜Ｌ６の電圧のうちの最小電圧（正確には最小電圧＋ダイオードＤ１の順電圧）が検出される。
すなわち、この最小電圧検出回路３は、複数列の各光源素子列であるＬＥＤ列１１と定電流源２との接続部の電圧を検出する電圧検出手段として機能する。
【００３１】
その検出電圧Ｖａを、抵抗Ｒ２を通してスイッチ駆動／ラッチ回路４に入力させ、ＮＰＮトランジスタＴｒ２のベースに印加する。すなわち、この検出電圧ＶａによってＮＰＮトランジスタＴｒ２のＯＮ／ＯＦＦ状態を決定する。このＮＰＮトランジスタＴｒ２がＯＮのときは、後段のスイッチ回路５の点ｂをロー（Ｌｏｗ）にし、ＯＦＦのときには点ｂをハイ（Ｈｉｇｈ）にする。
【００３２】
この検出電圧Ｖａの閾値設定には、各ラインＬ１〜Ｌ６の電圧が、定電流源２による定電流動作に十分な電圧レベルかどうかを判断できるレベルにすることが望ましい。なお、以下の例では、その閾値を上記電圧レベルに設定した場合の動作を説明する。
スイッチ駆動／ラッチ回路４は、後段のスイッチ回路５の各スイッチをＯＮ／ＯＦＦするための電圧レベルの決定、および切り替え後の状態の保持機能を有する。
したがって、前述した点ａの検出電圧Ｖａの値が閾値以上か閾値未満かによって、後段の動作が変化する。
【００３３】
このスイッチ駆動／ラッチ回路４は、正電圧の電源端子Ｅとグランド端子Ｇとの間に接続された、ＰＮＰトランジスタＴｒ１とＮＰＮトランジスタＴｒ２（以下、いずれも単に「トランジスタ」という）、および抵抗Ｒ３〜Ｒ５によって構成されている。
この回路はラッチ機能も備えており、トランジスタＴｒ２が一旦ＯＮになると、その状態を保持し続ける。トランジスタＴｒ２がＯＮになると、電源およびトランジスタＴｒ１から電流を引き込むため、トランジスタＴｒ１もＯＮになる。それによって、トランジスタＴｒ２のベースへ電流が供給され続けるため、その後検出電圧Ｖａの状態によらず、トランジスタＴｒ２はＯＮし続ける。すなわち、一方のトランジスタが一旦ＯＮすると、お互いがお互いを駆動し続ける状態保持手段として働く。
【００３４】
スイッチ回路５は、Ｎ−ＭＯＳ ＦＥＴ（以下単に「ＦＥＴ」という）Ｑａのグループ５１と、Ｐ−ＭＯＳ ＦＥＴ（以下単に「ＦＥＴ」という）Ｑｂのグループ５２と、それぞれ点ｂに一端が接続された抵抗Ｒ６，Ｒ７によって構成されている。
グループ５１の各ＦＥＴＱａの各ゲートは抵抗Ｒ６を通して点ｂに接続され、グループ５２の各ＦＥＴＱｂの各ゲートは抵抗Ｒ７を通して点ｂに接続されている。点ｂはハイ（≒電源電圧レベル又は任意の電圧レベル）あるいはロー（≒グランドレベル）のいずれかの電圧レベルとなるため、ＦＥＴＱａとＦＥＴＱｂが同時にＯＮになることはない。
したがって、ＦＥＴＱａとＦＥＴＱｂは、互いに一方がＯＮのときは他方はＯＦＦである。すなわち、点ｂがハイのときは、ＦＥＴＱａは全てＯＮになり、ＦＥＴＱｂは全てＯＦＦになる。逆に点ｂがローのときは、ＦＥＴＱａは全てＯＦＦになり、ＦＥＴＱｂは全てＯＮになる。
【００３５】
グループ５１のＦＥＴＱａとグループ５２のＦＥＴＱｂとは一対ずつ組になって、アナログスイッチを構成している。
その各ＦＥＴＱａは、図２の示した各スイッチＳ１，Ｓ２の可動接点Ｃと固定接点Ａ間の開閉機能を果し、各ＦＥＴＱｂは、各スイッチＳ１，Ｓ２の可動接点Ｃと固定接点Ｂ間の開閉機能を果す。したがって、ＦＥＴＱａとＦＥＴＱｂが一組でスイッチＳ１又はＳ２の１つを構成する。そのため、図５におけるＦＥＴＱａ及びＦＥＴＱｂの各端子Ａ，Ｂ，Ｃは、それぞれ図２における各スイッチＳ１，Ｓ２の固定接点Ａ，Ｂと可動接点Ｃの各接続線にそれぞれ接続されることになる。各スイッチＳ１，Ｓ２は両方で１０個あるので、図５おけるＦＥＴＱａ及びＦＥＴＱｂも１０組必要であるが、図示の都合で３組だけを示している。
【００３６】
それによって、ＦＥＴＱａがＯＮのときは、図２に示したスイッチＳ１，Ｓ２がＡ：ＯＮ／Ｂ：ＯＦＦの切替状態になり、光源部１の構成を図３に示した第１の状態にする。また、ＦＥＴＱｂがＯＮのときは、図２に示したスイッチＳ１，Ｓ２がＢ：ＯＮ／Ａ：ＯＦＦの切替状態になり、光源部１の構成を図４に示した第２の状態に切り替える。
ここで、点ａの検出電圧Ｖａのレベルと、ＮＰＮトランジスタＴｒ２の状態と、点ｂの電圧のロー（Ｌｏｗ）／ハイ（Ｈｉｇｈ）と、スイッチ回路５における各ＦＥＴＱａ，Ｑｂの状態との関係を表１に示す。
【００３７】
【表１】
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【００３８】
この実施形態においては、スイッチ駆動／ラッチ回路４を設けて、スイッチ回路５が光源部１の構成を切り替えた場合に、前述したように、その切り替え後の状態を保持する状態保持手段とし機能させるようにしている。それは、前述のようにして光源部１の構成を切り替えた場合に、その後切り替え動作を繰り返してしまうことを防止するためである。  例えば、図３に示した第１の状態（ＦＥＴＱａ：ＯＮ、Ｑｂ：ＯＦＦ）で光源部１の駆動を開始し、点ａの検出電圧Ｖａが閾値未満であった場合は、定電流源への電圧が不十分と判断し、図４に示した第２の状態（ＦＥＴＱｂ：ＯＮ、Ｑａ：ＯＦＦ）に切り替わる。
【００３９】
しかし、それによって各ＬＥＤ列のカソード側の端部の電圧が上昇し、点ａの検出電圧Ｖａが閾値以上に変化すると、再び第１の状態（ＦＥＴＱａ：ＯＮ、Ｑｂ：ＯＦＦ）へ切り替わろうとする。そうすると、この切り替え動作を収束することなく続けてしまう恐れがある。ところが、スイッチ駆動／ラッチ回路４は一旦ＮＰＮトランジスタＴｒ２がＯＮになると、検出電圧Ｖａのレベル変化に係わらずＯＮ状態を保持するので、スイッチ回路５もＦＥＴＱｂ：ＯＮ、Ｑａ：ＯＦＦの状態を維持する。それによって、光源部１の構成は、切り替え後の状態を維持する。
【００４０】
但し、この状態保持手段は必須ではなく、例えばこのスイッチ駆動／ラッチ回路４に代えて、ヒステリシスを持たせたコンパレータあるいはシュミットトリガ回路などを設けることによっても、切り替え動作を繰り替えしてしまうことを防止できる。また、第２の状態に切り替わった後、検出電圧Ｖａが大きく上昇したような場合には、再び第１の状態に切り替えることも可能になる。
【００４１】
次に、図２における各スイッチとその切り替えを制御する回路の具体的な他の構成例を説明する。図６はその回路図である。
この回路では、図５によって前述した回路に対して、次のように変更している。
複数列の各光源素子列であるＬＥＤ列１１と定電流源２との接続部のラインＬ１〜Ｌ５の電圧を検出する電圧検出手段として、最小電圧値検出回路３に代えて平均値電圧検出回路１３を設けている。
【００４２】
すなわち、基準電源からの入力電圧Ｖｉｎが抵抗Ｒ１を通して印加させる点ａと、各ＬＥＤ列１１と定電流源２とを接続するラインＬ１〜Ｌ５との間に、それぞれ同じ抵抗値の抵抗Ｒｓを接続している。この場合は、６列目のＬＥＤ列用のラインへは抵抗Ｒｓを接続しないので、図示を省略している。
そして、各抵抗Ｒｓの一端と抵抗Ｒ１の一端とを接続した点ａの電圧は、ラインＬ１〜Ｌ５の電圧の平均値に対応した電圧になる。その点ａの電圧を検出電圧Ｖａとして、フィルタ回路６を介してスイッチ駆動／ラッチ回路４へ入力させる。
【００４３】
この平均値電圧検出回路１３は、最小電圧検出回路３よりは検出精度は落ちるが、チップ抵抗のみで構成可能なため、低コスト化及び省スペース化が可能になる。
なお、各ラインＬ１〜Ｌ５のお互いの電圧への干渉及び影響を最小限にするため、各抵抗Ｒｓの抵抗値は大きくすることが望ましい。例えば、数百ｋΩ〜ＭΩ程度の抵抗値にする。
また、平均値電圧検出回路１３とスイッチ駆動／ラッチ回路４との間に、抵抗Ｒ８とコンデンサＣ６からなるフィルタ回路６を設けている。駆動時の瞬間的な電圧変化やノイズによる誤動作に対する耐性を強化している。
【００４４】
さらに、図５におけるＭＯＳ ＦＥＴを用いたスイッチ回路を、バイポーラトランジスタを用いたスイッチ回路１５に変更している。このスイッチ回路１５では、一組のＰＮＰトランジスタ（以下単に「トランジスタ」という）Ｔｒ３とＴｒ４によって、図２に示した１個のスイッチＳ１又はＳ２に対応するアナログスイッチを構成している。
そのトランジスタＴｒ３のベースを、抵抗Ｒ１４を介して、エミッタ接地したＮＰＮトランジスタ（以下単に「トランジスタ」という）Ｔｒ５のコレクタと共に、抵抗Ｒ１３を介して正電圧の電源端子Ｅに接続している。そのトランジスタＴｒ５のベースを、抵抗Ｒ１１及びＲ６を介して点ｂに接続している。一方、トランジスタＴｒ４のベースを抵抗Ｒ１２とＲ７を介して点ｂに接続している。
【００４５】
この場合も、トランジスタＴｒ３とＴｒ４は、互いに一方がＯＮのとき他方はＯＦＦになる。
そして、図６におけるトランジスタＴｒ３とＴｒ４の各端子Ａ，Ｂ，Ｃは、それぞれ図２における各スイッチＳ１，Ｓ２の固定接点Ａ，Ｂと可動接点Ｃの各接続線にそれぞれ接続されることになる。各スイッチＳ１，Ｓ２は両方で１０個あるので、図５おけるトランジスタＴｒ３とＴｒ４を含む図示の抵抗Ｒ６，Ｒ７以外の回路は、１０組必要であるが、図示の都合で１組だけを示している。
このスイッチ回路１３は、図５におけるＭＯＳ ＦＥＴを用いたスイッチ回路に比べて、部品点数は増えてしまうが、トータルコストとしてより安価なシステム構成することが
可能になる。
【００４６】
図７は、図５及び図６に示したスイッチ駆動／ラッチ回路４に、その状態保持機能を維持及び解除するための回路を追加した例の回路図である。
前述したように、スイッチ駆動／ラッチ回路４は、トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２がお互いを駆動し続ける回路である。この駆動状態を解除するためには、一方の電流経路をカットして電流の供給あるいは引き込みを遮断すればよい。
【００４７】
そのため、図７に示した回路では、トランジスタＴｒ２とグランド端子Ｇとの間に、スイッチング用のＮＰＮトランジスタ（以下単に「トランジスタ」という）Ｔｒ６のコレクタ・エミッタ間を介挿している。このトランジスタＴｒ６のベースに、抵抗Ｒ１０を通してハイレベルの信号が入力している間は、このトランジスタＴｒ６がＯＮになっているので、スイッチ駆動／ラッチ回路４は状態保持機能を維持している。
【００４８】
しかし、トランジスタＴｒ６のベースにローレベルの信号を入力すると、そのトランジスタＴｒ６がＯＦＦになる。それによって、トランジスタＴｒ２の電流経路が絶たれるので、スイッチ駆動／ラッチ回路４は状態保持機能を解除（リセット）する。
そのとき、トランジスタＴｒ２がＯＦＦになるので、点ｂがハイになる。それによって、図５のスイッチ回路５であればＦＥＴＱａがＯＮになり、図６のスイッチ回路１５であればトランジスタＴｒ３がＯＮになる。したがって、図３に示した第１の状態（初期状態）に戻る。
【００４９】
光源部１の駆動のオン・オフを制御する制御信号（ＬＥＤ
ＯＮ／ＯＦＦ信号）を、このトランジスタＴｒ６のベース入力させれば、その駆動のオン・オフに同期して、状態保持機能の維持と解除を切り替えることができる。それによって、駆動開始毎に電圧検出から光源部１の構成切り替えとその状態の維持及び解除が自動的に行われ、常に最適な構成で光源部１の各ＬＥＤを駆動することが可能になる。
【００５０】
図８は、この発明による光源システムの他の実施形態を示す、図２に対応する回路図である。
この実施形態は、図２における各スイッチＳ１，Ｓ２と、図５におけるスイッチ回路５又は図６におけるスイッチ回路１５の機能を、汎用のロジックＩＣ（アナログマルチプレクサ：機能型番４０５３）２０によって行うようにした例である。図２における１０個の切り替えスイッチの機能を４個のロジックＩＣ２０Ｃに複数搭載しているため、省スペース化が実現できる。
【００５１】
〔画像読取装置の実施形態〕
次に、この発明による画像読取装置の実施形態について説明する。
図９はその画像読取装置の機構部を示す全体構成図である。
この画像読取装置２００は、デジタル複写機，デジタル複合機，ファクシミリ装置等の画像形成装置に搭載されるスキャナ装置あるいは単体のスキャナ装置である。
【００５２】
この画像読取装置２００は、図９に示すように、原稿を載置するコンタクトガラス２０１と、読取光学系として、第１キャリッジ２０６と第２キャリッジ２０７及びレンズユニット２０８を備えている。第１キャリッジ２０６には、原稿露光用の光源４１及び第１反射ミラー２０３を設けている。第２キャリッジ２０７には、第２反射ミラー２０４及び第３反射ミラー２０５を設けている。また、ＣＣＤリニアイメージセンサ(以下単に「ＣＣＤ」という)２０９も備えている。
【００５３】
そして、第１キャリッジ２０６と第２キャリッジ２０７及びレンズユニット２０８によって、原稿の画像をそのＣＣＤ２０９上に結像させて読み取る。
さらに、シェーディング補正などに用いる白基準板２１０と、シートスルー読み取り用スリット２１１も備えている。
光源４１は、前述したこの発明による光源ユニットの各実施形態における光源部１、又はＬＥＤ列１１に相当するＬＥＤアレイを使用するとよいが、他の光源素子列でもよい。
【００５４】
この画像読取装置２００の上部には、自動原稿給送装置（以下「ＡＤＦ」と略称する）２２０が搭載されており、このＡＤＦ２２０をコンタクトガラス２０１に対して開閉できるように、図示しないヒンジ等を介して連結している。
ＡＤＦ２２０は、複数枚の原稿からなる原稿束を載置可能な原稿トレイ２２１を備えている。また、その原稿トレイ２２１に載置された原稿束から原稿を１枚ずつ分離してシートスルー読み取り用スリット２１１へ向けて自動給送する給送ローラ２２２を含む分離・給送手段も備えている。
【００５５】
このように構成された画像読取装置２００において、コンタクトガラス２０１上に載置された原稿の画像面をスキャン（走査）して、その原稿の画像を読み取るスキャンモードの場合には、第１キャリッジ２０６および第２キャリッジ２０７が、図示しないステッピングモータによって矢示Ａ方向（副走査方向）に原稿を走査する。このとき、コンタクトガラス２０１からＣＣＤ２０９までの光路長を一定に維持するために、第２キャリッジ２０７は第１キャリッジ２０６の１／２の速度で移動する。
【００５６】
同時に、コンタクトガラス２０１上に載置された原稿の下面である画像面が第１キャリッジ２０６の光源４１の照射光によって照明（露光）される。すると、その画像面からの反射光が、第１キャリッジ２０６の第１反射ミラー２０３、第２キャリッジ２０７の第２反射ミラー２０４及び第３反射ミラー２０５、並びにレンズユニット２０８を経由して、ＣＣＤ２０９上で結像される。そして、ＣＣＤ２０９から光電変換によるアナログ信号が出力され、後段の信号処理部によりデジタル信号に変換される。それによって、原稿の画像が読み取られ、デジタルの画像データが得られる。
【００５７】
一方、原稿を自動給送して原稿の画像を読み取るシートスルーモードの場合には、第１キャリッジ２０６および第２キャリッジ２０７が、シートスルー読み取り用スリット２１１の下側の固定位置へ移動する。その後、原稿トレイ２２１に載置された原稿が給送ローラ２２２によって矢示Ｂ方向（副走査方向）へ自動給送され、シートスルー読み取り用スリット２１１の位置において原稿が走査される。
【００５８】
このとき、自動給送される原稿の下面（画像面）が第１キャリッジ２０６の光源４１の照射光によって照明される。そのため、その画像面からの反射光が第１キャリッジ２０６の第１反射ミラー２０３、第２キャリッジ２０７の第２反射ミラー２０４及び第３反射ミラー２０５、並びにレンズユニット２０８を経由してＣＣＤ２０９上で結像される。そして、ＣＣＤ２０９から光電変換によるアナログ信号が出力され、後段の信号処理部によりデジタル信号に変換される。それによって、原稿の画像が読み取られ、デジタルの画像データが得られる。このようにして画像の読み取りが完了した原稿は、原稿回収部に排出される。
【００５９】
なお、スキャンモード時又はシートスルーモード時に、画像読み取り前に開始される光源４１の照明により、白基準板２１０からの反射光がＣＣＤ２０９でアナログ信号に変換され、後段の信号処理部によりデジタル信号に変換される。それによって白基準板２１０が読み取られ、その読取データに基づいて原稿読み取り時のシェーディング補正が行われる。このシェーディング補正は周知技術なので、その内容の詳細な説明は省略する。
また、ＡＤＦ２２０に搬送ベルトを備えている場合には、スキャンモードであっても、ＡＤＦ２２０によって原稿をコンタクトガラス２０１上の読み取り位置に自動給送して、その原稿の画像を読み取ることができる。
【００６０】
図１０は、図９に示した画像読取装置２００の読取光学系と共に画像読取部を構成する画像信号処理部の一部の構成例を示すブロック図である。
この画像信号処理部２５０において、ＣＣＤ２０９で光電変換されたアナログ画像信号は、アナログ処理回路部２５１へ出力される。
アナログ処理回路部２５１は、ＣＣＤ２０９から入力されるアナログ画像信号に対して、サンプルホールド処理、黒レベル補正などの各種画像処理を施した後、Ａ／Ｄ変換回路部２５２へ出力する。
【００６１】
Ａ／Ｄ変換回路部２５２は、アナログ処理回路部２５１から入力されるアナログ画像信号をデジタル画像信号（画像データ）へ変換し、さらに信号インタフェース変換部２５３により適切な伝送パターンに変換して、後段の画像信号処理部へ出力する。
この画像信号処理部２５０内のＣＣＤ２０９、アナログ処理回路部２５１、Ａ／Ｄ変換回路部２５２、信号インタフェース変換部２５３、および図示しないステッピングモータや図示していない負荷駆動回路へ入力する各種タイミングクロック信号は、タイミングクロック生成部２５４が発振器２５５からの基準クロックに基づいて生成し、供給するようにしている。
【００６２】
タイミングクロック生成部２５４により、光源４１の駆動信号として、読み取りラインに同期した光源駆動信号を生成して出力する。そして、この発明による前述した光源システムによってＬＥＤ列（ＬＥＤアレイ）等による光源４１を点灯駆動する。それによって、光源駆動の省電力化を図ることができる。
【００６３】
〔画像形成装置の実施形態〕
次に、この発明による画像形成装置の一実施形態について説明する。
図１１は、その画像形成装置の機構部を示す全体構成図であり、図９と対応する部分には同一の符号を付しており、それらの説明は省略する。
この画像形成装置３００は、図９に示した画像読取装置２００を搭載したデジタル複写機である。
【００６４】
この画像形成装置３００は、図１１に示すように、原稿を載置するコンタクトガラス２０１の上部にＡＤＦ４００を搭載しており、このＡＤＦ４００をコンタクトガラス２０１に対して開閉できるように、図示しないヒンジ等を介して連結している。
ＡＤＦ４００は、複数の原稿からなる原稿束を載置可能な原稿トレイ４０１を備えている。また、図示しない操作部上のプリントキーの押下により、原稿トレイ４０１に画像面を上にして載置された原稿束から原稿を１枚ずつ分離して自動給送し、シートスルー読み取り用スリット２１１又はコンタクトガラス２０１へ向けて搬送する給送ローラ４０２および搬送ベルト４０３を含む分離・給送手段を備えている。原稿セット検知センサ４０５は、原稿トレイ４０１上に原稿束がセットされているか否かを検知する。
【００６５】
給送ローラ４０２及び搬送ベルト４０３によって給送された原稿は、図９によって説明したように、画像読取装置２００によって画像読み取りが行われた後、搬送ベルト４０３および排送ローラ４０４によってＡＤＦ４００の上面に排出される。
ここで、ＡＤＦ４００によって原稿をコンタクトガラス２０１の読み取り位置に搬送するスキャンモードの場合の図示しないコントローラおよびＡＤＦ４００の動作について説明する。
【００６６】
ＡＤＦ４００の給送モータは、コントローラからの出力信号によって駆動されるようになっている。コントローラは、操作部上のプリントキーの押下によって発生した給送スタート信号が入力されたとき、原稿セット検知センサ４０５が原稿を検知していれば、給送モータを駆動するようになっている。給送モータが駆動されると、給送ローラ４０２が図１１で時計方向に回転して、原稿トレイ４０１上の原稿束から最上位に位置する原稿を自動給送して、コンタクトガラス２０１へ向けて搬送する。
【００６７】
コントローラはまた、原稿セット検知センサ４０５が原稿の後端を検知したとき、この検知時点からの図示しない搬送ベルトモータの回転パルスを計数し、回転パルスが所定値に達したときに、搬送ベルト４０３の駆動を停止して搬送ベルト４０３を停止することにより、原稿をコンタクトガラス２０１上の読み取り位置に停止させる。
【００６８】
そして、原稿がコンタクトガラス２０１上の読み取り位置に停止したとき、画像読取装置２００によって原稿の画像読み取りを行なう。この画像読み取りが終了すると、その旨を示す信号がコントローラに入力される。コントローラは、その信号により、搬送ベルトモータを駆動して、搬送ベルト４０３によって原稿をコンタクトガラス２０１から排送ローラ４０４へ向けて搬出させる。
これと同時に、再び給送モータを駆動して給送ローラ４０２を回転させ、次の原稿を自動給送して、コンタクトガラス２０１へ向けて搬送する。
【００６９】
一方、本体の下部に備えた３個の給紙トレイ３０１，３０２，３０３のいずれかが選択され、そこに積載された記録媒体である転写紙が、３組の給紙ユニット３１１，３１２，３１３のいずれかによって給紙され、縦搬送ユニット３１４によって像担持体である感光体ドラム３１５に当接する位置まで搬送される。
【００７０】
画像読取装置２００によって読み取った画像データは、画像メモリに一旦記憶される。その後、その記憶した画像データを読み出して、本体上部に配置された書き込みユニット３５０から射出するレーザ光を変調し、そのレーザ光による光走査によって、図示しない帯電ユニットにより予め帯電された感光体ドラム３１５の表面に静電潜像を形成する。その静電潜像が現像ユニット３２７を通過することにより、トナーによって現像されてトナー画像が形成される。
【００７１】
その作像を行う感光体ドラム３１５と、図示していない帯電ユニット、上述した書き込みユニット３５０、現像ユニット３２７、および後述する搬送ベルト３１６や定着ユニット３１７等によって、記録媒体上に画像を形成する画像形成部３１０を構成している。
上述したように選択された給紙トレイから給紙された転写紙は、搬送ベルト３１６によって感光体ドラム３１５の回転と等速で搬送されながら、感光体ドラム３１５上のトナー画像が転写される。さらに、その転写紙が定着ユニット３１７へ送られて、トナー画像を定着された後、排紙ユニット３１８によって機外の排紙トレイ３１９に排紙される。
【００７２】
このとき、例えばフェースダウン（転写紙をページ順に揃えるため画像面を下向きにする）排紙のために、一方の面にトナー画像が形成された転写紙を反転したい場合、その転写紙は排紙ユニット３１８により反転用搬送路３２０に搬送され、反転ユニット３２１でスイッチバック反転された後、反転排紙搬送路３２２を通って排紙トレイ３１９に排出される。
【００７３】
また、転写紙の両面に画像を形成する場合には、一方の面に画像が形成された転写紙は排紙ユニット３１８により反転用搬送路３２０に搬送され、反転ユニット３２１でスイッチバック反転された後、両面搬送ユニット３２３に送られる。
両面搬送ユニット３２３に送られた転写紙は、再び感光体ドラム３１５に作像されたトナー画像を転写するために、縦搬送ユニット３１４によって再度感光体ドラム３１５に当接する位置まで搬送される。そして、他方の面にトナー画像が転写された後、定着ユニット３１７によってトナー画像が定着され、排紙ユニット３１８によって排紙トレイ３１９に排出される。
【００７４】
感光体ドラム３１５、搬送ベルト３１６、定着ユニット３１７、排紙ユニット３１８、現像ユニット３２７は図示しないメインモータによって駆動され、各給紙ユニット３１１〜３１３はメインモータの駆動力が各々給紙クラッチによって伝達されて駆動される。縦搬送ユニット３１４は、そのメインモータの駆動力が中間クラッチを介して伝達されて駆動される。
【００７５】
書き込みユニット３５０は、レーザ出力ユニット３５１、結像レンズ３５２、ミラー３５３等によって構成されている。そのレーザ出力ユニット３５１の内部には、レーザ光源であるレーザダイオードと、レーザ光を走査する回転多面鏡（ポリゴンミラー）又は振動ミラーを備えている。レーザ出力ユニット３５１より照射されるレーザ光は、ポリゴンミラー又は振動ミラーで偏向走査され、結像レンズ３５２を通り、ミラー３５３で折り返されて感光体ドラム３１５の表面上に集光結像する。
【００７６】
この画像形成装置（デジタル複写機）３００は前述した画像読取装置２００を備え、その画像読取装置２００によって読み取った画像データに基づいて記録媒体上に画像形成を行うため、光源駆動の省電力化を図ることができる。
この実施形態の画像形成装置は、この発明をデジタル複写機に適用したものであるが、この発明による画像形成装置はこれに限らず、アナログ複写機は勿論、デジタル複合機やファクシミリ装置等でもよい。
なお、デジタル複写機のようなデジタル式画像形成装置の場合には、この発明による光源システムを含む画像読取装置と、それによって読み取った画像データに基づいて記録媒体上に画像形成を行う画像形成手段とを備えている。
【００７７】
しかし、アナログ複写機のようなアナログ式画像形成装置の場合には、光源からの照射光によって原稿を照明し、その原稿からの反射光により予め帯電された像担持体上を直接露光して作像する作像手段を備えている。
また、この発明による負荷駆動乖離、画像読取装置、及び画像形成装置は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術的事項の範囲内で、適宜変更、追加、省略あるいは組合わせ等ができることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００７８】
１：光源部    ２：定電流源    ３：最小電圧検出回路    
４：スイッチ駆動／ラッチ回路    ５，１５：スイッチ回路    ６：フィルタ回路
１１，１１′：ＬＥＤ列（光源素子列）    
１１ａ：発光ダイオード（ＬＥＤ：光源素子）
１３：平均値電圧検出回路    ２０：ロジックＩＣ
【００７９】
２００：画像読取装置    ２０９：ＣＣＤ
２２０，４００：自動原稿給送装置（ＡＤＦ）    ２５０：画像信号処理部    
２５１：アナログ処理回路部    ２５２：Ａ／Ｄ変換回路部
２５３：信号インタフェース変換部    ３００：画像形成装置    
３０１〜３０３：給紙トレイ    ３１０：画像形成部（画像形成手段）    
３１１〜３１３：給紙ユニット    ３１４：縦搬送ユニット    
３１５：感光体ドラム    ３１７：定着ユニット    
３２７：現像ユニット    ３５０：書き込みユニット
【００８０】
Ｓ１，Ｓ２：切替スイッチ    Ｄ１：ダイオード    Ｑａ：Ｎ−ＭＯＳ ＦＥＴ    
Ｑｂ：Ｐ−ＭＯＳ ＦＥＴ  Ｒｓ：平均値電圧検出用の抵抗
Ｌ１〜Ｌ６：各ＬＥＤ列と定電流源とを接続するライン
Ｔｒ１，Ｔｒ３，Ｔｒ４：ＰＮＰトランジスタ    
Ｔｒ２，Ｔｒ５，Ｔｒ６：ＮＰＮトランジスタ    
Ｖｉｎ：入力電圧（一定電圧）    Ｉｉｎ：入力電流    Ｉｃ：定電流
Ｖａ：検出電圧
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８１】
【特許文献１】特開２００９−１５７１８９号公報
【図１】
2014060629.tif 000004
【図２】
2014060629.tif 000005
【図３】
2014060629.tif 000006
【図４】
2014060629.tif 000007
【図５】
2014060629.tif 000008
【図６】
2014060629.tif 000009
【図７】
2014060629.tif 000010
【図８】
2014060629.tif 000011
【図９】
2014060629.tif 000012
【図１０】
2014060629.tif 000013
【図１１】
2014060629.tif 000014