(57)【要約】【課題】白色ＬＥＤの温度ドリフトによる画像の色の変化を、人に感知されない範囲に抑え、多量かつ連続した高速読み取りにおける画像の色再現性を、高いレベルで保証する。【解決手段】白色ＬＥＤを読み取り原稿の照明用光源ユニットの一構成物として有し、この白色ＬＥＤの照明により同一原稿を読み取り原稿として連続読み取りを行う際に、読み取り開始時の読み取り画像データにおける各画素の色度と、読み取り終了時の読み取り画像データにおいて対応する画素の色度との差が予め設定される範囲内に収まるよう、白色ＬＥＤのジャンクション温度を制御する。【選択図】図１２
2011188231.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
白色ＬＥＤを読み取り原稿の照明用光源ユニットの一構成物として有し、
前記白色ＬＥＤの照明により同一原稿を前記読み取り原稿として連続読み取りを行う際に、
読み取り開始時の読み取り画像データにおける各画素の色度と読み取り終了時の読み取り画像データにおいて対応する画素の色度との間の平均色差が予め設定される範囲内に収まるよう、前記白色ＬＥＤのジャンクション温度を制御する画像読取装置。
【請求項２】
前記白色ＬＥＤのジャンクション温度の上昇を、最大点灯率における自然上昇上限値よりも低く抑える請求項１に記載の画像読取装置。
【請求項３】
前記白色ＬＥＤのジャンクション温度の上昇収束目標値が、前記画像読取装置の動作保証温度の上限よりも高く、かつ前記白色ＬＥＤのジャンクション温度の自然上昇温度上限値よりも低く設定された請求項１に記載の画像読取装置。
【請求項４】
前記白色ＬＥＤの点灯率を可変可能な可変点灯手段と、
前記照明用光源ユニットからの照明光の前記読み取り原稿による反射光を入射する撮像素子と、
前記撮像素子の出力を増幅する可変増幅手段と、を更に有し、
前記白色ＬＥＤの点灯率を一定とし、かつ前記撮像素子による前記反射光の入射光量に応じて前記可変増幅手段の増幅度を変化させる第一の制御手段と、
前記白色ＬＥＤのジャンクション温度に応じて前記点灯率を可変させ、かつ前記点灯率に応じて前記可変増幅手段の増幅度を変化させる第二の制御手段とを更に有するものであって、
複数の前記読み取り原稿を連続して読み取る場合において、まず前記第一の制御手段により読み取りを開始し、その後前記第二の制御手段へと切り替えることが可能な請求項１に記載の画像読取装置。
【請求項５】
前記白色ＬＥＤのジャンクション温度の上昇収束目標値が、
前記画像読取装置の動作保証温度の上限よりも高く、かつ前記白色ＬＥＤのジャンクション温度の自然上昇温度上限値よりも低く設定され、
前記第一の制御手段から前記第二の制御手段へと切り替えるための前記白色ＬＥＤの切り替えジャンクション温度が、前記画像読取装置の動作保証温度の上限よりも高く、かつ前記白色ＬＥＤのジャンクション温度の上昇収束目標値よりも低く設定された請求項４に記載の画像読取装置。
【請求項６】
前記白色ＬＥＤの点灯率を可変可能な可変点灯手段と、
前記照明用光源ユニットからの照明光の前記読み取り原稿による反射光を入射する撮像素子と、
前記撮像素子の出力を増幅する可変増幅手段と、を更に有し、
前記白色ＬＥＤの点灯率を一定とし、かつ前記撮像素子による前記反射光の入射光量に応じて前記可変増幅手段の増幅度を変化させる第一の制御手段と、
前記白色ＬＥＤのジャンクション温度に応じて前記点灯率を可変させ、かつ前記点灯率に応じて前記可変増幅手段の増幅度を変化させる第二の制御手段と、を更に有するものであって、
前記白色ＬＥＤのジャンクション温度の上昇収束目標値が、前記画像読取装置の動作保証温度の上限よりも高く、かつ前記白色ＬＥＤのジャンクション温度の自然上昇温度上限値よりも低く設定され、
前記第一の制御手段から前記第二の制御手段へと切り替えるための前記白色ＬＥＤの切り替えジャンクション温度が、前記画像読取装置の動作保証温度の上限よりも高く、
かつ前記白色ＬＥＤのジャンクション温度の上昇収束目標値よりも低く設定されており、複数の前記読み取り原稿を連続して読み取りを開始する時点において、
前記白色ＬＥＤのジャンクション温度が前記切り替えジャンクション温度を超えている場合には、前記第一の制御手段を経ずに最初から前記第二の制御手段を用いて連続読み取りを開始する請求項１に記載の画像読取装置。
【請求項７】
白色ＬＥＤを読み取り原稿の照明用光源ユニットの一構成物として有し、
前記白色ＬＥＤの照明により同一原稿を前記読み取り原稿として連続読み取りを行う際に、
読み取り開始時の読み取り画像データと基準画像データとの間の平均色度と読み取り終了時の読み取り画像データと基準画像データとの間の平均色度との差が予め設定される範囲内に収まるよう、前記白色ＬＥＤのジャンクション温度を制御する画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像読取装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、原稿面を画情報として読み取る撮像素子を備えた画像読取装置としては、１０ｐｐｍ〜２０ｐｐｍ程度の家庭用として使用されるフラットベッドタイプの画像読取装置や、業務用として使用される４０ｐｐｍ〜１００ｐｐｍを超える高速な画像読取装置がある。画像読取装置の照明用光源ユニットには、従来から蛍光灯やキセノン（Ｘｅ）ランプが用いられてきたが、これらは駆動にインバータ回路等を必要とし、照明用光源ユニットを構成するシステムとして高価である。それに加えて、蛍光管の温度がある程度上昇してからでないと十分な光量が得られない。発光開始から十分な光量が得られるまでには、一般に３０秒から１分程度の時間を要する。その間、蛍光灯やキセノンランプを搭載する画像読取装置は、原稿の読み取りを開始できないという問題があった。または、待機中に蛍光灯やキセノンランプを暖めておく必要があった。
【０００３】
そこで、近年、画像読取装置の光源として、導光体の端部から光を入射させ、導光体の一側表面に設けた多数の三角波状の光屈折領域及び又は反射領域により屈折又は反射させ、線状に出射させるようにした線状照明装置が提案されている（例えば「特許文献１」参照）。
【０００４】
家庭用の低速な画像読取装置においては、このような線状照明装置が用いられ始めている。この線状照明装置において、導光体の端部から光を入射させる光源として、白色ＬＥＤや３色ＬＥＤ等のＬＥＤが用いられている。ＬＥＤを用いれば、プリヒートせずとも十分な光量が得られるため、発光開始直後から原稿の読み取りを開始することができる。これらＬＥＤの発光効率は、最近の著しい技術開発の進展により従来のキセノンランプや蛍光灯と同等レベルになってきており、より大きな光量を必要とする業務用の高速な画像読取装置への応用も可能な環境になりつつある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１５０５２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ＬＥＤの発光効率には温度依存性があり、ＬＥＤの発光領域の温度により光量や色度が変化するという問題が発生する。そのため、階調性、色再現性という読み取り性能に大きな影響が生ずる。
【０００７】
特に、高速の画像読取装置では、通常の画像読取装置よりも高い光量が要求され、高輝度の白色ＬＥＤを使用するため、６００ｍＡ〜７００ｍＡにのぼる大電流を流す必要がある。そのため、接合部温度（いわゆるジャンクション温度）の温度上昇も低輝度品に比べて大きくなることから、光量変化や色度変化の変化量も、低輝度品に比してより大きくなる。
【０００８】
しかも、このような高速の画像読取装置において大量の原稿を高速かつ連続して読み取る際には、途中で光量補正等の補正処理を入れることができないため、例えば１枚目の原稿と１００枚目の原稿とでは、その読み取り品質、即ち読み取り画像の色味が大きく変化してしまう。
【０００９】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、白色ＬＥＤを高速の画像読取装置の照明用光源ユニットに採用した場合でも、安定した階調性と色再現性を確保することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記目的を達成するために、白色ＬＥＤを読み取り原稿の照明用光源ユニットの一構成物として有し、この白色ＬＥＤの照明により同一原稿を読み取り原稿として連続読み取りを行う際に、読み取り開始時の読み取り画像データにおける各画素の色度と、読み取り終了時の読み取り画像データにおいて対応する画素の色度との間の平均色差が予め設定される範囲内に収まるよう、白色ＬＥＤのジャンクション温度を制御するものである。
【００１１】
この構成により、白色ＬＥＤを用いて１分間に数十枚〜１００枚を超える原稿の高速読み取りを行う場合において、画像の色の変化を、人に感知されない範囲に抑えることができ、多量かつ連続した高速読み取りにおける画像の色再現性を、高いレベルで保証することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の画像読取装置によれば、白色ＬＥＤを用いて１分間に数十枚〜１００枚を超える原稿の高速読み取りを行う場合における画像の色再現性を、高いレベルで保証することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施例における画像読取装置の前面斜視図
【図２】本発明の一実施例における画像読取装置を斜め後方から見た斜視図
【図３】本発明の一実施例における画像読取装置の概略断面図
【図４】本発明の一実施例における画像読取装置の制御ブロック図
【図５】本発明の一実施例における画像読取装置の画像読取部の構成を示した図
【図６】本発明の一実施例における画像読取装置に用いられる照明用光源ユニットの構成図
【図７】本発明の一実施例における画像読取装置に用いられる照明用光源ユニットの構成図
【図８】本発明の一実施例における画像読取装置に用いられる照明用光源ユニットの照射光の進行及び反射の様子を示した図
【図９】本発明の一実施例における画像読取装置を構成する主要制御部のブロック図
【図１０】本発明の一実施例における画像読取装置に用いられる照明用光源ユニットの白色ＬＥＤの構成図
【図１１】本発明の一実施例における画像読取装置に用いられる白色ＬＥＤの順方向バイアスとジャンクション温度との関係を示す図
【図１２】本発明の一実施例における画像読取装置を構成する制御部によるＬＥＤ駆動制御の説明図
【図１３】本発明の一実施例における画像読取装置を構成するＬＥＤの特性を示す図
【図１４】本発明の一実施例における画像読取装置を構成する制御部によるＬＥＤ駆動制御の説明図
【図１５】本発明の一実施例における画像読取装置を構成するＬＥＤの波長プロファイルの変化を示す図
【図１６】本発明の一実施例における画像読取装置を構成するＬＥＤの波長プロファイルの変化を示す図
【図１７】本発明の一実施例における画像読取装置の実験データを得るのに用いたシステム構成図
【図１８】本発明の一実施例における画像読取装置のＬＥＤのジャンクション温度と原稿の色度差との関係を示す実験データを示す図
【図１９】本発明の一実施例における画像読取装置のＬＥＤの点灯率に関する特性を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の具体的な内容について実施例を用いて説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は本発明の一実施例における画像読取装置の前面斜視図、図２は本発明の一実施例における画像読取装置を斜め後方から見た斜視図である。図１において、画像読取装置１の前面部に取り付けられたホッパーテーブル２は、図示しないモータ及び昇降機構により昇降可能となっている。ホッパーテーブル２の上面に設けられた原稿ガイド２ａは、ホッパーテーブル２に積載される原稿（図示せず）の幅を揃えるためにスライド可能となっている。ホッパーテーブル２に積載された原稿（図示せず）は、給紙口３より画像読取装置１の筐体内に給紙される。
【００１６】
画像読取装置１内に給紙された原稿は、前部排紙口４より排紙され、排紙ストッカー部５に積載される。給紙口３から給紙される原稿の厚さによっては、画像読取装置１の内部に設けられた搬送路（図示せず）を切り替えて、図２に示す画像読取装置１の後面側に設けられた後部排紙口７より排紙される場合もある。
【００１７】
画像読取装置１に対する種々の設定や命令の入力は、図１に示す入力部６より行われる。画像読取装置１内で読み取られた原稿の画像データは、インタフェース（以下、Ｉ／Ｆとする）８を介して接続される外部のホストコンピュータ１００へ送信される。９は電源コードを接続するためのコネクタ、１０は画像読取装置１の内部のメンテナンス等を行うための扉である。
【００１８】
次に、画像読取装置１の内部の構造について、図３及び図４を用いて説明する。
【００１９】
図３は本発明の一実施例における画像読取装置の概略断面図であり、図４は本発明の一実施例における画像読取装置の制御ブロック図である。尚、ここからの説明は主に図３を用いて行い、補足的に図４を用いて述べるものとする。
【００２０】
図３において、ホッパーテーブル２が上昇すると、原稿１１の最上面によりピックアップローラ２１が押し上げられる。ピックアップローラ２１が給紙ローラ２２とほぼ等しい高さになった状態でピックアップローラ２１の上昇は停止し、図示しないモータの駆動により、ピックアップローラ２１と給紙ローラ２２の双方が回転を開始する。ホッパーテーブル２に積載された複数の原稿１１のうち最上層にある原稿１１ａは、ピックアップローラ２１により給紙口３（図１）に送り込まれ、給紙ローラ２２により給紙口３から後部排紙口７の方向に搬送される。
【００２１】
リタードローラ２３は、給紙ローラ２２の下部にあって、給紙ローラ２２と接しながら回転し、給紙ローラ２２とリタードローラ２３のニップ部に原稿１１が同時に複数送り込まれたときの原稿１１間の摩擦力と原稿１１とリタードローラ２３の摩擦力との差を利用して、原稿１１の重送を防止するためのものである。
【００２２】
給紙によって原稿１１の積載量が減少してくると、原稿１１の最上面の位置が徐々に低くなり、それに連れてピックアップローラ２１も下降する。ホッパー高さセンサＳは、ローラ受けカバー４０の位置によってピックアップローラ２１が所定の高さの範囲内にあることを検知するセンサである。このホッパー高さセンサＳによって、ピックアップローラ２１が所定の高さよりも低い位置まで下降したことを検知すると、再びピックアップローラ２１が所定の高さまで上昇するように、ホッパーテーブル２を上昇させる。これによって、原稿１１は、給紙ローラ２２とリタードローラ２３のニップ点にほぼ確実に送り込まれるため、安定した給紙が行われる。尚、原稿有無センサＳＡは、ホッパーテーブル２を上昇させた状態において、原稿１１があるか否かを検知するセンサである。
【００２３】
ピックアップローラ２１、給紙ローラ２２及びリタードローラ２３により搬送された原稿１１ａは、発光部ＰＤ及びそれと相対する位置に設けられた受光部ＰＳとの間を通過する。ここで発光部ＰＤから発せられたスポット光の一部は原稿１１ａを透過し、受光部ＰＳへと入射される。受光部ＰＳが受光したその透過光の光量によって、原稿１１ａの厚さが判定される。
【００２４】
その後、原稿１１ａは、搬送ローラ２４により、主に照明用光源ユニット５７、イメージセンサ５８、原稿ガラス５９、白基準板６０からなる読取部へと搬送される。従動ローラ２５は搬送ローラ２４の回転に従動する。搬送ローラ２４の上流側には給紙センサＳＢが、下流側には読取位置センサＳＣが設けられている。
【００２５】
図５は本発明の一実施例における画像読取装置の画像読取部の構成を示した図であり、白色ＬＥＤ７４を搭載する照明用光源ユニット５７、イメージセンサ５８、原稿ガラス５９及びその上に設けられた白基準板６０の位置関係を、原稿１１ａの進入方向から見た図である。原稿ガラス５９の長手方向、即ち図５の左右方向はいわゆる主走査方向となる。
【００２６】
原稿ガラス５９上に設けられる白基準板６０は、原稿１１ａの読み取り動作を行う前に、イメージセンサ５８の各画素の濃度レベルのむら（シェーディング）を補正するための基準となるものである。本実施例１における白基準板６０は、原稿ガラス５９上の主走査方向の全てに亘ってではなく、原稿１１ａの読み取りには影響しない部分のみに設けられている。
【００２７】
従って、図３の照明用光源ユニット５７から原稿ガラス５９を透過し、原稿１１ａへ照射された光の反射光は、原稿ガラス５９上に白基準板６０が設けられた部分に向かって反射するものを除き、イメージセンサ５８へと入射される。
【００２８】
２６、２８、３０、３２、３４、３６は画像を読み取られた原稿１１を前部排紙口４または後部排紙口７へ排紙する排紙ローラである。そして、２７、２９、３１、３３、３５、３７はそれぞれ排紙ローラ２６、２８、３０、３２、３４、３６に従動する従動ローラである。排紙ローラ２６、２８、３０、３２、３４、３６によって、図４に示す排紙ローラ群５６が構成される。
【００２９】
先にも述べたように、本実施例１における画像読取装置１は、図３に示す原稿１１ａの厚さに応じて、前部排紙口４（矢印Ｂで示す）または後部排紙口７（矢印Ａで示す）のいずれかに、その排紙先を切り替えることできる。それは、発光部ＰＤから発せられ原稿１１ａを透過し、受光部ＰＳにより受光された透過光の光量をもとに、図４に示す制御部５１が図３に示す原稿１１ａの厚さを判定し、搬送路切替部３８を位置Ｈまたは位置Ｌのいずれかに切り替えることによって行われる。
【００３０】
本実施例１における画像読取装置１は、図３において原稿１１ａが所定以上の厚さである場合、原稿１１ａの曲がりやジャムを避けるため、搬送路切替部３８を位置Ｈにして原稿１１ａを後部排紙口７より排出する。また、原稿１１ａが所定以下の厚さであれば、画像読取装置１は、搬送路切替部３８を位置Ｌにして原稿１１ａを前部排紙口４へと排出する。
【００３１】
図４に示す本実施例１における画像読取装置の制御ブロック図において、制御部５１は、ＭＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ等により構成されている。制御部５１により駆動されるモータ５２は、クラッチＣＬ１を介してピックアップローラ２１、給紙ローラ２２、リタードローラ２３を駆動する。また、クラッチＣＬ２を介して搬送ローラ２４を駆動し、クラッチを介さずに排紙ローラ群５６を駆動する。
【００３２】
従って、モータ５２を駆動した状態でクラッチＣＬ１にオンすることによって、ピックアップローラ２１、給紙ローラ２２、リタードローラ２３が回転駆動し、クラッチＣＬ１をオフすることによって、これらのローラは回転フリーとなる。同様に、クラッチＣＬ２をオンすると搬送ローラ２４が回転駆動し、オフすると回転フリーとなる。しかし、排紙ローラ群５６はモータ５２が駆動しているときは常に回転する。このモータ５２には通常、ステッピングモータを使用され、制御部５１からの設定により、その回転速度を容易に制御できる。
【００３３】
ホッパー高さセンサＳは、ピックアップローラ２１の高さを検知してホッパーテーブル２が適切な高さにあることを監視する。原稿有無センサＳＡはホッパーテーブル２上に原稿１１がセットされているかどうかを検知する。給紙センサＳＢは搬送ローラ２４の搬送方向上流側に設けられている。制御部５１は給紙センサＳＢが原稿１１ａの先端を検知してから所定時間経過後に、原稿１１ａが搬送ローラ２４と従動ローラ２５に挟持されたと判断する。
【００３４】
読取位置センサＳＣは、搬送ローラ２４の搬送方向下流側に設けられている。制御部５１は、読取位置センサＳＣが原稿１１ａの先端を検知してから所定時間経過後に、照明用光源ユニット５７、イメージセンサ５８による原稿１１ａの読み取り処理を開始させる。排紙センサＳＤは原稿１１ａが前部排紙口４から排紙されたことを検知し、排紙センサＳＥは原稿１１ａが後部排紙口７から排紙されたことを検知する。先にも述べた通り、排紙先の切り替えは、搬送路切替部３８により行われる。
【００３５】
照明用光源ユニット５７から原稿１１ａへ照射された光の反射光はイメージセンサ５８へ入射され、光信号から電気信号に変換された後、画像処理回路６３へ出力される。画像処理回路６３では、Ａ／Ｄ変換処理、２値化処理等の画像処理が施され、得られた画像データは、バッファ６５或いはバッファ６６へと書き込まれる。バッファ６５或いはバッファ６６内の画像データは、圧縮回路６８で圧縮処理され、Ｉ／Ｆ８を介して外部のホストコンピュータへ出力される。
【００３６】
バッファ６５及びバッファ６６は、それぞれ原稿１１ａの１枚分の未圧縮のデータを記憶できる容量を有する。制御部５１は、スイッチ６４及びスイッチ６７を切り替えることによって、画像処理回路６３によるデータの書き込みと圧縮回路６８によるデータの読み出しの切り替え、及びバッファ６５とバッファ６６の切り替えを行う。
【００３７】
画像処理回路６３は、バッファ６５またはバッファ６６へのデータの書き込みが終わるとその旨を制御部５１に通知する。また、圧縮回路６８は、バッファ６５またはバッファ６６からのデータ読み出し／圧縮／ホストコンピュータへの出力が終わると、その旨を制御部５１に通知する。このようにして制御部５１は、どちらのバッファに対してデータの書き込み／読み出しが行われ、どちらのバッファが書き込み／読み出し可能な状態にあるかを常に把握するようになっている。
【００３８】
このような構成により、例えば以下に示すように、１分間に数十枚〜１００枚を超える高速読み取り制御が可能となる。即ち、まず１枚目の原稿１１ａを読み取る際に、スイッチ６４をバッファ６５側に切り替えて、画像処理回路６３より送られてくる１枚目の原稿データをバッファ６５に書き込む。次に２枚目の原稿を読み取る際に、スイッチ６４をバッファ６６側に切り替えて、画像処理回路より送られてくる２枚目の原稿データをバッファ６６に書き込む。その間に、スイッチ６７をバッファ６５側に切り替えて、先ほどバッファ６５に書き込まれた１枚目の原稿データを、圧縮回路６８及びＩ／Ｆ８を介して、図示しないホストコンピュータへ送信する。更に３枚目の原稿を読み取る際には、スイッチ６４を再びバッファ６５側に切り替えて、画像処理回路６３より送られてくる３枚目の原稿データをバッファ６５に書き込む。その間に、スイッチ６７をバッファ６６側に切り替えて、先ほどバッファ６６に書き込まれた２枚目の原稿データを、圧縮回路６８及びＩ／Ｆ８を介して、図示しないホストコンピュータへ送信する。
【００３９】
続けて４枚目の原稿を読み取る際には、再びスイッチ６４をバッファ６６側に切り替える、という具合になっており、以下、バッファ６５とバッファ６６に対する書き込みと読み出しが交互に行われる。
【００４０】
図６及び図７は、本発明の一実施例における画像読取装置に用いられる照明用光源ユニットの構成図であり、図６（ａ），（ｂ）及び図７（ａ）は、それぞれ照明用光源ユニット５７の平面図、側面Ｃ−Ｃ’断面図、正面Ｄ−Ｄ’断面図である。図７（ｂ）は、照明用光源ユニット５７の部分拡大斜視図である。
【００４１】
照明用光源ユニット５７は、先の図３においては、図７（ａ）に示す正面断面が見える方向であって、照明用光源ユニット５７より出射される照明光の中心光軸Ｌ１が、図３に示す光軸Ｌ１と一致するよう、配置される。
【００４２】
図６（ｂ）及び図７（ｂ）に示すように、導光体７１は、その長手方向の一側表面に設けられた多数ののこぎり歯状の面からなる光屈折／反射面７２を有する。導光体７１及び光屈折／反射面７２は、透明樹脂によるインジェクション成形により一体で形成される。光屈折／反射面７２である多数ののこぎり歯状の面は、導光体７１の底面に形成される構成をとっている。
【００４３】
透明樹脂の材料としては、透光性、耐熱性、インジェクション成形時の樹脂の流れ性を考慮すると、耐熱アクリル、ポリカーボネート、非晶質ポリオレフィン等が適している。
【００４４】
図６（ａ）及び（ｂ）に示すＬＥＤ回路基板７３には、主に白色ＬＥＤ７４が実装される。白色ＬＥＤ７４が実装されたＬＥＤ回路基板７３と導光体７１は、接続部７５により保持される。導光体７１のガイドリブ７０は、フレーム７９の位置決め溝に案内され、フレーム７９の端面に接続部７５が保持される。フレーム７９はアルミの押し出し成形で形成され、その表面には導光体７１からの漏れ光を吸収するために黒色アルマイト処理がなされている。
【００４５】
図６（ｂ）に示すように、導光体７１は白色ＬＥＤ７４から遠ざかる方向、即ち本図６（ｂ）の左から右へ行くに従って断面積（円の径）が小さくなるように形成されている。
【００４６】
遮光部材７６は、例えば白色のポリエチレン、ポリエーテル等を発泡させたスポンジやシリコーン等のゴムであり、導光体７１と接続部７５との間隙を塞ぐものである。
【００４７】
図６（ａ）及び（ｂ）に示す反射体７７は補助反射部に対応するものである。反射体７７は、例えば図７（ａ）に示すように、以下に述べる反射面７７ａを、粘着テープ等の固定部材によって、ＡＢＳ等の熱可塑性樹脂でできた黒色の薄板状のベース部材７７ｂに粘着、固定することにより形成される。
【００４８】
反射面７７ａとしては、例えばポリエステルフィルム等のプラスチックフィルムの表面に反射層として透光性、分光特性を考慮してアルミ箔を粘着剤で貼り合わせたものや、アルミやクロム等の金属を真空蒸着或いはスパッタリング等で成形し、保護層として例えばＰＥＴ、ＰＢＴ、ＰＥＮ、ＰＭＭＡ、ポリカーボネート等の熱可塑性フィルムを加熱圧着したものが用いられる。
【００４９】
このようにして形成された反射体７７は、反射面７７ａが導光体７１の光屈折／反射面７２に当接した状態で、例えば反射体固定部材７７ｃに設けられた図示しない角穴にガイドリブ７０が挿入され、下方から押し込まれることにより、導光体７１に係合される。
【００５０】
図６（ｂ）に示す導光体７１の他端部７８には、例えば、アルミニウムの蒸着またはディッピングにより光反射層８０が形成される。若しくは、アルミニウム箔に透明接着剤を貼り付けたアルミニウムテープを他端部７８に貼り付けることにより形成されてもよく、或いは白色樹脂で作製したキャップを他端部７８に差し込むことにより構成されてもよい。
【００５１】
図８は、本発明の一実施例における画像読取装置に用いられる照明用光源ユニットの照射光の進行及び反射の様子を示した図である。
【００５２】
まず、白色ＬＥＤ７４から放出された光のうち、発光角度が導光体７１と接続部７５の間隙方向に出射した光成分ｃ1は、もし遮光部材７６がなければ、破線矢印ｃ2のように導光体７１と接続部７５の間隙から直接外側へ漏出してしまうため、接続部７５近傍の原稿面照度が著しく高くなり、照度ばらつきが大きくなってしまう。しかしながら、導光体７１と接続部７５の間隙には遮光部材７６を配置しているので、導光体７１に入射後、そのまま原稿１１の方向に出射することはない。
【００５３】
次に、これら以外の光成分のうち、光屈折／反射面７２に直接到達した光成分ｃ3は反射され、原稿面方向に出射する。導光体７１に臨界角以上の角度で入射した光成分ｃ4は、全て導光体７１の側面で全反射を繰り返しながら、いずれ光屈折／反射面７２に到達し、ここで屈折または反射されることにより急激に進行方向を曲げられる。その後、光屈折／反射面７２に対向する他側面を透過して導光体７１の外部上方へと出射され、原稿面を照射する。
【００５４】
しかしながら、光屈折／反射面７２に到達した光の全てが導光体７１内部へ向って反射されるというわけではなく、その一部は光成分ｃ5のように導光体７１の外部へ漏れる。この漏れた光は、反射体７７により再び導光体７１内部に向かって反射され、導光体７１の内部から原稿面へ透過し、或いは再び導光体７１内部で屈折または反射を繰り返す。
【００５５】
このように、反射体７７がある部分では、光屈折／反射領域７２から導光体７１の外へ漏出する光の多くが、反射体７７により反射されて原稿面へ向かうので、原稿面側へ出射される光の効率が高くなり、原稿照度は高くなる。更に、ここでは、反射体７７が導光体７１の光屈折／反射領域７２に近接配置されているので、外へ漏れる光のほとんどは効率よく反射され、再利用される。また、導光体７１に入射した光成分のうち、全反射を繰り返して他端部７８まで到達した光成分は、光反射層８０により、再度全反射された光成分ｃ6となって導光体７１に戻り、再利用されることで損失が少なく原稿面照射に利用される。
【００５６】
次に、以上の構成を有する本実施例１の画像読取装置１が、白色ＬＥＤを用いて１分間に数十枚〜１００枚を超える原稿の高速読み取りを行うための、本発明の主要部分について述べる。
【００５７】
図９は、本発明の一実施例における画像読取装置を構成する主要制御部のブロック図であり、先の図５に示す本実施例１における画像読取装置の制御ブロック図のうち、本発明に係わる部分を抽出したブロック図である。
【００５８】
制御部５１がその内部にあるＬＥＤ駆動回路８２に対して図示しない駆動信号（ＷＬＥＤ）を出力すると、ＬＥＤ駆動回路８２は照明用光源ユニット５７に搭載された白色ＬＥＤ７４を駆動点灯させる。すると、白色の照明光ＷＬが白色ＬＥＤ７４より出射され、原稿１１ａに照射される。そして、照明光ＷＬの一部は原稿１１ａにより反射され、それら反射光ＢＬの一部ＢＬ１〜ＢＬ３がイメージセンサ５８に搭載されるセルフォックレンズ８３を介して、ＣＣＤ８４上の赤、緑、青の各撮像素子８４Ｒ，８４Ｇ，８４Ｂへと入射する（ここでは各色の撮像素子を１つずつだけ代表的に表示しているが、実際には各色とももっと多くの撮像素子が存在している）。
【００５９】
各撮像素子８４Ｒ，８４Ｇ，８４Ｂが光を受光すると受光検出信号電圧ＶＲ，ＶＧ，ＶＢが出力され、それぞれビデオアンプ８５Ｒ，８５Ｇ，８５Ｂへと入力され、増幅される。後述するが、ビデオアンプ８５Ｒ，８５Ｇ，８５Ｂのそれぞれの増幅度は、後述する白色ＬＥＤ７４のＬＥＤ駆動回路８２による点灯率に応じて変更可能なように設計されている。ビデオアンプ８５Ｒ，８５Ｇ，８５Ｂからの各増幅出力信号電圧ＡＲ，ＡＧ，ＡＢはＡ／Ｄ変換器８６によりアナログ信号からデジタル信号へと変換され、画像処理回路６３へと入力される。
【００６０】
制御部５１は、イメージセンサ５８及び画像処理回路６３に対し、それぞれバスＢ１及びＢ２を介して、画像データの蓄積、送信やビデオアンプ８５Ｒ，８５Ｇ，８５Ｂの増幅度の制御等を行う。尚、ＣＣＤ８４、Ａ／Ｄ変換器８６、画像処理回路６３は、画像処理回路６３から出力されるクロック信号ＶＣＬＫにより同期して動作する。また、制御信号ＳＩ−ＲＧＢはＣＣＤ８４に内蔵されたシフトレジスタを制御するための制御信号である。
【００６１】
図１０は、本発明の一実施例における画像読取装置に用いられる照明用光源ユニットの白色ＬＥＤの構成図であり、図１０（ａ）は上面からの斜視図、図１０（ｂ）は下面からの斜視図、図１０（ｃ）は図１０（ａ）または（ｂ）におけるＷ−Ｗ‘断面の斜視図である。本実施例１における白色ＬＥＤ７４として、Ｌｕｍｉｌｅｄｓ社製ＬＸＭＬ−ＰＷＣ１−０１００を採用している。尚、下面からの斜視図である図１０（ｂ）において、７４Ａはアノード電極、７４Ｃはカソード電極、７４Ｔは放熱パッドである。
【００６２】
また、図１０（ｃ）の７４Ｈは青色光を発光するＬＥＤチップであり、シリコン基板上に窒化ガリウム等の化合物半導体をエピ成長させている。７４Ｇは該ＬＥＤチップの発光ビームに励起されて黄色光を発光するための蛍光体、７４Ｆは白色ＬＥＤ７４の発光ビームを集光するためのシリコンレンズである。又、７４ＩはＬＥＤチップ７４Ｈの接合部の電力損失により発生する熱を外部に放熱するためのサーマルパッドである。
【００６３】
図１１は、本発明の一実施例における画像読取装置に用いられる白色ＬＥＤの順方向バイアスＶｆとジャンクション温度Ｔｊとの関係を示す図である。図１１に示すように、図１０で説明した白色ＬＥＤ７４の順方向バイアスＶｆとジャンクション温度Ｔｊとはおよそ比例関係にあり、ジャンクション温度Ｔｊが上昇するにつれて順方向バイアスＶｆは線形的に下降していることがわかる。従って、図１０（ｂ）に示す白色ＬＥＤ７４のアノード電極７４Ａとカソード電極７４Ｃとの間の電圧を測定すれば、図１１に示す順方向バイアスＶｆとジャンクション温度Ｔｊとの関係を用いて白色ＬＥＤ７４のジャンクション温度Ｔｊを間接的に知ることが可能となる。
【００６４】
図９の制御部５１には、図１１に示す順方向バイアスＶｆとジャンクション温度Ｔｊとの関係をテーブル化したデータが内蔵されており、ＬＥＤ駆動回路８２には白色ＬＥＤ７４のアノード電極７４Ａとカソード電極７４Ｃとの間の電圧を測定するための回路も併設されている。これにより、制御部５１はＬＥＤ駆動回路８２を介して白色ＬＥＤ７４のジャンクション温度Ｔｊを間接的に知ることができる。
【００６５】
または、本実施例１において図示はしないが、白色ＬＥＤ７４の近傍に温度センサ等の温度検出手段を配置して、白色ＬＥＤ７４のジャンクション温度Ｔｊを、より直接的に測定できるようにしても良い。
【００６６】
以下、本発明の主要部となるＬＥＤ駆動制御について詳細に説明する。
【００６７】
図１２は、本発明の一実施例における画像読取装置を構成する制御部によるＬＥＤ駆動制御の説明図である。図１３は本発明の一実施例における画像読取装置を構成するＬＥＤの特性を示す図であり、白色ＬＥＤの放熱パッド温度と相対光束、即ち光量との関係を示す。図１４は本発明の一実施例における画像読取装置を構成する制御部によるＬＥＤ駆動制御の説明図であり、白色ＬＥＤの点灯率の時間変化例を示す。
【００６８】
図１２における最大の特徴は、区間Ｉと区間ＩＩとでＬＥＤ駆動制御の方法が異なる点にある。この点についてこれより詳細に説明する。
【００６９】
先ほどにも述べたように、図９に示す制御部５１がＬＥＤ駆動回路８２に対して駆動信号ＷＬＥＤを出力すると、ＬＥＤ駆動回路８２は照明用光源ユニット５７に搭載された白色ＬＥＤ７４を駆動点灯させる。この駆動信号ＷＬＥＤの状態を示したものが図１２（ａ）である。
【００７０】
駆動信号ＷＬＥＤがＯＮ状態になると、図９〜図１０に示す白色ＬＥＤ７４が点灯する。本実施例１においては、白色ＬＥＤ７４を連続点灯状態としている。すると、図１２（ｂ）に示すように、白色ＬＥＤ７４のジャンクション温度Ｔｊが時間の経過と共に急激に上昇する。
【００７１】
白色ＬＥＤ７４を構成する放熱パッド７４Ｔの温度と相対光束、即ち光量との関係は図１３に示す通りであり、放熱パッド７４Ｔの温度上昇と共に光量は減少する。放熱パッド７４Ｔの温度とジャンクション温度Ｔｊとは当然ながら比例関係にあるので、白色ＬＥＤ７４のジャンクション温度Ｔｊが上がると白色ＬＥＤ７４の出射光量はやはり減少する。従って、図９に示すＣＣＤ８４の各撮像素子８４Ｒ，８４Ｇ，８４Ｂに入射される光量も必然的に減少する。これにより、図１２（ｃ）に示すように、各撮像素子８４Ｒ，８４Ｇ，８４Ｂからの受光検出信号電圧ＶＲ，ＶＧ，ＶＢは入射光量に比例して減少することになる。
【００７２】
そこで、図９に示す制御部５１は、白色ＬＥＤ７４から撮像素子８４Ｒ，８４Ｇ，８４Ｂへの入射光量の減少を補うために、ビデオアンプ８５Ｒ，８５Ｇ，８５Ｂのそれぞれの増幅度を上げる操作を行う。これを示したものが図１２（ｅ）の区間Ｉである。区間Ｉにおける制御は即ち、「ＬＥＤ点灯率一定＋ビデオアンプ増幅度制御」である。
【００７３】
更にもっと詳細に説明すると、区間Ｉにおける制御は、「白色ＬＥＤ７４の点灯率を一定とし、かつ照明用光源ユニット５７からの照明光が読み取り原稿１１ａにより反射され、撮像素子８４Ｒ，８４Ｇ，８４Ｂへと入射される光量に応じて、ビデオアンプ８５Ｒ，８５Ｇ，８５Ｂ（可変増幅手段）のそれぞれの増幅度を変化させる第一の制御手段」により行われると言っても良い。
【００７４】
白色ＬＥＤ７４は点灯開始直後に目標光量を十分に超えており、数分後に目標光量レベル近辺まで低下する（光量が負の温度特性）。そこで、区間Ｉでビデオアンプの増幅度を例えば０．９から０．９５に可変させるようなことでビデオアンプの出力レベルを一定に保つような制御を実行する。一方、従来の光源であるキセノン管は発光効率が４０℃付近で最も高く、低温時からの発光スタートでは目標光量に達するまでに数分の時間経過を要する（光量が正の温度特性）。即ち、原稿読み取り開始までの待機時間を要する。以上のように白色ＬＥＤの初期光量変化に対して、点灯開始直後よりビデオアンプの増幅度により補正すれば、キセノン管のような待機時でのウォームアップをすることなく、点灯直後から原稿の読み取りを開始することができるので、待機電力を大幅に削減することができる。
【００７５】
尚、ここで言う白色ＬＥＤ７４の「点灯率」とは、図１４に示すように、区間Ｉよりも微小な一定区間ＴＬのうち、白色ＬＥＤ７４に電流Ｉｆを実際に流す時間の割合を示すものである。これにより白色ＬＥＤからの発光量を制御できる。
【００７６】
本実施例１における図１２の区間Ｉでは白色ＬＥＤ７４の点灯率１００％としているが、場合によっては最初から点灯率を少し下げることもあり得る。
【００７７】
図９〜図１０に示す白色ＬＥＤ７４のジャンクション温度Ｔｊの上昇は、際限なく続くものではなく、熱抵抗その他により点灯開始からおよそ１分〜数分でその上昇は自然に止まる。即ち、自然温度上昇の上限値を持つことになる。
【００７８】
本実施例１の白色ＬＥＤ７４のサンプル一つを用いて実験したところでは、連続点灯を行っている（即ち点灯率１００％の）白色ＬＥＤ７４の周辺雰囲気温度が常温、即ち２５℃におけるジャンクション温度Ｔｊの上昇は、図１２（ｂ）の一点鎖線のカーブが示すように、約１４０℃でストップしている。ちなみに本実施例１における白色ＬＥＤ７４のジャンクション温度Ｔｊの絶対最大定格は１５０℃であり、上記の測定条件に限って言えば、ジャンクション温度Ｔｊの自然上昇の上限は許容範囲内に収まっていることになる。
【００７９】
ところが、白色ＬＥＤ７４にはもちろん個体差があり、ジャンクション温度Ｔｊの自然上昇の上限温度がもっと高いものはあり得る。また、ジャンクション温度Ｔｊの絶対最大定格１５０℃は必ずしもメーカーが完全に保証するものではなく、これ以下の温度で破壊することもあり得る。
【００８０】
更に、図１２（ｂ）における一点鎖線のカーブの実験データは、あくまで白色ＬＥＤ７４の周辺雰囲気温度が常温の場合を示すものである。実際には、画像読取装置１の外部温度が常温であっても、読み取り動作中における画像読取装置１の機内温度はおよそ５０℃〜６０℃に達する。即ち、白色ＬＥＤ７４を含む照明用光源ユニット５７の周辺雰囲気温度も、実際には５０℃〜６０℃になり得る。ということは、ジャンクション温度Ｔｊの自然上昇の上限が絶対最大定格１５０℃を超えたり、実際の破壊温度に達してしまったりする確率は更に高くなることになる。
【００８１】
従って、白色ＬＥＤ７４のジャンクション温度Ｔｊの上昇を、最大点灯率における自然上昇の上限よりも低く、望ましくは常温（２５℃〜２７℃）での最大点灯率における自然上昇の上限よりも低く抑えれば、白色ＬＥＤ７４の破壊の可能性をより低くできる。
【００８２】
更にもう一つ、そのジャンクション温度Ｔｊの上昇と共に白色ＬＥＤ７４の発光量が低下する（先の図１３に示すように）ということだけでなく、波長特性の変化をももたらすことが、実験により判明した。このことを示しているのが図１５及び図１６である。
【００８３】
図１５、図１６は本発明の一実施例における画像読取装置を構成するＬＥＤの波長プロファイルの変化を示す図であり、図１５（ａ）は白色ＬＥＤ７４のジャンクション温度Ｔｊが２５℃から１１０℃まで上昇したときの波長プロファイルの変化を示す図、図１５（ｂ）は図１５（ａ）における第一ピーク波長付近の変化を拡大した図である。図１６は図１５（ａ）における第二ピーク波長付近の変化を拡大した図である。
【００８４】
ここで、特に着目したいのは図１５（ｂ）である。図１５（ｂ）によれば、ジャンクション温度Ｔｊが２５℃から１１０℃へと上昇すると共に、第一ピーク波長が約５ｎｍほどシフトしていることがわかる。いわゆる「温度ドリフト」が発生している。このことは、もし白色ＬＥＤ７４を搭載した画像読取装置が長時間に亘って同じ原稿１１を読み取り続けた場合、読み取り開始時に読み取った原稿１１の色情報と最後に読み取った原稿１１の色情報との間に乖離、いわゆる「色ズレ」が発生することを示している。
【００８５】
そこで、本実施例１における白色ＬＥＤ７４のジャンクション温度Ｔｊの上昇と共に実際にどれ位の色ズレが発生するのか、以下に述べる方法により測定を行い、確認した。
【００８６】
その確認方法について、図１６、図１７を用いて説明する。図１７は本発明の一実施例における画像読取装置の実験データを得るのに用いたシステム構成図である。
【００８７】
まず、図１７（ａ）に示す測定用標準原稿１１ｂを準備する（実物はカラーのグラデーションチャート）。その標準原稿１１ｂ上にあるマトリクス座標１Ａ、・・・、１Ｌ、２Ａ、・・・、２２Ｌの各色を、図１７（ｂ）に示す測定環境により測定を行う。即ち、本発明の一実施例における画像読取装置１による読み取りデータと、標準的な色彩計９０による読み取りデータとを比較する。
【００８８】
色彩計９０は例えば、主にＤ６５と呼ばれる標準光源（紫外域を含む昼光で照らされている、物体色の測定用光源。ＣＩＥ、ＩＳＯの基準光で、色温度は６５０４ｋ。図示せず）とＧＲＥＴＡＧ社製のＳｐｅｃｔｏｒｏｌｉｎｏに代表される分光光度計（図示せず）とにより構成される。標準光源からの発光光は標準原稿１１ｂ上に照射され、分光光度計は標準原稿１１ｂのマトリクス座標１Ａ、・・・、１Ｌ、２Ａ、・・・、２２Ｌ上にある各色マスの反射光の分光反射率を測定する。測定された分光反射率より、標準光源の下での三刺激値が計算され、更に色彩値（Ｌａｂ等）が計算される。
【００８９】
色彩計９０は、これら測定される分光反射率より三刺激値を計算し、更に色彩値を求める装置ブロックを有していても良い。また、原稿１１ｂのマトリクス座標１Ａ、・・・、１Ｌ、２Ａ、・・・、２２Ｌ上にある各色マスを予め座標指定し、分光反射率を連続的に自動計測できる仕組みを有していても良い。
【００９０】
いずれにしても、以上に述べるような色彩計９０により、標準原稿１１ｂのマトリクス座標１Ａ、・・・、１Ｌ、２Ａ、・・・、２２Ｌ上にある各色マスの色度が測定、計算される。
【００９１】
本実施例１においては、その結果が、例えばそれぞれＬａｂ（１Ａｆ）、・・・、Ｌａｂ（１Ｌｆ）、Ｌａｂ（２Ａｆ）、・・・、Ｌａｂ（２２Ａｆ）であったとする。
【００９２】
次に、先ほどの色彩計９０によりその色度が測定、計算された同じ標準原稿を、本実施例１の画像読取装置１により読み取りを行う。この時、画像読取装置１内にある照明用光源ユニット５７に搭載された白色ＬＥＤ７４のジャンクション温度Ｔｊを、先に述べたように、Ｖｆをモニターする等の方法によりモニターしておく。
【００９３】
画像読取装置１はケーブル８ａを介してＰＣ１０に接続される。画像読取装置１からは標準原稿１１ｂのＲＧＢ画像データがＰＣ１０へと送られてくるので、ＰＣ１０上において標準原稿１１ｂのマトリクス座標１Ａ、・・・、１Ｌ、２Ａ、・・・、２２Ｌ上にある各色マスの三刺激値を計算し、更に色彩値を求める。本実施例１においては、白色ＬＥＤ７４のジャンクション温度Ｔｊ時の各色マスの色度が、例えばそれぞれＬａｂ（１Ａｆ）、・・・、Ｌａｂ（１Ｌｆ）、Ｌａｂ（２Ａｆ）、・・・、Ｌａｂ（２２Ａｆ）であったとする。
【００９４】
以上述べた方法により、本発明の実施例１における読取装置１及び標準的な色彩計９０を用いて測定、計算された、標準原稿１１ｂのマトリクス座標１Ａ、・・・、１Ｌ、２Ａ、・・・、２２Ｌ上にある各色マスの色度を用いて、図１８（ａ）に示す色差データが得られた。
【００９５】
図１８は本発明の一実施例における画像読取装置のＬＥＤのジャンクション温度と原稿の色度差との関係を示す実験データを示す図である。
【００９６】
図１８（ａ），（ｂ）において、Ａｖ．△Ｅは、任意のジャンクション温度Ｔｊにおいて、本実施例１の画像読取装置１（図１７（ｂ）参照）により標準原稿１１ｂのマトリクス座標１Ａ、・・・、１Ｌ、２Ａ、・・・、２２Ｌ上にある各色マスを読み取った時の色度と、標準的な色彩計９０（図１７（ｂ）参照）により標準原稿１１ｂの対応する各色マスを読み取った時の色度との各差分を平均した値である。即ち、標準原稿１１ｂのマトリクス座標１Ａ、・・・、１Ｌ、２Ａ、・・・、２２Ｌ上にある各色マスがｎ個あるとすると、
Ａｖ．△Ｅ＝［｛Ｌａｂ（１ＡＴｊ）−Ｌａｂ（１Ａｆ）｝＋・・・＋｛Ｌａｂ（１ＬＴｊ）−Ｌａｂ（１Ｌｆ）｝＋｛Ｌａｂ（２ＡＴｊ）−Ｌａｂ（２Ａｆ）｝＋・・・＋Ｌａｂ（２２ＡＴｊ）−Ｌａｂ（２２Ａｆ）｝］／ｎ                  （式１）
と示される。
【００９７】
本実施例１においては、Ａｖ．△Ｅを「平均色差」と呼ぶことにする。
【００９８】
図１８（ａ）は画像読取装置１（図１７（ｂ）参照）の照明用光源ユニット５７に搭載されるＬＥＤ７４のジャンクション温度Ｔｊがそれぞれ２６℃，７３℃，１１０℃の場合における「平均色差」を示している。また、図１８（ａ）の「△Ｅ１１０−△Ｅ２６」は、ジャンクション温度Ｔｊが２６℃の時と１１０℃の時の各平均色差Ａｖ．△Ｅの差分を示したものである。この差分がジャンクション温度Ｔｊの上昇による標準原稿１１ｂ（図１７（ｂ）参照）の色度の変化を端的に表している。
【００９９】
もし、△Ｅ２６が読み取り開始時のものであって、△Ｅ１１０が読み取り終了時のものであるとするならば、「△Ｅ１１０−△Ｅ２６」は、読み取り開始時の認識色度と基準色度情報との平均色度との色差の平均値と、読み取り終了時の認識色度と基準色度情報の色差の平均値の差を表すことになる。
【０１００】
図１８（ａ）に示す測定、計算結果では、「△Ｅ１１０−△Ｅ２６＝１．６」となっている。即ち、画像読取装置１（図１７（ｂ）参照）の光源５７に搭載されるＬＥＤ７４のジャンクション温度Ｔｊが２６℃の時と１１０℃の時とでは、図１５に示す主波長の温度ドリフトに連動して、やはり画像の色味が変化することを示している。
【０１０１】
指標として、色を専門に扱うオペレータは０．４以上の色差を識別可能であり、一般の人では２．５以上の色差を判別できる。今回の図１８（ａ）に示す測定、計算結果である「△Ｅ１１０−△Ｅ２６＝１．６」は、以上の識別基準によれば色専門のオペレータでは判別可能だが、一般の人では見分けがつかないレベルということになる。
【０１０２】
しかしながら、ジャンクション温度Ｔｊと平均色差Ａｖ．△Ｅとの間には、図１８（ｂ）に示すような比例関係がある。もし、ジャンクション温度Ｔｊの上昇がこのまま続けば、２６℃の時との色度のズレが２．５以上となり、一般の人も観察対象の画像の色味が変わったことを認識できる可能性がある。更に、先ほども述べたように、白色ＬＥＤ７４が有する個体差等を考えれば、その可能性はもっと高くなり得る。
【０１０３】
このことは、もし同じ原稿１１を多量に連続して読み取りを行えば、最初に読み取った原稿１１の画像データと、最後に読み取った原稿１１の画像データとの間の変化率が大きくなり、人に画像の色味が変わったことを気づかれてしまう、ということを示している。即ち、多量かつ連続した読み取りにおける画像の色再現性を保証できなくなる。
【０１０４】
従って、本発明は、白色ＬＥＤ７４を読み取り原稿の照明用光源ユニット５７の一構成物として有し、この白色ＬＥＤ７４の照明により同一原稿１１（本実施例１の場合は同一の標準原稿１１ａ）の連続読み取りを行う場合に、読み取り開始時の読み取り画像データにおける各画素の色度と、読み取り終了時の読み取り画像データにおいて対応する画素の色度との間の平均色差が「予め設定される範囲」内に収まるよう、白色ＬＥＤ７４のジャンクション温度Ｔｊを制御する。より具体的には、白色ＬＥＤ７４のジャンクション温度Ｔｊの上昇を、最大点灯率（本実施例１においては１００％、即ち連続点灯）における自然上昇上限値よりも低く抑えている。
【０１０５】
または、白色ＬＥＤ７４を読み取り原稿１１の照明用光源ユニット５７の一構成物として有し、白色ＬＥＤ７４の照明により同一原稿１１（本実施例１の場合は同一の標準原稿１１ａ）を読み取り原稿１１として連続読み取りを行う際に、読み取り開始時の読み取り画像データと基準画像データとの間の平均色度と読み取り終了時の読み取り画像データと基準画像データとの間の平均色度との差が予め設定される範囲内に収まるよう、白色ＬＥＤのジャンクション温度Ｔｊを制御するようにしてもよい。
【０１０６】
そうすれば、もし同一原稿１１を多量に連続して読み取りを行った場合であっても、最初に読み取った原稿１１の画像データと、最後に読み取った原稿１１の画像データとの間の色味の変化を、人に読取画像の色味が変わったことを気づかれない程度に抑えることができる。即ち、多量かつ連続した高速読み取りにおける画像の色再現性を、高いレベルで保証することができる。
【０１０７】
尚、上記の「予め設定される範囲」をどこに設定するかは自由であるが、前述のように、少なくとも一般の人では見分けが付かないとされる２．５以下とするのが妥当と考えられる。または、画像の色味を重視する業界向けの画像読取装置であれば、０．４以下とする可能性もある。
【０１０８】
これらを実現するために、本発明の実施例１においては、図１２に示すように、区間ＩＩに入ると同時に、白色ＬＥＤ７４のジャンクション温度Ｔｊに応じて白色ＬＥＤ７４の点灯率を可変させ（図１２（ｄ））、その点灯率に応じてビデオアンプの増幅度（ゲイン）も可変させる制御を行っている（図１２（ｅ））。即ち、「点灯率可変＋点灯率に応じたビデオゲイン可変制御」である。
【０１０９】
更にもっと詳細に説明すると、区間ＩＩにおける制御は、「白色ＬＥＤ７４のジャンクション温度Ｔｊに応じて前記点灯率を可変させ、その白色ＬＥＤ７４の点灯率に応じてビデオアンプ８５Ｒ，８５Ｇ，８５Ｂ（可変増幅手段）のそれぞれの増幅度を変化させる第二の制御手段」により行われると言っても良い。
【０１１０】
白色ＬＥＤ７４の点灯率とビデオアンプの増幅度とは反比例の関係にある。図１９（ａ）は、点灯率とビデオアンプの増幅度をテーブルデータ化した例である。このテーブルデータを元に、区間ＩＩにおいて、例えば図１２（ｄ）及び図１２（ｅ）に示すものと同様の制御を行う。
【０１１１】
図１９は本発明の一実施例における画像読取装置のＬＥＤの点灯率に関する特性を示す図であり、図１９（ａ）は、例えば図３の画像読取装置１が原稿読み取りを開始する前に、白色ＬＥＤ７４を搭載する照明用光源ユニット５７、イメージセンサ５８、及び原稿ガラス５９上にある白基準板６０を用いて作成されるテーブルデータである。
【０１１２】
ここからは、白色ＬＥＤを搭載する照明用光源ユニット、イメージセンサ、原稿ガラス及びその上に設けられた白基準板の位置関係を、原稿の進入方向から見た図５を用いて更に説明する。図５の照明用光源ユニット５７より出射される照明光ＷＬは、原稿ガラス５９を一旦透過して図３の原稿搬送路１２を通過する原稿１１ａを照射し、反射光ＢＬとなって再び原稿ガラス５９を透過し、イメージセンサ５８へと入射する。これにより原稿１１ａが読み取り可能となる。
【０１１３】
照明用光源ユニット５７より出射されるのは照明光ＷＬの原稿１１による反射光ＢＬだけではなく、原稿ガラス５９上に設けられた白基準板６０に反射してイメージセンサ５８へと入射する光ＢＷもある。しかし、白基準板６０は原稿搬送路１２上にある原稿１１の想定位置１３の外側に配置されているので、原稿読み取りのための照明光ＷＬや反射光ＢＬを遮断することはない。
【０１１４】
このような構成において、白基準板６０による照明用光源ユニット５７からの反射光ＢＬをイメージセンサ５８により検出し、その検出値を用いれば、図１９（ａ）に示す照明用光源ユニット５７に搭載される白色ＬＥＤ７４の点灯率とビデオアンプ８５の増幅度との関係を示すテーブルデータを作成することができる。
【０１１５】
そのテーブルデータの作成時の測定データ例が図１９（ｂ）である。本実施例１においては、図１９（ｂ）の行Ｐに示すように、照明用光源ユニット５７に搭載される白色ＬＥＤ７４（図９参照）の点灯率を１００％から５％刻みで変化させている。すると、それぞれの点灯率におけるイメージセンサ５８の撮像素子（図９参照）８４Ｒ，８４Ｇ，８４Ｂからの出力電圧は、図１９（ｂ）の行Ｑに示すように、白色ＬＥＤ７４の点灯率及び各撮像素子８４Ｒ，８４Ｇ，８４Ｂによって異なるものとなる。
【０１１６】
従って、図１９（ｂ）の行Ｔに示すように、それぞれの白色ＬＥＤ７４の点灯率において各色のビデオアンプ８５Ｒ，８５Ｇ，８５Ｂからの増幅出力信号電圧ＡＲ，ＡＧ，ＡＢが常に一定の電圧値（本実施例１では「５Ｖ」）となるよう、各ビデオアンプ８５Ｒ，８５Ｇ，８５Ｂの増幅度ＧＲ，ＧＧ，ＧＢを設定する。その結果は、例えば図１９（ｂ）の行Ｔに示すようなものとなる。この、図１９（ｂ）示す測定データ例の行Ｐと行Ｓを抜き出せば、照明用光源ユニット５７に搭載される白色ＬＥＤ７４の点灯率とビデオアンプ８５の増幅度ＧＲ，ＧＧ，ＧＢとの関係を示すテーブルデータ図１９（ａ）ができ上がる。
【０１１７】
図１２に戻って、区間Ｉにおける制御（以下、「制御Ｉ」と表す）、即ち「ＬＥＤ点灯率一定＋ビデオアンプ増幅度制御」から区間ＩＩにおける制御（以下、「制御ＩＩ」と表す）、即ち「ＬＥＤ点灯率可変＋点灯率に応じたビデオゲイン可変制御」へと切り替えるための切り替えジャンクション温度をどこに設定するかについては、ジャンクション温度Ｔｊの上昇収束目標値をどこに設定するかによる。
【０１１８】
本実施例１においては、周辺雰囲気温度が常温（２５℃）の場合において、白色ＬＥＤ７４を最大点灯率１００％、即ち連続点灯させたときのジャンクション温度Ｔｊの自然上昇上限値が１４０℃であった。
【０１１９】
そこで、本実施例１においては、図１２に示すように、ジャンクション温度Ｔｊの上昇収束目標値を１１０℃に設定し、切り替えジャンクション温度を１００℃に設定して、１００℃になった時に制御方法を制御Ｉから制御ＩＩへと移行させている。
【０１２０】
白色ＬＥＤ７４の連続点灯時におけるジャンクション温度Ｔｊの自然上昇上限値や上昇収束目標値は、本実施例１に示す値に限るものではない。採用する白色ＬＥＤ７４によって、連続点灯させたときの自然上昇温度上限値は異なるので、ジャンクション温度Ｔｊの上昇収束目標値も切り替えジャンクション温度も異なる。
【０１２１】
しかしながら、少なくとも白色ＬＥＤ７４のジャンクション温度Ｔｊの上昇収束目標値を自然上昇温度上限値よりも低く設定すれば、白色ＬＥＤ７４の温度ドリフトによる画像の色再現性の変化を、人に感知されない範囲に抑えることができることに違いはない。
【０１２２】
尚、当然ながら上昇収束目標温度については、自然上昇温度上限値よりも低ければ何℃であっても良いというものではない。画像読取装置１には通常、動作保証温度というものがある。これは、読み取り動作が保証される画像読取装置１の外部の温度範囲を示したものである。それに対応して、装置の動作を長時間休止させ、その機内温度が外部の温度と同等となった後に読み取り動作を開始する前の白色ＬＥＤ７４（図９参照）のジャンクション温度Ｔｊは、画像読取装置１の動作保証範囲内の温度のいずれかにあると思われる。
【０１２３】
画像読取装置１が読み取り動作を開始すれば、その機内温度は画像読取装置１の外部の温度よりも高くなることが予想される。しかしながら、機内温度が外部の温度と同等となった後に読み取り動作を開始する前の時点においては、白色ＬＥＤ７４のジャンクション温度Ｔｊが少なくとも画像読取装置１の動作保証温度の上限よりも高くなることは考慮しなくても良い。もしそうなれば画像読取装置１自体の動作が保証されないからである。
【０１２４】
画像読取装置１の動作が保証される場合においては、画像読取装置１の動作を長時間休止させ、その機内温度が外部の温度と同等となった後に読み取り動作を開始する前の白色ＬＥＤ７４のジャンクション温度Ｔｊは必ず、画像読取装置１の動作保証温度の上限以下となる。
【０１２５】
従って、白色ＬＥＤ７４のジャンクション温度Ｔｊの上昇収束目標値は、その白色ＬＥＤ７４を読み取り原稿１１の照明用光源ユニット５７の一部として搭載する画像読取装置１の動作保証温度の上限よりも高く、かつ白色ＬＥＤ７４のジャンクション温度Ｔｊの自然上昇温度上限値よりも低く設定されれば良い。
【０１２６】
そして、いわゆる「制御Ｉ」から「制御ＩＩ」への切り替えジャンクション温度Ｔｊは、白色ＬＥＤ７４を照明用光源ユニット５７の一部として搭載する画像読取装置１の動作保証温度の上限よりも高く、かつ白色ＬＥＤ７４のジャンクション温度Ｔｊの上昇収束目標値よりも低く設定されれば良い。
【０１２７】
図９を参照しながらもう一度整理すると、本発明の実施例１における画像読取装置１は、白色ＬＥＤ７４の点灯率を可変可能な可変点灯手段と、その白色ＬＥＤ７４を搭載する照明用光源ユニット５７からの照明光ＷＬの読み取り原稿１１ａによる反射光ＢＬを入射するＣＣＤ８４と、そのＣＣＤ８４の各受光検出信号電圧ＶＲ，ＶＧ，ＶＢを増幅するビデオアンプ８５Ｒ，８５Ｇ，８５Ｂ（可変増幅手段）とを有し、白色ＬＥＤ７４の点灯率を一定とし、かつ撮像素子８４による反射光ＢＬの入射光量に応じてビデオアンプ８５Ｒ，８５Ｇ，８５Ｂの増幅度を変化させる第一の制御手段と、白色ＬＥＤ７４のジャンクション温度Ｔｊに応じて白色ＬＥＤ７４の点灯率を可変させ、かつその点灯率に応じてビデオアンプ８５Ｒ，８５Ｇ，８５Ｂの増幅度を変化させる第二の制御手段と、を更に有するものであって、複数の読み取り原稿１１ａを連続して読み取る場合において、まず図１２の区間Ｉでは第一の制御手段により読み取りを開始し、その後、図１２の区間ＩＩに入って第二の制御手段へと切り替えることを可能としたものである。
【０１２８】
そして、この第一の制御手段から第二の制御手段への切り替え点を、前述の「切り替えジャンクション温度」として設定している。これにより、読み取り終了時の読み取り画像データにおいて対応する画素の色度との差を予め設定される範囲内、例えば２．５以下に収めることが可能となる。
【０１２９】
尚、もし連続読み取りを開始する時点において、白色ＬＥＤ７４のジャンクション温度Ｔｊがこの切り替えジャンクション温度を超えている場合には、第一の制御手段を経ずにいきなり第二の制御手段を用いて連続読み取りを開始するようにしても良い。これにより、白色ＬＥＤ７４のジャンクション温度Ｔｊの上昇を抑えることができ、その破壊を未然に防ぐことが可能となる。
【０１３０】
以上に述べるように、本発明のように画像読取装置を構成すれば、白色ＬＥＤを用いて１分間に数十枚〜１００枚を超える原稿１１の高速読み取りを行う場合において、白色ＬＥＤ７４の温度ドリフトによる画像の色の変化を、人に感知されない範囲に抑えることができ、多量かつ連続した高速読み取りにおける画像の色再現性を、高いレベルで保証することができる。
【０１３１】
また、白色ＬＥＤ７４には当然のことながら量産による個体差がある。その結果、ジャンクション温度Ｔｊの自然上昇温度上限値が定格を超えて白色ＬＥＤ７４が破壊したり、定格を超える前に白色ＬＥＤ７４が破壊してしまったりすることがある。以上に述べるように画像読取装置１を構成すれば、白色ＬＥＤ７４の破壊を防止することも可能となる。
【０１３２】
更に、光量が安定するのに３０秒から１分程度係るキセノン管を読み取り照明用光源ユニットとして採用していた従来の画像読取装置においては、待機時にキセノン管を暖める機構が必要であったが、本発明のように白色ＬＥＤを読み取り照明用光源ユニットに採用すれば、点灯とほぼ同時に十分な光量が得られる。そのため、そのような暖め機構は不要となり、画像読取装置の構成を簡素化できる。そして、待機時において照明用光源ユニットを暖める電力も不要となるので、画像読取装置の待機電力も抑えることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１３３】
本発明に係る画像読取装置は、白色ＬＥＤを用いて１分間に数十枚〜１００枚を超える原稿の高速読み取りを行う場合において、白色ＬＥＤの温度ドリフトによる画像の色の変化を、人に感知されない範囲に抑えることができ、多量かつ連続した高速読み取りにおける画像の色再現性を、高いレベルで保証することができるところから、例えば業務用として使用される４０ｐｐｍ〜１００ｐｐｍを超える高速な画像読取装置等への利用が可能である。
【符号の説明】
【０１３４】
１    画像読取装置
２    ホッパーテーブル
２ａ    原稿ガイド
３    給紙口
４    前部排紙口
５    排紙ストッカー部
６    入力部
７    後部排紙口
８    インタフェース（Ｉ／Ｆ）
９    コネクタ
１０    扉
１１    原稿
１１ａ，１１ｂ    原稿
１２    原稿搬送路
１３    原稿の想定位置
２１    ピックアップローラ
２２    給紙ローラ
２３    リタードローラ
２４    搬送ローラ
２５    従動ローラ
２６、２８、３０、３２、３４、３６    排紙ローラ
２７、２９、３１、３３、３５、３７    従動ローラ
３８    搬送路切替部
４０    ローラ受けカバー
５１    制御部
５２    モータ
５６    排紙ローラ群
５７    照明用光源ユニット
５８    イメージセンサ
５９    原稿ガラス
６０    白基準板
６３    画像処理回路
６４，６７    スイッチ
６５，６６    バッファ
６８    圧縮回路
７０    ガイドリブ
７１    導光体
７２    光屈折／反射面
７３    ＬＥＤ回路基板
７４    白色ＬＥＤ
７４Ａ    アノード電極
７４Ｃ    カソード電極
７４Ｔ    放熱パッド
７５    接続部
７６    遮光部材
７７    反射体
７７ａ    反射面
７７ｂ    ベース部材
７７ｃ    反射体固定部材
７８    他端部
７９    フレーム
８０    光反射層
８２    ＬＥＤ駆動回路
８３    セルフォックレンズ
８４    ＣＣＤ
８４Ｒ，８４Ｇ，８４Ｂ    撮像素子
８５，８５Ｒ，８５Ｇ，８５Ｂ    ビデオアンプ
８６    Ａ／Ｄ変換器
９０    色彩計
Ｂ１，Ｂ２    バス
ＢＬ，ＢＬ１〜ＢＬ３    反射光
ＣＬ１，ＣＬ２    クラッチ
ＰＤ    発光部
ＰＳ    受光部
Ｓ    ホッパー高さセンサ
ＳＡ    原稿有無センサ
ＳＢ    給紙センサ
ＳＣ    読取位置センサ
ＳＤ，ＳＥ    排紙センサ
ＳＩ−ＲＧＢ    制御信号
Ｔｊ    ジャンクション温度
ＶＣＬＫ    クロック信号
Ｖｆ    順方向バイアス
ＷＬ    照明光
ＷＬＥＤ    駆動信号
ＶＲ，ＶＧ，ＶＢ    受光検出信号電圧
ＡＲ，ＡＧ，ＡＢ    増幅出力信号電圧
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１８】
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【図１９】
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【図１７】
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