(57)【要約】【課題】読取ヘッドを小型でカラー対応にする技術を提供する。【解決手段】二次元画像を読取る画像読取装置において、画像読取センサーと画像照射装置とが接触配置された読取ヘッドを備えていることを特徴とする画像読取装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次元画像を読取る画像読取装置において、画像読取センサーと画像照射装置とが接触配置された読取ヘッドを備えていることを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
請求項１の画像読取装置において、前記画像照射装置が複数色の光を周期的に発光させることを特徴とする画像読取装置。
【請求項３】
請求項２の画像読取装置において、前記画像照射装置が電界放出型発光装置であることを特徴とする画像読取装置。
【請求項４】
請求項３の画像読取装置において、前記画像照射装置の蛍光体塗布面が互いに異なる発光・減衰時定数特性を備えた複数の蛍光体で構成されていることを特徴とする画像読取装置。
【請求項５】
請求項２から４のいずれかの画像読取装置の使用方法において、前記周期的に発光させる１周期期間内で前記読取ヘッドが静止している期間と位置を移動している期間とがあることを特徴とした画像読取装置の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像読取装置およびその使用方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】特開２００１−１０９０７４、画像複写装置においては、ハードコピー形態のシート状複写物が高速に得られ、手軽で携帯性に優れると共に、複写画像を消去することなく複数の複写物を作成しうる薄型で軽量な小型画像複写装置を提供するという課題にたいして、反射画像原稿方向に出射光の指向性が高められるように構成された光透過性の導光板と該導光板に一体的に備えられた光源とを含むフロントライト型照明手段と、前記導光板の少なくとも一方の側の表面に対向して配置され、反射画像原稿面からの反射光を結像焦点面に結像する２次元レンズアレイと、基板上に少なくとも光感応性層及び表示層が設けられ、前記光感応性層が結像焦点面と一致する位置に着脱可能に備えられたシート状の表示記録媒体とを含む画像複写装置という技術を提案している。特開平５−１４２８８２、複写機では、比較的簡単な構成にて、感光体ドラム表面をノーマルモード、高速モード、ＰＨＯＴＯモード夫々に適した帯電電位に帯電させることができる複写機を得るという技術提案の中で、通常の複写速度のノーマルモードと、それ以上の複写速度の高速モードの選択が行える複写機において、高速モード時に感光体ドラムの回転速度をノーマルモード時よりも速い高速用に設定する駆動手段と、高速モード時に帯電器への供給電圧をノーマルモード時よりも高い高速用に設定する電圧供給手段と、写真等の複写に適したＰＨＯＴＯモード時には感光体ドラムの回転速度を高速用に設定するよう駆動手段を制御すると共に帯電器への供給電圧を高速モード時よりも低いノーマル用に設定するよう電圧供給手段を制御する制御手段とを設けたことに加えて、各モードに適した露光量に設定するために、走査光学系のハロゲンランプへの供給電圧を調整する電圧調整回路を制御することを特徴とする技術開示を行っている。駆動系の動作速度が変わると走査が高速になった場合にはＣＣＤでの読み取り時間が短くなる分だけハロゲンランプの光量を増加させなければならないことへの対応技術である。特開２００３−１５２３５、画像読取装置および複写機では、ホームポジションで第１および第２走行体を近接して位置付けるようにした場合にも、組み立てのばらつきに依存することなく、ケーブルガイド部材とランプハーネスとの接触を防止できるようにするという目的のために、露光ランプおよびミラーを搭載する第１走行体と二枚のミラーを搭載する第２走行体とを副走査方向に沿って往復動させることにより原稿画像を露光走査するようにした画像読取装置で、露光ランプに給電するためのハーネス１と、第２走行体および第２走行体に搭載されたミラーとの接触を防止する接触防止部材を設けた技術を開示している。ハロゲンランプでは電流供給量が多いために太いケーブルを使用しなければならず、このケーブルを引きずりながら走査する問題について機構を工夫することを提案したものである。特開２００２−３００３５１、画像読取装置の光源ランプ構造では、画像読取装置の光源ランプのランプソケットの上部を平面上に切欠することにより、光源ランプをプラテンガラス、即ち原稿に極力接近させて、原稿を照射する光量を多くして原稿の輝度を高くし、原稿から取得される画像データから複写機等で処理して得られる画像を、より忠実に再現できるようにすることを目的として、光源ランプのランプ管の両端部に取り付けられているランプソケットのプラテンガラスに臨む部分を平面状に切欠して、この平面部の一部にランプ管の一部を露呈させることで、ランプソケットを切欠した部分の高さ分だけ光源ランプをプラテンガラス、即ち原稿に接近させる技術を開示している。光源がハロゲンランプのように円筒形であり、かつ、その円筒形ガラスの内部に配置したタングステン線を発光体として原稿を照らしているので、照度を確保するためにわずかでもタングステン線光源を原稿に近づけようという技術の開示である。
【０００３】
【公知の従来技術】特開２００１−１０９０７４、特開平５−１４２８８２、特開２００３−１５２３５、特開２００２−３００３５１
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】従来の技術では、円筒形状のハロゲンランプで読取り対象物を照らして、前記反射鏡に映し出された画像を離れたところに設置した一次元ＣＣＤイメージセンサで読取ることが行われていたが、円筒形状のハロゲンランプは円筒中心位置のタングステン線を加熱発光したものを光源としているのでその元光源は全方向に光を放射していて、必ずしも読取り対象物だけに有効に光を照射することができていなかった。さらに、高温に加熱したタングステン線の輻射熱によって石英ガラスが数百度に昇温してしまうのでシリコンＩＣなどの耐熱性に乏しい繊細な部品をこのハロゲンランプの照射面に隣接配置することができずに装置全体が大型化してしまう課題も備えていた。タングステンからの輻射光はプランクの輻射則にしたがって発光しているため、昇温効果の高い赤外線光を大量に放出して周囲の物体を輻射加熱してしまう。この輻射加熱の影響もあるのでハロゲンランプの照射面に隣接配置することができずに装置全体が大型化してしまう。このように従来の画像読取装置では読取ヘッドが大型化してしまう課題を抱えていた。カラー画像を得るにはさらに大型化してしまい、製造コストも増加してしまう。従来技術における画像読取装置の典型例を図３に示す。図３において、１はＣＣＤイメージセンサ、２はガラス板、３は結像レンズ、１００は原稿、２００は反射鏡、３００はハロゲンランプである。ハロゲンランプの近傍は高温になるので熱に弱い半導体部品であるＣＣＤイメージセンサや熱で光学特性が劣化する結像レンズは離れた位置に設置している。
【課題を解決するための手段】
本発明の画像読取装置は、二次元画像を読取る特徴に加えて、画像読取センサーと画像照射装置とが接触配置された読取ヘッドを備えていることを第１の特徴とし、
第２に、第１の特徴に加えて、前記画像照射装置が複数色の光を周期的に発光させることを、
第３に、第２の特徴に加えて、前記画像照射装置が電界放出型発光装置であることを、
第４に、第３の特徴に加えて、前記画像照射装置の蛍光体塗布面が互いに異なる発光・減衰時定数特性を備えた複数の蛍光体で構成されていることを特徴とし、本発明の画像読取装置の使用方法は、第５の特徴として、第２から第４のいずれかの特徴に加えて、前記周期的に発光させる１周期期間内で前記読取ヘッドが静止している期間と位置を移動している期間とがあることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の画像読取装置では、二次元画像を読取る特徴に加えて、画像読取センサーと画像照射装置とが接触配置された読取ヘッドを備えている第１の特徴を備える場合には、画像を読み取るために必要な照明と画像読取の２つの機能を１つの部分にコンパクトに納める。
第２に、第１の特徴に加えて、前記画像照射装置が複数色の光を周期的に発光させる特徴を備える場合には、蛍光体の塗りわけ等で複数の光を発光させる。前記画像照射装置が電界放出型発光装置である場合もあり、前記画像照射装置の蛍光体塗布面が互いに異なる発光・減衰時定数特性を備えた複数の蛍光体で構成されている場合もある。
本発明の画像読取装置の使用方法は、第５の特徴として、第２から第４のいずれかの特徴に加えて、前記周期的に発光させる１周期期間内で前記読取ヘッドが静止している期間と位置を移動している期間とがある特徴を備える場合には、その周期と周期内動作に合わせて画像を読み取る。
【０００７】
【実施例】本発明の実施例１を説明する。図１は実施例１の構成図である。複写機で原稿を読み取る機構部分を示している。画像読取センサーであるＣＣＤイメージセンサ１とオンチップ結像レンズ４００と画像照射装置である電界放射型発光装置４とが接触配置された読取ヘッド８である。画像照射装置として用いている電界放射型発光装置は電子を放出するカソード電極とその電子によって励起発光する蛍光板電極で構成されている。発光する光は蛍光体特有の輝線ペクトルであるので蛍光体の電子線励起発光による赤外線輻射はほとんど無いといってよい。加速電子の運動エネルギーの一部が熱に変換されて電界放射型発光装置の温度が上昇するが僅かであるので半導体デバイスであるＣＣＤイメージセンサを隣接配置しても差し支えない。本発明での電界放射型発光装置は蛍光体発光面が凹面鏡のようになっているので照射光は図に描かれるように原稿１００の読取位置に集中して照射される。尚、蛍光板電極は電子照射面がアルミバックという鏡面処理がされているのでこの発光面自身が凹面鏡の役割を担っている。ＣＣＤイメージセンサにはその表面に直接結像レンズを載せた構成になっている。図１の配置で原稿の文字・画像が結像されるようにレンズ仕様を調整してある。読取ヘッドを小型化することで原稿により近い位置で読取りが実施できるので少ない照射光で明るい画像が得られる。従来の反射鏡方式で必要であった光学的位置合せが格段に楽になる。本読取ヘッドにはＣＣＤイメージセンサで得られた一次画像データを増幅、加工する画像データ処理半導体デバイスも実装しているのでノイズに強くまた配線数も少なくて済む二次画像データとして後続の処理部に転送することができる。この読取ヘッドに接続される配線は電界放射型発光装置の蛍光板電極用高電圧低電流配線１本、半導体デバイスへの電源供給線１本、二次画像データ線１本、接地電位付与線１本の合計４本である。
【０００８】本発明の実施例２を説明する。図２は電界放射型発光装置から周期的に異なる色を発光させて、その周期に合わせて読取ヘッドを水平に移動することを示したタイミングチャートである。装置は図１に示した読取ヘッドと類似している。相違点はカラー発光させるために蛍光板電極用の電極が赤、緑、青の３電極備えていることである。このため、配線は高電圧低電流配線が３本となるので合計６本である。図２のタイミングチャートで横軸は時間経過を表している。破線で示した１単位は１ｍ秒であり、３ｍ秒を１つの周期として繰り返し発光と移動を行っている。赤を１ｍ秒、緑を１ｍ秒、青を１ｍ秒発光させてそれぞれの画像をＣＣＤイメージセンサで読み取った後に読取ヘッドを０．０１ｍ秒の短時間で移動させる。移動距離は読取の解像度に依存する。典型的には１００μｍ程度である。ＣＣＤイメージセンサの読取タイミングは上記発光と移動に同期させている。
【０００９】本発明の実施例３を説明する。蛍光板電極が１本である例である。蛍光板電極へ３種類の蛍光体を重ね塗りしている。それぞれの蛍光体の発光色と時定数を違えているので、１周期に１回、パルス電圧を蛍光板に印加することでその発光、減衰時定数の物理的性質によって図２に示したのと同様のカラー発光が周期的に行われる。
【発明の効果】
本発明の発光装置を用いると読取ヘッドが小型になり、かつ、カラー画像にも対応できるので複写機やイメージスキャナーとしての消費電力が低減できてかつ高性能化される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例１の構成図
【図２】本発明実施例２の構成図
【図３】従来例の構成図
【符号の説明】１はＣＣＤイメージセンサ、２はガラス板、３は結像レンズ、４は電界放射型発光装置、５はフロントガラス、６は蛍光板電極、７はカソード電極、８は読取ヘッド、１００は原稿、２００は反射鏡、３００はハロゲンランプ、４００はオンチップ結像レンズ、５００は照射光である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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