(57)【要約】    【課題】  交流電源の発振周波数に同期した縞模様が読取画像に発生するのを防止して、放射ノイズレベルが悪化することのない良品質の画像読取装置を提供する。    【解決手段】  画像読取装置１００は、冷陰極管であるランプ２０１を搭載したＣＩＳ２００と、インバータ３００と、制御基板４００とを備える。ＣＩＳ２００は、一対のランプ２０１と、各ランプに互いに対向して接合された電極２０６，２０７と、回路基板２０４と、回路基板２０４の上にライン状に配列されたイメージセンサ２０２とを備える。抵抗素子３０３が、インバータ３００内の一次側ＧＮＤ及びフレームＧＮＤ並びに制御基板４００のＧＮＤと、インバータ３００内の二次側ＧＮＤとの間に配置され、これにより、ランプ２０１とインバータ３００と制御基板４００とＣＩＳ２００との間で形成される高周波高圧電圧におけるＧＮＤループの形成を抑制することができる。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿を照明する交流電源光源と、前記交流電源光源に近接して配置され、前記原稿から反射した光を受光して光電変換する光電変換素子とを備え、前記交流電源光源と前記光電変換素子は夫々アース接続されている画像読取装置において、
前記交流電源光源と前記交流電源光源のアースとの間に電流低減手段を備えることを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
前記電流低減手段はインピーダンス素子であることを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
【請求項３】
前記インピーダンス素子は、抵抗素子、コイル又はノイズフィルタであることを特徴とする請求項２記載の画像読取装置。
【請求項４】
前記交流電源光源は冷陰極管から成ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項５】
さらに、前記交流電源光源を駆動する駆動手段を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項６】
前記交流電源光源のアースと前記電流低減手段とは前記駆動手段に設けられていることを特徴とする請求項５記載の画像読取装置。
【請求項７】
さらに、前記駆動手段に駆動電力を供給する電力供給手段を備え、前記交流電源光源のアースと前記電流低減手段とは前記電力供給手段に設けられていることを特徴とする請求項５記載の画像読取装置。
【請求項８】
前記交流電源光源と前記駆動手段は一体化されていることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項９】
原稿を照明する交流電源光源と、前記交流電源光源に近接して配置され、前記原稿から反射した光を受光して光電変換する光電変換素子と、前記交流電源光源を駆動する駆動手段と、前記駆動手段に駆動電力を供給する電力供給手段とを備える画像読取装置において、
前記交流電源光源と前記光電変換素子と前記駆動手段と前記電力供給手段との間に形成されるＧＮＤループ上に電流低減手段を備えることを特徴とする画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像読取装置に関し、特に、原稿を照明する光源として冷陰極管を用いた画像読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機、ファクシミリ、スキャナ等に用いられる画像読取装置として、画像読取装置の小型化とコスト低減のために、原稿を照明する光源と、光電変換素子を搭載した回路基板とが近接している構成の画像読取装置が提案されている。その中で、光源として、冷陰極管と、その駆動にインバータ回路とを用いるものがある。
【０００３】
この画像読取装置としては、例えば、主に、冷陰極管と、光電変換素子を読取原稿の長さに対応して並べたセンサアレイと、センサアレイを搭載する回路基板と、結像素子アレイと、枠体とから構成された密着型イメージセンサ（以下、「ＣＩＳ（Contact Image Sensor）」という）を用いたものがある（例えば、特許文献１参照）。また、冷陰極管と、読取原稿の長さより短い光電変換素子と、光電変換素子を搭載する回路基板と、結像レンズと、光路中に光線入射面、光線射出面、複数の光線反射面及び光線遮光面を有するロッド部材と、枠体とが一体化して構成された一体光学系を用いたものがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
図１０は、従来のＣＩＳを用いた画像読取装置の主要部の構成を概略的に示す図であり、画像読取装置のアース（ＧＮＤ）の接続状態を示す。
【０００５】
図１０の画像読取装置１０００は、冷陰極管であるランプ２０１を搭載したＣＩＳ２００と、インバータ３００と、制御基板４００とを備える。これらは、制御基板４００からインバータ３００へ電力を供給するためのケーブル１０２と、インバータ３００からＣＩＳ２００のランプ２０１へ電力を供給するための高圧ケーブル１０１と、制御基板４００からＣＩＳ２００へ電力と駆動信号を供給すると共にＣＩＳ２００から制御基板４００へ画像信号を伝送するためのカードケーブル１０３とによって夫々接続されている。
【０００６】
ＣＩＳ２００は、図１１に示すように、絶縁体の枠体２０５と、この枠体２０５に収容された一対のランプ２０１と、各ランプに互いに対向して接合された電極２０６，２０７と、枠体２０５の底部に設けられた回路基板２０４と、回路基板２０４の上にライン状に配列されたイメージセンサ２０２と、一対のランプ２０１の間において枠体２０５に設けられ、原稿から反射された光をイメージセンサ２０２に導くためのセルフォックレンズアレイ２０３とを備える。
【０００７】
インバータ３００は、主に発振回路とスイッチングトランジスタとから構成されるインバータ回路３０１と、ランプ２０１を駆動する高周波高圧電圧を生成するトランス３０２とから構成される。
【０００８】
また、インバータ３００では、インバータ回路３０１と、トランス３０２の一次側とを含む一次側ＧＮＤと、トランス３０２の二次側ＧＮＤとが接続され、且つ、画像読取装置１０００のフレームＧＮＤに接続されている。従って、ランプ２０１の片側の電極は画像読取装置１０００のフレームＧＮＤに接続されている。制御基板４００においても、画像読取装置１０００のフレームＧＮＤに接続されている。また、ＣＩＳ２００では、回路基板のＧＮＤがカードケーブル１０３と制御基板４００とを介して画像読取装置１０００のフレームＧＮＤと接続されている。
【０００９】
インバータ３００は、制御基板４００から供給されるＤＣ電力及びＯＮ／ＯＦＦ信号に応じて、インバータ回路３０１内の発振回路の発振を開始させ、スイッチングトランジスタを周期的にＯＮ／ＯＦＦさせる。これにより、トランス３０２の一次側への供給電流を遮断し、二次側に高周波高圧電圧を誘導し、高周波高圧電圧をランプ２０１の電極に印加し、ランプ２０１内での放電によりランプ２０１を発光させる。
【００１０】
上述したＣＩＳ２００を用いた画像読取装置１０００によれば、ＣＩＳ２００を副走査方向に移動することにより光学的な副走査スキャンを行い、原稿を２次元的に読み取ることができる。
【特許文献１】特開平０７−１７７３１１号公報
【特許文献２】特開平１１−３５５５１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、ＣＩＳ２００においては、図１１に示すように、ランプ２０１と回路基板２０４とが、平行且つ比較的近接して配置されているので、ＧＮＤ電位であるランプ２０１の片側の電極２０７と回路基板２０４のＧＮＤとが容量成分によって電気的に結合し、よって、ランプ２０１とインバータ３００と制御基板４００とＣＩＳ２００との間でインバータ３００の発振周波数の高周波高圧電圧におけるＧＮＤループが形成され（図１０）、高周波の電流がこのＧＮＤループに流れる。
【００１２】
また、回路基板２０４のＧＮＤは、カードケーブル１０３と制御基板４００とを介して画像読取装置１０００のフレームＧＮＤと接続されているため、画像読取装置１０００のフレームＧＮＤに対して微少のインピーダンス成分を持つ。このため、インバータ３００の発振周波数の高周波の電流がこのＧＮＤループに流れることによって、回路基板２０４のＧＮＤの電位が変動する。その結果、この回路基板２０４の基準となるＧＮＤの電位が変動したことによってイメージセンサ２０２の光電変換に影響し、読取画像に縞模様が発生する。
【００１３】
また、イメージセンサ２０２の駆動クロックとＣＩＳ２００から出力された画像信号とに同期した周波数による高周波の電流が該ＧＮＤループに流れることによって、該ＧＮＤループによる電界強度が大きくなり、放射ノイズレベルが悪化する。
【００１４】
本発明の目的は、交流電源の発振周波数に同期した縞模様が読取画像に発生するのを防止して、放射ノイズレベルが悪化することのない良品質の画像読取装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、請求項１記載の画像読取装置は、原稿を照明する交流電源光源と、前記交流電源光源に近接して配置され、前記原稿から反射した光を受光して光電変換する光電変換素子とを備え、前記交流電源光源と前記光電変換素子は夫々アース接続されている画像読取装置において、前記交流電源光源と前記交流電源光源のアースとの間に電流低減手段を備えることを特徴とする。
【００１６】
又、請求項９記載の画像読取装置は、原稿を照明する交流電源光源と、前記交流電源光源に近接して配置され、前記原稿から反射した光を受光して光電変換する光電変換素子と、前記交流電源光源を駆動する駆動手段と、前記駆動手段に駆動電力を供給する電力供給手段とを備える画像読取装置において、前記交流電源光源と前記光電変換素子と前記駆動手段と前記電力供給手段との間に形成されるＧＮＤループ上に電流低減手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、電流低減手段を備えるので、光電変換素子が交流電源光源に近接して配置されることにより生起されるＧＮＤループを流れる交流電流を低減することができ、交流電源の発振周波数に同期した縞模様が読取画像に発生するのを防止して、放射ノイズレベルが悪化することのない良品質の画像読取装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳述する。
【００１９】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る画像読取装置の構成を概略的に示す平面図であり、図２は、図１における画像読取装置１００の構成を概略的に示すブロック図である。
【００２０】
図１の画像読取装置１００は、冷陰極管であるランプ２０１（交流電源光源）を搭載した後述する図３のＣＩＳ２００と、後述する図４のインバータ３００と、制御基板４００（電力供給手段）とを備える。これらは、制御基板４００からインバータ３００へ電力を供給するためのケーブル１０２と、インバータ３００からＣＩＳ２００のランプ２０１へ電力を供給するための高圧ケーブル１０１と、制御基板４００からＣＩＳ２００へ電力と駆動信号を供給すると共にＣＩＳ２００から制御基板４００へ画像信号を伝送するためのカードケーブル１０３とによって夫々接続されている。
【００２１】
また、画像読取装置１００は、ＣＩＳ２００を副走査方向に移動して原稿を走査するためのモータ５０１と、ＣＩＳ２００の基準位置を検知するためのポジションセンサ５０２と、ＣＩＳ２００とモータ５０１を結ぶタイミングベルト５０３と、ガイドシャフト５０４とを備え、モータ５０１とポジションセンサ５０２は制御基板４００にケーブル１０４，１０５によって夫々接続されている。
【００２２】
制御基板４００は、ＣＩＳ２００から出力された画像信号をＡ／Ｄ変換するためのＡ／Ｄ変換回路４０１と、Ａ／Ｄ変換された画像信号をシェーディング補正するためのシェーディング補正回路４０２と、画像読取装置１００の一連の制御を行うためのＣＰＵ４０３及びＲＡＭ４０４と、画像読取装置１００を制御するためのプログラムが格納されたＲＯＭ４０５とを内部に備える。
【００２３】
図１の画像読取装置１００によれば、ＣＩＳ２００を副走査方向（図１中の矢印方向）に移動することにより光学的な副走査スキャンを行い、原稿を２次元的に読み取ることができる。
【００２４】
図３は、図１におけるＣＩＳ２００の副走査方向断面図である。
【００２５】
図３のＣＩＳ２００は、絶縁体の枠体２０５と、この枠体２０５に収容された一対のランプ２０１と、各ランプに互いに対向して接合された電極２０６，２０７と、枠体２０５の底部に設けられた回路基板２０４と、回路基板２０４の上にライン状に配列されたイメージセンサ２０２（光電変換素子）と、一対のランプ２０１の間において枠体２０５に設けられ、原稿から反射された光をイメージセンサ２０２に導くためのセルフォックレンズアレイ２０３とを備える。イメージセンサ２０２は、ランプ２０１によって照射された光に対応する原稿から反射された光をセルフォックレンズアレイ２０３を介して受光すると共にこの受光した光を光電変換する。
【００２６】
また、ランプ２０１は、キセノンランプであり、ガラス管にキセノンガスを封入し、ガラス管面に任意の蛍光体を塗布することで所望の発光波長を得ることができる。そして、ガラス管の外側には長手方向に電極２０６，２０７となるアルミニウム薄膜がガラス管に接合して設けられている。
【００２７】
図４は、図１における画像読取装置１００の主要部の構成を概略的に示す図であり、画像読取装置１００のアース（ＧＮＤ）の接続状態を示す。
【００２８】
図４のインバータ３００（駆動手段）は、主に、発振回路とスイッチングトランジスタとを含むインバータ回路３０１と、ランプ２０１を駆動する高周波高圧電圧を生成するトランス３０２と、抵抗素子３０３（電流低減手段）とから構成される。
【００２９】
図４において、抵抗素子３０３が、インバータ３００内の一次側ＧＮＤ及びフレームＧＮＤ並びにケーブル１０２を介して制御基板４００のＧＮＤと、インバータ３００内の二次側ＧＮＤとの間に配置される。これにより、ランプ２０１とインバータ３００と制御基板４００とＣＩＳ２００との間で形成される高周波高圧電圧における前述したＧＮＤループの形成を抑制することができる。また、抵抗素子３０３の抵抗値は、小さすぎるとこのＧＮＤループに流れる高周波の電流を減少することができず、大きすぎると抵抗素子３０３に印加される電圧が大きくなり抵抗素子３０３の消費電力増加とコスト増大につながるため、数１０ｋΩ〜数ＭΩの範囲が適切である。さらに、抵抗素子３０３は、電流低減機能を有すればよく、コイルやノイズフィルタ等のインピーダンス素子に置き換えてもよい。
【００３０】
本発明の第１の実施の形態によれば、抵抗素子３０３が、インバータ３００内の一次側ＧＮＤ及びフレームＧＮＤ並びにケーブル１０２を介して制御基板４００のＧＮＤと、インバータ３００内の二次側ＧＮＤとの間に配置されるので、該ＧＮＤループの形成を抑制する。このため、ランプ２０１を駆動してもインバータ３００の発振周波数の高周波の電流が該ＧＮＤループに流れることを抑制することができ、もって、回路基板２０４のＧＮＤの電位を安定させることができる。その結果、インバータ３００の発振周波数に同期した縞模様が読取画像に発生するのを防止することができる。また、該ＧＮＤループの形成を抑制することができるので、イメージセンサ２０２の駆動クロックとＣＩＳ２００から出力された画像信号とに同期した周波数による高周波の電流が該ＧＮＤループに流れない。その結果、該ＧＮＤループによる電界強度が大きくならず、放射ノイズレベルの悪化を防ぐことができる。
【００３１】
図５は、図４の画像読取装置１００の主要部の変形例の構成を概略的に示す図であり、画像読取装置１００のアース（ＧＮＤ）の接続状態を示す。
【００３２】
図５において、画像読取装置１００は、インバータ３１０（駆動手段）と、制御基板４１０（電力供給手段）と、抵抗素子４１１（電流低減手段）とを備える。
【００３３】
インバータ３１０は、一次側ＧＮＤと二次側ＧＮＤがインバータ３１０内で非接続で各々ケーブル１０６を介して制御基板４１０と接続されている。抵抗素子４１１は、制御基板４１０上で、制御基板４１０のＧＮＤとインバータ３１０の二次側ＧＮＤへのインターフェースとの間に配置される。これにより、ランプ２０１とインバータ３１０と制御基板４１０とＣＩＳ２００との間で形成される高周波高圧電圧における該ＧＮＤループの形成を抑制することができる。
【００３４】
本発明の第１の実施の形態の変形例によれば、抵抗素子４１１が、制御基板４１０上で、制御基板４１０のＧＮＤとインバータ３１０の二次側ＧＮＤへのインターフェースとの間に配置されるので、該ＧＮＤループの形成を抑制する。このため、ランプ２０１を駆動してもインバータ３１０の発振周波数の高周波の電流が該ＧＮＤループに流れることを抑制することができる。もって、回路基板２０４のＧＮＤの電位を安定させることができ、その結果、インバータ３１０の発振周波数に同期した縞模様が読取画像に発生するのを防止することができる。また、該ＧＮＤループの形成を抑制することができるので、イメージセンサ２０２の駆動クロックとＣＩＳ２００から出力された画像信号とに同期した周波数による高周波の電流が該ＧＮＤループに流れない。その結果、該ＧＮＤループによる電界強度が大きくならず、放射ノイズレベルの悪化を防ぐことができる。
【００３５】
図６は、本発明の第２の実施の形態に係る画像読取装置の構成を概略的に示す平面図であり、図７は、図６における画像読取装置６００の構成を概略的に示すブロック図である。
【００３６】
図６の画像読取装置６００は、冷陰極管であるランプ７０１（交流電源光源）と、ランプ７０１の光を反射して原稿に照射する反射笠７０２と、ランプ７０１を点灯駆動するための後述する図９のインバータ７０９とを搭載した後述する図８の一体光学系７００と、制御基板８００（電力供給手段）とを備える。制御基板８００から一体光学系７００に搭載されたインバータ７０９へ電力を供給するためのカードケーブル６０１と、制御基板８００から一体光学系７００へ電力と駆動信号を供給すると共に一体光学系７００から制御基板８００へ画像信号を伝送するためのカードケーブル６０２とによって接続されている。
【００３７】
また、画像読取装置６００は、一体光学系７００を副走査方向に移動して原稿を走査するためのモータ９０１と、一体光学系７００の基準位置を検知するためのポジションセンサ９０２と、一体光学系７００とモータ９０１を結ぶタイミングベルト９０３と、ガイドシャフト９０４とを備え、モータ９０１とポジションセンサ９０２は制御基板８００にケーブル６０３，６０４によって夫々接続されている。
【００３８】
制御基板８００は、一体光学系７００から出力されたＡ／Ｄ変換された画像信号をシェーディング補正するためのシェーディング補正回路８０２と、画像読取装置６００の一連の制御を行うためのＣＰＵ８０３及びＲＡＭ８０４と、画像読取装置６００を制御するためのプログラムが格納されたＲＯＭ８０５とを内部に備える。
【００３９】
一体光学系７００は、反射笠７０２によって照射された光に対応する原稿から反射された光を光電変換するためのイメージセンサ７０３（光電変換素子）と、イメージセンサ７０３を搭載した回路基板７０４と、イメージセンサ７０３から出力された画像信号をＡ／Ｄ変換するためのＡ／Ｄ変換回路７２０とを内部に備え、インバータ７０９とランプ７０１は、インバータ７０９からランプ７０１へ電力を供給するための高圧ケーブル７１０によって接続されている。
【００４０】
図６の画像読取装置６００によれば、一体光学系７００を副走査方向（図６中の矢印方向）に移動することにより光学的な副走査スキャンを行い、原稿を２次元的に読み取ることができる。
【００４１】
図８は、図６における一体光学系７００の副走査方向断面図である。
【００４２】
図８の一体光学系７００は、絶縁体の枠体７２１と、この枠体７２１に収容されたランプ７０１と、ランプ７０１に接合された電極７０７，７０８と、枠体７２１に収容され、ランプ７０１を駆動するインバータ７０９と、ランプ７０１の光を反射して原稿に照射する反射笠７０２と、枠体７２１に収容された回路基板７０４と、回路基板７０４の上に設けられたイメージセンサ７０３と、原稿から反射された光を内部で反射させて射出するロッド部材７０５と、射出された反射光をイメージセンサ７０３に導くための結像レンズ７０６とを備える。
【００４３】
図９は、図６における画像読取装置６００の主要部の構成を概略的に示す図であり、画像読取装置６００のアース（ＧＮＤ）の接続状態を示す。
【００４４】
図９のインバータ７０９（駆動手段）は、主に発振回路とスイッチングトランジスタとから構成されるインバータ回路７１１と、ランプ７０１を駆動する高周波高圧電圧を生成するトランス７１２と、抵抗素子７１３（電流低減手段）とから構成される。
【００４５】
図９において、抵抗素子７１３が、インバータ７０９内の一次側ＧＮＤと二次側ＧＮＤとの間に接続されるので、インバータ７０９では、インバータ回路７１１と、トランス７１２の一次側とを含む一次側ＧＮＤと、トランス７１２の二次側ＧＮＤとが抵抗素子７１３を介して接続され、且つ、カードケーブル６０１を介して制御基板８００のＧＮＤに接続されている。従って、ランプ７０１の片側の電極は抵抗素子７１３を介して制御基板８００のＧＮＤに接続されている。また、回路基板７０４のＧＮＤが、カードケーブル６０２を介して制御基板８００のＧＮＤと接続されている。これらにより、一体光学系７００と制御基板８００との間で形成される高周波高圧電圧における該ＧＮＤループの形成を抑制することができる。また、抵抗素子７１３の抵抗値は、小さすぎると該ＧＮＤループに流れる高周波の電流を減少することができず、大きすぎると抵抗素子７１３に印加される電圧が大きくなり抵抗素子７１３の消費電力増加とコスト増大につながるため、数１０ｋΩ〜数ＭΩの範囲が適切である。
【００４６】
本発明の第２の実施の形態によれば、抵抗素子７１３が、インバータ７０９内の一次側ＧＮＤと二次側ＧＮＤとの間に接続されるので、該ＧＮＤループの形成を抑制する。このため、ランプ７０１を駆動してもインバータ７０９の発振周波数の高周波の電流が該ＧＮＤループに流れることを抑制することができ、もって、回路基板７０４のＧＮＤの電位を安定させることができる。その結果、インバータ７０９の発振周波数に同期した縞模様が読取画像に発生するのを防止することができる。また、該ＧＮＤループの形成を抑制することができるので、イメージセンサ７０３の駆動クロックと一体光学系７００から出力された画像信号とに同期した周波数による高周波の電流が該ＧＮＤループに流れない。その結果、該ＧＮＤループによる電界強度が大きくならず、放射ノイズレベルの悪化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像読取装置の構成を概略的に示す平面図である。
【図２】図１における画像読取装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図３】図１におけるＣＩＳの副走査方向断面図である。
【図４】図１における画像読取装置の主要部の構成を概略的に示す図であり、画像読取装置のアース（ＧＮＤ）の接続状態を示す。
【図５】図４の画像読取装置の主要部の変形例の構成を概略的に示す図であり、画像読取装置のアース（ＧＮＤ）の接続状態を示す。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る画像読取装置の構成を概略的に示す平面図である。
【図７】図６における画像読取装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図８】図６における一体光学系の副走査方向断面図である。
【図９】図６における画像読取装置の主要部の構成を概略的に示す図であり、画像読取装置のアース（ＧＮＤ）の接続状態を示す。
【図１０】従来のＣＩＳを用いた画像読取装置の主要部の構成を概略的に示す図であり、画像読取装置のアース（ＧＮＤ）の接続状態を示す。
【図１１】図１０におけるＣＩＳの副走査方向断面図であり、ランプの片側の電極と回路基板との関係を示す。
【符号の説明】
【００４８】
１００，６００，１０００  画像読取装置
２００  ＣＩＳ
２０１，７０１  ランプ
２０２，７０３  イメージセンサ
２０４，７０４  回路基板
３００，３１０，７０９  インバータ
３０３，４１１，７１３  抵抗素子
４００，４１０，８００  制御基板
７００  一体光学系
【図１】
2007028071.tif 000003
【図２】
2007028071.tif 000004
【図３】
2007028071.tif 000005
【図４】
2007028071.tif 000006
【図５】
2007028071.tif 000007
【図６】
2007028071.tif 000008
【図７】
2007028071.tif 000009
【図８】
2007028071.tif 000010
【図９】
2007028071.tif 000011
【図１０】
2007028071.tif 000012
【図１１】
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