(57)【要約】【課題】複数の光源の光量調節において温度上昇の影響を受けにくい制御を行う。【解決手段】イメージセンサ（ＣＩＳ）の第１および第２のサイドに、被写体へ照射する光を発生する複数の光源（ＬＥＤ）３０１ａ，ｂ，ｃと３０２ａ，ｂ，ｃとを有する。被写体からの光はＣＣＤにより電荷情報に変換される。光源ユニット内の各ＬＥＤの光量調節を行なう際、第１および第２のサイドの複数の光源について光量調節を一方のサイドについて連続して行なわないようにする。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体へ照射する光を発生する光源を第１および第２のサイドのおのおのに複数有する光イメージセンサと、
前記イメージセンサ内の各光源の光量調節を行なう制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記第１および第２のサイドの複数の光源について光量調節を一方のサイドについて連続して行なわない
ことを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
一方のサイドにおける前記光源の個数は３以上であり、前記制御手段は、１サイド内で隣接する光源の光量調節を連続して行わない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】
一方のサイドにおける前記光源の個数は３以上であり、前記制御手段は、１つの光源の光量調節時間を測定し、その測定結果に基づいて光量調節を行う光源の順序を変更す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４】
請求項１〜３のいずれかに記載の画像読取装置と、この画像読取装置により読み取られた画像を印刷する印刷部と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、画像読取装置に関し、特に、複数の光源を用いて原稿を読み取る画像読取装置およびこれを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像読取装置の代表的な構成としては、縮小光学系と等倍光学系とがある。どちらの読取系の場合にも、原稿（被写体）に光を照射してその原稿からの反射光を受光素子により電気信号へ変換し、画像情報を得ている。
【０００３】
近年、画像読取のスピードアップと画像品質向上の要求にともない、原稿からの反射光はより強いものが必要とされている。そのため、原稿へ光を照射する光源の光量アップが不可欠なものとなっている。
【０００４】
そこで、光源を複数有し、必要光量を確保することが提案されている。特許文献１には、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色の光源を用いる画像読取装置において、カラー原稿をモノトーン出力させる場合に、出力色を任意に選択可能とするとともに、モノトーン読取の場合に読取速度の向上を図る技術が提案されている。
【０００５】
また、読取デバイスの長手方向の両端に複数のＬＥＤを配置した構成が知られている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００２−２３７９２２号公報
【特許文献２】特開２００２−５７８４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
複数色の光源を用いる場合、各色の光源の光量のバランスをとるために各光源について光量調節が行われる。すなわち、ＬＥＤを制御するために次のステップ（１）（２）を含む制御ループが繰り返して実行される。
（１）制御値であるＰＷＭ値または電流値を設定
（２）この設定により得られる光量データの確認
【０００７】
光源としてのＬＥＤの光量調節時間は比較的長く、ＬＥＤの個数が多いほど、その総時間も長くなる。そのため、すべてのＬＥＤの光量調節には比較的長時間を必要とする。その結果、光量調節中にＬＥＤの温度が上昇し、発光効率が変化してしまう。
【０００８】
特に、上記特許文献２に記載のように読取デバイスの長手方向の両端に複数のＬＥＤを配置した構成の場合、同一ユニット内のＬＥＤを連続して光量調節を行うと、ユニット内の温度上昇が著しいものとなってしまう。この影響により適切な光量調節が行えない、ひいては、良好な画像を得られないという問題があった。
【０００９】
本発明はこのような背景においてなされたものであり、その目的は、複数の光源の光量調節において温度上昇の影響を受けにくい制御を行うことができる画像読取装置およびこれを用いた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明による画像読取装置は、被写体へ照射する光を発生する光源を第１および第２のサイドのおのおのに複数有する光イメージセンサと、前記イメージセンサ内の各光源の光量調節を行なう制御手段とを備え、前記制御手段は、前記第１および第２のサイドの複数の光源について光量調節を一方のサイドについて連続して行なわないことを特徴とする。
【００１１】
この構成により、第１および第２のサイドの一方の光源について光量調節が行われた後は、他方のサイドの光源について光量調節が行われる。よって、当該他方のサイドの光源の光量調節を行っている間、すでに光量調節を行った当該一方のサイドの光源の発熱により上昇した温度が、自然放熱により、次に当該一方のサイドの他の光源についての光量調節を行う際には低下していることが期待される。
【００１２】
一方のサイドにおける前記光源の個数が３以上である場合、前記制御手段は、１サイド内で隣接する光源の光量調節を連続して行わないようにしてもよい。これにより、新たに光量調整を行おうとする光源に対して、既に光量調節を行った光源の発熱が影響することを軽減することができる。
【００１３】
また、一方のサイドにおける前記光源の個数が３以上の場合、前記制御手段は、１つの光源の光量調節時間を測定し、その測定結果に基づいて光量調節を行う光源の順序を変更するようにしてもよい。これにより、ある光源について過度の温度上昇が見込まれる場合に、同サイドで次に温度調節の対象となる光源への当該温度上昇の影響を軽減することができる。
【００１４】
本発明は、上記のいずれかの画像読取装置と、この画像読取装置により読み取られた画像を印刷する印刷部とを備えた画像形成装置としても把握することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、同一の光源ユニット内の複数の光源に対して連続して光量調節を行なわないようにしたので、光源ユニット内の温度上昇が抑えられ、適切な光量調節が可能となる。その結果、より良好な画像読取を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１７】
本明細書では、等倍光学系である密着型イメージセンサ（ＣＩＳ：Contact Image sensor）を使用した構成を例として説明を行なう。ただし、本発明は等倍光学系に限定されるものではない。
【００１８】
図１に画像読取装置の代表的な構成を示す。
【００１９】
この画像読取装置は、読取対象の原稿を載置する原稿台ガラス２０１、原稿台ガラス２０１をカバーする開閉可能な圧板２０３と、原稿台ガラス２０１上に載置された原稿２０４を読み取る走査光学系で構成されている。走査光学系は、図に示すように、ＣＩＳ３００、このＣＩＳ３００を保持して移動するキャリッジ２１０、原稿読取時にキャリッジ２１０を走査方向に移動する際のガイド機能を果たすシャフト２０８、キャリッジ２１０に固定されたタイミングベルト２０７、このタイミングベルト２０７の両端に配置されタイミングベルト２０７を滑らかに走行させるプーリ２０５，２１２である。さらに、プーリ２０５を回転駆動するステッピングモータ２０６、キャリッジ２１０の走査方向の位置を検出するための基準位置を定めるホームポジションセンサ２１１が備えられている。原稿台ガラス２０１上のホームポジションセンサ２１１側には光量の調節制御およびシェーディング補正動作を行なう際の基準となる白色基準板２０２が設けられている。
【００２０】
このような画像読取装置は、読取信号を外部へ出力する単体の装置であってもよいし、画像形成部と組み合わせられた画像形成装置（プリンタ、複写機、ファクシミリ機、またはこれらの複合機）として採用されるものであってもよい。
【００２１】
次に、図２により、密着型イメージセンサＣＩＳ３００の具体的な構成例について説明する。図中、便宜上、原稿２０４は透明に示してある。
【００２２】
図２に示す構成においては、光源ユニット３０１と３０２をそれぞれＣＩＳ３００の長手方向の両サイドに配置して光量増加を図っている。ここで、原稿２０４がカラーであることを想定して、光源ユニット３０１は、赤色ＬＥＤ３０１ａ、緑色ＬＥＤ３０１ｂ、青色ＬＥＤ３０１ｃにより構成され、同様に、光源ユニット３０２は、赤色ＬＥＤ３０２ａ、緑色ＬＥＤ３０２ｂ、青色ＬＥＤ３０２ｃにより構成されている。すなわち、ＣＩＳ３００は、計６個のＬＥＤを有する。これらの６個のＬＥＤの個々の光量のばらつきに対処するため、それぞれのＬＥＤの光量調節を行う必要がある。光量調節の方法としては、ＬＥＤに流れる電流値を調節するものと、ＬＥＤへ電流を流す時間を調節するＰＷＭ方式（実施の形態内で記述）のものとある。本実施の形態では、後者のＰＷＭ方式を採用しているが、前者の方式であってもよい。
【００２３】
このようなＣＩＳ３００の両端すなわち第１および第２のサイド（図の手前側と奥側）に光源ユニットを配置する構成では、より光量を必要とする幅広読取に好適である。ＣＩＳ３００は、光源ユニット３０１、３０２から照射された照射光を原稿の幅方向（主走査方向）に均一に拡散させるために両光源ユニット間に延びた導光体３０５を備える。導光体３０５からの照射光は原稿台ガラス２０１上の原稿２０４に照射される。この照射光は原稿２０４で反射され、この反射光はセルフォック（商標）レンズアレイ３０４を通して、基板３０８上に固定された受光素子としてのＣＣＤ３０３上に結像される。結像された光はＣＣＤ３０３により光電変換され、画像信号として順次出力される。ＣＩＳ３００は相対的に原稿２０４に対してスキャン方向に走査される。
【００２４】
次に、図３によりＣＩＳ３００を制御する制御系について説明する。制御部４０１は、読取装置全体の制御を行うＣＰＵ４０２および制御用のメモリ４０３で構成される。この制御部４０１は、ＣＣＤ３０３からの画像信号のサンプリングおよびＡ／Ｄ（アナログ・デジタル）変換を行なうアナログ処理回路５０４、ＣＣＤ駆動回路５０５の制御、ＬＥＤ駆動回路５０３，５０６の定電流値および照射時間のＰＷＭ制御値設定、インターフェース回路５０１のインターフェース条件の設定等、画像読取装置のさまざまな動作条件の設定、動作の開始、停止等の制御、および外部装置５０２とのインターフェースの制御を行っている。（外部装置５０２は、メモリ、プリンタ、ディスプレイなどの出力装置や記憶装置である。）
【００２５】
さらに、制御部４０１は画像を読み取る際の制御として、ホームポジションセンサ２１１で、キャリッジ２１０の基準位置を検出し、画像を読み取る際にキャリッジ２１０を一定の速度で移動できるよう、ステッピングモータ２０６に所定の励磁パターンを出力し、モータ駆動回路５０７を介して、所望の画像が読み取れるようにステッピングモータ２０６の駆動制御も行っている。
【００２６】
画像読取を開始する前に、この制御系により、白色基準板２０２を用いて各ＬＥＤ光源の光量を定めるパラメータとしてＰＷＭ値（ＰＷＭについては、後述する）の設定を行なう。この設定された光量（ＰＷＭ値）で白色基準板２０２にて点灯させ、シェーディング補正用の補正値を設定する。本実施の形態における「光量」とは、ＬＥＤの光の強さだけでなく照射時間によっても影響を受けるＣＣＤ３０３の蓄積電荷レベルに相当する。ＰＷＭ値の設定、およびシェーディング補正用の補正値の設定などが完了すると、モータ２０６を駆動し、原稿画像の読取が開始される。読取が開始されると、導光体３０５からの照射光が原稿２０４により反射され、反射光の入力によりＣＣＤ３０３が光電変換によって電気信号を出力する。この電気信号は、アナログ処理回路５０４におけるサンプリング回路５０４ａでサンプリングされて、信号のオフセットレベルの補正、信号の増幅処理が行われる。このような処理を受けたアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換回路５０４ｂによりデジタル信号に変換され出力される。デジタル化された画像出力信号は、通常、シェーディング補正、空間フィルタ、倍率補正、輝度信号変換、２値化処理等を経てメモリ４０３に蓄積される。このような画像処理動作は専用の処理回路（ゲートアレイ）により処理させることも可能である。メモリ４０３に蓄積された画像出力信号はインターフェース回路（Ｉ／Ｆ）５０１を経由して、外部装置５０２との制御タイミングで同期を取りながら画像データとして出力される。
【００２７】
次に図４により、各ＬＥＤ光源の照射時間を制御するＰＷＭ制御について説明する。図４は図３の制御系における一部の構成を抜粋して示したものである。ＰＷＭ制御は、パルス幅変調Pulse Width Modulationの略であり、各ＬＥＤの点灯時間幅を変更する制御である。前述のように、制御部４０１は、ＣＰＵ４０２とメモリ４０３を有し、ＬＥＤ駆動回路５０３，５０６の制御を行なう。ＬＥＤ駆動回路５０３は、ＬＥＤ３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃにそれぞれ対応するＬＥＤ駆動要素４１０、４１１、４１２を有し、ＬＥＤ駆動回路５０６は、ＬＥＤ３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃにそれぞれ対応するＬＥＤ駆動要素４１３、４１４、４１５を有する。各ＬＥＤ駆動要素は、定電流回路とスイッチング回路を有し、各ＬＥＤ３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃにそれぞれ独立して接続されている。各ＬＥＤには、定電流回路により一定の電流が供給されていて、制御部４０１にてＰＷＭ制御することにより、各ＬＥＤの点灯時間が調節される。
【００２８】
すなわち、本実施の形態におけるＰＷＭでは、原稿の幅方向（主走査方向）１ラインの読取にかかる時間を一周期とし、一周期内の任意の時間を照射時間と設定する。これにより、ＣＣＤ３０３内の受光センサに蓄積される電荷の量が調節され、ＣＩＳ３００から出力されるアナログ信号の振幅が変化する。つまり、ＣＩＳ３００の画像信号値を検出しながらＰＷＭ値の設定を調節することにより最適なアナログ信号値を得ることが可能となる。
【００２９】
次に、本発明の特徴的制御である、各光源（ＬＥＤ）の光量調節方法について説明する。図５にその制御フローを示す。この処理は、ＣＰＵ４０２がプログラムメモリ（制御部４０１内のメモリ４０３または他のメモリ）内に格納されているプログラムを読み出して実行することにより実現される。
【００３０】
光源ユニット３０１、３０２内のすべてのＬＥＤの光量調節を制御部（コントローラ）４０１が順次ＰＷＭ制御にて行なう。本実施の形態における各ＬＥＤの光量調節の順序は図６に示すとおりである。
【００３１】
まず、光源ユニット３０１内のＬＥＤ３０１ａの光量が適正になるまでその光量調節を行なう（Ｓ１１、Ｓ１２）。次に、光源ユニット３０２内のＬＥＤ３０２ａの光量が適正になるまでその光量調節を行なう（Ｓ１３、Ｓ１４）。次に、光源ユニット３０１内のＬＥＤ３０１ｂの光量が適正になるまでその光量調節を行なう（Ｓ１５、Ｓ１６）。次に、光源ユニット３０２内のＬＥＤ３０２ｂの光量が適正になるまでその光量調節を行なう（Ｓ１７、Ｓ１８）。次に、光源ユニット３０１内のＬＥＤ３０１ｃの光量が適正になるまでその光量調節を行なう（Ｓ１９、Ｓ２０）。次に、光源ユニット３０２内のＬＥＤ３０２ｃの光量が適正になるまでその光量調節を行なう（Ｓ２１、Ｓ２２）。
【００３２】
このように、光量調節は、両光源ユニット３０１，３０２について、交互にＬＥＤ１個ずつ行う。すなわち、同一光源ユニット内のＬＥＤについて連続しては行なわない。具体的には、光源ユニット３０１内の１個のＬＥＤの光量調節を行った後、次には、光源ユニット３０２内のＬＥＤ、その次には、光源ユニット３０１内の他のＬＥＤというように、両光源ユニットにつき交互に光量調節を行なう。
【００３３】
各ＬＥＤの光量調節は、図７に示すように、１００％の点灯時間に対してＸ％の時間の点灯を行って光量レベルを低減することにより行える。その前提として、例えば、各ＬＥＤを１００％点灯させたときの光量レベルをチェックし、全てのＬＥＤの中で光量レベルが最低レベルのものを見つけ出す。ついで、各ＬＥＤの点灯時間割合ｘ［％］を次のように算出する。ここに、点灯時間割合ｘ［％］は水平同期信号（ａ）の水平期間内のＬＥＤのフル点灯期間（ｂ）に対する時間割合（ｃ）を示している。
【００３４】
点灯時間割合ｘ［％］＝最低レベル／各ＬＥＤ光量レベル（１００％点灯時）
【００３５】
次に、本実施の形態の変形例について説明する。図６に示した例では、１個の光源ユニット内の複数のＬＥＤの配置位置については何ら考慮しなかった。しかし、１個の光源ユニット内の３個のＬＥＤがほぼ一列に並んで配置されている場合、例えば、光源ユニット３０１内でＬＥＤ３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃがこの順に並び、光源ユニット３０２内でＬＥＤ３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃがこの順に並んでいるとき、図８に示すように、光量調節の順番をＬＥＤ３０１ａ，３０２ａ，３０１ｃ，３０２ｃ，３０１ｂ，３０２ｂのように、同一光源ユニット内で隣接したＬＥＤを連続して光量調節の対象としないようにしてもよい。これにより、新たに光量調節の対象となるＬＥＤに対して、その隣接する光量調節済みのＬＥＤの上昇温度の影響を与えにくくすることができる。
【００３６】
図９により、さらに別の変形例を説明する。この変形例では、原則的には図６に示した順番でＬＥＤの光量調節を行うが、少なくとも各光源ユニットの第１のＬＥＤについて光量調節に要した時間を測定し、その時間が所定の基準時間ｔ０を超えた場合には、当該光源ユニット内で次に光量調節する対象を本来の順序で次次順のＬＥＤとする。図９の例では、光源ユニット３０２の最初のＬＥＤ３０２ａについて基準時間ｔ０を超える光量調節時間を要した場合を示している。この場合、当該光源ユニット３０２において次順のＬＥＤ３０２ｂではなく、次次順のＬＥＤ３０２ｃを次の光源調節の対象とする。順序を飛ばしたＬＥＤ３０２ｂについてはその後に光源調節の対象とする。
【００３７】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、上記で言及した以外にも種々の変形、変更を行うことが可能である。例えば、所定時間以上の調節時間を要したＬＥＤについてはその時点で光量調節を一旦停止して、他のＬＥＤの調節を行い、最後に当該中断したＬＥＤについて再度やり直す構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像読取装置の構成例を示す図である。
【図２】図１の画像読取装置において用いられる密着型イメージセンサＣＩＳの具体的な構成例を示す図である。
【図３】図２のＣＩＳを制御する制御系の構成例を示すブロック図である。
【図４】図３の制御系における一部の構成を抜粋して示した図である。
【図５】本発明の実施の形態における制御フローを示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態における各ＬＥＤの光量調節の順序を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態におけるＬＥＤの光量調節の方法を説明するための図である。
【図８】本発明の実施の形態の変形例についての説明図である。
【図９】本発明の実施の形態の別の変形例についての説明図である。
【符号の説明】
【００３９】
２０１…原稿台ガラス
２０２…白色基準板
２０３…圧板
２０４…原稿
２０５，２１２…プーリ
２０６…ステッピングモータ
２０７…タイミングベルト
２０８…シャフト
２１０…キャリッジ
２１１…ホームポジションセンサ
３００…密着型イメージセンサ（ＣＩＳ）
３０１，３０２…光源ユニット
３０４…セルフォックレンズアレイ
３０５…導光体
３０７…原稿
３０８…基板
４０１…制御部（コントローラ）
４０３…メモリ
４１０，４１３…駆動要素
５０１…インターフェース回路
５０２…外部装置
５０３，５０６…ＬＥＤ駆動回路
５０４…アナログ処理回路
５０４ａ…サンプリング回路
５０４ｂ…Ａ／Ｄ変換回路
５０５…ＣＣＤ駆動回路
５０７…モータ駆動回路
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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