画像読取装置、及び画像形成装置
【課題】光源によって光が照射された位置検出用画像パターンを検出することにより副走査方向の基準位置を検出する画像読取装置において、基準位置の検出精度を向上することができる画像読取装置、及びこのような画像読取装置を用いた画像形成装置を提供する。
【解決手段】原稿に光を照射する冷陰極管５３１と、原稿からの反射光を副走査方向に移動しつつ取得する走査部５３と、画像信号を生成する撮像素子５６と、黒色帯パターン５７１及び白色帯パターン５７２が形成された基準表示板５７と、走査部５３を副走査方向に移動させて撮像素子５６により黒色帯パターン５７１及び白色帯パターン５７２を示す画像信号が得られる位置を、基準位置として探索する基準位置探索処理を行う基準位置探索処理部８１２と、基準位置探索処理が実行される場合、蓄積時間を、原稿画像を読み取る際よりも増大させる蓄積時間制御部８１５とを備えた。
【解決手段】原稿に光を照射する冷陰極管５３１と、原稿からの反射光を副走査方向に移動しつつ取得する走査部５３と、画像信号を生成する撮像素子５６と、黒色帯パターン５７１及び白色帯パターン５７２が形成された基準表示板５７と、走査部５３を副走査方向に移動させて撮像素子５６により黒色帯パターン５７１及び白色帯パターン５７２を示す画像信号が得られる位置を、基準位置として探索する基準位置探索処理を行う基準位置探索処理部８１２と、基準位置探索処理が実行される場合、蓄積時間を、原稿画像を読み取る際よりも増大させる蓄積時間制御部８１５とを備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源によって光が照射された原稿からの反射光を、副走査方向に移動しつつ取得することにより、原稿画像を取得する画像読取装置と、このような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】
原稿を走査して画像を読み取る画像読取装置のうち、光源から原稿に光を照射し、原稿に対向配置された走査部を副走査方向に移動させ、走査部内に配設された鏡によって原稿からの反射光を撮像素子へ導くことで、原稿画像の読み取りを行うものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。このような画像読取装置において、走査部の位置検出には、例えばインクリメンタル型のエンコーダが用いられている。インクリメンタル型のエンコーダは、基準位置からの移動量をパルス信号で出力するものなので、このような画像読取装置で走査部の位置制御を行うためには、予め走査部を基準位置に位置決めし、走査部を駆動させて得られたエンコーダのパルス信号をカウントし、これを基準位置に対する相対位置を示すデータとしてメモリに記憶することにより、走査部の現在位置が、基準位置からパルスカウント数に相当する距離だけ離れた位置にあることが、判るようになっている。
【０００３】
また、走査部の駆動にステッピングモータを使用する場合であっても、走査部の位置は、基準位置から、ステッピングモータを駆動したパルス数によって相対的に得られる。従って、走査部の位置制御を行うためには、予め走査部を基準位置に位置決めし、ステッピングモータを駆動したパルス数をカウントし、これを基準位置に対する相対位置を示すデータとしてメモリに記憶することにより、走査部の現在位置が、基準位置からパルスカウント数に相当する距離だけ離れた位置にあることが、判るようになっている。
【０００４】
上述のように、走査部を基準位置に位置決めするために、基準位置に予め特定の位置検出用画像パターンを形成しておき、走査部を移動させて位置検出用画像パターン検出させることで、走査部を基準位置に位置決めする方法が知られている。そして、上述のように、走査部の現在位置は、メモリに記憶された基準位置に対する相対位置を示すデータによって把握されるので、例えば画像形成装置が電源オフされるなどしてメモリに記憶されているデータが消失すると、走査部の現在位置が不明となる。そのため、画像形成装置の起動時など、走査部の位置決め制御をする前に、走査部を基準位置に位置決めする必要がある。
【０００５】
また、このような画像読取装置の光源としては、安価な冷陰極管が広く用いられている。
【特許文献１】特開２００４−３３６１００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、冷陰極管のような光源は、点灯を開始した際の立上り特性が悪く、点灯開始から、画像を読み取るために十分な照度が得られるまでに時間がかかるという特性がある。例えば、冷陰極管によっては、点灯開始から画像を読み取るために十分な照度が得られるまでの時間が、数十秒から数分程度必要となる。そうすると、上述のように、原稿画像の読み取りを行う前、すなわち原稿画像の読み取りを行うために冷陰極管を点灯した直後に、走査部を基準位置に位置決めするべく位置検出用画像パターンの検出を行うと、位置検出用画像パターンに照射される光量が不足した状態で位置検出用画像パターンの読み取りを行うこととなる結果、位置検出用画像パターンが検出できなかったり、位置検出用画像パターンを誤って検出してしまったりするおそれがある。そうすると、走査部を位置決めするための基準位置が検出できなかったり、基準位置を誤って検出してしまったりするおそれがあった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みて為された発明であり、光源によって光が照射された位置検出用画像パターンを検出することにより副走査方向の基準位置を検出する画像読取装置において、基準位置の検出精度を向上することができる画像読取装置、及びこのような画像読取装置を用いた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る画像読取装置は、原稿を載置するための透明板と、前記透明板に載置された原稿に、当該透明板を介して光を照射する光源と、前記光源によって光が照射された原稿からの反射光を、副走査方向に移動しつつ取得する走査部と、前記走査部により取得された反射光によって生じる電荷を所定の蓄積時間だけ蓄積することにより、当該反射光を電気信号に変換して画像を表す画像信号を生成する撮像素子と、前記透明板と略同一平面内における前記副走査方向の基準位置に設けられると共に、予め設定された基準位置検出用の位置検出用画像パターンが形成された基準表示部と、前記基準表示部を前記光源によって照射させ、前記走査部を前記副走査方向に移動させて前記撮像素子により前記位置検出用画像パターンを示す画像信号が得られる位置を、前記基準位置として探索する基準位置探索処理を行う基準位置探索処理部と、前記基準位置探索処理部による前記基準位置探索処理が実行される場合、前記蓄積時間を、前記撮像素子により前記原稿の画像を示す画像信号を生成させる際よりも増大させる蓄積時間制御部とを備える。
【０００９】
この構成によれば、光源によって、透明板に載置された原稿に光が照射される。また、原稿からの反射光が、走査部により副走査方向に走査されて取得される。そして、撮像素子によって、走査部により取得された反射光によって生じる電荷が所定の蓄積時間だけ蓄積されて当該反射光が電気信号に変換され、画像を表す画像信号が生成される。また、透明板と略同一平面内における前記副走査方向の基準位置には、予め設定された基準位置検出用の位置検出用画像パターンが形成された基準表示部が設けられている。そして、基準位置探索処理部によって、光源により基準表示部が照射させられ、走査部が副走査方向に移動されて撮像素子により位置検出用画像パターンを示す画像信号が得られる位置が、基準位置として探索される。さらに、蓄積時間制御部によって、基準位置探索処理部による基準位置探索処理が実行される場合において、蓄積時間が、撮像素子により原稿の画像を示す画像信号が生成される際よりも増大される。
【００１０】
この場合、基準位置探索処理において、光源の光量が不足している場合であっても、蓄積時間制御部によって、撮像素子における基準表示部からの反射光によって生じる電荷の蓄積時間が、原稿からの反射光によって生じる電荷の蓄積時間よりも増大されるので、光源の光量不足が補われる結果、基準位置の検出精度が向上され得る。
【００１１】
また、前記光源に関する温度を検出する温度検出部をさらに備え、前記蓄積時間制御部は、前記基準位置探索処理が実行される場合において、前記温度検出部により検出された温度の、上昇に応じて前記蓄積時間の増大量を減少させ、低下に応じて前記蓄積時間の増大量を増大させることが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、温度検出部によって、光源に関する温度が検出される。また、蓄積時間制御部によって、基準位置探索処理が実行される場合において、光源に関する温度が上昇して光源の発光量が増大すると考えられる場合に蓄積時間の増大量が減少され、光源に関する温度が低下して光源の発光量が減少すると考えられる場合に蓄積時間の増大量が増大されるので、光源の光量不足を補って、基準位置の検出精度を向上しつつ、基準位置探索処理時間の不要な増大を低減することができる。
【００１３】
また、前記光源に関する温度を検出する温度検出部をさらに備え、前記蓄積時間制御部は、前記基準位置探索処理が実行される場合であって、かつ前記温度検出部により検出された温度が、予め設定された閾値温度に満たない場合に、前記蓄積時間を前記撮像素子により前記原稿の画像を示す画像信号を生成させる際よりも増大させるようにしてもよい。
【００１４】
この構成によれば、温度検出部によって、光源に関する温度が検出される。また、蓄積時間制御部によって、基準位置探索処理が実行される場合において、光源に関する温度が予め設定された閾値温度に満たず光源の発光量が不足すると考えられる場合に、原稿の画像を読み取る場合よりも蓄積時間が増大され、光源の光量不足が補われるので、基準位置の検出精度を向上しつつ、基準位置探索処理時間の不要な増大を低減することができる。
【００１５】
また、前記温度検出部は、前記撮像素子により光が受光されない状態において前記撮像素子から出力される信号レベルに基づいて、前記温度を検出することが好ましい。この構成によれば、撮像素子から出力される信号レベルに基づいて、光源に関する温度を検出することができるので、別途温度センサを備える必要が無く、コストを低減することができる。
【００１６】
また、本発明に係る画像形成装置は、上述のいずれかに記載の画像読取装置と、前記画像読取装置により生成された画像信号に基づいて、記録紙に画像を形成する画像形成部とを備える。
【００１７】
この構成によれば、記録紙に形成するための画像が、上述のいずれかに記載の画像読取装置によって取得される。また、上述のいずれかに記載の画像読取装置によって、基準位置探索処理において、光源の光量が不足している場合であっても、蓄積時間制御部によって、撮像素子における基準表示部からの反射光によって生じる電荷の蓄積時間が、原稿からの反射光によって生じる電荷の蓄積時間よりも増大されるので、光源の光量不足が補われる結果、基準位置の検出精度を向上することができる。
【発明の効果】
【００１８】
このような構成の画像読取装置及び画像形成装置は、基準位置探索処理において、光源の光量が不足している場合であっても、蓄積時間制御部によって、撮像素子における基準表示部からの反射光によって生じる電荷の蓄積時間が、原稿からの反射光によって生じる電荷の蓄積時間よりも増大されるので、光源の光量不足が補われる結果、基準位置の検出精度を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置である複写機３１の機械的構成を示す縦断面図である。この複写機３１は、大略的に、画像形成を行う本体部３２と、本体部３２の上方側に配設され、原稿の画像を読み取るスキャナ部３３と、そのスキャナ部３３の上方側に配設されるＡＤＦ３４とを備えて構成される。
【００２０】
本体部３２では、制御部８１からの制御信号に応じて、１または複数（図１では３個）の給紙トレイ４１，４２，４３や手差しトレイ４４に装填された記録紙４１ａ，４２ａ，４３ａ，４４ａの何れかが取込みローラ４１ｂ，４２ｂ，４３ｂ，４４ｂで１枚ずつ取出され、レジストローラ４５，４６にてタイミング調整が行われた後、画像形成部４７に搬送される。画像形成部４７は、感光体ドラム４７ａの周囲に、図示しない帯電器、レーザ書込みユニット、現像器、転写ユニット４７ｂおよび図示しないクリーニングユニット等が配置され、記録紙に電子写真方式で画像形成を行う。こうして記録紙に形成されたトナー像は、定着部４８にて定着され、排出ローラ４９，５０から排紙トレイ５１上に排出される。
【００２１】
前記レーザ書込みユニットに与えられる原稿画像データは、スキャナ部３３にて読取られる。スキャナ部３３は、ガラス板等の板状の透明板からなる原稿載置台５２の下部に、原稿載置台５２を介して原稿に照明光を照射し、その反射光を受光する走査部５３と、走査部５３で得られた原稿画像を反射するミラーユニット５４と、ミラーユニット５４からの原稿画像を集光する結像レンズ５５と、結像レンズ５５で結像された原稿画像を光電変換する撮像素子５６とを備えて構成される。
【００２２】
撮像素子５６は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサなどから成り、結像レンズ５５で結像された原稿画像により生じる電荷を蓄積することで得られた電圧により、画像の明度を表すようになっている。また、電荷を蓄積する蓄積時間ｔｃは、制御部８１からのシフトゲート信号ＳＧに応じて調節可能にされている。また、撮像素子５６は、基本的に光電変換素子で、受光部で受光した光エネルギーを電荷に変換するエネルギー変換素子としての性質を有している。そして、撮像素子５６は、熱エネルギーによっても電荷が生じ、撮像素子５６の温度に応じたレベルの信号が出力される性質を有している。
【００２３】
このような撮像素子５６の出力信号レベルは、例えば撮像素子５６の温度が８度上昇すると２倍になる対応関係があり、撮像素子５６の出力信号レベルを画像の濃度階調に換算すると、例えば撮像素子５６の温度が１度上昇すると画像濃度が１階調明るくなる対応関係がある。従って、光が受光されない状態で撮像素子５６から出力された出力信号レベルは、撮像素子５６の温度と相関関係を有するので、撮像素子５６を温度センサとして用いることが可能である。
【００２４】
走査部５３は、例えば図略のステッピングモータによって、副走査方向に駆動されるようになっている。そして、走査部５３が速度Ｖで、ミラーユニット５４が速度Ｖ／２で、図１の左右方向、すなわち副走査方向に変位することで、原稿載置台５２に載置されたブック物や１枚物の原稿画像が、常に等しい光路長で撮像素子５６に結像される。こうして読取られた原稿画像データは、制御部８１によって濃度調整や輪郭強調などの画像処理が行われ、前記レーザ書込みユニットに与えられる。
【００２５】
一方、シート原稿を順次取り込んでゆくＡＤＦ３４では、原稿トレイ６１に積層された原稿６２は、取込みローラ６３によって１枚ずつ取出され、湾曲搬送路６４へと供給される。そして湾曲搬送路６４に設けられた搬送ローラ６５，６６；６７，６８によって、主走査方向に延びるガラス板等の板状の透明板からなる読出窓７２へと搬送され、読出窓７２に走査部５３が臨んだ状態で、順次原稿画像が読取られた後、排出ローラ６９，７０によって排出トレイ７１上へと排出される。
【００２６】
走査部５３は、冷陰極管５３１（光源）と、冷陰極管５３１から放射された光を原稿載置台５２、及び読出窓７２方向に照射する反射板５３２と、原稿から原稿載置台５２や読出窓７２を透過して得られた反射光をミラーユニット５４へ反射するミラー５３３とを備えて構成されている。また、冷陰極管５３１、反射板５３２、ミラー５３３、ミラーユニット５４、結像レンズ５５、及び撮像素子５６は、主走査方向に原稿載置台５２、及び読出窓７２の幅以上に延設されている。冷陰極管５３１は、温度が低下すると発光量が減少する温度特性がある。
【００２７】
また、例えば、原稿載置台５２と、読出窓７２との間には、走査部５３側に基準位置検出用の位置検出用画像パターンが形成された基準表示板５７（基準表示部）が配設されている。
【００２８】
図２は、スキャナ部３３を上面から見た外観の一例を示す斜視図である。図２に示すように、スキャナ部３３の上面には、原稿載置台５２、及び読出窓７２が配設されている。そして、原稿載置台５２と読出窓７２との間には、原稿ストッパ７５が設けられている。また、原稿載置台５２における原稿ストッパ７５と隣り合う一辺には、原稿ストッパ７６が設けられている。そして、原稿ストッパ７５，７６により、原稿サイズの指標７７を参照して、原稿の位置合せが行われるようになっている。この場合、原稿ストッパ７５の内側のエッジが、副走査方向における原稿の端の位置を示している。基準表示板５７は、原稿ストッパ７５の裏側に配設されている。
【００２９】
図３は、図２に示す原稿載置台５２、基準表示板５７、及び読出窓７２を走査部５３側から見た図である。図３に示すように、基準表示板５７には、例えば、主走査方向に長尺の黒色帯パターン５７１と、主走査方向に長尺の白色帯パターン５７２とからなる位置検出用画像パターンが形成されている。そして、黒色帯パターン５７１と、白色帯パターン５７２との境界線が、基準位置Ａに設定されている。また、基準位置Ａは、原稿載置台５２における、基準表示板５７と対向する辺、すなわち原稿ストッパ７５の内側のエッジであって、副走査方向における原稿の端が突き当てられて位置決めされる原稿基準位置Ｂと平行にされており、基準位置Ａと原稿基準位置Ｂとの距離Ｄは、予め設定された固定的な長さにされている。これにより、基準位置Ａが検出できれば、基準位置Ａから原稿基準位置Ｂが求められるようになっている。
【００３０】
図４は、上述のように構成された複写機３１の電気的構成の一例を示すブロック図である。図４に示す搬送機構４０は、ローラ４１ｂ，４２ｂ，４３ｂ，４４ｂ、レジストローラ４５，４６、及び排出ローラ４９，５０等、記録紙を給紙トレイ４１，４２，４３やトレイ４４から排紙トレイ５１まで搬送する搬送機構を示している。
【００３１】
また、撮像素子５６から出力された画像信号Ｓ１は、ＡＤコンバータ５８によってデジタル信号に変換され、画像データＳ２として制御部８１へ出力されるようになっている。
【００３２】
操作表示部９１は、ユーザが印刷実行指示を入力するためのスタートキーや、印刷部数等を入力するためのテンキー等のキースイッチからなる操作キー部９１１と、各種複写動作の設定等を入力するための操作ガイド情報等を表示するとともに、種々の操作ボタン等が表示される液晶表示器等からなるタッチパネル９１２とを備えている。そして、操作表示部９１は、制御部８１からの制御信号に応じた画面をタッチパネル９１２に表示したり、ユーザの操作に応じた指示入力を、操作キー部９１１及びタッチパネル９１２により受け付けて、その指示入力を示す信号を制御部８１へ出力したりする。
【００３３】
通信Ｉ／Ｆ回路９２は、例えばＬＡＮ（Local Area Network）やＵＳＢ（Universal Serial Bus）等の伝送路９２１を介してパーソナルコンピュータ等の外部機器に接続され、外部機器との間で通信信号を送受信するためのインターフェース回路である。通信Ｉ／Ｆ回路９２は、制御部８１からのデータを外部機器で受信可能な通信信号に変換すると共に外部機器からの通信信号を制御部８１が処理可能な形式のデータに変換する。
【００３４】
制御部８１は、例えば所定の演算処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）と、所定の制御プログラムが記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）と、データを一時的に記憶する揮発性のＲＡＭ（Random Access Memory）と、書き換え可能な不揮発性の記憶素子の一例であるＥＥＰＲＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）と、これらの周辺回路等とを備えて構成され、ＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することにより、複写処理部８１０、スキャナ処理部８１１、基準位置探索処理部８１２、温度検出部８１３、及び蓄積時間制御部８１５として機能する。また、ＥＥＰＲＲＯＭは、閾値温度記憶部８１４としても用いられる。
【００３５】
複写処理部８１０は、例えば操作表示部９１により受け付けられたユーザからの操作指示に応じて、複写機３１の各部の動作を制御することにより、原稿トレイ６１や原稿載置台５２に載置された原稿の画像を、給紙トレイ４１，４２，４３やトレイ４４に収納された記録紙に複写する。複写処理部８１０は、基準位置Ａに位置付けられた走査部５３を、例えば図略のステッピングモータによって副走査方向に駆動させる。この際、複写処理部８１０は、例えばステッピングモータに出力したパルス数をカウントし、このカウント数を走査部５３の基準位置Ａからの相対位置を示す現在位置データとしてＲＡＭに記憶させることにより、走査部５３の現在位置を取得する。そして、複写処理部８１０は、例えばＲＡＭに記憶された走査部５３の現在位置データに基づいて、走査部５３を位置決め制御するようになっている。
【００３６】
スキャナ処理部８１１は、例えば操作表示部９１により受け付けられたユーザからの操作指示に応じてスキャナ部３３の動作を制御することにより、原稿トレイ６１や原稿載置台５２に載置された原稿の画像データを取得し、その画像データを例えば通信Ｉ／Ｆ回路９２によって、伝送路９２１を介してパーソナルコンピュータ等の外部機器へ送信することにより、複写機３１を画像読取装置として機能させる。また、スキャナ処理部８１１は、複写処理部８１０と同様の処理により、走査部５３を位置決め制御するようになっている。
【００３７】
基準位置探索処理部８１２は、走査部５３を位置決めするために必要となる基準位置Ａを探索する基準位置探索処理を行う。基準位置探索処理部８１２は、冷陰極管５３１を点灯させ、走査部５３を副走査方向に移動させつつ撮像素子５６により黒色帯パターン５７１及び白色帯パターン５７２からなる位置検出用画像パターンを示す画像データが得られる位置を、基準位置Ａとして探索する。
【００３８】
温度検出部８１３は、撮像素子５６により光が受光されない状態において、撮像素子５６の画像信号Ｓ１がＡＤコンバータ５８によりデジタル値に変換された画像データＳ２を、冷陰極管５３１に関する温度を示す情報として検出する。なお、撮像素子５６により光が受光されない状態は、例えば走査部５３を、光を反射しない黒色帯パターン５７１と対向する位置に位置決めすることで、反射光がミラー５３３に入射せず、従って撮像素子５６により光が受光されないようにしてもよく、冷陰極管５３１を消灯した状態にしてもよい。
【００３９】
閾値温度記憶部８１４には、冷陰極管５３１の光量が、基準位置探索処理部８１２による基準位置探索処理を実行するために十分なレベルに達しなくなる温度である閾値温度Ｔｔｈが予め記憶されている。具体的には、温度検出部８１３は、撮像素子５６を受光されない状態にすることにより撮像素子５６を温度センサとして用いるので、閾値温度記憶部８１４に記憶されている閾値温度Ｔｔｈは、閾値温度Ｔｔｈに対応する画像データＳ２の値によって、表されている。
【００４０】
例えば、複写機３１の工場出荷時において、上述と同様に撮像素子５６により光が受光されない状態とし、撮像素子５６から出力される信号レベルを基準レベルＬｒｅｆとし、この基準レベルＬｒｅｆを測定した際の、工場の環境温度を基準温度Ｔｒｅｆとする。そして、撮像素子５６における信号レベルと温度との対応関係に基づき、基準温度Ｔｒｅｆと基準レベルＬｒｅｆとから、閾値温度Ｔｔｈを撮像素子５６の信号レベル値、すなわち画像データＳ２の値に換算したデータが、閾値温度Ｔｔｈとして閾値温度記憶部８１４に記憶されている。
【００４１】
例えば、基準温度Ｔｒｅｆが２０度、基準レベルＬｒｅｆで示される画像の濃度値が１８、閾値温度Ｔｔｈが１２度であり、撮像素子５６は、温度が１度上昇すると、撮像素子５６の出力信号レベルから得られる画像の濃度値が１増加する関係がある場合、閾値温度Ｔｔｈは、基準温度Ｔｒｅｆより２０度−１２度＝８度だけ低く、８度は、撮像素子５６の特性上、濃度値の８に相当する。そして、基準温度Ｔｒｅｆが２０度のとき得られる画像の濃度値が１８であるから、閾値温度Ｔｔｈに対応する画像の濃度値は、１８−８＝１０となる。そこで、閾値温度記憶部８１４には、閾値温度Ｔｔｈ＝１２度に対応する画像の濃度値「１０」を示す画像データＳ２の値が、閾値温度Ｔｔｈを示すデータとして例えば工場出荷時等において予め記憶されている。
【００４２】
蓄積時間制御部８１５は、基準位置探索処理部８１２によって基準位置探索処理が実行される際に、上述と同様の撮像素子５６により光が受光されない状態で、撮像素子５６から出力される信号レベルＬａｃｔと閾値信号レベルＬｔｈとを比較する。そして、蓄積時間制御部８１５は、このようにして得られた信号レベルＬａｃｔが、閾値信号レベルＬｔｈに満たない場合に、撮像素子５６の温度Ｔが閾値温度Ｔｔｈに満たないものとして、走査部５３により原稿からの反射光を取得させる際、すなわち原稿画像の読み取りを行う際における蓄積時間ｔｃよりも、基準位置探索処理部８１２によって基準位置探索処理が実行される際における蓄積時間ｔｃを増大させる。
【００４３】
次に、上述のように構成された複写機３１の動作について説明する。まず、例えば複写機３１に電源が投入されて複写機３１が起動された場合や、例えば複写機３１の待機状態において必要最小限の回路を残して他の回路への電源供給を停止することで消費電力を低減する節電モードから、通常の動作モードに切り替わった場合などには、揮発性のＲＡＭに記憶されていた走査部５３の現在位置データが消去されている。そのため、制御部８１では、走査部５３の現在位置が把握できない。そこで、以下のようにして走査部５３を基準位置Ａに位置付けることで、走査部５３の現在位置を基準位置Ａとし、走査部５３の位置決め制御を行うことができるようにされている。
【００４４】
図５は、複写機３１の動作の一例を示すフローチャートである。まず、例えば複写機３１に電源が投入されて複写機３１が起動されたり、例えば複写機３１が節電モードから通常の動作モードに切り替わったりすると、温度検出部８１３によって、冷陰極管５３１が消灯されることにより（ステップＳＴ１）、走査部５３で光が受光されず、従って撮像素子５６で光が受光されない状態で、撮像素子５６から出力された画像信号Ｓ１がＡＤコンバータ５８で画像データＳ２に変換されて、温度検出部８１３へ出力される。
【００４５】
そうすると、温度検出部８１３によって、ＡＤコンバータ５８から出力された画像データＳ２の値Ｘが、撮像素子５６の温度Ｔを示すデータとして取得される（ステップＳＴ２）。この場合、冷陰極管５３１と、撮像素子５６とは、いずれもスキャナ部３３の筐体内に配設されているので、撮像素子５６の温度Ｔは、冷陰極管５３１の温度に略等しく、すなわち温度Ｔを示す値Ｘは、冷陰極管５３１に関する温度に相当している。
【００４６】
これにより、撮像素子５６を用いて冷陰極管５３１に関する温度を取得することができるので、冷陰極管５３１に関する温度を取得するために温度センサを備える必要が無く、コストを低減することができる。
【００４７】
なお、温度検出部８１３によって、撮像素子５６を温度センサとして機能させる例を示したが、温度センサを備えて冷陰極管５３１に関する温度Ｔを取得するようにしてもむろんよい。
【００４８】
次に、蓄積時間制御部８１５によって、閾値温度記憶部８１４に記憶されている閾値温度Ｔｔｈと温度検出部８１３によって取得された温度Ｔを示す値Ｘとが比較され（ステップＳＴ３）、値Ｘが閾値温度Ｔｔｈ以上であれば（ステップＳＴ３でＹＥＳ）、冷陰極管５３１の温度は、基準位置探索処理部８１２による基準位置探索処理を実行するために十分な光量が冷陰極管５３１から発せられる温度に達しているから、撮像素子５６の蓄積時間ｔｃは、蓄積時間制御部８１５によって、撮像素子５６により原稿の画像を取得させる際における蓄積時間ｔｃ１と同じ値に設定される（ステップＳＴ４）。
【００４９】
一方、値Ｘが閾値温度Ｔｔｈに満たなければ（ステップＳＴ３でＮＯ）、冷陰極管５３１の温度は、基準位置探索処理部８１２による基準位置探索処理を実行するために十分な光量が冷陰極管５３１から発せられる温度に満たないから、このまま基準位置探索処理を実行すると、基準表示板５７に形成された位置検出用画像パターンに照射される光量が不足した状態で位置検出用画像パターンの読み取りを行うこととなる結果、位置検出用画像パターンが検出できなかったり、位置検出用画像パターンを誤って検出してしまったりするおそれがある。そこで、値Ｘが閾値温度Ｔｔｈに満たない場合（ステップＳＴ３でＮＯ）、蓄積時間制御部８１５によって、蓄積時間ｔｃが、例えばｔｃ１の２倍〜５倍程度、例えばｔｃ＝ｔｃ１×２とされ、撮像素子５６により原稿の画像を取得させる際における蓄積時間ｔｃ１よりも増大される（ステップＳＴ５）。
【００５０】
これにより、冷陰極管５３１の光量が不足していても黒色帯パターン５７１と白色帯パターン５７２とを区別できる程度に撮像素子５６から出力される画像信号Ｓ１の出力レベルを増大させ、基準位置Ａを確実に、かつ精度よく検出できるようにしている。
【００５１】
次に、基準位置探索処理部８１２によって、基準位置探索処理が実行される（ステップＳＴ６）。具体的には、まず、基準位置探索処理部８１２からの制御信号に応じて、冷陰極管５３１が点灯され、ミラー５３３により反射された光がミラーユニット５４、及び結像レンズ５５を介して撮像素子５６へ導かれる。また、基準位置探索処理部８１２から撮像素子５６へ、シフトゲート信号ＳＧが出力され、撮像素子５６によって、シフトゲート信号ＳＧに応じた蓄積時間ｔｃで光電変換が行われて、画像信号Ｓ１が出力される。さらにＡＤコンバータ５８によって、画像信号Ｓ１がデジタル変換されて画像データＳ２として基準位置探索処理部８１２へ出力される。
【００５２】
図６は、基準位置探索処理部８１２から撮像素子５６へ出力されるシフトゲート信号ＳＧの一例を示す信号波形図である。図６（ａ）は、蓄積時間制御部８１５によって、蓄積時間ｔｃがｔｃ１に設定されている場合のシフトゲート信号ＳＧを示し、図６（ｂ）は、蓄積時間制御部８１５によって、蓄積時間ｔｃがｔｃ１×２に設定されている場合のシフトゲート信号ＳＧを示している。
【００５３】
図６（ａ）に示すように、蓄積時間ｔｃがｔｃ１に設定されている場合には、基準位置探索処理部８１２から撮像素子５６へ、シフトゲート信号ＳＧとしてｔｃ１の周期でローパルスが出力される。そうすると、撮像素子５６からＡＤコンバータ５８へ、ｔｃ１の周期で１ライン分の画像信号Ｓ１が出力され、ＡＤコンバータ５８から基準位置探索処理部８１２へ、ｔｃ１の周期で１ライン分の画像データＳ２が出力される。この場合、撮像素子５６によって受光された１ライン分の光は、蓄積時間ｔｃ１の間蓄積され、この蓄積された電荷によって生じた電圧が、画像信号Ｓ１として出力される。
【００５４】
一方、図６（ｂ）に示すように、蓄積時間ｔｃがｔｃ１×２に設定されている場合には、基準位置探索処理部８１２から撮像素子５６へ、シフトゲート信号ＳＧとしてｔｃ１×２の周期でローパルスが出力される。そうすると、撮像素子５６からＡＤコンバータ５８へ、ｔｃ１×２の周期で１ライン分の画像信号Ｓ１が出力され、ＡＤコンバータ５８から基準位置探索処理部８１２へ、ｔｃ１×２の周期で１ライン分の画像データＳ２が出力される。この場合、撮像素子５６によって受光された１ライン分の光は、蓄積時間ｔｃ１×２の間蓄積され、この蓄積された電荷によって生じた電圧が、画像信号Ｓ１として出力される。
【００５５】
すなわち、蓄積時間ｔｃがｔｃ１の場合と、ｔｃ１×２の場合とでは、撮像素子５６によって受光された光量が同一の条件であれば、蓄積時間ｔｃがｔｃ１の場合よりもｔｃ１×２の場合方が、画像信号Ｓ１の信号レベルは２倍となる。例えば、蓄積時間ｔｃがｔｃ１の場合に、黒色帯パターン５７１から得られる画像信号Ｓ１の信号レベルと、白色帯パターン５７２から得られる画像信号Ｓ１の信号レベルとの差が０．１Ｖであれば、蓄積時間ｔｃがｔｃ１×２にされると、黒色帯パターン５７１から得られる画像信号Ｓ１の信号レベルと、白色帯パターン５７２から得られる画像信号Ｓ１の信号レベルとの差が０．２Ｖとなる。
【００５６】
次に、基準位置探索処理部８１２からの制御信号に応じて、例えば図略のステッピングモータが駆動されて走査部５３が副走査方向に移動される。ここで、例えばステッピングモータの駆動パルスは、１パルスで副走査方向の１走査ライン分、走査部５３を移動させるようになっている。
【００５７】
そして、例えば走査部５３が読出窓７２と対向する位置にあった場合には、走査部５３が副走査方向に移動されることにより、黒色帯パターン５７１と対向する位置に移動する。そうすると、黒色帯パターン５７１では、冷陰極管５３１から照射された光が反射しないので、走査部５３からミラーユニット５４及び結像レンズ５５を介して撮像素子５６へ光が導かれることがない。従って、撮像素子５６から出力される画像信号Ｓ１は、熱的に生じたノイズ成分のみの低電圧にされ、ＡＤコンバータ５８から出力される画像データＳ２が小さな値で基準位置探索処理部８１２へ出力される。
【００５８】
基準位置探索処理部８１２では、画像データＳ２の値が小さいと、冷陰極管５３１の光が照射された対象の反射率が低い、すなわち画像濃度が濃いことを示しているから濃度値が増大され、画像データＳ２の値が大きいと、冷陰極管５３１の光が照射された対象の反射率が高い、すなわち画像濃度が薄いことを示しているから濃度値が減少されて、画像データＳ２が濃度値を示す画像データに変換される。
【００５９】
図７は、基準位置探索処理部８１２による基準位置Ａの探索処理を説明するための説明図である。図７において、横軸は、走査部５３の副走査方向の位置を示し、縦軸は、撮像素子５６により得られた画像データＳ２を、濃度に変換した濃度値を示している。また、図７に示す濃度閾値は、黒色と白色とを判別するために予め設定されたもので、濃度値が濃度閾値を超えていれば走査部５３が黒色と対向していることを示し、濃度値が濃度閾値に満たなければ走査部５３が白色と対向していることを示している。
【００６０】
ここで、図７に示すように、走査部５３が黒色帯パターン５７１と対向している位置Ｐ１〜Ｐ２の間では、撮像素子５６により得られる濃度値は、濃度閾値を超えている。そして、撮像素子５６により得られる濃度値が濃度閾値を超えている区間の走査ライン数、すなわち撮像素子５６により得られる濃度値が濃度閾値を超える状態で基準位置探索処理部８１２が図略のステッピングモータに出力する駆動パルス数が、予め設定された所定の数を超えた場合に、基準位置探索処理部８１２によって、走査部５３が黒色帯パターン５７１と対向する位置にあることが、検出される。このように、撮像素子５６により得られる濃度値が濃度閾値を超えている区間の走査ライン数が、所定の数を超えた場合に黒色帯パターン５７１が検出されるので、ノイズや汚れによって、誤って黒色帯パターン５７１が検出されるおそれが低減される。
【００６１】
そして、走査部５３が位置Ｐ２に達した後、さらに副走査方向に移動されると、図７に示すように、走査部５３が白色帯パターン５７２と対向し、撮像素子５６により得られる濃度値は、濃度閾値を下回る。そして、撮像素子５６により得られる濃度値が濃度閾値を下回る走査ライン数が、予め設定された所定の数を超えた位置Ｐ３まで走査部５３が移動した際に、基準位置探索処理部８１２によって、走査部５３が白色帯パターン５７２と対向する位置にあることが、検出される。このように、撮像素子５６により得られる濃度値が濃度閾値を下回る区間の走査ライン数が、所定の数を超えた場合に白色帯パターン５７２が検出されるので、ノイズや汚れによって、誤って白色帯パターン５７２が検出されるおそれが低減される。
【００６２】
次に、基準位置探索処理部８１２によって、走査部５３を位置Ｐ２から位置Ｐ３まで移動させた走査ライン数だけ、逆方向に走査部５３が移動される。そうすると、走査部５３は位置Ｐ２、すなわち基準位置Ａに位置付けられる。
【００６３】
この場合、冷陰極管５３１の温度が閾値温度Ｔｔｈに満たないと、蓄積時間制御部８１５により蓄積時間ｔｃが増大されない場合には、冷陰極管５３１の光量が十分に得られないために、走査部５３が白色帯パターン５７２と対向する位置にあっても、冷陰極管５３１から照射された光が白色帯パターン５７２で反射されてミラー５３３、ミラーユニット５４、及び結像レンズ５５を介して撮像素子５６に受光される光量が不足して撮像素子５６により得られる濃度値が濃度閾値を上回り、白色帯パターン５７２が検出できなかったり、あるいは撮像素子５６により得られる濃度値が濃度閾値付近となってノイズ等の影響を受け、位置Ｐ２の位置が誤って検出され、走査部５３が基準位置Ａとずれた位置に位置付けられてしまうおそれがある。
【００６４】
しかし、複写機３１においては、冷陰極管５３１の温度が閾値温度Ｔｔｈに満たない場合には、蓄積時間制御部８１５により蓄積時間ｔｃが増大される結果、少ない光量で撮像素子５６により得られる画像信号Ｓ１の信号レベルが増大されて濃度値が低下されるので、白色帯パターン５７２が検出できなかったり、あるいは撮像素子５６により得られる濃度値が濃度閾値付近となってノイズ等の影響を受け、位置Ｐ２の位置が誤って検出され、走査部５３が基準位置Ａとずれた位置に位置付けられてしまったりするおそれが低減される。このように、複写機３１は、基準位置Ａの検出精度を向上することができる。
【００６５】
次に、基準位置探索処理部８１２によって、ＲＡＭに記憶されている走査部５３の現在位置データが初期化され、いわゆる位置決め制御における原点復帰動作が行われる（ステップＳＴ７）。以降、制御部８１は、走査部５３を移動させる際には、図略のステッピングモータへ出力したパルス数をＲＡＭに記憶されている現在位置データに加減算することにより、走査部５３の現在位置を把握することができるので、ＲＡＭに記憶されている現在位置データに基づき走査部５３の位置制御を行うことが可能となる。
【００６６】
次に、例えば操作キー部９１１におけるスタートキーが押下されると、複写処理部８１０からの制御信号に応じて、スキャナ部３３によって、原稿載置台５２に載置されている原稿の画像が読み取られる（ステップＳＴ８）。具体的には、複写処理部８１０からの制御信号に応じて、冷陰極管５３１が点灯される。そして、複写処理部８１０によって、距離Ｄに相当するライン数だけ図略のステッピングモータへ駆動パルスが出力されることにより、走査部５３が原稿基準位置Ｂに位置付けられる。
【００６７】
そして、複写処理部８１０によって、原稿載置台５２に載置されている原稿の画像を記録紙に複写する複写処理が実行される（ステップＳＴ９）。具体的には、複写処理部８１０からの制御信号に応じて、原稿基準位置Ｂから副走査方向に走査部５３が移動されると共に、複写処理部８１０から蓄積時間ｔｃがｔｃ１にされたシフトゲート信号ＳＧが撮像素子５６へ出力される。そうすると、撮像素子５６によって、走査部５３の移動と同期して画像信号Ｓ１が出力され、ＡＤコンバータ５８で画像データＳ２に変換される結果、複写処理部８１０において原稿載置台５２に載置されている原稿の画像データが取得される。
【００６８】
次に、複写処理部８１０からの制御信号に応じて、搬送機構４０が駆動されて例えば給紙トレイ４１に収納された記録紙４１ａが画像形成部４７へ搬送される。そして、複写処理部８１０からの画像データに基づいて、画像形成部４７によって画像形成が行われ、原稿載置台５２に載置されている原稿の画像が複写されて排紙トレイ５１に排出される。
【００６９】
なお、温度検出部８１３を備えず、ステップＳＴ１〜ＳＴ４を実行せず、ステップＳＴ５以降の処理を行うことで、基準位置探索処理部８１２によって基準位置探索処理が実行される場合に、冷陰極管５３１の温度に関わらず蓄積時間制御部８１５によって、蓄積時間ｔｃが撮像素子５６により原稿の画像を取得させる際における蓄積時間ｔｃ１よりも増大される構成としてもよい。この場合、ステップＳＴ１〜ＳＴ４の処理が不要となるので、複写機３１の動作を簡素化することができる。
【００７０】
一方、上述のように、冷陰極管５３１の温度に関わらず蓄積時間制御部８１５によって、蓄積時間ｔｃが撮像素子５６により原稿の画像を取得させる際における蓄積時間ｔｃ１よりも増大される構成とした場合には、基準位置探索処理において、必ず蓄積時間ｔｃが増大される結果、基準位置探索処理にかかる時間が増大することとなる。しかし、図４に示す複写機３１は、温度検出部８１３を備えると共にステップＳＴ１〜ＳＴ４の処理を行うことにより、冷陰極管５３１の温度が閾値温度Ｔｔｈ以上であって、蓄積時間ｔｃを増大させなくても冷陰極管５３１で、基準位置探索処理において基準位置Ａの検出精度が低下することのない十分な光量が得られる場合には、蓄積時間ｔｃがｔｃ１のまま増大されず、従って基準位置探索処理にかかる時間が増大することがないので、基準位置探索処理時間の増大を低減することができる。
【００７１】
また、温度検出部８１３により得られた温度が、閾値温度Ｔｔｈに満たない場合に蓄積時間ｔｃを増大させる例を示したが、閾値温度Ｔｔｈによらず、温度検出部８１３により得られた温度Ｔの上昇に応じて蓄積時間ｔｃの増大量を徐々に減少させ、温度Ｔの低下に応じて蓄積時間ｔｃの増大量を徐々に増大させるようにしてもよい。例えば、温度Ｔと、蓄積時間ｔｃとが比例関係になるようにしてもよい。あるいは、閾値温度Ｔｔｈを段階的に複数設け、温度Ｔが該当する段階に応じて、蓄積時間ｔｃの増大量を設定するようにしてもよい。この場合、蓄積時間ｔｃの増大量をより最適化することができるので、基準位置探索処理時間の不要な増大を低減することができる。
【００７２】
また、撮像素子５６の蓄積時間ｔｃを増大させることで、撮像素子５６の出力信号レベルを増大させるので、例えば撮像素子５６の出力信号レベルを増幅器で増幅する場合のように、増幅器を追加する必要が無く、コストの増大を抑制することができる。また、撮像素子５６の出力信号レベルを増幅器で増幅する場合には、撮像素子５６の出力信号と共にノイズも増幅されてしまうが、撮像素子５６の蓄積時間ｔｃを増大させる場合には、信号レベルそのものが増大され、外来ノイズの影響は相対的に低減されるので、基準位置探索処理を行う際におけるノイズの影響の増大を抑制することができる。
【００７３】
また、位置検出用画像パターンは、基準位置を特定できるものであればよく、黒色帯パターン５７１と白色帯パターン５７２とから構成されるものに限られない。
【００７４】
また、走査部５３を、ステッピングモータを用いて駆動することでオープンループの位置制御を行う例を示したが、例えば走査部５３をサーボモータ等のモータにより駆動し、走査部５３の移動量をインクリメンタル型のエンコーダにより検出することで、フィードバック制御により位置制御を行うようにしてもよく、その他の制御方法により走査部５３の位置制御を行うものであってもよい。
【００７５】
また、画像形成装置の一例である複写機３１の例を示したが、例えばスキャナ部３３と、スキャナ処理部８１１と、通信Ｉ／Ｆ回路９２とを備えた画像読取装置に適用してもよい。また、画像形成装置は、複写機に限らず、例えばファクシミリであってもよく、複写機、ファクシミリ、及び画像読取装置等の複合機であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置である複写機の機械的構成を示す縦断面図である。
【図２】図１に示すスキャナ部を上面から見た外観の一例を示す斜視図である。
【図３】図２に示す原稿載置台、基準表示板、及び読出窓を走査部側から見た図である。
【図４】図１に示す複写機の電気的構成の一例を示すブロック図である。
【図５】図４に示す複写機の動作の一例を示すフローチャートである。
【図６】図４に示す基準位置探索処理部から撮像素子へ出力されるシフトゲート信号の一例を示す信号波形図である。
【図７】図４に示す基準位置探索処理部による基準位置の探索処理を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００７７】
３１ 複写機
３２ 本体部
３３ スキャナ部
４７ 画像形成部
５２ 原稿載置台
５３ 走査部
５６ 撮像素子
５７ 基準表示板
８１ 制御部
９１ 操作表示部
９２ 通信Ｉ／Ｆ回路
５３１ 冷陰極管
５３３ ミラー
５７１ 黒色帯パターン
５７２ 白色帯パターン
８１０ 複写処理部
８１１ スキャナ処理部
８１２ 基準位置探索処理部
８１３ 温度検出部
８１４ 閾値温度記憶部
８１５ 蓄積時間制御部
Ａ 基準位置
ｔｃ 蓄積時間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源によって光が照射された原稿からの反射光を、副走査方向に移動しつつ取得することにより、原稿画像を取得する画像読取装置と、このような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】
原稿を走査して画像を読み取る画像読取装置のうち、光源から原稿に光を照射し、原稿に対向配置された走査部を副走査方向に移動させ、走査部内に配設された鏡によって原稿からの反射光を撮像素子へ導くことで、原稿画像の読み取りを行うものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。このような画像読取装置において、走査部の位置検出には、例えばインクリメンタル型のエンコーダが用いられている。インクリメンタル型のエンコーダは、基準位置からの移動量をパルス信号で出力するものなので、このような画像読取装置で走査部の位置制御を行うためには、予め走査部を基準位置に位置決めし、走査部を駆動させて得られたエンコーダのパルス信号をカウントし、これを基準位置に対する相対位置を示すデータとしてメモリに記憶することにより、走査部の現在位置が、基準位置からパルスカウント数に相当する距離だけ離れた位置にあることが、判るようになっている。
【０００３】
また、走査部の駆動にステッピングモータを使用する場合であっても、走査部の位置は、基準位置から、ステッピングモータを駆動したパルス数によって相対的に得られる。従って、走査部の位置制御を行うためには、予め走査部を基準位置に位置決めし、ステッピングモータを駆動したパルス数をカウントし、これを基準位置に対する相対位置を示すデータとしてメモリに記憶することにより、走査部の現在位置が、基準位置からパルスカウント数に相当する距離だけ離れた位置にあることが、判るようになっている。
【０００４】
上述のように、走査部を基準位置に位置決めするために、基準位置に予め特定の位置検出用画像パターンを形成しておき、走査部を移動させて位置検出用画像パターン検出させることで、走査部を基準位置に位置決めする方法が知られている。そして、上述のように、走査部の現在位置は、メモリに記憶された基準位置に対する相対位置を示すデータによって把握されるので、例えば画像形成装置が電源オフされるなどしてメモリに記憶されているデータが消失すると、走査部の現在位置が不明となる。そのため、画像形成装置の起動時など、走査部の位置決め制御をする前に、走査部を基準位置に位置決めする必要がある。
【０００５】
また、このような画像読取装置の光源としては、安価な冷陰極管が広く用いられている。
【特許文献１】特開２００４−３３６１００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、冷陰極管のような光源は、点灯を開始した際の立上り特性が悪く、点灯開始から、画像を読み取るために十分な照度が得られるまでに時間がかかるという特性がある。例えば、冷陰極管によっては、点灯開始から画像を読み取るために十分な照度が得られるまでの時間が、数十秒から数分程度必要となる。そうすると、上述のように、原稿画像の読み取りを行う前、すなわち原稿画像の読み取りを行うために冷陰極管を点灯した直後に、走査部を基準位置に位置決めするべく位置検出用画像パターンの検出を行うと、位置検出用画像パターンに照射される光量が不足した状態で位置検出用画像パターンの読み取りを行うこととなる結果、位置検出用画像パターンが検出できなかったり、位置検出用画像パターンを誤って検出してしまったりするおそれがある。そうすると、走査部を位置決めするための基準位置が検出できなかったり、基準位置を誤って検出してしまったりするおそれがあった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みて為された発明であり、光源によって光が照射された位置検出用画像パターンを検出することにより副走査方向の基準位置を検出する画像読取装置において、基準位置の検出精度を向上することができる画像読取装置、及びこのような画像読取装置を用いた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る画像読取装置は、原稿を載置するための透明板と、前記透明板に載置された原稿に、当該透明板を介して光を照射する光源と、前記光源によって光が照射された原稿からの反射光を、副走査方向に移動しつつ取得する走査部と、前記走査部により取得された反射光によって生じる電荷を所定の蓄積時間だけ蓄積することにより、当該反射光を電気信号に変換して画像を表す画像信号を生成する撮像素子と、前記透明板と略同一平面内における前記副走査方向の基準位置に設けられると共に、予め設定された基準位置検出用の位置検出用画像パターンが形成された基準表示部と、前記基準表示部を前記光源によって照射させ、前記走査部を前記副走査方向に移動させて前記撮像素子により前記位置検出用画像パターンを示す画像信号が得られる位置を、前記基準位置として探索する基準位置探索処理を行う基準位置探索処理部と、前記基準位置探索処理部による前記基準位置探索処理が実行される場合、前記蓄積時間を、前記撮像素子により前記原稿の画像を示す画像信号を生成させる際よりも増大させる蓄積時間制御部とを備える。
【０００９】
この構成によれば、光源によって、透明板に載置された原稿に光が照射される。また、原稿からの反射光が、走査部により副走査方向に走査されて取得される。そして、撮像素子によって、走査部により取得された反射光によって生じる電荷が所定の蓄積時間だけ蓄積されて当該反射光が電気信号に変換され、画像を表す画像信号が生成される。また、透明板と略同一平面内における前記副走査方向の基準位置には、予め設定された基準位置検出用の位置検出用画像パターンが形成された基準表示部が設けられている。そして、基準位置探索処理部によって、光源により基準表示部が照射させられ、走査部が副走査方向に移動されて撮像素子により位置検出用画像パターンを示す画像信号が得られる位置が、基準位置として探索される。さらに、蓄積時間制御部によって、基準位置探索処理部による基準位置探索処理が実行される場合において、蓄積時間が、撮像素子により原稿の画像を示す画像信号が生成される際よりも増大される。
【００１０】
この場合、基準位置探索処理において、光源の光量が不足している場合であっても、蓄積時間制御部によって、撮像素子における基準表示部からの反射光によって生じる電荷の蓄積時間が、原稿からの反射光によって生じる電荷の蓄積時間よりも増大されるので、光源の光量不足が補われる結果、基準位置の検出精度が向上され得る。
【００１１】
また、前記光源に関する温度を検出する温度検出部をさらに備え、前記蓄積時間制御部は、前記基準位置探索処理が実行される場合において、前記温度検出部により検出された温度の、上昇に応じて前記蓄積時間の増大量を減少させ、低下に応じて前記蓄積時間の増大量を増大させることが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、温度検出部によって、光源に関する温度が検出される。また、蓄積時間制御部によって、基準位置探索処理が実行される場合において、光源に関する温度が上昇して光源の発光量が増大すると考えられる場合に蓄積時間の増大量が減少され、光源に関する温度が低下して光源の発光量が減少すると考えられる場合に蓄積時間の増大量が増大されるので、光源の光量不足を補って、基準位置の検出精度を向上しつつ、基準位置探索処理時間の不要な増大を低減することができる。
【００１３】
また、前記光源に関する温度を検出する温度検出部をさらに備え、前記蓄積時間制御部は、前記基準位置探索処理が実行される場合であって、かつ前記温度検出部により検出された温度が、予め設定された閾値温度に満たない場合に、前記蓄積時間を前記撮像素子により前記原稿の画像を示す画像信号を生成させる際よりも増大させるようにしてもよい。
【００１４】
この構成によれば、温度検出部によって、光源に関する温度が検出される。また、蓄積時間制御部によって、基準位置探索処理が実行される場合において、光源に関する温度が予め設定された閾値温度に満たず光源の発光量が不足すると考えられる場合に、原稿の画像を読み取る場合よりも蓄積時間が増大され、光源の光量不足が補われるので、基準位置の検出精度を向上しつつ、基準位置探索処理時間の不要な増大を低減することができる。
【００１５】
また、前記温度検出部は、前記撮像素子により光が受光されない状態において前記撮像素子から出力される信号レベルに基づいて、前記温度を検出することが好ましい。この構成によれば、撮像素子から出力される信号レベルに基づいて、光源に関する温度を検出することができるので、別途温度センサを備える必要が無く、コストを低減することができる。
【００１６】
また、本発明に係る画像形成装置は、上述のいずれかに記載の画像読取装置と、前記画像読取装置により生成された画像信号に基づいて、記録紙に画像を形成する画像形成部とを備える。
【００１７】
この構成によれば、記録紙に形成するための画像が、上述のいずれかに記載の画像読取装置によって取得される。また、上述のいずれかに記載の画像読取装置によって、基準位置探索処理において、光源の光量が不足している場合であっても、蓄積時間制御部によって、撮像素子における基準表示部からの反射光によって生じる電荷の蓄積時間が、原稿からの反射光によって生じる電荷の蓄積時間よりも増大されるので、光源の光量不足が補われる結果、基準位置の検出精度を向上することができる。
【発明の効果】
【００１８】
このような構成の画像読取装置及び画像形成装置は、基準位置探索処理において、光源の光量が不足している場合であっても、蓄積時間制御部によって、撮像素子における基準表示部からの反射光によって生じる電荷の蓄積時間が、原稿からの反射光によって生じる電荷の蓄積時間よりも増大されるので、光源の光量不足が補われる結果、基準位置の検出精度を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置である複写機３１の機械的構成を示す縦断面図である。この複写機３１は、大略的に、画像形成を行う本体部３２と、本体部３２の上方側に配設され、原稿の画像を読み取るスキャナ部３３と、そのスキャナ部３３の上方側に配設されるＡＤＦ３４とを備えて構成される。
【００２０】
本体部３２では、制御部８１からの制御信号に応じて、１または複数（図１では３個）の給紙トレイ４１，４２，４３や手差しトレイ４４に装填された記録紙４１ａ，４２ａ，４３ａ，４４ａの何れかが取込みローラ４１ｂ，４２ｂ，４３ｂ，４４ｂで１枚ずつ取出され、レジストローラ４５，４６にてタイミング調整が行われた後、画像形成部４７に搬送される。画像形成部４７は、感光体ドラム４７ａの周囲に、図示しない帯電器、レーザ書込みユニット、現像器、転写ユニット４７ｂおよび図示しないクリーニングユニット等が配置され、記録紙に電子写真方式で画像形成を行う。こうして記録紙に形成されたトナー像は、定着部４８にて定着され、排出ローラ４９，５０から排紙トレイ５１上に排出される。
【００２１】
前記レーザ書込みユニットに与えられる原稿画像データは、スキャナ部３３にて読取られる。スキャナ部３３は、ガラス板等の板状の透明板からなる原稿載置台５２の下部に、原稿載置台５２を介して原稿に照明光を照射し、その反射光を受光する走査部５３と、走査部５３で得られた原稿画像を反射するミラーユニット５４と、ミラーユニット５４からの原稿画像を集光する結像レンズ５５と、結像レンズ５５で結像された原稿画像を光電変換する撮像素子５６とを備えて構成される。
【００２２】
撮像素子５６は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサなどから成り、結像レンズ５５で結像された原稿画像により生じる電荷を蓄積することで得られた電圧により、画像の明度を表すようになっている。また、電荷を蓄積する蓄積時間ｔｃは、制御部８１からのシフトゲート信号ＳＧに応じて調節可能にされている。また、撮像素子５６は、基本的に光電変換素子で、受光部で受光した光エネルギーを電荷に変換するエネルギー変換素子としての性質を有している。そして、撮像素子５６は、熱エネルギーによっても電荷が生じ、撮像素子５６の温度に応じたレベルの信号が出力される性質を有している。
【００２３】
このような撮像素子５６の出力信号レベルは、例えば撮像素子５６の温度が８度上昇すると２倍になる対応関係があり、撮像素子５６の出力信号レベルを画像の濃度階調に換算すると、例えば撮像素子５６の温度が１度上昇すると画像濃度が１階調明るくなる対応関係がある。従って、光が受光されない状態で撮像素子５６から出力された出力信号レベルは、撮像素子５６の温度と相関関係を有するので、撮像素子５６を温度センサとして用いることが可能である。
【００２４】
走査部５３は、例えば図略のステッピングモータによって、副走査方向に駆動されるようになっている。そして、走査部５３が速度Ｖで、ミラーユニット５４が速度Ｖ／２で、図１の左右方向、すなわち副走査方向に変位することで、原稿載置台５２に載置されたブック物や１枚物の原稿画像が、常に等しい光路長で撮像素子５６に結像される。こうして読取られた原稿画像データは、制御部８１によって濃度調整や輪郭強調などの画像処理が行われ、前記レーザ書込みユニットに与えられる。
【００２５】
一方、シート原稿を順次取り込んでゆくＡＤＦ３４では、原稿トレイ６１に積層された原稿６２は、取込みローラ６３によって１枚ずつ取出され、湾曲搬送路６４へと供給される。そして湾曲搬送路６４に設けられた搬送ローラ６５，６６；６７，６８によって、主走査方向に延びるガラス板等の板状の透明板からなる読出窓７２へと搬送され、読出窓７２に走査部５３が臨んだ状態で、順次原稿画像が読取られた後、排出ローラ６９，７０によって排出トレイ７１上へと排出される。
【００２６】
走査部５３は、冷陰極管５３１（光源）と、冷陰極管５３１から放射された光を原稿載置台５２、及び読出窓７２方向に照射する反射板５３２と、原稿から原稿載置台５２や読出窓７２を透過して得られた反射光をミラーユニット５４へ反射するミラー５３３とを備えて構成されている。また、冷陰極管５３１、反射板５３２、ミラー５３３、ミラーユニット５４、結像レンズ５５、及び撮像素子５６は、主走査方向に原稿載置台５２、及び読出窓７２の幅以上に延設されている。冷陰極管５３１は、温度が低下すると発光量が減少する温度特性がある。
【００２７】
また、例えば、原稿載置台５２と、読出窓７２との間には、走査部５３側に基準位置検出用の位置検出用画像パターンが形成された基準表示板５７（基準表示部）が配設されている。
【００２８】
図２は、スキャナ部３３を上面から見た外観の一例を示す斜視図である。図２に示すように、スキャナ部３３の上面には、原稿載置台５２、及び読出窓７２が配設されている。そして、原稿載置台５２と読出窓７２との間には、原稿ストッパ７５が設けられている。また、原稿載置台５２における原稿ストッパ７５と隣り合う一辺には、原稿ストッパ７６が設けられている。そして、原稿ストッパ７５，７６により、原稿サイズの指標７７を参照して、原稿の位置合せが行われるようになっている。この場合、原稿ストッパ７５の内側のエッジが、副走査方向における原稿の端の位置を示している。基準表示板５７は、原稿ストッパ７５の裏側に配設されている。
【００２９】
図３は、図２に示す原稿載置台５２、基準表示板５７、及び読出窓７２を走査部５３側から見た図である。図３に示すように、基準表示板５７には、例えば、主走査方向に長尺の黒色帯パターン５７１と、主走査方向に長尺の白色帯パターン５７２とからなる位置検出用画像パターンが形成されている。そして、黒色帯パターン５７１と、白色帯パターン５７２との境界線が、基準位置Ａに設定されている。また、基準位置Ａは、原稿載置台５２における、基準表示板５７と対向する辺、すなわち原稿ストッパ７５の内側のエッジであって、副走査方向における原稿の端が突き当てられて位置決めされる原稿基準位置Ｂと平行にされており、基準位置Ａと原稿基準位置Ｂとの距離Ｄは、予め設定された固定的な長さにされている。これにより、基準位置Ａが検出できれば、基準位置Ａから原稿基準位置Ｂが求められるようになっている。
【００３０】
図４は、上述のように構成された複写機３１の電気的構成の一例を示すブロック図である。図４に示す搬送機構４０は、ローラ４１ｂ，４２ｂ，４３ｂ，４４ｂ、レジストローラ４５，４６、及び排出ローラ４９，５０等、記録紙を給紙トレイ４１，４２，４３やトレイ４４から排紙トレイ５１まで搬送する搬送機構を示している。
【００３１】
また、撮像素子５６から出力された画像信号Ｓ１は、ＡＤコンバータ５８によってデジタル信号に変換され、画像データＳ２として制御部８１へ出力されるようになっている。
【００３２】
操作表示部９１は、ユーザが印刷実行指示を入力するためのスタートキーや、印刷部数等を入力するためのテンキー等のキースイッチからなる操作キー部９１１と、各種複写動作の設定等を入力するための操作ガイド情報等を表示するとともに、種々の操作ボタン等が表示される液晶表示器等からなるタッチパネル９１２とを備えている。そして、操作表示部９１は、制御部８１からの制御信号に応じた画面をタッチパネル９１２に表示したり、ユーザの操作に応じた指示入力を、操作キー部９１１及びタッチパネル９１２により受け付けて、その指示入力を示す信号を制御部８１へ出力したりする。
【００３３】
通信Ｉ／Ｆ回路９２は、例えばＬＡＮ（Local Area Network）やＵＳＢ（Universal Serial Bus）等の伝送路９２１を介してパーソナルコンピュータ等の外部機器に接続され、外部機器との間で通信信号を送受信するためのインターフェース回路である。通信Ｉ／Ｆ回路９２は、制御部８１からのデータを外部機器で受信可能な通信信号に変換すると共に外部機器からの通信信号を制御部８１が処理可能な形式のデータに変換する。
【００３４】
制御部８１は、例えば所定の演算処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）と、所定の制御プログラムが記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）と、データを一時的に記憶する揮発性のＲＡＭ（Random Access Memory）と、書き換え可能な不揮発性の記憶素子の一例であるＥＥＰＲＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）と、これらの周辺回路等とを備えて構成され、ＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することにより、複写処理部８１０、スキャナ処理部８１１、基準位置探索処理部８１２、温度検出部８１３、及び蓄積時間制御部８１５として機能する。また、ＥＥＰＲＲＯＭは、閾値温度記憶部８１４としても用いられる。
【００３５】
複写処理部８１０は、例えば操作表示部９１により受け付けられたユーザからの操作指示に応じて、複写機３１の各部の動作を制御することにより、原稿トレイ６１や原稿載置台５２に載置された原稿の画像を、給紙トレイ４１，４２，４３やトレイ４４に収納された記録紙に複写する。複写処理部８１０は、基準位置Ａに位置付けられた走査部５３を、例えば図略のステッピングモータによって副走査方向に駆動させる。この際、複写処理部８１０は、例えばステッピングモータに出力したパルス数をカウントし、このカウント数を走査部５３の基準位置Ａからの相対位置を示す現在位置データとしてＲＡＭに記憶させることにより、走査部５３の現在位置を取得する。そして、複写処理部８１０は、例えばＲＡＭに記憶された走査部５３の現在位置データに基づいて、走査部５３を位置決め制御するようになっている。
【００３６】
スキャナ処理部８１１は、例えば操作表示部９１により受け付けられたユーザからの操作指示に応じてスキャナ部３３の動作を制御することにより、原稿トレイ６１や原稿載置台５２に載置された原稿の画像データを取得し、その画像データを例えば通信Ｉ／Ｆ回路９２によって、伝送路９２１を介してパーソナルコンピュータ等の外部機器へ送信することにより、複写機３１を画像読取装置として機能させる。また、スキャナ処理部８１１は、複写処理部８１０と同様の処理により、走査部５３を位置決め制御するようになっている。
【００３７】
基準位置探索処理部８１２は、走査部５３を位置決めするために必要となる基準位置Ａを探索する基準位置探索処理を行う。基準位置探索処理部８１２は、冷陰極管５３１を点灯させ、走査部５３を副走査方向に移動させつつ撮像素子５６により黒色帯パターン５７１及び白色帯パターン５７２からなる位置検出用画像パターンを示す画像データが得られる位置を、基準位置Ａとして探索する。
【００３８】
温度検出部８１３は、撮像素子５６により光が受光されない状態において、撮像素子５６の画像信号Ｓ１がＡＤコンバータ５８によりデジタル値に変換された画像データＳ２を、冷陰極管５３１に関する温度を示す情報として検出する。なお、撮像素子５６により光が受光されない状態は、例えば走査部５３を、光を反射しない黒色帯パターン５７１と対向する位置に位置決めすることで、反射光がミラー５３３に入射せず、従って撮像素子５６により光が受光されないようにしてもよく、冷陰極管５３１を消灯した状態にしてもよい。
【００３９】
閾値温度記憶部８１４には、冷陰極管５３１の光量が、基準位置探索処理部８１２による基準位置探索処理を実行するために十分なレベルに達しなくなる温度である閾値温度Ｔｔｈが予め記憶されている。具体的には、温度検出部８１３は、撮像素子５６を受光されない状態にすることにより撮像素子５６を温度センサとして用いるので、閾値温度記憶部８１４に記憶されている閾値温度Ｔｔｈは、閾値温度Ｔｔｈに対応する画像データＳ２の値によって、表されている。
【００４０】
例えば、複写機３１の工場出荷時において、上述と同様に撮像素子５６により光が受光されない状態とし、撮像素子５６から出力される信号レベルを基準レベルＬｒｅｆとし、この基準レベルＬｒｅｆを測定した際の、工場の環境温度を基準温度Ｔｒｅｆとする。そして、撮像素子５６における信号レベルと温度との対応関係に基づき、基準温度Ｔｒｅｆと基準レベルＬｒｅｆとから、閾値温度Ｔｔｈを撮像素子５６の信号レベル値、すなわち画像データＳ２の値に換算したデータが、閾値温度Ｔｔｈとして閾値温度記憶部８１４に記憶されている。
【００４１】
例えば、基準温度Ｔｒｅｆが２０度、基準レベルＬｒｅｆで示される画像の濃度値が１８、閾値温度Ｔｔｈが１２度であり、撮像素子５６は、温度が１度上昇すると、撮像素子５６の出力信号レベルから得られる画像の濃度値が１増加する関係がある場合、閾値温度Ｔｔｈは、基準温度Ｔｒｅｆより２０度−１２度＝８度だけ低く、８度は、撮像素子５６の特性上、濃度値の８に相当する。そして、基準温度Ｔｒｅｆが２０度のとき得られる画像の濃度値が１８であるから、閾値温度Ｔｔｈに対応する画像の濃度値は、１８−８＝１０となる。そこで、閾値温度記憶部８１４には、閾値温度Ｔｔｈ＝１２度に対応する画像の濃度値「１０」を示す画像データＳ２の値が、閾値温度Ｔｔｈを示すデータとして例えば工場出荷時等において予め記憶されている。
【００４２】
蓄積時間制御部８１５は、基準位置探索処理部８１２によって基準位置探索処理が実行される際に、上述と同様の撮像素子５６により光が受光されない状態で、撮像素子５６から出力される信号レベルＬａｃｔと閾値信号レベルＬｔｈとを比較する。そして、蓄積時間制御部８１５は、このようにして得られた信号レベルＬａｃｔが、閾値信号レベルＬｔｈに満たない場合に、撮像素子５６の温度Ｔが閾値温度Ｔｔｈに満たないものとして、走査部５３により原稿からの反射光を取得させる際、すなわち原稿画像の読み取りを行う際における蓄積時間ｔｃよりも、基準位置探索処理部８１２によって基準位置探索処理が実行される際における蓄積時間ｔｃを増大させる。
【００４３】
次に、上述のように構成された複写機３１の動作について説明する。まず、例えば複写機３１に電源が投入されて複写機３１が起動された場合や、例えば複写機３１の待機状態において必要最小限の回路を残して他の回路への電源供給を停止することで消費電力を低減する節電モードから、通常の動作モードに切り替わった場合などには、揮発性のＲＡＭに記憶されていた走査部５３の現在位置データが消去されている。そのため、制御部８１では、走査部５３の現在位置が把握できない。そこで、以下のようにして走査部５３を基準位置Ａに位置付けることで、走査部５３の現在位置を基準位置Ａとし、走査部５３の位置決め制御を行うことができるようにされている。
【００４４】
図５は、複写機３１の動作の一例を示すフローチャートである。まず、例えば複写機３１に電源が投入されて複写機３１が起動されたり、例えば複写機３１が節電モードから通常の動作モードに切り替わったりすると、温度検出部８１３によって、冷陰極管５３１が消灯されることにより（ステップＳＴ１）、走査部５３で光が受光されず、従って撮像素子５６で光が受光されない状態で、撮像素子５６から出力された画像信号Ｓ１がＡＤコンバータ５８で画像データＳ２に変換されて、温度検出部８１３へ出力される。
【００４５】
そうすると、温度検出部８１３によって、ＡＤコンバータ５８から出力された画像データＳ２の値Ｘが、撮像素子５６の温度Ｔを示すデータとして取得される（ステップＳＴ２）。この場合、冷陰極管５３１と、撮像素子５６とは、いずれもスキャナ部３３の筐体内に配設されているので、撮像素子５６の温度Ｔは、冷陰極管５３１の温度に略等しく、すなわち温度Ｔを示す値Ｘは、冷陰極管５３１に関する温度に相当している。
【００４６】
これにより、撮像素子５６を用いて冷陰極管５３１に関する温度を取得することができるので、冷陰極管５３１に関する温度を取得するために温度センサを備える必要が無く、コストを低減することができる。
【００４７】
なお、温度検出部８１３によって、撮像素子５６を温度センサとして機能させる例を示したが、温度センサを備えて冷陰極管５３１に関する温度Ｔを取得するようにしてもむろんよい。
【００４８】
次に、蓄積時間制御部８１５によって、閾値温度記憶部８１４に記憶されている閾値温度Ｔｔｈと温度検出部８１３によって取得された温度Ｔを示す値Ｘとが比較され（ステップＳＴ３）、値Ｘが閾値温度Ｔｔｈ以上であれば（ステップＳＴ３でＹＥＳ）、冷陰極管５３１の温度は、基準位置探索処理部８１２による基準位置探索処理を実行するために十分な光量が冷陰極管５３１から発せられる温度に達しているから、撮像素子５６の蓄積時間ｔｃは、蓄積時間制御部８１５によって、撮像素子５６により原稿の画像を取得させる際における蓄積時間ｔｃ１と同じ値に設定される（ステップＳＴ４）。
【００４９】
一方、値Ｘが閾値温度Ｔｔｈに満たなければ（ステップＳＴ３でＮＯ）、冷陰極管５３１の温度は、基準位置探索処理部８１２による基準位置探索処理を実行するために十分な光量が冷陰極管５３１から発せられる温度に満たないから、このまま基準位置探索処理を実行すると、基準表示板５７に形成された位置検出用画像パターンに照射される光量が不足した状態で位置検出用画像パターンの読み取りを行うこととなる結果、位置検出用画像パターンが検出できなかったり、位置検出用画像パターンを誤って検出してしまったりするおそれがある。そこで、値Ｘが閾値温度Ｔｔｈに満たない場合（ステップＳＴ３でＮＯ）、蓄積時間制御部８１５によって、蓄積時間ｔｃが、例えばｔｃ１の２倍〜５倍程度、例えばｔｃ＝ｔｃ１×２とされ、撮像素子５６により原稿の画像を取得させる際における蓄積時間ｔｃ１よりも増大される（ステップＳＴ５）。
【００５０】
これにより、冷陰極管５３１の光量が不足していても黒色帯パターン５７１と白色帯パターン５７２とを区別できる程度に撮像素子５６から出力される画像信号Ｓ１の出力レベルを増大させ、基準位置Ａを確実に、かつ精度よく検出できるようにしている。
【００５１】
次に、基準位置探索処理部８１２によって、基準位置探索処理が実行される（ステップＳＴ６）。具体的には、まず、基準位置探索処理部８１２からの制御信号に応じて、冷陰極管５３１が点灯され、ミラー５３３により反射された光がミラーユニット５４、及び結像レンズ５５を介して撮像素子５６へ導かれる。また、基準位置探索処理部８１２から撮像素子５６へ、シフトゲート信号ＳＧが出力され、撮像素子５６によって、シフトゲート信号ＳＧに応じた蓄積時間ｔｃで光電変換が行われて、画像信号Ｓ１が出力される。さらにＡＤコンバータ５８によって、画像信号Ｓ１がデジタル変換されて画像データＳ２として基準位置探索処理部８１２へ出力される。
【００５２】
図６は、基準位置探索処理部８１２から撮像素子５６へ出力されるシフトゲート信号ＳＧの一例を示す信号波形図である。図６（ａ）は、蓄積時間制御部８１５によって、蓄積時間ｔｃがｔｃ１に設定されている場合のシフトゲート信号ＳＧを示し、図６（ｂ）は、蓄積時間制御部８１５によって、蓄積時間ｔｃがｔｃ１×２に設定されている場合のシフトゲート信号ＳＧを示している。
【００５３】
図６（ａ）に示すように、蓄積時間ｔｃがｔｃ１に設定されている場合には、基準位置探索処理部８１２から撮像素子５６へ、シフトゲート信号ＳＧとしてｔｃ１の周期でローパルスが出力される。そうすると、撮像素子５６からＡＤコンバータ５８へ、ｔｃ１の周期で１ライン分の画像信号Ｓ１が出力され、ＡＤコンバータ５８から基準位置探索処理部８１２へ、ｔｃ１の周期で１ライン分の画像データＳ２が出力される。この場合、撮像素子５６によって受光された１ライン分の光は、蓄積時間ｔｃ１の間蓄積され、この蓄積された電荷によって生じた電圧が、画像信号Ｓ１として出力される。
【００５４】
一方、図６（ｂ）に示すように、蓄積時間ｔｃがｔｃ１×２に設定されている場合には、基準位置探索処理部８１２から撮像素子５６へ、シフトゲート信号ＳＧとしてｔｃ１×２の周期でローパルスが出力される。そうすると、撮像素子５６からＡＤコンバータ５８へ、ｔｃ１×２の周期で１ライン分の画像信号Ｓ１が出力され、ＡＤコンバータ５８から基準位置探索処理部８１２へ、ｔｃ１×２の周期で１ライン分の画像データＳ２が出力される。この場合、撮像素子５６によって受光された１ライン分の光は、蓄積時間ｔｃ１×２の間蓄積され、この蓄積された電荷によって生じた電圧が、画像信号Ｓ１として出力される。
【００５５】
すなわち、蓄積時間ｔｃがｔｃ１の場合と、ｔｃ１×２の場合とでは、撮像素子５６によって受光された光量が同一の条件であれば、蓄積時間ｔｃがｔｃ１の場合よりもｔｃ１×２の場合方が、画像信号Ｓ１の信号レベルは２倍となる。例えば、蓄積時間ｔｃがｔｃ１の場合に、黒色帯パターン５７１から得られる画像信号Ｓ１の信号レベルと、白色帯パターン５７２から得られる画像信号Ｓ１の信号レベルとの差が０．１Ｖであれば、蓄積時間ｔｃがｔｃ１×２にされると、黒色帯パターン５７１から得られる画像信号Ｓ１の信号レベルと、白色帯パターン５７２から得られる画像信号Ｓ１の信号レベルとの差が０．２Ｖとなる。
【００５６】
次に、基準位置探索処理部８１２からの制御信号に応じて、例えば図略のステッピングモータが駆動されて走査部５３が副走査方向に移動される。ここで、例えばステッピングモータの駆動パルスは、１パルスで副走査方向の１走査ライン分、走査部５３を移動させるようになっている。
【００５７】
そして、例えば走査部５３が読出窓７２と対向する位置にあった場合には、走査部５３が副走査方向に移動されることにより、黒色帯パターン５７１と対向する位置に移動する。そうすると、黒色帯パターン５７１では、冷陰極管５３１から照射された光が反射しないので、走査部５３からミラーユニット５４及び結像レンズ５５を介して撮像素子５６へ光が導かれることがない。従って、撮像素子５６から出力される画像信号Ｓ１は、熱的に生じたノイズ成分のみの低電圧にされ、ＡＤコンバータ５８から出力される画像データＳ２が小さな値で基準位置探索処理部８１２へ出力される。
【００５８】
基準位置探索処理部８１２では、画像データＳ２の値が小さいと、冷陰極管５３１の光が照射された対象の反射率が低い、すなわち画像濃度が濃いことを示しているから濃度値が増大され、画像データＳ２の値が大きいと、冷陰極管５３１の光が照射された対象の反射率が高い、すなわち画像濃度が薄いことを示しているから濃度値が減少されて、画像データＳ２が濃度値を示す画像データに変換される。
【００５９】
図７は、基準位置探索処理部８１２による基準位置Ａの探索処理を説明するための説明図である。図７において、横軸は、走査部５３の副走査方向の位置を示し、縦軸は、撮像素子５６により得られた画像データＳ２を、濃度に変換した濃度値を示している。また、図７に示す濃度閾値は、黒色と白色とを判別するために予め設定されたもので、濃度値が濃度閾値を超えていれば走査部５３が黒色と対向していることを示し、濃度値が濃度閾値に満たなければ走査部５３が白色と対向していることを示している。
【００６０】
ここで、図７に示すように、走査部５３が黒色帯パターン５７１と対向している位置Ｐ１〜Ｐ２の間では、撮像素子５６により得られる濃度値は、濃度閾値を超えている。そして、撮像素子５６により得られる濃度値が濃度閾値を超えている区間の走査ライン数、すなわち撮像素子５６により得られる濃度値が濃度閾値を超える状態で基準位置探索処理部８１２が図略のステッピングモータに出力する駆動パルス数が、予め設定された所定の数を超えた場合に、基準位置探索処理部８１２によって、走査部５３が黒色帯パターン５７１と対向する位置にあることが、検出される。このように、撮像素子５６により得られる濃度値が濃度閾値を超えている区間の走査ライン数が、所定の数を超えた場合に黒色帯パターン５７１が検出されるので、ノイズや汚れによって、誤って黒色帯パターン５７１が検出されるおそれが低減される。
【００６１】
そして、走査部５３が位置Ｐ２に達した後、さらに副走査方向に移動されると、図７に示すように、走査部５３が白色帯パターン５７２と対向し、撮像素子５６により得られる濃度値は、濃度閾値を下回る。そして、撮像素子５６により得られる濃度値が濃度閾値を下回る走査ライン数が、予め設定された所定の数を超えた位置Ｐ３まで走査部５３が移動した際に、基準位置探索処理部８１２によって、走査部５３が白色帯パターン５７２と対向する位置にあることが、検出される。このように、撮像素子５６により得られる濃度値が濃度閾値を下回る区間の走査ライン数が、所定の数を超えた場合に白色帯パターン５７２が検出されるので、ノイズや汚れによって、誤って白色帯パターン５７２が検出されるおそれが低減される。
【００６２】
次に、基準位置探索処理部８１２によって、走査部５３を位置Ｐ２から位置Ｐ３まで移動させた走査ライン数だけ、逆方向に走査部５３が移動される。そうすると、走査部５３は位置Ｐ２、すなわち基準位置Ａに位置付けられる。
【００６３】
この場合、冷陰極管５３１の温度が閾値温度Ｔｔｈに満たないと、蓄積時間制御部８１５により蓄積時間ｔｃが増大されない場合には、冷陰極管５３１の光量が十分に得られないために、走査部５３が白色帯パターン５７２と対向する位置にあっても、冷陰極管５３１から照射された光が白色帯パターン５７２で反射されてミラー５３３、ミラーユニット５４、及び結像レンズ５５を介して撮像素子５６に受光される光量が不足して撮像素子５６により得られる濃度値が濃度閾値を上回り、白色帯パターン５７２が検出できなかったり、あるいは撮像素子５６により得られる濃度値が濃度閾値付近となってノイズ等の影響を受け、位置Ｐ２の位置が誤って検出され、走査部５３が基準位置Ａとずれた位置に位置付けられてしまうおそれがある。
【００６４】
しかし、複写機３１においては、冷陰極管５３１の温度が閾値温度Ｔｔｈに満たない場合には、蓄積時間制御部８１５により蓄積時間ｔｃが増大される結果、少ない光量で撮像素子５６により得られる画像信号Ｓ１の信号レベルが増大されて濃度値が低下されるので、白色帯パターン５７２が検出できなかったり、あるいは撮像素子５６により得られる濃度値が濃度閾値付近となってノイズ等の影響を受け、位置Ｐ２の位置が誤って検出され、走査部５３が基準位置Ａとずれた位置に位置付けられてしまったりするおそれが低減される。このように、複写機３１は、基準位置Ａの検出精度を向上することができる。
【００６５】
次に、基準位置探索処理部８１２によって、ＲＡＭに記憶されている走査部５３の現在位置データが初期化され、いわゆる位置決め制御における原点復帰動作が行われる（ステップＳＴ７）。以降、制御部８１は、走査部５３を移動させる際には、図略のステッピングモータへ出力したパルス数をＲＡＭに記憶されている現在位置データに加減算することにより、走査部５３の現在位置を把握することができるので、ＲＡＭに記憶されている現在位置データに基づき走査部５３の位置制御を行うことが可能となる。
【００６６】
次に、例えば操作キー部９１１におけるスタートキーが押下されると、複写処理部８１０からの制御信号に応じて、スキャナ部３３によって、原稿載置台５２に載置されている原稿の画像が読み取られる（ステップＳＴ８）。具体的には、複写処理部８１０からの制御信号に応じて、冷陰極管５３１が点灯される。そして、複写処理部８１０によって、距離Ｄに相当するライン数だけ図略のステッピングモータへ駆動パルスが出力されることにより、走査部５３が原稿基準位置Ｂに位置付けられる。
【００６７】
そして、複写処理部８１０によって、原稿載置台５２に載置されている原稿の画像を記録紙に複写する複写処理が実行される（ステップＳＴ９）。具体的には、複写処理部８１０からの制御信号に応じて、原稿基準位置Ｂから副走査方向に走査部５３が移動されると共に、複写処理部８１０から蓄積時間ｔｃがｔｃ１にされたシフトゲート信号ＳＧが撮像素子５６へ出力される。そうすると、撮像素子５６によって、走査部５３の移動と同期して画像信号Ｓ１が出力され、ＡＤコンバータ５８で画像データＳ２に変換される結果、複写処理部８１０において原稿載置台５２に載置されている原稿の画像データが取得される。
【００６８】
次に、複写処理部８１０からの制御信号に応じて、搬送機構４０が駆動されて例えば給紙トレイ４１に収納された記録紙４１ａが画像形成部４７へ搬送される。そして、複写処理部８１０からの画像データに基づいて、画像形成部４７によって画像形成が行われ、原稿載置台５２に載置されている原稿の画像が複写されて排紙トレイ５１に排出される。
【００６９】
なお、温度検出部８１３を備えず、ステップＳＴ１〜ＳＴ４を実行せず、ステップＳＴ５以降の処理を行うことで、基準位置探索処理部８１２によって基準位置探索処理が実行される場合に、冷陰極管５３１の温度に関わらず蓄積時間制御部８１５によって、蓄積時間ｔｃが撮像素子５６により原稿の画像を取得させる際における蓄積時間ｔｃ１よりも増大される構成としてもよい。この場合、ステップＳＴ１〜ＳＴ４の処理が不要となるので、複写機３１の動作を簡素化することができる。
【００７０】
一方、上述のように、冷陰極管５３１の温度に関わらず蓄積時間制御部８１５によって、蓄積時間ｔｃが撮像素子５６により原稿の画像を取得させる際における蓄積時間ｔｃ１よりも増大される構成とした場合には、基準位置探索処理において、必ず蓄積時間ｔｃが増大される結果、基準位置探索処理にかかる時間が増大することとなる。しかし、図４に示す複写機３１は、温度検出部８１３を備えると共にステップＳＴ１〜ＳＴ４の処理を行うことにより、冷陰極管５３１の温度が閾値温度Ｔｔｈ以上であって、蓄積時間ｔｃを増大させなくても冷陰極管５３１で、基準位置探索処理において基準位置Ａの検出精度が低下することのない十分な光量が得られる場合には、蓄積時間ｔｃがｔｃ１のまま増大されず、従って基準位置探索処理にかかる時間が増大することがないので、基準位置探索処理時間の増大を低減することができる。
【００７１】
また、温度検出部８１３により得られた温度が、閾値温度Ｔｔｈに満たない場合に蓄積時間ｔｃを増大させる例を示したが、閾値温度Ｔｔｈによらず、温度検出部８１３により得られた温度Ｔの上昇に応じて蓄積時間ｔｃの増大量を徐々に減少させ、温度Ｔの低下に応じて蓄積時間ｔｃの増大量を徐々に増大させるようにしてもよい。例えば、温度Ｔと、蓄積時間ｔｃとが比例関係になるようにしてもよい。あるいは、閾値温度Ｔｔｈを段階的に複数設け、温度Ｔが該当する段階に応じて、蓄積時間ｔｃの増大量を設定するようにしてもよい。この場合、蓄積時間ｔｃの増大量をより最適化することができるので、基準位置探索処理時間の不要な増大を低減することができる。
【００７２】
また、撮像素子５６の蓄積時間ｔｃを増大させることで、撮像素子５６の出力信号レベルを増大させるので、例えば撮像素子５６の出力信号レベルを増幅器で増幅する場合のように、増幅器を追加する必要が無く、コストの増大を抑制することができる。また、撮像素子５６の出力信号レベルを増幅器で増幅する場合には、撮像素子５６の出力信号と共にノイズも増幅されてしまうが、撮像素子５６の蓄積時間ｔｃを増大させる場合には、信号レベルそのものが増大され、外来ノイズの影響は相対的に低減されるので、基準位置探索処理を行う際におけるノイズの影響の増大を抑制することができる。
【００７３】
また、位置検出用画像パターンは、基準位置を特定できるものであればよく、黒色帯パターン５７１と白色帯パターン５７２とから構成されるものに限られない。
【００７４】
また、走査部５３を、ステッピングモータを用いて駆動することでオープンループの位置制御を行う例を示したが、例えば走査部５３をサーボモータ等のモータにより駆動し、走査部５３の移動量をインクリメンタル型のエンコーダにより検出することで、フィードバック制御により位置制御を行うようにしてもよく、その他の制御方法により走査部５３の位置制御を行うものであってもよい。
【００７５】
また、画像形成装置の一例である複写機３１の例を示したが、例えばスキャナ部３３と、スキャナ処理部８１１と、通信Ｉ／Ｆ回路９２とを備えた画像読取装置に適用してもよい。また、画像形成装置は、複写機に限らず、例えばファクシミリであってもよく、複写機、ファクシミリ、及び画像読取装置等の複合機であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置である複写機の機械的構成を示す縦断面図である。
【図２】図１に示すスキャナ部を上面から見た外観の一例を示す斜視図である。
【図３】図２に示す原稿載置台、基準表示板、及び読出窓を走査部側から見た図である。
【図４】図１に示す複写機の電気的構成の一例を示すブロック図である。
【図５】図４に示す複写機の動作の一例を示すフローチャートである。
【図６】図４に示す基準位置探索処理部から撮像素子へ出力されるシフトゲート信号の一例を示す信号波形図である。
【図７】図４に示す基準位置探索処理部による基準位置の探索処理を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００７７】
３１ 複写機
３２ 本体部
３３ スキャナ部
４７ 画像形成部
５２ 原稿載置台
５３ 走査部
５６ 撮像素子
５７ 基準表示板
８１ 制御部
９１ 操作表示部
９２ 通信Ｉ／Ｆ回路
５３１ 冷陰極管
５３３ ミラー
５７１ 黒色帯パターン
５７２ 白色帯パターン
８１０ 複写処理部
８１１ スキャナ処理部
８１２ 基準位置探索処理部
８１３ 温度検出部
８１４ 閾値温度記憶部
８１５ 蓄積時間制御部
Ａ 基準位置
ｔｃ 蓄積時間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿を載置するための透明板と、
前記透明板に載置された原稿に、当該透明板を介して光を照射する光源と、
前記光源によって光が照射された原稿からの反射光を、副走査方向に移動しつつ取得する走査部と、
前記走査部により取得された反射光によって生じる電荷を所定の蓄積時間だけ蓄積することにより、当該反射光を電気信号に変換して画像を表す画像信号を生成する撮像素子と、
前記透明板と略同一平面内における前記副走査方向の基準位置に設けられると共に、予め設定された基準位置検出用の位置検出用画像パターンが形成された基準表示部と、
前記基準表示部を前記光源によって照射させ、前記走査部を前記副走査方向に移動させて前記撮像素子により前記位置検出用画像パターンを示す画像信号が得られる位置を、前記基準位置として探索する基準位置探索処理を行う基準位置探索処理部と、
前記基準位置探索処理部による前記基準位置探索処理が実行される場合、前記蓄積時間を、前記撮像素子により前記原稿の画像を示す画像信号を生成させる際よりも増大させる蓄積時間制御部と
を備えることを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
前記光源に関する温度を検出する温度検出部をさらに備え、
前記蓄積時間制御部は、前記基準位置探索処理が実行される場合において、前記温度検出部により検出された温度の、上昇に応じて前記蓄積時間の増大量を減少させ、低下に応じて前記蓄積時間の増大量を増大させること
を特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
【請求項３】
前記光源に関する温度を検出する温度検出部をさらに備え、
前記蓄積時間制御部は、前記基準位置探索処理が実行される場合であって、かつ前記温度検出部により検出された温度が、予め設定された閾値温度に満たない場合に、前記蓄積時間を前記撮像素子により前記原稿の画像を示す画像信号を生成させる際よりも増大させること
を特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
【請求項４】
前記温度検出部は、前記撮像素子により光が受光されない状態において前記撮像素子から出力される信号レベルに基づいて、前記温度を検出すること
を特徴とする請求項２又は３記載の画像読取装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像読取装置と、
前記画像読取装置により生成された画像信号に基づいて、記録紙に画像を形成する画像形成部と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
原稿を載置するための透明板と、
前記透明板に載置された原稿に、当該透明板を介して光を照射する光源と、
前記光源によって光が照射された原稿からの反射光を、副走査方向に移動しつつ取得する走査部と、
前記走査部により取得された反射光によって生じる電荷を所定の蓄積時間だけ蓄積することにより、当該反射光を電気信号に変換して画像を表す画像信号を生成する撮像素子と、
前記透明板と略同一平面内における前記副走査方向の基準位置に設けられると共に、予め設定された基準位置検出用の位置検出用画像パターンが形成された基準表示部と、
前記基準表示部を前記光源によって照射させ、前記走査部を前記副走査方向に移動させて前記撮像素子により前記位置検出用画像パターンを示す画像信号が得られる位置を、前記基準位置として探索する基準位置探索処理を行う基準位置探索処理部と、
前記基準位置探索処理部による前記基準位置探索処理が実行される場合、前記蓄積時間を、前記撮像素子により前記原稿の画像を示す画像信号を生成させる際よりも増大させる蓄積時間制御部と
を備えることを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
前記光源に関する温度を検出する温度検出部をさらに備え、
前記蓄積時間制御部は、前記基準位置探索処理が実行される場合において、前記温度検出部により検出された温度の、上昇に応じて前記蓄積時間の増大量を減少させ、低下に応じて前記蓄積時間の増大量を増大させること
を特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
【請求項３】
前記光源に関する温度を検出する温度検出部をさらに備え、
前記蓄積時間制御部は、前記基準位置探索処理が実行される場合であって、かつ前記温度検出部により検出された温度が、予め設定された閾値温度に満たない場合に、前記蓄積時間を前記撮像素子により前記原稿の画像を示す画像信号を生成させる際よりも増大させること
を特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
【請求項４】
前記温度検出部は、前記撮像素子により光が受光されない状態において前記撮像素子から出力される信号レベルに基づいて、前記温度を検出すること
を特徴とする請求項２又は３記載の画像読取装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像読取装置と、
前記画像読取装置により生成された画像信号に基づいて、記録紙に画像を形成する画像形成部と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−４２３２２（Ｐ２００８−４２３２２Ａ）
【公開日】平成２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２１１０６０（Ｐ２００６−２１１０６０）
【出願日】平成１８年８月２日（２００６．８．２）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月２日（２００６．８．２）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
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