JPH03129965A - 画像読取装置の照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、デジタル複写機、ファクシミリ、プリンタ等
の画像データを人力するための読取装置に関し、特に、
照明されたカラー原稿の光学像を走査ミラー系と光学レ
ンズによって縮小して順次読取センサ上に結像させる画
像読取装置の照明装置に関するものである。

〔従来の技術〕 例えば複写機においては、縮小光学系の画像読取装置を
用い、た複写機が従来から提案されているこの縮小光学
系の画像読取装置は、光学的読取像（光学像）を形成す
るための原稿を照明する蛍光ランプ又はハロゲンランプ
と、その光学像を走査しながら伝達するフルレートミラ
ー（ＦＲＭ）及びハーフレートミラー（ＨＲＭ）からな
るミラーユニットと、このミラーユニットから送られて
くる光学像を縮小して有機感材ベルト上に結像させる光
学レンズ等から構成されている。

一方、近年デジタルカラー複写機が開発、研究されてお
り、本出願人もこのデジタルカラー複写機に関する出願
を先に行っている（例えば、特開昭６３−２９２１９５
号等〉。このデジタルカラー複写機には、カラー原稿画
像を光の３原色である赤（Ｒ）、縁（Ｇ）及び青（Ｂ）
毎に読み取り、光量信号からなるこの読み取ったデータ
を光電変換により電気的なデジタル濃度信号に変換する
ためのイメージング入力ターミナル（Ｉ　ＩＴ）が設け
られている。

このＩＩＴは、露光ランプと、原稿画像を読み取るため
のロッドレンズアレイ及びＣＣＤラインセンサを備え、
原稿を走査してその画像を光学的に読み取るイメージン
グユニットと、このイメージングユニットを移動するた
めの駆動手段と、ＣＣＤラインセンサによって光電変換
された電気的読取信号に対して変換処理を行うための電
気的ハードウェア等とから構成されている。

このようなデジタルカラー複写機によれば、画像信号を
デジタル処理するので、種々の処理が簡単にできるよう
になり、高画質のカラーコピーが可能となる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、このようなデジタル複写機における１１Ｔの
イメージングユニットは密着型の画像読取装置であるの
で、比較的その構造が大きいものとなっている。また、
密着型の場合、読み取光学系の焦点深度が浅く、原稿に
プラテンガラスからの浮きがある場合、読み取り像がポ
ケでしまって読み取れないため、原稿台上への原稿載置
粂件はシビアになる。さらに、一般に最も多く使用され
ている４３版までの原稿を複写可能な複写機について言
えば、Ａ３の短辺（２９７ｍｍ）以上の長さのＣＣＤセ
ンサが必要であるが、実際は複数のＣＣＤセンサを千鳥
状に配置してこの長さのものと等価のものを構成してい
る。しかしながら、このようにすると、その信号処理が
複雑になるとともに、ＣＣＤセンサーはもちろん、信号
処理のボード（Ａ／Ｄコンバーター、画像処理系）がそ
の分多く必要となり、コストがかかってしまう。

そこで、このようなデジタルカラー複写機のＩＩＴに前
述のような縮小型の画像読取装置を適用することが考え
られる。このようにすると、上記の密着型の何れの問題
点も解決することができる。

ところで、ＣＣＤラインセンサからなる読取センサとし
て、Ｒ，Ｇ、Ｂの各分光感度を有するカラーフィルタに
よる画素列が上下に３本配設された３ラインカラーセン
サ（３色線順次センサ）が開発されている。このカラー
センサを上記デジタルカラー複写機のＩＩＴに適応する
場合、３ラインカラーセンサの画素列が上下方向（ｌｉ
Ｊ走査方向〉に間隙を置いて配置されているため、原稿
の照明が副走査方向に急峻に分布していると、Ｂ、Ｇ。

Ｒ各色のＣＣＤ出力のカラーバランスのバラツキが多く
なり、色再現性が悪い、製造されたＩＩＴの不良品率が
高くなるといった問題が起こる。また、縮小型の場合、
走査系の光学レンズ及び反射鏡の設置角度にバラツキが
あると副走査方向の読み取り位置が変化してしまうため
、同様に原稿の照明が副走査方向に急峻に分布している
と１回の走査内でセンサの出力が変動してしまい、出力
画像に濃度ムラが発生するという問題が起こる。

したがって、本発明の目的は、上記した問題点を解決し
て、３ラインカラーセンサを用いたデジタルカラー複写
機等の読取装置のための色再現性がバラツキなくよく再
現され、出力画像に濃度ムラを起こさない照明装置を提
供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の画像読取装置の照明装置は、複数の相対的に可
動な走査ミラーによって原稿のスリット状領域をそれと
交差する方向へ走査し、その走査像を光学レンズによっ
て縮小して３ラインカラーセンサ上に結像させてカラー
原稿像を読み取る画像読取装置のための照明装置であっ
て、前記走査方向での照明光量分布を少なくとも７ｍｍ
以上の範囲で実質的に平坦になるように構成したもので
ある。

このために、照明装置をランプとそれに対向する平面反
射鏡で構成し、ランプから直接原稿を照明する光の分布
とランプに対向する平面反射鏡から反射された光の原稿
上での分布とを重ね合わせて、中心部分の照明光の強度
を下げる代わりに、その周辺部分の光量分布を向上させ
て、前記走査方向の光量分布を平坦化するようにできる
。また、照明装置をランプとそれに対向する途中で折り
曲げて相互に角度をなすようにした折り曲げ平面鏡とで
構成し、同様にしてもよい。この場合、折り曲げ平面鏡
はフレネルミラー化できる。さらに、これらの反射鏡の
ランプに対する角度、位置も調整可能にすることが望ま
しい。

また、照明装置を開口型のランプ２本を光軸を挟むよう
に対称に配置して構成し、一方のランプから原稿を照明
する光の分布と他方のランプから原稿を照明する光の分
布とを重ね合わせて、その周辺部分の光量分布を向上さ
せて、前記走査方向の光量分布を平坦化するようにする
こともできる。

その場合、開口型のランプをその軸の周りで角度調整可
能に構成することが望ましい。

〔作用〕

３ラインカラーセンサの画素列間隔が原稿上で拡大され
て３〜４ｍｍ以上になり、また、光学レンズと走査ミラ
ーの取付は角度誤差により、走査機構の位置により３ラ
インカラーセンサが読み取る位置に変化が起こるが、走
査方向での照明光量分布を少なくとも７ｍｍ以上の範囲
で実質的に平坦になるように照明装置を構成したことに
より、上記の原因により色再現性が崩れること、及び、
出力画像に濃度ムラが発生することはない。

〔実施例〕

以下、図面を参照にして、本発明の実施例について説明
する。

第１図（ａ）は、本発明の照明装置を適用するカラー複
写機の縮小型のイメージ入力ターミナル（ＩＩＴ）１の
概略構成を示す図である。このＦＩＴｌはプラテンガラ
ス２、光学走査機構、及び読取用３ラインカラーセンサ
３から構成されている。

光学走査機構は、プラテンガラス２上の原稿を照明する
ための本発明による照明装置５（詳しくは後述する）、
１枚のフルレートミラー（Ｆｕｌｌ　Ｒａｔｅ　Ｍｉｒ
ｒｏｒ；　ＦＲＭ）　　６と一対のハーフレートミラー
（）ｌａｌｆ　Ｒａｔｅ　Ｍｉｒｒｏｒ；　ＨＲＭ）　
　？、８とからなるミラーユニット４、読取センサ３上
に結像させる光学レンズ９から構成されている。ＦＲＭ
６はプラテンガラス２に対してほぼ４５°に傾斜されて
おり、その反射面は図において左上方を向くようにして
第１キヤリツジ１０に取り付けられている。同様に、照
明装置５も第１キヤリツジ１０に取り付けられている。

そして、第１キヤリツジ１０はカラー複写機の副走査方
向く図の右方向〉移動できるようにされている。これに
より、プラテンガラス２上の原稿を読み取るためのスキ
ャンが可能となっている。

また、一対のＨＲＭ７．８は、第２キヤリツジ１１にプ
ラテンガラス２に対してほぼ４５″傾斜してかつ上下に
重なるようにして設けられている。

その場合、上方のＨＲＭ？はその反射面が図において右
下方に向くようにされており、下方のＨＲＭ８はその反
射面が図において右上方に向くようにされている。この
ように各ミラー６．７．８を配設することにより、プラ
テンガラス２上の原稿の光学的読取像が光学レンズ９に
導入されるようになっている。

第２キヤリツジ１１も副走査方向に移動可能となってい
る。そして、第１キヤリツジｌｏの移動速度ｖ１は第２
キヤリツジ１１の移動速度ｖ２よりも２倍の大きさに設
定されている。このように、第１及び第２キヤリシイ１
０．１１の速度比を２とすることにより、ＦＲＭ６の移
動距離が常時ＨＲＭ７．８の移動距離の２倍となる。し
たがって、各ミラー６．７．８がどの位置に移動しても
、原稿から光学レンズ９までの光路長は常に一定（例え
ば、第１図（ｂ）の例では５００ｍｍ＞となる（すなわ
ち、原稿のどの位置の画像からも光学レンズ９までの距
離が一定となる）。したがって、照明装置５からの光が
プラテンガラス２上の原稿を照明し、原稿からの反射光
はＦＲＭ６、ＨＲＭ７．８において反射した後、光学レ
ンズ９によって３ラインカラーセンサ３上に一定倍率で
結像される。

フルカラーコピーを得るためには、ＦＲＭ６及びＨＲＭ
７．８は４回のスキャンを繰り返す必要がある〈黒、赤
、緑、青それぞれについて）。

ところで、第１図（ｄ）に示すように、ＣＣＤ読取セン
サ３は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各分光感度を
有するカラーフィルタによって各色に感度がつけられた
画素列１２ａ、１２ｂ、１２ｃが上下に配設された３ラ
インカラーセンサ（３色線順次センサ）１２として懲戒
されている。現在、この３ラインカラーセンサ１２の画
素列間隔は１６８μｍであり、縮小倍率を１／１０とす
れば、原稿上で光学走査機構の走査方向の距離１．６８
ｍｍに対応する。第１図（ｅ）に示すように、Ｒ列とＢ
列が対応する位置間の間隙はその２倍の３，３６ｍｍに
なる。したがって、原稿上で副走査方向に少なくとも３
．３６ｍｍ以上の範囲において、照明装置５による照明
が均一でないと、３色間のカラーバランスが崩れること
になるので、色再現性は悪くなる。これに加えて、光学
レンズ９、各ミラー６．７．８の取付は角度誤差がある
と、走査機構の位置により読取センサ３が読み取る位置
に変化が起こる（第１図の光軸が原稿と交差する位置が
照明装Ｗ１５に対して相対的に変化するという意味であ
る）。そのため、センサの出力が変動してしまい、出力
画像に濃度ムラが発生することになる。これは、縮小型
の走査読取装置特有の問題であるが、上記した３ライン
カラーセンサ１２が副走査方向で読み取り位置に広がり
があることによる問題と相まって、大きな問題となる。

そこで、本発明においては、照明装置５の原稿上の副走
査方向での照明光量分布を少なくとも所定距離範囲、特
に７ｒｎｍ以上の範囲で実質的に平坦になるようにする
ものである。ここで、実質的に平坦とは、光量の変動が
１０％以内であることを言う。上記のような数値範囲を
満足すれば、経験則によって、色再現性が崩れること、
及び、出力画像に濃度ムラが発生することはない。この
範囲より平坦化の範囲が小さいと、本発明のような縮小
型の画像読取装置においては、再生画像に色ズレ、濃度
ムラが起こる。

このような要求を満足するために、本発明においては、
第２図（ａ）から（イ）に示したような照明装置を採用
する。まず、図の（ａ）のものは、照明効率を上げるた
めに蛍光ランプ又はハロゲンランプ１３に対向して配置
する反射鏡を平面鏡１４にするものである。次に、図の
ｂ）のものは、蛍光ランプ又はハロゲンランプ１３に対
向して配置する平面鏡を途中で折り曲げて相互に角度を
なすようにした折り曲げ平面鏡１５を用いたものである
。図の（Ｃ）のものは、図の（ロ）のものを７レネルミ
ラー１５′化したものである。そして、図の（ｄ）のも
のは、開口型の蛍光ランプ又はハロゲンランプ（アパー
チャーランプ）を２本１３’、１３’光軸を挟むように
対称に配置したものである。これらの中の（ａ）から（
Ｃ）のものは、照明光の急峻な分布をなくすために、ラ
ンプ１３から直接原稿を照明する光の分布とランプに対
向する反射鏡１４．１５又は１５′から反射された光の
原稿上での分布とを重ね合わせて、中心部分の照明光の
強度を下げる代わりに、その周辺部分の光量分布を向上
させて、結果的に副走査方向の光量分布を先に述べた範
囲で平坦化しているものである。さらに、反射鏡１４．
１５．１５′のランプ１３に対する角度、位置を調整し
、光量分布を平坦にできれば、より望ましい。また、図
の（イ）のものは、同様に照明光の急峻な分布をなくす
ために、ランプ１３′から原稿を照明する光の分布とラ
ンプ１３′から原稿を照明する光の分布とを重ね合わせ
て、その周辺部分の光量分布を向上させて、結果的に副
走査方向の光量分布を先に述べた範囲で平坦化している
ものである。なお、図の（ｄ）のものにおいては、アパ
ーチャーランプ１３’、１３’を図中の矢印のように角
度調節可能にして、副走査方向の光量分布を平坦に調整
できるようにすることがより望ましい。

さらに、２本のランプ１３’、１３’の代わりにこれら
を１本のＵ字型ハロゲンランプで構成することも可能で
ある。このようにすると、一方の端部（Ｕ字の底部側）
に電極を設けなくてもよくなるので、その分のスペース
を省くことができ、また、２本の発光部間の距離のバラ
ツキを小さくできる。

第３図に、例えば第２図（ａ）のものが光量分布の平坦
化に有効であることを示すための副走査方向の光量分布
図を示す。曲線Ａは、ランプ１３の半径７．７５ｍｍ、
アパーチャー角度５０°、プラテン２表面からランプ１
３中心までの距離１６ｍｍ１ランプ１３中心から平面鏡
１４下端までの距離１３．９８ｍｍとし、平面鏡１４の
水平面からの傾きを６０°としたときの光量分布を示し
ており、曲１１Ｂは、同じ条件で、平面鏡１４の水平面
からの傾きを５０°としたときの光量分布を示している
。これら光量分布のピーク値の９０％の範囲は、それぞ
れ８．３ｍｍ、７．８ｍｍであり、前記した数値範囲に
ある。これに対して、曲線Ｃは、平面鏡１４の代わりに
半径１４ｍｍの球面鏡を用いた従来のものの光量分布を
示しており（たの条件は同じ）、ピーク値の９０％の範
囲は４゜５ｍｍＬかなく、このような照明装置は、本発
明のような走査像を光学レンズによって縮小して３ライ
ンカラーセンサ上に結像させてカラー原稿像を読み取る
画像読取装置のための照明装置に満足に利用できないこ
とは明らかである。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明においては、複数の相対的に可動
な走査ミラーによって原稿のスリット状領域をそれと交
差する方向へ走査し、その走査像を光学レンズによって
縮小して３ラインカラーセンサ上に結像させてカラー原
稿像を読み取る画像読取装置のための照明装置において
、前記走査方向での照明光量分布を少なくとも７ｍｍ以
上の範囲で実質的に平坦になるように照明装置を構成し
たので、３ラインカラーセンサの画素列間隔が原稿上で
拡大され、同時に読み取る走査方向の領域が拡大するこ
と、及び、光学レンズと走査ミラーの取付は角度誤差に
より、走査機構の位置により３ラインカラーセンサの読
み取る位置に変化が起こることに原因する、色再現性の
悪化及び出力画像の濃度ムラが発生することはない。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の照明装置を適用するカラー複写
機の縮小型のイメージ入力ターミナルの概略構成図、第
１図（ロ）と（Ｃ）はその光学展開を示す平面図と側面
図、第１図（イ）は３ラインカラーセンサの正面図、第
２図（ａ）から（社）は本発明の画像読取装置の照明装
置の実施例の側面図、第３図は副走査方向の光量分布の
例を示す図である。 １：縮小型のイメージ入力ターミナル（ＩＩＴ）　、　
２　ニブラテンガラス、３：読取用３ラインカラーセン
サ、４：ミラーユニット、５：照明装置、６：フルレー
トミラー（Ｆｕｌｌ　Ｒａｔｅ　Ｍｉｒｒｏｒ；ＦＲＭ
）　、７．８：ハーフレートミラー（）ｌａｌｆ　Ｒａ
ｔｅ　Ｍｉｒｒｏｒ；　ＨＲＭ）　、９　：光学レンズ
、１０：第１キヤリツジ、１１：第２キヤリツジ、１２
：３ラインカラーセンサ（３色線順次センサ）、１２ａ
ｓ　１２ｂ−１２ｃ：画素列、１３：蛍光ランプ又はハ
ロゲンランプ、１３’、１３’：開口型の蛍光ランプ又
はハロゲンランプ（アノく−チャーランプ＞、１４：平
面鏡、１５：平面鏡を途中で折り曲げて相互に角度をな
すようにした折り曲げ平面鏡、１５′　：フレネルミラ
ー

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の相対的に可動な走査ミラーによって原稿の
   スリット状領域をそれと交差する方向へ走査し、その走
   査像を光学レンズによって縮小して３ラインカラーセン
   サ上に結像させてカラー原稿像を読み取る画像読取装置
   のための照明装置において、前記走査方向での照明光量
   分布を少なくとも７ｍｍ以上の範囲で実質的に平坦にな
   るように照明装置を構成したことを特徴とする画像読取
   装置の照明装置。
2. （２）照明装置をランプとそれに対向する平面反射鏡で
   構成し、ランプから直接原稿を照明する光の分布とラン
   プに対向する平面反射鏡から反射された光の原稿上での
   分布とを重ね合わせて、中心部分の照明光の強度を下げ
   る代わりに、その周辺部分の光量分布を向上させて、前
   記走査方向の光量分布を平坦化したことを特徴とする請
   求項１記載の画像読取装置の照明装置。
3. （３）照明装置をランプとそれに対向する途中で折り曲
   げて相互に角度をなすようにした折り曲げ平面鏡とで構
   成し、ランプから直接原稿を照明する光の分布とランプ
   に対向する折り曲げ平面鏡から反射された光の原稿上で
   の分布とを重ね合わせて、中心部分の照明光の強度を下
   げる代わりに、その周辺部分の光量分布を向上させて、
   前記走査方向の光量分布を平坦化したことを特徴とする
   請求項１記載の画像読取装置の照明装置。
4. （４）折り曲げ平面鏡はフレネルミラー化したものであ
   ることを特徴とする請求項３記載の画像読取装置の照明
   装置。
5. （５）平面鏡のランプに対する位置及び角度を調整可能
   にしたことを特徴とする請求項２から４の何れか１項に
   記載の画像読取装置の照明装置。
6. （６）照明装置を開口型のランプ２本を光軸を挟むよう
   に対称に配置して構成し、一方のランプから原稿を照明
   する光の分布と他方のランプから原稿を照明する光の分
   布とを重ね合わせて、その周辺部分の光量分布を向上さ
   せて、前記走査方向の光量分布を平坦化したことを特徴
   とする請求項１記載の画像読取装置の照明装置。
7. （７）２本の開口型のランプの代わりにこれらを１本の
   Ｕ字型ハロゲンランプで構成したことを特徴とする請求
   項６記載の画像読取装置の照明装置。
8. （８）開口型のランプをその軸の周りで角度調整可能に
   構成したことを特徴とする請求項６記載の画像読取装置
   の照明装置。