JPH0587957B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） この発明は、写真製版等の被複製原画を光学系
を介して複製するシステムにおいて、被複製原画
を照明する蛍光灯の光量を安定化させる場合等に
使用される光量安定化装置に関し、特に、最冷点
制御により光量の安定化を図るようにした光量安
定化装置に関する。 （従来の技術とその課題） 照明光源として一般的に使用されている蛍光灯
は、印刷製版の分野についても、たとえばカラー
原画の色分解製版に際して、分光分布が視感度と
ほぼ等しく、かつ発熱量が少ない冷光源として利
用価値が高いものである。特に、近年、進歩普及
してきたCCD等の半導体光センサーを使用した
画像読みとり装置においては、ハロゲンランプ等
の赤外線光を多量に含む分光特性を持つ光源は、
複製画像の品質を低下させるため、蛍光灯を適用
できることが望ましいと考えられている。 このような蛍光灯の光量を決定する要因とし
て、蛍光灯中の水銀蒸気圧および管電流がある。
このうち水銀蒸気圧は、温度に依存するため、そ
の温度により発光効率も決定される。さらにいえ
ば、蛍光灯の管壁温度のうち最も低い点（以下
「最冷点」という）の温度が水銀蒸気圧を決定し、
水銀蒸気圧は発光効率を決定する。従つて、蛍光
灯管壁のどこかに最冷点を設けその温度を制御す
れば発光効率を制御できる。 そこで、その最冷点の位置および温度を一定に
するための技術が提案されている。例えば、特開
昭62−8134号公報（以下「公報１」という）で
は、蛍光灯の管壁の一部にアルミニウム等の放熱
部材を接触あるいは近接させることにより蛍光灯
の最冷点を人為的に決め、その箇所の管壁温度を
温度センサで検出して温度が下がるとヒータで加
熱し、温度が上昇すると冷却フアンを作動させて
放熱することにより最冷点の温度を制御してい
る。 ところが、上記公報１では、アルミニウム等の
熱伝導率の高い放熱部材を蛍光灯の管壁の一部に
接触又は近接させているため、次のような問題を
有していた。すなわち、放熱部材を蛍光灯の管壁
に接触させている場合には、例えば冷却フアンの
作動等により放熱部材の周辺温度が変動すると、
熱伝導率の大きな放熱部材の温度も容易に変動し
て蛍光灯の管壁の最冷点温度を急激に変化させ
る。一般に、複写機やフアクシミリ等においては
原画を読みとる場合の所要時間は最大サイズの
A3版程度の原画であつても、通常、１秒程度の
短時間であるためその温度変化に対応する光量変
化も無視できる程度であり、実用上問題になるこ
とはない。しかしながら、原画を線順次に走査し
て、その画像濃度情報を高密度で読みとるといつ
た写真製版の分野では、複写機等に比べて原画を
読みとるのに要する時間が通常長く、その温度変
化に対応する光量変化は無視できないものとな
る。一方、放熱部材を蛍光灯の管壁に近接させた
場合には、蛍光灯管壁と放熱部材との間に介在す
る空気層の熱伝導率が低いために、放熱部材の周
囲温度の変化に伴う蛍光灯管壁の最冷点の急激な
変化が抑制されるが、空気層の対流現象等により
その熱伝導率が不安定となるため、蛍光灯管壁の
最冷点温度も安定しないという問題がある。 上記、公報１以外に、例えば、特開昭60−
129737号公報（以下「公報２」という）に示され
ているように、ペルチエ素子を用いて最冷点の位
置および温度を一定に制御する技術も開発されて
いる。 しかしながら、ペルチエ素子はサーミスターに
よつてON OFF制御され最冷点の温度を一定に
しようとするが、最冷点の温度はON OFF制御
に従つて変化する。このため光量が不安定となる
恐れがある。ペルチエ素子が発熱から冷却、冷却
から発熱へと変化するときも、同様に最冷点の温
度が変化するので、光量が不安定となる恐れがあ
る。 さらに、ペルチエ素子が冷却をし続けるために
は素子の一面から放熱を行う必要がある。従つて
放熱用のフアンが必要となり、装置が高価になる
という問題がある。 （発明の目的） そこでこの発明の目的は、上記従来技術の問題
点を解消し、蛍光灯の周辺温度の変動による最冷
点温度の急激な変化を防止できて原画走査に必要
な所定時間の間前記蛍光灯の光量を安定に保つこ
とができる安価な蛍光灯の光量安定化装置を提供
することである。 （目的を達成するための手段） 上記目的を達成するため、第１の発明によれ
ば、蛍光灯の管壁の表面温度を検出して前記蛍光
灯の最冷点温度より高い所定の温度で蛍光灯管壁
の所要の箇所を加熱制御する加熱制御手段と、少
なくとも熱伝導率の低い材質で構成される蓄熱層
を含み、前記蛍光灯の管壁を前記加熱制御手段に
より加熱される領域以外の領域に当接され、その
当接点を最冷点とする熱伝導緩衝部材とを備え
る。 また、第２の発明によれば、蛍光灯を原画照明
用光源とする原画走査装置において、前記蛍光灯
の管壁の表面温度を検出して前記蛍光灯の最冷点
温度より高い所定の温度で蛍光灯管壁の所要の個
所を加熱制御する加熱制御手段と、少なくとも熱
伝導率の低い材質で構成される蓄熱層を含み、前
記蛍光灯の管壁の前記加熱制御手段により加熱さ
れる領域以外の領域に当接され、その当接点を最
冷点とする熱伝導緩衝部材と、前記蛍光灯の光量
を検出する光量検出手段と、前記光量検出手段の
検出信号により前記蛍光灯に与える管電流を制御
する管電流制御手段とを備える。 （実施例） 第９図はこの発明の適用対象である原画走査装
置の一例を示す概略図である。同図において、白
色基準板１５と被複製原画１６とが、原画台（図
示省略）に装着され、矢印１７の方向に適当な駆
動手段により移送される。 蛍光灯１からの光は、まず、白色基準板１５
を、次いで被複製原画１６を照射し、その反射光
はミラー１８で方向を転換され、レンズ１９を介
してCCDラインセンサ２０等の光電素子に投射
結像され、CCDラインセンサ２０から被複製原
画１６の画像信号が出力される。 本発明はかかる走査装置等における蛍光灯１の
光量を安定化させる手段である。第１図はこの発
明にかかる蛍光灯の光量安定化装置の一実施例を
示す図であり、第２図は第１図のＡ−Ａ線断面図
であり、第３図は第１図に示す蛍光灯の一方端近
傍の斜視図である。ここでは、蛍光灯１は、断面
形状がコの字形のアルミニウム製本体ケース２中
に２本平行に配置して収められており、本体ケー
ス２の両端に設けられたホルダー３により固定さ
れている。また、蛍光灯１の光が取り出される部
分を除いて、ヒータ４が蛍光灯１のほぼ中央部分
の管壁に当接して設けられる一方、アルミニウム
等で構成された伝熱層５ａおよびガラス等で構成
された蓄熱層５ｂにより構成される熱伝導緩衝部
材５が一方の端部分の管壁の一部に当接して設け
られる。ここで、熱伝導緩衝部材５のうち伝熱層
５ａは一方側の面が蛍光灯１の管壁と接触され、
伝熱層５ａの他方側の面に蓄熱層５ｂが重ね合わ
されるようにして接続される。そして、伝熱層５
ａと蛍光灯１との接触面および伝熱層５ａと蓄熱
層５ｂとの接触面にはそれぞれ熱伝導性を良くす
るためにシリコングリス（図示省略）が介在され
ている。なお、ヒータ４の表面上にはサーミスタ
等の温度センサー（図示省略）が設けられてお
り、この温度センサの検出値に応じ、温度制御手
段（図示省略）によりヒータ４の駆動が制御され
てヒータ４の当接している蛍光灯管壁が最冷点温
度以上の所定の温度に加熱され、これにより熱伝
導緩衝部材５の当接している蛍光灯管壁の温度が
所定の最冷点温度に保たれるように構成されてい
る。 第４図は第１図に示す蛍光灯を用いた原画走査
装置のブロツク図である。同図において、蛍光灯
１からの光が光量モニター用の光センサー６で受
光され、その光センサー６からの出力は増幅器７
を介して光量フイードバツクユニツト８に入力さ
れるように構成されている。そして、光量フイー
ドバツクユニツト８の出力側がスイツチ駆動装置
９により開閉の制御が行われるスイツチ１０の
「ａ」接点側に接続される。ここで、スイツチ駆
動装置９は、ホストコンピユータ１１により制御
されるように構成されている。また、光量フイー
ドバツクユニツト８の出力側はホストコンピユー
タ１１により制御されるＡ／Ｄ変換器１２および
Ｄ／Ａ変換器１３を介してスイツチ１０の「ｂ」
接点側にも接続される。すなわち、スイツチ１０
が「ａ」接点側に切換わつている際には、光量フ
イードバツクユニツト８からの出力が直接蛍光灯
インバータ１４に与えられ、スイツチ１０が
「ｂ」接点側に切換わつている際には、光量フイ
ードバツクユニツト８からの出力がＡ／Ｄ変換器
１２およびＤ／Ａ変換器１３を介して蛍光灯イン
バータ１４に入力されるように構成されている。
ここで、この光量フイードバツクユニツト８は、
光センサー６からの信号レベルに応じて、蛍光灯
インバータ１４を制御し、蛍光灯１に流す管電流
を調整し、光センサー６の出力レベルが常に一定
になるように機能する。 次に、第４図示装置の作動を、ステツプの順に
より説明する。 Ａまず、電源を投入して、ヒータ４を起動し、
蛍光灯１の温度が平衡状態になるまで、所要
時間（約数分間）待機する。 このステップＡは、通常、１日の作業開始時に
行う。 Ｂスイツチ駆動装置９によりスイツチ１０を
「ａ」接点側に切換え、蛍光灯を点灯する。
このとき、被走査面には、基準濃度画像及び
被複製原画を装着し、基準濃度画像を走査す
る間は、光センサ６に入射する光量が、キヤ
リブレーシヨン用の一定値であるように設定
する。基準濃度画像としては、白色基準板
（第９図１５）を適用することが望ましい。 ＣステップＢを行つてから数秒後に、ホストコ
ンピユータ１１によりＡ／Ｄ変換器１２に、
Ａ／Ｄ変換命令を与え、光量フイードバツク
ユニツト８が出力する管電流制御値をＡ／Ｄ
変換する。このＡ／Ｄ変換された値は、ホス
トコンピユータ１１から、次にＡ／Ｄ変換命
令がＡ／Ｄ変換器１２に入力するまで、Ａ／
Ｄ変換器１２に保持される一方、次段のＤ／
Ａ変換器１３に転送されて、Ｄ／Ａ変換され
る。 Ｄホストコンピユータ１１の指令により、スイ
ツチ駆動装置９がスイツチ１０を「ｂ」接点
側に切換える。これにより、蛍光灯インバー
タ１４に、Ａ／Ｄ変換器１２に保持されてい
る一定値（管電流制御値）が入力し、蛍光灯
１の管電流値を一定に維持する。 Ｅそこで、キヤリブレーシヨン用の基準濃度画
像（白色基準板）の後段に連接されている、
所要の被複製原画（第９図１６）を走査す
る。 Ｆ原画走査が終了すれば、蛍光灯を消灯する。
ただし、引き続いて原画走査をする場合は、
消灯せずに走査を継続すればよい。なお、ヒ
ータ４は、１日の作業終了までは、通電して
おくことが、作業効率上、好ましい。 Ｇ消灯後に、原画走査を再開する場合には、ス
テップＢ以下を反復する。 ここで、ステップＡにおいて、電源投入時から
蛍光灯１の温度が平衡状態になるまでの動作につ
いて説明する。まず、電源の投入とともに、ヒー
タ４が起動される。そして、サーミスタにより測
定される蛍光灯１の表面温度が最冷点温度（48
℃）以上の一定温度になるようにヒータ４の駆動
が制御される。このとき、蛍光灯１の管壁の一部
には熱伝導緩衝部材５が当接されており、この熱
伝導緩衝部材５を通して蛍光灯１の管壁の熱が外
部に自然放熱され冷されるので、蛍光灯管壁にお
ける熱伝導緩衝部材５の当接部分の温度はその部
分以外の蛍光灯１の管壁温度より低い一定の温
度、すなわち最冷点温度となる。このような最冷
点温度の制御は、ヒータ４の通電中、一般には１
日の作業開始から作業終了までの間、継続して実
行される。 この装置では、蛍光灯１の最冷点を形成するた
めの熱伝導緩衝部材５に、熱伝導率の低い蓄熱層
５ｂを設けているため、例えば原画走査期間（通
常１〜２分程度）中に室温の変化等により熱伝導
緩衝部材５の周辺温度が急激に変化したとして
も、蓄熱層５ｂの蓄熱作用により蛍光灯管壁の最
冷点は周囲の温度の影響を受けにくく、最冷点の
温度変化は少ない。したがつて、上記装置におけ
る原画走査期間の間に最冷点温度が変動すること
はほとんどなく、蛍光灯１の光量の変化が防止さ
れる。また、原画走査開始時に、蛍光灯１の基準
濃度画像で反射された光量を光センサー６で検知
し、被複製原画の走査期間中は上記光センサー６
の検知データに基づき光量フイードバツクユニツ
ト８により蛍光灯インバータ１４を制御して蛍光
灯１の管電流が一定になるように調整しているた
め、この点でも蛍光灯１の光量が安定化される。 実際に、第４図に示す装置において、蛍光灯１
の温度が平衡状態になつた後、この蛍光灯１が点
灯された場合の光量変化を調べた結果を第５図に
示す。第５図において、横軸は点灯からの時間で
あり、縦軸は蛍光灯１のほぼ中央部の照度であ
る。同図からわかるように、蛍光灯１が点灯され
ると、瞬間的に照度は一定の値に達し、その後そ
の値が0.5〜1.0％低下した後、ほぼ一定の値に安
定した。なお、室温が10［℃］から40［℃］のいず
れかの温度においても同様の結果が得られた。ま
た、光量が安定している状態で室温を急激に変化
させた場合、原画走査に要する程度の期間（通常
１〜２分程度）中は、光量の変化がほとんどみら
れないことも確認された。このことは、第４図に
示す装置がすぐれた光量の安定性を有するもので
あることを示している。 上記実施例では、蓄熱層５ｂとしてガラスを使
用しているが、ガラス以外の熱伝導率の低い物質
で蓄熱層５ｂを形成してもよい。表１は蓄熱層５
ｂとしてアルミナ、18−８ステンレスまたはポリ
エチレンを用い、室温10［℃］および40［℃］にお
ける最冷点温度の実測結果を示している。

【表】 この表１が示すように、これらアルミナ、18−８
ステンレスおよびポリエチレンも蓄熱層５ｂとし
て使用可能であることが示唆されており、蓄熱層
５ｂとしてガラスを用いた場合と同様の効果があ
ると考えられる。いずれの場合も最冷点温度を確
保するためにヒータ４の表面上の温度センサーの
制御温度は表１の温度より数度高めに設定する。 なお、実験的に、蛍光灯の発光効率は最冷点温
度が約40［℃］の時に最も高く、それ以下でもそ
れ以上でも発光効率は低下することが知られてい
る。もつとも、この値は、約40［℃］に保たれた
恒温槽に蛍光灯をヒータ等の余熱手段のない状態
で２時間放置した後、この蛍光灯を点灯した時に
得られる初期光束の量が最大になるという条件の
下で得られた値であり、異なる条件、例えば連続
点灯の条件下では、最冷点温度は約48［℃］に維
持するのが望ましいことを確認した。 また、上記実施例では伝熱層５ａと蓄熱層５ｂ
とを重ね合わせるようにして熱伝導緩衝部材５を
構成し、伝熱層５ａを蛍光灯１の管壁に当接させ
た場合について説明したが、第６図に示すよう
に、熱伝導緩衝部材５を蓄熱層５ｂのみにより構
成してもよい。また第７図に示すように、アルミ
ニウム等の熱伝導率の高い材質で構成された放熱
層５ｃと蓄熱層５ｂとにより熱伝導緩衝部材５を
構成し、蓄熱層５ｂを蛍光灯１の管壁に接触させ
るようにしてもよい。あるいは第８図に示すよう
に、蓄熱層５ｂの両側に伝熱層５ａと放熱層５ｃ
とをそれぞれ重ね合わせるように接続して熱伝導
緩衝部材５を構成し、その伝熱層５ａを蛍光灯１
の管壁に接触させるようにしてもよい。いずれの
場合も、上記実施例と同様の効果を奏する。 また、上記実施例では、熱伝導緩衝部材５の蓄
熱作用と管電流制御との併用により光量の安定化
を図つているが、管電流制御は省略されてもよ
い。 この場合、例えば第９図に示すCCDラインセ
ンサ２０から得られる基準板からの電気信号を利
得制御して一定値を得るようにしてもよい。 また、管電流制御方式も第４図に示されるもの
に限定されるものではなく、例えば第４図におけ
る光量フイードバツクユニツト８、スイツチ１
０、Ａ／Ｄ変換器１２およびＤ／Ａ変換器１３に
代えて、ホストコンピユータ１１により制御され
るサンプルホルダを設け、まず、画像走査開始時
に基準となる管電流制御信号をこのサンプルホル
ダに保存し、画像走査期間中はこの管電流制御信
号を用いて管電流が一定となるように蛍光灯イン
バータ１４を制御してもよい。 また、蛍光灯の光量を検出するために独立した
光センサ６を使用せず、原画の線順次走査に際し
て、画像信号をピツクアツプするためのラインセ
ンサ、たとえばCCDラインセンサを使用し、上
記CCDラインセンサからの信号に基づきコンピ
ユータにより蛍光灯の管電流が一定となるように
蛍光灯インバータを制御するようにしてもよい。 なお、前記実施例では、原画走査装置を光電走
査式のものとして説明しているが、それだけに限
定するものではなく、結像レンズを介して原画を
感光材料面に投影する純光学式のものであつても
よい。 （発明の効果） 以上説明したように、この発明によれば、少な
くとも熱伝導率の低い材質で構成される蓄熱層を
含む熱伝導緩衝部材が蛍光灯の管壁の一部に当接
され、その当接点を最冷点とするように構成した
ので、前記最冷点周囲の温度が変動しても前記蓄
熱層の蓄熱作用により前記最冷点の温度変化が押
えられ、光量変動が防止されるとともに、最冷点
温度を安定化させるために従来のペルチエ素子の
ようなものを設ける必要がなく、安価で保守性の
優れた蛍光灯の光量安定化装置を提供することが
できる。さらに、熱伝導緩衝部材に加えて管電流
制御を併用した場合は、管電流が安定化されてよ
り一層の光量安定が図られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかる蛍光灯の光量安定化
装置の一実施例を示す図、第２図は第１図のＡ−
Ａ線断面図、第３図は第１図に示す蛍光灯の一方
端近傍の斜視図、第４図は第１図に示す蛍光灯を
用いた原画走査装置のブロツク図、第５図は第４
図に示す装置において蛍光灯が点灯された場合の
光量変化を示す図、第６図ないしは第８図はこの
発明にかかる他の実施例を示す図、第９図はこの
発明の適用対象である原画走査装置の一例を示す
概略図である。 １……蛍光灯、４……ヒータ、５……熱伝導緩
衝部材、５ａ……伝導層、５ｂ……蓄熱層、５ｃ
……放熱層、６……光センサー、７……増幅器、
８……光量フイードバツクユニツト、９……スイ
ツチ駆動装置、１０……スイツチ、１１……ホス
トコンピユータ、１２……Ａ／Ｄ変換器、１３…
…Ｄ／Ａ変換器、１４……蛍光灯インバータ、１
８……ミラー、１９……レンズ、２０……CCD
ラインセンサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 蛍光灯の管壁の表面温度を検出して前記蛍光
   灯の最冷点温度より高い所定の温度で蛍光灯管壁
   の所要の箇所を加熱制御する加熱制御手段と、 少なくとも熱伝導率の低い材質で構成される蓄
   熱層を含み、前記蛍光灯の管壁の前記加熱制御手
   段により加熱される領域以外の領域に当接され、
   その当接点を最冷点とする熱伝導緩衝部材とを備
   えた蛍光灯の光量安定化装置。 ２ 蛍光灯を原画照明用光源とする原画走査装置
   において、 前記蛍光灯の管壁の表面温度を検出して前記蛍
   光灯の最冷点温度より高い所定の温度で蛍光灯管
   壁の所要の個所を加熱制御する加熱制御手段と、 少なくとも熱伝導率の低い材質で構成される蓄
   熱部材を含み、前記蛍光灯の管壁の前記加熱制御
   手段により加熱される領域以外の領域に当接さ
   れ、その当接点を最冷点とする熱伝導緩衝部材
   と、 前記蛍光灯の光量を検出する光量検出手段と、 前記光量検出手段の検出信号により前記蛍光灯
   に与える管電流を制御する管電流制御手段とを備
   えた蛍光灯の光量安定化装置。 ３ 前記熱伝導緩衝部材は、前記蓄熱層に重ね合
   わされて前記蓄熱層よりも高い熱伝導率を有する
   伝熱層をさらに有し、前記蛍光灯の管壁には前記
   熱伝導緩衝部材の伝熱層が当接される請求項１ま
   たは２記載の蛍光灯の光量安定化装置。 ４ 前記熱伝導緩衝部材は、前記蓄熱層に重ね合
   わされて前記蓄熱層よりも高い熱伝導率を有する
   放熱層をさらに有し、前記蛍光灯の管壁には前記
   熱伝導緩衝部材の蓄熱層が当接される請求項１ま
   たは２記載の蛍光灯の光量安定化装置。 ５ 前記熱伝導緩衝部材は、前記蓄熱層の両側に
   それぞれ重ね合わされた前記蓄熱層よりも高い熱
   伝導率を有する伝熱層および放熱層をさらに有
   し、前記蛍光灯の管壁には前記熱伝導緩衝部材の
   伝熱層が当接される請求項１または２記載の蛍光
   灯の光量安定化装置。