JP2003302709A - 画像読み取り装置 - Google Patents

画像読み取り装置

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JP2003302709A
JP2003302709A JP2002106879A JP2002106879A JP2003302709A JP 2003302709 A JP2003302709 A JP 2003302709A JP 2002106879 A JP2002106879 A JP 2002106879A JP 2002106879 A JP2002106879 A JP 2002106879A JP 2003302709 A JP2003302709 A JP 2003302709A
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JP
Japan
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lens
image sensor
linear
mirror
carriage
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JP2002106879A
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Toshiaki Oshima
利明 大嶋
Kenichiro Amamiya
健一郎 雨宮
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Seiko Epson Corp
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Seiko Epson Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 温度変化による性能低下を抑制するととも
に、それによる製造コストの増大を抑制する画像読み取
り装置を提供する。 【解決手段】 相対的な位置関係の変化が読み取り性能
に及ぼす影響が大きいレンズ38及びリニアイメージセ
ンサ42はアルミダイキャスト等の成形品で構成される
線膨張係数が極めて小さい第一部材34に固定し、相対
的な位置関係の変化が読み取り性能に及ぼす影響が小さ
いミラー70はPPE、PE等の膨張係数がそれなりに
小さいが第一部材34よりは大きいプラスチック成形品
で構成される第二部材32に固定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は画像読み取り装置に
関し、特にそのキャリッジの構造に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、イメージスキャナ、複写機等のリ
ニアイメージセンサを備えた画像読み取り装置には原稿
上で走査線をそれに垂直な方向に移動させるための機構
が備えられている。平坦な原稿台を備える画像読み取り
装置では、ミラー、レンズ等の光学系とリニアイメージ
センサとを運搬するキャリッジを原稿台の盤面に平行に
移動させることによって走査線を移動させている。
【0003】温度変化によりキャリッジが変形すると原
稿、光源、ミラー、レンズ及びリニアイメージセンサの
相対的な位置関係が変化することにより分解能、読み取
り範囲の正確さ等を指標とする読み取り性能が著しく低
下する。温度変化による性能低下を防ぐため、キャリッ
ジは線膨張係数等を指標とする寸法安定性が高いことが
望ましい。またキャリッジを移動させるモータ等の駆動
系の負荷を低減するため、キャリッジは軽量であること
が望ましい。一般に、高級機種のキャリッジはアルミダ
イカスト等の金属質成形品で構成され、低価格機種のキ
ャリッジはポリフェニレンエーテル(PPE)、ポリカ
ーボネイト(PC)等を基材とするプラスチック質成形
品で構成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、金属質成形品
は、寸法安定性が高い反面、プラスチック成形品に比べ
て重く高価である。一方、プラスチック質成形品は、金
属質成形品に比べて軽く安価な反面、金属質成形品に比
べて寸法安定性が低い。また、ポリフェニレンサルファ
イド(PPS)等の寸法安定性が高いプラスチックの成
形品や、プラスチック基材にガラス繊維等の補強材を混
入した複合材質成形品は、寸法安定性が高く軽量である
ものの製造コストの低減が困難である。
【0005】本発明は、このような問題に鑑みて創作さ
れたものであって、温度変化による性能低下を抑制する
とともに、それによる製造コストの増大を抑制する画像
読み取り装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の画像読
み取り装置は、リニアイメージセンサと、原稿台に載置
された原稿を前記リニアイメージセンサに縮小して結像
させる縮小光学系とを前記原稿台の盤面と平行に運搬す
るキャリッジを備える画像読み取り装置であって、前記
キャリッジは、前記リニアイメージセンサ及び前記縮小
光学系のレンズを保持している第一部材と、前記縮小光
学系の前記原稿から前記レンズに至る光路を形成してい
るミラーを保持している第二部材と、前記第一部材と前
記第二部材とを一体に結合する結合手段とを有し、前記
第一部材の線膨張係数は、前記第二部材の線膨張係数よ
り小さいことを特徴とする。尚、本明細書において基材
とは複合材のベースとなる素地材料のみならず非複合材
の材料をも包含する概念で用いるものとする。画像読み
取り装置の縮小光学系では、レンズとリニアイメージセ
ンサとの位置関係の変化は、レンズとミラーと原稿面と
の位置関係の変化に比べると、読み取り性能に及ぼす影
響が大きい。したがって、レンズとリニアイメージセン
サを保持する部分と、ミラーを保持する部分とを別部材
で構成し、レンズとリニアイメージセンサを保持する部
分には線膨張係数が相対的に小さい第一部材を用い、ミ
ラーを保持する部分には線膨張係数が相対的に大きい第
二部材を用いることで、温度変化による性能低下を抑制
するとともに、それによる製造コストの増大を抑制する
ことができる。
【0007】請求項2に記載の画像読み取り装置では、
前記第一部材の基材は金属であって、前記第二部材の基
材はプラスチックであることを特徴とする。これによ
り、温度変化による性能低下を抑制しつつ、キャリッジ
全体を金属質成形品で構成する場合に比べてキャリッジ
を軽量化することができる。
【0008】請求項3に記載の画像読み取り装置では、
前記第一部材の基材及び前記第二部材の基材はともにプ
ラスチックであることを特徴とする。第一部材の基材及
び第二部材の基材をともにプラスチックにすることでキ
ャリッジをさらに軽量化することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、一実施例に基づいて本発明
の実施の形態を説明する。図2は本発明の一実施例によ
るイメージスキャナを示すブロック図である。
【0010】光源10は、蛍光管ランプ等の管照明装置
から構成されている。光源10は原稿16の走査線近傍
を照射する。縮小光学系50は、後述するミラー及びレ
ンズで構成されている。縮小光学系50は、光源10に
照射された原稿16の走査線上の反射光像又は透過光像
をリニアイメージセンサ42に縮小して結像させる。
【0011】リニアイメージセンサ42は、縮小光学系
50により結像される走査線上の光学像を走査し、その
光学像の濃淡に相関する電気信号を出力する。リニアイ
メージセンサ42は、可視光、赤外光、紫外光等、所定
の波長領域の光を光電変換して得られる電荷をフォトダ
イオード等の受光素子に一定時間蓄積し、受光素子ごと
の受光量に応じた電気信号をCCD(Charge Coupled D
evice)、MOSトランジスタスイッチ等を用いて出力
する。
【0012】主走査駆動部68は、リニアイメージセン
サ42を駆動するために必要な駆動パルスをリニアイメ
ージセンサ42に出力する駆動回路である。主走査駆動
部68は、例えば同期信号発生器、駆動用タイミングジ
ェネレータ等から構成される。
【0013】副走査駆動部66は、後述するキャリッジ
に係止されたベルト、このベルトを回転させるモータ及
び歯車列、駆動回路等で構成されている。副走査駆動部
66がキャリッジをベルトで牽引することで走査線がそ
れに垂直な方向(副走査方向)に移動するため、2次元
画像の走査が可能となる。
【0014】AFE(Analog Front End)部52は、ア
ナログ信号処理部、A/D変換器等から構成される。ア
ナログ信号処理部は、リニアイメージセンサ42から出
力された電気信号に対して増幅、雑音低減処理等のアナ
ログ信号処理を施して出力する。A/D変換器は、アナ
ログ信号処理部から出力された電気信号を所定ビット長
のディジタル表現の出力信号に量子化して出力する。
【0015】ディジタル画像処理部54は、AFE部5
2から出力された出力信号に対し、ガンマ補正、画素補
間法による欠陥画素の補間、シェーディング補正、画像
信号の鮮鋭化等の処理を行って画像データを作成する。
尚、ディジタル画像処理部54で施す上記各種の処理
は、制御部56で実行するコンピュータプログラムによ
る処理に置き換えてもよい。ディジタル画像処理部54
で作成された画像データは図示しないインタフェースを
介してパーソナルコンピュータ(PC)等に転送され
る。
【0016】制御部56は、CPU58、ROM60及
びRAM62を備えている。CPU58はROM60に
記憶されたコンピュータプログラムを実行し、イメージ
スキャナの各部を制御する。ROM60はCPU58が
実行するコンピュータプログラムや各種のデータを記憶
しているメモリであり、RAM62はプログラムや各種
のデータを一時的に記憶するメモリである。
【0017】図1は本発明の一実施例に係るイメージス
キャナの構造を示す模式的な断面図である。原稿台20
は、概ね矩形のガラス板等の透明板で形成され、その盤
面18に写真フィルム、写真、印刷文書等の原稿16が
載置される。原稿台20は図示しないケースに固定され
ている。
【0018】キャリッジ36は、光源10及びミラー7
0を収容し保持している第二部材32と、レンズ38及
びリニアイメージセンサ42を収容し保持している第一
部材34とを備えている。キャリッジ36は、副走査駆
動部66の図示しないベルトで牽引されシャフト22に
案内されて原稿台20の盤面18と平行に移動し、光源
10、ミラー70、レンズ38及びリニアイメージセン
サ42を原稿台20の盤面18と平行に運搬する。
【0019】第二部材32は原稿台20の盤面18に対
し平行な姿勢でケースに固定されているシャフト22に
摺動自在に嵌合している。第二部材32はPPE、PC
等の安価で線膨張係数が小さいプラスチックの射出成形
品で構成されている。PPEの線膨張係数は3〜4(1
-5/K)、PCの線膨張係数は3〜5(10-5/K)
である。第二部材32の基材としては、PPE又はPE
に限定されるものではなく、それらと同程度の線膨張係
数をもつ材料であればいかなるものであってもよい。第
二部材32は2つ以上のプラスチック成形品を互いに結
合し、少なくとも2つの開口部が形成された暗箱として
構成されている。第一開口部14は、原稿16の反射光
をキャリッジ36内部に導くためのものである。第二開
口部30は、ミラー70で反射した光をレンズ38に導
くためのものである。
【0020】光源10は、その長手方向軸がリニアイメ
ージセンサ42の長手方向軸と平行に延びる姿勢で原稿
台20の近傍において第二部材32に固定されている。
尚、原稿台20の上方に光源10を設け、透過原稿を読
み取る構成にしてもよい。
【0021】ミラー70はそれぞれ細長い長方形の反射
面を有する第一ミラー28、第二ミラー24、第三ミラ
ー48及び第四ミラー26で構成されている。第一ミラ
ー28、第二ミラー24、第三ミラー48及び第四ミラ
ー26は、それらの長手方向軸が原稿台20の盤面18
と平行で、且つ原稿16からレンズ38に至る光路を形
成する姿勢で第二部材32に固定されている。
【0022】第一部材34は請求項に記載の結合手段と
してのねじ46で第二部材32と一体に結合している。
第二部材32と第一部材34とを結合させる手段は、ね
じの他、例えば接着でもよいし、弾性変形を利用した嵌
合などでもよい。第一部材34は、2つの開口部を有
し、一方の開口部が基板44で閉塞され、他方の開口部
が第二部材32の第二開口部30に連なる暗箱として構
成されている。
【0023】第一部材34は、アルミ等の金属のダイカ
スト成形品または第一部材に比べて線膨張係数が小さい
PPS等のプラスチックの射出成形品で構成されてい
る。アルミダイカストの線膨張係数は約2(10-5
K)、PPSの線膨張係数は0.6〜2(10-5/K)
である。第一部材34の基材としては、アルミ又はPP
Sに限定されるものではなく、それらと同程度の線膨張
係数をもつ材料であればいかなるものであってもよい。
また、第二部材32の基材と第一部材34の基材を同じ
ものとし、それぞれの補強材の割合を変えるなどして第
一部材34の線膨張係数を第二部材32より小さくして
もよい。
【0024】レンズ38は単レンズまたはその光軸を一
致させて組み合わせた複合レンズで構成される。レンズ
38は鏡筒40によって保持されている。鏡筒40は第
一部材34の内部にねじ、接着等で固定されている。
【0025】基板44は第一部材34の一方の開口部を
閉塞する位置に図示しないねじ等で第一部材34に固定
されている。基板44には受光素子がシャフト22の長
手方向軸に垂直な平面上で原稿台20の盤面18と平行
に並ぶ姿勢でリニアイメージセンサ42が表面実装され
ている。また、基板44には、主走査駆動部68及びA
FE部52を構成する種々の電子部品が実装されてい
る。
【0026】図3は本発明の一実施例に係る縮小光学系
の光路展開図である。原稿16の反射光又は透過光がミ
ラー70で反射され、レンズ38で屈折し、リニアイメ
ージセンサ42の受光素子に入射することにより、原稿
16の走査線上の光学像は縮小されてリニアイメージセ
ンサ42に結像される。
【0027】次に、原稿16からリニアイメージセンサ
42に至る光路のうち、レンズ38からリニアイメージ
センサ42までの第一区間と、原稿16からレンズ38
までの第二区間とにおける光学素子の相対的な位置関係
の変化がリニアイメージセンサ42に入力される光学像
に及ぼす影響について説明する。レンズ38の分解能を
引き出すためには、リニアイメージセンサ42の受光素
子をレンズ38の焦点深度内に位置させなければならな
い。この焦点深度は第一区間の光路長に比べて極めて小
さいため、レンズ38とリニアイメージセンサ42との
相対的な位置関係が変化するとレンズ38の分解能が低
下しやすい。また縮小光学系では、レンズ38から原稿
16までの光路長の変化に伴うレンズ38から焦点位置
までの光路長の変化は、レンズ38から原稿16までの
光路長の変化に比べて小さい。換言すると、レンズ38
からリニアイメージセンサ42までの光路長が変化すれ
ば、リニアイメージセンサ42に鮮明な像を入力できる
原稿16の位置はその変化量より大きく移動する。要す
るに、第二区間においてミラー70内部又はミラー70
とレンズ38との相対的な位置関係が変化するときに比
べ、第一区間においてレンズ38とリニアイメージセン
サ42との相対的な位置関係が変化するときには、その
位置関係の変化が分解能、読み取り範囲の正確さ等を指
標とする読み取り性能に及ぼす影響が大きい。したがっ
て、キャリッジ全体をPPE、PE等の安価なプラスチ
ック成形品で構成する場合に比べ、第一部材34をアル
ミダイカスト等で構成することによる温度変化による性
能低下の抑制効果は相当大きい。
【0028】また、縮小光学系50では、原稿16から
リニアイメージセンサ42に至る光路に対して第一区間
の光路は相当短く狭い。すなわち、第一部材34の体格
はキャリッジ36全体の体格に比べて相当小さくでき
る。したがって、第一部材34をアルミダイカスト等の
一般に高価な成形品で構成することによる、キャリッジ
全体をPPE、PE等の安価なプラスチック成形品で構
成する場合に比べた製造コスト及び重量の増大は相当小
さい。
【0029】本実施例のイメージスキャナによると、第
一区間に配置されるレンズ38及びリニアイメージセン
サ42はアルミダイキャスト等の成形品で構成される線
膨張係数が極めて小さい第一部材34に固定し、第二区
間に配置されるミラー70はPPE、PE等の膨張係数
がそれなりに小さいが第一部材34よりは大きいプラス
チック成形品で構成される第二部材32に固定するた
め、温度変化による性能低下を抑制するとともに、それ
による製造コスト及びキャリッジ重量の増大を抑制する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るイメージスキャナの構
造を示す模式的な断面図である。
【図2】本発明の一実施例によるイメージスキャナを示
すブロック図である。
【図3】本発明の一実施例に係る光学系の光路展開図で
ある。
【符号の説明】
10 光源 16 原稿 18 盤面 20 原稿台 32 第二部材 34 第一部材 36 キャリッジ 38 レンズ 42 リニアイメージセンサ 46 ねじ(結合手段) 50 縮小光学系 70 ミラー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H108 AA02 CB01 HA01 JA00 2H109 DA31 5C072 AA01 BA12 CA04 DA02 DA04 DA21 EA05 LA02 XA01

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 リニアイメージセンサと、原稿台に載置
    された原稿を前記リニアイメージセンサに縮小して結像
    させる縮小光学系とを前記原稿台の盤面と平行に運搬す
    るキャリッジを備える画像読み取り装置であって、 前記キャリッジは、前記リニアイメージセンサ及び前記
    縮小光学系のレンズを保持している第一部材と、前記縮
    小光学系の前記原稿から前記レンズに至る光路を形成し
    ているミラーを保持している第二部材と、前記第一部材
    と前記第二部材とを一体に結合する結合手段とを有し、 前記第一部材の線膨張係数は、前記第二部材の線膨張係
    数より小さいことを特徴とする画像読み取り装置。
  2. 【請求項2】 前記第一部材の基材は金属であって、 前記第二部材の基材はプラスチックであることを特徴と
    する請求項1に記載の画像読み取り装置。
  3. 【請求項3】 前記第一部材の基材及び前記第二部材の
    基材はともにプラスチックであることを特徴とする請求
    項1に記載の画像読み取り装置。
JP2002106879A 2002-04-09 2002-04-09 画像読み取り装置 Withdrawn JP2003302709A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008165070A (ja) * 2006-12-28 2008-07-17 Nisca Corp 画像読取ユニットおよび画像読取装置
JP2009217002A (ja) * 2008-03-11 2009-09-24 Kyocera Mita Corp 画像読取装置及び画像形成装置

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