JP2003302713A - スキャナの照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スケールによる照明ケラレを補正し、ＣＣＤ
像面光量を略均一に保つ。 【解決手段】 原稿を載置する原稿台と、原稿を載置す
る位置を規定するスケールと、原稿を照明するキセノン
ランプ２２とを具備し、原稿台上にスケールに突き当て
て載置された原稿に対しキセノンランプ２２により照明
された光の反射光を、結像レンズにより光電変換するラ
インセンサに結像させて原稿画像を読み取るスキャナの
照明装置に関し、キセノンランプ２２の発光長さが原稿
台上の有効画像領域幅よりも長く、スケール先端よりも
外側に光量分布の第１ピークを持ち、他端の原稿台外側
に光量分布の第２ピークを持ち、第１ピークの光量が第
２ピークの光量の１１０％以上となるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、スキャナの照明装
置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】特開２０００−３３２９６７として既に
出願されている「画像読取装置」では、第１ミラーの中
央部分を切り欠き、レンズの開口効率及びコサイン４乗
則による像面照度の周辺部の低下を補正している。ま
た、一般にデジタル読み取り系では、特開２００１−９
４７３７として既に出願されている「画像読取装置」の
実施例に示されているように、シェーディング板を読み
取ったデータにより光量分布ムラ、ＣＣＤの感度ムラ、
出力変動を補正している。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
「画像読取装置」においては、デジタル読み取りの場合
に、第１ミラーにかかる光束が３ｍｍ以下の細い光束で
あるため、実現するのはとても困難であった。また、後
者の「画像読取装置」においては、補正にも補正レンジ
の限界があり、ＣＣＤ像面照度を略均一に保っておく必
要があるため、実公平６−１４５５３号の「画像形成装
置」に示されているように、レンズ前にメカシェーディ
ング板を置いて中心光量を下げる様な機構を組み入れな
ければならなかった。本発明は上述の実情に鑑みてなし
たもので、スケールによる照明ケラレを補正し、ＣＣＤ
像面光量を略均一に保つことを目的とする。 【０００４】 【課題を解決するための手段】本発明は、原稿を載置す
る原稿台と、原稿を載置する位置を規定するスケール
と、原稿を照明するキセノンランプとを具備し、原稿台
上にスケールに突き当てて載置された原稿に対しキセノ
ンランプにより照明された光の反射光を、結像レンズに
より光電変換するラインセンサに結像させて原稿画像を
読み取るスキャナの照明装置において、キセノンランプ
の発光長さが原稿台上の有効画像領域幅よりも長く、且
つ、スケール先端よりも外側に光量分布の第１ピークを
持ち、他端の原稿台外側に光量分布の第２ピークを持
ち、第１ピークの光量は、第２ピークの光量の１１０％
以上であることを最も主要な特徴とする。 【０００５】 【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照しつつ説明する。図１〜図４は本発明の実施形態に
係るスキャナの構成例を示す斜視図、平面図、正面図、
及び抽出した一部の斜視図である。第１キャリッジ２１
上には、Ｘｅ（キセノン）冷陰極放電管（以下、Ｘｅラ
ンプ）２２、Ｘｅランプ２２を発光させるための安定器
（以下インバータ）、反射板、第１ミラー２３、等が構
成されている。読み取り光軸に対して、機械前側から見
て左側にＸｅランプ２２が、その対局（右側）に反射板
が構成され、読み取り光軸上のＸｅランプ２２及び反射
板の下方には第１ミラー２３が取り付けられている。ま
た、インバータは、反射板の裏側に組み込まれている。
Ｘｅランプ２２は、一端がホルダによりガラス管を覆
い、ランプケーブルが固定されている。Ｘｅランプの他
端は、ガラス管がむき出しの状態である。ガラス管には
透明樹脂フィルムでコートされていて電極は保護されて
いる。ホルダには引っ掛け部とストッパ部が構成され、
第１キャリッジ２１のランプ保持部の引っ掛け部とスト
ッパ部にそれぞれ係止され、固定具なしで組み立てられ
る。Ｘｅランプ２２を外す場合は、第１キャリッジ２１
のストッパ部を上側から押し込み、Ｘｅランプのストッ
パをスライドさせればよい。ランプケーブルは、第１キ
ャリッジ２１上のケーブルフックを数カ所経由しなが
ら、裏側に配線され、第１キャリッジの裏側に固定され
たインバータにコネクトされる。インバータは固定型の
引っ掛かり部と弾性変形型の引っ掛かり部とに係止され
る。組立時は押し込むと弾性変形型の引っ掛かり部が変
形して所定の位置にはまる。インバータを外す場合は、
弾性変形型の引っ掛かり部の爪部分を押して変形させれ
ば外れる。反射板は、樹脂フィルムにアルミコーティン
グした構成で、両面テープにより第１キャリッジの反射
面に貼り付けられている。反射面はＲ４５の凹面で構成
され、読み取り位置に光を集光させている。また、反射
面には溝があり、反射板を貼り付ける際に空気溜まりが
できないように、空気を逃がす気道の役目をなしてい
る。 【０００６】インバータへの電源供給は、５線のフラッ
トケーブルが用いられている。フラットケーブルは第１
キャリッジ２１のフック部分で方向を９０度変えて、第
２キャリッジに固定されているケーブルガイドで１８０
度方向転換し、スキャナベースでたるみ調整のスライダ
にクランプ固定されている。その後、フラットケーブル
は後ろ側板からスキャナベースの外側に配回され、Ｉ／
Ｏボードにコネクトされる。第１ミラー２３は、その両
端をステンレス製の板バネで固定されている。更に後述
する第１タイミングベルト１６と第２平ベルト３４を第
１キャリッジの両端に両方１本ずつ（全部で４本）固定
するための突起と、ブラケット２４、２５（図２参照）
がネジで固定される。この固定部材１つにつき第１タイ
ミングベルト１６と第２平ベルト３４を同時に同一平面
内で突起と固定部材の間に挟み込まれた時、第１キャリ
ッジは、レールに押さえつけられる様に、第１タイミン
グベルト１６と平ベルト３４を少し持ち上げて第１キャ
リッジに締結されている。この様にすることで、第１キ
ャリッジ２１の４隅下側に取りつけられたスライダが第
１レールの上に確実に接触して走査でき、読み取り画像
のジタ−防止に効果がある。また、第１キャリッジ２１
は、平ベルト３４を介して第２キャリッジ３１を走査方
向に引っ張っているが、タイミングベルト１６と平ベル
ト３４を同一平面で固定している為、第１キャリッジに
は回転モーメントが発生しない。機械前側（図３）から
見て第１キャリッジ２１の左側に読み取り光軸をレンズ
に導くための第２ミラー３２ａと第３ミラー３２ｂを保
持するための第２キャリッジ３１が構成されている。 【０００７】第２ミラー３２ａと第３ミラー３２ｂはお
互いの反射面のなす角度が９０度に支持され、読み取り
光軸を１８０度反転させている。第２キャリッジ３１の
ミラー保持部には両端をステンレス製の板バネで第２ミ
ラーと第３ミラー３２を固定している。そして、その前
後の固定部それぞれから右側の方（スキャン進行方向）
へ腕を伸ばした様に第２キャリッジ３１が構成され、全
体で「コ」の字状の形状となっている。第２キャリッジ
３１の前後には、ミラー固定部付近に回転自在に取りつ
けた平プーリ３３とコの字状突起先端部分には平プーリ
３３を回転自在に保持したブラケットを構成し、それぞ
れ平ベルト３４が回転自在にかけられた構成となってい
る。このプーリを回転軸支している突起先端部分のブラ
ケットはスライド可能になっていて、スプリングにより
所定のテンションを持って固定されている。この平ベル
ト３４のテンションは、タイミングベルト１６の様に駆
動力を伝達する必要がないため、基本的には、弛みがな
ければ張力は必要としない。しかし、組立時に弛みがな
いようにする為、数百ｇｆほどの弱いテンションをかけ
ている。この様に、テンションが弱い為、玉軸受けを用
いなくともプーリとプーリを回転支持している軸との回
転負荷は非常に小さい。なお、平ベルト３４は、第１タ
イミングベルト１６の内側に配置しており、第２キャリ
ッジの組付け性や交換性を良くしている。また、この平
ベルト３４の上側は前述した第１キャリッジ２１にブラ
ケット２４、２５によって固定されていて、下側は、ス
キャナベースにブラケット４を介してそれぞれ固定され
ている。 【０００８】前述した様に、平ベルト３４の上側は、少
し持ち上げた状態で第１キャリッジ２１に締結されてい
ることから、第２キャリッジ３１は第１キャリッジ２１
に持ち上げられるような力が作用している。しかし、平
ベルトの下側をスキャナベースに取りつけられたブラケ
ット４により固定される高さを少し下側の位置で固定さ
れており、ブラケット４は第２キャリッジを下方向に引
き付ける力が作用している。本形態例では、この上下に
作用する力を略同等とすることより、第２キャリッジは
レールに確実に接触しながら走査することができる。
尚、第２キャリッジの４隅下側には後述する第２レール
の上を摺動するためのスライダが固定されている。この
構成により、第１キャリッジ２１が［距離１０］移動す
ると、平ベルト３４の上側も同じだけ第１キャリッジに
よって引かれるが、平ベルト下側がスキャナベースに固
定されていることより平プーリ３３は動滑車の原理によ
り、理論的に正確に第１キャリッジの移動距離［距離
５］及び移動速度が１／２となる。この様に、第２キャ
リッジは直接駆動部から駆動されるわけではなく、第１
キャリッジに引っ張られるようにして、第１キャリッジ
に対して正確に１／２のスピードで追従走行することと
なる。また、図示はしていないが、第２キャリッジの後
ろ側には前述したケーブルガイドが固定されている。ケ
ーブルガイドは奥側の第２平ベルトのプーリよりも奥側
（外側）で、更に奥側の第１タイミングベルトよりも前
側（内側）に構成されている（第１タイミングベルトと
第２平ベルトの間にＸｅランプ用のフラットケーブルが
配置されている）。 【０００９】スキャナモータ１０にはステッピングモー
タが採用されている。スキャナモータの回転軸にはハス
バギヤが固定され、減速ギヤと噛み合い回転する。減速
ギヤには同軸のタイミングベルトプーリが構成され、駆
動タイミングベルト１１が駆動軸上の後ろ側に固定され
たプーリ１３に掛けられている。駆動軸１２はスキャナ
の右端部に前後に渡して回転軸支されている。駆動軸１
２の両端には前述した第１タイミングベルト１６が掛か
るプーリ１３、１４がそれぞれ固定されている。スキャ
ナモータ１０の後ろ側には回転の安定化を図って鉄製の
円盤が回転軸に固定されている。ハスバギヤ側にはスキ
ャナモータとモータブラケットの間に防振用のゴムダン
パーが配されている。モータブラケットは前述した駆動
タイミングベルトの張力を調整するためにスライド可能
になっていて、スプリングにより所定のテンションが掛
けられた後、ネジ止めされる。駆動軸１２のプーリ１３
と対向してスキャナベースの左側には第１タイミングベ
ルト１６が掛かる従動プーリ１５が回転軸支されてい
る。そのプーリブラケットは第１タイミングベルト１６
の張力を調整するためにスライド可能になっていて、ス
プリングにより所定のテンションが掛けられた後、ネジ
止めされる。この様に構成された第１タイミングベルト
の上側に前述した第１キャリッジを固定し、第１キャリ
ッジを往復動させる。スキャナベースの中央よりやや左
側に結像用のレンズブロック４３が配されている。樹脂
製のレンズブロック４３にはレンズ４２が固定され、光
軸・倍率・解像度・レジスト・スキュー等が調整されて
ＣＣＤ基板（ＳＢＵ）（ラインセンサ）４４が透明樹脂
ブラケットを介して紫外線硬化接着剤により固定されて
いる。レンズブロックはレンズブロックステー４１に固
定され、その両端をスキャナベースの前後側板に切りか
かれた設置部に固定されている。 【００１０】ここで、従来機においては、図５及び図６
に示されるように、フレーム５４上に支持されたコンタ
クトガラス５２上に載置された原稿は、ランプホルダ５
５によって保持されたＸｅランプ２２で照明され、その
反射光が第１ミラー２３、第２ミラー３２ａ、第３ミラ
ー３２ｂに反射し、メカシェーディング板５９で光量補
正を受けた後、レンズ４２によってＣＣＤ基板４４内の
素子上に結像され、原稿画像が読み取られる。メカシェ
ーディング板５９は、レンズの前に配置され、レンズ中
心軸（光軸）付近の光量をカットし、周辺光量の低下を
相対的に緩和している。この場合、例えば白色濃度均一
原稿を読み取った場合、図７に示すような光量分布を示
す（図７のメカシェーディング板有りのＣＣＤ受光量
（ＩＶ））。一般的にＸｅランプ単体の光量分布は、有
効画像領域（Ａ）に当たる領域が略均一になるように設
計されていて、その光量ピークは、ｐｅｅｋ−０で示す
ように有効画像領域内のどちらか一方の端部に近いあた
りにできる。これは蛍光物質をランプ管内壁に塗布する
工程で厚みの分布ができるからであるが、電極板の設計
によりこのピークを有効画像領域の略中心になるように
Ｘｅランプを作ることも可能である。どちらにしても有
効画像領域（Ａ）内にピークを持つように構成されてい
る。また別の従来例では、シェーディング板を省略させ
るために、電極板の設計により有効画像領域の略中心が
光量が低く、端部になるに従って光量が高くなるよう
な、すり鉢状の光量分布を持ったＸｅランプを使用して
いる例もある。どのランプを採用したとしても、Ｘｅラ
ンプ中心から左右対称に光量分布ができるように構成さ
れている。これらの構成では、レンズ中心と光軸中心を
一致させるようなレイアウトで、原稿載置の基準も光軸
中心振り分けで決められている場合は何ら問題が発生し
ないが、ユーザーの使いやすさから片側に寄せて原稿基
準とするスケール突き当て基準では次のような不具合が
発生する。 【００１１】ピークが端に偏った有効画像領域光量分布
が略均一の例で説明すると、Ｘｅランプ単体光量分布
は、図７の（Ｉ）ランプ光量（単体）に示される分布に
なる。これは有効画像領域内は略均一な光量分布を持
ち、その両外側においては、光量が低下している。そし
て、スキャナにＸｅランプを実装するとフレーム５４が
コンタクトガラス５２の端部に掛かる為、またスケール
５３先端が有効画像端部に一致するため、Ｘｅランプ端
部付近の光量がカットされコンタクトガラス５２上の光
量分布は、図７の原稿面光量（ＩＩ）に示すようにな
り、有効画像領域（Ａ）の端部で少し光量が低下する。
この時スケール５３側端部は他端に比べてより多くの光
量低下が発生する。これは他端は有効画像領域（Ａ）の
端部とフレーム５４の端部との間に隙間Ｃ部が形成され
ており、周辺からの光を受けられるのに対して、スケー
ル５３側では有効画像領域（Ａ）の端部とスケール先端
部との間に隙間がなく、その分の光量がカットされるこ
とに起因する。白色濃度均一原稿をコンタクトガラス５
２上に載置した場合、その反射光は、各ミラーで反射し
てメカシェーディング板５９に至る。メカシェーディン
グ板５９は、中心付近の光量を多くカットし、周辺に行
くに従って光カット量が少なくなるように設計されてい
る。メカシェーディング板５９で光量補正を受けた反射
光はレンズ４２を通過する際に、レンズの開口効率及び
コサイン４乗則による周辺部の光量低下が起こり、図７
のメカシェーディング板有りのＣＣＤ受光量（ＩＶ）に
示すように、ＣＣＤ像面光量は有効画像領域（Ａ）にお
いて略均一な光量分布になるが、上記に記したスケール
側端部光量低下の影響が残り、その部分だけ光量が低下
する。この光量低下は、テキスト画像では目立たない
が、グレートーン部分では黒っぽくなったり、カラー画
像では色むらになったりするという不具合が発生してい
る。 【００１２】図８に本形態例の光量分布を示す。Ｘｅラ
ンプ単体光量分布は、図８の（Ｉ）ランプ光量（単体）
に示される分布になる。有効画像領域（Ａ）内は中央部
分が光量の低いすり鉢状の分布をしている。スケール５
３先端から外側部分に図中ｐｅｅｋ−１で示す光量分布
の第１ピークがある。このピーク位置はスケール先端か
ら５〜１０ｍｍ程度離れていることが望ましい。第１ピ
ークの光量は後述する他端の第２ピークよりも１０％以
上高い光量（第２ピークの１１０％以上の光量）とし、
これにより有効画像領域（Ａ）のスケール側端部付近に
到達する光束を増加させ、スケール５３による照明ケラ
レを補正している。そして、スキャナにＸｅランプを実
装するとフレーム５４がコンタクトガラス５２の端部に
掛かる為、またスケール先端が有効画像端部に一致する
ため、Ｘｅランプ端部付近の光量がカットされコンタク
トガラス５２上の光量分布は、図８の原稿面光量（Ｉ
Ｉ）に示すようになり、有効画像領域（Ａ）の端部でも
光量低下は抑えられ、且つスケール側と他端側での光量
差も是正されている。白色濃度均一原稿をコンタクトガ
ラス５２上に載置した場合、その反射光は、各ミラーで
反射してレンズ４２を通過する際に、レンズの開口効率
及びコサイン４乗則による周辺部の光量低下が起こり、
図８のメカシェーディング板無しのＣＣＤ受光量（ＩＩ
Ｉ）に示すように、ＣＣＤ像面光量は有効画像領域
（Ａ）において略均一な光量分布になる。また、有効画
像領域（Ａ）の端部でも光量低下は抑えられ、且つスケ
ール側と他端側での光量差も是正されている。尚、本発
明のスキャナの照明装置は、上述の形態例にのみ限定さ
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内に
おいて種々変更を加え得ることは勿論である。 【００１３】 【発明の効果】上記した本発明のスキャナの照明装置に
よれば、原稿を載置する原稿台と、原稿を載置する位置
を規定するスケールと原稿を照明するキセノンランプと
を具備し、該原稿台上に該スケールに突き当てて載置さ
れた原稿の、該キセノンランプによって照明された反射
光を、結像レンズによって光電変換するラインセンサに
結像させて原稿画像を読み取るスキャナの照明装置にお
いて、キセノンランプの発光長さが該原稿台上の有効画
像領域幅よりも長く、且つ、スケール先端よりも外側に
光量分布の第１ピークを持ち、他端の原稿台外側に光量
分布の第２ピークを持ち、第１ピークの光量は、第２ピ
ークの光量の１１０％以上としているので、スケールに
よる照明ケラレを補正し、ＣＣＤ像面光量を略均一に保
つことができるという優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明を実施する形態の一例を示す斜視図であ
る。 【図２】図１の平面図である。 【図３】図１の側面図である。 【図４】図１から一部の構成要件を抽出して示した斜視
図である。 【図５】従来例を示す斜視図である。 【図６】図５の側面図である。 【図７】従来例の光量分布を示すグラフ図である。 【図８】本形態例の光量分布を示すグラフ図である。 【符号の説明】 １０ スキャナモータ、１１ 駆動タイミングベルト、
１２ 駆動軸、１３プーリ、１４ プーリ、１５ 従動
プーリ、１６ 第１タイミングベルト、２１第１キャリ
ッジ、２２ Ｘｅランプ（キセノンランプ）、２３ 第
１ミラー、２４ ブラケット、２５ ブラケット、３１
第２キャリッジ、３２ 第２ミラーと第３ミラー、３
２ａ 第２ミラー、３２ｂ 第３ミラー、３３ 平プー
リ、３４ 平ベルト、４１ レンズブロックステー、４
２ レンズ、４３ レンズブロック、４４ 基板、５２
コンタクトガラス、５４ フレーム、５５ ランプホ
ルダ、５９ メカシェーディング板

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 原稿を載置する原稿台と、原稿を載置す
   る位置を規定するスケールと、原稿を照明するキセノン
   ランプとを具備し、原稿台上にスケールに突き当てて載
   置された原稿に対しキセノンランプにより照明された光
   の反射光を、結像レンズにより光電変換するラインセン
   サに結像させて原稿画像を読み取るスキャナの照明装置
   において、キセノンランプの発光長さが原稿台上の有効
   画像領域幅よりも長く、且つ、スケール先端よりも外側
   に光量分布の第１ピークを持ち、他端の原稿台外側に光
   量分布の第２ピークを持ち、第１ピークの光量は、第２
   ピークの光量の１１０％以上であることを特徴とするス
   キャナの照明装置。