JP2005012832A - 画像読取ユニットおよび画像読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
小型化を図った画像読取ユニットおよびこの画像読取ユニットを用いて小型化を図った画像読取装置の提供を目的としている。
【解決手段】
原稿からの光を反射する複数の反射手段と、複数の反射手段からの光を反射する最終反射手段と、最終反射手段からの光を集光する集光手段と、集光手段で集光された光を光電変換する光電変換手段と、集光手段の取り付け位置を調整可能に固定するための固定部材とを備え、前記最終反射手段と前記光電変換手段との間に略水平方向に直進する直線光路を形成し、この直線光路と交差する往復光路を前記集光手段と前記光電変換手段との間に形成するよう往復反射手段を配置する。さらに、往復反射手段との間に直線光路と略平行する光路を形成する第1、第2反射手段を集光手段の上方または下方のいずれか一方がわに配置し、前記固定部材は前記集光手段の上方または下方の他方側から前記集光手段を調整可能に構成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光源により照射された原稿からの反射光を複数の反射手段を介して集光手段により集光および縮小され、読取手段によって原稿の画像を読み取る画像読取ユニットおよびこの画像読取ユニットを備えた画像読取装置に関する。

一般に、原稿からの画像を縮小して読み取る画像読取ユニットまたは画像読取装置は、原稿の画像を読み取るために、原稿幅、集光手段であるレンズ及び読取手段であるＣＣＤ（charge coupled device）などのイメージセンサに応じた原稿読み取り位置からイメージセンサまでの所定の光路長を確保する必要がある。そのため、従来、所定の光路長を確保した上で、装置を小型化するために、複数のミラーなどの反射手段を使用して原稿からの反射光を複数回屈曲させるようにしている。

このような従来の画像読取装置または読取ユニットとして、特開昭６３−５９２５９号公報、又は特開平９−６９９１５号公報に記載されているものが知られている。これらの画像読取ユニットは、原稿の画像面に光を照射する光源と、この光源からの光を照射された前記原稿からの反射光を反射する複数の反射鏡と、前記原稿からの反射光を前記反射鏡を介して受けて集光するための集光レンズと、この集光レンズを介した反射光を電気信号に変換して読み取るイメージセンサとを備えている。

そして、特開昭６３−５９２５９号に記載の画像読取ユニットにおいては、集光レンズの上方に一対の反射鏡を配設し、この一対の反射鏡間で原稿からの反射光を複数回反射させることで所定の光路長を確保しつつ読取ユニットの小型化を図っている。また、特開平９−６９９１５号公報では、レンズの下方に複数のミラーを配設し、レンズの下方で光路を屈曲させることで、所定の光路長を確保しつつ、読取ユニットの小型化を図っている。
特開昭６３−５９２５９号公報 特開平９−６９９１５号公報

しかし、上記のような従来の方法では、レンズの上方または下方に配設されたミラーと、各ミラーで屈曲された光路を配置するためのスペースが必要で、このような構成では画像読取ユニットのさらなる小型化、特に薄型化は困難であった。

本発明は、斯かる従来技術の課題に鑑みてなされたものであって、集光レンズとイメージセンサの間に往復光路を形成する構成とすることで小型化を図った画像読取ユニット、及びこの画像読取ユニットを備えた画像読取装置を提供するものである。さらに本願は、集光手段の調整を容易に行なえる画像読取ユニットおよび画像読取装置を提供するものである。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係わる画像読取ユニットは、原稿に光を照射する光源と、原稿からの光を反射する複数の反射手段と、前記複数の反射手段からの光を反射する最終反射手段と、前記最終反射手段からの光を集光する集光手段と、前記集光手段で集光された光を光電変換する光電変換手段と、前記集光手段の取り付け位置を調整可能に固定するための固定部材と、を備え、前記最終反射手段と前記光電変換手段は前記集光手段を挟んで対向配置され、前記最終反射手段と前記光電変換手段との間に直進する直線光路を形成した画像読取ユニットであって、前記複数の反射手段は、原稿からの光を前記直線光路と略平行する方向へ反射する第１反射手段と、前記直線光路を挟んで対向配置された少なくとも二つの反射手段を有し、前記第１反射手段からの光を受光し前記集光手段と前記光電変換手段との間の前記直線光路と交差する往復光路を形成する往復反射手段と、前記往復反射手段からの前記直線光路と略平行する光を受けて前記最終反射手段に向けて反射する第２反射手段とを有し、前記第１反射手段と前記第２反射手段は、前記集光手段の同一側方に配置され、前記固定部材は、前記第１、第２反射手段が配置された前記集光手段の反対側の側方から前記集光手段を調整できるよう構成されていることを特徴としている。

このような構成からなる本発明によれば、集光手段と読取手段との間の直線光路と交差する少なくとも一つの往復光路を形成する往復反射手段を配設するようにしたので、屈曲させた光路を配置するための別のスペースを設ける必要がなくなり、画像読取ユニットの小型化を図ることが出来る。さらに、前記第１反射手段と前記第２反射手段は、前記集光手段の同一側方に配置され、構前記固定部材は、前記第１反射手段と第２反射手段が配置された前記集光手段の反対側の側方から前記集光手段を調整できるように構成されているので、集光手段の調整中に光路を遮ることがなく容易に調整を行なうことができる。

また、前記読取手段の受光部へ不要光が入射することを防止するための少なくとも一の遮光部材を前記集光手段と前記読取手段との間に配設すること、または、前記読取手段の光の受光面を覆う遮光部材を設けることが好ましい。
このような構成にすることで、集光手段と読取手段との間に往復光路を設けることによって、読取手段の受光部に画像に影響を及ぼす不要光が入射する可能性が高くなるが、これを低減させることができる。

また、本発明の請求項９に係わる画像読取ユニットは、水平に支持されたプラテンとこのプラテンを透過した原稿からの光の読み取りを行なう画像読取ユニットとを備えた画像読取装置において、前記画像読取ユニットは、原稿に光を照射する光源と、原稿からの光を反射する複数の反射手段と、前記複数の反射手段からの光を反射する最終反射手段と、前記最終反射手段からの光を集光する集光手段と、前記集光手段で集光された光を光電変換する光電変換手段と、前記集光手段の取り付け位置を調整可能に固定する固定部材と、を備え、前記最終反射手段と前記光電変換手段は前記集光手段を挟んで対向配置され、前記最終反射手段と前記光電変換手段との間に前記プラテン面と平行して直進する直線光路を形成した画像読取ユニットであって、前記複数の反射手段は、原稿からの光を前記直線光路と略平行する方向に反射する第１反射手段と、前記直線光路を挟んで上下に離れて対向配置された少なくとも二つの反射手段を有し、前記第１反射手段からの光を受光して前記集光手段と前記光電変換手段との間の前記直線光路と交差する往復光路を形成する往復反射手段と、前記直線光路と略平行する前記往復反射手段からの光を前記最終反射手段に向けて反射する第２反射手段と、を有し、前記第1反射手段と前記第２反射手段は前記集光手段の上方または下方のいずれか一方側に配置され、
前記固定部材は、前記集光手段の上方または下方の他方側から前記集光手段を調整可能に構成されていることを特徴としている。

このような構成によると、請求項１の発明と同様に、集光手段と読取手段との間で直線光路を横切る少なくとも一つの往復光路を形成する往復反射手段を配設することで、屈曲させた光路を配置するための別のスペースを設ける必要がなくなり、画像読取ユニットの小型化を図るものである。さらに、原稿からの反射光を往復反射手段に反射する第１反射手段を直線光路の上方または下方に配設し、往復反射手段からの反射光を受け最終反射手段に反射する第２反射手段を、前記直線光路の上方または下方のうち前記第1反射手段と同じ側に配設することで、集光手段の一方側にのみに直線光路と略平行な光路を形成することが出来、さらに画像読取装置の小型化を図ったものである。さらに、集光手段を調整可能に固定する固定部材を集光手段の上方または下方の他方側から集光手段の調整を行えるように構成することで、集光手段の調整を容易に行なえると共に、作業性を向上させることができたものである。
また、この場合も、光源を集光手段の出光面よりも前方に配設することで、光源からの光が読取手段に入射することを防止し、より良好な画像データを得ることができる。
また、この場合も、前記読取手段の受光部へ不要光が入射することを防止するための少なくとも一の遮光部材を前記集光手段と前記読取手段との間に配設すること、または、前記読取手段の光の受光面を覆う遮光部材を設けることが好ましい。

本発明は、各種の複写機、ファクシミリ、電子機器に接続して使用されるイメージスキャナ等に適用される画像読取ユニットおよび画像読取装置に関する。以下に本発明に係る画像読取ユニット及び画像読取装置を図面に基づいて詳細に説明する。先ず、本発明に係る画像読取ユニットの第１の例を図面に基づいてより詳細に説明する。図１は、本発明に係る画像読取ユニットの第１の例を示す断面図である。図２は、本発明に係る画像読取ユニットの第１の例を斜め上方から見た斜視図である。図３は、遮光部材の取付法を示した画像読取ユニットの斜視図である。

図１及び図２に示すように、画像読取ユニット２は、原稿１０２の原稿面に光を照射するための、蛍光灯やキセノンランプ等の棒状光源の光源６と、この光源６で照射された前記原稿面からの反射光としての画像光を反射してこの画像光を屈曲させて進行方向を変えるための複数の反射手段と、この複数の反射手段からの画像光をさらに反射する最終反射手段の反射鏡２４と、反射鏡２４を介して受けてた画像光を集光し結像するための集光手段の集光レンズ２７と、この集光レンズ２７の集光位置に配設され、原稿からの画像光を読み取る読取手段のイメージセンサ３１とを備えている。

前記複数の反射手段は、反射鏡２０（第１、第２反射手段）、反射鏡２１（第３反射手段）、反射鏡２２（第４反射手段）、及び反射鏡２３（第５反射手段）から構成され、反射鏡２１乃至２３は往復光路を形成する往復反射手段を構成している。ここで本発明において、反射鏡２０乃至２３、および反射鏡２４は、プリズム等の光路方向を変えるためのものを含む概念を意味する。また、往復光路とは、後述する直線光路Ｌ１の下方側から上方側に進行した後再び下方側に戻る光路、または直線光路Ｌ１の上方側から下方側に進行した後再び上方側に戻る光路のことで、本実施例では、前者の場合を適用したものである。

集光レンズ２７は、レンズホルダー２７ａと、このレンズホルダー２７ａに収容された少なくとも一枚のレンズ２７ｂとで構成される一体のレンズユニットである（図５参照）。

前記イメージセンサ３１は、集光レンズ２７の出光面８１よりも後方の集光レンズ２７の集光（結像）位置に配設され、ＣＣＤなどの複数の光電変換素子を有したライン状イメージセンサで構成され、原稿から反射された画像光を電気信号に変換する。このイメージセンサ３１は、センサ基盤３２（支持手段）に支持され、このセンサ基板３２には、イメージセンサ３１からの電気信号の増幅や整形を行なう素子や電気信号をデジタル信号に変換するためのＡ／Ｄ変換素子等が搭載され、原稿からの画像光はデジタル信号に変換された後、センサ基板３２に接続された信号ケーブル８を介して画像読取ユニット２の外部に転送される。また、図２、３に示すように、光源６、反射鏡２０乃至２４、集光レンズ２７及びセンサ基板３２は、樹脂等で成型された支持体のユニットフレーム２６にねじなどの取付手段を用いた公知の一般的な手法により固定支持され、一体の画像読取ユニット２を構成している。

光源６は、図１に示すように、集光レンズ２７の入射面８２よりも前方に配設され、イメージセンサ３１と光源６との間に集光レンズ２７が配設されている位置関係となっている。そのため光源６からの光束が直接イメージセンサ３１に入射することを防止してゴーストなどの害を抑えることが出来、さらに、光源６の熱によってイメージセンサ３１が温度上昇することで起こる誤作動などを低減させることが出来る。

ここで、集光レンズ２７の取付および調整法について図５を用いて説明する。

上述したように、集光レンズ２７は、少なくとも一枚のレンズ２７ｂと、このレンズ２７ｂを収容する筒状のレンズフレーム２７ａとで構成されるユニットであり、ユニットフレーム２６に形成されたＶ字状溝８０に２枚の板バネ８１、８２を用いて固定される。レンズフレーム２７ａは、その外周に沿って形成された溝９３と、長手方向に形成された細幅の平面部９４とを備えている。

板バネ８１は弾性を有する金属板で成形され、その中央に矩形状の孔９０が形成されており、ユニットフレーム２６と一体で形成されその中央にねじ孔が形成された固定部材９１にねじ８２によって固定されるようになっている。そして、固定部材９１の上面は、Ｖ字状溝８０に載置された集光レンズ２７の平面部９４よりも低く設定してあるため、図５に示すように、Ｖ字状溝８０に集光レンズ２７を載置しこの集光レンズ２７の上方から板バネ８１を固定すると、平面部９４が板バネ８１によって上方から押圧されることで、集光レンズ２７は矢印Ｙに示す上下方向が固定された、仮止め状態となる。

板バネ８３も弾性を有する金属板で成形され、この板バネ８３は、図中矢印Ｘ方向に長く形成された２個の長孔８７、ねじ８２の頭部が貫通する大きさで矢印Ｘ方向に長く形成された２個の長孔８４、および下方に屈曲し集光レンズ２７の溝９３と係合する２つの係合部材８６とを有している。そしてこの板バネ８３は、ユニットフレーム２６と一体で形成されその中央にねじ孔８９が形成された固定部材９２に長孔８７を介してねじ８８で固定するようになっている。この板バネ８３を、上述したように仮止めされた集光レンズ２７の上方から固定すると、係合部材８６が集光レンズ２７の溝９３と係合することで、集光レンズ２７が図中矢印Ｘ方向が固定された状態となり、集光レンズ２７は、上下（矢印Ｙ）方向と前後（矢印Ｘ）方向の両方向において固定されることとなる。

次に、集光レンズ２７の前後（矢印Ｘ）方向の調整について説明する。

集光レンズ２７の前後（矢印Ｘ）方向の調整は、まず、板バネ８３が矢印Ｘ方向にスライドできるようねじ８８を緩める。この時点で、集光レンズ２７は、板バネ８１で固定されているので、矢印Ｙの上下方向は固定されたままである。
次に、板バネ８３を前後に移動させると、係合部材８６と集光レンズ２７の溝９３が係合しているので、集光レンズ２７が前後に移動する。そしてピントの合った時点でねじ８８を締め付けて集光レンズ２７を固定する。

このように本実施例では、集光レンズ２７の位置（ピント）調整は、画像読取ユニット２の上方から行なえるように構成されているので、実際に原稿画像を読み取る状態（正状態）のままで集光レンズ２７の調整が出来るようになっている。そのため、例えば画像読取ユニットの下方からレンズの調整をするよう構成されている画像読取ユニットの場合には、画像読取ユニットを上下反転させて調整作業を行なうか、または、正状態のままで下方から調整作業を行なわなければならない。

上下反転させて調整を行なう場合は、作業性は良いが、上下反転させると集光レンズや反射鏡等が所定位置から上下方向にズレてしまう。この位置ズレが生じた状態で調整を行なうため、再び画像読取ユニットを上下反転させて正状態に戻すとピントが合わないという問題が発生する。したがって、上下反転させて調整を行なう場合は、反転によって生じる誤差分を考慮して調整を行なう必要があり、調整が困難となってしまう。

また、画像読取ユニットを上下反転させず、正状態で下方から調整作業を行なう場合は、画像読取ユニット自体を高い個所に配置し下方から調整作業を行わねばならず、作業性が悪い。

したがって、本実施例では集光レンズ２７の固定および調整を、実際に原稿を読み取る際の画像読取ユニット２の姿勢と同じ姿勢で行えるようにしたので、集光レンズ２７の調整が容易になるとともに、調整の作業性が向上した。

次に、各反射鏡の配置および光路について説明する。

反射鏡２４は、集光レンズ２７の入光面８２よりも前方で、かつ後述する反射鏡２０の上方に配設され、反射鏡２０乃至２３を介して反射された原稿からの画像光を集光レンズ２７の出光面８１よりも後方に配設されたイメージセンサ３１に向けて反射する。このイメージセンサ３１に向けて反射された画像光は、集光レンズ２７を通過し、集光レンズ２７によってイメージセンサ３１の受光部３１ｂで結像される。そして、反射鏡２４とイメージセンサ３１との間には、屈曲しない直線光路Ｌ１が形成されている。

反射鏡２０は、原稿３からの反射光を受けるように原稿１０２（読取位置）および光源６の下方でかつ直線光路Ｌ１の下方に、さらに反射鏡２４の下方で集光レンズ２７の入光面８２よりも前方に配置されている。反射鏡２１は、直線光路Ｌ１の下方で、かつ集光レンズ２７の出光面８１とセンサ基盤３２との間に配設されている。また、反射鏡２２、２３は、前記集光レンズ２７の出光面８１とセンサ基盤３２との間でかつ、直線光路Ｌ１の上方に配設され、反射鏡２１とそれぞれ直線光路Ｌ１を挟んで対向している。

図１に示すように、光源６で照射された原稿面からの画像光は、鉛直下方に進み、反射鏡２０に入射する。反射鏡２０に入射した画像光は反射鏡２０の側方に配設された反射鏡２１に向けて反射され、集光レンズ２７の下方を直線光路Ｌ１と略平行な方向に進行して反射鏡２１に入射する。反射鏡２１に入射した画像光は、反射鏡２１の上方に配設された反射鏡２２に向けて反射され、集光レンズ２７とイメージセンサ３１との間を直線光路Ｌ１と交差して進行し反射鏡２２に入射する。反射鏡２２に入射した画像光は、反射鏡２２の側方に配設された反射鏡２３に向けて反射され、直線光路Ｌ１と略平行に進行し反射鏡２３に入射される。反射鏡２３に入射した画像光は、再び反射鏡２１に向けて反射され、集光レンズ２７とイメージセンサ３１との間を直線光路Ｌ１と交差して進行し反射鏡２１に入射する。反射鏡２１に入射した画像光は、再び反射鏡２０に向けて反射され、集光レンズ２７の下方を進行し反射鏡２０に入射される。反射鏡２０に入射された画像光は、反射鏡２０の上方に配設された反射鏡２４に向けて反射され、反射鏡２４に入射した画像光は集光レンズ２７によりイメージセンサ３１面上に集光する。

また、原稿面と反射鏡２０との間には、光路Ｌ１と略直交する光路Ｌ２が形成され、反射鏡２０と反射鏡２１との間には、集光レンズ２７および直線光路Ｌ１の下方に位置し、直線光路Ｌ１と略平行の光路Ｌ３が形成され、反射鏡２１と反射鏡２２との間には、直線光路Ｌ１と交差する光路Ｌ４が形成され、反射鏡２２と反射鏡２３との間には直線光路Ｌ１と略平行な光路Ｌ５が形成され、反射鏡２３と反射鏡２１との間には、直線光路Ｌ１と交差する光路Ｌ６が形成され、反射鏡２１と反射鏡２０との間には、光路Ｌ３と同様に、集光レンズ２７および直線光路Ｌ１の下方に位置し、直線光路Ｌ１と略平行な光路Ｌ７が形成され、反射鏡２０と反射鏡２４との間には、光路Ｌ２と略平行の光路Ｌ８が形成されている。なお、光路Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６は一つの往復光路を構成している。また、本実施例では、より小型化するために３枚の反射鏡、反射鏡２１、２２、２３で往復光路（光路Ｌ４＋Ｌ５＋Ｌ６）を形成したが、反射鏡２１の側方にもう一枚反射鏡を設けて、反射鏡２３からの反射光（光路Ｌ６）を受けて、反射鏡２０に反射させるようにして、往復光路を形成する反射鏡を４枚構成とするようにしても構わない。

さらに、遮光部材１２乃至１８が画像読取ユニット２内に取付けられている。これらの遮光部材１２乃至１８は、各反射手段を介して光路と異なる方向に反射された散乱光や画像読取ユニット２の外から入射する外光等、画像データのノイズの原因となる不要光がイメージセンサ３１に入射することを防ぐためのものである。

この遮光部材１２乃至１７は、図３に示すような例えば黒色の樹脂からなる板状に成型され、ユニットフレーム２６に固定されている。

遮光部材１２，１６はその平面部の中心に光路が通れるように窓６０を設けてある。各遮光部材１２、１６の各側面にはリブ６１が設けてあり、このリブに孔６４，６５が形成されている。この孔６４とユニットフレーム２６に設けられた突起６７を嵌合させることで位置決めを行い、孔６５をユニットフレーム２６に設けられたねじ孔６６と合わせてねじ止めされることで、ユニットフレーム２６の所定位置に固定される。遮光部材１３、１４、１５、１７についても、同様な方法で取り付けが行なわれている。なお、遮光部材は光を遮るものであれば材質は樹脂以外のものでも、又、色は黒以外の色でも構わない。また、本実施例では、ユニットフレーム２６と別体で形成したが、ユニットフレーム２６と一体で形成するようにしても構わない。

遮光部材１８は、図１に示すように、銅合金、鉄鋼、アルミ合金等の金属板で成形され、イメージセンサ３１の受光部３１ｂがある受光面３１ａおよび各側面全面を覆うようにセンサ基板３２に固定されている。そして、集光レンズ２７からの画像光がイメージセンサ３１の受光部３１ｂに入射するために、イメージセンサ３１の入射面を覆う面上の一部に開口部１９が形成され、この開口部１９の淵には突起を設け、筒状になっている。この開口部１９は受光部３１ｂ入射する集光レンズ２７からの画像光の幅よりもわずかに大きくなるよう設計され、画像光以外の光が入射するのを防止している。さらに、この遮光部材１８は上述したように、金属で構成されているため、イメージセンサ３１で発生した熱を放出する放熱部材としての機能をも備えている。

図１に示すように、遮光部材１２は、光源６と集光レンズ２７との間に配設され、上からの外光が画像読取ユニット２の内部に入るのを防止するとともに、光源６からの光束が直接集光レンズ２７へ入射するのを防止している。

遮光部材１３は、反射鏡２０と集光レンズ２７との間に配設され、主に反射鏡２０、２４を介して反射された散乱光が集光レンズ２７に入射するのを防止している。遮光部材１４、１７は、光路Ｌ６と集光レンズ２７との間に配設されている。遮光部材１４は、主に反射鏡２１により散乱された光が集光レンズ２７を介してイメージセンサ３１に入射するのを防止し、遮光部材１７は、主に反射鏡２２、２３で散乱された光が集光レンズ２７を介してイメージセンサ３１に入射するのを防止している。

遮光部材１５、１６は光路Ｌ４とＬ６との間に配設され、遮光部材１５は主に反射手段２１による散乱光が集光レンズ２７を介してイメージセンサ３１に侵入する不要光を遮光し、遮光部材１６は主に反射手段２２による散乱光が集光レンズ２７を介してイメージセンサ３１に侵入する不要光や反射鏡２３による散乱光が直接イメージセンサ３１に進入する不要光を遮光している。

上述したように、反射手段２１、２２、２３を集光レンズ２７とセンサ基板３２との間に配設し、集光レンズ２７とイメージセンサ３１との間に光路を形成すると、各反射手段等を介して発生する散乱光がイメージセンサ３１に入射する可能性が高くなるが、本実施例では集光レンズ２７とイメージセンサ３１との間に遮光部材１４乃至１７を配置するとともに、イメージセンサ３１に直接遮光部材１８を設けることで散乱光のイメージセンサ３１への入射を効果的に低減させることが出来る。

上述したように、本実施例では、集光レンズ２７とイメージセンサ３１との間で直線光路Ｌ１と交差する往復光路（光路Ｌ４＋Ｌ５＋Ｌ６）を形成するよう構成することにより、屈曲させた光路を形成するためのスペースを新たに設ける必要がなくなり、画像読取ユニット２の小型化、特に薄型化を図ったものである。

さらに、本実施例では、遮光部材（遮光部材１４乃至１７）を集光レンズ２７とイメージセンサ３１との間に配設するとともに、イメージセンサ３１のＳ受光面に遮光部材（遮光部材１８）を配設することで、往復光路を形成する反射鏡（反射鏡２１乃至２３）等を介して発生する散乱光がイメージセンサ３１に入射することを効果的に低減させたものである。

さらに、本実施例では、往復光路を形成する反射鏡２１、２２、２３を、絶対的に必要とされる集光レンズ２７の出光面８１とイメージセンサ３１との間のスペースに配設することで、さらなる小型化を図ったものである。

さらに、本実施例では、光源６を集光レンズ２７の入光面８２よりも前方に配設し、光源６とイメージセンサ３１との間に集光レンズ２７が位置する配置関係にしたので、光源６からの光が直接イメージセンサ３１に入射することを防止するとともに、光源６の熱によって温度上昇するイメージセンサ３１の誤作動を低減させるようにしたものである。

さらに、本実施例では、原稿１０２からの画像光は、直線光路Ｌ１の下方でかつ集光レンズ２７の前方に配設された反射鏡２０で反射され、集光レンズ２７の下方を通って、往復反射手段（反射鏡２１乃至２３）によって往復反射された後、再び集光レンズ２７の下方を通って、反射鏡２０に入射し、反射鏡２４、集光レンズ２７を介してイメージセンサ３１に入射されるようになっている。

このように、反射鏡２０（第１、第２反射手段）と反射鏡２１（第３反射手段）を直線光路Ｌ１の下方に配設し、反射鏡２０と反射鏡２１との間光路（集光レンズ２７の前方から後方に向かう光路（光路Ｌ３）と後方から前方に向かう光路（光路Ｌ７））を、集光レンズ２７（および直線光路Ｌ１）の下方の一方側に配置するようにしたので、各光路Ｌ３とＬ７が集光レンズ２７で遮られない程度に反射鏡２０、２１のみを下方側に配置すれば良いので、より画像読取ユニット２を小型化することができた。仮に、集光レンズ２７の上下にそれぞれ光路Ｌ３と光路Ｌ７を設けると、集光レンズ２７の上方に設けた光路が集光レンズ２７で遮られない程度に反射鏡２２、または反射鏡２３を上方に配置することが必要となり、その分画像読取ユニット２が大型化（厚型化）してしまう。従って、本実施例は、より薄型化を図ったものであることが分かる。

さらに、本実施例では集光レンズ２７の調整を集光レンズ２７の上方から行うように構成するとともに、光路Ｌ３と光路Ｌ７を集光レンズ２７（および直線光路Ｌ１）の下方に配設することで、調整中に光路を遮ることがなく容易に調整が行えるようになっている。

なお、集光レンズの調整を集光レンズの下方から行なえるように構成し、集光レンズの前方から後方に向かう光路と集光レンズの後方から前方に向かう光路を集光レンズの上方に形成しても構わないが、集光レンズの調整の観点からは、本実施例のような構成にすることが好ましい。

また、本実施例では、原稿１０２からの反射光を受ける反射鏡（第１反射手段）と、反射鏡２１、２２、２３によって往復反射された反射光を受けて最終反射手段（反射鏡２４）に反射する反射鏡（第２反射手段）を、一枚の反射鏡２０で行えるようにしたので、それぞれ別の反射鏡を配置する場合よりもより小型化することができたものである。

以下、本発明に係る第２の実施例について説明するが、第２の実施例の説明では実施例１と異なる点についてのみ説明する。

次に、本発明に係る画像読取ユニットの第２の例を図面に基づいて説明する。

図４は、本発明に係る画像読取ユニットの第２の例を示す概略断面図である。図４に示すように、本発明に係る画像読取ユニット２の第２の例は、光源６、反射鏡２０（第１、第２反射手段）、反射鏡２１（第３反射手段）、反射鏡２２（第４反射手段）、反射鏡２４（最終反射手段）、集光レンズ２７及びイメージセンサ３１、イメージセンサ３１が支持されているセンサ基盤３２とを有し、光源６で照射された原稿１０２からの反射光（画像光）は、反射鏡２０、２１、２３、２４を介して集光レンズ２７に入射し、結像された画像光はイメージセンサ３１に入射するようになっている。

実施例１と同様に、最終反射手段の反射鏡２４は、反射鏡２０、２１、２３を介して反射された原稿１０２からの反射光を、集光レンズ２７の出光面８１の後方に配設されたイメージセンサ３１に向けて反射する。そして、反射鏡２４で反射された画像光は、集光レンズ２７を通過し、集光（結像）されてイメージセンサ３１に入射する。なお、反射鏡２４とイメージセンサ３１との間には、屈曲しない直線光路Ｌ１が形成されている。

集光レンズ２７とセンサ基盤３２との間には、反射鏡２１、２２が直線光路Ｌ１を挟んで互いに対向するように配設されている。反射鏡２１、２２の間には光路Ｌ４と光路Ｌ５とで構成される一つの往復光路が形成され、この往復光路Ｌ４とＬ５は集光レンズ２７とイメージセンサ３１との間で直線光路Ｌ１と交差している。従って、実施例１と同様に、集光レンズ２７とイメージセンサ３１との間に屈曲した光路を配設することで、屈曲させた光路を形成するためのスペースを新たに設ける必要がなくなり、画像読取ユニット２の小型化、特に薄型化を図ったものである。

なお、本実施例では、往復光路を直線光路Ｌ１の下方側から上方側に向かう光路Ｌ４と、直線光路Ｌ１の上方側から下方側に向かう光路Ｌ５とで構成される一つの往復光路としたが、必要とされる光路長に応じて、複数回往復させるようにしても構わない。

そして、光源６で照射された原稿１０２からの画像光は、下方鉛直方向に直進し、集光レンズ２７の前方でかつ直線光路Ｌ１の下方に配設された反射鏡２０に入射する。反射鏡２０で反射された画像光は、集光レンズ２７の下方を直線光路Ｌ１と略水平方向に直進し、集光レンズ２７の出光面８１とセンサ基板３２との間でかつ直線光路Ｌ１の下方に配設された反射鏡２１に入射する。反射鏡２１で反射された画像光は、集光レンズ２７の出光面８１とセンサ基板３２との間でかつ直線光路Ｌ１の上方で、直線光路Ｌ１を挟んで反射鏡２１と対向配設された反射鏡２２に入射し、再び反射鏡２１に反射される。再び反射鏡２１に入射した画像光は、集光レンズ２７の下方を直線光路Ｌ１と略水平方向に直進し、反射鏡２０に入射し、最終反射手段の反射鏡２４に反射される。反射鏡２４に入射した画像光は、集光レンズ２７を介してイメージセンサ３１に入射される。

また、２個の遮光部材５０、５１がそれぞれ光路Ｌ４、Ｌ５と集光レンズ２７の間、集光レンズ２７とイメージセンサ３１との間に配設されている。遮光部材５０は、主に反射鏡２２や集光レンズ２７を介して発生した散乱光や外光等の不要光がイメージセンサ３１に入射することを防止し、遮光部材５１は、主に反射鏡２１および集光レンズ２７を介して発生した散乱光がイメージセンサ３１に入射することを防止している。なお、本実施例では、イメージセンサ３１に遮光部材を設けなかったが、実施例１と同様に配設することで、より効果的に不要光のイメージセンサへの入射を防止することができる。

次に、実施例１で説明した画像読取ユニット２を適用した本発明に係る画像読取装置を図面に基づいて詳細に説明する。

図６は、自動原稿送り装置２００（Auto Document Feeder、以下「ADF２００」という）が取り付けられた画像読取装置５５のを示す断面図である。図７は、画像読取装置５５の内部の斜視図である。図８は、ADF２００を拡大した断面図である。

図６に示すように、画像読取装置５５は、樹脂や金属等で形成された箱状の本体フレーム１の内部に実施例１で示した画像読取ユニット２を収容し、本体フレーム１の上面には本等厚手原稿等をその上に載置してその画像の読み取りを行なうためのブックプラテン９とＡＤＦ２００で搬送されたシート状の原稿を読み取るためのシートスループラテン３４とを備えている。ブックプラテン９とＡＤＦプラテン３４はそれぞれガラスなどの透明部材で構成され、本体フレーム１の上面に形成された開口部にねじ等の取付手段を用いて固定されている。さらに、この画像読取装置５５の上面には、ＡＤＦ２００がヒンジ３６で開閉自在に取り付けられている。

画像読取装置５５は、図７に示すように、本体フレーム１に固定されたガイド手段であるガイドロッド３及びガイドレール４を備えている。画像読取ユニット２は、ユニットフレーム２６の一部がガイドロッド３と嵌合することでこのガイドロッド３に支持されており、ガイドロッド３およびガイドレール４に案内され、ステッピングモータ５に連結された駆動ベルト１０を介して駆動されて本体フレーム１の上面（ブックプラテン９）に沿って往復摺動可能になっている。また、画像読取ユニット２で読み取られた画像データは、上述したセンサ基板３２から信号ケーブル８を介して、制御基板１００に送信される。制御基板１００では各種の画像処理等が行なわれ、画像データはさらにプリンタ、パソコン、複写機等の上位装置へ転送される。

ＡＤＦ２００は、図６，８に示すように、給紙トレイ３９上に載置された原稿を一枚づつ繰り出して所定の給紙方向に給紙するための給紙手段と、給紙された原稿を回転させつつ前記給紙トレイ３９の下方に位置する画像読取部におけるプラテン上を通過させるための搬送手段と、前記プラテン上を通過した原稿を排紙トレイ４０に排紙するための排紙手段とを備えている。

ここで、前記給紙手段は、原稿シートを積層して収容する給紙トレイ３９と、給紙トレイ３９から原稿シートを繰り出す繰り出しローラ４１と、繰り出された原稿シートを給紙路に給紙する給紙ローラ４２と、原稿シートを一枚ずつ分離して繰り出すための分離ローラ４３とレジストローラ４４を含む分離手段と、原稿が進行する給紙経路とで構成されている。また、前記搬送手段は、原稿シートを搬送する搬送経路を備え搬入ローラ対４５が原稿を読取位置４６まで搬送する構成を指し、前記排紙手段は、読取処理された原稿シートを排紙ローラ４７が排出して排紙トレイ４０上に排紙するまでの構成を言う。そして、前記給紙手段、前記搬送手段及び前記排紙手段は、複数の駆動モータにより駆動される。

そして、ローラ４１の回転により給紙トレイ３９から繰出された原稿シートは、給紙ローラ４２と分離ローラ４３によって一枚に分離された後、レジストローラ４４の回転によって下流側に搬送される。さらに原稿シートは、搬入ローラ対４５の回転によりシートスループラテン３４上を通過して搬送された後、排紙ローラ４７によって排紙トレイ４０上に排出される。

ブックプラテン９上に載置された原稿２０１の読み取りを行なう場合は、図６で示すように、画像読取ユニット２ブックプラテン９に沿って矢印右方向に移動させながら、光源６で原稿２０１の画像面を照射する。原稿２０１の画像面で反射された画像光は、反射鏡２０乃至２４で複数回反射された後、集光レンズ２７を介してイメージセンサ３１に入射し光電変換される。光電変換された画像データは、センサ基板３２上でデジタルデータへの変換等の処理が行なわれた後、信号ケーブル８を介して制御基板１００に転送される。なお、画像読取ユニット２の移動方向は、矢印右方向でも構わない。

ＡＤＦ２００で搬送されている原稿を読み取る場合は、図６で示すように、シートスループラテン３４の下方の読取位置に画像読取ユニット２を静止させて、上述したＡＤＦ２００で搬送されている原稿シートの画像面を光源６で照射する。そして、原稿シートの画像面で反射された画像光は、反射鏡２０乃至２４で複数回反射された後、集光レンズ２７を介してイメージセンサ３１に入射し光電変換される。光電変換された画像データは、センサ基板３２上でデジタルデータへの変換等の処理が行なわれた後、信号ケーブル８を介して制御基板１００に転送される。

以上詳しく説明したように、本発明によれば、原稿を照射する光源と、前記原稿からの光を反射する複数の反射手段と、前記複数の反射手段を介して反射された光を集光する集光手段と、前記集光手段の集光位置に配設された読取手段と、を備えた画像読取ユニットにおいて、前記複数の反射手段は、前記集光手段の入光面よりも前方に配設され、原稿からの光を前記集光手段に反射し、この集光手段を介して前記読取手段との間に直線光路を形成する最終反射手段と、前記集光手段と前記読取手段との間で前記直線光路と交差する少なくとも一つの往復光路を形成する往復反射手段とを備えるようにしたので、屈曲させた光路を配置するための別のスペースを設ける必要がなくなり、画像読取ユニットの小型化を図ったものである。

また、前記集光手段の入光面よりも前方に光源を配設することで、光源と読取手段との間に集光手段が配設された位置関係にし、光源からの光が読取手段に入射せず、良好な画像データを得られるようにしたものである。

また、前記読取手段の受光部へ不要光が入射することを防止するための少なくとも一の遮光部材を前記集光手段と前記読取手段との間に配設すること、または、前記読取手段の光の受光面を覆う遮光部材を設けることで、集光手段と読取手段との間に往復光路を設けることによって、読取手段の受光部に画像に影響を及ぼす不要光が入射する可能性が高くなるが、これを低減させることができるようにし、良好な画像データを得られるようにしたものである。

本発明に係る画像読取ユニットの第１の例を示す断面図である。 本発明に係る画像読取ユニットの反射手段が取り付けられた状態を示す斜視図である。 本発明に係る画像読取ユニット内に取付けられる遮光部材の取付け状態を示す斜め上方から見た斜視図である。 本発明に係る画像読取ユニットの第２の例を示す概略断面図である。 本発明に係る集光手段の取付および調整法を示す斜視図である。 本発明に係る画像読取装置を示す全体断面図である。 本発明に係る画像読取装置の内部を示す斜視図である。 本発明に係る画像読取装置と原稿搬送装置の搬送機構を示す断面図である。

符号の説明

２ 画像読取ユニット
６ 光源
１３〜１９ 遮光部材
２０ 反射鏡（第１、２反射手段）
２１ 反射鏡（第３反射手段）
２２ 反射鏡（第４反射手段）
２３ 反射鏡（第５反射手段）
２４ 反射鏡（最終反射手段）
２７ 集光レンズ（集光手段）
３１ イメージセンサ（読取手段）
３２ センサ基板
Ｌ１〜Ｌ８ 光路
８１ 出光面
８２ 入光面

Claims (12)

1. 原稿に光を照射する光源と、
   原稿からの光を反射する複数の反射手段と、
   前記複数の反射手段からの光を反射する最終反射手段と、
   前記最終反射手段からの光を集光する集光手段と、
   前記集光手段で集光された光を光電変換する光電変換手段と、
   前記集光手段の取り付け位置を調整可能に固定するための固定部材と、
   を備え、
   前記最終反射手段と前記光電変換手段は前記集光手段を挟んで対向配置され、前記最終反射手段と前記光電変換手段との間に直進する直線光路を形成した画像読取ユニットであって、
   前記複数の反射手段は、
   原稿からの光を前記直線光路と略平行する方向へ反射する第１反射手段と、
   前記直線光路を挟んで対向配置された少なくとも二つの反射手段を有し、前記第１反射手段からの光を受光し前記集光手段と前記光電変換手段との間の前記直線光路と交差する往復光路を形成する往復反射手段と、
   前記往復反射手段からの前記直線光路と略平行する光を受けて前記最終反射手段に向けて反射する第２反射手段とを有し、
   前記第１反射手段と前記第２反射手段は、前記集光手段の同一側方に配置され、
   前記固定部材は、前記第１、第２反射手段が配置された前記集光手段の反対側の側方から前記集光手段を調整できるよう構成されていることを特徴とする画像読取ユニット。
2. 前記第１反射手段と前記第２反射手段は一体で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像読取ユニット。
3. 前記往復反射手段は、前記第１反射手段と同一側方に配置された第３反射手段と、
   前記集光手段と前記光電変換手段との間の光路を挟んで前記第３反射手段と対向して配置された第４、第５反射手段とで構成されることを特徴とする請求項１に記載の画像読取ユニット。
4. 前記光電変換手段の受光部へ不要光が入射することを防止するための少なくとも一つの遮光部材を前記集光手段と光電変換手段との間に配設したことを特徴とする請求項１に記載の画像読取ユニット。
5. プラテンと、このプラテンを透過した原稿からの反射光の読み取りを行なう画像読取ユニットとを備えた画像読取装置において、
   前記画像読取ユニットは、請求項１に記載の画像読取ユニットであることを特徴とする画像読取装置。
6. プラテンとこのプラテンを透過した原稿からの光の読み取りを行なう画像読取ユニットとを備えた画像読取装置において、
   前記画像読取ユニットは、
   原稿に光を照射する光源と、原稿からの光を反射する複数の反射手段と、前記複数の反射手段からの光を反射する最終反射手段と、前記最終反射手段からの光を集光する集光手段と、前記集光手段で集光された光を光電変換する光電変換手段と、前記集光手段の取り付け位置を調整可能に固定する固定部材とを備え、
   前記最終反射手段と前記光電変換手段は前記集光手段を挟んで対向配置され、前記最終反射手段と前記光電変換手段との間に前記プラテン面と平行して直進する直線光路を形成した画像読取ユニットであって、
   前記複数の反射手段は、
   原稿からの光を前記直線光路と略平行する方向へ反射する第１反射手段と、
   前記直線光路を挟んで対向配置された少なくとも二つの反射手段を有し、前記第１反射手段からの光を受光し前記集光手段と前記光電変換手段との間の前記直線光路と交差する往復光路を形成する往復反射手段と、
   前記往復反射手段からの前記直線光路と略平行する光を受けて前記最終反射手段に向けて反射する第２反射手段とを有し、
   前記第１反射手段と前記第２反射手段は、前記集光手段の同一側方に配置され、
   前記固定部材は、前記第１、第２反射手段が配置された前記集光手段の反対側の側方から前記集光手段を調整できるよう構成されていることを特徴とする画像読取装置。
7. 前記第１反射手段と前記第２反射手段は、一体で構成されていることを特徴とする請求項６に記載の画像読取装置。
8. 前記往復反射手段は、前記第１反射手段と同一側方に配置された第３反射手段と、
   前記集光手段と前記光電変換手段との間の光路を挟んで前記第３反射手段と対向して配置された第４、第５反射手段とで構成されることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の画像読取ユニット。
9. 水平に支持されたプラテンとこのプラテンを透過した原稿からの光の読み取りを行なう画像読取ユニットとを備えた画像読取装置において、
   前記画像読取ユニットは、
   原稿に光を照射する光源と、原稿からの光を反射する複数の反射手段と、前記複数の反射手段からの光を反射する最終反射手段と、前記最終反射手段からの光を集光する集光手段と、前記集光手段で集光された光を光電変換する光電変換手段と、前記集光手段の取り付け位置を調整可能に固定する固定部材と、を備え、
   前記最終反射手段と前記光電変換手段は前記集光手段を挟んで対向配置され、前記最終反射手段と前記光電変換手段との間に前記プラテン面と平行して直進する直線光路を形成した画像読取ユニットであって、
   前記複数の反射手段は、
   原稿からの光を前記直線光路と略平行する方向に反射する第１反射手段と、
   前記直線光路を挟んで上下に離れて対向配置された少なくとも二つの反射手段を有し、前記第１反射手段からの光を受光して前記集光手段と前記光電変換手段との間の前記直線光路と交差する往復光路を形成する往復反射手段と、
   前記直線光路と略平行する前記往復反射手段からの光を前記最終反射手段に向けて反射する第２反射手段と、
   を有し、
   前記第1反射手段と前記第２反射手段は前記集光手段の上方または下方のいずれか一方側に配置され、
   前記固定部材は、前記集光手段の上方または下方の他方側から前記集光手段を調整可能に構成されていることを特徴とする画像読取装置。
10. 前記第１反射手段および前記第２反射手段は、前記集光手段の下方側に配置され、前記固定部材は、前記集光手段の上方側から前記集光手段を調整可能に構成されていることを特徴とする請求項９に記載の画像読取装置。
11. 前記往復反射手段は、前記集光手段の下方側に配置された第３反射手段と、前記直線光路を挟んで前記第３反射手段と対向配置された第４、第５反射手段とで構成され、
    前記第３反射手段は、前記第１反射手段からの光を前記第４反射手段へ向けて反射し、
    前記第４反射手段は、前記第３反射手段からの光を前記第５反射手段へ向けて反射し、
    前記第５反射手段は、前記第４反射手段からの光を前記第３反射手段へ向けて反射し、
    前記第３反射手段は、前記第５反射手段からの光を前記第２反射手段へ向けて反射し、
    前記第３手段と前記第４手段との間の光路と前記第５手段と前記第３手段との間の光路は、前記集光手段と前記光電変換手段との間の前記直線光路と交差することを特徴とする請求項１０に記載の画像読取装置。
12. 前記画像読取ユニットは、前記プラテンの下方で前記プラテン面に沿って移動可能に支持されていることを特徴とする請求項９乃至請求項１１のいずれかに記載の画像読取装置。