JP2005189592A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 原稿反射光を反射させるためのミラー板の振動を安定して抑えつつ、取得した画像の品位を維持できる画像読取装置を提供する。
【解決手段】 画像読取装置は、原稿に対して走査移動されながら原稿反射光を反射させるためのミラー板４３、５１、５２を備える。このミラー板４３、５１、５２の背面には、補強部材４５、５５、５６が、長手方向の両端部ｂ１、ｂ２で短手方向に沿って貼り付けられている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、スキャナとして単体で用いられたり、複写機やファクシミリ等に搭載されたりして、原稿の画像を読み取る画像読取装置に関する。

一般に、画像読取装置は、原稿の画像面に対して光源から光を照射し、その反射光を複数のミラー板で反射させながら集光レンズを通してＣＣＤ等の読取デバイスに導き入れ、この読取デバイスで原稿の画像を電気信号として取得する（読み取る）ようになっている。このような基本機能を達成する従来の画像読取装置の構成について、図面を参照しながら以下に説明する。

図５〜図７に示すように、画像読取装置１は、金属板で成形された本体筐体２から外形が構成され、左側板２ａ、右側板２ｂ、前側板２ｃ、及び後側板２ｄを有する。この本体筐体２の上面には、原稿が載置されるコンタクトガラス３を備えている。また、本体筐体２内には、コンタクトガラス３に平行且つ前後両側板２ｃ、２ｄに沿う方向に共に連動して基準位置（左側板２ａ側）と反転位置（右側板２ｂ側）との間を走査移動可能に、相互に独立した第１、第２の走査光学系ユニット４、５が支持されている。

ここで先ず、光学的な面での構成の詳細について説明する。図５及び図７に示すように、第１の走査光学系ユニット４は、後述の各種部品を保持するための金属板で成形された第１の走査枠体４０を有しており、この第１の走査枠体４０が、コンタクトガラス３上に載置された原稿の画像面に光を照射する光源であるランプ４１と、このランプ４１からの光を効率よく原稿に照射させるための反射板４２と、原稿からの反射光（以下、「原稿反射光」と記すことがある）を第２の光学系ユニット５に向けて反射させる第１のミラー板４３と、を備えてなる。他方、第２の走査光学系ユニット５は、後述の各種部品を保持するための金属板で成形された第２の走査枠体５０を有しており、この第２の走査枠体５０が、第１のミラー板４３からの原稿反射光を順に反射させて後の画像読取ユニット６に導く第２のミラー板５１及び第３のミラー板５２を備えてなる。なお、図７において、原稿反射光の光路を一点鎖線で示す。

また、本体筐体２内の中央よりやや右側板２ｂ寄りには、上記した原稿反射光の光路の上流側から順に集光レンズ６０、及び読取デバイスであるＣＣＤ基板６１を有する画像読取ユニット６が配設されている。具体的には、集光レンズ６０及びＣＣＤ基板６１は、相互の光軸方向の調整（焦点調整）や高さ方向の調整がなされた状態で、本体筐体２の底面上に固定の基台６２上に取り付けられる。

次に、第１、第２の走査光学系ユニット４、５の走査移動を司る構成の詳細について説明する。第１、第２の走査光学系ユニット４、５は、原稿全域に亘って走査移動されるわけであるが、その際、第１の走査光学系ユニット４が第２の走査光学系ユニット５に対し相対的に２倍の速度で走査移動されるようになっており、これにより原稿反射光のＣＣＤ基板６１に対する焦点距離、すなわち原稿反射光の光路長が常に一定にされる。このような走査移動は、以下に示す構成で達成できる。

図５及び図６に示すように、本体筐体２内における右側板２ｂの内側近傍には、これに沿って前後両側板２ｃ、２ｄを貫通し軸受７を介して回転可能に支持された回転軸８が配設されている。この回転軸８における前後両側板２ｃ、２ｄの内側近傍には、第１、第２の走査光学系ユニット４、５の走査移動を司る詳細は後述のワイヤ９が巻き付けられたドラム８０が、同軸状で一体的に固定されている。

更に、本体筐体２の後側板２ｄから突出した回転軸８の一端部には、後述のステッピングモータ１０から正逆回転の回転力が伝達されるジョイントギア８１が連結されており、後側板２ｄ（図５では紙面の奥側）の外方には、駆動源であるステッピングモータ１０が配設されている。このステッピングモータ１０の出力軸には、出力ギア１１が一体的に設けられていて、この出力ギア１１は、中間ギア８２を介在して、回転軸８のジョイントギア８１に噛合している。これにより、ステッピングモータ１０の回転出力がジョイントギア８１に伝達され、回転軸８が正逆回転するようになる。なお、このような回転駆動の伝達媒体としては、プーリと懸架ベルトの組合せで構成される場合もある。

また、本体筐体２内における前後両側板２ｃ、２ｄの内側近傍には、左方から順に、左側板２ａに突設された第１の掛け止め具１２、前後両側板２ｃ、２ｄに軸支された第１のプーリ１３、第２の走査枠体５０の端部に軸支された第２のプーリ１４、及び、基台６２に突設された第２の掛け止め具１５が設けられている。更に、第１の走査光学系ユニット４の走査移動をガイドする第１のガイドレール１６、及び、第２の走査光学系ユニット５の走査移動をガイドする第２のガイドレール１７が、それぞれコンタクトガラス３と平行に延在するよう設けられている。

そして、実際に第１、第２の走査光学系ユニット４、５の走査移動を司るワイヤ９は、図５に示すように、第１の掛け止め具１２に引張コイルばね１８を介在して一端が固定され、一旦第２のプーリ１４に掛けられた後、第１のプーリ１３に掛けられ、更に回転軸８のドラム８０に複数回巻き付けられて戻り、次いで第１の走査枠体４０の端部が固着され、再び第２のプーリ１４に掛けられた後、第２の掛け止め具１５に他端が固定され、張架されている。

このような構成のもと、ステッピングモータ１０の出力軸が正回転又は逆回転することにより、回転軸８とともにドラム８０が正回転又は逆回転し、これに伴ってワイヤ９が移動せしめられ、第１、第２の走査光学系ユニット４、５が、所定の速度比を維持しながら基準位置と反転位置との間で走査移動される。これにより、原稿全域に亘って走査がなされ、原稿の画像が読み取られるわけである。

なお、上記した画像読取装置１は、実際に走査移動される第１、第２の走査光学系ユニット４、５とは別体に、集光レンズ６０やＣＣＤ基板６１といった画像読取ユニット６が本体筐体２に固定された、いわゆる別体型のものであるが、画像読取ユニット６が１つの走査光学系ユニットに固定されてこれと一体的に走査移動される、いわゆる一体型のものもある。

ところで、近年の画像読取装置は、市場のニーズに対応して読取速度の高速化が著しく、これに伴って第１、第２の光学系移動ユニット４、５の走査移動速度の高速化が強く要求される。そのため、走査移動速度に反映する回転軸８の回転速度が、必然的に高速にならざるを得ない。

このような近年の要求に対して、上記した従来の画像読取装置１では、回転軸８に過大な振動が生じる場合がある。この回転軸８の振動は、ドラム８０及びワイヤ９を介して第１、第２の走査光学系ユニット４、５に伝播するため、これらが備える第１のミラー板４３や第２、第３のミラー板５１、５２が振動して共振に至り、取得した画像にブレといった不具合を誘発する。

そのため従来は、このような問題を未然に抑止する観点から、図７〜図９に示すように、第１のミラー板４３の背面、すなわち原稿反射光の反射に用いられる反射面とは反対の面に、第１、第２の走査光学系ユニット４、５の走査移動される方向と直角な方向を長手とする第１の補強部材４５が、両面粘着テープや接着剤といった接着材２０を介在して貼り付けられている。同様に、第２のミラー板５１の背面には第２の補強部材５５が、第３のミラー板５２の背面には第３の補強部材５６がそれぞれ貼り付けられている（例えば、特許文献１参照）。

これらの第１、第２、第３の補強部材４５、５５、５６は、アルミニウム等の金属やガラスやゴム等で成形された平板状のものであって、これらが第１、第２、第３のミラー板４３、５１、５２と一体化されることにより、第１、第２、第３のミラー板４３、５１、５２の固有振動数すなわち共振周波数が、第１、第２の走査光学系ユニット４、５に伝播した振動の周波数から実質ずらされるようになる。従って、第１、第２、第３のミラー板４３、５１、５２の振動とともに共振が抑えられるわけである。特に、第１、第２、第３の補強部材４５、５５、５６が金属の場合、これと一体化された第１、第２、第３のミラー板４３、５１、５２の剛性が実質増すため、これに応じてその固有振動数も実質高まることから、振動の効果的な低減に対して有利である。
特開平８−１０６１２９号公報

しかし、上記した従来の画像読取装置１では、第１、第２、第３の補強部材４５、５５、５６の一面が、全域に亘り接着材２０を介在して、第１、第２、第３のミラー板４３、５１、５２に貼り付けられているため、第１、第２、第３の補強部材４５、５５、５６の一面の平面度や、第１、第２、第３の補強部材４５、５５、５６の貼り付け作業時の慎重度合いに起因して、接着層の厚さや接着力が不均一になる場合がある。この場合、第１、第２、第３のミラー板４３、５１、５２と第１、第２、第３の補強部材４５、５５、５６との間に部分毎で偏った力が加わり、その結果、第１、第２、第３のミラー板４３、５１、５２自体に歪みが生じてしまう。これは結局、画像読取装置１で取得した画像に歪みという不都合な問題をもたらす。

そこで本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、原稿反射光を反射させるためのミラー板の振動を安定して抑えつつ、取得した画像の品位を維持できる画像読取装置を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するため、本発明は、原稿に対して走査移動される走査光学系ユニットを備えており、前記原稿に照射されて反射した光を前記走査光学系ユニットに設けられたミラー板で反射し、前記原稿の画像を読み取る画像読取装置において、前記ミラー板の背面には、前記走査光学系ユニットの走査移動される方向と直角な方向を長手とする補強部材が、長手方向の両端部で短手方向に沿って貼り付けられている。

これにより、補強部材の一面が、接着材を介在して、全域に亘りミラー板に貼り付けられるわけではなく、その一部の領域、すなわち長手方向の両端部で短手方向に沿って貼り付けられていることから、接着層の厚さや接着力が不均一であっても、接着面積が少ないためにその影響が発生し難い。そのため、ミラー板と補強部材との間で均等な力が加わるようになり、ミラー板に歪みが生じ難くなる。

ここで、前記補強部材は、長手方向の中央部が前記ミラー板から離間するように湾曲した形状を有することが好ましい。補強部材自体の剛性がより増し、これと一体化されたミラー板の剛性もより実質増すため、ミラー板の固有振動数がより実質高まることになるからである。

本発明の画像読取装置によれば、補強部材と一体化されたミラー板に歪みが生じ難いことから、取得した画像の品位を維持することが可能となる。また、補強部材の形状に起因してミラー板の固有振動するがより高まることから、ミラー板の振動をより安定して抑えることが可能となる。

以下に、本発明の画像読取装置の実施形態について、図面を参照しながら詳述する。先ず、本発明の第１実施形態について説明する。図１は第１実施形態の画像読取装置におけるミラー板の長手方向の断面図である。なお、図中で図５〜図９と同じ名称で同じ機能を果たす部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。後述する第２実施形態についても同様とする。

図１に示すように、第１、第２、第３のミラー板４３、５１、５２の背面、すなわち原稿反射光の反射に用いられる反射面とは反対の面には、第１、第２の走査光学系ユニット４、５の走査移動される方向と直角な方向を長手とする金属製の第１、第２、第３の補強部材４５、５５、５６が、両面粘着テープや接着剤といった接着材２０を介在して貼り付けられている。但し、第１、第２、第３の補強部材４５、５５、５６は、長手方向の両端部ｂ１、ｂ２のみで短手方向に沿って貼り付けられている。つまり、長手方向の中央部ａが未接着の状態になっている。

これにより、第１、第２、第３の補強部材４５、５５、５６の一面が、接着材２０を介在して、全域に亘り第１、第２、第３のミラー板４３、５１、５２に貼り付けられるわけではなく、その一部の領域、すなわち長手方向の両端部ｂ１、ｂ２で短手方向に沿って貼り付けられていることから、接着層の厚さや接着力が不均一であっても、接着面積が少ないためにその影響が発生し難い。そのため、第１、第２、第３のミラー板４３、５１、５２と第１、第２、第３の補強部材４５、５５、５６との間で均等な力が加わるようになり、第１、第２、第３のミラー板４３、５１、５２に歪みが生じ難くなる。従って、このような第１、第２、第３のミラー板４３、５１、５２を備えた画像読取装置１では、取得した画像の品位を維持することが可能となる。

勿論、第１、第２、第３のミラー板４３、５１、５２には、第１、第２、第３の補強部材４５、５５、５６が一体化されているため、第１、第２、第３のミラー板４３、５１、５２の剛性が実質増して、その固有振動数が実質高まることには変わりはなく、振動を安定して抑えることが可能となる。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。図２は第２実施形態の画像読取装置におけるミラー板の長手方向の断面図である。本第２実施形態の特徴は、第１実施形態における第１、第２、第３の補強部材４５、５５、５６の形状を変形した点にある。

つまり、図２に示すように、第１、第２、第３の補強部材４５、５５、５６は、長手方向の中央部ａが両端部ｂ１、ｂ２に対し第１、第２、第３のミラー板４３、５１、５２の背面から離間するように、全体が湾曲した形状を有しており、その両端部ｂ１、ｂ２のみで接着材２０を介在して短手方向に沿って貼り付けられている。

これにより、第１、第２、第３の補強部材４５、５５、５６の形状に関して、長手方向の中央部ａが第１、第２、第３のミラー板４３、５１、５２から離間するように湾曲した形状であることから、第１、第２、第３の補強部材４５、５５、５６自体の剛性がより増し、これと一体化された第１、第２、第３のミラー板４３、５１、５２の剛性もより実質増す。そのため、第１、第２、第３のミラー板４３、５１、５２の固有振動数がより実質高まることになる。従って、第１、第２、第３のミラー板４３、５１、５２の振動をより安定して抑えることが可能となる。

勿論、第１、第２、第３の補強部材４５、５５、５６の一面が、接着材２０を介在して、全域に亘り第１、第２、第３のミラー板４３、５１、５２に貼り付けられるわけではないことから、上記した第１実施形態と同様、第１、第２、第３のミラー板４３、５１、５２に歪みが生じ難くなり、取得した画像の品位を維持することが可能となる。

なお本第２実施形態の変形例として、図３に示すように、第１、第２、第３の補強部材４５、５５、５６における長手方向の中央部ａが局部的に湾曲した形状であっても構わない。両端部ｂ１、ｂ２における接着材２０の接着層の厚さが均一になる点で有効だからである。

また、第１、第２、第３の補強部材４５、５５、５６は、アルミニウム、ステンレス、亜鉛メッキ鋼板（ＳＥＣＣ）、チタン等の金属材料や、ガラス、陶器等の無機材料やプラスチック、ゴム等の樹脂材料で成形されたものが適用され、特に、補強部材自体の強度が高い金属板が好ましい。

上記した各第１、第２実施形態の一具体例について述べておく。第１、第２、第３のミラー板４３、５１、５２としては、厚さが４．８ｍｍ、短手方向の長さが１５ｍｍ、及び長手方向の長さが３００ｍｍのガラス板が適用され、このガラス板の正面には、反射面をなす金属膜が蒸着されている。一方、第１、第２、第３の補強部材４５、５５、５６は、厚さが１ｍｍ、短手方向の長さが１０ｍｍ、及び長手方向の長さが２８０ｍｍのアルミニウム製の金属平板である。このような構成の第１、第２、第３の補強部材４５、５５、５６が、両端部ｂ１、ｂ２のみで、厚さ０．１ｍｍ程度の両面粘着テープを接着材２０として介在して、第１、第２、第３のミラー板４３、５１、５２に貼り付けられている。このようにして第１、第２、第３の補強部材４５、５５、５６が一体化された第１、第２、第３のミラー板４３、５１、５２を第１実施形態の試験片とする。

第２実施形態の試験片として、厚さが１ｍｍ、短手方向の長さが１０ｍｍ、及び長手方向の全長さが２８０ｍｍであって、そのうち中央部ａが両端部ｂ１、ｂ２から最大０．５ｍｍ湾曲したアルミニウム製の金属板である第１、第２、第３の補強部材４５、５５、５６が、両端部ｂ１、ｂ２のみで、上記と同様の接着材２０を介在して、上記と同様の第１、第２、第３のミラー板４３、５１、５２に貼り付けられたものが適用される。

これらの各第１、第２実施形態の試験片を実際に備えた画像読取装置１を用いて、第１のミラー板４３の背面に貼り付けられた第１の補強部材４５に加速度ピックアップ（リオン（株）製）を取り付け、第１、第２の走査光学ユニット４、５を速度４１５ｍｍ／ｓｅｃで走査させることにより、第１のミラー板４３の振動レベル、固有振動数の測定を行った。なお、加速度ピックアップは、振動レベルを電圧値（単位：Ｖ）で計測し、加速度ピックアップの電圧値信号をチャージアンプ（サンエイ（株）製）で増幅させ、ＦＦＴアナライザ（（株）小野測器製）で電圧値を読み取った。更に、ＦＦＴアナライザにより、振動レベルの電圧値をフーリエ変換により固有振動数（単位：Ｈｚ）として読み取った。その測定結果を図４に示す。なお、比較用に従来の試験片として、第１実施形態の試験片と同様の第１、第２、第３の補強部材４５、５５、５６が、一面全域に亘り上記と同様の接着材２０を介在して、上記と同様の第１、第２、第３のミラー板４３、５１、５２に貼り付け、第１のミラー板４３の振動レベル、固有振動数を上記と同様の方法で測定した。

図４から明らかなように、ＦＦＴアナライザからの固有振動数の出力値に関しては、比較用の試験片では１２９．５［Ｈｚ］であるのに対し、第１実施形態の試験片では１３２．２［Ｈｚ］、第２実施形態の試験片では１３３．０［Ｈｚ］に高まっており、第１、第２実施形態の試験片の剛性がこの順に実質増している。一方、加速度ピックアップからの振動レベルの大きさ（振動の振幅に相当する値）の出力値に関しては、比較用の試験片では０．７４［Ｖ］であるのに対し、第１実施形態の試験片では０．６５［Ｖ］、第２実施形態の試験片では０．５４［Ｖ］に低減しており、第１、第２実施形態の試験片における振動がこの順に抑制されている。このように第１、第２本実施形態での振動の抑制が実証できた。特に、振動のより安定した抑制に対しては、第１実施形態よりも第２実施形態の方が有利である。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。

本発明は、原稿に対して走査移動されながら原稿反射光を反射させるミラー板を備えた画像読取装置に有用である。

本発明の第１実施形態の画像読取装置におけるミラー板の長手方向の断面図である。 本発明の第２実施形態の画像読取装置におけるミラー板の長手方向の断面図である。 第２実施形態の変形例であるミラー板の長手方向の断面図である。 第１、第２実施形態の画像読取装置におけるミラー板の振動測定結果の一例を示す図である。 本発明にも適用される従来一般の画像読取装置の駆動機構を示す縦断面図である。 本発明にも適用される従来一般の画像読取装置における駆動機構の要部を示す平面図である。 本発明にも適用される従来一般の画像読取装置の光学的な面での構成を示す縦断面図である。 従来の画像読取装置における第２の走査光学系ユニットの外観を示す斜視図である。 従来の画像読取装置におけるミラー板の長手方向の断面図である。

符号の説明

１ 画像読取装置
２ 本体筐体
４ 第１の光学系移動ユニット
５ 第２の光学系移動ユニット
８ 回転軸
９ ワイヤ
１０ ステッピングモータ
４０ 第１の走査枠体
４３ 第１のミラー板
４５ 第１の補強部材
５０ 第２の走査枠体
５１ 第２のミラー板
５２ 第３のミラー板
５５ 第２の補強部材
５６ 第３の補強部材
８０ ドラム
８１ ジョイントギア
８２ 中間ギア
ａ ミラー板の長手方向の中央部
ｂ１、ｂ２ ミラー板の長手方向の端部

Claims (2)

1. 原稿に対して走査移動される走査光学系ユニットを備えており、前記原稿に照射されて反射した光を前記走査光学系ユニットに設けられたミラー板で反射し、前記原稿の画像を読み取る画像読取装置において、
   前記ミラー板の背面には、前記走査光学系ユニットの走査移動される方向と直角な方向を長手とする補強部材が、長手方向の両端部で短手方向に沿って貼り付けられていることを特徴とする画像読取装置。
2. 前記補強部材は、長手方向の中央部が前記ミラー板から離間するように湾曲した形状を有することを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。

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