JP2005191795A - イメージセンサユニット及び画像読み取り装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
画像読み取りを高速化する為、同じイメージセンサユニットを原稿用紙を挟んだ状態で対向配置し、一回の原稿送り時間にて両面読み取りする小型化した画像読み取り装置を提供する。
【解決手段】
一方のイメージセンサユニットに設ける原稿照射用の光源と、対向配置された反対側のイメージセンサユニットのセルフォックレンズアレイとの途中のいずれかの部位に遮光部材を配置し、原稿用紙を透過して反対側のセルフォックレンズアレイに入射する直射光をなくす。これによって、原稿裏面の情報が混じることなく、また透過光による白飛びを防止し、良好な画像読み取りを行うことが可能となる。
【代表図】図１

Description

本発明は、スキャナやファクシミリ、複写機に用いられる画像読み取り装置に関して、特に密着型イメージセンサユニットを用いた画像読み取り装置、及び両面用画像読み取り装置に関するものである。

近年パーソナルコンピュータの高性能化に伴い、オフィスはもとより一般家庭に於いても、紙原稿を高速で読み取る需要が増し、スキャナやプリンタがセットになった複合機など、読み込んだ原稿をコンピュータ上で処理したり文書等に出力する機能を持ったコンピュータ周辺機器の需要が広がっている。

このような原稿読み取り装置に関して、ＣＭＯＳセンサを内蔵した密着型イメージセンサ、あるいはＣＣＤセンサを用いたイメージセンサが知られている。またスキャナシステムとしては、紙原稿を固定して、イメージセンサユニットを動かすフラットベット型スキャナシステムや、反対にイメージセンサユニットを固定して紙原稿を動かすシートフィード型スキャナシステムが既に商品化されている。

前記いずれのスキャナシステムにおいても、出来るだけ装置の外観は小型、薄型であることが求められ、さらにデータ読み取り速度を高速化することが求められている。また一部には原稿用紙の両面を一度に読み込む機能を有した装置も知られている。

そのため、例えば両面読み取り用スキャナシステムとして、紙原稿を挟んで、対向する位置に２台のイメージセンサユニットを配置して、一度の原稿送りで原稿の両面を読み取る技術が既に知られている。

両面読み取り装置としては、シートフィード型スキャナが多く、紙原稿を挟んでイメージセンサユニットを原稿の両面位置に対向して配置する例が一般的である。従来の両面読み取り装置の概略を図２に示す。ここでは小型のイメージセンサユニットを副走査方向にずらして配置したものを示しており、この構成が一般的である。

図２に示す従来の両面読み取り装置では原稿押さえローラー８とイメージセンサユニットのカバーガラス５との間に紙原稿を配置する。これを上下に２系統対向させて配置し、さらに両脇の原稿送りローラー７にて紙原稿を一定方向に搬送する方式である。

この両面読み取り装置では、２系統の読み取り装置の水平方向位置が離れるために、装置が大型化し、また原稿送りローラー７間の距離が離れるために、小さなサイズの原稿用紙を読むことができないなどの欠点がある。

これらの不具合を改善した装置として、対向配置したイメージセンサユニットの互いのレンズ及び光軸を、中心より副走査方向に大きくずらしたユニットを互いの直上に配置し、読み取りライン直上の紙押さえローラーを廃止することである程度の小型化をはかったものもある。
（例えば特許文献１を参照のこと）。

特開平１１−２８４７９８

前記特許文献１に開示されている両面読み取り装置では、原稿照明用の光源に指向性が広く、原稿照射位置以外にも照明光が到達するために、特に一部の光が直接にあるいは原稿用紙を透過して反対側の読み取り装置の受光部に入り込み、読み取り画像情報にフレア効果をもたらす欠点があった。

一方、上記対向側光源の直射光及び漏れ光の影響を防ぐ為、お互いのセンサユニットのレンズ位置を副走査方向に大きくずらすことにより改善しているため、シートフィード型装置にも関わらず小型化が困難な上、先に述べたように原稿送り用ローラーのピッチも長くなるために、小さな原稿を扱えないという課題もあった。

本発明は、原稿用紙の表裏に書かれた情報を同時に読み取る両面読み取り装置に関して、少なくとも光源、カバーガラス、セルフォックレンズアレイ及び受光素子からなる第１及び第２のイメージセンサユニットを、前記原稿用紙を中心にして対向配置する構成を有し、かつ前記第１のイメージセンサユニットの光源から、前記第２のイメージセンサユニットのセルフォックレンズアレイの受光部に至る間に、直射光を遮るための遮光部材を配置したことを特徴とする両面読み取り装置である。

また前記遮光部材は、黒色であってもまた白色であっても良い。特に白色の場合においては、原稿が無い状態で反射部材からの反射光強度を測定する手段を有することが更に望ましい。

本発明によれば、対向するレンズの副走査方向のずらし両を少なくし、原稿送りローラーのピッチ間隔を狭くし、装置全体の小型化が可能となる。且つ小原稿の読み取りをも可能にする。また反対方向の読み取り装置からの照明光の影響を回避することができ、これによって原稿用紙を通じて裏面の画像情報が映り込むのを防ぐと共に、原稿用紙を透過した光の光漏れによる白飛び現象を防止できる。

その結果、綺麗な読み取り画像が得られるという効果をもたらす。

以下図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。図１に本発明による両面読み取り装置の機構断面を例示する。

図１は、本発明の両面読み取り装置の機構断面を示した図である。２系統のイメージセンサユニットが対向して配置されており、その両側に原稿送りローラーが配置されている。１は導光体ユニットを含む光源３からの直進する照明光（原稿面で反射してレンズへ向かう光軸）を示す。照明光はカバーガラス５上に配置された紙原稿によって一部反射され、筐体６と一体化されたセルフォックレンズアレイ４を通じて受光素子２に達する。受光素子部で光電変換されて電気的な画像情報に変換される。

９は本発明による光源から照明光の光軸以外へ拡散した光を吸収または反射する為の遮光部材である。光源３からの光は、遮光部材９により遮光されて、反対側のセルフォックレンズアレイ４には入らない構成となっている。この遮光部材９の大きさは、反対側のセルフォックレンズアレイ４に向かう直射光を遮ることが目的であり、反対側のセルフォックレンズアレイ４の集光範囲にある光を遮る大きさであることが好ましい。

以下、このセンサユニットの製造方法を説明する。

サイズ１５×３４０ｍｍ、厚み３ｍｍのカバーガラス５のユニット側表面と、筐体６により支えられた光源３の間に、５×３３０ｍｍ、厚み０．５ｍｍの黒色プラスチック板（筒中プラスチック工業株式会社製：型番サンロイドバリアＣＨＩ７００）打ち抜き板でできた遮光部材９を挟み込む。上記導光体を含む光源３は、端部に日亜化学工業株式会社製の赤、青、緑の３色発光用のＬＥＤを備えた、自社製導光体である。

上記遮光部材は、打ち抜きで形成された勘合形状により筐体６と勘合固定され、副走査方向へのずれによって遮光特性に影響を与えない形状とした。

上記遮光部材の大きさは、反対側のセルフォックレンズアレイ（三菱レイヨン株式会社製：型番ＲＡ−８８）に対して直接光が入り込むことないよう、副走査方向に十分の大きさを持たせた。この場合、対向側のセルフォックレンズの口経が０．６ｍｍであり、その開口角度を含めた受光領域を完全に覆うために、幅５ｍｍとした。
この外観図を図３に示す。このときの遮光部材９は照明光を完全に遮光できる能力を持っていた。

受光素子２として、ＣＭＯＳ型イメージセンサ（キヤノン株式会社製：型番６Ｖ６）を用い、プリント配線基板上に、ライン状に切り出した複数のセンサチップを接着して配置した。これらを筐体６の中で、セルフォックレンズアレイ４の焦点位置になる部位に位置決め固定した。

これらの部品からなるイメージセンサユニットを、カバーガラス表面の間隔を０．６ｍｍで対向配置して、図１に示す画像読み取り装置を構成した。原稿用紙の位置は原稿送りローラーの位置を調整して、対向するイメージセンサユニットのセッルフォックレンズアレイの焦点位置になるようにし、それぞれのイメージセンサユニットと原稿用紙表裏面との被写界深度を合致させた。

この状態における出力画像は、反対側のイメージセンサユニットの照明光が原稿用紙を透過して入り込むのを完全に押さえ、両面とも綺麗な画像が得られた。先に述べたように、遮光部材の遮光率は高い方が好ましいが、原稿用紙を透過した照明光強度がセンサチップの感度以下であれば、実用上十分である。

遮光部材９として、実施例１の遮光部材９に酸化チタン粉末を含む白色顔料ペイントを塗布した物を使用した他は、実施例１と同様な両面読み取り装置を構成した。反対側のイメージセンサユニットへの光源の直接光を遮光する効果は上記実施例１と全く同様である。

白色顔料塗料（チタン工業株式会社製：型番ＫＡ−１０）を用い、スクリーン印刷により厚み２０μｍに塗布した。この状態で、下地基板の黒色は全く見られず、隠ぺい力は十分な膜厚であった。この構成においても、光源からの直射光を遮光する効果は十分にあることがわかった。

一方この遮光部材９表面が白色であることを利用して、原稿用紙を置かない状態で対向側の光源にてこの遮光部材表面を照明し、その反射光をそれぞれの受光素子２で受ける。こうすることで、２系統のイメージセンサユニットの各々について、白状態の出力信号強度を測定し、これを白色基準強度として出力信号を強度補正するのに利用することができる。

図１に於いて、遮光部材９の色は、黒色であっても良く、また白色であっても良い。反対側のイメージセンサユニットのレンズに直接光が入らない構成であればなんでも良い。比較的薄い厚さで効果がある部材としては、金属であることも好ましく、この場合カバーガラス基板上にスパッタ法にて金属薄膜を形成しても良い。
さらに、材料、材質は使用時の押し圧によってセルフォックレンズアレイとカバーガラス間の距離が変化しないことが好ましく、機械的な安定性が望まれる。

（比較例）
実施例１に示す構成から、遮光部材９が無い構成の両面読み取り装置を作成した。通常の事務用紙を用い、両面読み取りを行った時、反対側のイメージセンサユニットからの直射光が原稿用紙を透過し、セルフォックレンズアレイに入射した。

このために、表面の文字情報の一部かすれや、裏面の文字情報の映り込み、及び、読み取り画像全体が白っぽくなる（これを白飛びという。）現象が現れ、画質上極めて悪いものであった。

本発明品は、原稿を送るタイプの両面同時画像読み取り装置に於いて、小型化を狙う読み取り装置に使用され、ファクシミリやスキャナなどに有効な技術である。

本発明による両面同時画像読み取り装置の機構を例示した断面図。遮光部材位置はガラス上面であっても、裏面であっても、一体成形であっても良い。 従来の両面対向同時読み取り型読み取り装置の機構を例示した断面図。 遮光部材が筐体の中に組み込まれた状態を示す外観図

符号の説明

１．照明光の光軸
２．受光素子
３．光源
４．セルフォックレンズアレイ
５．カバー(天板)ガラス
６．筐体
７．原稿送りローラー
８．原稿押さえローラー
９．本発明による遮光部材

Claims (4)

1. 原稿用紙の表裏に書かれた情報を同時に読み取る両面読み取り装置に関して、少なくとも光源、カバーガラス、セルフォックレンズアレイ及び受光素子からなる第１及び第２のイメージセンサユニットを、前記原稿用紙を中心にして対向配置する構成を有し、かつ前記第１のイメージセンサユニットの光源から、前記第２のイメージセンサユニットのセルフォックレンズアレイの受光部に至る間のいずれかの部位に、直射光を遮るための遮光部材を配置したことを特徴とする両面読み取り装置。
   
2. 前記遮光部材が黒色材料であることを特徴とする請求項１に記載の両面読み取り装置。
   
3. 前記遮光部材が白色材料であることを特徴とする請求項１に記載の両面読み取り装置。
   
4. 対向配置されたイメージセンサユニットの前記白色材料の遮光部材に対して、原稿が無い状態で、他のイメージセンサユニットの光源から光を照射して、その反射光強度を前記受光素子で測定し、前記第１及び第２のイメージセンサユニットからの共通の白状態の画像情報強度として、原稿用紙からの画像情報強度を補正する補正手段を有することを特徴とする請求項３に記載の両面読み取り装置。
   
   

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