JP2007286133A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 モジュラースキャン方式の画像読取装置を小型化する。
【解決手段】 スキャナモジュール４における副走査方向の一端部にシャフト８との干渉を回避するための切欠部１４ａを形成し、スキャナモジュール４がコンタクトガラス３の副走査方向の端部まで移動してもスキャナモジュール４がシャフト８に干渉しないようにする。コンタクトガラス３の副走査方向の端部から外側に向けてシャフト８の配設位置を大幅にずらさなくても目的とする大きさの原稿から画像を読み取ることができるので、副走査方向における筐体２の全長を容易に短縮できる。
【選択図】図２

Description

本発明はファクシミリ，コピア，スキャナー等を始めとする画像読取装置の改良、特に、筐体の小型化のための改良に関する。

コンタクトガラス上に載置された原稿から画像を読み取る画像読取装置としては、ミラースキャン方式のものとモジュラースキャン方式のものが一般に知られている。

ミラースキャン方式の画像読取装置は、例えば特許文献１に開示されるように、コンタクトガラスに載置された原稿を照射する光源と原稿から反射された光を副走査方向に沿って折り返す第１のミラーとを備えた第１のキャリッジと、前記第１のミラーで反射された光をコンタクトガラスの面と直交する方向に折り返す第２のミラーと該第２のミラーで反射された光を前記第１のミラーによる反射方向とは逆の向きで副走査方向に沿って折り返す第３のミラーとを備えた第２のキャリッジと、前記第３のミラーで反射された光を変倍すべく筐体に固設されたレンズと、前記レンズから送出された光を結像させるべく筐体内の副走査方向の端部に設けられたＣＣＤ等の光電変換素子とを備え、副走査方向に沿って移動する第１のキャリッジと同方向に１／２の移動速度で第２のキャリッジを移動させることによって、第１のミラーからレンズおよび光電変換素子に至る光路長を一定の値に保持するようにしたものである。

このような構造を適用した場合、複数のミラーやレンズおよび光電変換素子を第１，第２のキャリッジと筐体とに分散して配備することができるので、第１，第２のキャリッジの小型化が容易であり、特に、コンタクトレンズの直下に位置する第１のキャリッジの小型化が可能であるため、第１のキャリッジをコンタクトレンズにおける副走査方向の一端から他端まで移動させる際に不都合となる第１のキャリッジと筐体内の他の部材との相互干渉を防止する設計を比較的容易に行うことができ、また、筐体の小型化も比較的簡単に行えるといったメリットがある。

しかし、複数のミラーやレンズおよび光電変換素子が第１，第２のキャリッジと筐体の３箇所に分散して配備され、しかも、第１，第２のキャリッジが独立した状態で筐体に対して相対移動するため、第１のキャリッジに取り付けられた第１のミラーと第２のキャリッジに取り付けられた第２のミラーとの間、および、第２のキャリッジに取り付けられた第３のミラーと筐体内における副走査方向の端部に取り付けられたレンズとの間に位置ずれによる誤差が生じやすく、結果的に、光電変換素子で読み取られる画像に光学的な歪が生じやすくなるといった弊害がある。

これに対し、モジュラースキャン方式の画像読取装置は、コンタクトガラスに載置された原稿を照射する光源と原稿から反射された光を折り返して光電変換素子に導く複数のミラーとレンズおよび光電変換素子の全てがスキャナモジュール上に配備され、これらの部品が常に一体的に移動するので、光学系の構成要素間に位置ずれが生じず、光電変換素子で読み取られる画像に歪が生じにくいメリットがあるが、その反面、ミラースキャン方式の画像読取装置における第１のキャリッジとモジュラースキャン方式の画像読取装置におけるスキャナモジュールの大きさを比べると、光学系の構成要素の全てを一体的に備えたスキャナモジュールの大きさが必然的に大きくなり、スキャナモジュールが筐体内の他の部材と相互干渉しやすくなる弊害もある。

つまり、一般的なモジュラースキャン方式の画像読取装置では、通常、スキャナモジュールの主走査方向の両端部の各々にワイヤやタイミングベルト等の索具を止着し、筐体内の副走査方向の一端部において主走査方向の両端部に設けられた一対の索具巻取ドラムの各々でスキャナモジュールの両端部の索具を巻き取ることによってスキャナモジュールを副走査方向に移動させるようにしており、これらの索具巻取ドラムの回転を同期させる必要上、両端部の索具巻取ドラムの中心軸をシャフトに一体に連結してモータ等の駆動源で回転駆動しなければならない。しかし、前述した通り、このシャフトが主走査方向に沿って筐体内を横切るようにして筐体の端部に位置するため、スキャナモジュールを副走査方向に沿って筐体の端部にまで移動させようとすると、スキャナモジュールとシャフトとが干渉し、スキャナモジュールが筐体の端部にまで移動しきれなくなる問題がある。

この結果、副走査方向における筐体の全長に比べて実際にスキャナモジュールが移動可能な距離が短くなり、目的とする大きさの原稿から画像を読み取るためには、画像の読み取り対象となる原稿の最大寸法よりも副走査方向における筐体の全長を相当に長くしなければならず、筐体の小型化が難しくなる。

特開２００３−１２７７６４号公報

そこで、本発明の課題は、前記従来技術の不都合を改善し、モジュラースキャン方式の画像読取装置を小型化することにある。

本発明の画像読取装置は、筐体上面のコンタクトガラスに載置された原稿を照射する光源と，前記原稿から反射された光を折り返して光電変換素子に導く複数のミラーと，前記ミラーと前記光電変換素子との間に設けられ前記ミラーで反射された光を変倍して前記光電変換素子に結像させるレンズとを一体に配備したスキャナモジュールと、
前記スキャナモジュールの主走査方向の両端部の各々に止着されて該スキャナモジュールを前記主走査方向と直交する副走査方向に牽引する一対の索具と、
前記筐体内の副走査方向の一端部で主走査方向の両端部に設けられた一対の索具巻取ドラムと、
前記主走査方向に沿って前記筐体内に横設され前記索具巻取ドラムの中心軸を連結して同期回転させるシャフトとを備えたモジュラースキャン方式の画像読取装置であり、前記課題を達成するため、特に、
前記スキャナモジュールにおける副走査方向の少なくとも一端部に、前記シャフトと前記スキャナモジュールとの干渉を回避して、前記スキャナモジュールが前記コンタクトガラスの前記副走査方向の一端部に移動することを許容する切欠部を形成したことを特徴とする構成を有する。

従来と同様、光源と光電変換素子を作動させた状態で、筐体内の副走査方向の一端部において主走査方向に沿って横設されたシャフトを回転駆動し、主走査方向の両端部に設けられた一対の索具巻取ドラムを同期回転させてスキャナモジュールの主走査方向の両端部の各々に止着された一対の索具を巻き取り、主走査方向と直交する副走査方向にスキャナモジュールを移動させながら、筐体上面のコンタクトガラスに載置された原稿から画像を読み取る。
この際、原稿によって反射された光源からの光が複数のミラーによって反射され、更に、レンズで変倍されて光電変換素子に導かれる。
スキャナモジュールにおける副走査方向の一端部にはシャフトとの干渉を回避するための切欠部が形成されているので、スキャナモジュールがコンタクトガラスの副走査方向の一端部まで移動してもスキャナモジュールがシャフトに干渉することはなく、原稿を載置するコンタクトガラスの全面に亘って画像を読み取ることができる。
従って、コンタクトガラスの副走査方向の一端部から外側に向けてシャフトの配設位置を大幅にずらさなくても目的とする大きさの原稿から画像を読み取ることができるので、副走査方向における筐体の全長を短縮した設計が容易に実現される。

更に、前記シャフトの一端に該シャフトを駆動する駆動源を接続し、前記筐体内の副走査方向の他端部には、前記索具巻取ドラムと対を成す一対の索具保持ドラムを主走査方向の両端部に各々独立して配備した支軸で回転自在に軸支する構成を適用することが望ましい。

このような構成を適用した場合、索具巻取ドラムと対を成す一対の索具保持ドラムが副走査方向の他端部における主走査方向の両端部に各々独立して回転自在に軸支されるので、主走査方向の両端部に位置する索具保持ドラムの間にシャフトに相当する部材を設ける必要はない。従って、スキャナモジュールはシャフトに相当する部材に干渉することなくコンタクトガラスの副走査方向の他端部まで確実に移動することができる。
このように、コンタクトガラスの副走査方向の他端部から外側に向けてオフセットして索具保持ドラムを配置しなくても目的とする大きさの原稿から画像を読み取ることができるので、副走査方向における筐体の全長の短縮が実現される。

更に、前記コンタクトガラスにおける副走査方向の一端部に前記スキャナモジュールが移動した際に前記複数のミラーで折り返された光の光路が前記シャフトと干渉しないように前記スキャナモジュール上における前記複数のミラーとレンズおよび光電変換素子の取り付け位置ならびに取り付け角度が調整されていることが望ましい。

複数のミラーとレンズおよび光電変換素子に関しては、その光学特性を選択することによってスキャナモジュール上の様々な位置に様々な角度で取り付けることができる。つまり、原稿の読み取りという同じ目的に対し、原稿からの反射光を最初に受けるミラーから光が結像する光電変換素子に至る光路を任意に設計することができるので、シャフトとの干渉を回避するための切欠部を避けるようにしてスキャナモジュール上の光路を設計することにより、スキャナモジュール上の光路と切欠部に突入したシャフトの光学的な干渉を防止することができる。

本発明の画像読取装置は、スキャナモジュールにおける副走査方向の一端部にシャフトとの干渉を回避するための切欠部を形成することにより、スキャナモジュールがコンタクトガラスの副走査方向の一端部まで移動してもスキャナモジュールがシャフトに干渉しないようにしたので、コンタクトガラスの副走査方向の一端部から外側に向けてシャフトの配設位置を大幅にずらさなくても目的とする大きさの原稿から画像を読み取ることができ、副走査方向における筐体の全長を容易に短縮することができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の画像読取装置の構成をスキャナーに適用した場合の一実施形態について示した透視図である。

図１に示される通り、本実施形態のスキャナー１は、概略において、装置の外装を形成する筐体２と、筐体２の上面に固設されたコンタクトガラス３、および、筐体２の内部を移動してコンタクトガラス３に載置された原稿から画像を読み取るスキャナモジュール４と、スキャナモジュール４を牽引する一対の索具として機能する環状のワイヤ５，５、および、ワイヤ５，５を巻き取る索具巻取ドラムとして機能する一対のプーリ６，６、そして、プーリ６，６と協調してワイヤ５，５を保持する索具保持ドラムとして機能する一対のプーリ７，７、ならびに、プーリ６，６の中心軸を連結して同期回転させるためのシャフト８と、該シャフト８の一端に接続されて駆動源として機能するギァドモーター９を備える。

スキャナモジュール４を牽引する索具としては、ワイヤ５，５の他にもタイミングベルトの利用が可能であり、タイミングベルトを使用するに当たっては、索具巻取ドラムや索具保持ドラムとして歯付プーリを利用する。

この実施形態のスキャナー１では、筐体２の長手方向つまり図１に示す矢印Ｙの向きがスキャナモジュール４の副走査方向に相当し、これに直交する矢印Ｘの向きがスキャナモジュール４の主走査方向に相当する。

索具巻取ドラムとして機能する一対のプーリ６，６は、図１に示す通り、筐体２内における副走査方向の一端部つまり図１に示される筐体２の長手方向手前側の位置で主走査方向の両端部に配置され、プーリ６，６の中心軸を連結して同期回転させるためのシャフト８も、これに倣って、筐体２の長手方向手前側の位置で主走査方向に沿って横設されている。

一方、索具保持ドラムとして機能する一対のプーリ７，７は、筐体２内の副走査方向の他端部の位置で主走査方向の両端部に独立して配備された図示しない支軸によって個別に回転自在な状態で軸支されている。

また、索具として機能するワイヤ５，５は、スキャナモジュール４の主走査方向の両端部に各々個別に止着され、このワイヤ５，５が、主走査方向の一側に配備されたプーリ６，７の組と主走査方向の他側に配備されたプーリ６，７の組に掛け回されている。

従って、ギァドモーター９を作動させてシャフト８を回転駆動し、索具巻取ドラムとして機能するプーリ６，６を同期回転させれば、スキャナモジュール４の主走査方向の両端部をワイヤ５，５で均等に牽引して副走査方向における正逆の向きにスキャナモジュール４を移動させることが可能である。

図１に示される通り、索具保持ドラムとして機能するプーリ７，７は、筐体２内の副走査方向の他端部における主走査方向の両側の位置で独立した支軸で回転自在に保持されている。
プーリ７，７の間にはシャフト８に相当するような部材は存在しないので、スキャナモジュール４は、何物にも干渉することなくコンタクトガラス３の副走査方向の他端部にまで確実に移動することができる。

この実施形態のスキャナモジュール４の構成の概略を図２の断面図に示す。スキャナモジュール４は、図２に示される通り、コンタクトガラス３に載置された原稿を照射する光源１０と、原稿から反射された光を折り返してＣＣＤ等からなる光電変換素子１１に導く５枚のミラー１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ、および、ミラー１２ｅと光電変換素子１１との間に設けられミラー１２ｅで反射された光を変倍して光電変換素子１１に結像させるレンズ１３をフレーム１４上に一体に備える。
光源１０から照射されてコンタクトガラス３上の原稿で反射された光は、図２に示されるように、ミラー１２ａ，ミラー１２ｂ，ミラー１２ｃ，ミラー１２ｂ，ミラー１２ｄ，ミラー１２ｅで折り返し反射され、レンズ１３を経て光電変換素子１１上に結像する。

フレーム１４における副走査方向の一端部すなわち図２中に示されるフレーム１４の右端部にはシャフト８の直径を僅かに上回る上下幅を有するＵ字型の切欠部１４ａが形成されているので、スキャナモジュール４がコンタクトガラス３の副走査方向の一端部つまり図１中における筐体２の長手方向手前側の端部に移動した場合であっても、スキャナモジュール４とシャフト８とが干渉することはなく、前述した通り、スキャナモジュール４が他の部材と干渉することなくコンタクトガラス３の副走査方向の他端部にまで移動できることと相俟って、コンタクトガラス３に載置された原稿の全面、特に、副走査方向の一端部から他端部にかけて確実に画像を読み取ることができる。

図２に示したミラー１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅの取り付け位置や取り付け角度の関係では、スキャナモジュール４がコンタクトガラス３の副走査方向の一端部つまり図１中における筐体２の長手方向手前側の端部の移動限度に達した段階で、例えば図３に示されるようにして、ミラー１２ｄからミラー１２ｅに至る反射光の光路の一部がシャフト８で遮られるが、実際の画像の読取範囲つまり原稿の載置が可能な領域は、筐体２の上面四隅に形成された枠部２ａによって規制されているので、スキャナモジュール４がコンタクトガラス３の副走査方向の一端部の移動限度に達した時点で生じるミラー１２ｄ，１２ｅ間の光路とシャフト８との干渉は原稿の読み取りの実質的な障害とはならない。
枠部２ａで規制されるコンタクトガラス３の長手方向手前側の端部位置で原稿から反射された光を読み取る際のスキャナモジュール４の移動位置をフレーム１４における切欠部１４ａの位置で代表させて図３中の符号１４ａ’の仮想線で示す。つまり、スキャナモジュール４が図３中の符号１４ａ’で代表される位置にある状態では、原稿で反射されて最初のミラー１２ａに向かう光の経路が図３中の光路Ｌ１、また、この状態でミラー１２ｄで折り返されてミラー１２ｅに至る反射光の光路は図３中の光路Ｌ２となり、この光路Ｌ２がシャフト８に干渉することはない。

更に、スキャナモジュール４に配備するミラーとレンズおよび光電変換素子の取り付け位置や取り付け角度を調整して光学系を変更すれば、スキャナモジュール４が副走査方向一端部の移動限度に達した時点で生じるミラー１２ｄ，１２ｅ間の光路とシャフト８との干渉を防止することも可能である。

フレーム１４に対するミラー１２ｄ，１２ｅの取り付け角度を変えて更に別のミラー１２ｆを設置することによりフレーム１４における切欠部１４ａの部分を迂回して光路を形成することによってシャフト８と光路との干渉を防止した例を図４に、また、フレーム１４に対するミラー１２ｄ，１２ｅの取り付け位置を変えることでフレーム１４における切欠部１４ａの部分を迂回して光路を形成することによってシャフト８と光路との干渉を防止した例を図５に示す。

何れの場合も、図３の構成例と比較すると、原稿からの反射光を最初に受けるミラー１２ｃから光電変換素子１１に至る光路長が変化するが、レンズ１３の倍率を適切に選択することによって実質的に図３の構成例と同等の光学系を構成することが可能である。

このようにしてミラー１２ｄ，１２ｅ間の光路とシャフト８との干渉を防止した上で更に切欠部１４ａを深めに形成するようにすれば、スキャナモジュール４をシャフト８に対して更にオーバーラップさせて副走査方向の一端部側に移動させることができる。
従って、図３との比較において、筐体４上のコンタクトガラス３を例えば図４および図５に示すようにして副走査方向に向けて更に大きく形成しても、コンタクトガラス３上に載置される原稿の画像を確実に読み取ることができる。
また、コンタクトガラス３の大きさ、すなわち、読み取りの対象とする原稿の大きさが同一であれば、図４および図５に示される筐体２における枠部２ａの幅を図３に示される枠部２ａと比べて狭く形成することができるので、筐体２つまりスキャナー１の外形を更に小型化することが可能である。

本発明の画像読取装置の構成をスキャナーに適用した場合の一実施形態について示した透視図である。 同実施形態におけるスキャナモジュールの構成の概略を示した断面図である。 同スキャナモジュールにおけるミラーの取り付け位置と取り付け角度について簡略化して示した概念図である。 ミラーの取り付け位置と取り付け角度の他の一例について簡略化して示した概念図である。 ミラーの取り付け位置と取り付け角度の更に別の一例について簡略化して示した概念図である。

符号の説明

１ スキャナー（画像読取装置）
２ 筐体
２ａ 枠部
３ コンタクトガラス
４ スキャナモジュール
５ ワイヤ（索具）
６ プーリ（索具巻取ドラム）
７ プーリ（索具保持ドラム）
８ シャフト
９ ギァドモーター（駆動源）
１０ 光源
１１ 光電変換素子
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ ミラー
１３ レンズ
１４ フレーム
１４ａ 切欠部

Claims (3)

1. 筐体上面のコンタクトガラスに載置された原稿を照射する光源と，前記原稿から反射された光を折り返して光電変換素子に導く複数のミラーと，前記ミラーと前記光電変換素子との間に設けられ前記ミラーで反射された光を変倍して前記光電変換素子に結像させるレンズとを一体に配備したスキャナモジュールと、
   前記スキャナモジュールの主走査方向の両端部の各々に止着されて該スキャナモジュールを前記主走査方向と直交する副走査方向に牽引する一対の索具と、
   前記筐体内の副走査方向の一端部で主走査方向の両端部に設けられた一対の索具巻取ドラムと、
   前記主走査方向に沿って前記筐体内に横設され前記索具巻取ドラムの中心軸を連結して同期回転させるシャフトとを備えた画像読取装置において、
   前記スキャナモジュールにおける副走査方向の少なくとも一端部に、前記シャフトと前記スキャナモジュールとの干渉を回避して、前記スキャナモジュールが前記コンタクトガラスの前記副走査方向の一端部に移動することを許容する切欠部を形成したことを特徴とする画像読取装置。
2. 前記シャフトの一端が該シャフトを駆動する駆動源に接続されると共に、前記筐体内の副走査方向の他端部には、前記索具巻取ドラムと対を成す一対の索具保持ドラムが、主走査方向の両端部に各々独立して配備された支軸で回転自在に軸支されていることを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
3. 前記コンタクトガラスにおける副走査方向の一端部に前記スキャナモジュールが移動した際に前記複数のミラーで折り返された光の光路が前記シャフトと干渉しないように前記スキャナモジュール上における前記複数のミラーとレンズおよび光電変換素子の取り付け位置ならびに取り付け角度が調整されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の画像読取装置。

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