JP2011035673A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】原稿シートを載置セットする第１プラテンと、原稿シートを所定速度で移動する第２プラテンと、を備え、第１プラテンで画像読取する際に光量斑が生ずる影響を、第２プラテンで画像読取する際に発熱量が増大する影響を、共に軽減する。
【解決手段】原稿を載置セットして原稿画像を読取る第１プラテンガラスと原稿を所定速度で走行させて原稿画像を読取る第２プラテンガラスを並設し、この第１第２プラテンガラスの間で位置移動するキャリッジに読取り光を照射する光源ランプを搭載する。このとき、第２プラテンガラスのコンタクト面を第１プラテンガラスのコンタクト面に対して光源に接近するように段差を形成し、これと共に原稿画像からの反射光を画像読取センサに結像する結像光学手段に焦点調整するフォーカス調整手段を設けて、キャリッジを第１プラテンガラスと第２プラテンガラスとの間で位置移動する際に焦点調整する。
【選択図】図２

Description

本発明は、スキャナ装置、複写機、ファクシミリー装置など、原稿シート上の画像を読取る画像読取装置に係わり、プラテン上の原稿画像にキャリッジに搭載した光源ランプから読取光を照射するキャリッジ機構の改良に関する。

一般にこの種の装置は、プラテンカラス上に載置した原稿シートの画像を、プラテンに沿って移動するキャリッジから読み取り光を照射し、原稿画像からの反射光を読取センサで読み取っている。そして装置筐体に第１第２、２つのプラテンガラスを設け、その一方は原稿シートを載置セットする形状に、また他方は原稿シートを一定速度で走行させるスリット形状に構成することも良く知られている。

例えば特許文献１には、第１第２、２のプラテンを並設し、このプラテン下方に原稿に読取り光を終車するキャリッジを配置し、プラテン上方に原稿シートを自動給送するフィーダユニットを装備した装置が開示されている。

このような装置においてキャリッジはガイドレールなどで往復動可能に支持され、このキャリッジには光源ランプと、原稿画像からの反射光を結像方向に偏向する反射ミラー（プリズム・板ガラスなど）が搭載されている。そしてキャリッジをプラテンに沿って移動しながら線順位で原稿画像をＣＣＤなどの光電変換センサで読取っている。そこで特許文献１の装置では、光源及び反射ミラーと共に結像レンズと読取りセンサがキャリッジに搭載装備されている。

この他、例えば特許文献２にはキャリッジに光源と反射ミラーを搭載し、反射ミラーからの光を結像する結像レンズと読取りセンサを装置フレーム（シャーシ）に装備する装置も既に知られている。

従来、上記のように略々並行する位置に配置された第１第２のプラテンには、キャリッジに搭載された光源ランプから光を照射して、原稿画像からの反射光を光電変換センサに結像している。このとき第１プラテンで画像読取するとき、第２プラテンで画像読取するとき、共通のキャリッジから光を照射するように構成している。そこで従来は、第１キャリッジ（フラットベッドプラテン）にセットする原稿表面と、第２プラテン（スリット露光プラテン）を移動する原稿表面と、キャリッジに搭載された光源とは等距離に位置するようにプラテンを配置している。

つまり、第１プラテンに載置した原稿画像の高さ位置と、第２プラテンに沿って移動する原稿画像の高さ位置とは、同一高さ位置となるように第１第２プラテンを構成し、このプラテンの下方側に光源を搭載したキャリッジをプラテン面と平行に移動するように構成している。

一方、特許文献１及び特許文献２には、第１第２プラテンとの間に段差を形成するものが開示され、文献１のものは第２プラテン（スリット露光プラテン）側を高い位置に構成し、文献２のものは第２プラテンを低く構成する場合がそれぞれ図示されている。しかし、文献１には第２プラテンとキャリッジとの間に平面ガラスを介在させ、恰も第２プラテンを構成するガラス面の厚さを第１プラテンより厚く構成して、両者の屈折率を異ならせることによって段差を形成している。

また特許文献２の装置は、第２プラテンと原稿シートの間に少許のギャップを形成するためであり、この第２プラテンに案内される原稿シートと第１プラテン（フラットベッドプラテン）に載置される原稿シートは同一面に配置している。

従って、従来の装置は、第１、第２の２つのプラテンを同一平面に配置し、この両プラテンとキャリッジに内蔵された光源との距離が光学的に同一となるように、両プラテンを異なる材質で構成した場合には、屈折率を考慮して光源と原稿画像とが同一距離となるようにプラテンの高さ位置を調整している。これは原稿画像の反射光を受けて光電変換センサに結像する光学系の構造から当然のこととされている。

更に特許文献３には、プラテンに対して異なる位置に複数の光源を配置し、その１つを選択して原稿画像に照射する際に、光源位置が異なることに原因する焦点位置調整機構をキャリッジな内蔵する装置が提案されている。

特開平１０−０２３２２７号公報 特開２００６−０５４５５７号公報 特開２００５−２３４２９９号公報

上述のように第１、第２の２つのプラテンを並列に配置し、このプラテン上の原稿画像にキャリッジに搭載した光源から光を照射する際に、従来は、光源と第１プラテン上の原稿画像との距離と、光源と第２プラテン上の原稿画像との距離が光学的に等しくなるように構成することが当然とされている。つまりをフラットベッドプラテンの原稿を読取る場合と、スリット露光プラテンの原稿を読取る場合に、両プラテン間を位置移動するキャリッジの形成光源ランプから光を照射する場合に、キャリッジと両プラテンとの間の距離が異なると読取り光学系の焦点が合わず、画像ボケを招く。

従って、従来は第１第２のプラテン上の原稿とキャリッジとの間の距離は第１第２プラテンいずれでも光学的に等距離となるようにプラテン位置を設定している。そして第１第２プラテンに原稿をフィットさせる構成でプラテン素材が同一の場合には、第１第２プラテンのコンタクト面は同一平面上に設定し、この平面と所定間隔へだてた位置でキャリッジが平行移動するように構成している。そして特許文献２のようにプラテンと原稿との間にギャップを形成する場合には、キャリッジの光源と原稿面が一定距離となるように設定している。

このような構成にあっては第１プラテン（フラットベッド）に原稿をセットする場合にプラテンガラスが湾曲変形する場合がある。通常フラットベッドプラテンは使用する最大サイズシートに合わせた形状に構成し、載置した原稿を上からプラテンカバーで使用者が押さえながら画像読取することがある。このとき例えば原稿シートがブック物であると画像の歪曲を少なくするため使用者が強く上から押圧することがある。このような条件ではプラテンガラスが大きく歪曲することがある。そこでキャリッジの光源とプラテン距離を比較的大きく設定し、キャリッジが変形しても光量変化の影響を受けないようにしている。

また、第１プラテンに原稿をセットする場合には、連続する次の原稿は使用者がセットする時間的インターバルが避けられないため、連続して光源から光を照射し続けることはない。一方、第２プラテン（スリット露光プラテン）上の原稿を画像読取りするばあいにはプラテンガラスの歪曲変形の恐れは少ない。これはスリット露光のプラテンは幅サイズ（副走査方向長さ）が小さく、同時にブック物を載置することがないことから理解される。

ところがスリット露光プラテンの場合には、原稿シートは間断なく連続して原稿シートが供給されるため、キャリッジから相当、長時間に亘って光源から光を照射し続けることが要求される。このため、光源ランプが高温となりキャリッジを構成するフレーム部材が熱変形し、或いはミラー、レンズなど撮像光学素子が位置ズレすることがある。このためキャリッジの熱変形を防止する材料改善、冷却機構の工夫などが試みられている。

このような光源ランプの発熱量の問題と同時に、消費転力の問題が生ずる。上述のようにプラテンが外力によって歪曲する恐れのない第２プラテン（スリット露光プラテン）では光源ランプの長時間連続稼働によって発熱の問題と消費電力が増大する問題が生ずる。

そこで本発明者は、光源ランプを搭載したキャリッジと第１プラテンとの間隔距離と、このキャリッジと第２プラテンとの間隔距離を異ならせ、前者はプラテンの湾曲変形で光量斑が影響しない距離に、後者は光源ランプの発熱量を軽減することが可能な距離に設定するとの着装に至った。

本発明は原稿シートを載置セットする第１プラテンと、原稿シートを所定速度で移動する第２プラテンと、を備え、第１プラテンで画像読取する際に光量斑が生ずる影響を、第２プラテンで画像読取する際に発熱量が増大する影響を、共に軽減することの可能な画像読取装置の提供をその課題としている。

更に、本発明は互いに並設した第１、第２プラテンにキャリッジを位置移動するモード切換え時に同時に撮像光学系の焦点を最適状態に設定することの可能な画像読取装置の提供をその課題としている。

上記課題を達成するため本発明は、原稿を載置セットして原稿画像を読取る第１プラテンガラスと原稿を所定速度で走行させて原稿画像を読取る第２プラテンガラスを並設し、この第１第２プラテンガラスの間で位置移動するキャリッジに読取り光を照射する光源ランプを搭載する。このとき、第２プラテンガラスのコンタクト面を第１プラテンガラスのコンタクト面に対して光源に接近するように段差を形成し、これと共に原稿画像からの反射光を画像読取センサに結像する結像光学手段に焦点調整するフォーカス調整手段を設けて、キャリッジを第１プラテンガラスと第２プラテンガラスとの間で位置移動する際に焦点調整することを特徴としている。

更に、その構成を詳述すると、原稿を載置セットして原稿画像を読取るための第１プラテンガラス（２）と、前記第１プラテンガラスに並設され、原稿を所定速度で走行させて原稿画像を読取るための第２プラテンガラス（３）と、前記原稿画像に読取り光を照射する光源ランプ（９）を搭載したキャリッジ（６）と、前記プラテンガラス上の原稿画像を線順位で光電変換する画像読取センサ（８）と、前記原稿画像からの反射光を前記画像読取センサに結像する結像光学手段（Ｚ）と、前記キャリッジを前記第１、第２プラテンガラスとの間で移動可能に支持する走行ガイド手段（１２）と、前記走行ガイド手段に沿って前記キャリッジを移動するキャリッジ駆動手段（ＭＳ）と、前記キャリッジ駆動手段を制御する制御手段（不図示）とを備える。

そして、前記第２プラテンガラスのコンタクト面と、前記第１プラテンガラスのコンタクト面との間には段差（ｄ）が設けられ、この段差は、前記第２プラテンガラスの原稿コンタクト面が前記光源キャリッジに搭載された光源と接近した位置となるように形成する。

これと共に前記結像光学手段には、前記反射ミラーと、前記結像レンズを設け、この反射ミラーと、結像レンズと、画像読取センサの少なくとも１つを位置移動させて焦点調整するフォーカス調整手段（ＦＳ）を設ける。そこで前記制御手段は、前記キャリッジを前記第１プラテンガラスと第２プラテンガラスとの間で位置移動する際に、前記フォーカス調整手段を駆動制御して焦点調整するように構成する。

本発明は、第１プラテンと第２プラテンそれぞれのコンタクト面を、その下方に配置するキャリッジの光源に第２プラテンのコンタクト面が接近するように段差を形成し、これと共に原稿画像からの反射光を画像読取センサに結像する結像光学手段に焦点調整するフォーカス調整手段を設けてキャリッジを第１プラテンガラスと第２プラテンガラスとの間で位置移動する際に上記段差に応じて焦点調整するようにしたものであるから以下の効果を奏する。

フィーダユニットから原稿を連続して給送する第２プラテンラテンは、第１プラテンとの間に段差を形成するように、そのコンタクト面がキャリッジの光源に接近する近距離に配置してあるから、光源の光量を低減させることが可能である。この光源の光量軽減は段差距離の２乗（光は距離の２乗に反比例する）に相当する。

従って第１第２プラテンのコンタクト面に段差を形成することによって第１プラテンではプラテンガラスの湾曲変形で光量斑が生じない高さ位置に設定することが出来る。これと共に第２プラテンでは、第１プラテンとの間に形成した段差に応じて光源ランプの供給電源を低減させることが可能となる。そしてこの供給電源の低減はランプの発熱量を抑制することとなる。

更に本発明は、原稿画像からの反射光を画像読取センサに結像する結像光学手段に焦点調整するフォーカス調整手段を設け、キャリッジを第１、第２プラテン間で位置移動する際にこのフォーカス調整手段で段差に応じて焦点調整するように構成してあるから、安定した読取り画像データを得ることが出来る。

本発明に係わる画像読取装置の全体構成の説明図。 図１の装置における第１第２プラテンの高さ位置を示す要部説明図。 図１の装置における第１プラテンと第２プラテンの規準板の取付け構造の説明図。 図１の装置と異なるキャリッジの構造説明図。 図１の装置における光源位置と段差との関係を示す実験データを示す。

［本発明の基本的構成］
まず、図２に示すモデル図に基づいて本発明の基本的構成を説明する。本発明は、画像読取装置に原稿シートを載置セットして静止状態の原稿画像を読取るための第１プラテンガラス２と、原稿シートを所定速度で走行させて移動する原稿画像を読取るための第２プラテンガラス３を設ける。

この第１プラテンガラス２は、最大サイズシート（例えばＪＩＳ規格Ａ３サイズシート）を載置セットする寸法形状に構成する。また第２プラテンガラス３は、原稿シートの幅方向（主走査方向）に最大サイズシートに適合する寸法形状に構成する。そしてこの第１第２プラテンガラス２、３は、互いに並設され、その下方に以下のキャリッジ６を配置する。

キャリッジ６は、装置フレーム１（図示のものは外装ケーシングを装置フレームとして構成している）に設けたガイドレール１２で第１、第２プラテンガラス２，３に沿って位置移動可能に支持する。このキャリッジ６は耐熱性樹脂などのキャリッジフレーム１５に光源ランプ９と、反射ミラー１０を搭載する。

この光源ランプ９は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、キセノンランプ、蛍光灯などの線状光源でプラテンの幅（主走査方向長さ）サイズに構成する。図示の光源ランプ９はキャリッジ６のランプハウス１５ａに固定されている。キャリッジ６には第１、第２プラテンガラス２，３に対向する位置に読取開口１１が形成されこの開口から光源ランプ９の光がプラテンガラス上の原稿に照射するようになっている。

上記キャリッジ６には光源ランプ９から原稿画像に照射した反射光を結像方向（図２Ｘ軸方向）に偏向する反射ミラー１０を搭載さする。この反射ミラー１０はプリズム、板ガラスなどで構成する。図２の装置はキャリッジに第１、第２、第３、第４ミラー１０ａ〜１０ｄが搭載されている。また図４で後述する装置では第１、第２、第３ミラー１０ａ〜１０ｃがキャリッジ６に搭載されている。

そして原稿画像からの反射光を結像レンズ７に案内し、この結像レンズ７で集光した光を画像読取センサ（ＣＣＤ等の光電変換センサ）８で光電変換する。この結像レンズ７と画像読取センサ８はキャリッジ６に搭載する（図２の実施形態）か、或いはケーシング１の底壁に設けたシャーシ３６（図４の実施形態）に取り付ける。

そこで、第１プラテン２において原稿シートを載置セットするコンタクト面（以下「第１コンタクト面」という）２ａと、第２プラテン３において所定速度で走行する原稿シートをガイドするコンタクト面３ａ（以下「第２コンタクト面」という）との間に段差ｄを設ける。この段差ｄは第２プラテンガラス３上の原稿画像面が第１プラテンガラス２上の原稿画像面より（キャリッジ６に搭載した）光源ランプ９に接近した位置となるように形成する。

このように第１コンタクト面２ａと、第２コンタクト面３ａとは、互いに平行に配置された平行面で段差ｄを形成する。つまり上記キャリッジ６は、これに搭載した光源ランプ９が第１コンタクト面２ａの原稿画像面と距離Ｌを隔てた平面内を往復動するようにガイドレール１２に支持する。

従って第２コンタクト面３ａの原稿画像と光源ランプ９とは距離（Ｌ−ｄ）で隔てられることとなる。そしてこの距離Ｌは、第１プラテンガラス２が許容される最大撓み（γ）のとき、第１コンタクト面２ａに照射する光量は、撓み量ゼロのときと比較して減衰する。この第１プラテンガラス２の撓みによる照射光量の減衰は、画像読取センサ８の出力値のバラツキとして許容される範囲内（装置仕様）に設定する。

つまり撓み量に比較して距離Ｌを大きくすれば照射光量の斑を抑えることが出来、その許容される最適値に距離Ｌを設定する。尚、第１コンタクト面２ａの最大撓み（γ）は、例えばコンタクト面２ａにブック原稿が載置され、原稿に生ずる歪みを抑えるために使用者がプラテンカバー５でブック原稿を押圧する操作を考慮して設計値として設定する。

一方、第２コンタクト面３ａには、画像読取操作で撓みを生じさせる外力が作用することがない。これは第２コンタクト面３ａには、ブック原稿が載置されることも、また使用者が上から押圧する外力が作用する必要がないことから理解される。ところが第２コンタクト面３ａには、後述するフィーダユニットＢから原稿シートが連続して供給され、前述の光源ランプ９は点灯した状態に長時間維持される。この光源ランプ９の継続点灯は、消費電力と発熱の問題を引き起こす。

そこで本発明は第１コンタクト面２ａと第２コンタクト面３ａとの間に前述の段差ｄを設け、この段差ｄは光源ランプ９に対して第２コンタクト面３ａ上の原稿画像面が第１コンタクト面２ａ上の原稿画像面より距離（ｄ）だけ接近するように形成する。

上記段差ｄの作用について説明する。図５に光源ランプ（実験はＬＥＤ光源ランプ）の配光分布の実験値を示す。図５に一例としてＬＥＤ光源のガラス面から測定面の深度を（０、１mm、２mm、３mm）に変化させた副走査方向の配光分布を示す。この実験データから次のことが判明する。例えば光源ランプ９の位置を副走査方向に２mm（読取点から光源ランプの中心を２mmズラした位置）のときの光源ランプ９と第１プラテンガラス２のコンタクト面２ａとの距離（深さ）との関係は、深度０mmでは出力比が１．１であるが、深度３mmでは０．７となる。

つまり第１プラテンガラス２のコンタクト面２ａに対し、第２プラテンガラス３の位置を３mm下げた位置に配置した場合、同じ光源ランプ９でプラテンガラス面上では０．７の出力の時、第２プラテンガラス面上では１．１の出力が得られることになる。
つまり、プラテンガラス基準で、第２コンタクト面３ａでは１．５７倍の光量が得られることになる。コンタクト面での光量を１００％Ｄｕｔｙで点灯しているとすると、約６４％のＤｕｔｙで点灯して同じ光量を得ることができる。

例えば、ＬＥＤ１個に対し３０ｍＡの電流を流して駆動しているとすると、６４％のＤｕｔｙで制御した場合３０ｍＡ×６４％＝１９．２ｍＡ相当の電流量に置き換えることができる。ＬＥＤ内部の温度上昇変化量ΔＴｊ−ｓは、ΔＴｊ−ｓ＝ＬＥＤジャンクションケース間熱抵抗Ｒｔｈｊ−ｓ（℃／Ｗ）×熱量Ｐｂ（Ｗ）で表せる。

ＶＦが３．５Ｖ一定であったとすると、電流３０ｍＡの時と、１９．２ｍＡの時のそれぞれの熱量は、０．０３［Ａ］×３．５［Ｖ］＝０．１０５［Ｗ］、０．０１９２［Ａ］×３．５［Ｖ］＝０．０６７２［Ｗ］となる。Ｒｔｈｊ−ｓが３００［℃／Ｗ］であったとすると、ΔＴｊ−ｓはそれぞれ、３００［℃／Ｗ］×０．１０５［Ｗ］＝３１．５［℃］、３００［℃／Ｗ］×０．０６７２［Ｗ］＝２０．１６［℃］となり、１１［℃］以上も温度が下がることとなる。

以上の実験から明らかなように第１プラテンガラス２のコンタクト面２ａに対して第２プラテンガラス３のコンタクト面３ａを光源ランプ９に段差ｄだけ接近させることにより、原稿画像面に照射する光量は、段差ｄの２乗に比例して増大し、上記実験値では光源ランプ９に供給する電力量を６４％に軽減することができ、このときの発熱を１１°Ｃ低下させることが可能となる。

［調光手段の構成］
次に、上述の段差ｄを形成することによって光源ランプ９の発光量を増減調整する。この発光量調整は、ランプに供給する電流を増減することによって可能である。例えば光源ランプ９に供給する電流をＰＷＭ制御する。光源ランプ９のドライバ回路を、光源ランプ９に供給する供給電流を例えばパルス制御するように構成する。そして後述する制御ＣＰＵで第１プラテンガラス２に照射する場合のデュティ（第１のデュティ値）に対して第２プラテンガラス３に照射するときのデュティ（第２のデュティ値）を低く設定する（第１のデュティ値＞第２のデュティ値）。この第１第２のデュティ値は、両コンタクト面に照射される光量が実質的に同一となるように予め設定する。そして制御ＣＰＵでキャリッジ６を第１プラテン２に位置させるときには第１のデュティ値で、キャリッジ６を第２プラテン３に位置させるときには第２のデュティ値で、電源ランプ９に電源供給する。

［フォーカス調整手段の構成］
次に、上述の段差ｄを形成することによって原稿画像からの反射光を画像読取センサ８に結像する結像光学手段Ｚを焦点調整する必要が生ずる。つまり第１プラテンガラス２で画像読取する場合と、第２プラテンガラス３で画像読取する場合では、結像光学系の距離が異なるため、段差ｄに応じてフォーカシングする。このため、原稿画像からの反射光を画像読取センサ８に結像するための結像光学手段Ｚを反射ミラー１０、結像レンズ７で構成し、この反射ミラー１０と、結像レンズ７と、画像読取センサ８の少なくとも１つを位置移動させて焦点調整するフォーカス調整手段ＦＳを設ける。

このフォーカス調整手段ＦＳは、図２の装置では結像レンズ７を光路方向（同図Ｘ軸方向）に位置移動可能にキャリッジフレーム１５に取付け、シフトモータ（フォーカス調整手段）ＭＳで位置移動する。また後述する図４の装置ではキャリッジに搭載した反射ミラー（プリズム、板ガラスなど）１０を位置移動可能に取付け、シフトモータ（フォーカス調整手段）ＭＳで位置移動する。

このように、原稿画像からの反射光を画像読取センサ８に結像する結像光学手段Ｚを構成する反射ミラー１０又は結像レンズ７又は画像読取センサ８の少なくとも１つの位置を光路方向に位置移動可能に構成することによって段差ｄに応じた結像光学系の焦点調整が可能となる。その制御は、後述するが、（１）第１プラテンガラス２におけるフォーカス位置を規定値として結像光学手段を設定し、キャリッジ６を第２プラテンガラス３に位置移動する際に段差ｄに応じた焦点調整を実行するように構成する。或いは（２）第２プラテンガラス３におけるフォーカス位置を規定値とし、キャリッジ６を第１プラテンガラス２に位置移動する際に段差ｄに応じた焦点調整を行うように構成する。或いは（３）第１、第２プラテンガラス位置でそれぞれ焦点調整を行うように構成する。

上記焦点調整は、例えば次のように行う。上記（１）の構成においては、第１プラテンガラス２におけるフォーカス位置は、キャリッジ６及び結像光学手段Ｚ（反射ミラー、結像レンズ）の組み立て時に焦点合わせを行って、その合焦位置に固定する。このとき第１プラテンガラス２の許容最大撓み量は、焦点深度内に設定する。

そして第２プラテンガラス３には、そのコンタクト面３ａに基準画像を形成した基準板２０を配置する。図示のものは第２プラテンガラス３をケーシング１に固定するフランジ部１ａに例えば図３（ｂ）に示すように黒色線画像２０ａと白画像２０ｂを形成した基準板２０を設ける。

そしてこの基準板２０の画像を画像読取センサ８で読取って、その出力値を基準値と比較する。このとき段差ｄの影響で読取値が基準値より低く出力される。そこで前述のシフトモータ（フォーカス調整手段）ＭＳを合焦方向に回転させ、そのときの出力値を基準値と比較するようにフィードバックする。これによって結像光学系は焦点合わせされる。

上記（２）の場合は、第２プラテンガラス３のコンタクト面３ａに基準板２０を配置する。その他は、上記（１）と同様に制御する。また上記（３）の場合は第１第２プラテンガラス３のコンタクト面２ａ、３ａにそれぞれ基準板２０を配置し、上記（１）と同様に制御する。尚、上述の基準板２０は、焦調整のための黒色線画像２０ａと白基準を設定する白画像２０ｂとを同時に１つの基準板に配置する必要はなく、それぞれ個別に配置しても良い。

そして上述の焦点調整は、画像読取のモードが設定され、その初期動作として上記（１）の場合には、キャリッジ６を第２プラテンに位置移動する際に焦点合わせし、上記（２）の場合には、キャリッジ６を第１プラテンガラス２に位置移動する際に焦点合わせする。また上記（３）の場合には、キャリッジ６を第１、第２プラテンガラス２，３に位置移動する都度、焦点合わせする。以下図示の実施形態に基づいて本発明を詳細に説明する。

［画像読取装置］
図１に示す画像読取装置はスキャナユニットＡと、フィーダユニットＢとから構成され、フィーダユニットＢはスキャナユニットＡの上部に設置されている。スキャナユニットＡは同図に示すように装置フレーム１の上面に第１プラテンガラス２と第２プラテンガラス３とが並列に配置されている。上記フィーダユニットＢは第２プラテン３に原稿シートを給送するフィーダ機構４と、上記第１プラテン２上の原稿を覆うプラテンカバー５とから構成され、スキャナユニットＡの上面に開閉自在にヒンジ連結されている。以下各構成を詳述する。

［スキャナユニットの構成］
スキャナユニットＡは装置フレーム１に上述の第１プラテンガラス２と第２プラテンガラス３を備え、このケーシング内部にキャリッジ６が内蔵されている。第１プラテン２は、そのコンタクト面（第１コンタクト面）２ａは最大サイズ原稿シートを載置可能な寸法形状に構成されている。第２プラテン３は最大サイズ原稿シートの幅サイズの寸法形状に構成されている。そして、そのコンタクト面（第２コンタクト面）３ａは図２に示すように段差ｄを有するように配置されている。

上記キャリッジ６は、図２に示すようにキャリッジフレーム１５と、光源ランプ９と、反射ミラー１０と、集光レンズ７と、画像読取センサ８と、から構成されている。キャリッジフレーム１５は、耐熱性に富んだ樹脂で構成され、光源ランプ９と撮像素子（反射ミラー、集光レンズ）１０と、画像読取センサ８とを搭載する。

そしてこのキャリッジフレーム１５は装置フレーム１に設けられた一対のガイドレール１２に軸支持されている。そして前述したように光源ランプ９は、その光源中心と第１プラテン２の第１コンタクト面２ａとは距離（Ｌ）、第２プラテン３の第２コンタクト面３ａとは距離（Ｌ−ｄ）の位置に配置されている。

上記キャリッジ６は図１左右方向に往復動可能に支持されている。そして第１プラテンに沿って領域ａｒ１を往復動するようにガイドレール１２に支持されている。またこのキャリッジ６は第２プラテン３の画像読取位置ｒｅ１と、基準板２０読取位置ｒｅ２に位置移動可能に支持されている。そして装置フレーム１にはキャリッジ６の移動方向に一対のプーリ（不図示）が配置され、このプーリ間に架け渡された走行ワイヤにキャリッジフレーム１５が連結してある。このプーリの一方はキャリッジモータ（不図示）に連結されている。

上記キャリッジフレーム１５には第１第２プラテンガラス２、３と対向する位置に読取開口１１が形成され、光源ランプ９からの光をプラテン上の原稿画像に照射し、その反射光を反射ミラー１０ａ〜１０ｄで集光レンズ７に案内し、このレンズで画像読取センサ８上に結像する。

上記光源ランプ（光源）９は、蛍光灯、キセノンランプ、ＬＥＤなどの棒状発光体或いは点状発光素子の光を線状光として照射する反射構造を採用する。このように構成された光源ランプ９はキャリッジフレーム１５に一体的に取付けられ、読取開口１１から第１第２ガラス２、３上の原稿シートに読取光を照射する。

上記反射ミラー１０は、所定長さの光路長を形成するように適宜複数枚で構成され、図示のものは第１ミラー１０ａで原稿画像の反射光を第２ミラー１０ｂに向けて偏向し、この光を第３ミラー１０ｃから第４ミラー１０ｄに導き、そして集光レンズ７に案内する。尚、原稿画像の反射光はこのような光路形成に限らず例えば第１、第２、２つのミラーで光路形成することも可能である。

上記集光レンズ７は図２に示すように１枚若しくは複数枚の撮像レンズで構成され、反射ミラー１０から送られた原稿画像の反射光を画像読取センサ８上に結像する。また、上記画像読取センサ８は、ＣＣＤなどの光電変換センサで構成され、集光レンズ７から送られた原稿画像の反射光を光電変換する。特に、図示の画像読取センサ８は、カラーラインセンサで構成され、Ｒ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（Ｂｌｕｅ）の各画素を構成するセンサ素子をライン状に３列配置している。このような構成の画像読取センサ８は基板８ａに取付けられ、この基板８ａがキャリッジフレーム１５に固定されている。

このように構成されたキャリッジ６は、光源（光源ランプ９）からプラテン上の原稿画像に光を照射し、その反射光を反射ミラー１０で集光レンズ７に導き、ラインセンサ（画像読取センサ）８上に結像する。そしてこの結像された光をラインセンサ（画像読取センサ）８で電気的に変換して出力ケーブル（図示せず）から出力する。尚この出力ケーブルからの電気信号は図示しないデータ処理部で２値化され、ディザ補正など画像処理され外部装置に出力される。

そこで上述の結像レンズ７は、図３（ａ）に示すようにキャリッジフレーム１５に設けたガイド溝に沿って光路方向（同図Ｘ軸方向）に摺動可能に支持されている。そして、キャリッジフレーム１５にはシフトモータ（フォーカス調整手段）ＭＳが搭載され、このシフトモータ（フォーカス調整手段）ＭＳの回転軸に減速ギアを介してスクリューネジ１８が連結されている。このスクリューネジ１８に結像レンズ７のレンズ鏡筒７ａが連結されている。従ってシフトモータ（フォーカス調整手段）ＭＳの回転で結像レンズ７は光軸方向に位置移動することとなる。尚この結像レンズの焦点調整は、前述した（１）（２）（３）のいずれかの方法で焦点調整される。

［キャリッジ構成の異なる実施形態］
前述の装置は、結像光学手段Ｚをすべてキャリッジ６に搭載する場合を示したが、この結像光学手段Ｚは、結像レンズ７及び画像読取センサ８を往復動するキャリッジ６とは別に図４のように構成することも可能である。図４に示す装置はキャリッジ６を前述と同様に第１プラテン２、３のコンタクト面に沿って位置移動自在にガイドレール（図示せず）に支持する。

そしてキャリッジ６には、光源ランプ９と、第１ミラー１０ａ、第２ミラー１０ｂ、第３ミラー１０ｃを搭載し、この第２第３ミラー１０ｂ、１０ｃはミラーボックス１０Ｂに収容する。そして第３ミラー１０ｃからの反射光を結像レンズ７で画像読取センサ８に集光する。この結像レンズ７と画像読取センサ８は装置フレーム１のシャーシ３６に固定する。

そして反射ミラー１０を収容したミラーボックス１０Ｂはキャリッジ６に光路方向に位置移動可能に支持されている。そして、キャリッジフレーム１５にはシフトモータ（フォーカス調整手段）ＭＳが搭載され、このモータの回転軸に減速ギアを介してスクリューネジ１８が連結されている。このスクリューネジ１８にミラーボックス１０Ｂが連結されている。

従ってシフトモータ（フォーカス調整手段）ＭＳの回転でミラーボックス１０Ｂは、これに搭載された第２第３ミラー１０ｂ、１０ｃは光軸方向に位置移動することとなる。尚このミラーボックス１０Ｂの焦点調整は、前述した（１）（２）（３）のいずれかの方法で焦点調整される。その他の構成は前述のものと同様であり、同一符号を付して説明を省略する。

［フィーダユニットの構成］
上述の第１、第２プラテンガラス２、３の上方には原稿シートを第２プラテンガラス３に給送するフィーダユニットＢが装備されている。このフィーダユニットＢは第２プラテン３に給紙トレイ４１に載置した原稿シートを給送する給紙機構４と、第２プラテン３を覆うプラテンカバー５を備えている。

給紙機構４を図１に基づいて説明すると、原稿シートを載置する給紙トレイ３３と、排紙トレイ３４と、給紙トレイ３３から排紙トレイ３４に第２プラテンガラス３を介して原稿を給送する給紙経路３５で構成される。給紙トレイ３３には原稿シートを１枚ずつ分離給送する給紙ローラ２５と、レジストローラ３０が配置されている。また給送経路３５には、原稿シートを所定速度で第２プラテンガラス３に給送するリードローラ３６と、この第２プラテンガラス３からの原稿を排紙トレイ３４に向けて移送する搬出ローラ３７と排紙ローラ３８が設けられている。

［制御構成］
図１のり装置において、制御構成は図示しないが、例えば制御ＣＰＵで画像読取装置を制御する。この制御ＣＰＵにはコントロールパネルを設けて画像読取を第１プラテン２で実行する（ブックモード）のか、第２プラテンで実行する（ＡＤＦモード）のかオペレータが指定するように構成する。そして制御ＣＰＵはブックモードが選択されたときにはキャリッジ６を第１プラテン２の読取り開始位置に、ＡＤＦモードのときにはキャリッジ６を第２プラテンの読取り開始位置に位置移動する。このキャリッジ６の位置移動は前述したキャリッジモータ（不図示）の制御で行う。

このキャリッジの開始位置への位置移動は、第２プラテン３のときには、図２に示す焦点調整位置ｒｅ２に移動する。そして制御ＣＰＵはＡＤＦモードに設定されたときには、キャリッジ６を画像読取位置ｒｅ１と異なる焦点調整位置ｒｅ２で、光源９に電源供給してランプ９を発光させる。このときのデュティ値は前述した第２デュティ値に設定する。そして制御ＣＰＵは画像読取センサ８の出力値を予め設定されている基準値（合焦値）と比較して、検出値と基準値が一致しないときには、フォーカス調整手段のシフトモータＭＳで結像光学手段を所定量位置移動し、再びセンサ８の出力値と基準値を比較して結像光学手段を位置調整する。このようなフィードバック制御で焦点調整する。

そして制御ＣＰＵは、この焦点調整の後、キャリッジ６を第２プラテンの画像読取位置ｒｅ１に移動する。そしてフィーダユニットから繰り出された原稿シートの画像読取を開始する。このとき制御ＣＰＵは光源ランプ９に前述した第２のデュティ値で電源供給するように制御する。このように本発明は、キャリッジ６を第１プラテンから第２プラテンに位置移動する際に、段差ｄに応じた「状点調整」と「光源の発光量調整」を画像読取モードの設定で自動的に実行することを特徴としている。

Ａ スキャナユニット
Ｂ フィーダユニット
１ 装置フレーム
２ 第１プラテンガラス
２ａ コンタクト面（第１コンタクト面）
３ 第２プラテンガラス
３ａ コンタクト面（第２コンタクト面）
４ フィーダ機構
６ キャリッジ
７ 結像レンズ
８ 画像読取センサ（光電変換センサ）
９ 光源ランプ
１０ 反射ミラー
１１ 読取開口
１２ ガイドレール
１５ キャリッジフレーム
１５ａ ランプハウス
１８ スクリューネジ
２５ 給紙ローラ
ｄ 段差
γ 最大撓み
Ｚ 結像光学手段（反射ミラー、結像レンズ）
ＦＳ フォーカス調整手段
ＭＳ シフトモータ

Claims (6)

1. 原稿シートを載置セットして原稿画像を読取るための第１プラテンガラスと、
   前記第１プラテンガラスに並設され、原稿を所定速度で走行させて原稿画像を読取るための第２プラテンガラスと、
   前記原稿画像に読取り光を照射する光源ランプを搭載したキャリッジと、
   前記プラテンガラス上の原稿画像を線順位で光電変換する画像読取センサと、
   前記原稿画像からの反射光を前記画像読取センサに結像するための結像光学手段と、
   前記キャリッジを前記第１、第２プラテンガラスとの間で移動可能に支持する走行ガイド手段と、
   前記走行ガイド手段に沿って前記キャリッジを移動するキャリッジ駆動手段と、
   前記光源ランプの光量を調整する調光手段と、
   前記キャリッジ駆動手段と前記調光手段を制御する制御手段と、
   を備え、
   前記第２プラテンガラスの原稿コンタクト面と、前記第１プラテンガラスの原稿コンタクト面との間には段差が設けられ、
   この段差は、前記第２プラテンガラス上の原稿画像が前記第１プラテンガラス上の原稿画像より前記光源に接近した位置となるように形成され、
   前記結像光学手段には、前記段差に応じて焦点位置を調整するフォーカス調整手段が設けられ、
   前記制御手段は、前記キャリッジを前記第１プラテンガラスと第２プラテンガラスとの間で位置移動する際に、
   前記調光手段で前記光源ランプを前記段差に応じた光量に調整すると共に、
   前記フォーカス調整手段で前記結像光学手段を前記段差に応じた焦点位置に位置調整することを特徴とする画像読取装置。
2. 前記結像光学手段は、原稿画像からの反射光を前記画像読取センサに案内する反射ミラーと、結像レンズとで構成され、
   前記フォーカス調整手段は、前記反射ミラーと、結像レンズと、前記画像読取センサの少なくとも１つを光路方向に位置移動するシフト手段で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
3. 前記第２プラテンには、原稿シートのコンタクト面に基準画像を形成した基準板が設けられ、
   前記制御手段は、前記キャリッジを前記基準板の読取位置に移動して、この基準板の読取りデータを予め設定した基準値と比較して前記フォーカス調整手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
4. 前記基準板には、
   前記画像読取センサの白基準値を設定するための基準画像と、
   前記結像光学手段の焦点調整のための基準画像と、
   が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の画像読取装置。
5. 前記白基準値を設定するための基準画像は、白色画像で、
   前記結像光学手段の焦点調整のための基準画像は、前記白色画像に隣接して形成された有色線画像であることを特徴とする請求項４に記載の画像読取装置。
6. 前記第２プラテンには、原稿シートを供給するフィーダユニットが設けられ、
   このフィーダユニットは、原稿シートを載置する給紙トレイと、排紙トレイと、シート給送経路とを備え、
   前記シート給送経路は、前記給紙トレイから原稿シートを、前記第２プラテンを経由して前記排紙トレイに移送するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。

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