JP2011229000A - 画像読取装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】裏写りを低減すること。
【解決手段】画像読取装置は、光源ユニット23と、イメージセンサ26と、導光部(反射板24、第1遮蔽板27a及び第2遮蔽板27b)とを備える。光源ユニット23は、光を原稿Pに向けて照射する。イメージセンサ26は、光源ユニット23から照射されて原稿Pで反射した光に基づいて、原稿Pを撮像する。導光部は、原稿Pを挟んで光源ユニット23とは反対側に設けられ、光源ユニット23から照射された光のうち、原稿Pに照射されない光を直接イメージセンサ26に入射させる。また、導光部は、イメージセンサ26による原稿Pの撮像時に、光源ユニット23から照射されて原稿Pを透過した光のうち、イメージセンサ26に入射される光を低減する。
【選択図】図2

Description

本発明は、画像読取装置に関し、さらに詳しくは、裏写りの低減を図る画像読取装置に関するものである。
画像読取装置は、例えば、特許文献1に開示されているように、被読取媒体(特許文献1中では媒体)の裏面に板状の表面鏡が配置されるものがある。特許文献1に開示されている装置は、薄めの被読取媒体の画像を明るく読み取ることを目的とした装置である。
特開平02−242390号公報
特許文献1に開示されている技術の場合、表面鏡は、光源から照射された光以外にも、被読取媒体や装置の各部で乱反射された光が導かれる。この乱反射された光が被読取媒体を透過してイメージセンサに導かれると、イメージセンサは、被読取媒体の裏面の画像まで読み取ることになる。これにより、特許文献1に開示されている技術は、被読取媒体の裏面の画像が、被読取媒体の表面(読取面)に写りこんだ画像を読み取るおそれ、すなわちいわゆる裏写りのおそれがある。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、裏写りを低減することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る画像読取装置は、光を被読取媒体に向けて照射する光源と、前記光源から照射されて前記被読取媒体で反射した光に基づいて、前記被読取媒体を撮像するイメージセンサと、前記被読取媒体を挟んで前記光源とは反対側に設けられ、前記光源から照射された光のうち、前記被読取媒体に照射されない光を直接前記イメージセンサに入射させる導光部と、を備え、前記導光部は、前記イメージセンサによる前記被読取媒体の撮像時に、前記光源から照射されて前記被読取媒体を透過した光のうち、前記イメージセンサに入射される光を低減することを特徴とする。
本発明の好ましい態様としては、前記導光部は、前記光源から照射された光のうち、前記被読取媒体に照射されずに入射された光を前記イメージセンサに導くように反射する反射部と、前記被読取媒体と直交する方向において前記反射部と前記イメージセンサとの間に設けられ、前記光源から照射されて前記被読取媒体を透過して前記反射部で反射された光の前記イメージセンサへの入射量を低減する遮蔽部と、を含むことが望ましい。
本発明の好ましい態様としては、前記光源からの前記光が前記反射部に入射する入射角θと、前記反射部のうち前記光源からの光が入射する入射部と前記被読取媒体との間の距離Aと、前記イメージセンサの主走査方向と直交する面内における距離であって、前記反射部で反射された光の経路と、前記イメージセンサ側に配置された前記遮蔽部のうち前記被読取媒体側の端部と、の間の最小の距離Dと、は、D<A・tan(2θ)/(1−tan(θ)・tan(2θ))を満たすことが望ましい。
本発明の好ましい態様としては、前記イメージセンサの主走査方向と直交する面内での寸法であって、前記反射部のうち前記光源からの前記光が入射される入射部と、前記反射部の端部のうち前記イメージセンサ側の端部と、の間の寸法Cと、前記光源からの前記光が前記反射部に入射する入射角θと、前記入射部と前記被読取媒体との間の距離Aと、は、C<A・tan(2θ)/[cos(θ)+sin(θ)・tan(θ)]を満たすことが望ましい。
本発明の好ましい態様としては、前記遮蔽部は、前記被読取媒体を透過した光の前記反射部への入射量を低減することが望ましい。
本発明の好ましい態様としては、前記導光部は、前記光源から照射された光のうち、前記被読取媒体に照射されずに入射された光を前記イメージセンサに導くように反射する反射部を含み、前記イメージセンサの主走査方向と直交する面内での寸法であって、前記反射部のうち前記光源からの前記光が入射される入射部と、前記反射部の端部のうち前記イメージセンサ側の端部と、の間の寸法Cと、前記光源からの前記光が前記反射部に入射する入射角θと、前記入射部と前記被読取媒体との間の距離Aと、は、C<A・tan(2θ)/[cos(θ)+sin(θ)・tan(θ)]を満たすことが望ましい。
本発明の好ましい態様としては、前記光源と前記反射部との間に移動可能に設けられて、前記光源から照射された前記光を前記イメージセンサに導かれるように反射する色基準手段を備えることが望ましい。
本発明の好ましい態様としては、前記イメージセンサと前記反射部との少なくとも一方が回動可能であることが望ましい。
本発明の好ましい態様としては、前記導光部は、前記反射部と前記被読取媒体との間となる位置に設けられて、前記反射部に入射される外乱光を低減するプリズムを含むことが望ましい。
本発明の好ましい態様としては、前記反射部は、前記被読取媒体側の面が湾曲した形状であることが望ましい。
本発明に係る画像読取装置は、光源が照射した光以外の光がイメージセンサに導かれることを抑制できる。結果として、本発明に係る画像読取装置は、裏写りを低減できるという効果を奏する。
図1は、実施形態1に係る画像読取装置の概略構成例を示す図である。 図2は、実施形態1のイメージセンサユニットの構成を模式的に示す説明図である。 図3は、実施形態2のイメージセンサユニットの構成を模式的に示す説明図である。 図4は、実施形態3のイメージセンサユニットの構成を模式的に示す説明図である。 図5は、実施形態3の他のイメージセンサユニットの構成を模式的に示す説明図である。 図6は、実施形態4の反射部を模式的に示す説明図である。 図7は、実施形態5の反射部を模式的に示す説明図である。 図8は、実施形態6のイメージセンサユニットの構成を模式的に示す説明図である。
以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施形態により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの或いは実質的に同一のものが含まれる。また、下記の実施形態では、画像読取装置としてイメージスキャナについて説明するが本発明はこれに限定されるものではなく、複写機、ファクシミリ、文字認識装置などの被読取媒体をイメージセンサにより読み取りを行うものであればいずれであってもよい。また、下記の実施形態では、イメージスキャナとして被読取媒体をイメージセンサに対して移動させることで、イメージセンサと被読取媒体とを相対移動させる自動給紙スキャナについて説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、イメージセンサを被読取媒体に対して移動させることで、イメージセンサと被読取媒体とを相対移動させるフラットベッドスキャナであってもよい。
(実施形態1)
図1は、実施形態1に係る画像読取装置の概略構成例を示す図である。以下の実施形態では、被読取媒体を原稿Pとし、読取対象面を印字面P1とする。実施形態1に係る画像読取装置10は、図1に示すように、搬送装置11と、イメージセンサユニット20と、モータ駆動回路17と、光源駆動回路18と、制御装置19とを含む。搬送装置11は、イメージセンサユニット20と原稿Pとを相対移動させるものである。本実施形態では、搬送装置11は、原稿Pをイメージセンサユニット20へ搬送する。搬送装置11は、搬送ローラ12と、搬送ローラ13と、搬送ローラ用モータ14とを含む。搬送ローラ12及び搬送ローラ13は、互いに対向して回転可能に支持される。搬送ローラ用モータ14は、搬送ローラ12に回転力を与えて搬送ローラ12を回転させる。搬送ローラ用モータ14が回転すると、搬送ローラ12は、矢印Y1方向に回転する。搬送ローラ12と搬送ローラ13との間に原稿Pが導かれると、原稿Pは、搬送ローラ12の回転により矢印Y3方向に移動する。矢印Y3方向は、原稿Pが搬送装置11に近づく方向である。この時、搬送ローラ13は、矢印Y1方向とは反対方向である矢印Y2方向に回転する。搬送装置11は、このようにして、イメージセンサユニット20に原稿Pを導く。
イメージセンサユニット20は、搬送装置11により搬送された原稿Pの印字面P1の読み取りを行う。具体的には、イメージセンサユニット20は、原稿Pを主走査方向に読み取る。なお、主走査方向は、原稿Pの印字面P1と平行かつ原稿Pの搬送方向と直交する方向である。なお、主走査方向は、図1の紙面に直交する方向でもある。イメージセンサユニット20は、画像読取装置10の図示しない筐体に固定される。イメージセンサユニット20は、第1フレーム21aと、第2フレーム21bと、第1透過板22aと、第2透過板22bと、光源ユニット23と、レンズ25と、イメージセンサ26と、色基準手段としての白基準板28aと、回動軸28bと、白基準板用モータ28cと、導光部とを含む。
導光部は、原稿Pを挟んで光源ユニット23とは反対側に設けられ、光源ユニット23から照射された光のうち、原稿Pに照射されない光を直接イメージセンサ26に入射させるものである。また、導光部は、イメージセンサ26による前記被読取媒体の撮像時に、光源ユニット23から照射されて原稿Pを透過した光のうち、イメージセンサ26に入射される光を低減するものである。具体的には、導光部は、反射板24と、遮蔽手段としての第1遮蔽板27a及び第2遮蔽板27bとを含む。
第1フレーム21a及び第2フレーム21bは、イメージセンサユニット20のその他の構成要素(構成部品)を支持する。なお、第2フレーム21bは、従来の裏当て部材に相当する部分である。第1透過板22a及び第2透過板22bは、光を透過する板状部材である。第1透過板22a及び第2透過板22bは、例えば、ガラス板である。第1透過板22aは、第1フレーム21aに設けられる。第2透過板22bは、第2フレーム21bに設けられる。第1透過板22aと第2透過板22bとは、隙間をあけて互いに平行に設けられる。これにより、画像読取装置10は、第1透過板22aと第2透過板22bとの間に原稿Pが走行できる搬送路Rが形成される。原稿Pは、第1透過板22aと第2透過板22bとによって支持されながら、搬送路Rを走行する。
光源ユニット23は、第1フレーム21aに設けられる。光源ユニット23は、搬送路Rに向かって光T1を照射する。搬送路Rに原稿Pが存在する場合、光源ユニット23は、原稿Pに向かって光T1を照射する。光源ユニット23は、R光源23aと、G光源23bと、B光源23cと、プリズム23dとを含む。R光源23aは、点灯することで赤色の光を発光する。G光源23bは、点灯することで緑色の光を発光する。B光源23cは、点灯することで青色の光を発光する。R光源23aとG光源23bとB光源23c(以下、単に「各光源23a〜23c」ともいう)は、例えばLED(Light Emitting Diode)である。各光源23a〜23cの駆動は、後述する光源駆動回路18により行われる。プリズム23dは、各光源23a〜23cと、搬送路Rとの間に設けられる。プリズム23dは、各光源23a〜23cが発光した光T1を搬送路Rの主走査方向に均等に導くためのものである。搬送路Rに原稿Pが存在する場合、各光源23a〜23cが照射した各色の光T1は、プリズム23dを介して第1透過板22aに導かれ、さらに第1透過板22aを透過して原稿Pの主走査方向に均等に導かれる。
反射板24は、入射された光を全反射する部材である。すなわち、反射板24は、入射された光を直接イメージセンサ26に入射させるものである。なお、ここでいう直接には、反射板24とイメージセンサ26との間の光路に鏡が介在される場合も含む。本実施形態では、反射板24は、例えば、板状の鏡である。反射板24は、搬送路Rを境に、光源ユニット23とは反対側である第2フレーム21bに設けられる。このようにして、反射板24は、光源ユニット23との間に原稿Pが存在可能に設けられる。反射板24は、光源ユニット23から照射された光T1が入射可能な位置に設けられる。すなわち、搬送路Rに原稿Pが存在しないときに、光源ユニット23から照射された光が直接入射される位置に設けられる。反射板24は、光源ユニット23から入射された光T1を搬送路R側に向かって反射する。以下、反射板24で反射された光を光T2とする。
レンズ25及びイメージセンサ26は、搬送路Rを境に光源ユニット23と同じ側である第1フレーム21aに設けられる。レンズ25は、第1透過板22aとイメージセンサ26との間に設けられる。レンズ25は、反射板24で反射した光T2と、原稿Pで反射した光とが導かれる。そして、レンズ25は、導かれた光をイメージセンサ26に入射させる。レンズ25は、例えばロットレンズアレイで構成される。レンズ25は、原稿Pの印字面P1で反射した各光源23a〜23cの光が通過することで、イメージセンサ26のラインセンサ上に印字面P1の正立像を等倍で結像させる。
イメージセンサ26は、光源ユニット23から照射されて原稿Pで反射した光に基づいて、原稿Pを撮像するものである。イメージセンサ26は、搬送装置11により搬送される原稿Pの印字面P1の読み取りを行う。イメージセンサ26は、図示しないセンサ素子(撮像素子)が直線状に配置される。本実施形態では、イメージセンサ26は、センサ素子が、搬送路Rに存在する原稿Pの主走査方向に1ライン配列される。各センサ素子は、露光ごとに、レンズ25を介して入射される光に応じて素子データを生成する。つまり、イメージセンサ26は、露光ごとに、各センサ素子に対応して生成された素子データからなるラインデータを生成する。これにより、イメージセンサ26は、直線状に1ライン配列されたセンサ素子が原稿Pを主走査方向に読み取りを行う。
第1遮蔽板27a及び第2遮蔽板27bは、原稿Pと直交する方向において反射板24とイメージセンサ26との間に設けられ、光源ユニット23から照射されて原稿Pを透過して反射板24で反射された光のイメージセンサ26への入射量を低減するものである。また、第1遮蔽板27a及び第2遮蔽板27bは、原稿Pを透過した光の反射板24への入射量を低減するものである。
具体的には、第1遮蔽板27a及び第2遮蔽板27bは、搬送路Rを境に反射板24と同じ側である第2フレーム21bに設けられる。第1遮蔽板27a及び第2遮蔽板27bは、主走査方向に延在される板状の部材である。第1遮蔽板27a及び第2遮蔽板27bは、第2透過板22bに対して平行にならないように、例えば第2透過板22bと直交するように設けられる。第1遮蔽板27a及び第2遮蔽板27bは、例えば第2透過板22bのうち搬送路Rとは反対側の面に支持される。
第1遮蔽板27a及び第2遮蔽板27bは、副走査方向で反射板24を挟み込む。副走査方向とは、搬送路R(原稿P)と平行かつ、主走査方向と直交する方向である。第1遮蔽板27aは、副走査方向でレンズ25及びイメージセンサ26側に設けられ、第2遮蔽板27bは、副走査方向で光源ユニット23側に設けられる。また、第1遮蔽板27a及び第2遮蔽板27bは、光T1及び光T2を遮らないように設けられる。これにより、第1遮蔽板27a及び第2遮蔽板27bは、光T1及び光T2以外の光で、反射板24に入射される光を低減する。なお、本実施形態では、イメージセンサユニット20は、第1遮蔽板27aと第2遮蔽板27bとの2枚の遮蔽板を有するが、イメージセンサユニット20は、例えば、第2透過板22bと対向する部分に開口を有する箱型の遮蔽部材を備えてもよい。箱型の遮蔽部材は、反射板24を覆うように設けられる。
白基準板28aは、搬送路Rを境に反射板24と同じ側である第2フレーム21bに設けられる。白基準板28aは、主走査方向に延在される板状の部材である。白基準板28aは、第1遮蔽板27aと第2遮蔽板27bとの間、かつ、反射板24と第2透過板22bとの間に設けられる。白基準板28aは、白色に塗装されている、または、白色のシートが表面に貼り付けられている。白基準板28aは、白基準板用モータ28cから回転力を得て、回動軸28bを中心に回動できる。回動軸28bは、例えば、主走査方向と平行である。白基準板28aは、回動軸28bを中心に第2透過板22bに近づく方向に向かって回動することにより、第1遮蔽板27aと第2遮蔽板27bとの間を塞ぐことができる。これにより、白基準板28aは、反射板24に入射される光T1を遮る。
また、白基準板28aは、回動軸28bを中心に第2透過板22bから離れる方向に向かって回動することにより、第1遮蔽板27aと第2遮蔽板27bとの間を開放できる。これにより、白基準板28aは、反射板24に入射される光T1と、反射板24で反射した光T2とを遮らない。ここで、白基準板28aによって遮られた光T1は、白基準板28aの白色面で反射してレンズ25を介してイメージセンサ26に導かれる。イメージセンサ26は、この時入射された光を白色の基準とする。イメージセンサ26は、この白色の基準に基づいて、複数のセンサ素子がそれぞれ読み取った画像の色合いの差が校正される。すなわち、イメージセンサ26が読み取った画像の色合いの校正がなされる際、白基準板28aは、第2透過板22bに近づく方向に回動して、第1遮蔽板27aと第2遮蔽板27bとの間を塞ぐ。そして、イメージセンサ26が読み取った画像の色合いの校正が完了し、イメージセンサユニット20が原稿Pを読み取る際、白基準板28aは、第1遮蔽板27aに近づくように回動して、第1遮蔽板27aと第2遮蔽板27bとの間を開放する。
モータ駆動回路17は、搬送ローラ用モータ14の駆動と、白基準板用モータ28cの駆動とを行うための回路(電子デバイス)である。具体的には、モータ駆動回路17は、搬送ローラ用モータ14を回転させるタイミングと、搬送ローラ用モータ14を回転させる角度とを調節する。結果として、モータ駆動回路17は、搬送ローラ12を回転させるタイミングと、搬送ローラ12を回転させる角度とを調節する。すなわち、モータ駆動回路17は、原稿Pを搬送するタイミングと、原稿Pの搬送量とを調節する。光源駆動回路18は、各光源23a〜23cの駆動を行うための回路(電子デバイス)である。具体的には、光源駆動回路18は、各光源23a〜23cの点灯及び消灯のタイミングを調節する。
制御装置19は、コンピュータであって、演算部と、記憶部と、入出力部(Input/Output)とを備える。制御装置19は、モータ駆動回路17と、光源駆動回路18と、イメージセンサ26とそれぞれ電気的に接続される。これにより、制御装置19は、原稿Pを搬送するタイミングと、原稿Pの搬送量とをモータ駆動回路17を介して調節する。また、制御装置19は、光源駆動回路18を介して各光源23a〜23cの点灯及び消灯のタイミングを調節する。また、制御装置19は、各光源23a〜23cの点灯時に、イメージセンサ26の各センサ素子を露光させる。つまり、制御装置19は、各センサ素子を各光源23a〜23cが点灯している制御周期において露光させる。したがって、各センサ素子は、RGB各色にそれぞれ対応する素子データ、すなわちRデータ、Gデータ、Bデータを各光源23a〜23cの点灯ごとに生成する。これにより、イメージセンサ26は、RGB各色にそれぞれ対応したRGBラインデータであるRラインデータ、Gラインデータ、Bラインデータを生成する。制御装置19は、イメージセンサ26が生成したRGBラインデータを取得する。
また、制御装置19は、原稿Pのエッジの検出もできる。原稿Pを読み取る際、白基準板28aは開かれている(第1遮蔽板27aと第2遮蔽板27bとの間を開放している)。よって、光源ユニット23が照射した光T1は、反射板24に入射されて、反射板24で反射される。そして、反射板24で反射された光T2は、レンズ25を介してイメージセンサ26に導かれる。この時、原稿Pが光T2を遮ることができる位置にない場合、光T2は直接レンズ25へ導かれる。一方、原稿Pが光T2を遮ることができる位置にある場合、光T2は原稿Pを透過してレンズ25へ導かれることになる。よって、原稿Pが光T2を遮ることができる位置にあるか否かで、レンズ25に導かれる光量が変化する。制御装置19は、この光量の差に基づいて、原稿Pのエッジを検出できる。次に、イメージセンサユニット20のより詳細な構成を説明する。
図2は、実施形態1のイメージセンサユニットの構成を模式的に示す説明図である。反射板24は、鏡面24aと、入射部24bとを含む。反射板24は、必ずしもすべての部分が鏡である必要はない。反射板24は、少なくとも一部が鏡面24aであればよい。この鏡面24aが反射部として機能する。鏡面24aの具体的な部位は、搬送路Rと対向する面である。さらに、反射板24は、搬送路Rと対向する面のすべての部分が鏡面24aである必要もない。反射板24は、少なくとも、光T1が入射される部分が鏡面24aであればよい。すなわち、反射板24は、光源ユニット23が光T1を誤差なく照射できるのであれば、鏡面部分の副走査方向の寸法が0より大きい値であればよい。但し、実際にイメージセンサユニット20を製造する際には、光源ユニット23の組み付け誤差や、製造誤差が生じる。そこで、本実施形態では、反射板24は、搬送路Rと対向する面のすべての部分が鏡(鏡面24a)であるものとする。そして、鏡面24aのうち、光T1が入射される部分を入射部24bとする。また、入射部24bと交わり、かつ、鏡面24aと直交する線を法線Nとする。
図2では、説明の便宜上、見やすくするために反射板24の大きさを大きめに示している。しかしながら、実際は、反射板24は、後述する式を満たすために、図2に模式的に示されているものよりも小さめに形成される。図2に示す寸法Cは、鏡面24aの寸法である。具体的には、寸法Cは、入射部24bから端部24cまでの寸法である。端部24cは、光T1及び光T2を含む面(図2紙面)内での鏡面24aの端部である。なお、鏡面24aは、前記面内に端部24cと端部24dとの2つの端部を有する。端部24cは、この2つのうち、前記面内で法線Nを境に光源ユニット23とは反対側(レンズ25及びイメージセンサ26と同じ側)の端部である。すなわち、端部24cは、反射板24のうち第1遮蔽板27a側の端部である。
距離Dは、前記面内(図2紙面内)における、第1遮蔽板27aのうち搬送路R側の端部27cと、光T2との間の距離である。本実施形態では、第1遮蔽板27aは、回動軸28bを支持するための部分が第2透過板22b側の端部27cに設けられている。よって、第1遮蔽板27aは、第2透過板22b側の端部27cが第2遮蔽板27bに向かって副捜査方向に突出する形状(略L字形状)に形成されている。本実施形態では、距離Dは、光T2からこの突出部分までの距離となる。なお、突出部分が設けられる目的は、回動軸28bを支持するために限定されない。例えば、突出部分は、第1遮蔽板27aと第2遮蔽板27bとの間の隙間(開口部分)の面積を小さくするために設けられてもよい。
距離D1は、前記面内(図2紙面内)における、第2遮蔽板27bのうち搬送路R側の端部27dと、光T2との間の距離である。距離Aは、入射部24bから第2透過板22bまでの距離である。入射角θは、光T1が入射部24bに入射する角度である。すなわち、入射角θは、光T1の経路と法線Nとが成す狭角である。なお、θは、入射部24bでの反射角(光T2の経路と法線Nとが成す狭角)と、イメージセンサ26や搬送路Rに対して反射板24(入射部24b)が傾斜する角度と一致する。誤差想定寸法Xは、製造誤差によって光T2の経路が副走査方向でずれるおそれがあると想定される寸法である。なお、誤差公差が0となる(限りなく0に近づけられる)ことにより、誤差想定寸法Xは、0として扱われることもできる。次に、距離Aと、寸法Cと、距離Dと、距離D1と、誤差想定寸法Xと、入射角θとの各値が満たすべき条件(式)について説明する。
距離Aと、入射角θとは、下記の式(1)を満たす。
A・tan(2θ)>X ・・・(1)
上記の式(1)により、反射板24は、誤差想定寸法Xをtan(2θ)で除した値よりも距離Aが大きくなるように入射部24bの位置が設定される。なお、距離Aと、入射角θとが、上記の式(1)を満たさない場合、反射板24は、イメージセンサ26へ光を導けない。
距離Aと、距離D1と、誤差想定寸法Xと、入射角θとは、下記の式(2)を満たす。
D1>A・tan(2θ)+X ・・・(2)
上記の式(2)を満たすことにより、第2遮蔽板27bは、光T1を遮らない。これにより、光T1は、入射部24bに入射する。
距離Aと、寸法Cと、誤差想定寸法Xと、入射角θとは、下記の式(3)、または後述する式(4)を満たすように設定される。
X<C<A・tan(2θ)/[cos(θ)+sin(θ)・tan(θ)] ・・・(3)
上記の式(3)を満たすことにより、鏡面24aは、寸法Cがとりうる値の範囲が規定される。ここで、鏡面24aは、寸法Cが大きくなればなるほど、光T1以外の光が入射されるおそれが増大する。光T1以外の光とは、例えば、原稿Pで乱反射した光や、イメージセンサユニット20の各部材で乱反射した光である。以下、光T1及び光T2以外の光を外乱光T3とする。このような光が鏡面24aに入射されると、反射板24は、外乱光T3をイメージセンサ26へ導くおそれがある。仮に、外乱光T3がイメージセンサ26に導かれると、イメージセンサユニットは、印字面P1以外の画像(例えば印字面P1とは逆の裏面に形成された画像)が写りこむ。原稿Pの裏面に形成された画像が印字面P1の画像に写りこむ現象は、裏写りと呼ばれる。イメージセンサユニットは、裏写りが生じると読み取った画像が見にくくなる、すなわち読取精度が低下する。
しかしながら、本実施形態のイメージセンサユニット20は、寸法Cがとりうる値の範囲が上記の式(3)によって規定されている。具体的には、寸法Cは、A・tan(2θ)/[cos(θ)+sin(θ)・tan(θ)]よりも小さい値である。よって、イメージセンサユニット20は、距離Aと、寸法Cと、誤差想定寸法Xと、入射角θとが、上記の式(3)を満たすことにより、鏡面24aに入射される外乱光T3を低減できる。結果として、イメージセンサユニット20は、裏写りを低減できる。なお、寸法Cが、A・tan(2θ)/[cos(θ)+sin(θ)・tan(θ)]以上である場合、画像読取装置10は、読み取ろうとするライン(以下、読取ラインという)に、反射板24で反射した光T2のうち最も強い光が入射されなくなる。
ここで、イメージセンサユニット20は、第1遮蔽板27a及び第2遮蔽板27bを備えなくてもよい。イメージセンサユニット20は、第1遮蔽板27a及び第2遮蔽板27bを備えなくても、距離Aと、寸法Cと、誤差想定寸法Xと、入射角θとが、上記の式(3)を満たすことにより、裏写りを低減できる。但し、イメージセンサユニット20は、第1遮蔽板27a及び第2遮蔽板27bを備え、かつ、寸法Cと、距離Aと、誤差想定寸法Xとが、上記の式(3)を満たすとより好ましい。これにより、イメージセンサユニット20は、鏡面24aに入射される外乱光T3をより好適に低減できる。結果として、イメージセンサユニット20は、裏写りをより好適に低減できる。なお、上述のように、誤差想定寸法Xは、0をとりうる値であるため、上記の式(3)は、0<C<A・tan(2θ)/[cos(θ)+sin(θ)・tan(θ)]に置き換えられることができる。
ここで、寸法Cと、距離D1と、入射角θとが、C・cos(θ)>D1を満たす場合、距離Aと、距離Dと、誤差想定寸法Xと、入射角θとは、下記の式(4)を満たすように設定される。
D<A・tan(2θ)−X/(1−tan(θ)・tan(2θ)) ・・・(4)
なお、上述のように、誤差想定寸法Xは、0をとりうる値であるため、上記の式(4)は、下記の式(4’)に置き換えられることができる。また、距離Aが、鏡面24aと第2透過板22bとの間の最短距離である場合、記の式(4)は、下記の式(4’ ’)に置き換えられることができる。
D<A・tan(2θ)/(1−tan(θ)・tan(2θ)) ・・・(4’)
D<A・tan(2θ) ・・・(4’ ’)
距離Dが小さければ小さいほど、第1遮蔽板27aは入射部24bに副走査方向で近づくことになる。これにより、光T2と第1遮蔽板27aとの副走査方向の間の空間が狭くなるため、イメージセンサユニット20は、前記隙間から進入する外乱光T3を低減できる。よって、距離Dは小さければ小さいほど好ましい。鏡面24aに入射される外乱光T3を低減できる距離Dの上限値は、上記の式(4)または式(4’)で導き出される。ここで、例えば、距離Aと、寸法Cと、誤差想定寸法Xと、入射角θとが上記の式(3)を満たさない場合であっても、距離Aと、距離Dと、誤差想定寸法Xと、入射角θとが上記の式(4)を満たすように設定されることで、距離Dは、鏡面24aに入射される外乱光T3を第1遮蔽板27aが十分に低減できる距離となる。すなわち、寸法Cと、距離D1と、入射角θとが、上記の式(4)または式(4‘)を満たすことにより、第1遮蔽板27aの端部27cの最も近くを通過した外乱光T3は、読取ラインに入射しない。以上により、イメージセンサユニット20は、外乱光T3が鏡面24aに入射される光を低減できる。よって、イメージセンサユニット20は、裏写りを低減できる。
上述のように、本実施形態では、イメージセンサユニット20は、第1遮蔽板27a及び第2遮蔽板27bを有し、さらに、距離Aと、寸法Cと、誤差想定寸法Xと、入射角θとが上記の式(3)を満たす、または、距離Aと、距離Dと、誤差想定寸法Xと、入射角θとが上記の式(4)あるいは式(4’)を満たすが、イメージセンサユニット20はこれに限定されない。イメージセンサユニット20は、第1遮蔽板27a及び第2遮蔽板27bを有することと、距離Aと、寸法Cと、誤差想定寸法Xと、入射角θとが上記の式(3)を満たすことと、距離Aと、距離Dと、誤差想定寸法Xと、入射角θとが上記の式(4)あるいは式(4’)を満たすことと、のうちの少なくとも1つを満足すればよい。いずれの場合であっても、イメージセンサユニット20は、反射板24に入射される外乱光T3を低減できる。よって、イメージセンサユニット20は、裏写りを低減できる。
(実施形態2)
図3は、実施形態2のイメージセンサユニットの構成を模式的に示す説明図である。本実施形態のイメージセンサユニット30は、図2に示す実施形態1のイメージセンサユニット20の一部が変更されたものである。以下、イメージセンサユニット20と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。図3に示すイメージセンサユニット30は、反射板31と、反射板回動用モータ32とを含む。イメージセンサユニット30は、反射板31が回動する点に特徴がある。
反射板31は、回動軸31aを中心に回動できるように支持される。回動軸31aは、主走査方向に沿って設けられる。反射板回動用モータ32は、反射板31に回転力を与える。これにより、反射板回動用モータ32が駆動すると、反射板31は、回動軸31aを中心に回動する。反射板31は、回動軸31aを中心に回動すると、イメージセンサ26に対する傾斜角度(入射角θと一致)が変化する。反射板回動用モータ32は、図1に示すモータ駆動回路17に電気的に接続される。これにより、制御装置19は、モータ駆動回路17を介して反射板回動用モータ32の駆動を制御できる。具体的には、制御装置19は、反射板回動用モータ32の回転角度、すなわち反射板31が回動する角度を調節する。
上記構成により、イメージセンサユニット30は、例えば、製造誤差が生じた際に、反射板31を回動させることで誤差分を補正できる。さらに、イメージセンサユニット30は、イメージセンサ26に対する反射板31の傾斜角度を調整できる。イメージセンサ26に対する反射板31の傾斜角度は、入射角θと一致する。すなわち、イメージセンサユニット30は、入射角θを調整できる。よって、例えば、ユーザーが裏写りのさらなる低減を図ろうとした場合に、イメージセンサユニット30は、距離Aと、寸法Cと、誤差想定寸法Xと、入射角θとが上記の式(3)を満たす範囲で、または、距離Aと、距離Dと、誤差想定寸法Xと、入射角θとが上記の式(4)あるいは式(4’)を満たす範囲で、入射角θを調整できる。例えば、イメージセンサユニット30は、搬送路Rに原稿Pがない状態でイメージセンサ26に導かれる光量に基づいて、入射角θを調節する。イメージセンサユニット30は、例えば、イメージセンサ26に光T2を導かないように入射角θを調節する場合があってもよい。これにより、イメージセンサユニット30は、鏡面24aに入射される外乱光T3を低減できる可能性がある。結果として、イメージセンサユニット30は、裏写りを低減できる可能性が向上する。
なお、本実施形態では、イメージセンサユニット30は、第1遮蔽板27a及び第2遮蔽板27bを有し、さらに、距離Aと、寸法Cと、誤差想定寸法Xと、入射角θとが上記の式(3)を満たす、または、距離Aと、距離Dと、誤差想定寸法Xと、入射角θとが式(4)あるいは式(4’)を満たすが、イメージセンサユニット30はこれに限定されない。イメージセンサユニット30は、第1遮蔽板27a及び第2遮蔽板27bを有することと、距離Aと、寸法Cと、誤差想定寸法Xと、入射角θとが上記の式(3)を満たすことと、距離Aと、距離Dと、誤差想定寸法Xと、入射角θとが式(4)あるいは式(4’)を満たすことと、のうち少なくとも1つを満足すればよい。いずれの場合であっても、イメージセンサユニット30は、反射板31に入射される外乱光T3を低減できる。よって、イメージセンサユニット30は、裏写りを低減できる。
(実施形態3)
図4は、実施形態3のイメージセンサユニットの構成を模式的に示す説明図である。図5は、実施形態3の他のイメージセンサユニットの構成を模式的に示す説明図である。本実施形態のイメージセンサユニット40は、図2に示す実施形態1のイメージセンサユニット20に、図4に示す反射板用プリズム41が追加されたものである。以下、イメージセンサユニット20と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。反射板用プリズム41は、反射板24と搬送路Rとの間に設けられる。これにより、反射板用プリズム41は、搬送路Rに原稿Pが存在する場合に、反射板24と原稿Pとの間に設けられる。具体的には、反射板用プリズム41は、反射板24の鏡面24aに接するように反射板24に取り付けられる。
図4に示す反射板用プリズム41は、搬送路Rと対向する面が搬送路Rと平行に形成されている。但し、反射板用プリズム41は、図4に示す形状に限定されない。イメージセンサユニット40は、図5に示す反射板用プリズム41Aのように、搬送路Rと対向する面が搬送路Rに対して傾斜した形状でもよい。反射板用プリズム41は、光T1を入射部24bに導き、光T2をレンズ25へ導ける形状であればよい。
イメージセンサユニット40が反射板用プリズム41を備えることにより、外乱光T3は、反射板用プリズム41(41A)によって屈折させられる。例えば、イメージセンサユニットが反射板用プリズム41を備えない場合、外乱光T3がレンズ25へ導かれていたとする。しかしながら、イメージセンサユニット40は、反射板用プリズム41を備えるため、外乱光T3が反射板用プリズム41によって屈折させられる。これにより、イメージセンサユニット40は、レンズ25へ導かれる外乱光T3を低減できる。結果として、イメージセンサユニット40は、裏写りを低減できる。
なお、本実施形態では、イメージセンサユニット40は、第1遮蔽板27a及び第2遮蔽板27bを有し、さらに、距離Aと、寸法Cと、誤差想定寸法Xと、入射角θとが上記の式(3)を満たす、または、距離Aと、距離Dと、誤差想定寸法Xと、入射角θとが式(4)あるいは式(4’)を満たすが、イメージセンサユニット40はこれに限定されない。イメージセンサユニット40は、第1遮蔽板27a及び第2遮蔽板27bが省略され、かつ、距離Aと、寸法Cと、誤差想定寸法Xと、入射角θとが上記の式(3)を満たさず、かつ、距離Aと、距離Dと、誤差想定寸法Xと、入射角θとが式(4)あるいは式(4’)を満たさなくてもよい。この場合であっても、イメージセンサユニット40は、レンズ25に導かれる外乱光T3を反射板用プリズム41が十分に低減できる。結果として、イメージセンサユニット40は、裏写りを低減できる。
(実施形態4)
図6は、実施形態4の反射部を模式的に示す説明図である。本実施形態のイメージセンサユニット50は、図2に示す実施形態1の反射板24に替えて、反射部としてのプリズム51を備える点に特徴がある。以下、イメージセンサユニット20と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。プリズム51は、搬送路Rを境に、光源ユニット23とは反対側である第2フレーム21bに設けられる。プリズム51は、光源ユニット23から照射された光T1が入射されることが可能な位置に設けられる。すなわち、搬送路Rに原稿Pが存在しないときに、光源ユニット23から照射された光が直接入射される位置に設けられる。
プリズム51は、光T1を複数の鏡面52で反射(ほぼ全反射)し、最終的に光T2をレンズ25へ導く。以上により、プリズム51は、図4に示す反射板用プリズム41と反射板24との組み合わせや、図5に示す反射板用プリズム41Aと反射板24との組み合わせと、同様の理由で同様の効果を奏する。さらに、実施形態3のイメージセンサユニット40が奏する効果とは異なる効果として、本実施形態のイメージセンサユニット50は、反射板24を省略できる。よって、イメージセンサユニット50は、部品点数が低減される。結果として、イメージセンサユニット50は、製造されるのに要するコストや、製造されるのに要する作業量を低減できる。また、イメージセンサユニット50は、光源ユニット23からの光T1のうち、プリズム51によって特定の光のみをイメージセンサ26へ導くこともできる。
なお、本実施形態では、イメージセンサユニット50は、第1遮蔽板27a及び第2遮蔽板27bを有するが、イメージセンサユニット50はこれに限定されない。イメージセンサユニット50は、第1遮蔽板27a及び第2遮蔽板27bが省略されてもよい。この場合であっても、イメージセンサユニット50は、レンズ25に導かれる外乱光T3をプリズム51が十分に低減できる。結果として、イメージセンサユニット50は、裏写りを低減できる。
また、プリズム51は、例えば、搬送路Rとは反対側の面が鏡面になっていてもよい。反射部としての鏡面は、反射する光の量を増加させるための塗料(例えば銀色)がプリズム51の表面に塗られたり、反射する光の量を増加させるためのフィルム状のシート(例えば銀箔)がプリズム51の表面に貼り付けられたりして構成される。これにより、プリズム51は、レンズ25に向かって反射する光T2の低下を抑制できる。
(実施形態5)
図7は、実施形態5の反射部を模式的に示す説明図である。本実施形態のイメージセンサユニット60は、図2に示す実施形態1の反射板24に替えて、湾曲型反射板61を備える点に特徴がある。湾曲型反射板61は、図2に示す反射板24の鏡面24aが、反射部としての湾曲鏡面62に置き換えられていること以外、反射板24と同一の構成である。光T1は、湾曲鏡面62の入射部63に入射される。そして、入射部63で反射した光T2は、レンズ25へ導かれる。なお、湾曲型反射板61は、本実施形態では入射部63が曲面であるが、入射部63部分のみが平面に形成されてもよい。すなわち、湾曲型反射板61は、湾曲鏡面62の少なくとも一部が湾曲していればよい。
上記構成により、外乱光T3は、仮に湾曲鏡面62に入射されたとしても、湾曲鏡面62によってレンズ25とは異なる方向へ反射される。これにより、レンズ25へ導かれる外乱光T3を低減できる。結果として、イメージセンサユニット60は、裏写りを低減できる。なお、本実施形態では、イメージセンサユニット60は、第1遮蔽板27a及び第2遮蔽板27bを有し、さらに、距離Aと、寸法Cと、誤差想定寸法Xと、入射角θとが上記の式(3)を満たす、または、距離Aと、距離Dと、誤差想定寸法Xと、入射角θとが式(4)あるいは式(4’)を満たすが、イメージセンサユニット60はこれに限定されない。イメージセンサユニット60は、第1遮蔽板27a及び第2遮蔽板27bが省略されてもよい。また、イメージセンサユニット60は、距離Aと、寸法Cと、誤差想定寸法Xと、入射角θとが上記の式(3)を満たさず、かつ、距離Aと、距離Dと、誤差想定寸法Xと、入射角θとが式(4)あるいは式(4’)を満たさなくてもよい。これらの場合であっても、イメージセンサユニット60は、レンズ25に導かれる外乱光T3を湾曲型反射板61が十分に低減できる。結果として、イメージセンサユニット60は、裏写りを低減できる。
(実施形態6)
図8は、実施形態6のイメージセンサユニットの構成を模式的に示す説明図である。図8に示す本実施形態のイメージセンサユニット70は、反射板が搬送路Rと平行、かつ、イメージセンサが搬送路Rに対して傾斜する点に特徴がある。以下、イメージセンサユニット20と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。イメージセンサユニット70は、反射板71と、レンズ74と、イメージセンサ75とを備える。反射板71と、レンズ74と、イメージセンサ75とのそれぞれの機能は、図2に示す反射板24と、レンズ25と、イメージセンサ26と同様である。以下の説明では、各構成要素が図2に示すイメージセンサユニット20の各構成要素と異なる点を主に説明する。
反射板71は、搬送路Rに対して平行に設けられる。反射板71は、搬送路Rと対向する面が反射部としての鏡面72である。反射板71は、光T1が鏡面72の入射部73に入射され、光T2をレンズ74に導く。イメージセンサ75は、搬送路Rに対して傾斜して設けられる。イメージセンサ75が搬送路Rに対して傾斜する角度は、θであり、光T1の入射角θと一致する。レンズ74は、イメージセンサ75と同様に、搬送路Rに対して傾斜する。レンズ74が搬送路Rに対して傾斜する角度もθであり、光T1の入射角θと一致する。
以上により、反射板71とイメージセンサ75とは、相対的に角度θで傾斜する。よって、イメージセンサ75から見ると、反射板71は、イメージセンサ75に対して傾斜して設けられることになる。これにより、実施形態1のイメージセンサユニット20と同様の理由で、イメージセンサユニット70は、イメージセンサ75に導かれる外乱光T3を低減できる。
ここで、イメージセンサユニット70は、図3に示すイメージセンサユニット30と同様の機能を有することもできる。この場合、イメージセンサユニット70は、光源ユニット23と、レンズ74と、イメージセンサ75とが入射部73を中心に回動する。例えば、イメージセンサユニット70は、第1支持体76と、第2支持体77とを備える。そして、光源ユニット23は、第1支持体76に取り付けられる。レンズ74と、イメージセンサ75とは、第2支持体77に取り付けられる。第1支持体76と第2支持体77とは、相反方向に入射部73を中心として回動する。相反方向とは、第1支持体76と第2支持体77とが互いに離れる方向と、互いに近づく方向とが含まれる。この構成でも、イメージセンサユニット70は、入射角θを調節できる。結果として、イメージセンサユニット70は、図3に示すイメージセンサユニット30と同様の効果を奏する。
以上のように、本発明に係る画像読取装置は、イメージスキャナや、複写機や、ファクシミリや、文字認識装置などの被読取媒体をイメージセンサにより読み取りを行うものに有用であり、特に被読取媒体のエッジを検出しつつ、裏写りを低減することに適している。
10 画像読取装置
11 搬送装置
12、13 搬送ローラ
14 搬送ローラ用モータ
17 モータ駆動回路
18 光源駆動回路
19 制御装置
20〜70 イメージセンサユニット
21a 第1フレーム
21b 第2フレーム
22a 第1透過板
22b 第2透過板
23 光源ユニット
23a R光源
23b G光源
23c B光源
23d、51 プリズム
24、31、71 反射板
24a、72 鏡面(反射部)
24b、63、73 入射部
24c、24d、27c、27d 端部
25、74 レンズ
26、75 イメージセンサ
27a 第1遮蔽板(遮蔽手段)
27b 第2遮蔽板(遮蔽手段)
28a 白基準板(色基準手段)
28c 白基準板用モータ
31a、28b 回動軸
32 反射板回動用モータ
41、41A 反射板用プリズム
52 境界面(反射部)
61 湾曲型反射板
62 湾曲鏡面(反射部)
76 第1支持体
77 第2支持体
A、D、D1 距離
C 寸法
N 法線
P 原稿
P1 印字面
R 搬送路
T1、T2 光
T3 外乱光
X 誤差想定寸法
Y1、Y2、Y3 矢印
θ 入射角

Claims (10)

  1. 光を被読取媒体に向けて照射する光源と、
    前記光源から照射されて前記被読取媒体で反射した光に基づいて、前記被読取媒体を撮像するイメージセンサと、
    前記被読取媒体を挟んで前記光源とは反対側に設けられ、前記光源から照射された光のうち、前記被読取媒体に照射されない光を直接前記イメージセンサに入射させる導光部と、
    を備え、
    前記導光部は、前記イメージセンサによる前記被読取媒体の撮像時に、前記光源から照射されて前記被読取媒体を透過した光のうち、前記イメージセンサに入射される光を低減することを特徴とする画像読取装置。
  2. 前記導光部は、
    前記光源から照射された光のうち、前記被読取媒体に照射されずに入射された光を前記イメージセンサに導くように反射する反射部と、
    前記被読取媒体と直交する方向において前記反射部と前記イメージセンサとの間に設けられ、前記光源から照射されて前記被読取媒体を透過して前記反射部で反射された光の前記イメージセンサへの入射量を低減する遮蔽部と、
    を含むことを特徴とする請求項1に記載の画像読取装置。
  3. 前記光源からの前記光が前記反射部に入射する入射角θと、
    前記反射部のうち前記光源からの光が入射する入射部と前記被読取媒体との間の距離Aと、
    前記イメージセンサの主走査方向と直交する面内における距離であって、前記反射部で反射された光の経路と、前記イメージセンサ側に配置された前記遮蔽部のうち前記被読取媒体側の端部と、の間の最小の距離Dと、
    は、
    D<A・tan(2θ)/(1−tan(θ)・tan(2θ))
    を満たすことを特徴とする請求項2に記載の画像読取装置。
  4. 前記イメージセンサの主走査方向と直交する面内での寸法であって、前記反射部のうち前記光源からの前記光が入射される入射部と、前記反射部の端部のうち前記イメージセンサ側の端部と、の間の寸法Cと、
    前記光源からの前記光が前記反射部に入射する入射角θと、
    前記入射部と前記被読取媒体との間の距離Aと、は、
    C<A・tan(2θ)/[cos(θ)+sin(θ)・tan(θ)]
    を満たすことを特徴とする請求項2または請求項3に記載の画像読取装置。
  5. 前記遮蔽部は、前記被読取媒体を透過した光の前記反射部への入射量を低減することを特徴とする請求項2から請求項4のいずれか一項に記載の画像読取装置。
  6. 前記導光部は、前記光源から照射された光のうち、前記被読取媒体に照射されずに入射された光を前記イメージセンサに導くように反射する反射部を含み、
    前記イメージセンサの主走査方向と直交する面内での寸法であって、前記反射部のうち前記光源からの前記光が入射される入射部と、前記反射部の端部のうち前記イメージセンサ側の端部と、の間の寸法Cと、
    前記光源からの前記光が前記反射部に入射する入射角θと、
    前記入射部と前記被読取媒体との間の距離Aと、は、
    C<A・tan(2θ)/[cos(θ)+sin(θ)・tan(θ)]
    を満たすことを特徴とする請求項1に記載の画像読取装置。
  7. 前記光源と前記反射部との間に移動可能に設けられて、前記光源から照射された前記光を前記イメージセンサに導かれるように反射する色基準手段を備えることを特徴とする請求項2から請求項6のいずれか一項に記載の画像読取装置。
  8. 前記イメージセンサと前記反射部との少なくとも一方が回動可能であることを特徴とする請求項2から請求項7のいずれか一項に記載の画像読取装置。
  9. 前記導光部は、前記反射部と前記被読取媒体との間となる位置に設けられて、前記反射部に入射される外乱光を低減するプリズムを含むことを特徴とする請求項2から請求項8のいずれか一項に記載の画像読取装置。
  10. 前記反射部は、前記被読取媒体側の面が湾曲した形状であることを特徴とする請求項2から請求項9のいずれか一項に記載の画像読取装置。
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