JP2738411B2 - ディジタル読み取り装置におけるイメージセンサの取り付け位置調整方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、イメージセンサに
より原稿の画像を読み取るディジタル読み取り装置の調
整方法に関し、特に、イメージセンサを含む読み取り光
学系に対して位置調整を行う方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ディジタル複写機，イメージスキ
ャナ，ファクシミリ装置等においては、イメージセンサ
により原稿の画像を読み取るディジタル読み取り装置を
使用している。このディジタル読み取り装置において
は、イメージセンサとして、たとえば、ＣＣＤ（電荷結
合素子）を使用し、原稿画像の濃淡を電気信号のレベル
の高低に変換している。

【０００３】図１０はディジタル読み取り装置を使用し
た複写機のイメージスキャナ部分の光学系の一例を示し
ており、原稿載置台５に載置された原稿（図示せず）か
らの反射光をミラー６，７，８及びレンズ９を介してイ
メージセンサ１上に結像させている。イメージセンサ１
は線状の一次元センサであり、図１０において紙面に対
して垂直方向に伸延している。そして、ミラー６，７，
８及びレンズ９を、結像条件を満足させながらイメージ
センサ１の伸延方向すなわち主走査方向に対して直角方
向すなわち副走査方向に移動させることにより原稿の全
面を走査するようにしている。

【０００４】図１０に示す光学系を同一平面上に展開す
ると図１１に示すようになる。すなわち、原稿載置台５
上の原稿の画像は、レンズ９により１／Ｎに縮小されて
イメージセンサ１上に結像する。但し、Ｎは倍率であ
る。このイメージセンサ１は、複写機本体にセンサプレ
ート等を介して取り付けられるが、この取り付け位置の
調整には高い精度を必要とする。すなわち、取り付け位
置の誤差は原稿載置台５上ではＮ倍に拡大されるため、
取り付け位置の僅かなずれが大きな読み取り位置の誤差
を生じるので、極めて精密な調整が必要である。また、
充分な解像度を得るためには、最適なＭＴＦ（ｍｏｄｕ
ｌａｔｉｏｎ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）
が得られるように、光軸方向の調整を行なう必要があ
る。

【０００５】また、この調整は工場での出荷時だけでな
く、販売先でも行う必要がある。すなわち、販売先にお
いて、イメージセンサ或いはこのイメージセンサが取り
付けられたセンサ用基板が故障した際、このセンサ用基
板ごと交換する必要があるが、原稿上基準位置に対する
イメージセンサの位置が非常に厳密であるため、単なる
部品の交換では、部品を締めつけるねじの取り付け誤差
のため、位置ずれを起こし、正確な位置関係で画像の読
み取りを行うことができない。

【０００６】そこで、従来のディジタル読み取り装置に
おいては、センサ用基板の交換の際、イメージセンサの
位置を再調整するため、図１２に示すような調整機構が
使用されていた。

【０００７】図に示すように、イメージセンサ１，セン
サ用基板２等からなるイメージセンサアセンブリが取り
付けられる調整用台板２２に対して、２枚の調整用中板
２３，２４を重ねる。そして、調整用台板２２に設けた
調整用曲げ部２２ａ，２２ｂに、調整用ねじ２７ｂ，２
７ｃをねじ込んで、その先端を、センサプレート２５に
固定された調整板３４ａ，３４ｂに当接することによ
り、ａ’方向の調整を行う。また、センサプレート２５
に設けた調整用立ち上げ部２５ｃに調整用ねじ２７ｅを
ねじこんで、その先端を調整用中板２３に設けた調整用
曲げ部２３ａに当接することによりｂ’方向の調整を行
う。更に、センサプレート２５に設けた調整用立ち上げ
部２５ａ，２５ｂに調整用ねじ２７ａ，２７ｄをねじこ
んで、その先端を調整用中板２４に当接させ、ｄ’方向
の調整を行う。なお、２６ａ〜２６ｅは各調整用ねじ２
７ａ〜２７ｅの緩みを防止するためのスプリングであ
る。

【０００８】また、前記ＭＴＦ調整を行うためには、光
軸方向すなわちｅ’方向の調整が必要となるが、この調
整が可能となるように、レンズ９を、回転支点２８を中
心として回動可能な回転用アーム２９の一端に固定し、
他端に調整用のレバー２９ａを設けている。

【０００９】そして、調整の際には、基準となるパター
ンをイメージセンサ１で読み取り、イメージセンサ１か
らのビデオ信号をオシロスコープ（図示せず）に供給
し、各調整部分を微調整しながらビデオ信号の波形を確
認し、原稿面基準位置に対するイメージセンサ１の位置
決めをしている。

【００１０】また、イメージセンサを固定した保持部材
が光学系に対して位置調整可能に取り付けられたイメー
ジセンサ調整装置が、実開昭６２−２４５５７号公報に
記載されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１２
に示される調整機構を備えた前記従来のディジタル読み
取り装置では、販売先でイメージセンサまたはその基板
に不具合が発生した場合、これらの交換のためには、販
売先へ出力信号確認のためのオシロスコープを持ち込む
か、或いは、装置全体を工場へ引き上げて再調整する必
要があり、手間と時間がかかるという問題があった。

【００１２】また、実開昭６２−２４５５７号公報に記
載の装置は、センサ用基板とレンズブロックとの組み合
わせを一つの単体として位置調整を行なっているので、
イメージセンサアセンブリのみを交換する場合、再度位
置の調整を行なう必要があった。

【００１３】そこで本発明は、不具合が発生したイメー
ジセンサアセンブリを交換するに際し、再度位置調整を
行なうことなく、充分な取付け精度が得られるディジタ
ル読み取り装置におけるイメージセンサの取り付け位置
調整方法を提供することを課題とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】 本発明のディジタル読
み取り装置におけるイメージセンサの取り付け位置調整
方法は、イメージセンサが取り付けられたセンサ用基板
と、このセンサ用基板が固定された第１の台板とからな
るイメージセンサアセンブリが一体で、第２の台板に対
して交換されるディジタル読み取り装置におけるイメー
ジセンサの取り付け位置調整方法であって、前記イメー
ジセンサが取り付けられたセンサ用基板を、前記第２の
台板に対して一義的に位置が決まる位置決め手段を予め
有する前記第１の台板に対し、レジストレーション調整
用のマーキングを読み取った前記イメージセンサの出力
を基準として、予め治具を使用し、所定の精度内に位置
を調整した後に固定してイメージセンサアセンブリを構
成し、次に、前記イメージセンサアセンブリの前記第１
の台板を、読み取り光学系に対して固定位置に設けられ
た前記第２の台板に、前記一義的に位置が決まる位置決
め手段を介して取り付けることを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら実施例
に基づいて本発明の特徴を具体的に説明する。

【００１６】なお、ここでは、本発明のディジタル読み
取り装置におけるイメージセンサの取り付け位置調整方
法をディジタル複写機のイメージスキャナに適用した場
合を例に挙げて説明する。

【００１７】図１は本発明実施例のディジタル読み取り
装置において使用されるイメージセンサアセンブリの斜
視図、図２はイメージセンサの斜視図、図３はイメージ
センサアセンブリの台板への取り付け構造を示す分解斜
視図、図４は同イメージセンサアセンブリのベースプレ
ートへの取り付け構造を示す分解斜視図である。

【００１８】図１に示されるように、イメージセンサ１
はセンサ用基板２に取り付けられ、更にこのセンサ用基
板２が、取り付け用軸３ｃ，３ｄを介して第１の台板３
に取り付けられており、全体としてイメージセンサアセ
ンブリ４を構成している。イメージセンサ１は、たとえ
ば、図２に示すような５０００画素の受光セル列１０を
有するＣＣＤイメージセンサであり、この受光セル列１
０はセラミックチップ１０ａ内に収納されている。セラ
ミックチップ１０ａには複数のピン１０ｂが植立されて
おり、これらのピン１０ｂをセンサ用基板２に形成した
透孔に挿入し、センサ用基板２上に形成されたプリント
パターンに半田付けすることにより、イメージセンサ１
をセンサ用基板２に対して機械的且つ電気的に接続する
ようにしている。なお、受光セル列１０の両側端部は暗
電流補償等のためにダミーセルが設けられており、実際
の画像の読み取りは端からｎ番目の画素から行われる。

【００１９】前記イメージセンサアセンブリ４は、図３
及び図４に示すように、第２の台板３３を介してベース
プレート２０に取り付けられる。

【００２０】通常、イメージスキャナの光学系は、先に
述べたように図１０に示すようになっており、イメージ
センサ１は、レンズ９の後に配置される。このイメージ
センサ１は、原稿基準位置が、ミラー６〜８及びレンズ
９を通した後に結像する位置に正確に置かれることが必
要である（図１０，図１１参照）。すなわち、イメージ
センサ１出力全体のバランスを調整する先端レジストレ
ーション調整及び原稿載置台５上の走査開始位置をイメ
ージセンサ１の読み取り開始位置と一致させるサイドレ
ジストレーション調整を行う必要がある。

【００２１】この結像位置にイメージセンサ１を移動さ
せるため、図４に示されるａ〜ｅ各方向の調整を可能に
することが必要となる。これらの調整は、出荷前の組立
時に行われるが、前述したように厳密な調整が必要なた
め、イメージセンサ１の出力波形をオシロスコープ等で
確認しながら位置出しする。

【００２２】すなわち、先端レジストレーション調整の
ためには、図５に示すように、原稿載置台５上のレジス
トレーションライン１１上に設けられた先端レジストレ
ーション調整用のマーキング１２，１３をイメージセン
サ１により読み取ってオシロスコープ（図示せず）に供
給する。そして、オシロスコープに表示される波形が、
図７に示すように対称形になるように図４におけるａ，
ｃ，ｄ方向の調整を行なう。すなわち、ａ，ｃ方向につ
いては、調整治具２１を利用して、第２の台板３３をベ
ースプレート２０に対して動かすことにより調整する。
また、ｄ方向については、調整治具２１を利用してベー
スプレート２０を動かすことにより調整する。なお、図
７において、１７，１８は、マーキング１２，１３に対
応するビデオ出力を示す。

【００２３】また、サイドレジストレーション調整のた
めには、図６に示されるマーキング１４，１５を読み取
り、図８（ａ），（ｂ）に示すように、基準信号１９の
原稿読み取り開始位置ｈ（図６におけるイメージセンサ
１のｎ番目の画素に対応）が、ビデオ出力１６中のマー
キング１４とマーキング１５に対応する出力ｑと出力ｐ
の間の範囲ｇ内に位置するようにｂ方向に調整される。
すなわち、ｂ方向の調整については、調整治具２１を利
用して、第２の台板３３をベースプレート２０に対して
動かすことにより調整する。

【００２４】次に、解像度及び倍率調整のため、原稿載
置台５上に同様にマーキングされた指定の解像ラダーを
読み込んでオシロスコープに供給し、図９のように、基
準反射色、たとえば白のビデオ信号ｍのレベルｊに対
し、ラダーの信号ｌのレベルｉを読み、所定のＭＴＦに
なるように図４に示されるｅ方向の調整を行う。すなわ
ち、図１２に示される従来例と同様な構造によりレンズ
９を光軸方向に動かす。このとき、ＭＴＦ（％）＝ｉ／
ｊ×１００となる。なお、解像ラダーとは、白黒縞の繰
り返しパターンを、繰り返しの密度（ｌｐｓ／ｍｍ）を
段階的に変えて配置したものである。但し、ｌｐｓはｌ
ｉｎｅｐａｉｒｓの意味である。

【００２５】以上の調整後、イメージセンサ１は装置本
体側に固定される。すなわち、イメージセンサアセンブ
リ４を取り付けている第２の台板３３は、この第２の台
板３３に形成されたねじ貫通孔３６ａ，３６ｂを介して
取付ねじ３７ａ，３７ｂをベースプレート２０にねじ込
むことによりベースプレート２０に固定され、また、ベ
ースプレート２０は装置本体にねじ（図示せず）により
固定されている。

【００２６】ここで、本実施例においては、図１に示す
イメージセンサアセンブリ４を一つのサブユニットと
し、このサブユニットの状態で事前に調整しておくこと
が特徴である。

【００２７】すなわち、図３に示すように、矩形の支持
板体３０ａ上に規定の間隔をもって一対のサブ調整治具
ピン３１，３２が植立されたサブ調整治具３０を用意
し、このサブ調整治具ピン３１，３２を、イメージセン
サ１が取り付けられているセンサ用基板２の位置調整用
穴２ａ，２ｂを貫通しておく。一方、図１に示されるサ
ブ調整治具ピン３５ａ，３５ｂが植立されたサブ調整治
具３５を用意し、サブ調整治具ピン３５ａ，３５ｂを第
１の台板３の基準穴３ａ，３ｂに挿入し、これらのサブ
調整治具ピン３５ａ，３５ｂを利用してセンサ用基板２
と第１の台板３とを相対的に動かしてこれらの位置決め
を行う。

【００２８】その後、調整用光学系上の原稿載置台５上
に配されたマーキング１２，１３を基準としてａ，ｃ方
向へ、また、マーキング１４，１５を基準としてｂ方向
へ調整しながらねじによって固定する。

【００２９】すなわち、センサ用基板２の取り付け穴２
ｃ，２ｄを貫通してねじ（図示せず）を第１の台板３の
取り付け用軸３ｃ，３ｄにねじ込むことにより、センサ
用基板２を第１の台板３の基準孔３ａ，３ｂに対して正
確な位置関係で固定する。

【００３０】これにより、第１の台板３に対してはイメ
ージセンサ１は常に一定の位置に調整固定されることと
なり、これがユニットについてのサブ調整となる。加え
て、第１の台板３の基準穴３ａ，３ｂに対するイメージ
センサ１の原稿読み取り開始位置ｈは一定であることに
なる。

【００３１】次に、図３に示すように、第２の台板３３
の位置決め用半抜き３３ｃ，３３ｄを、既にサブ調整さ
れている図１に示されるイメージセンサアセンブリ４の
基準穴３ａ，３ｂに嵌合して固定する。なお、半抜きと
基準穴の組み合わせに代えて、ピンと基準穴の組み合わ
せにしてもよい。

【００３２】次に、アセンブルされたイメージセンサア
センブリ４及び第２の台板３３を機械内に取り付ける
が、この際、図４に示すように、第２の台板３３の位置
調整用穴３３ａ，３３ｂを用い、調整用治具２１の調整
用治具ピン２１ｂ，２１ａにより、サブ調整と同様に、
今度はイメージセンサアセンブリ４及び第２の台板３３
ごとサブ調整治具３０を利用して調整を行う。

【００３３】更に、ＭＴＦ調整のため、装置本体に組み
込んであるレンズ９を、たとえば、手動でｅ方向に動か
して調整する。

【００３４】以上の調整後、図４に示すように、第２の
台板３３をベースプレート２０に取付ねじ３７ａ，３７
ｂで固定し、更に、装置本体のフレーム（図示せず）上
に配置された別プレート（図示せず）にベースプレート
２０を固定する。レンズ９も同様に別プレートにより固
定される。

【００３５】上述の作業により調整工程は終了するが、
装置販売後、販売先でイメージセンサ１或いはセンサ用
基板２が故障した場合、前述のサブ調整がされているア
センブリ体すなわち、イメージセンサ１，基板２及び第
１の台板３からなるイメージセンサアセンブリ４のみを
交換すればよい。

【００３６】この際、取り付けの誤差、すなわち、出荷
時の調整位置に対する部品取り付け時の誤差は、新しい
アセンブリの第１の台板３の位置決め用の基準穴３ａ，
３ｂの抜き位置公差のみとなるため、出力イメージにお
ける位置誤差は、微細なものとなる。したがって、イメ
ージセンサアセンブリ４交換後も、出荷時のイメージセ
ンサ位置と変わりない位置を維持できる。これにより、
従来のように図１１に示すような誤差調整機構を組み入
れて、オシロスコープでビデオ信号の波形を確認しなが
ら調整する必要がなくなり、ユーザー先での交換作業の
作業性が格段に向上する。

【００３７】このように、イメージセンサアセンブリ４
交換のみで充分な取り付け精度が得られるのは、旧イメ
ージセンサアセンブリと新イメージセンサアセンブリと
は、同じサブ調整治具３０により第１の台板３に対して
調整されており、同一性能の部品と見做せるからであ
る。

【００３８】なお、本発明が適用される光学系は図１０
に示すものに限定されるものでなく、レンズを使用する
他の光学系にも当然利用できる。たとえば、ミラーを使
用することなく原稿載置台５上の原稿の画像を直接イメ
ージセンサ上に結像させたり、２枚のミラーを使用して
原稿の画像をイメージセンサ上に結像させたりすること
もできる。また、３枚のミラーを使用して光軸を同一向
きに３回折り曲げて光路がループを形成するような光学
系を構成してもよい。

【００３９】更に、上述の一般のスルーレンズの他に、
セルフォック（登録商標）アレイ等の自己収束型レンズ
アレイを使用した光学系を使用したディジタルイメージ
スキャナに対しても本発明を適用することが可能であ
る。

【００４０】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば、
イメージセンサが取り付けられた基板と台板とを事前に
位置調整してイメージセンサアセンブリを構成し、組立
ラインではそのアセンブリ体を１部品と見做して機械に
対して調整を行うようにしている。これにより、不具合
が発生したイメージセンサアセンブリを交換するに際
し、再度位置調整を行なうことなく、充分な取り付け精
度が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明実施例のディジタル読み取り装置にお
いて使用されるイメージセンサアセンブリの斜視図であ
る。

【図２】 イメージセンサの斜視図である。

【図３】 イメージセンサアセンブリの台板への取り付
け構造を示す分解斜視図である。

【図４】 同イメージセンサアセンブリのベースプレー
トへの取り付け構造を示す分解斜視図である。

【図５】 先端レジストレーション調整を説明するため
の図である。

【図６】 サイドレジストレーション調整を説明するた
めの図である。

【図７】 先端レジストレーション調整時のイメージセ
ンサ出力の波形を示す波形図である。

【図８】（ａ），（ｂ）はサイドレジストレーション調
整時のイメージセンサ出力及び基準信号の波形を示す波
形図である。

【図９】 解像度調整時のイメージセンサ出力波形を示
す波形図である。

【図１０】 ディジタル複写機のイメージスキャナ部の
光学系を示す図である。

【図１１】 同光学系の展開図である。

【図１２】 従来のディジタル読み取り装置における位
置調整機構の一例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１…イメージセンサ、２…センサ用基板、２ａ，２ｂ…
位置調整用穴、２ｃ，２ｄ…取り付け穴、３…第１の台
板、３ａ，３ｂ…基準穴、３ｃ，３ｄ…取り付け用軸、
４…イメージセンサアセンブリ、５…原稿載置台、６，
７，８…ミラー、９…レンズ、１０…受光セル列、１０
ａ…セラミックチップ、１０ｂ…ピン、１１…レジスト
レーションライン、１２，１３，１４，１５…マーキン
グ、１６，１７，１８…ビデオ出力、１９…基準信号、
２０…ベースプレート、２１…調整治具、２１ａ，２１
ｂ…調整用治具ピン、２２…調整用台板、２２ａ，２２
ｂ，２３ａ…調整用曲げ部、２３，２４…調整用中板、
２５…センサプレート、２５ａ〜２５ｃ…調整用立ち上
げ部、２６ａ〜２６ｅ…調整用スプリング、２７ａ〜２
７ｅ…調整用ねじ、２８…回転支点、２９…回転用アー
ム、２９ａ…レバー、３０…サブ調整治具、３０ａ…支
持板体、３１，３２…サブ調整治具ピン、３３…第２の
台板、３３ａ，３３ｂ…位置調整用穴、３３ｃ，３３ｄ
…半抜き、３４ａ，３４ｂ…調整板、３５…サブ調整治
具、３５ａ，３５ｂ…サブ調整治具ピン、３６ａ，３６
ｂ…ねじ貫通孔、３７ａ，３７ｂ…取付ねじ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 イメージセンサが取り付けられたセンサ
   用基板と、このセンサ用基板が固定された第１の台板と
   からなるイメージセンサアセンブリが一体で、第２の台
   板に対して交換されるディジタル読み取り装置における
   イメージセンサの取り付け位置調整方法であって、 前記イメージセンサが取り付けられたセンサ用基板を、
   前記第２の台板に対して一義的に位置が決まる位置決め
   手段を予め有する前記第１の台板に対し、レジストレー
   ション調整用のマーキングを読み取った前記イメージセ
   ンサの出力を基準として、予め治具を使用し、所定の精
   度内に位置を調整した後に固定してイメージセンサアセ
   ンブリを構成し、 次に、前記イメージセンサアセンブリの前記第１の台板
   を、読み取り光学系に対して固定位置に設けられた前記
   第２の台板に、前記一義的に位置が決まる位置決め手段
   を介して取り付けることを特徴とするディジタル読み取
   り装置におけるイメージセンサの取り付け位置調整方
   法。