JP2885427B2

JP2885427B2 - 密着型センサ

Info

Publication number: JP2885427B2
Application number: JP1199463A
Authority: JP
Inventors: 隆雄村岡
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-08-02
Filing date: 1989-08-02
Publication date: 1999-04-26
Anticipated expiration: 2014-04-26
Also published as: JPH0364714A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は被読み取り画像をロッドレンズアレイによっ
て光電変換素子上に結像する密着型センサに係り、特に
ロッドレンズアレイの焦点位置の調整に関する。

（従来の技術）従来この種の密着型センサは第10図に示すような構成
を有している。即ち、読み取り原稿を照射する光源１、
読み取り画像を光電変換素子アレイ４上に結像するロッ
ドレンズアレイ２、このロッドレンズアレイ２の焦点位
置を調整する調整機構３及びこれら部品を支持するハウ
ジング５及び画像処理回路等が搭載されている回路基盤
６から成っている。読み取り原稿の読み取り可能幅は上
記構成部品の長さ、特にロッドレンズアレイ２と光電変
換素子アレイ４の長さを変えることによって調整するこ
とができ、A4、B4、A3又はA1サイズの原稿の読み取りが
可能となっている。又、ハウジンング５はアルミニウム
合金等の金属製であるため、読み取り原稿サイズがA4、
B4、A3及びA1サイズへと大きくなった場合、前記ハウジ
ングの断面形状が同じのまま大型化しても、それ自身の
自重による変形は殆ど発生しない。従って、ハウジング
５に固定されている光源１及び光電変換素子アレイ４の
原稿の読み取り幅の増大、例えばA1サイズへ増大して
も、前記ハウジング５が変形することはない。

しかし、ロッドレンズアレイ２は焦点位置を正確に調
整して且つこれを保持する必要から通常調整機構３を有
しており、ハウジング５に予め固定しておくことができ
ない。従ってロッドレンズアレイ２の焦点位置を前記調
整機構３により調整した後、止めねじ等でハウジング５
に固定する方法が考えられるが、このようにすると、ハ
ウジング５の材質とロッドレンズアレイ２の材質の違い
による熱膨脹率の違いから不具合を生じるので、このよ
うな手段を採ることもできない。従って、ロッドレンズ
アレイ２はハウジング５の両端に設けられた調整機構３
のみで支持されることになる。しかし、このようなロッ
ドレンズアレイ２の支持方法を採ると、原稿の読み取り
幅がA1サイズ程度の大型になった場合、ロッドレンズア
レイ２自身の自重による撓みが問題となってくる。この
ロッドレンズアレイ２は撓むと、光電変換素子４に対す
る焦点位置がずれてしましい、読み取り幅全域に亙って
均一な読み取り解像度を確保できなくなる。

上記ロッドレンズアレイ自身の自重による撓み量は、
第11図に示すようなモデルを考えると、次にような式が
成り立つ。

y_max＝5wL⁴/384EI …（１）但し、y_maxはロッドレンズアレイ２の最大撓み量、ｗは
単位長さの押圧力（ロッドレンズアレイの自重／ロッド
レンズアレイ支持長）、Ｅはロッドレンズアレイ２のヤ
ング率、Ｉはロッドレンズアレイ２の断面係数、Ｌはロ
ッドレンズアレイの支持長を示している。ここで、上記
各項目を測定して（１）式に代入して撓み量を求める
と、 0.2〜0.4mm程度の撓みが生じることが予想されている。
又、実機の密着型センサの読み取り信号から前記程度の
撓みがあることが確認されている。

（発明が解決しようとする課題）読み取り原稿幅がA1サイズ程度の大型の従来の密着型
センサでは、ロッドレンズアレイ自身の自重による撓み
対策が何んらなされていなかった。このため、読み取り
原稿幅がA4、B4又はA3サイズ程度の密着型センサに使用
されているロッドレンズアレイでは問題にならなかった
このロッドレンズアレイの撓みによる焦点位置のずれ即
ち解像度の低下が読み取り原稿幅A4サイズの大型機では
生じるという欠点があった。又、このような大型のロッ
ドレンズアレイを備えた密着型センサを、その焦点位置
調整時とは重力方向に対して上下反対方向にして使用す
ると、ロッドレンズアレイの撓みが２倍となって現れ、
密着型センサの特徴である高解像度による読み取りが殆
ど期待できなくなるという欠点があった。

そこで、本発明は上記の欠点を除去するもので、A1サ
イズ等の大きな原稿を読み取ることができるロッドレン
ズアレイの撓みを補正して、読み取り幅全域に亙って高
解像度の読み取りを行うことができる密着型センサを提
供することを目的としている。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明の密着型センサは、光信号を電気信号に変換す
る光電変換素子アレイと、この光電変換素子アレイに被
写体の像を結像させるための長尺のロッドレンズアレイ
と、このロッドレンズアレイの両端部を支持する支持部
材と、この支持部材に設けられ、前記ロッドレンズアレ
イを光軸方向に付勢する第１の付勢手段と、前記支持部
材に設けられ、前記ロッドレンズアレイを光軸方向に移
動させ焦点調整を行う調整手段と、前記ロッドレンズア
レイの長手方向の中間部にて自重による撓み方向に当該
ロッドレンズアレイを付勢する第２の付勢手段と、この
第２の付勢手段に対向して、前記ロッドレンズアレイを
平坦に補正する手段とを具備することを特徴とする。

（作用）本発明の密着型センサは、上記のように構成されてい
るので、長尺のロッドレンズアレイは、その両端に設け
られた調整手段により焦点調整がなされ、自重による撓
みは、第２の付勢手段による付勢と、この付勢手段に対
向して補正する手段の両手段の作用により適切に取り除
かれる。

（実施例）以下、本発明の一実施例を従来例と同一部には同一符
号を付して図面を参照して説明する。第１図は本発明の
密着型センサの一実施例を示した斜視図である。１は読
み取り対象である原稿を照射する光源、２は前記原稿の
画像を図示されない光電変換素子アレイ上に結像するロ
ッドレンズアレイ、３はロッドレンズアレイ２の前記光
電変換素子アレイに対する焦点位置を調整すると共に、
ロッドレンズアレイ２を支持する調整機構、５は光源１
及び調整機構３等を支持して固定するハウジング、６は
画像処理回路等を搭載する回路基盤である。

第２図は第１図に示した密着型センサの横断面図であ
る。４はロッドレンズアレイ２に対して一定の距離を隔
てて平行に載置されている光電変換素子アレイ、７はロ
ッドレンズアレイ２を下部から押圧して支持する補正ね
じで、ねじを回転させることによって前記押圧力を変化
できるようにハウジング５にねじこまれている。８は前
記光電変換素子アレイ４をハウジング５に固定するため
のバックプレートである。尚、上記補正ねじ７は先端部
分がテーパ状になっていて、ハウジング５に設けられた
ねじ穴にねじこんだ時、先端部分のテーパ部がロッドレ
ンズアレイ２の下部に下から接触すように配置されるも
のとする。又、図中矢印は重力Ｇの作用する方向とす
る。

第３図は第１図に示した調整機構３の分解斜視図であ
る。上方の反発力を発生するコイルスプリング32と下方
の押圧力を発生する押しねじ31にてロッドレンズアレイ
２の端部がコの字状の支持部材33に支持されるようにな
っている。従って、押しねじ31を回すことによって、ロ
ッドレンズアレイ２が上下して、第２図の光電変換素子
アレイ４に対する焦点位置が調整される。

次に本実施例の動作について説明する。先ず、補正ね
じ７を弛めて、その先端がロッドレンズアレイ２の下端
に接触しないようにする。これにより、ロッドレンズア
レイ２は自身の自重で第４図で示した如く読み取り幅の
中央付近が撓んだ状態になる。この状態で、所定の解像
度パターンを有する原稿を上記密着型センサで読み取ら
せ、読み取った前記パターンの両端の部分（即ち、読み
取り幅の両端で調整機構３付近）が前記所定の解像度を
有するように、調整機構３の押しねじ31を調整して、ロ
ッドレンズアレイ２の焦点位置を決める。この状態では
ロッドレンズアレイ２の自重によって第４図に示す如く
読み取り幅方向の中央付近が撓んだ状態となっている。
従って、前記読み取ったパターンの中央付近は前記所定
の解像度を持たないことになる。この状態において補正
ねじ７をねじこんでいき、その先端部分71によってロッ
ドレンズアレイ２を垂直方向上方に押し上げて、前記読
み取ったパターンの中央部も両端部分と同様の所定の解
像度が得られるように調整する。尚、補正ねじ７の先端
部分はテーパ状になっており、補正ねじ７がロッドレン
ズアレイ２の方向に移動することによって、上記した如
くロッドレンズアレイ２を上方向に移動することがで
き、第５図の如くロッドレンズアレイ２の中央付近の撓
みを補正して、これを支持することができる。これによ
って、前記読み取りパターンの全幅において均一な解像
度が得られ、ロッドレンズアレイ２の光電変換素子アレ
イ４に対する焦点位置の調整ができたことになる。但
し、第５図に示すごとく、ロッドレンズアレイの外側か
らレンズ部分までの厚みａは実際1mm程度あり、補正ね
じ７のテーパ角度を45度とすれば、ロッドレンズアレイ
２の撓み0.2〜0.4mm程度は実際問題として十分補正する
ことができる。

本実施例によれば、例えばA1原稿を読み取ることがで
きる長尺のロッドレンズアレイ２の撓みを補正ねじ７に
よって補正して、ロッドレンズアレイ２の全読み取り幅
方向を光電変換素子アレイ４に対して均一且つ平行に位
置させることができるため、読み取り幅全域に亙って高
解像度の読み取りを行うことができる。更に、上記補正
ねじ７はロッドレンズアレイ２の製造段階で生じるそり
についても補正することが可能であるため、この分製造
段階におけるロッドレンズアレイの品質管理をゆるやか
なものにすることができる。

第６図は本発明の他の実施例を示した斜視図である。
本例では、補正ねじ７の設置位置に対向した位置にある
ロッドレンズアレイ２の上部を下方に押圧する板ばね９
が設けられており、他の構成は第１図に示した前実施例
と同一である。

第７図は第６図に示した密着型センサの横断面図であ
る。板ばね９の一端はハウジング５にねじ止めされてお
り、その他端はロッドレンズアレイ２の上端部を下方に
押圧するように配設されている。他の構成は第２図に示
した前実施例と同様である。尚、第６図に示した調整機
構３の詳細構造は前実施例の第３図と同一であるため、
本例でもこの図を借用して以下説明する。

次に本実施例の動作について説明する。先ず、補正ね
じ７を弛めてその先端がロッドレンズアレイ２の下端に
接触しないようにする。これにより、ロッドレンズアレ
イ２は自身の自重と共に板ばね９の押圧力も受けること
になり、第８図に示す如く読み取り幅の中央付近が撓ん
だ状態になる。しかし、この状態でも調整機構３付近は
殆どロッドレンズアレイ２の撓み量は無い状態となる。
この状態において、所定の解像度パターンを有する原稿
を本密着型センサで読み取らせ、読み取った前記パター
ンの両端の部分（即ち、読み取り幅の両端で調整機構３
付近）が前記所定の解像度を有するように、調整機構３
の押しねじ31（第３図参照）を調整して、ロッドレンズ
アレイ２の焦点位置を決める。この調整後も、前述した
如くロッドレンズアレイ２の自重及び板ばね９の押圧力
によって第８図に示す如く読み取り幅方向の中央付近が
撓んだ状態となっているため、前記読み取ったパターン
の中央付近は前記所定の解像度を持たないことになる。
そこで、補正ねじ７をねじこんでいき、その先端部分71
によってロッドレンズアレイ２を垂直方向上方に押し上
げて、前記読み取ったパターンの中央部も両端部分と同
様の所定の解像度が得られるように調整する。尚、板ば
ね９の発生する押圧力は調整機構３に設けられたコイル
スプリング32の発生する反発力よりも小さく且つ、ロッ
ドレンズアレイ２の重量以上となるように設定されてい
るため、上記補正ねじ７による調整は容易に行える。

本実施例によれば、密着型センサを第５図に示した重
力方向に沿って使用する場合には、第１図に示した前実
施例の密着型センサと同様の効果がある。しかし、前実
施例の密着型センサを重力方向に対して上下反対方向と
なるように配置して使用した場合、補正ねじ７は何ら有
効に作用しないため、ロッドレンズアレイ２に生ずる撓
みを取ることができず、従来と同様の欠点を有すること
になる。しかし、本例ではこのように重力方向に対して
上下反対方向に使用した場合でも、板ばね９が発生する
押圧力により常にロッドレンズアレイ２は第８図に示す
ような撓みを生じる。このため、このような場合におい
ても、補正ねじ７をロッドレンズアレイ２側に押し込む
ことによって、前記撓みを補正して、第９図に示す如
く、このロッドレンズアレイ２の全幅方向を光電変換素
子アレイ４に対して均一に平行とすることができ、原稿
の読み取り幅方向に対して高解像度を得ることができ
る。

尚、前記両実施例で説明した補正ねじ７の代わりに偏
心カムなどを用いてロッドレンズアレイ２の中央下端部
を支持する構成としても良い。要は、ロッドレンズアレ
イ２の中央下端部を支持して、ロッドレンズアレイの内
側方向に可変的な押圧力を与えることができる支持機構
であれば上記構成に限ることはない。

〔発明の効果〕以上説明したように本発明の密着型センサによれば、
長尺のロッドレンズアレイは、その両端に設けられた調
整手段により焦点調整がなされるので、初期及び必要時
の焦点調整を適切に容易に行うことができる。また、長
尺のロッドレンズアレイの自重による撓みは、第２の付
勢手段による付勢と、この付勢手段に対呼応して補正す
る手段の両手段の作用により取り除かれるので、ロッド
レンズアレイの姿勢に拘らず、撓みが取り除かれ、長尺
でありながら適切な焦点調整が行われた結像を光電変換
素子アレイ上で得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の密着型センサの一実施例を示した斜視
図、第２図は第１図に示した密着型センサの横断面図、
第３図は第１図に示した調整機構３の分解斜視図、第４
図及び第５図は第２図に示した補正ねじの作用を示した
斜視図、第６図は本発明の他の実施例を示した斜視図、
第７図は第６図に示した密着型センサの横断面図、第８
図及び第９図は第７図に示した補正ねじの作用を示した
斜視図、第10図は従来の密着型センサの一例を示した一
部破枠斜視図、第11図はロッドレンズアレイの模式図で
ある。１…光源、２…ロッドレンズアレイ３…調整機構、４…光電変換素子アレイ７…補正ねじ、９…板ばね 31…押ねじ、32…コイルスプリング

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】光信号を電気信号に変換する光電変換素子
アレイと、この光電変換素子アレイに被写体の像を結像させるため
の長尺のロッドレンズアレイと、このロッドレンズアレイの両端部を支持する支持部材
と、この支持部材に設けられ、前記ロッドレンズアレイを光
軸方向に付勢する第１の付勢手段と、前記支持部材に設けられ、前記ロッドレンズアレイを光
軸方向に移動させ焦点調整を行う調整手段と、前記ロッドレンズアレイの長手方向の中間部にて自重に
よる撓み方向に当該ロッドレンズアレイを付勢する第２
の付勢手段と、この第２の付勢手段に対向して、前記ロッドレンズアレ
イを平坦に補正する手段とを具備することを特徴とする密着型センサ。
【請求項２】第２の付勢手段は、板バネにより構成さ
れ、補正手段は、先端がテーパー状に形成されたネジと、支持部材が固定され、ロッドレンズアレイの長尺側面を
覆い、前記ネジが螺合されるネジ穴が形成されたハウジ
ングとにより構成されていることを特徴とする請求項１に記載
の密着型センサ。