JP3758451B2 - 画像読み取り装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機等の画像形成装置に組み込まれる画像読み取り装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタル複写機、ファクシミリ装置又はそれらの複合機などの画像形成装置には、原稿からの反射光像を撮像素子に結像して読み取る画像読み取り装置が組み込まれている。この種の画像読み取り装置では、装置フレーム上に透明なガラスプレートからなる原稿台（プラテンガラス等）を有し、この原稿台に置かれた原稿の画像を光学的に読み取るようにしている。
【０００３】
原稿台に置かれた原稿の画像を読み取るにあたっては、その読み取り範囲や出力すべき用紙のサイズなどを自動的に設定するために、原稿サイズを検知することが行われている。原稿サイズを検知するには、撮像素子によって走査される主走査方向の原稿サイズ（以下、原稿縦サイズ）と主走査方向に直交する副走査方向の原稿サイズ（以下、原稿横サイズ）を検知する必要がある。
【０００４】
一般に、原稿縦サイズは、撮像素子を用いて１ライン分の画像を読み取ることにより検知され、原稿横サイズは、原稿台の下方に設けられた原稿検知センサを用いて検知されている。
【０００５】
また、原稿検知センサとしては反射型の光センサが多用されている。この種の原稿検知センサでは、原稿台上のセンサ検出位置に原稿が存在するか否かにより、そのセンサ出力（例えば、オン／オフ状態）が変化するものとなっている。
【０００６】
一方、原稿からの反射光像を撮像素子に結像させる結像光学系は、結像用のレンズを備えて構成されている。この結像光学系は、装置フレームに支持された基台に載置され、そこでネジ止め等により固定されている。また基台は、レンズ固有の性能バラツキ（共役長のバラツキ等）を補正するために、副走査方向に移動調整可能な状態で装置フレームに取り付けられている。
【０００７】
ところで、原稿検知センサは、コスト的な理由などによって必要最小個数のみ設けられる場合が殆どである。そのため、撮像素子を用いて検知される主走査方向の原稿サイズとの組み合わせで、原稿検知センサからのセンサ出力を基に原稿サイズを検知しようとすると、上記センサ検知位置は、出来るだけ多種類の原稿サイズを検知できるよう、副走査方向における原稿端の基準位置から所定の距離だけ離れた位置に設定される。そして、その設定条件に基づいて装置フレーム内における原稿検知センサの取り付け位置も設定される。そうした場合、原稿検知センサの取り付け位置は、前述した基台上或いは基台の近傍に設定されることが多い。
【０００８】
図５は従来の画像読み取り装置の一例を示す斜視図である。図５において、装置フレーム５１は、図示しないキャリッジ移動用のガイドレール５２を備えて構成されている。この装置フレーム５１は、上方を開口した略箱型構造に成形されている。基台５３は、平面視長方形に形成されており、その長手方向の両端部を装置フレーム５１の基台受け部５２Ａに載置した状態で支持されている。また基台５３は、装置フレーム５１への固定用孔５３Ａを長孔状に形成することにより、副走査方向Ｙに移動調整可能な状態で装置フレーム５１に支持されるものとなっている。
【０００９】
結像光学系５４のレンズ５５は、レンズ取り付けプレート５６を介して基台５３上に搭載されている。またレンズ５５は、帯板状の固定部材５７を用いて基台５３上に固定されている。撮像素子５９はこれを駆動する駆動基板６０に取り付けられている。駆動基板６０は、レンズ５５と対向する位置に撮像素子５９を配置した状態で基台５３の長辺側端部にネジ止め等により支持されている。
【００１０】
さらに、基台５３上には、結像光学系５４の近傍に位置して原稿検知センサ６１が設けられている。この原稿検知センサ６１は、センサ支持ブラケット６２を用いて基台５３に固定されている。また基台５３上においては、該基台５３にプレス加工等によって形成された二つの小突起（不図示）と、センサ支持ブラケット６２に設けられた二つの嵌合孔（不図示）とを嵌合させることにより、原稿検知センサ６１が位置決めされている。
【００１１】
このように結像光学系５４を載置した基台５３上に原稿検知センサ６１を位置決め固定した装置構成（例えば、特開平１０−２５７２３５号公報に開示された装置構成）においては、結像光学系５４が載置される基台５３の面精度が光学性能上十分に確保されることから、原稿検知センサ６１の取り付け状態が非常に安定したものとなる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、光学調整時において、レンズ固有の共役長（被写体〜像面距離）のバラツキを補正するために基台５３を副走査方向に移動させると、これと一体に原稿検知センサ６２も副走査方向に移動してしまう。そのため、原稿台上での原稿検知センサ６１のセンサ検出位置がずれて次のような不具合が生じる。即ち、レンズ５５はその固有の性能バラツキとして共役長±１％ほどのバラツキを有し、これを補正するための基台５３の移動量は±６ｍｍほどになる。一方、原稿検知センサ（反射型光センサ）６１によるセンサ検出位置でのスポット径は、現状でφ８ｍｍ〜φ１２ｍｍとなっている。そうした場合、原稿検知センサ６２の配置や、識別すべき原稿サイズによっては、原稿検知センサ６１の検出エリア（ビームスポットエリア）が原稿間を跨いだ状態となり、これによって原稿サイズの誤検知或いは検知不能な状況を招く恐れがある。
【００１３】
具体的な事例として、図６に示すように、原稿台６３に横向きで置かれたＡ４サイズ（縦２１０ｍｍ，横２９７ｍｍ）の原稿６４と、同じく原稿台に横向きで置かれたレターサイズ（縦２１６ｍｍ，横２７９ｍｍ）の原稿６５を、原稿検知センサ６1を用いて識別する場合を考える。この場合、各種サイズの用紙突き当て基準端となるREGI位置Ｐから副走査方向（図の横方向）に２８８ｍｍ離れた位置でセンサ検出位置Ｐ１設定する。そうすると、図７（Ａ）に示すようにφ１２ｍｍのスポット径で形成される検出エリアＥの両サイドにそれぞれ３ｍｍの余裕を確保した状態で原稿サイズを検知することが可能となる。
【００１４】
ところが、レンズ共役長が５７０ｍｍで、そのバラツキが−１％である場合、これを補正する際の基台５３の移動量は−５．７ｍｍとなる。そうすると、これに伴って原稿検知センサ６１のセンサ検出位置も−５．７ｍｍだけ移動することになる。その結果、図７（Ｂ）に示すように原稿検知センサ６１の検出エリアＥが原稿間に跨った状態で配置される。この状態では、先述の２種類の原稿６４，６５のサイズを検知しようとした場合に、どちらの原稿６４，６５が置かれても原稿検知センサ６１のセンサ出力が同じ状態となり、原稿サイズを識別することが出来なくなる。
【００１５】
これに対して従来では、図８に示すようにセンサ支持ブラケット６２の縦寸法を長くし、そのセンサ支持ブラケット６２を装置フレーム５１の底面部に直接位置決め固定したものも提示されている。
【００１６】
しかしながら、上記図８に示す装置構成においては、センサ支持ブラケット６２の固定部における装置フレーム５１の面精度を確保しにくいうえ、センサ支持ブラケット６２自体に倒れが生じやすいものとなる。そのため、原稿検知センサ６１のセンサ検出位置にバラツキが生じ、上記同様の問題を招くことになる。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、装置フレーム上の原稿台に置かれた原稿を検知する原稿検知センサを有する画像読み取り装置において、装置フレームに対して原稿検知センサを位置決めする位置決め手段と、この位置決め手段により位置決めされた原稿検知センサを、結像光学系が載置される基台上に固定する固定手段とを備えた構成を採用している。
【００１８】
上記構成からなる画像読み取り装置においては、装置フレームに対して原稿検知センサを位置決めしているため、結像光学系におけるレンズ固有の性能バラツキ（共役長バラツキ）を補正すべく基台を移動させても、装置フレームに対する原稿検知センサの取り付け位置は一定に保持される。また、結像性能上面精度が十分に確保される基台に原稿検知センサを固定しているため、原稿検知センサを取り付けるにあたってその取り付け姿勢に倒れ等が生じにくくなる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２０】
図1は本発明が適用される画像読み取り装置の構成を示す概略図である。図示した画像読み取り装置１は、装置フレーム２、プラテンガラス等の原稿台３、光源ランプ４、第1〜第３ミラー５Ａ〜５Ｃ、結像用のレンズ６を有する結像光学系７、ＣＣＤラインセンサ等からなる撮像素子８、該撮像素子８を支持する駆動基板９、基台１０、原稿検知センサ１1等を備えて構成されている。また、画像読み取り装置１の上部には自動原稿送り装置１２が搭載されている。
【００２１】
装置フレーム２は金属材料によって構成されたもので、その上方を開口した略箱型構造に成形されている。原稿台３は、上記開口を塞ぐかたちで装置フレーム２の上部に取り付けられている。原稿台３の一端（図の左端）には白色基準板１３が設けられている。光源ランプ４と第1ミラー５Ａは図示しないフルレートキャリッジに搭載され、第２ミラー５Ｂと第３ミラー５Ｃは図示しないハーフレートキャリッジに搭載されている。
【００２２】
レンズ６は、結像光学系７の主要部品となるもので、従来同様の固定手段を用いて基台１０上に搭載されている。基台１０は装置フレーム２と同様に金属材料によって構成されたもので、平面視長方形に成形されている。この基台１０は、従来同様に図示しない基台受け部を用いて装置フレーム２に支持されている。また基台１０は、装置フレーム２への固定用孔（不図示）を長孔状に形成することにより、副走査方向Ｙに移動調整可能な状態で装置フレーム２に支持されるものとなっている。
【００２３】
原稿検知センサ１１は、原稿台３に置かれた原稿サイズを検知するためのもので、例えば反射型の光センサによって構成される。撮像素子８はこれを駆動する駆動基板９に取り付けられている。駆動基板９はネジ止め等によって基台１０に支持されている。また、駆動基板９からは信号ケーブル１４が引き出されている。この信号ケーブル１４は、上記駆動基板９と画像処理基板１５とを電気的に接続するものである。
【００２４】
なお、図1においては自動原稿送り装置１２を搭載した画像読み取り装置１を例示しているが、これ以外にも、プラテンカバー等の原稿押さえ部材を備える場合もある。
【００２５】
上記構成の画像読み取り装置１においては、原稿台３に載置された原稿に対して、光源ランプ４から光が照射される。このとき、原稿からの反射光像は、図中一点鎖線で示すように第1ミラー５Ａ、第２ミラー５Ｂ及び第３ミラー５Ｃで順に反射された後、レンズ６によって撮像素子８の撮像面に結像される。また、撮像素子８によって得られた画像読み取り信号は、信号ケーブル１４を介して画像処理基板１５に伝送される。
【００２６】
図２は本発明に係る画像読み取り装置の第1実施形態を示す斜視図である。図２においては、結像光学系７が搭載された基台１０上に２本の位置決めスタッド１６Ａ，１６Ｂが配設されている。これら２本の位置決めスタッド１６Ａ，１６Ｂは断面円形に形成されたもので、装置フレーム２の底部に圧入、接着等の固着手段により固定されている。また、各々の位置決めスタッド１６Ａ，１６Ｂは、装置フレーム２の底面部から垂直に起立した状態で配置されている。
【００２７】
これに対して、基台１０には、図３に示すように各々の位置決めスタッド１６Ａ，１６Ｂの取り付け位置に対応して逃げ孔１７Ａ，１７Ｂが設けられている。そして、これらの逃げ孔１７Ａ，１７Ｂを貫通するかたちで位置決めスタッド１６Ａ，１６Ｂの上部が基台１０上に突出配置されている。各々の逃げ孔１７Ａ，１７Ｂは平面視長方形に形成され、且つその長手寸法（副走査方向Ｙの孔寸法）はレンズ共役長補正に伴う基台１０の移動を許容し得る条件（換言すると、レンズ共役長補正のために基台１０を副走査方向に移動する際、位置決めスタッド１６Ａ，１６Ｂとの位置的な干渉によって基台１０の移動を妨げない条件）で設定されている。
【００２８】
具体的には、例えばレンズ共役長補正のために必要となる基台１０の移動量（最大移動量）が±Ｌｍｍであったとすると、各々の逃げ孔１７Ａ，１７Ｂの長手寸法としては、少なくともそれぞれに対応する位置決めスタッド１６Ａ，１６Ｂの直径寸法に２×Ｌの寸法分を足し合わせた値以上に設定される。なお、ここでは逃げ孔１７Ａ，１７Ｂの形状を平面視長方形としているが、かかる孔形状は任意に変更可能であり、例えばコーナー部を丸くした長孔状としても構わない。
【００２９】
一方、原稿検知センサ１１はネジ止め、接着等の固着手段によりセンサ支持ブラケット１８に支持され、このセンサ支持ブラケット1８を介して原稿検知センサ１１が基台１０に固定されるものとなっている。この原稿検知センサ１１は上記原稿台３に向けて光ビームＢを出射し、その反射光を利用して原稿の有無を検知する。
【００３０】
センサ支持ブラケット１８は所定の形状に打ち抜かれた金属板を略クランク状に曲げ加工して成形されている。センサ支持ブラケット１８の下片には、上記位置決めスタッド１６Ａ，１６Ｂに対応する２つの嵌合孔１９Ａ，１９Ｂが設けられ、且つそれらの嵌合孔１９Ａ，１９Ｂ間に固定用孔２０が設けられている。また、上記２つの嵌合孔１９Ａ，１９Ｂのうち、一方の嵌合孔１９Ａは固定用孔２０と同様に長孔状に形成され、他方の嵌合孔１９Ｂは円形に形成されている。
【００３１】
なお、図２及び図３において、レンズ６は、レンズ取り付けプレート３０を介して基台１０上に搭載され、且つ帯板状の固定部材３１を用いて固定されている。また、レンズ６の光出射側には遮光カバー３２が取り付けられている。また基台１０は、装置フレーム２と一体構造をなす基台受け部２Ａに載置され、その長手方向両端に形成された長孔状の固定用孔１０Ａを用いて固定されるものとなっている。基台受け部２Ａは、装置フレーム２の一部を構成するキャリッジ移動用のガイドレール２３の内側面から水平に突出する状態で形成されている。
【００３２】
ここで、上述のように原稿検知センサ１１を支持するセンサ支持ブラケット１８を取り付けるにあたっては、上記２つの嵌合孔１９Ａ，１９Ｂをそれぞれに対応する位置決めスタッド１６Ａ，１６Ｂに嵌合させた状態で、センサ支持ブラケット１８の下片を基台１０の上面に当接させる。
【００３３】
これにより、原稿検知センサ１１は、基台１０上における位置決めスタッド１６Ａ，１６Ｂと嵌合孔１９Ａ，１９Ｂとの嵌合により、装置フレーム２に対して位置決めされた状態となる。このとき、各位置決めスタッド１６Ａ，１６Ｂの先端部（上端部）を先細状に形成しておくことで、基台１０上へのセンサ支持ブラケット１８の取り付け作業を容易に行うことが出来る。
【００３４】
続いて、センサ支持ブラケット１８の固定用孔２０にネジ２１を挿入するとともに、このネジ２１を図示せぬネジ孔或いはナット等に螺合することにより、原稿検知センサ１１がセンサ支持ブラケット１８を介して基台１０に固定された状態となる。
【００３５】
なお、図３においては、基台１０上にブラケット固定用のネジ２１が装着された状態を示しているが、上述のようにセンサ支持ブラケット１８を取り付ける際には、基台１０からネジ２１が一旦取り外され、センサ支持ブラケット１８を基台１０に載せた状態で再び装着されることになる。
【００３６】
一方、光学調整時におけるレンズ共役長補正に際しては、その補正量に応じて基台１０が副走査方向Ｙに移動調整される。このとき、ブラケット固定用のネジ２１を適度に緩めた状態で基台１０を移動させることにより、副走査方向（基台１０の移動方向）Ｙへの原稿検知センサ１１の移動が、位置決めスタッド１６Ａ，１６Ｂと嵌合孔１９Ａ，１９Ｂとの嵌合により規制されることになる。
【００３７】
このように本実施形態に係る画像読み取り装置においては、装置フレーム２の底部から起立させた位置決めスタッド１６Ａ，１６Ｂを用いて原稿検知センサ１１を位置決めするとともに、この位置決め状態で基台１０にセンサ支持ブラケット1８を介して原稿検知センサ１１を固定しているため、レンズ共役長補正に伴う基台１０の移動に左右されることなく、原稿検知センサ１１の取り付け位置を常に一定に保持することが可能となる。
【００３８】
また、光学性能上、面精度が十分に確保される基台１０にレンズ支持ブラケット１８を介して原稿検知センサ１０を固定しているため、センサの取り付け姿勢に倒れ等が生じにくいものとなる。これにより、原稿検知センサ１１の取り付け状態が非常に安定したものとなるため、原稿台３に対する原稿検知センサ１１のセンサ検出位置を高精度に設定することが可能となる。
【００３９】
図４は本発明に係る画像読み取り装置の第２実施形態を示す斜視図である。この第２実施形態においては、上記第1実施形態に比較して、装置フレーム２に対する原稿検知センサ１１の位置決め構造が異なるものとなっている。
【００４０】
即ち、図４において、装置フレーム２の基台受け部２Ａには位置決めスタッド２２が設けられている。基台受け部２Ａは、装置フレーム２の一部を構成するキャリッジ移動用のガイドレール２３の内側部を直角に曲げ成形したかたちで形成されている。また、位置決めスタッド２２は基台受け部２Ａから垂直に起立した状態で設けられている。
【００４１】
これに対して、基台１０上には案内板２３が取り付けられている。この案内板２３には略Ｕ字形の嵌合凹部２３Ａと長孔２３Ｂとが形成されている。また、基台１０上には、案内板２３の取り付け位置に対応して一対の突起２４Ａ，２４Ｂが一体に形成されている。案内板２３は、上記嵌合凹部２３Ａを位置決めスタッド２２に嵌合し且つ上記長孔２３Ｂを一対の突起２４Ａ，２４Ｂに嵌合した状態で、ネジ２５により基台１０に固定されている。
【００４２】
一方、原稿検知センサ１１を支持するセンサ支持ブラケット１８の下片には、一対の長孔２６Ａ，２６Ｂが形成され、これに対応して基台１０上に一対の小突起２７Ａ，２７Ｂが一体に形成されている。センサ支持ブラケット１８は一対の長孔２６Ａ，２６Ｂを一対の小突起２７Ａ，２７Ｂに嵌合し且つその一端部を図中ｙ方向（副走査方向）から案内板２３に突き当てた状態で、ネジ２８により基台１０に固定されている。この状態で、センサ支持ブラケット１８に支持された原稿検知センサ１１は、位置決めスタッド２２に嵌合する案内板２３を介して装置フレーム２に位置決めされている。
【００４３】
このような装置構成においては、レンズ共役長補正に際して基台１０を副走査方向Ｙに移動調整するにあたり、案内板２３の固定用ネジ２５とブラケット固定用のネジ２８をそれぞれ適度に緩めた状態で基台１０を移動させることにより、副走査方向（基台１０の移動方向）Ｙへの案内板２３の移動が、位置決めスタッド２２と嵌合凹部２３Ａとの嵌合及び一対の突起２４Ａ，２４Ｂと長孔２３Ｂとの嵌合により規制される。
【００４４】
これにより、レンズ共役長補正に伴う基台１０の移動に左右されることなく、案内板２３へのセンサ支持ブラケット１８の突き当てにより原稿検知センサ１１の取り付け位置を一定に保持することが可能になる。また、上記第1実施形態と同様に、光学性能上面精度が確保される基台１０上に原稿知センサ１０を取り付けたことで、原稿台３に対する原稿検知センサ１１のセンサ検出位置を高精度に設定することが可能となる。
【００４５】
さらに、本第２実施形態においては、基台１０を支持する装置フレーム２の基台受け部２Ａに位置決めスタッド２２を設けるようにしているため、スタッド高さを低く抑えることが出来る。かかる装置構成は、例えば装置フレーム２の底面部と基台１０間の距離が長く、該フレーム底面部に精度良く位置決めスタッドを立てることが困難な場合に用いて有効な手段となる。
【００４６】
なお、上記第２実施形態において、センサ支持ブラケット１８を案内板２３に突き当てることで原稿検知センサ１１を装置フレーム２に位置決めする構成としたが、本発明はこれに限らず、センサ支持ブラケット１８と案内板２３を一体に構成しても同様の効果を得ることが出来る。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、装置フレームに対して原稿検知センサを位置決めしているため、レンズ共役長補正等に伴う基台の移動に左右されることなく、原稿検知センサの取り付け位置ひいては原稿台上でのセンサ検出位置を一定に保持することが可能となる。また、光学性能上面精度が十分に確保される基台に原稿検知センサを固定したことで、原稿検知センサの取り付け状態が非常に安定し、これによって原稿台に対する原稿検知センサのセンサ検出位置を高精度に設定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明が適用される画像読み取り装置の構成を示す概略図である。
【図２】 本発明に係る画像読み取り装置の第1実施形態を示す斜視図である。
【図３】 図２に示す原稿検知センサを取り外した状態の斜視図である。
【図４】 本発明に係る画像読み取り装置の第２実施形態を示す斜視図である。
【図５】 従来の画像読み取り装置の一例を示す斜視図である。
【図６】 原稿検知センサによる原稿サイズの検知事例を示す図である。
【図７】 従来の課題を説明する図である。
【図８】 従来の画像読み取り装置の他の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１…画像読み取り装置、２…装置フレーム、３…原稿台、６…レンズ、７…結像光学系、８…撮像素子、１０…基台、１１…原稿検知センサ、１６Ａ，１６Ｂ，２２…位置決めスタッド、１８…センサ支持ブラケット、１９Ａ，１９Ｂ…嵌合孔、２１…ネジ、２３…案内板

Claims (3)

1. 装置フレーム上の原稿台に置かれた原稿を検知する原稿検知センサを有する画像読み取り装置において、
   前記装置フレームに対して前記原稿検知センサを位置決めする位置決め手段と、
   前記位置決め手段により位置決めされた原稿検知センサを、結像光学系が載置される基台上に固定する固定手段と
   を備えることを特徴とする画像読み取り装置。
2. 前記位置決め手段は、前記装置フレームに設けられた位置決めスタッドを有し、この位置決めスタッドを用いて前記原稿検知センサを前記装置フレームに位置決めする
   ことを特徴とする請求項1記載の画像読み取り装置。
3. 前記装置フレームは前記基台を載置状態に支持する基台受け部を有し、この基台受け部に前記位置決めスタッドを設けてなる
   ことを特徴とする請求項２記載の画像読み取り装置。

Images