JP3974767B2 - 画像読取装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像読取装置に関し、特に、2個のレンズを備え、これらを移動することにより、3つの解像度で画像を読み取ることができる画像読取装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
スキャナ等の画像読取装置の中で、特に高い解像度を有する装置(以下、高解像度スキャナ)がある。このような高解像度スキャナでは、通常、その解像度を例えば700dpi、2400dpi、4000dpiのように数段階に切り替えることができる。各々の解像度での読取用のレンズが必要であるので、このように3段階に解像度を切り替えるとすると、3枚のレンズを備える必要がある。レンズの価格は、通常、高解像度用のものほど、高価である。解像度を切り替える場合、この切り替えに起因して読取可能な領域が同時に縮小される。この結果、読取可能な領域は、原稿台(プラテンガラス)の幅方向(主走査方向)の中央部分に限定される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、高解像度スキャナでは、解像度の切り替えの段階数と同じ数のレンズを必要とする。レンズは極めて高価であるため、高解像度スキャナが高価なものになってしまう。特に、複数の高い解像度を実現するほど、その傾向が顕著になる。
【0004】
また、解像度の切り替えを行うと、読取可能な領域が主走査方向の中央部分に制限されてしまう。このため、原稿台の全域(即ち、画像読取領域の全域)において画像データを得ることはできなくなってしまう。
【0005】
本発明は、少ないレンズの数でより多くの解像度で画像を読み取ることができる高解像度の画像読取装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像読取装置は、低解像度のレンズと高解像度のレンズとこれらを駆動することにより所定方向に移動させる第1の駆動ユニットとを備えるレンズユニットと、レンズユニットとこれを駆動することにより所定方向に移動させる第2の駆動ユニットとCCDセンサユニットと少なくとも第1及び第2のミラーとを備える光学ユニットとを備える。光学ユニットにおいて、読取の光軸が、CCDセンサユニットと第1のミラーとを結び第1のミラーと第2のミラーとを結ぶように、その位置が定められる。第1の位置がCCDセンサユニットと第1のミラーとを結ぶ光軸の上とされ、第2の位置が第1のミラーと第2のミラーとを結ぶ光軸の上であって第3の位置より第1のミラーに近い位置とされ、第3の位置が第1のミラーと第2のミラーとを結ぶ光軸の上であって第2の位置より第2のミラーに近い位置とされる。第1の解像度での読取において、低解像度のレンズが第1の位置で光軸の位置に入るように、かつ、高解像度のレンズが光軸の位置に入らないように、第1の駆動ユニットが低解像度及び高解像度のレンズを移動させ、かつ、第2の駆動ユニットがレンズユニットを移動させる。第1の解像度より高い解像度の第2の解像度での読取において、低解像度のレンズが光軸の位置に入らないように、かつ、高解像度のレンズが第2の位置で光軸の位置に入るように、第1の駆動ユニットが低解像度及び高解像度のレンズを移動させ、かつ、第2の駆動ユニットがレンズユニットを移動させる。第2の解像度より高い解像度の第3の解像度での読取において、低解像度のレンズが光軸の位置に入らないように、かつ、高解像度のレンズが第2の位置の属する光軸と同一の光軸上の第3の位置で第2の位置に入る場合と反転することなく光軸の位置に入るように、第1の駆動ユニットが低解像度及び高解像度のレンズを移動させ、かつ、第2の駆動ユニットがレンズユニットを移動させる。
【0007】
本発明の画像読取装置によれば、低解像度及び高解像度の2枚のレンズで、第1乃至第3の解像度(即ち、3つの焦点)を実現することができる。特に、1枚の高解像度のレンズで、第2及び第3の解像度(即ち、2つの焦点)を実現することができる。例えば、第1の位置がCCDセンサユニットと第1のミラーとを結ぶ光軸の上とされ、第2の位置が第1のミラーと第2のミラーとを結ぶ光軸の上であって第3の位置より第1のミラーに近い位置とされ、第3の位置が第1のミラーと第2のミラーとを結ぶ光軸の上であって第2の位置より第2のミラーに近い位置とされる。更に、低解像度のレンズは、第1の位置で例えば解像度700dpiでの読取に使用される。高解像度のレンズは、2つの解像度の実現のために移動することにより、第2の位置で例えば解像度2400dpiでの読取に使用され、第3の位置で例えば解像度4000dpiでの読取に使用される。従って、解像度の切り替えの段階数よりも少ないレンズ数で多くの解像度を実現できる。この結果、画像読取装置の価格を抑えることができる。特に、より高い解像度である第2及び第3の解像度用のレンズを兼用しているので、より高価なレンズを用いることなく、より多くの解像度を実現できる。この結果、画像読取装置の価格を効果的に抑えることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
図1乃至図3は、画像読取装置構成図であり、本発明の画像読取装置の構成の概略を示す。特に、図1は画像読取装置のブロック構成図、図2は画像読取装置の断面構成図、図3は画像読取装置の平面構成図である。
【0009】
この例では、画像読取装置は、例えばその上面に原稿台15を備えるフラットベット型の高解像度スキャナからなる(以下、高解像度スキャナという)。原稿台15は、例えばプラテンガラスからなる。なお、このプラテンガラスは、図示しないが、その枠体(高解像度スキャナの筐体100)から取り外し可能に設けられる。これにより、高解像度スキャナの筐体100の内部のチリやゴミ等の清掃が可能となる。なお、このプラテンガラスの交換については後述する。
【0010】
高解像度スキャナは制御処理部16を備える。制御処理部16は、媒体上の画像の読取処理等において、以下に述べる第1乃至第4の駆動ユニット3、5、9、12を制御して、各々の駆動対象を所定の方向に所定の量だけ移動させる。
【0011】
高解像度スキャナはレンズユニット4を備える。レンズユニット4は、図4等に示すように、低解像度のレンズ1、高解像度のレンズ2、第1の駆動ユニット3を備える。低解像度のレンズ1は、後述するように、第1の位置で例えば解像度700dpiでの読取に使用される。高解像度のレンズ2は、後述するように、第2の位置で例えば解像度2400dpiでの読取に使用され、第3の位置で例えば解像度4000dpiでの読取に使用される。レンズ1及び2は、後述するように、前記所定の解像度の実現のために移動する。第1の駆動ユニット3は、レンズ1及び2を駆動する。第1の駆動ユニット3は、例えばモータとラック及びギヤのような駆動機構とからなる(図示せず)。レンズ1及び2は、第1の駆動ユニット3により、所定の方向に移動する。
【0012】
高解像度スキャナは光学ユニット8を備える。レンズユニット4は光学ユニット8の一部である。即ち、光学ユニット8は、図4(A)等に示すように、レンズユニット4、第2の駆動ユニット5、CCDセンサユニット6、少なくとも第1及び第2のミラー7(71、72)とを有する。レンズユニット4は、後述するように、所定の解像度の実現のために移動する。第2の駆動ユニット5はレンズユニット4を駆動する。レンズユニット4は、第2の駆動ユニット5により、所定の方向に移動する。CCDセンサユニット6は、周知のCCD(電荷結合素子)からなるラインセンサからなり、原稿台15上に載せられた媒体上の画像を読み取って、画像データ(電子データ)を出力する。
【0013】
第2の駆動ユニット5は、例えばモータとラック及びギアのような駆動機構とからなる(図示せず)。実際には、第1の駆動ユニット3のモータは、第2の駆動ユニット5のモータとしても使用される。
【0014】
第1のミラー71は、光学ユニット8内における光軸(図2において、点線で示す)の方向を転換する。第2のミラー72は、フラットベットキャリア11内における光軸の方向を転換する。光学ユニット8内における光軸の方向を転換する。即ち、第1のミラー71は第2のミラー72からの光をほぼ直角に曲げてCCDセンサユニット6に入射させ、第2のミラー72は光源からの光をほぼ直角に曲げて第1のミラー71に向ける。光源からの光とは、透過原稿を透過した透過ランプユニット13からの光、又は、反射原稿で反射した反射ランプユニット10からの光である。これにより、図4(A)等に示すように、光学ユニット8において、読取時における光軸が、CCDセンサユニット6と第1のミラー71とを結び第1のミラー71と第2のミラー72とを結ぶように、その位置が定められる。
【0015】
光学ユニット8及びレンズユニット4の具体的な構造を図6に、レンズユニット4の部分的な構造を図7に示す。
【0016】
図6において、光学ユニット8は、後述するフラットベットキャリア11内に収納される。光学ユニット8は、2本のX軸92、93をガイドとして、Xモータ91(及びベルト)等により、主走査方向(X方向)に駆動される。Xモータ91、X軸92、93等で第3の駆動ユニット9を構成する。CCDセンサユニット6は、光学ユニット8に一体に設けられ、これとともに移動する。これに対して、第2のミラー72は、フラットベットキャリア11の内部に固定され、主走査方向の全域に渡って設けられる。同様に、反射ランプユニット10も、フラットベットキャリア11の内部に固定され、主走査方向の全域に渡って設けられる。
【0017】
このように、光学ユニット8は、主走査方向の全域に渡って移動する。前述のように、高解像度における読取の場合、読取可能な領域が主走査方向の中央部分に制限される。具体的には、1個の読取ライン(1ラスタ)におけるCCDセンサユニット6と物理的にほぼ等しい。そこで、制御処理部16は、高解像度(第1乃至第3の解像度)における読取の場合、光学ユニット8を主走査方向の全域に渡って(左端から右端まで)移動させる。この処理は副走査方向の全域に渡って繰り返される。これにより、原稿台15の全域(即ち、画像読取領域の全域)において、高解像度の画像データを得ることができる。
【0018】
図7において、レンズユニット4は、低解像度及び高解像度のレンズ1及び2を一体に設ける。レンズユニット4において、低解像度のレンズ1はCCDセンサユニット6に対向して上下方向に設けられ、高解像度のレンズ2は副走査方向(Y方向)に設けられる。第1のミラー71は、光学ユニット8に一体に設けられ、これとともに移動する。従って、第1のミラー71は、主走査方向の全域にではなく、CCDセンサユニット6(又はレンズユニット4)の主走査方向の幅にほぼ等しい範囲に設けられる。第1の駆動ユニット3及び第2の駆動ユニット5は、光学ユニット8に一体に設けられるが、その図示を省略している。なお、図7において、レンズユニット4は、引き出し線により符号4を付した部分(2カ所)であり、他は光学ユニット8を構成する部分である。
【0019】
制御処理部16は、第1の解像度での読取において、第1の駆動ユニット3に低解像度及び高解像度のレンズ1及び2を駆動させ、かつ、第2の駆動ユニット5にレンズユニット4を駆動させる。これにより、図4(A)に示すように、低解像度のレンズ1が第1の位置で光軸の位置に入るようにし、かつ、高解像度のレンズ2が光軸の位置に入らないようにする。第1の位置はCCDセンサユニット6と第1のミラー71とを結ぶ光軸の上である。これにより、低解像度のレンズ1が例えば700dpiでの読取の焦点位置に合わせられる。
【0020】
また、制御処理部16は、第2の解像度での読取において、図4(B)に示すように、第1の駆動ユニット3に低解像度及び高解像度のレンズ1及び2を駆動させる。レンズ1及び2は、一体に設けられ、同時に駆動される。駆動方向はレンズユニット4の下方である。これにより、高解像度のレンズ2が、レンズユニット4から下方にはみ出して、第1及び第2のミラー71及び72との間の光軸の上に位置するようにする。更に、制御処理部16は、第2の駆動ユニット5にレンズユニット4を駆動させる。駆動方向は第2のミラー72の方向である。これにより、図5(A)に示すように、低解像度のレンズ1が光軸の位置に入らないようにし、高解像度のレンズ2が第2の位置で光軸の位置に入るようにする。第2の位置は第1のミラー71と第2のミラー72とを結ぶ光軸の上であって第3の位置より第1のミラー71に近い位置である。これにより、高解像度のレンズ2が例えば2400dpiでの読取の焦点位置に合わせられる。
【0021】
また、制御処理部16は、第3の解像度での読取において、(図4(A)の状態から)第1の駆動ユニット3に低解像度及び高解像度のレンズ1及び2を駆動させ、かつ、(図5(A)の状態から)第2の駆動ユニット5がレンズユニット4を駆動させる。これにより、図5(B)に示すように、低解像度のレンズ1が光軸の位置に入らないようにし、高解像度のレンズ2が第3の位置で光軸の位置に入るようにする。第3の位置は第1のミラー71と第2のミラー72とを結ぶ光軸の上であって第2の位置より第2のミラー72に近い位置である。即ち、いわゆる逆倍率を用いる位置とされる。これにより、高解像度のレンズ2が例えば4000dpiでの読取の焦点位置に合わせられる。
【0022】
なお、第1乃至第3の解像度は、いずれからいずれに切り替えられてもよい。即ち、図4(A)、図5(A)、図5(B)の状態の間は、相互に切り替え可能である。この切り替え時、図4(A)の状態と図5(A)及び図5(B)の状態との間の遷移に過程で、図4(B)に示す状態を経由することになる。
【0023】
高解像度スキャナはフラットベットキャリア11を備える。フラットベットキャリア11は、図6に示すように、そのフレーム111、前カバー112、カバー113からなる。光学ユニット8は、フラットベットキャリア11の一部として、その内部に収納される。即ち、フラットベットキャリア11は、光学ユニット8、第3の駆動ユニット9、反射ランプユニット10を有する。光学ユニット8は、主として高解像度での読取時等において、主走査方向(矢印A)に移動する。第3の駆動ユニット9は光学ユニット8を駆動する。第3の駆動ユニット9は、例えばモータとガイドのような駆動機構とからなる(図示せず)。光学ユニット8は、第3の駆動ユニット9により、主走査方向に移動可能である。
【0024】
反射ランプユニット10は、原稿台15上の媒体が反射原稿である場合の読取における光源であり、図6に示すように、主走査方向の全域に渡って設けられる。反射ランプユニット10は、透過ランプユニット13と平行であり、フラットベットキャリア11の一部として固定され、従って、フラットベットキャリア11の移動に従って、副走査方向に移動可能である。
【0025】
なお、図4及び図6からわかるように、反射ランプユニット10は、フラットベットキャリア11のカバー113に覆われることなく露出している。これにより、経年劣化により反射ランプユニット10からの光量が減少した場合等において、ユーザが反射ランプユニット10を容易に交換することができる。
【0026】
高解像度スキャナは、その筐体100内に、フラットベットキャリア11、第4の駆動ユニット12を備える。フラットベットキャリア11は、読取時等において、副走査方向(矢印Bの方向)に移動するキャリアである。第4の駆動ユニット12はフラットベットキャリア11を駆動する。第4の駆動ユニット12は、例えばモータとレールのような駆動機構とからなる(図示せず)。フラットベットキャリア11は、第4の駆動ユニット12により、副走査方向に移動可能である。
【0027】
フラットベットキャリア11には、透過ランプユニット13が取付部14(141、142)により取り付けられる。透過ランプユニット13は、原稿台15上の媒体が透過原稿である場合の読取における光源であり、主走査方向の全域に渡って設けられる。透過ランプユニット13は、フラットベットキャリア11に固定され、第4の駆動ユニット12により駆動されるフラットベットキャリア11と共に副走査方向に移動可能である。これにより、フラットベットキャリア11の移動中において、両者の間の相対的な位置ずれにより透過ランプユニット13からの光量が変動することを防止することができる。なお、フラットベットキャリア11に透過ランプユニット13が取り付けられておらず、別駆動の場合は、前記移動中の光量の変動が避けられなかった。
【0028】
フラットベットキャリア11及び透過ランプユニット13の具体的な構造を、図8乃至図11に示す。
【0029】
図8において、フラットベットキャリア11は、前述のように、そのフレーム111、前カバー112、カバー113を組み立てたほぼ直方体形状とされる。フラットベットキャリア11の全体が、そのベアリング114によりレール122に沿って、第4の駆動ユニット12のモータ(図示せず)に結合されたキャリア軸121により駆動される。これにより、フラットベットキャリア11が副走査方向に移動する。キャリア軸(ユニット)121、レール122等が第4の駆動ユニット12を構成する。
【0030】
図9において、透過ランプユニット13は、その一端で取付部141にネジ止めにより取り付けられる。取付部141は、図8に示すように、フラットベットキャリア11側に取り付けられた取付部142に、回転支点143を介して取り付けられる。これにより、取付部141及び透過ランプユニット13は、図10及び図11(B)に示すように、回転支点143を中心として上下に回動可能に設けられる。
【0031】
即ち、図10に示すように、当該高解像度スキャナのカバー101をあけると、その裏側に固定された透過ランプユニット13も同時に回動する。なお、図10は、前述のように、取り外し可能な原稿台15を取り外した状態を示す。また、図11(A)にカバー101を取り外した状態(側面図)を示し、図11(B)にカバー101を取り外した状態(斜視図)を示す。これらの図から判るように、取付部142の副走査方向への移動経路にはカバー101が存在せず、その移動に支障がないようにされる。
【0032】
なお、透過ランプユニット13の照射面を覆うカバーガラスは、図示しないが、透過ランプユニット13の枠体から取り外し可能に設けられる。これにより、透過ランプユニット13の内部のチリやゴミ等の清掃が可能となる。また、図10等からわかるように、透過ランプユニット13は、カバー101に組み込まれることなく、これとは別に独立して設けられ、これから露出している。これにより、経年劣化により透過ランプユニット13からの光量が減少した場合等において、ユーザが透過ランプユニット13を容易に交換することができる。
【0033】
回転支点143と取付部141に設けられた突起部144との間に、バネ145が設けられる。バネ145は、例えばコイルバネからなる。バネ145は、図9に現れる取付部141の手前側のみならず、図9に現れない取付部141の反対側にも同様に設けられる。これにより、取付部141(及び透過ランプユニット13)を取付部142又は回転支点143に強く引きつける。従って、透過ランプユニット13がフラットベットキャリア11とともに副走査方向に移動する場合に、棒状に長い透過ランプユニット13に加速度が加わっても、これががたつくことを防止して確実に固定することができる。これにより、フラットベットキャリア11の移動の期間中において、透過ランプユニット13が振動して両者の間の相対的な位置ずれにより透過ランプユニット13からの光量が変動することを防止することができる。
【0034】
このように、透過ランプユニット13は複数の取付部141等を介してフラットベットキャリア11に固定される。このため、種々の原因で、透過ランプユニット13の取り付け位置が、図4及び図5に示した本来の位置からずれてしまう場合がある。この原因としては、例えば前述のようにユーザによる透過ランプユニット13の交換、高解像度スキャナの輸送中の衝撃等がある。この場合にも、前述のように、透過ランプユニット13からの光量が変動する。そこで、制御処理部16は、例えば画像の読取処理の開始前のスキャン時に、透過ランプユニット13の光束の幅(主走査方向の広がり)を読み取り、これにもとづいて、第2の駆動ユニット5にレンズユニット4を主走査方向に駆動させる。これより、透過ランプユニット13の光束の中心に光軸を配置でき、より正確に(高い解像度で)画像を読み取ることができる。
【0035】
以上、本発明をその実施の態様に従って説明したが、本発明はその主旨の範囲内において種々の変形が可能である。
【0036】
例えば、原稿台15であるプラテンガラスが取り外し可能であるので、プラテンガラスを移動可能に2枚備えるようにしてもよい。この場合、一方の媒体を載せたプラテンガラスを原稿台15の位置に移動させて媒体をスキャンさせ、このスキャン期間中に、他方のプラテンガラスを原稿台15の位置から外れるように移動させて媒体を載せる作業をするようにしてもよい。これにより、スキャニングの生産性を向上することができる。
【0037】
また、本発明は、高解像度スキャナ以外のスキャナであっても適用することができる。また、本発明は、スキャナ以外にも、レンズを備えて画像を光学的に読み取る画像読取装置であれば、適用することができる。
【0038】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、画像読取装置において、低解像度及び高解像度の2枚のレンズで第1乃至第3の解像度を実現することができるので、解像度の切り替えの段階数よりも少ないレンズ数で多くの解像度を実現できる。この結果、画像読取装置の価格を抑えることができる。特に、1枚の高解像度のレンズを第2及び第3の解像度用に兼用しているので、より高価なレンズを用いることなく、より多くの解像度を実現できる。この結果、画像読取装置の価格を効果的に抑えることができる。
【0039】
また、本発明によれば、画像読取装置において、光学ユニットが主走査方向に移動可能であるので、解像度を切り替えた結果として読取可能な領域が主走査方向の中央部分に制限されても、光学ユニットを主走査方向に移動することにより、画像読取領域の全域において画像データを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】画像読取装置構成図である。
【図2】画像読取装置構成図である。
【図3】画像読取装置構成図である。
【図4】画像読取装置構成図である。
【図5】画像読取装置構成図である。
【図6】画像読取装置構成図である。
【図7】画像読取装置構成図である。
【図8】画像読取装置構成図である。
【図9】画像読取装置構成図である。
【図10】画像読取装置構成図である。
【図11】画像読取装置構成図である。
【符号の説明】
1 低解像度のレンズ
2 高解像度のレンズ
3 第1の駆動ユニット
4 レンズユニット
5 第2の駆動ユニット
6 CCDセンサユニット
7 第1及び第2のミラー7(71、72)
8 光学ユニット
9 第3の駆動ユニット
11 フラットベットキャリア
12 第4の駆動ユニット
13 透過ランプユニット
Claims (4)
- 低解像度のレンズと、高解像度のレンズと、これらを駆動することにより所定方向に移動させる第1の駆動ユニットとを備えるレンズユニットと、
前記レンズユニットと、これを駆動することにより所定方向に移動させる第2の駆動ユニットと、CCDセンサユニットと、少なくとも第1及び第2のミラーとを備える光学ユニットとを備え、
前記光学ユニットにおいて、読取の光軸が、前記CCDセンサユニットと第1のミラーとを結び前記第1のミラーと第2のミラーとを結ぶように、その位置が定められ、
第1の位置が前記CCDセンサユニットと第1のミラーとを結ぶ光軸の上とされ、第2の位置が前記第1のミラーと第2のミラーとを結ぶ光軸の上であって第3の位置より前記第1のミラーに近い位置とされ、第3の位置が前記第1のミラーと第2のミラーとを結ぶ光軸の上であって前記第2の位置より前記第2のミラーに近い位置とされ、
第1の解像度での読取において、前記低解像度のレンズが前記第1の位置で光軸の位置に入るように、かつ、前記高解像度のレンズが光軸の位置に入らないように、前記第1の駆動ユニットが前記低解像度及び高解像度のレンズを移動させ、かつ、前記第2の駆動ユニットが前記レンズユニットを移動させ、
前記第1の解像度より高い解像度の第2の解像度での読取において、前記低解像度のレンズが光軸の位置に入らないように、かつ、前記高解像度のレンズが前記第2の位置で光軸の位置に入るように、前記第1の駆動ユニットが前記低解像度及び高解像度のレンズを移動させ、かつ、前記第2の駆動ユニットが前記レンズユニットを移動させ、
前記第2の解像度より高い解像度の第3の解像度での読取において、前記低解像度のレンズが光軸の位置に入らないように、かつ、前記高解像度のレンズが前記第2の位置の属する光軸と同一の光軸上の前記第3の位置で前記第2の位置に入る場合と反転することなく光軸の位置に入るように、前記第1の駆動ユニットが前記低解像度及び高解像度のレンズを移動させ、かつ、前記第2の駆動ユニットが前記レンズユニットを移動させる
ことを特徴とする画像読取装置。 - 当該画像読取装置が、更に、
前記光学ユニットを駆動する第3の駆動ユニットとを備え、
前記光学ユニットが主走査方向に移動可能である
ことを特徴とする請求項1に記載の画像読取装置。 - 当該画像読取装置が、更に、
前記光学ユニット及び第3の駆動ユニットとを有するフラットベットキャリアと、
前記フラットベットキャリアを駆動する第4の駆動ユニットと、
前記フラットベットキャリアに取り付けられた透過原稿の読取における光源である透過ランプユニットとを備え、
前記フラットベットキャリア及び透過ランプユニットが副走査方向に移動可能である
ことを特徴とする請求項2に記載の画像読取装置。 - 前記透過ランプユニットの光束の幅を読み取り、これにもとづいて前記第2の駆動ユニットが前記レンズユニットを駆動することにより、前記透過ランプユニットの光軸を補正する
ことを特徴とする請求項3に記載の画像読取装置。
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