JP5711904B2 - 画像読取装置 - Google Patents
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一端側に許容可能な間隔を隔て一対の軸受部Y7、Y8と、牽引手段Y6を固定支持する牽引固定部9を備え、他端側に摺動し易い形状に樹脂成形された摺動部Y10(摺動突出部)を備えている。一方、移動ガイド手段Y4、Y5は、一対の軸受部Y7、Y8が貫通する円柱状のガイドシャフトY4と、キャリッジ体Y3の自重で押圧する摺動部Y10を摺動自在に支持する摺動平面を形成したL字状のガイドレールY5で構成されている。
まず画像読取装置Aは、図1に示すように装置ハウジング1に第1プラテン2と、第2プラテン3を備えている。この第1、第2プラテン2、3は、ガラスなどの透明素材で形成され、装置ハウジング1の天部に固定されている。そして第1プラテン2は手置きセットする使用可能な原稿の最大寸法サイズに形成され、第2プラテン3は所定速度で移動する原稿を読み取るようにその使用可能な原稿の最大幅サイズに形成されている。上記第1、第2プラテン2、3は図1に示すように互いに並設されている。そして上記装置ハウジング1の内部には画像読取機構が内蔵されている。
この画像読取機構の一例を図2(図1の要部拡大図)に従って説明する。装置ハウジング1内には、第1プラテン2と第2プラテン3との間で位置移動可能にキャリッジ6が配置されている。これと共にキャリッジ6は第1プラテン2に沿って往復動するように後述するガイドシャフト12に支持されている。
キャリッジ6は耐熱性樹脂などで構成されたユニットフレーム11に光源ユニット9(後述の第1光源ユニット9aと第2光源ユニット9b及び第3光源ユニット9c)と、原稿からの反射光を偏向する反射ミラー10(第1ミラー10a乃至第5ミラー10e)と、反射ミラー10からの光を集光する集光レンズ7と、集光レンズ7で結像される結像部に配置されたラインセンサ8とが搭載されている。そしてラインセンサ8から電気信号として出力された画像データを画像処理部に転送するようにデータ転送ケーブルによって画像処理部(データ処理ボード;不図示)に電気的に接続されている。
キャリッジ6は、図3で示す様に装置ハウジング1に配置されたガイドシャフト12にキャリッジ6の一端が軸受けされ、キャリッジ6の他端がレール部材GLにより保持され、装置ハウジング1に対し往復動自在に支持されている。尚、ガイドシャフト12とレール部材GLは、装置ハウジング1にそれぞれ並行で、しかも第1、第2プラテン2、3の平面に対し並行に取り付けることで、キャリッジ6を第1、第2プラテン2、3と並行に安定して往復動するように構成している。
キャリッジ6には図3乃至図5で示す様に自走式モータMOが搭載され、自走式モータMOに駆動連結する歯車列の最終歯車となるピニオン歯車PG(キャリッジ走行手段の走行歯車)が装置ハウジング1に固定支持したラックLKと駆動連結させ、自走式モータMOの正逆転で図2左右方向に往復動するキャリッジ走行手段を形成している。
その自走式モータMOは、駆動連結する歯車列とピニオン歯車PGと共に取付ユニット部材FBに支持される。この取付ユニット部材FBにはガイドシャフト12に嵌合する軸受け部G1、G2が自走式モータMOの取付部と共に一体成形されている。
そして、まず自走式モータMOと駆動連結する歯車列とピニオン歯車PGとがそれぞれ組み込まれユニット化された取付ユニット部材FBをキャリッジ6の所定箇所に止めビスやブッシュ等の固定部材KTで固定する。次に、取付ユニット部材FBの軸受け部G1、G2をガイドシャフト12に嵌合した状態で、事前に装置ハウジング1に取り付けて有るレール部材GLにキャリッジ6の他端を支持させながら、ガイドシャフト12を装置ハウジング1に取り付ける。その後、ピニオン歯車PGに歯合させたラックLKをガイドシャフト12を取付基準として装置ハウジング1に取り付け組込を完成させる。
次に、キャリッジ6に搭載され読取面Rに光を照射する光源ユニット9について説明する。光源ユニット9は、読取面Rの読取りライン(図2に示す読取面Rと直交する主走査方向読取り幅)に線状光を照射する。この光源ユニット9は図2に示す第1光源ユニット9aと第2光源ユニット9bと第3光源ユニット9cを搭載する構成で、その第1、第2、第3の光源ユニット9a、9b、9cは、それぞれ導光体30と発光体40で構成され、第1、第2光源ユニット9a、9bは図6で示すキャリッジ6のユニットフレーム11に搭載されている。そして、その組み立て分解図である図7に示す様に、第1、第2光源ユニット9a、9bは、キャリッジ6に固定される光源収容部(導光体支持枠)13に形成された第1収容部13aと第2収容部13bにそれぞれ収容される。また、第3光源ユニット9cは光沢読取時に使用される光源で、図7の分解図では図示していないが、導光体30と発光体40で構成され、図2で示す位置にユニットフレーム11とは別でキャリッジ6内に取り付けられている。
導光体30は、図7及び図8に示すように読取面Rの読取幅(読取りライン幅)Wに応じた長さの棒状透光部材で構成されている。導光体30は例えば透明アクリル樹脂、エポキシ樹脂などの透光性に富んだ材料で構成され、その断面形状は矩形状、或いは図示のように断面扇形状に構成され、一端面31Lには発光体40が配置され、他端面31Rには鏡面仕上げされ、その外表面に例えばウレタン系白色インキ等の反射塗料が塗られ反射面を構成している。そしてこの導光体30には光散乱面32と光出射面33が互いに対向するように配置されている。
発光体40(41、42、43)は、図8で示す様に回路基板16に面状発光素子(図示のものはLED発光素子)がマウントされている。この発光素子をマウントした回路基板16は発光面と導光体30の一端面31Lとの間にギャップdを隔てて配置する。このギャップdは2ミリが最適値して設定されている。尚、図9は発光体40(41、42、43)が回路基板16にマウントされた状態での配置構造を示す。また、発光体40(41、42、43)は面状発光素子で構成され、白色LEDで構成されている。更に、光量全体を上げる為に、他端面31Rの反射塗料に代えて同様の発光体40(41、42、43)を配置しても良い。
図2に従って前述した光源ユニット9の制御について説明すると、まず拡散反射光源としての第1光源9aと第2光源9bについて説明する。この第1光源9aと第2光源9bは光沢度が比較的高い画像を含んだ原稿以外の通常原稿を読む際に使われる光源で、図9に示すように第1プラテン2と第2プラテン3の読取面Rに光を照射し、読取原稿で反射した拡散反射光を利用している。この光源ユニット9a(9b)は図示のように2つの光源で構成する必然性はなく、1本或いは3本以上の光源で構成しても良い。この場合、後述する原稿給送ユニットBでは、第2プラテン3を走行する原稿の速度を、第1プラテン2に沿ってキャリッジ6が移動する速度より高速にしている。
次に、正反射光源としての第3光源9cについて説明する。この第3光源9cは、例えば光沢度が比較的高い画像を含んだ原稿を読む際に使われる光源で、図2に示すように第1光源9aと第2光源9bの拡散光源とは異なり、読取基準直下に配置された第1ミラー10aの下方に配置されたリフレクター18を介し出来るだけ真下から読取面に光を照射することで、読取原稿から反射する反射光の大半が正反射光となる様に、第3光源9cとリフレクター18が配置されている。実際のところ、第1ミラー10aをハーフミラーで構成することが理想であるが、光量を200%に上げることは困難で、この場合には第1ミラー10aの両側面(図中、点線)からの照射となり、2°乃至3°程度光路中心を外しているが、正反射光を十分に得ることが出来、画像読取には支障が無いとしている。
原稿給送ユニットBは図1に示すように上述の第1、第2プラテン2、3を覆うようにその上方に配置され、上記第2プラテン3に原稿シートを給送するリードローラ(原稿給送手段)21と搬出ローラ22とを備えている。更に上記リードローラ21の上流側には原稿シートを積載収納する給紙スタッカ23と、この給紙スタッカに積載されてシートを1枚ずつ分離給送する給紙ローラ24と、分離給送されたシートの先端をスキュ修正するレジストローラ対25が配置されている。図示26は給紙スタッカ23から第2プラテン3に原稿シートを案内する給紙経路であり、図示S1はプラテンに至る原稿の先端を検知するリードセンサである。
まず、フラットベット読取モード選択時の読取キャリッジ姿勢について説明する。図10で示す様に、図中、ホームポジションHPに位置するキャリッジ6(細線表示)を矢印の副走査方向に自走モータMOで移動させることでフラットベット読取を開始する。この副走査移動に伴ってキャリッジ6は、ピニオン歯車PGの回転軸を中心に反時計方向に所定角度+θ傾斜姿勢を取りながら第1のプラテン2に沿ってフラットベット読取領域FBを移動し、読取原稿の画像を読取る。尚、所定角度+θの傾斜姿勢を取る要因は、先に説明したガイドシャフト12に摺動するために設けられた軸受け部G1、G2の摺動ガタと、ピニオン歯車PGとラックLKとの間に設けられたバックラッシュガタにより作られる最大傾斜角である。実際には移動ガイド手段GL上を押圧摺動する摺動部PJに作用する摩擦力によって最大傾斜角に至ることは無く、各装置毎に個体差を持って所定の傾斜姿勢角度に対し許容差を持つことと成る。一方、画像処理では、所定角度+θを基準に読取った画像データの傾斜を補正し、傾きの無い画像を得る様にしている。
次に、図11乃至図13でシートスルー読取モード選択時の読取キャリッジ姿勢について説明する。まず図11で示す状態図では、図中、ホームポジションHPに位置するキャリッジ6(細線表示)を矢印の副走査方向とは逆の方向に自走モータMOで移動させることでキャリッジ6をシートスルー読取位置DFへ移動を開始する。このシートスルー読取位置DFへ移動に伴ってキャリッジ6は、ピニオン歯車PGの回転軸を中心に時計方向に所定角度−θ傾斜姿勢を取りながら第2のプラテン3に向かって移動する。尚、所定角度−θの傾斜姿勢を取る要因は、フラットベット読取モード選択時の読取キャリッジ姿勢要因によるもので、この場合はラックLKに歯合するピニオン歯車PGの回転方向が逆回転となることから傾斜が逆向きとなる。
次に、図14に基づき本願の画像読取装置におけるキャリッジ姿勢と読取光学系取付基準との位置調整工程について説明する。この位置調整工程は直接画像読取精度に左右するもので、その調整方法には大きく二つの方法が有り、図14(A)は、キャリッジ取付姿勢を基準として読取光学系取付基準を傾け位置調整する第1の調整方法の実施例を示している。また、図14(B)は、フラットベット読取モード時のキャリッジ移動姿勢を基準として読取光学系取付基準を位置調整する第2の調整方法の実施例を示している。
まず、その位置調整工程ついて説明する。上述で説明した様にガイドシャフト12に沿ってキャリッジ6を摺動可能に支持するためには、ガイドシャフト12とキャリッジ6の軸受G1、G2との間に摺動ガタを最低限持たせなければ成らない。この実施例の場合、その摺動ガタによりガイドシャフト12に対するキャリッジ6の姿勢が傾斜角θで表すと最大0.14°(±0.07°)、最小0.08°(±0.04°)傾斜する。その傾斜した状態で画像を読取った場合、キャリッジ6に搭載された
光学ユニットOPの読取基準(主走査方向基準)と読取原稿の読取基準(読取ライン基準)とがキャリッジ6の傾斜相当分ズレた状態で読取処理が行われることと成り読取精度に大きく影響する。その影響として、例えば主走査方向(読取方向)に平行な直線が傾き、画像全体が傾斜角θ回転した状態となる。そこで、この様な事態を起こさない為に、キャリッジ6の必然的な傾斜を予め考慮し、そのキャリッジ6の傾斜状態で光学ユニットOPの読取基準(主走査方向基準)と読取原稿の読取基準(読取ライン基準)とが一致する様に、キャリッジ6に対する光学ユニットOPの取り付け姿勢を調整するための工程である。以下にその調整方法について詳述する。尚、光学ユニットOPは、光源ユニット9と、第1乃至第5ミラー10a乃至10eと、集光レンズ7と、画像読取センサ(ラインセンサ)8から構成された読取手段である。
最初に図14(A)で示す第1の調整方法について説明する。この調整工程では、装置本体と同様な光学調整冶具が製作され、その光学調整冶具に各キャリッジを取付行われる。そしてその光学調整冶具に対しキャリッジ6が移動する方向(副走査方向)に平行に配設されたガイドシャフト12に対し、その直交する方向(主走査方向)をキャリッジ取付基準姿勢として、キャリッジ6がその直交する方向(主走査方向)に平行に成る様に、キャリッジ6の軸受G1、G2の中心軸をガイドシャフト12に平行に形成され、キャリッジ6がガイドシャフト12に移動可能に取り付けられる。そして、図10で示す様にキャリッジ6をフラットベット読取移動時の傾斜(そのときの傾斜角度は、各キャリッジの部品バラツキを吸収した角度傾斜)した姿勢状態にする為に、キャリッジの摺動荷重で加圧し、強制保持する。その状態で第1のプラテン2に相当する調整用プラテンにセットしたテストチャート(図示せぬ)を画像読取センサ8で読み取り、画像読取センサ8の出力画像をモニターで見ながら、光学ユニットOPの読取基準(主走査方向基準)と読取原稿の読取基準(読取ライン基準)とが一致する様にキャリッジ6に対する光学ユニットOPの取り付け角度を調整し完了させる。
次に図14(B)で示す第2の調整方法について説明する。この調整工程では、同様に光学調整冶具に対しキャリッジ6が移動する方向(副走査方向)に平行にガイドシャフト12を配設する。一方、キャリッジ6は、予めガイドシャフト12とキャリッジ6の軸受G1、G2の摺動ガタによるキャリッジ6のフラットベット読取移動時の傾斜(+θ≒目論み傾斜角(0.07+0.04)÷2=0.055°)を設計上で目論み、その目論み値からガイドシャフト12に対するキャリッジ6の軸受G1、G2の中心軸が紙面時計方向に傾斜(−θ≒目論み傾斜角0.055°)した状態で形成若しくは取り付けると共に、光学ユニットOPの読取基準(主走査方向基準)はキャリッジ6の紙面長手方向(主走査方向)に対し平行になるよう仮止めした状態とする。そして、キャリッジ6をガイドシャフト12に組み込むことで、キャリッジ6はガイドシャフト12に対する直交する方向(主走査方向)に対し紙面時計方向に傾斜(−θ≒目論み傾斜角0.055°)した状態で組み込まれ、この状態をキャリッジ取付基準姿勢としてガイドシャフト12に移動可能に取り付けられる。そして、キャリッジ6をフラットベット読取方向に移動すると、キャリッジ6が予め目論んだ傾斜角度(+θ≒目論み傾斜角0.055°)傾き、キャリッジ6がガイドシャフト12に対する直交する方向(主走査方向)に平行な姿勢状態となり、簡易的に光学ユニットOPの読取基準(主走査方向基準)と読取原稿の読取基準(読取ライン基準)とが一致する。この状態で第1のプラテン2上にテストチャート(図示せぬ)を置き、そのテストチャートを画像読取センサ8で読み取り、画像読取センサ8の出力画像をモニターで見ながら、光学ユニットOPの読取基準(主走査方向基準)と読取原稿の読取基準(読取ライン基準)とが正確に一致若しくは許容値内に成る様にキャリッジ6に対する光学ユニットOPの取り付け角度を微調整し完了させる。
以上の説明では、自走モータをキャリッジに搭載した所謂自走式キャリッジの実施例について説明したが、図16で示す様な非自走式キャリッジを搭載した画像読取装置にも適応できる。図16は、本発明の他の実施例に係わる画像読取装置の全体構成を示すもので、先に説明した図1で表示する同一符号の各部材は同一部材を示している。そして、この装置は図1で示す実施例とはキャリッジ走行手段で相違している。そのキャリッジ走行手段として、装置本体の両端間に張られたワイヤー、ベルト等の牽引手段WRと、その牽引手段WRを引っ張る駆動モータMOとを有し、キャリッジ6は図示の様にその牽引手段WRの一部と締付手段WR1で固定され、駆動モータMOの正逆転でガイドシャフト12に沿って移動される。また、図中、OPは光学ユニットSPでキャリッジ6の装置フレーム11に対し先に説明した位置調整手段により動揺に位置調整可能に支持される。更に、第2のプラテン3の読取位置への走行移動するキャリッジ6に当接し第1のプラテン2に沿って読取走査するキャリッジ姿勢に矯正するキャリッジ姿勢矯正手段SPを備えている。
2 第1のプラテン
3 第2のプラテン
6 キャリッジ
6f 位置調整手段(調整ネジ)
7 集光レンズ
8 画像読取センサ(ラインセンサ)
10 ミラー
12 ガイドシャフト
GL 移動ガイド部材(レール部材)
LK ラック(キャリッジ走行手段の固定歯)
MO 自走モータ
PJ 摺動部
PG ピニオン歯車(キャリッジ走行手段の走行歯車)
SP キャリッジ姿勢矯正手段
OP 光学ユニット(読取手段)
Claims (6)
- 手置き原稿を載置する第1のプラテンと、流し原稿を通過させる第2のプラテンとを備える装置本体と、
前記装置本体に移動可能に支持され、前記原稿の読取ラインに沿って画像を読取る読取手段と、その読取手段を取り付ける装置フレームとを備え、前記第1、第2のプラテンの間にホーム位置を有し、第1のプラテンに沿って移動し手置き原稿を読取る第1の読取移動と、第2のプラテン位置に移動し停止した状態で流し原稿を読取る第2の読取移動するキャリッジと、
前記装置本体に配設され前記キャリッジを移動可能に支持するキャリッジ支持手段と、
前記キャリッジ支持手段に移動自在に支持された前記キャリッジを走行するキャリッジ走行手段と、
を備えた画像読取装置において、
前記キャリッジには、前記第1の読取移動時のキャリッジ姿勢状態で前記読取手段の読取基準と前記原稿の読取ラインが一致する方向に前記読取手段の前記装置フレームへの取り付け位置を調整する位置調整手段を備え、
前記装置本体には、前記キャリッジ走行手段によって前記第2のプラテンの読取位置への走行移動する前記キャリッジに当接し第1のプラテンに沿って読取走査するキャリッジ姿勢と同じ傾きに姿勢を矯正するキャリッジ姿勢矯正手段を備えて成ることを特徴とする画像読取装置。 - 前記キャリッジ走行手段は、前記装置本体の読取ラインに沿った方向の一端側で、前記キャリッジ支持手段に支持され、
前記キャリッジ姿勢矯正手段は、前記装置フレームの前記キャリッジ走行手段が配置された一端側にあって、前記キャリッジ走行手段の前記読取ラインの中央部から離れる外側に配置される請求項1に記載の画像読取装置。 - 前記キャリッジ走行手段は、前記キャリッジを走行方向前後に引っ張るワイヤー、ベルトの牽引手段から成る請求項1に記載の画像読取装置。
- 前記キャリッジ走行手段は、前記キャリッジに搭載された駆動モータと、その駆動モータによって回転するピニオン歯車と、そのピニオン歯車と歯合する装置本体側に配設された歯付きラックから成り、前記ピニオン歯車の回転軸を中心に前記キャリッジが傾きを変える請求項1に記載の画像読取装置。
- 前記キャリッジ姿勢矯正手段は、第2のプラテンの読取位置に到達したキャリッジにより弾性変形しキャリッジ姿勢を矯正する付勢力を付与するスポンジ、ゴム、圧縮ばねの弾性体から成る請求項1に記載の画像読取装置。
- 前記弾性体は、第2のプラテンの読取位置に到達手前でキャリッジに当接し、その後キャリッジにより弾性変形して成る請求項5に記載の画像読取装置。
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