JP6701867B2 - 画像読取光学系及び画像読取装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像読取光学系及び画像読取装置に関する。

特許文献１には、原稿面を主走査方向に１次元的に照射しつつ副走査方向にスキャンする照明部と、主走査方向に配置された複数の光電変換素子からなる光電変換部と、照明部によって照明されて原稿面で反射した原稿像を光電変換部に結像させる反射光学ユニットと、を備え、反射光学ユニットは、主走査方向及び副走査方向にパワーが異なる反射面を少なくとも一つ有している複数の反射面を備え、該複数の反射面のうち少なくとも一つは、主走査方向と平行な軸を中心として回転調整されたもの、又は、主走査方向と直交する方向に平行移動調整されたものであること、を特徴とする画像読取光学装置が開示されている。

特許文献２には、原稿面上の画像情報を複数のオフアキシャル反射面からなる結像光学素子でラインセンサに結像し、該ラインセンサで読み取る画像読取装置において、オフアキシャル反射面の少なくとも１面は回動可能に鏡筒に取付けられることを特徴とする画像読取装置が開示されている。

特開２００５−０８４６２４公報 特開２００３−３４４９５６公報

本発明は、複数の方向に集光作用を有する結像ミラーに調整機構を設けた反射結像光学系を用いる場合と比較して、焦点位置の調整がより簡易化された画像読取光学系、及び画像読取装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の画像読取光学系は、第１の方向に複数の読取素子が並ぶ画像読取部と、光源からの照射光が読取対象で反射された反射光を前記画像読取部に導く光路上に配置された複数の結像ミラーと、を含み、前記複数の結像ミラーのいずれかが、前記第１の方向に交差する第２の方向にのみパワーを有すると共に、前記光路上において移動可能又は回転可能とされることにより前記第１の方向に対する焦点位置及び前記第２の方向に対する焦点位置の調整を行う調整ミラーであるものである。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記複数の結像ミラーのうち前記読取対象に最も近い第１の結像ミラー又は前記画像読取部に最も近い第２の結像ミラーが前記調整ミラーとされたものである。

また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記第１の結像ミラーは、前記画像読取部への入射光の方向に沿って移動可能とされたものである。

また、請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記読取対象と前記第１の結像ミラーとの間に複数のミラーをさらに含み、前記第１の結像ミラーと前記複数のミラーとが一体として前記光路上において移動可能とされた移動ユニットとされているものである。

また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記移動ユニットは、前記画像読取部への入射光の方向に沿って移動可能とされたものである。

また、請求項６に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記読取対象と前記第１の結像ミラーとの間に複数のミラーをさらに含み、前記第１の結像ミラーと前記複数のミラーとが一体として前記光路上において前記調整ミラーの中心を軸として回転可能とされた回転ユニットとされているものである。

また、請求項７に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記第２の結像ミラーと前記画像読取部とが一体として前記光路上において移動可能とされた移動ユニットとされているものである。

また、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、前記移動ユニットは、前記画像読取部への入射光の方向に沿って移動可能とされたものである。

また、請求項９に記載の発明は、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の発明において、前記光路上において移動及び回転の少なくとも一方が可能とされると共に、前記画像読取部で読み取られた画像のリードレジの調整を行う平面ミラーをさらに含むものである。

上記目的を達成するために、請求項１０に記載の画像読取装置は、読取対象に光を照射する光源と、請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の画像読取光学系と、を含むものである。

請求項１及び請求項１０に記載の発明によれば、複数の方向に集光作用を有する結像ミラーに調整機構を設けた反射結像光学系を用いる場合と比較して、焦点位置の調整がより簡易化された画像読取光学系、及び画像読取装置が提供される、という効果が得られる。
また調整ミラーが、第１の方向に対する焦点位置又は第２の方向に対する焦点位置のいずれかの調整を行うミラーである場合と比較して、双方の焦点位置が一括して調整される、という効果が得られる。
さらに、調整ミラーが第１の方向にのみパワーを有する場合と比較して、第１の方向の焦点位置の変動を抑制しつつ焦点位置の調整が行われる、という効果が得られる。

請求項２に記載の発明によれば、複数の結像ミラーのうち、読取対象に最も近い結像ミラーでも、画像読取部に最も近い結像ミラーでもない結像ミラーを調整ミラーとする場合と比較して、調整ミラーを移動させた場合の感度が鈍化されるという効果、又は、調整が行い易くなる、という効果が得られる。

請求項３に記載の発明によれば、第１の結像ミラーを、画像読取部への入射光の方向以外の方向に沿って移動可能とする場合と比較して、調整ミラーを移動させた場合の感度が鈍化されると共に、アライメント変動がより小さく抑えられる、という効果が得られる。

請求項４に記載の発明によれば、第１の結像ミラーと複数のミラーとを一体として光路上において移動可能とされた移動ユニットを用いず、調整ミラーで調整する場合と比較して、より精度の高いアライメント調整がなされる、という効果が得られる。

請求項５に記載の発明によれば、移動ユニットを、画像読取部への入射光の方向以外の方向に沿って移動可能とする場合と比較して、より精度の高いアライメント調整がなされる、という効果が得られる。

請求項６に記載の発明によれば、第１の結像ミラーと複数のミラーとを一体として光路上において調整ミラーの中心を軸として回転可能とされた回転ユニットを用いず、調整ミラーで調整する場合と比較して、より精度の高いアライメント調整がなされる、という効果が得られる。

請求項７に記載の発明によれば、第２の結像ミラーと画像読取部とを一体として光路上において移動可能とされた移動ユニットを用いず、調整ミラーで調整する場合と比較して、より精度の高いアライメント調整がなされる、という効果が得られる。

請求項８に記載の発明によれば、移動ユニットを、画像読取部への入射光の方向以外の方向に沿って移動可能とする場合と比較して、より精度の高いアライメント調整がなされる、という効果が得られる。

請求項９に記載の発明によれば、結像ミラーによる調整のみを行う場合と比較して、光路上において移動及び回転の少なくとも一方が可能とされた平面ミラーにより、焦点位置の調整に加えてリードレジの調整がなされる、という効果が得られる。

実施の形態に係る画像読取装置の構成の一例を示す概略断面図である。 第１の実施の形態に係る画像読取光学系の構成の一例を示す側面図及び平面図である。 第１の実施の形態に係る画像読取光学系の構成の一例を示す側面図及び平面図である。 第１の実施の形態に係る画像読取光学系の構成の一例を示す側面図及び平面図である。 第２の実施の形態に係る画像読取光学系の構成の一例を示す側面図及び平面図である。 第３の実施の形態、及び第４の実施の形態に係る画像読取光学系の構成の一例を示す側面図である。 第３の実施の形態に係る画像読取光学系の調整ミラー又は調整ユニットの位置を変えた場合の調整特性を示すグラフの一部である。 第３の実施の形態に係る画像読取光学系の調整ミラー又は調整ユニットの位置を変えた場合の調整特性を示すグラフの一部である。 第４の実施の形態に係る画像読取光学系の調整ミラー又は調整ユニットの位置を変えた場合の調整特性を示すグラフの一部である。 第４の実施の形態に係る画像読取光学系の調整ミラー又は調整ユニットの位置を変えた場合の調整特性を示すグラフの一部である。 従来技術に係る画像読取光学系の構成を示す側面図及び平面図である。 従来技術に係る画像読取光学系において焦点位置の調整を行った場合の調整特性を示すグラフである。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態の一例について詳細に説明する。

［第１の実施の形態］
図１ないし図４を参照して、本実施の形態に係る画像読取装置、及び画像読取光学系について説明する。図１は、本実施の形態に係る画像読取装置１２の概略構成を、図２は、本実施の形態に係る画像読取光学系８６の概略構成を、各々示している。画像読取装置１２は、例えば画像形成装置に付随して設けられ、原稿等（読取対象）を読み取るために使用される。

図１に示すように、画像読取装置１２は、自動原稿送り装置５０と、原稿の表面に形成された画像を読み取る画像読取処理部５２と、を備えて構成されている。

本実施の形態に係る自動原稿送り装置５０は、原稿が置かれる原稿台６０と、原稿を搬送する原稿搬送路６１と、画像を読み取った後の原稿が排出される排出台６２と、を含んで構成されている。

原稿搬送路６１は、Ｕ字状に形成され、原稿搬送路６１の周囲には、用紙送出ロール６３、送出ロール６４、プリ位置合わせロール６５、位置合わせロール６６、プラテンロール６７、アウトロール６８、及び排出ロール６９が設けられている。用紙送出ロール６３は、原稿送り時に下降し、原稿台６０に置かれた原稿をピックアップする。送出ロール６４は、用紙送出ロール６３から送られた原稿のうち最上部にある原稿を内部に供給する。
プリ位置合わせロール６５は、送出ロール６４から送られた原稿を一時停止させ、斜行補正する。位置合わせロール６６は、プリ位置合わせロール６５から送られた原稿を一時停止させ、読み取りタイミングを調整する。プラテンロール６７は、原稿搬送路６１を通る原稿を後述するプラテンガラス７０に対峙させる。アウトロール６８及び排出ロール６９は、読み取った原稿を排出台６２へ排出する。

画像読取装置１２は、原稿台６０から自動原稿送り装置５０により送られた原稿の表面を流し読みする機能と、後述するプラテンガラス７０上に置かれた原稿の表面を読み取る機能と、を備えている。

画像読取処理部５２の筐体７５における自動原稿送り装置５０に対向する面には、画像を読み取る原稿が置かれ、また、自動原稿送り装置５０によって搬送中の原稿を読み取るに際し、原稿に光を照射するための開口部となるプラテンガラス７０が設けられている。
また、筐体７５内には、原稿の搬送方向（図１の＋Ｙ方向）に移動可能とされ、プラテンガラス７０の読取位置Ｍに静止して画像を読み取るか、又はプラテンガラス７０の全体にわたって走査（スキャン）しながら画像を読み取る読取ユニット（キャリッジ）７６が備えられている。

読取ユニット７６は、照明ユニット８０（光源）、結像部８７、及びセンサ８８（画像読取部）を備えている。結像部８７、及びセンサ８８を含んで、本実施の形態に係る画像読取光学系８６が構成されている。

照明ユニット８０は、一例として、光源としての白色発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）が複数配列されて構成されている。拡散反射部材８２は、照明ユニット８０から出射された光を原稿面に向けて拡散させながら反射する部材である。ミラー８３、及びミラー８４は、原稿面から得られた反射光Ｌを画像読取光学系８６に導く部材である。

結像部８７は、原稿面から得られた反射光Ｌの光束（光学像）を、センサ８８での受光に適した形状に整形する機能を有する。結像部８７は、原稿面から得られた光学像を光学的に縮小する結像レンズ（図示省略）含む場合もある。結像部８７の詳細については後述する。

センサ８８は、結像部８７から得られた光学像を光電変換して赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色信号（画像信号）を生成する機能を有している。センサ８８は、例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色用のＸ軸方向に延伸する１次元ラインセンサが、Ｚ軸方向に３列配置された構成とされており、一例としてＣＣＤイメージセンサが用いられる。換言すると、センサ８８は、撮像素子（読取素子）がＸ軸方向に並んで構成されている。なお、以下では、センサ８８の撮像素子が配列された方向（Ｘ軸方向）を「長手方向」、撮像素子が配列された方向と直交する（交差する）方向（Ｚ軸方向）を「短手方向」という場合がある。

つぎに、本実施の形態に係る画像読取装置１２において、画像を読み取る手順について説明する。

画像読取装置１２において、プラテンガラス７０上に置かれた原稿を読み取る場合には、図示しない制御部が、読取ユニット７６をスキャン方向（図１矢印Ｃ方向）に移動させる。制御部は、また、読取ユニット７６の照明ユニット８０を発光させ、原稿面に照射する。当該照射により、原稿からの反射光Ｌがミラー８３、及びミラー８４を経て画像読取光学系８６に導かれる。画像読取光学系８６に導かれた光は、センサ８８の受光面に結像される。センサ８８は、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色毎に１ライン分を略同時に読み取る。そして、このライン方向の読み取りを原稿サイズ全体にわたるスキャンによって実行することで、１ページ分の原稿の読み取りを行う。

一方、画像読取装置１２において原稿台６０に置かれた原稿を読み取る場合には、図示しない制御部が、原稿台６０に置かれた原稿を原稿搬送路６１に沿ってプラテンガラス７０の読取位置Ｍに搬送させる。このとき、読取ユニット７６は、図１に示す実線の位置に停止した状態で位置決めされる。制御部は、また、照明ユニット８０を発光させ、原稿面に照射する。これにより、プラテンロール６７によりプラテンガラス７０に密着された原稿の反射光Ｌが、ミラー８３、及びミラー８４を経て画像読取光学系８６に導かれる。画像読取光学系８６に導かれた光は、センサ８８の受光面に結像される。センサ８８は、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色毎に１ライン分を略同時に読み取る。そして、原稿全体をプラテンガラス７０の読取位置Ｍを通過させることによって、１ページ分の原稿の読み取りを行う。

ところで、原稿面から得られた反射光Ｌを、センサでの受光に適した形状に整形するための光学系として、予め定められた方向にパワー（光を曲げる強さ）を有する複数の結像ミラーを組み合わせた画像読取光学系を用いる場合がある。また、複数の結像ミラーを組み合わせた画像読取光学系が、非共軸光学系として構成される場合が多い。

上記のような、複数の結像ミラーによる非共軸光学系を用いた画像読取光学系では、各々の結像ミラーの長手方向と短手方向のパワーが異なるので、回転対称形に対して各結像ミラーの成形上の精度誤差が発生しやすく、長手方向、短手方向で焦点位置がずれる場合がある。そのため、従来技術では、結像ミラーに調整機構を設けていた。

ところが、従来技術に係る画像読取光学系では、特定の指標を目標値に近づけるべく調整機構によって結像ミラーを調整すると、他の指標（後述するアライメント等）が変化してしまい、さらに他の像ミラーの調整が必要になる場合がある。このような場合には調整を収束させるために多大な時間を要し、また、結果的に目標値に収束させることができない場合すらあり得た。

図１１及び図１２を参照して、従来技術に係る画像読取光学系について、より具体的に説明する。図１１は、従来技術に係る画像読取光学系２００を示す図、図１２は、画像読取光学系２００の焦点位置の調整特性を示すグラフである。

図１１に示すように、画像読取光学系２００は、ミラー２０８、２１０、結像ミラー２０２、２０４、２０６、及びセンサ２１２を備えている。そして、原稿面２１４で反射された反射光Ｌは、ミラー２０８、２１０、結像ミラー２０２、２０４、２０６の各々で反射されつつセンサ２１２に導かれる。結像ミラーの各々は、長手方向及び短手方向にパワーを有し、それぞれ焦点位置を調整するための調整機構が設けられている。

図１２は、図１１に示すような従来技術に係る画像読取光学系２００において、焦点位置の調整を行った場合の調整特性を示している。図１２（ａ）は、結像ミラー２０２の短手方向のフォーカスを移動量Δｆ＝１５ｍｍだけ初期位置から光路上を移動させた場合の、長手方向（Ｘ軸方向）のフォーカス位置の移動量と長手方向の位置との関係、短手方向（Ｚ軸方向）のフォーカス位置の移動量と長手方向の位置との関係を各々示したグラフである。なお、以下では、結像ミラーの長手方向のフォーカスを「長手焦点」、短手方向のフォーカスを「短手焦点」という。

また、図１２（ｂ）は、結像ミラー２０２の短手焦点を移動量Δｆ＝１５ｍｍだけ初期位置から光路上を移動させた場合の、長手方向のアライメント変動と長手方向の位置との関係、短手方向のアライメント変動と長手方向の位置との関係を各々示したグラフである。本実施の形態でいう「アライメント」とは、画像読取光学系で認識される原稿の長さの、実際の原稿の長さに対する誤差や位置誤差を意味する。このアライメントを、図１２（ｂ）のように特定の方向にプロットしたものは、「リニアリティ」（倍率）を意味する。
なお、以下では、長手方向のリニアリティを「長手リニアリティ」、短手方向のリニアリティを「短手リニアリティ」という。また短手方向の全体のずれをリードレジずれという。

図１２（ａ）に示すように、Δｆ＝１５ｍｍとした場合、短手焦点の移動量は、約１５ｍｍでほぼ一定であるのに対し、長手焦点の移動量は、±１０ｍｍ以上の範囲で変動している。また、図１２（ｂ）に示すように、短手リニアリティの移動量は、約０．４ｍｍでほぼ一定であるのに対し、長手リニアリティの移動量は、±１ｍｍ以上の範囲で変動している。このように、従来技術に係る画像読取光学系では、特定の結像ミラーの短手焦点を変化させると、同時に長手焦点が大きく移動するなど長手位置に対する焦点の変化も大きくなると共に、長手リニアリティも大きく移動する。このような場合には、短手焦点を変化させた結像ミラー以外の結像ミラーをさらに調整する必要が生じ、その結果焦点位置調整に多大の時間を要することになり、さらには予め定められた許容範囲内では調整が収束しないことも想定される。

そこで、本実施の形態では、予め定められた方向にのみパワーを有する調整用ミラーを設け、この調整用ミラーのみによって長手方向、短手方向の焦点位置合せを行うこととした。このことにより、調整用ミラーを動かしても他の指標に対する影響を抑制できるので、より焦点位置の調整が簡易化された画像読取光学系、及び画像読取装置を提供することが可能となった。

次に、図２ないし図４を参照して、本実施の形態に係る画像読取光学系８６について説明する。図２ないし図４に示す画像読取光学系は基本的に同じものであるが、各々調整する結像ミラー（以下、「調整ミラー」）、又は後述する調整ユニットを変えている。

図２（ａ）は、画像読取光学系８６の側面図を、図２（ｂ）は、画像読取光学系８６の平面図を、各々示している。ただし、図２（ｂ）では、図２（ａ）示すミラー９０、９２を省略している。図２に示すように、画像読取光学系８６は、ミラー９０、９２、結像ミラー１０２、１０４、１０６、絞り１０８、及びセンサ８８を備えている。

ミラー９０、９２は、ミラー８４（図１参照）で反射された反射光Ｌを、以降に続く結像ミラーに導く部位であり、本実施の形態では平面ミラーを用いている。

結像ミラー１０２、１０４、１０６は予め定めた方向にパワーを有し、絞り１０８と共に反射光Ｌの光束をセンサ８８で受光するのに適した形状に整形する機能を有する。結像ミラー１０２、１０４、１０６は、長手方向、短手方向のいずれの方向にパワーを有していてもよいし、両方向にパワーを有していてもよい。ただし、少なくとも１つの結像ミラーは長手方向又は短手方向のいずれかの方向にのみパワーを有している。ここで、本実施の形態では、結像ミラー１０２、１０４、１０６各々が予め定められた方向にパワーを有する形態を例示して説明するが、これに限られず、調整ミラー以外は平面ミラーであってもよい。また、図２（ａ）に示す反射光Ｌの光路中にさらに結像ミラー、平面ミラーを含む形態としてもよい。

画像読取光学系８６は、調整ミラーとしていずれの結像ミラーを選択するか、また、調整ミラーと調整ユニットのいずれを用いるかによって調整方式が分類される。以下、画像読取光学系８６について、各々の調整方式についてより詳細に説明する。

＜原稿側の結像ミラーを調整ミラーとする調整方式＞
図２は、結像ミラー１０２（原稿側に近い結像ミラー）を調整ミラーとする調整方式であり、結像ミラー１０２によって、長手焦点及び短手焦点の位置を調整する。そのために、結像ミラー１０２のパワーの方向は、短手方向のみとされ、結像ミラー１０２は、図２（ａ）に示す移動方向Ｓ１（結像ミラー１０２の反射光の方向）に沿って移動可能とされている。

本実施の形態では、センサ８８がＸ軸方向に延伸された一次元ラインセンサであることに起因して長手方向の画角（視野角）が大きいのに対し、短手方向の画角は小さい。そのため、調整ミラー（結像ミラー１０２）のパワーの方向を短手方向のみとすることにより、長手方向の焦点位置の変動を抑制しつつ焦点位置の調整を行うことが可能である。また、原稿側に近い結像ミラー１０２を調整ミラーとすることにより、調整ミラーを移動させた場合の感度が鈍化される。調整の感度が鈍化されると、調整後の調整ミラーの位置変動に対する耐力が高いというメリットがある。なお、本実施の形態では、調整ミラーのパワーの方向を短手方向のみとする形態を例示して説明したが、むろん調整ミラーのパワーの方向を長手方向のみとする形態としてもよい。

＜センサ側の結像ミラーを調整ミラーとする調整方式＞
図３は、結像ミラー１０６（センサ側に近い結像ミラー）を調整ミラーとする調整方式であり、結像ミラー１０６によって、長手焦点及び短手焦点の位置を調整する。そのために、結像ミラー１０６のパワーの方向は、短手方向のみとされ、結像ミラー１０６は、図３（ａ）に示す移動方向Ｓ２（結像ミラー１０６の入射光の方向）に沿って移動可能とされている。

センサ側の結像ミラーを調整ミラーとすると、反射光Ｌの光束が絞られた位置に配置する結像ミラーを調整することになるので、原稿側の結像ミラーを調整する場合と比較して、小型の結像ミラーで調整することになり、調整が行い易くなるというメリットがある。
なお、本実施の形態では、調整ミラーのパワーの方向を短手方向のみとする形態を例示して説明したが、むろん調整ミラーのパワーの方向を長手方向のみとする形態としてもよい。

＜移動ユニットを調整ユニットとする調整方式＞
図４は、結像ミラーとセンサとを一体として移動可能とした調整ユニットを移動して調整する調整方式を示している。すなわち、図４に示すように、本実施の形態では、結像ミラー１０６とセンサ８８とは移動ユニット１１０として一体化され、一緒に移動方向Ｓ３（結像ミラー１０６の入射光の方向）に沿って移動可能とされている。本実施の形態では、結像ミラー１０６が短手方向のみにパワー有する形態としているが、むろん結像ミラー１０６のパワーの方向は長手方向のみとしてもよい。後述するように、移動ユニットを用いると、焦点位置調整の調整精度が高いという効果がある。

なお、移動ユニットを用いる調整方式としては、上記のセンサ側の結像ミラーとセンサとを一体として移動ユニットとする調整方式だけでなく、後述するように、原稿側の結像ミラーと他のミラーとを一体として移動ユニットとする調整方式もある。また、後述するように、移動ユニットだけでなく、結像ミラーと他の光学素子とを一体として結像ミラーの中心を軸として回転させる回転ユニットを用いた調整方式もある。

［第２の実施の形態］
図５を参照して、本実施の形態に係る画像読取光学系８６ａについて説明する。本実施の形態は、上記の結像ミラーによる焦点位置調整に加えて、平面ミラーを用いてリードレジの位置も調整する形態である。

図５に示すように、画像読取光学系８６ａのミラー構成は、結像ミラー１０２を移動方向Ｓ４に沿って移動可能な調整ミラーとする点を含め、図２示す画像読取光学系８６と同様であるが、画像読取光学系８６ａでは、さらに、ミラー９０が移動及び回転の少なくとも一方が可能とされている。画像読取光学系８６ａでは、結像ミラー１０２による焦点位置調整に加え、ミラー９０によってリードレジの位置調整も行えるように構成されている。

リードレジとは、読み取った画像を配置する領域の先頭位置のことである。調整ミラーである結像ミラーで焦点位置の調整を行った場合、必ずしもリードレジの位置が最適な位置になっているとは限らない。そこで、画像読取光学系８６ａでは、平面ミラーであるミラー９０を移動方向Ｓ５に沿って移動可能とし、Ｘ軸方向の軸を回転軸とする回転方向Ｒ１に沿って回転可能とし、調整ミラーによってずれた分のリードレジの位置調整が行えるように構成されている。換言すれば、画像読取光学系８６ａでは、調整ミラーによって焦点位置の調整を行った後、焦点位置の影響を与えない平面ミラーによって、リードレジの位置を補正している。

なお、本実施の形態に係るリードレジの位置調整は、ミラー９０の移動及び回転のいずれか一方によって行ってもよいし、両方によって行ってもよい。また、リードレジを調整する平面ミラーの位置はミラー９０の位置に限定されず、原稿からセンサ８８までの光路のいずれかに設ければよい。さらに、リードレジの調整を１枚の平面ミラーで行う必要もなく、平面ミラーを複数枚組み合わせて行ってもよい。

本実施の形態に係る画像読取光学系によれば、リードレジの位置調整を含めて焦点位置の調整がより簡易化される。

［第３の実施の形態］
図６ないし図８を参照して、本実施の形態に係る画像読取光学系３００について説明する。本実施の形態は、原稿側の結像ミラーを調整ミラー又は調整ユニットとした形態である。本実施の形態では、調整ミラー又は調整ユニットの位置、調整方向を種々変えて焦点位置調整の調整特性をシミュレーションした結果についても説明する。

図６に示すように、画像読取光学系３００は、ミラー３０２、３０４、３０６、３０８、３１０、３１２、３１４、結像ミラー３１６、３１８、３２０、３２２、及びセンサ８８を備えている。本実施の形態では、ミラー３０２、３０４、３０６、３０８、３１０、３１２、３１４各々は、平面ミラーとされている。このように、画像読取光学系３００は、上記実施の形態に対し、より多くのミラーを用いて反射光Ｌの光束の折返し数を増やし、光路長を長くした形態である。なお、本実施の形態では、ミラー３０２、３０４、３０６、３０８、３１０、３１２、３１４の各々を平面ミラーとする形態を例示して説明するが、これに限られず、長手方向又は短手方向、あるいは両方向にパワー（正又は負）を有する結像ミラーとしてもよい。

図７及び図８を参照して、原稿側の結像ミラーを調整ミラー又は調整ユニットとした場合の焦点位置調整の調整特性について説明する。

＜調整方式１＞
図７（ａ）は、結像ミラー３１６を短手方向のみにパワーを有する調整ミラーとし、移動方向Ｓ６、すなわち結像ミラー３１６の入射光の方向と反射光の方向との中間の方向に沿って移動可能とした調整方式１の構成である。図７（ｂ）は、結像ミラー３１６の短手焦点を移動量Δｆ＝１５ｍｍだけ初期位置から移動させた場合の、長手方向のフォーカス変動と長手方向の位置との関係、短手方向のフォーカス変動と長手方向の位置との関係を各々示したグラフである。図７（ｃ）は、結像ミラー３１６の短手焦点を移動量Δｆ＝１５ｍｍだけ初期位置から移動させた場合の、長手方向のアライメント変動と長手方向の位置との関係、短手方向のアライメント変動と長手方向の位置との関係を各々示したグラフである。グラフの意味は、先述した図１２と同様なので、詳細な説明は省略する。

＜調整方式２＞
同様に、図７（ｄ）は、結像ミラー３１６を短手方向のみにパワーを有する調整ミラーとし、移動方向Ｓ７、すなわちセンサ８８に入射する光の方向に沿って移動可能とした調整方式２の構成図である。図７（ｅ）は、その場合のフォーカス変動を、図７（ｆ）は、アライメント変動を各々示している。

＜調整方式３＞
図７（ｇ）は、ミラー３０２ないし３１４、及び短手方向のみにパワーを有する結像ミラー３１６により移動ユニット１１２を構成し、移動ユニット１１２が一体として移動方向Ｓ８、すなわちセンサ８８に入射する光の方向に沿って移動可能とした調整方式３の構成図である。図７（ｈ）は、その場合のフォーカス変動を、図７（ｉ）は、アライメント変動を各々示している。なお、本調整方式では、移動ユニットを、ミラー３０２ないし３１４、及び結像ミラー３１６により構成する調整方式を例示したが、これ以外の構成、すなわち結像ミラー３１８、３２０、及び３２２を移動ユニットとし、一体に移動する調整方式としてもよい。

＜調整方式４＞
図８（ａ）は、結像ミラー３１６を短手方向のみにパワーを有する調整ミラーとし、移動方向Ｓ９、すなわち結像ミラー３１６に入射する光の方向に沿って移動可能とした調整方式４の構成図である。図８（ｂ）は、その場合のフォーカス変動を、図８（ｃ）は、アライメント変動を各々示している。

＜調整方式５＞
図８（ｄ）は、移動ユニット１１２が一体として移動方向Ｓ１０、すなわち結像ミラー３１６へ入射する光の方向に沿って移動可能とした調整方式５の構成図である。図８（ｅ）は、その場合のフォーカス変動を、図８（ｆ）は、アライメント変動を各々示している。

＜調整方式６＞
図８（ｇ）は、ミラー３０２ないし３１４、及び短手方向のみにパワーを有する結像ミラー３１６により回転ユニット１１４を構成し、回転ユニット１１４が一体として回転方向Ｒ２、すなわち結像ミラー３１６の中心を回転軸とする回転の方向に回転可能とした調整方式６の構成図である。図８（ｈ）は、その場合のフォーカス変動を、図８（ｉ）は、アライメント変動を各々示している。

図７（ｃ）、（ｆ）（ｉ）、図８（ｃ）、（ｆ）、（ｉ）を比較して明らかなように、調整方式２、調整方式３、調整方式６のアライメント変動が小さく好ましいこと、特に調整方式３、調整方式６が好ましいことがわかる。好ましい調整方式の各々の内容について、以下に再掲する。
＜調整方式２＞原稿側の結像ミラー（結像ミラー３１６）を調整ミラーとし、該調整ミラーをセンサに入射する光の方向に沿って移動させる調整方式。
＜調整方式３＞原稿側の結像ミラー（結像ミラー３１６）を含む移動ユニット（移動ユニット１１２）を調整ユニットとし、該調整ユニットをセンサに入射する光の方向に沿って移動させる調整方式。
＜調整方式６＞原稿側の結像ミラー（結像ミラー３１６）を含む回転ユニット（回転ユニット１１４）を調整ユニットとし、該調整ユニットを調整ミラーの中心を回転軸として回転させる調整方式。

［第４の実施の形態］
図９及び図１０を参照して、本実施の形態に係る画像読取光学系３００ａについて説明する。画像読取光学系３００ａは、センサ側の結像ミラーを調整ミラー又は調整ユニットとした形態である。本実施の形態では、調整ミラー又は調整ユニットの位置、調整方向を種々変えて焦点位置調整の調整特性をシミュレーションした結果についても説明する。なお、画像読取光学系３００ａのミラーの構成は、図６に示す画像読取光学系３００と同様なので、同様の構成には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

＜調整方式７＞
図９（ａ）は、結像ミラー３２２を短手方向のみにパワーを有する調整ミラーとし、移動方向Ｓ１１、すなわち結像ミラー３２２の入射光の方向と反射光の方向との中間の方向に沿って移動可能とした調整方式７の構成である。図９（ｂ）は、結像ミラー３２２の短手焦点を移動量Δｆ＝１５ｍｍだけ初期位置から移動させた場合の、長手方向のフォーカス変動と長手方向の位置との関係、短手方向のフォーカス変動と長手方向の位置との関係を各々示したグラフである。図９（ｃ）は、結像ミラー３１６の短手焦点を移動量Δｆ＝１５ｍｍだけ初期位置から移動させた場合の、長手方向のアライメント変動と長手方向の位置との関係、短手方向のアライメント変動と長手方向の位置との関係を各々示したグラフである。グラフの意味は、先述した図１２と同様なので、詳細な説明は省略する。

＜調整方式８＞
同様に、図９（ｄ）は、結像ミラー３２２を短手方向のみにパワーを有する調整ミラーとし、移動方向Ｓ１２、すなわちセンサ８８に入射する光の方向に沿って移動可能とした調整方式８の構成図である。図９（ｅ）は、その場合のフォーカス変動を、図９（ｆ）は、アライメント変動を各々示している。

＜調整方式９＞
図９（ｇ）は、短手方向のみにパワーを有する結像ミラー３２２及びセンサ８８により移動ユニット１１６を構成し、移動ユニット１１６が一体として移動方向Ｓ１３、すなわちセンサ８８に入射する光の方向に沿って移動可能とした調整方式９の構成図である。図９（ｈ）は、その場合のフォーカス変動を、図９（ｉ）は、アライメント変動を各々示している。

＜調整方式１０＞
図１０（ａ）は、結像ミラー３２２を短手方向のみにパワーを有する調整ミラーとし、移動方向Ｓ１４、すなわち結像ミラー３２２に入射する光の方向に沿って移動可能とした調整方式１０の構成図である。図１０（ｂ）は、その場合のフォーカス変動を、図１０（ｃ）は、アライメント変動を各々示している。

＜調整方式１１＞
図１０（ｄ）は、移動ユニット１１６が一体として移動方向Ｓ１５、すなわち結像ミラー３２２へ入射する光の方向に沿って移動可能とした調整方式１１の構成図である。図１０（ｅ）は、その場合のフォーカス変動を、図１０（ｆ）は、アライメント変動を各々示している。

＜調整方式１２＞
図示を省略するが、短手方向のみにパワーを有する結像ミラー３２２及びセンサ８８により回転ユニットを構成し、該回転ユニットが一体として結像ミラー３２２の中心を回転軸とする回転の方向に回転可能とした調整方式である。本調整方式のフォーカス変動、及びアライメント変動の特性は、上記調整方式１１の各々の特性、すなわち図１０（ｅ）と図１０（ｆ）と同様の特性を示した。

調整方式７ないし調整方式１２の調整特性を検討した結果、調整方式９、すなわち、センサ８８とセンサ側の結像ミラー（結像ミラー３２２）とを含む移動ユニット（移動ユニット１１６）を調整ユニットとし、該調整ユニットをセンサに入射する光の方向に沿って移動させる調整方式が、長手焦点の位置を調整する場合において短手焦点の位置を変える量がより少なくてすみ、最も優れた調整方式であることがわかった。

上述したように、センサ側の結像ミラーを調整ミラーとすると、反射光Ｌの光束が絞られた位置に配置する結像ミラーを調整することになるので、原稿側の結像ミラーを調整する場合と比較して、小型の結像ミラーで調整することになり、調整が行い易くなるというメリットがある。

なお、上記実施の形態では、画像読取光学系を構成するミラーとして、図２、あるいは図６に示す構成を例示して説明したが、ミラーの個数、各ミラーのパワーの方向（長手方向、短手方向）等は、画像読取光学系で必要とされる光路長、光束の形状等に応じて適切に設定してよい。

１２ 画像読取装置
５０ 自動原稿送り装置
５２ 画像読取処理部
６０ 原稿台
６１ 原稿搬送路
６２ 排出台
６３ 用紙送出ロール
６４ 送出ロール
６５ プリ位置合わせロール
６６ 位置合わせロール
６７ プラテンロール
６８ アウトロール
６９ 排出ロール
７０ プラテンガラス
７５ 筐体
７６ 読取ユニット
８０ 照明ユニット
８２ 拡散反射部材
８３、８４ ミラー
８６、８６ａ 画像読取光学系
８７ 結像部
８８ センサ
９０、９２ ミラー
１０２、１０４、１０６ 結像ミラー
１０８ 絞り
１１０、１１２ 移動ユニット
１１４ 回転ユニット
１１６ 移動ユニット
２００ 画像読取光学系
２０２、２０４、２０６ 結像ミラー
２０８、２１０ ミラー
２１２ センサ
２１４ 原稿面
３００、３００ａ 画像読取光学系
３０２、３０４、３０６、３０８、３１０、３１２、３１４ ミラー
３１６、３１８、３２０、３２２ 結像ミラー
Ｌ 反射光
Ｍ 読取位置
Ｒ１、Ｒ２ 回転方向
Ｓ１〜Ｓ１５ 移動方向

Claims (10)

1. 第１の方向に複数の読取素子が並ぶ画像読取部と、
   光源からの照射光が読取対象で反射された反射光を前記画像読取部に導く光路上に配置された複数の結像ミラーと、を含み、
   前記複数の結像ミラーのいずれかが、前記第１の方向に交差する第２の方向にのみパワーを有すると共に、前記光路上において移動可能又は回転可能とされることにより前記第１の方向に対する焦点位置及び前記第２の方向に対する焦点位置の調整を行う調整ミラーである
   画像読取光学系。
2. 前記複数の結像ミラーのうち前記読取対象に最も近い第１の結像ミラー又は前記画像読取部に最も近い第２の結像ミラーが前記調整ミラーとされた
   請求項１に記載の画像読取光学系。
3. 前記第１の結像ミラーは、前記画像読取部への入射光の方向に沿って移動可能とされた 請求項２に記載の画像読取光学系。
4. 前記読取対象と前記第１の結像ミラーとの間に複数のミラーをさらに含み、前記第１の結像ミラーと前記複数のミラーとが一体として前記光路上において移動可能とされた移動ユニットとされている
   請求項２に記載の画像読取光学系。
5. 前記移動ユニットは、前記画像読取部への入射光の方向に沿って移動可能とされた
   請求項４に記載の画像読取光学系。
6. 前記読取対象と前記第１の結像ミラーとの間に複数のミラーをさらに含み、前記第１の結像ミラーと前記複数のミラーとが一体として前記光路上において前記調整ミラーの中心を軸として回転可能とされた回転ユニットとされている
   請求項２に記載の画像読取光学系。
7. 前記第２の結像ミラーと前記画像読取部とが一体として前記光路上において移動可能とされた移動ユニットとされている
   請求項２に記載の画像読取光学系。
8. 前記移動ユニットは、前記画像読取部への入射光の方向に沿って移動可能とされた
   請求項７に記載の画像読取光学系。
9. 前記光路上において移動及び回転の少なくとも一方が可能とされると共に、前記画像読取部で読み取られた画像のリードレジの調整を行う平面ミラーをさらに含む、
   請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の画像読取光学系。
10. 読取対象に光を照射する光源と、
    請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の画像読取光学系と、
    を含む画像読取装置。

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