JPH10136175A - 画像読み取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 原稿画像を光学的に走査するための光学部品
を搭載する一体的な読み取りヘッドを往復移動させるこ
とにより画像読み取りを行う画像読み取り装置であり、
該読み取りヘッドを正規の姿勢で安定して駆動すること
ができ、それだけ良好な画像読み取りを行うことができ
るとともに、読み取りヘッドの光学的な位置を調整する
ための組み立て調整が容易な画像読み取り装置を提供す
る。 【解決手段】 光学部品を搭載する読み取りヘッド１
と、シャフト状の固定子３及び該固定子３に外嵌して副
走査方向Ｘに往復動可能な可動子２とからなるリニアモ
ータの該可動子２とを、読み取りヘッド１の往復移動方
向Ｘに直角な方向Ｙにおける重心位置を含む部分である
読み取りヘッド１の中央部において接続する。また、読
み取りヘッド１の固定子３軸回りの回転を抑制するとと
もに、ヘッド１と原稿台ＰＮとの位置関係を保持するた
めに、ヘッド１には原稿台ＰＮに当接して回転可能なよ
うにローラｒを支持させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、イメージ
スキャナ等に搭載される画像読み取り装置、特に原稿画
像を光学的に走査するための光学部品を搭載して往復移
動する一体形の読み取りヘッドをリニアモータで駆動す
る画像読み取り装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】原稿画像を光学的に走査するための光学
部品を搭載する一体形の読み取りヘッドを往復移動させ
ることにより、画像読み取りを行う画像読み取り装置
は、複写機に搭載されたり、コンピュータやプリンタ等
と併用されるイメージスキャナとして利用されている。

【０００３】このような画像読み取り装置の一例を図５
に示す。図５（Ａ）は該装置の概略平面図、図５（Ｂ）
は該装置の概略断面図である。なお、図５（Ａ）におい
て原稿台は図示を省略してある。この画像読み取り装置
は、一体形の読み取りヘッド１を画像の副走査方向であ
るＸ方向に往復移動させることにより、原稿台ＰＮ上に
載置される原稿画像を読み取るものである。読み取りヘ
ッド１には、原稿を照明する照明装置（図示せず）、原
稿からの反射光を所定方向に導くための反射ミラー（図
示せず）、該反射ミラーからの画像光を読み取るための
ＣＣＤ（図示せず）、該ＣＣＤ上に該反射ミラーからの
画像光を結像させるためのレンズ（図示せず）が搭載さ
れている。

【０００４】読み取りヘッド１は、その一端部に往復移
動の方向Ｘに延びるガイド軸９４が貫通され、他端部に
おいて往復移動方向Ｘに延びるガイドレールＧ上を転動
できるローラｒ、ｒが設けられており、これらにより往
復動可能となっている。この読み取りヘッド１はガイド
軸９４の下側部分において、往復移動方向Ｘに延びる固
定子９３及び固定子９３に沿って往復動可能な可動子９
２からなるリニアモータの該可動子９２に接続されてお
り、該リニアモータにより往復駆動される。該リニアモ
ータは、固定子９３又は可動子９２のうちいずれか一方
は界磁マグネットを有し、他方は該界磁マグネットに臨
む電機子コイルを有するものである。

【０００５】図５に示す例では、読み取りヘッド１の往
復移動方向に直角な方向（図５（Ｂ）において、左右方
向）の片側端部において、リニアモータの可動子９２が
接続されているが、図６に示すように該方向の中央部に
おいて可動子９２が接続されたものも知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図５に示す
画像読み取り装置においては、リニアモータの可動子９
２が読み取りヘッド１の片側端部に接続されているた
め、特に駆動開始時や減速時において、ガイド軸９４と
読み取りヘッド１の軸受け９５のクリアランスの範囲内
で、図５（Ｃ）に実線で示すように可動子９２が接続さ
れた片側端部側がローラｒが設けられた端部側よりも先
行するように傾いて駆動されたり、図５（Ｃ）に一点鎖
線で示すようにローラｒが設けられた端部側が先行する
ように傾いて（ヨーイング）減速されたりして、読み取
りユニット１は振動しながら駆動されることがある。こ
のような現象は、いわゆるコギングと呼ばれるもので、
読み取り画像の劣化の原因となる。

【０００７】このような現象は、読み取りヘッドを回転
モータ、プーリー及びワイヤ等により駆動するものと比
較しても差異はなく、図６に示すように読み取りヘッド
１の中央部において可動子９２を接続して駆動するにし
ても、ガイド軸９４部分の拘束力が影響して振動が発生
することがあり、大きな改善効果は期待できない。これ
らは、図７に示すような直動案内を兼ねるリニアモータ
により読み取りヘッド１を駆動することにより改善でき
るが、読み取りヘッド１と原稿台ＰＮとの間の光学的位
置関係を考慮した場合には、画像読み取り装置本体に該
位置関係を保持できるだけの強度を持たせて原稿台ＰＮ
を理想的な位置に支持するか、或いはリニアモータの可
動子９２と読み取りヘッド１との間に位置関係調整機構
を設けて、画像読み取り領域の全域にわたって読み取り
ヘッド１と原稿台ＰＮ相互の位置関係を所定のものに保
持する必要があり、いずれにしても構成部品の精度を高
くしたり、精密な調整が必要となり、コスト高となる。
読み取りヘッド１と原稿台ＰＮとの間の位置関係の問題
については、図５及び図６に示す画像読み取り装置にお
いても同様の問題がある。

【０００８】そこで本発明は、原稿画像を光学的に走査
するための光学部品を搭載する一体的な読み取りヘッド
を往復移動させることにより画像読み取りを行う画像読
み取り装置であり、該読み取りヘッドを正規の姿勢で安
定して駆動することができ、それだけ良好な画像読み取
りを行うことができるとともに、読み取りヘッドの光学
的な位置を調整するための組み立て調整が容易な画像読
み取り装置を提供することを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明は、原稿画像を光学的に走査する画像読み取り
装置であって、原稿を載置するための原稿台と、前記原
稿台に平行に延びる固定子及び該固定子に沿って往復動
可能な可動子を有するリニアモータと、原稿画像を光学
的に走査するための光学部品を搭載し、前記可動子に結
合された読み取りヘッドとを備え、前記可動子と前記読
み取りヘッドとは、前記可動子の往復動の方向に直角な
方向における該読み取りヘッドの重心位置を含む部分に
おいて結合されていることを特徴とする画像読み取り装
置を提供する。

【００１０】前記読み取りヘッドに搭載される光学部品
は、例えば前記原稿台に載置される原稿を照明する照明
装置、原稿からの反射光を読み取るためのイメージセン
サ（例えば、ＣＣＤ）、該イメージセンサへ原稿からの
反射光を導くための反射ミラー、原稿からの反射光を該
イメージセンサ上に結像させるためのレンズ等を挙げる
ことができる。該読み取りヘッドは、いわゆる縮小型、
等倍密着型いずれでもよい。

【００１１】前記リニアモータは、固定子及び該固定子
に沿って往復動可能な可動子からなり、該固定子又は可
動子のうちいずれか一方は界磁マグネットを有するもの
であり、他方は該界磁マグネットに臨む電機子コイルを
有するものである。これにより、該電機子コイルに通電
すると、該界磁マグネットとの相互作用によって、駆動
力が発生し、該可動子を駆動することができる。

【００１２】前記リニアモータの一例として、前記固定
子が所定の断面形状のシャフト状固定子であり、該リニ
アモータの前記可動子が該固定子に往復動可能に嵌合す
るシャフト型のリニアモータを挙げることができる。こ
の場合、固定子の所定の断面形状は、例えば円形、楕円
形、長円形を挙げることができる。また、この場合、シ
ャフト状の固定子は可動子、ひいてはこれに接続された
読み取りヘッドの直動案内軸を兼ねる。

【００１３】本発明の画像読み取り装置は、前記読み取
りヘッドの前記原稿台に対する位置関係を該読み取りヘ
ッドの移動領域にわたり一定に保持するための位置保持
機構を備えていてもよい。該位置保持機構により読み取
りヘッドと原稿台との位置関係、さらに詳しくは読み取
りヘッドに搭載される結像レンズと該原稿台に載置され
る原稿の原稿面までの距離や、読み取りヘッドに搭載さ
れるイメージセンサ（例えば、ＣＣＤ）から原稿面まで
の距離を読み取りヘッドの移動領域にわたり一定に保つ
ことができる。

【００１４】該位置保持機構の例として、前記読み取り
ヘッドに回転可能に支持され、前記原稿台に当接しなが
ら回転する１又は２以上のローラを挙げることができ
る。この他、前記原稿台に平行に配置される１又は２以
上の固定部材（例えば、ガイドレール）及び該固定部材
面（例えば、該ガイドレール上）を転動できる前記読み
取りヘッドに回転可能に支持された１又は２以上のロー
ラを挙げることができる。かかるローラは可動子、従っ
て読み取りヘッドの往復移動方向を横切る方向に間隔を
開けて２以上設けることが望ましい。

【００１５】ここで一つの具体例として、前記リニアモ
ータの前記固定子は断面形状が弧状又は略弧状の部分を
含む（例えば、円形、楕円形、長円形やその一部が略弧
状等）のシャフト状固定子であり、該リニアモータの前
記可動子は該固定子に往復動可能且つ該固定子周りに回
動可能に嵌合しており、前記位置保持機構は、前記可動
子の往復動方向を横切る方向に間隔をあけて前記読み取
りヘッドに回転自在に支持されて、前記原稿台又は該原
稿台と平行な固定部材面に転動可能に当接するガイドロ
ーラを含んでいる画像読み取り装置を挙げることができ
る。

【００１６】また、本発明の画像読み取り装置には、前
記固定子と前記原稿台との位置関係を調整できる調整機
構を設けてもよい。該調整機構は固定子を画像読み取り
装置本体に組み付けるとき等に使用でき、該調整機構に
より、固定子と原稿台の位置関係、したがって固定子に
沿って往復動可能な可動子や該可動子に結合された読み
取りヘッドと原稿台との位置関係を調整できる。なお、
固定子と原稿台との位置関係とは、固定子と原稿台との
平行度や両者の距離関係をいう。

【００１７】該調整機構の例として、前記固定子の両端
部分において該固定子をマウント部材により支持し、該
マウント部材をさらにフランジで支持し、該フランジを
画像読み取り装置の部材に支持させるものであって、該
装置部材には、例えば水平方向に長孔を設けて該フラン
ジをその方向に位置調整可能なように該部材に支持さ
せ、該マウント部材には例えば鉛直方向に長孔を設けて
該マウント部材をその方向に移動調整可能なように該フ
ランジに支持させるものを挙げることができる。この
他、前記位置関係を調整できる２方向に移動可能ないわ
ゆるｘ−ｙテーブルにより前記固定子を支持するものを
挙げることができる。

【００１８】いずれにしても本発明の画像読み取り装置
においては、読み取りヘッドは前記重心位置を含む部分
において結合されたリニアモータ可動子の発生する駆動
力により、原稿台に平行な往復移動方向に駆動される。
画像読み取り領域中は、読み取りヘッドは定速で駆動さ
れ、この間に読み取りヘッドに搭載された光学部品によ
り原稿画像は読み取られる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１及び図２は、本発明の画像読
み取り装置を示すものであり、図１は該装置の一部を断
面で示す概略側面図、図２は該装置の一部を断面で示す
概略正面図である。

【００２０】この画像読み取り装置は、平坦な透明ガラ
ス製の原稿台ＰＮを備え、原稿台ＰＮの下には、原稿台
ＰＮに平行なＸ方向に駆動される読み取りヘッド１が配
置されている。この装置は、光学部品を搭載する読み取
りヘッド１を原稿台ＰＮに平行に駆動することにより副
走査を行い、原稿台ＰＮ上に載置される原稿画像を読み
取るものである。

【００２１】読み取りヘッド１は本例ではいわゆる縮小
型のものであり、原稿画像を縮小投影するための光学部
品が搭載されている。すなわち、原稿台ＰＮ上に載置さ
れる原稿を照明する照明ランプ１１、照明ランプ１１の
照射光を原稿に向けるための反射笠１２、原稿からの反
射光を結像レンズ１４に導くための反射ミラー１３、結
像レンズ１４及びイメージセンサであるＣＣＤ１５が搭
載されている。これら光学部品は、読み取りヘッド１の
フレームに図示しない支持手段により支持されている。
なお、読み取りヘッド１は、いわゆる等倍密着型のもの
としてもよい。

【００２２】また、読み取りヘッド１の上面部分には、
原稿台ＰＮの下面に当接する２対のローラｒがＸ方向に
間隔をあけて、それぞれ回転可能に支持されている。ま
た、各ローラ対において左右のローラｒ、ｒは、Ｘ方向
に直角なＹ方向においてヘッド１の両端部に設けられて
いる。さらに言えば、ローラｒは、上述の光学部品によ
る画像読み取りに支障のない、読み取りヘッド１の上面
四隅部分に配置されている。該ローラｒの機能について
は後述する。

【００２３】読み取りヘッド１をＸ方向に駆動するため
に、本例の画像読み取り装置はシャフト型のリニアモー
タを備えている。このリニアモータは、ムービングコイ
ル形のものであり、可動子２及び可動子２の直動案内軸
を兼ねる断面円形のシャフト状固定子３を有し、可動子
２は固定子３に外嵌している。固定子３はＸ方向に延び
ており、Ｎ極とＳ極の磁極がＸ方向に交互に並ぶように
界磁マグネット３１が形成されている。固定子３はその
両端部分をマウント部材４１ｂ、４２ｂにより支持さ
れ、これらマウント部材４１ｂ、４２ｂをそれぞれ装置
フレームＦＲ１、ＦＲ２に取り付けられたフランジ４１
ａ、４２ａに取り付けることで、装置に対して固定配置
されている。なお、固定子３の取付け方法については後
述する。

【００２４】可動子２はその両端部に固定子３に摺動可
能に外嵌する軸受け２１、２１を有し、これらにより可
動子２は固定子３を直動案内軸として滑らかに往復動で
きる。また、可動子２の内側には電機子コイル２２が支
持されており、電機子コイル２２に通電することにより
推力が発生し、可動子２を駆動することができる。そし
て、読み取りヘッド１の移動方向Ｘと直角な方向Ｙにお
ける重心位置を含む部分、本例では読み取りヘッド１の
Ｙ方向における中央部において、読み取りヘッド１の下
側から可動子２が結合されている。なお、該重心位置を
含む部分で読み取りヘッド１と可動子２が結合するよう
に、両者を一体的に形成してもよい。

【００２５】したがって、読み取りヘッド１や可動子２
は、断面円形の固定子３に支持されていることになる
が、読み取りヘッド１の上側に設けられた原稿台ＰＮに
当接する４つのローラｒにより、固定子３の軸回りの回
転が抑制され、該軸回りの荷重バランスが保たれてい
る。また、直動案内軸を兼ねる固定子３の断面形状が円
形であるために、自己復元作用が強く、可動子２はそれ
だけ直進性に優れている。

【００２６】また、図５、図６に示す従来の画像読み取
り装置のように、直動案内のためのガイド軸９４が読み
取りヘッド１の片側端部、したがって読み取りヘッド１
の重心から外れた部分に設けられ、該片側端部に駆動力
をかけて読み取りヘッド１を駆動するものや、読み取り
ヘッド１の中央部に駆動力をかけて駆動するものに比べ
て、本発明の画像読み取り装置においては、直動案内軸
となる固定子３は読み取りヘッド１の重心位置となる中
央部の下方を通る位置に設けられるとともに、該重心位
置となる中央部に駆動力がかかるため、それだけ読み取
りヘッド１の傾きが抑制され、良好な画像読み取りを行
うことができる。

【００２７】また、読み取りヘッド１に設けられて原稿
台ＰＮに当接して転動するローラｒにより、読み取りヘ
ッド１は原稿台ＰＮとの位置関係が、したがって原稿台
ＰＮ上に載置される原稿との位置関係が読み取り領域全
域にわたり良好に保たれている。ローラｒは、固定子３
をマウント部材４１ｂ、４２ｂやフランジ４１ａ、４２
ａにより装置本体フレームＦＲ１、ＦＲ２に固定すると
きの基準位置として利用でき、固定子３は次のようにし
て調整固定できる。すなわち、図３に示すように、フレ
ームＦＲ１にはフランジ４１ａをネジ止めしたときに水
平方向（Ｙ方向）に調整可能なように長孔８が設けられ
ており、フランジ４１ａは長孔８に通したネジＳＣによ
りフレームＦＲ１に固定される。また、固定子３を支持
するマウント部材４１ｂには、マウント部材４１ｂをフ
ランジ４１ａにネジ止めしたときに鉛直方向に調整可能
なように長孔４１１が設けられており、マウント部材４
１ｂは長孔４１１に通したネジＳＣによりフランジ４１
ａに固定される。フレームＦＲ２側も同様である。これ
により、固定子３を水平及び鉛直方向に位置調整するこ
とができ、原稿台ＰＮの厚さの誤差や自重によるたわみ
等はあるものの、許容できる範囲で読み取り領域全域に
わたって読み取りヘッド１と原稿台ＰＮとの位置関係を
容易に調整することができる。なお、該調整機構は、フ
レーム等に設ける長孔に代えてｘ−ｙテーブルの様な調
整機構としてもよい。

【００２８】なお、固定子３の断面形状は上記の説明に
おいては、円形であったが、楕円や長円等の円弧状とし
てもよい。このようにすると、固定子３の固定の際に固
定子自身も回転させる必要があるものの、画像読み取り
時の走査安定性は円形のものよりもさらに良好となる。
次に、本発明の他の実施形態を図４を参照して説明す
る。図４は本発明に係る画像読み取り装置の概略正面図
である。

【００２９】この装置は、図１及び図２に示す装置と
は、読み取りヘッド１と原稿台ＰＮとの位置関係を保持
するための機構が異なる以外は同様のものであり、以
下、該異なる点について説明する。なお、図１及び図２
に示す部品と実質上同じ作用を有する部品には、同じ参
照符号を付してある。図４に示す装置においては、原稿
台ＰＮに当接するローラｒに代えて、原稿台ＰＮに平行
に配置され、移動方向Ｘに延びる一対のガイドレールＧ
上を転動する４つのローラｒにより、読み取りヘッド１
と原稿台ＰＮの位置関係が保持される。

【００３０】この装置においては、ガイドレールＧにロ
ーラｒが当接するようにマウント部材４１ｂ、４２ｂ位
置や、フランジ４１ａ、４２ａ位置を調整することによ
り、原稿台ＰＮと読み取りヘッド１との位置関係を調整
する。そして、この装置では、図１及び図２に示す装置
のように原稿台ＰＮにローラｒのガイド機能を負わせて
いないため、メンテナンス等により原稿台ＰＮを外した
状態においても、読み取りヘッド１を駆動することがで
きる。

【００３１】

【発明の効果】本発明によると、原稿画像を光学的に走
査するための光学部品を搭載する一体的な読み取りヘッ
ドを往復移動させることにより画像読み取りを行う画像
読み取り装置であり、該読み取りヘッドを正規の姿勢で
安定して駆動することができ、それだけ良好な画像読み
取りを行うことができるとともに、読み取りヘッドの光
学的な位置を調整するための組み立て調整が容易な画像
読み取り装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である画像読み取り装置の
一部を断面で示す概略側面図である。

【図２】図１に示す画像読み取り装置の一部を断面で示
す概略正面図である。

【図３】図１に示す画像読み取り装置の固定子が装置本
体に取り付けられている様子を示す断面図である。

【図４】図（Ａ）は本発明の他の実施形態である画像読
み取り装置の一部を断面で示す概略側面図、図（Ｂ）は
該装置の一部を断面で示す概略正面図である。

【図５】従来の画像読み取り装置を示す図であり、図
（Ａ）は該装置の一部を断面で示す概略平面図、図
（Ｂ）は該装置の一部を断面で示す概略正面図、図
（Ｃ）は該装置の読み取りヘッドが傾いた状態の一部を
断面で示す概略平面図である。

【図６】従来の画像読み取り装置の他の例を示す一部を
断面で示す概略正面図である。

【図７】従来の画像読み取り装置のさらに他の例を示す
一部を断面で示す概略正面図である。

【符号の説明】

１ 読み取りヘッド １１ 照明ランプ １２ 反射笠 １３ 反射ミラー １４ 結像レンズ １５ ＣＣＤ ｒ ガイドローラ ２ 可動子 ２１ 軸受け ２２ 電機子コイル ３ 固定子 ３１ 界磁マグネット ４１ａ、４２ａ フランジ ４１ｂ、４２ｂ マウント部材 ＰＮ 原稿台 ＦＲ１、ＦＲ２ 装置フレーム ９２ 可動子 ９３ 固定子 ９４ ガイド軸 ９５ 軸受け

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原稿画像を光学的に走査する画像読み取り
   装置であって、 原稿を載置するための原稿台と、 前記原稿台に平行に延びる固定子及び該固定子に沿って
   往復動可能な可動子を有するリニアモータと、 原稿画像を光学的に走査するための光学部品を搭載し、
   前記可動子に結合された読み取りヘッドとを備え、 前記可動子と前記読み取りヘッドとは、前記可動子の往
   復動の方向に直角な方向における該読み取りヘッドの重
   心位置を含む部分において結合されていることを特徴と
   する画像読み取り装置。
2. 【請求項２】前記リニアモータの前記固定子は所定の断
   面形状のシャフト状固定子であり、該リニアモータの前
   記可動子は該固定子に往復動可能に嵌合している請求項
   １記載の画像読み取り装置。
3. 【請求項３】前記読み取りヘッドの前記原稿台に対する
   位置関係を該読み取りヘッドの移動領域にわたり一定に
   保持するための位置保持機構を有する請求項１又は２記
   載の画像読み取り装置。
4. 【請求項４】前記リニアモータの前記固定子は断面形状
   が弧状又は略弧状の部分を含むシャフト状固定子であ
   り、該リニアモータの前記可動子は該固定子に往復動可
   能且つ該固定子周りに回動可能に嵌合しており、前記位
   置保持機構は、前記可動子の往復動方向を横切る方向に
   間隔をあけて前記読み取りヘッドに回転自在に支持され
   て、前記原稿台又は該原稿台と平行な固定部材面に転動
   可能に当接するガイドローラを含んでいる請求項３記載
   の画像読み取り装置。
5. 【請求項５】前記固定子と前記原稿台との位置関係を調
   整できる調整機構を備える請求項１、２、３又は４記載
   の画像読み取り装置。