JPH10173860A - 画像読み取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レンズおよび位置調整機構側と読み取りセン
サ側との振動を一致させて画像読み取り位置ずれを防止
すること。 【解決手段】 本発明の画像読み取り装置は、原稿画像
を読み取るためセンサ基板１ａに取り付けられている読
み取りセンサ１と、この読み取りセンサ１を位置調整機
構２に取り付けるための保持部材３と、保持部材３と読
み取りセンサ１との間に配置され読み取りセンサ１と接
触して読み取りセンサ１を支持するスペーサ４とを備え
ているものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は複写機に組み込まれ
た原稿画像の読み取りを行う画像読み取り装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図８は従来の画像読み取り装置を説明す
る構成図である。すなわち、この画像読み取り装置は、
ＣＣＤ（固体撮像素子）から成る読み取りセンサ１がセ
ンサ基板１ａ上に固定された構造となっており、原稿Ｇ
をレンズＬによって結像倍率Ｍで縮小し、読み取りセン
サ１にて読み取るようになっている。

【０００３】このような縮小光学系における読み取りセ
ンサ１は、図９の構成図に示すように、光軸に対する位
置合わせを行った状態でレンズＬに接着剤５０等を用い
て固定されている。しかし、このような読み取りセンサ
１の取り付けでは、読み取りセンサ１の故障の際にレン
ズＬと一体で交換する必要がある。

【０００４】また、図１０に示すように、接着剤５０で
固定したレンズＬと読み取りセンサ１との間に調整用の
すき間が必要であり、接着剤の硬化収縮によって位置精
度を出しにくいという問題がある。

【０００５】このため、図１１に示す取り付け構造で
は、読み取りセンサ１が取り付けられているセンサ基板
１ａを予め保持部材３に対して所定の精度内で調整して
固定しておき、この読み取りセンサアセンブリを位置調
整機構２に取り付けて、光軸に対する光学調整を行って
いる（実開平２−９３８６６号公報、特開平４−２５２
６５４号公報参照）。

【０００６】これによって、所定の精度内で固定した読
み取りセンサ１を読み取りセンサアセンブリとしてレン
ズＬと分けることができ、読み取りセンサ１が故障した
場合であってもその交換や交換後の調整を迅速に行うこ
とができるようになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな読み取りセンサの取り付けでは、調整機構に対して
不安定に固定されていることから、種々の振動によって
光軸と読み取りセンサとの相対位置にずれが生じてしま
う。

【０００８】すなわち、図１２に示すように、複写機内
部にはスキャンモータＭ、プラテン冷却ファンＦ１、フ
ルレートキャリッジＦＲＣ、ハーフレートキャリッジＨ
ＲＣ、読み取りセンサ冷却ファンＦ２等の振動源が存在
するため、レンズＬおよび読み取りセンサ１を含めた結
像系は、これらの振動源によって加振されることにな
る。

【０００９】この際、図１３に示すように、レンズプレ
ートＬＰに取り付けられたレンズＬおよび位置調整機構
２の振動と同じと考えられる保持部材３の振動（Ｓ１）
と、この保持部材３に取り付けられた読み取りセンサ１
の振動（Ｓ２）との間に差が発生すると、レンズＬの光
軸と読み取りセンサ１の画素位置とがずれて、読み取り
画質を大幅に劣化させることになる。

【００１０】この保持部材の振動（Ｓ１）と読み取りセ
ンサの振動（Ｓ２）との具体例を図１４に示す。（ａ）
は読み取りセンサの振動（Ｓ２）と保持部材の振動（Ｓ
１）との周波数および位相が同じ場合、（ｂ）は周波数
が同じで、読み取りセンサの振動（Ｓ２）の振幅が保持
部材の振動（Ｓ１）の振幅より大きい場合、（ｃ）は周
波数が同じで、読み取りセンサの振動（Ｓ２）の位相と
保持部材の振動（Ｓ１）との位相が逆となっている場
合、（ｄ）は保持部材の振動（Ｓ１）がほとんど無く、
読み取りセンサ（Ｓ２）の振動が共振している場合であ
る。

【００１１】図１５は、図１４（ａ）の振動の状態を示
す図であり、保持部材３と読み取りセンサ１とが同じ振
動周波数および振幅である場合を示している。このよう
な振動では、レンズ光軸のずれがＺ１＝Ｚ２となりキャ
リッジやミラーに振動がない理想的な状態の場合、図１
６に示すように、原稿読み取り位置のずれがＺ１＝Ｚ２
となる。この場合、レンズ光軸と読み取りセンサ１の画
素位置とを結んだラインに傾きが生じないため、縮小倍
率の影響を受けず、画質への影響も少なくことになる。

【００１２】図１７は、図１４（ｂ）の振動の状態を示
す図であり、保持部材３と読み取りセンサ１との振動周
波数は同じであるが、保持部材３より読み取りセンサ１
の方が振動振幅が大きい場合を示している。このような
振動では、レンズ光軸からのセンサ読み取り位置のずれ
がＺ２−Ｚ１、レンズ光軸のずれがＺ１となるため、原
稿読み取り位置のずれが（Ｚ２−Ｚ１）×（１／結像倍
率）−Ｚ１となる。

【００１３】この場合、レンズの光軸と読み取りセンサ
１の画素位置とを結んだラインに傾きが生じるため、図
１８に示すように、縮小倍率の影響を受けて、原稿読み
取り位置でのずれが結像倍率の逆数分大きくなってしま
う。

【００１４】図１９は、図１４（ｃ）の振動の状態を示
す図であり、保持部材３と読み取りセンサ１との振動周
波数は同じで、位相が反転している場合を示している。
このような振動では、レンズ光軸からのセンサ読み取り
位置のずれがＺ２＋Ｚ１、レンズ光軸のずれがＺ１とな
り、原稿読み取り位置のずれが（Ｚ２＋Ｚ１）×（１／
結像倍率）＋Ｚ１となる。

【００１５】この場合、振動振幅が図１４（ａ）の場合
と同じと仮定すると、原稿読み取り位置のずれは図１４
（ａ）の場合の振動の約１０倍となり、画質に非常に大
きな影響を与えることになる（図２０参照）。

【００１６】図２１は、図１４（ｄ）の振動の状態を示
す図であり、レンズＬはほとんど振動していないのに対
し、読み取りセンサ１が共振している場合を示してい
る。このような振動では、レンズ光軸からのセンサ読み
取り位置のずれがＺ２であるため、原稿読み取り位置の
ずれがＺ２×（１／結像倍率）となる。

【００１７】この場合、読み取りセンサ１の振動振幅が
図１４（ａ）の場合と同じと仮定すると、原稿読み取り
位置のずれは図１４（ａ）の場合の振動の約４．５倍と
なり、画質に非常に大きな影響を与えることになる（図
２２参照）。

【００１８】特に画像読み取り装置では縮小光学系を採
用していることから、レンズＬおよび位置調整機構２と
読み取りセンサ１との振動の振幅や位相等に差が生じる
と、結像倍率の逆数分だけ影響が大きくなる。このた
め、レンズＬの光軸と読み取りセンサ１の画素位置との
ずれは、読み取りセンサ１の画素サイズの数分の１以下
にする必要がある。

【００１９】また、図２３に示すように、読み取りセン
サ１はセンサ基板１ａに保持されているため、読み取り
センサ１等からの発熱でセンサ基板１ａに反りが発生
し、読み取りセンサ１の受光位置のずれを生じさせる。
このため、読み取りセンサ冷却ファンＦ２（図１２参
照）によって読み取りセンサ１を一定の温度に保つ必要
がある。この冷却に必要な読み取りセンサ冷却ファンＦ
２の振動が読み取りセンサ１に伝わり、上記のような振
動による問題の原因の一つとなっている。

【００２０】また、このような振動の問題を解消するた
め、図２４に示すように読み取りセンサアセンブリの位
置調整を行った後、保持部材３側から読み取りセンサ１
のガラス１ｂ面に調整用ねじＢを接触させ、この調整用
ねじＢの先端と読み取りセンサ１のガラス１ｂ面とを接
着して、保持部材３と読み取りセンサ１との振動を一致
させ、さらに読み取りセンサ１の発熱によるセンサ基板
１ａの反りを抑制することが考えられるが、調整用ねじ
Ｂからガラス１ｂ面にわずかでも圧力が加わると、その
変形で画質劣化を招くことから調整用ねじＢの押圧力管
理が非常に難しいという問題がある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解決するために成された画像読み取り装置である。す
なわち、本発明の画像読み取り装置は、原稿画像を読み
取るためセンサ基板に取り付けられている読み取りセン
サと、この読み取りセンサを位置調整機構に取り付ける
ための保持部材と、保持部材と読み取りセンサとの間に
配置され読み取りセンサと接触して読み取りセンサを支
持するスペーサとを備えているものである。

【００２２】本発明では、保持部材と読み取りセンサと
の間に支持用のスペーサが設けられていることから、保
持部材側の振動と読み取りセンサ側の振動とを一致させ
ることができ、原稿読み取り位置ずれを抑制できるよう
になる。また、このスペーサが保持部材と読み取りセン
サとの間に自重で接触することから、スペーサで支持す
る際に受光面に無理な負荷をかけずにすむようになる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の画像読み取り装
置における実施の形態を図に基づいて説明する。図１は
本実施形態における画像読み取り装置を説明する断面図
である。この画像読み取り装置は、センサ基板１ａに取
り付けられたＣＣＤ（固体撮像素子）から成る読み取り
センサ１と、読み取りセンサ１の取り付け位置を調整す
る位置調整機構２と、読み取りセンサ１を位置調整機構
２に取り付けるための保持部材３と、保持部材３と読み
取りセンサ１との間に配置されるスペーサ４とから構成
されている。

【００２４】スペーサ４としては、例えば金属、セラミ
ックスまたはガラスから成る球状のものが用いられてい
る。スペーサ４は、保持部材３と読み取りセンサ１のガ
ラス１ｂの端部とに接触しており、少なくとも３つで読
み取りセンサ１を支持している。

【００２５】図２は保持部材を説明する平面図である。
保持部材３には、図１に示すスペーサ４を入れるための
溝３１ａ〜３１ｃが、読み取りセンサ用の開口部３０の
周辺に設けられている。各溝３１ａ〜３１ｃは、読み取
りセンサ用の開口部３０に向かってその幅が広がるよう
なテーパ状に設けられており、保持部材３を水平に置い
た状態で球状のスペーサ４を入れると、その自重でスペ
ーサ４が開口部３０側へ転がるようになっている。

【００２６】図３はスペーサを溝に入れた際の転がりの
様子を示す平面図、図４はその断面図である。このよう
に、スペーサ４を溝３１ａ〜３１ｃに入れると開口部３
０側へ転がるようになり（図３参照）、読み取りセンサ
１のガラス１ｂの隅部と接触する位置で止まることにな
る（図４参照）。

【００２７】このスペーサ４の径として、溝３１ａ〜３
１ｃを転がる間に読み取りセンサ１のガラス１ｂの隅部
で止まるような径としておく。これによって、スペーサ
４をその自重による圧力だけで保持部材３および読み取
りセンサ１に接触させることができ、常に最適な接触状
態を得ることができようになる。

【００２８】スペーサ４を溝３１ａ〜３１ｃに入れる手
順としては、先ず、基準となるレンズを取り付けたサブ
調整治具（図示せず）に読み取りセンサアセンブリを取
り付け、保持部材３と読み取りセンサ１との間隔を調整
し、狙いの結像特性が得られるようにする。このよう
に、基準となるレンズによって読み取りセンサアセンブ
リを調整するため、結像特性の一定となる交換可能な読
み取りセンサアセンブリを製造できる。この調整によっ
て、保持部材３と読み取りセンサ１との間隔が決まるこ
とになる。その後、この決まった間隔にスペーサ４を入
れる。

【００２９】スペーサ４を入れるには、先ず図中上側と
なるスペーサ４を溝３１ａ、３１ｂ（図２参照）に入
れ、その自重でガラス１ｂの隅部と接触させる。図５は
上側のスペーサ４が溝３１ａ、３１ｂに入れられた状態
を示す断面図、図６はその正面図である。スペーサ４
は、その径に応じてテーパ状の溝３１ａ、３１ｂの所定
位置と読み取りセンサ１のガラス１ｂの隅部との間で止
まる状態となる。

【００３０】スペーサ４を溝３１ａ、３１ｂに入れた後
は、スペーサ４と保持部材３および読み取りセンサ１の
ガラス１ｂとの間を接着剤５によって固着する。上側の
スペーサ４を固着した後は、読み取りセンサアセンブリ
をサブ調整治具（図示せず）から取り外し、上下を反転
して図１に示す下側（上下反転によって上側となる）の
スペーサ４を溝３１ｃ（図２参照）に上記と同様な要領
で自重を利用して入れ、接着剤５で固着する。

【００３１】なお、スペーサ４を溝３１ａ〜３１ｃに入
れる要領としては、サブ調整治具で読み取りセンサ１の
位置を調整した後、サブ調整治具から読み取りセンサア
センブリを取り外し、保持部材３が水平となるように配
置した状態で各スペーサ４を入れるようにしてもよい。
つまり、溝３１ａ〜３１ｃは先に説明したようなテーパ
状となっているため、保持部材３を水平にしてスペーサ
４を溝３１ａ〜３１ｃに入れることで、読み取りセンサ
１のガラス１ｂと接触する位置まで転がって、最適な位
置で止まることになる。そして、この状態で各スペーサ
４を接着剤５で固着するようにしてもよい。

【００３２】図７はスペーサ４が固着された状態の読み
取りセンサアセンブリを示す概略斜視図である。このよ
うに、保持部材３と読み取りセンサ１との間をスペーサ
４で固定することができ、保持部材３と読み取りセンサ
１とを振動的に同じ状態とすることができるようにな
る。

【００３３】このスペーサ４としては、保持部材３の熱
膨張係数以下のものにしておくことが望ましい。これに
よって、読み取りセンサ１から発熱があってもセンサ基
板１ａの反りを防止できるようになる。つまり、センサ
基板１ａの反りを防止できることから、振動源の一つで
ある読み取りセンサ冷却ファンＦ２（図１２参照）を不
要とすることができるようになる。

【００３４】また、振動衝撃等によってスペーサ４が外
れて落下しても、外部の回路基板等で電気的な短絡を起
こさないようスペーサ４として電気的な絶縁性を備えた
ものを用いるのが良い。このため、金属のスペーサ４の
場合には絶縁被服を施したり、スペーサ４自体をセラミ
ックスやガラスで構成してもよい。

【００３５】なお、上記実施形態ではスペーサ４として
球状のものを使用したが、必ずしも球状に限定されず、
保持部材３と読み取りセンサ１との間隔に応じて各々と
の接触位置が連続的に変化する形状、例えば、くさび状
や円錐状のものであっても良い。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像読み
取り装置によれば次のような効果がある。すなわち、レ
ンズおよび位置調整機構が種々の振動を受けても、スペ
ーサによってこれらと読み取りセンサとを振動的に一致
させることができ、レンズ光軸と読み取りセンサの画素
位置とを結ぶラインに傾きを発生させずにすむ。このた
め、縮小倍率の影響を受けずにすむことから、画質劣化
を防止することが可能となる。

【００３７】また、スペーサの自重によって保持部材と
読み取りセンサとを固定していることから、読み取りセ
ンサおよび保持部材にはほとんど圧力が加わらないた
め、読み取りセンサアセンブリの調整時の位置関係を崩
さずにすむ。しかも、読み取りセンサのガラスに歪みを
生じさせることがなくなり、画質劣化を防止できること
になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施形態の画像読み取り装置を説明する断
面図である。

【図２】 保持部材を説明する平面図である。

【図３】 スペーサを溝に入れた状態を示す平面図であ
る。

【図４】 スペーサを溝に入れた状態を示す断面図であ
る。

【図５】 スペーサの入った状態を説明する断面図であ
る。

【図６】 スペーサの入った状態を説明する平面図であ
る。

【図７】 読み取りセンサアセンブリを示す概略斜視図
である。

【図８】 従来例を説明する構成図（その１）である。

【図９】 従来例を説明する構成図（その２）である。

【図１０】 取り付け構造を示す概略断面図である。

【図１１】 取り付け構造を示す概略平面図である。

【図１２】 複写機の内部構成図である。

【図１３】 振動の状態を説明する概略断面図である。

【図１４】 振動の具体例を示す図である。

【図１５】 振動の具体例（ａ）を示す概略断面図であ
る。

【図１６】 振動の具体例（ａ）の影響を説明する模式
図である。

【図１７】 振動の具体例（ｂ）を示す概略断面図であ
る。

【図１８】 振動の具体例（ｂ）の影響を説明する模式
図である。

【図１９】 振動の具体例（ｃ）を示す概略断面図であ
る。

【図２０】 振動の具体例（ｃ）の影響を説明する模式
図である。

【図２１】 振動の具体例（ｄ）を示す概略断面図であ
る。

【図２２】 振動の具体例（ｄ）の影響を説明する模式
図である。

【図２３】 センサ基板の反りを説明する平面図であ
る。

【図２４】 固定の一例を説明する平面図である。

【符号の説明】

１ 読み取りセンサ １ａ センサ基
板 ２ 位置調整機構 ３ 保持部材 ４ スペーサ ５ 接着剤 ３０ 開口部 ３１ａ〜３１ｃ
溝

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原稿画像を読み取るためセンサ基板に取
   り付けられている読み取りセンサと、 前記読み取りセンサを位置調整機構に取り付けるための
   保持部材と、 前記保持部材と前記読み取りセンサとの間に配置され該
   読み取りセンサと接触して該読み取りセンサを支持する
   スペーサとを備えていることを特徴とする画像読み取り
   装置。
2. 【請求項２】 前記読み取りセンサは固体撮像素子から
   成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. 【請求項３】 前記スペーサは前記保持部材と前記読み
   取りセンサとの間隔に応じて該保持部材、該読み取りセ
   ンサ各々との接触位置が連続的に変わる形状から成るこ
   とを特徴とする請求項１記載の画像読み取り装置。
4. 【請求項４】 前記スペーサは球状であることを特徴と
   する請求項１記載の画像読み取り装置。
5. 【請求項５】 前記スペーサは前記保持部材の熱膨張係
   数以下の熱膨張係数を有する材質から成ることを特徴と
   する請求項１記載の画像読み取り装置。
6. 【請求項６】 前記スペーサは電気的な絶縁体から成る
   ことを特徴とする請求項１記載の画像読み取り装置。
7. 【請求項７】 前記スペーサは前記保持部材および前記
   読み取りセンサと接着剤によって固定されていることを
   特徴とする請求項１記載の画像読み取り装置。
8. 【請求項８】 前記スペーサは前記読み取りセンサの端
   部の周縁部分に少なくとも３つ設けられていることを特
   徴とする請求項１記載の画像読み取り装置。
9. 【請求項９】 前記保持部材は前記スペーサを入れる溝
   を備えていることを特徴とする請求項１記載の画像読み
   取り装置。
10. 【請求項１０】 前記溝は前記保持部材における前記読
    み取りセンサの取り付け面外側から中央に向けてその幅
    が広くなることを特徴とする請求項９記載の画像読み取
    り装置。