JPH10307343A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 解像度を大きくし、体格を小型化できる自動
焦点調節機能を備えたミラー移動型画像読取装置を提供
する。 【解決手段】 光源４を有する第１キャリッジ２１と、
第２キャリッジ３１の反射鏡３２、３３からの光を集光
する結像レンズ４２を搭載するレンズキャリッジ４１と
を分割する構成にした。このため、第２キャリッジ３１
の体格を小型化でき、第２キャリッジ３１の反射鏡３
２、３３から結像レンズ４２までの距離を相対的に長く
とれる。従って、光源４からラインセンサ４３までの光
路長を相対的に長くとれるため、解像度を相対的に細か
くとることができる。また、フォーカシング機能をもつ
レンズキャリッジ４１の組み込みを容易に行える。匡体
１の内部空間を有効利用してレンズキャリッジ４１を設
けることができるため、匡体１の体格を小さくすること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原稿の画像を電気
信号に変換する画像読取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のある種の画像読取装置は、透明基
板からなる原稿台と、原稿を照射する光源と、原稿から
の反射光を集光する結像レンズと、多数の光電変換素子
を並べたラインセンサとを備え、原稿台に置かれた原稿
に光源から光を照射し、原稿からの反射光を反射鏡およ
び結像レンズを通してラインセンサで検出し、原稿の濃
淡を電気信号に変換するように構成されている。

【０００３】このような画像読取装置のキャリッジ構造
としては、光源、反射鏡、結像レンズおよびラインセ
ンサを単一のキャリッジに収容するキャリッジ一体型画
像読取装置と、光源及び反射鏡と結像レンズとを別体
にしたミラー移動型画像読取装置とがある。

【０００４】例えば図６に示す構造をもつのキャリッ
ジ一体型画像読取装置は、箱形の筐体１の上面にガラス
等の透明板からなる原稿台２が設けられ、筐体１の内部
に図示しない駆動装置により原稿台２に平行に移動する
単一のキャリッジ３が設けられている。この単一のキャ
リッジ３に光源４と反射鏡５、６と結像レンズ７とライ
ンセンサ８とが搭載されている。光源４の照射光は原稿
台２の上の原稿１０の裏面で反射され、反射鏡５、６に
反射し結像レンズ７によりラインセンサ８に集光される
ようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のキャリッジ一体型の画像読取装置によると、
単一のキャリッジの内部に光源、反射鏡、結像レンズな
らびにラインセンサを収容する構造であるため、この体
格の大きいキャリッジを原稿に沿って副走査方向に移動
する必要があることから、装置の大型化を招いていた。

【０００６】このような構造をもつキャリッジ一体型の
画像読取装置では、Ａ３サイズ等の原稿に対応した画
像読取装置においては著しい装置の大型化が問題となっ
ていた。また、光路長と解像度は一般的に比例関係に
あり、解像度を上げるには長い光路長を必要とされてお
り、原稿からラインセンサまでの光路長がキャリッジの
容量に制限されることから解像度を細かくすることも困
難であり、さらには、自動焦点調節機能を備え付ける
とすると構造が複雑になるという問題がある。本発明の
目的は、装置の体格を小型化可能なミラー移動型画像読
取装置を提供することにある。

【０００７】本発明の他の目的は、自動焦点調節装置を
容易に組み込み可能なミラー移動型画像読取装置を提供
することにある。

【０００８】本発明のまた別の目的は、解像度を大きく
し、読取り可能な原稿サイズを大きくし、体格を小型化
できる自動焦点調節機能を備えたミラー移動型画像読取
装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
ミラー移動型画像読取装置によると、光源を有する第１
キャリッジと、原稿からの光を反射する反射鏡を有する
第２キャリッジと、第２キャリッジの反射鏡からの光を
集光する結像レンズを搭載するレンズキャリッジとを分
割することにより、光源からラインセンサまでの光路長
を相対的に長くとることができるため、解像度を相対的
に細かくとることができるという効果がある。また、第
１キャリッジと第２キャリッジからなる原稿走査キャリ
ッジと、結像レンズを備えたレンズキャリッジとを別体
にする構成としたため、フォーカシング機能の組み込み
をレンズキャリッジに容易に行える。さらには、原稿走
査キャリッジには光源と反射鏡を搭載する構成で足りる
から、この原稿走査キャリッジの体格を小型化し、また
レンズキャリッジを筐体の内部空間を有効利用して設け
ることができるため、筐体の体格を小さくすることがで
きる。さらにＡ３サイズの原稿に対応した画像読取装置
に限らず、Ａ４サイズ原稿対応の画像読取装置において
もコンパクト化可能な構成を容易に採用できる。

【００１０】請求項２記載のミラー移動型画像読取装置
によると、レンズキャリッジ本体を光軸方向に移動可能
な駆動手段を設けるため、自動焦点調節が容易に行え
る。またレンズキャリッジ本体を光軸方向のいずれかの
方向に付勢する付勢手段を設けたため、結像レンズの軸
方向位置を安定に位置決めできるので、焦点の調節を的
確に行える。

【００１１】請求項３記載のミラー移動型画像読取装置
によると、支持手段によりレンズキャリッジを三点支持
にしたので結像位置が安定するという効果がある。

【００１２】請求項４記載のミラー移動型画像読取装置
によると、レンズキャリッジ本体の水平方向の傾きを調
節する傾斜調節手段を備えるため、読み取り画像の精度
が向上する。

【００１３】請求項５記載のミラー移動型画像読取装置
によると、レンズキャリッジ本体に固定される円筒が支
持シャフトのカット面の両縁に当接しつつ該支持シャフ
トの軸方向に摩擦接触移動可能であるため、位置合わせ
が的確に行える。従って読み取り画像の精度が向上する
という効果がある。

【００１４】請求項６記載のミラー移動型画像読取装置
によると、正逆回転モータによるねじ駆動方式を採用す
るため、精密な結像を結ぶように焦点を的確に細密に調
節することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。

【００１６】図１、図４および図５に示すように、箱形
の筐体１の上面にガラス等の透明板からなる原稿台２が
設けられている。筐体２の内部には、第１キャリッジ２
１と第２キャリッジ３１とレンズキャリッジ４１とが収
容されている。

【００１７】第１キャリッジ２１は、図４に示すワイヤ
駆動装置８１により原稿台２に平行に移動することが可
能である。この第１キャリッジ２１には、光源４と反射
鏡２２とが設けられている。

【００１８】第２キャリッジ３１は、反射鏡３２と反射
鏡３３とを備え、第１キャリッジ２１の速度Ｖの速度の
２分の１の速度１/２Ｖの速度で同方向に図４に示すワ
イヤ駆動装置８１により移動可能である。

【００１９】レンズキャリッジ４１は、第２キャリッジ
３１とは別体に筐体１の底部に設けられている。図２、
３に示すように、レンズキャリッジ４１は、ねじ駆動装
置６６により光軸mの方向の移動距離を微調整可能な構
成になっている。レンズキャリッジ４１は、結像レンズ
４２を備える。この結像レンズ４２の光軸延長上にはラ
インセンサ４３がレンズキャリッジ４１に固定されてい
る。ラインセンサ４３は、例えばＣＣＤ等の電荷蓄積型
光センサが使用される。

【００２０】第１キャリッジ２１と第２キャリッジ３１
は、図４に示すように、ワイヤ駆動式のもので、駆動プ
ーリ１４、固定プーリ１５、１６、１７に巻き掛けられ
たワイヤ１１がステップモータ１９の駆動により移動可
能である。第１キャリッジ２１は、このワイヤ１１に連
結され、ワイヤ１１の移動速度と等速度で移動する。第
２キャリッジ３１は、可動プーリ１８を回転可能に支持
する軸２０に固定されている。この可動プーリ１８は、
ワイヤ１１が巻き掛けられるとともに、ワイヤ１２もま
た巻き掛けられている。したがって第２キャリッジ３１
の移動方向は、第１キャリッジ２１と同方向であり、第
２キャリッジ３１の移動速度は第１キャリッジ２１の移
動速度Ｖの２分の１の速度１/２Ｖである。図４は、主
走査方向の一方の端部側の駆動系ワイヤ配線構成を示し
たが、他方の端部側のワイヤ配線構成についても図４に
示す形態と同様である。またワイヤ１１をたすき掛けす
ることにより、図示しないが、第１キャリッジ２１の両
端ならびに第２キャリッジ３１の両端でそれぞれ複数の
固定プーリと可動プーリとにより所定方向に第１キャリ
ッジ２１と第２キャリッジ３１とが移動可能になってい
る。ワイヤ１２の引張力については、図５に示すように
引張力調節装置２４により張力調整可能である。

【００２１】次に、レンズキャリッジの構成を図２およ
び図３を用いて詳述する。

【００２２】レンズキャリッジ４１のレンズキャリッジ
本体４４の内部には結像レンズ４２が収容されている。
レンズキャリッジ本体４４は、これに固定される円筒４
５、４６、４７により支持され、光軸mの方向に移動可
能に支持されている。レンズキャリッジ本体４４の一方
の側面に固定される円筒４５、４６は、第１支持シャフ
ト４８を挿通し、この第１シャフト４８の両端は支柱４
９、５０により筐体１に固定されている。図３に示すよ
うに、第１支持シャフト４８は、基本形が断面円形であ
り、上面がカットされる平坦面４８１が形成されてい
る。第１支持シャフト４８の外径は、円筒４５、４６の
内径よりも僅かに小さい径である。平坦面４８１の両端
に円筒４５の内壁が当接している。この当接部４８１
ａ、４８１ｂの摩擦により第１支持シャフト４８の軸方
向に円筒４５がすべり摩擦移動可能である。平坦面４８
１が形成されるのは、第１支持シャフト４８に対しレン
ズキャリッジ本体４４の位置を特定し、ガタつきを防止
するためである。レンズキャリッジ本体４４の他方の端
部に取り付けられる円筒４７は、支柱６２、６３に支持
される第２支持シャフト６１を挿通し、この第２支持シ
ャフト６１の軸方向にすべり摩擦移動可能である。第２
支持シャフト６１に対する第１支持シャフト４８の重力
方向の高さ位置を調節することにより、レンズキャリッ
ジ本体４４の水平方向の傾きを調整することができる。
また結像レンズ４２の光軸ｍの延長上にはラインセンサ
４３がレンズキャリッジ本体４４に固定されている。ば
ね６５、６６によりレンズキャリッジ本体４４は光路長
が長くなる方向に付勢されている。ラインセンサ４３
は、例えばＣＣＤ等の電荷蓄積型光センサを使用するこ
とができる。レンズキャリッジ本体４４の光軸方向の移
動は、ねじ駆動装置６６により行われる。

【００２３】ねじ駆動装置６６は、ねじ棒６８の一方の
端部がブラケット６９により筐体１に固定され、他方の
端部が正逆回転モータ７０により軸回りに回転可能であ
る。正逆回転モータ７０は、例えば電気信号により駆動
されるステップモータを使用することができる。ねじ棒
６８の回りにはナット７１がねじ係合しており、このナ
ット７１が連結棒７２によりレンズキャリッジ本体４４
に固定されている。ねじ棒６８は光軸ｍ方向と平行に設
けられ、第１支持シャフト４８および第２支持シャフト
６１も光軸ｍ方向に平行に設けられている。これによ
り、ステップモータ７０が一方向に回転するとナット７
１が相対的に軸方向の一方側に移動し、これにともない
レンズキャリッジ本体４４も光軸方向の一方側に移動す
る。例えば図２で左方向にレンズキャリッジ本体４４が
移動するとき、ばね６５、６６に抗して光路長が短くな
る方向に移動する。反対に、右方向にレンズキャリッジ
本体４４が移動するとき、光路長が長くなる方向に移動
する。フォーカシング機能を発揮するように制御装置の
指令によりステップモータ７０が駆動すると、レンズキ
ャリッジ本体４４が所望の方向に移動し、目標の位置に
きたときステップモータ７５を停止する。これにより光
路長を調整することによりフォーカシング調節すること
ができる。ばね６５、６６を設けたのは光路長方向のレ
ンズキャリッジ本体４４のガタつき防止のためである。
ステップモータ７０をオフにしたとき、手動によりねじ
棒６８を回すことによりレンズキャリッジ本体４４の光
軸方向の位置調節を行うことができる。

【００２４】本実施例によると、画像読取装置の作動
時、ステップモータ１９の作動によりワイヤ１１、１２
が移動し、これにより第１キャリッジ２１および第２キ
ャリッジ３１が図１に示すＡ、Ｂの各方向に移動する。
このとき、第１キャリッジ２１の移動速度をＶとする
と、第２キャリッジ３１の移動速度は１/２Ｖである。
光源４からの光が、原稿台２上の原稿面に反射し、反射
鏡２２、反射鏡３２、反射鏡３３を反射し、結像レンズ
２を通してラインセンサ４３に入力される。作動前、レ
ンズキャリッジ４１は、オートフォーカス機能がオンの
とき、レンズキャリッジ本体４４の位置がステップモー
タ７０により移動調節され、前述の作動に移行する。オ
ートフォーカス機能がオフのとき、ステップモータ７０
は停止し、レンズキャリッジ本体４４の位置は筐体１に
固定される。

【００２５】本実施例によると、第２キャリッジ３１
とは別体のレンズキャリッジ４１のレンズキャリッジ本
体４４の内部に結像レンズ４２を搭載する構成にしたた
め、原稿１０からラインセンサ４３までの光路長を相対
的に長くとることができるので、解像度を相対的に細か
くとることができるという効果がある。第１キャリッ
ジ２１、第２キャリッジ３１と結像レンズ４２を備えた
レンズキャリッジ４１とをそれぞれ別体にする構成とし
たため、フォーカシング機能の組み込みをレンズキャリ
ッジ４１に容易に行えるという効果がある。さらには
第１キャリッジには光源４と反射鏡２２、第２キャリッ
ジ３１には反射鏡３２、３３を搭載する構成で足りるか
ら、この第１キャリッジ２１、第２キャリッジ３１の体
格を小型化可能となり、またレンズキャリッジ４１を筐
体１内の内部空間を有効利用して設けることができるた
め、筐体１の体格を小さくすることができる。さらにＡ
３サイズの原稿に対応した画像読取装置に限らずＡ４サ
イズ原稿対応の画像読取装置においても容易に部品の取
り付け取り回しが可能となる。フォーカシングのエリ
アすなわち結像範囲を広くとりつつ体格を小型化できる
という効果がある。レンズキャリッジ４１を三点支持
にしたので結像位置が安定するという効果がある。レ
ンズキャリッジ４１を支持する手段に傾斜調整手段を設
けることにより、光軸の傾きを最小限に抑えることがで
きる。レンズキャリッジ４１を支持する第１支持シャ
フト４８の断面上部をカットし、円筒４５、４６の内壁
を当接させることによりレンズキャリッジのガタつきを
防止でき、安定した結像性能を確保できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による画像読取装置の構成
を示す概略側面図である。

【図２】本発明の第１実施例によるレンズキャリッジの
取付構造を示す概略平面図である。

【図３】図２に示すIII-III線断面拡大図である。

【図４】本発明の第１実施例による第１キャリッジおよ
び第２キャリッジのワイヤ駆動系を示す概略模式図であ
る。

【図５】図４に示すＶ部分の説明図である。

【図６】従来の画像読取装置の概略側面図である。

【符号の説明】

１ 筐体 ２ 原稿台 ４ 光源 １０ 原稿 ２１ 第１キャリッジ ３１ 第２キャリッジ ３２、３３ 反射鏡 ４１ レンズキャリッジ ４２ 結像レンズ（自動焦点調節手段） ４３ ラインセンサ（光センサ） ４４ レンズキャリッジ本体 ４５、４６、４７ 円筒（支持手段） ４８ 第１支持シャフト（支持手段） ４９、５０ 支柱 ６１ 第２支持シャフト（支持手段） ６２、６３ 支柱 ６５ ばね（付勢手段） ６６ ねじ駆動装置（駆動手段） ６８ ねじ棒（駆動手段） ７０ ステップモータ（駆動手段、正逆
回転モータ） ７１ ナット ７２ 連結棒（連結部材）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源により原稿を照射して原稿からの光
   を電気信号に変換する画像読取装置であって、 原稿台を有する筐体と、 前記筐体の内部に収容され、光源を有し、移動可能な第
   １キャリッジと、 前記筐体の内部に収容され、原稿からの光を反射する反
   射鏡を有し、前記第１キャリッジの移動方向と同方向に
   第１キャリッジの移動速度の２分の１の速度で移動可能
   な第２キャリッジと、 前記第２キャリッジの反射鏡からの光を集光する結像レ
   ンズと、この結像レンズの光軸方向距離を微調整可能な
   自動焦点調節手段とを搭載するレンズキャリッジと、 前記筐体に取り付けられ、前記結像レンズからの光を入
   力する光電変換素子とを備えたことを特徴とする画像読
   取装置。
2. 【請求項２】 前記レンズキャリッジのレンズキャリッ
   ジ本体を前記筐体に支持する支持手段と、前記レンズキ
   ャリッジ本体を光軸方向に移動可能な駆動手段と、 前記レンズキャリッジ本体を光軸方向のいずれかの方向
   に付勢する付勢手段とを備えたことを特徴とする請求項
   １記載の画像読取装置。
3. 【請求項３】 前記支持手段は、前記筐体に対し前記レ
   ンズキャリッジ本体を三点支持することを特徴とする請
   求項２記載の画像読取装置。
4. 【請求項４】 前記支持手段は、前記レンズキャリッジ
   本体の水平方向の傾きを調節する傾斜調節手段を備える
   ことを特徴とする請求項２記載の画像読取装置。
5. 【請求項５】 前記支持手段は、 横断面基本形が円状で軸方向に延びるカット面を有する
   支持シャフトと、 前記キャリッジ本体に固定され、前記支持シャフトを挿
   通し、前記カット面の両縁に当接しつつ該支持シャフト
   の軸方向に摩擦接触移動可能な円筒とを備えることを特
   徴とする請求項２記載の画像読取装置。
6. 【請求項６】 前記駆動手段は、正逆回転モータと、こ
   の正逆回転モータにより回転可能なねじ棒と、このねじ
   棒の回りに相対回転可能に係合するナットと、このナッ
   トを前記レンズキャリッジ本体に固定する連結部材とを
   備えたことを特徴とする請求項２記載の画像読取装置。