JPH11112738A - 画像読み取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 副走査方向の読取解像度を向上させることに
より一層高画質な画像読み取り装置を提供することを目
的とする。 【解決手段】 画像読み取り装置おいて、副走査移動に
対し、１画素毎に圧電素子１８によりイメージセンサ３
を副走査移動と逆方向且つ同じ速度で振動させるように
して撮像手段による実際読取領域と理論読取領域とを一
致させる操作を実行し、これにより副走査方向の読取解
像度を向上させて高画質な画像の読み取りを可能とす
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、たとえばフラット
ベットタイプのイメージスキャナやデジタル複写機等に
備える画像読み取り装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、イメージスキャナやデジタル
複写機における画像読み取り装置は、プリンタ及びコン
ピュータの入力機器として用いられ、最近では高解像度
化に対する要求が高い。

【０００３】図７は従来の画像読み取り装置の斜視図、
図８は図７の従来の画像読み取り装置の主要部の構成を
示す図、図９は図７の従来の画像読み取り装置による読
取領域を示す図である。

【０００４】図７及び図８において、画像読み取り装置
としてのイメージスキャナ本体の枠体１の上面に画像と
しての原稿２が供給され、この原稿２の画像を読み取る
イメージセンサ３が撮像手段としてキャリッジ８の中に
収納されている。イメージセンサ３は画像を読み取るた
めの素子４を備え、１画像に対し１素子が対応してお
り、図８において矢印Ａ方向のライン状に数千個の素子
が並べられている。

【０００５】キャリッジ８には、結像手段としてのレン
ズ５，ミラー６，ランプ７を搭載し、ランプ７により照
明された原稿２の反射光はミラー６により反射され、レ
ンズ５によりイメージセンサ３上に光学像として結像さ
れる。

【０００６】キャリッジ８は、枠体１に取り付けられた
レール９により図７において矢印Ｂ方向に移動可能に支
持されたものである。そして、走査手段としての駆動モ
ータ１０に取り付けられた駆動プーリ１１及び枠体１に
回転自在に取り付けられた従動プーリ１２に巻回したベ
ルト１３を駆動系として備え、このベルト１３に取り付
け部１４を介してキャリッジ８を連結することにより、
駆動モータ１０の駆動によりキャリッジ８は図７におい
て矢印Ｂ方向に移動可能である。

【０００７】図９において、１５は原稿２上のイメージ
センサ３の解像度に応じて分割した画素の領域を現し、
この領域を「理論読取領域」と記す。また、１６は実際
にイメージセンサ３の各素子４により読み取られる領域
で、この領域を「実際読取領域」と記す。

【０００８】このような構成の従来の画像読み取り装置
の動作は次のとおりである。まず、図８及び図９におい
て、原稿２の矢印Ｃ方向はイメージセンサ３上のライン
状に並べられた素子４により読み取られる。この方向を
「主走査方向」とする。

【０００９】次に、原稿２の矢印Ｄ方向は、図７におけ
る駆動モータ１０によるキャリッジ８の移動により、原
稿２に対しイメージセンサ３が相対的に矢印Ｂ方向に移
動することで読み取られる。この方向を「副走査方向」
とする。

【００１０】このような主走査方向及び副走査方向の読
み取りにより、原稿２の全面の読み取りが可能となる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、理論読
取領域１５と実際読取領域１６は一致するのが望ましい
が、従来の構成では、駆動モータ１０による副走査方向
の移動は一定速度であるため、実際読取領域１６は副走
査方向に２個分の理論読取領域１５に跨がってしまうこ
とになる。

【００１２】したがって、読取解像度は副走査方向のほ
うが主走査方向よりも劣ってしまうという問題があっ
た。

【００１３】本発明は、副走査方向の読取解像度を向上
させることにより一層高画質な画像読み取り装置を提供
することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、画像を光学像
として結像させる結像手段と、この結像手段によって結
像された光学像を電気的な画像情報に変換するライン状
の撮像手段と、この撮像手段上に結像された光学像を撮
像手段のライン方向と垂直方向に一定速度で走査させる
走査手段と、撮像手段をそのライン方向と垂直方向に振
動させる撮像振動手段からなることを特徴とする。

【００１５】また、撮像振動手段に代えて、光学像を撮
像手段のライン方向と垂直方向に振動させる光学像振動
手段を備えた構成とすることできる。

【００１６】このような構成では、副走査方向の読取を
１画素毎に間欠的に行う機構を設け、理論読取領域と実
際読取領域を一致させることで、副走査方向の読取解像
度を向上させることができ、高画質な画像読み取りが可
能となる。

【００１７】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、画像を
光学像として結像させる結像手段と、この結像手段によ
って結像された光学像を電気的な画像情報に変換するラ
イン状の撮像手段と、この撮像手段上に結像された光学
像を撮像手段のライン方向と垂直方向に一定速度で走査
させる走査手段と、撮像手段をそのライン方向と垂直方
向に振動させる撮像振動手段からなるものであり、副走
査方向の読取を１画素毎に間欠的に行う機構を設けるこ
とで、副走査方向の読取解像度を向上を図ることができ
るという作用を有する。

【００１８】請求項２に記載の発明は、請求項１記載の
画像読み取り装置において、撮像振動手段は撮像手段が
走査手段による走査方向に撮像手段の１画素分の光学像
を入力する間、走査手段による走査方向とは反対方向に
走査手段による走査速度と同じ速度で撮像手段を移動さ
せるものであり、画理論読取領域と実際読取領域を一致
させることで、副走査方向の読取解像度の向上を図るこ
とができるという作用を有する。

【００１９】請求項３に記載の発明は、画像を光学像と
して結像させる結像手段と、この結像手段によって結像
された光学像を電気的な画像情報に変換するライン状の
撮像手段と、この撮像手段上に結像された光学像を撮像
手段のライン方向と垂直方向に一定速度で走査させる走
査手段と、光学像を撮像手段のライン方向と垂直方向に
振動させる光学像振動手段からなるものであり、副走査
方向の読取を１画素毎に間欠的に行う機構を設けること
で、副走査方向の読取解像度の向上を図ることができる
という作用を有する。

【００２０】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の画像読み取り装置において、光学像振動手段は撮像手
段が走査手段による走査方向に撮像手段の１画素分の光
学像を入力する間、走査手段による走査方向とは反対方
向に走査手段による走査速度と同じ速度で光学像を移動
させるものであり、理論読取領域と実際読取領域を一致
させることで、副走査方向の読取解像度の向上を図るこ
とができるという作用を有する。

【００２１】請求項５に記載の発明は、請求項３または
４に記載の画像読み取り装置において、光学像振動手段
は光学像の光路を反射させる反射手段と、この反射手段
を振動駆動させる反射手段の駆動手段からなるものであ
り、反射手段の駆動手段による駆動対象物が小型となる
ので、反射手段の駆動手段の推力を小さくできるという
作用を有する。

【００２２】請求項６に記載の発明は、請求項３または
４に記載の画像読み取り装置において、光学像振動手段
は光学像の光路を屈折させる屈折手段と、この屈折手段
を振動駆動させる屈折手段の駆動手段からなるものであ
り、屈折手段の駆動手段による駆動対象物が小型となる
ので、屈折手段の駆動手段の推力を小さくできるという
作用を有する。

【００２３】請求項７に記載の発明は、請求項３または
４記載の画像読取装置において、光学像振動手段は電気
信号の印可によって光学像の屈折率が変化する電気的屈
折手段と、この電気的屈折手段に電圧を可変的に入力可
能な電源からなるものであり、電気的屈折手段の屈折率
の可変速度を速くすることができるという作用を有す
る。

【００２４】以下、本発明の実施の形態について説明す
る。図１は本発明の第一の実施の形態による画像読み取
り装置の主要部の構成を示す図、図２は本発明の第一の
実施の形態による画像読み取り装置の読取位置を示す
図、図３は本発明の第一の実施の形態による画像読み取
り装置の読取領域を示す図である。

【００２５】なお、本発明の画像読み取り装置の基本的
な構成は図７及び図８に示した従来例のものと同様であ
り、同じ構成部材については共通の符号で指示しその詳
細な説明は省略する。

【００２６】図１において、図７及び図８によって説明
したように、画像読み取り装置としてのイメージスキャ
ナ本体の枠体１の上面に画像としての原稿２が供給さ
れ、この原稿２の画像を読み取るイメージセンサ３が撮
像手段としてキャリッジの中に収納されている。イメー
ジセンサ３は画像を読み取るための素子４を備え、１画
像に対し１素子が対応しており、矢印Ａ方向のライン状
に数千個の素子４が並べられたものであり、原稿２とイ
メージセンサ３との間には結像素子としてのレンズ５が
位置している。

【００２７】キャリッジにはイメージセンサ３を図中の
矢印Ｅ方向に移動可能に支持する２本のレール１７が取
り付けられ、更にキャリッジの一部分１９とイメージセ
ンサ３との間には撮像振動手段としての圧電素子１８を
設けている。そして、この圧電素子１８の駆動により、
イメージセンサ３が矢印Ｅ方向に振動する。

【００２８】図２のグラフは横軸に時間及び縦軸に原稿
２上の読取位置をとったものである。

【００２９】図２において、２０は図７に示した駆動モ
ータ１０によるキャリッジ８の矢印Ｂ方向の振動による
副走査方向の読取位置、２１は圧電素子１８によるイメ
ージセンサ３の矢印Ｅ方向の移動による副走査方向の読
取位置、２２はこれらの主読取位置２０，２１を合成し
た読取位置である。

【００３０】図３において、２３は実際読取領域であ
る。以上の構成において、画像読み取り装置の動作は次
のとおりである。

【００３１】まず、図２において、駆動モータ１０（図
７）によるキャリッジ８の矢印Ｂ方向の読取位置２０の
移動は一定速度であるが、１画素毎に圧電素子１８によ
りイメージセンサ３を矢印Ｂ方向と逆方向且つ同じ速度
で振動（矢印Ｅ方向）させ読取位置２２とすると、実際
の読取位置２２は読取位置２０，２１を合成した位置と
なる。

【００３２】従って、実際の読取領域は図３における実
際読取領域２３となり、理論読取領域１５と一致し、副
走査方向の読取解像度を向上させ、高画質な画像読み取
り装置が可能となる。

【００３３】図４は本発明の第二の実施の形態による画
像読み取り装置の主要部の構成を示す図である。

【００３４】ここで、第一の実施の形態による画像読み
取り装置を示す図１から図３及び従来の画像読み取り装
置を示す図７から図９に対し同様の構成部材については
同じ符号を付与して詳細な説明は省略する。

【００３５】図４において、レンズ５とイメージセンサ
３との間には、レンズ５からの原稿２の反射光をイメー
ジセンサ３上に折り曲げる反射手段としてのミラー２４
が配置されている。このミラー２４は、図７に示したキ
ャリッジ８に対して回転自在に取り付けられたもので、
反射手段の駆動手段としての振動発生器（図示せず）に
より矢印Ｆ方向に回動することにより、イメージセンサ
３上の光学像を矢印Ｇ方向に振動させている。

【００３６】このような構成においても、図２におい
て、駆動モータ１０（図７）によるキャリッジ８の矢印
Ｂ方向の読取位置２０の移動は一定速度であるが、１画
素毎にミラー２４によりイメージセンサ３上の光学像を
矢印Ｂ方向と逆方向且つ同じ速度で矢印Ｇ方向に振動さ
せ読取位置２１とすると、実際の読取位置２２は読取位
置２０，２１を合成した位置となる。

【００３７】従って、実際の読取領域は図３における実
際読取領域２３となり、理論読取領域１５と一致し、副
走査方向の読取解像度を向上させることができ、これに
より高画質な画像読み取りが可能となる。また、振動さ
せる対象がミラー２４であって軽量のため、これを駆動
する振動発生器の推力も小さくできるので、振動発生器
の小型化及び低価格化を図ることができる。

【００３８】図５は本発明の第三の実施の形態による画
像読み取り装置の主要部の構成を示す図である。なお、
部材についての説明の省略は図４の場合と同様である。

【００３９】図５において、レンズ５とイメージセンサ
３間には屈折手段としてのプリズム２５が設けられてい
る。このプリズム２５は、図４のミラー２４の場合と同
様に図７に示したキャリッジ８に対してに回転自在に取
り付けられたもので、屈折手段の駆動手段としての振動
発生器（図示せず）により矢印Ｈ方向に回転され、イメ
ージセンサ３上の光学像を矢印Ｉ方向に振動させてい
る。

【００４０】このような構成においても、駆動モータ１
０（図７）によるキャリッジ８の矢印Ｂ方向の読取位置
２０の移動は一定速度であるが、１画素毎にプリズム２
５によりイメージセンサ３上の光学像を矢印Ｂ方向と逆
方向且つ同じ速度で矢印Ｉ方向に振動させ読取位置２１
とすると、実際の読取位置２２は読取位置２０，２１を
合成した位置となる。

【００４１】従って、実際の読取領域は図３における実
際読取領域２３となり、理論読取領域１５と一致し、副
走査方向の読取解像度を向上させることができ、高画質
な画像読み取りが可能となる。また、振動させる対象が
プリズム２５で軽量のため振動発生器の推力を小さくで
きるので、振動発生器の小型化及び低価格化を図ること
ができる。

【００４２】図６は本発明の第四の実施の形態による画
像読み取り装置の主要部の構成を示す図である。この例
においても部材の説明の省略は図４及び図５の場合と同
様である。

【００４３】図６において、レンズ５とイメージセンサ
３間には電気的屈折手段としての電圧可変型プリズム２
６が配置され、これに電源２７が接続されている。電圧
可変型プリズム２６は電源２７から供給される電圧に応
じ屈折率が変化するもので、屈折率の変化により、イメ
ージセンサ３上の光学像を矢印Ｊ方向に振動させてい
る。

【００４４】この電圧可変型プリズム２６を備えるもの
でも、駆動モータ１０（図７）によるキャリッジ８の矢
印Ｂ方向の読取位置２０の移動は一定速度であるが、１
画素毎に電圧可変型プリズム２６によりイメージセンサ
３上の光学像を矢印Ｂ方向と逆方向且つ同じ速度で矢印
Ｊ方向に振動させ読取位置２１とすると、実際の読取位
置２２は読取位置２０，２１を合成した位置となる。

【００４５】従って、実際の読取領域は図３における実
際読取領域２３となり、理論読取領域１５と一致し、副
走査方向の読取解像度を向上させることができ、高画質
な画像読み取りが可能となる。また、電気的に屈折率を
変化させているため、高速に光学像を振動させることが
できるので、イメージスキャナの読取速度を速くするこ
とができる。

【００４６】

【発明の効果】請求項１の発明では、副走査方向の読取
を１画素毎に間欠的に行う機構を設けることで、副走査
方向の読取解像度を向上を図ることができるので、副走
査方向の読取解像度を向上させ、高画質な画像読み取り
が可能となる。

【００４７】請求項２の発明では、理論読取領域と実際
読取領域を一致させることで、副走査方向の読取解像度
の向上を図ることができ、更に一層高画質の画像読み取
りが可能となる。

【００４８】請求項３の発明では、副走査方向の読取を
１画素毎に間欠的に行う機構を設けることで、副走査方
向の読取解像度の向上を図ることができるので、高画質
な画像読み取りが可能となる。

【００４９】請求項４の発明では、理論読取領域と実際
読取領域を一致させることで、副走査方向の読取解像度
の向上を図ることができ、更に一層高画質の画像読み取
りが可能となる。

【００５０】請求項５の発明では、反射手段の駆動手段
による駆動対象物が小型となるので、反射手段の駆動手
段の推力を小さくでき、反射手段の駆動手段の小型化及
び低価格化を図ることができる。

【００５１】請求項６の発明では、屈折手段の駆動手段
による駆動対象物が小型となるので、屈折手段の駆動手
段の推力を小さくでき、屈折手段の駆動手段の小型化及
び低価格化を図ることができる。

【００５２】請求項７の発明では、電気的屈折手段の屈
折率の可変速度を速くすることが可能となるので、画像
読み取り装置の読取速度を速くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態による画像読み取り
装置の主要部の構成を示す図

【図２】本発明の第一の実施の形態による画像読み取り
装置の読取位置を示す図

【図３】本発明の第一の実施の形態による画像読み取り
装置の読取領域を示す図

【図４】本発明の第二の実施の形態による画像読み取り
装置の主要部の構成を示す図

【図５】本発明の第三の実施の形態による画像読み取り
装置の主要部の構成を示す図

【図６】本発明の第四の実施の形態による画像読み取り
装置の主要部の構成を示す図

【図７】従来の画像読み取り装置の斜視図

【図８】図７の従来の画像読み取り装置の主要部の構成
を示す図

【図９】図７の従来の画像読み取り装置による読取領域
を示す図

【符号の説明】

１ 枠体 ２ 原稿 ３ イメージセンサ ４ 素子 ５ レンズ（結像手段） ６ ミラー ７ ランプ ８ キャリッジ ９ レール １０ 駆動モータ（走査手段） １１ 駆動プーリ １２ 従動プーリ １３ ベルト １４ 取付け部 １５ 理論読取領域 １６ 実際読取領域 １７ レール １８ 圧電素子（撮像振動手段） １９ キャリッジの一部分 ２０ 主走査方向の読取位置 ２１ 副走査方向の読取位置 ２２ 読取位置 ２３ 実際読取領域 ２４ ミラー ２５ プリズム（屈折手段） ２６ 電圧可変型プリズム（電気的屈折手段） ２７ 電源

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像を光学像として結像させる結像手段
   と、この結像手段によって結像された光学像を電気的な
   画像情報に変換するライン状の撮像手段と、この撮像手
   段上に結像された光学像を撮像手段のライン方向と垂直
   方向に一定速度で走査させる走査手段と、撮像手段をそ
   のライン方向と垂直方向に振動させる撮像振動手段とか
   らなることを特徴とする画像読み取り装置。
2. 【請求項２】撮像振動手段は撮像手段が走査手段による
   走査方向に撮像手段の１画素分の光学像を入力する間、
   走査手段による走査方向とは反対方向に走査手段による
   走査速度と同じ速度で撮像手段を移動させることを特徴
   とする請求項１記載の画像読み取り装置。
3. 【請求項３】画像を光学像として結像させる結像手段
   と、この結像手段によって結像された光学像を電気的な
   画像情報に変換するライン状の撮像手段と、この撮像手
   段上に結像された光学像を撮像手段のライン方向と垂直
   方向に一定速度で走査させる走査手段と、光学像を撮像
   手段のライン方向と垂直方向に振動させる光学像振動手
   段とからなることを特徴とする画像読み取り装置。
4. 【請求項４】光学像振動手段は撮像手段が走査手段によ
   る走査方向に撮像手段の１画素分の光学像を入力する
   間、走査手段による走査方向とは反対方向に走査手段に
   よる走査速度と同じ速度で光学像を移動させること特徴
   とする請求項３記載の画像読み取り装置。
5. 【請求項５】光学像振動手段は光学像の光路を反射させ
   る反射手段と、この反射手段を振動駆動させる反射手段
   の駆動手段とからなること特徴とする請求項３または４
   記載の画像読み取り装置。
6. 【請求項６】光学像振動手段は光学像の光路を屈折させ
   る屈折手段と、この屈折手段を振動駆動させる屈折手段
   の駆動手段からなることを特徴とする請求項３または４
   記載の画像読み取り装置。
7. 【請求項７】光学像振動手段は電気信号の印可によって
   光学像の屈折率が変化する電気的屈折手段と、この電気
   的屈折手段に電圧を可変的に入力可能な電源からなるこ
   と特徴とする請求項３または４記載の画像読み取り装
   置。