JPS62163464A - 画像読み取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は画像読み取り装置に関し、さらに詳しくは原稿
を主、副走査方向に送り、読み取り位置の原稿画像を光
学系により読み取りセンサ上に結像して画像を読み取る
画像読み取り装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来このような画像読み取り装置では原稿を副走査方向
へ間欠的に送り、原稿が静止している間に光学レンズ系
とＣＯＤなどから構成した読み取りセンサ及び原稿照明
用の光源を一体化した読み取りユニットを原稿面上で主
走査方向へ移動させ、読み取り位置の原稿画像をレンズ
系により読み取りセンサ上に結像して原稿画像を読み取
っている。

また、このような読み取り光学系と記録ヘッドを一体的
に搭載して往復走査させ、原稿紙と記録紙を逆方向に間
欠副走査搬送させ、主、副走査を交互に繰り返しながら
、原稿の被画像情報を光学系にて読み取りすみやかに記
録紙上にコピーする読み取り記録装置も知られている。

［発明が解決しようとする問題点］ ところでファクシミリ装置などに用いられる画像読み取
り装置では原稿搬送ローラによって原稿を読み取り部へ
送り、レンズ系を介して結像した原稿のライン画像を同
様の読み取りセンサで光電変換して読み取っているが、
レンズ系には焦点距離の比較的長いものが用いられ、レ
ンズ系、読み取りセンサ面間の距離及びレンズ系、原稿
面間の距離も比較的太きく設定されている。このため焦
点深度、被写体深度ともに比較的深く、読み取り位置に
ある原稿面のピントが合い最良の結像が得られる位置い
わゆるベストフォーカス面の範囲は比較的大きい、この
ため原稿の位置を規制する原稿搬送通路の間隔は１〜１
．５■■と比較的広く設定されており、この場合には問
題がなく、ピントがずれることはない、極端な例として
は原稿搬送通路で下側の案内板しか設けていない装置も
ある。

これに対し記録ユニットと読み取り光学系を一体化した
画像読み取り装置では全体の小型化、薄型化が強く要請
されるため、レンズ系は短焦点距離で広画角なものが用
いられ、レンズ系、センサ面間の距離及びレンズ系、原
稿面間の距離は小さくされる。このため、レンズ系とし
てＴｃ値の小さい、即ち原稿面、センサ面間でピントを
合わせる距離の小さい、通称セルフォックレンズ（列状
の集束性導光レンズ）を用いるのが有利である。

ところが上記のようなレンズ系では焦点深度。

被写体深度ともに非常に浅くなり、読み取り時において
原稿面、レンズ系、センサ面の相対位置を極めて小さな
寸法内（例えば０．２〜Ｑ、３　ｍｍ）で正しく設定す
る必要がある。

ここでレンズ系と読み取りセンナをユニー／　トに一体
化した構成にすればレンズ系、センサ面間の距離の精度
は容易に出すことができる。

またレンズ系、原稿面間の距離の精度を出す従来の構造
として、原稿の読み取り位置において透明台ラス板の下
面が読み取り面としてレンズ系との位置関係で原稿面の
あるべき位置即ちベストフォーカス面になるように透明
ガラス板を配置し、この下面の読み取り位置に原稿を搬
送ローラにより圧接し、同ローラを回転させて原稿を送
る構造がある。

ところがこの構造でしかもレンズ系がセンサとのユニッ
トで移動して走査を行なう構成では、レンズ系と原稿面
（透明ガラス板下面）間の距離の精度を保つには上記ユ
ニットが搭載されるキャリッジのガイドレールと透明ガ
ラス板が高精度で平行にしかも所定位置に設けられてい
る必要があり、また荷重によるガイドレールのたわみな
どの変形を少なくする必要がある。

また、この構造では、原稿の終端が読み取り位置を通過
した時に搬送ローラの表面が摩擦の大きなガラス表面に
直接接触して負荷が急激に増大するが、この条件下でも
搬送ローラを回転させる必要がある。従って搬送ローラ
の駆動用モータとしてトルクの大きな強力なモータは必
要になるとともにローラ表面が摩擦により摩耗してしま
うと言う問題があった。

［問題点を解決するための手段］ 上述した問題点を解決するため本発明によれば、原稿画
像を結像する光学系と、 結像画像を読み取る読み取りセンサと、原稿画像を読み
取るために前記光学系と読み取すセンサを一体的に移動
させる手段と、前記光学系とセンサを読み取り原稿面に
所定距離隔てて追従させる手段とからなる構成を採用し
た。

［作　用］ このような構造によれば、読み取り時において光学系及
び読み取りセンナが原稿面に追従して移動するので、光
学系並びに読み取りセンナと原稿面間の距離は常に一定
になる。従ってこの距離をピントの合う最適距離に設定
しておくことにより原稿画像を常にボケが無く鮮明に読
み取ることができる。

［実施例Ｊ 以下、添付した図を参照して本発明の実施例の詳細を説
明する。なお、ここでは先述した複写機能付きの読み取
り記録装置の原稿読み取り部に用いられる画像読み取り
装置を実施例として説明するが、記録装置を備えない画
像読み取り装置にも適用できるものである。

第１図及び第２図は本実施例の構造を説明するもので、
上記読み取り記録装置の原稿読み取り部周辺の構造を示
す縦断側面図及び縦断正面図である。

両図において符号１３．１４で示すものは上案内板及び
下案内板であり、第１図中２本の１点鎖線で示す読み取
り位置までの原稿１２の搬送路を構成する。読み取り位
置の上側には均一な厚さの透明ガラス板８がその下面を
原稿１２の読み取り面ｆとして水平に配置されており、
この読み取り面ｆの位置は後述の読み取り系との位置関
係で前述のベストフォーカス面に位置付けされている。

透明ガラス板８の読み取り位置の下側には回転ローラ９
が透明ガラス板８との間で原稿１２を挟んで原稿面を読
み取り面ｆ（ベストフォーカス面）に位置付けするため
に設けられている０回転ローラ９は樹脂やゴム等から形
成し、白色が好ましい。そして第２図〜第４図に示すよ
うにフレーム５に軸承された回転ローラ９の軸９ａの両
端部には円筒状で空転する間隔形成部材（ローラ）１０
が回転自在に軸受けされている。第４図に示すように１
１１１隔形成部材１０の外径り、は回転ローラ１０の外
径Ｄ２より大きく１両側の間隔形成部材１０．１０が読
み取り領域の両外側で透明ガラス板８の下面に常設して
いることにより、透明ガラス板８５回転ローラ９間に間
隔ｔ１が形成されている０間隔ｔ１の大きさは薄手紙の
原稿用紙の厚さく約５０ｐｍ）にほぼ等しく設定し、回
転ローラ９によってベストフォーカス面を維持するとと
もに、原稿搬送できるようにする。

また透明ガラス板８下側近傍には原稿１２の有無を検出
するセンサＳが設けられている。

さらに原稿搬送路上で透明ガラス板８より下流側（第１
図中右側）には２対の搬送ローラ６．７及び６”、７”
が間隔をおいて配置されている。

この搬送ローラ６．７及び６′、７’並びに回転ローラ
９は本体のフレーム５間に平行に支持され、周速度が一
致するようにアイドルギヤ１１などのギヤ機構を介して
連動しており、不図示の副走査用送りモータの駆動によ
り回転して原稿１２をローラ９．搬送ローラ６．７．６
′、７′を介し第１図中右方向へ送る。搬送ローラ６′
、７’の下流側にはトレー２３が配置されており、原稿
１２はこのトレー上に排出される。

また搬送ローラ対６，７並びに６′、７”間でその少し
上方にはプラテンローラ３０がローラ６．６′と圧接す
る状態で回動できるようにフレーム５に取り付けられて
おり、案内板３１に沿って装置後方上部より挿入された
記録紙３２は、ローラ６′３０に挟持されガイド板３３
とプラテンローラ３０間の間を通すローラ６．３０によ
り挟持されＵ字型に湾曲して記録ヘッド２０とフラー／
　ドプラテン３４の弾性部３５間に導かれ上方に排出さ
れる。

なおプラテン３０．搬送ローラ６．７．６’。

７′並びに回転ローラ９は同一の副走査用パルスモータ
により圧接又はギヤ等を介して一体的に回転できるよう
に構成されており、原稿１２と記録紙３２を完全に副走
査方向に同期搬送させることができる。

また第１図、第２図において、符号４１で示すものは読
み取り位置の原稿面を照明する光源である。また符号４
２はレンズでこの場合先述したセルフォックレンズとし
て構成されており、読み取り位置の原稿面の画像をＣＯ
Ｄなどから構成した読み取りセンサ４３のセンサ面上に
結像する。

光源４１とレンズ４２と読み取りセンサ４３とは読み取
りユニットとして一体的に結合されており記録ヘッド２
０とともにキャリッジ４４上に搭載されている。キャリ
ッジ４４は透明ガラス板８及び回転ローラ９．搬送ロー
ラ６．７と平行に架設されたレール４５上に摺動自在に
設けられており、このレール４５の両端部は図示してい
ないが記録装置内のフレーム５に対して長大を介しであ
る範囲内で上下方向に可動に軸受けされている。

また上記読み取りユニットのレンズ４２の下端部の両外
側に張り出したユニットのフレーム１５．１５の下端部
内側にはコロ１６，１６のそれぞれが下端をレンズ４２
の下端より下にしてフレーム１５．１５の支軸１５ａ、
１５ａにより回転自在に軸受けされている。このコロ１
６．１６は、レール４５が上下方向に可動に設けられて
おり、かつキャリッジ４４がレール４５を支点にして第
１図中時計方向に回動可能であるので、透明ガラス板８
の上面に常接しており、後述するように読み取りの主走
査時において読み取りユニットが透明ガラス板８上を主
走査方向（透明ガラス板８の長手方向）に沿って移動す
る際に透明ガラス板８上をころがるように構成されてい
る。すなわちキャリッジ４４、読み取りユニットはコロ
１６．１６を介し透明ガラス板８上に支持されることに
なる。

このような構造によると、レンズ４２と、透明ガラス板
８の下面間の距離はレンズ４２とコロ１６．１６下端間
の距離に透明ガラス板８の厚みを加えたものとなるので
、レンズ４２とコロ１６．１６下端間の距離により一義
的に決まる。

そこでレンズ４２と透明ガラス板８の下面間の距離を適
当にして透明ガラス板８下面を前述したベストフォーカ
ス面とするために、読み取りユニットを記録装置内に組
み込む前にレンズ４２とコロ１６．１６の位置関係を上
下に調節する。また読み取りセンサ４３のセンサ面がピ
ントの合った最良の結像面となるようにレンズ４２とセ
ンサ４３の位置関係も調整する。

また第５図に示すようにコロ１６，１６の下端どうしを
結ぶ線Ｒに対してレンズ４２の光軸を正しく直交させる
とともに前記の線Ｒに対して読み取りセンサ４３のセン
サ面が正しく平行になるようにする。

このように調節された光学系並びに読み取りユニットは
キャリッジ４４に搭載され、本体内に組込まれる時、透
明ガラス体８上面に２個のコロ１６が接するようにし、
ガイドレール４５を本体フレーム５に固定する０図示し
ないがレール結合部の本体フレームには上下方向に移動
可能な長穴を用意して、コロ１６の接触を優先させた後
、レール４５の本体フレーム５への締付作業を完了する
。

このキャリッジ４４はガイドレール４５を回転中心とし
て時計方向に微小モーメントが作用する構成としている
ので図の右側に位置するコロ１６の下面は主走査方向の
移動全域に渡って接触しながら回転移動する。

このような条件下で透明ガラス８下面に接触した原稿の
上面と光学系の読み取り最良結像面とは完全に一致し、
長期に渡って信頼性の高い読み取り条件を維持し高品位
な画像読みを行なうことができる。

なお符号４６で示すものは、読み取りセンサ４３で読み
取られた情報を電気信号に変換する光電変換回路である
。

次にこのように構成された装置の動作を説明する。まず
記録紙３２をプラテンローラ３ｏを操作してその先端（
記録したい所定位置）が記録ヘッド２０に対向するよう
にセットする。

続いて原稿１２が手差しなどで第１図の左側からと下案
内板１３．１４間に差し込まれ、先端が透明ガラス板８
９回転ローラ９間に当接するまで挿入される。

次に不図示の操作キーの操作により装置の動作が開始さ
れ、副走査用紙送りモータの駆動により回転ローラ９が
第１図及び第３図に矢印で示すように回転し、原稿１２
を透明ガラス板８の下面に圧接した状態で第１図中右方
向（第３図中矢印Ａ方向）に送る。そして原稿１２の前
縁がセンサＳにより検知されると紙送りモータが停止さ
れ、原稿１２が第１図に示す位置に停止される。なお、
原稿１２は平坦な状態で搬送され、特にセンサ４３で読
み取られる際には平坦な状態であることに注意しておく
。

次に光源４１が点灯され、キャリジ４４が不図示の走査
用パルスモータの駆動によって主走査方向（透明ガラス
板８の長手方向に沿った第２図右方向）へ歩進させられ
る。これにより第３図及び第４図に示すように光源４１
．レンズ４２．読み取りセンサ４３のユニットが矢印Ｘ
方向に歩進させられる。

そして第３図に示すように透明ガラス板８の下面に接し
た原稿１２の原稿面の読み取り幅Ｙ１で走査される。な
お読み取り幅Ｙ、は読み取りセンサ３３の副走査方向に
配列されたセンサ素子のビット数により任意に設定でき
る。また第３図に示すようにレンズ４２に円筒レンズを
用いても良い。

光源４１の反射光により原稿１２の画像がレンズ４２を
介し読み取りセンサ４３のセンサ面上に結像される。一
定時間蓄精されたビット信号は光電変換回路４６により
デジタル画像信号に光電変換される。続いてこの画像信
号は記録ヘッド２０に入力され記録紙３２に同期記録が
行なわれる。

このような同期記録を行なうため原稿１２と記録紙３２
は第２図に図示したようにＬの距離主走査方向にずらし
て配置される。

ところでこのような読み取り時において、第３図、第４
図に示すように原稿面の読み取り幅Ｙ１の領域は、回転
ローラ９によって透明ガラス板８の下面に圧接されてい
る。また読み取りユニットの主走査方向への移動はコロ
１６．１６を介して透明ガラス板８の上面に追従して行
なわれ、透明ガラス板８の厚さの均一さの精度において
間接的に透明ガラス板８の下面すなわち原稿面に追従し
て行なわれるので、最初にベストフォーカス状態に対応
して設定したレンズ４２、透明ガラス板８下面間の距離
はレール４５、透明ガラス板８の位置のバラツキや平行
度の精度などに拘らず不変に維持される。従って原稿１
２の画像を常にベストフォーカス状態で鮮明に読み取る
ことができる。

−回の走査が終了すると原稿１２が第３図中Ａ方向（副
走査方向）へ読み取り幅７１分だけ送られるとともにキ
ャリッジ４４の逆方向の移動により読み取りユニットが
矢印Ｚ方向に移動してホームポジションへ戻る。

以上の繰り返しにより原稿１２の全面の読み取りが終了
し原稿１２の終端が透明ガラス板８、回転ローラ９間を
通過した際には、回転ローラ９は間隙ｔ１を持って透明
ガラス板８に接触せず、空転するので、従来と異なり紙
送りモータの負荷が急増することはない、従って紙送り
モータとしてトルクの小さいもので充分原稿送りを行な
える。

以上のように本実施例によれば常にベストフォーカス状
態で鮮明に読み取りを行なえ、レンズ４２に被写体深度
、焦点深度の浅いものを用いることができ、また紙送り
モータにも小トルクのものを用いれる。従って装置全体
を小型化、薄型化できる。

匙１１１」 第６図及び第７図は本発明の第２実施例の構造を説明す
るものであり、両図において第１実施例の第１図〜第５
図と同一もしくは相当する部分には同一符号を付し、同
一部分の説明は省略する。

本実施例は読み取り時において読み取りユニットを直接
原稿面に追従して移動させるように構成したものであり
、第６図、第７図において以下の点で第１実施例と構造
が異なる。

すなわちまず第６図においてレンズ４２の下方の読み取
り位置に原稿１２を位置付けるものとして先述の透明ガ
ラス板８および回転ローラ９を用いず、その代わりに下
案内板１４を読み取り位置の下流側まで延長し、原稿！
ａ置台として用いている。また読み取り位置の上流側近
傍で上案内板１３の端部にはガイド部材２２が付設され
ており、原稿１２を下案内板１４に接して導くように構
成されている。

またコロ１６は第１実施例より大径のものが１個だけ設
けられており、その下端をレンズ２の下端より下にして
レンズ２の幅方向（副走査方向）の中央部で厚さ方向（
主走査方向）に隣接して設けられている。そしてレール
４５が第１実施例と同様に上下方向に可動に設けられ、
かつキャリッジ４４が同様にレール４５を支点として第
６図中時計方向に回動可能とされているため、コロ１６
は第９図に示すように原稿１２あるいは下案内板１４に
接してその上をころがるように構成されている。なお第
９図に点線で示すコロ１６の位置は後の説明の便宜上主
走査方向の位置をレンズ２の中心に一致させて示しであ
る。また第９図に符号Ｔｃで示すセンサ面、コロ１６下
端間の距離、コロ１６下端、レンズ２間の距離、および
レンズ２、センナ面間の距離はコロ１６の下端を読み取
り面としてベストフォーカス状態になるように設定され
ている。

次にこのような構造による本実施例の動作を説明する。

まず前述したように記録紙３２がセットされ、続いて原
稿１２が第６図の左側から上案内板１３、下案内板１４
間に差し込まれ、先端が搬送ローラ６．７間に当接する
まで挿入される。この際原稿１２は読み取り領域におい
てガイド部材２２を介して下案内板１４に接して導かれ
る。

次に不図示の操作キーの操作により紙送りモータが駆動
され、搬送ローラ６．７が回転して原稿１２を第６図中
右方向（第８図中矢印へ方向で副走査方向）に送る。そ
して原稿１２の前縁がセンサＳにより検知されると紙送
りモータが停止され、原稿１２が第６図に示す位置に停
止される。

この状態で原稿１２は搬送ローラ６．７間に圧接されて
いるので読み取り領域において正しく保持されている。

次に光源４１が点灯されキャリッジ４４が第７図中右方
向へ歩進させられることにより、第９図に示すように原
稿１２の端縁１２ａから所定距離離れたところをホーム
ポジションＨＰとする読み取りユニットが矢印Ｘ方向（
主走査方向）に歩進させられ第８図に示すように第１実
施例の場合と同様に読み取り幅Ｙ、で読み取りが行なわ
れる（第８図ではレンズ２に円筒レンズを用いて示しで
ある）。

ここで第８図に示すようにコロ１６は原稿１２の読み取
り領域に隣接した部分の上に接触し、これを押圧しなが
らころがる。従って、読み取りユニットは原稿面に追従
して主走査方向に移動する。

なお主走査（Ｘで示す矢印）方向移動時コロ１６は原稿
１２の端縁に到達したとき、多少の原稿浮き上がりがあ
っても２個のコロによって搭載台面上に原稿紙を押さえ
ながら回転し、コロ外周下面は次いで原稿１２上面（被
写体読み取り面）を順次確実に読み取りながら前進する
。

この主走査方向の読み取り時、コロ１９の下端面と原稿
面は常に一致するので、第９図に示すように原稿１２の
厚さの違いや、下案内板１４のわん曲、下案内板１４と
レール５の平行度などに拘らず原稿面、レンズ４２間の
距離はベストフォーカス状態に対応して設定したコロ１
９の下端面とレンズ４２間の距離に常に保たれる。

従って第１実施例の場合と同様に常にベストフォーカス
状態で鮮明に読み取りを行なえる。後の動作は第１実施
例と同様である。

以上のように原稿面に直接追従するようにしても透明ガ
ラス板を介し間接的に追従するようにしても同様に鮮明
に読み取りを行なうことができる。

なお以上のような回転ローラ、読み取り面間の間隔に関
わる構造はファクシミリ装置などに用いられる他の画像
読み取り装置にも適用できるのは勿論である。

［効　果］ 以上の説明から明らかなように本発明によれば、原稿画
像を結像する光学系と、原稿画像を読み取る読み取りセ
ンサを読み取り原稿面に対して所定距離隔てて追従させ
て移動させる構成にしたので、レンズ系と原稿面間の距
離を常に高精度に一定に保つことができ、この距離をピ
ントの合う最適距離に設定しておくことによりレンズ系
に被写界深度、焦点深度の極めて浅いものを用いても常
にベストフォーカス状態で鮮明に画像読み取りを行なえ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明の第１実施例を説明するもので
、第１図は本発明を採用した複写機能付き記録装置の読
み取り部周辺の縦断側面図、第２図は同装置の読み取り
部を示す縦断正面図、第３図および第４図はそれぞれ読
み取り動作の説明図、第５図はレンズ、センサ、コロの
配置の説明図、第６図以下は第２実施例を説明するもの
で、第６図は要部の縦断側面図、第７図は第６図の装置
の縦断正面図、第８図および第９図は読み取り動作の説
明図である。 ｌ・・・光源　　　　　　２・・・レンズ３・・・読み
取りセンサ　４・・・キャリア５・・・レール　　　　
　６．７・・・搬送ローラ８・・・透明ガラス板　　９
・・・回転ローラ１０・・・補助部材　　　１２・・・
原稿１３・・・上案内板　　　１４・・・下案内板１６
・・・コロ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）原稿画像を結像する光学系と、 結像画像を読み取る読み取りセンサと、 原稿画像を読み取るために前記光学系と読み取りセンサ
   を一体的に移動させる手段と、 前記光学系とセンサを読み取り原稿面に所定距離隔てて
   追従させる手段とからなることを特徴とする画像読み取
   り装置。 ２）前記読み取り原稿面に追従させる手段は、原稿面ま
   たは原稿が接する透明板面に接触する回転自在なコロ部
   材を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載の画像読み取り装置。