JP4396593B2

JP4396593B2 - 画像読み取り装置

Info

Publication number: JP4396593B2
Application number: JP2005221926A
Authority: JP
Inventors: 壮一郎城井; 哲也宮川
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2005-07-29
Filing date: 2005-07-29
Publication date: 2010-01-13
Anticipated expiration: 2025-07-29
Also published as: JP2007043238A

Description

本発明は、画像読み取り装置に関する。

従来、原稿台と密着型イメージセンサモジュールとの間隔を一定に保つスペーサを備える密着型の画像読み取り装置が知られている（例えば特許文献１参照）。原稿台と密着型イメージセンサモジュールとの間隔をスペーサによって一定に保つ場合、原稿を読み取る際に摩擦力の変動によりスペーサが盤面を滑ったり盤面に引っ掛かったりを繰り返す所謂スティックスリップを起こすことが知られている。特許文献１に記載の画像読取装置はスペーサと透明平板（原稿台）との摩擦係数を所定値以下にすることでスティックスリップを起き難くしている。

しかしながら、特許文献１に記載の画像読み取り装置では、門形に形成されているスペーサの内側の幅ｗ１、言い換えると２つの脚部間の幅ｗ１が密着型イメージセンサ（密着型イメージセンサモジュール）の副走査方向の幅ｗ２より大きく形成されている。このため脚部と密着型イメージセンサモジュールとの間に隙間が生じている。例え摩擦係数を所定値以下にしたとしてもスペーサが原稿台に摺動することで僅かではあっても振動は発生するので、脚部と密着型イメージセンサモジュールとの間に隙間が生じていると僅かな振動が脚部に伝わって増幅され、それにより脚部が密着型イメージセンサモジュールに接触したり離れたりすることによってイメージセンサの振動が大きくなるという問題がある。イメージセンサが振動すると読み取り位置がずれるので、良好な画像読み取り動作を行うことができない。

特開２００３−７５９３６号公報

本発明は、上述の問題に鑑みて創作されたものであって、イメージセンサの振動を低減して良好な読み取り動作が可能な画像読み取り装置を提供することを目的とする。

（１）上記目的を達成するための画像読み取り装置は、原稿が載置される透明な原稿台と、前記原稿台の下方に設けられ前記原稿台に載置されている反射原稿を読み取る第１のリニアイメージセンサと、前記第１のリニアイメージセンサを搭載しているセンサケースと、前記センサケースを前記原稿台に向けて付勢する付勢ユニットと、前記センサケースを前記第１のリニアイメージセンサの長手方向に垂直な副走査方向に搬送する搬送ユニットと、前記原稿台と前記センサケースとの間隔を一定に保持するスペーサであって、前記センサケースを挟んで締め付ける脚部を有するスペーサと、を備える。
本発明によると、スペーサが脚部でセンサケースを挟んで締め付けるので、脚部とセンサケースとは常時密着した状態になり、脚部が密着型イメージセンサモジュールに接触したり離れたりすることによってイメージセンサの振動を増幅することを防止できる。よって本発明によると、読み取り中のイメージセンサの振動を低減でき、良好な画像読み取り動作を行うことができる。

（２）前記センサケースに搭載され前記原稿台に載置されている透過原稿を読み取る第二のリニアイメージセンサであって、前記第１のリニアイメージセンサから副走査方向に離間して前記第１のリニアイメージセンサに平行に延びる第２のリニアイメージセンサを更に備え、前記スペーサは前記センサケースの長手方向の両端に２つずつ取り付けられ、一つの端に取り付けられている２つの前記スペーサは副走査方向に配列されて取り付けられていてもよい。
本発明によると、一つの端に取り付けられている２つのスペーサの一方で原稿台と第１のリニアイメージセンサとの間隔を調整し、他方で原稿台と第２のリニアイメージセンサとの間隔を調整することにより、原稿台と第１のリニアイメージセンサとの間隔、および原稿台と第２のリニアイメージセンサとの間隔をそれぞれ独立して調整できる。

（３）前記脚部は弾性変形可能であり、前記センサケースに当接して前記脚部を反センサケース側に弾性変形させる凸部を有してもよい。
（４）前記脚部は弾性変形可能であり、前記センサケースは、副走査方向に突出し前記脚部に当接して前記脚部を反センサケース側に弾性変形させる凸部を有してもよい。

以下、本発明の実施の形態を複数の実施例に基づいて説明する。各実施例において同一の符号が付された構成要素は、その符号が付された他の実施例の構成要素と対応する。
（第一実施例）
図２は、本発明の一実施例に係る画像読み取り装置としてのイメージスキャナ１の模式図である。

原稿台１０は概ね矩形のガラス板などの透明な板で形成されており、ハウジング８の開口を下方から閉塞している。原稿台１０の盤面１０ａには印刷文書や写真などの反射原稿や写真フィルムなどの透過原稿が載置される。ただし、写真フィルムは原稿台１０に直に載置されるのではなく、写真フィルムを保持するホルダに保持された状態で載置される。ここでは写真フィルムとして３５ｍｍフィルムを例に説明する。３５ｍｍフィルムはホルダによりガイドロッド２０の長手方向軸線と平行に延びる姿勢で盤面１０ａから上方に１ｍｍ離れて保持される。

原稿カバー１６は、ヒンジ９により原稿台１０の盤面１０ａを覆う閉姿勢と盤面１０ａを開放する開姿勢とに回動可能にハウジング８に連結されている。
透過原稿照明部１８は、原稿カバー１６の原稿台１０側に配置されている。透過原稿照明部１８は図示しない蛍光管ランプ、リフレクタ、拡散板等を備える。蛍光管ランプはその長手方向軸線がガイドロッド２０の長手方向軸線と平行に延びる姿勢で配置されている。蛍光管ランプから放射された光はリフレクタで反射し、拡散板によって拡散され、原稿台１０に載置されている透過原稿を均一な照度で照明する。

図２では図示していないが、原稿カバー１６の原稿台１０側には原稿マットが脱着可能に支持される。原稿マットは反射原稿を読み取るときに原稿カバー１６に取り付けられ、透過原稿を読み取るときに外される。
ハウジング８内には、密着型イメージセンサモジュール２、密着型イメージセンサモジュール２を搭載するキャリッジ２２、副走査方向に架設されキャリッジ２２を摺動可能に支持するガイドロッド２０、キャリッジ２２をガイドロッド２０に平行な副走査方向に搬送する副走査駆動部５２などが収容されている。密着型イメージセンサモジュール２はキャリッジ２２上に付勢ユニットとしてのばね７７によって支持されており、ばね７７によって原稿台１０に向けて付勢されている。

図３は、ハウジング８内部の斜視図である。ハウジング８は下部材８ａと図示しない上部材とで構成されており、図３では上部材を外した状態を示している。キャリッジ２２はガイドロッド２０に摺動可能に支持されており、更に、プーリ５２ｂ（図２参照）とプーリ５２ａとに架けられている駆動ベルト５２ｃに係合されている。プーリ５２ｂはステッピングモータ５２ｄによって駆動され、ステッピングモータ５２ｄが回転するとキャリッジ２２がガイドロッド２０に沿って副走査方向に移動する。尚、ステッピングモータ５２ｄは駆動源の一例であり、ＤＣモータなどでもよい。

次に、密着型イメージセンサモジュール２の詳細について説明する。
図４（Ａ）および図４（Ｂ）は密着型イメージセンサモジュール２の断面の模式図である。密着型イメージセンサモジュール２は反射原稿照明部２４、第１のセルフォックレンズアレイ（ＳＬＡ）２６、第１のリニアイメージセンサ３０、基板４０、第２のＳＬＡ２８、第２のリニアイメージセンサ３２、基板４２、およびそれらを収容する長細い箱状のセンサケース７０などを備える。

反射原稿照明部２４は、図示しない赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ、および導光体を備える。反射原稿照明部２４は赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤを時分割して点灯し、ＬＥＤが放射した光は導光体により原稿台１０側に導かれて反射原稿４を照明する。導光体はガラスなどの光透過性の部材で形成されている。尚、反射原稿照明部２４は蛍光管ランプなどでもよい。

第１のＳＬＡ２６は、ガイドロッド２０に垂直な主走査方向に直線状に配列されている複数の円柱形状のレンズ（ロッドレンズ）３６を有する。第１のＳＬＡ２６は、反射原稿照明部２４から放射され反射原稿４で反射した光による走査線上の光学像を第１のリニアイメージセンサ３０の受光面に等倍で結像する。
第１のリニアイメージセンサ３０は、第１のＳＬＡ２６に平行に直線状に配列された複数の受光素子３１、ＭＯＳトランジスタスイッチ等で構成される。第１のリニアイメージセンサ３０は第１のＳＬＡ２６によって結像される反射原稿４の光学像を各色のＬＥＤの点灯に同期して走査し、当該色の光学像の濃淡に相関する電気信号を出力する。第１のリニアイメージセンサ３０に配列される受光素子３１の配列範囲の長手方向の幅は、Ａ４サイズ及びＡ４レターサイズの原稿が読み取り可能な２１８ｍｍである。第１のリニアイメージセンサ３０の解像度は、反射原稿４に記録されている画像情報を十分に再現できる１２００ｄｐｉである。

第２のＳＬＡ２８も同様に主走査方向に直線状に配列されている複数のロッドレンズ３８を有する。第２のＳＬＡ２８は、透過原稿照明部１８から照射され３５ｍｍフィルム６を透過した光による走査線上の光学像を第２のリニアイメージセンサ３２の受光面に等倍で結像する。図４（Ｂ）に示すように３５ｍｍフィルム６はホルダ１４に支持されて載置される。
第２のリニアイメージセンサ３２は、第２のＳＬＡ２８に平行に三列に配列された複数の受光素子３３、ＭＯＳトランジスタスイッチ等で構成され、その列毎に異なる色のカラーフィルタ４４ｒ、４４ｇおよび４４ｂが設けられている。カラーフィルタ４４の色は具体的には例えば赤色、緑色および青色の３色である。これにより、透過原稿照明部１８から放射された白色光を赤色の光と緑色の光と青色の光とに色分解できる。第２のリニアイメージセンサ３２は第２のＳＬＡ２８によって結像される３５ｍｍフィルム６の光学像を走査し、その光学像の濃淡に相関する電気信号を出力する。第２のリニアイメージセンサ３２に配列される受光素子３３の配列範囲の長手方向の幅は、３５ｍｍフィルムが読み取り可能な２７ｍｍである。第２のリニアイメージセンサ３２の解像度は、３５ｍｍフィルムに記録されている画像情報を十分に再現できる２４００ｄｐｉである。第２のリニアイメージセンサ３２の受光素子３３の大きさ（画素サイズ）は、第１のリニアイメージセンサ３０の受光素子３１より小さい。第２のリニアイメージセンサ３２は画素サイズが小さくなった分だけ受光素子３３のピッチが狭くなっており、このため第２のリニアイメージセンサ３２を用いると第１のリニアイメージセンサ３０よりも高解像度の画像データを作成することができる。

第２のＳＬＡ２８および第２のリニアイメージセンサ３２は透過原稿を読み取るためのものであり、前述したように透過原稿は原稿台１０から上方に１ｍｍ離れて載置されるので、第２のＳＬＡ２８および第２のリニアイメージセンサ３２は第１のＳＬＡ２６や第１のリニアイメージセンサ３０よりも１ｍｍ上方にずれて配置されている。

図５は、イメージスキャナ１のハードウェア構成を表すブロック図である。
主走査駆動部５０は、第１のリニアイメージセンサ３０及び第２のリニアイメージセンサ３２を駆動するために必要な駆動パルスを第１のリニアイメージセンサ３０及び第２のリニアイメージセンサ３２に出力する駆動回路である。主走査駆動部５０は、例えば同期信号発生器、駆動用タイミングジェネレータ等から構成される。

搬送ユニットとしての副走査駆動部５２は、ガイドロッド２０、プーリ５２ａ、プーリ５２ｂ、駆動ベルト５２ｃ、ステッピングモータ５２ｄ、ステッピングモータ５２ｄの回転駆動力をプーリに伝達する複数の歯車、図示しない駆動回路等を備える。ステッピングモータ５２ｄがキャリッジ２２を駆動ベルト５２ｃで牽引することにより、第１のリニアイメージセンサ３０及び第２のリニアイメージセンサ３２と反射原稿または３５ｍｍフィルムとが相対移動する。これにより、二次元画像の走査が可能となる。

ＡＦＥ（アナログフロントエンド）部５４は、図示しないアナログ信号処理部、Ａ／Ｄ変換器等から構成される。アナログ信号処理部は第１のリニアイメージセンサ３０及び第２のリニアイメージセンサ３２から出力される電気信号に対して増幅、雑音低減処理等のアナログ信号処理を施して出力する。Ａ／Ｄ変換器はアナログ信号処理部から出力された電気信号を所定ビット長のディジタル表現の出力信号に量子化して出力する。

ディジタル画像処理部５６は、ＡＦＥ部５４から出力された出力信号に対し、ガンマ補正、画素補間法による欠陥画素の補間、シェーディング補正、画像信号の鮮鋭化、色空間変換等の画像処理を施す。
インタフェース部５８は、ＲＳ−２３２Ｃ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＵＳＢなどの通信規格に準拠して構成される。イメージスキャナ１は、インタフェース部５８により図示しないパーソナルコンピュータ（ＰＣ）に通信可能に接続できる。

制御部６０は、ＣＰＵ６２、ＲＯＭ６４及びＲＡＭ６６を備えている。ＣＰＵ６２はＲＯＭ６４に記憶されたコンピュータプログラムを実行してイメージスキャナ１の各部を制御する。ＲＯＭ６４は各種のプログラムやデータを記憶しているメモリであり、ＲＡＭ６６は各種のプログラムやデータを一時的に記憶するメモリである。

次に、密着型イメージセンサモジュール２と原稿台１０との間隔を一定に保持するスペーサについて説明する。
図６は、密着型イメージセンサモジュール２の斜視図である。図示するようにセンサケース７０は長手方向の両端にスペーサ７１を取り付けるための取り付け部７２を有している。取り付け部７２は長方形の板状に形成されており、長辺が副走査方向に平行になる姿勢でセンサケース７０に設けられている。取り付け部７２の上辺の概ね中央には凹部７３が形成されている。取り付け部７２は凹部７３を挟んで左側の第一取り付け部７２ａと右側の第二取り付け部７２ｂとに区画され、それぞれにスペーサ７１が取り付けられる。一つの端に２つのスペーサ７１を副走査方向に配列して取り付けるので、２つのスペーサ７１の一方で原稿台１０と第１のリニアイメージセンサ３０との間隔を調整し、他方で原稿台１０と第２のリニアイメージセンサ３２との間隔を調整することにより、原稿台１０と第１のリニアイメージセンサ３０との間隔、および原稿台１０と第２のリニアイメージセンサ３２との間隔をそれぞれ独立して調整できる。

図７は、取り付け部７２に取り付けられる前のスペーサ７１の正面図である。スペーサ７１は樹脂などで弾性変形可能に形成されており、直線状に延びる基部７１ａ、基部７１ａの一方の端から垂直に延びる第１の脚部７１ｂ、および基部７１ａの他方の端から第１の脚部７１ｂと同じ方向に垂直に延びる第２の脚部７１ｃを有している。基部７１ａには図示するように略台形の張り出し部７１ｄが形成されている。第２の脚部７１ｃは第１の脚部７１ｂよりも長く延びており、先端に爪部７１ｅが形成されている。また、第２の脚部７１ｃには第１の脚部７１ｂ側に張り出す凸部７１ｆが形成されている。

図１は、取り付け部７２に取り付けた状態のスペーサ７１を示す正面図である。スペーサ７１は第１の脚部７１ｂが取り付け部７２の凹部７３に収容され、第２の脚部７１ｃの爪部７１ｅが取り付け部７２の下面に引っ掛かるように係止される状態で取り付け部７２に取り付けられる。スペーサ７１は基部７１ａと爪部７１ｅとがそれぞれ取り付け部７２に当接することによって上下方向の移動が規制されるとともに、第１の脚部７１ｂおよび第２の脚部７１ｃがそれぞれ取り付け部７２に当接することによって横方向の移動が規制される。

第１の脚部７１ｂと凸部７１ｆとの間隔は、取り付け部７２の側面７２ｃと凹部７３側の側面７２ｄとの間隔より狭く形成されている。スペーサ７１を取り付け部７２に取り付けたとき第２の脚部７１ｃは凸部７１ｆが側面７２ｃに当接することによって図示するように取り付け部７２から離間する側に弾性変形する。弾性変形した第２の脚部７１ｃは元の姿勢に復帰しようとするので、取り付け部７２は第１の脚部７１ｂと第２の脚部７１ｃとで挟んで締め付けられた状態となる。

次に、スペーサ７１の作動について説明する。
図８はイメージスキャナ１の断面図であって、副走査方向に垂直な断面を示している。前述したように密着型イメージセンサモジュール２はばね７７で原稿台１０に向けて付勢されている。密着型イメージセンサモジュール２が原稿台１０に向けて付勢されると両端部に取り付けられているスペーサ７１の張り出し部７１ｄが図示するように原稿台１０の盤面１０ｂに当接する。これによりセンサケース７０と原稿台１０との間隔はスペーサ７１によって一定に保持される。例えば製造誤差によって第１のＳＬＡ２６と原稿台１０との距離がずれ、それにより原稿に焦点が合っていないとき、張り出し部７１ｄの高さが異なる別のスペーサ７１に交換して距離を調整することにより、原稿に容易に焦点を合わせることができる。

ユーザが読み取りを指示すると、制御部６０はステッピングモータ５２ｄを制御してキャリッジ２２を紙面に垂直な副走査方向に移動させつつ原稿を読み取って画像データを出力する。このとき張り出し部７１ｄは原稿台１０の下面に当接して摺動する。張り出し部７１ｄは原稿台１０に対して摺動するので僅かながらも振動する。しかしながら、スペーサ７１は第１の脚部７１ｂおよび第２の脚部７１ｃが取り付け部７２を挟んで締め付けているので、第１の脚部７１ｂおよび第２の脚部７１ｃは取り付け部７２に常時密着しており、例え張り出し部７１ｄが振動してもその振動が第１の脚部７１ｂおよび第２の脚部７１ｃによって増幅されることはない。

以上説明した本発明の第一実施例に係るイメージスキャナ１によると、第１の脚部７１ｂと第２の脚部７１ｃとで取り付け部７２を挟んで締め付けるので、第１の脚部７１ｂと取り付け部７２、および第２の脚部７１ｃと取り付け部７２とは常時密着した状態になり、第１の脚部７１ｂおよび第２の脚部７１ｃが密着型イメージセンサモジュール２に接触したり離れたりすることによってイメージセンサの振動を増幅することを防止できる。よって本発明によると、読み取り中の第１のリニアイメージセンサ３０または第２のリニアイメージセンサ３２の振動を低減でき、良好な画像読み取り動作を行うことができる。

また、第一実施例では前述したように密着型イメージセンサモジュール２の一つの端に２つのスペーサ７１を副走査方向に配列して取り付けている。一つの端に２つのスペーサ７１を副走査方向に配列する場合、空間の制約からスペーサ７１一つ当たりの副走査方向の幅は短くせざるを得ない。スペーサ７１の副走査方向の幅が短くなるとスティックスリップに対して不安定になり、振動が起き易くなる。しかしながら、第一実施例のスペーサ７１は凸部７１ｆによって振動を防止するので、副走査方向の幅を短くしても振動を防止できる。

（第二実施例）
図９は、本発明の第二実施例に係る取り付け部７２の模式図である。前述した第一実施例では凸部７１ｆを第２の脚部７１ｃに設ける場合を例に説明したが、図９に示すように第２の脚部７１ｃではなく取り付け部７２に凸部７１ｆを取り付けてもよい。凸部７１ｆを取り付け部７２に設けても第２の脚部７１ｃに設けた場合と実質的に同じ効果を得られる。第二実施例はその他の点において第一実施例と実質的に同一である。

（第三実施例）
図１０は、本発明の第三実施例に係るスペーサ８０の模式図である。スペーサ８０は第一実施例のスペーサ７１を２つ合わせた形状である。スペーサ８０は密着型イメージセンサモジュール２の両端にそれぞれ一つだけ取り付けられる。第三実施例はその他の点において第一実施例と実質的に同一である。

（第四実施例）
図１１は、本発明の第四実施例に係るスペーサ９０の模式図である。第四実施例は第一実施例の変形例である。スペーサ９０は凸部７１ｆを備えておらず、取り付け部７２に取り付けられていない状態のとき図示するように第２の脚部７１ｃが第１の脚部７１ｂに近づく方向に傾いている。スペーサ９０は第２の脚部７１ｃが第１の脚部７１ｂから離れる側に弾性変形した状態で取り付けられる。従って、スペーサ９０は取り付け部７２ａまたは７２ｂを第１の脚部７１ｂと第２の脚部７１ｃとで挟んで締め付けた状態となる。第四実施例はその他の点において第一実施例と実質的に同一である。

本発明の第一実施例に係るスペーサの正面図。本発明の第一実施例に係る画像読み取り装置の模式図。本発明の第一実施例に係る画像読み取り装置の内部の斜視図。（Ａ）及び（Ｂ）は本発明の第一実施例に係る密着型イメージセンサモジュールの断面の模式図。本発明の第一実施例に係る画像読み取り装置のブロック図。本発明の第一実施例に係る密着型イメージセンサモジュールの斜視図。本発明の第一実施例に係るスペーサの正面図。本発明の第一実施例に係る画像読み取り装置の断面の模式図。本発明の第二実施例に係るスペーサの模式図。本発明の第三実施例に係るスペーサの模式図。本発明の第四実施例に係るスペーサの模式図。

符号の説明

１イメージスキャナ（画像読み取り装置）、１０原稿台、２２キャリッジ（付勢ユニット）、３０第１のリニアイメージセンサ、３２第２のリニアイメージセンサ、５２副走査駆動部（搬送ユニット）、７０センサケース、７２取り付け部（センサケース）、７１スペーサ、７１ｂ、７１脚部、７１ｆ凸部、７７ばね（付勢ユニット）、８０スペーサ、９０スペーサ

Claims

原稿が載置される透明な原稿台と、
前記原稿台の下方に設けられ前記原稿台に載置されている反射原稿を読み取る第１のリニアイメージセンサと、
前記第１のリニアイメージセンサを搭載しているセンサケースと、
前記センサケースを前期原稿台に向けて付勢する付勢ユニットと、
前記センサケースを前記第１のリニアイメージセンサの長手方向に垂直な副走査方向に搬送する搬送ユニットと、
前記原稿台と前記センサケースとの間隔を一定に保持するスペーサであって、前記センサケースを挟んで締め付ける脚部を有するスペーサと、
前記センサケースに搭載され前記原稿台に載置されている透過原稿を読み取る第２のリニアイメージセンサであって、前記第１のリニアイメージセンサから副走査方向に離間して前記第１のリニアイメージセンサに平行に延びる第２のリニアイメージセンサとを備え、
前記スペーサは前記センサケースの長手方向の両端に２つずつ取り付けられ、１つの端に取り付けられている２つの前記スペーサは副走査方向に配列されて取り付けられていることと、
２つの前記スペーサはそれぞれ独立に交換が可能であることを特徴とする画像読み取り装置。