JPH0626419B2 - イメージスキャナ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光照射した画像原稿面被読取面からの反射光
を、撮像手段を介して、画像データ信号をコンピュータ
などの各種画像処理機器に出力するイメージスキャナに
関するもので、特に、大光量を必要とするカラー画像読
取り処理に適用できる光源を使用して、効率のよい画像
読取走査を行うと共に、多大な発光熱を発生させる光源
を原稿読取部から分離遮蔽して、高品質で信頼性の高い
画像処理走査が行えるイメージスキャナに関するもので
ある。

〔従来の技術〕

画像原稿面の幅方向(主走査方向)に線状の光を照射した
状態で、原稿面の長さ方向(副走査方向)に画像走査しな
がら、原稿面からの反射光を、ＣＣＤラインセンサ等の
光電変換撮像手段で電気信号に変換して、その画像デー
タ信号を、コンピュータあるいはファクシミリなどの各
種画像処理装置に出力するイメージスキャナ(画像読取
走査装置)が多く提案されている。

一般に従来のイメージスキャナには、画像原稿面に線状
の光を照射する光源として、１本ないし２本並設の蛍光
灯が用いられていた。

この蛍光灯は、フィラメントランプに比べて発光効率が
よく、平面を線状に比較的均一な光源で照射できるため
に、この種のイメージスキャナに好適に用いられてい
た。

ところが、蛍光灯は長期間使用すると、蛍光管両端部の
電極近傍の輝度が著しく低下し、光量の分布が不均一に
なる。しかも、周辺温度などの環境条件に蛍光輝度が変
化する不都合もあった。

また、画像反射光を３枚の色補正フィルタを用いて、光
の三原色に分解して画像処理を行なうカラー画像処理装
置(たとえば、実開昭６２−１６１４６０号)に適用する
には、蛍光灯の光量は十分とは言えなかった。

つまり、カラー画像処理では、画像原稿からの反射光を
色補正フィルタに通すため、通過光量が大幅に低下す
る。こうした光学的条件のもとでは、前出の蛍光灯光源
は画像走査速度を低下させたり、読取り画質の劣下を招
くなどの不都合があった。

そこで、蛍光灯に代わる光源として、特開昭６２−１４
２４６５号公報で提案されたようなロッド状光源の使用
が考えられる。

この公知のロッド状光源は、石英ガラス等による透明円
柱状ロッドの長さ方向に細条の拡散縞を設けると共に、
ロッド状の一端部に光源ランプを取付けてなり、ロッド
内にその端部から光を入射させることで、ロッド内を伝
播する光が拡散縞で拡散反射して径方向反対側から出射
するものである。こうして、光放出を実現するロッド状
光源は、ロッドの長さ全域に亙ってほぼ均一な光量で光
を放出する。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記ロッド状光源は、光源ランプとしてハロゲン電球な
どの高輝度ランプを使用できるために、カラー画像処理
装置への適用が期待できる。

また、画像処理装置では光源をできるだけガラスなどの
透明な原稿載板(原稿読取プラテン)に接近させるほうが
望ましい。これは原稿面に照射する光の強度は、光源か
ら原稿面までの距離の２乗に反比例するために、光源を
プラテンにできるだけ接近させて、光伝播損失を低減さ
せると共に、装置の小型化を実現するためである。

しかし、所期の高輝照度を得るためのランプは反射鏡な
どを具えており、円柱状の光放出ロッドに比べて外形が
かなり大きく、光源ランプが原稿読取りプラテンへの光
源接近を妨げる原因となる。したがって、光放出ロッド
とプラテンまでの距離が反射鏡を含むランプ総体の半径
以上になるため、前記した光伝播損失、及び、スペース
ファクタの点で改善の余地があった。

また、たとえばハロゲン電球のように高輝度ランプは発
光時の発熱が著しく、イメージスキャナの主要部あるい
は、原稿への熱影響が懸念されるところであった。

〔発明の目的〕

本発明は、上記した問題点を解決するためになされたも
のであって、一端に光源ランプを備えた、透明な円柱状
放出ロッドよりなる光源要素を用いながらも、光源ラン
プに影響されずに、光放出ロッドを原稿プラテンに極力
接近させて、光伝播損失を最小限に抑えて、原稿への十
分な照明光度を確保して、高画質の画像処理を可能にす
ると共に、光源ランプの後方から放射される不要散乱光
を効果的に遮断し、かつ、光源ランプの発光熱から、装
置の主要部を安定して保護できる構造を有する、イメー
ジスキャナを提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、本発明によるイメージス
キャナは、光照射された原稿面からの反射光を光電変換
して画像データ信号を出力するイメージスキャナであっ
て、透明な円柱状の光放出ロッドの一端に取り付けた光
源ランプからの照射光を、上記光放出ロッドの長さ方向
のほぼ全域に亙って、ロッドの周側面の一方向に放出さ
せる光源要素と、対をなす平行な案内レールに沿って、
上記光源要素を主走査移動させる光源駆動系を設けてお
り、上記光放出ロッドの主走査移動領域に、原稿読取プ
ラテンを含む原稿読取部を配置すると共に、光源ランプ
の移動部と、上記原稿読取部との間に遮蔽部材を設けて
なる。遮蔽部材として、上記案内レールを用いてもよ
い。

また、上記光源ランプと光放出ロッドとの接合部に、平
板ないし溝形の遮蔽フードを設けて、上記遮蔽部材の一
部としてもよい。

〔作用〕

対をなす平行なレールに沿って副走査移動する光源要素
の、光放出ロッドの移動領域に、原稿読取部を配置した
ことで、光放出ロッドをプラテンに極限まで接近させて
配設できる。これにより、光放出ロッドから原稿までの
光路距離が短縮される。

しかも、遮蔽部材によって、原稿読取部を光源ランプか
ら分離遮蔽させたことで、光源ランプの後方から放射さ
れる不要散乱光、あるいは、発光熱などが、原稿読取部
に入り込むのを防止する。

また、光源要素を移動案内する前記案内レールを、原稿
読取部と光源ランプ移動部との間の遮蔽部材として用い
ることで、構造の複雑化が回避される。

遮蔽部材として、平板形あるいは溝形の遮蔽フードを設
けることで、光源ランプから原稿読取部への光学的及び
熱的影響がなくなる。

〔実施例〕

本発明の好適な一実施例を図面に基づいて以下に説明す
る。

図面第１図は本発明によるイメージスキャナの部分欠載
概略全体図、第２図は要部の部分欠載図、第３図は同平
面図、第４図は読取動作を説明する概略側面図である。

図中、１は本体ケーシングである。このケーシング１は
上筺体２と基体フレーム３とからなる。上筺体２はガラ
スなどの透明な原稿載板(原稿読取プラテン)４を上面に
有しており、原稿読取プラテン４の全面に覆い被さる原
稿押さえ部材５を、上筺体２の一側縁に蝶着している。

上筺体２に嵌合する基体フレーム３の底面に、主走査方
向(第３図において上下<<矢印>>方向)に延びる一対の案
内レール７、８を立設している。

この実施例では、一方の案内レール７によって、プラテ
ンの下部に画す原稿読取部Ａと、後述する光源ランプの
移動部Ｂとを分離している。移動部Ｂの上部を覆う上筺
体２の部分は、原稿読取部Ａより幾分高くなるように段
部2aを設けておく。

１０は、上記案内レール７、８のＶ溝７″、８″に案内
ローラー２０′、２０′、２１′を嵌合し、垂直方向の
ガタ付きを吸収しながら、このＶ溝７″、８″に沿っ
て、副走査方向に移動する光源要素である。

この光源要素１０は、第５図に示すように、石英ガラス
などの透明材料による円柱状の光放出ロッド１１と、こ
のロッド１１の一端部に取付けた光源ランプ１２とから
なる。光放出ロッド１１は他端部に鏡面１３を有し、周
面の一部に長さ方向全体に亙って、光拡散縞１４が設け
られている。

また、光放出ロッド１１は。長さ方向に線状を呈した開
口スリット１５を有し、内側が鏡面である筒体１６に収
納されている。したがって、光源ランプ１２を発光動作
させると、ロッド１１の一端から入射するランプ１２か
らの光は、ロッド１１の端面の鏡面１３で、ロッド１１
の長さ方向に反射伝播を繰り返しながらも、上記光拡散
縞１４に当たると散乱する。その結果、散乱光の大部分
は、光拡散縞１４の反対方向(即ち、開口スリット１５)
から放出され、線状の照明光となる。

開口スリット１５から放出されなかった散乱光も筒体１
６の内側面で反射し、ロッド１１内に戻され、再びスリ
ット１５から外部に放出される。

光源要素１０の光源ランプ１２としてハロゲン電球のほ
かに、各種高輝度ランプを用いることができる。

光源要素１０の光放出ロッド１１の長さは、上記した原
稿読取プラテン４の主走査方向(第３図において左右方
向)の長さ(幅)より僅かに長い程度である。したがっ
て、光源要素１０をケーシング１の内部の案内レール
７、８の上に移動可能に内蔵すると、プラテン４を含む
原稿読取部Ａに光放出ロッド１１が位置し、ランプ移動
部Ｂに光源ランプ１２が位置する。ランプ移動部Ｂであ
る段部2aに光源ランプ１２が納まるため、光源ランプ１
２の大きさに関係なく、光放出ロッド１１をプラテン４
に限界まで接近させるこができる。

プラテン４に対するロッド１１のスリット１５の向き
は、第４図に示すように、原稿面４′に対して４５°程
度に設定されている。スリット１５から放出される光
が、原稿面４′に当たる箇所の直下に位置するように、
第１反射鏡１７を光放出ロッド１１と平行に配設する。
この反射鏡は、ロッド１１に固設した保持部材１８に固
定している。

また、この実施例では、光放出ロッド１１の光源ランプ
１２との接合部分の近傍に、光源ランプ１２を囲撓する
ように溝形断面を有する遮蔽フード１９を設けている。
光源ランプが発光動作した場合、ランプ後方周面から不
要散乱光を放出するが、溝形フード１９によってこの不
要散乱光を遮断して、原稿読取部Ａに入り込まないよう
にしている。

光源要素１０を案内レール７、８に沿って主走査移動さ
せるための光源駆動系は、光放出ロッド１１の両端部に
固定したキャリッジ２０、２１と、一方のキャリッジ２
０に連結したケーブル２２を巻回駆動するギア２３、お
よびモータ２４を含む駆動部２５とからなる。

一方のキャリッジ２０は、案内レール７の内側壁面に圧
接する一対の案内ローラ２０′、２０′を有し、他方の
キャリッジ２１は、案内レール８の内側壁面に圧接する
案内ローラ２１′を有している。案内ローラ２０′、２
０′の軸心を結ぶ線が光放出ロッド１１に正確に直交す
るように設ける。

駆動部２５によって巻回駆動されるキャリッジ１７に連
結したケーブル２２は、ギア２３の出力軸に固定したプ
ーリ２６と、基体フレーム３の前後端部に設けた固定プ
ーリ２７、２８に巻装されている。（第３図参照） また、ケーブル２２には、後述する光路長補正用の反射
鏡ユニット３０も連結されており、光源要素１０に対し
て、反射鏡ユニット３０の走行速度を２分の１にして、
光源要素ユニット１０に追従駆動させるようになってい
る。これらの駆動系の構成は従来技術に見られるので、
ここでは詳細な説明を省く。

上記反射ユニット３０は第４図示のように、光源要素１
０によって原稿面４′に光照射した点から、光進路後方
の画像受光処理部４０までの距離を一定に保つためのも
ので、それぞれが４５°に傾斜対向した第２反射鏡３１
と第３反射鏡３２を備えている。

これら第２、第３反射鏡３１、３２によって、第１反射
鏡１７からの光の進行方向を１８０°反転させるように
なっている。

また、反射鏡ユニット３０は、一方端に案内レール７に
圧接する一対の案内ローラ３３、３３を備え、他方端に
案内レール８に圧接する案内ローラ３４を備えた、キャ
リッジ３５を有している。

上記案内ローラ３３、３３は、これらの軸心を結ぶ線が
第２、第３反射鏡３１、３２に直交するように配してい
る。

反射鏡ユニット３０は、案内レール７、８、のＶ溝
７″、８″に案内ローラ３３、３３、３４を嵌合し、光
源要素と同時に、垂直方向のガタ付きを吸収しながら、
このＶ溝７″、８″に沿って副走査方向に移動する。こ
の際、駆動ローラ３６を介して、上記光源駆動系のケー
ブル２２に懸架され、光源要素１０が主走査方向に移動
する速度の２分の１の速度で同調移動する。

画像受光処理部４０は、原稿読取画像光を色分解するた
めの色補正、ＲＧＢフィルタ要素４２と、読取画像光を
撮像するための、ＣＣＤなどによる光電変換撮像素子を
含む撮像装置４１よりなる。色補正フィルタ要素４２
は、光の三原色に対応した赤色フィルタ４３ｒ、緑色フ
ィルタ４３ｇ、青色フィルタ４３ｂの、３枚の色フィル
タを六角柱状の回転枠体４４の３つの側面に添着してい
る。これら３枚の色フィルタは、第４図示のように、１
２０°の角度位置に配されて一定の速度で回転する。

したがって、入射光ｂは、３枚の色フィルタのうちの１
枚のフィルタを必ず通過して、撮像装置４１に入射す
る。そこで、入射光ｂが３枚の色フィルタのどのフィル
タを通過しているのかを、位置検出器４５で検出する。

この位置検出器４５は、回転枠体４４の軸４４′に固定
された位置検出回転盤４６の周縁に、１２０°の角度間
隔で形成したノッチを、フォトカプラ等のセンサ４７で
検出する構成のものである。この検出器４５では、セン
サ４７であるフォトカプラのセンサビームの、光路中に
介在する回転盤４６が、センサビームを通過・遮断する
ことで、色フィルタの色種類を判別するものである。

しかし、磁気センサや反射光学センサなどの位置検出器
の適用が可能であるので、本発明では位置検出器の構成
を限定するものではない。また、この種の画像光の色判
別は従来技術で達成できるので、ここでは色判別処理に
ついて特に言及しない。

また、撮像装置４１についても、各種撮像管あるいは光
電ラインセンサ等が適用可能であり、本発明では特に限
定するものではないが、小型で高性能であるＣＣＤ撮像
素子が好ましい。

ＣＣＤ撮像素子の受光面の１ラインずつの画像データ
は、前記光源要素１０の主走査方向の位置を同期検出し
ながら、読出し出力される。これらの読出画像データ信
号には、上記した色補正フィルタ要素４２を通過した画
像光の色指定情報も含まれている。これによってコンピ
ュータなどにおいて、カラー画像処理が可能となる。

以上説明したように、本発明のイメージスキャナは、高
輝度の光を放出できる光源要素１０で、プラテン４の表
面に載置した原稿に、主走査方向線状に光を照射して得
られる副走査方向１ライン分の読取画像光を、反射鏡１
７、３１、３２を介して画像受光処理部４０に導き、読
取画像光を色補正フィルタ要素４２で色分解したあと、
ＣＣＤなどの撮像装置４１で、上記１ラインずつの読取
画像を色指定情報と共に読出し出力する。

こうした画像読取走査時に、光源要素１０が原稿を照明
するが、原稿読取部Ａのみに光放出ロッド１１が位置し
ているため、原稿面にロッド１１を限界までに接近させ
ることができ、高効率の照明が可能となる。しかも、遮
蔽部材として作用する案内レール７で、光源ランプ１１
を原稿読取部Ａから分離遮蔽したので、光源ランプ１１
からの不要散乱光や発光熱が、原稿読取部Ａに伝わる不
都合を阻止できる。

光源ランプ１２の発光熱を効果的に除去するために、ラ
ンプ移動部Ｂを画す上筺体２の段部2aの一方端に冷却フ
ァン５０を設け、他方端に通風グリッド５１を形成する
とよい。

これによって、画像読取動作中に冷却ファン５０を稼動
させて、ランプ移動部Ｂを、一方から他方の通風グリッ
ド５１まで空気を通過させて、高熱を発する光源ランプ
１２を強制冷却することができる。

第６図〜８図は、上記遮蔽部材の他の実施例を示してい
る。

第６図に示す遮蔽部材は、光源要素１０を案内移動させ
る案内レール７と、ほぼＵ字状の溝形の遮蔽部フード５
２とからなる。前記実施例では、第６図で仮想線で示す
ように、ほぼＵ字状の溝形フード１９を採用していた
が、Ｕ字状、Ｃ字状を問わず、どのような溝形でもよ
い。また、ここでは上筺体２の上面を、案内レール７に
対向するように垂下させて仕切壁５３を形成すれば、原
稿読取部Ａとランプ移動部Ｂの分離遮蔽効果を向上させ
ることができる。

第７図は前記の溝形フードに代えて、平板状の遮蔽フー
ド５４を採用したもので、この平板状フード５４でも、
光源ランプ１２の後方からの不要散乱光および、発光熱
の原稿読取部への侵入を防止する効果がある。

第８図に示す実施例では、前記の立設壁状の案内レール
に代えて、棒状の案内レール５５を採用したもので、光
源要素１０の光放出ロッド１１に固設した案内部材５６
に、上記案内レール５５を貫通させて、副走査方向に摺
動可能にした構成である。

この実施例では、案内レール５５によって、原稿読取部
Ａとランプ移動部Ｂの分離効果を十分に得られないが、
コ字状フード５７を用いることで、光源ランプ１２の後
方からの不要散乱光が、原稿読取部Ａに入り込むのを完
全に防げると共に、ランプ１２の発光熱の影響も、ある
程度抑えることができる。

〔発明の効果〕

本発明はによれば、以上で説明した構成によって、以下
の効果を奏する。

光源ランプと光放出ロッドよりなる光源要素を用いて、
光放出ロッドのみを、原稿読取プラテンを含む原稿読取
部に配置し、光源ランプを原稿読取プラテンの領域外の
ランプ移動部に配設したことで、光放出ロッドに比べて
大形である光源ランプに影響されずに、光放出ロッドを
原稿プラテンに極限まで接近させて、光伝播損失による
光量減衰を最小限に抑えることができる。

これによって、原稿面への照明を高照度に保つことが可
能になるので、最適な照明条件下で原稿画像を撮像走査
でき、高画質の画像処理が達成される。

その上、原稿読取部とランプ移動部を遮蔽部材で分離し
たことで、光源ランプの後方から漏れる不要散乱光や発
光熱が、原稿読取部に入り込むようなことがないため、
原稿画像の読取り時に読取画質を損なうことがなく、し
かも、原稿や駆動系への熱影響を及ぼすことがないの
で、さらに高品質の画像読取走査を安定して、かつ、信
頼性高く実行することができる。

また、光源要素の主走査移動時の軌道である案内レール
を、遮蔽部材として用いることで、構造複雑化を伴うこ
となく、原稿読取部とランプ移動部を完全に分離でき、
光源ランプからの不要散乱光や発光熱などを、効果的に
遮断することができる。

さらに、遮蔽部材として光源ランプを光放出ロッドから
分離する、平板ないし溝形の遮蔽フードを設けたこと
で、光源ランプによる不要散乱光や発光熱の遮断効果を
向上させることができる。これらの遮蔽部材によって、
原稿読取り動作の品質と安定性を確保できる。

また、上記の実施例は、特にカラー画像の読取走査に適
用させる構成について言及したが、言うまでもなく、白
黒画像の読取走査にも適用可能であり、コンピュータへ
の画像入力のみならず、複写機、ファクシミリなどを含
むあらゆる画像処理装置に、好適に応用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるイメージスキャナの全体を、概略
的に示した部分欠截斜視図、第２図は要部の部分欠截斜
視図、第３図は同平面図、第４図は読取動作を説明する
概略側面図、第５図はロッド状光源要素の一部破断斜視
図、第６図ないし第８図は、遮断部材の他の実施例を示
す概略的正面図である。 Ａ…原稿読取走査部、Ｂ…光源ランプ移動部 ４…原稿読取プラテン、４′…原稿面、 ７、８…案内レール、１０…光源要素、 １１…光放出ロッド、１２…光源ランプ、 １９、５２、５４、５７…遮蔽フード

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被読取面に光照射して得られた反射光を光
   電変換して画像データ信号を出力するイメージスキャナ
   において、透明な円柱状の光放出ロッドの一端に取り付
   けた光源ランプからの照射光を、該光放出ロッドの長さ
   方向の略々全域に亙って、ロッドの周側面の一方向に放
   出させる光源要素と、案内手段レールに沿って、該光源
   要素を移動させる光源駆動系を設けてなり、該光放出ロ
   ッドの移動領域に、読取プラテンを含む被読取部を画す
   と共に、光源ランプの移動部と、該被読取部との間に遮
   蔽部材を設けてなるイメージスキャナ。
2. 【請求項２】該案内手段を、該遮蔽部材とした特許請求
   の範囲第１項記載のイメージスキャナ。
3. 【請求項３】該光放出ロッドの該光源ランプとの接合部
   近傍に、平板ないし溝形の遮蔽フードを設けて、該遮蔽
   部材とした特許請求の範囲第１項または第２項記載のイ
   メージスキャナ。