JPH11215320A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プリンタ等の画像処理システムの画像読取装
置（イメージスキャナ）において、スキャナのベルト駆
動部材等が環境温度の変化による熱的変位により正確な
イメージセンサの走査駆動が不能となり、またベルト張
力調整等に関する組立て性の低下等の問題点を解消する
手段を提供する。 【解決手段】 このため、熱伸縮性の少ない走行ガイド
レール３に、テンションプーリ６とモータユニット５と
を支持させ、その間に伝達用タイミングベルト４を掛け
るよう構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像読取装置（イ
メージスキャナ）、コンピュータ等の画像処理装置、デ
ィスプレイやプリンタ等の出力装置から成る画像処理シ
ステムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は、従来のカラー画像読取装置の一
例の概略構成３面図であり、それぞれ（ａ）上面図、
（ｂ）断面正面図、（ｃ）左側面図を示す。

【０００３】図中、Ｐは、原稿台ガラス１００上に置か
れた読取原稿で、読取ユニット１０１を、原稿台ガラス
１００に平行に走査することにより、原稿上の画像を読
み取る。

【０００４】読取ユニット１０１は、概略を図４に示す
ように、その内部には、原稿照射用の光源である３色の
ＬＥＤ（発光ダイオード）１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１
Ｂ、原稿からの反射光をイメージセンサの受光素子上に
結像するロッドレンズアレイ１０１Ｌ、及びイメージセ
ンサ１０１Ｓが組込まれている。

【０００５】前記３色の光源１０１Ｒ／Ｇ／Ｂを順次切
り替えて点灯し、イメージセンサが各色毎の原稿からの
反射光を読み取ることにより、色分解読取りができる。

【０００６】図３において、読取ユニット１０１は、装
置下枠体１１３に固定されたガイドシャフト１０３上を
摺動するスライダ１０２上に固定支持される。またスラ
イダ１０２には、走査駆動源であるモータからの動力を
伝達するベルト１０４の一端が固定される。

【０００７】装置下枠体１１３の材質として樹脂（ＡＢ
Ｓ等）が使用されるのが一般的である。

【０００８】下枠体１１３には、以下の複数の駆動部品
が固定されている、 １）モータ１０５ａと、駆動ギアとプーリ１０５ｂとが
ユニットになったモータユニット１０５ ２）装置又モータと反対側に配置する、ベルト１０４に
張力を与えるためのテンションプーリ５０４ａが、プー
リ軸５０４ｂに回動自在に支持されているテンションプ
ーリユニット５０４ 下（底）枠体１１３に固定されてる上記のモータユニッ
ト１０５と、テンションプーリユニット５０４との間を
ベルト１０４で連結する。

【０００９】このモータ１０５ａの正逆回転により、読
取ユニット１０１は、原稿台ガラス１００の範囲の往復
走査が可能である。

【００１０】以上のように、下枠体１１３の剛性力によ
り、ベルト１０４のベルト張力を維持している構成が一
般的である。

【００１１】画像読取装置の構成要素には、上記の他に
コントロールボードや電源から成る電装部１０６があ
る。これらの構成要素は、原稿台ガラス１００を固定支
持する上カバー１１２及び、下枠体１１３の組み合わせ
からなる筐体の中に配置される。

【００１２】原稿台ガラス１００上には、原稿をガラス
上に押圧するための原稿カバー１１１が、開閉可能に取
り付けられている。

【００１３】図５は、図３の本画像読取装置による読取
画像データ処理回路の構成ブロック図である。順次点滅
する前記各ＬＥＤ１０１Ｒ／Ｇ／Ｂと同期して、イメー
ジセンサ１０１Ｓが読み取った画像データは、アンプ１
２１に送られて増幅された後、Ａ／Ｄコンバータ１２２
によりデジタル画像信号に変換される。

【００１４】Ａ／Ｄコンバータ１２２は、そのビット数
分にイメージセンサ１０１Ｓのダイナミックレンジ（原
稿上の真白部と真黒部の読取出力差）を分割して、原稿
上の画像の明るさに応じて階調数を割り当てる。

【００１５】例えば、分解能８ｂｉｔのＡ／Ｄコンバー
タ１２２を使用している場合は、白から黒に至る間を２
５６の階調レベルに、また、１０ｂｉｔＡ／Ｄコンバー
タ１２２の場合は、１０２４の階調レベルに識別するこ
とができる。

【００１６】従って、８ｂｉｔのＡ／Ｄコンバータ１２
２を用いた画像読取装置では、Ｒ，Ｇ，Ｂ３色の光源１
０１Ｒ／Ｇ／Ｂによる読取では２４ｂｉｔ＝約１６７０
万色、１０ｂｉｔの場合は３０ｂｉｔ＝約１０億７４０
０万色を識別できる。

【００１７】画像読取装置の画像信号の出力形態は数種
類あり、読み取った画像の用途によってそれぞれに適し
た出力形態を選択することができる。

【００１８】文章を読み取ってその内容をＯＣＲ（光学
式文字読取装置）にかける場合や、モノクロの線画を読
み取る場合には、モノクロ２値の画像が適しており、上
述のＲ，Ｇ，Ｂの３光源１０１Ｒ／Ｇ／Ｂのうち、例え
ばＧ光源１０１Ｇだけを点灯して得た画像信号を、ゲー
トアレイ１２３に組み込まれた画像処理回路にて、ある
しきい値にて２値化した画像データが使用される。

【００１９】写真などの画像を読み取ってモノクロプリ
ンタに出力する目的で画像を読み取る場合には、同じく
Ｇ光源１０１Ｇによる画像信号を使用してディザ法や誤
差拡散法といった中間調処理を用いて２値化した画像デ
ータが用いられる。カラー画像の処理を行なう場合に
は、多値（２４ｂｉｔ ｅｔｃ．）画像データが適して
いる。

【００２０】上記画像処理回路を経た画像信号は、イン
タフェース回路１２４を介してパソコン等のコンピュー
タ機器２００に出力される。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の画像読取装置にあっては、以下のような欠
点があった。

【００２２】（１）上述の画像読取装置の筐体構成とし
ては、前記図３に示したように、構成部品を載置した樹
脂製の下（底）枠体１１３に、テンションプーリ５０４
ａやモータ１０５ａを支持させた構成が一般的である。

【００２３】樹脂製の下（底）枠体１１３は環境温度変
化によって膨張・収縮等を起こしやすく、下枠体１１３
に取り付いている部品の位置関係を狂わせる欠点を持っ
ていて、特にベルト１０４にテンションを与えているテ
ンションプーリ５０４ａの位置がずれると、ベルト１０
４の張力が変化し、正確に駆動を伝達することができな
くなる。

【００２４】（２）下枠体１１３にガイドレール、駆動
部品、ベルト１０４等を取り付けた後で、テンションプ
ーリ５０４ａの位置を調整して、ベルト１０４に張力を
与える組み立て方法を取らなければならないため、組み
立て性低下の原因となっていた。

【００２５】本発明は、以上のような局面にかんがみて
なされたもので、上記のような各問題点を解消するため
の手段の提供を目的としている。

【００２６】

【課題を解決するための手段】本発明は、下記に示すよ
うな構成の画像読取装置を提供することにより、前記目
的を達成しようとするものである。

【００２７】（１）画像を読取り、電気的信号に変換し
て画像情報を読取る光電変換手段と、この光電変換手段
を平行に走査させるための駆動部材と、この駆動を光電
変換手段に伝達するベルト部材と、このベルト部材に張
力を与えるプーリ部材と、前記光電変換手段を平行に走
査させるための走行ガイド部材とを有し、前記駆動部材
とプーリ部材と前記走行ガイド部材に支持され、かつ前
記駆動部材とプーリ部材とは前記ベルト部材で連結され
ていることを特徴とする画像読取装置。

【００２８】

【作用】以上のような本発明構成により、 （１）走行ガイド部材にテンションプーリとモータユニ
ットとを支持させる構成を取ることにより、温度変化が
発生しても箱型の樹脂製底枠体が膨張・収縮を生じてベ
ルトの張力を変化させることなく、イメージセンサを精
度良く走行させることができる。

【００２９】（２）また、上記構成により、テンション
プーリの位置調整後に、底カバーに組み込むことが可能
となるので、組み立て性が良く、生産性の高い画像読取
装置（イメージスキャナ）を提供することができる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を複数
の実施例に基づき、図面を参照して詳細に説明する。

【００３１】

【実施例】（実施例１）図１に、本発明に係る第１の実
施例の画像読取装置の概略構成４面図を示す。（ａ）は
上面図、（ｂ）は断面正面図、（ｃ），（ｄ）はそれぞ
れ左，右側面図である。

【００３２】図中、Ｐは、原稿台ガラス１上に置かれた
読取原稿で、読取ユニット２を、原稿台ガラス１に平行
に走査することにより、原稿上の画像を読み取る。

【００３３】読取ユニット２中には、前記図４に示した
ような原稿照射用の光源１０１Ｒ／Ｇ／Ｂ、原稿からの
反射光をイメージセンサ１０１Ｓの受光素子上に結像す
るレンズ１０１Ｌ、イメージセンサ１０１Ｓが組込まれ
ている。

【００３４】１１は、外装カバーを兼ねる下（低）枠体
で、その中に、上記原稿台ガラス１、読取ユニット２の
他、読取ユニット２の走行をガイドする金属軸のガイド
レール３、読取ユニット２に駆動力を伝達するための伝
達タイミングベルト４、ベルト４に張力を与えるための
テンションプーリ６及び駆動源であるモータ５、コント
ロールボード、電源等を収容している。

【００３５】下枠体１１は、箱形状をしており、その側
壁１１ａ，１１ｂで構成され、ガイドレール３の両端が
嵌合する穴１１ｃ・Ｕ溝１１ｄを有しており、他端側に
は、不図示の各螺旋穴３ｂ、３ｃを有している。

【００３６】本実施例では、ガイドレール３は、金属の
直径８ｍｍ、長さ３５０ｍｍの軸部材を使用しており、
片端部に螺旋穴３ａを有している。

【００３７】モータ５の駆動軸には、駆動プーリ８が固
定されている。ベルト４の一端がプーリ８に掛かり、ベ
ルト４を介して、ベルト４の他端に固定してある読取ユ
ニット２を走行させることができる。

【００３８】モータ台５ａは、モータ５を支持し、レー
ル３と複数のねじ１２で固定されている。

【００３９】テンションプーリ６は、テンションプーリ
台６ａに回動自在に支持されており、ガイドレール３に
対してベルト４の張力が付与される方向に調整、固定で
きるように、長穴９が存在している。

【００４０】ベルト４に、テンションプーリ６によって
所定の張力を付与した後、ねじ７でテンションプーリ６
とガイドレール３とを締結する。このようにして、ベル
ト４に所定の張力を付与することができる。

【００４１】本発明実施例の構成で、周囲環境温度が１
０℃から５０℃まで変化したと仮定すると、ガイドレー
ル３の線膨張係数１０×１０^-6（℃^-1）、下枠体１１の
線膨張係数５×１０^-5（℃^-1）であるから、ガイドレー
ル３の３５０ｍｍの長さは、３５０．１４ｍｍ＝３５０
（１＋１０×１０^-6（５０−４０））となり、下枠体１
１の３５０ｍｍの長さは、３５０．７ｍｍ＝３５０（１
＋５×１０^-5（５０−４０））となる。

【００４２】よって、ガイドレールと下枠体、間では、 ３５０．７ｍｍ−３５０．１４ｍｍ＝０．５６ｍｍ の寸法差が生ずることになる。

【００４３】この寸法差が、生じてもスキャナ本体が変
形しないように、下枠体１１に対して、ガイドレール３
の一端は穴１１ｃに、他端はＵ溝１１ｄに嵌合位置決め
される。

【００４４】従って、環境温度変化によって下枠体１１
とレール３は熱膨張で寸法差が生じても、嵌合穴１１ｃ
の軸の長さ方向の各隙間Δｘ、Δｙで吸収できる構成と
なっている。

【００４５】以上のような構成によって、内部応力によ
って発生する画像の低下やスキャナ本体２の変形防止が
可能となる。

【００４６】また、モータ台５ａと下枠体１１は、各ね
じ５ｂ１、５ｂ２で締結固定さているが、ガイドレール
３の両端は、下枠体１１に対して長さ方向に伸縮自在に
支持されているので、下枠体１１とガイドレール３の伸
縮差が生じても、ガイドレール３に固定されているテン
ションプーリ６と駆動プーリ８との位置関係は保持され
ている。

【００４７】仮に、環境温度変化が４０℃発生しても、
ガイドレール３の長さの変化は、約０．１４ｍｍしかな
いので、ガイドレール３に支持されている一端のテンシ
ョンプーリ６と他端を駆動プーリ８間に掛かっているベ
ルト４のテンションの変化は、極めて小さいものとな
り、読取ユニット２を安定して正確に駆動することが可
能となる。

【００４８】（実施例２）図２に、本発明に係る第２の
実施例の画像読取装置の概略４面図（前記図１相当図）
を示し、図１における各構成要素と相当要素は、同一の
一桁もしくは二桁番号を有する２を冠した三桁番号で表
わす。

【００４９】前記実施例１では、ガイドレール３を金属
軸部材で構成しているが、板金部材のガイドレールを用
いてもよい。

【００５０】また、実施例１同様、テンションプーリ２
０６は、テンションプーリ台２０６ａに回動自在に支持
されており、ガイドレール２０３に対してベルトの張力
が付与される方向に調整、固定できるように長穴２０９
が存在している。

【００５１】ベルト２０４に、テンションプーリ２０６
によって、所定の張力を付与した後、ねじ２０７でテン
ションプーリ２０６とガイドレール２０３とを締結す
る。

【００５２】読取ユニットは、ガイド２０２ａ・２０３
ｂを有し、ガイド２０２ａは、ガイドレール２０３ａ面
に当接していて、高さ方向のガイドを行い、読取ユニッ
トガイド２０３ｂとガイドレール２０２ｂで移動方向と
直角方向の案内をしながら、摺動平行移動する。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
熱伸縮の少ない金属レール部材にテンションプーリとモ
ータユニットを支持させ、その間に伝達ベルトを掛ける
構成を取ることによって、それぞれ下記の効果が得られ
る。

【００５４】（１）使用環境温度が変化しても、走行ベ
ルトの張力が変化しないＱ？、読取りユニットを精度良
く走行させることができる。

【００５５】（２）テンションプーリの位置調整後に、
下（底）枠体に組み込むことが可能となるので、組み立
て性が良く、生産性の高いイメージスキャナを提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１の画像読取装置の概略構成４面図

【図２】 実施例２の画像読取装置の概略構成４面図

【図３】 従来の画像読取装置の一例の概略構成３面図

【図４】 従来の画像読取ユニットの概略図

【図５】 従来の読取画像データ処理回路の構成ブロッ
ク図

【符号の説明】

１ 原稿台ガラス ２ 読取ユニット ３ ガイドレール ４ タイミングベルト ５ モータ ６ テンションプーリ ７ 止めねじ ８ プーリ ９ 長穴 １１ 下（底）枠体 １２ 上カバー ２０２ 読取ユニット ２０２ａ，２０３ｂ ガイド ２０４ ベルト ２０６ テンションプーリ ２０６ａ テンションプーリ台 ２０９ 長穴 ２１２ 上カバー ２１３ 下（底）枠体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像を読取り、電気的信号に変換して画
   像情報を読取る光電変換手段と、 この光電変換手段を平行に走査させるための駆動部材
   と、 この駆動を光電変換手段に伝達するベルト部材と、 このベルト部材に張力を与えるプーリ部材と、 前記光電変換手段を平行に走査させるための走行ガイド
   部材とを有し、 前記駆動部材とプーリ部材とは前記走行ガイド部材に支
   持され、かつ前記駆動部材とプーリ部材とは前記ベルト
   部材で連結されていることを特徴とする画像読取装置。