説明

画像読取装置

【課題】
本発明の目的は、軽量、小型で製造コストの安い、高解像度な画像読み取り装置を提供することである。
【解決手段】
本発明の画像読み取り装置では、ミラーとミラー固定台との間に緩衝材が介されて両者が直接接触しない構造とされている。これにより、光学ユニットからミラーへ伝達される振動は緩衝材によって減衰され、また、ミラーに伝わった振動も緩衝材の僅かな柔軟性により速やかに吸収される。また、ミラー固定台に対する取り付け位置以外にはミラーに圧力をかけない為、ミラーに歪みが生じず、生産時の解像度不良が無くなり、生産性を向上させることができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、画像読取装置の光学ユニットにおけるミラーの防振構造および防振方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、画像読み取り装置には高解像度化、および小型軽量化が求められている。
【0003】
画像を高解像度化するためには受光素子の画素を高集積化することが必要であり、画素を高集積化すると、一画素あたりの読み取り領域が小さくなる。この結果、光学ユニットの振動により、ミラー等を介して受光素子に伝達される画像の乱れが顕著になって現れてくる。
【0004】
図1に従来の画像読み取り装置の光学系の断面を示す。従来の画像読み取り装置は、原稿9を置くためのステージガラス8、走査して原稿9を読み取るための光学ユニット1、光学ユニット1を走査させるための駆動力を供給する駆動部7、駆動部7からの駆動力を光学ユニット1に伝達させるための駆動用ベルト5、そして筐体に固定されていて光学ユニット1を走査する際にガイドとなるスライドガイド6を備えている。光学ユニット1は、原稿9の画像を受光するための受光素子であるCCD4、原稿9の画像をCCD4まで導入するミラー2a、2b、2c、そしてミラー2a、2b、2cにより導入された画像をCCDの画素上に最適にフォーカスするレンズ3を備えている。
【0005】
ステージガラス8上に原稿9が載せられて原稿9の読み取りが始められると、駆動部7が起動して、駆動用ベルト5を介して光学ユニット1が走査を開始する。光学ユニット1は、最初に原稿の横方向に走査する。横方向の走査を終えると、縦方向に読み取り幅分だけ移動し、次の横方向の走査が始まる。このようにして原稿9の全画像領域の読み込みが終了する。原稿9の画像は、光学ユニット1のミラー2aの上部にある画像領域が順次、2b、2cの光路に沿ってレンズ3に入射される。入射された画像領域は、レンズ3によって最適なサイズにフォーカシングされてCCD4に入射される。CCD4に入射された画像領域は、CCDの表面にマトリックス状に配置されている電荷結合素子により受光されて電子画像として図示せぬ記録媒体に記録される。光学ユニット1のミラー2aの上部にある画像領域が走査によって原稿9の全画像領域をカバーすることにより、搭載原稿1枚分の画像が記録媒体に記録される。
【0006】
このよに、従来の画像読取装置(筐体内に可動式の光学ユニットを有した複写機、FAX、スキャナー等)の光学ユニット部は、ワイヤーやベルトで駆動部と連結されることによって、画像読み取り走査を行っている。
【0007】
光学ユニット1が走査する際、モータ等の駆動部7の振動や、スライドガイド6と光学ユニット1との接触により発生する振動が光学ユニット1に伝わって、光学ユニット1に配置されているミラー2a、2b、2cを振動させ、読み取られた画像にヨレやジッタなどの画像の乱れが生じる。
【0008】
従来の画像読み取り装置においては、図2に示されるように、ミラー2b、2c間に防振スプリング12を設置してミラー2b、2cをミラー固定台11に押圧して振動を減衰させることがなされている。
【0009】
また、図3に示されるように、ミラー2b、2cに伝わった振動を減衰するために、ミラー2b、2cの背面の一部に防振板13が貼付されて、ミラー2b、2cの固有周波数が、画像読み取り装置全体の固有周波数から部分的に変えられることが行われている。
【0010】
しかし、上記したような従来の防振構造では以下に列記するような問題があり、光学ユニット1の小型軽量化は困難であった。
【0011】
(1) 防振スプリングでミラーを押圧する防振対策は、構造物が増え、コストアップ、小型化の妨げ、重量の増加の原因となっていた。
【0012】
(2) 防振スプリングの製造のばらつきにより、ミラーを押圧する力にばらつきが生じ、高圧力時はミラーを歪ませ画質が劣化し、低圧力時は防振の効果が無かった。
【0013】
(3) ミラーに防振板を取り付ける防振対策は、ミラーに伝わった振動を減衰する効果はあったが、振動の入力を軽減する効果は無く、読み取りが高解像度になった機器では画像の乱れを取り去ることが出来なかった。
【0014】
上記した技術に関連して、以下に示すようないくつかの提案がなされている。
【0015】
特開昭60−138536号に開示されている「複写機用ミラー板の保持装置」では、原稿の複写画像を反射する複数の画像反射手段と、複写画像を感光ドラム上に結像する光学レンズとを有する複写機において、ベースプレーン板上に第1の弾性素材を介在して光学ミラー板を接合するとともに、この光学ミラー板とベースプレーン板とを第2の弾性素材をもって合着保持して成る複写機用ミラー板の保持装置が提案されている。この提案は、ベースプレート(平面の構造物)上にミラーを固定するための方法であり、ベースプレート表面の微妙な凹凸の影響を受けずにミラーを取り付ける為の構造である。構造的には、弾性体でミラーを保持する部材を作成し、その保持部材をスプリングで固定する構造になっている。保持部材は精度が要求される複雑な構造部材である為、コストが高く、広い実装領域を必要とする。
【0016】
また、特開平3−180867号に開示されている「画像形成装置の光学系ミラー防振構造」では、光学系ミラーを走査して露光する画像形成装置において、上記ミラーの短幅両側にそれぞれ介設された振動を吸収する防止部材と、該防振部材を上記ミラーと該ミラーの支持枠間に挟む挟持手段とを備えた画像形成装置の光学系ミラー防振構造が提案されている。この提案は、上記した防振スプリングを用いた防振構造と同等なものである。
【0017】
また、特開2002−196219号に開示されている「光学ミラー防振構造、光学ミラー走査装置及び画像読取装置」では、移動体上の光学ミラー防振構造において、ミラーの両端を移動体上に支持する1対の支持部材と、ミラーの裏面に配置した振動抑制部材と、該振動抑制部材と1対の振動部材との間に配設され、振動抑制部材をミラーの裏面に圧接保持する一体の弾性部材とを備えている光学ミラー防振構造が提案されている。しかし、この提案における防振構造においては、ミラーの板厚方向に補強材をスプリングで押し当てているため、ミラーに撓みが生じやすく、スプリング製造の微妙な誤差の影響を大きく受ける。ミラーに撓みが生じると、ミラーを含んだ光学系により取得された画像上に歪みとして現れる。
【0018】
また、特開2003−255215号に開示されている「リターンミラー保持機構」では、電子写真装置の光学装置に用いられる長尺のリターンミラーと該リターンミラーを保持するホルダとを有し、リターンミラーの長手方向の両端をホルダに接触させて、締結部材を介してリターンミラーをホルダに固定保持するリターンミラー保持機構において、接触部のリターンミラーとホルダとの間に防振材を具備したリターンミラー保持機構が提案されている。この提案においては、防振部材(通常、厚みのあるゴムなど)でミラーの位置決めをし、さらに防振を行う構造となっている。この構造は、防振部材に高い面精度および加工精度が要求される。また、固定するバネの押圧力のバラツキにより、ミラーの位置が変化してしまう。
【0019】
また、特開2003−295353号に開示されている「画像読み取り装置」では、原稿を載置する載置部と、該載置部の原稿を読み取る光学系とを備えた画像読み取り装置において、該光学系を構成する光学折り返しミラーに対して、該光学折り返しミラーに密着して防振効果を発揮する防振材を着脱自在に固定した画像読み取り装置が提案されている。
【0020】
【特許文献1】特開昭60−138536号
【特許文献2】特開平3−180867号
【特許文献3】特開2002−196219号
【特許文献4】特開2003−255215号
【特許文献5】特開2003−295353号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0021】
本発明の目的は、軽量、小型で製造コストの安い、高解像度な画像読み取り装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0022】
以下に、[発明を実施するための最良の形態]で使用する括弧付き符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの符号は、[特許請求の範囲]の記載と[発明を実施するための最良の形態]の記載との対応関係を明らかにするために付加されたものであるが、[特許請求の範囲]に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【0023】
本発明の画像読み取り装置は、光学ユニット(101)を備え、光学ユニット(101)は、ミラー(20a、20b、20c)と、ミラーの位置を固定するためのミラー固定台(110)と、ミラー(20a、20b、20c)をミラー固定台(110)に対して保持するためのミラー固定用弾性部材(100)と、ミラー(20a、20b、20c)とミラー固定台(110)との間に介される緩衝部材とを有する。
【0024】
また、本発明の画像読み取り装置のミラー(20a、20b、20c)は、ミラー固定台(110)に対して緩衝部材が介されている箇所でのみミラー固定用弾性部材(100)によって固定される。
【0025】
また、本発明の画像読み取り装置の緩衝部材は防振シート(140)である。
【0026】
また、本発明の画像読み取り装置の防振シート(140)の厚さは0.05mm以下である。
【0027】
また、本発明の画像読み取り装置の防振シート(140)の材質はポリエチレンテレフタレート(PET)である。
【0028】
また、本発明の画像読み取り装置は、さらに防振スプリング(120)を備え、
ミラー(20b、20c)は防振スプリング(120)によりミラー固定台(110)に押圧される。
【0029】
また、本発明の画像読み取り装置は、さらに防振板(130)を備え、防振板(130)はミラー(20b、20c)の背面に固定されて、ミラー(20b、20c)の固有振動数は画像読み取り装置全体の固有振動数から部分的に変えられる。
【0030】
また、本発明の画像読み取り装置の製造方法は、ミラー(20b、20c)とミラー固定台(110)との間に緩衝部材を介してミラー(20b、20c)をミラー固定台(110)に固定するステップを有し、ミラー(20b、20c)はミラー固定台(110)に対して緩衝部材が介されている箇所でのみ固定され、ミラー(20b、20c)と、ミラー固定台(110)とは画像読み取り装置の筐体内に配置されている光学ユニット(101)に備えられる。
【発明の効果】
【0031】
本発明の画像読み取り装置により、ミラーとミラー固定台との間に防振シートが介されて直接接触しない構造とされるため、光学ユニットからミラーへ伝達される振動は防振シートによって減衰され、ミラーに伝わった振動も防振シートの僅かな柔軟性により速やかに吸収されて画像劣化を防止でき、高解像度化ができる。
【0032】
また、本発明の画像読み取り装置により、 ミラーをミラー固定台に取り付ける位置以外には圧力をかけない為、ミラーに歪みが生じず、生産時の解像度不良が無くなり、生産性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0033】
添付図面を参照して、本発明による画像読み取り装置を実施するための最良の形態を以下に説明する。
【0034】
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態に係わる画像読み取り装置の光学系の断面を図4に示す。
【0035】
本実施の形態の画像読み取り装置は、筐体、原稿90を置くためのステージガラス80、原稿90を読み取るための光学ユニット101、光学ユニット101を走査させるための駆動力を供給する駆動部70、駆動部70からの駆動力を光学ユニット101に伝達させるための駆動用ベルト50、そして筐体に固定されていて光学ユニット101を走査する際にガイドとなるスライドガイド60を備えている。光学ユニット101は、原稿90の画像を受光するための受光素子であるCCD40、原稿90の画像をCCD40まで導入するミラー20a、20b、20c、そしてミラー20a、20b、20cにより導入された画像をCCD40の画素上に最適にフォーカスするレンズ30を備えている。
【0036】
ステージガラス80上に原稿90が載置されて原稿90の読み取りが開始されると、駆動部70が起動して、駆動用ベルト50を介して光学ユニット101が走査を始める。光学ユニット101の走査が始まると、光学ユニット101は最初に原稿の横方向の走査を実行する。横方向の走査を終えると、縦方向に読み取り幅分だけ移動し、また次の横方向の走査が始まる。このようにして原稿90の画像全体の読み込みが終了する。原稿90の画像は、光学ユニット101のミラー20aの上部にある画像領域が順次、20b、20cの光路に沿ってレンズ30に入射される。入射された画像領域は、レンズ30によって最適なサイズにフォーカシングされてCCD40に入射される。CCD40に入射された画像領域は、CCDの表面にマトリックス状に配置されている電荷結合素子により受光されて電子画像として図示せぬ記録媒体に記録される。光学ユニット101のミラー20aの上部にある画像領域が走査によって原稿9の全画像領域をカバーすることにより、載置原稿1枚分の画像が図示せぬ記録媒体に記録される。
【0037】
このように、本実施の形態の画像読取装置(筐体内に可動式の光学ユニットを有した複写機、FAX、スキャナー等)においても、従来の画像読取装置と同様に、光学ユニット101が駆動用ベルト50で駆動部70と連結されることによって画像読み取り走査が行われる。そして、光学ユニット101が走査する際にモータ等の駆動部70の振動や、スライドガイド60と光学ユニット101の接触により発生する振動が光学ユニット101に伝わり、光学ユニット101に配置されているミラー20a、20b、20cを振動させ、読み取った画像にヨレやジッタなどの画像の乱れが生じる。
【0038】
本実施の形態においては、上記した光学ユニット101の振動に起因するミラーの振動を抑えて読み取り画像の劣化を防ぐため、ミラーとミラー固定台の接触部分に薄い防振シートを貼り付け、ミラー固定台にミラーが直接当たらない構造とした。
【0039】
図5(a)に本発明の実施の形態に係わる防振シート140の配置を示している。本発明では、ミラー20a、20b、20cがミラー固定台110と接触する部分に薄い防振シート140を貼り付け、ミラー固定台110にミラー20a、20b、20cが直接接触しない構造としている。
【0040】
図5(b)には、本発明の実施の形態に係わる上記防振シート140を備えた画像読み取り装置の光学ユニット101の光学ミラーの防振構造が示されている(但し図5(b)においては、ミラー20bおよび20cについてのみ)。
【0041】
本実施の形態の防振シート140は厚さが0.05mm以下で極めて薄いため、この防振シート140を介することによってミラー20b、20cの位置がズレることはなく、ミラー20b、20cの位置合わせ精度はミラー固定台110の製造精度によって決まる。また、ミラー20b、20cの防振に薄い防振シート140を使用することにより、防振材としての加工もシートをカットして、ミラー20b、20cおよびミラー固定台110へ貼り付ける作業のみである。このため、加工費を安価に抑えることができる上にシートの単価自体も安価である。
【0042】
本実施の形態においては、ミラー20a、20b、20cとミラー固定台110が直接接触しないため、光学ユニット101に伝わった振動がミラー20a、20b、20cに伝わる際に軽減され、ミラー20a、20b、20cに伝わった振動も防振シート140の僅かな柔軟性により速やかに吸収される。また、ミラー20a、20b、20cには、防振シート140を介したミラー固定台110への固定位置におけるミラー固定用弾性部材100からの圧力以外の外力を加えないため、ミラー20a、20b、20cの撓みが発生せず安定した画像が得られる。
【0043】
図6に本実施の形態に係わる画像読み取り装置で取得された画像(a)と、従来の画像読み取り装置により取得された画像(b)とを示している。図6(a)および(b)の画像はそれぞれ同じ画像(狭間隔に縦線が平行に配列された画像)を、それぞれの画像読み取り装置が同じ動作環境下で読み込んだものである。図6を見て明らかなように、従来の画像読み取り装置で読み込まれた画像は、装置振動がミラーに伝わっている影響で、読み込み画像の縦線に波のうねりが発生しているが、本実施の形態に係わる画像読み込み装置で読み込まれた画像上では波のうねりは判別し難いほど抑制されている。
【0044】
このように、本実施の形態では、小型軽量で安価、且つ画像振れを抑制することのできる画像読み取り装置を実現させることができる。
【0045】
(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態に係わる画像読み取り装置の光学系の断面を図7に示す。
【0046】
本実施の形態の画像読み取り装置の基本的な構成および動作原理は、第1の実施形態と同様である。但し本実施の形態においては、ミラー20b、20cの防振を目的として、第1の実施形態で備えられていた防振シート140に加えて、さらに従来の画像読み取り装置で備えられていた防振スプリング120を備えていることである。
【0047】
本実施の形態においては、防振シート140に加えて防振スプリング120により光学ユニットからミラー20b、20cへ伝えられる振動を減衰している。また、ミラー20b、20cへ伝導された振動についても、防振シート140および防振スプリング120により、それぞれの固有の周波数を中心に吸収される。これにより、第1の実施形態に比較して、振動の広範囲な周波数成分が抑制され、さらに精細な読み取り画像を取得することができる。
【0048】
本実施の形態においては、光学ユニットが複数のミラーにより構成されている場合、適宜防振スプリング120と防振シート140の配置場所および数量が調整され、防振効果が最適化される。これにより、全配置可能場所に配置する場合に比較して重量を軽減させることができる。
【0049】
(第3の実施形態)
本発明の第3の実施形態に係わる画像読み取り装置の光学系の断面を図8に示す。
【0050】
本実施の形態の画像読み取り装置の基本的な構成および動作原理は、第1および第2の実施形態と同様である。但し本実施の形態においては、ミラー20b、20cの防振を目的として、第1の実施形態で備えられていた防振シート140に加えて、さらに従来の画像読み取り装置で備えられていた防振板130を備えていることである。
【0051】
本実施の形態においては、光学ユニットからミラー20b、20cへ伝えられる振動を防振シート140により減衰している。また防振板130により、読み取り装置全体の共振周波数からミラー20b、20cの共振周波数を部分的にずらすことにより、ミラー20b、20cに伝えらた振動が速やかに減衰される。これにより、第1の実施形態に比較して、振動の広範囲な周波数成分が抑制され、さらに精細な読み取り画像を取得することができる。
【0052】
本実施の形態においては、光学ユニットが複数のミラーにより構成されている場合、適宜防振板130と防振シート140の配置場所および数量が調整され、防振効果が最適化される。これにより、全配置可能場所に配置する場合に比較して重量を軽減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0053】
【図1】従来の画像読み取り装置の光学系の断面を示す図である。
【図2】従来の画像読み取り装置の光学系の光学ミラーの防振構造(防振スプリング)を示す図である。
【図3】従来の画像読み取り装置の光学系の光学ミラーの防振構造(防振板)を示す図である。
【図4】第1の実施形態に係わる画像読み取り装置の光学系の断面を示す図である。
【図5】(a)第1の実施形態に係わる防振シートの配置を示す図である。(b)第1の実施形態に係わる画像読み取り装置の光学系の光学ミラーの防振構造(防振シートによる)を示す図である。
【図6】(a)従来の画像読み取り装置により読み込まれた画像を示す図である。(b)第1の実施形態に係わる画像読み取り装置により、(a)と同じ動作環境下で同一画像が読み込まれた画像を示す図である。
【図7】第2の実施形態に係わる画像読み取り装置の光学系の断面を示す図である。
【図8】第3の実施形態に係わる画像読み取り装置の光学系の断面を示す図である。
【符号の説明】
【0054】
1、101… 光学ユニット
2a、2b、2c、20a、20b、20c…ミラー
3、30…レンズ
4、40 …CCD
5、50… 駆動用ベルト
6、60… スライドガラス
7、70… 駆動部
8、80… ステージガラス
10、100… ミラー固定用弾性部材
11、110… ミラー固定台
12 、120…防振スプリング
13、130…防振板
140…防振シート

【特許請求の範囲】
【請求項1】
筐体と、
前記筐体内に配置される光学ユニットとを具備し、
前記光学ユニットは、
ミラーと、
前記ミラーの位置を固定するためのミラー固定台と、
前記ミラーを前記ミラー固定台に対して保持するためのミラー固定用弾性部材と、
前記ミラーと前記ミラー固定台との間に介される緩衝部材
とを備える画像読み取り装置。
【請求項2】
請求項1に記載の画像読み取り装置において、
前記ミラーは前記ミラー固定台に対して前記緩衝部材が介されている箇所でのみ前記ミラー固定用弾性部材によって固定される画像読み取り装置。
【請求項3】
請求項1および2に記載の画像読み取り装置において、
前記緩衝部材は防振シートである
画像読み取り装置。
【請求項4】
請求項3に記載の画像読み取り装置において、
前記防振シートの厚さは0.05mm以下である
画像読み取り装置。
【請求項5】
請求項3および4に記載の画像読み取り装置において、
前記防振シートの材質はポリエチレンテレフタレート(PET)である
画像読み取り装置。
【請求項6】
請求項1から5までのいづれか一項に記載の画像読み取り装置において、
さらに防振スプリングを備え、
前記ミラーは前記防振スプリングにより前記ミラー固定台に押圧される
画像読み取り装置。
【請求項7】
請求項1から5までのいづれか一項に記載の画像読み取り装置において、
さらに防振板を備え、
前記防振板は前記ミラーの背面に固定されて、前記ミラーの固有振動数は画像読み取り装置全体の固有振動数から部分的に変えられる
画像読み取り装置。
【請求項8】
ミラーとミラー固定台との間に緩衝部材を介して前記ミラーを前記ミラー固定台に固定するステップを具備し、
前記ミラーは前記ミラー固定台に対して前記緩衝部材が介されている箇所でのみ固定され、
前記ミラーと、前記ミラー固定台とは画像読み取り装置の筐体内に配置されている光学ユニットに備えられる、画像読み取り装置の製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図7】
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【図8】
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【図6】
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【公開番号】特開2006−11326(P2006−11326A)
【公開日】平成18年1月12日(2006.1.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−192259(P2004−192259)
【出願日】平成16年6月29日(2004.6.29)
【出願人】(000197366)NECアクセステクニカ株式会社 (1,236)
【出願人】(303013763)NECエンジニアリング株式会社 (651)
【Fターム(参考)】