(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体の表面に光を照射してその反射光をイメージセンサが受光する画像読取装置において、
前記イメージセンサと前記イメージセンサへ反射光を入射させるためのミラーおよびレンズを含む光学系とからなるユニットと、前記ユニットを覆うカバー部材と、前記カバー部材上に取り付けられ、前記カバー部材によって前記ユニットの内部とは空間的に隔絶されている光源とを有し、
前記ユニットのフレームに前記カバー部材が取り付けられ、前記カバー部材に、前記光源の位置を規定する光源位置決め手段が設けられており、
前記光源の点灯用回路が、前記カバー部材上に取り付けられ、前記カバー部材によって前記ユニットの内部とは空間的に隔絶されていることを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
被写体の表面に光を照射してその反射光をイメージセンサが受光する画像読取装置において、
前記イメージセンサと前記イメージセンサへ反射光を入射させるためのミラーおよびレンズを含む光学系とからなるユニットと、前記ユニットを覆うカバー部材と、前記カバー部材上に取り付けられ、前記カバー部材によって前記ユニットの内部とは空間的に隔絶されている光源とを有し、
前記ユニットのフレームに前記光源の保持部材が取り付けられており、前記保持部材に、前記光源と前記フレームの相対的な位置関係を規定する光源位置決め手段と、前記光源位置決め手段の近傍に位置し、前記カバー部材と前記フレームの相対的な位置関係を規定するカバー部材位置決め手段が設けられていることを特徴とする画像読取装置。
【請求項３】
前記光源の点灯用回路が、前記カバー部材上に取り付けられ、前記カバー部材によって前記ユニットの内部とは空間的に隔絶されている、請求項２に記載の画像読取装置。
【請求項４】
前記カバー部材上に取り付けられ、前記光源からの照射光を前記被写体の被読取面へ集光する反射板と、前記カバー部材と前記反射板の相対的な位置関係を規定する反射板位置決め手段とを有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項５】
前記光源からの照射光を前記被写体の被読取面へ集光させる反射板が、前記保持部材に対して位置決めされて固定されて、前記カバー部材上に位置している、請求項２または３に記載の画像読取装置。
【請求項６】
前記カバー部材には、前記イメージセンサに導かれる前記被写体からの反射光が通過するスリットが設けられており、前記スリット上には透明部材が配置されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、スキャナ等の画像入力部において被写体の画像（本明細書中では文字や図形や模様等を含めて「画像」と総称する）を読み取る画像読取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複写機、ファクシミリ、スキャナ等の画像入力部において被写体の画像を読み取る画像読取装置の基本構成は、原稿等の被写体に対して光を照射する光源と、光源から照射された光の被写体による反射光を導く光学系と、光学系により導かれた被写体の反射光を受光するイメージセンサとからなる。光源としてはキセノンランプ、イメージセンサとしては１次元的にＣＣＤ素子が並んだＣＣＤイメージセンサが多く用いられている。通常、被写体の読み取り幅に比較してＣＣＤイメージセンサのＣＣＤ素子列の幅が狭いために、被写体の反射光をＣＣＤイメージセンサに導く前に光学系により縮小させる必要がある。例えば、３００ｍｍの読み取り幅の情報を、７０ｍｍ幅のＣＣＤ素子列へ縮小して結像させなければならない。そのため、光学的に縮小させるレンズと、原稿面（被読取面）からＣＣＤイメージセンサまでの反射光の光路を任意の配置で反射し曲折させるミラーとを含む縮小光学系が用いられる。
【０００３】
この画像読取装置では、縮小光学系やＣＣＤイメージセンサ等に紙粉等の塵や埃が付着して汚れた場合、読み取り画質が劣化してしまう問題がある。そのため、これら縮小光学系やＣＣＤイメージセンサをカバー部材で覆って外部空間から隔絶することが必要である。しかし、カバー部材には、被写体からの反射光すなわち読み取り用の光線が通過するためのスリットを設ける必要がある。前述した汚れ防止のためには、このスリット幅を必要最低限まで細くする、またはガラス等の透明部材でスリットを覆って空間的に遮蔽することが必要である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、カバー部材等で実質的に密閉された空間内に、縮小光学系およびＣＣＤイメージセンサのみならず、ランプや、ランプの点灯用回路（インバータ回路）等の、発熱量の大きな部品が配設されていると、この密閉空間内の温度が上昇してしまう。すると、温度上昇によって、密閉空間内に配置されているＣＣＤイメージセンサやその他の電気部品等の各部品の性能低下もしくは劣化が発生し、読み取り画質の悪化の原因となる。すなわち、読み取り画質悪化の要因となるユニット内部の汚れと温度上昇の両方に対する対策が望まれている。
【０００５】
また、光源（例えばキセノンランプ）は、その他の部品に比較して経年変化による性能の低下が早い。そのため、良好な読み取り画質を長期に亘って恒常的に得るためには、適切な一定時間毎に光源の交換が必要であり、光源は、いわば消耗品的な性質を持っている。前記したように、カバー部材によって実質的に密閉された空間内に光源を配置していると、定期的な保守作業の１つとして光源を交換することが、カバー部材の取り外しなどの付随する作業を必要とするため、容易には行えないという問題がある。
【０００６】
一方、画像読取装置では、光源（ランプ）や反射板と被写体の読み取り位置との間の相対的な位置関係が、読み取り画質に大きな影響を持つ。従って、これらの相対的な位置精度が高精度に保たれなければならず、組立誤差や経年変化による位置精度の低下およびばらつきを抑える必要がある。特に、定期的に部品交換の必要がある光源は、交換された後も位置精度が維持されている必要がある。また、カバー部材に設けられたスリットから、原稿面（被読取面）の反射光以外の外光が進入することがあると、読み取り画質が悪化する問題が生じる。これを防止するために、スリット幅は必要最低限まで細くすることが有効であるが、その場合でも被読取面の反射光を常に確実に通過させるために、スリットと光源および被読取面の読み取り位置との相対位置関係は精度良く保たれなければならない。
【０００７】
そこで本発明の目的は、光学系やイメージセンサをカバー部材で覆って、塵や埃や汚れに起因する読み取り画質の悪化を防ぐとともに、カバー部材により実質的に密閉された空間内で温度が上昇して様々な部品の性能が低下することを防ぐことができ、さらに読み取り画質の良い画像読取装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によると、被写体の表面に光を照射してその反射光をイメージセンサが受光する画像読取装置が、イメージセンサとイメージセンサへ反射光を入射させるためのミラーおよびレンズを含む光学系とからなるユニットと、ユニットを覆うカバー部材と、カバー部材上に取り付けられ、カバー部材によってユニットの内部とは空間的に隔絶されている光源とを有している。この構成では、イメージセンサと光学系とからなるユニットをカバー部材で覆っているため、防塵効果があり、さらに、光源がカバー部材上にありユニットの内部とは空間的に隔絶されているため、光源が点灯時に発熱しても、その熱はカバー部材に遮られてユニットの内部へは伝わらない。
さらに、本発明の画像読取装置では、ユニットのフレームにカバー部材が取り付けられ、カバー部材に、光源の位置を規定する光源位置決め手段が設けられており、光源の点灯用回路が、カバー部材上に取り付けられ、カバー部材によって前記ユニットの内部とは空間的に隔絶されている。あるいは、ユニットのフレームに光源の保持部材が取り付けられており、保持部材に、光源とフレームの相対的な位置関係を規定する光源位置決め手段と、光源位置決め手段の近傍に位置し、カバー部材とフレームの相対的な位置関係を規定するカバー部材位置決め手段とが設けられている。これらの構成によって、フレームと光源とカバー部材の３つの部品間の相対的な位置精度を向上させることができる。
前者の構成の場合、光源と同様に、点灯用回路の熱も、カバー部材に遮られてユニットの内部へは伝わらない。
後者の構成の場合、光源からの照射光を被写体の被読取面へ集光させる反射板が、保持部材に対して位置決めされて固定されて、カバー部材上に位置していてもよい。その場合、フレームと光源とカバー部材と反射板の４つの部品間の相対的な位置精度を向上させることができる。また、後者の構成においても、光源の点灯用回路が、カバー部材上に取り付けられ、カバー部材によってユニットの内部とは空間的に隔絶されている構成にして、光源と同様に、点灯用回路の熱も、カバー部材に遮られてユニットの内部へは伝わらないようにすることができる。
【００１０】
カバー部材上に取り付けられ、光源からの照射光を被写体の被読取面へ集光する反射板と、カバー部材と反射板の相対的な位置関係を規定する反射板位置決め手段とを有していてもよい。この構成によると、光の利用効率を向上させる反射板の、光源に対する位置精度が向上し、読み取り画質の劣化を防止できる。
【００１２】
カバー部材には、イメージセンサに導かれる前記被写体からの反射光が通過するスリットが設けられており、前記スリット上には透明部材が配置されていることが好ましい。この透明部材は、ユニット内部への熱の伝達と塵や埃の進入を防止する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は、本発明の画像読取装置を含む装置の一例である複写機を模式的に示す概略図である。この複写機２５は、原稿（被写体）１７が置かれる原稿セットガラス１８と、それに対向して配置され走査方向２１に沿って移動可能な画像読取装置２０とからなる画像入力部１９を有し、この画像入力部１９により入力された画像を、図示しない画像形成部によって記録媒体に形成する。なお、本明細書中では、文字や図形や模様等をも含む総称として「画像」という表現を用いる。
【００１５】
図２は、図１に示す本実施形態の画像読取装置２０の構成を示す概略図である。この画像読取装置２０は、レンズ１２およびミラー１３を含む縮小光学系と、ＣＣＤイメージセンサ１１と、カバー部材１と、キセノンランプなどのランプ（光源）３を有している。縮小光学系とＣＣＤイメージセンサ１１は、フレーム４に保持されており、互いの相対位置関係を厳密に保つように一体化されてユニット２を構成している。そして、このユニット２の上方にカバー部材１が配設されて、ユニット２の内部を外部に対して実質的に隔絶して密閉空間を構成している。カバー部材１には細いスリット１６が設けられており、このスリット１６はガラス等の透明部材１０により塞がれている。さらに、カバー部材１の上には、ランプ３が配設されている。すなわち、ランプ３は、縮小光学系とＣＣＤイメージセンサ１１からなるユニット２とは、カバー部材１および透明部材１０によって隔絶された外部空間に位置している。
【００１６】
ランプ３は、原稿セットガラス１８上の原稿１７に近接して位置し、この原稿１７に向けて光１５ａを照射する。そして、この照射光１５ａは原稿１７の被読取面により反射され、反射光１５ｂは、透明部材１０およびスリット１６を通過して、縮小光学系のミラー１３に至る。さらにこの反射光１５ｂは、ミラー１３により反射されて曲折し、レンズ１２により収縮されて、ＣＣＤイメージセンサ１１のＣＣＤ素子列に入射する。ＣＣＤイメージセンサ１１において、光１５ｂは電気的な情報に変換される。この画像読取装置２０が、図示しない駆動機構によって図１に示す走査方向２１（ＣＣＤ素子列と直交する方向）に沿って移動しながら、前記した通り、ランプ３から照射された光１５ａの原稿１７による反射光１５ｂをＣＣＤイメージセンサ１１が電気的な情報に変換することにより、原稿１７の被読取面の画像情報が読み取られる。
【００１７】
本実施形態では、図２に示すように、縮小光学系およびＣＣＤイメージセンサ１１（ユニット２）は、カバー部材１および透明部材１０により覆われて外部から隔絶されているので、塵や埃が付着することがなく、読み取り画質不良を引き起こすことはない。また、ランプ３は、縮小光学系およびＣＣＤイメージセンサ１１がカバー部材１に覆われている空間（ユニット２の内部空間）の外側に配置されており、カバー部材１によって、縮小光学系およびＣＣＤイメージセンサ１１の存在する密閉空間（ユニット２の内部空間）から隔絶されている。従って、ランプ３が点灯時に発熱しても、その熱は、カバー部材１に遮断されて、縮小光学系およびＣＣＤイメージセンサ１１の存在する密閉空間（ユニット２の内部空間）には伝わらない。従って、ランプ３によって縮小光学系やＣＣＤイメージセンサ１１などのの温度が上昇することはなく、熱による性能の低下は生じない。
【００１８】
次に、図３（ａ），（ｂ）を参照してランプ３の取り付け構造について説明すると、本実施形態では、ランプ３は、カバー部材１上に配設されたランプ位置決め穴（ランプ位置決め手段）２２によって位置決めされ、ねじ５で固定されている。この構成では、ランプ位置決め穴２２が設けられているため、ランプ３をカバー部材１上に位置精度よく保持でき、原稿１７（図１，２参照）の被読取面との間の相対的な位置関係も、カバー部材１のスリット１６との間の相対的な位置関係も高精度に保たれるので、読み取り画質を劣化させることがない。さらに、ランプ３を定期交換する場合には、カバー部材１などの他部材を取り外したりする必要はなく容易に行え、ランプ位置決め穴２２を基準として新しいランプ３を所定の位置に容易に位置決めして固定できる。
【００１９】
続いて、図４（ａ），（ｂ）に示すように、カバー部材１に設けられたスリット１６上に、ガラス等の透明部材１０が取り付けられる。このように、透明部材１０がスリット１６を覆う構成であると、スリット１６からカバー部材１の内側（ユニット２の内部）に塵や埃が侵入することが防げ、縮小光学系やＣＣＤイメージセンサ１１の汚れがより確実に防げるとともに、ランプ３等からの熱が縮小光学系やＣＣＤイメージセンサ１１へ伝わりにくく、熱による各部品の性能低下がより確実に防止できる。
【００２０】
図５（ａ），（ｂ）に示す構成では、図３（ａ），（ｂ）に示す構成に加えて、ランプ３の点灯用回路であるインバータ回路６も、ランプ３と同様に、ねじ５によってカバー部材１上に取り付けられている。すなわち、インバータ回路６も、ランプ３と同様に、カバー部材１によって、縮小光学系およびＣＣＤイメージセンサ１１の存在する密閉空間（ユニット２の内部空間）から隔絶されている。従って、インバータ回路６がランプ３を駆動する時に発熱しても、その熱は、カバー部材１に遮断されて、縮小光学系およびＣＣＤイメージセンサ１１の存在する密閉空間（ユニット２の内部空間）には伝わらないので、縮小光学系やＣＣＤイメージセンサ１１などの温度が上昇して性能が低下することはない。
【００２１】
図６（ａ），（ｂ）に示す構成では、ランプ３から照射された光１５ａ（図２参照）を原稿１７（図１，２参照）の被読取面に集光する反射板９がさらに設けられている。具体的には、反射板位置決め穴（反射板位置決め手段）２４が、カバー部材１上のランプ位置決め穴２２の近傍に設けられており、反射板９は、この反射板位置決め穴２４によって位置決めされ、ねじ５によって取り付けられている。この構成によると、原稿１７の被読取面へ集光される照射光１５ａの量を、反射板９が存在しない場合に比べて増加させることが可能であり、集光効率が向上し、ランプ３の発光を効率良く利用できる。これによって、必要な発光量が小さくて済むため、ランプ３の消費電力を抑えることができ、電源回路の小型化と省エネルギーを実現できる。反射板位置決め穴２４が設けられているため、反射板９はランプ３および原稿１７の被読取面に対する相対位置精度が良く、高い集光効率が確保できる。
【００２２】
図７（ａ），（ｂ）に示す構成では、ランプ３を保持する部材がフレーム４に設けられている。すなわち、フレーム４上に保持部材７と保持部材８が取り付けられており、この保持部材７，８に、ランプ位置決め穴２２とカバー部材位置決め手段２３が、互いに近接して設けられている。カバー部材１がカバー部材位置決め手段２３に位置決めされ、ランプ３がランプ位置決め穴２２に位置決めされて、ねじ５によってランプ３とカバー部材１が保持部材７，８に取り付けられている。この構成によると、ランプ３とカバー部材１が同一部材（フレーム４）によって位置決めされるので、両者の相対位置精度、特に、カバー部材１に設けられているスリット１６と、ランプ３との相対位置精度が良好であるとともに、これらと原稿１７（図１，２参照）の被読取面との間の相対的な位置関係も良好である。通常、外部から余分な光が侵入することを極力防ぐために、スリット１６は必要最低限まで幅細く形成されているので、反射光１５ｂの通過を確実にするために、前記した保持部材７，８とランプ位置決め穴２２とカバー部材位置決め手段２３とによって、スリット１６とランプ３と原稿１７の被読取面との相対位置が精度良く保たれることが非常に有効である。
【００２３】
図８（ａ），（ｂ）に示す構成では、図７（ａ），（ｂ）に示す構成に加えて、図６（ａ），（ｂ）に示すの構成と同様な反射板９が付加されている。すなわち、保持部材７，８に反射板位置決め穴２４が設けられており、反射板９は、反射板位置決め穴２４に位置決めされて、ねじ５によって保持部材８，９に精度良く取り付けられ、ランプ３および原稿１７（図１，２参照）の被読取面に対する相対位置精度が良好である。
【００２４】
なお、図５〜８では、便宜上、透明部材１０を省略してスリット１６が露出した状態を図示している。このように、透明部材１０が存在せずスリット１６が露出していても構わないが、図４（ａ），（ｂ）に示す構成と同様に、ガラス等の透明部材１０がスリット１６を覆う構成にすると、ユニット２の内部空間の密閉性が高まり、塵や埃や、ランプ３等からの熱が、縮小光学系やＣＣＤイメージセンサ１１へ伝わりにくく、各部品の性能低下がより確実に防止できる。
【００２５】
以上説明した実施形態は、図１に示すように、原稿１７を静止させて画像読取装置２０を走査する方式の画像入力部１９であるが、逆に、画像読取装置２０を静止させて原稿１７を移動させる方式の画像入力部にも、本発明は適用できる。また、複写機２５に限らず、ファクシミリやスキャナなど画像入力部１９を有するあらゆる装置において、本発明は適用できる。
【００２６】
前記した実施形態では、ランプ３やインバータ回路６や反射板９などの取り付けにはねじ５を用いているが、ねじ５を用いずスナップフィットなどの簡易的な固定方法を用いることもできる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明では、被写体の被読取面からの反射光を導く光学系とその反射光が入射するイメージセンサをカバー部材で覆っているため、光学系を構成するミラーやレンズとイメージセンサへの塵や埃の付着を防止し、比較的長期間に亘って清掃を必要とすることなく良好な読み取り画質が得られ、保守作業のための手間と費用を削減できる。
【００２８】
さらに、光源やその点灯用回路をカバー部材の外側に配置し、これらを、カバー部材でイメージセンサや光学系を収納する空間内部から隔絶することによって、その空間内部への光源等からの熱の伝達を抑えている。これによって、温度上昇に伴う各部品の性能低下や劣化を防止でき、常に良好な読み取り画質が得られる。また、定期的な光源の交換時に、カバー部材を取り外す必要がなく容易に交換作業が行えるため、保守作業のための手間と費用を削減できる。
【００２９】
光を通過させるためにカバー部材に設けられているスリットを、ガラス等の透明部材で覆う構成にすると、イメージセンサや光学系を収納する空間の密閉性を高め、イメージセンサや光学系への塵や埃の付着と熱の伝達をより確実に防止できる。この透明部材をカバー部材へ直接取り付ける構成にすると、高い位置精度を容易に確保でき、同等の性能を有する画像読取装置を容易に繰り返し製造できる。
【００３０】
光源からの照射光を反射する反射板を備えた構成にすると、被写体の被読取面へ照射される光量を増加させることができ、照射光が効率よく利用できる。これによって、光源の消費電力を抑えることが可能になり、電源回路の小型化と省エネルギー化を実現できる。
【００３１】
光源、カバー部材、および反射板の位置決め部材をそれぞれ設けると、それぞれの相対位置精度を向上させることができる。従って、大量生産しても装置間の性能のばらつきを抑えることが可能であり、設計値通りの被写体照射光量および反射光量をばらつき無く得ることができ、高い読み取り画質性能を有する装置を容易に繰り返し製造できる。また、光源を交換した場合にも、高い相対位置精度を維持できる。組立誤差や経年変化による位置精度の低下およびばらつきはあまり生じない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像読取装置を含む装置の一例である複写機の概略を示す正面図である。
【図２】図１に示す画像読取装置の構成の概略を示す断面図である。
【図３】ランプの取り付け構造を示す説明図であり、（ａ）はランプの取り付け状態を示す斜視図、（ｂ）は分解斜視図である。
【図４】透明部材の取り付け構造を示す説明図であり、（ａ）は透明部材の取り付け状態を示す斜視図、（ｂ）は分解斜視図である。
【図５】ランプの点灯用回路の取り付け構造を示す説明図であり、（ａ）は点灯用回路の取り付け状態を示す斜視図、（ｂ）は分解斜視図である。
【図６】反射板の取り付け構造を示す説明図であり、（ａ）は反射板の取り付け状態を示す斜視図、（ｂ）は分解斜視図である。
【図７】ランプおよびカバー部材の取り付け構造の他の例を示す説明図であり、（ａ）はランプおよびカバー部材の取り付け状態を示す斜視図、（ｂ）は分解斜視図である。
【図８】図７に示す保持部材への反射板の取り付け構造を示す説明図であり、（ａ）は反射板の取り付け状態を示す斜視図、（ｂ）は分解斜視図である。
【符号の説明】
１      カバー部材
２      光学系とイメージセンサからなるユニット
３      ランプ（光源）
４      フレーム
５      ねじ
６      インバータ回路（ランプの点灯用回路）
７      保持部材
８      保持部材
９      反射板
１０    透明部材（ガラス）
１１    ＣＣＤイメージセンサ（イメージセンサ）
１２    レンズ（縮小光学系）
１３    ミラー（縮小光学系）
１５ａ  照射光
１５ｂ  反射光
１６    スリット
１７    原稿（被写体）
１８    原稿セットガラス
１９    画像入力部
２０    画像読取装置
２１    走査方向
２２    ランプ位置決め穴（ランプ位置決め手段）
２３    カバー部材位置決め手段
２４    反射板位置決め穴（反射板位置決め手段）
２５    複写機
【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６】
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【図７】
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【図８】
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