(57)【要約】【課題】軽量化のために透過性樹脂材料を用い、かつ撓みの影響を抑制できる原稿載置台を用いた画像読取装置を提供する。【解決手段】原稿を照明する照明手段と、照明手段で照明された原稿からの光を結像する結像光学系と、結像光学系の結像面に設けられる撮像素子と、照明手段と、結像光学系と、撮像素子と、を一体的に備え、原稿に対し走査方向に移動するキャリッジユニットと、透過性樹脂で形成され、原稿を載置する面が重力方向と逆側に湾曲した原稿載置台と、原稿載置台を保持する保持部材と、を有する。【選択図】図１
2014086795.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿を照明する照明手段と、
前記照明手段で照明された前記原稿からの光を結像する結像光学系と、
前記結像光学系の結像面に設けられる撮像素子と、
前記照明手段と、前記結像光学系と、前記撮像素子と、を一体的に備え、前記原稿に対し走査方向に移動するキャリッジユニットと、
透過性樹脂で形成され、前記原稿を載置する面が重力方向と逆側に湾曲した原稿載置台と、
前記原稿載置台を保持する保持部材と、
を有することを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
前記原稿載置台は、前記走査方向に前記湾曲を有することを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
【請求項３】
前記原稿載置台は、前記走査方向の両端部で前記保持部材に当接することを特徴とする請求項２に記載の画像読取装置。
【請求項４】
前記走査方向の位置に応じて前記キャリッジの姿勢調整を行う姿勢調整手段を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項５】
前記原稿載置台は、前記原稿を載置する基準となる辺が対向する辺よりも重力方向で下側にあることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項６】
前記透過性樹脂のヤング率をＥ、前記湾曲した形状を近似した曲率半径をＲ、
前記原稿載置台の厚さをＤ、前記走査方向に移動する最大移動距離をＬとするとき、以下の各式を満たすことを特徴とする請求項５に記載の画像読取装置。
２．０＜Ｅ＜４．０      ［ＧＰａ］
Ｌ２／（８Ｒ）＜８０      ［ｍｍ］
５＜ＤＬ２／（８Ｒ）      ［ｍｍ２］
【請求項７】
前記原稿載置台の傾斜角θは、前記原稿を載置する基準となる辺の位置で、以下の式を満たすことを特徴とする請求項６に記載の画像読取装置。
５＜θ＜６０    ［°］
【請求項８】
前記走査方向は、前記
原稿載置台の前記湾曲と同じ湾曲の軌跡を描くことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項９】
前記走査方向は、前記原稿載置台の平均傾斜角に沿った直線状の軌跡を描くことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項１０】
前記原稿載置台の原稿面から前記撮像素子までの光路長が変化することによって生じる焦点ズレを補正する焦点補正手段を有することを特徴とする請求項９に記載の画像読取装置。
【請求項１１】
前記焦点補正手段は、前記結像光学系、前記撮像素子の少なくとも一方を、光軸方向に移動させることによって、前記焦点ズレを補正することを特徴とする請求項１０に記載の画像読取装置。
【請求項１２】
前記焦点補正手段は、画像処理によって先鋭度を改善することを特徴とする請求項１０に記載の画像読取装置。
【請求項１３】
前記結像光学系は、前記原稿載置台の原稿面から前記撮像素子までの光路長が変化することによって生じる焦点ズレを許容するコントラスト深度を有することを特徴とする請求項９に記載の画像読取装置。
【請求項１４】
前記撮像素子で読取られる画像の前記走査方向における倍率むら、画像濃度むら、前記走査方向における３原色の像位置に関する色ずれ、前記走査方向と直交する方向における前記３原色の読取られる領域サイズに関する部分倍率ずれの少なくとも一つを画像処理によって補正することを特徴とする請求項９乃至１３のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項１５】
前記原稿載置台の原稿載置面は、透明被膜を有することを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項１６】
前記透明被膜にシリカを含有させることを特徴とする請求項１５に記載の画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル複写機、ファクシミリ、イメージスキャナーなどの画像読取装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般にデジタル複写機、ファクシミリ、イメージスキャナーなどの画像読取装置として、平板状の原稿載置台（ガラス製）に載置した原稿を、この原稿載置台に沿って移動するキャリッジユニットで走査方向（副走査方向）に走査する装置が広く知られている。
【０００３】
キャリッジユニットには、原稿を照明する照明手段としての照明ユニットと、原稿からの光を結像させる結像光学系と、結像した像を電気信号に変えるＣＣＤやＣＭＯＳなどの１次元光電変換素子である撮像素子が組込まれている。さらに、このキャリッジユニットには、原稿から１次元光電変換素子に至る光路をコンパクト（小型・軽量化）にするための複数の折り返しミラーが配置される場合もある。
【０００４】
従来、このキャリッジユニットの小型・軽量化によって、画像読取装置の小型・軽量化を達成する取り組みが盛んに行われてきた。特許文献１では、結像光学系であるレンズの光路長を短縮する技術が開示されている。また、特許文献２では、折り返しミラーの配置を最適化することで、より効率的にキャリッジユニットを小型化する技術が開示されている。昨今は、特許文献１、２に開示された従来技術等によって、キャリッジユニットが小型となって画像読取装置としても小型化されてきたが、さらなる小型化には新たな視点の新技術が必要になってきている。
【０００５】
一方、キャリッジユニット以外の画像読取装置を構成する要素については、大幅な小型化・軽量化に貢献する取り組みが行われてこなかった。特に、原稿載置台は画像読取装置の発明以来、比重の重いガラス製（平板状）が使われ続けており、装置の軽量化に結びついていなかった。因みに、対象原稿がＡ３サイズである一般的な画像読取装置では、厚さ４ｍｍ、面積が３２０×５００ｍｍ程度のガラスが使われているが、重量は約１４００ｇ程度もある。
【０００６】
Ａ３サイズが読取れる画像読取装置は、画像形成装置の上に載置され、デジタル複合機として使用される場合が一般的であるが、画像形成装置の保守のために画像読取装置を取り外したり、移動させるために、より軽量化された画像読取装置が望まれていた。
【０００７】
また、Ａ４サイズ対応の小型画像読取装置でも厚さが３ｍｍ、面積が２２０×３２０ｍｍ程度のガラスを使用するため、重量は８００ｇ程度になる。
Ａ４サイズが読取れる画像読取装置は、イメージスキャナとして単独でパソコンに接続して使用されることが多い。イメージスキャナの全体重量は、一般的に１．５ｋｇから５ｋｇ程度であって、ガラス製の原稿載置台が占める重量比率は約１５〜５０％程度もあり、原稿載置台の軽量化によって製品全体としての重量低減できる余地は大きいものである。
【０００８】
原稿載置台を軽量化するための方策としては、透過性樹脂材料を採用が考えられ、
同じ体積のガラスを透過性樹脂にすることで重量は約半分にできる。しかしながら、樹脂材料は物性的にヤング率が小さく、図２（ａ）のように荷重をかけられた際に、撓みが発生してしまう特性がある。原稿載置台に載置される原稿の種類としては、図鑑や辞典などの厚さと重量のあるものがあり、これらを原稿として載置すると５ｋｇ程度の荷重になる場合がある。
【０００９】
Ａ３サイズ対応の画像読取装置において、平板状の原稿載置台に５ｋｇ重の荷重がかかると、原稿載置台がガラス製の場合には撓み量は１ｍｍ以内であるが、透過性樹脂製の場合には、撓み量が５ｍｍ〜１０ｍｍ程度にもなる。原稿載置台とその下部を走査するキャリッジユニットとの間には、一般的には１ｍｍ程度の隙間があるが、原稿載置台の撓み量が大きくなるとこの隙間が無くなり、原稿載置台とキャリッジユニットが干渉して装置故障の原因となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０００−１７１７０５号公報
【特許文献２】特開２０００−５００３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述したように、従来技術では原稿載置台の軽量化が実現できていなかった。
【００１２】
本発明の目的は、軽量化のために透過性樹脂材料を用い、かつ撓みの影響を抑制できる原稿載置台を用いた画像読取装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明に係る画像読取装置は、原稿を照明する照明手段と、前記照明手段で照明された前記原稿からの光を結像する結像光学系と、前記結像光学系の結像面に設けられる撮像素子と、前記照明手段と、前記結像光学系と、前記撮像素子と、を一体的に備え、前記原稿に対し走査方向に移動するキャリッジユニットと、透過性樹脂で形成され、前記原稿を載置する面が重力方向と逆側に湾曲した原稿載置台と、前記原稿載置台を保持する保持部材と、を有することを特徴とする。
【００１４】
（作用）
本願発明者は撓みを抑制する方策として、少なくとも対向する２辺が原稿載置台の保持部材であるフレームに固定される原稿載置台を、アーチ状（原稿を載置する面が重力方向と逆側に湾曲）にすれば良いことを認識した。即ち、従来の平板状の原稿載置台を用いる場合、図２（ａ）に示すように、重力方向への加重による原稿載置台の変形は、原稿載置台の両端部がフレームから外れる方向の撓み変形となる。一方、本発明に係る原稿載置台を用いる場合、図２（ｂ）に示すように、重力方向への加重による原稿載置台の変形は、原稿載置台の両端部をフレームへ当接させる方向の圧縮変形に変換される。原稿載置台の保持部材であるフレームは、撓みとなっていた力が原稿載置台中で面内方向の圧縮変形に変換されるときの圧縮力に抗する強靭さを備えており、撓み量を大幅に低減できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、軽量化のために透過性樹脂材料を用い、かつ撓みの影響を抑制できる原稿載置台を用いた画像読取装置を提供する ことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る画像読取装置を示す断面図、（ｂ）は第１の実施形態に係る画像読取装置におけるキャリッジユニットの内部構造を示す概略図である。
【図２】（ａ）は従来の原稿載置台に荷重がかかった場合の説明図、（ｂ）は本発明の実施形態に係る原稿載置台に荷重がかかった場合の説明図である。
【図３】本発明の実施形態に係る画像読取装置を画像形成装置と合体させたデジタル複合機における従来例との比較構成図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る画像読取装置を示す断面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る画像読取装置を示す断面図である。
【図６】本発明の第４の実施形態に係る画像読取装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
《第１の実施形態》
（画像読取装置）
以下、図１を参照して、本発明の第１の実施形態に係るＡ３サイズ対応の画像読取装置について説明する。
図１（ａ）は、本実施形態に係る画像読取装置の断面図であって、一つのキャリッジユニット１０４が走査方向（副走査方向）に走査する様子を重ねて描いている。図１（ｂ）はキャリッジユニット１０４の内部構造を示す概略図であり、キャリッジ姿勢調整装置１０６を省略すると共に、フレームの両端部の片側端部のみ表示して他端部を省略している。
【００１９】
ここで、キャリッジユニット１０４に設けられる１次元光電変換素子である撮像素子２０７の素子配列方向は主走査方向（紙面垂直方向）とも呼ばれるが、キャリッジユニット１０４の移動方向はこれに直交する紙面内方向である。本願明細書では、キャリッジユニットの移動方向を走査方向（副走査方向）と呼ぶ。なお、後述するように走査方向（副走査方向）は湾曲した方向の場合の他、直線方向の場合もある。
【００２０】
（キャリッジユニット）
１）基本構成
図１（ａ）で、原稿載置台１０１に載置された原稿は、原稿載置台１０１を挟んで下側を走査するキャリッジユニット１０４によって、読取られる。キャリッジユニット１０４には、原稿を照明する照明手段１０５が備えられて、原稿の読取位置を照明している。キャリッジユニット１０４の内部には、図１（ｂ）に示されるような光路折り曲げミラー２０５、結像光学系２０６、結像光学系２０６の結像面に設けられる１次元光電変換素子である撮像素子２０７が内包されている。
【００２１】
２）走査
図１（ｂ）で、照明手段１０５と、結像光学系２０６と、撮像素子２０７を一体的に備えるキャリッジユニット１０４は、走査方向（副走査方向）に走査する。即ち、後述するように、原稿載置台１０１のアーチ状に湾曲した原稿載置面形状に沿って、同じアーチ状の軌跡を描きながら走査方向（副走査方向）に走査する。図１（ａ）で、キャリッジユニット１０４は、図中の読取開始位置から、読取中間位置を経て、読取終了位置まで走査する。これによって、原稿載置面に焦点を合わせたまま走査することができ、従来技術のキャリッジユニットを転用し易くする。
【００２２】
３）姿勢調整
本実施形態において、図１（ａ）に示すように、キャリッジユニット１０４は、原稿載置台１０１と同じアーチ状の軌跡を描くように、基本的には直線状のガイドレール１０７に沿って移動される。このとき、キャリッジユニット１０４は、アーチ状の湾曲した曲線部とガイドレールの直線部との差分を無くすように、キャリッジ姿勢調整装置１０６によって調整変位される。
【００２３】
即ち、キャリッジ姿勢調整装置１０６は、走査方向の上流と下流でそれぞれアーム部を有しており、アーム部は直線状のガイドレール１０７と接しており、走査位置に応じてアーム部を稼働させてキャリッジユニット１０４の高さを変更する。キャリッジ姿勢調整装置１０６としては、カム形状の
偏芯コロなどをキャリッジユニット１０４を移動させるための車輪として用いることもできる。
【００２４】
ここで、キャリッジ姿勢調整装置１０６は、キャリッジユニット１０４の高さを変更するのみならず、走査位置に応じてキャリッジユニット１０４の傾きを調整することがより望ましく、本実施形態では走査位置に応じてアーム部を稼働させて傾きをも調整する。
【００２５】
走査位置に応じてキャリッジユニット１０４の傾きを調整するのは、キャリッジユニット１０４に備わる照明手段１０５によって、原稿が平面状の載置台に載置される場合と同様に、走査方向の各位置で同一の照明がされるようにするためである。本実施形態のように原稿が曲面状の載置台に載置される場合、キャリッジ姿勢調整装置１０６を用いないと走査方向の位置によって照明むらが発生することが考えられる。
【００２６】
（原稿載置台）
１）材料
原稿を載置する原稿載置台１０１は、透過性樹脂で形成され、本実施形態では厚さ４ｍｍのポリカーボネイト樹脂が用いられた。原稿載置台１０１の重量は約８００ｇであり、ガラス製に比べて７００ｇも軽量化できる。
【００２７】
以下に示す式１は、透過性樹脂のヤング率Ｅを規定しており、原稿載置台１０１として適した固さの樹脂材料が選択できる。同式の下限値を下回れば、原稿載置台１０１は軟らかくなり、撓みが大きくなり易く原稿を安定して保持することが難しくなる。逆に上限値を上回れば、固くなりすぎて、成形時の反りなどを矯正できなくなり、量産性が劣るようになる。
【００２８】
２．０＜Ｅ＜４．０    ［Ｎ／ｍｍ２］  ・・・（式１）
ここで、透過性樹脂は、表面硬度が低いから原稿に金属片などが混入しているとキズがつくため、原稿載置台１０１の原稿載置面は、透明被膜としてシリカを含有した薄膜を備える。シリカ等による被膜を備えると、表面硬度が増し、キズがつき難くできる。特にシリカは、硬度が高くキズがつき難いと共に、溶液に浸してから乾燥させるディップコート法などの安価な製法で製膜することができ量産性も良い。
【００２９】
２）アーチ形状
本願発明者は撓みを抑制する方策として、少なくとも対向する２辺が原稿載置台の保持部材であるフレームに固定される原稿載置台を、アーチ状（原稿を載置する面が重力方向と逆側に湾曲）にすれば良いことを認識した。即ち、従来の平板状の原稿載置台を用いる場合、図２（ａ）に示すように、重力方向への加重による原稿載置台の変形は、原稿載置台の両端部がフレームから外れる方向の撓み変形となる。
【００３０】
一方、本実施形態に係る原稿載置台を用いる場合、
図２（ｂ）に示すように、重力方向への加重による原稿載置台の変形は、原稿載置台の両端部をフレームへ当接させる方向の圧縮変形に変換される。原稿載置台の保持部材であるフレームは、撓みとなっていた力が原稿載置台中で面内方向の圧縮変形に変換されるときの圧縮力に抗する強靭さを備えており、撓み量を大幅に低減できる。
【００３１】
本実施形態において、原稿載置台１０１は、Ａ３サイズ対応のために紙面横方向には５００ｍｍ、紙面垂直方向には３２０ｍｍの面積を有する。ここで、図鑑等の５ｋｇ重の原稿が載置されると、平板状のポリカーボネイト樹脂であると約８ｍｍの撓みを発生してしまう。一方、本実施形態では、原稿載置面側に曲率半径３０００ｍｍのアーチ形状（原稿を載置する面が重力方向と逆側に湾曲）とする。
【００３２】
これによって、上述した作用の欄で記載したように、撓みを発生させていた荷重は、原稿載置台内の圧縮力となり、原稿載置台を保持する保持部材としてのフレーム１０２（図１（ａ）（ｂ））に伝わる。フレーム１０２は、高い剛性を備え変形に強いため、前述した５ｋｇ重の荷重がかけられた場合でも、撓み量は低減される（１ｍｍ以下）。 
【００３３】
以下に示す式２は、原稿載置台１０１の湾曲した形状を規定する式として創出されたもので、同式を満たしていれば原稿載置はし易いが、上限値を超えるとアーチ形状が極端になり、端部での傾斜角が大きくなる。そのために、原稿が原稿載置台から落下し易くなり保持が難しい  。
【００３４】
Ｌ２／（８Ｒ）＜８０      ［ｍｍ］      ・・・（式２）  
ここで、Ｌは最大移動距離、Ｒはアーチ形状を近似した曲率半径である。
【００３５】
また、以下に示す式３は、アーチの強度を示すもので、同式を満たしていれば一般的な用途として想定し得る５ｋｇの荷重でも撓み量は１ｍｍ以内に抑えることができる 。
【００３６】
５＜ＤＬ２／（８Ｒ）      ［ｍｍ２］      ・・・（式３）
ここで、Ｄは原稿載置台の厚さである。上述した（式１）、（式２）、（式３）は共に満足する必要がある。また、上記パラメータの範囲は、以下の（式４）、（式５）、（式６）を共に満足すると、より好ましい。
【００３７】
２．２＜Ｅ＜３．５        ［ＧＰａ］  ・・・（式４）  
Ｌ２／（８Ｒ）＜４０        ［ｍｍ］      ・・・（式５）  
１０＜ＤＬ２／（８Ｒ）      ［ｍｍ２］      ・・・（式６）
（原稿載置台を保持する保持部材としてのフレームにおける原稿位置決め部）
フレーム１０２は、原稿載置台１０１を保持する保持部材の機能を有し、原稿載置台１０１の周囲（少なくとも対向する２辺の周囲）が、フレーム１０２により固定保持される。ここで、原稿載置台１０１を透過性樹脂で形成する場合、樹脂は静電気を帯び易く、原稿として紙原稿を載置する際には、原稿である紙をスムースに動かし難くなり、基準位置への位置決めが煩雑になり、作業性が劣化する懸念もある。
【００３８】
そこで、本実施形態では、原稿の自重を使った位置合わせを行い易くできるように、原稿載置台１０１に載置された原稿の端部が、重力方向で最も下側にある原稿基準部１０３（フレーム１０２に設けられる）に突き当てられる構成を採用している。本実施形態における読取開始位置と読取終了位置の高低差は４２ｍｍであるが、突き当て部の傾斜角は９．５度と小さく、図鑑等の厚さのある原稿でも落下する可能性は低い。
【００３９】
原稿が自重で突き当て位置に突き当たり、セットが容易にできるためには、原稿載置台１０１の傾斜角θ  は、以下の（式７）を満たすことが必要となる。
【００４０】
５＜θ＜６０    ［°］・・・（式７）
上記式はいわゆる原稿突き当て位置の傾斜を示しており、同数値範囲を満たした適度な傾斜があると、原稿が自重で突き当て位置に突き当たり、セットが容易にできる。下限値を下回ると、傾斜が緩く、自重による効果が薄くなり、従来技術に比べてメリットが出せなくなる。逆に上限値を超えると、多くの原稿種で突き当て位置を超えて落下するようになるので作業性が低下してしまう。
【００４１】
更に、上記数式の範囲は、以下の（式８）を満たすと、より好ましい。
【００４２】
７＜θ＜４５    ［°］・・・（式８）
（デジタル複合機として構成した場合の従来例との比較）
図３に、本実施形態の画像読取装置２１０を画像形成装置２２０と合体させたデジタル複合機における従来例との比較構成を示す。図３の左側が従来例、右側が本実施形態を示す。
【００４３】
画像読取装置２１０は、画像形成装置２２０の上に配置されるが、画像形成装置２２０は、部品交換や紙詰まりなどに対応するために内部を操作する場合があり、その際に画像読取装置２１０を取り外したり、移動させたりする。画像形成装置２２０は、高い位置に配置されているので、画像読取装置２１０を軽量化することにより、作業性が大幅に改善することは明らかである。
【００４４】
また、画像形成装置２２０の排紙部２２１と画像読取装置２１０の原稿基準部側２１１の向きを揃えておくと、従来構成で余っていた空間Ａを減らすことができる。また、画像読取装置２１０の更に上側に配置される自動原稿搬送装置２３０の配置位置をＢだけ下げることができるから、デジタル複合機全体の高さを下げることも可能である。
【００４５】
《第２の実施形態》
以下、図４を参照して、本発明の第２の実施形態に係るＡ３サイズ対応の画像読取装置について説明する。本実施形態は、第１の実施形態におけるキャリッジユニット１０４に相当するキャリッジユニット３０４が、原稿載置台１０１の平均傾斜角に沿って直線状に走査することを特徴とする。
図４は、本実施形態に係る画像読取装置の断面図であって、一つのキャリッジユニット３０４が走査する様子を重ねて描いている。
【００４６】
フレーム３０２に固定された原稿載置台１０１は、第１の実施形態と共通の構成とし、軽量化できている。原稿載置台１０１に載置された原稿は、原稿載置台１０１を挟んで下側を走査するキャリッジユニット３０４によって、読取られる。キャリッジユニット３０４の図示しない内部には、図１（ｂ）に示したような結像光学系と１次元光電変換素子の撮像素子が内包されている。そして、キャリッジユニット３０４は、図中の読取開始位置から、読取中間位置を経て、読取終了位置まで走査する。
【００４７】
本実施形態において、キャリッジユニット３０４は、ガイドレール１０７と接するスライダー部３０４と固定されており、走査中に原稿載置台表面との距離が、原稿載置台１０１の湾曲した曲線部と走査する直線部との差分だけ変化する。そのため、キャリッジ内に焦点位置調整装置を備え、焦点を原稿に合わせ続ける、即ち、結像光学系の位置を走査位置に応じて変化させ、１次元光電変換素子の撮像素子上に原稿画像を結ぶようにしている。
【００４８】
このように、本実施形態では、原稿面から１次元光電変換素子までの光路長が変化することによって生じる焦点ズレを補正する焦点補正手段を有する。特に、レンズまたは、１次元光電変換素子または、それら両方を移動させることによって焦点を補正するか、画像処理によって先鋭度を改善することによって焦点補正すると良い。そうすれば、キャリッジユニット３０４の走査が直線状であるために原稿面とキャリッジユニットの間の距離が変わっても、高い品質の画像読取ができる。
【００４９】
結像光学系だけを動かして焦点位置を調整すると、結像画像の倍率が一定にならず（倍率むら）、画像の濃度も変化する（画像濃度むら）が、合わせて備える画像処理装置（画像処理手段）によって、走査位置に応じた補正を行うことで高い品質の画像が得られる。
【００５０】
また、原稿から発した画像情報を有した光線が、走査位置によって異なる角度で原稿載置台を透過すると、その厚さと屈折率に起因して光線が屈折し、その屈折量が波長に依存して異なる現象が発生する。このような画像情報を有した読取光が走査位置に応じて原稿載置台を透過する角度が異なることによる、色ずれと部分倍率ずれも上記画像処理手段によって補正することができる。ここで、色ずれとは、走査方向における３原色の像位置に関するずれに関し、部分倍率ずれとは、走査方向と直交する方向における３原色の読取られる領域サイズに関するずれである。
【００５１】
以上の構成により、画像読取装置の軽量化が実現する。画像形成装置と組み合わせてデジタル複合機を構成した際は、デジタル複合機の小型化にも貢献する。
【００５２】
《第３の実施形態》
以下、図５を参照して、本発明の第３の実施形態に係るＡ４サイズ対応の画像読取装置について説明する。本実施形態でも、第２の実施形態におけるキャリッジユニット３０４に相当するキャリッジユニット４０４が、第２の実施形態と同様に、原稿載置台１０１の平均傾斜角に沿って直線状に走査する。第２の実施形態と異なるのは、原稿面から１次元光電変換素子(撮像素子)までの光路長が変化することによって生じる焦点ズレを許容するコントラスト深度を備えた結像光学系（キャリッジユニット５０４に内包）を有する点である。
【００５３】
本実施形態に係る画像読取装置の断面図である図５では、一つのキャリッジユニット４０４が走査する様子を重ねて描いている。本実施形態における原稿載置台４０１は、厚さ３ｍｍのアクリル樹脂で形成され、Ａ４サイズ対応のために紙面横方向には３２０ｍｍ、紙面垂直方向には２２０ｍｍの面積を有する。原稿載置台４０１の周囲は、フレーム４０２によって固定保持されており、載置された原稿は重力方向に最も下側である原稿基準部４０３（フレーム４０２に設けられる）に突き当てられる。
【００５４】
もし図鑑等の５ｋｇ重の原稿が載置されると、平板状のアクリル樹脂であると約６ｍｍの撓みを発生してしまう。しかし、本実施形態では、原稿載置面側に曲率半径２０００ｍｍのアーチ形状とすることで、撓みを発生させていた荷重が平板内の圧縮力に変換され、一般に高い剛性を有するフレーム４０２に伝わることで、１ｍｍ以下の撓みに低減される。本実施形態における読取開始位置と読取終了位置の高低差は２６ｍｍで比較的大きな値であるが、突き当て部の傾斜角は９．２度と比較的小さな値であり、図鑑等の厚さのある原稿でも落下すること可能性は低い。
【００５５】
また本実施形態では、原稿載置台４０１の原稿載置面にシリカを含有した薄膜を備える。シリカは硬度が高くキズがつき難く、特に溶液に浸してから乾燥させるディップコート法などの安価な製法で製膜することができるので、量産性も良い。
【００５６】
原稿載置台４０１に載置された原稿は、原稿載置台４０１を挟んで下側を走査するキャリッジユニット４０４によって、読取られる。キャリッジユニット４０４には照明手段４０５が備えられて、原稿の読取位置を照明している。キャリッジユニット４０４の図示しない内部には、図１（ｂ）に示したような結像光学系と１次元光電変換素子の撮像素子が内包されている。そして、キャリッジユニット４０４は、図中の読取開始位置から、読取中間位置を経て、読取終了位置まで走査する。
【００５７】
本実施形態において、キャリッジユニット４０４は、直線状のガイドシャフト４０７と接するスライダー部４０４と固定されており、走査中に原稿載置台表面との距離は変化する。しかし、本実施形態におけるキャリッジユニット４０４内の結像光学系は、開口数を小さくして被写界深度を深くしてあるために、走査位置によらず１次元光電変換素子（撮像素子）上に原稿画像を結ぶ。開口数を小さくすると、光量不足によるノイズ増加が懸念されるが、これは照明手段４０５で補うことができるので、画像品質は高く維持できる。
【００５８】
焦点ズレを許容するコントラスト深度を有した結像素子を得るためには、結像光学系の開口数を調整する他、非球面素子と画像処理を組み合わせた深度拡大技術を用いても良い。深度拡大技術については、以下の非特許文献に知られている。
【００５９】
（非特許文献）
Ｅｄｗａｒｄ  Ｒ．Ｄｏｗｓｋｉ，Ｊｒ．，Ｗ．Ｔｈｏｍａｓ  Ｃａｔｈｅｙ，“Ｅｘｔｅｎｄｅｄ  ｄｅｐｔｈ  ｏｆ  ｆｉｅｌｄ  ｔｈｒｏｕｇｈ  ｗａｖｅ−ｆｒｏｎｔ  ｃｏｄｉｎｇ”，Ａｐｐｌ．Ｏｐｔ．Ｖｏｌ．３４，１８５９−１８６６（１９９５）
なお、本実施形態において、結像画像の倍率や、部分倍率、色ずれなどの現象が読取位置に応じて発生するが、それらは第２の実施形態で説明した画像処理装置（画像処理手段）を用いて補正でき、より高い品質の画像が得られる。
【００６０】
以上の構成により、本実施形態では、画像読取装置の軽量化が実現できる。原稿載置台４０１の重量は約２５０ｇであり、ガラス製に比べて２００ｇも軽量化できており、モバイル用などの軽量イメージスキャナとして好適な構成が実現する。また、画像形成装置と組み合わせてデジタル複合機を構成した際は、デジタル複合機の小型化にも貢献する。
【００６１】
《第４の実施形態》
以下、図６を参照して、湾曲したガイドレールを備える本実施形態に係るＡ４サイズ対応の画像読取装置について説明する。
図６は、本実施形態に係る画像読取装置の断面図であって、一つのキャリッジユニット５０４が走査する様子を重ねて描いている。本実施形態では、第１の実施形態と同様に、原稿載置台５０１のアーチ状に湾曲した原稿載置面形状に沿って、キャリッジユニット５０４が同じアーチ状の軌跡を描きながら走査方向（副走査方向）に走査する。
【００６２】
原稿載置台５０１は、厚さ２ｍｍのポリカーボネイト樹脂であり、Ａ４サイズ対応のために紙面横方向には３２０ｍｍ、紙面垂直方向には２２０ｍｍの面積を有する。原稿載置台５０１の周囲は、フレーム５０２によって固定保持されており、載置された原稿は重力方向に最も下側である原稿基準部５０３（フレーム５０２に設けられる）に突き当てられる。
【００６３】
もし図鑑等の５ｋｇ重の原稿が載置されると、平板状のポリカーボネイト樹脂であると約２４ｍｍの撓みを発生してしまう。本実施形態では、原稿載置面側に曲率半径６００ｍｍのアーチ形状とすることで、撓みを発生させていた荷重が平板内の圧縮力に変換され、一般に高い剛性を備えるフレーム５０２に伝わり、１ｍｍ以下の撓みに低減される。
【００６４】
本実施形態における読取開始位置と読取終了位置の高低差は８３ｍｍであるが、突き当て部の傾斜角は３０．６度であり、一般的な雑誌等の厚さの原稿であれば落下する可能性は低く実用的である。
【００６５】
原稿載置台５０３の原稿載置面には、シリカを含有した薄膜を備える。シリカは硬度が高くキズがつき難く、特に溶液に浸してから乾燥させるディップコート法などの安価な製法で製膜することができるので、量産性も良い。
【００６６】
原稿載置台に載置された原稿は、原稿載置台を挟んで下側を走査するキャリッジユニット５０４によって、読取られる。キャリッジユニット５０４には照明手段５０５が備えられて、原稿の読取位置を照明している。キャリッジユニット５０４の図示しない内部には、図１（ｂ）に示したような結像光学系と１次元光電変換素子の撮像素子が内包されている。そして、キャリッジユニット５０４は、図中の読取開始位置から、読取中間位置を経て、読取終了位置まで走査する。
【００６７】
本実施形態において、キャリッジユニット５０４は、走査中の焦点位置を原稿載置台表面に維持するために、原稿載置台に沿って原稿載置面と同じアーチ状に形成されたガイドレール５０７の上を移動するためのコロ５０６を備える。
【００６８】
厚さ２ｍｍのポリカーボネイト樹脂で形成された原稿載置台５０１の重量は、約１７０ｇである。
【００６９】
ポリカーボネイトは、衝撃に強く、日常の作業中に発生する衝撃や振動で割れる可能性は極めて低い。一方、ガラス製の原稿載置台では厚さを２ｍｍにすると一般的な衝撃により割れる確率が高くなり、実用的ではない。よって、実用的な厚さ３ｍｍのガラス製原稿載置台と本実施形態の原稿載置台を比較すると、本実施形態では２９０ｇも軽量化できている。
【００７０】
本実施形態によれば、モバイル用などの軽量イメージスキャナとして好適な構成が実現するし、画像形成装置と組み合わせれば、より軽量なデジタル複合機を構成でき、小型化にも貢献する。
【００７１】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、上述した条件式に対して、各実施例では以下の表１のような数値を示し、全て上述した条件式の範囲内である。
【００７２】
【表１】
2014086795.tif 000003
【００７３】
（変形例１）
本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００７４】
例えば、キャリッジユニットは、照明手段、結像光学系、撮像素子を備えていれば良く、比較的長い光路をミラーで折りたたんだ縮小光学系であっても良いし、正立等倍結像素子等を用いたＣＩＳ（Ｃｏｎｔａｃｔ  Ｉｍａｇｅ  Ｓｅｎｓｏｒ）系でも良い。
【００７５】
（変形例２）
上述した実施形態では、走査方向に湾曲した原稿載置台を示したが、走査方向と直交する方向に湾曲した原稿載置台や、走査方向（副走査方向）および走査方向と直交する方向（主走査方向）に湾曲した原稿載置台を用いることもできる。原稿載置台が走査方向と直交する方向（主走査方向）に湾曲している場合、該方向における原稿面から撮像素子までの光路長が変化することによって焦点ズレが生じる。
【００７６】
この走査方向と直交する方向（主走査方向）の焦点ズレに対しては、該方向にレンズアレイを設け、各レンズにおける光軸方向位置をずらすことで補正することができる。そして、この走査方向と直交する方向（主走査方向）における倍率むらなどを画像処理で改善することができる。
【符号の説明】
【００７７】
１０１・・原稿載置台、１０２・・フレーム（原稿載置台の保持部材）、１０４・・キャリッジユニット、１０５・・照明手段、１０６・・キャリッジ姿勢調整装置、２０６・・結像光学系、２０７・・撮像素子
【図１】
2014086795.tif 000004
【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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