(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿からの画像情報光を結像レンズを介して主走査方向にライン上に伸びた撮像素子上に結像させ、上記原稿面上を副走査方向に走査することにより、上記原稿からの画像情報を読み取るようにした画像読み取り装置において、
上記結像レンズと撮像素子とを含むユニットと、
上記ユニットを、上記結像レンズの光軸を中心とする第１の回転方向に回転可能に取付けると共に、上記主走査方向を中心とする第２の回転方向に回転可能に取付ける取付け手段と、
上記画像情報光を所定の光路に沿って上記結像レンズに導くための複数のミラーとを備え、
上記第２の回転方向の回転中心は、上記原稿の画像の後端部を読み取るときの上記複数ミラーの中で最も上記撮像素子に近い位置に配置されたミラーの位置にあることを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項２】
上記ユニット内において、上記結像レンズと撮像素子とが、光軸、主走査方向、副走査方向に位置関係を調整可能に成されると共に、光軸、副走査方向を中心とする回転方向に位置関係を調整可能に成されていることを特徴とする請求項１記載の画像読み取り装置。
【請求項３】
上記取付け手段は、基準位置に設けられた台座と、この台座上の複数個所においてそれぞれ上記ユニットを支持する複数の支持部材とから成り、上記複数の支持部材は、それぞれの個所において上記台座とユニットとの間隔を調整可能に成されていることを特徴とする請求項１記載の画像読み取り装置。
【請求項４】
上記取付け手段は、基準位置に設けられた台座と、この台座上の上記結像レンズ側の１個所と上記撮像素子側の２個所においてそれぞれ上記ユニットを支持する３個の支持部材とから成り、上記２個所の支持部材は、それぞれの個所において上記台座とユニットとの間隔を調整可能に成されていることを特徴とする請求項１記載の画像読み取り装置。
【請求項５】
上記画像情報光を所定の光路に沿って上記結像レンズに導くための第１、第２、第３のミラーが設けられ、上記第２の回転方向の回転中心は、上記原稿画像の後端部を読み取るときの上記第３のミラーの位置にあることを特徴とする請求項１記載の画像読み取り装置。
【請求項６】
原稿からの画像情報光を結像レンズを介して主走査方向にライン上に伸びた撮像素子上に結像させ、上記原稿面上を副走査方向に走査することにより、上記原稿からの画像情報を読み取る画像読み取り装置の調整方法において、
上記結像レンズと撮像素子とを含むユニット内において上記結像レンズと撮像素子との位置関係を調整した後、上記ユニットの取付けを行い、次に上記結像レンズの光軸を中心とする第１の回転方向の回転調整と、上記主走査方向を中心とする第２の回転方向の回転調整とを行い、
上記第２の回転方向の回転中心が、上記画像情報光を所定の光路に沿って上記結像レンズに導くための複数のミラーの中で、上記原稿の画像の後端部を読み取るときに最も上記撮像素子に近い位置に配置されたミラーの位置になるようにすることを特徴とする画像読み取り装置の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像読み取り装置及び画像読み取り装置の調整方法に関し、特に、原稿の画像情報を結像レンズを介して撮像素子上に結像して画像を読み取るために用いて好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、原稿等の画像情報を副走査方向にライン走査してその画像情報を固体撮像素子（ＣＣＤセンサ等）で読み取る画像読み取り装置として、図８に示す如き装置が知られている。
同図において、原稿台ガラス１上に載置された原稿２は、ハロゲンランプ等の照明用光源３及び反射笠４、５、６により照明され、反射された原稿２の情報光は、スリット板７のスリット７ａ、第１〜第３のミラー８、９、１０を介して結像レンズ１１に導かれ、固体撮像素子１２上に結像されて読み取られる。原稿２は副走査方向に走査されるが、この時各ミラー８、９、１０の走査速度は、ミラー８の速度をｖとした時、ミラー９、１０の速度がｖ／２になるように設定されている。
【０００３】
固体撮像素子１２上に結像された画像情報は、電気信号に変換され、図示しない出力装置に送られてプリント出力として画像情報の出力が行われる場合や、記憶装置に送られて入力画像情報の記憶が行われる場合があり、それぞれの場合に画像読み取り装置が使用されている。
【０００４】
このような構成の画像読み取り装置における光学系（ミラー、結像レンズ、固体撮像素子）の調整方法として、従来より次のような２つの方法が一般的に用いられてきた。
図９はその第１の調整方法を示すものであり、同図（ａ）は画像読み取り装置本体の断面構成を示し、（ｂ）は（ａ）のユニットＦの詳細を示している。画像読み取り装置本体で調整を必要とするユニットとして３つのユニットＤ、Ｅ、Ｆがある。即ち、（ａ）において、第１ミラー８、照明系（照明用光源３、反射笠４、５、６、スリット板７）を含むユニットＤと、第２ミラー９、第３ミラー１０を含むユニットＥと、結像レンズ１１、固体撮像素子１２を含むユニットＦである。
【０００５】
画像読み取り装置での光学調整項目としては、
１．倍率
２．同期
３．非同期
４．直角
５．ピント
が、主な項目となる。
【０００６】
上記ユニットＦは、さらに（ｂ）に示すように、結像レンズ１１を含むユニットＦ−１と固体撮像素子１２を含むユニットＦ−２とから構成されている。このユニットＦは、本体へのユニット設置前の別工程において、ユニットＦ−１とユニットＦ−２との関係を調整される。具体的にはユニットＦ−１の結像レンズ１１の取付け板１３を基準に、ユニットＦ−２がＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に平行に移動させる方向及びＸ軸、Ｚ軸を中心とする回転方向の調整である。この調整は、ミラー等を介さない治工具等により行われる。
【０００７】
調整後は取付け板１３等を介してビス止め又は半田により固定される。また調整後のユニットＦは、本体に投入設置されて本体上での基準となる。そして第１〜第３ミラー８、９、１０が走査される基準にもなるガイドレール（不図示）に対して高さ方向（図中Ｏの方向）に調整された後、固定される。さらにユニットＦは、本体上での光路長誤差を吸収し、倍率を合わせるためにＰの方向に調整される。
【０００８】
また上記ユニットＤは、Ｍの方向に同期（副走査方向の読み取り位置）を調整する。さらにユニットＥは、本体奥、手前方向のどちらか一方の上下方向Ｌに調整することにより、読み取り位置を直角方向に調整する。
【０００９】
上記のように、この第１の調整方法の特徴は、画像読み取り装置本体上で調整可能なユニットがＤ、Ｅ、Ｆの大きく３つに分かれていて、特にユニットＦは、本体への設置後の不良等によっても無調整で交換可能に構成されている。即ち、本体上の誤差（光路長、ガイドレールに対する高さ）を吸収して位置を再現できるように、本体上で可動な基準ピン（不図示）により位置決め固定されるように構成されている。
【００１０】
次に第２の調整方法は、本体上でミラー調整を行わない方法であり、図１０に示されている。同図（ａ）は画像読み取り装置本体の断面構成を示し、（ｂ）は（ａ）のユニットＧ及びＨの詳細を示している。本体上で調整を行うのは、結像レンズ１１を含むユニットＧ及び固体撮像素子７を含むユニットＨである。ユニットＨは、本体への設置前の別工程での調整が必要である。これはユニットＨの基準となる固体撮像素子１２の取付け板１４に対するピント方向Ｐの調整である。この調整は、Ｘ軸方向の平行移動とＺ軸を中心とする回転である。ユニットＨを別工程で調整する必要性があるのは、設置後の交換時にこのユニットＨ部分で交換を行うためである。
【００１１】
ユニットＧ及びＨは、本体上で以下の調整が必要である。
１．結像レンズ１１のピント方向Ｑ
２．ユニットＧのピント方向Ｐ
３．ユニットＧのＺ軸を中心とする回転Ｓ
４．ユニットＨのＺ方向の平行移動Ｏ
５．ユニットＨのＸ軸を中心とする回転Ｋ
６．ユニットＨのＹ方向の平行移動Ｒ
上記調整の内、１、２は本体の光路長誤差を吸収して、倍率とピントを合わせるためであり、３は結像レンズ４の結像性能の誤差を吸収するため、４は同期調整、５は直角調整、６は非同期調整のためである。
【００１２】
図１１は、図８の照明系を拡大した詳細な構成を示すもので、原稿台ガラス１、原稿２、照明用光源３、反射笠４、５、６、スリット板７等が示されている。図１１において、光源３から放射された光は一点鎖線で示したように反射笠４、５、６により反射され、原稿台ガラス１上の原稿２を照明する。この時原稿２面上のＢ点において上記照明光は拡散反射され、スリット７ａを通過して図８の結像レンズ１１により固体撮像素子１２上に結像される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例における前述した第１の調整方法では、画像読み取り装置本体で３つのユニットＤ、Ｅ、Ｆについてそれぞれ調整する必要があり、このため調整に時間がかかると共に、各々のユニットに調整機構を設ける必要があるため、メカ的な構成が複雑になるという問題があった。
【００１４】
また前述した第２の調整方法では、画像読み取り装置本体で調整を必要とするのは２つのユニットＧ、Ｈだけであり、第１の調整方法に比べて調整を必要とするユニットの数は少ないが、各ユニット内での調整箇所が多いため、本体上での調整工数が多い。また、本体上で各ユニット内の調整を行う必要があるために、ユニット内にメカ的な調整機構を設ける必要があると共に、さらに調整後、その調整機構を本体内に残してしまうために、構成的に場所を大きく取ってしまい、サイズ的、コスト的な問題があった。
【００１５】
また、前述した図１１の照明系においては、原稿２面上のＡ点に入射した光はＡ点で拡散反射され、さらに反射笠４、５、６により反射されて原稿面上のＢ点に再び入射する。これと同様のことが原稿２上の被照明領域の全てで発生し、これにより原稿２の濃度によってＢ点での照明が変化するという問題があった。
【００１６】
従って、本発明の目的は、本体上で調整を必要とするユニットの数をできるだけ少なくすると共に、本体上で調整を行う調整工数を少なくすることにより、本体上に残す調整機構を少なくすることにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明による画像読み取り装置は、原稿からの画像情報光を結像レンズを介して主走査方向にライン上に伸びた撮像素子上に結像させ、上記原稿面上を副走査方向に走査することにより、上記原稿からの画像情報を読み取るようにした画像読み取り装置において、上記結像レンズと撮像素子とを含むユニットと、上記ユニットを、上記結像レンズの光軸を中心とする第１の回転方向に回転可能に取付けると共に、上記主走査方向を中心とする第２の回転方向に回転可能に取付ける取付け手段と、上記画像情報光を所定の光路に沿って上記結像レンズに導くための複数のミラーとを備え、上記第２の回転方向の回転中心は、上記原稿の画像の後端部を読み取るときの上記複数ミラーの中で最も上記撮像素子に近い位置に配置されたミラーの位置にあることを特徴とする。
【００１９】
本発明による画像読み取り装置の調整方法は、原稿からの画像情報光を結像レンズを介して主走査方向にライン上に伸びた撮像素子上に結像させ、上記原稿面上を副走査方向に走査することにより、上記原稿からの画像情報を読み取る画像読み取り装置の調整方法において、上記結像レンズと撮像素子とを含むユニット内において上記結像レンズと撮像素子との位置関係を調整した後、上記ユニットの取付けを行い、次に上記結像レンズの光軸を中心とする第１の回転方向の回転調整と、上記主走査方向を中心とする第２の回転方向の回転調整とを行い、上記第２の回転方向の回転中心が、上記画像情報光を所定の光路に沿って上記結像レンズに導くための複数のミラーの中で、上記原稿の画像の後端部を読み取るときに最も上記撮像素子に近い位置に配置されたミラーの位置になるようにすることを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１〜第６の実施の形態を図面と共に説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態を示す。同図（ａ）は画像読み取り装置本体の断面構成を示し、（ｂ）はユニットＡの詳細を示し、図８と同一部分には同一番号が付されている。
本実施の形態では、画像読み取り装置本体で調整を必要とするユニットはユニットＡのみである。このユニットＡは、（ｂ）のように、結像レンズ１１を含むユニットＡ−１と固体撮像素子１２を含むユニットＡ−２とから構成されている。ユニットＡは、本体へのユニット設置前の別工程において、ユニットＡ−１とユニットＡ−２との関係を調整される。
【００２３】
具体的にはユニットＡ−１の結像レンズ１１の取付け板１３を基準に、ユニットＡ−２がＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に平行に移動させる方向及びＸ軸、Ｚ軸を中心とする回転方向の調整である。この調整は、ミラー等を介さない治工具等により行われ、調整後、取付け板１３等を介してビス止め又は半田により固定される。
【００２４】
これらの調整が終了した後、ユニットＡは本体に投入設置されるが、本体上で必要とされる調整項目は
１．倍率とピント
２．同期
３．直角
の３種類の項目である。
【００２５】
ユニットＡは本体に投入され、本体上での基準となり、第１〜第３ミラー８、９、１０が走査される基準にもなるガイドレール（不図示）に対する高さ方向（図中Ｏの方向）に移動調整後、固定される。さらにユニットＡは、本体上での光路長誤差を吸収し、倍率を合わせるためにＰの方向に移動調整される。さらにユニットＡは、Ｘ軸を中心とする回転方向Ｋに調整を行うことにより、読み取り位置の直角方向の調整を行うことができる。また、Ｙ軸を中心とする回転方向Ｊの調整を行うことにより、同期方向（副走査方向の読み取り位置）を調整することができる。
【００２６】
このように、本発明による調整方法の特徴は、画像読み取り装置本体上で調整が必要なユニットがユニットＡ１つのみである点である。尚、ユニットＡは、設置後の不良等によっても無調整で交換可能に構成されている。即ち、本体上の誤差（光路長、ガイドレールに対する高さ）を吸収して位置を再現できるように、本体上で可動な基準ピン（不図示）により位置決め固定されるように構成されている。
【００２７】
また、同期方向の調整を行う場合には、以下の点を考慮する必要がある。同期方向の調整は、上述したようにＹ軸を中心とした回転（Ｊ方向）により行うが、Ｘ軸上のどの位置に回転中心（Ｙ軸）を取るかによって各ミラー８、９、１０の有効部（ミラー上で光線が実際に通る部分）をどれだけ確保する必要があるかが決定される。
【００２８】
次に、上記同期方向の調整に関して図２を用いて説明する。
図２において、（ａ）（ｂ）（ｃ）は各ミラー８、９、１０により折り返さない系での光路図を示している。今、仮に原稿２面上で距離ｄの同期ずれが発生し、これを補正するためにユニットＡを調整したとする。
（ａ）（ｂ）（ｃ）において各々次の調整手法を取ったとする。
（ａ）：点１４の位置にＹ軸を取って回転調整
（ｂ）：点１５の位置にＹ軸を取って回転調整
（ｃ）：Ｏの方向にＺ方向の高さ方向の移動で調整
【００２９】
図中、ｍ１、ｍ２、ｍ３は、原稿２の先端を読み取る場合の各ミラー８、９、１０の位置、ｍ１、ｍ２′、ｍ３′は、原稿２の後端を読み取る場合の各ミラー８、９、１０の位置を示している。従って、原稿２の走査時、第１ミラー８はｍ１の位置に固定、第２ミラー９はｍ２からｍ２′に移動し、第３ミラー１０はｍ３からｍ３′に移動する。各ミラーの有効部は、ミラーが結像レンズ１１に近付いたとき、つまり原稿２の後端側を読み取る場合に必要とする幅が一番広くなる。
【００３０】
ユニットＡの回転又は移動によって、同期方向の調整を行う場合には、（ａ）のように、第３ミラー１０が後端側を読み取る位置ｍ３′の近傍の点１４を中心に回転することが望ましい。それ以外の位置、例えば（ｂ）のように固体撮像素子１２上の点１５を中心とする回転等によっては、ｍ３′の位置での有効部を基準状態より広く取る必要がある。また（ｃ）のように、ユニットＡを高さ方向Ｏの方向に調整する場合も同様の結果となる。
【００３１】
このように、ユニットＡをＹ軸を中心として回転することにより同期方向の調整を行う場合には、第３ミラー１０が原稿２の後端を読み取る位置ｍ３′の近傍に回転中心を取り、回転することが望ましい。しかしながら回転機構の配置等の制約から、回転中心をｍ３′の近傍に取れず、結像レンズ１１の近傍に取る必要がある場合には、結像レンズ１１の近傍でｍ３′に近い側、すなわち結像レンズ１１の前方（原稿側）に取ることが望ましい。
【００３２】
図３は第２の実施の形態を示す。
本実施の形態は、図３（ａ）（ｂ）に示すように、光軸を中心とする回転（Ｋ）と固体撮像素子１２のライン方向Ｙを中心とする回転（Ｊ）とを行う調整方法として、結像レンズ１１と固体撮像素子１２とが一体となったユニットを構成し、このユニットの下方に高さ基準となる台座１６を設けている。そしてこの台座１６を調整軸１７ａ、１７ｂ、１７ｃを用いて３点でユニットを上下方向（Ｏ）に調整して台座１６と取付け板１３との間隔を調整できるように構成されている。
【００３３】
上記構成により、直角方向、同期方向（副走査方向の読み取り位置）の調整を行うことができ、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００３４】
図４は第３の実施の形態を示す。
本実施の形態は図４（ａ）（ｂ）に示すように、上記第２の実施の形態による図３と同一構成であるが、図３の３本の調整軸１７ａ、１７ｂ、１７ｃのうち１本を固定軸１７ａとし、他の２本を調整軸１７ｂ、１７ｃとしたものである。
【００３５】
上記構成により、直角方向、同期方向（副走査方向の読み取り位置）の調整を行うことができ、上記第１、第２の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００３６】
次に前述した照明系としての照明装置の実施の形態を説明する。
図５は本発明の第４の実施の形態による照明装置を示すもので、図１１と同様に原稿台ガラス１、原稿２、ハロゲンランプ等の照明用光源３、反射笠４、５、６、スリット７ａを有するスリット板７が示されている。１８はスリット１８ａを有する拡散反射板であり、図示のように一端を反射笠４に固定されて原稿台ガラス１の下部に設けられている。
【００３７】
図５において、光源３から放射された光は図の１点鎖線で示したように反射笠４、５、６で反射され、原稿台ガラス１を透過して原稿台ガラス１上の原稿２を照明する。さらに原稿２面上のＢ点において上記照明光は拡散反射され、スリット７ａを通過する。さらに図１と同様に、スリット７ａを通過した光は各ミラー８、９、１０で反射され、結像レンズ１１に入射して固体撮像素子１２上に結像される。
【００３８】
この時図５において、スリット１８ａを有する拡散反射板１８上のＡ点に入射した光線はＡ点で拡散反射され、一部の光は反射笠６に入射して反射され、さらに原稿台ガラス１を透過してＢ点に到達する。同様のことが拡散反射板１８の表面の被照明領域の全てで発生する。これによって光を有効に利用して安定した照明が可能となる。またさらに従来発生していた原稿２からの拡散反射光を遮ることができ、原稿２の濃度によってＢ点の濃度が変化するという問題は発生しない。
【００３９】
図６は本発明の第５の実施の形態による照明装置を示すもので、図５と同一部分には同一番号が付されている。
図６において、光源３から放射された光は図の１点鎖線で示したように反射笠４、５、６で反射され、原稿台ガラス１上の原稿２を照明する。さらに原稿２面上のＢ点において上記照明光は拡散反射され、スリット７ａを通過する。
【００４０】
ここで、本実施の形態では、スリット１８ａを設けた拡散反射板１８は反射部１８ｂと透過部１８ｃとを具備している。そして反射部１８ｂにおいては、第４の実施の形態と同様に光を拡散反射させて原稿面に再入射させることにより、光を有効に利用することができる。また透過部１８ｃにおいては光を拡散透過させている。
【００４１】
図７は本発明の第６の実施の形態による照明装置を示すもので、原稿付近の拡大断面図であり、ここでは原稿２に他の原稿２ａが貼られた場合を示している。１９は透過型の拡散板である。従来の照明系の場合は、図の点線２０で示すように、他の原稿２ａによる影が発生してしまうが、本実施の形態では実線２１で示すように影を作る光成分を拡散板１９により拡散透過させるので、他の原稿２ａによる影を最小限に抑えることができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、原稿からの画像情報光を結像レンズを介して主走査方向にライン上に伸びた撮像素子上に結像させ、上記原稿面上を副走査方向に走査することにより、上記原稿からの画像情報を読み取るに際し、上記結像レンズと撮像素子とを含むユニットを、上記結像レンズの光軸を中心とする第１の回転方向に回転可能に取付けると共に、上記主走査方向を中心とする第２の回転方向に回転可能に取付ける取付け、上記第２の回転方向の回転中心が、上記原稿画像の後端部を読み取るときの複数ミラーの中で最も上記撮像素子に近い位置に配置されたミラーの位置になるようにしたので、本体上で調整を必要とするユニットの数をできるだけ少なくすることができると共に、本体上で調整を行う調整工数を少なくすることができ、また本体上に残す調整機構を少なくして構成を簡単にすることができる。さらに、撮像素子に近い位置に配置したミラーの副走査方向の有効径を回転調整用に余計に長くとる必要がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による画像読み取り装置及びユニットの構成図である。
【図２】同期調整方法を示す構成図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態によるユニットの（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態によるユニットの（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態による照明装置を示す構成図である。
【図６】本発明の第５の実施の形態による照明装置を示す構成図である。
【図７】本発明の第６の実施の形態による照明装置を示す構成図である。
【図８】従来の画像読み取り装置の構成図である。
【図９】従来の第１の調整方法を示す構成図である。
【図１０】従来の第２の調整方法を示す構成図である。
【図１１】従来の照明装置を示す構成図である。
【符号の説明】
２  原稿
３  光源
４、５、６  反射笠
７  スリット板
８、９、１０  ミラー
１１  結像レンズ
１２  固体撮像素子
Ａ  ユニット
１６  台座
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ  調整軸
１８  反射拡散板
１９  透過型の拡散板
【図１】
0003604877.tif 000002
【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】
0003604877.tif 000007
【図７】
0003604877.tif 000008
【図８】
0003604877.tif 000009
【図９】
0003604877.tif 000010
【図１０】
0003604877.tif 000011
【図１１】
0003604877.tif 000012