(57)【要約】【課題】ミラーの面精度のバラツキによる読取画像の品質低下を防止するための措置を、生産時及びメンテナンス時において容易に行うことが可能な画像読取装置を提供する。【解決手段】原稿台１２に置かれた原稿１１を主走査方向の直線状に照明する照明装置３と、原稿１１からの反射光を反射するミラー１５、ミラー１６、ミラー１７と、反射された反射光を結像させる結像レンズ１８と、前記結像レンズによって結像された画像を読み取る光電変換素子１９と、を有する画像読取装置であって、ミラー１６を主走査方向に移動させ焦点度合いの調整を行う。【選択図】  図１
2015088830.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿台に置かれた原稿を主走査方向の直線状に照明する照明手段と、
前記照明手段によって照明される前記原稿からの反射光を反射する複数のミラーと、
前記ミラーによって反射される反射光を結像させる結像レンズと、
前記結像レンズによって結像される画像を読み取る読取センサと、
を有する画像読取装置であって、
前記ミラーのうち少なくとも１つを主走査方向に移動させる駆動手段と、
前記駆動手段によってミラーを動かしつつ読取画像の焦点度合いを調整する調整手段と、
を有することを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
前記調整手段は、
テスト用の画像の副走査方向後端部分を読み取り、
読み取った画像の焦点度合いを計算しつつ、
焦点度合いが最も良好である前記主走査方向に移動可能なミラーの位置を探すことを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
【請求項３】
前記ミラーのうち２つのミラーが対をなしていて、
前記対をなす２つのミラーのうち少なくとも一方は主走査方向に移動可能であり、
前記調整手段は、前記主走査方向に移動可能なミラーを主走査方向に移動させつつ、前記対をなす２つのミラーの一方の面精度のズレがもう一方の面精度のズレを最も打ち消している箇所を探すことによって位置調整を行うことを特徴とする請求項１または２記載の画像読取装置。
【請求項４】
前記駆動手段は、画像読取装置本体に対して取り外し及び取り付けが可能であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項５】
ミラーを主走査方向に移動させるステップと、
テスト用画像を読み取るステップと、
読み取った画像の画像情報から焦点度合いを計算するステップと、
前記焦点度合いが最適となる位置に前記ミラーを移動させるステップと、
を有する焦点調整方法。
【請求項６】
読取画像の焦点調整を行うために画像読取装置に、
ミラーを主走査方向に移動させる第一の駆動処理と、
テスト用画像を読み取る読取処理と、
読み取った画像の画像情報から焦点度合いを計算する計算処理と、
前記焦点度合いが最適となる位置に前記ミラーを移動させる第二の駆動処理と、
を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複写機、プリンタ及びファクシミリ等の画像形成装置に用いられる画像読取装置に関し、特に、精度の高い焦点調整機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
照明手段により原稿を主走査方向に沿って直線上に照らし、原稿からの反射光を結像レンズによってＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の光電変換素子に結像しつつ、原稿を副走査方向に走査することで原稿の画像を読み取る縮小光学系を有する画像読取装置が知られている。縮小光学系においては、原稿からの反射光をミラーで反射させて、結像レンズに至るまでの光路を折りたたむ構造になっている場合が多い。
【０００３】
以下、移動しつつ原稿からの反射光を受ける第一ミラー、第一ミラーからの反射光を結像レンズへ送る第二ミラー及び第三ミラーを備えた画像読取装置を例に説明する。
【０００４】
このような縮小光学系を有する画像読取装置においては、結像レンズにより光電変換素子に結像される画像の解像度ができるだけ大きくなる位置に結像レンズのピントを合わせることが望ましい。
【０００５】
縮小光学系を有する画像読取装置におけるピント調整は、主に下記の方法によって行われる。まず、製造工程の調整治具によりレンズと光電変換素子との位置関係を調整したサブユニットを用意する。次に、同じく位置調整された第一、第二、第三ミラーが載置された画像読取装置本体を用意し、これに前記サブユニットを搭載する。
【０００６】
位置調整された光電変換素子サブユニットを画像読取装置本体に搭載後、チャートを読み取り、読み取った画像が各読み取り画像規格を満足しているかどうか確認する。画像規格の１つとして、画像の焦点度合いを示すＭＴＦ（Modulation Transfer Function）がある。
【０００７】
縮小光学系を有する画像読取装置では、前記のピント調整が正確でない場合に、特に良好なＭＴＦが得られない傾向がある。この問題に対して特許文献１では、光電変換素子を互いに直交する３軸に沿って移動可能かつ回転可能とし、光電変換素子の位置及び角度を、ピントが最適となるよう調整する方法が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
まず、ＭＴＦの規格が外れる要因として、第二ミラーと第三ミラーの面精度のバラツキ、及び互いのミラー面状態の組合せが挙げられる。特に、読取画像の副走査方向後端に近いほど、第二ミラー及び第三ミラーの使用領域が狭くなるため、狙いの光路長からのズレが主走査方向で占める割合が大きくなり、ＭＴＦへの悪影響が大きく、先端部と後端部でＭＴＦの値に差が生じてしまうという問題がある。
【０００９】
また、画像読取装置本体の各寸法値のバラツキと光電変換素子サブユニット調整バラツキとの最悪方向の組合せに、この第二、第三ミラーの面状態組合せの最悪方向の組合せが重なる場合がある。この場合、読取画像の副走査方向後端でのＭＴＦが規格外となってしまうという問題がある。
【００１０】
さらに、画像読取装置生産工程において、前述した第二、第三ミラーの互いの面状態組合せが要因であるＭＴＦの規格外れが発生してしまった場合、ミラーの交換、又は第二キャリッジの交換等の作業を行うことにより、ＭＴＦ規格外れの画像読取装置を修復している。このため、修復のために多大な組立、調整工数が発生するという問題がある。
【００１１】
最後に、サービスマンが第一、第二キャリッジ、光電変換素子サブユニット等の光学部品を市場で交換した際に、前記した第二、第三ミラーの互いの面状態組合せが要因であるＭＴＦの規格外れが発生してしまう場合がある。この場合、その場でミラーの面状態組合せの調整を行うことが困難であるという問題がある。
【００１２】
前述の特許文献１で開示されている方法では、光電変換素子の位置調整はできても、第二ミラー、及び第三ミラーの面精度のバラツキ、及び互いのミラー面状態の組合せは調整できない。このため、上記の問題を解決することができない。
【００１３】
本発明の目的は、ミラーの面精度のバラツキによる読取画像の品質低下を防止するための措置を、生産時及びメンテナンス時において容易に行うことが可能な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】
【００１４】
本発明の画像読取装置は、原稿台に置かれた原稿を主走査方向の直線状に照明する照明手段と、前記照明手段によって照明される前記原稿からの反射光を反射する複数のミラーと、前記ミラーによって反射される反射光を結像させる結像レンズと、前記結像レンズによって結像される画像を読み取る読取センサと、を有する画像読取装置であって、前記ミラーのうち少なくとも１つを主走査方向に移動させる駆動手段と、前記駆動手段によってミラーを動かしつつ読取画像の焦点度合いを調整する調整手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ミラーの面精度のバラツキによる読取画像の品質低下を防止するための措置を、生産時及びメンテナンス時において容易に行うことが可能な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】本発明の画像読取装置の実施形態１の側面図である。
【図２】本発明の画像読取装置の実施形態１でミラーの調整を行う前と後の状態を示す図である。
【図３】本発明の画像読取装置の実施形態１で読取位置が副走査方向に対して変化する時の第二、第三ミラーの使用領域を示す図である。
【図４】本発明の画像読取装置の実施形態１の第二走行体の斜視図である。
【図５】本発明の画像読取装置の実施形態１の側面図である。
【図６】本発明の画像読取装置の実施形態１及び実施形態２におけるＭＴＦの検査方法を示す図である。
【図７】本発明の画像読取装置の実施形態１の焦点調整処理の動作例を示すフローチャート図である。
【図８】本発明の画像読取装置の実施形態１の情報処理部及び画像読取部の構成例を示すブロック図である。
【図９】本発明の画像読取装置の実施形態２の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜実施形態１の構成＞
図１は本発明の画像読取装置の実施形態１を表している。図１に示すように、画像読取装置１は、原稿台１２、照明ユニット３及びミラー１５を備えた走行体２、ミラー１６及びミラー１７を備えた走行体４、結像レンズ１８、光電変換素子１９を有する。光電変換素子１９は読取センサとして機能する。矢印Ｙは図の手前から奥に向かっており主走査方向を表している。また、矢印Ｘは副走査方向を表している。
【００１８】
照明ユニット３は光源１３及びミラー１４を備えており、光源１３から発生した光をミラー１４で反射させることで照射を行う。走行体２は、原稿台１２上に置かれた原稿１１に照明ユニット３によって下側から光を主走査方向の直線状に照射しつつ、副走査方向へ移動する。同時に走行体４も、走行体２のミラー１５によって反射された光をミラー１６からミラー１７へ反射させつつ、副走査方向へ移動する。ミラー１７によって反射された光は、結像レンズ１８によって光電変換素子１９上に結像される。
【００１９】
前述の画像の焦点度合いを示すＭＴＦのバラツキに最も寄与するのが光路長である。光路長は結像レンズ１８によって決定される。光路長は、結像レンズ１８から光電変換素子１９までの結像側の光路長と、結像レンズ１８から原稿面までの物体側の光路長の２つに大きく分けられる。
【００２０】
結像レンズ１８から光電変換素子１９までの距離は、画像読取装置１の生産工程の生産治具によって調整され、一つの結像系サブモジュール５が生産される。そして、同じく生産工程にて位置調整された走行体２、走行体４が載置された画像読取装置１に結像系サブモジュール５が搭載される。この時、結像系サブモジュール５は搭載する際に位置決めされることにより、物体側距離も狙いの光路長となる様に画像読取装置１を組み付けられる。
【００２１】
図１及び図２を用いて、光路長のずれについて説明する。図２の（ａ）は、ミラー１６とミラー１７の面精度のバラツキと面状態の組み合わせを表している。横軸は面の凹凸を表しており、縦軸は主走査方向の位置を表している。面状態２００ａはミラー１６の面状態、面状態３００はミラー１７の面状態を示す。ミラー１６の位置２０１ａで反射された反射光は、ミラー１７の位置３０１で反射され、結像レンズ１８へ至る。この時、光路長は所定の長さより長くなる方向へ二重にずれることになる。逆に、ミラー１６の位置２０２ａで反射された反射光は、ミラー１７の位置３０２で反射され結像レンズ１８へ至るので、光路長は所定の長さより短くなる方向へ二重にずれる。
【００２２】
前述の通り、読取画像の副走査方向先端から後端近いほど、このズレによるＭＴＦへの影響が大きくなる。これについて、図３を用いて説明する。
【００２３】
図３は画像読取装置１の上面図である。５０２はミラー１５の使用領域、５０１はミラー１６及びミラー１７の使用領域、５０３はミラー１５からミラー１６に至る光路、５０４はミラー１７から結像レンズ１８に至る光路、Ｘは副走査方向、Ｙは主走査方向を示している。上面図のため、ミラー１７はミラー１６と重なっている。画像の読取の進行に従って、（ａ）から（ｂ）へ状態が変化する。図３に示すように、（ａ）から（ｂ）に変化するに従って、使用領域５０１が狭小化する。このため、光路長がずれた部分が主走査方向に占める割合が大きくなり、ＭＴＦへの影響も大きくなる。
【００２４】
図４及び図５を用いて、走行体４の構成及び走行体４の位置を調整するための機構について説明する。
【００２５】
図４に示すように、走行体４にはミラー１６、ミラー１７、ガイドピン４ａ、調整用ブラケット４１が設けられている。調整用ブラケット４１は調整用ブラケット固定部４１ｂに、固定用ネジ４１ｃで留められている。固定用ネジ４１ｃは、原稿台１２を開けることなく、外部からアクセス可能となっている。固定用ネジ４１ｃを緩めると、調整用ブラケット４１はガイドピン４ａにより、ミラー１６とともにガイド用溝４１ａに沿って移動可能となる。また、調整軸４２は走行体４の移動の邪魔にならない位置と、調整用ブラケット４１の軸突き当て部４１ｄと接する位置との間で移動可能となっている。
【００２６】
図５に示すように、ミラー１６の位置調整を行う場合、調整軸４２は調整用ブラケット４１の軸突き当て部４１ｄと接する位置に移動する。調整軸４２はウォームギヤ４２ａを有しており、ウォームギヤ４２ａはモータ４３、モータ４４と接続されている。モータ４３及びモータ４４は例えばＤＣモータであっても良いし、ステッピングモータであっても良い。
【００２７】
また、画像読取装置１は情報処理部を有する。図８に示すように、情報処理部７００には、表示部７０１、操作部７０２、制御手段７０３、記憶手段７０４、計算手段７０５が設けられている。
【００２８】
＜実施形態１の動作＞
実施形態１においてミラー１６の位置調整を行う際の動作について、図４から図８を用いて説明する。
【００２９】
まず、図５に示すように、画像読取装置１に生産工程にて画像読取装置１の組み付けが一通り完了した後、画像確認工程にて、原稿台１２にテスト用画像として調整用チャート２０を載置する。この時、ミラー１６は、初期位置である可動範囲内でモータ４４側に最も近い位置にある。
【００３０】
図８に示すように、オペレータ８００が操作部７０２を操作し、画像読取装置１の第二ミラー位置調整モードを選択すると、走行体２及び走行体４が読取画像副走査方向の画像先端部に走査することにより、副走査方向画像先端部のＭＴＦ値を計測する。副走査方向画像先端部ＭＴＦ値計測後、走行体２及び走行体４を副走査方向の画像後端部に走査させる。
【００３１】
ここで、読み取った画像の画像情報を基に、計算手段７０５によって、後述する計算方法を使用し焦点度合いを計算し、計算の結果得られた焦点度合いとミラー１６の位置情報が、記憶手段７０４によって記憶される。
【００３２】
画像後端部に到達後、表示部７０１に「固定ネジを緩めた後、ＯＫボタン押下」等のメッセージが表示される。その後、調整用ブラケット４１の固定用ネジ４１ｃを緩め仮止め状態にする。
【００３３】
オペレータ８００が操作部７０２のＯＫボタンを押下すると、自動的にミラー１６の位置調整が実行される。初め、調整軸４２は、走行体２及び走行体４の走査の邪魔にならない位置に格納されている。調整軸４２の前側に備え付けられたモータ４３及び調整軸４２の後側に備え付けられたモータ４４の動力をウォームギヤ４２ａにて伝達することにより、調整軸４２を調整用ブラケット４１の軸突き当て部４１ｄまで移動させる。
【００３４】
以降の動作を図７に示すフローチャート図に沿って説明する。
【００３５】
ミラー１６は、例えば、モータ４３を非通電、もしくは非励磁状態としてフリー状態にし、モータ４４を駆動させて前方向に移動させるといった方式によって移動させる。この時、走行体４上に設置されたガイドピン４ａと、調整用ブラケット４１上にあるガイド用溝４１ａにより、ミラー１６は主走査方向に移動できる。
【００３６】
まず、図７のステップＳ１に示すように、モータ４４を所定の単位量だけ駆動し、ミラー１６を主操作方向へモータ４４から離れる方向へ移動させる。
【００３７】
次に、ステップＳ２に示すように、画像の読取を行う。画像を読み取る際の動作は、前述の通り、調整用チャート２０の画像面から反射した反射光を、ミラー１５、ミラー１６、ミラー１７に反射させて、結像レンズ１８で結像した画像を光電変換素子１９にて読み取る。
【００３８】
画像の読取が完了すると、図７のステップＳ３に示すように、初期位置で行った際と同じように、読み取った画像の画像情報を基に、図８に示す計算手段７０５によって、後述する計算方法を使用し焦点度合いを計算する。計算の結果得られた焦点度合いとミラー１６の位置情報は、記憶手段７０４によって記憶される。
【００３９】
ここで、図７のステップＳ４に示すように、この時点でミラー１６がさらに移動可能であるかどうかを判定し、移動可能であれば再びステップＳ１からステップＳ３を実行する。
【００４０】
ステップＳ４において、ミラー１６が移動不可能であると判定された場合は、ステップＳ５に示すように、記憶手段７０４から、最も焦点度合いが良好である場合のミラー１６の位置情報を取得し、その位置にミラー１６を移動させる。
【００４１】
焦点度合いの計算には、前述したＭＴＦを用いる。図６に示すように、取得した画像の主走査方向を例えば４個のブロックに分割する。そして、副走査方向画像先端部のＡ１のＭＴＦ値をα１、Ａ２のＭＴＦ値をα２、Ａ３のＭＴＦ値をα３、Ａ４のＭＴＦ値をα４とする。また、副走査方向画像後端部のＢ１のＭＴＦ値をβ１、Ｂ２のＭＴＦ値をβ２、Ｂ３のＭＴＦ値をβ３、Ｂ４のＭＴＦ値をβ４とする。下記の式(１)で得られる値を現在のミラー１６の位置における焦点度合いとする。この値が０に近い程焦点度合いが良好であるといえる。
｜α１−β１｜＋｜α２−β２｜＋｜α３−β３｜＋｜α４−β４｜・・・(１)
例として、取得した画像の分割するブロックの数を４としたが、分割数はいくつであっても良い。分割数が多いほど調整の精度が向上する。
【００４２】
上記動作によりミラー１６の位置調整が完了した後、図８に示す表示部７０１に「固定ネジを締結後、ＯＫボタン押下」等のメッセージが表示される。その後調整用ブラケット４１の固定用ネジ４１ｃを締め、本締め状態にする。
【００４３】
固定用ネジ４１ｃを本締め状態にした後、オペレータ８００が操作部７０２のＯＫボタンを押下すると、再度、モータ４３及びモータ４４の駆動により、調整軸４２が所定の位置に格納される。調整軸４２格納後、走行体２と走行体４が、再びホームポジションに戻ることにより、ＭＴＦ調整動作が完了となる。
【００４４】
実施形態１では、焦点調整を生産時に行うことを想定しており、オペレータ８００としては、生産ラインにおける画像確認工程の担当者が考えられる。これはああくまで一例であり、あらゆるタイミングで焦点調整を行うことが可能である。例えば、市場においてＭＴＦの規格外れが発生し、メンテナンスを行う場合が挙げられる。この場合オペレータ８００には、例えばメンテナンス担当のサービスマンが該当する。
【００４５】
また、実施形態１では、図７に示すステップＳ１からステップＳ５は、予め画像読取装置にインストールされたプログラムによって自動的に実行される。しかし、必ずしもプログラムによって実行される必要は無く、一部または全てのステップを手動にて実行するようにしても良い。
【００４６】
＜実施形態１の作用・効果＞
実施形態１によれば、ミラー１６の主走査方向の位置調整が可能であるため、読取画像の副走査方向の先端部と後端部のＭＴＦ値の差が小さく、読取画像の副走査方向後端部でのＭＴＦ値の規格外れがない読取画像が提供可能である。
【００４７】
また、モータ４３及びモータ４４を自動駆動によって調整を行うため、手動で調整を行う場合に比べて正確な調整が可能となる。
【００４８】
さらに、調整機構、及び調整用プログラムを画像読取装置１に搭載することにより、上記の様な、画像読取装置１の生産工程だけでなく、メンテナンス時にも調整を行うことが可能である。例えば市場でサービスマンが画像読取装置１の各光学部品を交換し、再度調整が必要となった場合でも、その場にてＭＴＦ調整が実行可能である。
【００４９】
＜実施形態２の構成＞
実施形態２では、図７に示すように、画像読取装置１生産工程の画像読取装置調整用治具６に、調整軸駆動ユニット６１ｂを搭載し、調整軸駆動ユニット用スライダ６１ａにより調整軸駆動ユニット６１ｂをスライド可能とする。モータ４３及びモータ４４は調整軸駆動ユニット６１ｂに備え付けられている。画像読取装置１は画像読取装置調整治具６に対して取り付け及び取り外しが可能である。
【００５０】
＜実施形態２の動作＞
実施形態２において、ＭＴＦ調整を行う際には、調整軸駆動ユニット６１ｂをスライドさせてモータ４３及びモータ４４が調整軸４２に接するようにする。その後は実施形態１と同様に、モータ４３及びモータ４４の駆動によって調整軸４２を移動させつつ調整を行う。調整が終わったあとは、調整軸駆動ユニット６１ｂを元の位置に戻し、画像読取装置１を画像読取装置調整用治具６から取り外す。
【００５１】
＜実施形態２の作用・効果＞
実施形態２では、調整軸駆動用のモータを画像読取装置１本体に搭載しない。これにより、画像読取装置ごとに調整軸駆動用の構成を搭載する必要が無くなるので、コスト的に有利となる。
【００５２】
調整軸駆動ユニットを画像読取装置１に搭載するか、画像読取装置生産工程の画像読取装置調整用治具６に搭載するかを、市場での有用性、装置コスト等から自由に選択可能な点も、実施形態１及び実施形態２の効果である。
【００５３】
なお、上記の実施形態は、本発明の好適な実施形態であり、上記実施形態のみに本発明を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。
【００５４】
例えば、実施形態１及び実施形態２では、３つのミラーのうちの１つである移動させて位置調整を行っているが、３つのミラーのうち２つのミラーを移動可能にして位置調整を行っても良い。この場合、より精度の高い調整が可能となる。
【符号の説明】
【００５５】
１    画像読取装置
２，４    走行体
３    照明ユニット
５    結像系サブモジュール
６    画像読取装置調整用治具
１５，１６，１７    ミラー
１８    結像レンズ
１９    光電変換素子
４１    調整用ブラケット
４２    調整軸
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５６】
【特許文献１】特開平３−１０４６０号公報
【図１】
2015088830.tif 000003
【図２】
2015088830.tif 000004
【図３】
2015088830.tif 000005
【図４】
2015088830.tif 000006
【図５】
2015088830.tif 000007
【図６】
2015088830.tif 000008
【図７】
2015088830.tif 000009
【図８】
2015088830.tif 000010
【図９】
2015088830.tif 000011