(57)【要約】【課題】一体型読取光学系において、イメージセンサからの熱を他の光学部品に与えないようにする。【解決手段】結像レンズの前、または後に反射ミラーを配置して光束を走査ユニットの鉛直上方向に折り返しすことにより、ＣＣＤ等のイメージセンサを反射ミラー、結像レンズよりも上方に配置させる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿を照明する光源手段と、前記光源手段により照明された前記原稿からの光束を反射させる少なくともひとつのミラーと、前記ミラーで反射された光束を結像させる結像レンズと、前記結像レンズの結像位置に配置されたイメージセンサとを、ひとつのケースに一体的に収納した一体型走査光学系ユニットからなり、前記走査光学ユニットを前記原稿の下方で走査方向に移動させて、前記原稿の画像情報を読み取る画像読取装置において、
前記イメージセンサは、前記ミラー、および前記結像レンズよりも上方に位置し、かつ受光面を前記原稿に対して平行にしたことを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
前記ミラーのひとつは、結像レンズの直前に置かれ、走査方向と略平行な光束を鉛直上方向に反射させた後に、結像レンズとイメージセンサに光束を入射させることを特徴とする前記請求項１記載の画像読取装置。
【請求項３】
前記ミラーのひとつは、結像レンズの直後に置かれ、走査方向と略平行な光束を鉛直上方向に反射させた後に、前記イメージセンサに光束を入射させることを特徴とする前記請求項１記載の画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はフラットベッド型イメージスキャナーやデジタル複写機等で用いられる画像読取装置に関するものであり、特に光源、ミラー、結像レンズ、イメージセンサ等を一体に収納した一体型走査光学系ユニットを用いて原稿の画像情報を読取るための画像読取装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、フラットベッド型イメージスキャナーやデジタル複写機等の画像読取装置が種々提案されている。
【０００３】
図４はこの種の従来の画像読取装置の要部概略図である。
【０００４】
同図において、原稿台ガラス１０１上に載置された原稿１０２は光源１０３からの直接光と反射笠１０４を介した光束により両側から照明される。
【０００５】
その反射された光束を、第１ミラー１０５、第２ミラー１０６、第３ミラー１０７、結像レンズ１０８を介してＣＣＤ等のイメージセンサー１０９面上に結像することにより、主走査方向（図７において紙面と垂直方向）の１ライン分の画像情報を読み取る。
【０００６】
また副走査方向（図７において矢印方向）へは、光源１０３と反射笠１０４と第１ミラー１０５とからなる第１ミラー台１１０を速度Ｖで移動させ、かつ第２ミラー１０６と第３ミラー１０７とからなる第２ミラー台１１１を速度Ｖ／２で同方向に移動させることにより、原稿１０２からイメージセンサー１０９までの光路長を一定に保ちながら、原稿１０２の画像情報を読み取る。
【０００７】
この種の走査光学系は公知の技術としていわゆる２：１走査光学系と呼ばれ、原稿からイメージセンサーまでの光路長を長くした場合でも副走査方向の装置サイズを小型化できるメリットがある。
【０００８】
しかしながらこの種の走査光学系は、原稿とイメージセンサーを結ぶ３枚の走査用ミラーの位置関係を相対的に変更しながら走査する必要があるため、該走査用のミラーの振動や角度誤差、面精度誤差等による色ずれ、濃度むら、ピントずれ等を生じる場合があり、このため走査用ミラーの部品精度や駆動精度を高めなければならないという問題点がある。
【０００９】
そこで上記２：１走査光学系の問題点を緩和した一体型走査光学系ユニットを有する画像読取装置が特開平５−４８８２７号公報などで開示されている。
【００１０】
図５は、一体型走査光学系ユニットを有する画像読取装置の要部概略図である。
【００１１】
同図における一体型走査光学系ユニット２００において、原稿台ガラス２０１上に載置された原稿２０２は光源２０３からの光束により照明される。
【００１２】
その反射された光束を、第１ミラー２０５、第２ミラー２０６、第３ミラー２０７、第４ミラー２０８、第５ミラー２０９、結像レンズ２１０を介してＣＣＤ等のイメージセンサー２１１面上に結像することにより、主走査方向（図５において紙面と垂直方向）の１ライン分の画像情報を読み取る。
【００１３】
一体型走査光学系ユニット２００は光源２０３からＣＣＤ等のイメージセンサー２１１までの要素すべてを一体に収納しているため各要素の相対位置が常に一定であり、ゆえに副走査方向（図５において矢印方向）への読取りは、一体型走査ユニット２００を速度Ｖで移動させることにより画像情報を読み取ることができる。
【００１４】
相対位置が常に一定のため、該走査用のミラーの振動や角度誤差、面精度誤差等による色ずれ、濃度むら、ピントずれ等への影響が緩和され、一体型走査光学系は２：１走査光学系に比べ、ミラーの部品精度や駆動精度を高めなくとも、一体型走査光学系ユニットの要素を収納するキャリッジケースの部品精度を高精度に成形してさえいれば、高画質の画像が得られることができる。
【００１５】
ここでキャリッジケースは、光源２０３、第１ミラー２０５、第２ミラー２０６、第３ミラー２０７、第４ミラー２０８、第５ミラー２０９、結像レンズ２１０、ＣＣＤ等のイメージセンサー２１１までの要素すべてを一体に収納するため、キャリッジケースそのものの大きさは非常に大きく、特にＡ３サイズを読み取る装置においては主走査方向の長さが少なくとも２９７ｍｍ以上必要となる。
【００１６】
よって、駆動系の負荷を軽減させるためにもキャリッジケースはＡＢＳやポリカーボネート等の軽量な樹脂製であることが望ましい。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例に示した一体型走査光学系ユニットおいては、低速読み取りの場合はさほど問題とならないが、１分間で数十枚の読み取りをおこなう場合は熱の問題が発生する。
【００１８】
つまり、光源２０３、ＣＣＤ２１１から大量の熱が発生するため、樹脂製のキャリッジケースに精度よく実装された光学部品の位置が僅かに狂うことになる。
【００１９】
光源２０３から発生する熱に関してであるが、通常、光源２０３は一体型走査光学系ユニット２００の読み取り面に一番近いところ、つまりは最上部に位置するため、下方に配置された結像レンズ２１０、折り返しミラー２０５、２０６、２０７、２０８、２０９には影響が少ない。
【００２０】
しかし、ＣＣＤ２１１およびその基板から発生する熱に関しては、ＣＣＤ２１１は一体型走査光学系ユニット２００の下方であり、かつ結像レンズ２１０の真横にあるため、発生する熱が結像レンズ２１０、および折り返しミラー２０５、２０６、２０７、２０８、２０９に影響を与えることになる。
【００２１】
前述のように、キャリッジケースは樹脂でできているため、この熱により、光学部品の位置が狂い、画像に悪影響を及ぼすばかりでなく、結像レンズ２１０の劣化なども懸念される。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像読取装置は、原稿を照明する光源手段と、前記光源手段により照明された前記原稿からの光束を反射させる少なくともひとつのミラーと、前記ミラーで反射された光束を結像させる結像レンズと、前記結像レンズの結像位置に配置されたイメージセンサとを、ひとつのケースに一体的に収納した一体型走査光学系ユニットからなり、前記走査光学ユニットを前記原稿の下方で走査方向に移動させて、前記原稿の画像情報を読み取る画像読取装置において、前記イメージセンサは、前記ミラー、および前記結像レンズよりも上方に位置し、かつ受光面を前記原稿に対して平行にしたことを特徴とする。
【００２３】
また、前記ミラーのひとつは、結像レンズの直前に置かれ、走査方向と略平行な光束を鉛直上方向に反射させた後に、結像レンズとイメージセンサに入射させることを特徴とする。
【００２４】
また、前記ミラーのひとつは、結像レンズの直後に置かれ、走査方向と略平行な光束を鉛直上方向に反射させた後に、前記イメージセンサに入射させることを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
本発明の第１の実施例について図１、図２を用いて詳細に説明する。
【００２６】
図１において、５１は画像読取装置本体であり、その天面に配置された原稿台ガラス１の面上に原稿２が載置されている。
【００２７】
５０は一体型走査光学系ユニット（以下、単に走査ユニットと称す）であり、後述する光源手段、複数のミラー、結像レンズ、そして読取手段（イメージセンサー）等を一体的に収納しており、モーター等の駆動装置（不図示）により副走査方向（図１において矢印Ａ方向）へ走査し、原稿２の画像情報全面を読み取っている。
【００２８】
図２に走査ユニットの断面図を示す。
【００２９】
４は光源であり、例えば蛍光灯やキセノンランプ等よりなる。
【００３０】
５〜１０は各々順に第１、第２、第３、第４、第５、第６ミラーであり、後述する位置に配置され原稿２からの光束を折り返し、結像レンズ１０に入射させる。
【００３１】
１０は結像レンズであり、原稿２の画像情報に基づく光束を読取手段としてのカラー読み取り用のイメージセンサー１１面上に結像させている。
【００３２】
本実施形態において、光源４から放射された光束は原稿２の下面を照明し、該原稿２からの拡散光束の一部が図２において鉛直下方へ進み、第１ミラー５に入射する。
【００３３】
第１ミラー５に入射した光束は所定の角度で、走査ユニット５０の左方へ反射され、該走査ユニット５０の左端側に配置された第２ミラー６に入射する。
【００３４】
第２ミラー６に入射した光束は所定の角度で走査ユニット５０の右方へ反射され、原稿２と第１ミラー５との間の光路と交差した後、走査ユニット５０の中央付近に配置された第３ミラー７に入射する。
【００３５】
第３ミラー７に入射した光束は原稿２面に対して略水平方向に反射され、再度原稿２と第１ミラー５との間の光路を交差した後、走査ユニット５０の左端側に配置された第４ミラー８に入射する。
【００３６】
第４ミラー８に入射した光束は走査ユニット５０の下方へ直角に反射され、第２ミラー６と第３ミラー７との間の光路、および第１ミラー５と第２ミラー６との間の光路を交差した後、走査ユニット５０の下部に配置された第５ミラー９に入射する。
【００３７】
第５ミラー９に入射した原稿２の画像情報に基づく光束は、原稿２面に対して略水平方向に反射され、走査ユニット５０の下部左端に配置された第６ミラー１０に入射する。
【００３８】
第６ミラー１０に入射した光束は走査ユニット５０の上方へ直角に反射され、結像レンズ１１に入射し、その後結像レンズ１１の上方に配置されたイメージセンサー１２面上に結像する。
【００３９】
そして走査ユニット５０を図１に示す矢印Ａ方向（副走査方向）に移動させることにより、原稿２の画像情報全体を読み取っている。
【００４０】
この実施例では、光源４、イメージセンサー１２とも走査ユニット５０の最上部に位置しており、第１ミラー５、第２ミラー６、第３ミラー７、第４ミラー８、第５ミラー９、第６ミラー１０、結像レンズ１１のすべての光学部品に対し、上方に位置している。
【００４１】
光源４、イメージセンサー１２から発せられる熱の多くは上方に逃げるので、下方に位置する光学部品への影響は極めて少ない。
【００４２】
また、本実施例の別の効果として、走査ユニット５０の幅方向への制約が少なくなることも挙げられる。
【００４３】
つまり、このような一体型光学系の場合においても、光量の均一性などの理由から画角を抑えるべくある程度の光路長が必要であり、Ａ４長手（２９７ｍｍ）を読むためには少なくとも３００ｍｍ程度の光路長が必要となる。
【００４４】
読み取る画像の解像度とイメージセンサー１２の１画素あたりのピッチによるが、結像レンズ１１からイメージセンサー１２にはある程度の距離が必要であり、このことが、走査ユニット５０の幅方向の制約となっていた。
【００４５】
しかし本実施例では、走査ユニット５０に対して、結像レンズ１１、イメージセンサー１２を縦方向に配置しているため、高さ方向にデメリットがあるものの、幅方向の制約がなくなり、画像読み取り装置そのものの幅方向寸法を小さくすることができる。
【００４６】
さらに、本実施例のもうひとつの効果として、イメージセンサー１２の受光面へのゴミ付着による画像不良の軽減が挙げられる。
【００４７】
これはイメージセンサー１２の受光面を下向きにして配置しているためであり、受光面を垂直に配置した従来の構成よりも、ゴミ、埃に対して有利な構成であるといえる。
【００４８】
（実施例２）
上記第１の実施例では結像レンズ１１の手前に配置した反射ミラー１０で拘束を９０°上方向に折り返すことによりイメージセンサー１２を走査ユニット５０の上部に配置させた。
【００４９】
第２の実施例では別の位置で拘束を折り返しており、その構成を図３を用いて説明する。
【００５０】
なお、第２の実施例において、第１の実施例と同じ構成のものに関しては同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５１】
図３において、第５ミラー９に入射した原稿２の画像情報に基づく光束は、原稿２面に対して略水平方向に反射され、走査ユニット５０の下部中央に配置された結像レンズ１１に入射する。
【００５２】
結像レンズ１１を抜けた光束は、走査ユニット５０の下部左端に配置された第６ミラー１４に入射し、上方へ直角に反射される。
【００５３】
その後、第６ミラー１４の上方に配置されたイメージセンサー１２面上に結像する。
【００５４】
そして第１の実施例同様、走査ユニット５０を図１に示す矢印Ａ方向（副走査方向）に移動させることにより、原稿２の画像情報全体を読み取っている。
【００５５】
第２の実施例においても、光源４、イメージセンサー１２とも走査ユニット５０の最上部に位置しており、第１ミラー５、第２ミラー６、第３ミラー７、第４ミラー８、第５ミラー９、第６ミラー１４、結像レンズ１１のすべての光学部品に対し、上方に位置している。
【００５６】
光源４、イメージセンサー１２から発せられる熱の多くは上方に逃げるので、下方に位置する光学部品への影響は第１の実施例同様、極めて少ない。
【００５７】
また、第一の実施例と異なり、高さ方向へのデメリットがないため、熱の影響を考慮しつつ、従来とほぼ同等のサイズで走査ユニットを構成することができる。
【００５８】
また、第一の実施例と同様にイメージセンサー１２の受光面を下向きにして配置しているので、受光面を垂直に配置した従来の構成よりも、ゴミ、埃に対して有利であるという効果も期待できる。
【００５９】
【発明の効果】
本発明によれば、結像レンズの前、または後に折り返しミラーを配置し、光束を走査ユニットの上方向に折り返したことにより、イメージセンサーを走査ユニットの上部に配置させることができ、結像レンズや折り返しミラーのすべてをイメージセンサよりも下部に配置したので、イメージセンサーから発せられる熱の影響が光学部品に達しにくくなっており、光学部品の位置ズレによる画像不良や結像レンズの劣化などによる画像不良を防止することができる。
【００６０】
また、別の効果として、イメージセンサーの受光面を下向きにして配置しているので、ゴミ、埃が付着しにくいという効果も期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１、および第２の実施例における画像読取装置の概略図
【図２】本発明に係る第１の実施例を示す断面図
【図３】本発明に係る第２の実施例を示す断面図
【図４】従来の２：１光学系を用いた画像読取装置の概略図
【図５】従来の一体型読み取り光学系を用いた画像読取装置の概略図
【符号の説明】
１　原稿台ガラス
２　原稿
４　光源
５〜９　第１〜第５ミラー
１０、１４　第６ミラー
１１　結像レンズ
１２　イメージセンサー
５０　走査ユニット
５１　画像読取装置
【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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