(57)【要約】【課題】モノクロの撮像手段を用いてカラー画像を得る画像読み取り装置において、副走査方向の色ずれが発生することを抑制することである。【解決手段】光源部２０は、光ＢＲ，ＢＧ，ＢＢを所定時間Ｔの間隔で原稿Ｐに向けて順次放射する。等倍レンズ２４は、原稿Ｐで反射した光ＢＲ，ＢＧ，ＢＢを集光する。センサチップ２６は、等倍レンズ２４が集光した光により原稿Ｐを撮像する。搬送部は、光源部２０、等倍レンズ２４及びセンサチップ２６を所定速度Ｖでｘ軸方向に搬送する。分光部２２は、原稿Ｐで反射した光ＢＲ，ＢＧ，ＢＢを、ｘ軸方向の負方向側から正方向側へと所定時間Ｔと所定速度Ｖとの積である所定間隔Ｄで放射順に並べて等倍レンズ２４に対して平行に入射させる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる波長を有する複数種類の光を所定時間の間隔で原稿に向けて順次放射する光源部と、
前記原稿で反射した前記複数種類の光を集光する第１の集光部と、
前記第１の集光部が集光した光により前記原稿を撮像する撮像手段と、
前記光源部、前記集光部及び前記撮像手段を所定速度で副走査方向に搬送する搬送手段と、
前記原稿で反射した前記複数種類の光を、副走査方向の上流側から下流側へと前記所定時間と前記所定速度との積である所定間隔で放射順に並べて前記集光部に対して平行に入射させる光学素子と、
を備えていること、
を特徴とする画像読み取り装置。
【請求項２】
前記光学素子は、第１のプリズム及び前記光の進行方向において該第１のプリズムよりも下流側に設けられている第２のプリズムを含んでおり、
前記第１のプリズムにおいて前記複数種類の光が入射する第１の入射面は、前記第２のプリズムにおいて該複数種類の光が出射する第２の出射面と平行であり、
前記第１のプリズムにおいて前記複数種類の光が出射する第１の出射面は、前記第２のプリズムにおいて該複数種類の光が出射する第２の入射面と平行であること、
を特徴とする請求項１に記載の画像読み取り装置。
【請求項３】
前記複数種類の光の前記第１のプリズム及び前記第２のプリズムにおける屈折率は、等間隔に並んでいること、
を特徴とする請求項２に記載の画像読み取り装置。
【請求項４】
前記光源部は、
前記複数種類の光を放射する複数の光源であって、副走査方向の下流側から上流側へと前記所定間隔よりも大きな間隔で放射順に並べて配置されている複数の光源と、
前記複数の光源が放射した光を副走査方向に集光する第２の集光部と、
を含んでいること、
を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の画像読み取り装置。
【請求項５】
前記光源部は、
前記複数種類の光を放射する光源であって、副走査方向の下流側から上流側へと前記所定間隔で放射順に並べて配置されている複数の光源を、
含んでいること、
を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の画像読み取り装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像読み取り装置に関し、より特定的には、モノクロイメージセンサを用いてカラー画像を得る画像読み取り装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像読み取り装置としては、例えば、特許文献１に記載の画像読取装置が知られている。該画像読取装置は、複数色の光源を順次独立点灯制御しながらモノクロイメージセンサを副走査方向に移動させて、カラー画像を得る。このような画像形成装置では、原稿の読み取り中にモノクロイメージセンサが移動しているので、各色の読み取り位置が副走査方向にわずかにずれてしまう。すなわち、副走査方向の色ずれが発生する。
【０００３】
そこで、特許文献１に記載の画像読取装置では、プリスキャンを行って、本スキャンの際の各色の点灯順又はオフセットを変更して、各色の読み取り位置を近づけている。
【０００４】
以上のように、複数色の光源を順次点灯制御しながら、モノクロイメージセンサを副走査方向に移動させてカラー画像を得る画像形成装置では、副走査方向の色ずれの抑制が重要な課題となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３０４２００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明の目的は、モノクロの撮像手段を用いてカラー画像を得る画像読み取り装置において、副走査方向の色ずれが発生することを抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一形態に係る画像読み取り装置は、異なる波長を有する複数種類の光を所定時間の間隔で原稿に向けて順次放射する光源部と、前記原稿で反射した前記複数種類の光を集光する第１の集光部と、前記第１の集光部が集光した光により前記原稿を撮像する撮像手段と、前記光源部、前記集光部及び前記撮像手段を所定速度で副走査方向に搬送する搬送手段と、前記原稿で反射した前記複数種類の光を、副走査方向の上流側から下流側へと前記所定時間と前記所定速度との積である所定間隔で放射順に並べて前記集光部に対して平行に入射させる光学素子と、を備えていること、を特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、モノクロの撮像手段を用いてカラー画像を得る画像読み取り装置において、副走査方向の色ずれが発生することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施形態に係る画像読み取り装置を上方から平面視した図である。
【図２】図１の画像読み取り装置を主走査方向から透視した図である。
【図３】キャリッジを主走査方向から透視した図である。
【図４】光源部の外観斜視図である。
【図５】１つの画素が読み取られる際の画像読み取り装置の様子を示した図である。
【図６】第１の変形例に係る光源部の外観斜視図である。
【図７】第２の変形例に係る光源部の外観斜視図である。
【図８】第３の変形例に係る光源部の外観斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（画像読み取り装置の構成）
以下に、本発明の一実施形態に係る画像読み取り装置１０について、図面を参照しながら説明する。図１は、一実施形態に係る画像読み取り装置１０を上方から平面視した図である。図２は、図１の画像読み取り装置１０を主走査方向から透視した図である。以下では、鉛直方向をｚ軸方向と定義し、主走査方向をｙ軸方向と定義し、副走査方向をｘ軸方向と定義する。
【００１１】
画像読み取り装置１０は、原稿Ｐに光を照射して、原稿Ｐから反射してきた光を受光することにより、原稿Ｐのカラー画像を読み取る装置であって、本体１２、プラテンガラス１４、キャリッジ１６、搬送部１８及び制御部１９を備えている。該画像読み取り装置１０は、所謂、コンタクトイメージセンサ方式と呼ばれる読み取り方式が採用された装置である。
【００１２】
制御部１９は、例えば、ＣＰＵにより構成されており、画像読み取り装置１０全体の動作を制御する。
【００１３】
本体１２は、画像読み取り装置１０の筐体であり、キャリッジ１６及び搬送部１８を格納している。本体１２の上面には、開口が設けられている。プラテンガラス１４は、透明なガラス又は樹脂により作製され、本体１２の開口に嵌め込まれている。プラテンガラス１４の上面には、図２に示すように、原稿Ｐが載置される。
【００１４】
キャリッジ１６は、図１に示すように、副走査方向に一定の速度Ｖで搬送させられて、原稿Ｐの画像を読み取る。搬送部１８は、キャリッジ１６を副走査方向に速度Ｖで搬送させる搬送手段であり、モータ、プーリー、レール、ベルト等により構成されている。
【００１５】
ここで、キャリッジ１６の詳細について図面を参照しながら説明する。図３は、キャリッジ１６を主走査方向から透視した図である。
【００１６】
キャリッジ１６は、図３に示すように、光源部２０、分光部２２、等倍レンズ２４、センサチップ２６、センサ基板２８及び本体３４を含んでいる。本体３４は、キャリッジ１６の筐体であり、光源部２０、分光部２２、等倍レンズ２４、センサチップ２６及びセンサ基板２８を格納している。更に、本体３４の上面には、開口が設けられている。
【００１７】
光源部２０は、異なる波長を有する赤の光ＢＲ、緑の光ＢＧ及び青の光ＢＢを所定時間Ｔの間隔で原稿Ｐに向けて順次放射する。これにより、光ＢＲ，ＢＧ，ＢＢが、プラテンガラス１４を介して原稿Ｐに対して照射される。制御部１９は、光ＢＲ，ＢＧ，ＢＢを所定時間Ｔでこの順に切り替えて照射させるように光源部２０を制御する。ここで、光源部２０の構成について図面を参照しながらより詳細に説明する。図４は、光源部２０の外観斜視図である。
【００１８】
光源部２０は、基板４０、光源４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ及び導光体４４を備えている。基板４０は、光源部２０のｙ軸方向の正方向側の端部に設けられている。光源４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂは、基板４０のｙ軸方向の負方向側の主面上において、ｘ軸方向の正方向側から負方向側（すなわち、副走査方向の下流側から上流側）へと、所定間隔Ｄよりも大きな間隔でこの順（すなわち、放射順）に並ぶように配置されている。所定間隔Ｄは、所定速度Ｖと所定時間Ｔとの積であり、１画素のｘ軸方向における幅の１／３の大きさである。
【００１９】
導光体４４は、ｙ軸方向に延在している透明の樹脂部材であり、光源４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂが放射した光ＢＲ，ＢＧ，ＢＢを、ｙ軸方向に導いた後、ｚ軸方向の正方向側の主面から放射する。この際、導光体４４は、光ＢＲ，ＢＧ，ＢＢをｘ軸方向に集光する。そのため、導光体４４の底面（ｚ軸方向の負方向側の主面）近傍には、ｚ軸方向の負方向側に向かって突出するＵ字状のプリズム４６が設けられている。
【００２０】
光源部２０から出射した光ＢＲ，ＢＧ，ＢＢは、原稿Ｐで反射し、分光部２２（詳細は後述）を通過して、等倍レンズ２４に入射する。等倍レンズ２４は、原稿Ｐで反射した光ＢＲ，ＢＧ，ＢＢを集光して、センサチップ２６の受光部に等倍で結像させる。センサチップ２６は、等倍レンズ２４により集光された光ＢＲ，ＢＧ，ＢＢにより、原稿を撮像する撮像素子である。センサ基板２８は、図３に示すように、センサチップ２６が実装される回路基板であり、センサチップ２６から電気信号を読み出して、図示しないＡＤコンバータに出力する。
【００２１】
以下に、分光部２２の構成についてより詳細に説明する。分光器２２は、図３に示すように、ｘ軸方向の正方向側から負方向側へと所定間隔Ｄで並んで原稿Ｐから入射してきた光ＢＲ，ＢＧ、ＢＢを、１本に重ねて等倍レンズ２４に入射させる光学特性を有している。具体的には、分光器２２は、同じ形状を有する２つの三角プリズム３０，３２を含んでいる。三角プリズム３０は、入射面Ｓ１及び出射面Ｓ２を有している。三角プリズム３２は、入射面Ｓ３及び出射面Ｓ４を有しており、三角プリズム３０よりも光ＢＲ，ＢＧ，ＢＢの進行方向の下流側に設けられている。光ＢＲ，ＢＧ，ＢＢは、入射面Ｓ１から三角プリズム３０に入射し、出射面Ｓ２から三角プリズム３０から出射する。更に、光ＢＲ，ＢＧ，ＢＢは、入射面Ｓ３から三角プリズム３２に入射し、出射面Ｓ４から三角プリズム３２から出射する。そして、入射面Ｓ１と出射面Ｓ４とは平行であり、出射面Ｓ２と入射面Ｓ３とは平行である。
【００２２】
ここで、光ＢＲ，ＢＧ，ＢＢの三角プリズム３０，３２における屈折率ｎＲ，ｎＧ，ｎＢは異なっている。具体的には、光ＢＲ，ＢＧ，ＢＢの三角プリズム３０，３２における屈折率ｎＲ，ｎＧ，ｎＢは、等間隔に並んでいる。なお、ｎＲ＞ｎＧ＞ｎＢの関係が成立している。そのため、光ＢＲ，ＢＧ，ＢＢは、ｚ軸方向に平行に入射面Ｓ１に入射しても、三角プリズム３０，３２内及び出射面Ｓ２と入射面Ｓ３との間では、平行に進行しない。ただし、ｎＲ＞ｎＧ＞ｎＢの関係が成立している。そのため、光ＢＲ，ＢＧ，ＢＢの間隔は、入射面Ｓ１と出射面Ｓ４との間において、進行に伴って狭くなっていく。そして、出射面Ｓ４において、光ＢＲ，ＢＧ，ＢＢは、重なって、ｚ軸方向に平行に進行する。
【００２３】
（画像読み取り装置の動作）
次に、画像読み取り装置１０の動作について図面を参照しながら説明する。図５は、１つの画素が読み取られる際の画像読み取り装置１０の様子を示した図である。図５（ａ）では、光ＢＲが放射されており、図５（ｂ）では、光ＢＧが放射されており、図５（ｃ）では、光ＢＢが放射されている。
【００２４】
図５において、原稿Ｐの読み取り位置を読み取り位置Ｐ０とする。また、光ＢＲ，ＢＧ，ＢＢがセンサチップ２６に入射する際のセンサチップ２６のｘ軸方向の位置を位置ＰＲ，ＰＧ，ＰＢとする。
【００２５】
制御部１９は、以下に説明する動作の間、キャリッジ１６を所定速度Ｖでｘ軸方向の正方向側に向かって搬送部１８に搬送させている。制御部１９は、図５（ａ）に示すように、所定時間Ｔの間にわたって、光源部２０に光ＢＲを放射させる。光ＢＲは、原稿Ｐの読み取り位置Ｐ０において反射し、三角プリズム３０，３２を通過する。このとき、光ＢＲが三角プリズム３０，３２を通過する経路は、図３の一番右側の点線に示した経路である。これにより、三角プリズム３２の出射面Ｓ４から出射した光ＢＲは、位置ＰＲに沿ってｚ軸方向の負方向側に向かって進行して、等倍レンズ２４に入射する。その結果、光ＢＲは、センサチップ２６に結像する。
【００２６】
次に、所定時間Ｔが経過すると、キャリッジ１６は、所定間隔Ｄだけｘ軸方向の正方向側に進行する。そして、制御部１９は、図５（ｂ）に示すように、所定時間Ｔの間にわたって、光源部２０に光ＢＧを放射させる。光ＢＧは、原稿Ｐの読み取り位置Ｐ０において反射し、三角プリズム３０，３２を通過する。このとき、光ＢＧが三角プリズム３０，３２を通過する経路は、図３の真ん中の点線に示した経路である。これにより、三角プリズム３２の出射面Ｓ４から出射した光ＢＧは、位置ＰＧに沿ってｚ軸方向の負方向側に向かって進行して、等倍レンズ２４に入射する。その結果、光ＢＧは、センサチップ２６に結像する。
【００２７】
次に、所定時間Ｔが経過すると、キャリッジ１６は、所定間隔Ｄだけｘ軸方向の正方向側に進行する。そして、制御部１９は、図５（ｃ）に示すように、所定時間Ｔの間にわたって、光源部２０に光ＢＢを放射させる。光ＢＢは、原稿Ｐの読み取り位置Ｐ０において反射し、三角プリズム３０，３２を通過する。このとき、光ＢＢが三角プリズム３０，３２を通過する経路は、図３の一番左の点線に示した経路である。これにより、三角プリズム３２の出射面Ｓ４から出射した光ＢＢは、位置ＰＢに沿ってｚ軸方向の負方向側に向かって進行して、等倍レンズ２４に入射する。その結果、光ＢＢは、センサチップ２６に結像する。以上の動作により、１画素の読み取りが終了する。そして、図５（ａ）〜図５（ｃ）の動作が繰り返されることにより、原稿全体の画像の読み取りが行われる。
【００２８】
（効果）
以上のように構成された画像読み取り装置１０によれば、副走査方向の色ずれが発生することを抑制できる。より詳細には、従来の一般的な画像読取装置は、複数色の光源を順次独立点灯制御しながらモノクロイメージセンサを副走査方向に移動させて、カラー画像を得る。このような画像形成装置では、原稿の読み取り中にモノクロイメージセンサが移動しているので、各色の読み取り位置が副走査方向にわずかにずれてしまう。すなわち、副走査方向の色ずれが発生する。
【００２９】
そこで、画像読み取り装置１０では、原稿Ｐの読み取り位置Ｐ０で反射した光ＢＲ，ＢＧ，ＢＢを、分光部２２で分光することによって、図５に示すように、ｘ軸方向の負方向側から正方向側へと所定間隔Ｄで放射順に並べて等倍レンズ２４に対して平行に入射させている。所定間隔Ｄは、１画素のｘ軸方向における幅の１／３の大きさであり、光ＢＲ，ＢＧ，ＢＢの照射されている間にキャリッジ１６が進行する距離である。よって、分光された光ＢＲ，ＢＧ，ＢＢは、センサチップ２６に入射する。その結果、画像読み取り装置１０は、副走査方向の色ずれが発生することを抑制できる。
【００３０】
分光部２２が以上の特性を有するために、三角プリズム３０，３２では、入射面Ｓ１と出射面Ｓ４とは平行に構成され、出射面Ｓ２と入射面Ｓ３とは平行に構成されている。これにより、三角プリズム３０，３２として同じ形状の三角プリズムを用いることが可能となる。
【００３１】
また、画像読み取り装置１０では、画像読み取り装置１０内にて発生した熱などによって、センサ基板２８に撓みが発生しても、画質の劣化が発生しにくい。より詳細には、画像読み取り装置１０では、分光部２２により分光された光ＢＲ，ＢＧ，ＢＢは、分光部２２を通過した後、所定間隔Ｄでｘ軸方向に並んだ状態でｚ軸方向の負方向側に向かって進行してセンサチップ２６に入射している。そのため、センサ基板２８に撓みが発生して等倍レンズ２４とセンサチップ２６との間の距離が変動しても、光ＢＲ，ＢＧ，ＢＢのｘ軸方向の間隔は所定間隔Ｄから変動しない。その結果、画像読み取り装置１０において、画質の劣化が発生することが抑制される。
【００３２】
また、光ＢＲ，ＢＧ，ＢＢの三角プリズム３０，３２における屈折率ｎＲ，ｎＧ，ｎＢは、等間隔に並んでおり、ｎＲ＞ｎＧ＞ｎＢの関係が成立している。そのため、分光部２２を通過した後の光ＢＲ，ＢＧ，ＢＢのｘ軸方向の間隔は、等しい間隔に近づく。
【００３３】
また、画像読み取り装置１０では、２つの三角プリズム３０，３２により光ＢＲ，ＢＧ，ＢＢを分光している。そのため、２つの三角プリズム３０，３２の間隔を調整することにより、光ＢＲ，ＢＧ，ＢＢの所定間隔を調整することができる。これにより、画像読み取り装置１０の解像度を調整することが可能である。
【００３４】
また、画像読み取り装置１０では、以下に説明するように、光源４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂのｘ軸方向の幅が所定間隔Ｄよりも大きい場合であっても、光ＢＲ，ＢＧ，ＢＢを読み取り位置Ｐ０に照射することが可能である。より詳細には、光源４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂのｘ軸方向の幅が所定間隔Ｄよりも大きい場合には、光源４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂから放射された直後の光ＢＲ，ＢＧ，ＢＢの間隔は、所定間隔Ｄよりも大きくなってしまう。この場合、光ＢＲ，ＢＧ，ＢＢのいずれかが、読み取り位置Ｐ０を照射できない。そこで、画像読み取り装置１０では、導光体４４は、光ＢＲ，ＢＧ，ＢＢをｘ軸方向に集光している。これにより、光ＢＲ，ＢＧ，ＢＢの間隔を所定間隔Ｄに近づけることができる。その結果、画像読み取り装置１０では、光源４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂのｘ軸方向の幅が所定間隔Ｄよりも大きい場合であっても、光ＢＲ，ＢＧ，ＢＢを読み取り位置Ｐ０に照射すること可能である。
【００３５】
（変形例）
以下に第１の変形例に係る光源部について図面を参照しながら説明する。図６は、第１の変形例に係る光源部２０ａの外観斜視図である。図６において、図４と同じ構成については同じ参照符号を付した。
【００３６】
光源部２０ａでは、光源４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂがｘ軸方向の正方向側から負方向側にずらされた状態でｙ軸方向に積み重ねられている。すなわち、光源部２０ａでは、光源４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂは、ｘ軸方向の正方向側から負方向側へと所定間隔Ｄで放射順に並べて配置されている。そして、光源４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂを一つの組とし、複数の組の光源４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂがｙ軸方向に一列に並べて配置されている。このような構成を有する光源部２０ａも、光源４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂのｘ軸方向の幅が所定間隔Ｄよりも大きい場合であっても、光ＢＲ，ＢＧ，ＢＢを読み取り位置Ｐ０に照射することが可能である。
【００３７】
次に、第２の変形例に係る光源部について図面を参照しながら説明する。図７は、第２の変形例に係る光源部２０ｂの外観斜視図である。図７において、図４と同じ構成については同じ参照符号を付した。
【００３８】
図７に示すように、プリズム４６は、ｘ軸方向に平行な直線であってもよい。光源部２０ｂでは、光源部２０に比べると、光ＢＲ，ＢＧ，ＢＢを読み取り位置Ｐ０に照射することが困難になる代わりに、安価に製造することが可能となる。
【００３９】
以下に第３の変形例に係る光源部について図面を参照しながら説明する。図８は、第３の変形例に係る光源部２０ｃの外観斜視図である。図８において、図４と同じ構成については同じ参照符号を付した。
【００４０】
光源部２０ａでは、光源４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂは、ｘ軸方向に並んでいる。そして、光源４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂの複数の組がｙ軸方向に一列に並べて配置されている。光源部２０ｃでは、光源部２０ａに比べると、光ＢＲ，ＢＧ，ＢＢを読み取り位置Ｐ０に照射することが困難になる代わりに、安価に製造することが可能となる。
【００４１】
（その他の実施形態）
本発明に係る画像読み取り装置は、前記実施形態に係る画像形成装置１０に限らず、その要旨の範囲内において変更可能である。
【００４２】
なお、画像読み取り装置１０では、分光部２０は、三角プリズム３０，３２により構成されているものとしたが、例えば、回折格子によって構成されていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
以上のように、本発明は、画像読み取り装置に有用であり、特に、副走査方向の色ずれが発生することを抑制できる点において優れている。
【符号の説明】
【００４４】
Ｓ１，Ｓ３  入射面
Ｓ２，Ｓ４  出射面
１０  画像読み取り装置
１２  本体
１４  プラテンガラス
１６  キャリッジ
１８  搬送部
１９  制御部
２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ  光源部
２２  分光部
２４  等倍レンズ
２６  センサチップ
２８  センサ基板
３０，３２  三角プリズム
３４  本体
４０  基板
４２Ｂ，４２Ｇ，４２Ｒ  光源
４４  導光体
４６  プリズム
【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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