JP3543756B2 - 原稿読取装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタルコピア、ファクシミリ、イメージスキャナ等に用いて好適な原稿読取装置に関し、特に原稿画像のライン毎に画像を読み取る走査型の原稿読取装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
原稿画像のライン毎に画像を読み取る走査型の原稿読取装置は、従来から種々提案されている(例:特開平9−284483号公報、特開平10−79835号公報等)。
【0003】
図11は従来の一般的な原稿読取装置を示す概略図、図12は光源周辺部を示す図である。この原稿読取装置は、光源1、反射板2、ミラー3a,3b,3c、結像レンズ4からなる結像光学系によって、原稿読取位置5における原稿6の原稿像をラインセンサ(CCD)7の受光面に結像させることにより、原稿像を読み取るようにしたものである。
【0004】
光源1としては、一般にキセノンランプが用いられる。キセノンランプは、ガラス管1Aの内壁面の一部に蛍光体8を塗布し、管内にキセノンガスを主成分とする希ガスを封入し、ガラス管1Aの外壁に図示しない一対の帯状電極を設け、この電極に高周波電圧を印加することにより点灯するものである(特開平3−225745号公報等)。
【0005】
光源1、反射板2およびミラー3aは、一体化されることにより第1のミラーユニット9を構成している。同様に、ミラー3b,3cも一体化されることにより、第2のミラーユニット10を構成している。第1、第2のミラーユニット9,10は、図示しない駆動モータ、タイミングベルト等によってガラス板11と平行な方向(矢印Y方向)に移動自在に支持されている。
【0006】
本原稿読取装置がガラス板11上に載置された原稿6を読み取るには、光源1を点灯し、原稿読取位置5を照射する。このとき、光源1から管内に放射された紫外線20は、蛍光体8によって可視光13に変換され、ガラス管1Aの開口部1Bから外部に放射されると、その一部が原稿読取位置5を直接照射し、一部が反射板2で反射して原稿読取位置5を照射する。また、第1、第2のミラーユニット9、10を図において左方へ同時に移動させる。このとき、原稿読取位置5からラインセンサ7までの光路長を一定に保つために、第2のミラーユニット10の移動速度を第1のミラーユニット9の移動速度の半分にし、第2のミラーユニット10を第1のミラーユニット9の半分の移動距離だけ移動させる。これにより、原稿読取位置5は、第1のミラーユニット9の移動量だけ左方に移動し、新しい原稿読取位置の像がラインセンサ7上に結像される。したがって、第1のミラーユニット9を原稿6の長さだけ走査すれば、原稿6全体の像を読み取ることができる。
【0007】
反射板2は、通常鏡面仕上げされたアルミニウム板等が使用される。光源1の開口部1Bの開口角A、開口部1Bの向きX、反射板2の断面形状、反射板2の位置を最適化することにより、反射板2がない場合に比べて原稿読取位置5での照度を1.5倍程度まで上げることができる。
【0008】
図13は上記した特開平10−79835号公報に開示されている原稿読取装置の光源周辺部を示す図である。
この原稿読取装置は、光源1から放射され蛍光体8に向かうことなく光源1の開口部1Bからガラス管1Aの外部に直接放射される紫外線20aを光源1の外部に配置した発光体21によって可視光13aに変換して原稿読取位置5を照射することにより、照明効率を高めるとともにセンサにとって有害な紫外線20aを減少させるようにしたものである。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、図13に示す従来の原稿読取装置は、光源1の開口部1Bから外部へ直接放射される読取りに直接利用できない紫外線20aを発光体21によって可視光13aに変換することにより、照明効果を向上させると同時に、センサにとって有害な紫外線20aを減少させることができるため、図11および図12に示した反射板2を用いる従来装置に比べて優れているといえる。しかしながら、発光体21を光源1とガラス板11との間に配置しているため、光源1が原稿読取位置5から遠くなり、十分な照明効果が得られず、むしろ図12に示す反射板2を用いた従来装置の方が照明効果という点で優れている。ただし、反射板2の場合は、紫外線20aを可視光13aに変換する機能を有さず、センサへの影響が大きくなるため、好ましくない。
【0010】
本発明は上記した従来の問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、照明効果を向上させるようにした原稿読取装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、原稿と対向する面にカバーガラスを有し前記原稿に沿って移動されるケースと、このケース内に組み込まれたスキャナモジュールとを備え、前記スキャナモジュールを、前記カバーガラスを通して前記原稿の読取位置を照射する光源と、この光源の開口部から外へ放射される紫外線を可視光に変換する発光体と、前記光源からの光を反射し前記原稿読取位置に導く反射板と、前記原稿を読み取るラインセンサと、前記原稿によって反射した光を集光レンズを介して前記ラインセンサに導くミラーとで構成し、前記光源と前記反射板を前記光源の移動方向と直交し前記原稿読取位置を含む垂直な面を挟んで略対称な位置に配置するとともに、前記発光体を透光性材料によって形成し前記カバーガラスの裏面に前記垂直な面を挟んで略対称な位置に配置したものである。
【0016】
本発明においては、原稿読取位置と垂直な面を挟んで光源の移動方向において略対向するように光源と蛍光体を配置しているので、光源を原稿に近づけて配置することができる。また、反射板を備えているので原稿読取位置をより明るく照明することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図1は本発明に係る原稿読取装置の第1の実施の形態を示す概略構成図、図2は光源周辺部の断面図である。これらの図において、原稿読取装置は、光源1、ミラー3a,3b,3c、結像レンズ4、発光体21からなる結像光学系によって、原稿読取位置5における原稿6の原稿像をラインセンサ(CCD)7の受光面に結像させることにより、原稿像を読み取るようにしている。
【0019】
光源1としては、例えば管面電極キセノンランプが用いられ、ガラス管1Aの内壁面の一部に蛍光体8を塗布し、管内にキセノンガスを主成分とする希ガスを封入し、ガラス管1Aの外壁に図示しない一対の帯状電極を設け、この電極に高周波電圧を印加することにより点灯するものである。蛍光体8としては、ハロリン酸カルシウム、ケイ酸亜鉛、タングステン酸カルシウム、ホウ酸カドミウム、タングステン酸マグネシウム等が用いられ、これによってガラス管1A内において光源1の点灯によって発生した紫外線20を可視光13に変換する。蛍光体8を発光させるには、帯状電極に高周波電圧を印加し、ガラス管1A内の希ガスの電子を励起してエネルギ準位を一時的に高め、この高いエネルギ準位から元の低いエネルギ準位に戻るときに余分なエネルギとして放射される紫外線20を利用する。すなわち、蛍光体8は管内部で発生する紫外線20により発光し、紫外線20を可視光13に変換する。ガラス管1Aの開口部1Bの中心角Aは、例えば120°で、その向きX(開口部1Bの中心角を二等分する方向)は、発光体21の配置方向である。
【0020】
前記発光体21は、光源1の点灯によって発生しガラス管1Aの開口部1Bから直接外部に放射される紫外線20aを可視光13aに変換するもので、前記蛍光体8と同様な材料によって形成されている。また、発光体21は、光源1の移動方向(矢印Y方向)において、原稿読取位置5と垂直な面30を挟んで前記光源1と略対称な位置に、言い換えれば光源1の移動方向において光源1と対向するように配置されている。このため、光源1とガラス板11との間には障害になるものが全く存在せず、光源1を原稿6に近づけて配置することができる。
【0021】
前記光源1、ミラー3aおよび発光体21は、一体化されることにより第1のミラーユニット9を構成している。同様に、ミラー3b,3cも一体化されることにより、第2のミラーユニット10を構成している。第1、第2のミラーユニット9,10は、図示しない駆動モータ、タイミングベルト等によってガラス板11と平行な方向(矢印Y方向)に移動自在に支持されている。
【0022】
本原稿読取装置がガラス板11上に載置された原稿6を読み取るには、光源1を点灯して原稿読取位置5を照射する。このとき、ガラス管1A内の紫外線20は蛍光体8によって可視光13に変換される。この可視光13はその一部がガラス管1Aの開口部1Bから外部に放射され、原稿読取位置5を直接照射する。また、光源1内で発生しガラス管1Aの開口部1Bから直接外部に放射される紫外線20aは、その一部が発光体21に当たると可視光13aに変換され、原稿読取位置5を照射する。
【0023】
光源1を点灯した状態で第1のミラーユニット9を矢印Y方向へ移動させ、同時に第2のミラーユニット10を同じく矢印Y方向に第1のミラーユニット9の半分の移動距離だけ移動させる。また、第2のミラーユニット10の移動速度を第1のミラーユニット9の移動速度の半分にし、原稿読取位置5からラインセンサ7までの光路長Dを一定に保つ。これにより、原稿読取位置5は、第1のミラーユニット9の移動量だけ矢印Y方向に移動し、新しい原稿読取位置の像がラインセンサ7上に結像される。したがって、第1のミラーユニット9を原稿6の長さだけ走査すると、原稿6全体の像を読み取ることができる。なお、当然のことながら、開口部1Bの向きX、開口部1Bの大きさ、発光体21の大きさ、形状等は、実験やシミュレーションにより最適に設定することが望ましい。
【0024】
このように本発明においては、光源1の移動方向(矢印Y方向)と直交し原稿読取位置5を含む垂直な面30を挟んで光源1と略対称な位置に発光体21を配置しているので、光源1とガラス板11との間に障害となるものが何等存在せず、したがって、光源1をガラス板11に近づけて配置することができる。また、光源1の開口部1Bから外部に直接放射され、読取りに直接利用されない紫外線20aを発光体21によって可視光13aに変換して原稿6の読み取りに利用しているので、原稿読取位置5を高い照度で照明することができるばかりか、紫外線20aによるラインセンサ7への影響を少なくすることができる。
【0025】
その結果として、原稿6の読取速度を上げたり、S/Nを改善し、画質を向上させることができる。逆に、必要な照度を得るためにより小さな光源を使用することができる。また、図12に示した反射板2を利用した従来装置に比べて原稿読取位置5周辺の照度分布を均一化させることができる。
【0026】
さらに、カラー原稿読取装置に使用するラインセンサ7は品質によって各色に対する感度がまちまちなので、通常は光源1側でラインセンサ7に合わせ込む必要があったが、本発明によれば、外部の発光体21の発光色を選択することにより、最も一般的な光源を採用することが可能になり、コストダウンできるという利点がある。
【0027】
図3は本発明の第2の実施の形態を示す光源周辺部の断面図である。
この実施の形態では、光源1の移動方向(矢印Y方向)と直交し原稿読取位置5を含む垂直な面30を挟んで光源1と略対称な位置に反射板2を配置するとともに、この反射板2の反射面の原稿側端部に発光体21を配置している。その他の構成は、上記した第1の実施の形態と同一である。
【0028】
このような構成においては、光源1から放射された可視光13を反射板2によって反射し、その反射光で原稿読取位置5を照射すると同時に、光源1の開口部1Bから直接外部に放射された紫外線20aを発光体21で可視光13aに変換して原稿読取位置5を照射する。したがって、上記した第1の実施の形態に比べて原稿読取位置5をより一層明るく照射することができ、照明効果を向上させることができる。
【0029】
図4は本発明の第3の実施の形態を示す光源周辺の断面図である。
この実施の形態では、光源1の下方に反射板31を配置してその表面に発光体21を設けている。また、光源1の移動方向(矢印Y方向)と直交し原稿読取位置5を含む垂直な面30を挟んで光源1と略対称な位置に反射板2を配置している。ガラス管1Aの内壁面に形成される蛍光体8は、ガラス管1Aの中心を通る最下端より反射板2側に僅かにずれた位置Pから反射板2側とは反対側の内面に略210°程度の範囲にわたって形成されている。したがって、ガラス管1Aの開口部1Bの中心角Aは150°程度である。反射板31は、ガラス板11と略平行で、光源1側の端部が前記位置P付近の下方に位置し、光源1側とは反対側端部が光路を遮断しないように、原稿読取位置5の真下より左方に位置している。
【0030】
このような構成において、光源1の点灯によって発生したガラス管1A内の紫外線20は、蛍光体8によって可視光13に変換される。この可視光13はガラス管1Aの開口部1Bから外部に放射され、その一部が原稿読取位置5を直接照射し、一部が反射板2で反射して原稿読取位置5を照射する。光源1内で発生しガラス管1Aの開口部1Bから直接外部に放射される紫外線20aは、その一部が発光体21に当たると可視光13aに変換され、原稿読取位置5を照射する。したがって、本実施の形態においても上記した第2の実施の形態と同様に照明効果を向上させることができる。
【0031】
図5は本発明の第4の実施の形態を示す光源周辺部の断面図である。
この実施の形態では、ガラス管1Aの上面側にさらに発光体34を配置している。発光体34は、ガラス管1Aの外周に設けられている帯状電極35の表面に形成されている。帯状電極35は、発光体34によって変換された可視光13aを反射する反射板としての機能をも有している。その他の構造は上記した第3の実施の形態と全く同一である。
【0032】
このような構成において、光源1の開口部1Bから直接外部に放射され反射板2で反射した紫外線20aの一部は、発光体34によって可視光13aに変換されて帯状電極35により反射して原稿読取位置5を照射する。また、一部はガラス板11の裏面に当たって反射し、発光体34によって可視光13aに変換されて帯状電極35により反射して原稿読取位置5を照射する。したがって、上記した第2、第3の実施の形態に比べて、読取りに直接利用されない紫外線20aを有効に利用することができ、照明効果をより一層向上させるとともに、ラインセンサにとって有害な紫外線20aをより一層低減することができる。
【0033】
図6は本発明の第5の実施の形態を示す光源周辺部の断面図である。
この実施の形態は、上記した第1〜第4の実施の形態と異なり、図7に示すようにスキャナモジュール40に利用する例を示している。このため、カバーガラス(ガラス板)41の裏面側に2つの発光体21をスキャナモジュール40の移動方向(矢印Y方向)と直交しカバーガラス41の原稿読取位置5を含む垂直な面30を挟んでその両側に略対称に配置するとともに、同じく光源1と反射板2を前記垂直な面30を挟んで略対称に配置している。光源1と反射板2は、光源1の移動方向において互いに対向している。
【0034】
発光体21としては、一般の蛍光管と同様、原稿読取位置5の照射の妨げとならないように透光性を有する材料によって形成されている。また、この例では、発光体21が光源1、反射板2から原稿読取位置5へ向かう光を妨げないような位置に配置している。具体的には、反射板2の上端と原稿読取位置5を結ぶ線P1 および、原稿読取位置5と蛍光体8の上端を結ぶ線P2 より外側に位置するように配置している。
【0035】
このような構成において、光源1の開口部1Bから直接外部に放射され反射板2で反射した紫外線20aの一部は、反射板2で反射し、発光体21によって可視光13aに変換されてガラス板41を透過し、原稿読取位置5を照射する。また、一部は発光体21に直接当たって可視光13aに変換され、ガラス板41を透過して原稿読取位置5を照射する。したがって、この場合も読取りに直接利用されない紫外線20aを有効に利用することができ、照明効果をより一層向上させるとともに、ラインセンサにとって有害な紫外線20aをより一層低減することができる。また、発光体21は塗料の塗布によってガラス板41の裏面に形成された薄い膜であるため、光源1をガラス板41に近づけるにあたって何等障害となることはない。
【0036】
図7において、スキャナモジュール40は、光源1、反射板2、ミラー3a,3b,3c、集光レンズ4、ラインセンサ7等を有し、通常ハンドスキャナやデジタルコピアやイメージスキャナの読取部として使用されるもので、手動により矢印Y方向に移動されることにより、原稿の読取りを行う。なお、光源1、反射板2、ミラー3a,3b,3c、集光レンズ4およびラインセンサ7は、ユニット化されている。
【0037】
このような構成においても、発光体21をガラス板41の裏面に形成しているので、光源1を原稿に近づけることができる。
【0038】
図8は本発明の第6の実施の形態を示す断面図である。
この実施の形態では、図7に示したスキャナモジュール40をハンドスキャナとして使用する例を示している。このため、光源1、反射板2、ミラー3a,3b,3c、集光レンズ4、ラインセンサ7、カバーガラス41等からなるスキャナモジュール40をケース51に収納してハンドスキャナ50とし、手動により矢印Y方向に移動させることにより、原稿6の読取りを行う。
【0039】
図9は本発明の第7の実施の形態を示す断面図、図10は光源周辺部を示す図である。
この実施の形態では、図7に示したスキャナモジュール40をイメージスキャナ55に使用する例を示している。このため、光源1、反射板2、ミラー3a,3b,3c、集光レンズ4、ラインセンサ7、カバーガラス41等からなるスキャナモジュール40をケース51に収納してガラス板11の裏面側に移動自在に配設し、スキャナモジュール40をケース51とともに駆動モータの駆動によってガラス板11の裏面に沿って矢印Y1 方向に移動させることにより原稿の読み取りを行うように構成している。この場合、原稿読取位置5はガラス板11の表面にあるので、カバーガラス41も光源1とともに移動する。
【0040】
なお、本発明は上記した実施の形態に特定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更、変形が可能である。
【0041】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る原稿読取装置は、光源の移動方向と直交し原稿読取位置を含む垂直な面を挟んで略対称な位置に前記光源と発光体を配置し、光源から直接外部に放射され読取りに利用されない紫外線を発光体によって可視光に変換するように構成したので、原稿読取位置の照度を高めることができ、照明効果を向上させることができる。また、センサに有害な紫外線を削減することができる。さらに、光源と原稿との間には障害物がないので、光源を原稿に近づけることができ、明るく照明することができる。その結果、読取速度を上げたり、S/Nを改善し、画質を向上させることができる。また、照度を上げる必要がない場合は、小さい光源を使用することができ、光源のコストダウンを図ることができる。
【0042】
また、発光体と反射板を備えているので、より明るい照明を可能にするとともに、原稿読取位置周辺の照度分布を均一化することができ、従来に比べて光源の取付け精度が低くてすみ、組立、調整作業が容易である。
さらに、カラー原稿読取装置に使用するラインセンサは品質によって各色に対する感度がまちまちなので、通常は光源側でラインセンサに合わせ込む必要があったが、本発明によれば、外部の発光体の発光色を選択することにより、最も一般的な光源を使用することが可能になり、光源のコストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る原稿読取装置の一実施の形態を示す概略構成図、
【図2】光源周辺部の断面図である。
【図3】本発明の第2の形態を示す光源周辺部の断面図である。
【図4】本発明の第3の形態を示す光源周辺部の断面図である。
【図5】本発明の第4の形態を示す光源周辺部の断面図である。
【図6】本発明の第5の形態を示す光源周辺部の断面図である。
【図7】スキャナモジュールに適用した例を示す概略構成図である。
【図8】本発明の第6の実施の形態を示し、ハンドスキャナとして使用する場合の断面図である。
【図9】本発明の第7の実施の形態を示し、イメージスキャナとして使用する場合の断面図である。
【図10】光源周辺部の断面図である。
【図11】従来の原稿読取装置の概略構成図である。
【図12】光源周辺部の断面図である。
【図13】他の従来の原稿読取装置の光源周辺部を示す断面図である。
【符号の説明】
1…光源、2…反射板、3a,3b,3c…ミラー、4…集光レンズ、5…原稿読取位置、6…原稿、7…ラインセンサ、13,13a…可視光、20,20a…紫外線、11…ガラス板、21…発光体、34…発光体、41…カバーガラス(ガラス板)。
Claims (1)
- 原稿と対向する面にカバーガラスを有し前記原稿に沿って移動されるケースと、このケース内に組み込まれたスキャナモジュールとを備え、
前記スキャナモジュールを、前記カバーガラスを通して前記原稿の読取位置を照射する光源と、この光源の開口部から外へ放射される紫外線を可視光に変換する発光体と、前記光源からの光を反射し前記原稿読取位置に導く反射板と、前記原稿を読み取るラインセンサと、前記原稿によって反射した光を集光レンズを介して前記ラインセンサに導くミラーとで構成し、
前記光源と前記反射板を前記光源の移動方向と直交し前記原稿読取位置を含む垂直な面を挟んで略対称な位置に配置するとともに、前記発光体を透光性材料によって形成し前記カバーガラスの裏面に前記垂直な面を挟んで略対称な位置に配置したことを特徴とする原稿読取装置。
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