JP3543756B2

JP3543756B2 - 原稿読取装置

Info

Publication number: JP3543756B2
Application number: JP2000335559A
Authority: JP
Inventors: 徹内田
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2000-11-02
Filing date: 2000-11-02
Publication date: 2004-07-21
Anticipated expiration: 2020-11-02
Also published as: TW533731B; US20020054388A1; US6999210B2; JP2002142083A

Description

【０００１】
【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

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。