JP3912544B2 - 画像読取装置 - Google Patents

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本発明は、光源から光を原稿に照射しこの反射光を結像させて原稿の画像を読み取る画像読取装置に関する。
一般に、スキャナ、複写機、ファクシミリなどの画像読取装置において、自動原稿送り装置(ADF)により搬送される原稿やプラテンガラス上の原稿載置面に載置された原稿などを読み取る場合に、光源から発射された光が反射板により反射され、この反射光をミラー、レンズを介してCCD等のラインセンサ上に結像させることにより、原稿の読取を行っている。
ここで、光源の配光特性のバラツキ、レンズのCOS4乗則による原稿読取面端部側の光量不足などが原因となって、原稿の画像の同一濃度(輝度)の部分を読み取ったときに、主走査位置で異なるレベルの信号として出力される。このため、従来の画像読取装置では、シェーディング補正回路により電気的に原稿読取面端部側の信号を原稿読取面中央部側と略同じレベルにまで増幅させている。
特開平11−142985号公報 特開平11−317841号公報
しかしながら、シェーディング補正では、原稿読取面端部側の光量を増幅させるとノイズも同時に増幅させてしまうため、原稿読取面中央部側と比較して原稿読取面端部側のラインセンサのいわゆるセンサーダイナミックレンジが低下してしまうという問題が残っていた。近年のように、読取原稿が彩り溢れたカラーになると、各色について、例えば8bit、256階調で読取りが行われるため、前述したセンサーダイナミックレンジが低下すると、原稿の画像の同一濃度(輝度)の部分が原稿読取面中央部側と原稿読取面端部側との間で色ずれが生じる問題が生じる。
そこで、本発明は、上記事情を考慮し、原稿読取面端部側に入射する光量と原稿読取面中央部側に入射する光量との差を低減することができる画像読取装置を提供することを目的とする。
請求項1に記載の発明は、原稿が載置される原稿載置台と、前記原稿載置台に載置された前記原稿に光を照射し前記原稿からの反射光を受光して前記原稿の画像を読み取る走査体と、を有する画像読取装置であって、前記走査体は、前記原稿からの前記反射光を受光する走査体本体と、前記走査体本体の前記原稿載置台側に取り付けられる光源ケースと、を有し、前記光源ケースは、前記原稿に光を照射する光源と、前記光源の近傍に形成され前記原稿に対して傾斜した平面となる傾斜平面と、前記傾斜平面に設けられ前記光源から出射された光の一部を反射させて前記原稿に入射させ前記光源の長手方向両端部近傍からの光の反射率が前記光源の長手方向中央部近傍からの光の反射率と比較して大きい反射手段と、を有することを特徴とする。
請求項1に記載の発明によれば、走査体の光源から原稿掲置台に載置された原稿に向けて光が照射され、原稿で反射された光を受光して原稿の画像が読み取られる。
ここで、光源から照射された光の一部は反射手段により原稿に向けて反射されるが、反射手段は光源の長手方向両端部近傍からの光の反射率が光源の長手方向中央部近傍からの光の反射率と比較して大きくなるように構成されているため、光源の長手方向両端部近傍からの光の反射光量が光源の長手方向中央部近傍からの光の反射光量と比較して大きくなる。これにより、光源の配光特性のバラツキや集光レンズのCOS4乗則によって原稿読取面端部の光量不足が生じても、光源の長手方向両端部近傍からの光の反射光量が大きくなるため、光源の長手方向両端部近傍の光量を増加させることができる。この結果、光源の長手方向両端部近傍の光量と光源の長手方向中央部近傍の光量との差を低減することができ、原稿の画像読取範囲に入射する光の光量分布を均一に近づけることができるため、画像の読取品質を向上させることができる。
請求項2に記載の発明は、原稿が載置される原稿載置台と、前記原稿載置台に載置された前記原稿に光を照射し前記原稿からの反射光を受光して前記原稿の画像を読み取る走査体と、を有する画像読取装置であって、前記走査体は、前記原稿からの前記反射光を受光する走査体本体と、前記走査体本体の前記原稿載置台側に取り付けられる光源ケースと、を有し、前記光源ケースは、前記原稿に光を照射する光源と、前記光源の背面側に形成され前記原稿に対して傾斜した平面となる第1傾斜平面と、前記原稿からの前記反射光を前記走査体本体の内部に導くスリットと、前記光源から前記スリットを介した部位に形成され前記原稿に対して傾斜した平面となり前記第1傾斜平面の傾斜角度よりも大きな傾斜角度である第2傾斜平面と、前記第1傾斜平面に設けられ前記光源から出射された光の一部を反射させて前記原稿に入射させ前記光源の長手方向両端部近傍からの光の反射率が前記光源の長手方向中央部近傍からの光の反射率と比較して大きい第1反射手段と、前記第2傾斜平面に設けられ前記光源から出射された光の一部を反射させて前記原稿に入射させ前記光源の長手方向両端部近傍からの光の反射率が前記光源の長手方向中央部近傍からの光の反射率と比較して大きい第2反射手段と、を有することを特徴とする。
請求項2に記載の発明によれば、走査体の光源から原稿掲置台に載置された原稿に向けて光が照射され、原稿で反射された光を受光して原稿の画像が読み取られる。
ここで、光源から照射された光の一部は第1反射手段及び第2反射手段により原稿に向けてそれぞれ反射されるが、第1反射手段及び第2反射手段は光源の長手方向両端部近傍からの光の反射率が光源の長手方向中央部近傍からの光の反射率と比較して大きくなるようにそれぞれ構成されているため、光源の長手方向両端部近傍からの光の反射光量が光源の長手方向中央部近傍からの光の反射光量と比較して大きくなる。これにより、光源の配光特性のバラツキや集光レンズのCOS4乗則によって原稿読取面端部の光量不足が生じても、光源の長手方向両端部近傍からの光の反射光量が大きくなるため、光源の長手方向両端部近傍の光量を増加させることができる。この結果、光源の長手方向両端部近傍の光量と光源の長手方向中央部近傍の光量との差を低減することができ、原稿の画像読取範囲に入射する光の光量分布を均一に近づけることができるため、画像の読取品質を向上させることができる。
特に、光源からの光の一部を第1反射手段で反射させてその反射光を原稿に入射させ、さらに光源からの光の一部を第2反射手段で反射させてその反射光を原稿に入射させることにより、これらの相乗効果によって、原稿に照射する光の光量を格段に増加させることができる。この結果、原稿の画像品質をより向上させることができる。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の画像読取装置において、前記反射手段、前記第1反射手段及び前記第2反射手段は、前記光源の長手方向中央部から長手方向両端部に近づくに従い光が反射する反射面積が大きくなるように構成されていることを特徴とする。
請求項3に記載の発明によれば、反射手段、第1反射手段及び第2反射手段は、光源の長手方向中央部から長手方向両端部に近づくに従い光が反射する反射面積が大きくなるように構成されているため、光源の長手方向両端部近傍からの光の反射光量を増加させることができる。このように、簡易な構成で光源の長手方向両端部近傍の光量を増加させることができる。
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像読取装置において、前記反射手段、前記第1反射手段及び前記第2反射手段は、一体形成された白色のテープ状部材が貼り付けられ又は白色の塗料が塗布されて構成されていることを特徴とする。
請求項4に記載の発明によれば、反射手段、第1反射手段及び第2反射手段は、一体形成された白色のテープ状部材が貼り付けられ又は白色の塗料が塗布されて構成されていることにより、反射手段、第1反射手段及び第2反射手段を低コストかつ簡易に設けることができる。また、白色とすることにより光の反射率を高めることができ、原稿に入射する光の光量を増加させることができる。
請求項1に記載の発明は、光源の長手方向両端部近傍の光量と光源の長手方向中央部近傍の光量との差を低減することができ、原稿の画像読取範囲に入射する光の光量分布を均一に近づけることができるため、画像の読取品質を向上させることができる。
請求項2に記載の発明は、光源の長手方向両端部近傍の光量と光源の長手方向中央部近傍の光量との差を低減することができ、原稿の画像読取範囲に入射する光の光量分布を均一に近づけることができるため、画像の読取品質を向上させることができる。
特に、光源からの光の一部を第1反射手段で反射させてその反射光を原稿に入射させ、さらに光源からの光の一部を第2反射手段で反射させてその反射光を原稿に入射させることにより、これらの相乗効果によって、原稿に照射する光の光量を格段に増加させることができる。この結果、原稿の画像品質をより向上させることができる。
請求項3に記載の発明は、反射手段、第1反射手段及び第2反射手段は光源の長手方向中央部から長手方向両端部に近づくに従い光が反射する反射面積が大きくなるように構成されているため、光源の長手方向両端部近傍からの光の反射光量を増加させることができる。このように、簡易な構成で光源の長手方向両端部近傍の光量を増加させることができる。
請求項4に記載の発明は、反射手段、第1反射手段及び第2反射手段は、一体形成された白色のテープ状部材が貼り付けられ又は白色の塗料が塗布されて構成されていることにより、反射手段、第1反射手段及び第2反射手段を低コストかつ簡易に設けることができる。また、白色とすることにより光の反射率を高めることができ、原稿に入射する光の光量を増加させることができる。
次に、本発明の一実施形態に係る画像読取装置について、図面を参照して説明する。
図1に示すように、画像読取装置10は、上面が開口した箱型の筐体12を備えている。この筐体12の上面14には透明ガラスからなるプラテンガラス16(原稿載置台)が配置されている。この筐体12の内部18には、原稿読取部26をガイドするためのガイド軸20と、上面に原稿読取部26との摺動平面22を備えたガイドレール24と、がプラテンガラス16に対して平行に配置されている。
図2に示すように、原稿読取部26は走査体28で構成されている。走査体28は、黒色の樹脂で一体成形された走査体本体29と、黒色の樹脂で一体成形され走査体28の上部(プラテンガラス16側)に取り付けられた光源ケース31と、光源ケース31の内部に配置されプラテンガラス16に載置した原稿Pに光を照射する管状の光源38と、走査体本体29の内部に設けられCCD基盤54に原稿Pからの反射光を導くための第1ミラー42、第2ミラー44、第3ミラー46及び第4ミラー48と、走査体本体29の内部に設けられ第1から第4の各ミラー42、44、46、48によって導かれた反射光を集光させるレンズ50と、走査体本体29に設けられレンズ50からの光を受けて光信号を電気信号に変換させるCCD基盤54とで構成されている。なお、各構成部材の説明については、後述する。
ここで、図2及び図3に示すように、光源38の背面部(プラテンガラス16と対向する部分)に位置する光源ケース31の第1傾斜面33には、光源38の長手方向(図3中矢印A方向)にわたって一体形成された白色の第1反射シール(第1反射手段)35が貼り付けられている(図3中斜線部分)。この第1反射シール35は、光源38の長手方向中央部から長手方向両端部にかけて光が反射する反射面積が大きくなるように形成されている。すなわち、光源38の長手方向両端部近傍から出射された光は第1反射シール35の比較的反射面積が大きい部分で反射され、光源38の長手方向中央部近傍から出射された光は第1反射シール35の比較的反射面積が小さい部分で反射される。これにより、光源38の長手方向両端部近傍から出射された光の反射光量が光源38の長手方向中央部近傍から出射された光の反射光量と比較して大きくなる。なお、光源38の黒色の樹脂部分では光が反射しにくく、光の透過率が高くなる。
特に、背面部をプラテンガラス16に対向する部位に傾斜面状に構成したことにより、第1反射シール35で反射した光を効果的に原稿Pに入射させることができる。
また、図2乃至図4に示すように、光源ケース31の第1傾斜面33とスリット(後述)34を介して反対側には、光源ケース31の上方に向けて上り傾斜した第2傾斜面37が形成されており、第2傾斜面37には、光源38の長手方向(図3中矢印A方向)にわたって一体形成された白色の第2反射シール(第2反射手段)39が貼り付けられている(図3中斜線部分)。この第2反射シール39は、光源38の長手方向中央部から長手方向両端部にかけて光が反射する反射面積が大きくなるように形成されている。すなわち、光源38の長手方向両端部近傍から出射された光は第2反射シール39の比較的反射面積が大きい部分で反射され、光源38の長手方向中央部近傍から出射された光は第2反射シール39の比較的反射面積が小さい部分で反射される。これにより、光源38の長手方向両端部近傍から出射された光の反射光量が光源38の長手方向中央部近傍から出射された光の反射光量と比較して大きくなる。
特に、第2傾斜面37を傾斜させたことにより、第2反射シール39で反射した光を効果的に原稿Pに入射させることができる。
なお、第1反射シール35及び第2反射シール39は、一体形成されていることにより、第1傾斜面33及び第2傾斜面37にワンタッチで容易に貼り付けることができ、さらに第1反射シール35及び第2反射シール39の管理上も好都合であるが、一体形成されている構成に限られるものではなく、別個独立した複数の白色の第1反射シール及び第2反射シールを第1傾斜面33及び第2傾斜面37にそれぞれ貼り付けた構成でもよい。
また、第1反射手段及び第2反射手段として第1反射シール35及び第2反射シール39に限られるものではなく、白色のテープでもよく、また、第1傾斜面33及び第2傾斜面37に白色の塗料を直接塗布した構成でもよい。
さらに、第1反射シール35、第2反射シール39及び塗料を白色とすることにより、光の反射率が向上し反射光量を増加させることができるが、白色に限られるものではなく、光が反射する他の明るい色でもよい。
なお、第1反射シール35、第2反射シール39や塗装に限られることはなく、鏡面を有した部材を第1傾斜面33及び第2傾斜面37にそれぞれ設け、鏡面で光を反射させる構成にしてもよい。
また、図1乃至図3に示すように、走査体28は、走査方向(図1乃至図3中矢印X方向側)と直角の方向に延在するように配置されている。走査体28の幅方向の一方の端部近傍にはガイド軸20が貫通している。また、走査体28の幅方向の他方の端部近傍の底部32はガイドレール24の摺動平面22に走査方向(図1乃至図3中矢印X方向側)に移動可能となるように接触されている。
これにより、走査体28がプラテンガラス16に平行な状態で走査方向(図1及び図2中矢印X方向側)に移動することが可能となる。
図2乃至図4に示すように、走査体本体29の開口した上面には光源ケース31が設けられている。この光源ケース31には、原稿Pからの反射光を走査体本体29の内部に導くためのスリット34が光源ケース31の幅方向にわたって形成されている。また、スリット34の近傍には、走査体28の長手方向に対して平行に延在する管状の光源38が配置されている。また、走査体本体29の内部には、原稿Pから反射した光を後述のレンズ50に導くための第1ミラー42、第2ミラー44、第3ミラー46及び第4ミラー48がそれぞれ設けられている。また、第1ミラー42、第2ミラー44、第3ミラー46及び第4ミラー48のそれぞれで反射された光を集光するためのレンズ50が原稿Pからの反射光の光路L上に設けられている。また、走査体28の戻り方向(図3中矢印Y方向側)に対して垂直方向に延びる走査体本体29の一方の側壁52には、CCD基盤54が設けられている。
図1に示すように、筐体12の内部18のガイド軸20の一方の端部近傍には、走査体28を往復移動させるための駆動源としてのステッピングモータ64が配置されている。ステッピングモータ64には、駆動力を伝達するための駆動軸66が接続されている。この駆動軸66には、プーリ68が固定されている。
また、ガイド軸20の他方の端部近傍には、無駆動プーリ70が回転可能に配置されている。さらに、駆動力が伝達されるプーリ68と無駆動プーリ70とにはベルト74が巻き掛けられている。また、ベルト74の一部には走査体28が固定されている。
次に、本実施形態の画像読取装置10の作用について説明する。
図1乃至図3に示すように、原稿Pの画像を読み取る場合には 、光源38から光が出射される。このとき、光源38から出射された光は放射状に伝播し、その一部が原稿Pに直接入射する。また、光源38から出射された光の一部は、第1反射シール35で反射され、反射された光が原稿Pに入射する。
ここで、第1反射シール35は、光源38の長手方向中央部から長手方向両端部にかけて光が反射する反射面積が大きくなるように形成されているため、光源38の長手方向両端部近傍から出射された光の反射光量が光源38の長手方向中央部近傍から出射された光の反射光量と比較して大きくなる。これにより、光源38の配光特性のバラツキやレンズ50のCOS4乗則によって原稿読取面端部の光量不足が生じても、光源38の長手方向両端部近傍からの光の反射光量が大きくなるため、光源38の長手方向両端部近傍の光量を増加させることができる。この結果、光源38の長手方向両端部近傍の光量と光源38の長手方向中央部近傍の光量との差を小さくすることができ、原稿Pの画像読取範囲の中央部(原稿読取面中央部)に入射する光の光量と端部(原稿読取面端部)に入射する光の光量との差を小さくすることができる。
さらに、光源38から出射された光の一部は、第2反射シール39で反射され、反射された光が原稿Pに入射する。
ここで、第2反射シール39は、光源38の長手方向中央部から長手方向両端部にかけて光が反射する反射面積が大きくなるように形成されているため、光源38の長手方向両端部近傍から出射された光の反射光量が光源38の長手方向中央部近傍から出射された光の反射光量と比較して大きくなる。これにより、光源38の配光特性のバラツキやレンズ50のCOS4乗則によって原稿読取面端部の光量不足が生じても、光源38の長手方向両端部近傍からの光の反射光量が大きくなるため、光源38の長手方向両端部近傍の光量を増加させることができる。この結果、光源38の長手方向両端部近傍の光量と光源38の長手方向中央部近傍の光量との差を小さくすることができ、原稿Pの画像読取範囲の中央部(原稿読取面中央部)に入射する光の光量と端部(原稿読取面端部)に入射する光の光量との差を小さくすることができる。
特に、第2反射シール39における反射光量により光量を補充しているため、相乗効果により原稿Pに入射する光量を全体的に増加させることができるとともに、光源38の長手方向両端部近傍の光量と光源38の長手方向中央部近傍の光量との差をより小さくすることができ、原稿Pの画像読取範囲の中央部(原稿読取面中央部)に入射する光の光量と端部(原稿読取面端部)に入射する光の光量との差をさらに小さくすることができる。
また、原稿Pで反射された光は、走査体28のスリット34を通して走査体28の内部に進入する。さらに、走査体28の内部に進入した反射光は、第1ミラー42、第2ミラー44、第3ミラー46及び第4ミラー48によって順次反射され、レンズ50で集光される。レンズ50で集光された反射光はCCD基盤54に入射し、CCD基盤54において光信号が電気信号に変換される。これにより原稿Pの画像が読み取られる。
ここで、原稿Pの画像読取範囲の中央部(原稿読取面中央部)に入射する光の光量と端部(原稿読取面端部)に入射する光の光量との差を小さくすることにより、原稿Pの原稿読取面中央部で反射する反射光の光量と原稿読取面端部で反射する反射光の光量との差も小さくすることができるため、レンズ50の中央部を透過する像光量とレンズ50の端部を透過する像光量との差を小さくすることができる。この結果、CCD基盤54に入射する光の光量に大きなバラツキが出ないため、原稿Pの画像の読取品質を向上させることができる。
特に、本実施形態の画像読取装置10では、第2反射シール39によって原稿Pに入射する光量を補充しているため、相乗効果により、レンズ50の中央部を透過する像光量とレンズ50の端部を透過する像光量との差をさらに小さくすることができ、原稿Pの画像の読取品質を格段に向上させることができる。
さらに、シェーディング補正回路によりシェーディング補正する場合でも、光源38の長手方向両端部近傍の光量と光源38の長手方向中央部近傍の光量との差をさらに小さくすることにより、ノイズの増幅を極力防止することができる。これにより、原稿読取面端部におけるCCD基盤54のいわゆるダイナミックレンジの低下を極力防止することができる。この結果、各色が包含されたカラーの原稿Pを例えば8bit、256階調で読み取る場合に、原稿Pの同一濃度(輝度)の部分が原稿読取面中央部と原稿読取面端部との間で色ズレとなることを極力防止することができる。
なお、本実施形態の画像読取装置10では、第1反射シール35及び第2反射シール39の形状を光源38の長手方向中央部から長手方向両端部に近づくに従い光の反射面積が大きくなるようにしたが、これに限られることはなく、例えば、光源38の長手方向中央部の第1傾斜面33及び第2傾斜面37を光の反射率が低くなる材料で構成し、光源38の長手方向両端部の第1傾斜面33及び第2傾斜面37を光の反射率が高くなる材料で構成するようにするなど、光の反射率を光源38の長手方向中央部と長手方向両端部とで適宜変えるようにしてもよい。
本発明の一実施形態に係る画像読取装置の概略構成図である。 本発明の一実施形態に係る画像読取装置に用いられる走査体の概略構成図である。 本発明の一実施形態に係る画像読取装置に用いられる走査体の平面図である。 本発明の一実施形態に係る画像読取装置に用いられる走査体を構成する光源ケースの斜視図である。
符号の説明
10 画像読取装置
16 プラテンガラス(原稿載置台)
28 走査体
38 光源
35 第1反射シール(反射手段、第1反射手段、テープ状部材)
39 第2反射シール(反射手段、第2反射手段、テープ状部材)

Claims (4)

  1. 原稿が載置される原稿載置台と、前記原稿載置台に載置された前記原稿に光を照射し前記原稿からの反射光を受光して前記原稿の画像を読み取る走査体と、を有する画像読取装置であって、
    前記走査体は、前記原稿からの前記反射光を受光する走査体本体と、前記走査体本体の前記原稿載置台側に取り付けられる光源ケースと、を有し、
    前記光源ケースは、前記原稿に光を照射する光源と、前記光源の近傍に形成され前記原稿に対して傾斜した平面となる傾斜平面と、前記傾斜平面に設けられ前記光源から出射された光の一部を反射させて前記原稿に入射させ前記光源の長手方向両端部近傍からの光の反射率が前記光源の長手方向中央部近傍からの光の反射率と比較して大きい反射手段と、を有することを特徴とする画像読取装置。
  2. 原稿が載置される原稿載置台と、前記原稿載置台に載置された前記原稿に光を照射し前記原稿からの反射光を受光して前記原稿の画像を読み取る走査体と、を有する画像読取装置であって、
    前記走査体は、前記原稿からの前記反射光を受光する走査体本体と、前記走査体本体の前記原稿載置台側に取り付けられる光源ケースと、を有し、
    前記光源ケースは、前記原稿に光を照射する光源と、前記光源の背面側に形成され前記原稿に対して傾斜した平面となる第1傾斜平面と、前記原稿からの前記反射光を前記走査体本体の内部に導くスリットと、前記光源から前記スリットを介した部位に形成され前記原稿に対して傾斜した平面となり前記第1傾斜平面の傾斜角度よりも大きな傾斜角度である第2傾斜平面と、前記第1傾斜平面に設けられ前記光源から出射された光の一部を反射させて前記原稿に入射させ前記光源の長手方向両端部近傍からの光の反射率が前記光源の長手方向中央部近傍からの光の反射率と比較して大きい第1反射手段と、前記第2傾斜平面に設けられ前記光源から出射された光の一部を反射させて前記原稿に入射させ前記光源の長手方向両端部近傍からの光の反射率が前記光源の長手方向中央部近傍からの光の反射率と比較して大きい第2反射手段と、を有することを特徴とする画像読取装置。
  3. 前記反射手段、前記第1反射手段及び前記第2反射手段は、前記光源の長手方向中央部から長手方向両端部に近づくに従い光が反射する反射面積が大きくなるように構成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像読取装置。
  4. 前記反射手段、前記第1反射手段及び前記第2反射手段は、一体形成された白色のテープ状部材が貼り付けられ又は白色の塗料が塗布されて構成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像読取装置。
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