圖像讀取裝置中的防止外部光線進入的結構的製作方法
2023-06-13 19:56:16
專利名稱：圖像讀取裝置中的防止外部光線進入的結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及圖像讀取裝置，特別是涉及用於圖像掃描儀，複印機，傳真機裝置等讀取原稿用的圖像讀取裝置。
圖11A及圖11B是表示具有固定讀取功能及走稿讀取功能兩種功能的現有技術的圖像讀取裝置的內部結構，圖11A是從主掃描方向觀察時看到的側面圖，圖11B是從副掃描方向觀察時看到的側面圖。
如圖11A及圖11B所示，在圖像讀取部作為圖像讀取器件的貼緊型圖像傳感器(CIS)108配置在玻璃107、109的下方。在固定讀取的情況下，一面使CIS108沿副掃描方向(圖11A的左右方向)移動，一面讀取載置於原稿臺玻璃107上的靜止原稿D1。此外，在走稿讀取的情況下，由靜止在走稿讀取玻璃109下方的CIS108讀取移動的原稿D2。
在讀取原稿時，利用照明光源照射原稿，利用光電變換元件組(CCD)將從原稿來的反射光變換成電信號，讀取圖像信息。
此外，在主掃描方向有時會出現照射到原稿上的光線的照度不均勻或者CIS108的主掃描方向(圖11B的左右方向)的靈敏度不均勻的問題，為了對這些不均勻性進行修正，如特開2000-092289號公報的「背景技術」一節中所描述的那樣，進行白色及黑色的黑斑(shading)校正，以便修正主掃描方向的不均勻性。
這裡，對一般的CCD(光電變換元件組)進行簡單的說明。
CCD分為電荷積累部和電荷傳送部，原稿圖像數據通過CCD的各象素上的與入射到電荷積累層上的光量成正比產生的電荷量(輸出信號為與電荷量Q成正比的電壓值V)表示。
在入射到電荷積累層上的入射光中，包括除從含有圖像信息的原稿上反射的光之外的外部光線，從輸出信號中不可能判斷出是反射光的入射還是外部光的入射。即，當令入射到構成CCD的光電二極體上的入射光量為L，從原稿反射的反射光量為R，外部光量為S的話，L＝R+S。
這樣，CCD具有其信號電平中本質上容易受到外部光線幹擾成分的影響的特性。但是，由於如果R＞＞S的話，輸出信號幾乎不受外部光線的影響，所以，實際上，在使用CCD的現有技術的圖像讀取裝置中，採用照度高的曝光光源，從原稿反射的反射光量R相對於外部光量S足夠大，使得外部光線的影響反映不到輸出信號上。
然而，近年來，CCD的靈敏度大幅度提高，從而可以把曝光光源設定得比較低。通過將曝光光源的照度設定得比較低可以節省電力消耗，降低成本。特別是貼緊型傳感器(等倍光學系統)中，可以採用更低照度的LED陣列及LIDE光源(採用LED及線狀光導體)等曝光光源。
伴隨著這種曝光光源的低照度化，原稿的反射光的光量R與外部光的光量S之差縮小，這樣，在進行黑斑校正時及調光時，入射到CCD的外部光線幹擾成分到達不可忽略的水平。因此，存在著導致輸出信號電平的惡化，最終有可能導致輸出圖像(列印輸出圖像)的惡化。
下面對其進行具體說明。
在進行黑斑校正時，在開始讀取原稿圖像前，讀取白色基準板，採取白色基準輸出波形(white shading)，將該輸出波形看作是絕對的白色，進行原稿圖像的讀取。這時，在使防止原稿玻璃上的原稿翹起用的原稿壓板處於打開的狀態進行前述黑斑校正動作的情況下，會有外部光線進入，這時，白色基準的輸出遠大於本來應該有的白色基準的輸出。
圖12A是表示讀取沒有外部光線影響的白色基準板時貼緊型圖像傳感器(CIS)的輸出的波形圖，圖12B是表示在受到外部光線影響的情況下進行讀取時貼緊型圖像傳感器(CIS)的輸出的波形圖。
在圖12B中C部分是受到外部光線的影響在輸出成分中增加的部分。這樣在白色基準的輸出高於本來應有的輸出的情況下，由於原稿的白色的亮度看上去變低，所以讀取的圖像被校正成暗的圖像。
為達到上述目的，本發明的圖像讀取裝置的特徵為具有照明被拍照物體的照明機構；讀取利用前述照明機構照明的被拍照物體像的圖像讀取機構；具有透光性，設置在前述被拍照物體與前述圖像讀取機構之間的透光構件；設在前述透光構件上，作為修正從前述圖像讀取機構輸出的圖像信號用的作為亮度的基準使用的基準構件；在前述透光構件的前述圖像讀取機構側，沿前述基準構件設置的遮光構件。
此外，具有本發明的另外的結構的圖像讀取裝置的特徵為具有照明被拍照物體的照明機構；讀取用前述照明機構照明的被拍照物體像的圖像讀取機構；具有透光性，設在前述被拍照物體與前述圖像讀取機構之間的透光構件；裝載前述照明機構及前述圖像讀取機構的箱體，沿主掃描方向設置在前述箱體上的遮光構件。
本發明的其它特徵和優點，通過下面參照附圖進行的說明將會變得更加清楚。此外，在附圖中，相同或同樣的結構賦予相同的參考標號。
圖1是在本實施方式中白色基準板周邊的放大剖面圖。
圖2是從側面觀察裝載根據本實施方式的圖像讀取裝置的複印機所看到的剖面圖。
圖3是複印機的透視圖。
圖4是表示圖像讀取裝置的結構的放大剖面圖。
圖5A及5B是表示圖像讀取部的內部結構的圖示，圖5A是從主掃描方向觀察到的側視圖，圖5B是從副掃描方向觀察到的側視圖。
圖6是表示圖像傳感器的結構的透視圖。
圖7是表示圖像傳感器的剖面圖。
圖8A是作為圖像傳感器的構成部件的框體的俯視圖。
圖8B是作為圖像傳感器的構成部件的框體的側視圖。
圖8C是託架的側視圖。
圖9是表示框體和託架組合起來的狀態的透視圖。
圖10是另一種實施方式中的白色基準板周邊的放大剖面圖。
圖11A及11B表示配備有固定讀取功能及走稿讀取功能兩種功能的現有圖像讀取裝置的內部結構，圖11A是從主掃描方向觀察到的側視圖，圖11B是從副掃描方向觀察到的側視圖。
圖12A是表示讀取沒有外部光線影響的白色基準板時的貼緊型的圖像傳感器的輸出的波形圖。
圖12B是表示讀取受到外部光線影響時的貼緊型圖像傳感器的輸出的波形圖。
下面參照圖1～圖12說明根據本發明的圖像讀取裝置的實施方式。此外，在本實施方式中，以把這種圖像讀取裝置裝載到複印機上的情況為例進行說明。圖2是從前方觀察該複印機時所看到的剖面圖，圖3是該複印機的透視圖，圖4是根據本實施方式的圖像讀取裝置的放大剖面圖。
首先，說明複印機整體的簡略結構。
在圖2、圖3及圖4中，101為裝置主體，102為裝載多張單張的原稿D、並一張張地分離傳送的ADF(自動文件進給器)的壓板，103為讀取單頁原稿D的表面上及原稿臺玻璃上的書本原稿等的原稿的彩色圖像信息的圖像讀取部，104為使用LED陣列的電子照相印表機構成的記錄裝置主體，105是由顯示部、輸入鍵等構成的操作部，106是原稿載置臺，107是原稿臺玻璃，108是作為掃描機構的貼緊型圖像傳感器，109為走稿讀取玻璃。
此外，110為LED頭，111為成像部，112為給紙盒，113為以能夠把多張單張紙P裝載到記錄裝置主體104的上部的方式構成的記錄紙排紙部，114為盒蓋部，115為ADF分離部，116為排紙傳送部，117為原稿排紙部，118為壓緊書本等原稿的原稿壓板，119為圖像讀取部103與記錄裝置主體104的接合部，120為複印機控制部，121為單頁原稿傳送部，122為兩面傳送部蓋，123為傳送方向切換部，124阻尼傳送部，125是配置在記錄裝置主體104內部的MP(多規格紙)給紙部。
首先，對進行書本原稿等靜止原稿讀取時的固定讀取動作進行說明。
ADF壓板102經由鉸鏈部102a可轉動地安裝到圖像讀取部103上。鉸鏈部102a在裝置的背面側左側和右側各配置一個(圖中未示出左側)，通過抬起ADF壓板102靠近手邊的一側可以使其開閉(參照圖3的箭頭方向)。鉸鏈102a通過阻尼器及凸輪、彈簧構件等的組合可以使ADF壓板102在規定的角度(例如70°)範圍內呈打開的狀態下保持靜止。在ADF壓板102打開的狀態下可以把原稿置於原稿臺玻璃107上。
圖像傳感器108把從作為發光元件的LED及樹脂制光導體等構成的光源器件發出的光照射到原稿表面上，將原稿表面上反射的反射光利用作為成像光學系統的自聚焦透鏡(註冊商標)成像在作為光電轉換器件的一維傳感器元件陣列上，讀取圖像信息。
圖像傳感器108，如圖5A所示，可沿導向軸103c在圖的左右方向移動，可以利用正時齒帶103a，驅動皮帶輪103b及圖中未示出的驅動馬達等移動到所要求的位置。圖5A及圖5B是表示圖像讀取部103的內部結構的圖，圖5A從垂直於導向軸103c的長度方向的主掃描方向觀察時看到的側視圖，圖5B是從作為導向軸103c的長度方向的副掃描方向觀察時看到的側視圖。
此外，如圖5B所示，圖像傳感器108通過作為箱體的託架103d被支承在導向軸103c上的同時，藉助彈簧103e被向上方加載。在圖像傳感器108與原稿臺玻璃107之間插入墊片108a。圖像傳感器108沿導向軸103c勻速移動，從固定讀取開始位置107a(圖2)到固定讀取終止位置107b(圖2)的規定範圍內，讀取置於原稿臺玻璃107上的原稿圖像。
再回到圖2～圖4，原稿壓板118將白色板、海綿等疊層構成，防止置於原稿臺玻璃107上的原稿翹起。原稿壓板118的左端118a延伸設置到固定讀取開始位置107a的左側，其右端118b延伸設置到固定讀取結束位置107b的右側。
下面對單頁原稿D的讀取進行說明。
ADF分離部115由可利用圖中未示出的致動器上下運動地配置的拾取輥115a，分離輥115b，抵接到分離輥115b上沿相反方向旋轉的延遲輥115c等構成。
首先，通過落下拾取輥115a壓緊表面向上裝載於原稿載置臺106上的單頁原稿D，並將其送入分離輥115b與延遲輥115c之間，用與延遲輥115c抵接的分離輥115b將其一張張地分離。接著，利用由圖中未示出的壓緊彈簧壓緊的分離傳送滾輪121a，121b及其抵接的讀取傳送輥121c沿原稿導向件121d將原稿在U形原稿紙通路上傳送。
然後，將其傳送到走稿讀取玻璃109，利用由圖中未示出的加載彈簧壓緊的單頁原稿壓板121e，一面將單頁原稿D壓緊並緊貼到走稿讀取玻璃109上，一面在單頁原稿讀取位置109a上讀取單頁原稿D的表面的圖像信息。這時，圖像傳感器108被移動到單頁原稿讀取位置109a上，並被固定。
然後，跳動臺109b使單頁原稿D返回到ADF壓板102側，藉助用壓緊彈簧壓緊的讀取傳送121f滾輪及其抵接的讀取傳送輥121c傳送。
進而，藉助用壓緊彈簧壓緊的排紙滾輪117a及其抵接的排紙輥117b將原稿排出至原稿排紙託盤117c上。
原稿載置臺106固定地配置在ADF壓板102上，在載置臺106上設置有可以沿與單頁原稿D的傳送方向成直角的方向(單頁原稿D的寬度方向)滑動的滑動擋板106a。該滑動擋板106a可以將裝載到原稿載置臺106上的單頁原稿D的兩側整理對齊。此外，在原稿載置臺106上配置有原稿長度傳感器106b，它可以檢測放置好的單頁原稿D的長度。此外，在ADF分離部115中配置有多個原稿寬度傳感器115d，它可以檢測有無單頁原稿D及其寬度。根據原稿寬度傳感器115d及原稿長度傳感器115b的輸出數據的組合可以檢測出原稿尺寸及放置方向。
此外，在單頁原稿傳送部121中配置有原稿進給傳感器121h及原稿端部傳感器121i。原稿進給傳感器121h進行是否從ADF分離部115輸送出單頁原稿D，以及單頁原稿D的後端是否已通過的檢測。原稿端部傳感器121i檢測單頁原稿D的前端及後端的通過，其輸出數據用於控制讀取時機。
進而，如上所述，在圖像傳感器108中，利用光源照射原稿，將從原稿反射的反射光中間經由作為成像光學系統的自聚焦透鏡入射到作為光電變換器件的傳感元件陣列上，讀取原稿圖像。
圖6是表示圖像傳感器108的具體結構的透視圖。
圖像傳感器108包括作為發光元件的一對LED10和將由該LED10發出的光引導向原稿的一對光導體11，它們沿著組成成像光學系統的自聚焦透鏡陣列12的兩側構成一對光導體光源。此外，在自聚焦透鏡陣列12的正下方，配置有作為光電變換元件的傳感器13，上述各個圖像傳感器結構構件配置在框體14內。
LED10固定在光導體11的長度方向的任一端部上，但在圖示的例子中，在一個光導體11的一端上和另一個光導體11的另一端上分別設置一個。這樣，將兩個LED10及兩個光導體11以相對於中心軸C點對稱地進行配置。
從各LED10發出的光在各個光導體11內一面反覆進行反射一面前進，藉此，在光導體11的整個長度上將光射出到外部。從光導體11射出的光，如圖7所示，照射到原稿臺玻璃107或走稿讀取玻璃109上的原稿上，各反射光通過自聚焦透鏡陣列12入射到傳感器13上。圖7是圖像傳感器108的剖面圖。
圖8A～圖8C是表示圖像傳感器108的結構部件的圖，圖8A是框體14的俯視圖，圖8B是框體14的側視圖，圖8C是託架103d的側視圖。圖9是表示將框體14與託架103d組合起來的狀態的透視圖。
在容納圖像傳感器構件的框體14的兩端上設置有作為兩個副掃描方向定位部的長孔15，16，以及位於長孔15、16之間的主掃描定位部17。
同時，在託架103d的兩端設置有凸臺18、19，在中央部附近位置設置有凸臺20。框體14上的長孔15、16，藉助凸臺18、19在主掃描方向上具有自由度，在副掃描方向上的位置受到限制，主掃描方向定位部17利用凸臺20在副掃描方向上具有自由度，在主掃描方向的位置受到限制。藉此，框體14被凸臺18、19、20導向，只能沿上下方向(利用圖5B所示的彈簧103e向上方加載)移動地保持在託架103d上。
這樣，由於框體14被凸臺18、19、20導向並被向原稿臺玻璃107的面的方向上加載，所以一直傳感器13與原稿臺玻璃107的面之間的距離不存在焦點不對的問題，保持恆定，能夠很好地讀取圖像。
圖1是白色基準板周邊的剖面放大圖。下面參照圖1詳細說明黑斑校正(shading)動作。
在原稿臺玻璃107的左端部上表面上，將白色基準板132夾持固定到原稿定位板130與原稿臺玻璃107之間。圖像傳感器108在讀取原稿D的圖像之前，為了修正光導體光源的主掃描方向的光量偏差及傳感器13在主掃描方向上的光接受靈敏度偏差，進行眾所周知的黑斑校正動作。具體地說，圖像傳感器108移動到白色基準板132的下部，首先，通過令LED10發光，照射白色基準板132，傳感器13接受反射光，獲得成為基準的絕對的白色的輸出信號。其次，在使LED10處於熄滅的狀態使傳感器13接受光，獲得絕對的黑色的輸出信號。利用這種輸出信號進行黑斑校正，可以高精度地進行原稿圖像的讀取。
這裡，在原稿臺玻璃107的下面且在白色基準板132的兩側，設置遮光板131。即，兩個遮光板131以分別大於白色基準板132的主掃描方向(圖1中的深度方向)的長度且大於白色基準板132的副掃描方向(圖1中的左右方向)的寬度的間隔配置。藉此，將整個白色基準板遮蔽不受外部光線的影響，可以準確地讀取圖像。進而，也可以按照圖中沒有示出的沿白色基準板132的兩個端部在副掃描方向上延伸設置遮光板131。在這種情況下，利用遮光板131將白色基準板132從四面包圍起來。此外，遮光板131由黑色的薄片狀構件製成，具有彈性。藉此，例如，即使在ADF壓板102敞開的狀態下，進行黑斑校正動作，從原稿臺玻璃107及走稿讀取玻璃109來的外部光線也不會到達傳感器13，可以進行準確的黑斑校正。如果沒有間隙，例如，在將遮光板與傳感器108接觸時，比不接觸時能夠更可靠地遮光。另一方面，如果設置間隙，在不使遮光板131與圖像傳感器108接觸時，與前一種情況(相互接觸時)相比，不會傷及傳感器108及遮光板131。
此外，在黑斑校正動作結束後，為了讀取載置於原稿臺玻璃107上的原稿D的圖像或在走稿讀取玻璃109上傳送原稿D的圖像，圖像傳感器108移動到這些位置上，但這時，圖像傳感器108越過遮光板131的壁。這裡，如前面所述，由於遮光板131是彈性構件，所以，即使圖像傳感器108與遮光板131接觸，遮光板131也會發生變形而避開，所以不會妨礙圖像傳感器108的移動。在上面的描述中，說明了在原稿臺玻璃107的下面且在白色基準板132的兩側包圍白色基準板132的周圍的方式設計遮光板131的結構。然而，並不局限於此。例如，也可以採用圖10所示的結構。
圖10是白色基準板周邊的剖面放大圖。由於這種結構與上述結構基本上相同，所以同一部分賦予同一個標號，並省略其說明，只說明不同的部分。
在上述結構中，將遮光板131設置在原稿臺玻璃107的下面，但是，這裡，將遮光板131a設置在圖像傳感器108的框體14上。
即，以比圖像傳感器108的框體14在副掃描方向的寬度大的間隔將遮光板131a粘接固定到框體14的側面上，遮光板131a的前端以幾乎沒有間隙而相接觸地安裝到原稿臺玻璃107及走稿讀取玻璃109的下面。此外，如果沒有間隙，例如在使遮光板131a與原稿臺玻璃107接觸時，比不接觸時能夠更可靠地遮光。另一方面，如果設置間隙，使遮光板131a不與原稿臺玻璃107接觸時，與前一種情況相比，不會傷及原稿臺玻璃及遮光板131a。
此外，與前面所示一樣，通過使作為遮光構件的遮光板131a比白色基準板的主掃描方向的長度長，在調整基準濃度時，可以準確地進行白色基準板的讀取。
此外，通過以包圍內裝有讀取圖像元件的圖像傳感器108的框體的周圍的方式設置遮光板131a，可以有效地進行遮光並讀取圖像。
藉此，伴隨著讀取原稿用的圖像傳感器108的掃描動作，遮光板131a與圖像傳感器108一起移動，所以一直可以防止外部光線的入射，不僅是在黑斑校正動作時，而且在原稿圖像的讀取過程中，也可以防止外部光線侵入到讀取部。
此外，由於圖像傳感器108與原稿臺玻璃107及走稿讀取玻璃109之間沒有間隙，所以，可以防止灰塵附著到圖像傳感器108及原稿臺玻璃107及走稿讀取玻璃109上，並能防止因灰塵而引起的原稿的讀取圖像不良化等。
其結果是，可以提高讀取圖像的質量。
此外，在上述實施方式中，對能夠進行走稿讀取及固定讀取兩者的圖像讀取裝置進行了說明，但本發明也適用於進行兩者中之一的圖像讀取裝置，這對於從事本領域的工作人員來說是很容易理解的。
本發明並不局限於上述實施方式，在不脫離本發明的精神及範圍的情況下，可以進行各種變更及變形。
權利要求
1.一種圖像讀取裝置，其特徵為具有照明被拍照物體的照明機構；讀取利用前述照明機構照明的被拍照物體像的圖像讀取機構；具有透光性且設置在前述被拍照物體與前述圖像讀取機構之間的透光性構件；設置在前述透光性構件上，作為修正從前述圖像讀取機構輸出的圖像信號用的照度基準的基準構件；在前述透光性構件的前述圖像讀取機構側，沿前述基準構件設置的遮光構件。
2.如權利要求1所述的圖像讀取裝置，其特徵為，前述遮光構件比前述基準構件的主掃描方向上的長度長。
3.如權利要求1所述的圖像讀取裝置，其特徵為，前述遮光構件以大於前述基準構件的副掃描方向上的寬度的間隔設置兩個。
4.如權利要求1所述的圖像讀取裝置，其特徵為，前述遮光構件大致包圍前述基準構件的周圍。
5.如權利要求1至權利要求4中所述的任何一個圖像讀取裝置，其特徵為，前述遮光構件由彈性構件製成。
6.如權利要求1至權利要求5中所述的任何一個圖像讀取裝置，其特徵為，前述遮光構件為板狀構件。
7.如權利要求1至權利要求6中所述的任何一個圖像讀取裝置，其特徵為，前述遮光機構為大致的黑色。
8.如權利要求1至權利要求7中所述的任何一個圖像讀取裝置，其特徵為，它還具有裝載有前述照明機構及前述圖像讀取機構，並沿前述透光性構件在副掃描方向上移動的移動機構。
9.如權利要求1至權利要求8中所述的任何一個圖像讀取裝置，其特徵為，前述圖像讀取機構可以讀取彩色圖像。
10.如權利要求1至權利要求9中所述的任何一個圖像讀取裝置，其特徵為，前述圖像讀取機構包含有貼緊型圖像傳感器。
11.一種圖像讀取裝置，其特徵為具有照明被拍照物體的照明機構；讀取用前述照明機構照明的被拍照物體像的圖像讀取機構；具有透光性，設於前述被拍照物體與前述圖像讀取機構之間的透光性構件；裝載有前述照明機構及前述圖像讀取機構的箱體；沿前述箱體主掃描方向設置的遮光構件。
12.如權利要求11中所述的圖像讀取裝置，其特徵為，前述遮光構件相對於前述圖像讀取機構向前述透光性構件側突出。
13.如權利要求11或權利要求12中所述的圖像讀取裝置，其特徵為，前述遮光構件與前述透光性構件沒有間隙地接觸。
14.如權利要求11或權利要求12中所述的圖像讀取裝置，其特徵為，前述遮光構件不與前述透光性構件接觸。
15.如權利要求11至權利要求14中所述的任何一個圖像讀取裝置，其特徵為，它還具有設在前述透光性構件上，作為修正從前述圖像讀取機構輸出的圖像信號的照度的基準使用的基準構件，前述遮光構件比前述基準構件的主掃描方向上的長度長。
16.如權利要求11至權利要求14中所述的任何一個圖像讀取裝置，其特徵為，前述遮光構件以大於前述圖像讀取機構的副掃描方向上的寬度的間隔設置兩個。
17.如權利要求11至權利要求14中所述的任何一個圖像讀取裝置，其特徵為，前述遮光構件大致包圍前述圖像讀取機構。
18.如權利要求11至權利要求18中所述的任何一個圖像讀取裝置，其特徵為，前述遮光構件有彈性構件構成。
19.如權利要求11至權利要求19中所述的任何一個圖像讀取裝置，其特徵為，前述遮光構件為板狀構件。
20.如權利要求11至權利要求19所述中所述的任何一個圖像讀取裝置，其特徵為，前述遮光構件為大致的黑色。
21.如權利要求11至權利要求10中所述的任何一個圖像讀取裝置，其特徵為，它還具有將前述箱體沿前述透光性構件在副掃描方向上移動的移動機構。
22.如權利要求11至權利要求21中所述的任何一個圖像讀取裝置，其特徵為，前述圖像讀取機構可讀取彩色圖像。
23.如權利要求11至權利要求22中所述的任何一個圖像讀取裝置，其特徵為，前述圖像讀取機構包含有貼緊型圖像傳感器。
全文摘要
在讀取原稿的圖像讀取裝置中，沿原稿臺玻璃在副掃描方向上移動的圖像傳感器裝載有LED、光導體和傳感器等。在原稿臺玻璃的圖像傳感器的相反側，設置黑斑校正用的白色基準板。進而，在原稿臺玻璃的圖像傳感器側設置遮光板，並使白色基準板位於其間。
文檔編號H04N1/193GK1414776SQ0214635
公開日2003年4月30日 申請日期2002年10月24日 優先權日2001年10月26日
發明者宍戶一男 申請人:佳能株式會社