專利名稱：掃描模塊及其中安裝有該掃描模塊的圖像讀取設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的內(nèi)容涉及一種掃描模塊以及一種在其中安裝有所述掃描模塊的圖像讀取設(shè)備，更具體地講，涉及一種用于文件讀取的包括使光源、鏡子、透鏡和圖像傳感器一體地形成的掃描模塊，以及一種在其中安裝有用于文件讀取的掃描模塊的圖像讀取設(shè)備，所述掃描模塊具有一體地形成的光源、鏡子、透鏡和圖像傳感器。
背景技術(shù)：
圖像讀取設(shè)備投射光以從文件上讀取圖像。圖像讀取設(shè)備的例子包括掃描儀、傳真機(jī)、合成(多功能)裝置等。
為了在這些設(shè)備中讀取文件，掃描模塊或文件需要相對(duì)于彼此移動(dòng)。具有可移動(dòng)的掃描模塊的圖像讀取設(shè)備通常被稱為平臺(tái)式(flat-bed type)圖像讀取設(shè)備。作為另一種概念，走紙式(sheet-feed type)圖像讀取設(shè)備被構(gòu)造為使文件移動(dòng)?；旌鲜綀D像讀取設(shè)備采用平臺(tái)式和走紙式兩種，使得平臺(tái)式圖像讀取設(shè)備設(shè)置有自動(dòng)進(jìn)紙器(ADF)。除了走紙式圖像讀取設(shè)備的情況之外，掃描模塊沿著次掃描方向移動(dòng)以讀取文件。
圖像讀取設(shè)備包括放置文件的平玻璃板以及設(shè)置在平玻璃板之下的掃描模塊。雖然已經(jīng)提出了掃描模塊，其中，所述掃描模塊中的圖像傳感器被單獨(dú)地固定到圖像讀取設(shè)備的主體上，但是在下文中，掃描模塊將被描述為限于具有一體地形成的光源、鏡子、透鏡和圖像傳感器。
從光源發(fā)射的光照向文件。大量的這種光從文件上的沒有被印刷圖像的空白空間被反射，同時(shí)只有少量的光從存在圖像的區(qū)域被反射。因此，被印刷在文件上的圖像數(shù)據(jù)可根據(jù)從文件上反射的光量的差別來讀取。從文件反射的含有圖像數(shù)據(jù)的光被設(shè)置在掃描模塊內(nèi)的鏡子反射，并通過光路傳遞，直到到達(dá)聚焦透鏡。然后，光通過聚焦透鏡聚焦并入射到圖像傳感器上。接著，光被轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，然后被圖像讀取設(shè)備的主板接收。
將光源、鏡子、聚焦透鏡和圖像傳感器布置形成光路，并被固定到形成掃描模塊的外部的框架上。為了不使光路扭曲，這些元件應(yīng)當(dāng)被固定在框架內(nèi)的預(yù)定位置并傾斜預(yù)定角度。如果從光源經(jīng)鏡子到達(dá)聚焦透鏡的光路扭曲或者圖像傳感器的安裝位置和傾角偏離了預(yù)定的值，則可能會(huì)出現(xiàn)有缺陷的圖像讀取。
通常，分別準(zhǔn)備那些元件并通過粘接件、硬化劑、結(jié)合構(gòu)件等將那些元件固定到框架上。然而，因?yàn)樾枰恍r(shí)間使粘接件或硬化劑完全硬化，所以在粘接件或硬化劑硬化的過程中那些元件可能會(huì)偏離它們期望的位置。雖然可以用結(jié)合構(gòu)件實(shí)現(xiàn)固定，但是也容易發(fā)生輕微的位置偏離。此外，因?yàn)槌嗽卧陨淼墓钪?，在裝配操作中公差也會(huì)積累，所以隨著裝配中涉及的元件數(shù)目的增加，光路和圖像傳感器的精確對(duì)準(zhǔn)變得更難以實(shí)現(xiàn)。
即使這些元件在生產(chǎn)掃描模塊的操作中被精確地對(duì)準(zhǔn)，這些元件的對(duì)準(zhǔn)也可能會(huì)隨著掃描模塊的重復(fù)使用而因施加到這些元件上的光源的熱、振動(dòng)等而被意外地扭曲。此外，由合成樹脂材料注模形成框架可增加扭曲的程度。如果圖像讀取設(shè)備的結(jié)構(gòu)使對(duì)準(zhǔn)后的校正不能實(shí)現(xiàn)，那么必須從圖像讀取設(shè)備中去除對(duì)準(zhǔn)有缺陷的掃描模塊，這導(dǎo)致不便且成本增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的內(nèi)容提供一種掃描模塊以及具有該掃描模塊的圖像讀取設(shè)備，所述掃描模塊具有一體地形成的圖像傳感器并需要少量能夠被調(diào)整的元件以隨時(shí)調(diào)整所述圖像傳感器的對(duì)準(zhǔn)。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種掃描模塊，包括框架，光源、鏡子和聚焦透鏡被布置在框架中以形成光路來讀取文件；基板，圖像傳感器附著到該基板上，所述圖像傳感器接收由所述聚焦透鏡聚焦的光；對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件，設(shè)置在所述聚焦透鏡和所述基板之間；對(duì)準(zhǔn)單元，用于通過控制所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件相對(duì)于所述框架的結(jié)合位置和所述基板相對(duì)于所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件的結(jié)合位置，使所述圖像傳感器的位置和傾角關(guān)于5個(gè)自由度對(duì)準(zhǔn)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種包括掃描單元的圖像讀取設(shè)備，所述掃描單元利用掃描模塊讀取文件，所述掃描模塊包括框架，光源、鏡子和聚焦透鏡被布置在所述框架中以形成光路來讀取文件；基板，圖像傳感器附著到該基板上，所述圖像傳感器接收由所述聚焦透鏡聚焦的光；對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件，設(shè)置在所述聚焦透鏡和所述基板之間；對(duì)準(zhǔn)單元，用于通過控制所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件相對(duì)于所述框架的結(jié)合位置和所述基板相對(duì)于所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件的結(jié)合位置，使所述圖像傳感器的位置和傾角關(guān)于5個(gè)自由度對(duì)準(zhǔn)。
所述對(duì)準(zhǔn)單元可包括第一對(duì)準(zhǔn)單元，用于通過控制所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件與所述框架的結(jié)合位置，使所述圖像傳感器在次掃描方向上的位置和所述圖像傳感器關(guān)于與所述文件表面垂直的方向的傾角對(duì)準(zhǔn)；第二對(duì)準(zhǔn)單元，用于通過控制所述基板與所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件的結(jié)合位置，使所述圖像傳感器在主掃描方向上的位置、所述圖像傳感器在與所述文件表面垂直的方向上的位置和所述圖像傳感器關(guān)于所述次掃描方向的傾角對(duì)準(zhǔn)。
所述第一對(duì)準(zhǔn)單元可包括鉸鏈，設(shè)置在所述框架和所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件中的一個(gè)上，以允許所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件繞著與所述文件表面垂直的方向旋轉(zhuǎn)；狹槽，設(shè)置在所述框架和所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件中剩余的一個(gè)上，其中，所述鉸鏈被插入所述狹槽中以在所述次掃描方向上可移動(dòng)；第一固定構(gòu)件，用于將所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件固定到所述框架上；第一通孔，設(shè)置在所述框架和所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件中的一個(gè)上，所述第一固定構(gòu)件寬松地穿過所述第一通孔；第一結(jié)合孔，設(shè)置在所述框架和所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件中剩余的一個(gè)上，所述第一固定構(gòu)件結(jié)合到所述第一結(jié)合孔上。
所述第二對(duì)準(zhǔn)單元可包括第二固定構(gòu)件，用于將所述基板固定到所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件上；第二通孔，設(shè)置在所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件和所述基板中的一個(gè)上，所述第二固定構(gòu)件寬松地穿過所述第二通孔；第二結(jié)合孔，設(shè)置在所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件和所述基板中剩余的一個(gè)上，所述第二固定構(gòu)件結(jié)合到所述第二結(jié)合孔上。
所述第一通孔的直徑可大于所述第一固定構(gòu)件的直徑，以允許所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件在有效的范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)，其中，所述第二通孔的直徑可大于所述第二固定構(gòu)件的直徑，以允許所述基板在有效的范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)。
所述對(duì)準(zhǔn)單元還可包括彈性構(gòu)件，該彈性構(gòu)件使所述第一固定構(gòu)件和所述第二固定構(gòu)件沿著相對(duì)于所述第一固定構(gòu)件和所述第二固定構(gòu)件的結(jié)合方向相反的方向彈性地偏移。
本發(fā)明的其它目的和/或其它方面及優(yōu)點(diǎn)一部分將在下面的描述中進(jìn)行闡述，一部分將通過描述而顯而易見，或者可以通過實(shí)施本發(fā)明而領(lǐng)悟。


通過下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例進(jìn)行的描述，本發(fā)明的這些和/或其它方面及優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚并更易于理解，其中圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像讀取設(shè)備的外觀的透視圖；圖2是圖1中顯示的圖像讀取設(shè)備的側(cè)截面圖；圖3是圖1中顯示的掃描單元的透視圖；圖4是圖1中顯示的掃描模塊的側(cè)截面圖；圖5是圖1中顯示的掃描模塊的裝配透視圖；圖6是圖1中顯示的掃描模塊的分解透視圖；圖7和圖8是用于解釋圖1中顯示的圖像傳感器的位置和傾角的視圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例，其例子表示在附圖中，其中，相同的標(biāo)號(hào)始終指示相同的元件。下面，參照?qǐng)D描述這些實(shí)施例以解釋本發(fā)明。
圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像讀取設(shè)備的外觀的透視圖，圖2是根據(jù)本發(fā)明的圖像讀取設(shè)備的側(cè)截面圖。圖像讀取設(shè)備包括讀取文件的掃描單元99，還可包括打印圖像的打印單元100。如圖1和圖2所示，即可以執(zhí)行文件掃描又可以執(zhí)行圖像打印的合成(多功能)設(shè)備被舉例為圖像讀取設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，示出的打印單元100通過電子照相技術(shù)打印圖像。掃描單元99是混合式設(shè)備，其具有自動(dòng)進(jìn)紙器(ADF)，以允許圖像既可以以平臺(tái)式方法被讀取也可以以走紙式方法被讀取。
打印單元100包括曝光單元180、顯影單元140、熔合單元160以及文件進(jìn)給盒110。X方向是傳送可打印的介質(zhì)P和文件S的次掃描方向。Y方向是與次掃描方向垂直的主掃描方向。Z方向與文件S的表面垂直。雖然未顯示，但是通過噴墨法或熱升華(dye diffusion)法打印圖像的打印單元100也可以作為本發(fā)明的實(shí)施例。
曝光單元180將與圖像信息對(duì)應(yīng)的光發(fā)射到光電導(dǎo)體142上，由此在光電導(dǎo)體142的外周表面上形成靜電潛像。
顯影單元140可拆卸地安裝到圖像讀取設(shè)備的主體101的內(nèi)部。在本發(fā)明的實(shí)施例中，顯影單元140包括充電輥141、光電導(dǎo)體142、顯影輥143、供應(yīng)輥144、攪拌器145和調(diào)色劑儲(chǔ)存單元146。調(diào)色劑儲(chǔ)存單元146儲(chǔ)存調(diào)色劑。當(dāng)儲(chǔ)存在調(diào)色劑儲(chǔ)存單元146中的所有的調(diào)色劑被耗盡時(shí)，更換顯影單元140。當(dāng)沿著圖2的X的負(fù)方向推動(dòng)把手147時(shí)，顯影單元140被安裝到圖像讀取設(shè)備的主體101上，當(dāng)沿著圖2的X的正方向拉動(dòng)把手147時(shí)，顯影單元140被從圖像讀取設(shè)備的主體101上拆卸下來。
光電導(dǎo)體142包括圓柱型滾筒，滾筒的外周表面通過沉積法或類似的方法涂覆有光敏材料。這種光電導(dǎo)體142可旋轉(zhuǎn)地安裝，其外周表面被局部曝光。光電導(dǎo)體142被充電輥141充電以具有預(yù)定的電勢，通過從曝光單元180發(fā)射的光在光電導(dǎo)體142的外周表面上形成與將要被打印的圖像相應(yīng)的靜電潛像。
顯影輥143其表面上接收固體粉狀調(diào)色劑，并通過使調(diào)色劑附著到在光電導(dǎo)體142上形成的靜電潛像上，將靜電潛像顯影為調(diào)色劑圖像。用于將調(diào)色劑供應(yīng)到光電導(dǎo)體142上的顯影偏壓被施加到顯影輥143上。隨著顯影輥143和光電導(dǎo)體142的外周表面互相接觸，在兩者之間形成顯影壓區(qū)(developing nip)，隨著顯影輥143和光電導(dǎo)體142分開，在兩者之間形成顯影間隙。顯影壓區(qū)和顯影間隙應(yīng)當(dāng)沿著顯影輥143和光電導(dǎo)體142的軸向均勻地形成預(yù)定的尺寸。調(diào)色劑運(yùn)動(dòng)通過顯影間隙或顯影壓區(qū)以執(zhí)行圖像的顯影。
供應(yīng)輥144供應(yīng)調(diào)色劑，從而調(diào)色劑附著到顯影輥143上。攪拌器145攪拌調(diào)色劑以防止調(diào)色劑儲(chǔ)存單元146內(nèi)的調(diào)色劑硬化，并向供應(yīng)輥144傳送調(diào)色劑。
轉(zhuǎn)印輥150面對(duì)光電導(dǎo)體142的外周表面，并接收與顯影在光電導(dǎo)體142上的調(diào)色劑圖像的極性相反的極性的轉(zhuǎn)印偏壓，以使調(diào)色劑圖像被轉(zhuǎn)印到打印介質(zhì)P(即，紙、幻燈片等)上。調(diào)色劑圖像通過靜電力和光電導(dǎo)體142與轉(zhuǎn)印輥150之間的機(jī)械接觸壓力被轉(zhuǎn)印到打印介質(zhì)P上。
熔合單元160包括互相面對(duì)的加熱輥和加壓輥，熔合單元160通過向調(diào)色劑圖像加熱加壓將調(diào)色劑圖像熔合在可打印的介質(zhì)P上。
在完成將圖像熔合到可打印的介質(zhì)P上之后，排出輥170將打印介質(zhì)P排出到圖像形成設(shè)備的外部。然后，從打印單元100排出的打印介質(zhì)P裝載在介質(zhì)輸出托盤300中。
打印介質(zhì)P的傳送路徑如下。打印單元100包括儲(chǔ)存打印介質(zhì)P的文件進(jìn)給盒110。拾取輥120一張一張地拾取并抽出儲(chǔ)存在文件進(jìn)給盒110中的打印介質(zhì)P。進(jìn)給輥130向顯影單元140傳送拾取的打印介質(zhì)P。打印介質(zhì)P在光電導(dǎo)體142和轉(zhuǎn)印輥150之間穿過，從而調(diào)色劑圖像被轉(zhuǎn)印到打印介質(zhì)P上。已經(jīng)被轉(zhuǎn)印了調(diào)色劑圖像的打印介質(zhì)P在熔合單元160的熱和壓力的作用下熔合。在其上已經(jīng)完成熔合操作的打印介質(zhì)P被排出輥170排出到介質(zhì)輸出托盤300。
掃描單元99包括掃描模塊500，用光掃描文件S以從文件S上讀取圖像；第一平玻璃板50和第二平玻璃板51，為了使掃描模塊500掃描文件S，文件S被放置在第一平玻璃板50和第二平玻璃板51上或在在第一平玻璃板50和第二平玻璃板51上移動(dòng)；ADF 10，自動(dòng)地進(jìn)給文件S。X方向是掃描模塊500移動(dòng)的次掃描方向，Y方向是掃描模塊500從文件S讀取圖像的主掃描方向。
第一平玻璃板50在ADF傳送文件S的同時(shí)與文件S接觸，第二平玻璃板51與放置在其上面的文件S接觸。第一平玻璃板50和第二平玻璃板51互相分開。具有傾斜表面的文件導(dǎo)向件70設(shè)置在第一平玻璃板50和第二平玻璃板51的端部之間。文件導(dǎo)向件70將文件S的前緣引導(dǎo)到文件輸出托盤30。打印單元100和掃描單元99的操作狀態(tài)顯示在顯示面板40上，并且在顯示面板40上設(shè)置有各種操作鍵。
裝載在文件進(jìn)給托盤20上的文件S被ADF 10傳送到第一平玻璃板50。掃描模塊500保持在第一平玻璃板50的下方，掃描模塊500從文件S讀取圖像。讀取的文件S被排到文件輸出托盤30。
不使用ADF 10，按照一張一張的順序供應(yīng)的文件S被放置在第二平玻璃板51的上表面上。掃描模塊500沿著次掃描方向被傳送到第二平玻璃板51的下側(cè)，以從固定的文件S讀取圖像。當(dāng)掃描模塊500被放置在第一平玻璃板50之下時(shí)，掃描模塊500讀取由ADF 10供應(yīng)的文件S，當(dāng)掃描模塊500被放置在第二平玻璃板51之下時(shí)，掃描模塊500讀取固定的文件S。這里，顯然掃描單元99可被嵌入到各種裝置中，而并不限于上述裝置或圖2的顯示。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的掃描單元99的透視圖。圖4是根據(jù)圖3的實(shí)施例的掃描模塊500的側(cè)截面圖。如圖3和圖4所示，掃描模塊500從文件S讀取圖像，驅(qū)動(dòng)模塊200設(shè)置在圖像讀取設(shè)備的主體101中，并使掃描模塊500沿著次掃描方向滑動(dòng)。
在圖4的實(shí)施例中，示出的掃描模塊500形成為光源311、鏡子314和聚焦透鏡315一體地設(shè)置在框架501中，其中，光源311沿著主掃描方向投射超過與文件S的寬度相應(yīng)的長度的光。圖像傳感器316附著到基板570上，基板570與對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件550結(jié)合并與對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件550一體地裝配到框架501上。
當(dāng)將要被讀取的文件S放置在第二平玻璃板51的上表面上時(shí)，光反射構(gòu)件313沿著一個(gè)方向反射從光源311發(fā)出的光，從而向文件S聚集光。從文件S反射的光含有文件S的圖像數(shù)據(jù)。然后，含有圖像數(shù)據(jù)的光被多個(gè)鏡子314反射向聚焦透鏡315。聚焦透鏡315聚焦從鏡子314入射的光并將聚焦的光發(fā)送到圖像傳感器316?？墒褂脤⑼ㄟ^掃描文件S獲得的光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的電荷耦合器件(CCD)傳感器作為圖像傳感器316。這里，具有相對(duì)高的分辨率和相對(duì)大的焦深的CCD傳感器可被用在能夠讀取A3尺寸或更大尺寸的文件S的高速和大尺寸的圖像讀取設(shè)備中。
驅(qū)動(dòng)模塊200包括線220、線滑輪231和241、導(dǎo)向軸250、線滑輪軸230和240、驅(qū)動(dòng)滑輪260和262以及驅(qū)動(dòng)電機(jī)263。線220結(jié)合到掃描模塊500的兩端并使掃描模塊500沿著次掃描方向滑動(dòng)。線220成對(duì)設(shè)置，圍繞著線滑輪231和241纏繞以在滑輪231和241上運(yùn)動(dòng)。線滑輪231和241連接到線滑輪軸230和240上，并使一對(duì)線220以相同的速度各自運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)向軸250沿著X方向引導(dǎo)掃描模塊500的運(yùn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)滑輪260結(jié)合到線滑輪軸230和240中的一個(gè)上。驅(qū)動(dòng)滑輪260通過連接到驅(qū)動(dòng)滑輪262上的驅(qū)動(dòng)帶261接收來自驅(qū)動(dòng)電機(jī)263的驅(qū)動(dòng)力，并將該驅(qū)動(dòng)力傳遞到線滑輪軸230。導(dǎo)向孔350設(shè)置在掃描模塊500上，導(dǎo)向軸250被插入導(dǎo)向孔350中。導(dǎo)向孔350和導(dǎo)向軸250引導(dǎo)掃描模塊500的直線運(yùn)動(dòng)。
圖5是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的掃描模塊500的裝配透視圖，圖6是掃描模塊500的分解透視圖，圖7和圖8是解釋根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖像傳感器的位置和傾角的視圖。如圖4至圖8所示，顯示了框架501、對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件550和圖像傳感器316附著于其上的基板570。在框架501中，布置光源311、鏡子314和聚焦透鏡315以形成光路。對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件550沿著聚焦透鏡315的光軸L設(shè)置在聚焦透鏡315和基板570之間。對(duì)準(zhǔn)單元(未顯示)使圖像傳感器316的位置和傾角關(guān)于5個(gè)自由度對(duì)準(zhǔn)，以保持提供高質(zhì)量的讀取能力的能力。對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件550結(jié)合到框架501，基板570結(jié)合到對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件550。圖像傳感器316的位置和傾角通過控制對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件550與框架501的結(jié)合位置并控制基板570與對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件550的結(jié)合位置來對(duì)準(zhǔn)。
通常，圖像傳感器316關(guān)于三個(gè)正交坐標(biāo)軸具有6個(gè)自由度，即，圖像傳感器316分別沿著次掃描方向(X方向)、主掃描方向(Y方向)和與文件表面垂直的方向(Z方向)具有與其位置有關(guān)的三個(gè)平動(dòng)自由度以及繞著這3個(gè)方向與傾角相關(guān)的3個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。
如上所述，光源311沿著與主掃描方向平行的方向發(fā)射與文件的寬度相應(yīng)的長度的光。從文件表面反射的光經(jīng)過由鏡子314和聚焦透鏡315形成的光路，通過設(shè)置在框架501上的框架孔徑541和對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件550上的對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件孔徑551，然后入射到附著到基板570上的圖像傳感器316上。如圖8所示，入射到圖像傳感器316上的光的光帶在主掃描方向上具有長度Δy。當(dāng)從條形熒光燈發(fā)射的光由透鏡聚焦時(shí)，能夠觀察到類似的帶形光斑。因?yàn)閺墓庠?11發(fā)射的光在主掃描方向上具有預(yù)定長度并被聚焦透鏡315聚焦，所以光具有特定的方向特性。因此，根據(jù)圖像傳感器316的位置和傾角可將光精確地投射到圖像傳感器316上，以提供精確讀取。
雖然圖像傳感器316的位置和傾角可關(guān)于全部6個(gè)自由度對(duì)準(zhǔn)，但是為了實(shí)現(xiàn)這點(diǎn)，需要非常復(fù)雜的對(duì)準(zhǔn)單元和許多元件。因?yàn)楣铍S著被對(duì)準(zhǔn)的元件的數(shù)目的增加而積累，所以具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的對(duì)準(zhǔn)單元會(huì)使對(duì)準(zhǔn)工藝更加復(fù)雜。因此，根據(jù)本發(fā)明的對(duì)準(zhǔn)單元使圖像傳感器在除了繞Y軸傾斜之外的5個(gè)自由度的范圍內(nèi)對(duì)準(zhǔn)。這是因?yàn)?，考慮到入射到圖像傳感器316的光具有長度為Δy的帶形的事實(shí)，所以圖像傳感器316繞Y軸的傾斜對(duì)帶形光的方向特性具有相對(duì)小的影響。此外，如果圖像傳感器316是其中每個(gè)CCD單元在Δy的延伸方向上按行對(duì)準(zhǔn)的線CCD傳感器，則圖像傳感器316繞Y軸的傾斜難以影響讀取質(zhì)量。
在不具有對(duì)準(zhǔn)單元的一般掃描模塊500的情況下，基本上設(shè)置基板570以將圖像傳感器316裝配到框架501上。在本發(fā)明中，僅通過在框架501和基板507之間增加一個(gè)簡單的對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件550，圖像傳感器316就可在5個(gè)自由度上精確地對(duì)準(zhǔn)。雖然繞Y軸的傾斜作為未對(duì)準(zhǔn)對(duì)象的剩余一個(gè)自由度存在，但是，由于稍后將描述的狹槽544和鉸鏈頭555的結(jié)構(gòu)，所以可在一定等級(jí)的可接受的誤差內(nèi)來實(shí)現(xiàn)繞Y軸的傾斜的對(duì)準(zhǔn)。
對(duì)準(zhǔn)單元包括第一對(duì)準(zhǔn)單元，用于控制對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件550與框架501的結(jié)合位置，從而使圖像傳感器316在次掃描方向上的位置及其繞著與文件表面垂直的方向的傾角對(duì)準(zhǔn)；第二對(duì)準(zhǔn)單元，用于控制基板570與對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件550的結(jié)合位置，從而控制圖像傳感器316在主掃描方向上的位置、在與文件的表面垂直的方向上的位置和其繞著次掃描方向的傾角。
第一對(duì)準(zhǔn)單元包括鉸鏈554，設(shè)置在框架501和對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件550中的一個(gè)上，用作對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件550繞著與文件表面垂直的方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸；長孔形的狹槽544，設(shè)置在框架501和對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件550中剩余的一個(gè)上，鉸鏈554被插入長孔形的狹槽544中，可在次掃描方向上移動(dòng)；第一固定構(gòu)件540，用于將對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件550固定到框架501上；第一通孔543，設(shè)置在框架501和對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件550中的一個(gè)上，第一固定構(gòu)件540寬松地穿過第一通孔543；第一結(jié)合孔553，設(shè)置在框架501和對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件550中剩余的一個(gè)上，第一固定構(gòu)件540結(jié)合到第一結(jié)合孔553上。
第二對(duì)準(zhǔn)單元包括第二固定構(gòu)件580，用于將基板570固定到對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件550上；第二通孔572，設(shè)置在對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件550和基板570中的一個(gè)上，第二固定構(gòu)件580寬松地穿過第二通孔572；第二結(jié)合孔552，設(shè)置在對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件和基板570中剩余的一個(gè)上，第二固定構(gòu)件580結(jié)合到第二結(jié)合孔552上。
如果對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件550與框架501的結(jié)合位置被控制，則圖像傳感器316的位置和傾角可在兩個(gè)自由度上對(duì)準(zhǔn)。即，可調(diào)整圖像傳感器316在次掃描方向上的位置Tx及其繞與文件表面垂直的方向的傾角Rz。如果基板570與對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件550的結(jié)合位置被控制，則可在剩余三個(gè)自由度上調(diào)整圖像傳感器316的位置和傾角。換句話說，可分別調(diào)整圖像傳感器316在主掃描方向上的位置Ty、在與文件表面垂直的方向上的位置Tz以及其繞著次掃描方向的傾角Rx。
框架501可包括第一通孔543和狹槽544。對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件550包括鉸鏈544、第一結(jié)合孔553和第二結(jié)合孔552。
第一固定構(gòu)件540結(jié)合到第一結(jié)合孔553上。第一固定構(gòu)件540寬松地穿過第一通孔543，以防止當(dāng)對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件550沿著X軸方向橫向移動(dòng)并繞Z軸旋轉(zhuǎn)時(shí)由于第一通孔543和第一固定構(gòu)件540之間的抵觸而出現(xiàn)對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件550的運(yùn)動(dòng)受到限制的情況。因此，第一通孔543的尺寸d1大于第一固定構(gòu)件540的直徑φ1，以允許對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件550在有效的范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)。
第二固定構(gòu)件580結(jié)合到第二結(jié)合孔552上。第二固定構(gòu)件580寬松地穿過第二通孔572，以防止當(dāng)基板570沿著Y軸和Z軸橫向移動(dòng)并繞X軸旋轉(zhuǎn)時(shí)由于第二通孔572和第二固定構(gòu)件580之間的抵觸而出現(xiàn)基板570的運(yùn)動(dòng)受到限制的情況。因此，第二通孔572的尺寸d2大于第二固定構(gòu)件580的直徑φ2，以允許基板570在有效的范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)。在可選的實(shí)施例中，第一通孔543和第二通孔572的形狀可以是長孔形，或者可以是其它類似的形狀。
可以設(shè)置彈性構(gòu)件590，以使第一固定構(gòu)件540和第二固定構(gòu)件580沿著與第一固定構(gòu)件540和第二固定構(gòu)件580的結(jié)合方向相反的方向偏移。在第一固定構(gòu)件540和第二固定構(gòu)件580的結(jié)合處理期間，當(dāng)對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件550和基板570的位置和傾角被控制時(shí)，彈性構(gòu)件590防止對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件550和基板570出現(xiàn)不希望有的自由度的運(yùn)動(dòng)?？梢灾圃旌线m的夾具并用該夾具進(jìn)行位置和傾角的調(diào)整。
狹槽544具有長孔形，其尺寸基本上與鉸鏈554的外徑一致，并且長孔的一側(cè)是開口的，從而便于鉸鏈554的插入。鉸鏈554被插入狹槽544中，僅可沿著X方向直線移動(dòng)，從而允許對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件550沿著X軸橫向移動(dòng)。對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件550以鉸鏈554為中心繞著Z軸旋轉(zhuǎn)。在對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件550在X方向上的位置Tx被調(diào)整且對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件550繞Z方向的傾角Rz被調(diào)整的同時(shí)，圖像傳感器316通過第一固定構(gòu)件540的緊固在兩個(gè)自由度上被完全對(duì)準(zhǔn)。此外，在調(diào)整基板570在Z方向上的位置Tz、在Y方向上的位置Ty以及繞X軸的傾角的同時(shí)，圖像傳感器316通過緊固第二固定構(gòu)件580在剩余的三個(gè)自由度上完全對(duì)準(zhǔn)。
鉸鏈頭555可設(shè)置在鉸鏈554的上端部。鉸鏈頭555的尺寸大于鉸鏈554的直徑，從而鉸鏈頭555在一定范圍內(nèi)限制對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件550繞Y軸的傾斜的同時(shí)接觸狹槽544的上表面并引導(dǎo)鉸鏈554的插入。換句話說，由于鉸鏈頭555和狹槽544的結(jié)構(gòu)，所以圖像傳感器316繞Y軸的傾斜在一定級(jí)別的誤差內(nèi)被調(diào)整。因此，可減少調(diào)整對(duì)準(zhǔn)耗費(fèi)的時(shí)間。
如上所述，通過根據(jù)本發(fā)明內(nèi)容的掃描模塊和圖像讀取設(shè)備，通過使用一個(gè)對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件的簡單結(jié)構(gòu)就可以對(duì)準(zhǔn)圖像傳感器，而不管掃描模塊的生產(chǎn)完成與否。因此，對(duì)準(zhǔn)過程便利，掃描模塊可被重復(fù)使用并且可減少其制造成本。
雖然已經(jīng)顯示并描述了本發(fā)明的一些實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下，可對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行改變，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
本申請(qǐng)要求于2006年1月6日提交到韓國知識(shí)產(chǎn)權(quán)局的第2006-1679號(hào)韓國專利申請(qǐng)的權(quán)益，該申請(qǐng)的全部公開通過引用被包含于此。
權(quán)利要求
1.一種掃描模塊，包括框架，光源、鏡子和聚焦透鏡被布置在所述框架中以形成光路來讀取文件；基板，圖像傳感器附著到該基板上，所述圖像傳感器接收由所述聚焦透鏡聚焦的光；對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件，設(shè)置在所述聚焦透鏡和所述基板之間；對(duì)準(zhǔn)單元，用于通過控制所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件相對(duì)于所述框架的結(jié)合位置和所述基板相對(duì)于所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件的結(jié)合位置，使所述圖像傳感器的位置和傾角關(guān)于5個(gè)自由度對(duì)準(zhǔn)。
2.如權(quán)利要求1所述的掃描模塊，其中，所述對(duì)準(zhǔn)單元包括第一對(duì)準(zhǔn)單元，用于通過控制所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件與所述框架的結(jié)合位置，使所述圖像傳感器在次掃描方向上的位置和所述圖像傳感器關(guān)于與所述文件表面垂直的方向的傾角對(duì)準(zhǔn)；第二對(duì)準(zhǔn)單元，用于通過控制所述基板與所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件的結(jié)合位置，使所述圖像傳感器在主掃描方向上的位置、所述圖像傳感器在與所述文件表面垂直的方向上的位置和所述圖像傳感器關(guān)于所述次掃描方向的傾角對(duì)準(zhǔn)。
3.如權(quán)利要求2所述的掃描模塊，其中，所述第一對(duì)準(zhǔn)單元包括鉸鏈，設(shè)置在所述框架和所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件中的一個(gè)上，以允許所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件繞著與所述文件表面垂直的方向旋轉(zhuǎn)；狹槽，設(shè)置在所述框架和所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件中剩余的一個(gè)上，所述鉸鏈被插入所述狹槽中以在所述次掃描方向上可移動(dòng)；第一固定構(gòu)件，用于將所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件固定到所述框架上；第一通孔，設(shè)置在所述框架和所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件中的一個(gè)上，所述第一固定構(gòu)件寬松地穿過所述第一通孔；第一結(jié)合孔，設(shè)置在所述框架和所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件中剩余的一個(gè)上，所述第一固定構(gòu)件結(jié)合到所述第一結(jié)合孔上。
4.如權(quán)利要求3所述的掃描模塊，其中，所述第二對(duì)準(zhǔn)單元包括第二固定構(gòu)件，用于將所述基板固定到所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件上；第二通孔，設(shè)置在所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件和所述基板中的一個(gè)上，所述第二固定構(gòu)件寬松地穿過所述第二通孔；第二結(jié)合孔，設(shè)置在所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件和所述基板中剩余的一個(gè)上，所述第二固定構(gòu)件結(jié)合到所述第二結(jié)合孔上。
5.如權(quán)利要求4所述的掃描模塊，其中，所述第一通孔的直徑大于所述第一固定構(gòu)件的直徑，以允許所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件在有效的范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)，其中，所述第二通孔的直徑大于所述第二固定構(gòu)件的直徑，以允許所述基板在有效的范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)。
6.如權(quán)利要求5所述的掃描模塊，其中，所述對(duì)準(zhǔn)單元還包括彈性構(gòu)件，該彈性構(gòu)件使所述第一固定構(gòu)件和所述第二固定構(gòu)件沿著相對(duì)于所述第一固定構(gòu)件和所述第二固定構(gòu)件結(jié)合的方向相反的方向彈性地偏移。
7.一種包括掃描單元的圖像讀取設(shè)備，所述掃描單元利用掃描模塊讀取文件，所述掃描模塊包括框架，光源、鏡子和聚焦透鏡被布置在所述框架中以形成光路來讀取文件；基板，圖像傳感器附著到該基板上，所述圖像傳感器接收由所述聚焦透鏡聚焦的光；對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件，設(shè)置在所述聚焦透鏡和所述基板之間；對(duì)準(zhǔn)單元，用于通過控制所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件相對(duì)于所述框架的結(jié)合位置和所述基板相對(duì)于所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件的結(jié)合位置，使所述圖像傳感器的位置和傾角關(guān)于5個(gè)自由度對(duì)準(zhǔn)。
8.如權(quán)利要求7所述的圖像讀取設(shè)備，其中，所述對(duì)準(zhǔn)單元包括第一對(duì)準(zhǔn)單元，用于通過控制所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件與所述框架的結(jié)合位置使所述圖像傳感器在次掃描方向上的位置和所述圖像傳感器關(guān)于與所述文件表面垂直的方向的傾角對(duì)準(zhǔn)；第二對(duì)準(zhǔn)單元，用于通過控制所述基板與所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件的結(jié)合位置，使所述圖像傳感器在主掃描方向上的位置、所述圖像傳感器在與所述文件表面垂直的方向上的位置以及所述圖像傳感器關(guān)于所述次掃描方向的傾角對(duì)準(zhǔn)。
9.如權(quán)利要求8所述的圖像讀取設(shè)備，其中，所述第一對(duì)準(zhǔn)單元包括鉸鏈，設(shè)置在所述框架和所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件中的一個(gè)上，以允許所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件繞著與所述文件表面垂直的方向旋轉(zhuǎn)；狹槽，設(shè)置在所述框架和所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件中剩余的一個(gè)上，所述鉸鏈被插入所述狹槽中以在所述次掃描方向上可移動(dòng)；第一固定構(gòu)件，用于將所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件固定到所述框架上；第一通孔，設(shè)置在所述框架和所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件中的一個(gè)上，所述第一固定構(gòu)件寬松地穿過所述第一通孔；第一結(jié)合孔，設(shè)置在所述框架和所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件中剩余的一個(gè)上，所述第一固定構(gòu)件結(jié)合到所述第一結(jié)合孔上。
10.如權(quán)利要求9所述的圖像讀取設(shè)備，其中，所述第二對(duì)準(zhǔn)單元包括第二固定構(gòu)件，用于將所述基板固定到所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件上；第二通孔，設(shè)置在所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件和所述基板中的一個(gè)上，所述第二固定構(gòu)件寬松地穿過所述第二通孔；第二結(jié)合孔，設(shè)置在所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件和所述基板中剩余的一個(gè)上，所述第二固定構(gòu)件結(jié)合到所述第二結(jié)合孔上。
11.如權(quán)利要求10所述的圖像讀取設(shè)備，其中，所述第一通孔的直徑大于所述第一固定構(gòu)件的直徑，以允許所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件在有效的范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)，其中，所述第二通孔的直徑大于所述第二固定構(gòu)件的直徑，以允許所述基板在有效的范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)。
12.如權(quán)利要求11所述的圖像讀取設(shè)備，其中，所述對(duì)準(zhǔn)單元還包括彈性構(gòu)件，該彈性構(gòu)件使所述第一固定構(gòu)件和所述第二固定構(gòu)件沿著相對(duì)于所述第一固定構(gòu)件和所述第二固定構(gòu)件結(jié)合的方向相反的方向彈性地偏移。
13.一種掃描模塊，包括光發(fā)射體，用于向文件發(fā)射光，并在光被所述文件反射之后沿著光傳播的方向形成光路；基板，接收所述被反射的光的圖像傳感器附著到所述基板上；對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件，沿著所述光路布置在所述基板的上游；對(duì)準(zhǔn)單元，用于通過調(diào)整所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件相對(duì)于所述框架的位置和通過調(diào)整所述基板相對(duì)于所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件的位置，使所述圖像傳感器的位置和傾角關(guān)于5個(gè)自由度對(duì)準(zhǔn)。
14.如權(quán)利要求13所述的掃描模塊，其中，所述對(duì)準(zhǔn)單元包括第一對(duì)準(zhǔn)單元，使所述圖像傳感器在次掃描方向上的位置和所述圖像傳感器關(guān)于與所述文件表面垂直的方向的傾角對(duì)準(zhǔn)；第二對(duì)準(zhǔn)單元，使所述圖像傳感器在主掃描方向上的位置、所述圖像傳感器在與所述文件表面垂直的方向上的位置和所述圖像傳感器關(guān)于所述次掃描方向的傾角對(duì)準(zhǔn)。
15.如權(quán)利要求14所述的掃描模塊，其中，所述第一對(duì)準(zhǔn)單元包括鉸鏈，設(shè)置在所述框架和所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件中的一個(gè)上，以允許所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件繞著與所述文件表面垂直的方向旋轉(zhuǎn)；狹槽，設(shè)置在所述框架和所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件中剩余的一個(gè)上，所述鉸鏈被插入所述狹槽中以在所述次掃描方向上可運(yùn)動(dòng)；第一固定構(gòu)件，用于將所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件固定到所述框架上；第一通孔，設(shè)置在所述框架和所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件中的一個(gè)上，所述第一固定構(gòu)件寬松地穿過所述第一通孔；第一結(jié)合孔，設(shè)置在所述框架和所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件中剩余的一個(gè)上，所述第一固定構(gòu)件結(jié)合到所述第一結(jié)合孔上。
16.如權(quán)利要求15所述的掃描模塊，其中，所述第二對(duì)準(zhǔn)單元包括第二固定構(gòu)件，用于將所述基板固定到所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件上；第二通孔，設(shè)置在所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件和所述基板中的一個(gè)上，所述第二固定構(gòu)件寬松地穿過所述第二通孔；第二結(jié)合孔，設(shè)置在所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件和所述基板中剩余的一個(gè)上，所述第二固定構(gòu)件結(jié)合到所述第二結(jié)合孔上。
17.如權(quán)利要求16所述的掃描模塊，其中，所述第一通孔的直徑大于所述第一固定構(gòu)件的直徑，以允許所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件在有效的范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)，其中，所述第二通孔的直徑大于所述第二固定構(gòu)件的直徑，以允許所述基板在有效的范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)。
18.如權(quán)利要求16所述的掃描模塊，其中，所述對(duì)準(zhǔn)單元還包括彈性構(gòu)件，該彈性構(gòu)件使所述第一固定構(gòu)件和所述第二固定構(gòu)件沿著相對(duì)于所述第一固定構(gòu)件和所述第二固定構(gòu)件結(jié)合的方向相反的方向彈性地偏移。
19.如權(quán)利要求13所述的掃描模塊，其中，所述圖像傳感器的第6個(gè)自由度可與另外5個(gè)自由度獨(dú)立地被調(diào)整。
20.一種用于從文件上掃描圖像和/或在文件上形成圖像的圖像形成設(shè)備，包括掃描模塊，該掃描模塊包括光發(fā)射體，用于向文件發(fā)射光，并在光被所述文件反射之后沿著光傳播的方向形成光路；基板，接收所述被反射的光的圖像傳感器附著到所述基板上；對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件，沿著所述光路布置在所述基板的上游；對(duì)準(zhǔn)單元，用于通過調(diào)整所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件相對(duì)于所述框架的位置和調(diào)整所述基板相對(duì)于所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件的位置，使所述圖像傳感器的位置和傾角關(guān)于5個(gè)自由度對(duì)準(zhǔn)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種掃描模塊以及具有該掃描模塊的圖像讀取設(shè)備。所述掃描模塊設(shè)置有對(duì)準(zhǔn)單元，當(dāng)對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件與框架的結(jié)合位置和基板與對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件的結(jié)合位置被控制時(shí)，所述對(duì)準(zhǔn)單元可使所述圖像傳感器的位置及其傾角關(guān)于5個(gè)自由度對(duì)準(zhǔn)，不管掃描模塊的生產(chǎn)完成與否，所述圖像傳感器都能夠被對(duì)準(zhǔn)，從而使對(duì)準(zhǔn)工藝簡便，且制造成本減少。
文檔編號(hào)H04N1/00GK1997096SQ20061016871
公開日2007年7月11日 申請(qǐng)日期2006年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月6日
發(fā)明者金重權(quán) 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社