JP2000307809A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の発光セグメントが直線状に間隔をおい
て並べられた光源により生じるフィラメントムラが抑制
され、原稿読み取りの高速化、高密度化の要求に応える
高効率の照明光学系を有する複写機等の画像読取装置を
提供する。 【解決手段】 リフレクタ３の一部に原稿までの光路長
を補正する手段として複数のミラー面から構成される反
射部１１を設け、その反射面で２回反射させ光路長を長
くし、リフレクタ３で反射した後リフレクタ４で反射し
原稿面に向かう他の光路を通る光の光路長に近づける。
この補正によりフィラメントのリプルをリフレクタ３，
４の他の箇所により発生するリプルの程度にまで抑制す
る。反射部１１をプリズムに置き換えたものも開示され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像読取装置に関
し、特にデジタル式の複写機、イメージスキャナ等に装
備される画像読取装置における照明光学系に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機等に装備される読取装置では原稿
照明用光源として棒状のハロゲンランプを使っている。
棒状ハロゲンランプは普通７つから８つのフィラメント
を直線上にある間隔を空けて配置し、ハロゲンガスとと
もにガラス管に封入したものである。読取装置に用いる
原稿照明用光源としては均一な光量分布をを持つことが
望ましいが、かかる棒状ハロゲンランプは不連続に設け
られたフィラメントにより生じる光量リプルという問題
が起きる。

【０００３】これに対し、光量リプルを緩和し均一な照
明光を得るために、ガラス管の表面は曇りガラス状にフ
ロスト加工がしてある。しかし、このフロスト加工面に
より有る程度の改善がなされるが十分な効果が得られ
ず、フィラメント部の光量はまだ他に較べて高く、複写
機の照明系として用いる場合に、原稿によっては光量リ
プルが影響するなど全ての使用条件を満足するまでに抑
制されていない。特に、アナログの複写機では光量リプ
ルは画像ムラとなってしまうため、これを防止すること
が必須の課題となっている。

【０００４】一方、デジタル複写機では主走査方向に配
置されたシェーディング板を介して照明用光源から到来
する光源光の走査方向の光量分布をＣＣＤで予め読み取
って記憶し、記憶した値で実際に原稿をみ取る際に原稿
から読み取った画像光データを割り算することによって
光量リプルを補正する、いわゆるシェーディング補正を
行っている。このためにデジタル複写機では上記棒状ハ
ロゲンランプのフィラメントによる光量リプルの影響は
受けにくい。ところで、原稿の紙面が照射光をほとんど
散乱する場合には、前記したシェーディング補正で棒状
ハロゲンランプのフィラメントによる光量リプルを補正
し、問題にならない程度に抑制することができるが、原
稿が散乱面ではなく高反射率の正反射面を持つ場合に
は、シェーディング補正によるだけでは光量リプルの影
響を無くすことが出来ない。

【０００５】一般に、原稿が読取装置のコンタクトガラ
スに対して平行な光沢面（高反射率の正反射面）の場合
には、その面を照射する光は全反射しコピー画像上でそ
の箇所は黒くなる。ところが、平行でない光沢面の場合
には、反射して直接光路に飛び込むものも出てくる。こ
の場合にはフィラメントのある部分の光量は他に較べて
大きく、コピー画像はフィラメントのある部分だけが白
っぽくなり、フィラメントムラと呼ばれる異常画像とな
る。つまり、シェーディング補正の補正データは光源か
らの照明光を拡散するシェーディング板を通した時の基
準のデータであり、こうした直接の反射光による光量分
布を予定していないからである。

【０００６】近年、複写機、イメージスキャナ等におい
て、上位機種はさらなる高速化、高精度化が求められて
いる。画像読取装置において、読み取りを高速化する場
合、読み取り原稿面の照射光量を多くする必要がある。
一方、読み取りの高密度化のトレンドとして、近来４０
０dpiの読み取り系からさらに６００dpiの読み取り系へ
と変わってきており、ＣＣＤの画素サイズが小さくなっ
たことと相俟ってこの点でも読み取り原稿面の照射光量
を増大させることが求められている。照射光量の増大を
実現するためには、照明系を効率良くランプ光源からリ
フレクタを介して原稿へ光を伝達させるようにすること
で、光路を短くすることも一つの必要条件である。しか
しながら、光路を短くするとフィラメントによるムラを
増進させることになる。なお、近年、複写機、イメージ
スキャナ等の開発において、複数機種による構成ユニッ
トの共通使用がすすめられており、コストダウンや開発
期間の短縮が図られている。従って、低速の機種に対し
て水平展開されることになる高速の機種に求められる高
効率でフィラメントムラの生じない照明系を開発するこ
とはより重要な課題となる。

【０００７】上記したフィラメントムラと呼ばれる異常
画像を引き起こす原稿としては、細かいしわの入った紙
を使った製品カタログや製品紹介パンフレットなどに見
られる用紙によるもので特に光沢感があり黒っぼいもの
が影響し易い。また、プリント基板のようにパターンが
盛り上がっていてレジスト処理のために光沢があり、一
定方向にパターンが平行に走っているものも影響し易
く、いずれの例もカラー複写機では利用される可能性が
高い原稿である。図４は上記したフィラメントムラを引
き起こす原稿を読み取る場合の従来の照明系とその動作
を説明するための図である。図４において、１は原稿、
２は原稿を載置させるコンタクトガラス、５は複数の発
光セグメントが直線上に間隔をおいて並べられた光源、
３、４は光源５から放射される光を反射し原稿１の画像
面を照射するリフレクタ、６は光源５から原稿１への直
射光を避ける遮蔽手段である。

【０００８】図４を参照して照明動作を説明すると、こ
こでは光源から放射する２つの光線による光路を考え
る。一つは光源５から放射されてリフレクタ３の反射面
の一部１０で反射されて原稿を照射する光路、もう一つ
はリフレクタ３で一旦反射された後、リフレクタ４で再
度反射されて原稿を照射する光路である。両光路を比較
して判ることは、最初の光路は次の光路に較べて原稿に
到達するまでの距離が短いということである。この光路
長の違いが原稿面の照射光にどのように影響するかが図
５に示される。図５（Ａ）は最初のより短い光路による
原稿面の主走査方向の照度分布であり、図５（Ｂ）は次
の光路による原稿面の主走査方向の照度分布である。図
５（Ａ）は、図５（Ｂ）に較べてフィラメントによるリ
プルが大きくなっており、フィラメントからの光路が短
いほどフィラメントの影響をより受けやすいことが示さ
れている。また、光路長の短い光路を進む光線は、対象
とした原稿の面が凹凸を有し且つ高反射率である場合に
は正反射光が直接ＣＣＤ等の画像読み取り手段で検出さ
れ、フィラメントムラとしてコピー結果に現れる。

【０００９】図６はこのようにして発生するフィラメン
トムラを防止する従来技術を例示するものである。図６
において、９はリフレクタ３の一部の面に貼られた光を
反射しない非反射面である（なお、黒い塗料を塗るとい
う方法で非反射面を形成しても良い）。この非反射面９
が配置される場所は、図４におけるリフレクタ３の反射
面の一部１０で上記した短い光路に関与する部分であ
る。従って、非反射面９は、反射面１０を覆うことによ
り光源５から原稿へ向かう光線の照射を制限し、図５
（Ａ）の光量分布を持つ光束はカットされるので、それ
によって引き起こされるフィラメントムラを防止するこ
とが出来る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、リフレ
クタの一部を非反射面とし使用しないことは、光量の低
下を招き、先に述べたように複写機の高速化、高密度化
の要求に応える高効率の照明光学系にとって条件を不利
にする。本発明は、こうした従来技術の問題点に鑑みな
されたもので、その目的は、複数の発光セグメントが直
線状に間隔をおいて並べられた光源により生じるフィラ
メントムラを抑制し、原稿読み取りの高速化、高密度化
の要求に応える高効率の照明光学系を有する複写機等の
画像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】請求項１の発明は、複数
の発光セグメントが直線状に間隔をおいて並べられた光
源と該光源からの放射光を反射させ原稿面上で直線状に
集光させるリフレクタからなる原稿照明手段と、該原稿
照明手段により照明される前記原稿の像を結像光学系を
介して結像し、結像される原稿画像を光電的に読み取る
手段を備える画像読取装置において、前記リフレクタに
は、反射面の一部に発光セグメントから該リフレクタで
反射して原稿に到達するまでの光路長を均一化させるた
めに光路長を長くする光路長補正手段が設けられたこと
を特徴とするものである。

【００１２】請求項２の発明は、請求項１記載の画像読
取装置において、前記光路長補正手段が入射光を複数回
反射させ出射させる光学要素であることを特徴とするも
のである。

【００１３】請求項３の発明は、請求項２記載の画像読
取装置において、前記光学要素がミラーにより構成され
ることを特徴とするものである。

【００１４】請求項４の発明は、請求項２記載の画像読
取装置において、前記光学要素がプリズムにより構成さ
れることを特徴とするものである。

【００１５】請求項５の発明は、請求項４記載の画像読
取装置において、前記プリズムの出射面が光拡散面であ
ることを特徴とするものである。

【００１６】請求項６の発明は、請求項５記載の画像読
取装置において、前記プリズムの光拡散面が磨りガラス
面であることを特徴とするものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明を添付する図面とともに示
す以下の実施例に基づき説明する。図１は本発明の画像
読取装置における照明光学系の実施例を示す図である。
図１において、２は原稿を載置させるコンタクトガラ
ス、５は複数の発光セグメントが直線状に間隔をおいて
並べられた光源、３，４は原稿面を照射するために光源
５から放射される光を反射・集光させるリフレクタ、６
は光源５から原稿への直射光を避ける光遮蔽手段であ
る。本実施例は、リフレクタ３の一部の構成が相違する
以外の点で従来例として示した図４と構成上変わるとこ
ろはない。相違する部分は、図４に示した従来例におけ
る反射面１０に相当する部分、即ち光源からリフレクタ
３，４を介して原稿を照射するまでの光路の中、最も短
かい光路を形成する部分にある。本発明においては、こ
こに光路長を長くする光路長補正手段を設けるように
し、従来例の反射面１０で反射し原稿に向かう光により
生じるリプルを抑制しようとするものである。

【００１８】本実施例において、光路長補正手段は、複
数のミラーからなる反射面から構成される反射部１１に
より具体化されている。反射部１１では、図１に示すよ
うに、２箇所の反射面で光源５から放射され反射面に到
来する光をそれぞれ１回ずつ反射させてからコンタクト
ガラス２へ向けそこに載置された原稿を照射するように
該反射面を配置する。この２回の反射によって、従来例
（図４）に比べて光路が長くなり、光源５から放射する
光線の他の部分、例えば図１に示されるリフレクタ３で
反射した後リフレクタ４で反射し原稿面に向かう光の光
路長に近くなる。このように光路長を一定化する方向で
光路長補正を行うことによりフィラメントのリプルをリ
フレクタ３，４の他の箇所により発生するリプルの程度
にまで抑制することが可能で、フィラメントムラへの影
響を問題がない範囲までに抑えることができる。特に、
細かいしわの入った紙を使った製品カタログなどで、光
沢感があり黒っぽい原稿のフィラメントムラに対しても
有効に働く。また、本実施例の反射部１１はミラー面に
より構成することから、リフレクタ３のミラー面の一部
として一体化し１つのリフレクタ部品として具体化する
ことが可能であり、このようにすれば製作が容易で安価
に提供できる。

【００１９】次に、本発明の他の実施例について図２を
参照して説明する。図２に示す実施例では、リプルを抑
制するためにリフレクタの反射面の一部に設けることに
より光源から原稿面に向かう光の光路長を長くする光路
長補正手段としてプリズム１２を設けている。つまり、
このプリズムは、上記実施例（図１）における反射部１
１に相当する要素として採用されており、プリズム１２
と反射部１１が相違する以外は両者は基本的に変わると
ころがない。

【００２０】リフレクタ３の一部に設けたプリズム１２
では、光源５から放射され到来する光をプリズム１２の
内面の２箇所の反射面でそれぞれ１回ずつ反射させてか
らコンタクトガラス２へ向けそこに載置された原稿を照
射するようにプリズム１２の各面を配置する。この２回
の反射によって、従来例（図４）に比べて光路が長くな
り、光源５から放射する光線の他の部分、例えば図２に
示されるリフレクタ３で反射した後リフレクタ４で反射
し原稿面に向かう光の光路長に近くなる。このように光
路長を一定化する方向で光路長補正を行うことによりフ
ィラメントのリプルをリフレクタ３，４の他の箇所によ
り発生するリプルの程度にまで抑制することが可能で、
フィラメントムラへの影響を問題がない範囲までに抑え
ることができる。特に、細かいしわの入った紙を使った
製品カタログなどで、光沢感があり黒っぽい原稿のフィ
ラメントムラに対しても有効に働く。また、本実施例の
プリズム１２は反射面を構成する光学要素として安定し
た特性を持つものであり、上記した実施例の方法に比べ
より性能を向上させることが可能である。

【００２１】さらに、リフレクタに光路長補正手段とし
てプリズムを設けた画像読取装置の照明系において、フ
ィラメントムラを抑制するために付加的な手段を施した
実施例を示す。これは、図２の構成をとるリフレクタ３
に設けたプリズム１２の出射面を光拡散面とする、即
ち、プリズム１２に入射し原稿に向けて照明光を出射す
るプリズム面を図３に示すように光拡散面１３としたも
のである。ここに、プリズム１２に形成する光拡散面１
３としては、磨りガラス面として実施することができ
る。この実施例によれば、プリズム１２が原稿に向かう
面１３を磨りガラスにしてあるのでそこで光は拡散し、
より一層フィラメントのリプルの影響を抑えることが出
来るようになる。

【００２２】

【発明の効果】本発明によると、複数の発光セグメント
が直線状に間隔をおいて並べられた光源からの放射光を
反射、集光させ原稿面を照明するリフレクタにおいて、
発光セグメントからリフレクタで反射して原稿に到達す
るまでの距離が最短の部分に、光路長を長くする補正手
段を設け、光路長を他の部分と同じ長さとして一定化す
る方向に補正することによりフィラメントのリプルを他
の箇所により発生するリプルの程度にまで抑制すること
が可能で、フィラメントムラへの影響を問題がない範囲
までに抑えることが出来、複写機の高速化、高密度化の
要求に応える高効率の照明光学系を持った画像読取装置
を提供することができる。

【００２３】光路長を補正する手段を反射要素とし、特
にリフレクタ自体に作り込んだミラー面とすることによ
り、製作が容易で安価な手段でフィラメントムラを防止
する手段を提供することができる。また、光路長を補正
する手段をプリズムとすることにより反射面を構成する
光学要素として安定した特性が得られ、性能を向上させ
ることができる。さらに、プリズムの原稿側の面を、最
適には磨りガラスとした光拡散面とすることによって原
稿面への照明光が拡散し、より一層フィラメントムラの
抑制効果が増す。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像読取装置における照明光学系の実
施例を示す図である。

【図２】本発明の画像読取装置における照明光学系の他
の実施例を示す図である。

【図３】図２の照明光学系において用いるプリズムの他
の実施例を示す。

【図４】従来の画像読取装置における照明光学系を例示
する図である。

【図５】原稿面の主走査方向の照度分布を異なる光路を
経た照明光について示す図である。

【図６】図４照明光学系に採用されたフィラメントムラ
抑制手段を示す図である。

【符号の説明】

１…原稿、 ２…コンタクト
ガラス、３…リフレクタ、 ４…リ
フレクタ、５…光源、 ６…
光遮蔽手段、９…非反射面、 １０
…反射面、１１…反射部面、 １２
…プリズム、１３…光拡散面。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の発光セグメントが直線状に間隔
   をおいて並べられた光源と該光源からの放射光を反射さ
   せ原稿面上で直線状に集光させるリフレクタからなる原
   稿照明手段と、該原稿照明手段により照明される前記原
   稿の像を結像光学系を介して結像し、結像される原稿画
   像を光電的に読み取る手段を備える画像読取装置におい
   て、前記リフレクタには、反射面の一部に発光セグメン
   トから該リフレクタで反射して原稿に到達するまでの光
   路長を均一化させるために光路長を長くする光路長補正
   手段が設けられたことを特徴とする画像読取装置。
2. 【請求項２】 前記光路長補正手段が入射光を複数回反
   射させ出射させる光学要素であることを特徴とする請求
   項１記載の画像読取装置。
3. 【請求項３】 前記光学要素がミラーにより構成される
   ことを特徴とする請求項２記載の画像読取装置。
4. 【請求項４】 前記光学要素がプリズムにより構成され
   ることを特徴とする請求項２記載の画像読取装置。
5. 【請求項５】 前記プリズムの出射面が光拡散面である
   ことを特徴とする請求項４記載の画像読取装置。
6. 【請求項６】 前記プリズムの光拡散面が磨りガラス面
   であることを特徴とする請求項５記載の画像読取装置。