JP2004297695A - 画像読取装置 - Google Patents
画像読取装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004297695A JP2004297695A JP2003090528A JP2003090528A JP2004297695A JP 2004297695 A JP2004297695 A JP 2004297695A JP 2003090528 A JP2003090528 A JP 2003090528A JP 2003090528 A JP2003090528 A JP 2003090528A JP 2004297695 A JP2004297695 A JP 2004297695A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light source
- document
- light
- optical path
- longitudinal direction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Optical Systems Of Projection Type Copiers (AREA)
- Light Sources And Details Of Projection-Printing Devices (AREA)
- Facsimile Heads (AREA)
- Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
Abstract
【課題】コストの上昇や装置の大型化を招くことなく、一定濃度の原稿に対する光電変換素子の出力を均一化し、原稿の画像を正確に読み取る。
【解決手段】ランプ４は、照射平面内で長手方向の中央部において屈曲しており、Ｖ字型を呈している。このため、ランプ４の中央部から原稿の被読取位置Ｓまでの照明光の光路距離Ｌｃは、ランプ４の両端部から原稿の被読取位置Ｓまでの照明光の光路距離Ｌｅよりも長い。原稿の被読取位置Ｓにおいて端部の照明光量を中央部の照明光量よりも大きくし、光学レンズ１１５を通過後に端部において中央部よりも小さくなるレンズ光量を補正して一定濃度の原稿に対するＣＣＤ１１６の出力を略均一にする。
【選択図】図３
【解決手段】ランプ４は、照射平面内で長手方向の中央部において屈曲しており、Ｖ字型を呈している。このため、ランプ４の中央部から原稿の被読取位置Ｓまでの照明光の光路距離Ｌｃは、ランプ４の両端部から原稿の被読取位置Ｓまでの照明光の光路距離Ｌｅよりも長い。原稿の被読取位置Ｓにおいて端部の照明光量を中央部の照明光量よりも大きくし、光学レンズ１１５を通過後に端部において中央部よりも小さくなるレンズ光量を補正して一定濃度の原稿に対するＣＣＤ１１６の出力を略均一にする。
【選択図】図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光源の照明光によって原稿の画像面を走査し、原稿における反射光を縮小光学系を介して光電変換素子に受光させることにより、原稿の画像を読み取る画像読取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
原稿の画像を読み取る画像読取装置として、光源の照明光の原稿における反射光を縮小光学系を介して光電変換素子に配光するようにしたものがある。光電変換素子は、受光量に応じた電気信号を出力する。光電変換素子から出力された信号に基づいて、原稿の内容が読み取られる。
【０００３】
縮小光学系を備えた画像読取装置においては、縮小光学系によって原稿からの反射光が一旦収束される。縮小光学系において、中心部における反射光の透過光量に比較して端部における反射光の透過光量は小さい。このため、光電変換素子の有効読取領域（光電変換素子において反射光を受光できる範囲）の長手方向について光源の照明光量が一様であると、一定濃度の原稿について光電変換素子の有効読取領域の中央部における出力電圧が高く、両端部における出力電圧が低くなる。このような一定濃度の原稿に対する光電変換素子の出力電圧の不均一を放置すると、原稿の画像を正確に読み取ることができない。
【０００４】
このため、光源に配置されるリフレクタに、一例として図１１に示す形状に切り取られた反射テープ１０１を貼付するようにしたものがあった。ところが、リフレクタに薄いフィルム状の反射テープを正確な位置に貼付する作業は煩雑で習熟を必要とし、生産性が低下する問題があった。また、リフレクタにおける反射光量は反射テープの面積に比例するため、原稿の画像を読み取るために十分な光量を得るためには大きなリフレクタが必要になり、装置の大型化を招く問題があった。
【０００５】
そこで、従来の画像読取装置では、原稿に照明光を照射する光源を、光電変換素子の有効読取領域の長手方向に並設した複数のＬＥＤによって構成し、各ＬＥＤから原稿の被読取位置までの光路距離を変化させたものがある（例えば、特許文献１及び２参照。）。有効読取領域の長手方向における中央部の光路距離を両端部の光路距離に比較して長くすることにより、縮小光学系における透過光量の差を補正して光電変換素子の有効読取領域における中央部と両端部との出力電圧差を補正するようにしている。
【０００６】
【特許文献１】
実開平６−４１２７１号公報
【特許文献２】
実開平６−７３９５７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１及び２に記載されているように、個々の光路距離を調整した複数のＬＥＤを備えた画像読取装置では、ＬＥＤの照射光の指向性が高いことから各ＬＥＤの配置間隔において照明光量が大きく低下する。また、各ＬＥＤの個体差による照射光量のムラを生じ易い。さらに、光源の電気回路を立体的に構成する必要があり、コストが高騰する。
【０００８】
この発明の目的は、光源として複数のＬＥＤを用いること、及び、リフレクタに複雑な形状の反射テープを貼付する作業を不要にし、コストの上昇や装置の大型化を招くことなく、一定濃度の原稿に対する光電変換素子の出力を均一化することができ、原稿の画像を正確に読み取ることができる画像読取装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の課題を解決するための手段として、以下の構成を備えたものである。
【００１０】
（１）原稿に照明光を照射する棒状の光源と、原稿からの反射光を集光する縮小光学系と、有効読取領域の長手方向を前記光源の長手方向に平行にした光電変換素子であって、縮小光学系によって集光された反射光の光量に基づいて原稿の画像を読み取る光電変換素子と、を備えた画像読取装置において、
前記光源と原稿の被読取位置との間の光路距離を前記光源の長手方向について変化させたことを特徴とする。
【００１１】
この構成においては、原稿に照明光を照射する棒状の光源が、その長手方向について原稿の被読取位置までの光路距離を変化させた状態にされる。したがって、光電変換素子の有効読取領域の長手方向について、光源から原稿の被読取位置までの光路距離が連続的に変化し、原稿の被読取位置に対する照射光量が連続的に変化する。このため、光源から原稿の被読取位置までの光路距離を変化させることによる有効読取領域の長手方向についての光電変換素子の出力の補正がきめ細かく行われ、一定濃度の原稿に対する光電変換素子の出力がより均一化される。
【００１２】
また、光源にリフレクタを使用する場合、リフレクタの反射光量を変化させる必要がなく、リフレクタに貼付すべき反射テープの幅を光源の長手方向について一定にすることができ、組立作業が容易になる。
【００１３】
さらに、長手方向における部分的な光量むらが少なく、かつ、比較的柔軟性に富む冷陰極管等の棒状の光源を用いることにより、有効読取領域の長手方向についての光電変換素子の出力を補正するために要求される光源から原稿の被読取位置までの光路距離の変化が容易に実現される。
【００１４】
（２）前記光源は、前記光源から原稿の被読取位置に至る照射平面において、前記有効読取領域の長手方向に直交する方向の位置が前記光源の両端部を結ぶ方向に沿って変化する形状を呈することを特徴とする。
【００１５】
この構成においては、光源が原稿の被読取位置に至る照射平面内で両端部を結ぶ方向に沿って直線形状とならず、屈曲又は湾曲される。したがって、有効読取領域の長手方向についての光電変換素子の出力を補正するために要求される光源から原稿の被読取位置までの光路距離の変化が、屈曲又は湾曲した形状の光源を用いることで容易に実現される。
【００１６】
（３）前記光源は、長手方向について湾曲した形状を呈することを特徴とする。
【００１７】
この構成においては、光源が原稿の被読取位置に至る照射平面内で湾曲される。したがって、光源から原稿の被読取位置までの光路距離が、光源の長手方向について非線形に変化し、原稿の被読取位置に対する照明光量が光源の長手方向についてより円滑に変化する。
【００１８】
（４）前記光源は、長手方向に直交する方向に作用する外力によって撓みを生じた状態で装着されることを特徴とする。
【００１９】
この構成においては、光源が長手方向に直交する方向の外力を作用させた状態で備えられる。したがって、所定の形状に変化した棒状の光源を作成する必要がなく、直線状に形成された棒状の光源を用いて、有効読取領域の長手方向についての光電変換素子の出力を補正するために光源に要求される形状が、コストの著しい上昇を招くことなく容易に実現される。
【００２０】
（５）前記光源は、互いに同一の被読取位置に照明光を照射する複数の光源であることを特徴とする。
【００２１】
この構成においては、原稿の被読取位置に対して、それぞれが原稿の被読取位置との間の光路距離を長手方向について変化させた複数の棒状の光源から照明光が照射される。したがって、光電変換素子の出力を補正するために要求される原稿の被読取位置の照明光量が、より高精度に実現される。
【００２２】
（６）前記光源が、直線形状を呈する状態で装着される第１及び第２の２本の光源であることを特徴とする。
【００２３】
この構成においては、原稿の被読取位置に対して、それぞれが原稿の被読取位置との間の光路距離を長手方向について変化させた２本の棒状の光源から照明光が照射される。したがって、光電変換素子の出力を補正するために要求される原稿の被読取位置の照明光量が、棒状の光源を変形させることなく低コストで、より高精度に実現される。
【００２４】
（７）前記光源が１本であり、前記原稿の被読取位置の中央部における光路距離をＬｃ、前記原稿の被読取位置の端部における光路距離をＬｅ、前記縮小光学系の中心と前記光電変換素子の有効読取領域の両端とのなす角度の１／２をθ、前記光電変換素子の有効読取領域幅をＷｃ（ｍｍ）、前記縮小光学系の焦点距離をｆ（ｍｍ）として、
Ｌｅ／Ｌｃ＝｛ｃｏｓ（θ）｝４
但し、θ＝ｔａｎ−１｛（Ｗｃ／２）／ｆ｝
としたことを特徴とする。
【００２５】
この構成においては、縮小光学系における光量分布がｃｏｓ４乗に比例し、被読取領域における光源の照射光量は光路距離に反比例することを考慮して、同一濃度の原稿についての光電変換素子の有効読取領域の長手方向における中央部と両端部との出力が一定となるように、１本の棒状の光源の変形状態が決定される。
【００２６】
（８）前記第１の光源の一端及び前記第２の光源の他端における前記光路距離をＬ１、前記第１の光源の他端及び前記第２の光源の一端における前記光路距離をＬ２、前記原稿の被読取位置の中央部における光路距離をＬｃ、前記縮小光学系の中心と前記光電変換素子の有効読取領域の両端とのなす角度の１／２をθ、前記光電変換素子の有効読取領域幅をＷｃ（ｍｍ）、前記縮小光学系の焦点距離をｆ（ｍｍ）として、
２・Ｌ１・Ｌ２／｛Ｌｃ・（Ｌ１＋Ｌ２）｝＝｛ｃｏｓ（θ）｝４
但し、θ＝ｔａｎ−１｛（Ｗｃ／２）／ｆ｝
としたことを特徴とする。
【００２７】
この構成においては、縮小光学系における光量分布がｃｏｓ４乗に比例し、被読取領域における光源の照射光量は光路距離に反比例することを考慮して、同一濃度の原稿についての光電変換素子の有効読取領域の長手方向における中央部と両端部との出力が一定となるように、２本の棒状の光源の配置状態が決定される。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の実施形態に係る画像読取装置を備えた画像形成装置であるデジタル複写機の構成を示す図である。デジタル複写機１の本体は、スキャナ部１１０及びレーザ記録部２１０に大別される。スキャナ部１１０は、この発明の画像読取装置であり、透明ガラスからなる原稿載置台１１１、及び、原稿載置台３５上へ自動的に原稿を供給搬送するための両面対応自動原稿送り装置（ＲＡＤＦ）１１２を含む。
【００２９】
ＲＡＤＦ１１２は、図示しない原稿トレイ上にセットされた原稿を１枚ずつ自動的に原稿載置台１１１上へ給送する装置である。またＲＡＤＦ１１２は、オペレータの選択に応じて原稿の片面又は両面が原稿載置台１１１の上面に対向するように、片面原稿のための搬送経路、両面原稿のための搬送経路、これらの搬送路を切り換える切換手段、各部を通過する原稿の状態を把握し管理するセンサ群、及び、これらを統轄して制御する制御部などから構成されている。ＲＡＤＦ３６については、従来から多くの出願、商品化がなされているので、これ以上の説明は省略する。
【００３０】
原稿載置台１１１上の原稿の画像を読み取るため、スキャナ部１１０には、原稿画像面に照明光を照射するランプアセンブリ４１と照明光の原稿からの反射光を反射する第１反射ミラー４２ａとを搭載した第１走査ユニット１１３、第１反射ミラー４２ａからの反射光像を反射する第２、第３反射ミラー４２ｂ、４２ｃを搭載した第２走査ユニット１１４、反射ミラー４２ａ〜４２ｃによって配光された反射光を収束させる光学レンズ１１５、及び、光学レンズ１１５によって集光された反射光を受光して受光量に応じた電気信号を出力するＣＣＤ１１６を備えている。上記ランプアセンブリ４１に含まれるランプ４がこの発明の光源であり、上記光学レンズ１１５がこの発明の縮小光学系であり、上記ＣＣＤ１１６がこの発明の光電変換素子である。
【００３１】
スキャナ部１１０は、ＲＡＤＦ３６との関連した動作により、原稿載置台１１１上に読み取るべき原稿を順次載置させながら、原稿載置台１１１の下面に沿って第１走査ユニット１１３及び第２走査ユニット１１４を移動させ、原稿画像を読み取る。このとき、第１走査ユニット１１３は原稿載置台１１１に沿って左から右へと一定速度Ｖで移動し、第２走査ユニット１１４はＶ／２の速度で第１走査ユニット１１３と同一方向に移動する。これにより、スキャナ部１１０は、原稿載置台３５上に載置された原稿画像の反射光を１ライン毎に順次ＣＣＤ１１６の受光面に結像させる。
【００３２】
スキャナ部１１０において読み取られた原稿画像は、画像データとして図示しない画像処理部へ送られ、各種の画像処理が施されてメモリに一旦格納された後、出力指示に応じてメモリ内から読み出されてレーザ記録部２１０に転送され、レーザ書込ユニット２２７を介して記録シート上に再現される。
【００３３】
レーザ記録部２１０に設けられたレーザ書込ユニット２２７は、画像処理部のメモリから読み出された画像データ、又は、外部の画像出力装置から入力された画像データの供給を受ける。レーザ書込ユニット２２７は、画像データによって変調されたレーザ光を出射する半導体レーザ、レーザ光を等角速度偏向するポリゴンミラー、等角速度で偏向されたレーザ光が感光体ドラム２２２上で等速度偏向されるように補正するｆ−θレンズ等を備えている。
【００３４】
感光体ドラム２２２の周囲には、帯電器２２３、現像器２２４、転写器２２５、剥離器２２９、クリーニング器２２６及び除電器２２３が、感光体ドラム２２２の回転方向に沿ってこの順に配置されている。
【００３５】
レーザ記録部２１０内には、給紙カセット２５１、手差しトレイ２５４又は給紙ユニット２７０から感光体ドラム２２２と転写器２２５及び剥離器２２９との間を通過した後に定着ローラ２１７を経由して排紙トレイ２２１又は後処理装置２６０に至るシート搬送経路が構成されている。このシート搬送経路には、定着ローラ２１７の下流側から両面ユニット２１９を経由して感光体ドラム２２２と転写器２２５との間の上流側に至るシート再搬送路が含まれる。シート再搬送経路は、両面画像形成モード時又は多重画像形成モード時に、一旦画像形成を終了した記録シートを前後端を反転した状態又はそのままの状態で再度感光体ドラム２２２と転写器２２５との間に導く。
【００３６】
ディジタル複写機１の本体の側面に装着された後処理装置２６０は、画像形成終了後の記録シートに対して、パンチ孔の穿孔処理やステープル処理等の後処理を行う。
【００３７】
図２は、上記ディジタル複写機のスキャナ部における要部の構成を示す外観図である。上述のように、ディジタル複写機１に備えられるスキャナ部１１０には、縮小光学系である光学レンズ１１５及び光電変換素子であるＣＣＤ１１６が備えられている。ＣＣＤ１１６は、有効読取領域を構成する受光面の長手方向をディジタル複写機１の前後方向に一致させて取り付けられている。光学レンズ１１５は、原稿の画像面における反射光を、ディジタル複写機１の前後方向について縮小してＣＣＤ１１６の受光面に配光する。
【００３８】
図３は、上記ディジタル複写機のスキャナ部における別の要部の構成を示す正面図及び照射平面についての平面図である。即ち、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示す矢印Ｑ方向の照射平面に直交する方向の上側から見た図である。なお、図３（Ａ）において反射ミラー４２ａ〜４２ｃは簡略化して記載されている。
【００３９】
ディジタル複写機１のスキャナ部１１０において、第１装置ユニット１１３に搭載されるランプアセンブリ４１に含まれるランプ４は、冷陰極放電ランプ等の棒状の光源からなり、両端部のそれぞれをディジタル複写機１の前面側及び背面側にして配置されている。ランプ４は、原稿載置台１１１の上面に載置された原稿の画像面に照明光を照射する。ランプ４の照明光のうち原稿の画像面における被読取位置Ｓを照射した照明光の反射光が、反射ミラー４２ａ〜４２ｃによって前述の光学レンズ１１５及びＣＣＤ１１６に配光される。被読取位置Ｓは、ディジタル複写機１の前後方向に一致するライン状に形成される。したがって、原稿の画像面における被読取位置Ｓは、ＣＣＤ１１６の有効読取領域の長手方向と平行に形成されている。
【００４０】
ランプ４は、照射平面内で長手方向の中央部において屈曲しており、Ｖ字型を呈している。このため、ランプ４の中央部から原稿の被読取位置Ｓまでの照明光の光路距離Ｌｃは、ランプ４の両端部から原稿の被読取位置Ｓまでの照明光の光路距離Ｌｅよりも長い。この光路距離Ｌｃ及びＬｅは、下記の計算によって決定されている。
【００４１】
図４に示すように、光学レンズ１１５の焦点距離をｆ（ｍ）、ＣＣＤ１１６の有効読取領域の長手方向の幅をＷｃ（ｍ）、有効読取領域の長手方向における中心位置を原点（Ｘ０ ＝０）として有効読取領域の長手方向の任意の結像位置をＸ（−Ｗｃ／２≦Ｘ≦Ｗｃ／２）とした場合に、光学レンズ１１５の中心から任意の結像位置Ｘを通る光軸が光学レンズ１１５の中心から原点Ｘ０ を通る光軸となす角度θ（Ｘ）は、
θ（Ｘ）＝ｔａｎ−１（Ｘ／ｆ） ・・・式１
である。実像の光量（被読取位置Ｓにおける反射光量）が一定であれば、結像位置Ｘにおける光量Ｐ（Ｘ）はｃｏｓ４乗の法則に基づくので、光量Ｐ（Ｘ）をＸ＝０における光量Ｐｏで正規化すると、
Ｐ（Ｘ）／Ｐｏ＝〔ｃｏｓ｛θ（Ｘ）｝〕４ ・・・式２
となる。
【００４２】
一方、ランプ４に用いられる冷陰極放電ランプ等の棒状の光源は一般に線光源であり、円筒座標系として扱うことができ、円筒座標系の線光源の被照射面における照明光量は光路距離に反比例する。
【００４３】
そこで、ランプ４の単位長さ当りの発光エネルギをＱ（Ｗ／ｍ）とすると、被読取位置Ｓの中央におけるランプ４からの光路距離をＬｃ（ｍ）、被読取位置Ｓにおける照明光量をＰ′（Ｗ／ｍ２ ）、ＣＣＤ１１６の有効読取領域の結像位置Ｘ（ｍ）を光学レンズ１１５の縮小倍率１／ｎで除して原稿位置に換算した主走査位置ｘ（ｍ）（即ち、ｘ＝ｎ・Ｘ）における光路距離をＬ（ｘ）（ｍ）とすると、主走査位置ｘにおける照明光量Ｐ（ｘ）′（Ｗ／ｍ２ ）は、
Ｐ（ｘ）′＝α・Ｑ／Ｌ（ｘ）
となる。但し、αは１以下の係数である。したがって、
Ｐ（ｘ）′／Ｐ′＝Ｌｃ／Ｌ（ｘ） ・・・式３
となり、式２で得られた光学レンズ１１５での光量減衰と式３で示した光路距離による照明光量変化とが相殺するように設定すれば、ＣＣＤ１１６での光量は一定となる。そこで、光学レンズ１１５の縮小倍率１／ｎを用いて、
Ｌ（ｘ）／Ｌｃ＝〔ｃｏｓ｛θ（Ｘ）｝〕４
但し、θ（Ｘ）＝ｔａｎ−１（Ｘｃ／ｆ） ・・・式４
とすることにより、一定濃度の原稿に対するＣＣＤ１１６の出力を有効読取領域の全体について均一にすることができる。
【００４４】
また、光学レンズ１１５の中心からＣＣＤ１１６の有効読取領域の端部（Ｘ＝Ｗｃ／２又は−Ｗｃ／２）と中央部（Ｘ＝０）とのなす角をθとし、原稿の被読取位置Ｓの端部ｘ＝ｎ・（Ｗｃ／２）における光路距離をＬｅ（ｍ）とすると、式１より、
Ｌｅ／Ｌｃ＝〔ｃｏｓ｛θ（Ｘ）｝〕４
但し、θ＝ｔａｎ−１｛（Ｗｃ／２）／ｆ｝ ・・・式５
と設定すれば、一定濃度の原稿に対するＣＣＤ１１６の受光面における光量（レンズ光量）及びＣＣＤ１１６の出力（ＣＣＤ出力）は略一定となる。
【００４５】
上記式５によって得られた光路距離Ｌｅ，Ｌｃを実現するように、中央部を屈曲したランプ４を用いた実験結果を図５に示す。ランプ４を照射平面において図５（Ａ）に示すように変形させることにより、原稿の被読取位置Ｓにおいて端部の照明光量を中央部の照明光量よりも大きくし、光学レンズ１１５を通過後に端部において中央部よりも小さくなるレンズ光量を補正して一定濃度の原稿に対するＣＣＤ１１６の出力を略均一にすることができた（図５（Ｂ），（Ｃ）参照。）。
【００４６】
なお、ランプアセンブリ４１においてランプ４の照明光を反射するリフレクタを使用する場合、リフレクタの反射率は被読取位置Ｓの長手方向について一定にすることができる。このため、リフレクタには一定幅の反射テープを貼付すればよく、ランプアセンブリ４１の製造作業が簡略化される。
【００４７】
また、ランプ４を照射平面において長手方向について２次曲線を描くように変形させることにより、図６に示すように、一定濃度の原稿に対するＣＣＤ１１６の出力をより均一化することができた。
【００４８】
さらに、ランプ４を照射平面において長手方向について３次曲線を描くように変形させることによっても、図７に示すように、一定濃度の原稿に対するＣＣＤ１１６の出力をより均一化することができた。図７（Ａ）に示す形状は、中央集中荷重を受ける両端支持梁の撓みとして実現することができる。
【００４９】
このことから、直線状に作成された柔軟性を有する冷陰極放電ランプ等の棒状光源を、例えば、その両端に照射平面に沿って原稿の被読取位置Ｓに向う方向の所定の荷重が作用するように、スキャナ部１１０内において支持することにより、図７（Ａ）に示す形状を低コストで極めて容易に実現することができる。また、棒状光源の両端をスキャナ部１１０内において支持し、その中央部に照射平面に沿って原稿の被読取位置Ｓに向う方向とは反対方向に所定の荷重が作用するようにしてもよい。
【００５０】
以上のように図５〜図７に示した例では、ランプ４は、照射平面において被読取領域Ｓの長手方向（有効読取領域の長手方向に平行な方向）に直交する方向の位置がランプ４の両端部を結ぶ方向に沿って変化する形状を呈している。
【００５１】
図８及び図９は、この発明の別の実施形態に係る画像読取装置の要部の構成を示す図である。なお、図８（Ａ）はスキャナ部の要部の正面図であり、図８（Ｂ）及び（Ｃ）は同図（Ａ）に示す照射平面方向Ｑ１，Ｑ２に直交する方向の上部から見た平面図である。また、図９は、同スキャナ装置の側面図である。なお、図８（Ａ）において反射ミラー４２ａ〜４２ｃは簡略化して記載されている。
【００５２】
この実施形態に係る画像読取装置であるスキャナ部１１０は、光源として２本の直線状のランプ４ａ，４ｂを備えている。ランプ４ａ，４ｂは、両端部のそれぞれをディジタル複写機１の前面側及び背面側にして配置されている。ランプ４ａ，４ｂは、原稿載置台１１１の上面に載置された原稿の画像面に照明光を照射する。ランプ４の照明光のうち原稿の画像面における被読取位置Ｓを照射した照明光の反射光が、反射ミラー４２ａ〜４２ｃによって前述の光学レンズ１１５及びＣＣＤ１１６に配光される。被読取位置Ｓは、ディジタル複写機１の前後方向に一致するライン状に形成される。したがって、原稿の画像面における被読取位置Ｓは、ＣＣＤ１１６の有効読取領域の長手方向と平行に形成されている。
【００５３】
原稿の被読取位置Ｓにおける中央部での光路距離をＬｃ、被読取位置Ｓにおける中央部での照射光量をＰｃ″（Ｗ／ｍ２ ）、被読取位置Ｓにおける画像端部での光路距離をＬ１，Ｌ２（ｍ）、被読取位置Ｓにおける画像端部での照射光量をＰ１″，Ｐ２″（Ｗ／ｍ２ ）とすると、
Ｐｃ″＝２α・Ｑ／Ｌｃ
Ｐ１″＝α・Ｑ／Ｌ１
Ｐ２″＝α・Ｑ／Ｌ２
であり、これらより、
（Ｐ１″＋Ｐ２″）／Ｐｃ″＝Ｌｃ・（Ｌ１＋Ｌ２）／（２・Ｌ１・Ｌ２）
となる。したがって、
２・Ｌ１・Ｌ２／｛（Ｌｃ・（Ｌ１＋Ｌ２）｝＝｛ｃｏｓ（θ）｝４
但し、θ＝ｔａｎ−１｛（Ｗｃ／２）／ｆ｝ ・・・式６
となるように、被読取位置Ｓにおける画像端部での光路距離Ｌ１，Ｌ２を設定すれば、一定濃度の原稿に対する結像光量及びＣＣＤ１１６の出力を略一定にすることができる。なお、式５と同様に、上記式６においてＷｃはＣＣＤ１１６の有効読取領域の長手方向の幅であり、ｆは光学レンズ１１５の焦点距離である。
【００５４】
上記式６によって得られた光路距離Ｌ１，Ｌ２を実現するように、２本のランプ４ａ，４ｂを用いた実験結果を図１０に示す。ランプ４ａ，４ｂを照射平面において図１０（Ａ）に示すように配置することにより、原稿の被読取位置Ｓにおいて端部の照明光量を中央部の照明光量よりも大きくし、光学レンズ１１５を通過後に端部において中央部よりも小さくなるレンズ光量を補正して一定濃度の原稿に対するＣＣＤ１１６の出力を略均一にすることができた（図１０（Ｂ），（Ｃ）参照。）。この実施形態に係る画像読取装置では、２本の棒状のランプ４ａ，４ｂを変形させる必要がないため、ＣＣＤ１１６の出力の均一化を低コストで実現することができる。
【００５５】
【発明の効果】
この発明によれば、以下の効果を奏することができる。
【００５６】
（１）原稿に照明光を照射する棒状の光源を、その長手方向について原稿の被読取位置までの光路距離を変化させた状態にすることにより、光電変換素子の有効読取領域の長手方向について、光源から原稿の被読取位置までの光路距離が連続的に変化し、原稿の被読取位置に対する照射光量を連続的に変化させることができる。これによって、光源から原稿の被読取位置までの光路距離を変化させることによる有効読取領域の長手方向についての光電変換素子の出力の補正をよりきめ細かく行うことができ、一定濃度の原稿に対する光電変換素子の出力をより均一化することができる。
【００５７】
また、光源にリフレクタを使用する場合、リフレクタの反射光量を変化させる必要がなく、リフレクタに貼付すべき反射テープの幅を光源の長手方向について一定にすることができ、組立作業を容易にできる。
【００５８】
さらに、長手方向における部分的な光量むらが少なく、かつ、比較的柔軟性に富む冷陰極管等の棒状の光源を用いることにより、有効読取領域の長手方向についての光電変換素子の出力を補正するために要求される光源から原稿の被読取位置までの光路距離の変化を低コストで容易に実現できる。
【００５９】
（２）光源を原稿の被読取位置に至る照射平面内で両端部を結ぶ方向に沿って直線形状とせず、屈曲又は湾曲させることより、有効読取領域の長手方向についての光電変換素子の出力を補正するために要求される光源から原稿の被読取位置までの光路距離の変化を容易に実現できる。
【００６０】
（３）光源を原稿の被読取位置に至る照射平面内で湾曲することにより、光源から原稿の被読取位置までの光路距離を光源の長手方向について非線形に変化させることができ、原稿の被読取位置に対する照明光量を光源の長手方向についてより円滑に変化させることができる。
【００６１】
（４）光源を長手方向に直交する方向の外力を作用させた状態で備えることにより、所定の形状に変化した棒状の光源を作成する必要がなく、直線状に形成された棒状の光源を用いて、有効読取領域の長手方向についての光電変換素子の出力を補正するために光源に要求される形状を低コストで容易に実現できる。
【００６２】
（５）原稿の被読取位置に対して、それぞれが原稿の被読取位置との間の光路距離を長手方向について変化させた複数の棒状の光源から照明光を照射することにより、光電変換素子の出力を補正するために要求される原稿の被読取位置の照明光量をより高精度に実現できる。
【００６３】
（６）原稿の被読取位置に対して、それぞれが原稿の被読取位置との間の光路距離を長手方向について変化させた２本の棒状の光源から照明光を照射することにより、光電変換素子の出力を補正するために要求される原稿の被読取位置の照明光量を棒状の光源を変形させることなく低コストでより高精度に実現できる。
【００６４】
（７）縮小光学系における光量分布がｃｏｓ４乗に比例し、被読取領域における光源の照射光量は光路距離に反比例することを考慮した計算式を用いて、同一濃度の原稿についての光電変換素子の有効読取領域の長手方向における中央部と両端部との出力が一定となるように、１本の棒状の光源の変形状態を正確に決定できる。
【００６５】
（８）縮小光学系における光量分布がｃｏｓ４乗に比例し、被読取領域における光源の照射光量は光路距離に反比例することを考慮した計算式を用いて、同一濃度の原稿についての光電変換素子の有効読取領域の長手方向における中央部と両端部との出力が一定となるように、２本の棒状の光源の配置状態を正確に決定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態に係る画像読取装置を備えた画像形成装置であるデジタル複写機の構成を示す図である。
【図２】上記ディジタル複写機のスキャナ部における要部の構成を示す外観図である。
【図３】上記ディジタル複写機のスキャナ部における別の要部の構成を示す正面図及び照射平面についての平面図である。
【図４】上記ディジタル複写機のスキャナ部におけるＣＣＤの結像位置を示す図である。
【図５】上記画像読取装置の実験結果を示す図である。
【図６】ランプの形状が異なる別の実施形態に係る画像読取装置の実験結果を示す図である。
【図７】ランプの形状が異なるさらに別の実施形態に係る画像読取装置の実験結果を示す図である。
【図８】この発明の別の実施形態に係る画像読取装置のスキャナ部における要部の構成を示す正面図及び平面図である。
【図９】同画像読取装置のスキャナ部における要部の構成を示す側面図である。
【図１０】同画像読取装置の実験結果を示す図である。
【図１１】従来の画像読取装置に用いられる反射テープを示す図である。
【符号の説明】
１−ディジタル複写機（画像形成装置）
４−ランプ（光源）
１１０−スキャナ部（画像読取装置）
１１１−原稿載置台
１１５−光学レンズ（縮小光学系）
１１６−ＣＣＤ（光電変換素子）
Ｓ−被読取位置
【発明の属する技術分野】
この発明は、光源の照明光によって原稿の画像面を走査し、原稿における反射光を縮小光学系を介して光電変換素子に受光させることにより、原稿の画像を読み取る画像読取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
原稿の画像を読み取る画像読取装置として、光源の照明光の原稿における反射光を縮小光学系を介して光電変換素子に配光するようにしたものがある。光電変換素子は、受光量に応じた電気信号を出力する。光電変換素子から出力された信号に基づいて、原稿の内容が読み取られる。
【０００３】
縮小光学系を備えた画像読取装置においては、縮小光学系によって原稿からの反射光が一旦収束される。縮小光学系において、中心部における反射光の透過光量に比較して端部における反射光の透過光量は小さい。このため、光電変換素子の有効読取領域（光電変換素子において反射光を受光できる範囲）の長手方向について光源の照明光量が一様であると、一定濃度の原稿について光電変換素子の有効読取領域の中央部における出力電圧が高く、両端部における出力電圧が低くなる。このような一定濃度の原稿に対する光電変換素子の出力電圧の不均一を放置すると、原稿の画像を正確に読み取ることができない。
【０００４】
このため、光源に配置されるリフレクタに、一例として図１１に示す形状に切り取られた反射テープ１０１を貼付するようにしたものがあった。ところが、リフレクタに薄いフィルム状の反射テープを正確な位置に貼付する作業は煩雑で習熟を必要とし、生産性が低下する問題があった。また、リフレクタにおける反射光量は反射テープの面積に比例するため、原稿の画像を読み取るために十分な光量を得るためには大きなリフレクタが必要になり、装置の大型化を招く問題があった。
【０００５】
そこで、従来の画像読取装置では、原稿に照明光を照射する光源を、光電変換素子の有効読取領域の長手方向に並設した複数のＬＥＤによって構成し、各ＬＥＤから原稿の被読取位置までの光路距離を変化させたものがある（例えば、特許文献１及び２参照。）。有効読取領域の長手方向における中央部の光路距離を両端部の光路距離に比較して長くすることにより、縮小光学系における透過光量の差を補正して光電変換素子の有効読取領域における中央部と両端部との出力電圧差を補正するようにしている。
【０００６】
【特許文献１】
実開平６−４１２７１号公報
【特許文献２】
実開平６−７３９５７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１及び２に記載されているように、個々の光路距離を調整した複数のＬＥＤを備えた画像読取装置では、ＬＥＤの照射光の指向性が高いことから各ＬＥＤの配置間隔において照明光量が大きく低下する。また、各ＬＥＤの個体差による照射光量のムラを生じ易い。さらに、光源の電気回路を立体的に構成する必要があり、コストが高騰する。
【０００８】
この発明の目的は、光源として複数のＬＥＤを用いること、及び、リフレクタに複雑な形状の反射テープを貼付する作業を不要にし、コストの上昇や装置の大型化を招くことなく、一定濃度の原稿に対する光電変換素子の出力を均一化することができ、原稿の画像を正確に読み取ることができる画像読取装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の課題を解決するための手段として、以下の構成を備えたものである。
【００１０】
（１）原稿に照明光を照射する棒状の光源と、原稿からの反射光を集光する縮小光学系と、有効読取領域の長手方向を前記光源の長手方向に平行にした光電変換素子であって、縮小光学系によって集光された反射光の光量に基づいて原稿の画像を読み取る光電変換素子と、を備えた画像読取装置において、
前記光源と原稿の被読取位置との間の光路距離を前記光源の長手方向について変化させたことを特徴とする。
【００１１】
この構成においては、原稿に照明光を照射する棒状の光源が、その長手方向について原稿の被読取位置までの光路距離を変化させた状態にされる。したがって、光電変換素子の有効読取領域の長手方向について、光源から原稿の被読取位置までの光路距離が連続的に変化し、原稿の被読取位置に対する照射光量が連続的に変化する。このため、光源から原稿の被読取位置までの光路距離を変化させることによる有効読取領域の長手方向についての光電変換素子の出力の補正がきめ細かく行われ、一定濃度の原稿に対する光電変換素子の出力がより均一化される。
【００１２】
また、光源にリフレクタを使用する場合、リフレクタの反射光量を変化させる必要がなく、リフレクタに貼付すべき反射テープの幅を光源の長手方向について一定にすることができ、組立作業が容易になる。
【００１３】
さらに、長手方向における部分的な光量むらが少なく、かつ、比較的柔軟性に富む冷陰極管等の棒状の光源を用いることにより、有効読取領域の長手方向についての光電変換素子の出力を補正するために要求される光源から原稿の被読取位置までの光路距離の変化が容易に実現される。
【００１４】
（２）前記光源は、前記光源から原稿の被読取位置に至る照射平面において、前記有効読取領域の長手方向に直交する方向の位置が前記光源の両端部を結ぶ方向に沿って変化する形状を呈することを特徴とする。
【００１５】
この構成においては、光源が原稿の被読取位置に至る照射平面内で両端部を結ぶ方向に沿って直線形状とならず、屈曲又は湾曲される。したがって、有効読取領域の長手方向についての光電変換素子の出力を補正するために要求される光源から原稿の被読取位置までの光路距離の変化が、屈曲又は湾曲した形状の光源を用いることで容易に実現される。
【００１６】
（３）前記光源は、長手方向について湾曲した形状を呈することを特徴とする。
【００１７】
この構成においては、光源が原稿の被読取位置に至る照射平面内で湾曲される。したがって、光源から原稿の被読取位置までの光路距離が、光源の長手方向について非線形に変化し、原稿の被読取位置に対する照明光量が光源の長手方向についてより円滑に変化する。
【００１８】
（４）前記光源は、長手方向に直交する方向に作用する外力によって撓みを生じた状態で装着されることを特徴とする。
【００１９】
この構成においては、光源が長手方向に直交する方向の外力を作用させた状態で備えられる。したがって、所定の形状に変化した棒状の光源を作成する必要がなく、直線状に形成された棒状の光源を用いて、有効読取領域の長手方向についての光電変換素子の出力を補正するために光源に要求される形状が、コストの著しい上昇を招くことなく容易に実現される。
【００２０】
（５）前記光源は、互いに同一の被読取位置に照明光を照射する複数の光源であることを特徴とする。
【００２１】
この構成においては、原稿の被読取位置に対して、それぞれが原稿の被読取位置との間の光路距離を長手方向について変化させた複数の棒状の光源から照明光が照射される。したがって、光電変換素子の出力を補正するために要求される原稿の被読取位置の照明光量が、より高精度に実現される。
【００２２】
（６）前記光源が、直線形状を呈する状態で装着される第１及び第２の２本の光源であることを特徴とする。
【００２３】
この構成においては、原稿の被読取位置に対して、それぞれが原稿の被読取位置との間の光路距離を長手方向について変化させた２本の棒状の光源から照明光が照射される。したがって、光電変換素子の出力を補正するために要求される原稿の被読取位置の照明光量が、棒状の光源を変形させることなく低コストで、より高精度に実現される。
【００２４】
（７）前記光源が１本であり、前記原稿の被読取位置の中央部における光路距離をＬｃ、前記原稿の被読取位置の端部における光路距離をＬｅ、前記縮小光学系の中心と前記光電変換素子の有効読取領域の両端とのなす角度の１／２をθ、前記光電変換素子の有効読取領域幅をＷｃ（ｍｍ）、前記縮小光学系の焦点距離をｆ（ｍｍ）として、
Ｌｅ／Ｌｃ＝｛ｃｏｓ（θ）｝４
但し、θ＝ｔａｎ−１｛（Ｗｃ／２）／ｆ｝
としたことを特徴とする。
【００２５】
この構成においては、縮小光学系における光量分布がｃｏｓ４乗に比例し、被読取領域における光源の照射光量は光路距離に反比例することを考慮して、同一濃度の原稿についての光電変換素子の有効読取領域の長手方向における中央部と両端部との出力が一定となるように、１本の棒状の光源の変形状態が決定される。
【００２６】
（８）前記第１の光源の一端及び前記第２の光源の他端における前記光路距離をＬ１、前記第１の光源の他端及び前記第２の光源の一端における前記光路距離をＬ２、前記原稿の被読取位置の中央部における光路距離をＬｃ、前記縮小光学系の中心と前記光電変換素子の有効読取領域の両端とのなす角度の１／２をθ、前記光電変換素子の有効読取領域幅をＷｃ（ｍｍ）、前記縮小光学系の焦点距離をｆ（ｍｍ）として、
２・Ｌ１・Ｌ２／｛Ｌｃ・（Ｌ１＋Ｌ２）｝＝｛ｃｏｓ（θ）｝４
但し、θ＝ｔａｎ−１｛（Ｗｃ／２）／ｆ｝
としたことを特徴とする。
【００２７】
この構成においては、縮小光学系における光量分布がｃｏｓ４乗に比例し、被読取領域における光源の照射光量は光路距離に反比例することを考慮して、同一濃度の原稿についての光電変換素子の有効読取領域の長手方向における中央部と両端部との出力が一定となるように、２本の棒状の光源の配置状態が決定される。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の実施形態に係る画像読取装置を備えた画像形成装置であるデジタル複写機の構成を示す図である。デジタル複写機１の本体は、スキャナ部１１０及びレーザ記録部２１０に大別される。スキャナ部１１０は、この発明の画像読取装置であり、透明ガラスからなる原稿載置台１１１、及び、原稿載置台３５上へ自動的に原稿を供給搬送するための両面対応自動原稿送り装置（ＲＡＤＦ）１１２を含む。
【００２９】
ＲＡＤＦ１１２は、図示しない原稿トレイ上にセットされた原稿を１枚ずつ自動的に原稿載置台１１１上へ給送する装置である。またＲＡＤＦ１１２は、オペレータの選択に応じて原稿の片面又は両面が原稿載置台１１１の上面に対向するように、片面原稿のための搬送経路、両面原稿のための搬送経路、これらの搬送路を切り換える切換手段、各部を通過する原稿の状態を把握し管理するセンサ群、及び、これらを統轄して制御する制御部などから構成されている。ＲＡＤＦ３６については、従来から多くの出願、商品化がなされているので、これ以上の説明は省略する。
【００３０】
原稿載置台１１１上の原稿の画像を読み取るため、スキャナ部１１０には、原稿画像面に照明光を照射するランプアセンブリ４１と照明光の原稿からの反射光を反射する第１反射ミラー４２ａとを搭載した第１走査ユニット１１３、第１反射ミラー４２ａからの反射光像を反射する第２、第３反射ミラー４２ｂ、４２ｃを搭載した第２走査ユニット１１４、反射ミラー４２ａ〜４２ｃによって配光された反射光を収束させる光学レンズ１１５、及び、光学レンズ１１５によって集光された反射光を受光して受光量に応じた電気信号を出力するＣＣＤ１１６を備えている。上記ランプアセンブリ４１に含まれるランプ４がこの発明の光源であり、上記光学レンズ１１５がこの発明の縮小光学系であり、上記ＣＣＤ１１６がこの発明の光電変換素子である。
【００３１】
スキャナ部１１０は、ＲＡＤＦ３６との関連した動作により、原稿載置台１１１上に読み取るべき原稿を順次載置させながら、原稿載置台１１１の下面に沿って第１走査ユニット１１３及び第２走査ユニット１１４を移動させ、原稿画像を読み取る。このとき、第１走査ユニット１１３は原稿載置台１１１に沿って左から右へと一定速度Ｖで移動し、第２走査ユニット１１４はＶ／２の速度で第１走査ユニット１１３と同一方向に移動する。これにより、スキャナ部１１０は、原稿載置台３５上に載置された原稿画像の反射光を１ライン毎に順次ＣＣＤ１１６の受光面に結像させる。
【００３２】
スキャナ部１１０において読み取られた原稿画像は、画像データとして図示しない画像処理部へ送られ、各種の画像処理が施されてメモリに一旦格納された後、出力指示に応じてメモリ内から読み出されてレーザ記録部２１０に転送され、レーザ書込ユニット２２７を介して記録シート上に再現される。
【００３３】
レーザ記録部２１０に設けられたレーザ書込ユニット２２７は、画像処理部のメモリから読み出された画像データ、又は、外部の画像出力装置から入力された画像データの供給を受ける。レーザ書込ユニット２２７は、画像データによって変調されたレーザ光を出射する半導体レーザ、レーザ光を等角速度偏向するポリゴンミラー、等角速度で偏向されたレーザ光が感光体ドラム２２２上で等速度偏向されるように補正するｆ−θレンズ等を備えている。
【００３４】
感光体ドラム２２２の周囲には、帯電器２２３、現像器２２４、転写器２２５、剥離器２２９、クリーニング器２２６及び除電器２２３が、感光体ドラム２２２の回転方向に沿ってこの順に配置されている。
【００３５】
レーザ記録部２１０内には、給紙カセット２５１、手差しトレイ２５４又は給紙ユニット２７０から感光体ドラム２２２と転写器２２５及び剥離器２２９との間を通過した後に定着ローラ２１７を経由して排紙トレイ２２１又は後処理装置２６０に至るシート搬送経路が構成されている。このシート搬送経路には、定着ローラ２１７の下流側から両面ユニット２１９を経由して感光体ドラム２２２と転写器２２５との間の上流側に至るシート再搬送路が含まれる。シート再搬送経路は、両面画像形成モード時又は多重画像形成モード時に、一旦画像形成を終了した記録シートを前後端を反転した状態又はそのままの状態で再度感光体ドラム２２２と転写器２２５との間に導く。
【００３６】
ディジタル複写機１の本体の側面に装着された後処理装置２６０は、画像形成終了後の記録シートに対して、パンチ孔の穿孔処理やステープル処理等の後処理を行う。
【００３７】
図２は、上記ディジタル複写機のスキャナ部における要部の構成を示す外観図である。上述のように、ディジタル複写機１に備えられるスキャナ部１１０には、縮小光学系である光学レンズ１１５及び光電変換素子であるＣＣＤ１１６が備えられている。ＣＣＤ１１６は、有効読取領域を構成する受光面の長手方向をディジタル複写機１の前後方向に一致させて取り付けられている。光学レンズ１１５は、原稿の画像面における反射光を、ディジタル複写機１の前後方向について縮小してＣＣＤ１１６の受光面に配光する。
【００３８】
図３は、上記ディジタル複写機のスキャナ部における別の要部の構成を示す正面図及び照射平面についての平面図である。即ち、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示す矢印Ｑ方向の照射平面に直交する方向の上側から見た図である。なお、図３（Ａ）において反射ミラー４２ａ〜４２ｃは簡略化して記載されている。
【００３９】
ディジタル複写機１のスキャナ部１１０において、第１装置ユニット１１３に搭載されるランプアセンブリ４１に含まれるランプ４は、冷陰極放電ランプ等の棒状の光源からなり、両端部のそれぞれをディジタル複写機１の前面側及び背面側にして配置されている。ランプ４は、原稿載置台１１１の上面に載置された原稿の画像面に照明光を照射する。ランプ４の照明光のうち原稿の画像面における被読取位置Ｓを照射した照明光の反射光が、反射ミラー４２ａ〜４２ｃによって前述の光学レンズ１１５及びＣＣＤ１１６に配光される。被読取位置Ｓは、ディジタル複写機１の前後方向に一致するライン状に形成される。したがって、原稿の画像面における被読取位置Ｓは、ＣＣＤ１１６の有効読取領域の長手方向と平行に形成されている。
【００４０】
ランプ４は、照射平面内で長手方向の中央部において屈曲しており、Ｖ字型を呈している。このため、ランプ４の中央部から原稿の被読取位置Ｓまでの照明光の光路距離Ｌｃは、ランプ４の両端部から原稿の被読取位置Ｓまでの照明光の光路距離Ｌｅよりも長い。この光路距離Ｌｃ及びＬｅは、下記の計算によって決定されている。
【００４１】
図４に示すように、光学レンズ１１５の焦点距離をｆ（ｍ）、ＣＣＤ１１６の有効読取領域の長手方向の幅をＷｃ（ｍ）、有効読取領域の長手方向における中心位置を原点（Ｘ０ ＝０）として有効読取領域の長手方向の任意の結像位置をＸ（−Ｗｃ／２≦Ｘ≦Ｗｃ／２）とした場合に、光学レンズ１１５の中心から任意の結像位置Ｘを通る光軸が光学レンズ１１５の中心から原点Ｘ０ を通る光軸となす角度θ（Ｘ）は、
θ（Ｘ）＝ｔａｎ−１（Ｘ／ｆ） ・・・式１
である。実像の光量（被読取位置Ｓにおける反射光量）が一定であれば、結像位置Ｘにおける光量Ｐ（Ｘ）はｃｏｓ４乗の法則に基づくので、光量Ｐ（Ｘ）をＸ＝０における光量Ｐｏで正規化すると、
Ｐ（Ｘ）／Ｐｏ＝〔ｃｏｓ｛θ（Ｘ）｝〕４ ・・・式２
となる。
【００４２】
一方、ランプ４に用いられる冷陰極放電ランプ等の棒状の光源は一般に線光源であり、円筒座標系として扱うことができ、円筒座標系の線光源の被照射面における照明光量は光路距離に反比例する。
【００４３】
そこで、ランプ４の単位長さ当りの発光エネルギをＱ（Ｗ／ｍ）とすると、被読取位置Ｓの中央におけるランプ４からの光路距離をＬｃ（ｍ）、被読取位置Ｓにおける照明光量をＰ′（Ｗ／ｍ２ ）、ＣＣＤ１１６の有効読取領域の結像位置Ｘ（ｍ）を光学レンズ１１５の縮小倍率１／ｎで除して原稿位置に換算した主走査位置ｘ（ｍ）（即ち、ｘ＝ｎ・Ｘ）における光路距離をＬ（ｘ）（ｍ）とすると、主走査位置ｘにおける照明光量Ｐ（ｘ）′（Ｗ／ｍ２ ）は、
Ｐ（ｘ）′＝α・Ｑ／Ｌ（ｘ）
となる。但し、αは１以下の係数である。したがって、
Ｐ（ｘ）′／Ｐ′＝Ｌｃ／Ｌ（ｘ） ・・・式３
となり、式２で得られた光学レンズ１１５での光量減衰と式３で示した光路距離による照明光量変化とが相殺するように設定すれば、ＣＣＤ１１６での光量は一定となる。そこで、光学レンズ１１５の縮小倍率１／ｎを用いて、
Ｌ（ｘ）／Ｌｃ＝〔ｃｏｓ｛θ（Ｘ）｝〕４
但し、θ（Ｘ）＝ｔａｎ−１（Ｘｃ／ｆ） ・・・式４
とすることにより、一定濃度の原稿に対するＣＣＤ１１６の出力を有効読取領域の全体について均一にすることができる。
【００４４】
また、光学レンズ１１５の中心からＣＣＤ１１６の有効読取領域の端部（Ｘ＝Ｗｃ／２又は−Ｗｃ／２）と中央部（Ｘ＝０）とのなす角をθとし、原稿の被読取位置Ｓの端部ｘ＝ｎ・（Ｗｃ／２）における光路距離をＬｅ（ｍ）とすると、式１より、
Ｌｅ／Ｌｃ＝〔ｃｏｓ｛θ（Ｘ）｝〕４
但し、θ＝ｔａｎ−１｛（Ｗｃ／２）／ｆ｝ ・・・式５
と設定すれば、一定濃度の原稿に対するＣＣＤ１１６の受光面における光量（レンズ光量）及びＣＣＤ１１６の出力（ＣＣＤ出力）は略一定となる。
【００４５】
上記式５によって得られた光路距離Ｌｅ，Ｌｃを実現するように、中央部を屈曲したランプ４を用いた実験結果を図５に示す。ランプ４を照射平面において図５（Ａ）に示すように変形させることにより、原稿の被読取位置Ｓにおいて端部の照明光量を中央部の照明光量よりも大きくし、光学レンズ１１５を通過後に端部において中央部よりも小さくなるレンズ光量を補正して一定濃度の原稿に対するＣＣＤ１１６の出力を略均一にすることができた（図５（Ｂ），（Ｃ）参照。）。
【００４６】
なお、ランプアセンブリ４１においてランプ４の照明光を反射するリフレクタを使用する場合、リフレクタの反射率は被読取位置Ｓの長手方向について一定にすることができる。このため、リフレクタには一定幅の反射テープを貼付すればよく、ランプアセンブリ４１の製造作業が簡略化される。
【００４７】
また、ランプ４を照射平面において長手方向について２次曲線を描くように変形させることにより、図６に示すように、一定濃度の原稿に対するＣＣＤ１１６の出力をより均一化することができた。
【００４８】
さらに、ランプ４を照射平面において長手方向について３次曲線を描くように変形させることによっても、図７に示すように、一定濃度の原稿に対するＣＣＤ１１６の出力をより均一化することができた。図７（Ａ）に示す形状は、中央集中荷重を受ける両端支持梁の撓みとして実現することができる。
【００４９】
このことから、直線状に作成された柔軟性を有する冷陰極放電ランプ等の棒状光源を、例えば、その両端に照射平面に沿って原稿の被読取位置Ｓに向う方向の所定の荷重が作用するように、スキャナ部１１０内において支持することにより、図７（Ａ）に示す形状を低コストで極めて容易に実現することができる。また、棒状光源の両端をスキャナ部１１０内において支持し、その中央部に照射平面に沿って原稿の被読取位置Ｓに向う方向とは反対方向に所定の荷重が作用するようにしてもよい。
【００５０】
以上のように図５〜図７に示した例では、ランプ４は、照射平面において被読取領域Ｓの長手方向（有効読取領域の長手方向に平行な方向）に直交する方向の位置がランプ４の両端部を結ぶ方向に沿って変化する形状を呈している。
【００５１】
図８及び図９は、この発明の別の実施形態に係る画像読取装置の要部の構成を示す図である。なお、図８（Ａ）はスキャナ部の要部の正面図であり、図８（Ｂ）及び（Ｃ）は同図（Ａ）に示す照射平面方向Ｑ１，Ｑ２に直交する方向の上部から見た平面図である。また、図９は、同スキャナ装置の側面図である。なお、図８（Ａ）において反射ミラー４２ａ〜４２ｃは簡略化して記載されている。
【００５２】
この実施形態に係る画像読取装置であるスキャナ部１１０は、光源として２本の直線状のランプ４ａ，４ｂを備えている。ランプ４ａ，４ｂは、両端部のそれぞれをディジタル複写機１の前面側及び背面側にして配置されている。ランプ４ａ，４ｂは、原稿載置台１１１の上面に載置された原稿の画像面に照明光を照射する。ランプ４の照明光のうち原稿の画像面における被読取位置Ｓを照射した照明光の反射光が、反射ミラー４２ａ〜４２ｃによって前述の光学レンズ１１５及びＣＣＤ１１６に配光される。被読取位置Ｓは、ディジタル複写機１の前後方向に一致するライン状に形成される。したがって、原稿の画像面における被読取位置Ｓは、ＣＣＤ１１６の有効読取領域の長手方向と平行に形成されている。
【００５３】
原稿の被読取位置Ｓにおける中央部での光路距離をＬｃ、被読取位置Ｓにおける中央部での照射光量をＰｃ″（Ｗ／ｍ２ ）、被読取位置Ｓにおける画像端部での光路距離をＬ１，Ｌ２（ｍ）、被読取位置Ｓにおける画像端部での照射光量をＰ１″，Ｐ２″（Ｗ／ｍ２ ）とすると、
Ｐｃ″＝２α・Ｑ／Ｌｃ
Ｐ１″＝α・Ｑ／Ｌ１
Ｐ２″＝α・Ｑ／Ｌ２
であり、これらより、
（Ｐ１″＋Ｐ２″）／Ｐｃ″＝Ｌｃ・（Ｌ１＋Ｌ２）／（２・Ｌ１・Ｌ２）
となる。したがって、
２・Ｌ１・Ｌ２／｛（Ｌｃ・（Ｌ１＋Ｌ２）｝＝｛ｃｏｓ（θ）｝４
但し、θ＝ｔａｎ−１｛（Ｗｃ／２）／ｆ｝ ・・・式６
となるように、被読取位置Ｓにおける画像端部での光路距離Ｌ１，Ｌ２を設定すれば、一定濃度の原稿に対する結像光量及びＣＣＤ１１６の出力を略一定にすることができる。なお、式５と同様に、上記式６においてＷｃはＣＣＤ１１６の有効読取領域の長手方向の幅であり、ｆは光学レンズ１１５の焦点距離である。
【００５４】
上記式６によって得られた光路距離Ｌ１，Ｌ２を実現するように、２本のランプ４ａ，４ｂを用いた実験結果を図１０に示す。ランプ４ａ，４ｂを照射平面において図１０（Ａ）に示すように配置することにより、原稿の被読取位置Ｓにおいて端部の照明光量を中央部の照明光量よりも大きくし、光学レンズ１１５を通過後に端部において中央部よりも小さくなるレンズ光量を補正して一定濃度の原稿に対するＣＣＤ１１６の出力を略均一にすることができた（図１０（Ｂ），（Ｃ）参照。）。この実施形態に係る画像読取装置では、２本の棒状のランプ４ａ，４ｂを変形させる必要がないため、ＣＣＤ１１６の出力の均一化を低コストで実現することができる。
【００５５】
【発明の効果】
この発明によれば、以下の効果を奏することができる。
【００５６】
（１）原稿に照明光を照射する棒状の光源を、その長手方向について原稿の被読取位置までの光路距離を変化させた状態にすることにより、光電変換素子の有効読取領域の長手方向について、光源から原稿の被読取位置までの光路距離が連続的に変化し、原稿の被読取位置に対する照射光量を連続的に変化させることができる。これによって、光源から原稿の被読取位置までの光路距離を変化させることによる有効読取領域の長手方向についての光電変換素子の出力の補正をよりきめ細かく行うことができ、一定濃度の原稿に対する光電変換素子の出力をより均一化することができる。
【００５７】
また、光源にリフレクタを使用する場合、リフレクタの反射光量を変化させる必要がなく、リフレクタに貼付すべき反射テープの幅を光源の長手方向について一定にすることができ、組立作業を容易にできる。
【００５８】
さらに、長手方向における部分的な光量むらが少なく、かつ、比較的柔軟性に富む冷陰極管等の棒状の光源を用いることにより、有効読取領域の長手方向についての光電変換素子の出力を補正するために要求される光源から原稿の被読取位置までの光路距離の変化を低コストで容易に実現できる。
【００５９】
（２）光源を原稿の被読取位置に至る照射平面内で両端部を結ぶ方向に沿って直線形状とせず、屈曲又は湾曲させることより、有効読取領域の長手方向についての光電変換素子の出力を補正するために要求される光源から原稿の被読取位置までの光路距離の変化を容易に実現できる。
【００６０】
（３）光源を原稿の被読取位置に至る照射平面内で湾曲することにより、光源から原稿の被読取位置までの光路距離を光源の長手方向について非線形に変化させることができ、原稿の被読取位置に対する照明光量を光源の長手方向についてより円滑に変化させることができる。
【００６１】
（４）光源を長手方向に直交する方向の外力を作用させた状態で備えることにより、所定の形状に変化した棒状の光源を作成する必要がなく、直線状に形成された棒状の光源を用いて、有効読取領域の長手方向についての光電変換素子の出力を補正するために光源に要求される形状を低コストで容易に実現できる。
【００６２】
（５）原稿の被読取位置に対して、それぞれが原稿の被読取位置との間の光路距離を長手方向について変化させた複数の棒状の光源から照明光を照射することにより、光電変換素子の出力を補正するために要求される原稿の被読取位置の照明光量をより高精度に実現できる。
【００６３】
（６）原稿の被読取位置に対して、それぞれが原稿の被読取位置との間の光路距離を長手方向について変化させた２本の棒状の光源から照明光を照射することにより、光電変換素子の出力を補正するために要求される原稿の被読取位置の照明光量を棒状の光源を変形させることなく低コストでより高精度に実現できる。
【００６４】
（７）縮小光学系における光量分布がｃｏｓ４乗に比例し、被読取領域における光源の照射光量は光路距離に反比例することを考慮した計算式を用いて、同一濃度の原稿についての光電変換素子の有効読取領域の長手方向における中央部と両端部との出力が一定となるように、１本の棒状の光源の変形状態を正確に決定できる。
【００６５】
（８）縮小光学系における光量分布がｃｏｓ４乗に比例し、被読取領域における光源の照射光量は光路距離に反比例することを考慮した計算式を用いて、同一濃度の原稿についての光電変換素子の有効読取領域の長手方向における中央部と両端部との出力が一定となるように、２本の棒状の光源の配置状態を正確に決定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態に係る画像読取装置を備えた画像形成装置であるデジタル複写機の構成を示す図である。
【図２】上記ディジタル複写機のスキャナ部における要部の構成を示す外観図である。
【図３】上記ディジタル複写機のスキャナ部における別の要部の構成を示す正面図及び照射平面についての平面図である。
【図４】上記ディジタル複写機のスキャナ部におけるＣＣＤの結像位置を示す図である。
【図５】上記画像読取装置の実験結果を示す図である。
【図６】ランプの形状が異なる別の実施形態に係る画像読取装置の実験結果を示す図である。
【図７】ランプの形状が異なるさらに別の実施形態に係る画像読取装置の実験結果を示す図である。
【図８】この発明の別の実施形態に係る画像読取装置のスキャナ部における要部の構成を示す正面図及び平面図である。
【図９】同画像読取装置のスキャナ部における要部の構成を示す側面図である。
【図１０】同画像読取装置の実験結果を示す図である。
【図１１】従来の画像読取装置に用いられる反射テープを示す図である。
【符号の説明】
１−ディジタル複写機（画像形成装置）
４−ランプ（光源）
１１０−スキャナ部（画像読取装置）
１１１−原稿載置台
１１５−光学レンズ（縮小光学系）
１１６−ＣＣＤ（光電変換素子）
Ｓ−被読取位置
Claims (8)
- 原稿に照明光を照射する棒状の光源と、原稿からの反射光を集光する縮小光学系と、有効読取領域の長手方向を前記光源の長手方向に平行にした光電変換素子であって、縮小光学系によって集光された反射光の光量に基づいて原稿の画像を読み取る光電変換素子と、を備えた画像読取装置において、
前記光源と原稿の被読取位置との間の光路距離を前記光源の長手方向について変化させたことを特徴とする画像読取装置。 - 前記光源は、前記光源から原稿の被読取位置に至る照射平面において、前記有効読取領域の長手方向に直交する方向の位置が前記光源の両端部を結ぶ方向に沿って変化する形状を呈することを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
- 前記光源は、前記照射平面において湾曲した形状を呈することを特徴とする請求項２に記載の画像読取装置。
- 前記光源は、長手方向に直交する方向に作用する外力によって撓みを生じた状態で装着されることを特徴とする請求項２に記載の画像読取装置。
- 前記光源は、互いに同一の被読取位置に照明光を照射する複数の光源であることを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
- 前記光源が、直線形状を呈する状態で装着される第１及び第２の２本の光源であることを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
- 前記光源が１本であり、前記原稿の被読取位置の中央部における光路距離をＬｃ、前記原稿の被読取位置の端部における光路距離をＬｅ、前記縮小光学系の中心と前記光電変換素子の有効読取領域の両端とのなす角度の１／２をθ、前記光電変換素子の有効読取領域幅をＷｃ（ｍｍ）、前記縮小光学系の焦点距離をｆ（ｍｍ）として、
Ｌｅ／Ｌｃ＝｛ｃｏｓ（θ）｝４
但し、θ＝ｔａｎ−１｛（Ｗｃ／２）／ｆ｝
としたことを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。 - 前記第１の光源の一端及び前記第２の光源の他端における前記光路距離をＬ１、前記第１の光源の他端及び前記第２の光源の一端における前記光路距離をＬ２、前記原稿の被読取位置の中央部における光路距離をＬｃ、前記縮小光学系の中心と前記光電変換素子の有効読取領域の両端とのなす角度の１／２をθ、前記光電変換素子の有効読取領域幅をＷｃ（ｍｍ）、前記縮小光学系の焦点距離をｆ（ｍｍ）として、
２・Ｌ１・Ｌ２／｛Ｌｃ・（Ｌ１＋Ｌ２）｝＝｛ｃｏｓ（θ）｝４
但し、θ＝ｔａｎ−１｛（Ｗｃ／２）／ｆ｝
としたことを特徴とする請求項６に記載の画像読取装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003090528A JP2004297695A (ja) | 2003-03-28 | 2003-03-28 | 画像読取装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003090528A JP2004297695A (ja) | 2003-03-28 | 2003-03-28 | 画像読取装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004297695A true JP2004297695A (ja) | 2004-10-21 |
Family
ID=33404129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003090528A Pending JP2004297695A (ja) | 2003-03-28 | 2003-03-28 | 画像読取装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004297695A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008062449A (ja) * | 2006-09-05 | 2008-03-21 | Olympus Corp | 記録不良検出装置、その記録不良検出方法とプログラム、及び画像記録装置 |
-
2003
- 2003-03-28 JP JP2003090528A patent/JP2004297695A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008062449A (ja) * | 2006-09-05 | 2008-03-21 | Olympus Corp | 記録不良検出装置、その記録不良検出方法とプログラム、及び画像記録装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5299660B2 (ja) | 照明装置、画像読取装置、及び、画像形成装置 | |
| JP5049147B2 (ja) | 画像読取装置、および画像形成装置 | |
| US8928956B2 (en) | Illumination system, image reader and image forming device | |
| JP5610160B2 (ja) | 照明ユニット、画像読取装置、および画像形成装置 | |
| US8614413B2 (en) | Image reading apparatus to illuminate light on an original document with an optical member having four planes positioned such that the light incident side is smaller in size than the light exit side | |
| JP2000021221A (ja) | 線状照明装置 | |
| EP1677163B1 (en) | A document illuminating apparatus, a document reading apparatus and an image forming apparatus capable of efficiently cooling with compact size | |
| JP2008172562A (ja) | 照明装置、画像読取装置、画像形成装置 | |
| JP2008172564A (ja) | 照明装置、画像読取装置、画像形成装置 | |
| CN104427189B (zh) | 图像读取装置及图像形成装置 | |
| JP5856994B2 (ja) | 照明装置、およびこれを備えた画像読取装置、画像形成装置 | |
| JP5298939B2 (ja) | 原稿照明ユニット、並びにそれを用いた画像読取装置及び画像形成装置 | |
| JP2004297695A (ja) | 画像読取装置 | |
| JP2007158379A (ja) | 照明装置、イメージセンサユニット、画像読み取り装置及び画像形成装置 | |
| US8154774B2 (en) | Optical unit, image reading device, and image forming apparatus | |
| JP2005275130A (ja) | 光除電装置及びそれを用いた画像形成装置 | |
| JP5005376B2 (ja) | 画像読取装置及び画像形成装置 | |
| JP2002135527A (ja) | 画像形成装置に用いられる画像読取装置 | |
| JP5163177B2 (ja) | 原稿照明装置、および画像読取装置 | |
| US20240264549A1 (en) | Optical device | |
| JP2008203552A (ja) | 画像読取装置及び画像形成装置 | |
| JP2011023869A (ja) | 画像読取装置、画像形成装置 | |
| JP2004212592A (ja) | 画像読取り装置 | |
| JP2010183163A (ja) | 画像読取装置および画像形成装置 | |
| JP4484734B2 (ja) | 支持装置、照明装置、走査照明装置、原稿読取装置及び画像形成装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050810 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070511 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070515 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070918 |