JP2006025403A - 画像読取装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 フレアを防止しながら高品位な画像の読み取りを可能としつつ、低廉に製造可能で省エネルギー化、省スペース化を図ることができる画像読取装置と、この画像読取装置を有する画像形成装置を提供する。
【解決手段】 本発明に係る画像読取装置２０は、略同一の水平面上において結像レンズ２６の母線Ｏ１と略平行な母線Ｏ２を有する照明レンズ３６によってランプ２８からの照明光が原稿面の読取領域ｄＳに集光されて原稿Ｓが照明され、原稿面で反射される反射光が結像レンズ２６によってＣＣＤ２７に結像されることにより原稿Ｓの画像を読み取る。
【選択図】 図４

Description

本発明は、光源により照明した原稿からの反射光を結像レンズで撮像素子に結像させ、その原稿の画像を読み取る画像読取装置と、この画像読取装置で読み取った画像を用紙等の媒体上に形成する画像形成装置に関する。

従来から、画像読取装置として、例えば図２１に示すようなものが知られている。この画像読取装置１は、読取対象となる原稿Ｓが載置されるコンタクトガラス２と、コンタクトガラス２の下方に設けられて図示を略すモーターの駆動力により副走査方向（矢印Ｙ方向）に走行する第一の走行体３及び第二の走行体４と、結像レンズ５と、主走査方向（矢印Ｘ方向：図２１における紙面垂直方向）に延在する撮像素子としての一次元ＣＣＤ６とを有する。

第一の走行体３には、直接及びリフレクター７を介してコンタクトガラス２に光を照射し、原稿Ｓの読取領域（撮像領域）ｄＳを照明する光源としてのランプ８と、折返しミラー９とが設けられている。第二の走行体４には、２つの折返しミラー１０，１１が設けられている。ランプ８及び折返しミラー９，１０，１１は、いずれも主走査方向に延在する。

ランプ８の照明光は、原稿Ｓで反射された後にコンタクトガラス２を透過し、折返しミラー９、折返しミラー１０及び折返しミラー１１で反射され、結像レンズ５によりＣＣＤ６に結像される。この処理が走行体３，４が副走査方向に走行しながら繰り返し行われ、微小な読取領域の画像が順次蓄積されることにより、原稿Ｓの画像全体がＣＣＤ６に二次元的に取得されるようになっている。

ところで、この画像読取装置１では、第一の走行体３にランプ８やリフレクター７が搭載されているので、第一の走行体３において部品の取付精度や耐久性、電源の導入等が要求されてコストがかかるとともに、第一の走行体３が大きく重くなるので走行速度の高速化や省スペース化が容易でないという問題があった。

また、ランプ８やリフレクター７が第一の走行体３に搭載されて原稿Ｓの近くにあるので、原稿Ｓからの反射光が再度リフレクター７等に反射されて原稿Ｓを照射し、フレアが発生するという問題があった。

これに対し、特許文献１乃至特許文献４に記載されているように、光源やリフレクターを第一の走行体から除いて上記諸問題に対応した画像読取装置も提案されている。しかしながら、特許文献１、特許文献２に記載の画像読取装置では、
（１）画像読取装置の内部構造のレイアウト上、光源が結像レンズの下方に配置されているが、これにより画像読取装置自体の高さ寸法（図２１における矢印Ｚ方向の寸法）が嵩み、第一の走行体から光源等を除いたことによる小型化が減殺されてしまう
（２）第一の走行体及び第二の走行体が副走査方向に走行する際に、各折返しミラーの位置の変化に従って、照明光軸及び読取光軸の位置関係が変動してしまい、読み取った画像上に明るさの違いが生じて高品位な画像の読み取りができない
という問題があった。また、特許文献３に記載の画像読取装置では、
（３）ハーフミラーの使用によりコストがかかるほか、照明光がハーフミラーによって出射時（原稿へ向かうとき）及び入射時（原稿から戻るとき）にそれぞれ１／２となり、最終的には有効照明光量を当初の１／４しか得られずエネルギーロスが大きい
という問題があり、さらに、特許文献４に記載の画像読取装置では、
（４）光源が撮像素子の上下に隣接して設けられていることから、撮像素子の上下に光源設置用のスペースが必要であるとともに、原稿の近くに照明光を反射する専用の照明ミラーが設置されておりフレアを十分に防止することが困難である
という問題があった。
特開２０００−２５０１４６号公報 特開２０００−２５３２１３号公報 特開平９−５１４０５号公報 特開平１０−１９０９９０号公報

本発明は、上記の問題に鑑みて為されたもので、フレアを防止しながら高品位な画像の読み取りを可能としつつ、低廉に製造可能で省エネルギー化、省スペース化を図ることができる画像読取装置と、この画像読取装置を有する画像形成装置を提供することを課題としている。

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、略同一の水平面上において結像レンズの母線と略平行な母線を有する照明レンズによって光源からの照明光が原稿面の読取領域に集光されて原稿が照明され、前記原稿面で反射される反射光が前記結像レンズによって撮像素子に結像されることにより前記原稿の画像を読み取ることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の画像読取装置において、前記光源及び前記撮像素子が長尺状を呈して略同一方向に延在することを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項２に記載の画像読取装置において、前記原稿の濃度が一定であるときの前記撮像素子の長手方向に沿った受光量が一様となるように、前記光源の長手方向に沿った発光量が前記照明レンズ又は前記結像レンズの像高に対する明るさに応じて設定されていることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の画像読取装置において、前記光源が発光素子及び該発光素子の発光を導く導光部を有して該導光部からの出射光により前記原稿を照明することを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の画像読取装置において、前記光源がＲＧＢの各色の光を発光可能であるとともに、該ＲＧＢの各色の光の前記原稿による反射光を前記撮像素子が受光可能であることを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の画像読取装置において、前記撮像素子が設けられた基板から前記光源の電源又は制御信号が供給されることを特徴とする。

請求項７に係る発明は、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の画像読取装置において、前記照明レンズ及び前記結像レンズが略同一の設計からなることを特徴とする。

請求項８に係る発明は、請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の画像読取装置において、前記原稿に対して前記光源からの照明光が斜めに入射するとともに、前記原稿からの反射光が斜めに出射することを特徴とする。

請求項９に係る発明は、請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の画像読取装置において、前記光源が複数設けられていることを特徴とする。

請求項１０に係る発明は、請求項９に記載の画像読取装置において、前記原稿面において前記光源の照明範囲の一部が互いに重なることを特徴とする。

請求項１１に係る発明は、請求項９又は請求項１０に記載の画像読取装置において、前記原稿のサイズに応じて前記光源のそれぞれが点灯制御されることを特徴とする。

請求項１２に係る発明は、請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の画像読取装置において、主走査方向の中心を境にして一方側に前記照明レンズが設けられるとともに、他方側に前記結像レンズが設けられていることを特徴とする。

請求項１３に係る発明は、請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載の画像読取装置を有することを特徴とする。

請求項１４に係る発明は、光源によりライン状に照明された原稿のライン状の照明領域の伸長方向を主走査方向として、読取領域と撮像素子とを共役関係に保つ結像レンズが前記照明領域からの反射光を前記撮像素子に結像させて前記原稿の画像を１次元的に読み取り、前記読取領域を前記照明領域と共に主走査方向と直交する副走査方向に移動することにより前記原稿の画像を２次元的に読み取る画像読取装置であって、前記結像レンズの読取光軸を含む平面上で前記読取光軸と平行な照明光軸を有する照明レンズを備え、前記照明領域および前記読取領域は、前記平面内に位置していることを特徴とする。

本発明によれば、略同一の水平面上において結像レンズの母線と略平行な母線を有する照明レンズによって光源からの照明光が原稿面の読取領域に集光されるため、照明レンズが読取領域に集光することにより光源の照明効率が高められ、かつ照明レンズの母線が結像レンズの母線と平行であることにより読取領域での照度を略均一化することができるので、光源を原稿面から離れた位置に設けた場合であっても、高品位な画像の読み取りを行うことができる。よって、走査用の走行体を設ける場合であっても光源を走行体に搭載する必要がなく、コストの低減やフレアの防止を図ることができる。

また、照明光軸と読取光軸とが高さ方向において略一致し、原稿面において読取領域に照明領域が略一致して重なることより、照明効率を高めて省エネルギー化を図るとともに、読取領域には必要な照度が確保されて高品位な原稿画像の読み取りが可能となる。

さらに、照明レンズ及び光源が結像レンズの側方に位置し、読み取り可能な原稿のサイズに基づいて本来的に確保されている空間に設けられることより、光源設置用のスペースを改めて確保する必要がなく、省スペース化を図ることができる。

本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。

図１及び図２は、本実施例に係る画像読取装置を示す。この画像読取装置２０は、ケース２１と、コンタクトガラス２２と、第一の走行体２３と、第二の走行体２４と、モーター２５と、結像レンズ２６と、撮像素子としての一次元ＣＣＤ２７と、光源としてのランプ２８と、照明レンズ３６とを有する。

コンタクトガラス２２は箱状のケース２１の上面に設けられ、このコンタクトガラス２２には読取対象となる原稿Ｓが載置される。第一の走行体２３及び第二の走行体２４はコンタクトガラス２２の下方に副走査方向（矢印Ｙ方向）に移動可能に設けられ、同方向に延在するスキャンベルト２９に固着されている。スキャンベルト２９の両端は滑車３０，３１に架設され、モーター２５の出力が伝達ベルト３２により滑車３０に伝達されて滑車３０が回転することにより、スキャンベルト２９が走行して第一の走行体２３及び第二の走行体２４が副走査方向に走行するようになっている。また、第一の走行体２３には折返しミラー３３が設けられ、第二の走行体２４には折返しミラー３３に対向する折返しミラー３４と、折返しミラー３４に対向する折返しミラー３５とが設けられている。

結像レンズ２６はその第二の走行体２４の折返しミラー３５に対向するように設けられ、ＣＣＤ２７は基板３７に装着された状態で結像レンズ２６の結像位置に設けられている。ＣＣＤ２７は複数のＣＣＤ画素が一列をなして構成されており、ＣＣＤ２７と共役関係とされるコンタクトガラス２２の表面４１上の読取領域（読取範囲）ｄＳ（図２参照）がライン状となる。このＣＣＤ２７及び上記折返しミラー３３，３４，３５は長尺状を呈して主走査方向（Ｘ方向）と平行に延在している。

ランプ２８は図３で示すような長尺状の小型蛍光灯（例えばバックライト用蛍光灯）又はＬＥＤ等により構成され、ＣＣＤ２７の斜め前方において、ＣＣＤ２７と同様主走査方向に延在するように設けられている。また、照明レンズ３６はランプ２８の前方で結像レンズ２６と同様第二の走行体２４の折返しミラー３５に対向するように設けられ、ランプ２８から照射された照明光はこの照明レンズ３６を経て原稿Ｓを主走査方向に延びるように照明する。

図４に示すように、照明レンズ３６の母線Ｏ２（照明光軸）が略同一の水平面上において結像レンズ２６の母線Ｏ１（読取光軸）と略平行となるように、ランプ２８及び照明レンズ３６は結像レンズ２６の側方（図４は右側の例を示すが左側であっても同様である。）に並んで設置されている。これによって、照明レンズ３６が母線Ｏ１に平行なランプ２８の照明光を原稿面（＝コンタクトガラス２２の表面４１）上におけるライン状の読取領域（読取範囲）ｄＳ（図２参照）にライン状に集光する。すなわち、照明光学系（原稿への照明光が通過する光学系）の光軸である照明光軸と読取光学系（原稿からの反射光が通過する光学系）の光軸である読取光軸とが高さ方向（Ｚ方向）において略一致し、原稿面（＝コンタクトガラス２２の表面４１）上における読取領域ｄＳに照明領域（照明範囲）が副走査方向において略一致して重なるようになる。このように、照明光学系および読取光学系の両光軸は、それぞれ主走査方向に平行な各折返しミラー３３、３４、３５を経て読取領域ｄＳに至る間、主走査方向と平行な同一の平面に含まれる位置関係とされている。

また、主走査方向においても照明領域における照度分布のピーク位置（照明領域の中心位置）が読取領域ｄＳの中心位置にくるように、照明レンズ３６、ランプ２８、結像レンズ２６及びＣＣＤ２７の相対的な位置関係が設定される。画像読取装置２０では、主走査方向の略中心に結像レンズ２６及びＣＣＤ２７が配置され、その結像レンズ２６の右側に照明レンズ３６及びランプ２８が配置されているため、主走査方向における照明領域の照度分布のピーク位置を読取領域ｄＳの中心位置に略一致させるよう、照明レンズ３６よりもランプ２８が主走査方向の中心から離間した状態（照明レンズ３６よりもランプ２８がさらに右寄りにある状態）で設置されている。

ところで、ランプ２８の照明光は、原稿Ｓの読取領域（撮像領域）ｄＳを含み、かつ、この読取領域ｄＳよりもやや広い領域を照明する。よって、ランプ２８（の発光面）の大きさは、主走査方向（ランプ２８の長手方向）においては原稿面上における読取領域ｄＳを十分にカバーする長さである必要があり、また副走査方向（ランプ２８の長手方向と直交する方向）においてはＣＣＤ２７（の受光面）を十分に覆う大きさである必要がある。

特にランプ２８の発光の指向性が高い場合には、ランプ２８からの照明光は照明レンズ３６に相当光量が入射した後に読取領域ｄＳの近傍に集まり、これにより照明効率を大幅に向上させてランプ２８の出力を抑制することが可能となる。例えば現在一般的に使用されている６００ｄｐｉのスキャナについて言えば、副走査方向に必要な照明幅（読取領域）は４２．３μｍであるのに対して実際には２０ｍｍ程度の幅を照明しており、その照明効率を単純に算出すると０．５％程度に過ぎない。これに対し、本実施例では、照明幅は４２．３μｍを若干超える程度でよい。なお、他の例として例えば３ラインＣＣＤであれば、３ラインのＣＣＤを同時に照明する必要があるため照明幅は１０００μｍ程度となる。

この画像読取装置２０では、ランプ２８から出射した照明光束は、照明レンズ３６を経て折返しミラー３５、折返しミラー３４及び折返しミラー３３により反射されてコンタクトガラス２２を透過し、原稿Ｓをライン状の照明領域で照明する。原稿Ｓの照明光は原稿Ｓの画像濃度に応じて反射され、この反射光はコンタクトガラス２２を再度透過して折返しミラー３３、折返しミラー３４及び折返しミラー３５により反射されて結像レンズ２６に導かれ、ＣＣＤ２７に結像されて読み取られる。この一連の処理により、ＣＣＤ２７は、原稿Ｓのライン状の読取領域ｄＳを読み取ること、すなわち原稿Ｓの画像を１次元的に読み取ることができる。この処理を、原稿面に対する結像位置がＣＣＤ２７上に保たれるように第一の走行体２３及び第二の走行体２４が副走査方向に走行して行うことにより、原稿Ｓの二次元的画像を撮像することができる。

また、画像読取装置２０では、読取対象が本のように見開きの原稿であるブック原稿Ｂ（図２０参照。）の場合であっても対応することができる。このことについて、以下に説明する。

画像読取装置２０では、前述したように、照明光学系および読取光学系の両光軸が主走査方向と平行な同一の平面に含まれる位置関係を読取領域ｄＳに至るまで保っているので、照明光学系の照明光軸、読取光学系の読取光軸および読取対象の読取領域ｄＳの位置関係を概念的に図１９の斜視図で表すことができる。なお、図１９では、照明光学系の照明光軸を符号Ｌ３で表し、読取光学系の読取光軸を符号Ｌ４で表している。このように、照明光軸Ｌ３と読取光軸Ｌ４とは、主走査方向を含む同一の平面上に位置しており、この同一平面上とコンタクトガラス２２の表面４１（図２０参照。）にセットされる読取対象（原稿Ｓ）との交差位置が、ＣＣＤ２７と共役関係となる読取領域ｄＳとなる。また、照射光学系は、この同一平面上でライン状に照射領域を形成することができる。本実施例の画像読取装置２０では、図２０に示すように、読取領域ｄＳ近傍において、折返しミラー３３からコンタクトガラス２２に至る両光軸Ｌ３、Ｌ４および主走査方向を含む同一平面と、読取対象がセットされるコンタクトガラス２２の表面４１とが交差する位置が読取領域ｄＳとなる。

ブック原稿Ｂは、コンタクトガラス２２の表面４１上にセットされる際、見開き中央近傍箇所Ｂｃがコンタクトガラス２２から浮いて、すなわち読取対象の実際の読取領域が高さ方向（Ｚ方向）へと変位してしまう（図１９および図２０の符号ｄＳ´参照。）。このように変位すると、照明光軸Ｌ３と読取光軸Ｌ４との光軸方向が同一平面上に位置していない画像読取装置、すなわち互いの光軸方向が非平行でありかつ読取領域ｄＳのみで交差する位置関係とされている画像読取装置の場合、照明されてない箇所を読み取ることとなり、読み取る反射光が少ないことから中央近傍箇所Ｂｃの読取画像が暗くなってしまう。ところが、本実施例に係る画像読取装置２０では、照明光軸Ｌ３と読取光軸Ｌ４とが同一平面上に位置しているので、この同一平面上であれば読取領域ｄＳの変位に対応することができる。すなわち、画像読取装置２０のＣＣＤ２７は、コンタクトガラス２２の表面４１上に読取対象がない場合、読取光軸Ｌ４を含む平面と読取対象とが交差する読取領域ｄＳ´でライン状に読取対象（ブック原稿Ｂ。）を読み取る。この際、照射光学系は、照明光軸Ｌ３を含む平面と読取対象とが交差する読取領域ｄＳ´をライン状に照明することができるので、ＣＣＤ２７は、読取領域ｄＳ´からの反射光を読み取ることができる。よって、画像読取装置２０は、読み取り対象がブック原稿Ｂの場合であっても、見開き中央近傍箇所Ｂｃの画像が暗くなることを抑止することができ、ブック原稿Ｂを読み取ることができる。

ランプ２８の他の態様としては、例えば図５に示すように発光素子４４と導光部４５とを設けたり、図６に示すようにＲＧＢ各色の発光素子４６，４７，４８を設けたりしてもかまわない。

図５において、ランプ２８は、ＬＥＤからなる発光素子４４と、この発光素子４４からの光を導く導光部４５とを備える。発光素子４４は導光部４５の長手方向一端に設けられ、発光素子４４の発光は導光部４５の内部に形成された導光路４９を反射や屈折により通過した後、導光部４５の照明レンズ３６側に形成された出射口５０を経て照明レンズ３６に入射する。このように導光部４５を備えることで、発光素子４４の個数を少なくして必要な発光量を得ることができ、コストの低減化を図ることができる。

このとき、出射口５０から出射する照明光束は主走査方向に延び、主走査方向に沿って均一な明るさであることが望ましく、さらには実施例５におけるように補正されていればなお望ましい。この場合の補正は、例えば導光部４５の内部構成（例えば導光路４９にミラーを設ける場合には、そのミラーのレイアウト）や出射口５０の形状によっても実現することができ、補正のための構成をランプ２８に一体化することで小型化及び低コスト化を図ることができる。さらに、発光素子４４を導光部４５の長手方向両端に設けて照明光の左右のバランスを取ってもよい。

図６において、ランプ２８は、ＬＥＤからなりＲＧＢの各色を発光する発光素子４６，４７，４８と、導光部４５と同様の構成を有して発光素子４６，４７，４８からの光を導く導光部５１とを備える。発光素子４６，４７，４８の発光は導光部５１の内部に形成された導光路５２を反射や屈折により通過した後、導光部５１の照明レンズ３６側に形成された出射口５３を経て照明レンズ３６に入射する。このような構成では、ＲＧＢの各発光素子４６，４７，４８が線順次に点灯してＣＣＤ２７が原稿画像の色分解を行うが、その一次元ＣＣＤ２７としてＲＧＢの各色に対応した３ラインＣＣＤを使用せずに１ラインＣＣＤを使用することにより、低コストでコンパクトな構成でカラー画像を読み取ることが可能となる。さらに、設置位置の異なる３つの発光素子による照明光を同一面（出射口５３）から出射することができるので、ＲＧＢ画像を読み取る上でのばらつき・照度むら等が生じ難くなって原稿画像を高品位に読み取ることができる。

ここで、ランプ２８は図７に示すようにＣＣＤ２７の装着された基板３７にケーブル３８によって接続され、このケーブル３８を介して基板３７から電源や制御信号等を供給されるようにしてもよい。例えば、ランプ２８は単に連続点灯するのみでなく、ＣＣＤ２７の動作クロックに応じて点滅を繰り返すようにしてもよく、制御信号によるこのようなランプ２８の制御が基板３７から行われる。これより、ランプ２８のための電源を別途に設ける必要がなくコストの低減につながるとともに、ランプ２８の点灯制御とＣＣＤ２７の制御とを容易に連携させることができ安定した光量を得ることができる。

なお、このような基板３７に接続されるランプ２８は、基板３７で用いられる電圧で動作するものが望ましい。例えば、高電圧電源が必要な蛍光灯よりも、５Ｖや１２Ｖで発光が可能なＬＥＤ等の発光素子の方が好適である。

照明レンズ３６の他の態様としては、例えば図８に示すように結像レンズ２６と同一設計のレンズを用いてもかまわない。この場合は、主走査方向に結像レンズ２６と同一線上に照明レンズ３６を配置するとともに、同じく主走査方向にＣＣＤ２７と同一線上にランプ２８を配置する。また、ランプ２８の出射口５０，５３等の発光面の大きさをＣＣＤ２７の受光面の大きさに合わせるようにする。

このように照明レンズ３６を結像レンズ２６と同一のものとすることで、レンズの収差の違いに起因する読取領域ｄＳと照明領域のずれを容易に防止することができ、原稿面の読取領域ｄＳにおいて容易に安定した照度を得ることができる。また、照明レンズ３６及び結像レンズ２６が同一設計ですむため、別々のレンズを用いるよりも製造コストを抑えることができる。

本実施例によれば、照明レンズ３６の母線Ｏ２が略同一の水平面上において結像レンズ２６の母線Ｏ１と略平行になるようにし、この照明レンズ３６が透過するランプ２８の照明光を原稿面の読取領域ｄＳに集光するため、光源を原稿面から離れた位置に設けた場合であっても高品位な画像の読み取りを行うことができるので、光源を走行体２３，２４に搭載する必要がなく、フレアの防止やコストの低減を図ることができる。

また、照明光軸と読取光軸とが高さ方向において略一致し、原稿面において読取領域ｄＳに照明領域が略一致して重なることより、既述のように照明効率を高めて省エネルギー化を図ることができるとともに、読取領域ｄＳには必要な照度が確保されて高品位な原稿画像の読み取りが可能となる。

さらに、照明レンズ３６及びランプ２８が結像レンズ２６の側方に位置し、読み取り可能な原稿Ｓのサイズに基づいて本来的に確保されている空間に設けられているので、光源設置用のスペースをＣＣＤ２７の周囲に改めて確保する必要がなく、省スペース化を図ることができる。

画像読取装置２０によれば、照明光学系および読取光学系の両光軸が主走査方向と平行な同一の平面に含まれる位置関係を読取領域ｄＳに至るまで保っているので、読取対象がブック原稿Ｂ（図２０参照。）の場合であっても、これに対応して読み取ることができる。

本実施例では、照明光軸及び読取光軸が原稿Ｓに対して斜めに設定され、他については実施例１と同様である。図９は、本実施例に係る画像読取装置の光学系の概略構成を示し、この画像読取装置では、照明光軸及び読取光軸である光軸Ｌ１とコンタクトガラス２２の法線Ｎとが所定角度αをなすように折返しミラー３３が設置されている。

ところで、スキャナにおける照明では、通常、読取光軸が原稿面の法線（法線Ｎが相当）と平行であるとともに照明光軸と３０〜４５°の角度をなし、図１０に示すように原稿Ｓに段差ｔがあった場合（例えば原稿Ｓに付箋が貼られている場合）にその段差を読み取らないようになっている。ところが、このように読取光軸が原稿面の法線と一致すると、原稿の光沢度（表面平滑度）によっては照明光の正反射成分がそのまま検出され、画像の読取品質が劣化してしまうことがある（例えば原稿が黒かったとしても、原稿の光沢度が高い場合には正反射成分により白い原稿と認識してしまうおそれがある。）。

これに対し、本実施例では、ランプ２８からの照明光が原稿Ｓに対して斜めに入射してその正反射成分が光軸Ｌ１とは異なる光軸Ｌ２の方向に進行し、光軸Ｌ１の方向には拡散反射成分のみが戻ってくるので、ＣＣＤ２７の入射光量が原稿の光沢度の影響を受けなくなって原稿濃度の正確な読取りが可能となる。ただし、上述したような段差のある原稿については一定の影響が生じ得るから、ＣＣＤ２７がなるべく段差を読み取らない角度としてαは１５°≦α≦２２．５°を満たすことが望ましく、このαが小さくなるように折返しミラー３３を寝かせることによって、画像読取装置の高さ寸法（図１における矢印Ｚ方向の寸法）を低く抑えることができる。

本実施例では、照明レンズ３６及びランプ２８が結像レンズ２６の両サイド（両側方）にそれぞれ設けられ、他については実施例１と同様である。図１１は、本実施例に係る画像読取装置の光学系の概略構成を示し、この画像読取装置では結像レンズ２６の右側と左側の両サイドにそれぞれ一つずつ照明レンズ３６及びランプ２８が設置されている。このとき、各ランプ２８からの照明光の原稿面上における照明範囲（照明領域）が主走査方向に略半々となるように、ランプ２８の大きさ（長さ）や、さらには照明レンズ３６をも含めた設置位置等が設定されている。

これらのランプ２８の照明範囲について、上述のようにランプ２８及び照明レンズ３６の組み合わせの設定によって、原稿面上の読取領域ｄＳを切れ目なく照明することは可能であるが、そのランプ２８及び照明レンズ３６の位置のずれによっては図１２に示すように各ランプ２８の照明範囲と照明範囲との間に切れ目ができて照明不足な領域が生じてしまったり、逆に図１３に示すように照明範囲が一部重なると重複した部分が照明過多な領域になってしまったりする。本実施例の画像読取装置では、図１３のように原稿面上において各ランプ２８の照明範囲の主走査方向端部が互いに重なるようにするとともに、重複した部分が照明過多領域になることを防止するために、図１４に示すように重複する端部に対応するランプ２８の端部の発光量を暫時減衰補正することが可能である。具体的には、例えば照明範囲を互いに重ねるために主走査方向に延びるランプ２８の長さを十分確保し、また、減衰補正に対しては実施例５におけるように補正を加えることにより実現することができる。このような補正を加えることによって、照明範囲の重複する部分が多少変動しても原稿面において安定した照度分布を得ることができ、高品位な読み取りが可能となるとともに、ランプ２８の設置位置の設定公差を比較的大きくすることができ、その組立も容易となる。

なお、照明レンズ３６及びランプ２８の個数は図１１に示すように二つずつに限られるわけではなく、適宜必要に応じて任意の個数とする。

ところで、画像読取装置は一般にＡ４サイズやＡ３サイズ等のさまざまな大きさの原稿の画像を読み取ることができるようになっているものがあり、このような画像読取装置は例えばコンタクトガラスに載置された原稿のサイズを検知する原稿サイズ検知センサが搭載されている。本実施例に係る画像読取装置は二つのランプ２８を有するため、このような原稿サイズ検知センサ等によって検知された原稿サイズに応じて、二つのランプ２８のうち原稿を照明するために必要なランプのみを点灯させて原稿画像を読み取るようにランプ２８の点灯制御を行うことが可能となる。例えば、二つのランプによって照明範囲が略半々に二分割されたスキャナでは、Ａ３サイズの原稿を読み取る場合は両方のランプを点灯させる一方、はがき原稿を読み取る場合はランプの一方のみを点灯させる制御を行うようにする。なお、ランプの個数によって照明範囲の分割数を増やせば、より細かく原稿サイズに合わせたランプの点灯制御が可能となる。これによって、照明する必要のないランプ２８の点灯を抑えながら原稿画像を読み取ることが可能となり、省エネルギー化を図ることができる。

本実施例によれば、ランプ２８が複数設けられているので、各ランプ２８によって原稿面を分割して照明することができ、照度むらを低減することができるとともに、必要な照明光量を容易に確保することができる。

本実施例では、主走査方向の略中心を境に左右に分かれて結像レンズ２６（及びＣＣＤ２７）と照明レンズ３６（及びランプ２８）とが配置され、他については実施例１と同様である。図１５は、本実施例に係る画像読取装置の光学系の概略構成を示し、この画像読取装置では結像レンズ２６及び照明レンズ３６が読取領域ｄＳの主走査方向の略中心（図１５に示す中心線Ｃ）にかからないように、この中心から左側に結像レンズ２６（及びＣＣＤ２７）が配置されるとともに、右側に照明レンズ３６（及びランプ２８）が配置されている。

本実施例によれば、主走査方向の略中心を境にして結像レンズ２６と照明レンズ３６とが別々に分けて配置されているので、結像レンズ２６と照明レンズ３６の収差の違いから生じる影響を小さくすることができ、高品位な画像の読み取りが可能となる。

図１６に示すように、一般にレンズの明るさは像高によって変化するが、本実施例ではこの像高による照明レンズ３６及び結像レンズ２６の明るさの変化をランプ２８で補正する。本実施例に係る画像読取装置では、ランプ２８の発光特性以外は実施例１におけると同様であり、図１６の曲線における像高に対するレンズの明るさを表わす係数（一般にｃｏｓ４乗則と呼ばれる。）の逆数を用いて、ランプ２８の像高ごとの発光量を補正する。

具体的な補正方法としては、例えばランプ２８が出射口５０，５３のように開口部を有する場合には、その開口部のサイズを像高ごとに変化させてもかまわないし、ランプ２８に像高ごとに透過率を変化させたＮＤフィルタ等の半透過性素子を貼着してもよい。あるいは、ランプ２８がＬＥＤを連続的又は断続的に設置してなる場合には、ＬＥＤの設置密度を変化させてもよいし、発光量の異なるＬＥＤを選択して設置してもかまわない。

この実施例に係る画像読取装置では、ランプ２８の像高ごとの明るさを、照明レンズ３６及び結像レンズ２６の像高ごとの明るさ係数で補正し設定しているので、ＣＣＤ２７に入射する光を主走査方向に沿って一様にすることができ、画像の読取品質を向上させることができる。

以上、本発明を実施するための形態を説明したが、本発明の実施は上述した形態に限られるものではない。例えば、上記形態では画像読取装置を図１に示すようなフラットヘッドスキャナとし、コンタクトガラス２２上にセットされた画像を下方から読み取ることとしたが、これでは図１７に示すようにブック原稿（本のように見開きの原稿）の画像を読み取ろうとしたときに、前述したように、中央の見開き部分であってもそれに対応して読み取ることができるが、中央の見開き部分はコンタクトガラス２２から浮いているので、この画像中央部の読取画像は、コンタクトガラス２２の表面４１上に当接された読取対象（図２の原稿Ｓ参照。）の画像に比較して暗くなってしまう。そこで、図１８に示すように結像レンズ２６、ＣＣＤ２７、照明レンズ３６及びランプ２８が原稿Ｓの上方で走査するような構成とし、原稿Ｓの画像を上方から読み取ることとしてもよい。あるいは、本発明は画像読取装置単体のみに適用し得るものではなく、画像読取装置を備え、かつ、この画像読取装置で読み取った画像を用紙等の媒体に転写する複写機等の画像形成装置に適用してもよい。

また、上記形態では光源を主走査方向に延びる長尺状のものとしたが、点状や面状に発光する光源を用いてもかまわない。ただし、上記のように線状発光する光源を用いることにより、点状発光する光源を用いる場合に比べて照明ムラを小さくすることができ、より高品位に原稿の画像を読み取ることができる。

発明を実施するための最良の形態に係る画像読取装置を示す説明図である。 図１の画像読取装置の光学系を示す説明図である。 ランプが蛍光灯である例を示す斜視図である。 図１の画像読取装置における結像レンズ、ＣＣＤ、照明レンズ及びランプの位置関係を示す平面図である。 ランプが発光素子及び導光部からなる例を示す平面図である。 ランプがＲＧＢ各色の光を発してＣＣＤがカラー画像を読取可能な例を示す平面図である。 ランプが基板に接続されている例を示す平面図である。 照明レンズが結像レンズと同一設計のレンズである例を示す平面図である。 照明光軸及び読取光軸が原稿面に対して斜めである例を示す説明図である。 原稿に段差がある場合を示す説明図である。 ランプが複数からなる例を示す平面図である。 複数のランプの照明範囲と照明範囲との間に切れ目が生じる例を示す説明図である。 複数のランプの照明範囲と照明範囲とに重複した部分が生じる例を示す説明図である。 複数のランプの減衰補正された照度分布を示す説明図である。 主走査方向の中心を境に結像レンズと照明レンズとを分けて配置する例を示す平面図である。 レンズの明るさについての一般的光学特性を示す説明図である。 読取対象がブック原稿である場合を示す説明図である。 ブック原稿の読取りに好適な画像読取装置の他の例を示す斜視図である。 本発明に係る画像読取装置における照明光学系からの照明光軸、読取光学系への読取光軸および読取対象の読取領域の位置関係を概念的に示した斜視図である。 本発明に係る画像読取装置が読取対象としてのブック原稿に対応して読み取り可能であることを説明するための側面図である。 従来の画像読取装置の光学系を示す説明図である。

符号の説明

２０ 画像読取装置
２６ 結像レンズ
２７ 一次元ＣＣＤ（撮像素子）
２８ ランプ（光源）
３６ 照明レンズ
３７ 基板
４４，４６〜４８ 発光素子
４５，５１ 導光部
Ｏ１ 母線
Ｏ２ 母線
Ｓ 原稿
ｄＳ 読取領域
Ｌ３ 照明光学系の光軸
Ｌ４ 読取光学系の光軸

Claims (14)

1. 略同一の水平面上において結像レンズの母線と略平行な母線を有する照明レンズによって光源からの照明光が原稿面の読取領域に集光されて原稿が照明され、前記原稿面で反射される反射光が前記結像レンズによって撮像素子に結像されることにより前記原稿の画像を読み取ることを特徴とする画像読取装置。
2. 請求項１に記載の画像読取装置において、
   前記光源及び前記撮像素子が長尺状を呈して略同一方向に延在することを特徴とする画像読取装置。
3. 請求項２に記載の画像読取装置において、
   前記原稿の濃度が一定であるときの前記撮像素子の長手方向に沿った受光量が一様となるように、前記光源の長手方向に沿った発光量が前記照明レンズ又は前記結像レンズの像高に対する明るさに応じて設定されていることを特徴とする画像読取装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の画像読取装置において、
   前記光源が発光素子及び該発光素子の発光を導く導光部を有して該導光部からの出射光により前記原稿を照明することを特徴とする画像読取装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の画像読取装置において、
   前記光源がＲＧＢの各色の光を発光可能であるとともに、該ＲＧＢの各色の光の前記原稿による反射光を前記撮像素子が受光可能であることを特徴とする画像読取装置。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の画像読取装置において、
   前記撮像素子が設けられた基板から前記光源の電源又は制御信号が供給されることを特徴とする画像読取装置。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の画像読取装置において、
   前記照明レンズ及び前記結像レンズが略同一の設計からなることを特徴とする画像読取装置。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の画像読取装置において、
   前記原稿に対して前記光源からの照明光が斜めに入射するとともに、前記原稿からの反射光が斜めに出射することを特徴とする画像読取装置。
9. 請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の画像読取装置において、
   前記光源が複数設けられていることを特徴とする画像読取装置。
10. 請求項９に記載の画像読取装置において、
    前記原稿面において前記光源の照明範囲の一部が互いに重なることを特徴とする画像読取装置。
11. 請求項９又は請求項１０に記載の画像読取装置において、
    前記原稿のサイズに応じて前記光源のそれぞれが点灯制御されることを特徴とする画像読取装置。
12. 請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の画像読取装置において、
    主走査方向の中心を境にして一方側に前記照明レンズが設けられるとともに、他方側に前記結像レンズが設けられていることを特徴とする画像読取装置。
13. 請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載の画像読取装置を有することを特徴とする画像形成装置。
14. 光源によりライン状に照明された原稿のライン状の照明領域の伸長方向を主走査方向として、読取領域と撮像素子とを共役関係に保つ結像レンズが前記照明領域からの反射光を前記撮像素子に結像させて前記原稿の画像を１次元的に読み取り、前記読取領域を前記照明領域と共に主走査方向と直交する副走査方向に移動することにより前記原稿の画像を２次元的に読み取る画像読取装置であって、
    前記結像レンズの読取光軸を含む平面上で前記読取光軸と平行な照明光軸を有する照明レンズを備え、前記照明領域および前記読取領域は、前記平面内に位置していることを特徴とする画像読取装置。
    

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