JP2007079209A - 光源装置および画像読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光量が安定するまでの待機時間の短縮を図ること。
【解決手段】光源装置は、光源６０１と、光源６０１が収容されたハウジングを形成する内側ハウジング４０６と、内側ハウジング４０６と光源６０１との間に設けられた空間部７０４と、を備えることを特徴とする。空間部７０４によって、ハウジングを形成する内側ハウジング４０６と光源６０１との間に熱伝導性の低い空気を介在させることができるので、光源６０１において発生した熱を、ハウジングを形成する内側ハウジング４０６に伝達しにくくして、光量が安定するまでの待機時間を短縮することができる。
【選択図】 図７

Description

この発明は、光源装置および画像読取装置に関する。

従来、原稿を間にして撮像素子とは反対側から光を照射し、原稿を透過した透過光の強弱を検出することによって、原稿画像を光学的に読み取る透過型の画像読取装置がある。このような透過型の画像読取装置においては、たとえば、光源から出射された光を、光源と原稿との間に設けられた拡散部材によって拡散させてから、原稿に照射するようにした技術がある（たとえば、下記特許文献１参照。）。特許文献１に記載された技術では、光源から出射された光を、原稿に対して光源よりも背面側に設けられた反射板を用いて拡散部材に集光させている。

また、たとえば、光源から出射された光を、光源の周囲に設けられた導光体中を伝播させることで拡散させてから、原稿に照射するようにした技術がある（たとえば、下記特許文献２参照。）。特許文献２に記載された技術では、導光体において光源を間にして原稿とは反対側に鋸歯状の凹凸を有する面を形成し、この面によって光源から出射された光を、原稿に向けて反射させている。

また、たとえば、原稿に対向される出射面を有する板状の拡散部材および光源を原稿面に対して平行に配置し、光源から出射された光を拡散部材によって拡散させてから、原稿に照射するようにした画像読取装置がある。

特開２００３−８８３５号公報 特開２０００−８９０３０号公報

ところで、近年では、画像読取装置の小型化が要望されている。しかしながら、上述した特許文献１、２に記載された技術では、光源から出射された光を原稿に照射するための機構において、特に光源と原稿との対向方向（以下、「厚さ方向」という）における小型化、すなわち、薄型化が困難であるという問題がある。

これに対し、板状の拡散部材および光源を原稿面に対して平行に配置した画像読取装置では、拡散部材および光源が原稿面に対して平行であるために薄型化が可能である。一方で、薄型化することにより光源と光源を収容するハウジングとの距離が近くなり、光源の熱がハウジングに伝達し易くなってしまう。

一般的に、光源から出射される光量は、光源および光源の周囲の温度に左右され易く、安定するまでに暖機が不可欠であるが、光源の熱がハウジングに伝達し易くなると、暖機に時間がかかり、光量が安定するまでの待機時間が長くなってしまうという問題がある。

この発明にかかる光源装置は、光源と、前記光源が収容されたハウジングと、前記ハウジングと前記光源との間に設けられた空間部と、を備えることを特徴とする。

したがって、ハウジングと光源との間に熱伝導性の低い空気が介在するため、光源の熱がハウジングに伝達されにくい。これによって、光量が安定するまでの待機時間を短縮することができる。

また、この発明にかかる光源装置は、前記ハウジング内に収容され、板厚方向に沿った端面部を前記光源に対向させた板状の導光板を備え、前記空間部は、さらに、前記導光板と前記光源との間に設けられていることを特徴とする。

したがって、導光板と光源との間に熱伝導性の低い空気が介在するため、光源の熱が導光板に伝達されにくい。これによって、導光板の板厚方向に沿った端面部と光源とを対向させることで、導光板と光源とを原稿面に対して平行に配置して光源装置の薄型化を図るとともに、光量が安定するまでの待機時間を短縮することができる。

また、この発明にかかる光源装置における前記空間部は、前記ハウジングに設けられて、前記光源に対向する位置において前記光源から離反する方向へ凹む凹部によって形成されていることを特徴とする。

したがって、実用上、容易な方法によって空間部を実現することができる。これによって、製造工程の簡易化を図ることができる。

また、この発明にかかる光源装置における前記空間部は、前記ハウジングに設けられて、前記光源に対向する位置において開口するスリットによって形成されていることを特徴とする。

したがって、光源に対向する位置には、ハウジングを形成する材料がないため、光源の熱がより一層ハウジングに伝達されにくい。これによって、光量が安定するまでの待機時間を短縮することができる。また、実用上、容易な方法によって空間部を実現することができる。これによって、製造工程の簡易化を図ることができる。

また、この発明にかかる光源装置は、前記ハウジングを形成する材料よりも熱伝導率の低い材料によって形成され、前記スリットを閉塞する薄膜部材を備えることを特徴とする。

したがって、ハウジングにスリットを設けた場合でも、光源装置による原稿の露光に際して露光光がスリットから漏れてしまうことがない。これによって、露光不良を発生させることなく、光源装置の起動時に光源の熱がハウジングに奪われることによる初期動作の遅延を防止することができる。

この発明にかかる画像読取装置は、光源と、当該光源が収容されたハウジングと、当該ハウジングと前記光源との間に設けられた空間部と、を有する光源装置と、前記光源装置に対して対向配置された撮像素子と、前記光源装置と前記撮像素子との間に設けられた原稿保持部と、を備えることを特徴とする。

したがって、ハウジングと光源との間に熱伝導性の低い空気が介在するため、光源の熱がハウジングに伝達されにくい。これによって、画像読取装置の起動時に光源の熱がハウジングに奪われることによる初期動作の遅延を防止することができる。

（実施の形態１）
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる光源装置および画像読取装置の好適な実施の形態１を詳細に説明する。この実施の形態１は、この発明にかかる光源装置および画像読取装置を有する複合機への適用例を示す。

図１は、実施の形態１にかかる複合機の外観を示す斜視図である。まず、この実施の形態１にかかる光源装置および画像読取装置を備えた複合機１００の外観について図１を参照して説明する。図１に示すように、複合機１００は、画像読取装置としてのスキャナ部１１０と、プリンタ部１２０と、操作パネル１５０とを備えている。スキャナ部１１０は、原稿の画像（図形、テキスト、写真など）を光学的に読み取り、光学的に読み取った画像を光電変換するなどして画像データを生成する。

図２は、複合機１００の内部構造を示す縦断側面図である。つぎに、複合機１００の内部構造について図２を参照して説明する。図２に示すように、スキャナ部１１０は、スキャナケース１１１と、透過型原稿用光源ユニット（以下、「ＴＰＵユニット」という）１１２と、原稿保持部としての原稿台１１３と、スキャナキャリッジ１１４と、キャリッジガイド１１５とを備えている。スキャナケース１１１は、筐体形状を有しており、図示しないヒンジを介して、プリンタケース１２１に対して回動可能に連結されている。スキャナケース１１１内には、原稿に記載されたデータを光学的に読み取るための各部材が格納されている。

ＴＰＵユニット１１２は、原稿台１１３に載置された原稿を、上方から覆うようにして原稿台１１３に対して押さえつける。ＴＰＵユニット１１２には、原稿を押さえつける部分に、原稿台１１３とほぼ同じ大きさの板状の保護マット（図５参照）が設けられている。ＴＰＵユニット１１２は、図示しないヒンジを介して、スキャナケース１１１に対して回動可能に連結されている。

原稿台１１３は、光学的に透明なガラス材料などを用いて形成された板状部材であり、スキャナケース１１１の上部に形成された図示しない開口部を閉塞するように固定されている。原稿台１１３には、ユーザによって原稿が載置される。なお、原稿は、紙などを用いた不透過型原稿であっても、透明なフィルムなどの用いた透過型原稿であってもよい。

スキャナキャリッジ１１４は、スキャナケース１１１の内部に収容されており、原稿の画像を光学的に読み取るための各部材を搭載している。スキャナキャリッジ１１４は、副走査方向を長手方向として配置されたキャリッジガイド１１５に沿って往復動可能に設けられている。スキャナキャリッジ１１４は、たとえば、モータおよびモータに連結された駆動ベルトなどによって構成される図示しない駆動機構によって往復動される。

なお、図示を省略するが、スキャナキャリッジ１１４には、原稿の画像を光学的に読み取るための各部材として、撮像素子としてのリニアイメージセンサを実装した走査回路基板、レンズ、ミラー、光源などが搭載されている。スキャナキャリッジ１１４に搭載された光源から原稿に向けて出射された光は、ミラーおよびレンズを介してリニアイメージセンサの受光面に結像される。

なお、リニアイメージセンサとは、受光面に結像された光学像を光電変換して、受光素子ごとの受光量に応じた電気信号を出力する素子であり、フォトダイオードなどの受光素子が主走査方向に直線状に並ぶ姿勢で走査回路基板に搭載されることによって形成されている。

つぎに、プリンタ部１２０について説明する。プリンタ部１２０は、複合機１００に対して、ネットワークを介して接続されたＰＣ（パーソナルコンピュータ）などから送信された画像データに基づいて、用紙に画像を形成する。図２に示すように、プリンタ部１２０は、プリンタケース１２１と、ＡＳＦユニット１３０と、印刷機構部（図３参照）とによって構成されている。ＡＳＦユニット１３０は、給紙口１３０Ａの近傍に設けられ、給紙ローラ１３１と、紙支持板１３２と、給紙板１３３と、を備えている。

プリンタケース１２１には、スキャナケース１１１に向けて開口する開口部１２１Ａが設けられている。開口部１２１Ａは、スキャナケース１１１をプリンタケース１２１に対して離反する方向に回動させることによって、露出させることが可能であり、たとえば、スキャナケース１１１の内部に格納された各部材をメンテナンスする際に露出される。プリンタケース１２１内には、画像データに基づいて用紙に画像を形成するための各部材が格納されている。

図３は、ＡＳＦユニット１３０および印刷機構部を示す縦断側面図である。つぎに、ＡＳＦユニット１３０および印刷機構部について図３を参照して説明する。上述したＡＳＦユニット１３０において、給紙ローラ１３１は、給紙口１３０Ａの近傍において給紙方向に回転可能にプリンタケース１２１に軸支されている。給紙ローラ１３１は、ＡＳＦユニット１３０に設けられたモータまたは図示しないモータからの駆動力を受けて回転することによって、給紙板１３３により押し出された用紙を給紙口１３０Ａからプリンタケース１２１の内部に引き込み、後述する印刷ヘッド１４４とプラテン１４５との間に搬送する。

紙支持板１３２は、給紙板１３３の上方に形成された板状の部材であり、紙支持板１３２の下端に形成されたヒンジによって給紙板１３３の上端に開閉可能に連結されている。紙支持板１３２は、図２および図３に示すように、給紙する時には、前面が開放された状態で、給紙板１３３の前面の傾斜角度と紙支持板１３２の前面の傾斜角度とが一致する位置に係止される。紙支持板１３２は、用紙束１２２の背面を支持する。

紙支持板１３２は、給紙しない時には、紙支持板１３２の下端に形成されたヒンジを軸にして、複合機１００の正面側に向かって折り畳むことができる。このように折り畳まれた紙支持板１３２は、紙支持板１３２の上方の前面が、ＴＰＵユニット１１２と当接することによって係止され、これによって、給紙口１３０Ａにつながる空間が閉塞される。給紙板１３３は、用紙束１２２を給紙口１３０Ａに供給できる位置に設けられた板状の部材であり、用紙束１２２を保持する。給紙板１３３は、モータの回転に伴って揺動し、用紙束１２２の下端を給紙口１３０Ａ側に押し出すことによって、給紙口１３０Ａに用紙を滑り落とす。

印刷機構部１４０は、プリンタキャリッジ１４１、インクカートリッジ１４２、ガイドロッド１４３、印刷ヘッド１４４、プラテン１４５、排紙ローラ１４６、スタッカ１４７などを備えている。プリンタキャリッジ１４１は、内部にインクカートリッジ１４２を脱着自在に格納する。プリンタキャリッジ１４１は、印刷機構部１４０に設けられたモータによって駆動されるベルトによって係止されており、モータの回転に伴って、ベルトを介してガイドロッド１４３に支持されながらガイドロッド１４３の軸方向に往復動する。

インクカートリッジ１４２は、各色のインクが貯蔵された容器であり、プリンタキャリッジ１４１に脱着自在に格納される。インクカートリッジ１４２に貯蔵されたインクは、インク通路を通じて、印刷ヘッド１４４のノズルに供給される。ガイドロッド１４３は、プリンタケース１２１に固定された棒状の部材であり、プリンタキャリッジ１４１を複合機１００の横幅方向に摺動自在に支持する。

印刷ヘッド１４４は、プリンタキャリッジ１４１の下方に設けられ、インクジェット方式によりインクカートリッジ１４２から供給されたインクを用紙に定着させる。印刷ヘッド１４４には、インクを吐出するノズル、インク通路などが備えられている。印刷ヘッド１４４はプリンタキャリッジ１４１とともにガイドロッド１４３の軸方向に往復動する。なお、本実施の形態１においてはインクジェット方式の印刷手段を用いているが、レーザなどを用いた静電画像形成方式、昇華方式、インパクト方式などを用いてもよい。

プラテン１４５は、印刷ヘッド１４４の下方に位置し、上方に平面を有する棒状の部材であり、プリンタケース１２１に固定されている。プラテン１４５の上方に形成された平面は、用紙に摺接し、印刷ヘッド１４４から下方にわずかに離れた位置に用紙を位置決めする。

排紙ローラ１４６は、排紙口１４０Ａの近傍において排紙方向に回転可能に設けられている。排紙ローラ１４６は、印刷機構部１４０に設けられたモータなどの駆動により回転することによって、印刷がおこなわれた用紙を引き出し、排紙口１４０Ａからプリンタケース１２１の外部に排出する。排紙ローラ１４６によってプリンタケース１２１の外部に排出された用紙は、プリンタケース１２１に揺動自在に支持されたスタッカ１４７の上面に堆積される。

操作パネル１５０は、プリンタケース１２１の正面側に設けられており、ユーザによって操作されることによって、複合機１００に対する画像読み取り処理、印刷処理などの各種の処理要求を受け付ける。操作パネル１５０には、液晶パネル１５１、複数の押しボタン１５２などが設けられている。液晶パネル１５１には、設定メニュー、操作メニュー、処理状況などが表示される。ユーザは処理要求に応じた押しボタン１５２を押すことによって、複合機１００に対して処理を要求する。

図４は、ＴＰＵユニット１１２を示す斜視図（その１）である。つぎに、ＴＰＵユニット１１２について図４を参照して詳細に説明する。図４に示すＴＰＵユニット１１２は、ハウジング４０１と、保護マット（図５参照）と、ランプユニット４０２と、を備えている。ハウジング４０１は、スキャナケース１１１側に向けて開口する開口部４０４を有する箱状の外側ハウジング４０５と、外側ハウジング４０５の開口部４０４を閉塞する内側ハウジング４０６とを有している。外側ハウジング４０５は、スキャナケース１１１に連結される。内側ハウジング４０６には、ランプユニット４０２を一部開放する開放窓４０７が設けられている。

図５は、ＴＰＵユニット１１２を示す斜視図（その２）である。図５においては、保護マット５００が装着されたＴＰＵユニット１１２を示している。保護マット５００は、ハウジング４０１に対して着脱自在に設けられている。保護マット５００は、不透過型原稿を読み取る場合に、内側ハウジング４０６を覆うように装着され、上述した原稿台１１３に原稿を押さえつける。保護マット５００は、透過型原稿を読み取る場合に取り外される。

図６は、ランプユニット４０２を示す斜視図である。つぎに、ランプユニット４０２について図６を参照して説明する。ランプユニット４０２は、外側ハウジング４０５と内側ハウジング４０６とによって形成される収容空間内に収容されている。ランプユニット４０２は、光源６０１と、導光板６０２と、反射板６０３と、拡散板（図７参照）と、保護シート（図７参照）と、を備えている。

図７は、ＴＰＵユニットを示す部分断面図である。つづいて、ランプユニット４０２について図７を参照してさらに詳細に説明する。ランプユニット４０２において、光源６０１は、光を発光する部材であり、たとえば、円柱形状を有する蛍光灯などを用いることができる。導光板６０２は、光源６０１から出射された光を伝播させ、原稿台１１３側に向けて照射する部材であり、たとえば、板状形状を有する樹脂などによって形成される。

また、導光板６０２は、板厚方向に沿った端面部を、光源６０１の長手方向に沿って、光源６０１に対向させた状態とされている。光源６０１から出射された光は、導光板６０２の端面部から導光板６０２内に入射し、導光板６０２中を伝播して、原稿に対向する面から出射される。

反射板６０３は、光源６０１および導光板６０２から外部へ漏れ出た光を導光板６０２に向けて反射する部材である。反射板６０３は、光源６０１および導光板６０２を、原稿台１１３とは反対側から覆うように設けられている。反射板６０３は、導光板６０２において原稿に対向する面を開放するような形状を有しており、これにより、導光板６０２に入射した光を原稿台１１３側の面から出射することができる。反射板６０３は、たとえば、光反射性を有する樹脂などによって形成されている。

また、拡散板７０１は、導光板６０２から出射された光を拡散して、原稿台１１３側の面から出射する部材であり、たとえば、光拡散性の高い樹脂材料などによって形成されている。拡散板７０１は、導光板６０２において原稿台１１３側の面に設けられており、これにより、導光板６０２から出射された光を拡散板７０１の面内全域に亘って拡散し、均一化した光を原稿台１１３に向けて出射することができる。

内側ハウジング４０６において、光源６０１に対向する位置には、光源６０１から離反する方向へ凹む凹部７０３が形成されている。凹部７０３によって、内側ハウジング４０６と光源６０１との間には、空間部７０４が形成されている。この空間部７０４は、光源６０１と導光板６０２との間まで連続している。空間部７０４には、空気が存在する。実施の形態１においては、内側ハウジング４０６、光源６０１および空間部７０４によって光源装置が実現されている。

なお、図示を省略するが、複合機１００は、複合機１００が備える各部を駆動制御する制御部を備えている。制御部は、複合機１００が備える各部のうち、スキャナ部１１０を集中的に駆動制御するＣＰＵや、プリンタ部１２０を集中的に駆動制御するＣＰＵ、および、これらのＣＰＵによって実行される各種制御プログラムを記憶するＲＯＭやＣＰＵのワークエリアとして機能するＲＡＭなどによって構成されている。

このような構成において、複合機１００を起動する場合、スキャナ部１１０においては、光源６０１が点灯される。光源６０１から出射される光量は、安定するまでに時間がかかるため、点灯直後から光量が安定するまでの間、暖機がおこなわれる。光源６０１から出射される光量は、光源６０１および光源６０１の周囲の温度に左右され易い。

ところで、固体と気体とでは、一般的に、固体の方が熱伝導率が高い。このため、光源６０１において発生した熱は、光源６０１の周囲に位置する他の部材へ伝達され易い。また、光源６０１において発生した熱は、他の部材が光源６０１に近いほど他の部材に伝達され易い。このため、従来では、複合機の小型化の一環としてスキャナケースを薄型化することにより、光源と光源を収容するハウジングとの距離が近くなり、光源の熱がハウジングに伝達し易くなってしまっていた。

これに対し、実施の形態１における複合機１００においては、ハウジング４０１を形成する内側ハウジング４０６において光源６０１に対向する位置に、凹部７０３によって空間部７０４が形成されている。空間部７０４には、熱伝導性の低い空気が存在するため、光源６０１において発生した熱を、内側ハウジング４０６に伝達しにくくすることができる。これによって、光量が安定するまでの待機時間を短縮することができる。

（実施の形態２）
つぎに、この発明の実施の形態２にかかる光源装置および画像読取装置について説明する。実施の形態２における光源装置および画像読取装置は、上述した実施の形態１に対して、ＴＰＵユニットの構造が異なっている。なお、上述した実施の形態１と同一部分は同一符号を用いて示し、説明も省略する。

図８は、実施の形態２にかかるＴＰＵユニットを示す部分断面図である。図８に示すように、実施の形態２にかかるＴＰＵユニットは、凹部７０３に代えて、スリット８０１を有している。スリット８０１は、上述したハウジング４０１を形成する内側ハウジング４０６において、光源６０１に対向する位置に設けられており、光源６０１の長手方向に沿って、ハウジング４０１内部と外部とを連通させるように開口している。

光源６０１における内側ハウジング４０６側には、スリット８０１によって、空間部８０２が形成されている。この空間部８０２は、光源６０１と導光板６０２との間まで連続している。実施の形態２においては、内側ハウジング４０６、光源６０１および空間部８０２によって光源装置が実現されている。

このような構成において、光源６０１を点灯させた場合、光源６０１において発生した熱は、空間部８０２に存在する空気に伝達されるが、気体である空気は固体と比較して熱伝導率が低いため、光源６０１において発生した熱を、内側ハウジング４０６に伝達しにくくすることができる。これによって、光量が安定するまでの待機時間を短縮することができる。

（実施の形態３）
つぎに、この発明の実施の形態３にかかる光源装置および画像読取装置について説明する。実施の形態３における光源装置および画像読取装置は、上述した実施の形態２に対して、ＴＰＵユニットの構造が異なっている。なお、上述した実施の形態１および実施の形態２と同一部分は同一符号を用いて示し、説明も省略する。

図９は、実施の形態３にかかるＴＰＵユニットを示す部分断面図である。図９に示すように、実施の形態３にかかるＴＰＵユニットは、上述した実施の形態２と同様のスリット８０１と、薄膜部材９０１とを備えている。薄膜部材９０１は、内側ハウジング４０６を形成する材料よりも熱伝導率の低い材料によって形成されており、スリット８０１を閉塞するように設けられている。

光源６０１における内側ハウジング４０６側には、スリット８０１および薄膜部材９０１によって、空間部９０２が形成されている。この空間部９０２は、光源６０１と導光板６０２との間まで連続している。実施の形態３においては、内側ハウジング４０６、光源６０１および空間部９０２によって光源装置が実現されている。

このような構成において、光源６０１を点灯させた場合、光源６０１において発生した熱は、空間部９０２に存在する空気に伝達されるが、気体である空気は固体と比較して熱伝導率が低いため、光源６０１において発生した熱を、内側ハウジング４０６に伝達しにくくすることができる。これによって、実施の形態３によれば、光量が安定するまでの待機時間を短縮することができる。

また、実施の形態３によれば、光源６０１から出射される光が、開放窓４０７以外から出射されることがないため、光源６０１を用いた透過型原稿の露光に際しての露光不良を発生させることなく、原稿の画像を精度よく読み取ることができる。

実施の形態１にかかる複合機の外観を示す斜視図。 複合機の内部構造を示す縦断側面図。 ＡＳＦユニットおよび印刷機構部を示す縦断側面図。 ＴＰＵユニットを示す斜視図（その１）。 ＴＰＵユニットを示す斜視図（その２）。 ランプユニットを示す斜視図。 ＴＰＵユニットを示す部分断面図。 実施の形態２にかかるＴＰＵユニットを示す部分断面図。 実施の形態３にかかるＴＰＵユニットを示す部分断面図。

符号の説明

４０１ ハウジング、６０１ 光源、７０４ 空間部、８０２ 空間部、９０２ 空間部

Claims (6)

1. 光源と、
   前記光源が収容されたハウジングと、
   前記ハウジングと前記光源との間に設けられた空間部と、
   を備えることを特徴とする光源装置。
2. 前記ハウジング内に収容され、板厚方向に沿った端面部を前記光源に対向させた板状の導光板を備え、
   前記空間部は、
   さらに、前記導光板と前記光源との間に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
3. 前記空間部は、
   前記ハウジングに設けられて、前記光源に対向する位置において前記光源から離反する方向へ凹む凹部によって形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光源装置。
4. 前記空間部は、
   前記ハウジングに設けられて、前記光源に対向する位置において開口するスリットによって形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光源装置。
5. 前記ハウジングを形成する材料よりも熱伝導率の低い材料によって形成され、前記スリットを閉塞する薄膜部材を備えることを特徴とする請求項４に記載の光源装置。
6. 光源と、当該光源が収容されたハウジングと、当該ハウジングと前記光源との間に設けられた空間部と、を有する光源装置と、
   前記光源装置に対して対向配置された撮像素子と、
   前記光源装置と前記撮像素子との間に設けられた原稿保持部と、
   を備えることを特徴とする画像読取装置。
   
   

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