JP2007201826A - 画像読み取り装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＣＯＳ４乗則（シェーディング）の補正を使用して、中央部の光を無駄にすることなく端部の明るさを得る画像読み取り装置及びこれを搭載する画像形成装置を提供する。
【解決手段】 原稿面１からの光を結像面で結像レンズ１０を用いて読み取る画像読み取り装置において、原稿の全体を照らす第１の照明手段１１と前記原稿の端部を照らす第２の照明手段１２を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、原稿面からの光を結像レンズを用いて結像面に結像させる構成を備えた画像読み取り装置及びこれを搭載する画像形成装置に関するものである。

従来から、蛍光管を有する光源及び複数の発光ダイオードを有する光源、複数個のＬＥＤチップ（点状発光源）を一線上に配置した線状光源を有し、これらの光源により照明される原稿の画像を読み取る画像読み取り装置において、原稿からの反射光を通過させる際、光源の光量分布補正およびレンズの周辺光量の低下補正を行うことは知られている（特許文献１乃至５参照）。
レンズを使った光学系ではレンズのＣＯＳ４乗則に則り、レンズから透過される光量は端部に行くほど低下することが判っている。そのため原稿に一様の光量を当てると、レンズを通して結像された画像は端部に行くほど光量が低下し、結果として読み取り画像のＳ／Ｎの低下が起こる。

特許文献１では、蛍光管とＬＥＤの組み合わせ光源において、双方中央部の光量が端部に比べ高くなるように、複数の発光ダイオードが両端部より中央部で密に配置される画像読み取り装置が開示されている。
特許文献２は、点状発光源の発光量のバラツキ、及び照射光学系のシェーディングを補正して、均一な線状の照射光を得るために、ＬＥＤチップの発光強度又は発光時間のうち少なくとも一方を調整するＬＥＤ駆動制御回路（点灯制御手段）を設けた線状光源装置を開示している。
特許文献３には、複数のＬＥＤ素子による照度分布を一致させることができ、高品質な画像読み取りを実現するために、シェーディング補正板が、中央に比べて両側が膨らんだ形状の開口部を有する略円板から構成されており、原稿からの反射光を通過させる際、光源の光量分布補正およびレンズの周辺光量の低下補正を行う画像読み取り装置が開示されている。

また、昨今の白色ＬＥＤの実用化で光源をＬＥＤ化するアイディアが数多く出ているが（特許文献２等）、原稿上で必要な光量を得るためには数多くのＬＥＤが必要になるため、実際に使用する際には部品のコスト高の課題が生じる。また、特許文献４及び５では、棒状の導光路を使ったＬＥＤ照明を開示している。以下で、一般的な画像読み取り装置について説明する。
図１６は一般的な画像読み取り装置を示す断面図である。図１６において、原稿台２１（ガラス）の下には原稿を照射する光源２２と反射光（像）の向きを変える第１ミラー２３がついている。これを第１キャリッジ２７と呼ぶ。また、向きの変わった光を再度元の向きに戻すために、直角に対向した第２ミラー２４、第３ミラー２５がある。これを第２キャリッジ２８と呼ぶ。この第２キャリッジ２８により向きを変えられた光はレンズ２０へと入光され、この光は結像面にある固体撮像素子２６で像を結ばれる。これをレンズブロックユニット２９と呼ぶ。
原稿をスキャンする際、第１キャリッジ２７は第２キャリッジ２８の２倍の速度（２Ｖ）で動き、原稿面から結像面までの距離は変わらない。よって、原稿面の像は常に固体撮像素子２６上で結像する。

図１７はミラーを除いた状態で光路を上から見た図である。図１７において、紙面の上下方向に伸びる線状の光源２２から出た光は原稿面を線状に照射し、反射光はレンズ２０を介し、固定撮像素子２６上（ラインＣＣＤ）に結像する。この時、光源２２は原稿面の全域を照射している。
図１８はＣＯＳ４乗則が生じた際のレンズを透過する光量を示す特性図である。図１８において、横軸が読み取り幅方向であり、縦軸がレンズを透過する光量比である。図１８に示すように、ＣＯＳ４乗則が生じた際のレンズ２０を透過する光量は、この時、読み取り中心の透過光量を１とすると、端部に行くに従い光量が落ちていることが判る。
図１９は一様な反射率を有する原稿に一様な光を当てた場合の、図１８の状態のレンズ透過後の光量比を示す特性図である。この時、読み取り幅方向の端部では、中央部に比較し８０％程度の光量になっていることが判る。図示していないが、実際のレンズではＣＯＳ４乗則の影響だけでなくレンズの開口効率の影響も加味され、端部ではさらに光量が落ちる。

図２０は原稿の幅に合わせて読み取り幅を取った場合のレンズ透過後の光量比を示す特性図である。図２１は遮光部材を有するレンズを示す概略斜視図である。図２２はレンズ挿入する、中央部に開口部がある遮光部材を示す概略図である。
図２０の状態の時、原稿の幅に合わせて読み取り幅を取ると、例えば、読み取り幅：１では、中央部に対する光量比が８０％となり、読み取り幅：２では中央部に対する光量比が６０％程度になる。ここで、従来技術では中央部の光量を落とし中央部と端部の光量の差を減らすため、図２１にあるようにレンズ２０の前に遮光部材３０を入れている。
また、図２２に示すような遮光部材３１（中央部に開口部３２がある）を入れて、中央部の光量オーバーをなくす対策を施している（中央部の光量は無駄に捨てられる）。このような対策により、端部の光量に合わせた、全域フラットな透過光量が得られる。
特許第３１７２２０６号 特開平０９−０１８６５５号公報 特開２００１−１１１７７７公報 特開平１１−３３１５０５号公報 特開２００１−３４３５３１公報

しかしながら、端部の光量低下分に合わせて全体の光量を上げると中央部の光量オーバーが生じるため、中央部のみ光量を減らす手段が必要になり、結果として照射された光のエネルギを捨てることになる（特許文献１及び３）。
さらに、この時、中央部では必要以上に明るい発光をすることになり、光源は無駄な発熱を生じることになり、その排熱のためにさらに対策が必要になり装置の大型化とエネルギのロスを招く。

ここで、Ｓ／Ｎの低下は画像品質の劣化を意味し、単に読み取り画質の低下によるアウトプット画質の低下だけでなく、読み取り画像をデジタル的に処理する場合、混色や絵と文字の分離不良などの弊害を生じさせる。よって、読み取り画像のＳ／Ｎはできるだけ高くしたいが、必要以上には光源のエネルギを使うことは避けたい。
また、ハロゲンランプのようなフィラメントの発光を使った光源ではフィラメントの配置を変えることで端部のみの光量を高くする工夫ができるが、レンズの特性に合わせたフィラメントの配置がランプ毎に必要になり、製造では手間も掛かるし、在庫の管理も手間が掛かる。また、キセノンランプや蛍光灯のようにガスによる発光を使った光源の場合、局部的な光量のコントロールは難しく、端部の発光を高めることは難しい。

高速読み取りにおいてはさらに明るい照明が必要となるため、コスト増の問題はさらに大きくなる。よって、照明の明るさと部品コストの両立を図り、かつシェーディング補正が行える構成が望まれている。
そこで、本発明の目的は、ＣＯＳ４乗則（シェーディング）の補正を使用して、中央部の光を無駄にすることなく端部の明るさを得る画像読み取り装置及びこれを搭載する画像形成装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、原稿面からの光を結像面で結像レンズを用いて読み取る画像読み取り装置において、原稿の全体を照らす第１の照明手段と前記原稿の端部を照らす第２の照明手段を有する画像読み取り装置を特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、前記第２の照明手段が外部からのエネルギを受け自発的な発光をする、１又は複数の発光手段を有する請求項１記載の画像読み取り装置を特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、前記第２の照明手段からの光が照射される面の端部に行くほど光量が多くなる配置になっている請求項１又は２記載の画像読み取り装置を特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、前記第２の照明手段上にある複数の発光手段が、端部に行くほど間隔が短くなる配置になっている請求項３記載の画像読み取り装置を特徴とする。
また、請求項５に記載の発明は、前記第２の照明手段上にある複数の発光手段が、端部に行くほど１つの発光手段から発せられる光量が多い請求項３記載の画像読み取り装置を特徴とする。
また、請求項６に記載の発明は、前記第２の照明手段の前記発光手段３がＬＥＤである請求項１乃至５のいずれか１項記載の画像読み取り装置を特徴とする。
また、請求項７に記載の発明は、前記第２の照明手段の前記発光手段がＥＬである請求項１乃至５のいずれか１項記載の画像読み取り装置を特徴とする。

また、請求項８に記載の発明は、前記第２の照明手段、又は前記発光手段には、集光又は散光用の光学素子を配置する請求項１乃至７のいずれか１項記載の画像読み取り装置を特徴とする。
また、請求項９に記載の発明は、前記第２の照明手段を冷却する冷却手段がその近傍に配置される請求項１乃至８のいずれか１項記載の画像読み取り装置を特徴とする。
また、請求項１０に記載の発明は、前記第２の照明手段が、発光部の光を、他の場所に運ぶ単数、又は複数個の導光手段で構成され、かつ前記原稿の端部を照射する請求項１に記載の画像読み取り装置を特徴とする。
また、請求項１１に記載の発明は、前記第２の照明手段の前記導光手段が、端部に行くほど投光用部位が大きい請求項１０記載の画像読み取り装置を特徴とする。

また、請求項１２に記載の発明は、前記第２の照明手段の前記導光手段は、端部に行くほど前記投光部位の間隔が短くなる配置になっている請求項１０記載の画像読み取り装置を特徴とする。
また、請求項１３に記載の発明は、前記第２の照明手段の前記導光手段はブロック状の透光性部材で構成されている請求項１０記載の画像読み取り装置を特徴とする。
また、請求項１４に記載の発明は、前記第２の照明手段の前記導光手段はファイバ状の透光性部材で構成されている請求項１０記載の画像読み取り装置を特徴とする。
また、請求項１５に記載の発明は、前記第２の照明手段、又は前記導光手段には、集光又は散光用の光学素子を配置している請求項１０乃至１４のいずれか１項記載の画像読み取り装置を特徴とする。

また、請求項１６に記載の発明は、前記第２の照明手段の光は、前記第１の照明手段から発せられた光の一部であり、そして１又は複数の前記第２の照明手段は、その光を導光手段により運び、かつ照明するように構成されている請求項請求項１０乃至１５のいずれか１項記載の画像読み取り装置を特徴とする。
また、請求項１７に記載の発明は、前記第２の照明手段の光は、前記第１の照明手段の中央部から発せられた光の一部である請求項１６記載の画像読み取り装置を特徴とする。
また、請求項１８に記載の発明は、前記第２の照明手段の光は、前記第１の照明手段の原稿を照射していない端部から発せられた光の一部である請求項１６記載の画像読み取り装置を特徴とする。
また、請求項１９に記載の発明は、前記第１の照明手段は、原稿を照射するための第１の投光部、及び前記第２の照明手段に光を供給するための第２の投光部を設けている請求項１又は１５乃至１８のいずれか１項記載の画像読み取り装置を特徴とする。
また、請求項２０に記載の発明は、請求項１乃至１９のいずれか１項記載の画像読み取り装置を備えている画像形成装置を特徴とする。

本発明によれば、ＣＯＳ４乗則（シェーディング）の補正を使用し、端部の明るさを得るために中央部の光を無駄にすることなく、別光源で端部の光量を増やすことにより、全体を照射する光源の光量を落として中央部の光量を抑え、その結果、照射光のエネルギーロスを少なくシェーディング補正を行う（中央部の光は遮られること無く有効に使える）ことが可能となる。

本発明によれば、端部を中央部に比べ明るくすることができるので、全体に明るい照明を使用しなくとも端部の画質向上（Ｓ／Ｎ向上）を行うことができ、読み取り画像全体のＳ／Ｎを向上させることができる。また、必要な部分（像高端部）のみを明るくするので、全体を明るくした場合に生じる中央部の光量オーバーが生じることなく、照明手段から出た光の反射光を無駄なく読み取り情報として使うことができ、照明系の使用エネルギの削減に役立つ。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明による画像読み取り装置の第１の実施の形態を示す概略図である。図２は図１の第１の実施の形態の変形例を示す概略図である。
図１では図１６に示した光源２２に代えて第１の照明手段１１と第２の照明手段１２を上下位置関係になるように配置した状態を示し、図２では図１６の光源２２に代えて第１の照明手段１１と第２の照明手段１２を左右位置関係となるように配置した状態を示している。

図１及び図２において、画像読み取り装置Ａの全体の構成は図１６に示した一般的な画像読み取り装置の構成とほぼ同じである。本発明の全体構成として略述すれば、図１及び図２において、ガラスからなる原稿台１（以下では、原稿面と同一視して説明する場合がある）の下には原稿を照射する光源１１、１２と反射光（像）の向きを変える第１ミラー３が適宜な方法で配置される。これを第１キャリッジ７と呼ぶ。
また、向きの変わった光を再度元の向きに戻すために、直角に対向して適宜な方法で配置される第２ミラー４、第３ミラー５がある。これを第２キャリッジ８と呼ぶ。
この第２キャリッジ８で向きが変わった光は結像面レンズ１０へと入光され、この光は結像面にある固体撮像素子６で像を結ばれる。これをレンズブロックユニット９と呼ぶ。原稿をスキャンする際、第１キャリッジ７は第２キャリッジ８の２倍の速度（２Ｖ）で動き、原稿面から結像面までの距離は変わらない。よって、原稿面の像は常に固体撮像素子６上で結像する。

本発明による画像読み取り装置の第１の実施の形態においては、第１の照明手段１１及び第２の照明手段１２が上下位置関係に配置されている。図２の変形例では、第１の照明手段１１及び第２の照明手段１２は左右位置関係に配置されている。
第１の照明手段１１と第２の照明手段１２は外部からのエネルギを受け、自発的に発光する発光手段で構成されている。この発光手段はハロゲンランプのようなフィラメントで発光するものや、キセノンランプのようにガスの励起を利用した光源等のことで、ＬＥＤ（発光ダイオード）や、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）でもよい。
第２の照明手段１２は、第１の照明手段１１が発する光と、原稿面１からの反射光を遮らないように設置されている。また、第１の照明手段１１と第２の照明手段１２は図示してない電源ユニットに接続され、原稿の読み取り時に同時に点灯するように制御される。

図３は本発明の画像読み取り装置における光源の光量分布を示す特性図である。図４は一様な反射率を有する原稿に照射した場合のレンズ透過後の光量比を示す特性図である。
第１の照明手段１１は読み取り幅方向の全域において一様の光量の光を照射している。第２の照明手段１２は端部に行くほど光量が上がる配光になっている。これら２つの照明手段１１、１２を同時に照射すると、図３の合成された光量：Ａの光量となる。
図３の光を一様な反射率を有する原稿に照射した場合のレンズ透過後の光量比が図４に示されている。図示のごとく、読み取り幅全域において、一定の光量比が得られている。
この時、図３の合成された光量：Ａは、理論的にはＣＯＳ４乗則の逆数の光量比になるように設定するのが最も良いが、実際には完全なレンズ透過後の光量を一定にしなくても、撮像素子の感度設定やゲイン設定などに余裕があれば、読み取り範囲の中央部の光量オーバーや、端部の光量不足にはならない。
また、図３では第１の照明手段１１の光量は一様に一定（図中、点線）であるが、それにこだわる必要はない。図示してないが、読み取り幅方向に光量が変化している場合でも、それに対応するように第２の照明手段１２の光量を変化させて、合成された光量を理想的な配光に近づけてやればよい。

図５はミラーを除いた状態で光路を見た平面図である。図５において、紙面の上下方向に伸びる、第２の照明手段１２、第１の照明手段１１及び第２の照明手段１２から出た光は原稿面１を線状に照射し、反射光は結像レンズ１０を介し、固定撮像素子６上（ラインＣＣＤ）に結像する。原稿面１の両端部に夫々第２の照明手段１２が配置してある。また、第２の照明手段１２の近辺には適宜な取り付け方法によって送風手段などからなる冷却手段１３が配置してある。
第１の光源（第１の照明手段１１）が高温になるため、その近傍に置かれた第２の照明手段１２は自らの発熱のみでなく第１の光源（第１の照明手段１１）からの熱を受け高温になる。
高温になると発光手段１２（特にＬＥＤやＥＬ）を構成するプラスチックが変色し、光源の配光特性が変化したり、寿命が短くなったりする。図５の構成では、冷却手段１３を配置しているため、上記の不都合を防ぐことができる。

図６は発光素子とともに図５の第２の照明手段を示す拡大図である。図６において、第２の照明手段１２には発光手段１２ａが複数個あり、端部に行くほど配置間隔が短くなっている。
その結果として、照射される光量は端部に行くほど強くなっている。また、図示していないが、間隔は一定でも端部に行くほど光量を強く設定することで同様に端部の光量を上げても良い。また、発光手段１２ａの間隔と光量の配置をばらばらにし、光量的に端部が高くなるようにしても良い。
このように、第２の照明手段１２が外部からのエネルギを受け自発的な発光をする、単数、または複数の発光手段１２ａを有するよう構成されているため、中央部の明るさを必要以上に上げることなく端部を任意の明るさに設定することができ、ＣＯＳ４乗則の補正を行うことができる。
また、第２の照明手段１２が複数個である場合、照らしたいエリアに照明を組み合わせて均一な光量の確保や、可変的な光量のエリアを確保することができ、端部を効果的に明るくすることができ、ＣＯＳ４乗則の補正を行うことができる。

結像レンズ１０のＣＯＳ４乗則は端部に行くほど光量が落ちるため、像高全域で透過光量を一定にする場合、端部ほど強い光量が必要になる。よって、厳密にＣＯＳ４乗則の補正を行う場合、端部に行くほど光量を上げる必要があり、本構成では端部ほど光量が多いので、ＣＯＳ４乗則を効果的に補正することができる。
同じ光量を出す発光手段１２ａを複数個用意し、各発光手段１２ａの配置間隔を変えることで照射される面の端部に行くほど光量を多くすることができ、構成部品の共通化を図ることができ、部品の在庫管理や、組み立て手順の簡素化を図れる。また、発光手段１２ａを場所によって発光する光量を変化させるので、光量の分布を滑らかに変化させることができる。

発光手段１２ａは小型であるため、狭いスペースに入れ込むことができる。また、必要なエリアを照らす際に必要な場所をスポット的に照らすことができる。また、発光手段１２ａの複数個の組み合わせによりエリア的にも照らすことができる。また、光源が軽量なため、全体の光源として走行させる際には振動の影響を受けにくくすることができ、安定して読み取り画像を確保できる。
また、数Ｖ程度の電圧のみで発光時し、高電圧の交流電圧が必要無いため、第２の照明手段１２を光らせる際の電気的ノイズの発生が少ないため安定して画像の読み取りを行うことができる。
発光手段１２ａは小型であるため、狭いスペースに入れ込むことができる。また、ＥＬは面的な発光ができるので、エリア的に照らす際、少ない部品点数で必要な場所をエリア的に照らすことができる。また、発光手段１２ａの複数個の組み合わせにより段階的に光量を変えて照らすことができる。

図７は発光素子及び光学素子とともに図５の第２の照明手段を示す拡大図である。図７では、第２の照明手段１２、又は発光手段１２ａの発光点の前面にレンズ等の集光又は散光用の光学素子１２ｂを備えている。
第２の照明手段１２、又は発光手段１２ａには集光又は散光用の光学素子１２ｂがついているため、発光手段１２ａから出された光を希望の方向に照射したり集光、散光したりできるので、端部の不足する光量を補うことが容易にでき、ＣＯＳ４乗則を効果的に補正することができる。
なお、本実施の形態では固体撮像素子をライン型のＣＣＤとして説明しているが、エリア型のＣＣＤでも原稿面端部の光量不足という問題は発生するため、本発明の対策で同様な効果が得られる。

図８は本発明による画像読み取り装置の第２の実施の形態を、ミラーを除いた状態で光路を上から見て示す概略図である。原稿面１の両端部に夫々第２の照明手段１２が配置してある。この第２の照明手段１２は導光手段１４を介して発光部（光源）１５に接続されている。
導光手段１４の発光部１５側の端部には採光部１６があり、発光部１５の光を、導光手段１４を通じて第２の照明手段１２に光を送る。その他の部品は第１の実施の形態と同じ配置である。

第２の照明手段１２は発光部１５の光を他の場所に運ぶ、単数、または複数個の導光手段１４で構成された照明手段である。発光部１５が発光し、第２の照明手段１２から照射される光は、第１の照明手段１１から出される光と同じ性質であることが望ましい。
しかし、全く同じではなくても、照明用の光源として同質であれば良い。導光手段１４は透光性樹脂又はガラスなどを使用してもよく、形状はブロック状やファイバ状のものでよい。第２の照明手段１２の導光手段１４がブロック状であると、採光部１６と投光用部位１７の位置決めを一度に行え、組み立ての際の時間短縮になる。
第２の照明手段１２、導光手段１４、発光部１５は、第１の照明手段１１が発する光と、原稿からの反射光を遮らないように設置されている。また、第１の照明手段１１と第２の照明手段１２は図示してない電源ユニットに接続され、原稿の読み取り時に同時に点灯するように制御される。

ファイバは柔軟であり可動性を有するため、発光部１５と投光用部位１７を離れた場所に配置することができ、レイアウト的に自由度があり、投光用部位１７を走行させたい場合に軽量化することができ、振動の影響を受けることが少なくなり、安定して照射を行うことができる。
また、ファイバは小型にでき、可動式であるため、狭いスペースに入れ込むことができる。また、必要なエリアを照らす際に必要な場所をスポット的に照らすことができる。また、光源の複数個の組み合わせにより特定のエリアにも照らすことができる。また、光源が軽量なため、全体の光源として走行させる際には振動の影響を受けにくくすることができ、安定して読み取り画像を確保できる。
第２の照明手段１２は発光部１５の光を他の場所に運ぶ、単数、または複数個の導光手段１４で構成され、原稿の端部を照射するために、中央部の明るさを必要以上に上げることなく端部を任意の明るさに設定することができ、ＣＯＳ４乗則の補正を行うことができる。

また、図示のごとく、発光部１５を別の場所に置けるため、第２の照明手段１２（投光部位１７）を配置するための場所を多くは取らず、照明手段の配置スペースが少ない場合でも光を照らすためのエリアを確保し易い。
その結果、照射対象物の端部を明るくすることができ、ＣＯＳ４乗則の補正を行うことができる。また、発光部１５が別の場所にあるため、第１および第２の照明手段１１、１２を軽量に構成することができ、第１および第２の照明手段１１、１２を移動させたい場合、振動の影響を少なくすることができ、品質のよい画像の取り込みを行うことができる。
また、複数個の照明手段で構成する場合、上記の効果に加え、エリア的に照らしたい時に照明を組み合わせて均一な光量や、可変的な光量のエリアを確保することができ、端部を効果的に明るくすることができ、ＣＯＳ４乗則の補正を行うことができる。

図９は投光用部位とともに図８の第２の照明手段を示す拡大図である。図９において、第２の照明手段１２の発光面には投光用部位１７が複数個あり、その間隔は一定である。しかし、投光用部位１７自体の面積は端部に行くほど大きくなっており、投光用部位１７から照射される光量は強くなる。
また、図示してないが、端部に行くほど間隔が短くなって、その結果として投光用部位１７から照射される光量は端部に行くほど強くなっていてもよい。さらに、投光用部位１７の間隔と大きさの配置をばらばらにし、光量的に端部が高くなるようにしても良い。なお、導光手段１４の投光用部位１７がある方と逆の端部には、図示してないが採光部１６（図８参照）がある。
投光用部位１７の間隔は端部ほど短いため、そこから出てくる光量は端部ほど多くなる。よって第２の照明手段１２からの光は照射される面の端部に行くほど光量が多くなる。

図１０は光学素子及び投光用部位とともに図８の第２の照明手段を示す拡大図である。図１０において、第２の照明手段１２、又は投光用部位１７の出射面の前面にレンズ等の集光又は散光用の光学素子１８を備えている。
このように、第２の照明手段１２、又は導光手段１４には集光又は散光用の光学素子１８が配置されているため、導光手段１４により運ばれ、投光部位１７から出された光を希望の方向に照射したり集光、散光したりできるので、端部の不足する光量を補うことが容易にでき、ＣＯＳ４乗則を効果的に補正することができる。

図１１は本発明による画像読み取り装置の第３の実施の形態を、ミラーを除く簡易的な状態で光路を上から見て示す概略図である。図１１において、原稿面１の端部に第２の照明手段１２が配置してある。導光手段１４は第２の照明手段１２と第１の照明手段１１の中央部を結んでいる。
導光手段１４上で、第１の照明手段１１の中央部に位置した端部には採光部１６があり、第１の照明手段１１の中央部の光を、導光手段１４を通じて第２の照明手段１２に送る。
第２の照明手段１２から出射される光は、第１の照明１１の中央部から発せられた光の一部であり、第１の照明手段の中央部の余った光を第２の照明手段１２の光として使用するため、光のエネルギを無駄にすることなく原稿の読み取りを行うことができ、照明系の使用エネルギの削減に役立つ。
この時、第１の照明手段１１には、原稿面を照らすための第１の投光部１１ａと、第２の照明手段１２の採光部１６に面した、第２の投光部１１ｂを備えている。図示してないが、この採光部１６の面する第２の投光部は第１の照明手段１１の中央部にあるが、原稿面１を照らすための第１の投光部と円筒方向に別の位置に配置されていて、第１の投光部とは別の面に設置されている。

第２の投光部１１ｂの一例としては、第１の照明手段１１の中央部の光量を減らすため、中央部の反射用膜を薄くしている構成がある。その場合は、光がそこから漏れるようになっているので、その光を第２の投光部１１ｂとして利用することができる。
一様に光る照明手段としてはガスを高電位で励起して光らせる構成（キセノンランプ等）があるが、その照明は管状になっていて、円周方向に光を取り出すための窓部と、光を窓へ集めるための反射部がある。上記の例ではその反射部の一部を使っている。
第１の照明手段１１に、原稿を照射するための第１の採光部１１ａと、第２の照明手段１２に光を供給するための第２の採光部１１ｂを設けたことにより、第１の照明手段１１の原稿への照明を邪魔することなしに、第２の照明手段１２に第１の照明手段１１の光を取り出す（供給する）ことができる。

図１２は図１１の第２の照明手段を投光用部位とともに示す拡大図である。図１３は図１１の第２の照明手段を投光用部位及び光学素子とともに示す拡大図である。
第２の照明手段１２の出射面には複数個の投光用部位１７がある。第２の照明手段１２、又は投光用部位１７の前方にはレンズ等の集光又は散光用の光学素子１８が配置されている。
投光用部位１７の間隔は一定であるが端部に行くほど投光用部位１７が大きくなっており、投光用部位１７から照射される光量は強くなる。また、図示はしていないが、端部に行くほど間隔が短くなって、その結果として照射される光量は端部に行くほど強くなっていてもよい。また、投光用部位１７の間隔と大きさの配置をばらばらにし、光量的に端部が高くなるようにしても良い。

図１４は本発明による画像読み取り装置の第４の実施の形態を、ミラーを除く簡易的な状態で光路を上から見て示す概略図である。図１４において、原稿面１の両端部に夫々第２の照明手段１２が分離配置してある。第２の照明手段１２は導光手段１４を介して原稿を照射しない第１の照明手段１１の範囲（端部）に面している。
導光手段１４の第１の照明手段１１側の端部には採光部１６があり、第１の照明手段１１の端部からの発光を、導光手段１４を通じて第２の照明手段１２に送る。すなわち、第１の照明手段１１の照射部の長さ（両端部の位置）は、原稿幅よりも採光部１６の分だけ大きくなっている。その他の部品は第１の実施の形態と同じ配置である。

図１５は図１４の第２の照明手段を示す拡大図である。採光部１６が第１の照明手段１１の端部にある以外は図１２の構成及び説明と同様である。
本実施の形態による画像読み取り装置は画像形成装置（電子写真式の複写機、プリンタ、ファクシミリ、或いはインクジェット式画像形成装置等）に搭載することができ、上述したような構成から、安定した読み取り画像から安定した画像を形成でき、品質の良い画像を得ることができる。また、画像読み取り時のエネルギーロスが少ないため、画像形成装置としてエネルギ消費の少ない装置を構築することができる。

本発明による画像読み取り装置の第１の実施の形態を示す概略図である。 図１の第１の実施の形態の変形例を示す概略図である。 本発明の画像読み取り装置における光源の光量分布を示す特性図である。 一様な反射率を有する原稿に照射した場合のレンズ透過後の光量比を示す特性図である。 ミラーを除く簡易的な状態で光路を示す上から見た図である。 発光素子とともに図５の第２の照明手段を示す拡大図である。 発光素子及び光学素子とともに図５の第２の照明手段を示す拡大図である。 本発明による画像読み取り装置の第２の実施の形態を、ミラーを除く簡易的な状態で光路を上から見て示す概略図である。 投光用部位とともに図８の第２の照明手段を示す拡大図である。 光学素子及び投光用部位とともに図８の第２の照明手段を示す拡大図である。 本発明による画像読み取り装置の第３の実施の形態を、ミラーを除く簡易的な状態で光路を上から見て示す概略図である。 図１１の第２の照明手段を投光用部位とともに示す拡大図である。 図１１の第２の照明手段を投光用部位及び光学素子とともに示す拡大図である。 本発明による画像読み取り装置の第４の実施の形態を、ミラーを除く簡易的な状態で光路を上から見て示す概略図である。 図１４の第２の照明手段を示す拡大図である。 一般的な画像読み取り装置を示す概略図である。 ミラーを除く簡易的な状態で光路を示す上から見た図である。 ＣＯＳ４乗則が生じた際のレンズを透過する光量を示す特性図である。 一様な反射率を有する原稿に一様な光を当てた場合の、図１８の状態のレンズ透過後の光量比を示す特性図である。 原稿の幅に合わせて読み取り幅を取った場合のレンズ透過後の光量比を示す特性図である。 遮光部材を有するレンズを示す概略斜視図である。 レンズ挿入する、中央部に開口部がある遮光部材を示す概略図である。

符号の説明

Ａ 画像読み取り装置、１ 原稿面（原稿台）、６ 結像面（固体撮像素子）、１０ レンズ、１１ 第１の照明手段（光源）、１１ａ 第１の投光部、１１ｂ 第２の投光部、１２ 第２の照明手段（光源）、１２ａ 発光手段、１２ｂ 光学素子、１３ 冷却手段、１４ 導光手段、１５ 発光部、１６ 採光部、１７ 投光用部位、１８ 光学素子

Claims (20)

1. 原稿面からの光を結像レンズを介して結像面に結像させることにより読み取りを行う画像読み取り装置において、原稿の全体を照らす第１の照明手段と、前記原稿の端部を照らす第２の照明手段と、を有することを特徴とする画像読み取り装置。
2. 前記第２の照明手段は外部からのエネルギを受け自発的な発光をする、１又は複数の発光手段を有することを特徴とする請求項１記載の画像読み取り装置。
3. 前記第２の照明手段からの光は、発光面の中央部よりも端部に行くほど光量が多くなる配置になっていることを特徴とする請求項１又は２記載の画像読み取り装置。
4. 前記第２の照明手段上にある複数の発光手段は、端部に行くほど配置間隔が短くなる配置になっていることを特徴とする請求項３記載の画像読み取り装置。
5. 前記第２の照明手段上にある複数の発光手段は、端部に行くほど１つの発光手段から発せられる光量が多いことを特徴とする請求項３記載の画像読み取り装置。
6. 前記第２の照明手段の前記発光手段はＬＥＤであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の画像読み取り装置。
7. 前記第２の照明手段の前記発光手段はＥＬであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の画像読み取り装置。
8. 前記第２の照明手段、又は前記発光手段には、集光又は散光用の光学素子を配置することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載の画像読み取り装置。
9. 前記第２の照明手段を冷却する冷却手段がその近傍に配置されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項記載の画像読み取り装置。
10. 前記第２の照明手段は、発光部の光を、他の場所に運ぶ単数、又は複数個の導光手段を備え、かつ前記原稿の端部を照射することを特徴とする請求項１に記載の画像読み取り装置。
11. 前記第２の照明手段の前記導光手段は、発光面の中央部よりも端部に行くほど投光用部位が大きくなるように構成されていることを特徴とする請求項１０記載の画像読み取り装置。
12. 前記第２の照明手段の前記導光手段は、発光面の中央部よりも端部に行くほど前記投光部位の間隔が短くなる配置になっていることを特徴とする請求項１０記載の画像読み取り装置。
13. 前記第２の照明手段の前記導光手段は、ブロック状の透光性部材で構成されていることを特徴とする請求項１０記載の画像読み取り装置。
14. 前記第２の照明手段の前記導光手段は、ファイバ状の透光性部材で構成されていることを特徴とする請求項１０記載の画像読み取り装置。
15. 前記第２の照明手段、又は前記導光手段には、集光又は散光用の光学素子を配置していることを特徴とする請求項１０乃至１４のいずれか１項記載の画像読み取り装置。
16. 前記第２の照明手段からの光は、前記第１の照明手段から発せられた光の一部であり、１又は複数の前記第２の照明手段は、その光を導光手段により運び、かつ照明するように構成されていることを特徴とする請求項１０乃至１５のいずれか１項記載の画像読み取り装置。
17. 前記第２の照明手段からの光は、前記第１の照明手段の中央部から発せられた光の一部であることを特徴とする請求項１６記載の画像読み取り装置。
18. 前記第２の照明手段からの光は、前記第１の照明手段の原稿を照射していない端部から発せられた光の一部であることを特徴とする請求項１６記載の画像読み取り装置。
19. 前記第１の照明手段は、原稿を照射するための第１の投光部、及び前記第２の照明手段に光を供給するための第２の投光部を備えていること特徴とする請求項１又は１５乃至１８のいずれか１項記載の画像読み取り装置。
20. 請求項１乃至１９のいずれか１項記載の画像読み取り装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。

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