JP2008172564A - 照明装置、画像読取装置、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】照明装置や、これを用いた画像読取装置、画像形成装置において、ＬＥＤからの熱を導光部材に伝わりにくい構成とし、導光部材の熱変形を防止する。
【解決手段】ＬＥＤ１０４を実装した基板１０５の長手方向両端でＬＥＤ１０４の実装範囲の外側に穴１０５ａを設けた凸部１０６を有し、これに対応する導光板２１１の両端部分にも穴２１１ａを一対設け、これら穴で導光板２１１の固定部とする。基板１０５と導光板２１１を固定ビス２１２で固定する。このことで、基板１０５と導光板２１１がＬＥＤ１０４の実装範囲の外側の領域のみで固定され、そのためにＬＥＤ１０４から発生する熱が導光板２１１に伝わりにくくなり、導光板２１１の材質として樹脂を用いた場合でも変形を少なくできる。
【選択図】図３

Description

本発明は照明装置、平板状の基板上に発光素子を列設して光を照射する照明装置、これを搭載した画像読取装置や画像形成装置に関する。

原稿に光を照射し、原稿の反射光をＣＣＤ、ＣＭＯＳ等で構成される撮像素子により読み取る一般的な縮小光学系を備える画像読取装置では、従来、光源として円筒形状のキセノンランプを備える構成となっており、キセノンランプの照射光をコンタクトガラス上の原稿に照射し、原稿の拡散反射光をレンズを介して撮像素子に導き、この撮像素子で電気信号に変換している。このような画像読取装置は、原稿からの反射光を偏向する第１ミラーを含む第１走行体、第２ミラーからの光をさらに偏向する第２ミラー、第３ミラーを含む第２走行体を備え、第１走行体及び第２走行体が画像読取装置に設けたレール上を走行することにより、原稿をスキャンする。第１走行体には、キセノンランプからの光を反射して照度分布を適正化したり、切り貼り原稿読取時の影をなくすための反射板を備えたりしたものとしている。

ところで近年、この種の画像読取装置における光源には、立ち上がり時間の短縮化、省エネルギー化、長寿命化という要望があり、キセノンランプの代替光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）を採用する構成が実用化されてきている。

ただし、ＬＥＤを縮小光学系に採用する場合、等倍光学系に比べて原稿面から撮像素子までの距離が長くなり、その間での光の減衰が大きく、より高い原稿面照度が必要となる。そのため、複数のＬＥＤを原稿を読み取る際の主走査方向にアレイ状に並べて配置し、原稿面での照度を上げるような試みがなされている。

また複数のＬＥＤを直線状に配列させて使用する場合、配列方向の照度リップルを平均化するため、導光部材を備えることが多い。例えば特許文献１には、ＬＥＤ基板と導光部材の固定位置決め方法が記載されている。

特開２００６−２５３０３号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている技術では、ＬＥＤ基板と導光部材は、全幅にわたって固定されている。そのため、ＬＥＤから発生した熱が導光部材に伝わりやすく、導光部材は透明な樹脂で作る場合が多いため、熱による変形が大きくなりやすいという問題がある。

本発明は、上述のような照明装置や、これを用いた画像読取装置、画像形成装置において、ＬＥＤからの熱を導光部材に伝わりにくい構成とし、導光部材の熱変形を防止を目的とする。

また本発明は、ＬＥＤからの熱を導光部材に伝わりにくい構成を維持した上で、ＬＥＤ基板と導光部材との位置決めを行い、両者の位置関係にずれが生ずることのない構成を実現することを目的とする。

本発明の照明装置のうち請求項１に係るものは、直線状に配列させて複数の発光素子を実装した基板と、
前記発光素子から射出される光の射出方向に前方に位置し、前記発光素子から射出された光を被照射体の主走査方向に沿って照明するように導光する導光部材と、
前記被照射体からの反射光を受光する光電変換素子とを有し、
前記基板の前記発光素子実装部分の外側に、前記導光部材の固定部を設けてなることを特徴とする。

請求項２に係るものは、請求項１の照明装置において、前記被照射体が透明板上の原稿であることを特徴とする。

請求項３に係るものは、請求項１または２の照明装置において、前記基板の前記発光素子の実装部分の範囲内に、前記基板の板厚方向に前記導光部材の動きを規制する形状部位を少なくとも１箇所設けてなることを特徴とする。

請求項４に係るものは、請求項１または２の照明装置において、前記基板の発光素子実装部の範囲内において前記導光部材に、前記基板の板厚方向に導光部材を規制する形状部位を少なくとも１箇所設けてなることを特徴とする。

請求項５に係るものは、請求項１から４のいずれかの照明装置を備えたことを特徴とする。

請求項６に係る画像形成装置は、請求項１から４のいずれかの照明装置を備えたことを特徴とする。

請求項７に係る画像形成装置は、請求項５の画像読取装置を備えたことを特徴とする。

本発明は、基板と導光部材を発光素子実装部分の外側で固定するため、ＬＥＤ等の発光素子から発生する熱が導光部材に伝わりにくくなり、導光部材の材質として樹脂を用いた場合でも変形を少なくできる。

以下、本発明を実施するための最良の形態に関して、添付図面を参照して説明する。

図１は本発明の実施対象となる画像形成装置の一例を示す概念的断面図である。本例の画像形成装置１０は、その主な構成としては、被照射体である原稿の面を読み取る原稿読取装置１１、画像を形成する画像形成部１２、自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）１３、ＡＤＦ１３から送り出される原稿をスタックする原稿排紙トレイ１４、給紙カセット１５ないし１８を備える給紙部１９、記録用紙をスタックする排紙部（排紙トレイ２０）により構成してある。

そして、ＡＤＦ１３の原稿台２１上に原稿Ｄをセットして図示せぬ操作部での操作、例えばプリントキーの押下操作をすると、最上位の原稿Ｄがピックアップローラ２２の回転により矢印Ｂ１方向へ送り出され、原稿搬送ベルト２３の回転により、画像読取装置１１に固定された透明な板材、例えばガラスからなるコンタクトガラス２４上へ給送され、そこで停止する。コンタクトガラス２４上に載置された原稿Ｄの画像は、画像形成部１２とコンタクトガラス２４の間に位置する画像読取装置１１によって読み取る。画像読取装置１１は、コンタクトガラス２４上の原稿Ｄを照明する光照射ユニット２５、原稿画像を偏光するための複数枚のミラーからなる光学系２６、レンズ２７、原稿画像を結像させるＣＣＤ等からなる光変換素子２８を備える。画像読み取り終了後、原稿Ｄを原稿搬送ベルト２３の回転により矢印Ｂ２方向へ搬送して原稿排紙トレイ１４上へ排出する。このように、原稿Ｄを１枚ずつコンタクトガラス２４上へ給送して原稿画像を画像読取装置１１によって読み取る。

一方、画像形成部１２の内部には、像担持体である感光体３０が配置してある。感光体３０は、図において時計方向に回転駆動し、帯電装置３１によって表面を所定の電位に帯電させる。また、書き込みユニット３２からは、原稿読取装置１１によって読み取った画像情報に応じて光変調したレーザ光Ｌを照射し、帯電させた感光体３０の表面をこのレーザ光Ｌで露光し、これによって感光体３０の表面に静電潜像を形成する。この静電潜像は、現像装置３３を通るとき、対向する転写装置３４によって感光体３０と転写装置３４の間に給送された記録媒体Ｐに転写する。トナー像転写後の感光体３０の表面は、クリーニング装置３５によって清掃する。

画像形成部１２の下部に配置した複数の給紙カセット１５ないし１８には、紙等の記録媒体Ｐを収容してあり、いずれかの給紙カセット１５ないし１８から記録媒体Ｐを矢印Ｂ３方向へ送り出し、その記録媒体Ｐの表面に、上述のように感光体３０の表面に形成したトナー像を転写する。次に、記録媒体Ｐを矢印Ｂ４で示すように画像形成部１２内の定着装置３６を通し、熱と圧力の作用によって記録媒体Ｐの表面に転写されたトナー像を定着させる。定着装置３６を通った記録媒体Ｐを排出ローラ対３７によって搬送し、矢印Ｂ５で示すように排紙トレイ２０へ排出し、スタックする。

図２は図１に示した画像読取装置の拡大断面を示すこれも概念的断面図、図３は図１の装置が備える画像読取装置の照明部の概略斜視図（Ａ）と第１走行体である第１キャリッジ１００の概略拡大断面図（Ｂ）及び第１キャリッジ１００の拡大側面図（Ｃ）である。図中１０１は第１ミラー、１０２はリフレクタで、この例では、ＬＥＤ１０４を実装した基板１０５の長手方向両端でＬＥＤ１０４の実装範囲の外側に凸部１０６を有し、この凸部に穴１０５ａを設け、これに対応する導光板２１１の両端部分にも穴２１１ａを一対設け、これら穴１０５ａ、２１１ａによって導光板２１１の固定部を構成してある。また図中２００は第２キャリッジで、第１ミラー１０１からの光をさらに偏向する第２ミラー２０１、第３ミラー２０２を備え、光学系２６、レンズ２７を介して光変換素子２８に入射させ、原稿画像を結像させるようにしている。

本実施例では、具体的には図３（Ｃ）に示すように、基板１０５と導光板２１１を固定ビス２１２で固定している。固定方法には、リベット止め、熱溶着等種々公知の構造、方法を用い得る。また穴の形状、位置、個数なども図示の例には限定されない。

上述の構成とすることで、基板１０５と導光板２１１がＬＥＤ１０４の実装範囲の外側の領域のみで固定され、そのためにＬＥＤ１０４から発生する熱が導光板２１１に伝わりにくくなり、導光板２１１の材質として樹脂を用いた場合でも変形を少なくできる。

図４は本発明の第２の実施例を示す斜視図である。本実施例では、ＬＥＤ１０４を実装した基板１０５の長手方向のＬＥＤ１０４の実装範囲の外側に、第１の実施例と同様の導光部材２１１の固定部を備え、さらに、ＬＥＤ１０４の実装範囲内に導光部材２１１の位置を規制する形状の位置規制形状部１０５ｂを備え、導光部材２１１には、この位置規制形状部１０５ｂを嵌合させ得る穴または凹部形状の嵌合部２１１ｂを備えている。

この実施例は、基板１０５がその片面に発熱源であるＬＥＤ１０４を実装しているために熱によって反る可能性がある点を考慮したものである。基板１０５が反ってしまうと、導光部材２１１に対してＬＥＤ１０４の位置がずれるため、ＬＥＤ１０４からの光が均一に導光部材２１１に入って行かず、照度分布に偏りが発生するが、本実施例では上述の位置規制形状部１０５ｂと嵌合部２１１ｂの嵌合によって、基板１０５に反りが生じても、導光板２１１との位置関係にずれが生じないようになっている。

図５は本発明第３の実施例を示す斜視図である。本実施例では、基板１０５が先の実施例のような凸部を有しない矩形のもので、逆に導光部材２１１の長手方向両端でＬＥＤ１０４の実装範囲の外側に張り出す凸部２１１ｂを有し、この凸部２１１ｃに穴２１１ａを設けて先の実施例と同様に固定する構造としてある。

通常、基板１０５は長方形の方が板取の都合で低コストで製造できる。導光部材２１１は、樹脂成形品で作る場合、形状的に自由度が高く、本実施例のような一部が張り出した形状でもコストへの影響は少ない。

そして本実施例でも、基板１０５と導光板２１１が、ＬＥＤ１０４の実装範囲の外側の領域のみで固定されているため、ＬＥＤ１０４から発生する熱が導光板２１１に伝わりにくく、導光板２１１の材質として樹脂を用いた場合でも変形を少なくでき、基板１０５の製造コストを低く抑えることができる。そのほかは、実施例１、２と同様であるので説明を省略する。

図６は本発明第４の実施例を示す斜視図である。本実施例は、基本的には実施例３と同様の構成を有するが、ＬＥＤ１０４の実装部位内の領域で導光部材２１１に、基板１０５に対して、基板１０５の板厚方向で嵌着して位置を規制する形状の位置規制部２１１ｄを備えている。

本実施例でも、基板１０５と導光板２１１が、ＬＥＤ１０４の実装範囲の外側の領域のみで固定されているため、ＬＥＤ１０４から発生する熱が導光板２１１に伝わりにくく、導光板２１１の材質として樹脂を用いた場合でも変形を少なくでき、基板１０５の製造コストを低く抑えることができる上に、導光板２１１が備える位置規制部２１１ｄが基板１０５に嵌着していることによって、基板１０５が反った場合でも、導光板２１１との位置関係にずれが生じないようになっている。なお位置規制部２１１ｄは、基板１０５の板厚方向でＬＥＤ１０４を設けた面の上に載るように延設したピン状あるいは細い板状の凸部２１１ｄ１と、導光部材２１１の下面から下方へ伸び、そこから基板１０５のＬＥＤ１０４を設けていない面の下側へ伸びるＬ字状の凸部２１１ｄ２とから構成し、両者の位置を導光板２１１の長手方向で少しずらして設けてあるが、基板１０５の厚さ、端縁の形状等に対応させた形状、構造とすればよく、図示の形状、構造には限定されない。そのほかは、上述の各実施例と同様であるので説明を省略する。

図７は本発明第５の実施例を示す斜視図である。本実施例の導光部材２１１は、ＬＥＤ１０４の実装部位内の領域において、実施例４と同様に位置規制部２１１ｅを備えるが、この位置規制部２１１ｅは、基板１０５に対して、基板１０５の板厚方向とＬＥＤ１０４の光射出方向の規制を行う機能を備えている。すなわち、位置規制部２１１ｅは、それぞれＬ字状で、基板１０５の板厚方向でＬＥＤ１０４を設けた面から逆側の面に向かうように折り曲げたいわば逆Ｌ字状の凸部２１１ｅ１と、導光部材２１１の下面から下方へ伸び、そこから基板１０５のＬＥＤ１０４を設けていない面の下側へ伸びるＬ字状の凸部２１１ｅ２とから構成してあり、やはり両者の位置を導光板２１１の長手方向で少しずらして設けてあり、凸部２１１ｅ１が基板１０５の端縁に形成したＬ字状の切り込み１０５ｃと嵌合し、凸部２１１ｅ２が基板１０５を板厚方向でその反対側から支え、それによって基板１０５の反りだけでなく、基板１０５のＬＥＤ１０４の光射出方向の変形に対しても、ＬＥＤ１０４と導光部材２１１の位置関係を適切な状態に維持できるようにしてある。

なお照明装置として上述の各実施例の照明部の構造を有する画像読取装置を用いれば、導光板２１１の変形とＬＥＤ１０４との位置精度の向上により、原稿面での照度、分布が安定し、高品質の画像読取が可能となり、そしてそのような画像読取装置を用いた画像形成装置においては高品質の画像形成が可能となる。

本発明の実施対象となる画像形成装置の一例を示す概念的断面図 図１に示した画像読取装置の拡大断面を示す概念的断面図 図１の装置が備える画像読取装置の照明部の概略斜視図（Ａ）と第１走行体である第１キャリッジ１００の概略拡大断面図（Ｂ）及び第１キャリッジ１００の拡大側面図（Ｃ） 本発明の第２の実施例を示す斜視図 本発明第３の実施例を示す斜視図 本発明第４の実施例を示す斜視図 本発明第５の実施例を示す斜視図

符号の説明

１０：画像形成装置
１１：原稿読取装置
１２：画像形成部
１３：自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）
１４：原稿排紙トレイ
１５〜１８：給紙カセット
１９：給紙部
２０：排紙部（排紙トレイ）
２１：原稿台
２２：ピックアップローラ
２３：原稿搬送ベルト
２４：コンタクトガラス
２５：光照射ユニット
２６：光学系
２７：レンズ
２８：光変換素子
３０：感光体
３１：帯電装置
３２：書き込みユニット
３３：現像装置
３４：転写装置
３５：クリーニング装置
３６：定着装置
３７：排出ローラ対
１００：第１キャリッジ
１０１：第１ミラー
１０２：リフレクタ
１０３：ＬＥＤアレイ
１０４：ＬＥＤ
１０５：基板
１０５ａ：穴
１０５ｂ：位置規制形状部
１０５ｃ：切り込み
１０６：受台
１０７：ベース
２００：第２キャリッジ
２０１：第２ミラー
２０２：第３ミラー
２１１：導光部材
２１１ａ：穴
２１１ｂ：嵌合部
２１１ｃ：凸部
２１１ｄ：位置規制部
２１１ｄ１、２１１ｄ２：凸部
２１１ｅ：位置規制部
２１１ｅ１、２１１ｅ２：凸部
２１２：固定ビス
Ｄ 原稿
Ｌ レーザ光
Ｐ 記録媒体

Claims (7)

1. 直線状に配列させて複数の発光素子を実装した基板と、
   前記発光素子から射出される光の射出方向に前方に位置し、前記発光素子から射出された光を被照射体の主走査方向に沿って照明するように導光する導光部材と、
   前記被照射体からの反射光を受光する光電変換素子とを有し、
   前記基板の前記発光素子実装部分の外側に、前記導光部材の固定部を設けてなることを特徴とする照明装置。
2. 請求項１の照明装置において、前記被照射体が透明板上の原稿であることを特徴とする照明装置。
3. 請求項１または２の照明装置において、前記基板の前記発光素子の実装部分の範囲内に、前記基板の板厚方向に前記導光部材の動きを規制する形状部位を少なくとも１箇所設けてなることを特徴とする照明装置。
4. 請求項１または２の照明装置において、前記基板の発光素子実装部の範囲内において前記導光部材に、前記基板の板厚方向に導光部材を規制する形状部位を少なくとも１箇所設けてなることを特徴とする照明装置。
5. 請求項１から４のいずれかの照明装置を備えたことを特徴とする画像読取装置。
6. 請求項１から４のいずれかの照明装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項５の画像読取装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。