JP2008193448A - Reading module, image reader, and image forming apparatus - Google Patents

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Tetsuya Fujioka
哲弥 藤岡
Yasunobu Yoda
泰信 養田
Takuji Takahashi
卓二 高橋
Kazushige Kawamura
一茂 河村
Yoshihide Ota
佳秀 太田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reading module in which a light source and a CCD being an imaging element are differently configured, and which eliminates the problem to be an expensive device to be made compact and inexpensive. <P>SOLUTION: The reading module reducingly forms an image on the imaging element from reflected light from an illuminated original by an image forming lens system, reads the image one-dimensionally and reads two-dimensional image by scanning the image. A three-line color CCD is arranged at a board 12, the reflected light from the original is made to advance and return a plurality of times by a mirror group 8, an image forming lens 9 makes an image on the CCD 11, and the image is read one-dimensionally. A light emitter 4 using an LED is arranged on a rear board surface opposite from the surface with the CCD 11 on the board 12. The LED belonging to the light emitter 4 and the CCD 11 are arranged so as not to overlap on each other even when projected. Consequently, an image can be read while maintaining operating environment satisfactorily without making emitted heat affect each other so that the improvement of image quality can be achieved. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ、イメージスキャナ、これらのうちの二以上の機能を備える複合機(MFP)に用いられる原稿読取モジュールに関し、特にデジタル複写機やデジタルラボ(?)等のデジタル系の装置で用いられる読み取り装置に使用可能な、原稿などの読取モジュールと、これを利用した画像読取装置、画像形成装置に関する。   The present invention relates to a document reading module used in a copying machine, a facsimile, a printer, an image scanner, and a multifunction peripheral (MFP) having two or more of these functions, and in particular, a digital such as a digital copying machine or a digital laboratory (?). BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reading module such as a manuscript that can be used in a reading device used in a system apparatus, and an image reading device and an image forming apparatus using the same.

近年、発光ダイオード(Light Emitting Diode:以下、LEDと称す)の開発が活発に行われており、LED素子の明るさは急激に高まっている。LEDは、一般的に長寿命、高効率、高耐G性、単色発光などの利点を有しており、多くの照明分野への応用が期待されている。その用途の一つとして、デジタル複写機やイメージスキャナのような画像読み取り装置の原稿照明装置がある。   In recent years, a light emitting diode (hereinafter referred to as an LED) has been actively developed, and the brightness of the LED element has been rapidly increased. LEDs generally have advantages such as long life, high efficiency, high G resistance, and monochromatic light emission, and are expected to be applied in many lighting fields. One of the applications is a document illumination device of an image reading apparatus such as a digital copying machine or an image scanner.

従来、画像読み取り装置に用いる場合の構成としては、基板上に光源としてのLEDチップと受光素子としてのセンサICを配置している密着型イメージセンサが知られている。しかしながらこの種のセンサは、読み取り対象物から受光素子までの距離が近い場合に有効なものであり、縮小型CCD読み取り方式(特許文献1等参照)では、照明効率を上げるために光源を原稿面近傍に配置させ、CCDと同じ基板上に構成することが困難であった。   Conventionally, as a configuration for use in an image reading apparatus, a contact image sensor in which an LED chip as a light source and a sensor IC as a light receiving element are arranged on a substrate is known. However, this type of sensor is effective when the distance from the object to be read to the light receiving element is short. In the reduced CCD reading system (see Patent Document 1, etc.), the light source is placed on the original surface in order to increase the illumination efficiency. It was difficult to arrange them on the same substrate as the CCD.

そこで、縮小型CCD読み取り方式であっても遠くから照明する方式が提案されている(例えば特許文献2参照)。   Therefore, a method of illuminating from a distance has been proposed even with a reduced CCD reading method (see, for example, Patent Document 2).

またバーコード読取装置では、基板上に光源のレーザーダイオードと受光素子としてのフォトダイオードを配置している例がある(例えば特許文献3参照)。   In the barcode reader, there is an example in which a laser diode as a light source and a photodiode as a light receiving element are arranged on a substrate (see, for example, Patent Document 3).

特開平10−136158号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-136158 特開2006−25403号公報JP 2006-25403 A 特開2003−196581号公報JP 2003-196581 A 特開平10−126572号公報JP-A-10-126572

しかしながら上述した従来の技術では、いずれも光源と撮像素子であるCCDが別々に構成され、高価な装置になっているという不具合があった。   However, in the conventional techniques described above, there is a problem that both the light source and the CCD as the image sensor are separately configured, resulting in an expensive device.

そこで本発明は、この種の装置の小型化、低価格化を目的とするものである。   Accordingly, the present invention aims to reduce the size and cost of this type of apparatus.

本発明の読取モジュールのうち請求項1に係るものは、照明した原稿からの反射光を結像レンズ系で撮像素子に縮小して結像させ、該像を一次元に読み取り、これを走査することによって2次元の画像を読み取る読取モジュールにおいて、前記撮像素子を実装した基板上に前記照明用の光源を備えたことを特徴とする。   According to the first aspect of the reading module of the present invention, the reflected light from the illuminated original is reduced and formed on the image sensor by the imaging lens system, and the image is read one-dimensionally and scanned. Accordingly, in the reading module for reading a two-dimensional image, the illumination light source is provided on a substrate on which the imaging element is mounted.

請求項2に係るものは、請求項1の読取モジュールにおいて、前記光源を複数備えたことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the reading module of the first aspect, a plurality of the light sources are provided.

請求項3に係るものは、請求項2の読取モジュールにおいて、前記複数の光源から発した複数の光束を前記原稿面上に集光させる集光機能部材を備えたことを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the reading module according to the second aspect, a condensing function member that condenses a plurality of light beams emitted from the plurality of light sources on the document surface is provided.

請求項4に係るものは、請求項2の読取モジュールにおいて、前記複数の光源から発した複数の光束を前記原稿面上で重畳する光学系を備えたことを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the reading module according to the second aspect, an optical system is provided that superimposes a plurality of light beams emitted from the plurality of light sources on the document surface.

請求項5に係るものは、請求項1から4のいずれかの読取モジュールにおいて、前記光源にLEDを用いたことを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the reading module according to any one of the first to fourth aspects, an LED is used as the light source.

請求項6に係るものは、請求項5の読取モジュールにおいて、前記光源に少なくとも3個のLEDを用いて赤、緑、青の3色の光の少なくともいずれかを発光可能としたことを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, in the reading module of the fifth aspect, at least one of three colors of red, green, and blue can be emitted using at least three LEDs as the light source. To do.

請求項7に係るものは、請求項6の読取モジュールにおいて、前記赤、緑、青の3色のLEDの個数を赤の個数≦青の個数≦緑の個数としたことを特徴とする。   According to a seventh aspect of the present invention, in the reading module of the sixth aspect, the number of the red, green, and blue LEDs is set so that the number of reds ≦ the number of blues ≦ the number of greens.

請求項8に係るものは、請求項6または7の読取モジュールにおいて、前記赤、緑、青の3色のLEDへ供給する電力を赤への電力≦青への電力≦緑への電力としたことを特徴とする読取モジュール。   According to an eighth aspect of the present invention, in the reading module of the sixth or seventh aspect, the power supplied to the red, green, and blue LEDs is set such that power to red ≦ power to blue ≦ power to green A reading module.

請求項9に係るものは、請求項1から8のいずれかの読取モジュールにおいて、前記撮像素子を実装した基板面の裏側の基板面に前記光源を実装したことを特徴とする読取モジュール。   According to a ninth aspect of the present invention, in the reading module according to any one of the first to eighth aspects, the light source is mounted on a substrate surface on the back side of the substrate surface on which the imaging element is mounted.

請求項10に係るものは、請求項9の読取モジュールにおいて、前記撮像素子と前記光源を前記基板面の投影位置で重ならない位置に実装したことを特徴とする読取モジュール。   According to a tenth aspect of the present invention, there is provided the reading module according to the ninth aspect, wherein the image pickup device and the light source are mounted at a position that does not overlap with a projection position on the substrate surface.

請求項11に係るものは、請求項1から10のいずれかの読取モジュールにおいて、前記光源が発した照明光を反射させて前記原稿面に導くミラーを有し、照明位置の調整を前記ミラーの位置移動により調整可能としたことを特徴とする読取モジュール。   According to an eleventh aspect of the present invention, in the reading module according to any one of the first to tenth aspects of the present invention, the reading module includes a mirror that reflects the illumination light emitted from the light source and guides the illumination light to the document surface. A reading module which can be adjusted by moving a position.

請求項12に係るものは、請求項11の読取モジュールにおいて、前記撮像素子の読み取り光軸の調整後に前記照明位置を調整可能としたことを特徴とする読取モジュール。   According to a twelfth aspect of the present invention, in the reading module according to the eleventh aspect, the illumination position can be adjusted after adjusting the reading optical axis of the image sensor.

請求項13に係るものは、請求項1から10のいずれかの読取モジュールにおいて、前記光源から発する照明光が平行光あるいは略平行光であり、前記撮像素子に入射する直前の読み取り光軸と前記光源から発した直後の前記照明光の光軸を平行あるいは略平行としてなることを特徴とする読取モジュール。   According to a thirteenth aspect of the present invention, in the reading module according to any one of the first to tenth aspects, the illumination light emitted from the light source is parallel light or substantially parallel light, and the read optical axis immediately before entering the image sensor and the reading light A reading module, wherein an optical axis of the illumination light immediately after being emitted from a light source is parallel or substantially parallel.

請求項14に係るものは、請求項11から13のいずれかの読取モジュールにおいて、前記光源から発する照明光を反射させて前記原稿面に導くミラーと、前記各光源から発した複数の光束を前記原稿面上で重畳させる光学系と、前記各光源から発した複数の光束を前記原稿面上に集光させる集光機能部材とを一体としてサブモジュールを形成し、前記照明光の光軸調整時に該サブモジュールを一体に移動可能としてなることを特徴とする読取モジュール。   According to a fourteenth aspect of the present invention, in the reading module according to any one of the eleventh to thirteenth aspects, the mirror that reflects the illumination light emitted from the light source and guides it to the document surface, and a plurality of light beams emitted from the light sources A sub-module is formed by integrating an optical system for superimposing on the original surface and a condensing function member for condensing a plurality of light beams emitted from the respective light sources on the original surface, and at the time of adjusting the optical axis of the illumination light A reading module characterized in that the sub-module can be moved together.

請求項15に係るものは、請求項1から14のいずれかの読取モジュールにおいて、前記撮像素子がCCDであることを特徴とする読取モジュール。   According to a fifteenth aspect of the present invention, in the reading module according to any one of the first to fourteenth aspects, the image pickup device is a CCD.

請求項16に係る画像読取装置は、請求項1から15の読取モジュールを備えたことを特徴とする。   An image reading apparatus according to a sixteenth aspect includes the reading module according to the first to fifteenth aspects.

請求項17に係る画像形成装置は、請求項16の画像読取装置を備えたことを特徴とする。   An image forming apparatus according to a seventeenth aspect includes the image reading apparatus according to the sixteenth aspect.

本発明においては、照明した原稿からの反射光を結像レンズ系で撮像素子に縮小して結像させ、該像を一次元に読み取り、これを走査することによって2次元の画像を読み取る読取モジュールにおいて、CCD等の撮像素子を実装した基板上にLED等の光源を備えているので、小型で低価格な読取モジュールを提供することができ、またそれによって画像読取装置や画像形成装置の小型化、低価格化も図れる。   In the present invention, the reflected light from the illuminated original is reduced and imaged on the image sensor by the imaging lens system, the image is read one-dimensionally, and the two-dimensional image is read by scanning the image. , A light source such as an LED is provided on a substrate on which an image sensor such as a CCD is mounted, so that a small and low-priced reading module can be provided, thereby reducing the size of the image reading apparatus and the image forming apparatus. The price can also be reduced.

以下、本発明の実施形態に関して、添付図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1は本発明に係る読取モジュール、画像読取装置を用いる対象となる画像形成装置の概要を示す断面図である。この装置は、図示せぬ通信モジュールにより読み取った画像をファクシミリ送信可能である。図において符号100は画像形成部、200は給紙部、300は本発明の画像読取装置、400は原稿給紙部をそれぞれ示す。画像読取装置300は、上述した読取モジュールを図示せぬ駆動装置によって副走査方向に走査され2次元画像を読み取ることができる。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing an outline of an image forming apparatus to which a reading module and an image reading apparatus according to the present invention are used. This apparatus can transmit an image read by a communication module (not shown) by facsimile. In the figure, reference numeral 100 denotes an image forming unit, 200 denotes a paper feeding unit, 300 denotes an image reading apparatus of the present invention, and 400 denotes a document feeding unit. The image reading apparatus 300 can read a two-dimensional image by scanning the above-described reading module in a sub-scanning direction by a driving device (not shown).

そして、原稿給紙部400において、自動もしくは手動によって原稿を画像読取部の直上に送り込む。画像形成部100は読み取った画像の色別分解された情報を基に、複数の感光体に色分けして画像形成し、給紙部200から送られてくる転写用紙に画像を重ね、転写してフルカラーのハードコピーを作成する。   Then, the document feeder 400 automatically or manually feeds the document directly above the image reading unit. The image forming unit 100 forms a color image on a plurality of photoconductors based on the color-separated information of the read image, and superimposes and transfers the image on a transfer sheet sent from the paper feeding unit 200. Make a full color hard copy.

図2は本発明に係る読取モジュールの一実施例の構成を示す斜視図、図3は要部の拡大断面図である。図示の読取モジュール1において、2はコンタクトガラスで、透明ガラスであり、原稿台とも称し、この上面にシートや本等の原稿を置く。図中3は照明ユニットで、ここでは内部の詳述は省略するが、LEDを用いた発光体4と、調整ミラー5、照明レンズ群6、集光反射鏡7を通して読取領域を照明する(詳細は後述する)。   FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of an embodiment of the reading module according to the present invention, and FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part. In the illustrated reading module 1, reference numeral 2 denotes a contact glass, which is a transparent glass, which is also called a document table, and a document such as a sheet or a book is placed on the upper surface. In the figure, reference numeral 3 denotes an illumination unit. Although the detailed explanation of the interior is omitted here, the reading area is illuminated through a light emitter 4 using an LED, an adjustment mirror 5, an illumination lens group 6, and a condenser reflector 7 (details). Will be described later).

集光反射鏡7でコンタクトガラス2上の原稿を照射したことによる反射光は、複数の反射鏡からなるミラー群8、結像レンズ9を介して読取ユニット10の1次元CCD(以下、単にCCDという)11で読み取る。図中12は基板である。   Reflected light by irradiating the original on the contact glass 2 with the condensing reflecting mirror 7 passes through a mirror group 8 composed of a plurality of reflecting mirrors and an imaging lens 9, and the one-dimensional CCD (hereinafter simply referred to as CCD) of the reading unit 10. Read at 11). In the figure, reference numeral 12 denotes a substrate.

結像レンズ9は、一般には複数レンズを鏡筒で一体化して構成しており、読取領域の画像をCCD11上に結像させる。CCD11は、結像レンズ9を通して得られた読取領域の画像光を電気信号に変換する。読取ユニット10は、結像レンズ9とCCD11を一体化して構成する。なお、本明細書において、主走査方向とはCCDで読み取る方向を言い、副走査方向とはCCD11で読み取る方向と同じ平面内で直角方向を言う。   The imaging lens 9 is generally configured by integrating a plurality of lenses with a lens barrel, and forms an image of the reading region on the CCD 11. The CCD 11 converts image light in the reading area obtained through the imaging lens 9 into an electric signal. The reading unit 10 is configured by integrating an imaging lens 9 and a CCD 11. In the present specification, the main scanning direction refers to the direction read by the CCD, and the sub-scanning direction refers to the direction perpendicular to the same direction as the direction read by the CCD 11.

上述した各種要素は、コンタクトガラス2を除き、走行体13内に設けてあり、換言すれば照明ユニット3、読取ユニット10、各レンズやミラーを一体化し、コンタクトガラス2に対して平行に、図示せぬ駆動装置によって副走査方向(図3中で左右方向)に走行させる。なお、全体読取領域Xは、CCD11が読み取る範囲と走行体13が移動する範囲を掛け合わせた領域を言う。またなお、図2において14は読取モジュールの筐体を示す。   The various elements described above are provided in the traveling body 13 except for the contact glass 2. In other words, the illumination unit 3, the reading unit 10, each lens and mirror are integrated, and parallel to the contact glass 2. The vehicle is driven in the sub-scanning direction (left-right direction in FIG. 3) by a driving device (not shown). The entire reading area X is an area obtained by multiplying the range read by the CCD 11 and the range in which the traveling body 13 moves. In FIG. 2, reference numeral 14 denotes a reading module housing.

ここで、本実施例に用いる照明ユニットの構成を説明する。図4(a)は上面図で、画像読取装置に装着した場合のコンタクトガラス2側からみた光軸展開図であり、(b)は正面図で、その正面から見た図を描いてある。   Here, the structure of the illumination unit used for a present Example is demonstrated. FIG. 4A is a top view, which is a developed view of the optical axis as viewed from the contact glass 2 side when mounted on the image reading apparatus, and FIG. 4B is a front view of the front view.

まず、図4(a)で説明する。この図は主走査方向の照明状態を説明するための図である。
LEDアレイ15は、発光ダイオードでR(赤)、G(緑)、B(青)の3色を用いる。これにより安価な照明装置を提供できる。図では4個のみ示しているが、最低限各色1個ずつの3個あればよく、その整数倍でも、カラーバランスを考慮して発光光量の少ない色のみを増加させてもよい。本実施例では、R(赤)1個、G(緑)2個、B(青)1個を使用してカラーバランスの良い照明を実現している(すなわち、R(赤)の個数≦B(青)の個数≦G(緑)の個数である。また、各色同個数の使用の場合は、投入電流値を下記のように調整するとカラーバランスの良い照明を、R(赤)≦B(青)≦G(緑)として実現できる。
First, a description will be given with reference to FIG. This figure is a diagram for explaining the illumination state in the main scanning direction.
The LED array 15 is a light emitting diode and uses three colors of R (red), G (green), and B (blue). Thereby, an inexpensive lighting device can be provided. Although only four are shown in the figure, it is sufficient that there are at least three of each color, and even an integer multiple thereof may increase only the colors with a small amount of emitted light in consideration of the color balance. In this embodiment, illumination with good color balance is realized using one R (red), two G (green), and one B (blue) (that is, the number of R (red) ≦ B The number of (blue) ≦ the number of G (green) In the case of using the same number of each color, the illumination with good color balance can be obtained by adjusting the input current value as follows, and R (red) ≦ B ( Blue) ≦ G (green).

回転放物面鏡PRは、焦点位置にLEDを置き、LEDで発光する光束を反射させて平行光にする。但し、LEDの発光面は完全に点ではなくある面積をもっているので、焦点位置以外から発光する光束は平行光からずれて発散し、焦点からずれるほど平行光から外れる。主照明レンズCA2は、回転放物面鏡PRで平行光になった光束を拡張して照射対象面(読取領域)を照明するシリンダ(レンズ)アレイである。形状は図4(a)のようにシリンダ(レンズ)を並べたものである。焦点距離はf2=1/((1/a)+(1/c))とすることが好ましい。主集光レンズCA1は、発散光を含む平行光を効率よく主照明レンズCA2に入れるためのシリンダ(レンズ)アレイである。形状は主照明レンズCA2と同形で、焦点距離はf1=cとするのが好ましいが、主照明レンズCA2と同じf2としてもほとんど効率は落ちない。なお、主集光レンズCA1と主照明レンズCA2を同じ物とすれば製造、販売、サービス時など管理負担が軽減できる。   The rotary parabolic mirror PR places an LED at a focal position and reflects a light beam emitted from the LED to make parallel light. However, since the light emitting surface of the LED has a certain area, not a point, the luminous flux emitted from other than the focal position diverges from the parallel light and diverges and deviates from the parallel light as the focal point shifts. The main illumination lens CA2 is a cylinder (lens) array that illuminates an irradiation target surface (reading region) by expanding a light beam that has been converted into parallel light by the rotary parabolic mirror PR. The shape is such that cylinders (lenses) are arranged as shown in FIG. The focal length is preferably f2 = 1 / ((1 / a) + (1 / c)). The main condensing lens CA1 is a cylinder (lens) array for efficiently putting parallel light including divergent light into the main illumination lens CA2. The shape is the same as that of the main illumination lens CA2 and the focal length is preferably f1 = c. However, even if the same f2 as that of the main illumination lens CA2 is used, the efficiency is hardly lowered. If the main condenser lens CA1 and the main illumination lens CA2 are the same, the management burden during manufacturing, sales, service, etc. can be reduced.

主統合レンズLは、主集光レンズCA1と主照明レンズCA2で分割された光束の副光軸を照明対象面の中央に一致させ主照明レンズCA2の各シリンダが照明する光束を照明対象面で重畳させる。焦点距離はF=aとする。形状は一般の円形凸レンズの副走査方向の不用な部分をカットしたものである。重畳することにより色むらをなくし、さらには効率よく照明ができるようになる。また照明リップルを低減させることができる。   The main integrated lens L matches the sub-optical axis of the light beam divided by the main condenser lens CA1 and the main illumination lens CA2 with the center of the illumination target surface, and the light beam illuminated by each cylinder of the main illumination lens CA2 on the illumination target surface. Superimpose. The focal length is F = a. The shape is obtained by cutting an unnecessary portion of a general circular convex lens in the sub-scanning direction. By superimposing, color unevenness can be eliminated, and more efficient illumination can be achieved. Moreover, illumination ripple can be reduced.

このように構成すると、シリンダ(レンズ)アレイである主集光レンズCA1と主照明レンズCA2の各要素であるシリンダ(レンズ)の幅mの幅を通過する光束は全て照明対象面の読取領域の幅M内を照射する。この場合、LEDの数とシリンダアレイ中のシリンダの数を不一致にしたほうがLEDと回転放物面鏡PRで形成されるプロファイルの影響を無くし照明対象面を均一にできる。ただし、LEDの数の2倍を超えるシリンダ数にする場合は整数倍でも構わない。   With this configuration, all the light beams that pass through the width m of the cylinder (lens) that is each element of the main condenser lens CA1 and the main illumination lens CA2 that are the cylinder (lens) array are in the reading area of the illumination target surface. Irradiate within the width M. In this case, if the number of LEDs does not match the number of cylinders in the cylinder array, the influence of the profile formed by the LEDs and the rotary parabolic mirror PR is eliminated, and the illumination target surface can be made uniform. However, when the number of cylinders exceeds twice the number of LEDs, it may be an integer multiple.

次に図4(b)で説明する。これは副走査方向の照明状態を説明する図である。LEDで発光する光束が回転放物面鏡PRを出るところまでは図4(a)で示した上面図の振る舞いと同じである。しかしながら、主集光レンズCA1と主照明レンズCA2は、この面から見た場合、平行平板があるのと同じように振舞うので、ここでは影響を受けずに平行光のまま通過する。   Next, a description will be given with reference to FIG. This is a diagram for explaining the illumination state in the sub-scanning direction. The behavior of the top view shown in FIG. 4A is the same until the luminous flux emitted from the LED exits the rotary parabolic mirror PR. However, the main condensing lens CA1 and the main illumination lens CA2 behave in the same way as there are parallel plates when viewed from this surface, and therefore pass through the parallel light without being affected.

主統合レンズCL1は、図4(b)中の主統合レンズLをシリンダにしている。主走査方向は主統合レンズLの焦点距離と同じ曲率を持たせて副走査方向はストレートにしたシリンダ(レンズ)である。ここでも副走査方向は影響を受けずに平行光のまま通過する。   The main integrated lens CL1 uses the main integrated lens L in FIG. 4B as a cylinder. The main scanning direction is a cylinder (lens) having the same curvature as the focal length of the main integrated lens L and the sub-scanning direction being straight. Again, the sub-scanning direction passes through the parallel light without being affected.

集光反射鏡CL2は、副走査方向の集光機能を照明対象面近くに置いた凹面鏡に持たせた。焦点距離はf(CL2)=a’とする。   The condensing reflection mirror CL2 has a condensing function in the sub-scanning direction on a concave mirror placed near the illumination target surface. The focal length is f (CL2) = a ′.

このように構成すると、回転放物面鏡PRから出た光束は集光反射鏡CL2まで平行光束(発散光束も含まれるが)のままで到達し、前述したLEDチップの像の拡大率はa’/F(PR)となり、数倍程度に抑えられ、効率の良い照明が実現できる。   With this configuration, the light beam emitted from the rotary parabolic mirror PR reaches the condensing / reflecting mirror CL2 while remaining as a parallel light beam (including a divergent light beam), and the above-described LED chip image magnification is a. It becomes' / F (PR), and it is suppressed to several times, and efficient illumination can be realized.

図3をも参照すると、基板12には3ラインカラーCCDが配置され、原稿からの反射光はミラー群8によって複数回折り返され、結像レンズ9によってCCD11上に結像され、1元的に画像が読み取られる。基板12のCCD11の配置面とは裏側の基板面上にLEDを用いた発光体4が配置してある。さらに発光体4が有するLEDからの光の射出方向からみた基板の配置図を図5に示す。CCD11とLEDは投影しても重ならない位置に配置してある。これにより、互いに発する熱が影響しあうことなく動作環境を良好に保ったまま画像読取が可能となり、画質向上が達成できる。LEDを用いた照明ユニット3は主走査方向に複数(この実施例では4ユニット)配置してあって照明光量が十分確保できるようになっており、これにより良好な画像が得られるようにしてある。   Referring also to FIG. 3, a three-line color CCD is disposed on the substrate 12, and the reflected light from the original is reflected a plurality of times by the mirror group 8, and is imaged on the CCD 11 by the imaging lens 9. The image is read. The light emitting body 4 using LEDs is disposed on the substrate surface on the back side of the substrate 12 on which the CCD 11 is disposed. Further, FIG. 5 shows a layout of the substrate as viewed from the direction of light emission from the LEDs of the light emitter 4. The CCD 11 and the LED are arranged at positions where they do not overlap even when projected. As a result, it is possible to read an image while maintaining a good operating environment without the influence of heat generated from each other, and image quality can be improved. A plurality of illumination units 3 using LEDs (4 units in this embodiment) are arranged in the main scanning direction so that a sufficient amount of illumination light can be secured, thereby obtaining a good image. .

LEDから射出し、回転放物面鏡PRで反射して平行光になった照明光は、読取光軸に平行あるいはほぼ平行で且つ反対方向に射出する。そして調整ミラー5で折り返され、照明レンズ群を通って集光反射鏡によって集光反射し原稿面を照明する。集光することにより効率の良い照明ができる。   Illumination light emitted from the LED and reflected by the parabolic mirror PR to become parallel light is emitted in the opposite direction in parallel or substantially parallel to the reading optical axis. Then, it is folded back by the adjusting mirror 5, passes through the illumination lens group, and is condensed and reflected by the condenser mirror to illuminate the original surface. Efficient illumination can be achieved by condensing light.

図6に照明位置の調整方法を示す。調整ミラー5を図6のように移動させることで照明位置を変更できる。これにより読取光軸と独立させた照明光軸の調整が可能となり、調整時間の短縮と簡便化が図れる。また照明光量の高い部分を読取光軸に合わせることで効率の良い読み取りが可能となる。また読取光軸を調整した後に照明光軸を調整するので、光軸の再調整が不要となり、調整時間の短縮が図れる。なお、照明光軸を決めた後に読み取り光軸を調整すると先端スキューの調整時に照明光軸と必ずしも一致しない場合があり、照明光軸の再調整が必要になる不具合がある。   FIG. 6 shows a method for adjusting the illumination position. The illumination position can be changed by moving the adjustment mirror 5 as shown in FIG. As a result, the illumination optical axis can be adjusted independently of the reading optical axis, and the adjustment time can be shortened and simplified. Further, efficient reading can be performed by aligning a portion with a high illumination light amount with the reading optical axis. Further, since the illumination optical axis is adjusted after adjusting the reading optical axis, readjustment of the optical axis is unnecessary, and the adjustment time can be shortened. Note that if the reading optical axis is adjusted after the illumination optical axis is determined, the illumination optical axis may not necessarily coincide with the adjustment of the tip skew, and there is a problem that the readjustment of the illumination optical axis is necessary.

さらにLEDから回転放物面鏡PRに反射して平行光になった照明光は読取光軸に平行にしているので調整ミラー5はその方向に調整移動できるようにすることで機構が簡単にすることができ、調整時間の短縮と簡便化が図れる。   Furthermore, since the illumination light reflected from the LED to the rotary parabolic mirror PR and converted into parallel light is parallel to the reading optical axis, the adjustment mirror 5 can be adjusted and moved in that direction to simplify the mechanism. Therefore, the adjustment time can be shortened and simplified.

また図示せぬ側板またはブラケットによって、調整ミラー5、照明レンズ群6、集光反射鏡7を一体に保持するようにサブモジュール化できるので、主走査方向の照明分布を変えることなく照明光軸調整ができる。   Further, the adjustment mirror 5, the illumination lens group 6, and the condensing / reflecting mirror 7 can be formed as a sub-module by a side plate or bracket (not shown) so that the illumination optical axis can be adjusted without changing the illumination distribution in the main scanning direction. Can do.

すなわち本実施例では、特許文献3の光学式情報読み取り装置や特許文献4の密着型イメージセンサ、画像読み書きヘッド、および画像読み書き装置での、縮小光学系(CCD読取方式)では採用できない光源の遠距離化についての課題を、遠距離光源の光を原稿面に重畳させる光学系を用いることにより解決している。   That is, in this embodiment, the optical information reader of Patent Document 3, the contact type image sensor, the image read / write head, and the image read / write apparatus of Patent Document 4 cannot be used in a reduction optical system (CCD reading method). The distance problem is solved by using an optical system that superimposes light from a long-distance light source on the document surface.

また、特許文献1のカラー画像読取り装置の原稿照明用光源に記載の「LED光源を原稿の近くに配し、光源用の専用基板を起こして高価な装置になっていた」という課題や、特許文献2の画像読取装置及び画像形成装置における「光源を原稿から遠く離れた場所に配したが、光源用の専用基板を起こして高価な装置になっていた」という課題を、CCD11を搭載する基板(SBU)12上に光源である発光体4を配し、専用光源基板を廃止することで解決している。   Further, as described in the light source for document illumination of the color image reading apparatus of Patent Document 1, “the LED light source is arranged near the document and a dedicated substrate for the light source is raised, resulting in an expensive device”, patent The substrate on which the CCD 11 is mounted in the image reading apparatus and the image forming apparatus disclosed in Document 2 "the light source is arranged at a location far away from the original, but the dedicated substrate for the light source is raised to become an expensive apparatus" This is solved by disposing the light-emitting body 4 as a light source on the (SBU) 12 and eliminating the dedicated light source substrate.

さらに、照明光源を複数備えて光量を十分に確保し、鮮明な画像を得ることができるようにしているので、さらにMTF(Modulation Transfer Function)の向上を図れる。   Furthermore, since a plurality of illumination light sources are provided to ensure a sufficient amount of light and a clear image can be obtained, the MTF (Modulation Transfer Function) can be further improved.

なおもちろん、上述した読取モジュールを備えた画像読取装置においては、安価で高画質画像取得が可能なものとすることができ、そのような画像読取装置を備えた画像形成装置も、安価で高画質画像形成が可能なものとすることができる。   Of course, an image reading apparatus provided with the above-described reading module can obtain a high-quality image at low cost, and an image forming apparatus provided with such an image reading apparatus is also inexpensive and has high image quality. An image can be formed.

さらに画像送受信装置(FAX)とする場合でも、やはり安価で高画質な画像の送信が可能になる。   Furthermore, even when an image transmission / reception apparatus (FAX) is used, it is possible to transmit an inexpensive and high-quality image.

本発明に係る読取モジュール、画像読取装置を用いる対象となる画像形成装置の概要を示す断面図Sectional drawing which shows the outline | summary of the image forming apparatus used as the object which uses the reading module and image reading apparatus which concern on this invention 本発明に係る読取モジュールの一実施例の構成を示す斜視図The perspective view which shows the structure of one Example of the reading module which concerns on this invention. 同じく要部の拡大断面図Similarly, an enlarged sectional view of the main part 照明ユニットの上面図(a)と正面図(b)Top view (a) and front view (b) of lighting unit 発光体が有するLEDからの光の射出方向からみた基板の配置図Arrangement of the substrate as seen from the direction of light emission from the LED of the light emitter 照明位置の調整方法を示す図Diagram showing how to adjust the lighting position

符号の説明Explanation of symbols

1:読取モジュール
2:コンタクトガラス
3:照明ユニット
4:発光体
5:調整ミラー
6:照明レンズ群
7:集光反射鏡
8:ミラー群
9:結像レンズ
10:読取ユニット
11:1次元CCD
12:基板
13:走行体
14:読取モジュールの筐体
15:LEDアレイ
100:画像形成部
200:給紙部
300:本発明の画像読取装置
400:原稿給紙部
PR:回転放物面鏡
CA2:主照明レンズ
CA1:主集光レンズ
M:読取領域の幅
L:主統合レンズ
1: Reading module 2: Contact glass 3: Illumination unit 4: Light emitter 5: Adjustment mirror 6: Illumination lens group 7: Condensing reflection mirror 8: Mirror group 9: Imaging lens 10: Reading unit 11: One-dimensional CCD
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12: Board | substrate 13: Running body 14: Case of reading module 15: LED array 100: Image forming part 200: Paper feeding part 300: Image reading apparatus 400 of this invention 400: Original paper feeding part PR: Rotary parabolic mirror CA2 : Main illumination lens CA1: Main condenser lens M: Reading area width L: Main integrated lens

Claims (17)

照明した原稿からの反射光を結像レンズ系で撮像素子に縮小して結像させ、該像を一次元に読み取り、これを走査することによって2次元の画像を読み取る読取モジュールにおいて、前記撮像素子を実装した基板上に前記照明用の光源を備えたことを特徴とする読取モジュール。 In the reading module, the reflected light from the illuminated original is reduced and imaged on an image sensor by an imaging lens system, the image is read one-dimensionally, and a two-dimensional image is read by scanning the image. A reading module comprising the light source for illumination on a substrate on which is mounted. 請求項1の読取モジュールにおいて、前記光源を複数備えたことを特徴とする読取モジュール。 The reading module according to claim 1, comprising a plurality of the light sources. 請求項2の読取モジュールにおいて、前記複数の光源から発した複数の光束を前記原稿面上に集光させる集光機能部材を備えたことを特徴とする読取モジュール。 3. The reading module according to claim 2, further comprising a condensing function member that condenses a plurality of light beams emitted from the plurality of light sources on the document surface. 請求項2の読取モジュールにおいて、前記複数の光源から発した複数の光束を前記原稿面上で重畳する光学系を備えたことを特徴とする読取モジュール。 3. The reading module according to claim 2, further comprising an optical system for superimposing a plurality of light beams emitted from the plurality of light sources on the document surface. 請求項1から4のいずれかの読取モジュールにおいて、前記光源にLEDを用いたことを特徴とする読取モジュール。 5. The reading module according to claim 1, wherein an LED is used as the light source. 請求項5の読取モジュールにおいて、前記光源に少なくとも3個のLEDを用いて赤、緑、青の3色の光の少なくともいずれかを発光可能としたことを特徴とする読取モジュール。 6. The reading module according to claim 5, wherein at least one of three colors of light of red, green and blue can be emitted by using at least three LEDs as the light source. 請求項6の読取モジュールにおいて、前記赤、緑、青の3色のLEDの個数を赤の個数≦青の個数≦緑の個数としたことを特徴とする読取モジュール。 7. The reading module according to claim 6, wherein the number of LEDs of the three colors red, green, and blue is such that the number of reds ≦ the number of blues ≦ the number of greens. 請求項6または7の読取モジュールにおいて、前記赤、緑、青の3色のLEDへ供給する電力を赤への電力≦青への電力≦緑への電力としたことを特徴とする読取モジュール。 8. The reading module according to claim 6, wherein power supplied to the red, green, and blue LEDs is set such that power to red ≦ power to blue ≦ power to green. 9. 請求項1から8のいずれかの読取モジュールにおいて、前記撮像素子を実装した基板面の裏側の基板面に前記光源を実装したことを特徴とする読取モジュール。 9. The reading module according to claim 1, wherein the light source is mounted on a substrate surface on the back side of the substrate surface on which the imaging element is mounted. 請求項9の読取モジュールにおいて、前記撮像素子と前記光源を前記基板面の投影位置で重ならない位置に実装したことを特徴とする読取モジュール。 10. The reading module according to claim 9, wherein the image sensor and the light source are mounted at a position that does not overlap with a projection position of the substrate surface. 請求項1から10のいずれかの読取モジュールにおいて、前記光源が発した照明光を反射させて前記原稿面に導くミラーを有し、照明位置の調整を前記ミラーの位置移動により調整可能としたことを特徴とする読取モジュール。 11. The reading module according to claim 1, further comprising a mirror that reflects the illumination light emitted from the light source and guides the illumination light to the original surface, and the adjustment of the illumination position can be adjusted by moving the mirror. A reading module. 請求項11の読取モジュールにおいて、前記撮像素子の読み取り光軸の調整後に前記照明位置を調整可能としたことを特徴とする読取モジュール。 12. The reading module according to claim 11, wherein the illumination position can be adjusted after adjusting the reading optical axis of the image sensor. 請求項1から10のいずれかの読取モジュールにおいて、前記光源から発する照明光が平行光あるいは略平行光であり、前記撮像素子に入射する直前の読み取り光軸と前記光源から発した直後の前記照明光の光軸を平行あるいは略平行としてなることを特徴とする読取モジュール。 11. The reading module according to claim 1, wherein the illumination light emitted from the light source is parallel light or substantially parallel light, and the illumination immediately after being emitted from the read optical axis immediately before entering the image sensor and the light source. A reading module characterized in that the optical axis of light is parallel or substantially parallel. 請求項11から13のいずれかの読取モジュールにおいて、前記光源から発する照明光を反射させて前記原稿面に導くミラーと、前記各光源から発した複数の光束を前記原稿面上で重畳させる光学系と、前記各光源から発した複数の光束を前記原稿面上に集光させる集光機能部材とを一体としてサブモジュールを形成し、前記照明光の光軸調整時に該サブモジュールを一体に移動可能としてなることを特徴とする読取モジュール。 14. The reading module according to claim 11, wherein a mirror that reflects illumination light emitted from the light source and guides it to the document surface, and an optical system that superimposes a plurality of light beams emitted from the light sources on the document surface. And a condensing function member that condenses a plurality of light beams emitted from each light source on the original surface, and forms a sub module, and the sub module can be moved together when adjusting the optical axis of the illumination light A reading module characterized by comprising: 請求項1から14のいずれかの読取モジュールにおいて、前記撮像素子がCCDであることを特徴とする読取モジュール。 15. The reading module according to claim 1, wherein the image pickup device is a CCD. 請求項1から15の読取モジュールを備えたことを特徴とする画像読取装置。 An image reading apparatus comprising the reading module according to claim 1. 請求項16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。
An image forming apparatus comprising the image reading apparatus according to claim 16.
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