JP2009010699A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 照明光源を構成する複数の発光素子の配置間隔を疎密に配置した場合であっても、色味分布を均一にし、良好な光量分布を得ること。
【解決手段】 ランプユニット２０３，２１０を構成する複数のＬＥＤの配置間隔は疎密に配置され、ＬＥＤの配置間隔が密となっている箇所の発光素子に接続される配線パターンの面積は、ＬＥＤの配置間隔が疎となっている箇所の発光素子に接続される配線パターンの面積よりも大きい。
【選択図】 図８

Description

本発明は、ライン状の照明光源を備えた画像読取装置に関する。

従来、画像読取装置には、読取ライン毎に原稿を照明する照明光源が設けられており、この照明光源には、複数のＬＥＤ（発光ダイオード）等を一直線上に配列したＬＥＤアレイを用いるものがある。

上記ＬＥＤアレイはＬＥＤが等間隔となるように配列されていて、各ＬＥＤが読み取るべき原稿の紙面に対してそれぞれ一定となるように配置されている。このようなＬＥＤアレイで原稿を照明した場合、原稿からの反射光をイメージセンサへと導く読取レンズは、光軸部より周辺部の光量が低下する特性を有することから、読取ライン両端近傍おいてはイメージセンサの出力が低下してしまう。

上記の対策として、ライン状光源を複数のブロックに分割してブロック毎に発光光量の調整を行うものや、ＬＥＤ個々に発光光量の調整を行うことで、ライン状光源の光量分布を最適化するものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−２３３１４２号公報

しかしながら、従来技術を利用した場合、ライン状光源を構成するＬＥＤを個々又はブロック毎に発光光量を調整するための制御手段が必要となり、装置の規模が大きくなってしまい、かつ、コストも高いものとなってしまう。

また、その対策として、ＬＥＤの配列ピッチを変えて光量分布を作り出そうとすると、ＬＥＤは発熱を伴って色味や光量が変化するため、配置間隔が異なると発熱分布も不均一となるため、色味が不均一となる上に、所望の光量分布が得られなくなる。

そこで、本発明は、照明光源を構成する複数の発光素子の配置間隔を疎密に配置した場合であっても、色味分布を均一にし、良好な光量分布を得ることを目的とする。

本発明に係る画像読取装置は、複数の発光素子が直線状に並べられ、原稿を照明する照明手段と、前記照明手段により照明された原稿の画像を読み取る読取手段と、を有し、前記照明手段を構成する、前記複数の発光素子の配置間隔は疎密に配置され、前記発光素子の配置間隔が密となっている箇所の発光素子に接続される配線パターンの面積は、前記発光素子の配置間隔が疎となっている箇所の発光素子に接続される配線パターンの面積よりも大きいことを特徴とする。

本発明によれば、発光素子の配置間隔が密となっている箇所の発光素子に接続される配線パターンの面積は、前記発光素子の配置間隔が疎となっている箇所の発光素子に接続される配線パターンの面積よりも大きくしたものである。これによって、装置の規模を大きくすることなく、色味分布を均一にし、良好な光量分布を得ることで、読取画質を向上させることが可能となる。

図１は、本実施形態における画像読取装置の断面図である。

自動原稿送り装置であるＡＤＦ１００において、原稿トレイ２０上に表面を上に向けてセットされた原稿束Ｓは、ピックアップローラ１により最上位の原稿から分離部２へと繰り出される。分離部２は、上方に分離ローラ、下方に分離パッドが配置されており、原稿束Ｓの最上紙より一枚ずつ分離を行う。

片面原稿で表面の画像を読み取る場合は、分離された原稿は、第１レジストローラ３に先端が突き当てられることにより斜行補正された後、第２レジストローラ４、第１搬送ローラ５により搬送される。

そして、原稿が読取ローラ７により読取位置Ｒを搬送されている間に、原稿の表面の画像が読み取られる。読取位置Ｒを通過した原稿は、第２搬送ローラ６により搬送され、排紙ローラ８により、排紙トレイ２１上に原稿表面を下に向けて順番に排出される。

両面原稿で表裏両面の画像を読み取る場合は、分離された原稿は、第１レジストローラ３に先端が突き当てられることにより斜行補正された後、第２レジストローラ４、第１搬送ローラ５により搬送される。

そして、原稿が読取ローラ７により読取位置Ｒを搬送されている間に、原稿の表面の画像が読み取られる。読取位置Ｒを通過した原稿は、第２搬送ローラ６により搬送され、その後排紙ローラ８により一旦原稿端部が排紙トレイ２１上に搬送される。そして、原稿後端が排紙ローラ８にニップされた状態で搬送が停止される。

その後、排紙ローラ８が逆回転することにより原稿をスイッチバック搬送する。スイッチバック搬送された原稿は、第２レジストローラ４に先端が突き当てられることにより再度斜行補正が行われた後、第１搬送ローラ５により搬送される。そして、原稿が読取ローラ７により読取位置Ｒを搬送されている間に、原稿の裏面の画像が読み取られる。

しかし、このまま第２搬送ローラ６及び排紙ローラ８により、排紙トレイ２１上に原稿表面を上に向けて排出すると、原稿トレイ２０上にセットされたページ順と逆順に積載されてしまうので、再度原稿の表裏を反転させる必要がある。

そこで、裏面を読み取られた原稿は、第２搬送ローラ６、排紙ローラ８により、再度原稿端部が排紙トレイ２１上に搬送され、原稿後端が排紙ローラ８にニップされた状態で停止する。

その後、排紙ローラ８が逆回転することにより原稿をスイッチバック搬送する。スイッチバック搬送された原稿は、第２レジストローラ４に先端が突き当てられることにより再度斜行補正が行われた後、第１搬送ローラ５により搬送される。そして、原稿が第２搬送ローラ６により搬送され、排紙ローラ８により排紙トレイ２１上に表面を下に向けて順番に排出される。なお、原稿が読取位置Ｒを搬送されている間であっても、この間は、原稿画像の読み取りは行われない。

リーダー部２００は、原稿に記録された画像情報を光学的に読み取り、光電変換して画像データとして入力するものである。リーダー部２００は、ＡＤＦ原稿用プラテンガラス２０１（以下、ＡＤＦプラテン）、ブック原稿用プラテンガラス２０２（以下、ブック用プラテン）、スキャナーユニット２０９、ミラー２０５、２０６、レンズ２０７、ＣＣＤセンサ２０８等を有している。スキャナーユニット２０９は、ランプユニット２０３、２１０、及びミラー２０４を有する。

リーダー部２００は、ＡＤＦ１００から搬送されてくる原稿の画像を読み取る場合は、スキャナーユニット２０９をＡＤＦ用プラテン２０１の下に移動して停止させ、原稿が読取位置Ｒ上を搬送されている間、画像情報を読み取る。

また、ブック用プラテン２０２上に載置された原稿の画像を読み取る場合は、スキャナーユニット２０９を図示しない原稿セット基準から副走査方向に移動させ、原稿の画像情報を読み取る（圧板モードスキャン）。

原稿の画像情報の読み取りは、ランプユニット２０３が点灯し原稿を照射する。原稿からの反射光は、ミラー２０４、２０５、２０６及びレンズ２０７を介して、ＣＣＤセンサ２０８に入力される。そして、ＣＣＤセンサ２０８に入力された原稿からの反射光は、ここで光電変換等の電気処理が行われ、通常のデジタル処理が施される。

なお、本発明はリーダー部２００と、ＡＤＦ１００が一体化された読み取り装置としても適用可能である。

図２は、ＡＤＦ１００の制御ブロック図である。

中央演算処理装置であるＣＰＵ８００は、リードオンリーメモリ（以下、ＲＯＭ）８０１、及びランダムアクセスメモリ（以下、ＲＡＭ）８０２と接続され、出力ポート、及び入力ポートを備えている。ＲＯＭ８０１には、制御用プログラムが格納されており、ＲＡＭ８０２には、入力データや作業用データが格納されている。

また、出力ポートには、分離モータＭ１、給紙モータＭ２、排紙モータＭ３、離間ソレノイドＳＬ、給紙クラッチＣＬが接続されている。入力ポートには、分離後センサ１０、レジストセンサ１１、リードセンサ１２、排紙センサ１３、原稿検知センサ１４、原稿長検知センサ１５、図示しない原稿幅検知センサ１６がそれぞれ接続されている。

ＣＰＵ８００は、ＲＯＭ８０１に格納された制御プログラムにしたがって分離モータＭ１、給紙モータＭ２、排紙モータＭ３、離間ソレノイドＳＬ、給紙クラッチＣＬを制御する。ＣＰＵ８００は、リーダー部２００のＣＰＵ９００とシリアル通信を行い、リーダー部２００との間で制御データの授受を行うようになっている。

なお、本発明はリーダー部２００と、ＡＤＦ１００が一体化された読み取り装置としても適用する場合は、通信を行うことなく、１つのＣＰＵで構成しても良い。

図３は、リーダー部２００の機能ブロック図である。

中央演算処理装置であるＣＰＵ９００は、ＲＯＭ９０１及びＲＡＭ９０２と接続され、出力ポート、及び入力ポートを備えている。ＣＰＵ９００は、ランプユニット２０３、２１０の点灯制御を行う回路である照明制御回路３０５、スキャナーユニット２０９を移動させるための光学系移動モータＭ４、ＣＣＤセンサ２０８と接続されている。また、画像処理回路３０４は、ＣＣＤセンサ２０８からのアナログ信号の補正、Ａ／Ｄ変換等を行う回路である。

なお、ランプユニット２０３、２１０の制御は、照明制御回路３０５を構成せずに、ＣＰＵ９００によって直接制御を行うような構成にしてもよい。

図４は、ランプユニット２０３、２１０の外観図を示す。

ランプユニット２０３及び２０１は、発光ダイオード（以下、ＬＥＤ）４０１がライン状に配置されている。ＬＥＤ４０１からの光を反射板４０２、４０３によって反射及び拡散し、原稿面に照射する。本図ではＬＥＤ４０１はＬＥＤチップを表現しているが、ディスクリートタイプのＬＥＤを用いても構わない。更には、カラー原稿を読み取り可能な画像読取装置とするには、ＬＥＤ４０１は白色ＬＥＤを使用するのが望ましい。

図５は、ランプユニット２０３、２１０の制御ブロック図を示す。

照明制御回路３０５は、ＣＰＵ９００からの命令によりＬＥＤ４０１を点灯させる。省電力化とＬＥＤ４０１の高寿命化を図るために、短い周期で点滅駆動を行うことも可能としている。図５（ａ）は各ＬＥＤの駆動を並列駆動とした場合、図５（ｂ）はＬＥＤの駆動を直列駆動とした場合の制御ブロック図を表している。

図６は、ランプユニット２０３、２１０を構成するＬＥＤの配列ピッチを表した図である。

各ＬＥＤは、中央部よりも端部の配置間隔が小さくなるように配列される。このように配置することで、中央部に対して端部の光量が大きくなるような光量分布が得られるが、ＬＥＤは発光の際に発熱も伴う。

図７は、ＬＥＤの温度特性図を示す図である。

この図に示されるように、ＬＥＤの自己発熱及び隣り合うＬＥＤからの熱によって周囲温度が変化すると光量も変化する。したがって、ＬＥＤの配置間隔どおりの配光特性を得ることができない。また、温度差による色むらも発生する。

図８は、ランプユニット２０３、２１０の配線パターンの一例である。

ＬＥＤの配列ピッチを中央部に対し、端部の配置間隔が小さくなるように配列していることに対し、配線パターンの面積は中央部を小さく、端部が大きくなるように設ける。より具体的には、ランプユニット２０３、２１０を構成する各ＬＥＤに接続される配線パターンの面積は、配列間隔と反比例となるような面積とする。

配線パターンの面積が大きいと、配線パターンからの放熱効率が高くなるので、ＬＥＤが密に配置されて高温となるランプユニット端部での放熱効率が高くなる。これにより、ランプユニット上での温度の均一化が図られ、発熱による色むら及び光量むらを防止することができる。

上記の結果、図９に示すように、ランプユニットの端部付近の光量が大きくなるような配光分布が得られる。一方、原稿からの反射光をＣＣＤセンサ２０８へ集光するレンズ２０７は、シェーディング特性により図１０に示すように、透過光量が中央部側は大きく、周辺部で小さくなる特性を持っている。

したがって、ＣＣＤセンサ２０８には、図９に示す照度分布の反射光と、図１０に示すシェーディング特性が合成された光が入射されるため、図１１に示すように、ＣＣＤセンサ２０８の受光面にはほぼ均一に補正された分布の光が到達することになる。

その結果、ＣＣＤセンサ２０８の端部のセンサ出力が低下することもなく、画像読み取りに良好な読み取り装置を実現できる。

また、本実施の形態により、従来、ライン状の発光素子列における、端部付近の発光素子駆動電圧を高くすることによって実現していた構成に対し、電源を複数持つ必要がなく、装置の規模が大きくなってしまうこともない。

以上のように、本実施の形態では、複数の発光素子を直線状に並べた照明光源（ランプユニット）を構成する複数の発光素子（ＬＥＤ）の配置間隔を疎密に配置している。そして、発光素子の配置間隔が密となっている箇所の配線パターンの面積を、発光素子の配置間隔が疎となっている箇所の配線パターンの面積よりも大きくする。この構成によって、装置の規模を大きくすることなく、照明光源の端部の光量を大きくし、レンズ特性による端部の光量落ち込みを補正して、良好な読み取り画像を得ることが可能となる。

画像読取装置の断面図 ＡＤＦのブロック図 リーダー部の機能ブロック図 ランプユニットの外観図 ランプユニットの制御ブロック図 ＬＥＤの配列図 ＬＥＤの温度特性図 ランプユニットの配線図 ランプユニットの照度分布図 レンズの光学特性図 ＣＣＤに入射される光分布図

符号の説明

１００ 自動原稿送り装置（ＡＤＦ）
２００ リーダー
２０３、２１０ ランプユニット
２０７ レンズ
２０８ ＣＣＤセンサ
２０９ スキャナーユニット
３０２ 光学系移動モータ
３０４ 画像処理回路
３０５ 照明制御回路
４０１ ＬＥＤ
４０２、４０３ 反射板
９００ ＣＰＵ
９０１ ＲＯＭ
９０２ ＲＡＭ
Ｒ 読取位置

Claims (5)

1. 複数の発光素子が直線状に並べられ、原稿を照明する照明手段と、
   前記照明手段により照明された原稿の画像を読み取る読取手段と、を有し、
   前記照明手段を構成する、前記複数の発光素子の配置間隔は疎密に配置され、前記発光素子の配置間隔が密となっている箇所の発光素子に接続される配線パターンの面積は、前記発光素子の配置間隔が疎となっている箇所の発光素子に接続される配線パターンの面積よりも大きいことを特徴とする画像読取装置。
2. 前記複数の発光素子は、前記照明手段の中央部よりも端部の方が密に配置されていることを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
3. 前記発光素子に接続される配線パターンの面積は、前記配置間隔と反比例となるような面積とすることを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
4. 前記発光素子は、発光ダイオードであることを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
5. 前記読取手段に原稿からの反射光を集光する集光手段を有し、
   前記集光手段を透過する光の透過光量は、中央部よりも周辺部の方が小さいことを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。

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