JP2009060189A - 光電変換素子体、レンズブロックユニット、画像読取装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光電変換素子の表面で反射した光がカバーガラスで反射しても、再度、光電変換素子に入射することがないようにできて、色再現性の高い高画質な画像を得ることのできる光電変換素子体、レンズブロックユニット、画像読取装置及び画像形成装置を提供すること。
【解決手段】 外装カバー体と、該カバー体に取り付けられ、光情報を電気信号に変換する光電変換素子と、該光電変換素子保護用のカバーを有する光電変換素子体において、保護用のカバー４が光電変換素子３表面と平行にならないように配置されている。
【選択図】 図１

Description

この発明は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の光電変換素子体、レンズブロックユニット、画像読取装置及び画像形成装置に関し、特に光電変換素子体の光電変換素子表面で反射した光が保護用のカバーで反射しても、再度、光電変換素子に入射することがないようにした技術に係る。

従来、この種の画像読取装置及びこれを備える画像形成装置として、この出願人は、保持部材に固定された結像レンズと、複数の光電変換素子が直線状に配列された光電変換素子列を有する光電変換素子列体を備える構成において、光電変換素子体における、結像レンズから見て、第１有効光電変換素子を間にして光電変換素子列の列方向に対して直交する方向で対向する部位を、固定手段を構成するブラケットを介して保持部材に接着固定したものを提案した（特許文献１）。

そして、特許文献１では、第１〜第３ミラーで順次反射された読取光の進行方向前方に結像レンズと光電変換素子体とが配置されてレンズブロックが構成され、このレンズブロックでは、結像レンズが光源から出射されて原稿に照射された後に原稿で反射された反射光（読取光）を光電変換素子体に結像し、光電変換素子体が受光した反射光を電気信号に変換して出力する。
特開２００６−５４７８２号公報

ところで、特許文献１を含む従来の光電変換素子体においては、図５，６に示すように、周囲の埃や風から光電変換素子５３（５３ａ，５３ｂ，５３ｃ）を保護するため、光電変換素子体５１の光電変換素子５３の表面と対面する結像レンズ５５（図７参照）のある側にカバーガラス５４を設けることが行なわれている。

しかしながら、カバーガラス５４の表面５４ａ及び裏面５４ｂが、光電変換素子５３の表面と平行な面となっているため、このカバーガラス５４を取り付けた光電変換素子体５１においては、図７に示すように、光電変換素子５３の表面で反射した光（ある色成分をもった光）がカバーガラス５４の表面や裏面で反射し、再度、光電変換素子に入射してしまう（再帰反射光）影響を受ける（図６，７参照）。そのため、原稿とは違った画像情報が読み取られてしまい、しかも縮小光学系であるため、光電変換素子５３へは画像中央以外は角度をもって入射することによって画像端部にいくほどこの影響が大きくなる。

したがって、光電変換素子５３の表面で反射光がカバーガラス表面５４ａで反射した成分と、光電変換素子５３の表面で反射光がカバーガラス裏面５４ｂで反射した成分とを原稿の成分と比較した同図の画像模式図から明らかなように、これが原因で端部へいくほど色再現性が劣化してしまうという問題があった。なお、図７では簡易的に線で反射光を表しているが、実際には拡散光のため、傾けただけでは弱い光成分ではあるが光電変換素子５３に再入射してしまう。

そこでこの発明は、前記のような従来の問題を解決し、光電変換素子の表面で反射した光がカバーガラスで反射しても、再度、光電変換素子に入射することがないようにできて、色再現性の高い高画質な画像を得ることのできる光電変換素子体、レンズブロックユニット、画像読取装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、請求項１に記載の光電変換素子体の発明は、外装カバー体と、該カバー体に取り付けられ、光情報を電気信号に変換する光電変換素子と、該光電変換素子保護用のカバーを有する光電変換素子体において、前記保護用のカバーが光電変換素子表面と平行にならないように配置されていることを特徴とする。

請求項２に記載の光電変換素子体の発明は、請求項１記載の光電変換素子体において、光電変換素子が複数列設けられていることを特徴とする。請求項３に記載の光電変換素子体の発明は、請求項２記載の光電変換素子体において、光電変換素子の表面からの反射光が保護用ガラスで反射した際に他の光電変換素子に光が再度入射しないように保護用のカバーが所定の傾斜角度で配設されていることを特徴とする。

請求項４に記載の光電変換素子体の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の光電変換素子体において、保護用のカバーの光電変換素子と対面した面に反射防止膜が施されていることを特徴とする。請求項５に記載の光電変換素子体の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の光電変換素子体において、保護用のカバーの光電変換素子と対面した側において入射光が通過する範囲外を遮光部材でマスクしたことを特徴とする。

請求項６に記載のレンズブロックユニットの発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の光電変換素子体と、結像レンズと、レンズカバーと、光電変換素子体基板とで一体に構成されていることを特徴とする。

請求項７に記載の画像読取装置の発明は、請求項６記載のレンズブロックユニットを具えてなることを特徴とする。請求項８に記載の画像形成装置の発明は、請求項７記載の画像読取装置を具えてなることを特徴とする。

この発明は、前記のようであって、保護用のカバーが光電変換素子表面と平行にならないように配置したので、光電変換素子の表面で反射した光が保護用のカバーの表面及び裏面で反射し再度、光電変換素子に入射することを防ぐことが可能となり、そのため色再現性の高い光電変換素子体を提供することができる。

以下、図面を参照しながら、この発明の一実施の形態について説明する。

図１は、一実施の形態に係る光電変換素子体の概略断面図である。１は光電変換素子体であり、外装カバー体２と、該カバー体の内側面に上下に所定間隔をおいて複数列にわたり配設され、光情報を電気信号に変換する光電変換素子３（３ａ，３ｂ，３ｃ）と、該素子を覆うようにカバー体２の前面開口側であって、光電変換素子３の表面と対面する側に配設された前記素子保護用のカバーガラス４と、後述する素子基板とからなっている。

カバー体２は内部に前面側が開口した凹所６が形成され、該凹所の内側面に前記光電変換素子３が配設されている。凹所６を形成するカバー体２の上縁部の長さは下縁部の長さの半分程度となっており、両縁部の前側にカバーガラス４が光電変換素子３の表面と平行にならないように、該表面と所定の傾斜角度θで設置され、接着など適宜の手段により固定されている。カバーガラス４は、図１に示すように断面が長方形状の板材からなり、互いに平行な表面及び裏面を有しており、該両面が光電変換素子３の表面（受光面）に対して角度θで傾斜している。角度θは、ここでは一例として２０°にしているが、光電変換素子３の大きさやその配置間隔等により決められ、カバーガラス４の表面及び裏面からの反射光が光電変換素子３の表面に届かないようにできる角度であれば、特に角度の制限はない。なお、カバーガラス４は透明又は半透明のガラス製からなるが、必ずしもガラス製である必要はなく、他にプラスチック製やこれらと同等の材質としてもよい。

カバーガラス４の裏面には図示しない反射防止（処理）膜が施されている。また、前記反射防止膜が施されたカバーガラス４の裏面には光路を遮らないように遮光部材８が外装カバー体２とカバーガラス４の間に挿入されて該ガラスの上下端部側であってその長さ方向に配設されている。つまり、カバーガラス４の入射光路以外の部分を黒い遮光部材８で覆うことにより、反射成分が光電変換素子３へ再入射することを不可能にしている。本実施の形態では、一般的に用いられているのと同様に光電変換素子３を３列（３ライン）としているが、光電変換素子３のライン数は１列でもよいし、あるいは３列以外の複数列としてもよい。遮光部材８はマイラー（登録商標）を用いて行なっているが、カバーガラス４への塗装によっても同じ効果が得ることができる。

前記のような構成からなる光電変換素子体１において、入射光Ａは、カバーガラス４をやや下向に屈折しながら通過して光電変換素子３の表面で反射し、該反射光はカバーガラス４に当たり、カバーガラス４の表面及び裏面で反射する。しかしながら、カバーガラス４が傾斜角度θで設置されているため、反射した光が光電変換素子３に入射することがない。すなわち、光電変換素子３ｂの表面で反射した反射光Ａ’は、矢印方向に放射され、カバーガラス４の裏面及び表面で反射してからはさらに反射光Ａ”として矢印方向に放射され、光電変換素子３に入射することはない。しかも、カバーガラス４の裏面端部側に向けて反射した光は、遮光部材８によって吸収されて反射しないため、光電変換素子３に入射することがない。そのため、光電変換素子３の表面での画像読み取りによる原稿成分の色再現性も満遍なく行なえて、従来のように画像端部にいくほど原稿成分の色再現性が劣化するということがない。

図２は、光電変換素子体１を有するレンズブロックユニットの斜視図を示す。このレンズブロックユニット１１は、縮小光学系の光電変換素子体１と、結像レンズ１３と、レンズカバー１４と、光電変換素子体基板１５とによって一体に構成されている。光電変換素子体１は前記のようにカバーガラス４を有し、ユニット内雰囲気の中を漂う塵等がカバー体２に入り込まないようにしているが、さらにレンズブロックユニット１１ではレンズカバー１４によって結像レンズ１３と光電変換素子体１間の空間を覆い、塵等が結像レンズ１３のレンズ面に付着することがないようにしている。また、レンズブロックユニット１１は方形箱型を呈し、光電変換素子体１と結像レンズ１３をその両端部側で支持するとともに、その両サイドに取り付け用フランジ１６や取付片１７等を設け、これらフランジ１６等を介して後述する画像読取装置に着脱可能に取り付けられる。基板１５は光電変換素子体１を駆動するとともに、原稿からの結像された反射光を受光した光電変換素子体１から出力された電気信号に処理をした後、この電気信号を図示しない制御手段に伝送するようになっている。

前記のようなレンズブロックユニット１１では、結像レンズ１３が図示しない光源から出射されて原稿に照射された後に原稿で反射された反射光（読取光）を光電変換素子体１に結像し、光電変換素子体１が受光した反射光を電気信号に変換して出力する。

図３は、レンズブロックユニット１１を組み込んだ画像読取装置の斜視図を示す。この画像読取装置２１は、枠材により方形状に形成されたユニット本体２２を有し、ユニット本体２２にはレンズブロックユニット１１が取り付けられているとともに、駆動モータ２３、該モータにより走行駆動される第１キャリッジ２４及び第２キャリッジ２５が取り付けられている。第１キャリッジ２４及び第２キャリッジ２５には折り返しミラーが取り付けられている。ユニット本体２２への各部材の取り付けには、前記のようにユニット化したレンズブロックユニット１１をユニット本体２２の所定位置に配置し、フランジ１６等を介してねじ等で取り付けるだけなので、取り付け作業がきわめて容易に短時間でできる。しかも、レンズブロックユニット１１内の結像レンズ１３や光電変換素子３ａ，３ｂ，３ｃは一旦組み付けると、その後はレンズカバー１４やカバーガラス４等で埃や風から保護されるため、故障等は殆どなくなる。

図４は、画像読取装置２１を組み込んだ画像形成装置の一例としてのカラー複写機の概略図である。このカラー複写機３１は、本体３２の上部に画像読取装置２１を装備している。画像読取装置２１の下方の本体３２内には露光装置３３と、複数の画像形成手段３４と、中間転写ベルト３５と、１次転写手段３６及び２次転写手段３７と、定着手段３８と、転写紙等のシートＳを収容するカセット３９とが設置されている。各画像形成手段３４には感光体４０と、その周りに帯電ローラ４１、現像装置４２等が設置されている。１次転写手段３６には感光体４０と中間転写ベルト３５を挟んで当接した１次転写ローラ３６’が設けられ、２次転写手段３７には中間転写ベルト３５の支持ローラを兼ねる対向ローラと当接した２次転写ベルト３７’が設けられている。

前記のようなカラー複写機３１では、まずコンタクトガラス４４上に載置され、又はＡＤＦ４５により自動供給される原稿の画像が画像読取装置２１により読み取られる。その読取結果に応じて露光装置３３の４つの半導体レーザから各色（イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫ）の画像データに応じたレーザ光が出射され、それらのレーザ光が帯電ローラ４１により一様に帯電された各感光体４０の外周面を露光することにより各感光体の外周面に静電潜像が形成される。これらの静電潜像に対して各現像装置４２から各色のトナーが供給され、各感光体４０ごとにそれぞれ異なる色のトナー画像が形成される。各感光体上のトナー画像は、感光体４０の回転と同期して移動する中間転写ベルト３５上に順次転写され、中間転写ベルト上にはカラーのトナー画像が形成される。

一方、前記画像形成動作と相前後してカセット３９内からシートＳの分離給紙が開始され、給紙されてシート搬送路４６上を搬送されたシートＳは、間歇的に回転駆動するレジストローラ４７によりタイミングを計られて中間転写ベルト３５と２次転写ベルト３７’との間の２次転写位置に送り込まれる。２次転写位置に送り込まれたシートＳには中間転写ベルト３５上のカラーのトナー画像が転写される。トナー画像が転写されたシートＳは、さらに搬送路上を搬送され、定着手段３８を通過する過程でカラーのトナー画像がシートに定着される。そして、カラーのトナー画像が定着されたシートＳは、排紙ローラ４８によって排紙トレイ４９上に排紙される。

前記の画像形成動作において、画像読取装置２１のレンズブロックユニット１１に組み込まれた光電変換素子体１ではカバーガラス４が前記のように傾斜して配置されているので、原稿の読み取りに際して光源からの光が結像レンズ１３を通して光電変換素子３へ出射し、その表面で反射した光がカバーガラス４の表面及び裏面で反射しても、該反射光は光電変換素子３より下方に向かい、再び光電変換素子３に向かうことがない。そのため、画像読取装置２１での原稿画像の読み取りに、従来のように画像端部にいくほど原稿成分の色再現性が劣化するということがなく、原稿成分の色再現性も満遍なく行なえて、原稿画像は常にその端部まで鮮明に形成される。したがって、最終的に定着された後のトナー画像によるシートの画質も良好なものとなる。

前記各実施の形態で示した光電変換素子体１は好ましい一例を挙げたにすぎず、これ以外の構造のものを排除するものではない。カバーガラス４の傾斜角度等は特許請求の範囲に記載した範囲内において、実施に際し適宜変更や修正をすることができる。また、レンズブロックユニット１１や、これを組み込んだ画像読取装置２１、さらこれを組み込んだ画像形成装置としてのカラー複写機３１も同様に、あくまでも一例である。画像形成装置としては、図示したカラー複写機３１に代え、ＦＡＸ装置でもよい。

次に特許請求の範囲の請求項２以下に記載した発明の特有な効果について説明する。請求項２，３に記載した発明によれば、複数列の光電変換素子をもった光電変換素子体においても所定の傾斜角度とすることにより他の列への反射光が入射することを防ぐことを可能しているため色再現性の高い複数列の光電変換素子体を提供することができる。

請求項４に記載した発明によれば、光電変換素子表面で反射した光は拡散光のためガラスを傾けただけでは完全に防ぎきることはできないが、ガラス裏面に反射防止膜を施すことにより反射防止効果を高めることができ、より色再現性の高い複数列の光電変換素子体を提供することができる。

請求項５に記載した発明によれば、原稿からの光路以外の部分を黒い遮光部材によって覆っているため、光電変換素子体内の全ての反射光に対して低減することが可能になり、色再現性の高い複数列の光電変換素子体を提供することができる。

請求項６に記載した発明によれば、請求項１ないし５のいずれかに記載の光電変換素子体と結像レンズとレンズカバーと光電変換素子体基板とで一体に構成され、色再現性の高い高画質な画像が得られるレンズブロックユニットを提供することができる。

請求項７に記載した発明によれば、請求項６記載のレンズブロックユニットを具えてなる、色再現性の高い高画質な画像が得られる画像読取装置を提供することができる。

請求項８に記載した発明によれば、請求項７記載の画像読取装置を具えてなる、色再現性の高い高画質な画像が得られる画像形成装置を提供することができる。

この発明の一実施の形態に係る光電変換素子体の概略縦断正面図である。 同上の光電変換素子体を有するレンズブロックユニットの斜視図である。 同上のレンズブロックユニットを組み込んだ画像読取装置の斜視図である。 同上の画像読取装置を組み込んだ画像形成装置の概略正面図である。 従来の光電変換素子体を示す斜視図である。 同上の光電変換素子体の概略縦断正面図である。 同上の光電変換素子体を用いた光の反射を示す概略平面図及び画像模式図である。

符号の説明

１ 光電変換素子体
２ 外装カバー体
３（３ａ，３ｂ，３ｃ） 光電変換素子
４ カバーガラス
８ 遮光部材
１１ レンズブロックユニット
１３ 結像レンズ
１４ レンズカバー
１５ 光電変換素子体基板
２１ 画像読取装置
３１ カラー複写機（画像形成装置）

Claims (8)

1. 外装カバー体と、該カバー体に取り付けられ、光情報を電気信号に変換する光電変換素子と、該光電変換素子保護用のカバーを有する光電変換素子体において、前記保護用のカバーが光電変換素子表面と平行にならないように配置されていることを特徴とした光電変換素子体。
2. 請求項１記載の光電変換素子体において、光電変換素子が複数列設けられていることを特徴とした光電変換素子体。
3. 請求項２記載の光電変換素子体において、光電変換素子の表面からの反射光が保護用ガラスで反射した際に他の光電変換素子に光が再度入射しないように保護用のカバーが所定の傾斜角度で配設されていることを特徴とした光電変換素子体。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の光電変換素子体において、保護用のカバーの光電変換素子と対面した面に反射防止膜が施されていることを特徴とした光電変換素子体。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の光電変換素子体において、保護用のカバーの光電変換素子と対面した側において入射光が通過する範囲外を遮光部材でマスクしたことを特徴とした光電変換素子体。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の光電変換素子体と、結像レンズと、レンズカバーと、光電変換素子体基板とで一体に構成されていることを特徴としたレンズブロックユニット。
7. 請求項６記載のレンズブロックユニットを具えてなることを特徴とした画像読取装置。
8. 請求項７記載の画像読取装置を具えてなることを特徴とした画像形成装置。