JP2009086593A - Illumination device, image reading device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、平板状の基板に複数個の発光素子が列設され、各発光素子からの照射光にて原稿などの被照明体を照明する光源を搭載してなる走査体を備えた照明装置、および、その照明装置を搭載する画像読取装置ならびに画像形成装置に関するものである。 The present invention provides an illuminating device including a scanning body in which a plurality of light emitting elements are arranged on a flat substrate, and a light source for illuminating an object to be illuminated such as an original with irradiation light from each light emitting element is mounted. The present invention also relates to an image reading apparatus and an image forming apparatus equipped with the illumination device.
従来、原稿に光を照射して原稿画像情報を読み取る画像読取装置において、その光源にキセノンランプを設けてなる構成のものが知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, an image reading apparatus that reads document image information by irradiating light on a document has a configuration in which a xenon lamp is provided in the light source.
近年では、光源の立ち上がりスピードの高速化,省エネルギ化,長寿命化などの要望より、キセノンランプの代替光源として発光ダイオード(LED)を採用する照明装置の構成が実用化されてきている。 In recent years, a configuration of a lighting device that employs a light emitting diode (LED) as an alternative light source of a xenon lamp has been put into practical use in response to demands for increasing the startup speed of the light source, saving energy, and extending the lifetime.
しかし、近年の生産性向上(読取スピードの向上)の要求より、さらに高い照度が求められるため、LEDへの供給電流の増加、あるいはLED集積個数を多くするための対応が必要となってきた。ところが、前記対応を実施することによって、LEDからの発熱量はより多くなり、これが原因する故障対策として放熱に対する対処が重要な解決課題となっている。 However, since higher illuminance is required in response to the recent demand for productivity improvement (improvement of reading speed), it has become necessary to cope with an increase in the supply current to LEDs or an increase in the number of integrated LEDs. However, by implementing the above countermeasures, the amount of heat generated from the LEDs increases, and countermeasures against heat dissipation are an important solution as a countermeasure against failures caused by this.
そのため従来の照明装置において、光源を走査体に固定保持するために設けられている光源保持部材を熱伝導材にしたり、あるいは、冷却効率を上げるためのフィン,冷却孔などを光源保持部材に設ける工夫を施している(特許文献1,2参照)。
しかしながら、複雑な形状の光源保持部材を搭載することは、構造の複雑化、およびコストの増加を招くことになり望ましくない。 However, mounting a light source holding member having a complicated shape is undesirable because it leads to a complicated structure and an increase in cost.
そこで、本発明においては、複雑な構造の保持部材を設けることなく、光源を効果的に放熱することが可能な照明装置、および画像読取装置,画像形成装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an illuminating device, an image reading device, and an image forming device that can effectively radiate a light source without providing a holding member having a complicated structure.
前記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、平板状の基板に複数個の発光素子が列設されて、各発光素子からの照射光にて被照明体を照明する光源と、該光源および前記被照明体からの反射光を受けて所定の方向へ偏向するミラーおよび前記光源を搭載する走査体とを備えた照明装置において、前記発光素子が列設された前記平板状の基板を、前記走査体に直接的に設置したことを特徴とし、この構成によって、複数個の発光素子が列設された平板状の基板を、直接的に走行体に取り付けることにより、発光素子の発光により発生した熱を基板に篭らせることなく速やかに走査体へ逃がすことができるため、発光素子の発熱が原因する照明上の光学的問題の発生を防ぐことができ、また、従来のような光源を保持部材を介して走査体に設ける構造に比して、部品点数を削減することができる。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 includes a light source in which a plurality of light emitting elements are arranged in a plate-like substrate, and illuminates an object to be illuminated with light emitted from each light emitting element; The flat substrate in which the light emitting elements are arranged in an illuminating device including the light source and a mirror that receives reflected light from the illuminated body and deflects the light source in a predetermined direction, and a scanning body on which the light source is mounted. Is directly installed on the scanning body. With this configuration, a flat substrate on which a plurality of light emitting elements are arranged is directly attached to the traveling body, so that the light emitting elements emit light. The heat generated by the light can be quickly released to the scanning body without causing the substrate to burn, so that it is possible to prevent the occurrence of optical problems in illumination caused by the heat generation of the light emitting element. Scanning body through light source holding member Compared to the structure provided, it is possible to reduce the number of parts.
請求項2に記載の発明は、請求項1記載の照明装置において、平板状の基板を固定保持する走査体に、前記平板状の基板の反りを防止する基板押え部を設けたことを特徴とし、この構成によって、基板の反りが防止されるため、発光素子の発熱による基板の熱膨張によって複数の発光素子における光量ムラが悪化することを抑制することができる。 According to a second aspect of the present invention, in the illumination device according to the first aspect of the present invention, the scanning body that fixes and holds the flat substrate is provided with a substrate pressing portion that prevents the flat substrate from warping. Since the substrate is prevented from warping by this configuration, it is possible to suppress the deterioration of the light amount unevenness in the plurality of light emitting elements due to the thermal expansion of the substrate due to the heat generation of the light emitting elements.
請求項3に記載の発明は、請求項1記載の照明装置において、平板状の基板を固定保持する走査体に、フィン形状部を設けたことを特徴とし、この構成によって、より効果的に走査体を介して発光素子の熱を発散することができる。 According to a third aspect of the present invention, in the illuminating device according to the first aspect, the scanning body for fixing and holding the flat substrate is provided with a fin-shaped portion. The heat of the light emitting element can be dissipated through the body.
請求項4に記載の発明は、請求項3記載の照明装置において、フィン形状部を、平板状の基板における発光素子取付け位置下部に設けたことを特徴とし、この構成によって、発光素子の熱が走査体に設けられた放熱フィンへ効率的に伝導し、より効果的に発光素子の熱を発散することができる。 According to a fourth aspect of the present invention, in the illuminating device according to the third aspect, the fin-shaped portion is provided at a lower portion of the light emitting element mounting position on the flat plate-like substrate. The heat can be efficiently conducted to the heat dissipating fins provided in the scanning body, and the heat of the light emitting element can be dissipated more effectively.
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4いずれか1項記載の照明装置において、走査体における少なくとも平板状の基板を設ける部分を放熱鋼板にて形成したことを特徴とし、この構成によって、より効果的に走査体を介して発光素子の熱を発散することができる。 According to a fifth aspect of the present invention, in the illuminating device according to any one of the first to fourth aspects, at least a portion of the scanning body on which the flat plate-like substrate is provided is formed of a heat radiating steel plate. Thus, the heat of the light emitting element can be dissipated more effectively through the scanning body.
請求項6に記載の発明は、請求項1〜5いずれか1項記載の照明装置において、走査体が被照明体に沿って移動する走行体であることを特徴とし、走行体に光源を搭載した構成のものにも適用可能である。 A sixth aspect of the present invention is the illumination device according to any one of the first to fifth aspects, wherein the scanning body is a traveling body that moves along the illuminated body, and the light source is mounted on the traveling body. It is applicable also to the thing of the structure which was made.
請求項7に記載の発明は、原稿を照明するための光源および前記原稿からの反射光を所定光路へ導くミラーとを具備する照明部と、前記反射光の光量を画像信号に変換する撮像素子とを具備し、原稿を照射した前記反射光を前記撮像素子上に集光させて画像情報を読み取る画像読取装置において、前記照明部として請求項1〜6いずれか1項記載の照明装置を搭載したことを特徴とし、この構成によって、照明部における発光素子の発熱が原因する光学的問題の発生を防ぐことができるため、良好な画像読取が行われる。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an illumination unit including a light source for illuminating a document and a mirror that guides reflected light from the document to a predetermined optical path, and an image sensor that converts the amount of reflected light into an image signal. And an illumination device according to any one of claims 1 to 6 as the illumination unit. The image reading device reads the image information by condensing the reflected light irradiated on the document on the image sensor. With this configuration, it is possible to prevent occurrence of an optical problem caused by heat generation of the light emitting element in the illuminating unit, and thus good image reading is performed.
請求項8に記載の発明は、画像読取部と、該画像読取部から画像情報を受けて画像形成を行う画像形成部とを具備する画像形成装置において、前記画像読取部として請求項7記載の画像読取装置を搭載したことを特徴とし、この構成によって、画像読取部の照明部における発光素子の発熱が原因する光学的問題の発生を防ぐことができるため、良好な画像形成が行われる。 According to an eighth aspect of the present invention, in the image forming apparatus that includes an image reading unit and an image forming unit that receives the image information from the image reading unit and forms an image, the image reading unit according to the seventh aspect. The image reading apparatus is mounted. With this configuration, it is possible to prevent the occurrence of an optical problem caused by the heat generation of the light emitting element in the illumination unit of the image reading unit, and thus good image formation is performed.
本発明に係る照明装置によれば、複数個の発光素子が列設された平板状の基板を、直接的に走査体に取り付けることにより、発光素子の発光により発生した熱を基板に篭らせることなく速やかに走査体へ逃がすことができるため、発光素子の発熱が原因する照明上の光学的問題の発生を防ぐことができ、また、従来のような光源を保持部材を介して走査体に設ける構造に比して、部品点数を削減することができる。 According to the illumination device of the present invention, a plate-like substrate on which a plurality of light emitting elements are arranged is directly attached to a scanning body, so that heat generated by light emission of the light emitting elements is spread on the substrate. Since it can quickly escape to the scanning body, it is possible to prevent the occurrence of optical problems in illumination caused by the heat generation of the light emitting element, and a conventional light source is placed on the scanning body through the holding member. The number of parts can be reduced as compared with the structure provided.
本発明に係る画像読取装置および画像形成装置によれば、原稿などを照明するための発光素子の発熱が原因する光学的問題の発生を防ぐことができるため、良好な画像読取あるいは画像形成が実現する。 According to the image reading apparatus and the image forming apparatus according to the present invention, it is possible to prevent the occurrence of an optical problem caused by heat generation of a light emitting element for illuminating a document or the like. To do.
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の実施形態を説明するための画像読取装置の内部構造を示す概略構成図、図2は図1の画像読取装置の走査体部分を示す斜視図であり、画像読取装置の光学系ユニット1内には、平板状の基板2に複数の発光素子であるLED(Light Emitting Diode)が列設されて光源を構成するLEDアレー3と第一ミラー4とを具備した照明装置を構成する走査体としての第一走行体5、および第二ミラー6と第三ミラー7とを具備した第二走行体8、およびコンタクトガラス9上の原稿(図示せず)からの反射光像を撮像素子のCCD(charge-coupled device)10上に結像させる結像レンズ11が設けられており、ホストコンピュータ(図示せず)から送られてくる1ライン毎の画像読取要求の信号に応じて、第一走行体5および第二走行体8は、それぞれ2:1の速度でコンタクトガラス9上の原稿に沿って移動しながら、画像の読み取りを逐次行うように構成されている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an internal structure of an image reading apparatus for explaining an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing a scanning part of the image reading apparatus in FIG. In the system unit 1, an illuminating device including an
図3は本実施形態の画像読取装置における第一走行体の構成を示す断面図であり、板材からなる第一走行体5の一部に折曲部5aを形成し、この折曲部5aの上面に、平板状の基板2に複数のLEDが列設されているLEDアレー3が固定保持されている。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the first traveling body in the image reading apparatus of the present embodiment. A
図4は比較例としての従来の画像読取装置における第一走行体の構成を示す断面図であり、LEDアレー3を第一走行体5に対してLED保持部材12を介して固定保持している。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a configuration of a first traveling body in a conventional image reading apparatus as a comparative example, in which the
本実施形態では、図3に示すように、LEDアレー3を固定保持するために、図4に示す従来のようなLED保持部材12がなく、第一走行体5に一体に形成された折曲部5aに接着剤などを介してLEDアレー3を直接的に固定保持している。このようにして、LEDアレー3を熱伝導性のよい板金部材で形成された第一走行体5に直接取り付けることにより、LEDアレー3の発光により発生した熱を基板2に篭らせることなく、速やかに第一走行体5を介して外部へ逃がすことができる。また、前記比較例におけるLED保持部材12が不要であることから、部品点数を削減できることになる。
In this embodiment, as shown in FIG. 3, there is no conventional
本実施形態において、図5に示す断面図と図6に示す図5のA矢視図のように、第一走行体5の折曲部5aに基板2における反りの発生を規制する基板押え部13を設けることが考えられる。図5,図6において、基板押え部材13として、L字状の係止部材を第一走行体5の折曲部5aに設け、基板2の側端部分を係止している。
In the present embodiment, as shown in the cross-sectional view shown in FIG. 5 and the A arrow view of FIG. 5 shown in FIG. 6, the substrate pressing portion that restricts the occurrence of warpage in the
このようにLEDアレー3における第一走行体5の取付け部に、LEDアレー3の熱によって基板2が反ることを防止するための基板押え部13を設けることにより、基板2における熱膨張による変形(反り)の発生を防ぐことができる。
In this way, by providing the
基板2の変形(反り)はLEDアレー3における出射光の角度がずれて、照度ムラの原因となってしまい、照明効果あるいは読取効果に悪影響を与える。本例では、基板2が基板押え部13によって押えられているため、前記のような反りの発生が押えられる。
Deformation (warping) of the
基板押え部13は基板2におけるLEDアレー3が実装されている側(熱源に近い場所)に設けることによって、より効果的な熱除去が期待できる。逆に、LEDアレー3の実装面と反対側において熱を逃がすことによって、基板2の割れの発生を防止する効果も期待できる。
By providing the
図7は図3に示す第一走査体の変形例の構成を示す断面図、図8は図7のB矢視図であり、本例では、第一走行体5の折曲部5aにおけるLEDアレー3の取付け部に、放熱用のフィン形状部14を形成している。
7 is a cross-sectional view showing a configuration of a modified example of the first scanning body shown in FIG. 3, and FIG. 8 is a view taken in the direction of arrow B in FIG. 7. In this example, the LED in the
前記フィン形状部14を設置したことにより、LEDアレー3の発熱によって発生した熱は第一走行体5に伝わる。そして第一走行体5は、原稿の走査動作に際して、走査読取後にホームポジションに戻るように駆動されるが、この動作によって冷却されることになり、走査時の冷却効果を高めることができる。
By installing the fin-shaped
また、フィン形状部14を設けるために生じた第一走行体5における加工用孔5bは、フィン近傍の空気が通り抜け可能となることによって、より冷却効果を高めることができる。
Moreover, the
また、発熱体であるLEDアレー3の真下にフィン形状部14を配設することにより、放熱効果をさらに高めることができる。
Further, by disposing the fin-shaped
さらに、第一走行体5を熱伝導率の高い放熱鋼板などによって形成すれば、より高い放熱効果を期待できる。
Furthermore, if the first traveling
以上のように、照明装置としての前記構成の第一走行体5を図1,図2に示すような画像読取装置に搭載することにより、第一走行体5におけるLEDアレー3の発熱が原因する光学的問題の発生を防ぐことができるため、良好な画像読取が行われる。
As described above, by mounting the first traveling
図9は本発明に係る画像読取装置を搭載した画像形成装置の実施形態であるレーザプリンタの構成図であり、図1,図2にて説明した画像読取装置の構成部材に対応する部材には同一符号を付して詳しい説明は省略する。 FIG. 9 is a configuration diagram of a laser printer which is an embodiment of an image forming apparatus equipped with an image reading apparatus according to the present invention, and members corresponding to the structural members of the image reading apparatus described in FIGS. The same reference numerals are assigned and detailed description is omitted.
本レーザプリンタの画像形成部20は、感光体21、帯電ローラ22、現像装置23、転写ローラ24、クリーニング装置25、定着装置26、光走査装置27、給紙カセット28、レジストローラ対29、給紙コロ30、用紙搬送路31、排紙ローラ32、排紙トレイ33などから構成されているものである。
The image forming unit 20 of the laser printer includes a
また、画像読取部35は、図1,図2にて説明した画像読取装置の構成と同様なものであって、前記各実施形態の構成のように本発明による第一走行体(照明装置)の改良構造を採用したものである。 The image reading unit 35 has the same configuration as that of the image reading apparatus described with reference to FIGS. 1 and 2, and the first traveling body (illumination device) according to the present invention as in the configuration of each of the above embodiments. The improved structure is adopted.
画像読取部35では、第一走行体5と第二走行体8を走査させて、コンタクトガラス12上の原稿(図示せず)を走査し、原稿からの反射光像をCCD10に結像させる。CCD10において原稿の反射光像を光電変換してアナログ画像信号とし、原稿の読み取りが行われる。そして原稿の読取終了後に、第一走行体5と第二走行体8はホームポジション位置に復帰する。
The image reading unit 35 scans the first traveling
なお、CCD10から出力されたアナログ画像信号は、図示しないアナログ/デジタル変換器によりデジタル画像信号に変換され、画像処理回路を搭載した回路基板において、各々の画像処理(2値化,多値化,階調処理,変倍処理,編集処理など)が施される。
The analog image signal output from the
画像処理信号は光走査装置27へ出力され、光走査装置27による感光体21に対する光走査にて感光体21の表面に潜像が形成される。感光体21の潜像は現像装置23でトナー現像され、このトナー像が転写ローラ24により用紙に転写される。転写後の用紙は、定着装置26による定着処理を受けた後、排紙ローラ32によって排紙トレイ33へ排出される。
The image processing signal is output to the
このように本画像形成装置において、前記各実施形態の構成のように本発明による第一走行体(照明装置)の改良構造を採用したことにより、画像読取部35の第一走行体5において、LEDアレー3の発熱が原因する光学的問題の発生を防ぐことができるため、良好で高品位の画像形成が可能になる。
Thus, in this image forming apparatus, by adopting the improved structure of the first traveling body (illuminating device) according to the present invention as in the configuration of each of the above embodiments, in the first traveling
本発明は、複写機,ファクシミリ,スキャナなど画像形成装置における原稿を照明する照明装置、あるいは画像読取装置として適用される。 The present invention is applied as an illumination device for illuminating a document in an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, or a scanner, or an image reading apparatus.
2 基板
3 LEDアレー
4 第一ミラー4
5 第一走行体
5a 折曲部
10 CCD
13 基板押え部
14 フィン形状部
20 画像形成部
35 画像読取部
2
5
13
Claims (8)
前記発光素子が列設された前記平板状の基板を、前記走査体に直接的に設置したことを特徴とする照明装置。 A plurality of light emitting elements are arranged on a flat substrate, and a light source that illuminates an object to be illuminated with irradiation light from each light emitting element, and a predetermined light source that receives reflected light from the light source and the object to be illuminated In an illuminating device including a mirror that deflects in a direction and a scanning body on which the light source is mounted,
An illuminating device, wherein the flat substrate on which the light emitting elements are arranged is directly installed on the scanning body.
前記照明部として請求項1〜6いずれか1項記載の照明装置を搭載したことを特徴とする画像読取装置。 An illumination unit comprising a light source for illuminating a document and a mirror for guiding reflected light from the document to a predetermined optical path, and an image sensor for converting the amount of reflected light into an image signal, and irradiating the document In the image reading apparatus that reads the image information by condensing the reflected light on the imaging element,
An image reading apparatus comprising the illumination device according to claim 1 as the illumination unit.
前記画像読取部として請求項7記載の画像読取装置を搭載したことを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus including an image reading unit and an image forming unit that receives image information from the image reading unit and forms an image.
An image forming apparatus comprising the image reading device according to claim 7 as the image reading unit.
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Cited By (1)
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JPWO2013190771A1 (en) * | 2012-06-21 | 2016-02-08 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Lamp and lighting device |
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2007
- 2007-10-03 JP JP2007259771A patent/JP2009086593A/en active Pending
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