JP2010183497A - 照明装置、画像読取装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の発光素子を列設した光源を備え、前記発光素子からの光を効率よく原稿の光照射面に照射しつつ前記発光素子による原稿の光照射面での照度ムラを確実に軽減でき、これにより、良好な画像を得ることができる照明装置及び画像読取装置並びに画像形成装置を提供する。
【解決手段】所定方向に強い指向特性を有すると共に、原稿Gへの主走査方向Xに延びる光照射領域L’に向けて光軸Lを照射する複数の発光素子(212a,…),(212b,…)を列設した光源211を有する照明装置210において、複数の発光素子(212a,…),(212b,…)の少なくとも一つは、主走査方向Xに対して光軸Lを傾けるように配置されている。
【選択図】図6
【解決手段】所定方向に強い指向特性を有すると共に、原稿Gへの主走査方向Xに延びる光照射領域L’に向けて光軸Lを照射する複数の発光素子(212a,…),(212b,…)を列設した光源211を有する照明装置210において、複数の発光素子(212a,…),(212b,…)の少なくとも一つは、主走査方向Xに対して光軸Lを傾けるように配置されている。
【選択図】図6
Description
本発明は、原稿を照明する照明装置、画像読取装置及び画像形成装置に関する。
複写機、ファクシミリ装置及びデジタル複合機等の画像形成装置に備えられる画像読取装置や、ネットワーク等の通信手段を介してコンピュータに接続される画像読取装置においては、一般的に、光源を有する照明装置によって照明された原稿からの反射光を原稿画像として読み取るようになっている。
例えば、従来の画像読取装置として、原稿台ガラス上に載置された原稿を照明する光源及び第1ミラーを配置した照明装置と、第2及び第3ミラーと、結像レンズと、撮像素子(例えば、CCD(Charge Coupled Device)等のラインセンサ)とを備え、光源により照明された原稿反射光を第1ミラー、第2ミラー、第3ミラーから結像レンズを介して撮像素子に結像させて原稿画像を読み取る構成のものが多い。
また、画像読取装置は、例えば、CCDなどの撮像素子上に結像された画像情報を電気信号に変換して画像処理し、画像情報の印刷を行う画像形成部へ転送する場合や、ネットワークに接続されたコンピュータ(例えばパーソナルコンピュータ)へ送信する場合などの画像読取手段として使用される。
従来、照明装置に設けられる光源として、ハロゲンランプやキセノンランプなどの棒状の光源や、発光ダイオード(LED)などの複数の発光素子を列設した光源を採用することがある。
このうち、複数の発光素子を列設した光源を採用する場合、LEDなどの発光素子は所定方向に強い指向特性を有しているため、原稿の光照射面で発光素子のピッチに対応する照度ムラが発生することがある。
図13は、複数の発光素子C,…を列設した従来の光源の概略構成を示す図であって、図13(a)は、その側面図を示しており、図13(b)は、その平面図を示している。図14は、図13に示す発光素子C,…から出射される光の指向特性を示す図である。また、図15は、図13に示す発光素子C,…による原稿Gの光照射面G’での照度ムラを説明するための図であって、図15(a)は、発光素子C,…の配置構成に対応した原稿Gの光照射面G’での第1方向Xの距離に対する照度のグラフを示しており、図15(b)は、発光素子C,…の配置構成を示している。なお、図中符号Rは、照明装置の基台R’におけるスリットを示しており、図中符号Nは、発光素子C,…を搭載した光源基板を示している。また、図13(a)においては原稿Gも図示している。
ところで、LEDなどの発光素子C,…では、指向特性における光束が最も強くなる方向が光軸Lとされる。この発光素子C,…の指向特性は、図14に示すように、長軸が光軸Lとなった卵形の形状となっている。
そして、従来の光源では、原稿Gにおける所定の第1方向Xに延びる光照射領域L’に向けて光軸Lを照射する複数の発光素子C,…は、各光軸Lを光照射領域L’に対して直角に照射して原稿Gにおいて輝点Mが光軸Lと光照射領域L’との光軸交点となる位置に配置される。また、複数の発光素子C,…は、図示例のように、光照射領域L’をおいて第1方向Xに直交する原稿Gの光照射面G’に沿った第2方向Y両側に列設されることがあり、この場合、両側の対向する発光素子(C,C),…は、原稿Gへの光軸距離が同一距離になるように配置され、両側の対向する発光素子(C,C),…の光軸Lが光照射領域L’の同じ位置に照射される。
このような従来の光源では、図14及び図15(b)に示すように、原稿Gの光照射面G’での輝点Mは指向特性において光の強度が最も強い頂点に位置している。このため、図15(a)に示すように、第1方向Xにおける照度ムラの照度の最大値から最小値への照度変化の傾きα1、及び、照度の最小値から最大値への照度変化の傾きα2が最も大きくなるので、原稿Gの照度ムラが目立ちやすくなっていた。しかも、発光素子C,…が、光照射領域L’をおいて第2方向Y両側に列設され、両側の対向する発光素子(C,C)…の光軸Lが光照射領域L’の同じ位置に照射されると、それだけ明暗が強調され、原稿Gの照度ムラがさらに目立ちやすくなる。
かかる照度ムラを軽減するという観点から、下記特許文献1には、原稿と複数の発光素子を列設した光源との間に光を拡散する拡散部材を設ける照明装置が開示されている。また、下記特許文献2には、複数の発光素子を千鳥状に列設した光照射装置が開示されている。
ところが、特許文献1に記載の照明装置では、原稿と光源との間に拡散部材を設けることで、発光素子による原稿の光照射面での照度ムラを軽減できるものの、新たに拡散部材を設ける必要があり、製造コストが増大する。さらには、拡散部材により原稿の光照射面での照度が低下し、光源からの光が原稿へ照射される際の光量ロスを招く。このため、原稿の読み取り速度が比較的速い画像読取装置への採用が困難となる。また、光量ロスをカバーするために発光素子の光量を上げると、発光素子の寿命低下や消費電力が大きくなるといった不都合がある。
また、特許文献2に記載の光照射装置では、発光素子が千鳥状の配置構成となっているので、発光素子による原稿の光照射面での照度ムラを軽減できたとしても、前述した両側の対向する発光素子から光照射領域の同じ位置に光軸を照射する構成に比べ発光素子の個数が半減するため、全体として光量が低下し、その低下分を補うために光量を上げると、発光素子の寿命低下を招く。
従って、原稿と複数の発光素子を列設した光源との間に拡散部材を設けることなく、発光素子からの光を効率よく原稿の光照射面に照射しつつ発光素子による原稿の光照射面での照度ムラを軽減することが望まれている。
この点に関し、下記特許文献3には、画像を読み取る際の発光素子単体の光量をA、全体の光量をB、発光素子の照射角をα(rad)、発光素子のピッチをP、発光素子の発光面から原稿面までの距離をHとしたとき、これらの値がA/B≧0.5、P/H≦0.6α+0.25を満足するように設定されることで、コストアップを抑制しつつ、照度ムラのない原稿照射を行うことができる照明装置が開示されている。
しかしながら、特許文献3に記載の照明装置では、上記した関係式のうち、A/B≧0.5は、単にA/Bを大きくして必要光量を得るための発光素子の数量を少なくするという観点から決定されたものであり、P/H≦0.6α+0.25は、光源の発光面から原稿面までの距離を一定(6mm)としたときのみの関係を示しているだけであるため(段落[0036]〜[0060]参照)、発光素子からの光を効率よく原稿の光照射面に照射しつつ発光素子による原稿の光照射面での照度ムラを確実に軽減できるとは言い難い。
そこで、本発明は、複数の発光素子を列設した光源を備えた照明装置及び画像読取装置並びに画像形成装置であって、前記発光素子からの光を効率よく原稿の光照射面に照射しつつ前記発光素子による原稿の光照射面での照度ムラを確実に軽減でき、これにより、良好な画像を得ることができる照明装置及び画像読取装置並びに画像形成装置を提供することを目的とする。
所定方向に強い指向特性を有する発光ダイオード(LED)等の発光素子は、この指向特性において、光束が最も強くなる方向を光軸としている。この指向特性は、原稿の光照射面において光軸から離れた位置では急激に光度が弱くなる傾向を示す。そして、原稿の光照射面において光軸と所定の第1方向に延びる光照射領域との光軸交点に輝点が位置している場合に(すなわち光軸が前記光照射領域に対して直角の場合に)光の強弱の変化が最も激しい位置となる。これに対し、光軸が前記第1方向に対して傾いていると、原稿の光照射面において輝点は光の強弱の変化が比較的緩やかな位置となる。
本発明は、かかる指向特性を利用したものであり、前記課題を解決するために、所定方向に強い指向特性を有すると共に、原稿への所定の第1方向に延びる光照射領域に向けて光軸を照射する複数の発光素子を列設した光源を有する照明装置において、前記複数の発光素子の少なくとも一つは、前記第1方向に対して光軸を傾けるように構成されていることを特徴とする照明装置を提供する。
また、本発明は、前記本発明に係る照明装置を備えたことを特徴とする画像読取装置も提供する。
また、本発明は、前記本発明に係る画像読取装置を備えたことを特徴とする画像形成装置も提供する。
本発明に係る照明装置及び画像読取装置並びに画像形成装置によれば、前記複数の発光素子の少なくとも一つが前記第1方向に対して光軸を傾けるように構成されることで、前記指向特性により、原稿の光照射面での輝点を光の強弱の変化が最も激しい点からずれた位置(すなわち、光の強弱の変化が比較的緩やかな位置)とすることができる。こうすることで、前記第1方向における照度ムラの照度の最大値から最小値への照度変化の傾き、及び、照度の最小値から最大値への照度変化の傾きを小さくできるため、原稿の照度ムラ(輝点)を目立ち難くできる。従って、前記発光素子からの光を効率よく原稿の光照射面に照射しつつ前記発光素子による原稿の光照射面での照度ムラを確実に軽減でき、これにより、良好な画像を得ることができる。
本発明において、原稿からの反射光を通過させるスリットが前記光照射領域の下方に形成されている態様を例示できる。
この特定事項では、前記スリットが前記光照射領域の下方に位置しているので、照度ムラが軽減された原稿反射光を前記スリットに効率よく通過させることができる。
本発明において、前記複数の発光素子は、光源基板に搭載され、前記光源基板の基板面に対して光軸が平行になるように光を射出するサイド発光を行うことが好ましい。
この特定事項では、前記複数の発光素子は、前記光源基板の基板面に対して光軸が平行になるように光を射出するサイド発光を行うので、該発光素子を基板面に沿って回転させるだけで、光軸を前記第1方向に対して容易に傾けることができる。
本発明において、前記複数の発光素子は、前記光照射領域を基準にして、前記第1方向に直交する原稿の光照射面に沿った第2方向の両側のうち、一方側に列設された複数の第1発光素子からなる第1発光素子列と、他方側に列設された複数の第2発光素子からなる第2発光素子列とで構成されており、前記第1発光素子列及び前記第2発光素子列のうちの少なくとも一方の発光素子列に列設された発光素子の少なくとも一つは、前記第1方向に対して光軸を傾けるように構成されている態様を例示できる。
この特定事項では、前記両側の発光素子から光軸が前記第1方向に対して傾いた状態で前記光照射領域に照射されるので、従来の如く、光軸が光照射領域に対して直角に照射する構成や、発光素子を千鳥状に配置した従来の構成よりも原稿の照度ムラを目立ち難くできる。しかも、前記発光素子からの光軸を前記両側から光照射領域に照射できるため、発光素子を千鳥状に配置した従来の構成よりも光量を上げなくてもよく、これにより原稿の照度ムラを軽減した状態で発光素子の寿命低下を抑制することができる。
この態様において、さらに、次の(a)から(c)の態様を例示できる。すなわち、
(a)前記各第1発光素子の光軸は何れも同じ傾斜方向に傾くと共に、前記各第2発光素子の光軸は何れも前記各第1発光素子の光軸の傾斜方向と同じ方向に傾く態様、
(b)前記各第1発光素子の光軸は何れも同じ傾斜方向に傾くと共に、前記各第2発光素子の光軸は何れも前記各第1発光素子の光軸の傾斜方向とは逆向きの傾斜方向に傾く態様、
(c)前記第1発光素子列の各隣り合う第1発光素子の光軸が互いに異なる方向に傾き、前記第2発光素子列の各隣り合う第2発光素子の光軸も互いに異なる方向に傾く態様である。
(a)前記各第1発光素子の光軸は何れも同じ傾斜方向に傾くと共に、前記各第2発光素子の光軸は何れも前記各第1発光素子の光軸の傾斜方向と同じ方向に傾く態様、
(b)前記各第1発光素子の光軸は何れも同じ傾斜方向に傾くと共に、前記各第2発光素子の光軸は何れも前記各第1発光素子の光軸の傾斜方向とは逆向きの傾斜方向に傾く態様、
(c)前記第1発光素子列の各隣り合う第1発光素子の光軸が互いに異なる方向に傾き、前記第2発光素子列の各隣り合う第2発光素子の光軸も互いに異なる方向に傾く態様である。
前記(a)又は(b)の態様において、さらに具体的な態様として、
(d)前記各第1発光素子の光軸は互いに平行であると共に、前記各第2発光素子の光軸も互いに平行である態様を例示できる。
(d)前記各第1発光素子の光軸は互いに平行であると共に、前記各第2発光素子の光軸も互いに平行である態様を例示できる。
前記(c)の態様において、さらに具体的な態様として、
(e)前記第1発光素子列における一つおきの第1発光素子の光軸は互いに平行であると共に、残りの第1発光素子の光軸は互いに平行でかつ該一つおきの第1発光素子の光軸の傾斜方向とは逆向きの傾斜方向に傾き、前記第2発光素子列における一つおきの第2発光素子の光軸は互いに平行でかつ前記一つおきの第1発光素子の光軸の傾斜方向と同じ方向に傾くと共に、残りの第2発光素子の光軸は互いに平行でかつ該一つおきの第2発光素子の光軸の傾斜方向とは逆向きの傾斜方向に傾く態様を例示できる。
(e)前記第1発光素子列における一つおきの第1発光素子の光軸は互いに平行であると共に、残りの第1発光素子の光軸は互いに平行でかつ該一つおきの第1発光素子の光軸の傾斜方向とは逆向きの傾斜方向に傾き、前記第2発光素子列における一つおきの第2発光素子の光軸は互いに平行でかつ前記一つおきの第1発光素子の光軸の傾斜方向と同じ方向に傾くと共に、残りの第2発光素子の光軸は互いに平行でかつ該一つおきの第2発光素子の光軸の傾斜方向とは逆向きの傾斜方向に傾く態様を例示できる。
前記(d)及び(e)の態様において、前記(d)の態様では、前記各発光素子列の各発光素子の光軸は互いに平行であるので、また、前記(e)の態様では、前記各発光素子列における一つおきの発光素子の光軸は互いに平行であると共に、残りの発光素子の光軸も互いに平行であるので、互いに平行な各光軸が照射する前記光照射領域における狙いの位置を該各光軸の間で統一した位置とすることができ、これにより、前記各発光素子列における各発光素子の配置構成を画一的に単純化した状態で原稿の光照射面での照度ムラを軽減することが可能となる。
ところで、前記(a)の態様では、前記光照射領域の前記第1方向の両端部においては光軸が片側のみしか照射されないために光量が低下し易く、前記(b)の態様では、前記各発光素子列の配置位置に対して前記光照射領域が前記第1方向の一方側又は他方側にシフトしてしまい、それだけ前記第1方向に余計なスペースをとってしまう。この点、前記(c)及び(e)の態様では、前記光照射領域の前記第1方向の両端部での光量低下を防止できると共に、前記各発光素子列の配置位置に対する前記光照射領域の前記第1方向におけるシフトを防止でき、これにより前記第1方向における余計なスペースをとることを回避できる。
本発明において、前記複数の発光素子が前記第1発光素子列と前記第2発光素子列とで構成されている場合、前記各発光素子の光軸は、前記各発光素子のうち、一の発光素子から前記光照射領域に向けた仮想垂線と前記光照射領域との素子配置交点と、該一の発光素子の隣に位置する隣設発光素子から前記光照射領域に向けた仮想垂線と前記光照射領域との隣設素子配置交点との間の1/4の位置、2/4の位置及び3/4の位置のうちの何れかの位置に向かうことが好ましい。
この特定事項では、前記各発光素子の光軸を前記素子配置交点と前記隣設素子配置交点との間で前記光照射領域に効率よく照射することができる。
本発明において、前記複数の発光素子が前記第1発光素子列と前記第2発光素子列とで構成されている場合、前記第1発光素子の光軸と前記光照射領域との第1光軸交点と、前記第2発光素子の光軸と前記光照射領域との第2光軸交点とは、互いに異なる位置に位置することが好ましい。
この特定事項では、前記第1発光素子による原稿の光照射面での照度ムラと、前記第2発光素子による原稿の光照射面での照度ムラとを分散させることができ、これにより、原稿の光照射面での前記第1方向の明暗の繰り返しを示す照度周期を短くでき、かつ、前記照度周期の数を増やすことができるので、原稿の光照射面での照度ムラを均一にならすことができ、それだけ良好な画像を得ることができる。
この場合、前記各第1発光素子の前記第1光軸交点及び前記各第2発光素子の前記第2光軸交点は、互いに異なる位置に位置し、一方の各光軸交点は、他方の各隣り合う光軸交点間における中間位置のうちの何れかの中間位置に位置することが好ましい。
この特定事項では、前記一方の発光素子の各光軸交点が前記他方の各隣り合う発光素子の光軸交点間における中間位置のうちの何れかの中間位置に位置するので、一方の発光素子による原稿の光照射面での照度ムラの暗部の前記第1方向における中央に、他方の発光素子の光軸を照射することができる。これにより、原稿の光照射面での照度ムラをさらに均一にでき、さらに良好な画像を得ることができる。
本発明において、前記複数の発光素子が前記第1発光素子列と前記第2発光素子列とで構成されている場合、前記第1発光素子列の各第1発光素子と、前記第2発光素子列の各第2発光素子とは、互いに対向する発光素子を通る仮想直線が前記第1方向に対して垂直になるように列設されていてもよい。
本発明において、前記複数の発光素子が前記第1発光素子列と前記第2発光素子列とで構成されている場合、前記第1発光素子列の各第1発光素子と、前記第2発光素子列の各第2発光素子とは、前記第1方向に対して平行に列設されていてもよい。
以上説明したように、本発明に係る照明装置及び画像読取装置並びに画像形成装置によると、前記複数の発光素子の少なくとも一つが前記第1方向に対して光軸を傾けるように構成されているので、原稿の光照射面での輝点を光の強弱が比較的緩やかに変化する位置とすることができ、これにより、原稿の照度ムラ(輝点)を目立ち難くできる。従って、前記発光素子からの光を効率よく原稿の光照射面に照射しつつ前記発光素子による原稿の光照射面での照度ムラを確実に軽減でき、これにより、良好な画像を得ることができる。
以下、本発明に係る一実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
図1は、本発明に係る照明装置の一実施形態を適用した画像読取装置100を備えた画像形成装置Dを概略的に示す側面図である。
図1に示す画像形成装置Dは、原稿G(後述する図2等参照)の画像を読み取る画像読取装置100と、この画像読取装置100により読み取られた原稿Gの画像又は外部から受信した画像をカラーもしくは単色で普通紙等の記録シートに記録形成する装置本体D’とを備えている。
[画像形成装置の全体構成について]
画像形成装置Dの装置本体D’は、露光装置1、現像装置2(2a,2b,2c,2d)、像担持体として作用する感光体ドラム3(3a,3b,3c,3d)、帯電器5(5a,5b,5c,5d)、クリーナ装置4(4a,4b,4c,4d)、転写部として作用する中間転写ローラ6(6a,6b,6c,6d)を含む中間転写ベルト装置8、定着装置12、シート搬送装置50、給紙部として作用する給紙トレイ10、及び排紙部として作用する排紙トレイ15を備えている。
画像形成装置Dの装置本体D’は、露光装置1、現像装置2(2a,2b,2c,2d)、像担持体として作用する感光体ドラム3(3a,3b,3c,3d)、帯電器5(5a,5b,5c,5d)、クリーナ装置4(4a,4b,4c,4d)、転写部として作用する中間転写ローラ6(6a,6b,6c,6d)を含む中間転写ベルト装置8、定着装置12、シート搬送装置50、給紙部として作用する給紙トレイ10、及び排紙部として作用する排紙トレイ15を備えている。
画像形成装置Dの装置本体D’において扱われる画像データは、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色を用いたカラー画像に応じたもの、又は単色(例えばブラック)を用いたモノクロ画像に応じたものである。従って、現像装置2(2a,2b,2c,2d)、感光体ドラム3(3a,3b,3c,3d)、帯電器5(5a,5b,5c,5d)、クリーナ装置4(4a,4b,4c,4d)、中間転写ローラ6(6a,6b,6c,6d)は各色に応じた4種類の画像を形成するようにそれぞれ4個ずつ設けられ、それぞれの末尾符号a〜dのうち、aがブラックに、bがシアンに、cがマゼンタに、dがイエローに対応付けられて、4つの画像ステーションが構成されている。以下、末尾符号a〜dは省略して説明する。
感光体ドラム3は、装置本体D’の上下方向のほぼ中央に配置されている。帯電器5は、感光体ドラム3の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段であり、接触型であるローラ型やブラシ型の帯電器のほか、チャージャー型の帯電器が用いられる。
露光装置1は、ここでは、レーザダイオード及び反射ミラーを備えたレーザスキャニングユニット(LSU)であり、帯電された感光体ドラム3表面を画像データに応じて露光して、その表面に画像データに応じた静電潜像を形成する。
現像装置2は、感光体ドラム3上に形成された静電潜像を(K,C,M,Y)のトナーにより現像する。クリーナ装置4は、現像及び画像転写後に感光体ドラム3表面に残留したトナーを除去及び回収する。
感光体ドラム3の上方に配置されている中間転写ベルト装置8は、中間転写ローラ6に加えて、中間転写ベルト7、中間転写ベルト駆動ローラ21、従動ローラ22、テンションローラ23、及び中間転写ベルトクリーニング装置9を備えている。
中間転写ベルト駆動ローラ21、中間転写ローラ6、従動ローラ22、テンションローラ23等のローラ部材は、中間転写ベルト7を張架して支持し、中間転写ベルト7を所定のシート搬送方向(図中矢印方向)に周回移動させる。
中間転写ローラ6は、中間転写ベルト7内側に回転可能に支持され、中間転写ベルト7を介して感光体ドラム3に圧接されている。
中間転写ベルト7は、各感光体ドラム3に接触するように設けられており、各感光体ドラム3表面のトナー像を中間転写ベルト7に順次重ねて転写することによって、カラーのトナー像(各色のトナー像)を形成する。この転写ベルト7は、ここでは、厚さ100μm〜150μm程度のフィルムを用いて無端ベルト状に形成されている。
感光体ドラム3から中間転写ベルト7へのトナー像の転写は、中間転写ベルト7内側(裏面)に圧接されている中間転写ローラ6によって行われる。中間転写ローラ6には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス(例えば、トナーの帯電極性(−)とは逆極性(+)の高電圧)が印加される。中間転写ローラ6は、ここでは、直径8〜10mmの金属(例えばステンレス)軸をベースとし、その表面は、導電性の弾性材(例えばEPDM、発泡ウレタン等)により覆われたローラである。この導電性の弾性材により、記録シートに対して均一に高電圧を印加することができる。
画像形成装置Dの装置本体D’は、転写部として作用する転写ローラ11aを含む2次転写装置11をさらに備えている。転写ローラ11aは、中間転写ベルト7の中間転写ベルト駆動ローラ21とは反対側(外側)に接触している。
上述の様に各感光体ドラム3表面のトナー像は、中間転写ベルト7で積層され、画像データによって示されるカラーのトナー像となる。このように積層された各色のトナー像は、中間転写ベルト7と共に搬送され、2次転写装置11によって記録シート上に転写される。
中間転写ベルト7と2次転写装置11の転写ローラ11aとは、相互に圧接されてニップ域を形成する。また、2次転写装置11の転写ローラ11aには、中間転写ベルト7上の各色のトナー像を記録シートに転写させるための電圧(例えば、トナーの帯電極性(−)とは逆極性(+)の高電圧)が印加される。さらに、そのニップ域を定常的に得るために、2次転写装置11の転写ローラ11aもしくは中間転写ベルト駆動ローラ21の何れか一方を硬質材料(金属等)とし、他方を弾性ローラ等の軟質材料(弾性ゴムローラや発泡性樹脂ローラ等)としている。
また、2次転写装置11によって中間転写ベルト7上のトナー像が記録シート上に完全に転写されず、中間転写ベルト7上にトナーが残留することがあり、この残留トナーが次工程でトナーの混色を発生させる原因となる。このため、中間転写ベルトクリーニング装置9によって残留トナーを除去及び回収する。中間転写ベルトクリーニング装置9には、例えばクリーニング部材として中間転写ベルト7に接触するクリーニングブレードが備えられており、このクリーニングブレードで残留トナーを除去及び回収することができる。従動ローラ22は、中間転写ベルト7を内側(裏側)から支持しており、クリーニングブレードは、外部から従動ローラ22に向けて押圧するように中間転写ベルト7に接触している。
給紙トレイ10は、記録シートを格納しておくためのトレイであり、装置本体D’の画像形成部の下側に設けられている。また、画像形成部の上側に設けられている排紙トレイ15は、印刷済みの記録シートをフェイスダウンで載置するためのトレイである。
また、装置本体D’には、給紙トレイ10の記録シートを2次転写装置11や定着装置12を経由させて排紙トレイ15に送るためのシート搬送装置50が設けられている。このシート搬送装置50は、Sの字形状のシート搬送路Sを有し、シート搬送路Sに沿って、ピックアップローラ16、サバキローラ14a、分離ローラ14b、各搬送ローラ13、レジスト前ローラ対19、レジストローラ対106、定着装置12、及び排紙ローラ17等の搬送部材が配置されている。
ピックアップローラ16は、給紙トレイ10のシート搬送方向下流側端部に設けられ、給紙トレイ10から記録シートを1枚ずつシート搬送路Sに供給する呼び込みローラである。サバキローラ14aは、分離ローラ14bとの間に記録シートを通過させて1枚ずつ分離しつつシート搬送路Sへと搬送する。各搬送ローラ13及びレジスト前ローラ対19は、記録シートの搬送を促進補助するための小型のローラである。各搬送ローラ13は、シート搬送路Sに沿って複数箇所に設けられている。レジスト前ローラ対19は、レジストローラ対106のシート搬送方向上流側の直近に設けられており、記録シートをレジストローラ対106へと搬送するようになっている。
定着装置12は、トナー像が転写された記録シートを受け取り、この記録シートをヒートローラ31及び加圧ローラ32間に挟み込んで搬送する。
ヒートローラ31は、所定の定着温度となるように温度制御され、加圧ローラ32と共に記録シートを熱圧着することにより、記録シートに転写されたトナー像を溶融、混合、圧接し、記録シートに対して熱定着させる機能を有している。また、定着装置12には、ヒートローラ31を外部から加熱するための外部加熱ベルト33が設けられている。
各色のトナー像の定着後での記録シートは、排紙ローラ17によって排紙トレイ15上に排出される。
なお、4つの画像形成ステーションのうち少なくとも一つを用いて、モノクロ画像を形成し、モノクロ画像を中間転写ベルト装置8の中間転写ベルト7に転写することも可能である。このモノクロ画像も、カラー画像と同様に、中間転写ベルト7から記録シートに転写され、記録シート上に定着される。
また、記録シートの表(オモテ)面だけではなく、両面の画像形成を行う場合は、記録シートの表面の画像を定着装置12により定着した後に、記録シートをシート搬送路Sの排紙ローラ17により搬送する途中で、排紙ローラ17を停止させてから逆回転させ、記録シートを表裏反転経路Srに通して、記録シートの表裏を反転させてから、記録シートを再びレジストローラ対106へと導き、記録シートの表面と同様に、記録シートの裏面に画像を記録して定着し、記録シートを排紙トレイ15に排出する。
[画像読取装置の全体構成について]
図2は、図1に示す画像読取装置100の概略縦断面図である。図1及び図2に示す画像読取装置100は、原稿固定方式により原稿Gを固定して原稿画像を読み取ると共に、原稿移動方式により原稿Gを移動させて原稿画像を読み取るように構成されている。
図2は、図1に示す画像読取装置100の概略縦断面図である。図1及び図2に示す画像読取装置100は、原稿固定方式により原稿Gを固定して原稿画像を読み取ると共に、原稿移動方式により原稿Gを移動させて原稿画像を読み取るように構成されている。
すなわち、画像読取装置100は、原稿台の一例である原稿台ガラス201a上に載置される原稿Gを光源211にて該ガラス201aを介して照明し、該光源211を副走査方向(図中矢印Y方向一方側)に移動させつつ該光源211により照明された原稿Gからの反射光を副走査方向Yに直交する主走査方向(後述する図3の矢印X方向参照)に走査して原稿画像を読み取る原稿固定読取構成と、自動原稿送り装置300で原稿台の他の例である原稿読取ガラス201b上を通過するように副走査方向Y一方側に搬送される原稿Gを、原稿読取部200において定位置Vに位置する光源211にて該ガラス201bを介して照明しつつ該光源211により照明された原稿Gからの反射光を主走査方向Xに走査して原稿画像を読み取る原稿移動読取構成とを備えている。なお、図2では光源211が定位置Vに位置している状態を示している。
詳しくは、原稿読取部200は、原稿台ガラス201a、光源211を含む光源ユニット210(照明装置の一例)、光源211を移動させる光学系駆動部(図示せず)、ミラーユニット203、集光レンズ204及び撮像素子(ここではCCD)205を備えている。光源211は光源ユニット210に設けられており、これらは金属製の枠体202内に収容されている。なお、光源ユニット210についてはのちほど詳しく説明する。
原稿台ガラス201aは、透明なガラス板からなり、主走査方向Xの両端部が枠体202に載置されている。なお、自動原稿送り装置300は、副走査方向Yに沿った軸線回りに(例えばヒンジによって軸支され)原稿読取部200に対して開閉可能となっており、その下面が原稿読取部200の原稿台ガラス201a上に載置された原稿Gを上から押さえる原稿押さえ部材を兼ねている。
ミラーユニット203は、第2ミラー203a、第3ミラー203b及び支持部材(図示せず)を備えている。前記支持部材は、第2ミラー203aを、光源ユニット210における第1ミラー230からの光を反射して第3ミラー203bに導くように支持すると共に、第3ミラー203bを、第2ミラー203aからの光を反射して集光レンズ204に導くように支持している。集光レンズ204は、第3ミラー203bからの光を撮像素子205に集光するものであり、撮像素子205は、集光レンズ204からの光(原稿画像光)を画像データとして電気信号に変換するものである。
また、前記光学系駆動部は、光源ユニット210を一定の速度で副走査方向Yに移動させると共に、ミラーユニット203を光源ユニット210の移動速度の1/2の移動速度で同じく副走査方向Yに移動させるように構成されている。
ここでは、原稿読取部200は、原稿固定方式に加えて、原稿移動方式にも対応しており、原稿読取ガラス201bを備えている。従って、前記光学系駆動部は、さらに、光源ユニット210を原稿読取ガラス201b下方の所定のホームポジションVに位置させるように構成されている。なお、原稿台ガラス201a及び原稿読取ガラス201bは、ここでは個々に独立したものとしているが、これらを一体的に形成したものとしてもよい。
自動原稿送り装置300は、原稿Gを搬送するために載置する原稿トレイ301と、この原稿トレイ301の下方に配置される排出トレイ302と、これらの間を接続する第1搬送路303と、原稿読取ガラス201bを基準にして原稿Gを該原稿Gの搬送方向Y1においてそれぞれ上流側及び下流側で搬送する上流側搬送ローラ対304及び下流側搬送ローラ対305とからなる2つの搬送ローラ対とを備えている。すなわち、上流側搬送ローラ対304、原稿読取ガラス201b及び下流側搬送ローラ対305は、搬送方向Y1に沿ってこの順に配設されている。また、原稿読取ガラス201bは、第1搬送路303の搬送壁を画するように略水平に設けられている。
自動原稿送り装置300は、さらに、ピックアップローラ306と、サバキローラ307と、分離パッド等の分離部材308とを備えている。
ピックアップローラ306は、原稿トレイ301上に載置された原稿Gを該原稿トレイ301から搬送方向Y1に沿って第1搬送路303内へ送り出すものである。サバキローラ307は、ピックアップローラ306よりも搬送方向Y1下流側に配置されており、ピックアップローラ306にて送られてきた原稿Gを分離部材308と共に挟持しつつさらに搬送方向Y1下流側へ搬送するものである。分離部材308は、サバキローラ307に対峙された状態で該サバキローラ307との間に搬送される原稿Gが1枚になるように該原稿Gを捌く(分離する)ようになっている。
かかる構成を備えた自動原稿送り装置300は、原稿Gをピックアップローラ306にてサバキローラ307と分離部材308との間に搬送し、ここで原稿Gを捌いて分離すると共にサバキローラ307を回転駆動させることによって1枚ずつ搬送するようになっている。そして、サバキローラ307にて搬送される原稿Gを第1搬送路303にて案内して上流側搬送ローラ対304に向けて1枚ずつ供給することが可能となっている。
詳しくは、ピックアップローラ306は、原稿トレイ301に積載された原稿Gに対して、図示しないピックアップローラ駆動部にて接離可能とされている。また、ピックアップローラ306は、無端ベルト等を含む駆動伝達手段309を介してサバキローラ307と同方向に回転するように該サバキローラ307に連結されている。ピックアップローラ306及びサバキローラ307は、原稿Gの読み取り要求がなされると、図示しない原稿供給駆動部にて原稿Gを搬送方向Y1に搬送させる方向(図2中矢印W)に回転駆動されるようになっている。
本実施の形態では、自動原稿送り装置300は、原稿Gの一方の面を読み取り可能に搬送した後、該原稿Gを表裏が逆転するように反転させて該原稿Gの他方の面を読み取り可能に搬送するように構成されている。
詳しくは、自動原稿送り装置300は、前記の構成に加えて、さらに、反転ローラ対310と、第2搬送路311と、切換爪312とを備えている。
第1搬送路303は、原稿Gをサバキローラ307から上流側搬送ローラ対304、原稿読取ガラス201b、下流側搬送ローラ対305及び反転ローラ対310を経て排出トレイ302へ搬送するようにループ状に形成されている。反転ローラ対310は、下流側搬送ローラ対305よりも搬送方向Y1下流側に配設され、かつ、該下流側搬送ローラ対305から搬送されてきた原稿Gを後端(搬送方向Y1上流側端)が前になるように搬送するためのものである。第2搬送路311は、反転ローラ対310と下流側搬送ローラ対305との間の分岐部S’から分岐され、かつ、該反転ローラ対310にて後端が前になるように搬送された原稿Gを該原稿Gの表裏が逆転するように反転させるために第1搬送路303の上流側搬送ローラ対304よりも搬送方向Y1上流側へ導くものである。第1搬送路303の反転ローラ対310と分岐部S’との間には、スイッチバック搬送路313が形成されている。このスイッチバック搬送路313は、反転ローラ対310の順方向(原稿Gの搬送方向Y1)の回転による原稿Gの搬送と、逆方向の回転による原稿Gの逆搬送とが可能な搬送路とされている。
切換爪312は、分岐部S’に配置され、かつ、原稿Gを反転ローラ対310から第2搬送路311を介して上流側搬送ローラ対304へ導く第1切換姿勢と、原稿Gを下流側搬送ローラ対305からスイッチバック搬送路313を介して反転ローラ対310へ導く第2切換姿勢とをとり得るように構成されている。
ここでは、切換爪312は、通常状態では、スイッチバック搬送路313と第2搬送路311とを直結する形態で配置され(第1切換姿勢、図2中実線参照)、原稿読取部200で原稿画像が読み取られた原稿Gが搬送方向Y1に搬送される際には、該原稿Gの先端(搬送方向Y1下流側端)が切換爪312を押し上げて該原稿Gをスイッチバック搬送路313へ導くようになっている(第2切換姿勢、図中破線参照)。この分岐爪312は、爪部312aが自重で落下し、下流側搬送ローラ対305と反転ローラ対310との間の第1搬送路303を閉塞して前記第1切換姿勢をとるように反転ローラ対311の軸線方向に沿った揺動軸Q回りに揺動自在とされている。そして、切換爪312は、原稿Gの後端がスイッチバック搬送路313内に位置し、該原稿Gが逆方向に回転する反転ローラ対310にて原稿Gの搬送方向Y1とは反対方向の逆搬送方向(図中矢印Y2方向)に逆搬送される際には、該原稿Gを第2搬送路311へ導くようになっている。
なお、原稿トレイ301に載置された原稿Gのサイズは、原稿トレイ301の原稿載置部に配設された原稿サイズセンサ314で検出されるようになっている。原稿トレイ301に載置された原稿Gの有無は、原稿トレイ301の原稿載置部のピックアップローラ306近傍に配設された原稿有無検知センサ315で検出されるようになっている。また、上流側搬送ローラ対304は、停止状態においてサバキローラ307にて搬送された原稿Gの先端を突き合わせて整合し、読み取りタイミングに合わせて回転駆動されるようになっている。こうして搬送される原稿Gは、第1搬送路303の搬送方向Y1において第2搬送路311より下流側、かつ、上流側搬送ローラ対304より下流側に配設された搬送センサ316で検出されるようになっている。また、反転ローラ対310にて排出される原稿Gは、反転ローラ対310より排出側で該反転ローラ対310近傍に配設された排出センサ317で検出されるようになっている。なお、搬送ローラ対304,305、反転ローラ対310等は、図示しない搬送系の駆動部にて駆動されるようになっている。
また、本実施の形態においては、原稿読取部200は、搬送される原稿Gを間にして、原稿読取ガラス201bと対向する読取ガイド318をさらに備えている。
以上説明した画像読取装置100では、原稿固定方式によって原稿Gの原稿画像を読み取る指示がなされると、光源ユニット210は原稿台ガラス201aに載置される原稿Gに対して光を該原稿台ガラス201aを介して照射しながら一定の速度で副走査方向Yの一方側に移動して原稿Gの画像を走査し、それと同時にミラーユニット203は光源ユニット210の移動速度の1/2の移動速度で同じく副走査方向Yの一方側に移動する。
光源ユニット210にて照明された原稿Gからの反射光は、光源ユニット210に設けられた第1ミラー230で反射したのち、ミラーユニット203の第2及び第3ミラー203a,203bによって180°光路変換され、第3ミラー203bから反射された光は集光レンズ204を介して撮像素子205に結像し、ここで原稿画像光が読み取られて電気的な画像データに変換される。
一方、原稿移動方式によって原稿Gの原稿画像を読み取る指示がなされると、光源ユニット210及びミラーユニット203が図2に示される位置Vに静止したまま、自動原稿送り装置300によって原稿Gが図2に示される位置Vの上部を通過するように副走査方向Yの一方側に搬送される。すなわち、原稿トレイ301に載置された原稿Gは、ピックアップローラ306によって取り出され、サバキローラ307及び分離部材308によって1枚ずつに分離され、第1搬送路303に搬送される。第1搬送路303に搬送された原稿Gは、搬送センサ316で原稿Gの搬送が確認された後、上流側搬送ローラ対304によって、斜行防止のために先端が揃えられると共に、規定の読み取りタイミングで送り出され、表裏が反転されて原稿読取ガラス201bへと搬送される。
そして、原稿読取ガラス201b上を通過した原稿Gの一方の面に、光源ユニット210からの光が該原稿読取ガラス201bを介して照射されて該一方の面で反射される。この原稿Gの一方の面から反射された光は、上述の原稿固定方式と同様に第1ミラー230によって反射された後、ミラーユニット203の第2及び第3ミラー203a,203bによって180°光路変換され、集光レンズ204を介して撮像素子205に結像し、ここで原稿画像が読み取られて電気的な画像データに変換される。なお、この撮像素子205による読み取り動作は、後述する両面読み取りの場合も同様であり、以下では説明を省略する。
読み取りの終了した原稿Gは、下流側搬送ローラ対305によって読取ガラス201b上から引き出され、第1搬送路303のスイッチバック搬送路313を介して、可逆回転可能な反転ローラ対310によって排出トレイ302上に排出される。
また、原稿Gの一方の面と他方の面との両面を読み取る場合には、一方の面が読み取られた原稿Gが排出トレイ302に排出されることなく、該原稿Gの後端がスイッチバック搬送路313内に位置するように搬送され、逆方向に回転する反転ローラ対310にて逆搬送方向Y2に逆搬送されて第1切換姿勢にある切換爪312にて第2搬送路311へ導かれる。第2搬送路311に導かれた原稿Gは、第2搬送路311を介して、再度、第1搬送路303に戻ることで、表裏が反転されて上流側搬送ローラ対304にて搬送され、原稿読取ガラス201b上を通過して他方の面が読み取られる。こうして両面の読み取りが終わった原稿Gは、再度、第1搬送路303に戻ることで、表裏が反転されて搬送ローラ対304,305にて搬送され、その後、第1搬送路303のスイッチバック搬送路313を通過し、順方向に回転する反転ローラ対310を介して排出トレイ302に排出される。
[本発明の特徴部分の説明]
(第1実施形態)
図3は、本発明の第1実施形態に係る照明装置の一例である光源ユニット210の概略構成を示す分解斜視図である。図4は、光源ユニット210における光源211の概略構成を示す図であって、図4(a)は、光源ユニット210の側面図を示しており、図4(b)は、光源211の側面図を示している。また、図5は、光源ユニット210における光源211の概略平面図を示している。なお、図4においては、原稿台201a,201b及び原稿Gも図示している。
(第1実施形態)
図3は、本発明の第1実施形態に係る照明装置の一例である光源ユニット210の概略構成を示す分解斜視図である。図4は、光源ユニット210における光源211の概略構成を示す図であって、図4(a)は、光源ユニット210の側面図を示しており、図4(b)は、光源211の側面図を示している。また、図5は、光源ユニット210における光源211の概略平面図を示している。なお、図4においては、原稿台201a,201b及び原稿Gも図示している。
本発明の第1実施形態に係る光源ユニット210に備えられている光源211は、複数の発光素子(212a,…),(212b,…)と、それを搭載する光源基板213a,213bとを備えている。複数の発光素子(212a,…),(212b,…)は、何れも発光ダイオード(LED)素子とされている。従って、各発光素子(212a,…),(212b,…)は、所定方向に強い指向特性を有している。各発光素子(212a,…),(212b,…)から射出される光のうち光束が最も強くなる方向が光軸Lとされている。なお、各発光素子は、同じタイプのものとされており、光量や発光の際の指向特性等は何れも実質的に同一のものとされている。
複数の発光素子(212a,…),(212b,…)は、原稿Gにおける所定の第1方向(ここでは主走査方向X)に延びる一定の光照射領域(光照射位置)L’に向けて光軸Lを照射するものであり、原稿Gの光照射面G’に沿って列設されている。この光照射領域L’が原稿読取位置とされる。
本第1実施の形態では、図5に示すように、複数の発光素子(212a,…),(212b,…)は、光照射領域L’を基準にして、主走査方向Xに直交する光照射面G’に沿った第2方向(ここでは副走査方向Y)の両側のうち、一方側に列設された複数の第1発光素子212a,…と、他方側に列設された複数の第2発光素子212b,…とで構成されている。詳しくは、複数の発光素子(212a,…),(212b,…)は、第1発光素子212a,…が主走査方向Xに平行に並べられた第1発光素子列220aと、複数の第2発光素子212b,…が主走査方向Xに平行に並べられた第2発光素子列220bとの2列に配置されている。第1発光素子212a,…及び第2発光素子212b,…は、ここでは、同数とされている。
光源基板213a,213bは、主走査方向Xに延びる互いに平行な第1及び第2光源基板213a,213bからなっている。第1光源基板213aには、複数の第1発光素子212a,…が搭載され、第2光源基板213bには、複数の第2発光素子212b,…が搭載されている。
また、本第1実施の形態では、複数の第1発光素子212a,…及び複数の第2発光素子212b,…の主走査方向Xにおける各ピッチ(素子中心間の距離)Pは、何れも同一距離とされている。
また、第1発光素子列220aの各第1発光素子212a,…の中心と、それに対向する第2発光素子列220bの各第2発光素子212b,…の中心とを通る仮想直線β,…は、主走査方向Xに対して垂直とされている。換言すれば、第1発光素子列220a及び第2発光素子列220bにおいて、第1発光素子212a,…及び第2発光素子212b,…は、ピッチ位置が副走査方向Yで揃うように配列されている。
また、本第1実施の形態では、図4(b)に示すように、複数の第1発光素子212a,…及び複数の第2発光素子212b,…は、それぞれ、搭載される第1光源基板213a及び第2光源基板213bの基板面Fに対して光軸Lが平行になるように光を射出するサイド発光を行う発光面E1を有している。具体的には、第1発光素子212a,…を搭載した第1光源基板213aと、第2発光素子212b,…を搭載した第2光源基板213bとは、主走査方向Xから視た側面視において光軸Lが光照射領域L’を照射するように原稿側とは反対側が開いた「ハの字」形に配置されている。なお、光照射領域L’は、第1光源基板213a及び第2光源基板213bの中間に位置している。
図3に示すように、光源ユニット210は、発光素子アレイユニット215と、該発光素子アレイユニット215が設けられるミラーベースユニット216とを備えている。
発光素子アレイユニット215は、第1発光素子212a,…と、該第1発光素子212a,…が設けられる第1光源基板213aと、第2発光素子212b,…と、該第2発光素子212b,…が設けられる第2光源基板213bと、第1光源基板213a及び第2光源基板213bが設けられる基台214とを備えている。
詳しくは、基台214は、第1及び第2光源基板213a,213bを所定の間隔をあけて主走査方向X両端側でビス等の固定部材SCにて固定している。こうして、第1発光素子212a,…と第2発光素子212b,…とが、光軸Lの原稿Gへの光照射領域L’を基準にして、副走査方向Yの両側にそれぞれ配置されている。
基台214には、さらに、第1光源基板213aと第2光源基板213bとの間において、原稿Gからの反射光を通過させるための主走査方向Xに沿って延びるスリットRが形成されている。このスリットRは、原稿読取位置である光照射領域L’の真下に位置している。
ミラーベースユニット216には、第1ミラー230が設けられている。詳しくは、第1ミラー230は、原稿Gの光照射面G’で反射した光を基台214に設けられたスリットRを介してミラーユニット203の第2ミラー203aに導くようにミラーベースユニット216の主走査方向Xに沿った開口216aに挿通された状態で支持されている。
以上説明した光源ユニット210では、複数の発光素子(212a,…),(212b,…)の少なくとも一つ(ここでは全発光素子)が、主走査方向Xに対して光軸Lを、基板面Fに直交する方向に沿った軸線T(図4(b)参照)回りに傾けるように配置されている。
詳しくは、光照射領域L’を基準にした副走査方向Yの両側のうち、少なくとも一方側(ここでは両側)に列設された発光素子(212a,…),(212b,…)の少なくとも一つ(ここでは全発光素子)は、主走査方向Xに対して光軸Lを軸線T回りに傾けるように配置されている。
図6は、図5に示す発光素子(212a,…),(212b,…)による原稿Gの光照射面G’での照度ムラを説明するための図であって、図6(a)は、発光素子(212a,…),(212b,…)の配置構成に対応した原稿Gの光照射面G’での主走査方向Xの距離に対する照度のグラフを示しており、図6(b)は、発光素子(212a,…),(212b,…)の配置構成を示している。
本第1実施の形態によると、発光素子(212a,…),(212b,…)が主走査方向Xに対して光軸Lを軸線T回りに傾けるように配置されることで(図5参照)、前記指向特性により(図6(b)参照)、原稿Gの光照射面G’での輝点Mを光の強弱が比較的緩やかに変化する位置とすることができる。そうすると、主走査方向Xにおける照度ムラの照度の最大値から最小値への中間位置での照度変化の傾き(単位距離当たりの照度の変化量)α1、及び、照度の最小値から最大値への中間位置での照度変化の傾き(単位距離当たりの照度の変化量)α2を小さくできるため(図6(a)参照)、原稿Gの照度ムラ(輝点)を目立ち難くできる。従って、発光素子(212a,…),(212b,…)からの光を効率よく原稿Gの光照射面G’に照射しつつ発光素子(212a,…),(212b,…)による原稿Gの光照射面G’での照度ムラを確実に軽減でき、これにより、良好な画像を得ることができる。例えば、従来の照明装置で原稿と光源との間に設けていたような拡散部材を設けなくても照度ムラを抑制できると共に、光源211を原稿Gの光照射面G’へ近づけた状態でも発光素子(212a,…),(212b,…)の原稿Gの光照射面G’での輝点を目立ち難くでき、それだけ原稿Gの光照射面G’での照度の向上を図ることができる。
さらに、後述する図8に示すように、光照射領域L’を基準にした副走査方向Yの両側の発光素子(212a,…),(212b,…)から同じ位置に光軸Lが主走査方向Xに対して傾いた状態で光照射領域L’に照射されたとしても、従来の如く、光軸が光照射領域に対して直角に照射する構成や、発光素子を千鳥状に配置した従来の構成よりも原稿Gの照度ムラを目立ち難くできる。しかも、両側の発光素子(212a,…),(212b,…)から光照射領域L’に光軸Lを照射できるため、発光素子を千鳥状に配置した従来の構成よりも光量を上げなくてもよく、これにより原稿Gの照度ムラを軽減した状態で発光素子(212a,…),(212b,…)の寿命低下を抑制できる。
また、本第1実施の形態では、スリットRが光照射領域L’の真下に位置しているので、照度ムラが軽減された原稿反射光をスリットRに効率よく通過させることができる。また、発光素子(212a,…),(212b,…)は、それぞれ、搭載される第1光源基板213a及び第2光源基板213bの基板面Fに対して光軸Lが平行になるように光を射出するサイド発光を行うので、該発光素子(212a,…),(212b,…)を軸線T回りに回転させるだけで、光軸Lを主走査方向Xに対して容易に傾けることができる。
詳しくは、第1発光素子列220aの各第1発光素子212a,…は、光軸Lが何れも同じ傾斜方向に傾くように配置されており、第2発光素子列220bの各第2発光素子212b,…は、光軸Lが何れも前記各第1発光素子の光軸Lの傾斜方向と同じ方向に傾くように配置されている。
ここでは、各第1発光素子212a,…は、光軸Lが互いに平行になるように配置されており、各第2発光素子212b,…も、光軸Lが互いに平行になるように配置されている。
図7は、第1実施形態の第1発光素子列220a及び第2発光素子列220bの一配列例における指向特性を示す概略平面図である。図8は、第1実施形態の第1発光素子列220a及び第2発光素子列220bの他の配列例における指向特性を示す概略平面図である。また、図9は、第1実施形態の第1発光素子列220a及び第2発光素子列220bのさらに他の配列例における指向特性を示す概略平面図である。なお、図7から図9において、図5に示す構成要素と同じ要素には同一符号を付し、その説明を省略する。後述する図10から図12についても同様である。
図7から図9に示す配列構成では、主走査方向Xに延びる光照射領域L’と、第1発光素子列220a及び第2発光素子列220bの各発光素子(212a,…),(212b,…)の中心から光照射領域L’に向けた仮想垂線との交点K1〜K5において、一の発光素子212a(212a’),212b(212b’)から光照射領域L’に向けた仮想垂線β1との素子配置交点K1と、該一の発光素子212a’,212b’の隣に位置する隣設発光素子212a(212a”),212b(212b”)の中心から光照射領域L’に向けた仮想垂線β2との隣設素子配置交点K5との間を4分割し、一の発光素子212a’,212b’から隣設発光素子212a”,212b”を視て1/4の位置をK2、2/4の位置をK3、3/4の位置をK4とした場合、各発光素子(212a,…),(212b,…)は、光軸Lが1/4の位置K2から3/4の位置K4のうち何れかの位置(図7では1/4の位置K2、図8では2/4の位置K3、図9では3/4の位置K4)に向かうように配置されている。
この配列構成では、各発光素子(212a,…),(212b,…)の光軸Lを素子配置交点K1から隣設素子配置交点K5の間で光照射領域L’に効率よく照射することができる。
特に、発光素子(212a,…),(212b,…)の光軸Lが、図7に示すように1/4の位置K2に向かう場合や、図9に示すように光軸Lが3/4の位置K4に向かう場合に有利となる。
すなわち、図7及び図9に示す発光素子列220a,220bの配列構成では、光照射領域L’と第1発光素子列220aの各第1発光素子212a,…の光軸Lとの第1光軸交点(K2,K4),…と、光照射領域L’と第2発光素子列220bの各第2発光素子212b,…の光軸Lとの第2光軸交点(K2,K4),…とは、互いに異なる位置に位置するように配置されている。
この配列構成では、各第1発光素子212a,…による原稿Gの光照射面G’での照度ムラと、各第2発光素子212b,…による原稿Gの光照射面G’での照度ムラとを分散させることができる。換言すれば、各第1発光素子212a,…及び各第2発光素子212b,…のうち、一方の発光素子212a,…又は212b,…による原稿Gの光照射面G’での照度ムラの暗部に、他方の発光素子212b,…又は212a,…の光軸を照射することができる。これにより、原稿Gの光照射面G’での照度ムラを均一にならすことができ、それだけ良好な画像を得ることができる。
しかも、図7及び図9に示す各第1発光素子212a,…及び各第2発光素子は、第1光軸交点(K2,K4),…及び第2光軸交点(K2,K4),…のうち、一方の各光軸交点(K2,K4),…が他方の各隣り合う光軸交点(K2,K4),…間の中間位置に位置するように配置されている。
この配列構成では、一方の発光素子212a,…又は212b,…による原稿Gの光照射面G’での照度ムラの暗部の主走査方向Xにおける中央に、他方の発光素子212b,…又は212a,…の光軸Lを照射することができる。これにより、原稿Gの光照射面G’での照度ムラをさらに均一にでき、さらに良好な画像を得ることができる。
なお、図5に示す配置構成において、第1発光素子列220aの各第1発光素子212a,…及び第2発光素子列220bの各第2発光素子212a,…は、主走査方向Xに対して光軸Lが一方側に傾斜するように配置されているが、勿論、図10に示すように、他方側に傾斜するように配置されていてもよい。
(第2実施形態)
図11は、第2実施形態の第1発光素子列220a及び第2発光素子列220bの配列構成の一例を示す概略平面図であって、図11(a)は、第1発光素子212a,…の光軸Lと第2発光素子212b,…の光軸Lとが異なる傾斜方向で傾いている状態を示しており、図11(b)は、第1発光素子212a,…の光軸Lと第2発光素子212b,…の光軸Lとが図11(a)の傾斜方向とは逆方向に傾いている状態を示している。
図11は、第2実施形態の第1発光素子列220a及び第2発光素子列220bの配列構成の一例を示す概略平面図であって、図11(a)は、第1発光素子212a,…の光軸Lと第2発光素子212b,…の光軸Lとが異なる傾斜方向で傾いている状態を示しており、図11(b)は、第1発光素子212a,…の光軸Lと第2発光素子212b,…の光軸Lとが図11(a)の傾斜方向とは逆方向に傾いている状態を示している。
図11に示す配列構成では、第1発光素子列220aの各第1発光素子212a,…は、光軸Lが何れも同じ傾斜方向に傾くように配置されており、第2発光素子列220bの各第2発光素子212b,…は、光軸Lが何れも各第1発光素子212a,…の光軸Lの傾斜方向とは逆方向に傾くように配置されている。
ここでは、各第1発光素子212a,…は、光軸Lが互いに平行になるように配置されており、各第2発光素子212b,…も、光軸Lが互いに平行になるように配置されている。
(第3実施形態)
図12は、第3実施形態の第1発光素子列220a及び第2発光素子列220bの配列構成の一例を示す概略平面図である。
図12は、第3実施形態の第1発光素子列220a及び第2発光素子列220bの配列構成の一例を示す概略平面図である。
図12に示す配列構成では、第1発光素子列220aの各隣り合う第1発光素子212a,212aは、光軸Lが互いに異なる方向(ここでは傾斜方向が交互に異なる方向)に傾くように配置されており、第2発光素子列220bの各隣り合う第2発光素子212b,212bも、光軸Lが互いに異なる方向(ここでは傾斜方向が交互に異なる方向)に傾くに配置されている。
詳しくは、第1発光素子列220aにおける一つおきの第1発光素子212a(212ax),…は、光軸Lが互いに平行になるように配置されていると共に、残りの第1発光素子212a(212ay),…は、光軸Lが互いに平行でかつ一つおきの第1発光素子212a(212ax),…の光軸Lの傾斜方向とは逆方向に傾くように配置されている。また、第2発光素子列220bにおける一つおきの第2発光素子212b(212bx),…は、光軸Lが互いに平行でかつ一つおきの第1発光素子212a(212ax),…の光軸Lの傾斜方向と同じ方向に傾くように配置されていると共に、残りの第2発光素子212b(212by),…は、光軸Lが互いに平行でかつ一つおきの第2発光素子212b(212bx),…の光軸Lの傾斜方向とは逆方向に傾くように配置されている。
ここでは、一つおきの第1発光素子212ax,…及び一つおきの第2発光素子212bx,…は、それら一つおきの発光素子(212ax,…),(212bx,…)の光軸Lが平行になるように配置されている。また、残りの第1発光素子212ay,…及び残りの第2発光素子212by,…は、それら残りの発光素子(212ay,…),(212by,…)の光軸Lが平行になるように配置されている。なお、各隣り合う光軸Lの光照射領域L’との交点間の距離を等しくすることが好ましい。
(第1から第3実施形態について)
図5から図10に示す第1実施形態の配列構成及び図11に示す第2実施形態の配列構成並びに図12に示す第3実施形態の配列構成において、第1及び第2実施形態の配列構成では、各発光素子列220a,220bの各発光素子(212a,…),(212b,…)の光軸Lは互いに平行であるので、また、第3実施形態の配列構成では、各発光素子列220a,220bにおける一つおきの発光素子(212ax,…),(212bx,…)の光軸Lは互いに平行であると共に、残りの発光素子(212ay,…),(212by,…)の光軸Lも互いに平行であるので、互いに平行な各光軸Lが照射する光照射領域L’における狙いの位置を該各光軸Lの間で統一した位置とすることができ、これにより、各発光素子列220a,220bにおける各発光素子(212a,…),(212b,…)の配置構成を画一的に単純化した状態で原稿Gの光照射面での照度ムラを軽減することが可能となる。
図5から図10に示す第1実施形態の配列構成及び図11に示す第2実施形態の配列構成並びに図12に示す第3実施形態の配列構成において、第1及び第2実施形態の配列構成では、各発光素子列220a,220bの各発光素子(212a,…),(212b,…)の光軸Lは互いに平行であるので、また、第3実施形態の配列構成では、各発光素子列220a,220bにおける一つおきの発光素子(212ax,…),(212bx,…)の光軸Lは互いに平行であると共に、残りの発光素子(212ay,…),(212by,…)の光軸Lも互いに平行であるので、互いに平行な各光軸Lが照射する光照射領域L’における狙いの位置を該各光軸Lの間で統一した位置とすることができ、これにより、各発光素子列220a,220bにおける各発光素子(212a,…),(212b,…)の配置構成を画一的に単純化した状態で原稿Gの光照射面での照度ムラを軽減することが可能となる。
ところで、図5から図10に示す第1実施形態の配列構成では、各第1発光素子212a,…の光軸Lが何れも同じ傾斜方向に傾き、各第2発光素子212b,…の光軸Lが何れも各第1発光素子212a,…の光軸Lの傾斜方向と同じ方向に傾くので、光照射領域L’の主走査方向Xの両端部においては光軸Lが片側のみしか照射されないために光量が低下し易い。また、図11に示す第2実施形態の配列構成では、各第1発光素子212a,…の光軸が何れも同じ傾斜方向に傾き、各第2発光素子212b,…の光軸Lが何れも各第1発光素子212a,…の光軸Lの傾斜方向とは逆方向に傾くので、各発光素子列220a,220bの配置位置に対して光照射領域L’が主走査方向Xの一方側又は他方側にシフトしてしまい、それだけ主走査方向Xに無駄なスペースをとってしまう。
この点、図12に示す第3実施形態の配列構成では、第1発光素子列220aの各隣り合う第1発光素子212a,212aの光軸Lは傾斜方向が交互に異なる方向に傾き、第2発光素子列220bの各隣り合う第2発光素子212b,212bの光軸Lは傾斜方向が交互に異なる方向に傾くので、光照射領域L’の主走査方向Xの両端部での光量低下を防止できると共に、各発光素子列220a,220bの配置位置に対する光照射領域L’の主走査方向Xにおけるシフトを防止でき、これにより主走査方向Xにおける無駄なスペースをとることを回避できる。
図5から図10に示す第1実施形態の配列構成及び図12に示す第3実施形態の配列構成においては、第1発光素子列220a及び第2発光素子列220bにおける各発光素子(212a,…),(212b,…)を、光照射領域L’上における対称点を中心に点対称となるように構成することができる。この場合、第1発光素子列220aと第2発光素子列220bとを共用使いでき、発光素子列220a,220bを含む組立部材(具体的には発光素子搭載基板213a,213b)を共通使いすることが可能となり、それだけ前記組立部材の製造コスト及び前記組立部材の部品管理コストを低減させることができる。
なお、以上説明した発光素子(212a,…),(212b,…)の配置構成は、基準にした副走査方向Yの両側に配置したものであるが、片側に配置したものであってもよい。
100 画像読取装置
210 光源ユニット(照明装置の一例)
211 光源
212a,… 第1発光素子
212b,… 第2発光素子
213a,… 第1光源基板
213b,… 第2光源基板
214 基台
220a 第1発光素子列
220b 第2発光素子列
D 画像形成装置
G 原稿
G’ 原稿の光照射面
L’ 光照射領域
L 光軸
K1 素子配置交点
K2 素子配置交点から1/4の位置
K3 素子配置交点から2/4の位置
K4 素子配置交点から3/4の位置
K5 隣設素子配置交点
F 基板面
R スリット
X 主走査方向(第1方向の一例)
Y 副走査方向(第2方向の一例)
β 第1発光素子と第2発光素子とを通る仮想直線
γ1,γ2 仮想垂線
210 光源ユニット(照明装置の一例)
211 光源
212a,… 第1発光素子
212b,… 第2発光素子
213a,… 第1光源基板
213b,… 第2光源基板
214 基台
220a 第1発光素子列
220b 第2発光素子列
D 画像形成装置
G 原稿
G’ 原稿の光照射面
L’ 光照射領域
L 光軸
K1 素子配置交点
K2 素子配置交点から1/4の位置
K3 素子配置交点から2/4の位置
K4 素子配置交点から3/4の位置
K5 隣設素子配置交点
F 基板面
R スリット
X 主走査方向(第1方向の一例)
Y 副走査方向(第2方向の一例)
β 第1発光素子と第2発光素子とを通る仮想直線
γ1,γ2 仮想垂線
Claims (16)
- 所定方向に強い指向特性を有すると共に、原稿への所定の第1方向に延びる光照射領域に向けて光軸を照射する複数の発光素子を列設した光源を有する照明装置において、
前記複数の発光素子の少なくとも一つは、前記第1方向に対して光軸を傾けるように構成されていることを特徴とする照明装置。 - 請求項1に記載の照明装置において、
原稿からの反射光を通過させるスリットが前記光照射領域の下方に形成されていることを特徴とする照明装置。 - 請求項1又は2に記載の照明装置において、
前記複数の発光素子は、光源基板に搭載され、前記光源基板の基板面に対して光軸が平行になるように光を射出するサイド発光を行うことを特徴とする照明装置。 - 請求項1から3の何れか一つに記載の照明装置において、
前記複数の発光素子は、前記光照射領域を基準にして、前記第1方向に直交する原稿の光照射面に沿った第2方向の両側のうち、一方側に列設された複数の第1発光素子からなる第1発光素子列と、他方側に列設された複数の第2発光素子からなる第2発光素子列とで構成されており、
前記第1発光素子列及び前記第2発光素子列のうちの少なくとも一方の発光素子列に列設された発光素子の少なくとも一つは、前記第1方向に対して光軸を傾けるように構成されていることを特徴とする照明装置。 - 請求項4に記載の照明装置において、
前記各第1発光素子の光軸は何れも同じ傾斜方向に傾くと共に、前記各第2発光素子の光軸は何れも前記各第1発光素子の光軸の傾斜方向と同じ方向に傾くことを特徴とする照明装置。 - 請求項4に記載の照明装置において、
前記各第1発光素子の光軸は何れも同じ傾斜方向に傾くと共に、前記各第2発光素子の光軸は何れも前記各第1発光素子の光軸の傾斜方向とは逆向きの傾斜方向に傾くことを特徴とする照明装置。 - 請求項5又は6に記載の照明装置において、
前記各第1発光素子の光軸は互いに平行であると共に、前記各第2発光素子の光軸も互いに平行であることを特徴とする照明装置。 - 請求項4に記載の照明装置において、
前記第1発光素子列の各隣り合う第1発光素子の光軸が互いに異なる方向に傾き、前記第2発光素子列の各隣り合う第2発光素子の光軸も互いに異なる方向に傾くことを特徴とする照明装置。 - 請求項8に記載の照明装置において、
前記第1発光素子列における一つおきの第1発光素子の光軸は互いに平行であると共に、残りの第1発光素子の光軸は互いに平行でかつ該一つおきの第1発光素子の光軸の傾斜方向とは逆向きの傾斜方向に傾き、
前記第2発光素子列における一つおきの第2発光素子の光軸は互いに平行でかつ前記一つおきの第1発光素子の光軸の傾斜方向と同じ方向に傾くと共に、残りの第2発光素子の光軸は互いに平行でかつ該一つおきの第2発光素子の光軸の傾斜方向とは逆向きの傾斜方向に傾くことを特徴とする照明装置。 - 請求項4から9の何れか一つに記載の照明装置において、
前記各発光素子の光軸は、前記各発光素子のうち、一の発光素子から前記光照射領域に向けた仮想垂線と前記光照射領域との素子配置交点と、該一の発光素子の隣に位置する隣設発光素子から前記光照射領域に向けた仮想垂線と前記光照射領域との隣設素子配置交点との間の1/4の位置、2/4の位置及び3/4の位置のうちの何れかの位置に向かうことを特徴とする照明装置。 - 請求項4から10の何れか一つに記載の照明装置において、
前記第1発光素子の光軸と前記光照射領域との第1光軸交点と、前記第2発光素子の光軸と前記光照射領域との第2光軸交点とは、互いに異なる位置に位置することを特徴とする照明装置。 - 請求項11に記載の照明装置において、
前記各第1発光素子の前記第1光軸交点及び前記各第2発光素子の前記第2光軸交点は、互いに異なる位置に位置し、一方の各光軸交点は、他方の各隣り合う光軸交点間における中間位置のうちの何れかの中間位置に位置することを特徴とする照明装置。 - 請求項4から12の何れか一つに記載の照明装置において、
前記第1発光素子列の各第1発光素子と、前記第2発光素子列の各第2発光素子とは、互いに対向する発光素子を通る仮想直線が前記第1方向に対して垂直になるように列設されていることを特徴とする照明装置。 - 請求項4から13の何れか一つに記載の照明装置において、
前記第1発光素子列の各第1発光素子と、前記第2発光素子列の各第2発光素子とは、前記第1方向に対して平行に列設されていることを特徴とする照明装置。 - 請求項1から14の何れか一つに記載の照明装置を備えたことを特徴とする画像読取装置。
- 請求項15に記載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。
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