JP2011139239A - 画像読取装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光源と導光手段とを備える、画像読取部において、光源と導光手段とを接触させることなく照射領域における光の照度を高める。
【解決手段】光源３１ａと導光手段３１ｃとの間に配置され、光源３１ａから射出された光の一部を導光手段３１ｃに向けて反射する反射手段３１ｄを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像読取装置及び画像形成装置に関するものである。

例えば、画像形成装置は、原稿を照らすための光源装置を備える画像読取装置を有している。そして、光源装置のなかには、特許文献１に示すように、発光する光源と、この光源から射出された光を照射領域に導光する導光体（導光手段）とを備えるものがある。

このような画像読取装置によれば、光源から射出された光が導光体によって案内されて照射領域に集光され、照射領域における光の照度を高めることができる。

特開２００９−２４６４６２号公報

ところで、特に画像形成装置等に搭載される画像読取装置は、照射領域における光の照度が高いことが望まれる。近年は、光源としてＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いることが提案されているが、より多くの光を照射領域に集光する工夫が要求される。
そして、光源と導光体とを備える画像読取装置において、より簡単に照射領域における光の照度を高めるには、光源と導光体とを接触させることでより多くの光を導光体の内部に取り込む構成を採用することである。

しかしながら、通常光源は発光により発熱するため、光源を導光体に接触させた場合には、導光体が光源の熱によって変形し、光源から射出された光の案内に支障を来たす虞がある。
また、ＬＥＤを導光体と接触させる際に、取り付け誤差等に起因してＬＥＤを破損する虞もある。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、光源と導光手段とを備える画像読取装置において、光源の熱による導光体の変形を防止し、光源と導光手段とを接触させることなく照射領域における光の照度を高めることを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。

第１の発明は、発光する光源と、該光源から射出された光を照射領域に向けて導光する導光手段と、上記導光手段から射出された上記光が読取対象に照射した結果生じる戻り光を検出する受光センサとを備える画像読取装置であって、上記光源と上記導光手段との間に配置され、上記光源から射出された光の一部を上記導光手段に向けて反射する反射手段を備えるという構成を採用する。

第２の発明は、上記第１の発明において、上記光源及び上記導光手段の少なくともいずれかを保持する保持部材を備え、上記反射手段が上記保持部材上に設置されているという構成を採用する。

第３の発明は、上記第２の発明において、上記保持部材がプリント基板であり、上記反射手段が、上記プリント基板が有する金属箔からなるという構成を採用する。

第４の発明は、上記第１〜第３いずれかの発明において、上記反射手段が、上記光源と上記導光手段との間の全領域に亘り設けられているという構成を採用する。

第５の発明は、読取対象である原稿に光を照射する光源装置及び上記原稿からの戻り光を受光して画像データとして取り込む受光センサを備える画像読取装置と、上記画像データに基づいて記録媒体への印刷を行う印刷部とを備える画像形成装置であって、上記画像読取装置として、上記第１〜第４いずれかの発明である画像読取装置を備えるという構成を採用する。

本発明によれば、光源と導光手段との間に、光源から射出された光の一部を導光手段に向けて反射する反射手段が設けられている。このため、本発明によれば、光源と導光手段とが離間して配置された上に、本来漏れ光となる光の一部が反射手段によって導光手段に向けて反射されることにより導光手段に取り込まれる光量を増加させることができる。
したがって、本発明によれば、光源と導光手段とを備える画像読取装置において、光源と導光手段とを接触させることなく照射領域における光の照度を高めることが可能となる。

本発明の一実施形態の複写機の概略構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態の複写機が備える光源装置を含む拡大図である。 本発明の一実施形態の複写機が備える光源装置の拡大平面図である。 本発明の一実施形態の複写機が備える光源装置の照度分布と比較するための比較実験データである。 本発明の一実施形態の複写機が備える画像読取装置の照度分布と比較するための比較実験データである。 本発明の一実施形態の複写機が備える画像読取装置の照度分布を示す実験データである。

以下、図面を参照して、本発明に係る画像読取装置及び画像形成装置の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。また、以下の説明においては、本発明の画像形成装置の一例として複写機を挙げて説明する。

図１は、本実施形態の複写機Ｐの概略構成を示す断面図である。この図に示すように、本実施形態の複写機Ｐは、原稿（読取対象）の画像を読み取る画像読取部１（画像読取装置）と、読み取った画像データに基づいて記録紙（記録媒体）に印刷を行う印刷部２とを備えている。

画像読取部１は、原稿の画像に光を照射し、その反射光を受光することによって原稿の画像を画像データとして読み取るものであり、図１に示すように、光源ユニット３と、ミラーユニット４と、受光センサユニット５とを備えている。

光源ユニット３は、原稿に向けて光を照射する光源装置３１と、原稿からの戻り光をミラーユニット４に反射する反射ミラー３２と、光源装置３１及び反射ミラー３２とを保持する保持枠体３３とを備えている。

図２は、図１に示す光源装置３１を含む拡大図である。また、図３は、光源装置３１を含む拡大平面図である。
これらの図に示すように、光源装置３１は、発光する光源としてのＬＥＤ３１ａ（光源）と、ＬＥＤ３１ａの駆動回路を備えるプリント基板３１ｂ（保持部材）と、ＬＥＤ３１ａから射出された光を原稿における照射領域に導光する導光体３１ｃ（導光手段）と、ＬＥＤ３１ａと導光体３１ｃとの間に配置される反射部３１ｄ（反射手段）と、導光ミラー３１ｅとを備えている。

ＬＥＤ３１ａは、白色光を射出する白色ＬＥＤであり、図３に示すように、複写機Ｐにおける主走査方向に複数配列されている。これらのＬＥＤ３１ａは、プリント基板３１ｂに実装されて導光体３１ｃ側に向けて配置されており、不図示の制御装置の制御の下、発光する。

プリント基板３１ｂは、ＬＥＤ３１ａを保持部材として機能するものであり、ＬＥＤ３１ａに導通するための配線パターンが形成されている。
なお、本実施形態においてプリント基板３１ｂは、ＬＥＤ３１ａと共に導光体３１ｃを保持している。

導光体３１ｃは、ＬＥＤ３１ａ側の端面３１ｃ１から入射された光を導光し、その一部を原稿の照射領域に向けられた端面３１ｃ２から原稿に向けて射出し、残りを導光ミラー３１ｅに向けられた端面３１ｃ３から導光ミラー３１ｅに向けて射出する。

反射部３１ｄは、ＬＥＤ３１ａと導光体３１ｃとの間に配置され、ＬＥＤ３１ａから射出された光の一部を導光体３１ｃの端面３１ｃ１に向けて反射するものである。なお、反射部３１ｄは、反射部３１ｄが存在しない場合に本来ＬＥＤ３１ａと導光体３１ｃとの間の隙間を抜けて漏れ出す漏れ光を反射して導光体３１ｃに向けて反射する。
そして、本実施形態において反射部３１ｄは、プリント基板３１ｂが元々備える銅箔によって形成されている。より詳細には、プリント基板３１ｂにエッチングによって配線パターンを形成する際に、反射部３１ｄに相当する領域を配線パターンとは電気的に隔離して残し、この領域を鏡面仕上げすることによって反射部３１ｄとされている。このように、本実施形態において反射部３１ｄは、ＬＥＤ３１ａ及び導光体３１ｃを保持するプリント基板３１ｂ上に設けられている。
さらに、本実施形態において反射部３１ｄは、図３に示すように、ＬＥＤ３１ａと導光体３１ｃとの間の全域に亘り設けられている。これによって、全てのＬＥＤ３１ａから射出された光の少なくとも一部が導光体３１ｃに向けて反射される。

導光ミラー３１ｅは、導光体３１ｃの端面３１ｃ３から射出された光を原稿の照射領域に向けて反射するものである。

反射ミラー３２は、原稿の照射領域の直下に配置されており、原稿からの戻り光をミラーユニット４に向けて反射するものである。
保持枠体３３は、上述のように光源装置３１及び反射ミラー３２を保持すると共に、不図示の移動装置により、複写機Ｐにおける副走査方向に移動可能とされている。そして、保持枠体３３が副走査方向に移動されることによって、原稿における照射領域が副走査方向に移動し、順次原稿の全面に光が照射される。

図１に戻り、ミラーユニット４は、原稿からの戻り光を受光センサユニット５に向けて導光するものであり、光源ユニット３の保持枠体３３と同期して副走査方向に移動する保持枠体４１と、保持枠体４１に保持されると共に上記戻り光を反射する２つの反射ミラー４２とを備えている。

受光センサユニット５は、ミラーユニット４を介して入射される戻り光を画像データに変換するものであり、戻り光を画像データに変換するＣＣＤ（Charge-Coupled Device）５１（受光センサ）、戻り光をＣＣＤにて結像させる結像レンズ５２及びＣＣＤ５１及び結像レンズ５２を支持する支持台５３等を備えている。

印刷部２は、ベルトユニット６と、画像形成ユニット７と、給紙カセット８と、給紙トレイ９と、二次転写部１０と、定着部１１と、排紙トレイ１２と、搬送路１３とを備えている。

ベルトユニット６は、画像形成ユニット７において形成されるトナー画像が転写され、この転写されたトナー画像を搬送するものであり、画像形成ユニット７からトナー画像が転写される中間転写ベルト６１と、中間転写ベルト６１を架設すると共に無端回送させる駆動ローラ６２と、従動ローラ６３と及びテンションローラ６４を備えている。
中間転写ベルト６１は、駆動ローラ６２、従動ローラ６３及びテンションローラ６４に張架される構成となっている。
駆動ローラ６２は、モータ等の駆動源を有する駆動部に接続され、中間転写ベルト６１に対しグリップ力を付与しつつ回走させるものである。
従動ローラ６３は、駆動ローラ６２の回転駆動に従動して回転駆動するものである。
テンションローラ６４は、駆動ローラ６２の回転駆動に従動して回転駆動する従動ローラの一種であり、バネ機構を有して中間転写ベルト６１にテンションを与えるものである。
また、ベルトユニット６には、不図示のクリーニング部が併設されており、中間転写ベルト６１に残留したトナー等を除去する構成となっている。

画像形成ユニット７は、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）の各色にそれぞれ対応して設けられており、各色のトナー画像を形成するものである。そして、これらの画像形成ユニット７は、中間転写ベルト６１に沿って配列されている。

各画像形成ユニット７は、感光体７１と、帯電器７２と、レーザスキャニングユニット７３と、現像装置７４と、一次転写ローラ７５と、クリーニング装置７６及び不図示の除電装置等とを有する。
感光体７１は、円柱に形状設定され、その周面に静電潜像及び当該静電潜像に基づくトナー像が形成されるものである。帯電器７２は、感光体７１に対して対向配置され、感光体７１の周面を帯電状態とするものである。レーザスキャニングユニット７３は、印刷形式の画像データに基づいて射出されるレーザ光を帯電状態の感光体７１の周面において走査するものである。現像装置７４は、感光体７１の周面に対してトナーを供給することによって感光体７１の周面上に静電潜像に基づく画像を現像するものである。一次転写ローラ７５は、中間転写ベルト６１を挟んで感光体７１と対向配置され、感光体７１に現像された画像を中間転写ベルト６１に一次転写するものである。クリーニング装置７６は、一次転写の後に感光体７１上に残留したトナーを除去するものである。

給紙カセット８は、装置本体に対して引き出し自在であり、記憶紙を収容するものである。給紙トレイ９は、装置本体に対して開閉自在であり、記憶紙を収容するものである。
二次転写部１０は、中間転写ベルト６１上に形成された画像を記憶媒体に二次転写するものであって、中間転写ベルト６１を駆動させる駆動ローラ６２と、中間転写ベルト６１を挟んで該駆動ローラ６２と対向配置される二次転写ローラ１０ａとから構成されている。
定着部１１は、記憶媒体上に二次転写されたトナー像を記録紙に定着させるものであり、加圧及び加熱することによりトナー像を記録紙に定着させる加熱ローラを備える。
搬送路１３は、給紙カセット８から記憶紙を搬出するピックアップローラ１３ａ、記憶媒体を搬送する給紙ローラ１３ｂ、排紙トレイ１２に記憶媒体を排紙する排紙ローラ１３ｃ等を備える。

このような構成を有する本実施形態の複写機Ｐは、上述のように、光源装置３１と、ＣＣＤ５１と、印刷部２とを備えており、光源装置３１から射出された光が原稿に照射され、その戻り光をＣＣＤ５１で画像データに変換し、さらに印刷部２が当該画像データに基づいて記録紙に印刷を行う。

そして、本実施形態の複写機Ｐにおいては、光源装置３１がＬＥＤ３１ａと導光体３１ｃとの間に配置され、ＬＥＤ３１ａから射出された光の一部を導光体３１ｃに向けて反射する反射部３１ｄを備えている。
このため、本実施形態の複写機Ｐによれば、ＬＥＤ３１ａと導光体３１ｃとが離間して配置された上に、本来漏れ光となる光の一部が反射部３１ｄによって導光体３１ｃに向けて反射されることにより導光体３１ｃに取り込まれる光量を増加させることができる。
したがって、本実施形態の複写機Ｐによれば、光源と導光手段とを備える画像読取部１において、ＬＥＤ３１ａの熱による導光体３１ｃの変形を防止し、ＬＥＤ３１ａと導光体３１ｃとを接触させることなく照射領域における光の照度を高めることが可能となる。

図４〜図６は、本実施形態の複写機Ｐが備える画像読取部１の効果を実証するための実験結果を示すグラフである。なお、図４〜図６において、縦軸が照度を示し、横軸が副走査方向における位置を示している。また、本実験においては、導光体３１ｃの端面３１ｃ１の高さを１．３ｍｍ、ＬＥＤ３１ａの高さを０．８ｍｍ、導光体３１ｃとＬＥＤ３１ａとを離間する場合の離間距離を０．６ｍｍとして実験を行った。そして、図４がＬＥＤ３１ａと導光体３１ｃとを密着させた場合における照度分布を示すグラフであり、図５がＬＥＤ３１ａと導光体３１ｃとを離間させて反射部３１ｄを設けない場合における照度分布を示すグラフであり、図６が本実施形態の複写機Ｐが備える画像読取部１の光源装置３１における照度分布を示すグラフである。
これらの図４〜図６に分かるように、ＬＥＤ３１ａと導光体３１ｃとを離間させて反射部３１ｄを設けない場合の照度のピーク値（４６３５８ｌｘ）は、ＬＥＤ３１ａと導光体３１ｃとを密着させた場合の照度のピーク値（５５７１８ｌｘ）に対して大きく下がる（８０％程度の低下）。一方、本実施形態の複写機Ｐが備える画像読取部１における照度のピーク値（５４９３１ｌｘ）は、ＬＥＤ３１ａと導光体３１ｃとを密着させた場合の照度のピーク値（５５７１８ｌｘ）と同程度であった。
つまり、本実施形態の複写機Ｐによれば、光源と導光手段とを備える画像読取部において、光源と導光手段とを接触させることなく照射領域における光の照度を、光源と導光手段とを接触させた場合と同程度まで高められることが確認できた。

また、本実施形態の複写機Ｐが備える画像読取部１においては、ＬＥＤ３１ａ及び導光体３１ｃを保持するプリント基板３１ｂに反射部３１ｄが設置されている。
このため、反射部３１ｄを保持する保持部を別に設ける必要がなく、装置構成を簡略化できると共に反射部３１ｄを設置することによる製造コストの増加を抑制することができる。

また、本実施形態の複写機Ｐが備える画像読取部１においては、反射部３１ｄが、プリント基板３１ｂが備える銅箔（金属箔）からなる構成を採用している。
このため、プリント基板３１ｂに配線パターンを形成する過程で反射部３１ｄを形成することができ、反射部３１ｄを設置することによる製造コストの増加を抑制することができる。

また、本実施形態の複写機Ｐが備える画像読取部１においては、ＬＥＤ３１ａと導光体３１ｃとの間の全領域に亘り反射部３１ｄが設けられている。
このため、全てのＬＥＤ３１ａから射出された光の少なくとも一部が導光体３１ｃに向けて反射され、より多くの光を導光体３１ｃに取り込むことが可能となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記実施形態においては、画像読取部１が画像形成装置の１つのである複写機に搭載された構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、画像読取部１が他の装置、例えばスキャナや生体認証装置に搭載されても良い。

また、上記実施形態においては、画像形成装置が複写機Ｐである構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、画像形成装置が複写機を含む複合機であっても良い。

また、上記実施形態においては、反射手段が、プリント基板３１ｂが備える銅箔からなる反射部３１ｄである構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、別途、ミラー等を設け、当該ミラーを反射部３１ｄとする構成を採用することもできる。

また、上記実施形態においては、ＬＥＤ３１ａ及び導光体３１ｃを保持するプリント基板３１ｂに反射部３１ｄを設ける構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ＬＥＤ３１ａと導光体３１ｃとを別々の保持部材を備え、このいずれかの保持部材に反射部３１ｄを設けるようにしても良い。また、反射部３１ｄのみを保持する保持部材を別途設置しても良い。

また、上記実施形態においては、反射部３１ｄがＬＥＤ３１ａと導光体３１ｃとの間の全領域に亘り反射部３１ｄが設けられているという構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、ＬＥＤ３１ａと導光体３１ｃとの間の領域に、反射部３１ｄが分散して設けられる構成を採用することもできる。

Ｐ……複写機（画像形成装置）、１……画像読取部（画像読取装置）、３１……光源装置、３１ａ……ＬＥＤ（光源）、３１ｂ……プリント基板（保持部材）、３１ｃ……導光体（導光手段）、３１ｄ……反射部（反射手段）

Claims (5)

1. 発光する光源と、該光源から射出された光を照射領域に向けて導光する導光手段と、前記導光手段から射出された前記光が読取対象に照射した結果生じる戻り光を検出する受光センサとを備える画像読取装置であって、
   前記光源と前記導光手段との間に配置され、前記光源から射出された光の一部を前記導光手段に向けて反射する反射手段を備えることを特徴とする画像読取装置。
2. 前記光源及び前記導光手段の少なくともいずれかを保持する保持部材を備え、前記反射手段は前記保持部材上に設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. 前記保持部材がプリント基板であり、前記反射手段は、前記プリント基板が有する金属箔からなることを特徴とする請求項２記載の画像読取装置。
4. 前記反射手段は、前記光源と前記導光手段との間の全領域に亘り設けられていることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の画像読取装置。
5. 読取対象である原稿に光を照射する光源装置及び前記原稿からの戻り光を受光して画像データとして取り込む受光センサを備える画像読取装置と、前記画像データに基づいて記録媒体への印刷を行う印刷部とを備える画像形成装置であって、
   前記画像読取装置として、請求項１〜４いずれかに記載の画像読取装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

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