JP2011199460A - 画像読取装置，画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 基板上に配列，実装された複数の点光源と原稿面との間に導光部材が配置された画像読取装置において，組み立て時に導光部材を複数の光源に押し当てることで，複数の光源に負荷がかかり，組み立て時や輸送時等に実装剥がれや光源の故障を引き起こすことなく，複数の点光源から出射される光を原稿の主走査方向に対して均等に，且つ照射不足とならないように照射できるようにすること。
【解決手段】 複数のＬＥＤ３１が所定間隔で直線状に配列，実装されたアレイ基板３と，アレイ基板３の複数のＬＥＤ３１が実装された面に配設される導光部材４と，導光部材４とアレイ基板３とが固定される枠体５とを有する画像読取装置において，複数のＬＥＤ３１に導光部材４の入射面４１が近接又は触接した状態で，アレイ基板３と導光部材４又は枠体５に形成された位置決め穴に嵌合して，これらの位置関係を定める位置決めピンを枠体５又は導光部材４に設ける。
【選択図】図２

Description

本発明は，所定間隔で配列された複数の点光源を用いて原稿を照射し，原稿画像の読み取りを行うように構成されたスキャナ等の画像読取装置及びこのような画像読取装置を備える複写機，ファクシミリ，複合機等の画像形成装置に関するものである。

従来，スキャナ等の原稿の画像情報を読み取る画像読取装置としては，照明手段からの光を原稿に照射し，原稿からの反射光を結像させて，結像された画像情報をＣＣＤイメージセンサ等の光電変換手段によってデジタル電気信号に変換することにより読み取るものが知られている。
このような画像読取装置において，原稿に光を照射する照明手段としては，一般的にキセノンランプや冷陰極管等が用いられるが，近年，これらに代えて，低価格で寿命が長く且つ高い照度が得られるＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の点光源を主走査方向に複数個，所定間隔で配列したもの（例えばＬＥＤアレイ基板）も多く採用されてきている。
こうしたＬＥＤアレイ基板のように複数の点光源（ＬＥＤ）を配列した照明手段を用いた画像読取装置では，例えば特許文献１に示されるように，これら複数のＬＥＤと原稿との間に，透明樹脂やガラス等からなり，ＬＥＤから出射された光を原稿面へ導く導光部材が配置される。この導光部材は，ＬＥＤから出射されて円錐状に拡散する光を主走査方向に沿って原稿に照射するように導くことにより，原稿面上における照度分布の斑の発生を抑制している。

特開２００６−２５３０３号公報

ところで，上記した導光部材と複数のＬＥＤとの位置関係にバラツキがあると，原稿の主走査方向に対して均等に光を照射できないといった問題があった。すなわち，ＬＥＤから出射される光は円錐状に拡散するので，導光部材の入射面とＬＥＤの配列とが平行でなく，導光部材の入射面とＬＥＤとの間隔が主走査方向の両端で異なる場合等に，その間隔が小さい部分では，導光部材に入射される光の光量が多く，間隔が大きい部分では光量が少なくなるという斑を生じる。
また，導光部材の入射面とＬＥＤの配列とが平行であっても，ＬＥＤと導光部材の入射面との間隔が広すぎると，ＬＥＤから出射され導光部材に入射される光の光量が少なくなり，原稿面で照度が不足する虞があるといった問題もあった。
そのため，特許文献１では，ライン状に配列された複数のＬＥＤに導光部材を突き当ててＬＥＤと導光部材との位置関係を決め，締結することが提案されている。
しかし，特許文献１のものでは，組み立て時に導光部材をＬＥＤに押し付けなければ，ネジ等の締結部材で締め付ける際に摩擦力により位置関係がずれてしまう虞があるため，複数のＬＥＤに導光部材を押し付けた状態で締結される。すなわち，組み立て時に複数のＬＥＤに押圧力を加えることになり，また締結された後も押圧力がかかった状態となる。
そのため，組み立て時にＬＥＤの破損や，ＬＥＤがＬＥＤアレイ基板から剥がれてしまう実装剥がれを生じる可能性が高いことはもちろん，組み立て後もＬＥＤに押圧力がかかっているので，例えば輸送時や使用時の振動等，軽微な衝撃によってもＬＥＤの破損や実装剥がれが生じる虞があるといった問題があった。
従って，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって，基板上に配列，実装された複数の点光源と原稿面との間に，複数の点光源からの光を原稿面に導く導光部材が配置された画像読取装置及び，このような画像読取装置を備える画像形成装置において，組み立て時に導光部材を複数の光源に押し当てることにより，複数の光源に負荷がかかって，組み立て時や，輸送時，使用時に実装剥がれや光源自体の故障を引き起こすことなく，複数の点光源から出射される光を原稿の主走査方向に対して均等に，且つ照射不足とならないように照射できるようにすることを解決課題とする。

上記課題を解決するために本発明は，複数の点光源が主走査方向に沿って所定間隔で直線状に配列，実装されたアレイ基板と，該アレイ基板の前記複数の点光源が実装された面に配設され，前記複数の点光源からの光を原稿面に導く導光部材と，前記導光部材と前記アレイ基板とが固定される枠体とを有し，前記複数の点光源から，前記導光部材を介して原稿面に光を照射したときの反射光を利用して原稿画像を読み取る画像読取装置であって，前記複数の点光源に前記導光部材の入射面が近接又は触接した状態で，前記導光部材と前記アレイ基板と前記枠体の位置関係を定める位置決め手段を備えることを特徴とする画像読取装置として構成される。
これにより，複数の点光源と導光部材の入射面が近接又は触接した状態で，導光部材とアレイ基板と枠体の位置関係を定めることができるので，組み立て時に導光部材を複数の光源に押し当てることにより，複数の光源に負荷がかかって，組み立て時や，組み立て後の輸送時，使用時に実装剥がれや光源自体の故障を引き起こすことなく，複数の点光源から出射される光を原稿の主走査方向に対して均等に，且つ照射不足とならないように照射できる。
前記位置決め手段としては，具体的には，前記アレイ基板に形成された第１の位置決め穴と，前記導光部材に形成された第２の位置決め穴との両方に嵌合するように，前記枠体に設けられた第１の位置決めピンが挙げられる。
このようにすると，導光部材とアレイ基板とが固定される枠体に設けられた第１の位置決めピンに対して導光部材とアレイ基板に形成された第１，第２の位置決め穴を嵌入させることにより位置決めできるので，容易に組み立てることができる。
なお，この場合，前記第１の位置決めピン及び第１，第２の位置決め穴は，それぞれ前記枠体，前記アレイ基板，前記導光部材において，前記導光部材の前記複数の点光源からの光が通過する光路域に対して主走査方向外側に形成される。
また，前記位置決め手段は，前記アレイ基板に形成された第３の位置決め穴と，前記枠体に形成された第４の位置決め穴との両方に嵌合するように，前記導光部材に形成された第２の位置決めピンとしてもよい。
このようにすると，第２の位置決めピンは導光部材の光路域の外側に形成されるので，第２の位置決めピン及び第３，第４の位置決め穴は導光部材の主走査方向の光路域内において形成することができ，導光部材，アレイ基板，枠体を主走査方向に必要以上に大きくしなくてよく，部材のコンパクト化や装置内の省スペース化に貢献できる。
さらに，前記導光部材と前記アレイ基板と前記枠体とは，前記位置決め手段により位置決めされた状態で，共締めされることにより固定されることが好適である。
これにより，導光部材とアレイ基板，アレイ基板と枠体のそれぞれを固定する別々の固定部材を用いることなく固定できるので部品点数を減らすことができる。
なお，本発明は上記したような画像読取装置を備える画像形成装置としても構成される。

本発明によると，複数の点光源と導光部材の入射面が近接又は触接した状態で，導光部材とアレイ基板と枠体の位置関係を定めることができるので，組み立て時に導光部材を複数の光源に押し当てることにより，複数の光源に負荷がかかって，組み立て時や，組み立て後の輸送時，使用時に実装剥がれや光源自体の故障を引き起こすことなく，複数の点光源から出射される光を原稿の主走査方向に対して均等に，且つ照射不足とならないように照射できる。

本発明に係る画像読取装置の概略構成を示す模式図。 図１のＡ部詳細図。 本発明に係る画像読取装置の導光部材を示す斜視図。 本発明に係る画像読取装置のアレイ基板を示す斜視図。 本発明の第２実施形態に係るアレイ基板と導光部材の取付構造を示す模式断面図。 本発明の第２実施形態に係る導光部材を示す斜視図。

以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。尚，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。
まず，図１を用いて本発明に係る画像読取装置の概略を説明する。図１はスキャナＸの内部構造を正面視した模式図である。なお，本発明は，スキャナＸ等の画像読取装置及び，スキャナＸ等の画像読取装置を備える複写機，ファクシミリ及びこれらの複合機等の画像形成装置に適用することができるが，本実施形態では，図１に示すように自動原稿送り装置１を備えたスキャナＸを一例に説明する。
本実施形態に係るスキャナＸは，大別すると，装置本体２と，装置本体２の上方に配置された自動原稿送り装置１（以下，ＡＤＦ１と称す）とにより構成されている。
ＡＤＦ１は，原稿セット部１１にセットされた一以上の原稿Ｍを原稿送りモータ（不図示）で駆動される複数の搬送ローラ対１３により順次搬送して，コンタクトガラス２１上の原稿読取位置２１１を副走査方向に通過するように原稿Ｍを移動させるものである。このＡＤＦ１の内部には，移動する原稿Ｍを押さえるための原稿押さえ１４が原稿読取位置２１１に対応する位置にコンタクトガラス２１に近接して対向配置されている。
装置本体２の上面には原稿台として機能するコンタクトガラス２１が設けられ，正面側側面には，液晶ディスプレイ等の表示部（不図示）やキーボード等の操作キーを有する操作部（不図示）が配設されている。
装置本体２の内部には，原稿Ｍに光を照射する複数のＬＥＤ３１（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ，点光源の一例）が実装されたアレイ基板３や，複数のＬＥＤ３１からの光を原稿Ｍに導く導光部材４等を備えて走行モータ（不図示）により矢印Ｚで示す副走査方向に走行可能な光源ユニット５（枠体の一例）と，入射した受光量に応じた画像信号を生成するＣＣＤイメージセンサ２４と，複数のＬＥＤ３１から照射され原稿Ｍにて反射された反射光を光学レンズ２５を介してＣＣＤイメージセンサ２４に導くミラー２６〜２８とが適宜配設されている。また，上記各部を統括的に制御する制御部（不図示）が配設されている。複数のＬＥＤ３１，アレイ基板３，導光部材４の詳細については後記する。
なお，本実施形態において，特に説明がない限り副走査方向とは図１における左右方向（矢印Ｚで示す方向）を意味し，主走査方向とは図１における紙面に直交する方向を意味する（以下の説明において同じ）。

このスキャナＸによる画像情報の読み取りは従来の画像読取装置と特に変わるところはなく，まず，ＡＤＦ１により原稿Ｍを，原稿読取位置２１１に光を照射することができる位置に固定された状態の光源ユニット５に対して副走査方向に搬送するか，コンタクトガラス２１上に載置された原稿Ｍに対して走行モータ（不図示）によって光源ユニット５を副走査方向に走行させると共に，複数のＬＥＤ３１から導光部材４を介して原稿Ｍに光を照射する。つまり，ＡＤＦ１あるいは走行モータ（不図示）を走査駆動手段として機能させて光源ユニット３を原稿Ｍに対して原稿Ｍの副走査方向に相対移動させつつ，複数のＬＥＤ３１から導光部材４を介して原稿Ｍに光を照射して走査する。
そして，原稿Ｍからの反射光がミラー２６〜２８及び光学レンズ２５によりＣＣＤイメージセンサ２４に導かれ，ＣＣＤイメージセンサ２４にてデジタル画像信号が生成されて読み取られる。
なお，ＣＣＤイメージセンサ２４によるデジタル画像信号の生成及び生成されたデジタル画像信号の処理については，従来の画像読取装置と特に異なるところはなく，また本発明と直接の関係はないので，ここでは説明を省略する。

以下，アレイ基板３，導光部材４及びこれらの取付構造について図２〜４を用いて説明する。
ここで，図２は，図１のＡ部を詳細に示す図であり，図２（ａ）は平面視した図，図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ矢視部分断面図である。
図２（ａ）や図３に示すように複数のＬＥＤ３１は，主走査方向に長手のアレイ基板３の一方の面（上面３ａ）に，主走査方向に沿って所定間隔で直線状に配列，実装され，アレイ基板３と一体となっている。複数のＬＥＤ３１は，原稿Ｍに照射するための光を出射する発光面３１１がアレイ基板３に垂直に同一方向（図１，２では左側）へ向けて且つ主走査方向に沿う同一面上に並ぶように配置される。複数のＬＥＤ３１のアレイ基板３への実装方法は，特には限定されるものではないが，例えば接着，溶着等によってなされる。
アレイ基板３は，制御部（不図示）からの制御によって複数のＬＥＤ３１を点灯させるためのパターン回路が形成されたプリント基板である。

導光部材４は，主走査方向に長手の透明部材であり，図２，４に示すように，副走査方向の一端に複数のＬＥＤ３１から出射された光が入射される入射面４１が，他端に入射面４１から入射された光を原稿Ｍに照射させるために出射する第１及び第２の出射面４２，４３と，入射面４１から入射された光を導光部材４の内部で反射させて第１の出射面４２に導く反射面４４とが形成されている。透明部材としては，ガラス，透明樹脂等が用いられる。
入射面４１と第２の出射面４３とは，互いに平行に形成されており，第１の出射面４２は，入射面４１からの距離が第２の出射面４３より遠方に位置するものであり，入射面４１に対して所定の角度をなして形成される。反射面４４は，第１の出射面４２と第２の出射面４３との間に，第１の出射面４２と第２の出射面４３とを結ぶように形成される。
導光部材４は，アレイ基板３の複数のＬＥＤ３１が実装された面，即ち上面３ａに配設され，入射面４１が複数のＬＥＤ３１の発光面３１１に対向し，第１の出射面４２がコンタクトガラス２１（図１）に対向するように配置される。
複数のＬＥＤ３１から出射され，入射面４１から導光部材４に入射した光の一部は，反射面４４で反射した後，第１の出射面４２から出射されてコンタクトガラス２１に載置された（又は読取位置２１１を通過する）原稿Ｍに照射されると共に，他の一部は，第２の出射面４３から出射された後，反射板６（図１参照）で反射して前記原稿Ｍに照射される。
第１の出射面４２から出射される光と，第２の出射面４３から出射され反射板６で反射される光とで２方向から原稿面を照射することにより，ブック原稿や厚みのある原稿の画像を読み取る場合等に，陰影の発生を防止することができる。
なお導光部材４は，複数のＬＥＤ３１から出射される光を主走査方向の広がりをもって原稿面に導くものであればよく，本実施形態のように出射面を２つ持つものに限定されず，出射面が１つあるいは３つ以上のものであってもよい。

アレイ基板３と導光部材４とは，複数のＬＥＤ３１の発光面３１１と導光部材４の入射面４１とが平行をなし，且つ触接（又は近接）した状態で，光源ユニット５（枠体の一例）を構成するフレーム５１に固定される。
発光面３１１と入射面４１とが平行をなしていることにより，導光部材４の主走査方向について光路域Ｌにおける原稿面での照度分布が均一となり，発光面３１１と入射面４１とが触接していることにより，発光面３１１から出射される光の光量をロスせずに原稿面を照射できるので原稿面での照度が不足しない。
フレーム５１は，光源ユニット５の筐体と一体に成形されるか，溶接やネジ締結等により固定される等して，光源ユニット５の一部を成すものである。なお図２では，フレーム５１は板状部材であるが，これに限定されるものではない。

アレイ基板３及びフレーム５１は，図２（ａ）に示すように，導光部材４の主走査方向の光路域Ｌよりも主走査方向に長く，光路域Ｌよりも外側へ張り出して形成されており，図２（ａ）及び図４に示すように導光部材４には，その主走査方向の光路域Ｌの外側に張り出すように位置決め固定部４５が形成されている。
アレイ基板３の前記光路域Ｌよりも外側へ張り出して形成された部分には，第１の位置決め穴３２が形成されており，導光部材４と一体の位置決め固定部４５には，複数のＬＥＤ３１の発光面３１１に導光部材４の入射面４１が触接した状態で，第１の位置決め穴３２と合致する第２の位置決め穴４６が形成されている。そして，フレーム５１の前記光路域Ｌよりも外側へ張り出して形成された部分には，これら第１，第２の位置決め穴３２，４６の両方に嵌合する第１の位置決めピン５１１（位置決め手段の一例）が，フレーム５１の上面から突出するようにフレーム５１と一体に形成されている。
なお，図２，３ではアレイ基板３及びフレーム５１の主走査方向の両端部のうち，一方のみを示し他方を省略しているが，図４に示す第２の位置決め穴４６と同様に，第１の位置決め穴３２，第１の位置決めピン５１１も，それぞれアレイ基板３，フレーム５１の主走査方向の両端部に形成されている。
フレーム５１に一体に形成された第１の位置決めピン５１１に，アレイ基板３に形成された第１の位置決め穴３２，導光部材４に形成された第２の位置決め穴４６を順次嵌合させることにより，アレイ基板３と導光部材４とがフレーム５１（光源ユニット５）に対して位置決めされる。
これにより，複数のＬＥＤ３１と導光部材４の入射面４１とが触接した状態であっても，組み立て時に複数のＬＥＤ３１を導光部材４で押して複数のＬＥＤ３１に押圧力を加えることなく，フレーム５１（光源ユニット５）に対して容易に位置を決めることができる。また，組み立て後も複数のＬＥＤ３１には押圧力がかからないので，輸送時や使用時における振動による実装剥がれやＬＥＤ３１自体の故障を防止できる。
なお，第１，第２の位置決め穴３２，４６及び第１の位置決めピン５１１は，本実施形態では平面視で円形をなしているが，これに限定されるものではなく，例えば平面視で多角形のものとすると，それぞれ主走査方向の一方の端部にのみ形成されていればアレイ基板３と導光部材４とフレーム５１の位置関係を定めることができる。また，位置決めピン５１１は本実施形態ではフレーム５１に一体に形成されたものであるが，これに限定されず，別部材を位置決めされた状態で取り付けて設けたものでもよい。
また，本実施形態では，複数のＬＥＤ３１の発光面３１１に導光部材４の入射面４１が触接した状態で，アレイ基板３と導光部材４とをフレーム５１に位置決めするようにしているが，フレーム５１と一体の第１の位置決めピン５１１に，第１の位置決め穴３２，第２の位置決め穴４６を順次嵌合させることにより，発光面３１１と入射面４１とが近接した状態で，アレイ基板３と導光部材４とをフレーム５１に位置決めするようにしてもよい。すなわち，原稿面で照度不足とならない範囲であれば，入射面４１と発光面３１１との間に隙間があってもよい。この場合，触接した状態に比べ，原稿面に照射できる光量は少なくなるが，入射面４１と発光面３１１との間にクリアランスがあるので組み立て時に第１の位置決めピン５１１を嵌合させやすい等のメリットがある。

上記した第１，第２の位置決め穴３２，４６及び第１の位置決めピン５１１により，複数のＬＥＤ３１の発光面３１１に導光部材４の入射面４１が触接した状態で，フレーム５１に対して位置関係が定められたアレイ基板３と導光部材４とは，ボルト７等の締結部材で共締めされてフレーム５１に固定される。
ボルト７が，導光部材４と一体の位置決め固定部４５に形成された貫通孔４７と，アレイ基板３の前記光路域Ｌよりも外側へ張り出して形成された部分に形成された貫通孔３３（図３）とを通って，フレーム５１の前記光路域Ｌよりも外側へ張り出して形成された部分に形成されたタップ穴５１２に螺合することより，アレイ基板３と導光部材４とがフレーム５１に固定される。これにより，アレイ基板３と導光部材４とをいったん固定した後，フレーム５１に固定する場合に比べて，部品点数，作業工数を削減することができる。
なお，アレイ基板３と導光部材４とをフレーム５１に固定する固定手段はボルト７等の締結部材に限定されるものではなく，例えば図２（ｂ）における導光部材４の上方とフレーム５１の下方とから挟み込んでアレイ基板３と導光部材４とフレーム５１とを固定するクランプ等であってもよい。

次に，本発明の第２実施形態について説明する。図５は第２実施形態に係るアレイ基板３と導光部材４の取付構造を示す模式断面図，図６は第２実施形態に係る導光部材４を示す斜視図である。なお，図１〜４で説明した実施形態（第１実施形態）と共通する構成については同一の符号を付し，説明を省略する。
第２実施形態にかかる導光部材４には，導光部材４の主走査方向について光路域Ｌ内において，導光部材４の下面から突出するように第２の位置決めピン４８（位置決め手段の一例）が，一体形成されている。
そして，アレイ基板３には，複数のＬＥＤ３１の発光面３１１に導光部材４の入射面４１が触接した状態で，第２の位置決めピン４８と嵌合する第３の位置決め穴３４が形成されており，フレーム５１には，第３の位置決め穴３４に合致し，第２の位置決めピン４８と嵌合する第４の位置決め穴５１３が形成されている。
このように第２の位置決めピン４８が導光部材４の下面から突出するように形成されると，第２の位置決めピン４８は導光部材４の副走査方向の光路域の外側に位置することになる。なお，ここでの副走査方向とは，主走査方向及び光の進行方向に直交する方向を意味し，導光部材４の副走査方向の光路域とは図６においてハッチングで示す領域を意味する。
従って，第２の位置決めピン４８が主走査方向の光路域Ｌの範囲内に形成されていても光路が遮られることがなく，そのため，導光部材４及び，アレイ基板３，フレーム５１を導光部材４の主走査方向の光路域Ｌより大きくする必要がなく，部材のコンパクト化や装置内の省スペース化に貢献できる。

以上，本発明に係る画像読取装置の一例として，スキャナＸについて説明したが，本発明はこのスキャナＸのような画像読取装置を備える複写機，ファクシミリ及びこれらの複合機等の画像形成装置として構成されたものも含む。

２ 装置本体
３ アレイ基板
３１ ＬＥＤ（点光源の一例）
３２ 第１の位置決め穴
３４ 第３の位置決め穴
４ 導光部材
４１ 入射面
４６ 第２の位置決め穴
４８ 第２の位置決めピン（位置決め手段の一例）
５ 光源ユニット（枠体の一例）
５１ フレーム
５１１ 第１の位置決めピン（位置決め手段の一例）
５１３ 第４の位置決め穴
Ｍ 原稿
Ｘ スキャナ（画像読取装置の一例）

Claims (6)

1. 複数の点光源が主走査方向に沿って所定間隔で直線状に配列，実装されたアレイ基板と，
   該アレイ基板の前記複数の点光源が実装された面に配設され，前記複数の点光源からの光を原稿面に導く導光部材と，
   前記導光部材と前記アレイ基板とが固定される枠体とを有し，
   前記複数の点光源から，前記導光部材を介して原稿面に光を照射したときの反射光を利用して原稿画像を読み取る画像読取装置であって，
   前記複数の点光源に前記導光部材の入射面が近接又は触接した状態で，前記導光部材と前記アレイ基板と前記枠体の位置関係を定める位置決め手段を備えることを特徴とする画像読取装置。
2. 前記位置決め手段が，
   前記アレイ基板に形成された第１の位置決め穴と，前記導光部材に形成された第２の位置決め穴との両方に嵌合するように，前記枠体に設けられた第１の位置決めピンである請求項１に記載の画像読取装置。
3. 前記第１の位置決めピン及び第１，第２の位置決め穴は，それぞれ前記枠体，前記アレイ基板，前記導光部材において，前記導光部材の前記複数の点光源からの光が通過する光路域に対して主走査方向外側に形成されている請求項２に記載の画像読取装置。
4. 前記位置決め手段が，
   前記アレイ基板に形成された第３の位置決め穴と，前記枠体に形成された第４の位置決め穴との両方に嵌合するように，前記導光部材に形成された第２の位置決めピンである請求項１に記載の画像読取装置。
5. 前記導光部材と前記アレイ基板と前記枠体とが，前記位置決め手段により位置決めされた状態で，共締めされることにより固定される請求項１〜４に記載の画像読取装置。
6. 請求項１〜５の何れかに記載の画像読取装置を備える画像形成装置。
   

Images