JP2011234186A - 画像読取装置,画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 複数のLED31(光源の一例)から離間して配設された拡散レンズ4(拡散部材の一例)の入射面41と,出射面42,43とに,主走査方向に沿って第1の所定高低差の凹部411と凸部412とが第1の所定間隔で連続する連続曲面4aと,副走査方向に沿って第2の所定高低差の凹部421,431と凸部422,432とが第2の所定間隔で連続する連続曲面4b,4cとを別々に形成してなることを特徴とする画像読取装置とする。
【選択図】図4
Description
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。このような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,その入射面がLEDの発光面に接触或いは近接した状態で配置される。導光部材は,LEDから出射されて放射状に拡散する光を内部の反射面で副走査方向に反射して集光し,出射面から原稿面に向けて出射することにより,LEDから出射される光を効率よく原稿面に照射する。
しかし,こうした複数のLEDを配列した照明手段を用いた画像読取装置で,コンタクトガラス等で構成される原稿台に載置された原稿の画像を読み取る場合,主走査方向に沿ってLEDの配列ピッチ間隔で照度分布の斑が生じることがある。特に,いわゆるカール原稿や,ブック原稿等のように原稿台に密着しない部分のある原稿を読み取る場合に,当該原稿の原稿台に密着しない部分において正反射した光がCCDイメージセンサに入力されてしまうと,LEDの配列ピッチ間隔でいわゆるフレアが発生し,正確な画像読取ができないといった問題があった。
また,光源からの光が導光部材の内面で副走査方向に反射して重なり合っているため,原稿面で副走査方向の照度が均一にならず,読み取った画像にさざ波のような濃淡縞が現れる,いわゆるリップルが発生するといった問題もあった。
このようなフレアやリップルを防止するため,特許文献1では,導光部材の出射面に,型成型やサンドブラスト,透明樹脂の付着等により凹凸を形成して,導光部材から出射される光を拡散させることが提案されている。この出射面の凹凸により,光を主走査方向に拡散させてフレアの発生を抑制し,副走査方向に拡散させてリップルの発生を抑制している。
この問題を解決するためには,導光部材から出射される光を主走査方向と副走査方向とに異なる拡散角度で(主走査方向に大きく,副走査方向に小さく)拡散させなければならない。
しかしながら,特許文献1に記載されたように導光部材の出射面に形成された凹凸で光を拡散させる構成では,主走査方向と副走査方向とで異なる拡散角度とすることができないか,できたとしても非常にコストが高いものとなってしまう。
即ち,サンドブラストや透明樹脂の付着により導光部材の出射面に形成される凹凸は,拡散角度が不規則であり,主走査方向にも副走査方向にも拡散角度を決めることができず,主走査方向と副走査方向とで異なる拡散角度にすることはできない。一方,型成型によって形成される凹凸では,例えば主走査方向に所定間隔で連続する凹凸と,副走査方向に所定間隔で連続する凹凸とを重ね合わせた形状とすれば,主走査方向と副走査方向の所定間隔を変えて,主走査方向と副走査方向とで異なる拡散角度とすることは可能である。しかし,例えば,解像度600dpiで読み取る場合,1画素が42μm程度と非常に小さく,各画素で均一な照度となるように光を拡散させるためには,出射面に形成される凹凸は10μm程度の間隔,高低差としなければならない。この大きさで主走査方向に所定間隔で連続する凹凸と,副走査方向に所定間隔で連続する凹凸とを重ね合わせた複雑な形状を成型するための金型を製作することは,加工上,非常に困難なものであり,コストが嵩む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,その目的とするところは,光源からの光を拡散することによりフレアやリップルを防止する画像読取装置及び画像形成装置であって,副走査方向に必要以上に光を拡散させることにより生じる光源からの光の利用効率低下を防止できるものを低コストで提供することにある。
前記光源は,特に主走査方向に沿って所定間隔で配列された複数の点光源であることが想定される。
このように構成することにより,まず前記複数の点光源から出射された光は,前記複数の点光源から離間して配設された拡散部材の入射面及び出射面にて主走査方向,副走査方向の両方に拡散されるので,フレアやリップルの発生を抑制することができる。
そして,光を主走査方向に拡散させる形状と,副走査方向に拡散させる形状とが,それぞれ前記拡散部材の入射面と出射面との何れかに別々に形成されるので,拡散部材の出射面又は入射面を,光を主走査方向に拡散させる形状と副走査方向に拡散させる形状とを重ね合わせたような複雑な表面形状にする必要がなく,容易に主走査方向と副走査方向とで異なる拡散角度とすることができる。
そのため,副走査方向の拡散角度のみを小さくするような形状とすれば,前記拡散部材の出射面又は入射面を複雑な形状にしてコストを増大させることなく,副走査方向に必要以上に光を拡散させることにより生じる光源からの光の利用効率低下を防止できる。
具体的には,前記光を主走査方向に拡散させる形状とは,主走査方向に沿って第1の所定高低差の凸部と凹部が第1の所定間隔で連続する第1の連続曲面であり,前記光を副走査方向に拡散させる形状とは,副走査方向に沿って第2の所定高低差の凸部と凹部が第2の所定間隔で連続する第2の連続曲面であることが考えられる。
このような形状にすると,それぞれ一方向に凹部と凸部が連続する単純な形状であるので,型成型のための金型の加工が容易で,製作コストを抑えることができる。また,前記拡散部材そのものを切削加工で製作する場合でも加工が容易であり,製作コストを抑えることができる。
なお,前記第1の所定高低差が前記第2の所定高低差より大きいものであること,及び/又は,前記第1の所定間隔が前記第2の所定間隔より狭いものであることにより,前記光源からの光は主走査方向に大きな拡散角度で拡散され,副走査方向に小さな拡散角度で拡散される。
前記拡散部材の出射面と入射面とでは,当然ながら出射面の方が原稿面に近い。同じ拡散角度で拡散した場合,原稿面に遠い入射面で副走査方向に拡散させるより,出射面で副走査方向に拡散させる方が,照射範囲を狭くでき,副走査方向の読取領域以外を広く照射することを防止できるので,前記光源からの光の利用効率低下を,より効果的に防止できる。
この場合,前記2つの出射面に形成される前記光を主走査方向又は副走査方向に拡散させる形状は,前記光を互いに異なる角度に拡散させるものであることが望ましい。2つの出射面から原稿面までの距離が異なるので,同じ拡散角度で拡散させると,原稿面での照射範囲,照度が異なり,陰影の発生を防止しきれない虞があるからである。
この導光板により,前記光源から出射された光を,副走査方向で反射して,前記光源から離間して配設された前記拡散部材に入射させることができるので,光源から出射される光を効率よく原稿面に照射することができる。また,前記光源から前記拡散部材までの間,前記導光板で光が反射される領域は空洞となるので,従来の光源に接触又は近接した透明部材からなる導光部材で光を反射して原稿面に向けて照射する場合に比して,光が導光部材に吸収されるロスが少なく,光源から出射される光を効率よく利用できる。
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。
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。
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,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から離間して配設され,複数のLED31から出射される光を拡散して原稿Mに照射する拡散レンズ4(拡散部材の一例)や,複数のLED31から拡散レンズ4に至る光線を拡散レンズ4の方向に反射させる導光板5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6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。
なお,本実施形態では,光源を複数のLED31としているが,これに限定されるものではなく,冷陰極管やキセノンランプといった棒状の光源であってもよい。
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にて検出された反射光からデジタル画像信号が生成されて原稿画像が読み取られる。
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。
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。
ここで,主走査方向とは図1,3における紙面に直交する方向を意味し,以下の説明においても,特に説明がない限り同じ意味とする。また,以下の説明において副走査方向とは,特に説明がない限り,発光面311及び後述する入射面41,第1,第2の出射面42,43の各面において主走査方向に直交する方向,即ち図3において各面を表す直線の方向を意味する。
なお,本実施形態では,導光板5は,複数のLED31と拡散レンズ4の副走査方向の両端部に夫々配設された2枚の単なる板状部材としているが,これに限定されず,2枚の板状部材の主走査方向の両端部同士を繋いで筒状としたものであってもよい。
複数のLED31から出射された光は,導光板5で拡散部材4の方向へ反射して,入射面41から拡散部材4に入射する。
導光板5により,複数のLED31から出射された光を,副走査方向で反射し,複数のLED31から離間して配設された拡散レンズ4に入射させることができるので,複数のLED31から出射される光を効率よく原稿Mに照射することができる。また,複数のLED31から拡散レンズ4までの間が空洞であるので,従来の光源に接触又は近接した透明部材からなる導光部材で光を反射して原稿面に向けて照射する場合に比して,光が導光部材に吸収されるロスが少なく,複数のLED31から出射される光を効率よく利用することができる。
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と連続して,第1の出射面42と第2の出射面43とを繋ぐように形成される。
拡散レンズ4は,複数のLED31から離間して,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から拡散レンズ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61(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61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,本実施形態では,拡散レンズ4は第1及び第2の出射面42,43といった2つの出射面を備え,複数のLED31からの光を2方向に分岐するものとしているが,これに限定されず,出射面が一つのものであってもよく,また出射面が3つ以上で3方向以上に光を分岐させるものであってもよい。
具体的には,拡散レンズ4の入射面41が,図4及び図5(a)に示すように,主走査方向に沿って,所定高低差V1(第1の所定高低差)の凹部411と凸部412とが所定間隔D1(第1の所定間隔)で連続する連続曲面4a(第1の連続曲面)を成している。
拡散レンズ4の第1の出射面42,第2の出射面43は,図4及び図5(b)に示すように,それぞれ副走査方向に沿って,所定高低差V2,V3(第2の所定高低差)の凹部421,431と凸部422,432とが所定間隔D2,D3(第2の所定間隔)で連続する連続曲面4b,4c(第2の連続曲面)を成している。
複数のLED31から出射された光は,拡散レンズ4に入射される時に,連続曲面4aにより主走査方向に拡散され,拡散レンズ4から出射される時に,連続曲面4b,4cにより副走査方向に拡散される。つまり,この連続曲面4aが複数のLED31からの光を主走査方向に拡散する形状の一例であり,連続曲面4b,4cが副走査方向に拡散する形状の一例である。
このように,光を主走査方向に拡散させる連続曲面4aと,副走査方向に拡散させる連続曲面4b,4cとが別々に形成されていることにより,光を主走査方向に拡散させる形状と副走査方向に拡散させる形状とを重ね合わせたような複雑な表面形状を形成しなくとも,容易に主走査方向と副走査方向とで異なる拡散角度とすることができる。そのため,連続曲面4b,4cの拡散角度,即ち副走査方向の拡散角度のみを小さくするような形状とすれば,拡散レンズ4の入射面41又は出射面42,43を複雑な形状にしてコストを増大させることなく,副走査方向に必要以上に光を拡散させることにより生じる複数のLED31からの光の利用効率低下を防止できる。
また,連続曲面4a,4b,4cのそれぞれが一方向に凹部411,421,431と凸部412,422,432の連続する単純な形状であるので,所定高低差V1〜V3や所定間隔D1〜D3が10μm程度と非常に小さいものであっても,型成型のための金型を容易に加工,製作することができ,コストを抑えることができる。
なお,本実施形態では上記したように,入射面41が主走査方向に光を拡散させる形状である第1の連続曲面4aを成し,第1,第2の出射面42,43が副走査方向に光を拡散する形状である第2の連続曲面4b,4cを成している。これは,原稿面に遠い入射面41で副走査方向に拡散させるより,原稿面に近い第1,第2の出射面42,43で副走査方向に拡散させる方が,同じ拡散角度で光を拡散することを想定した場合,照射範囲が狭くなり,原稿Mの副走査方向(図1の矢印Zで示す方向)の読取領域以外を広く照射することを防止でき,複数のLED31からの光の利用効率低下を,より効果的に防止できるからであるが,これに限定されるものではない。入射面41が副走査方向に光を拡散する形状を成し,第1,第2の出射面42,43が主走査方向に光を拡散させる形状を成していてもよい。
連続曲面4a,4b,4cによって拡散される光の拡散角度は,凹部411,421,431と凸部412,422,432との所定高低差V1,V2,V3が大きいほど大きく,また,それぞれの所定間隔D1,D2,D3が狭いほど大きくなる。つまり,所定高低差V1が,所定高低差V2,V3より大きいものであるか,及び/又は,所定間隔D1が所定間隔D2,D3より狭いものであれば,複数のLED31からの光は主走査方向に大きな拡散角度で拡散され,副走査方向に小さな拡散角度で拡散されるからである。
従って,副走査方向に拡散させる連続曲面4b,4cの凹部421,431と凸部422,432の所定高低差V2,V3を小さくするか,所定間隔D2,D3を広くすることにより,副走査方向の拡散角度を小さくすることができ,原稿Mの副走査方向(図1の矢印Zで示す方向)の読取領域以外を広く照射することを防止できるので,副走査方向に必要以上に光を拡散させることにより生じる複数のLED31からの光の利用効率低下を防止できる。
なお,本実施形態では凹部411,421,431と凸部412,422,432は図4,5に示すように断面円弧状の曲面としているがこれに限定されるものではなく,例えば断面放物線状の曲面等であってもよい。
図1に示す如く,第1の出射面42から出射された光は直接原稿Mに照射されるのに対して,第2の出射面43から出射された光は反射ミラー61を介して原稿Mに照射されるため,第1の出射面42からと第2の出射面43からとでは原稿Mの読取位置211までの距離が異なる。そのため,同じ拡散角度で拡散させると,原稿Mの表面上での照射範囲,照度が異なり,陰影の発生を防止しきれない虞があるからである。この場合,第1の出射面42に形成される第2の連続曲面4bの方が,第2の出射面43に形成される第2の連続曲面4cよりも大きな拡散角度で光を拡散させる形状を成す。即ち,所定高低差V2が所定高低差V3よりも大きいものとなるか,及び/又は所定間隔D2が所定間隔D3よりも狭いものとなる。
3 アレイ基板
31 LED(点光源の一例)
4 拡散レンズ(拡散部材の一例)
41 入射面
411 凹部
412 凸部
42 第1の出射面
421 凹部
422 凸部
43 第2の出射面
431 凹部
432 凸部
4a 連続曲面(第1の連続曲面)
4b 連続曲面(第2の連続曲面)
4c 連続曲面(第2の連続曲面)
5 導光板
M 原稿
X スキャナ(画像読取装置の一例)
Claims (11)
- 光源から離間して配設され,前記光源からの光が入射される入射面と,前記光を原稿面へ向けて出射する出射面を有する拡散部材を備え,
前記光源からの光を前記拡散部材を介して原稿面に照射したときの反射光を検出して原稿画像を読み取る画像読取装置であって,
前記拡散部材は,前記入射面と前記出射面との何れか一方が前記光を主走査方向に拡散させる形状を成し,何れか他方が前記光を副走査方向に拡散させる形状を成していることを特徴とする画像読取装置。 - 前記光源が,主走査方向に沿って所定間隔で配列された複数の点光源である請求項1に記載の画像読取装置。
- 前記光を主走査方向に拡散させる形状が,主走査方向に沿って,第1の所定高低差の凸部と凹部が第1の所定間隔で連続する第1の連続曲面であり,
前記光を副走査方向に拡散させる形状が,副走査方向に沿って,第2の所定高低差の凸部と凹部が第2の所定間隔で連続する第2の連続曲面である請求項1又は2の何れかに記載の画像読取装置。 - 前記第1の所定高低差が前記第2の所定高低差より大きい請求項3に記載の画像読取装置。
- 前記第1の所定間隔が前記第2の所定間隔より狭い請求項3又は4の何れかに記載の画像読取装置。
- 前記拡散部材の前記入射面に前記第1の連続曲面が形成され,前記出射面に前記第2の連続曲面が形成されてなる請求項3〜5の何れかに記載の画像読取装置。
- 前記拡散部材が,前記出射面を2つ備え,前記光源からの光を二方向に分岐するものである請求項1〜6の何れかに記載の画像読取装置。
- 前記2つの出射面に形成される前記光を主走査方向又は副走査方向に拡散させる形状は,前記光を互いに異なる角度に拡散させるものである請求項7に記載の画像読取装置。
- 前記光源から前記拡散部材に至る光線を前記拡散部材の方向へ反射させる導光板を備える請求項1〜8の何れかに記載の画像読取装置。
- 前記導光板が,前記光源の副走査方向の両端部と前記拡散部材の前記入射面における副走査方向の両端部とをそれぞれ繋ぐように配設されるものである請求項9に記載の画像読取装置。
- 請求項1〜10の何れかに記載の画像読取装置を備える画像形成装置。
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