JP2012119900A - 画像読取装置，画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 点光源からの光線を複数に分離させ，各光線の強度を低下させて反射面での透過率を低下させると共に，拡散部材における拡散効率を向上させることのできる構成を備えた画像読取装置を提供すること。
【解決手段】 直線状に配置された複数の点光源から出射された光線を導く導光部材から出射された光の一部を原稿面に向けて反射する第１の反射部を備えたミラー部材と，を備えてなる画像読取装置であって，前記導光部材は，前記複数の点光源からの光線が入射される入射面と，入射面から入射された光線の一部が反射する第２の反射部と，該第２の反射部で反射された光線を前記原稿面に向けて出射する第１の出射面と，前記入射面から入射された光線の他の一部を前記ミラー部材に向けて出射する第２の出射面と，を備え，前記第１の反射部および第２の反射部は反射する光線を拡散させるものである画像読取装置。
【選択図】図４

Description

本発明は，所定間隔で一直線に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，これらの機能を備えた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てきたが，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，所定間隔で直線的に配列したもの（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）が配列された照明手段を用いた画像読取装置では，ＬＥＤが点光源であることから，ＬＥＤの配列方向に生じる照度斑をなくすことには限界がある。また，原稿が正反射する表面状態のものである場合には，原稿からの反射光は，原稿面で拡散しないので，光源が点光源であることもあって，一定方向（正反射方向）で検知された反射光はまぶしい輝度の観測される輝点を含む場合が発生し，得られた画像中に白色点を含むことになり，美しい画像を得ることが出来ない。そのため，従来の画像読取装置では，種々の工夫によって，ＬＥＤ配列方向の照度斑あるいは正反射を少なくしている。
例えば特許文献１に記載された画像読取装置では，図１に示すように，複数のＬＥＤを備えたＬＥＤ基板１００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１０２が配置されている。この上記導光部材１０２の出射面１０４に透明な拡散部材１０６を取り付け，これによって，導光部材１０２から出射される光のＬＥＤ配列方向の照度斑を少なくする工夫がなされている。

しかしながら，上記特許文献１に記載の方法では，前記照度斑や輝点による斑は低減されるが，原稿の照射は一方向からのみ行われるため，光線の光量を大きくしなければならず，大量の光線を上記出射面１０４のみで拡散させようとしているために，一部の光が拡散部材１０６で反射し，導光部材１０２内に戻る光が生じ，光の透過率が低下する問題がある。
また，特許文献２に記載の画像読取装置では，図２に示すように，導光部材１０２のＬＥＤ基板１００に対向する面に反射部材１０８を貼り付け，ＬＥＤから導光部材１０２を通る光をこの反射部材１０８で反射させると共に，上記反射部材１０８に多くの凹凸を形成して，反射光を拡散させるように構成されている。

しかしながら，上記特許文献２に記載の画像読取装置においても，大量の光の全部を上記反射部材１０８で反射させるようにしているため，反射部材１０８の反射性能に限界があり，光線の一部が反射部材１０８を透過してしまうための光線の照度が低下する問題や，透過しないように反射部材１０８の反射率を高めると，拡散の機能が低下するという問題が発生する。
また上記のように大量の光線を上記のように反射面に照射するために，光線の一部が反射面の凹凸に対して垂直に入射する光の量が多くなり，これらの反射面の凹凸に対して垂直に入射する光は，反射面で反射せず透過しやすくなって，照度が低下する問題も発生する。
さらに上記特許文献１および特許文献２のいずれにおいても，原稿に対して片側から光を照射するのみであるので，段差のあるような原稿については影がついて読み取られてしまう問題が生じる。

特開２００２−３１４７６０号公報 特開２００９−８０１７３号公報

従って，本発明は，上記したような従来の画像読取装置における問題点を解決するために創案されたもので，ＬＥＤからの光線を複数に分離させ，各光線の強度を低下させて反射面での透過率を低下させると共に，拡散部材における拡散効率を向上させることができ，さらに段差のある原稿などでも影の生じない構成を備えた画像読取装置およびこの画像読取装置を備えた画像形成装置を提供するものである。

上記課題を解決するために本発明は，
直線状に配置された複数の点光源と，
前記複数の点光源から出射された光線を導く導光部材と，
前記導光部材から出射された光の一部を原稿面に向けて反射する第１の反射部を備えたミラー部材と，
を少なくとも備えてなる画像読取装置であって，
前記導光部材は，前記複数の点光源からの光線が入射される入射面と，入射面から入射された光線の一部が反射する第２の反射部と，該第２の反射部で反射された光線を前記原稿面に向けて出射する第１の出射面と，前記入射面から入射された光線の他の一部を前記ミラー部材に向けて出射する第２の出射面と，を備え，
前記第１の反射部および第２の反射部は反射する光線を拡散させるものである画像読取装置として構成されている。
このように点光源から出射された光線が２方向に別れ，それらがそれぞれ別の方向から原稿面に照射されることによって本発明においては，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。
また，点光源からの光線を複数に分離させ，各光線の強度を低下させた後反射部での透過率を低下させると共に，拡散部材における拡散効率を向上させることが出来る。
前記第２の出射面を，そこを透過する光線を拡散させるもの，たとえば粗面で構成されたものであってもよい。
前記第１の反射部および／もしくは第２の反射部が，それ自身粗面に形成された面で構成されていることによって光線を拡散させるものであってもよい。
さらに，前記第１の反射面および／もしくは第２の反射面が，平坦な面に粗面が形成された反射部材が貼り付けられることによって光線を拡散させるものであってもよい。
前記した構成においては反射部材が光を透過しない材質によって構成されていることによって，光源の光量が少なくても，十分に美しい反射画像を得ることが出来るようになる。
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。複写機，ファクシミリ，およびそれらの機能を備えた複合機などは，上記画像形成装置に含まれる。

本発明によると，このように点光源から出射された光線が２方向に別れ，それらがそれぞれ別の方向から原稿面に照射されることによって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。
また，点光源からの光線を複数に分離させ，各光線の強度を低下させた後反射部での透過率を低下させると共に，拡散部材における拡散効率を向上させることが出来る。

本発明の従来技術を説明する概念図。 本発明の他の従来技術を説明する概念図。 本発明の一実施形態に係る画像読取装置全体を示す概念図。 本発明の一実施形態に係る画像読取装置における要部を示す断面図。 本発明の一実施形態に係る画像読取装置における導光部材部分の平面図。

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３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３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３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３ａ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３ａ，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３および図４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３および図４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５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電気信号として読み取られる。
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３ａ，導光部材４およびこれらを備えた画像読取部の構造について図４，図５を用いて説明する。
ここで，図４は，図３の矢印Ａで中心を示す画像読取部の要部を詳細に示す図であり，図５は導光部材部分を平面視した図である。
図４および図５に示すように複数のＬＥＤ３１は，主走査方向を長手とするアレイ基板３ａの一方の面に，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３ａ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がアレイ基板３ａに垂直に同一方向（図４，５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。
アレイ基板３ａ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，前記複数の点光源であるＬＥＤ３１から出射された光線を導くべく，主走査方向を長手とする透明部材であり，図４，５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と，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（第２の反射部の一例）とが形成されている。反射面４４で反射された光線の一部は，第１の出射面４２に向けて反射される。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はＬＥＤ３１からの光線が垂直に入射する面であるが，前記したように入射した光を第１の出射面４２と反射面４４の両方に向けて導光するものであるから，断面円弧状に形成するか，あるいは，反射面４４に向けて直角の面４１ａと第２の出射面４３に向けて直角の面４１ｂとが連続的に形成されたものであってもよい。なお，第１の出射面４２は，反射面４４からの光線が垂直に入射する面である。
上記反射面４４は，所定粗さの粗面加工された面であってその面で拡散的に反射するものであっても，あるいは所定粗さの粗面加工が施された拡散部材が貼り付けられていることによって拡散的に反射するものであってもよい。このようにして，上記反射面４４は拡散面を形成し，反射光を乱反射させる。このような構成では，ＬＥＤ３１から出た光線の一部は，入射面４１を経て導光部材４に入射した後，反射面４４に入射するが，反射面４１が拡散面であるため，ここで拡散され，第１の出射面４２から導光部材４外に出て，コンタクトガラス２１上の原稿Ｍの原稿読取位置２１１に到達する。上記反射面４４における拡散によって，第２の出射面４２から出た後，上記コンタクトガラス２１上の原稿Ｍの原稿読取位置２１１に到達した光のＬＥＤ３１の並び方向の光量斑が平均化される。
なお，この実施形態では，反射面４４が拡散面を構成しているが，これに加えて，あるいはこれに代えて，第１の出射面４２を，そこを通る光線を透過時に拡散させる多数のスリットなどの形成された光透過面で構成してもよい。

導光部材４には，前記のように，前記入射面４１あるいはその一部と対向し，入射面４１と平行の第２の出射面４３が形成されている。従って，ＬＥＤ３１から出射された光線の一部は，入射面４１に入射した後直進して，第２の出射面４３に入射する。第２の出射面４３に入射した光は，第２の出射面４３が光線に垂直であるので，すべて第２の出射面４３を通過し，その延長上にあるミラー４５（ミラー部材の一例）の反射面４５ａ（第１の反射部の一例）で反射する。
上記ミラー４５の反射面４５ａおよび，もしくは反射面４４は，所定粗さの粗面に加工されていることで拡散面を形成し，反射光を乱反射させる。あるいは，ミラー４５の反射面４５ａおよび，もしくは反射面４４が，平坦な面に粗面が形成された反射部材が貼り付けられることによって光線を拡散させるものであってもよい。このような構成によれば，第２の出射面４３から出た光線は，上記反射面４５ａにおいて拡散され，反射光の一部がコンタクトガラス２１上の原稿Ｍの原稿読取位置２１１に到達する。上記反射面４５ａにおける拡散によって，第２の出射面４３から出た後，上記反射面４５ａを経てコンタクトガラス２１上の原稿Ｍの原稿読取位置２１１に到達した光のＬＥＤ３１の並び方向（主走査方向）の光量斑が平均化される。第１の出射面４２から出た光線についてもすでに拡散されているので，原稿Ｍの原稿読取位置２１１に到達した光のＬＥＤ３１の並び方向（主走査方向）の光量斑が平均化される。
その場合，上記反射面４５ａや反射面４４については，それ自身，光を反射するが，光を透過しない材質，例えば表面が粗面に形成されているミラーや，反射面に粗面加工のコーティングが施されていることによって構成されてなるようなものであれば，反射率も高く且つ，拡散の効果も期待できるので，望ましい実施形態の１つである。
さらにこの実施形態では，反射面４５ａが拡散面を構成しているが，これに加えて，あるいはこれに代えて，第２の出射面４２を，そこを通る光線を透過時に拡散させる多数のスリットなどの形成された光透過面で構成してもよい。

上記したように複数の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で拡散的に反射した後，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，ミラー４５の反射面４５ａで拡散的に反射して前記原稿Ｍに照射される。
このように第１の出射面４２から出射される光と，第２の出射面４３から出射されミラー４５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。

また，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で拡散的に反射した後，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，ミラー４５の反射面４５ａで拡散的に反射して前記原稿Ｍに照射される。
このように第１の出射面４２から出射される光が拡散されていると共に，第２の出射面４３から出射されミラー４５で反射される光も拡散されているので，原稿を照射するすべての光におけるＬＥＤの並び方向の斑が平均化され，原稿の読取データにおける読み取り斑が防止される

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。
また前記実施形態では，反射面４４およびミラー４５の反射面４５ａについて粗面加工を施したものを提示したが，これは一例であって，特許文献２に記載のように，ＬＥＤ３１の配列方向に所定の周期をもって配置された湾曲面などの光学部材であってもよい。

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機能を複合的に備えた複合機等の画像形成装置として構成されたものも含む。

１ ＡＤＦ
２ 装置本体
３ａ アレイ基板
４ 導光部材
５ 光源ユニット
２１ コンタクトガラス
２４ イメージセンサ
３１ ＬＥＤ（点光源の一例）
４１ 入射面
４２ 第１の出射面
４３ 第２の出射面
４５ ミラー
４５ａ 反射面（第１の反射部）
３１ ＬＥＤ
５１ フレーム
２１１ 原稿読取位置
Ｍ 原稿
Ｘ スキャナ（画像読取装置の一例）

Claims (6)

1. 直線状に配置された複数の点光源と，
   前記複数の点光源から出射された光線を導く導光部材と，
   前記導光部材から出射された光の一部を原稿面に向けて反射する第１の反射部を備えたミラー部材と，
   を少なくとも備えてなる画像読取装置であって，
   前記導光部材は，前記複数の点光源からの光線が入射される入射面と，入射面から入射された光線の一部が反射する第２の反射部と，該第２の反射部で反射された光線を前記原稿面に向けて出射する第１の出射面と，前記入射面から入射された光線の他の一部を前記ミラー部材に向けて出射する第２の出射面と，を備え，
   前記第１の反射部および第２の反射部は反射する光線を拡散させるものである画像読取装置。
2. 前記第２の出射面が透過する光線を拡散させるものである請求項１に記載の画像読取装置。
3. 前記第１の反射部および／もしくは第２の反射部が，それ自身粗面に形成された面で構成されていることによって光線を拡散させるものである請求項１あるいは請求項２のいずれかに記載の画像読取装置。
4. 前記第１の反射面および／もしくは第２の反射面が，平坦な面に粗面が形成された反射部材が貼り付けられることによって光線を拡散させるものである請求項１あるいは請求項２のいずれかに記載の画像読取装置。
5. 前記反射部材が光を透過しない材質によって構成されてなる請求項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。

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