JP2013106246A - 照明装置、画像読取装置、および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被照射体（原稿面）に均一な光を照射でき、光源からの光を照射領域へ高効率に照射可能な照明装置、画像読取装置および画像形成装置を提供する。
【解決手段】導光体７０を介して発光素子６１からの光を照射する照明装置である。導光体７０の導光領域における出射面７１ｂおよび入射面７１ａ以外を囲む包囲部８２と、導光領域以外で導光体７０の姿勢を規制する支持体８３とを有する遮光部材８０を備える。遮光部材８０が導光体７０の導光領域と非接触である
【選択図】図１

Description

本発明は、照明装置、画像読取装置、および画像形成装置に関する。

一般に、ファクシミリ装置、複写機および複合機等に設けられたスキャナ装置等の画像読取装置では、近年、光源の立ち上がりのスピード、省エネルギー化、長寿命化等の要望があり、光源として点光源であるＬＥＤ（発光ダイオード）を用いた照明装置（原稿照明装置）が採用されている。

また、導光体方式のスキャナ照明ユニットでは、光源部（ＬＥＤ）からの漏れ光の影響を防止するため、又はユーザーが発光部分を直視できることを防止するために、導光体の周辺部を他部品にて遮蔽する構成が既に知られている。

しかし、今までの導光体方式のＬＥＤ照明ユニットにおいて、導光体の導光領域で他部品と接触があると、光が接触部で全反射せず、接触部から光の通過（導光体外部への漏れ）が発生する。スキャナ光源として使用する場合、部分的にこのような領域（導光体外部への光通過領域）が存在すると原稿面上では接触部有無により照度ムラが発生する。また、部分的でなく全域に光通過領域が存在すると照度ムラは解消されるが、その領域全域で導光体外部へ光が漏れるため、光源から原稿面上へ到達する光量が減少し、照明ユニットとしての光利用効率が著しく低下する問題がある。

そして、従来には、保持部材で保持している導光体を遮光部材で挟むことによって位置決めしているものがある（特許文献１）。

しかしながら、前記特許文献１に記載のものであっても、導光体と遮光部材が接触するものであるので、この接触した部分で光の損失を招くとともに、照射領域での照度ムラが発生するおそれがあった。

本発明は、斯かる事情に鑑み、被照射体（原稿面）に均一な光を照射でき、光源からの光を照射領域へ高効率に照射可能な照明装置、画像読取装置および画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の照明装置は、導光体を介して発光素子からの光を照射する照明装置であって、前記導光体の導光領域における出射面および入射面以外を囲む包囲部と、導光領域以外で導光体の姿勢を規制する支持体とを有する遮光部材を備え、この遮光部材が導光体の導光領域と非接触であるものである。

本発明の照明装置では、接触することによる光の損失や照度ムラの発生を抑えた状態で、導光体を介した発光素子からの光を被照射体に安定して照射できる。このため、照明装置としてロスが少なくしかも精度のよい照明が可能となる。

実施形態を示す画像形成装置の全体構成図である。 前記図１に示す画像形成装置の画像読取装置の簡略断面図である。 前記図２に示す画像読取装置に用いられる照明装置の要部斜視図である。 前記図３に示す照明装置の拡大断面図である。 前記図３に示す照明装置の照明ユニットを示す平面図である。 前記図５のＢ−Ｂ線拡大断面図である。 前記図３に示す照明装置の導光体の平面図である。 前記図７のＣ−Ｃ線拡大断面図である。 前記前記図３に示す照明装置の遮光部材の平面図である。 前記図９のＤ−Ｄ線拡大断面図である。 発光素子が実装された基板の平面図である。 前記図１１に示す基板の側面図である。

以下、図に示す実施例による本発明を実施するための形態を説明する。

図１は実施形態に係る画像形成装置（複写機）の概略を示す。この複写機１０は、自動原稿搬送装置１１、給紙部１２、画像読取部（画像読取装置）１３および画像形成部（画像形成手段）１４を備えている。

自動原稿搬送装置１１は、原稿トレイ１６に載置された原稿を給紙ローラや分離ローラ等の各種ローラからなる分離給紙手段１７によってコンタクトガラス１５上に搬送し、読取りが終了した原稿を搬送ベルト１８によって透明部材としてのコンタクトガラス１５上から搬出した後、各種排紙ローラからなる排紙手段１９によって排紙トレイ２０に排紙する。

また、原稿の両面を読取る場合には、排紙手段１９に設けられた分岐機構および搬送ベルト１８によって原稿をコンタクトガラス１５上に返送して未読取面の読取りを行うようになっている。

給紙部１２は、異なるサイズの記録媒体としての記録紙を収納する給紙カセット２１ａ、２１ｂと、給紙カセット２１ａ、２１ｂに収納された記録紙を転写位置まで搬送する各種ローラからなる給紙手段２２とを備えている。

また、画像読取装置１３は、詳しくは後述するが、第１キャリッジ３５、第２キャリッジ３６を図１中、左右方向（副走査方向）に駆動して光源により原稿面に光を照射して原稿面を読取り、この読取光をミラー部材で反射した後、レンズユニット３７によってＣＣＤ等の画像読取センサに取り込むようになっている。

画像形成部１４は、レンズユニット３７に取り込まれた読取信号に基づいて書き込み信号を形成する露光装置２３と、露光装置２３によって生成された書き込み信号が表面に形成される複数の感光体ドラム２４と、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックとそれぞれ異なる色のトナーが充填され、各感光体ドラム２４に異なる色のトナーを供給して書き込み信号を可視像化させる現像装置２５と、感光体ドラム２４上に形成された可視像が重ねられて転写されることによりカラー画像が形成され、このカラー画像を給紙部１２から給紙された記録紙に転写する転写ベルト２６と、記録紙に定着されたカラー画像を記録紙に定着する定着装置２７とを備えている。

画像読取装置１３は、図２に示すように、第１キャリッジ３５と第２キャリッジ３６とレンズユニット３７等を備え、これらがフレーム３１に収容されている。また、本体フレーム３１の内部には図示しない第１レールと第２レールが設けられており、第１レールには走行体としての第１キャリッジ３５が摺動自在に取付けられていると共に、第２レールには第２キャリッジ３６が摺動自在に取付けられている。

そして、第１キャリッジ３５と第２キャリッジ３６とは、図示省略の駆動機構によって、それぞれ前記レールに沿って移動する。なお、駆動機構は、駆動用モータと、このモータの駆動力をキャリッジ３５，３６に伝達する伝達手段とを備える。この伝達手段は、例えば、駆動軸とワイヤ駆動プーリと駆動ワイヤ等で構成できる。第２キャリッジ３６は、後述するように、第２ミラー部材４５ｂと第３ミラー部材４５ｃとを備える。

図３と図４は、第１キャリッジ３５を示し、第１キャリッジ３５は、板金からなるベース４０と、ベース４０の下面に垂下された一対の側板４１とを有する枠体４６を備える。また、枠体４６のベース４０の上面に取り付けられた受け台４２が固着され、これに後述する照明ユニットＵを有する照明装置５０が付設されている。

ベース４０は、前端部４０aが上側に折り曲げられたフランジを形成し、この前端部４０aの上端部には、ベース４０に対して所定の箇所で傾斜するように折り曲げられた傾斜部４０ｂが設けられている。この前端部４０ａが照明装置５０から照射された光を反射されて原稿面での照度分布を良好なものにするための対向反射板、いわゆるリフレクタ４４を構成する。また、リフレクタ４４は、照明装置５０から照射された光を反射させることにより、例えば切り貼り原稿Ｐ（図４参照）を読み取った際に、原稿Ｐの凹凸により発生する影を無くすことができる。

また、一対の側板４１、４１は、主走査方向（矢印Ｙ方向）に互いに離隔して設けられ、主走査方向に沿って長尺とされる第１ミラー部材４５ａを保持するようになっている。受け台４２は、板金からなり、ベース４０に対する取付面を有する取付部４２aと、この取付部４２aに対して所定の角度で傾斜するよう上方に折曲げられた折り曲げ片部４２ｂ(図４等参照)とを有する。取付部４２aは、主走査方向の両端部に形成され、締結部材２９によりベース４０に取り付けられる。

照明装置５０は、図５と図６に示すような照明ユニットＵを構成している。この照明ユニットは、多数の発光素子６１（発光ダイオード：ＬＥＤ）が直線状に配設されて実装されている基板６０と、導光体７０と、遮光部材８０とを備える。

導光体７０は、アクリル等の透過率の高い樹脂等で構成され、図７と図８に示すように、導光領域を構成する本体部７０ａと、導光領域を外れるように本体部７０ａから延びる支持部７０ｂとを備える。本体部７０ａは、断面が台形状の棒状体からなり、幅狭側の端面を入射面７１ａとし、幅広側の端面を出射面７１ｂとしている。

支持部７０ｂは、本体部７０ａの入射面７１ａ側から本体部断面中心線Ｏに対して直交するように延びる基部７２と、この基部７２からさらに本体部７０ａから離れるように延びる延設部７３とからなる。また、延設部７３の表面に切欠部７４が設けられ、入射面７１ａと、この導光体７０の裏面７５ｂとの間に隙間７６が設けられている。延設部７３には、図７に示すように、長手方向に沿って所定ピッチで膨出部７７が設けられ、この膨出部７７に貫通孔７８が設けられている。なお、長手方向端部の膨出部７７（７７ａ、７７ｂ）は、他の膨出部７７（７７ｃ）よりも長手方向が大とされ、一方の端部側の膨出部７７ａには、前記貫通孔７８の他に長孔７９ａが設けられ、他方の端部側の膨出部７７ｂには、前記貫通孔７８の他に円孔７９ｂが設けられている。なお、前記隙間７６の隙間寸法Ｗは、後述する発光素子６１の高さ寸法Ｗ１より僅かに大きい寸法とする。

次に遮光部材８０は、図９と図１０に示すように、導光体７０の導光領域における出射面７１ｂおよび入射面７１ａ以外を囲む包囲部８２と、導光領域以外で導光体７０の姿勢を規制する支持体８３とを備える。また、遮光部材８０としては、黒色のカーボンを含むポリエステルフィルムやＰＥＴ材質等のように低反射率の部材の単一部品からなる。

包囲部８２は、前記導光体７０の本体部７０ａが遊嵌状に嵌合される扁平の筒状であって、支持体８３は、包囲部８２から前記導光体７０の支持部７０ｂと同様、この包囲部８２の横方向に延びる。また、支持体８３には、図９に示すように、複数の支持片部８４が長手方向に沿って所定ピッチで配設されている。

長手方向の一方の端部の支持片部８４（８４ａ）には、大長孔８５ａと、小長孔８６ａとが形成され、長手方向の他方の端部の支持片部８４（８４ｂ）には、大円孔８５ｂと、小円孔８６ｂとが形成される。また、他の支持片部８４（８４ｃ）には、長円孔８７が形成されている。そして、包囲部８２の反支持体側の壁部に、長手方向によって所定ピッチで配設された切欠８９が形成され、この切欠８９に係止片８８が形成されている。

また、基板６０は、図１１と図１２に示すように、帯板状体からなり、一方の長辺側に長手方向に沿って所定ピッチで多数の発光素子６１が配設され、他方の長辺側に長手方向に沿って所定ピッチで膨出部９１が形成され、各膨出部９１に円孔からなる貫通孔９２が形成されている。この場合、長手方向の端部の膨出部９１（９１ａ、９１ｂ）は、他の膨出部９１（９１ｃ）よりも長手方向長さが大とされる。また、一方の端部の膨出部９１ａには、貫通孔９２の他に長孔９３ａが設けられ、他方の端部の膨出部９１ｂには貫通孔９２の他に円孔９３ｂが設けられている。

基板６０の長手方向の他方の端部には、この発光素子６１以外の発光素子に電源を供給するためのコネクタ９４が実装されている。

そして、基板６０と、導光体７０と、遮光部材８０とが一体化される。すなわち、図４と図６に示すように、導光体７０の延設部７３の表面７５ａと、遮光部材８０の支持体８３の裏面８３ｂとを重ね合わせた状態で、導光体７０の本体部７０ａを、遮光部材８０の包囲部８２内に収納状とする。

また、このように、導光体７０の延設部７３と遮光部材８０の支持体８３とを重ねた状態で、基板６０の固定部（つまり発光素子６１が実装されてない長手方向側辺部６０ａ）の表面６２を導光体７０の延設部７３の裏面７５ｂとを重ね合わせる。

このように、導光体７０と、基板６０と、遮光部材８０を重ね合わせた状態においては、遮光部材８０の各長円孔８７と、導光体７０の各貫通孔７８と、基板６０の各貫通孔９２との軸合わせが行われ、この状態で、対応する長円孔８７と貫通孔７８、９２とに、遮光部材８０の支持体８３の表面８３ａ側から締結用のボルト部材（締結ネジ）１００が挿通され、受け台４２の折り曲げ片部４２ｂに設けられたねじ孔１０１に螺着される。なお、導光体７０の長孔７９ａ及び円孔７９ｂ、遮光部材８０の長孔８６ａ及び円孔８６ｂ、および基板６０の長孔９３ａ及び円孔９３ｂは位置決用の孔として機能する。また、図４等に示すように、この照明装置５０が組み付けられた状態では、係止片８８が受け台４２の傾斜片４２ｂに係止している。

これによって、導光体７０と基板６０と遮光部材８０とを一体状に枠体４６に固定でき、導光体７０の本体部７０ａは、ベース４０に対して所定角度θで傾斜している。この際、基板６０の各発光素子６１は、図４と図５に示すように、導光体７０の本体部７０ａの入射面７１ａに近接した状態で相対面している。また、導光体７０の本体部７０ａは、遮光部材８０の包囲部８２内に遊嵌状に収容されることになる。すなわち、包囲部８２は、導光体７０の導光領域における出射面７１ｂおよび入射面７１ａ以外を囲むことになる。しかも、遮光部材８０が導光体７０の導光領域と非接触である。また、導光体７０の隙間７６の隙間寸法Ｗを発光素子６１の高さ寸法より僅かに大きい寸法としているので、このように組み付けられた際に、発光素子６１が導光体７０の入射面７１ａに非接触となる。

前記のように構成された照明装置において、発光素子６１からの照射光は導光体７０の入射面７１ａから入射し、導光体７０の上下面、側面で反射（全反射）しながら導光体内を進み、導光体７０の出射面（照射面）７１ｂからリフレクタおよびコンタクトガラス１５に向けて射出される。

また、リフレクタ４４は、導光体７０の照射面７１ｂと対向している。リフレクタ４４の上部には、導光体７０から照射された光をコンタクトガラス１５に導くことができるように、副走査方向、すなわち、第１キャリッジ３５の走行方向リターン側に折り曲げられた折り曲げ部４４ａが形成されている。

リフレクタ４４は、導光体７０からの射出光を折り曲げ部で反射する。この反射により、例えば、切り貼り原稿Ｐを読取った際に、原稿Ｐの凹凸によって発生する影を無くすることができる。

発光素子６１の照射光は、導光体７０を透して、また、リフレクタ４４によって反射されて、コンタクトガラス１５の照射領域の範囲Ｅに照射されるようになっている。照射領域は、原稿Ｐの副走査方向に延在する領域である。照射領域において、コンタクトガラス１５上に存在する被照射体としての原稿の画像が読取られる。

導光体７０から原稿Ｐに照射され、原稿Ｐから反射される光は、ベース４０に形成された開口部４０ｃを解して第１ミラー部材３５ａに入射される。

また、第１キャリッジ３５が所定の速度Ｖで走行すると、この照射装置がコンタクトガラス１５に載置された原稿Ｐを照射する。

導光体７０から原稿Ｐに照射されたときに原稿Ｐの反射光は、第１ミラー部材４５ａによって第２キャリッジ３６に向けて折り返されるようになっており、この反射光は第２キャリッジ３６に搭載された第２ミラー部材４５ｂおよび第３ミラー部材４５ｃによってさらに折り返された後、レンズユニット３７に入射される。

そして、この反射光はレンズユニット３７に含まれる結像レンズによって焦点面に置かれたＣＣＤ等の撮像素子に集光結像される。これにより、撮像素子５７は発光素子６１に沿った原稿上のラインを主走査する。

また、第２キャリッジ３６は、第２ミラー部材４５ｂおよび第３ミラー部材４５ｃによる光の折り返しに伴う光路の重複分を相殺するため、第１キャリッジ３５の半分の速度で第１キャリッジ３５と同方向に走行するようになっており、第２キャリッジ３６は第１キャリッジ３５の走行距離の半分の走行距離で走行する。

この走行速度の関係により、第１キャリッジ３５および第２キャリッジ３６の走行があっても、原稿面からレンズユニット３７までの光の光路長が変化しないようになっている。

また、図２中、左側には図示しないホームポジションセンサが設けられており、第１キャリッジ３５が図２中、左側に走行してホームポジションセンサを通過して図示省略に駆動機構のモータが所定パルスだけ駆動されると、モータを停止させるようになっている。

この位置が第１キャリッジ３５のホームポジション位置となり、原稿の読取りが終了したときには第１キャリッジ３５は常にホームポジション位置に走行してこの位置から再び走行が開始されることになる。

また、第１キャリッジ３５および第２キャリッジ３６は、発光素子６１から導光体７０を透して原稿Ｐに光を照射して原稿Ｐを走査する場合に、図１中、右側の走査方向に走行し、ホームポジション位置に復帰する場合には、図１中、左側のリターン方向に走行する。

そして、リターン方向に走行する場合には、原稿Ｐの読取速度の影響を受けないので、原稿Ｐの生産性を上げるために、高速度で走行する。

このような構成を有する複写機にあっては、第１キャリッジ３５および第２キャリッジ３６を副走査方向に走行させることにより、発光素子６１から導光体７０を透して原稿に光を照射する。このとき、導光体７０から照射された光の一部がリフレクタ４４によって原稿Ｐに反射される。この結果、照射領域範囲Ｅで原稿に光が照射される。

原稿Ｐからの反射光は第１ミラー部材３５ａ、第２ミラー部材４５ｂおよび第３ミラー部材４５ｃの順に折り返された後、レンズユニット３７に入射され、レンズユニット３７の結像レンズによって焦点面に置かれた撮像素子５７に集光結像される。これにより、撮像素子５７は発光素子６１および導光体に沿った原稿上のラインを主走査方向および副走査方向に走査する。

本発明の照明装置では、遮光部材８０が導光体７０の導光領域と非接触であるので、接触することによる光の損失や照度ムラの発生を抑えることができる。しかも、遮光部材８０はその包囲部８２で、導光体７０の導光領域における出射面７１ｂおよび入射面７１ｂ以外を囲むものであり、かつ、遮光部材８０の支持体８３にて導光体の姿勢を規制できるので、導光体７０を介した発光素子６１からの光を被照射体に安定して照射できる。

このため、導光体７０が他の部材と接触することによる光の損失や照度ムラの発生を抑えた状態で、導光体７０を介した発光素子６１からの光を被照射体に安定して照射できるので、照明装置としてロスが少なくしかも精度のよい照明が可能となる。

導光体７０は、導光領域を構成する本体部７０ｂと、導光領域を外れるように本体部から延びる支持部７０ｂとを備え、この支持部７０ｂが遮光部材８０の支持体８３と重ね合わされた状態で接合されるようにできる。このように設定することにより、導光体の導光領域と遮光部材が非接触となる位置関係を安定して維持でき、精度のよい照明を継続できる。

包囲部８２が筒状であって、この包囲部８２に導光体７０の本体部７０ａが遊嵌状に嵌入されるものであるので、導光体７０の導光領域における出射面７１ｂおよび入射面７１ａ以外を安定して囲むことができ、遮光性の向上を図ることができる。

発光素子６１が実装される基板６０の固定部６０ａと導光体７０の支持部７０ｂと遮光部材８０の支持体８３とが重ね合わされた状態で一体化されているので、より高精度な照明を継続できる。

遮光部材８０が単一部品からなるので、強度的に優れ、長期にわたって安定して照明機能を発揮できる。また、組み込み性に優れ、組立工数の削減を図ることができ、生産性の向上を図ることができる。

遮光部材８０が低反射率材にて構成されるので、照射領域付近での多重反射光を防止できる機能を有効に発揮できる。

本発明の画像読取装置では、ロスが少なくしかも精度のよい照明が可能となるので、画像読取機能の向上を図ることができる。

本発明の画像形成装置では、精度のよい画像読取機能を発揮することができ、安定して精度のよい画像を形成できる。

なお、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。本発明に係る画像形成装置は、電子写真複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリ装置等がある。また、照明ユニットＵを結合するためのボルト部材１００としては、前記実施例では、５本であったが、その数の増減は任意である。導光体７０の本体部７０ａの傾斜角度θとしても、レフレクタ４４の折り曲げ部４４ａの傾斜角度に応じて種々変更することができる。

６０ 基板
６０ａ 固定部
６１ 発光素子
７０ 導光体
７０ａ 本体部
７０ｂ 支持部
７１ａ 入射面
７１ｂ 出射面
８０ 遮光部材
８２ 包囲部
８３ 支持体

特開２０１０−１３００５６号公報

Claims (8)

1. 導光体を介して発光素子からの光を照射する照明装置であって、
   前記導光体の導光領域における出射面および入射面以外を囲む包囲部と、導光領域以外で導光体の姿勢を規制する支持体とを有する遮光部材を備え、この遮光部材が導光体の導光領域と非接触であることを特徴とする照明装置。
2. 前記導光体は、導光領域を構成する本体部と、導光領域を外れるように本体部から延びる支持部とを備え、この支持部が前記遮光部材の支持体と重ね合わされた状態で接合されることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
3. 包囲部が筒状であって、この包囲部に導光体の本体部が遊嵌状に嵌入されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の照明装置。
4. 発光素子が実装される基板を備え、この基板の固定部と導光体の支持部と遮光部材の支持体とが重ね合わせた状態で一体化されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の照明装置。
5. 遮光部材が単一部品からなることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の照明装置。
6. 遮光部材が低反射率材にて構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の照明装置。
7. 被照射体の照射領域に光を照射する照射手段を備え、照射手段にて被照射体に光を照射し、この被照射体の照射領域で反射された被照射体の画像情報を読み取る画像読取装置であって、前記照射手段に前記請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の照明装置を用いたことを特徴とする画像読取装置。
8. 前記請求項７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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