JP2013219450A

JP2013219450A - 画像読取装置

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Publication number: JP2013219450A
Application number: JP2012086225A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Kobayashi; 英和小林
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2012-04-05
Filing date: 2012-04-05
Publication date: 2013-10-24
Anticipated expiration: 2032-04-05
Also published as: JP6155550B2; TWI582330B; TWI535966B; CN103369185B; US20130265619A1; TW201610338A; US9088684B2; TW201341705A; US20140376066A1; CN103369185A; US8908239B2

Abstract

【課題】読み取りの対象物を効率よく照明することが可能な新規な構成の照明手段を備える画像読取装置を提供する。
【解決手段】ライトガイド３１の長手方向に直交する断面における出射面３１ｂの幅が反射面３１ａよりも狭く形成されているので、ライトガイド３１の端面から入射されて反射面３１ａにおいてその長手方向全体に渡って散乱したＬＥＤの光が出射面３１ｂに向かって集光されて該出射面３１ｂから原稿ＯＢに向けて帯状に出射される。したがって、原稿ＯＢとレンズユニット４が備えるレンズアレイの光軸とが交わる部分を照明手段３により帯状に効率よく照明することが可能な新規な構成の照明手段３を備えるＣＩＳモジュール１を提供することができる。
【選択図】図２

Description

この発明は、読み取りの対象物からの反射光を結像して正立等倍像を形成する結像光学素子を備える画像読取装置に関するものである。

従来、イメージスキャナー、ファクシミリ、複写機、金融端末装置等において、コンタクトイメージセンサー（Contact Image Sensor）モジュール（以下、「ＣＩＳモジュール」と略する）が画像読取装置として用いられている。このＣＩＳモジュールは、読み取りの対象物を照明する照明手段と、読み取りの対象物の正立等倍像を結像する結像光学素子と、結像光学素子で結像された正立等倍像を読み取るセンサーとを備え、照明手段により照明された前記対象物からの反射光が結像光学素子により集光されてセンサー上に正立等倍像が形成される。例えば、特許文献１に開示された画像読取装置が備える照明手段は、結像光学素子に長手方向に沿って隣接配置されており、ケース内にアクリル樹脂などの透明部材から成る棒状の導光体が収納されている。そして、導光体は、長手方向に直交する断面形状において、反射構造が形成された底部の反射面と、楕円曲面または放物線曲面あるいはこれらの合成曲面に形成された左右側面と、反射面に対向配置された平坦な出射面とを備えている。したがって、導光体の端面から入射されて反射面において散乱した光源の光が、導光体の左右側面により反射されて出射面から読み取りの対象物に向かって出射される。

特許４１４５２７１号公報（段落００２０〜００２２、図１など）

ところで、結像光学素子により正立等倍像がセンサー上に鮮明に形成されるために、読み取りの対象物と結像光学素子が備えるレンズアレイの光軸とが交わる部分が照明手段により帯状に十分に照明される必要がある。したがって、読み取りの対象物をより効率よく照明する技術が要求されている。

この発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、読み取りの対象物を効率よく照明することが可能な新規な構成の照明手段を備える画像読取装置を提供することを目的とする。

この発明にかかる画像読取装置は、上記目的を達成するために、光源の光を読み取りの対象物に導光する棒状の導光体を有し前記対象物を照明する照明手段と、前記導光体に並設され、複数のレンズ面が前記導光体の長手方向と同方向に配列された入射面が設けられたレンズアレイを有し前記入射面に入射した前記対象物からの反射光を集光してセンサー上に正立等倍像を形成する結像光学素子とを備え、前記導光体は、透明部材により形成されて、当該導光体の少なくとも一方の端面から当該導光体内に入射された前記光源の光を反射する反射構造が形成された反射面と、前記反射面により反射された光を前記対象物に向けて出射する出射面とを有し、前記反射面および前記出射面は、それぞれ当該導光体の外周面に前記長手方向に沿って形成されて前記透明部材を介して対向配置され、前記長手方向に直交する断面における前記出射面の幅が前記反射面よりも狭く形成されていることを特徴としている。

このように構成された発明では、光源の光を読み取りの対象物に導光する棒状の導光体は、透明部材により形成されて、当該導光体の少なくとも一方の端面から当該導光体内に入射された光源の光を反射する反射構造が形成された反射面と、反射面により反射された光を対象物に向けて出射する出射面とを有しており、反射面および出射面は、それぞれ当該導光体の外周面に長手方向に沿って形成されて透明部材を介して対向配置されている。そして、導光体の長手方向に直交する断面における出射面の幅が反射面よりも狭く形成されているので、導光体の端面から入射されて反射面においてその長手方向全体に渡って散乱した光源の光が、透明部材の内部において導光体の外周面により全反射されて出射面に向かって集光され、該出射面から読み取りの対象物に向けて帯状に出射される。したがって、導光体の内部において出射面に向かって集光された状態の光が該出射面から読み取りの対象物に向かって帯状に出射されるので、読み取りの対象物と結像光学素子が備えるレンズアレイの光軸とが交わる部分を照明手段により帯状に効率よく照明することが可能な新規な構成の照明手段を備える画像読取装置を提供することができる。

また、前記導光体の前記長手方向に直交する断面形状が前記反射面側から前記出射面側に向けて先細りする形状であるとよい。

このように構成すると、導光体の長手方向に直交する断面形状が反射面側から出射面側に向けて先細りする形状であるので、反射面においてその長手方向全体に渡って散乱した光源の光を、導光体の外周面によって全反射させることによりさらに効率よく出射面に向かって集光することができ、該出射面から読み取りの対象物に向けて帯状に出射される光によって読み取りの対象物をさらに効率よく照明することができる。また、導光体の長手方向に直交する断面形状が反射面側から出射面側に向けて先細りする形状であるので、前記長手方向に直交する断面における出射面の中心と、各レンズ面の配列方向に直交する断面におけるレンズアレイの光軸とをより近接して配置することができる。

そして、前記導光体は、その外周面の前記入射面に対向する部分が、前記出射面に沿って前記長手方向に面取りされ、前記導光体の前記出射面と前記結像光学素子の前記入射面とが近接配置されているとよい。

このように構成すると、導光体は、その外周面の前記入射面に対向する部分が出射面に沿って長手方向に面取りされているので、前記長手方向に直交する断面における出射面の中心と、各レンズ面の配列方向に直交する断面におけるレンズアレイの光軸とをより近接配置して、該光軸上の入射面により近い位置を照明手段により帯状に照明することができる。また、導光体の出射面と結像光学素子の入射面とが近接配置されることによって画像読取装置の小型化を図ることができる。

さらに、前記結像光学素子は、前記レンズアレイを収納するケース体をさらに有し、前記ケース体は、前記導光体に対向する部分が前記レンズ面の配列方向に沿って面取りされているとよい。

このように構成すれば、レンズアレイを収納するケース体の導光体に対向する部分がレンズ面の配列方向に沿って面取りされているので、導光体の長手方向に直交する断面における出射面の中心と、各レンズ面の配列方向に直交する断面におけるレンズアレイの光軸とをさらに近接配置することができる。

また、前記照明手段は、前記導光体の前記出射面を除く外周面を被覆する遮光フィルムをさらに有し、前記遮光フィルムの前記透明部材に接する面に光を散乱させる散乱面が形成されているとよい。

このように構成すれば、導光体を形成する透明部材内において反射面により反射された光を、遮光フィルムの散乱面によってより効率よく全反射させることによってさらに効率よく出射面に向かって集光することができる。また、遮光フィルムにより、導光体に入射された光源の光が導光体の外周面から外部に漏れるのを防止することができる。

画像読取装置の一実施形態であるＣＩＳモジュールを示す斜視図。図１のＡ−Ａ線における部分断面斜視図。図１のＢ−Ｂ線における断面斜視図。ＣＩＳモジュールが備えるフレームを示す斜視図。ＣＩＳモジュールが備えるライトガイドを示す斜視図。ＣＩＳモジュールの要部拡大図。ＣＩＳモジュールの裏面図。ライトガイドによる原稿の照明状態を説明するための図。比較例における原稿の照明状態を説明するための図。ライトガイドの変形例（１）を示す図。ライトガイドの変形例（２）による原稿の照明状態を説明するための図。ライトガイドの変形例（３）による原稿の照明状態を説明するための図。ライトガイドの変形例（４）による原稿の照明状態を説明するための図。ライトガイドの変形例（５）による原稿の照明状態を説明するための図。ライトガイドの変形例（６）による原稿の照明状態を説明するための図。フレームを成型するための金型を示す斜視図。図２に示すフレームの断面に相当する位置における金型の断面図。図３に示すフレームの断面に相当する位置における金型の断面図。

本発明の画像読取装置の一実施形態であるＣＩＳモジュールについて図１〜図７を参照して説明する。図１は画像読取装置の一実施形態であるＣＩＳモジュールを示す斜視図、図２は図１のＡ−Ａ線における部分断面斜視図、図３は図１のＢ−Ｂ線における断面斜視図である。図４はＣＩＳモジュールが備えるフレームを示す斜視図、図５はＣＩＳモジュールが備えるライトガイドを示す斜視図である。図６はＣＩＳモジュールの要部拡大図、図７はＣＩＳモジュールの裏面図である。

ＣＩＳモジュール１（本発明の「画像読取装置」に相当)は、原稿ガラスＧＬ上に載置された原稿ＯＢを読み取りの対象物として原稿ＯＢに印刷された画像を読み取る装置であり、原稿ガラスＧＬの直下に配置されている。ＣＩＳモジュール１は、Ｘ方向における原稿ＯＢの読み取り範囲より長く延びる直方体状のフレーム２を有しており、フレーム２内に照明手段３、レンズユニット４（本発明の「結像光学素子」に相当）、センサー５、プリント回路基板６が配置されている。

フレーム２の内部空間は、フレーム２に設けられた中間部材２１により、照明手段３およびレンズユニット４を配置するための上方空間と、センサー５および照明手段３のＬＥＤ基板３２が設けられたプリント回路基板６を配置するための下方空間とに区分されている。また、中間部材２１の上方空間側には、照明手段３が備えるライトガイド３１が配置されるための斜溝２２と、レンズユニット４が配置されるための凹溝２３とがＸ方向に延設されている。凹溝２３の底面には、レンズユニット４から出射されて、Ｘ方向に所定の読取幅を有する光が通過するためのスリット２４がＸ方向に延設されており、スリット２４により、フレーム２の上方空間と下方空間とが連通されている。

斜溝２２の上方には、斜溝２２に配置されたライトガイド３１を上方から押圧するための複数の押さえ部材２５がＸ方向において所定の間隔でフレーム２に設けられている。各押さえ部材２５は、それぞれ、斜溝２２に沿って隣接するフレーム２の側壁から内側に向けて突出して当該フレーム２と一体的に形成されている。また、押さえ部材２５の下面側に配置されるライトガイド３１を押圧する押圧面は、押圧対象であるライトガイド３１の上側の外周面形状とほぼ同一形状に形成されている。

また、ライトガイド３１が押さえ部材２５により上方から押圧された状態で、ライトガイド３１の出射面３１ｂの下側の長手方向（Ｘ方向）に沿って面取りされた部分が、凹溝２３に嵌入された状態のレンズユニット４のケース体４１の左上部の長手方向（Ｘ方向）に沿って面取りされた部分にＸ方向に沿って当接する。そして、レンズユニット４は、押さえ部材２５によって押圧されるライトガイド３１により凹溝２３内に向かって押圧されることで当該凹溝２３内に固定される。なお、フレーム２の側壁の各押さえ部材２５に対応する位置には、それぞれ、各押さえ部材の下方を取って斜溝２２に連通する矩形状の孔２５ａが形成されている。この孔２５ａは、図１６〜図１８を参照して後で説明するように、フレーム２の上方空間に斜溝２２および押さえ部材２５を形成するための押さえ部材形成用ダイ２０３が斜めに配置されることにより形成されたものである。

照明手段３は、プリント回路基板６に取り付けられたＬＥＤ基板３２に設けられたＬＥＤ（Light Emitting Diode：図示省略）を光源とし、ＬＥＤの光を原稿ガラスＧＬ上に載置された原稿ＯＢに導光するライトガイド３１（本発明の「導光体」に相当)を有し原稿ＯＢを照明する。なお、図２中において、ＬＥＤ基板３２はその上端部分の形状が点線で示されることにより、その一部が図示省略されている。

ライトガイド３１は、アクリル樹脂やガラス等の透明部材により形成され、ＣＩＳモジュール１の読み取り範囲とほぼ同じ長さを有しており、中間部材２１の上面に設けられた斜溝２２にＸ方向に配設されている。また、ライトガイド３１は、一方の端面（図２の紙面に向かって手前側）からライトガイド３１内に入射されたＬＥＤの光を反射する反射構造が形成された反射面３１ａと、反射面３１ａにより反射された光を原稿ＯＢに向けて出射する出射面３１ｂとを有している。そして、反射面３１ａおよび出射面３１ｂは、それぞれライトガイド３１の外周面に長手方向に沿って形成されて透明部材を介して対向配置されている。そして、ライトガイド３１の長手方向に直交する断面における出射面３１ｂの幅が反射面３１ａよりも狭く形成されている。

また、ライトガイド３１の長手方向に直交する断面形状が、反射面３１ａ側から出射面３１ｂ側に向けて先細りする六角形状を有し、ライトガイド３１は、レンズユニット４に対向する部分が出射面３１ｂに沿って長手方向に面取りされている。そして、ライトガイド３１の面取りされた部分が、レンズユニット４の同様に面取りされた部分にＸ方向に沿って接触配置されることによって、出射面３１ｂがレンズユニット４に近接配置されている。照明手段３は、図５に示すように、ライトガイド３１の出射面３１ｂを除く外周面を被覆する遮光フィルム３３をさらに有しており、遮光フィルム３３のライトガイド３１（透明部材）に接する面には光を散乱させる散乱面が形成されている。なお、この実施形態では、遮光フィルム３３の厚みは約１２５μｍに形成されている。また、図５では反射面３１ａに被覆された遮光フィルム３３の一部が図示省略されている。

また、図６および図７に示すように、ライトガイド３１を紙面に向かって手前側から出射面３１ｂをレンズユニット４側に向けてＸ方向にフレーム２の中間部材２１の上面に形成された斜溝２２に挿入することにより、ライトガイド３１の手前側の端面の位置に、ＬＥＤ基板３２を挿入するための挿入空間ＳＰが形成される。そして、図１および図２に示すように、ＬＥＤ基板３２が設けられたプリント回路基板６が、フレーム２の下方空間における所定位置に配設されてＬＥＤ基板３２が挿入空間ＳＰに下方側から挿入されることによって、ＬＥＤ基板３２の先端側の端面が押さえ部材２５の押圧面に当接することにより位置決めされて、ＬＥＤ基板３２に設けられたＬＥＤがライトガイド３１の長手方向の一方端側である手前側の端面に対向配置される。

ＬＥＤからの照明光がライトガイド３１の一方端に入射すると、その照明光はライトガイド３１の他方端に向けてライトガイド３１内を伝播すると共に、反射面３１ａにより散乱する。反射面３１ａによって散乱した照明光は、ライトガイド３１内において外周面（遮光フィルム３３）により全反射されることで出射面３１ｂに向かって集光される。そして、集光された照明光が出射面３１ｂから原稿ガラスＧＬに向けて出射されて原稿ガラスＧＬ上の原稿ＯＢに集光された状態で照射される。こうして、Ｘ方向に延びる帯状の照明光が原稿ＯＢに照射され、原稿ＯＢで反射される。

なお、ＬＥＤから照明が入射されるライトガイド３１の一方端と反対側の端面が当接するフレーム２の内壁面には、スポンジやゴム、ばねなどの弾性部材（図示省略)が設けられている。ライトガイド３１は、弾性部材により斜溝２２から脱出する方向に付勢されてＬＥＤ基板３２に設けられたＬＥＤに当接する。挿入空間ＳＰに下方から挿入されたＬＥＤ基板３２は、弾性部材により付勢されたライトガイド３１により押圧される方向において、弾性部材が設けられた内壁面に対向するフレーム２の内壁面に当接して位置決めされる。したがって、ライトガイド３１は、斜溝２２内において弾性部材とＬＥＤ基板３２との間に正確に位置決めされて固定される。

また、照明手段３が配置されるフレーム２の上方空間と、センサー５（プリント回路基板６）が配置される下方空間とは、中間部材２１により隔離されているため、照明手段３の光が下方空間に漏れるおそれが無く、照明手段３から漏洩した光のセンサー５への入射によるノイズの発生が防止される。

照明手段３による照明光の照射位置の直下位置には、上記した凹溝２３がＸ方向に設けられており、レンズユニット４は、凹溝２３に嵌入されることによりライトガイド３１に並設されている。レンズユニット４は、複数のレンズの互いの光軸を平行にして各レンズ面がライトガイド３１の長手方向と同じＸ方向に配列された入射面が設けられたレンズアレイ（図示省略)と、レンズアレイを収納するケース体４１とを有し、入射面に入射した原稿ＯＢからの反射光を集光してセンサー５上に原稿ＯＢの正立等倍像を形成する。

レンズアレイは、ＣＳＩモジュール１の読み取り範囲とほぼ同じ長さだけＸ方向に延設されており、照明光に対して光透過性を有する樹脂やガラスなどの透明媒体によって一体成形されている。また、レンズアレイの入射側のケース体４１には各レンズそれぞれに対応する位置に穿設された複数の貫通孔（図示省略)がＸ方向沿って形成されており、原稿ＯＢから入射される反射光の入射方向が各貫通孔により規制される。また、レンズアレイの出射側のケース体４１には各レンズそれぞれに対応する位置に穿設された複数の貫通孔（図示省略)がＸ方向沿って形成されており、レンズアレイから出射する出射光の出射方向が各貫通孔により規制される。

すなわち、レンズアレイの入射側および出射側において、それぞれ複数の貫通孔がＸ方向に沿って形成されたケース体１４は、レンズアレイに対するアパーチャー部材として機能しており、センサー５に迷光が入射するのが防止されている。なお、フレーム２の中間部材２１に設けられた凹溝２３の底面にＸ方向に形成されたスリット２４は、レンズアレイを構成する各レンズの出射側の各光軸がＸ方向に配列される位置に形成され、スリット２４は、各レンズの出射側の各光軸のＸ方向における幅よりも多少幅広に形成されている。そして、レンズユニット４に入射した反射光は、スリット２４を通過してセンサー５上に集光される。

ケース体４１は、ライトガイド３１に対向する部分がＸ方向に沿って面取りされており、上記したように、当該面取り部分にライトガイド３１の面取りされた部分が当接して凹溝２３内に向かってケース体４１を押圧することにより、レンズユニット４（ケース体４１）はフレーム２の凹溝２３内に固定される。

センサー５は、図１に示すように、ＬＥＤ基板３２が搭載されたプリント回路基板６にＸ方向に取り付けられており、原稿ＯＢの正立等倍像を読み取り、その正立等倍像に関連する信号を出力する。

以上のように構成されたＣＩＳモジュール１は次のようにして組立てられる。すなわち、図６および図７に示すように、まず、フレーム２の上方空間側に設けられた凹溝２３にレンズユニット４が嵌入されて、ライトガイド３１が、斜溝２２内に挿入される。そして、図１および図２に示すように、挿入空間ＳＰにＬＥＤ基板３２が下方側から挿入されるように、フレーム２の下方空間の所定位置にプリント回路基板６が配置されることによってＣＩＳモジュール１の組み立てが完了する。

次に、図８（ａ），（ｂ）を参照してライトガイド３１とレンズユニット４との配置関係の一例について説明する。図８はライトガイドによる原稿の照明状態を説明するための図であって、（ａ）はライトガイドおよびレンズユニットの配置関係を示し、（ｂ）は原稿の照明状態を示す。また、図８（ｂ）において、Ｙ方向における原点Ｏの位置はＸ方向に直交する断面におけるレンズユニット４の光軸ＣＬの位置に相当し、Ｙ（＋）方向はレンズユニット側を示し、Ｙ（−）方向はライトガイド側を示し、原点Ｏ側がＬＥＤにより照明光が入射されたライトガイド３１の端面側を示す。また、図８（ｂ）は、サイバネットシステム株式会社製の照明解析ソフト「ＬｉｇｈｔＴｏｏｌｓ」によるシミュレーションにより導出された光軸ＣＬの位置のＸ方向における明るさを表している。

この実施形態では、ライトガイド３１の長手方向に直交する断面における反射面３１ａの幅が２ｍｍ、出射面３１ｂの幅が０．８ｍｍ、反射面３１ａと出射面３１ｂとの距離が４ｍｍに設定されている。また、原稿ガラスＧＬは屈折率ｎが１．５１の材質により形成されているので、ライトガイド３１の出射面３１ｂの法線と原稿ガラスＧＬとが成す角度がγであれば、原稿ガラスＧＬに入射して屈折した光の進行方向と原稿ガラスＧＬとが成す角度δはsinδ＝（sinγ）／１．５１となる。

したがって、レンズユニット４の上端面と原稿ガラスＧＬの下面との距離をｄ１、原稿ガラスＧＬの厚みをｄとすると、ライトガイド３１から出射された光が原稿ガラスＧＬの上面とレンズユニット４の光軸ＣＬとの交点に照射されるためには、ライトガイド３１の長手方向に直交する断面における出射面３１ｂの中心とレンズユニット４の光軸ＣＬとの距離Ｌは、
Ｌ＝ｄ１／ｔａｎ（γ）＋ｄ／ｔａｎ（δ）
と表すことができる。この実施形態では、レンズユニット４の上端面と原稿ガラスＧＬの下面との距離ｄ１が０．６６ｍｍ、原稿ガラスＧＬの厚みｄが２．８ｍｍに設定されているため、例えば、ライトガイド３１の出射面３１ｂの法線と原稿ガラスＧＬとが成す角度γを４０度とすれば、出射面３１ｂの中心とレンズユニット４の光軸ＣＬとの距離Ｌは約２．４ｍｍとなる。したがって、上記した条件において、出射面３１ｂの中心および光軸ＣＬ間の距離が２．４ｍｍとなるように、ライトガイド３１およびレンズユニット４が配置されれば、出射面３１ｂから出射される照明光により、原稿ＯＢの光軸ＣＬの位置が適正にＸ方向に帯状に照明される。

また、図８（ａ）に示すように、フレーム２の側壁および押さえ部材２５の上面とレンズユニット４のケース体４１の貫通孔が形成された上端面とがはほぼ同一の平面Ｓに配置されるように構成されており、ライトガイド３１は平面Ｓを越えて原稿ガラスＧＬに突出しないように配置されている。

なお、この実施形態では、ライトガイド３１には、出射面３１ｂとの角度αが１００度〜１４０度となるように面取りが施されており、レンズユニット４には、上端面との角度βが１００度〜１４０度となるように面取りが施されている。したがって、距離Ｌが２．４ｍｍ以内となるようにライトガイド３１およびレンズユニット４の入射面が近接配置されると共に、上記したライトガイド３１の面取り角度α、レンズユニット４の面取り角度β、光線の入射角度γの関係が、
α＋β＋γ＝２７０度
となるように、ライトガイド３１およびレンズユニット４が配置されることによって、ライトガイド３１の出射面３１ｂから出射された光が原稿ガラスＧＬの上面とレンズユニット４の光軸ＣＬとが交わる部分に帯状に照射される。

すなわち、図８（ｂ）に示すように、照射中心が微小にライトガイド３１側に寄った状態で、原稿ガラスＧＬの上面とレンズユニット４の光軸ＣＬとが交わる部分に対してライトガイド３１の出射面３１ｂから出射された光が帯状に１９．２％の光利用効率で適正に照射される。

（比較例）
次に、図９（ａ），（ｂ）を参照して比較例について説明する。図９は比較例における原稿の照明状態を説明するための図であって、（ａ）はライトガイドおよびレンズユニットの配置関係を示し、（ｂ）は原稿の照明状態を示す。図９（ａ）に示すように、比較例では、ライトガイド１３１およびレンズユニット１０４は、それぞれ外周面に上記したような面取りが施されておらず、それぞれ長手方向（Ｘ方向）に直交する断面形状が矩形状に形成されている。また、長手方向に直交する断面におけるライトガイド１３１の出射面３１ｂの幅は反射面３１ａと同じ幅に形成されている。その他の構成は上記した例と同様であるため、同一符号を付すことによりその説明を省略する。

この比較例では、ライトガイド１３１およびレンズユニット１０４それぞれに面取りが施されておらず、ライトガイド１３１およびレンズユニット１０４を近接配置するとができない。さらに、ライトガイド１３１に入射されたＬＥＤの照明光は出射面３１ｂに向かって集光されない。したがって、図９（ｂ）に示すように、照射中心が大幅にライトガイド１３１側に寄った状態となり、原稿ガラスＧＬの上面とレンズユニット４の光軸ＣＬとが交わる部分がライトガイド１３１の出射面３１ｂから出射された光によりほぼ照明されない状態となる。

また、図９（ｂ）に点線で示すように、原稿ガラスＧＬの上面とレンズユニット４の光軸ＣＬとが交わる部分がライトガイド１３１の出射面３１ｂから出射された光により照明されるためには、ライトガイド１３１を平面Ｓを大幅に越えて上方に配置しなければならないが、原稿ガラスＧＬがＣＩＳモジュール１の直上に配置されるため、事実上、同図（ｂ）中の点線の位置にライトガイド１３１を配置するのは不可能である。

（変形例（１））
次に、図１０（ａ），（ｂ）を参照してライトガイドの変形例（１）について説明する。図１０はライトガイドの変形例（１）を示す図であって、（ａ），（ｂ）はそれぞれ異なる変形例（１）を示す。図１０（ａ）に示す例が図８（ａ）に示す例と異なるのは、ライトガイド３１０ａの長手方向に直交する断面において、反射面３１ａが紙面に向かって時計方向に約１０度傾いている点である。図１０（ｂ）に示す例が図８（ａ）に示す例と異なるのは、ライトガイド３１０ｂの長手方向に直交する断面において、反射面３１ａが紙面に向かって反時計方向に約１０度傾いている点である。その他の構成は上記した例と同様であるため、同一符号を付すことによりその説明を省略する。

図１０（ａ），（ｂ）に示す変形例（１）では、図８（ａ）に示す例と比較すると多少集光率が悪くなるが、原稿ガラスＧＬの上面とレンズユニット４の光軸ＣＬとが交わる部分に対してライトガイド３１の出射面３１ｂから出射された光が帯状に適正に照射される。

（変形例（２））
次に、図１１（ａ），（ｂ）を参照してライトガイドの変形例（２）について説明する。図１１はライトガイドの変形例（２）における原稿の照明状態を説明するための図であって、（ａ）はライトガイドおよびレンズユニットの配置関係を示し、（ｂ）は原稿の照明状態を示す。図１１（ａ）に示す例が図８（ａ）に示す例と異なるのは、ライトガイド３１１の長手方向に直交する断面形状が、反射面３１ａ側から出射面３１ｂ側に向けて先細りする台形状に形成されている点である。その他の構成は上記した例と同様であるため、同一符号を付すことによりその説明を省略する。

図１１（ａ）に示す変形例（２）では、図１１（ｂ）に示すように、原稿ガラスＧＬの上面とレンズユニット４の光軸ＣＬとが交わる部分に対してライトガイド３１の出射面３１ｂから出射された光が帯状に１９．３％の光利用効率で適正に照射される。

（変形例（３））
次に、図１２（ａ），（ｂ）を参照してライトガイドの変形例（３）について説明する。図１２はライトガイドの変形例（３）における原稿の照明状態を説明するための図であって、（ａ）はライトガイドおよびレンズユニットの配置関係を示し、（ｂ）は原稿の照明状態を示す。図１２（ａ）に示す例が図８（ａ）に示す例と異なるのは、ライトガイド３１２の長手方向に直交する断面形状が、反射面３１ａ側から出射面３１ｂ側に向けて先細りする五角形状に形成されている点である。その他の構成は上記した例と同様であるため、同一符号を付すことによりその説明を省略する。

図１２（ａ）に示す変形例（３）では、図１２（ｂ）に示すように、原稿ガラスＧＬの上面とレンズユニット４の光軸ＣＬとが交わる部分に対してライトガイド３１２の出射面３１ｂから出射された光が帯状に１９．９％の光利用効率で適正に照射される。

（変形例（４））
次に、図１３（ａ），（ｂ）を参照してライトガイドの変形例（４）について説明する。図１３はライトガイドの変形例（４）における原稿の照明状態を説明するための図であって、（ａ）はライトガイドおよびレンズユニットの配置関係を示し、（ｂ）は原稿の照明状態を示す。図１３（ａ）に示す例が図８（ａ）に示す例と異なるのは、ライトガイド３１３の長手方向に直交する断面形状が、反射面３１ａ側から出射面３１ｂ側に向けて先細りする五角形状に形成されている点である。その他の構成は上記した例と同様であるため、同一符号を付すことによりその説明を省略する。

図１３（ａ）に示す変形例（４）では、図１３（ｂ）に示すように、原稿ガラスＧＬの上面とレンズユニット４の光軸ＣＬとが交わる部分に対してライトガイド３１３の出射面３１ｂから出射された光が帯状に２１．２％の光利用効率で適正に照射される。

（変形例（５））
次に、図１４（ａ），（ｂ）を参照してライトガイドの変形例（５）について説明する。図１４はライトガイドの変形例（５）における原稿の照明状態を説明するための図であって、（ａ）はライトガイドおよびレンズユニットの配置関係を示し、（ｂ）は原稿の照明状態を示す。図１４（ａ）に示す例が図１３（ａ）に示す例と異なるのは、ライトガイド３１４の長手方向に直交する断面形状が、反射面３１ａ側から出射面３１ｂ側に向けて先細りする五角形状に形成されているが、外周面の一部が曲面状に形成されている点である。その他の構成は上記した例と同様であるため、同一符号を付すことによりその説明を省略する。

図１４（ａ）に示す変形例（５）では、図１４（ｂ）に示すように、原稿ガラスＧＬの上面とレンズユニット４の光軸ＣＬとが交わる部分に対してライトガイド３１４の出射面３１ｂから出射された光が帯状に１９．５％の光利用効率で適正に照射される。

（変形例（６））
次に、図１５（ａ），（ｂ）を参照してライトガイドの変形例（６）について説明する。図１５はライトガイドの変形例（６）における原稿の照明状態を説明するための図であって、（ａ）はライトガイドおよびレンズユニットの配置関係を示し、（ｂ）は原稿の照明状態を示す。図１５（ａ）に示す例が図８（ａ）に示す例と異なるのは、長手方向に直交する断面が矩形状の棒状の透明部材の外周面のレンズユニット４に対向する部分が出射面３１ｂに沿って長手方向に面取りされてライトガイド３１５が形成されることによって、その断面形状が反射面３１ａ側から出射面３１ｂ側に向けて先細りする形状に形成されている点でる。そして、ライトガイド３１５の外周面の面取りされた部分と、レンズユニット４の面取りされた部分とが対向して配置されることによって、ライトガイド３１５およびレンズユニット４が近接配置されている。その他の構成は上記した例と同様であるため、同一符号を付すことによりその説明を省略する。

図１５（ａ）に示す変形例（６）では、図１５（ｂ）に示すように、原稿ガラスＧＬの上面とレンズユニット４の光軸ＣＬとが交わる部分に対してライトガイド３１５の出射面３１ｂから出射された光が帯状に２１％の光利用効率で適正に照射される。なお、図１５（ａ）に示すように、ライトガイド３１５およびレンズユニット４が近接配置された場合に、ライトガイド３１５の出射面３１ｂに隣接する隅部のうち上側の隅部が平面Ｓを越えて原稿ガラスＧＬ側に大幅に突出する場合には、出射面３１ｂの上側の隅部も面取りするとよい。

（フレームの成型方法）
次に、図２および図３を参照しつつ図１６〜図１８を参照してフレームの成型方法の一例について説明する。図１６はフレームを成型するための金型を示す斜視図、図１７は図２に示すフレームの断面に相当する位置における金型の断面図、図１８は図３に示すフレームの断面に相当する位置における金型の断面図である。フレーム２を成型するための金型２００は、上部金型２０１と、下部金型２０２と、押さえ部材形成用ダイ２０３とを備えている。そして、上部金型２０１の下面には、中間部材２１の上面側に斜溝２２を形成するためのダイ２０１ａおよび凹溝２３を形成するためのダイ２０１ｂが設けられている。また、下部金型２０２の上面には中間部材２１の下面形状を形成するためのダイ２０２ａおよびスリット２４を形成するためのダイ２０２ｂが設けられている。また、下部金型２０２には、紙面に向かって左側の側面から上面に連通する複数の斜孔２０２ｃが長手方向に沿って設けられており、各斜孔２０２ｃには、側面側から上面側にその先端が突出するように押さえ部材形成用ダイ２０３が挿入される。なお、下部金型２０２の上面から突出する各押さえ部材形成用ダイ２０３の先端の上面側の形状は、フレーム２の斜溝２２に挿入されるライトガイド３１の上側の周側面の形状とほぼ同一の形状に形成されている。押さえ部材２５（斜溝２２）を形成するための各押さえ部材形成用ダイ２０３の先端側の形状は、斜溝２２に挿入されるライトガイド（導光体）の形状に応じた形状に適宜形成すればよい。

そして、各押さえ部材形成用ダイ２０３が下部金型２０２の各斜孔２０２ｃに挿入された状態で、下部金型２０２の上面に上部金型２０１の下面を密着して上部金型２０１および下部金型２０２が係合されることにより、上部金型２０１の下面と下部金型２０２の上面と間に、フレーム２を形成するための樹脂等の液体Ｒが充填される間隙Ｇが形成される。なお、上部金型２０１の下面に設けられた斜溝２２を形成するためのダイ２０１ａは、上部金型２０１および下部金型２０２が組み合わされた状態で下部金型２０２の上面側に突出する各押さえ部材形成用ダイ２０３の間にぴったりとはまり込むように形成されている。すなわち、上部金型２０１のダイ２０１ａおよび押さえ部材形成用ダイ２０３が長手方向（Ｘ方向）に密着して交互に配列されることによって、密着配置されたダイ２０１ａおよび押さえ部材形成用ダイ２０３の下面によりフレーム２の斜溝２２を形成するための型が形成され、押さえ部材形成用ダイ２０３の上面により押さえ部材２５を形成するための型が形成される。

このように構成された上部金型２０１、下部金型２０２および押さえ部材形成用ダイ２０３が組み合わされることによって上部金型２０１の下面と下部金型２０２の上面との間に形成される間隙Ｇに溶融された樹脂等の液体Ｒが流し込まれ、樹脂等の液体Ｒが硬化した後に、押さえ部材形成用ダイが２０３が抜き取られた後に、上部金型２０１および下部金型２０２が取り外されることによりフレーム２が完成する。

以上のように、上記した実施形態では、ＬＥＤの光を原稿ＯＢに導光する棒状のライトガイド３１，３１０ａ，３１０ｂ，３１１，３１２，３１３，３１４，３１５（以下、「導光体」と称する）は、透明部材により形成されている。また、導光体は、該導光体の少なくとも一方の端面から当該導光体内に入射されたＬＥＤの光を反射する反射構造が形成された反射面３１ａと、反射面３１ａにより反射された光を原稿ＯＢに向けて出射する出射面３１ｂとを有しており、反射面３１ａおよび出射面３１ｂは、それぞれ当該導光体の外周面に長手方向（Ｘ方向）に沿って形成されて透明部材を介して対向配置されている。そして、導光体の長手方向に直交する断面における出射面３１ｂの幅が反射面３１ａよりも狭く形成されているので、導光体の端面から入射されて反射面３１ａにおいてその長手方向全体に渡って散乱したＬＥＤの光が、透明部材の内部において導光体の外周面により全反射されて出射面３１ｂに向かって集光されて該出射面３１ｂから原稿ＯＢに向けて帯状に出射される。

したがって、導光体の内部において出射面３１ｂに向かって集光された状態の光が該出射面３１ｂから原稿ＯＢに向かって帯状に出射されるので、原稿ＯＢとレンズユニット４が備えるレンズアレイの光軸ＣＬとが交わる部分を照明手段３により帯状に効率よく照明することが可能な新規な構成の照明手段３を備えるＣＩＳモジュール１を提供することができる。

また、導光体の長手方向に直交する断面形状が反射面３１ａ側から出射面３１ｂ側に向けて先細りする形状であるので、反射面３１ａにおいてその長手方向全体に渡って散乱したＬＥＤの光を、導光体の外周面によって全反射させることによりさらに効率よく出射面３１ｂに向かって集光することができる。したがって、出射面３１ｂから原稿ＯＢに向けて帯状に出射される光によって原稿ＯＢをさらに効率よく照明することができる。また、導光体の長手方向に直交する断面形状が反射面３１ａ側から出射面３１ｂ側に向けて先細りする形状であるので、長手方向（Ｘ方向)に直交する断面における出射面３１ｂの中心と、各レンズ面の配列方向（Ｘ方向)に直交する断面におけるレンズアレイの光軸ＣＬとをより近接して配置することができる。

また、導光体は、レンズユニット４に対向する部分が出射面３１ｂに沿って長手方向に面取りされているので、長手方向に直交する断面における出射面３１ｂの中心と、各レンズ面の配列方向に直交する断面におけるレンズユニット４の光軸ＣＬとをより近接配置して、該光軸ＣＬ上のレンズユニットの４の複数の貫通孔が形成された上端面により近い位置（原稿ＯＢ）を照明手段３により帯状に照明することができる。また、導光体の出射面３１ｂとレンズユニット４の入射面とが近接配置されることによってＣＩＳモジュールの小型化を図ることができる。

また、レンズアレイを収納するケース体４１の導光体に対向する部分がレンズ面の配列方向に沿って面取りされているので、導光体の長手方向に直交する断面における出射面３１ｂの中心と、各レンズ面の配列方向に直交する断面におけるレンズユニット４の光軸ＣＬとをさらに近接配置することができる。

また、導光体を形成する透明部材内において反射面３１ａにより反射された光を、遮光フィルム３３の散乱面によってより効率よく全反射させることによってさらに効率よく出射面３１ｂに向かって集光することができる。また、遮光フィルム３３により、導光体に入射されたＬＥＤの光が導光体の外周面から外部に漏れるのを防止することができる。また、従来では、光の漏洩を防止するために導光体はケースに収納されてフレーム２に設けられていたが、上記したように導光体を、ケースと比較すると非常に薄い遮光フィルム３３で被覆することによって光の漏洩を防止することにより、導光体およびレンズユニット４をより近接して配置することができる。

また、この実施形態では、押さえ部材形成用ダイ２０３が、中間部材２１に相当する位置よりも上方において、上部金型２０１および下部金型２０２が組み合わされた金型２００内に側方から挿入されることによって、フレーム２の斜溝２の上方に配置される押さえ部材２５が形成される。したがって、フレーム２が形成される際に、正立等倍像をセンサー５上に形成するためにレンズユニット４から出射される光が通過するためのスリット２４の他に、上方空間と下方空間とを連通する孔（穴）が中間部材２１に形成されるおそれが無い。したがって、上方空間に配置される照明手段３と、下方空間に配置されるセンサー５（プリント回路基板６）とを確実に隔離して、照明手段３の光がセンサー５に漏洩するのを防止することができる。したがって、照明手段３の光がセンサー５に漏洩するのを確実に防止することができるので、導光体を被覆する遮光フィルム３３を省略することもできる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。例えば、導光体またはレンズユニット４に施される面取りの態様は上記した例に限るものではなく、導光体およびレンズユニット４を近接配置して、導光体の出射面３１ｂから出射された光がレンズユニット４の光軸ＣＬ上に適切に照射されるように、導光体またはレンズユニット４に面取りを施せばよい。

また、レンズユニット４（結像光学素子）の構成は、センサー５上に適正に正立等倍像を形成することができるものであればどのようなものであってもよく、１列のレンズ列により構成されたレンズアレイや複数のレンズ列が配列された構成のレンズアレイなどを採用することができる。また、レンズアレイの入射側および出射側にそれぞれアパーチャー部材が配置された結像光学素子や、複数のレンズアレイが光軸方向に配列され、入射側、レンズアレイ間、出射側にそれぞれアパーチャー部材が配置されて構成された結像光学素子などを採用することができる。また、ＳＬＡ（セルフォック（登録商標）レンズアレイ）により結像光学素子が構成されていてもよい。

また、上記した実施形態では、押さえ部材形成用ダイ２０３を利用してフレーム２に押さえ部材２５を一体的に成型したが、押さえ部材形成用ダイ２０３の換わりに、下部金型２０２の上面に、押さえ部材２５の下面形状と同一の先端面形状を有するダイを突設することにより、フレーム２に押さえ部材２５を形成してもよい。

そして、読み取りの対象物からの反射光を結像して正立等倍像を形成する結像光学素子を備える画像読取装置に本発明を広く適用することができる。

１…ＣＩＳモジュール（画像読取装置）、３…照明手段、３１，３１０ａ，３１０ｂ，３１１，３１２，３１３，３１４，３１５…ライトガイド（導光体）、３１ａ…反射面、３１ｂ…出射面、３３…遮光フィルム４…レンズユニット（結像光学素子）、４１…ケース体、５…センサー、ＯＢ…原稿（対象物）、Ｘ…長手方向、

Claims

光源の光を読み取りの対象物に導光する棒状の導光体を有し前記対象物を照明する照明手段と、
前記導光体に並設され、複数のレンズ面が前記導光体の長手方向と同方向に配列された入射面が設けられたレンズアレイを有し前記入射面に入射した前記対象物からの反射光を集光してセンサー上に正立等倍像を形成する結像光学素子とを備え、
前記導光体は、透明部材により形成されて、当該導光体の少なくとも一方の端面から当該導光体内に入射された前記光源の光を反射する反射構造が形成された反射面と、前記反射面により反射された光を前記対象物に向けて出射する出射面とを有し、
前記反射面および前記出射面は、それぞれ当該導光体の外周面に前記長手方向に沿って形成されて前記透明部材を介して対向配置され、前記長手方向に直交する断面における前記出射面の幅が前記反射面よりも狭く形成されている
ことを特徴とする画像読取装置。
前記導光体の前記長手方向に直交する断面形状が前記反射面側から前記出射面側に向けて先細りする形状である請求項１に記載の画像読取装置。
前記導光体は、その外周面において、前記結像光学素子の前記入射面に対向する部分が、前記出射面に沿って前記長手方向に面取りされ、前記導光体の前記出射面と前記結像光学素子の前記入射面とが近接配置されている請求項１または２に記載の画像読取装置。
前記結像光学素子は、前記レンズアレイを収納するケース体をさらに有し、前記ケース体は、前記導光体に対向する部分が前記レンズ面の配列方向に沿って面取りされている請求項１ないし３のいずれかに記載の画像読取装置。
前記照明手段は、前記導光体の前記出射面を除く外周面を被覆する遮光フィルムをさらに有し、前記遮光フィルムの前記透明部材に接する面に光を散乱させる散乱面が形成されている請求項１ないし４のいずれかに記載の画像読取装置。