JP2015136043A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】照度分布に大きなリップルが生じないようにした導光体を備え、原稿の読取性能を良好に保つ画像読取装置を提供する。【解決手段】原稿を載置する原稿台と、原稿台に置かれた原稿を照明するための光源と、主走査方向に延び両端部に光源からの光を入射し、入射した光を拡散・反射して原稿の読取領域に向けて出射する導光体とを含む照明部と、導光体の両端部に形成した円弧状の段差部と、照明部を副走査方向に移動可能に支持するキャリッジと、導光体の両端部をキャリッジ側に抑え、導光体の主走査方向への移動を規制するように円弧状の段差部に取り付けた抑え部材と、照明部によって照明された原稿からの反射光を受光して光電変換し、電気信号を出力する光電変換部と、を備える。【選択図】図７

Description

本発明の実施形態は、導光体を有する照明部を備え、照明部からの光によって原稿を照明して原稿の画像を読取る画像読取装置に関する。

従来、デジタル複写機等に用いられる画像読取装置は、光源から原稿に対し主走査方向に沿って線状の光を照射し、原稿からの反射光をレンズ等により集光してイメージセンサに入射させ、原稿の画像を読取るようにしている。

画像読取装置における原稿照射用の光源は、例えばキセノンランプやＬＥＤ光源が用いられる。ＬＥＤ光源を用いる場合、ＬＥＤを主走査方向に多数配列して原稿を照射する方式や、ＬＥＤの光を導光体によって原稿面に導いて照射する方式がある。特許文献１には、導光体を利用した照明部と画像形成装置が開示されている。

導光体を用いる場合、導光体の両端にＬＥＤを配置し、ＬＥＤからの光を導光体で拡散・反射して原稿の読取領域に向けて照射する。また導光体の両端は板バネによって保持部に保持するが、導光体が主走査方向へ移動するのを規制するため、導光体の両端部には平面状の段差を設けている。そして導光体上面を板バネで抑え、導光体の段差部分に板バネの側面を接触させて導光体の位置決めを行っている。

しかしながら、導光体の両端部に平面状の段差部分があるため、導光体の両端付近の照度分布が急激に変化してしまい、照度分布に大きなリップルが現れるという欠点がある。導光体の照度分布が滑らかでない場合は、シェーディング処理が正しく機能せず、原稿の読取画像の副走査方向に画像スジが発生し、読取性能が劣る可能性がある。

特開２０１３−９０１９７号公報

発明が解決しようとする課題は、照度分布に大きなリップルが生じないようにした導光体を備え、原稿の読取性能を良好に保つ画像読取装置を提供することにある。

実施形態に係る画像読取装置は、原稿を載置する原稿台と、前記原稿台に置かれた原稿を照明するための光源と、主走査方向に延び両端部に前記光源からの光を入射し、前記入射した光を拡散・反射して前記原稿の読取領域に向けて出射する導光体とを含む照明部と、前記導光体の両端部に形成した円弧状の段差部と、前記照明部を副走査方向に移動可能に支持するキャリッジと、前記導光体の両端部を前記キャリッジ側に抑え、前記導光体の前記主走査方向への移動を規制するように前記円弧状の段差部に取り付けた抑え部材と、前記照明部によって照明された原稿からの反射光を受光して光電変換し、電気信号を出力する光電変換部と、を備える。

一実施形態に係る画像読取装置を備える画像形成装置を示す構成図。 一実施形態における照明部を含むキャリッジを示す斜視図。 一実施形態における照明部の要部を拡大して示す断面図。 一般的な照明部の要部を拡大して示す分解斜視図。 図４の照明部を組み立てた状態を示す斜視図。 一実施形態における導光体の一端部の照度分布を示す特性図。 一実施形態における照明部の導光体の構成を示す分解斜視図。 一実施形態における導光体の他の構成を示す斜視図。 平面状の段差部を有する導光体を用いたときの導光体端部の光の反射の様子を示す特性図。 一実施形態における円弧状の段差部を有する導光体を用いたときの導光体端部の光の反射の様子を示す特性図。

以下、発明を実施するための実施形態について、図面を参照して説明する。尚、各図において同一箇所については同一の符号を付す。

（第１の実施形態）
図１は、一実施形態に係る画像読取装置を備える画像形成装置を示す構成図である。画像形成装置１００は、例えば複合機であるＭＦＰ（Multi-Function Peripherals）や、プリンタ、複写機等である。以下の説明では、画像形成装置１００としてＭＦＰを例に説明する。

ＭＦＰ１００の本体１の上部には、透明な原稿台２があり、原稿台２上には自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）３を開閉自在に設けている。また本体１の上部には操作パネル４を設けている。操作パネル４は、タッチパネル式の表示部５と各種の操作キー６を含む。

ＭＦＰ１００の原稿台２の下部には、画像読取装置であるスキャナ部１０を設けている。スキャナ部１０（画像読取装置）は、ＡＤＦ３によって搬送される原稿、または原稿台２に置かれた原稿面を走査する。スキャナ部１０は、第１のキャリッジ１１及び第２のキャリッジ２１を有している。

第１のキャリッジ１１は、原稿面を照明する照明部１２を有し、照明部１２からの光を原稿に照射する（照明部の詳細は後述する）。照明部１２は、主走査方向（紙面の奥方向）に延びている。原稿で反射した光はミラー１９で反射される。

第２のキャリッジ２１は、ミラー１９で反射された光を反射するミラー２２、２３を含み、ミラー２３で反射した光を、レンズ２４を介してＣＣＤ（Charge Coupled Device）２５に導く。ＣＣＤ２５はイメージセンサであり、原稿からの反射光はＣＣＤ２５により光電変換され、ＣＣＤ２５からは電気信号が出力される。ＣＣＤ２５は、光電変換部を構成する。ＣＣＤ２５から出力された電気信号は、画像処理されて画像データが生成される。

尚、スキャナ部１０は、ＡＤＦ３にて搬送される原稿を読み取る場合は、第１のキャリッジ１１を図示した位置（ＡＤＦ３の下部）に固定し、第２のキャリッジ２１も第１のキャリッジ１１に近接した位置にある。またスキャナ部１０は、原稿台２に置かれた原稿を読み取る場合に、第１のキャリッジ１１及び第２のキャリッジ２１を原稿台２と平行に副走査方向に移動させ、原稿台２に置かれた原稿を読み取る。

尚、主走査方向は、第１のキャリッジ１１の移動方向と直交する方向であり、ＣＣＤ２５の並び方向に相当する。また副走査方向は主走査方向に直交する方向である。

ＭＦＰ１００の本体１の内部にはプリンタ部３０を設けている。プリンタ部３０は、感光体ドラムとレーザ等を含み、スキャナ部１０で読み取った画像データや、ＰＣ（Personal Computer）などで作成された画像データを処理して記録媒体に画像を形成する。尚、以下においては、記録媒体として用紙Ｓを例に説明する。

プリンタ部３０は、例えばループ状の転写ベルト３１の下側に、上流から下流側に沿って複数の画像形成部３０１を有している。画像形成部３０１は、レーザ４０からのレーザビームによって感光体ドラム３２の表面を走査して露光し、感光体ドラム３２に静電潜像を作成する。レーザ４０は、スキャナ部１０で読み取った画像データに基づいてレーザ光を発光する。感光体ドラム３２の周囲には、帯電チャージャ３３、現像器３４、１次転写ローラ３５、クリーナ３６、ブレード３７等を配置している。

帯電チャージャ３３は、感光体ドラム３２の表面を一様に全面帯電する。現像器３４は、現像剤を攪拌するミキサと、現像バイアスが印加される現像ローラを有し、現像ローラによりトナー及びキャリアからなる２成分現像剤のトナーを感光体ドラム３２に供給する。クリーナ３６は、ブレード３７を用いて感光体ドラム３２表面の残留トナーを除去する。

感光体ドラム３２のトナー像は１次転写ローラ３５によって転写ベルト３１に転写され、さらに転写ベルト３１に転写したトナー像は、２次転写ローラ３８によって用紙Ｓに転写される。さらに用紙Ｓに転写したトナー像は、定着器３９によって定着される。定着器３９は、定着ローラと加圧ローラを含み、定着ローラと加圧ローラの間を用紙Ｓが通過することにより、用紙Ｓ上のトナー像を用紙Ｓに定着する。

プリンタ部３０は、カラー画像を形成する場合、ブラック、マゼンタ、シアン、イエロー等の複数の画像形成部３０１を有する。尚、プリンタ部３０の構成としては上述した例に限らず各種の方式がある。

また本体１の下部には、各種サイズの用紙を収容する複数のカセット４１〜４３を設けている。尚、カセットの数は３つに限られるものではない。またカセット４１〜４３から２次転写器３８に至る間には、各カセット４１〜４３から取り出した用紙Ｓをプリンタ部３０に搬送する搬送ローラ４４を設けている。また定着器３９によってトナー像が定着され画像形成が完了した用紙Ｓは、排紙ローラ４５によって排紙部４６に排出する。

図２は、照明部１２を含む第１のキャリッジ１１の構成を示す斜視図である。第１のキャリッジ１１は、主走査方向に延びるキャリッジ本体１３と、キャリッジ本体１３の両端にそれぞれ取り付け副走査方向に移動可能な一対のスライダ１４を有している。スライダ１４は副走査方向に並列に配置したレール部材（図示せず）の上を移動可能である。照明部１２は、柱状の導光体１５と反射部材１６を含み、導光体１５と反射部材１６は、キャリッジ本体１３の上に取り付けられる。図２では、導光体１５をキャリッジ本体１３から取り外して示している。

導光体１５の両端には、光源となる発光素子（ＬＥＤ）１７が対向するように取り付けられる。ＬＥＤ１７は支持部材５１に支持され、導光体１５の端部と対面する。支持部材５１はスライダ１４に固定される。また導光体１５の両端部は板バネ状の抑え部材５２によってスライダ１４に固定される。導光体１５の両端は、抑え部材５２によって上方向から押さえつけられる（詳細は後述）。導光体１５の両端にはＬＥＤ１７からの光が入射し、入射した光は導光体１５によって反射・拡散し、主走査方向に沿って原稿台２の方向及び反射部材１６の方向に光を出射する。

図３は照明部１２を拡大して示す断面図であり、主走査方向に直交する断面構造を示す。図３に示すように照明部１２は、原稿台２上にある原稿の読取領域Ｐを照明するもので、読取領域Ｐを通る読取光軸を中心に導光体１５と反射部材１６を配置している。照明部１２は、ＬＥＤ１７からの光を導光体１５の両端から入射し、導光体１５の長手方向（主走査方向）に導き、原稿の読取領域Ｐの方向及び反射部材１６の方向に光を出射する。

導光体１５は、原稿台２側に光を出射する第１の面１５１と、反射部材１６側に光を出射する第２の面１５２を有し、他の面はケース部材１８で覆っている。また導光体１５の第２の面１５２と対向する第３の面は、光を拡散又は反射する光拡散面１５３となっている。

導光体１５は、例えば、アクリルやポリカーボネートなどの光透過率の高い樹脂又は光学ガラスなどの透明媒質で成型したプリズムが用いられる。ケース部材１８は高い光反射率を有する金属プレートであり、例えばアルミニウム板やステンレス板などで構成される。光拡散面１５３は、ＬＥＤ１７からの光を拡散又は反射する。光拡散面１５３は光散乱構造（例えばＶ字状の細溝群や略半球状の凹凸形状）となっている。

反射部材１６は、原稿台２の下面において導光体１５に対向して設けられ、導光体１５の第２の面１５２から出射した光束を上方の読取領域Ｐに向けて反射する。反射部材１６の反射面は光反射特性が高い光沢を有する面となっている。したがって、導光体１５の第１の面１５１から出射した光と、反射部材１６で反射した光は主走査方向に線状の光束となって読取領域Ｐを照明する。

上述したように、照明部１２は、ＬＥＤ１７からの光を導光体１５で反射・拡散し、第１の面１５１から出射した光速により原稿台２上にある読取領域Ｐを照明する。また第２の面１５２から出射した光速を反射部材１６で反射して読取領域Ｐを照明する。さらに原稿台２上にある原稿で反射された光は読取光軸上に配置したミラー１９で反射され、第２のキャリッジ２１のミラー２２に向けて反射される。

図４は、一般的な照明部１２の要部を拡大して示す分解斜視図であり、図５は、図４を組み立てた状態の斜視図である。

図４は、導光体１５の一端部の構造を示すもので、支持部材５１の導光体１５と対向する部分にＬＥＤ１７を取り付けている。支持部材５１はスライダ１４（図２）にネジ５３で取り付けられる。また導光体１５の一端部は、抑え部材５２によって上方向から抑えつけられ、抑え部材５２はスライダ１４（図２）にネジ５４で取り付けられる。ＬＥＤ１７からの光は、導光体１５の一端に入射し、導光体１５で反射・拡散して第１の面１５１から光速Ｙ１を出射し、また第２の面１５２から光速Ｘ１を出射する。

図５に示すように、導光体１５の一端部の側面には、平面状の段差部１５４を設け、抑え部材５２の上面で導光体１５を上から抑え、抑え部材５２の側面を導光体１５の段差部１５４に当てるようにしている。導光体１５の両端部は、図２に示すように同じ構造の抑え部材５２でそれぞれ抑えられるため、導光体１５の両端部の段差部１５４に抑え部材５２の側面が当たることで、導光体１５が長手方向（主走査方向）に移動をするのを規制している。段差部１５４は、第２の面の端部に形成している。

ところで、図５に示す平面状の段差部１５４を有する導光体１５を用いたとき、原稿面の照度分布を測定すると図６の点線Ａに示すような特性になることが分かった。図６は、導光体１５の一端部の照度分布を示す図である。図６において、点線Ａは、平面状の段差部１５４を有する導光体１５の端部の照度分布であり、端部付近で照度が急変し、所謂、リップルＡ１が発生している。このため、原稿の読取性能が主走査方向の端部において劣化することになる。

そこで第１の実施形態では、導光体１５の端部の段差部を平面状ではなく、円弧状にしたものである。

図７は、第１の実施形態に係る照明部１２の要部の構成を示す分解斜視図であり、導光体１５一端部を拡大して示す。導光体１５の第２の面１５２の端部には、長手方向に円弧状の段差部１５５を設けている。

図７では、支持部材５１の導光体１５と対向する部分にＬＥＤ１７を取り付けている。支持部材５１はスライダ１４（図２）にネジ５３で取り付けられる。また導光体１５の一端部は、抑え部材５２によって上方向から抑えつけられ、抑え部材５２はスライダ１４（図２）にネジ５４で取り付けられる。ＬＥＤ１７からの光は、導光体１５の一端に入射し、導光体１５で反射・拡散して第１の面１５１から光速Ｙ１を出射し、また第２の面１５２から光速Ｘ１を出射する。

また、抑え部材５２の側面を導光体１５の段部１５６に当てつけるようにしている。段差部１５５は、第２の面１５２よりも多少低くなるように設けているため、段部１５６が形成される。導光体１５の両端部は、同じ構造の抑え部材５２でそれぞれ抑えられるため、導光体１５の両端部の段部１５６に抑え部材５２の側面が当たることで、導光体１５が長手方向に移動をするのを規制している。段差部１５５は、光拡散面１５３を設けた面と対向する面（第２の面）の端部に形成している。

図８は、段差部１５５の他の形状を示す斜視図である。図８では、円弧状の段差部１５５が第２の面１５２よりも多少高くなるように凸状に設けた例である。図８では、凸状の側面に段部１５６が形成される。したがって、抑え部材５２の側面には段部１５６に接する折り曲げ部５２１を設けている。図８の構成であっても、導光体１５の両端部は、同じ構造の抑え部材５２でそれぞれ抑えられ、導光体１５の両端部の段差部１５５と段部１５６に抑え部材５２の側面と折り曲げ部５２１が当たる。したがって導光体１５をスライダ１４側に抑え、導光体１５が長手方向に移動をするのを規制することができる。

図９は、図５のように平面状の段差部１５４を有する導光体１５を用いたときの導光体端部の光の反射の様子を示す特性図である。ＬＥＤ１７からの光は導光体の光拡散面１５３等で反射・拡散され第２の面１５２から出射されるが、段差部１５４に近い部分では楕円６０で示すように光線が集中する部分がある。

図１０は、図７（又は図８）のように円弧状の段差部１５５を有する導光体１５を用いたときの導光体端部の光の反射の様子を示す特性図である。ＬＥＤ１７からの光は導光体の光拡散面１５３等で反射・拡散され第２の面１５２から出射されるが、段差部１５５に近い部分では楕円７０で示すように光線が集中することなく分散していることが分かる。

図６において、実線Ｂで示す特性は、円弧状の段差部１５５を有する導光体１５を用いたときの照度分布の特性である。特性Ｂは、導光体１５の一端部付近で照度がやや強くなるものの特性Ａのように急変してリップルＡ１を生じることはなく、比較的緩やかな特性となる。つまり光線が一部に集中せず分散していることが確認できた。尚、導光体１５の段差部１５５の形状は、円形以外に球形とすることもできる。

以上説明した実施形態によれば、原稿の読取性能が主走査方向の全体において均一化し、主走査方向の端部において読取性能が劣化するのを防止することができる。

また以上の説明では、ＭＦＰ１００内に画像読取装置（スキャナ部）１０を設ける例について説明したが、スキャナ単体として構成した画像読取装置であってもよい。

尚、本発明のいくつかの実施形態を述べたが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１００…画像形成装置
１０…スキャナ部（画像読取装置）
１１…第１のキャリッジ
１２…照明部
１５…導光体
１５１…第１の面
１５２…第２の面
１５５…円弧状の段差部
１６…反射部材
１７…ＬＥＤ（光源）
５１…支持部材
５２…抑え部材

Claims (5)

1. 原稿を載置する原稿台と、
   前記原稿台に置かれた原稿を照明するための光源と、主走査方向に延び両端部に前記光源からの光を入射し、前記入射した光を拡散・反射して前記原稿の読取領域に向けて出射する導光体とを含む照明部と、
   前記導光体の両端部に形成した円弧状の段差部と、
   前記照明部を副走査方向に移動可能に支持するキャリッジと、
   前記導光体の両端部を前記キャリッジ側に抑え、前記導光体の前記主走査方向への移動を規制するように前記円弧状の段差部に取り付けた抑え部材と、
   前記照明部によって照明された原稿からの反射光を受光して光電変換し、電気信号を出力する光電変換部と、
   を備える画像読取装置。
2. 前記照明部の前記導光体は、前記光源から入射された光を前記原稿の読取領域に向けて出射する第１の面と、前記第１の面に隣接し前記光源から入射された光を前記第１の面からの出射光と異なる方向に出射する第２の面と、前記第２の面に対向し光拡散面を有する第３の面を有し、
   前記円弧状の段差部は、前記第２の面の両端部に形成した請求項１記載の画像読取装置。
3. 前記照明部は、前記導光体の前記第２の面からの出射光を前記原稿の読取位置に向けて反射する反射部材を含む請求項２記載の画像読取装置。
4. 前記円弧状の段差部は、前記導光体の前記第２の面よりも低いか、高くなるように形成してなる請求項２記載の画像読取装置。
5. 前記光源はＬＥＤであり、前記ＬＥＤを前記導光体の両端に支持する支持部材を前記キャリッジに取り付けた請求項１記載の画像読取装置。

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