JP2015179897A - 照明装置および画像読取装置、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像担持体との距離が変動しても照度の変動を抑えた照明装置と、そのような照明装置を備えた画像読取装置、画像形成装置を提供する。
【解決手段】柱状レンズ１は、台形の短い側の底辺が円弧状となっており、この面が出射面１２となる。対向する入射面１１は光源２からの光を集光するが、この入射面１１による光源２の虚像が、円弧状の出射面１２の曲率中心を含む予め決められた範囲となるように配置する。光源２から放射され、入射面１１で屈折された光は、出射面１２に対して出射面１２の法線方向から入射し、出射される。光源２からの光は柱状レンズ１の長手方向にも斜めに入射するが、断面が円弧状の方向については収差による集光が生じず、画像担持体との距離が変動しても照度の分布が変化することはない。
【選択図】図１

Description

本発明は、照明装置および画像読取装置、画像形成装置に関するものである。

一般に、画像読取装置では画像が描かれている画像担持体に照明装置から光を照射し、反射した光を受光素子により受光して電気信号に変換し、画像担持体に描かれていた画像を読み取っている。読取方式には種々のものが知られているが、一つの方法として、照明装置により画像担持体を一方向に照明し、その照明されている一方向に画像を読み取り、画像担持体と照明および読取領域を相対的に移動させて読取を繰り返して、２次元の画像を読み取っている。この場合、照明装置は線状に照明することになる。

このような線状に照明する照明装置として、照明する方向に配列された複数の光源と、その方向に延在する柱状レンズを有するものがある。例えば特許文献１や特許文献２においても、光源として複数の発光ダイオード（以下ＬＥＤと呼ぶ）と柱状レンズを用いた光源が使用されている。

図２０は、従来の照明装置の一例の説明図である。図中、５１は光源、５２は柱状レンズ、５３は照射領域である。柱状レンズ５２は、入射面および出射面の少なくとも一方が曲面となった柱状をしている。この曲面が、光源５１から放射されて、柱状レンズ５２の長手方向以外の方向に進む光の方向を曲げて長手方向に延びる照射領域５３に集光する。この長手方向と直交する方向の集光は通常のレンズの原理で行われる。上述の特許文献１では、柱状レンズの出射面から放出される光が平行光となるようにしている。

柱状レンズの長手方向については入射面および出射面での屈折はあるものの、光源５１から長手方向に広がった光束は長手方向に集光されることはなく、広がった光束となる。従って、照射領域５３は長手方向に広がった領域となる。

この長手方向に広がる光は、柱状レンズ５２の収差の性質によって中央部から広がるほど収束度が高くなる。例えば中央部で出射光が平行光となっていても、その周辺部では光が収束へと向かい、照射領域５３は例えば図２０に示すように中央部で幅が最も広く、周辺部へ向かうほど幅が狭くなる。特許文献１では、この収束光により照射領域５３の照度むらを抑えている。また特許文献２では、周辺部で平行光となるように、中央部で光を発散させて照度むらを抑えている。

一方、画像担持体から画像を読み取る際に上述の照明装置を用いて画像担持体を照明する場合、画像担持体の浮き上がり等により画像担持体の表面と柱状レンズおよび光源との距離が変化する。例えば予め設計された画像担持体の位置に焦点を合わせて照明すると、上述の距離の変化により画像担持体の表面の照度が変化してしまう。例えば柱状レンズにより平行光を画像担持体に照射した場合には、距離の変化による照度の変化はない。しかし、特許文献１でも中央部では平行光を生成していても、中央部以外では上述した収束光が生じており、この収束光では距離の変化による照度の変化が生じることになる。

また、近年、画像読取装置を、画像形成装置の出力状態を把握する用途で用いられる場合があり、出力された色を正確に読み取るためには、読取対象の深度方向の位置変化に対する読取出力の変化を例えば２％程度以下に抑えることが求められている。照明装置の深度による照度変化も、このレベルが求められている。なお、画像形成装置で形成された画像を搬送路の途中で読み取る場合は、±２ｍｍ程度の読取対象の深度方向の位置変化が生じる場合もある。

特開２００５−２７８１３２号公報 特開２００５−３１１６６２号公報

本発明は、画像担持体との距離が変動しても照度の変動を抑えた照明装置と、そのような照明装置を備えた画像読取装置、画像形成装置を提供することを目的とするものである。

本願請求項１に記載の発明は、対向する入射面および出射面が長手方向に延在する柱状レンズと、前記柱状レンズの入射面による当該光源の近軸虚像と出射面の曲率中心との位置関係が予め決められた範囲となるように配置された光源を有することを特徴とする照明装置である。

本願請求項２に記載の発明は、本願請求項１に記載の発明における前記柱状レンズは、前記出射面の曲率半径が、前記入射面による近軸虚像位置から前記出射面までの距離の１／２以上であることを特徴とする照明装置である。

本願請求項３に記載の発明は、本願請求項１に記載の発明における前記柱状レンズは、前記出射面の曲率半径が、前記入射面による近軸虚像位置から前記出射面までの距離の１／２以上でありかつ２倍以下であることを特徴とする照明装置である。

本願請求項４に記載の発明は、本願請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の発明における前記柱状レンズは、前記入射面から前記光源までの距離が、前記柱状レンズの前記出射面の曲率半径の３／５より小さいことを特徴とする照明装置である。

本願請求項５に記載の発明は、本願請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の発明における前記柱状レンズは、長手方向に直交する断面で見た際に、前記入射面の長さよりも前記出射面の長さが短くなるような傾斜部を少なくとも一部に含むことを特徴とする照明装置である。

本願請求項６に記載の発明は、本願請求項５に記載の発明における前記傾斜部の角度および入射面と出射面の距離が、入射面から入射した光線のうち、前記傾斜部に入射する光が全反射されるとともに、該反射光のうち出射面に入射する光線が出射面で全反射される又は照明領域にかからない領域に屈折される条件を満たすことを特徴とする照明装置である。

本願請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の照明装置と、該照明装置が照明する画像担持体からの反射光を受光する受光手段を有することを特徴とする画像読取装置である。

本願請求項８に記載の発明は、本願請求項７に記載の発明における前記照明装置は、前記画像担持体に対して予め決められた角度範囲から照明光を照射することを特徴とする画像読取装置である。

本願請求項９に記載の発明は、本願請求項８に記載の発明における前記照明装置が照明光を照射する角度は、前記画像担持体の法線方向に対して、３９度以上５０度以下であることを特徴とする画像読取装置である。

本願請求項１０に記載の発明は、請求項７から請求項９のいずれか１項に記載の画像読取装置を記録媒体の搬送路上に配置したことを特徴とする画像形成装置である。

本願請求項１に記載の発明によれば、画像担持体との距離が変動しても、円柱レンズの収差による画像担持体表面での光量の変動を本構成を有しない場合に比べて抑えることができるという効果がある。

本願請求項２に記載の発明によれば、画像担持体との距離が変動しても、照度について副走査方向のレンジを確保することができる。

本願請求項３に記載の発明によれば、画像担持体との距離の変動を許容した上で、十分な光量を確保することができる。

本願請求項４に記載の発明によれば、画像担持体表面での光量の変動が抑えられる画像担持体との距離の変動幅を、本構成を有しない場合に比べて広くとることができる。

本願請求項５に記載の発明によれば、出射される光の広がりを制限した線状光を得ることができる。

本願請求項６に記載の発明によれば、入射面から入射した光のうち直接出射面から出射される光以外の光が画像担持体の照明に与える影響を、本構成を有しない場合に比べて低減することができるとともに、光量を増加することができる。

本願請求項７に記載の発明によれば、画像担持体との距離が変動しても、円柱レンズの収差による画像担持体表面での光量の変動を本構成を有しない場合に比べて抑えて、画像の読み取りを行うことができるという効果がある。

本願請求項８に記載の発明によれば、画像担持体との距離が変動した場合でも、本構成を有しない場合に比べて照度の変動をさらに抑えて画像の読み取りを行うことができる。

本願請求項９に記載の発明によれば、画像担持体表面での光量の変動が抑えられる画像担持体との距離の変動幅を、本構成を有しない場合に比べて広くとることができる。

本願請求項１０に記載の発明によれば、搬送路上で記録媒体の浮きなどが生じても、本構成を有しない場合に比べて精度よく読み取りを行って画像形成装置の状態の検出の用途に供することができるという効果がある。

本発明の照明装置の実施の一形態を示す構成図である。 本発明の照明装置の実施の一形態における光の経路の一例の説明図である。 柱状レンズの側面に入射する光の経路の一例の説明図である。 柱状レンズの別の例の説明図である。 本発明の画像読取装置の実施の一形態を示す構成図である。 照明装置からの距離と光強度分布の一例の説明図である。 照明装置から斜めに光を照射する場合の説明図である。 照度及び照明角と離間方向距離の関係の一例の説明図である。 光源２の虚像２１を、柱状レンズの曲率中心を含む予め決められた範囲におくことで、スキュー光線に対する収束特性を緩和した照明装置３１の、副走査方向の位置と光量との関係の一例の説明図である。 出射面の曲率半径の変化による特性変化の具体例の説明図である。 出射面の曲率半径の変化による特性変化の具体例の説明図（続き）である。 出射面１２の曲率半径と副走査方向レンジ及び副走査中心部照度との関係の具体例の説明図である。 本発明の照明装置の実施の一形態におけるスキュー光線の一例の説明図である。 本発明の実施の一形態における照明装置の各寸法の説明図である。 曲率半径によるスキュー光線束の収束程度の一例の説明図である。 光源−入射面間距離によるスキュー光線束の収束程度の一例の説明図である。 本発明の画像読取装置の別の実施の形態を示す構成図である。 本発明の画像読取装置の応用例を示す構成図である。 本発明の画像読取装置の応用例における読取部の一例の構成図である。 従来の照明装置の一例の説明図である。

図１は、本発明の照明装置の実施の一形態を示す構成図であり、図１（Ａ）は斜視図、図１（Ｂ）は断面図である。図中、１は柱状レンズ、２は光源、１１は入射面、１２は出射面、１３は側面である。

柱状レンズ１は、対向する入射面および出射面が長手方向に延在する柱状の導光体である。柱状レンズ１の長手方向と直交する方向の断面形状の一例を図１（Ｂ）に示している。図１（Ｂ）に示した柱状レンズ１の例では、台形の短い側の底辺である上底が円弧状となった形状をしており、この円弧状の面が出射面１２となる。台形の長い側の底辺である下底は、この例では平面であり、この面が入射面１１となる。台形の脚は側面１３を構成し、台形の下底から上底へ向けて、すなわち入射面１１の側から出射面１２の側へ向けて、断面の幅が狭くなっている。台形が等脚台形であり、その上底が円弧状の断面であるとよい。

光源２は、柱状レンズ１の入射面側に長手方向に複数配置されている。この光源２は、柱状レンズ１の入射面１１による虚像が出射面１２の曲率中心を含む予め決められた範囲となるように配置されている。それぞれの光源２は、例えばＬＥＤや電球等の点光源であるとよいが、蛍光体を有する白色ＬＥＤやＥＬ素子などの面積を有する発光素子でもよく、種々の発光素子を用いてもよいことは言うまでもない。

上述の照明装置の実施の一形態の構成について、さらに説明する。図２は、本発明の照明装置の実施の一形態における光の経路の一例の説明図である。図中、２１は虚像、２２は出射面の曲率中心である。光源２から放射された光は、柱状レンズ１の入射面１１に入射する。ここでは一例として入射面１１を平面とするが、この平面で光は屈折する。従って、入射面１１が平面であっても集光効果がある。柱状レンズ１に入射した光が屈折することから、光源２の虚像が存在し、それを虚像２１として破線で示している。

一方、柱状レンズ１の出射面１２を円弧状としていることから、この円弧の中心を曲率中心２２として示している。この照明装置の実施の一形態では、光源２の柱状レンズ１の入射面１１による虚像が、出射面１２の曲率中心を含む予め決められた範囲となるように、光源２を配置する。

ここでは説明のため、光源２の虚像２１が曲率中心２２となるように光源２が配置されているものとする。図２（Ａ）には、柱状レンズ１の長手方向と直交する方向の、光源２を含む断面における光の経路の一例を示している。光源２から放射され、柱状レンズ１の入射面から入射した光は、出射面１２へと進む。柱状レンズ１内に進入した光は、光源２の虚像２１が曲率中心２２にあることから、曲率中心２２から放射状に延びる軌跡を進むことになる。そして、光が出射面１２に到達する。

出射面１２に到達した光は、曲率中心２２からの光と考えてよく、円弧状の出射面１２の法線方向から出射面１２に入射することになる。従って、出射面１２で屈折することなく、出射面１２の法線方向に光が出射されることになる。

図２（Ｂ）には、柱状レンズ１の長手方向の、光源２を含む断面における光の経路の一例を示している。こうした長手方向の軸と直交しない光線を、スキュー光線と呼ぶことにする。また直交面と光線との角度をスキュー角と呼ぶことにする。光源２から放射された光は、柱状レンズ１の長手方向にも放射される。これらの光についても、屈折率などの入射条件に従って、入射面１１で屈折して柱状レンズ１内に入射する。そして、出射面１２に到達した光は、長手方向については、出射面１２への入射角と屈折率とに従って屈折し、出射されることになる。

この際に、長手方向と直交する断面の方向については、上述したとおり屈折せず、また収差の影響も受けない。柱状レンズ１の曲率中心は、３次元空間内の直線（曲率中心軸）となり、出射面１２での光線出射点と、曲率中心軸を含む３次元空間内の平面を考えれば、出射面の出射点の法線ベクトルは、この曲率中心を通るこの平面上にあり、曲率中心にある光源の虚像２２から出射点に至る光線も、この平面上にある。これより、曲率中心から出射面１２に到達する光線に対して、長手方向に直交する方向の屈折は発生しない。従って、長手方向に放射される光に対して従来発生していた収差による集光効果の影響が排除される。これにより、照明する対象までの距離によって光の強度は変化するものの、照明されている領域における照度分布は照明する対象までの距離によらなくなる。なお、入射面１１での集光効果により、光源２を単独で使用する場合に比べて光量は増加している。

上述の説明では、光源２の虚像２１が曲率中心２２となるように光源２が配置されているものとしたが、収差による収束が許容される、出射面１２の曲率中心２２を含む予め決められた範囲で、光源２の位置を柱状レンズ１に近づけ、あるいは柱状レンズ１から遠ざけてもよい。

また、光源２と柱状レンズ１の入射面１１との距離が大きくなるほど、光源２から放射されたスキュー光線に対する、虚像位置からのずれが大きくなり、入射面１１で屈折した後の光線は曲率中心からずれが生じる。これにより、出射面１２から出射される光についても法線方向以外の光が増加し、柱状レンズ１の長手方向に進行する光についても収差による集光作用が現れてくる。光源と入射面１１との距離が小さくなるほど、光線の曲率中心からのずれも相似比で小さくなる。従って、光源２と柱状レンズ１の入射面１１との距離は小さい方がよく、また、上述のように光源２の虚像２１が出射面１２の曲率中心２２に近い方がよいことから、柱状レンズ１の入射面１１と出射面１２の距離や出射面１２の曲率などを設計するとよい。

次に、柱状レンズ１の側面１３について説明する。上述のように、柱状レンズ１では論理的には出射面１２の法線方向から入射した光を法線方向に出射するものであり、この出射面１２の法線方向から許容する誤差の範囲で光の入射および出射を行うことで柱状レンズ１の収差による収束を防いでいる。この出射面１２の法線方向から許容する誤差の範囲の光以外の光が外部に漏れると、照明する領域の照度分布に影響することから、このような光については、外部に出射されないようにするとよい。そのために、側面１３の角度および入射面１１と出射面１２の距離が、入射面１１から入射した光線のうち、側面１３に入射する光が全反射されるとともに、その反射光のうち出射面１２に入射する光線が出射面１２で全反射され、あるいは出射面１２で屈折した光が照明領域にかからないような角度条件を満たすようにするとよい。

図３は、柱状レンズの側面に入射する光の経路の一例の説明図である。ここでは、柱状レンズ１として等脚台形の上底を円弧状にした断面形状を有している例を示しており、台形の脚となる面が側面１３となる。この１対の側面１３は、上述の条件を満たしているものとする。

光源２から放射された光は柱状レンズ１の入射面１１で屈折して柱状レンズ１内に入射する。もちろん、入射面１１の入射条件によって入射面１１で反射され、柱状レンズ１内に入射しない光もある。

柱状レンズ１内に入射した光のうち、そのまま出射面１２に向かう光については、上述したとおり、柱状レンズ１の長手方向と直交する断面においては出射面１２の法線方向を含む範囲で出射面１２に入射し、出射面１２から出射されることになる。

柱状レンズ１内に入射し、斜めに設けられた側面１３に向かった光は、上述の条件により側面１３で全反射する。側面１３で全反射した光は、出射面１２および対向する側面１３に向かうことになる。側面１３で全反射した出射面１２に向かった光は、上述した条件によって、出射面１２で全反射か、あるいは出射面１２で屈折した光が照明領域にかからないような角度で出射される。出射面１２で全反射された場合、さらに、その光は最初に全反射した側面１３と対向する側面１３に向かい、やはり全反射されて入射面１１へと戻り、出射される。従って、光源２から放射され、入射面１１から柱状レンズ１内に入射して側面１３に向かった光は、出射面１２で出射されることはない。

側面１３で全反射した対向する側面１３に向かった光は、全反射される場合と外部へ漏れ出る場合がある。側面１３から外部へ光が漏れ出たとしても、その方向は、出射面１２から出射された光によって照明する領域の方向とは異なっており、照明する領域の照度分布に影響することはない。また、入射面１１へ戻された光は、再び柱状レンズ１に戻される光もあり、光源２の光とともに利用される。

なお、上述の出射面１２で全反射する条件が満たされていれば、柱状レンズ１内に入射して側面１３に向かった光が、側面１３や出射面１２から漏れることはないが、ある程度の誤差を許容してもよい。もちろん、出射面１２で屈折した光が照明領域にかからない条件では、出射面１２から光が漏れ出ることになるが、照明領域にかかっていなければ、光が出射面１２から漏れ出ても、その光によって照明領域の照度分布に影響することはない。

図４は、柱状レンズの別の例の説明図である。図中、１４は傾斜部、１５は基部である。図３で説明したが、柱状レンズ１として等脚台形の上底を円弧状にした断面形状の場合、側面１３は台形の脚となり、傾斜面となる。側面１３を上述の条件を満たす傾斜面としたことにより、側面１３を透過した光や側面１３で反射されて出射面１２から出射された光が照明領域に入射しないようにしている。従って、側面１３の出射面１２に隣接する部分が傾斜していて上述の機能を有していればよく、側面１３の入射面１１に隣接する部分については異なる形状となっていてもよい。

この場合の例を図４に示している。図４に示した柱状レンズ１の例では、側面１３として、出射面１２に隣接する部分を傾斜部１４とし、入射面１１に隣接する部分を基部１５として、それぞれ形状を異ならせている。少なくとも傾斜部１４が上述の条件を満たしていればよい。なお、基部１５の形状については、図示の形状に限られないことは言うまでもない。

従来は側面１３によって光を出射面１２に集め、側面１３へ向かった光も照明に利用するように構成している。これに対して、この照明装置の実施の一形態では、側面１３へ向かった光は出射しないようにしている。これによって、入射面１１から出射面１２へ向かう制御された光によって照明する領域の照度分布が乱されず、出射面１２と照明対象の距離によって照度分布が変わることのない照明が行われる。

上述の本発明の照明装置の実施の一形態を用いた画像読取装置の実施の一形態について説明する。図５は、本発明の画像読取装置の実施の一形態を示す構成図である。図中、３１は照明装置、３２は画像担持体、３３，３４，３５は反射鏡、３６は光学部、３７は受光部である。照明装置３１は、上述の照明装置の実施の一形態で説明したものである。この照明装置３１により画像担持体３２を照明するが、その際に、画像担持体３２に対して予め決められた角度範囲から照明光を照射する。照明光は柱状レンズ１の長手方向に延在する領域に照射されることになる。

照明装置３１から照射された光により照明され、画像担持体３２で反射された光を、反射鏡３３，３４，３５及び光学部３６を介して受光部３７で受光し、画像担持体３２上の画像を読み取る。受光部３７としては１次元センサを用い、照明光が照射されている柱状レンズ１の長手方向の１次元の画像を読み取ることになる。柱状レンズ１の長手方向を、ここでは主走査方向とする。この主走査方向と直交する方向を副走査方向とする。画像担持体３２を副走査方向に移動させながら、上述の１次元の画像の読取を繰り返して行い、２次元の画像を得る。

画像担持体３２を移動させる際に、画像担持体３２が浮き上がる場合や、画像担持体３２の表面に凹凸が生じている場合など、照明装置３１と画像担持体３２との距離が変化する場合がある。このような場合、従来の照明装置では画像担持体３２を照明している光量が変化する場合があった。照明の光量が変化すると受光部３７で受光した際の光量が変化して出力される信号も変化し、例えば画像の明度や色に影響する。

この画像読取装置の実施の一形態では、上述の照明装置の実施の一形態で説明した照明装置を用い、画像担持体３２に対して予め決められた角度範囲から照明光を照射して、照明装置３１と画像担持体３２との距離が変化しても照明の光量が変化しないようにしている。以下、この構成についてさらに説明する。

図６は、照明装置からの距離と光強度分布の一例の説明図である。上述した照明装置の実施の一形態で説明した照明装置３１を用いる場合、円弧状の出射面１２の法線方向に光が出射されるように構成している。従って、ある程度の広がりを有する照明光が照明装置３１から出射されている。この光の広がりにより、照明装置３１からの距離に従って光の強度は変化する。しかし、照明装置３１からの距離が変わっても、照明領域内での照度変化は許容範囲以下に抑えられている。

図７は、照明装置から斜めに光を照射する場合の説明図である。ここでは、図中の０と記した位置に画像担持体３２が存在する場合を基準として考える。また、画像担持体３２の被読取面の対象点法線方向と照明装置３１の方向との角度をθ、画像担持体３２の被読取面の対象点と照明装置３１の出射面１２の曲率中心との距離をｂとする。照明装置３１を長手方向に光量分布を持たないよう、光源を複数個並べたものとした場合、照明系の光軸方向に対する、被読取面方向の照明方向角度をφとする。被読取面の対象点が、照明方向に正対した場合（θ＝０）の、被読取面の対象点照度をＩ０＝ｆ（ｂ，φ）とすると、画像担持体３２の被読取面の対象点での照度Ｉは、Ｉ＝Ｉ０×ｃｏｓθ＝ｆ（ｂ，φ）×ｃｏｓθで表される。ここで、照明装置３１を出射面１２の曲率中心位置に光源２として理想的な線光源が存在する場合に置き換えると、角度θによらず、Ｉ０＝Ｋ／ｂとなる。

図７で、被読取面の対象点法線の延長線に対する曲率中心までの距離をａ０とすると、被読取面の浮き沈みに対してａ０は変化せず、ｂはｂ＝ａ０／ｓｉｎθであってθに依存した変数となることから、Ｉ＝Ｋ×ｃｏｓθ×ｓｉｎθ／ａ０＝Ｋ×ｓｉｎ２θ／ａ０となって、θに依存した関数として表される。これをθで微分した値がｃｏｓ２θに比例することから、ｃｏｓ２θが０となるθ＝４５度で、照度Ｉの変化分ΔＩが０となり、この角度で被読取面の浮き沈みに対し、照度変化がなくなる。

本発明の実施の一形態の照明深度を、具体的な実際量を用いて算出する。被読取面の浮き沈み変化に対する照度変化を計算するため、実際の被読取面の浮き沈みの深度を表すｄと、θの関係が、ｄ×ｔａｎθ＝ａ０となることから、Δｄ／ｄ＝−Δθ／（ｃｏｓθ×ｓｉｎθ）となる。この関係からｂ＝２５ｍｍ、ｄ＝ａ＝１７．７ｍｍでΔｄ＝±２ｍｍに対する照明深度の変化を見積もると、θ＝±３．２４度に相当し、照度変化として−０．７％の精度が得られる。これが、実際の照明装置では、Ｉ＝ｆ（ｂ，φ）×ｃｏｓθと、照明方向角φの関数となり、図７の関係からΔθ＝Δφとなる。従来の照明装置で見られる照明系光軸方向に光束が集中するような光量分布では、被読取面の浮き沈みで、曲率中心から被読取面に向かう角度φが変化した際に、ｆ（ｂ，φ）が大きく変化して照明深度が急激に小さくなる。柱状レンズがスキュー光線に対して収束する特性であった場合、照明光軸中心に光束が集光する特性となり、照明深度が小さくなる。一方、本発明の実施の一形態のように、柱状レンズの特性をスキュー光線に対して収束しない特性にすれば、照明光軸での広がり角φの変化Δφ＝Δθ＝±３度以内の変化に対して、ｆ（ｂ，φ）の変化が、光束が集中する場合に比べて小さくなり、理想線光源のような照明深度が得られる。

ここで、照明装置３１は円弧状の出射面１２を有しており、その出射面１２の法線方向から予め決められた範囲で光が出射されるように構成されている。このことから、照明装置３１から出射される光は、ある程度の広がりを有し、広がりの範囲では被照射面の法線に対する角度θが異なった光が出射されていることになる。

図７（Ｂ）には、画像担持体３２と照明装置３１との距離が変化した場合について示している。ここで、基準とする０と記した位置に画像担持体３２が存在する場合の読取位置における法線方向と照明装置３１の方向との角度をθとする。例えば画像担持体３２がその読取面の法線の図中＋と記した方向に変化した場合を考えると、画像担持体３２と照明装置３１との距離は、基準とする０と記した位置よりも短くなる。従って、図６で説明したように、光の強度は基準の位置よりも強くなる。

一方、画像担持体３２の読取位置における法線方向と照明装置３１の方向との角度はθ’となる。この角度θ’は、基準の位置での角度θよりも大きくなる。角度が大きくなると、単位面積あたりの光量は減少する。例えば、太陽の光を考えた場合、法線方向との角度が小さい日中よりも、角度が大きい夕方の方が光量が少ないことからも、容易に理解できよう。

このように、画像担持体３２の位置が基準の位置から図中の＋の方向、すなわち照明装置３１に近づく方向にずれた場合、照明装置３１からの光の強度は基準の位置に比べて増すが、照明装置３１からの光の角度が基準の位置に比べて大きくなることにより単位面積あたりの光量は減少する。従って両者が相殺されることになる。先に述べた理想線光源の場合のθ＝４５度付近の特性では、増加分と減少分が相殺され、被読取対象点での照度が基準の位置における照度と変わらなくなる。また、上述のように光源２の虚像２１を、柱状レンズの曲率中心を含む予め決められた範囲におくことで、スキュー光線に対する収束特性を緩和して、理想線光源の条件に近づけられ、画像担持体３２の位置が＋側に変化しても被読取対象点での照度が画像担持体３２の基準の位置における照度と変わらない程度となる。

また、例えば画像担持体３２がその被読取面の法線の図中−と記した方向に変化した場合を考えると、画像担持体３２と照明装置３１との距離は、基準とする０と記した位置よりも長くなる。従って、図６で説明したように、光の強度は基準の位置よりも弱くなる。一方、画像担持体３２の被読取対象点における法線方向と照明装置３１の方向との角度はθ”となる。この角度θ”は、基準の位置での角度θよりも小さくなる。角度が小さくなると、単位面積あたりの光量は増加する。

このように、画像担持体３２の位置が基準の位置から図中の−の方向、すなわち照明装置３１から離れる方向にずれた場合、照明装置３１からの光の強度は基準の位置に比べて減少するが、照明装置３１からの光の角度が基準の位置に比べて大きくなることにより単位面積あたりの光量は増加する。従って両者が相殺されることになる。上述のように光源２の虚像２１を、柱状レンズの曲率中心を含む予め決められた範囲におくことで、スキュー光線に対する収束特性を緩和して、この光量の増加分と減少分が相殺され、画像担持体３２の位置がマイナス側に変化しても被読取対象点での照度が基準の位置における照度と変わらなくなる。

なお、基準位置における画像担持体３２の被読取面の法線方向と照明装置３１との角度は、例えば４５度を含む予め決められた範囲であるとよい。

図８は、照度及び照明角と離間方向距離の関係の一例の説明図である。上述の被照明面の法線に対する角度θ（以下簡便のため照明角θと呼ぶ）を具体的に設定する例として、前述した照度Ｉ＝Ｋ×ｓｉｎ２θ／ａ０と、ａ０＝ｄ×ｔａｎθの関係から、照度Ｉと離間方向距離ｄの関係をグラフにしたのが、図８（Ａ）である。このグラフを使って、標準の画像形成出力を監視する用途で被照明対象物を押し付ける対向面がある場合について、照明角θの設定を以下に説明する。この場合は、離間方向距離ｄの値が対向面距離以上になることはなく、それよりも短い距離での使用に限られる。

この場合、対向面に対応するｄを、図８（Ａ）における光量ピークとなる離間方向距離である１８ｍｍより長い、２０ｍｍに設定する。このように設定すると、照度ピークを挟んで２０ｍｍ〜１６ｍｍの範囲が、照度変化のピーク値マイナス０．７％の照度変化の範囲での使用範囲となる。この場合、ｄ＝２０ｍｍに対応する照明角θは、図８（Ｃ）に示す離間方向距離ｄと照明角θの関係から、θ＝４１度となる。

また、照明と被照明対象物間にカバーガラスが挿入されると、ガラス面透過率の角度特性（照明角θが大きくなると表面反射の増加により透過率が下がる）から、図８（Ｂ）に示すように、離間方向距離ｄに対するピークが１ｍｍ程度移動し、離間方向距離が延びる側の照度変化特性も照度が増す方向に変化する。この場合で、さらに、照度変化を２％まで許容すると、対向面に対応する離間方向距離ｄを２２ｍｍに設定すれば、照度ピークを挟んで、２２ｍｍ以下１５ｍｍ以上の範囲が、照度変化のピーク値マイナス２％の範囲での使用範囲となる。この場合の離間方向距離ｄ＝２２ｍｍに対応する照明角θは、図８（Ｃ）から３９度となる。

また、ガラス面が被照明対象物に近接した場合に、被照明対象物にあたった照明光が、ガラス面で反射され、被照明対象物に再度入射する現象が発生する場合がある。この場合には、ガラス面に近接した場合の照度増２％程度を含めて照明角を設定するとよい。

プラテンガラス上に被照明対象物を載置して読み取る用途では、離間方向距離は、プラテンガラス位置で決まる離間方向距離の最小値よりも長い方向に変化する。この場合には、ガラス面反射による光量増分２％を見込んで、離間方向距離ｄの標準を１５ｍｍに設定して、照明深度特性とガラス面反射の影響を相殺させるように設定する。この場合の１５ｍｍは、照明角５０度に対応する。

図９は、光源２の虚像２１を、柱状レンズの曲率中心を含む予め決められた範囲におくことで、スキュー光線に対する収束特性を緩和した照明装置３１の、副走査方向の位置と光量との関係の一例の説明図である。ここでは光源として、理想線光源でなく、発光面の直径が２．４ｍｍの白色ＬＥＤを、６ｍｍ間隔で配置したＬＥＤアレイとした場合の光量シミュレーションを行った結果に基づいている。理想線光源の場合に比べ、深度特性は若干小さくなるものの、理想線光源とほぼ同等の特性が得られる。図７に副走査方向として示した方向の画像担持体３２上の位置と光量の変化を、図７（Ｂ）に０，＋，−として示した方向に照明装置３１と画像担持体３２との距離が変化した、異なる３つの場合について示した。なお、副走査方向の０と示した位置が被読取対象点となる。図９から、被読取対象点では画像担持体３２と照明装置３１との距離が変化しても、光量が変化していないことが分かる。従って、画像担持体３２の移動中に浮きが生じた場合や、画像担持体３２に凹凸が生じている場合など、照明装置３１との距離が変化した場合でも、照明光の強度の変化が抑えられる。

さらに、上述の照明装置の実施の一形態では、光源２から柱状レンズ１の長手方向よりに放射された光が、柱状レンズ１のスキュー光線に対する収差が存在した場合でも、収束することが回避されている。また、この収差による収束の影響により、画像担持体３２と照明装置３１との距離の変化で照明される光量が僅かに変化するものの、スキュー光線による収束を緩和することで、画像担持体３２と照明装置３１との距離の変化による照明光の強度の変化が抑えられている。

なお、図９から、読取位置が副走査方向にずれても、照明装置３１と画像担持体３２との距離の変化による光量の変化が生じないことも分かる。従って、この画像読取装置の実施の一形態では、読取位置が副走査方向にずれた場合でも、そのずれが許容する誤差の範囲では、照明装置３１と画像担持体３２との距離の変化によって照明の光量が変化せずに読み取りが行われる。

この読取位置の許容ずれは、照明装置３１における出射面１２の曲率半径に依存する。曲率半径が小さくなるほど、読取位置の許容範囲は狭くなり、読取位置のずれとともに照明の光量が維持される距離の変化量も小さくなる。

図１０、図１１は、出射面の曲率半径の変化による特性変化の具体例の説明図である。ここでは、入射面−光源間距離を１．１ｍｍとした際に、入射面１１による虚像２１の位置が出射面１２の曲率中心となるように、曲率半径を１０ｍｍに対して柱状レンズ１の厚さを設定した最適条件を基準として光源２、入射面１１の位置、出射面１２の位置を固定している。この条件で、図１０では、出射面１２の曲率半径を１０ｍｍから小さくなる側に順次ずらしていった場合の特性変化の具体例を示し、図１０（Ａ）が曲率半径１０ｍｍ、図１０（Ｂ）が曲率半径８ｍｍ、図１０（Ｃ）が曲率半径７ｍｍ、図１０（Ｄ）が曲率半径５ｍｍの場合をそれぞれ示している。また、図１１では、上述の条件で、出射面１２の曲率半径を、１０ｍｍから大きくなる側に順次ずらしていった場合の特性変化の具体例を示しており、図１１（Ａ）が曲率半径１１ｍｍ、図１１（Ｂ）が曲率半径１５ｍｍ、図１１（Ｃ）が曲率半径２０ｍｍ、図１１（Ｄ）が曲率半径５０ｍｍの場合をそれぞれ示している。また、それぞれのグラフにおける各曲線は、画像担持体３２の浮き沈みによって、図７（Ｂ）に０，＋，−として示した方向に照明装置３１と画像担持体３２との距離が変化した場合の特性変化を示しており、太線は±０ｍｍの場合を、点線は−０．５ｍｍの場合を、細線は＋１．０ｍｍの場合を、破線は＋１．５ｍｍの場合を、それぞれ示している。

副走査方向の照度分布を示すグラフの、副走査方向位置０ｍｍ前後での特性が、曲率半径の大きい領域では斜め直線傾向であるのに対し、曲率半径を小さくするに従い、次第に副走査方向照度分グラフの副走査位置０ｍｍ前後の特性は曲線傾向になってゆく。また、各曲線が重なる、画像担持体３２の浮き沈みが生じても共通の照明深度がとれる範囲が狭くなっていく。

図１２は、出射面１２の曲率半径と副走査方向レンジ及び副走査中心部照度との関係の具体例の説明図である。上述の特性から、各曲率半径の条件で、各副走査方向位置での光量ばらつきが、４％以内に入る副走査方向位置レンジを長さで示したグラフが図１２（Ａ）である。出射面１２の曲率中心を入射面１１の虚像２１の位置とした条件から、曲率半径が小さくなるに従って、光量ばらつきが４％以内となる副走査方向位置レンジが狭くなっていくことがわかる。

一方、副走査方向位置０ｍｍで図１０、図１１から得た照度を比較した例が、図１２（Ｂ）である。出射面１２の曲率半径を小さくしていくほど光束の収束度が上がり、照度は上がっていく。

この照度と、深度方向照度変化（照明深度）の特性から、入射面１１による光源の虚像２１の位置が出射面１２の曲率中心の位置となる基本構成から、照明深度精度と中心照度のどちらを重視して設計するかにより、曲率条件をずらしていけばよい。

図１３は、本発明の照明装置の実施の一形態におけるスキュー光線の一例の説明図である。ここで、出射面１２の曲率中心と光源の入射面１１による虚像２１の位置関係をずらしていった場合のスキュー光線の振る舞いを考察する。図１３（Ａ）には、複数配置されている光源２のうちの１つに注目して、光源２の中心を発して柱状レンズ１によるライトガイドの有効開口内を通過した光線が、照射面に照射された出射光線束を示す。スキュー光線に対する特性によりこの出射光線束の図上での縦方向の幅が変化する。

この出射された光線束の投射形状を決める光線束端の、図上での縦方向の幅を、以下に説明する光源２の出射角度に対して決定する。図１３（Ｂ）に示す光源２の出射光軸に対する注目光線の３次元極座標の極角ξを、光源２からの出射角度とする。出射角度ξで光源２から発せられる光線は、光円錐の側面にあたる光線群となる。この光線群のうち入射面での屈折後に、出射面の有効出射端を通過する光線が、照射面にぶつかる位置で、図１３（Ｃ）で示す出射角ξに対する出射光線束幅ｗ（ξ）が決まる。

図１４は、本発明の実施の一形態における照明装置の各寸法の説明図、図１５は、曲率半径によるスキュー光線束の収束程度の一例の説明図、図１６は、光源−入射面間距離によるスキュー光線束の収束程度の一例の説明図である。出射面１２の曲率半径を変えた場合の出射角ξに対する出射光線束幅ｗ（ξ）の変化の一例を図１５に示す。ここでは、柱状レンズ長手方向軸に直交し、光源中心を含む面を子午面と呼び、この子午面での出射光線束幅ｗ（ξ０）に対する出射角ξでの出射光線束幅ｗ（ξ）との比を、ｗ（ξ）／ｗ（ξ０）として、縦軸にとっている。子午面での出射光線束幅ｗ（ξ０）については図１３にも示している。

入射面１１での光源虚像位置を、出射面の曲率半径１０ｍｍとした場合の曲率中心位置におき、曲率半径をこの理想条件から順次短くして行った場合、出射角ξにより、上述の出射光線束幅の比が小さくなる傾向が強くなる。開口幅等の寸法は図１４に示す。ここで、開口幅は４ｍｍとする。

光源２の出射角に対する指向特性を標準的なランバート分布とした場合、光量が半値となる出射角ξ＝６０度を目安として比較する。入射面での光源近軸虚像位置を出射面曲率半径１０ｍｍの場合の曲率中心位置においたまま、出射面曲率半径を光源近軸虚像位置から出射面までの距離の１／２である５ｍｍにすると、出射角６０度における出射光線束幅比が１／５以下となり、ランバート角度６０度で集光する傾向になる。曲率半径を１０ｍｍより小さくして、出射角が大きい場合の収束程度が大きくなると、光源２からの出射光が柱状レンズを通過した後の光線束が、光源２の光軸に集まる比率が高くなる。このことは、図１０（Ｄ）などにおいて副走査方向の分布が変化して、副走査方向位置０ｍｍ前後での照度分布が曲線傾向になることに対応している。

この出射光線束幅比ｗ（ξ）／ｗ（ξ０）の関係を、入射面位置の条件について見る。光源の虚像位置は幾何光学での近軸近似を使って、光の屈折に関するスネルの法則ｎ×ｓｉｎξ＝ｎ’×ｓｉｎξ’をｎ×ξ＝ｎ’×ξ’で近似することを前提として決定する場合、ランバート角度にまで光源出射角度ξが大きくなると、この近似からずれを生じる。従って、光源の入射面虚像位置（近軸近似の値）を出射面曲率中心としても、入射面１１で屈折後の光線を逆光線追跡した光源光軸上の出射点（出射角ξでの虚像位置）は、近軸虚像位置より入射面１１から遠ざかる方向にずれ、スキュー光線に対する出射面出射後の光束は子午面上の光束に比べて収束度合いが強くなる。

しかし、この近軸近似からの虚像位置ずれによる誤差は、入射面１１から光源２までの距離に比例する。光源２から入射面１１までの距離が小さいほど入射面１１から遠ざかる距離が短くなり、入射面１１から光源２までの距離が大きくなるにつれて、入射面１１から遠ざかる距離が長くなる。

入射面１１による近軸虚像位置が出射面の曲率中心となる条件で、光源−入射面間の距離を変えた場合に、出射角ξに対する出射光線束比ｗ（ξ）／ｗ（ξ０）の関係変化を、近軸近似からの誤差の影響として、図１６に示す。光源−入射面間の距離が１．１ｍｍ程度であれば、これより距離が長い場合に比べて、近軸虚像位置と出射角ξに対する虚像位置のずれは小さい。光源−入射面間距離を、曲率半径の６０％（３／５）にあたる６ｍｍとすると、図１５に示した曲率半径をずらした場合で、曲率半径を７ｍｍ以下とした場合に相当する特性となる。

曲率半径を小さく設計することと、光源−入射面間距離を長くすることは、照明深度特性に対しては等価な影響であるが、出射面曲率中心に入射面近軸虚像位置をおいた条件で光源−入射面間距離を長くする場合は子午面光束が収束されない分、照明光量は相対的に低くなるので、照明深度特性と照明光量のトレードオフの観点では、光源―入射面間距離を、各部の公差等のメカニカルな制約の範囲で短くするとよい。

図１７は、本発明の画像読取装置の別の実施の形態を示す構成図である。図中、４１は開口部である。図５に示した構成では、画像担持体３２を移動させながら読み取る構成を示した。しかし、このような構成に限らず、照明装置の実施の一形態で説明した照明装置を用いる読取装置であれば、種々の読取方式であってよい。

一例として図１７（Ａ）に示した例では、画像担持体３２を移動させずに、照明装置３１および反射鏡３３，３４，３５を移動させながら画像を読み取る構成を示している。この構成では、開口部４１に設けられている載置面に画像担持体３２を載置し、照明装置３１により開口部４１を通じて画像担持体３２を照明し、画像担持体３２のからの反射光を反射鏡３３，３４，３５及び光学部３６を介して受光部３７で受光し、画像を読み取る。このような読取を、照明装置３１と反射鏡３３を移動させ、反射鏡３４及び反射鏡３５を照明装置３１及び反射鏡３３の半分の速度で移動させながら行えばよい。もちろん、画像担持体３２を移動させながら画像を読み取る読取方式と兼用する構成も知られており、そのような構成であってもよい。

図１７（Ｂ）に示した例では、反射鏡３３，３４，３５を用いない構成の一例を示している。この構成の例でば、画像担持体３２を移動させながら読取を行う。照明装置３１によって画像担持体３２を照明し、画像担持体３２からの反射光を光学部３６を介して受光部３７で受光し、画像を読み取ればよい。

もちろん、このほかの読取方式であってもよいことは言うまでもない。いずれにしても、照明装置３１として上述した本発明の照明装置の実施の一形態で説明した照明装置を用い、条件に従って斜めに照明することにより、画像担持体３２の読取面がその読取面の法線方向に変化した場合でも読取面の照度が保たれ、照明深度が確保される。

図１８は、本発明の画像読取装置の応用例を示す構成図である。図中、６１−ｋ，ｃ，ｍ，ｙ，ｏは像形成部、６２は中間転写体、６３は二次転写部、６４は給紙トレイ、６５は搬送路、６６は定着部、６７は冷却部、６８はデカーラ、６９は読取部、７０は排出部、７１は反転路、７２は折り返し路である。ここでは、本発明の画像読取装置の各実施の形態の応用例として、画像形成装置に内蔵された構成の一例を示す。このような構成では、画像読取装置は、画像形成装置で形成した画像を読み取って画像形成装置の状態を把握する用途で用いられる。

像形成部６１−ｋ，ｃ，ｍ，ｙ，ｏは、それぞれ、Ｋ：黒、Ｃ：シアン、Ｍ：マゼンタ、Ｙ：イエロー、ｏ：光沢用の各色材を用いて中間転写体６２上に画像を形成する。それぞれの像形成部６１−ｋ，ｃ，ｍ，ｙ，ｏは、表面が感光性の誘電体で構成されている感光体ドラムと、その周囲に配置された帯電器、露光器、現像器、一次転写器、清掃器などを有している。また、各色材を収容した収容容器なども設けられている。

中間転写体６２は、各像形成部６１−ｋ，ｃ，ｍ，ｙ，ｏの一次転写器及び二次転写部６３を通る環状の部材である。中間転写体６２には、駆動部材の一例としてのドライブロール、張力付与部材の一例としてのテンションロール、蛇行防止部材の一例としてのウォーキングロール、従動部材の一例としての複数のアイドラロール、可動部材の一例としての複数のリトラクトロールなども設けられ、中間転写体６２の動作が規制されている。さらに、中間転写体６２の清掃器なども配置されている。

給紙トレイ６４には、記録媒体が収容されている。この例では、２つの給紙トレイが設けられている。この給紙トレイ６４から記録媒体が搬送路６５へと供給され、記録媒体は搬送路６５を搬送される。搬送路６５には、バリ取りを行うバリ取り部や、通過する記録媒体の厚みを計測して記録媒体の重複状態、いわゆる重送を検知する検知部が配置されている場合がある。また、記録媒体の搬送方向に対する傾斜、いわゆるスキューを補正する補正ロールや、二次転写部６３への記録媒体の搬送時期を調整するレジストレーションロールなどが配置されている。

さらに、搬送路６５には二次転写部６３が配置されており、中間転写体６２に形成された画像が記録媒体に転写されて、記録媒体に画像が形成される。画像が形成された記録媒体は、さらに搬送路６５に沿って搬送され、定着部６６に送られる。定着部６６では加熱により色材を溶融させ、また加圧して記録媒体に定着させる。さらにこの例では冷却部６７が設けられており、定着部６６で加熱された記録媒体を冷却している。

さらに、冷却部６７の下流側には、記録媒体に圧力を加えて、記録媒体の湾曲、いわゆるカールを補正するデカーラ６８が配置されている。そして、このデカーラ６８の下流側には、記録媒体に記録された画像を読み取る読取部６９が配置されている。

読取部６９を通過した記録媒体は、排出部７０から排出される。あるいは、反転路７１を通じて折り返し路７２で表裏が反転され、搬送路６５へと送られて、記録媒体の反対面への画像の形成が行われる場合もある。

このような構成の画像形成装置で画像を形成する際には、各像形成部６１−ｋ，ｃ，ｍ，ｙ，ｏの感光体ドラムや中間転写体６２が回転し、その回転とともに感光体ドラムへの帯電器による帯電、露光器でレーザ光の照射による静電潜像の書き込み、現像器で色材による潜像の現像、現像された画像の一次転写器での中間転写体６２〜の転写、清掃器による清掃などが行われる。中間転写体６２には、各像形成部６１−ｏ，ｙ，ｍ，ｃ，ｋからＯ，Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの順に画像が転写されて積層される。

一方、給紙トレイ６４から記録媒体が１枚ずつ取り出され、搬送路６５へ送られる。バリ取り部によるバリの除去や、検知部による重送の検知、補正ロールによるスキューの補正、レジストレーションロールによる搬送時期の調整などが行われ、記録媒体が二次転写部６３へと送られる。

記録媒体が二次転写部６３へ送られると、各像形成部６１６１−ｋ，ｃ，ｍ，ｙ，ｏで中間転写体６２に形成された画像が記録媒体に転写される。なお、転写後の中間転写体６２は、清掃されて再び各像形成部６１６１−ｋ，ｃ，ｍ，ｙ，ｏによる画像の形成に利用される。

画像が転写された記録媒体は、定着部６６で加熱、加圧されて画像が記録媒体に定着する。さらに、定着部６６で加熱された記録媒体は冷却部６７で冷却される。冷却後、デカーラ６８で記録媒体に圧力を加えて、記録媒体の湾曲、いわゆるカールを除去して読取部６９に送られ、読取部６９で記録媒体に形成された画像を読み取る。そして、排出部７０から画像が形成された記録媒体が排出される。あるいは、反転路７１及び折り返し路７２を通じて搬送され、表裏が反転されて、反対面への画像の形成に供される。

図１９は、本発明の画像読取装置の応用例における読取部の一例の構成図であり、図１９（Ａ）は読取部の要部拡大図、図１９（Ｂ）は読取位置の要部拡大図である。図中、８１は基準ロール、８２は読取部本体、８３は光学系収容部、８４は照射系収容部、８５は照明部、８６は読取位置、８７はファン、９１は開口、９２は窓材、９３は第１ミラー、９４は第２ミラー、９５は第３ミラー、９６は結像部、９７は受光部である。

この読取部６９は、本発明の画像読取装置の各実施の形態で説明したものであり、基本的な読取方式は図５に示したものである。搬送路６５を搬送される記録媒体の下面に接触する基準ロール８１が設けられ、基準ロール８１に対して搬送路６５を挟んで、読取部本体８２が配置されている。読取部本体８２は、記録媒体の搬送方向および幅方向に延びる箱状の光学系収容部８３と、光学系収容部８３と搬送路６５に挟まれて配置された照射系収容部８４を有する。

照射系収容部８４には、上述の本発明の照明装置の実施の一形態として説明した照明部８５が配置されている。照明部８５は、搬送路６５上に予め設定された読取位置８６に対して照明光を照射する。照明部８５の構造及び配置については、上述したとおりであり、この例では記録媒体の法線方向と４５度の角度をなす位置に１つずつ照明部８５が配置されている。また、照射系収容部８４には、照明部８５を冷却するファン８７が設けられている。

さらに照射系収容部８４には、読取位置６の対向する位置に開口９１が形成されており、開口９１には、記録媒体からの反射光が透過する透明な窓材９２が設けられている。

光学系収容部８３には、第１ミラー９３、第２ミラー９４、第３ミラー９５が設けられている。第１ミラー９３は、窓材９２を透過してきた記録媒体からの反射光を第２ミラー９４へ向けて反射する。また第２ミラー９４は、第１ミラーによる反射光を第３ミラー９５へ向けて反射する。さらに第３ミラー９５は、第２ミラー９４による反射光を受光部９７へ向けて反射する。

第３ミラー９５で反射された光は、外乱や乱反射光等を遮光する遮光板などを介して結像部９６に入射する。結像部９６には、複数のレンズにより構成される結像レンズ群や赤外光を遮断するフィルタなどが設けられている。この結像部９６で集光された光が受光部９７の受光面に結像する。受光部９７は、結像した記録媒体上の画像を読み取る。

この構成では、画像が形成された記録媒体が上述の画像担持体に対応し、上述した本発明の照明装置の実施の一形態で説明した照明装置が照明部８５として用い、本発明の画像読取装置の各実施の形態で説明した構成により、記録媒体に形成された画像を読み取ることになる。上述の構成では、デカーラ６８で記録媒体の湾曲を修正しているものの、基準ロール８１上の読取位置８６に搬送されてきた記録媒体の浮き上がりは生じる。画像形成装置の状態を検出する用途で用いる読取部６９に対しては、読み取った色値に対する精度が要求されるが、従来は記録媒体の浮き上がりによる照明光量の変動などにより、読み取った色値が変動していた。本発明の照明装置の実施の一形態として説明した照明部８５を用いると、照明深度がとれることから、記録媒体の浮き上がりが生じても照明光量の変動によって読み取った色値が変動せず、精度への要求が満たされる。なお、図１９に示した画像形成装置の構成は一例であって、この構成に限られるものでないことは言うまでも無い。

１…柱状レンズ、２…光源、１１…入射面、１２…出射面、１３…側面、１４…傾斜部、１５…基部、２１…虚像、２２…出射面の曲率中心、３１…照明装置、３２…画像担持体、３３，３４，３５…反射鏡、３６…光学部、３７…受光部、４１…開口部、５１…光源、５２…柱状レンズ、５３…照射領域、６１−ｋ，ｃ，ｍ，ｙ，ｏ…像形成部、６２…中間転写体、６３…二次転写部、６４…給紙トレイ、６５…搬送路、６６…定着部、６７…冷却部、６８…デカーラ、６９…読取部、７０…排出部、７１…反転路、７２…折り返し路、８１…基準ロール、８２…読取部本体、８３…光学系収容部、８４…照射系収容部、８５…照明部、８６…読取位置、８７…ファン、９１…開口、９２…窓材、９３…第１ミラー、９４…第２ミラー、９５…第３ミラー、９６…結像部、９７…受光部。

Claims (10)

1. 対向する入射面および出射面が長手方向に延在する柱状レンズと、前記柱状レンズの入射面による当該光源の近軸虚像と出射面の曲率中心との位置関係が予め決められた範囲となるように配置された光源を有することを特徴とする照明装置。
2. 前記柱状レンズは、前記出射面の曲率半径が、前記入射面による近軸虚像位置から前記出射面までの距離の１／２以上であることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
3. 前記柱状レンズは、前記出射面の曲率半径が、前記入射面による近軸虚像位置から前記出射面までの距離の１／２以上でありかつ２倍以下であることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
4. 前記柱状レンズは、前記入射面から前記光源までの距離が、前記柱状レンズの前記出射面の曲率半径の３／５より小さいことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の照明装置。
5. 前記柱状レンズは、長手方向に直交する断面で見た際に、前記入射面の長さよりも前記出射面の長さが短くなるような傾斜部を少なくとも一部に含むことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の照明装置。
6. 前記傾斜部の角度および入射面と出射面の距離が、入射面から入射した光線のうち、前記傾斜部に入射する光が全反射されるとともに、該反射光のうち出射面に入射する光線が出射面で全反射される又は照明領域にかからない領域に屈折される条件を満たすことを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の照明装置と、該照明装置が照明する画像担持体からの反射光を受光する受光手段を有することを特徴とする画像読取装置。
8. 前記照明装置は、前記画像担持体に対して予め決められた角度範囲から照明光を照射することを特徴とする請求項７に記載の画像読取装置。
9. 前記照明装置が照明光を照射する角度は、前記画像担持体の法線方向に対して、３９度以上５０度以下であることを特徴とする請求項８に記載の画像読取装置。
10. 請求項７から請求項９のいずれか１項に記載の画像読取装置を記録媒体の搬送路上に配置したことを特徴とする画像形成装置。

Images