JP2022166462A - 読み取り装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被読み取り物と読み取り面とが離れている場合に、被読み取り物で反射された光がレンズアレイによってセンサ面上に結像される像における照度の低下を抑制できる読み取り装置及び画像形成装置を提供すること。【解決手段】実施形態によれば、画像形成装置において被読み取り物を読み取る読み取り装置は、レンズアレイ及び導光体を具備する。レンズアレイは、読み取り面に対して交差する高さ方向に光軸が沿う姿勢で設けられる。導光体は、高さ方向及び主走査方向の両方に交差する副走査方向についてレンズアレイに隣接し、高さ方向についてレンズアレイの被写界深度の最深位置に対してレンズアレイとは反対側に、被読み取り物を照明する照明光の最大照度を位置させる。【選択図】図３

Description

本発明の実施形態は、読み取り装置及び画像形成装置に関する。

画像形成装置では、被読み取り物にＬＥＤ（Light Emitting Device）等の光源からの光が導光体を介して照射されることで、被読み取り物の読み取り部位における照度を所定の照度にする。これにより、画像形成装置に設けられる読み取り装置は、被読み取り物を適切に読み取ることができる。例えば、読み取り装置に設けられる読み取り光学系にレンズアレイが用いられる場合、被読み取り物と読み取り面とが離れることがある。このとき、被読み取り物及び読み取り面が離れていない（接触している）時の照度と被読み取り物を照らす照度とが同じ場合、被読み取り物及び読み取り面が離れていない時に比べて、レンズアレイの光学効率が落ちる。その結果、レンズアレイによってセンサ面上に結像される像の照度が低下することがある。そのため、被読み取り物と読み取り面とが離れている場合に、被読み取り物で反射された光がレンズアレイによってセンサ面上に結像される像における照度の低下が抑制されることが求められている。

特開２０１２－７０４１１号公報 特開２０１４－１２３９４１号公報

本発明が解決しようとする課題は、被読み取り物と読み取り面とが離れている場合に、被読み取り物で反射された光がレンズアレイによってセンサ面上に結像される像における照度の低下を抑制できる読み取り装置及び画像形成装置を提供することにある。

実施形態によれば、画像形成装置において被読み取り物を読み取る読み取り装置は、レンズアレイ及び導光体を具備する。レンズアレイは、読み取り面に対して交差する高さ方向に光軸が沿う姿勢で設けられる。導光体は、高さ方向及び主走査方向の両方に交差する副走査方向についてレンズアレイに隣接し、高さ方向についてレンズアレイの被写界深度の最深位置に対してレンズアレイとは反対側に、被読み取り物を照明する照明光の最大照度を位置させる。

図１は、実施形態に係る読み取り装置が設けられる画像形成装置の概略図である。 図２は、実施形態に係る読み取り装置が設けられる画像形成装置において、ブラックの画像を形成する画像形成部とその周辺の構成を示す概略図である。 図３は、実施形態に係る読み取り装置が画像形成装置の読み取り台に設けられる場合の構成を示す概略図である。 図４は、実施形態に係る読み取り装置に設けられるレンズアレイの概略的な斜視図である。 図５は、実施形態に係る読み取り装置が画像形成装置のスキャナユニットに設けられる場合の構成を示す概略図である。 図６は、変形例に係る読み取り装置が画像形成装置の読み取り台に設けられる場合の構成を示す概略図である。

以下、実施形態について、図面を参照して説明する。なお、本実施形態において、画像形成装置１では、重力方向に沿う方向を鉛直方向（矢印ＺＡ及び矢印ＺＢで示す方向）、読み取り装置の長手方向に沿う方向を奥行き方向（矢印ＹＡ及び矢印ＹＢで示す方向）、鉛直方向及び奥行き方向の両方に交差する（直交又は略直交する）方向を幅方向（矢印ＸＡ及び矢印ＸＢで示す方向）として説明する。また、読み取り装置１０の長手方向が主走査方向であり、主走査方向に交差する（直交又は略直交する）方向が副走査方向である。

図１は、実施形態に係る画像形成装置１の概略図である。画像形成装置１は、コピー、スキャン、プリンタ等の機能を集約した多機能周辺機器（ＭＦＰ：Multi Function Peripherals）である。ある一例の画像形成装置１は、ＬＥＤなどの半導体発光素子を光源に使用した露光光学系を有する固体走査方式のＬＥＤ複写機である。画像形成装置１は、筐体２、読み取り台３、及びスキャナユニット４を備える。

読み取り台３は、筐体２に支持され、筐体２より鉛直方向の上側に配置される。読み取り台３は、読み取り台３の上面を形成する読み取り面３１を備える。被読み取り物は、読み取り面３１の上に載置される。被読み取り物は、例えば、原稿である。読み取り面３１は、例えば、読み取り台３に設けられた原稿台ガラスの上面である。スキャナユニット４は、読み取り台３より鉛直方向の上側に配置される。スキャナユニット４は、読み取り面３１上に置かれた被読み取り物を鉛直方向の上方から押さえることにより、被読み取り物押さえとして機能する。

画像形成装置１は、読み取り台３の内部に、被読み取り物の被読み取り面に記載された情報を読み取る読み取り装置１０を備える。読み取り装置１０は、図示しない駆動機構により、読み取り面３１に沿って副走査方向に移動できる。また、読み取り台３では、読み取り装置１０の副走査方向について読み取り面３１と並んで、読み取りガラス５が配置される。読み取り装置１０は、読み取りガラス５に対して鉛直方向の下側に配置できる。また、読み取り装置１０は、スキャナユニット４の内部に設けられる。スキャナユニット４に設けられる読み取り装置１０は、スキャナユニット４の所定の位置から移動しない。スキャナユニット４では、原稿等の被読み取り物が、搬送経路Ｒに沿って、矢印で示される搬送方向に搬送される。なお、読み取り装置１０の詳細な構成については後述する。

画像形成装置１は、筐体２の内部に画像形成ユニット３０を備える。画像形成装置１は、画像形成ユニット３０において鉛直方向の上方に、筒状の中間転写ベルト４０を有する。画像形成ユニット３０は、画像形成装置１の幅方向に沿って、画像形成部３０１～３０４を有する。本実施形態では、イエロー、シアン、マゼンダ及びブラックの４色が画像形成部で使用される。画像形成部３０１～３０４が、イエロー、シアン、マゼンダ及びブラックのそれぞれの画像を形成する。画像形成部３０１～３０４は、感光体ドラム３１１～３１４、現像器（現像装置）３３１～３３４、露光装置５０１～５０４を備える。なお、画像形成部３０１～３０４は同様の構成であるため、画像形成部３０４について説明し、他の色の画像形成部３０１～３０３の説明を省略する。

図２は、ブラックの画像を形成する画像形成部３０４とその周辺の構成を示す概略図である。画像形成部３０４は、感光体ドラム３１４、帯電チャージャ３２４、露光装置５０４、現像器（現像装置）３３４、一次転写ローラ３４４、クリーナ３５４、およびブレード３６４を有する。感光体ドラム３１４は、奥行き方向に延びる回転軸を中心として回転可能である。感光体ドラム３１４は、中間転写ベルト４０に接触する外周面を有する。画像形成ユニット３０の図示しない駆動機構は、感光体ドラム３１４を、図示矢印方向（時計回り方向）に回転させる。感光体ドラム３１４は、中間転写ベルト４０に接触して回転することで、中間転写ベルト４０を周回移動させる。

一次転写ローラ３４４は、中間転写ベルト４０を間に挟んで、一次転写ローラ３４４の鉛直方向の下側の部位で感光体ドラム３１４に対向する。一次転写ローラ３４４は、奥行き方向に延びる回転軸を中心として回転可能である。一次転写ローラ３４４は、中間転写ベルト４０の内周面に接触する外周面を有する。すなわち、中間転写ベルト４０は、鉛直方向で感光体ドラム３１４と一次転写ローラ３４４との間を通過して、周回移動する。

帯電チャージャ３２４は、感光体ドラム３１４の表面を一様に帯電させる。露光装置５０４は、色分解されたブラックの画像信号に基づく露光光を感光体ドラム３１４の表面に照射する。これにより、露光装置５０４は、感光体ドラム３１４の表面にブラック用の画像信号に基づく静電潜像を形成する。現像器３３４は、感光体ドラム３１４の表面に形成された静電潜像にブラックトナー（現像剤）を供給し、感光体ドラム３１４の表面にブラックトナー像を形成する。一次転写ローラ３４４は、感光体ドラム３１４の表面に形成されたブラックトナー像を他の色のトナー像に重ねて中間転写ベルト４０上に転写する。クリーナ３５４およびブレード３６４は、感光体ドラム３１４の表面に残留したトナーを除去する。中間転写ベルト４０の表面に重ねて転写された各色トナー像は、中間転写ベルト４０の周回移動により、一対の二次転写ローラ３７（３７１，３７２）の間に向けて移動する。このとき、感光体ドラム３１４が回転し、露光装置５０４が感光体ドラム３１４の表面に静電潜像を書き込む。そして、感光体ドラム３１４が一定量回転することにより、露光装置５０４は、原稿の全体画像に対応した色分解したブラック用の静電潜像を感光体ドラム３１４の表面に形成する。

図１に示すように、画像形成装置１は、中間転写ベルト４０の表面に重ねて転写した各色のトナー像を用紙Ｐに転写する一対の二次転写ローラ３７を有する。一方の二次転写ローラ３７１は、中間転写ベルト４０が掛けられたローラの１つである。他方の二次転写ローラ３７２は、中間転写ベルト４０を間に挟んで、一方の二次転写ローラ３７１に対向する。中間転写ベルト４０の表面に重ねて転写した各色のトナー像は、中間転写ベルト４０の周回移動により、一対の二次転写ローラ３７の間に形成されるニップを通過する。

画像形成装置１は、鉛直方向について筐体２の内部の下方に、複数枚の所定サイズの用紙Ｐを重ねて収容可能な給紙カセット６１を備える。給紙カセット６１は、例えば、奥行き方向について筐体２の前面から引き出され、奥行き方向について後面に向けて筐体２内に収納される。画像形成装置１は、給紙カセット６１内に収容した用紙Ｐを取り出すピックアップローラ６２を備える。ピックアップローラ６２は、その周面を用紙Ｐに接触させて回転することで用紙Ｐを給紙カセット６１から１枚ずつ取り出す。

画像形成装置１は、鉛直方向について筐体２の上方部に、排紙トレイ６３を備える。排紙トレイ６３は、鉛直方向について読み取り台３より下方に設けられる。画像形成装置１では、ピックアップローラ６２と排紙トレイ６３との間に、搬送路６４が設けられる。搬送路６４は、給紙カセット６１から取り出した用紙Ｐを排紙トレイ６３に向けて搬送する。搬送路６４は、一対の二次転写ローラ３７のニップを経由する。搬送路６４には、一対の搬送ローラ６４１が複数配置され、用紙Ｐの搬送を案内する搬送ガイドが配置されてもよい。画像形成装置１は、搬送路６４の終端部に、排紙トレイ６３へ用紙Ｐを排紙するための一対の排紙ローラ６３１を備える。一対の排紙ローラ６３１は、用紙Ｐを排紙トレイ６３に排紙する方向である正方向、及び、用紙Ｐを搬送路６４に戻す逆方向のいずれにも回転可能である。

画像形成装置１は、一対の定着ローラ６５を備える。一対の定着ローラ６５は、鉛直方向について一対の二次転写ローラ３７より上側に位置する。搬送路６４は、一対の定着ローラ６５を経由して一対の排紙ローラ６３１に向かう。一対の定着ローラ６５は、搬送路６４により搬送される用紙Ｐを加熱するとともに加圧し、用紙Ｐの表面に転写されたトナー像を用紙Ｐの表面に定着させる。また、画像形成装置１は、一方の面に画像を形成した用紙Ｐの表裏を反転させて、一対の二次転写ローラ３７のニップへ用紙Ｐを搬送する反転搬送路６６を備える。反転搬送路６６は、用紙Ｐを間に挟んで回転し、用紙Ｐを搬送する一対の搬送ローラ６６１を備える。また、反転搬送路６６には、図示しない搬送ガイドが設けられてもよい。画像形成装置１は、幅方向について一対の排紙ローラ６３１に対して排紙トレイ６３側とは反対側に、ゲート６７を備える。ゲート６７は、搬送路６４に配置され、用紙Ｐの搬送先を排紙トレイ６３又は反転搬送路６６に切り換えるゲート６７を備える。

画像形成装置１は、ピックアップローラ６２を回転させることで、給紙カセット６１から用紙Ｐを取り出す。画像形成装置１は、複数の搬送ローラ６４１を回転させて給紙カセット６１から取り出した用紙Ｐを、搬送路６４を経由して排紙トレイ６３に向けて搬送する。このとき、画像形成装置１は、用紙Ｐの搬送タイミングに合わせて中間転写ベルト４０の表面に各色のトナー像を転写する。トナー像は、中間転写ベルト４０の周回移動により一対の二次転写ローラ３７のニップに搬送される。画像形成装置１は、一対の二次転写ローラ３７から用紙Ｐに転写電圧を付与し、用紙Ｐの表面に各色のトナー像を転写する。画像形成装置１は、トナー像が転写された用紙Ｐを定着ローラ６５の間のニップに搬送する。画像形成装置１は、用紙Ｐを加熱及び加圧する。これにより、画像形成装置１は、トナー像を溶融して用紙Ｐの表面に押し付けるとともに、トナー像を用紙Ｐに定着させる。画像が定着された用紙Ｐは、排紙ローラ６３１を通過して排紙トレイ６３に排出される。

用紙Ｐの裏面にも画像を形成する両面モードが選択されている場合、画像形成装置１は、排紙トレイ６３に向けて排出される用紙Ｐが排紙ローラ６３１のニップを抜ける直前、ゲート６７の搬送方向を反転搬送路６６に切り換える。画像形成装置１は、排紙ローラ６３１を逆転し、用紙Ｐを反転搬送路６６に搬送する。画像形成装置１は、用紙Ｐの表裏を反転させた後、用紙Ｐを一対の二次転写ローラ３７のニップへ再度搬送する。画像形成装置１は、用紙Ｐの裏面に形成する画像データに基づくトナー像を中間転写ベルト４０の表面に形成する。画像形成装置１は、各色のトナー像を形成した中間転写ベルト４０を走行させて、各色のトナー像を一対の二次転写ローラ３７のニップへ送り込む。画像形成装置１は、前述したように、用紙Ｐの裏面にトナー像を転写して定着させ、排紙ローラ６３１を経由して排紙トレイ６３に用紙Ｐを排出する。

画像形成装置１は、前述した各機構の動作を制御する制御部７０を備える。制御部７０は、ＣＰＵ等のプロセッサ、及びメモリを備える。制御部７０は、プロセッサがメモリに記憶されたプログラムを実行することにより、各種の処理を実行する。制御部７０は、読み取り装置１０を制御することにより、被読み取り物の被読み取り面から画像を取得する。制御部７０は、画像形成ユニット３０を制御することにより、用紙Ｐの表面に画像を形成する。ある一例では、制御部７０は、読み取り装置１０で読み取った画像データを画像形成ユニット３０に入力する。制御部７０は、搬送ローラ６４１，６６１の動作を制御して、搬送路６４及び／又は反転搬送路６６を通して用紙Ｐを搬送する。制御部７０は、二次転写ローラ３７及び定着ローラを通って搬送される用紙Ｐへ画像データに基づくトナー像を転写及び定着させ、排紙ローラ６３１を経由して排紙トレイ６３に用紙Ｐを排出させる。

このような画像形成装置１では、読み取り装置１０が被読み取り物の被読み取り面を読み取るとき、読み取り装置１０は照明光を被読み取り面に向けて照射することにより、被読み取り面の照度が読み取り装置１０で画像を取得するのに十分な照度とする。しかしながら、被読み取り面が読み取り面３１から離れる場合、被読み取り面で反射された光がレンズアレイによってセンサ面上に結像される像において、照度が低下することがある。この場合、読み取り装置１０で取得した画像は、例えば、照度の不足部分が暗くなる。そのため、例えば、本のように原稿面（被読み取り面）と読み取り面との距離が場所により異なる場合、又は、ドキュメントフィーダーを用いて原稿を高速で搬送することで読み取り位置における原稿面と被読み取り面との距離が変動する場合等には、本来は明るさが均一となる領域において明暗に差が発生する。本実施形態の読み取り装置１０では、後述するように、被読み取り面を照明する照明光が最大照度となる位置を所定の位置に設定することで、被読み取り面が読み取り面３１から離れる度合いにかかわらず、被読み取り面で反射された光がレンズアレイによってセンサ面上に結像される像の明るさを一定にできる。

以下では、本実施形態に係る読み取り装置１０について説明する。なお、本実施形態に係る読み取り装置１０は、読み取り台３及び／又はスキャナユニット４に設けることができる。読み取り装置１０が読み取り台３及びスキャナユニット４の両方に設けられる場合、画像形成装置１では、両方の読み取り装置１０を制御することで、被読み取り物から被読み取り面の画像を取得できる。なお、本実施形態に係る読み取り装置１０は、密着光学系（ＣＩＳ：Contact Image Sensor）による読み取り装置である。そのため、本実施形態に係る読み取り装置１０は、いわゆる縮小光学系を用いていない。

図３は、実施形態に係る画像形成装置１の読み取り台３に設けられる読み取り装置１０及びその周辺の構成を示す概略図である。図３においても、図１と同様に、鉛直方向、奥行き方向及び幅方向が規定される。また、読み取り装置１０において、主走査方向及び副走査方向（矢印ＸＣ及び矢印ＸＤで示す方向）の両方に交差する（直交又は略直交する）方向を高さ方向（矢印ＺＣ及び矢印ＺＤで示す方向）と規定する。読み取り装置１０の高さ方向は、鉛直方向と一致又は略一致する。なお、図３は、読み取り装置１０を主走査方向の一方向から示す。また、図３に示す読み取り装置１０は、画像形成装置１の読み取り台３の内部に設けられ、読み取り面３１より高さ方向の下側に配置される。

読み取り装置１０は、ハウジング１１、基板１２、センサ１３、導光体１４，１５、遮光部材１６、光源１８及びレンズアレイ２０を備える。ハウジング１１は、主走査方向に延びるとともに副走査方向について互いに対して対向する一対の側壁と、副走査方向について一対の側壁の間で延びる隔壁とを備える。隔壁は、高さ方向について、一対の側壁の下端より上側に配置される。そのため、一対の側壁の下端は、高さ方向について、隔壁の下面より下側へ突出する。よって、ハウジング１１は、主走査方向からの投影において、Ｈ字状又は略Ｈ字状に形成される。基板１２は、高さ方向について隔壁の下面に設けられるとともに、副走査方向について一対の側壁の間に設けられる。基板１２には、センサ１３が実装される。センサ１３は、光を電気信号に変換する撮像素子が主走査方向に沿って並ぶラインセンサである。センサ１３は、１本又は複数本のラインセンサである。センサ１３は、例えば、Charge Coupled Device（ＣＣＤ）、Complimentary Metal Oxide Semiconductor（ＣＭＯＳ）等である。なお、後述するレンズアレイ２０により像が結像される位置は、センサ１３のセンサ面である。

導光体１４，１５は、光源１８が発する照明光（拡散光）を、読み取り面３１に向けて照射するための一対の光学素子である。導光体１４，１５は、主走査方向に沿って延びる。導光体１４，１５は、高さ方向について、ハウジング１１の隔壁の上面より読み取り面３１側に離れて設けられる。導光体１４，１５は、幅方向に互いに離間して配置される。本実施形態では、導光体１４,１５の形状は同一又は略同一の形状である。導光体１４は拡散部１４１及び出射面１４２を備え、導光体１５は拡散部１５１及び出射面１５２を備える。なお、導光体１４，１５は同様の構成であるため、導光体１４について説明し、導光体１５の説明を省略する。

拡散部１４１は、光源１８から導光体１４に入射した照明光を、導光体１４の内部で拡散させる。本実施形態では、照明光が主走査方向の端部から導光体１４に入射する。拡散部１４１は、導光体１４において高さ方向の下面に形成される。拡散部１４１は、例えば、導光体１４に形成される溝であってもよく、導光体１４に塗布された白インクにより形成されてもよい。出射面１４２は、拡散部１４１で拡散された照明光が導光体１４から出射される面である。出射面１４２は、導光体１４の主走査方向（長手方向）に沿って形成されるとともに、拡散部１４１と対向する。すなわち、出射面１４２は、導光体１４において高さ方向の上面に形成される。ある一例では、出射面１４２は、シリンダーレンズ面である。なお、拡散部１４１の表面に反射板が取り付けられていてもよい。また、拡散部１４１の表面にＬＥＤ等の光源が設けられてもよい。

副走査方向について一対の導光体１４，１５の間には、レンズアレイ２０及び遮光部材１６が設けられる。遮光部材１６は、副走査方向の外側及び高さ方向の上側から、レンズアレイ２０を覆う。レンズアレイ２０及び遮光部材１６は、主走査方向に沿って延びる。一対の導光体１４，１５は、副走査方向の外側から遮光部材１６に隣接する。レンズアレイ２０は、被読み取り物の被読み取り面で反射された照明光を、センサ１３上で結像させる。そのため、レンズアレイ２０は、レンズアレイ２０からの出射光がセンサ１３上で結像する位置に、配置される。

遮光部材１６は、レンズアレイ２０に、被読み取り物の被読み取り面からの反射光以外の光が入射するのを抑制する。遮光部材１６は、高さ方向についてレンズアレイ２０と読み取り面３１との間に配置される遮光壁と、副走査方向についてレンズアレイ２０と導光体１４，１５との間にそれぞれ配置される一対の遮光側壁と、を備える。遮光壁は、副走査方向について一対の遮光側壁の間で延びる。遮光部材１６の遮光壁には、遮光壁を高さ方向に貫通するスリット１７が形成される。スリット１７は、遮光部材１６において主走査方向に沿って形成される。被読み取り面からの反射光は、スリット１７を通過して、レンズアレイ２０に高さ方向の上側から入射する。よって、スリット１７は、副走査方向についての絞りとして機能する。

図４は、実施形態の読み取り装置１０に設けられるレンズアレイ２０の斜視図である。図４においても、図３と同様に、主走査方向、副走査方向及び高さ方向が規定される。レンズアレイ２０は、入射面２１及び出射面２２を備える。入射面２１は、被読み取り面で反射された照明光がレンズアレイ２０に入射する面である。入射面２１は、例えば、入射面２１のそれぞれの部位において異なる（異方性のある）曲率を有する曲面に形成され、入射側レンズ面として機能する。入射面２１の光軸は、入射面２１の副走査方向の中央において、高さ方向に沿って延びる。出射面２２は、レンズアレイ２０に入射し、かつ、光がレンズアレイ２０の内部で導光された光を、読み取り装置１０のセンサ１３に向けて出射する面である。出射面２２は、例えば、出射面２２のそれぞれの部位において異なる（異方性のある）曲率を有する曲面に形成され、出射側レンズ面として機能する。出射面２２の光軸は、出射面２２の副走査方向の中央において、高さ方向に沿って延びる。レンズアレイ２０では、入射面２１の光軸と出射面２２の光軸とが、互いに対して平行又は略平行である。

なお、図４に示すレンズアレイ２０は一例であり、読み取り装置１０に設けられるレンズアレイ２０の形状は図４と異なっていてもよい。例えば、読み取り装置１０に設けられるレンズアレイは、ロッドレンズアレイであってもよい。

図３に示すように、本実施形態のレンズアレイ２０は、高さ方向について読み取り面３１側に入射面２１が位置し、かつ、高さ方向についてセンサ１３側に出射面２２が位置する姿勢で、読み取り装置１０に設けられる。また、レンズアレイ２０は、入射面２１の光軸が高さ方向に沿う姿勢で、読み取り装置１０に設けられる。そのため、レンズアレイ２０の入射面２１の光軸が、読み取り面３１と直交又は略直交する。

本実施形態の読み取り装置１０では、一対の導光体１４，１５が、高さ方向についてレンズアレイ２０の被写界深度の最深位置に対してレンズアレイ２０とは反対側に、被読み取り物を照明する照明光の最大照度を位置させる。被写界深度は、被写体が位置する側のレンズの焦点の前後において、レンズが十分にはっきりと被写体の像を結ぶ被写体の位置の範囲のことである。すなわち、被読み取り物の被読み取り面が位置する側のレンズの焦点の前後において、レンズが十分にはっきりと被読み取り面の像を結ぶ被読み取り面の位置の範囲のことである。読み取り装置１０では、レンズアレイ２０の被写界深度は、高さ方向についてレンズアレイ２０の入射面２１より被読み取り物側で規定される範囲Ｄである。本実施形態では、被写界深度の入射面２１に最も近い位置を最近接位置ＱＡとし、被写界深度の入射面２１から最も遠い位置を最深位置ＱＢとする。図３では、レンズアレイ２０の入射面２１の光軸が高さ方向に沿う姿勢でレンズアレイ２０が配置されているため、高さ方向について入射面２１から最も近い被写界深度の位置が最近接位置ＱＡであり、高さ方向について入射面２１から最も遠い被写界深度の位置が最深位置ＱＢである。

なお、レンズアレイ２０の被写界深度の最深位置ＱＢは、読み取り装置１０に用いられるレンズアレイ２０により適宜設定される。ある一例では、被写界深度の最深位置ＱＢは、６Ｌｐ／ｍｍの解像度チャート（白黒のラダーチャート）の変調伝達関数（ＭＴＦ；Modulation Transfer Function）が１０％以上となる範囲に基づいて設定される。別のある一例では、６Ｌｐ／ｍｍのＭＴＦ測定用チャート（正弦波状に濃淡が変化するチャート）のＭＴＦが５５％以上となる範囲に基づいて設定される。

読み取り装置１０では、導光体１４，１５によって、照明光が最大照度となる位置が、高さ方向について読み取り面３１より上側となる。また、導光体１４，１５から被読み取り面３１に照射される照明光の照度は、高さ方向について、導光体１４，１５から最大照度となる位置に向かうにつれて大きくなり、最大照度となる位置を超えると小さくなる。すなわち、照明光の照度は、導光体１４，１５から最大照度となる位置まで増加し、最大照度となる位置Ｑを超えると減少する。また、読み取り装置１０において、導光体１４，１５によって、主走査方向からの投影では、導光体１４，１５のそれぞれの出射面１４２，１５２の曲率中心ＣＡ，ＣＢと拡散部１４１，１５１の中央とを結ぶ直線ＬＡ，ＬＢが、レンズアレイ２０の入射面の中央を通過するレンズアレイ２０の光軸Ｏと、高さ方向についてレンズアレイ２０の最深位置ＱＢより遠位である位置Ｑで交差する。読み取り装置１０において、主走査方向からの投影では、導光体１４における直線ＬＡが、高さ方向について最深位置ＱＢに対してレンズアレイ２０とは反対側で、導光体１５における直線ＬＢと位置Ｑで交差する。

導光体１４，１５の出射面１４２，１５２は、出射面１４２，１５２から出射する光が所定の範囲内で拡散する曲率を有することが好ましい。出射面１４２，１５２から出射する光は、出射面１４２，１５２から読み取り面３１に向かうにつれて、直線ＬＡ，ＬＢに交差する方向に広がる。出射面１４２，１５２の曲率は、出射面１４２，１５２から出射する光が集光する曲率より小さく、出射面１４２，１５２から出射する光による最大照度がレンズアレイ２０の被写界深度の最深位置ＱＢとなる曲率より小さい。ある一例では、出射面１４２（１５２）と、出射面１４２（１５２）に対向する拡散部１４１（１５１）との離間距離は、出射面１４２（１５２）の曲率半径より大きく、出射面１４２（１５２）の曲率半径の２倍より小さい。図３において、離間距離は、直線ＬＡ（ＬＢ）に沿う方向の導光体１４（１５）の最大長さである。このように出射面１４２，１５２の曲率が設定されることで、導光体１４，１５により、照明光の照度を適切に調整できる。

なお、読み取り装置１０に、導光体１４のみ又は導光体１５のみが設けられてもよい。すなわち、読み取り装置１０には、導光体は、一対設けられる必要はなく、１つのみ設けられてもよい。この場合でも、読み取り装置１０に設けられる導光体１４又は導光体１５は、高さ方向についてレンズアレイ２０の被写界深度の最深位置ＱＢに対してレンズアレイ２０とは反対側に、被読み取り物を照明する照明光の最大照度を位置させる。

図５は、読み取り装置１０がスキャナユニット４に設けられる場合の概略図である。図５においても、図３と同様に、主走査方向、副走査方向及び高さ方向が規定される。読み取り装置１０の副走査方向は、被読み取り物の搬送方向と一致又は略一致する。スキャナユニット４に読み取り装置１０が設けられる場合、読み取り装置１０が、読み取り面３１を備える。読み取り面３１は、高さ方向についてレンズアレイ２０に対して基板１２とは反対側に設けられ、基板１２と対向する。この場合、読み取り面３１がハウジング１１に取り付けられる。また、前述のように読み取り面３１が読み取り装置１０に設けられること以外は、読み取り装置１０の構成は、読み取り台３に読み取り装置１０が設けられる場合と同様である。被読み取り物が高さ方向についてスキャナユニット４の下方部に配置されるため、読み取り装置１０は、高さ方向について読み取り面３１が下方側に位置する姿勢で、スキャナユニット４に設けられる。すなわち、読み取り装置１０は、読み取り台３に読み取り装置１０が設けられる姿勢から主走査方向に沿う軸を中心として所定の角度回転した姿勢で、スキャナユニット４に設けられる。

また、スキャナユニット４で読み取り装置１０が被読み取り物の被読み取り面の画像情報を取得する場合、読み取り装置１０はスキャナユニット４の所定の位置から動くことなく、被読み取り面の画像情報を取得する。本実施形態では、被読み取り物がスキャナユニット４の内部に設けられる搬送路に沿って搬送されることで、被読み取り面がスキャナユニット４に対して相対的に移動する。これにより、読み取り装置１０は、スキャナユニット４の所定の位置で、被読み取り面の画像情報を取得できる。

本実施形態の読み取り装置１０では、光源１８から照射された照明光が導光体１４，１５に入射する。導光体１４，１５に入射した照明光は、導光体１４，１５の内部及び拡散部１４１，１５１で拡散されて、導光体１４，１５の出射面１４２，１５２から出射する。導光体１４，１５が前述のように読み取り装置１０に配置されているため、出射面１４２，１５２から出射した照明光は、読み取り面３１を照明する。これにより、高さ方向について読み取り面３１に対して読み取り装置１０とは反対側の被読み取り面が、照明光により照明される。照明光は、被読み取り面により反射された後、反射光として読み取り面３１に向かって進む。反射光は、読み取り面３１及びスリット１７を通過してレンズアレイ２０に入射する。このとき、スリット１７はレンズアレイ２０に入射する光の絞りとして機能することから、レンズアレイ２０には所定の光量の光が入射する。レンズアレイ２０の入射面２１からレンズアレイ２０に入射した光は、レンズアレイ２０の内部で反射等されて、レンズアレイ２０の出射面２２から出射される。出射面２２から出射された光は、センサ１３に到達する。センサ１３が被読み取り面の反射光を受光し、被読み取り面の画像情報を取得する。

本実施形態の読み取り装置１０では、レンズアレイ２０の被写界深度の最深位置ＱＢより高さ方向についてレンズアレイ２０とは反対側において、光源１８による照明光の照度が最大となる。また、高さ方向についてレンズアレイ２０から照明光の照度が最大の位置に向かうにつれて、照明光の照度が増加する。そのため、レンズアレイ２０の被写界深度の範囲Ｄにおいて、被読み取り面が読み取り面から高さ方向に離れた場合でも、被読み取り物で反射された光がレンズアレイによってセンサ面上に結像される像における照度を、被読み取り面が読み取り面から離れていない時の照度と同じにできる。すなわち、実施形態の読み取り装置１０では、被読み取り物と読み取り面とが離れている場合に、被読み取り物で反射された光がレンズアレイによってセンサ面上に結像される像における照度の低下を抑制できる。したがって、画像形成装置１では、読み取り装置１０により、被読み取り面の画像情報を適切に取得できる。

本実施形態の読み取り装置１０では、導光体１４，１５が、副走査方向についてレンズアレイ２０の外側の両方からレンズアレイ２０に隣接する一対の導光体１４，１５であることが好ましい。一対の導光体１４，１５のそれぞれは、入射した照明光を拡散する拡散部１４１，１５１と、高さ方向について拡散部１４１，１５１とは反対側に設けられるとともに所定の曲率を有する出射面１４２，１５２と、を備える。また、主走査方向からの投影では、一対の導光体１４，１５の一方において拡散部１４１，１５１の中央及び出射面１４２，１５２の曲率中心を通る直線ＬＡ，ＬＢが、高さ方向について最深位置ＱＢに対してレンズアレイ２０とは反対側で、一対の導光体１４，１５の他方において拡散部１４１，１５１の中央及び出射面の曲率中心を通る直線ＬＡ，ＬＢと交差する。このように導光体１４，１５が配置されることで、レンズアレイ２０の被写界深度の範囲Ｄにおける照度をさらに上昇させることができる。そのため、例えば、レンズアレイ２０の被写界深度の最深位置ＱＢからより離れた位置に、照明光の最大照度を設定できる。したがって、読み取り装置１０では、被読み取り物と読み取り面３１とがさらに離れている場合でも、被読み取り物で反射された光がレンズアレイによってセンサ面上に結像される像における照度の低下を抑制できる。

本実施形態の読み取り装置１０では、導光体１４（１５）は、入射した照明光を拡散する拡散部１４１（１５１）と、高さ方向について拡散部１４１（１５１）とは反対側に設けられるとともに所定の曲率を有する出射面１４２（１５２）と、を備える。また、主走査方向からの投影において、拡散部１４１（１５１）の中央及び出射面１４２（１５２）の曲率中心を通る直線ＬＡ（ＬＢ）が、高さ方向で最深位置ＱＢに対してレンズアレイ２０とは反対側でレンズアレイ２０の光軸Ｏの軸線と交差する。このように導光体１４（１５）が読み取り装置１０に配置されることで、被読み取り物と読み取り面３１とが離れている場合でも、被読み取り物で反射された光がレンズアレイによってセンサ面上に結像される像における照度の低下を抑制できる。

本実施形態の画像形成装置１では、読み取り台３に本実施形態の読み取り装置１０が設けられるとともに、スキャナユニット４に本実施形態の読み取り装置１０が設けられることが好ましい。このような画像形成装置１では、例えば、被読み取り物の表面及び裏面の読み取りを同様の光学系により実行する。そのため、被読み取り物の表面の画像及び被読み取り物の裏面の画像の色合いが同一又は略同一となる。したがって、被読み取り物を読み取る際に、読み取り台３及びスキャナユニット４のいずれを用いても、取得した画像同士の色合いの差が小さい。よって、このような画像形成装置１では、被読み取り物を読み取り台３及びスキャナユニット４のいずれを用いて読み取っても、同様の色合いで画像を取得できる。

（変形例）
図６は、読み取り装置１０に設けられる導光体４１，４２の変形例を示す概略図である。本変形例に係る読み取り装置１０の構成は、導光体４１，４２の形状が前述の実施形態と異なること以外は、前述の実施形態と同様である。本変形例に係る導光体４１，４２は、主走査方向に延びる柱状に形成される。導光体４１，４２は、前述の実施形態と同様に、拡散部４１１，４２１及び出射面４１２，４２２を備える。

本変形例の導光体４１（４２）は、実施形態の導光体１４（１５）と異なり、拡散部４１１（４２１）と出射面４１２（４２２）とにより主走査方向に延びる稜部が形成される。すなわち、拡散部４１１（４２１）と出射面４１２（４２２）とが隣り合う。また、導光体４１，４２の曲率半径の中心は、点ＣＣ，ＣＤである。この場合であっても、直線ＬＣ（ＬＤ）に沿う方向の導光体４１（４２）の最大長さは、出射面４１２（４２２）の曲率半径より大きく、かつ、出射面４１２（４２２）の曲率半径の２倍より小さい。したがって、本変形例の読み取り装置１０においても、高さ方向について、レンズアレイ２０の被写界深度の最深位置ＱＢに対してレンズアレイ２０の反対側において、光源１８による照明光の照度が最大となる。そのため、本変形例も前述の実施形態と同様の作用及び効果を奏する。

これら少なくとも一つの実施形態によれば、読み取り装置の導光体は、高さ方向及び主走査方向の両方に交差する副走査方向についてレンズアレイに隣接し、高さ方向についてレンズアレイの被写界深度の最深位置に対してレンズアレイとは反対側に、被読み取り物を照明する照明光の最大照度を位置させる。これにより、被読み取り物と読み取り面とが離れている場合に、被読み取り物で反射された光がレンズアレイによってセンサ面上に結像される像における照度の低下を抑制できる読み取り装置及び画像形成装置を提供できる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、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。これら新規な実施形態は、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。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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。

１…画像形成装置、２…筐体、３…読み取り台、４…スキャナユニット、１０…読み取り装置、１１…ハウジング、１２…基板、１３…センサ、１４，１５…導光体、１６…遮光部材、１７…スリット、１８…光源、２０…レンズアレイ、２１…入射面、２２…出射面、１４１，１５１，４１１，４２１…拡散部、１４２，１５２，４１２，４２２…出射面、３１１～３１４…感光体ドラム、３３１～３３４…現像器（現像装置）、ＣＡ～ＣＤ…曲率中心、ＬＡ～ＬＤ…直線、Ｏ…光軸、ＱＢ…最深位置。

Claims (5)

1. 画像形成装置において被読み取り物を読み取る読み取り装置であって、
   読み取り面に対して交差する高さ方向に光軸が沿う姿勢で設けられるレンズアレイと、
   前記高さ方向及び主走査方向の両方に交差する副走査方向について前記レンズアレイに隣接し、前記高さ方向について前記レンズアレイの被写界深度の最深位置に対して前記レンズアレイとは反対側に、前記被読み取り物を照明する照明光の最大照度を位置させる導光体と、
   を具備する、読み取り装置。
2. 前記導光体は、前記副走査方向で前記レンズアレイの外側の両方から前記レンズアレイに隣接する一対の前記導光体であり、
   一対の前記導光体のそれぞれは、入射した前記照明光を拡散する拡散部と、前記高さ方向について前記拡散部とは反対側に設けられるとともに所定の曲率を有する出射面と、を備え、
   前記主走査方向からの投影では、一対の前記導光体の一方において前記拡散部の中央及び前記出射面の曲率中心を通る直線が、前記高さ方向について前記最深位置に対して前記レンズアレイとは反対側で、一対の前記導光体の他方において前記拡散部の中央及び前記出射面の曲率中心を通る直線と交差する、
   請求項１に記載の読み取り装置。
3. 前記導光体は、入射した前記照明光を拡散する拡散部と、前記高さ方向について前記拡散部とは反対側に設けられるとともに所定の曲率を有する出射面と、を備え、
   前記主走査方向からの投影では、前記拡散部の中央及び前記出射面の曲率中心を通る直線が、前記高さ方向について前記最深位置に対して前記レンズアレイとは反対側で前記レンズアレイの前記光軸の軸線と交差する、
   請求項１に記載の読み取り装置。
4. 前記導光体に入射する前記照明光を発する光源と、
   前記高さ方向について前記レンズアレイに対して前記読み取り面とは反対側に設けられ、前記照明光が前記被読み取り物で反射された反射光を受光するセンサと、
   をさらに具備する、請求項１～３のいずれか１項に記載の読み取り装置。
5. 請求項１～４のいずれか１項に記載の読み取り装置と、
   前記読み取り装置により取得した画像に基づく静電潜像を形成する感光体ドラムと、
   前記感光体ドラムの前記静電潜像を現像剤により現像する現像装置と、
   を具備する、画像形成装置。

Images