JP4994898B2 - 照明装置及び画像読取装置 - Google Patents

Description

本発明は、照明装置及びその照明装置を搭載する画像読取装置に関する。

従来、画像読取装置には、読取ライン毎に原稿を照明する照明装置が設けられており、この照明装置には、複数のＬＥＤ（発光ダイオード）を一直線上に配列したＬＥＤアレイを用いるものがある。

上記ＬＥＤアレイは、ＬＥＤが等間隔となるように配列されていて、読み取るべき原稿の紙面と上記ＬＥＤアレイの距離が一定となるように配置されている。このようなＬＥＤアレイで原稿を照明する場合、良好な読み取り画像を得るためには十分な光量が必要となる。

また、ＬＥＤは発熱が大きいため、放熱対策が整っていないと、照明装置における主走査方向の熱量分布が不均一になり、温度特性によって個々の光量も異なってくるため、良好な読み取り画像が得られないといった不具合があった。

照射角度の広い光源照明から十分な照射光量を得るため、特許文献１では、楕円反射板を用いた集光技術が提案されている。

また、放熱のため、特許文献２では、金属板に直接点光源を実装する等の技術が提案されている。
特開２００６−８７０７７号公報 特開２００６−３１３３２１号公報

しかしながら、従来技術においては以下のような問題があった。

集光に関して従来技術を利用した場合、ＬＥＤの実装した電気回路基板の表裏に集光傘を取り付けることによって、集光効果により光量を増加させることはできる。しかしながら、原稿からの反射光を遮らない角度でしか、裏傘及びＬＥＤ電気回路基板を実装することができないために大型化してしまう。かつ、放熱に関して従来技術を利用した場合、金属をベースとした回路基板を作るため、コストが高くなってしまう。

本発明の目的は、集光効果、または、集光効果と放熱効果を得ながら、さらに低コスト、小型化を同時に実現することができる照明装置及び画像読取装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１記載の照明装置は、原稿の主走査方向に複数のＬＥＤが配置されたプリント回路板（ＰＣＢ）のＬＥＤ実装基板または紙フェノール製のＬＥＤ実装基板を備える照明装置において、前記ＬＥＤ実装基板の前記ＬＥＤが取り付けられる面に対して裏となる面に、前記ＬＥＤ実装基板よりも面積の広い金属板が貼り付けられ、前記複数のＬＥＤは前記ＬＥＤ実装基板の前記ＬＥＤが取り付けられる面に対して平行する方向に発光し、前記複数のＬＥＤの配列方向に対して垂直かつ前記ＬＥＤが取り付けられた面に平行な方向において、前記貼り付けられた金属板の一部が前記ＬＥＤ実装基板の前記ＬＥＤが取り付けられた側の端から前記ＬＥＤが発光する方向に延出しており、前記金属板における前記ＬＥＤ実装基板よりはみ出した部分に第１反射板が前記ＬＥＤに隣接させて備えられ、前記ＬＥＤ実装基板の前記ＬＥＤが取り付けられる面に対して平行する方向に対して、前記第１反射板の反対側に第２反射板が備えられていることを特徴とする。

請求項４記載の画像読取装置は、原稿の主走査方向に複数のＬＥＤが配置されたプリント回路板（ＰＣＢ）のＬＥＤ実装基板または紙フェノール製のＬＥＤ実装基板と、前記複数のＬＥＤにより照明された前記原稿の画像を読み取る読取手段を備える画像読取装置において、前記ＬＥＤ実装基板の前記ＬＥＤが取り付けられた面に対して裏となる面に、前記ＬＥＤ実装基板よりも面積の広い金属板が貼り付けられ、前記複数のＬＥＤは前記ＬＥＤ実装基板の前記ＬＥＤが取り付けられる面に対して平行する方向に発光し、前記複数のＬＥＤの配列方向に対して垂直かつ前記ＬＥＤが取り付けられた面に平行な方向において、前記貼り付けられた金属板の一部が前記ＬＥＤ実装基板の前記ＬＥＤが取り付けられた側の端から前記ＬＥＤが発光する方向に延出しており、前記金属板における前記ＬＥＤ実装基板よりはみ出した部分に第１反射板が前記ＬＥＤに隣接させて備えられ、前記ＬＥＤ実装基板の前記ＬＥＤが取り付けられる面に対して平行する方向に対して、前記第１反射板の反対側に第２反射板が備えられていることを特徴とする。

請求項１及び４記載の発明によれば、集光効果、放熱効果を得ながら、さらに低コスト化、小型化を実現することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像読取装置の構成図である。

以下、その構成を動作と併せて説明する。

図１において、原稿搬送装置であるＡＤＦ１００は、原稿トレイ２０上に表面を上に向けてセットされた原稿束Ｓからピックアップローラ１により、最上位の原稿が分離部２へと繰り出される。分離部２は、上方に分離ローラ、下方に分離パッドが配置されており、原稿束Ｓの最上紙より１枚ずつ分離を行う。

片面原稿で表面の画像を読み取る場合は、分離された原稿は、第１レジストローラ３にて分離搬送中の斜行補正を行った後、第１レジストローラ３から第２レジストローラ４、第１搬送ローラ５により搬送される。そして、読取位置Ｒを搬送されている間に表面の画像が読み取られる。更に原稿は、第２搬送ローラ６、排紙ローラ８に搬送され、排紙トレイ２１上に表面を下に向けて順番に排出される。

また、両面原稿で表裏両面の画像を読み取る場合は、分離された原稿は、第１レジストローラ３にて分離搬送中の斜行補正を行った後、第２レジストローラ４から第１搬送ローラ５、第２搬送ローラ６により搬送される。そして、読取位置Ｒを搬送されている間に表面の画像が読み取られる。更に原稿は、第２搬送ローラ６、排紙ローラ８に搬送され、一旦、端部が排紙トレイ２１上に搬送され、読取後端側が排紙ローラ８にニップされた状態で搬送が停止される。

その後、原稿をスイッチバック搬送し、第２レジストローラ４にて、再度斜行補正を行った後、第１搬送ローラ５、第２搬送ローラ６により搬送する。原稿は、読取位置Ｒを再度搬送されている間に裏面の画像が読み取られる。

しかし、このまま排紙ローラ８により、排紙トレイ２１上に原稿表面を上に向けて排出すると、原稿トレイ２０上にセットされた面順と異なってしまう。よって、裏面を読み取られた原稿は、第２搬送ローラ６、排紙ローラ８により、再度原稿端部が排紙トレイ２１上に搬送され、読取後端側が排紙ローラ８にニップされた状態で搬送が停止される。

その後、原稿は、第２レジストローラ４、第１搬送ローラ５、第２搬送ローラ６によりスイッチバック搬送された後、排紙ローラ８により排紙トレイ２１上に表面を下に向けて順番に排出される。但し、読取位置Ｒを搬送されている間であっても、この間は、原稿画像の読み取りは行われない。

ＡＤＦ１００の原稿搬送経路上には、センサ１０、１１、１２、１３が配置されている。また、原稿トレイ２０にもセンサ１４、１５が配置されている。またも読取位置Ｒには、読取ローラ７がある。

リーダー部２００は、原稿に記録された画像情報を光学的に読み取り、光電変換して画像データとして入力するものである。

リーダー部２００は、ＡＤＦ原稿用プラテンガラス（ＡＤＦ用プラテン）２０１、ブック原稿用プラテンガラス（ブック用プラテン）２０２、ランプユニット２０３、２１０とミラー２０４を有するスキャナユニット２０９を備える。また、リーダー部２００は、ミラー２０５、２０６、レンズ２０７、ＣＣＤセンサ２０８を備える。

リーダー部２００は、ＡＤＦ１００から搬送されてくる原稿画像を読み取る場合は、スキャナユニット２０９をＡＤＦ用プラテン２０１の下に移動して停止させ、原稿が読取位置Ｒ上を搬送されている間、画像情報を読み取る。

また、ブック用プラテン２０２上に載置された原稿の画像を読み取る場合は、スキャナユニット２０９を図示しない原稿セット基準から副走査方向に移動させ、原稿の画像情報を読み取る（圧板モードスキャン）。

画像情報の読み取りに際しては、ランプユニット２０３が点灯し原稿を照射する。原稿からの反射光は、ミラー２０４、２０５、２０６及びレンズ２０７を介して、ＣＣＤセンサ２０８に入力される。そして、ＣＣＤセンサ２０８に入力された原稿からの反射光に対して、ここで光電変換等の電気処理が行われ、通常のデジタル処理が施される。

尚、本発明は、リーダー部２００とＡＤＦ１００が一体化された画像読取装置に対しても適用可能である。

図２は、図１におけるＡＤＦの制御ブロック図である。

図２において、ＡＤＦ１００は、中央演算処理装置である制御手段（ＣＰＵ）８００、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）８０１、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）８０２、出力ポート、及び、入力ポートを備えている。

ＲＯＭ８０１には、制御用プログラムが格納されており、ＲＡＭ８０２には、入力データや作業用データが格納されている。

また、出力ポートには、分離モータＭ１、給紙モータＭ２、排紙モータＭ３、離間ソレノイドＳＬ、給紙クラッチＣＬが接続されている。入力ポートには、分離後センサ１０、レジストセンサ１１、リードセンサ１２、排紙センサ１３、原稿検知センサ１４、原稿長検知センサ１５、図１には示さない原稿幅検知センサ８１０がそれぞれ接続されている。

ＣＰＵ８００は、ＲＯＭ８０１に格納された制御プログラムに従って分離モータＭ１、給紙モータＭ２、排紙モータＭ３、離間ソレノイドＳＬ、給紙クラッチＣＬを制御する。ＣＰＵ８００は、リーダー部２００の中央演算処理装置（ＣＰＵ）とシリアル通信を行い、リーダー部２００との間で制御データの授受を行うようになっている。

尚、本リーダー部２００とＡＤＦ１００が一体化された画像読取装置の場合は、通信を行うことなく、１つのＣＰＵで構成しても良い。

図３は、図１におけるリーダー部の機能ブロック図である。

図３において、リーダー部２００は、ランプユニット２０３、２１０により構成される原稿照明手段３０１、スキャナユニット２０９を移動させるための光学系移動手段３０２、ＣＣＤセンサ２０８で構成される画像読取手段３０３を備える。

また、リーダー部２００は、画像読取手段３０３からのアナログ信号の補正、Ａ／Ｄ変換等を行う画像処理手段３０４、原稿照明手段３０１の点灯制御を行う照明制御手段３０５、ＣＰＵ９００、ＲＯＭ９０１、ＲＡＭ９０２を備える。

ＣＰＵ９００によりそれぞれのユニットを最適に制御する。また、原稿照明手段３０１の制御は、照明制御手段３０５を構成せずに、ＣＰＵ９００によって直接行うような構成にしてもよい。

図４は、本発明との比較のために示す一般的なランプユニットの外観斜視図である。

図４において、ランプユニット２０３及び２１０は所定の間隔で平行に配置される。ＬＥＤ４０１、４５１が各々ライン状に等間隔に配置され、ＬＥＤ４０１、４５１からの光を各々の反射板４０２、４０３及び４５２、４５３によって反射及び拡散し、原稿面に照射する。

本図ではＬＥＤ４０１、４５１はＬＥＤチップを表現しているが、ディスクリートタイプのＬＥＤを用いても構わない。更には、カラー原稿を読み取り可能な画像読取装置とするには、ＬＥＤ４０１、４５１は白色ＬＥＤを使用するのが望ましい。

図５は、本発明との比較のために示す一般的なランプユニットの構成図である。

図５において、ランプユニット２０３及び２１０は所定の間隔で平行に配置される。図５の点線は、ブック用プラテン２０２上の原稿５０２をＬＥＤ４０１、４５１で照射する際の光路の一例を示している。

集光のための反射板４０２、４０３及び４５２、４５３が取り付けられ、光量を増加させている。ＬＥＤ４０１、４５１は、ＬＥＤ実装基板（金属ベースの（金属をベースとした）回路基板）５０１に搭載される。

集光用の下反射板４０３、４５２は、集光効果を得ることができる範囲内で原稿からの反射光を遮らないように実装する必要があるため、下反射板の大きさ分だけランプユニットが大きくなってしまう。

図６は、金属ベースの回路基板を用いずに、主走査方向に複数個配列されたＬＥＤを点灯した場合の、主走査方向における熱量と光量の分布の相関図である。

図６のように、放熱対策を施していない場合、熱の拡散により中央及び端部のみ熱量が低く、主走査方向に対して熱の不均一が起こってしまう。そのとき、光量も主走査方向に対して不均一が生じるに伴い、良好な読取画像を得ることが困難となる。従来技術のように金属ベースの回路基板を用いることによって、この熱量の不均一を和らげることが可能となるが、基板製作のコストが大きくなってしまう。

図７は、本発明の第１の実施の形態に係る照明装置としてのランプユニットの構成図、図８は、図７のランプユニットの外観斜視図である。

ＬＥＤ４５１（ＬＥＤ４０１、４５１のうちＬＥＤ４５１で代表する。以下、同様）は、非金属製材質、具体的には、プリント回路板（ＰＣＢ）のＬＥＤ実装基板または紙フェノール製のＬＥＤ実装基板７０１に搭載される。非金属製材質製のＬＥＤ実装基板７０１には、熱伝導率の高い接着剤７０２を用いて金属板７０３を貼り付ける。

金属板７０３は、ＬＥＤ実装基板７０１より面積が広く設定されている。より具体的には、金属板７０３は、主走査方向に対して垂直な方向に、ＬＥＤ実装基板７０１より外方延出している。

接着剤７０２は、熱伝導率の高いテープ等、ＬＥＤ実装基板７０１と金属板７０３を接着できるものであれば代用可能である。

金属板７０３のうち、ＬＥＤ実装基板７０１よりはみ出した部分に、反射板７０４（本発明の第１の実施形態における集光用反射板）をＬＥＤ４５１の近傍になるように、あるいは隣接するように実装する。

図８に示すように、ＬＥＤ４５１は主走査線上に複数個配列されており、ＬＥＤ４５１の配列方向（主走査方向）と垂直な方向に、ＬＥＤ実装基板７０１より金属板７０３の面積が大きくなっている。そしてその部分に反射板７０４が設けてある。金属板７０３と反射板７０４は別体である。

図８では、ＬＥＤ４５１の配列の様子を明らかにするため、ＬＥＤ実装面の集光用反射板は省略しているが、実際には、図７のように、金属板７０３とは別体の反射板４５３が取り付けられる。

本実施の形態では、金属ベースの基板を用いないために放熱効果を低コストで得ることができ、従来技術における集光用の下反射板をＬＥＤにより近い形で実装できるため小型化が可能となる。

図９は、本発明の第２の実施の形態に係る照明装置としてのランプユニットの構成図、図１０は、図９のランプユニットの外観斜視図である。

ＬＥＤ４５１は、非金属性材質であるプリント回路板（ＰＣＢ）のＬＥＤ実装基板または紙フェノール製のＬＥＤ実装基板７０１に搭載される。ＬＥＤ実装基板７０１には、熱伝導率の高い接着剤７０２を用いて金属板７０３を貼り付ける。

金属板７０３は、ＬＥＤ実装基板７０１より面積が広く設定されている。より具体的には、金属板７０３は、主走査方向に対して垂直な方向（外方）に、ＬＥＤ実装基板７０１より延出している。

接着剤７０２は、熱伝導率の高いテープ等、ＬＥＤ実装基板７０１と金属板７０３を接着できるものであれば代用可能である。

金属板７０３のうち、ＬＥＤ実装基板７０１よりはみ出した部位を直角に起立した形状とし、その表面をＬＥＤ実装基板７０１と面一とする。そして、その表面に対して鏡面研磨等の加工を施し、反射板７０３ａ（本発明の第２の実施形態における集光用反射板）としての機能を持たせている。反射板７０３ａの近傍に（隣接して）ＬＥＤ４５１を配置する。

図１０に示すように、ＬＥＤ４５１は主走査線上に複数個配列されており、ＬＥＤ４５１の配列方向（主走査方向）と垂直な方向にＬＥＤ実装基板７０１より金属板７０３の面積が大きくなっている。そしてそのはみ出した部分の起立した表面に反射板７０３ａが一体で設けてある。

図１０では、ＬＥＤ４５１の配列の様子を明らかにするため、ＬＥＤ実装面の集光用反射板は省略しているが、実際には、図９のように、反射板４５３が取り付けられる。

本実施の形態では、金属ベースの基板を用いないために放熱効果を低コストで得ることができ、従来技術における集光用の下反射板をＬＥＤにより近い形で実装できるため小型化が可能となる。

本発明の実施の形態に係る画像読取装置の構成図である。 図１におけるＡＤＦの制御ブロック図である。 図１におけるリーダー部の機能ブロック図である。 本発明との比較のために示す一般的なランプユニットの外観斜視図である。 本発明との比較のために示す一般的なランプユニットの構成図である。 金属ベースの回路基板を用いずに、主走査方向に複数個配列されたＬＥＤを点灯した場合の、主走査方向における熱量と光量の分布の相関図である。 本発明の第１の実施の形態に係る照明装置としてのランプユニットの構成図である。 図７のランプユニットの外観斜視図である。 本発明の第２の実施の形態に係る照明装置としてのランプユニットの構成図である。 図９のランプユニットの外観斜視図である。

符号の説明

４０１、４５１ ＬＥＤ
７０１ ＬＥＤ実装基板
７０２ 接着剤
７０３ 金属板
７０４ 反射板

Claims (4)

1. 原稿の主走査方向に複数のＬＥＤが配置されたプリント回路板（ＰＣＢ）のＬＥＤ実装基板または紙フェノール製のＬＥＤ実装基板を備える照明装置において、
   前記ＬＥＤ実装基板の前記ＬＥＤが取り付けられる面に対して裏となる面に、前記ＬＥＤ実装基板よりも面積の広い金属板が貼り付けられ、
   前記複数のＬＥＤは前記ＬＥＤ実装基板の前記ＬＥＤが取り付けられる面に対して平行する方向に発光し、
   前記複数のＬＥＤの配列方向に対して垂直かつ前記ＬＥＤが取り付けられた面に平行な方向において、前記貼り付けられた金属板の一部が前記ＬＥＤ実装基板の前記ＬＥＤが取り付けられた側の端から前記ＬＥＤが発光する方向に延出しており、
   前記金属板における前記ＬＥＤ実装基板よりはみ出した部分に第１反射板が前記ＬＥＤに隣接させて備えられ、
   前記ＬＥＤ実装基板の前記ＬＥＤが取り付けられる面に対して平行する方向に対して、前記第１反射板の反対側に第２反射板が備えられていることを特徴とする照明装置。
2. 前記第１反射板は、前記金属板と別体で構成されることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
3. 前記第１反射板は、前記金属板と一体で構成されることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
4. 原稿の主走査方向に複数のＬＥＤが配置されたプリント回路板（ＰＣＢ）のＬＥＤ実装基板または紙フェノール製のＬＥＤ実装基板と、前記複数のＬＥＤにより照明された前記原稿の画像を読み取る読取手段を備える画像読取装置において、
   前記ＬＥＤ実装基板の前記ＬＥＤが取り付けられた面に対して裏となる面に、前記ＬＥＤ実装基板よりも面積の広い金属板が貼り付けられ、前記複数のＬＥＤは前記ＬＥＤ実装基板の前記ＬＥＤが取り付けられる面に対して平行する方向に発光し、前記複数のＬＥＤの配列方向に対して垂直かつ前記ＬＥＤが取り付けられた面に平行な方向において、前記貼り付けられた金属板の一部が前記ＬＥＤ実装基板の前記ＬＥＤが取り付けられた側の端から前記ＬＥＤが発光する方向に延出しており、前記金属板における前記ＬＥＤ実装基板よりはみ出した部分に第１反射板が前記ＬＥＤに隣接させて備えられ、前記ＬＥＤ実装基板の前記ＬＥＤが取り付けられる面に対して平行する方向に対して、前記第１反射板の反対側に第２反射板が備えられていることを特徴とする画像読取装置。

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