JP5089180B2 - 画像読取装置 - Google Patents

Description

本発明は、原稿台ガラスおよび前記原稿台ガラス上の原稿を照明するための光源を備える画像読取装置に関する。

ファクシミリ、複写機、複合機（ＭＦＰ：Multi Peripheral Function）などに搭載される画像読取装置、またはイメージスキャナなどの単体の画像読取装置には、原稿を照明するための光源が設けられている。この光源としては、例えばハロゲンランプなどの白熱ランプ、蛍光灯、キセノン管、冷陰極管などの放電管、ＬＥＤアレイ光源などの各種の光源が用いられる。一般的に、それぞれの装置において実際に使用される光源は、コスト、省電力、省スペース、発熱量、耐久性、点灯制御応答性などを考慮して選択される。

ここで、キセノン管が光源として用いられている画像読取装置について図１４および図１５を参照しながら説明する。図１４はキセノン管の主要部構成を示す斜視図である。図１５は画像読取装置におけるキセノン管の取り付け状態を示す縦断面図である。

キセノン管は、図１４に示すように、上下の電極１０４、アパーチャ１０５、および高圧給電線１０６を有する。この高圧給電線１０６を介して上下の電極１０４に高電圧が印加されると、上下の電極１０４間で放電現象が発生し、キセノン管は光を発光する。この光の照明角度は、アパーチャ１０５のアパーチャ角度により決定される。

画像読取装置において上記キセノン管を光源として用いる場合、図１５に示すように、キセノン管１００２は、反射傘１００３とともに、キャリッジ１００１に搭載される。キャリッジ１００１は、原稿台ガラス１００４に載置された原稿を走査するように移動する。キセノン管１００２は、アパーチャで規定された角度で光束を照射するので、当該光束は、反射傘１００３により原稿走査位置１００５に集光される。

キセノン管１００２からの光は、原稿に対して斜めに照射される。これは、原稿に向けて照射される光束を走査位置に対して左右から均一に与えることにより原稿の起伏部の陰影を相殺するためである。

近年、装置の小型化、低価格化が益々要求され、この要求に対応するために、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）アレイを用いて等倍光学系を構成する画像読取装置が登場している。このＬＥＤアレイとしては、一般に、白黒画像読取装置に搭載される、緑（Ｇ）単色のＬＥＤから構成されるもの、カラー画像読取装置に搭載される、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色のＬＥＤから構成されるもの（導光管タイプなど）などがある。

また、中・高速タイプの画像読取装置には、放電管が光源として用いられている。しかし、この種の画像読取装置の光源として、ＬＥＤアレイを用いることは実用化されていない。これは、ＬＥＤアレイが、中・高速タイプの画像読取装置に対して必要な照度、配光特性を満足するものではないからである。

一方、高密度実装による装置の小型化、同一サイズでの照度の向上を実現するためのＬＥＤアレイ照明装置が提案されている（特許文献１参照）。このＬＥＤアレイ照明装置には、熱伝導配線基板として、無機フィラー（補強材）と樹脂組成物を含む絶縁層を有する基板が用いられ、絶縁層に設けた凹部内にＬＥＤ素子が実装される。これにより、熱伝導性の向上、および上記凹部壁面を反射板として作用させることによる照射効率の向上が図られている。

また、従来のＬＥＤアレイが点光源の集合であり、光源と原稿面間の距離が十分でないと、照度の均一性を確保することができない。このことが、装置の小型化を図る上での問題となる。そこで、このような問題を解決するために提案された照明装置がある（特許文献２参照）。この照明装置には、画像読取装置の主走査方向および副走査方向の照度分布を均一するために、エレクトロルミネセンス素子すなわちＥＬ（electro-luminescence）素子が用いられる。具体的には、この照明装置においては、ＥＬ素子が面発光源とされ、主走査方向にＲ，Ｇ，Ｂの各色に対応した面発光体が繰り返し配列される。これにより、照度分布を均一にすることが図れる。
特開２００４−３９６９１号公報 特開２００３−１３１３２８号公報

上述したように、ＬＥＤアレイを用いた照明装置は、生産性が高い画像読取装置で用いるためには、照度および照度分布に関して、改善をする必要がある。

また、ＬＥＤアレイを用いた照明装置の場合、ＬＥＤ素子による発熱、また発熱による光量変動、色味の不均一さが生ずる。

本発明の目的は、光量の増加および配光の均一性を図ることができる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、本願請求項１記載の発明は、原稿台ガラスおよび前記原稿台ガラス上の原稿を照明するための光源を備える画像読取装置であって、前記光源は、表面および裏面を実装面とする基板と、前記基板の実装面のそれぞれに線状に配列されて実装され、前記原稿を照明するための複数のサイド発光を行う発光素子とを備え、前記基板の実装面のそれぞれに、発光面を前記基板の長手方向に沿った端部に向けて実装されている複数の発光素子の光の照射方向が前記基板と平行でかつ同一の方向であり、前記基板の実装面のそれぞれに実装されている複数の前記発光素子が発光する光を集光するための集光部材と複数の前記発光素子により発生する熱を外部へ放散するための放熱部材とを兼ねる部材が、前記発光素子において前記基板と接している面と反対の面に取り付けられていることを特徴とする。
また、本願請求項２記載の発明は、原稿台ガラス上の原稿における原稿走査位置を照明するための光源を備える画像読取装置であって、前記光源は、表面および裏面を実装面とする基板と、前記基板の表面における長手方向に沿った端部に沿って間隔を置いて、発光面を前記基板の長手方向に沿った端部に向けて配列されて実装された複数のサイド発光を行う発光素子と、前記基板の裏面における長手方向に沿った端部に沿って間隔を置いて、発光面を前記基板の長手方向に沿った端部に向けて配列されて実装された複数のサイド発光を行う発光素子と、を備え、前記基板の表面に実装されている各前記発光素子は、それぞれ、前記基板の裏面に実装されている各前記発光素子の間の位置に対向する位置に配置され、前記基板の実装面のそれぞれに実装されている複数の前記発光素子が発光する光を集光するための集光部材と複数の前記発光素子により発生する熱を外部へ放散するための放熱部材とを兼ねる部材が、前記発光素子において前記基板と接している面と反対の面に取り付けられており、前記基板の表面と裏面とに実装されている各前記発光素子からの照射光の方向が平行であり、かつ該照射光の光束が原稿走査位置に線状に集光されることを特徴とする。

本発明によれば、光量の増加および配光の均一性を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の一実施の形態に係る線状照明装置の主要部構成を示す斜視図である。

線状照明装置は、図１に示すように、基板１０１の表裏面のそれぞれに複数のＬＥＤ素子１０３が実装されているＬＥＤアレイからなる。各ＬＥＤ素子１０３は、それぞれ、白色光を発光するＬＥＤ素子からなる。各ＬＥＤ素子１０３には、基板１０１に搭載されている外部Ｉ／Ｆ（インタフェース）１０２を介して外部から駆動電流が供給される。ここで、各ＬＥＤ素子１０３は、その光の照射方向が基板１０１の各面と平行でかつ同一の方向を向くように、基板１０１の各面にそれぞれ実装されている。また、各ＬＥＤ素子１０３は、基板１０１の長手方向の端部に沿って所定の間隔を置いて配置されている。また、基板１０１の表面に実装されている各ＬＥＤ素子１０３は、裏面に実装されているＬＥＤ素子１０３間の位置に対応する位置に配置される。

次に、本実施の形態の線状照明装置の特徴的な構成を比較例と比較しながら説明する。図２は本実施の形態の線状照明装置の指向性、照射面および配光特性をそれぞれ模式的に示す図である。図３は従来のＬＥＤアレイの構成、ＬＥＤ素子からの光の照射状態および配光特性を示す斜視図である。図４は片面にＬＥＤ素子が実装されているＬＥＤアレイの指向性、照射面および配光特性を示す図である。

ここで、本実施の形態の線状照明装置は、図２（ａ）に示すように、基板３０９の表面に白色のＬＥＤ素子３１０が、裏面に白色のＬＥＤ素子３１１がそれぞれ実装されているＬＥＤアレイである。本実施の形態の場合、基板３０９の表裏面のそれぞれに実装されているＬＥＤ素子３１０，３１１は、光を基板３０９の各面と平行な方向に照射することになる。また、各ＬＥＤ素子３１０，３１１から放射される光は、基板３０９の各面に対して、断面特性３１２により表されるような指向性を有する。指向性は、実際には、図示するような円形ではないが、ここでは、簡易的に円で示すことにする。

また、図２（ｂ）に示すように、本線状照明装置を照射方向から見た場合、その指向性は、指向性３１３となる。そして、この指向性３１３で例えば原稿面を照射した際の照射面は、図２（ｃ）に示すような面となる。このときの配光特性としては、図２（ｄ）に示すような特性が得られる。この配光特性は、図２（ｄ）から分かるように、略均一である。

これに対し、従来の画像読取装置に搭載されているＬＥＤアレイは、図３（ａ）に示すように、複数のＬＥＤ素子２０２が所定の間隔を置いて基板２０１の片面に長手方向に沿って線状に配列されている構造を有する。各ＬＥＤ素子２０２は、その光の照射方向２０３が基板２０１に対して垂直になるように配置されている。各ＬＥＤ素子２０２は、図３（ｂ）に示すように、照射方向２０３に対して指向性２０６を有する。これにより、図３（ｃ）に示すように、各ＬＥＤ素子２０２の照射スポット２０８が重なりながら原稿走査面上２０７を照射するような配光特性が得られる。

ここで、各照射スポット２０８に関しては、ＬＥＤ素子２０２が持つ指向性から、中央部が最も明るく、周辺に向うに従い照度が落ちる傾向にある。よって、従来のＬＥＤアレイにおいては、光量を大きくし、かつ配光特性を均一にするためには、ＬＥＤ素子の実装密度を増すことと、指向性が高いＬＥＤ素子の照射光の光束を原稿走査位置に集光させることが必要である。

次に、図４に示すように、基板３０２の片面のみに白色のＬＥＤ素子３０３が線状に実装されているＬＥＤアレイについて説明する。

上記ＬＥＤアレイにおいては、各ＬＥＤ素子３０３が、光を基板３０２の片面と平行な方向に照射する。また、各ＬＥＤ素子３０３の指向性については、その断面特性が特性３０４に示すように、円形となる。実際の指向性は、図示するように円形ではないが、簡易的に円で示すことにする。

また、図４（ｂ）に示すように、上記ＬＥＤアレイを照射方向から見た場合、その指向性は、指向性３０５となる。そして、この指向性３０５で例えば原稿面を照射した際の照射面は、図４（ｃ）に示すような面となる。このときの配光特性として、図４（ｄ）に示すような特性が得られるが、この配光特性は、必ずしも均一ではない。しかし、配光特性が変化しなければ、原稿から読み取られた画像データに対して所定の補正処理を施すことによって、使用可能範囲に収まる画像データを得ることが可能である。

本実施の形態の線状照明装置と上記図４に示すＬＥＤアレイを、光量および配光特性の点から比較すると、本実施の形態の線状照明装置は、図４に示すＬＥＤアレイより、ＬＥＤ素子の実装密度が高く、照射スポットの重なる部分が増すことが分かる。すなわち、本実施の形態の線状照明装置は、基板の片面のみにＬＥＤ素子が実装されているＬＥＤアレイに対して、約４割程度（概略値）の光量アップを図ることができるとともに、配光特性の均一化を図ることができる。

次に、本実施の形態の線状照明装置の駆動回路（点灯手段）について図５を参照しながら説明する。図５は本実施の形態に係る照明装置の駆動回路の一例を示す回路図である。

本実施の形態の線状照明装置を画像読取装置の光源として用いる際には、原稿走査時に光量変動がないことが要求される。そのため、線状照明装置の駆動回路には、光量変動を起こさないように線状照明装置を駆動することが要求される。

上記駆動回路は、図５に示すように、白色の各ＬＥＤ素子４０４，４０８に所定値の電流を供給する定電流回路（レギュレータ）４０１を備える。定電流回路４０１には、供給電源（例えばＶｃｃ＝２４Ｖ）４０２を入力する入力端子ＩＮ、出力端子ＯＵＴおよび調整端子ＡＤＪが設けられている。定電流回路４０１は、出力端子ＯＵＴは、抵抗４０３（抵抗値＝ＸΩ）に接続されている。抵抗４０３の抵抗値は、基準となる白色の１つのＬＥＤ素子４０４に流れる順方向の電流４０５（＝ＩＡ）が所定の電流値（例えば２０ｍＡ）となるように決定されている。すなわち、ＬＥＤ素子４０４は、順電流２０ｍＡで点灯することになる。換言すれば、ＬＥＤ素子４０４は、各ＬＥＤ素子４０８に流れる電流値を規定するための基準ＬＥＤ素子として作用する。

各ＬＥＤ素子４０８は、基板の一方の面上の長手方向に沿って所定の配置されているものと、他方の面上の長手方向に沿って所定の配置されているものとに分けられる。具体的には、複数のＬＥＤ素子４０８が、直列に接続された４つのＬＥＤ素子４０８を駆動単位とする複数の駆動群４１３，４１４，４１５，…に分けられている。そして、駆動群毎にそれに含まれるＬＥＤ素子４０８のそれぞれが交互に基板の表裏面に配置されている。各駆動群４１３〜４１５，…の最上流側のＬＥＤ素子４０８は、供給電源４０２と接続され、最下流側のＬＥＤ素子は、対応するトランジスタ４１１を介して抵抗４１２と接続されている。各トランジスタ４１１のベースは、ＬＥＤ素子４０４と接続される。

定電流回路４０１に供給電源４０２が供給されると、定電流回路４０１の立ち上がり応答特性に応じた時間で各ＬＥＤ素子４０４，４０８の点灯が開始され、それぞれに接続されるトランジスタ４０６，４１１は、オン動作する。この際、各トランジスタ４０６，４１１においては、０．６Ｖ〜０．７Ｖ程度の電圧降下が生じる。

ここで、各ＬＥＤ素子４０８の順方向電圧（ＶＦ）４０９は、最大４Ｖ以下の電圧値であるので、各駆動群４１３〜４１５，…における各ＬＥＤ素子４０８の順方向電圧は、最大で１６Ｖとなる。よって、各駆動群４１３〜４１５に掛かる電圧（Ｖ１）４１７は、以下の（１）式で表される。

Ｖ１＝Ｖｃｃ−（０．６＋ＩＡ×Ｙ） …（１）
ここで、Ｖ１＝１６Ｖとし、Ｖｃｃ＝２４Ｖとし、その際の点灯電流値を２０ｍＡすると、上記（１）式から、抵抗４０７の抵抗値Ｙは、以下のような値になる。

Ｙ＝｛（Ｖｃｃ−１６）−０．６｝÷ＩＡ＝３７Ω
これにより、各トランジスタ４１１以降の降下電圧４１８は、全ての駆動群４１３〜４１６で等しくなり、その電圧値は８Ｖとなる。よって、抵抗４０７，４１２の抵抗値が正確であれば、各駆動群の各ＬＥＤ素子４０８は、同じ電流値で点灯制御されることになり、各ＬＥＤ素子４０８の光量が安定する。

上記駆動回路を用いた場合の各ＬＥＤ素子の基板への実装例について図６を参照しながら説明する。図６は図５の駆動回路を用いた場合の各ＬＥＤ素子の基板への実装例を示す斜視図である。

ここでは、図６に示すように、１つの駆動群に含まれる白色の４つのＬＥＤ素子５０２〜５０５を基板５０１に実装した例を示す。基板５０１の表面には、供給電源Ｖｃｃを供給する電源ライン５０９と、点灯信号ライン５０８とが形成されている。ここで、点灯信号ライン５０８は、基準のＬＥＤ素子（図５のＬＥＤ素子４０４）が接続されるラインである。

各ＬＥＤ素子５０２〜５０５のうち、各ＬＥＤ素子５０２，５０４は、基板５０１の表面に、各ＬＥＤ素子５０３，５０５は、基板５０１の裏面にそれぞれ実装されている。各ＬＥＤ素子５０２〜５０５は、それぞれ、基板５０１の長手方向に伸びる断面Ｖ字状の溝５１０に沿って互いに所定の間隔を置いて配列されている。また、表面に実装されている各ＬＥＤ素子５０２，５０４は、それぞれ、裏面に実装されている各ＬＥＤ素子５０３，５０５間の位置と対向する位置に配置されている。

各ＬＥＤ素子５０２〜５０５は、その順に、直列に接続されている。ここで、ＬＥＤ素子５０２は、電源ライン５０９と接続される。ＬＥＤ素子５０５は、基板５０１の表面に実装されているトランジスタ５０６のコレクタと接続され、トランジスタ５０６のエミッタは、抵抗５０７を介して、基準電位（ＧＮＤ）に接続される。トランジスタ５０６のベースは、点灯信号ライン５０８と接続される。

上記駆動回路を用いたＬＥＤ素子の実装例は、一例であり、これに限定されるものではない。例えば、直列に接続するＬＥＤ素子の数は４つ以上にしてもよく、また、複数のＬＥＤ素子を基板の表裏面に交互に配置し、接続することに代えて、表面の複数のＬＥＤ素子を直列に接続し、裏面の複数のＬＥＤ素子を直列に接続するような形態でもよい。

次に、本実施の形態の線状照明装置の指向性とそれに用いられる基板の構成について図７を参照しながら説明する。図７（ａ）は基板の表面のみにＬＥＤ素子が実装されている場合の指向性を示す図である。図７（ｂ）は図７（ａ）の実装例の場合において光束がけられた状態を示す斜視図である。図７（ｃ）は図７（ｂ）の光束のけられを解消するための切欠きが設けられた基板を示す斜視図である。図７（ｄ）は基板の表裏面にＬＥＤ素子が実装されている場合の指向性を示す図である。図７（ｅ）は表裏面にＬＥＤ素子が実装される基板の構成を示す斜視図である。

例えば図７（ａ）に示すように、基板６０２の表面のみにＬＥＤ素子６０１が実装されている場合の指向性について説明する。この場合、ＬＥＤ素子６０１は、光の照射方向が基板６０２の表面の延長線６０３と平行になるように基板６０２の表面上に配置される。この場合のＬＥＤ素子６０１は、特性６０４で示されるような指向性を示す。

ここで、例えば図７（ｂ）に示すように、上記特性の指向性を有するＬＥＤ素子６１４が基板６１３の表面の中央部に実装されたとする。この場合、ＬＥＤ素子６１４からの光の光束６１６が、基板６１３の一部６１５（図中の斜線部分）によりけられ、光束６１６にロスが生じる。

これに対応するために、図７（ｃ）に示すように、光束のけられを発生させる部分が切り欠かれた基板６１７が用いられる。これにより、基板の一部による光束のけられをなくすことができる。このような切欠きが設けられている基板は、後述する、基板の表裏面にそれぞれＬＥＤ素子が実装される場合の基板として有効である。

また、図７（ｄ）に示すように、基板６０６の表裏面のそれぞれに対して、ＬＥＤ素子６０５，６０７がそれぞれ実装された場合、ＬＥＤ素子６０５は特性６０９で示されるよう指向性を示し、ＬＥＤ素子６０７は特性６０８で示すような指向性を示す。ここで、ＬＥＤ素子６０５は、その光の照射方向が基板６０６の表面を表す基準線６１１と平行になるように基板６０６の表面に配置されている。ＬＥＤ素子６０７は、その光の照射方向が基板６０６の裏面を表す基準線６１２と平行になるように基板６０６の裏面に配置されている。

このように基板６０６の表裏面のそれぞれに対して、ＬＥＤ素子６０５，６０７がそれぞれ実装されている場合、各ＬＥＤ素子６０５，６０７の光の指向性は、特性６１０で表されることになる。

このように表裏面のそれぞれにＬＥＤ素子を実装する場合に用いられる基板としては、図７（ｅ）に示すような基板６１８が用いられる。この基板６１８には、長手方向に沿って伸びる断面Ｖ字状の溝６１９が形成されている。そして、基板６１８の表裏面のそれぞれに対して、各ＬＥＤ素子６２１が所定の間隔を置いて溝６１９に沿って配列されて実装される。

このようにして各ＬＥＤ素子６２１が基板に実装された後、基板６１８の一部６２０が溝６１９に沿って基板６１８から切り離される。これにより、基板６１８に実装されている各ＬＥＤ素子６２１は、それぞれ、基板６１８の長手方向端部に沿って配置されることになる。その結果、上記基板６１８を用いることによって、各ＬＥＤ素子６２１の光束のけられをなくすことができるとともに、その光束のけられをなくすための作業を簡単に行うことができる。

次に、上述した基板のそれぞれを用いたＬＥＤ素子の実装例を図８に示す。図８（ａ）は長手方向端部に切欠きが設けられている基板の表裏面のそれぞれにＬＥＤ素子が実装された例を示す斜視図である。図８（ｂ）は長手方向に沿って伸びる断面がＶ字状の溝が形成されている基板の表裏面のそれぞれにＬＥＤ素子が実装された例を示す斜視図である。図８（ｃ）は図８（ｂ）の実装例の場合の指向性を示す斜視図である。

まず、図８（ａ）に示す基板７０１について説明する。この基板７０１の長手方向に沿う端部の一方には、複数の切欠きが形成されている。この基板７０１の各切欠きの位置にそれぞれ表面側のＬＥＤ素子７０３および裏面側のＬＥＤ素子７０４が配置されている。これにより、各ＬＥＤ素子７０３，７０４の光束のけられをなくすことができる。

次に、図８（ｂ）に示す基板７０５について説明する。この基板７０５には、複数のＬＥＤ素子の実装後に基板の一部７０６を切り離すことを可能にするために、長手方向に沿って伸びる断面がＶ字状の溝が形成されている。この基板７０５に対して複数のＬＥＤ素子が実装された後に、上記溝に沿って基板の一部７０６が切り離される。そして、図８（ｃ）に示すように、各ＬＥＤ素子の光束を所定方向へ集光し、かつ各ＬＥＤ素子から発生する熱を放熱する役割を果すための熱伝導性の反射ミラー７０８が基板７０５に取り付けられる。すなわち、反射ミラー７０８は、集光板および放熱板として機能する。この反射ミラー７０８を設けることによって、各ＬＥＤ素子７０９からの光束７１０を所定位置例えば原稿走査位置に集光させることができる。

次に、放熱対策が施されている基板の構成について図９を参照しながら説明する。図９は放熱対策が施されている基板の構成を示す分解斜視図である。

一般に、基板の放熱特性を高めるためには、例えば、セラミック材の基板などが知られているが、当該基板は高価である。そこで、基板の材質によらずに、放熱特性が高められている基板の一例を示す。本例においては、光束のけられをなくすために、基板の一部を基板から切り離すための断面Ｖ字状の溝８０５が形成されている基板の場合を説明する。この基板は、４つの層８０１〜８０４から構成される。層８０１および層８０４は、ＬＥＤ素子などの部品実装面として構成されるとともに、配線パターンの形成面としても構成される。層８０２は、電源層として、層８０３は、接地層（ＧＮＤ層）として、それぞれ構成される。ここでは、電源層８０２においては、その一部が電源パターン８０６として形成され、その他が全面接地面（ＧＮＤ面）として形成される（但し、ＶＩＡ、スルーホールは除く）。同様に、ＧＮＤ層８０３においては、その一部がＬＥＤ点灯制御信号の配線パターンとして形成され、その他が全面接地面（ＧＮＤ面）として形成される。各８０１，８０４層の部品から層をまたがって引かれる配線パターンは、スルーホール８０８を介して接続される。各階層８０１〜８０４のＧＮＤ層は、それぞれ、ＶＩＡ８０９によって接続され、放熱効果が高められている。

特に、ＶＩＡ８０９は、ＬＥＤ素子の周辺を覆うように形成されており、ＬＥＤ素子から発せられた熱をより広い面のＧＮＤ面に逃がすよう作用する。これにより、基板全体の温度分布を均一化する効果が高められる。

また、図９には図示されていないが、本線状照明装置が画像読取装置に取り付けられる際には、本線状照明装置は画像読取装置本体の筐体に固定される。よって、上記筐体に二次的な放熱補助部材（図示せず）を取り付けることによって、本線状照明装置の基板単体による放熱対策以外に、二次的な放熱対策が可能になる。

上述したように、本線状照明装置によれば、各ＬＥＤ素子による配光特性の改善と、原稿走査位置に対する照度のアップを図ることができる。

しかし、例えば原稿走査位置に対して斜めに一方向から照射光が照射される場合に、読み取る原稿が例えば切り貼り原稿のように表面に凹凸があれば、その凹凸に対する影が生じることになる。これは、原稿の読み取りにおいて、好ましいものではない。

そこで、基板の表、裏面のそれぞれに実装されたＬＥＤ素子を個別に制御し、表面の各ＬＥＤ素子からの光量と裏面の各ＬＥＤ素子からの光量を個別に調整するための駆動回路（点灯手段）を用いることが好ましい。

この駆動回路（点灯手段）の構成について図１０を参照しながら説明する。図１０（ａ）は図５の駆動回路に代わる駆動回路を示す回路図である。図１０（ｂ）は図１０（ａ）のトランジスタ９０７，９０８の駆動信号を示す図である。

上記駆動回路は、図１０（ａ）に示すように、基板の表面に実装されている複数のＬＥＤ素子群９０４と裏面に実装されている複数のＬＥＤ素子群９０５に対して個別に点灯および光量を制御する。ここで、各ＬＥＤ素子群９０４，９０５は、それぞれ、４つのＬＥＤ素子９１０，９１１と、トランジスタ９０６，９０７と、抵抗９１３，９１４を含む。各ＬＥＤ素子群９０４，９０５においては、各ＬＥＤ素子９１０，９１１、トランジスタ９０６，９０７および抵抗９１３，９１４が直列に接続されている。

この駆動回路は、ＣＰＵ９０１と、２つのパルス制御回路９０２，９０３を備える。ＣＰＵ９０１は、各パルス制御回路９０２，９０３に対してその動作を制御するための制御信号を出力する。パルス制御回路９０２は、上記ＣＰＵ９０１の制御信号に基づいて、各ＬＥＤ素子群９０４の点灯および光量を制御するためのパルス信号を生成し、このパルス信号を各ＬＥＤ素子群９０４のトランジスタ９０６に出力する。トランジスタ９０６は、上記パルス信号に基づいてオン、オフ動作し、このトランジスタ９０６のオン、オフ動作により、各ＬＥＤ素子群９０４に含まれる各ＬＥＤ素子９１０の点灯時間すなわち点灯デューテイが制御される。

同様に、パルス制御回路９０３は、上記ＣＰＵ９０１の制御信号に基づいて、各ＬＥＤ素子群９０５の点灯および光量を制御するためのパルス信号を生成し、このパルス信号を各ＬＥＤ素子群９０５のトランジスタ９０７に出力する。トランジスタ９０７は、上記パルス信号に基づいてオン、オフ動作し、このトランジスタ９０７のオン、オフ動作により、各ＬＥＤ素子群９０５に含まれる各ＬＥＤ素子９１１の点灯時間すなわち点灯デューテイが制御される。

具体的には、各パルス制御回路９０２，９０３においては、図１０（ｂ）に示すように、ＣＰＵ９０１の制御信号に基づいて、各トランジスタ９０６，９０７にして、幅が制御されたパルス信号９０８，９０９が生成される。これにより、各パルス信号９０８，９０９の幅が規定する期間、各ＬＥＤ素子群９０４，９０５に電流が流れ、各ＬＥＤ素子群９０４，９０５が点灯されることになる。ここで、図１０（ｂ）に示す例は、例えば基板の裏面に実装されている各ＬＥＤ素子群９０５の光量に対して表面に実装されている各ＬＥＤ素子群９０４の光量を少なくする場合である。

次に、本実施の形態の線状照明装置が光源として画像読取装置に用いられる場合について図１１を参照しながら説明する。図１１（ａ）は本実施の形態の線状照明装置が光源として画像読取装置に取り付けられた状態を示す縦断面図である。図１１（ｂ）は図１１（ａ）の線状照明装置の主要部構成を示す斜視図である。

本実施の形態の線状照明装置が光源として画像読取装置に用いられる場合、図１１（ａ）に示すように、当該線状照明装置は、各ＬＥＤ素子からの光の照射角度が原稿台ガラス１００４に対して所定角度になるように、キャリッジ１００６に搭載される。線状照明装置は、図１１（ａ），（ｂ）に示すように、基板１００７を備え、基板１００７の表裏面には、それぞれ、複数のＬＥＤ素子１００８，１００９が実装されている。また、本線状照明装置には、２つの集光板１０１０，１０１１が設けられている。ここで、集光板１０１１は、特に、基板１００７から原稿台ガラス１００４に向けて延びる板材から構成されている。これにより、基板１００７の表裏面のそれぞれに実装されている各ＬＥＤ素子１００８，１００９からの一部の光束が原稿台ガラス１００４に向けて反射される。この集光板１０１１には、原稿からの反射光をミラー群（図示せず）に導くためのスリット１０１２が形成されている。

このように、原稿台ガラス１００４の所定位置に対して線状照明装置からの光束を照射することができ、原稿走査位置における光量の増加と、配光特性の均一化を図ることができる。

また、スペース要因、パターン要因などにより、線状照明装置に集光板を設けることができない場合がある。この場合について図１２を参照しながら説明する。図１２は集光板が設けられていない線状照明装置が光源として画像読取装置に取り付けられた状態を示す縦断面図である。

このような線状照明装置を画像読取装置に用いる場合、図１２に示すように、一体成形集光部１１７が用いられる。この一体成形集光部１１７は、凹型の内部空間を有し、当該内部空間を規定する内面には、反射幕が塗布されている。一体成形集光部１１７の内部空間には、表裏面にそれぞれ複数のＬＥＤ１１５，１１６が実装された基板１１４が挿入される。この場合も同様に、原稿台ガラス１１３の所定位置に対して線状照明装置からの光束１１８を照射することができ、原稿走査位置における照度のアップと、配光特性の改善が可能となる。

また、本実施の形態においては、１枚の基板の表裏面のそれぞれに複数のＬＥＤ素子を実装する例を示したが、ここで、１枚の基板とは、例えば２枚の基板を貼り合わせたものも含まれる。この場合について図１３を参照しながら説明する。図１３（ａ）は２枚の基板を貼り合わせた線状照明装置の一例を示す分解斜視図である。図１３（ｂ）は２枚の基板間にＧＮＤ層を形成するための金属板が挿入された例を示す斜視図である。

図１３（ａ）に示すように、第１基板１１０１の一方の面には、複数のＬＥＤ素子１１０２が長手方向の一方の端部に沿って配列されて実装されている。第２基板１１０３の一方の面には、複数のＬＥＤ素子１１０４が長手方向の一方の端部に沿って配列されて実装されている。この第１基板１１０１と第２基板１１０３は、それぞれの他方の面が対向するように貼り合わされる。これにより、１枚の基板の表裏面のそれぞれにＬＥＤ素子が実装された線状照明装置が構成されることになる。

また、図１３（ｂ）に示すように、上述したように２枚の基板１１０５を貼り合わせる際に、基板１１０５間に金属板１１０６を挿入するようにしてもよい。これにより、接地性を確実に各補正することが可能なＧＮＤ層および放熱層を形成することができる。

本発明の一実施の形態に係る線状照明装置の主要部構成を示す斜視図である。 図１の線状照明装置の指向性、照射面および配光特性をそれぞれ模式的に示す図である。 従来のＬＥＤアレイの構成、ＬＥＤ素子からの光の照射状態および配光特性を示す斜視図である。 片面にＬＥＤ素子が実装されているＬＥＤアレイの指向性、照射面および配光特性を示す図である。 本実施の形態に係る照明装置の駆動回路の一例を示す回路図である。 図５の駆動回路を用いた場合の各ＬＥＤ素子の基板への実装例を示す斜視図である。 （ａ）は基板の表面のみにＬＥＤ素子が実装されている場合の指向性を示す図である。（ｂ）は図７（ａ）の実装例の場合において光束がけられた状態を示す斜視図である。（ｃ）は図７（ｂ）の光束のけられを解消するための切欠きが設けられた基板を示す斜視図である。（ｄ）は基板の表裏面にＬＥＤ素子が実装されている場合の指向性を示す図である。（ｅ）は表裏面にＬＥＤ素子が実装される基板の構成を示す斜視図である。 （ａ）は長手方向端部に切欠きが設けられている基板の表裏面のそれぞれにＬＥＤ素子が実装された例を示す斜視図である。（ｂ）は長手方向に沿って伸びる断面がＶ字状の溝が形成されている基板の表裏面のそれぞれにＬＥＤ素子が実装された例を示す斜視図である。（ｃ）は図８（ｂ）の実装例の場合の指向性を示す斜視図である。 放熱対策が施されている基板の構成を示す分解斜視図である。 （ａ）は図５の駆動回路に代わる駆動回路を示す回路図である。（ｂ）は図１０（ａ）のトランジスタ９０７，９０８の駆動信号を示す図である。 （ａ）は本実施の形態の線状照明装置が光源として画像読取装置に取り付けられた状態を示す縦断面図である。（ｂ）は図１１（ａ）の線状照明装置の主要部構成を示す斜視図である。 集光板が設けられていない線状照明装置が光源として画像読取装置に取り付けられた状態を示す縦断面図である。 （ａ）は２枚の基板を貼り合わせた線状照明装置の一例を示す分解斜視図である。（ｂ）は２枚の基板間にＧＮＤ層を形成するための金属板が挿入された例を示す斜視図である。 キセノン管の主要部構成を示す斜視図である。 画像読取装置におけるキセノン管の取り付け状態を示す縦断面図である。

符号の説明

１０１，１１４，３０９，５０１，６１８，７０１，７０５ 基板
１１０１，１１０２ 基板
１０３，１１５，１１６，３１０，３１１，４０８，５０２，５０５ ＬＥＤ素子
６０５，６０７，６２１，７０９，９１１，１１０２ ＬＥＤ素子
４０１ 定電流回路
７０８ 反射ミラー
９０１ ＣＰＵ
９０２，９０３ パルス制御回路
１０１０，１０１１ 集光板

Claims (5)

1. 原稿台ガラスおよび前記原稿台ガラス上の原稿を照明するための光源を備える画像読取装置であって、
   前記光源は、
   表面および裏面を実装面とする基板と、
   前記基板の実装面のそれぞれに線状に配列されて実装され、前記原稿を照明するための複数のサイド発光を行う発光素子とを備え、
   前記基板の実装面のそれぞれに、発光面を前記基板の長手方向に沿った端部に向けて実装されている複数の発光素子の光の照射方向が前記基板と平行でかつ同一の方向であり、
   前記基板の実装面のそれぞれに実装されている複数の前記発光素子が発光する光を集光するための集光部材と複数の前記発光素子により発生する熱を外部へ放散するための放熱部材とを兼ねる部材が、前記発光素子において前記基板と接している面と反対の面に取り付けられていることを特徴とする画像読取装置。
2. 原稿台ガラス上の原稿における原稿走査位置を照明するための光源を備える画像読取装置であって、
   前記光源は、
   表面および裏面を実装面とする基板と、
   前記基板の表面における長手方向に沿った端部に沿って間隔を置いて、発光面を前記基板の長手方向に沿った端部に向けて配列されて実装された複数のサイド発光を行う発光素子と、
   前記基板の裏面における長手方向に沿った端部に沿って間隔を置いて、発光面を前記基板の長手方向に沿った端部に向けて配列されて実装された複数のサイド発光を行う発光素子と、を備え、
   前記基板の表面に実装されている各前記発光素子は、それぞれ、前記基板の裏面に実装されている各前記発光素子の間の位置に対向する位置に配置され、
   前記基板の実装面のそれぞれに実装されている複数の前記発光素子が発光する光を集光するための集光部材と複数の前記発光素子により発生する熱を外部へ放散するための放熱部材とを兼ねる部材が、前記発光素子において前記基板と接している面と反対の面に取り付けられており、
   前記基板の表面と裏面とに実装されている各前記発光素子からの照射光の方向が平行であり、かつ該照射光の光束が原稿走査位置に線状に集光されることを特徴とする画像読取装置。
3. 点灯手段は発光素子群ごとに点灯および光量を制御し、
   前記発光素子群はそれぞれ前記実装面で実装されている複数の前記発光素子のうち異なる複数の前記発光素子で構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像読取装置。
4. 前記基板は、前記基板の表面の実装面を形成する第１基板と、前記基板の裏面の実装面を形成する第２基板とを有し、
   前記基板は、前記第１基板と前記第２基板とを貼り付けることによって構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像読取装置。
5. 前記第１基板と前記第２基板との間に導電性の板状部材が挿入されていることを特徴とする請求項４に記載の画像読取装置。

Images