JP5163177B2 - 原稿照明装置、および画像読取装置 - Google Patents
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Description
その用途の一つとして、デジタル複写機やイメージスキャナのような画像読取装置の原稿照明装置にLEDは用いられている。
さらに、特許文献3では、原稿の主走査方向と平行にLEDを多数並べ、LEDの出射光を、主走査方向においては光学的な作用を与えないことで拡散させ、副走査方向においてはレンズの集光作用によって、原稿面上の読取対象領域における照度を高めている。
図6は従来の画像読取装置の構成概略図である。図6に示すように、デジタル複写機やイメージスキャナに使用される画像読取装置は、原稿に記載されている情報を読取レンズ13を介してCCD14等の撮像素子に入力する装置である。
図の実線はある時点(定常状態)での原稿面15上の照度分布であり、点線はある瞬間に外部からの振動の影響などによって変動したときの原稿面15上の照度分布である。図の実線あるいは点線で示すように、原稿面15上の照度分布にムラがあると、原稿面15上で照度が高い位置は、撮像面上の対応する位置においても照度が高く、逆に原稿面上で照度が低い位置は、撮像面上の対応する位置においても照度が低い。図7の矢印の方向に読取対象領域10を移動させて原稿全体を読み取る期間中、常に原稿と照明の関係が同じであればこのようなムラのある照度分布は画像処理によって補正可能である。しかし、この期間中に原稿と照明の関係が、実線の状態から瞬間的に点線の状態に移ることがあると、読み取った画像に濃度ムラが発生し、画像の品質が低下する。
光源と原稿面の距離を取りつつ原稿照明装置を小型化するためには、以下の(I)〜(II)に記載の特徴を備えることが望ましい。ここで、図12、図13、及び図14は、それぞれLEDを用いた画像読取装置の構成概略図を示す。
(I)図12、図13、及び図14に示すように、LED9(光源)の光出射方向にのみ集束部材17,18を設置する。(LED光源や有機EL光源は光源管灯のように360度あらゆる方向に光を出射せず、光源の正面方向にのみ光を出射するので、LED9の背部には反射面が不要)。背部に反射面が不要なので特許文献5の第1図に比べて幅方向が小型になる。
(II)図14のように、LED9の光出射方向をコンタクトガラス12と平行にし、原稿照明装置の移動方向に距離を取ることで主走査方向の照度むらを取り除き、高さ方向を薄型化する。
例えば、図12において、反射板19・反射板20の支持構造を簡易にすると、ある瞬間に外部からの振動の影響などによって読取対象領域10と反射板19・反射板20との位置関係が変動しやすくなり、副走査方向の照度分布が図13のようになる問題が起こる(図13は、図12に比べて反射板19・反射板20がそれぞれ読取対象領域に近づいた例である)。
(1):原稿を載置する原稿台と、前記原稿に光を照射するための複数の光源と、該複数の光源から出射された光を前記原稿の読取対象領域に導く照明光学系と、を備える原稿照明装置であって、前記複数の光源は、発光ダイオードであり、前記照明光学系は、前記光源から出射された光の発散を規制して反射部材に光を導く導光部材と、前記読取対象領域に複数の方向から光を反射する反射部材と、を有し、該反射部材は、配設角度がいずれも異なる複数の反射部反射面を有し、該複数の反射部反射面は、前記読取対象領域からの反射光が通過するための開口部を形成するように配設され、前記導光部材は、配設角度がいずれも異なる複数の導光部反射面を有し、該複数の導光部反射面のうち、前記光源よりも原稿台側で前記光源から最も遠い面は、前記原稿台と略平行で、且つ、前記開口部よりも光源側に配設され、前記複数の反射部反射面のうち、前記光源に対して前記開口部より遠い側に配設された面の原稿台側端部は、前記複数の導光部反射面のうち、前記光源よりも原稿台側で前記光源から最も遠い面よりも原稿台側であることを特徴とする原稿照明装置である。
〔第1の実施の形態;原稿照明装置〕
本発明の原稿照明装置は、原稿を載置する原稿台(コンタクトガラス)12と、前記原稿に光を照射するための複数の光源(LED)9と、該複数の光源9から出射された光を前記原稿の読取対象領域10に導く照明光学系と、を備える原稿照明装置であって、前記複数の光源は、発光ダイオード9であり、前記照明光学系は、前記光源9から出射された光の発散を規制して反射部材に光を導く導光部材と、前記読取対象領域10に複数の方向から光を反射する反射部材と、を有し、該反射部材は、配設角度がいずれも異なる複数の反射部反射面を有し、該複数の反射部反射面は、前記読取対象領域10からの反射光が通過するための開口部8を形成するように配設され、前記導光部材は、配設角度がいずれも異なる複数の導光部反射面を有し、該複数の導光部反射面のうち、前記光源から最も遠い面3は、前記光源よりも原稿台側で、且つ、前記開口部よりも光源側に配設され、前記複数の反射部反射面のうち、前記光源に対して前記開口部より遠い側に配設された面5の原稿台側端部は、前記複数の導光部反射面のうち、前記光源から最も遠い面3よりも原稿台側であることを特徴とする。
本発明において光源9は、発光ダイオード(LED)であれば特に制限はなく、公知のものを用いることができるが、本実施の形態では白色LED光源を用いている。また、LED9は原稿の長さ方向に列設されていることが好ましい。長さ方向に列設されることで、読取対象領域10の長さ方向に光を照射することができる。
本発明の集束部材および反射部材は、それぞれ複数の反射面を有し、反射面は例えばプラスチック、ガラスなどの成型品の表面に反射面を形成してなる。本発明において、表面に反射面を形成する成型品の材料としては上記のものに限定されず、その他の公知の材料を適用可能である。
また、本発明において、集束部材及び/または反射部材は、光源から出射された光が、原稿の長さ方向に拡散するのを規制する為に、原稿台に垂直で原稿の長さ方向に垂直な側面反射面を具備することが好ましく、読取対象領域の長さ方向における両端部に具備することがさらに好ましい。
本発明において反射面とは、反射率が高く、光源から出射された光を読取対象領域に導く機能を有する領域である。
反射面は、アルミ蒸着や塗装などで形成すると加工工程が少なく効率の高い生産が可能になる。また、上記成型品の集束部構成部材や反射部構成部材に反射テープを貼ることで反射面としても良く、簡易な方法で反射面の形成が可能となる。反射テープは、薄い接着テープの片面に蒸着などで高反射率特性を与えたものが好ましい。
本発明の原稿照明装置は、照明光学系に開口部8を有する。開口部8とは、読取対象領域10からの反射光が通過する経路であって、反射部材を構成する反射部反射面4,5がこの開口部8を形成するように配設される。
開口部8は、反射部材に開いた読取対象領域と同程度の面積を有する開口であるが、光透過率が高く原稿照明装置等に適用される公知の透明の材料を用いて形成された部材であっても良い。
また、本発明の原稿照明装置には、原稿をその面上に載置するためのコンタクトガラス12を備える。コンタクトガラス12は板状の形状であり、ガラス、あるいは透明樹脂等で形成することが好ましい。
なお、以下に述べる実施の形態は本発明の好適な実施の形態であるから、技術的に好ましい種種の限定が付されているが、本発明の範囲は以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限りこれらの態様に限られるものではない。
また図2は、本発明に係る原稿照明装置の第1の実施の形態における構成を示す上面概略図である。図2においては、原稿照明装置を上面から眺めた場合の構成が明りょうとなるように、コンタクトガラス12および導光部反射面1,3の図示を省略した。
本発明に係る原稿照明装置は、図7に示すような長さと幅を有する原稿の一部である読取対象領域を照射する。
また、本実施の形態における原稿照明装置は、実際には側面の両端部にも反射面を具備するが、図1においては理解し易さの為にこれを非表示とした。
この開口部8は、読取対象領域10に対して、コンタクトガラス12の垂直方向下に形成されている。また、導光部反射面3は、開口部8よりもLED9側に配置されている。
第2の実施の形態は、第1の実施の形態の照明装置を用いた画像読取装置である。
図3は本発明に係る画像読取装置の第2の実施の形態の構成を示す側面概略図である。
結像光学系は、照明装置の開口部8を通過した光をセンサ14に結像させるために、複数の折り返しミラー16と、読取レンズ13とを有する。
折り返しミラー16及び読取レンズ13には公知のものを用いることができる。折り返しミラー16には、例えば鏡や鏡面を有する部材を、読取レンズ13にはガラスで形成されたレンズを用いることができる。
本発明においてセンサ14は、結像光学系の結像部に設けられ、CCDなどの原稿の画像を読み取る機能を有するものが用いられる。
第2の実施の形態は、第1の実施の形態の照明装置を用いた画像読取装置の他の実施の形態である。
図4は本発明に係る画像読取装置の第3の実施の形態の構成を示す側面概略図である。
本実施の形態の構成は、第1の実施の形態に記載の照明装置と、3枚の折り返しミラー16a,16b,16c、読取レンズ13を備える結像光学系と、CCD14であるセンサと、からなり、照明装置と折り返しミラー16aを速度Vで移動し、これに対応して折り返しミラー16b,16cを速度V/2で移動させることで原稿を読み取る構成となっている。
図5は本発明に係る画像読取装置を備える画像形成装置の模式図である。
同図において符号100は画像形成装置、200は画像読取装置をそれぞれ示す。その他の符号は説明中で直接引用する。
通常、画像読取装置に用いられる原稿照明装置としてのLEDの使用方法としては、LED素子を多数個並べ、アレイ状にして用いる。
2 反射面(導光部)
3 反射面(導光部;光源から最も遠い面)
4 反射面(反射部;開口部よりも光源側に配設された面)
5 反射面(反射部;光源に対して開口部より遠い側に配設された面)
6 反射面(側面)
7 反射面(側面)
8 開口部
9 LED
10 読取対象領域
11 基板
12 コンタクトガラス
13 読取レンズ
14 CCD
15 原稿面
16 折り返しミラー
16−a 折り返しミラー
16−b 折り返しミラー
16−c 折り返しミラー
17 集束部材
18 集束部材
19 反射板
20 反射板
100 画像形成装置
111 潜像担持体
112 帯電ローラ
113 現像装置
114 転写ローラ
115 クリーニング装置
116 定着装置
117 光走査装置
118 カセット
119 レジストローラ対
120 給紙コロ
121 搬送路
122 排紙ローラ対
123 トレイ
200 画像読取装置
202 原稿
203 第1走行体
204 第2走行体
204a 第1ミラー
204b 第2ミラー
205 縮小結像レンズ
206 ラインセンサー
Claims (6)
- 原稿を載置する原稿台と、前記原稿に光を照射するための複数の光源と、該複数の光源から出射された光を前記原稿の読取対象領域に導く照明光学系と、を備える原稿照明装置であって、
前記複数の光源は、発光ダイオードであり、
前記照明光学系は、前記光源から出射された光の発散を規制して反射部材に光を導く導光部材と、前記読取対象領域に複数の方向から光を反射する反射部材と、を有し、
該反射部材は、配設角度がいずれも異なる複数の反射部反射面を有し、
該複数の反射部反射面は、前記読取対象領域からの反射光が通過するための開口部を形成するように配設され、
前記導光部材は、配設角度がいずれも異なる複数の導光部反射面を有し、
該複数の導光部反射面のうち、前記光源よりも原稿台側で前記光源から最も遠い面は、前記原稿台と略平行で、且つ、前記開口部よりも光源側に配設され、
前記複数の反射部反射面のうち、前記光源に対して前記開口部より遠い側に配設された面の原稿台側端部は、前記複数の導光部反射面のうち、前記光源よりも原稿台側で前記光源から最も遠い面よりも原稿台側であることを特徴とする原稿照明装置。 - 請求項1に記載の原稿照明装置において、
前記導光部反射面のうち、前記光源から最も遠い面は、前記複数の反射部反射面のうち、前記開口部よりも光源側に配設された面の光源側端部と、前記読取対象領域とを結んだ線よりも光源側に配設されていることを特徴とする原稿照明装置。 - 請求項1または2に記載の原稿照明装置において、
前記複数の導光部反射面は、一組の向かい合う導光部反射面を含み、
該一組の向かい合う導光部反射面は、前記光源から光が入射する側の反射面間距離に対して、前記光源から入射した光が出射する側の反射面間距離の方が大きいことを特徴とする原稿照明装置。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の原稿照明装置において、
前記導光部材の複数面のうち、前記光源から最も遠い面は、前記複数の反射部反射面のうち、前記開口部よりも光源側に配設された面と対向する位置に配設されていることを特徴とする原稿照明装置。 - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の原稿照明装置を用いたことを特徴とする画像読取装置。
- 請求項5に記載の画像読取装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
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