JP5218734B2 - Reading illumination component, document illumination device, image reading device, image forming device, and image transmitting device - Google Patents
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本発明は、発光素子からの光束を読取対象方向へ導く導光体とを備えた読取用照明部品、および該読取用照明部品を読取部に備える原稿照明装置,画像読取装置,画像形成装置,画像送信装置に関するものである。 The present invention relates to a reading illumination component including a light guide that guides a light beam from a light emitting element in a reading target direction, and a document illumination device, an image reading device, an image forming apparatus, and the like that include the reading illumination component in a reading unit. The present invention relates to an image transmission device.
近年、発光ダイオード(Light Emitting Diode:以下、LEDと称す)の開発が活発に行われており、LEDの明るさは急激に高まっている。LEDは、一般的に長寿命,高効率,高耐G性,単色発光などの利点を有しており、多くの照明分野への応用が期待されている。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ーのような画像読取装置の読取用照明部品がある。 In recent years, light emitting diodes (hereinafter referred to as LEDs) have been actively developed, and the brightness of LEDs has been rapidly increased. LEDs generally have advantages such as long life, high efficiency, high G resistance, and monochromatic light emission, and are expected to be applied in many lighting fields. One of the applications is a reading illumination component of an image reading apparatus such as a digital copying machine or an image scanner.
LEDなどの発光素子を用いて画像読み取り用の原稿照明装置を構成する場合、主走査方向に複数の発光素子を並べ、原稿面(被照明面)を直接照らしても、副走査方向の光束の発散が大きく、高い照度が得られない。シリンドリカルレンズを用いて副走査方向の光束を集める構成のものがあるが、部分的に集光しすぎて主走査方向のムラになっていた。 When a document illuminating device for image reading is configured using light emitting elements such as LEDs, even if a plurality of light emitting elements are arranged in the main scanning direction and the document surface (illuminated surface) is directly illuminated, High divergence and high illuminance cannot be obtained. There is a configuration in which a cylindrical lens is used to collect a light beam in the sub-scanning direction, but the light is partially condensed and uneven in the main scanning direction.
また、LEDを用いた原稿照明装置は、棒状ランプを用いた原稿照明装置に比べ小型化に効果を発揮するが、LEDは絶対的輝度が小さいため数多く用いることになる。集光性を与えたLEDは主走査方向の照度ムラが大きく出やすいため、発光分布の比較的広いLEDを用いる。その場合、主走査方向の照度ムラはLEDの配置間隔を選ぶことにより所望の照度ムラ以下にすることが可能であるが、副走査方向の照度を確保することが難しい。 An original illuminating device using LEDs is more effective in reducing the size than an original illuminating device using rod-shaped lamps, but many LEDs are used because of their low absolute luminance. An LED having a light condensing property is likely to have a large illuminance unevenness in the main scanning direction. Therefore, an LED having a relatively wide light emission distribution is used. In this case, the illuminance unevenness in the main scanning direction can be made equal to or less than the desired illuminance unevenness by selecting the LED arrangement interval, but it is difficult to ensure the illuminance in the sub-scanning direction.
引用文献1〜7に記載されているように、LEDの発光面側に各種形状,構造の導光体を設けた読取用照明部品を用いることにより、前記課題を解決するようにした光学的読取装置が提案され、実施されている。
しかしながら、従来の技術において導光体が用いられる読取用照明部品では、導光体の構成として、発光素子の発光面に対向する入射面における照度を向上させ、光の有効利用を図る構成にしているが、発光素子の発光面から角度を有して発光する側面発光の光に対しては考慮されておらず、その側面発光の光が無駄にされるような構成になっており、光の有効利用は不十分であるといえる。 However, in the reading illumination component in which the light guide is used in the conventional technology, the light guide is configured to improve the illuminance on the incident surface facing the light emitting surface of the light emitting element so as to effectively use the light. However, no consideration is given to side-emitting light that is emitted at an angle from the light-emitting surface of the light-emitting element, and the configuration is such that the side-emitting light is wasted. Effective use can be said to be insufficient.
本発明の目的は、前記従来の課題を解消し、発光素子が発光する全光束に対する導光体へ入射する光の割合、すなわち入射効率を向上させることにより、光の有効利用を図り、省エネルギ化を実現し、読取対象への照明光量を増加することを可能にした読取用照明部品、および該読取用照明部品を読取部に備える原稿照明装置,画像読取装置,画像形成装置,画像送信装置を提供することにある。 An object of the present invention is to solve the above-described conventional problems and to improve the ratio of light incident on the light guide to the total luminous flux emitted from the light emitting element, that is, to improve the incident efficiency, thereby effectively utilizing light and saving energy. And a reading illumination component capable of increasing the amount of illumination light to a reading target, and a document illumination device, an image reading device, an image forming device, and an image transmission device provided with the reading illumination component in a reading unit Is to provide.
前記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、読取対象に対する主走査方向に所定間隔で並べられた複数の発光素子と、前記複数の発光素子からの光束を前記読取対象の被照明領域方向へ導く導光体とを備え、前記導光体において前記発光素子から出射する光束が入射する面を入射面とし、前記導光体の内部を進行あるいは反射して導かれた前記光束が出射する面を出射面とする読取用照明部品において、前記入射面に、前記発光素子の発光面と対向する凸状に形成された第1の入射面と、該第1の入射面の外周辺で接続する第2の入射面とを形成し、該第2の入射面を、前記発光素子の側面を覆う筒状で、かつ前記発光素子側に凸面状になるように形成し、前記第2の入射面に対向した前記導光体の側面部が、斜めにカットされて内方に光反射する反射面として形成されていることを特徴とし、この構成によって、発光素子が発光する全光束の入射が可能になるように入射面を、第1と第2の入射面からなる2つの凸面状にしたことにより、発光素子が発光する全光束に対する導光体へ入射する光の割合、すなわち入射効率が向上し、光の有効利用を図ることができる。
In order to achieve the above object, the invention according to
請求項2に記載の発明は、請求項1記載の読取用照明部品において、第1の入射面を角錐状に形成したことを特徴とし、この構成によって、第1の入射面を角錐という、設計が容易で成形型の作成が単純な構成であって、容易に実現できる構成にすることができる。 According to a second aspect of the present invention, in the reading illumination component according to the first aspect, the first incident surface is formed in a pyramid shape. With this configuration, the first incident surface is a pyramid. However, it is easy to create a mold and can be easily realized.
請求項3に記載の発明は、請求項2記載の読取用照明部品において、第2の入射面における発光素子の発光面と平行な断面形状が、第1の入射面の角錐形状と同じ角数の多角形であることを特徴とし、この構成によって、第1の入射面と第2の入射面の接続部分が、同じ大きさの多角形で、隙間なく、かつ変形なく接続されることになり、光学的に入射面の接合がスムーズとなる。 According to a third aspect of the present invention, in the reading illumination component according to the second aspect, the cross-sectional shape of the second incident surface parallel to the light emitting surface of the light emitting element is the same as the pyramid shape of the first incident surface. With this configuration, the connection part of the first incident surface and the second incident surface is a polygon of the same size, connected without gaps and without deformation. Optically, the entrance surface is smoothly joined.
請求項4に記載の発明は、請求項2または3記載の読取用照明部品において、入射面において、第1の入射面と第2の入射面とが接続する輪郭線形状が、主走査方向に伸張した多角形状であることを特徴とし、この構成によって、主走査方向よりも副走査方向の集光度合いが向上し、光の有効利用を図ることができる。 According to a fourth aspect of the present invention, in the reading illumination component according to the second or third aspect, the contour shape connecting the first incident surface and the second incident surface on the incident surface is in the main scanning direction. It is characterized by an elongated polygonal shape. With this configuration, the degree of light collection in the sub-scanning direction is improved compared to the main scanning direction, and light can be used effectively.
請求項5に記載の発明は、請求項1,3または4記載の読取用照明部品において、導光体が、第2の入射面から入射した光を被照明領域に導く反射面部を有することを特徴とし、この構成によって、第2の入射面から入射した光を漏らさずに出射面に導くことにより、光の有効利用を図ることができる。 According to a fifth aspect of the present invention, in the reading illumination component according to the first, third, or fourth aspect, the light guide has a reflecting surface portion that guides light incident from the second incident surface to the illuminated area. As a feature, with this configuration, the light incident from the second incident surface can be guided to the output surface without leaking, thereby effectively using the light.
請求項6に記載の発明は、請求項1,2または4記載の読取用照明部品において、第1の入射面における角錐の頂点を、発光素子の発光面の中心における略鉛直線上に配設したことを特徴とし、この構成によって、発光素子の出射発光強度分布の中心と、第1の入射面の中心(すなわち角錐の頂点)を概略一致させることができ、これにより第1の入射面から入射後の光の進行分布が対称形になり、無駄な光路を進む光がなくなり、光の有効利用を図ることができる。 According to a sixth aspect of the present invention, in the reading illumination component according to the first, second, or fourth aspect, the apex of the pyramid on the first incident surface is disposed on a substantially vertical line at the center of the light emitting surface of the light emitting element. With this configuration, the center of the emitted light emission intensity distribution of the light emitting element and the center of the first incident surface (that is, the apex of the pyramid) can be made to substantially coincide with each other, so that the light is incident from the first incident surface. The subsequent light travel distribution becomes symmetrical, and there is no light traveling on a useless optical path, so that the light can be effectively used.
請求項7に記載の発明は、請求項6記載の読取用照明部品において、第1の入射面における角錐の頂点と、発光素子の発光面の中心との距離が0.2mm以下であることを特徴とし、この構成によって、角錐の頂点と発光素子の発光面の中心との距離を0.2mm以下に規制したことにより、発光素子から出射した光が広がってしまう前に、第1の入射面から導光体内に導き入れることができるため、光の有効利用を図ることができる。 According to a seventh aspect of the present invention, in the reading illumination component according to the sixth aspect, the distance between the apex of the pyramid on the first incident surface and the center of the light emitting surface of the light emitting element is 0.2 mm or less. By this configuration, the distance between the apex of the pyramid and the center of the light emitting surface of the light emitting element is restricted to 0.2 mm or less, so that the light incident from the light emitting element is spread before the first incident surface. Therefore, the light can be effectively used.
請求項8に記載の発明は、請求項1記載の読取用照明部品において、第1の入射面を円錐状に形成したことを特徴とし、この構成によって、発光素子が発光する全光束に対する導光体へ入射する光の割合、すなわち入射効率が向上し、光の有効利用を図ることができる。 According to an eighth aspect of the present invention, in the reading illumination component according to the first aspect, the first incident surface is formed in a conical shape. With this configuration, the light guide for the total luminous flux emitted from the light emitting element is provided. The ratio of light incident on the body, that is, the incident efficiency is improved, and the light can be effectively used.
請求項9に記載の発明は、請求項8記載の読取用照明部品において、第2の入射面における発光素子の発光面と平行な断面形状が円形であることを特徴とし、この構成によって、第1の入射面と第2の入射面の接続部分が、隙間なく、かつ変形なく接続されることになり、光学的に入射面の接合がスムーズとなる。 According to a ninth aspect of the present invention, in the reading illumination component according to the eighth aspect, the second incident surface has a circular cross-sectional shape parallel to the light emitting surface of the light emitting element. The connection portion between the first incident surface and the second incident surface is connected without a gap and without deformation, and the joining of the incident surface becomes optically smooth.
請求項10に記載の発明は、請求項1または9記載の読取用照明部品において、導光体が、第2の入射面から入射した光を読取対象の被照明領域に導く反射面部を有することを特徴とし、この構成によって、この構成によって、第2の入射面から入射した光を漏らさずに出射面に導くことにより、光の有効利用を図ることができる。 According to a tenth aspect of the present invention, in the reading illumination component according to the first or ninth aspect, the light guide has a reflecting surface portion that guides light incident from the second incident surface to the illuminated area to be read. According to this configuration, the light can be effectively used by guiding the light incident from the second incident surface to the output surface without leaking.
請求項11に記載の発明は、請求項1または8記載の読取用照明部品において、第1の入射面における円錐の頂点を、発光素子の発光面の中心における略鉛直線上に配設したことを特徴とし、この構成によって、発光素子の出射発光強度分布の中心と、第1の入射面の中心(円錐の頂点)を概略一致させることができ、これにより第1の入射面から入射後の光の進行分布が対称形になり、無駄な光路を進む光がなくなり、光の有効利用を図ることができる。 According to an eleventh aspect of the present invention, in the reading illumination component according to the first or eighth aspect, the apex of the cone on the first incident surface is disposed on a substantially vertical line at the center of the light emitting surface of the light emitting element. According to this configuration, the center of the emitted light emission intensity distribution of the light emitting element and the center of the first incident surface (the apex of the cone) can be approximately matched, whereby light after incident from the first incident surface can be obtained. As a result, there is no light traveling along a useless optical path, and the light can be effectively used.
請求項12に記載の発明は、請求項10記載の読取用照明部品において、第1の入射面における円錐の頂点と、発光素子の発光面の中心との距離が0.2mm以下であることを特徴とし、この構成によって、円錐の頂点と発光素子の発光面の中心との距離を0.2mm以下に規制したことにより、発光素子から出射した光が広がってしまう前に、第1の入射面から導光体内に導き入れることができるため、光の有効利用を図ることができる。
The invention according to
請求項13に記載の発明は、請求項1記載の読取用照明部品において、第1の入射面を主走査方向に長軸を有する楕円錐に形成したことを特徴とし、この構成によって、発光素子が発光する全光束に対する導光体へ入射する光の割合、すなわち入射効率が向上し、光の有効利用を図ることができる。 According to a thirteenth aspect of the present invention, in the reading illumination component according to the first aspect, the first incident surface is formed in an elliptical cone having a major axis in the main scanning direction. The ratio of the light incident on the light guide with respect to the total luminous flux emitted from the light, that is, the incident efficiency is improved, and the light can be effectively used.
請求項14に記載の発明は、請求項1または13記載の読取用照明部品において、第2の入射面における発光素子の発光面と平行な断面形状が、主走査方向に長軸を有する楕円形であることを特徴とし、この構成によって、第1の入射面と第2の入射面の接続部分が、隙間なく、かつ変形なく接続されることになり、光学的に入射面の接合がスムーズとなる。 According to a fourteenth aspect of the present invention, in the reading illumination component according to the first or thirteenth aspect, the second incident surface has an elliptical shape in which a cross-sectional shape parallel to the light emitting surface of the light emitting element has a major axis in the main scanning direction. With this configuration, the connection portion between the first incident surface and the second incident surface is connected without a gap and without deformation, and the optically joined surface can be smoothly joined. Become.
請求項15に記載の発明は、請求項1または14記載の読取用照明部品において、導光体が、第2の入射面から入射した光を被照明領域に導く反射面部を有することを特徴とし、この構成によって、この構成によって、第2の入射面から入射した光を漏らさずに出射面に導くことにより、光の有効利用を図ることができる。 According to a fifteenth aspect of the present invention, in the reading illumination component according to the first or fourteenth aspect, the light guide has a reflecting surface portion that guides light incident from the second incident surface to the illuminated region. With this configuration, the light can be effectively used by guiding the light incident from the second incident surface to the output surface without leaking.
請求項16に記載の発明は、請求項1または13記載の読取用照明部品において、第1の入射面における楕円錐の頂点を、発光素子の発光面の中心における略鉛直線上に配設したことを特徴とし、この構成によって、発光素子の出射発光強度分布の中心と、第1の入射面の中心(楕円錐の頂点)を概略一致させることができ、これにより第1の入射面から入射後の光の進行分布が対称形になり、無駄な光路を進む光がなくなり、光の有効利用を図ることができる。 According to a sixteenth aspect of the present invention, in the reading illumination component according to the first or thirteenth aspect, the apex of the elliptical cone on the first incident surface is disposed on a substantially vertical line at the center of the light emitting surface of the light emitting element. With this configuration, the center of the emitted light emission intensity distribution of the light emitting element and the center of the first incident surface (the apex of the elliptical cone) can be made to substantially coincide with each other. The traveling distribution of light becomes symmetric, and there is no light traveling on a useless optical path, so that the light can be effectively used.
請求項17に記載の発明は、請求項16記載の読取用照明部品において、第1の入射面における楕円錐の頂点と、発光素子の発光面の中心との距離が0.2mm以下であることを特徴とし、この構成によって、楕円錐の頂点と発光素子の発光面の中心との距離を0.2mm以下に規制したことにより、発光素子から出射した光が広がってしまう前に、第1の入射面から導光体内に導き入れることができるため、光の有効利用を図ることができる。 According to a seventeenth aspect of the present invention, in the reading illumination component according to the sixteenth aspect, the distance between the apex of the elliptical cone on the first incident surface and the center of the light emitting surface of the light emitting element is 0.2 mm or less. With this configuration, the distance between the apex of the elliptical cone and the center of the light emitting surface of the light emitting element is regulated to 0.2 mm or less, so that the light emitted from the light emitting element is spread before the first Since the light can be introduced into the light guide from the incident surface, the light can be effectively used.
請求項18に記載の発明は、請求項1記載の読取用照明部品において、第1の入射面を主走査方向に伸びる稜線を有した楔形状に形成したことを特徴とし、この構成によって、発光素子が発光する全光束に対する導光体へ入射する光の割合、すなわち入射効率が向上し、光の有効利用を図ることができる。 According to an eighteenth aspect of the present invention, in the reading illumination component according to the first aspect, the first incident surface is formed in a wedge shape having a ridge line extending in the main scanning direction. The ratio of the light incident on the light guide relative to the total luminous flux emitted from the element, that is, the incident efficiency is improved, and the light can be effectively used.
請求項19に記載の発明は、請求項1または18記載の読取用照明部品において、第2の入射面における発光素子の発光面と平行な断面形状が、四角形であることを特徴とし、この構成によって、第1の入射面と第2の入射面の接続部分が、隙間なく、かつ変形なく接続されることになり、光学的に入射面の接合がスムーズとなる。 According to a nineteenth aspect of the present invention, in the reading illumination component according to the first or eighteenth aspect, the second incident surface has a quadrangular cross-sectional shape parallel to the light emitting surface of the light emitting element. As a result, the connecting portion between the first incident surface and the second incident surface is connected without a gap and without deformation, so that the joining of the incident surfaces becomes smooth optically.
請求項20に記載の発明は、請求項1または19記載の読取用照明部品において、導光体が、第2の入射面から入射した光を被照明領域に導く反射面部を有することを特徴とし、この構成によって、第2の入射面から入射した光を漏らさずに出射面に導くことにより、光の有効利用を図ることができる。 According to a twentieth aspect of the present invention, in the reading illumination component according to the first or the nineteenth aspect, the light guide has a reflecting surface portion that guides light incident from the second incident surface to the illuminated region. With this configuration, it is possible to effectively use the light by guiding the light incident from the second incident surface to the emission surface without leaking.
請求項21に記載の発明は、請求項1または18記載の読取用照明部品において、第1の入射面における楔形状の稜線を、発光素子の発光面における副走査方向中心の略鉛直線上に配設したことを特徴とし、この構成によって、発光素子の出射発光強度分布の中心と、第1の入射面の中心(楔形状の頂点)を概略一致させることができ、これにより第1の入射面から入射後の光の進行分布が対称形になり、無駄な光路を進む光がなくなり、光の有効利用を図ることができる。 According to a twenty-first aspect of the present invention, in the reading illumination component according to the first or eighteenth aspect, the wedge-shaped ridge line on the first incident surface is arranged on a substantially vertical line at the center of the light emitting surface of the light emitting element in the sub-scanning direction. With this configuration, the center of the emitted light emission intensity distribution of the light emitting element and the center of the first incident surface (the apex of the wedge shape) can be approximately matched, thereby the first incident surface. Since the traveling distribution of the light after the incident becomes symmetric, there is no light traveling along a useless optical path, and the light can be effectively used.
請求項22に記載の発明は、請求項21記載の読取用照明部品において、第1の入射面における楔形状の稜線と、発光素子の発光面の中心との距離が0.2mm以下であることを特徴とし、この構成によって、この構成によって、楔形状の頂点と発光素子の発光面の中心との距離を0.2mm以下に規制したことにより、発光素子から出射した光が広がってしまう前に、第1の入射面から導光体内に導き入れることができるため、光の有効利用を図ることができる。 According to a twenty-second aspect of the present invention, in the reading illumination component according to the twenty-first aspect, the distance between the wedge-shaped ridge line on the first incident surface and the center of the light emitting surface of the light emitting element is 0.2 mm or less. By this configuration, the distance between the apex of the wedge shape and the center of the light emitting surface of the light emitting element is regulated to 0.2 mm or less by this configuration, so that the light emitted from the light emitting element is spread. Since the light can be introduced into the light guide from the first incident surface, the light can be effectively used.
請求項23に記載の発明は、請求項1記載の読取用照明部品において、発光素子をLED(Light Emitting Diode)としたことを特徴とする。 According to a twenty-third aspect of the present invention, in the reading illumination component according to the first aspect, the light emitting element is an LED (Light Emitting Diode).
請求項24に記載の発明は、原稿読取の主走査方向に所定間隔で並べた複数の発光素子と、該複数の発光素子と原稿との間に配置されて、原稿面上を読み取るための長さと幅を有する被照明領域に前記複数の発光素子からの光束を導く導光体とを有する原稿照明部材を備えた原稿照明装置において、前記原稿照明部材として請求項1〜23いずれか1項記載の読取用照明部品を用いたことを特徴とし、この構成によって、上記のように、発光素子が発光する全光束に対する導光体へ入射する光の割合、すなわち入射効率が向上し、光の有効利用が図られるため、原稿照明装置として省エネルギ化が実現され、また被照明領域への照明光量が増加することにより、光学特性が向上し、より鮮明で良好な原稿画像が得られる。また、省エネルギ化により駆動電源装置を小型化することができ、全体として安価な装置を実現できる。 According to a twenty-fourth aspect of the present invention, there are provided a plurality of light emitting elements arranged at a predetermined interval in the main scanning direction of document reading, and a length for reading on the surface of the document disposed between the plurality of light emitting elements and the document. 24. A document illumination device comprising a document illumination member having a light guide for guiding light beams from the plurality of light emitting elements to an illuminated region having a width and a width, as the document illumination member. As described above, the ratio of the light incident on the light guide relative to the total luminous flux emitted from the light emitting element, that is, the incident efficiency is improved, and the light is effectively used. Since it is used, energy saving is realized as a document illuminating device, and the amount of illumination light to the illuminated area is increased, so that optical characteristics are improved and a clearer and better document image can be obtained. In addition, the drive power supply device can be reduced in size by energy saving, and an inexpensive device as a whole can be realized.
請求項25に記載の発明は、画像読取対象の主走査方向に所定間隔で並べた複数の発光素子と、該複数の発光素子と前記画像読取対象との間に配置されて、前記画像読取対象を読み取るための長さと幅を有する被照明領域に前記複数の発光素子からの光束を導く導光体とを有する画像照明部材、および前記画像読取対象を照明した後の反射光を受光して画像情報を得る光電変換部材を備えた画像読取装置において、前記画像照明部材として請求項1〜23いずれか1項記載の読取用照明部品を用いたことを特徴とし、この構成によって、上記のように、発光素子が発光する全光束に対する導光体へ入射する光の割合、すなわち入射効率が向上し、光の有効利用が図られるため、画像読取装置として省エネルギ化が実現され、また被照明領域への照明光量が増加することにより、光学特性が向上し、より鮮明で良好な画像が得られる。また、省エネルギ化により駆動電源装置を小型化することができ、全体として安価な装置を実現できる。
According to a twenty-fifth aspect of the present invention, a plurality of light emitting elements arranged at a predetermined interval in the main scanning direction of the image reading target, and the plurality of light emitting elements and the image reading target are arranged, and the image reading target An image illuminating member having a light guide for guiding a light beam from the plurality of light emitting elements to an illuminated area having a length and a width for reading the image, and an image by receiving reflected light after illuminating the image reading object In an image reading apparatus provided with a photoelectric conversion member for obtaining information, the reading illumination component according to any one of
請求項26に記載の発明は、画像読取部と、該画像読取部にて読み取られた画像情報に基づき記録媒体に対して画像を形成する画像形成部を備えた画像形成装置において、前記画像読取部として請求項25記載の画像読取装置を用いたことを特徴とし、この構成によって、上記のように、発光素子が発光する全光束に対する導光体へ入射する光の割合、すなわち入射効率が向上し、光の有効利用が図られるため、画像形成装置として省エネルギ化が実現され、また被照明領域への照明光量が増加することにより、光学特性が向上し、より鮮明で良好な画像情報が得られ、高品位の画像形成が実行される。また、省エネルギ化により駆動電源装置を小型化することができ、全体として安価な装置を実現できる。 According to a twenty-sixth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus comprising: an image reading unit; and an image forming unit that forms an image on a recording medium based on image information read by the image reading unit. The image reading apparatus according to claim 25 is used as a portion, and this configuration improves the ratio of light incident on the light guide to the total luminous flux emitted from the light emitting element, that is, the incidence efficiency as described above. In addition, since effective use of light is achieved, energy saving is realized as an image forming apparatus, and an increase in the amount of illumination light to the illuminated area improves optical characteristics, resulting in clearer and better image information. As a result, high-quality image formation is performed. In addition, the drive power supply device can be reduced in size by energy saving, and an inexpensive device as a whole can be realized.
請求項27に記載の発明は、画像読取部と、該画像読取部にて読み取られた画像情報に基づき通信回線を介して画像送信を行う画像送信部を備えた画像送信装置において、前記画像読取部として請求項25記載の画像読取装置を用いたことを特徴とし、この構成によって、上記のように、発光素子が発光する全光束に対する導光体へ入射する光の割合、すなわち入射効率が向上し、光の有効利用が図られるため、画像送信装置として省エネルギ化が実現され、また被照明領域への照明光量が増加することにより、光学特性が向上し、より鮮明で良好な画像情報が得られ、高品位の画像送信が実行される。また、省エネルギ化により駆動電源装置を小型化することができ、全体として安価な装置を実現できる。 According to a twenty-seventh aspect of the present invention, there is provided an image transmission apparatus comprising: an image reading unit; and an image transmission unit that transmits an image via a communication line based on image information read by the image reading unit. The image reading apparatus according to claim 25 is used as a portion, and this configuration improves the ratio of light incident on the light guide to the total luminous flux emitted from the light emitting element, that is, the incidence efficiency as described above. In addition, since effective use of light is achieved, energy saving is realized as an image transmission device, and the amount of illumination light to the illuminated area is increased, thereby improving optical characteristics and providing clearer and better image information. Obtained and high-quality image transmission is executed. In addition, the drive power supply device can be reduced in size by energy saving, and an inexpensive device as a whole can be realized.
本発明に係る読取用照明部品によれば、発光素子の発光面と対向する凸状に形成された第1の入射面と、該第1の入射面の外周辺で接続する第2の入射面とを形成し、該第2の入射面を、発光素子の側面を覆う筒状で、かつ発光素子側に凸面状になるように形成したことにより、発光素子が発光する全光束の入射が可能になり、発光素子が発光する光束の導光体への入射割合、すなわち入射効率がよくなり、光の有効利用が大幅に向上する。これにより光源駆動の省エネルギ化が実現し、また、照射領域への照明光量が増加,向上することになるため、各種の光学特性が向上する。 According to the illumination component for reading according to the present invention, the first incident surface formed in a convex shape facing the light emitting surface of the light emitting element, and the second incident surface connected at the outer periphery of the first incident surface. And the second incident surface has a cylindrical shape covering the side surface of the light emitting element and a convex shape on the light emitting element side, so that the total luminous flux emitted from the light emitting element can be incident. Thus, the incidence ratio of the light flux emitted from the light emitting element to the light guide, that is, the incidence efficiency is improved, and the effective use of light is greatly improved. As a result, energy saving by driving the light source is realized, and the amount of illumination light to the irradiation area is increased and improved, so that various optical characteristics are improved.
このため、本発明に係る読取用照明部品を用いる原稿照明装置,画像読取装置,画像形成装置,画像送信装置では、良好な原稿,画像の読み取りが行われるため、精度のよい原稿情報,画像情報が得られ、さらに省エネルギ化と駆動電源部の小型化を図ることができることから、安価な装置を実現できる。 For this reason, in the original illumination device, the image reading device, the image forming device, and the image transmitting device using the reading illumination component according to the present invention, a good original and image are read, so that accurate original information and image information are obtained. In addition, energy saving and downsizing of the drive power supply unit can be achieved, so that an inexpensive device can be realized.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明に係る読取用照明部品を搭載した原稿読取装置の実施形態における走行体の概略構成を示す断面図であり、コンタクトガラス1上に読取対象である原稿Dが載置され、読取用照明部材2の出射光によって照明される被照明領域Aは、コンタクトガラス1上のあらかじめ設定された一定範囲である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a traveling body in an embodiment of a document reading apparatus equipped with a reading illumination component according to the present invention. A document D to be read is placed on a
図1において、読取用照明部材2から出射した光(光束)は、原稿画像を読み取る読取ライン(主走査方向)上の読取部Bから反射され、その反射光3(読取光軸)がミラー4,5,6によって偏向され、光路上に設置された結像レンズ7によってSBU(スキャナボードユニット)8上に配置された光電変換素子であるCCD(電荷結像素子)9の受光面上に結像される。CCD9では光電変換にて原稿画像データに変換して出力する構成になっている。
In FIG. 1, the light (light beam) emitted from the reading
図2は本発明に係る読取用照明部品の実施形態1である読取用照明部材の副走査方向の断面図であり、読取用照明部材2は、ガラスもしくは透明樹脂で形成された導光体11が、前記被照明領域Aよりもやや広い出射面12となり、その断面形状は図示するように、全体として細長く(図1に示すように、略縦長で斜めに設置される)なっており、さらに導光体11の下端部が、後述するように2面13,14からなる入射面15となっている。入射面15に対向して光源としての発光素子であるLED16が設置されている。LED16の発光面16aは導光体11の入射面15に囲まれる位置に配置されている。導光体11における入射面15と対向する部位が出射面12となっており、導光体11は、副走査方向に直交する方向(主走査方向)に同じ断面形状を有し、主走査方向に複数のLED16が並べて設置されている構成になっている。
FIG. 2 is a cross-sectional view in the sub-scanning direction of a reading illumination member that is
LED14から出射した光は、導光体11の入射面15の2面13,14から導光体11内部に入射し、導光体11内部を直進もしくは側面で反射しながら出射面12に到達する。
The light emitted from the
入射面15の一面である第1の入射面13は、LED16における発光面16aの上方に、その凸部13aの頂点がLED16の発光中心部に向くように凸形状(角錐状,円錐状)に構成されている。また、入射面15の他面である第2の入射面14は、上部が第1の入射面13と接合部分17で連続的に結合し、下部にLED16を実装する基板20の上面に接する面18を有し、第2の入射面14全体がLED16に向かって凸形状に構成されている。
The
導光体11における第2の入射面14に対向する側面部には、斜めにカットされて内方に光反射する金属蒸着を施すなどして形成した反射面19が設けられている。
On the side surface portion of the
図3は読取用照明部材の実施形態1の主走査方向の断面図であって、ここでは主走査方向に3つのLED16を設置した例を示しているが、LED16の設置数は限定されない。
FIG. 3 is a cross-sectional view in the main scanning direction of
図3に示すように、導光体11は、各LED16の設置部分において、前記と同じく2面13,14からなる入射面15を有する構成になっている。
As shown in FIG. 3, the
図4は本実施形態における第1の入射面13の凸部13aの頂点とLED16との位置関係を示す断面図であって、第1の入射面13の凸部13aの頂点とLED16の発光面16aとの隙間Cは0.01mm〜0.2mmに設定されていて、近ければ近いほど入射効率が向上し、光の有効利用が図られる。これはLED16から出射した光が、広がってしまう前に、第1の入射面13から導光体11内に導き入れることができるからである。
4 is a cross-sectional view showing the positional relationship between the
図5,図6は導光体11内における入射光の一部を光線として示す断面図である。出射面12から出射した光は、コンタクトガラス1上の前記被照明領域Aに到達し、原稿Dを照明する。
5 and 6 are cross-sectional views showing a part of incident light in the
図5は本実施形態における副走査方向の面から見た照明光線の状態を示し、図6は本実施形態における主走査方向の面から見た照明光線の状態を示しており、LED16の発光面16aから出射された光は、第1の入射面13の凸部13aのレンズ作用にて、光線の広がりが集光(屈折)されて導光体11内部に入射する。また、第1の入射面13に入射できなかった側方に広がった光は、第2の入射面14に全てが到達して、第2の入射面14の凸形状のレンズ作用にて、光線の広がりが集光(屈折)されて導光体11内部に入射する。その後、第2の入射面14を通過した光線は、反射面19に反射され、その方向を出射面12方向へ偏向されて進むことになる。
FIG. 5 shows the state of the illumination light beam viewed from the surface in the sub-scanning direction in the present embodiment, and FIG. 6 shows the state of the illumination light beam viewed from the surface in the main scanning direction in the present embodiment. The light emitted from 16 a is condensed (refracted) by the lens action of the
このように本実施形態においては、LED16から出射された光は全て第1の入射面13あるいは第2の入射面14から導光体11内に入射することになり、LED16が発光する全光束に対する導光体11へ入射する光の割合、すなわち入射効率が向上し、光の有効利用が図られることになる。これにより省エネルギ化が実現され、所謂、環境にやさしい装置を提供することができる。また、被照射領域への照明光量が増加することにより、光学特性が向上し、より鮮明で良好な原稿画像の読み取りが行われる。また、省エネルギ化が図られることにより、光源駆動電源装置も小型化でき、全体として安価な装置を実現できる。
As described above, in this embodiment, all the light emitted from the
図7(a)は本発明に係る読取用照明部品の実施形態2である読取用照明部材の入射面部分を断面した断面図(図4におけるA−A断面の投影図)、図7(b)は実施形態2の入射面上部を断面した断面図(図4におけるB−B断面の投影図)である。
FIG. 7A is a cross-sectional view (projected view of the AA cross section in FIG. 4) of the incident surface portion of the reading illumination member that is
実施形態2では、図7(a)に示すように、第2の入射面14を、主走査方向に伸張した六角形(多角形)の切り口(端面)14−1となるようにし、第2の入射面14と基板20との接面18の輪郭線18−1が切り口14−1よりも大きい六角形になるようにしている。
In the second embodiment, as shown in FIG. 7A, the
さらに、図7(b)に示すように、第1の入射面13と第2の入射面14との接合部分17は、主走査方向に伸張した六角形の接合線(輪郭線)17−1となるようにしている。
Further, as shown in FIG. 7B, a
実施形態2において、第2の入射面の形状以外は実施形態1の構成と同様に設定することにより、実施形態1と同様の作用効果を奏する。 In the second embodiment, except for the shape of the second incident surface, the same effects as those of the first embodiment are obtained by setting the same as the configuration of the first embodiment.
図8(a)は本発明に係る読取用照明部品の実施形態3である読取用照明部材の入射面部分を断面した断面図(図4におけるA−A断面の投影図)、図8(b)は実施形態3の入射面上部を断面した断面図(図4におけるB−B断面の投影図)である。
FIG. 8A is a cross-sectional view (projected view of the AA cross section in FIG. 4) of the incident surface portion of the reading illumination member that is
実施形態3では、図8(a)に示すように、第2の入射面14を、円形の切り口(端面)14−2となるようにし、第2の入射面14と基板20との接面18の輪郭線18−2が切り口14−2よりも大きい円形になるようにしている。
In the third embodiment, as shown in FIG. 8A, the
さらに、図8(b)に示すように、第1の入射面13と第2の入射面14との接合部分17は、円形の接合線(輪郭線)17−2となるようにしている。これにより、接合部分17は同じ大きさの円形で、隙間なく、かつ変形なく連続的(無端状)に接合されることになり、第1の入射面13と第2の入射面14との接合がスムーズとなる。
Further, as shown in FIG. 8B, the
実施形態3において、第2の入射面の形状以外は実施形態1の構成と同様に設定することにより、実施形態1と同様の作用効果を奏する。 In the third embodiment, except for the shape of the second incident surface, the same effects as those of the first embodiment are obtained by setting the same as the configuration of the first embodiment.
図9(a)は本発明に係る読取用照明部品の実施形態4である読取用照明部材の入射面部分を断面した断面図(図4におけるA−A断面の投影図)、図9(b)は実施形態4の入射面上部を断面した断面図(図4におけるB−B断面の投影図)である。 FIG. 9A is a cross-sectional view (projected view of the AA cross section in FIG. 4) of the incident surface portion of the reading illumination member that is Embodiment 4 of the reading illumination component according to the present invention, FIG. ) Is a cross-sectional view (projected view of a BB cross section in FIG. 4) of the upper surface of the incident surface according to the fourth embodiment.
実施形態4では、図9(a)に示すように、第2の入射面14を、主走査方向に伸張した楕円形の切り口(端面)14−3となるようにし、第2の入射面14と基板20との接面18の輪郭線18−3が切り口14−3よりも大きい楕円形になるようにしている。
In the fourth embodiment, as shown in FIG. 9A, the
さらに、図9(b)に示すように、第1の入射面13と第2の入射面14との接合部分17は、主走査方向に伸張した楕円形の接合線(輪郭線)17−3となるようにしている。これにより、接合部分17は同じ大きさの楕円形で、隙間なく、かつ変形なく連続的(無端状)に接合されることになり、第1の入射面13と第2の入射面14との接合がスムーズとなる。
Further, as shown in FIG. 9B, the
実施形態4において、第2の入射面の形状以外は実施形態1の構成と同様に設定することにより、実施形態1と同様の作用効果を奏する。 In the fourth embodiment, except for the shape of the second incident surface, the same effects as those of the first embodiment are obtained by setting the same as the configuration of the first embodiment.
図10(a)は本発明に係る読取用照明部品の実施形態5である読取用照明部材の入射面部分を断面した断面図(図4におけるA−A断面の投影図)、図10(b)は実施形態5の入射面上部を断面した断面図(図4におけるB−B断面の投影図)、図11は実施形態5の入射面の構成を説明するための説明用斜視図である。 FIG. 10A is a cross-sectional view (projected view of the AA cross section in FIG. 4) of the incident illumination portion of the reading illumination member that is Embodiment 5 of the reading illumination component according to the present invention, FIG. ) Is a cross-sectional view of the upper part of the incident surface of the fifth embodiment (projected view of the BB cross section in FIG. 4), and FIG. 11 is an explanatory perspective view for explaining the configuration of the incident surface of the fifth embodiment.
実施形態5では、図11に示すように、第1の入射面13が主走査方向に伸びる稜線21を有した楔形状に構成され、図10(a)に示すように、第2の入射面14を、主走査方向に伸びる四角形の切り口(端面)14−4となるようにし、第2の入射面14と基板20との接面18の輪郭線18−4が切り口14−4よりも大きい四角形になるようにしている。
In the fifth embodiment, as shown in FIG. 11, the
さらに、図10(b)に示すように、第1の入射面13と第2の入射面14との接合部分17は、主走査方向に伸張した四角形の接合線(輪郭線)17−4となるようにしている。これにより、接合部分17は同じ大きさの四角形で、隙間なく、かつ変形なく連続的(無端状)に接合されることになり、第1の入射面13と第2の入射面14との接合がスムーズとなる。
Further, as shown in FIG. 10B, a
第1の入射面13と第2の入射面14との接合部分17における輪郭線形状(接合線)17−4は、主走査方向に伸張した四角形であるので主走査方向よりも副走査方向の集光度合いを向上させ、より光の有効利用を図ることができる(主走査方向よりも副走査方向の方が幅が狭いので、より集光度が向上する)。
The contour shape (joint line) 17-4 at the
実施形態5において、入射面の形状以外は実施形態1の構成と同様に設定することにより、実施形態1と同様の作用効果を奏する。 In the fifth embodiment, except for the shape of the incident surface, the same effects as in the first embodiment are obtained by setting the same as the configuration of the first embodiment.
図12は本発明に係る画像読取装置の実施形態の要部を示す説明用斜視図、図13は図12の画像読取装置を画像読取部に設置した画像形成装置の実施形態の要部を示す構成図である。 FIG. 12 is a perspective view for explaining the main part of the embodiment of the image reading apparatus according to the present invention. FIG. 13 shows the main part of the embodiment of the image forming apparatus in which the image reading apparatus of FIG. It is a block diagram.
図12に示すように、本実施形態は、本発明に係る前記構成の読取用照明部品を搭載した図1に示す構成の走行体30が設置されたイメージスキャナーなどの画像読取装置であり、31は、読取対象が載置されるコンタクトガラス1が上部に設けられた筺体であって、筺体31の内部には、走行体30の移動駆動機構(図示せず)などが設置され、該移動駆動機構によって副走査方向に走査され、2次元画像を読み取ることができる構成になっている。
As shown in FIG. 12, the present embodiment is an image reading apparatus such as an image scanner on which the traveling
図13に示すように、本実施形態は、画像形成部100と、給紙部200と、画像読取部300と、原稿給紙部400とが公知の画像形成装置と同様に設置されており、画像読取部300として図12に示す画像読取装置が設置されている。そして原稿給紙部400において、自動もしくは手動によって原稿を画像読取部のコンタクトガラス1上に送り込むと、画像読取部300では、走行体30を所定の速度で副走査し、図1を参照して説明したように、原稿画像データをCCD9にて取り込み、画像形成部100において、読み取った画像データを色別分解して得られた情報に基づいて、公知のように複数の感光体に色分けして画像を形成し、給紙部200から搬送されてくる転写用紙に画像を重ね転写してフルカラーのハードコピーを作成する。
As shown in FIG. 13, in this embodiment, an image forming unit 100, a paper feeding unit 200, an image reading unit 300, and a document feeding unit 400 are installed in the same manner as a known image forming apparatus. An image reading apparatus shown in FIG. 12 is installed as the image reading unit 300. Then, when the document feeder 400 automatically or manually feeds the document onto the
また、本画像形成装置において、画像送受信機能を具備させることにより、画像送受信装置として、画像読取部300によって読み取った画像を無線,通信回線を介して相手先の装置と送受信することが可能になる。 Further, by providing an image transmission / reception function in this image forming apparatus, it is possible to transmit / receive an image read by the image reading unit 300 to / from a partner apparatus via a wireless or communication line as an image transmission / reception apparatus. .
図12,図13にて説明した装置において、画像読取部(装置)における読取用照明部品に本発明に係る実施形態の構成のものを用いることにより、発光素子(LED)が発光する全光束において光の有効利用を図ることができる。これにより省エネルギーが実現され、所謂、環境にやさしい装置とすることができ、また、被照射領域への照明光量が増加することにより、光学特性が向上し、より鮮明で良好な画像が得られる。また、省エネルギ化により電源装置の小型化を図ることができ、安価な装置を実現できる。 In the apparatus described with reference to FIGS. 12 and 13, by using the reading illumination component in the image reading unit (apparatus) according to the embodiment of the present invention, the total luminous flux emitted from the light emitting element (LED) is used. Effective use of light can be achieved. As a result, energy saving can be realized, and a so-called environment-friendly device can be obtained. Further, the amount of illumination light to the irradiated area is increased, so that optical characteristics are improved and a clearer and better image can be obtained. Further, the power supply device can be reduced in size by energy saving, and an inexpensive device can be realized.
本発明は、光学的に読取対象を読み取る構成の複写機,FAX,スキャナ,画像ファイリングシステム,バーコード読取装置,デジタルカメラ,マイクロスコープなどにおけるにおける読取対象の照明部に適用され、特に、光源としての発光素子がLEDである場合に有効である。 The present invention is applied to an illuminating unit to be read in a copying machine, a FAX, a scanner, an image filing system, a bar code reader, a digital camera, a microscope, or the like configured to optically read a read target, and particularly as a light source. This is effective when the light emitting element is an LED.
1 コンタクトガラス
2 読取用照明部材
3 反射光(読取光軸)
4,5,6 ミラー
7 結像レンズ
8 SBU(スキャナボードユニット)
9 CCD
11 導光体
12 出射面
13 第1の入射面
13a 第1の入射面の凸部
14 第2の入射面
14−1,14−2,14−3,14−4 第2の入射面の切り口(端面)
15 入射面
16 LED
16a LEDの発光面
17 第1の入射面と第2の入射面との接合部分
17−1,17−2,17−3,17−4 接合部分の接合線(輪郭線)
18 基板の上面との接面
18−1,18−2,18−3,18−4 接面の輪郭線
19 反射面
20 基板
21 第1の入射面の主走査方向に伸びる稜線
30 走行体
100 画像形成部
200 給紙部
300 画像読取部
400 原稿給紙部
A 被照明領域
B 読取部
DESCRIPTION OF
4, 5, 6 Mirror 7
9 CCD
DESCRIPTION OF
16a LED light-emitting
18 Contact surfaces 18-1, 18-2, 18-3, 18-4 with the upper surface of the
Claims (27)
前記入射面に、前記発光素子の発光面と対向する凸状に形成された第1の入射面と、該第1の入射面の外周辺で接続する第2の入射面とを形成し、該第2の入射面を、前記発光素子の側面を覆う筒状で、かつ前記発光素子側に凸面状になるように形成し、前記第2の入射面に対向した前記導光体の側面部が、斜めにカットされて内方に光反射する反射面として形成されていることを特徴とする読取用照明部品。 A plurality of light emitting elements arranged at predetermined intervals in the main scanning direction with respect to the reading target; and a light guide that guides light beams from the plurality of light emitting elements toward the illuminated area of the reading target. In the reading illumination component in which the surface on which the light beam emitted from the light emitting element is incident is an incident surface, and the surface from which the light beam guided by traveling or reflected inside the light guide is emitted is an emission surface.
Forming a first incident surface formed in a convex shape facing the light emitting surface of the light emitting element on the incident surface, and a second incident surface connected at the outer periphery of the first incident surface; A second incident surface is formed in a cylindrical shape that covers the side surface of the light emitting element and is convex toward the light emitting element side, and a side surface portion of the light guide facing the second incident surface is An illumination part for reading which is formed as a reflective surface which is cut obliquely and reflects light inward .
前記原稿照明部材として請求項1〜23いずれか1項記載の読取用照明部品を用いたことを特徴とする原稿照明装置。 A plurality of light emitting elements arranged at a predetermined interval in the main scanning direction of document reading, and an illuminated area having a length and a width for reading on the document surface are disposed between the plurality of light emitting elements and the document. In an original illuminating device comprising an original illuminating member having a light guide that guides light beams from a plurality of light emitting elements,
24. An original illuminating apparatus using the reading illumination component according to claim 1 as the original illuminating member.
前記画像照明部材として請求項1〜23いずれか1項記載の読取用照明部品を用いたことを特徴とする画像読取装置。 A plurality of light emitting elements arranged at predetermined intervals in the main scanning direction of the image reading target, and disposed between the plurality of light emitting elements and the image reading target, and have a length and a width for reading the image reading target. An image illuminating member having a light guide that guides light beams from the plurality of light emitting elements to an illuminated area, and a photoelectric conversion member that receives reflected light after illuminating the image reading target and obtains image information In the image reading device,
An image reading apparatus using the reading illumination component according to any one of claims 1 to 23 as the image illumination member.
前記画像読取部として請求項25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。 An image forming apparatus including an image reading unit and an image forming unit that forms an image on a recording medium based on image information read by the image reading unit.
An image forming apparatus using the image reading apparatus according to claim 25 as the image reading section.
前記画像読取部として請求項25記載の画像読取装置を用いたことを特徴とする画像送信装置。 In an image transmission apparatus including an image reading unit and an image transmission unit that transmits an image via a communication line based on image information read by the image reading unit,
An image transmitting apparatus using the image reading apparatus according to claim 25 as the image reading unit.
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