JP5418122B2 - 照明ユニット、原稿読取装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、原稿等の被照明面にライン状に照明光を照射する照明ユニットと、その照明ユニットを照明光学系に用いた原稿読取装置および、その原稿読取装置を備えた画像形成装置に関する。

原稿読取装置（スキャナ装置）用の照明ユニットは、照明光照射方向で大別すると２方式が考えられる。すなわち、副走査断面で照明光の照射状態を見たとき、片側からのみ照射する方式と、両側から照明する方式である。片側から照明する方式は照明ユニットを小さくすることができるが、読み取りたい原稿に凹凸があると照明光による影が発生する問題がある。また、両側から照明する方式では照明による影が発生しないが、照明ユニットが大きくなる可能性がある。

そこで、従来は図１７に示すように、線状光源１０１と対向ミラー１０２を配置することで比較的コンパクトな照明ユニットを構築してきた。
しかし、線状光源１０１としてキセノンランプを使うと消費電力が比較的大きいこと、また、冷陰極管を用いると環境面で課題が残る。
そこで、近年は従来のランプに代わり固体光源のＬＥＤ（発光ダイオード）を用いた照明ユニットが提案されている。

また、照明ユニットに導光板を用いた従来技術として、特許文献１（特開平１１−３１７１０８号公報）の実施形態１０に記載されている照明光学系には、入射端面と、側面と、入射面に非平行な面で構成された導光板が用いられている。
この従来技術では、導光板の非平行な面（傾斜面）では光が反射され、その後、側面を透過して原稿面に光が向かう。
しかし、この従来技術では、対向ミラーが無い片側照明であり、また、非平行な面（傾斜面）からの透過光を活用していないので、原稿に凹凸があると片側照明による影が発生する。

前述のように導光板を用いることで光を閉じ込めて導光板の出射端面まで導くことができるが、ＬＥＤのように放射光の広がりが大きい光源を用いると、当然、導光板の出射端面から透過された光も大きく広がる。この広がりを小さくするために特許文献２（特開２００８−１２３７６６号公報）に記載の従来技術では、テーパ構造にして、かつ、出射端面を曲面としている。
しかし、この構造で対向ミラーを配置させた両側照明方式とすると、対向ミラーへの光が十分にとれない。つまり、対向照明方式で対向ミラーを用いる場合には、光利用効率が原理的に低くなるという宿命を抱えている。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、光利用効率を低下することなく従来よりも薄い、コンパクトな照明ユニットを提供することを目的とする。さらにはその照明ユニットを用いた原稿読取装置および、この原稿読取装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では以下のような解決手段を採っている。
本発明の第１の解決手段は、「アレイ状に配置された光源」と、「前記光源から放出された光を入射する入射端面と、該入射端面から入射した入射光を導光させる側面と、前記入射端面と非平行な出射端面を有する導光板」と、「ミラー」とを備え、
被照明面にライン状に照明光を照射する照明ユニットにおいて、前記導光板の前記側面のうち、２つの側面は前記被照明面に対して平行であり、かつ前記被照明面に近い第１の側面の方の前記入射端面から前記出射端面までの長さが、前記被照明面に平行な他の側面である第２の側面よりも長く、前記出射端面で反射されて前記第１の側面から透過した光と、前記出射端面から透過し前記ミラーで反射した光とによって前記被照明面の被照射領域を照明することを特徴とする（請求項１）。

本発明の第２の解決手段は、「アレイ状に配置された光源」と、「前記光源から放出された光を入射する入射端面と、該入射端面から入射した入射光を導光させる側面と、前記入射端面と非平行な出射端面を有する導光板」と、「ミラー」とを備え、被照明面にライン状に照明光を照射する照明ユニットにおいて、「前記導光板の前記側面のうち、２つの側面は前記被照明面に対して平行であり、かつ前記被照明面に近い第１の側面の方の前記入射端面から前記出射端面までの長さが、前記被照明面に平行な他の側面である第２の側面よりも長く」、「前記導光板の出射端面で反射し、かつ、該導光板の前記第１の側面を透過する第一の照明光」と、「前記出射端面を透過し前記ミラーで反射した第二の照明光」と、によって前記被照明面の被照射領域を照明することを特徴とする（請求項２）。

本発明の第３の解決手段は、第１または第２の解決手段の照明ユニットにおいて、前記出射端面が前記被照明面の法線方向に曲率を持った面であることを特徴とする（請求項３）。
また、本発明の第４の解決手段は、第１から第３のいずれか一つの解決手段の照明ユニットにおいて、前記導光板の前記第１の側面から前記被照射領域までの間、および、前記導光板の出射端面から前記被照射領域までの間に、それぞれ拡散板を設置したことを特徴とする（請求項４）。
さらに本発明の第５の解決手段は、第１から第３のいずれか一つの解決手段の照明ユニットにおいて、前記導光板の前記出射端面と前記被照射領域との間に拡散シートを配置し、前記ミラーの表面が拡散反射面であることを特徴とする（請求項５）。

本発明の第６の解決手段は、第１から第３のいずれか一つの解決手段の照明ユニットにおいて、前記出射端面が拡散面であることを特徴とする（請求項６）。
また、本発明の第７の解決手段は、第６の解決手段の照明ユニットにおいて、前記出射端面の法線ベクトルの向きが前記被照明面から遠ざかる方向であることを特徴とする（請求項７）。
さらに本発明の第８の解決手段は、第１から第７のいずれか一つの解決手段の照明ユニットにおいて、前記光源が、白色ＬＥＤアレイであることを特徴とする（請求項８）。

本発明の第９の解決手段は、原稿読取装置であって、第１から第８のいずれか一つの解決手段の照明ユニットと、結像光学素子と、撮像素子とを有することを特徴とする（請求項９）。
また、本発明の第１０の解決手段は、第９の解決手段の原稿読取装置において、前記結像光学素子が屈折率分布型レンズアレイであることを特徴とする（請求項１０）。
さらに本発明の第１１の解決手段は、第９の解決手段の原稿読取装置において、前記結像光学素子が縮小光学系であることを特徴とする（請求項１１）。

本発明の第１２の解決手段は、画像形成装置であって、第９から第１１のいずれか一つの解決手段の原稿読取装置と、露光手段と、現像手段と、定着手段と、クリーニング手段と、制御回路部を備えたことを特徴とする（請求項１２）。

本発明によれば、導光板の出射端面を傾斜させることによって光を二分させ、導光板の一部の側面から透過した光と、出射端面から透過しミラーで反射した光とによって帯状の被照射領域を照明することにより、効率良く、かつ、高さの薄い照明ユニットを提供することができる。
また、本発明によれば、上記の照明ユニットを備えることにより、光利用効率が高く、高さを薄くすることができる原稿読取装置を提供することができ、さらにはその原稿読取装置を備えた画像形成装置を提供することができる。

本発明の一実施形態を示す照明ユニットを備えた原稿読取装置の概略構成図である。 図１に示す照明ユニットの導光板を示す断面図である。 実施例１の照明ユニットのシミュレーションのモデルを示す図である。 擬似白色タイプのＬＥＤの発光スペクトルの特性を示す図である。 実施例１の照明ユニットのシミュレーション結果を示す図であり、図３に示す被照射部のｚ軸方向の照度分布を示す図である。 実施例２の照明ユニットのシミュレーションのモデルを示す図である。 実施例２の照明ユニットのシミュレーション結果を示す図であり、図６に示す被照射部のｚ軸方向の照度分布を示す図である。 比較例の照明ユニットのシミュレーションのモデルを示す図である。 比較例の照明ユニットのシミュレーション結果を示す図であり、図８に示す被照射部のｚ軸方向の照度分布を示す図である。 実施例３の照明ユニットのシミュレーションのモデルを示す図である。 実施例３の照明ユニットのシミュレーション結果を示す図であり、図１０に示す被照射部のｚ軸方向の照度分布を示す図である。 実施例４の照明ユニットのシミュレーションのモデルを示す図である。 実施例４の照明ユニットのシミュレーション結果を示す図であり、図１２に示す被照射部のｚ軸方向の照度分布を示す図である。 実施例５の照明ユニットを説明するための概略構成図である。 実施例６の照明ユニットを説明するための概略構成図である。 実施例７を説明するための図であって、本発明に係る画像形成装置の構成例を示す概略構成図である。 従来技術の一例を示す照明ユニットの概略構成図である。

以下、本発明についてより詳細に説明する。
本発明では、
（１）光利用効率を低下することなく従来よりも薄い（コンパクトな）照明ユニット、およびこれを用いた原稿読取装置、さらには、この原稿読取装置をもつ画像形成装置を提供すること、
（２）従来の光利用効率を下げることが無く、照明ユニットの高さを薄くすること、
（３）照度分布の平坦さを良好にすることと照明光の不快感を低減させること、
（４）対向ミラーからの照明光の効率を向上させること、
（５）従来の光利用効率を下げることが無く、照明ユニットの高さを薄くし、照度分布の平坦さを良好にすることと、照明光の不快感を低減させ、さらには、部品点数増加を抑えること、
（６）小型の白色ＬＥＤを光源として、光利用効率を下げることが無く、照明ユニットの高さを薄くすること、
（７）従来の光利用効率を下げることが無く、照明ユニットの高さを薄くし、さらに、原稿からの拡散光によるフレア光発生をなくすこと、
（８）従来の光利用効率を下げることが無く、原稿読取装置の高さを薄くすること、
（９）密着型イメージセンサとの組み合わせによって、原稿読取装置の高さを薄くすること、
（１０）縮小光学読取レンズ方式の良好な画像が得られ、かつ、従来の光利用効率を下げることが無い原稿読取装置を提供すること、
（１１）原稿読取装置部分の高さが薄いことを特徴とする画像形成装置を提供すること、
を目的としており、以下にこれらの目的を達成するための具体的な実施形態を説明する。

図１は本発明に係る照明ユニットを備えた原稿読取装置の基本構成・動作と、その機能を説明するための概略構成図であり、図２は、図１に示す照明ユニットの導光板を示す断面図である。
図１において、照明ユニット１０はアレイ光源１と導光板２と対向ミラー３で構成されている。アレイ光源１は、アレイ状に配置された固体光源を用いており、固体光源としては例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）を利用する。すなわちこのアレイ光源１では、図１の紙面奥行き方向に複数個のＬＥＤがアレイ状に配列されている。

導光板２はアレイ光源１の放出される光に対して透明な部材を用いる。例えば、白色ＬＥＤアレイを用いた照明ユニットでは、導光板はガラス、プラスチックなどが利用できる。導光板２は図２に示すように入射端面２１と上下の側面（以下、第１の側面としての上面、第２の側面としての下面とする）２２，２４と、出射端面２３、さらに図示しないが両側面の６面で構成されており、本実施例では上下の側面２２，２４が平行な形状としている。さらに、出射端面２３が入射端面に対して傾いており、その傾きは法線ベクトルがコンタクトガラス６上の被照明面（例えばコンタクトガラス６の上面であり、原稿が有る場合は原稿面）の被照射領域と離れる方向、すなわち図１および図２で出射端面２３が下方に向くように傾いている。また、対向ミラー３は、その反射面が被照射領域側に向くように傾いて配置されている。

次に導光板２の働きについて図２を用いて詳細に述べる。
光源（以下、ＬＥＤとする）１から放射された光は、入射端面２１から導光板２に入射される。入射端面２１への入射角が大きいほど透過率は下がるものの、いったん入射端面２１から内部に透過した光は全て、出射端面２３に向かって導光板内部を伝わる。なぜなら、最も入射角の大きい光線Ａ（入射角が９０°に近い光線）の屈折角θ１は、導光板２の屈折率を１．５１とすると、下記の式１に示すように４１．５°未満となる。
∵θ１＜sin^−１{sin(９０°)／１．５１}＝４１．５° …（式１）

この光線が上面２２や下面２４に当たったときの入射角θ２は、
θ２＝９０°−θ１
であるから、θ１＜４１．５°のとき、
θ２≧９０°−４１．５°＝４８．５°
であり、４８．５°を超える。この値は全反射角４１．５°を超えており、全反射条件が成立する。したがって、入射端面２１への最も大きな入射角が導光板内部で全反射するため、より入射角が小さな光線は必ず全反射、もしくは、上面２２や下面２４に当たらずに直接、出射端面２３に到達することになる。従って入射端面２１から導光板２に入射した光は、導光板２の内部吸収のみによる光量減衰を受ける。

さて、上述のように出射端面２３は図２において下向きに面が傾斜（傾斜角をαとする）している。出射端面２３では入射した光線は反射もしくは透過する。反射する光線の内訳は、全反射した光線とフレネル反射した光線である。
全反射が成り立つのは、導光板内部を導光する光線の角度をψとすると、
α＋ψ＞４１．５°
のときである。
本実施例では出射端面２３の傾斜角αをα＝５５°と設定する。
従って、ψ＞−１３．５°となる光線は反射率１００％で出射端面２３を反射して上面２２でフレネルの式で規定される透過率で上面２２を透過し、コンタクトガラス６に到達する。
一方、ψ≦−１３．５°の光線はフレネルの式で規定される反射率と透過率で反射光と透過光が混在する。そして透過光は対向ミラー３側に進み、対向ミラー３で反射した光はコンタクトガラス６に向かう。

このように、図１に示す照明ユニット１０では、導光板２の一部の側面から透過した光（すなわち導光板２の出射端面２３で反射し、かつ、導光板２の側面（上面）２２を透過する第一の照明光）と、出射端面２３を透過し対向ミラー３で反射した光（第二の照明光）とによってコンタクトガラス６上の原稿（図示せず）の帯状の被照射領域（被照射部）５を照明する。

本構成によって、従来技術、例えば特許文献２や特許文献３のように導光板を斜めに配置する必要が無く、かつ、光源の大きさに対して照明ユニットの深さ方向（図１の上下方向）の大きさを小さくすることができる。

コンタクトガラス６上の原稿（図示せず）からの画像はミラーＭ１，Ｍ２，Ｍ３を経て、結像光学素子７で縮小されて撮像素子８に結像される。図１では読取画像が良好な縮小光学系用レンズを用いた読取方式を図示した。本構成によって原稿読取装置の高さを薄くすることができる。
なお、図示は省略するが、結像光学素子７を屈折率分布型レンズアレイとして撮像素子８に画像を結像させても良い。屈折率分布型レンズアレイを用いた読取方式は密着型イメージセンサと呼ばれ、装置を小型にできる特徴を有する。この密着型イメージセンサ用の照明ユニットに本発明の照明光学系を用いることでコンパクトにもかかわらず、光利用効率が高い明るい照明が可能になる。

以下、本発明のより具体的な実施例を説明する。

［実施例１］
本構成の照明ユニットの光学性能を調べるために、ノンシーケンシャル光線追跡ソフトを用いたシミュレーションを行った。使用したソフトは、オプティカル・リサーチ・アソシエーツ（Optical Research Associates）社のライトツールズ（Light Tools）、バージョン６．２である。
図３に本実施例の照明ユニットのシミュレーションのモデルを図示する。本モデルはアレイ光源１と導光板２と対向ミラー３とコンタクトガラス６、および、コンタクトガラス上の被照射部５で構成される。

アレイ光源１は、図３の紙面奥行き方向に７個の光源が配列されている。光源の導光板側の面からは、直径２．４ｍｍの円形領域から配光特性がランバート分布の白色光が放出されるように設定した。この光源は青色のＬＥＤチップと黄色の蛍光体で構成された、いわゆる擬似白色タイプのＬＥＤであり、その発光スペクトルは図４に示された特性を持たせた。

前述のように、導光板２は直方体の一つの面を斜めにカットした形状であり、斜めの面が対向ミラー３側に配置される。この面の傾斜角は３５度に設定した。導光板２の屈折率は５５０ｎｍの波長で１．５１である。
対向ミラー３は、反射面が紙面内で曲面となるシリンダー面であり、本モデルの曲率半径は１５ｍｍである。ミラー面の反射率は８５％と設定した。
コンタクトガラス６は光学ガラスであるショット社のＢＫ７とした。被照射面はコンタクトガラス６の上面に設定し、モデル上の原点に被照射面の中央を一致させている。

図５はシミュレーション結果を示しており、図３に示す被照射部５の照度分布の紙面に平行な断面で見た照度分布形状である。したがって、図５の横軸は図３におけるｚ軸方向の位置を示す。本実施例において、この８ｍｍ幅の被照射領域に光源から放出された光の４１％（以下、光利用効率と呼ぶ）の光が到達した。

［実施例２］
次に実施例２として、照明ユニットの導光板の出射端面が曲面形状である構成について記述する。
図６に本実施例の照明ユニットのシミュレーションのモデルを図示する。本モデルはアレイ光源１と導光板６２と対向ミラー３とコンタクトガラス６、および、コンタクトガラス上の被照射部で構成される。
本実施例では、図６に示すように、導光板６２の出射端面６２ａを曲率半径１５ｍｍとした。出射端面６２ａの傾斜角は実施例１と同様に３５度とした。

実施例１と同様にノンシーケンシャル光線追跡を実施し、そのシミュレーション結果として、図７に図６の紙面内の照度分布を示す。Ｚ＝−１ｍｍで１０万ルクスを超えるピーク照度が得られた。このＺ位置は、導光板６２の出射端面６２ａの傾斜角や、対向ミラー３の位置調整によってＺ＝０でピークとなるようにできる。本実施例の照明ユニットでは光利用効率は４４％であり、実施例１に比べて光利用効率が向上する。

［比較例］
図８は比較例の照明ユニットのシミュレーションのモデルを説明するための図であり、本モデルはアレイ光源１と導光板８２と対向ミラー８３とコンタクトガラス６、および、コンタクトガラス上の被照射部５で構成される。
この比較例の照明ユニットの導光板８２は直方体の形状をしており、出射端面８２ａは粗し面（拡散面）と設定している。アレイ光源１と導光板８２はコンタクトガラス６に対して斜め配置をとる。

実施例１と同様にノンシーケンシャル光線追跡を実施し、そのシミュレーション結果として、図９に図８の紙面内の照度分布を示す。
この比較例では、対向ミラー８３は途中で折れ曲がった形状とした。また、本発明の実施例で記載される対向ミラーのように曲面ミラーとしても良いが、光利用効率には大きく影響しない。比較例ではＺ＝０付近の照度は４２，０００［ｌｘ］である。出射端面８２ａの拡散面を設定することで、実施例１、実施例２に比べると照度分布の凹凸は少なくなる。しかし、この比較例での光利用効率は３３％であり、実施例１、実施例２に比べて光利用効率が低下する。また、導光板８２を斜めに配置しているため、光源１の位置からコンタクトガラス６の上面までの高さが１６ｍｍとなり、実施例１、実施例２に比べて原稿読取装置の高さが高くなる。

［実施例３］
図１０は実施例３の照明ユニットのシミュレーションのモデルを説明するための図であり、本モデルはアレイ光源１と導光板１０２と対向ミラー３とコンタクトガラス６、および、コンタクトガラス上の被照射部５で構成される。本実施例は実施例１の変形例であり、導光板１０２の出射端面１０２ａが拡散面（粗し面）である。
本実施例の光学性能を調べるため、実施例１と同様のノンシーケンシャル光線追跡を実施した。拡散面は、ガウス拡散（拡散された光強度分布がガウス分布形状である拡散特性）とし、拡散の広がり（拡散強度がピークの１／ｅとなる角度。ｅは自然対数。）を１０度と設定した。

図１１は本実施例の照度分布を示し、横軸は図１０の照明ユニットの被照射部でのｚ方向の位置を示す。導光板１０２の出射端面１０２ａを拡散面（粗し面）とすることによって、実施例１の照度分布（図５）のような照度分布に極大、極小の凹凸が少なくなり、比較例（図９）と同じような平坦な照度分布が得られる。また、出射端面１０２ａの拡散面によって光が散るため、照明光を目で見たときのぎらつきが低減される効果も有する。

本実施例の構成では、照明ユニットのうち、光源１から対向ミラー３までの長さが６ｍｍ程度に納まっているにもかかわらず、本実施例の光利用効率は３９％が得られ、比較例の１．１８倍の効率である。

本実施例の構成では導光板１０２の出射端面１０２ａが下側を向き、かつ、粗し面の設定であり、フレア光の発生を非常に小さくできる。一般的には、原稿面に照明光が当たると拡散反射され、この光が拡散面で拡散反射するとその一部が原稿を２次的に照らしてしまう。しかし、本構成では粗し面が原稿と向き合うことが無いような傾斜をしており、粗し面からの拡散反射光が極端に減る。このため、フレア光の発生が非常に小さくなる。

［実施例４］
図１２は実施例４の照明ユニットのシミュレーションのモデルを説明するための図であり、本モデルはアレイ光源１と導光板１２２と対向ミラー３とコンタクトガラス６、および、コンタクトガラス上の被照射部で構成される。本実施例は実施例２の変形タイプであり、照明ユニットの導光板１２２の出射端面１２２ａが曲面形状である。
具体的には、導光板１２２の出射端面は、傾斜角３５度、曲率半径１５ｍｍの曲面形状であり、かつ、粗し面加工を施してある。光線追跡モデルではガウス拡散と定義した。

本実施例の光学性能を調べるため、実施例１と同様のノンシーケンシャル光線追跡を実施した結果を図１３に示す。Ｚ＝０で６万ルクスが得られ、照度の平坦さも実施例３と同様である。すなわち、導光板１２２の出射端面１２２ａが粗し面であることで、この面の形状精度（面のうねりなど）が照明ユニットの照明性能に大きくは影響しないことが理解できる。
なお、導光板の出射端面を粗し面加工しなくても良い場合の実施例を、以下の実施例５、６に記述する。

［実施例５］
図１４は実施例５の照明ユニットを説明するための概略構成図である。この照明ユニットは、アレイ状の光源（アレイ光源）１と、導光板２と、対向ミラー３と、拡散板１４２で構成される。光源１、導光板２、対向ミラー３は実施例１と同様であるため説明を省略する。
拡散板１４２は次の光を拡散させるために設置される。一つは、導光板２の出射端面２３で反射し導光板２の上面２２からコンタクトガラス６に向かう光、もう一つは出射端面２３を透過した光である。拡散板１４２を用いることによって、前述の実施例３、４のように照度分布の平坦さを出したり、人が照明光を眺めたときにぎらつき感を低減させ不快感を発現させない効果を有する。

なお、図１４では拡散板１４２を逆Ｌ字形状に折り曲げて配置しているが、もちろん、２枚の拡散板１４４Ａ，１４４Ｂに分けて設置しても良い。また、上記２つの光を拡散させれば良く、図示された設置の角度以外でも何ら発明の効果を妨げることは無い。

［実施例６］
図１５は実施例６の照明ユニットを説明するための概略構成図である。この照明ユニットは、アレイ状の光源（アレイ光源）１と、導光板２と、拡散シートとしての拡散板１５２と、対向ミラー１５３とから構成される。
拡散板１５２は導光板２の出射端面２３で反射し導光板２の上面２２からコンタクトガラス６に向かう光を拡散させるために用いる。対向ミラー３の反射面１５３ａは粗し面に加工され、対向ミラー１５３に届いた光は反射面（粗し面）１５３ａで拡散反射されコンタクトガラス６側に向かう。

本実施例のように導光板２の出射端面２３を透過した光を対向ミラー１５３の反射面（粗し面）１５３ａで拡散させることは光利用効率の面で有利となる。すなわち、これまでの実施例で記載された導光板の出射端面での透過拡散、もしくは、出射端面透過後に拡散板で拡散する場合、これらの拡散によってミラー面から外れる光線が増える。これに対して対向ミラー１５３の反射面（粗し面）１５３ａで拡散させれば、対向ミラー１５３から外れる光線が減り、光を効率良く使用できることになる。

［実施例７］
図１６は実施例７を説明するための図であって、本発明に係る画像形成装置の構成例を示す概略構成図である。
この画像形成装置１６１は、制御手段である制御回路部１６５によって全体的な動作が制御される。制御回路部１６５は、各種処理を行うための中央処理装置（ＣＰＵ）や、各種制御用プログラム、各種制御データ、画像等を保存するための各種メモリ等を備えている。この画像形成装置１６１には、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）のトナー像に対応した静電潜像を形成するための書込手段である露光手段として４つの光走査装置１００Ｃ，１００Ｍ，１００Ｙ，１００Ｋを備えている。また、各色のトナー像を中間転写ベルト１６８上に形成するために４つのエンジンユニット（＝作像ユニット）１６２Ｃ，１６２Ｍ，１６２Ｙ，１６２Ｋが搭載されている。

図１６では符号を省略しているが、各エンジンユニット１６２Ｃ，１６２Ｍ，１６２Ｙ，１６２Ｋには、潜像担持体であるドラム状の感光体と、該感光体を帯電する帯電手段（帯電装置）と、帯電後に上記光走査装置１００Ｃ，１００Ｍ，１００Ｙ，１００Ｋにより感光体上に形成された静電潜像を各色のトナーで現像する現像手段（現像装置）と、現像により感光体上に形成されたトナー像を中間転写ベルト１６８上に転写する転写手段（一次転写装置）と、転写後の感光体をクリーニングするクリーニング手段（クリーニング装置）が設けられている。そして、各エンジンユニット１６２Ｃ，１６２Ｍ，１６２Ｙ，１６２Ｋの感光体上に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト１６８に順次重ね合わせて転写し、中間転写ベルト１６８上にフルカラー画像からなるトナー像を形成する。
また、各エンジンユニット１６２Ｃ，１６２Ｍ，１６２Ｙ，１６２Ｋの現像手段には、同じ構造をした４つのトナー供給手段であるトナー供給装置１６６（１６６Ｃ，１６６Ｍ，１６６Ｙ，１６６Ｋ）により、各色のトナー像に対応したトナーが供給される。

中間転写ベルト１６８上に形成されたフルカラー画像からなるトナー像は、中間転写ベルト１６８の回転により矢印Ａ方向に移動し、二次転写部のローラ８０１の位置で、二次転写手段により紙等の転写材に転写される。トナー像転写後の転写材は定着手段（定着装置）１６７に搬送され、定着手段（定着装置）１６７で加熱されて定着された後、機外の排紙トレイ等に排出される。

以上のような構成の画像形成装置１６１において、装置本体の上部には原稿読取装置１６４が設けられており、この原稿読取装置１６４は、実施例１〜６で説明した何れかの構成の照明ユニット１０を搭載したスキャナ装置である。
前述したように、本発明による照明ユニットは従来技術に比べて薄型にできるため、原稿読取装置１６４も薄く作ることができる。このため画像形成装置で原稿をセットする位置が必要以上に高くなることが無い。したがって画像形成装置をコンパクトにすることができる。

［本発明の作用効果］
以上の実施例１〜６で説明したように、本発明によれば、導光板（２，６２，１０２，１２２）の出射端面を傾斜させることによって光を二分させ、導光板（２，６２，１０２，１２２）の一部の側面から透過した光と、出射端面から透過し対向ミラー（３、１５３）で反射した光とによってコンタクトガラス上の帯状の被照射領域（被照射部５）を照明することにより、効率良く、かつ、高さの薄い照明ユニットを提供することができる。
また、実施例２（図６）や実施例４（図１２）のように、導光板の出射端面を曲面にすることによって、さらに光利用効率を向上できる。
さらに、実施例５（図１４）のように、拡散板（１４２）を設けることにより、照度分布の平坦さが向上し、かつ、人が照明光を覗いたときに、ぎらつきによる不快感を低減することができる。
さらに、実施例６（図１５）のように、対向ミラー（１５３）の反射面を粗し面にすることによって、対向ミラーから外れる光線が減り、照明光の効率が向上される。
さらにまた、拡散板を一枚も使用しなくても、実施例３（図１０）や実施例４（図１２）のように、導光板（１０２、１２２）の出射端面を拡散面（粗し面）にするだけで、２分された光がともに原稿面での照度分布の平坦さが良好になる。
さらにまた、導光板の出射端面が下方（出射端面の法線ベクトルの向きがコンタクトガラス６上の被照明面から遠ざかる方向）を向くことで、原稿面からの拡散反射光が粗し面で再び再帰光となって原稿面を２次的に照明するということがなくなり、正しい原稿読取が可能となる。
さらにまた、アレイ光源１として小型の白色ＬＥＤアレイを用いることにより、光利用効率を下げることが無く、照明ユニットの高さを薄くすることができる。

本発明の原稿読取装置（図１）では、以上のような構成および効果を有する照明ユニット１０と、結像光学素子７と、撮像素子８とを有することにより、効率良く、かつ、高さの薄い照明光学系（照明ユニット）１０を有する原稿読取装置を実現することができる。
また、撮像素子８として密着型イメージセンサを用い、この密着型イメージセンサと本発明の照明ユニットを組み合わせることによって、原稿読取装置の高さをより薄くすることができる。
さらに、結像光学素子７に縮小光学系用レンズを用いることにより、縮小光学系用レンズによる読取方式の良好な画像が得られ、かつ、従来技術のように光利用効率を下げることが無い原稿読取装置を実現することができる。
さらに本発明では、上記のようなコンパクトな原稿読取装置を用いることで、実施例７で説明したようなコンパクトな画像形成装置を実現することができる。

以上に説明した本発明に係る照明ユニットは、上記のような原稿読取装置やそれを備えた画像形成装置以外に、各種検査装置や加工機等にも利用することができる。

１：アレイ光源（アレイ状の光源）
２、６２、１０２、１２２：導光板
２３、６２ａ、１０２ａ、１２２ａ：出射端面
３、１５３：対向ミラー
４：結像光学素子
５：被照射部（被照射領域）
６：コンタクトガラス
７：結像光学素子
８：撮像素子
１０：照明ユニット
１００Ｃ，１００Ｍ，１００Ｙ，１００Ｋ：光走査装置
１６１：画像形成装置
１６２Ｃ，１６２Ｍ，１６２Ｙ，１６２Ｋ：エンジンユニット（作像ユニット）
１６４：原稿読取装置
１６５：制御回路部（制御手段）
１６６（１６６Ｃ，１６６Ｍ，１６６Ｙ，１６６Ｋ）：トナー供給装置（トナー供給手段）
１６７：定着装置（定着手段）
１６８：中間転写ベルト

特開平１１−３１７１０８号公報 特開２００８−１２３７６６号公報 特開２００６−２４３２５８号公報

Claims (12)

1. アレイ状に配置された光源と、
   前記光源から放出された光を入射する入射端面と、該入射端面から入射した入射光を導光させる側面と、前記入射端面と非平行な出射端面を有する導光板と、ミラーとを備え、
   被照明面にライン状に照明光を照射する照明ユニットにおいて、
   前記導光板の前記側面のうち、２つの側面は前記被照明面に対して平行であり、かつ前記被照明面に近い第１の側面の方の前記入射端面から前記出射端面までの長さが、前記被照明面に平行な他の側面である第２の側面よりも長く、
   前記出射端面で反射されて前記第１の側面から透過した光と、前記出射端面から透過し前記ミラーで反射した光とによって前記被照明面の被照射領域を照明することを特徴とする照明ユニット。
2. アレイ状に配置された光源と、
   前記光源から放出された光を入射する入射端面と、該入射端面から入射した入射光を導光させる側面と、前記入射端面と非平行な出射端面を有する導光板と、ミラーとを備え、
   被照明面にライン状に照明光を照射する照明ユニットにおいて、
   前記導光板の前記側面のうち、２つの側面は前記被照明面に対して平行であり、かつ前記被照明面に近い第１の側面の方の前記入射端面から前記出射端面までの長さが、前記被照明面に平行な他の側面である第２の側面よりも長く、
   前記導光板の出射端面で反射し、かつ、該導光板の前記第１の側面を透過する第一の照明光と、
   前記出射端面を透過し前記ミラーで反射した第二の照明光と、
   によって前記被照明面の被照射領域を照明することを特徴とする照明ユニット。
3. 請求項１または２に記載の照明ユニットにおいて、
   前記出射端面が前記被照明面の法線方向に曲率を持った面であることを特徴とする照明ユニット。
4. 請求項１から３のいずれか一つに記載の照明ユニットにおいて、
   前記導光板の前記第１の側面から前記被照射領域までの間、および、前記導光板の出射端面から前記被照射領域までの間に、それぞれ拡散板を設置したことを特徴とする照明ユニット。
5. 請求項１から３のいずれか一つに記載の照明ユニットにおいて、
   前記導光板の前記出射端面と前記被照射領域との間に拡散シートを配置し、前記ミラーの表面が拡散反射面であることを特徴とする照明ユニット。
6. 請求項１から３のいずれか一つに記載の照明ユニットにおいて、
   前記出射端面が拡散面であることを特徴とする照明ユニット。
7. 請求項６記載の照明ユニットにおいて、
   前記出射端面の法線ベクトルの向きが前記被照明面から遠ざかる方向であることを特徴とする照明ユニット。
8. 請求項１から７のいずれか一つに記載の照明ユニットにおいて、
   前記光源が、白色ＬＥＤアレイであることを特徴とする照明ユニット。
9. 請求項１から８のいずれか一つに記載の照明ユニットと、結像光学素子と、撮像素子とを有することを特徴とする原稿読取装置。
10. 請求項９記載の原稿読取装置において、
    前記結像光学素子が屈折率分布型レンズアレイであることを特徴とする原稿読取装置。
11. 請求項９記載の原稿読取装置において、
    前記結像光学素子が縮小光学系であることを特徴とする原稿読取装置。
12. 請求項９から１１のいずれか一つに記載の原稿読取装置と、露光手段と、現像手段と、定着手段と、クリーニング手段と、制御回路部を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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