JP5622672B2 - Image reading apparatus and image forming apparatus having the same - Google Patents
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Description
本発明は、主走査方向一端に配置されたLED光源から出射される光をライトガイドによって主走査方向に導くサイドライト方式によって原稿を照射してその画像を読み取る画像読取装置とこれを備えた複写機等の画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image reading apparatus that reads an image by irradiating a document by a side light system that guides light emitted from an LED light source disposed at one end in the main scanning direction in a main scanning direction by a light guide, and a copy including the image reading apparatus. The present invention relates to an image forming apparatus such as a printer.
電子写真方式によって用紙に画像を形成する複写機等の画像形成装置には、原稿画像を光学的に読み取るための画像読取装置が備えられているが、近年、この画像読取装置の光源には従来のキセノンランプや冷陰極ランプに代えてLED光源が使用されてきている。 An image forming apparatus such as a copying machine that forms an image on a sheet by an electrophotographic method is provided with an image reading apparatus for optically reading a document image. In recent years, a light source of this image reading apparatus has been conventionally used. LED light sources have been used in place of xenon lamps and cold cathode lamps.
LED光源を用いた画像読取装置には、主走査方向一端に配置されたLED光源から出射される光をライトガイドによって主走査方向に導くサイドライト方式を採用するものがあるが、斯かる画像読取装置において主走査方向全域で画像読取に必要な光量を得るためには、高光量のLED光源が必要となる。このため、最近では1つのパッケージに複数の発光素子を組み込んで大電流を流すことによって高光量が得られるLEDが開発されており、斯かるLEDはサイドライト方式を採用する画像読取装置の光源に適している。 Some image reading apparatuses using LED light sources employ a side light system that guides light emitted from an LED light source disposed at one end in the main scanning direction in the main scanning direction by a light guide. In order to obtain a light amount necessary for image reading in the entire main scanning direction in the apparatus, a high light amount LED light source is required. For this reason, recently, LEDs have been developed that can obtain a high amount of light by incorporating a plurality of light emitting elements in one package and flowing a large current, and such LEDs are used as a light source of an image reading apparatus employing a sidelight system. Is suitable.
ところが、画像読取装置の光源に大電流タイプのLEDを用いる場合、20〜30mA程度の電流を流して点灯する通常のLEDに比べてLED発光面が非常に高温になる。又、サイドライト方式を採用する画像読取装置においては、LED光源から出射する光を漏らすことなくライトガイドに入射させるためにLED光源の発光面とライトガイド端部の入射面とは密着されていたため、ライトガイドはLED光源からの熱によって高温になる。特に、LED光源を連続点灯且つ連続印字した場合、画像形成部において連続印字した際の熱が画像読取装置に伝わり、ライトガイドの温度が耐熱温度を超える可能性がある。 However, when a large current type LED is used as the light source of the image reading apparatus, the LED light emitting surface becomes very hot as compared with a normal LED that is turned on by passing a current of about 20 to 30 mA. In addition, in the image reading apparatus adopting the side light method, the light emitting surface of the LED light source and the incident surface of the light guide end are in close contact with each other in order to make the light emitted from the LED light source enter the light guide without leaking. The light guide becomes hot due to heat from the LED light source. In particular, when the LED light source is continuously turned on and continuously printed, heat at the time of continuous printing in the image forming unit is transmitted to the image reading device, and the temperature of the light guide may exceed the heat resistance temperature.
ところで、大電流タイプのLED光源によるサイドライト方式を採用する画像読取装置における熱対策として、特許文献1には、LEDが実装された基板に放熱部材や冷却フィンを設ける構成が提案され、特許文献2には、LED光源とライトガイドの間に透明で耐熱性の高い中実の接続部材を介設する構成が提案されている。
By the way, as a countermeasure against heat in an image reading apparatus that employs a side light system using a large current type LED light source,
しかしながら、特許文献1において提案された構成では、放熱部材や冷却フィンを設けることによって装置が大型化し、コストアップを招くという問題がある。又、特許文献2において提案された構成では、接続部材が中実であるため、この接続部材を介してLED光源からの熱がライトガイドに伝わるためにライトガイドが高温になる他、接続部材が高価であるためにコストアップを招くという問題がある。
However, in the configuration proposed in
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、高光量のLED光源からライトガイドへの熱伝達をコストアップを招くことなく簡単な構成で抑制してライトガイドの温度上昇を抑えることができる画像読取装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and the object of the present invention is to suppress the heat transfer from the high light quantity LED light source to the light guide with a simple configuration without causing an increase in cost. An object of the present invention is to provide an image reading apparatus capable of suppressing an increase and an image forming apparatus including the image reading apparatus.
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、主走査方向一端に配置されたLED光源と、該LED光源に対向する入射面から入射する光を主走査方向に導く透明なライトガイドによるサイドライト方式によって原稿を照射してその画像を読み取る画像読取装置において、前記LED光源と前記ライトガイドの入射面との間に中空の導光部材を介設したことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記ライトガイドから漏れた光を主走査方向全域に亘って集光する集光部材を設けたことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, there is provided a light collecting member that condenses light leaking from the light guide over the entire region in the main scanning direction.
請求項3記載の発明は、請求項2記載の発明において、前記LED光源の基板を取り付ける基板取付部と前記導光部材を基板取付部材として前記ライトガイドよりも耐熱性の高い材料で一体に構成するとともに、前記集光部材を前記基板取付部材よりも耐熱性の低い材料で構成したことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the substrate mounting portion for mounting the substrate of the LED light source and the light guide member as a substrate mounting member are integrally formed of a material having higher heat resistance than the light guide. In addition, the condensing member is made of a material having lower heat resistance than the substrate mounting member.
請求項4記載の発明は、請求項2記載の発明において、前記LED光源の基板を取り付ける基板取付部と前記集光部材を前記導光部材よりも耐熱性の低い材料で一体に構成するとともに、前記導光部材を前記ライトガイドよりも耐熱性の高い材料で構成したことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the substrate mounting portion for mounting the substrate of the LED light source and the light collecting member are integrally formed of a material having lower heat resistance than the light guide member, The light guide member is made of a material having higher heat resistance than the light guide.
請求項5記載の発明は、請求項2記載の発明において、前記LED光源の基板を取り付ける基板取付部と前記導光部材及び前記集光部材を前記ライトガイドよりも耐熱性の高い材料で一体に構成したことを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the substrate mounting portion for attaching the substrate of the LED light source, the light guide member, and the light collecting member are integrated with a material having higher heat resistance than the light guide. It is characterized by comprising.
請求項6記載の画像形成装置は、請求項1〜5の何れかに記載の画像読取装置を備えることを特徴とする。 An image forming apparatus according to a sixth aspect includes the image reading apparatus according to any one of the first to fifth aspects.
請求項1記載の発明によれば、中空の導光部材によってLED光源とライトガイドの入射面との間に空気の断熱層が形成されるため、大光量のLED光源を使用した場合であっても、該LED光源からライトガイドへの熱伝達が空気層によって遮断され、ライトガイドの温度上昇が抑えられて該ライトガイドの耐久性が高められる。又、このような効果はLED光源とライトガイドの入射面との間に中空の導光部材を介設するだけの簡単な構成で得られ、又、ライトガイドの材料に耐熱性が高くて高価なものを使用する必要がないため、装置のコストアップを招くこともない。 According to the first aspect of the present invention, since a heat insulating layer of air is formed between the LED light source and the incident surface of the light guide by the hollow light guide member, a large light amount LED light source is used. However, heat transfer from the LED light source to the light guide is blocked by the air layer, and the temperature rise of the light guide is suppressed, and the durability of the light guide is enhanced. In addition, such an effect can be obtained with a simple configuration in which a hollow light guide member is interposed between the LED light source and the incident surface of the light guide, and the light guide material has high heat resistance and is expensive. Since it is not necessary to use anything, the cost of the apparatus is not increased.
請求項2記載の発明によれば、ライトガイドから漏れた光が集光部材によって主走査方向全域に亘って集光されて原稿の照射に供されるため、LED光源から出射される光の利用効率が高められる。 According to the second aspect of the present invention, since the light leaking from the light guide is condensed by the light collecting member over the entire region in the main scanning direction and used for irradiating the original, the light emitted from the LED light source is used. Efficiency is increased.
請求項3記載の発明によれば、基板取付部と導光部材を基板取付部材として一体に構成したため、該基板取付部材とLED光源とをセットで取り替えることによって、LED光源の発光面とライトガイドの入射面間の距離や原稿読取光量を変更することができ、異なる画像読取装置にライトガイドと集光部材を共通に使用することができる。又、集光部材を基板取付部材よりも耐熱性の低い材料で構成したため、該集光部材の材料費を低く抑えてコストダウンを図ることができる。 According to the third aspect of the present invention, since the board mounting portion and the light guide member are integrally formed as a board mounting member, the light emitting surface of the LED light source and the light guide are replaced by replacing the board mounting member and the LED light source. The distance between the incident surfaces and the amount of reading light of the original can be changed, and the light guide and the condensing member can be commonly used for different image reading apparatuses. In addition, since the condensing member is made of a material having lower heat resistance than that of the substrate mounting member, the material cost of the condensing member can be suppressed to a low cost.
請求項4記載の発明によれば、基板取付部と集光部材を導光部材よりも耐熱性の低い材料で一体に構成したため、これらの基板取付部と集光部材の材料費を低く抑えてコストダウンを図ることができる。又、導光部材をライトガイドよりも耐熱性の高い材料で構成したため、高温となるLED光源に近接配置される導光部材の耐久性が高められる。 According to invention of Claim 4, since the board | substrate attachment part and the condensing member were integrally comprised with the material whose heat resistance is lower than a light guide member, the material cost of these board | substrate attachment parts and a condensing member was suppressed low. Cost can be reduced. Moreover, since the light guide member is made of a material having higher heat resistance than that of the light guide, the durability of the light guide member disposed close to the LED light source that is at a high temperature is enhanced.
請求項5記載の発明によれば、基板取付部と導光部材及び集光部材をライトガイドよりも耐熱性の高い材料で一体に構成したため、部品点数と組立工数の削減を図ることができる。 According to the fifth aspect of the present invention, since the board mounting portion, the light guide member, and the light collecting member are integrally formed of a material having higher heat resistance than the light guide, the number of parts and the number of assembly steps can be reduced.
請求項6記載の発明によれば、画像読取装置において高光量のLED光源を用いて原稿画像が高精度に読み取られるため、高画質の画像が安定的に得られる。 According to the sixth aspect of the present invention, since the original image is read with high accuracy using the high light quantity LED light source in the image reading apparatus, a high quality image can be stably obtained.
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1は本発明に係る画像形成装置の側断面図であり、図示の画像形成装置1は、モノクロの複写機であって、その装置本体1Aの上部に本発明に係る画像読取装置2を備えており、その下方には排紙トレイ3が設けられている。そして、装置本体1Aの内部には画像形成部4が配置されており、その下方には給紙部5が配置されている。
FIG. 1 is a side sectional view of an image forming apparatus according to the present invention. The illustrated
上記画像読取装置2は、主走査方向(図1の左右方向)一端に配置されたLED光源6と、該LED光源6に対向する入射面7aから入射する光を主走査方向に導く透明なライトガイド7によるサイドライト方式によって原稿を照射してその画像を読み取る装置であって、LED光源6とライトガイド7は副走査方向(図1の紙面垂直方向)に往復動可能に支持されている。尚、図示しないが、画像読取装置2には、原稿で反射した反射光を結像させる結像レンズと、該結像レンズによって結像された光像を電気信号に変換して読み取る光電変換素子が設けられている。
The image reading device 2 includes an
前記画像形成部4は、電子写真方式によって画像を形成するものであって、回転可能に配された像担持体としての感光ドラム8と、その周囲に配された帯電器9、レーザースキャナーユニット(LSU)10、現像装置11、転写ローラ12及びクリーニング装置13を備えている。
The image forming unit 4 forms an image by an electrophotographic method. The image forming unit 4 is a
又、前記給紙部5は、着脱可能な給紙カセット14と、その近傍に配されたピックローラー15及び給紙ローラー16を備えている。ここで、給紙カセット14内には複数枚の用紙Sが積層収容されており、該給紙カセット14内の用紙Sは、ピックローラー15によって上位のものから順次取り出され、給紙ローラー16によって用紙搬送路Pへと送り出される。
The
上記用紙搬送路Pは、給紙部5から上方に向かって前記排紙トレイ3へと延びており、この用紙搬送路Pには下方からレジストローラー17、前記転写ローラー12、定着装置18、搬送ローラー19、排紙ローラー20が順次配置されている。
The paper transport path P extends upward from the
次に、以上のように構成された画像形成装置1の画像形成動作について説明する。
Next, an image forming operation of the
画像形成動作が開始されると、画像形成部4においては感光ドラム8が不図示の駆動手段によって図1の矢印方向(時計方向)に回転駆動され、その表面が帯電器9によって所定の電位に一様に帯電される。そして、画像読取装置2においては、原稿画像が後述のように読み取られ、該画像読取装置2から送信される電気信号に基づくレーザービームがレーザースキャナーユニット10から出力されて感光ドラム8の表面が露光走査されると、該感光ドラム8上に画像情報に応じた静電潜像が形成される。そして、この感光ドラム8上に形成された静電潜像は、現像装置11によって現像剤であるトナーを用いて現像されてトナー像として可視像化される。
When the image forming operation is started, in the image forming unit 4, the
又、給紙部5の給紙カセット14内に収容された用紙Sは、ピックローラ15によって最上位のものからピックアップされ、給紙ローラー16によって用紙搬送路Pへと送り出される。そして、このように用紙搬送路Pへと送り出された用紙Sは、用紙搬送路Pをレジストローラー17へと搬送され、該レジストローラー17において一時待機状態とされた後、感光ドラム8上のトナー像に同期する所定のタイミングで画像形成部4へと供給される。
Further, the paper S accommodated in the
画像形成部4においては、感光ドラム8と転写ローラー12との間の転写ニップへと供給された用紙Sは、転写ローラー12によって感光ドラム8に押し付けられながら搬送されることによって、その表面に感光ドラム8上のトナー像が転写される。そして、トナー像が転写された用紙Sは、定着装置18へと搬送され、この定着装置18の定着ニップを通過する過程で加熱及び加圧されてトナー像の定着を受ける。尚、用紙Sへのトナー像の転写後に感光ドラム8の表面に残留するトナー(転写残トナー)はクリーニング装置13によって除去され、表面が清掃された感光ドラム8は次の画像形成動作に備えられる。
In the image forming unit 4, the sheet S supplied to the transfer nip between the
而して、定着装置18にて表面にトナー像が定着された用紙Sは、搬送ローラー19によって用紙搬送路Pに沿って排紙ローラー20へと搬送され、排紙ローラー20によって排紙トレイ3へと排出されて一連の画像形成動作が終了する。
[画像読取装置]
次に、本発明に係る前記画像読取装置2の特徴的な構成を図2及び図3に基づいて以下に説明する。
Thus, the sheet S on which the toner image is fixed on the surface by the fixing
[Image reading device]
Next, a characteristic configuration of the image reading apparatus 2 according to the present invention will be described with reference to FIGS.
図2は本発明に係る画像読取装置要部の部分斜視図、図3は同同画像読取装置要部の部分断面図であり、図3に示すように、主走査方向一端に配置された前記LED光源6は、基板6aにLEDチップ6bを実装して構成されており、基板取付部21に外側から重ねられて取り付けられている。そして、このLED光源6のLEDチップ6bは、基板取付部21に形成された円孔状の空洞部21aに臨んでおり、基板取付部21の空洞部21aには中空(円筒状)の導光部材22が嵌装されている。従って、ライトガイド7の主走査方向一端の入射面7aは、導光部材22を介してLED光源6のLEDチップ6bに対向配置されており、LED光源6とライトガイド7の入射面7aとの間に中空の導光部材22が介設されている。ここで、導光部材22は、ライトガイド7よりも耐熱性の高い白色樹脂によって円筒状に成形されている。
2 is a partial perspective view of the main part of the image reading apparatus according to the present invention. FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the main part of the image reading apparatus. As shown in FIG. The LED
又、ライトガイド7の下方には、該ライトガイド7から漏れた光を主走査方向全域に亘って集光する集光部材23が設けられている。尚、基板取付部21と、これに取り付けられたLED光源6、ライトガイド7及び集光部材23は、不図示のキャリッジによって副走査方向に往復動可能に支持されている。
A
而して、LED光源6のLEDチップ6bに電流が供給されると、該LEDチップ6bが起動されて発光し、その光の一部はライトガイド7の入射面7aに直接到達し、他の光は導光部材22の内面で反射しながらライトガイド7の入射面7aに到達する。そして、ライトガイド7の入射面7aに到達した光は、入射面7aからライトガイド7の内部へと入射し、ライトガイド7の内部を反射しながら主走査方向へと伝播し、その一部はライトガイド7の出射面7bから原稿に向かって上方に出射して原稿に照射される。又、ライトガイド7の外部に漏れ出た光は、集光部材23によって集光されてライトガイド7へと再入射し、ライトガイド7の出射面7bから原稿に向かって上方に出射して原稿に照射される。
Thus, when a current is supplied to the
上述のようにLED光源6から出射した光がライトガイド7によって主走査方向に導光されながら原稿に向かって出射し、この光によって原稿が主走査方向に走査されるとともに、LED光源6やライトガイド7が副走査方向に移動することによって原稿が副走査方向に走査される。このように、原稿がライトガイド7から出射する光によって主走査方向及び副走査方向に走査されると、原稿で反射した反射光は不図示の結像レンズによって結像され、結像レンズによって結像された光像は不図示の光電変換素子によって読み取られて電気信号に変換される。
As described above, the light emitted from the LED
以上のように、本発明に係る画像読取装置2においては、中空の導光部材22によってLED光源6とライトガイド7の入射面7aとの間に空気の断熱層が形成されるため、LED光源6として大光量のものを使用した場合であっても、該LED光源6からライトガイド7への熱伝達が空気層によって遮断され、ライトガイド7の温度上昇が抑えられて該ライトガイド7の耐久性が高められる。又、このような効果はLED光源6とライトガイド7の入射面7aとの間に中空の導光部材22を介設するだけの簡単な構成で得られ、又、ライトガイド7の材料に耐熱性が高くて高価なものを使用する必要がないため、原稿読取装置2のコストアップを招くこともない。
As described above, in the image reading apparatus 2 according to the present invention, since the heat insulating layer of air is formed between the LED
更に、ライトガイド7から漏れた光を集光部材23によって主走査方向全域に亘って集光して原稿の照射に供するようにしたため、LED光源6から出射される光の利用効率が高められる。
Furthermore, since the light leaking from the
そして、図1に示す画像形成装置1においては、画像読取装置2において高光量のLED光源6を用いて原稿画像が高精度に読み取られるため、高画質の画像が安定的に得られる。
In the
ところで、以上の実施の形態では、導光部材22を独立の部品として構成したが、LED光源6の基板6aを取り付ける基板取付部21と導光部材22を基板取付部材としてライトガイド7よりも耐熱性の高い材料で一体に構成するとともに、集光部材23を基板取付部材よりも耐熱性の低い材料で構成しても良い。このような構成を採用すれば、基板取付部材とLED光源6とをセットで取り替えることによって、LED光源6の発光面とライトガイド7の入射面7a間の距離や原稿読取光量を変更することができ、異なる画像読取装置2にライトガイド7と集光部材23を共通に使用することができる。又、集光部材23を基板取付部21よりも耐熱性の低い材料で構成したため、該集光部材23の材料費を低く抑えてコストダウンを図ることができる。
By the way, in the above embodiment, although the
或いは、基板取付部21と集光部材23をライトガイド7よりも耐熱性の低い材料で一体に構成するとともに、導光部材22をライトガイド7よりも耐熱性の高い材料で構成しても良い。このような構成を採用すれば、基板取付部21と集光部材23の材料費を低く抑えてコストダウンを図ることができる。又、導光部材22をライトガイド7よりも耐熱性の高い材料で構成したため、高温となるLED光源6に近接配置される導光部材22の耐久性が高められる。
Alternatively, the
更に、基板取付部21と導光部材22及び集光部材23をライトガイド7よりも耐熱性の高い材料で一体に構成しても良い。このような構成を採用すれば、部品点数と組立工数の削減を図ることができるという効果が得られる。
Furthermore, the
尚、本実施の形態では、本発明をモノクロの複写機及びこれに備えられた画像読取装置に対して適用した形態について説明したが、本発明は、モノクロ、カラーを問わず複写機以外のファクシミリ、複合機等、他の任意の画像形成装置及びこれに備えられた画像読取装置に対しても同様に適用可能であることは勿論である。 In this embodiment, the embodiment in which the present invention is applied to a monochrome copying machine and an image reading apparatus provided in the monochrome copying machine has been described. However, the present invention is not limited to a monochrome or color facsimile machine other than a copying machine. Needless to say, the present invention can be similarly applied to any other image forming apparatus such as a multifunction peripheral and an image reading apparatus provided therein.
1 画像形成装置
1A 画像形成装置本体
2 画像読取装置
3 排紙トレイ
4 画像形成部
5 給紙部
6 LED光源
6a LED光源の基板
6b LEDチップ
7 ライトガイド
7a ライトガイドの入射面
7b ライトガイドの出射面
8 感光ドラム
9 帯電器
10 レーザースキャナーユニット(LSU)
11 現像装置
12 転写ローラー
13 クリーニング装置
14 給紙カセット
15 ピックローラー
16 給紙ローラー
17 レジストローラー
18 定着装置
19 搬送ローラー
20 排紙ローラー
21 基板取付部
21a 基板取付部の空洞部
22 導光部材
23 集光部材
P 用紙搬送路
S 用紙
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記LED光源と前記ライトガイドの入射面との間に中空の導光部材を介設し、
前記ライトガイドから漏れた光を主走査方向全域に亘って集光する集光部材を設け、
前記LED光源の基板を取り付ける基板取付部と前記集光部材を前記導光部材よりも耐熱性の低い材料で一体に構成するとともに、前記導光部材を前記ライトガイドよりも耐熱性の高い材料で構成したことを特徴とする画像読取装置。 Image reading that reads an image by irradiating a document by a side light method using an LED light source disposed at one end in the main scanning direction and a transparent light guide that guides light incident from an incident surface facing the LED light source in the main scanning direction In the device
A hollow light guide member is interposed between the LED light source and the incident surface of the light guide ,
A light collecting member for collecting light leaking from the light guide over the entire main scanning direction is provided,
The substrate mounting portion for attaching the substrate of the LED light source and the light collecting member are integrally formed of a material having a lower heat resistance than the light guide member, and the light guide member is formed of a material having a higher heat resistance than the light guide. image reading apparatus characterized by constituting the.
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