JP5644224B2 - Document illumination device, document reading device, and image forming apparatus - Google Patents

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本発明は、デジタル複写機やイメージスキャナなどに使用される原稿読取装置において原稿を照明する原稿照明装置、及び該原稿照明装置を備える原稿読取装置、並びに該原稿読取装置を備えた画像形成装置に関する。   The present invention relates to a document illumination device that illuminates a document in a document reading device used in a digital copying machine, an image scanner, and the like, a document reading device including the document lighting device, and an image forming apparatus including the document reading device. .

近年、発光ダイオード(Light Emitting Diode、以下「LED」と表す)の開発が活発に行われている。LED素子の明るさは急激に高まっており、コストも低廉化してきている。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のような原稿読取装置の原稿照明装置がある。   In recent years, development of light emitting diodes (hereinafter referred to as “LEDs”) has been actively conducted. The brightness of the LED element is rapidly increasing, and the cost is decreasing. 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 uses is a document illumination device of a document reading device such as a digital copying machine or an image scanner.

白色発光型のLED素子における発光スペクトルは、可視域の波長帯をカバーしており、カラー画像を読取可能な原稿読取装置の原稿照明装置にも使用することができる。このため、白色LEDを用いた多種多様な原稿照明装置が提案されている。
また、LEDを光源とする場合、照明効率が高いほど省エネルギー効果が高いため、LED光源を用いた照明効率の高い読取照明系(原稿照明装置)を提供することは環境側面から重要である。
The emission spectrum of the white light emitting LED element covers the visible wavelength band, and can be used for a document illumination device of a document reading device capable of reading a color image. For this reason, a wide variety of document illumination devices using white LEDs have been proposed.
Further, when the LED is used as a light source, the higher the illumination efficiency, the higher the energy saving effect. Therefore, it is important from the environmental viewpoint to provide a reading illumination system (original illumination device) having a high illumination efficiency using the LED light source.

LEDを光源とした読取照明系には、導光板を用いる方式がある(例えば、特許文献1参照)。このような導光板を用いる方法によれば、ライン状に並べたLED光源からの光が導光板中を全反射しながら伝送されるうちに、光が拡散して照度分布ムラが低減されることが知られている。   A reading illumination system using an LED as a light source includes a method using a light guide plate (see, for example, Patent Document 1). According to such a method using a light guide plate, while light from LED light sources arranged in a line is transmitted while being totally reflected in the light guide plate, the light diffuses and illuminance distribution unevenness is reduced. It has been known.

LEDとしては擬似白色LEDが用いられる例が多いが、擬似白色LEDの青色発光チップのサイズは、黄色光に波長変換する蛍光体のサイズよりもかなり小さく、発光する位置も異なっているので、原稿読取面上で照明光の色度にばらつきが発生しやすかった。これに対し、色度のばらつきを解消するために青色光および蛍光体による黄色光の双方を、拡散シートのような拡散手段のみによって拡散させ、ミキシングすると、原稿読取面を照明する効率が低下するという問題がある。   In many cases, a pseudo white LED is used as the LED, but the size of the blue light emitting chip of the pseudo white LED is considerably smaller than the size of the phosphor that converts the wavelength to yellow light, and the light emission position is also different. The chromaticity of the illumination light was likely to vary on the reading surface. On the other hand, if both the blue light and the yellow light by the phosphor are diffused and mixed only by the diffusing means such as the diffusing sheet in order to eliminate the chromaticity variation, the efficiency of illuminating the original reading surface decreases. There is a problem.

特許文献1に記載されたような、読取り照明系に導光板として用いられる従来の導光体の材料は硬質であるため、屈曲の自由度が極めて低く、照明光学系の配置の自由度が制約されてしまい、装置の小型化や薄型化には限界がある。一方、照明装置を小型化するために導光体の伝搬距離を短くすると、導光体内での光拡散効果が低くなって、色度のばらつきの改善効果が低下するという問題がある。   Since the material of the conventional light guide used as the light guide plate in the reading illumination system as described in Patent Document 1 is hard, the degree of freedom in bending is extremely low, and the degree of freedom in arrangement of the illumination optical system is limited. Therefore, there is a limit to downsizing and thinning of the apparatus. On the other hand, when the propagation distance of the light guide is shortened in order to reduce the size of the lighting device, there is a problem that the light diffusion effect in the light guide is reduced and the effect of improving the chromaticity variation is reduced.

よって、本発明の課題は、導光体の配置の自由度が高く、装置の小型化が可能であるとともに、原稿読取面の照明色度のばらつきや色むらの低減効果に優れる原稿照明装置、及び該原稿照明装置を備える原稿読取装置、並びに画像形成装置を提供することである。   Therefore, an object of the present invention is to provide a document illuminating device having a high degree of freedom in arranging the light guides, enabling downsizing of the device, and being excellent in reducing variations in illumination chromaticity and color unevenness of the document reading surface, And a document reading device including the document illumination device, and an image forming apparatus.

上記課題を解決するために、本発明に係る原稿照明装置及び原稿読取装置、並びに画像形成装置は、以下のとおりである。
〔1〕 原稿読取装置における原稿面の読取対象領域を光照射する原稿照明装置であって、
光照射される照射領域の主走査方向に沿って配列した複数の発光ダイオードと、
前記複数の発光ダイオードから出射された光を前記照射領域に導く導光体と、
前記導光体を保持する保持部材とを備え、
前記導光体の前記発光ダイオードからの光の入射面は、前記発光ダイオードの発光面と当接して配置され、かつ、前記光照射される照射領域の副走査方向に対して垂直であり、
前記導光体は可撓性を有し、厚さ1.0mm以下のシート状部材からなることを特徴とする原稿照明装置である。
〔2〕 前記導光体の厚さ方向は、前記複数の発光ダイオードから出射された光の前記導光体における伝搬方向に対して垂直であることを特徴とする前記〔1〕に記載の原稿照明装置である。
〕 前記導光体が、表面のうち前記発光ダイオードからの光の入射面及び出射面を除く少なくとも一面に、表面保護層を備えることを特徴とする前記〔1〕または〔2〕に記載の原稿照明装置である。
〕 前記導光体は、前記発光ダイオードからの光の入射面から出射面までの間の少なくとも一部が湾曲して配置されていることを特徴とする前記〔1〕から〔3〕のいずれかに記載の原稿照明装置である。
〕 前記導光体の前記発光ダイオードからの光の出射面と、前記原稿面との間に光拡散手段を有し、前記出射面から出射した光が該光拡散手段を介して前記読取対象領域に照射されることを特徴とする前記〔1〕から〔〕のいずれかに記載の原稿照明装置である。
〔6〕 前記導光体がコア層及びクラッド層を備える部材からなり、前記表面保護層が前記クラッド層であることを特徴とする前記〔〕から〔5〕のいずれかに記載の原稿照明装置である。
〔7〕 前記表面保護層が、前記導光体における光の導光部の部材よりも低い屈折率のシート部材であることを特徴とする前記〔〕から〔5〕のいずれかに記載の原稿照明装置である。
〔8〕 前記表面保護層が、金属製の反射シート部材であることを特徴とする前記〔〕から〔5〕のいずれかに記載の原稿照明装置である。
〔9〕 前記発光ダイオードが、サイドビュータイプのLEDであることを特徴とする前記〔1〕から〔8〕のいずれかに記載の原稿照明装置である。
〔10〕 前記導光体と前記光拡散手段とが、光透過性を有する部材により接着されていることを特徴とする前記〔〕から〔9〕のいずれかに記載の原稿照明装置である。
〔11〕 前記〔1〕から〔10〕のいずれかに記載の原稿照明装置を備えることを特徴とする原稿読取装置である。
〔12〕 前記〔11〕に記載の原稿読取装置を備えることを特徴とする画像形成装置である。
In order to solve the above-described problems, a document illumination device, a document reading device, and an image forming apparatus according to the present invention are as follows.
[1] A document illuminating device for irradiating a reading target area on a document surface in a document reading device,
A plurality of light emitting diodes arranged along the main scanning direction of the irradiation region irradiated with light;
A light guide that guides light emitted from the plurality of light emitting diodes to the irradiation region;
A holding member for holding the light guide,
The light incident surface of the light guide from the light emitting diode is disposed in contact with the light emitting surface of the light emitting diode, and is perpendicular to the sub-scanning direction of the irradiation region irradiated with the light,
The lightguide have a flexibility, a document illumination apparatus characterized by comprising the following sheet-shaped member thickness 1.0 mm.
[2] The document according to [1], wherein a thickness direction of the light guide is perpendicular to a propagation direction of light emitted from the plurality of light emitting diodes in the light guide. It is a lighting device.
[ 3 ] The above [1] or [2] , wherein the light guide includes a surface protective layer on at least one surface of the surface excluding the light incident surface and the light output surface from the light emitting diode. This is a document illumination device.
[ 4 ] The above [1] to [3] , wherein the light guide is arranged so that at least a part from the light incident surface to the light emission surface from the light emitting diode is curved . The document illumination device according to any one of the above.
[ 5 ] A light diffusing unit is provided between the light emitting surface of the light guide from the light emitting diode and the document surface, and the light emitted from the light emitting surface is read through the light diffusing unit. The document illumination device according to any one of [1] to [ 4 ], wherein the target region is irradiated.
[6] The original illumination according to any one of [ 3 ] to [5], wherein the light guide is made of a member including a core layer and a clad layer, and the surface protective layer is the clad layer. Device.
[7] The above-mentioned [ 3 ] to [5], wherein the surface protective layer is a sheet member having a refractive index lower than that of a light guide member of the light guide. This is a document illumination device.
[8] The document illuminating device according to any one of [ 3 ] to [5], wherein the surface protective layer is a metal reflection sheet member.
[9] The document illumination device according to any one of [1] to [8], wherein the light-emitting diode is a side-view type LED.
[10] The document illuminating device according to any one of [ 5 ] to [9], wherein the light guide and the light diffusing means are bonded to each other with a light-transmitting member. .
[11] An original reading apparatus comprising the original illumination device according to any one of [1] to [10].
[12] An image forming apparatus comprising the document reading device according to [11].

本発明の効果として、請求項1の発明によれば、原稿読取装置における原稿面の読取対象領域を光照射する原稿照明装置であって、光照射される照射領域の主走査方向に沿って配列した複数の発光素子と、前記複数の発光素子から出射された光を前記照射領域に導く導光体と、前記導光体を保持する保持部材とを備え、前記導光体は可撓性を有するシート状部材からなる原稿照明装置であるため、前記導光体の配置の自由度が高く、装置の薄型化、小型化が可能であるとともに、照明色度のばらつきや色むらの低減効果に優れる。
請求項2の発明によれば、請求項1に記載の原稿照明装置において、前記導光体が、表面のうち前記発光素子からの光の入射面及び出射面を除く少なくとも一面に、表面保護層を備えるため、導光体表面の損傷や光の漏れを防止して光利用効率を高めることができる。
請求項3の発明によれば、請求項1または2に記載の原稿照明装置において、前記導光体は、前記発光素子からの光の入射面から出射面までの間の少なくとも一部が湾曲して配置されているため、装置を小型化かつ薄型化することができ、照明効率も改善することができる。
請求項4の発明によれば、請求項1から3に記載の原稿照明装置において、前記導光体の前記発光素子からの光の出射面と、前記原稿面との間に光拡散手段を有し、前記出射面から出射した光が該光拡散手段を介して前記読取対象領域に照射されるため、照明均一性をさらに改善することができるとともに、ユーザに対する安全性を確保することができる。
請求項5の発明によれば、請求項1から4のいずれかに記載の原稿照明装置において、前記導光体の前記発光素子からの光の入射面が、前記発光素子の発光面と当接して配置されているため、導光体への光結合効率を高めることができ、可撓性を有する導光体であるため、衝撃による発光体へのダメージを少なくすることができる。
請求項6の発明によれば、請求項2から5のいずれかに記載の原稿照明装置において、前記導光体がコア層及びクラッド層を備える部材からなり、前記表面保護層が前記クラッド層であるため、コア層を保護して光の漏れを防止して光利用効率を高め、湾曲させたときの光損失を低減し、導光性能を安定化させることができる。
請求項7の発明によれば、請求項2から5のいずれかに記載の原稿照明装置において、前記表面保護層が、前記発光素子からの光の導光部の部材よりも低い屈折率のシート部材であるため、コア層を保護して光の漏れを防止して光利用効率を高め、湾曲させたときの光損失を低減し、導光性能を安定化させることができる。
請求項8の発明によれば、請求項2から5のいずれかに記載の原稿照明装置において、前記表面保護層が、金属製の反射シート部材であるため、コア層を保護して光の漏れを防止して光利用効率を高め、湾曲させたときの光損失を低減し、導光性能を安定化させることができる。
請求項9の発明によれば、請求項1から8のいずれかに記載の原稿照明装置において、前記発光素子が、サイドビュータイプのLEDであるため、薄い導光体に光結合させやすく、装置をさらに薄型化、小型化することができる。
請求項10の発明によれば、請求項4から9のいずれかに記載の原稿照明装置において、前記導光体と前記光拡散手段とが、光透過性を有する部材により接着されているため、前記光拡散手段の位置ズレを防止し、光拡散特性の安定性を向上させることができる。
請求項11の発明によれば、請求項1から10のいずれかに記載の原稿照明装置を備える原稿読取装置であるため、照明効率が高く、原稿読取面の照明色度のばらつき低減効果に優れ、読取り性能の動的安定性の高い小型化された原稿読取装置が提供される。
請求項12の発明によれば、請求項11に記載の原稿読取装置を備える画像形成装置であるため、原稿読取時における照明効率が高く、原稿読取面の照明色度のばらつき低減効果に優れるとともに、小型化された画像形成装置が提供される。
As an effect of the present invention, according to the first aspect of the present invention, there is provided an original illuminating device for irradiating a reading target area on an original surface in an original reading apparatus, wherein the irradiation area irradiated with light is arranged along the main scanning direction. A plurality of light emitting elements, a light guide that guides light emitted from the plurality of light emitting elements to the irradiation region, and a holding member that holds the light guide, and the light guide is flexible. Since the document illumination device is composed of a sheet-like member having a high degree of freedom in arranging the light guide, the device can be reduced in thickness and size, and the effect of reducing variations in illumination chromaticity and color unevenness can be achieved. Excellent.
According to a second aspect of the present invention, in the document illuminating device according to the first aspect, the light guide has a surface protective layer on at least one surface of the surface excluding the light incident surface and the light emitting surface from the light emitting element. Therefore, damage to the surface of the light guide and leakage of light can be prevented and light utilization efficiency can be increased.
According to a third aspect of the present invention, in the document illumination device according to the first or second aspect, at least a part of the light guide from the light incident surface to the light output surface is curved. Therefore, the apparatus can be reduced in size and thickness, and the illumination efficiency can be improved.
According to a fourth aspect of the present invention, in the original illuminating device according to the first to third aspects, the light diffusing means is provided between the light emitting surface of the light guide from the light emitting element and the original surface. And since the light radiate | emitted from the said output surface is irradiated to the said reading object area | region via this light-diffusion means, illumination uniformity can be improved further and the safety | security with respect to a user can be ensured.
According to a fifth aspect of the present invention, in the document illuminating device according to any one of the first to fourth aspects, the light incident surface from the light emitting element of the light guide is in contact with the light emitting surface of the light emitting element. Therefore, the optical coupling efficiency to the light guide can be increased, and since the light guide has flexibility, damage to the light emitter due to impact can be reduced.
According to a sixth aspect of the present invention, in the document illuminating device according to any one of the second to fifth aspects, the light guide includes a member including a core layer and a clad layer, and the surface protection layer is the clad layer. Therefore, it is possible to protect the core layer and prevent light leakage to increase light utilization efficiency, reduce light loss when bent, and stabilize light guiding performance.
According to a seventh aspect of the present invention, in the document illuminating device according to any one of the second to fifth aspects, the surface protective layer has a lower refractive index than the light guide member of the light from the light emitting element. Since it is a member, it is possible to protect the core layer and prevent light leakage to increase light utilization efficiency, reduce light loss when bent, and stabilize light guiding performance.
According to the invention of claim 8, in the document illuminating device according to any one of claims 2 to 5, since the surface protective layer is a metal reflection sheet member, the core layer is protected and light leaks. The light utilization efficiency can be improved, the light loss when bent can be reduced, and the light guide performance can be stabilized.
According to the invention of claim 9, in the document illumination device according to any one of claims 1 to 8, since the light emitting element is a side view type LED, it is easy to optically couple to a thin light guide, Can be further reduced in thickness and size.
According to the invention of claim 10, in the document illuminating device according to any one of claims 4 to 9, since the light guide and the light diffusing means are bonded by a light-transmitting member, The positional deviation of the light diffusing means can be prevented, and the stability of the light diffusing characteristics can be improved.
According to the eleventh aspect of the invention, since the original reading apparatus includes the original illuminating device according to any one of the first to tenth aspects, the illumination efficiency is high and the effect of reducing variations in illumination chromaticity on the original reading surface is excellent. A miniaturized document reading apparatus with high dynamic stability of reading performance is provided.
According to the twelfth aspect of the present invention, since the image forming apparatus includes the original reading device according to the eleventh aspect, the illumination efficiency at the time of original reading is high, and the effect of reducing variation in illumination chromaticity on the original reading surface is excellent. A miniaturized image forming apparatus is provided.

基板上に配置された複数の発光素子の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the several light emitting element arrange | positioned on a board | substrate. 原稿照明装置から原稿台に照明する構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure which illuminates a document stand from a document illumination device. 発光素子としてサイドビュータイプのLEDチップを配置した例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example which has arrange | positioned the side view type LED chip as a light emitting element. 導光体がコア層及びクラッド層を備える部材からなる例を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the example which a light guide consists of a member provided with a core layer and a clad layer. 表面保護層として、導光部の部材よりも低い屈折率のシート部材や、金属製の反射シート部材などを基板と導光体シートとの間に挿入した例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example which inserted the sheet | seat member of refractive index lower than the member of a light guide part, a metal reflection sheet member, etc. as a surface protective layer between the board | substrate and the light guide sheet. 導光体を光の照射方向に湾曲させた態様の他の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other example of the aspect which curved the light guide in the irradiation direction of light. 図6に対し、基板を導光体のY方向の上側に設けた態様を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the aspect which provided the board | substrate above the Y direction of the light guide with respect to FIG. 図6に対し、導光体の出射面をテーパ状に傾斜させた態様を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the aspect which inclined the output surface of the light guide to the taper shape with respect to FIG. 図7に対し、導光体の出射面をテーパ状に傾斜させた態様を示す模式図である。FIG. 8 is a schematic diagram showing an aspect in which the exit surface of the light guide is inclined in a tapered shape with respect to FIG. 7. 図9に対し、読取領域中央の副走査断面で略対称に一対の原稿照明装置を配置した態様を示す模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing a mode in which a pair of document illumination devices are arranged substantially symmetrically in the sub-scan section at the center of the reading area with respect to FIG. 9. 図10の原稿照明装置に対し、導光体を挟持するように基板を追加した態様を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the aspect which added the board | substrate so that a light guide may be clamped with respect to the original document illuminating device of FIG. Y軸に対し略20度に導光体を傾斜させて配置した態様を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the aspect which inclined and arrange | positioned the light guide to about 20 degree | times with respect to the Y-axis. 導光体の入射面側端部がテーパ化された態様を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the aspect by which the incident surface side edge part of the light guide was tapered. 導光体の出射面の断面図の模式図である。It is a schematic diagram of sectional drawing of the output surface of a light guide. 保持部材により導光体シートを固定する態様の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the aspect which fixes a light guide sheet with a holding member. 導光体が発光素子のY方向の長さよりも薄い態様を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the aspect whose light guide is thinner than the length of the Y direction of a light emitting element. 導光体の出射面を2層に分離させる態様を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the aspect which isolate | separates the output surface of a light guide into two layers. 基板の上下面に発光素子を配置したLEDアレイの模式図である。It is a schematic diagram of the LED array which has arrange | positioned the light emitting element on the upper and lower surfaces of a board | substrate. 基板の上下面に発光素子及び導光体を設けた態様を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the aspect which provided the light emitting element and the light guide on the upper and lower surfaces of the board | substrate. 本発明の原稿読取装置の一実施態様を示す模式図である。1 is a schematic diagram showing an embodiment of a document reading apparatus of the present invention. 本発明の原稿読取装置の他の実施態様を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other embodiment of the original document reading apparatus of this invention. 本発明の画像形成装置の一実施態様を示す模式図である。1 is a schematic diagram showing an embodiment of an image forming apparatus of the present invention.

以下、本発明に係る原稿照明装置、及び原稿読取装置、並びに画像形成装置について図面を参照して説明する。なお、本発明は以下に示す実施例の実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。   Hereinafter, a document illumination device, a document reading device, and an image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the present invention is not limited to the embodiments of the examples shown below, and other embodiments, additions, modifications, deletions, and the like can be changed within a range that can be conceived by those skilled in the art. Any aspect is included in the scope of the present invention as long as the operations and effects of the present invention are exhibited.

<原稿照明装置>
本発明の原稿照明装置は、光照射される照射領域の主走査方向に沿って配列した複数の発光素子と、前記複数の発光素子から出射された光を前記照射領域に導く導光体と、前記導光体を保持する保持部材とを備える。前記導光体は可撓性を有するシート状部材からなり、容易に湾曲させることができる。
<Original illumination device>
The document illumination device of the present invention includes a plurality of light emitting elements arranged along a main scanning direction of an irradiation area irradiated with light, a light guide that guides light emitted from the plurality of light emitting elements to the irradiation area, A holding member for holding the light guide. The light guide is made of a flexible sheet-like member and can be easily bent.

図1に複数の発光素子からなるLEDアレイを示す。
図1に示すように、複数の発光素子(LEDチップ)1は、実装基板(以下、単に「基板」という)2上に離間し配置される。図中のX方向は主走査方向である。図1に示すようにX方向中央部におけるLEDチップの間隔(ピッチ)P2よりも、周辺部におけるピッチP1を狭くすることにより、撮像素子上での照度均一性に改善効果が得られる。
FIG. 1 shows an LED array composed of a plurality of light emitting elements.
As shown in FIG. 1, a plurality of light emitting elements (LED chips) 1 are spaced apart from each other on a mounting substrate (hereinafter simply referred to as “substrate”) 2. The X direction in the figure is the main scanning direction. As shown in FIG. 1, the effect of improving the illuminance uniformity on the image sensor can be obtained by making the pitch P1 in the peripheral part narrower than the interval (pitch) P2 between the LED chips in the central part in the X direction.

図2に、原稿読取装置の要部概略図として、本発明の原稿照明装置と原稿台との配置を示す。原稿読取装置において、原稿スキャン方向(副走査方向)をZ、原稿主走査方向をX、前記X及びZと直交する方向をY方向とする。
図2は、原稿台3に対し、副走査方向(Z方向)の左右に原稿照明装置を対向させて設けた態様を示している。
基板2上に配置されたLEDチップ1は、シート状部材からなる導光体(以下、「導光体シート」という)4の入射面に近接配置され、該入射面に入射した光は、導光体4シートの出射面から原稿台3の原稿読取り領域に照明される。
FIG. 2 shows an arrangement of a document illumination device and a document table according to the present invention as a schematic diagram of a main part of the document reading device. In the document reading apparatus, the document scanning direction (sub-scanning direction) is Z, the document main scanning direction is X, and the direction perpendicular to X and Z is the Y direction.
FIG. 2 shows a mode in which a document illumination device is provided facing the document table 3 on the left and right in the sub-scanning direction (Z direction).
The LED chip 1 disposed on the substrate 2 is disposed close to the incident surface of a light guide (hereinafter referred to as “light guide sheet”) 4 made of a sheet-like member, and the light incident on the incident surface is guided. The document reading area of the document table 3 is illuminated from the exit surface of the light 4 sheet.

図2の矢印は、導光体シート4の出射面から出射される光の主方向を示している。導光体シート4から出射された光は拡散広がりを有する。点線で示す左右の主光線の交差する位置を原稿面3よりやや上(+Y側)にすると、副走査方向の照度平坦性が広くなる。また、原稿が浮いたときの照明深度特性(照度平坦性)の劣化が少なくなる。   The arrows in FIG. 2 indicate the main direction of light emitted from the exit surface of the light guide sheet 4. The light emitted from the light guide sheet 4 has a diffusion spread. When the position where the left and right principal rays intersect with each other indicated by the dotted line is slightly above (+ Y side) the document surface 3, the illuminance flatness in the sub-scanning direction becomes wide. Further, the deterioration of the illumination depth characteristic (illuminance flatness) when the document is lifted is reduced.

LEDチップ1は、サイドビュータイプを選択することにより、照明装置のY方向を薄く構成することができる。図3に、サイドビュータイプのLEDチップ1を主走査方向に離間配置したLEDアレイの構成例を示す。
サイドビュータイプは、トップビュータイプよりもLEDチップ1のY方向の高さが低く発光面も小さいので、薄い導光体シート4に光結合させやすく、装置全体を薄くすることができる。導光体シート4の伝搬方向長が同一の場合には、シートが薄い方がシート面と表面保護層との境界面(例えば、後述するコア層とクラッド層を有する態様では、その境界面)での反射回数が多くなる。このため、LEDチップ1から発光した光の拡散効果が高くなり、発光体チップ1が擬似白色LEDの場合には、青色光と黄色光のミキシング効果が高くなり、原稿読取り面での色度ムラが少なくなる。導光体シート4内で既にミキシングされているので、原稿面上のみでなく、原稿が浮いた位置でも色度ムラは低い。このようにLEDチップ1及び導光体シート4の双方が薄いため、照明装置を薄型化することができる。
なお、図3は図1と同様、LEDチップ1のピッチを変化させた配置の例を示しているが、このような配置とすることにより、平坦な照度分布が得られ、光利用効率が高くなる。
The LED chip 1 can be configured to be thin in the Y direction of the lighting device by selecting the side view type. FIG. 3 shows a configuration example of the LED array in which the side-view type LED chips 1 are spaced apart in the main scanning direction.
Since the side view type has a lower height in the Y direction of the LED chip 1 and a smaller light emitting surface than the top view type, it can be easily optically coupled to the thin light guide sheet 4 and the entire device can be made thinner. When the propagation direction length of the light guide sheet 4 is the same, the thinner sheet is the boundary surface between the sheet surface and the surface protective layer (for example, the boundary surface in the case of having a core layer and a cladding layer described later). Increases the number of reflections at. For this reason, the diffusion effect of the light emitted from the LED chip 1 is increased, and when the light emitting chip 1 is a pseudo white LED, the mixing effect of blue light and yellow light is increased, and chromaticity unevenness on the document reading surface is increased. Less. Since the light guide sheet 4 has already been mixed, the chromaticity unevenness is low not only on the document surface but also at the position where the document is lifted. Thus, since both the LED chip 1 and the light guide sheet 4 are thin, the lighting device can be thinned.
3 shows an example of an arrangement in which the pitch of the LED chip 1 is changed as in FIG. 1, but with this arrangement, a flat illuminance distribution can be obtained and the light utilization efficiency is high. Become.

前記導光体シート4は、X方向に長く、X方向の長さは概ね読取対象領域のX方向の長さと等しく、Z方向はX方向よりも短い。Y方向は導光体シートの厚みである。
従来の導光板はLEDチップのサイズより厚い部材であり、少なくとも1.5mm以上(例えば、5mm程度)の厚みであったが、本発明の照明装置が備える導光体シート4は、図16に示すように、LEDチップ1のY方向のサイズより薄い部材であってもよく、具体的には、1.0mm以下(例えば、0.5mm)の厚みの部材を用いることができる。
The light guide sheet 4 is long in the X direction, the length in the X direction is substantially equal to the length in the X direction of the reading target region, and the Z direction is shorter than the X direction. The Y direction is the thickness of the light guide sheet.
The conventional light guide plate is a member thicker than the size of the LED chip and has a thickness of at least 1.5 mm or more (for example, about 5 mm). The light guide sheet 4 provided in the lighting device of the present invention is shown in FIG. As shown, a member thinner than the size of the LED chip 1 in the Y direction may be used. Specifically, a member having a thickness of 1.0 mm or less (for example, 0.5 mm) can be used.

また、導光体シート4は、従来の導光板よりも厚みが薄いことに加え、可撓性が高く容易に湾曲させることができるため、導光体シート4を用いることにより、本発明の原稿照明装置は従来の装置よりも薄型化される。(具体的には図6に基づき後述する。)   Further, since the light guide sheet 4 is thinner than a conventional light guide plate and is highly flexible and can be easily bent, the use of the light guide sheet 4 allows the document of the present invention. The illumination device is thinner than the conventional device. (The details will be described later with reference to FIG. 6).

さらに、1.0mmよりも薄い導光体シート4を用いることにより、シートが薄いことにより導光体内を伝搬する光の内部全反射回数を多くすることができる。その結果、導光体シート4の出射面において、LEDチップ1からの光のミキシング効果が高くなり、色度のばらつきも改善される。   Furthermore, by using the light guide sheet 4 thinner than 1.0 mm, the number of total internal reflections of light propagating in the light guide can be increased due to the thin sheet. As a result, on the exit surface of the light guide sheet 4, the effect of mixing the light from the LED chip 1 is enhanced, and the chromaticity variation is also improved.

例えば、評価領域の原稿読取幅を3mmとして、評価領域内の色度Cxの差ΔCx、及び色度Cyの差ΔCyから、ΔCx+ΔCyを指標値として実測比較した結果、0.5mmの厚みの導光体シートは、1.6mmの厚みの従来の導光板に対し、原稿読取領域内の色むらを1/2以下に低減させることができる。   For example, assuming that the document reading width in the evaluation area is 3 mm, the result of an actual measurement comparison using ΔCx + ΔCy as an index value from the difference ΔCx in the chromaticity Cx and the difference ΔCy in the chromaticity Cy in the evaluation area is 0.5 mm thick The body sheet can reduce the color unevenness in the document reading area to ½ or less of a conventional light guide plate having a thickness of 1.6 mm.

導光体シート4を構成する可撓性を有するシート部材としては、例えば、アクリル樹脂、シリコン樹脂、ポリカーボネート樹脂などのシート部材が挙げられる。   Examples of the flexible sheet member that constitutes the light guide sheet 4 include sheet members such as acrylic resin, silicon resin, and polycarbonate resin.

導光体シート4は、LEDチップ1からの光の入射面及び出射面を除く少なくとも一面に表面保護層を有していてもよく、導光体シート4が、コア層及びクラッド層を有する部材からなる場合、前記表面保護層はクラッド層であってもよい。
図4に、コア層4Aとクラッド層4Bとを備える導光体シート4を備える原稿照明装置の例を示す。表面保護層であるクラッド層4Bによってコア層4Aが保護されるので、導光体シート4の表面の傷などによる光損失の発生が低減し、ハンドリングしやすくなる。また、クラッド層4Bを設計で最適化することにより、導光体シート4を湾曲(ベンディング)させたときの光損失を低減させ、導光性能を安定化させることができる。
The light guide sheet 4 may have a surface protective layer on at least one surface excluding the light incident surface and the light output surface from the LED chip 1, and the light guide sheet 4 has a core layer and a clad layer. In the case of comprising, the surface protective layer may be a clad layer.
FIG. 4 shows an example of a document illumination device including a light guide sheet 4 including a core layer 4A and a clad layer 4B. Since the core layer 4A is protected by the clad layer 4B which is a surface protective layer, the occurrence of light loss due to scratches on the surface of the light guide sheet 4 is reduced, and handling becomes easy. Further, by optimizing the cladding layer 4B by design, it is possible to reduce the light loss when the light guide sheet 4 is bent (bending) and to stabilize the light guide performance.

導光体シート4が、クラッド層4Bを備える部材ではない場合は、図5に示すように、前記表面保護層9として、導光部の部材よりも低い屈折率のシート部材や、金属製の反射シート部材などを基板2と導光体シート4との間に挿入してもよい。表面保護層により導光体シート4の導光部表面を保護して光の漏れを防止し、光利用効率を高めることができる。また、導光体シート4の湾曲に際する光損失を低減し、導光性能を安定化させることができる。
なお、導光体シート4と接する基板2の面を高反射面とすることにより、基板への光吸収をより低減させてもよい。
When the light guide sheet 4 is not a member provided with the cladding layer 4B, as shown in FIG. 5, as the surface protective layer 9, a sheet member having a refractive index lower than that of the light guide member or a metal member is used. A reflective sheet member or the like may be inserted between the substrate 2 and the light guide sheet 4. The surface protective layer protects the light guide surface of the light guide sheet 4 to prevent light leakage, and the light use efficiency can be improved. Moreover, the light loss at the time of curving of the light guide sheet 4 can be reduced, and the light guide performance can be stabilized.
In addition, you may reduce the light absorption to a board | substrate more by making the surface of the board | substrate 2 which contact | connects the light guide sheet 4 into a highly reflective surface.

導光体シート4は、入射面から出射面までの間の光の伝搬方向の途中の少なくとも一部が湾曲されて配置されてもよい。可撓性を有する導光体シート4を、光出射面が所望の方向に向くよう湾曲させて配置することができる。
図6に、導光体シート4を湾曲させて配置した例を示す。
導光体シート4の全体をY−Z面内で傾斜配置させる構成よりも、Y方向に薄くZ方向に短い構成とすることで、装置を薄型化・小型化できる。例えば、導光体シート4の厚みを約1mmとして、基板2の厚みが約1mmとして、導光体シート4の一部を湾曲させても全体の厚みは3mm程度である。
The light guide sheet 4 may be arranged such that at least a portion of the light propagation direction between the incident surface and the exit surface is curved. The light guide sheet 4 having flexibility can be arranged so as to be curved so that the light emitting surface faces in a desired direction.
FIG. 6 shows an example in which the light guide sheet 4 is curved and arranged.
The apparatus can be reduced in thickness and size by adopting a configuration that is thin in the Y direction and short in the Z direction, rather than the configuration in which the entire light guide sheet 4 is inclinedly arranged in the YZ plane. For example, the thickness of the light guide sheet 4 is about 1 mm, the thickness of the substrate 2 is about 1 mm, and even if a part of the light guide sheet 4 is curved, the total thickness is about 3 mm.

図7は、図6の態様に対し、基板2を導光体シート4のY方向の上側に設けた例を示している。このような構成とすることにより、基板2の厚みに相当する分、装置のY方向を薄くすることができる。   FIG. 7 shows an example in which the substrate 2 is provided on the upper side in the Y direction of the light guide sheet 4 with respect to the embodiment of FIG. By adopting such a configuration, the Y direction of the apparatus can be reduced by an amount corresponding to the thickness of the substrate 2.

図8は、図6の態様に対し、導光体シート4の出射面をテーパ状に傾斜させた例を示している。このような構成とすることにより、導光体シート4を湾曲させることなく、照明光を原稿読取領域に照射することができるため、装置のY方向の薄型化を実現することができる。   FIG. 8 shows an example in which the exit surface of the light guide sheet 4 is inclined in a tapered shape with respect to the embodiment of FIG. With such a configuration, it is possible to irradiate the original reading area with the illumination light without curving the light guide sheet 4, so that the apparatus can be thinned in the Y direction.

また図9は、図7の態様に対し、導光体シート4の出射面をテーパ状に傾斜させた例を示している。このような構成とすることにより、導光体シート4を湾曲させることなく、照明光を原稿読取領域に照射することができるため、図7の態様よりもさらに装置のY方向を薄型化することができる。   Moreover, FIG. 9 has shown the example which inclined the output surface of the light-guide sheet | seat 4 in the taper shape with respect to the aspect of FIG. By adopting such a configuration, it is possible to irradiate the original reading area with the illumination light without curving the light guide sheet 4, so that the Y direction of the apparatus can be made thinner than the mode of FIG. 7. Can do.

図10は、図9の態様に対し、原稿読取領域の中央に対して副走査断面に略対称に原稿照明装置を配置した例を示している。図9よりも高照度化に対応できる。それぞれの原稿照明装置の配置は完全に対称である必要はない。LEDチップ1の配列の変調ピッチの変更や、LEDチップ1の個数の変更の変更などの方法により適宜調整を行うことができる。また、図10に示すような構成にすることにより、原稿面に段差があっても陰線になりにくい。   FIG. 10 shows an example in which the document illumination device is arranged substantially symmetrically in the sub-scanning section with respect to the center of the document reading area with respect to the mode of FIG. It can cope with higher illuminance than FIG. The arrangement of each document illumination device need not be completely symmetric. Adjustments can be made as appropriate by changing the modulation pitch of the array of LED chips 1 or changing the number of LED chips 1. Further, by adopting the configuration as shown in FIG. 10, even if there is a step on the document surface, it is difficult to be hidden.

図11は、図10に示した原稿照明装置に対し、部材6を追加した例を示している。基板2と部材6とで導光体シート4を挟持するように構成することにより、導光体シート4の位置が安定する。また、基板2及び部材6と導光体シート4との境界部における光吸収による減衰を少なくするために、導光体シート4の導光部よりも屈折率の低いシートを挟み、クラッド層とすることや、表面の反射率を高くすることができる。   FIG. 11 shows an example in which a member 6 is added to the document illumination device shown in FIG. By configuring so that the light guide sheet 4 is sandwiched between the substrate 2 and the member 6, the position of the light guide sheet 4 is stabilized. Further, in order to reduce attenuation due to light absorption at the boundary between the substrate 2 and the member 6 and the light guide sheet 4, a sheet having a refractive index lower than that of the light guide part of the light guide sheet 4 is sandwiched between the cladding layer and the clad layer. And the reflectance of the surface can be increased.

図12は、Y軸に対し導光体シート4を傾斜させて配置した例を示しており、その傾斜角は約20度である。このような構成とすることにより、読取対象領域の副走査方向の幅より外側に無駄な光が照明されないため、照明効率が高くなる。   FIG. 12 shows an example in which the light guide sheet 4 is arranged to be inclined with respect to the Y axis, and the inclination angle is about 20 degrees. With such a configuration, useless light is not illuminated outside the width of the reading target area in the sub-scanning direction, and the illumination efficiency is increased.

図13に、導光体シート4の入射面側端部がテーパ化された態様を示す。
導光体シート4の入射端側をテーパ化することにより、結合効率を向上させるとともに、基板2と導光体シート4との接触を回避させることができる。なお、導光体シート4は、表面保護層としてクラッドを上下に設けてもよい。また、図2及び図4に示した態様のように、右側にも原稿照明装置を追加して、一対の対向照明とすることもできる。
FIG. 13 shows an aspect in which the incident surface side end of the light guide sheet 4 is tapered.
By tapering the incident end side of the light guide sheet 4, the coupling efficiency can be improved and contact between the substrate 2 and the light guide sheet 4 can be avoided. In addition, the light guide sheet 4 may be provided with upper and lower clads as a surface protective layer. Further, as in the mode shown in FIGS. 2 and 4, a document illumination device may be added on the right side to provide a pair of opposed illuminations.

なお、図13に示すように、導光体シート4の入射面を発光素子1の発光面と当接するように配置することにより、導光体シート4への光結合効率も高くすることができる。導光体シート4は可撓性を有し、軟かいので、発光素子1の発光面に当接させて配置しても、衝撃などによる損傷の発生を抑えることができる。   As shown in FIG. 13, the light coupling efficiency to the light guide sheet 4 can be increased by arranging the incident surface of the light guide sheet 4 so as to contact the light emitting surface of the light emitting element 1. . Since the light guide sheet 4 has flexibility and is soft, even if the light guide sheet 4 is disposed in contact with the light emitting surface of the light emitting element 1, it is possible to suppress the occurrence of damage due to impact or the like.

導光体シート4の出射面と、原稿台3に載置される原稿面との間に光拡散手段を有し、前記出射面から出射した光が該光拡散手段を介して原稿の読取対象領域に照射される構成としてもよい。このように、光の拡散特性を調整する手段を設けることにより、照明の主走査方向及び副走査方向の各々の特性を調整することが可能となり、照度の均一性を更に改善することができる。また、ユーザが照明装置を覗き込んだことを想定した場合において、適切な拡散特性を選定することにより安全性を確保することが可能になる。   A light diffusing unit is provided between the exit surface of the light guide sheet 4 and the document surface placed on the document table 3, and the light emitted from the exit surface is read through the light diffusing unit. It is good also as a structure irradiated to an area | region. Thus, by providing means for adjusting the light diffusion characteristics, it is possible to adjust the characteristics of the illumination in the main scanning direction and the sub-scanning direction, and the illuminance uniformity can be further improved. In addition, when it is assumed that the user has looked into the lighting device, safety can be ensured by selecting an appropriate diffusion characteristic.

さらに、導光体シート4の出射面と前記光拡散手段とが、光透過性を有する部材により接着されていてもよい。光透過性材料で接着することで、導光体シート4と前記光拡散手段との相対位置が安定化されるので、原稿面3に到達する照明光の照度とその主走査方向および副走査方向のばらつきが改善する。   Furthermore, the exit surface of the light guide sheet 4 and the light diffusing means may be bonded to each other with a light transmissive member. Since the relative position between the light guide sheet 4 and the light diffusing means is stabilized by bonding with the light transmissive material, the illuminance of the illumination light reaching the document surface 3 and its main scanning direction and sub-scanning direction The variation of the is improved.

図14に導光体シート4の出射面の断面図を示す。導光体シート4よりも大きな光拡散手段5を有する態様であり、このような場合、光拡散手段5の光が通らない部分を前記保持部材に当接させて保持固定させることができる。   FIG. 14 is a cross-sectional view of the light exit surface of the light guide sheet 4. The light diffusing means 5 is larger than the light guide sheet 4. In such a case, a portion of the light diffusing means 5 through which light does not pass can be held and fixed by contacting the holding member.

保持部材により導光体シートを固定する態様の一例を図15に示す。図15は、X方向における一方の端部を示したものであり、導光体シート4は、光拡散手段5を備えている。図15に示す例では、導光体シート4の光出射面は抜け穴になっていて、光拡散手段5は導光体シート4よりも大きいので、光が通らない部分を保持部材10と当接して保持固定させることができる。光拡散手段5に穴を設け、保持部材10とネジ留めする場合には、形成した穴の径によって導光体シート4の位置を調整することができる。導光体シート4はX方向に長いので、X方向に複数の保持固定部を設けてもよい。保持部材10はベース面8に保持固定される。   An example of a mode in which the light guide sheet is fixed by the holding member is shown in FIG. FIG. 15 shows one end in the X direction, and the light guide sheet 4 includes light diffusing means 5. In the example shown in FIG. 15, the light exit surface of the light guide sheet 4 is a through hole, and the light diffusing means 5 is larger than the light guide sheet 4, so that the portion through which light does not pass comes into contact with the holding member 10. Can be held and fixed. When a hole is provided in the light diffusion means 5 and screwed to the holding member 10, the position of the light guide sheet 4 can be adjusted by the diameter of the formed hole. Since the light guide sheet 4 is long in the X direction, a plurality of holding and fixing portions may be provided in the X direction. The holding member 10 is held and fixed to the base surface 8.

このように導光体シート4を保持部材10により保持固定することにより、LEDチップ1と導光体シート4の入射面との位置ズレの発生を抑え、個々のLEDチップ1の光結合効率の安定化と、動的な振動衝撃に対する安定化を得ることができる。なお、導光体シート4を保持する方法は図15に示す方法に限定されず、原稿照明装置の薄型化を実現可能な範囲で適宜選択することができる。   Thus, by holding and fixing the light guide sheet 4 by the holding member 10, the occurrence of positional deviation between the LED chip 1 and the incident surface of the light guide sheet 4 is suppressed, and the optical coupling efficiency of each LED chip 1 is reduced. Stabilization and stabilization against dynamic vibration shock can be obtained. Note that the method of holding the light guide sheet 4 is not limited to the method shown in FIG. 15, and can be appropriately selected as long as the document illumination device can be thinned.

図17は、導光体シート4の出射面側に楔状部材11を設け、導光体シート4を2層に分離させた態様を示している。分離した上層からの出射光は主照明に、下層からの出射光は対向照明部材を介して対向照明する。楔状部材11は、主走査方向X方向に連続している。楔状部材11の屈折率は、導光体シート4の導光部の屈折率よりも低いことが好ましい。あるいは、楔状部材11は、少なくとも導光体シート4との当接面の反射率が高い部材であることが好ましい。   FIG. 17 shows an aspect in which the wedge-shaped member 11 is provided on the light exit surface side of the light guide sheet 4 and the light guide sheet 4 is separated into two layers. The light emitted from the separated upper layer is illuminated by the main illumination, and the light emitted from the lower layer is illuminated by the opposed illumination member. The wedge-shaped member 11 is continuous in the main scanning direction X direction. The refractive index of the wedge-shaped member 11 is preferably lower than the refractive index of the light guide portion of the light guide sheet 4. Or it is preferable that the wedge-shaped member 11 is a member with a high reflectance of the contact surface with the light guide sheet 4 at least.

図18は、図3に示したLEDアレイにおいて、基板の下部にもLEDチップ1を離間配置した構成例を示している。基板の上部及び下部にそれぞれLEDチップ1を備えるため、2層構造の導光体シートに適用することができる。   FIG. 18 shows a configuration example in which the LED chip 1 is spaced apart from the lower portion of the substrate in the LED array shown in FIG. Since the LED chip 1 is provided on each of the upper and lower portions of the substrate, it can be applied to a light guide sheet having a two-layer structure.

図19は、基板2の上下にLEDチップ1と導光体シート(41、42)をそれぞれ設け、基板の上部の導光体シート41は直接原稿面を照明し、基板の下部の導光体シート42は対向反射照明手段9を介して原稿面を照明する構成を示している。このような構成とすることにより、直接照明する効率が改善する。導光体シート41及び42は独立しているので、主照明と対向照明の各々に適した出射面の方向を設定することができる。総じて光利用効率が向上し、読取り不要部分への照明光の散逸を軽減させることができる。また、対向照明と主照明の照度比率に応じて、基板の下側に配置された発光体の明るさを、LEDチップ1の個数や注入電流で適宜調整することができる。   In FIG. 19, the LED chip 1 and the light guide sheets (41, 42) are respectively provided above and below the substrate 2, and the light guide sheet 41 at the top of the substrate directly illuminates the original surface, and the light guide at the bottom of the substrate The sheet 42 is configured to illuminate the document surface via the opposed reflection illumination means 9. With such a configuration, the efficiency of direct illumination is improved. Since the light guide sheets 41 and 42 are independent, the direction of the exit surface suitable for each of the main illumination and the counter illumination can be set. In general, the light use efficiency is improved, and the dissipation of the illumination light to the parts that do not need to be read can be reduced. Moreover, the brightness of the light emitters disposed on the lower side of the substrate can be adjusted as appropriate according to the number of LED chips 1 and the injection current in accordance with the illuminance ratio between the counter illumination and the main illumination.

<原稿読取装置>
本発明の原稿読取装置は、上述の本発明の原稿照明装置からなる読取照明系と、反射ミラー及び結像レンズからなる読取光学系と、撮影素子とを少なくとも備える。図20に、原稿読取装置の構成例を示す。
図20に示すように、原稿面22で反射した照明光を、読取光学系を介して、撮像素子25上で受光する。撮像素子25としては、例えば、CCDが挙げられる。撮像素子25上に結像した原稿面情報の光信号を電気信号に変換して、原稿23の画像情報を読み取ることができる。
原稿照明装置と第1の反射ミラー26とを保持する第1の走行体29aは走査速度Vで、第2,第3の反射ミラーを保持する第2の走行体29bは走査速度V/2で走査し、原稿情報を読み取る。原稿面22から撮像素子25までの光路長、換言すると読取光学系の共役長を一定に保ちながら読取走査を行うことができる。
<Document reader>
The document reading apparatus according to the present invention includes at least a reading illumination system including the above-described document illumination apparatus according to the present invention, a reading optical system including a reflection mirror and an imaging lens, and a photographing element. FIG. 20 shows a configuration example of the document reading apparatus.
As shown in FIG. 20, the illumination light reflected by the document surface 22 is received on the image sensor 25 via the reading optical system. An example of the image sensor 25 is a CCD. The optical information of the document surface information imaged on the image sensor 25 can be converted into an electrical signal, and the image information of the document 23 can be read.
The first traveling body 29a holding the document illumination device and the first reflecting mirror 26 is at a scanning speed V, and the second traveling body 29b holding the second and third reflecting mirrors is at a scanning speed V / 2. Scan and read document information. Reading scanning can be performed while the optical path length from the document surface 22 to the image sensor 25, in other words, the conjugate length of the reading optical system is kept constant.

本発明の原稿照明装置は薄型化されているため、本発明の原稿読取装置も薄くコンパクトに構成することができる。また、副走査方向の照度分布が平坦な領域が広いため、反射ミラーや結像レンズなどの光学素子の設置誤差や、走査駆動に伴う動的変動を許容して、撮像素子25の受光面上での受光信号の安定性に優れた装置を実現すること、又はこれらの光学素子の公差を緩めることができる。読取光学系の静的な位置ズレや、動的な位置変動に伴う、撮像面上での受光信号の変動に強い原稿読取装置とすることができる。   Since the document illumination device of the present invention is thinned, the document reading device of the present invention can also be configured to be thin and compact. In addition, since the area where the illuminance distribution in the sub-scanning direction is flat is wide, the installation error of the optical elements such as the reflection mirror and the imaging lens and the dynamic fluctuation accompanying the scanning drive are allowed, and the light receiving surface of the image sensor 25 is Thus, it is possible to realize a device having excellent stability of the received light signal in the above, or to relax the tolerance of these optical elements. It is possible to provide an original reading apparatus that is resistant to fluctuations in the received light signal on the imaging surface due to static positional deviation of the reading optical system and dynamic position fluctuations.

図21に本発明の原稿読取装置の他の構成例を示す。
図21に示す例において、原稿読取装置は、本発明の原稿照明装置と、結像レンズ24と、反射ミラー26と、撮像素子25をひとつの走行体29で保持している。走行体29を副走査方向に線速Vで走査駆動させることにより、原稿台21上の原稿23の画像情報を読み取る。
図21に示す装置においては、走査読取の際に反射ミラー26を駆動する必要はないので、駆動機構装置を簡素化し、装置全体を小型化、軽量化することができる。また、走行体29を走査駆動する際に振動等が発生しても、照明装置と読取光学系(反射ミラー26、結像レンズ24)、および、撮像素子25の相対的な位置ズレがさらに少なくなるため、撮像素子25の受光面上で受光する光信号特性がより安定化される。本発明の照明装置が薄く小型に構成されているため、本発明の原稿読取装置もコンパクトな装置となる。
FIG. 21 shows another configuration example of the document reading apparatus of the present invention.
In the example shown in FIG. 21, the document reading apparatus holds the document illumination device of the present invention, the imaging lens 24, the reflection mirror 26, and the image sensor 25 with one traveling body 29. Image information of the document 23 on the document table 21 is read by driving the traveling body 29 at a linear velocity V in the sub-scanning direction.
In the apparatus shown in FIG. 21, since it is not necessary to drive the reflection mirror 26 at the time of scanning and reading, the drive mechanism apparatus can be simplified, and the entire apparatus can be reduced in size and weight. Further, even when vibration or the like occurs when the traveling body 29 is driven to scan, the relative positional deviation between the illumination device, the reading optical system (the reflection mirror 26, the imaging lens 24), and the image sensor 25 is further reduced. Therefore, the characteristics of the optical signal received on the light receiving surface of the image sensor 25 are further stabilized. Since the illumination device of the present invention is thin and compact, the document reading device of the present invention is also a compact device.

<画像形成装置>
本発明の画像形成装置は、上述の本発明の原稿読取装置を備える。本発明の画像形成装置の構成と動作について以下に説明する。
図22は一実施形態であるフルカラーの複写機101の内部構造を示す概略正面図である。複写機101の装置本体102内の中央部にはカラー画像を形成するための画像形成部103が設けられている。この画像形成部103は、等間隔に離間させて水平向きに並列に配設された4つのドラム状の感光体104、感光体104の外周面を一様に帯電する帯電ローラ105、帯電ローラ105により帯電された各感光体104の外周面を画像データに応じて露光することにより静電潜像を形成する露光装置106、静電潜像にトナーを供給することにより静電潜像をトナー像として顕像化する現像装置107、感光体104上のトナー像が順次転写される中間転写ベルト108、中間転写ベルト108上へのトナー像の転写後に感光体4上に残留したトナーを除去するクリーニング装置109、中間転写ベルト108上に転写されたトナー像を記録媒体Sに転写させる転写ローラ110等により構成されている。なお、4つの感光体104上にはそれぞれ異なる色のトナー像(Y;イエロー、M;マゼンタ、C;シアン、K;ブラック)が形成され、これらの各色のトナー像が中間転写ベルト108上に転写されることにより、中間転写ベルト108上ではカラーのトナー像が形成され、このカラーのトナー像が記録媒体Sに転写される。
<Image forming apparatus>
An image forming apparatus of the present invention includes the above-described original reading apparatus of the present invention. The configuration and operation of the image forming apparatus of the present invention will be described below.
FIG. 22 is a schematic front view showing the internal structure of the full-color copying machine 101 according to an embodiment. An image forming unit 103 for forming a color image is provided at the center of the apparatus main body 102 of the copying machine 101. The image forming unit 103 includes four drum-shaped photosensitive members 104 that are spaced apart at equal intervals and arranged in parallel in the horizontal direction, a charging roller 105 that uniformly charges the outer peripheral surface of the photosensitive member 104, and a charging roller 105. An exposure device 106 that forms an electrostatic latent image by exposing the outer peripheral surface of each of the photosensitive members 104 charged in accordance with the image data, and supplying the toner to the electrostatic latent image to convert the electrostatic latent image into a toner image A developing device 107 that visualizes the toner image, an intermediate transfer belt 108 to which the toner image on the photoconductor 104 is sequentially transferred, and a cleaning that removes toner remaining on the photoconductor 4 after the transfer of the toner image onto the intermediate transfer belt 108 The apparatus 109 includes a transfer roller 110 that transfers the toner image transferred onto the intermediate transfer belt 108 to the recording medium S, and the like. Note that toner images of different colors (Y: yellow, M: magenta, C: cyan, K: black) are formed on the four photoconductors 104, and the toner images of these colors are formed on the intermediate transfer belt 108. By being transferred, a color toner image is formed on the intermediate transfer belt 108, and this color toner image is transferred to the recording medium S.

装置本体102の上部には、原稿を自動送りするADF111と、原稿が載置されるコンタクトガラス112と、ADF111で自動送りされた原稿又はコンタクトガラス112上に載置された原稿を読取る本発明の原稿読取装置113とが配置されている。
原稿読取装置113は、コンタクトガラス112と平行に2:1の速度で走行可能な第1・第2走行体114,115、レンズ116、画像読取部であるCCD117等により構成されている。第1走行体114には、コンタクトガラス112上に載置された原稿、又は、ADF11で搬送される原稿の原稿面を照明するための本発明の原稿照明装置118と、原稿面で反射されて読取光軸に沿って進行する読取光を反射させる第1ミラー119とが搭載されている。第2走行体115には、第1ミラー119で反射された光をさらに反射させる第2ミラー120と第3ミラー121とが搭載されている。第1〜第3ミラー119,120,121で順次反射された読取光の進行方向前方には、レンズ116とCCD117とが配置されている。
In the upper part of the apparatus main body 102, an ADF 111 for automatically feeding a document, a contact glass 112 on which the document is placed, and a document automatically fed by the ADF 111 or a document placed on the contact glass 112 are read. A document reading device 113 is arranged.
The document reading device 113 includes first and second traveling bodies 114 and 115 capable of traveling at a speed of 2: 1 in parallel with the contact glass 112, a lens 116, a CCD 117 serving as an image reading unit, and the like. The first traveling body 114 is reflected on the document surface by the document illumination device 118 of the present invention for illuminating the document surface of the document placed on the contact glass 112 or the document conveyed by the ADF 11. A first mirror 119 that reflects the reading light traveling along the reading optical axis is mounted. A second mirror 120 and a third mirror 121 that further reflect the light reflected by the first mirror 119 are mounted on the second traveling body 115. A lens 116 and a CCD 117 are disposed in front of the reading light sequentially reflected by the first to third mirrors 119, 120, and 121 in the traveling direction.

装置本体102の下部には、記録媒体Sを収納する複数段、例えば4段の用紙カセット124が設けられている。これらの用紙カセット124内に収納された記録媒体Sはピックアップローラ125とフィードローラ126とにより一枚ずつ分離給紙され、分離給紙された記録媒体Sは装置本体102内に設けられた用紙搬送路127に沿って搬送される。この用紙搬送路127上には、レジストローラ128、転写ローラ110、定着装置129、排紙ローラ130等が配置されている。   A plurality of, for example, four-stage paper cassettes 124 for storing the recording medium S are provided at the lower part of the apparatus main body 102. The recording media S stored in these paper cassettes 124 are separated and fed one by one by the pick-up roller 125 and the feed roller 126, and the separated and fed recording media S are conveyed by the paper provided in the apparatus main body 102. It is conveyed along the path 127. On the sheet conveyance path 127, a registration roller 128, a transfer roller 110, a fixing device 129, a paper discharge roller 130, and the like are arranged.

このような構成において、原稿読取装置113での読み取り結果に応じて露光装置106の半導体レーザから各色(イエローY、マゼンタM、シアンC、ブラックK)の画像データに応じたレーザ光が出射され、そのレーザ光が帯電ローラ105により一様に帯電された各感光体104の外周面を露光することにより静電潜像が形成される。この静電潜像に対して各現像装置107から各色のトナーが供給されることにより、各色のトナー像が形成される。各感光体104上のトナー像は、感光体104と同期して移動する中間転写ベルト108上に順次転写され、中間転写ベルト108上にはカラートナー像が形成される。   In such a configuration, laser light corresponding to the image data of each color (yellow Y, magenta M, cyan C, black K) is emitted from the semiconductor laser of the exposure device 106 according to the reading result by the document reading device 113, An electrostatic latent image is formed by exposing the outer peripheral surface of each photoconductor 104 to which the laser light is uniformly charged by the charging roller 105. Each color toner is supplied from each developing device 107 to the electrostatic latent image, whereby a toner image of each color is formed. The toner image on each photoconductor 104 is sequentially transferred onto an intermediate transfer belt 108 that moves in synchronization with the photoconductor 104, and a color toner image is formed on the intermediate transfer belt 108.

一方、画像形成部103での画像形成動作開始にあわせ、用紙カセット124内からは、記録媒体Sの分離給紙が開始され、分離給紙されて用紙搬送路127上を搬送された記録媒体Sは間欠的に回転駆動するレジストローラ128により、中間転写ベルト108と転写ローラ110との間の転写位置へ送り込まれる。   On the other hand, when the image forming operation in the image forming unit 103 is started, the recording medium S starts to be separated and fed from the sheet cassette 124 and is separated and fed on the sheet conveyance path 127. Is transferred to a transfer position between the intermediate transfer belt 108 and the transfer roller 110 by a registration roller 128 that is driven to rotate intermittently.

次にレジストローラ128が回転駆動され、記録媒体Sが中間転写ベルト108と転写ローラ110との間に送り込まれることにより、中間転写ベルト108上のカラートナー像が記録媒体S上に転写される。記録媒体S上に転写されたカラートナー像は、記録媒体Sが定着装置129を通過する過程で記録媒体Sに定着され、カラートナー像が定着された記録媒体Sは排紙ローラ130によって排紙トレイ131上に排紙される。
なお、原稿読取装置113はスキャナ装置として独立に動作させることも可能である。
Next, the registration roller 128 is rotationally driven, and the recording medium S is sent between the intermediate transfer belt 108 and the transfer roller 110, whereby the color toner image on the intermediate transfer belt 108 is transferred onto the recording medium S. The color toner image transferred onto the recording medium S is fixed to the recording medium S while the recording medium S passes through the fixing device 129, and the recording medium S on which the color toner image is fixed is discharged by the paper discharge roller 130. The paper is discharged onto the tray 131.
The document reading device 113 can be operated independently as a scanner device.

1 LEDチップ(発光素子)
2 基板(LED実装基板)
3 原稿台
4 導光体(導光体シート)
4A コア層
4B クラッド層
5 光拡散手段
1 LED chip (light emitting device)
2 Board (LED mounting board)
3 Document table 4 Light guide (light guide sheet)
4A Core layer 4B Clad layer 5 Light diffusion means

特開平8−265509号公報JP-A-8-265509

Claims (12)

原稿読取装置における原稿面の読取対象領域を光照射する原稿照明装置であって、
光照射される照射領域の主走査方向に沿って配列した複数の発光ダイオードと、
前記複数の発光ダイオードから出射された光を前記照射領域に導く導光体と、
前記導光体を保持する保持部材とを備え、
前記導光体の前記発光ダイオードからの光の入射面は、前記発光ダイオードの発光面と当接して配置され、かつ、前記光照射される照射領域の副走査方向に対して垂直であり、
前記導光体は可撓性を有し、厚さ1.0mm以下のシート状部材からなることを特徴とする原稿照明装置。
A document illuminating device for irradiating a reading target area on a document surface in a document reading device,
A plurality of light emitting diodes arranged along the main scanning direction of the irradiation region irradiated with light;
A light guide that guides light emitted from the plurality of light emitting diodes to the irradiation region;
A holding member for holding the light guide,
The light incident surface of the light guide from the light emitting diode is disposed in contact with the light emitting surface of the light emitting diode, and is perpendicular to the sub-scanning direction of the irradiation region irradiated with the light,
Document illumination apparatus, characterized in that the light guide is flexible and have a, consisting of the following sheet member thickness 1.0 mm.
前記導光体の厚さ方向は、前記複数の発光ダイオードから出射された光の前記導光体における伝搬方向に対して垂直であることを特徴とする請求項1に記載の原稿照明装置。2. The document illumination device according to claim 1, wherein a thickness direction of the light guide is perpendicular to a propagation direction of light emitted from the plurality of light emitting diodes in the light guide. 3. 前記導光体が、表面のうち前記発光ダイオードからの光の入射面及び出射面を除く少なくとも一面に、表面保護層を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の原稿照明装置。 The light guide is, at least on one side, excluding the incident and exit surfaces of the light from the light emitting diode of the surface, document illumination apparatus of claim 1 or 2, characterized in that it comprises a surface protective layer. 前記導光体は、前記発光ダイオードからの光の入射面から出射面までの間の少なくとも一部が湾曲して配置されていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の原稿照明装置。 The light guide is provided with a document according to any one of claims 1 to 3 in which at least a part between the to the exit surface, characterized in that it is arranged to be curved from the plane of incidence of light from the light emitting diode Lighting device. 前記導光体の前記発光ダイオードからの光の出射面と、前記原稿面との間に光拡散手段を有し、前記出射面から出射した光が該光拡散手段を介して前記読取対象領域に照射されることを特徴とする請求項1からのいずれかに記載の原稿照明装置。 Light diffusing means is provided between the light emitting surface of the light guide from the light emitting diode and the document surface, and the light emitted from the light emitting surface enters the reading target region via the light diffusing means. document illumination apparatus according to claim 1, characterized in that irradiated 4. 前記導光体がコア層及びクラッド層を備える部材からなり、前記表面保護層が前記クラッド層であることを特徴とする請求項から5のいずれかに記載の原稿照明装置。 6. The document illumination device according to claim 3 , wherein the light guide is made of a member having a core layer and a clad layer, and the surface protective layer is the clad layer. 前記表面保護層が、前記導光体における光の導光部の部材よりも低い屈折率のシート部材であることを特徴とする請求項から5のいずれかに記載の原稿照明装置。 6. The document illuminating apparatus according to claim 3 , wherein the surface protective layer is a sheet member having a refractive index lower than that of a light guide member of the light guide. 前記表面保護層が、金属製の反射シート部材であることを特徴とする請求項から5のいずれかに記載の原稿照明装置。 6. The document illuminating device according to claim 3 , wherein the surface protective layer is a metal reflection sheet member. 前記発光ダイオードが、サイドビュータイプのLEDであることを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の原稿照明装置。 9. The document illumination device according to claim 1, wherein the light emitting diode is a side view type LED. 前記導光体と前記光拡散手段とが、光透過性を有する部材により接着されていることを特徴とする請求項から9のいずれかに記載の原稿照明装置。 10. The document illumination device according to claim 5 , wherein the light guide and the light diffusing unit are bonded to each other by a light transmissive member. 請求項1から10のいずれかに記載の原稿照明装置を備えることを特徴とする原稿読取装置。   An original reading apparatus comprising the original illumination device according to claim 1. 請求項11に記載の原稿読取装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
An image forming apparatus comprising the document reading device according to claim 11.
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