JP5834974B2

JP5834974B2 - 画像読取装置

Info

Publication number: JP5834974B2
Application number: JP2012020400A
Authority: JP
Inventors: 晃山村
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2012-02-02
Filing date: 2012-02-02
Publication date: 2015-12-24
Anticipated expiration: 2032-02-02
Also published as: JP2013162184A

Description

本発明は、入射光から線状光を生成し原稿の読取位置に出射する導光体を備えた画像読取装置に関する。

近年、文書等の原稿を電子化または複写するために、上記のような画像読取装置が用いられている。この画像読取装置に備わる導光体からの出射線状光は、原稿台上の原稿で反射する。原稿での反射光は、ミラーやレンズを介してラインセンサに導かれる。ラインセンサは、入射光から１ライン分の原稿画像を読み取る。また、画像読取装置は、例えばスライダーを用いて導光体を副走査方向に搬送しつつ、１ライン分の画像情報を順次的に生成し、これによって、原稿を表す画像情報を生成する。

上記導光体としては、下記の特許文献１に記載の線状照明装置がある。この線状照明装置は、透光性を有する導光体と、前記導光体の長手方向の一側表面に三角波面で構成された光屈折・反射領域と、前記導光体の長手方向の一側表面に設けた光屈折・反射領域と、前記導光体の両端部表面に光源とを備え、多数の三角波面で構成された上記光屈折・反射領域を覆うように、該光屈折・反射領域上に拡散面を備えた構成である。

特開平１１−１３４９１８号公報

上記の通り、画像読取装置では、ラインセンサが１ライン分の原稿を読み取るので、導光体は、この１ライン分の幅（副走査方向幅）を超える線状光を照射する必要はない。しかし、従来の線状照明装置では、反射領域を覆う拡散面で光が拡散されるため、１ライン分の幅を大きく超えた線状光が生成される場合がある。

それゆえに、本発明の目的は、より幅の狭い線状光を生成可能な導光体を備えた画像読取装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の一態様は、画像読取装置であって、少なくとも１つの発光素子と、反射部を有し、前記発光素子からの入射光を該反射部で反射することで線状光を生成し、生成した線状光を原稿の読取位置に向けて出射する導光体と、前記原稿での反射光が入射され、該入射光から画像情報を生成する撮像素子と、を備え、前記導光体は、円弧面と楕円弧面とを組み合わせた外周面を含み、前記円弧の中心と前記楕円弧の第１焦点とは互いに一致し、かつ、前記反射部は、前記楕円弧の第２焦点を含む前記円弧面上の位置に形成されている。
また、本発明の他の態様は、画像読取装置であって、少なくとも１つの発光素子と、第１および第２反射部を有し、前記発光素子からの入射光を該第１反射部で反射することで線状光を生成し、生成した線状光を原稿の読取位置に向けて出射するとともに、該発光素子からの入射光を該第２反射部で反射することで第２線状光を生成し、生成した第２線状光を反射部材に向けて出射する導光体と、前記原稿での反射光の光路を挟んで、前記導光体とは反対の位置に設けられ、前記導光体から出射された第２線状光を反射して前記読取位置に照射する前記反射部材と、前記原稿での反射光が入射され、該入射光から画像情報を生成する撮像素子と、を備え、前記導光体は、円弧面と第１楕円弧面と第２楕円弧面とを組み合わせた外周面を含み、前記円弧の中心と、前記第１楕円弧および前記第２楕円弧の各第１焦点とは互いに一致し、前記第１反射部および前記第２反射部は、前記第１楕円弧および前記第２楕円弧の第２焦点を含む前記円弧面上の位置に形成されている。

上記画像読取装置によれば、より幅の狭い線状光を生成することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る画像読取装置の大略的な構成を示す模式図である。図１の導光体周辺の斜視図である。図１の導光体を主走査方向から平面視した時の拡大図である。図３の第１焦点、第２焦点および読取位置の位置関係を示す図である。図１の導光体の焦点位置および読取位置の位置関係を示す図である。図２の発光素子と導光体端面との位置関係を示す図である。第１変形例に係る導光体およびその周辺構成を示す模式図である。第２変形例に係る導光体およびその周辺構成を示す模式図である。

以下、本発明の各実施形態について、添付図面を参照して説明する。なお、各図面において、対応する部材、部分に関しては同じ符号を付し、重複する説明は省略する。また、各図において、Ｘ軸およびＹ軸は、画像読み取りの副走査方向および主走査方向を示す。また、Ｚ軸は、画像読取装置の上下方向を示す。

（画像読取装置の概略構成）
まず、図１および図２を参照して、画像読取装置１の概略的な構成を説明する。図１および図２において、画像読取装置１は、発光素子９と、導光体１０と、反射部材１１と、例えばガラス製の原稿台３０と、ミラー２２，２４，２５と、結像レンズ２６と、撮像素子の一例としてのラインセンサ２７と、を備えている。

発光素子９は、例えばＬＥＤであり、例えば導光体１０の端面Ｓ２に光を出射する。

導光体１０は、透光性材料からなる。透光性材料としては、アクリル、ポリカーボネートまたはガラスが例示される。導光体１０は、原稿台３０の真下で主走査方向Ｙに延在し、かつ副走査方向Ｘに移動可能に配置される。導光体１０への入射光は内部で全反射を繰り返して進む。この光は、導光体１０内に形成された反射部（後述の反射部３３，第１反射部３９）で反射して進行方向を変える。その結果、臨界角よりも小さな入射角の光が導光体１０内外の境界面に入射する。この入射光は、図２に示すように、導光体１０の外部に出射され、線状光Ｌ（一点鎖線部分を参照）として、導光体１０に対し斜め上方にある原稿Ｄに照射される。以下の説明では、原稿Ｄにおいて線状光Ｌが照射される線状領域を読取領域Ｒという。

原稿台３０上の原稿Ｄでの反射光は、導光体１０と反射部材１１の間を通過して、ミラー２２，２４，２５を介して結像レンズ２６に導かれた後、ラインセンサ２７で受光される。以上の光路は図１において点線矢印で示されている。ラインセンサ２７は、原稿Ｄの１ライン分に相当する画像情報を生成する。

反射部材１１は、原稿Ｄでの反射光の光路を挟んで導光体１０と反対側に配置される。ところで、導光体１０からは線状光Ｌが出射されるが、導光体１０から反射部材１１に出射される光も一部存在する。反射部材１１は、入射光を読取領域Ｒに向けて反射する。このように、線状光Ｌと反対側から光を読取領域Ｒに当てることで、原稿Ｄの折り目等に起因する影の影響を低減させることが可能となる。

また、発光素子９、導光体１０、反射部材１１およびミラー２２は、第１スライダー２１に搭載され、ミラー２４，２５は第２スライダー２３に搭載される。第１スライダー２１は原稿台３０の直下を副走査方向Ｘに速度Ｖで移動し、第２スライダー２３は副走査方向Ｘに速度Ｖ／２で移動する。これらの副走査方向Ｘへの移動により、原稿Ｄ全体がスキャンされ、ラインセンサ２７は１ライン分の画像情報を順次的に生成し、最終的に、原稿全体を表す画像情報が生成される。

（実施形態）
以下、本発明の実施形態に係る導光体１０の詳細について説明する。

導光体１０は、図２に示すように、主走査方向Ｙに沿って延在する外周面Ｓ１と、ＺＸ平面に平行な２端面Ｓ２，Ｓ３と、を備えている。ここで、図３は、主走査方向Ｙに沿って端面Ｓ２を平面視した図である。図３に示すように、外周面Ｓ１は、円弧面３１と楕円弧面３２とを組み合わせた形状となる。より具体的には、円弧面３１を構成する円弧中心Ｃと、楕円弧面３２を構成する楕円弧の第１焦点Ｆ１は互いに一致する。また、この楕円弧の第２焦点Ｆ２は上記円弧上に設けられる。なお、端面Ｓ３の形状や、外周面Ｓ１のＺＸ平面に沿う断面形状も、端面Ｓ２と同様である。

また、第２焦点Ｆ２を含む領域には、円弧面３１に沿って反射部３３が設けられる。反射部３３は、例えばプリズムまたは白色塗料からなる反射ドットであり、自身への入射光を反射させる。

また、導光体１０は、好ましくは、図４に示すように、第１焦点Ｆ１および第２焦点Ｆ２を結ぶ線が読取領域Ｒを通過する位置に配置される。また、導光体１０は、さらに好ましくは、図５に示すように、線状光Ｌが読取領域Ｒ上で焦点Ｆを結ぶ位置に配置される。

また、導光体１０に対し、発光素子９は、下記の位置に配置される。つまり、発光素子９は、自身の光軸Ａが端面Ｓ２の第１焦点Ｆ１を貫き、かつ主走査方向Ｙに平行になるように、導光体１０と軸合わせされる。

（実施形態の作用・効果）
発光素子９の出射光は、端面Ｓ２の第１焦点Ｆ１を通って、導光体１０の内部に入射される。導光体１０内の光のうち楕円弧面３２に当たったものは、図３の矢印ａ→ｂに示すように第２焦点Ｆ２およびその近傍、つまり反射部３３に集まる。また、円弧面３１に当たった光は、図３の矢印ｃ→ａに示すように、第１焦点Ｆ１を通過して楕円弧面３２に当たる。この場合も、上記同様、反射部３３に光が集まる。反射部３３での反射光は、上記した通り、導光体１０の外部に線状光Ｌとして出射され、原稿Ｄの読取領域Ｒに照射される。

実施形態では、上記のような導光体１０を採用したことにより、入射光を第２焦点Ｆ２（つまり反射部３３）に高効率で集めることが可能となる。したがって、導光体１０によれば、幅が狭く、かつ入射光を効率的に用いた線状光Ｌが生成可能となる。これによって、ラインセンサ２７に不要光が入射されることを防止し、その結果、画像読取装置１の省電力化を図ることができるとともに、高品質な画像情報を生成することが可能となる。

また、図６に示したように、光軸Ａは第１焦点Ｆ１に軸合わせされている。また、図３に示したように、円弧面３１上に反射部３３が配置されることで、円弧面３１での反射光を反射部３３に導くことが可能となる。また、図４に示したように、好ましくは、第１焦点Ｆ１および第２焦点Ｆ２を結ぶ線上に読取領域Ｒが設けられる。これら構成により、入射光をさらに効率的に用いることが可能となる。また、図５に示したように、線状光Ｌが読取領域Ｒ上で焦点Ｆを結ぶことで、入射光をさらに効率的に用いることが可能となる。

（第１変形例）
次に、図７を参照して、第１変形例に係る導光体１０ａについて説明する。導光体１０ａは、主走査方向Ｙに沿って延在する外周面Ｓ４と、ＺＸ平面に平行な２端面Ｓ５，Ｓ６と、を備えている。また、外周面Ｓ４は、上記の円弧面３１および楕円弧面３２に加え、別形状の面３５を組み合わせた形状となる。なお、反射部３３は、上述同様、円弧面３１に形成される。

面３５の形状は、特に限定されないが、図示した例では、円弧面３１の直径よりも小さな直径を有する円弧面である。また、この面３５は、線状光Ｌの出射面上に形成され、集光手段３５として機能する。集光手段３５は、反射部３３の反射光が入射されると、入射光を集光（屈折）し、線状光Ｌとして出射する。線状光Ｌが読取領域Ｒ上で焦点Ｆを結ぶよう、集光手段３５が形成されることが好ましい。集光手段３５を備えることにより、導光体１０ａの入射光をさらに効率的に用いつつ、幅の狭い線状光Ｌを生成することが可能となる。

（第２変形例）
次に、図８を参照して、第２変形例に係る導光体１０ｂについて説明する。導光体１０ｂは、主走査方向Ｙに沿って延在する外周面Ｓ７と、ＺＸ平面に平行な２端面Ｓ８，Ｓ９と、を備えている。また、外周面Ｓ７は、円弧面３６、第１楕円弧面３７および第２楕円弧面３８を組み合わせた形状となる。より具体的には、円弧面３６の円弧中心Ｃと、第１楕円弧面３７を構成する楕円弧の第１焦点Ｆ１と、第２楕円弧面３８を構成する楕円弧の第１焦点Ｆ３とは互いに一致する。また、第１楕円弧面３７を構成する楕円弧の第２焦点Ｆ２は円弧面３６上に設けられ、第２楕円弧面３８を構成する楕円弧の第２焦点Ｆ４は、円弧中心Ｃ周りに上記第２焦点Ｆ２を所定角度だけ回転した位置に設けられる。

また、円弧面３６上で第２焦点Ｆ２を含む領域には、円弧面３６に沿って第１反射部３９が設けられる。同様に、第２焦点Ｆ４を含む領域には、円弧面３６に沿って第２反射部４０が設けられる。第１反射部３９および第２反射部４０は、上記反射部３３と同様、反射ドット等からなり、自身への入射光を反射させる。

また、導光体１０ｂは、第１焦点Ｆ１および第２焦点Ｆ２を結ぶ線が読取領域Ｒを通過し、かつ第１焦点Ｆ３および第２焦点Ｆ４を結ぶ線が反射部材１１を通過する位置に配置される。

（第２変形例の作用・効果）
導光体１０ｂは、導光体１０と同様の構成を有するため、上記実施形態と同様の作用・効果を奏する。導光体１０ｂでは、第２楕円弧面３８に当たった光は第２反射部４０で反射し、導光体１０ｂの外部に第２線状光Ｌ２として出射される。第２線状光Ｌ２は、反射部材１１により反射され、原稿Ｄの読取領域Ｒに照射される。このように、第２変形例では、導光体１０ｂは、反射部材１１に第２線状光Ｌ２を出射可能な構成を採用しているので、原稿Ｄの折り目等に起因する影の影響をさらに低減させることが可能となる。

（付記）
上記では、発光素子９の個数は１つとして説明した（図２参照）。しかし、これに限らず、発光素子９の個数は２個以上であっても構わない。２個の場合であれば、発光素子９は、例えば、導光体１０の各端面側に１つずつ設けられる。

本発明に係る画像読取装置は、より幅の狭い線状光を生成できるという効果を奏し、複写機、複合機、各種スキャナ等として有用である。

１画像読取装置
９発光素子
１０１０ａ１０ｂ導光体
３１３６円弧面
３２楕円弧面
３３反射部
３５集光手段
３７第１楕円弧面
３８第２楕円弧面
３９第１反射部
４０第２反射部
１１反射部材
２７ラインセンサ（撮像素子）
Ｌ線状光
Ｌ１第１線状光
Ｌ２第２線状光

Claims

少なくとも１つの発光素子と、
反射部を有し、前記発光素子からの入射光を該反射部で反射することで線状光を生成し、生成した線状光を原稿の読取位置に向けて出射する導光体と、
前記原稿での反射光が入射され、該入射光から画像情報を生成する撮像素子と、
を備え、
前記導光体は、円弧面と楕円弧面とを組み合わせた外周面を含み、
前記円弧の中心と前記楕円弧の第１焦点とは互いに一致し、
前記反射部は、前記楕円弧の第２焦点を含む前記円弧面上の位置に形成される、
画像読取装置。
前記発光素子の光軸は前記第１焦点に一致するように軸合わせされている、
請求項１に記載の画像読取装置。
前記読取位置は、前記第１焦点および前記第２焦点を結ぶ線上に予め設定されている、請求項１または２に記載の画像読取装置。
前記導光体の焦点距離は、該導光体から前記原稿までの距離に等しい、
請求項１〜３のいずれかに記載の画像読取装置。
前記導光体に形成され、前記導光体で生成された第１線状光をさらに集光し、前記読取位置に向けて出射する集光手段を、
さらに備える請求項１〜４のいずれかに記載の画像読取装置。
少なくとも１つの発光素子と、
第１および第２反射部を有し、前記発光素子からの入射光を該第１反射部で反射することで線状光を生成し、生成した線状光を原稿の読取位置に向けて出射するとともに、該発光素子からの入射光を該第２反射部で反射することで第２線状光を生成し、生成した第２線状光を反射部材に向けて出射する導光体と、
前記原稿での反射光の光路を挟んで、前記導光体とは反対の位置に設けられ、前記導光体から出射された第２線状光を反射して前記読取位置に照射する前記反射部材と、
前記原稿での反射光が入射され、該入射光から画像情報を生成する撮像素子と、
を備え、
前記導光体は、円弧面と第１楕円弧面と第２楕円弧面とを組み合わせた外周面を含み、
前記円弧の中心と、前記第１楕円弧および前記第２楕円弧の各第１焦点とは互いに一致し、
前記第１反射部および前記第２反射部は、前記第１楕円弧および前記第２楕円弧の第２焦点を含む前記円弧面上の位置に形成される、
画像読取装置。