JP5840367B2 - Illumination apparatus and image reading apparatus using the illumination apparatus - Google Patents
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Description
本発明はスキャナ装置、複写機、ファクシミリ等の画像読取装置の光源として最適な照明装置に係わり、その照射装置に搭載される導光体を用いた光源ユニットの改良に関する。 The present invention relates to an illumination device that is optimal as a light source for an image reading device such as a scanner device, a copying machine, or a facsimile, and relates to an improvement of a light source unit that uses a light guide mounted on the irradiation device.
一般に、この種の画像読取装置として、例えば特許文献1で開示されている様に、読取プラテンに載置される原稿を照明装置の光源ユニットから光を照射し、その反射光を光電変換センサで受光し画像を読取る画像読取装置が知られている。 In general, as an image reading apparatus of this type, for example, as disclosed in Patent Document 1, a document placed on a reading platen is irradiated with light from a light source unit of an illuminating device, and the reflected light is converted by a photoelectric conversion sensor. An image reading apparatus that receives light and reads an image is known.
そして、その特許文献1で開示される画像読取装置に搭載される照明装置は、読取プラテンに沿って移動する走査キャリッジに光源ユニットと光電変換センサとを搭載し、その光源ユニットから照射した光の反射光を光電変換センサで受光している。そして、この光電変換センサをラインセンサで構成し、光電変換センサが読取る主走査方向に直交する走査キャリッジが移動する副走査方向に移動しながらプラテン上の画像を線順位で読み取っている。 The illumination device mounted on the image reading device disclosed in Patent Document 1 includes a light source unit and a photoelectric conversion sensor mounted on a scanning carriage that moves along a reading platen, and emits light emitted from the light source unit. The reflected light is received by the photoelectric conversion sensor. The photoelectric conversion sensor is constituted by a line sensor, and the image on the platen is read in line order while moving in the sub-scanning direction in which the scanning carriage moves perpendicular to the main scanning direction read by the photoelectric conversion sensor.
その照明装置の光源として用いられる光源ユニットは、発光源となる白色LEDの光源と、その光源から光を主走査方向に均一に拡散させ棒状発光体と成る導光体とで構成され、主走査方向(ラインセンサの配置方向)にこの場合均一の光を照射することが要求されている。 The light source unit used as the light source of the illuminating device is composed of a light source of a white LED serving as a light emission source, and a light guide serving as a rod-shaped light emitter by uniformly diffusing light from the light source in the main scanning direction. In this case, it is required to irradiate uniform light in the direction (arrangement direction of the line sensor).
その為、その光源ユニットは、導光体を走査方向に拡散反射面と光出射面を対向配置した棒状に形成し、その導光体を外装カバーに収納した状態で、その外装カバーの一端部に光源を配設さ、外装カバーに収納した導光体の一端面と光源が所定のギャップを隔て対峙させると共に、他端面に説明は無いが擬似的光源としての反射面を形成することによって、導光体から読取プラテンに向かって出射する光がこの場合均一になる様にしている。 For this reason, the light source unit is formed in a bar shape in which the light guide is formed in a scanning direction so that the diffuse reflection surface and the light emission surface are opposed to each other, and the light guide is stored in the exterior cover, with one end portion of the exterior cover. The light source is disposed on the one end surface of the light guide housed in the outer cover and the light source is opposed to each other with a predetermined gap, and the other end surface is not described but forms a reflection surface as a pseudo light source, In this case, the light emitted from the light guide toward the reading platen is uniform.
また、光源を取付ける外装カバーの一端部の内側面に勾配を付けることで、外装カバー自体を光源の光を導光体に導くリフレクタとして利用し、光源から光が効率良く導光体に入射する様にしている。 In addition, by providing a gradient to the inner surface of one end of the exterior cover to which the light source is attached, the exterior cover itself is used as a reflector that guides the light from the light source to the light guide, so that the light efficiently enters the light guide. Like.
更に、上述の特許文献1で開示される画像読取装置はラインセンサの各センサに対しセルホックレンズを配設する所謂密着式の光学系を備えたものであるが、例えば特許文献2で開示する画像読取装置の様に集光レンズを使った所謂光学縮小系の画像読取装置の場合、その集光レンズによるコサイン四乗則に従って読取領域の主走査方向両端部の光量が下がることから、予め導光体と光源とのギャップ、導光体に対峙する光源の位置を調整し、照射面(読取面)での光量分布特性を上記コサイン四乗則で減衰する光量分予め高める工夫がされている。 Further, the image reading apparatus disclosed in Patent Document 1 described above includes a so-called close-contact optical system in which a cell hook lens is provided for each sensor of the line sensor. In the case of a so-called optical reduction type image reading apparatus using a condensing lens, such as an image reading apparatus, the amount of light at both ends in the main scanning direction of the reading area decreases according to the cosine fourth law by the condensing lens. The gap between the light body and the light source and the position of the light source facing the light guide are adjusted, and the light amount distribution characteristics on the irradiation surface (reading surface) are devised to increase in advance by the light amount attenuated by the cosine fourth law. .
従って、導光体を利用した照明装置の光量分布の特性管理は、その用途によって異なり、特に画像読取装置の照明装置として用いる場合には以上の様に、特許文献1の照明装置では導光体から出射し読取プラテンを照明する光が均一な線状光となる様に管理され、また特許文献2の照明装置では導光体から出射し読取プラテンを照明する光が読取領域の主走査方向両端部の光量が中央部に比べ高い線状光となる様に管理される必要があり、予め設定した光量分布による線状光の状態を維持する条件として、外装カバーに収納した導光体の端面と発光源となる光源との所定ギャップの維持、導光体の端面に対する光源の配置、導光体の形状、光源の光指向性等を予め設計段階で配慮することが必須となる。 Therefore, the characteristic management of the light amount distribution of the illumination device using the light guide varies depending on the application, and particularly when used as the illumination device of the image reading device, as described above, in the illumination device of Patent Document 1, the light guide is used. The light that illuminates the reading platen is controlled so as to be uniform linear light. In the illumination device of Patent Document 2, the light that radiates from the light guide and illuminates the reading platen is at both ends of the reading region in the main scanning direction. The end face of the light guide housed in the exterior cover must be managed so that the light quantity of the part becomes higher linear light than the center part, and as a condition for maintaining the linear light state by the preset light quantity distribution It is indispensable to consider in advance at the design stage the maintenance of a predetermined gap between the light source and the light source, the arrangement of the light source with respect to the end face of the light guide, the shape of the light guide, the light directivity of the light source, and the like.
ところで、上述する導光体を用いた照明装置で、導光体の端面に光源を対峙し、その光源の光を導光体内で反射させ、その反射光を線状光として導光体から取り出し照明する照明装置にあっては、特にその導光体の端面で反射される反射光の状態によって得られる線状光の分光特性が変化し易い。 By the way, in the illumination device using the light guide described above, the light source is opposed to the end face of the light guide, the light of the light source is reflected in the light guide, and the reflected light is taken out from the light guide as linear light. In the illuminating device that illuminates, the spectral characteristic of the linear light obtained easily changes depending on the state of the reflected light reflected by the end face of the light guide.
また、上述の特許文献1及び特許文献2でも開示される様に、一般にその導光体は白色の枠体に収納され、その枠体を介し導光体の端面に光源を配設する構造となっている。 In addition, as disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 described above, the light guide is generally housed in a white frame, and a light source is disposed on the end surface of the light guide via the frame. It has become.
そして、枠体に収納された導光体が枠体から外れない様に、また光源と対峙する導光体の端面が枠体から浮き上がらない様に、導光体の基端部近傍に枠体と係止する突起が一体形成されている。 The frame body is arranged near the base end portion of the light guide body so that the light guide body housed in the frame body does not come off the frame body and the end face of the light guide body facing the light source does not float from the frame body. And a projection for locking.
しかしながら、この導光体の基端部近傍に設けられた枠体との係止用の突起が、上述する反射光の状態を変化させる要因となって、結果、線状光の分光特性が変化することで、適正な分光特性が得られず、もって照明装置の照明光に照明斑が生じ、この照明装置を画像読取装置の光源として利用した場合、その照明斑が読取った画像の光量斑となり適正な画像読取処理が出来無いといった問題が有る。 However, the projection for locking with the frame provided in the vicinity of the base end portion of the light guide body becomes a factor that changes the state of the reflected light described above, and as a result, the spectral characteristics of the linear light change. As a result, an appropriate spectral characteristic cannot be obtained, and illumination spots are generated in the illumination light of the illumination device. When this illumination device is used as a light source of an image reading device, the illumination spots become a light amount unevenness of the read image. There is a problem that proper image reading processing cannot be performed.
そこで本発明は、上述の問題点に鑑みて導光体と光源の支持方法を改めることによって、照明斑を抑え、画像読取装置にあっては読取った画像に光量斑が生じ難い照明装置の提供をその課題としている。 In view of the above problems, the present invention provides an illumination device that suppresses illumination spots by modifying the support method of the light guide and the light source, and the image reading apparatus hardly causes unevenness in the read image. Is the issue.
上記課題を達成するため本発明の請求項1に記載の照明装置では、光源と、棒状であって、当該光源からの光を棒の長手方向に沿って導き、線状光を照射する導光体と、を備え、前記光源は、その導光体の少なくとも一端面に対峙して配設され、前記導光体は、光を取り込む端面と、端面から取り込んだ光を拡散反射させる拡散反射面と、拡散反射面で拡散反射した光を射出する光射出面とを有し、前記光射出面は、プラテン上の原稿シートの読取りライン幅に光を照射する領域を有し、前記光射出面は円周面で形成され、
前記拡散反射面はその円周面を形成する円の中心を通り前記光射出面から射出される光の光軸法線を形成する位置に配設して成る照明装置であって、前記導光体を収納する枠体を備え、前記導光体は、前記拡散反射面が形成する光軸法線に沿った側面で、しかも前記棒の長手方向に沿って前記枠体に係止される突起を形成し、前記突起の前記光源側の最も端になる一端を、前記拡散反射面の前記光源側端部と、前記読取りライン幅の前記光源側端部との間に有し、前記導光体の前記光源側端部と反対側の端部に至るまで形成している。
In order to achieve the above object, in the illumination device according to claim 1 of the present invention, a light source and a light guide that guides light from the light source along the longitudinal direction of the rod and emits linear light. And the light source is disposed opposite to at least one end surface of the light guide, and the light guide diffuses and reflects the end surface that captures light and the light that is captured from the end surface. And a light exit surface for emitting light diffusely reflected by the diffuse reflection surface, the light exit surface having a region for irradiating light to a reading line width of a document sheet on a platen, and the light exit surface Is formed by the circumferential surface,
The diffusive reflecting surface is an illuminating device which is disposed at a position where an optical axis normal line of light emitted from the light exit surface passes through the center of a circle forming a circumferential surface of the diffuse reflecting surface. The light guide is a side surface along an optical axis normal line formed by the diffuse reflection surface, and a protrusion that is locked to the frame body along the longitudinal direction of the rod is formed and the end to become the most end of the light source side of the projection, and the light source-side end portion of the diffuse reflection surface, having between the light source side end portion of the read line width, the light It forms until it reaches the end opposite to the light source side end of the body.
本発明は、以下の効果を奏する。 The present invention has the following effects.
まず、上記の請求項1に記載の照明装置では、光源と、この光源からの光を照明ライン方向に沿って導きその照明領域を線状光として照明する導光体と、を備え、前記光源は、その導光体の少なくとも一端面に対峙して配設され、前記導光体は、光を取り込む端面と、端面から取り込んだ光を拡散反射させる拡散反射面と、拡散反射面で拡散反射した光を照射面に向け射出する光射出面とを有し、しかも前記光射出面は円周面で形成され、
前記拡散反射面はその円周面を形成する円の中心を通り前記光射出面から射出する光軸法線を形成する位置に配設して成る照明装置であって、前記導光体を収納する枠体を備え、前記導光体は、前記拡散反射面が形成する光軸法線に沿った側面で、しかも前記照明ライン方向に沿って前記枠体に係止された突起を形成し、前記突起の前記光源側の最も端になる一端を、前記拡散反射面の前記光源側端面と前記照明領域の照明ラインで前記光源側端面との間に形成することで、光源から導光体に入った光がその基端部において反射される反射光がその突起により乱されることが無く、しかも枠体との係止条件が保たれ、特に照明領域の照明ラインにおける前記光源側端面の光量分布のばらつきが少なく、より照明斑を抑えることが出来る。
First, the illumination device according to claim 1 includes a light source and a light guide that guides light from the light source along an illumination line direction and illuminates the illumination area as linear light, and the light source Is disposed opposite to at least one end surface of the light guide, and the light guide diffuses and reflects the diffused reflection surface that diffuses and reflects the light captured from the end surface, and the diffuse reflection surface. A light exit surface for emitting the emitted light toward the irradiation surface, and the light exit surface is formed of a circumferential surface,
The diffuse reflection surface is an illuminating device that is disposed at a position that forms an optical axis normal that exits from the light exit surface through the center of a circle that forms the circumferential surface of the diffuse reflection surface. The light guide body is a side surface along the optical axis normal line formed by the diffuse reflection surface, and forms a protrusion locked to the frame body along the illumination line direction, One end of the protrusion on the light source side is formed between the light source side end surface of the diffuse reflection surface and the light source side end surface in the illumination line of the illumination region, so that the light source to the light guide The reflected light reflected at the base end of the incoming light is not disturbed by the protrusion, and the locking condition with the frame body is maintained. In particular, the light quantity on the light source side end face in the illumination line of the illumination area The variation in distribution is small, and illumination spots can be further suppressed.
また、上記の請求項2に記載の照明装置では、請求項1に記載する照明装置で、前記光源から光を前記導光体の一端面に向け反射する反射面を備えたリフレクタを備え、前記導光体はその一端面に前記リフレクタと当接する鍔部を形成し、前記光源はその光源を実装する回路基板に取付けられ、前記リフレクタは前記導光体の鍔部と前記回路基板とで挟持され、前記光源と前記導光体との所定の間隔で保持することで、その導光体の鍔部がリフレクタを支持し、リフレクタを介し光源を実装した回路基板と導光体とが確実に位置決め保持することが出来る。 Moreover, in the illuminating device according to claim 2, the illuminating device according to claim 1, further comprising a reflector having a reflecting surface that reflects light from the light source toward one end surface of the light guide, The light guide is formed with a flange that contacts the reflector on one end surface thereof, the light source is attached to a circuit board on which the light source is mounted, and the reflector is sandwiched between the flange of the light guide and the circuit board By holding the light source and the light guide at a predetermined interval, the collar portion of the light guide supports the reflector, and the circuit board on which the light source is mounted via the reflector and the light guide are surely provided. Can be positioned and held.
また、上記の請求項3に記載の照明装置では、請求項2に記載する照明装置で、前記導光体の鍔部と前記回路基板とで前記リフレクタを挟持する保持部材を備え、この保持部材で回路基板と導光体をリフレクタに圧接保持することで、照明斑の要因である光源と導光体とのギャップをバラツキ無く一定に保持することが出来る。 Moreover, in the illuminating device according to claim 3, in the illuminating device according to claim 2, the illuminating device includes a holding member that sandwiches the reflector between the flange portion of the light guide and the circuit board. Thus, by holding the circuit board and the light guide in pressure contact with the reflector, the gap between the light source and the light guide, which is a cause of illumination spots, can be kept constant without variation.
また、上記の請求項4に記載の照明装置では、請求項2及び3に記載する照明装置で、前記導光体の前記回路基板は共に一つの共通基準面を有し、前記導光体の拡散反射面はその共通基準面から位置決めされる第1の位置に保持され、前記回路基板はその共通基準面から位置決めされ、且つ前記光源が前記導光体の一端面に対峙する第2の位置に配設され、前記保持部材より前記リフレクタを介し前記導光体と前記回路基板とを保持することで、共通基準面からの光源の取り付け基準位置と導光体の取り付け基準位置が一致させ易く、導光体の端面に対峙する光源の取り付け位置(光軸法線方向に対する位置)のばらつきが最小限に抑えることが出来、導光体と光源との所定ギャップの調整に加え照明斑を抑えることが出来、特に画像読取装置に有っては読取った画像に光量斑が生じることが無い。 Further, in the illumination device according to claim 4, in the illumination device according to claims 2 and 3, both of the circuit boards of the light guide have a common reference plane, and the light guide of the light guide The diffuse reflection surface is held at a first position positioned from the common reference surface, the circuit board is positioned from the common reference surface, and the light source faces the one end surface of the light guide. The light guide attachment reference position and the light guide attachment reference position from the common reference plane can be easily matched by holding the light guide and the circuit board through the reflector from the holding member. , Variation in the mounting position of the light source facing the end face of the light guide (position relative to the normal direction of the optical axis) can be minimized, and in addition to adjusting the predetermined gap between the light guide and the light source, it suppresses illumination spots Image reading device It is not the amount of light spots is generated in the image read is there to.
また、上記の請求項5に記載の照明装置では、請求項4に記載する照明装置で、共通基準面は照明装置を構成するユニットフレームに設けられ、前記導光体は前記ユニットフレームに支持される枠体に収納され、前記導光体の拡散反射面はその枠体を介し前記共通基準面から位置決めされる第1の位置に保持させて成り、光源の取り付け基準位置と導光体の取り付け基準位置とを一致させ共通基準面としてユニットフレームとすることで、導光体の端面に対峙する光源の取り付け位置(光軸法線方向に対する位置)の調整をすること無く、装置組み立て性に優れている。 Moreover, in the illuminating device according to claim 5, in the illuminating device according to claim 4, the common reference plane is provided in a unit frame constituting the illuminating device, and the light guide is supported by the unit frame. The diffuse reflection surface of the light guide is held at a first position positioned from the common reference surface via the frame, and the light source attachment reference position and the light guide attachment By aligning the reference position with the unit frame as a common reference plane, it is excellent in device assembly without adjusting the light source mounting position (position relative to the optical axis normal direction) facing the end face of the light guide. ing.
また、上記の請求項6に記載の照明装置では、請求項4に記載する照明装置で、共通基準面は照明装置を構成するユニットフレームに設けられ、そのユニットフレームには前記回路基板を位置決めする位置決め部が形成され、前記回路基板はそのユニットフレームの位置決め部に支持される位置決め支持部を備えることで、単に回路基板の位置決め支持部を導光体の取り付け基準とするユニットフレームの位置決め部に取り付けるだけで、導光体の端面に対峙する光源の取り付け位置(光軸法線方向に対する位置)をばらつき無く合わせ込むことが出来、更に装置組み立て性を高めることが出来る。 Further, in the illumination device according to claim 6, in the illumination device according to claim 4, the common reference plane is provided on a unit frame constituting the illumination device, and the circuit board is positioned on the unit frame. A positioning part is formed, and the circuit board includes a positioning support part supported by the positioning part of the unit frame, so that the positioning support part of the circuit board is simply used as the positioning reference part of the light guide. By simply mounting, the mounting position of the light source facing the end face of the light guide (position with respect to the normal direction of the optical axis) can be adjusted without variation, and the assembly of the apparatus can be further improved.
また、上記の請求項7に記載の照明装置では、請求項1に記載する照明装置で、前記導光体の前記光射出面は円周面で形成され、前記拡散反射面はその円周面を形成する円の中心を通り前記光射出面から射出する光軸法線を形成する位置に配設され、前記回路基板に実装された前記光源は、前記拡散反射面の光軸法線上で、且つ前記円の中心に対し前記光射出面側に変位した位置に配設したもので、光源を円周面が形成する円の中心と光射出面との間に配設することで、導光体の両端部の光量を中央部の光量に比べ高くすることが出来、先に説明した光学縮小系の画像読取装置に搭載する照明装置に最適な光量分布が得られる。 Moreover, in the illuminating device according to claim 7, in the illuminating device according to claim 1, the light emission surface of the light guide is formed by a circumferential surface, and the diffuse reflection surface is a circumferential surface thereof. The light source mounted on the circuit board is disposed at a position for forming an optical axis normal that exits from the light exit surface through the center of the circle forming the The light source is disposed at a position displaced toward the light exit surface with respect to the center of the circle, and the light source is disposed between the center of the circle formed by the circumferential surface and the light exit surface. The amount of light at both ends of the body can be made higher than the amount of light at the center, and an optimal light amount distribution can be obtained for the illumination device mounted on the optical reduction system image reading device described above.
また、上記の請求項8に記載の照明装置では、請求項1に記載する照明装置で、前記導光体の前記光射出面は円周面で形成され、前記拡散反射面はその円周面を形成する円の中心を通り前記光射出面から射出する光軸法線を形成する位置に配設され、前記回路基板に実装された前記光源は第1・第2の光源の二つから成り、前記第1の光源は前記拡散反射面の光軸法線上で、且つ前記円の中心に対し前記光射出面側に変位した第1の位置に配設され、前記第2の光源はその光軸法線上で、且つその円の中心に対し前記拡散反射面側に変位した第2の位置に配設することで、光量を二倍近く高め、しかも導光体の両端部の光量を中央部の光量に比べ高くすることが出来、光学縮小系の画像読取装置に搭載する照明装置に最適な光量分布が得られるだけで無く、加え照明を明るくすることで原稿を自動で送りながら読取る所謂シートスルーモード搭載の画像読取装置に最適で、画像読取速度を高速化できる。 Moreover, in the illuminating device according to claim 8, in the illuminating device according to claim 1, the light exit surface of the light guide is formed by a circumferential surface, and the diffuse reflection surface is a circumferential surface thereof. The light source mounted on the circuit board is composed of two light sources, a first light source and a second light source, which are disposed at positions where an optical axis normal line exiting from the light exit surface passes through the center of the circle forming the light source. The first light source is disposed on the optical axis normal line of the diffuse reflection surface and at a first position displaced toward the light exit surface side with respect to the center of the circle, and the second light source By disposing at the second position displaced on the diffuse reflection surface side with respect to the center of the circle on the axis normal, the light quantity is increased almost twice, and the light quantity at both ends of the light guide is increased in the center. The light intensity distribution is optimal for lighting devices mounted on optical reduction system image readers. Not only optimal added document by bright illumination to the image reading apparatus of a so-called sheet-through mode equipped for reading while feeding automatically, can speed up the image reading speed.
また、上記の請求項9に記載の照明装置では、請求項6に記載する照明装置で、前記第1・第2の光源は前記リフレクタにより照射領域が隔離され、導光体の一端面からその導光体内に入光する互いの光を分離することで、第1・第2の光源の各光源の分光特性を個々に規制し、最適な分光特性に規制された第1・第2の光源からの光をリフレクタにより規制する領域のみから導光体の端面に入射することが出来、より照明斑を抑えることが出来る。 Further, in the illumination device according to claim 9, in the illumination device according to claim 6, the first and second light sources are separated from each other by the reflector, and the light source is separated from one end surface thereof. By separating the light entering the light guide from each other, the spectral characteristics of the light sources of the first and second light sources are individually regulated, and the first and second light sources regulated to the optimum spectral characteristics. Can be incident on the end face of the light guide only from the region where the light is regulated by the reflector, and illumination spots can be further suppressed.
更に、上記の請求項10に記載する画像読取装置では、読取原稿を載置するプラテンと、このプラテン上に載置される読取原稿を照明する光源と、この光源により照明された読取原稿からの反射光を受光する受光手段と、から成る画像読取装置であって、前記光源は請求項1乃至9のいずれか一項に記載する照明装置から構成することで、照明斑が無く、読取った画像に光量斑が生じることが無い。 Furthermore, in the image reading apparatus according to the tenth aspect, the platen on which the read original is placed, the light source that illuminates the read original placed on the platen, and the read original illuminated by the light source. An image reading apparatus comprising: a light receiving unit that receives reflected light, wherein the light source includes the illumination device according to any one of claims 1 to 9 so that there is no illumination spot and the image is read. There will be no unevenness in the amount of light.
以下、図1乃至図16に基づき本発明に係わる照明装置を搭載した画像読取装置の一実施例を、図17に基づきその画像読取装置の他の実施例を、図18に基づき本発明の画像読取装置における照明装置の分光特性を、図19に基づきその画像読取装置の原稿画像を読取る画像データ処理部についてそれぞれ説明する。 In the following, one embodiment of an image reading apparatus equipped with the illumination device according to the present invention will be described based on FIGS. 1 to 16, another embodiment of the image reading apparatus based on FIG. 17, and the image of the present invention based on FIG. The spectral characteristics of the illumination device in the reading device will be described with reference to FIG. 19 for an image data processing unit that reads a document image of the image reading device.
[画像読取装置の一実施例]
まず、図1乃至図16に基づき本発明に係わる照明装置を搭載した画像読取装置の一実施例を説明する。図1はその画像読取装置の全体構成を、図2乃至図5はその画像読取装置に搭載され原稿画像を読取る読取キャリッジの構成を、図6乃至図10はその読取キャリッジの光源となる照明装置の構成を、図11乃至図16はその照明装置の光源ユニットの構成を説明するためのものである。
[One Example of Image Reading Apparatus]
First, an embodiment of an image reading apparatus equipped with an illumination device according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows the overall configuration of the image reading device, FIGS. 2 to 5 show the configuration of a reading carriage mounted on the image reading device, and FIGS. 6 to 10 show the illumination device serving as the light source of the reading carriage. 11 to 16 are for explaining the configuration of the light source unit of the illumination device.
<画像読取装置の全体構成>
図1はその画像読取装置の全体構成を示す断面図である。この画像読取装置は以下の画像読取ユニットAと、これに搭載した原稿給送ユニットBとから構成されている。
<Overall configuration of image reading device>
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the overall configuration of the image reading apparatus. This image reading apparatus is composed of the following image reading unit A and a document feeding unit B mounted thereon.
(画像読取ユニットA)
画像読取ユニットAは、装置ハウジング1に第1プラテン2と、第2プラテン3を備えている。この第1プラテン2と第2プラテン3は、ガラスなどの透明素材で形成され、装置ハウジング1の天部に固定されている。そして第1プラテン2は手置きセットする使用可能な原稿の最大寸法サイズに形成され、第2プラテン3は所定速度で移動する原稿を読み取るようにその使用可能な原稿の最大幅サイズに形成されている。また、この第1プラテン2と第2プラテン3は互いに並設され、その下方をガイドシャフト12及びレール部材GLでガイドされプラテン面に平行に移動可能に上記装置ハウジング1の内部に支持されキャリッジモータMcで往復動される読取キャリッジ6が内蔵されている。
(Image reading unit A)
The image reading unit A includes a first platen 2 and a second platen 3 in the apparatus housing 1. The first platen 2 and the second platen 3 are made of a transparent material such as glass and are fixed to the top of the apparatus housing 1. The first platen 2 is formed with the maximum size of a usable document that can be manually placed, and the second platen 3 is formed with the maximum width of the usable document so as to read a document that moves at a predetermined speed. Yes. The first platen 2 and the second platen 3 are arranged side by side, guided below by the guide shaft 12 and the rail member GL, and supported in the apparatus housing 1 so as to be movable parallel to the platen surface. A reading carriage 6 reciprocated by Mc is incorporated.
(原稿給送ユニットB)
原稿給送ユニットBは第1プラテン2と第2プラテン3を覆うようにその上方に配置され、上記第2プラテン3に原稿シートを給送するリードローラ(原稿給送手段)21と搬出ローラ22とを備えている。また、上記リードローラ21の上流側には原稿シートを積載収納する給紙スタッカ23と、この給紙スタッカ23に積載されたシートを1枚ずつ分離給送する給紙ローラ24と、分離給送されたシートの先端をスキュ修正するレジストローラ対25が配置されている。更に、給紙スタッカ23から第2プラテン3に原稿シートを案内する給紙経路26にはその第2プラテン3に至る原稿の先端を検知するリードセンサS1が設けられると共に、第2プラテン3の上面にはバックアップローラ27が配置され、このバックアップローラ27はリードローラ21と同一周速度で回転し第2プラテン3上に原稿シートをフィットさせプラテン下流に配置された搬出ローラ22へ搬送する。また、その搬出ローラ22の下流側には排紙ローラ28と給紙スタッカ23の下方に上下並列に配置された排紙スタッカ29が配置され、その排紙スタッカ29の底部には第1プラテン2の上に載置する原稿シートを押圧支持するプラテンカバー5が設けられている。
(Original Feed Unit B)
The document feeding unit B is disposed above the first platen 2 and the second platen 3 so as to cover the first platen 2 and the second platen 3, and a lead roller (document feeding means) 21 and a carry-out roller 22 that feed the document sheet to the second platen 3. And. Further, on the upstream side of the read roller 21, a paper feed stacker 23 for stacking and storing original sheets, a paper feed roller 24 for separating and feeding the sheets stacked on the paper feed stacker 23 one by one, and separation feeding A registration roller pair 25 for correcting the skew of the leading edge of the sheet is disposed. Further, a lead sensor S 1 for detecting the leading edge of the original reaching the second platen 3 is provided in the paper supply path 26 for guiding the original sheet from the paper supply stacker 23 to the second platen 3, and the upper surface of the second platen 3. The backup roller 27 is arranged at the same peripheral speed as the lead roller 21, fits the original sheet on the second platen 3, and conveys it to the carry-out roller 22 arranged downstream of the platen. Further, on the downstream side of the carry-out roller 22, a paper discharge stacker 29 arranged in a vertically parallel manner is disposed below the paper discharge roller 28 and the paper feed stacker 23, and the first platen 2 is disposed at the bottom of the paper discharge stacker 29. There is provided a platen cover 5 for pressing and supporting a document sheet placed thereon.
尚、バックアップローラ27に代えプラテン上方にバックアップカイドを配置しても良い。また、上述の第一の実施例として説明した画像読取装置は、第1プラテン2と第2プラテン3を互いに並設し、その上に原稿給送ユニットBを搭載したものを示したが、第2プラテン3を外し第1プラテン2のみとし、原稿給送ユニットBに代え開閉カバーを取り付け、その開閉カバーで第1プラテン2を覆う様にした画像読取装置であっても良い。 Instead of the backup roller 27, a backup guide may be arranged above the platen. In the image reading apparatus described as the first embodiment described above, the first platen 2 and the second platen 3 are arranged side by side, and the document feeding unit B is mounted thereon. An image reading apparatus in which the two platen 3 is removed and only the first platen 2 is provided, an opening / closing cover is attached instead of the document feeding unit B, and the opening / closing cover covers the first platen 2 may be used.
(原稿固定読取モード=フラットベットモード)
このように構成された原稿給送ユニットBは、画像読取ユニットAの装置パネル上やPCの画面上で原稿固定読取モード所謂フラットベットモードが操作者により選択され、第1プラテン2上にセットされた原稿シートを読み取る場合には、画像読取ユニットAの装置ハウジング1に開閉自在に据え付けられ、原稿給送ユニットBを上方に引き上げ第1プラテン2を開放した状態で原稿シートを載置セットし、この原稿給送ユニットBのプラテンカバー5でこの原稿シートを覆うように構成され、この原稿シートの下方を読取キャリッジ6がガイドシャフト12に沿って移動し読取動作を行う。
(Original Fixed Reading Mode = Flat Bed Mode)
The document feeding unit B configured as described above is set on the first platen 2 by the operator selecting the document fixed reading mode, so-called flatbed mode, on the apparatus panel of the image reading unit A or on the screen of the PC. When the original sheet is read, the original sheet is placed on the apparatus housing 1 of the image reading unit A so as to be freely opened and closed, the original feeding unit B is lifted upward, and the first platen 2 is opened. The document sheet is covered with the platen cover 5 of the document feeding unit B, and the reading carriage 6 moves along the guide shaft 12 below the document sheet to perform a reading operation.
(原稿流し読取モード=シートスルーモード)
また、原稿給装ユニットBは、画像読取ユニットAの装置パネル上やPCの画面上で原稿流し読取モード所謂シートスルーモードが操作者により選択され、原稿給装ユニットBによって搬送される第2プラテン3上を流れる原稿シートを読み取る場合には、読取キャリッジ6は上述の走行駆動手段19およびキャリッジモータMcによって第2プラテン3の読取位置に移動し停止した状態で、搬送される原稿シートの読取動作を行う。
(Original scanning mode = sheet-through mode)
Also, the document feeder unit B has a second platen that is transported by the document feeder unit B when the operator selects a document flow scanning mode, so-called sheet-through mode, on the apparatus panel of the image reading unit A or on the screen of the PC. When reading a document sheet flowing over 3, the reading carriage 6 is moved to the reading position of the second platen 3 by the above-described travel driving means 19 and carriage motor Mc and stopped, and is read. I do.
<読取キャリッジの構成>
次に、その読取キャリッジ6について説明する。図2は図1の画像読取ユニットAにおける原稿画像を読取る読取キャリッジ6の構成を示す断面図、図3はその読取キャリッジ6の外観構造を示す斜視図、図4は図3の読取キャリッジ6を下方から見た外観構造を示す斜視図、図5は図3の読取キャリッジ6を上方から見た外観構造を示す平面図である。
<Configuration of reading carriage>
Next, the reading carriage 6 will be described. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of a reading carriage 6 that reads an original image in the image reading unit A of FIG. 1, FIG. 3 is a perspective view showing an external structure of the reading carriage 6, and FIG. 4 shows the reading carriage 6 of FIG. FIG. 5 is a plan view showing the external structure of the reading carriage 6 shown in FIG. 3 as viewed from above.
まず、図2に基づきその読取キャリッジ6について説明する。この読取キャリッジ6には、耐熱性樹脂と金属板などで構成されたユニットフレーム11に、第1光源体9aと第2光源ユニット9bの一対から成る光源ユニット9(照明装置)と、光源ユニット9の光により照明された原稿シートからの反射光を偏向する第1ミラー10a乃至第6ミラー10fから成る反射ミラー10と、反射ミラー10により反射された原稿シートからの反射光を集光する集光レンズ7と、集光レンズ7で結像される結像部に配置されたラインセンサ8(撮像素子)とが搭載されている。そしてラインセンサ8から電気信号として出力された画像データを画像処理部に転送するように図示せぬデータ転送ケーブルによって後述する画像処理部(データ処理ボード)に電気的に接続されている。 First, the reading carriage 6 will be described with reference to FIG. The reading carriage 6 includes a unit frame 11 made of a heat-resistant resin and a metal plate, a light source unit 9 (illuminating device) including a pair of a first light source body 9a and a second light source unit 9b, and a light source unit 9 A reflecting mirror 10 composed of first to sixth mirrors 10a to 10f for deflecting reflected light from the original sheet illuminated by the light, and condensing the reflected light from the original sheet reflected by the reflecting mirror 10. A lens 7 and a line sensor 8 (imaging device) disposed in an image forming unit that forms an image with the condenser lens 7 are mounted. The image data output as an electrical signal from the line sensor 8 is electrically connected to an image processing unit (data processing board) to be described later by a data transfer cable (not shown) so as to be transferred to the image processing unit.
このユニットフレーム11には図2及び図3で示す様に原稿シートの読取ライン幅Wに応じた読取開口34が形成され、この読取開口34を通して光源ユニット9の光により照射された原稿シートの読取面から反射した反射光をラインセンサ8が受光可能にしている。またユニットフレーム11は所定ストロークで往復動するようにガイドシャフト12、レール部材GLに移動可能に支持されている。 As shown in FIGS. 2 and 3, the unit frame 11 has a reading opening 34 corresponding to the reading line width W of the original sheet. The reading opening 34 reads the original sheet irradiated with light from the light source unit 9. The line sensor 8 can receive the reflected light reflected from the surface. The unit frame 11 is movably supported by the guide shaft 12 and the rail member GL so as to reciprocate with a predetermined stroke.
上記光源ユニット9については後述照明装置として詳述するが、ユニットフレーム11の読取開口34に沿って線状光を照射する光源で構成され、そのユニットフレーム11に一体的に取付けられ、読取開口34から後述するプラテン上の原稿シートに読取光を照射する。 The light source unit 9 will be described in detail as a lighting device, which will be described later. The light source unit 9 is composed of a light source that irradiates linear light along the reading opening 34 of the unit frame 11, and is integrally attached to the unit frame 11. Then, the reading light is applied to a document sheet on a platen described later.
上記反射ミラー10は、所定長さの光路長を形成するように適宜複数枚で構成され、この実施例の場合には6枚で構成されている。第1ミラー10aで原稿シートの原稿面で反射した画像からの反射光を第2ミラー10bに向けて反射され、その反射光は第2ミラー10bで反射さ第3ミラー10cに向けて反射され、その反射光は第3ミラー10cで反射され再度第2ミラー10bに向けて反射され、その反射光は第4ミラー10dに向けて反射され、その反射光は第4ミラー10dで反射され、その反射光は第5ミラー10eに向けて反射され、最後にこの第5ミラー10eで反射された反射光が第6ミラー10fに導かれ、そして第6ミラー10fで反射された反射光を集光レンズ7に案内する。尚、原稿画像の反射光はこのような光路形成に限らず例えば第1、第2の2つの反射ミラーを使って光路形成することも可能である。 The reflection mirror 10 is appropriately composed of a plurality of sheets so as to form a predetermined optical path length, and in the case of this embodiment, it is composed of six sheets. Reflected light from the image reflected on the original surface of the original sheet by the first mirror 10a is reflected toward the second mirror 10b, and the reflected light is reflected by the second mirror 10b and reflected toward the third mirror 10c. The reflected light is reflected by the third mirror 10c and again reflected toward the second mirror 10b, the reflected light is reflected toward the fourth mirror 10d, and the reflected light is reflected by the fourth mirror 10d, and the reflected light is reflected. The light is reflected toward the fifth mirror 10e. Finally, the reflected light reflected by the fifth mirror 10e is guided to the sixth mirror 10f, and the reflected light reflected by the sixth mirror 10f is converted into the condenser lens 7. To guide. The reflected light of the document image is not limited to such an optical path formation, and it is possible to form an optical path using, for example, first and second reflection mirrors.
上記集光レンズ7は1枚若しくは複数枚の撮像レンズで構成され、反射ミラー10を介し伝送された原稿シートの原稿面から反射した反射光をラインセンサ8上に結像する。 The condensing lens 7 is composed of one or a plurality of imaging lenses, and forms an image on the line sensor 8 of the reflected light reflected from the original surface of the original sheet transmitted through the reflecting mirror 10.
上記ラインセンサ8は、CCDなどの光電変換センサで構成され、集光レンズ7から送られた原稿画像の反射光を受光し光電変換する。このラインセンサ8は、カラーラインセンサで構成され、R(Red)、G(Green)、B(Blue)の各画素を構成するセンサ素子をライン状に3列配置している。このような構成のラインセンサ8はセンサ回路基板45に取付けられ、このセンサ回路基板45はユニットフレーム11に固定されている。 The line sensor 8 is composed of a photoelectric conversion sensor such as a CCD, and receives and photoelectrically converts the reflected light of the document image sent from the condenser lens 7. The line sensor 8 is composed of a color line sensor, and sensor elements constituting R (Red), G (Green), and B (Blue) pixels are arranged in three lines in a line. The line sensor 8 having such a configuration is attached to the sensor circuit board 45, and the sensor circuit board 45 is fixed to the unit frame 11.
<読取キャリッジの支持機構>
その読取キャリッジ6は、図3乃至図5で示す様に装置ハウジング1に配置された軸受によりその一端がガイドシャフト12に軸支され、読取キャリッジ6の他端がレール部材GL上をスライド可能に支えられ、装置ハウジング1に対し往復動自在に支持されている。尚、ガイドシャフト12とレール部材GLから成るキャリッジ支持機構は、装置ハウジング1にそれぞれ並行で、しかも第1プラテン2と第2プラテン3の両平面に対し並行に取り付けられ、読取キャリッジ6を第1プラテン2と第2プラテン3の平面と対峙し並行に安定して往復動するように構成している。
<Reading carriage support mechanism>
As shown in FIGS. 3 to 5, the reading carriage 6 has one end pivotally supported by the guide shaft 12 by a bearing disposed in the apparatus housing 1, and the other end of the reading carriage 6 is slidable on the rail member GL. The device housing 1 is supported so as to be reciprocally movable. The carriage support mechanism composed of the guide shaft 12 and the rail member GL is attached to the apparatus housing 1 in parallel with each other and to both the first platen 2 and the second platen 3 in parallel. The platen 2 and the second platen 3 are opposed to the plane and are configured to reciprocate stably in parallel.
<読取キャリッジの移動機構>
この読取キャリッジ6のキャリッジ移動機構は、先の図1で示すパルスモータやエンコーダ付き直流モータ等の駆動モータから成るキャリッジモータMcと、このキャリッジモータMcの往復回転を受け回転するワイヤ、タイミングベルトなど牽引部材17と、装置フレーム1に回転可能に支持された一対のプーリ46a、46bとで構成される。そして、この一方のプーリ46bに正逆転可能なキャリッジモータMcが連結され、その一対のプーリ46a、46bと間に牽引部材17が張設され、その牽引部材17に読取キャリッジ6が連結されキャリッジ移動機構を構成している。
<Scanning carriage movement mechanism>
The carriage movement mechanism of the reading carriage 6 includes a carriage motor Mc composed of a drive motor such as the pulse motor and the DC motor with an encoder shown in FIG. 1, a wire that rotates by the reciprocating rotation of the carriage motor Mc, a timing belt, and the like. The pulling member 17 and a pair of pulleys 46a and 46b rotatably supported by the apparatus frame 1 are configured. A carriage motor Mc that can be rotated forward and backward is connected to the one pulley 46b, a traction member 17 is stretched between the pair of pulleys 46a and 46b, and the reading carriage 6 is connected to the traction member 17 to move the carriage. The mechanism is configured.
<読取キャリッジの読取動作>
キャリッジ移動機構に連結した読取キャリッジ6は、電源投入や読取完了時には図1に示すホームポジションHPと成る位置、すなわちホームポジションHP上方に配設された図示せぬ光量特性を調整するシェーディング板を光源ユニット9の光が照明する位置に停止され、そのホームポジションHPから選択されるモードに応じて、原稿流し読取モードでは図1の実線で示す読取キャリッジ6の位置に、原稿固定読取モードでは図1の二点鎖線で示す読取キャリッジ6の位置に移動し読取動作を行う。
<Reading operation of reading carriage>
The reading carriage 6 connected to the carriage moving mechanism uses a shading plate as a light source for adjusting a light amount characteristic (not shown) disposed above the home position HP, that is, a position corresponding to the home position HP shown in FIG. Depending on the mode selected from the home position HP, the unit 9 is stopped at the position where the light is illuminated. In the document flow reading mode, the reading carriage 6 is shown at the position indicated by the solid line in FIG. Is moved to the position of the reading carriage 6 indicated by the two-dot chain line.
<照明装置の構成>
次に、図6乃至図10に基づき上述の読取キャリッジ6に取り付けられ光源ユニット9として用いられる照明装置について説明する。尚、図6は図3のキャリッジに搭載される照明装置を示す斜視図、図7は図6の照明装置の部分分解側面図、図8は図6の照明装置の部分分解斜視図、図9は図8の照明装置における要部拡大図で、(a)は側面部分断面図、(b)は導光体の一端光源側から見た外観図、(c)は導光体の他端側から見た外観図、図10は図9(a)の照明装置における導光体内の反射光の状態を説明する要部拡大図である。
<Configuration of lighting device>
Next, an illumination device that is attached to the above-described reading carriage 6 and used as the light source unit 9 will be described with reference to FIGS. 6 is a perspective view showing the lighting device mounted on the carriage of FIG. 3, FIG. 7 is a partially exploded side view of the lighting device of FIG. 6, FIG. 8 is a partially exploded perspective view of the lighting device of FIG. FIG. 9 is an enlarged view of a main part of the illumination device of FIG. 8, (a) is a side sectional view, (b) is an external view as viewed from one light source side of the light guide, and (c) is the other end side of the light guide. FIG. 10 is a main part enlarged view for explaining the state of reflected light in the light guide in the illumination device of FIG. 9A.
この照明装置である光源ユニット9は、先に説明した図2に示す読取面Rと直交する主走査方向に読取り幅を形成する読取りラインに沿って線状光を照射する。この光源ユニット9は図2に示す第1光源体9aと第2光源ユニット9bの二つから成り、その第1光源体9aと第2光源ユニット9bはそれぞれ図6で示すキャリッジ6のユニットフレーム11に支持される光源収容部(導光体支持枠)13に形成された第1収容部13aと第2収容部13bに収容される。その第1光源体9aと第2光源ユニット9bは、図7で示す様にそれぞれ発光体40を支持する光源ユニットLaと導光体30とで構成され、以下、その光源ユニットLaの構成と導光体30の構成について詳述する。 The light source unit 9 that is this illumination device irradiates linear light along a reading line that forms a reading width in the main scanning direction orthogonal to the reading surface R shown in FIG. The light source unit 9 is composed of a first light source body 9a and a second light source unit 9b shown in FIG. 2, and each of the first light source body 9a and the second light source unit 9b is a unit frame 11 of the carriage 6 shown in FIG. Are accommodated in a first accommodating portion 13a and a second accommodating portion 13b formed in a light source accommodating portion (light guide support frame) 13 supported by the first and second accommodating portions. As shown in FIG. 7, the first light source body 9a and the second light source unit 9b are respectively composed of a light source unit La and a light guide body 30 that support the light emitting body 40. Hereinafter, the configuration and guide of the light source unit La will be described. The configuration of the light body 30 will be described in detail.
<光源ユニットの構成>
まず、図8及び図11乃至図14に基づきその光源ユニットLaの構成について詳述する。図11は図8の照明装置における光源ユニットLaを説明する導光体側から見た平面図、図12は図11の光源ユニットLaの断面拡大図、図13は図12の光源ユニットLaの分解斜視図、図14は図13の光源ユニットLaの発光体40を電気的に取付ける光源基板の構造を示す図で、(a)は光源基板の光源給電回路パターン配線を示す平面図、(b)はそのZ−Z面の断面図、(c)は光源の端子パターンを示す平面図である。
<Configuration of light source unit>
First, the configuration of the light source unit La will be described in detail with reference to FIGS. 8 and 11 to 14. 11 is a plan view of the light source unit La in the illumination device of FIG. 8 as viewed from the light guide side, FIG. 12 is an enlarged sectional view of the light source unit La of FIG. 11, and FIG. 13 is an exploded perspective view of the light source unit La of FIG. FIGS. 14 and 14 are views showing the structure of a light source substrate to which the light emitter 40 of the light source unit La in FIG. 13 is electrically attached. FIG. 14 (a) is a plan view showing light source power supply circuit pattern wiring of the light source substrate. Sectional drawing of the ZZ surface, (c) is a top view which shows the terminal pattern of a light source.
この光源ユニットLaは、まず図8で示す様に放熱部材14と、熱伝導シート15と、回路基板16とで構成され、またこの回路基板16には、図13で示す様に第1発光体(白色LED)41及び第2発光体(白色LED)42と、それぞれにレンズキャップ43が取り付けられ、その上からリフレクタ49被せられている。また、このリフレクタ49で被される以外の箇所を絶縁する絶縁マイラー47が配設される。以下、個々の部品についての説明及びユニット組立に関し説明する。 As shown in FIG. 8, the light source unit La is composed of a heat radiating member 14, a heat conductive sheet 15, and a circuit board 16, and the circuit board 16 includes a first light emitter as shown in FIG. A lens cap 43 is attached to each of the (white LED) 41 and the second light emitter (white LED) 42, and a reflector 49 is put on the lens cap 43. In addition, an insulating mylar 47 that insulates portions other than those covered by the reflector 49 is provided. In the following, description of individual parts and unit assembly will be described.
※発光体の説明
まず、発光体40について図12乃至図14に基づき説明する。この発光体40は、第1発光体41と第2発光体42の2つの発光素子で構成され、回路基板16にマウントされる。尚、この実施例ではその発光素子として白色LEDチップで構成されている。また、図14(c)で示す様にこの発光体40は電源供給用のアノード40aとカソード40bを形成すると共に、放熱用のサーマルパッド40cを形成している。
* Description of Light Emitter First, the light emitter 40 will be described with reference to FIGS. The light emitter 40 includes two light emitting elements, a first light emitter 41 and a second light emitter 42, and is mounted on the circuit board 16. In this embodiment, the light emitting element is composed of a white LED chip. Further, as shown in FIG. 14C, the luminous body 40 forms an anode 40a and a cathode 40b for supplying power, and a thermal pad 40c for heat dissipation.
※回路基板の説明
この発光体40をマウントする回路基板16は、図14(b)で示すように熱伝導シート15を介し放熱部材14に固定され、その回路基板16上に発光体40が実装されている。この回路基板16は、図14(a)で示す様にその基板表面に発光体40を発光通電するための銅、銀、金などの伝導性に富んだ材料で構成された配線パターン16a−1乃至16a−5が形成され、その基板裏面には銅、銀、アルミなどの特に熱伝導性に富んだ熱伝導層16b−2で前面覆われ、しかもその熱伝導層の一部が発光体40の発光源と直接接触する様に基板表面に突出部16b−1を形成している。尚、この回路基板16は、予めエポキシ材から成る絶縁基板に突出部16b−1を形成する貫通孔を形成した状態で、その基板裏面に銅、銀、アルミなどの特に熱伝導性に富んだ熱伝導材を射出成形によって熱伝導層16b−2と突出部16b−1を形成した後に、基板表面に銅、銀、金などの伝導性に富んだ材料から成る層を形成し、その基板表面をエッチング加工により配線パターン16a−1乃至16a−5と突出部16b−1を残す様に形成する。そして、この回路基板16は発光体40を実装することで、発光体40のサーマルパッド40cと基板裏面から突出した突出部16b−1とが圧接することで、発光体40の点灯時に発生する熱をサーマルパッド40cに接する突出部16b−1を介し基板裏面の熱伝導層16b−2に放熱する様になっている。
* Description of Circuit Board The circuit board 16 on which the light emitting body 40 is mounted is fixed to the heat radiating member 14 via the heat conductive sheet 15 as shown in FIG. 14B, and the light emitting body 40 is mounted on the circuit board 16. Has been. As shown in FIG. 14 (a), the circuit board 16 has a wiring pattern 16a-1 made of a material having high conductivity such as copper, silver, gold, etc. for emitting and energizing the light emitter 40 on the surface of the circuit board. 16a-5 are formed, and the back surface of the substrate is covered with a heat conductive layer 16b-2 having a particularly high thermal conductivity such as copper, silver, and aluminum, and a part of the heat conductive layer is formed on the light emitting body 40. The protrusion 16b-1 is formed on the substrate surface so as to be in direct contact with the light emitting source. The circuit board 16 has a particularly high thermal conductivity such as copper, silver or aluminum on the back surface of the circuit board 16 in a state where a through hole for forming the protrusion 16b-1 is previously formed in an insulating board made of an epoxy material. After forming the heat conductive layer 16b-2 and the protrusion 16b-1 by injection molding of the heat conductive material, a layer made of a material having high conductivity such as copper, silver, gold or the like is formed on the substrate surface. Is formed by etching so as to leave the wiring patterns 16a-1 to 16a-5 and the protrusions 16b-1. The circuit board 16 has the light emitter 40 mounted thereon, and the thermal pad 40c of the light emitter 40 and the protruding portion 16b-1 protruding from the back surface of the substrate are in pressure contact with each other, so that the heat generated when the light emitter 40 is turned on. Is radiated to the heat conductive layer 16b-2 on the back surface of the substrate through the protrusion 16b-1 in contact with the thermal pad 40c.
尚、回路基板16は多層形成にしても良いが、この場合基板背面の熱伝導層16b−2と基板表面に突出する突出部16b−1は高い熱伝導を保つ様に連接することが望ましい。また、発光体40の熱は、アノード40a、カソード40bを通じて放熱部材14に伝導される様に構成してもよい。 The circuit board 16 may be formed in multiple layers. In this case, it is desirable that the heat conductive layer 16b-2 on the back surface of the circuit board and the projecting part 16b-1 projecting on the surface of the board be connected so as to maintain high heat conduction. Moreover, you may comprise so that the heat | fever of the light-emitting body 40 may be conducted to the thermal radiation member 14 through the anode 40a and the cathode 40b.
※熱伝導シートについて
また熱伝導シート15は、例えば熱可塑性エラストマーや非シリコン系熱可塑性樹脂から成る高い熱伝導性を備え、しかも弾性に富んだ絶縁性合成樹脂から成る弾性シート材で、図8及び図14(b)点線で示す様に、回路基板16と後述する放熱部材14の間に介在され、回路基板16の熱伝導層16b−2に放熱された発光体40の熱を放熱部材14に効率良く伝導させるために設けられている。
* About the heat conductive sheet The heat conductive sheet 15 is an elastic sheet material made of an insulating synthetic resin having high thermal conductivity made of, for example, a thermoplastic elastomer or a non-silicone thermoplastic resin, and having high elasticity. As shown by the dotted line in FIG. 14B, the heat of the light emitting body 40 interposed between the circuit board 16 and the heat radiating member 14 to be described later and radiated to the heat conductive layer 16b-2 of the circuit board 16 is dissipated. Is provided for efficient conduction.
※放熱部材について
また放熱部材14は、アルミ合金などの熱伝導性に富んだ金属材料で構成され、表面積を大きくするために、例えば図10で示す様に複数の突出板状のフィンを形成し、上述の熱伝導シート15を介し伝導する発光体40の熱を効率良く放熱する。
* Regarding the heat radiating member The heat radiating member 14 is made of a metal material having a high thermal conductivity such as an aluminum alloy. In order to increase the surface area, for example, a plurality of protruding plate-like fins are formed as shown in FIG. The heat of the luminous body 40 conducted through the above-described heat conductive sheet 15 is efficiently radiated.
※絶縁マイラーについて
また、図8で示す様に、回路基板16の導光体30側の面には、絶縁マイラー47が設けられている。この絶縁マイラー47は、回路基板16がキャリッジ6を構成する金属部材と接触しないように絶縁し、基板表面が損傷しないよう回路基板16の表面を保護している。
* Insulation Mylar As shown in FIG. 8, an insulation mylar 47 is provided on the surface of the circuit board 16 on the light guide 30 side. The insulating mylar 47 insulates the circuit board 16 from contact with the metal members constituting the carriage 6 and protects the surface of the circuit board 16 from damage to the substrate surface.
※リフレクタについて
更に、図8乃至図13に示すように、発光体40からの光をロスなく導光体30に入射させるため、発光体40の第1発光体41と第2発光体42の分光特性を90°以内に規制するリフレクタ49が設けられている。このリフレクタ49は、発光体1つに対し1つの割合で設けられる。リフレクタ49は、例えばプラスチック材料にアルミ等の金属を蒸着させた反射率の高い材料で成り、発光体40から導光体30に向かって広がる傘状の形状とする。このとき、傘状の部分は曲面で形成されても良いし、平面で形成されても良い。
* Further, as shown in FIGS. 8 to 13, in order to make the light from the illuminant 40 enter the light guide 30 without loss, the reflector of the first illuminant 41 and the second illuminant 42 of the illuminant 40 is used. A reflector 49 that restricts the characteristics within 90 ° is provided. One reflector 49 is provided for each light emitter. The reflector 49 is made of a material having a high reflectivity obtained by evaporating a metal such as aluminum on a plastic material, and has an umbrella shape extending from the light emitting body 40 toward the light guide body 30. At this time, the umbrella-shaped portion may be formed with a curved surface or a flat surface.
※保持部材について
同様に図8で示す保持部材48は、図9で示す様に放熱部材14と導光体30の一端部30Lに設けられた鍔部30Nとをリフレクタ49を介し互いに圧接付勢し、導光体30と発光体40のギャップを一定に規制するためのものである。従って、この保持部材48はバネ性を有する金属等の剛性のあるバネ部材で構成され、導光体30を放熱部材14に向けて牽引し、放熱部材14を導光体30に向けて牽引する。
* Similarly to the holding member, the holding member 48 shown in FIG. 8 presses and urges the heat radiating member 14 and the flange 30N provided at the one end 30L of the light guide 30 through the reflector 49 as shown in FIG. In addition, the gap between the light guide 30 and the light emitter 40 is regulated to be constant. Accordingly, the holding member 48 is formed of a spring member having rigidity such as a metal having a spring property, and pulls the light guide 30 toward the heat radiating member 14 and pulls the heat radiating member 14 toward the light guide 30. .
[導光体の構成]
次に導光体について先に説明した図9及び図10と、新たに図15及び図16に基づき説明する。尚、図15は図11の光源ユニットにおける光源と導光体の位置関係を説明するための図で、(a)は側面図、(b)は導光体の一端光源側から見た導光体に対する光源の位置を示す平面図、(c)は導光体の他端側から見た光源の位置を示す平面図、図16は図15(b)の導光体に対する光源の位置を示す平面拡大図である。
[Configuration of light guide]
Next, the light guide will be described based on FIGS. 9 and 10 described above and FIGS. 15 and 16 newly. FIGS. 15A and 15B are diagrams for explaining the positional relationship between the light source and the light guide in the light source unit shown in FIG. 11, where FIG. 15A is a side view and FIG. The top view which shows the position of the light source with respect to a body, (c) is a top view which shows the position of the light source seen from the other end side of a light guide, FIG. 16 shows the position of the light source with respect to the light guide of FIG.15 (b). It is a plane enlarged view.
この導光体30は、図9及び図10で示すように読取幅(読取りライン幅)Wに応じた長さの棒状透光部材で、例えば透明アクリル樹脂、エポキシ樹脂などの透光性に富んだ材料で構成されている。その断面形状は図15及び図16で示すように、光散乱面32と光出射面33が互いに対向するように形成され、その一端面30Lには発光体40が配置され、他端面30Rには鏡面仕上げされ、その外表面は反射面を構成するようにアルミや銀といった反射率が高い反射層を備えた反射板50が、光透過率90%以上の粘着材(両面テープ)60によって貼付けられている。また、この光散乱面32と光出射面33とは図9に示すように距離Ldを隔てて略並行に読取りライン幅Wの長さで対向配置されている。 The light guide 30 is a rod-like light-transmitting member having a length corresponding to the reading width (reading line width) W as shown in FIGS. 9 and 10, and is rich in light-transmitting properties such as transparent acrylic resin and epoxy resin. It is made up of materials. As shown in FIGS. 15 and 16, the cross-sectional shape is formed so that the light scattering surface 32 and the light emitting surface 33 face each other, the light emitter 40 is disposed on one end surface 30L, and the other end surface 30R is disposed on the other end surface 30R. A reflective plate 50 having a mirror-finished surface and a reflective layer having a high reflectivity such as aluminum or silver is attached by an adhesive (double-sided tape) 60 having a light transmittance of 90% or more so as to form a reflective surface. ing. Further, as shown in FIG. 9, the light scattering surface 32 and the light emitting surface 33 are arranged to face each other with a length of the reading line width W substantially in parallel with a distance Ld.
<光散乱面の説明>
この光散乱面32は、例えばウレタン系白色インキ等の反射塗料を塗装加工、エッチング加工、モールド成形加工などで凹凸面に形成され導入された光を乱反射するように表面加工されている。その表面加工は、図9及び図10で示すように導光体30の一端面30Lに近い側にはなされておらず、一端面30Lから一定の距離経過した場所から他端面30Rに至るまでの間で形成され、しかも一端面30L側の基端部は図9で示す様に読取ライン幅Wの基端部より一端面30L側に長い。これは、読取ライン幅Wと表面加工部が略同一の長さであった場合、読取ライン幅Wの30L側の光量のピークが30R側にずれてしまい、30L側の端部の光量が不足するためで、この光量分布が適正値になる様に予め長く設定している。
<Description of light scattering surface>
The light scattering surface 32 is surface-processed so as to diffusely reflect the light that is formed on the uneven surface by coating, etching, or molding with a reflective paint such as urethane-based white ink. The surface processing is not performed on the side close to the one end face 30L of the light guide 30 as shown in FIGS. 9 and 10, and from the place where a certain distance has passed from the one end face 30L to the other end face 30R. Further, the base end portion on the one end surface 30L side is longer than the base end portion of the reading line width W on the one end surface 30L side as shown in FIG. This is because when the reading line width W and the surface processed portion have substantially the same length, the peak of the light amount on the 30L side of the reading line width W is shifted to the 30R side, and the light amount at the end on the 30L side is insufficient. For this reason, the light amount distribution is set long in advance so as to be an appropriate value.
またこの導光体30の光出射面33は、図16で示す様に円周面で形成されている。その円周面は半径3.7mm±0.1mmで形成され、その円周面の中心P1は照明光学光路の中心となる法線hx上に設けられている。また、光散乱面32はその円周領域外に位置し、その位置は法線hx上で光出射面33から8.46mm±0.1mmの位置に設定されている。 Further, the light emitting surface 33 of the light guide 30 is formed as a circumferential surface as shown in FIG. The circumferential surface is formed with a radius of 3.7 mm ± 0.1 mm, and the center P1 of the circumferential surface is provided on a normal line hx that is the center of the illumination optical path. The light scattering surface 32 is located outside the circumferential region, and the position is set at a position of 8.46 mm ± 0.1 mm from the light emitting surface 33 on the normal hx.
<反射板の説明>
尚、反射板50と粘着材60は、一枚のシート状素材とし形成され、その粘着材60は、光透過率90%以上のアクリル系シート状素材から成り、その粘着材60の表裏に、その表面側に上述の反射面を形成したシート基材と成る反射板50を、裏面側に図示せぬ剥離面を備えた剥離シートを重ねたシート材を構成する。本実施例における反射板と粘着材のシート状素材の厚さは25マイクロメートルとしているが、光透過率を90%以上確保できるのであれば25マイクロメートル以上であっても採用できる。そして、このシート材を導光体の他端面30Rの外形形状に合わせ型抜きしたものから剥離シートを粘着材60から剥がし、その粘着材60が張り付いた反射板50を導光体の他端面30Rに貼付することで作業性良く反射板貼り付け作業を容易に行える様にしている。しかもこの様に予め粘着材60が張り付いた反射板50を単に導光体の他端面30Rに貼付する作業だけでも確実に反射板50と導光体の他端面30Rとの間に粘着材60の素材の厚みで前記導光体の一端面に所定の間隔を隔て配設される光源と同様に一定の隙間を設けることが出来、この反射板50を光源の光環境に近い状態とすることで、より光源に似た擬似光源を作り出すことで、導光体の両端面にそれぞれ光源を配設するものと同様に明るく、しかも線状光として左右均一な分光特性が得られる。
<Description of reflector>
The reflective plate 50 and the adhesive material 60 are formed as a single sheet-like material, and the adhesive material 60 is made of an acrylic sheet-like material having a light transmittance of 90% or more. A reflection plate 50 serving as a sheet base material having the above-described reflection surface formed on the front surface side and a sheet material in which a release sheet provided with a release surface (not shown) on the back surface side are stacked. In the present embodiment, the thickness of the reflection plate and the sheet material of the adhesive material is 25 micrometers. However, if the light transmittance can be ensured to be 90% or more, the thickness can be 25 micrometers or more. Then, the release sheet is peeled off from the adhesive material 60 from the sheet material that has been punched in conformity with the outer shape of the other end surface 30R of the light guide, and the reflection plate 50 to which the adhesive material 60 is attached is attached to the other end surface of the light guide. By attaching to 30R, the reflector attaching operation can be easily performed with good workability. Moreover, the adhesive material 60 is reliably provided between the reflector 50 and the other end surface 30R of the light guide by simply attaching the reflective plate 50 to which the adhesive material 60 is attached in advance to the other end surface 30R of the light guide. A constant gap can be provided on one end face of the light guide at a predetermined interval with the thickness of the material, and the reflector 50 is in a state close to the light environment of the light source. Thus, by creating a pseudo light source that is more similar to the light source, it is possible to obtain bright and uniform left and right spectral characteristics as linear light as in the case where the light sources are provided on both end faces of the light guide.
また、図9に示すように他端面30Rの反射面は、光散乱面32の法線方向hxに対して長さ方向に角度θだけ角度調整することによって上述の光量特性を補正することが可能となる。つまり図9に示す様に、この反射面の角度を時計方向にプラスθ傾けると主走査方向両端部の光量が大きくなり、逆に反時計方向にマイナスθ傾けると主走査方向両端部の光量は小さくなり、この角度を予め導光体30を設計する際に設定することによって簡単に集光レンズ7の特性に合致させることが可能となる。尚、その角度は5°程度が最適値である。尚、他端面30Rの反射面は、導光体側面30Sに対しても導光体30を成形型から外す際の利便性を向上させるために抜き勾配傾斜している。 Further, as shown in FIG. 9, the reflection surface of the other end surface 30 </ b> R can correct the above light quantity characteristic by adjusting the angle by an angle θ in the length direction with respect to the normal direction hx of the light scattering surface 32. It becomes. That is, as shown in FIG. 9, when the angle of the reflecting surface is tilted by plus θ in the clockwise direction, the amount of light at both ends of the main scanning direction increases. Conversely, when tilted by minus θ in the counterclockwise direction, the amount of light at both ends of the main scanning direction becomes By reducing this angle and setting this angle when designing the light guide 30 in advance, it becomes possible to easily match the characteristics of the condenser lens 7. The optimum value is about 5 °. Note that the reflecting surface of the other end surface 30R is also inclined with respect to the light guide side surface 30S in order to improve convenience when the light guide 30 is removed from the mold.
さらに、その導光体30には、図9に示すように突起部30Pを有する。この突起部30Pは、図示のように断面から突出した鍔状の突出部である。その突起部30Pは、一端部30L近傍には設けられておらず、上述の光散乱面32の表面加工が施された基端部と読取ライン幅Wの基端部との間に基端部を有し他端部30Rまでの間に設けられている。これは、一端面30Lまで突起部30Pを延在させると、突起部30Pで光が乱反射され分光特性に影響を与えたり、またその部分から外部に出て反射光量が減衰することを防ぐためである。 Further, the light guide 30 has a protrusion 30P as shown in FIG. The protrusion 30P is a bowl-shaped protrusion protruding from the cross section as shown in the figure. The protruding portion 30P is not provided in the vicinity of the one end portion 30L, and is located between the base end portion where the surface processing of the light scattering surface 32 is performed and the base end portion of the reading line width W. And provided between the other end 30R. This is to prevent the projection 30P from extending to the one end face 30L and causing the light to be irregularly reflected by the projection 30P and affecting the spectral characteristics, and to prevent the amount of reflected light from attenuating outside that portion. is there.
従って、導光体30内に導入された発光体40の光は光散乱面32で所定方向に拡散され、光出射面33に導入された光は所定の臨界角度以上のときには内部に反射し、臨界角度以下のときには外部に出射される。図8に矢印haで示す光は導光体30内で反射し読取りライン幅W方向に分散し、矢印hbで示す光は光出射面33から読取面Rに出射することとなる。尚、図示しないが後述する発光体40からは球方向(360度方向;図示のものは60度広角方向)に光が入射され、光散乱面32と光出射面33に照射される。 Therefore, the light of the light emitting body 40 introduced into the light guide 30 is diffused in a predetermined direction by the light scattering surface 32, and the light introduced into the light emitting surface 33 is reflected inside when the angle exceeds a predetermined critical angle, When it is below the critical angle, it is emitted to the outside. The light indicated by the arrow ha in FIG. 8 is reflected in the light guide 30 and dispersed in the reading line width W direction, and the light indicated by the arrow hb is emitted from the light emitting surface 33 to the reading surface R. Although not shown, light is incident in a spherical direction (360-degree direction; the illustrated one is a 60-degree wide-angle direction) from a light emitter 40, which will be described later, and irradiates the light scattering surface 32 and the light emitting surface 33.
また、導光体30内で反射を繰り返し他端面30Rに到達した光は、他端面30Rの表面で反射され発光体40側に戻され、同様に光散乱面32で乱反射した矢印haで示す光は光出射面33から読取面Rに出射することとなる。この特性を利用し、発光体40の一端面30Lに対する配置を調整し、一端面30L側の光出射面33から読取面Rに出射する光を下げ、他端面30Rの表面で反射される光を増やすことで、一端面30L側の光量を下げ、他端面30R側の光量を上げることが出来、読取面Rに出射する光量を均一化、光学縮小系タイプの集光レンズ7を使う場合にはそのレンズ特性に依存するコサイン4乗則の光量分布に近い光量調整をすることが出来る。 In addition, light that has repeatedly reflected in the light guide 30 and reaches the other end surface 30R is reflected by the surface of the other end surface 30R, returned to the light emitter 40 side, and similarly reflected by the light scattering surface 32 and indicated by an arrow ha. Is emitted from the light emitting surface 33 to the reading surface R. Using this characteristic, the arrangement of the light emitter 40 with respect to the one end surface 30L is adjusted, the light emitted from the light emitting surface 33 on the one end surface 30L side to the reading surface R is lowered, and the light reflected on the surface of the other end surface 30R is reflected. By increasing the light amount on the one end surface 30L side, the light amount on the other end surface 30R side can be increased, the light amount emitted to the reading surface R is made uniform, and when using the optical reduction system type condensing lens 7 It is possible to adjust the light amount close to the light amount distribution of the cosine fourth law that depends on the lens characteristics.
<発光体と導光体との配置>
次に発光体40と導光体30との配置関係について図13及び図16に基づき説明する。図13で示す各発光体40を構成する第1発光体41と第2発光体42は、先に図16で説明した光散乱面32の法線(出射光路方向)hx上の位置P1に第1発光体41が、位置P2に第2発光体42がそれぞれ配列されている。第1発光体41は光散乱面32から距離Ld1に配置され、第2発光体42は距離Ld2を隔てて配置されている。この両発光体41、42の間にはオフセット量dxが形成されている。尚、本実施形態では、光散乱面32に近接された位置に配置される第1発光体41と光出射面33に近接された位置に配置される第2発光体42をそれぞれ2つの発光素子で構成し、さらに光を拡散させるためにレンズ43を発光素子と導光体30の間に設けている。第1発光体41および第2発光体42は法線hx上に配置している。つまり光散乱面32に対して第1発光体41は距離Ld1で第2発光体42は距離Ld2(Ld1<Ld2)で配列する。
<Arrangement of light emitter and light guide>
Next, the positional relationship between the light emitter 40 and the light guide 30 will be described with reference to FIGS. 13 and 16. The first light emitter 41 and the second light emitter 42 constituting each light emitter 40 shown in FIG. 13 are located at the position P1 on the normal line (outgoing light path direction) hx of the light scattering surface 32 described above with reference to FIG. The first light emitters 41 and the second light emitters 42 are arranged at the position P2. The first light emitter 41 is disposed at a distance Ld1 from the light scattering surface 32, and the second light emitter 42 is disposed at a distance Ld2. An offset amount dx is formed between the light emitters 41 and 42. In the present embodiment, the first light emitter 41 disposed at a position close to the light scattering surface 32 and the second light emitter 42 disposed at a position close to the light exit surface 33 are each composed of two light emitting elements. In order to further diffuse light, a lens 43 is provided between the light emitting element and the light guide 30. The first light emitter 41 and the second light emitter 42 are disposed on the normal line hx. In other words, the first light emitter 41 is arranged at a distance Ld1 and the second light emitter 42 is arranged at a distance Ld2 (Ld1 <Ld2) with respect to the light scattering surface 32.
<発光体と導光体とのギャップ>
この発光素子をマウントした回路基板16は発光面と導光体30の一端面30Lとの間にギャップdを隔てて配置する。ギャップdは、0.1ミリメートル〜0.55ミリメートルの範囲であることが望ましい。尚、図9は発光体40(41、42)が回路基板16にマウントされた状態での配置構造を示す。また、発光体40(41、42)は面状発光素子で構成され、白色LEDで構成されている。更に、光量全体を上げる為に、他端面30Rの反射塗料に代えて同様の発光体40(41、42)を配置しても良い。また、この場合に第1発光体41と第2発光体42は光散乱面32と光出射面33の間で異なる位置から導光体30の一端面30Lから光を入射する。これと共に第1発光体41と第2発光体42は光出射面33から読取面Rに向かう出射光路方向(図5に矢印hxで示す)に距離を隔てて配列する。
<Gap between light emitter and light guide>
The circuit board 16 on which the light emitting element is mounted is disposed with a gap d between the light emitting surface and the one end surface 30L of the light guide 30. The gap d is preferably in the range of 0.1 millimeters to 0.55 millimeters. FIG. 9 shows an arrangement structure in a state where the light emitters 40 (41, 42) are mounted on the circuit board 16. The light emitter 40 (41, 42) is composed of a planar light emitting element, and is composed of a white LED. Furthermore, in order to increase the total amount of light, a similar light emitter 40 (41, 42) may be disposed instead of the reflective paint on the other end surface 30R. Further, in this case, the first light emitter 41 and the second light emitter 42 enter light from one end face 30 </ b> L of the light guide 30 from different positions between the light scattering surface 32 and the light emitting surface 33. At the same time, the first light emitter 41 and the second light emitter 42 are arranged at a distance in the direction of the outgoing light path from the light emitting surface 33 toward the reading surface R (indicated by an arrow hx in FIG. 5).
<光源ユニットの組立>
次に光源ユニットの組立について図9(a)に基づき説明する。まず回路基板16に発光体40(41、42)を実装させ、レンズキャップ43を装着する。その回路基板16を耐熱シート15(耐熱樹脂板)を介して放熱部材14(ヒートシンク)とを密着した状態でネジ止めにより一体的に取付ける。その上で、回路基板16を取り付けた放熱部材14(ヒートシンク)と導光体30とをリフレクタ49を介し保持部材48で、リフレクタ49の一方の面に回路基板16を圧接させ、リフレクタ49の他方の面に導光体30を圧接させた状態で、キャリッジ6のユニットフレーム11に取り付けられている。
<Assembly of light source unit>
Next, assembly of the light source unit will be described with reference to FIG. First, the light emitting body 40 (41, 42) is mounted on the circuit board 16, and the lens cap 43 is mounted. The circuit board 16 is integrally attached by screwing in a state where the circuit board 16 is in close contact with the heat radiating member 14 (heat sink) via the heat resistant sheet 15 (heat resistant resin plate). Then, the heat dissipation member 14 (heat sink) to which the circuit board 16 is attached and the light guide 30 are held by the holding member 48 via the reflector 49, and the circuit board 16 is pressed into contact with one surface of the reflector 49. The light guide 30 is attached to the unit frame 11 of the carriage 6 in a state where the light guide 30 is pressed against the surface of the carriage 6.
[画像読取装置の他の実施例]
次に、上述の照明装置の他の実施例について説明する。図17は、図15に相当する他の実施例に関する光源ユニットにおける光源と導光体の位置関係を説明するための図で、(a)は側面図、(b)は導光体の一端光源側から見た導光体に対する光源の位置を示す平面図、(c)は導光体の他端側から見た光源の位置を示す平面図である。尚、図15で示す光源ユニットとの違いは、発光源40を一つの発光素子で構成するか、二つの発光素子で構成するかで、その光源と導光体の配置と明るさが異なるものであって、基本的な機能等についてはほぼ同様である。
[Other Embodiments of Image Reading Apparatus]
Next, another embodiment of the above-described lighting device will be described. FIGS. 17A and 17B are views for explaining the positional relationship between the light source and the light guide in a light source unit according to another embodiment corresponding to FIG. 15, where FIG. 17A is a side view, and FIG. The top view which shows the position of the light source with respect to the light guide seen from the side, (c) is a top view which shows the position of the light source seen from the other end side of the light guide. The difference from the light source unit shown in FIG. 15 is that the arrangement and brightness of the light source and the light guide are different depending on whether the light emitting source 40 is composed of one light emitting element or two light emitting elements. However, the basic functions are almost the same.
この実施例にあっては、図17(a)で示す様にこの実施例では導光体30の一端面30Lに一定のギャップを隔て対峙する一つの発光素子で構成される発光源40が配置され、その発光源40は先に説明した図16で示す発光源位置P2に配設されている。その時の分光特性については後述する図18で説明する。尚、図15同様に図1で示す様に読取面Rの中心に対し副走査方向前後に一対受けられる一方側の光源ユニットのみを表示している。 In this embodiment, as shown in FIG. 17A, in this embodiment, a light emitting source 40 composed of one light emitting element facing a certain gap is arranged on one end face 30L of the light guide 30. The light source 40 is disposed at the light source position P2 shown in FIG. 16 described above. The spectral characteristics at that time will be described later with reference to FIG. As in FIG. 15, only one light source unit that is received in a pair in the front and rear direction in the sub-scanning direction with respect to the center of the reading surface R is displayed as shown in FIG.
次に、図18の分光特性図に基づき本発明の画像読取装置における照明装置の分光特性について説明する。図中、P1乃至P4で示す各分光特性は、図16で示すP1乃至P3の位置に発光源40を配置した際に得られる各分光特性を示している。まず、P1で示す分光特性は、一つの発光素子(白色LED)で構成される発光源40を図16で示すP1の位置に配置した際に得られる分光特性を示し、P2で示す分光特性は、その発光源40を図16で示すP2の位置に配置した際に得られる上述の図17で示す他の実施例の分光特性を示し、P3で示す分光特性は、その発光源40を図16で示すP3の位置に配置した際に得られる分光特性を示している。また、P4で示す分光特性は、二つの発光素子(白色LED)で構成される発光源40(41、42)を図16で示すP2の位置とP3の位置に配置した際に得られる上述の図2乃至図15で示す第一実施例の分光特性を示す。この分光特性を見ると、先に説明した密着式の光学系を備える画像読取装置の照明装置の場合にはほぼ均一な分光特性が必要となることから、一つの発光素子で構成される発光源40を図16で示すP1の位置に配置することで理想的な分光特性を備えた照明装置を得ることが出来る。一方、集光レンズによるコサイン四乗則の影響を受ける光学縮小系の画像読取装置の照明装置の場合には、その光量分布は中央部位に比べ両端部位の光量を高くする必要が有ることから、比較的全体光量が低くても読み取り可能な場合には、一つの発光素子で構成される発光源40を図16で示すP2の位置に配置することで理想的な分光特性を備えた照明装置を得ることが出来、また比較的全体光量が高くしなければ読み取ることが出来ない場合には、二つの発光素子で構成される発光源40(41、42)を図16で示すP2の位置に第2発光源42を配置し、P3の位置に第1発光源41を配置することで理想的な分光特性を備えた照明装置を得ることが出来る。 Next, the spectral characteristics of the illumination device in the image reading apparatus of the present invention will be described based on the spectral characteristics diagram of FIG. In the figure, the spectral characteristics indicated by P1 to P4 indicate the spectral characteristics obtained when the light source 40 is disposed at the positions P1 to P3 shown in FIG. First, the spectral characteristic indicated by P1 indicates the spectral characteristic obtained when the light emitting source 40 composed of one light emitting element (white LED) is arranged at the position P1 shown in FIG. 16, and the spectral characteristic indicated by P2 is FIG. 16 shows the spectral characteristics of the other embodiment shown in FIG. 17 obtained when the light emission source 40 is arranged at the position P2 shown in FIG. 16, and the spectral characteristics shown by P3 show the light emission source 40 in FIG. The spectral characteristic obtained when it arrange | positions in the position of P3 shown by is shown. The spectral characteristic indicated by P4 is obtained when the light source 40 (41, 42) composed of two light emitting elements (white LEDs) is arranged at the positions P2 and P3 shown in FIG. The spectral characteristics of the first embodiment shown in FIGS. 2 to 15 are shown. Looking at this spectral characteristic, since the illumination device of the image reading apparatus having the contact optical system described above requires a substantially uniform spectral characteristic, a light emitting source composed of one light emitting element. By arranging 40 at a position P1 shown in FIG. 16, an illumination device having ideal spectral characteristics can be obtained. On the other hand, in the case of an illumination device of an optical reduction system image reading device that is affected by the cosine fourth law by a condensing lens, the light amount distribution needs to be higher at both end portions than at the central portion. In the case where reading is possible even when the total amount of light is relatively low, an illuminating device having ideal spectral characteristics can be obtained by arranging a light emitting source 40 composed of one light emitting element at a position P2 shown in FIG. If the light source 40 (41, 42) composed of two light emitting elements cannot be read unless the total light quantity is relatively high, the light source 40 (41, 42) composed of two light emitting elements is placed at the position P2 shown in FIG. An illuminating device having ideal spectral characteristics can be obtained by disposing the two light emitting sources 42 and disposing the first light emitting source 41 at the position P3.
[画像読取制御系の構成]
次に、図19に基づき図1で示す画像読取装置における原稿画像を読取る制御系についてその概要を説明する。尚、図19はその画像読取装置における原稿画像を読取る制御系を示す機能ブロック図を示すもので、同図中二点鎖線で囲まれた部分が読取キャリッジ6に相当し、細線で囲まれた部分が画像読取ユニットAに備えられた制御ボードSに相当する。基本的な各機能ブロックによる画像読取装置の動作は次のようになっている。制御ボードSの制御部CPUがモータ駆動手段S−MCと光源点灯手段S−Laとセンサ駆動手段S−CCDを駆動する。そして、前記センサ駆動手段S−CCDがラインセンサ8に原稿シートの読み取り動作を実行せしめる。すなわち、モータ駆動手段S−MCで読取キャリッジ6を必要に応じ移動又は停止させた状態で、光源点灯手段S−Laにより光源40を適宜点灯しながら原稿シートを照明し、原稿からの反射光をラインセンサ8上に結像させて光電変換し電荷蓄積する。センサ16からの出力信号は、増幅回路AMPで増幅された後、A/D変換器でデジタル画像信号に変換される。A/D変換器でデジタル化された画像信号は、画像処理手段においてRAMに格納されているシェーディングデータを用いたシェーディング補正やデジタルゲイン調整、デジタル黒補正等の画像処理を施される。その後、デジタル画像信号はラインバッファに格納されインタフェースを介してパーソナルコンピュータPC等の外部装置へと転送される。これらは全て外部装置のドライバ手段からの指示に基づき制御部PCが各機能ブロックを制御することで行われる。
[Configuration of image reading control system]
Next, an outline of a control system for reading a document image in the image reading apparatus shown in FIG. 1 will be described based on FIG. FIG. 19 is a functional block diagram showing a control system for reading a document image in the image reading apparatus. In FIG. 19, a portion surrounded by a two-dot chain line corresponds to the reading carriage 6 and is surrounded by a thin line. The portion corresponds to the control board S provided in the image reading unit A. The operation of the image reading apparatus by each basic functional block is as follows. The control unit CPU of the control board S drives the motor driving means S-MC, the light source lighting means S-La, and the sensor driving means S-CCD. Then, the sensor driving means S-CCD causes the line sensor 8 to read the original sheet. That is, with the reading carriage 6 moved or stopped as necessary by the motor driving means S-MC, the original sheet is illuminated while the light source 40 is appropriately turned on by the light source lighting means S-La, and the reflected light from the original is reflected. An image is formed on the line sensor 8 and photoelectrically converted to accumulate charges. The output signal from the sensor 16 is amplified by the amplifier circuit AMP and then converted into a digital image signal by the A / D converter. The image signal digitized by the A / D converter is subjected to image processing such as shading correction, digital gain adjustment, and digital black correction using shading data stored in the RAM in the image processing means. Thereafter, the digital image signal is stored in a line buffer and transferred to an external device such as a personal computer PC via an interface. These are all performed by the control unit PC controlling each functional block based on an instruction from the driver means of the external device.
[光源の制御構成]
また、上記光源点灯手段S−Laによる光源ユニット9の制御について説明する。この第1光源体9aと第2光源ユニット9bは図9に示すように第1プラテン2と第2プラテン3の読取面Rに光を照射し、読取原稿で反射した拡散反射光を利用している。この光源ユニット9a(9b)は図示のように2つの光源で構成する必然性はなく、1本或いは3本以上の光源で構成しても良い。この場合、後述する原稿給送ユニットBでは、第2プラテン3を走行する原稿の速度を、第1プラテン2に沿ってキャリッジ6が移動する速度より高速にしている。
[Light source control configuration]
The control of the light source unit 9 by the light source lighting means S-La will be described. As shown in FIG. 9, the first light source body 9a and the second light source unit 9b irradiate light onto the reading surfaces R of the first platen 2 and the second platen 3, and use diffusely reflected light reflected from the read original. Yes. The light source unit 9a (9b) is not necessarily composed of two light sources as shown in the figure, and may be composed of one or three or more light sources. In this case, in the document feeding unit B described later, the speed of the document traveling on the second platen 3 is set higher than the speed at which the carriage 6 moves along the first platen 2.
つまり、第1プラテン2の読取り速度より第2プラテン3の読取り速度を高速にしている。このため原稿に照射する光量を第1プラテン2より第2プラテン3を高くすることが好ましい。 That is, the reading speed of the second platen 3 is higher than the reading speed of the first platen 2. For this reason, it is preferable that the second platen 3 is higher than the first platen 2 in the amount of light applied to the document.
従って、キャリッジ6が第1プラテン2に位置するときには第1導光体30aを、第2プラテン3に位置するときには第1導光体30aと第2導光体30bを点灯する。 Accordingly, when the carriage 6 is positioned on the first platen 2, the first light guide 30a is turned on, and when the carriage 6 is positioned on the second platen 3, the first light guide 30a and the second light guide 30b are turned on.
[新規事項の補足説明]
以上、画像読取装置の照明装置として説明した本発明に係わる照明装置の新規事項について改めて補足説明する。
[Additional explanation of new matter]
The supplementary explanation will be given again for the new matter of the illumination device according to the present invention described as the illumination device of the image reading apparatus.
<リフレクタによる導光体と光源とのギャップ保持>
まず、導光体と光源とのギャップ保持に関し補足する。図9(a)で示す様に、光を取り込む端面(30a、30b)と、端面(30a、30b)から取り込んだ光を拡散反射させる拡散反射面(32)と、拡散反射面(32)で拡散反射した光を照射面(R:図2参照)に向け射出する光射出面(33)とを備えた導光体(30)と、その導光体(30)の少なくとも一端面(30a、30b)に対峙する光源(40)と、から成る照明装置(9)において、光源(40)から光を導光体(30)の一端面(30a、30b)に向け反射する反射面(9a、9b)を備えたリフレクタ(49)を備え、導光体(30)はその一端面(30a、30b)にリフレクタ(49)と当接する鍔部(30N)を形成し、光源(40)はその光源を実装する回路基板(16)に取付けられ、リフレクタ(49)は導光体(30)の鍔部(30N)と回路基板(16)とで挟持され、光源(40)と導光体(30)との所定の間隔で保持することで、リフレクタにより光源と導光体とのギャップを規定することが出来、光源と導光体との間の所定ギャップが変動することが無くなり、照明斑抑えることが出来る。この照明装置を画像読取装置の光源ユニットとして用いることで読取った画像に光量斑が生じることが無い。
<Gap retention between light guide and light source by reflector>
First, it supplements about the gap maintenance of a light guide and a light source. As shown in FIG. 9A, an end face (30a, 30b) that captures light, a diffuse reflection surface (32) that diffusely reflects light captured from the end faces (30a, 30b), and a diffuse reflection surface (32). A light guide (30) having a light exit surface (33) for emitting diffusely reflected light toward an irradiation surface (R: see FIG. 2), and at least one end surface (30a, 30) of the light guide (30) In a lighting device (9) comprising a light source (40) facing 30b), a reflecting surface (9a, 30b) that reflects light from the light source (40) toward one end face (30a, 30b) of the light guide (30). 9b), the light guide (30) has a flange (30N) that abuts the reflector (49) on one end face (30a, 30b) of the light guide (30), and the light source (40) Mounted on the circuit board (16) on which the light source is mounted, the reflector (4 ) Is sandwiched between the collar (30N) of the light guide (30) and the circuit board (16), and is held at a predetermined interval between the light source (40) and the light guide (30), so that the light source is reflected by the reflector. The gap between the light source and the light guide can be defined, the predetermined gap between the light source and the light guide is not changed, and illumination unevenness can be suppressed. By using this illumination device as a light source unit of the image reading device, no unevenness in the amount of light occurs in the read image.
また、導光体(30)はその一端面(30a、30b)にリフレクタ(49)と当接する鍔部(30N)を形成し、光源(40)は回路基板(16)に実装され取付けられ、リフレクタ(49)は導光体(30)の鍔部(30N)と回路基板(16)とで挟持され、光源(40)と導光体(30)との所定の間隔で保持することによって、その導光体の鍔部がリフレクタの平面を広範囲に支え、リフレクタを介し光源を実装した回路基板と導光体とが確実に位置決め保持することが出来る。 The light guide (30) has a flange (30N) that abuts the reflector (49) on one end face (30a, 30b), and the light source (40) is mounted and attached to the circuit board (16). The reflector (49) is sandwiched between the collar (30N) of the light guide (30) and the circuit board (16), and is held at a predetermined interval between the light source (40) and the light guide (30). The collar portion of the light guide supports the plane of the reflector over a wide range, and the circuit board on which the light source is mounted and the light guide can be reliably positioned and held via the reflector.
また、導光体(30)の鍔部(30N)と回路基板(16)とでリフレクタ(49)を挟持する保持部材(48)を備えている。この保持部材(48)は、先に説明した様に、光源(40)を実装した回路基板(16)を耐熱シート(15)を介しユニットフレーム(11)にネジ止めする放熱部材(14)と、ユニットフレーム(11)に支持された導光体(30)を収納する光源収納部を形成する枠体(13)に収納された導光体(30)の鍔部(30N)との間を把持する。そして、この保持部材(48)で回路基板(16)と導光体(30)をリフレクタ(49)に圧接保持することで、照明斑の要因である光源(40)と導光体(30)とのギャップをバラツキ無く一定に保持することが出来る。 Moreover, the holding member (48) which clamps a reflector (49) with the collar part (30N) of a light guide (30), and a circuit board (16) is provided. As described above, the holding member (48) includes a heat radiating member (14) for screwing the circuit board (16) on which the light source (40) is mounted to the unit frame (11) via the heat resistant sheet (15). The gap (30N) between the light guide (30) housed in the frame (13) that forms the light source housing that houses the light guide (30) supported by the unit frame (11). Grab. Then, the holding member (48) holds the circuit board (16) and the light guide (30) in pressure contact with the reflector (49), so that the light source (40) and the light guide (30), which are the cause of the illumination spots. And the gap can be kept constant without variation.
尚、このリフレクタにより光源と導光体とのギャップを規定する実施例では、リフレクタの左右平面の一方に光源を実装する回路基板の平面を、他面に導光体の一端面から成る平面をそれぞれ直接当接する構造となっているが、以下の構造であっても良い。 In the embodiment in which the gap between the light source and the light guide is defined by the reflector, the plane of the circuit board on which the light source is mounted is arranged on one of the left and right planes of the reflector, and the plane composed of one end surface of the light guide is formed on the other side. The structures are in direct contact with each other, but the following structures may be used.
その構造の一つに、リフレクタの表面をアルミ、銀等の反射効率が良い金属膜をコーティング処理することから、リフレクタと光源を実装する回路基板との間に薄い絶縁マイラーを挟み込む構造が、またリフレクタによって絞り込まれた光源の光のバラツキを抑えために薄い遮光マイラーを挟み込む構造であっても良い。 One of the structures is a structure in which a thin insulating mylar is sandwiched between the reflector and the circuit board on which the light source is mounted, because the reflector surface is coated with a metal film having good reflection efficiency such as aluminum or silver. A structure in which a thin light-shielding mylar is sandwiched in order to suppress variation in light of the light source narrowed down by the reflector may be used.
また、リフレクタと当接するそれぞれの面が平面で形成されているが、平面で無くとも良い。例えば、当接する面の一方が凹凸形状とする場合には他方を逆凹凸形状にすれば良い。また、当接する面の一方が曲面形状とする場合には他方を逆曲面形状にすれば良い。 Moreover, although each surface contact | abutted with a reflector is formed in the plane, it does not need to be a plane. For example, when one of the abutting surfaces has an uneven shape, the other may have an inverted uneven shape. Further, when one of the abutting surfaces has a curved surface shape, the other may have an inverted curved surface shape.
また、回路基板に実装する光源の光照射面が広く平面性を有する場合には、その光源自体をリフレクタに当接させた構造であっても良い。 Further, when the light irradiation surface of the light source mounted on the circuit board is wide and flat, the light source itself may be in contact with the reflector.
また、リフレクタ自体を光源又は導光体の一部として一体形成した構造であっても本発明のリフレクタにより光源と導光体とのギャップを規定するものであっても良い。 Moreover, even if it is the structure which formed the reflector itself integrally as a part of a light source or a light guide, the gap of a light source and a light guide may be prescribed | regulated by the reflector of this invention.
更に、上述した実施例では導光体の一端に光源が、他端に擬似光源と成る反射板が配置された構造であるが、絶対光量を上げる為に導光体の他端にも同様の構造で光源を配設する場合には、当然にリフレクタも導光体の他面に配設される。 Furthermore, in the above-described embodiment, a light source is arranged at one end of the light guide, and a reflector serving as a pseudo light source is arranged at the other end, but the same is applied to the other end of the light guide to increase the absolute light quantity. When the light source is disposed in the structure, the reflector is naturally disposed on the other surface of the light guide.
<導光体に対峙する光源の位置決め>
次に、導光体に対峙する光源の位置決めに関し補足する。図10で示す様に、導光体(30)と回路基板(16)は共に一つの共通基準面(11s)を有し、導光体(30)の拡散反射面(32)はその共通基準面(11s)から位置決めされる第1の位置(d3)に保持され、回路基板(16)はその共通基準面(11s)から位置決めされ、且つ光源(40)が導光体(30)の一端面(30a、30b)に対峙する第2の位置(d2)に配設する位置決め構造となっている。つまり、導光体(30)の拡散反射面(32)がその共通基準面(11s)から第1の位置(d3)に位置決めすることで、共通基準面(11s)からの導光体の取り付け基準位置(d4)が決まる。同時に、光源(40)を実装する回路基板(16)を共通基準面(11s)の所定位置に取り付けることで、回路基板(16)に実装された光源(40)が導光体(30)の一端面(30a、30b)に対峙する第2の位置(d2)に配設され、共通基準面(11s)からの光源の取り付け基準位置(d2)と導光体の取り付け基準位置(d4)を容易に一致させることが可能で、導光体の端面に対峙する光源の取り付け位置(光軸法線方向に対する位置)のばらつきが最小限に抑えることが出来、導光体と光源との所定ギャップの調整に加え照明斑を抑えることが出来。
<Positioning of the light source facing the light guide>
Next, it supplements about positioning of the light source which opposes a light guide. As shown in FIG. 10, both the light guide (30) and the circuit board (16) have one common reference surface (11s), and the diffuse reflection surface (32) of the light guide (30) is the common reference surface. The circuit board (16) is positioned from the common reference plane (11s), and the light source (40) is one of the light guides (30), held at the first position (d3) positioned from the surface (11s). The positioning structure is arranged at the second position (d2) facing the end faces (30a, 30b). That is, the diffused reflection surface (32) of the light guide (30) is positioned from the common reference surface (11s) to the first position (d3), so that the light guide is attached from the common reference surface (11s). A reference position (d4) is determined. At the same time, the light source (40) mounted on the circuit board (16) is mounted on the light guide (30) by attaching the circuit board (16) on which the light source (40) is mounted to a predetermined position on the common reference plane (11s). The light source mounting reference position (d2) and the light guide mounting reference position (d4) from the common reference plane (11s) are arranged at the second position (d2) facing the one end face (30a, 30b). It can be easily matched, and variation in the light source mounting position (position relative to the normal direction of the optical axis) facing the end face of the light guide can be minimized, and a predetermined gap between the light guide and the light source In addition to the adjustment of lighting, it can suppress illumination spots.
また、共通基準面(11s)は照明装置(9)を構成するユニットフレーム(11)に設けられ、導光体(30)はユニットフレーム(11)に支持される光源収容部を形成した枠体(13)に収納され、導光体(30)の拡散反射面(32)はその枠体(13)を介し共通基準面(11s)から位置決めされる第1の位置(d3)に保持することによって、光源の取り付け基準位置と導光体の取り付け基準位置とを一致させ共通基準面としてユニットフレームを利用することで、導光体の端面に対峙する光源の取り付け位置(光軸法線方向に対する位置)の調整をすること無く、装置組み立て性に優れている。 The common reference plane (11s) is provided on the unit frame (11) that constitutes the lighting device (9), and the light guide (30) is a frame that forms a light source accommodating portion supported by the unit frame (11). (13) The diffused reflection surface (32) of the light guide (30) is held at the first position (d3) positioned from the common reference surface (11s) through the frame (13). By using the unit frame as a common reference plane by matching the light source mounting reference position with the light guide mounting reference position, the light source mounting position facing the end surface of the light guide (relative to the normal direction of the optical axis) The device is easy to assemble without adjusting the position.
また、共通基準面(11s)は照明装置(9)を構成するユニットフレーム(11)に設けられ、そのユニットフレーム(11)には回路基板(16)を位置決めする位置決め部(11a、11b)が形成され、回路基板(16)はそのユニットフレーム(11)の位置決め部(11a、11b)に支持される位置決め支持部(16a、16b)を備えることによって、単に回路基板の位置決め支持部(16a、16b)を導光体の取り付け基準とするユニットフレームの位置決め部(11a、11b)に取り付けるだけで、導光体の端面に対峙する光源の取り付け位置(光軸法線方向に対する位置)をばらつき無く合わせ込むことが出来、装置組み立て性を著しく高めることが出来る。 Further, the common reference plane (11s) is provided in the unit frame (11) constituting the illumination device (9), and the unit frame (11) has positioning portions (11a, 11b) for positioning the circuit board (16). The circuit board (16) is formed and provided with positioning support parts (16a, 16b) supported by the positioning parts (11a, 11b) of the unit frame (11), thereby simply positioning the circuit board (16a, 16b). 16b) is attached to the positioning part (11a, 11b) of the unit frame using the light guide attachment reference, and the light source attachment position (position relative to the normal direction of the optical axis) facing the end face of the light guide is uniform. Can be combined, and the device assembly can be remarkably improved.
<導光体に対峙する光源の配置>
次に、導光体に対峙する光源の配置に関し補足する。図16及び図17で示す様に、光を取り込む端面(30a、30b)と、端面(30a、30b)から取り込んだ光を拡散反射させる拡散反射面(32)と、拡散反射面(32)で拡散反射した光を照射面(R:図2参照)に向け射出する光射出面(33)とを備え導光体(30)と、その導光体(30)の少なくとも一端面(30a、30b)に対峙する光源(40)と、から成る照明装置において、導光体(30)の光射出面(33)は円周面(半径r)で形成され、拡散反射面(32)はその円周面(半径r)を形成する円の中心(P1)を通り光射出面(33)から射出する光軸法線(hx)を形成する位置に配設され、回路基板(16)に実装された光源(40)は、拡散反射面(32)の光軸法線(hx)上で、且つ円の中心(P1)に対し光射出面(33)側に変位した第1光源取り付け位置(P2)に配設する様にしたもので、光源を円周面が形成する円の中心と光射出面との間に配設することで、導光体の両端部の光量を中央部の光量に比べ高くすることが出来、先に説明した光学縮小系の画像読取装置に搭載する照明装置に最適な光量分布を得ることが出来る。
<Arrangement of the light source facing the light guide>
Next, it supplements regarding arrangement | positioning of the light source facing a light guide. As shown in FIGS. 16 and 17, the end surfaces (30a, 30b) that capture light, the diffuse reflection surface (32) that diffusely reflects the light captured from the end surfaces (30a, 30b), and the diffuse reflection surface (32). A light guide (30) including a light exit surface (33) for emitting diffusely reflected light toward an irradiation surface (R: see FIG. 2), and at least one end surface (30a, 30b) of the light guide (30) ), The light emitting surface (33) of the light guide (30) is formed with a circumferential surface (radius r), and the diffuse reflection surface (32) is the circle. It is disposed at a position where an optical axis normal (hx) exiting from the light exit surface (33) passes through the center (P1) of the circle forming the peripheral surface (radius r), and is mounted on the circuit board (16). The light source (40) is on the optical axis normal (hx) of the diffuse reflection surface (32) and the center of the circle ( 1) is arranged at the first light source mounting position (P2) displaced toward the light exit surface (33) with respect to 1), and the light source is located between the center of the circle formed by the circumferential surface and the light exit surface. The light quantity at both ends of the light guide can be made higher than the light quantity at the central part, and the optimal light quantity distribution for the illumination device mounted on the optical reading system image reading apparatus described above. Can be obtained.
また、図9で示す様に、導光体(30)の光射出面(33)は円周面(半径r)で形成され、
拡散反射面(32)はその円周面(半径r)を形成する円の中心(P1)を通り光射出面(33)から射出する光軸法線(hx)を形成する位置に配設され、回路基板(16)に実装された光源(40)は第1・第2の光源の二つから成り、第1の光源(40)は拡散反射面(32)の光軸法線(hx)上で、且つ円の中心(P1)に対し光射出面(33)側に変位した第1の位置(d3)に配設され、第2の光源(40)はその光軸法線(hx)上で、且つその円の中心(P1)に対し拡散反射面(32)側に変位した第2の位置(d2)に配設する様にしたもので、光量を二倍近く高め、しかも導光体の両端部の光量を中央部の光量に比べ高くすることが出来、光学縮小系の画像読取装置に搭載する照明装置に最適な光量分布が得られるだけで無く、加え照明を明るくすることで原稿を自動で送りながら読取る所謂シートスルーモード搭載の画像読取装置に最適で、画像読取速度を高速化できる。
Moreover, as shown in FIG. 9, the light emission surface (33) of the light guide (30) is formed of a circumferential surface (radius r),
The diffuse reflection surface (32) is disposed at a position where an optical axis normal line (hx) exiting from the light exit surface (33) passes through the center (P1) of the circle forming the circumferential surface (radius r). The light source (40) mounted on the circuit board (16) is composed of the first and second light sources, and the first light source (40) is the optical axis normal (hx) of the diffuse reflection surface (32). The second light source (40) is arranged at a first position (d3) displaced toward the light exit surface (33) with respect to the center (P1) of the circle, and the second light source (40) has its optical axis normal (hx) It is arranged at the second position (d2) which is displaced on the diffuse reflection surface (32) side with respect to the center (P1) of the circle, and the light quantity is increased nearly twice and the light is guided. The amount of light at both ends of the body can be made higher than the amount of light at the center, and an optimum light amount distribution can be obtained for an illumination device mounted on an optical reduction system image reading device. Only the without optimal added document by bright illumination to the image reading apparatus of a so-called sheet-through mode equipped for reading while feeding automatically, can speed up the image reading speed.
尚、この導光体に対峙する光源の配置に関し、以下の構造であっても良い。 In addition, regarding the arrangement of the light source facing the light guide, the following structure may be used.
まず、導光体の少なくとも一端面に所定の間隔を隔て対峙する光源とは、上述の図9及び図10で示す実施例では、導光体の一端面に所定の間隔を隔て対峙する光源を配設し、その他端面に反射板を配置した構成としているが、この反射板に代え導光体の一端面の光源と同様の構造で新たな光源を配設しても良い。 First, the light source facing at least one end surface of the light guide with a predetermined interval is a light source facing the one end surface of the light guide with a predetermined interval in the embodiment shown in FIGS. 9 and 10 described above. However, instead of this reflecting plate, a new light source may be provided with the same structure as the light source on the one end surface of the light guide.
また、位置基準とする第1の光源に対し位置決めする第2の光源を位置調整可能な構成とすることで、光源の経時変化に伴う光量劣化に対しその位置を微調整することで分光特性を初期の適正な状態にすることが出来る。 In addition, by adopting a configuration in which the position of the second light source positioned with respect to the first light source as a position reference can be adjusted, the spectral characteristics can be adjusted by finely adjusting the position with respect to the light amount deterioration accompanying the light source change with time. The initial appropriate state can be obtained.
<擬似光源の説明>
次に、擬似光源について補足する。図9(a)で示す様に、光源(40)の光を散乱反射させて読取面と成る照射面(R)に線状光を照射する照明装置で、その光源(40)からの光を照射面(R)に沿ったライン方向に散乱する光散乱面を形成する拡散反射面(32)と、この拡散反射面(32)からの光を照射面(R)に向けて出射する光出射面(33)とを有する導光体(30)と、導光体(30)の一端面(30L)に配置された光源(40)と、を備え、光源(40)は導光体(30)の一端面(30L)に所定の間隔を隔て配設され、導光体(30)の他端面(30R)に光透過率が高い粘着材(60)を介し反射板(50)を貼付し、光源(40)の相当する擬似光源を構成することで、擬似光源を形成する反射板を光透過率が高い粘着材を介し導光体の他端面に貼付することによって、前記導光体の一端面に所定の間隔を隔て配設される光源と同様に、その粘着材によって反射板と導光体の他端面との間に一定の隙間を生じさせることで、光源と擬似光源との光環境が近くなり、より光源に似た擬似光源を作り出すことが出来る。もって、この構成を備えた照明装置は、導光体の両端面にそれぞれ光源を配設するものと同様に明るく、しかも線状光として左右均一な分光特性が得られる優れた効果を呈する。
<Description of pseudo light source>
Next, the pseudo light source will be supplemented. As shown in FIG. 9A, the illumination device irradiates linear light onto the irradiation surface (R) serving as a reading surface by scattering and reflecting the light from the light source (40), and the light from the light source (40) is irradiated. A diffusion reflection surface (32) that forms a light scattering surface that scatters in a line direction along the irradiation surface (R), and light emission that emits light from the diffusion reflection surface (32) toward the irradiation surface (R). A light guide (30) having a surface (33), and a light source (40) disposed on one end surface (30L) of the light guide (30), the light source (40) being a light guide (30). The reflector (50) is attached to the other end surface (30R) of the light guide (30) via an adhesive (60) having a high light transmittance. By constructing a pseudo light source corresponding to the light source (40), the reflecting plate forming the pseudo light source is connected to the other end surface of the light guide through an adhesive material having high light transmittance. By sticking, like the light source disposed at a predetermined interval on one end surface of the light guide, a certain gap is generated between the reflector and the other end surface of the light guide by the adhesive material. As a result, the light environment between the light source and the pseudo light source becomes close, and a pseudo light source more similar to the light source can be created. Therefore, the illuminating device having this configuration is bright as in the case where the light sources are provided on both end faces of the light guide, and exhibits an excellent effect of obtaining the left and right spectral characteristics as linear light.
さらに、擬似光源に使用する反射板(50)および粘着シート(60)は、導光体(30)の他端面の外形形状に合わせ型抜きしたものを反射板として用い、反射板を導光体の他端面に貼付することで作業性に優れ、しかも反射板を単に導光体の他端面に貼付する作業だけで確実に反射板(50)と導光体(30)の他端面との間に一定の隙間を設けることが出来るため、簡易な方法で反射板(50)と導光体(39)の間にギャップを形成することができ、導光体の両端面にそれぞれ光源を配設するものと同様に明るく、しかも線状光として左右均一な分光特性が得られる効果を奏する。 Furthermore, the reflecting plate (50) and the adhesive sheet (60) used for the pseudo light source are used as the reflecting plate that is cut in accordance with the outer shape of the other end face of the light guiding body (30), and the reflecting plate is used as the light guiding body. It is excellent in workability by being affixed to the other end surface of the light source, and it is reliably between the reflector (50) and the other end surface of the light guide (30) by simply affixing the reflector to the other end surface of the light guide. Since a certain gap can be provided, a gap can be formed between the reflector (50) and the light guide (39) by a simple method, and a light source is provided on each end face of the light guide. As in the case of the above, it is bright and has the effect of obtaining left and right uniform spectral characteristics as linear light.
尚、擬似光源側の導光体(30)の端部を傾斜させず、粘着シートの厚みを変化させることで、擬似的に他端部(30R)を傾斜させる構成としてもよい。 In addition, it is good also as a structure which inclines the other end part (30R) pseudo | simulated by changing the thickness of an adhesive sheet, without inclining the edge part of the light guide (30) by the side of a pseudo light source.
<リフレクタの光源間の隔離>
次に、リフレクタによる光源間の隔離に関し補足する。図11及び図12で示す様に、第1の光源(40)と第2の光源(40)はリフレクタ(49)により各光源毎に光の照射領域が隔離され、導光体(30)の一端面(30a、30b)からその導光体(30)内に入光する互いの光を分離することによって、第1・第2の光源の各光源の分光特性を個々に規制され、最適な分光特性に規制された第1・第2の光源からの光をリフレクタにより規制する領域のみから導光体の端面に入射することが出来、より照明斑を抑えることが出来る。
<Isolation between reflector light sources>
Next, it supplements about isolation between the light sources by a reflector. As shown in FIGS. 11 and 12, the first light source (40) and the second light source (40) are separated from each other by the reflector (49), and the light irradiation region of the light guide (30) is separated. By separating the light entering the light guide (30) from the one end face (30a, 30b), the spectral characteristics of the light sources of the first and second light sources are individually regulated, and the optimum Light from the first and second light sources regulated by the spectral characteristics can be incident on the end face of the light guide only from the region regulated by the reflector, and illumination spots can be further suppressed.
<導光体の枠体係止>
次に、導光体の枠体係止に関し補足する。図7及び図9(a)と図10で示す様に、光源(40)と、この光源(40)からの光を照明ライン方向に沿って導きその照明領域(41a,42a)を線状光として照明する導光体(30)と、を備え、光源(40)は、その導光体(30)の少なくとも一端面(30a、30b)に対峙して配設され、導光体(30)は、光を取り込む端面(30a、30b)と、端面(30a、30b)から取り込んだ光を拡散反射させる拡散反射面(32)と、拡散反射面(32)で拡散反射した光を照射面(R:図2参照)に向け射出する光射出面(33)とを有し、しかも光射出面(33)は円周面(半径r)で形成され、拡散反射面(32)はその円周面(半径r)を形成する円の中心(P1)を通り光射出面(33)から射出する光軸法線(hx)を形成する位置に配設して成る照明装置であって、導光体(30)を収納する枠体(13)を備え、導光体(30)は、拡散反射面(32)が形成する光軸法線(hx)に沿った側面で、しかも照明ライン方向に沿って枠体(13)に係止された突起部(30P)を形成し、突起部(30P)の光源(40)側の最も端になる一端(32a)を、拡散反射面(32)の光源側端面(30a、30b)と照明領域(41a,42a)の照明ラインで光源側端面(30a、30b)との間に形成することによって、光源から導光体に入った光がその基端部において反射される反射光がその突起により乱されることが無く、しかも枠体との係止条件が保たれ、特に照明領域の照明ラインにおける前記光源側端面の光量分布のばらつきが少なく、より照明斑を抑えることが出来る。
<Frame body locking of light guide>
Next, it supplements regarding the frame locking of a light guide. As shown in FIGS. 7 and 9 (a) and 10, the light source (40) and the light from the light source (40) are guided along the illumination line direction, and the illumination areas (41a, 42a) are linear light. A light source (30) that illuminates the light source (40), and the light source (40) is disposed to face at least one end surface (30a, 30b) of the light guide (30), and the light guide (30) Includes an end face (30a, 30b) for capturing light, a diffuse reflection surface (32) for diffusing and reflecting light captured from the end face (30a, 30b), and an irradiation surface (for reflecting light diffusely reflected by the diffuse reflection surface (32)). R: a light exit surface (33) that emits toward the surface), and the light exit surface (33) is formed of a circumferential surface (radius r), and the diffuse reflection surface (32) is the circumference thereof. An optical axis normal line that exits from the light exit surface (33) through the center (P1) of the circle forming the surface (radius r) x) is an illuminating device disposed at a position where the light guide body (30) is formed, and includes a frame body (13) that houses the light guide body (30). The light guide body (30) has a diffuse reflection surface (32). A projection (30P) is formed on the side surface along the optical axis normal line (hx) to be formed and is locked to the frame (13) along the illumination line direction, and the light source (40 of the projection (30P)) ) Side end (32a) between the light source side end face (30a, 30b) of the diffuse reflection surface (32) and the light source side end face (30a, 30b) at the illumination line of the illumination area (41a, 42a). By forming in between, the reflected light reflected at the base end of the light entering the light guide from the light source is not disturbed by the protrusion, and the locking condition with the frame is maintained, In particular, there is little variation in the light amount distribution on the light source side end face in the illumination line of the illumination area. It is possible to suppress the more lighting spots.
[産業上の利用可能性]
本発明に係わる照明装置は上述した画像読取装置以外の装置についても利用可能で、例えば光学顕微鏡、拡大投影機、プロジェクタ等の光学機器の照明装置や、一般家庭用の照明装置として利用することが出来る。
[Industrial applicability]
The illumination apparatus according to the present invention can be used for apparatuses other than the above-described image reading apparatus. For example, the illumination apparatus can be used as an illumination apparatus for optical devices such as an optical microscope, a magnifying projector, and a projector, or a general household illumination apparatus. I can do it.
1 装置ハウジング
2 第1プラテン
3 第2プラテン
5 プラテンカバー
6 キャリッジ
7 集光レンズ
8 ラインセンサ
9 牽引固定部
9 光源ユニット
9a 第1光源体
9b 第2光源体
10 反射ミラー
10a 第1ミラー
10b 第2ミラー(第4ミラー)
10c 第3ミラー
10d 第5ミラー
10e 第6ミラー
10f 第7ミラー
11 ユニットフレーム
12 ガイドシャフト
13 光源収容部
13a 第1収容部
13b 第2収容部
14 放熱部材
15 耐熱シート
16 回路基板
16b 回路部
16d 樹脂部
17 牽引部材
18 リフレクタ
19 走行駆動手段
21 リードローラ
22 搬出ローラ
23 給紙スタッカ
24 給紙ローラ
25 レジストローラ対
27 バックアップローラ
28 排紙ローラ
29 排紙スタッカ
30 導光体
30a 第1導光体
30b 第2導光体
30N 鍔部
30P 突起部
30S 導光体側面
30L 一端面
30R 他端面
31 読取開口
32 光散乱面
33 光出射面
40 発光体(光源)
40a アノード
40b カソード
41 第1発光体(白色LED)
42 第2発光体(白色LED)
43 レンズキャップ
44 電源
45 センサ回路基板
46 プーリ
47 絶縁マイラー
48 保持部材
49 リフレクタ
49a 反射面
49b 反射面
50 反射板
60 粘着材
A 画像読取ユニット
B 原稿給送ユニット
F1 矢印
F2 矢印
GL レール部材
HP ホームポジション
Ld 距離
Ld1 距離
Ld2 距離
MO モータ
Mc キャリッジモータ
R 読取面
W 読取りライン幅
d ギャップ
dx オフセット量
ha 矢印
hb 矢印
hc 出射光路方向
hx 法線
P1 導光体中心
P2 第2発光体中心
P3 第1発光体中心
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Apparatus housing 2 1st platen 3 2nd platen 5 Platen cover 6 Carriage 7 Condensing lens 8 Line sensor 9 Pulling fixing | fixed part 9 Light source unit 9a 1st light source body 9b 2nd light source body 10 Reflecting mirror 10a 1st mirror 10b 2nd Mirror (4th mirror)
10c 3rd mirror 10d 5th mirror 10e 6th mirror 10f 7th mirror 11 Unit frame 12 Guide shaft 13 Light source housing part 13a 1st housing part 13b 2nd housing part 14 Heat radiation member 15 Heat-resistant sheet 16 Circuit board 16b Circuit part 16d Resin Section 17 Pulling member 18 Reflector 19 Traveling drive means 21 Lead roller 22 Unloading roller 23 Paper feed stacker 24 Paper feed roller 25 Registration roller pair 27 Backup roller 28 Paper discharge roller 29 Paper discharge stacker 30 Light guide 30a First light guide 30b 2nd light guide 30N collar part 30P projection part 30S light guide side surface 30L one end surface 30R other end surface 31 reading opening 32 light scattering surface 33 light emission surface 40 light emitter (light source)
40a Anode 40b Cathode 41 First light emitter (white LED)
42 Second light emitter (white LED)
43 Lens cap 44 Power supply 45 Sensor circuit board 46 Pulley 47 Insulating mylar 48 Holding member 49 Reflector 49a Reflecting surface 49b Reflecting surface 50 Reflecting plate 60 Adhesive material A Image reading unit B Document feeding unit F1 Arrow F2 Arrow GL Rail member HP Home position Ld distance Ld1 distance Ld2 distance MO motor Mc carriage motor R reading surface W reading line width d gap dx offset amount ha arrow hb arrow hc outgoing light path direction hx normal line P1 light guide center P2 second light emitter center P3 first light emission Body center
Claims (10)
棒状であって、当該光源からの光を棒の長手方向に沿って導き、線状光を照射する導光体と、を備え、
前記光源は、その導光体の少なくとも一端面に対峙して配設され、
前記導光体は、
前記一端面と、前記一端面から取り込んだ光を拡散反射させる拡散反射面と、拡散反射面で拡散反射した光を射出する光射出面とを有し、しかも
前記光射出面は、プラテン上の原稿シートの読取りライン幅に光を照射する領域を有し、
前記光射出面は円周面で形成され、
前記拡散反射面はその円周面を形成する円の中心を通り前記光射出面から射出される光の光軸法線を形成する位置に配設して成る照明装置であって、
前記導光体を収納する枠体を備え、
前記導光体は、前記拡散反射面が形成する光軸法線に沿った側面で、しかも前記棒の長手方向に沿って前記枠体に係止される突起を形成し、
前記突起の前記光源側の最も端になる一端を、前記拡散反射面の前記光源側端部と、前記読取りライン幅の前記光源側端部との間に有し、前記導光体の前記光源側端部と反対側の端部に至るまで形成して成る照明装置。 A light source;
A light guide that is rod-shaped, guides light from the light source along the longitudinal direction of the rod, and irradiates linear light; and
The light source is disposed opposite to at least one end surface of the light guide;
The light guide is
And the one end face, and a diffuse reflection surface for diffusing reflected light taken in from the one end surface, and a light exit surface through which the light diffused and reflected by the diffuse reflection surface, yet the light exit surface, on the platen An area for irradiating light to the reading line width of the original sheet,
The light exit surface is formed of a circumferential surface;
The diffuse reflection surface is an illuminating device that is disposed at a position where an optical axis normal line of light emitted from the light exit surface passes through the center of a circle forming the circumferential surface thereof,
A frame for storing the light guide;
The light guide body is a side surface along an optical axis normal line formed by the diffuse reflection surface, and forms a protrusion that is locked to the frame body along the longitudinal direction of the rod,
One end to become the most end of the light source side of the projection, the said light source side end portion of the diffuse reflection surface, having between the light source side end portion of the read line width, the light source of the light guide An illuminating device formed to reach the end opposite to the side end.
前記導光体はその一端面に前記リフレクタと当接する鍔部を形成し、
前記光源はその光源を実装する回路基板に取付けられ、
前記リフレクタは前記導光体の鍔部と前記回路基板とで挟持され、前記光源と前記導光体とを所定の間隔で保持して成る請求項1に記載の照明装置。 A reflector having a reflecting surface that reflects light from the light source toward one end surface of the light guide;
The light guide body is formed with a flange that abuts on the reflector on one end surface thereof,
The light source is attached to a circuit board on which the light source is mounted,
The lighting device according to claim 1, wherein the reflector is sandwiched between a collar portion of the light guide and the circuit board, and holds the light source and the light guide at a predetermined interval.
前記導光体の拡散反射面はその共通基準面から位置決めされる第1の位置に保持され、
前記回路基板はその共通基準面から位置決めされ、且つ前記光源が前記導光体の一端面に対峙する第2の位置に配設され、
前記保持部材より前記リフレクタを介し前記導光体と前記回路基板とを保持して成る請求項4に記載の照明装置。 The light guide and the circuit board both have a common reference plane,
The diffuse reflection surface of the light guide is held at a first position positioned from the common reference surface;
The circuit board is positioned from the common reference plane, and the light source is disposed at a second position facing one end face of the light guide,
The lighting device according to claim 4, wherein the light guide and the circuit board are held by the holding member via the reflector.
前記導光体は前記ユニットフレームに支持される前記枠体に収納され、
前記導光体の拡散反射面はその枠体を介し前記共通基準面から位置決めされる前記第1の位置に保持されて成る請求項5に記載の照明装置。 The common reference plane is provided on the unit frame constituting the lighting device,
The light guide is housed in the frame body supported on the unit frame,
The lighting device according to claim 5, wherein the diffuse reflection surface of the light guide is held at the first position positioned from the common reference surface via the frame.
そのユニットフレームには前記回路基板を位置決めする位置決め部が形成され、
前記回路基板はそのユニットフレームの位置決め部に支持される位置決め支持部を備えて成る請求項5に記載の照明装置。 The common reference plane is provided on the unit frame constituting the lighting device,
The unit frame is formed with a positioning portion for positioning the circuit board,
The lighting device according to claim 5, wherein the circuit board includes a positioning support portion supported by the positioning portion of the unit frame.
前記拡散反射面はその円周面を形成する円の中心を通り前記光射出面から射出される光の光軸法線を形成する位置に配設され、
前記回路基板に実装された前記光源は第1・第2の光源の二つから成り、
前記第1の光源は前記拡散反射面の光軸法線上で、且つ前記円の中心に対し前記光射出面側に変位した第1の位置に配設され、
前記第2の光源はその光軸法線上で、且つその円の中心に対し前記拡散反射面側に変位した第2の位置に配設されて成る請求項3に記載の照明装置。 The light exit surface of the light guide is formed by a circumferential surface,
The diffuse reflection surface is disposed at a position that forms an optical axis normal of light emitted from the light exit surface through the center of a circle that forms the circumferential surface thereof.
The light source mounted on the circuit board consists of first and second light sources,
The first light source is disposed on the optical axis normal line of the diffuse reflection surface and at a first position displaced toward the light exit surface side with respect to the center of the circle,
4. The illumination device according to claim 3 , wherein the second light source is disposed at a second position on the normal axis of the optical axis and displaced toward the diffuse reflection surface with respect to the center of the circle.
前記光源ユニットは請求項1乃至9のいずれか一項に記載する照明装置から成る画像読取装置。 Comprising said platen for mounting a read original, a light source unit for illuminating the document reading to be placed on the said platen, from a light receiving means for receiving light reflected from the illuminated document reading by the light source unit An image reading device,
The image reading apparatus comprising the illumination device according to any one of claims 1 to 9.
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