JP5873907B2 - 照明装置、イメージセンサユニット、画像読取装置および画像形成装置 - Google Patents
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Description
本発明のイメージセンサユニットは、上述した照明装置と、前記被照明体からの反射光を結像する集光体と、前記集光体によって結像された光を受光して電気信号に変換するイメージセンサと、を有することを特徴とする。
本発明の画像読取装置は、上述したイメージセンサユニットと、前記イメージセンサユニットと前記被照明体とを相対的に移動させる移動部と、を有することを特徴とする。
本発明の画像形成装置は、上述したイメージセンサユニットと、前記イメージセンサユニットと前記被照明体とを相対的に移動させる移動部と、前記イメージセンサユニットにより読み取られた画像を記録媒体に形成する画像形成部と、を有することを特徴とする。
以下の説明においては、三次元の各方向を、X,Y,Zの各矢印で示す。X方向が主走査方向であり、Y方向が主走査方向に直角な副走査方向であり、Z方向が垂直方向(上下方向)である。
まず、本実施形態に係る画像読取装置または画像形成装置の一例である多機能プリンタ(MFP;Multi Function Printer)の構造について図2を参照して説明する。図2は、MFP100の外観を示す斜視図である。図2に示すように、MFP100は、原稿Pからの反射光を読み取る画像読取手段としての画像読取部102と、記録媒体としてのシート101(記録紙)に原稿Pの画像を形成(印刷)する画像形成手段としての画像形成部113とを備えている。
筐体103の内部には、照明装置を備えたイメージセンサユニット10、保持部材106、イメージセンサユニットスライドシャフト107、イメージセンサユニット駆動モータ108、ワイヤ109、信号処理部110、回収ユニット111、給紙トレイ112などが収納されている。
画像形成部113はいわゆるプリンタの機能を有するものであり、例えば以下のように構成される。画像形成部113は筐体103内部に収容されており、図3に示すように、搬送ローラ114と、記録ヘッド115とを備えている。記録ヘッド115は、例えばシアンC、マゼンタM、イエローY、黒Kのインクを備えたインクタンク116(116c,116m,116y,116k)と、これらのインクタンク116にそれぞれ設けられた吐出ヘッド117(117c,117m,117y,117k)から構成される。また、画像形成部113は、記録ヘッドスライドシャフト118、記録ヘッド駆動モータ119、記録ヘッド115に取り付けられたベルト120を有している。
なお、画像形成部113としてインクジェット方式による画像形成装置を説明したが、電子写真方式、熱転写方式、ドットインパクト方式などどのような方式であっても構わない。
イメージセンサユニット10は、フレーム11、導光部20、光源50、基板55、集光体58、イメージセンサ60などを備えている。これらの構成部材のうち、導光部20および光源50は、照明装置として機能させることができる。また、上述した構成部材のうち、フレーム11、導光部20、基板55、集光体58、イメージセンサ60は、読み取る原稿Pの主走査方向の寸法に応じた長さに形成されている。
本実施形態のイメージセンサユニット10は、原稿Pに照明される照度を増やすために、2つの導光部20(第1の導光部20a、第2の導光部20b)を有すると共に、1つの導光部20に対して長手方向の両端にそれぞれ光源50が配置される。
第1の導光部20aおよび第2の導光部20bは同一の構成であり、図4に示すイメージセンサユニット10の中心線cと主走査方向に配置された集光体58とが交差する点Oを中心に点対称に配置されている。ここでは、第1の導光部20aを中心に説明する。
導光部20aは、導光部材21と遮光部材30とを有し、遮光部材30が導光部材21を保持することで構成されている。
導光部材21は、例えばアクリル系の樹脂などの透明な材料により形成され、主走査方向に長い棒状に形成されている。
導光部材21は、主走査方向の両端部のうち一方の端部に第1の光源50aからの光を入射させる入射面22aが形成され、他方の端部に第2の光源50bからの光を入射させる入射面22bが形成されている。第1の入射面22aおよび第2の入射面22bは、主走査方向に対して直交している。
図7に示すように、導光部材21の一方の端部には、被係止部として係止爪29が一体で形成されている。係止爪29は、反射面27から導光部材21の長手方向に対して直交する方向に突出している。
遮光部材30は、一方の端部に形成された第1の包囲部31と、他方の端部に形成された第2の包囲部35と、第1の包囲部31と第2の包囲部35とを繋ぐ連結部45とを有している。
第1の包囲部31は、主走査方向で見たときに外形が略矩形状であって、主走査方向に貫通する挿通孔32を有する略筒状に形成されている。挿通孔32は、導光部材21の断面形状よりも大きな形状であり、導光部材21を挿入可能である。導光部材21が遮光部材30によって保持された状態では、導光部材21の一方の端部は挿通孔32内に位置することで第1の包囲部31によって覆われる。
図9は、第1の包囲部31を図7に示す矢印A方向から見た斜視図である。図9に示すように、第1の包囲部31は、上部の端面から主走査方向に向かって突出する庇部33が形成されている。また、第1の包囲部31には、導光部材21の係止爪29に係止する凹状の係止部34が形成されている。係止部34は、挿通孔32に隣接した位置であって、第1の包囲部31の端面から連続して主走査方向に凹状に形成されている。なお、係止部34は、導光部材21を遮光部材30によって保持させるときに、後述するように導光部材21の挿入方向に沿って形成されている。
図10は、第2の包囲部35の正面図および側面図である。図10では、導光部材21を二点鎖線で示している。第2の包囲部35のうち上部37は導光部材21を上側から覆う。また、側部38および側部39は、導光部材21の反射面26、反射面27を側方から覆う。また、下部40は、導光部材21の反射面24、反射面28を下側から覆う。
遮光部42が形成された領域(図10に示すQ)では、遮光部42に隣接して、第2の包囲部35の側部39が切り欠かれた切り欠き部43が形成されている。したがって、遮光部42が形成された領域では、導光部材21の反射面26および反射面28の一部が露出される。
図11は、図6に示す導光部20aの拡大図である。図11に示すように、連結部45は、第2の包囲部35のうち遮光部42および側部39を省略した形状である。連結部45のうち上部46は、導光部材21の出射面23の一部を上側から覆うことにより、原稿Pに出射させる光の方向を規制する。また、側部47は、導光部材21の反射面27を側方から覆う。また、下部48は、導光部材21の反射面24を下側から覆う。
また、側部47の外側面には、長手方向に間隔をあけて複数の被係合部としての係合突起17が形成されている。係合突起17はフレーム11の係合部14と係合することで、遮光部材30がフレーム11内で保持される。
図7に示すように、光源50としてのLEDモジュール52は、表面にLEDチップ51が実装されたいわゆる表面実装型のLEDモジュールである。LEDモジュール52は、略直方体に形成された筐体53を有する。筐体53の表面の一部には凹状に形成され、発光部としてのLEDチップ51が配置されている。ここでは、複数(例えば3つ)のLEDチップ51(51a、51b、51c)が、透明樹脂によって封止された状態で配置されている。LEDチップ51a、51b、51cには、例えば赤、緑および青などの発光波長を有するLEDチップが適用できる。
集光体58は、原稿Pからの反射光をイメージセンサ60上に結像する光学部材である。集光体58は、例えば複数の正立等倍結像型の結像素子(ロッドレンズ)が主走査方向に直線状に配列されるロッドレンズアレイが適用できる。集光体58は、フレーム11の集光体収容部12に上側から挿入され、導光収容部13内に保持される。なお、集光体58は、イメージセンサ60上に結像できればよく、上述した構成に限定されない。集光体58には各種マイクロレンズアレイなど、従来公知の各種集光機能を有する光学部材が適用できる。
次に、LEDモジュール52が実装された基板55をフレーム11の下側から基板収容部15に挿入して、例えば固定ネジにより固定する。このとき、LEDモジュール52は、フレーム11の空間16内に配置される。次に、集光体58をフレーム11の上側から集光体収容部12に挿入して、例えば接着剤により固定する。また、第1の導光部20aおよび第2の導光部20bをフレーム11の上側から導光収容部13にそれぞれ挿入する。フレーム11の導光収容部13に形成された係合部14が導光部20a、20bの連結部45に形成された係合突起17と係合することにより、導光部20a、導光部20bがフレーム11に保持される。このとき、第1の包囲部31の庇部33および第2の包囲部35の庇部41がそれぞれLEDモジュール52bの筐体53の上部に載置される。
図1に示すように、導光部20aがフレーム11に保持された状態では、導光部材21の入射面22aに第1の光源50aのLEDチップ51が対面し、導光部材21の入射面22bに第2の光源50bのLEDチップ51が対面する。このとき、入射面22bは、第2の光源50bと、切り欠き部43との間に配置される。また、第1の包囲部31が導光部材21の一方の端部を覆い、第2の包囲部35が導光部材21の他方の端部を覆う。
ここで、導光部材21の一方の端部は係止爪29により遮光部材30に係止されているために固定端となる。したがって、第1の光源50aと入射面22aとの隙間は温度に関わらずほぼ一定である。一方、導光部材21の他方の端部は遮光部材30に係止されていないために自由端となる。したがって、第2の光源50bと入射面22bとの隙間は、導光部材21が伸縮することによって変動する。
そこで、本実施形態では、第2の包囲部35の上部37から第1の包囲部31に向かって突出する遮光部42が形成したことにより、挿通孔36の内周面に反射された光が遮光部42により遮蔽されることから、原稿Pに向かって出射されることを防止することができる。また、遮光部42により遮蔽された光は、遮光部42により反射され、図1に示すように、遮光部42により反射された光の一部が導光部材21内を通って切り欠き部43を通して、導光部20aの下側に出射される。すなわち、導光部20aの下側に出射された光は、フレーム11により減光され、漏れ光の発生を防止することができる。したがって、導光部材21が伸縮した場合であっても、原稿Pに照明される照度を均一化することができる。
(比較例)
図12Aは、比較例の遮光部材70の斜視図である。図12Aに示すように、遮光部材70の包囲部(第2の包囲部)71は、本実施形態の遮光部を形成されていないことを除き実施例と同様の形状であり、同一符号を付して説明を省略する。
図13Aは、比較例の遮光部材70の包囲部71と導光部材21との関係を示す断面図である。ここでは、比較例の遮光部材70の包囲部71の主走査方向の寸法tを3mmとする。包囲部71の一方側の端部からの導光部材21の距離L1を変更させたときに、第2の光源50bから主走査方向(x方向)に応じた読取ラインSの照度を測定する。
し、横軸が光源50bからの距離x[mm]を示している。また、図14Aにおいて、実線で示す特性線81がL1=0.7mmのときの照度変化であり、破線で示す特性線82がL1=1.7mmのときの照度変化であり、一点鎖線で示す特性線83がL1=2.7mmのときの照度変化である。図14Aに示すように、遮光部を形成しない場合、導光部材21の入射面22bと第2の光源50bとの隙間が大きくなるほど漏れ光が増えてしまい、照度の均一化を図ることができない。
図12Bは、実施例の遮光部材30の斜視図であり、図7に示す矢印B方向から見た図に相当する。遮光部材30は、上述した実施形態と同様の形状であり、同一符号を付して説明を省略する。
図13Bは、実施例の遮光部材30の第2の包囲部35と導光部材21との関係を示す断面図である。ここでは、実施例の遮光部材30の第2の包囲部35のうち遮光部42を除いた主走査方向の寸法tを3mmとし、遮光部42の主走査方向の寸法uを2mmとする。第2の包囲部35の一方側の端部からの導光部材21の距離L2を変更させたときに、第2の光源50bから主走査方向(x方向)に応じた読取ラインSの照度を測定する。
し、横軸が光源50からの距離x[mm]を示している。また、図14Bにおいて、実線で示す特性線91がL2=0.7mmのときの照度変化であり、破線で示す特性線92がL2=1.7mmのときの照度変化であり、一点鎖線で示す特性線93がL2=2.7mmのときの照度変化である。図14Bに示すように、遮光部42を形成した場合、導光部材21の入射面22bと第2の光源50bとの隙間が大きくなったとしても比較例と比べて漏れ光が増えることがなく、照度の均一化を図ることができる。
また、本実施形態では、導光部材21が遮光部材30を介してフレーム11に保持されている。したがって、フレーム11の狭い空間内に導光部材21と遮光部材30とを別々に組み付ける必要がないので、組み付けを容易に行うことができる。
次に、第2の実施形態の遮光部材について図15を参照して説明する。なお、第1の実施形態と同様の構成は、同一符号を付してその説明を省略する。
図15は、本実施形態の遮光部材の構成を示す斜視図である。
本実施形態の遮光部材85は、第1の包囲部86が断面略U字状であって、連結部45と同様に集光体58が配置される側を開口した断面形状である。したがって、導光部材21が遮光部材85に保持された状態では、導光部材21の一方の端部の一部のみが第1の包囲部86によって覆われる。具体的には、導光部材21の一方の端部のうち、出射面23の一部および出射面23に隣接する反射面26が露出させる。
一方、遮光部材85の第2の包囲部35は、第1の実施形態と同様に挿通孔36が形成されている。したがって、導光部材21を遮光部材85によって保持させる場合、第1の実施形態と異なり、導光部材21の他方の端部を第1の包囲部86ではなく、直接、第2の包囲部35の挿通孔36に挿入する。その後、導光部材21を主走査方向と直交する方向から遮光部材85内に嵌め込むように挿入する。このとき、導光部材21の係止爪29を主走査方向と直交する方向から第1の包囲部86の係止部87の孔に沿って挿入することで、導光部材21が遮光部材85によって保持される。
また、第1の包囲部86に形成された係止部87は、導光部材21を主走査方向と直交する方向から遮光部材85内に嵌め込むときの挿入方向に沿った孔である。この孔により、導光部材21を遮光部材85内に嵌め込むだけで、導光部材21の一方の端部を固定端となるよう係止させることができる。また、係止部87は主走査方向に対して直交する方向に沿って形成された孔であるために、導光部材21の係止爪29を係止部87に係止することで、導光部材21の主走査方向における位置決め精度を向上させることができる。
なお、第2の包囲部35にも位置合わせ部88を形成してもよく、導光部20の他方の端部に配置される第2の光源95bを第1の光源95aと同様に構成してもよい。
例えば、第1の実施形態では、導光部材21の反射面24に拡散部25を形成する場合について説明したがこの場合に限られない。例えば反射面24にシルク印刷などによる光反射性の塗料からなる光拡散パターンを形成してもよい。入射面22から入射された光は光拡散パターンによって拡散されることで、出射面23から出射され原稿Pに照射される。この場合には、遮光部材30の連結部45を省略して、第1の包囲部31と第2の包囲部35とを別々に構成することができる。
また、第1の実施形態では、フレーム11の上方向を覆うように平板状のカバーガラスを配置してもよい。カバーガラスを配置することで、フレーム11内に塵が侵入するのを防止することができる。なお、カバーガラスはガラスに限られず、例えばアクリルやポリカーボネートなどの透明な樹脂材料の表面に必要に応じてハードコートを施した部材が適用できる。
Claims (11)
- 被照明体をライン状に照明する照明装置であって、
第1の光源と、
第2の光源と、
前記第1の光源が長手方向の一方の端部、前記第2の光源が長手方向の他方の端部に配置され、前記第1の光源および前記第2の光源から発光された光を反射面により伝搬させながら出射面から前記被照明体に出射させ、前記一方の端部を固定端とし前記他方の端部を自由端とする棒状の導光部材と、
前記導光部材の前記他方の端部を摺動可能に覆う包囲部を有する遮光部材と、を備え、
前記包囲部は、前記導光部材の前記一方の端部側に突出され前記導光部材の前記出射面を覆う遮光部と、前記遮光部に隣接して前記導光部材の反射面の一部を露出させる切り欠き部と、を有することを特徴とする照明装置。 - 前記切り欠き部は、前記出射面に隣接する反射面を露出させることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。
- 前記遮光部材は、前記導光部材の前記一方の端部に形成された被係止部と係止する係止部と、前記導光部材の前記出射面と対向する反射面を覆う連結部とが一体で形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の照明装置。
- 前記係止部は、前記導光部材の前記遮光部材への挿入方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項3に記載の照明装置。
- 前記係止部は、前記遮光部材の長手方向における一方の端部から連続して形成されていることを特徴とする請求項4に記載の照明装置。
- 前記係止部は、前記導光部材の前記遮光部材への挿入方向に沿って形成される孔であることを特徴とする請求項4に記載の照明装置。
- 前記第1の光源と前記第2の光源とを実装する基板、前記導光部材および前記遮光部材を収容する収容部材を備え、
前記導光部材は、前記遮光部材を介して前記収容部材内に保持されることを特徴とする請求項1ないし6の何れか1項に記載の照明装置。 - 前記導光部材の前記他方の端部に設けられた前記第2の光源から発光された光が入射する入射面は、前記切り欠き部と前記第2の光源との間に配置されることを特徴とする請求項1ないし7の何れか1項に記載の照明装置。
- 請求項1ないし8の何れか1項に記載の照明装置と、
前記被照明体からの反射光を結像する集光体と、
前記集光体によって結像された光を受光して電気信号に変換するイメージセンサと、
を有することを特徴とするイメージセンサユニット。 - 請求項9に記載のイメージセンサユニットと、
前記イメージセンサユニットと前記被照明体とを相対的に移動させる移動部と、
を有することを特徴とする画像読取装置。 - 請求項9に記載のイメージセンサユニットと、
前記イメージセンサユニットと前記被照明体とを相対的に移動させる移動部と、
前記イメージセンサユニットにより読み取られた画像を記録媒体に形成する画像形成部と、を有することを特徴とする画像形成装置。
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