JP6413417B2 - 画像読取装置 - Google Patents
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Description
本発明は、光源の配置の自由度を高くした画像読取装置を提供することを目的とする。
請求項2に係る発明は、前記導光体を、前記長手方向に対して交差する方向に移動させる走査体を備え、前記光源が、前記走査体を支持している本体に配置されている請求項1に記載の画像読取装置である。
請求項3に係る発明は、前記光源が固定された部材に、当該光源が発する熱を放熱する放熱部材を備えた請求項1に記載の画像読取装置である。
請求項4に係る発明は、前記光源と前記光ファイバの入射面との間に縮小光学系を備えた請求項1に記載の画像読取装置である。
請求項5に係る発明は、前記導光体の、前記光ファイバから出射された光が入射される入射面が、前記長手方向に直交する面に対して傾斜して形成されている請求項1に記載の画像読取装置である。
請求項6に係る発明は、前記光ファイバの先端部が、前記導光体の前記長手方向の両端よりも内側の領域に配置されている請求項1に記載の画像読取装置である。
請求項7に係る発明は、前記長手方向に対して交差する方向に移動させ、前記走査体とは異なる他の走査体を有し、前記光ファイバは、前記長手方向に対して交差する方向にて、前記他の走査体の、前記光源に向かう側とは逆側を通ることを特徴とする請求項2に記載の画像読取装置である。
請求項8に係る発明は、前記他の走査体の、前記光源に向かう側とは逆側に、滑車が設けられており、前記光ファイバは、前記滑車に巻き掛けられていることを特徴とする請求項7に記載の画像読取装置である。
請求項2に係る発明によれば、走査体の寸法を小さくする。
請求項3に係る発明によれば、光源の発光効率の低下を抑制する。
請求項4に係る発明によれば、光源から出射した光のうち光ファイバ内に導く光量を増大させる。
請求項5に係る発明によれば、導光体の入射面に光ファイバの入射端面を対向させた状態で、光ファイバの曲げの曲率を小さくする。
請求項6に係る発明によれば、長手方向の寸法を小さくする。
請求項7に係る発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、光ファイバの姿勢が乱れるのを防止する。
請求項8に係る発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、光ファイバの姿勢の乱れを防止する。
<画像読取装置の説明>
図1は、本発明の実施の形態に係る画像読取装置1を示す図であり、(A)は側部断面図、(B)は本体20の内部を透視した平面図を示している。図1において、矢印X方向、矢印Y方向及び矢印Z方向は互いに直交する方向となっている。図2は、図1に示した画像読取装置1の本体20の内部を示す斜視図である。
図1に示した画像読取装置1は、原稿90に白色光Lを照射し、原稿90からの反射光Kを画像情報として読み取るものである。この画像読取装置1は、本体20とプラテンカバー10とを備えている。
本体20には、筐体を構成する金属製の装置フレーム21の上面に、透明で平板状のプラテンガラス22aを備えた原稿台22が形成されている。原稿台22には、読み取り対象となる原稿90が載せられる。本体20の内部には、プラテンガラス22aを通して原稿90に白色光Lを照射する照射部30と、白色光Lが照射された原稿90からの反射光Kを受光して、原稿90の画像を読み取る読取部40とを備えている。
照射部30は、図示を省略した制御回路によって駆動されることで、例えば白色光Lを出射するパワーLED31(光源の一例)と、導光体33と、光ファイバ32と、ヒートシンク34(放熱部材の一例)とを備えている。図3は、パワーLED31及びヒートシンク34が、CCD基板45に取り付けられた様子を示す斜視図である。パワーLED31は、図3に示すように、CCD基板45に一体に形成されている。ヒートシンク34は熱を放熱するものであり、パワーLED31とともにCCD基板45に設けられている。そして、ヒートシンク34は、CCD基板45を介してパワーLED31の発する熱を放熱する。
導光体33は、長手方向Yが後述するフルレートキャリッジ51(走査体の一例:図1参照)の延びた方向に沿うように、フルレートキャリッジ51に固定されている。
図3に示すように、光ファイバ32の入射端面32aの側は、断面P字形状のクランプ47aに支持され、クランプ47aはL字形状の金具47bでCCD基板45に固定されている。これにより、光ファイバ32の入射端面32aは、パワーLED31における白色光Lの発光面に対向して固定されている。
光ファイバ32の出射端面32b(図4参照)の側は、出射端面32bを導光体33の入射面33aに対向させた状態で、フルレートキャリッジ51(図1参照)に固定されている。
この構成により、光ファイバ32は、パワーLED31から出射した白色光Lを、導光体33の入射面33aまで導く。
フルレートキャリッジ51及びハーフレートキャリッジ52はそれぞれ、矢印Y方向に沿って延び、装置フレーム21に支持されている。フルレートキャリッジ51及びハーフレートキャリッジ52はそれぞれ、図示を省略したモータ及び駆動系によって、装置フレーム21に対して矢印X方向に沿って移動する。
フルレートキャリッジ51には、前述したように導光体33が固定されているため、導光体33は、フルレートキャリッジ51の移動に伴い、長手方向Yに交差する矢印X方向に移動される。
具体的には、フルレートキャリッジ51には、原稿90からの線状の反射光Kをハーフレートキャリッジ52に向けて反射する第1ミラー41が設けられている。ハーフレートキャリッジ52には、第1ミラー41で反射された反射光KをCCD44に向けて反射させる第2ミラー42及び第3ミラー43が設けられている。
なお、第1ミラー41、第2ミラー42及び第3ミラー43はいずれも、反射面が平面で、かつプラテンガラス22aの、矢印Y方向に沿った全幅に亘る寸法に形成されている。
フルレートキャリッジ51とハーフレートキャリッジ52とが同期して、上述した速度の関係で矢印X方向に動くことで、フルレートキャリッジ51及びハーフレートキャリッジ52の、矢印X方向に沿った位置に拘わらず、原稿90から出射した反射光Kの、原稿90からCCD44までの光路の長さが変わらないようにしている。
CCD44は、反射光Kの像を光電変換により電気信号に変換する。処理回路46は、CCD44によって光電変換して得られた電気信号である画像情報に対して、ゲイン・オフセット調整等のアナログ補正処理、A/D変換処理、シェーディング補正処理及び遅延処理等の処理を施す。
画像情報の読み取り前において、図1に示すように、フルレートキャリッジ51及びハーフレートキャリッジ52は、矢印X方向への可動範囲の図示左端に停止している。
原稿台22に載せられた原稿90を読み取るときは、読取開始の指示の入力を受けて、制御回路(図示省略)がパワーLED31を点灯する。点灯したパワーLED31の発光面から出射した白色光Lは、光ファイバ32の入射端面32a(図3参照)から光ファイバ32の内部に入射し、光ファイバ32の内部を全反射を繰り返して出射端面32b(図4参照)に向けて進行する。
光ファイバ32の出射端面32bから出射した白色光Lは、導光体33の入射面33aから導光体33の内部に入射し、ローレット状の溝33c(図4(B)参照)によって形成された反射面で反射されて、長手方向Yに延びた線状の白色光Lを、原稿台22上の原稿90に向けて出射する。
第3ミラー43で反射された線状の反射光Kは、図示を省略した結像光学系により、矢印X方向の長さが縮小されて、反射光Kによる像がCCD44に結像される。
CCD44は、反射光Kの像を画像情報に光電変換して処理回路46に出力する。
そして、導光体33から出射した線状の白色光Lが原稿90に対して照射する領域が、フルレートキャリッジ51の移動に伴って矢印X方向に移動し、反射光Kが出射する領域も矢印X方向に移動する。フルレートキャリッジ51が、移動範囲の端まで到達する間に、原稿90の全面に白色光Lが照射され、これにより、原稿90の全面から反射光Kが出射し、CCD44により、原稿90の全面に対応した画像情報が取得される。
しかも、本実施の形態の画像読取装置1は、ヒートシンク34が装置フレーム21に配置されていることにより、ヒートシンク34がフルレートキャリッジ51に配置されている画像読取装置よりも、ヒートシンク34の周囲の空間が広くなる。したがって、本実施の形態の画像読取装置1は、ヒートシンク34がフルレートキャリッジ51に配置されている画像読取装置よりも、周囲の空気との熱交換の効率が高められる。これにより、パワーLED31の熱の放熱性能が高められて、発光効率の低下が抑制される。
また、本実施の形態の画像読取装置1は、ヒートシンク34の周囲の空間が広くなることで、寸法の大きいヒートシンク34を適用し得る。この場合、寸法の大きなヒートシンク34は小さいものに比べて放熱性能が高いため、パワーLED31の熱をさらに効率的に放熱する。
これに対して、本実施の形態の画像読取装置1は、パワーLED31及びヒートシンク34が装置フレーム21に配置されていて、導光体33の長手方向Yの端部の外側には配置されていない。したがって、本実施の形態の画像読取装置1は、導光体33の端部からの突出量y1(図4参照)を少なくする。
これにより、この導光体33を固定したフルレートキャリッジ51の矢印Y方向に沿った寸法が短くなるとともに、フルレートキャリッジ51の重量が軽くなる。
本実施の形態の画像読取装置1は、フレキシブルフラットケーブルを有しないため、周囲の電磁波を受信することがない。
上述した実施の形態の画像読取装置1において、光ファイバ32は単一の光ファイバとして説明したが、屈曲性能を満足する範囲で、複数本の光ファイバ32を束ねた光ファイバ束として適用し得る。
光ファイバ32は、ハーフレートキャリッジ52の後ろ側を回りこんで折り返す姿勢で配置されるため、ある程度の屈曲性を有することが求められる。光ファイバ32の屈曲性は、断面の直径が小さくなるにしたがって向上する。本実施の形態の画像読取装置1の光ファイバ32は、例えば断面の直径が0.25[mm]以上1.0[mm]以下であり、求められる屈曲性を満たしている。一方、パワーLED31は、LEDチップにおける発光面の直径は例えば5.0[mm]程度である。
このように、パワーLED31の発光面の直径が、光ファイバ32の断面の直径を上回り、パワーLED31から出射した白色光Lの一部しか光ファイバ32の入射端面32aに導かれない場合は、原稿90に照射される白色光Lの光量が低くなる。
本実施の形態の画像読取装置1は、例えば図5(A)に示すように、パワーLED31と光ファイバ32の入射端面32aとの間に、パワーLED31から出射した白色光Lを光ファイバ32の入射端面32aに導く縮小光学系36を配置した構成を適用し得る。
この実施の形態の画像読取装置1によると、パワーLED31の発光面から出射した白色光Lは、縮小光学系36によって光ファイバ32の入射端面32aに導かれる。この結果、入射端面32aに導かれた白色光Lの光量は、縮小光学系36が無い場合に比べて増え、光ファイバ32から導光体33を介して原稿90に出射される白色光Lの光量が増える。
なお、縮小光学系36としては、例えば、ガラスやアクリル樹脂等により形成された正の屈折力を有するレンズ等であり、テレセントリック光学系も適用し得る。
このようにカラー37が形成された縮小光学系36を用いたものでは、カラー37の先端37aを、パワーLED31が配置されたCCD基板45等に突き当てて固定することで、パワーLED31と縮小光学系36との間の光軸G上の距離が一定の長さに維持される。
なお、図5(B)に示した例では、縮小光学系36とカラー37とが一体に形成されているが、縮小光学系36とカラー37とが一体に形成されていない構成も適用し得る。
このように、カラー37にスナップフィット38が形成されたものでは、カラー37の先端37aを、パワーLED31が配置されたCCD基板45等に突き当てたとき、スナップフィット38がCCD基板45に嵌め合わされて、カラー37及び縮小光学系36はCCD基板45に固定される。
この場合、スナップフィット38は、カラー37の全周に2個以上形成されているものでは、1個しか形成されていないものに比べて固定の安定性が高い。
本実施の形態の画像読取装置1は、導光体33の入射面33aが、図4(A)に示すように、導光体33の長手方向Yに対して直交する面(直交する面に限定するものではない)で形成されていた。
図6は、入射面133aが、長手方向Yに直交する面に対して光ファイバ32の延びた方向に向けて傾斜して形成されている導光体133を示す模式図であり、(A)は矢印Z方向に見る平面図、(B)は矢印X方向に見る側面図をそれぞれ示す。
この導光体133は図4に示した導光体33に対して、出射端面32bを対向させる光ファイバ32の曲率が小さい。このため、導光体133と組み合わされる光ファイバ32は、導光体33と組み合わされる光ファイバ32よりも、曲げられた部分から外部に漏れる白色光Lの量を少なくする。
図4(A)に示すように、光ファイバ32の、長手方向Yにおける、導光体33の入射面33aから外方への突出量y1は、光ファイバ32の曲げの曲率が大きくなるにしたがって小さくなるが、突出量y1は上述した光ファイバ32の仕様によって決まる。
しかし、導光体133が導光体33よりも長くなる寸法は、入射面133aの傾き角度や反射面133dの傾き角度等によって短くすることができ、入射面33aから突出する光ファイバ32の突出量y1よりも小さく形成し得る。
したがって、導光体133を適用した実施の形態の画像読取装置1は、導光体33を適用した実施の形態に比べて、導光体133が配置されるフルレートキャリッジ51の長手方向Yの寸法が短くなる。
図1に示した実施の形態の画像読取装置1は、パワーLED31をCCD基板45に配置したものであるが、パワーLED31の配置場所は、CCD基板45に限定されない。
図7は、パワーLED31が中継基板80に固定された形態を示す図であり、(A)は斜視図、(B)は中継基板80を含む鉛直面による断面図をそれぞれ表す。
例えば、図2に示す本体20の装置フレーム21には、図7(A)に示すように、制御回路(図示省略)から伸びた配線81を、他の部位への配線82に接続するための中継基板80が設けられている。中継基板80は、図7(B)に示すように、装置フレーム21に密着して固定されている。
そして、画像読取装置1は、CCD基板45に代えて図7に示す中継基板80に、パワーLED31を配置した構成を適用し得る。
また、図7に示した構成においても、パワーLED31と光ファイバ32の入射端面32aとの間に、図5に示したのと同様に縮小光学系36を配置した構成を採用し得る。
また、フルレートキャリッジ51の矢印Y方向に沿った寸法が短くなるとともに、フルレートキャリッジ51の重量が軽くなる。
このように構成された実施の形態の画像読取装置1は、独立したヒートシンク34を有しないため、独立したヒートシンク34を有するものと比較して、ヒートシンク34に関するコストが不要となる。
上述した各実施の形態のパワーLED31は、CCD基板45や中継基板80を介して本体20に固定されているが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、光源を本体に直接固定させた構成も適用し得る。
パワーLED31の配置場所としては、本体20に限定されるものではなく、フルレートキャリッジ51に配置した構成も適用し得る。この場合、パワーLED31は、導光体33の長手方向Yの両端よりも内側に対応した領域W(図1(B)参照)に配置された構成も適用し得る。
また、フルレートキャリッジ51の矢印Y方向に沿った寸法が短くなる。
Claims (8)
- 入射面から入射した光を長手方向に延びた線状の光として出射する、当該長手方向に交差する方向に移動される導光体と、
光を出射する光源と、
前記光源から出射した光を、前記入射面まで導く光ファイバとを備え、
前記光ファイバの出射端面は、前記導光体の前記長手方向に沿った面であり、当該導光体が移動される前に、当該長手方向に交差する方向にて前記光源が配置された位置とは逆側の面に設けられていることを特徴とする画像読取装置。 - 前記導光体を、前記長手方向に対して交差する方向に移動させる走査体を備え、
前記光源が、前記走査体を支持している本体に配置されている請求項1に記載の画像読取装置。 - 前記光源が固定された部材に、当該光源が発する熱を放熱する放熱部材を備えた請求項1に記載の画像読取装置。
- 前記光源と前記光ファイバの入射面との間に縮小光学系を備えた請求項1に記載の画像読取装置。
- 前記導光体の、前記光ファイバから出射された光が入射される入射面が、前記長手方向に直交する面に対して傾斜して形成されている請求項1に記載の画像読取装置。
- 前記光ファイバの先端部が、前記導光体の前記長手方向の両端よりも内側の領域に配置されている請求項1に記載の画像読取装置。
- 前記長手方向に対して交差する方向に移動させ、前記走査体とは異なる他の走査体を有し、
前記光ファイバは、前記長手方向に対して交差する方向にて、前記他の走査体の、前記光源に向かう側とは逆側を通ることを特徴とする請求項2に記載の画像読取装置。 - 前記他の走査体の、前記光源に向かう側とは逆側に、滑車が設けられており、
前記光ファイバは、前記滑車に巻き掛けられていることを特徴とする請求項7に記載の画像読取装置。
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