JP6720022B2 - Lighting device and image reading device - Google Patents

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Description

本発明は、例えばファクシミリ、複写機、イメージスキャナー等の画像読取装置や他の様々な光学デバイスに使用される照明装置、及びこれを備えた画像読取装置に関する。 The present invention relates to an illumination device used for an image reading device such as a facsimile, a copying machine, an image scanner, and various other optical devices, and an image reading device including the illumination device.

従来より、ファクシミリ、複写機、イメージスキャナー等の画像読取装置では、原稿の画像をラインイメージセンサーで読み取るために、主走査方向(ラインイメージセンサーの配列方向)に線状光を照射する照明装置が広く使用されている。多くの照明装置は、棒状の導光体とその端面付近に配置した光源とを備え、導光体の端面から入射した光が、導光体内で全反射を繰り返しながら反対側の端部に向けて伝播する間に、長手方向の反射面で拡散反射され、それに対向する光出射面から原稿面に向けて線状光を出射する。 2. Description of the Related Art Conventionally, in image reading devices such as facsimiles, copiers, and image scanners, an illumination device that irradiates linear light in the main scanning direction (line image sensor array direction) is used to read an image of a document with a line image sensor. Widely used. Many lighting devices include a rod-shaped light guide and a light source arranged near the end face of the light guide, and light incident from the end face of the light guide is directed toward the opposite end while repeating total reflection inside the light guide. While being propagated, the light is diffused and reflected by the reflecting surface in the longitudinal direction, and linear light is emitted from the light emitting surface facing the reflecting surface toward the document surface.

一般に、このような照明装置は、原稿の読取面において主走査方向に沿って照度分布の均一性が要求される。そこで、導光体の長手方向の面に白色塗料の印刷による光散乱パターンを、長手方向の中間部を連続的にかつ端部付近を断続的に形成することによって、導光体の端部付近の光量を抑え、出射光の強度が導光体の長手方向に均一になるようにしたライン照明装置が知られている(例えば、特許文献1を参照)。 In general, such an illuminating device is required to have a uniform illuminance distribution along the main scanning direction on the reading surface of the document. Therefore, by forming a light-scattering pattern by printing white paint on the surface of the light guide in the longitudinal direction, the intermediate part in the longitudinal direction is formed continuously and the vicinity of the end is intermittently formed, thereby making There is known a line illumination device in which the intensity of the emitted light is suppressed and the intensity of the emitted light is made uniform in the longitudinal direction of the light guide body (for example, see Patent Document 1).

また、導光体の出光面に、その長手方向の光源に近い端部付近に光拡散用凹凸部を設けて、出射光を長手方向と直交する線幅方向に拡散させるようにした照明装置が知られている(例えば、特許文献2を参照)。これにより、光源近くの出射光による照射ピークを解消し、長手方向に適度で均一な照度分布が得られるようにしている。 In addition, an illumination device is provided in which a light-diffusing concavo-convex portion is provided on the light-exiting surface of the light guide member in the vicinity of an end portion of the light-guiding member near the light source in the longitudinal direction to diffuse the emitted light in the line width direction orthogonal to the longitudinal direction. It is known (for example, see Patent Document 2). Thereby, the irradiation peak due to the emitted light near the light source is eliminated, and an appropriate and uniform illuminance distribution is obtained in the longitudinal direction.

同様に、画像読取装置の照明装置において、導光体の長手方向に出射光の輝度及び照度を均一化するために、導光体から光を出射する光取り出し面とそれに対向する第1光拡散面とにそれぞれ光拡散構造を設けた光源モジュールが提案されている(例えば、特許文献3を参照)。第1光拡散面の第1光拡散構造は、複数の拡散部を導光体の端部から遠くなるに従って高い密度で配置して、出射光の強度分布を均一化し、これに長手方向に幅一定の長方形をなす、光取り出し面の第2光拡散構造を組み合わせて、出射光の輝度及び照度を制御し易くしている。 Similarly, in the illumination device of the image reading device, in order to make the brightness and the illuminance of the emitted light uniform in the longitudinal direction of the light guide body, the light extraction surface emitting the light from the light guide body and the first light diffusion surface facing the light extraction surface. A light source module has been proposed in which a light diffusion structure is provided on each of the surface and the surface (for example, see Patent Document 3). The first light diffusing structure of the first light diffusing surface has a plurality of diffusing portions arranged at a high density as the distance from the end of the light guide is increased to make the intensity distribution of the emitted light uniform, and the width of the light diffusing portion in the longitudinal direction is The second light diffusing structure on the light extraction surface, which has a fixed rectangular shape, is combined to facilitate control of the brightness and illuminance of emitted light.

更に、特許文献3には、第1光拡散構造の拡散部を長手方向に等間隔で配置し、第2光拡散構造の幅を導光体の端部から中心に向けて広げた第2実施形態の光源モジュールが記載されている。出射光の輝度及び照度分布は、第2光拡散構造のパターン形状によって、同様に均一に制御される。 Furthermore, in Patent Document 3, a second embodiment in which the diffusion portions of the first light diffusing structure are arranged at equal intervals in the longitudinal direction and the width of the second light diffusing structure is widened from the end portion of the light guide toward the center. A form of light source module is described. The brightness and the illuminance distribution of the emitted light are similarly uniformly controlled by the pattern shape of the second light diffusion structure.

特開2002−125098号公報JP, 2002-125098, A 特開2008−140726号公報JP, 2008-140726, A 特開2010−205565号公報JP, 2010-205565, A

上述した特許文献1記載の従来の照明装置では、導光体の不連続な光散乱パターンによって、長手方向に沿って原稿読取面に照度むらが発生する虞がある。この照度むらは、原稿の読取画像に濃淡むらを生じさせ、画質を低下させるという問題がある。 In the conventional illumination device described in Patent Document 1 described above, there is a possibility that uneven illuminance may occur on the document reading surface along the longitudinal direction due to the discontinuous light scattering pattern of the light guide body. This illuminance unevenness causes unevenness in the read image of the original document, thus deteriorating the image quality.

特許文献2記載の照明装置では、導光体の長手方向に沿って光拡散用凹凸部の境界で、出光面から原稿面に照射される光の量が急激に変化し、原稿の読取画像に濃淡の変化を生じさせる虞がある。更に、導光体の光源を設けた端部付近では、相当量の出射光が、光拡散用凹凸部によって原稿面の副走査方向(主走査方向に直交する方向)に読取領域の外へ散乱してしまう、という問題がある。 In the illuminating device described in Patent Document 2, the amount of light emitted from the light exit surface to the original surface abruptly changes at the boundary of the light diffusing concavo-convex portion along the longitudinal direction of the light guide, and a read image of the original appears There is a risk of changing the shade. Further, in the vicinity of the end portion where the light source of the light guide is provided, a considerable amount of emitted light is scattered out of the reading area in the sub-scanning direction (direction orthogonal to the main scanning direction) of the document surface by the uneven portion for light diffusion. There is a problem of doing.

特許文献3に記載の光源モジュールでは、光取り出し面の長手方向全体に亘って、相当量の出射光が、第2光拡散構造によって原稿面の副走査方向に読取領域の外へ散乱してしまう。そのため、原稿読取領域の全体に亘って照度が低下するという問題が生じる。 In the light source module described in Patent Document 3, a considerable amount of emitted light is scattered outside the reading area in the sub-scanning direction of the document surface by the second light diffusing structure over the entire length of the light extraction surface in the longitudinal direction. .. Therefore, there arises a problem that the illuminance is reduced over the entire document reading area.

特に、特許文献3において第2実施形態の光学モジュールは、第2光拡散構造の幅が、導光体の中央部から両端部に向けて狭く形成されている。第2光拡散構造の幅が狭い部分は、製造上公差の影響が幅の広い部分よりも大きく現れる。その結果、個々の導光体において及び/又は導光体間で照度分布にばらつきが発生し易くなる。 Particularly, in the optical module of the second embodiment in Patent Document 3, the width of the second light diffusing structure is formed to be narrower from the central portion of the light guide toward both ends. In the portion where the width of the second light diffusion structure is narrow, the influence of the manufacturing tolerance appears to be larger than in the portion where the width is wide. As a result, variations in the illuminance distribution are likely to occur in the individual light guides and/or between the light guides.

他方、原稿読取面からの反射光を受けて光電変換するイメージセンサーを構成する各変換素子も、受光感度及び変換効率に製造上ばらつきが生じる。かかるイメージセンサーにおける感度等のばらつきと、照明装置における照度のむらとを同時に補正するために、従来から一般に白色基準板を用いたシェーディング補正が行われている。具体的には、均一で高い反射率の白色基準板をプラテンガラス表面に密着させて画像読取を行い、イメージセンサーの各変換素子の出力に基づいて補正量を算出し、これを用いて実際の原稿読取時に各変換素子の出力を補正する。 On the other hand, the respective conversion elements forming the image sensor that receives the reflected light from the document reading surface and photoelectrically converts the light reception sensitivity and the conversion efficiency vary in manufacturing. In order to simultaneously correct such variations in sensitivity of the image sensor and unevenness of illuminance in the illumination device, shading correction using a white reference plate has been generally performed conventionally. Specifically, a uniform and highly reflective white reference plate is brought into close contact with the platen glass surface to perform image reading, and the correction amount is calculated based on the output of each conversion element of the image sensor. The output of each conversion element is corrected when the document is read.

ところが、原稿の読取面は、原稿に折り目、しわ、反り返り等があると、プラテンガラスから浮き上がることがある。また、所謂オートドキュメントフィーダー(ADF)で自動搬送される原稿は、プラテンガラスから浮き上がって離れた位置を通過することがある。導光体から出射される光の光強度分布のむらは、プラテンガラスからの高さによって変化するから、プラテンガラスから浮いた原稿の読取画像は、プラテンガラス表面での補正量を用いても、濃淡むらや画質の低下を解消できない虞がある。 However, the reading surface of the document may be lifted from the platen glass if the document has creases, wrinkles, curl, or the like. Further, a document automatically conveyed by a so-called automatic document feeder (ADF) may pass through a position lifted from the platen glass. Since the unevenness of the light intensity distribution of the light emitted from the light guide changes depending on the height from the platen glass, the read image of the original floating from the platen glass will not be shaded even if the correction amount on the platen glass surface is used. There is a possibility that unevenness and deterioration of image quality cannot be eliminated.

そこで、本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、端部に光源を設けた棒状の導光体を用いて線状光を出射する照明装置において、導光体の長手方向に沿って、特に光源を設けた導光体の端部付近から出射される光量を低減して、光強度分布のむらを抑制し、照度分布の均一性を高めることにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the conventional technology, and an object thereof is to provide a lighting device that emits linear light using a rod-shaped light guide body provided with a light source at an end thereof. To reduce the amount of light emitted along the longitudinal direction of the light guide, especially from the vicinity of the end of the light guide provided with the light source, suppress unevenness of the light intensity distribution, and improve the uniformity of the illuminance distribution. is there.

更に本発明の目的は、原稿の読取面に照射した光の反射光を光電変換して読取画像を形成する画像読取装置において、原稿読取面の主走査方向に光強度分布の均一性を高め、原稿読取面がプラテンガラスから浮いても、濃淡むらの無い高品質の読取画像が得られるようにすることにある。 Further, an object of the present invention is to improve uniformity of light intensity distribution in a main scanning direction of a document reading surface in an image reading apparatus that photoelectrically converts reflected light of light applied to the reading surface of a document to form a read image, Even if the original reading surface floats from the platen glass, it is possible to obtain a high-quality read image without uneven density.

本発明の照明装置は、透光性材料で形成された棒状の導光体と、前記導光体にその長手方向の少なくとも一方の端面から光を入射させる光源とを備え、前記導光体は、前記光源から前記導光体に入射した光を反射する複数の反射面と、前記導光体から光を外部に出射する光出射面とを有し、前記複数の反射面の1つである第1前記反射面が、前記長手方向に沿って所定の間隔をもって断続的に形成された不連続パターンを含む、光を拡散反射する第1の拡散反射パターンを有し、前記複数の反射面の内、前記第1の反射面とは異なるの1である第2の反射面が、前記第1の拡散反射パターンの前記不連続パターンの前記所定の間隔を補う前記長手方向に沿って連続した一つの光を拡散反射する第2の拡散反射パターンを有する、ことを特徴とする。 Lighting device of the present invention comprises a light guide rod-like formed of a translucent material, and a light source which light is incident from at least one end face in a longitudinal direction of the light guide, the light guide It includes a plurality of reflecting surfaces for reflecting the light incident on the light guide from the light source, and a light emitting surface for emitting light to the outside from the light guide, one of said plurality of reflecting surfaces the first of the reflective surfaces is, the longitudinal direction along comprising intermittently formed discontinuous pattern with a predetermined interval, having a first diffusion reflection pattern of diffuse reflection light, the plurality of reflection among surface, said second reflecting surface is one other different from the first reflecting surface, along the longitudinal direction to compensate for the predetermined interval of the discontinuous pattern of the first diffusion reflection pattern And a second diffuse reflection pattern for diffusely reflecting one continuous light.

ある実施形態において、前記第2の拡散反射パターンは、前記第1の拡散反射パターンの前記長手方向の全長に亘って、連続する1つのパターンを有するIn certain embodiments, the second diffusion reflection pattern, over the longitudinal length of said first diffusion reflection pattern has one continuous pattern.

別の実施形態において、第1の拡散反射パターンの長手方向と直交する方向の幅は、第2の拡散反射パターンの前記長手方向と直交する方向の幅より大きい。 In another embodiment, the width of the first diffuse reflection pattern in the direction orthogonal to the longitudinal direction is larger than the width of the second diffuse reflection pattern in the direction orthogonal to the longitudinal direction.

また、別の実施形態において、少なくとも1つの反射面と他の少なくとも1つの反射面とは、同一平面上に設けられている。この場合、前記第1の反射面と前記第2の反射面とは、溝を挟んで同一平面上に設けることができる。 Moreover, in another embodiment, at least one reflecting surface and another at least one reflecting surface are provided on the same plane. In this case, the first reflecting surface and the second reflecting surface can be provided on the same plane with the groove interposed.

本発明の別の側面によれば、上述した本発明の照明装置と、該照明装置から出射されて原稿の読取面で反射された光を光電変換する光電変換部とを備える画像読取装置が提供される。 According to another aspect of the present invention, there is provided an image reading device including the above-described illumination device of the present invention and a photoelectric conversion unit that photoelectrically converts light emitted from the illumination device and reflected on a reading surface of a document. To be done.

或る実施形態において、照明装置の導光体は、少なくとも1つの反射面が、原稿の読取面で反射された光の読取光軸に関して、他の少なくとも1つの反射面よりも遠い側に位置するように配置される。 In one embodiment, the light guide of the lighting device has at least one reflecting surface located farther than the other at least one reflecting surface with respect to the reading optical axis of the light reflected by the reading surface of the document. Is arranged as.

別の実施形態において、照明装置の導光体は、少なくとも1つの反射面及び他の少なくとも1つの反射面から垂直に反射されて光出射面から出射される光が、原稿の読取面で反射された光の読取光軸と交差するように配置されている。 In another embodiment, the light guide of the lighting device is configured such that light emitted from the light emitting surface by being reflected vertically from the at least one reflecting surface and the other at least one reflecting surface is reflected by the reading surface of the original. It is arranged so as to intersect the optical axis for reading light.

本発明の照明装置によれば、導光体の長手方向に沿って所定の間隔をもって断続的に形成された不連続パターンを含む、光を拡散反射する第1の拡散反射パターンを有する少なくとも1つの反射面と、第1の拡散反射パターンから反射されて光出射面から出射される光量の、導光体の長手方向におけるむら即ち変動を低減するように設けられた第2の拡散反射パターンを有する他の少なくとも1つの反射面とを組み合わせることによって、読み取り対象の原稿面における照度分布の均一性を向上させることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the illuminating device of this invention, at least 1 which has the 1st diffuse reflection pattern which diffuse-reflects light including the discontinuous pattern formed intermittently at a predetermined space|interval along the longitudinal direction of a light guide. It has a reflection surface and a second diffuse reflection pattern provided so as to reduce unevenness in the lengthwise direction of the light guide, that is, variation in the amount of light reflected from the first diffuse reflection pattern and emitted from the light emitting surface. By combining with at least one other reflecting surface, it is possible to improve the uniformity of the illuminance distribution on the document surface to be read.

本発明による画像読取装置の構成全体を示す概略斜視図。1 is a schematic perspective view showing the overall configuration of an image reading device according to the present invention. 本発明による照明装置を備えた読取キャリッジの平面図。FIG. 3 is a plan view of a reading carriage provided with an illumination device according to the present invention. 図2の読取キャリッジの拡大断面図。FIG. 3 is an enlarged sectional view of the reading carriage of FIG. 2. 図2の読取キャリッジの一部を示す分解斜視図。FIG. 3 is an exploded perspective view showing a part of the reading carriage of FIG. 2. 図2の導光体の斜視図。FIG. 3 is a perspective view of the light guide body of FIG. 2. 図5の導光体の断面図。Sectional drawing of the light guide of FIG. 図5の導光体の第1,第2拡散反射パターンを示す底面図。The bottom view which shows the 1st, 2nd diffuse reflection pattern of the light guide of FIG. 第1,第2拡散反射パターンの変形例を示す図7と同様の底面図。The bottom view similar to FIG. 7 which shows the modification of a 1st, 2nd diffuse reflection pattern. 図2の照明装置における照明光の配向を説明する模式図。The schematic diagram explaining the orientation of the illumination light in the illuminating device of FIG. 導光体の配向を説明する模式図。The schematic diagram explaining the orientation of a light guide. 導光体の直接光とリフレクターからの反射光とによる長手方向の照度分布の説明図。Explanatory drawing of the illuminance distribution of a longitudinal direction by the direct light of a light guide and the reflected light from a reflector. 導光体の直接光とリフレクターからの反射光とによる副走査方向の光強度分布を示す線図。FIG. 6 is a diagram showing a light intensity distribution in the sub-scanning direction due to direct light from a light guide and reflected light from a reflector. 導光体の直接光による長手方向(主走査方向)の照度分布の説明図Illustration of illuminance distribution in the longitudinal direction (main scanning direction) due to direct light from the light guide 比較例における図13と同様の照度分布の説明図。FIG. 14 is an explanatory diagram of an illuminance distribution similar to FIG. 13 in a comparative example. 導光体の直接光による副走査方向の光強度分布を示す線図。FIG. 6 is a diagram showing a light intensity distribution in the sub-scanning direction due to direct light from a light guide.

以下に、添付図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。尚、添付図面において、本明細書全体を通して類似の構成要素には、同様の参照符号を付して表すこととする。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the attached drawings, similar components are denoted by similar reference numerals throughout the present specification.

図1は、本発明による好適な本実施形態の照明装置を備えた画像読取装置の構成全体を概略的に示している。本実施形態の画像読取装置1は、画像形成装置の一部としての画像読取手段を構成するフラットベッド方式のイメージスキャナーである。画像読取装置1の上部には、図示しないプラテンカバー又はオートドキュメントフィーダー(ADF)をヒンジ機構を介して開閉自在に装着することができる。 FIG. 1 schematically shows the entire configuration of an image reading apparatus including a lighting device of the present preferred embodiment according to the present invention. The image reading apparatus 1 according to the present embodiment is a flat bed type image scanner that constitutes an image reading unit as a part of the image forming apparatus. A platen cover or an automatic document feeder (ADF) (not shown) can be mounted on the upper portion of the image reading apparatus 1 so as to be openable and closable via a hinge mechanism.

画像読取装置1は、低背な概ね矩形箱状の装置ハウジング2を有し、その上面には、大型矩形の透明ガラス板からなるプラテンガラス3が固定されている。読み取り対象の原稿は、その読取面を下向きにしてプラテンガラス3の上面に載置され、前記プラテンカバーを閉じることにより、該プラテンガラス上面に密接する。又は、原稿は、前記ADFによりプラテンガラス3上面に接触しながら又はプラテンガラス3上を該プラテンガラス上面から僅かに浮いた状態で搬送される。 The image reading apparatus 1 has a low-height, generally rectangular box-shaped apparatus housing 2, and a platen glass 3 made of a large rectangular transparent glass plate is fixed to the upper surface of the apparatus housing 2. The original to be read is placed on the upper surface of the platen glass 3 with its reading surface facing downward, and closes to the upper surface of the platen glass by closing the platen cover. Alternatively, the document is conveyed while being in contact with the upper surface of the platen glass 3 by the ADF, or while being slightly floating above the upper surface of the platen glass 3 on the platen glass 3.

装置ハウジング2の内部には、読取キャリッジ4と読取部5とからなる縮小光学系の画像読取機構が搭載されている。読取キャリッジ4には、後述するように、原稿読取面に向けて線状光を照射する本発明の照明装置が設けられている。本実施形態において、前記照明装置は、原稿の主走査方向(読取幅方向)即ち図1中前後方向に沿って線状光を照射するように配設される。本実施形態の画像読取機構は、読取キャリッジ4と読取部5とが別個に構成されているが、別の実施形態では、それらを一体に構成しても良い。 An image reading mechanism of a reduction optical system including a reading carriage 4 and a reading unit 5 is mounted inside the device housing 2. As will be described later, the reading carriage 4 is provided with an illuminating device of the present invention that irradiates the original reading surface with linear light. In the present embodiment, the illuminating device is arranged so as to emit linear light along the main scanning direction (reading width direction) of the document, that is, the front-back direction in FIG. In the image reading mechanism of this embodiment, the reading carriage 4 and the reading unit 5 are separately configured, but in another embodiment, they may be integrally configured.

装置ハウジング2内には、その前後両側部に沿って直線状に延長する1対のガイドレール6が、左右略全幅に亘って設けられている。読取キャリッジ4は、プラテンガラス3の直ぐ下側に配置され、その前後両端部がガイドレール6に左右方向即ち主走査方向と直交する向き(副走査方向)に走行可能に支持されている。 Inside the device housing 2, a pair of guide rails 6 extending linearly along the front and rear sides thereof are provided over substantially the entire width of the left and right sides. The reading carriage 4 is disposed immediately below the platen glass 3, and both front and rear ends thereof are supported by the guide rail 6 so as to be able to travel in the left-right direction, that is, in the direction orthogonal to the main scanning direction (sub-scanning direction).

プラテンガラス3上に載置された原稿を読み取るとき、読取キャリッジ4は、駆動モーター(図示せず)によりワイヤー7等を介して駆動され、ガイドレール6に沿って原稿の読取方向即ち副走査方向にプラテンガラス3と平行に移動する。前記ADFによりプラテンガラス3上を搬送される原稿を読み取るとき、読取キャリッジ4は、図1に示す基準位置、即ち副走査方向の一方の端部位置に停止した状態に保持される。 When reading a document placed on the platen glass 3, the reading carriage 4 is driven by a drive motor (not shown) via a wire 7 or the like, and along the guide rail 6, the reading direction of the document, that is, the sub-scanning direction. And move in parallel with the platen glass 3. When reading the document conveyed on the platen glass 3 by the ADF, the reading carriage 4 is held in a stopped state at the reference position shown in FIG. 1, that is, one end position in the sub-scanning direction.

読取部5は、集光レンズ等からなる結像光学系8と、多数のCCD又はC−MOS等の受光素子からなるラインセンサー(図示せず)とを備える。読取部5は、結像光学系8の前記集光レンズを読取キャリッジ4側に向けて、該読取キャリッジの前記基準位置と反対側の副走査方向の端部位置に配置されている。前記照明装置により照明された原稿読取面からの反射光は、結像光学系8により結像され、前記ラインセンサーにより画像データに変換される。 The reading unit 5 includes an image forming optical system 8 including a condensing lens and the like, and a line sensor (not shown) including a large number of light receiving elements such as CCDs or C-MOSs. The reading unit 5 is arranged at the end position in the sub-scanning direction on the side opposite to the reference position of the reading carriage with the condenser lens of the imaging optical system 8 facing the reading carriage 4. The reflected light from the document reading surface illuminated by the illumination device is imaged by the imaging optical system 8 and converted into image data by the line sensor.

図2,図3は、本実施形態の読取キャリッジ4の構成を模式的に示している。読取キャリッジ4は、ガイドレール6間を主走査方向に延在するキャリッジ部11と、該キャリッジ部に一体に組み込まれた照明装置12とを有する。キャリッジ部11は、その長手方向(主走査方向)の両端に、それぞれ隣接するガイドレール6に移動可能に取り付けられる取付部13を有する。キャリッジ部11は、例えば金属材料及び/又は硬質の合成樹脂材料で一体に形成される。 2 and 3 schematically show the configuration of the reading carriage 4 of this embodiment. The reading carriage 4 has a carriage unit 11 extending between the guide rails 6 in the main scanning direction, and an illuminating device 12 integrated into the carriage unit. The carriage portion 11 has mounting portions 13 that are movably mounted on the adjacent guide rails 6 at both ends in the longitudinal direction (main scanning direction). The carriage portion 11 is integrally formed of, for example, a metal material and/or a hard synthetic resin material.

照明装置12は、光源部と、前記光源部の光を原稿読取面に照射する照明光学系と、原稿読取面からの反射光を読取部5に案内する反射光学系とを有する。前記照明光学系は、前記光源部の光を線状光に変換して出射する棒状の導光体14と、該導光体の出射光の一部を原稿読取面に向けて反射するリフレクター15とから構成される。 The illumination device 12 includes a light source unit, an illumination optical system that irradiates the light from the light source unit onto the document reading surface, and a reflection optical system that guides the reflected light from the document reading surface to the reading unit 5. The illumination optical system converts the light from the light source unit into linear light and emits the light, and a reflector 15 that reflects a part of the light emitted from the light guide toward the document reading surface. Composed of and.

キャリッジ部11には、導光体14を収容するために該導光体の長手方向に沿って溝部16が形成されている。溝部16内に配置された導光体14は、上方から固定部材17により挟装されて、キャリッジ部11に所定の位置及び向きに保持される。固定部材17は、弾性変形可能な爪部18をキャリッジ部11の引掛部に係合させることによって、取外可能に装着される。リフレクター15は、その反射面を導光体14に向けて、主走査方向において該導光体と平行にキャリッジ部11に固定される。 In the carriage portion 11, a groove portion 16 is formed along the longitudinal direction of the light guide body to accommodate the light guide body 14. The light guide body 14 arranged in the groove portion 16 is sandwiched by the fixing member 17 from above and is held by the carriage portion 11 at a predetermined position and orientation. The fixing member 17 is detachably mounted by engaging the elastically deformable claw portion 18 with the hook portion of the carriage portion 11. The reflector 15 is fixed to the carriage unit 11 with its reflection surface facing the light guide body 14 in parallel with the light guide body in the main scanning direction.

前記反射光学系は、原稿読取面からの反射光を読取部5の前記集光レンズに向けて案内する複数の反射ミラーから構成される。前記複数の反射ミラーは、原稿読取面から前記集光レンズまでに所定長さの光路長が得られるように、その枚数及び配置が設定される。図2には、図面を簡単にするために、原稿読取面からの反射光を直接反射する第1反射ミラー19と、該第1反射ミラーからの反射光を反射する第2の反射ミラー20とが例示的に記載されている。 The reflection optical system is composed of a plurality of reflection mirrors that guide the reflected light from the document reading surface toward the condenser lens of the reading unit 5. The number and the arrangement of the plurality of reflection mirrors are set so that a predetermined optical path length from the document reading surface to the condenser lens can be obtained. In order to simplify the drawing, FIG. 2 shows a first reflecting mirror 19 that directly reflects the reflected light from the document reading surface, and a second reflecting mirror 20 that reflects the reflected light from the first reflecting mirror. Are exemplarily described.

前記光源部は、上述したようにキャリッジ部11に装着された導光体14の長手方向の両端付近に配置された2つの光源ユニット21を有する。図4に示すように、光源ユニット21は、光源である発光体22と、該発光体を実装する回路基板23と、該回路基板の発光体22を実装した前面に積層されるリフレクター部材24とを有する。発光体22は、例えば白色LEDチップからなる発光素子である。リフレクター部材24には円孔24aが、その内側に発光体22が配置されるように貫設されている。回路基板23の背面には、熱伝達シート25を介してヒートシンク26が設けられる。 The light source unit has the two light source units 21 arranged near both ends in the longitudinal direction of the light guide 14 mounted on the carriage unit 11 as described above. As shown in FIG. 4, the light source unit 21 includes a light emitting body 22 which is a light source, a circuit board 23 on which the light emitting body is mounted, and a reflector member 24 which is laminated on the front surface of the circuit board on which the light emitting body 22 is mounted. Have. The light emitting body 22 is a light emitting element including, for example, a white LED chip. A circular hole 24a is formed in the reflector member 24 so that the light emitting body 22 is arranged inside thereof. A heat sink 26 is provided on the back surface of the circuit board 23 via a heat transfer sheet 25.

光源ユニット21は、図4に示すように、側方から見てコ字形状の板ばねからなるクリップ27によって、キャリッジ部11に取外可能に装着される。各光源ユニット21は、リフレクター部材24を導光体14の隣接する端面に当接させるように配置する。回路基板23と導光体14端面との間にリフレクター部材24が介在することによって、該導光体14端面と発光体22との間に所定の大きさの間隙を画定することができる。これにより、発光体22の光を外部に漏出させることなく、導光体14端面から入射させることができる。更に、リフレクター部材24の円孔24a内面を、例えばアルミニウム、銀等の金属薄膜を蒸着させて高反射率に形成すると、発光体22の光を実質的に損失しないので、好都合である。 As shown in FIG. 4, the light source unit 21 is detachably attached to the carriage unit 11 by a clip 27 formed of a U-shaped plate spring when viewed from the side. Each light source unit 21 is arranged so that the reflector member 24 is brought into contact with the adjacent end surface of the light guide body 14. By interposing the reflector member 24 between the circuit board 23 and the end surface of the light guide 14, a gap of a predetermined size can be defined between the end surface of the light guide 14 and the light emitter 22. Accordingly, the light of the light emitting body 22 can be incident from the end surface of the light guide body 14 without leaking to the outside. Furthermore, it is advantageous to vapor-deposit a metal thin film of aluminum, silver, or the like, for example, on the inner surface of the circular hole 24a of the reflector member 24 so as to have a high reflectance because light of the light emitting body 22 is not substantially lost.

別の実施形態では、各光源ユニット21に複数の発光体を配置することができる。発光体22には、LED以外に、有機又は無機EL(エレクトリックルミネッセンス)やLD(レーザダイオード)等の様々な公知の発光素子を採用することができる。また、本実施形態のように発光体22に白色LEDを使用する場合、読取部5の前記ラインセンサーは白黒画像のみを出力する。カラー画像を出力したい場合には、RGB3原色に対応して赤色、緑色及び青色のLEDを使用すればよい。これら3色のLEDに代えて、白色LEDと赤色、緑色及び青色の光学カラーフィルターとを組み合わせて、カラー画像を読み取ることもできる。また、RGBそれぞれのカラーフィルターを備えた、3ラインのラインセンサーを用いても良い。 In another embodiment, a plurality of light emitters can be arranged in each light source unit 21. In addition to LEDs, various known light emitting elements such as organic or inorganic EL (electric luminescence) and LD (laser diode) can be adopted as the light emitting body 22. When a white LED is used for the light emitting body 22 as in the present embodiment, the line sensor of the reading unit 5 outputs only a monochrome image. When it is desired to output a color image, red, green and blue LEDs may be used corresponding to the three primary colors of RGB. Instead of these three-color LEDs, a white LED and red, green, and blue optical color filters may be combined to read a color image. Alternatively, a 3-line line sensor having RGB color filters may be used.

導光体14は、図5に示すように、長手方向に読取キャリッジ4の原稿読取幅に対応する長さを有し、例えばガラス、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の高い透光性を有する透明材料で、全長に亘って一様な断面形状に形成されている。導光体14は、図6に示す概ね逆台形断面形状を有し、その上面に光出射面31が、それに対向する底面に第1,第2反射面32,33が細溝34を挟んで設けられている。光出射面31は、一定の曲率を有する、又は周方向に段階的若しくは連続的に曲率が変化する凸状湾曲面からなるレンズ面に表面加工されている。尚、図5は、導光体14全体を図面に表すために、作図上導光体14の中央部を一部省略して描いている。 As shown in FIG. 5, the light guide 14 has a length in the longitudinal direction corresponding to the original reading width of the reading carriage 4, and is a transparent material having a high light-transmitting property such as glass, acrylic resin, or epoxy resin. Thus, it is formed in a uniform cross-sectional shape over the entire length. The light guide 14 has a substantially inverted trapezoidal cross-sectional shape shown in FIG. 6, and has a light emitting surface 31 on the upper surface thereof, and first and second reflecting surfaces 32, 33 on the bottom surface facing the light emitting surface 31 with a narrow groove 34 interposed therebetween. It is provided. The light emitting surface 31 is surface-processed into a lens surface having a constant curvature or a convex curved surface whose curvature changes stepwise or continuously in the circumferential direction. Note that in FIG. 5, in order to show the entire light guide body 14 in the drawing, a part of the central portion of the light guide body 14 is omitted for drawing.

第1,第2反射面32,33は、前記底面にその幅方向中心位置で直交する中心軸14aに関して対称に、即ち中心軸14aから細溝34を挟んで等距離にかつ同一平面上に同じ幅で形成されている。第1,第2反射面32,33には、それぞれ後述する第1,第2拡散反射パターン35,36が設けられている。また、各光源ユニット21の発光体22は、それぞれ中心軸14a上に位置するように配置される。 The first and second reflecting surfaces 32 and 33 are symmetrical with respect to the central axis 14a orthogonal to the bottom surface at the center position in the width direction, that is, at the same distance on the same plane with the narrow groove 34 sandwiched from the central axis 14a. It is formed with a width. First and second diffuse reflection patterns 35 and 36, which will be described later, are provided on the first and second reflection surfaces 32 and 33, respectively. Further, the light emitting bodies 22 of each light source unit 21 are arranged so as to be located on the central axis 14a.

光出射面31と第1反射面32を結ぶ側面は、第1突出部37を挟んで光出射面31に連続する第1上側側面38と、第1反射面32に連続する第1下側側面39とから構成される。同様に、光出射面31と第2反射面33を結ぶ側面は、第2突出部41を挟んで光出射面31に連続する第2上側側面42と、第2反射面33に連続する第2下側側面43とから構成される。第1,第2突出部37,41は、導光体14の全長に亘って形成されている。 The side surface connecting the light emitting surface 31 and the first reflecting surface 32 is a first upper side surface 38 which is continuous with the light emitting surface 31 with the first projecting portion 37 interposed therebetween, and a first lower side surface which is continuous with the first reflecting surface 32. And 39. Similarly, the side surface connecting the light emitting surface 31 and the second reflecting surface 33 has a second upper side surface 42 that is continuous with the light emitting surface 31 with the second protruding portion 41 interposed therebetween and a second side surface that is continuous with the second reflecting surface 33. It is composed of a lower side surface 43. The first and second protrusions 37, 41 are formed over the entire length of the light guide 14.

図2に示すように、キャリッジ部11の溝部16に導光体14を収容したとき、上側に露出する第1突出部37に固定部材17を係合させることによって、導光体14をより確実に所定の位置及び向きに保持することができる。また、第2突出部41には、キャリッジ部11に対して導光体14を位置決めするための突起44が、長手方向の所定位置に形成されている。 As shown in FIG. 2, when the light guide 14 is housed in the groove 16 of the carriage unit 11, the fixing member 17 is engaged with the first projecting portion 37 exposed to the upper side so that the light guide 14 can be more reliably secured. Can be held in place and orientation. In addition, a protrusion 44 for positioning the light guide 14 with respect to the carriage 11 is formed on the second protrusion 41 at a predetermined position in the longitudinal direction.

本実施形態において、第1,第2下側側面39,43は、それぞれ中心軸14aに関して第1,第2反射面32,33から外側に拡がるように形成されている。これに対し、第1,第2上側側面38,42は、中心軸14aと略平行に形成されている。これにより、透光体14内で第1,第2上側側面38,42で全反射された光が光出射面31から外部に出射する範囲を内側に、即ち外側に拡散し過ぎないように絞ることができる。 In the present embodiment, the first and second lower side surfaces 39 and 43 are formed so as to spread outward from the first and second reflecting surfaces 32 and 33 with respect to the central axis 14a. On the other hand, the first and second upper side surfaces 38, 42 are formed substantially parallel to the central axis 14a. Thereby, the range in which the light totally reflected by the first and second upper side surfaces 38 and 42 in the light transmitting body 14 is emitted from the light emitting surface 31 to the outside is narrowed inward, that is, so as not to be excessively diffused to the outside. be able to.

図7は、第1,第2反射面32,33に形成された第1,第2拡散反射パターン35,36を示している。第1,第2拡散反射パターン35,36は、白色インキ等の高反射率の反射塗料をシルク印刷等により第1,第2反射面32,33に塗装することによって形成される。導光体14内で第1,第2拡散反射パターン35,36に入射した光は、拡散反射、即ち入射角とは異なる角度に反射される。上述したように第1,第2反射面32,33が同一平面上にあるので、第1,第2拡散反射パターン35,36のシルク印刷は、1つの共通の版を用いて一度の工程で行うことができる。別の実施形態では、前記反射面をエッチング加工したり、モールド成形加工することによって、同様に拡散反射する凹凸面に形成することができる。 FIG. 7 shows the first and second diffuse reflection patterns 35 and 36 formed on the first and second reflection surfaces 32 and 33. The first and second diffuse reflection patterns 35 and 36 are formed by applying a reflective paint having a high reflectance such as white ink to the first and second reflection surfaces 32 and 33 by silk printing or the like. The light incident on the first and second diffuse reflection patterns 35 and 36 in the light guide body 14 is diffusely reflected, that is, reflected at an angle different from the incident angle. As described above, since the first and second reflection surfaces 32 and 33 are on the same plane, silk printing of the first and second diffuse reflection patterns 35 and 36 can be performed in one step using one common plate. It can be carried out. In another embodiment, it is possible to form an uneven surface that also diffusely reflects by subjecting the reflecting surface to etching or molding.

図7において、第1拡散反射パターン35は、導光体14の両端部から所定長さの範囲が、複数の短い矩形パターン51aを長手方向に沿って断続的に形成した不連続パターン部51と、それらの間に配置された1つの長い矩形パターン52aからなる連続パターン部52とから構成される。短い矩形パターン51aは、いずれも同じ寸法形状を有し、一定の間隔で直線状に配置されている。長い矩形パターン52aは、全長に亘って短い矩形パターン51aと同じ一定の幅を有し、不連続パターン部51と同一直線上に配置されている。これに対し、第2拡散反射パターン36は、長手方向に全長に亘って一定の幅で連続する1つの長い矩形パターンで形成されている。別言すれば、第2拡散反射パターン36は、不連続パターン部51の各矩形パターン51aの間隙即ち断続部分を少なくとも部分的に補うように設けられる。 In FIG. 7, the first diffuse reflection pattern 35 has a discontinuous pattern portion 51 in which a plurality of short rectangular patterns 51a are intermittently formed in the range of a predetermined length from both ends of the light guide 14 along the longitudinal direction. , And a continuous pattern portion 52 composed of one long rectangular pattern 52a arranged between them. The short rectangular patterns 51a have the same size and shape, and are arranged linearly at regular intervals. The long rectangular pattern 52a has the same constant width as the short rectangular pattern 51a over the entire length, and is arranged on the same straight line as the discontinuous pattern portion 51. On the other hand, the second diffuse reflection pattern 36 is formed as one long rectangular pattern which is continuous with a constant width over the entire length in the longitudinal direction. In other words, the second diffuse reflection pattern 36 is provided so as to at least partially supplement the gap, that is, the intermittent portion of each rectangular pattern 51a of the discontinuous pattern portion 51.

各光源ユニット21の発光体22から発せられた光は、導光体14内にその両端面から入射され、導光体14の内面で全反射を繰り返しながら長手方向に伝播する。導光体14内で第1,第2反射面32,33に入射した光は、第1,第2拡散反射パターン35,36が形成された部分では拡散反射され、第1,第2拡散反射パターン35,36が形成されていない部分では、全反射される。第1,第2拡散反射パターン35,36から光出射面31に向けて反射された光は、該光出射面への入射角が所定の臨界角以上であると、光出射面31に全反射されて導光体14内に戻るが、前記所定の臨界角より小さいと、光出射面31を通して外部に出射される。これにより、導光体14の略全長に亘って光出射面31から線状光が出射される。 The light emitted from the light emitting body 22 of each light source unit 21 enters the light guide body 14 from both end surfaces thereof, and propagates in the longitudinal direction while repeating total reflection on the inner surface of the light guide body 14. The light incident on the first and second reflection surfaces 32 and 33 in the light guide 14 is diffused and reflected at the portions where the first and second diffuse reflection patterns 35 and 36 are formed, and the first and second diffuse reflections are performed. Total reflection is performed at the portions where the patterns 35 and 36 are not formed. The light reflected from the first and second diffuse reflection patterns 35 and 36 toward the light emitting surface 31 is totally reflected on the light emitting surface 31 when the incident angle to the light emitting surface is a predetermined critical angle or more. The light is then returned to the inside of the light guide body 14, but if it is smaller than the predetermined critical angle, it is emitted to the outside through the light emitting surface 31. As a result, linear light is emitted from the light emitting surface 31 over substantially the entire length of the light guide body 14.

一般にシルク印刷(又は他の方法)によりパターンを形成する場合、パターンの寸法の大小に拘わらず、製造上公差は同じであるから、公差の影響は寸法が小さいほど大きく、寸法が大きいほど小さく現れる。本実施形態において、第1拡散反射パターン35の幅w1は、第2拡散反射パターン36の幅w2より大きく設定されている。従って、導光体14の長手方向即ち主走査方向において、第1拡散反射パターン35により反射されて導光体14から出射される光の強度分布は、公差の影響が軽減され、従って原稿読取面における照度分部のばらつきが低減する。 Generally, when a pattern is formed by silk printing (or other method), the manufacturing tolerance is the same regardless of the size of the pattern. Therefore, the smaller the dimension, the larger the influence of the tolerance. .. In the present embodiment, the width w1 of the first diffuse reflection pattern 35 is set larger than the width w2 of the second diffuse reflection pattern 36. Therefore, in the longitudinal direction of the light guide body 14, that is, the main scanning direction, the influence of the tolerance is reduced in the intensity distribution of the light reflected by the first diffuse reflection pattern 35 and emitted from the light guide body 14, and thus the original reading surface. The variation in the illuminance distribution part is reduced.

第1拡散反射パターン35による出射光の強度分布は、導光体14の長手方向に沿って全体として一定ではない。連続パターン部52に対応する範囲では、出射光の強度分布が略一定である。これに対し、不連続パターン部51に対応する範囲では、長手方向に沿って短い矩形パターン51aの断続部分で出射光の光量が減少するから、その減少に対応して出射光の強度分布が波状に変動する。 The intensity distribution of the emitted light by the first diffuse reflection pattern 35 is not uniform as a whole along the longitudinal direction of the light guide 14. In the range corresponding to the continuous pattern portion 52, the intensity distribution of emitted light is substantially constant. On the other hand, in the range corresponding to the discontinuous pattern portion 51, the light amount of the emitted light decreases at the intermittent portion of the rectangular pattern 51a that is short along the longitudinal direction, and thus the intensity distribution of the emitted light has a wavy shape corresponding to the decrease. Fluctuates.

この波状の変動は、導光体14の長手方向に沿って該導光体から所定の距離離れた同じ高さ位置で前記出射光を見ると、光量にむらを発生させている。ここで光量のむらとは、光照度分布の差による濃淡即ち光量の変動である。主走査方向に沿って光強度分布に差がある光を原稿に照射し、その反射光を均一な感度特性を持つCCD等のラインセンサーで副走査方向に連続的に読み取れば、そのデータで形成される画像は、主走査方向に沿って縞模様が生じる。第2拡散反射パターン36は、その出射光の強度分布が、第1拡散反射パターン35による出射光の強度分布の変動を解消し又は緩和、低減するように設けられる。 This wavy fluctuation causes unevenness in the amount of light when the emitted light is viewed at the same height position that is a predetermined distance away from the light guide body along the longitudinal direction of the light guide body 14. Here, the unevenness of the light intensity is a variation in the light intensity, that is, the light intensity due to the difference in the light illuminance distribution. If the original is irradiated with light with a difference in light intensity distribution along the main scanning direction, and the reflected light is continuously read in the sub-scanning direction by a line sensor such as CCD that has uniform sensitivity characteristics, then the data is formed. The formed image has a striped pattern along the main scanning direction. The second diffuse reflection pattern 36 is provided so that the intensity distribution of the emitted light eliminates, reduces, or reduces the variation of the intensity distribution of the emitted light caused by the first diffuse reflection pattern 35.

図8は、第1,第2反射面32,33に形成される第1,第2拡散反射パターン35,36の別の実施形態を示している。この実施形態は、長手方向に連続する第2拡散反射パターン36が、両端の幅変動パターン部53と中央の一定幅パターン部54とから構成される点において、図7の実施形態と異なる。幅変動パターン部53は、長手方向に第1拡散反射パターン35の不連続パターン部51と同じ範囲に設けられ、導光体14の端部に向けて幅w21が漸次減少するように形成されている。一定幅パターン部54は、その全長に亘って第1拡散反射パターン35と同じ又はそれより小さい幅w22を有する。 FIG. 8 shows another embodiment of the first and second diffuse reflection patterns 35 and 36 formed on the first and second reflection surfaces 32 and 33. This embodiment differs from the embodiment of FIG. 7 in that the second diffuse reflection pattern 36 continuous in the longitudinal direction is composed of the width varying pattern portions 53 at both ends and the constant width pattern portion 54 at the center. The width variation pattern portion 53 is provided in the same range as the discontinuous pattern portion 51 of the first diffuse reflection pattern 35 in the longitudinal direction, and is formed so that the width w21 gradually decreases toward the end portion of the light guide 14. There is. The constant width pattern portion 54 has a width w22 which is equal to or smaller than that of the first diffuse reflection pattern 35 over the entire length thereof.

更に別の変形例では、図8の幅変動パターン部53を、第1拡散反射パターン35の不連続パターン部51と同様に、長手方向に沿って断続的に配置した複数の短い矩形パターンで形成することができる。その場合、前記短い矩形パターンは、不連続パターン部51の各矩形パターン51aの間隙即ち断続部分を少なくとも部分的に埋める又は補うように配置する。 In yet another modification, the width variation pattern portion 53 of FIG. 8 is formed by a plurality of short rectangular patterns which are intermittently arranged along the longitudinal direction, like the discontinuous pattern portion 51 of the first diffuse reflection pattern 35. can do. In that case, the short rectangular patterns are arranged so as to at least partially fill or supplement the gaps, that is, the intermittent portions of the rectangular patterns 51a of the discontinuous pattern portion 51.

第1拡散反射パターン35も、上述した図7の構成に限定されるものではない。例えば、導光体14の端部から中央部に向けて、短い矩形パターン51aの長手方向の寸法が長くなるように、かつ/又は矩形パターン51aの間隔が短くなるように設定することができる。また、導光体14の長手方向に不連続パターン部51の設定範囲も、画像読取装置1や読取キャリッジ4の設計条件、原稿読取幅や読取部5の光学特性等に対応して適当に設定又は変更することができる。 The first diffuse reflection pattern 35 is not limited to the configuration shown in FIG. 7 described above. For example, the length of the short rectangular pattern 51a can be set to be longer and/or the interval between the rectangular patterns 51a can be set to be shorter from the end to the center of the light guide 14. Also, the setting range of the discontinuous pattern portion 51 in the longitudinal direction of the light guide body 14 is appropriately set according to the design conditions of the image reading device 1 and the reading carriage 4, the original reading width, the optical characteristics of the reading portion 5, and the like. Or it can be changed.

図9は、読取キャリッジ4における照明装置12の前記照明光学系並びに前記反射光学系の配置、及びプラテンガラス3上の原稿に照射する照明光の配向を示している。同図において、符号Lxは、プラテンガラス3上の原稿Dの読取面Dsから第1反射ミラー19に向けて垂直に反射される反射光の読取光軸である。読取光軸Lxとプラテンガラス3上面との交点が、副走査方向Xにおける原稿の読取位置Pxである。また、同図中、R0は、プラテンガラス3上面の高さ位置Z0において副走査方向に目標とする照明領域であり、R1は、プラテンガラス3上面から或る高さ位置Z1において副走査方向に目標とする照明領域である。 FIG. 9 shows the arrangement of the illumination optical system and the reflection optical system of the illumination device 12 in the reading carriage 4, and the orientation of the illumination light with which the document on the platen glass 3 is illuminated. In the figure, reference symbol Lx is a reading optical axis of reflected light which is vertically reflected from the reading surface Ds of the document D on the platen glass 3 toward the first reflecting mirror 19. The intersection of the reading optical axis Lx and the upper surface of the platen glass 3 is the reading position Px of the document in the sub scanning direction X. In the figure, R0 is a target illumination area in the sub-scanning direction at a height position Z0 on the upper surface of the platen glass 3, and R1 is a sub-scanning direction at a certain height position Z1 from the upper surface of the platen glass 3. This is the target illumination area.

前記照明光学系の導光体14とリフレクター15とは、光出射面31及び反射面15aを原稿読取位置Pxに向けて、それらの中間位置を読取光軸Lxが通過するように配置される。このとき、主走査方向Yに沿って導光体14とリフレクター15との間に画定される隙間が、原稿読取面Dsから反射される反射光の読取開口幅Swである。 The light guide 14 and the reflector 15 of the illumination optical system are arranged so that the light emitting surface 31 and the reflecting surface 15a face the document reading position Px, and the reading optical axis Lx passes through an intermediate position between them. At this time, the gap defined between the light guide 14 and the reflector 15 along the main scanning direction Y is the reading opening width Sw of the reflected light reflected from the document reading surface Ds.

導光体14は、第1反射面32が第2反射面33よりも、読取光軸Lxに関して遠い側にかつプラテンガラス3に関して近い側に位置するように、その中心軸14aを傾斜させて配置する。これにより、第1拡散反射パターン35からの出射光L1は、原稿読取面Dsへの入射角度が、第2拡散反射パターン36からの出射光L2よりも小さくなる。即ち、第1拡散反射パターン35からの出射光L1は、副走査方向において原稿読取面Dsの照射範囲が第2拡散反射パターン36からの出射光L2よりも広くなる。その結果、第1拡散反射パターン35の不連続パターン部51による出射光の主走査方向における強度分布の変動を、第1拡散反射パターン35からの出射光によって補い、より効果的に低減又は緩和することができる。また、別の実施形態では、出射面31の、第1拡散反射パターン35からの光が出射される部分31aを粗面加工して、出射光L1を拡散させ、その主走査方向における強度分布の変動を抑制することもできる。 The light guide 14 is arranged with its central axis 14a inclined so that the first reflecting surface 32 is located farther from the second reflecting surface 33 with respect to the reading optical axis Lx and closer to the platen glass 3. To do. As a result, the outgoing light L1 from the first diffuse reflection pattern 35 has a smaller incident angle to the document reading surface Ds than the outgoing light L2 from the second diffuse reflection pattern 36. That is, the emission light L1 from the first diffuse reflection pattern 35 has a wider irradiation range on the document reading surface Ds in the sub scanning direction than the emission light L2 from the second diffusion reflection pattern 36. As a result, the variation of the intensity distribution of the emitted light in the main scanning direction due to the discontinuous pattern portion 51 of the first diffuse reflection pattern 35 is compensated by the emitted light from the first diffuse reflection pattern 35, and is more effectively reduced or alleviated. be able to. Further, in another embodiment, a portion 31a of the emission surface 31 from which the light from the first diffuse reflection pattern 35 is emitted is roughened to diffuse the emission light L1 and reduce the intensity distribution in the main scanning direction. Fluctuations can also be suppressed.

また、導光体14は、その中心軸14aがプラテンガラス3の下方位置で読取光軸Lxと交差するように、比較的大きく傾斜させて配置されている。これにより、第2拡散反射パターン36からの出射光L2は、プラテンガラス3の上方における読取光軸Lxへの入射角度が、第1拡散反射パターン35からの出射光L1よりも小さくなる。即ち、第2拡散反射パターン36からの出射光L2は、プラテンガラス3の上方において原稿読取面Dsの照明範囲が第1拡散反射パターン35からの出射光L1よりも広くなる。その結果、プラテンガラス3の原稿読取位置Pxから上方に従来よりも広い範囲で、光強度の減少が抑制され、原稿の浮き上がりに対して高さ方向Zに鮮明な画像が得られる範囲を拡大することができる。 Further, the light guide body 14 is arranged with a relatively large inclination so that its central axis 14a intersects the reading optical axis Lx at a position below the platen glass 3. As a result, the outgoing light L2 from the second diffuse reflection pattern 36 has a smaller incident angle to the reading optical axis Lx above the platen glass 3 than the outgoing light L1 from the first diffuse reflection pattern 35. That is, the light L2 emitted from the second diffuse reflection pattern 36 has a wider illumination range on the document reading surface Ds above the platen glass 3 than the light L1 emitted from the first diffuse reflection pattern 35. As a result, the reduction of the light intensity is suppressed in a wider range from the original reading position Px on the platen glass 3 than in the conventional case, and the range in which a clear image is obtained in the height direction Z with respect to the lifting of the original is expanded. be able to.

更に、導光体14は、図10に示すように、第1拡散反射パターン35から垂直に反射された出射光Lv1と、第2拡散反射パターン36から垂直に反射された出射光Lv2とが、プラテンガラス3の下方で読取光軸Lxと交差するように配置されている。これにより、副走査方向Xに原稿読取面Dsの照明範囲をより拡大することができる。その結果、読取開口幅Swにおける反射光の強度をより大きく、その強度分布をより均一にすることができる。従って、副走査方向においても、反射光の有効な読取範囲で、照度分布の均一性を高めることができる。 Further, in the light guide 14, as shown in FIG. 10, the emitted light Lv1 vertically reflected from the first diffuse reflection pattern 35 and the emitted light Lv2 vertically reflected from the second diffuse reflection pattern 36, It is arranged below the platen glass 3 so as to intersect the reading optical axis Lx. Thereby, the illumination range of the document reading surface Ds can be further expanded in the sub-scanning direction X. As a result, the intensity of the reflected light in the reading aperture width Sw can be increased and the intensity distribution can be made more uniform. Therefore, even in the sub-scanning direction, the uniformity of the illuminance distribution can be improved in the effective reading range of the reflected light.

図11は、本実施形態の照明装置12において、導光体14の直接光による原稿面の照明と、リフレクター15からの反射光による原稿面の照明とによる、導光体14の長手方向即ち主走査方向に沿った照度分布を示している。同図において、Idは、導光体14から直接出射される光による照明光の強度分布、Irは、導光体14から出射されてリフレクター15で反射された光による照明光の強度分布である。I0は、導光体14の直接光及びリフレクター15からの反射光の双方によるプラテンガラス3上面の高さZ0における照明光の強度分布、I1は、プラテンガラス3上面から或る高さZ1における照明光の強度分布である。同図に示すように、光強度分布Id及びIrの双方において、第1拡散反射パターン35の不連続パターン部51の影響が軽減され、これは、特に光強度分布I0及びI1においてより顕著である。 FIG. 11 shows a longitudinal direction of the light guide body 14 in the longitudinal direction of the light guide body 14 by the illumination of the document surface by the direct light of the light guide body 14 and the illumination of the document surface by the reflected light from the reflector 15 in the illumination device 12 of the present embodiment. The illuminance distribution along the scanning direction is shown. In the figure, Id is the intensity distribution of the illumination light by the light directly emitted from the light guide body 14, and Ir is the intensity distribution of the illumination light by the light emitted from the light guide body 14 and reflected by the reflector 15. .. I0 is the intensity distribution of the illumination light at the height Z0 on the upper surface of the platen glass 3 due to both the direct light of the light guide 14 and the reflected light from the reflector 15, and I1 is the illumination at a certain height Z1 from the upper surface of the platen glass 3. This is the light intensity distribution. As shown in the figure, the influence of the discontinuous pattern portion 51 of the first diffuse reflection pattern 35 is reduced in both the light intensity distributions Id and Ir, which is more remarkable particularly in the light intensity distributions I0 and I1. ..

図12は、導光体14の直接光による原稿面の照明と、リフレクター15からの反射光による原稿面の照明とによる、導光体14の副走査方向に沿った照度分布を示している。同図において、J1は導光体14の第1拡散反射パターン35からの照明光の強度分布、J2は第2拡散反射パターン36からの照明光の強度分布である。J0は、第1拡散反射パターン35及び第2拡散反射パターン36双方によるプラテンガラス3上面の高さZ0における照明光の強度分布である。また、副走査方向Xにおける原稿読取位置Pxからの距離は、導光体14側がプラスである。同図に示すように、副走査方向に照明光の強度が大きくかつ強度分布が比較的広い範囲で高い均一性を発揮することが分かる。 FIG. 12 shows the illuminance distribution along the sub-scanning direction of the light guide 14 due to the illumination of the document surface by the direct light of the light guide body 14 and the illumination of the document surface by the reflected light from the reflector 15. In the figure, J1 is the intensity distribution of the illumination light from the first diffuse reflection pattern 35 of the light guide 14, and J2 is the intensity distribution of the illumination light from the second diffuse reflection pattern 36. J0 is the intensity distribution of the illumination light at the height Z0 of the upper surface of the platen glass 3 formed by both the first diffuse reflection pattern 35 and the second diffuse reflection pattern 36. The distance from the document reading position Px in the sub-scanning direction X is positive on the light guide 14 side. As shown in the figure, it can be seen that the intensity of the illumination light is large in the sub-scanning direction and the intensity distribution exhibits high uniformity in a relatively wide range.

本発明の別の実施形態によれば、照明装置12においてリフレクター15を省略し、導光体14だけで原稿読取面を照明することができる。図13は、導光体14の直接光のみによる長手方向即ち主走査方向に沿った照度分布を示している。同図において、Kdは導光体14の光出射面31における照明光の強度分布、K0はプラテンガラス3上面の高さZ0における照明光の強度分布、K1はプラテンガラス3上面から或る高さZ1における照明光の強度分布である。 According to another embodiment of the present invention, it is possible to omit the reflector 15 in the illumination device 12 and illuminate the document reading surface only with the light guide 14. FIG. 13 shows the illuminance distribution along the longitudinal direction, that is, the main scanning direction, due to only the direct light of the light guide 14. In the figure, Kd is the intensity distribution of the illumination light on the light emitting surface 31 of the light guide 14, K0 is the intensity distribution of the illumination light at the height Z0 of the upper surface of the platen glass 3, and K1 is a certain height from the upper surface of the platen glass 3. It is the intensity distribution of the illumination light at Z1.

これに対し、図14は、反射面に第1拡散反射パターン35のみを形成した比較例の導光体における、長手方向に沿った照度分布を示している。同図において、Mdは導光体14の光出射面31における照明光の強度分布、M0はプラテンガラス3上面の高さZ0における照明光の強度分布、M1はプラテンガラス3上面から或る高さZ1における照明光の強度分布である。図13と図14を比較するとよく分かるように、第1拡散反射パターン35と第2拡散反射パターン36とを組み合わせることによって、第1拡散反射パターン35の不連続パターン部51の影響が有効に軽減される。 On the other hand, FIG. 14 shows the illuminance distribution along the longitudinal direction in the light guide body of the comparative example in which only the first diffuse reflection pattern 35 is formed on the reflecting surface. In the figure, Md is the intensity distribution of the illumination light on the light emitting surface 31 of the light guide 14, M0 is the intensity distribution of the illumination light at the height Z0 of the upper surface of the platen glass 3, and M1 is a certain height from the upper surface of the platen glass 3. It is the intensity distribution of the illumination light at Z1. As can be seen by comparing FIGS. 13 and 14, by combining the first diffuse reflection pattern 35 and the second diffuse reflection pattern 36, the effect of the discontinuous pattern portion 51 of the first diffuse reflection pattern 35 is effectively reduced. To be done.

図15は、導光体14の直接光による原稿面の照明による、導光体14の副走査方向に沿った照度分布のシミュレーション結果を示している。同図において、N1は導光体14の第1拡散反射パターン35からの照明光の強度分布、N2は第2拡散反射パターン36からの照明光の強度分布である。N0は、第1拡散反射パターン35及び第2拡散反射パターン36双方によるプラテンガラス3上面における照明光の強度分布である。同図から、リフレクター15を省略した照明装置においても、副走査方向に照明光の強度が大きくかつ比較的広い範囲で強度分布の高い均一性を得ることができる。 FIG. 15 shows a simulation result of the illuminance distribution along the sub-scanning direction of the light guide 14 by illuminating the original surface with the direct light of the light guide 14. In the figure, N1 is the intensity distribution of the illumination light from the first diffuse reflection pattern 35 of the light guide 14, and N2 is the intensity distribution of the illumination light from the second diffuse reflection pattern 36. N0 is the intensity distribution of the illumination light on the upper surface of the platen glass 3 by both the first diffuse reflection pattern 35 and the second diffuse reflection pattern 36. From the figure, even in the illuminating device in which the reflector 15 is omitted, the intensity of the illumination light is large in the sub-scanning direction, and high intensity distribution uniformity can be obtained in a relatively wide range.

以上、本発明を好適な実施態様に関連して説明したが、本発明は上記実施態様に限定されるものでなく、その技術的範囲において、様々な変更又は変形を加えて実施し得ることは言うまでもない。例えば、光源ユニット21を導光体14の一方の端部にのみ配置し、他方の端部には、導光体14内を伝播する光を前記一方の端部に向けて反射する反射面を形成することができる。 Although the present invention has been described above with reference to the preferred embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications or changes can be made within the technical scope thereof. Needless to say. For example, the light source unit 21 is arranged only at one end of the light guide 14, and the other end has a reflection surface for reflecting the light propagating in the light guide 14 toward the one end. Can be formed.

1 画像読取装置
3 プラテンガラス
4 読取キャリッジ
5 読取部
11 キャリッジ部
12 照明装置
14 導光体
15 リフレクター
19 第1反射ミラー
21 光源ユニット
22 発光体
31 光出射面
32 第1反射面
33 第2反射面
35 第1拡散反射パターン
36 第2拡散反射パターン
51 不連続パターン部
51a 短い矩形パターン
52 連続パターン部
52a 長い矩形パターン
1 Image Reading Device 3 Platen Glass 4 Reading Carriage 5 Reading Unit 11 Carriage Unit 12 Illumination Device 14 Light Guide 15 Reflector 19 First Reflecting Mirror 21 Light Source Unit 22 Light Emitting Body 31 Light Emitting Surface 32 First Reflecting Surface 33 Second Reflecting Surface 35 first diffuse reflection pattern 36 second diffuse reflection pattern 51 discontinuous pattern portion 51a short rectangular pattern 52 continuous pattern portion 52a long rectangular pattern

Claims (8)

透光性材料で形成された棒状の導光体と、
前記導光体にその長手方向の少なくとも一方の端面から光を入射させる光源とを備え、
前記導光体は、前記光源から前記導光体に入射した光を反射する複数の反射面と、前記導光体から光を外部に出射する光出射面とを有し、
前記複数の反射面の1つである第1の前記反射面が、前記長手方向に沿って所定の間隔をもって断続的に形成された不連続パターンを含む、光を拡散反射する第1の拡散反射パターンを有し、
前記複数の反射面の内、前記第1の反射面とは異なるの1である第2の反射面が、前記第1の拡散反射パターンの前記不連続パターンの前記所定の間隔を補う前記長手方向に沿って連続した一つの光を拡散反射する第2の拡散反射パターンを有する、ことを特徴とする照明装置。
A rod-shaped light guide formed of a translucent material,
And a light source which light is incident from at least one end face in a longitudinal direction of the light guide,
The light guide body has a plurality of reflection surfaces that reflect light that has entered the light guide body from the light source, and a light emission surface that emits light from the light guide body to the outside.
A first diffuse reflection that diffuse-reflects light, wherein the first reflection surface, which is one of the plurality of reflection surfaces, includes a discontinuous pattern intermittently formed at a predetermined interval along the longitudinal direction. Have a pattern,
Among the plurality of reflecting surfaces, the second reflecting surface is one other different from the first reflecting surface, make up the predetermined interval of the discontinuous pattern of the first diffusion reflection pattern wherein An illumination device having a second diffuse reflection pattern that diffuses and reflects one continuous light along the longitudinal direction.
前記第2の拡散反射パターンは、前記第1の拡散反射パターンの前記長手方向の全長に亘って、連続する1つのパターンを有することを特徴とする請求項1に記載の照明装置。The illumination device according to claim 1, wherein the second diffuse reflection pattern has one continuous pattern over the entire length of the first diffuse reflection pattern in the longitudinal direction. 前記第1の拡散反射パターンの前記長手方向と直交する方向の幅は、前記第2の拡散反射パターンの前記長手方向と直交する方向の幅より大きいことを特徴とする請求項1又は2に記載の照明装置。 It said first width perpendicular to the longitudinal direction of the diffusion reflection pattern is set forth in claim 1 or 2, characterized in that greater than a width in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the second diffusion reflection pattern Lighting equipment. 前記第1の反射面と前記第2の反射面とは、同一平面上に設けられていることを特徴とする請求項1乃至のいずれかに記載の照明装置。 Wherein the first reflecting surface and the second reflecting surface, the illumination device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that provided on the same plane. 前記第1の反射面と前記第2の反射面とは、溝を挟んで同一平面上に設けられていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の照明装置。The lighting device according to claim 1, wherein the first reflecting surface and the second reflecting surface are provided on the same plane with a groove interposed therebetween. 請求項1乃至5のいずれかに記載の照明装置と、
前記照明装置から出射されて原稿の読取面で反射された光を光電変換する光電変換部とを備えることを特徴とする画像読取装置。
A lighting device according to any one of claims 1 to 5,
An image reading apparatus comprising: a photoelectric conversion unit that photoelectrically converts light emitted from the illumination device and reflected on a reading surface of a document.
前記照明装置の前記導光体は、前記第1の反射面が、前記原稿の読取面で反射された光の読取光軸に関して、前記第2の反射面よりも遠い側に位置するように配置されることを特徴とする請求項6に記載の画像読取装置。 The light guide of the illumination device, the first reflecting surface with respect to the reading light axis of the light reflected by the reading surface of the document, arranged so as to be positioned farther than said second reflective surface The image reading device according to claim 6, wherein 前記照明装置の前記導光体は、前記第1の反射面及び前記第2の反射面から垂直に反射されて前記光出射面から出射される光が、前記原稿の読取面で反射された光の読取光軸と交差するように配置されていることを特徴とする請求項6又は7に記載の画像読取装置。 In the light guide of the illumination device, the light vertically reflected from the first reflecting surface and the second reflecting surface and emitted from the light emitting surface is the light reflected on the reading surface of the document. 8. The image reading device according to claim 6, wherein the image reading device is arranged so as to intersect the reading optical axis.
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