JPS5931938A - 原稿照明結像光学装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、電子写真複写機などの露光装置やソアクゾ
ミリ、デジタルコピアなどの画像情報読取り装置等に使
用される原稿照明結像光学装置に関する。

電子ｙｊ真複写機の露光装置やファクノミリ等の画像情
報読取装置１′１の原（昌照明光源としてはけい尾灯ヲ
用い、？Ｐ−のレンズで感九体やイメージセンザー七に
結像させる方式が従来一般に使用さ）１．できたが、？
）１−レンズで結像させる場合に１両角の関係から所四
の画像幅を結像させる場合焦点距肉１（が１そくなり複
数のミラーを・使用して）’Ｃ路を屈曲させでもなお大
きな空間を必要とし、又ゴザイン４乗則によつ−Ｃ周辺
ケ（、、、Ｆｉｉの低下が避けらり、ｆ、、かった。

こｆ’Ｌを解決する手段として、セルフォックレンズ等
の商品名で呼ばれる集束性光伝送体を列状に配設したア
し・イ（以下ＳＬＡと略１−）を結像）Ｌ字素：Ｐと１
２で用いることにより結像）ＩＣ７学系の共役長を極め
て短かぐするとともに光ｆｉ１分布を均一にすることが
ｉｉＪ能な光学系が防用を：Ｉ１．るようになった。

第１図及び第２図ｔｏ［結像素子と（−２てＳＬＡを用
いた原稿読取装置の例である。

第１図に示す装置ｆｆＨＸＳＬＡ　］　ｖこ関して共役
関係にある二つの面の一方に等倍結像型センザ（密着型
イメージセンサとも云う）２を設け、他方の而を原稿３
を通過させ、その而をＳＬＡ　Ｉの両側に設けた発光グ
イオートアレイ４で照明し、その反射光をＳＬＡ　Ｉ　
Ｋより等倍結像型七ンザ２に結像させて画像を読取るよ
うにしたものである。

第２図に示す装置は、ＳＬＡ　Ｉに関して共役関係にあ
る２つの［ｎｉの一方に等倍結像型センザ２を設け、他
方を原稿３を移動させ光源に、しり照明さｊ′シた原稿
の反射光をＳＬＡ　Ｉで等倍結像型センザ２に結像させ
て画像を読取る点は第１図の装置と変りはないが、照明
光源として熱陰極けい光管５を使用している点で異る。

この装（６に便用さＩ’Ｌる熱陰極けい光管５の構造ば
、第２図及び第３図に示す如く、基板ガラス６の」二面
にスリット部７を挾んて遮光層８を介してけい光体９を
厚膜印刷などの方法により形成し、とれを覆う箱状のカ
バーガラス１０と気密に一体的に結合し、その内部空間
の空気を排気し、内部空間には熱電子放射用マイクメン
１−１１が設けら才ｔ１　　リード線１２が外部に出て
いる。

リード＜１１２ｆ：介してフィラメント１１に′市川を
印加すると、マイクメン）ＩＩがら熱電子が放射さｔシ
、けい光体９が発光する。熱陰極けい光管に１照明庁、
源として児／こ場合、従来の螢光り、Ｊに比べ、・庁端
での輝度低下が少ないためＪｊｔ口高幅と同程度の長さ
てよく、装置Ｋ１の小形化がｉｉＪ能となり、又発光ダ
イオードアレイに比べて製造技術が１７膜技術であるた
め長尺化が容易である等の長所を有する。

［〜かじ、集束性光伝送体Ｃ１色収差が大きいため、結
像性能が低ドし、画像品質に悪影響をもたらす。

それを除去するりこＢ、（イ）′Ｌ源Ｃ・こ発光スペク
トル幅の狭いものを用いるが、（ロ）結像＞’を路中に
バントパスフィルターを挿入して透過波長帯域幅を狭く
して用いることが必要であるが、（イ）の場合にｖＪム
光源選択の白山度が低トーシ、仲）の場合１／Ｃｉｔ　
、尤エネルギーの利用効率が低下し、（’ｆ〜成部品の
点数が増ｊ）Ｉ」する欠点がある。

そこで、第４図（ａ）（ｂ）に示す如く、結１象光学系
として色収差が少なく焦点ｔ？［−（肉ｆｌが短がいマ
イク［ルンズＩ２を列状に配列して成るし／ノアレイ１
３ト、りいに直交する反射面を有するマイクロダハミラ
ー＊４’ｆ上記レンズアレイ１；３のレンズの配列ピッ
チに対応したピッチて配列して成る一７ｒり［ｊダハミ
ラーアレイ１５と、これらのアレイの１に上方向にのび
る直交する２枚の平面ミラー１６とをハウジング１７に
収容して＋ｆ’？成された結像素子１８　（ダハミラー
レンズアレイと云う。）を使用し、原稿照明光源と（〜
で、けい光灯、ハロゲンランプ、発光素子ダイオ−ドア
１／イ等を使用する方式が検８：ｊされている。第４図
（、）には照明光源としてけい光灯１９が示さノしてお
り、コンタクトガラス２ｏ上に載置された原稿３を照射
し、その反射光が結像素子１８の入射窓２２に入射する
ようになっている。原稿３−送りローラ２３により原稿
ガイド２４に案内され゛て１般送さＩしる。結像素子１
８の入射窓２２がら入った光線は平面鏡１６により反射
しマイク［Ｉレンズアレイ１３、ダハミラーアＩ／イ１
５、平面鏡１６を経て出射窓２５より出て等倍結像型セ
ノザ２ｖこ結像し読取られる。

上記の各種照明光源には夫々次のような欠点がある。

（イ）けい光灯 管端ての輝１埃が低−トするため結ｒ１；素子幅よりも
ノそくしなければならない。４だ管径を細くする１（Ｌ
ｌ、限界がある５、そのため装置のコンパクト化に支障
となる３、・トた、＾）そ＋＋、′４変化が大きい。

（ロ）　ハ「１ゲンランプ 消費電力が２入きく、シたがって発熱叶が大きくなる。

（ハ）発光素子アレイ 原稿幅をカバーする長尺のものをｆ′［製した場合、発
電輝度のバラツキが大きくなる。

そこで、第５図に示す如く、結像光学系として、前述の
マイクロレンズアレイ１３とマイクロダハミラーアレイ
１５と平面ミラー１６から成るダノ・ミラーレンズアレ
イ結像素子１８ｆ：用い、原稿照明光源として前述の熱
陰極けい光管５を用い、−に記光源による原４’Ｘ’８
からの反射光が上記結像素Ｔ−に入射する如く一体に結
合し、けい光管のカバーガラス１０の」二面に原稿押え
ローラ２３を設けて原稿３の載置面とし、その結像位置
に等倍像像型センザ２を設けて原（１“、４）！αα明
像像光学系構成ずノ′シにｌ：、Ｌ：述の各種光源を使
用した場合の欠点はかなり改善されるが、カバーガラス
１０の形状からコンパクト化には限度があり、父υすい
）Ｙ、而９か原稿照射位置の方を向いていないため、発
光々二（１の利用効率が悪くなる欠点がある。

この発明し二１１、電子写Ａ複写機の露光装置やファク
シミリ等の画像情報読取装置に用いられる原稿照明結像
光学装置の従来のものの上述の欠点を除去した、コンパ
クトで結像性能が優ｉ１７、光源の光散の有効利用が＋
ｉＪ能な原稿照明結像光学装置を提供することを目的と
１゛る。

この目的は、結像光学系として前述のダハミラーレンズ
アレイ結像素ｆ−を用い、これに複数の平面発光々源を
互いに適当な間隙を匿いてそれらの而が原稿のスリット
照明位置の方を向く如く原稿面に対して傾斜させて互い
に平行に配設して成る原稿照明手段を、その照明手段に
よる原稿の反射光が上記間隙を通過した後結像素子に入
射する如く結合することによって達成される。

以Ｉ・−１本発明を、その実施例６示ず図面にもとづい
て詳細に説明ｒる３、 第６図な１、本発明をファクシミリ等の原稿読取部のス
ギャナ装置に適用した実施例を示すものであ−っで、ｊ
ｉｊ槁照明結１象光学装置Ｖ［、マイクロレンズアレ・
イＩ；つ、ダハミラーアレイ１５及び平面ミラーＩ６よ
り成るダハミラーレンズアレイ結像素Ｆ−ｘｓと、第７
図Ｖこ詳細に示ず熱陰極けいｙｔ管４０と、等倍七ンザ
２とを一体に結合して（ｊｌ成さｆ’している。

こσ）装置に使用さｆＬる熱陰極線けい光管４（ｌｔ：
ｌ、第７図に示す如く、基板ガラス４２が台形溝形断面
をｆＦ−し、カバガラス４１が平板となっており、それ
ら（」、周囲のフランジＶＣ９Ｌり気密れ一結合され一
〇いる。

υＪい′Ｌ体４３ａ　、　４３１３ケ」、基板ガラス４
２０両側の傾斜部の内面ｖｉ二遮光板を介して固着きれ
ておりその表面ζ１、カバーガラス４１の１面の中〕し
・の原稿照射ｈ装置の力を向いている。父、内７％３空
間にし１フィラメント４４が設けら、ｆしている。結像
素１′−１８のハウジング上面の入射窓２２の上部にｔ
、Ｊ−このけい光管４ｏが４二面をハウジング」二面と
而−（っらいち）に１茨合できる凹部が設けられけい光
管４（ｌｉ＋、この四部に嵌込まれて固定されている。

又、等倍センザ２は結像素子１８による結像位置に、結
像素子ハウジング１７の内部空間と外部とを遮断する如
く該ハウジング１７に固定へｔ”している。

カバーガラス４１の−１−而に対向（ッでハ；ｔ（１“
、、１押え２６が、又その前後の］・ウジング表面に対
向して僅かの間隙を匿いて原稿ガイド２７が設けられて
いる。

このようにユニット化することにより、容易に画像機器
に組込むことがｉｉＪ能になる。

原稿３はカバーガラス４１の」二面に清って搬送さ、ｆ
ｔ１その中心線付近のスリット照明部でけい光体４３ａ
　、　４３ｂによって照明されその反射光は両側のけい
光体の間の間隙を通過し、結像素子１８の入射窓２２よ
り結像素子に入射し、平面鏡１６、レンズアレイ１３、
ダノ・ミラーアレイ１５により、等倍センザ２上に結像
し、電気信号に変換されて適宜の信号処理が施こされる
。

この装置では、けい光体４３ａ　、　４３ｂの表面は原
稿照射位置の方を向くように原稿面と傾斜させて取（＝
ＪＶＪら力、ているので発光光線のイ１効利用をはかる
ことができる。

等倍センザ２は結像素子内外空間を遮断しているので光
学系の防塵及び防湿（／こ効果がある。この際、センサ
２を横方向（図において組曲に垂直な方向）にスライド
装着てきるように（７ておけば、調整が更Ｖ（−容易に
なる。

第８図に１、同じくファクシミリ等の原稿読取り部のス
キャナー装置に本発明を適用した他の実施例であって、
原稿照明光源としてエレクトロルミネセンス）Ｙ７源５
０を使用した以外にｉ−Ｊ二ｎ＋２実施例と同じである
。

エレクトロルミ、ネ七ンスとは、ある種の固体に強い電
場をかけるとけい光を発する現象を云い、紫外線や電子
線の照射によりけい光を発する普通のけい光体とは発光
機構が全く異る。

エレクト「コルミネセンス光源の構成を図式的に示せば
第９図の如く、けい光体層５４を金属電極５５と透明電
極５３とでザンドイッチ状に挾み、両電極５３　、５５
間に交流電圧を印加することにより、けい光体５４はけ
い光を発し、透明電極５３を透して照射するようにした
ものである。金属電極は通常アルミニウムを装着して形
成される。実際のエレクトロルミネセンス光源では上記
の両電極板の外９１１ｊをガラスて覆って保護している
。

さて、第８図に示す装（６に使用されるエレクトロルミ
ネセンス光源５０の構成を第１Ｏ図により説明すると、
けい光体５４を透明電極５３とアルミニウム電極５５と
で挾持して成る平面発光々源は台形断面のベースガラス
５２０両側の傾斜面に透面’７３極５３を向けて固定さ
れアルミニウム電極５５の外面にはガラス板５６が固定
される。

かく構成された原稿照明手段は、結像素子１８のハウジ
ング上向の入射窓２２の上部に設けらｒＬｆｖ一台形断
面の凹部に嵌め込まれてその上から支持ガラス５１で押
えて結像素子１８と一体的に結合される。

支持ガラス５１の上＋７ｉｒは原稿載置面となる。

その他の構成及び作用、効果については先の実施例の説
明より自明であるから説明を省略する。

第１１図には等倍像像型センザの光電変換利刺と（７て
アモルファスＳ＋を用いた場合の分光感度特性の一例を
示す。この例では波長６００ｎｍ利近に感度のピークが
あるので原＋１１４を照明するけい光体として同じ（６
００ｎｍ　イ；Ｉ近にエネルギー分布のピークを有Ｊ゛
る物質を使用すれば非常に効率のよい読取り装置ｒｉが
できる。

父、マイクロレンズアレイは５ＬＡＶ、比して色収差が
少いため、けい光体の発光スペクトル幅を広く（ノＣも
画像の鮮鋭度が低Ｆすることはなく光量の利用率をよく
することができる。

第１２図１１１、本発明を電子写氏復７１機の礒尤装置
に適用した実施例を示すものであって、矢印方向に移動
するコンタクトガラス６ｏ−にに載置された原ｔｙ’、
ｉ　３を・照明する照明手段６■と結像素子−１８とが
一体に結合さ才し、その結像位置が感光体ドラム６２の
露光位置に来るように設けら才′シている。−に記照明
手段６１ｉＪ第７図又ｃ：Ｉ、９図に示した構成の熱陰
俸けい光管又（−、Ｊエレクトロルミネセンス光源のい
ずれをも用いることができる。

感光体ドラ八６２の周囲には矢印で示す回転方向の順に
帯電チャージャ６３、現像器６４、転写チャージャ６５
、クリーニング装置６６、除電チャージャ６７等の公知
の電子写真プロセス機器が配置されており、−１−記の
原稿照明結像光学装置ＶＣより感光体ドラム６２−１−
に結像露光されて形成された静電潜像は、上記の各プロ
セス機器により現像、転写が行なわ７Ｌ１定着されて複
写が行なわれる。

以上の如く、本発明によれば、棒めてコンパクトで解像
！特性の良い、発光光量の利（［１効率の優れた原稿照
明光源光学装［６を得ることができ、高速露光、高速読
取りに効果が得らｆ’Ｌる。

又、原稿支持ガラス、ダハミラー１／ンズアレイ結像素
子の上方のカバーガラス等を省略することができ、又組
立てが簡単になり、コストダウンにも効果が得らｉする
。

【図面の簡単な説明】

第１図は発光ダイオードアレイと集束性光伝送体アレイ
を使用した従来の照明結像光学装置の一例を示す断面図
、第２図は熱陰極けい光管と集束性光伝送体アレイを用
いた従来の照明結像光学装置の一例を示す断面図、第３
図ｉｔ上記の熱陰極けい光管の甲・面図、第４図（ａ）
　ｋｌ：ダハミラーレンズアレイと螢＞Ｙ、旬を用いた
照明結像）１（、学装置の一例を示す断面図、（ｈ）図
ヶ、１、（ａＪ図ｃｎ　ｂ　−ｂ　線Ｋ　、Ｊ：　ル断
１ｆｉｉ図、第５図し１ダハミラーレンズアレイと熱陰
極けい光管とを結合して（１４成された装置の一例を示
す断面図、第６図１、本発明を読取装置に両用した実施
例を示す断面図、第７図Ｑ；Ｌぞの照明下段を詳細に示
ず断面図、第８図は本発明を読取装置に適用した他の実
施例を示す断面図、第９図（／［エレクト［Ｉルミネセ
ンス光源の構成を示す図式図、第１Ｏ図？：ｊ：第８図
の装置の照明下ｆ々を詳細に示す断面図１．第１１図は
等倍像１象センザの分光感度特性の一例を示す曲線図、
第１２図（ｄ本発明を電−，７，ｊＪ真複写機の露光装
置ｒｊに二適用した実施例を示す断面図である。 ２・・・等倍像像型センザ　コラ・・・原稿１３・・・
レンズアレイ　　　１５・・・ダハミラーアレイｌＧ・
・・平面ミラー（光路変換部イ」）１８・・・ダハミラ
ーレンズアレイ（結像素子）４０．５０．６１・・・原
稿照明手段 ５４１・エレクトロルミネセンス光源 、・、３゜ 代理人　弁理士　　伊　藤　武　久ν′・　。 す°−・ 第１　ｊｉｌｔ ’（’３’　２図 第３図 第４１へ（ 第５図 第６図 第７図 第８図 ２ｆゝ′９図 第１０図 つ） 第１１図 θり　’　　（ｎｍ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （＋）　　微小レンズを列状に配列して成るレンズアレ
   イと、互いＣ′こ直交する反射面を有する微小ダハミラ
   ーをに記しンズアレイのレンズの配列ピッチに対応した
   ピッチで配列して成るダハミラーアレイと、光路変換部
   柑とで構成される結像素子と、複数の″′Ｉ′面発光々
   源を互いに適当な間隙を置いてそれらの面が原稿のスリ
   ット照明１３″Ｌ飴の方を向く原稿面に対し−Ｃ傾斜さ
   せてりいに平行に配設して成る原稿照明手段とを、該照
   明手段（（よる原稿の反則光線が上記間隙を通過した後
   納鐵素子に入射ノーる如く結合して構成さｉしたことを
   Ｊｒ？徴とする原稿照明結像光学装置。 （２）上記のへト面発光々源が熱陰極けい光発光々源で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の光
   学装置。 （３）　　上記の平面発光々源がエレクトロルミネセン
   ス光源であることを特徴とする特ａ′１請求の範囲第１
   項に記載の光学装置。 （４）上記の結像素子の結像位置に等倍結像型センサを
   設けて成ることを特徴とし、画像情報読取袋（σとして
   使用される特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか
   １項に記載の光学装置。 （５）　　上記の等倍結像型センサを上記の結像素子の
   ハウジングの内外を遮断する如く該ハウジングに取利け
   たことを特徴とする特Ｗ「請求の範囲第４項に記載の光
   学装置。 （６）　　上記の結像素子の結像位置を感光体の露光位
   置に合ぜて設置したことを特徴と（−１複写装置の露光
   装置として使用される特許請求の範囲第１項乃至第３項
   のいずれか１項に記載の光学装置歳。