WO2012176487A1 - 画像読取ユニット - Google Patents

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WO2012176487A1
WO2012176487A1 PCT/JP2012/052112 JP2012052112W WO2012176487A1 WO 2012176487 A1 WO2012176487 A1 WO 2012176487A1 JP 2012052112 W JP2012052112 W JP 2012052112W WO 2012176487 A1 WO2012176487 A1 WO 2012176487A1
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light
light guide
image reading
reading
reflecting
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PCT/JP2012/052112
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小澤 淳也
真之介 榎本
雨宮 史雅
徹 落合
文秀 坂本
有一 加賀美
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ニスカ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an image reading unit of an image reading apparatus that scans an image of a document or a photograph with an optical device such as a scanner device, a copying machine, or a facsimile and optically reads the image.
  • an optical device such as a scanner device, a copying machine, or a facsimile
  • An image reading unit for optically reading an object to be read such as a document is mounted on an apparatus for forming an image such as a scanner or a copying machine.
  • the image reading unit includes: a light source unit that emits light while moving along a reading surface of an object to be read; and an image reading unit that includes an image sensor while refracting light reflected from the object to be read. And a plurality of reflecting members that are directed toward the head.
  • the image reading unit includes a light source unit, a reflection member, and an image reading unit at a lower part of a platen glass on which an object to be read is placed or a housing (carriage frame) that can be incorporated in an ADF.
  • the light source unit is disposed on the upper surface side of the carriage frame so as to face the reading object.
  • the reflection reading unit is located on the back side of the light source unit, and receives the light reflected from the reading object first, and the reading light received by the first reflection member to the image reading unit. Therefore, a plurality of relay reflecting members that are refracted a plurality of times are provided. The number and arrangement of the plurality of reflecting members are appropriately set according to the shape and size of the carriage frame and the arrangement configuration of the light source unit and the image reading unit.
  • the light source unit includes a pair of rod-shaped light guides that extend corresponding to the longitudinal direction of the reading object, a light guide holder that holds the pair of light guides in parallel, and ends of the pair of light guides And a pair of light sources (LEDs) arranged to face the part.
  • This light source unit is attached by incorporating the light guide holder into the upper part of the carriage frame (Patent Document 2).
  • the reading light received by the first reflecting member arranged below the light source unit passes through the plurality of other reflecting members for relay arranged in the space of the carriage frame.
  • An optical path by a series of reading light reaching the image reading unit arranged at the bottom of the image forming unit is formed.
  • the reflection reading unit located on the back side of the light source unit includes a plurality of reflecting members that form a reduced optical path by the reading light. Therefore, it is necessary to secure a wide arrangement space in the carriage frame. is there. For this reason, it is difficult to reduce the size and thickness of the image reading unit, and the reduction in thickness and size of the mounted scanner and copying machine is limited.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art.
  • the object of the present invention is to save space by appropriately arranging a plurality of reflecting members without waste in the effective space of the carriage frame.
  • An object of the present invention is to provide an image reading unit that can ensure the required optical path length and reduce the overall thickness.
  • an image reading unit has a rod-like shape extending in the main scanning direction, and has an end surface that captures light at at least one end thereof, and diffuse reflection that diffusely reflects the light captured from the end surface.
  • a light guide having a surface, a light emitting surface for emitting light diffusely reflected by the diffuse reflection surface toward the irradiation surface, a light source facing the end surface of the light guide, and a guide for holding the light guide
  • a light source unit comprising: a light body holder member; a light receiving unit that receives light reflected from the irradiation surface; and a plurality of reflection members that form a reading optical path that guides light reflected from the irradiation surface to the image reading unit And an image reading unit comprising the light source unit and a frame that accommodates the plurality of reflecting members.
  • the frame divides the space facing the irradiation surface into at least two spaces, and A first storage unit that stores the light source unit and a second storage unit that stores at least one reflection member of the reflection member in the other adjacent space are formed, and the irradiation is performed across the first storage unit.
  • a first reflecting member that first receives reflected light from the irradiated surface is disposed on the opposite side of the surface, and the first reflecting member is disposed between the first reflecting member and the reflecting member disposed in the other space.
  • a light blocking member is provided to block light that is off the reading optical path from the reflecting member from entering the reflecting member in the other space.
  • the light shielding member includes the light guide holder member or a holder holding member for holding the light guide holder member. Further, the light shielding member is a side surface and a bottom surface on the other space side of the light guide holder member.
  • the light guide holder member is held by a holder holding member formed of a rigid material such as metal, and the holder holding member is in contact with at least one side surface in the longitudinal direction of the light guide holder member.
  • the light source is attached to the first reference surface extending in the main scanning direction, the member being attached to the holder holding member so as to correct the posture, and the light source body facing each other with a predetermined interval.
  • An accommodating portion for accommodating a corner portion disposed at a position closest to an irradiation surface extending in the main scanning direction of the first reflecting member on a surface of the light guide holder member on the first reflecting member side.
  • the corner portion is housed in the housing portion, and the corner portion serves as a light shielding unit that blocks the corner portion from the reflected light from the irradiation surface.
  • the at least one reflecting member is disposed at a position facing a surface opposite to the reflection reference surface with respect to the reflection reference surface of the first reflection member, and a light source from a reading optical path reflected by the first reflection member. Located on the unit side. *
  • the reflection member disposed in the other space has a second reflection member in a positional relationship in which the opposite surface of the reflection reference surface is directed to the light shielding member in the other space;
  • a third reflecting member disposed farther than the second reflecting member with respect to the first reflecting member, wherein the third reflecting member is moved from the first reflecting member to the next reflecting member by the second reflecting member. It is arranged at a position far from the reading optical path.
  • the arrangement angle of the second reflecting member and the third reflecting member in the other space is such that the third reflecting member is a reading optical path from the first reflecting member to the next reflecting member rather than the second reflecting member.
  • the angle is small.
  • the holder holding member includes the first reference surface, a second reference surface that is substantially orthogonal to the first reference surface and serves as a mounting surface of the light source, and an end of the light guide with respect to the light source.
  • a third reference plane that regulates the position of the portion, and the second reference plane sets the predetermined interval.
  • the holder holding member has an opening for accommodating the light guide holder member, and the first reference surface is formed on at least one wall extending in the longitudinal direction of the opening.
  • the light guide holder member has a receiving portion in which the light guide is accommodated, and an outer wall surface extending in the longitudinal direction of the receiving portion comes into contact with the wall of the holder holding member.
  • the light guide is provided with a flange portion at least at one end in the longitudinal direction thereof, and when the light guide holder is fixed to the holder holding member, the flange of the light guide housed in the light guide holder member is disposed on the holder holding member.
  • the light guide is positioned with respect to the light source in contact with the third reference plane.
  • the image reading unit of the present invention it is possible to reduce the space on the back side of the light source unit by disposing a part of the reflecting members in the empty space defined by the carriage frame generated by incorporating the light source unit. it can. As a result, the entire image reading unit can be reduced in thickness, and can be sufficiently mounted on a scanner and a copying machine that are becoming more compact.
  • the reflecting member disposed in the empty space is in a region shielded by the light source unit so as not to directly receive the reflected light from the reading object, and reflects the reflected light from the reading object at first. It arrange
  • the reflecting member disposed in the empty space does not directly receive the light from the first reflecting member, and has a role of relaying the secondary received light toward the image reading unit. By being blocked by the light source unit, it is possible to effectively prevent disturbance light from entering the relayed light.
  • the inside of the frame is partitioned into a light source unit storage portion and a reflection member storage portion, and at least one light source unit is located in the reflection member storage portion. It has a light blocking function to reduce disturbance light to the reflecting member.
  • a part of the light source unit also has a light shielding function, so there is no need to provide a new light shielding member, and the number of parts can be reduced.
  • the first reflecting member can be arranged immediately below the light source unit.
  • the distance from the first reflecting member that first receives the reflected light from the reading object can be shortened, so that the reading accuracy is improved.
  • the corners around the first reflecting member enter the lower space of the light source unit to block the light, thereby preventing the reflected light from the reading object from colliding with the corners around the reflecting member and being irregularly reflected. be able to.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an overall configuration of an image reading apparatus according to the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a reading carriage that reads a document image in the image reading apparatus of FIG. 1.
  • 2A and 2B are diagrams for explaining antireflection means between light guides of the reading carriage of FIG. 2, in which FIG. 2A is a first example of antireflection means between light guides, and FIG. The principal part enlarged view which shows the 2nd Example of a means, respectively, (c) 3rd Example of the reflection preventing means between light guides.
  • FIG. 2 is a top perspective view showing an external structure of a carriage in the image reading apparatus of FIG. 1. The lower perspective view which shows the external appearance structure which looked at the carriage of FIG.
  • FIG. 5 is a top plan view showing an external structure of the carriage of FIG. 4 as viewed from above.
  • the disassembled perspective view which shows the illuminating device mounted in the carriage of FIG.
  • the disassembled perspective view which expanded the principal part of the illuminating device of FIG.
  • the front view which looked at the illuminating device of FIG. 8 from the cooling fan side.
  • FIG. 9 is a simplified side view for explaining the positional relationship between the cooling fan of FIG. 8 and a lighting device mounted on a carriage.
  • FIG. 5 is an exploded side view showing a main part of an illumination device mounted on the carriage of FIG. 4.
  • FIG. 13 The principal part partial exploded perspective view of the illuminating device of FIG. It is a principal part enlarged view in the illuminating device of FIG. 13, (a) is side sectional drawing, (b) is the external view seen from the one end light-emitting body side of a light guide, (c) is from the other end side of a light guide. External view seen. It is the schematic explaining the shape of the light guide in the illuminating device of FIG. 7, (a) is a principal part expansion perspective view, (b) is the top view seen from the reflective surface side, (c) is the figure (b). 2A is a cross-sectional view at the position a, FIG. 3D is a cross-sectional view at the position b in FIG. 2B, and FIG.
  • FIG. 3E is a cross-sectional view at the position c in FIG.
  • FIG. 18 is an enlarged cross-sectional view of the light source unit of FIG. 17.
  • the disassembled perspective view of the light source unit of FIG. FIG. 20 is a diagram showing the structure of the light emitter and the light emitter substrate of the light source unit of FIG. 19, wherein (a) is a plan view showing light source power supply circuit pattern wiring of the light emitter substrate, and (b) is a sectional view of the ZZ plane; (C) is a top view which shows the terminal pattern of a light source.
  • FIG. 13 It is a figure for demonstrating the positional relationship of the light-emitting body and light guide in the illuminating device of FIG. 13, (a) is a side view, (b) is the light-emitting body with respect to the light guide seen from the one end light-emitting body side of a light guide. The top view which shows the position of this, (c) is a top view which shows the position of the light-emitting body seen from the other end side of the light guide. The plane enlarged view which shows the position of the light-emitting body with respect to the light guide of FIG.21 (b). It is a figure for demonstrating the positional relationship of the light-emitting body and light guide in the illuminating device regarding the other Example corresponding to FIG.
  • FIG. 21 is a side view, (b) is seen from the one end light-emitting body side of a light guide. The top view which shows the position of the light-emitting body with respect to the guided light guide, (c) is a top view which shows the position of the light-emitting body seen from the other end side of the light guide.
  • FIG. 6 is a spectral characteristic diagram showing spectral characteristics of the illumination device in the image reading apparatus of the present invention.
  • FIG. 2 is a functional block diagram showing a control system for reading a document image in the image reading apparatus of FIG. 1.
  • FIG. 3 is an enlarged view showing an arrangement of a light guide holder and a first reflecting member of the reading carriage in FIG. 2.
  • FIG. 1 shows the overall configuration of the image reading apparatus
  • FIGS. 2 to 6 show the configuration of a reading carriage mounted on the image reading apparatus
  • FIGS. 7 to 15 show the illumination device serving as the light source of the reading carriage.
  • 17 to 22 are for explaining the configuration of the light source unit of the illumination device.
  • FIG. 3 is for explaining the antireflection means between the light guides according to the present invention.
  • FIG. 3A shows a first embodiment of the antireflection means between the light guides
  • FIG. The second embodiment of the antireflection means between the light bodies and (c) the third embodiment of the antireflection means between the light guides are respectively shown, and each of the embodiments will be described in detail.
  • 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.
  • 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
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • a platen cover 5 for pressing and supporting a document sheet placed thereon.
  • an image reading unit for reading the reverse side of the original surface read by the image reading unit A almost simultaneously inside the original reversing path guide formed by the registration roller pair 25, the read roller 21, the backup roller 27, and the carry-out roller 22. C is disposed. Details of the image reading unit C will be described later.
  • a backup guide may be arranged above the platen instead of the backup roller 27.
  • 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.
  • an operator selects a document fixed reading mode, a so-called flat bed mode, on the apparatus panel of the image reading unit A or on the screen of a PC.
  • a document fixed reading mode a so-called flat bed mode
  • the operator raises the original feeding unit B, which is installed in the apparatus housing 1 of the image reading unit A so as to be freely opened and closed, and opens the first platen 2.
  • the original sheet is placed and set, and the original sheet is covered with the platen cover 5 of the original feeding unit B.
  • the reading carriage 6 moves along the guide shaft 12 below the original sheet to perform a reading operation.
  • a document flow reading mode a so-called sheet-through mode
  • a document flow reading mode is selected by an operator on the apparatus panel of the image reading unit A or a PC screen, and a document sheet flowing on the second platen 3 conveyed by the document feeding unit B is displayed.
  • the reading carriage 6 performs reading operation of the original sheet conveyed by the original feeding unit B in a state where the carriage 6 is moved to the reading position of the second platen 3 by the carriage motor Mc along the guide shaft 12 and stopped. .
  • the reading carriage 6 includes an illumination unit 9 (illumination device) and a unit frame 11 constituting an optical unit. Then, the entire frame of the illumination unit 9 is completely stored as shown in the top of the unit frame 11 made of heat-resistant resin and metal plate, facing the first and second platens 2 and 3. Thus, a recess is formed so that the top of the unit frame 11 and the upper surface of the frame of the illumination unit 9 are substantially flat, and the illumination unit 9 can be detachably attached to the recess.
  • the illumination unit 9 includes a pair of first illumination unit 9a and second illumination unit 9b, a light guide housing part 13 (light guide holder), and a rigid body KF.
  • This light guide housing part 13 houses a pair of first lighting unit 9a and second lighting unit 9b.
  • the rigid body KF is made of a metal or a metal-equivalent member that eliminates warpage due to component molding of the light guide bodies 9a and 9b and the light guide housing portion 13 and changes with time.
  • the optical unit is composed of the following.
  • the reflection mirror 10 including the first mirror 10a to the sixth mirror 10f for deflecting the reflected light from the original sheet illuminated by the light of the illumination unit 9 and the reflected light from the original sheet reflected by the reflective mirror 10 are collected.
  • a reducing optical system is formed by the condensing lens 7 and the line sensor 8 (imaging device) arranged in the image forming unit formed by the condensing lens 7.
  • 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.
  • the depth of the recessed part which accommodates the illumination unit 9 is set as the 4th mirror 10d arrange
  • the depth that can be accommodated in the lateral space formed by is optimal, and by using this depth, a useless space is not created, and the space inside the optical unit can be kept small by effectively using the space inside the optical unit.
  • the bottom end face of the rigid body KF forming the frame of the illumination unit 9 or the bottom of the light guide housing portion 13 is located in the optical path L of the first mirror 10a and the second mirror 10b as shown in the figure. Thereby, the spread of the reflected light from the first mirror 10a to the second mirror 10b is restricted, and in particular, the reflected light reflected by the first mirror 10a is shielded from reaching the fifth mirror 10e directly.
  • the reading unit 34 corresponding to the reading line width W of the original sheet is formed in the illumination unit 9 housed in the recess of the unit frame 11 as shown in FIGS.
  • the line sensor 8 disposed in the unit frame 11 can receive the reflected light reflected from the reading surface of the original sheet irradiated by the light of the illumination unit 9 through the reading opening 34.
  • 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.
  • the illumination unit 9 will be described in detail as an illumination device to be described later.
  • the illumination unit 9 is composed of a linear light source that irradiates linear light along the reading opening 34, and is attached to the recess of the unit frame 11 with screws or the like for illumination system maintenance.
  • the reading light is irradiated from a reading opening 34 onto a document sheet on a platen described later.
  • the reflection mirror 10 is appropriately composed of a plurality of pieces so as to form a predetermined optical path length, and in the case of this embodiment, it is composed of six pieces. 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. . Further, the reflected light is reflected by the third mirror 10c and reflected again 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.
  • the reflected light is reflected toward the fifth mirror 10e, the reflected light finally reflected by the fifth mirror 10e is guided to the sixth mirror 10f, and the reflected light reflected by the sixth mirror 10f is collected. Guide to the lens 7.
  • 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.
  • the first mirror 10 a has a first reflecting surface that first receives the reflected light of the document image that passes through the gap between the first housing portion 13 a and the second housing portion 13 b of the light guide housing portion 13.
  • chamfered portions 55 are provided at the corners around the first mirror 10a and below and the other mirrors (10b to 10f) in consideration of safety in handling. Since the chamfered portion 55 forms a plane having a different angle from the reflecting surface of the mirror, when the reflected light from the original image is incident, the light is incident again on the original image surface from the chamfered portion, and diffusely reflected in and out of the carriage. May have an effect on the scanned image.
  • the corner portion of the first mirror 10a closest to the document image is stored in the range in the height direction on the document image side from the bottom surface of the first storage portion 13a of the light guide housing portion 13.
  • a notch portion 56 is provided on the side of the first light receiving portion 13 opposite to the original image side of the first receiving portion 13, and the chamfered portion 55 of the first mirror 10 a is accommodated in the notched portion 56.
  • the lower part of the 1st accommodating part 13a fulfill
  • This light-shielding part is provided on the opposite side to the traveling direction of the optical path L of the pair of light guide housing parts, and accommodates a chamfered part or a corner part facing the illumination unit 9 side of the first mirror 10a. Thereby, it is possible to prevent the reflected light from the original image from being blocked by the light guide housing portion 13 and entering the chamfered portion 55. In addition, it is possible to suppress the generation of irregularly reflected light at the chamfered portion and to prevent the reading quality from being deteriorated. Further, the first mirror 10a can be disposed closer to the light guide housing portion 13 by attaching the corner portion close to the reading surface on the reflecting surface side of the first mirror 10a to the concave portion of the light guide housing portion 13.
  • the thickness of the unit frame 11 can be suppressed.
  • a vibration isolating rubber is provided in the light guide housing portion 13. When the vibration isolating rubber and a part of the first mirror 10a are in contact with each other, the vibration of the first mirror 10a is suppressed and the read image is less affected.
  • the light guide housing portion 13 is read by being reflected from the document image because the bottoms of the pair of first housing portion 13a and second housing portion 13b are located in a direction away from the document image surface with respect to the reading opening 34.
  • the reflected light passing through the opening 34 can be guided to the reflecting surface of the first mirror 10a.
  • the reflected light is separately formed in the direction away from the original image surface of the reading opening 34.
  • the reflected light path L is not formed on the back side of the first mirror 10a, and the light guide body 13 and the first mirror 10a are continuous by the light shielding means 56, and the gap It becomes the structure which does not arise. For this reason, it is also possible to effectively prevent light leakage to the line sensor 8.
  • the condenser lens 7 is composed of one or a plurality of concave and convex lenses, and condenses the reflected light reflected from the original surface of the original sheet transmitted through the reflecting mirror 10 and forms an image on the line sensor 8.
  • the line sensor 8 is a line sensor such as a CCD or a C-MOS, and is configured by arranging photoelectric conversion sensors on the line.
  • the line sensor 8 receives reflected light of the document image sent from the condenser lens 7 and performs photoelectric conversion.
  • the line sensor 8 used in this embodiment is composed of a color line sensor, and includes sensor elements that constitute R (Red), G (Green), B (Blue), and BW (Black and White) pixels. Four rows are arranged in a shape.
  • 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.
  • the reading carriage 6 is supported at one end by a 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.
  • 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.
  • the reading carriage 6 connected to the above-described carriage moving mechanism is a reference white for adjusting a light quantity characteristic (not shown) disposed at a position corresponding to the home position HP shown in FIG. 1 when the power is turned on or reading is completed, that is, above the home position HP. (And, if necessary, the reference black) is stopped at a position where the light of the illumination unit 9 illuminates the shading plate having a predetermined area.
  • the original carriage reading mode is at the position of the reading carriage 6 indicated by the solid line in FIG. 1, and the original fixed reading mode is at the position of the reading carriage 6 indicated by the two-dot chain line in FIG. Move and read.
  • the illumination unit 9 constituting 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 illumination unit 9 is composed of a light guide unit Ga and a light source unit La as shown in FIGS.
  • the light guide unit Ga is composed of the first illumination unit 9a and the second illumination unit 9b shown in FIG.
  • the first illumination unit 9a and the second illumination unit 9b are respectively held by light guide holding members T1 and T2 on a rigid body KF such as a metal fixed and supported on the unit frame 11 of the carriage 6 shown in FIG. It is accommodated in the 1st accommodating part 13a and the 2nd accommodating part 13b which were formed in the light guide accommodating member (light guide holder) 13. As shown in FIG.
  • each of the first illumination unit 9a and the second illumination unit 9b is arranged to face each light emitter 40 of the light source unit La that supports the light emitter 40.
  • the light source unit La The structure of the light guide unit Ga will be described in detail.
  • the light source unit La is composed of a heat radiating member 14, a heat conductive sheet 15, a circuit board 16, and an insulating mylar 47.
  • the light source unit La is a metal or a rigid body KF equivalent to metal shown in FIG. It is attached using etc.
  • the circuit board 16 has a first light emitter (white LED) 41 and a second light emitter (white LED) 42, and a lens cap 43 attached to each of them. It is covered.
  • 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.
  • the light emitter 40 is composed of a pair of left and right, each having two light emitting elements, a first light emitter 41 and a second light emitter 42, each of which is composed of a white LED chip.
  • the light emitter 40 forms an anode 40a and a cathode 40b for supplying power, and also forms a thermal pad 40c for heat dissipation, and is electrically formed on the wiring pattern of the circuit board 16. Mounted.
  • 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. 20B, and the light emitting body 40 is mounted on the circuit board 16.
  • 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, such as copper, silver, aluminum, etc., which has a particularly high heat conductivity, and a part of the heat conductive layer of the light emitter 40 is covered.
  • a protrusion 16b-1 is formed on the substrate surface so as to be in direct contact with the light source.
  • the circuit board 16 has a particularly high thermal conductivity such as copper, silver, and 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.
  • 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 is mounted with the light emitter 40 so that the thermal pad 40c of the light emitter 40 and the protrusion 16b-1 protruding from the back surface of the circuit board are in pressure contact with each other, so that the heat generated when the light emitter 40 is turned on.
  • the heat 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.
  • 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 protruding part 16b-1 projecting on the surface of the circuit board be connected so as to maintain high heat conduction. Moreover, you may comprise so that the heat
  • the heat conductive sheet 15 is made of an elastic sheet material made of an insulating synthetic resin that has high heat conductivity made of, for example, a thermoplastic elastomer or a non-silicone thermoplastic resin and that is rich in elasticity. As shown by the dotted lines in FIG. 13 and FIG. 20B, the heat of the light emitting body 40 that is interposed between the circuit board 16 and the heat radiating member 14 described later and is radiated to the heat conductive layer 16b-2 of the circuit board 16 is radiated. It is provided to efficiently conduct the member 14.
  • the heat dissipating member 14 is commercially available as a heat sink, and 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, as shown in FIG. The heat of the luminous body 40 conducted through the above-described heat conductive sheet 15 is efficiently radiated.
  • a cooling fan FA is disposed at the position of the reading carriage 6 indicated by the solid line in FIG.
  • the cooling fan FA will be described with reference to FIGS. 8 to 11. First, when the document flow reading mode is selected and the reading carriage 6 is moved to the solid line position in FIG. 1, as shown in FIG. The heat dissipating member 14 faces. The arrangement relationship between the cooling fan FA and the heat radiating member 14 is in the position shown in FIG. 9 in order to improve the cooling efficiency. This position is arranged so that the point FA1 at which the wind speed is highest in the wind speed characteristics of the cooling fan FA shown in FIG. 11 is located at substantially the center of the pair of light emitters 40 shown in FIG. Actually, as shown in FIG.
  • a cooling fan FA having a size of 2 cm ⁇ 2 cm is used, and it is arranged at a position overlapping with the point FA1 shown in FIGS. Further, as shown in FIG. 10, the device housing 1 to which the cooling fan FA is attached protrudes from the device frame, the filter FI is disposed at the tip of the protruding portion, and the cooling fan FA is supported at a certain interval from the filter FI. Regardless of the state in which the image reading device is arranged, the suction port of the cooling fan FA secures a space with a constant interval so that the suction efficiency of the cooling fan FA does not decrease.
  • an insulating mylar 47 is provided on the surface of the circuit board 16 on the light guide 30 side.
  • the insulating mylar 47 insulates the wiring pattern of the circuit board 16 so that it does not come into contact with the metal member constituting the rigid body KF, and protects the surface of the circuit board 16 so that the surface of the board is not damaged.
  • the spectral characteristics of the first light emitter 41 and the second light emitter 42 of the light emitter 40 are set to 90.
  • a reflector 49 that regulates within ⁇ 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 an inclined plane.
  • the first light emitter 41 and the second light emitter 42 are configured such that a light irradiation region is isolated for each light emitter by a reflector 49.
  • the spectral characteristics of the first and second light emitters 41 and 42 are individually regulated.
  • the light from the first and second light emitters 41 and 42 regulated to the optimum spectral characteristics can be incident on the end face of the light guide only from the region regulated by the reflector, thereby further suppressing illumination spots. I can do it.
  • the light emitters 40 (41, 42) are mounted on the circuit board 16, and the lens cap 43 is mounted as shown in FIG.
  • the circuit board 16 is in close contact with the heat radiating member 14 (heat sink) through a heat resistant sheet 15 (heat resistant resin elastic plate) as shown in FIG.
  • the heat radiating member 14 and the rigid body KF are pressure-bonded with screws and attached integrally. Further, as shown in FIGS.
  • the incident surface 30 ⁇ / b> L of the light guide 30 (30 a, 30 b) attached to the rigid body KF supporting the heat radiating member 14 in another light guide unit assembly process and the light emitter 40. (41, 42) are positioned with respect to each other with the reflector 49 interposed therebetween and supported in a non-contact state.
  • the light source unit La that has been assembled as described above is mounted on the carriage 6 with the rigid body KF attached to the unit frame 11 of the carriage 6 with screws or the like. Note that the gap d between the incident surface 30L of the light guide 30 (30a, 30b) and the reflector 49 shown in FIG.
  • the light emitter 40 ( 41, 42) makes it difficult for heat generated by the light guides 30 (30a, 30b) to be transmitted directly or indirectly via the reflector 49, and transparent acrylic resin, epoxy resin by the heat of the light emitters 40 (41, 42).
  • a decrease in the transmittance due to the discoloration of the incident surface 30L of the light guide 30 (30a, 30b) made of a material such as is prevented.
  • the light guide unit Ga has a symmetrical shape so as to be disposed opposite to the pair of light emitters 40 of the light source unit La, and as shown in FIG. 7, the light guide 30 (first light guide 30a, first light guide unit Ga) 2 light guide 30b), a light guide housing member (light guide holder) 13, and a light guide holding member T (T1, T2), which are attached to a rigid body KF that supports the light source unit La.
  • the light guide 30 includes an incident surface 30L on which light from the light emitter 40 is incident, and light incident on one end surface of the incident surface 30L in the longitudinal direction of the other end surface 30R.
  • the reflecting side surfaces 30S that face each other and extend in the longitudinal direction, the reflecting surface 32 that reflects the reflected light that reflects the mutually facing side surfaces 30S in a direction that intersects the longitudinal direction, and the reflected light that is reflected by the reflecting surface 32 are illuminated.
  • a light emitting surface 33 that emits light, a protrusion 30P that protrudes from at least one of the side surfaces 30S and extends in the longitudinal direction, and a protruding piece 30N that protrudes in a fan shape from the light incident surface 30L are formed. It is a rod-like light-transmitting member having a rod-like shape extending along a length corresponding to a reading width (reading line width) W along the longitudinal direction of 34 (see FIG. 4).
  • the light guide 30 is made of a material having high translucency such as a transparent acrylic resin and an epoxy resin. Further, as shown in FIG.
  • the reflecting surface 32 and the emitting surface 33 are formed so as to face each other with a length of the reading line width W substantially in parallel with a distance Ld, and the reflecting surface 32 and the emitting surface 33 are formed on both side surfaces. It is connected with 30S.
  • the light emitter 40 is disposed on the incident surface 30L.
  • the other end surface 30R is mirror-finished, and the outer surface thereof is a reflective plate 50 having a reflective layer with high reflectivity such as aluminum or silver so as to constitute a reflective surface. ) 60.
  • the light-reflecting body 30 has a reflecting surface 32 that forms a pattern surface having a width that gradually increases from the incident surface 30L side of one end surface to the other end surface 30R side.
  • the reflective surface 32 is surface-treated so as to diffusely reflect the light introduced and formed on the concavo-convex surface by, for example, coating, etching, molding, or the like with a reflective paint such as urethane white ink.
  • the surface processing is not performed on the side close to the incident surface 30L of the light guide 30 as shown in FIGS. 14 and 15, and from the place where a certain distance has passed from the incident surface 30L to the other end surface 30R.
  • the base end portion on the incident surface 30L side is formed between the base end portion of the reading line width W and the base end portion on the incident surface 30L side of the protruding portion 30P protruding from the side surface 30S as shown in FIG. It is provided in between. This is because the incident surface 30L of the light guide 30 described later makes it easy to sufficiently capture the light of the light source unit La, using the protrusion width of the protrusion 30P, and the incident surface 30L of the protrusion 30P protruding from the side surface 30S.
  • the gap between the side surfaces 30S that gradually face each other from the base end portion on the side is widened to form a trumpet shape (a shape that narrows from the end surface toward the other end surface and then extends from the base end portion on the incident surface 30L side of the projecting portion 30P).
  • This is the light amount adjustment.
  • 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 portion on the 30L side is insufficient.
  • the surface processing is set long in advance so that the light quantity distribution becomes an appropriate value.
  • the shape of the pattern surface is formed by changing the curvature of the curved surface R10 that forms the side surface as will be described in detail in the description of the side surface described later, and the width of the pattern surface is slightly shifted from the actual pattern surface. It is set to be large in consideration.
  • the emission 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 that has reached the emission surface 33 at an angle less than the critical angle among the light reflected and diffused from the surface of the reflection surface 32 is directed from the emission surface 33 toward the irradiation surface R (reading surface). And exit. Therefore, the reflecting 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 emitting surface 33 on the normal line hx.
  • the side surface 30S of the light guide 30 has a shape on both sides, and has a curved surface in which two or more curvatures are connected and different curvatures are connected without corners.
  • the curvature of the portion connected to the emission surface 33 side is constant R50 (for example, radius 50 mm), and the portion connected to the reflection surface 32 side.
  • the curvature is changed in the longitudinal direction in accordance with the width abc of the reflecting surface 32 in the order of R10 (for example, radius 10 mm), R15 (for example, radius 15 mm), and R30 (for example, radius 30 mm).
  • the reflecting surface 32 forms a pattern surface having a width that gradually increases from the incident surface 30L side of the one end surface to the other end surface 30R side, and a reflective paint such as urethane-based white ink is uniformly applied to this pattern surface.
  • the reflective surface 32 can be easily formed by painting.
  • the side surface 30S uses the protrusion width of the protrusion 30P so that the incident surface 30L of the light guide 30 can sufficiently capture the light of the light source unit La.
  • the distance between the side surface 30S facing the entrance surface 30L side of the projecting portion 30P projecting from the side surface 30S is gradually widened to a trumpet shape (narrowing from the end surface to the other end surface, and then the entrance surface 30L of the projecting portion 30P. Shape extending from the proximal end portion on the side.
  • the projecting width of the projecting portion 30P is used to introduce it. It is not necessary to increase the allowable width of the light body, and the compactness of the apparatus can be maintained. Further, the light incident from the incident surface 30L using a curved surface having a trumpet shape (a shape narrowed from the end surface toward the other end surface and then expanded from the base end portion on the incident surface 30L side of the projecting portion 30P) is used as the other end surface 30R. By widening the reflection angle toward the other end, it is possible to increase the amount of light reflected toward the other end surface 30R, and the light amount adjustment on the other end surface 30R side is facilitated.
  • protrusion part 30P which protrudes from the side surface 30S is demonstrated based on FIG.14 and FIG.15.
  • This protrusion 30P is a bowl-shaped protrusion that protrudes from the central portion of the side surface 30S as shown.
  • the protruding portion 30P is not provided in the vicinity of the one end portion 30L, and has a base end portion between the base end portion of the reflection surface 32 and the incident surface 30L, and is formed between the other end portion 30R. Has been.
  • the protrusion 30P is guided to the rigid body KF in a state in which the light guide 30 (first light guide 30a, second light guide 30b) is stored in a light guide storage unit 13 (13a, 13b) described later.
  • the light guide body 30 is continuously formed in order to take a bar-like warp caused by processing the parts or due to secular change.
  • the reflecting plate 50 and the adhesive material 60 disposed on the other end surface 30R of the light guide 30 are formed as a single sheet-like material.
  • the adhesive material 60 is made of an acrylic sheet material having a light transmittance of 90% or more.
  • a reflection plate 50 serving as a sheet base material on which the above-described reflection surface is formed on the front surface side and a sheet material in which a release sheet having a release surface (not shown) on the back surface side is stacked.
  • the thickness of the reflection plate and the sheet material of the adhesive material is 25 micrometers.
  • 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.
  • the reflector attaching operation can be easily performed with good workability. Moreover, even if the reflector 50 with the adhesive material 60 attached in advance as described above is simply attached to the other end surface 30R of the light guide, the adhesive material is reliably provided between the reflector 50 and the other end surface 30R of the light guide.
  • a constant gap can be provided with a thickness of 60 materials.
  • the gap is set to a configuration similar to a configuration in which a predetermined gap is provided between the one end face of the light guide and the light emitter, so that the reflector 50 is in a state close to the light irradiation environment of the light emitter.
  • a pseudo light source more similar to the light emitter, the same light left and right spectral characteristics as linear light can be obtained as in the case where the light emitters are provided on both end faces of the light guide.
  • the above-mentioned light quantity characteristic can be corrected by adjusting the angle of the reflection surface of the other end surface 30R by an angle ⁇ in the length direction with respect to the normal direction hx of the reflection surface 32.
  • in the length direction with respect to the normal direction hx of the reflection surface 32.
  • the other end portion 30R may be artificially inclined by changing the thickness of the pressure-sensitive adhesive sheet without inclining the end portion of the light guide 30 on the pseudo light emitter side.
  • a light emitting body facing the first end face 30L of the light guide body with a predetermined interval is disposed, and a reflecting plate 50 is disposed on the other end face 30R.
  • a new light emitter may be provided with the same structure as that of the light emitter on one end face.
  • the light guide has a trumpet shape (a shape that narrows from the end surface toward the other end surface and then expands from the base end portion on the incident surface 30L side of the projecting portion 30P).
  • the light of the light emitting body 40 introduced into the light guide 30 is diffused in a predetermined direction by the reflecting surface 32.
  • the light introduced into the emission surface 33 is reflected inside when the angle is not less than a predetermined critical angle, and is emitted outside when the angle is not more than the critical angle.
  • the light indicated by the arrow ha in FIG. 15 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 emission surface 33 to the reading surface R.
  • light is incident in a hemispherical direction (360-degree direction; the illustrated one is a 60-degree wide-angle direction) from a light-emitting body 40 which will be described later, and the light passes through the light guide 30 from one end 30L to the other end.
  • the reflection is repeatedly propagated to 30R.
  • the light reflected by the reflecting surface 32 toward the emitting surface 33 is emitted from the emitting surface 33 to the outside of the light guide 30.
  • the light that has repeatedly reflected within the light guide 30 and reaches the other end surface 30R is reflected by the reflecting plate 50 with the adhesive material 60 attached to the surface of the other end surface 30R, and returned to the light emitting body 40 side.
  • the light indicated by the arrow ha that is irregularly reflected by the surface 32 is emitted from the emission surface 33 to the reading surface R.
  • the arrangement of the light emitter 40 with respect to the incident surface 30L is adjusted, the light emitted from the emission surface 33 on the incident surface 30L side to the reading surface R is reduced, and the light reflected on the surface of the other end surface 30R is increased.
  • the amount of light on the incident surface 30L side can be reduced and the amount of light on the other end surface 30R side can be increased.
  • the amount of light emitted to the reading surface R can be made uniform, and when the optical reduction type condensing lens 7 is used, it is possible to adjust the amount of light close to the light distribution of the cosine fourth law depending on the lens characteristics. .
  • the light guide housing member 13 that houses the light guide 30 will be described.
  • the light guide housing member 13 (13a, 13b) constitutes a light guide support means together with a light guide holding member T (T1, T2) described later.
  • the light guide housing member 13 integrally forms concave groove portions 13a and 13b (first and second housing portions) extending in the longitudinal direction for housing the light guide at left and right symmetrical positions.
  • the groove portions 13a and 13b are first and second side wall portions 13c and 13d that face the first and second side surfaces 30S of the light guide 30, respectively, and a bottom portion 13e that faces the reflection surface 32 of the light guide 30.
  • a support surface 13f that supports the light guide 30 in a predetermined posture is formed in the groove.
  • the pair of left and right light guides 30 (first light guide body 30a and second light guide body 30b) are simply accommodated in the groove portions 13a and 13b. It can hold
  • one of the first and second side surfaces 30S of the light guide 30 is set as an attachment reference surface 30Sa.
  • the support surface 13f of the light guide housing member 13 forms a support curved surface in surface contact with the mounting reference surface 30Sa in order to support the light guide 30 in a predetermined posture in the grooves of the groove portions 13a and 13b.
  • the light guide housing member 13 is resin-molded because the inner surfaces of the grooves 13a and 13b have a complicated shape, and warpage is likely to occur due to shrinkage or aging during molding. Therefore, as shown in FIG. 7, it is supported by a rigid body KF such as metal in order to eliminate the warpage.
  • the support mechanism is formed with locking claw portions 13a1 and 13b1 that protrude from four positions on one side of the light guide housing member 13, and the locking claw portions 13a1 and 13b1 are inserted into the rigid body KF from above.
  • the claw locking portions KF1 and KF2 are formed to expand the possible gaps and form a moving space that can move in the opposite direction to the light source unit La after insertion, and the claw locking portions KF1 and KF2 have locking claws It has the structure which latches part 13a1, 13b1.
  • the light guide holding member T (T1, T2) is, as shown in FIGS. 7 and 16, the light guide 30 (first light guide 30a) housed in the grooves 13a and 13b of the light guide housing section 13.
  • the second light guide 30b) is held in its accommodation position.
  • the light guide holding member T extends along the longitudinal direction in parallel with the protrusion 30P of the light guide 30 accommodated in the grooves 13a and 13b of the light guide accommodating member 13, and the upper inclination of the protrusion 30P.
  • the continuous contact surfaces T1b and T2b that contact the surface as shown in FIG.
  • the locking portions T1a and T2a extending downward from six locations of the contact surfaces T1b and T2b, and the locking portions T1a, Locking claws T1c and T2c are formed at the tip of T2a. Then, as shown in FIG. 16, the lower end of the rigid body KF that supports the side wall portion 13d of the light guide housing member 13 is locked by the locking claws T1c and T2c of the locking portions T1a and T2a.
  • the surfaces T1b and T2b are in pressure contact with the inclined surface of the protrusion 30P of the light guide 30. By this pressure contact, the side surface 30Sa of the light guide 30 facing the support surface 13f of the light guide housing member 13 is brought into surface contact with the support surface 13f for positioning.
  • the rigid body KF efficiently transmits the heat of the circuit board 16 that receives the heat of the light emitting body 40 of the light source unit La to the heat radiating member 14 through the heat conductive sheet 15. Is provided with a metal which is strongly sandwiched between the heat dissipation member 14 and a metal equivalent rigidity.
  • the first flat surface portion KF3 having a first attachment reference for sandwiching the light guide 30 and the first flat surface portion KF3 as shown in FIG.
  • a second flat surface portion KF6 having a second attachment reference extending along the longitudinal direction of the first flat surface portion KF6 and a third flat surface portion KF7 are formed.
  • the light guide housing member 13 (13a, 13b) and the light guide holding member T (T1, T2) constituting the light guide support means are formed as separate members, as shown in FIG.
  • the groove side wall portion 13d of the light guide housing member 13 is held by the rigid body KF, and is corrected along the reference plane of the rigid body KF, so that the lateral warpage of the light guide housing member 13 is eliminated.
  • the contact surfaces T1b, T2b of the light guide holding member T (T1, T2) are in surface contact with the side surface 30Sa of the light guide 30 and the support surface 13f forming the support curved surface of the light guide housing member 13.
  • the projecting portion 30P of the light guide 30 is pressed.
  • the contact surfaces T1a and T2a are formed so as to extend in the longitudinal direction together with the protrusion 30P of the light guide 30 and receive the pressing force of the locking portions T1b and T2b regardless of the shape of the light guide 30.
  • the light guide 30 is corrected in parallel along the reference plane of the rigid body KF described later, and the warp in the vertical direction of the light guide housing member 13 is eliminated.
  • the light exit surface 33 of the light guide 30 is formed with a circumferential surface (radius r), and the diffuse reflection surface 32 is the center P1 of the circle forming the circumferential surface (radius r). And is arranged at a position where an optical axis normal hx exiting from the light exit surface 33 is formed.
  • the light emitter 40 mounted on the circuit board 16 is located at the first light emitter attachment position P2 displaced on the optical axis normal line hx of the diffuse reflection surface 32 and toward the light exit surface 33 side with respect to the center P1 of the circle. 42 is disposed, and the light emitter 41 is disposed at the second light emitter mounting position P3 displaced toward the diffuse reflection surface 32 with respect to the center P1 of the circle.
  • first light emitter mounting position P2 and the second light emitter mounting position P3 are formed on the circumferential surface (radius r) forming the light emitting surface 33 with the diffuse reflection surface 32 as a position reference as shown in FIG.
  • the center position is set to Ld0
  • the first light emitter mounting position P2 where the light emitter 42 is disposed is set to Ld1
  • the second light emitter mounting position P3 where the light emitter 41 is disposed is set to Ld2.
  • the light quantity at both ends of the light guide is compared with the light quantity at the central part. Can be high. This makes it possible to obtain an optimal light amount distribution for the illumination device mounted on the optical reduction system image reading device described above. Also, as shown in FIG. 21 and FIG. 22, with the two light emitters 41 and 42, the light quantity is increased nearly twice, and the light quantity at both ends of the light guide is made higher than the light quantity at the central part. I can do it.
  • an optimal light amount distribution can be obtained for an illumination device mounted on an optical reduction system image reading device, but also an image reading device mounted in a so-called sheet-through mode that reads a document while automatically feeding it by brightening the illumination.
  • the image reading speed can be increased.
  • the position of the second light emitter 41 positioned with respect to the first light emitter 42 as the position reference is adjustable so that the position of the light emitter can be finely adjusted with respect to the deterioration of the amount of light accompanying the temporal change of the light emitter. As a result, the spectral characteristics can be brought into an initial appropriate state.
  • the light guide 30 and the circuit board 16 are both supported by the same rigid body KF, and their positional relationship is properly maintained, and the diffuse reflection surface 32 of the light guide 30 is the first of the rigid bodies KF. 2 is held at the third position d3 that is positioned from the second flat surface portion KF6 having the attachment reference.
  • the circuit board 16 has the light emitting body 40 with respect to the first position d1 positioned with respect to the first plane portion KF3 having the first attachment reference with reference to the plane of the second plane portion KF6 from the second plane portion KF6.
  • the positioning structure is arranged at the second position d2 facing the reference position d4 of the one end face 30L of the light guide 30. That is, the reference position d4 of the light guide is determined by positioning the diffuse reflection surface 32 of the light guide 30 from the second plane portion KF6 having the second attachment reference of the rigid body KF to the first position d3.
  • the circuit board 16 on which the light-emitting body 40 is mounted is mounted on the circuit board 16 by mounting the circuit board 16 at a predetermined position of the first plane portion KF3 having the first mounting reference with respect to the plane of the second plane portion KF6.
  • the light emitter 40 is disposed at the second position d2 facing the one end face 30L of the light guide 30, and the light emitter attachment reference position d2 and the light guide attachment reference position d4 can be easily matched. Become. Furthermore, it is possible to minimize variations in the mounting position of the light emitter facing the end face of the light guide (position relative to the normal direction of the optical axis). In addition to adjusting the predetermined gap between the light guide and the light emitter, illumination spots Can be suppressed.
  • the first flat surface portion KF3 of the rigid body KF having the first attachment reference for determining the attachment position of the light source unit La and the second attachment reference for determining the attachment position of the light guide unit is provided on the circuit board 16 as shown in FIG.
  • Positioning portions 11a and 11b are formed for positioning.
  • the circuit board 16 includes positioning support portions (16a, 16b) supported by the positioning portions 11a, 11b. According to this, the mounting position of the light emitter facing the end face of the light guide simply by attaching the positioning support portions (16a, 16b) of the circuit board 16 to the positioning portions 11a, 11b as the light guide mounting reference. (Position with respect to the normal direction of the optical axis) can be adjusted with no variation, and the assembly of the apparatus can be remarkably improved.
  • the lighting device 9 has an end surface 30L for capturing light, a diffuse reflection surface 32 for diffusing and reflecting light captured from the end surface 30L, and an irradiation surface for light diffusely reflected by the diffuse reflection surface 32
  • the light guide 30 includes a light emitting surface 33 that emits light toward (R: FIG. 2), and the light emitter 40 that faces at least one end surface 30 ⁇ / b> L of the light guide 30.
  • the light guide 40 includes a reflector 49 including reflection surfaces 49a and 49b that reflect light from the light emitter 40 toward the one end surface 30L of the light guide 30, and the light guide 30 is a protruding piece that abuts the reflector 49 on the one end surface 30L. 30N is formed, and the light emitter 40 is attached to the circuit board 16 on which the light emitter is mounted.
  • the reflector 49 is sandwiched between the projecting piece 30N of the light guide 30 and the circuit board 16, and the light emitter 40 and the light guide 30. And hold at a predetermined interval. Thereby, the gap between the light emitter and the light guide can be defined by the reflector, the predetermined gap between the light emitter and the light guide is not changed, and illumination spots can be suppressed.
  • 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.
  • the light guide 30 has a protruding piece 30N that abuts the reflector 49 on one end face 30L thereof.
  • the light emitter 40 is mounted and attached to the circuit board 16, and the reflector 49 is sandwiched between the protruding piece 30 ⁇ / b> N of the light guide 30 and the circuit board 16 and held at a predetermined interval between the light emitter 40 and the light guide 30.
  • the protruding portion of the light guide supports the plane of the reflector over a wide range, and the circuit board on which the light emitter is mounted and the light guide can be reliably positioned and held via the reflector.
  • 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 incident surface 30L of the light guide 30.
  • the gap d is preferably in the range of 0.1 millimeters to 0.55 millimeters.
  • FIG. 14 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.
  • the first light emitter 41 and the second light emitter 42 receive light from the incident surface 30 ⁇ / b> L of the light guide 30 from different positions between the reflection surface 32 and the emission surface 33.
  • the first light emitter 41 and the second light emitter 42 are arranged at a distance from each other in the outgoing optical path direction (indicated by an arrow hx in FIG. 6) from the outgoing surface 33 toward the reading surface R.
  • the plane of the circuit board on which the light emitter is mounted is formed on one of the left and right planes of the reflector, and the other surface is formed by one end surface of the light guide.
  • the planes are in direct contact with each other, but the following structures may be used.
  • a structure in which a thin insulating mylar is sandwiched between the reflector and the circuit board on which the light emitter is mounted is a light emission that is narrowed down by the reflector.
  • a structure in which a thin light-shielding mylar is sandwiched in order to suppress variation in light of the body may be used.
  • each surface which contacts the reflector is formed as a flat surface, it may not be a flat surface.
  • the other may have an inverted uneven shape.
  • the other may have an inverted curved surface shape.
  • the light emitter mounted on the circuit board is wide and flat, the light emitter itself may be in contact with the reflector.
  • the gap between the light emitter and the light guide may be defined by the reflector of the present invention.
  • the light guide is arranged at one end of the light guide and the reflection plate serving as a pseudo light source is arranged at the other end.
  • the reflection plate serving as a pseudo light source is arranged at the other end.
  • the other end of the light guide to increase the absolute light quantity.
  • FIG. 23A and 23B are diagrams for explaining the positional relationship between the light emitter and the light guide in the light source unit according to another embodiment corresponding to FIG. 21, wherein FIG. 23A is a side view, and FIG. 23B is one end of the light guide.
  • FIG. 4C is a plan view showing the position of the light emitter relative to the light guide viewed from the light emitter side
  • FIG. 5C is a plan view showing the position of the light emitter viewed from the other end side of the light guide.
  • the difference from the light source unit shown in FIG. 21 is that the arrangement and brightness of the light emitter and the light guide differ depending on whether the light emitter 40 is composed of one light emitting element or two light emitting elements. The basic functions are almost the same.
  • a light emitting body 40 composed of one light emitting element facing a light gap 30L with a certain gap is disposed.
  • the light emitter 40 is disposed at the light emission source position P2 shown in FIG. 22 described above. The spectral characteristics at that time will be described later with reference to FIG.
  • FIG. 21 only one light source unit that is received in a pair before and after the sub-scanning direction with respect to the center of the reading surface R is displayed as shown in FIG.
  • the spectral characteristics indicated by P1 to P4 indicate the spectral characteristics obtained when the light emitter 40 is disposed at the positions P1 to P3 shown in FIG.
  • the spectral characteristic indicated by P1 indicates the spectral characteristic obtained when the light emitter 40 composed of one light emitting element (white LED) is arranged at the position P1 shown in FIG. 22, and the spectral characteristic indicated by P2 is FIG. 22 shows the spectral characteristics of the other embodiment shown in FIG. 23 obtained when the luminous body 40 is arranged at the position P2 shown in FIG.
  • the spectral characteristics shown by P3 show the luminous body 40 in FIG.
  • positions in the position of P3 shown by is shown.
  • the spectral characteristic indicated by P4 is obtained by arranging the light emitters 40 (41, 42) composed of two light emitting elements (white LEDs) at the positions P2 and P3 shown in FIG.
  • the spectral characteristics of the first embodiment shown in FIGS. 2 to 21 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 emitter composed of one light emitting element. By arranging 40 at the position P1 shown in FIG. 22, an illumination device having ideal spectral characteristics can be obtained.
  • an illuminating device having ideal spectral characteristics can be obtained by disposing the light emitter 40 composed of one light emitting element at the position P2 shown in FIG. If it can be obtained and cannot be read unless the total light quantity is relatively high, the light emitter 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.
  • FIG. 25 is a functional block diagram showing a control system for reading a document image in the image reading apparatus.
  • 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.
  • the sensor driving means S-CCD causes the line sensor 8 to execute an original sheet reading operation. That is, while the reading carriage 6 is moved or stopped as required by the motor driving means S-MC, the original sheet is illuminated while the light emitting body 40 is appropriately turned on by the light source lighting means S-La, and the reflected light from the original is obtained. Is imaged 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.
  • the control of the illumination unit 9 by the light source lighting means S-La will be described.
  • the first illumination unit 9a and the second illumination 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.
  • the first lighting unit 9a and the second lighting unit 9b of the lighting unit 9 are not necessarily composed of two light emitters 40 as shown in FIG. 21, and are composed of one light emitter 40 as shown in FIG. Although not shown, it may be configured by three or more light emitters 40.
  • the speed of the original traveling on the second platen 3 is increased in order to increase the reading speed in the original feeding unit B described later, and the reading of each reading line is increased. Even if the time is shortened, a sufficient amount of reading can be secured as the product of the amount of illumination light and the reading time, and high-speed reading using the document feeding unit B can be performed.
  • the carriage 6 is stopped below the second platen 3 with respect to the reading speed at which the carriage 6 is moved along the original placed on the first platen 2 for reading, and the original conveyed on the second platen 3 is read.
  • the reading speed for reading is increased.
  • it is preferable that the amount of light applied to the original is higher than the amount of light used for reading using the first platen 2.
  • the above-described image reading apparatus that is, a light emitter, a pair of light guides that irradiate the reading surface with the light of the light emitter incident and sandwiching the reading line as a linear light source, and the reading surface
  • an image reading apparatus including a line sensor that receives light of reflected light as image data
  • Inter-light-body reflection preventing means ST (ST1, ST2, ST3) is provided.
  • the reflection preventing means ST between the light guides will be described with reference to FIG.
  • the inner end of the shielding plate ST1 has one side connecting the central parts of the pair of light guides 30 (30a, 30b) as a base, and the central part of the reading line on the reading surface R
  • a shielding plate ST1 that covers the outer portion extends from the light guide that passes outside the isosceles that forms a substantially isosceles triangle as a vertex to a position that shields the irradiation light from the reading surface to the reading surface.
  • the shielding plate ST1 is obtained by punching out a black film sheet containing a black pigment such as carbon in a synthetic resin such as polyester or polycarbonate.
  • the shape of the shielding plate ST1 penetrates the irradiation light that irradiates the reading surface R at the central portion.
  • a thin frame having a long rectangular opening formed in the longitudinal direction of the rod-shaped light guide is formed.
  • a polycarbonate film having a thickness of 0.18 mm is used.
  • the shield plate ST1 can shield the reflected light * 1, * 2 (displayed only on one side) that is regularly reflected by the reading surface R indicated by the dotted line in the drawing. Note that the shielding plate ST1 may be configured to shield only the light guide on one side as long as it is acceptable in product specifications. Moreover, let the center part of a pair of light guide 30 (30a, 30b) be the reflective surface center part of the normal light guide used as the base end part of the illumination light of each light guide.
  • the other light guide is formed on the emission surface 33 (see FIG. 14) of the pair of light guides 30 (30a, 30b).
  • the convex portion ST2 shown in the drawing protrudes from the emission surface 33 in a semicircular shape with a radius of about 0.75 mm to 1.0 mm, and extends in the longitudinal direction of the rod-shaped light guide, and on the protruding surface thereof.
  • the protrusion ST2 may have a structure formed only on the light guide on one side as long as it is acceptable in terms of product specifications. Further, the convex portions ST2 may be formed adjacent to each other instead of one.
  • the reflected light * 4 that reaches the body and enters the inside from the emission surface 33 is emitted again from the emission surface 33 in a different direction, for example, as shown in the figure, and as a result, the reflected light repeated between the pair of light guides is attenuated. I can do it.
  • the distance between the light guide 30a and the light guide 30b with respect to the optical axis ho is different, but the distance between the light guide 30a and the light guide 30b with respect to the reading surface R is different. It may be different.
  • the shapes of the light guide 30a and the light guide 30b are as shown in the figure, the positions of the light guide 30a and the light guide 30b are not changed, and the light guide with respect to the posture of the light guide 30a. Different positions of 30b can be asymmetrical on the optical path.
  • the reflection light repeated between a pair of light guides can be attenuated more effectively by appropriately combining the first to third embodiments described above as the reflection preventing means ST between the light guides. I can do it.
  • the line sensor 8 serves as a heat source, and heat is transferred from the sensor support member to the unit frame 11 via the lens support member. Since the sixth mirror 10f is supported by the mold member 57 of the unit frame 11, there is a possibility that the position of the optical system may change due to the mirror being tilted or moved due to the influence of heat. Since this sixth mirror is the final mirror that finally receives light and makes light incident on the line sensor 8, accuracy in angle and position is required. However, the sixth mirror 10f is in the vicinity of the line sensor 8 and is in a position where the heat of the line sensor 8 is easily transmitted, and is easily affected by the thermal expansion of the unit frame.
  • heat dissipation can be given by providing the notch part 58 so that the attachment part of the 6th mirror 10f may space apart from the whole.
  • the cut portion 58 has a wide cut surface, and heat dissipation can be improved by providing it at a plurality of locations.
  • the illumination apparatus according to the present invention can be used for apparatuses other than the above-described image reading apparatus.
  • 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.
  • a Image reading unit B Document feeding unit T Light guide holding member (light guide support means) T1b Contact surface T2b Contact surface T1c Locking claw T2c Locking claw KF Rigid body 9 Lighting device 9a First lighting unit 9b Second lighting unit 13 Light guide housing member (light guide support means) 13a Groove portion 13c First side wall portion 13d Second side wall portion 13e Bottom portion 13f Support surface 30 Light guide 30a First light guide 30b Second light guide 30L Incident surface 30S First and second side surfaces 32 Reflective surface 33 Output surface 30P Projection 40 Light emitter

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Abstract

 複数の反射部材をキャリッジフレームの有効スペース内に無駄なく適正に配置することによって、全体の薄型化を図ると共に、読取精度を向上させることのできる画像読取ユニットを提供する。画像読取ユニットにおいて、フレームは、上記照射面に対向するスペースを少なくとも2つに区画し、一方のスペースに上記光源ユニットを収納する第1の収納部と、隣接する他方のスペースに上記反射部材の少なくとも1つの反射部材を収納する第2の収納部を形成し、前記第1の収納部を挟んで前記照射面と反対側に、この照射面からの反射光を最初に受ける第1の反射部材を配置し、この第1の反射部材を上記他方のスペースに配置された反射部材との間に第1の反射部材からの上記読取光路を外れた光が他方のスペースにある反射部材に入射することを遮る遮光部材を設ける。

Description

画像読取ユニット
 本発明はスキャナ装置、複写機、ファクシミリ等の光学機器で原稿や写真の画像を走査し、その画像を光学的に読取る画像読取装置の画像読取ユニットに関する。
 スキャナや複写機などの画像を形成する装置には、原稿等の読取対象物を光学的に読み取るための画像読取ユニットが搭載されている。この画像読取ユニットは、読取対象物の読取面に沿って移動しながら光を照射する光源ユニットと、前記読取対象物からの反射されてくる光を屈折させながらイメージセンサを備えた画像読取部に向けて導く複数の反射部材とを有して構成されている。
 前記画像読取ユニットは、読取対象物が載置されるプラテンガラスの下部、あるいは、ADFの内部に組み込み可能な筺体(キャリッジフレーム)に前記光源ユニットと、反射部材及び画像読取部を有する反射読取ユニットとが配置されている(特許文献1)。前記光源ユニットは、読取対象物に対向するようにキャリッジフレームの上面側に配置される。反射読取ユニットは、前記光源ユニットの背面側に位置し、読取対象物から反射されてくる光を最初に受ける第1反射部材と、この第1反射部材で受けた読取光を画像読取部に導くために複数回屈折させる複数の中継用の反射部材を備える。この複数の反射部材の数や配置は、キャリッジフレームの形状やサイズ、光源ユニット及び画像読取部の配置構成に応じて適宜設定される。
 前記光源ユニットは、読取対象物の長手方向に対応して延びる一対の棒状の導光体と、この一対の導光体を平行に保持する導光体ホルダと、前記一対の導光体の端部に対向して配置される一対の光源(LED)とを備える。この光源ユニットは、前記導光体ホルダをキャリッジフレームの上部に組み入れることによって取り付けられている(特許文献2)。
 前記反射読取ユニットでは、光源ユニットの下方に配置される第1反射部材で受けた読取光をキャリッジフレームのスペース内に配置される他の複数の中継用の反射部材を経由することによって、キャリッジフレームの底部に配置されている画像読取部に至る一連の読取光による光路を形成している。
特開2001-255601号公報 米国特許出願公開公報US2001/0050784A1
 前記光源ユニットの背面側に位置する反射読取ユニットは、前述したように、読取光による縮小光学光路を形成する反射部材が複数配置されているため、キャリッジフレーム内の配置スペースを広く確保する必要がある。このため、画像読取ユニットを小型化、薄型化が困難であり、搭載するスキャナや複写機の薄型化及び小型化が制限されていた。
 本発明は上記の従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、複数の反射部材をキャリッジフレームの有効スペース内に無駄なく適正に配置することによって、省スペースでありながら必要な光路長を確保して全体の薄型化を図ることのできる画像読取ユニットを提供することにある。
 上記課題を解決するために、本発明の画像読取ユニットは、主走査方向に延設された棒状形状で、その少なくとも一端に光を取り込む端面と、前記端面から取り込んだ光を拡散反射させる拡散反射面と、前記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備える導光体と、前記導光体の端面に対峙する光源と、前記導光体を保持する導光体ホルダ部材と、から成る光源ユニットと、前記照射面から反射される光を受光する受光部と、前記照射面から反射される光を画像読取部に導く読取光路を形成する複数の反射部材と、前記光源ユニット、前記複数の反射部材を収容するフレームとを備える画像読取ユニットにおいて、上記フレームは、上記照射面に対向するスペースを少なくとも2つに区画し、一方のスペースに上記光源ユニットを収納する第1の収納部と、隣接する他方のスペースに上記反射部材の少なくとも1つの反射部材を収納する第2の収納部を形成し、前記第1の収納部を挟んで前記照射面と反対側に、この照射面からの反射光を最初に受ける第1の反射部材を配置し、この第1の反射部材を上記他方のスペースに配置された反射部材との間に第1の反射部材からの上記読取光路を外れた光が他方のスペースにある反射部材に入射することを遮る遮光部材を設ける。
さらに、前記遮光部材が前記導光体ホルダ部材又はこの導光体ホルダ部材を保持するホルダ保持部材からなる。また、前記遮光部材が導光体ホルダ部材の前記他方のスペース側の側面及び底面である。 
前記導光体ホルダ部材は金属などの剛性材料によって形成されるホルダ保持部材によって保持され、前記ホルダ保持部材は、前記導光体ホルダ部材の長手方向の少なくとも一側面と接して前記導光体ホルダ部材が前記ホルダ保持部材に姿勢を矯正するように取付けられる主走査方向に延設される第1基準面と、前記導光体の端面に対し前記光源が所定の間隔を隔てて対峙し取付けられる第2基準面を有する。 
前記導光体ホルダ部材の前記第1反射部材側の面に、前記第1反射部材の主走査方向に延設される照射面から最も近い位置に配設される角部を収容する収容部を形成し、前記角部が前記収容部に収容されることにより、前記角部を前記照射面からの反射光から遮る遮光手段とする。 
前記少なくとも一つの反射部材は、前記第1反射部材の反射基準面に対して反射基準面の反対の面を向けた位置に配置されるとともに、前記第1反射部材で反射された読取光路より光源ユニット側に位置する。 
さらに、前記他方のスペースに配設される前記反射部材は、前記他方のスペース内において、前記遮光部材に対して反射基準面の反対の面を向けた位置関係にある第2反射部材と、前記第1反射部材に対して第2反射部材より遠い位置に配設される第3反射部材とを備え、前記第3反射部材は前記第2反射部材より前記第1反射部材から次の反射部材に向かう読取光路から遠い位置に配置される。 
前記他方のスペース内における第2反射部材と第3反射部材の配設角度は、第2反射部材より第3反射部材の方が、前記第1反射部材から次の反射部材に向かう読取光路となす角度が小さい。 
前記光源ユニットは、前記ホルダ保持部材は、前記第1基準面と、この第1基準面と略直交して前記光源の取付面となる第2基準面と、前記光源に対する前記導光体の端部の位置を規制する第3基準面を備え、前記第2基準面は前記所定の間隔を設定する。 
前記ホルダ保持部材は前記導光体ホルダ部材を収容する開口部を有し、この開口部の長手方向に延びる少なくとも一方の壁に前記第1基準面が形成される。 
前記導光体ホルダ部材は前記導光体が収容される受け部を有し、この受け部の長手方向に延びる外壁面が前記ホルダ保持部材の壁に当接する。 
前記導光体はその長手方向の少なくとも一端にフランジ部を備え、前記ホルダ保持部材に導光体ホルダを固定した時に導光体ホルダ部材に収容された導光体のフランジを前記ホルダ保持部材の第3基準面に当接させて、光源に対して導光体を位置決めする。
 本発明の画像読取ユニットによれば、光源ユニットが組み込まれることによって生じるキャリッジフレームの区画された空きスペース内に一部の反射部材を配置することによって、光源ユニットの背面側のスペースを狭めることができる。これによって、画像読取ユニット全体の薄型化を図ることが可能となり、コンパクト化が進むスキャナや複写機にも十分搭載することができる。
 また、前記空きスペース内に配置される反射部材は、直接的に読取対象物からの反射光を受けないように光源ユニットによって遮光された領域にあると共に、前記読取対象物からの反射光を最初に受ける第1反射部材からも背を向けて配置される。前記空きスペース内に配置される反射部材は、前記第1反射部材からの光を直接受けず、2次的に受けた光を画像読取部に向けて中継する役割を有していることから、光源ユニットによって遮光されることで、中継する光に外乱光が入るのを効果的に防止することができる。
 つまり、フレームに対し光源ユニットを挿入セットすることで、フレーム内を光源ユニットの収納部と、反射部材の収納部に区画し、さらに光源ユニットの一部が反射部材収納部に位置する少なくとも1つの反射部材への外乱光を減少させる遮光機能を有する。光源ユニットをフレームにセットするだけで、光源ユニットの一部が遮光の機能を兼ねるため、新たに遮光部材を設ける必要がなく、部品点数の低減を実現する。
 さらに、前記キャリッジフレーム内の空きスペースを含む範囲内に複数の反射部材からなる読取光による光路が形成されるため、光源ユニットの直下に第1反射部材を配置することが可能となる。これによって、読取対象物からの反射光を最初に受ける第1反射部材との距離を短縮することができるので、読取精度が向上する。なお、前記第1反射部材の周囲の角部を光源ユニットの下部スペースに入り込ませて遮光することで、前記読取対象物からの反射光が反射部材の周囲の角部に当たって乱反射するのを防止することができる。
本発明に係わる画像読取装置の全体構成を示す断面図。 図1の画像読取装置における原稿画像を読取る読取キャリッジの構成を示す断面図。 図2の読取キャリッジの導光体同士間反射防止手段を説明する為のもので、(a)は導光体同士間反射防止手段の第1実施例、(b)導光体同士間反射防止手段の第2実施例、(c)導光体同士間反射防止手段の第3実施例をそれぞれ示す要部拡大図。 図1の画像読取装置におけるキャリッジの外観構造を示す上部斜視図。 図4のキャリッジを下方から見た外観構造を示す下部斜視図。 図4のキャリッジを上方から見た外観構造を示す上面平面図。 図4のキャリッジに搭載される照明装置を示す分解斜視図。 図7の照明装置の要部を拡大した分解斜視図。 図8の照明装置を冷却ファン側から見た正面図。 図8の冷却ファンとキャリッジに搭載される照明装置との配置関係を説明する簡易側面図。 図8の照明装置に用いる冷却ファンの風速特性を示す特性図。 図4のキャリッジに搭載される照明装置を示す要部分解側面図。 図12の照明装置の要部部分分解斜視図。 図13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)は導光体の一端発光体側から見た外観図、(c)は導光体の他端側から見た外観図。 図7の照明装置における導光体の形状を説明する概略図で、(a)は要部拡大斜視図、(b)は反射面側から見た平面図、(c)は同図(b)のa位置の断面図、(d)は、同図(b)のb位置の断面図、(e)は同図(b)のc位置の断面図。 図7の照明ユニットの導光体支持機構を説明する断面拡大図。 図13の照明装置における光源ユニットを説明する導光体側から見た平面図。 図17の光源ユニットの断面拡大図。 図18の光源ユニットの分解斜視図。 図19の光源ユニットの発光体と発光体基板の構造を示す図で、(a)は発光体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。 図13の照明装置における発光体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)は導光体の一端発光体側から見た導光体に対する発光体の位置を示す平面図、(c)は導光体の他端側から見た発光体の位置を示す平面図。 図21(b)の導光体に対する発光体の位置を示す平面拡大図。 図21に相当する他の実施例に関する照明装置における発光体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)は導光体の一端発光体側から見た導光体に対する発光体の位置を示す平面図、(c)は導光体の他端側から見た発光体の位置を示す平面図。 本発明の画像読取装置における照明装置の分光特性を示す分光特性図。 図1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。 図2の読取キャリッジの導光体ホルダと第1反射部材の配置を示す拡大図。
 以下、図1乃至図22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全体構成を、図23に基づき本発明の画像読取装置の変形例を、図24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25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。
[画像読取装置の一実施例]
 まず、図1乃至図22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6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7乃至図15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17乃至図22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。尚、特に図3は本発明に係わる導光体同士間の反射防止手段を説明する為のもので、(a)は導光体同士間の反射防止手段の第1実施例、(b)導光体同士間の反射防止手段の第2実施例、(c)導光体同士間の反射防止手段の第3実施例をそれぞれ示し、その各実施例について詳細に説明するためのものである。
<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。
(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。
(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。
<両面読取機構>
 また、レジストローラ対25とリードローラ21とバックアップローラ27と搬出ローラ22で形成される原稿反転パスガイドの内側に、画像読取ユニットAが読取る原稿面の逆面をほぼ同時に読み取るために画像読取ユニットCが配設されている。この画像読取ユニットCの詳細は後述する。
 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ガ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に代えて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。
(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画像読取装置は、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る。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、操作者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た原稿給送ユニット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。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。
(原稿流し読取モード<シートスルーモード>)
 また、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はガイドシャフト12に沿ってキャリッジモータ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、原稿給送ユニットBによって搬送される原稿シートの読取動作を行う。
<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。
 まず、図2に基づきその読取キャリッジ6の全体構成について説明する。この読取キャリッジ6は、照明ユニット9(照明装置)と光学ユニットを構成するユニットフレーム11から成る。そして、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の第1・第2プラテン2、3に対峙する天部に図示の様に照明ユニット9の枠体全体がすっぽりと収納される。これによってユニットフレーム11の天部と照明ユニット9の枠体上面がほぼ平坦となる様に収容する凹部を形成し、その凹部に照明ユニット9を脱着可能に取り付けられる様になっている。
 また、照明ユニット9は、一対の第1照明ユニット9aと第2照明ユニット9b、導光体収容部13(導光体ホルダ)、剛体KFとから成る。この導光体収容部13(導光体ホルダ)は一対の第1照明ユニット9aと第2照明ユニット9bを収容する。また、この剛体KFは、各導光体9a、9b及び導光体収容部13の部品成形や経時変化による反り解消する金属もしくは金属同等の部材から成る。また、光学ユニットは以下から構成される。照明ユニット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)とで縮小光学系を形成する。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。尚、照明ユニット9を収納する凹部の深さとして、図2で示す様に第1ミラー10aと第2ミラー10bとの反射領域を第3ミラー10cと共に挟んで配置される第4ミラー10dが凹部によって形成された横スペース内に納め得る深さが最適で有り、この深さにすることによって無駄なスペースを作らず、光学ユニット内部のスペースを有効に使うことで装置全体スペースを小さく維持できる。また、照明ユニット9の枠体を形成する剛体KFの底部端面もしくは導光体収容部13の底部は図示の様に第1ミラー10aと第2ミラー10bの光路L内に位置している。これにより、第1ミラー10aから第2ミラー10bに至る反射光の広がりを規制し、特に第1ミラー10aで反射した反射光が直接第5ミラー10eに至らない様に遮蔽している。
 このユニットフレーム11の凹部に収納された照明ユニット9には図2及び図4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が形成される。この読取開口34を通して照明ユニット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ユニットフレーム11内に配設されたラインセンサ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。
 上記照明ユニット9については後述照明装置として詳述するが、読取開口34に沿って線状光を照射する線状光源で構成され、照明系メンテナンスの為にユニットフレーム11の凹部にネジ等で脱着可能に取付けられ、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。
 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に向けて反射される。さらにその反射光は第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で反射される。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。
前記第1ミラー10aは、導光体収容部13の第1収容部13aおよび第2収容部13bの間隙を通過する原稿画像の反射光を最初に受ける第1反射面を有している。図示しないが、第1ミラー10a以下、他のミラー(10b~10f)に、取り扱い上の安全性などを考慮して、周囲の角部に面取部55を設ける。この面取部55は、ミラーの反射面と角度の異なる平面を形成するため、原稿画像からの反射光が入射すると面取部から原稿画像面に再度光が入射するなどし、キャリッジ内外へ乱反射を引き起こすし、読取画像に影響を及ぼすがある。面取部を形成しない場合であっても、ミラーの角部で光が乱反射し、読取光路Lに影響を及ぼすおそれがある。これを防止するため、第1ミラー10aの原稿画像に最も近い角部を導光体収容部13の第1収容部13aの底面より原稿画像側の高さ方向の範囲内に収納する。導光体収容部13の第1収容部13の原稿画像側の反対側に切り欠き部56が設けられ、この切り欠き部56に第1ミラー10aの面取部55を収納する。これにより、第1収容部13aの下部が遮光の機能を果たす。この遮光部は、一対の導光体収容部の光路Lの進行方向と反対側に設けられ、第1ミラー10aの照明ユニット9側に面した面取部もしくは角部を収容している。これにより、前記原稿画像からの反射光が導光体収容部13で遮蔽されて面取部55に入光するのを防止することができる。また、これにより乱反射光が面取部で発生することを抑制し、読取品質が低下することを防止することができる。また、前記第1ミラー10aの反射面側の読取面に近い角部を導光体収容部13の凹部に取り付けることで、第1ミラー10aを導光体収容部13寄りに配置することができ、ユニットフレーム11の厚さを抑制することができる。なお、図示しないがこの第1ミラー10aの振動を防止するため、導光体収容部13に防振ゴムが設けられている。この防振ゴムと第1ミラー10aの一部が接触することにより、第1ミラー10aの振動が抑制され、読取画像に影響を及ぼすことが少なくなる。 
前記導光体収容部13は、一対の第1収容部13a、第2収容部13bの底部が読取開口34よりも原稿画像面から離れる方向に位置しているため、原稿画像から反射されて読取開口34を通過する反射光を第1ミラー10aの反射面に導くことができるが、図26に示したように、前記読取開口34の原稿画像面から離れる方向に別体で形成され、反射光の照射範囲を絞り込むための開口部51aを有する集光フレーム51を配置することで、第1ミラー10aの面取部55を避けた反射面に向けて原稿画像からの反射光を照射させることができる。また、本実施形態では、第1ミラー10aの背面側に前記反射光路Lを形成しない構成となっており、前記遮光手段56によって導光体収容部13と第1ミラー10aとが連続し、隙間が生じない構成となる。このため、ラインセンサ8への光の漏洩を有効に防止することも可能となる。
 上記集光レンズ7は1枚若しくは複数枚の凹凸レンズで構成され、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集光しラインセンサ8上に結像する。
 上記ラインセンサ8は、CCD又はC―MOS等のラインセンサで、ライン上に光電変換センサを配列し構成され、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。この実施例で使用されるラインセンサ8は、カラーラインセンサで構成され、R(Red)、G(Green)、B(Blue)、BW(Black and White)の各画素を構成するセンサ素子をライン状に4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。
<読取キャリッジの支持機構>
 その読取キャリッジ6は、図4乃至図6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。
<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。
<読取キャリッジの読取動作>
 上述した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基準白色(及び必要に応じ基準黒色)を所定領域備えたシェーディング板を照明ユニット9の光が照明する位置に停止される。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。
<照明装置の構成>
 次に、図7乃至図22に基づき上述の読取キャリッジ6に取り付けられ照明ユニット9として用いられる照明装置について説明する。
 この照明装置を構成する照明ユニット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。この照明ユニット9は図7乃至図15で示す様に導光体ユニットGaと光源ユニットLaとから構成されている。そして、その導光体ユニットGaは図2に示す第1照明ユニット9aと第2照明ユニット9bの二つから成る。その第1照明ユニット9aと第2照明ユニット9bはそれぞれ図2で示すキャリッジ6のユニットフレーム11にネジ等で固定支持される金属などの剛体KFに導光体保持部材T1、T2で把持される導光体収容部材(導光体ホルダ)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照明ユニット9aと第2照明ユニット9bの一端は、図12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の各発光体40に対峙し配設され、以下、その光源ユニットLaの構成と導光体ユニットGaの各構成について詳述する。
<光源ユニットの構成>
 光源ユニットLaは、まず図13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、絶縁マイラー47とで構成され、図7で示す金属若しくは金属と同等の剛体KFにネジ等を使って取り付けられている。またこの回路基板16には、図19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が被せられている。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。
(発光体の説明)
 まず、発光体40について図17乃至図20に基づき説明する。この発光体40は左右一対で構成され、それぞれ第1発光体41と第2発光体42の2つの発光素子を有し、その発光素子は白色LEDチップで構成されている。また、図20(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を形成し回路基板16の配線パターン上に電気的にマウントされる。
(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20(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20(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。
 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。
(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構成される。図13及び図20(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。
(放熱部材について)
 また放熱部材14は、ヒートシンクとして市販されているもので、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15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。また、原稿流し読取モードで図1の実線で示す読取キャリッジ6の位置には放熱部材14に風を当て冷却するための冷却ファンFAが配置されている。
(冷却ファンについて)
 この冷却ファンFAについて、図8乃至図11に基づき説明すると、まず原稿流し読取モードが選択され読取キャリッジ6が図1の実線位置に移動されることで、図8で示す様に冷却ファンFAと放熱部材14とが対峙する。その冷却ファンFAと放熱部材14との配置関係は冷却効率を良くするために図9で示す位置になっている。この位置は、図11で示す冷却ファンFAの風速特性において、最も風速が高いポイントFA1が図9で示す一対の発光体40のほぼ中央部位に位置する様に配置している。実際に、図11で示す様に2cm×2cmの大きさの冷却ファンFAを使って、図8乃至図10で示すポイントFA1で重なる位置に配置される。また、図10で示す様に、冷却ファンFAが取り付けられる装置ハウジング1は装置枠より突出し、突出部先端にフィルタFIを配置し、そのフィルタFIより一定の間隔を隔て冷却ファンFAを支持し、画像読取装置がどの状態で配置されたとしても冷却ファンFAの吸い込み口が一定間隔の空間を確保し、冷却ファンFAの吸い込み効率が下がらないようにしている。
(絶縁マイラーについて)
 また、図13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の配線パターンが剛体KF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。
(リフレクタについて)
 更に、図13乃至図19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、傾斜した平面で形成されても良い。
(リフレクタの発光体間の隔離)
 次に、リフレクタによる発光体間の隔離に関し補足する。図17及び図18で示す様に、第1発光体41と第2発光体42はリフレクタ49により発光体毎に光の照射領域が隔離されるよう構成する。導光体30の一端面30L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の発光体41、42の各発光体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の発光体41、42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。
<光源ユニットの組立>
 次に光源ユニットLaの組立について図7乃至図19に基づき説明する。まず図17乃至図19で示す様に回路基板16に発光体40(41、42)を実装させ、図19で示す様にレンズキャップ43を装着する。その回路基板16を図13で示す様に耐熱シート15(耐熱樹脂弾性板)を介し、その間に空気層が生じない様に放熱部材14(ヒートシンク)に密着させた状態で、図14で示す様に放熱部材14と剛体KFとをネジ止めで圧着し一体的に取付ける。また、図7及び図17で示す様に、この放熱部材14を支持する剛体KFに別の導光体ユニット組立工程で取り付けた導光体30(30a、30b)の入射面30Lと発光体40(41、42)とをリフレクタ49を介在した状態で互いに位置決めし非接触の状態で対峙支持する。そして、以上の組立を完成した光源ユニットLaは、その剛体KFがキャリッジ6のユニットフレーム11にネジ等で取り付けられ、キャリッジ6に搭載される。尚、図17で示す導光体30(30a、30b)の入射面30Lとリフレクタ49との隙間dは、0.5~1.0mmの間隔を置き空気層を設けることで、発光体40(41、42)の発熱が直接的に、またリフレクタ49を介し間接的に導光体30(30a、30b)に伝わり難くし、発光体40(41、42)の熱で透明アクリル樹脂、エポキシ樹脂などの材料から成る導光体30(30a、30b)の入射面30Lの変色に伴う透過率の減少を防いでいる。
<導光体ユニットの構成>
 次に導光体ユニットについて図7と図14及び図15と、図21及び図22に基づき説明する。この導光体ユニットGaは光源ユニットLaの一対の発光体40にそれぞれ対峙配設する様に左右対称形状を成し、図7で示す様に導光体30(第1導光体30a、第2導光体30b)と、導光体収容部材(導光体ホルダ)13と、導光体保持部材T(T1、T2)とから成り、光源ユニットLaを支持する剛体KFに取り付けられる。
 この導光体30は、図14及び図15で示すように、発光体40からの光を入射する入射面30Lと、入射面30Lの一端面から他端面30Rの長手方向に向け入射した光を反射する互いに対峙し長手方向に延在する側面30Sと、互いに対峙した側面30Sを反射した反射光を長手方向と交差する方向に反射する反射面32と、反射面32で反射した反射光を照明光として出射する出射面33と、側面30Sの少なくとも一方のその面から突出し長手方向に沿って延在する突出部30Pと、入射面30Lから扇状に突出する突出片30Nとを形成し、読取開口34(図4参照)の長手方向に沿って読取幅(読取りライン幅)Wに応じた長さに延在する棒状形状をした棒状透光部材である。導光体30は、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。また、反射面32と出射面33は図14に示すように距離Ldを隔てて略平行に読取りライン幅Wの長さで互いに対向し形成され、その反射面32と出射面33とを両側面30Sとでそれぞれ連結している。また、入射面30Lには発光体40が配置される。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。
<反射面の説明>
 この導光体30の反射面32は、図15(b)で示す様に一端面の入射面30L側から他端面30R側に幅がabcと順次広がるパターン面を形成している。そしてその反射面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14及び図15で示すように導光体30の入射面30Lに近い側にはなされておらず、入射面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、しかも入射面30L側の基端部は、図14で示す様に読取ライン幅Wの基端部と側面30Sより突出する突出部30Pの入射面30L側の基端部との間に設けられている。これは、後述する導光体30の入射面30Lが光源ユニットLaの光を十分に取り込み易くするために、突出部30Pの突出幅を利用し、側面30Sより突出する突出部30Pの入射面30L側の基端部から徐々に対峙する側面30Sの間隔を広げラッパ状(端面から他端面に向けて狭窄し、その後突出部30Pの入射面30L側の基端部から拡張する形状)に形成したことによる光量調整である。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。本実施例では、この光量不足の問題を解決するため、光量分布が適正値になる様に、表面加工を予め長く設定している。尚、パターン面の形状は、後述の側面の説明にて詳述するように側面を形成する曲面R10の曲率を変化させることで形成し、その幅は実際のパターン面に対し若干印刷ずれ等を考慮して大きめに設定されている。
<出射面の説明>
 また、この導光体30の出射面33は、図22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。そして、図14で示す様に反射面32の表面で反射し拡散した光の中で臨界角以下の角度で出射面33に到達した光がその出射面33から照射面R(読取面)に向けて出射する。この為に、反射面32はその円周領域外に位置し、その位置は法線hx上で出射面33から8.46mm±0.1mmの位置に設定されている。
<側面の説明>
 また、この導光体30の側面30Sは、両側対象形状を成し、それぞれ大小二つ以上の曲率を備え、異なる曲率を角無く連結させた曲面で形成している。具体的に図15(c)乃至(e)で示す様に、出射面33側に連接する部分の曲率は長手方向一定のR50(例えば、半径50ミリ)で、反射面32側に連接する部分の曲率は反射面32の幅abcに応じ長手方向に順次R10(例えば、半径10ミリ)、R15(例えば、半径15ミリ)、R30(例えば、半径30ミリ)と変化させ形成されている。この曲率変化によって反射面32が一端面の入射面30L側から他端面30R側に幅がabcと順次広がるパターン面を形成することとなり、このパターン面に均一にウレタン系白色インキ等の反射塗料を塗装することで容易に反射面32を形成することが出来る。
<側面形状>
 この側面30Sは図15(a)及び(b)で示すように、導光体30の入射面30Lが光源ユニットLaの光を十分に取り込み易くするために、突出部30Pの突出幅を利用し、側面30Sより突出する突出部30Pの入射面30L側の基端部から徐々に対峙する側面30Sの間隔を広げラッパ状(端面から他端面に向けて狭窄し、その後突出部30Pの入射面30L側の基端部から拡張する形状)に形成されている。このラッパ状(端面から他端面に向けて狭窄し、その後突出部30Pの入射面30L側の基端部から拡張する形状)に形成するために突出部30Pの突出幅を利用することで、導光体の許容幅を広げる必要がなく装置のコンパクト性を保つことができる。また、ラッパ状(端面から他端面に向けて狭窄し、その後突出部30Pの入射面30L側の基端部から拡張する形状)の曲面を利用して入射面30Lから入射した光を他端面30Rに向け反射角を広げることで、他端面30R側への反射光量を増やすことが可能で、他端面30R側の光量調整が容易にしている。
<突出部の説明>
 また、側面30Sから突出する突出部30Pについて図14及び図15に基づき説明する。この突出部30Pは、図示のように側面30Sの中央部位から突出した鍔状の突出部である。その突出部30Pは、一端部30L近傍には設けられておらず、上述の反射面32の基端部と入射面30Lとの間に基端部を有し他端部30Rまでの間に形成されている。これは、入射面30Lまで突出部30Pを延在させると、突出部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したりするため、これらを防ぐため入社面30Lまで延在させない。尚、この突出部30Pは、導光体30(第1導光体30a、第2導光体30b)を後述する導光体収納部13(13a、13b)に収納した状態で剛体KFに導光体保持部材T(T1、T2)で保持することで、導光体30の部品加工時又は経年変化により生じる棒状特有の反りをとる為に連続して形成している。
<反射板の説明>
 また、この導光体30の他端面30Rに配設する反射板50と粘着材60は、一枚のシート状素材として形成される。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る。その粘着材60の表裏には、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の素材の厚みで一定の間隙を設けることができる。この間隙は、前記導光体の一端面と発光体の間に所定の間隙を設けている構成と同様の構成とすることで、この反射板50を発光体の光照射環境に近い状態とすることを目的とする。これにより、より発光体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発光体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。
 また、図15に示すように他端面30Rの反射面は、反射面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15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る。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の分光特性に合致させることが可能となる。尚、その角度は10°程度が最適値である。
 また、擬似発光体側の導光体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。
 また、導光体の一端面30Lに所定の間隔を隔て対峙する発光体を配設し、その他端面30Rに反射板50を配置した構成としているが、この反射板50に代えて、導光体の一端面の発光体と同様の構造で新たな発光体を配設しても良い。尚、この場合は導光体のラッパ形状(端面から他端面に向けて狭窄し、その後突出部30Pの入射面30L側の基端部から拡張する形状)は他端側にも形成された導光体の中央部を中心に左右対称の形状することで、上記説明した実施例と同様な照明装置を実施することができる。
<反射光の入射から出射の経路>
 導光体30内に導入された発光体40の光は反射面32で所定方向に拡散される。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15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からは半球方向(360度方向;図示のものは60度広角方向)に光が入射され、その光は導光体30内を一端部30Lから他端部30Rに反射を繰り返し伝搬される。伝搬途中で、反射面32によって出射面33側に反射された光が出射面33から導光体30外部に出射される。
 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の表面に粘着材60が張り付いた反射板50で反射され発光体40側に戻され、同様に反射面32で乱反射した矢印haで示す光は出射面33から読取面Rに出射する。この特性を利用し、発光体40の入射面30Lに対する配置を調整し、入射面30L側の出射面33から読取面Rに出射する光を減らし、他端面30Rの表面で反射される光を増やすことで、入射面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る。これにより、読取面Rに出射する光量を均一化し、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。
<導光体収容部材(導光体ホルダ)>
 次に、導光体30を収容する導光体収容部材13に関し説明する。図7及び図16で示す様に、導光体収容部材13(13a、13b)は後述する導光体保持部材T(T1、T2)と共に導光体支持手段を構成している。そして導光体収容部材13は前記導光体を収容する長手方向に延在する凹形状の溝部13a、13b(第1及び第2収容部)を左右対称位置に一体形成する。その溝部13a、13bは、導光体30の第1、第2の側面30Sにそれぞれ対峙する第1、第2の側壁部13c、13dと、導光体30の反射面32に対峙する底部13eと、溝内に導光体30を所定の姿勢で支持する支持面13fを形成している。尚、溝部13a、13bを左右対称位置に一体形成することで、その溝部13a、13bに左右一対の導光体30(第1導光体30a、第2導光体30b)を収容するだけで左右対称位置に保持することが出来、照射面(R:図2参照)の中央を境にほぼ対象な状態で照明することが出来る。
 また、導光体30の第1、第2の側面30Sの内一方を取り付け基準面30Saとする。導光体収容部材13の支持面13fは、溝部13a、13bの溝内に所定の姿勢で導光体30を支持するためにその取り付け基準面30Saと面接触する支持曲面を形成している。
 また導光体収容部材13は溝部13a、13bの内面が複雑な形状となることから樹脂成形され、成型時の収縮や経時変化により反りが発生し易い。そこで、図7で示す様にその反りを解消する為に金属などの剛体KFに支持されている。その支持機構は、導光体収容部材13の側部片側4箇所からそれぞれ突出した係止爪部13a1、13b1が形成され、剛体KFにはその各係止爪部13a1、13b1が上方から差込可能な空隙を拡開し、挿入後光源ユニットLaとは反対方向に移動可能な移動空間を形成する各爪係止部KF1、KF2を形成し、この爪係止部KF1、KF2に係止爪部13a1、13b1を係止する構造となっている。
<導光体保持部材>
 一方、導光体保持部材T(T1、T2)は、図7及び図16で示す様に、導光体収容部13の溝部13a、13bに収容した導光体30(第1導光体30a、第2導光体30b)をその収容位置に保持するためのものである。この導光体保持部材Tは、導光体収容部材13の溝部13a、13bに収容された導光体30の突出部30Pと平行で長手方向に沿って延在しその突出部30Pの上方傾斜面に当接する連続した当接面T1b、T2bと、図7で示す様にその当接面T1b、T2bの6箇所から下方に延在する係止部T1a、T2aと、その係止部T1a、T2aの先端部に係止爪T1c、T2cを形成している。そして、図16で示す様に係止部T1a、T2aの係止爪T1c、T2cで導光体収容部材13の側壁部13dを支持する剛体KFの下方端部を係止することで、当接面T1b、T2bが導光体30の突出部30Pの傾斜面に圧接する。この圧接によって導光体収容部材13の支持面13fに対峙する導光体30の側面30Saをその支持面13fに面接触させ位置決めするようにしている。
<剛体>
 また、剛体KFについて説明する。この剛体KFは、上述した光源ユニットLaの発光体40の熱を受ける回路基板16の熱を熱伝導シート15を介し放熱部材14に効率良く伝導させるために、回路基板16と熱伝導シート15とを放熱部材14との間で強力に挟み込む金属若しくは金属同等の剛性を備えたものである。上述で説明した以外の形状として、図13で示す様にその挟み込むための第1取付基準を備えた第1平面部KF3と、図7で示す様にこの第1平面部KF3から導光体30の長手方向に沿って延在する第2取付基準を備えた第2平面部KF6と、第3平面部KF7を形成している。
<導光体と導光体収容部材の反り解消機構>
 以上説明した様に、導光体支持手段を構成する導光体収容部材13(13a、13b)と導光体保持部材T(T1、T2)とを別部材で形成し、図16で示す様にこの導光体保持部材T(T1、T2)の係止部T1b、T2bの係止爪T1c、T2cによって剛体KFと共に導光体収容部材13の溝部側壁部13dを把持することで、以下の効果が得られる。導光体収容部材13の溝部側壁部13dが剛体KFに保持され、剛体KFの基準平面に沿って矯正され、導光体収容部材13の横方向の反りを解消する。同時に、導光体保持部材T(T1、T2)の当接面T1b、T2bが導光体30の側面30Saと導光体収容部材13の支持曲面を形成する支持面13fとが面接触する方向に導光体30の突出部30Pを押圧する。この当接面T1a、T2aは導光体30の突出部30Pと共に長手方向に延在し形成され、導光体30がどんな形状に反った場合でも、係止部T1b、T2bの押圧力を受け当接によって導光体30を後述する剛体KFの基準面に沿って平行に矯正され、導光体収容部材13の縦方向の反りを解消する。
<発光体と導光体との対面配置>
 次に、導光体に対峙する発光体の配置に関し補足する。図21乃至図23で示す様に、光を取り込む端面30Lと、端面L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30Lに対峙する発光体40との配置について説明する。図21(b)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る。回路基板16に実装された発光体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発光体取り付け位置P2に発光体42を配設し、円の中心P1に対し拡散反射面32側に変位した第2発光体取り付け位置P3に発光体41を配設している。また、その第1発光体取り付け位置P2と第2発光体取り付け位置P3は、図22で示す様に拡散反射面32を位置基準とし、光射出面33を形成する円周面(半径r)の中心位置をLd0に設定し、発光体42を配設する第1発光体取り付け位置P2をLd1に設定し、発光体41を配設する第2発光体取り付け位置P3をLd2に設定している。
 尚、図23で示す様に発光体42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できる。これにより、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を可能としている。また、図21及び図22で示す様に発光体41、42の二つで構成することで、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る。これにより、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。
 また、位置基準とする第1の発光体42に対し位置決めする第2の発光体41を位置調整可能な構成とすることで、発光体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。
<導光体に対峙する発光体の位置決め>
 次に、導光体に対峙する発光体の位置決めに関し補足する。図12及び図14で示す様に、導光体30と回路基板16は共に同一の剛体KFに支持され互いに位置関係が適正に維持され、導光体30の拡散反射面32は剛体KFの第2取付基準を備えた第2平面部KF6から位置決めされる第3の位置d3に保持される。回路基板16はその第2平面部KF6から第2平面部KF6の平面を基準に第1取付基準を備えた第1平面部KF3に対し位置決めされる第1の位置d1に対し、発光体40が導光体30の一端面30Lの基準位置d4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が剛体KFの第2取付基準を備えた第2平面部KF6から第1の位置d3に位置決めすることで導光体の取り付け基準位置d4が決まる。同時に、発光体40を実装する回路基板16をその第2平面部KF6の平面を基準に第1取付基準を備えた第1平面部KF3の所定位置に取り付けることで、回路基板16に実装された発光体40が導光体30の一端面30Lに対峙する第2の位置d2に配設され、発光体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となる。さらに導光体の端面に対峙する発光体の取り付け位置(光軸法線方向に対する位置)のばらつきを最小限に抑えることが出来、導光体と発光体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る。
 また、光源ユニットLaの取り付け位置を決める第1取付基準と導光体ユニットの取り付け位置を決める第2取付基準を備える剛体KFの第1平面部KF3には、図13で示す様に回路基板16を位置決めする位置決め部11a、11bが形成されている。回路基板16には位置決め部11a、11bに支持される位置決め支持部(16a、16b)を備えている。これによれば、単に回路基板16の位置決め支持部(16a、16b)を導光体の取り付け基準とする位置決め部11a、11bに取り付けるだけで、導光体の端面に対峙する発光体の取り付け位置(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。
<リフレクタによる導光体と発光体とのギャップ保持>
 導光体と発光体とのギャップ保持に関し補足する。図14(a)で示す様に、照明装置9は、光を取り込む端面30Lと、端面30L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30Lに対峙する発光体40と、から成る。さらに、発光体40から光を導光体30の一端面30Lに向け反射する反射面49a、49bを備えたリフレクタ49を備え、導光体30はその一端面30Lにリフレクタ49と当接する突出片30Nを形成し、発光体40はその発光体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の突出片30Nと回路基板16とで挟持され、発光体40と導光体30との所定の間隔で保持する。これにより、リフレクタにより発光体と導光体とのギャップを規定することが出来、発光体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。
 また、導光体30はその一端面30Lにリフレクタ49と当接する突出片30Nを形成する。発光体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の突出片30Nと回路基板16とで挟持され、発光体40と導光体30との所定の間隔で保持することによって、その導光体の突出部がリフレクタの平面を広範囲に支え、リフレクタを介し発光体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。
 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の入射面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14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は反射面32と出射面33の間で異なる位置から導光体30の入射面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は出射面33から読取面Rに向かう出射光路方向(図6に矢印hxで示す)に距離を隔てて配列する。
 尚、このリフレクタにより発光体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発光体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。
 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、リフレクタと発光体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発光体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。
 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。
 また、回路基板に実装する発光体の光照射面が広く平面性を有する場合には、その発光体自体をリフレクタに当接させた構造であっても良い。
 また、リフレクタ自体を発光体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発光体と導光体とのギャップを規定するものであっても良い。
 更に、上述した実施例では導光体の一端に発光体が、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発光体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。
[照明装置の他の実施例]
 次に、上述の照明装置の他の実施例について説明する。図23は、図21に相当する他の実施例に関する光源ユニットにおける発光体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)は導光体の一端発光体側から見た導光体に対する発光体の位置を示す平面図、(c)は導光体の他端側から見た発光体の位置を示す平面図である。尚、図21で示す光源ユニットとの違いは、発光体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、その発光体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。
 この実施例にあっては、図23(a)で示す様にこの実施例では導光体30の入射面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体40が配置され、その発光体40は先に説明した図22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24で説明する。尚、図21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。
[照明装置の分光特性]
 次に、図24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22で示すP1乃至P3の位置に発光体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)で構成される発光体40を図22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、その発光体40を図22で示すP2の位置に配置した際に得られる上述の図23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、その発光体40を図22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)で構成される発光体40(41、42)を図22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21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体40を図22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体40を図22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体40(41、42)を図22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。
[画像読取制御系の構成]
 次に、図25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25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により発光体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。
[光源の制御構成]
 また、上記光源点灯手段S-Laによる照明ユニット9の制御について説明する。この第1照明ユニット9aと第2照明ユニット9bは図1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。この照明ユニット9の第1照明ユニット9a及び第2照明ユニット9bは図21で示す様に2つの発光体40で構成する必然性はなく、図23で示す様に1つの発光体40で構成、或いは図示しないが3つ以上の発光体40で構成しても良い。尚、光源の数を増やし全体の照明光量を上げることで、特に、後述する原稿給送ユニットBで読み取り速度を上げる為に第2プラテン3を走行する原稿の速度を上げ、各読取ラインの読取時間が短くなったとしても、照明光量と読取時間の積となる読取光量としては十分に確保出来、原稿給送ユニットBを使った高速対応の読み取りが出来る。
 実際に、キャリッジ6を第1プラテン2上に載置した原稿に沿って移動させ読取る読取り速度に対し、キャリッジ6を第2プラテン3の下方に停止させ、第2プラテン3上を搬送する原稿を読取る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を使って読取る際の光量より第2プラテン3を使って読取る際の光量を高くすることが好ましい。
 従って、第1照明ユニット9aと第2照明ユニット9bを同時点灯する制御だけで無く、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照明ユニット9aを、第2プラテン3に位置するときには第1照明ユニット9aと第2照明ユニット9bを点灯する制御方法も出来る。
[導光体同士間反射防止手段]
 次に、上述した画像読取装置、つまり発光体と、前記発光体の光を入射して線状光源として読取ラインを挟んで対峙し読取面を照射する一対の導光体と、前記読取面からの反射光を画像データとして受光処理するラインセンサとを備える画像読取装置にあっては、図2で示す様に第1照明ユニット9a(第1導光体30a)と第2照明ユニット9b(第2導光体30b)から成る一対の導光体(30a、30b)が図示の様に読取面Rの法線hoを通る光軸に対し対称に配置した場合、一対の導光体間で反射光が繰り返され、結果、先に説明した通り読取った画像に光量斑が生じ易く、中には隣り合う画素間で彩色が変化するといった現象が発生し易く、本願の画像読取装置にはこの現象の発生を抑えるために、一対の導光体の一方から照射され前記読取面で少なくとも正反射され他方の導光体に向かう反射成分の反射光が、他方の導光体で反射され再び読取面を介し一方の導光体に戻るのを阻止若しくは減衰する導光体同士間反射防止手段ST(ST1、ST2、ST3)を備えている。以下、この導光体同士間反射防止手段STについて図3に基づき説明する。
<第1実施系>
 まず、図3(a)で示す導光体同士間反射防止手段について説明すると、読取面Rと一対の導光体30(30a、30b)との間で、図示の様にその導光体のそれぞれほぼ半分全域を覆う様に遮蔽板ST1(導光体同士間反射防止手段)を照明装置9上に両面接着テープや接着剤で貼り付けている。実際に、図示2点鎖線で示す様に遮蔽板ST1の内側端部は、一対の導光体30(30a、30b)の中心部を結ぶ一辺を底辺とし、読取面Rの読取ライン中央部を頂点とする略二等辺三角形を形成する二等辺の外側を通過する前記導光体から前記読取面に至る照射光を遮蔽する位置までその外側部を覆う遮蔽板ST1を延在している。その遮蔽板ST1は、カーボン等の黒色系顔料をポリエステルやポリカーボネート等の合成樹脂に含有した黒色のフィルムシートを型抜きしたもので、形状は中央部位に読取面Rを照射する照射光が貫通する棒状導光体の長手方向に長い長方形の開口を形成した薄い枠体を成し、この実施例では例えば板厚0.18mmのポリカーボネートフィルムが使われている。そして、その型抜きした遮蔽板ST1を前記一対の導光体の読取面側手前でその導光体を支持する支持体となる照明装置9の照射開口面に図示の様に位置決めした状態で両面テープ等の接着手段で貼りつけている。この遮蔽板ST1によって図示点線で示す読取面Rで正反射する反射光※1、※2(片側のみ表示)を遮蔽することが出来る。尚、製品仕様上許容可能で有れば遮蔽板ST1は、片側の導光体のみ遮蔽する構造であっても良い。また、一対の導光体30(30a、30b)の中心部とは各導光体の照明光の基端部となる通常導光体の反射面中央部位とする。
<第2実施系>
 また、図3(b)で示す導光体同士間反射防止手段について説明すると、一対の導光体30(30a、30b)の出射面33(図14参照)に形成され、他方の導光体からの照射光が読取面Rを介し反射される反射光を拡散する拡散面を備える凸部ST2(導光体同士間反射防止手段)から成っている。実際に、図示で示す凸部ST2は、半径0.75mmから1.0mm程度の半円形状に出射面33から突出し、且つ棒状導光体の長手方向に延在し形成され、その突出表面で他方の導光体からの照射光が読取面Rを介し反射され到達する反射光※3(片側のみ表示)を折り返すことなく他方向に拡散している。尚、製品仕様上許容可能で有れば凸部ST2は、片側の導光体のみに形成する構造であっても良い。また、その凸部ST2は一つでなく複数個隣接し形成しても良い。
<第3実施系>
 また、図3(c)で示す導光体同士間反射防止手段について説明すると、図示の通り読取面Rで反射し法線方向に反射する反射光の光軸hoに対し一対の導光体30(30a、30b)同士を非対称ST3(導光体同士間反射防止手段)に配置している。この様に、非対称ST3にすることで一方の導光体に到達する他方の導光体からの照射光が読取面Rを介し反射される反射光の位置が互いにずれることで、一方の導光体に到達し出射面33から内部に入った反射光※4は例えば図示の様に再び出射面33から異なる方向へ射出され、結果的に一対の導光体間で繰り返される反射光を減衰することが出来る。尚、この場合は、光軸hoに対する導光体30aと導光体30bとの各離間距離を異ならせているが、読取面Rに対する導光体30aと導光体30bとの各離間距離を異ならせても良い。また導光体30aと導光体30bの形状が図示の形状をしている場合には、導光体30aと導光体30bの位置は変えずに、導光体30aの姿勢に対する導光体30bの姿勢を異ならせることでも光学光路上非対称な状態と成り得る。
<第4実施系>
 更に、導光体同士間反射防止手段STとして、以上説明した第1実施系乃至第3実施系を適宜組み合わせることで、より効果的に一対の導光体間で繰り返される反射光を減衰させることが出来る。
図に示すようにこの画像読取装置は、ラインセンサ8が発熱源となり、センサ支持部材からレンズ支持部材を介してユニットフレーム11に熱が伝達する。第6ミラー10fはユニットフレーム11のモールド部材57に支持されているため、熱の影響を受けてミラーが傾いたり位置が移動したりして、光学系の位置に変化が生じるおそれがある。この第6ミラーは最後に光を受け、ラインセンサ8に光を入射させる最終ミラーとなるため、角度や位置に精度が要求される。しかし、この第6ミラー10fは、ラインセンサ8の近傍にありラインセンサ8の熱が伝わりやすい位置にあり、ユニットフレームの熱膨張の影響を受けやすい。このため、第6ミラー10fの取付部が全体から離間するように切り込み部58を設けることによって、放熱性を持たせることができる。この切り込み部58は、切り込み表面を広く、また、複数個所に設けることによって放熱性を高めることができる。
 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。
 なお、本出願は、参照によりここに援用される日本特許出願番号2011年136808号、日本特許出願番号2011年136809号、日本特許出願番号2011年136810号からの優先権を請求する。
A   画像読取ユニット
B   原稿給送ユニット
T   導光体保持部材(導光体支持手段)
T1b 当接面
T2b 当接面
T1c 係止爪
T2c 係止爪
KF  剛体
9   照明装置
9a  第1照明ユニット
9b  第2照明ユニット
13  導光体収容部材(導光体支持手段)
13a 溝部
13c 第1の側壁部
13d 第2の側壁部
13e 底部
13f 支持面
30  導光体
30a  第1導光体
30b  第2導光体
30L 入射面
30S 第1、第2の側面
32  反射面
33  出射面
30P 突出部
40  発光体

Claims (12)

  1. 主走査方向に延設された棒状形状で、その少なくとも一端に光を取り込む端面と、
    前記端面から取り込んだ光を拡散反射させる拡散反射面と、
    前記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
    を備える導光体と、
    前記導光体の端面に対峙する光源と、
    前記導光体を保持する導光体ホルダ部材と、から成る光源ユニットと、
    前記照射面から反射される光を受光する受光部と、
    前記照射面から反射される光を画像読取部に導く読取光路を形成する複数の反射部材と、前記光源ユニット、前記複数の反射部材を収容するフレームとを備える画像読取ユニットにおいて、上記フレームは、
    上記照射面に対向するスペースを少なくとも2つに区画し、一方のスペースに上記光源ユニットを収納する第1の収納部と、隣接する他方のスペースに上記反射部材の少なくとも1つの反射部材を収納する第2の収納部を形成し、前記第1の収納部を挟んで前記照射面と反対側に、この照射面からの反射光を最初に受ける第1の反射部材を配置し、この第1の反射部材を上記他方のスペースに配置された反射部材との間に第1の反射部材からの上記読取光路を外れた光が他方のスペースにある反射部材に入射することを遮る遮光部材を設けた画像読取ユニット。
  2. 前記遮光部材が前記導光体ホルダ部材又はこの導光体ホルダ部材を保持するホルダ保持部材からなる請求項1に記載の画像読取ユニット。
  3. 前記遮光部材が導光体ホルダ部材の前記他方のスペース側の側面及び底面である請求項3に記載の画像読取ユニット。
  4. 前記導光体ホルダ部材は金属などの剛性材料によって形成されるホルダ保持部材によって保持され、前記ホルダ保持部材は、前記導光体ホルダ部材の長手方向の少なくとも一側面と接して前記導光体ホルダ部材が前記ホルダ保持部材に姿勢を矯正するように取付けられる主走査方向に延設される第1基準面と、前記導光体の端面に対し前記光源が所定の間隔を隔てて対峙し取付けられる第2基準面を有する請求項1に記載の画像読取ユニット。
  5. 前記導光体ホルダ部材の前記第1反射部材側の面に、前記第1反射部材の主走査方向に延設される照射面から最も近い位置に配設される角部を収容する収容部を形成し、前記角部が前記収容部に収容されることにより、前記角部を前記照射面からの反射光から遮る遮光手段とした請求項1に記載の画像読取ユニット。
  6. 前記少なくとも一つの反射部材は、前記第1反射部材の反射基準面に対して反射基準面の反対の面を向けた位置に配置されるとともに、前記第1反射部材で反射された読取光路より光源ユニット側に位置している請求項1に記載の画像読取ユニット。
  7. 前記他方のスペースに配設される前記反射部材は、前記他方のスペース内において、前記遮光部材に対して反射基準面の反対の面を向けた位置関係にある第2反射部材と、前記第1反射部材に対して第2反射部材より遠い位置に配設される第3反射部材とを備え、前記第3反射部材は前記第2反射部材より前記第1反射部材から次の反射部材に向かう読取光路から遠い位置に配置される請求項1に記載の画像読取ユニット。
  8. 前記他方のスペース内における第2反射部材と第3反射部材の配設角度は、第2反射部材より第3反射部材の方が、前記第1反射部材から次の反射部材に向かう読取光路となす角度が小さい請求項7に記載の画像読取ユニット。
  9. 前記光源ユニットは、前記ホルダ保持部材は、前記第1基準面と、この第1基準面と略直交して前記光源の取付面となる第2基準面と、前記光源に対する前記導光体の端部の位置を規制する第3基準面を備え、前記第2基準面は前記所定の間隔を設定する請求項2に記載の画像読取ユニット。
  10. 前記ホルダ保持部材は前記導光体ホルダ部材を収容する開口部を有し、この開口部の長手方向に延びる少なくとも一方の壁に前記第1基準面が形成される請求項9に記載の画像読取ユニット。
  11. 前記導光体ホルダ部材は前記導光体が収容される受け部を有し、この受け部の長手方向に延びる外壁面が前記ホルダ保持部材の壁に当接する請求項10に記載の画像読取ユニット。
  12. 前記導光体はその長手方向の少なくとも一端にフランジ部を備え、前記ホルダ保持部材に導光体ホルダを固定した時に導光体ホルダ部材に収容された導光体のフランジを前記ホルダ保持部材の第3基準面に当接させて、光源に対して導光体を位置決めする請求項9に記載の画像読取ユニット。
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