以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下に示す実施の形態は、本発明を具体化した例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
図1は、本発明の実施の形態に係る画像読取装置100を備えた画像形成装置Dを概略的に示す断面図である。
図1に示す画像形成装置Dは、原稿G(後述する図2等参照)の画像を読み取る画像読取装置100と、画像読取装置100により読み取られた原稿Gの画像又は外部から受信した画像をカラーもしくは単色で普通紙等の記録シートに記録形成する装置本体Ddとを備えている。
[画像形成装置の全体構成について]
画像形成装置Dの装置本体Ddは、露光装置1、現像装置2(2a,2b,2c,2d)、像担持体として作用する感光体ドラム3(3a,3b,3c,3d)、帯電器5(5a,5b,5c,5d)、クリーナ装置4(4a,4b,4c,4d)、転写部として作用する中間転写ローラ6(6a,6b,6c,6d)を含む中間転写ベルト装置8、定着装置12、シート搬送装置50、給紙部として作用する給紙トレイ10、及び排紙部として作用する排紙トレイ15を備えている。
画像形成装置Dの装置本体Ddにおいて扱われる画像データは、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色を用いたカラー画像に応じたもの、又は単色(例えばブラック)を用いたモノクロ画像に応じたものである。従って、現像装置2(2a,2b,2c,2d)、感光体ドラム3(3a,3b,3c,3d)、帯電器5(5a,5b,5c,5d)、クリーナ装置4(4a,4b,4c,4d)、中間転写ローラ6(6a,6b,6c,6d)は各色に応じた4種類の画像を形成するようにそれぞれ4個ずつ設けられ、それぞれの末尾符号a〜dのうち、aがブラックに、bがシアンに、cがマゼンタに、dがイエローに対応付けられて、4つの画像ステーションが構成されている。以下、末尾符号a〜dは省略して説明する。
感光体ドラム3は、装置本体Ddの上下方向のほぼ中央に配置されている。帯電器5は、感光体ドラム3の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段であり、接触型であるローラ型やブラシ型の帯電器のほか、チャージャ型の帯電器が用いられる。
露光装置1は、ここでは、レーザダイオード及び反射ミラーを備えたレーザスキャニングユニット(LSU)であり、帯電された感光体ドラム3表面を画像データに応じて露光して、その表面に画像データに応じた静電潜像を形成する。
現像装置2は、感光体ドラム3上に形成された静電潜像を(K,C,M,Y)のトナーにより現像する。クリーナ装置4は、現像及び画像転写後に感光体ドラム3表面に残留したトナーを除去及び回収する。
感光体ドラム3の上方に配置されている中間転写ベルト装置8は、中間転写ローラ6に加えて、中間転写ベルト7、中間転写ベルト駆動ローラ21、従動ローラ22、テンションローラ23、及び中間転写ベルトクリーニング装置9を備えている。
中間転写ベルト駆動ローラ21、中間転写ローラ6、従動ローラ22、テンションローラ23等のローラ部材は、中間転写ベルト7を張架して支持し、中間転写ベルト7を所定のシート搬送方向(図中矢印方向)に周回移動させる。
中間転写ローラ6は、中間転写ベルト7内側に回転可能に支持され、中間転写ベルト7を介して感光体ドラム3に圧接されている。
中間転写ベルト7は、各感光体ドラム3に接触するように設けられており、各感光体ドラム3表面のトナー像を中間転写ベルト7に順次重ねて転写することによって、カラーのトナー像(各色のトナー像)を形成する。この転写ベルト7は、ここでは、厚さ100μm〜150μm程度のフィルムを用いて無端ベルト状に形成されている。
感光体ドラム3から中間転写ベルト7へのトナー像の転写は、中間転写ベルト7内側(裏面)に圧接されている中間転写ローラ6によって行われる。中間転写ローラ6には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス(例えば、トナーの帯電極性(−)とは逆極性(+)の高電圧)が印加される。中間転写ローラ6は、ここでは、直径8〜10mmの金属(例えばステンレス)軸をベースとし、その表面は、導電性の弾性材(例えばEPDM、発泡ウレタン等)により覆われたローラである。この導電性の弾性材により、中間転写ベルト7に対して均一に高電圧を印加することができる。
画像形成装置Dの装置本体Ddは、転写部として作用する転写ローラ11aを含む2次転写装置11をさらに備えている。転写ローラ11aは、中間転写ベルト7の中間転写ベルト駆動ローラ21とは反対側(外側)に接触している。
上述の様に各感光体ドラム3表面のトナー像は、中間転写ベルト7で積層され、画像データによって示されるカラーのトナー像となる。このように積層された各色のトナー像は、中間転写ベルト7と共に搬送され、2次転写装置11によって記録シート上に転写される。
中間転写ベルト7と2次転写装置11の転写ローラ11aとは、相互に圧接されてニップ域を形成する。また、2次転写装置11の転写ローラ11aには、中間転写ベルト7上の各色のトナー像を記録シートに転写させるための電圧(例えば、トナーの帯電極性(−)とは逆極性(+)の高電圧)が印加される。さらに、そのニップ域を定常的に得るために、2次転写装置11の転写ローラ11aもしくは中間転写ベルト駆動ローラ21の何れか一方を硬質材料(金属等)とし、他方を弾性ローラ等の軟質材料(弾性ゴムローラや発泡性樹脂ローラ等)としている。
また、2次転写装置11によって中間転写ベルト7上のトナー像が記録シート上に完全に転写されず、中間転写ベルト7上にトナーが残留することがあり、この残留トナーが次工程でトナーの混色を発生させる原因となる。このため、中間転写ベルトクリーニング装置9によって残留トナーを除去及び回収する。中間転写ベルトクリーニング装置9には、例えばクリーニング部材として中間転写ベルト7に接触するクリーニングブレードが備えられており、このクリーニングブレードで残留トナーを除去及び回収することができる。従動ローラ22は、中間転写ベルト7を内側(裏側)から支持しており、クリーニングブレードは、外部から従動ローラ22に向けて押圧するように中間転写ベルト7に接触している。
給紙トレイ10は、記録シートを格納しておくためのトレイであり、装置本体Ddの画像形成部110の下側に設けられている。また、画像形成部110の上側に設けられている排紙トレイ15は、印刷済みの記録シートをフェイスダウンで載置するためのトレイである。
また、装置本体Ddには、給紙トレイ10の記録シートを2次転写装置11や定着装置12を経由させて排紙トレイ15に送るためのシート搬送装置50が設けられている。このシート搬送装置50は、Sの字形状のシート搬送路Sを有し、シート搬送路Sに沿って、ピックアップローラ16、サバキローラ14a、分離ローラ14b、各搬送ローラ13、レジスト前ローラ対19、レジストローラ対106、定着装置12、及び排紙ローラ17等の搬送部材が配置されている。
ピックアップローラ16は、給紙トレイ10のシート搬送方向下流側端部に設けられ、給紙トレイ10から記録シートを1枚ずつシート搬送路Sに供給する呼び込みローラである。サバキローラ14aは、分離ローラ14bとの間に記録シートを通過させて1枚ずつ分離しつつシート搬送路Sへと搬送する。各搬送ローラ13及びレジスト前ローラ対19は、記録シートの搬送を促進補助するための小型のローラである。各搬送ローラ13は、シート搬送路Sに沿って複数箇所に設けられている。レジスト前ローラ対19は、レジストローラ対106のシート搬送方向上流側の直近に設けられており、記録シートをレジストローラ対106へと搬送するようになっている。
レジストローラ対106は、レジスト前ローラ19にて搬送されてきた記録シートを一旦停止させて、記録シートの先端を揃え、中間転写ベルト7と2次転写装置11間のニップ域で中間転写ベルト7上のカラートナー像が記録シートに転写されるように、感光体ドラム3及び中間転写ベルト7の回転にあわせて、記録シートをタイミングよく搬送する。
例えば、レジストローラ対106は、中間転写ベルト7と2次転写装置11との間のニップ域で中間転写ベルト7上のカラートナー像の先端が記録シートにおける画像形成範囲の先端に合うように、記録シートを搬送する。
定着装置12は、ヒートローラ31及び加圧ローラ32を備えている。ヒートローラ31及び加圧ローラ32は、記録シートを挟み込んで搬送する。
ヒートローラ31は、所定の定着温度となるように温度制御され、加圧ローラ32と共に記録シートを熱圧着することにより、記録シートに転写されたトナー像を溶融、混合、圧接し、記録シートに対して熱定着させる機能を有している。また、定着装置12には、ヒートローラ31を外部から加熱するための外部加熱ベルト33が設けられている。
各色のトナー像の定着後での記録シートは、排紙ローラ17によって排紙トレイ15上に排出される。
なお、4つの画像形成ステーションのうち少なくとも一つを用いて、モノクロ画像を形成し、モノクロ画像を中間転写ベルト装置8の中間転写ベルト7に転写することも可能である。このモノクロ画像も、カラー画像と同様に、中間転写ベルト7から記録シートに転写され、記録シート上に定着される。
また、記録シートの表(オモテ)面だけではなく、両面の画像形成を行う場合は、記録シートの表面の画像を定着装置12により定着した後に、記録シートをシート搬送路Sの排紙ローラ17により搬送する途中で、排紙ローラ17を停止させてから逆回転させ、記録シートを表裏反転経路Srに通して、記録シートの表裏を反転させてから、記録シートを再びレジストローラ対106へと導き、記録シートの表面と同様に、記録シートの裏面に画像を記録して定着し、記録シートを排紙トレイ15に排出する。
[画像読取装置の全体構成について]
図2は、図1に示す画像読取装置100を背面から視た概略断面図である。図1及び図2に示す画像読取装置100は、縮小光学系タイプの画像読取装置とされており、原稿移動方式により原稿Gを移動させて原稿画像を読み取り、かつ、原稿固定方式により原稿Gを固定して原稿画像を読み取るように構成されている。
すなわち、画像読取装置100は、原稿移動読取モードを実行する原稿移動読取構成(原稿移動読取機能)と原稿固定読取モードを実行する原稿固定読取構成(原稿固定読取機能)とを備えている。
原稿移動読取構成は、原稿Gを自動的に搬送する自動原稿送り装置300で第1の透明板の一例である原稿読取ガラス201a上を通過するように副走査方向(図中矢印Y1方向)の一方側に搬送される原稿Gを、原稿読取部200において読取位置Vに位置する光源ユニット210(照明装置の一例)にて原稿読取ガラス201aを介して照明しつつ光源ユニット210により照明された原稿Gからの反射光を主走査方向(図2の矢印X方向)に走査して原稿画像を読み取る。
原稿固定読取構成は、光源ユニット210を副走査方向Yの一方側に移動させつつ第2の透明板の一例であるプラテンガラス(原稿台ガラス)201b上に載置される原稿Gをプラテンガラス201bを介して照明し、光源ユニット210により照明された原稿Gからの反射光を主走査方向Xに走査して原稿画像を読み取る。なお、図2では光源ユニット210が読取位置Vに位置している状態を示している。
詳しくは、原稿読取部200は、プラテンガラス201b、走査体として作用する光源ユニット210、光源ユニット210を移動させる光学系駆動部530(図1及び図2では図示せず、後述する図8参照)、ミラーユニット203、集光レンズ204及び光電変換素子(ここではCCD)205を備えており、これらの部材は金属製の枠体202内に収容されている。光源ユニット210は、原稿Gへ向けて光を照射する光源211と、原稿Gからの反射光をミラーユニット203へ導く第1ミラー230とを有している。なお、第1及び第2発光素子212a,…,212b,…や第1及び第2光源基板213a,213b等の構成部材を備えた光源ユニット210についてはのちほど図3を参照しながら詳しく説明する。
原稿Gを載置するプラテンガラス201bは、透明なガラス板からなり、主走査方向Xの両端部が枠体202に載置されている。なお、自動原稿送り装置300は、副走査方向Yに沿った軸線回りに(例えばヒンジによって軸支され)原稿読取部200に対して開閉可能となっており、その下面には、原稿読取部200のプラテンガラス201b上に載置された原稿Gを上から押さえる原稿押さえ部材319が設けられている。
ミラーユニット203は、第2ミラー203a、第3ミラー203b及び支持部材(図示せず)を備えている。前記支持部材は、第2ミラー203aを、光源ユニット210における第1ミラー230からの光を反射して第3ミラー203bに導くように支持している。また、前記支持部材は、第3ミラー203bを、第2ミラー203aからの光を反射して集光レンズ204に導くように支持している。集光レンズ204は、第3ミラー203bからの光を光電変換素子205の受光面205dに集光するものである。光電変換素子205は、集光レンズ204からの光(原稿画像光)を繰り返し主走査方向Xに走査し、その度に、1走査ラインのアナログ信号を出力する。
また、光学系駆動部530は、ここでは、図示しないスキャナモータ及び図示しないプーリー及びワイヤー等の移動機構を備えており、これらスキャナモータ及び移動機構によって、光源ユニット210を一定の速度で副走査方向Yに移動させると共に、ミラーユニット203を光源ユニット210の移動速度の1/2の移動速度で同じく副走査方向Yに移動させるように構成されている。
ここでは、原稿読取部200は、原稿固定方式に加えて、原稿移動方式にも対応しており、原稿読取ガラス201aを備えている。従って、光学系駆動部530は、さらに、光源ユニット210を原稿読取ガラス201a下方の所定のホームポジションVに位置させるように構成されている。
自動原稿送り装置300は、原稿Gを搬送するために載置する原稿トレイ301と、この原稿トレイ301の下方に配置される排出トレイ302と、これらの間を接続する第1搬送路303と、上流側搬送ローラ対304及び下流側搬送ローラ対305とからなる2つの搬送ローラ対とを備えている。
上流側搬送ローラ対304は、原稿読取ガラス201aを基準にして原稿Gを原稿Gの搬送方向Y1において上流側で搬送する。下流側搬送ローラ対305は、原稿読取ガラス201aを基準にして原稿Gを原稿Gの搬送方向Y1において下流側で搬送する。すなわち、上流側搬送ローラ対304、原稿読取ガラス201a及び下流側搬送ローラ対305は、搬送方向Y1に沿ってこの順に配設されている。また、原稿読取ガラス201aは、第1搬送路303の搬送壁の一部を構成する様に略水平に設けられている。
自動原稿送り装置300は、さらに、ピックアップローラ306と、サバキローラ307と、分離パッド等の分離部材308とを備えている。
ピックアップローラ306は、原稿トレイ301上に載置された原稿Gを原稿トレイ301から搬送方向Y1に沿って第1搬送路303内へ送り出すものである。サバキローラ307は、ピックアップローラ306より搬送方向Y1の下流側に配置されており、ピックアップローラ306にて送られてきた原稿Gを分離部材308と共に挟持しつつさらに搬送方向Y1の下流側へ搬送するものである。分離部材308は、サバキローラ307に対峙された状態でサバキローラ307との間に搬送される原稿Gが1枚になるように原稿Gを捌く(分離する)ようになっている。
かかる構成を備えた自動原稿送り装置300は、原稿Gをピックアップローラ306にてサバキローラ307と分離部材308との間に搬送し、ここで原稿Gを捌いて分離すると共にサバキローラ307が回転駆動されることによって1枚ずつ搬送するようになっている。そして、サバキローラ307にて搬送される原稿Gを第1搬送路303にて案内して上流側搬送ローラ対304に向けて1枚ずつ供給するようになっている。
詳しくは、ピックアップローラ306は、原稿トレイ301に積載された原稿Gに対して、図示しないピックアップローラ駆動部にて接離可能とされている。また、ピックアップローラ306は、無端ベルト等を含む駆動伝達手段309を介してサバキローラ307と同方向に回転するようにサバキローラ307に連結されている。ピックアップローラ306及びサバキローラ307は、原稿Gの読み取り要求がなされると、図示しない原稿供給駆動部にて原稿Gを搬送方向Y1に搬送させる方向(図2中矢印W)に回転駆動されるようになっている。
本実施の形態では、自動原稿送り装置300は、原稿Gの一方の面を読み取り可能に搬送した後、原稿Gを表裏が逆転するように反転させて原稿Gの他方の面を読み取り可能に搬送するように構成されている。
詳しくは、自動原稿送り装置300は、前記の構成に加えて、さらに、反転ローラ対310と、第2搬送路311と、切換爪312とを備えている。
第1搬送路303は、原稿Gをサバキローラ307から上流側搬送ローラ対304、原稿読取ガラス201a、下流側搬送ローラ対305及び反転ローラ対310を経て排出トレイ302へ搬送するようにループ状に形成されている。反転ローラ対310は、下流側搬送ローラ対305よりも搬送方向Y1の下流側に配設され、かつ、下流側搬送ローラ対305からの原稿Gを後端(搬送方向Y1上流側端)が前になるように搬送するためのものである。第2搬送路311は、反転ローラ対310と下流側搬送ローラ対305との間の分岐部Sdから分岐され、かつ、反転ローラ対310にて後端が前になるように搬送された原稿Gを原稿Gの表裏が逆転するように反転させるために第1搬送路303の上流側搬送ローラ対304よりも搬送方向Y1の上流側へ導くものである。第1搬送路303の反転ローラ対310と分岐部Sdとの間には、スイッチバック搬送路313が形成されている。このスイッチバック搬送路313は、反転ローラ対310の順方向(原稿Gの搬送方向Y1)の回転による原稿Gの搬送と、逆方向の回転による原稿Gの逆搬送とが可能な搬送路とされている。
切換爪312は、分岐部Sdに配置され、かつ、原稿Gを反転ローラ対310から第2搬送路311を介して上流側搬送ローラ対304へ導く第1切換姿勢と、原稿Gを下流側搬送ローラ対305からスイッチバック搬送路313を介して反転ローラ対310へ導く第2切換姿勢とをとり得るように構成されている。
ここでは、切換爪312は、通常状態では、スイッチバック搬送路313と第2搬送路311とを直結する形態で配置され(第1切換姿勢、図2中実線参照)、原稿読取部200で原稿画像が読み取られた原稿Gが搬送方向Y1に搬送される際には、原稿Gの先端(搬送方向Y1下流側端)が切換爪312を押し上げて原稿Gをスイッチバック搬送路313へ導くようになっている(第2切換姿勢、図中破線参照)。この分岐爪312は、爪部312aが自重で落下し、下流側搬送ローラ対305と反転ローラ対310との間の第1搬送路303を閉塞して前記第1切換姿勢をとるように反転ローラ対311の軸線方向に沿った揺動軸Qの回りに揺動自在とされている。そして、切換爪312は、原稿Gの後端がスイッチバック搬送路313内に位置し、原稿Gが逆方向に回転する反転ローラ対310にて原稿Gの搬送方向Y1とは反対方向の逆搬送方向(図中矢印Y2方向)に逆搬送される際には、原稿Gを第2搬送路311へ導くようになっている。
なお、原稿トレイ301に載置された原稿Gのサイズは、原稿トレイ301の原稿載置部に配設された原稿サイズセンサ314で検出されるようになっている。原稿トレイ301に載置された原稿Gの有無は、原稿トレイ301の原稿載置部のピックアップローラ306近傍に配設された原稿有無検知センサ315で検出されるようになっている。また、上流側搬送ローラ対304は、停止状態においてサバキローラ307にて搬送された原稿Gの先端を突き合わせて整合し、読み取りタイミングに合わせて回転駆動されるようになっている。こうして搬送される原稿Gは、第1搬送路303の搬送方向Y1において第2搬送路311より下流側、かつ、上流側搬送ローラ対304より下流側に配設された搬送センサ316で検出されるようになっている。また、反転ローラ対310にて排出される原稿Gは、反転ローラ対310より排出側で反転ローラ対310近傍に配設された排出センサ317で検出されるようになっている。なお、搬送ローラ対304,305、反転ローラ対310等の搬送系ローラは、図示しない搬送系の駆動部にて駆動されるようになっている。
また、本実施の形態においては、原稿搬送部200は、デジタル画像信号の値をフラットにするシェーディング補正時に読み取るための白基準部材(ここでは白基準板)318をさらに備えている。具体的には、白基準部材318は、原稿読取ガラス201aと対向する位置に設けられた読取ガイド部材とされている。つまり、白基準部材318は、搬送される原稿Gを原稿読取ガラス201aと共に案内する読取ガイドとしても機能するようになっている。
以上説明した画像読取装置100では、原稿固定方式による原稿Gの読み取り指示がなされると、光源ユニット210はプラテンガラス201bに載置される原稿Gに対して光をプラテンガラス201bを介して照射しながら一定の速度で副走査方向Yの一方側に移動して原稿Gの画像を走査し、それと同時にミラーユニット203は光源ユニット210の移動速度の1/2の移動速度で同じく副走査方向Yの一方側に移動する。
光源ユニット210にて照明されて原稿Gから反射された反射光は、光源ユニット210に設けられた第1ミラー230で反射したのち、ミラーユニット203の第2及び第3ミラー203a,203bによって180°光路変換される。第3ミラー203bから反射された光は、集光レンズ204を介して光電変換素子205の受光面205dに結像し、ここで原稿画像光が読み取られてアナログ信号に変換される。
一方、原稿移動方式による原稿Gの読み取り指示がなされると、光源ユニット210が図2に示される位置Vに静止したまま、自動原稿送り装置300によって原稿Gが図2に示される位置Vの上部を通過するように副走査方向Yの一方側に搬送される。すなわち、原稿トレイ301に載置された原稿Gは、ピックアップローラ306によって取り出され、サバキローラ307及び分離部材308によって1枚ずつに分離され、第1搬送路303に搬送される。第1搬送路303に搬送された原稿Gは、搬送センサ316で原稿Gの搬送が確認された後、上流側搬送ローラ対304によって、斜行防止のために先端が揃えられると共に、規定の読み取りタイミングで送り出され、表裏が反転されて原稿読取ガラス201aへと搬送される。
そして、原稿読取ガラス201上を通過した原稿Gの一方の面に、光源ユニット210からの光が原稿読取ガラス201を介して照射されて該一方の面で反射される。この原稿Gの一方の面から反射された光は、上述の原稿固定方式と同様に第1ミラー230によって反射された後、ミラーユニット203の第2及び第3ミラー203a,203bによって180°光路変換され、集光レンズ204を介して光電変換素子205の受光面205dに結像し、ここで原稿画像が読み取られてアナログ信号に変換される。なお、この光電変換素子205による読み取り動作は、後述する両面読み取りの場合も同様であり、以下では説明を省略する。
読み取りが終了した原稿Gは、下流側搬送ローラ対305によって読取ガラス201b上から引き出され、第1搬送路303のスイッチバック搬送路313を介して、可逆回転可能な反転ローラ対310によって排出トレイ302上に排出される。
また、原稿Gの一方の面と他方の面との両面を読み取る場合には、一方の面が読み取られた原稿Gが排出トレイ302に排出されることなく、原稿Gの後端がスイッチバック搬送路313内に位置するように搬送され、逆方向に回転する反転ローラ対310にて逆搬送方向Y2に逆搬送されて第1切換姿勢にある切換爪312にて第2搬送路311へ導かれる。第2搬送路311に導かれた原稿Gは、第2搬送路311を介して、再度、第1搬送路303に戻ることで、表裏が反転されて上流側搬送ローラ対304にて搬送され、原稿読取ガラス201上を通過して他方の面が読み取られる。こうして両面の読み取りが終わった原稿Gは、再度、第1搬送路303に戻ることで、表裏が反転されて搬送ローラ対304,305にて搬送され、その後、第1搬送路303のスイッチバック搬送路313を通過し、順方向に回転する反転ローラ対310を介して排出トレイ302に排出される。
図3は、光源ユニット210の概略構成を示す図である。図3(a)は、その斜視図を示しており、図3(b)は、その分解斜視図を示している。図4は、光源ユニット210における光源211の概略構成を示す図である。図4(a)は、光源ユニット210の側面図を示しており、図4(b)は、光源211の側面図を示している。なお、図4においては、原稿読取ガラス201a、プラテンガラス201b及び原稿Gも図示している。
本実施の形態では、光源211は、複数列の光源群(具体的には第1光源群220a及び第2光源群220b)を備えている。第1光源群220a及び第2光源群220bは、原稿Gにおける主走査方向Xに延びる一定の光照射領域Ldを間にして、主走査方向Xに直交する光照射面Gdに沿った副走査方向Yの両側に列設されている。第1光源群220a及び第2光源群220bは、それぞれ、複数個の発光素子(具体的には第1発光素子212a,…及び第2発光素子212b,…)を備えている。第1発光素子212a,…及び第2発光素子212b,…)は、各光軸La,…,Lb,…が主走査方向Xに対して直角になるように配置されている。
詳しくは、光源211は、副走査方向Yの両側のうち、一方側には複数個の第1発光素子212a,…で構成される第1光源群220aが主走査方向Xに列設されており、他方側には複数個の第2発光素子212b,…で構成される第2光源群220bが主走査方向Xに列設されている。
光源211は、主走査方向Xに延びる互いに平行な複数の基板(具体的には第1及び第2光源基板213a,213b)を備えている。第1光源基板213aには、複数個の第1発光素子212a,…が搭載され、第2光源基板213bには、複数個の第2発光素子212b,…が搭載されている。
より具体的には、光源ユニット210は、発光素子アレイユニット215と、発光素子アレイユニット215が設けられたミラーベースユニット216とを備えている。
発光素子アレイユニット215は、第1発光素子212a,…と、第1光源基板213aと、第2発光素子212b,…と、第2光源基板213bと、第1光源基板213a及び第2光源基板213bが設けられた基台214とを備えている。
詳しくは、第1光源基板213a及び第2光源基板213bは、長手方向が主走査方向Xに向くように基台214に配置されている。基台214は、第1及び第2光源基板213a,213bを副走査方向Yに所定の間隔をあけて主走査方向X両端側でビス等の固定部材SCにて固定している。こうして、第1発光素子212a,…と第2発光素子212b,…とが、光照射領域Ldを間にして、副走査方向Yの両側に主走査方向Xに沿ってそれぞれ列設されている。
基台214には、さらに、第1光源基板213aと第2光源基板213bとの間において、原稿Gからの反射光L1を通過させるための主走査方向Xに沿って延びる開口(ここではスリット)Rが形成されている。このスリットRは、原稿の読み取りの際には、原稿読取位置である光照射領域Ldの下方に配置される。第1光源群220a及び第2光源群220bは、スリットRの短手方向の両側に配列されている。
ミラーベースユニット216には、第1ミラー230が設けられている。詳しくは、第1ミラー230は、原稿Gの光照射面Gdで反射した光を基台214に設けられたスリットRを介してミラーユニット203の第2ミラー203aに導くようにミラーベースユニット216の主走査方向Xに沿った開口216aに挿通された状態で支持されている。
また、本実施の形態では、図4(b)に示すように、複数個の第1発光素子212a,…及び複数個の第2発光素子212b,…は、それぞれ、搭載される第1光源基板213a及び第2光源基板213bの発光素子の配置面Fに対して光軸La,…,Lb,…が平行になるように光を射出するサイド発光を行う発光面E1を有している。具体的には、第1発光素子212a,…を搭載した第1光源基板213aと、第2発光素子212b,…を搭載した第2光源基板213bとは、側面視において光軸La,…,Lb,…の方向が光照射領域Ld側へ向くように原稿G側とは反対側が開いた逆「V字」形に配置されている。光照射領域Ldは、第1光源基板213a及び第2光源基板213bの中間に位置している。
また、搭載される第1光源基板213a及び第2光源基板213bの配置面Fに対して光軸La,…,Lb,…が垂直になるように光を射出する頂面発光を行ってもよい。
なお、図3において、符号P1は、第1発光素子212a,…のピッチを示しており、符号P2は、第2発光素子212b,…のピッチを示している。また、図4(b)において、符号Haは、各第1発光素子212a,…から光照射領域Ldまでの光軸Laの距離である第1光軸距離を示しており、符号Hbは、各第2発光素子212b,…,から光照射領域Ldまでの光軸Lbの距離である第2光軸距離を示している。
図5は、第1発光素子212a,…及び第2発光素子212b,…が頂面発光を行う一例を示す概略側面図である。
図5に示すように、第1発光素子212a,…及び第2発光素子212b,…が頂面発光を行う発光面E2を有する場合には、光軸La,…,Lb,…の方向が光照射領域Ld側へ向くように原稿G側が開いた「V字」形に第1光源基板213a及び第2光源基板213bを配置することができる。光照射領域Ldは、第1光源基板213a及び第2光源基板213bの中間に位置している。
このように発光素子は図4及び図5に示す配置構成とすることができるが、発光素子がサイド発光と頂面発光とのうち何れかの発光を行う場合、光源ユニット210内の構成部品の配置構成に応じて、サイド発光を行う構成と頂面発光を行う構成との使い分けを行うことで、光源ユニット210内の空いたスペースを有効に利用することができる。
図6は、第1光源基板213a及び第2光源基板213bにそれぞれ搭載された第1光源群220a及び第2光源群220bの配列状態の一例を示す概略平面図である。
図6に示すように、光源211は、第1光源基板213a及び第2光源基板213b上にそれぞれ列設された第1光源群220a及び第2光源群220bからの光を原稿Gの光照射面Gd(具体的には光照射領域Ld)に向けて照射するようになっている。第1光源群220a及び第2光源群220bは、それぞれ、複数個の第1発光素子212a(1),…,212a(i)(iは2以上の整数)及び複数個の第2発光素子212b(1),…,212b(j)(jは2以上の整数)を備えている。本実施の形態では、iは16とされており、jは12とされている。以下、iを16とし、jを12として説明する。
第1発光素子212a(1),…,212a(16)及び第2発光素子212b(1),…,212b(12)は、何れも発光ダイオード(LED)素子とされている。第1及び第2発光素子212a(1),…,212a(16),212b(1),…,212b(12)は、所定の一方向に強い指向特性を有している。第1及び第2発光素子212a(1),…,212a(16),212b(1),…,212b(12)から射出される光のうち光束が最も強くなる方向が光軸La,…,Lb,…とされている。なお、第1及び第2発光素子212a(1),…,212a(16),212b(1),…,212b(12)は、同じタイプ(型式)のものとされている。
第1発光素子212a(1),…,212a(16)及び第2発光素子212b(1),…,212b(12)は、光照射領域Ld側に向けて光を照射するものである。光照射領域Ldが原稿読取位置とされる。なお、第1光軸距離Ha(図4(b)参照)は何れも同一距離とされている。また、第2光軸距離Hb(図4(b)参照)は何れも同一距離とされている。ここでは、第1光軸距離Ha及び第2光軸距離Hbは、同一距離とされている。
(光源ユニットにおける発光素子の配列構成)
次に、光源211における第1発光素子212a(1),…,212a(16)及び第2発光素子212b(1),…,212b(12)の配列構成について説明する。
第1光源群220aにおける第1発光素子212a(1),…,212a(16)は、同一光源群(具体的には220a)内において同一ピッチ(具体的にはP1)とされ、第2光源群220bにおける第2発光素子212b(1),…,212b(12)は、同一光源群(具体的には220b)内において同一ピッチ(具体的にはP2)とされている。また、第1発光素子212a(1),…,212a(16)及び第2発光素子212b(1),…,212b(12)は、第1光源群220a及び第2光源群220b間において互いに異なるピッチ(P1<P2)とされている。具体的には、ピッチP1は18mmとされ、ピッチP2は24mmとされている。なお、ピッチP1は、主走査方向Xにおける第1発光素子中心(光出射部)間の距離であり、ピッチP2は、主走査方向Xにおける第2発光素子中心(光出射部)間の距離である。なお、図6において、符号K1,…,Kn−1,Knは、光照射面Gdへの光軸La,…,Lb,…の主走査方向Xにおける照射位置である光軸照射位置を示している。
図7は、何れの発光素子も同一光量とした場合において光照射領域Ldでの主走査方向Xにおける照度分布α1,α2,α3の一例を示すグラフである。図7(a)は、第1光源群220aにおける第1発光素子212a(1),…,212a(16)の光軸La,…を第1光源群220a単独で光照射領域Ldに照射した場合での照度分布α1を示している。図7(b)は、第2光源群220bにおける第2発光素子212b(1),…,212b(12)の光軸Lb,…を第2光源群220b単独で光照射領域Ldに照射した場合での照度分布α2を示している。図7(c)は、第1及び第2光源群220a,220bにおける第1及び第2発光素子212a(1),…,212a(16),212b(1),…,212b(12)の光軸La,…,Lb,…を光照射領域Ldに照射した場合での照度分布α3を示している。なお、図7(a)及び図7(b)において、原稿Gの光照射面Gd(具体的には光照射領域Ld)での主走査方向Xの明暗の繰り返しによる照度ムラの中央の照度をM[Lx]としている。このことは、後述する図16(a)及び図16(b)についても同様である。また、図7において、一方の端(図6中の左側の端)の発光素子を横軸の原点としており、符号β1〜β16は、明部の頂点を示しており、符号γ1〜γ15は、暗部の最下点を示している。このことは、後述する図9、図16、図17及び図20についても同様である。
図7に示すように、照度ムラを示す照度分布α3(図7(c)参照)は、第1光源群220aの照度分布α1(図7(a)参照)と第2光源群220bの照度分布α2(図7(b)参照)とを合成した(足し合わせた)照度分布となっており、振幅や変動周期が一定になっていない。
このように、本実施の形態によれば、第1光源群220aにおける第1発光素子212a(1),…,212a(16)は、同一光源群(具体的には220a)内において同一ピッチ(具体的にはP1)とされ、第2光源群220bにおける第2発光素子212b(1),…,212b(12)は、同一光源群(具体的には220b)内において同一ピッチ(具体的にはP2)とされ、第1光源群220a及び第2光源群220b間において互いに異なるピッチ(P1<P2)とされているので、原稿Gの光照射面Gdでの主走査方向Xにおける照度分布α3(図7(c)参照)の振幅や変動周期が一定にならないようにすることができ、これにより、照度ムラを目立ち難くすることが可能となる。
本実施の形態では、第1光源群220a及び第2光源群220b間において、光軸照射位置K1,…,Kn−1,Kn(図6参照)の少なくとも一つ(具体的にはK1,K7,…,Kn−5)が一致している。なお、nは3以上の整数である。本実施の形態では、nは24とされている。以下、nを24として説明する。
すなわち、第1光源群220aの第1発光素子212a(1),…,212a(16)による光軸照射位置の少なくとも一つK1,K7,…,K19と、第2光源群220bの第2発光素子212b(1),…,212b(12)による光軸照射位置の少なくとも一つK1,K7,…,K19とが一致している。
具体的には、第1発光素子212a(1),…,212a(16)の4つおきの光軸Laと第2発光素子212b(1),…,212b(12)の3つおきの光軸Lbとが主走査方向Xに直交する同一仮想平面上に位置している。
こうすることで、光軸照射位置K1,K7,…,K19を第1光源群220a及び第2光源群220b間におけるピッチの長さ(具体的にはP1=18mm,P2=24mm)に対する最小公倍数(具体的には72mm)の長さ毎に一致させることができる。これにより、何れの発光素子も同一光量とした場合での第1光源群220a及び第2光源群220b間における一致している光軸照射位置K1,K7,…,K19で照度を最大にすることができる。これにより、照度分布α3(図7(c)参照)の一致している光軸照射位置K1,K7,…,K19の明部の頂点β1,β5,…,β13以外の明部の頂点β2,β3,β4,β6,…,β12,β14,β15,β16の照度を低く抑えることができ、ひいては光量を設定すべき発光素子の数を減らすことができる。
さらに、本実施の形態では、第1光源群220aにおける第1発光素子212a(1),…,212a(16)のピッチP1と、第2光源群220bにおける第2発光素子212b(1),…,212b(12)のピッチP2とは、相手方の光源群におけるピッチの整数倍とは異なる長さとされている(図6参照)。これにより、第1光源群220a及び第2光源群220b間において光軸照射位置が一致する発光素子を少なくして光軸照射位置の数を増やすことができる。
図8は、本実施の形態に係る画像読取装置100の制御系の概略構成を示す図であって、画像読取装置100における制御部400を中心に示す制御ブロック図である。
図8に示すように、本実施の形態に係る画像読取装置100は、さらに、画像読取装置100全体の制御を司る制御部400と、信号処理部510と、記憶部520とを備えている。
制御部400は、主制御部410と、原稿読取制御部420と、画像処理部430と、光量制御部440とを備えている。
主制御部410は、原稿読取制御部420、画像処理部430、光量制御部440、信号処理部510及び光学系駆動部530に接続されている。
詳しくは、主制御部410は、CPU等の処理部410aと、ROM及びRAM等のメモリを含む記憶部410bとを含むマイクロコンピュータからなっている。画像読取装置100は、主制御部410の処理部410aが記憶部410bのROMに予め格納された制御プログラムを記憶部410bのRAM上にロードして実行することにより、各種構成要素を制御するようになっている。なお、主制御部410は、画像形成装置Dに設けられた画像形成動作全体を制御する制御部(図示せず)にて指示されるようになっている。
原稿読取制御部420は、主制御部410からの指示信号に基づき、光電変換素子205による原稿Gの読み取り動作を制御する。
信号処理部510は、光電変換素子205に接続されており、主制御部410からの指示信号に基づき、光電変換素子205からの信号を処理する。信号処理部510は、ここでは、アナログフロントエンド(AFE)ICとされており、光電変換素子205からの出力信号(撮像信号)に対してOB(Optical Blank)クランプ、CDS(Correlated Double Sampling)、AGC(Auto Gain Control)、ADC(Analog-to-Digital Conversion)などの信号処理を行う。信号処理部510は、光電変換素子205からのアナログ信号をデジタル信号(ここでは8ビットデジタル画像信号)に変換する回路を含んでいる。
画像処理部430は、主制御部410からの指示信号に基づき、信号処理部510にて変換されたデジタル信号に対して各種の画像処理を行うものであり、ここでは、画像処理用ASIC(Application Specific Integrated Circuit)とされている。
光量制御部440は、制御回路441と、設定部442と、調整部443とを備えている。光量制御部440は、ここでは、発光素子コントローラーとされており、第1及び第2発光素子212a(1),…,212a(16),212b(1),…,212b(12)に接続されている。光量制御部440は、主制御部410からの指示信号に基づき、第1及び第2発光素子212a(1),…,212a(16),212b(1),…,212b(12)のオン/オフ及び出射光量(具体的には電流値)を制御すものである。また、制御回路441は、検出部441aを備えている。なお、検出部441a及び調整部443並びに記憶部520に記憶された第1及び第2位置テーブルTP1,TP2、第1増加光量Na1,Na2、第2増加光量Nb1,Nb2並びに第1及び第2光量テーブルTL1,TL2、第5増加光量Ne1,Ne2、第6増加光量Nf1,Nf2については、のちほど詳述する。
設定部442は、第1光源群220aにおける第1発光素子212a(1),…,212a(16)及び第2光源群220bにおける第2発光素子212b(1),…,212b(12)の光量を、予め記憶部520に記憶しておいた設定値Ksに設定するものである。ここで、予め記憶部520に記憶しておいた設定値Ksは、図7(c)に示す照度分布α3に対して、第1光源群220aにおける第1発光素子212a(1),…,212a(16)の光量及び第2光源群220bにおける第2発光素子212b(1),…,212b(12)の光量を照度ムラの基準範囲内に入る光量に変更する値である。
ここで、「照度ムラの基準範囲」とは、原稿Gの光照射面Gdでの主走査方向Xの明暗の繰り返しのうち各隣り合う明部の頂点β1,…β15(図7(c)参照)と暗部の最下点γ1,…γ15(図7(c)参照)との照度差の度合に対する上限値と下限値との間の範囲をいう。前記照度差の度合としては、照度分布α3において各隣り合う明部の頂点β1,…β15の照度から暗部の最下点γ1,…γ15の照度を差し引いた値を、各隣り合う明部の頂点β1,…β15に対応する位置と暗部の最下点γ1,…γ15に対応する位置との間の距離で割った値(傾き)を例示できる。また、前記照度差の度合としては、照度分布α3において各隣り合う明部の頂点β1,…β15の照度から暗部の最下点γ1,…γ15の照度を差し引いた値を、各隣り合う明部の頂点β1,…β15の照度と暗部の最下点γ1,…γ15の照度との平均値で割った値(リップル率)を例示できる。
そして、第1光源群220aにおける第1発光素子212a(1),…,212a(16)及び第2光源群220bにおける第2発光素子212b(1),…,212b(12)は、何れも同一光量とした場合において照度分布α3(図7(c)参照)が予め設定した照度ムラの基準範囲から外れる場合には、設定部442によって照度分布α3が基準範囲内に入る光量に設定されている。すなわち、第1発光素子212a(1),…,212a(16)及び第2発光素子212b(1),…,212b(12)において、照度分布α3が基準範囲から外れる場合には、光量を下げたり或いは上げたりして基準範囲内に入る設定がなされている。こうすることで、照度ムラを抑制することができ、照度ムラをさらに目立ち難くすることが可能となる。
図9は、図7(c)に示す照度分布α3に対して第1発光素子212a(1),…,212a(16)及び第2発光素子212b(1),…,212b(12)の光量を照度ムラの基準範囲内に入る光量に設定した照度分布α4を示すグラフである。なお、図9において、図7(c)に示す照度分布α3は破線で示している。
図9に示す例では、第1光源群220a及び第2光源群220b間において光軸照射位置が一致している発光素子に対して光量を下げている。具体的には、光軸照射位置が一致している第1発光素子212a(1),212a(5),212a(9),212a(13)及び/又は第2発光素子212b(1),212b(4),212b(7),212b(10)の光量を下げている。
本実施の形態のように、光軸照射位置(具体的にはK1〜K24)の少なくとも一つ(具体的にはK1,K7,…,K19)が一致していることで、設定(調整)すべき発光素子できるだけ少なくして(例えば光軸照射位置K1,K7,…,K19が一致している発光素子の光量を下げるだけで)、図7(c)に示す照度分布α3を照度ムラの基準範囲内に入る分布にすることができる。これにより、光量を予め調整しておく調整作業を簡素化することができる。
なお、複数列の光源群における発光素子の光量は、各発光素子に対する設計上のシミュレーションによる設定値を用いて、或いは/さらに、1台又は数台のサンプル機での実機による各発光素子に対する調整値を用いて、設定部442を部品メーカ等で予め設定しておくことができる。
図10は、図8に示すブロック図の光量制御部440部分を詳細に示す配線図である。なお、図10において、原稿読取制御部420、記憶部520、光学系駆動部530等は図示していない。
図10に示すように、第1光源群220aは、複数本(具体的には4本)の第1配線(具体的にはA1,A2,A3,A4)を備えている。第2光源群220bは、複数本(具体的には3本)の第2配線(具体的にはB1,B2,B3)を備えている。
4本の第1配線A1,A2,A3,A4は、複数個(具体的には16個)の第1発光素子212a(1)〜212a(16)を複数個単位(具体的には4個単位)で直列に接続する。3本の第2配線B1,B2,B3は、複数個(具体的には12個)の第2発光素子212b(1)〜212b(12)を複数個単位(具体的には4個単位)で直列に接続する。第1配線A1,A2,A3,A4及び第2配線B1,B2,B3は、一端が光量制御部440に接続されており、他端が電源(電源電圧+Vcc)に接続されている。そして、光量制御部440は、主制御部410からの指示信号によって、第1配線A1,A2,A3,A4に接続された4個単位の第1発光素子212a(1)〜212a(4),212a(5)〜212a(8),212a(9)〜212a(12),212a(13)〜212a(16)を各配線毎に調整するようになっている。また、光量制御部440は、主制御部410からの指示信号によって、第2配線B1,B2,B3に接続された4個単位の第2発光素子212b(1)〜212b(4),212b(5)〜212b(8),212b(9)〜212b(12)の出射光量を各配線毎に調整するようになっている。こうすることで、図7(c)に示す照度分布α3に対して、複数個(具体的には16個)の第1発光素子212a(1)〜212a(16)及び/又は複数個(具体的には12個)の第2発光素子212b(1)〜212b(12)の光量を複数個単位(具体的には4個単位)で照度ムラの基準範囲内に入る光量に設定することができる。これにより、光量を予め調整しておく調整作業を簡素化することができる。
ところで、複数列の光源群(具体的には第1及び第2光源群220a,220b)の少なくとも一つの光源群が複数個の発光素子(具体的には第1及び第2発光素子212a(1)〜212a(16),212b(1)〜212b(12))を複数個単位で直列に接続する複数本の配線(具体的には第1及び第2配線A1〜A4,B1〜B3)を備えている場合、複数本の配線(例えば4本の第1配線A1〜A4)のうち、同一配線上にある複数個の発光素子(例えば第1発光素子212a(1)〜212a(4))が主走査方向Xに連続して配列されていると、複数個単位で直列に接続された発光素子(例えば第1発光素子212a(1)〜212a(4))が不点灯となったときに、主走査方向Xに連続した発光素子(例えば第1発光素子212a(1)〜212a(4))が主走査方向Xに連続して不点灯となることから、原稿Gの前記光照射面Gdでの照度の落ち込み部分の主走査方向Xにおける幅が大きくなってしまうため、照度ムラが顕著となる。
かかる観点から、本実施の形態では、第1及び第2発光素子212a(1)〜212a(16),212b(1)〜212b(12)を次のように配列している。
図11は、図10に示す光量制御部440に接続される第1及び第2発光素子212a(1)〜212a(16),212b(1)〜212b(12)の第1及び第2光源基板213a,213bへの配列構成を示す回路図である。
図11に示すように、第1光源群220aでは、4本の第1配線A1,A2,A3,A4のうち、同一配線(例えばA1)上にある第1発光素子間(例えば212a(1)と212a(2)との間、212a(2)と212a(3)との間、212a(3)と212a(4)との間)に、他の配線(例えばA2〜A4)上にある第1発光素子(例えば[212a(5),212a(9),212a(13)],[212a(6),212a(10),212a(14)],[212a(7),212a(11),212a(15)])が主走査方向Xに同一の配列順序で一つずつ配列されている。また、第2光源群220bでは、3本の第2配線B1,B2,B3のうち、同一配線(例えばB1)上にある第1発光素子間(例えば212b(1)と212b(2)との間、212b(2)と212b(3)との間、212b(3)と212b(4)との間)に、他の配線(例えばB2〜B3)上にある第2発光素子(例えば[212b(5),212b(9)],[212b(6),212b(10)],[212b(7),212b(11)])が主走査方向Xに同一の配列順序で一つずつ配列されている。こうすることで、たとえ複数個単位(具体的には4個単位)で直列された発光素子(例えば、第1配線A1に接続された第1発光素子212a(1)〜212a(4))が不点灯となったときでも、主走査方向Xに点在した発光素子(例えば第1発光素子212a(1)〜212a(4))が不点灯となることから、不点灯となった発光素子(例えば第1発光素子212a(1)〜212a(4))を主走査方向Xで分散させることができ、これにより、原稿Gの光照射面Gdでの照度の落ち込み部分の主走査方向Xにおける幅を分散させることができ、それだけ照度ムラを目立ち難くすることができる。ここでは、同一配線を第1配線A1及び第2配線B1として例示したが、その他の第1配線A2,A3,A4及び第2配線B2,B3についても同様に説明することができる。
具体的には、第1光源群220aでは、4本の第1配線A1,A2,A3,A4は、第1光源基板213aにおいて発光素子搭載部分以外の部分が主走査方向Xに沿って配設される一方、発光素子搭載部分が複数回(ここでは4回)副走査方向Yに沿って交互に180°屈曲して順次配設されている。そして、各発光素子搭載部分に、第1発光素子(具体的には[212a(1),212a(2),212a(3),212a(4)],…,[212a(13),212a(14),212a(15),212a(16)])が搭載されている。また、第2光源群220bでは、3本の第2配線B1,B2,B3は、第2光源基板213bにおいて発光素子搭載部分以外の部分が主走査方向Xに沿って配設される一方、発光素子搭載部分が複数回(ここでは4回)副走査方向Yに沿って交互に180°屈曲して順次配設されている。そして、各発光素子搭載部分に、第2発光素子(具体的には[212b(1),212b(2),212b(3),212b(4)],…,[212b(9),212b(10),212b(11),212b(12)])が搭載されている。
ところで、照度分布α3は、図7(c)に示すように、複数列の光源群(具体的には第1光源群220a及び第2光源群220b)間におけるピッチ(具体的にはP1,P2)の長さ(具体的には18mm、24mm)に対する最小公倍数の長さ(具体的には72mm)を周期として同じ波形を繰り返す分布となる。
かかる観点から、本実施の形態では、第1光源群220aにおける4本の第1配線A1,A2,A3,A4は、それぞれ、第1光源群220aの主走査方向Xに配列されている第1発光素子212a(1)〜212a(4),212a(5)〜212a(8),212a(9)〜212a(12),212a(13)〜212a(16)に対して、第1光源群220a及び第2光源群220b間におけるピッチP1,P2の長さ18mm、24mmに対する最小公倍数の長さ72mmを第1光源群220aにおける第1発光素子212a(1),…,212a(16)のピッチP1の長さ18mmで割った4個毎に直列に接続する構成とされている。また、第2光源群220bにおける3本の第1配線B1,B2,B3は、それぞれ、第2光源群220bの主走査方向Xに配列されている第2発光素子212b(1)〜212b(4),212b(5)〜212b(8),212b(9)〜212b(12)に対して、第1光源群220a及び第2光源群220b間におけるピッチP1,P2の長さ18mm、24mmに対する最小公倍数の長さ72mmを第2光源群220bにおける第2発光素子212b(1),…,212b(12)のピッチP2の長さ24mmで割った3個毎に直列に接続する構成とされている。
こうすることで、設定部442にて設定する第1及び第2光源群220a,220bにおける第1及び第2発光素子212a(1),…,212a(16),212b(1),…,212b(12)の光量を照度分布α3(図7(c)参照)の周期に合わせて設定することができ、これにより、光量を簡単にかつ精度良く調整することが可能となる。
なお、図11において、符号Ta1〜Ta16は、第1光源基板213a上に列設される第1発光素子212a(1),…,212a(16)のポジション(並び順)を示しており、符号Tb1〜Tb12は、第2光源基板213b上に列設される第2発光素子212b(1),…,212b(12)のポジション(並び順)を示している。
図12は、図8に示す光量制御部440における詳細の概略構成の一例を示す回路図である。
図12に示すように、調整部443は、定電流手段Ia1〜Ia4,Ib1〜Ib3と、可変抵抗手段Ra1〜Ra4,Rb1〜Rb3とを備えている。定電流手段Ia1〜Ia4は、一端が第1配線A1〜A4に接続され、かつ、他端が可変抵抗手段Ra1〜Ra4に接続されている。また、定電流手段Ib1〜Ia3は、一端が第2配線B1〜B3に接続され、かつ、他端が可変抵抗手段Rb1〜Rb3に接続されている。
制御回路441は、定電流手段Ia1〜Ia4と可変抵抗手段Ra1〜Ra4との間の接続部a1〜a4に接続されており、接続部a1〜a4の端子電圧Va1〜Va4をそれぞれ発光時に常時同じ電圧値に維持する構成とされている。また、制御回路441は、定電流手段Ib1〜Ib3と可変抵抗手段Rb1〜Rb3との間の接続部b1〜b3に接続されており、接続部b1〜b3の端子電圧Vb1〜Vb3をそれぞれ発光時に常時同じ電圧値に維持する構成とされている。
定電流手段Ia1〜Ia4は、第1発光素子212a(1)〜212a(4),212a(5)〜212a(8),212a(9)〜212a(12),212a(13)〜212a(16)を接続した第1配線A1,A2,A3,A4に流れる電流をそれぞれ一定の電流値にする構成とされている。定電流手段Ib1〜Ibも同様に、第2発光素子212b(1)〜212b(4),212b(5)〜212b(8),212b(9)〜212b(12)を接続した第2配線B1,B2,B3に流れる電流をそれぞれ一定の電流値にする構成とされている。定電流手段Ia1〜Ia4,Ib1〜Ib3は、従来公知のものを用いることができる。定電流手段Ia1〜Ia4,Ib1〜Ib3としては、例えばトランジスタやレギュレータを含む定電流回路を例示できる。
可変抵抗手段Ra1〜Ra4,Rb1〜Rb3は、制御回路441によって作動制御されることで、自身の抵抗値を変更する構成とされている。可変抵抗手段Ra1〜Ra4,Rb1〜Rb3は、従来公知のものを用いることができる。可変抵抗手段Ra1〜Ra4,Rb1〜Rb3としては、それには限定されないが、代表的には、制御回路441にて作動制御される半導体スイッチを用いたデジタル型の可変抵抗器を例示でき、例えば、直列に接続した複数の固定抵抗器における各固定抵抗器と並列に接続した半導体スイッチを作動制御することによって通電する固定抵抗器を切り換えるものや、直列に接続した複数の固定抵抗器における各接続点に一端子を接続した半導体スイッチを作動制御することによって通電する固定抵抗器を切り換えるものを挙げることができる。
かかる構成を備えた光量制御部440では、制御回路441によって接続部a1〜a4,1〜b3の端子電圧va1〜va4,va1〜va4がそれぞれ常時同じ電圧値になることから、可変抵抗手段Ra1〜Ra4,Rb1〜Rb3の抵抗値ra1〜ra4,rb1〜rb3を変更することで、ia1=va1/ra1、ia2=va2/ra2、ia3=va3/ra3、ia4=va4/ra4、ib1=vb1/rb1、ib2=vb2/rb2、ib3=vb3/rb3の式によって、結果的に、定電流手段Ia1〜Ia4にて第1配線A1〜A4に流れる電流ia1〜ia4及び定電流手段Ib1〜Ib3にて第2配線B1〜B3に流れる電流ib1〜ib3を変更することができる。
なお、光量制御部440は、抵抗値ra1〜rb4を固定し、制御回路441によって接続部a1〜a4の端子電圧va1〜va4,va1〜va4を変更することで、定電流手段Ia1〜Ia4にて第1配線A1〜A4に流れる電流ia1〜ia4及び定電流手段Ib1〜Ib3にて第2配線B1〜B3に流れる電流ib1〜ib3を変更できるようになっていてもよい。
また、検出部441aは、4個単位で直列に接続された第1発光素子212a(1)〜212a(4),212a(5)〜212a(8),212a(9)〜212a(12),212a(13)〜212a(16)及び第2発光素子212b(1)〜212b(4),212b(5)〜212b(8),212b(9)〜212b(12)が不点灯となったか否かを検出する構成とされている。
詳しくは、検出部441aは、接続部a1〜a4,b1〜b3の端子電圧va1〜va4,vb1〜vb3が0Vになるか否かで第1発光素子212a(1)〜212a(4),212a(5)〜212a(8),212a(9)〜212a(12),212a(13)〜212a(16)及び第2発光素子212b(1)〜212b(4),212b(5)〜212b(8),212b(9)〜212b(12)が不点灯となったか否かを検出する。例えば、検出部441aは、第1配線A1の断線により、或いは、第1発光素子212a(1)〜212a(4)の不良により、第1発光素子212a(1)〜212a(4)に接続される第1配線A1の接続部a1の端子電圧va1が0Vになると、第1発光素子212a(1)〜212a(4)が不点灯になったことを認識することができる。他の第1配線A2〜A4に接続される第1発光素子212a(5)〜212a(8),212a(9)〜212a(12),212a(13)〜212a(16)及び第2配線B1〜B3に接続される第2発光素子212b(1)〜212b(4),212b(5)〜212b(8),212b(9)〜212b(12)についても同様に認識することができる。
そして、光量制御部440は、検出部441aの検出結果により、複数個単位(具体的には4個単位)で直列に接続された第1発光素子212a(1)〜212a(4),212a(5)〜212a(8),212a(9)〜212a(12),212a(13)〜212a(16)及び第2発光素子212b(1)〜212b(4),212b(5)〜212b(8),212b(9)〜212b(12)が不点灯となった場合、次のように制御する。
すなわち、図7(c)に示す照度分布α3に対して、不点灯となった発光素子(例えば212a(1)〜212a(4))の光源群(例えば第1光源群220a)における、不点灯となった発光素子(例えば212a(1)〜212a(4))の隣(不点灯となった発光素子が両端以外にある場合には両隣のうち少なくとも一方、端にある場合には片方の隣)に位置する発光素子(例えば[212a(5)],[212a(13),212a(6)],(212a(14),212a(7)),[212a(15),212a(8)])の光量を照度ムラの基準範囲内に入る光量に増加させる第1光量制御を行う。第1光量制御は、ここでは、光量制御すべき発光素子の光量を、予め記憶部520に記憶しておいた第1増加光量Na1,Na2又は第2増加光量Nb1,Nb2(図8参照)だけ増加させる。
ここで、予め記憶部520に記憶しておいた第1増加光量Na1又は第2増加光量Nb1は、照度分布α3に対して、不点灯となった発光素子の隣(ここでは、不点灯となった発光素子が両端以外にある場合には両隣、端にある場合には片方の隣)の発光素子の光量を照度ムラの基準範囲内に入る光量に変更する値である。また、予め記憶部520に記憶しておいた第1増加光量Na2又は第2増加光量Nb2は、照度分布α3に対して、不点灯となった端にある発光素子の片方の隣の発光素子の光量を照度ムラの基準範囲内に入る光量に変更する値である。この増加光量は、各発光素子に対する設計上のシミュレーションによって、或いは/さらに、1台又は数台のサンプル機での実機によって、予め設定しておくことができる。
このように、第1光量制御を行うことで、不点灯となった発光素子(例えば212a(1)〜212a(4))の原稿Gの光照射面Gdでの照度低下を補うことができ、これにより、光照射面でGdの光量を確保でき、図9に示すように、照度分布α4を照度ムラの基準範囲内に維持させることが可能となる。
第1光源群220aにおける第1発光素子212a(1)〜212a(16)と第1配線A1〜A4との接続関係及び第1発光素子212a(1)〜212a(16)の第1光源基板213aにおける配列の相互の位置関係は、記憶部520に予め記憶されている。また、第2光源群220bにおける第2発光素子212b(1)〜212b(12)と第2配線B1〜B3との接続関係及び第2発光素子212b(1)〜212a(12)の第2光源基板213bにおける配列の相互の位置関係も同様に、記憶部520に予め記憶されている。
図13は、第1及び第2位置テーブルTP1,TP2のデータ構造図である。図13(a)は、第1発光素子212a(1)〜212a(16)と第1配線A1〜A4との接続関係及び第1発光素子212a(1)〜212a(16)の第1光源基板213aにおける配列の相互の位置関係を記憶した第1位置テーブルTP1の一例を示している。図13(b)は、第2発光素子212b(1)〜212b(12)と第2配線B1〜B3との接続関係及び第2発光素子212b(1)〜212b(12)の第2光源基板213bにおける配列の相互の位置関係を記憶した第2位置テーブルTP2の一例を示している。
図13(a)に示すように、第1位置テーブルTP1には、第1配線A1に接続されている第1発光素子が第1発光素子212a(1)〜212a(4)であることが記憶され、第1配線A2に接続されている第1発光素子が第1発光素子212a(5)〜212a(8)であることが記憶され、第1配線A3に接続されている第1発光素子が第1発光素子212a(9)〜212a(12)であることが記憶され、第1配線A4に接続されている第1発光素子が第1発光素子212a(13)〜212a(16)であることが記憶されている。また、第1位置テーブルTP1には、第1光源基板213a上のポジションTa1〜Ta16(図11参照)に対応して第1発光素子212a(1),212a(5),212a(9),212a(13),212a(2),212a(6),212a(10),212a(14),212a(3),212a(7),212a(11),212a(15),212a(4),212a(8),212a(12),212a(16)の順で配列されていることが記憶されている。これにより、光量制御部440は、例えば、第1配線A1の発光素子が不点灯となった場合には、第1発光素子212a(1)の隣(発光素子が端にあるので片方の隣)の第1発光素子212a(5)、第1発光素子212a(2)の両隣の第1発光素子212a(13),212a(6)、第1発光素子212a(3)の両隣の第1発光素子212a(14),212a(7)、第1発光素子212a(4)の両隣の第1発光素子212a(15),212a(8)を認識して光量を増加させることができる。第1配線A2〜A4の発光素子が不点灯となった場合についても同様にして認識して光量を増加させることができる。
また、図13(b)に示すように、第2位置テーブルTP2には、第2配線B1に接続されている第2発光素子が第2発光素子212b(1)〜212b(4)であることが記憶され、第2配線b2に接続されている第2発光素子が第2発光素子212b(5)〜212b(8)であることが記憶され、第2配線B3に接続されている第2発光素子が第2発光素子212b(9)〜212b(12)であることが記憶されている。また、第2位置テーブルTP2には、第2光源基板213b上のポジションTb1〜Tb12(図11参照)に対応して第2発光素子212b(1)〜212b(12)が第2発光素子212b(1),212b(5),212b(9),212b(2),212b(6),212b(10),212b(3),212b(7),212b(11),212b(4),212b(8),212b(12)の順で配列されていることが記憶されている。これにより、光量制御部440は、例えば、第2配線B1の発光素子が不点灯となった場合には、第2発光素子212b(1)の隣(発光素子が端にあるので片方の隣)の第2発光素子212b(5)、第2発光素子212b(2)の両隣の第2発光素子212b(9),212b(6)、第2発光素子212b(3)の両隣の第2発光素子212b(10),212b(7)、第2発光素子212b(4)の両隣の第2発光素子212b(11),212b(8)を認識して光量を増加させることができる。第2配線B2〜B3の発光素子が不点灯となった場合についても同様にして認識して光量を増加させることができる。
不点灯となった第1発光素子212a(1),…,212a(16)が端にない場合の両隣に位置する第1発光素子の光量を増加させる第1増加光量Na1及び不点灯となった第2発光素子212b(1),…,212b(12)が端にない場合の両隣に位置する第2発光素子の光量を増加させる第2増加光量Nb1は、既述のとおり、記憶部520に予め記憶されている。また、不点灯となった第1発光素子212a(1),…,212a(16)が端にある場合の片方の隣に位置する第1発光素子の光量を増加させる第1増加光量Na2及び不点灯となった第2発光素子212b(1),…,212b(12)が端にある場合の片方の隣に位置する第2発光素子の光量を増加させる第2増加光量Nb2は、既述のとおり、記憶部520に予め記憶されている。なお、第1及び第2増加光量Na2,Nb2は、それぞれ、第1及び第2増加光量Na1,Nb1の2倍の光量とすることができる。
また、光量制御部440は、検出部441aの検出結果により、複数個単位(具体的には4個単位)で直列に接続された第1発光素子212a(1)〜212a(4),212a(5)〜212a(8),212a(9)〜212a(12),212a(13)〜212a(16)及び第2発光素子212b(1)〜212b(4),212b(5)〜212b(8),212b(9)〜212b(12)が不点灯となった場合、次のように制御する。
すなわち、図7(c)に示す照度分布α3に対して、不点灯となった発光素子(例えば212a(1)〜212a(4))とは異なる光源群(例えば第2光源群220b)における、不点灯となった発光素子(例えば212a(1)〜212a(4))の光照射面Gdでの照度分布α3に関与する予め設定した発光素子(例えば[212b(1)],[212b(2)],[212b(3)],[212a(4)])の光量を照度ムラの基準範囲内に入る光量に増加させる第2光量制御を行う。第2光量制御は、ここでは、光量制御すべき発光素子の光量を、予め記憶部520に記憶しておいた第1光量テーブルTL1の第3増加光量Nc(1)〜Nc(20)又は第2光量テーブルTL2の第4増加光量Nd(1)〜Nd(20)(後述する図14参照))だけ増加させる。ここで、予め記憶部520に記憶しておいた第1光量テーブルTL1の第3増加光量Nc(1)〜Nc(20)又は第2光量テーブルTL2の第4増加光量Nd(1)〜Nd(20)は、照度分布α3に対して、不点灯となった発光素子の光照射面Gdでの照度分布α3に関与する(照度分布α3への照度の影響に寄与する)予め設定した発光素子の光量を照度ムラの基準範囲内に入る光量に変更する値である。この増加光量は、各発光素子に対する設計上のシミュレーションによって、或いは/さらに、1台又は数台のサンプル機での実機によって、予め設定しておくことができる。
第1光源群220aにおける第1発光素子212a(1)〜212a(16)とその照度分布α3への照度の影響に寄与する(具体的には光軸照射位置が近接する)第2発光素子212b(1)〜212b(12)との対応関係は、既述のとおり、記憶部520に予め記憶されている。また、第2光源群220bにおける第2発光素子212b(1)〜212b(12)とその照度分布α3への照度の影響に寄与する(具体的には光軸照射位置が近接する)第1発光素子212a(1)〜212a(16)との対応関係は、既述のとおり、記憶部520に予め記憶されている。
図14は、第1及び第2光量テーブルTL1,TL2のデータ構造図である。図14(a)は、第1発光素子212a(1)〜212a(16)とその照度分布α3への照度の影響に寄与する第2発光素子212b(1)〜212b(12)との対応関係及び第2発光素子212b(1)〜212b(12)の光量を増加させる第3増加光量Nc(1)〜Nc(20)を記憶した第1光量テーブルTL1の一例を示している。図14(b)は、第2発光素子212b(1)〜212b(12)とその照度分布α3への照度の影響に寄与する第1発光素子212a(1)〜212a(16)との対応関係及び第1発光素子212a(1)〜212a(16)の光量を増加させる第4増加光量Nd(1)〜Nd(20)を記憶した第2光量テーブルTL2の一例を示している。
図14(a)に示すように、第1光量テーブルTL1には、第1発光素子212a(1)に対して第2発光素子212b(1)の光量を増加させる第3増加光量Nc(1)、第1発光素子212a(5)に対して第2発光素子212b(5)の光量を増加させる第3増加光量Nc(2)、第1発光素子212a(9)に対して第2発光素子212b(5),212b(9)の光量を増加させる第3増加光量Nc(3),Nc(4)、第1発光素子212a(13)に対して第2発光素子212b(9)の光量を増加させる第3増加光量Nc(5)、第1発光素子212a(2)に対して第2発光素子212b(2)の光量を増加させる第3増加光量Nc(6)、第1発光素子212a(6)に対して第2発光素子212b(6)の光量を増加させる第3増加光量Nc(7)、第1発光素子212a(10)に対して第2発光素子212b(6),212b(10)の光量を増加させる第3増加光量Nc(8),Nc(9)、第1発光素子212a(14)に対して第2発光素子212b(10)の光量を増加させる第3増加光量Nc(10)、第1発光素子212a(3)に対して第2発光素子212b(3)の光量を増加させる第3増加光量Nc(11)、第1発光素子212a(7)に対して第2発光素子212b(7)の光量を増加させる第3増加光量Nc(12)、第1発光素子212a(11)に対して第2発光素子212b(7),212b(11)の光量を増加させる第3増加光量Nc(13),Nc(14)、第1発光素子212a(15)に対して第2発光素子212b(11)の光量を増加させる第3増加光量Nc(15)、第1発光素子212a(4)に対して第2発光素子212b(4)の光量を増加させる第3増加光量Nc(16)、第1発光素子212a(8)に対して第2発光素子212b(8)の光量を増加させる第3増加光量Nc(17)、第1発光素子212a(12)に対して第2発光素子212b(8),212b(12)の光量を増加させる第3増加光量Nc(18),Nc(19)、第1発光素子212a(16)に対して第2発光素子212b(12)の光量を増加させる第3増加光量Nc(20)がそれぞれ対応付けられて記憶されている。これにより、光量制御部440は、例えば、第1配線A1の発光素子が不点灯となった場合には、第1発光素子212a(1)への照度の影響に寄与する第2発光素子212b(1)、第1発光素子212a(2)への照度の影響に寄与する第2発光素子212b(2)、第1発光素子212a(3)への照度の影響に寄与する第2発光素子212b(3)、第1発光素子212a(4)への照度の影響に寄与する第2発光素子212b(4)を認識して光量を増加させることができる。第1配線A2〜A4の発光素子が不点灯となった場合についても同様にして認識して光量を増加させることができる。
また、図14(b)に示すように、第2光量テーブルTL2には、第2発光素子212b(1)に対して第1発光素子212a(1)の光量を増加させる第4増加光量Nd(1)、第2発光素子212b(5)に対して第1発光素子212a(5),212a(9)の光量を増加させる第4増加光量Nd(2),Nd(3)、第2発光素子212b(9)に対して第1発光素子212a(9),212a(13)の光量を増加させる第4増加光量Nd(4),Nd(5)、第2発光素子212b(2)に対して第1発光素子212a(2)の光量を増加させる第4増加光量Nd(6)、第2発光素子212b(6)に対して第1発光素子212a(6),212a(10)の光量を増加させる第4増加光量Nd(7),Nd(8)、第2発光素子212b(10)に対して第1発光素子212a(10),212a(14)の光量を増加させる第4増加光量Nd(9),Nd(10)、第2発光素子212b(3)に対して第1発光素子212a(3)の光量を増加させる第4増加光量Nd(11)、第2発光素子212b(7)に対して第1発光素子212a(7),212a(11)の光量を増加させる第4増加光量Nd(12),Nd(13)、第2発光素子212b(11)に対して第1発光素子212a(11),212a(15)の光量を増加させる第4増加光量Nd(14),Nd(15)、第2発光素子212b(4)に対して第2発光素子212b(4)の光量を増加させる第4増加光量Nd(16)、第2発光素子212b(8)に対して第1発光素子212a(8),212a(12)の光量を増加させる第4増加光量Nd(17),Nd(18)、第2発光素子212b(12)に対して第1発光素子212a(12),212a(16)の光量を増加させる第4増加光量Nd(19),Nd(20)がそれぞれ対応付けられて記憶されている。これにより、光量制御部440は、例えば、第2配線B1の発光素子が不点灯となった場合には、第2発光素子212b(1)への照度の影響に寄与する第1発光素子212a(1)、第2発光素子212b(2)への照度の影響に寄与する第1発光素子212a(2)、第2発光素子212b(3)への照度の影響に寄与する第1発光素子212a(3)、第2発光素子212b(4)への照度の影響に寄与する第1発光素子212a(4)を認識して光量を増加させることができる。第2配線B2〜B3の発光素子が不点灯となった場合についても同様にして認識して光量を増加させることができる。
このように、第2光量制御を行うことで、不点灯となった発光素子(例えば212a(1)〜212b(4))の原稿Gの光照射面Gdでの照度低下を補うことができ、これにより、光照射面でGdの光量を確保でき、図9に示すように、照度分布α4を照度ムラの基準範囲内に維持させることが可能となる。
しかも、不点灯となった発光素子(例えば212a(1)〜212a(4))とは異なる光源群(例えば第2光源群220b)における不点灯となった発光素子(例えば212a(1)〜212a(4))に対応する予め設定した発光素子(例えば212b(1)〜212a(4))の光量を増加させる場合、予め設定した発光素子(例えば212b(1)〜212b(4))は、配線(例えば1本の第2配線B1)に直列に接続されているので(図11参照)、該配線(例えば1本の第2配線B1)に接続された発光素子(例えば212b(1)〜212b(4))に対する光量を調整するだけで済む。
本実施の形態において、第1光量制御と第2光量制御との双方を行う場合には、記憶部に第5増加光量Ne1,Ne2(図8参照)及び第6増加光量Nf1,Nf2(図8参照)並びに第7増加光量Ng(1)〜Ng(20)(図14(a)参照)及び第8増加光量Nh(1)〜Nh(20)(図14(b)参照)を予め記憶しておくことができる。
詳しくは、第1光量制御と第2光量制御との双方を行う場合、第1光量制御では、第1増加光量Na1,Na2及び第2増加光量Nb1,Nb2に代えて第5増加光量Ne1,Ne2及び第6増加光量Nf1,Nf2をそれぞれ用いることができ、また、第2光量制御では、図14に示す第3増加光量Nc(1)〜Nc(20)及び第4増加光量Nd(1)〜Nd(20)に代えて第7増加光量Ng(1)〜Ng(20)及び第8増加光量Nh(1)〜Nh(20)をそれぞれ用いることができる。
図8に示す第5増加光量Ne1,Ne2及び第6増加光量Nf1,Nf2並びに図14に示す第7増加光量Ng(1)〜Ng(20)及び第8増加光量Nh(1)〜Nh(20)は、照度分布α3に対して、不点灯となった発光素子の隣(ここでは、不点灯となった発光素子が両端以外にある場合には両隣、端にある場合には片方の隣)の発光素子の光量と、不点灯となった発光素子の光照射面Gdでの照度分布α3への照度の影響に寄与する予め設定した発光素子の光量とを照度ムラの基準範囲内に入る光量に変更する値である。この増加光量は、各発光素子に対する設計上のシミュレーションによって、或いは/さらに、1台又は数台のサンプル機での実機によって、予め設定しておくことができる。
なお、本実施の形態では、第1配線A1〜A4及び第2配線B1〜B3をそれぞれ4本及び3本とし、各配線に接続される発光素子を4個としたが、それに限定されるものではなく、光源211や光量制御部440等の構成によって適宜設定することができる。また、光量制御部440は、1本の配線に対して1個単位で発光素子を接続し、個々の発光素子の光量を設定及び調整するようになっていてもよい。
また、第1発光素子のピッチP1を18mmとし、第2発光素子のピッチP2を24mmとしたが、それに限定されるものではなく、発光素子の光照射領域Ldまでの光軸距離や発光素子の配列個数等によって適宜設定することができる。
また、本実施の形態では、増加光量として、元の光量値に対する光量の増分値(相対値)が記憶部520に予め記憶されているが、元の光量値に相対値を加算した絶対値が記憶部520に予め記憶されていてもよい。
(その他の実施形態)
図15は、第1光源基板213a及び第2光源基板213bにそれぞれ搭載された第1光源群220a及び第2光源群220bの配列状態の他の例を示す概略平面図である。
図15に示す第1光源群220a及び第2光源群220bは、図6に示す第1光源群220a及び第2光源群220bにおいて第1光源基板213a及び第2光源基板213b上の第1光源群220a及び第2光源群220bは、そのままで、第1光源基板213a及び第2光源基板213bを主走査方向Xにずらした以外は、図6に示す第1光源群220a及び第2光源群220bと同一構成とされている。なお、第1光源基板213a及び第2光源基板213b上において第1光源群220a及び第2光源群220bのうち少なくとも一方を主走査方向Xにずらしてもよい。
図15に示す複数個の発光素子(具体的には第1発光素子212a(1),…,212a(16)及び第2発光素子212b(1),…,212b(12))は、光軸照射位置K1,…,Km−1,Km(後述する図15参照)が複数列の光源群(具体的には第1光源群220a及び第2光源群220b)間において何れも一致していない構成とされている。なお、mは4以上の整数である。本実施の形態では、mは28とされている。以下、mを28として説明する。
すなわち、第1光源群220aの第1発光素子212a(1),…,212a(16)による光軸照射位置K2,K3,…,K28と、第2光源群220bの第2発光素子212b(1),…,212b(12)による光軸照射位置K1,K4,…,K27とが互いに異なっている。
図15に示す構成では、第1光源群220a及び第2光源群220b間において、光照射面Gdへの光軸La,…,Lb,…の主走査方向Xにおける照射位置である光軸照射位置K1,…,K27,K28が何れも一致していない。
こうすることで、光軸照射位置K1,…,K27,K28の数を第1光源群220a及び第2光源群220bにおける第1発光素子212a(1),…,212a(16)及び第2発光素子212b(1),…,212b(12)の合計個数分(最大個数分)にすることができ、それだけ照度ムラを目立ち難くすることができる。
図16は、何れの発光素子も同一光量とした場合において光軸照射位置K1,…,K27,K28が何れも一致していない照度分布α1,α2,α5の一例を示すグラフである。図16(a)は、第1光源群220aにおける第1発光素子212a(1),…,212a(16)の光軸La,…を第1光源群220a単独で光照射領域Ldに照射した場合での照度分布α1を示している。図16(b)は、第2光源群220bにおける第2発光素子212b(1),…,212b(12)の光軸Lb,…を第2光源群220b単独で光照射領域Ldに照射した場合での照度分布α2を示している。図16(c)は、第1及び第2光源群220a,220bにおける第1及び第2発光素子212a(1),…,212a(16),212b(1),…,212b(12)の光軸La,…,Lb,…を光照射領域Ldに照射した場合での照度分布α5を示している。図16(c)において、破線は、図7(c)に示す照度分布α3を示している。
図16(c)に示すように、光軸照射位置K1,…,K27,K28が何れも一致していない照度分布α5では、光軸照射位置K1,…,K23,K24の少なくとも一つK1,K7,…,K19が一致している照度分布α3(図16(c)の破線参照)に比べて光照射領域Ldでの照度を主走査方向Xで分散させることができる。
図17は、図16(c)に示す照度分布α5に対して第1発光素子212a(1),…,212a(16)及び第2発光素子212b(1),…,212b(12)の光量を照度ムラの基準範囲内に入る光量に設定した照度分布α6を示すグラフである。なお、図17において、図16(c)に示す照度分布α5は破線で示している。
図17に示す例では、第1光源群220a及び第2光源群220b間において光軸照射位置が近接している発光素子に対して光量を下げている。具体的には、光軸照射位置が近接している第1発光素子212a(1),212a(2),212a(5),212a(6),212a(9),212a(10),212a(13),212a(14)及び/又は第2発光素子212b(1),212b(2),212b(4),212b(5),212b(7),212b(8),212b(10),212b(11)の光量を下げている。
本実施の形態では、複数列の光源群を2列の第1及び第2光源群220a,220bとしたが、3列以上の光源群であってもよい
図18は、4列の第1から第4光源群220a,220b,220c,220dを備えた光源211の一例を示す概略側面図である。
図18に示す光源211は、図4(b)に示す光源211において、第3光源群210c及び第4光源群220dを追加した以外は、図4(b)に示す光源211と同一構成とされている。よって、図18において、図4(b)に示す光源211と同じ部材には同一符号を付し、その説明を省略する。
また、図19は、図18に示す光源211から第1から第4光源群220a,220b,220c,220dを取り出して並べた平面図である。
第3光源群210c及び第4光源群220dは、それぞれ、第3発光素子212c(1),…,212c(10)及び第4発光素子212d(1),…,212d(8)を備えている。第3発光素子212c(1),…,212c(10)及び第4発光素子212d(1),…,212d(8)は、それぞれ、第3光源基板213c及び第4光源基板213dに搭載されている。
第3発光素子212c(1),…,212c(10)及び第4発光素子212d(1),…,212d(8)は、何れも発光ダイオード(LED)素子とされている。第3及び第4発光素子212c(1),…,212c(10),212d(1),…,212d(8)は、所定の一方向に強い指向特性を有している。第3及び第4発光素子212c(1),…,212c(10),212d(1),…,212d(8)から射出される光のうち光束が最も強くなる方向が光軸Lc,…,Ld,…とされている。なお、第3及び第4発光素子212c(1),…,212c(10),212d(1),…,212d(8)は、第1及び第2発光素子212a(1),…,212a(16),212b(1),…,212b(12)と同じタイプ(型式)のものとされている。
第3発光素子212c(1),…,212c(10)及び第4発光素子212d(1),…,212d(8)は、原稿Gにおける主走査方向Xに延びる一定の光照射領域Ld側に向けて光を照射するものである。なお、各第3発光素子212c(1),…,212c(10)から光照射領域Ldまでの光軸Laの距離である第3光軸距離は何れも同一距離とされている。また、各第4発光素子212d(1),…,212d(8)から光照射領域Ldまでの光軸Lbの距離である第4光軸距離は何れも同一距離とされている。ここでは、第1から第4光軸距離は、同一距離とされている。
第3光源群220cにおける第3発光素子212c(1),…,212c(10)は、同一光源群(具体的には220c)内において同一ピッチ(具体的にはP3)とされ、第4光源群220dにおける第4発光素子212d(1),…,212d(8)は、同一光源群(具体的には220d)内において同一ピッチ(具体的にはP4)とされている。また、第1発光素子212a(1),…,212a(16)、第2発光素子212b(1),…,212b(12)、第3発光素子212c(1),…,212c(10)及び第4発光素子212d(1),…,212d(8)は、第1光源群220a、第2光源群220b、第3光源群220c及び第4光源群220d間において互いに異なるピッチ(P1<P2<P3<P4)されている。具体的には、ピッチP3は30mmとされ、ピッチP4は36mmとされている。なお、ピッチP3は、主走査方向Xにおける第3発光素子中心(光出射部)間の距離であり、ピッチP4は、主走査方向Xにおける第4発光素子中心(光出射部)間の距離である。また、第3光源群220c及び第4光源群220dに対する発光素子への配線の配置や光量制御については、第1光源群220a及び第2光源群220bと同様に構成することができる。
そして、第1から第4光源群220a〜220dにおいて、第1発光素子212a(1)、第2発光素子212b(1)、第3発光素子212c(1)及び第4発光素子212d(1)は光軸照射位置が同一仮想直線J1上に位置している。また、第1発光素子212a(3)及び第4発光素子212d(2)は光軸照射位置が同一仮想直線J2上に位置している。第1発光素子212a(5)、第2発光素子212b(4)及び第4発光素子212d(3)は光軸照射位置が同一仮想直線J3上に位置している。また、第1発光素子212a(6)及び第3発光素子212c(4)は光軸照射位置が同一仮想直線J4上に位置している。また、第1発光素子212a(7)及び第4発光素子212d(4)は光軸照射位置が同一仮想直線J5上に位置している。また、第2発光素子212b(6)及び第3発光素子212c(5)は光軸照射位置が同一仮想直線J6上に位置している。また、第1発光素子212a(9)、第2発光素子212b(7)及び第4発光素子212d(5)は光軸照射位置が同一仮想直線J7上に位置している。また、第1発光素子212a(11)、第3発光素子212c(7)及び第4発光素子212d(6)は光軸照射位置が同一仮想直線J8上に位置している。また、第1発光素子212a(13)、第2発光素子212b(10)及び第4発光素子212d(7)は光軸照射位置が同一仮想直線J9上に位置している。また、第2発光素子212b(11)及び第3発光素子212c(9)は光軸照射位置が同一仮想直線J10上に位置している。また、第1発光素子212a(15)及び第4発光素子212d(8)は光軸照射位置が同一仮想直線J11上に位置している。また、第1発光素子212a(16)及び第3発光素子212c(10)は光軸照射位置が同一仮想直線J12上に位置している。なお、第1から第4光源群220a〜220dにおいて、各発光素子の光軸照射位置が何れも一致しない構成とされていてもよい。
図20は、第1から第4光源群220a,220b,220c,220dにおける第1から第4発光素子212a(1),…,212a(16),212b(1),…,212b(12),212c(1),…,212c(10),212d(1),…,212d(8)の光軸La,…,Lb,…,Lc,…,Ld,…を光照射領域Ldに照射した場合での照度分布α7を示すグラフである。
図20に示すように、照度分布α7は、図7(c)に示す照度分布α3に比べ、明部の頂点β1〜β15と暗部の最下点γ1〜γ15との照度差の度合が小さい箇所が多いため、照度ムラを抑えることができ、照度ムラをさらに目立ち難くすることが可能となる。
なお、以上説明した画像読取装置100は縮小光学系タイプの画像読取装置であったが、等倍光学系タイプの画像読取装置であってもよい。
[実施例]
次に、図4に示す構成の光源211において、第1発光素子212aを29個、第2発光素子212bを19個、第1発光素子212aのピッチP1を10mm、第2発光素子212bのピッチP2を15mmとした場合でのリップル率を算出した実施例1と、実施例1の構成において光量分布で光量の大きい箇所に対応する発光素子の光量を下げた場合でのリップル率を算出した実施例2とを比較したので、これについて以下に説明する。
図21は、第1光源群220aの何れの第1発光素子212a(1),…,212a(29)も同一光量とし、第2光源群220bの何れの第2発光素子212b(1),…,212b(19)も同一光量であって第1発光素子212a(1),…,212a(29)とは異なる光量とした場合での実施例1の光量分布を示しており、図22は、実施例1の構成において第1光源群220a及び第2光源群220b間で光軸照射位置が一致している発光素子に対して光量を下げた場合での実施例2の光量分布を示している。図21(a)及び図22(a)は、第1光源群220a単独での光量分布を示しており、図21(b)及び図22(b)は、第2光源群220b単独での光量分布を示しており、図21(c)及び図22(c)は、第1及び第2光源群220a,220bの光量分布を合成した光量分布を示している。なお、図21及び図22において、縦軸は、光量としているが、単位は、1個の発光素子の光軸(中心)の光量を1とした比率で表している。
実施例1及び実施例2では、発光素子として何れも配光(指向)特性の半値角が約45°のLEDを使用し、第1及び第2光軸距離Ha,Hb(図4(b)参照)を何れも10mmとし、実施例2では、光軸照射位置K1,K5,K9,…,K37が一致している第1発光素子212a(1),212a(4),…,212a(28)及び第2発光素子212b(1),212b(3),…,212b(19)のうち少なくとも一方(ここでは第1発光素子212a(1),212a(4),…,212a(28))の光量を11.5%低下させるという条件で、リップル率を算出した。ここで、リップル率は、各明部のうち最も高い光量から各暗部のうち最も低い光量を差し引いた値を、各明部の頂点の光量と各暗部の最下点の光量との平均値で割った値としている。なお、リップル率の算出は、主走査方向Xの両端部の光量が低下することから、主走査方向Xにおける距離50mm〜250mmの間で行った。
その結果、リップル率は、図21(c)に示す実施例1の光量分布では3.9%であったのに対して、図22(c)に示す実施例2の光量分布では3.4%となり、0.5%下がった。これにより、実施例1の光照射領域Ldでの照度ムラに比べ、実施例2の光照射領域Ldでの照度ムラが軽減されることが分かる。