JP2013201746A - 光照射光学系、画像読取装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】特別な部材を追加することなく、光利用効率を高めることができ、高速読取対応における省ネルギー化に寄与できるとともに、画像読取装置、ひいては画像形成装置への適用拡大を図れる光照射光学系を提供する。
【解決手段】光照射光学系は、光源部を構成する複数の光源（ＬＥＤ）４３と、導光板４０３と、導光板４０３の出射面４０３ｂ側に設けられた拡散構造７０１とを有している。拡散構造７０１による光線の主走査方向への拡散角は、cos4乗則による照度減少を補正できる照度分布が得られるように、主走査方向の中心部の拡散角θｃが端部の拡散角θｅよりも大きくなるように設定されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、原稿面に光を照射する光照射光学系、該光照射光学系を有する画像読取装置、該画像読取装置を有する複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ、これらのうち少なくとも１つを備えた複合機等の画像形成装置に関する。

従来、イメージスキャナ等の画像読取装置では、コンタクトガラス上に位置して読取対象物となる原稿面に向けて光を出射する光源を有し、原稿面で反射された後に読取光軸に沿って進行する読取光を集光手段としての結像レンズを介してＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）等の画像読取部に結像し、原稿画像を読み取っている。
このような画像読取装置の光源としては、蛍光灯やキセノンランプ等の棒状光源、あるいはＬＥＤ等の点光源が使用されている。
特にＬＥＤは、光源の立ち上がりスピードの高速化、長寿命、省エネルギー等の要望からキセノンランプの代用として採用されることが多くなっている。

従来の画像読取装置の光照射構成を図１２を用いて説明する。
ＬＥＤを採用した画像読取装置において、第１走行体１０３には断面Ｖ字状のブラケット１２１が取付けられており、ブラケット１２１にはＬＥＤ１２２およびＬＥＤ１２２を駆動する回路基板（以下、「ＬＥＤ基板」という）１２３が取付けられている。
また、第１走行体１０３には、ＬＥＤ１２２からの光を反射して照度分布を適正化し、且つ、切り貼り原稿読取時の影をなくすための反射板（以下、「リフレクタ」という）１１８が取付けられている。

このような縮小光学系を採用した画像読取装置にあっては、原稿面から撮像素子（ＣＣＤ）までの距離が長いため、その間で光源からの照射光の減衰が大きくなる。
したがって、ＬＥＤを採用した画像読取装置においては、ＬＥＤ１２２の照度を高くする必要がある。
しかしながら、ＬＥＤ１つ１つの光束量は小さく、照射範囲は狭いため、原稿の主走査方向にＬＥＤ１２２を複数個設置し、原稿面での照度を高くするようにしている。

ＬＥＤ１２２をアレイ状に配列した場合には、原稿面で副走査方向の良好な照度分布を得るため、ＬＥＤ１２２をブラケット１２１によって原稿面に対向するように傾けて配設することが好ましい。
このときの原稿面での副走査方向の照度分布は、原稿面の照射領域Ｅ、すなわち、原稿の実読取領域のみに光が照射されることが望ましい。
ところが、ＬＥＤ１２２を傾けて配置し、ＬＥＤ１２２からの照射光をリフレクタ１１８によって原稿面に反射させた場合であっても、原稿面での副走査方向の照度分布を参照すると、照射領域Ｅ以外の領域にも光が照射されることが知られている。
この場合には、例えば、白に挟まれた小さい黒ベタ部を持つ画像を読み取ると、照射領域Ｅにある白部の原稿に反射した光が撮像素子に入ってしまい、黒ベタ部の出力値が上がってしまうため、黒ベタを忠実に再現できないことになる。

このような不具合を解消するものとしては、ＬＥＤアレイの照射面に主走査方向にわたる導光体を設け、この導光体によってＬＥＤから照射される光を照射領域内に導くことにより、照度分布を照射領域において均一にするようにした照明装置がある。
例えば、特許文献１参照。
また、ＬＥＤの間隔を調整することにより、主走査方向に任意の照度分布を設けることも可能である。
これを利用して、導光路の略中心部に対し画像読取手段の集光手段（原稿面からの反射光をＣＣＤに集光・結像するレンズないしレンズユニット）の光軸中心を一致させ、主走査方向両端部に行くに従いLED間隔を任意に詰めることで、集光手段のcos4乗則に従う照度減少を効果的に補正する手段に利用できる方法は良く知られている。

また、特許文献2のように、導光体の出射面側に光を拡散させる拡散構造（凹凸構造）を設け、その密度を変えて原稿面における照度分布を作り出すという手段もある。
この方法は、主走査方向における中心部の拡散構造の密度を密に、端部での拡散構造の密度を疎にし、拡散面における透過率を実質的に下げることで、端部が大きくなる照度分布を作り出している。
また近年、光の拡散形状が放射状の円形とはならない異方性拡散構造を備えた照明装置の開発も提案されている（例えば特許文献３）。
長尺の撮像素子を用いる画像読取装置に用いる照明系の場合、読取有効領域も長尺形状になるため、異方性拡散構造を用いれば、読取有効領域の短手方向（副走査方向）へ照射される光量を減らすことができるため、照明装置の効率を上げることができる。

しかしながら、LEDの間隔を変化させることで集光手段のcos4乗則を補正するための主走査方向の照度分布を作り出す場合、端部のLED実装間隔は実装限界以上に密になることはできないため、読取装置における集光手段の画角とLED実装限界とで、ＬＥＤ基板に実装できるLEDの最大個数は決まってしまう。
特に短焦点の集光手段を用いる読取光学系の場合、画角が広くなるので集光手段を透過した画像読取センサ上における照度は、主走査方向中心部から端部にかけて大きく減少してしまう。

図１３はLEDを主走査方向に均一な間隔で並べた場合の原稿面照度と、画像読取センサ上における照度との関係を示す特性図である。
ただし、簡単のため、原稿の反射率を１とし、集光手段による照度減少は、cos4乗則を除いてないものとした。
図１３から明らかなように、画像読取センサ上における照度は端部方向にかけて大きく減少することが分かる。
この画像読取センサ上での照度を補正するためには、図１４に示すように、原稿面での主走査方向に中心部から端部にかけて照度が上がるような、照度分布を作ればよい。
しかしながら、例えば半画角が３０°の場合、端部は中央部と比較し1.78倍の原稿面照度が要求されてしまう。

この原稿面照度差をＬＥＤの間隔変化による照度分布で補正する場合、ある主走査位置における原稿面の照度はその主走査位置でのＬＥＤの間隔にほぼ反比例するため、端部のＬＥＤ間隔と比較し中心部のＬＥＤ間隔は1.78倍広く設定する必要がある。
集光手段を透過した画像読取センサ上における照度は、原稿面反射率や集光手段の透過・反射率が均一であれば、原稿面中央照度値で主走査方向に対し均一化される。
すなわち、集光手段のcos4乗則補正後は原稿面照度が最も低い値で均一化されてしまうため、特に短焦点の画角の広い集光手段を用いる画角の広い読取光学系においては、主走査位置の中央部におけるLEDの実装密度は、より疎となるLED間隔であるため、画角が大きいほど集光手段によるcos4乗則補正後の、主走査位置中央部における原稿面照度は小さくなってしまう。
このため、短焦点の集光手段を用いた読取光学系を搭載した読取装置は、高速機のような高い光量が要求される読取光学系への対応ができなかった。

特許文献2の方法では、上記のように拡散構造の疎密により拡散される光線の割合を変化させて原稿面における照度分布を発生させている。
主走査方向における拡散構造の疎密により透過率を変化させて照度分布を作り出しているが、拡散構造が密となる中央部での透過率が下がる分、有効範囲に照射される光量も減ってしまうため、光利用効率も低くなり、高い光量が要求される高速読取に対応できなくなってしまう。
特許文献３の方法では、仮にLEDの間隔が均一の場合、副走査方向における光量ロスは抑制できるものの、主走査方向の拡散角も一定となり、原稿面における照度も一定となる。
したがって、cos4乗則補正のための原稿面における照度分布を作成できないため、LEDの実装間隔を変化させること、すなわち実装個数を実質的に減らすことでしか、原稿面における図１４に示すような照度分布を作成できない。
この場合も高い光量が要求される高速読取機種に対応できなくなってしまう。

本発明は、このような現状に鑑みてなされたもので、特別な部材を追加することなく、光利用効率を高めることができ、高速読取対応における省ネルギー化に寄与できるとともに、画像読取装置、ひいては画像形成装置への適用拡大を図れる光照射光学系の提供を、その主な目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、光照射光学系において、主走査方向に一列又は複数列に配置された複数の光源により構成され、該複数の光源それぞれが光を放射状に照射する光源部と、前記光源部の出射面から照射されて入射した光を、特定の方向に案内して出射する透光性材料からなる長尺の導光体と、を備え、前記導光体の少なくとも1つの面には、入射した光束の透過光もしくは反射光を拡散させる拡散構造が付与され、前記拡散構造による光線の主走査方向への拡散角は、主走査方向の中心部の拡散角が端部の拡散角よりも大きいことを特徴とする。

本発明によれば、コストアップすることなく、読取有効範囲内における端部の照度減少を光利用効率を低減することなく効果的に補正することができ、高い照度が必要な高速読み取り機種への対応も可能であり、適用機種の拡大にも寄与することができる。

本発明の第１の実施形態に係る画像読取装置の概要側面図である。 同画像読取装置におけるキャリッジの駆動構成を示す図である。 光照射光学系の構成を示す側面図である。 光照射光学系の構成を示す斜視図である。 光照射光学系の拡散機能を示す模式図である。 補正前後の原稿面における主走査方向に対する照度分布と、従来技術による補正前後の原稿面における主走査方向に対する照度分布を表した特性図である。 画像形成装置の概要構成図である。 第２の実施形態における光照射光学系の拡散機能を示す模式図である。 レンズサグを一定にした場合のマイクロレンズアレイによる拡散角を示す図で、（ａ）はマイクロレンズの曲率半径及びピッチが小の場合を示す図、（ｂ）はマイクロレンズの曲率半径及びピッチが大の場合を示す図である。 レンズサグを変化させた場合のマイクロレンズアレイによる拡散角を示す図で、（ａ）はレンズサグが大の場合を示す図、（ｂ）はレンズサグが小の場合を示す図である。 第３の実施形態における光照射光学系の拡散機能を示す模式図である。 従来における画像読取装置の光照射構成を示す図である。 LEDを均一に配列した場合の集光手段のcos4乗則による照度減少の影響を示す主走査方向の照度分布図である。 集光手段のcos4乗則をLEDの配列により補正した場合の主走査方向の照度分布を示す図である。 異方性拡散特性を持つ拡散構造体の一例としてのLSD拡散板の微細構造面の拡大図である。

以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
図１乃至図７に基づいて第１の実施形態を説明する。まず、図７に基づいて、本実施形態に係る画像形成装置の一例としてのカラー複写機の構成及び動作について説明する。
カラー複写機１０は、自動原稿搬送装置１１、給紙部１２、画像読取部（画像読取装置）１３および画像形成部（画像形成手段）１４等を備えている。
自動原稿搬送装置１１は、原稿トレイ１６に載置された原稿を給紙ローラや分離ローラ等の各種ローラからなる分離給紙手段１７によってコンタクトガラス１５上に搬送する。
読み取りが終了した原稿を搬送ベルト１８によって透明部材としてのコンタクトガラス１５上から搬出した後、各種排紙ローラからなる排紙手段１９によって排紙トレイ２０に排紙する。

原稿の両面を読み取る場合には、排紙手段１９に設けられた分岐機構および搬送ベルト１８によって原稿をコンタクトガラス１５上に返送して未読取面の読み取りを行うようになっている。
給紙部１２は、異なるサイズの記録媒体としての記録紙を収納する給紙カセット２１ａ、２１ｂと、給紙カセット２１ａ、２１ｂに収納された記録紙を転写位置まで搬送する各種ローラからなる給紙手段２２とを備えている。
画像読取装置１３は、第１キャリッジ３５、第２キャリッジ３６を図７中、左右方向（副走査方向）に駆動して光源により原稿面に光を照射して原稿面を読み取る。
この読取光をミラーで反射した後、集光手段としてのレンズユニット３７によってＣＣＤ等の画像読取センサ（受光素子）に取り込むようになっている。

画像形成部１４は、レンズユニットに取り込まれた読取信号に基づいて書き込み信号を形成する露光装置２３と、露光装置２３によって生成された書き込み信号が表面に形成される複数の感光体ドラム２４とを備えている。
また、画像形成部１４は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックとそれぞれ異なる色のトナーが充填され、各感光体ドラム２４に異なる色のトナーを供給して書き込み信号を可視像化させる現像装置２５を備えている。
感光体ドラム２４上に形成された可視像が重ねられて転写されることによりカラー画像が形成される。
さらに、画像形成部１４は、上記カラー画像を給紙部１２から給紙された記録紙に転写する転写ベルト２６と、記録紙に定着されたカラー画像を記録紙に定着する定着装置２７とを備えている。

図１乃至図５に基づいて画像読取装置１３の構成を詳細に説明する。
本画像読取装置は、イメージスキャナに適用してもよく、イメージスキャナを有する複写機やファクシミリ装置、複写機能とファクシミリ機能等とを備えた複合機等の画像形成装置にも適用することができる。

図１は画像読取装置１３の各部品の位置関係を示す側面図である。図２は第２キャリッジ３６の駆動用の駆動ワイヤ３３と各プーリの関係を説明するための模式図であり、図２（ａ）は側面図、図２（ｂ）は駆動ワイヤ３３の連結状態を上から見た状態を示す図である。
画像読取装置１３は、本体フレーム３１、駆動軸３２、駆動ワイヤ３３、ワイヤ駆動プーリ３４、第１キャリッジ３５、第２キャリッジ３６を備えている。
また、画像読取装置１３は、レンズユニット３７、張力スプリング３９、キャリッジプーリ４０、アイドラプーリ４１、４２および撮像素子５７を備えている。

本体フレーム３１の内部には、図示しない第１レールと第２レールが設けられており、第１レールには走行体としての第１キャリッジ３５がスライド自在に取付けられている。第２レールには第２キャリッジ３６がスライド自在に取付けられている。
駆動軸３２は図示しないモータに連結されており、駆動軸３２の両端部にはワイヤ駆動プーリ３４が取付けられている。ワイヤ駆動プーリ３４には駆動ワイヤ３３が巻回されており、駆動ワイヤ３３は所定方向である図２中の左右方向に延在している。
駆動ワイヤ３３は第１キャリッジ３５の駆動用と第２キャリッジ３６の駆動用の２本が用いられるが、図２では第２キャリッジ３６の駆動用の駆動ワイヤ３３を図示している。

駆動ワイヤ３３およびアイドラプーリ４１、４２は本体フレーム３１の前後に１本ずつ設けられているが、いずれも同じ構成および機能を有するので、片側の駆動ワイヤ３３、アイドラプーリ４１、４２について説明をする。
本実施の形態では、駆動ワイヤ３３が２本、アイドラプーリ４１、４２が本体フレーム３１の四隅に４個設けられている。
第２キャリッジ３６にはキャリッジプーリ４０が設けられており、駆動ワイヤ３３はキャリッジプーリ４０やアイドラプーリ４１、４２を経由するようになっている。

図３及び図４に示すように、第１キャリッジ３５は、板金で平板状に形成されたベース４０７と、ベース４０７から垂直下方に延びる一対の側板４０７ｂとを備えている。
一対の側板４０７ｂの間には、第１ミラー４４ａが取付けられている。
なお、図２では、紙面厚み方向（主走査方向）に間隔をおいて一対設けられた側板のうち、一方の側板４０７ｂのみを示している。
ベース４０７には、保持部材としての受け台４０５がネジ（不図示）によって取付けられている。受け台４０５は放熱性の良好な板金からなり、ベース４０７に対する取付面を有する取付部と、ベース４０７と所定の角度をなすように折り曲げられた斜面部とを有する。

受け台４０５の斜面部には、副走査方向に段差が設けられ、上段４０５ｕとカバー４０６との間隔よりも、下段４０５ｄとカバー４０６との間隔が大きくなるようにしている。上段４０５ｕと下段４０５ｄとは略平行となっている。
受け台４０５の下段４０５ｄには、平板状の回路基板としてのＬＥＤ基板５１がネジ４０９によって取付けられている。ＬＥＤ基板５１には、点光源としての複数のＬＥＤ４３が主走査方向に直線状に配設されている。
ＬＥＤ４３は、主走査方向に一列又は複数列に配置される。
ネジ４０９は、カバー４０６の取付部側（図３中の右側）に偏って配置され、ＬＥＤ基板５１の主走査方向の両端を固定している。

受け台４０５の上段４０５ｕには、入射した光を、特定の方向に案内して出射する導光体としての導光板４０３が位置決めされている。
導光板４０３は、透過率の高い樹脂等によって、主走査方向に扁平な略直方体として形成されている。導光板４０３と一体形成（型成形）された３つの位置決めピン４０４（凸部）が、位置決めピン４０４の位置に対応して形成された、受け台４０５の表裏を貫通する３つのピン穴（不図示）に挿入されている。
３つの位置決めピン４０４は、導光板４０３の下面の３箇所（長手方向の中央および両端）に形成されている。

図５に示すように、導光板４０３の出射面４０３ｂ側には、拡散構造７０１が設けられている。本実施形態における拡散構造７０１は、マイクロレンズを主走査方向に配列したマイクロレンズアレイによって構成されている。
拡散構造７０１は、入射した光束の透過光もしくは反射光を拡散させる。
光源部を構成する複数のＬＥＤ４３と、導光板４０３と、拡散構造７０１とにより、本実施形態における光照射光学系が構成されている。
ＬＥＤ４３より出射した光束ＬＢは、導光板４０３に入射し全反射等により出射面４０３ｂに到達する（図３）。
出射面４０３ｂに付与されている拡散構造７０１により拡散される光束は、導光板４０３の中心部に設けられた拡散構造による主走査方向の拡散角θcが、端部に設けられた拡散構造による主走査方向の拡散角θeよりも大きくなる。
これにより、中心部で拡散された光線は両端部へ寄る形で原稿面に入射する。
導光板の中心部を通る光線も端部に入射するため、端部の原稿面照度は、中心部と比較すると高くなる。

導光板４０３の中心部から端部へと行くに従い、拡散構造７０１の主走査方向拡散角θが小さくなるように変化することで、原稿面における照度を中心部から端部に行くに従い大きくなるようにすることができる。
この変化量を読取光学系における集光手段のcos4乗による照度減少を打ち消すように拡散構造を変化させることで、集光手段を透過した画像読取センサ上における照度は中心部から端部まで一定となる。
本実施形態では、従来技術のように、主走査方向における中央部の拡散構造を密にすることで端部の照度向上を図っていないため、光利用効率の低下を来たさない。
このように、本実施形態によれば、導光板に付与された拡散構造のみによって、読取光学系における集光手段のcos4乗による照度減少を補正できる。

図６は、本実施形態に係る画像読取装置による補正前後の原稿面における主走査方向に対する照度分布と、従来技術による補正前後の原稿面における主走査方向に対する照度分布を表したものである。
本実施形態の光照射光学系によれば、LEDが基板に一様に並んだような場合でも、cos4乗則による照度減少を補正することが可能である。
また、拡散面の透過率を減少させて照度補正をしているわけではないので、光利用効率を犠牲にすることなく従来技術よりも効果的に図１４に示すような集光手段のcos4乗則を補正するための照度分布を作ることができる。
特にLEDを基板にLEDの実装密度限界で一様に並べたような場合に有効で、LED間隔調整による照度分布を作成する場合よりも特に高い照度が得られるため、例えば高速機向けの照明のような、より高い照度が必要な読取光学系への展開が可能となる。

図８乃至図１０に基づいて第２の実施形態を説明する。
なお上記実施形態と同一部分は同一符号で示し、特に必要がない限り既にした構成上及び機能上の説明は省略して要部のみ説明する（以下の他の実施形態において同じ）。
第１の実施形態では、図５に示したように、拡散構造７０１による拡散形状は、主走査方向での拡散角の変化はあるものの、同時に副走査方向にも同様に変化する「放射状円形」となる拡散形状である。すなわち、拡散構造７０１は、等方的な拡散構造である。
図１２から明らかなように、画像読取装置における読取面の有効範囲は、副走査方向に対し短い長尺状の範囲となっている。
等方的な拡散構造では、主走査方向への拡散角が大きいと、それに併せて副走査方向の拡散角も大きくならざるを得ないため、副走査方向の有効範囲外へ照射される拡散光も増えてしまう。
本実施形態では、この問題を解消してより一層の光利用効率の向上を目的としている。

上記のように、副走査方向の拡散角は主走査方向での位置に拘らず略同一になることが望ましい。
図８に示すように、導光板４０３の出射面４０３ｂには、拡散構造としての異方性拡散構造７０２が設けられている。光源部を構成する複数のＬＥＤ４３と、導光板４０３と、異方性拡散構造７０２とにより、本実施形態における光照射光学系が構成されている。
異方性拡散構造７０２により、主走査方向の拡散角が主走査位置に対し変化するのに対し、副走査方向の拡散角は主走査方向全体に亘って略同一となっている。
このように、主走査方向と副走査方向の拡散角を独立に制御できる異方性拡散構造であれば、副走査方向の拡散角を広げることなく主走査方向の拡散角を広げることも可能である。
特に、主走査方向への拡散角が大きい主走査方向中心部において、副走査方向の読取面有効範囲外に照射されてしまう光量を減らすことが可能であり、より効率の高い光照射光学系（光照射装置）を得ることができる。

異方性拡散特性を持つ拡散構造体（異方性拡散構造７０２）の一例として、楕円形状のマイクロレンズを主走査方向に複数配設したマイクロレンズアレイが挙げられる。
楕円形状のマイクロレンズの長軸方向（長径方向）を副走査方向に、短軸方向（短径方向）を主走査方向に平行にアレイ状に配列することで、異方性拡散を得ることができる。
この場合、楕円マイクロレンズの短軸方向の曲率半径やピッチ、レンズサグなどを変えることで、主走査方向の拡散角を変化させることができる。

例えば、レンズサグを固定した場合、図９に示すように、曲率半径が小さく、ピッチｐが狭いほど拡散角は大きくなる（図９（ａ））。
このため、大きい拡散角が要求される中心部と比較し、拡散角を小さくすべき端部のマイクロレンズ間隔は広まるようにする。すなわち、マイクロレンズの付与密度は主走査方向の中心部が密に、端部が疎になるようにする。

一方、ピッチを固定した場合、図１０に示すように、大きい拡散角が要求される中心部では楕円マイクロレンズの短軸方向の曲率半径を小さくし、端部では楕円マイクロレンズの短軸方向の曲率半径を中心部と比較し大きくすることで、拡散角を変えることができる。
但し、均一に配置されたマイクロレンズアレイでは、拡散された光にムラやモワレといった不具合が発生してしまう場合がある。
これは多くの場合、光の干渉によるものであり、それを打ち消すために、拡散光の角度特性を維持しつつもレンズアレイの各パラメータ（配列・位置・サイズ等）をある程度ランダムにすることで、透過した光の位相がランダムになり、干渉が発生しにくくなる。

拡散構造は、上記実施形態の如く形状（マイクロレンズの形状）で作る他に屈折率変化により作る手段もある。樹脂材料の屈折率変化を利用して位相変調を与えても良い。
導光体内部に導光体とは異なる屈折率を持つ透光性材料で作製された光拡散部材としてのフィラーを添加し、そのフィラーによりランダムな拡散特性を得るという方法でもよい（第３の実施形態）。
すなわち、導光体内でフィラーによる一次的な拡散を生じさせ、これに基づく拡散構造７０２での２次的な拡散の変化度を高めるものである。
フィラーの大きさは、導光体やフィラー自身の屈折率によって変わるが、光の波長と同程度から10倍程度までが望ましい。

フィラーの材料としては、例えばシリカが挙げられる。フィラーの大きさと導光体の単位体積あたりの密度により拡散角が変化する。
フィラーを添加した導光体を射出成形により成形した場合、特殊な成形技術を利用しない限り、密度分布はほぼ均一であるが、フィラー１粒１粒の位置は導光板内でランダムに配列される。
このためフィラーにより拡散される光線もランダムな位相の拡散特性を得ることができ、干渉が発生しにくくなるため、拡散面として付与する楕円マイクロレンズは均一に配列されていても問題はない。
また、楕円マイクロレンズアレイに代えてシリンドリカルレンズアレイでも問題はない。

図１１に、本実施形態の具体的一例として、フィラー１４１を添加された導光板１４２による拡散角の変化を模式的に示す。
導光板１４２の出射面には、シリンドリカルレンズアレイ１４３が付与され、このレンズアレイの曲率半径やサグ・ピッチといったパラメータの変化により、拡散角の変化を発生させている。
光源部を構成する複数のＬＥＤ４３と、導光板１４２と、拡散構造としてのシリンドリカルレンズアレイ１４３とにより、本実施形態における光照射光学系が構成されている。

異方性拡散特性を持つ拡散構造体の代表例としては、ルミニット社や旭化成社が提供するLSD（Light Shaping Diffuser）拡散板がある（特許文献４、５参照）。
この製品は微小でランダムなレンズアレイの拡散機能により光を拡散整形するもので、光の干渉露光を利用した、いわゆるホログラフにより微細な拡散構造体形状を作ることが可能となる。

図１５は上記LSD拡散板の微細構造面の拡大図である。
図１５から分かるように、１つ１つのレンズアレイがランダムに配列され、且つそれぞれのレンズ形状もばらばらであることで、干渉やモワレといった不具合を無くすことが可能となる。
例えば、上記拡散板を、拡散角が異なる複数種用意し、主走査方向中央部において、拡散角が大きい拡散板を、端部に行くに従い徐々に拡散角が小さくなる拡散板を出射面に貼ることで、主走査方向に拡散角が変化する導光板を作ることが可能となる。

上記各実施形態では、導光体の出射面に設けられた透過型拡散構造を挙げたが、これに限定される趣旨ではなく、入射面に設けても良いし、両方に設けても良い。また導光路上のいずれかの反射面に設けても良い。
また、導光板の形状によっては、反射型の拡散構造として用いても良い。
また、本発明によれば、補正する照度分布として、コンタクトガラスを固定するフレームによる光線のケラレによる照度減少なども補正することが可能である。

以上説明したように、本発明の形態をとることで、ＬＥＤの実装数を減らすことなく、換言すれば光利用効率を低減することなく、主走査方向中央部の拡散構造（異方性拡散構造を含む）により主走査方向に広げられた光束が、端部方向へ照射される。
これにより、主走査方向端部の光束量増加に寄与する。
したがって、中心部から端部に対して照度が上昇するような、集光手段のcos4乗則による照度減少を補正できる照度分布を得ることができる。
このため、ＬＥＤを基板上に実装密度限界で一様に並べた場合でも、集光手段のcos4乗則による照度減少を補正できる照度分布を、光利用効率を落とすことなく得ることが可能となる。
したがって、特別な部材を用意することなく、読取有効範囲内における端部の照度減少を効果的に補正することが可能となり、より高い照度が得られる照明系を得ることができる。
すなわち、特別な部材を追加することなく高速機への対応が可能となる。

１３ 画像読取装置
３７ 集光手段としてのレンズユニット
４３ 光源としてのＬＥＤ
５７ 受光素子としてのＣＣＤ
１４１ 光拡散部材としてのフィラー
１４２、４０３ 導光体としての導光板
１４３、７０２ 異方性拡散構造
７０１ 拡散構造
θｃ、θｅ 拡散角

特開２００７−５８６０号公報 特開２０１０−２１３０３９号公報 特開２０１１−１１４７６２号公報 特許第３４１３５１９号公報 特許第４２０６４４３号公報

Claims (9)

1. 主走査方向に一列又は複数列に配置された複数の光源により構成され、該複数の光源それぞれが光を放射状に照射する光源部と、
   前記光源部の出射面から照射されて入射した光を、特定の方向に案内して出射する透光性材料からなる長尺の導光体と、
   を備え、
   前記導光体の少なくとも1つの面には、入射した光束の透過光もしくは反射光を拡散させる拡散構造が付与され、
   前記拡散構造による光線の主走査方向への拡散角は、主走査方向の中心部の拡散角が端部の拡散角よりも大きいことを特徴とする光照射光学系。
2. 請求項１に記載の光照射光学系において、
   前記拡散構造が、入射した光束の透過光もしくは反射光を副走査方向よりも主走査方向に広く拡散させる異方性拡散構造であることを特徴とする光照射光学系。
3. 請求項２に記載の光照射光学系において、
   前記異方性拡散構造による光線の副走査方向への拡散角は、主走査方向の中心部から端部にかけて略同一であることを特徴とする光照射光学系。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の光照射光学系において、
   前記導光体が、該導光体と異なる屈折率を有する光拡散部材を含むことを特徴とする光照射装置。
5. 請求項４に記載の光照射光学系において、
   前記光拡散部材が、透光性材料により作製され、前記導光体に添加されたフィラーであることを特徴とする光照射光学系。
6. 請求項１〜５のいずれか１つに記載の光照射光学系において、
   前記拡散構造は、複数の楕円形状のマイクロレンズからなり、各マイクロレンズの長径方向が略同一の方向に配列していることを特徴とする光照射光学系。
7. 請求項１〜５のいずれか1つに記載の光照射光学系において、
   前記拡散構造は、ランダムな形状からなる拡散構造体であることを特徴とする光照射光学系。
8. 請求項１〜７のいずれか１つに記載の光照射光学系と、該光照射光学系から出射した光線により照明された原稿からの反射光を集光する集光手段と、該集光手段にて集光した光線を受光する受光素子とを有することを特徴とする画像読取装置。
9. 請求項８に記載の画像読取装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。

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