JP4757340B2 - 照明装置、その照明装置を備える画像読取り装置、その画像読取り装置を備える画像形成装置 - Google Patents

照明装置、その照明装置を備える画像読取り装置、その画像読取り装置を備える画像形成装置 Download PDF

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Description

本発明は、原稿等の被照射体を照明する照明装置、その照明装置を備える画像読取り装置、その画像読取り装置を備える画像形成装置に関する。
この種の照明装置は、例えば画像読取り装置に搭載されて用いられるものであって、原稿を読取るときの主走査方向と平行に列設された複数の発光素子（例えばＬＥＤ）を備え、これらの発光素子により原稿を照明する。画像読取り装置は、照明装置により照明されている原稿を主走査方向に沿って繰り返し走査しつつ、原稿を副走査方向にも走査して、原稿全体を読取る。この読取られた原稿の画像は、プリンター等に出力されて、記録用紙に記録される。
このような照明装置においては、各発光素子から出射された光の全てを原稿の読取り範囲に入射させることが望ましいが、実際には、その光の全てを原稿の読取り範囲に入射させることができず、光の損失が生じており、この光の損失の低減が望まれている。
このため、特許文献１では、各発光素子の光出射方向に集光体を設け、各発光素子の光の殆どを集光体の入射側レンズに入射させ、この集光体から原稿の読取り範囲へと光を出射させ、また集光体の一部にプリズム面を形成したり、この集光体とは別体の反射板を設けて、集光体を透過した光をプリズム面や反射板で反射して原稿の読取り範囲へと出射させ、これにより光の損失の低減を図っている。
また、特許文献２、３では、各発光素子及び導光体を基板上に搭載して、各発光素子の光出射側に導光体を位置決めし、この導光体により各発光素子の光を集光して原稿の読取り範囲へと出射させ、また導光体を通過しなかった光を反射板で反射して原稿の読取り範囲に出射させ、これにより光の損失の低減を図っている。
特開２００５−１０２１１２号公報 特開２００８−３５０３６号公報 特開２００８−３５０４３号公報
しかしながら、特許文献１では、集光体の入射側レンズを各発光素子に近接配置して、この集光体を透過した光をプリズム面や反射板で反射して原稿へと出射する構成であるため、集光体の入射側レンズの位置が各発光素子に対して僅かでもずれると、集光体を通る光の経路が大きくずれて、光の損失が大幅に増大してしまうにもかかわらず、具体的な集光体の支持及び位置調節の構造が明確に開示されておらず、そのような構造の実現が困難であると考えられる。
また、特許文献２、３では、導光体を通過しなかった光を反射板で反射して原稿へと出射させているが、この導光体を通過しなかった光が分散光であるため、この光の全てを反射板に入射させることができず、光の損失を十分に低減させることができなかった。
そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、簡単な構造でありながら、光の損失を抑えつつ、原稿等の被照射体の照明を安定的に行うことが可能な照明装置、その照明装置を備える画像読取り装置、その画像読取り装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の照明装置は、発光素子と、反射部材と、前記発光素子から出射された光を被照射体及び前記反射部材に向けて導く導光部材と、前記発光素子から出射され前記導光部材により前記被照射体へと導かれた光、及び前記発光素子から出射され前記導光部材により導かれ前記反射部材で前記被照射体へと反射された光により、前記被照射体を照明する照明装置であって、前記被照射体で反射された光が通過する経路を挟んで前記発光素子と前記反射部材を配置して、前記導光部材を前記経路に対して前記発光素子側に配置し、前記導光部材は、前記被照射体と前記発光素子間に配置され、前記発光素子から前記被照射体への光が透過する直接出射部、及び前記反射部材と前記発光素子間に配置され、前記発光素子から前記反射部材への光が透過する間接出射部を有し、前記直接出射部を透過した光、及び前記間接出射部を透過して前記反射部材で反射された光により、前記被照射体が照明され、前記直接出射部の光入射面及び前記間接出射部の光入射面が前記発光素子に向けられ、前記各光入射面がなす内角側に前記発光素子が配置され、前記直接出射部の光入射面の面積が前記間接出射部の光入射面の面積よりも広くて、前記直接出射部を透過して前記被照射体を照明する光の光量が前記間接出射部を透過し前記反射部材で反射されて前記被照射体を照明する光の光量よりも大きく、前記直接出射部の光出射面及び前記間接出射部の光出射面が凸面形状であって集光特性を有している。
また、本発明の照明装置においては、前記発光素子の光軸が前記間接出射部を介して前記反射部材に向けられている。
また、前記直接出射部の光入射面及び前記間接出射部の光入射面が平面である。
更に、前記発光素子が搭載された基板を備え、前記直接出射部及び前記間接出射部は、前記基板の前記発光素子搭載面の上側に配置されている。
また、前記発光素子が搭載された基板を備え、前記直接出射部及び前記間接出射部の少なくとも一方は、前記基板に直接固定されている。
更に、前記反射部材は、第１反射面及び前記第１反射面に対して屈曲された第２反射面を有し、前記第１反射面により反射された光の経路が前記被照射体の読取り基準位置を通り、前記第２反射面により反射された光の経路が前記被照射体の読取り基準位置から前記反射部材とは反対側に離間した位置を通っている。
一方、本発明の画像読取り装置は、上記本発明の照明装置と、前記照明装置により照明されている前記被照射体の反射光を受光して、前記被照射体の画像を読取り、前記被照射体の画像を出力する光電変換素子とを備えている。
また、本発明の画像形成装置は、上記本発明の画像読取り装置と、前記画像読取り装置の前記光電変換素子から出力された前記被照射体の画像を記憶用紙に印刷する印刷手段とを備えている。
このような本発明の照明装置では、被照射体で反射された光の通過経路を挟むように発光素子と反射部材を配置し、導光部材を発光素子側に設けている。そして、導光部材は、被照射体と発光素子間に配置され、発光素子から被照射体への光が透過する直接出射部、及び反射部材と発光素子間に配置され、発光素子から反射部材を介して被照射体への光が透過する間接出射部を有し、直接出射部の光入射面及び間接出射部の光入射面が発光素子周りの相互に異なる位置に配置され、各光入射面がなす内角側に発光素子が配置されている。従って、発光素子の出射光は、直接出射部から被照射体へと至る直接的な経路及び間接出射部から反射部材を介して被照射体へと至る間接的な経路のいずれかを通って、被照射体を照明する。一方の直接経路が短いことから、被照射体への入射光が殆ど分散せず、この直接経路を通じての入射光により被照射体を明るく照明することができるが、被照射体の照明ムラが生じ易い。また、他方の間接経路が長いことから、被照射体への入射光が分散して、この間接経路を通じての入射光による被照射体の照明程度が低くなるが、被照射体の照明ムラが生じ難い。これらの直接経路と間接経路によるそれぞれの照明を組み合わせることにより、光の損失を抑えつつ、被照射体の照明を安定的に行うことができる。
例えば、前記直接出射部の光入射面の面積を前記間接出射部の光入射面の面積よりも広くしている。また、発光素子の光出射面を間接出射部側に向けている。このような直接出射部の面積及び間接出射部の面積の設定や、発光素子の光出射面の向きの設定により、直接出射部を通じての被照射体の照明レベルと間接出射部を通じての被照射体の照明レベルの比、つまり直接経路と間接経路の配光を適宜に設定することができる。また、被照射体の読取り範囲に対する直接経路と間接経路の向きが異なるため、一方の経路の光による被照射体端部の照明で該被照射体端部の影が生じる状態であっても、他方の経路の光により被照射体端部の影が照らされるので、被照射体端部の影を消滅させることができる。
また、直接出射部の光出射面及び間接出射部の光出射面が凸面形状であって集光特性を有している。これにより、被照射体の照明範囲を適宜に特定することができる。
更に、直接出射部及び間接出射部は、基板の発光素子搭載面の上側に配置されている。あるいは、直接出射部及び間接出射部の少なくとも一方を基板に直接固定している。この場合は、直接出射部及び間接出射部と発光素子間の位置決めを容易に行うことができ、被照射体の照明を安定的に行うことができる。
また、反射部材による光の反射方向は、被照射体の読取り基準位置を超えた位置に向いている。この場合は、被照射体が読取り基準位置から浮いた状態であっても、その浮いた被照射体の部分を十分に照明することができる。
例えば、反射部材の一部の反射面により前記光の反射方向を設定している。この場合は、反射部材で反射された光により、被照射体の読取り基準位置を超えた位置を照明するだけではなく、他の位置も照明することができ、反射部材で反射された光による照明範囲を広げることができる。
一方、本発明の画像読取り装置は、上記本発明の照明装置を備えていることから、同様の作用効果を奏する。
また、本発明の画像形成装置についても、上記本発明の画像読取り装置を備えていることから、同様の作用効果を奏する。
本発明の照明装置の一実施形態を適用した画像読取り装置を備える画像形成装置を示す断面図である。 図１の画像読取り装置及び原稿搬送装置を拡大して示す断面図である。 画像読取り装置における第１走査ユニットを概略的に示す断面図である。 図３の第１走査ユニットを概略的に示す斜視図である。 図３の第１走査ユニットの照明装置による照明状態を示す断面図である。 （ａ）は第１間接経路における光強度を示すグラフであり、（ｂ）は第２間接経路における光強度を示すグラフである。 本の照明状態を示す図である。 原稿の後端部の照明状態を示す図である。
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の照明装置の一実施形態を適用した画像読取り装置を備える画像形成装置を示す断面図である。この画像形成装置１００は、スキャナ機能、複写機能、プリンター機能、及びファクシミリ機能等を有する所謂複合機であり、画像読取り装置４１により読取られた原稿の画像を外部に送信したり（スキャナ機能に相当する）、この読取られた原稿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記録用紙に記録形成する（複写機能、プリンター機能、及びファクシミリ機能に相当する）。
この画像形成装置１００は、画像を記録用紙に印刷するべく、レーザ露光装置１、現像装置２、感光体ドラム３、帯電器５、クリーナ装置４、中間転写ベルト装置８、定着装置１２、用紙搬送経路Ｓ、給紙トレイ１０、及び用紙排出トレイ１５等を備えている。
画像形成装置１００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。このため、現像装置２、感光体ドラム３、帯電器５、及びクリーナ装置４は、各色に応じた４種類のトナー像を形成するようにそれぞれ４個ずつ設けられ、それぞれがブラック、シアン、マゼンタ、及びイエローに対応付けられて、４つの画像ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄが構成されている。
各感光体ドラム３は、それらの表面に光感光層を有している。各帯電器５は、それぞれの感光体ドラム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、チャージャー型の帯電器が用いられる。
レーザ露光装置１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、帯電された各感光体ドラム３表面を画像データに応じて露光して、それらの表面に画像データに対応する静電潜像を形成する。
各現像装置２は、それぞれの感光体ドラム３表面に形成された静電潜像を（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）のトナーにより現像し、これらの感光体ドラム３表面にトナー像を形成する。各クリーナ装置４は、現像及び画像転写後にそれぞれの感光体ドラム３表面に残留したトナーを除去及び回収する。
中間転写ベルト装置８は、各感光体ドラム３の上方に配置されており、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、４つの中間転写ローラ６、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７は、厚さ１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムを無端ベルト状に形成したものである。中間転写ベルト駆動ローラ２１、各中間転写ローラ６、従動ローラ２２等は、中間転写ベルト７を張架して支持し、中間転写ベルト７を矢印Ｃ方向に周回移動させる。
各中間転写ローラ６は、中間転写ベルト７近傍に回転可能に支持され、中間転写ベルト７を介してそれぞれの感光体ドラム３に押圧されている。
各感光体ドラム３表面のトナー像が中間転写ベルト７に順次重ねて転写されて、中間転写ベルト７上にカラーのトナー像（各色のトナー像）が形成される。各感光体ドラム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裏面に圧接されている各中間転写ローラ６によって行われる。各中間転写ローラ６は、直径８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）軸をベースとし、その表面が導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ、発泡ウレタン等）により覆われたローラである。各中間転写ローラ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（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加されており、その導電性の弾性材により高電圧が記録用紙に対して均一に印加される。
こうして各感光体ドラム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。このカラーのトナー像は、中間転写ベルト７と共に搬送され、中間転写ベルト７と２次転写装置１１の転写ローラ１１ａ間のニップ域で記録用紙上に転写される。
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用紙に転写させるための電圧（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加されている。また、中間転写ベルト７と２次転写装置１１の転写ローラ１１ａ間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、または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用紙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に接触して残留トナーを除去するクリーニングブレードが設けられており、クリーニングブレードが接触する部位で、従動ローラ２２により中間転写ベルト７裏側が支持されている。
記録用紙は、中間転写ベルト７と２次転写装置１１の転写ローラ１１ａ間のニップ域でカラーのトナー像を転写された後、定着装置１２へと搬送される。定着装置１２は、加熱ローラ３１及び加圧ローラ３２等を備えており、加熱ローラ３１と加圧ローラ３２間に記録用紙を挟み込んで搬送する。
加熱ローラ３１は、図示しない温度検出器の検出出力に基づき、所定の定着温度となるように制御されており、加圧ローラ３２と共に記録用紙を熱圧着することにより、記録用紙に転写されたカラーのトナー像を溶融、混合、圧接し、記録用紙に対して熱定着させる。
一方、給紙トレイ１０は、記録用紙を格納しておくためのトレイであり、画像形成装置１００の下部に設けられて、トレイ内の記録用紙を供給する。
画像形成装置１００には、給紙トレイ１０から供給された記録用紙を２次転写装置１１や定着装置１２を経由させて用紙排出トレイ１５に送るための、Ｓの字形状の用紙搬送経路Ｓが設けられている。この用紙搬送経路Ｓに沿って、用紙ピックアップローラ１６、用紙レジストローラ１４、定着装置１２、搬送ローラ１３、及び排紙ローラ１７等が配置されている。
用紙ピックアップローラ１６は、給紙トレイ１０の端部に設けられ、給紙トレイ１０から記録用紙を１枚ずつ用紙搬送経路Ｓに供給する呼び込みローラである。搬送ローラ１３は、記録用紙の搬送を促進補助するための小型のローラであり、複数組設けられている。
用紙レジストローラ１４は、搬送されて来た記録用紙を一旦停止させて、記録用紙の先端を揃え、中間転写ベルト７と２次転写装置１１の転写ローラ１１ａ間のニップ域で中間転写ベルト７上のカラーのトナー像が記録用紙に転写されるように、各感光体ドラム３及び中間転写ベルト７の回転にあわせて、記録用紙をタイミングよく搬送する。
例えば、用紙レジストローラ１４は、図示しないレジスト前検知スイッチの検出出力に基づき、中間転写ベルト７と２次転写装置１１の転写ローラ１１ａ間のニップ域で中間転写ベルト７上のカラーのトナー像の先端が記録用紙の画像形成領域の先端に合うように、記録用紙を搬送する。
更に、記録用紙は、定着装置１２でカラーのトナー像を定着され、定着装置１２を通過した後、排紙ローラ１７によって用紙排出トレイ１５上にフェイスダウンで排出される。
また、記録用紙の表面だけではなく、両面の印字を行う場合は、記録用紙を用紙搬送経路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、記録用紙を反転経路Ｓｒに通して、記録用紙の表裏を反転させ、記録用紙をレジストローラ１４へと導き、記録用紙の表面と同様に、記録用紙の裏面に画像を記録して定着し、記録用紙を用紙排紙トレイ１５に排出する。
次に、画像読取り装置４１及び原稿搬送装置４２を詳しく説明する。図２は、画像読取り装置４１及び原稿搬送装置４２を拡大して示す断面図である。
原稿搬送装置４２は、その奥一辺をヒンジ（図示せず）により画像読取り装置４１の奥一辺に枢支され、その手前部分を上下させることにより開閉される。原稿搬送装置４２が開かれたときには、画像読取り装置４１のプラテンガラス４４が開放され、このプラテンガラス４４上に原稿が載置される。
画像読取り装置４１は、プラテンガラス４４、第１走査ユニット４５、第２走査ユニット４６、結像レンズ４７、及びＣＣＤ（Charge Coupled Device）４８等を備えている。第１走査ユニット４５は、照明装置５１及び第１反射ミラー５２を備えており、副走査方向Ｙへと原稿サイズに応じた距離だけ一定速度Ｖで移動しながら、プラテンガラス４４上の原稿を照明装置５１によって露光し、その反射光を第１反射ミラー５２により反射して第２走査ユニット４６へと導き、これにより原稿表面の画像を副走査方向Ｙに走査する。第２走査ユニット４６は、第２及び第３反射ミラー５３、５４を備えており、第１走査ユニット４５に追従して速度Ｖ／２で移動しつつ、原稿からの反射光を第２及び第３反射ミラー５３、５４により反射して結像レンズ４７へと導く。結像レンズ４７は、原稿からの反射光をＣＣＤ４８に集光して、原稿表面の画像をＣＣＤ４８上に結像させる。ＣＣＤ４８は、原稿の画像を繰り返し主走査方向に走査し、その度に、１主走査ラインのアナログ画像信号を出力する。
第１及び第２走査ユニット４５、４６には、それぞれのプーリー（図示せず）が設けられており、これらのプーリーにワイヤー（図示せず）が架け渡され、このワイヤーがステッピングモータにより駆動されて、第１及び第２走査ユニット４５、４６が同期移動される。
また、画像読取り装置４１は、静止原稿だけではなく、原稿搬送装置４２により搬送されている原稿表面の画像を読取ることができる。この場合は、図２に示すように第１走査ユニット４５を原稿読取りガラス６５下方の読取り範囲に移動させ、第１走査ユニット４５の位置に応じて第２走査ユニット４６を位置決めし、この状態で、原稿搬送装置４２による原稿の搬送を開始する。
原稿搬送装置４２では、ピックアップローラ５５を原稿トレイ５６上の原稿に押し当て回転させて、原稿を引き出して搬送し、原稿の先端をレジストローラ６２に突き当てて、この原稿の先端を揃えてから、原稿を原稿読取りガラス６５と読取りガイド板６６間に通過させ、原稿を排紙ローラ５８から排紙トレイ４９へと排出する。
この原稿の搬送に際し、第１走査ユニット４５の照明装置５１により原稿表面を原稿読取りガラス６５を介して照明し、原稿表面からの反射光を第１及び第２走行ユニット４５、４６の各反射ミラーにより結像レンズ４７へと導き、原稿表面からの反射光を結像レンズ４７によりＣＣＤ４８に集光させ、原稿表面の画像をＣＣＤ４８上に結像させ、これにより原稿表面の画像を読取る。
また、原稿の裏面を読取る場合は、中間トレイ６７をその軸６７ａ周りで点線で示すように回転させておき、原稿を排紙ローラ５８から排紙トレイ４９へと排出する途中で、排紙ローラ５８を停止させて、原稿を中間トレイ６７上に受け、排紙ローラ５８を逆回転させて、原稿を反転搬送路６８を介してレジストローラ６２へと導いて、原稿の表裏を反転させ、原稿表面の画像と同様に、原稿裏面の画像を読取り、中間トレイ６７を実線で示す元の位置に戻して、原稿を排紙ローラ５８から排紙トレイ４９へと排出する。
こうしてＣＣＤ４８により読取られた原稿表面の画像は、ＣＣＤ４８からアナログ画像信号として出力され、このアナログ画像信号がデジタル画像信号にＡ／Ｄ変換される。そして、このデジタル画像信号は、種々の画像処理を施されてから画像形成装置１００のレーザ露光装置１へと送受され、画像形成装置１００において画像が記録用紙に記録され、この記録用紙が複写原稿として出力される。
ところで、プラテンガラス４４又は原稿読取りガラス６５上の原稿を第１走査ユニット４５の照明装置５１により照明しているが、この照明装置５１のＬＥＤアレイ７１の出射光の殆どを原稿に入射させて、光の損失を低減させるのが望ましい。
そこで、本実施形態の照明装置５１では、ＬＥＤアレイ７１の出射光を原稿側に直接導くと共に反射板７３へと導く導光部材７２と、導光部材７２により導かれて来た光を原稿側に反射させる反射板７３とを設け、これによりＬＥＤアレイ７１の出射光の殆どを原稿に入射させて、光の損失を低減させている。
次に、本実施形態の照明装置５１の構成を詳しく説明する。図３は、第１走査ユニット４５を概略的に示す断面図である。また、図４は、第１走査ユニット４５を概略的に示す斜視図である。
図３及び図４から明らかなように、第１走査ユニット４５は、照明装置５１、第１反射ミラー５２、及び移動フレーム７４を備えている。移動フレーム７４には照明装置５１及び第１反射ミラー５２が搭載され、この移動フレーム７４の両端が滑動自在に支持されて、プーリー、ワイヤー、及びステッピングモータにより移動フレーム７４が副走査方向Ｙに移動される。
照明装置５１は、基板７５、基板７５上に搭載されたＬＥＤアレイ７１、基板７５に固定支持された導光部材７２、及び反射板７３を備えている。これらの基板７５、ＬＥＤアレイ７１、導光部材７２、及び反射板７３のいずれも、それらの長手方向が原稿ＭＳを読取るときの主走査方向Ｘに沿うように配置され、この主走査方向Ｘの読取り範囲と同程度の長さを有する。
ＬＥＤアレイ７１は、基板７５上で主走査方向Ｘに列設された複数のＬＥＤ７６からなる。各ＬＥＤ７６が基板７５の配線パターンに接続され、基板７５の配線パターンがハーネス（図示せず）を通じて移動走査フレーム７４に搭載のドライバ回路（図示せず）に接続されている。このドライバ回路は、ハーネス及び基板７５の配線パターンを通じて各ＬＥＤ７６へと電力を供給し、各ＬＥＤ７６を点灯及び消灯制御する。
導光部材７２は、透光性を有するガラス又は合成樹脂からなり、副走査方向Ｙの原稿読取り位置を中心とする照明範囲ｙとＬＥＤアレイ７１間に配置された直接出射部７７、及び反射板７３とＬＥＤアレイ７１間に配置された間接出射部７８を有している。直接出射部７７及び間接出射部７８は、相互に連結されて一体化されている。直接出射部７７は、基板７５の斜め上方、つまり副走査方向Ｙの照明範囲ｙの側を覆い、また間接出射部７８は、基板７５の左方、つまり反射板７３側を覆っている。
間接出射部７８は、その内側に段差部７８ａを有しており、この段差部７８ａが基板７５の一端に嵌合して、この間接出射部７８が基板７５に固定支持されている。また、直接出射部７７の左端側が間接出射部７８に連結され、その右端７７ａが基板７５上の突起７９に載せて固定されて、この直接出射部７７が基板７５に固定支持されている。
直接出射部７７及び間接出射部７８の内側面（ＬＥＤアレイ７１に向く光入射面）は平坦面である。直接出射部７７及び間接出射部７８の光入射面がＬＥＤアレイ７１周りの相互に異なる位置に配置され、これらの光入射面がなす内角側にＬＥＤアレイ７１が配置されている。ここでは、内角を各光入射面がなす１８０°未満の角度とする。
また、直接出射部７７及び間接出射部７８の外側面（副走査方向Ｙの照明範囲ｙ及び反射板７３に向く光出射面）は凸面である。これらの出射部７７、７８の外側の凸面は、出射部７７を透過した光及び出射部７８を透過して反射板７３で反射された光を副走査方向Ｙの照明範囲ｙに集光させるために形成されている。
また、ＬＥＤアレイ７１と反射板７３の間が主走査方向Ｘに沿うスリットＳｔとなっており、このスリットＳｔの真上に副走査方向Ｙの照明範囲ｙが設定され、このスリットＳｔの直下に第１反射ミラー５２が位置決めされている。導光部材７２は、スリットＳｔに対してＬＥＤアレイ７１側に設けられている。
ＬＥＤアレイ７１の各ＬＥＤ７６の光出射面７６ａは、反射板７３側に向いており、各ＬＥＤ７６の光軸が左方向に向いている。各ＬＥＤ７６の光の出射範囲は、各ＬＥＤ７６の光軸を中心として、この光軸からいずれの方向にも略９０°までである。また、基板７５の表面が白色にされており、この基板７５の表面で各ＬＥＤ７６の出射光が反射される。このため、各ＬＥＤ７６の光の殆どが、基板７５の表面と基板７５表面に直交して各ＬＥＤ７６を通る垂直面との間に挟まれる９０°の範囲αに出射される。
また、反射板７３は、第１及び第２反射面７３ａ、７３ｂを有している。第１及び第２反射面７３ａ、７３ｂは、ＬＥＤアレイ７１からの出射光を副走査方向Ｙの照明範囲ｙへと反射し得るように上方に向けて傾斜されている。また、第１反射面７３ａに対して第２反射面７３ｂを僅かに屈曲させて、第２反射面７３ｂの向きを変更している。
更に、第１反射ミラー５２は、主走査方向と平行にかつ走査面（プラテンガラス４４及び原稿読取りガラス６５の表面）に対して４５°傾斜して配置されている。
このような構成の照明装置５１においては、図５に示すように基板７５上のＬＥＤアレイ７１が発光すると、ＬＥＤアレイ７１からの出射光が、導光部材７２の直接出射部７７の光入射面に入射し、この直接出射部７７を透過して、直接出射部７７の外側の凸面により集光され、プラテンガラス４４及び原稿読取りガラス６５の表面（原稿の読取り基準位置）における副走査方向Ｙの照明範囲ｙへと入射する。
このＬＥＤアレイ７１から直接出射部７７を介して副走査方向Ｙの照明範囲ｙまでの光の経路を直接経路Ｄとすると、この直接経路Ｄは、ＬＥＤアレイ７１から照明範囲ｙまでの最短の直線的な経路であり、この直接経路Ｄを経由した光により副走査方向Ｙの照明範囲ｙが照明される。
また、ＬＥＤアレイ７１からの出射光が、導光部材７２の間接出射部７８の光入射面に入射し、この間接出射部７８を透過して、間接出射部７８の外側の凸面により集光され、反射板７３の第１反射面７３ａに入射して、第１反射面７３ａで反射され、副走査方向Ｙの照明範囲ｙに入射する。
このＬＥＤアレイ７１から間接出射部７８及び第１反射面７３ａを介して副走査方向Ｙの照明範囲ｙまでの光の経路を第１間接経路ｄａとすると、この第１間接経路ｄａは、第１反射面７３ａで屈曲されて、直接経路Ｄよりも長くされた経路である。この第１間接経路ｄａを経由した光によっても副走査方向Ｙの照明範囲ｙが照明される。
更に、ＬＥＤアレイ７１からの出射光が、導光部材７２の間接出射部７８を透過して、間接出射部７８の外側の凸面により集光され、反射板７３の第２反射面７３ｂに入射して、第２反射面７３ｂで反射され、プラテンガラス４４及び原稿読取りガラス６５の表面（原稿の読取り基準位置）よりも上方５ｍｍの位置における副走査方向Ｙの照明範囲ｙsに入射する。
このＬＥＤアレイ７１から間接出射部７８及び第２反射面７３ｂを介して副走査方向Ｙの照明範囲ｙまでの光の経路を第２間接経路ｄｂとすると、この第２間接経路ｄｂも、第２反射面７３ｂで屈曲されて、直接経路Ｄよりも長くされた経路である。この第２間接経路ｄｂを経由した光は、原稿の読取り基準位置よりも上方５ｍｍの位置における副走査方向Ｙの照明範囲ｙsを照明する。この上方５ｍｍの位置の照明範囲ｙsは、先に述べたように第１反射面７３ａに対して第２反射面７３ｂを僅かに屈曲させることにより設定されている。
図６（ａ）は、第１間接経路ｄａにおける光強度を示すグラフであり、図６（ｂ）は、第２間接経路ｄｂにおける光強度を示すグラフである。
第１間接経路ｄａにおける光は、間接出射部７８の凸面により集光される。このため、その光強度は、図６（ａ）に示すように原稿ＭＳの表面（原稿の読取り基準位置）の位置で高くなり、この表面位置における副走査方向Ｙの照明範囲ｙで略一様のレベルを維持する。この照明範囲ｙは、この範囲ｙの中心（読取り位置）から副走査方向Ｙの前後いずれにも３ｍｍの幅、全幅６ｍｍを有する。
また、第２間接経路ｄｂにおける光は、間接出射部７８の凸面により集光される。このため、その光強度は、図６（ｂ）に示すように原稿ＭＳの表面よりも５ｍｍ高い位置で高くなり、この５ｍｍ高い位置における副走査方向Ｙの照明範囲ｙsで略一様のレベルを維持する。この照明範囲ｙsは、照明範囲ｙよりも狭くなっている。
従って、原稿ＭＳの表面と同一高さにおける副走査方向Ｙの照明範囲ｙは、直接出射部７７を透過して形成される直線的な直接経路Ｄの光により照明されると共に、間接出射部７８を透過し反射板７３の第１反射面７３ａで反射されて形成される第１間接経路ｄａの光により照明される。このため、原稿ＭＳの表面は、一様な強い光で照明される。
また、原稿ＭＳの表面よりも５ｍｍ高い位置における副走査方向Ｙの照明範囲ｙsは、間接出射部７８を透過し反射板７３の第２反射面７３ｂで反射されて形成される第２間接経路ｄｂの光により照明される。このため、原稿ＭＳの表面がプラテンガラス４４及び原稿読取りガラス６５の表面から浮いていても、この表面が照明される。例えば、図７に示すように本を開いてプラテンガラス４４上に置いた状態では、本の綴じた箇所ＭＳ１で各頁がプラテンガラス４４から浮くが、この浮いた各頁にも第２間接経路ｄｂの光が届いて、この浮いた各頁が照明される。
こうしてＬＥＤアレイ７１から出射された光は、導光部材７２もしくは反射板７３を介して、プラテンガラス４４又は原稿読取りガラス６５上の原稿ＭＳに照射される。そして、原稿ＭＳからの反射光は、スリットＳｔ（光の通過経路）を通過し、第１反射ミラー５２で反射され、この反射光が移動走査フレーム７４の側壁の開口部を通じて第２走査ユニット４６の第２反射ミラー５３へと出射される。
ところで、直接出射部７７は、この直接出射部７７の内側平坦面に入射した光を副走査方向Ｙの照明範囲ｙに集光して入射させることから、この直接出射部７７の内側平坦面の面積が広くなる程、この直接出射部７７から副走査方向Ｙの照明範囲ｙへと入射する光量が増大する。
同様に、間接出射部７８は、この間接出射部７８の内側平坦面に入射した光を副走査方向Ｙの照明範囲ｙに集光して入射させることから、この間接出射部７８の内側平坦面の面積が広くなる程、この間接出射部７８から副走査方向Ｙの照明範囲ｙへと入射する光量が増大する。
従って、直接出射部７７の内側平坦面の面積及び間接出射部７８の内側平坦面の面積をそれぞれ適宜に設定することにより、直接出射部７７を透過して副走査方向Ｙの照明範囲ｙへと入射する光量と間接出射部７８を透過し反射板７３の第１反射面７３ａで反射されて副走査方向Ｙの照明範囲ｙへと入射する光量との割合を調節することができる。
具体的には、ＬＥＤアレイ７１の光出射面７１ａを反射板７３側に向けていることから、ＬＥＤアレイ７１からの出射光の光量が反射板７３の向きで多くなっているが、ＬＥＤアレイ７１と反射板７３間に介在する間接出射部７８の内側平坦面（光入射面）の面積を直接出射部７７の内側平坦面（光入射面）の面積よりも小さくすることにより、間接出射部７８及び反射板７３の第１反射面７３ａを介して照明範囲ｙへと入射する光量と直接出射部７７を介して照明範囲ｙへと入射する光量との比を、例えば４：６〜５：５に設定することができる。
また、直接出射部７７を透過して照明範囲ｙへと入射する光は、直接出射部７７により集光され、かつ略直線的な短い直接経路Ｄを経由するので、その光による照明レベルが高くなっているが、ＬＥＤ７１の各ＬＥＤ７６の離間配置を原因とする照明ムラが生じ易い。
これに対して間接出射部７８を透過して反射板７３の第１反射面７３ａで反射されて照明範囲ｙへと入射する光は、間接出射部７８により集光されるものの、屈曲した長い第１間接経路ｄａを経由するので、直接出射部７７を透過した光と比較すると、分散光となっており、その光による照明レベルが低くても、照明ムラが少ない。
このため、直接出射部７７の内側平坦面（光入射面）の面積及び間接出射部７８の内側平坦面（光入射面）の面積をそれぞれ適宜に設定することにより、直接出射部７７を透過して照明範囲ｙへと入射する光量と間接出射部７８を透過して反射板７３の第１反射面７３ａで反射されて照明範囲ｙへと入射する光量との割合を調節して、照明レベルと照明ムラを調節することができる。
また、直接出射部７７を透過して照明範囲ｙに入射する光の入射方向と反射板７３で反射されて照明範囲ｙに入射する光の入射方向とが異なる。このため、例えば図８に示すように原稿ＭＳの後端部ｍが照明範囲ｙにあって、反射板７３の第１反射面７３ａで反射された光が原稿ＭＳの後端部ｍに入射して、後端部ｍの影が生じる状況でも、直接出射部７７を透過した光の入射によりその影が消失する。すなわち、原稿ＭＳの後端部ｍが前後方向からの光により照射されるので、原稿ＭＳの後端部ｍの影が生じず、ＣＣＤ４８により読取られた原稿画像に影が生じることもない。このためには、間接出射部７８及び反射板７３の第１反射面７３ａを介して照明範囲ｙへと出射される光量と直接出射部７７を介して照明範囲ｙへと出射される光量との比を４：６程度に設定するのが好ましい。
更に、直接出射部７７の内側平坦面と間接出射部７８の内側平坦面が相互に異なるそれぞれの方向からＬＥＤアレイ７１の各ＬＥＤ７６に対峙している。このため、導光部材７２の位置ずれが生じても、ＬＥＤアレイ７１から直接出射部７７への入射光量及びＬＥＤアレイ７１から間接出射部７８への入射光量が同時に大幅に減少するような事態が生じ難く、光の損失が低く抑えられる。これに対して特許文献１では、集光体の入射側レンズを各発光素子に近接配置して、この集光体を透過した光をプリズム面や反射板で反射して原稿へと出射する構成であるため、集光体の入射側レンズの位置が各発光素子に対して僅かでもずれると、集光体を通る光の経路が大きくずれて、光の損失が大幅に増大してしまう。
また、図３及び図４に示すように直接出射部７７がＬＥＤアレイ７１の斜め上方を覆い、また間接出射部７８がＬＥＤアレイ７１の左方を覆っているので、角度９０°の範囲αにおけるＬＥＤアレイ７１の出射光の殆どが直接出射部７７及び間接出射部７８を透過して照明範囲ｙへと入射し、光の損失を低く抑えることができる。
また、基板７５の表面を白色面としているので、基板７５の表面で反射された光も直接出射部７７及び間接出射部７８を透過して照明範囲ｙに入射することになり、光の損失をより低く抑えることができる。
更に、直接出射部７７及び間接出射部７８のいずれも、ＬＥＤアレイ７１を搭載した基板７５により確実に支持されているため、直接出射部７７及び間接出射部７８とＬＥＤアレイ７１間の高精度な位置決めが可能となり、また位置ずれが生じ難く、この位置ずれによる光の損失を防止することができる。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態及び変形例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと解される。例えば、導光部材７２の直接出射部７７と間接出射部７８を別体にしても構わない。
１ レーザ露光装置
２ 現像装置
３ 感光体ドラム
４ クリーナ装置
５ 帯電器
８ 中間転写ベルト装置
１０ 給紙トレイ
１１ ２次転写装置
１２ 定着装置
４１ 画像読取り装置
４２ 原稿搬送装置
４４ プラテンガラス
４５ 第１走査ユニット
４６ 第２走査ユニット
４７ 結像レンズ
４８ ＣＣＤ（Charge Coupled Device）
５１ 照明装置
５２ 第１反射ミラー
５３ 第２反射ミラー
５４ 第３反射ミラー
６５ 原稿読取りガラス
７１ ＬＥＤアレイ
７２ 導光部材
７３ 反射板
７４ 移動フレーム
７５ 基板
７６ ＬＥＤ
７７ 直接出射部
７８ 間接出射部
１００ 画像形成装置

Claims (8)

  1. 発光素子と、反射部材と、前記発光素子から出射された光を被照射体及び前記反射部材に向けて導く導光部材と、前記発光素子から出射され前記導光部材により前記被照射体へと導かれた光、及び前記発光素子から出射され前記導光部材により導かれ前記反射部材で前記被照射体へと反射された光により、前記被照射体を照明する照明装置であって、
    前記被照射体で反射された光が通過する経路を挟んで前記発光素子と前記反射部材を配置して、前記導光部材を前記経路に対して前記発光素子側に配置し、
    前記導光部材は、前記被照射体と前記発光素子間に配置され、前記発光素子から前記被照射体への光が透過する直接出射部、及び前記反射部材と前記発光素子間に配置され、前記発光素子から前記反射部材への光が透過する間接出射部を有し、前記直接出射部を透過した光、及び前記間接出射部を透過して前記反射部材で反射された光により、前記被照射体が照明され、
    前記直接出射部の光入射面及び前記間接出射部の光入射面が前記発光素子に向けられ、前記各光入射面がなす内角側に前記発光素子が配置され、
    前記直接出射部の光入射面の面積が前記間接出射部の光入射面の面積よりも広くて、前記直接出射部を透過して前記被照射体を照明する光の光量が前記間接出射部を透過し前記反射部材で反射されて前記被照射体を照明する光の光量よりも大きく、
    前記直接出射部の光出射面及び前記間接出射部の光出射面が凸面形状であって集光特性を有することを特徴とする照明装置。
  2. 請求項１に記載の照明装置であって、
    前記発光素子の光軸が前記間接出射部を介して前記反射部材に向けられたことを特徴とする照明装置。
  3. 請求項１又は２に記載の照明装置であって、
    前記直接出射部の光入射面及び前記間接出射部の光入射面が平面であることを特徴とする照明装置。
  4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の照明装置であって、
    前記発光素子が搭載された基板を備え、
    前記直接出射部及び前記間接出射部は、前記基板の前記発光素子搭載面の上側に配置されたことを特徴とする照明装置。
  5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の照明装置であって、
    前記発光素子が搭載された基板を備え、
    前記直接出射部及び前記間接出射部の少なくとも一方は、前記基板に直接固定されたことを特徴とする照明装置。
  6. 請求項１〜５のいずれか１つに記載の照明装置であって、
    前記反射部材は、第１反射面及び前記第１反射面に対して屈曲された第２反射面を有し、
    前記第１反射面により反射された光の経路が前記被照射体の読取り基準位置を通り、前記第２反射面により反射された光の経路が前記被照射体の読取り基準位置から前記反射部材とは反対側に離間した位置を通ることを特徴とする照明装置。
  7. 請求項１〜６のいずれか１つに記載の照明装置と、前記照明装置により照明されている前記被照射体の反射光を受光して、前記被照射体の画像を読取り、前記被照射体の画像を出力する光電変換素子とを備えたことを特徴とする画像読取り装置。
  8. 請求項７に記載の画像読取り装置と、前記画像読取り装置の前記光電変換素子から出力された前記被照射体の画像を記憶用紙に印刷する印刷手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
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