JP4780660B2 - 照明装置、及びこれを備えた画像読取装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の光源素子をライン状に整列させて光源を構成する照明装置、及びこれを備えた画像読取装置に関する。

複写機，プリンタ等の画像形成装置に使用される画像読取装置において、ライン状の光源を備えた照明装置が知られている。このものは、読取幅に沿ったライン状の光源に対して、そのラインに直交する方向に原稿を相対移動させながら、光源で原稿を照射するものである。原稿からの反射光は、結像レンズを介してＣＣＤ等の撮像素子で受光され、これにより、原稿の画像面が読み取られる。このような照明装置において、従来、光源としては、棒状の蛍光灯やキセノンランプが使用されていた。

上述の蛍光灯やキセノンランプは、前者については蛍光管の内面全体に塗布された蛍光体が、また後者については外管の内面全体に被膜された紫外線反射膜が、いずれも面状に発光するため、照射むらが発生しにくいという利点がある。反面、これらの光源は、消費電力が大きい、発熱量が多い、寿命が短い等の欠点があった。

この欠点を解消する光源として、点光源としての光源素子（例えばＬＥＤ素子）を複数個、ライン状に整列させて、光源ユニットを構成したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。ＬＥＤ素子は、一般に、消費電力が小さい、発熱量が少ない、寿命が長い等の利点がある。

特開２００２−３２００７４号公報

ここで、上述の特許文献１で開示されている光源は、破損等によって、複数の光源素子のうちの１個でも点灯しなくなった場合、読み取った画像情報に基づいて複写機やプリンタによってシート上にトナー像を形成すると、その光源素子に対応する箇所に黒筋が発生してしまう。このため、点灯しなくなった光源素子の交換が必要となる。

しかしながら、特許文献１のものは、ライン状に並べた複数の光源素子や基板が一体的に組み付けられて１個の光源ユニットを構成している。したがって、不点灯の１個の光源素子のみを交換することができず、光源ユニット全体を交換することが必要となり、コスト的また省資源の面で不利であるという問題があった。

本発明の目的は、ライン状に整列させた複数の光源素子を有する照明装置において、複数の光源素子を、１又は２以上の光源素子及び同数の導光レンズを有する光源ユニットに分割し、光源ユニットごとの交換を可能とすることで、経済性を高め、また省資源に寄与することができる照明装置、及びこれを備えた画像読取装置を提供することにある。

請求項１に係る発明は、原稿の画像面をライン状に照射する光源と、前記ラインに対して前記原稿が直交する方向に移動するように前記光源と前記原稿とを相対移動させる移動装置と、を備えた照明装置に関する。
この発明に係る照明装置において、
（１）．前記光源は、
ａ．複数の光源素子をライン状に整列させて構成されるとともに、
ｂ．単一の前記光源素子と単一の導光レンズを単一の第１のハウジング内に一体的に保 持して、前記光源素子からの光を前記導光レンズを介して出射する第１種の光源ユニ ットと、
２以上の前記光源素子とこれら光源素子と同数の導光レンズを単一の第２のハウジ ング内に一体的に保持して、前記光源素子からの光を前記導光レンズを介して出射す るようになっている第２種の光源ユニットと、
を複数組み合わせて構成され、
ｃ．前記第１種の光源ユニットの前記光源素子及び前記第２種の光源ユニットの前記光 源素子に電力を供給する回路が形成されたメイン基板に、前記第１種の光源ユニット と前記第２種の光源ユニットが個別に着脱自在に取り付けられるようになっている。
（２）．前記メイン基板の前記第１種及び第２種の光源ユニットが取り付けられる面には、電極が形成されると共に、前記第１種及び第２種の光源ユニット毎に着脱可能に位置決め保持するホルダが形成されている。
（３）．前記ホルダは、前記第１種及び第２種の光源ユニット毎に形成され、且つ、対向するように複数形成された弾性変形可能なフックからなっている。
（４）．前記複数のフックは、その先端に対向する他のフックとの間隔を狭めるように張り出す爪部が形成されている。
（５）．前記第１種及び第２種の光源ユニットは、前記フックの爪部を越えて対向する複数の前記フック間に押し込まれ、前記メイン基板上に押し付けられると、前記第１種及び第２種の光源ユニットの電極設置面が前記メイン基板上の前記電極に接触して、前記光源素子と前記メイン基板の前記回路とが導通すると共に、前記フックの弾性力により前記メイン基板上に保持されるようになっている。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る照明装置において、前記光源は、前記複数の光源素子が、前記ライン方向に沿って前記原稿の画像面をむら無く照射できる所定のピッチで整列されている、ことを特徴としている。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に係る照明装置の前記光源に特徴を有するものである。すなわち、前記光源は、照射対象となる前記原稿のうちの前記ライン方向の照射幅が最小となるその原稿の前記照射幅に対応する個数の前記光源素子及び同数の前記導光レンズによって構成された前記第１種又は第２種の光源ユニットを有する、ことを特徴としている。

請求項４に係る発明は、請求項１又は２に係る照明装置の前記光源に特徴を有するものである。すなわち、前記光源は、照射対象となる前記照射幅の異なる複数種の前記原稿の、前記照射幅の差分に対応する個数の前記光源素子及び同数の前記導光レンズによって構成された前記第１種又は第２種の光源ユニットを有する、ことを特徴としている。

請求項５に係る発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に係る照明装置において、前記光源素子がＬＥＤ素子である、ことを特徴としている。

請求項６に係る発明は、光源と原稿とを相対移動させながら前記原稿の画像面を照射する照明装置と、前記照明装置から出射されて前記原稿の画像面で反射された反射光により画像を結像する結像レンズと、固体撮像素子とを備えた画像読取装置に関する。この発明に係る画像読取装置は、前記照明装置が、請求項１乃至５のいずれか１項に係る照明装置であることを特徴としている。

請求項１の発明によれば、光源によって原稿の画像面をライン状に照射し、さらに移動装置によって光源と原稿とを、ラインと原稿の移動方向とが直交する方向に相対移動させることで、光源により原稿の画像面全体を照射することができる。この際、例えば、複数の光源素子のうちの１個が寿命、故障、破損等によって点灯しなくなったり、照度が極端に低下したりした場合には、光源全体を交換するのではなく、その点灯しなくなった光源素子と導光レンズとを含む光源ユニットを個別に交換すれば十分であるので、経済的であり、省資源化を図ることができる。また、例えば、光源をサービスパーツとして在庫するような場合、その保管場所の省スペース化を図ることができる。さらに、光源素子から発光された光を、導光レンズによって集光することができるので、その分、発光量の少ない光源素子を使用することが可能となる。なお、本請求項に係る発明には、１個の光源素子と１個の導光レンズとで１個の光源ユニットを構成する場合と、複数の光源素子及びこれと同数の導光レンズで１個の光源ユニットを構成する場合との双方を含むものである。そして、後者の場合には、光源素子が点灯しなくなった場合には、その光源素子を含む光源ユニットを交換するようにすればよいので極めて経済的である、という利点がある。また、光源ユニットを２以上の光源素子及びこれと同数の導光レンズとによって構成する場合には、１個の光源素子と１個の導光レンズとによって１個の光源ユニットを構成するものと比較して、経済性や組立性が向上する。なお、ここで、「２つ以上の光源素子及びこれと同数の導光レンズ」という場合の、「同数」とは、実質的に導光レンズとして作用する部分が１つの光源素子に対して１対１に対応して複数あるという意味である。したがって、実質的に導光レンズとして作用する部分を複数有する１つの導光レンズも本発明に含まれるものである。

請求項２の発明によれば、点光源である光源素子を、ライン状に複数、所定のピッチで整列させることで、原稿の画像面をむら無く照射することができる。

請求項３，請求項４は、光源ユニットを原稿の照射幅に基づいて構成する例を示すものである。つまり、光源素子をユニット化する際の根拠を与えるものである。請求項３によれば、最小の照射幅の原稿の、その照射幅に対応する個数の光源素子及び同数の導光レンズによって光源ユニットを構成しているので、この光源ユニット内の光源素子が点灯しなくなった場合には、この光源ユニットごと交換することになる。また、請求項４によれば、照射幅の差分に対応する個数の光源素子及び同数の導光レンズによって光源ユニットを構成しているので、この光源ユニット内の光源素子が点灯しなくなった場合には、この光源ユニットごと交換することになる。このように、請求項３，請求項４によれば、効果的に光源のユニット化が可能である。

請求項５の発明によれば、光源素子がＬＥＤ素子であるので、消費電力が小さい、発熱量が少ない、寿命が長い等の利点がある。

請求項６の発明によれば、画像読取装置の主要構成要素である照明装置が上述のような効果を挙げることができるので、画像読取装置全体としてもその効果を挙げることができる。

以下、本発明の最良の実施形態を図面に基づき詳述する。なお、以下の各図面においては、説明に不要な部材等は適宜、図示を省略している。

＜実施形態１＞
図１〜図４を参照して、本発明に係る照明装置１０、及びこれを備えた画像読取装置１１について説明する。なお、本実施形態では、１個のＬＥＤ素子（光源素子）と１個の導光レンズとによって、１個の光源ユニットが構成されている場合を例に説明する。

図１〜図４のうち、図１，図２は、画像読取装置１１の縦断面を正面側（前側）から見た図であり、さらに、図１は光学系を、また図２は駆動系を説明する図である。図３，図４は、光源１２と原稿のサイズと画像読取時の原稿の位置との関係を説明する上面図であり、さらに、図３は原稿サイズがＡ列，Ｂ列である場合、また図４は原稿サイズがインチサイズである場合を示している。なお、以下の説明では、図１〜図４中における左右を、画像読取装置１１の左右として、また図１，図２中における上下を、画像読取装置１１の上下として、また図３，図４中における下、上をそれぞれ画像読取装置１１の前、後として説明する。さらに、図３，図４中における原稿の上下方向の長さを通紙幅（又は単に「幅」）、左右方向の長さを搬送方向長さ（又は単に「長さ」）とする。

図２に示すように、画像読取装置１１は、照明装置１０と結像レンズ１３とＣＣＤ（固体撮像素子）１４とを備えている。さらに、照明装置１０は、光源１２と駆動装置（移動装置）１５とを備えている。これら光源１２、駆動装置１５、照明装置１０、結像レンズ１３、ＣＣＤ１４は、いずれも直方体状の筐体（フレーム）１６の内側に配設されている。筐体１６は、その上面に開口部１７を有していて、この開口部１７には、透明なコンタクトガラス１８が配設されている。

図３，図４に示すように、コンタクトガラス１８は、その上面に載置されるシート状の原稿のうちの、サイズが最大な原稿よりも大きい長方形状に形成されている。コンタクトガラス１８における、左端には前後方向に長い左指示板２０が、また後端及び前端には、それぞれ左右方向に長い後指示板２１、前指示板２２が配設されている。左指示板２０の後端と後指示板２１の左端とが交差する位置が、読取基準位置Ｐ０となっている。コンタクトガラス１８に載置される原稿は、その１つの角部、すなわち左端でかつ後端に位置する角部（基準の角部）をこの読取基準位置Ｐ０に合わせた位置（所定の位置）に載置される。図３，図４においては、基準の角部を読取基準位置Ｐ０に合わせた状態の種々のサイズの原稿を図示している。ここで、各サイズの原稿における、基準の角部の対角に相当する位置には、それぞれの原稿のサイズ、及び向きを表示してある。例えば、図３中のＢ５，Ａ４は、それぞれの原稿における「長辺」を左指示板２０に合わせたときの原稿の位置を示す。以下、これを原稿の「横置き」という。また、Ｂ５Ｒ，Ａ４Ｒは、それぞれの原稿における「短辺」を左指示板２０に合わせたときの原稿の位置を示している。以下、この「Ｒ」が付されたものを原稿の「縦置き」といって、「横置き」とは区別している。なお、これに従うと、図３中の「Ｂ４」，「Ａ３」については、本来、「Ｂ４Ｒ」，「Ａ３Ｒ」と表記すべきものであるが、これらのサイズの原稿は、横置きすることができず、つまり、一通りの置き方しかできず、区別する必要がないので、簡略化して表記している。

上述の「Ｂ５」，「Ｂ５Ｒ」，「Ａ４」，「Ａ４Ｒ」，「Ｂ４」，「Ａ３」等の表記は，実際は、コンタクトガラス１８上ではなく、左指示板２０及び後指示板２１に表記されている。例えば、左指示板２０における符号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４で示す位置には、この順に「Ｂ５Ｒ」，「Ａ４Ｒ」，「Ｂ５，Ｂ４」，「Ａ４，Ａ３」という表記なされている。一方、後指示板２１における符号Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８で示す位置には、この順に「Ｂ６Ｒ，Ｂ５」，「Ａ５Ｒ，Ａ４」，「Ｂ５Ｒ」，「Ａ４Ｒ」という表記がなされている。これにより、ユーザは、原稿をコンタクトガラス１８上の所定の位置に載置したときに、その原稿サイズ及び向きを知ることができる。したがって、例えば、原稿の画像読取り結果に基づいて複写機やプリンタによって紙等のシート上に画像を形成するような場合には、画像形成に供されるシートのサイズや向きを選択する際の参考とすることができる。なお、図４中では、原稿サイズを、インチサイズで表示している。図３中のコンタクトガラス１８における、「Ａ４，Ａ３」の通紙幅よりも少し広い幅が、画像の最大読取幅（最大照射幅）となり、また図４中のコンタクトガラス１８における、「１１×１７」の搬送長さよりも少し長い範囲が、画像の最大読取長さ（最大照射長さ）となる。後述する光源１２は、最大読取幅と最大読取長さとに囲まれた最大読取領域全体を照射することができるようになっている。

図１〜図４に示すように、コンタクトガラス１８の左端側の下方には、照明用光学移動枠ユニット２３が配設されている。照明用光学移動枠ユニット２３は、上述の最大読取幅よりも前後方向の長さが長い移動枠２４を有している。この移動枠２４には、光源１２が取り付けられた光源用メイン基板（基板）２５と、凹面鏡２６と、第１ミラー２７が搭載されている。このうち光源用メイン基板２５は、図３，図４に示すように、前後方向の長さが、最大読取幅よりも長くなるように形成されていて、その上面には、後述するハウジングを介して光源１２及び導光レンズ１９が取り付けられている。本実施形態では、光源１２は、点光源であるＬＥＤ素子Ｌ１〜Ｌ２２を複数（図３，図４では２２個）、前後方向にライン状に整列させて構成している。ここで、ライン状とは、１本の直線上に整列された場合に限らず、例えば千鳥状に整列して、実質的に直線状である場合も含めるものとする。これらＬＥＤ素子Ｌ１〜Ｌ２２は、ライン方向（前後方向）に沿って原稿の画像面をむら無く照射できる所定のピッチＰ（本実施形態では１５ｍｍ）で整列されている。図３，図４において、最後端のＬＥＤ素子Ｌ１の中心から、最前端のＬＥＤ素子Ｌ２２の中心までの距離が、３１５ｍｍ（＝１５ｍｍ×２１）に設定されていて、これらＬＥＤ素子Ｌ１とＬＥＤ素子Ｌ２２との間に、図３に示す例では、通紙幅が最大のＡ４サイズの原稿の長辺（＝２９７ｍｍ）、またはＡ３サイズの原稿の短辺（＝２９７ｍｍ）が入るように、また図４に示す例では、長辺又は短辺の長さが１１インチ（≒２７９ｍｍ）の原稿の長辺又は短辺が入るように設定されている。複数のＬＥＤ素子Ｌ１〜Ｌ２２によって構成された光源１２は、図１に示すように、コンタクトガラス１８の上面に設定されている読取ラインＬを右斜め下方から照射するようになっている。なお、これらＬＥＤ素子Ｌ１〜Ｌ２２や光源用メイン基板２５については後に詳述する。

図１に示すように、凹面鏡２６は、読取ラインＬから下ろした垂線に対して、上述の光源１２とほぼ線対称の位置に配置されている。上述のように、光源１２は、コンタクトガラス１８上の原稿を右斜め下方から照射しているため、原稿の左端に影が形成されて、この影が前後方向の直線上の画像として読み込まれがちである。凹面鏡２６は、光源１２からの光を反射して読取ラインＬに導いて、この影を除去するためのものである。照明用光学移動枠ユニット２３における、読取ラインＬの直下に位置する部分には、第１ミラー２７が配設されている。第１ミラー２７は、左斜め上の４５度を向けた状態で取り付けられている。以上のように、照明用光学移動枠ユニット２３は、移動枠２４に光源１２、光源用メイン基板２５、凹面鏡２６、第１ミラー２７を搭載した状態で、左右方向に敷設したガイド部材（不図示）に沿って左右方向に移動できる。つまり、照明用光学移動枠ユニット２３は、ライン状（線状）の光源１２に対して、直交する方向に移動することができるようになっている。この照明用光学移動枠ユニット２３は、右方に移動しながら読取ラインＬに向けて光源１２から光を照射し、原稿の画像面からの反射光を次に説明する第２ミラー２８に導くものである。

図１，図２に示すように、コンタクトガラス１８の左端側の下方には、上述の照明用光学移動枠ユニット２３の左方に、反射用光学移動枠ユニット３０が配設されている。反射用光学移動枠ユニット３０は、上述の最大読取幅よりも前後方向の長さが長い移動枠３１を有している。この移動枠３１には、右斜め下４５度を向けた状態で第２ミラー２８が、また右斜め上４５度を向けた姿勢で第３ミラー３２が搭載されている。さらに、この移動枠３１は、その前端と後端とにおいて、可動プーリ３３を回動自在に支持している。以上のように、反射用光学移動枠ユニット３０は、第２ミラー２８、第３ミラー３２、可動プーリ３３を搭載した状態で、左右方向に敷設されたガイド部材（不図示）に沿って左右方向に移動できるようになっている。この反射用光学移動枠ユニット３０は、右方に移動しながら、上述の照明用光学移動枠ユニット２３の第１ミラー２７からの光を第２ミラー２８、第３ミラー３２で反射して後述の結像レンズ１３に導くものである。

図２に示すように、筐体１６の左端近傍には前端と後端とに固定左プーリ３４，３４が、また筐体１６の右端近傍には前端と後端とに固定右プーリ３５，３５がそれぞれ回動自在に配設されている。また、図２中の固定右プーリ３５，３５の下方には、正逆回転可能なモータ３６が配設されている。さらに、モータ３６の左方には、駆動軸３７と一体の駆動プーリ３８が配設されていて、モータ３６の出力軸４０と駆動プーリ３８との間には、駆動ベルト４１が張設されている。駆動軸３７の前端と後端とには、ワイヤドラム４２，４２が固定されており、これらワイヤドラム４２，４２には、それぞれ光学ワイヤ４３，４３が巻き掛けられている。これら光学ワイヤ４３，４３の一方の端部４４，４４は、筐体１６の左側壁４５の内面に固定されている。光学ワイヤ４３，４３は、ここから右方に延びて、反射用光学移動枠ユニット３０の可動プーリ３３，３３の右半部に掛け渡されて左方に折り返し、固定左プーリ３４，３４の左半部に掛け渡された後、右方に折り返して固定右プーリ３５，３５に向かって延びる。さらに、固定右プーリ３５，３５の右半部に掛け渡されて左方に延び、途中で照明用光学移動枠ユニット２３に固定された後、さらに左方に延びて、可動プーリ３３，３３の左半部に掛け渡されて右方に折り返し、レンズ取付台４６上に突設されたフック４７に係止される。このような光学ワイヤ４３，４３の引き回しに基づき、モータ３６が図２中の反時計回りに回転すると、駆動ベルト４１、駆動プーリ３８、駆動軸３７を介して、ワイヤドラム４２，４２が同じく反時計回りに回転する。これに伴い、光学ワイヤ４３，４３に引かれて、照明用光学移動枠ユニット２３及び反射用光学移動枠ユニット３０が右方に移動する。この際、反射用光学移動枠ユニット３０は、その可動プーリ３３，３３がいわゆる動滑車として作用するため、移動距離が照明用光学移動枠ユニット２３の移動距離の半分となる。これにより、照明用光学移動枠ユニット２３及び反射用光学移動枠ユニット３０の移動にかかわらず、コンタクトガラス１８から結像レンズ１３に至る光路長が一定に保持されて、次に説明する結像レンズ１３を通過した光がＣＣＤ１４上で像を結ぶようになっている。なお、本実施形態では、上述のように光源１２を移動させるための構成全体が駆動装置（移動装置）に相当する。

図２に示すように、結像レンズ１３は、上述のレンズ取付台４６に固定されたレンズ取付板４８上に固定されている。光源１２から照射された光は、原稿の画像面で反射されて、同図に示す光路Ｋをたどる（図１参照）。すなわち、画像面からの反射光は、第１ミラー２７、第２ミラー２８、第３ミラー３２で反射されて結像レンズ１３に入射される。入射された光は、次に説明するＣＣＤ１４上で結像される。

ＣＣＤ１４は、その左端面に固定されて上端部５０が左方に折曲されたＣＣＤ取付板５１を介して、上述のレンズ取付台４６に固定する「コ」字形のＣＣＤ調整板５２に取り付けられている。ＣＣＤ調整板５２の前端部と後端部には、内径に雌ねじが螺刻されたボス５３，５３が固定されていて、これらのボス５３，５３には、ＣＣＤ取付板５１の上端部５０を貫通したピン５４，５４が螺合されている。さらに、ＣＣＤ取付板５１とＣＣＤ調整板５２との間には、圧縮ばね５５，５５が介装されていて、ＣＣＤ取付板５１を上方に付勢している。この状態で、ピン５４，５４を時計回りあるいは反時計回りに回すことで、ＣＣＤ取付板５１を介してＣＣＤ１４の高さ位置を微調整することができる。この微調整をＣＣＤ１４の前端部及び後端部で行うことで、ＣＣＤ１４の上下方向の位置調整を行うことができるようになっている。

以上のように、光学系の光源１２によって原稿の画像面を読取ラインＬに沿って照射（主走査）し、さらに駆動系によって読取ラインＬを右方に移動させて走査（副走査）することにより、原稿の画像面をその全領域にわたってＣＣＤ１４で順次に読み取ることができる。

図５（ａ），（ｂ），（ｃ）を参照して、光源用メイン基板２５に対して光源ユニットＵ１を着脱するための構造及びその着脱動作を説明する。ここで、光源ユニットＵ１とは、図３，図４に示す最後端に位置するＬＥＤ素子Ｌ１を含む光源ユニットＵ１である。図５（ａ）は、光源ユニットＵ１近傍をほぼ上方から見た拡大図である。図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ−Ａ線に沿って切断して示す図である。図５（ｃ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ線に沿って切断して示す図である。本実施形態では、図３，図４に示すように、光源１２は、複数（２２個）のＬＥＤ素子Ｌ１〜Ｌ２２をライン状に整列させて構成されている。そして、光源１２は、１個のＬＥＤ素子と１個の導光レンズとを１個のハウジングによって一体的に保持して構成した複数（本実施形態では２２個）の光源ユニットに分割されていて、分割された光源ユニットごとに個別に交換可能となっている。以下では、最後端に位置するＬＥＤ素子Ｌ１及び導光レンズＭ１と、これらを一体的に保持するハウジングＨ１とによって構成された光源ユニットＵ１を、光源用メイン基板２５に着脱する場合を例に説明する。

図５（ａ），（ｃ）に示すＬＥＤ素子Ｌ１は、１辺の長さが例えば３．５ｍｍの正方形の板状に構成されていて、照射角度は、１２０度程度の広がりを持っている。導光レンズＭ１は、２つの円形の面と、これらの間の、外側に凸状の側面とによって構成されている。なお、導光レンズＭ１としては、非球面レンズやフレネルレンズを使用することができるが、本実施形態では、前者の非球面レンズを使用した。導光レンズＭ１は、使用に際して昇温が大きい場合には所期の性能を得ることができなくなる。そこで、このような場合には、例えば、冷却ファン（不図示）を設けて、導光レンズＭ１の昇温を防止するようにする。上述のＬＥＤ素子Ｌ１及び導光レンズＭ１は、ハウジングＨ１によって一体的に保持されている。

ハウジングＨ１は、ほぼ円筒状に形成されている。図５（ｂ），（ｃ）に示すように、ハウジングＨ１の外周面における下端（図５（ｂ）では上端）近傍には、外周面の全周にわたって環状溝６１が形成されていて、この環状溝６１と下端との間には、フランジ部６０が形成されている。このフランジ部６０は、光源用メイン基板２５側の後述するフック７１〜７４が係合される部分である。図５（ｂ）に示すように、ハウジングＨ１の内周面における下端側（同図中では上側）には、ＬＥＤ素子Ｌ１と同形のＬＥＤ取付部６２が形成されていて、ここにＬＥＤ素子Ｌ１が収納されている。また、ハウジングＨ１の内周面における上端側（同図中では下側）には、円筒状のレンズ取付部６３が形成されていて、ここに導光レンズＭ１が収納されている。ハウジングＨ１におけるＬＥＤ素子Ｌ１と導光レンズＭ１との間に相当する部分には、円錐台状の空間６４が形成されている。ＬＥＤ素子Ｌ１から出射された光は、この空間６４を通って、導光レンズＭ１に到達する。このように、本実施形態では、ＬＥＤ素子Ｌ１及び導光レンズＭ１が１つのハウジングＨ１によって位置決めされていて、両者の間隔を精度よく保持することができる。したがって、ＬＥＤ素子Ｌ１と導光レンズＭ１とが別体に構成されている場合と比較して、ＬＥＤ素子Ｌ１から発光されて、導光レンズＭ１により集光された光による、原稿画像面の照度を一定にすることができる。したがって、後述するように、同様の構成を、複数の光源ユニットに使用する場合には、各光源ユニットによる照度のむらを低減させることが可能となる。

図５（ａ）に示すように、ハウジングＨ１の下端には、環状の抜け止め６５が嵌合されていて、ＬＥＤ素子Ｌ１の脱落を防止している。この抜け止め６５の下面は、電極（不図示）が設けられていて、電極設置面となっている。一方、ハウジングＨ１の上端には、環状の抜け止め６６が嵌合されていて、導光レンズＭ１の脱落を防止している。

以上のように、本実施形態では、１個のＬＥＤ素子Ｌ１及び１個の導光レンズＭ１が１個のハウジングＨ１によって一体的に構成されて、１個の光源ユニットＵ１を構成している。図３，図４に示すＬＥＤ素子Ｌ１〜Ｌ２２のうち、上述のＬＥＤ素子Ｌ１以外のＬＥＤ素子Ｌ２〜Ｌ２２についても同様である。すなわち、各ＬＥＤ素子Ｌ２〜Ｌ２２は上述のＬＥＤ素子Ｌ１と、また各導光レンズＭ２〜Ｍ２２（不図示）は上述の導光レンズＭ１と、またハウジングＨ２〜Ｈ２２は上述のハウジングＨ１と、さらに光源ユニットＵ２〜Ｕ２２（不図示）は上述の光源ユニットＵ１と同様に形成されている。そして、ＬＥＤ素子Ｌｎ（ただし、ｎは、１≦ｎ≦２２の整数）と、導光レンズＭｎとをハウジングＨｎによって一体的に保持して、１個の光源ユニットＵｎを構成するようにしている。この１個の光源ユニットＵｎを単位として、前後方向にライン状に整列させることで、光源１２全体を構成し、光源ユニットＵｎの単位で個別の交換可能としている。

つづいて、光源用メイン基板２５に対して、光源ユニットＵ１を着脱するための構成及びその着脱動作について説明する。

図５に示すように、光源用メイン基板２５における上面７０には、光源ユニットＵ１を取り付けるためのホルダとして、２対のフック７１，７２、フック７３，７４が突設されている。このうちフック７１，７２は、ハウジングＨ１の前後方向（図５（ａ）のＡ−Ａ線に沿った方向）の中心に対応する位置に、また、フック７３，７４は、ハウジングＨ１の左右方向（図５（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った方向）の中心に対応する位置に配設されている。つまり、これらフック７１〜７４は、ハウジングＨ１におけるＬＥＤ素子Ｌ１の前後方向及び左右方向の中心に対応する位置を位置決め保持することになり、これにより、ＬＥＤ素子Ｌ１の位置決め精度を高めるようにしている。各フック７１〜７４は、いずれも同形に形成されていて、それぞれの内側に、傾斜部ａと爪部ｂとが形成されている。図５（ｂ）に示すように、フック７１，７２のそれぞれの傾斜部ａ，ａの間隔、また図５（ｃ）に示すように、フック７３，７４のそれぞれの傾斜部ａ，ａの間隔は、先端側がハウジングＨ１側のフランジ部６０の外径よりも広く、かつ基端側がフランジ部６０の外径よりも狭くなるように設定されている。また、光源用メイン基板２５から爪部ｂ，ｂまでの高さは、ハウジングＨ１側のフランジ部６０の厚さとほぼ同じに設定されている。なお、フック７１〜７４は、これらに対する光源ユニットＵ１の着脱時に弾性変形するようになっている。光源用メイン基板２５の上面７０における、フック７１〜７４に囲まれた面には、電極（不図示）が設けてあり、この面が電極設置面となる。また、光源用メイン基板２５には、ハウジングＨ１側の抜け止め６５の電極を介して、ＬＥＤ素子Ｌ１に電力を供給するための回路（不図示）が形成されている。

光源用メイン基板２５に対する光源ユニットＵ１の装着に際し、まず、図５に示すよう
に、フック７１〜７４の上方に、光源ユニットＵ１を位置決めし、光源ユニットＵ１をフ
ック７１〜７４に押し込む。ハウジングＨ１側のフランジ部６０がフック７１〜７４の傾
斜部ａに係ると、相互に対をなすフック７１，７２、フック７３，７４は、フランジ部６０により、傾斜部ａ，ａ間が押し広げられるように弾性変形する。そして、各フック７１〜７４は、フランジ部６０が傾斜部ａを越えると、爪部ｂが環状溝６１に係合される。こ
れにより、光源用メイン基板２５に対する光源ユニットＵ１の装着が完了し、同時に光源
用メイン基板２５側の電極設置面と、ハウジングＨ１側の抜け止め６５の電極設置面
とが接触して、光源用メイン基板２５とＬＥＤ素子Ｌ１との間に導通が図られる。以上の
、光源用メイン基板２５に対する光源ユニットＵ１の装着は、実際の作業としては、ハウ
ジングＨ１をフック７１〜７４の間に押し込む、という簡単な動作であり、極めて短時間
で行うことができる。一方、光源ユニットＵ１を光源用メイン基板２５から取り外す際に
は、フック７１，７２の爪部ｂ，ｂの間隔、及びフック７３，７４の爪部ｂ，ｂの間隔を
広げることにより、簡単に取り外しすることができる。

以上では、最後端に位置する光源ユニットＵ１を取り付けるための、フック７１〜７４について説明したが、他の光源ユニットＵ２〜Ｕ２２に対しても、同様の構成を採用することができる。

本実施形態によれば、例えば、光源１２を構成する複数のＬＥＤ素子Ｌ１〜Ｌ２２のうちの１個が寿命、故障、破損等によって点灯しなくなったり、照度が極端に低下したりした場合には、光源１２全体を交換するのではなく、その点灯しなくなったＬＥＤ素子を含む光源ユニットを個別に交換すれば十分であるので、経済的であり、また、省資源化を図ることができる。さらに、例えば、光源１２をサービスパーツとして在庫するような場合、光源ユニットとして在庫することができるので、その保管場所の省スペース化を図ることができる。

また、本実施形態によれば、ＬＥＤ素子から発光された光を、導光レンズによって集光した上で、原稿の画像面に照射しているので、ＬＥＤ素子からの光によって原稿の画像面を効率よく照射することができる。したがって、ＬＥＤ素子自体、発光量の少ないものを使用することが可能となる。

＜実施形態２＞
本実施形態においては、複数のＬＥＤ素子及びこれと同数の導光レンズを、１個のハウジングで保持して、１個の光源ユニットを構成する例を説明する。

図３を参照して、１個の光源ユニットに含ませるＬＥＤ素子及び導光レンズの個数の決定の仕方の例を説明する。同図に示すように、本実施形態では、原稿の画像面を照射する際に、その原稿のサイズに対応して以下のＬＥＤ素子及び導光レンズが使用される。

Ａ６Ｒ：ＬＥＤ素子Ｌ１〜Ｌ９及び導光レンズＭ１〜Ｍ９
Ｂ６Ｒ：ＬＥＤ素子Ｌ１〜Ｌ１１及び導光レンズＭ１〜Ｍ１１
Ａ５Ｒ：ＬＥＤ素子Ｌ１〜Ｌ１２及び導光レンズＭ１〜Ｍ１２
Ｂ５Ｒ：ＬＥＤ素子Ｌ１〜Ｌ１４及び導光レンズＭ１〜Ｍ１４
Ａ４Ｒ：ＬＥＤ素子Ｌ１〜Ｌ１６及び導光レンズＭ１〜Ｍ１６
Ｂ５，Ｂ４：ＬＥＤ素子Ｌ１〜Ｌ１９及び導光レンズＭ１〜Ｍ１９
Ａ４，Ａ３：ＬＥＤ素子Ｌ１〜Ｌ２２及び導光レンズＭ１〜Ｍ２２。

ここで、例えば、原稿の最小照射幅（最小読取幅）をＡ６Ｒとすると、上述のＬＥＤ素子Ｌ１〜Ｌ９及び導光レンズＭ１〜Ｍ９は、すべての原稿の照射時に使用されることになる。また、Ａ６Ｒよりも１サイズ大きいＢ６Ｒでは、ＬＥＤ素子Ｌ１〜Ｌ９及び導光レンズＭ１〜Ｍ９に加え、さらにＬＥＤ素子Ｌ１０，Ｌ１１及び導光レンズＭ１０，Ｍ１１が使用されることになる。

そこで、本実施形態では、光源ユニットを構成するに際して、ユニット化するＬＥＤ素子及び導光レンズの個数を、最小照射幅、及び原稿の照射幅の差分（通紙幅の差分）に基づいて決定するようにした。すなわち、最小照射幅に対応して、９個のＬＥＤ素子Ｌ１〜Ｌ９及び９個の導光レンズＭ１〜Ｍ９と１個のハウジングとによって１個の光源ユニットを構成するようにした。さらに、照射幅の差分に対応して、以下のようにユニット化した。

Ａ６Ｒ〜Ｂ６Ｒの差分：２個のＬＥＤ素子Ｌ１０，Ｌ１１及び２個の導光レンズＭ１０，Ｍ１１と，１個のハウジングとのユニット化
Ｂ６Ｒ〜Ａ５Ｒの差分：１個のＬＥＤ素子Ｌ１２及び１個の導光レンズＭ１２と、１個のハウジングとのユニット化
Ａ５Ｒ〜Ｂ５Ｒの差分：２個のＬＥＤ素子Ｌ１３，Ｌ１４及び２個の導光レンズＭ１３，Ｍ１４と、１個のハウジングとのユニット化
Ｂ５Ｒ〜Ａ４Ｒの差分：２個のＬＥＤ素子Ｌ１５，Ｌ１６及び２個の導光レンズＭ１５，Ｍ１６と、１個のハウジングとのユニット化
Ａ４Ｒ〜Ｂ５，Ｂ４の差分：３個のＬＥＤ素子Ｌ１７，Ｌ１８，Ｌ１９及び３個の導光レンズＭ１７，Ｍ１８，Ｍ１９と、１個のハウジングとのユニット化
Ｂ５，Ｂ４〜Ａ４，Ａ３の差分：３個のＬＥＤ素子Ｌ２０，Ｌ２１，Ｌ２２及び３個の導光レンズＭ２０，Ｍ２１，Ｍ２２と、１個のハウジングとのユニット化。

以上のように、本実施形態では、最小照射幅に対応して９個のＬＥＤ素子及び９個の導光レンズと、１個のハウジングとのユニット化を行い、また、照射幅の差分に対応して、１個，２個，３個のＬＥＤ素子及びこれと同数の導光レンズと、１個のハウジングとのユニット化を行った。なお、ユニット化に際しては、ユニット化するＬＥＤ素子の個数が同じである場合には、同じ光源ユニットとして取り扱うことが可能である。したがって、上述の例では、ユニット化された光源ユニットとして、そのＬＥＤ素子の個数が、１個，２個，３個，９個のものそれぞれ準備しておけば、十分である。ここで、１個のユニット化とは、１個のＬＥＤ素子及び１個の導光レンズと、１個のハウジングとによって光源ユニットが形成されることを意味し、これは上述の実施形態１に相当するものである。また、２個以上のＬＥＤ素子及び同数の導光レンズと、１個のハウジングとによって１個の光源ユニットを構成する場合には、上述の実施形態１では、ほぼ円筒状であったハウジングに代えて、そのＬＥＤ素子等の個数に応じた長さの直方体状のハウジングを使用すればよい。この場合でも、上述と同様にフックを使用して、このハウジングを光源用メイン基板に装着することが可能である。

なお、図４に示す、原稿のサイズがインチサイズの場合も、上述と同様の考え方でユニット化することができる。

本実施形態によると、光源１２のユニット化を、原稿の照射幅（読取幅）、すなわち最小照射幅、及び照射幅の差分に基づいて行っているので、無駄のない効率的なユニット化を実施することができる。

以上の実施形態では、コンタクトガラス１８上に原稿をセットする際、原稿の後端を後指示板２１の前端に合わせる、いわゆるサイド基準を採用した例を説明した。本発明は、これに限らず、コンタクトガラス１８上の前後方向の中心に、原稿の通紙幅の中心を合わせる、いわゆるセンター基準を採用した構成に対しても適用することができる。

以上の実施形態では、原稿の画像面を光源１２によって照射する際に、原稿を固定し、光源１２を移動させる場合を例に説明したが、本発明は、これに代えて、光源１２を固定し、原稿を移動させる場合にも同様に適用することができる。なお、原稿を移動させる方法としては、特に限定されるものではなく、例えば搬送ローラによって原稿を搬送する周知の搬送装置を利用することができる。

以上説明した各光源ユニットに、補助基板（不図示）を設けるようにしてもよい。ハウジングの下面に補助基板を一体的に取り付け、補助基板と各ＬＥＤ素子とを導通させておくとともに、補助基板に電極を設けておく。これにより、光源用メイン基板に、フックを介して光源ユニットを装着することにより、光源用メイン基板と、各ＬＥＤ素子の導通を図ることができる。この場合は、光源用メイン基板の回路の一部を、補助基板側に持たせることができるので、光源用メイン基板の回路構成を簡略化することができる。

上述では、本発明の照明装置を画像読取装置に使用する場合を例に説明したが、本発明は、これ以外に例えば、点光源を複数、ライン状に整列させて棒状の光源を構成する場合にも広く適用することができる。

画像読取装置の縦断面を正面側（前側）から見た図であり、光学系を説明する図である。 画像読取装置の縦断面を正面側（前側）から見た図であり、駆動系を説明する図である。 光源と原稿のサイズと画像読取時の原稿の位置との関係を説明する上面図であり、原稿サイズがＡ列，Ｂ列である場合を説明する図である。 光源と原稿のサイズと画像読取時の原稿の位置との関係を説明する上面図であり、原稿サイズがインチサイズである場合を説明する図である。 （ａ）は図３，図４中の最後端の光源ユニットの拡大図である。（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線矢視図である。（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線矢視図である。

符号の説明

１０……照明装置、１１……画像読取装置、１２……光源、１３……結像レンズ、１４……ＣＣＤ（固体撮像素子）、１５……駆動装置（移動装置）、２５……光源用メイン基板（メイン基板）、７１〜７４……フック（ホルダ）、Ｈ１……ハウジング、Ｌ１〜Ｌ２２……ＬＥＤ素子（光源素子）、Ｐ……所定のピッチ、１９，Ｍ１……導光レンズ、Ｕ１……光源ユニット

Claims (6)

1. 原稿の画像面をライン状に照射する光源と、前記ラインに対して前記原稿が直交する方向に移動するように前記光源と前記原稿とを相対移動させる移動装置と、を備えた照明装置において、
   （１）．前記光源は、
   ａ．複数の光源素子をライン状に整列させて構成されるとともに、
   ｂ．単一の前記光源素子と単一の導光レンズを単一の第１のハウジング内に一体的に保 持して、前記光源素子からの光を前記導光レンズを介して出射する第１種の光源ユニ ットと、
   ２以上の前記光源素子とこれら光源素子と同数の導光レンズを単一の第２のハウジ ング内に一体的に保持して、前記光源素子からの光を前記導光レンズを介して出射す るようになっている第２種の光源ユニットと、
   を複数組み合わせて構成され、
   ｃ．前記第１種の光源ユニットの前記光源素子及び前記第２種の光源ユニットの前記光 源素子に電力を供給する回路が形成されたメイン基板に、前記第１種の光源ユニット と前記第２種の光源ユニットが個別に着脱自在に取り付けられるようになっており、
   （２）．前記メイン基板の前記第１種及び第２種の光源ユニットが取り付けられる面には、電極が形成されると共に、前記第１種及び第２種の光源ユニット毎に着脱可能に位置決め保持するホルダが形成され、
   （３）．前記ホルダは、前記第１種及び第２種の光源ユニット毎に形成され、且つ、対向するように複数形成された弾性変形可能なフックからなり、
   （４）．前記複数のフックは、その先端に対向する他のフックとの間隔を狭めるように張り出す爪部が形成され、
   （５）．前記第１種及び第２種の光源ユニットは、前記フックの爪部を越えて対向する複数の前記フック間に押し込まれ、前記メイン基板上に押し付けられると、前記第１種及び第２種の光源ユニットの電極設置面が前記メイン基板上の前記電極に接触して、前記光源素子と前記メイン基板の前記回路とが導通すると共に、前記フックの弾性力により前記メイン基板上に保持される、
   ことを特徴とする照明装置。
2. 前記光源は、前記複数の光源素子が、前記ライン方向に沿って前記原稿の画像面をむら無く照射できる所定のピッチで整列されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
3. 前記光源は、照射対象となる前記原稿のうちの前記ライン方向の照射幅が最小となるその原稿の前記照射幅に対応する個数の前記光源素子及び同数の前記導光レンズによって構成された前記第１種又は第２種の光源ユニットを有する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の照明装置。
4. 前記光源は、照射対象となる前記照射幅の異なる複数種の前記原稿の、前記照射幅の差分に対応する個数の前記光源素子及び同数の前記導光レンズによって構成された前記第１種又は第２種の光源ユニットを有する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の照明装置。
5. 前記光源素子がＬＥＤ素子である、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の照明装置。
6. 光源と原稿とを相対移動させながら前記原稿の画像面を照射する照明装置と、前記照明装置から出射されて前記原稿の画像面で反射された反射光により画像を結像する結像レンズと、固体撮像素子とを備えた画像読取装置において、
   前記照明装置が、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の照明装置であることを特徴とする画像読取装置。

Images