JP6037247B2 - 画像読取装置、および、画像形成装置 - Google Patents
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Description
また、請求項2の発明は、原稿面に対して光を照射する光照射手段と、該原稿面からの反射光を受光して該原稿面の画像を読み取る画像読取手段とを備えた画像読取装置において、前記光照射手段は、複数の発光素子が配列された基板と、前記発光素子の発光面に対向し、前記発光素子から射出される光を入射する入射面を有し、該入射面から入射した光を被照射体の照射領域へ導光する導光体と、前記基板を保持する基板保持面を有する保持部材とを備えており、複数の発光素子は、発光面が前記基板に対して垂直となるように前記基板に取り付けられていて、前記導光体は、前記保持部材の導光***置決め部と係合する被位置決め部を有し、前記導光体の発光素子側が、前記基板の複数の発光素子が取り付けられた面に重なるように配置されており、前記導光体の被位置決め部は、前記被照射体の照射領域の前記発光素子の配列方向の範囲内に配置されていることを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項1または2に記載の画像読取装置において、前記基板が保持された保持部材の導光***置決め部に被位置決め部を係合させて前記保持部材上に前記導光体を位置決めしたとき、前記位置決め部が、隣り合う発光素子の発光中心間に位置することを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項1乃至3いずれか1項に記載の画像読取装置において、前記導光体は、前記被位置決め部を複数有し、前記保持部材には、各被位置決め部に対応する複数の導光***置決め部を有することを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項4に記載の画像読取装置において、前記複数の導光***置決め部は、少なくとも前記発光素子の配列方向における一方の端部と中央部とに配置され、前記端部に配置された導光***置決め部と前記中央部に配置された導光***置決め部との大きさが互いに異なることを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像読取装置において、前記基板が保持された保持部材の導光***置決め部に前記被位置決め部を係合させて前記保持部材上に前記導光体を位置決めしたとき、前記被位置決め部が、前記発光素子側に位置することを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の画像読取装置において、前記被位置決め部は、前記発光素子に対向しないように配置されていることを特徴とするものである。
また、請求項8の発明は、請求項1乃至7いずれか1項に記載の画像読取装置において、前記保持部材を板金で構成したことを特徴とするものである。
また、請求項9の発明は、請求項1乃至8のいずれか1項に記載の画像読取装置において、前記複数の発光素子のうち前記発光素子の配列方向の最端部の発光素子の中心は、前記被照射体の照射領域の前記発光素子の配列方向の最端部よりも外側に配置されていることを特徴とするものである。
また、請求項10の発明は、原稿面の画像を読み取る画像読取部と、該画像読取部で読み取った画像情報に基づいて記録材上に画像を形成する画像形成部とを備えた画像形成装置において、上記画像読取部として、請求項1乃至9のいずれか1項に記載の画像読取装置を用いたことを特徴とするものである。
発光素子には、発光強度があり、発光素子における発光面の発光中心点の垂線(発光面が曲面の場合は、法線)方向の照射光が、最も強度が強く、上記垂線(法線)に対する角度が大きくなるほど、発光強度が低下する。上記垂線(法線)上に被位置決め部を設けた場合、発光素子における発光面の発光中心点の垂線に対して角度がほとんどない照射光が導光体内を全反射して、被位置決め部に入射する。このため、被位置決め部に入射する照射光は、発光強度の強い照射光であるため、被位置決め部から漏れ出す光量が多くなる。その結果、導光体の入射面から被位置決め部へ向かう光路の延長線上にある導光体射出面の位置から射出される光量が著しく低下し、原稿面上での主走査方向照度分布の不均一が顕著になったと考えられる。
一方、主走査方向において隣り合う発光素子の発光中心間に被位置決め部を設けた場合、上記垂線(法線)に対して角度のついた照射光が導光体内を全反射して、被位置決め部に入射する。しかしながら、角度のついた照射光は、発光強度の弱い照射光であるため、被位置決め部から漏れ出す光量は、上記垂線(法線)上に被位置決め部を設けた場合に比べて少なくてすむ。その結果、導光体の入射面から被位置決め部へ向かう光路の延長線上にある導光体射出面の位置から射出される光量の低下が、上記垂線(法線)上に導光体の被位置決め部を設けた場合に比べて抑えられる。その結果、原稿面上でも主走査方向照度分布の不均一が上記垂線(法線)上に導光体の被位置決め部を設けた場合に比べて抑えられると考えられる。
まず、本実施形態に係る画像形成装置の基本的な構成について説明する。図1は、本画像形成装置を示す概略構成図である。この画像形成装置は、画像形成部1と、用紙供給装置40と、原稿搬送読取ユニット50とを備えている。原稿搬送読取ユニット50は、画像形成部1の上に固定された画像読取装置(スキャナ)150と、これに支持される原稿搬送装置としてのADF51とを有している。
図4に示すように、第1キャリッジ162は、板金で平板状に形成されたベース407と、ベース407に垂下された一対の側板407bと、を備えている。一対の側板407bの間には、第1ミラー162aが取り付けられている。なお、図4では、紙面方向(主走査方向)に離隔し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。
また、カバー406として金属などの熱伝導性の良い部材で構成してもよい。この場合、複数のLED192の発した熱をより効率的に放熱することができ、複数のLED間の温度差を縮めることができる。
(1)導光板の上面の3つの凸部406aと接する部分。
(2)導光板の下面の受け台405の上段405uの一部(受け台405の上段405uの端部(図中、右側))と接する部分と、LEDアレイ基板191の一部と重なる部分。
(3)位置決めピン404のピン穴404aおよび404bと接する部分。
このように、上記(1)〜(3)以外は、他の部材と非接触であるので、LED192の照射光は他の部材に吸収されるのが抑制され、導光板403内で反射(全反射)しながらコンタクトガラス155に向けて導光される。
図7に示すように、導光板403、LEDアレイ基板191の主走査線方向長さは、原稿領域Fよりも若干長くなっている。図8に示すように、主走査方向端部のLED192の発光中心Oは、原稿領域Fの主走査方向端部よりも1[mm]外側となっている。また、導光板403の主走査方向端部は、原稿領域Fの主走査方向端部よりも2.5[mm]外側となっている。
図7に示すように、導光板403の主走査方向長さが、原稿領域Fとほぼ同じ長さなので、先の図17に示すように、主走査方向端部のLED192から導光板403に入射した照射光のうち、原稿領域F外へ向かう照射光の一部が、導光板403の側面403Cに全反射して、原稿領域Fへ向かう(図中点線のX2)。これにより、図中実線のZ1に示す原稿領域へ向かう照射光の他に、図中点線X2の導光体403の側面403Cに全反射した照射光も原稿領域へ照射するため、原稿領域Fの端部の光量を十分に確保することができる。よって、原稿領域Fの端部の照度の低下を抑制することができ、適正な照度分布の光を原稿領域Fに照射することができる。
図9に示すように、導光板403(屈折率:1.49、厚さ:3[mm])の位置決めピン404(Φ2.0[mm])がLED192の発光中心線H(発光面192aの発光中心Oの垂線(発光面が曲面の場合は法線))上に位置する光照射ユニットを画像読取装置50に搭載し、白基準板を読取った。なお、位置決めピン404から導光板403の入射面403aまでの距離は、6.0[mm]、LED192の発光面192aから導光板403の入射面403aまでの距離は、0.8[mm]である。そのときの主走査方向のCCD出力値を図10に示す。図10に示すように、導光板の位置決めピン404は、主走査方向において中心(2700Pixel付近)にあり、その部分の各色のCCD出力値が部分的に低下していることがわかる。
このグラフは、LED192の発光面から所定距離だけ離れた各地点における照射強度を説明するためのグラフであり、発光面192aの発光中心Oと各地点とを結ぶ直線(照射方向)と発光中心線Hとの角度(以下、指向角という)を横軸にとり、各地点の照射強度を縦軸にとっている。このグラフからわかるように、LED192から照射される照射光のうち、発光中心線方向の光(指向角がゼロである光)が最も照射強度が大きく、角度が大きくなるほど光の照射強度の減少割合が大きくなる。すなわち、指向角が小さい光については最大照射強度に近い照射強度を有するが、指向角が大きい光については最大照射強度よりも大幅に小さい照射強度を有する。
しかしながら、このような構成とすると、図16に示すように、導光体403の主走査方向端部が原稿領域Fの端部から離れてしまう。その結果、図16に示すように、主走査線方向端部に配置されたLED192から導光体403に入射した照射光のうち、原稿領域へ向かわない照射光は、原稿領域外へ照射されてしまう(図中点線のX1)。従って、主走査線方向端部に配置されたLED192から導光体403に入射した照射光のうち、図中実線のZ1に示す原稿領域へ向かう照射光しか原稿領域へ照射しないため、原稿領域端部の光量が不足してしまうという問題がある。
この問題を解決するためには、導光体403の主走査方向長さを原稿領域Fとほぼ同じにすることが好ましい。導光体403の主走査方向長さを原稿領域Fとほぼ同じにすることで、原稿領域の端部と導光体の両端部とをちかづけることができる。これにより、図17に示すように、主走査線方向端部に配置されたLED192から導光体403に入射した照射光のうち、原稿領域へに向かわない照射光の一部を、導光体403の側面403Cに全反射させて、原稿領域へ向かわせることができる(図中点線のX2)。その結果、図中実線のZ1に示す原稿領域へ向かう照射光の他に、図中点線X2の導光体403の側面403Cに全反射した照射光も原稿領域を照射するため、原稿領域端部の光量を十分に確保することができる。このように、導光体403の主走査方向の両端部を原稿領域Fとほぼ同等とした場合、図に示すように、導光体403の原稿領域Fに対応する箇所に位置決めボス404を設ける必要がある。
しかし、位置決めボス部404は、次のような理由で内部反射が起こらない。すなわち、導光体403は、アクリルなど樹脂でできており、導光体403を成型する金型を鏡面加工することによって、表面が鏡面状の導光体403を得ている。しかし、金型の位置決めボス部404を形成する箇所(凹部)は、鏡面加工を施すことができず、導光体403の位置決めボス部404の表面を鏡面化することができない。また、位置決めボス部404に入射した照射光の入射角が臨界角よりも小さくなってしまう。これらの理由から、位置決めボス部404に入射した照射光は内部反射せず、位置決めボス部404から漏れ出してしまう。その結果、原稿面上での主走査方向照度分布の不均一が顕著になる場合があった。
本発明者らが行った上述した検証試験に示すとおり、発光素子における発光面の発光中心点の垂線(発光面が曲面の場合は、法線)上に被位置決め部を設けると、原稿面上での主走査方向照度分布の不均一が顕著になることがわかった。また、主走査方向において隣り合う発光素子の発光中心間に被位置決め部を設けることで、原稿面上での主走査方向照度分布の不均一が抑制されることがわかった。
発光素子には、発光強度があり、発光素子における発光面の発光中心点の垂線(発光面が曲面の場合は、法線)方向の照射光が、最も強度が強く、上記垂線(法線)に対する角度が大きくなるほど、発光強度が低下する。上記垂線(法線)上に被位置決め部を設けた場合、発光素子における発光面の発光中心点の垂線に対して角度がほとんどない照射光が導光体内を全反射して、被位置決め部に入射する。このため、被位置決め部に入射する照射光は、発光強度の強い照射光であるため、被位置決め部から漏れ出す光量が多くなる。その結果、導光体の入射面から被位置決め部へ向かう光路の延長線上にある導光体射出面の位置から射出される光量が著しく低下し、原稿面上での主走査方向照度分布の不均一が顕著になったと考えられる。
一方、主走査方向において隣り合う発光素子の発光中心間に被位置決め部を設けた場合、上記垂線(法線)に対して角度のついた照射光が導光体内を全反射して、被位置決め部に入射する。しかしながら、角度のついた照射光は、発光強度の弱い照射光であるため、被位置決め部から漏れ出す光量は、上記垂線(法線)上に被位置決め部を設けた場合に比べて少なくてすむ。その結果、導光体の入射面から被位置決め部へ向かう光路の延長線上にある導光体射出面の位置から射出される光量の低下が、上記垂線(法線)上に導光体の被位置決め部を設けた場合に比べて抑えられる。その結果、原稿面上でも主走査方向照度分布の不均一が上記垂線(法線)上に導光体の被位置決め部を設けた場合に比べて抑えられると考えられる。
そこで、本実施形態の光照射装置たる光照射ユニット190は、複数の発光素子たるLED192が主走査方向に直線状に配列された基板たるLEDアレイ基板191と、LED192の発光面192aに対向し、LED192から射出される光を被照射体たる原稿の照射領域Eへ導光する導光体たる導光板403とを有している。また、LEDアレイ基板191と導光板403とを保持する保持部材たる受け台405も備えている。導光板403には、受け台405の導光***置決め部たるピン穴404a,404bと係合する被位置決め部たる位置決めピン404が形成されている。また、LEDアレイ基板191が保持された受け台405のピン穴404a,404bに位置決めピン404を係合させて受け台405上に導光板403を位置決めしたとき、受け台405に固定されたLEDアレイ基板191の主走査方向において隣り合うLED192の発光中心O間に位置するよう、位置決めピン404を設けた。
このように構成することにより、導光板403のLED192の発光中心線H上に位置決めピン404を設けた場合に比べて、原稿面上での主走査方向照度分布が不均一となるのを抑制することができる。また、位置決めピン404を原稿領域に配置するので、導光板403の主走査方向の長さを、原稿領域の長さとほぼ同じにすることができる。これにより、原稿領域へ向かわない照射光を導光板の側面403Cで全反射させて、反射した光を、原稿領域へ向かわせることができ、原稿領域端部の光量を十分に確保することができ、照度低下を抑制することが可能となる。
このように構成することで、カバー406で導光板403のLED側を加圧すると、導光板403が、上段405uのLED側端部を支点にして回動し、位置決めピン404とピン穴404との係合を維持した状態で、LEDアレイ基板191と当接する。これにより、導光板403が、受け台405の上段405uから浮き上がった状態で固定される。その結果、導光板403の下面(位置決めピンは除く)は、受け台405の上段405uの一部と、LEDアレイ基板191の一部と重なる以外、他の部材と非接触とすることができる。よって、導光板403内で反射(全反射)しながら、照射面403bへ向かう照射光が他の部材に吸収されるのを抑制し、照射面403bから照射することができる。よって、良好な光量を得ることができる。
また、導光板403は、カバー406によってLEDアレイ基板191側へ押さえつけられるとともに、位置決めピン404により主走査方向および副走査方向の位置が決まる。したがって、LEDアレイと導光板403との基板面に対して垂直方向の位置関係を安定させるとともにLED発光面192aに対する導光板403の入射面403aの主走査方向の位置関係を安定させることができるので、主走査方向における光量むらの発生を抑制することができる。
150:スキャナ部
162:第1キャリッジ
190:光照射ユニット
191:LEDアレイ基板
192:LED
192a:LED照射面
220:スキャナボードユニット
301,302:リフレクタ
403:導光板
404:位置決めピン
404a,404b:ピン穴
405:受け台
405u:上段
405d:下段
406:カバー
Claims (10)
- 原稿面に対して光を照射する光照射手段と、
該原稿面からの反射光を受光して該原稿面の画像を読み取る画像読取手段とを備えた画像読取装置において、
前記光照射手段は、
複数の発光素子が配列された基板と、
前記発光素子の発光面に対向し、前記発光素子から射出される光を入射する入射面を有し、該入射面から入射した光を被照射体の照射領域へ導光する導光体と、
前記基板を保持する基板保持面を有する保持部材とを備えており、
複数の発光素子は、発光面が前記基板に対して垂直となるように前記基板に取り付けられていて、
前記導光体は、前記保持部材の導光***置決め部と係合する被位置決め部を有し、前記導光体の発光素子側が、前記基板の複数の発光素子が取り付けられた面に重なるように配置されており、
前記被位置決め部は、前記導光体の入射面と出射面との間に配置されていることを特徴とする画像読取装置。 - 原稿面に対して光を照射する光照射手段と、
該原稿面からの反射光を受光して該原稿面の画像を読み取る画像読取手段とを備えた画像読取装置において、
前記光照射手段は、
複数の発光素子が配列された基板と、
前記発光素子の発光面に対向し、前記発光素子から射出される光を入射する入射面を有し、該入射面から入射した光を被照射体の照射領域へ導光する導光体と、
前記基板を保持する基板保持面を有する保持部材とを備えており、
複数の発光素子は、発光面が前記基板に対して垂直となるように前記基板に取り付けられていて、
前記導光体は、前記保持部材の導光***置決め部と係合する被位置決め部を有し、前記導光体の発光素子側が、前記基板の複数の発光素子が取り付けられた面に重なるように配置されており、
前記導光体の被位置決め部は、前記被照射体の照射領域の前記発光素子の配列方向の範囲内に配置されていることを特徴とする画像読取装置。 - 請求項1または2に記載の画像読取装置において、
前記基板が保持された保持部材の導光***置決め部に被位置決め部を係合させて前記保持部材上に前記導光体を位置決めしたとき、前記位置決め部が、隣り合う発光素子の発光中心間に位置することを特徴とする画像読取装置。 - 請求項1乃至3いずれか1項に記載の画像読取装置において、
前記導光体は、前記被位置決め部を複数有し、前記保持部材には、各被位置決め部に対応する複数の導光***置決め部を有することを特徴とする画像読取装置。 - 請求項4に記載の画像読取装置において、
前記複数の導光***置決め部は、少なくとも前記発光素子の配列方向における一方の端部と中央部とに配置され、前記端部に配置された導光***置決め部と前記中央部に配置された導光***置決め部との大きさが互いに異なることを特徴とする画像読取装置。 - 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像読取装置において、
前記基板が保持された保持部材の導光***置決め部に前記被位置決め部を係合させて前記保持部材上に前記導光体を位置決めしたとき、前記被位置決め部が、前記発光素子側に位置することを特徴とする画像読取装置。 - 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の画像読取装置において、
前記被位置決め部は、前記発光素子に対向しないように配置されていることを特徴とする画像読取装置。 - 請求項1乃至7いずれか1項に記載の画像読取装置において、
前記保持部材を板金で構成したことを特徴とする画像読取装置。 - 請求項1乃至8のいずれか1項に記載の画像読取装置において、
前記複数の発光素子のうち前記発光素子の配列方向の最端部の発光素子の中心は、前記被照射体の照射領域の前記発光素子の配列方向の最端部よりも外側に配置されていることを特徴とする画像読取装置。 - 原稿面の画像を読み取る画像読取部と、該画像読取部で読み取った画像情報に基づいて記録材上に画像を形成する画像形成部とを備えた画像形成装置において、上記画像読取部として、請求項1乃至9のいずれか1項に記載の画像読取装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
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