(57)【要約】【課題】  所望の照度分布や配光を得ることができる光源装置を提供する。【解決手段】  冷陰極管２５とＬＥＤアレイ２６とを備えた光源を具備する画像読み取り装置において、ＬＥＤアレイ２６は、冷陰極管２５の照度特性分布を補間するように、個々のＬＥＤの照度分布を設定する。照度分布の設定はＬＥＤの大きさ、配列間隔、輝度、分光特性などの調整によって行われ、これらの調整対象を組み合わせることもできる。【選択図】図４
2006060407.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源として冷陰極管とＬＥＤアレイとを有する光源装置において、
前記冷陰極管光源の照度特性分布を補間するように前記ＬＥＤアレイの照度分布が設定されていることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記ＬＥＤアレイの照度分布は、前記ＬＥＤアレイの個々のＬＥＤの大きさを調整することによって設定されていることを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項３】
前記ＬＥＤアレイの照度分布は、前記ＬＥＤアレイの個々のＬＥＤの配列間隔を調整することによって設定されていることを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項４】
前記ＬＥＤアレイの照度分布は、前記ＬＥＤアレイの個々のＬＥＤの輝度を調整することによって設定されていることを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項５】
前記ＬＥＤアレイの照度分布は前記ＬＥＤアレイの個々のＬＥＤの分光特性を調整することにより設定されていることを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項６】
前記冷陰極管および前記ＬＥＤアレイがそれぞれ３波長の発光特性を有することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の光源装置を備えていることを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項８】
請求項７記載の画像読み取り装置と、
この画像読み取り装置によって読み取られた画像情報に基づいて記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原稿画像を読み取る画像読み取り装置、この画像読み取り装置に用いられる光源装置並びにの画像読み取り装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、スキャナあるいはファクシミリのような画像形成装置においては、原稿の画像情報を電気信号に変換するために、微細な光電変換素子を多数直線状にかつ等間隔に配置したラインセンサに画像を光学的に投影し、原稿を光電変換素子の配列と直交する方向に走査しながら順次電気信号を得るようになっている。ラインセンサに原稿を投影する方式としては、原稿をランプなどの光源で照射し、その反射光を結像レンズなどを介してラインセンサに結像するのが一般的である。光源としては、蛍光灯、ハロゲンランプといった光源が利用されていたが、近年、寿命が比較的長く、安定度の良い冷陰極管に移行してきている。冷陰極管は、先述の光源に比べて、照度が低いという欠点があったが、これも高出力化されてきており、カラースキャナやカラー複写機などにも採用されるようになってきた。一方、半導体素子であるＬＥＤを光源として利用するアイディアも生まれ、実用化されつつあるが、いくつかの欠点も併せ持っている。一つは、照度が著しく低いこと。特に、冷陰極管と比較しても未だなお低いため、読み取りスピードの高速化には、大きな課題となっている。さらに、ＬＥＤを主走査方向にいくつもアレイ状に並べたときに各々は、点光源であることからそのつなぎ目のところで照度の落ち込みがあり結果的になめらかな照度分布が得にくいといった課題があった。
【０００３】
そこで、例えば特許文献１には、光源としては、有機ＬＥＤを採用するとともに、ラインセンサを改良し、固体発光素子と光電変換素子とを透明ガラス基板上で一体化構造としてこの光電変換素子を複数個直線上に形成して配置して、読取装置の小型化を図ることが提案されている。また、特許文献２には、透過原稿をそれぞれ波長の異なる発光手段によって照射することが提案され、特許文献３には、ＬＥＤ光源において、ＬＥＤの搭載個数を減らすことができ、かつ良好な光出力特性が得られるようにした発明が開示されている。さらに、特許文献４には、光源を少なくとも１つの色冷陰極管とＬＥＤで構成したハイブリット光源が提案されている。
【特許文献１】特開２０００−１０６６１７号公報
【特許文献２】特開２０００−２５３２８４号公報
【特許文献３】特開２００１−３３９５７７号公報
【特許文献４】特開２０００−３２２１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ＬＥＤアレイ光源の照度、照度分布、あるいは配光について、それぞれ目標とする特性を単独で得るためには、製造上、技術上の課題があり、実現できたとしてもコスト的に不利なものであった。
【０００５】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、ハイブリッド光源を使用し、低コストで、所望の照度分布および配光特性を得ることができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため、第１の手段は、光源として冷陰極管とＬＥＤアレイとを有する光源装置において、前記冷陰極管光源の照度特性分布を補間するように前記ＬＥＤアレイの照度分布が設定されていることを特徴とする。
【０００７】
第２の手段は、第１の手段において、前記ＬＥＤアレイの照度分布は、前記ＬＥＤアレイの個々のＬＥＤの大きさを調整することによって設定されていることを特徴とする。
【０００８】
第３の手段は、第１の手段において、前記ＬＥＤアレイの照度分布は、前記ＬＥＤアレイの個々のＬＥＤの配列間隔を調整することによって設定されていることを特徴とする。
【０００９】
第４の手段は、第１の手段において、前記ＬＥＤアレイの照度分布は、前記ＬＥＤアレイの個々のＬＥＤの輝度を調整することによって設定されていることを特徴とする。
【００１０】
第５の手段は、第１の手段において、前記ＬＥＤアレイの照度分布は前記ＬＥＤアレイの個々のＬＥＤの分光特性を調整することにより設定されていることを特徴とする。
【００１１】
第６の手段は、第１ないし第５のいずれかの手段において、前記冷陰極管および前記ＬＥＤアレイがそれぞれ３波長の発光特性を有することを特徴とする。
【００１２】
第７の手段は、第１ないし第６のいずれかの手段に係る光源装置を画像読み取り装置が備えていることを特徴とする。
【００１３】
第８の手段は、第７の手段に係る画像読み取り装置と、この画像読み取り装置によって読み取られた画像情報に基づいて記録媒体に画像を形成する画像形成手段とを画像形成装置が備えていることを特徴とする。
【００１４】
後述の実施の形態において、光源は光源１５に、冷陰極管は冷陰極管２５に、ＬＥＤアレイはＬＥＤアレイ２６にそれぞれ対応している。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、所望の照度分布、配光を得ることができ、高画質化を図ることができる。また、冷陰極管光源に要求される仕様を広く取ったり、開発期間を短縮したりすることが可能となり、トータル的なコストダウンも期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は本発明の実施形態に係る画像読み取り装置としてのスキャナの斜視図、図２は図１のスキャナの原稿台部分を示す平面図、図３はシーロスルー方式でＡＤＦを使用するときの第１走行体の読み取り位置を示す図、図４はフラットベッド方式で原稿を読み取る際の第１走行体と第２走行体との関係を示す図である。
【００１８】
スキャナは、スキャナ本体１と、このスキャナ本体１の上面を覆うカバー部２と、カバー部２に装着されたシートスルー型のＡＤＦ（自動原稿送り装置）３とから構成されている。スキャナ本体１は、筐体１１、原稿台であるコンタクトガラス１２と、シートスルーで原稿を読み取る際の読み取り窓１３と、シェーディング補正のための基準白板１４と、原稿に照射する光源１５を備えた第１走行体１６と、この第１走行体１６からの反射光をＣＣＤ基板１７に導く第２走行体１８とから構成されている。なお、図示していないが、第２走行体１７とＣＣＤ基板１７との間にはレンズブロックからなる集光レンズが配設されている。
【００１９】
第１走行体１６は、原稿を照射する光源１５と、原稿からの反射光を第２走行体１８に送る第１のミラー２１とを備えている。この第１走行体１６は、コンタクトガラス１２で原稿を読み取るときは、コンタクトガラス１２上に固定された原稿に対し、図示しない駆動モータによって駆動されて副走査方向に移動して原稿をスキャンし、ＡＤＦ３を利用して複数枚の原稿をシートスルー方式で連続して読み取る時は、図３に示すように、読み取り窓１３の下に固定され、読み取り窓１３上を通過する原稿を読み取ることによりスキャンを行う。このとき原稿は矢印Ａの方向に引き出される。
【００２０】
第２走行体１８は第２および第３のミラー２２，２３を備え、これらのミラー２２，２３によって第１走行体１６からの反射光がＣＣＤ基板１７に導かれ、ＣＣＤ基板１７で電気信号に変換される。
【００２１】
光源１５は、図４に示すように、冷陰極管２５とＬＥＤアレイ２６とから構成されている。これら冷陰極管２５とＬＥＤアレイ２６とは第１走行体１６の上部に配設されている。冷陰極管２５には光開口部２５ａが斜めに開けられている。これら冷陰極管２５とＬＥＤアレイ２６とは、シートスルー方式の場合には、必ずしも同一の走行体上に各光源を配置する必要はなく、例えば、第１走行体１６には冷陰極管２５を、そして筐体１１にＬＥＤアレイ２６をというように分割して配置してもよい。光源１５から原稿に照射された光は、反射光として第一走行体１６の第１のミラー２１に導かれる。第１のミラー２１に落ちた鏡像は、さらに第２走行体１８の第２および第３のミラー２２，２３で反射を繰り返し、ＣＣＤ基板１７のＣＣＤに結像するレンズ（図示しない）に導かれる。１９は読み取り窓１３における背景板である。
【００２２】
このように、光源１５は冷陰極管２５とＬＥＤアレイ２６と組み合わせることにより、それぞれの短所を補い、長所を採用することができる。すなわち、冷陰極管２５の光源とＬＥＤアレイ２６の光源とを比較してみると、ＬＥＤアレイ２６は冷陰極管２５に比較して軽量、低消費電力（低電圧駆動）、小型化可能（レイアウトの自由度大）、長寿命、点灯立ち上がり時間短、デザインに自由度があるなどの長所がある反面、低照度で照度分布のばらつきが大きいという短所がある。一方、冷陰極管はＬＥＤアレイに比較して、ガラスのため重く、消費電力大（高電圧駆動）、ノイズも大きく、レイアウトの自由度小、寿命は普通で、立ち上がり時間長（暗黒始動特性）、デザインの自由度小などの短所があるが、照度は高く、照度の分布はなめらかであると言う長所を備えている。そこで、このようなそれぞれの短所を補い、長所を採用することにハイブリット化のメリットが存在する。そのため本発明では、冷陰極管の照度分布や分光分布などの諸特性に応じて、アレイ状のＬＥＤ光源を構成する個々のＬＥＤの特性を組み合わせることによって短所を補完し、理想的な光源特性を得ている。
【００２３】
図５は冷陰極管とＬＥＤアレイの主走査方向の照度分布を示すグラフである。光源は一般的な照度分布としてフラットな分布が好ましい。しかしながら、冷陰極管は、例えば図５に示すように、主走査方向に沿って見ると、両端部の照度が中央部の照度より低い場合がある。そこで、このような照度分布の冷陰極管２５に対しては、ＬＥＤアレイ２６は長手方向両端部の照度を高くして、光源１５全体ではその長手方向すなわち主走査方向の照度がほぼ同じになるようにＬＥＤアレイ２６を構成する個々のＬＥＤの形状や配置を変えることによって、ハイブリッド光源のメリットを引き出すようにしている。
【００２４】
図６はＬＥＤアレイの形状や間隔を主走査方向に沿って変える一例を示す図である。この図６の実施例では、ＬＥＤアレイ２６の主走査方向の照度をほぼ同じにするため、個々のＬＥＤ２６ａの大きさを
１）両端部では大きくする。  
２）個々のＬＥＤ２６ａの配置間隔を変えて照度を落とす。  
３）あるいは単品ＬＥＤ２６ａの形状を変えて照度を調整する。  
という３種類の具体的な方法を示している。これにより図７に示すような、輝度分布を有するＬＥＤアレイが提供される。図６では３種類の照度調整の方法を示しているが、３種類全てを使用する必要がないことは勿論である。
【００２５】
図６の実施例では、個々のＬＥＤの形状を変更や組み合わせることにより、任意の照度分布を得ているが、その場合、ＬＥＤが個別にバラバラな形状の場合、構造上アレイとして整列させにくい欠点がある。そこで、図７に示す実施例においては、個々のＬＥＤの形状は、統一化した上で、個々のＬＥＤの輝度を変えることにより任意の照度分布を得ている。
【００２６】
図７はＬＥＤアレイの輝度を主走査方向に沿って変える一例を示す図である。すなわち、ＬＥＤには、形状が同じであっても集光レンズの透過率やチップの出力が異なって輝度が違うものが存在する。この実施例では、そのようなＬＥＤを組み合わせてアレイ状にし補正効果を狙ったものである。また、ＬＥＤを個々にデューティー制御（発光間隔を制御）することにより、全く同じＬＥＤの組み合わせであってもそれぞれの輝度を変更することも可能である。
【００２７】
上述した各実施例ではまた、ここでは、主走査方向での照度分布を例に説明したが、副走査方向にも照度分布は存在し、この場合の補正にも有効である。
【００２８】
画像読み取り装置には原稿画像をカラーで読み取る形式のものも提供されている。カラー読み取りでは、照度だけではなく、色度（分光）も重要な特性の一つである。一般的には、三原色であるＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの波長を発光することで、カラーの読み取りを実現している。冷陰極管では、それぞれの波長に対応した蛍光体を塗布しており、この塗布にムラがあったり、所望の分光が得にくい場合に、上述した各実施例と同様に、ＬＥＤアレイ２６の光源で補完することにより必要な分光を得ることが可能である。
【００２９】
図８はカラー用の画像読み取り装置における光源装置のカラー分光を示すグラフで、（ａ）は冷陰極管の分光状態を、（ｂ）はＬＥＤアレイの分光状態を示している。図８の（ａ）から判るように、冷陰極管では、ＢのレベルがＲやＧのレベルに比べて低いレベルにある。そこで、Ｂのレベルを上げて全体の分光レベルを平均化させるため、三原色用のＬＥＤの発光波長を図８の（ｂ）に示すようにすることによって補完することができる。さらに、個々のＬＥＤの分光を細かく変化させることにより、冷陰極管の分光が均一でない場合にも補完が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る画像読み取り装置を備えたスキャナの一実施の形態の外観を示す斜視図である。
【図２】図１のスキャナの原稿台部分を示す平面図である。
【図３】ＡＤＦ使用時における第１走行体の固定位置を説明するための図である。
【図４】第１走行体と第２走行体との関係を説明するための図である。
【図５】冷陰極管とＬＥＤアレイの主走査方向の照度分布を示すグラフである。
【図６】ＬＥＤアレイの形状や間隔を主走査方向に沿って変更する例を示す図である。
【図７】ＬＥＤアレイの輝度を主走査方向に沿って変える一例を示す図である。
【図８】カラー用の画像読み取り装置における光源装置のカラー分光を示すグラフで、（ａ）は冷陰極管の分光状態を、（ｂ）はＬＥＤアレイの分光状態をそれぞれ示す。
【符号の説明】
【００３１】
１  スキャナ本体
１１  筐体
１２  コンタクトガラス
１３  読み取り窓１３
１５  光源
１６  第１走行体１
１７  ＣＣＤ基板
１８  第２走行体１８
２５  冷陰極管
２５ａ  光開口部
２６  ＬＥＤアレイ
２６ａ  ＬＥＤ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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