(57)【要約】【課題】一方向に延びる領域に照射する光量を均一化することと、端部の発光量の上限が点光源の実装密度によって制限されないこととを両立させることができる照射装置、画像読取装置、画像形成装置及び照射方法を提供する。【解決手段】一方向に配列され、少なくとも２種類以上の出力光量が異なる複数の点光源と、連続して一方向に延びる光源から出力される光となるように、前記点光源それぞれが照射する光を導く導光部材とを有し、前記点光源それぞれは、前記導光部材から出力される光が均一化されるように、前記配列を分割したブロックごとに出力光量の組合せ及び配置が設定されていることを特徴とする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向に配列され、少なくとも２種類以上の出力光量が異なる複数の点光源と、
連続して一方向に延びる光源から出力される光となるように、前記点光源それぞれが照射する光を導く導光部材と
を有し、
前記点光源それぞれは、
前記導光部材から出力される光が均一化されるように、前記配列を分割したブロックごとに出力光量の組合せ及び配置が設定されていること
を特徴とする照射装置。
【請求項２】
前記点光源それぞれは、
互いに等間隔で配置されていること
を特徴とする請求項１に記載の照射装置。
【請求項３】
前記点光源の少なくともいずれかは、
内部の発光体の数が異なることによって出力光量が異なること
を特徴とする請求項１又は２に記載の照射装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の照射装置と、
前記照射装置が前記導光部材から出力させる光の反射光を光電変換する撮像素子と
を有することを特徴とする画像読取装置。
【請求項５】
請求項４に記載の画像読取装置と、
前記画像読取装置が読取った画像を記録媒体に形成する画像形成部と
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
一方向に配列され、少なくとも２種類以上に出力光量が異なり、前記配列を分割したブロックごとに出力光量の組合せ及び配置が設定された複数の点光源から光を照射する工程と、
照射した光を、連続して一方向に延びる光源にするように導光部材により導いて、前記導光部材から出力される光を均一化させる工程と
を含む照射方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照射装置、画像読取装置、画像形成装置及び照射方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像読取装置等の読取原稿を照射する光源として、従来のＸｅ光源に変わり長寿命かつ低消費電力のＬＥＤをアレイ状に配列した光源を用いることが知られている。原稿読取を行う場合、光源によって原稿を照射し、その反射光をレンズで集光してＣＭＯＳセンサなどにより受光する。
【０００３】
しかし、ＣＭＯＳセンサによって受光する反射光量の主走査方向の分布は、例えばレンズの特性であるコサイン４乗則に従い、中央部に対して端部では低下してしまう。また、ＣＭＯＳセンサは、ＣＣＤに比べてチップ内に集積されるロジック回路（スイッチやバッファ等）が多い。このため、ＣＭＯＳセンサは、配線のための空間が必要であり、センサの表面から実際に光を受光するＰＤ（フォトダイオード）までの距離が長い。従って、原稿端部を照射した反射光がＰＤにまで届かない割合が増え、読取画像の端部の画質が劣化してしまうという問題があった。
【０００４】
この問題を解決する画像読取装置として、例えば特許文献１には、主走査方向に点光源素子が配列され、主走査方向に分割されたブロック内で点光源素子の配置密度が異なるＬＥＤ点光源アレイを備える画像読取装置が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、端部における点光源の実装密度を高くすることによって端部の発光量低下を補う場合、端部における点光源の実装可能な密度によって発光量の上限が決まってしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、一方向に延びる領域に照射する光量を均一化することと、端部の発光量の上限が点光源の実装密度によって制限されないこととを両立させることができる照射装置、画像読取装置、画像形成装置及び照射方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、一方向に配列され、少なくとも２種類以上の出力光量が異なる複数の点光源と、連続して一方向に延びる光源から出力される光となるように、前記点光源それぞれが照射する光を導く導光部材とを有し、前記点光源それぞれは、前記導光部材から出力される光が均一化されるように、前記配列を分割したブロックごとに出力光量の組合せ及び配置が設定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、一方向に延びる領域に照射する光量を均一化することと、端部の発光量の上限が点光源の実装密度によって制限されないこととを両立させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施形態にかかる画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、画像読取装置の構成を示す図である。
【図３】図３は、ＣＣＤセンサ及びＣＭＯＳセンサを示す図である。
【図４】図４は、比較例の光源の概要と出力光量を示す図である。
【図５】図５は、実施例の光源の概要と出力光量を示す図である。
【図６−１】図６−１は、異なる種類のＬＥＤを模式的に示す図である。
【図６−２】図６−２は、異なる種類のＬＥＤの特性を示すグラフである。
【図６−３】図６−３は、実施例の光源のブロック毎の光量分布を示す図である。
【図６−４】図６−４は、実施例の光源のブロック毎の光量分布を示す部分拡大図である。
【図７】図７は、異なる種類のＬＥＤの他の例を模式的に示す図である。
【図８】図８は、実施例の光源の光量分布とＰＤで受光する光量分布とを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施形態）
以下に添付図面を参照して、画像形成装置の実施形態を詳細に説明する。図１は、実施形態にかかる画像形成装置１の構成を示す図である。図１に示すように、画像形成装置１は、画像読取装置としての機能を有する自動原稿搬送装置（ＡＤＦ：Auto  Document  Feeder）１０と、給紙部２と、画像形成部３とを備えている。
【００１１】
給紙部２は、用紙サイズの異なる記録紙（記録媒体）を収納する給紙カセット２１，２２と、給紙カセット２１，２２に収納された記録紙を画像形成部３の画像形成位置まで搬送する各種ローラからなる給紙手段２３とを有している。
【００１２】
画像形成部３は、露光装置３１と、感光体ドラム３２と、現像装置３３と、転写ベルト３４と、定着装置３５とを備えている。画像形成部３は、ＡＤＦ１０内部の画像読取部により読み取られた原稿の画像データに基づいて、露光装置３１により感光体ドラム３２を露光して感光体ドラム３２に潜像を形成する。現像装置３３は、それぞれ感光体ドラム３２に異なる色のトナーを供給して現像する。そして、画像形成部３は、転写ベルト３４により感光体ドラム３２に現像された像を給紙部２から供給された記録紙に転写した後、定着装置３５により記録紙に転写されたトナー画像のトナーを溶融して、記録紙にカラー画像を定着するようになっている。
【００１３】
次に、画像形成装置が有する画像読取装置例について説明する。図２は、画像読取装置１２の構成を示す図である。画像読取装置１２は、図１に示した画像形成装置１におけるＡＤＦ１０に代えて用いられてもよい。
【００１４】
コンタクトガラス１２０に載置された原稿は、位置がズレないように圧板１３８で押さえられる。原稿照射用の光源４は、例えば配列された複数のＬＥＤ（後述）を有し、原稿に光を照射する照射装置である。原稿からの反射光は、３枚のミラー１２８、１３０、１３２によって反射され、レンズ１３４を介して、ボード１３６に実装された撮像素子１４０に入力される。
【００１５】
撮像素子（センサ）１４０は、入力された光の量に応じて画像信号であるアナログ信号を出力する光電変換部である。撮像素子１４０は、ＣＣＤセンサ又はＣＭＯＳセンサによって構成されている。図３に示すように、ＣＣＤセンサ及びＣＭＯＳセンサは、いずれもカラーフィルタ５０及びメタル配線層５２を通った入射光をＰＤ（フォトダイオード）５４が受光する。ＣＭＯＳセンサは、カラーフィルタ５０からＰＤ５４までの距離がＣＣＤセンサよりも長く、撮像素子１４０の端部ではＣＣＤセンサに比べて反射光がＰＤ５４まで届きにくい傾向がある。
【００１６】
撮像素子１４０が出力したアナログ信号は、図示しないＡ／Ｄ変換部によってデジタル信号に変換され、後段の画像処理部によって所定の画像処理が実行される。
【００１７】
アナログ信号の基準は、基準白板１２２の反射光が撮像素子１４０に入力された場合の値である。光源４とミラー１２８を備えた第１キャリッジ１２４と、ミラー１３０、１３２を備えた第２キャリッジ１２６は、原稿を読取るために撮像素子１４０に近づく方向へ走査する。画像読取装置１２は、光源、ミラー、レンズ、撮像素子１４０などが一体となって原稿を読取るために走査するように構成されてもよい。
【００１８】
次に、光源４（図２）について詳述する。図４は、比較例の光源の概要と出力光量を示す図である。図５は、実施例の光源４の概要と出力光量を示す図である。
【００１９】
図４に示した比較例において、光源は、ＬＥＤアレイ６０、及び導光板（導光部材）６２を有する。ＬＥＤアレイ６０は、一方向に配列されたｎ個のＬＥＤ（点光源）を有する。ここで、ＬＥＤアレイ６０は、中央側に配置されるＬＥＤよりも、端部側に配置されるＬＥＤのほうが実装密度が高くなるようにされている。これにより、ＬＥＤアレイ６０は、図４の下側に示したグラフのように、端部側の出射光量が中央側の出射光量よりも高くされている。導光板６２は、ＬＥＤアレイ６０が照射した光を拡散させることにより、原稿に対して均一な光を照射する。
【００２０】
光源が原稿を照射した光（点線で示した主走査方向の光量分布）の反射光は、ミラー及びレンズ等の光学部品を介してＣＣＤセンサ又はＣＭＯＳセンサに入射される。この時、レンズを通った原稿端部の反射光は、コサイン４乗則に従い、原稿中央部に比べて低下する（実線で示した主走査方向の光量分布）。このように、比較例の光源は、端部側のＬＥＤの実装密度を高めることにより、端部側の光量の低下を補い、駆動制御などを伴って光量分布の均一化を図っている。
【００２１】
比較例の光源は、原稿面中央部の反射光として必要な光量が決まり、それに対してコサイン４乗則による原稿端部の反射光量の低下を補うための端部光量が決められる。つまり、比較例の光源は、ＬＥＤの実装密度によって発光量の上限が決まってしまうため、光量分布を均一に保てるレベルまでしか全体としての光量を上げることができない。
【００２２】
図５に示した実施例において、光源４は、ＬＥＤアレイ６４、及び導光板（導光部材）６６を有する。ＬＥＤアレイ６４は、一方向に配列された少なくとも２種類以上の異なる出力光量のＬＥＤ（点光源）をｎ個有する。ここで、ＬＥＤアレイ６４は、各ＬＥＤが等間隔に配置されている。また、ＬＥＤアレイ６４は、ＬＥＤの配列がＮ個のブロックに分割され、ブロック毎に複数のＬＥＤによって出力光量が設定されている。
【００２３】
図５に示した実施例において、ＬＥＤアレイ６４は、２種類のＬＥＤを有する。ここで、ＬＥＤ（１），（２）などの「斜線を付したＬＥＤ」と、ＬＥＤ（３）などの「白抜きのＬＥＤ」とは互いに出力光量が異なり、「斜線を付したＬＥＤ」の方が光量が大きくされている。つまり、分割したブロック毎に光量の割合（強弱）を変えることにより、光源４の出力光量の分布が設定されている。なお、各ＬＥＤは、原稿読取を行う場合に、色味に差異が出ないレベルのものとする。導光板６６は、ＬＥＤアレイ６４が照射した光を拡散させ、連続して一方向に延びる光源にするように導く。
【００２４】
ＬＥＤアレイ６４は、図５の下側に示したグラフのように、端部側の出射光量が中央側の出射光量よりも高くされており、且つ、全領域（主走査方向の各位置）において、図４に示した比較例の出射光量よりも大きな光量を出力する。
【００２５】
さらに、光源４について、図６−１〜６−４等を用いて詳述する。上述したように、光源４は、ＬＥＤアレイ６４が有するＬＥＤには複数の種類（ランク）がある。各ＬＥＤは、任意の明るさでランク（光度ランク）分けされている。
【００２６】
例えば、図５に示したＬＥＤ（１）及びＬＥＤ（３）は、それぞれ図６−１に構成を模式的に示したように、発光体（フォトダイオード）の数は同じであり、原稿読取時に色味の差が出ない様に色度ランクが同じであるが、図６−２に示したように光度（光量）は異なる。
【００２７】
光源４は、各ブロック毎にＬＥＤ（１）及びＬＥＤ（３）の組合せによって光量分布（図６−３，６−４における破線で示した分布）が設定されている。そして、光源４は、ＬＥＤアレイ６４が照射した光が導光板６６によって混合され、平均化されて、原稿端部に対して低下する光量を補正するように光量分布が設定されている。また、光源４は、ＬＥＤアレイ６４の各ＬＥＤが等間隔に配置されているため、比較例の粗密実装における粗の部分（一般的には中央部）に見られる光量ムラ（リプル）も防止されている。
【００２８】
また、光源４は、図７に示したように、ＬＥＤアレイ６４が有するＬＥＤ（１）及びＬＥＤ（３）が異なる数の発光体（フォトダイオード）を備えることにより、ブロック毎に出力光量が設定されてもよい。図７に示した例では、ＬＥＤ（１）には２つの発光体が１チップ内に含まれ、ＬＥＤ（３）には１つの発光体が１チップ内に含まれる構成となっている。この場合にも、１チップ内に封入された発光体の数は異なるが、ＬＥＤそれぞれは、色度ランクが同じであり、光度（光量）が異なる。
【００２９】
このように、光源４は、ＬＥＤの配列を分割したブロックごとに出力光量の組合せ及び配置が設定されているので、図８にも示すように、端部側の光量の低下を補い、光量分布の均一化を図られている。ここでは、各ＰＤ（フォトダイオード）の受光面において、導光板６６から出力される光の光量分布が均一に保たれるように、配列を分割したブロックごとに各ＬＥＤの種類の組合せ及び配置が設定されている。
【００３０】
以上、各実施形態について説明したが、それらの各部の具体的な構成、処理の内容、データの形式等は、実施形態で説明したものに限るものではない。また、以上説明してきた実施形態の構成は、相互に矛盾しない限り任意に組み合わせて実施可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００３１】
１  画像形成装置
２  給紙部
３  画像形成部
４  光源（照射装置）
１０  自動原稿搬送装置
１２  画像読取装置
５０  カラーフィルタ
５２  メタル配線層
５４  ＰＤ（フォトダイオード）
６４  ＬＥＤアレイ
６６  導光板
１２０  コンタクトガラス
１２２  基準白板
１２４  第１キャリッジ
１２６  第２キャリッジ
１２８、１３０、１３２  ミラー
１３４  レンズ
１３６  ボード
１３８  圧板
１４０  撮像素子
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３２】
【特許文献１】特開２０１１−０６１７３７号公報
【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６−１】
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【図６−２】
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【図６−３】
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【図６−４】
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【図７】
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【図８】
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