(57)【要約】【課題】  原稿面から結像部に至る光路を折り返して、読取ユニットの小型化を実現した画像読取装置を提供すること。【解決手段】  原稿面からの光束を受光する受光部５と、原稿面からの光束を受光部５に導く結像部６と、を備える画像読取装置１００であって、原稿面からの光束を、原稿面の法線方向とのなす角度が４５°以上となるように複数回折り返す第１の反射部４０ａと、第１の反射部４０ａからの光束を、法線方向とのなす角度が４５°未満となるように複数回折り返して結像部６に導く第２の反射部４０ｂと、を有し、第１の反射部４０ａに折り返された光束の光路の全てと、第２の反射部４０ｂに折り返された光束の光路の全てと、は互いに交差する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿面からの光束を受光する受光部と、前記原稿面からの光束を前記受光部に導く結像部と、を備える画像読取装置であって、
前記原稿面からの光束を、前記原稿面の法線方向とのなす角度が４５°以上となるように複数回折り返す第１の反射部と、該第１の反射部からの光束を、前記法線方向とのなす角度が４５°未満となるように複数回折り返して前記結像部に導く第２の反射部と、を有し、
前記第１の反射部に折り返された光束の光路の全てと、前記第２の反射部に折り返された光束の光路の全てと、は互いに交差することを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
前記第１の反射部に折り返された光束の光路のうち最も長い光路は、前記第２の反射部に折り返された光束の光路のいずれよりも長いことを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
【請求項３】
前記結像部から出射する光束の光路は前記原稿面に平行であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像読取装置。
【請求項４】
前記結像部は、前記第２の反射部からの光束を折り返して前記受光部に導く反射光学素子を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項５】
前記第１及び第２の反射部の夫々は、複数のミラーを有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項６】
前記第１及び第２の反射部が有する複数のミラーうち、前記原稿面から前記第２の反射部に至る光路上に存在する上流のミラーの厚さは、該上流のミラーから前記結像部に至る光路上に存在する下流のミラーの厚さよりも薄いことを特徴とする請求項５に記載の画像読取装置。
【請求項７】
前記第１の反射部に折り返された光束の光路の長さの総和は、前記第２の反射部に折り返された光束の光路の長さの総和よりも長いことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項８】
前記結像部は、縮小光学系であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項９】
前記原稿面を照明する照明部を備え、該照明部は、前記原稿面から前記第１の反射部までの光路を挟んで、両側に配置された２つの光源を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項１０】
前記原稿面を照明する照明部を備え、該照明部は、前記原稿面から前記第１の反射部までの光路を挟んで、一方側に配置された１つの光源と、他方側に配置された反射部材と、を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項１１】
前記光源は、導光体と、該導光体の長手方向の端部に配置されたＬＥＤ素子と、含むことを特徴とする請求項９又は１０に記載の画像読取装置。
【請求項１２】
前記受光部と、前記結像部と、前記第１及び第２の反射部と、前記照明部と、を一体的に保持する読取ユニットを備えることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項１３】
前記読取ユニットを前記原稿面に平行な方向に移動させる駆動部を備えることを特徴とする請求項１２に記載の画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像読取装置に関し、例えばイメージスキャナーやデジタル複写機等に好適である。
【背景技術】
【０００２】
従来、イメージスキャナーやデジタル複写機等が備える画像読取装置において、照明部、複数のミラー、結像光学系、及びラインセンサー等の部材を一体的に保持して移動可能な読取ユニットの小型化が求められている。
【０００３】
特許文献１には、図３に示すように、読取ユニット１０７において、照明部１０３と、光学的に原稿１０１に最も近いミラー１０４ａと、をＺ方向における端部に配置し、Ｚ方向におけるミラー間の光路長を大きくした構成が開示されている。この構成によれば、原稿１０１から結像光学系１０６に至る光路を、複数のミラーにより空間に余裕のあるＺ方向に大きく折り返すことで、読取ユニット１０７のＸ方向の高さを低減させることが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−０６７１５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
なお、結像光学系１０６を備える構成において、原稿１０１からの光束の径は下流に向かうに従い大きくなる。ここで、特許文献１に記載の構成では、ミラー１０４ｄにより、下流の太い光束の光路がＺ方向に折り返されているため、その光束の径の分だけ読取ユニット１０７のＸ方向における小型化が妨げられている。また、特許文献１に記載の構成では、Ｚ方向において１回しか光路を折り返していないため、読取ユニット１０７の内部の空間を十分に活用できておらず、Ｚ方向においても小型化の余地がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、原稿面から結像部に至る光路を折り返して、読取ユニットの小型化を実現した画像読取装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための、本発明の一側面としての画像読取装置は、原稿面からの光束を受光する受光部と、前記原稿面からの光束を前記受光部に導く結像部と、を備え、前記原稿面からの光束を、前記原稿面の法線方向とのなす角度が４５°以上となるように複数回折り返す第１の反射部と、該第１の反射部からの光束を、前記法線方向とのなす角度が４５°未満となるように複数回折り返して前記結像部に導く第２の反射部と、を有し、前記第１の反射部に折り返された光束の光路の全てと、前記第２の反射部に折り返された光束の光路の全てと、は互いに交差することを特徴とする。
【０００８】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付の図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、原稿面から結像部に至る光路を折り返して、読取ユニットの小型化を実現した画像読取装置提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例１に係る画像読取装置の要部概略図。
【図２】本発明の実施例２に係る画像読取装置の要部概略図。
【図３】従来例に係る画像読取装置の要部概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明を省略する。
【００１２】
［実施例１］
図１は、本発明の実施例１に係る画像読取装置１００の要部概略図（ＺＸ断面図）である。本実施例に係る画像読取装置１００は、原稿１が載置される原稿台２と、読取ユニット（キャリッジ）７と、読取ユニット７を移動させる駆動部８と、を備えている。読取ユニット７は、照明部１１と、第１の反射部４０ａ（第１ミラー４１〜第３ミラー４３）と、第２の反射部４０ｂ（第４ミラー４４〜第８ミラー４８）と、結像部６と、受光部５と、を一体的に保持している。
【００１３】
照明部１１は、蛍光灯、ハロゲンランプ、ＬＥＤ等から成る２つの光源３とスリット１２とを有しており、ガラス等の透光性材料から成る原稿台２を介して原稿面の原稿面を照明している。２つの光源３は、原稿面から光学的に原稿面に最も近い第１ミラー４１までの光路を挟んで両側に配置されており、原稿面における読取領域１３を両側から照明している。第１の反射部４０ａが有する第１ミラー４１〜第３ミラー４３の夫々は、原稿面からの光束を、原稿面の法線方向とのなす角度が４５°以上となるように複数回折り返している。また、第２の反射部４０ｂが有する第４ミラー４４〜第８ミラー４８の夫々は、第１の反射部４０ａからの光束を、原稿面の法線方向とのなす角度が４５°未満となるように複数回折り返して結像部６に導光している。
【００１４】
結像部６は、２枚の自由曲面ミラーＳ１及びＳ２が一体成形されて成る反射光学素子９と、光束径を規制する平面ミラーＳ３としての反射光学素子１０と、を有する結像ミラーユニットである。この結像部６は縮小光学系であり、第８ミラー４８からの光束を受光部５の受光面上に集光し、読取領域の縮小像を受光面上に形成している。受光部５は、複数の画素がＹ方向に配列された、ラインセンサーやイメージセンサー等の電荷結合素子である。受光部５の背面には信号処理用基板が設けられているため、その基板から発せられる熱が外部に放熱されるように、受光部５は読取ユニット７の側面に設置されている。
【００１５】
駆動部８は、読取ユニット７をＺ方向（矢印Ａの方向）へ移動させて原稿面を走査させるためのモータであり、Ｚ方向における走査終了側に配置されている。なお、読取ユニット７の代わりに原稿１を移動させたり、読取ユニット７及び原稿１の両方を移動させたりすることにより、読取ユニット７と原稿１とのＺ方向における相対位置を変更するように構成してもよい。画像読取装置１００は、読取ユニット７に原稿面を走査させることにより、原稿面の全体の画像情報を読み取ることができる。読み取られた画像情報は、インターフェースを通じて不図示の画像処理部、あるいはパーソナルコンピュータなどの外部機器に送信される。
【００１６】
次に、本実施例に係る読取ユニット７の内部における光路について、詳細に説明する。以下の説明において、原稿面の法線方向（Ｘ方向）とのなす角度が４５°以上となる方向を左右方向、原稿面の法線方向とのなす角度が４５°未満の方向を  を上下方向、と夫々定義する。この時、原稿面の法線方向における原稿面側を上側、その反対側を下側、とし、読取ユニット７の走査開始側を左側、走査終了側を右側、とする。また、原稿１の原稿面から受光部５の受光面に至る光路において、原稿面側を上流とし、受光面側を下流とする。また、「光路」とは、各光束の主光線（スリット１２の中心を通る光線）の経路のことを示している。
【００１７】
図１に示したように、本実施例に係る照明部１１は読取ユニット７の右上側に配置されているため、原稿１における読取領域１３は読取ユニット７の右端に位置することになる。原稿面における読取領域１３からの光束（拡散光束）は、スリット１２で規制されて鉛直下方（下側）へ進み、第１の反射部４０ａにおける第１ミラー４１に入射する。第１ミラー４１にて左方向に折り返された光束は、読取ユニット７の左側面近傍に配置された第２ミラー４２に入射する。この時、第２ミラー４２は他のいずれのミラーよりも左側に配置されており、各ミラー同士の間の光路のうち、第１ミラー４１と第２ミラー４２との間の光路長が最も大きい構成となっている。この構成により、読取ユニット７内における読取領域よりも左側の空間を最大限有効に活用することができる。
【００１８】
また、第２ミラー４２に入射した光束は右方向に折り返されて、第１ミラーよりも左側でかつ照明部１１の下側に配置された第３ミラー４３に入射する。さらに、第３ミラー４３に入射した光束は再び左方向に折り返されて、第２ミラー４２の上側に配置された第４ミラー４４に入射する。ここで、本実施例に係る結像部６は結像光学系であるため、原稿面からの光束の径は、下流（結像部６）に向かうに従い大きくなり、ミラーＳ１の反射面にて最大となる。すなわち、図１に示したように第１ミラー４１から第４ミラー４４に至る光路を通る光束の径は、第５ミラー４５以降の光路を通る光束の径と比較して細くなる。よって、高さ方向（Ｘ方向）において、その光路の取り回しのために必要な空間や各ミラーの大きさを小さくすることができる。
【００１９】
そして、第２の反射部４０ｂが有する第４ミラー４４〜第８ミラー４８は、結像部６に至るまでの光路を上下方向にのみ折り返している。まず、第４ミラー４４に入射した光束は下方向に折り返され、第１の反射部４０ａにおける第１ミラー４１〜第３ミラー４３によって左右に複数回折り返された上流の光路の全てを横切って、読取ユニット７の下端に配置された第５ミラー４５に入射する。同様に、第５ミラー４５から第８ミラー４８に至る光路の全てが、第１ミラー４１から第４ミラー４４に至る光路の全てを横切るように、第５ミラー４５〜第８ミラー４８の夫々を読取ユニット７の上下端に配置している。具体的には、第５ミラー４５及び第７ミラー４７を、読取ユニット７の下端近傍（結像部６の左側の空間）に配置し、第６ミラー４６及び第８ミラー４８を、読取ユニット７の上端近傍（照明部１１の左側の空間）に配置している。
【００２０】
以上、各ミラーをこのように配置することにより、原稿面から結像部６に至る光路を、上流で左右方向に複数回折り返した後に、下流で上下方向に複数回折り返すことができる。そして、左右方向に折り返された上流の光路の全てと、上下方向に折り返された下流の光路の全てと、が互いに交差するように構成することができる。この構成により、図３に示した従来例に係る構成と比較して、読取ユニット７の内部の空間を有効に活用することができるため、読取ユニット７の小型化を実現することができる。
【００２１】
また、本実施例では、原稿面からの光束を左右方向にのみ折り返す第１の反射部４０ａと、第１の反射部４０ａからの光束を上下方向にのみ折り返して結像部６に導く第２の反射部４０ｂと、を設けている。すなわち、上流の光路を通る細い径の光束のみを左右方向に折り返し、下流の光路を通る太い径の光束のみを上下方向に折り返している。この構成によれば、図３に示した従来例に係る構成と比較して、読取ユニット７のＸ方向における大きさを低減することができる。
【００２２】
なお、各ミラーは、左右方向に折り返された光路のうち最も長い光路（第１ミラー４１から第２ミラー４２に至る光路）が、上下方向に折り返された光路のいずれよりも長くなるように配置されている。すなわち、各光路のうち最も細い光束が通る光路が最も長くなるため、左右方向において十分に光路長を確保することができ、高さ方向（Ｘ方向）における大きさを抑制することができる。
【００２３】
また、本実施例において、原稿面から第４ミラー４４までの光路長は、原稿面から結像部６のミラーＳ１までの光路長の５２％である。すなわち、第１の反射部４０ａに折り返された光路の長さの総和（第１ミラー４１から第４ミラー４４に至る光路の長さ）が、第２の反射部４０ｂに折り返された光路の長さの総和（第５ミラー４５から第８ミラー４８に至る光路の長さ）よりも長くなっている。よって、第１ミラー４１から第４ミラー４４までの光路においては、ミラーＳ１における最大光束径の半分以下の光束径となるため、比較的光束径が細くなる。
【００２４】
そのため、原稿面から第２の反射部に至る光路上に存在する上流のミラー（第１ミラー４１〜第４ミラー４４）反射面を小さくすることが可能となり、反射面の面精度に対するピントずれの影響を低減することができる。したがって、上流のミラーとして、厚さが３ｍｍ程度の薄くて歪みやすいミラーを用いたとしても、要求される面精度が低くなるため、ミラーのコストを削減することができる。一方、上流のミラーから結像部６に至る光路上に存在する下流のミラー（第５ミラー４５〜第８ミラー４８）としては、厚さが５ｍｍ程度の剛性の高いミラーを用いる必要がある。
【００２５】
本実施例においては、１図に示したように、照明部１１と結像部６と受光部５とを読取ユニット７の内部の右側に寄せて配置しているため、左側の空間の上端から下端までを光路の折り返しのために有効に使うことができる。また、結像部６をミラーとしての反射光学素子９及び１０により構成しているため、第８ミラー４８にて光路を下方向に折り返したとしても、側面に配置した受光部５に光束を導光するための他のミラーを設ける必要がない。そして、結像部６の自由曲面ミラーＳ１及びＳ２と平面ミラーＳ３とにより、互いの間の光路が交差するように折り返し、受光部５の受光面に垂直に（原稿面に平行に光束を出射している。このように、結像部６内部においても光路をコンパクトに折り畳んでいるため、読取ユニット７の小型化に寄与することができる。
【００２６】
また、本実施例においては、読取領域１３の下側に第１ミラー４１を配置し、第１ミラー４１の左側及び左下側の夫々に第３ミラー４３及び平面ミラー１０を配置しているため、
原稿面からのフレア光を各ミラーの裏面にて遮光することができる。これにより、原稿面からのフレア光がスリット１２を通って結像部６に入射し、ゴースト光となって読取画像の画質を低下させることを抑制することができる。
【００２７】
以上、本実施例に係る画像読取装置によれば、原稿面から受光部に至る光路を折り返して、空間を有効に活用することにより、読取ユニットの小型化を実現することができる。
【００２８】
［実施例２］
図２は、本発明の実施例２に係る画像読取装置１００の要部概略図（ＺＸ断面図）である。本実施例が実施例１に対して主に異なる点は、第１ミラー４１の位置と第３ミラー４３の位置とを入れ替えたという点である。
【００２９】
この構成により、第１ミラー４１から第２ミラー４２までの光路と第３ミラー４３から第４ミラー４４までの光路とを交差させることができるため、実施例１に係る構成よりも第１ミラー４１から第４ミラー４４に至る光路長を長くすることができる。したがって、実施例１に係る構成と比較して、第４ミラー４４より下流の上下方向に折り返された光路長を短くすることができるため、読取ユニット７の高さ方向の大きさをより低減することができる。
【００３０】
なお、原稿面からのフレア光に対しては、第１ミラー４１の下方に第３ミラー４３及び結像部６の平面ミラー１０が配置されているため、結像部６にフレア光が入射することを抑制することができる。
【００３１】
以上、本実施例に係る画像読取装置によれば、原稿面から受光部に至る光路を折り返して、空間を有効に活用することにより、読取ユニットの小型化を実現することができる。
【００３２】
［変形例］
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００３３】
例えば、図１及び図２に示した画像読取装置１００において、読取ユニット７左右反対に配置した構成を採ってもよい。
【００３４】
また、上述の各実施例においては、原稿面から第１ミラー４１に至る光路を挟んで両側に左右対称に２つの光源３を配置しているが、照明部１１の構成はこれに限られるものではない。例えば、２つの光源３のうちの一方を反射部材に置換してもよい。すなわち、原稿面から第１ミラー４１に至る光路を挟んで、一方側に配置された１つの光源から直接原稿面に向かう光束と、他方側に配置された反射部材により反射されて原稿面に向かう光束と、により読取領域１３を両側から照明する構成としてもよい。この構成によれば、光源３の数を減らすことができ、照明部１１の小型化に寄与することができる。この時、第８ミラー４８に近い側（左側）の光源３をミラーに置換することにより、第８ミラー４８の配置の自由度を高めることができる。
【００３５】
なお、光源３として、ＬＥＤ素子と導光体とを含む照明ユニットを採用することで、省電力化や低コスト化を実現することができる。ここで、照明ユニットとしては、複数のＬＥＤ素子を導光体の長手方向に沿って配列したアレイタイプと、導光体の長手方向の端部に１つのＬＥＤ素子を設けた端部光源タイプと、が知られている。そのうち、端部光源タイプを採用することにより、導光体の長手方向に垂直な断面内での面積を小さくすることができるため、より小型化に有利な構成とすることができる。
【符号の説明】
【００３６】
１  原稿
５  受光部
６  結像部
４０ａ  第１の反射部
４０ｂ  第２の反射部
１００  画像読取装置
【図１】
2015119341.tif 000003
【図２】
2015119341.tif 000004
【図３】
2015119341.tif 000005