(57)【要約】【課題】光源を主走査方向に列設した構成した照明装置において、照明装置の照度分布を均一とでき、かつ異なる照明装置間での照度が不均一となることを防止する【解決手段】複数個のＬＥＤを列設して形成されたＬＥＤアレイ１０３を備えた照明装置において、前記ＬＥＤアレイ１０３は、光度の基準値に基づいて異なるレベル（レベルＡ，レベルＢ）に分別された２グループのＬＥＤを交互に配置して構成する。また、５つのレベルに分別したＬＥＤを所定の規則に基づいて配置する。さらに、駆動装置として異なるレベルのＬＥＤをグループ毎に調整可能な駆動回路で駆動する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の発光素子を列設して形成された光照射体を備えた照明装置において、
前記光照射体は、光度の基準値に基づいて異なるレベルに分別された発光素子を予め定めた所定の規則に基づいて配置して構成されることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記光照射体は、所定の光度の基準値より光度の高い発光素子と、光度の低い発光素子とを交互に配置して構成したことを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
前記光照射体は、前記異なるレベルに分別された発光素子を各レベルに応じて定められた所定の間隔で列設して構成したことを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項４】
前記光照射体は、前記所定の光度の基準値より光度の低い発光素子を列の中央部付近に、光度の高い発光素子を列の両端部付近に配置したことを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項５】
前記グループ分けして所定の順序で列設された発光素子を、グループ毎に光度調整可能な駆動装置で駆動することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の照明装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか記載の照明装置と、前記光照射体が配置された走行体と、前記原稿からの反射光を撮像素子上に結像させる光学素子と、前記反射光の光量を画像信号に変換する撮像素子とを備えることを特徴とする画像読取装置。
【請求項７】
記請求項６記載の画像読取装置を備え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】
本発明は照明装置、画像読取装置、及び、画像形成装置に係り、特に複数個の発光素子を列設して形成された光照射体を備えた照明装置、画像読取装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な縮小光学系の画像読取装置として、原稿に光を照射し、原稿の反射光をＣＣＤ素子、ＣＭＯＳ素子等で構成される撮像素子で読み取るものがある。このような画像読取装置として、照明装置を備え、その光源として円筒形状のキセノンランプを有するものたある。このような画像読取装置では、キセノンランプの照射光はコンタクトガラス上の原稿に照射され、原稿の拡散反射光がレンズ等の光学素子を介して前記撮像素子に導かれ、撮像素子で画像信号を電気信号に変換する。
【０００３】
また、このような画像読取装置では、前記原稿からの反射光を偏向する第１ミラーを含む第１走行体、第２ミラーからの光をさらに偏向する第２ミラー、第３ミラーを含む第２走行体を備え、前記第１走行体及び第２走行体が画像読取装置に設けられたレール上を走行することにより、原稿をスキャンする。また、このような画像読取装置では、第１走行体には、キセノンランプからの光を反射して照度分布を適正化、及び、切り貼り原稿読取時の影をなくすための反射板を備える。
【０００４】
近年、画像読取装置における光源には、立ち上がり時間の短縮化、省エネルギー化、長寿命化が要望されており、キセノンランプの代替光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）を採用するものが実用化されてきている。ＬＥＤを縮小光学系に採用する場合、等倍光学系に比べて原稿面から撮像素子までの距離が長いためその間での光の減衰が大きくなり、そのため、より高い原稿面照度が必要となる。そこで、複数のＬＥＤを主走査方向にアレイ状に列状に配置し、原稿面での照度を上げるような試みがなされている。
【０００５】
特許文献１には、原稿を照射する光源として白色ＬＥＤアレイを使用し、原稿サイズや用途に応じて白色ＬＥＤアレイの点灯領域を設定するコントローラ、点灯領域転送部、ＬＥＤのＯＮ，ＯＦＦと光量を可変にする光源点灯制御部等を有し、白色ＬＥＤアレイ群を複数列並列にかつ、平行に配置した各白色ＬＥＤアレイ群の間隔を、受光素子ライン間隔の定数倍の間隔に設定し、その間隔を、原稿読取に要求される解像度の間隔に設定すると共に、隣接した白色ＬＥＤアレイ群の主走査方向の取付け位置を半画素分ずらして配置した画像読取装置が記載されている
【０００６】
また、特許文献２には、冷陰極管とＬＥＤアレイ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アレイは、冷陰極管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ものが記載されている。
【特許文献１】特開２００２−２４７２９６号公報
【特許文献２】特開２００６−６０４０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した画像読取装置にあって、個々のＬＥＤは、その製造上の理由に起因してその光度が所定範囲内においてばらついているから、ＬＥＤを単純にアレイ状に並べて配置しただけでは、照明装置として均一な照度分布が得られないこととなる。また、このように個々の照明装置で均一な照度分布が得られない状態では、複数の照明装置間でも照度のバラツキが発生することとなる。
【０００８】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、光源を主走査方向に列設した構成した照明装置において、照明装置の照度分布を均一とでき、かつ異なる照明装置間での照度が不均一となることを防止できる照明装置、画像読取装置、及び、画像形成装置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】
【０００９】
請求項１の発明は、複数個の発光素子を列設して形成された光照射体を備えた照明装置において、前記光照射体は、光度の基準値に基づいて異なるレベルに分別された発光素子を予め定めた所定の規則に基づいて配置して構成されることを特徴とする照明装置である。
【００１０】
請求項２の発明は、照明装置において、前記光照射体は、所定の光度の基準値より光度の高い発光素子と、光度の低い発光素子とを交互に配置して構成したことを特徴とする請求項１記載のである。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１記載の照明装置において、前記光照射体は、前記異なるレベルに分別された発光素子を各レベルに応じて定められた所定の間隔で列設して構成したことを特徴とする。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１記載の照明装置において、前記光照射体は、前記所定の光度の基準値より光度の低い発光素子を列の中央部付近に、光度の高い発光素子を列の両端部付近に配置したことを特徴とする。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれか記載の照明装置において、前記グループ分けして所定の順序で列設された発光素子を、グループ毎に光度調整可能な駆動装置で駆動することを特徴とする。
【００１４】
請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれか記載の照明装置と、前記光照射体が配置された走行体と、前記原稿からの反射光を撮像素子上に結像させる光学素子と、前記反射光の光量を画像信号に変換する撮像素子とを備えることを特徴とする画像読取装置である。
【００１５】
請求項７の発明は、記請求項６記載の画像読取装置を備えることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、光度の基準値に基づいて異なるレベルに分別された発光素子を予め定めた所定の規則に基づいて配置したから、発光素子の個別の異なる光度が平均化され照明装置の場所による光量の不均一分布を防止できる他、異なる照明装置間での光度の相違を少ないものとできるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下本発明を実施するための最良の形態としての実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例】
【００１８】
以下、実施例に係る画像形成装置について説明する。図１は実施例に係る画像形成装置の構成を示す概略断面図、図２は図１に示した画像読取装置の構成を示す拡大断面図である。
【００１９】
画像形成装置１０は、主な構成として、原稿を読み取る画像読取装置１１、画像を形成する画像形成部１２、自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）１３、ＡＤＦ１３から送り出される原稿をスタックする原稿排紙トレイ１４、給紙カセット１５乃至１８を備える給紙部１９、記録用紙をスタックする排紙部（排紙トレイ２０）を備えている。
【００２０】
そして、ＡＤＦ１３の原稿台２１上に原稿Ｄをセットして、図示せぬ操作部で例えばプリントキーの押下操作をすると、最上位の原稿Ｄがピックアップローラ２２の回転により矢印Ｂ１方向へ送り出され、原稿搬送ベルト２３の回転により、画像読取装置１１に固定されたコンタクトガラス２４上へ給送され、そこで停止する。コンタクトガラス２４上に載置された原稿Ｄの画像は、画像形成部１２とコンタクトガラス２４の間に位置する画像読取装置１１によって読み取られる。画像読取装置１１は、コンタクトガラス２４上の原稿Ｄを照明する照明装置である光照射ユニット２５、原稿画像を偏光するための複数枚のミラーからなる光学系２６、レンズ２７、原稿画像を結像させるＣＣＤ等からなる光変換素子２８を備える。画像読み取り終了後、原稿Ｄを原稿搬送ベルト２３の回転により矢印Ｂ２方向へ搬送して原稿排紙トレイ１４上へ排出する。このように、原稿Ｄを１枚ずつコンタクトガラス２４上へ給送して原稿画像を画像読取装置１１によって読み取る。
【００２１】
一方、画像形成部１２の内部には、像担持体である感光体３０が配置してある。感光体３０は、図において時計方向に回転駆動し、帯電装置３１によって表面を所定の電位に帯電させる。また、書き込みユニット３２からは、画像読取装置１１によって読み取った画像情報に応じて光変調したレーザ光Ｌを照射し、帯電させた感光体３０の表面をこのレーザ光Ｌで露光し、これによって感光体３０の表面に静電潜像を形成する。この静電潜像は、現像装置３３を通るとき、対向する転写装置３４によって感光体３０と転写装置３４の間に給送された記録媒体Ｐに転写する。トナー像転写後の感光体３０の表面は、クリーニング装置３５によって清掃する。
【００２２】
画像形成部１２の下部に配置した複数の給紙カセット１５乃至１８には、紙等の記録媒体Ｐを収容してあり、いずれかの給紙カセット１５乃至１８から記録媒体Ｐを矢印Ｂ３方向へ送り出し、その記録媒体Ｐの表面に、上述のように感光体３０の表面に形成したトナー像を転写する。次に、記録媒体Ｐを矢印Ｂ４で示すように画像形成部１２内の定着装置３６を通し、熱と圧力の作用によって記録媒体Ｐの表面に転写されたトナー像を定着させる。定着装置３６を通った記録媒体Ｐを排出ローラ対３７によって搬送し、矢印Ｂ５で示すように排紙トレイ２０へ排出し、スタックする。
【００２３】
次に本例に係る画像読取装置１１について説明する。画像読取装置１１は図２に示すように、光照射体として光照射ユニット２５を備えている。画像読取装置１１は、この光照射ユニット２５及び対向反射板１０２によって、コンタクトガラス２４上の原稿Ｄに光を照射し、その反射光は第１キャリッジ１００によって保持された第１ミラー１０１、第２キャリッジ２００によって保持された第２ミラー２０１、第３ミラー２０２によって偏向し、レンズ２７を介して光変換素子２８に導き、この光変換素子２８で電気信号に変換する。また、前記第１キャリッジ１００及び第２キャリッジ２００において、第１キャリッジの走査速度をｓとした場合、第２キャリッジはｓ／２の速度で走査を行い、原稿Ｄをスキャンする。なお、対向反射板１０２は切り貼り原稿を読み取った際に発生する影をなくすためのものであり、必要に応じて配置されている。
【００２４】
図３は一般的な第１キャリッジの周辺部を示す拡大断面図、図４は発光ダイオードの基板への取付け状態を示す斜視図である。光照射ユニット２５は、光源である発光ダイオード１０４（以下ＬＥＤ）と基板１０５とからなるＬＥＤアレイ１０３、及び、支持部材である受台１０６から構成される。この例では、ＬＥＤアレイ１０３は光照射体を構成する。また、光照射ユニット２５及び第１ミラー１０１はベース１０７によって保持されている。また、この例において、ＬＥＤ１０４は基板１０５の実装平面方向に発光するように配置するサイドビュータイプのＬＥＤであり、図４に示すように、発光面１０８が実装平面に直交する方向になるよう基板１０５に一列に配列して実装されている。
【００２５】
〔実施例１〕
次に実施例に係る照明装置のＬＥＤアレイの構成について説明する。図５は第１の実施例に係る照明装置における発光ダイオードの基板への配置状態を示す斜視図である。本実施例では、所定の光度を基準値として、発光ダイオード１０４を光度が基準値より高いもの（ランクＡ）と低いもの（ランクＢ）の２つに分別している。そして、ＬＥＤアレイ１０３を構成する際、２つのランクに区分されたＬＥＤ１０４を基板１０５に光度の高いものと低いものが交互に並ぶように列設している。
【００２６】
図５に示した例では、光度の高いＬＥＤ発光素子Ａと、光度の低いＬＥＤ発光素子Ｂとを、基板１０５上に１つずつ交互に並べてＬＥＤアレイ１０３を構成している。
【００２７】
本実施例によれば、光度の低いＬＥＤと光度の高いＬＥＤとを交互に配置するようにしたので、ＬＥＤの製造に起因する光度の分布を平均化でき、ＬＥＤアレイの場所による光量の不均一を防止することができる。また、ＬＥＤアレイの光分布を均一化することができるため、部品として異なるＬＥＤアレイの間での光度の不均一を小さいものとできる。
【００２８】
〔実施例２〕
次に第２の実施例について説明する。図６は第２の実施例に係る照明装置における発光ダイオードの基板への配置状態を示す斜視図である。本実施例では、ＬＥＤを、４つの光度の基準値に基づいて５ランクに分別している。この例では、最も光度の高いＬＥＤから最も低いＬＥＤまでを、ランクＡ、ランクＢ、ランクＣ、ランクＤ、ランクＥと順次と区分し、これらを所定の順序に配置するようにしている。
【００２９】
本例では、基板１０５の端部からランクＡ、ランクＤ、ランクＣ、ランクＢ、ランクＥ、ランクＡ、ランクＤ、ランクＣ…の順にＬＥＤ配置している。この配置は、隣に配置されたＬＥＤ同士の光量の和ができるだけ均一になるようにするものである。なお、配列の順序はここに示したものには限定される訳ではない。また、本例は、ランクＡ〜Ｅが同程度の数量だけ製造できる場合を想定しているが、製造誤差により、ランク毎の分布に差がある場合には、異なる配列がより適切となる。
【００３０】
本実施例によれば、より細かくＬＥＤを分類することにより、ＬＥＤの製造に起因する光度の分布を平均化でき、ＬＥＤアレイの場所による光量の不均一を防止することができる。また、ＬＥＤアレイの光分布を均一化することができるため、部品として異なるＬＥＤアレイの間での光度の不均一を小さいものとできる。
【００３１】
〔実施例３〕
次に第３の実施例について説明する。図７は第３の実施例に係る照明装置における発光ダイオードの基板への配置状態を示す斜視図である。本実施例では、所定の光度を基準値として、発光ダイオード１０４を光度が基準値より高いもの（ランクＡ）と低いもの（ランクＢ）の２つに分別してこれらを配置すると共に、ＬＥＤの配置間隔を等間隔とすることなく構成している。
【００３２】
即ち、本例では、ランクＡの２個のＬＥＤの間にランクＢの２個のＬＥＤを配置し、ランクＡのＬＥＤとランクＢのＬＥＤとの間の間隔寸法をＬ１、ランクＢのＬＥＤ同士の間の間隔寸法をＬ２とし、Ｌ１＞Ｌ２となるようにしている。
【００３３】
本実施例によれば、発光素子の明るさに対応して間隔を変更して配置することにより、ＬＥＤの製造に起因する光度の分布を平均化でき、ＬＥＤアレイの場所による光量の不均一を防止することができる。また、ＬＥＤアレイの光分布を均一化することができるため、部品として異なるＬＥＤアレイの間での光度の不均一を小さいものとできる。なお、ＬＥＤの光度によるランク分けをより多くすると共に、ＬＥＤの取付け間隔の段階数をより多くするようにすることができる。
【００３４】
〔実施例４〕
次に第４の実施例について説明する。図８は第４の実施例に係る照明装置における発光ダイオードの基板への配置状態を示す斜視図である。本実施例では、ＬＥＤを、４つの光度の基準値に基づいて５ランクに分けしている。この例では、最も光度の高いＬＥＤから最も低いＬＥＤまでをランクＡ、ランクＢ、ランクＣ、ランクＤ、ランクＥと順次と区分し、光度によりランク分けされた発光素子のうち、光度の高いＬＥＤ（ランクＡ）をアレイ状配列の両端部の近くに配置し、光度の低いＬＥＤ（ランクＥ）を中央部の近くに配置し、その間に順次ランクＢ、ランクＣ、ランクＤのＬＥＤを配置している。
【００３５】
一般にＬＥＤアレイは、その両端部において中央部より高い光量が得られる。一般にレンズを使用した縮小光学系においてＣＣＤ等のラインセンサで画像読み取りを行う場合、原稿面での照度を均一にしても、像面では中央部と比較して両端部の光量が低下する。これはレンズを使用した縮小光学系では避けられない。したがって、通常は像面で均一な光量になるように、レンズの前に絞りを設けて中央部の光をカットするようにしている場合が多い。本実施例に係るＬＥＤアレイによれば、原稿面で両端部の光量が高めになるため、絞りによる補正が少なくとも、照明を均一に行うことができる。
【００３６】
〔実施例５〕
次に第５の実施例について説明する。図９は第５の実施例に係る照明装置における発光ダイオードの駆動装置を示す回路図である。本例では、光度によりランク分けしたＬＥＤについてグループ化し、グループ化されたＬＥＤ毎にＬＥＤの光量を制御可能な駆動回路で駆動している。本例に係る駆動装置で駆動されるＬＥＤアレイは前記実施例１〜実施例４間でのものが対象となる他、ＬＥＤを他の規則に基づいて基板に配置したＬＥＤアレイを駆動することができる。
【００３７】
駆動装置は、複数グループに属するＬＥＤをグループ毎に電流調整ができる電流調整用抵抗を備え、グループ毎のＬＥＤに流れる電流値を調整することができ、ＬＥＤのグループ間の光量差をなくすことができる。このため、ＬＥＤアレイ全体で均一な光量分布を実現することができる。図８に示した例では、３個のＬＥＤ１０４と抵抗１１０を持つ４つのグループが制御対象としている。なお、トランジスタ１１１は、点灯制御用トランジスタである。
【００３８】
なお、駆動回路については、定電流制御可能な回路であればここに挙げた例に限られず、グループ毎に制御可能であれば他の回路、例えば高周波点灯回路等を使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】実施例に係る画像形成装置の構成を示す概略断面図である。
【図２】図１に示した画像読取装置の構成を示す拡大断面図である。
【図３】一般的な第１キャリッジの周辺部を示す拡大断面図である。
【図４】発光ダイオードの基板への取付け状態を示す斜視図である。
【図５】第１の実施例に係る照明装置における発光ダイオードの基板への配置状態を示す斜視図である。
【図６】第２の実施例に係る照明装置における発光ダイオードの基板への配置状態を示す斜視図である。
【図７】第３の実施例に係る照明装置における発光ダイオードの基板への配置状態を示す斜視図である。
【図８】第４の実施例に係る照明装置における発光ダイオードの駆動装置を示す回路図である。
【図９】第５の実施例に係る照明装置における発光ダイオードの基板への配置状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０  画像形成装置
１１  画像読取装置
１２  画像形成部
１３  自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）
１４  原稿排紙トレイ
１５〜１８  給紙カセット
１９  給紙部
２０  排紙トレイ
２１  原稿台
２２  ピックアップローラ
２３  原稿搬送ベルト
２４  コンタクトガラス
２５  光照射ユニット
２６  光学系
２７  レンズ
２８  光変換素子
３０  感光体
３１  帯電装置
３２  ユニット
３３  現像装置
３４  転写装置
３５  クリーニング装置
３６  定着装置
３７  排出ローラ対
１００  第１キャリッジ
１０１  第１ミラー
１０２  対向反射板
１０３  ＬＥＤアレイ
１０４  発光ダイオード
１０５  基板
１０６  受台
１０７  ベース
１１０  抵抗
１１１  トランジスタ
２００  第２キャリッジ
２０１  第２ミラー
２０２  第３ミラー
【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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【図９】
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