(57)【要約】【課題】簡素な構成で充分な照度を確保でき、発熱による問題の低減が図れる画像照明装置を提供する。【解決手段】サイドビュータイプのＬＥＤ１４を、基材１３の端縁部からパッド１４ａ、１４ｂへの最低必要距離を１ｍｍとし、両パッド１４ａ、１４ｂの間で、両パッド１４ａ、１４ｂの対向する内側の端部よりも１ｍｍ程度狭く、すなわち幅ｗが両パッド１４ａ、１４ｂの対向する内側の端部間よりも狭く、かつ切り込み深さも１ｍｍ程度の切り欠き部３０を設ける。すると、従来は基材１３の端縁部で遮られていた光が切り欠き部３０を通るようになり、蹴られなくなって有効に照明に使えるようになる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状の基材の一側の平面上に、少なくとも該一側の平面と平行に光を照射可能な発光素子を前記基材の端部から所定の距離を離して列状に設け、これら発光素子から同一またはほぼ同一方向へ光を並行させて照射する光照射体を有し、前記各発光素子の近傍でかつ前記発光素子からの前記光の照射方向の端縁部位を含む前記基材の部位に切り欠き部を設け、該切り欠き部を通じて前記発光素子から光を照射可能とすることを特徴とする画像照明装置。
【請求項２】
前記切り欠き部を、前記基板上に前記発光素子を半田付けするための２ヵ所の部位間に設けたことを特徴とする画像照明装置。
【請求項３】
請求項２の画像照明装置において、前記切り欠き部の前記基材の端縁からの切り欠き寸法を、前記半田付けのための部位の前記基材の端部からの距離以下としてなることを特徴とする画像照明装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかの画像照明装置において、前記基材の前記切り欠き部の端部となる部位の角部に円弧状の面取りを施してなることを特徴とする画像照明装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかの画像照明装置において、前記切り欠き部の前記基材の端縁からの切り欠き寸法を、前記発光素子を含む組立体の少なくとも後端に達する寸法としてなることを特徴とする画像照明装置。
【請求項６】
請求項１から４のいずれかの画像照明装置において、前記切り欠き部の前記基材の端縁からの切り欠き寸法を、前記発光素子を含む組立体の少なくとも後端を越える寸法とし、該後端側の終端面を上方へ向く傾斜面としてなることを特徴とする画像照明装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかの画像照明装置を用いたことを特徴とする画像読取装置。
【請求項８】
請求項１から６のいずれかの画像照明装置または請求項７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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光照射ユニット、照明機構、画像読取装置及び画像形成装置において、平板状の基材上に発光素子を列状に設けて光を照射する光照射ユニットを備える画像照明装置、及びこれを用いた画像読取装置、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像読取装置の照明装置では、光源として発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ：以下、ＬＥＤ）の採用例が多くなっている。またこの照明装置では、ＬＥＤを実装した基材の実装平面に対して直交した方向に照射するタイプのＬＥＤが用いられることが多い。
【０００３】
すなわち、このタイプのＬＥＤを基材に実装した構成としては、複数の発光素子が列状に設けられてライン状の光を出射する点光源ユニットと被照射面との間に、ライン方向の照度分布を均一化する回折格子を備えた照度均一手段を設けた構成（例えば特許文献１参照）や、点光源ユニットと被照射面の間に、点光源から出射された光を前記点光源の配列方向と直交する方向に集光させる集光体と光をランダムに拡散する光拡散部とを介在させた構成（例えば特許文献２参照）が知られている。また、コンタクトガラス上に位置して読取対象となる原稿の原稿面に向けて光を出射する点光源を有した画像読取装置において、点光源から出射された光を原稿読取時の副走査方向の読取幅内に集光させる集光体を設け、この集光体は、該集光体を通過して照射される全ての光の角度がコンタクトガラスで全反射される臨界角未満となる向きに配置した構成が知られている（例えば特許文献３参照）。
【０００４】
【特許文献１】特許第３６５９７７０号（第４〜７頁、図１、図１６）
【特許文献２】特開２００５−１５６６００号公報（第７〜１１頁、図２）
【特許文献３】特開２００５−１０２１１２号公報（第１４〜１７頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の従来構成では、実装平面に対して直交方向に発光するＬＥＤを基材上に実装した構成なので、その配置上の制限から、被照射面にＬＥＤが最も近づいた位置から離れた位置に、ＬＥＤを位置させることになり、そのため照明効率が低くなり、各種の問題が生じていた。すなわち、上記いずれの構成でも、ＬＥＤの両脇から突出した基材の一方の部分が、被照射面に接しないように該部分に応じた距離だけ被照射面から離す必要があるとともに、他方の部分が、被照射面から得られた読取画像を含んだ反射光を入力するための読取光軸に接しないように該部分に応じた距離だけ読取光軸から離す必要があり、これらの２つの条件を満たすため、２つの突出部分がない最も近づいた位置から離れた位置に、ＬＥＤを位置させている。そして、被照射面とＬＥＤとの間の距離の２乗に反比例して、被照射面に到達する光量は、減少する。
【０００６】
このような距離増加による被照射面での照度不足の防止のため、ＬＥＤの個数を増加させる必要が生じたり、フレア成分の低減させるために導光体としての導光部材が必要となったりして、コストが嵩む傾向がある。特に、上記のいくつかの構成では、ＬＥＤと被照射面との間に、単なる導光体ではなく、照度均一手段や、集光体、集光体及び光拡散部などのように複雑な光学的構成物を介在させているので、この光学的構成物単体で既に部品コストが上昇して、コストアップの傾向が促進されている。
【０００７】
すなわち、導光部材や光学的構成物の追加による部品点数の増加、及び導光部材や光学的構成物を保持するための固定部材の追加が避けられないので、さらにコストアップを招いたり、光源の構成として、さらに大型化を招いたりする不具合が生じる。このような問題を解決するために近年では、発光面が水平方向を向いているタイプ（サイドビュータイプ：発光素子の端部から発光するタイプ）のＬＥＤが使用されている。サイドビュータイプとすることにより簡素な構成で充分な照度を確保でき、フレア成分の低減も図れる照明系が提案されている。
【０００８】
サイドビュータイプのＬＥＤにより簡素で高効率の照明系においては、基材端部から半田パッド端部までの距離が０．８ｍｍ程度あいている。これは、半田付けする部位（以下パッドと言う）を基材端部まで持っていくと、半田をのせたときに半田が基材端部へ流れ出てしまうためである。これによりＬＥＤの配置としては最低でも０．８ｍｍ程度の隙間が必要となってしまう。
【０００９】
このような場合、ＬＥＤ発光面からの拡散光は基材のエッジにより蹴られてしまい、効率が低下する。そして、この効率低下により前述したような照度不足が発生し、ＬＥＤの個数を増加させる必要が生じたり、フレア成分の低減を目的にして導光体としての導光部材が必要となったりして、コストが上がるという不具合が生じる。
【００１０】
また、近年の生産性（複写枚数など）の向上により、ＬＥＤアレイはより高い照度が必要とされるようになってきている。ＬＥＤアレイの照度を高くするためには、ＬＥＤに大きな電流を流したり、ＬＥＤアレイの集積密度を高くしたりするといった対応が必要となる。そのため照度は高くなるものの、ＬＥＤが発熱してしまうため耐故障として放熱対策を行うことが必須となる。また、発熱による照度の低下、及び色度の変化も画像読取装置の光源としては問題となっている。
【００１１】
そこで本発明は、前記従来の問題点を解決し、簡素な構成で充分な照度を確保でき、さらには発熱による諸問題の低減が図れる画像照明装置、及びこれを用いた画像読取装置、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】
【００１２】
本発明の画像照明装置のうち請求項１に係るものは、平板状の基材の一側の平面上に、少なくとも該一側の平面と平行に光を照射可能な発光素子を前記基材の端部から所定の距離を離して列状に設け、これら発光素子から同一またはほぼ同一方向へ光を並行させて照射する光照射体を有し、前記各発光素子の近傍でかつ前記発光素子からの前記光の照射方向の端縁部位を含む前記基材の部位に切り欠き部を設け、該切り欠き部を通じて前記発光素子から光を照射可能とすることを特徴とする。
【００１３】
同請求項２に係るものは、前記切り欠き部を、前記基板上に前記発光素子を半田付けするための２ヵ所の部位間に設けたことを特徴とする。
【００１４】
同請求項３に係るものは、請求項２の画像照明装置において、前記切り欠き部の前記基材の端縁からの切り欠き寸法を、前記半田付けのための部位の前記基材の端部からの距離以下としてなることを特徴とする。
【００１５】
同請求項４に係るものは、請求項１から３のいずれかの画像照明装置において、前記基材の前記切り欠き部の端部となる部位の角部に円弧状の面取りを施してなることを特徴とする。
【００１６】
同請求項５に係るものは、請求項１から４のいずれかの画像照明装置において、前記切り欠き部の前記基材の端縁からの切り欠き寸法を、前記発光素子を含む組立体の少なくとも後端に達する寸法としてなることを特徴とする。
【００１７】
同請求項６に係るものは、請求項１から４のいずれかの画像照明装置において、前記切り欠き部の前記基材の端縁からの切り欠き寸法を、前記発光素子を含む組立体の少なくとも後端を越える寸法とし、該後端側の終端面を上方へ向く傾斜面としてなることを特徴とする。
【００１８】
同請求項７に係る画像読取装置は、請求項１から６のいずれかの画像照明装置を用いたことを特徴とする。
【００１９】
同請求項８に係る画像形成装置は、請求項１から６のいずれかの画像照明装置または請求項５の画像読取装置を用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明では、基材上の発光素子からの光の照射方向の部位に切り欠き部を発光素子ごとに設け、この切り欠き部からも発光素子からの光を照射可能とし、簡素な構成で基材の端縁部で遮られていた光を有効に活用でき、十分な照度を確保できるようにし得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態に関して、添付図面に基づき説明する。
【実施例１】
【００２２】
図１は、本発明の実施対象となる画像読取装置の一例の断面概略図である。この装置の構成は、透明なガラスで構成された原稿支持部（コンタクトガラス）１と、原稿の読み取りを開始する基準位置となるスケール１２、そのスケールを支持、固定するブラケット１１、原稿支持部１に置かれた原稿を照射する平板状の基材上に発光素子を列状に設けて光を照射する光照射体２、その光照射体２を保持・固定するための保持部材２ａと原稿からの反射像を偏向する第１ミラー３、第２ミラー４、第３ミラー５と、前記各ミラーによって反射された光を集光するレンズ８と、集光された光を光電変換するＣＣＤ１０、レンズ及びＣＣＤを保持するための保持部材９とから構成され、光照射体２、保持部材２ａ及び第１ミラー３は第１走行体６に取り付けられ、その第１走行体がＡ方向にＬだけ進む間に、第２ミラー４、第３ミラー５を保持した第２走行体７がＬ／２進むことにより、レンズの光路長を一定に保ち原稿全体を走査するようになっている。
【００２３】
図２は、上述のような画像読取装置の駆動方式を説明するための駆動系の斜視図である。光放射体２と第１ミラー３を備えた第１走行体６は、駆動ワイヤ２１に取り付けられ、第２ミラー４、第３ミラー５を備えた第２走行体７はプーリ２２に駆動ワイヤ２１が巻き付けられる。駆動軸２４に繋がれたワイヤプーリ１５に駆動ワイヤ２１を巻きつけ、タイミングプーリ１６とタイミングベルト１７によって、モータ１８の駆動を伝達する。第１走行体６の一端がホームポジションセンサ２３を横切ってから、ある一定距離をリターンさせた位置をホームポジションとする。
【００２４】
図３、４は、光放射体２の基材１３上にサイドビュータイプのＬＥＤ１４を列状に複数個実装する一般的な形態を示す図である。平板状の基材１３の一側の平面上にＬＥＤ１４がそれぞれパッド１４ａ、１４ｂの２ヶ所で半田付けされている。図中１４ｃは電極である。列状に設けた他のＬＥＤ１４・・・も同様に半田付けされている。サイドビュータイプのＬＥＤ１４により構成する簡素で高効率の照明系においては、図４で示したような構成と、ＬＥＤの配置が一般的である。基材１３の端縁部から半田のパッド１４ａ、１４ｂの端部までの距離が０．８ｍｍ程度あいているのは、パッド１４ａ、１４ｂを基材１３の端部に位置させてしまうと半田をのせたときに半田が基材１３の端縁部へ流れ出てしまうためである。そのためＬＥＤ１４の配置としては最低でも０．８ｍｍ程度の隙間が必要となっている。この場合、既に述べたように、ＬＥＤ１４の発光面からの拡散光は、同一またはほぼ同一方向へ並行して照射されるが、図４中に示したＸ部分のように、基材１３の上下方向への拡散光が基材１３のエッジで蹴られてしまい、効率が低下し、上述のような不具合が生じる。
【００２５】
そこで、本発明では、図５に示す実施例のような組立構造のパッケージとして解決を図っている。すなわち、基材１３の端縁部からパッド１４ａ、１４ｂへの最低必要距離を１ｍｍとし、両パッド１４ａ、１４ｂの間で、両パッド１４ａ、１４ｂの対向する内側の端部よりも１ｍｍ程度狭く（幅ｗは両パッド１４ａ、１４ｂの対向する内側の端部間よりも狭い）、そして切り込み深さも１ｍｍ程度の切り欠き部３０を設けることにより、図５（Ｂ）で示したように基材１３の端縁部で遮られていた光が切り欠き部３０を通るようにして蹴られないようにし、有効に使えるようにしている。
【実施例２】
【００２６】
本発明の第２の実施例を図６に示す。図６の実施例では切り欠き部３０の角部ｒを半径１ｍｍ程度の円弧がついたものとすることにより、第１の実施例を示した図５のパッケージでは、細線円ｚで示した角部で遮られている光をさらに有効活用できる。なお、この角部ｒの半径については前述の半田が端部に流れ出ないパッド１４ａ、１４ｂからの必要最低距離以上とし、半径の中心はパッド１４ａ、１４ｂの角とすることが好ましい。
【実施例３】
【００２７】
本発明の第３実施例を図７に示す。前述したように、近年の生産性（複写枚数など）の向上により、ＬＥＤアレイはより高い照度が必要とされるようになってきているため、ＬＥＤ１４に大きな電流を流したり、ＬＥＤアレイの集積密度を高くしたりなければならなくなっており、ＬＥＤ１４の発熱が問題を引き起こしてしまう可能性が出てきているが、本実施例では切り欠き部３０のサイズをＬＥＤ１４の少なくとも後端まで、できれば後端を越えるように伸ばして設けている。すなわち、この光照射体は読取装置の上述のような走行体上に配置されて駆動されるため、基材１３付近には水平方向への気流が発生しているので、基材１３に遮られずにＬＥＤ１４直下を図示のように風が流れるようにし、基材１３との間の蓄熱をなくし、非常に高い冷却効果を得ることができるようにしているのである。
【実施例４】
【００２８】
本発明の第４の実施例を図８に示す。この実施例では先の実施例３のような深い切り欠き部３０の終端面角部をＣ面取り（交差する面部分を４５°でカットする加工）を用いている。これにより、ＬＥＤ１４直下を流れる風は、図８に示すように、Ｃ面３０ａによりスムーズに滞留することなく基材１３の上面に流れてゆき、積極的に基材１３上面に風が流れることによりＬＥＤ１４の背面も効率よく冷却することができる。
【００２９】
なお、上述してきた画像照明装置を用いて画像読取装置あるいは画像形成装置を構成することもでき、上述した各実施例それぞれの作用効果を奏するものとすることができるのはもちろんである。また上述の実施例では発光素子を半田付けする例のみ説明しているが、その他の固定方法を採用する場合でも本発明を適用可能なことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施対象となる画像読取装置の一例の断面概略図
【図２】図１の画像読取装置の駆動方式を説明するための駆動系の斜視図
【図３】光放射体の基材上にサイドビュータイプのＬＥＤを実装する一般的な形態を示す斜視図
【図４】光放射体の基材上にサイドビュータイプのＬＥＤを実装する一般的な形態を示す平面図
【図５】本発明の実施例１の平面図
【図６】本発明の実施例２の平面図
【図７】本発明の実施例３の平面図
【図８】本発明の実施例４の平面図
【符号の説明】
【００３１】
１  原稿支持部（コンタクトガラス）
２  光照射体
２ａ  保持部材
３  第１ミラー
４  第２ミラー
５  第３ミラー
６  第１走行体
７  第２走行体
８  レンズ
９  保持部材
１０  ＣＣＤ
１１  ブラケット
１２  スケール
１３  基材
１４  ＬＥＤ
１４ａ、１４ｂ  パッド
１４ｃ  電極
１５  ワイヤプーリ
１６  タイミングプーリ
１７  タイミングベルト
１８  モータ
２１  駆動ワイヤ
２２  プーリ
２４  駆動軸
２３  ホームポジションセンサ
３０  切り欠き部
３０ａ  Ｃ面
【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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