(57)【要約】【課題】画像読み取り領域に対する光の照射効率を向上させることが可能な画像読み取り装置を提供する。【解決手段】光源１１Ａ〜１１Ｃと、主走査方向に延びる主要領域３Ａおよびこの主要領域３Ａの一端部に繋がった補助領域３Ｂを有する導光体３と、を備えており、補助領域３Ｂは、光源１１Ａ〜１１Ｃの上方に位置する光入射面３１と、光入射面３１に入射した光を主要領域３Ａに向けて略水平方向に導くように上方に向かうほど主要領域３Ａ側に変位するように傾斜した傾斜面３２とを有しているとともに、主要領域３Ａは、上部に位置する光出射面３４と、下部に位置し、かつ光反射手段３３ａが設けられた主要反射面３３とを有している、画像読み取り装置Ｘであって、光源１１Ａ〜１１Ｃは、光入射面３１の主走査方向中心から主要領域３Ａとは反対寄りの位置にオフセットされている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、主走査方向に延びる主要領域およびこの主要領域の一端部に繋がった補助領域を有する導光体と、を備えており、
上記補助領域は、上記光源の上方に位置する光入射面と、上記光源から上記光入射面に入射して上方に進行してきた光を上記主要領域に向けて略水平方向に導くように上方に向かうほど上記主要領域側に変位するように傾斜した傾斜面とを有しているとともに、
上記主要領域は、上部に位置する光出射面と、下部に位置し、かつ上記補助領域から進行してきた光を上記光出射面から出射させるように反射する光反射手段が設けられた主要反射面とを有している、画像読み取り装置であって、
上記光源は、上記光入射面の主走査方向中心から上記主要領域とは反対寄りの位置にオフセットされていることを特徴とする、画像読み取り装置。
【請求項２】
上記光源を樹脂パッケージングした光源装置と、この光源装置が搭載された基板と、を備えており、
上記光源は、上記光源装置の主走査方向中心から上記主要領域とは反対寄りの位置にオフセットされている、請求項１に記載の画像読み取り装置。
【請求項３】
上記光源は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色を発する３種類のＬＥＤチップから構成されており、
上記３種類のＬＥＤチップは、副走査方向に列状に並んでいる、請求項２に記載の画像読み取り装置。
【請求項４】
上記導光体の主要領域は、上記主要反射面および上記光出射面に連続し、かつ副走査方向に離れた一対の側面を有しており、
上記一対の側面は、上記主要領域の幅方向中心線を共通の主軸とする放物面として形成されている、請求項１ないし３のいずれかに記載の画像読み取り装置。
【請求項５】
上記導光体の光入射面および光出射面以外の部分の全体または一部を覆うリフレクタを備えている、請求項１ないし４のいずれかに記載の画像読み取り装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、原稿の画像やその他の所望の画像を読み取るのに用いられる画像読み取り装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像読み取り装置の一例としては、特許文献１に記載されたものがあり、これを本願の図５に示す。この画像読み取り装置１００は、光源１２０と、この光源１２０の上方に位置する光入射面１３１を有し、かつ光源１２０から発せられた光を照明光として画像読み取り領域Ｓに導くことができる導光体１３０と、を具備して構成されている。
【０００３】
光源１２０は、たとえばＬＥＤ光源であり、略放射状に発する光を光入射面１３１に対して略均一に入射させるなどの理由から、光入射面１３１の主走査方向中心の直下に位置している。
【０００４】
導光体１３０は、光入射面１３１を有する補助領域１３０ａと、この補助領域１３０ａに一端部が繋がるとともに、主走査方向に延びる主要領域１３０ｂとを備えている。補助領域１３０ａは、光入射面１３１に加え、この光入射面１３１に入射した光が主要領域１３０ｂ内へ進行するように光の進行方向を変化させる傾斜面１３２を有している。主要領域１３０ｂは、上部に位置し、かつ画像読み取り領域Ｓに対向する光出射面１３４と、下部に位置する主要反射面１３３とを有している。主要反射面１３３には、本願の図６に示されているように、主走査方向に所定の間隔を隔てて並べられた複数の凹部１３５が設けられている。主要領域１３０ｂ内を進行する光が凹部１３５に入射すると、その光は種々の方向へ反射し、光出射面１３４から画像読み取り領域Ｓに向けて出射することが可能となる。このようにして、画像読み取り領域Ｓに照明光が照射されることとなる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１２−１２５０８０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の画像読み取り装置１００においては、画像読み取り領域Ｓに対する光の照射効率を高めることが望まれる。光の照射効率が高まれば、光源１２０として消費電力の少ないものを使用しつつ、画像読み取り領域Ｓの照度を高めて質の高い読み取り画像を得ることができる。そこで、本願発明者らは、画像読み取り領域Ｓに対する照射光量と主要領域１３０ｂ内を進行する光の進路との関係について解析および実験を行なった。その結果、光源１２０から略放射状に発せられた光のうち、光度が最も大きい部分の光、すなわち光源１２０の正面（上方）に向けて進行し、かつ光入射面１３１に対して略垂直に入射する光が傾斜面１３２によって反射され、その光が主要反射面１３３の近くを通れば通るほど、各凹部１３５に入射する光量は増加し、これに伴い画像読み取り領域Ｓに対する照射光量も増加するということが判明した。画像読み取り装置１００においては、光入射面１３１に対して略垂直に入射する光を現状よりも主要反射面１３３寄りに近づけることが可能であり、改善の余地があった。
【０００７】
本願発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、画像読み取り領域に対する光の照射効率を向上させることが可能な画像読み取り装置を提供することをその課題としている。
【０００８】
【発明の開示】
上記の課題を解決するために、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００９】
本願発明によって提供される画像読み取り装置は、光源と、主走査方向に延びる主要領域およびこの主要領域の一端部に繋がった補助領域を有する導光体と、を備えており、上記補助領域は、上記光源の上方に位置する光入射面と、上記光源から上記光入射面に入射して上方に進行してきた光を上記主要領域に向けて略水平方向に導くように上方に向かうほど上記主要領域側に変位するように傾斜した傾斜面とを有しているとともに、上記主要領域は、上部に位置する光出射面と、下部に位置し、かつ上記補助領域から進行してきた光を上記光出射面から出射させるように反射する光反射手段が設けられた主要反射面とを有している、画像読み取り装置であって、上記光源は、上記光入射面の主走査方向中心から上記主要領域とは反対寄りの位置にオフセットされていることを特徴としている。
【００１０】
このような構成によれば、上記従来技術のように光源が導光体の光入射面の主走査方向中心の直下に位置している場合とは異なり、上記光源は上記光入射面の主走査方向中心から上記主要領域とは反対寄りの位置にオフセットされているため、上記光入射面に対して略垂直に入射した光を上記従来技術よりも上記傾斜面の下方で反射させることが可能となる。上記光入射面に対して略垂直に入射した光は、上記傾斜面によって反射された後、上記主要領域内において上記従来技術よりも上記主要反射面寄りを進行することとなる。その一方、上記光入射面に対して略垂直に入射した光は、上記光源から略放射状に発せられる光のうち、光度が最も大きい。したがって、この光が上記従来技術よりも上記主要反射面寄りを進行することにより、上記主要反射面に設けられた上記光反射手段に入射し、かつこの光反射手段によって反射される光量は増加し、これに伴い上記光出射面からの出射光量も増加することとなる。これにより、上記画像読み取り領域に対する光の照射効率を上記従来技術よりも向上させることができる。
【００１１】
本願発明の好ましい実施の形態においては、上記光源を樹脂パッケージングした光源装置と、この光源装置が搭載された基板と、を備えており、上記光源は、上記光源装置の主走査方向中心から上記主要領域とは反対寄りの位置にオフセットされている。上記光源は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色を発する３種類のＬＥＤチップから構成されており、上記３種類のＬＥＤチップは、副走査方向に列状に並んでいる構成とすることができる。
【００１２】
このような構成によれば、上記光源装置の主走査方向中心が上記光入射面の主走査方向中心の直下に位置するように上記光源装置を配置することにより、上記光源は上記導光体の光入射面の主走査方向中心から上記主要領域とは反対寄りの位置にオフセットされることとなる。上記構成とは異なり、たとえば上記光源が上記光源装置の主走査方向中心に配置されている場合においては、上記光源を上記したようにオフセットさせるには、上記光源装置自体を上記光入射面の主走査方向中心から上記主要領域とは反対寄りの位置にオフセットさせる必要がある。ところが、上記構成によればそのような必要はない。したがって、上記基板の主走査方向の寸法を大きくする必要もなく、画像読み取り装置の小型化を図ることが可能となる。
【００１３】
本願発明の好ましい実施の形態においては、上記導光体の主要領域は、上記主要反射面および上記光出射面に連続し、かつ副走査方向に離れた一対の側面を有しており、上記一対の側面は、上記主要領域の幅方向中心線を共通の主軸とする放物面として形成されている。
【００１４】
このような構成によれば、上記導光体の主要領域を進行する光のうち、上記主要反射面の光反射部によって反射された部分の光の一部を上記各側面によってさらに反射させることにより、上記光を互いに略並行な光線の光線束にして上記光出射面に向けて進行させることができる。したがって、上記光出射面から出射する光が種々の方向へ広がるように進行することを抑制し、画像読み取り領域Ｓに対する光の照射効率を高めることができる。
【００１５】
本願発明の好ましい実施の形態においては、上記導光体の光入射面および光出射面以外の部分の全体または一部を覆うリフレクタを備えている。
【００１６】
このような構成によれば、上記導光体内に進行してきた光が上記導光体の外部に漏れることを防止することができ、画像読み取り領域Ｓに対する光の照射効率がより高められる。
【００１７】
本願発明のその他の特徴および利点については、以下に行う発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００１９】
図１および図２は、本願発明に係る画像読み取り装置の一例を示している。本実施形態の画像読み取り装置Ｘは、光源装置１と、ケース２と、導光体３と、リフレクタ４と、透明板５と、レンズアレイ６と、複数のセンサＩＣチップ７と、細長矩形状の基板８と、を具備して構成されている。
【００２０】
光源装置１は、図３に示されているように、たとえばＲ，Ｇ，Ｂの各色の光を略放射状に発する３種類のＬＥＤチップ１１Ａ〜１１Ｃと、第１の電極部材１２と、３本の第２の電極部材１３とが、光の反射率が高い白色の樹脂１５およびエポキシ樹脂などの透明樹脂１４によって一纏めに樹脂パッケージングされたものである。この光源装置１は、基板８の長手方向一端部８１近傍の上面に搭載されている。
【００２１】
第１および第２の電極部材１２，１３は、たとえば銅などの金属板からなり、主走査方向に間隔を隔てて対向している。３本の第２の電極部材１３は、副走査方向に間隔を隔てて並んでいる。第１電極部材１２の一部および各第２電極部材１３の一部は、外部に露出されることにより電極とされており、後述する基板８上の配線パターンと電気的に導通接続している。
【００２２】
３種類のＬＥＤチップ１１Ａ〜１１Ｃは、第１の電極部材１２上において３本の第２の電極１３に対応するように副走査方向に列状に並んで実装されており、かつ光源装置１の主走査方向中心Ｃ１よりも基板８の一端部８１寄りに位置している。ＬＥＤチップ１１Ａ〜１１Ｃと各第２の電極１３とは、金線などのワイヤＷを介して導通している。ＬＥＤチップ１１Ａ〜１１Ｃは、透明樹脂１４によって覆われている。
【００２３】
ケース２は、合成樹脂製であり、主走査方向に延びる略ブロック状である。ケース２には、光源装置１、導光体３、およびリフレクタ４を収容する第１の収容部２１と、複数のセンサＩＣチップ７を収容する第２の収容部２２と、が形成されている。各センサＩＣチップ７が光源装置１から発せられる光や導光体３内を進行する光を直接的に受けないようにするために、第１の収容部２１と第２の収容部２２とは、遮光壁２３によって仕切られている。
【００２４】
導光体３は、たとえばＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）からなる透明度の高い部材である。導光体３の表面はたとえば鏡面とされており、この導光体３の内部に光を進行させる場合において、この表面に対して導光体３の材質によって特定される全反射臨界角よりも大きい角度で入射する光線を全反射させることができるとともに、上記全反射臨界角よりも小さい角度で入射する光線を外部へ透過させることができるようになっている。導光体３は、主走査方向に延びる主要領域３Ａと、この主要領域３Ａの一端部に繋がった補助領域３Ｂとを備えている。補助領域３Ｂは、ＬＥＤチップ１１Ａ〜１１Ｃから発せられた光を主要領域３Ａ内に進行させる役割を果たす部分である。主要領域３Ａは、補助領域３Ｂから進行してきた光を画像読み取り領域Ｓに向けて出射させる役割を果たす部分である。
【００２５】
補助領域３Ｂは、光源装置１の上方に位置している。この補助領域３Ｂは、光源装置１に対向する光入射面３１と、光入射面３１の主走査方向一端縁３１ａに繋がる傾斜面３２とを有している。光入射面３１は、図１（ｂ）によく表われているように、その主走査方向中心Ｃ２が光源装置１の主走査方向中心Ｃ１の直上に位置し、かつＬＥＤチップ１１Ａ〜１１Ｃが光入射面３１の主走査方向中心Ｃ２から主要領域３Ａとは反対寄りの位置にオフセットされるように配置されている。光入射面３１には、ＬＥＤチップ１１Ａ〜１１Ｃから発せられた光が入射する。傾斜面３２は、光入射面３１の一端縁３１ａに繋がる下部縁３２ａから上方に向かうほど主要領域３Ａ側に変位するように傾斜しており、その上部縁３２ｂは主要領域３Ｂに繋がっている。この傾斜面３２は、光入射面３１に入射して上方に進行してきた光を主要領域３Ａ側に向けて略水平方向に導くことができる。
【００２６】
主要領域３Ａは、下部に位置する主要反射面３３と、上部に位置するとともに、画像読み取り領域Ｓに対向する光出射面３４と、これらの面３３，３４に繋がるとともに、副走査方向において対向する一対の側面３５と、を有している。主要反射面３３には、図４に示されているように、光反射手段としての複数の凹部３３ａが主走査方向に間隔を隔てて設けられている。凹部３３ａは、たとえば主要領域３Ａの幅方向に延びる断面円弧状の溝であり、主要領域３Ａ内を進行する光の進行角度を急激に変化させて、その光を散乱反射に近いかたちで反射させることができる。一対の側面３５は、主要領域３Ａの幅方向中心線を共通の主軸Ｌとする放物面として形成されている。これら側面３５の共通の焦点Ｏ１は、主要反射面３３上またはその近傍に位置している。これにより、凹部３３ａおよび側面３５によって反射された多数の光線を側面３５の主軸Ｌに略並行な光線束として光出射面３４から画像読み取り領域Ｓに向けて出射させることができる。
【００２７】
リフレクタ４は、たとえば光の反射率が高い白色の合成樹脂製である。リフレクタ４には、導光体３を収容する溝部が形成されている。リフレクタ４は、光入射面３１および光出射面３４以外の部分を覆っており、光出射面３４以外の部分から光が外部へ漏れることを防止する役割を果たす。
【００２８】
透明板５は、合成樹脂製またはガラス製であり、ケース２の上面に取り付けられている。この透明板５は、たとえばプラテンローラＰによって原稿Ｄを副走査方向に搬送するときの原稿ガイドとしての役割を果たす。
【００２９】
レンズアレイ６は、主走査方向に延びるブロック状である合成樹脂製のホルダ６１に、結像用の多数のレンズ６２を列状に並ベて保持させたものである。このレンズアレイ６によって、透明板５上の原稿Ｄによって反射された光を複数のセンサＩＣチップ７上に集束させることができる。各レンズ６２に対向する透明板５の表面部の領域が、主走査方向に延びる画像読み取り領域Ｓである。
【００３０】
複数のセンサＩＣチップ７は、それぞれ受光部７１を有する平面視略長矩形状の半導体チップである。これら複数のセンサＩＣチップ７は、レンズアレイ６の直下に位置するように基板８上に搭載されており、各レンズ６２を通過した光が各受光部７１上に集束するようになっている。各センサＩＣチップ７は、光電変換機能を有するものであり、その受光量に対応した出力レベルの画像信号を出力するように構成されている。
【００３１】
基板８は、たとえばセラミック製であり、ケース２の下面に組み付けられている。基板８の表面には、この基板８に取り付けられたコネクタ（図示略）に光源装置１や各センサＩＣチップ７を電気的に接続させるための配線パターン（図示略）が形成されている。光源装置１や各センサＩＣチップ７に対する外部からの電力供給や各種の信号の入出力は、上記コネクタを介して行なわれる。
【００３２】
次に、画像読み取り装置Ｘの作用について説明する。
【００３３】
画像読み取り装置Ｘにおいて、ＬＥＤチップ１１Ａ〜１１Ｃから略放射状に光が発せられると、その光は導光体３の光入射面３１から補助領域３Ｂ内に入射する。補助領域３Ｂ内に入射した光は、傾斜面３２によって反射され、その後主要領域３Ａ内に入射し、主要領域３Ａ内を全反射しながら主走査方向に進行することとなる。
【００３４】
ここで、ＬＥＤチップ１１Ａ〜１１Ｃは、光入射面３１の主走査方向中心Ｃ２から主要領域３Ａとは反対寄りの位置にオフセットされている。このため、ＬＥＤチップ１１Ａ〜１１Ｃから略放射状に発せられた光のうち、光度が最も大きい部分の光、すなわち光入射面３１に対して略垂直に入射する主要光は、たとえばＬＥＤチップ１１Ａ〜１１Ｃが光入射面３１の主走査方向中心Ｃ２の直下に位置しているような上記従来技術よりも傾斜面３２の下部縁３２ａ寄りで反射される。このようにして反射された上記主要光は、主要領域３Ａ内においては上記従来技術よりも主要反射面３３の近傍を進行することとなる。
【００３５】
これにより、主要反射面３３の凹部３３ａを規定する面に入射して光出射面３４に向けて反射される光量は、上記従来技術よりも増加する。したがって、画像読み取り領域Ｓに対する光の照射光量も多くすることができる。凹部３３ａによって反射された光の一部は、その後側面３５によってさらに反射される場合もあり、この場合には主軸Ｌに略並行な光線束となって光出射面３４から出射する。これに伴い、画像読み取り領域Ｓは集中的に照射され、画像読み取り領域Ｓに対する光の照射効率は高められることとなる。
【００３６】
このように、この画像読み取り装置Ｘにおいては、ＬＥＤチップ１１Ａ〜１１Ｃを光入射面３１の主走査方向中心Ｃ２から主要領域３Ａとは反対寄りの位置にオフセットすることにより、上記従来技術よりも画像読み取り領域Ｓに対する照射効率を向上させることが可能となる。画像読み取り領域Ｓ上の原稿Ｄの表面によって反射された光はレンズ６２を通過することにより集束され、受光部７１上には原稿Ｄの画像が結像する。センサＩＣチップ７は受光部７１の受光量に対応した画像信号を出力し、この画像信号が上記コネクタを介して外部機器へ出力されることとなる。
【００３７】
また、この画像読み取り装置Ｘにおいては、ＬＥＤチップ１１ａ〜１１ｃが主走査方向中心Ｃ１からオフセットされた光源装置１を用いており、光源装置１の主走査方向中心Ｃ１を光入射面３１の主走査方向中心Ｃ２に位置合わせすれば、ＬＥＤチップ１１ａ〜１１ｃを光入射面３１の主走査方向中心Ｃ２からオフセットできるようになっている。したがって、たとえばＬＥＤチップ１１ａ〜１１ｃが光源装置１の主走査方向中心Ｃ１に配置されている場合とは異なり、光源装置１の全体を光入射面３１の主走査方向中心Ｃ２からオフセットさせる必要がないため、基板８の主走査方向の寸法の拡大化を防止することができ、画像読み取り装置の小型化を図ることが可能となる。
【００３８】
本願発明は、上述した実施形態の内容に限定されるものではない。本願発明に係る画像読み取り装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【００３９】
たとえば、主要反射面の光反射手段は、複数の凹部に限定されない。上記複数の凹部に代えて、複数の凸部を形成してもよく、また光の散乱反射が可能な塗料などを塗布してもよい。光源装置についても、Ｒ，Ｇ，Ｂの３種類のＬＥＤチップを有するものに限定されない。モノクロ原稿の読み取りに対応させる場合などには、白色光などの単色光を発する光源装置であってもよい。ＬＥＤチップなどの光源は、樹脂パッケージングされることなく、基板に直接実装されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本願発明に係る画像読み取り装置の一例を示す断面図であり、
（ｂ）は、（ａ）の要部断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図３】図１に示す光源装置の一例を示す斜視図である。
【図４】図１に示す導光体の一例を示す斜視図である。
【図５】従来の画像読み取り装置の一例を示す断面図である。
【図６】図５に示す導光体の断面図である。
【符号の説明】
１  光源装置
１１Ａ〜１１Ｃ  ＬＥＤチップ（光源）
Ｃ１  光源装置の主走査方向中心
３  導光体
３Ａ  主要領域
３Ｂ  補助領域
３１  光入射面
Ｃ２  光入射面の主走査方向中心
３２  傾斜面
３３  主要反射面
３３ａ  複数の凹部（光反射手段）
３４  光出射面
３５  一対の放物面
Ｌ  主軸
４  リフレクタ
８  基板
Ｘ  画像読み取り装置
【図１】
2004266313.tif 000003
【図２】
2004266313.tif 000004
【図３】
2004266313.tif 000005
【図４】
2004266313.tif 000006
【図５】
2004266313.tif 000007
【図６】
2004266313.tif 000008