(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、前記光源からの光束を被照明領域に導く導光体とを有する光照射装置において、
前記被照明領域は原稿面を読み取るための長さと幅を有し、長さ方向を主走査方向、幅方向を副走査方向とするとき、前記光源は、主走査方向に並んだ複数の発光素子、及び主走査方向に長い長尺状の発光体のいずれかであり、
前記導光体は、主走査方向に長い長尺状の形状であり、前記光源の発光面に対向する入射面と、前記入射面と対向し前記被照明領域に光を出射する出射面と、入射面からの光を反射して出射面へ導く２つの側面とを有し、出射面が前記原稿面の読取位置に垂直な読取光軸から離間した位置に、読取光軸に対して傾斜して配置され、
前記導光体の入射面と平行な仮想断面を規定し、前記仮想断面の面積Ｓを、入射面の中心を通り入射面に対して垂直な方向と主走査方向とがなす平面で分割したとき、前記読取光軸に近い側の分割断面の面積Ｓ１と、前記読取光軸から遠い側の分割断面の面積Ｓ２との関係が、
Ｓ１（ｘ）≧Ｓ２（ｘ）
Ｓ１（Ｌ）＞Ｓ２（Ｌ）
（ただし、Ｓ（ｘ）は前記導光体の入射面からの距離ｘにおける仮想断面の面積を表し、Ｌは入射面から出射面までの距離であり、０≦ｘ＜Ｌである。ここで、距離ｘ、Ｌはいずれも入射面に対して垂直な方向の距離を表す。）を満たすことを特徴とする光照射装置。
【請求項２】
前記読取光軸に近い側の分割断面の面積Ｓ１と、前記読取光軸から遠い側の分割断面の面積Ｓ２との関係が、
ｄＳ１（ｘ）ｄｘ≠０
ｄＳ２（０）／ｄｘ≧ｄＳ２（ｘ）／ｄｘ≧ｄＳ２（Ｌ）／ｄｘ≧０
（ただし、Ｓ（ｘ）は前記導光体の入射面からの距離ｘにおける仮想断面の面積を表し、Ｌは入射面から出射面までの距離であり、０≦ｘ＜Ｌである。ここで、距離ｘ、Ｌはいずれも入射面に対して垂直な方向の距離を表す。）を満たすことを特徴とする請求項１に記載の光照射装置。
【請求項３】
前記導光体は、前記読取光軸から遠い側の側面の出射面側の少なくとも一部が、入射面に対して垂直であることを特徴とする請求項１または２に記載の光照射装置。
【請求項４】
前記導光体の入射面及び出射面の少なくともいずれかが、前記光源からの光を拡散させる微細構造を有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光照射装置。
【請求項５】
前記導光体が透明材料からなり、前記透明材料が樹脂材料であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の光照射装置。
【請求項６】
前記導光体が射出成形により成形されたことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の光照射装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の光照射装置と、
前記被照明領域に載置される原稿を保持する透明部材と、
前記原稿面からの拡散反射光の一部を集光し、主走査方向に線状の画像を取得する撮像光学系と、
前記光照射装置と前記撮像光学系を保持する構造体と、を備えることを特徴とする画像読取装置。
【請求項８】
請求項７に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、光照射装置、画像読取装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スキャナなどの画像読取装置では、コンタクトガラス上に配置され読取対象物となる原稿の原稿面に向けて光を照射する光照射装置を備え、原稿面で反射された後に読取光軸に沿って進行する読取光を、レンズを介してＣＣＤ等の画像読取部に結像し、原稿画像を読み取っている。
【０００３】
光照射装置の光源として、例えば、発光ダイオード（Light  Emitting  Diode（以下、ＬＥＤともいう））が使用される。ＬＥＤは各種の優れた特性を有しているものの、素子１個１個の絶対的な明るさが足りないため、低速読み取り機器や、コンパクト性重視の機器を中心に用いられて来た。しかしながら、近年のＬＥＤ技術の進歩により明るさが高まったＬＥＤが製造されるようになり、高い原稿面照度が要求される読取速度の速いスキャナへの搭載も可能となった。
【０００４】
切り貼り原稿等の凹凸を有する原稿面をスキャナで読み取る場合、凹凸による影を作らないために、原稿面に対し２方向から光を照射する態様が知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。
具体的には、ＬＥＤとそれに付属する導光体が片側に配置され、他方にリフレクタが配置された構成の１灯タイプの光照射装置や、２方向ともＬＥＤとそれに付属する導光体が配置された構成の２灯式の光照射装置が知られている。２灯式の光照射装置は、より高い照度が要求されるスキャナに採用される。
【０００５】
特許文献１及び２には、主走査方向、副走査方向ともに照度ムラが少なく、照明効率の高い原稿照明装置を実現するための導光体の形状が記載されている。特許文献１には矩形比１以上の直方体に内接する多角形形状である導光体が開示されており、特許文献２には導光部材の２つの側面が光軸を含む基準面を挟んで面対称とはならず、原稿面に近い方の側面と出射面とのなす角が鋭角である導光体が開示されている。
【０００６】
特許文献１に記載された導光体を備えた装置によれば高い照射効率を得ることができるが、原稿面の光沢に起因する直接反射光が発生し、撮像画像の劣化を招いてしまう可能性がある。また、特許文献２に記載された導光体を備えた装置では、十分に光利用効率を高めることが難しい可能性がある。
【０００７】
従来の２灯式の光照射装置においては、原稿面の十分な照度を得るために、導光体を原稿面の読取位置に垂直な読取光軸に近接させて配置することが一般的である。この態様において、原稿にわずかな傾きが発生すると、原稿面の光沢によって光照射装置からの直接反射光が読取光学系へ向かってしまい、撮像画像が劣化してしまう問題がある。これに対し、撮像画像の劣化を防止するために導光体を読取光軸から離して配置すると、原稿面の照度が低下し、十分な光利用効率が得られないという問題が生じる。
いずれの場合においても、光照射装置の光利用効率の向上と撮像画像の劣化の防止とを両立させることは困難であった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで本発明は、撮像画像の劣化を生じることがなく、光利用効率の高い光照射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】
かかる目的を達成するため、本発明に係る光照射装置は、光源と、前記光源からの光束を被照明領域に導く導光体とを有する光照射装置において、前記被照明領域は原稿面を読み取るための長さと幅を有し、長さ方向を主走査方向、幅方向を副走査方向とするとき、前記光源は、主走査方向に並んだ複数の発光素子、及び主走査方向に長い長尺状の発光体のいずれかであり、前記導光体は、主走査方向に長い長尺状の形状で、主走査方向の断面形状が略同一であり、前記光源の発光面に略正対する入射面と、前記入射面と対向し前記被照明領域に光を出射する出射面と、入射面からの光を反射して出射面へ導く２つの側面とを有し、出射面が前記原稿面の読取位置に垂直な読取光軸から離間した位置に、読取光軸に対して傾斜して配置され、前記導光体の入射面と平行な仮想断面を規定し、前記仮想断面の面積Ｓを、入射面の中心を通り入射面に対して垂直な方向と主走査方向とがなす平面で分割したとき、前記読取光軸に近い側の分割断面の面積Ｓ１と、前記読取光軸から遠い側の分割断面の面積Ｓ２との関係が、
Ｓ１（ｘ）≧Ｓ２（ｘ）
Ｓ１（Ｌ）＞Ｓ２（Ｌ）
（ただし、Ｓ（ｘ）は前記導光体の入射面からの距離ｘにおける仮想断面の面積を表し、Ｌは入射面から出射面までの距離であり、０≦ｘ＜Ｌである。ここで、距離ｘ、Ｌはいずれも入射面に対して垂直な方向の距離を表す。）を満たすことを特徴とする光照射装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、撮像画像の劣化を生じることがなく、光利用効率の高い光照射装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態にかかる画像形成装置の構成の一例を示す断面図である。
【図２】本実施形態にかかる画像読取装置の構成の一例を示す断面図である。
【図３】２灯式の光照射光学系の構成の一例及び照度を示す説明図である。
【図４】光照射装置の光照射光学系の構成の要部を示す模式図である。
【図５】従来の光照射装置における導光体の一例を示す模式図である。
【図６】従来の光照射装置における導光体の一例を示す模式図である。
【図７】従来の光照射装置における撮像画像の劣化を説明する模式図である。
【図８】従来の光照射装置における原稿面の照度分布を示すグラフである。
【図９】本実施形態の光照射装置における導光体の一例を示す模式図である。
【図１０】本実施形態の光照射装置における原稿面の照度分布を示すグラフである。
【図１１】本実施形態の光照射装置における導光体の一例を示す模式図である。
【図１２】本実施形態の光照射装置における導光体の一例を示す模式図である。
【図１３】本実施形態の光照射装置における導光体の一例を示す模式図である。
【図１４】斜めに光を入射させたときの照度の特性を説明する模式図である。
【図１５】本実施形態の光照射装置における要部構成の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る光照射装置、画像読取装置及び画像形成装置について、図面を参照して説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
【００１３】
本発明の光照射装置は、光源と、前記光源からの光束を被照明領域に導く導光体とを有し、例えば、原稿面を走査し画像取得を行う画像読取装置に搭載される。前記被照明領域は原稿面を読み取るための長さと幅を有し、長さ方向を主走査方向、幅方向を副走査方向とするとき、前記光源は、主走査方向に並んだ複数の発光素子（例えば、ＬＥＤなど）、及び主走査方向に長い長尺状の発光体（例えば、キセンランプ、ラインセンサ用ＬＥＤ照明など）のいずれかである。
画像読取装置の一例を図２に、該画像読取装置を搭載する画像形成装置の一例を図１に示す。
【００１４】
図１に示す画像形成装置の一例である複写機１０は、自動原稿搬送装置１１、給紙部１２、画像読取装置１３、及び画像形成部（画像形成手段）１４を備えている。
画像読取装置１３は、被照明領域に載置される原稿を保持する透明部材（コンタクトガラス）１５と、原稿面からの拡散反射光の一部を集光し、主走査方向に線状の画像を取得する撮像光学系とを備える。
【００１５】
自動原稿搬送装置１１は、原稿トレイ２８に載置された原稿を給紙ローラや分離ローラ等の各種ローラからなる分離給紙手段１７によってコンタクトガラス１５上に搬送し、読取りが終了した原稿を搬送ベルト１８によって透明部材としてのコンタクトガラス１５上から搬出した後、各種排紙ローラからなる排紙手段１９によって排紙トレイ２０に排紙する。
また、原稿の両面を読取る場合には、排紙手段１９に設けられた分岐機構および搬送ベルト１８によってコンタクトガラス１５上に返送して未読取面の読取りを行うようになっている。
【００１６】
給紙部１２は、異なるサイズの記録媒体としての記録紙を収納する給紙カセット２１ａ、２１ｂと、給紙カセット２１ａ、２１ｂに収納された記録紙を転写位置まで搬送する各種ローラからなる給紙手段２２とを備えている。
【００１７】
また、画像読取装置１３は、詳しくは後述するが、第１キャリッジ３５、第２キャリッジ３６を図の左右方向（副走査方向）に駆動して光源により原稿面に光を照射して原稿面を読取り、この読取光をミラーで反射した後、レンズユニット３７によってＣＣＤ等の画像読取センサである撮像素子５７に取り込むようになっている。
【００１８】
画像形成部１４は、レンズユニットに取り込まれた読取信号に基づいて書き込み信号を形成する露光装置２３と、露光装置２３によって生成された書き込み信号が表面に形成される複数の感光体ドラム２４と、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックとそれぞれ異なる色のトナーが充填され、各感光体ドラム２４に異なる色のトナーを供給して書き込み信号を可視像化させる現像装置２５と、感光体ドラム２４上に形成された可視像が重ねられて転写されることによりカラー画像が形成され、このカラー画像を給紙部１２から給紙された記録紙に転写する転写ベルト２６と、記録紙に定着されたカラー画像を記録紙に定着する定着装置２７とを備えている。
【００１９】
画像読取装置１３は、本実施形態の光照射装置と、前記被照明領域に載置される原稿を保持する透明部材と、前記原稿面からの拡散反射光の一部を集光し、主走査方向に線状の画像を取得する撮像光学系と、前記光照射装置と前記撮像光学系を保持する構造体と、を備える。
具体的には、図２に示すように、コンタクトガラス１５、本体フレーム３１、第１キャリッジ３５、第２キャリッジ３６、レンズユニット３７及び撮像素子５７からなり、他に図示していないが、駆動レール、プーリー、モーター、ワイヤ、そしてこれらを保持する構造体を備える。
【００２０】
第１キャリッジ３５は、光源４３、導光体４１及び基板５１からなる光照射光学系、並びに反射ミラー４４ａからなる。本実施形態において、光源４３はＬＥＤであり、基板５１はＬＥＤを実装するＬＥＤ基板である。
第２キャリッジ３６は２枚の反射ミラー４４ｂ及び４４ｃから成る。
光照射光学系を構成する各部品（光源４３、基板５１、導光体４１）、各反射ミラー（４４ａ、４４ｂ、４４ｃ）、及び撮像素子５７は、主走査方向（図２の紙面の垂直方向；被照明領域の長さ方向）に長尺な形状であるか、もしくは主走査方向に連続して配置された複数の部材からなる。
【００２１】
読取対象の原稿はコンタクトガラス１５上に保持される。
光照射光学系はその原稿面上を主走査方向に照射し、その被照明領域からの反射光は各反射ミラーで反射され、レンズユニット３７に入射し、撮像素子５７上に集光・結像され、線状の画像データを取得することが出来る。
なお、読取対象面上において、主走査方向と直交する副走査方向に移動しつつ線状の画像データを連続的に取得することにより面状の画像データを取得することができる。
【００２２】
画像読取装置１３において、第１キャリッジ３５が移動することにより画像データを取得することができるが、原稿面とレンズユニット３７及び撮像素子５７間の距離が変化しないように第２キャリッジ３６を移動させることで、撮像素子５７で得られる画像データにボケ等の不具合が生じることがなく、良好な面状の画像データを得ることが可能となる。
【００２３】
２灯式の光照射装置の構成の一例を図３及び図４に示す。
図３は、読取光軸（撮像光学系の光軸）１６に対して２つの光照射ユニットが対称に配置された構成を示しているが、図４では、一方の光照射ユニットのみを示している。
図３に示すように、第１走行体７２には断面Ｖ字状のブラケット７１が取り付けられている。原稿面で副走査方向の良好な照度分布を得るために、光源４３をブラケット７１により傾斜させて配設し、原稿の読取領域にのみ光が照射されるようにすることが好ましい。しかしながら、図の上部に示す照度分布を参照すると、実際には被照明領域Ｅ以外の領域にも光が照射されていることがわかる。この場合、例えば、白に挟まれた小さい黒ベタ部を持つ画像を読み取ると、被照明領域Ｅにある白部の原稿に反射した光が撮像素子に入ってしまい、黒ベタ部の出力値が上がってしまうため、黒ベタを忠実に再現できないことがある。
【００２４】
図４は、第１キャリッジ３５付近の拡大図である。第１キャリッジ３５は、板金で平板状に形成されたベース４７と、ベース４７に垂下された一対の側板４７ｂとを備えている。一対の側板４７ｂの間には、第１ミラー４４ａが取り付けられている。
また、ベース４７には、光照射装置たる光照射ユニット４０が取り付けられている。光照射ユニット４０は、保持部材たる受け台４５、光源４３、基板５１、導光体４１、被覆部材たるカバー４６を備えている。
ベース４７に対する取付面を有する取付部と、ベース４７と所定の角度をなすように折り曲げられた斜面部とを有する。受け台４５の斜面部には、副走査方向に段差が設けられ、上段４５ｕとカバー４６との間隔よりも下段４５ｄとカバー４６との間隔が大きくなるようにしている。上段４５ｕと下段４５ｄとは略平行となっている。
【００２５】
受け台４５の上段４５ｕには、導光体４１が位置決めされている。導光体４１は、主走査方向に扁平な略直方体として形成されている。この場合、導光体４１と一体形成位置決め部たる３つの位置決めピン４２（凸部）が、受け台４５の表裏を貫通する導光体位置決め部たる３つのピン穴に挿入されている。３つの位置決めピン４２は、導光体４１の下面の３箇所（長手方向の中央および両端）に形成されている。
受け台４５の下段４５ｄには、平板状の回路基板である基板５１がネジ４９によって取り付けられている。なおこの例ではネジ４９により受け台４５及びカバー４６を固定している。
【００２６】
基板５１は、光源（発光素子としてのサイドビュータイプのＬＥＤ）４３が主走査方向に沿って複数個取り付けられたＬＥＤアレイ基板である。基板５１の駆動によって、光源４３の照射面から導光体４１の入射面４１ａに向けて光を照射する。さらに、導光体４１内の全反射を利用して、導光体４１の照射面４１ｂからコンタクトガラス１５に向けて光を均一に照射するようになっている。カバー４６は、ベース４７に対する取付用のネジ締結用穴が穿たれている取付部と、ベース４７と所定の角度θをなす斜面部４６ｓからなる。
【００２７】
ここで、光照射装置を構成する従来の導光体の例を、図５を参照して説明する。
図５は、導光体４１の形状と内部を通る光線を示している。
図５に示すような直方体形状の導光体４１の場合、入射面４１ａもしくは出射面４１ｂに設けた拡散構造体の影響を除けば、導光体４１内で何回反射しても、入射面４１ａへの光線の入射角の絶対値と、出射面４１ｂでの出射角の絶対値は一致する。光源のＬＥＤの発光特性と導光体出射面４１ｂからの照射特性は似通ったものになる。
【００２８】
図８は、図５に示す直方体状の導光体４１を備えた２灯式の光照射装置による照度分布を表したグラフである。
一方の光照射ユニットからの照射による照度分布を「直接光１」の点線、他方の光照射ユニットからの照射による照度分布を「直接光２」の点線で示し、両方の光照射ユニットからの照射を合成した照度分布を「全照明光」の実線で示している。
図８のグラフから明らかなように、一方の光照射ユニットから発せられた光は±５ｍｍ付近に最も強く照射されている。撮像光学系の光軸は０ｍｍに位置しているため、組み付けのばらつきや、キャリッジ動作時の振動の影響を考慮しても、±２ｍｍ程度の領域の照度が略一定の値であれば十分である。すなわち、無駄になっている光が多いことがわかる。
これに対し、光が照射される位置を光軸（０ｍｍ）側に寄せることで光利用効率は向上するが、上述したように原稿面からの直接反射光が原因の撮像画像の劣化を引き起こし易くなるという問題がある。
【００２９】
原稿面で反射された直接反射光が撮像光学系に到達してしまうのは、例えば、図７に示すように、原稿浮きにより原稿Ｍの読取面に傾斜が生じた場合等が挙げられる。
画像形成装置に搭載される画像読取装置は、原稿面で拡散反射された比較的微弱な光を集光して撮像するように設計されているため、直接反射光Ｒのような強い光を集光してしまうと、画像の白とび、スミア、ゴーストおよびフレア等の画像劣化を招くことがある。
このような現象を抑制するためには、光照射装置を撮像光学系の光軸（読取光軸）１６から離して配置する方法が挙げられる。例えば、原稿面の下方向１２ｍｍの位置で、光照射装置の導光体４１の出射面４１ｂ端部を読取光軸１６から６ｍｍ以上離すように配置することが好ましい。
【００３０】
一方、図６に示すような出射面４１ｂに向かって断面積が大きくなるような形状の導光体４１の場合、光は導光体側面４１ｃ、４１ｄに反射するたびに導光体正面方向に曲がっていくことが分かる。この効果により、導光体出射面４１ｂからの照射特性は、光源のＬＥＤの発光特性よりも導光体出射面４１ｂに対して垂直方向に照射する光線が多くなる。
【００３１】
１灯式の光照射光学系において対向リフレクタ側に光を分配しなければならない場合とは異なり、２灯式の光照射光学系では照射される光線はすべて原稿面に照射されればよいので、図６のような形状の導光体４１を設けることにより、狙いの領域へ照射される光量を増やすことが可能となる。
例えば、図５に示す直方体形状の導光体４１を配置して原稿面を照射する場合に対し、図６に示す形状の導光体４１を配置して原稿面を照射する場合は、照射効率を約２４％増大させることができる。
【００３２】
本実施形態に係る光照射装置の一例を図１５に、光照射装置を構成する導光体４１の一例を図９にそれぞれ示す。
図１５に示すように、本実施形態の光照射装置は、光源４３と、光源４３からの光束を被照明領域に導く導光体４１とを有する。前記被照明領域は原稿面を読み取るための長さと幅を有し、長さ方向を主走査方向、幅方向を副走査方向とする。
導光体４１は、主走査方向に長い長尺状の形状で、主走査方向の断面形状が略同一であり、光源４３の発光面に略正対する入射面４１ａと、入射面と対向し前記被照明領域に光を出射する出射面４１ｂと、入射面からの光を反射して出射面へ導く２つの側面４１ｃ、４１ｄとを有し、出射面４１ｂが原稿面の読取位置に垂直な読取光軸１６から離間した位置に、読取光軸１６に対して傾斜して配置される。
入射面４１ａは、光源４３から発せられる光の最も大きい光度が得られる照射方向に対し、略垂直に設けられることが好ましい。
【００３３】
図９に示すように、導光体４１の入射面４１ａと平行な仮想断面を規定し、前記仮想断面の面積Ｓを、入射面４１ａの中心を通り入射面に対して垂直な方向と主走査方向とがなす平面で分割したとき、読取光軸１６に近い側の分割断面の面積Ｓ１と、読取光軸１６から遠い側（原稿面に近い側）の分割断面の面積Ｓ２との関係が、
Ｓ１（ｘ）≧Ｓ２（ｘ）
Ｓ１（Ｌ）＞Ｓ２（Ｌ）
（ただし、Ｓ（ｘ）は前記導光体の入射面からの距離ｘにおける仮想断面の面積を表し、Ｌは入射面から出射面までの距離であり、０≦ｘ＜Ｌである。ここで、距離ｘ、Ｌはいずれも入射面に対して垂直な方向の距離を表す。）を満たす。
【００３４】
導光体４１は、入射面４１ａに平行な仮想断面を観測した場合、該仮想断面の面積Ｓが入射面４１ａから出射面４１ｂに向かって拡大するような形状であり、かつ読取光軸１６に近い側の分割断面の面積Ｓ１の拡大率が、読取光軸１６から遠い側（原稿面に近い側）の分割断面の面積Ｓ２の拡大率よりも大きい。このような形態の導光体４１を用いることにより、導光体４１を通過する照射光のうち最も強い光が抜ける方向が、導光体出射面４１ｂに対して垂直の方向よりも読取光軸１６側に傾くため、導光体４１を読取光軸１６から離して配置しても、原稿面をより高い照度で照射することができる。
【００３５】
なお、導光体４１の「主走査方向の断面形状が略同一である」形態とは、少なくとも主走査方向の有効範囲において、加工誤差による変形を除き同一な形態を意味している。
【００３６】
図９に示す導光体４１のＸ方向に延びる一点鎖線Ｖは、入射面４１ａの中心を通る垂直線を表している。図９に示すように、一点鎖線Ｖの下側断面（装置に配置された状態において、読取光軸１６側になる分割断面）の方が、上側断面（装置に配置された状態において原稿面側になる分割断面）よりも拡大していることがわかる。
【００３７】
図９に示す導光体４１において、内部を通る光線は、出射面４１ａから照射された光が、Ｙ方向の下方に向かって照射される傾向を示すことがわかる。これは、Ｙ方向の上方側面４１ｃの傾斜が小さく、側面４１ｃで反射された光線が出射面４１ｂから大きい角度でＹ方向の下方へ向かって出射されるのに対し、Ｙ方向の下方側面４１ｄの側面の傾斜が大きく、側面４１ｄで反射された光線が出射面４１ｂから比較的小さい角度でＹ方向の上方へ向かって出射されるためである。
【００３８】
入射面４１ａから出射面４１ｂの方向へ距離ｘだけ離れた入射面と平行な仮想断面において、導光体４１の長さ（Ｚ方向）をｚ、導光体４１の高さ（Ｙ方向）をｙとしたとき、仮想断面の一点鎖線Ｖの下側断面（装置に配置された状態において、読取光軸１６側になる分割断面）の面積Ｓ１は、下記の式で表される。
Ｓ１（ｘ）＝ｚ×ｙ１
一方、仮想断面の一点鎖線Ｖの上側断面Ｓ２（装置に配置された状態において原稿面側になる分割断面）の面積Ｓ２は、下記の式で表される。
Ｓ２（ｘ）＝ｚ×ｙ２
入射面４１ａから出射面４１ｂまでの距離Ｌの範囲、すなわち０≦ｘ＜Ｌの範囲において、Ｓ１とＳ２は、下記の関係を満たす。
Ｓ１（ｘ）≧Ｓ２（ｘ）
Ｓ１（Ｌ）＞Ｓ２（Ｌ）
【００３９】
図９に示す導光体４１を、側面４１ｄが読取光軸１６側となるように、読取光軸１６に対して傾斜して配置することにより、出射面４１ｂが読取光軸１６から離間した位置に配置しても、読取位置に照射される光量を増大させることができ、光利用効率を向上させることができる。
【００４０】
図１０は、図９に示す導光体４１を備えた２灯式の光照射装置による照度分布を表したグラフである。
２灯の光照射ユニットのうち、一方の光照射ユニットからの照射による照度分布を「直接光１」の点線、他方の光照射ユニットからの照射による照度分布を「直接光２」の点線で示し、両方の照射を合成した照度分布を「全照明光」の実線で示している。
図１０のグラフから明らかなように、１灯の光照射ユニットから発せられた光は±２．５ｍｍ付近に最も強く照射されている。従来の例（図５の導光体による照度）を示した図８のグラフと比較すると、最も強い照射の位置が、読取光軸が位置する０ｍｍに近づいており、光利用効率が向上していることがわかる。
具体的には、図９に示す導光体４１を備えた光照射装置の光利用効率は、図５に示す導光体４１を備えた光照射装置に対して約３１％向上する。
【００４１】
なお、本実施形態の光照射装置において、導光体４１は、図１５に示すように読取光軸１６に近い側の分割断面の面積Ｓ１と、読取光軸１６から遠い側の分割断面の面積Ｓ２との関係が、Ｓ１（ｘ）≧Ｓ２（ｘ）となるように出射面４１ｂが読取光軸１６に対して傾斜して配置されることが重要である。傾斜の向きを反転させた場合は、所望の光利用効率の向上効果が得られない。
具体的には、図９に示す側面４１ｃを読取光軸１６から遠い側に、側面４１ｄを読取光軸１６に近い側に配置した場合（例えば、特許文献２に示す導光体の配置方向とした場合）の光利用効率の向上は、図５に示す導光体４１を備えた光照射装置に対して約５％にとどまる。
【００４２】
本実施形態の光照射装置を構成する導光体の他の実施形態を図１１〜１３に示す。
図１１〜１３に示す導光体４１は、光照射装置において、Ｙ方向下方の側面４１ｄが読取光軸１６に近い側、Ｙ方向上方の側面４１ｃが読取光軸１６から遠い側となるように傾斜して配置される。
【００４３】
光照射装置において導光体４１や光源（ＬＥＤ）４３を高い位置精度で固定するためには、導光体の側面（４１ｃ、４１ｄ）の少なくとも一部に、入射面４１ａに対して垂直な領域４１０を設けることが好ましい。
【００４４】
図１１に示す導光体４１は、読取光軸１６から遠い側の側面４１ｃの全面を、入射面４１ａに対して垂直な領域４１０としている。
図１２に示す導光体４１は、読取光軸１６から遠い側の側面４１ｃのうち、Ｘ方向の略中央（破線Ｃ）よりも入射面４１ａに近い側を入射面４１ａに対して垂直な領域４１０としている。
図１３に示す導光体４１は、読取光軸１６から遠い側の側面４１ｃのうち、Ｘ方向の略中央（破線Ｃ）よりも出射面４１ｂに近い側を入射面４１ａに対して垂直な領域４１０としている。
【００４５】
図１１〜図１３に示す導光体４１を備えた光照射装置について、図５に示す導光体４１を備えた従来の光照射装置との光利用効率とを対比した値を表１に示す。
【００４６】
【表１】
0006435790.tif 000002
【００４７】
表１に示すように、光利用効率の向上は、図１３に示す導光体４１が最も優れていることがわかる。
すなわち、導光体４１は、読取光軸１６から遠い側の側面４１ｃの出射面４１ｂ側の少なくとも一部が、入射面４１ａに対して垂直な領域４１０であることが好ましい。
【００４８】
導光体４１のいずれの側面にも入射面４１ａに対して垂直な領域４１０を設けなかった場合、基板５１の配置傾斜角で固定する構造体と、導光体４１のいずれかの付き当て面の傾斜角に合わせて固定する構造体との２部品が必要となる。例えば、固定する構造体として板金加工部品を使用する場合、直角以外の任意の角度での曲げが容易ではないため加工誤差が大きくなってしまうという問題もある。
【００４９】
光源４３としてトップビュータイプのＬＥＤを用いる場合、ＬＥＤの発光面と導光体の入射面４１ａを平行に配置すれば、入射面４１ａと基板５１の表面とが平行となる。ここで、導光体４１のいずれかの側面に入射面４１ａに対して垂直な領域４１０が設けられていれば、該垂直な領域４１０と基板５１の表面とは垂直な関係となり、垂直に曲げた板金加工部品で位置決めすることが可能となる。
【００５０】
導光体４１の読取光軸１６に近い側の側面４１ｄの傾斜角は９０度より大きいことが求められるため、入射面４１ａに対して垂直な領域４１０を設けるのは、読取光軸１６から遠い側の側面４１ｃに設けるのが好ましい。
さらに、出射面４１ｂ側に設けることがより好ましい。
【００５１】
導光体４１の側面の傾斜は、図１３に示すように、図のＺ方向の長さが一定であれば、ｙ１（ｘ）、ｙ２（ｘ）の微分、すなわちＳ１（ｘ）とＳ２（ｘ）の微分で決定する。より光利用効率の高い光照射装置とするためには、ｄＳ２（ｘ）／ｄｘが出射面４１ｂに近づくに従って０に近づくような傾斜とすることが好ましい。
すなわち、読取光軸１６に近い側の分割断面の面積Ｓ１と、読取光軸１６から遠い側の分割断面の面積Ｓ２とが、以下の関係を満たすことが好ましい。
ｄＳ１（ｘ）ｄｘ≠０
ｄＳ２（０）／ｄｘ≧ｄＳ２（ｘ）／ｄｘ≧ｄＳ２（Ｌ）／ｄｘ≧０
ただし、Ｓ（ｘ）は前記導光体の入射面からの距離ｘにおける仮想断面の面積を表し、Ｌは入射面から出射面までの距離であり、０≦ｘ＜Ｌである。ここで、距離ｘ、Ｌはいずれも入射面に対して垂直な方向の距離を表す。
【００５２】
図９および図１１〜図１３に示した本実施形態の光照射装置の導光体４１は、入射面４１ａに垂直な線（例えば、一点鎖線Ｖ）が、読取光軸１６に対してなす角度が４５度以下となるように配置されることが好ましい。この角度が大きくなると、光が照射される領域が広がって照度が高まらない。
【００５３】
斜めに光を入射させたときの照度の特性を、図１４を参照して説明する。
Ａ２のように斜めに光を入射させた場合、照射対象上での照射領域Ｂ２は、Ａ１のように垂直に光を入射させた場合の照射領域Ｂ１よりも広がってしまう。
そこで、本実施形態の光照射装置において、導光体４１は、入射面４１ａに対して垂直な線が読取光軸１６に対して約３３°となるように配置して光学的シミュレーションを実施した。
【００５４】
図９および図１１〜図１３に示した本実施形態の光照射装置の導光体４１は、入射面４１ａと平行な断面の面積が入射面４１ａから出射面４１ｂに向かって大きくなる形状であるが、入射面４１ａから出射面４１ｂへのＸ方向が長手方向となる矩形比１以下の直方四角形に収まる形状であることが好ましい。
出射面４１ｂの面積が大きくなりすぎると、原稿面において光が照射される領域が広がってしまうためである。
【００５５】
導光体４１は、入射面４１ａ及び出射面４１ｂの少なくともいずれかが、光源４３からの光を拡散させる微細構造を有する。
前記微細構造（以下、「拡散構造体」ともいう。）は、照明ロバスト性の向上や、まぶしさを和らげる目的で付与される。
通常、拡散構造体を付与した面に垂直に近い角度で光が入射したときほど透過率は高くなる。微細な凹凸で構成された拡散構造体に垂直以外の入射角で光が入射すると、該拡散構造体の透過率が変化してしまう。このため、拡散構造体による透過率ロスを最小限とするために、光源４３の発光面と導光体４１の入射面４１ａおよび出射面４１ｂは、それぞれ平行な位置関係になっていることが望ましい。
【００５６】
導光体４１は透明材料からなる。前記透明材料としては、例えば、樹脂材料が好ましい。また、樹脂材料からなる導光体４１は、例えば、射出成形により成形されることが好ましい。
導光体４１を樹脂材料を用いて射出成形により成形することにより、複雑な形状であっても安価に作成することが可能であり、軽量の導光体が得られる。よって、このような導光体４１を搭載した光照射装置の低コスト化及び軽量化にも繋がる。
【符号の説明】
【００５７】
１０    画像形成装置
１５    透明部材（コンタクトガラス）
１６    読取光軸
１３    画像読取装置
３５    第１キャリッジ
３６    第２キャリッジ
３７    レンズユニット
４１    導光体
４１ａ  入射面
４１ｂ  出射面
４１ｃ、４１ｄ  側面
４３    光源
４４    反射ミラー
５１    基板
５７    撮像素子
Ｅ      被照明領域
Ｍ      原稿
Ｒ      直接反射光
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５８】
【特許文献１】特許第４５３３２３５公報
【特許文献２】特開２０１２−２５７１４３号公報
【図１】
0006435790.tif 000003
【図２】
0006435790.tif 000004
【図３】
0006435790.tif 000005
【図４】
0006435790.tif 000006
【図５】
0006435790.tif 000007
【図６】
0006435790.tif 000008
【図７】
0006435790.tif 000009
【図８】
0006435790.tif 000010
【図９】
0006435790.tif 000011
【図１０】
0006435790.tif 000012
【図１１】
0006435790.tif 000013
【図１２】
0006435790.tif 000014
【図１３】
0006435790.tif 000015
【図１４】
0006435790.tif 000016
【図１５】
0006435790.tif 000017