(57)【要約】  【課題】  周辺減光を抑えることにより良好に画像を読取ることができる画像読取装置、及び該画像読取装置を備えた画像形成装置の提供。  【解決手段】  読取原稿に対して光を照射する光源ユニット２１１は、主走査方向に長い基部と、この基部に対して上面視で副走査方向に配置されており、基部の両端から折返した折返部とを有する光源２１１０を備える。【選択図】      図３
2007019658.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿に対して光を照射する光源と、原稿からの反射光を受光する線状の受光部とを備え、前記反射光により前記原稿の画像を前記受光部に結像させて主走査方向に画像を読取る画像読取装置において、
前記光源は、前記主走査方向に長い基部と、該基部の両端から折返した折返部とを有することを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
前記折返部は、前記基部に対して前記主走査方向と交叉する副走査方向に配置してある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】
前記原稿の画像を読取る際に前記光源を前記主走査方向と交叉する副走査方向へ移動させる手段を備え、該手段による前記光源の移動方向に前記折返部を配置してある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４】
前記折返部の長さが、前記基部の長さの１／４倍から３／８倍であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載の画像読取装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れか１つに記載の画像読取装置と、該画像読取装置にて読取った画像をシート上に形成する手段と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、周辺減光を抑え、良好に画像を読取ることができる画像読取装置、及び該画像読取装置を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のイメージスキャナ、複写機等の画像読取装置には、図７の上面図に示したように、光源ユニット１１０とＣＣＤラインセンサ１２０とを備える画像読取部１００が搭載されている。光源ユニット１１０の内部には、主走査方向を長手方向とする棒状光源１１１，１１２が配置されており、これらの棒状光源１１１，１１２から射出される光がスリット１１３を通過して読取対象の原稿に照射される。このとき原稿からの反射光は、複数のミラーにより結像レンズへ導かれ、結像レンズを介してＣＣＤラインセンサ１２０に原稿像が結像される。そして、ＣＣＤラインセンサ１２０から出力される電気信号を取得することで主走査方向の画像を形成している。
【０００３】
このような画像読取装置の光源ユニット１１０が備える棒状光源１１１，１１２には、一般的にハロゲンランプが用いられる。ところで、このようなハロゲンランプの管端部は冷えやすいため、発光時において管端部の温度が中央部に比べて低くなり、長手方向における輻射強度の分布は、中央近傍がもっとも大きくなり、両端に向かうにつれて小さくなるという性質を持っている。そのため、原稿の両端部への光量が中央部よりも不足し、形成される画像の中央部と両端部とが不均一になるという問題点を有していた。例えば、図８のグラフは、棒状光源１１１，１１２を使用した場合のＣＣＤラインセンサ１２０の出力例を示している。図８のグラフは、横軸にＣＣＤラインセンサ１２０の各画素により観測された光量を示している。このグラフによると、棒状光源１１１，１１２の主走査方向の端部にて周辺減光が生じていることがわかる。
【０００４】
このような周辺減光の影響を抑えるために、従来では、ハロゲンランプの両端近傍にサイドリフレクタを設けることにより、原稿の両端部への光量を増加させたり、ハロゲンランプの管長を長くして輻射強度の小さい管端からの光を使用しない構成とする画像読取装置が提案されていた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開昭５６−４１０８８号公報
【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、ハロゲンランプの両端近傍にサイドリフレクタを設ける構成とする場合には、部品点数が増えることとなり、装置全体の製造コストを押し上げるという問題点を有している。また、ハロゲンランプの管長を長くする場合には、装置の大きさを小型化することができないという問題点を有している。
【０００６】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、読取用の原稿に対して光を照射する光源を、走査方向に長い基部と該基部の両端から折返した折返部とにより構成することにより、部品点数を増やしたり、装置を大型化することなく、周辺減光の影響を低く抑えることができ、良好な画像の読取りを実現することができる画像読取装置、及び該画像読取装置を備えた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】
【０００７】
本発明に係る画像読取装置は、原稿に対して光を照射する光源と、原稿からの反射光を受光する線状の受光部とを備え、前記反射光により前記原稿の画像を前記受光部に結像させて主走査方向に画像を読取る画像読取装置において、前記光源は、前記主走査方向に長い基部と、該基部の両端から折返した折返部とを有することを特徴とする。
【０００８】
本発明にあっては、読取用の原稿に対して光を照射する光源を、主走査方向に長い基部と、この基部の両端から折返した折返部とにより構成しているため、光源の両端部近傍において光量を増加させることができ、原稿からの反射光を受光する際に周辺減光の影響が抑えられる。
【０００９】
本発明に係る画像読取装置は、前記折返部は、前記基部に対して前記主走査方向と交叉する副走査方向に配置してあることを特徴とする。
【００１０】
本発明にあっては、光源の折返部は、基部に対して副走査方向に配置しているため、基部及び折返部の双方から射出される光が原稿に対して良好に照射される。
【００１１】
本発明に係る画像読取装置は、前記原稿の画像を読取る際に前記光源を前記主走査方向と交叉する副走査方向へ移動させる手段を備え、該手段による前記光源の移動方向に前記折返部を配置してあることを特徴とする。
【００１２】
本発明にあっては、原稿の画像を読取る際に光源を副走査方向へ移動させる手段を備え、光源の移動方向に折返部を配置しているため、基部及び折返部の双方から射出される光が原稿に対して良好に照射される。
【００１３】
本発明に係る画像読取装置は、前記折返部の長さが、前記基部の長さの１／４倍から３／８倍であることを特徴とする。
【００１４】
本発明にあっては、折返部の長さを基部の長さの１／４倍から３／８倍としているため、光源の中央近傍における光量を増加させることなく、両端近傍における光量を増加させることが可能となる。
【００１５】
本発明に係る画像形成装置は、前述した発明の何れか１つに記載の画像読取装置と、該画像読取装置にて読取った画像をシート上に形成する手段とを備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明にあっては、原稿の画像を読取る際にラインセンサ等の受光部にて周辺減光の影響が抑えられるため、良好な画像データを取得することができ、その画像データを利用することにより、良好な原稿の複写が可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明による場合は、読取用の原稿に対して光を照射する光源を、主走査方向に長い基部と、この基部の両端から折返した折返部とにより構成している。したがって、光源の主走査方向の両端近傍において光量を増加させることができ、原稿からの反射光を受光する際に周辺減光の影響を低く抑えることができる。その結果、光源の配向特性を考慮した補正を施す必要がなくなり、補正用の回路を省略することができ、コストダウンを図ることができる。
【００１８】
本発明による場合は、光源の折返部を基部に対して副走査方向に配置している。したがって、折返部から射出される光が基部によって遮られることがなくなり、逆に、基部から射出される光が折返部によって遮られることもなくなる。その結果、基部及び折返部の双方から射出される光が原稿に対して良好に照射されることとなり、光源の両端部において光量を増加させることができる。
【００１９】
本発明による場合は、原稿の画像を読取る際に光源を副走査方向へ移動させる手段を備え、光源の移動方向に折返部を配置している。したがって、折返部から射出される光が基部によって遮られることがなくなり、逆に、基部から射出される光が折返部によって遮られることもなくなる。その結果、基部及び折返部の双方から射出される光が原稿に対して良好に照射されることとなり、光源の両端部において光量を増加させることができる。
【００２０】
本発明による場合は、折返部の長さを基部の長さの１／４倍から３／８倍としている。したがって、光源の中央近傍における光量を増加させることなく、両端近傍における光量を増加させることが可能となり、主走査方向に均一な光が照射される。
【００２１】
本発明による場合は、原稿の画像を読取る際にラインセンサ等の受光部にて周辺減光が抑えられるため、良好な画像データを取得することができ、その画像データを利用することにより、良好な原稿の複写が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
実施の形態１．
図１は本実施の形態に係る画像読取装置の内部構成を示す模式的断面図である。本実施の形態に係る画像読取装置は、自動原稿搬送ユニット１及びスキャナユニット２により構成される。本画像読取装置が備えるスキャナユニット２は、固定原稿読取方式および移動原稿読取方式の双方を採用している。すなわち、固定原稿読取方式では、ブック物のような厚手の原稿をガラス製の原稿台２０ａに載置し、読取手段である光学ユニット２１を原稿の画像面に沿って走査させることにより、画像を読取るようにしている。また、移動原稿読取方式では、逆に光学ユニット２１を所定位置に停止させ、自動原稿搬送ユニット１により連続的に取込んだシート状の原稿を光学ユニット２１の対向位置を通過させることにより、それらの画像を読取るようにしている。
【００２３】
原稿搬送ユニット１は、シート状の原稿を数十枚から数百枚単位で載置できる原稿トレイ１１を備えている。原稿トレイ１１に載置された原稿は、利用者が指示するタイミングにて１枚ずつピックアップローラ１２によって内部に取込まれ、搬送ローラ１３及び１４により原稿搬送ユニット１内の所定の搬送経路に沿って搬送される。そのとき、搬送される原稿がスキャナユニット２の適宜の位置に設けた読取窓２０ｂの対向位置を通過する際にスキャナユニット２が読取用の光を照射することによって通過原稿の画像が読取られる。読取窓２０ｂの対向位置を通過した後、原稿は排紙ローラ１５によって排紙トレイ１６上に排出される。
【００２４】
スキャナユニット２は、原稿台２０ａ又は原稿トレイ１１に載置された原稿を光学的に読取るための読取装置であり、装置フレーム２０の内部に光学ユニット２１と該光学ユニット２１による読取動作を制御するための制御ユニット２２とを備えている。両者はフラットケーブル２３により接続されており、読取動作を制御する際に制御ユニット２２から出力される制御信号、原稿の画像を読取った際に光学ユニット２１から出力される画像信号が当該フラットケーブル２３を介して伝送されるように構成されている。
【００２５】
光学ユニット２１は、原稿台２０ａに載置された原稿、及び読取窓２０ｂの対向位置を通過する原稿に対して読取用の光を照射する光源ユニット２１１、原稿によって反射された光の光路を９０°変更するために原稿台２０ａ（読取窓２０ｂ）の面に対して反射面を４５°にして設置されたミラー２１２ａ、当該ミラー２１２ａによって反射された光の光路を更に１８０°変更するために反射面が互いに直交するように配置された一対のミラー２１２ｂ，２１２ｃ、これらのミラー２１２ｂ，２１２ｃにより導かれる光をＣＣＤラインセンサ２１４上に結像させるための結像レンズ２１３、結像した光の光量に応じて電気信号を出力するＣＣＤラインセンサ２１４を備えている。
【００２６】
図２はスキャナユニット２の制御系の構成を示すブロック図である。前述したようにスキャナユニット２は、光学ユニット２１と制御ユニット２２とを備えている。制御ユニット２２は、制御部２２１、アンプ２２２、ＡＤ変換器２２３、画像処理回路２２４、バッファメモリ２２５、及び通信ＩＦ２２６を備えている。制御部２２１は、これらのハードウェアの動作を制御することにより、光学ユニット２１から出力されるアナログ画像信号をデジタル画像信号（画像データ）に変換し、得られたデジタル画像信号を外部へ出力する。
【００２７】
また、制御部２２１は、光源ユニット２１１、ＣＣＤラインセンサ２１４、及び光学ユニット２１を所定の方向へ往復移動させるステッピングモータ２１５を制御することにより、原稿台２０ａの面に沿って光学ユニット２１を走査させ、原稿を読取る動作の制御、及び所定の読取位置に光学ユニット２１を停止させて原稿を読取る動作の制御を行う。
【００２８】
原稿画像の読取時にＣＣＤラインセンサ２１４が出力するアナログ画像信号はフラットケーブル２３を通じて伝送され、制御ユニット２２内のアンプ２２２へ入力される。入力されたアナログ画像信号はアンプ２２２によって増幅された後、ＡＤ変換器２２３へ出力され、ＡＤ変換器２２３によってデジタル信号に変換される。ＡＤ変換器２２３は変換したデジタル信号を画像処理回路２２４へ出力する。画像処理回路２２４では、ＣＣＤラインセンサ２１４の感度ムラの補正等を行う。画像処理回路２２４にて補正が施されたデジタル画像信号はバッファメモリ２２５に一時的に保持された後、適宜のタイミングにて通信ＩＦ２２６を通じて装置外部へ出力される。
【００２９】
このように読取るべき原稿を光学ユニット２１により走査しながら原稿画像をＣＣＤラインセンサ２１４に結像させ、ＣＣＤラインセンサ２１４からの出力を順次的に取出すことにより画像データを取得する構成としている。従来では、原稿端部への光量が中央部よりも不足しており、いわゆる周辺減光という現象が生じていたが、本発明ではこれを改善するために、光源ユニット２１１について改良を施している。
【００３０】
図３は光学ユニット２１を示す上面図である。光学ユニット２１に搭載されている光源ユニット２１１は主走査方向に長い直方体状の筐体２１１ａを備えており、この筐体２１１ａの内部に光源２１１０が設けられている。また、筐体２１１ａの上面には主走査方向に長いスリット２１１ｂが設けられている。したがって、スリット２１１ｂを通過する光により、原稿台２０ａに載置された原稿、又は読取窓２０ｂを通過する原稿上の線状の読取領域を照射する構成となっている。原稿からの反射光は、前述したようにミラー２１２ａ〜２１２ｃにより導かれ、結像レンズ２１３によってＣＣＤラインセンサ２１４上に結像される。ＣＣＤラインセンサ２１４は、結像された光像を順次的に光電変換して電気信号として出力するフォトセル１つを一画素として、略直線上に数千個並べた読取部を備えている。本実施の形態では、５０００個の画素が並べられている。なお、この読取部に光像以外の余分な光が入射することを防止するために、読取部の周囲はスリットを設けた筐体により覆われていることが望ましい。
【００３１】
図４は光源２１１０の形状を説明する上面図である。光源２１１０は、上面視において、大略的にＣ字形状をなしており、主走査方向に長い基部２１１０ａと、この基部２１１０ａの両端から折返した折返部２１１０ｂ，２１１０ｃとを有している。本実施の形態では、基部２１１０ａにおける周辺減光を補うために、これらの折返部２１１０ｂ，２１１０ｃが設けられている。これらの折返部２１１０ｂ，２１１０ｃは、周辺減光を良好に補うために上面視で副走査方向に配置されている。ここで、基部２１１０ａの主走査方向の長さＬａは、読取原稿の用紙幅（例えば、２１０ｍｍ）と同程度である。一方、折返部２１１０ｂ，２１１０ｃの主走査方向の長さＬｂ，Ｌｃは、周辺減光の回復を考慮して最適化する必要がある。本発明者らの検討結果によると、折返部２１１０ｂ，２１１０ｃの長さＬｂ，Ｌｃが、基部２１１０ａの長さＬａの１／４〜３／８である場合に良好に周辺減光を回復できることが分かった。
【００３２】
図５は光源２１１０に折返部２１１０ｂ，２１１０ｃを設けた場合のＣＣＤラインセンサ２１４の出力結果を示すグラフである。横軸はＣＣＤラインセンサ２１４の各画素を表し、縦軸はＣＣＤラインセンサ２１４の出力（光量）を表している。図中、実線のグラフは折返部２１１０ｂ，２１１０ｃを設けた光源２１１０を使用した場合の出力結果を示しており、参考例として従来の出力結果を破線のグラフで示している。このグラフから明らかなように、光源２１１０に折返部２１１０ｂ，２１１０ｃを設けた場合には、ＣＣＤラインセンサ２１４の主走査方向の両端付近に対応した画素において光量が増大し、各画素において光量がほぼ一定となり、周辺減光の低下を良好に抑えることができることが分かった。
【００３３】
このように本実施の形態では、周辺減光の影響を低く抑えることができるため、配向特性についての補正を実施しない場合であっても、良好に画像を読み取ることができる。また、光源２１１０の両端部において光量を増加させるために、サイドリフレクタ等の部品を追加する必要がなくなるため、製造コストの増加を低く抑えることができる。また、光源２１１０の主走査方向の長さは、棒状光源を用いる場合と同程度であるため、装置の大型化が避けられる。
【００３４】
実施の形態２．
実施の形態１では、本発明に係る画像読取装置の構成について説明したが、複写機、デジタル複合機等のスキャナユニットを搭載した画像形成装置に適用することも可能である。図６は本実施の形態に係る画像形成装置の内部構成を示す模式的断面図である。本実施の形態に係る画像形成装置は、実施の形態１で説明した自動原稿搬送ユニット１及びスキャナユニット２の他にプリンタユニット３を備えている。このプリンタユニット３は、スキャナユニット２の下側に配置される。
【００３５】
プリンタユニット３は、スキャナユニット２により原稿の画像を読取って取得した画像データに基づいてトナー像を生成し、そのトナー像を用紙上に転写することによって画像形成を行う。プリンタユニット３の下部に設けられた給紙カセット３１０に用紙が収容されており、画像形成を開始する際にピックアップローラ３１１を駆動することによって給紙カセット３１０に収容された用紙が用紙搬送路３１２へ１枚ずつ分離給送される。
【００３６】
給紙カセット３１０から用紙搬送路３１２を通じて搬送される用紙は、トナー像の転写位置を適切に設定するためにレジストローラ３１３によって一旦保持される。このとき、用紙をレジストローラ３１３に均一的に押付けることによりその先端位置の補正を行い、トナー像が用紙上の適宜位置に転写されるようにタイミングを合わせて用紙の搬送を開始する。
【００３７】
プリンタユニット３は、スキャナユニット２から転送される画像データからトナー像を生成するために、感光体ドラム３２１を所定の電位に帯電させる帯電器３２２、出力用の画像データに応じてレーザ光を発して感光体ドラム３２１上に静電潜像を生成させるレーザ書込装置３２３、感光体ドラム３２１の表面に形成された静電潜像にトナーを供給して顕像化する現像器３２４、トナー像を用紙上に転写する転写器３２５、感光体ドラム３２１上の残留トナーを回収するためのクリーニングユニット３２６等を備えており、給紙カセット３１０から供給される用紙上にトナー像を転写して画像形成を行う。
【００３８】
トナー像が転写された用紙は定着ユニット３３０へ搬送される。定着ユニット３３０は、熱定着手段として加熱ローラ３３１及び加圧ローラ３３２を備えている。加熱ローラ３３１は、図示しない温度検出器の温度検出値に基づいて、ヒータランプ等の加熱手段をオン・オフすることにより所定の温度となるように制御されている。加熱ローラ３３１及び加圧ローラ３３２が、搬送されてきた用紙を挟んで回転させることにより用紙表面を加熱し、その熱によって用紙上にトナー像を熱圧着させるように構成されている。
【００３９】
定着ユニット３３０によりトナー像を熱定着させた用紙は、搬送ローラ３４１等により用紙搬送路３４０に沿って搬送され、排紙ローラ３４２により排紙トレイ３５０上に排出される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本実施の形態に係る画像読取装置の内部構成を示す模式的断面図である。
【図２】スキャナユニットの制御系の構成を示すブロック図である。
【図３】光学ユニットを示す上面図である。
【図４】光源の形状を説明する上面図である。
【図５】光源に折返部を設けた場合のＣＣＤラインセンサの出力結果を示すグラフである。
【図６】本実施の形態に係る画像形成装置の内部構成を示す模式的断面図である。
【図７】従来の画像読取装置を示す上面図である。
【図８】棒状光源を使用した場合のＣＣＤラインセンサの出力例を示す。
【符号の説明】
【００４１】
１  自動原稿搬送ユニット
２  スキャナユニット
３  プリンタユニット
２１  光学ユニット
２２  制御ユニット
２１１  光源ユニット
２１４  ＣＣＤラインセンサ
２１１０  光源
２１１０ａ  基部
２１１０ｂ，２１１０ｃ  折返部
【図１】
2007019658.tif 000003
【図２】
2007019658.tif 000004
【図３】
2007019658.tif 000005
【図４】
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【図５】
2007019658.tif 000007
【図６】
2007019658.tif 000008
【図７】
2007019658.tif 000009
【図８】
2007019658.tif 000010