(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光学系によって照明した原稿画像を、結像光学系を介して読取手段に結像させ画像を読み取る画像読取装置において、
上記照明光学系は、棒状光源と、この棒状光源からの光を平行光線状に配光する第１の反射部材と、この第１の反射部材で反射された光を原稿に向かって集光する第２の反射部材を一体に有し、
上記第１の反射部材は一つの第１反射部材と他の第１反射部材を有し、
上記第２の反射部材は上記一つの第１反射部材からの反射光を原稿面に向かって集光する一つの第２反射部材と上記他の第１反射部材からの反射光を原稿面に向かって集光する他の第２反射部材を有し、
一つの第１反射部材と他の第１反射部材は、結像光学系から原稿面までの光路軸を挟んで棒状光源と同じ側に配置され、
一つの第２反射部材と他の第２反射部材は、結像光学系から原稿面までの光路軸を挟んで両側に配置されるとともにその反射光をコンタクトガラスとの間の集光点に集光させ、
一つの第２反射部材による集光点と他の第２反射部材による集光点位置のコンタクトガラスからの距離が等しいこと特徴とする画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばカラー複写機、ファクシミリ、コンピュータの入力装置等に用いられる画像読取装置の照明光学系において、特に高効率でかつ安定な照明分布状態を実現し、正確な読取情報を得ることができる画像読取装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像読取装置としては、図４に示すような色分解プリズム１０８を用いた画像読取装置が知られている。この画像読取装置は、原稿画像を光源１０１、反射部材１０２、１０３からなる照明系で照明し原稿の画像光を第１、２、３ミラー１０４、１０５、１０６及び集光レンズ１０７からなる結像光学系を介して結像し、この結像光を３色に色分解するプリズム１０８を用いて分離するとともに、分離された各色の結像光に対応する位置に例えば電荷結像素子（ＣＣＤ）からなる３つの読取素子１０９、１１０、１１１を配置してカラー原稿を読み取るようになっている。
【０００３】
しかし、このような色分解プリズム１０８を用いた画像読取装置では、プリズム１０８で分解されたＲ，Ｇ，Ｂ（赤、青、緑）の色の結像光に対して読取素子を３つ設けなければならず、これに付随してその他の部品点数も多くなるうえプリズム自体が高価なものであるため、コストが嵩むといった問題があった。さらに、Ｒ，Ｇ，Ｂの色についてそれぞれ読取素子の位置調整を行わなければならず、読取素子の位置調整は面倒かつ困難であるため、読取素子の調整を行うのに長時間を要するといった問題があった。
【０００４】
そこで、かかる問題を解決することができる従来の画像読取装置としては、図５に示すような３ラインＣＣＤ１１３を用いたものが知られている。この３ラインＣＣＤ１１３を用いた画像読取装置においては、図５の部分拡大図である図６に示すようにＲ，Ｇ，Ｂの読取位置を副走査方向にずらして配置している。
【０００５】
しかし、かかる従来の画像読取装置では、照明光源１０１からの照明光が反射部材１０２、１０３等によって主走査方向に直線状に集光するように照明光学系が構成され、かつ、直線状の照明光がＣＣＤ上の３ラインのうち中間の１ライン（図ではＧ）に照射されるようになっているため、他の２ライン（図ではＲ、Ｂ）は光量が不足してしまうといった問題があった。
【０００６】
そこで、この問題を解決することができる従来の画像読取装置としては、３ライン分を照明するような形状の反射素子を用いたものが知られている。しかし、かかる画像形成装置でも各ラインに照射される光量に差が生じたり、３ライン分をカバーするために、集光幅を広く取ったりすると、光量が低下してしまうため、各ラインの読取情報にばらつきが生じて、読取が不正確になってしまうといった問題があった。
【０００７】
また、従来の画像読取装置において用いられていた反射部材１０２は、同一及び複数の連続した楕円形状により構成されていた。図７に示すように反射部材１０２において、例えば異なった２つの光路ｄ、ｅについて光路長を見ると、光源からの距離が著しく異なることが分かる。反射部材１０２自体及び光源１０１のずれによるコンタクトガラス１１２上での集光のばらつきは、一般に光源１０１と反射部材１０２との距離が近い程大きくなるため、光路ｄと光路ｅで光源１に近い光路ｅの方が集光のばらつきが大きくなってしまう。さらに、図８に示すように、光源１０１に近い方の反射部材１０２で反射された照明光と、光源１０１から遠い方の反射部材１０３で反射された照明光に光量差が生じるため、切り貼り原稿等の段差を有する原稿を読み取った場合、段差を有しない平坦な原稿を読み取った場合に比べて段差部分においてＣＣＤに入射する光量が落ちるため、段差部分に影が生じやすくなるといった問題があった。
【０００８】
また、従来の画像読取装置では、反射部材を用いた照明光学系において、光量を上げるために反射部材の面積をできるだけ大きくなるように設計していた。しかし、このように設計した場合、通常は図８に示すように複数の反射部材１０２、１０３に対する光源１０１からの光の出射角α、βは等しくはならず、各反射部材１０２、１０３ごとの集光効率にばらつきが生じ、コンタクトガラス上の各ライン読取情報にばらつきが生じて、読取が不正確になってしまうといった問題があった。
【０００９】
さらに、光源として点光源を線上に配置したハロゲンランプのような棒状光源を用いた場合には、光源を原稿面に近づけると、発光点相互の光量ムラにより原稿面上での照度ムラが生じ、点光源の配置間隔以上に原稿面と光源から距離をとる必要があった。従って、光源が配置された側からの反射部材によっての照明は、発光点によるムラを考慮して設計すると、照明光学系を大きくするか、または照明効率を落とさなくてはならないという問題があった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術の課題に鑑みてなされたもので、発光点による光量のムラを軽減し、高効率でかつ安定な照明分布状態を実現することにより、正確な読み取り情報を得ることができる画像読取装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、照明光学系によって照明した原稿画像を、結像光学系を介して読取手段に結像させ画像を読み取る画像読取装置において、上記照明光学系は、棒状光源と、この棒状光源からの光を平行光線状に配光する第１の反射部材と、この第１の反射部材で反射された光を原稿に向かって集光する第２の反射部材を一体に有し、上記第１の反射部材は一つの第１反射部材と他の第１反射部材を有し、上記第２の反射部材は上記一つの第１反射部材からの反射光を原稿面に向かって集光する一つの第２反射部材と上記他の第１反射部材からの反射光を原稿面に向かって集光する他の第２反射部材を有し、一つの第１反射部材と他の第１反射部材は、結像光学系から原稿面までの光路軸を挟んで棒状光源と同じ側に配置され、一つの第２反射部材と他の第２反射部材は、結像光学系から原稿面までの光路軸を挟んで両側に配置されるとともにその反射光をコンタクトガラスとの間の集光点に集光させ、一つの第２反射部材による集光点と他の第２反射部材による集光点位置のコンタクトガラスからの距離が等しいこと特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明にかかる画像読取装置の実施の形態について説明する。
図１は、本発明にかかる画像読取装置に用いることができる照明光学系の構成を示したものである。本発明にかかる画像読取装置は、照明光学系によって照明した画像原稿の画像光を図示しない結像光学系を介して読取手段に結像して画像を読み取るようになっている。本発明の構成上の特徴を明確にするために、先に従来の画像読取装置の構成について説明する。
【００１７】
図３に示すように、従来型の画像読取装置は、コンタクトガラス５の下側に配置した光源６の中心をＰ１とし、光源６の外方から間隔をおいて光源６の半分以上を囲むようにして反射体が配置され、反射体の内面の３ヶ所には、反射部材１１、１２、１３が蒸着等によって形成されている。光源６から図３の右上方に照射された光を光源６の右上方に配置された反射部材１１で反射させた後、結像光学素子の光路軸０を挟んで上記反射部材１１と対向する位置に配置された反射部材１４で原稿面に向かって反射させるようになっている。なお、反射部材１１は、光源中心Ｐ１と、反射部材１１と反射部材１４との間の点Ｐ２を焦点とする楕円又は多角形平面からなる。反射部材１２は、光源６の下方に配置されるとともに、光源６の左方に延びた反射部材１３につながっている。また、反射部材１４は、結像光学系の光路軸０を挟んで反射部材１１、１２、１３の反対側に配置されるとともに、光源６に対して左上方に延びた反射部材１５とつながっている。
【００１８】
光源６からの光を反射部材１１で反射した光を更に反射部材１４で反射させる照明光学系には、反射部材１１から反射部材１４までの光路中で、かつ反射部材１２、１３、１４の上方に焦点Ｐ２が設けられている。、光源中心Ｐ１と点Ｐ２を焦点とする楕円又は多角形平面を有する反射部材１１から反射部材１４に反射してきた光線は、反射部材１４により平行光にして、原稿面に到達させるようにしている。反射部材１２、１３でそれぞれ反射された光源６からの照明光は、集光しながら原稿面に向かうようになっている。なお、図３中の曲線Ａは反射部材１１、１４によりコンタクトガラス１上の原稿面に照射した原稿面配光分布状態を示す。
このような従来の原稿読取装置においては、反射部材１２、１３により反射される光の光路長は、反射部材１４、１５により反射される光の光路長に比べて短いので、光源６の発光点Ｐ１による照度分布のムラが光源の長手方向において発生してしまうといった問題があった。
【００１９】
以下において、本発明にかかる画像読取装置に用いることができる照明光学系の配光について具体的に説明する。
本実施の形態においては、コンタクトガラス５の下方に、棒状の光源６をその長手方向を主走査方向に平行にして配置している。この棒状の光源６の上方には第１の反射部材１が配置され、棒状の光源６の右下方には第１の反射部材２が配置されている。光源６からの光が第１の反射部材１により反射され、この反射光の進行方向には第２の反射部材３が配置され、第１の反射部材２により反射された反射光の進行方向には、第２の反射部材４が配置されている。
【００２０】
２つの第１の反射部材１、２は、図示しない結像光学系から原稿面までの光路軸９に対して光源６と同じ側に配置され、２つの第２の反射部材３、４は、それぞれ光路軸９に対して両側に配置されている。
なお、本実施の形態においては、第１の反射部材１、第１の反射部材２、第２の反射部材３は一体の部材に取り付けられているが、異なる部材に取り付けられていてもかまわない。
【００２１】
第１の反射部材１、２は、光源６からの光を平行光線状に配光することができるようになっている。図示の例では、第２の反射部材３、４は、反射部材１、２で反射された光を原稿面に向かって集光させるようになっている。
【００２２】
光源６から上方に照射された光は、第１の反射部材１で平行光線として反射され、第２の反射部材３の方向に進行する。第２の反射部材３は、第１の反射部材１からの平行光線状の反射光をコンタクトガラス５との間の集光点７に集光させ、読み取り中心近傍を照明する。
第１の反射部材２は、光源６から右下方に照射された光を平行光線として反射し、反射光は光路軸９を挟んで向かい側に配置されている第２の反射部材４の方向に進行する。第２の反射部材４は、第１の反射部材２からの反射光をコンタクトガラス５との間の集光点８に集光させ、読み取り中心近傍を照明する。
【００２３】
集光点７、８は可能な限りコンタクトガラス５からの距離が等しくなるように設定することが望ましい。このように第２の反射部材３、４による集光点位置をコンタクトガラス５からの距離が等しくなるように配置することにより、原稿面上に必要照明分布幅より大きい幅に配光することができるので、安定した照明分布状態を効率よく実現することが可能となる。
なお、第２の反射部材３、４は、第１の反射部材１、２からの光を平行光線状に配光するものであってもかまわない。
【００２４】
さらに、本発明においては、光源６の右下方向へ照射される光のみならず、上方へ照射されている光をも利用することにより、高効率な原稿面照射を可能にしている。また、光源６から照射された光は、図中の矢印で示すように、第１の反射部材１に反射された後、第２の反射部材３で更に反射されて原稿面に到達し、または第１の反射部材２に反射された後、第２の反射部材４で更に反射されて原稿面に到達する。このように本発明によれば、光源６により照射された光は、原稿面に到達するまでに反射部材により複数回反射されているため、光源６から原稿面までの光路長を長くすることができ、光源の発光点ごとの光量ムラによって生じる照度分布のムラを軽減することができる。しかも、光源６と原稿面までの光路長を長く取りながらも光源６と原稿面までの距離を近づけた構成としているので、省スペースな構成の照明光学系を実現することができる。
【００２５】
なお、光源６から照射された光が第１の反射部材１で反射され、その後第２の反射部材３で反射されて原稿面に到達するまでの光路長と、光源６から照射された光が第１の反射部材２で反射され、その後第２の反射部材４で反射されて原稿面に到達するまでの光路長とを可能な限り等しくなるように配置することが望ましい。このようにすることにより、反射光の光線密度を一定に保つことができ、光路軸９の両側からの光量の差を少なくすることが可能となる。
【００２６】
また、第２の反射部材３、４からの反射光がコンタクトガラスとの間に集光点を７、８を有しているので、原稿面上に必要照射分布幅Ｂより大きい幅に配光することができ、安定した照射分布状態を効率よく得ることができる。ここで必要照明分布幅Ｂとは、図２に示すように、読取幅Ｃに結像系の光軸ばらつき幅Ｄを吸収した幅のことを意味するものである。
図示の実施の形態では、第１の反射部材と第２の反射部材とがそれぞれ２個づつ設けられていたが、それ以上設けられていてもよい。また、各反射部材は支持体に蒸着することによって形成してもよいし、支持体に反射対を接着等により固着してもよい。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、照明光学系によって照明した原稿画像を、結像光学系を介して読取手段に結像させ画像を読み取る画像読取装置において、上記照明光学系は、棒状光源と、この棒状光源からの光を平行光線状に配光する第１の反射部材と、この第１の反射部材で反射された光を原稿に向かって集光する第２の反射部材を一体に有し、上記第１の反射部材は一つの第１反射部材と他の第１反射部材を有し、上記第２の反射部材は上記一つの第１反射部材からの反射光を原稿面に向かって集光する一つの第２反射部材と上記他の第１反射部材からの反射光を原稿面に向かって集光する他の第２反射部材を有し、一つの第１反射部材と他の第１反射部材は、結像光学系から原稿面までの光路軸を挟んで棒状光源と同じ側に配置され、一つの第２反射部材と他の第２反射部材は、結像光学系から原稿面までの光路軸を挟んで両側に配置されるとともにその反射光をコンタクトガラスとの間の集光点に集光させ、一つの第２反射部材による集光点と他の第２反射部材による集光点位置のコンタクトガラスからの距離が等しい構成としたことによって、以下のような効果を得ることができる。
発光点による光量のムラを軽減し、高効率でかつ安定な照明分布状態を実現することにより、正確な読み取り情報を得ることができる。
反射光の光線密度を一定に保つことができ、光路軸の両側からの光量の差を少なくすることが可能となる。また、照明光学系の省スペース化を図ることもできる。
棒状光源から照射された光は、原稿面に到達するまでに反射部材に複数回反射されてから原稿面を照射するため、光路長が長くなり、棒状光源内にある発光点のムラを限りなく少なくすることが可能となる。さらに、光路長が長い割に省スペースで高効率な画像読取装置を得ることができる。
複数の第２の反射部材により反射された光は、原稿面の下方においてそれぞれ集光され、各集光点と原稿面との距離を等しくしたため、反射部材により反射する光線を原稿面上に必要照明分布幅より大きい幅に配光することができ、安定した照明分布状態を効率よく実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる画像読取装置に用いることができる照明光学系の一例を示す側面図である。
【図２】図１における必要分布幅は、読取幅に結像系の光軸のばらつき幅を吸収した幅であることを示す側面図である。
【図３】従来の画像読取装置における光源からの照明光の原稿面上での配光状態を示す側面図である。
【図４】従来の分解プリズムを用いた画像読取装置の例を示す側面図である。
【図５】従来の３ラインＣＣＤを用いた画像読取装置の例を示す側面図である。
【図６】同上画像読取装置の光源、反射部材、第１ミラー及びコンタクトガラス部の構成を示す拡大図である。
【図７】従来の画像読取装置に用いられる反射部材における光の反射例を示す側面図である。
【図８】従来の画像読取装置における光源近傍での光の反射例を示す側面図である。
【符号の説明】
１    第１の反射部材
２    第１の反射部材
３    第２の反射部材
４    第２の反射部材
６    光源
【図１】
0003979741.tif 000002
【図２】
0003979741.tif 000003
【図３】
0003979741.tif 000004
【図４】
0003979741.tif 000005
【図５】
0003979741.tif 000006
【図６】
0003979741.tif 000007
【図７】
0003979741.tif 000008
【図８】
0003979741.tif 000009