光照射装置、画像読取装置および画像形成装置
【課題】本発明は、光源部と導光部材との相対位置を高い精度で位置決めすることを小型で容易に行える光照射装置を提供する。
【解決手段】直線状に配列された複数の点光源４３と、点光源から出射された光の出射方向前方側に配置され、入射した光を特定の方向に案内して光照射面に向かって出射する透光性材料からなる導光部材４０３とを備え、導光部材の入射面４０３ａには点光源側に突出した突起部４０３ｃが点光源の配列方向に少なくとも２つ設けられ、導光部材に設けた突起部と点光源の出射面４３ａを２箇所で等しい間隔にすることにより、導光部材と点光源の間隔Ｓを位置決めした。
【解決手段】直線状に配列された複数の点光源４３と、点光源から出射された光の出射方向前方側に配置され、入射した光を特定の方向に案内して光照射面に向かって出射する透光性材料からなる導光部材４０３とを備え、導光部材の入射面４０３ａには点光源側に突出した突起部４０３ｃが点光源の配列方向に少なくとも２つ設けられ、導光部材に設けた突起部と点光源の出射面４３ａを２箇所で等しい間隔にすることにより、導光部材と点光源の間隔Ｓを位置決めした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ装置、イメージスキャナ等に使用される光照射装置と、この光照射装置を備えた画像読取装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機などの画像形成装置に用いられる画像読取装置には、原稿を照明する光源部として複数のＬＥＤ（点光源）を直線状に配列した光照射装置が用いられたものがある。このような複数のＬＥＤを光源部とした場合、照明対象物（原稿）におけるＬＥＤの配列方向の照度リップル（照度分布のムラ）の発生があるため、照明対象物となる原稿と点光源との間に透明樹脂やガラス等からなる導光部材を配置することが多い。この導光部材は、複数の点光源から出射されて円形に拡散する照射光を原稿面に向けて原稿読取時の主走査方向に沿って導光することにより、照度リップルの発生を抑制している。これにより小さいＬＥＤ等を光源部として用いても、ある幅を持った照明対象（原稿）に強度が大きい光を照射することが可能となる。このような構成を備えたものとしては、特許文献１，２が挙げられる。
しかし、特許文献１，２等に開示された構成では、複数のＬＥＤと導光部材との位置関係にバラツキを生じると、原稿面を主走査方向に沿って均等に照明することが困難になるという課題がある。これはＬＥＤ等のように比較的光照射強度が小さい光源部を用いる場合、その光源部から照射された光をなるべく多く導光部材へ入射させ、かつ、導光部材に入射した入射光の多くを照射対象に向けて出射させ、そのうえで光照射強度のムラも抑えることが望まれる。この要望に応えるためには、光源部と導光部材との相対的な位置決めに高い精度が要求される。
そこで、特許文献３では、光源部と導光部材との相対的位置を決めるために、ＬＥＤ（基板）の位置決め部材を設け、導光部材とＬＥＤ（基板）の位置決めを行っている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献３のように位置決め部材を設けると、光源部と導光部材との相対的な位置決め精度を高められるのが、位置決め部材と言う部品が増加するため、光照射装置の小型化・薄型化を図ることが困難であった。また、ＬＥＤと導光部材の間に位置決め部材を設けると、部品の公差が積み上がり、光源部と導光部材とを相対的に高い位置決め精度で組み付けるという作業面での課題が懸念される。さらに、ＬＥＤの熱的な変動が加わると、光源部と導光部材との相対的な位置関係を確保するのが難しい。
本発明は、光源部と導光部材との相対位置を高い精度で位置決めすることが容易な光照射装置およびこれを用いた画像読取装置と画像形成装置を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明に係る光照射装置は、直線状に配列された複数の点光源と、点光源から出射された光の出射方向前方側に配置され、入射した光を特定の方向に案内して光照射面に向かって出射する透光性材料からなる導光部材とを備え、導光部材の入射面に点光源側に突出した突起部を点光源の配列方向に少なくとも２つ設け、導光部材に設けた突起部と点光源の出射面を２箇所で等しい間隔にすることにより、導光部材と点光源の間隔を位置決めしたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、導光部材の入射面に点光源側に出っ張った突起部を点光源の配列方向に少なくとも２つ設け、導光部材に設けた突起部と点光源の出射面を２箇所で等しい間隔にすることにより、導光部材と点光源の間隔を位置決めしたので、点光源部と導光部材との相対位置を、省スペースで高い精度で位置決めすることが容易に行える。これにより、光照射強度のムラが少なく、また効率も良い光照射装置と画像読取装置および読取精度の良い画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明が適用された画像形成装置の一形態を示す概略構成図。
【図２】本発明に係る画像読取装置の構成を示す側面図。
【図３】（ａ）は画像読取装置の概略正面図、（ｂ）は画像読取装置の概略斜視図。
【図４】本発明に係る光照射装置の構成を示す断面図。
【図５】本発明に係る光照射装置の斜視図。
【図６】光照射装置が備えるカバー部材の構成を示す平面図。
【図７】光照射装置が備える導光部材の構成を示す斜視図。
【図８】導光部材とＬＥＤの配置を示す拡大図。
【図９】導光部材とＬＥＤの別な配置を示す拡大図。
【図１０】入射面凸部に反射防止コート層を施した導光部材の構成を示す拡大図。
【図１１】光照射装置の組付け工程を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を説明する。各実施の形態において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すに留め、先の説明との重複説明は極力省略する。
（画像形成装置の説明）
図１は、電子写真方式の画像形成装置の１つの形態であるカラーの複写機の構成を示す図である。図１において、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および画像形成部１４を備えている。
【０００８】
自動原稿搬送装置１１は、原稿トレイ１６に載置された図示しない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によって透明部材で構成された原稿載置部としてのコンタクトガラス１５上に搬送し、画像読取装置１３による読取りが終了した原稿を搬送ベルト１８によってコンタクトガラス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に排紙するように構成されている。この自動原稿搬送装置１１は、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によって原稿をコンタクトガラス１５上に返送して未読取面の読取りを行うように構成されている。
【０００９】
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。
【００１０】
画像読取装置１３は、詳しくは後述するが、光照射装置４００を備えた第１キャリッジ３５と第２キャリッジ３６を図１中、左右方向（副走査方向）に駆動して光照射装置４００によりコンタクトガラス１５に載置された原稿の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等の撮像素子５７に取り込むように構成されている。
【００１１】
画像形成部１４は，撮像素子５７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像担持体とな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それぞれ供給して書き込み信号を可視像化させる各現像装置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中間転写体となる転写ベルト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。
（画像読取装置の説明）
図２、図３は画像読取装置１３の構成を示す図である。図２は画像読取装置１３の各部品の位置関係を示す側面図を示す。図３は第２キャリッジ３６の駆動用の駆動ワイヤ３３と各プーリの関係を説明するための模式図であり、図３（ａ）はその側面図、図３（ｂ）は駆動ワイヤ３３の連結状態を平面視した状態を示す図である。
【００１２】
図２、図３において、画像読取装置１３は本体フレーム３１、駆動軸３２、駆動ワイヤ３３、ワイヤ駆動プーリ３４、第１キャリッジ３５、第２キャリッジ３６、レンズユニット３７、張力スプリング３９、キャリッジプーリ４０、アイドラプーリ４１，４２および撮像素子５７を備えている。
【００１３】
本体フレーム３１の内部には、図示しない第１レールと第２レールが設けられている。第１レールには走行体としての第１キャリッジ３５が摺動自在に取付けられていると共に、第２レールには第２キャリッジ３６が摺動自在に取付けられている。
【００１４】
図示しないモータに連結されて駆動軸３２の両端部にはワイヤ駆動プーリ３４が取付けられている。このワイヤ駆動プーリ３４には、所定方向である図３中、左右方向に延在している駆動ワイヤ３３が巻回されている。駆動ワイヤ３３は第１キャリッジ３５の駆動用と第２キャリッジ３６の駆動用の２本が用いられるが、図３では第２キャリッジ３６の駆動用の駆動ワイヤ３３のみを図示している。
【００１５】
駆動ワイヤ３３およびアイドラプーリ４１，４２は本体フレーム３１の前後に１本ずつ設けられているが、いずれも同じ構成および機能を有するので、片側の駆動ワイヤ３３，アイドラプーリ４１，４２について説明をする。すなわち、本実施の形態では，ワイヤ３３が２本、アイドラプーリ４１，４２が本体フレーム３１の四隅に４個設けられている。また、第２キャリッジ３６にはキャリッジプーリ４０が設けられており、駆動ワイヤ３３はキャリッジプーリ４０、アイドラプーリ４１，４２を経由するように各プーリに巻き掛けられている。
（光照射装置の説明）
図４、図５に示すように、第１キャリッジ３５は、板金で平板状に形成されたベース４０７と、ベース４０７に垂下された一対の側板４０７ｂとを備えている。一対の側板４０７ｂの間には、反射部材となる第１ミラー４４ａが取付けられている。なお，図４では、紙面方向（主走査方向）に離隔して一対設けられた側板のうち、一方の側板４０７ｂのみを示している。
【００１６】
ベース４０７には、固定及びカバー機能を備えたカバー部材４０６がネジ４０８によって取付けられている。カバー部材４０６は板金からなり、ベース４０７に対する取付面を有するベース取付部４０６ａと、ベース４０７と所定の間隔ｈをなすようにベース４０７と略平行に形成された保持部４０６ｂとを有する。取付部４０６ａと保持部４０６ｂは副走査方向に段差が設けられ、その間隔ｈは導光部材４０３と平板状の回路基板（以下、「ＬＥＤ基板」という）５１を重ねた厚みよりもわずかに小さくなるように形成されている。
【００１７】
カバー部材４０６の保持部４０６ｂには、導光部材４０３が位置決めされて固定されている。導光部材４０３は、アクリル等の透過率の高い樹脂等によって形成され、主走査方向に扁平な略直方体形状を、副走査方向に折り曲げた構造をしている。本形態の場合、導光部材４０３と一体形成（型成形）された３つの位置決めピン４０４（凸部）が、カバー部材４０６の保持部４０６ｂに向かって形成されていて、カバー部材４０６の表裏方向に貫通する３つのピン穴（図６の４０４ａ，４０４ｂに相当する）に挿入されている。３つの位置決めピン４０４は、図７に示すように、導光部材４０３に形成された複数の上面凸部４０５上の３箇所（長手方向の中央および両端）に形成されている。本形態において、導光部材４０３の上面凸部４０５は主走査方向に５箇所設けられており、各上面凸部４０５の上面４０５ａで導光部材４０３とカバー部材４０６とが接触している。
【００１８】
カバー部材４０６には、図４，図５に示すように、ＬＥＤ基板５１が複数のネジ４０９によって取付けられている。ネジ４０９は、カバー部材４０６の取付部４０６ａ側（図４中、右側）に偏って配置され、ＬＥＤ基板５１の主走査方向の中心と両端部を固定している。なおＬＥＤ基板５１の背面は、電気的に接触不可な箇所（Ｖｉａ等）を除き、ベース４０７に接触している。
【００１９】
ＬＥＤ基板５１には、点光源であり発光素子としてのサイドビュータイプの発光ダイオード（以下，ＬＥＤと記す）４３が主走査方向に沿って複数個取付けられている。ＬＥＤ４３は、ＬＥＤ基板５１の駆動によって、ＬＥＤ４３の照射面（図４中，左端面）４３ａから導光部材４０３の入射面（図４中，右端面）４０３ａに向けて光を照射する。
【００２０】
このように導光部材４０３及びＬＥＤ基板５１をベース４０７とカバー部材４０６の間で挟持して固定する場合、ＬＥＤ基板５１から発生する熱によってＬＥＤ基板５１や導光部材４０３が変形する（反返って浮き上がる）ことが懸念される。熱変形が生じると、ＬＥＤ４３の照射面４３ａが導光部材４０３の入射面４０３ａから外れてしまい、主走査方向での光量ムラの原因となる。
【００２１】
そこで、導光部材４０３の入射面４０３ａ側により、ＬＥＤ基板５１のＬＥＤアレイ付近を主走査方向にわたって押えるように、図７に示すように導光部材４０３の上面凸部４０５の厚みｔがＬＥＤ４３の近傍で最も厚くなるように形成されている。また導光部材４０３とＬＥＤ基板５１を挟み込むカバー部材４０６の高さｈは、導光部材４０３とＬＥＤ基板５１を重ねた厚みよりも小さく形成されている。このため、ＬＥＤ４３の照射面４３ａが導光部材４０３の入射面４０３ａの位置ずれが生じず、主走査方向にわたって導光部材４０３の入射面４０３ａにＬＥＤ４３の出射光が入射されることになる。また、カバー部材４０６およびベース４０７は板金にて構成されているため、ＬＥＤ基板５１から発生する熱は熱伝導によって放熱される。これらの構成により、ＬＥＤ基板５１の変形を防ぐことができる。
【００２２】
図４に示すように、導光部材４０３の照射面（図４中，左端面）４０３ｂと対向する側には、リフレクタ３０１が配置されていて、導光部材４０３内の全反射を利用してＬＥＤ４３から照射された光を、コンタクトガラス１５に向けて均一に照射するように構成されているなっている。この場合、位置決めピン４０４は、図８に示すように、ＬＥＤ４３と対向しないようにＬＥＤ４３同士の間に配置している。これは、導光部材４０３に入射した光が位置決めピン４０４に吸収されるのを避けるためである。
【００２３】
ＬＥＤ４３の照射面４３ａは、図４，図９に示すように、導光部材４０３の入射面４０３ａに対向している。また、ＬＥＤ４３の照射面４３ａは、導光部材４０３の入射面４０３ａよりも小さい面積（図４中，上下幅）を有している。
【００２４】
図７に示すように、導光部材４０３の入射面４０３ａの端面４０３ｄには、ＬＥＤ４３側に出っ張った主走査方向の両端部４０３ｅ、４０３ｆの２箇所に突起部となる入射面凸部４０３ｃが形成されている。つまり、入射面４０３ａは端面４０３ｄと入射面凸部４０３ｃで構成されることになる。この入射面凸部４０３ｃとＬＥＤ４３の照射面４３ａを両端部で等間隔（図４，左右方向）にすることで、導光部材４０３とＬＥＤ４３を所望の間隔にすることができる。また、ＬＥＤ４３と導光部材４０３の位置決めを導光部材４０３の両端部４０３ｅ、４０３ｆで行うことで、主走査方向に最も間隔の離れた位置で位置決めを行うことができ、主走査方向の全域に渡って精度良く導光部材４０３とＬＥＤ４３の間隔の調整を行うことができる。このとき導光部材４０３の各入射面凸部４０３ｃとＬＥＤ４３の照射面４３ａは間隔Ｓを零となるように接触させている。これにより、ただ両者を接触させるという組付け作業により、導光部材４０３とＬＥＤ４３の間隔の調整を行うことができるので、容易に組立を行うことができる。また、入射面凸部４０３ｃの位置で導光部材４０３に入射されるＬＥＤ光量が増し、照明端部の照度が低くなりやすい位置での照度を増すことができるので、光照射強度のムラが少なく、また効率も良い光照射装置４００を実現することができる。
【００２５】
つまり、導光部材４０３とＬＥＤ４３の間隔を位置決めしたことにより、所望の位置でＬＥＤ４３の発光面４３ａと導光部材４０３の入射面４０３ａの高精度な位置決めを省スペースで達成することができるため、光照射強度のムラが少なく，また効率も良い光照射装置を実現することができる。また、導光部材４０３の入射面凸部４０３ｃをＬＥＤ４３の配列方向である主走査方向に平行な導光部材４０３の両端部４０３ｅ、４０３ｆに設けたので、所望の位置で、部品の許容公差が最も大きい条件でＬＥＤ４３の発光面４３ａと導光部材４０３の入射面４０３ａの高精度な位置決めを省スペースで達成することができ、光照射強度のムラが少なく、また効率も良い光照射装置４００を実現することができる。
【００２６】
図９は、導光部材４０３の入射面凸部４０３ｃとＬＥＤ４３の近傍の拡大図を示す。導光部材４０３の入射面凸部４０３ｃはＬＥＤ基板５１の最端部５１ａに実装された１つのＬＥＤ４３だけに接触する幅Ｌを有している。この幅Ｌは主走査方向に対する幅である。この時、導光部材４０３の入射面凸部４０３ｃは、ＬＥＤ４３の中心部Ｏを避けて配置している。すなわち、入射面凸部４０３ｃの端部とＬＥＤ４３の中心部Ｏとは主走査方向にずれて配置されている。
【００２７】
これにより、１つのＬＥＤ４３に対して１つの入射面凸部４０３ｃを対向させたことにより、入射面凸部４０３ｃに接触させるＬＥＤ４３を最小限の個数に抑えることができ、入射面凸部４０３ｃによる照明対照位置での照度分布への影響を最小限に抑えることができ、光照射強度のムラが少なく，また効率も良い光照射装置４００を実現することができる。
【００２８】
また、ＬＥＤ４３から最も強い強度の光線が出射される中心部Ｏを避けて導光部材４０３の入射面凸部４０３ｃを設置することができる。これにより最終的な原稿面上での照度分布に導光部材４０３の入射面凸部４０３ｃが望まない影響を及ぼすことを防ぐことができる。このため、入射面凸部４０３ｃによる照明対照位置での照度分布への影響を最小限に抑えることができ、光照射強度のムラが少なく、また効率も良い光照射装置を実現することができる。
【００２９】
図１０に示すように、導光部材４０３の入射面凸部４０３ｃに反射防止手段として例えば反射防止コート層４１０を設けると、入射面凸部４０３ｃの影響をより低減することができるので、ＬＥＤ４３と導光部材４０３の配置に自由度を与えることができ、両者の設置精度に幅を持たせることができ、組付け作業性が良くなる。つまり、反射防止コート層４１０を設けることにより、入射面凸部４０３ｃでの導光部材４０３に入射されるＬＥＤ光量が増し、照明端部の照度が低くなりやすい位置での照度を増すことができるので、光照射強度のムラが少なく、また効率も良い光照射装置４００を実現することができる。
【００３０】
図１０に示すように、入射面凸部４０３ｃの厚みｔ１（図中，上下方向）は、ＬＥＤ４３の実装公差や導光部材４０３の部品公差等を積上げた値よりも大きく設定する。一般にサイドタイプのＬＥＤの場合、構造上の制約から、実装用のパッドのサイズが小さくなり、実装強度が弱くなる傾向にある。しかし、導光部材４０３の入射面凸部４０３ｃの厚みを上記のように設定することで、導光部材４０３の入射面４０３ａのうち，入射面凸部４０３ｃに対して凹部となる端面４０３ｄとＬＥＤ４３が接触することを防ぐことができる。つまり，導光部材４０３とＬＥＤ４３の接触を防止することができ、落下等の衝撃に強い光照射装置４００を実現できる。
【００３１】
ここで，光照射装置８００の組立手順を説明する。
【００３２】
図１１（ａ）に示すように、カバー部材４０６を単体で図示しない治具に設置する。この時のカバー部材４０６は、図４，図５とは上下方向が反対になった状態となる。
【００３３】
図１１（ｂ）に示すようにカバー部材４０６に導光部材４０３を取付ける。この時、前述のように、導光部材４０３に形成された位置決めピン４０４をカバー部材４０６に形成された穴４０４ａ及び４０４ｂに落とし込んで挿入する。穴４０４ａは丸穴であるのに対し、両端部に形成された穴４０４ｂは図６に示すように、主走査方向に長軸を持つ長穴となっている。これにより，ＬＥＤ基板５１の発熱により，導光部材４０３が熱膨張した場合でも，変形の大きな主走査方向の変形を吸収することができる。これにより、ＬＥＤ基板５１から過度な発熱のある場合でも導光部材４０３は位置決めされた状態を維持することができる。
【００３４】
図１１（ｃ）に示すように、この導光部材４０３の上にＬＥＤ基板５１、ＬＥＤ４３が下側を向いた方向で乗せる。ＬＥＤ基板５１は治具の図示しない位置決めピンによってラフに位置決めされた場所に設置する。カバー部材４０６には、図６にも示すように、その両端に実装されたＬＥＤ４３の延長線上に矩形の切り欠き４０６ｃが形成されている。この切り欠き４０６ａからカメラ等を用いて、ＬＥＤ４３と導光部材４０３の入射面に形成された入射面凸部４０３ｃの間隔をモニタリングすることができる。またＬＥＤ基板５１をラフに位置決めした治具の位置決めピンは、副走査方向に摺動可能になっている。ＬＥＤ４３の出射面４３ａと導光部材４０３の入射面４０３ｃの間隔をモニタリングしながら治具の位置決めピンを副走査方向に摺動させることで、ＬＥＤ基板５１の位置調整を行うことができる。
【００３５】
図１１（ｄ）に示すように、この状態を維持したまま３個のネジ４０９でカバー部材４０６とＬＥＤ基板５１とを締結し、光照射装置４００の組立が終了する。
【００３６】
このように、導光部材４０３に入射面凸部４０３ｃを設けることで，調整の基準となり最近接するＬＥＤ４３の位置を所望の位置に設定することができる。これにより、その位置のみをカメラや作業者によってモニタリングすることで、導光部材４０３とＬＥＤ４３の位置関係を決めることができる。また、従来のようにＬＥＤ基板の一部を位置決め基準とした場合に比べて、照度の分布に直接影響を及ぼすＬＥＤ４３の位置を基準として、導光部材４０３ＬＥＤ４３の位置関係決めることで、部品公差の積み上がりが最小となる。これにより、ＬＥＤ４３の出射面４３ａと導光部材４０３の入射面４０３ａを近づけることができ、高効率で且つ照度ムラの少ない光照射装置４００、及びこれを備えた画像読取装置１３と画像形成装置１０を提供することができる。
【００３７】
以上手順でＬＥＤ４３と導光部材４０３とは、副走査方向において所定の間隙をもって配置されている。導光部材４０３の入射面４０３ａの面積（図４中，上下幅）がＬＥＤ４３の出射面４３ａよりも大きいので、ＬＥＤ４３から広角に照射される光を確実に入射する。また、導光部材４０３の形状が全反射に適した（導光する方向に十分な長さを有する）略直方体であるため、導光部材４０３に入射した光が内部で全反射しながら進行する間に適正な照度分布の光となる。
【００３８】
なお、導光部材４０３と対向するカバー部材４０６下面およびＬＥＤ基板５１の上面は、導光部材４０３の全反射を阻害しない程度に粗く加工されている。すなわち，図４に示すように、導光部材４０３と他の部材との間に隙間を設けることにより，導光部材４０３の導光する光が導光部材４０３と接する他の部材に吸収されないようにしている。ＬＥＤ４３の照射光は導光部材４０３の入射面４０３ａから入射し、導光部材４０３の上下面，側面で反射（全反射）しながら導光部材４０３内を進み、導光部材４０３の照射面４０３ｂからリフレクタ３０１およびコンタクトガラス１５に向けて射出される。
【００３９】
図４に示すように、反射部材としてのリフレクタ３０１は第１キャリッジ３５に設けられている。リフレクタ３０１は，導光部材４０３の照射面４０３ｂと対向している。リフレクタ３０１の上部には、導光部材４０３から照射された光をコンタクトガラス１５に導くことができるように、副走査方向、すなわち、第１キャリッジ３５の走行方向リターン側に折り曲げられた折り曲げ部３０１ａが形成されている。リフレクタ３０１は、導光部材４０３からの射出光を折り曲げ部３０１ａで反射する。この反射により、例えば，切り貼り原稿を読取った際に、原稿Ｐの凹凸によって発生する影を無くすることができる。
【００４０】
ＬＥＤ４３の照射光は、導光部材４０３を透してリフレクタ３０１によって反射されて、コンタクトガラス１５の照射領域Ｅの範囲に照射されるようになっている。照射領域Ｅは，原稿Ｐの副走査方向に延在する領域である。照射領域Ｅにおいて、コンタクトガラス１５上に存在する被照射体としての原稿Ｐの画像が読取られる。また、導光部材４０３はＬＥＤ４３とコンタクトガラス１５の間に位置するように配置されており、ＬＥＤ４３はＬＥＤ基板５１の上面に設置されている。
【００４１】
このため、カバー部材４０６によってコンタクトガラス１５に対する照射領域Ｅ（図４中、点線で示す）に対して副走行方向右側、すなわち，第１キャリッジ３５が原稿の副走査側に走行する方向に光が漏出するのを防止することができ、照射領域Ｅの範囲内に光を照射することができる。
【００４２】
また、カバー部材４０６は、例えば黒色のカーボンを含むポリエステルフィルムやＰＥＴ材質等のように光密度が高くて光を透過し難い光遮蔽部材から構成されている。よって、カバー部材４０６によって光を確実に遮蔽することができる。一方、ベース４０７には開口部３０４が形成されており、導光部材４０３から原稿Ｐに照射され、原稿Ｐから反射される光が開口部３０４を通して第１ミラー４４ａに入射されるように構成されている。
【００４３】
キャリッジの駆動について説明する。
【００４４】
第１キャリッジ３５はワイヤ駆動プーリ３４と第２キャリッジ３６の間に配置され，第１キャリッジ３５が駆動ワイヤ３３に引かれて所定の速度Ｖで走行すると、光照射装置４００を構成するカバー部材４０６、受け台４０５、導光部材４０３、ＬＥＤ基板５１等がコンタクトガラス１５に載置された原稿Ｐを照射する。
【００４５】
導光部材４０３から原稿に照射されたときに原稿の反射光は、第１ミラー４４ａによって第２キャリッジ３６に向けて折り返されるようになっており、この反射光は第２キャリッジ３６に搭載された第２ミラー４４ｂおよび第３ミラー４４ｃによってさらに折り返された後、レンズユニット３７に入射される。
【００４６】
そして、この反射光はレンズユニット３７に含まれる結像レンズによって焦点面に置かれたＣＣＤ等の撮像素子５７に集光結像される。これにより、撮像素子５７はＬＥＤ４３に沿った原稿上のラインを主走査する。
【００４７】
また、第２キャリッジ３６は、第２ミラー４４ｂおよび第３ミラー４４ｃによる光の折り返しに伴う光路の重複分を相殺するため、第１キャリッジ３５の半分の速度，すなわちＶ／２の速度で第１キャリッジ３５と同方向に走行するようになっており、第２キャリッジ３６は第１キャリッジ３５の走行距離Ｌの半分の走行距離（Ｌ／２）で走行する。この走行速度の関係により、第１キャリッジ３５および第２キャリッジ３６の走行があっても、原稿面からレンズユニット３７までの光の光路長が変化しないようになっている。
【００４８】
一方、駆動ワイヤ３３は、ワイヤ駆動プーリ３４に巻き付けられて左方向および右方向に延びる２つの系統がある。左方向に延びる駆動ワイヤの部分３３ａは，軸が本体フレーム３１に固定されたアイドラプーリ４１によって折り返されて部分３３ｂとなり、外側キャリッジプーリ４０ｂに至り，再びここで折り返されて部分３３ｃとなって端部がアイドラプーリ４１に固定される。
【００４９】
右向に延びる駆動ワイヤ３３の部分３３ｄは、本体フレーム３１に固定されたアイドラプーリ４２によって折り返されて部分３３ｅとなって内側キャリッジプーリ４０ａに至り、再びここで折り返されて部分３３ｆとなってばね部材としての張力スプリング３９を介してアイドラプーリ４２に固定される。
【００５０】
図２中、左側には図示しないホームポジションセンサが設けられており、第１キャリッジ３５が図２中、左側に走行してホームポジションセンサを通過して駆動軸３２を駆動するモータが所定パルスだけ駆動されると、モータを停止させるようになっている。
【００５１】
このとき、駆動軸３２を介してワイヤ駆動プーリ３４を停止させる。この位置が第１キャリッジ３５のホームポジション位置となり、原稿の読取りが終了したときには第１キャリッジ３５は常にホームポジション位置に走行してこの位置から再び走行が開始されることになる。
【００５２】
本実施の形態の第１キャリッジ３５および第２キャリッジ３６は、ＬＥＤ４３から導光部材４０３を透して原稿Ｐに光を照射して原稿を走査する場合に、図１中、右側の走査方向に走行し、ホームポジション位置に復帰する場合には、図１中、左側のリターン方向に走行する。そしてリターン方向に走行する場合には、原稿Ｐの読取速度の影響を受けないので、原稿Ｐの生産性を上げるために、高速度で走行する。
【００５３】
このような構成の画素読取装置１３を備えた複写機１０にあっては、第１キャリッジ３５および第２キャリッジ３６を副走査方向に走行させることにより、ＬＥＤ４３から導光部材４０３を透して原稿Ｐに光を照射する。このとき、導光部材４０３から照射された光の一部がリフレクタ３０１によって原稿Ｐに反射される。この結果、照射領域Ｅで示す範囲で原稿Ｐに光が照射される。
【００５４】
原稿Ｐからの反射光は第１ミラー４４ａ、第２ミラー４４ｂおよび第３ミラー４４ｃの順に折り返された後、レンズユニット３７に入射され，レンズユニット３７の結像レンズによって焦点面に置かれた撮像素子５７に集光結像される。これにより，撮像素子５７はＬＥＤ４３および導光部材４０３に沿った原稿上のラインを主走査方向および副走査方向に走査する。
【００５５】
本発明に係る複写機１０によれば、導光部材４０３の入射面凸部４０３ｃを設けてＬＥＤ４３の入射面４３ａとの位置決めを行っていることにより、両者の間隔を高精度に、部品の公差の積み上がりを最小限に抑えて位置決めすることができる。つまり，導光部材４０３の入射面４０３ａとＬＥＤの出射面４３ａを近づけることができる。これにより、ＬＥＤ４３の照射光を導光部材４０３から照射領域Ｅに効率よく導くことができる。そして、照射領域Ｅに対して読取りに必要な光量を安定して供給することができる。これにより、高精度な画像読取りが可能となる。
【００５６】
なお、ＬＥＤ基板５１に位置決め基準の穴等を設けて導光部材４０３との位置決めを行なうことも考えられるが、この場合、導光部材４０３の入射面４０３ａとＬＥＤ４３の出射面４３ａとの間の部品公差の積み上がりが大きくなり、両者の間隔を近づけることができず、結果として光量が確保出来ないので、好ましいとは言えない。
【００５７】
上記形態においては、導光部材４０３の入射面４０３ａとＬＥＤ４３の出射面４３ａの間隔を零としたが、これに限らず、非接触としても良い。その場合、治具を用いて導光部材４０３の入射面４０３ａとＬＥＤ４３の出射面４３ａを接触させた後、ＬＥＤ基板５１を保持している治具のピンをＬＥＤ４３から離れる方向に移動することで、この構成を実現することができる。これにより、ＬＥＤ４３が他の部品に接触していない状態で固定されるため、ＬＥＤ４３に衝撃が伝わり難くなり、さらに衝撃等に強い光照射装置を提供することができる。そしてひいては高品質な画像読取装置１３が実現することができる。
【００５８】
画像読取装置としては、上述の差動式の画像読取装置１３に限らず，ＣＩＳやＣＣＤとレンズとミラー等の画像読取り光学系が一体となって走査する一体型の画像読取装置であってもよい。この場合にも同様の効果が得られ，高品質な画像読取りが実現可能となる。
【符号の説明】
【００５９】
１０ 画像形成装置
１３ 画像読取装置
４３ 複数の点光源
４３ａ 導光部材の入射面
４３ｂ 点光源の出射面
４０３ 導光部材
４０３ｃ 導光部材の突起部
４０３ｅ、４０３ｆ 導光部材の両端部
４００ 光照射装置
４１０ 反射防止手段
Ｏ 点光源の出射面の中心部
Ｐ 原稿
Ｓ 間隔
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６０】
【特許文献１】特許第３１８７２８０号公報
【特許文献２】特許第３６５９７７０号公報
【特許文献３】特許４６２５２７９号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ装置、イメージスキャナ等に使用される光照射装置と、この光照射装置を備えた画像読取装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機などの画像形成装置に用いられる画像読取装置には、原稿を照明する光源部として複数のＬＥＤ（点光源）を直線状に配列した光照射装置が用いられたものがある。このような複数のＬＥＤを光源部とした場合、照明対象物（原稿）におけるＬＥＤの配列方向の照度リップル（照度分布のムラ）の発生があるため、照明対象物となる原稿と点光源との間に透明樹脂やガラス等からなる導光部材を配置することが多い。この導光部材は、複数の点光源から出射されて円形に拡散する照射光を原稿面に向けて原稿読取時の主走査方向に沿って導光することにより、照度リップルの発生を抑制している。これにより小さいＬＥＤ等を光源部として用いても、ある幅を持った照明対象（原稿）に強度が大きい光を照射することが可能となる。このような構成を備えたものとしては、特許文献１，２が挙げられる。
しかし、特許文献１，２等に開示された構成では、複数のＬＥＤと導光部材との位置関係にバラツキを生じると、原稿面を主走査方向に沿って均等に照明することが困難になるという課題がある。これはＬＥＤ等のように比較的光照射強度が小さい光源部を用いる場合、その光源部から照射された光をなるべく多く導光部材へ入射させ、かつ、導光部材に入射した入射光の多くを照射対象に向けて出射させ、そのうえで光照射強度のムラも抑えることが望まれる。この要望に応えるためには、光源部と導光部材との相対的な位置決めに高い精度が要求される。
そこで、特許文献３では、光源部と導光部材との相対的位置を決めるために、ＬＥＤ（基板）の位置決め部材を設け、導光部材とＬＥＤ（基板）の位置決めを行っている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献３のように位置決め部材を設けると、光源部と導光部材との相対的な位置決め精度を高められるのが、位置決め部材と言う部品が増加するため、光照射装置の小型化・薄型化を図ることが困難であった。また、ＬＥＤと導光部材の間に位置決め部材を設けると、部品の公差が積み上がり、光源部と導光部材とを相対的に高い位置決め精度で組み付けるという作業面での課題が懸念される。さらに、ＬＥＤの熱的な変動が加わると、光源部と導光部材との相対的な位置関係を確保するのが難しい。
本発明は、光源部と導光部材との相対位置を高い精度で位置決めすることが容易な光照射装置およびこれを用いた画像読取装置と画像形成装置を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明に係る光照射装置は、直線状に配列された複数の点光源と、点光源から出射された光の出射方向前方側に配置され、入射した光を特定の方向に案内して光照射面に向かって出射する透光性材料からなる導光部材とを備え、導光部材の入射面に点光源側に突出した突起部を点光源の配列方向に少なくとも２つ設け、導光部材に設けた突起部と点光源の出射面を２箇所で等しい間隔にすることにより、導光部材と点光源の間隔を位置決めしたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、導光部材の入射面に点光源側に出っ張った突起部を点光源の配列方向に少なくとも２つ設け、導光部材に設けた突起部と点光源の出射面を２箇所で等しい間隔にすることにより、導光部材と点光源の間隔を位置決めしたので、点光源部と導光部材との相対位置を、省スペースで高い精度で位置決めすることが容易に行える。これにより、光照射強度のムラが少なく、また効率も良い光照射装置と画像読取装置および読取精度の良い画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明が適用された画像形成装置の一形態を示す概略構成図。
【図２】本発明に係る画像読取装置の構成を示す側面図。
【図３】（ａ）は画像読取装置の概略正面図、（ｂ）は画像読取装置の概略斜視図。
【図４】本発明に係る光照射装置の構成を示す断面図。
【図５】本発明に係る光照射装置の斜視図。
【図６】光照射装置が備えるカバー部材の構成を示す平面図。
【図７】光照射装置が備える導光部材の構成を示す斜視図。
【図８】導光部材とＬＥＤの配置を示す拡大図。
【図９】導光部材とＬＥＤの別な配置を示す拡大図。
【図１０】入射面凸部に反射防止コート層を施した導光部材の構成を示す拡大図。
【図１１】光照射装置の組付け工程を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を説明する。各実施の形態において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すに留め、先の説明との重複説明は極力省略する。
（画像形成装置の説明）
図１は、電子写真方式の画像形成装置の１つの形態であるカラーの複写機の構成を示す図である。図１において、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および画像形成部１４を備えている。
【０００８】
自動原稿搬送装置１１は、原稿トレイ１６に載置された図示しない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によって透明部材で構成された原稿載置部としてのコンタクトガラス１５上に搬送し、画像読取装置１３による読取りが終了した原稿を搬送ベルト１８によってコンタクトガラス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に排紙するように構成されている。この自動原稿搬送装置１１は、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によって原稿をコンタクトガラス１５上に返送して未読取面の読取りを行うように構成されている。
【０００９】
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。
【００１０】
画像読取装置１３は、詳しくは後述するが、光照射装置４００を備えた第１キャリッジ３５と第２キャリッジ３６を図１中、左右方向（副走査方向）に駆動して光照射装置４００によりコンタクトガラス１５に載置された原稿の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等の撮像素子５７に取り込むように構成されている。
【００１１】
画像形成部１４は，撮像素子５７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像担持体とな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それぞれ供給して書き込み信号を可視像化させる各現像装置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中間転写体となる転写ベルト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。
（画像読取装置の説明）
図２、図３は画像読取装置１３の構成を示す図である。図２は画像読取装置１３の各部品の位置関係を示す側面図を示す。図３は第２キャリッジ３６の駆動用の駆動ワイヤ３３と各プーリの関係を説明するための模式図であり、図３（ａ）はその側面図、図３（ｂ）は駆動ワイヤ３３の連結状態を平面視した状態を示す図である。
【００１２】
図２、図３において、画像読取装置１３は本体フレーム３１、駆動軸３２、駆動ワイヤ３３、ワイヤ駆動プーリ３４、第１キャリッジ３５、第２キャリッジ３６、レンズユニット３７、張力スプリング３９、キャリッジプーリ４０、アイドラプーリ４１，４２および撮像素子５７を備えている。
【００１３】
本体フレーム３１の内部には、図示しない第１レールと第２レールが設けられている。第１レールには走行体としての第１キャリッジ３５が摺動自在に取付けられていると共に、第２レールには第２キャリッジ３６が摺動自在に取付けられている。
【００１４】
図示しないモータに連結されて駆動軸３２の両端部にはワイヤ駆動プーリ３４が取付けられている。このワイヤ駆動プーリ３４には、所定方向である図３中、左右方向に延在している駆動ワイヤ３３が巻回されている。駆動ワイヤ３３は第１キャリッジ３５の駆動用と第２キャリッジ３６の駆動用の２本が用いられるが、図３では第２キャリッジ３６の駆動用の駆動ワイヤ３３のみを図示している。
【００１５】
駆動ワイヤ３３およびアイドラプーリ４１，４２は本体フレーム３１の前後に１本ずつ設けられているが、いずれも同じ構成および機能を有するので、片側の駆動ワイヤ３３，アイドラプーリ４１，４２について説明をする。すなわち、本実施の形態では，ワイヤ３３が２本、アイドラプーリ４１，４２が本体フレーム３１の四隅に４個設けられている。また、第２キャリッジ３６にはキャリッジプーリ４０が設けられており、駆動ワイヤ３３はキャリッジプーリ４０、アイドラプーリ４１，４２を経由するように各プーリに巻き掛けられている。
（光照射装置の説明）
図４、図５に示すように、第１キャリッジ３５は、板金で平板状に形成されたベース４０７と、ベース４０７に垂下された一対の側板４０７ｂとを備えている。一対の側板４０７ｂの間には、反射部材となる第１ミラー４４ａが取付けられている。なお，図４では、紙面方向（主走査方向）に離隔して一対設けられた側板のうち、一方の側板４０７ｂのみを示している。
【００１６】
ベース４０７には、固定及びカバー機能を備えたカバー部材４０６がネジ４０８によって取付けられている。カバー部材４０６は板金からなり、ベース４０７に対する取付面を有するベース取付部４０６ａと、ベース４０７と所定の間隔ｈをなすようにベース４０７と略平行に形成された保持部４０６ｂとを有する。取付部４０６ａと保持部４０６ｂは副走査方向に段差が設けられ、その間隔ｈは導光部材４０３と平板状の回路基板（以下、「ＬＥＤ基板」という）５１を重ねた厚みよりもわずかに小さくなるように形成されている。
【００１７】
カバー部材４０６の保持部４０６ｂには、導光部材４０３が位置決めされて固定されている。導光部材４０３は、アクリル等の透過率の高い樹脂等によって形成され、主走査方向に扁平な略直方体形状を、副走査方向に折り曲げた構造をしている。本形態の場合、導光部材４０３と一体形成（型成形）された３つの位置決めピン４０４（凸部）が、カバー部材４０６の保持部４０６ｂに向かって形成されていて、カバー部材４０６の表裏方向に貫通する３つのピン穴（図６の４０４ａ，４０４ｂに相当する）に挿入されている。３つの位置決めピン４０４は、図７に示すように、導光部材４０３に形成された複数の上面凸部４０５上の３箇所（長手方向の中央および両端）に形成されている。本形態において、導光部材４０３の上面凸部４０５は主走査方向に５箇所設けられており、各上面凸部４０５の上面４０５ａで導光部材４０３とカバー部材４０６とが接触している。
【００１８】
カバー部材４０６には、図４，図５に示すように、ＬＥＤ基板５１が複数のネジ４０９によって取付けられている。ネジ４０９は、カバー部材４０６の取付部４０６ａ側（図４中、右側）に偏って配置され、ＬＥＤ基板５１の主走査方向の中心と両端部を固定している。なおＬＥＤ基板５１の背面は、電気的に接触不可な箇所（Ｖｉａ等）を除き、ベース４０７に接触している。
【００１９】
ＬＥＤ基板５１には、点光源であり発光素子としてのサイドビュータイプの発光ダイオード（以下，ＬＥＤと記す）４３が主走査方向に沿って複数個取付けられている。ＬＥＤ４３は、ＬＥＤ基板５１の駆動によって、ＬＥＤ４３の照射面（図４中，左端面）４３ａから導光部材４０３の入射面（図４中，右端面）４０３ａに向けて光を照射する。
【００２０】
このように導光部材４０３及びＬＥＤ基板５１をベース４０７とカバー部材４０６の間で挟持して固定する場合、ＬＥＤ基板５１から発生する熱によってＬＥＤ基板５１や導光部材４０３が変形する（反返って浮き上がる）ことが懸念される。熱変形が生じると、ＬＥＤ４３の照射面４３ａが導光部材４０３の入射面４０３ａから外れてしまい、主走査方向での光量ムラの原因となる。
【００２１】
そこで、導光部材４０３の入射面４０３ａ側により、ＬＥＤ基板５１のＬＥＤアレイ付近を主走査方向にわたって押えるように、図７に示すように導光部材４０３の上面凸部４０５の厚みｔがＬＥＤ４３の近傍で最も厚くなるように形成されている。また導光部材４０３とＬＥＤ基板５１を挟み込むカバー部材４０６の高さｈは、導光部材４０３とＬＥＤ基板５１を重ねた厚みよりも小さく形成されている。このため、ＬＥＤ４３の照射面４３ａが導光部材４０３の入射面４０３ａの位置ずれが生じず、主走査方向にわたって導光部材４０３の入射面４０３ａにＬＥＤ４３の出射光が入射されることになる。また、カバー部材４０６およびベース４０７は板金にて構成されているため、ＬＥＤ基板５１から発生する熱は熱伝導によって放熱される。これらの構成により、ＬＥＤ基板５１の変形を防ぐことができる。
【００２２】
図４に示すように、導光部材４０３の照射面（図４中，左端面）４０３ｂと対向する側には、リフレクタ３０１が配置されていて、導光部材４０３内の全反射を利用してＬＥＤ４３から照射された光を、コンタクトガラス１５に向けて均一に照射するように構成されているなっている。この場合、位置決めピン４０４は、図８に示すように、ＬＥＤ４３と対向しないようにＬＥＤ４３同士の間に配置している。これは、導光部材４０３に入射した光が位置決めピン４０４に吸収されるのを避けるためである。
【００２３】
ＬＥＤ４３の照射面４３ａは、図４，図９に示すように、導光部材４０３の入射面４０３ａに対向している。また、ＬＥＤ４３の照射面４３ａは、導光部材４０３の入射面４０３ａよりも小さい面積（図４中，上下幅）を有している。
【００２４】
図７に示すように、導光部材４０３の入射面４０３ａの端面４０３ｄには、ＬＥＤ４３側に出っ張った主走査方向の両端部４０３ｅ、４０３ｆの２箇所に突起部となる入射面凸部４０３ｃが形成されている。つまり、入射面４０３ａは端面４０３ｄと入射面凸部４０３ｃで構成されることになる。この入射面凸部４０３ｃとＬＥＤ４３の照射面４３ａを両端部で等間隔（図４，左右方向）にすることで、導光部材４０３とＬＥＤ４３を所望の間隔にすることができる。また、ＬＥＤ４３と導光部材４０３の位置決めを導光部材４０３の両端部４０３ｅ、４０３ｆで行うことで、主走査方向に最も間隔の離れた位置で位置決めを行うことができ、主走査方向の全域に渡って精度良く導光部材４０３とＬＥＤ４３の間隔の調整を行うことができる。このとき導光部材４０３の各入射面凸部４０３ｃとＬＥＤ４３の照射面４３ａは間隔Ｓを零となるように接触させている。これにより、ただ両者を接触させるという組付け作業により、導光部材４０３とＬＥＤ４３の間隔の調整を行うことができるので、容易に組立を行うことができる。また、入射面凸部４０３ｃの位置で導光部材４０３に入射されるＬＥＤ光量が増し、照明端部の照度が低くなりやすい位置での照度を増すことができるので、光照射強度のムラが少なく、また効率も良い光照射装置４００を実現することができる。
【００２５】
つまり、導光部材４０３とＬＥＤ４３の間隔を位置決めしたことにより、所望の位置でＬＥＤ４３の発光面４３ａと導光部材４０３の入射面４０３ａの高精度な位置決めを省スペースで達成することができるため、光照射強度のムラが少なく，また効率も良い光照射装置を実現することができる。また、導光部材４０３の入射面凸部４０３ｃをＬＥＤ４３の配列方向である主走査方向に平行な導光部材４０３の両端部４０３ｅ、４０３ｆに設けたので、所望の位置で、部品の許容公差が最も大きい条件でＬＥＤ４３の発光面４３ａと導光部材４０３の入射面４０３ａの高精度な位置決めを省スペースで達成することができ、光照射強度のムラが少なく、また効率も良い光照射装置４００を実現することができる。
【００２６】
図９は、導光部材４０３の入射面凸部４０３ｃとＬＥＤ４３の近傍の拡大図を示す。導光部材４０３の入射面凸部４０３ｃはＬＥＤ基板５１の最端部５１ａに実装された１つのＬＥＤ４３だけに接触する幅Ｌを有している。この幅Ｌは主走査方向に対する幅である。この時、導光部材４０３の入射面凸部４０３ｃは、ＬＥＤ４３の中心部Ｏを避けて配置している。すなわち、入射面凸部４０３ｃの端部とＬＥＤ４３の中心部Ｏとは主走査方向にずれて配置されている。
【００２７】
これにより、１つのＬＥＤ４３に対して１つの入射面凸部４０３ｃを対向させたことにより、入射面凸部４０３ｃに接触させるＬＥＤ４３を最小限の個数に抑えることができ、入射面凸部４０３ｃによる照明対照位置での照度分布への影響を最小限に抑えることができ、光照射強度のムラが少なく，また効率も良い光照射装置４００を実現することができる。
【００２８】
また、ＬＥＤ４３から最も強い強度の光線が出射される中心部Ｏを避けて導光部材４０３の入射面凸部４０３ｃを設置することができる。これにより最終的な原稿面上での照度分布に導光部材４０３の入射面凸部４０３ｃが望まない影響を及ぼすことを防ぐことができる。このため、入射面凸部４０３ｃによる照明対照位置での照度分布への影響を最小限に抑えることができ、光照射強度のムラが少なく、また効率も良い光照射装置を実現することができる。
【００２９】
図１０に示すように、導光部材４０３の入射面凸部４０３ｃに反射防止手段として例えば反射防止コート層４１０を設けると、入射面凸部４０３ｃの影響をより低減することができるので、ＬＥＤ４３と導光部材４０３の配置に自由度を与えることができ、両者の設置精度に幅を持たせることができ、組付け作業性が良くなる。つまり、反射防止コート層４１０を設けることにより、入射面凸部４０３ｃでの導光部材４０３に入射されるＬＥＤ光量が増し、照明端部の照度が低くなりやすい位置での照度を増すことができるので、光照射強度のムラが少なく、また効率も良い光照射装置４００を実現することができる。
【００３０】
図１０に示すように、入射面凸部４０３ｃの厚みｔ１（図中，上下方向）は、ＬＥＤ４３の実装公差や導光部材４０３の部品公差等を積上げた値よりも大きく設定する。一般にサイドタイプのＬＥＤの場合、構造上の制約から、実装用のパッドのサイズが小さくなり、実装強度が弱くなる傾向にある。しかし、導光部材４０３の入射面凸部４０３ｃの厚みを上記のように設定することで、導光部材４０３の入射面４０３ａのうち，入射面凸部４０３ｃに対して凹部となる端面４０３ｄとＬＥＤ４３が接触することを防ぐことができる。つまり，導光部材４０３とＬＥＤ４３の接触を防止することができ、落下等の衝撃に強い光照射装置４００を実現できる。
【００３１】
ここで，光照射装置８００の組立手順を説明する。
【００３２】
図１１（ａ）に示すように、カバー部材４０６を単体で図示しない治具に設置する。この時のカバー部材４０６は、図４，図５とは上下方向が反対になった状態となる。
【００３３】
図１１（ｂ）に示すようにカバー部材４０６に導光部材４０３を取付ける。この時、前述のように、導光部材４０３に形成された位置決めピン４０４をカバー部材４０６に形成された穴４０４ａ及び４０４ｂに落とし込んで挿入する。穴４０４ａは丸穴であるのに対し、両端部に形成された穴４０４ｂは図６に示すように、主走査方向に長軸を持つ長穴となっている。これにより，ＬＥＤ基板５１の発熱により，導光部材４０３が熱膨張した場合でも，変形の大きな主走査方向の変形を吸収することができる。これにより、ＬＥＤ基板５１から過度な発熱のある場合でも導光部材４０３は位置決めされた状態を維持することができる。
【００３４】
図１１（ｃ）に示すように、この導光部材４０３の上にＬＥＤ基板５１、ＬＥＤ４３が下側を向いた方向で乗せる。ＬＥＤ基板５１は治具の図示しない位置決めピンによってラフに位置決めされた場所に設置する。カバー部材４０６には、図６にも示すように、その両端に実装されたＬＥＤ４３の延長線上に矩形の切り欠き４０６ｃが形成されている。この切り欠き４０６ａからカメラ等を用いて、ＬＥＤ４３と導光部材４０３の入射面に形成された入射面凸部４０３ｃの間隔をモニタリングすることができる。またＬＥＤ基板５１をラフに位置決めした治具の位置決めピンは、副走査方向に摺動可能になっている。ＬＥＤ４３の出射面４３ａと導光部材４０３の入射面４０３ｃの間隔をモニタリングしながら治具の位置決めピンを副走査方向に摺動させることで、ＬＥＤ基板５１の位置調整を行うことができる。
【００３５】
図１１（ｄ）に示すように、この状態を維持したまま３個のネジ４０９でカバー部材４０６とＬＥＤ基板５１とを締結し、光照射装置４００の組立が終了する。
【００３６】
このように、導光部材４０３に入射面凸部４０３ｃを設けることで，調整の基準となり最近接するＬＥＤ４３の位置を所望の位置に設定することができる。これにより、その位置のみをカメラや作業者によってモニタリングすることで、導光部材４０３とＬＥＤ４３の位置関係を決めることができる。また、従来のようにＬＥＤ基板の一部を位置決め基準とした場合に比べて、照度の分布に直接影響を及ぼすＬＥＤ４３の位置を基準として、導光部材４０３ＬＥＤ４３の位置関係決めることで、部品公差の積み上がりが最小となる。これにより、ＬＥＤ４３の出射面４３ａと導光部材４０３の入射面４０３ａを近づけることができ、高効率で且つ照度ムラの少ない光照射装置４００、及びこれを備えた画像読取装置１３と画像形成装置１０を提供することができる。
【００３７】
以上手順でＬＥＤ４３と導光部材４０３とは、副走査方向において所定の間隙をもって配置されている。導光部材４０３の入射面４０３ａの面積（図４中，上下幅）がＬＥＤ４３の出射面４３ａよりも大きいので、ＬＥＤ４３から広角に照射される光を確実に入射する。また、導光部材４０３の形状が全反射に適した（導光する方向に十分な長さを有する）略直方体であるため、導光部材４０３に入射した光が内部で全反射しながら進行する間に適正な照度分布の光となる。
【００３８】
なお、導光部材４０３と対向するカバー部材４０６下面およびＬＥＤ基板５１の上面は、導光部材４０３の全反射を阻害しない程度に粗く加工されている。すなわち，図４に示すように、導光部材４０３と他の部材との間に隙間を設けることにより，導光部材４０３の導光する光が導光部材４０３と接する他の部材に吸収されないようにしている。ＬＥＤ４３の照射光は導光部材４０３の入射面４０３ａから入射し、導光部材４０３の上下面，側面で反射（全反射）しながら導光部材４０３内を進み、導光部材４０３の照射面４０３ｂからリフレクタ３０１およびコンタクトガラス１５に向けて射出される。
【００３９】
図４に示すように、反射部材としてのリフレクタ３０１は第１キャリッジ３５に設けられている。リフレクタ３０１は，導光部材４０３の照射面４０３ｂと対向している。リフレクタ３０１の上部には、導光部材４０３から照射された光をコンタクトガラス１５に導くことができるように、副走査方向、すなわち、第１キャリッジ３５の走行方向リターン側に折り曲げられた折り曲げ部３０１ａが形成されている。リフレクタ３０１は、導光部材４０３からの射出光を折り曲げ部３０１ａで反射する。この反射により、例えば，切り貼り原稿を読取った際に、原稿Ｐの凹凸によって発生する影を無くすることができる。
【００４０】
ＬＥＤ４３の照射光は、導光部材４０３を透してリフレクタ３０１によって反射されて、コンタクトガラス１５の照射領域Ｅの範囲に照射されるようになっている。照射領域Ｅは，原稿Ｐの副走査方向に延在する領域である。照射領域Ｅにおいて、コンタクトガラス１５上に存在する被照射体としての原稿Ｐの画像が読取られる。また、導光部材４０３はＬＥＤ４３とコンタクトガラス１５の間に位置するように配置されており、ＬＥＤ４３はＬＥＤ基板５１の上面に設置されている。
【００４１】
このため、カバー部材４０６によってコンタクトガラス１５に対する照射領域Ｅ（図４中、点線で示す）に対して副走行方向右側、すなわち，第１キャリッジ３５が原稿の副走査側に走行する方向に光が漏出するのを防止することができ、照射領域Ｅの範囲内に光を照射することができる。
【００４２】
また、カバー部材４０６は、例えば黒色のカーボンを含むポリエステルフィルムやＰＥＴ材質等のように光密度が高くて光を透過し難い光遮蔽部材から構成されている。よって、カバー部材４０６によって光を確実に遮蔽することができる。一方、ベース４０７には開口部３０４が形成されており、導光部材４０３から原稿Ｐに照射され、原稿Ｐから反射される光が開口部３０４を通して第１ミラー４４ａに入射されるように構成されている。
【００４３】
キャリッジの駆動について説明する。
【００４４】
第１キャリッジ３５はワイヤ駆動プーリ３４と第２キャリッジ３６の間に配置され，第１キャリッジ３５が駆動ワイヤ３３に引かれて所定の速度Ｖで走行すると、光照射装置４００を構成するカバー部材４０６、受け台４０５、導光部材４０３、ＬＥＤ基板５１等がコンタクトガラス１５に載置された原稿Ｐを照射する。
【００４５】
導光部材４０３から原稿に照射されたときに原稿の反射光は、第１ミラー４４ａによって第２キャリッジ３６に向けて折り返されるようになっており、この反射光は第２キャリッジ３６に搭載された第２ミラー４４ｂおよび第３ミラー４４ｃによってさらに折り返された後、レンズユニット３７に入射される。
【００４６】
そして、この反射光はレンズユニット３７に含まれる結像レンズによって焦点面に置かれたＣＣＤ等の撮像素子５７に集光結像される。これにより、撮像素子５７はＬＥＤ４３に沿った原稿上のラインを主走査する。
【００４７】
また、第２キャリッジ３６は、第２ミラー４４ｂおよび第３ミラー４４ｃによる光の折り返しに伴う光路の重複分を相殺するため、第１キャリッジ３５の半分の速度，すなわちＶ／２の速度で第１キャリッジ３５と同方向に走行するようになっており、第２キャリッジ３６は第１キャリッジ３５の走行距離Ｌの半分の走行距離（Ｌ／２）で走行する。この走行速度の関係により、第１キャリッジ３５および第２キャリッジ３６の走行があっても、原稿面からレンズユニット３７までの光の光路長が変化しないようになっている。
【００４８】
一方、駆動ワイヤ３３は、ワイヤ駆動プーリ３４に巻き付けられて左方向および右方向に延びる２つの系統がある。左方向に延びる駆動ワイヤの部分３３ａは，軸が本体フレーム３１に固定されたアイドラプーリ４１によって折り返されて部分３３ｂとなり、外側キャリッジプーリ４０ｂに至り，再びここで折り返されて部分３３ｃとなって端部がアイドラプーリ４１に固定される。
【００４９】
右向に延びる駆動ワイヤ３３の部分３３ｄは、本体フレーム３１に固定されたアイドラプーリ４２によって折り返されて部分３３ｅとなって内側キャリッジプーリ４０ａに至り、再びここで折り返されて部分３３ｆとなってばね部材としての張力スプリング３９を介してアイドラプーリ４２に固定される。
【００５０】
図２中、左側には図示しないホームポジションセンサが設けられており、第１キャリッジ３５が図２中、左側に走行してホームポジションセンサを通過して駆動軸３２を駆動するモータが所定パルスだけ駆動されると、モータを停止させるようになっている。
【００５１】
このとき、駆動軸３２を介してワイヤ駆動プーリ３４を停止させる。この位置が第１キャリッジ３５のホームポジション位置となり、原稿の読取りが終了したときには第１キャリッジ３５は常にホームポジション位置に走行してこの位置から再び走行が開始されることになる。
【００５２】
本実施の形態の第１キャリッジ３５および第２キャリッジ３６は、ＬＥＤ４３から導光部材４０３を透して原稿Ｐに光を照射して原稿を走査する場合に、図１中、右側の走査方向に走行し、ホームポジション位置に復帰する場合には、図１中、左側のリターン方向に走行する。そしてリターン方向に走行する場合には、原稿Ｐの読取速度の影響を受けないので、原稿Ｐの生産性を上げるために、高速度で走行する。
【００５３】
このような構成の画素読取装置１３を備えた複写機１０にあっては、第１キャリッジ３５および第２キャリッジ３６を副走査方向に走行させることにより、ＬＥＤ４３から導光部材４０３を透して原稿Ｐに光を照射する。このとき、導光部材４０３から照射された光の一部がリフレクタ３０１によって原稿Ｐに反射される。この結果、照射領域Ｅで示す範囲で原稿Ｐに光が照射される。
【００５４】
原稿Ｐからの反射光は第１ミラー４４ａ、第２ミラー４４ｂおよび第３ミラー４４ｃの順に折り返された後、レンズユニット３７に入射され，レンズユニット３７の結像レンズによって焦点面に置かれた撮像素子５７に集光結像される。これにより，撮像素子５７はＬＥＤ４３および導光部材４０３に沿った原稿上のラインを主走査方向および副走査方向に走査する。
【００５５】
本発明に係る複写機１０によれば、導光部材４０３の入射面凸部４０３ｃを設けてＬＥＤ４３の入射面４３ａとの位置決めを行っていることにより、両者の間隔を高精度に、部品の公差の積み上がりを最小限に抑えて位置決めすることができる。つまり，導光部材４０３の入射面４０３ａとＬＥＤの出射面４３ａを近づけることができる。これにより、ＬＥＤ４３の照射光を導光部材４０３から照射領域Ｅに効率よく導くことができる。そして、照射領域Ｅに対して読取りに必要な光量を安定して供給することができる。これにより、高精度な画像読取りが可能となる。
【００５６】
なお、ＬＥＤ基板５１に位置決め基準の穴等を設けて導光部材４０３との位置決めを行なうことも考えられるが、この場合、導光部材４０３の入射面４０３ａとＬＥＤ４３の出射面４３ａとの間の部品公差の積み上がりが大きくなり、両者の間隔を近づけることができず、結果として光量が確保出来ないので、好ましいとは言えない。
【００５７】
上記形態においては、導光部材４０３の入射面４０３ａとＬＥＤ４３の出射面４３ａの間隔を零としたが、これに限らず、非接触としても良い。その場合、治具を用いて導光部材４０３の入射面４０３ａとＬＥＤ４３の出射面４３ａを接触させた後、ＬＥＤ基板５１を保持している治具のピンをＬＥＤ４３から離れる方向に移動することで、この構成を実現することができる。これにより、ＬＥＤ４３が他の部品に接触していない状態で固定されるため、ＬＥＤ４３に衝撃が伝わり難くなり、さらに衝撃等に強い光照射装置を提供することができる。そしてひいては高品質な画像読取装置１３が実現することができる。
【００５８】
画像読取装置としては、上述の差動式の画像読取装置１３に限らず，ＣＩＳやＣＣＤとレンズとミラー等の画像読取り光学系が一体となって走査する一体型の画像読取装置であってもよい。この場合にも同様の効果が得られ，高品質な画像読取りが実現可能となる。
【符号の説明】
【００５９】
１０ 画像形成装置
１３ 画像読取装置
４３ 複数の点光源
４３ａ 導光部材の入射面
４３ｂ 点光源の出射面
４０３ 導光部材
４０３ｃ 導光部材の突起部
４０３ｅ、４０３ｆ 導光部材の両端部
４００ 光照射装置
４１０ 反射防止手段
Ｏ 点光源の出射面の中心部
Ｐ 原稿
Ｓ 間隔
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６０】
【特許文献１】特許第３１８７２８０号公報
【特許文献２】特許第３６５９７７０号公報
【特許文献３】特許４６２５２７９号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線状に配列された複数の点光源と、前記点光源から出射された光の出射方向前方側に配置され、入射した光を特定の方向に案内して光照射面に向かって出射する透光性材料からなる導光部材とを備えた光照射装置において、
前記導光部材の入射面には点光源側に突出した突起部が前記点光源の配列方向に少なくとも２つ設けられ、前記導光部材に設けた突起部と前記点光源の出射面を２箇所で等しい間隔にすることにより、前記導光部材と前記点光源の間隔を位置決めしたことを特徴とする光照射装置。
【請求項２】
前記導光部材の突起部が、前記点光源の配列方向に略平行な前記導光部材の両端部に設けられたことを特徴とする請求項１記載の光照射装置。
【請求項３】
１つの点光源に対して１つの前記導光部材の突起部を対向させたことを特徴とする請求項１または２記載の光照射装置。
【請求項４】
前記点光源の出射面の中心部を除く位置に前記導光部材の突起部を配置したことを特徴とする請求項３の光照射装置。
【請求項５】
前記導光部材の突起部と前記点光源の出射面との間隔を零としたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の光照射装置。
【請求項６】
前記導光部材の突起部に反射防止手段を設けたことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の光照射装置．
【請求項７】
原稿面に対して光照射装置から光を照射し、前記原稿面からの光を受光して該原稿面の画像を読み取る画像読取装置において、
前記光照射装置として請求項１乃至６の何れか１項に記載の光照射装置を備えていることを特徴とする画像読取装置。
【請求項８】
原稿面に対して光照射装置から光を照射し、前記原稿面からの光を受光して該原稿面の画像を読み取る画像読取装置を備えた画像形成装置において、
前記画像読取装置として請求項７記載の画像読取装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
直線状に配列された複数の点光源と、前記点光源から出射された光の出射方向前方側に配置され、入射した光を特定の方向に案内して光照射面に向かって出射する透光性材料からなる導光部材とを備えた光照射装置において、
前記導光部材の入射面には点光源側に突出した突起部が前記点光源の配列方向に少なくとも２つ設けられ、前記導光部材に設けた突起部と前記点光源の出射面を２箇所で等しい間隔にすることにより、前記導光部材と前記点光源の間隔を位置決めしたことを特徴とする光照射装置。
【請求項２】
前記導光部材の突起部が、前記点光源の配列方向に略平行な前記導光部材の両端部に設けられたことを特徴とする請求項１記載の光照射装置。
【請求項３】
１つの点光源に対して１つの前記導光部材の突起部を対向させたことを特徴とする請求項１または２記載の光照射装置。
【請求項４】
前記点光源の出射面の中心部を除く位置に前記導光部材の突起部を配置したことを特徴とする請求項３の光照射装置。
【請求項５】
前記導光部材の突起部と前記点光源の出射面との間隔を零としたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の光照射装置。
【請求項６】
前記導光部材の突起部に反射防止手段を設けたことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の光照射装置．
【請求項７】
原稿面に対して光照射装置から光を照射し、前記原稿面からの光を受光して該原稿面の画像を読み取る画像読取装置において、
前記光照射装置として請求項１乃至６の何れか１項に記載の光照射装置を備えていることを特徴とする画像読取装置。
【請求項８】
原稿面に対して光照射装置から光を照射し、前記原稿面からの光を受光して該原稿面の画像を読み取る画像読取装置を備えた画像形成装置において、
前記画像読取装置として請求項７記載の画像読取装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−１１５７６３（Ｐ２０１３−１１５７６３Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６２７５４（Ｐ２０１１−２６２７５４）
【出願日】平成２３年１１月３０日（２０１１．１１．３０）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月３０日（２０１１．１１．３０）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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