照明ユニット、画像読取装置および画像形成装置
【課題】 コンパクトな構成で、ＬＥＤの分光分布の欠けている波長領域および光量を補間でき、カラー読取時やモノクロ読取時に必要な光量を維持し、広い分光分布を持たせて効率的に読取を行い、ＬＥＤ光源のリップルを低減することができる照明ユニットを提供する。
【解決手段】 この照明ユニットは、分光分布が異なる２つの光源（ＬＥＤ２０１、有機ＥＬ２０２）と、それら光源を隣接させて配置するための光源配置面と、それら光源から入力され内部で拡散された光を外部へ出射させる１つの発光面とを備える導光体２００とから構成される。発光面は、円弧状に突出した曲面を有するように形成され、その曲面により集光させ、原稿へ向けて集光された光を照射させる。また、導光体２００の発光面の一部に隣接して配置され、原稿に照射され反射した光を、電気信号へ変換する画像読取装置の光電変換手段に向けて反射させるための第１ミラー１２を備えることができる。
【解決手段】 この照明ユニットは、分光分布が異なる２つの光源（ＬＥＤ２０１、有機ＥＬ２０２）と、それら光源を隣接させて配置するための光源配置面と、それら光源から入力され内部で拡散された光を外部へ出射させる１つの発光面とを備える導光体２００とから構成される。発光面は、円弧状に突出した曲面を有するように形成され、その曲面により集光させ、原稿へ向けて集光された光を照射させる。また、導光体２００の発光面の一部に隣接して配置され、原稿に照射され反射した光を、電気信号へ変換する画像読取装置の光電変換手段に向けて反射させるための第１ミラー１２を備えることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード(LED）を用いた照明ユニット、この照明ユニットを備える画像読取装置、この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】
紙に印字等された原稿を読み取る画像読取装置は、照明系により照射された原稿の反射光を読取光学系により、光電変換を行うラインセンサ上に結像させ、画像情報を信号化し、必要に応じてアナログ−デジタル変換器(A/Dコンバータ)によりデジタル信号へ変換して出力する。このような画像読取装置には、原稿をコンタクトガラス上に載置し、その原稿を圧板（押さ板）で押さえ、照明系と光学系を走査して読み取る方式（圧板方式）と、照明系と光学系を移動せず、シート原稿を光学系の露光位置である原稿ガラス上に自動給送する自動原稿搬送装置(ADF)で搬送し、読み取る方式（シートスルー方式）とがある。
【０００３】
この画像読取装置の照明系として用いられる照明ユニットとして、これまでにＬＥＤ、キセノンランプ、蛍光ランプ等が使用されているが、近年、消費電力が少なく、長寿命であるＬＥＤが数多く使用されるようになってきている。
【０００４】
しかしながら、ＬＥＤの発光波長は、太陽光のような連続スペクトルではなく、特に、高輝度の白色光を発生させる、青色ＬＥＤと蛍光物質とを組み合わせた白色ＬＥＤでは、その青色ＬＥＤによる４８０ｎｍ付近のピークと、蛍光物質による５００ｎｍより長波長側の幅広い波長の光を有する不連続なスペクトルである。このため、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)の分光感度領域に対して効果的な発光ではなかった。
【０００５】
また、１個当たりのＬＥＤ光量は小さいため、原稿面の照度を大きくするには、多数のＬＥＤを配置する必要があるが、多数のＬＥＤを配置すると、発熱量が大きくなるという問題があった。
【０００６】
ＬＥＤのほか、消費電力が少なく、長寿命であるものとしてキセノンランプがある。そこで、ＬＥＤを多数配置することなく、原稿面の照度を大きくする構成として、白色ＬＥＤとキセノンランプとを組み合わせて二灯化し、照度特性分布を補間するものを挙げることができる。
【０００７】
２種類の光源を組み合わせて照明ユニットを構成するものとして、例えば、冷陰極管とＬＥＤアレイとを備える光源が開示されている（特許文献１参照）。この光源を備える画像読取装置は、ＬＥＤアレイが冷陰極管の照度特性分布を補間するように、個々のＬＥＤの照度分布を設定する。この照度分布の設定は、ＬＥＤの大きさ、配列間隔、輝度、分光特性等の調整によって行われる。このように設定することで、所望の照度分布、配光を得ることができ、高画質化を図ることができ、また、冷陰極管光源に要求される仕様を広く取ったり、開発期間を短縮したりすることができ、さらにはトータル的なコストダウンが期待できる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、多数のＬＥＤを配置する場合、ＬＥＤは点発光であるため、原稿面の主走査方向において光量のリップル（強弱）が発生し、濃度のばらつきといった画質低下を生じるという問題がある。
【０００９】
上記の特許文献１のように、異なる２種類の光源を組み合わせて照明ユニットを構成する場合、照明ユニットが大型化するという問題がある。また、この特許文献１に記載の技術では、ＬＥＤ光源のリップルが発生し、画質低下を生じるという問題を解消することができない。
【００１０】
そこで、コンパクトな構成の照明ユニットで、ＬＥＤの分光分布の欠けている波長領域および光量を補間でき、カラー原稿の読取時やモノクロ原稿の読取時に必要な光量を維持し、広い分光分布を持たせて効率的に読取を行い、ＬＥＤ光源のリップルを低減することができる照明ユニットの提供が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、面発光が可能な光源である有機エレクトロルミネッセンス(有機EL）と、ＬＥＤと、導光体とを組み合わせて構成される照明ユニットを提供する。
【００１２】
この照明ユニットは、（１）分光分布が異なる２以上の光源と、（２）２以上の光源を隣接させて配置するための２以上の光源配置面と、２以上の光源から入力され内部で拡散された光を外部へ出射させる１つの発光面とを備える導光体とから構成される。
【００１３】
このように導光体の異なる面に、分光分布が異なるＬＥＤや有機ＥＬ等を配置し、発光させることで、照明ユニットを小型化することができ、ＬＥＤの分光分布の欠けている波長領域および光量を有機ＥＬ等で補間し、カラー原稿の読取時やモノクロ原稿の高速読取時に必要な光量を維持し、広い分光分布を持たせて効率的に読取を行うことができ、また、ＬＥＤチップ間に有機ＥＬ等を配置することにより、ＬＥＤ光源のリップルを低減することができる。
【００１４】
この１つの発光面は、円弧状に突出した曲面を有するように形成されることが好ましく、その曲面により集光させ、原稿へ向けて集光された光を照射させることができる。
【００１５】
２以上の光源は、不連続なスペクトルを有する第１光源と連続的なスペクトルを有する第２光源とされ、導光体は、一方に長くされた板状物とされ、面積が最も大きい表裏２つの面が第２光源を隣接させて配置する光源配置面と発光面とされ、その光源配置面と発光面に連続する面の１つに第１光源を隣接させて配置し、残りの面が内部を拡散する光を反射させる反射面とされる。例えば、第１光源はＬＥＤとされ、第２光源は有機ＥＬとされる。これにより、第２光源である有機ＥＬの発光面積を確保するとともに、原稿面照度を確保することができる。
【００１６】
第２光源は、導光体の長手方向における位置に応じて当該第２光源の発光面積が異なる形状とされる。例えば、中央部に配置する第２光源の発光面積を小さくし、両端部に配置する第２光源の発光面積をこれより大きくすることができる。これにより、レンズ通過後のＣＣＤセンサ面上での両端部の光量低下を低減し、画像品質を向上させることができる。
【００１７】
この照明ユニットは、導光体の発光面の一部に隣接して配置され、原稿に照射され反射した光を、電気信号へ変換する光電変換手段に向けて反射させるためのミラーをさらに備えることができる。これにより、さらにコンパクトな構成を実現することができる。
【００１８】
本発明では、上述した照明ユニットを備える画像読取装置を提供することができる。この画像読取装置は、照明ユニットと、光電変換手段とを含んで構成される。また、画像読取装置は、点灯制御手段をさらに含み、この点灯制御手段は、カラー原稿の読取時に、第１光源と第２光源とを同時に点灯させ、モノクロ原稿の読取時には、第１光源のみを点灯させる。
【００１９】
また、点灯制御手段は、第１光源および第２光源が点灯し、一定の光量を有するかどうかを確認することにより正常であるか否かを判断し、カラー原稿の読取時において異常と判断した場合は、第１光源または第２光源の一方のみを点灯させることができる。これにより、異常と判断された光源を修理完了するまでのダウンタイムを低減することができる。
【００２０】
画像読取装置は、例えば、スキャナ装置とされるが、スキャナ装置は、ＭＦＰ(Multi Function Peripheral)等の画像形成装置にも搭載されることから、本発明では、この画像読取装置を搭載した画像形成装置も提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態の画像読取装置のハードウェア構成を示した図。
【図２】画像読取装置の制御ブロック図。
【図３】画像読取装置の制御ブロック図。
【図４】照明ユニットの構成を例示した図。
【図５】有機ＥＬの構成を例示した図。
【図６】キャリッジに収容して構成した照明ユニットを例示した図。
【図７】分光分布の一例を示した図。
【図８】第２光源の構成の第１実施形態を示した図。
【図９】第２光源の構成の第２実施形態を示した図。
【図１０】第２光源の構成の第３実施形態を示した図。
【図１１】第２光源の構成の第４実施形態を示した図。
【図１２】第２光源の構成の第５実施形態を示した図。
【図１３】画像読取処理の第１実施形態を示した図。
【図１４】画像読取処理の第２実施形態を示した図。
【図１５】画像読取処理の第３実施形態を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は、本実施形態の画像読取装置の構成例を示した図である。この画像読取装置は、原稿を載せる原稿台ガラス１０と、原稿台ガラス１０を介して原稿へ光を照射する照明ランプ１１と、原稿からの反射光を所定方向へ反射させる第１ミラー１２とを備えており、照明ランプ１１と第１ミラー１２は第１キャリッジ１３に搭載され、原稿台ガラス１０の下側を移動しながら走査を行うように構成されている。
【００２３】
また、この装置は、第１ミラー１２を反射した光を所定方向へ反射させる第２ミラー１４と、第２ミラー１４を反射した光を後述するＣＣＤ(Charge Coupled Device)が配置される方向へ反射させる第３ミラー１５と、第３ミラー１５を反射した光を集束させるレンズ１６と、レンズ１６により集束した光が入力されるＣＣＤが搭載されたＳＢＵ(Sensor Board Unit)１７とを備えている。第２ミラー１４と第３ミラー１５は、第２キャリッジ１８に搭載され、原稿台ガラス１０の下側を移動しながら走査を行うように構成され、ＳＢＵ１７に搭載されたＣＣＤは、入力された光を電気信号へ光電変換する光電変換手段として機能する。
【００２４】
第１キャリッジ１３および第２キャリッジ１８は、走行体モータ１９を駆動源として、基準位置であるキャリッジホームポジションから最大走査領域方向へ移動可能にされている。ここまでは、画像読取装置のスキャナ本体の構成を説明したものである。次に、画像読取装置の自動両面原稿搬送装置(ARDF)の構成について説明する。
【００２５】
ＡＲＤＦは、原稿を積載する原稿台２０と、原稿台２０の両側に設けられる原稿ガイド２１と、片面原稿読取を選択した場合に、その原稿を読取位置へ搬送する呼び出しコロ２２と、給紙ベルト２３と、その給紙ベルト２３により回転する搬送コロ２４および分離コロ２５とを備える。また、ＡＲＤＦは、第１搬送ローラ２６と、ＤＦ(Document Feeder)用原稿ガラス２７と、反射ガイド板２８と、第２搬送ローラ２９と、排紙ローラ３０とを備えていて、第１搬送ローラ２６によりＤＦ用原稿ガラス２７と反射ガイド板２８との間の読取位置を経て第２搬送ローラ２９および排紙ローラ３０へ送り込み、これら第２搬送ローラ２９および排紙ローラ３０により原稿を排出する。このＤＦ用原稿ガラス２７の前流側には、読取部への紙の進入や後端部のタイミングを検知するレジストセンサ３１が設けられている。
【００２６】
また、両面原稿読取を選択した場合に採用され、原稿を排出せずに、下方への移動へ切り換える分岐爪３２と、原稿を反転させる反転ローラ３３と、反転させた原稿を移送する反転テーブル３４とをさらに備えている。原稿の表面を読み取る場合は、呼び出しコロ２２、搬送コロ２４、分離コロ２５、第１搬送ローラ２６によりＤＦ用原稿ガラス２７と反射ガイド板２８との間の読取位置を経て、第２搬送ローラ２９および排紙ローラ３０へ原稿を送り込む。その後、原稿を排出することなく、分岐爪３２が下方へ切り換えられ、反転ローラ３３により反転テーブル３４上へ移送され、原稿の後端が排紙ローラ３０を通り抜けたところで、分岐爪３２が上方へ切り換えられ、一旦、反転ローラ３３が停止する。
【００２７】
次にその原稿の裏面を読み取る場合、一旦、停止していた反転ローラ３３を上記とは逆方向へ回転させることにより原稿が反転テーブル３４から第１搬送ローラ２６の方向へ搬送される。その後、表面の場合と同様、ＤＦ用原稿ガラス２７と反射ガイド板２８との間の読取位置を経て、第２搬送ローラ２９および排紙ローラ３０へ送り込まれ、原稿が排出される。原稿は、表面、裏面のいずれの読取に際しても、ＤＦ用原稿ガラス２７と反射ガイド板２８との間の読取位置を通過する際に、読取位置の近傍に停止されている照明ランプ１１により照射され、その反射光が、第１ミラー１２および一体に構成された第２ミラー１４および第３ミラー１５により走査される。そしてその後、ＳＢＵ１７により光電変換される。
【００２８】
ＡＲＤＦの呼び出しコロ２２、給紙ベルト２３、搬送コロ２４、分離コロ２５の給紙機構は、図示しない給紙モータにより駆動され、第１搬送ローラ２６、第２搬送ローラ２９、排紙ローラ３０、反転ローラ３３の搬送機構は、図示しない搬送モータにより駆動される。ＡＲＤＦは、上記の構成要素のほか、原稿を検知するために原稿台２０へ原稿がセットされているかを検知するセットセンサ３５と、原稿サイズを検知するための幅サイズ検知基板３６と、第１原稿長さセンサ３７と、第２原稿長さセンサ３８と、原稿の後端を検知するための原稿後端センサ３９とを備えている。
【００２９】
また、画像読取装置のスキャナ本体には、スキャナ本体およびＡＲＤＦを含めたカラー画像読取装置の動作制御を行うＳＣＵ(System Control Unit)４０が搭載されている。
【００３０】
図２および図３は、画像読取装置の制御ブロック図である。図２は、制御ブロック図で、図３は、図２に示すＶＩＯＢおよびＳＣＵの構成を詳細に記載した制御ブロック図である。図２に示すように、画像読取装置は、ＡＲＤＦと、スキャナ本体とから構成される。ＡＲＤＦには、上記でも説明したレジストセンサ３１、セットセンサ３５、幅サイズ検知基板３６、第１原稿長さセンサ３７、第２原稿長さセンサ３８、原稿後端センサ３９が設けられ、そのほか、ＡＤＦ(Auto Document Feeder)リフトアップセンサ４１、ＡＤＦカバーオープンセンサ４２、排紙センサ４３、反転トレイセンサ４４といった各種センサが設けられている。
【００３１】
これらのセンサは、ＡＲＤＦに用いる電装部品の電力供給を中継する機能を有する自動両面コピー給紙部(ADU)４５に接続されており、このＡＤＵ４５には、自動両面コピーを実現するために、給紙／反転モータ４６、搬送モータ４７、給紙／反転モータ４６へ動力を伝達する給紙クラッチ４８、底板ソレノイド４９、反転ソレノイド５０等が接続されている。
【００３２】
スキャナ本体には、照明ランプ１１を構成する２つの光源であるＬＥＤ１１ａおよび有機ＥＬ１１ｂと、ＣＣＤセンサ基板であるＳＢＵ１７と、スキャナモータといった走行体モータ１９とが含まれる。また、スキャナ本体は、電源プラグ５１を介して電力供給ユニット(PSU)５２へ電源を供給し、このＰＳＵ５２から各センサや部品等へ電源を供給している。
【００３３】
このスキャナ本体も、原稿サイズセンサ（幅）５３、原稿サイズセンサ（長さ）５４、ホームポジションセンサ５５、ＡＤＦ開閉角度センサ５６といった各種センサを備え、それに加えて、本体操作パネル(SOP)５７、ＳＷＢ５８、ＮＩＣ(Network Interface Card)５９、ＮＩＣ操作パネル６０、ＯＩＰＵ６１、ＳＣＵ４０、ＩＳＩＣ６２、ＬＥＤ１１ａを駆動するＬＥＤドライバ６３、これらが接続されるＶＩＯＢ６４を備えている。ＶＩＯＢ６４は、ＡＲＤＦのＡＤＵ４５と接続され、ＡＤＵ４５へＰＳＵ５２からの電力を供給する。
【００３４】
ＬＥＤ１１ａおよび有機ＥＬ１１ｂから構成される照明ランプ１１から出射された光は、原稿台ガラス１０を介して原稿へ照射され、その原稿に反射し、再び原稿台ガラス１０を介して、第１ミラー１２、第２ミラー１４、第３ミラー１５と反射を繰り返して、レンズ１６へ入力され、ＳＢＵ１７に搭載されるＣＣＤ１００へ入力される。このＳＢＵ１７では、ＣＣＤ１００内で光の強度に応じた電圧値をもつアナログ信号へ変換され、奇数ビットと偶数ビットに分かれて出力される。
【００３５】
ＳＢＵ１７において変換されたアナログ画像信号は、ＶＩＯＢ６４上でアナログ処理回路１０１により暗電位部分が除去され、奇数ビットと偶数ビットが合成され、所定の振幅にゲイン調整される。その後、Ａ／Ｄコンバータ１０２へ入力され、このＡ／Ｄコンバータ１０２によりデジタル信号化される。このデジタル化された画像信号は、シェーディング部１０３へ送られ、シェーディング補正された後、ＶＩＯＢ６４からＳＣＵ４０へ送られ、そのＳＣＵ４０上のＩＰＵ１０４でガンマ補正、ＭＴＦ(Modulation Transfer Function)補正等の画像処理が施される。この画像処理が施された画像信号は、同期信号画像クロックとともにビデオ信号として、ＳＤＲＡＭ１０５といった画像データ記憶手段を管理するメモリコントローラ１０６へ送られ、そのＳＤＲＡＭ１０５に記憶される。
【００３６】
ＳＤＲＡＭ１０５に記憶された画像データは、外部Ｉ／Ｆ１０７へ送られ、ＰＣやプリンタ等の外部出力装置１０８へ転送される。この外部Ｉ／Ｆ１０７は、ＳＣＳＩ、ＩＥＥＥ１３９４、ＬＡＮ等のドライバや、ローカルビデオ信号等を総称するものである。ＳＣＵ４０には、ＣＰＵ１０９、ＲＯＭ１１０、ＲＡＭ１１１、ＮＶＲＡＭ１１２、モータドライバ１１３が実装されており、ＣＰＵ１０９は、スキャナ本体のステッピングモータである走行体モータ１９、ＡＲＤＦの給紙／反転モータ４６、搬送モータ４７のタイミング制御や、ＬＥＤドライバ６３や有機ＥＬドライバ１１４の駆動制御も行う。
【００３７】
ＳＣＵ４０上のＣＰＵ１０９に接続されている入力ポートは、ＶＩＯＢ６４を介してＳＯＰ５７に接続される。ＳＯＰ５７は、スタートスイッチと停止スイッチを実装しており、ＣＰＵ１０９は、それぞれのスイッチが押下されると入力ポートを介してスイッチがＯＮされたことを検出する。
【００３８】
図４は、画像読取装置に用いられる照明ユニットの構成を例示した図である。この照明ユニットは、波長に対する特性である分光分布が異なる２以上の光源と、それらの光源を隣接させて配置するための２以上の光源配置面、それらの光源から入力され内部で拡散された光を外部へ出射させる１つの発光面とを備える導光体２００とから構成される。
【００３９】
導光体２００は、透明性が高く、光の反射、吸収、散乱が少ないメタクリル樹脂やアクリル樹脂等から形成され、例えば、一方に長くされた略直方体の板状物とされる。この導光体２００が有する６つの面の１つに第１光源としてのＬＥＤ２０１が隣接して配置され、別の面に第２光源としての有機ＥＬ２０２が隣接して配置される。
【００４０】
ＬＥＤ２０１は、不連続なスペクトルを有し、有機ＥＬは、太陽光と同様に連続的なスペクトルを有する。スペクトルは、波長ごとの光の強度の分布をいい、連続的なスペクトルとは、ある波長範囲にわたって途切れることなく連続的に現れるスペクトルである。光源としてよく用いられる白色ＬＥＤは、上述したように、青色ＬＥＤと蛍光物質との組み合わせにより白色光を発生させ、青色ＬＥＤにより４８０ｎｍ付近のピークと、蛍光物質による５００ｎｍより長波長側の幅広い光を有することから、スペクトルが連続的に現れるものではなく、不連続なスペクトルを有するものである。このような不連続なスペクトルを有する光源としては、キセノンランプ、冷陰極管等を挙げることができる。
【００４１】
導光体２００は、一方に長くされた板状物である場合、６つの面を有し、その中の最も面積が大きい表裏２つの面の１つに第２光源である有機ＥＬ２０２を隣接させて配置し、もう１つの面は、２つの光源から入力された光を出射させる発光面とされる。このように最も面積が大きい面に連続的なスペクトルを有する有機ＥＬ２０２を配置し、その面に対向する位置にある面を発光面とすることで、有機ＥＬ２０２の発光面積を確保し、原稿面照度を確保することができる。
【００４２】
ＬＥＤ２０１は、有機ＥＬ２０２が配置され取り付けられる面と、発光面とに連続する４つの面の１つに隣接させて配置されるように取り付けられる。取り付けは、透明な接着剤等を使用して貼り付けることにより行うことができる。導光体２００は、６つの面のうち２つに、２つの光源が取り付けられ、１つの面が発光面とされており、残りの３つの面は、それらの面から光が放出されないように、内部を拡散する光を反射させる反射面とされる。これにより、適切に１つの発光面からのみ光を放出させ、その発光面に対向する位置の原稿に光を照射させることができる。
【００４３】
図４に示す実施形態では、１つの面に隣接して必要な数のＬＥＤ２０１が配置され、その面に連続する他の面に隣接して板状の有機ＥＬ２０２が配置され、有機ＥＬ２０２が配置される面に対向した面の一部を覆うように、原稿から反射した反射光を所定の方向へ反射させる第１ミラー１２が隣接して配置され、それと同じ面の残りの部分に、円弧状に突出した曲面を有する光出射部２０３が設けられている。
【００４４】
この導光体２００は、略斜め４５°に傾斜させて設置され、ＬＥＤ２０１および有機ＥＬ２０２が下側になるように配置され、第１ミラー１２のミラー面および光出射部２０３が上側を向くように配置される。なお、光出射部２０３は、曲面により原稿面のスキャンラインに集光させながら光を放出させることができる。
【００４５】
このような構成とすることで、第１光源であるＬＥＤ２０１から照射された光は、導光体２００の、このＬＥＤ２０１が配置された面に対向する面に当たり、反射して、有機ＥＬ２０２が配置された面に当たり、反射して、光出射部２０３から出射させることができる。出射された光は、原稿台ガラス１０を介してその原稿台ガラス１０上に載置される原稿に適切に当たり、それに反射した光が第１ミラー１２のミラー面へ当たり、このミラー面で反射して所定の方向、すなわち第２ミラー１４へ入力される。その後、第３ミラー１５、レンズ１６を介してＳＢＵ１７に搭載されたＣＣＤへ入力される。
【００４６】
一方、第２光源である有機ＥＬ２０２から照射された光は、第１ミラー１２のミラー面の裏側の面と、再び有機ＥＬ２０２が配置される面とで反射を繰り返し、光出射部２０３の曲面で偏向し、原稿へ向けて出射させることができる。その後は、上述したものと同様に、原稿に適切に当たり、それに反射した光が第１ミラー１２のミラー面へ当たり、このミラー面で反射して所定の方向、すなわち第２ミラー１４へ入力される。そして、第３ミラー１５、レンズ１６を介してＳＢＵ１７に搭載されたＣＣＤへ入力される。
【００４７】
この導光体２００の主走査方向に対応する長手方向の大きさは、有効読取幅であるＡ３用紙の幅（２９７ｍｍ）以上、あるいはＡ４用紙の幅（２１０ｍｍ）以上として設定される。ここでは、光源を２つとして説明したが、残りの面に光源を隣接させて配置することで、３つ以上取り付けることも可能である。
【００４８】
図５は、有機ＥＬ光源の構成例を示した図である。有機ＥＬ光源は、ガラス基板２１０上に透明電極２１１を蒸着またはスパッタリングにより形成し、その上に有機ＥＬ発光層２１２を真空蒸着等により形成し、その上に電極２１３を真空蒸着等により形成し、これら透明電極２１１、有機ＥＬ発光層２１２、電極２１３を覆うように封止膜２１４をプラズマ化学的気相成長法等により、例えばＳｉＨ４およびＮ２ガスを用いて形成することにより構成される。この構成では、ガラス基板２１０側から光が放射される方式がボトムエミッションであり、封止膜２１４側から光が放射される方式がトップエミッションである。
【００４９】
有機ＥＬ光源に用いられる透明電極２１１の材料としては、電気抵抗が低く、パターン加工が容易なインジウムとスズの酸化物であるＩＴＯを用いることができる。有機ＥＬ発光層２１２は、例えば、白色発光するものであれば、電子輸送性を有する有機化合物と、赤色発色、緑色発色、青色発色する蛍光色素とを蒸着し、その有機化合物中にこれら３色の蛍光色素が分散した状態に成膜することにより白色光を発光する発光層を形成することができる。なお、発光体としては、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム錯体、ビス（ベンゾキノリノラト）ベリリウム錯体、トリ（ジベンゾイルメチル）フェナントロリンユーロピウム錯体、ジトルイルビニルビフェニル、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、ポリアルキルチオフェン等を用いることができる。電極２１３は、陰電極であり、例えばマグネシウムやアルミニウムを蒸着して形成することができる。
【００５０】
有機ＥＬ光源は、有機ＥＬ発光層２１２と、陰電極を構成する電極２１３との間に、電子注入層、電子輸送層を設けてもよく、また、陽電極を構成する透明電極２１１と、有機ＥＬ発光層２１２との間に、正孔注入層、正孔輸送層を設けてもよい。ここで、正孔注入層は、正孔輸送性を有する有機化合物と、ドーパントである電子受容性の化合物を蒸着により形成され、正孔注入のエネルギー障壁を低くし、透明電極２１１からの円滑な正孔注入を実現するものである。正孔輸送層は、正孔輸送性を有する有機化合物により形成され、正孔を有機ＥＬ発光層２１２へ移行させる機能、その有機ＥＬ発光層２１２から正孔輸送層へ移行する電子の移動をブロックする機能を有するものである。
【００５１】
電子注入層は、電子輸送性を有する有機化合物とドーパントであるリチウム等の電子供与性を有する金属とを蒸着することにより形成され、電子注入のエネルギー障壁を低くし、円滑な電子注入を実現するものである。電子輸送層は、電子輸送性を有する有機化合物により形成され、電子を有機ＥＬ発光層２１２へ移行させる機能、その有機ＥＬ発光層２１２から電子輸送層へ移行する正孔の移動をブロックする機能を有するものである。
【００５２】
正孔輸送性物質としては、芳香族アミン誘導体を用いることができ、電子輸送性物質としては、１，３，４−オキサゾール誘導体、１，２，４−トリアゾール誘導体を用いることができる。
【００５３】
図６は、光源をキャリッジに収容して構成した照明ユニットを例示した図である。実際に照明ユニットは、図５に示すような有機ＥＬを用いて図４に示すように構成したものをキャリッジに搭載した装置として提供される。光源は、第１光源と第２光源といった２以上の光源を用いて構成され、これらの光源は、分光分布が異なるものが採用される。
【００５４】
これら分光分布が異なる２つの光源を導光体２００の互いに連続する異なる面に隣接させて貼り付け、また、第１ミラー１２も他の面に隣接させて貼り付け、これを第１キャリッジ１３に搭載することで、よりコンパクトで照射光のリップルを低減した照明ユニットを構成することができる。
【００５５】
ここで図７を参照して、分光分布について詳細に説明する。図７（ａ）は、ＬＥＤの分光分布、図７（ｂ）は、有機ＥＬの分光分布を示す。分光分布は、上述したように光源の波長に対する特性で、各波長成分の量を連続的に表したものである。したがって、横軸は波長（ｎｍ）を示し、縦軸は最大値に対する光の相対強度（％）あるいは強度（−）で表される。
【００５６】
青色ＬＥＤと蛍光物質という組み合わせにより白色光を発生させる白色ＬＥＤでは、上述したように不連続なスペクトルとなる。一方、有機ＥＬは、可視領域の波長範囲にわたってとぎれなく連続的にスペクトルが現れることから、連続的なスペクトルである。
【００５７】
図７（ｃ）は、ＣＣＤの分光感度を示した図で、向かって左側から青（Ｂ）、緑（Ｇ）、赤（Ｒ）の分光感度特性を示している。太陽光は、波長４００ｎｍ〜７００ｎｍにわたって各波長の光が細かく滑らかに連続していることから、特定の波長において強度が低い等の、ＣＣＤの分光感度領域に対して欠落している部分がないため、効果的な発光と言える。しかしながら、ＬＥＤの分光分布は、不連続なスペクトルで、ＣＣＤの分光感度特性におけるＧおよびＲのピークとなる波長の部分の強度が低いことから、色の再現性に乏しく、効果的な発光とは言えない。
【００５８】
有機ＥＬの分光分布は、連続的なスペクトルで、その波長の部分の強度が比較的高いことから、ＬＥＤとこの有機ＥＬとを組み合わせて照明ユニットを構成すると、有機ＥＬが、ＣＣＤの分光感度特性におけるＧおよびＲのピークとなる波長の部分を補うことができ、ＬＥＤの不連続なスペクトルを補間することができる。また、有機ＥＬがＬＥＤの光量も補うことができるため、ＣＣＤの分光感度領域に対して十分に効果的な発光となりうる。
【００５９】
このように、分光分布が異なる２つの光源を用いることで、互いを補間することができることから、波長に応じて強度が大きく低下する部分を低減させ、照射光のリップルを低減させることができる。２つの光源は、上記のＬＥＤと有機ＥＬの組み合わせに限らず、有機ＥＬと、ＬＥＤに代えてキセノンランプや冷陰極管(CCFL)等の他の光源とを組み合わせて照明ユニットを構成することも可能である。なお、ＬＥＤと、それらのキセノンランプや冷陰極管とを組み合わせることも考えられるが、ＣＣＤの分光感度領域に対し、欠落している部分を少なくする点において有機ＥＬと組み合わせる方が望ましい。
【００６０】
図８は、第２光源の第１実施形態を示した図である。図４および図６は、光源を側方から見たところを示した図であるが、図８〜図１２の各図は、光源を正面から見たところを示した図である。図８では、導光体２００が略直方体の板状物として形成され、その最も面積が大きい表裏２つの面の１つに板状の第２光源である有機ＥＬ２０２が貼り付けられ、その面に連続する４つの面の１つに複数の第１光源であるＬＥＤ２０１が貼り付けられている。この図８では、８つの略直方体に形成されたＬＥＤ２０１が等間隔で貼り付けられている。この実施形態では、有機ＥＬ２０２が１つのみで構成され、各光源から照射された光が、導光体２００内で合成され、その合成された光が原稿面へ出射されるものとされている。
【００６１】
図９は、第２光源の第２実施形態を示した図である。導光体２００およびＬＥＤ２０１の数および形状は、図８に示す実施形態と同じであるが、有機ＥＬ２０２が７つの小さい板状物とされ、ＬＥＤ２０１間となる位置に対応した他の面の位置に貼り付けられている。図８に示すように１つの面のほぼ全体を覆うように有機ＥＬ２０２を貼り付けるのではなく、必要な箇所に貼り付けることで有機ＥＬ２０２を貼り付ける量を減らし、生産コストを下げることができる。
【００６２】
図１０は、第２光源の第３実施形態を示した図である。導光体２００およびＬＥＤ２０１の数および形状は、図８および図９に示す実施形態と同様である。この実施形態では、有機ＥＬ２０２が、７つの小さい第１板状物と、１つの大きい第２板状物とから構成し、第１板状物を図９に示す実施形態と同様、ＬＥＤ２０１間となる位置に対応した他の面の位置に貼り付け、その貼り付けた７つの第１板状物と、８つのＬＥＤ２０１との間に、導光体２００の長手方向のほぼ全体を覆うような大きさの第２板状物を貼り付ける構成とされている。
【００６３】
図１１は、第２光源の第４実施形態を示した図である。導光体２００およびＬＥＤ２０１の数および形状は、図８〜図１０に示す実施形態と同様である。この実施形態では、有機ＥＬ２０２が、７つの小さい板状物から構成されるが、図９に示すように、すべてが同じ大きさではなく、導光体２００の中央に貼り付けられる有機ＥＬ２０２の板状物が最も小さく、両端部へ向かうにつれてその面積が大きい有機ＥＬ２０２の板状物が貼り付けられるように構成されている。このように、ＬＥＤ２０１間に配置する有機ＥＬパネルの面積を主走査方向の中央と両端部で変えることにより、レンズ通過後のＣＣＤセンサ面上での両端部の光量低下を低減し、画像品質を向上させることができる。
【００６４】
図１２は、第２光源の第５実施形態を示した図である。導光体２００およびＬＥＤ２０１の数および形状は、図８〜図１１に示す実施形態と同様である。この実施形態では、図１０に示す有機ＥＬ２０２と同様、７つの小さい第１板状物と、１つの大きい第２板状物とから構成しているが、図１１に示す実施形態と同様に、導光体２００の中央が最も面積が小さい第１板状物とされ、その両端部へいくにつれてその面積が大きくなるように構成され、１つの大きい第２板状物も、中央が最もその幅が狭く、両端部へいくにつれて太くなるように構成されている。この場合も、ＬＥＤ２０１間に配置する有機ＥＬパネルの面積を主走査方向の中央と両端部で変えることにより、レンズ通過後のＣＣＤセンサ面上での両端部の光量低下を低減し、画像品質を向上させることができる。
【００６５】
これまで光源の構成をもつ照明ユニット、その照明ユニットを備える画像読取装置について説明してきた。本発明では、その画像読取装置を備える画像形成装置も提供することができ、画像形成装置としては、ＭＦＰ(Multi Function Peripheral)を挙げることができる。
【００６６】
次に、本発明の画像読取装置が行う第１光源および第２光源の点灯制御について説明する。この制御は、点灯制御手段が実行することができ、図２および図３に示すＳＣＵ４０をこの手段として機能させることができる。図１３は、この点灯制御を実施する画像読取処理の第１の流れを示したフローチャート図である。ステップ１３００から処理を開始し、ユーザがＳＯＰ５７で設定した情報に基づき、まず、ステップ１３０５で、カラー原稿であるか、モノクロ原稿であるかを判断する。モノクロ原稿である場合は、ステップ１３１０へ進み、モノクロ高速読取を行うシートスルー読取動作であるか否かを判断する。シートスルー画像読取は、上記のシートスルー方式を採用して画像読取を行うものである。
【００６７】
ステップ１３０５でカラー原稿と判定された場合、およびステップ１３１０でシートスルー読取動作と判断された場合、ステップ１３１５へ進み、ユーザからの読取開始の指示を受けたか否かにより、読取動作を開始するかどうかを判断する。例えば、スキャナ本体のＳＯＰのスタートスイッチが「ＯＮ」にされたか否かにより判断することができる。開始すると判断された場合、カラー原稿の読取動作、またはシートスルー読取にてモノクロ高速読取動作を開始することになるが、これらの場合、ＬＥＤチップ間の照射光のリップルを低減するため、２つの光源の点灯が必要となる。
【００６８】
これは、カラー原稿の場合は、上述したようにＬＥＤのみでは、ＣＣＤの分光感度領域に対して効果的な発光とはならないからである。モノクロ原稿の場合は、読取時間を長くし、十分な光量を与えることができれば、光源のリップルはほとんど発生せず、画質低下という問題が生じることはない。しかしながら、シートスルー読取にてモノクロ高速読取動作を行う場合は、読取時間が非常に短いことから、十分な光量を与えることができず、その結果、リップルが発生し、画質の低下を生じる。
【００６９】
したがって、このような場合に、ステップ１３２０で第１光源を点灯させ、それと同時に、ステップ１３２５で第１光源とは異なる分光分布をもつ第２光源を点灯させ、十分な分光分布で、かつ十分な光量の光を原稿へ照射する。これを基に、ステップ１３３０で読取を開始する。読取は、カラー原稿であれば、例えばこれら光源が搭載されたキャリッジを移動させることにより、モノクロ高速読取を行う場合は、原稿をローラで自動搬送することにより行う。そして、ステップ１３３５で、原稿の終端までキャリッジが移動したか、原稿が排出されたかを判断することにより、その読取を終了したかどうかを判断する。終了していなければ、再びステップ１３２０へ戻り、読取動作を継続する。
【００７０】
終了していれば、ステップ１３４０へ進み、第１光源および第２光源を消灯する。そして、ステップ１３４５へ進み、この処理を終了する。また、ステップ１３１０でシートスルー読取動作ではないと判断された場合や、ステップ１３１５で読取動作を開始しないと判断された場合は、この処理を行わないので、ステップ１３４５へ進み、終了する。
【００７１】
図１４は、この画像読取処理の第２の流れを示したフローチャート図である。図１３でシートスルー読取動作ではなく、読取動作を開始しないと判断され、ステップ１３４５でその処理を終了した場合に、この図１４に示す処理を開始することができる。ステップ１４００からこの処理を開始し、まず、ステップ１４０５で、モノクロ原稿であるかを判断する。これは、図１３に示したステップ１３０５における判断と同様のものである。ただし、この場合、モノクロ原稿ではなく、カラー原稿と判断されると、ステップ１４３５へ進み、処理を終了する。
【００７２】
ステップ１４０５でモノクロ原稿と判断された場合、ステップ１４１０へ進み、読取動作を開始するかどうかを判断する。この処理も、図１３に示したステップ１３１５における判断と同様のものである。開始しないと判断された場合は、ステップ１４３５へ進み、この処理を終了する。開始すると判断された場合、ステップ１４１５へ進み、第１光源を点灯する。そして、ステップ１４２０で読取を開始する。ステップ１４２５で読取を終了したかを判断し、まだ終了していない場合は、ステップ１４１５へ戻り、読取動作を継続し、終了した場合は、ステップ１４３０へ進む。
【００７３】
ステップ１４３０では、読取動作が終了していることから、第１光源を消灯する。そして、ステップ１４３５へ進み、この処理を終了する。このようにモノクロ原稿の読取動作では、時間をかけて読取を行い、十分な光量を与えることができるため、ＬＥＤチップ間の照射光のリップルが、カラー原稿やシートスルー読取にて高速に読み取られるモノクロ原稿の場合に比較してほとんど発生することはない。このため、第２光源を点灯させなくても済むことから、図１４に示したような第１光源のみを点灯させる処理で十分である。
【００７４】
図１５は、この画像読取処理の第３の流れを示したフローチャート図である。ステップ１５００からこの処理を開始し、まず、ステップ１５０５で原稿読取動作であるか否かを判断する。読取動作でなければ、ステップ１５８０へ進み、処理を終了する。読取動作である場合は、ステップ１５１０へ進み、第１光源が正常であるかどうかを判断する。すなわち、一度点灯してみて、第１光源が実際に点灯するか、その光量が一定量以上あるかを確認し、点灯してその光量が一定量以上ある場合には正常と判断する。反対に、故障による不点灯や、経時劣化による光量不足の場合には異常と判断する。
【００７５】
ステップ１５１０で第１光源が正常と判断された場合、ステップ１５１５へ進み、第２光源が正常であるかどうかを、ステップ１５１０と同様の方法により判断する。ステップ１５１５で第２光源も正常と判断された場合に、ステップ１５２０へ進み、読取動作を開始するかどうかを判断し、開始すると判断されれば、ステップ１５２５で第１光源および第２光源を点灯する。そして、原稿の読取を行い、ステップ１５３０で読取が終了したかを判断する。
【００７６】
ステップ１５２０で読取動作を開始しないと判断された場合、図１３および図１４に示した実施形態と同様、ステップ１５８０へ進み、処理を終了する。ステップ１５３０で読取が終了していない場合、ステップ１５２５へ戻り、読取を継続する。一方、読取が終了した場合、ステップ１５３５へ進み、第１光源および第２光源を消灯し、ステップ１５８０で処理を終了する。
【００７７】
ステップ１５１０で第１光源が正常でないと判断された場合、ステップ１５４０へ進み、第１光源の異常を通知する。例えば、スキャナ本体の本体操作パネルに表示したり、ユーザが使用するＰＣの表示画面上に表示する等して、その異常をユーザに知らせることができる。その通知後、ステップ１５４５で、ステップ１５１５と同様に第２光源が正常であるかどうかを判断する。正常でない場合は、ステップ１５５０へ進み、第２光源の異常を通知する。この場合、第１光源も、第２光源も異常が検出され、読取動作を行うことができないので、ステップ１５８０へ進み、処理を終了する。
【００７８】
その一方、第２光源が正常である場合は、ステップ１５５５へ進み、第２光源のみを点灯するかを判断する。例えば、第１光源が異常で、第１光源を点灯させることができなくても、第２光源が正常で、修理完了までのダウンタイムを低減するため、第２光源のみでの点灯モードで、モノクロモードでの画像読取動作や読取時間を遅くして光量不足を補うような条件にて動作させることが可能であれば、第２光源のみを点灯すると判断することができる。
【００７９】
ステップ１５５５で第２光源のみを点灯すると判断された場合、ステップ１５６０へ進み、第２光源を点灯する。そして、ステップ１５６５で読取を開始する。ステップ１５７０で読取を終了したかを判断し、まだ終了していない場合は、ステップ１５６０へ戻り、読取を継続する。一方、終了した場合は、ステップ１５７５へ進み、第２光源を消灯し、ステップ１５８０でこの処理を終了する。
【００８０】
ステップ１５５５で第２光源のみを点灯しないと判断された場合は、第１光源が異常で、点灯させることができず、第２光源は正常であるが、点灯しないことから、読取を行うことはできないため、ステップ１５８０へ進み、処理を終了する。図１５に示した処理では、第１光源のみが正常の場合についての判断ステップが示されていないが、上記の第２光源のみが正常である場合の処理（ステップ１５５５〜ステップ１５７５）と同様、第１光源のみを点灯し、読取を行い、それが終了した後に消灯するという処理を行うことができる。
【００８１】
これまで本発明を上述した実施の形態をもって説明してきたが、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、他の実施の形態、追加、変更、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。したがって、本発明は、上記の照明ユニット、画像読取装置、画像形成装置、画像読取方法のほか、その方法を実行するためのコンピュータ可読なプログラム、そのプログラムが記録された記録媒体も提供することができるものである。
【符号の説明】
【００８２】
１０…原稿台ガラス、１１…照明ランプ、１１ａ…ＬＥＤ、１１ｂ…有機ＥＬ、１２…第１ミラー、１３…第１キャリッジ、１４…第２ミラー、１５…第３ミラー、１６…レンズ、１７…ＳＢＵ、１８…第２キャリッジ、１９…走行体モータ、２０…原稿台、２１…原稿台ガイド、２２…呼び出しコロ、２３…給紙ベルト、２４…搬送コロ、２５…分離コロ、２６…第１搬送ローラ、２７…ＤＦ用原稿ガラス、２８…反射ガイド板、２９…第２搬送ローラ、３０…排紙ローラ、３１…レジストセンサ、３２…分岐爪、３３…反転ローラ、３４…反転テーブル、３５…セットセンサ、３６…幅サイズ検知基板、３７…第１原稿長さセンサ、３８…第２原稿長さセンサ、３９…原稿後端センサ、４０…ＳＣＵ、４１…ＡＤＦリフトアップセンサ、４２…ＡＤＦカバーオープンセンサ、４３…排紙センサ、４４…反転トレイセンサ、４５…ＡＤＵ、４６…給紙／反転モータ、４７…搬送モータ、４８…給紙クラッチ、４９…底板ソレノイド、５０…反転ソレノイド、５１…電源プラグ、５２…ＰＳＵ、５３…原稿サイズセンサ、５４…原稿サイズセンサ、５５…ホームポジションセンサ、５６…ＡＤＦ開閉角度センサ、５７…ＳＯＰ、５８…ＳＷＢ、５９…ＮＩＣ、６０…ＮＩＣ操作パネル、６１…ＯＩＰＵ、６２…ＩＳＩＣ、６３…ＬＥＤドライバ、６４…ＶＩＯＢ、１００…ＣＣＤ、１０１…アナログ処理回路、１０２…Ａ／Ｄコンバータ、１０３…シェーディング部、１０４…ＩＰＵ、１０５…ＳＤＲＡＭ、１０６…メモリコントローラ、１０７…外部Ｉ／Ｆ、１０８…外部出力装置、１０９…ＣＰＵ、１１０…ＲＯＭ、１１１…ＲＡＭ、１１２…ＮＶＲＡＭ、１１３…モータドライバ、１１４…有機ＥＬドライバ、２００…導光体、２０１…第１光源、２０２…第２光源、２０３…光出射部、２１０…ガラス基板、２１１…透明電極、２１２…有機ＥＬ発光層、２１３…電極、２１４…封止膜
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８３】
【特許文献１】特開２００６−６０４０７号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード(LED）を用いた照明ユニット、この照明ユニットを備える画像読取装置、この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】
紙に印字等された原稿を読み取る画像読取装置は、照明系により照射された原稿の反射光を読取光学系により、光電変換を行うラインセンサ上に結像させ、画像情報を信号化し、必要に応じてアナログ−デジタル変換器(A/Dコンバータ)によりデジタル信号へ変換して出力する。このような画像読取装置には、原稿をコンタクトガラス上に載置し、その原稿を圧板（押さ板）で押さえ、照明系と光学系を走査して読み取る方式（圧板方式）と、照明系と光学系を移動せず、シート原稿を光学系の露光位置である原稿ガラス上に自動給送する自動原稿搬送装置(ADF)で搬送し、読み取る方式（シートスルー方式）とがある。
【０００３】
この画像読取装置の照明系として用いられる照明ユニットとして、これまでにＬＥＤ、キセノンランプ、蛍光ランプ等が使用されているが、近年、消費電力が少なく、長寿命であるＬＥＤが数多く使用されるようになってきている。
【０００４】
しかしながら、ＬＥＤの発光波長は、太陽光のような連続スペクトルではなく、特に、高輝度の白色光を発生させる、青色ＬＥＤと蛍光物質とを組み合わせた白色ＬＥＤでは、その青色ＬＥＤによる４８０ｎｍ付近のピークと、蛍光物質による５００ｎｍより長波長側の幅広い波長の光を有する不連続なスペクトルである。このため、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)の分光感度領域に対して効果的な発光ではなかった。
【０００５】
また、１個当たりのＬＥＤ光量は小さいため、原稿面の照度を大きくするには、多数のＬＥＤを配置する必要があるが、多数のＬＥＤを配置すると、発熱量が大きくなるという問題があった。
【０００６】
ＬＥＤのほか、消費電力が少なく、長寿命であるものとしてキセノンランプがある。そこで、ＬＥＤを多数配置することなく、原稿面の照度を大きくする構成として、白色ＬＥＤとキセノンランプとを組み合わせて二灯化し、照度特性分布を補間するものを挙げることができる。
【０００７】
２種類の光源を組み合わせて照明ユニットを構成するものとして、例えば、冷陰極管とＬＥＤアレイとを備える光源が開示されている（特許文献１参照）。この光源を備える画像読取装置は、ＬＥＤアレイが冷陰極管の照度特性分布を補間するように、個々のＬＥＤの照度分布を設定する。この照度分布の設定は、ＬＥＤの大きさ、配列間隔、輝度、分光特性等の調整によって行われる。このように設定することで、所望の照度分布、配光を得ることができ、高画質化を図ることができ、また、冷陰極管光源に要求される仕様を広く取ったり、開発期間を短縮したりすることができ、さらにはトータル的なコストダウンが期待できる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、多数のＬＥＤを配置する場合、ＬＥＤは点発光であるため、原稿面の主走査方向において光量のリップル（強弱）が発生し、濃度のばらつきといった画質低下を生じるという問題がある。
【０００９】
上記の特許文献１のように、異なる２種類の光源を組み合わせて照明ユニットを構成する場合、照明ユニットが大型化するという問題がある。また、この特許文献１に記載の技術では、ＬＥＤ光源のリップルが発生し、画質低下を生じるという問題を解消することができない。
【００１０】
そこで、コンパクトな構成の照明ユニットで、ＬＥＤの分光分布の欠けている波長領域および光量を補間でき、カラー原稿の読取時やモノクロ原稿の読取時に必要な光量を維持し、広い分光分布を持たせて効率的に読取を行い、ＬＥＤ光源のリップルを低減することができる照明ユニットの提供が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、面発光が可能な光源である有機エレクトロルミネッセンス(有機EL）と、ＬＥＤと、導光体とを組み合わせて構成される照明ユニットを提供する。
【００１２】
この照明ユニットは、（１）分光分布が異なる２以上の光源と、（２）２以上の光源を隣接させて配置するための２以上の光源配置面と、２以上の光源から入力され内部で拡散された光を外部へ出射させる１つの発光面とを備える導光体とから構成される。
【００１３】
このように導光体の異なる面に、分光分布が異なるＬＥＤや有機ＥＬ等を配置し、発光させることで、照明ユニットを小型化することができ、ＬＥＤの分光分布の欠けている波長領域および光量を有機ＥＬ等で補間し、カラー原稿の読取時やモノクロ原稿の高速読取時に必要な光量を維持し、広い分光分布を持たせて効率的に読取を行うことができ、また、ＬＥＤチップ間に有機ＥＬ等を配置することにより、ＬＥＤ光源のリップルを低減することができる。
【００１４】
この１つの発光面は、円弧状に突出した曲面を有するように形成されることが好ましく、その曲面により集光させ、原稿へ向けて集光された光を照射させることができる。
【００１５】
２以上の光源は、不連続なスペクトルを有する第１光源と連続的なスペクトルを有する第２光源とされ、導光体は、一方に長くされた板状物とされ、面積が最も大きい表裏２つの面が第２光源を隣接させて配置する光源配置面と発光面とされ、その光源配置面と発光面に連続する面の１つに第１光源を隣接させて配置し、残りの面が内部を拡散する光を反射させる反射面とされる。例えば、第１光源はＬＥＤとされ、第２光源は有機ＥＬとされる。これにより、第２光源である有機ＥＬの発光面積を確保するとともに、原稿面照度を確保することができる。
【００１６】
第２光源は、導光体の長手方向における位置に応じて当該第２光源の発光面積が異なる形状とされる。例えば、中央部に配置する第２光源の発光面積を小さくし、両端部に配置する第２光源の発光面積をこれより大きくすることができる。これにより、レンズ通過後のＣＣＤセンサ面上での両端部の光量低下を低減し、画像品質を向上させることができる。
【００１７】
この照明ユニットは、導光体の発光面の一部に隣接して配置され、原稿に照射され反射した光を、電気信号へ変換する光電変換手段に向けて反射させるためのミラーをさらに備えることができる。これにより、さらにコンパクトな構成を実現することができる。
【００１８】
本発明では、上述した照明ユニットを備える画像読取装置を提供することができる。この画像読取装置は、照明ユニットと、光電変換手段とを含んで構成される。また、画像読取装置は、点灯制御手段をさらに含み、この点灯制御手段は、カラー原稿の読取時に、第１光源と第２光源とを同時に点灯させ、モノクロ原稿の読取時には、第１光源のみを点灯させる。
【００１９】
また、点灯制御手段は、第１光源および第２光源が点灯し、一定の光量を有するかどうかを確認することにより正常であるか否かを判断し、カラー原稿の読取時において異常と判断した場合は、第１光源または第２光源の一方のみを点灯させることができる。これにより、異常と判断された光源を修理完了するまでのダウンタイムを低減することができる。
【００２０】
画像読取装置は、例えば、スキャナ装置とされるが、スキャナ装置は、ＭＦＰ(Multi Function Peripheral)等の画像形成装置にも搭載されることから、本発明では、この画像読取装置を搭載した画像形成装置も提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態の画像読取装置のハードウェア構成を示した図。
【図２】画像読取装置の制御ブロック図。
【図３】画像読取装置の制御ブロック図。
【図４】照明ユニットの構成を例示した図。
【図５】有機ＥＬの構成を例示した図。
【図６】キャリッジに収容して構成した照明ユニットを例示した図。
【図７】分光分布の一例を示した図。
【図８】第２光源の構成の第１実施形態を示した図。
【図９】第２光源の構成の第２実施形態を示した図。
【図１０】第２光源の構成の第３実施形態を示した図。
【図１１】第２光源の構成の第４実施形態を示した図。
【図１２】第２光源の構成の第５実施形態を示した図。
【図１３】画像読取処理の第１実施形態を示した図。
【図１４】画像読取処理の第２実施形態を示した図。
【図１５】画像読取処理の第３実施形態を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は、本実施形態の画像読取装置の構成例を示した図である。この画像読取装置は、原稿を載せる原稿台ガラス１０と、原稿台ガラス１０を介して原稿へ光を照射する照明ランプ１１と、原稿からの反射光を所定方向へ反射させる第１ミラー１２とを備えており、照明ランプ１１と第１ミラー１２は第１キャリッジ１３に搭載され、原稿台ガラス１０の下側を移動しながら走査を行うように構成されている。
【００２３】
また、この装置は、第１ミラー１２を反射した光を所定方向へ反射させる第２ミラー１４と、第２ミラー１４を反射した光を後述するＣＣＤ(Charge Coupled Device)が配置される方向へ反射させる第３ミラー１５と、第３ミラー１５を反射した光を集束させるレンズ１６と、レンズ１６により集束した光が入力されるＣＣＤが搭載されたＳＢＵ(Sensor Board Unit)１７とを備えている。第２ミラー１４と第３ミラー１５は、第２キャリッジ１８に搭載され、原稿台ガラス１０の下側を移動しながら走査を行うように構成され、ＳＢＵ１７に搭載されたＣＣＤは、入力された光を電気信号へ光電変換する光電変換手段として機能する。
【００２４】
第１キャリッジ１３および第２キャリッジ１８は、走行体モータ１９を駆動源として、基準位置であるキャリッジホームポジションから最大走査領域方向へ移動可能にされている。ここまでは、画像読取装置のスキャナ本体の構成を説明したものである。次に、画像読取装置の自動両面原稿搬送装置(ARDF)の構成について説明する。
【００２５】
ＡＲＤＦは、原稿を積載する原稿台２０と、原稿台２０の両側に設けられる原稿ガイド２１と、片面原稿読取を選択した場合に、その原稿を読取位置へ搬送する呼び出しコロ２２と、給紙ベルト２３と、その給紙ベルト２３により回転する搬送コロ２４および分離コロ２５とを備える。また、ＡＲＤＦは、第１搬送ローラ２６と、ＤＦ(Document Feeder)用原稿ガラス２７と、反射ガイド板２８と、第２搬送ローラ２９と、排紙ローラ３０とを備えていて、第１搬送ローラ２６によりＤＦ用原稿ガラス２７と反射ガイド板２８との間の読取位置を経て第２搬送ローラ２９および排紙ローラ３０へ送り込み、これら第２搬送ローラ２９および排紙ローラ３０により原稿を排出する。このＤＦ用原稿ガラス２７の前流側には、読取部への紙の進入や後端部のタイミングを検知するレジストセンサ３１が設けられている。
【００２６】
また、両面原稿読取を選択した場合に採用され、原稿を排出せずに、下方への移動へ切り換える分岐爪３２と、原稿を反転させる反転ローラ３３と、反転させた原稿を移送する反転テーブル３４とをさらに備えている。原稿の表面を読み取る場合は、呼び出しコロ２２、搬送コロ２４、分離コロ２５、第１搬送ローラ２６によりＤＦ用原稿ガラス２７と反射ガイド板２８との間の読取位置を経て、第２搬送ローラ２９および排紙ローラ３０へ原稿を送り込む。その後、原稿を排出することなく、分岐爪３２が下方へ切り換えられ、反転ローラ３３により反転テーブル３４上へ移送され、原稿の後端が排紙ローラ３０を通り抜けたところで、分岐爪３２が上方へ切り換えられ、一旦、反転ローラ３３が停止する。
【００２７】
次にその原稿の裏面を読み取る場合、一旦、停止していた反転ローラ３３を上記とは逆方向へ回転させることにより原稿が反転テーブル３４から第１搬送ローラ２６の方向へ搬送される。その後、表面の場合と同様、ＤＦ用原稿ガラス２７と反射ガイド板２８との間の読取位置を経て、第２搬送ローラ２９および排紙ローラ３０へ送り込まれ、原稿が排出される。原稿は、表面、裏面のいずれの読取に際しても、ＤＦ用原稿ガラス２７と反射ガイド板２８との間の読取位置を通過する際に、読取位置の近傍に停止されている照明ランプ１１により照射され、その反射光が、第１ミラー１２および一体に構成された第２ミラー１４および第３ミラー１５により走査される。そしてその後、ＳＢＵ１７により光電変換される。
【００２８】
ＡＲＤＦの呼び出しコロ２２、給紙ベルト２３、搬送コロ２４、分離コロ２５の給紙機構は、図示しない給紙モータにより駆動され、第１搬送ローラ２６、第２搬送ローラ２９、排紙ローラ３０、反転ローラ３３の搬送機構は、図示しない搬送モータにより駆動される。ＡＲＤＦは、上記の構成要素のほか、原稿を検知するために原稿台２０へ原稿がセットされているかを検知するセットセンサ３５と、原稿サイズを検知するための幅サイズ検知基板３６と、第１原稿長さセンサ３７と、第２原稿長さセンサ３８と、原稿の後端を検知するための原稿後端センサ３９とを備えている。
【００２９】
また、画像読取装置のスキャナ本体には、スキャナ本体およびＡＲＤＦを含めたカラー画像読取装置の動作制御を行うＳＣＵ(System Control Unit)４０が搭載されている。
【００３０】
図２および図３は、画像読取装置の制御ブロック図である。図２は、制御ブロック図で、図３は、図２に示すＶＩＯＢおよびＳＣＵの構成を詳細に記載した制御ブロック図である。図２に示すように、画像読取装置は、ＡＲＤＦと、スキャナ本体とから構成される。ＡＲＤＦには、上記でも説明したレジストセンサ３１、セットセンサ３５、幅サイズ検知基板３６、第１原稿長さセンサ３７、第２原稿長さセンサ３８、原稿後端センサ３９が設けられ、そのほか、ＡＤＦ(Auto Document Feeder)リフトアップセンサ４１、ＡＤＦカバーオープンセンサ４２、排紙センサ４３、反転トレイセンサ４４といった各種センサが設けられている。
【００３１】
これらのセンサは、ＡＲＤＦに用いる電装部品の電力供給を中継する機能を有する自動両面コピー給紙部(ADU)４５に接続されており、このＡＤＵ４５には、自動両面コピーを実現するために、給紙／反転モータ４６、搬送モータ４７、給紙／反転モータ４６へ動力を伝達する給紙クラッチ４８、底板ソレノイド４９、反転ソレノイド５０等が接続されている。
【００３２】
スキャナ本体には、照明ランプ１１を構成する２つの光源であるＬＥＤ１１ａおよび有機ＥＬ１１ｂと、ＣＣＤセンサ基板であるＳＢＵ１７と、スキャナモータといった走行体モータ１９とが含まれる。また、スキャナ本体は、電源プラグ５１を介して電力供給ユニット(PSU)５２へ電源を供給し、このＰＳＵ５２から各センサや部品等へ電源を供給している。
【００３３】
このスキャナ本体も、原稿サイズセンサ（幅）５３、原稿サイズセンサ（長さ）５４、ホームポジションセンサ５５、ＡＤＦ開閉角度センサ５６といった各種センサを備え、それに加えて、本体操作パネル(SOP)５７、ＳＷＢ５８、ＮＩＣ(Network Interface Card)５９、ＮＩＣ操作パネル６０、ＯＩＰＵ６１、ＳＣＵ４０、ＩＳＩＣ６２、ＬＥＤ１１ａを駆動するＬＥＤドライバ６３、これらが接続されるＶＩＯＢ６４を備えている。ＶＩＯＢ６４は、ＡＲＤＦのＡＤＵ４５と接続され、ＡＤＵ４５へＰＳＵ５２からの電力を供給する。
【００３４】
ＬＥＤ１１ａおよび有機ＥＬ１１ｂから構成される照明ランプ１１から出射された光は、原稿台ガラス１０を介して原稿へ照射され、その原稿に反射し、再び原稿台ガラス１０を介して、第１ミラー１２、第２ミラー１４、第３ミラー１５と反射を繰り返して、レンズ１６へ入力され、ＳＢＵ１７に搭載されるＣＣＤ１００へ入力される。このＳＢＵ１７では、ＣＣＤ１００内で光の強度に応じた電圧値をもつアナログ信号へ変換され、奇数ビットと偶数ビットに分かれて出力される。
【００３５】
ＳＢＵ１７において変換されたアナログ画像信号は、ＶＩＯＢ６４上でアナログ処理回路１０１により暗電位部分が除去され、奇数ビットと偶数ビットが合成され、所定の振幅にゲイン調整される。その後、Ａ／Ｄコンバータ１０２へ入力され、このＡ／Ｄコンバータ１０２によりデジタル信号化される。このデジタル化された画像信号は、シェーディング部１０３へ送られ、シェーディング補正された後、ＶＩＯＢ６４からＳＣＵ４０へ送られ、そのＳＣＵ４０上のＩＰＵ１０４でガンマ補正、ＭＴＦ(Modulation Transfer Function)補正等の画像処理が施される。この画像処理が施された画像信号は、同期信号画像クロックとともにビデオ信号として、ＳＤＲＡＭ１０５といった画像データ記憶手段を管理するメモリコントローラ１０６へ送られ、そのＳＤＲＡＭ１０５に記憶される。
【００３６】
ＳＤＲＡＭ１０５に記憶された画像データは、外部Ｉ／Ｆ１０７へ送られ、ＰＣやプリンタ等の外部出力装置１０８へ転送される。この外部Ｉ／Ｆ１０７は、ＳＣＳＩ、ＩＥＥＥ１３９４、ＬＡＮ等のドライバや、ローカルビデオ信号等を総称するものである。ＳＣＵ４０には、ＣＰＵ１０９、ＲＯＭ１１０、ＲＡＭ１１１、ＮＶＲＡＭ１１２、モータドライバ１１３が実装されており、ＣＰＵ１０９は、スキャナ本体のステッピングモータである走行体モータ１９、ＡＲＤＦの給紙／反転モータ４６、搬送モータ４７のタイミング制御や、ＬＥＤドライバ６３や有機ＥＬドライバ１１４の駆動制御も行う。
【００３７】
ＳＣＵ４０上のＣＰＵ１０９に接続されている入力ポートは、ＶＩＯＢ６４を介してＳＯＰ５７に接続される。ＳＯＰ５７は、スタートスイッチと停止スイッチを実装しており、ＣＰＵ１０９は、それぞれのスイッチが押下されると入力ポートを介してスイッチがＯＮされたことを検出する。
【００３８】
図４は、画像読取装置に用いられる照明ユニットの構成を例示した図である。この照明ユニットは、波長に対する特性である分光分布が異なる２以上の光源と、それらの光源を隣接させて配置するための２以上の光源配置面、それらの光源から入力され内部で拡散された光を外部へ出射させる１つの発光面とを備える導光体２００とから構成される。
【００３９】
導光体２００は、透明性が高く、光の反射、吸収、散乱が少ないメタクリル樹脂やアクリル樹脂等から形成され、例えば、一方に長くされた略直方体の板状物とされる。この導光体２００が有する６つの面の１つに第１光源としてのＬＥＤ２０１が隣接して配置され、別の面に第２光源としての有機ＥＬ２０２が隣接して配置される。
【００４０】
ＬＥＤ２０１は、不連続なスペクトルを有し、有機ＥＬは、太陽光と同様に連続的なスペクトルを有する。スペクトルは、波長ごとの光の強度の分布をいい、連続的なスペクトルとは、ある波長範囲にわたって途切れることなく連続的に現れるスペクトルである。光源としてよく用いられる白色ＬＥＤは、上述したように、青色ＬＥＤと蛍光物質との組み合わせにより白色光を発生させ、青色ＬＥＤにより４８０ｎｍ付近のピークと、蛍光物質による５００ｎｍより長波長側の幅広い光を有することから、スペクトルが連続的に現れるものではなく、不連続なスペクトルを有するものである。このような不連続なスペクトルを有する光源としては、キセノンランプ、冷陰極管等を挙げることができる。
【００４１】
導光体２００は、一方に長くされた板状物である場合、６つの面を有し、その中の最も面積が大きい表裏２つの面の１つに第２光源である有機ＥＬ２０２を隣接させて配置し、もう１つの面は、２つの光源から入力された光を出射させる発光面とされる。このように最も面積が大きい面に連続的なスペクトルを有する有機ＥＬ２０２を配置し、その面に対向する位置にある面を発光面とすることで、有機ＥＬ２０２の発光面積を確保し、原稿面照度を確保することができる。
【００４２】
ＬＥＤ２０１は、有機ＥＬ２０２が配置され取り付けられる面と、発光面とに連続する４つの面の１つに隣接させて配置されるように取り付けられる。取り付けは、透明な接着剤等を使用して貼り付けることにより行うことができる。導光体２００は、６つの面のうち２つに、２つの光源が取り付けられ、１つの面が発光面とされており、残りの３つの面は、それらの面から光が放出されないように、内部を拡散する光を反射させる反射面とされる。これにより、適切に１つの発光面からのみ光を放出させ、その発光面に対向する位置の原稿に光を照射させることができる。
【００４３】
図４に示す実施形態では、１つの面に隣接して必要な数のＬＥＤ２０１が配置され、その面に連続する他の面に隣接して板状の有機ＥＬ２０２が配置され、有機ＥＬ２０２が配置される面に対向した面の一部を覆うように、原稿から反射した反射光を所定の方向へ反射させる第１ミラー１２が隣接して配置され、それと同じ面の残りの部分に、円弧状に突出した曲面を有する光出射部２０３が設けられている。
【００４４】
この導光体２００は、略斜め４５°に傾斜させて設置され、ＬＥＤ２０１および有機ＥＬ２０２が下側になるように配置され、第１ミラー１２のミラー面および光出射部２０３が上側を向くように配置される。なお、光出射部２０３は、曲面により原稿面のスキャンラインに集光させながら光を放出させることができる。
【００４５】
このような構成とすることで、第１光源であるＬＥＤ２０１から照射された光は、導光体２００の、このＬＥＤ２０１が配置された面に対向する面に当たり、反射して、有機ＥＬ２０２が配置された面に当たり、反射して、光出射部２０３から出射させることができる。出射された光は、原稿台ガラス１０を介してその原稿台ガラス１０上に載置される原稿に適切に当たり、それに反射した光が第１ミラー１２のミラー面へ当たり、このミラー面で反射して所定の方向、すなわち第２ミラー１４へ入力される。その後、第３ミラー１５、レンズ１６を介してＳＢＵ１７に搭載されたＣＣＤへ入力される。
【００４６】
一方、第２光源である有機ＥＬ２０２から照射された光は、第１ミラー１２のミラー面の裏側の面と、再び有機ＥＬ２０２が配置される面とで反射を繰り返し、光出射部２０３の曲面で偏向し、原稿へ向けて出射させることができる。その後は、上述したものと同様に、原稿に適切に当たり、それに反射した光が第１ミラー１２のミラー面へ当たり、このミラー面で反射して所定の方向、すなわち第２ミラー１４へ入力される。そして、第３ミラー１５、レンズ１６を介してＳＢＵ１７に搭載されたＣＣＤへ入力される。
【００４７】
この導光体２００の主走査方向に対応する長手方向の大きさは、有効読取幅であるＡ３用紙の幅（２９７ｍｍ）以上、あるいはＡ４用紙の幅（２１０ｍｍ）以上として設定される。ここでは、光源を２つとして説明したが、残りの面に光源を隣接させて配置することで、３つ以上取り付けることも可能である。
【００４８】
図５は、有機ＥＬ光源の構成例を示した図である。有機ＥＬ光源は、ガラス基板２１０上に透明電極２１１を蒸着またはスパッタリングにより形成し、その上に有機ＥＬ発光層２１２を真空蒸着等により形成し、その上に電極２１３を真空蒸着等により形成し、これら透明電極２１１、有機ＥＬ発光層２１２、電極２１３を覆うように封止膜２１４をプラズマ化学的気相成長法等により、例えばＳｉＨ４およびＮ２ガスを用いて形成することにより構成される。この構成では、ガラス基板２１０側から光が放射される方式がボトムエミッションであり、封止膜２１４側から光が放射される方式がトップエミッションである。
【００４９】
有機ＥＬ光源に用いられる透明電極２１１の材料としては、電気抵抗が低く、パターン加工が容易なインジウムとスズの酸化物であるＩＴＯを用いることができる。有機ＥＬ発光層２１２は、例えば、白色発光するものであれば、電子輸送性を有する有機化合物と、赤色発色、緑色発色、青色発色する蛍光色素とを蒸着し、その有機化合物中にこれら３色の蛍光色素が分散した状態に成膜することにより白色光を発光する発光層を形成することができる。なお、発光体としては、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム錯体、ビス（ベンゾキノリノラト）ベリリウム錯体、トリ（ジベンゾイルメチル）フェナントロリンユーロピウム錯体、ジトルイルビニルビフェニル、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、ポリアルキルチオフェン等を用いることができる。電極２１３は、陰電極であり、例えばマグネシウムやアルミニウムを蒸着して形成することができる。
【００５０】
有機ＥＬ光源は、有機ＥＬ発光層２１２と、陰電極を構成する電極２１３との間に、電子注入層、電子輸送層を設けてもよく、また、陽電極を構成する透明電極２１１と、有機ＥＬ発光層２１２との間に、正孔注入層、正孔輸送層を設けてもよい。ここで、正孔注入層は、正孔輸送性を有する有機化合物と、ドーパントである電子受容性の化合物を蒸着により形成され、正孔注入のエネルギー障壁を低くし、透明電極２１１からの円滑な正孔注入を実現するものである。正孔輸送層は、正孔輸送性を有する有機化合物により形成され、正孔を有機ＥＬ発光層２１２へ移行させる機能、その有機ＥＬ発光層２１２から正孔輸送層へ移行する電子の移動をブロックする機能を有するものである。
【００５１】
電子注入層は、電子輸送性を有する有機化合物とドーパントであるリチウム等の電子供与性を有する金属とを蒸着することにより形成され、電子注入のエネルギー障壁を低くし、円滑な電子注入を実現するものである。電子輸送層は、電子輸送性を有する有機化合物により形成され、電子を有機ＥＬ発光層２１２へ移行させる機能、その有機ＥＬ発光層２１２から電子輸送層へ移行する正孔の移動をブロックする機能を有するものである。
【００５２】
正孔輸送性物質としては、芳香族アミン誘導体を用いることができ、電子輸送性物質としては、１，３，４−オキサゾール誘導体、１，２，４−トリアゾール誘導体を用いることができる。
【００５３】
図６は、光源をキャリッジに収容して構成した照明ユニットを例示した図である。実際に照明ユニットは、図５に示すような有機ＥＬを用いて図４に示すように構成したものをキャリッジに搭載した装置として提供される。光源は、第１光源と第２光源といった２以上の光源を用いて構成され、これらの光源は、分光分布が異なるものが採用される。
【００５４】
これら分光分布が異なる２つの光源を導光体２００の互いに連続する異なる面に隣接させて貼り付け、また、第１ミラー１２も他の面に隣接させて貼り付け、これを第１キャリッジ１３に搭載することで、よりコンパクトで照射光のリップルを低減した照明ユニットを構成することができる。
【００５５】
ここで図７を参照して、分光分布について詳細に説明する。図７（ａ）は、ＬＥＤの分光分布、図７（ｂ）は、有機ＥＬの分光分布を示す。分光分布は、上述したように光源の波長に対する特性で、各波長成分の量を連続的に表したものである。したがって、横軸は波長（ｎｍ）を示し、縦軸は最大値に対する光の相対強度（％）あるいは強度（−）で表される。
【００５６】
青色ＬＥＤと蛍光物質という組み合わせにより白色光を発生させる白色ＬＥＤでは、上述したように不連続なスペクトルとなる。一方、有機ＥＬは、可視領域の波長範囲にわたってとぎれなく連続的にスペクトルが現れることから、連続的なスペクトルである。
【００５７】
図７（ｃ）は、ＣＣＤの分光感度を示した図で、向かって左側から青（Ｂ）、緑（Ｇ）、赤（Ｒ）の分光感度特性を示している。太陽光は、波長４００ｎｍ〜７００ｎｍにわたって各波長の光が細かく滑らかに連続していることから、特定の波長において強度が低い等の、ＣＣＤの分光感度領域に対して欠落している部分がないため、効果的な発光と言える。しかしながら、ＬＥＤの分光分布は、不連続なスペクトルで、ＣＣＤの分光感度特性におけるＧおよびＲのピークとなる波長の部分の強度が低いことから、色の再現性に乏しく、効果的な発光とは言えない。
【００５８】
有機ＥＬの分光分布は、連続的なスペクトルで、その波長の部分の強度が比較的高いことから、ＬＥＤとこの有機ＥＬとを組み合わせて照明ユニットを構成すると、有機ＥＬが、ＣＣＤの分光感度特性におけるＧおよびＲのピークとなる波長の部分を補うことができ、ＬＥＤの不連続なスペクトルを補間することができる。また、有機ＥＬがＬＥＤの光量も補うことができるため、ＣＣＤの分光感度領域に対して十分に効果的な発光となりうる。
【００５９】
このように、分光分布が異なる２つの光源を用いることで、互いを補間することができることから、波長に応じて強度が大きく低下する部分を低減させ、照射光のリップルを低減させることができる。２つの光源は、上記のＬＥＤと有機ＥＬの組み合わせに限らず、有機ＥＬと、ＬＥＤに代えてキセノンランプや冷陰極管(CCFL)等の他の光源とを組み合わせて照明ユニットを構成することも可能である。なお、ＬＥＤと、それらのキセノンランプや冷陰極管とを組み合わせることも考えられるが、ＣＣＤの分光感度領域に対し、欠落している部分を少なくする点において有機ＥＬと組み合わせる方が望ましい。
【００６０】
図８は、第２光源の第１実施形態を示した図である。図４および図６は、光源を側方から見たところを示した図であるが、図８〜図１２の各図は、光源を正面から見たところを示した図である。図８では、導光体２００が略直方体の板状物として形成され、その最も面積が大きい表裏２つの面の１つに板状の第２光源である有機ＥＬ２０２が貼り付けられ、その面に連続する４つの面の１つに複数の第１光源であるＬＥＤ２０１が貼り付けられている。この図８では、８つの略直方体に形成されたＬＥＤ２０１が等間隔で貼り付けられている。この実施形態では、有機ＥＬ２０２が１つのみで構成され、各光源から照射された光が、導光体２００内で合成され、その合成された光が原稿面へ出射されるものとされている。
【００６１】
図９は、第２光源の第２実施形態を示した図である。導光体２００およびＬＥＤ２０１の数および形状は、図８に示す実施形態と同じであるが、有機ＥＬ２０２が７つの小さい板状物とされ、ＬＥＤ２０１間となる位置に対応した他の面の位置に貼り付けられている。図８に示すように１つの面のほぼ全体を覆うように有機ＥＬ２０２を貼り付けるのではなく、必要な箇所に貼り付けることで有機ＥＬ２０２を貼り付ける量を減らし、生産コストを下げることができる。
【００６２】
図１０は、第２光源の第３実施形態を示した図である。導光体２００およびＬＥＤ２０１の数および形状は、図８および図９に示す実施形態と同様である。この実施形態では、有機ＥＬ２０２が、７つの小さい第１板状物と、１つの大きい第２板状物とから構成し、第１板状物を図９に示す実施形態と同様、ＬＥＤ２０１間となる位置に対応した他の面の位置に貼り付け、その貼り付けた７つの第１板状物と、８つのＬＥＤ２０１との間に、導光体２００の長手方向のほぼ全体を覆うような大きさの第２板状物を貼り付ける構成とされている。
【００６３】
図１１は、第２光源の第４実施形態を示した図である。導光体２００およびＬＥＤ２０１の数および形状は、図８〜図１０に示す実施形態と同様である。この実施形態では、有機ＥＬ２０２が、７つの小さい板状物から構成されるが、図９に示すように、すべてが同じ大きさではなく、導光体２００の中央に貼り付けられる有機ＥＬ２０２の板状物が最も小さく、両端部へ向かうにつれてその面積が大きい有機ＥＬ２０２の板状物が貼り付けられるように構成されている。このように、ＬＥＤ２０１間に配置する有機ＥＬパネルの面積を主走査方向の中央と両端部で変えることにより、レンズ通過後のＣＣＤセンサ面上での両端部の光量低下を低減し、画像品質を向上させることができる。
【００６４】
図１２は、第２光源の第５実施形態を示した図である。導光体２００およびＬＥＤ２０１の数および形状は、図８〜図１１に示す実施形態と同様である。この実施形態では、図１０に示す有機ＥＬ２０２と同様、７つの小さい第１板状物と、１つの大きい第２板状物とから構成しているが、図１１に示す実施形態と同様に、導光体２００の中央が最も面積が小さい第１板状物とされ、その両端部へいくにつれてその面積が大きくなるように構成され、１つの大きい第２板状物も、中央が最もその幅が狭く、両端部へいくにつれて太くなるように構成されている。この場合も、ＬＥＤ２０１間に配置する有機ＥＬパネルの面積を主走査方向の中央と両端部で変えることにより、レンズ通過後のＣＣＤセンサ面上での両端部の光量低下を低減し、画像品質を向上させることができる。
【００６５】
これまで光源の構成をもつ照明ユニット、その照明ユニットを備える画像読取装置について説明してきた。本発明では、その画像読取装置を備える画像形成装置も提供することができ、画像形成装置としては、ＭＦＰ(Multi Function Peripheral)を挙げることができる。
【００６６】
次に、本発明の画像読取装置が行う第１光源および第２光源の点灯制御について説明する。この制御は、点灯制御手段が実行することができ、図２および図３に示すＳＣＵ４０をこの手段として機能させることができる。図１３は、この点灯制御を実施する画像読取処理の第１の流れを示したフローチャート図である。ステップ１３００から処理を開始し、ユーザがＳＯＰ５７で設定した情報に基づき、まず、ステップ１３０５で、カラー原稿であるか、モノクロ原稿であるかを判断する。モノクロ原稿である場合は、ステップ１３１０へ進み、モノクロ高速読取を行うシートスルー読取動作であるか否かを判断する。シートスルー画像読取は、上記のシートスルー方式を採用して画像読取を行うものである。
【００６７】
ステップ１３０５でカラー原稿と判定された場合、およびステップ１３１０でシートスルー読取動作と判断された場合、ステップ１３１５へ進み、ユーザからの読取開始の指示を受けたか否かにより、読取動作を開始するかどうかを判断する。例えば、スキャナ本体のＳＯＰのスタートスイッチが「ＯＮ」にされたか否かにより判断することができる。開始すると判断された場合、カラー原稿の読取動作、またはシートスルー読取にてモノクロ高速読取動作を開始することになるが、これらの場合、ＬＥＤチップ間の照射光のリップルを低減するため、２つの光源の点灯が必要となる。
【００６８】
これは、カラー原稿の場合は、上述したようにＬＥＤのみでは、ＣＣＤの分光感度領域に対して効果的な発光とはならないからである。モノクロ原稿の場合は、読取時間を長くし、十分な光量を与えることができれば、光源のリップルはほとんど発生せず、画質低下という問題が生じることはない。しかしながら、シートスルー読取にてモノクロ高速読取動作を行う場合は、読取時間が非常に短いことから、十分な光量を与えることができず、その結果、リップルが発生し、画質の低下を生じる。
【００６９】
したがって、このような場合に、ステップ１３２０で第１光源を点灯させ、それと同時に、ステップ１３２５で第１光源とは異なる分光分布をもつ第２光源を点灯させ、十分な分光分布で、かつ十分な光量の光を原稿へ照射する。これを基に、ステップ１３３０で読取を開始する。読取は、カラー原稿であれば、例えばこれら光源が搭載されたキャリッジを移動させることにより、モノクロ高速読取を行う場合は、原稿をローラで自動搬送することにより行う。そして、ステップ１３３５で、原稿の終端までキャリッジが移動したか、原稿が排出されたかを判断することにより、その読取を終了したかどうかを判断する。終了していなければ、再びステップ１３２０へ戻り、読取動作を継続する。
【００７０】
終了していれば、ステップ１３４０へ進み、第１光源および第２光源を消灯する。そして、ステップ１３４５へ進み、この処理を終了する。また、ステップ１３１０でシートスルー読取動作ではないと判断された場合や、ステップ１３１５で読取動作を開始しないと判断された場合は、この処理を行わないので、ステップ１３４５へ進み、終了する。
【００７１】
図１４は、この画像読取処理の第２の流れを示したフローチャート図である。図１３でシートスルー読取動作ではなく、読取動作を開始しないと判断され、ステップ１３４５でその処理を終了した場合に、この図１４に示す処理を開始することができる。ステップ１４００からこの処理を開始し、まず、ステップ１４０５で、モノクロ原稿であるかを判断する。これは、図１３に示したステップ１３０５における判断と同様のものである。ただし、この場合、モノクロ原稿ではなく、カラー原稿と判断されると、ステップ１４３５へ進み、処理を終了する。
【００７２】
ステップ１４０５でモノクロ原稿と判断された場合、ステップ１４１０へ進み、読取動作を開始するかどうかを判断する。この処理も、図１３に示したステップ１３１５における判断と同様のものである。開始しないと判断された場合は、ステップ１４３５へ進み、この処理を終了する。開始すると判断された場合、ステップ１４１５へ進み、第１光源を点灯する。そして、ステップ１４２０で読取を開始する。ステップ１４２５で読取を終了したかを判断し、まだ終了していない場合は、ステップ１４１５へ戻り、読取動作を継続し、終了した場合は、ステップ１４３０へ進む。
【００７３】
ステップ１４３０では、読取動作が終了していることから、第１光源を消灯する。そして、ステップ１４３５へ進み、この処理を終了する。このようにモノクロ原稿の読取動作では、時間をかけて読取を行い、十分な光量を与えることができるため、ＬＥＤチップ間の照射光のリップルが、カラー原稿やシートスルー読取にて高速に読み取られるモノクロ原稿の場合に比較してほとんど発生することはない。このため、第２光源を点灯させなくても済むことから、図１４に示したような第１光源のみを点灯させる処理で十分である。
【００７４】
図１５は、この画像読取処理の第３の流れを示したフローチャート図である。ステップ１５００からこの処理を開始し、まず、ステップ１５０５で原稿読取動作であるか否かを判断する。読取動作でなければ、ステップ１５８０へ進み、処理を終了する。読取動作である場合は、ステップ１５１０へ進み、第１光源が正常であるかどうかを判断する。すなわち、一度点灯してみて、第１光源が実際に点灯するか、その光量が一定量以上あるかを確認し、点灯してその光量が一定量以上ある場合には正常と判断する。反対に、故障による不点灯や、経時劣化による光量不足の場合には異常と判断する。
【００７５】
ステップ１５１０で第１光源が正常と判断された場合、ステップ１５１５へ進み、第２光源が正常であるかどうかを、ステップ１５１０と同様の方法により判断する。ステップ１５１５で第２光源も正常と判断された場合に、ステップ１５２０へ進み、読取動作を開始するかどうかを判断し、開始すると判断されれば、ステップ１５２５で第１光源および第２光源を点灯する。そして、原稿の読取を行い、ステップ１５３０で読取が終了したかを判断する。
【００７６】
ステップ１５２０で読取動作を開始しないと判断された場合、図１３および図１４に示した実施形態と同様、ステップ１５８０へ進み、処理を終了する。ステップ１５３０で読取が終了していない場合、ステップ１５２５へ戻り、読取を継続する。一方、読取が終了した場合、ステップ１５３５へ進み、第１光源および第２光源を消灯し、ステップ１５８０で処理を終了する。
【００７７】
ステップ１５１０で第１光源が正常でないと判断された場合、ステップ１５４０へ進み、第１光源の異常を通知する。例えば、スキャナ本体の本体操作パネルに表示したり、ユーザが使用するＰＣの表示画面上に表示する等して、その異常をユーザに知らせることができる。その通知後、ステップ１５４５で、ステップ１５１５と同様に第２光源が正常であるかどうかを判断する。正常でない場合は、ステップ１５５０へ進み、第２光源の異常を通知する。この場合、第１光源も、第２光源も異常が検出され、読取動作を行うことができないので、ステップ１５８０へ進み、処理を終了する。
【００７８】
その一方、第２光源が正常である場合は、ステップ１５５５へ進み、第２光源のみを点灯するかを判断する。例えば、第１光源が異常で、第１光源を点灯させることができなくても、第２光源が正常で、修理完了までのダウンタイムを低減するため、第２光源のみでの点灯モードで、モノクロモードでの画像読取動作や読取時間を遅くして光量不足を補うような条件にて動作させることが可能であれば、第２光源のみを点灯すると判断することができる。
【００７９】
ステップ１５５５で第２光源のみを点灯すると判断された場合、ステップ１５６０へ進み、第２光源を点灯する。そして、ステップ１５６５で読取を開始する。ステップ１５７０で読取を終了したかを判断し、まだ終了していない場合は、ステップ１５６０へ戻り、読取を継続する。一方、終了した場合は、ステップ１５７５へ進み、第２光源を消灯し、ステップ１５８０でこの処理を終了する。
【００８０】
ステップ１５５５で第２光源のみを点灯しないと判断された場合は、第１光源が異常で、点灯させることができず、第２光源は正常であるが、点灯しないことから、読取を行うことはできないため、ステップ１５８０へ進み、処理を終了する。図１５に示した処理では、第１光源のみが正常の場合についての判断ステップが示されていないが、上記の第２光源のみが正常である場合の処理（ステップ１５５５〜ステップ１５７５）と同様、第１光源のみを点灯し、読取を行い、それが終了した後に消灯するという処理を行うことができる。
【００８１】
これまで本発明を上述した実施の形態をもって説明してきたが、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、他の実施の形態、追加、変更、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。したがって、本発明は、上記の照明ユニット、画像読取装置、画像形成装置、画像読取方法のほか、その方法を実行するためのコンピュータ可読なプログラム、そのプログラムが記録された記録媒体も提供することができるものである。
【符号の説明】
【００８２】
１０…原稿台ガラス、１１…照明ランプ、１１ａ…ＬＥＤ、１１ｂ…有機ＥＬ、１２…第１ミラー、１３…第１キャリッジ、１４…第２ミラー、１５…第３ミラー、１６…レンズ、１７…ＳＢＵ、１８…第２キャリッジ、１９…走行体モータ、２０…原稿台、２１…原稿台ガイド、２２…呼び出しコロ、２３…給紙ベルト、２４…搬送コロ、２５…分離コロ、２６…第１搬送ローラ、２７…ＤＦ用原稿ガラス、２８…反射ガイド板、２９…第２搬送ローラ、３０…排紙ローラ、３１…レジストセンサ、３２…分岐爪、３３…反転ローラ、３４…反転テーブル、３５…セットセンサ、３６…幅サイズ検知基板、３７…第１原稿長さセンサ、３８…第２原稿長さセンサ、３９…原稿後端センサ、４０…ＳＣＵ、４１…ＡＤＦリフトアップセンサ、４２…ＡＤＦカバーオープンセンサ、４３…排紙センサ、４４…反転トレイセンサ、４５…ＡＤＵ、４６…給紙／反転モータ、４７…搬送モータ、４８…給紙クラッチ、４９…底板ソレノイド、５０…反転ソレノイド、５１…電源プラグ、５２…ＰＳＵ、５３…原稿サイズセンサ、５４…原稿サイズセンサ、５５…ホームポジションセンサ、５６…ＡＤＦ開閉角度センサ、５７…ＳＯＰ、５８…ＳＷＢ、５９…ＮＩＣ、６０…ＮＩＣ操作パネル、６１…ＯＩＰＵ、６２…ＩＳＩＣ、６３…ＬＥＤドライバ、６４…ＶＩＯＢ、１００…ＣＣＤ、１０１…アナログ処理回路、１０２…Ａ／Ｄコンバータ、１０３…シェーディング部、１０４…ＩＰＵ、１０５…ＳＤＲＡＭ、１０６…メモリコントローラ、１０７…外部Ｉ／Ｆ、１０８…外部出力装置、１０９…ＣＰＵ、１１０…ＲＯＭ、１１１…ＲＡＭ、１１２…ＮＶＲＡＭ、１１３…モータドライバ、１１４…有機ＥＬドライバ、２００…導光体、２０１…第１光源、２０２…第２光源、２０３…光出射部、２１０…ガラス基板、２１１…透明電極、２１２…有機ＥＬ発光層、２１３…電極、２１４…封止膜
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８３】
【特許文献１】特開２００６−６０４０７号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿を読み取る画像読取装置に用いられる照明ユニットであって、
分光分布が異なる２以上の光源と、
前記２以上の光源を隣接させて配置するための２以上の光源配置面と、前記２以上の光源から入力され内部で拡散された光を外部へ出射させる１つの発光面とを備える導光体とから構成される、照明ユニット。
【請求項２】
前記発光面は、円弧状に突出した曲面を有するように形成され、前記曲面により集光させ、前記原稿へ向けて集光された光を照射させる、請求項１に記載の照明ユニット。
【請求項３】
前記２以上の光源は、不連続なスペクトルを有する第１光源と、連続的なスペクトルを有する第２光源とから構成され、
前記導光体は、一方に長くされた板状物とされ、面積が最も大きい表裏２つの面が前記第２光源を隣接させて配置する前記光源配置面と前記発光面とされ、当該光源配置面と当該発光面に連続する面の１つに前記第１光源を隣接させて配置し、残りの面が内部を拡散する光を反射させる反射面とされる、請求項１または２に記載の照明ユニット。
【請求項４】
前記第２光源は、前記導光体の長手方向における位置に応じて当該第２光源の発光面積が異なる形状とされた、請求項１〜３のいずれか１項に記載の照明ユニット。
【請求項５】
前記導光体の前記発光面の一部に隣接して配置され、前記原稿に照射され反射した光を、電気信号へ変換する前記画像読取装置が備える光電変換手段に向けて反射させるためのミラーをさらに備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の照明ユニット。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の照明ユニットと、原稿から反射した光を電気信号へ変換する光電変換手段とを含む、画像読取装置。
【請求項７】
カラー原稿を読み取る場合に第１光源と第２光源とを点灯させ、モノクロ原稿を読み取る場合に前記第１光源のみを点灯させるように点灯制御を行う点灯制御手段をさらに備える、請求項６に記載の画像読取装置。
【請求項８】
前記点灯制御手段は、前記第１光源と前記第２光源とが点灯し、一定の光量を有するかどうかを確認することにより正常であるか否かを判断し、前記カラー原稿を読み取る際に異常と判断した場合、前記第１光源または前記第２光源の一方のみを点灯させる、請求項７に記載の画像読取装置。
【請求項９】
請求項６〜８のいずれか１項に記載の画像読取装置を備える画像形成装置。
【請求項１】
原稿を読み取る画像読取装置に用いられる照明ユニットであって、
分光分布が異なる２以上の光源と、
前記２以上の光源を隣接させて配置するための２以上の光源配置面と、前記２以上の光源から入力され内部で拡散された光を外部へ出射させる１つの発光面とを備える導光体とから構成される、照明ユニット。
【請求項２】
前記発光面は、円弧状に突出した曲面を有するように形成され、前記曲面により集光させ、前記原稿へ向けて集光された光を照射させる、請求項１に記載の照明ユニット。
【請求項３】
前記２以上の光源は、不連続なスペクトルを有する第１光源と、連続的なスペクトルを有する第２光源とから構成され、
前記導光体は、一方に長くされた板状物とされ、面積が最も大きい表裏２つの面が前記第２光源を隣接させて配置する前記光源配置面と前記発光面とされ、当該光源配置面と当該発光面に連続する面の１つに前記第１光源を隣接させて配置し、残りの面が内部を拡散する光を反射させる反射面とされる、請求項１または２に記載の照明ユニット。
【請求項４】
前記第２光源は、前記導光体の長手方向における位置に応じて当該第２光源の発光面積が異なる形状とされた、請求項１〜３のいずれか１項に記載の照明ユニット。
【請求項５】
前記導光体の前記発光面の一部に隣接して配置され、前記原稿に照射され反射した光を、電気信号へ変換する前記画像読取装置が備える光電変換手段に向けて反射させるためのミラーをさらに備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の照明ユニット。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の照明ユニットと、原稿から反射した光を電気信号へ変換する光電変換手段とを含む、画像読取装置。
【請求項７】
カラー原稿を読み取る場合に第１光源と第２光源とを点灯させ、モノクロ原稿を読み取る場合に前記第１光源のみを点灯させるように点灯制御を行う点灯制御手段をさらに備える、請求項６に記載の画像読取装置。
【請求項８】
前記点灯制御手段は、前記第１光源と前記第２光源とが点灯し、一定の光量を有するかどうかを確認することにより正常であるか否かを判断し、前記カラー原稿を読み取る際に異常と判断した場合、前記第１光源または前記第２光源の一方のみを点灯させる、請求項７に記載の画像読取装置。
【請求項９】
請求項６〜８のいずれか１項に記載の画像読取装置を備える画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１２−１７５２１２（Ｐ２０１２−１７５２１２Ａ）
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３２８４３（Ｐ２０１１−３２８４３）
【出願日】平成２３年２月１８日（２０１１．２．１８）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１８日（２０１１．２．１８）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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