JP2011188153A - 光源ユニット及びこれを用いた画像読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】読取面に線状光を照射する際に読取り光学系の特性に適合した光量で出射することが可能であり、その構造が簡単で安価に製造することが可能な光源ユニットを提供する。
【解決手段】光を読取面に沿ってライン方向に散乱する光散乱面と、この光散乱面からの光を読取面に向けて出射する光出射面とを有する導光体と、この導光体の少なくとも一端面に配置された光源とを備える。そこでこの光源を少なくとも２つの発光体で構成し、第１第２の発光体は異なる位置から導光体に光を入射すると共に、光出射面から出射光路方向に上下に距離を隔てた位置に配列する。このような構成によって出射方向上下に配列されている発光体は、散乱面に近い位置の発光体（第１の発光体）からの光は線状光の両端部に集中してその光量を増大させることとなる。
【選択図】図６

Description

本発明はスキャナ装置、複写機、ファクシミリ等の画像読取装置における光源ユニットに係わり、読取面に照射する光源機構の改良に関する。

一般に、スキャナ装置、複写機などの画像読取装置における光源ユニットは、例えば特許文献１に開示されているように読取りプラテンに光源から光を照射し、その反射光を集光して光電変換センサで光電変換する装置として広く知られている。

この光源ユニットとしては、特許文献２に開示されているようにプラテンに沿って移動する走査キャリッジに光源ランプを配置し、この光源ランプから照射した光の反射光を集光レンズで光電変換センサに結像している。そしてこの光電変換センサをラインセンサで構成し、走査キャリッジを副走査方向に移動しながらプラテン上の画像を線順位で読み取っている。

このような構成の画像読取装置では光源ユニットとして主走査方向（ラインセンサの配置方向）に均一の光を照射することが要求される。このため従来は光源ランプとして蛍光ランプ（冷陰極管）、ＬＥＤアレイなどの棒状発光体を使用するか、点光源を読取りラインに沿って乱反射させて所定角度から出射させるロッド光源を使用している。

例えば特許文献３には図１４（ａ）に示すように光散乱面と光出射面を長手方向に対向配置した棒状の導光体を設け、この導光体の端面に光源を配置した光源ユニットが提案されている。そして光源から入射した光を光散乱面と光出射面の間で散乱させて長手方向に導光し、所定の臨界角以内の光線を光出射面から外部に照射する光源機構が知られている。

特開２００７−０７４０１９号公報 特開２００５−２３４２９７号公報 特開２０００−０４８６１６号公報

上述のように画像の読取面に均一な線状光を照射する際に、読取ラインに沿って導光体を設け、その端面からＬＥＤなどの発光体で光を導入する光源ユニット構造は前掲特許文献３などで知られている。この場合従来は導光体の端面から１つの発光体から光を導光体内に入射するか、或いは波長の異なる複数の発光体から光を導光体内に入射させている。

そして導光体は読取面の読取ラインに沿って線状の光束として図１４（ｂ）の点線で示す均一光量の光を照射するように構成し、この読取面からの反射光を集光レンズでラインセンサ上に結像させている。この場合、集光レンズは１枚若しくは複数枚のレンズユニット（凸レンズ構成）で構成している。このとき集光レンズの特性からレンズユニットを通過した光は、図１４（ｂ）の実線で示す様に、レンズの中心を通った光の光量に対し、レンズの周辺を通った光の光量が減衰することが知られている。

これは一般的にコサイン４乗則（レンズに入射する入射角がθのとき入射後の照度はコサイン４乗に比例する）として知られている。このため仮に読取面に照射する線状光が主走査方向に均一に構成されていてもラインセンサで光電変換する光量はレンズ中央を通過した光とその周辺を通過した光ではセンサの出力値が異なってしまう。この状態を図１４（ｂ）に示すがセンサの出力値がレンズ中央は高く、周辺は低くなる。

このようなレンズ特性の問題を解決するため、従来は図１５（ｂ）に示すように、導光体から読取面に出射する光量を読取りラインの両端部が高く、中央部が低くなるように例えば散乱面を工夫している。前掲特許文献３の様な導光体を用いる場合には、例えば図１５（ａ）に示すように、まず導光体中央部位の光量を上げる為に散乱面を図示の様に傾斜させると共に、散乱面に形成した反射面突起のピッチ幅を調整し、導光体中央部位のピッチ幅Ｐ２に比べ両端部のピッチ幅Ｐ１を小さくし反射光を増やすことで、両端部の光量を上げることが行われている。

このように導光体の散乱面の形状で光量調整する場合には、散乱面の形状（肉厚など）による成形時の収縮斑や、導光体の径時変化が問題なる。通常導光体は透明度の高い樹脂材料（例えばアクリル樹脂、ポリカーボネイト樹脂などの熱可塑性樹脂）で構成され、熱或いは径時劣化によって変形することがある。

そこで本発明者は、導光体の端面に光を導入する光源に着目し、この光源をチップ形状の複数の発光体で構成し、導光体に異なる高さ位置から複数の光を入射させることによって線状光の光量を、両端部を大きく中央部を小さくすることが可能であるとの着想に至った。

本発明は読取面に線状光を照射する際に読取り光学系の特性に適合した光量で出射することが可能であり、その構造が簡単で安価に製造することが可能な光源ユニットの提供をその課題としている。
更に本発明は、線状光を生成する導光体に複数の発光体から光を導入する際に光量斑がなく、同時に光量特性に適合した光源ユニットの提供をその課題としている。

上記課題を達成するため本発明は、光を読取面に沿ってライン方向に散乱する光散乱面と、この光散乱面からの光を読取面に向けて出射する光出射面とを有する導光体と、この導光体の少なくとも一端面に配置された光源とを備える。そこでこの光源を少なくとも２つの発光体で構成し、第１第２の発光体は異なる位置から導光体に光を入射すると共に、光出射面から出射光路方向に上下に距離を隔てた位置に配列することを特徴としている。このような構成によって出射方向上下に配列されている発光体は、散乱面に近い位置の発光体（第１の発光体）からの光は線状光の両端部に集中してその光量を増大させることとなる。

更に、その構成を詳述すると、光源（９）からの光を散乱反射させて読取面（Ｒ）に線状光を照射する光源ユニットであって、光を読取面に沿ったライン方向に散乱する光散乱面（３２）と、この光散乱面からの光を読取面に向けて出射する光出射面（３３）とを有する導光体（３０）と、導光体の少なくとも一端面（３１Ｒ）に配置された光源（９）とを備える。光源は、少なくとも２つの発光体（４１，４２）で構成され、この第１の発光体（４１）と第２の発光体（４２）とは、互いに異なる位置から導光体に光を入射すると共に、光出射面から読取面に向かう出射光路方向（ｈｘ）に距離を隔てて配列させる。

この場合、第１の発光体と第２の発光体は、例えば白色ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの実質的に同一波長の発光素子で構成する。そして上記第１第２の発光体は、１つの発光素子に限らず複数の発光素子で構成する。この場合、例えば第２の発光体を構成する複数の発光素子は出射光路（光散乱面の法線）を中心に左右対称に配列する。このように構成することによって線状光の光量斑を少なくすることが可能となる。

また、導光体の端面に配置する光源は、導光体の両端面に配置するか、その一方に配置する。両端面に配置する場合には左右が完全にシンメトリーとなるように配置する。また一端面に配置する場合には、他端面には反射部材を設けて仮想光源を形成する。

本発明は、導光体の端面に配置する光源を少なくとも２つの発光体で構成し、この第１第２の発光体を異なる位置から導光体に光を入射し、光出射面からの出射光路方向上下に距離を隔てて配列するようにしたものであるから以下の効果を奏する。

本発明は、読取面に沿ってライン方向に配置した導光体には、出射光路方向（散乱面の法線方向）に散乱面に近い距離位置の発光体からの光は線状光の両端部に比較的密に光を反射し、散乱面から遠い距離位置の発光体からの光は線状光の中央部に比較的密に光を反射し、両端部が大きい光量となる。

このように導光体の出射面から読取面に照射される光は、読取りライン方向にその両端部の光量が大きく、中央部の光量が小さく光量特性となる。従って第１第２複数の発光体の入射位置を最適値に設定することによって読取光学系の特性（主にレンズ特性、若しくはセンサ特性）に適合した光量特性で光を読取面に照射することが可能となる。

また、本発明は導光体の端面に配置する発光体の相対位置を設定することによって光量調整するものであるから、例えば解像度、読取りライン幅、走査速度などの装置仕様に応じてその最適な高利用特性を簡単に設定することが出来る。この特徴は従来の導光体構造を個別に装置仕様に適合させる（導光体生産）場合に比べ、例えば発光素子を基板にマウントする際にその位置を調整する（基板生産）のみで良く、安価で簡単に他品種少量生産が可能となる。

更に本発明は使用過程で光量斑、光量劣化などの不具合が発生した場合に比較的高価である導光体を交換することなく発光体をマウントした基板を交換することによって初期特性の光学性能に修理することが可能である。

本発明に係わる画像読取装置の縦断説明図。 図１の装置における原稿画像を読取る読取キャリッジの構成を示す説明図。 図１の装置におけるキャリッジの外観斜視図を示す。 図３で示すキャリッジの部分分解斜視図を示す。 本発明における光源ユニットの光源と導光体の配置関係を説明する説明図。 （ａ）乃至（ｆ）図３に示すキャリッジにおける光源配置状態を説明する配置図。 図６の光源配置における発光特性を示すグラフ図。 （ａ）乃至（ｃ）図６の光源配置における光量特性を示す模式図。 （ａ）乃至（ｃ）図６の光源配置における光量特性を示す模式図。 キャリッジの構成を示す平面説明図。 図３の装置における光源ユニットの構成図。 第６実施形態における光源ユニットの光源と導光体の配置関係を説明する説明図。 図１２の光源ユニットの光量特性を示す模式図。 （ａ）従来一般的な光源ユニット構成図を示し、（ｂ）光学縮小型の光源特性と受光特性の関係を説明する特性図。 （ａ）従来一般的な光量調整を対応した光源ユニット構成図を示し、（ｂ）光学縮小型の光源特性と受光特性の関係を説明する特性図。

図１に本発明に係わる光源ユニット９を内蔵した画像読取装置Ａの構成を示す。図１に示す装置は画像読取装置Ａと、これに搭載した原稿給送ユニットＢから構成されている。以下画像読取装置Ａと、これに内蔵された光源ユニット９の順に説明する。

［画像読取装置］
本発明に係わる画像読取装置Ａは、図１に示すように装置ハウジング１に第１プラテン３と、第２プラテン２を備えている。この第１、第２プラテン３，２は、ガラスなどの透明素材で形成され、装置ハウジング１の天部に固定されている。そして第１プラテン３は原稿を載置セットする寸法サイズに形成され、第２プラテン２は所定速度で移動する原稿を読み取るようにその幅サイズに形成されている。上記第１、第２プラテン３，２は図１に示すように互いに並設されている。そして上記装置ハウジング１の内部には画像読取機構が内蔵されている。

この画像読取機構の一例を図２（図１の要部拡大図）に従って説明する。装置ハウジング１内には、第１プラテン３と第２プラテン２間で位置移動可能にキャリッジ６が配置されている。これと共にキャリッジ６は第１プラテン３に沿って往復動するように後述するガイドレール１２に支持されている。

キャリッジ６は耐熱性樹脂などで構成されたユニットフレーム１１に光源ユニット９（後述の第１光源ユニット９ａと第２光源ユニット９ｂ）と、原稿からの反射光を偏向する反射ミラー１０（第１ミラー１０ａ、第２ミラー１０ｂ、第３ミラー１０ｃ）と、反射ミラー１０からの光を集光する集光レンズ７と、集光レンズ７で結像される結像部に配置されたラインセンサ８とが搭載されている。そしてラインセンサ８から電気信号として出力された画像データを画像処理部に転送するようにデータ転送ケーブルによって画像処理部（データ処理ボード；不図示）に電気的に接続されている。

［キャリッジの構成］
上記キャリッジ６は装置フレームに配置されたガイドレール１２に軸受けされ、このガイドレール１２に沿って往復動するように支持されている。またキャリッジ６にはワイヤなどの巻き上げ部材を介してキャリッジモータ（不図示）に連結され、このモータの正逆転で図２左右方向に往復動する。上記ガイドレール１２は左右一対が第１プラテン３と並行に配置され、キャリッジ６を安定して往復動するように構成されている。

図２に示すように第１プラテン３と第２プラテン２は略々同一平面に配置され、その下方に位置するキャリッジ６は第１プラテン３と第２プラテン２の直下に位置移動自在にガイドレール１２に支持され、キャリッジモータで選択的に位置移動する。そしてキャリッジ６は第１プラテン３に沿って移動する過程で、この第１プラテン３にセットされた原稿を走査しラインセンサ８で画像を読み取る。これと同時にこのキャリッジ６は第１プラテン３から第２プラテン２の直下に移動し、この位置に静止した状態で第２プラテン上を所定速度で移動する原稿の画像を読み取るように構成されている。

上記キャリッジ６には後述する光源ユニット９と、この光源ユニット９から照射した光の反射光を所定の読取り光路方向に偏向する反射ミラー（板ガラス、プリズムなど）１０が搭載されている。図２に示す装置は読取面Ｒ（第１プラテンＲ１、第２プラテンＲ２）からの反射光を第１ミラー１０ａで偏向し、その光を第２ミラー１０ｂ、第３ミラー１０ｃで偏向する場合を示している。そして第３ミラー１０ｃからの光を集光レンズ７でラインセンサ８に結像するようになっている。

上記集光レンズ７は１枚若しくは複数枚のレンズで構成され全体として凸レンズを形成している。そしてラインセンサ８はＣＣＤなどの光電変換素子で構成され、図示のものはＲＧＢのカラーセンサアレイで構成されている。尚この集光レンズ７とラインセンサ８は、キャリッジ６に搭載する場合を示したが装置ハウジング１の例えば底部シャーシにマウントしても良い。この他キャリッジ６を第１第２、２つのキャリッジで構成し、第１キャリッジに光源ユニットと反射ミラーを搭載し、第２キャリッジに集光レンズとラインセンサを搭載するキャリッジ構成にしても良い。

上記キャリッジ６には読取面Ｒに光を照射する光源ユニット９が搭載されている。この光源ユニット９は読取面Ｒの読取りライン（図２に示す読取面Ｒと直交する主走査方向読取り幅）に線状光を照射する。この光源ユニット９は１本の線状光を照射する構成と、２本の線状光を照射する構成が採用可能である。前者は例えば図２に示す第１光源ユニット９ａのみを搭載する構成であり、後者は図２に示す第１光源ユニット９ａと第２光源ユニット９ｂを搭載する構成である。

この他、図示しないが第１光源ユニット９ａはキャリッジ６に搭載し、第２光源ユニット９ｂは第２プラテン２に光を照射するように装置ハウジング１に固定配置する構成も可能である。このように第１第２光源ユニット９ａ、９ｂを設ける目的は、読取面Ｒの照射光量を大きくして高速読取りを可能にするためであり、また第２プラテン２の照射光量を第１プラテン３より大きくすることによって第２プラテン２で走行する原稿速度を高速に読み取るためである。

［光源ユニット］
本発明は上述のキャリッジ６に搭載する光源ユニット９、或いは上述の第２プラテン２に固定配置する光源ユニット９を次のように構成したことを特徴としている。図２にはキャリッジ６に第１、第２光源ユニット９ａ、９ｂを搭載する場合を示している。適宜の形状に構成したキャリッジ６には光源収容部（導光体支持枠）１３が設けられ、この収容部１３は第１収容部１３ａと第２収容部１３ｂの２個所に構成され、それぞれ以下に説明する光源ユニット９ａ、９ｂが収納されている。図３に示す１４は放熱フィン（ヒートシンク；放熱部材）であり、後述する光源（発光体）４０からの熱を放熱するためである。

図３に示す光源ユニット９の要部（発光部）の組み立て分解図を図４に示すが、本発明の光源ユニット９は、導光体３０と発光体４０で構成される。尚第１光源ユニット９ａと第２光源ユニット９ｂとは同一構造であるので同一符合を付して第１光源ユニット９ａについてその構成を説明する。

導光体３０は、図４及び図５に示すように読取面Ｒの読取幅（読取りライン幅）Ｗに応じた長さの棒状透光部材で構成されている。導光体３０は例えば透明アクリル樹脂、エポキシ樹脂などの透光性に富んだ材料で構成され、その断面形状は矩形状、或いは図示のように断面扇形状に構成され、左右端面３１Ｌ、３１Ｒには発光体４０が配置される。そしてこの導光体３０には光散乱面３２と光出射面３３が互いに対向するように配置されている。

つまり図５に示すように光散乱面３２と光出射面３３は距離Ｌｄを隔てて略並行に読取りライン幅Ｗの長さで対向配置されている。光散乱面３２は塗装加工、エッチング加工、モールド成形加工などで凹凸面に形成され導入された光を乱反射するように表面加工されている。また光出射面３３は透光性に富んだレンズ表面のように表面仕上げされている。

従って導光体３０内に導入された光は光散乱面３２で所定方向に拡散され、光出射面３３に導入された光は所定の臨界角度以上のときには内部に反射し、臨界角度以下のときには外部に出射される。図５に矢印ｈａで示す光は導光体３０内で反射し読取りライン幅Ｗ方向に分散し、矢印ｈｂで示す光は光出射面３３から読取面Ｒに出射することとなる。尚図示しないが後述する発光体４０からは球方向（３６０度方向；図示のものは６０度広角方向）に光が入射され、光散乱面３２と光出射面３３に照射される。

そこで発光体４０について説明すると、発光体４０は導光体３０の少なくとも一端面に配置される。図５には左右端面３１Ｌ、３１Ｒに配置する場合を示し、この左右端面の光源は左右シンメトリーとなるように構成する。この他図示しないが発光体４０を左右端面の一方に配置し、他方には反射部材（鏡面部材）を配置する。このときの反射部材は仮想光源が発光体４０と対称となるように構成する。

［発光体の実施形態］
上記発光体４０は少なくとも２つの発光体４１、４２で構成（第１実施形態）するか、３つの発光体４１、４２、４３で構成（第２実施形態）、発光体４１、４２ａ、４２ｂで構成（第３実施形態）するか、４つの発光体４１、４２、４３ａ、４３ｂで構成（第４実施形態）、発光体４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂで構成（第５実施形態）する。

この場合に第１発光体４１と第２発光体４２は光散乱面３２と光出射面３３の間で異なる位置から導光体３０の左端面３１Ｌから光を入射する。これと共に第１発光体４１と第２発光体４２は光出射面３３から読取面Ｒに向かう出射光路方向（図５に矢印ｈｘで示す）に距離を隔てて配列する。

つまり散乱面３２に対して第１発光体４１は距離Ｌｄ１で第２発光体４２は距離Ｌｄ２（Ｌｄ１＜Ｌｄ２）で配列する。図示の導光体３０の出射光路方向ｈｘは光散乱面３２の法線方向と一致するように構成されている。そして各発光体４１、４２、４３は面状発光素子で構成され、白色ＬＥＤで構成されている。

図６（ａ）には発光体４０を第１発光体４１と第２発光体４２の２つの発光素子で構成するレイアウト構造（第１実施形態）を示す。光散乱面３２の法線（出射光路方向）ｈｘに沿って第１発光体４１と第２発光体４２が配列されている。第１発光体４１は光散乱面３２から距離Ｌｄ１に配置され、第２発光体４２は距離Ｌｄ２を隔てて配置されている。この両発光体４１，４２の間にはオフセット量ｄｘが形成されている。

尚上記法線ｈｘは前述したように光散乱面３２は読取りラインに沿って帯状に形成され、その中心（副走査方向の１／２；同図Ｏ点）から直交する方向に出射方向が設定されている。そして第１第２発光体４１、４２はこの法線上に配列されている。

図６（ｂ）には発光体４０を第１発光体４１と第２発光体４２と第３発光体４３の３つの発光素子で構成するレイアウト構造（第２実施形態）を示す。第１発光体４１は光散乱面３２から距離Ｌｄ１に配置され、第２発光体４２は距離Ｌｄ２、第３発光体４３は距離Ｌｄ３を隔てて配置されている。各発光体間にはオフセット量ｄｘが形成されている。この実施形態も前述した法線（出射光路方向）ｈｘ上に配列されている。

図６（ｃ）には発光体４０を第１発光体４１と第２発光体４２とで構成し、第２発光体を２つの発光素子で構成するレイアウト構造（第３実施形態）を示す。第１発光体４１は光散乱面３２から距離Ｌｄ１に配置され、第２発光体４２ａと４２ｂは共に光散乱面３２から距離Ｌｄ２を隔てて配置されている。そして光出射面３３に近接する第２発光体４２ａ、４２ｂは法線ｈｘを中心に対称となる位置に配列されている。

この実施形態では光出射面３３に近接された位置に配置される第２発光体４２を２つの発光素子で構成し、この２つの発光素子を出射光路方向（法線）ｈｘに対称に配置することを特徴としている。

図６（ｄ）には発光体４０を第１発光体４１と第２発光体４２と第３発光体４３で構成し、第３発光体を２つの発光素子４３ａ、４３ｂで構成するレイアウト構造（第４実施形態）を示す。第１発光体４１は光散乱面３２から距離Ｌｄ１位置に、第２発光体４２は距離Ｌｄ２位置に、第３発光体４３は距離Ｌｄ３位置に配置されている。そして第１発光体４１と第２発光体４２は法線ｈｘ上に配置され、第３発光体４３の発光素子４３ａと４３ｂは法線ｈｘを中心に対称となる位置に配列されている。

この実施形態では光出射面３３に近接された位置に配置される第３発光体４３を２つの発光素子で構成し、この２つの発光素子を出射光路方向（法線）ｈｘに対称に配置することを特徴としている。

図６（ｅ）には発光体４０を第１発光体４１と第２発光体４２とで構成し、この第１発光体を２つの発光素子４１ａ、４１ｂで、第２発光体を２つの発光素子４２ａ、４２ｂで構成するレイアウト構造（第５実施形態）を示す。そしてこの第１第２発光体４１，４２を構成する２つの発光素子は、それぞれ法線ｈｘを中心に対称となる位置に配列されている。

この実施形態では光散乱面３２に近接された位置に配置される第１発光体４１と光出射面３３に近接された位置に配置される第２発光体４２をそれぞれ２つの発光素子で構成し、これら２つの発光素子を出射光路方向（法線）ｈｘに対称に配置することを特徴としている。

図６（ｆ）には発光体４０を第１発光体４１と第２発光体４２と第３発光体４３とで構成し、この第１発光体４１を１つの発光素子４１で、第２発光体４２を２つの発光素子４２ａ、４２ｂで、第３発光体４３を２つの発光素子４３ａ、４３ｂで構成するレイアウト構造（第６実施形態）を示す。そしてこの第１発光体４１を構成する発光素子は法線ｈｘ上に、また第２，第３発光体４２、４３を構成する２つの発光素子は、それぞれ出射光路方向（法線）ｈｘを中心に対称となる位置に配列されている。

この実施形態では光散乱面３２に近接された位置に配置される第１発光体４１を１つの発光素子で、光出射面３３に近接された位置に配置される第３発光体４３を２つの発光素子（４３ａ、４３ｂ）で、この第１，第３発光体４１、４３の間に近接された位置に配置される第２発光体４２を２つの発光素子（４２ａ、４２ｂ）で構成し、第２，第３発光体４２、４３を構成する２つの発光素子を出射光路方向（法線）ｈｘに対称に配置することを特徴としている。

尚、図８及び図９は、上述した第１乃至第６実施形態に於ける発光体４０を図５で示す様に導光体３０の両端に配置した実施形態を示したもので有るが、先に説明した様にどちらか一方の発光体４０に代え反射部材（鏡面部材）を配置し、この反射部材によって発光体４０と同等の仮想光源を構成しても良い。

本発明は上述したように導光体３０に入射する光源を実質的に同一波長の複数の発光体４０で構成し、この第１発光体４１からの入射位置と第２発光体４２からの入射位置を導光体３０の出射光路方向（光散乱面の法線方向）ｈｘに距離を隔てた位置に設定することを特徴としている。

このように２つ以上の発光体を出射光路方向に距離を隔てて配置することにより導光体３０から読取面Ｒに向かう線状光を集光レンズの特性と合致（補完関係）させることが可能となる。そこで上述した第１乃至第６実施形態に於ける発光体４０の発光特性を説明する。

図７には前述の第４実施形態（４つの発光素子構成）における発光特性を示す。Ｘ軸は読取りライン方向（ラインセンサの主走査方向）の距離位置を、Ｙ軸は照度を示す。そして図中ＬＥＤ１は第１発光体４１からの光を、ＬＥＤ２は第２発光体４２からの光を、（ＬＥＤ３＋ＬＥＤ４）は第３発光体４３ａと発光体４３ｂからの合成された光を、それぞれ示す。図中Totalは全体光量を示す。

そこで光散乱面３２から最も近く（同図１５ミリ付近）に位置する第１発光体４１からの光は主走査方向端部（図７左右端部）が高く主走査方向中央部に向かって徐々に減衰する照度曲線を形成する。次に光散乱面３２から中間に位置する第２発光体４２からの光は主走査方向端部から若干中央寄り（同図２０ミリ付近）が高く主走査方向中央部に向かって徐々に減衰する照度曲線を形成する。そして光散乱面３２から最も遠くに位置する第３発光体４３ａ、４３ｂからの光は主走査方向端部から中央寄り（同図４０ミリ付近）が高く主走査方向中央部に向かって徐々に減衰する照度曲線を形成する。

このように発光体４０の出射光路方向ｈｘの高さ位置（Ｌｄ１、Ｌｄ２、Ｌｄ３）が光散乱面３２に近いときには面状波発光素子からの光は主走査方向端部に照射される光量が大きくなる。これは発光素子からの光は等分布で四方八方に放射されるため光散乱面３２に近い高さ位置の第１発光体４１からの光は主走査方向端部に照射される光量が大きく、遠い高さ位置の第３発光体４３からの光は主走査方向中央部寄り照射される光量が大きくなるためである。

従って全体光量は図７に示すように主走査方向の端部の照度が大きく中央部に向かって減衰する。そこで導光体３０の右端面３１Ｒと左端面３１Ｌには、それぞれ同一構造の光源が配置されているから主走査方向に両端部の光量は大きく中央部の光量は小さい光量特性が得られる。そしてこの光量特性は集光レンズ７の特性と合致（補完）するように設計する。

この場合、図５に示すように発光体４１、４２を光散乱面３２の法線方向ｈｘに対して角度θだけ角度調整することによって上述の光量特性を補正することが可能となる。つまり図５に示す発光体４１、４２は回路基板１６にマウントされ、この基板１６の取付角度を時計方向にプラスθ傾けると主走査方向両端部の光量が大きくなり、逆に反時計方向にマイナスθ傾けると主走査方向両端部の光量は小さくなり、この角度調整によって簡単に集光レンズ７の特性に合致させることが可能となる。尚、取付角度は３°が最適値である。

図８及び図９には前述した第１乃至第６実施形態における光量特性を示す。その光量差は図７で説明した原理から理解されるので個別の説明を省略する。なお、本発明は上述のように複数の発光素子を出射光路方向に距離を隔てて配置したことと同時に光出射面３３に近接する発光体４０を２つの発光素子で構成（前述の第３、第４、第５、第６実施形態）し、この両発光素子を法線ｈｘを中心に対称（線対称）位置に配置することも特徴としている。このように光出射面３３に近接する発光体を複数の発光素子からの光を合成することによって光量斑を防止することが可能となる。

図１０には上述の第１乃至第６実施形態における発光体４１、４２、４３のマウント構造を示す。前述したキャリッジ６には第１光源ユニット９ａと第２光源ユニット９ｂが、それぞれ第１収容部１３ａと第２収容部１３ｂに収容される。そしてキャリッジ６のユニットフレーム１１には放熱部材１４が一体形成されている。この放熱部材１４に耐熱シート（耐熱樹脂板）１５を介して回路基板１６が固定されている。図示１７は回路基板１６を支持するバックアッププレートである。

従って回路基板１６は放熱部材（ヒートシンク）１４にバックアッププレート１７で一体的に取付けられ、このバックアッププレート１７に導光体３０の端面３１が固定されている。そして前述の発光体４１〜４３はこの回路基板１６に面状発光素子（図示のものはＬＥＤ発光素子）がマウントされている。この発光素子をマウントした回路基板１６は発光面と導光体３０の端面３１Ｌ（３１Ｒ）との間にギャップｄを隔てて配置する。このギャップｄは０．２５ミリが最適値して、実際の工程では０．２５ミリから０．５０ミリまでの範囲を許容値として設定されている。

［第６実施形態の説明］
特に、図１２及び図１３は上記第６実施形態を詳述するもので、先に図５で説明した第１実施形態との違いは、導光体３０の一端３１Ｌに対しギャップｄ（０．２５ミリ）を隔て発光体４０を配置し、導光体３０の他端３１Ｒに反射体ＭＲ（ミラー）の反射面ＭＲ１を面接触させた構造と成っている。当然、発光体４０の光量は導光体３０を伝搬する過程で減衰し、導光体３０の他端３１Ｒ側の光量が低くなる為に、導光体３０の他端３１Ｒと接触する反射体ＭＲの接触角度λを適宜調整する。尚、発光体４０を構成する発光体４１、４２、４３のマウント構造は図６（ｆ）で示す配置関係となっている。

実際に、図１３は第６実施形態による光量特性を示した模式図で、導光体３０の一端３１Ｌに対峙する発光体４０の傾斜角度θ１が２°に対し、導光体３０の他端３１Ｒに接触する反射体ＭＲの反射面ＭＲ１の傾斜角度λ１を３°と異なる角度に設定調整している。

［光源の制御構成］
図２に従って前述した光源ユニット９の制御について説明すると、第１光源９ａと第２光源９ｂは図１１に示すように第１プラテン３と第２プラテン３の読取面Ｒに光を照射する。この光源ユニット９ａ（９ｂ）は図示のように２つの光源で構成する必然性はなく、１本或いは３本以上の光源で構成しても良い。この場合、後述する原稿給送ユニットＢでは、第２プラテン２を走行する原稿の速度を、第１プラテン３に沿ってキャリッジ６が移動する速度より高速にしている。

つまり、第１プラテン３の読取り速度より第２プラテン２の読取り速度を高速にしている。このため原稿に照射する光量を第１プラテン３より第２プラテン２を高くすることがましい。

このような光量調整は次のいずれかの方法を採用することによって可能である。（１）キャリッジ６に搭載された光源ユニット９に供給する電力を高低調節する。例えば光源ユニット９に電源を供給する電源供給回路に供給電圧又は供給電流の切り換え手段を設け、ランプに供給する電力を高低調整する光量調整手段を設ける。この光量調整手段はＰＷＭ制御として広く知られているのでその詳細説明を省く。

次の方法は、（２）キャリッジ６に搭載された第１第２、少なくとも２つの光源ユニット９ａ、９ｂを選択的に点灯する光量調整手段を設ける。図２に示す装置はキャリッジ６に第１導光体３０ａと第２導光体３０ｂが搭載され、第１プラテン３上の原稿に光を照射する際には第１導光体３０ａに電源供給して第１プラテン３上の原稿に光を照射し、第２プラテン２上の原稿に光を照射する際には第１導光体３０ａと第２導光体３０ｂに電源供給して第２プラテン２上の原稿に光を照射するように構成されている。

このような構成においてキャリッジ６が第１プラテン３に位置するときには第１導光体３０ａを、第２プラテン２に位置するときには第１導光体３０ａと第２導光体３０ｂを点灯する。これによって原稿に照射する光量を調整することが可能となり、供給電源を「ＯＮ」「ＯＦＦ」するスイッチング回路が光量調整手段を構成することとなる。

［原稿搬送ユニットの構成］
原稿給送ユニットＢは図１に示すように上述の第１、第２プラテン３、２を覆うようにその上方に配置され、上記第２プラテン２に原稿シートを給送するリードローラ（原稿給送手段）２１と搬出ローラ２２とを備えている。更に上記リードローラ２１の上流側には原稿シートを積載収納する給紙スタッカ２３と、この給紙スタッカに積載されてシートを１枚ずつ分離給送する給紙ローラ２４と、分離給送されたシートの先端をスキュ修正するレジストローラ対２５が配置されている。図示２６は給紙スタッカ２３から第２プラテン２に原稿シートを案内する給紙経路であり、図示Ｓ１はプラテンに至る原稿の先端を検知するリードセンサである。

図示の装置は第２プラテン２の上方に原稿シートを案内するバックアップローラ２７が配置されている。このバックアップローラ２７はリードローラ２１と同一周速度で回転し第２プラテン２上に原稿シートをフィットさせる為であり、このバックアップローラ２７を設けることなくプラテン上方にバックアップカイドを配置しても良い。

上記搬出ローラ２２の下流側には排紙ローラ２８と排紙スタッカ２９が配置されている。この排紙スタッカ２９は図２に示すように給紙スタッカ２３の下方に上下並列に配置され、その底部には前述の第１プラテン３上の原稿シートを押圧支持するプラテンカバー５が設けられている。

このように構成された原稿給送ユニットＢは画像読取ユニットＡの装置ハウジング１に開閉自在に据え付けられている。そして第１プラテン３を開放した状態で原稿シートを載置セットし、この原稿給送ユニットＢのプラテンカバー５でこの原稿を覆うように構成されている。

一方この原稿給送ユニットＢを開閉する際に第１プラテン３とバックアップローラ２７（又はバックアップガイド）との間隔（原稿搬送ギャップ）が変化しないように原稿給送ユニットＢのフレームには第１プラテン３に当接する位置決め突起（ストッパ部材；不図示）が設けられている。

２ 第２プラテン
３ 第１プラテン
６ キャリッジ
７ 集光レンズ
８ ラインセンサ
９ 光源ユニット
９ａ 第１光源ユニット
９ｂ 第２光源ユニット
Ａ 画像読取装置
Ｗ 読取りライン幅
１３ 光源収容部（導光体支持枠）
１３ａ 第１収容部
１３ｂ 第２収容部
１４ 放熱部材
１５ 耐熱シート
１６ 回路基板
３０ 導光体
３０ａ 第１導光体
３０ｂ 第２導光体
３１Ｌ 左端面
３１Ｒ 右端面
３２ 光散乱面
３３ 光出射面
４０ 発光体
４１ 第１発光体
４２ 第２発光体
４３ 第３発光体
ｈｘ 法線方向

Claims (12)

1. 光源からの光を散乱反射させて読取面に線状光を照射する光源ユニットであって、
   光を前記読取面に沿ったライン方向に散乱する光散乱面と、この光散乱面からの光を読取面に向けて出射する光出射面とを有する導光体と、
   前記導光体の少なくとも一端面に配置された光源と、
   を備え、
   前記光源は、少なくとも２つの発光体で構成され、
   この第１の発光体と第２の発光体とは、互いに異なる位置から前記導光体に光を入射すると共に、前記光出射面から前記読取面に向かう出射光路方向に距離を隔てて配列されていることを特徴とする光源ユニット。
2. 前記第１の発光体と第２の発光体は、実質的に同一波長の発光素子で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光源ユニット。
3. 前記導光体は、
   前記光散乱面の法線方向に出射光路を形成するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光源ユニット。
4. 前記第１の発光体と第２の発光体は、少なくとも一方が複数の発光体で構成され、
   この複数の発光体は、前記光出射面から前記読取面に向かう出射光路に対して対称位置で前記光散乱面から等距離に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光源ユニット。
5. 前記導光体は、前記読取面の読取ラインに応じた所定長さの光散乱面と光出射面を有する透光性部材／光透過性部材で構成され、
   前記光源は、この導光体の一端面に第１光源が、他端面に第２光源がそれぞれ配設され、
   この第１光源と第２光源とは、それぞれ少なくとも２つの発光体で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光源ユニット。
6. 前記導光体は、前記読取面の読取ラインに応じた所定長さの光散乱面と光出射面を有する透光性部材／光透過性部材で構成され、
   前記光源はこの導光体の一端面に配置され、導光体の他端面にはこの光源からの光を反射する反射面が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光源ユニット。
7. 前記発光体は面状発光素子で構成され、
   この面状発光素子の発光面は前記導光体の端面との間に距離を隔てて配置されると共に、
   前記光散乱面の法線に対して所定角度傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の光源ユニット。
8. 前記面状発光素子と前記導光体の端面との間の距離は０．２５ミリメートル、前記発光面と光散乱面の法線との傾斜角度は３度に設定されていることを特徴とする請求項７に記載の光源ユニット。
9. 前記光源は、前記導光体の端面に配置した３つ以上の発光体で構成され、
   前記第１の発光体と第２の発光体との間に第３の発光体が、それぞれ出射光路方向に距離を隔てて配列されていることを特徴とする請求項１に記載の光源ユニット。
10. 画像の読取面を有するプラテンと、
    前記読取面に線状光を照射する光源ユニットと、
    前記読取面からの反射光を所定の結像面に集光する集光レンズと、
    前記集光レンズの結像面に配置されたラインセンサと、
    を備え、
    前記光源ユニットは請求項１乃至９に記載の構成を備えていることを特徴とする画像読取装置。
11. 前記光源ユニットを構成する第１の発光体と第２の発光体とは、前記ラインセンサの主走査方向に両端部の光量が中央部の光量より大きくなるように前記光出射面から前記読取面に向かう出射光路方向に距離を隔てて配列されていることを特徴とする画像読取装置。
12. 前記第１の発光体と第２の発光体との出射光路方向の間隔は前記集光レンズの照度特性を補完する距離に設定されていることを特徴とする請求項１１に記載の画像読取装置。

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