JP5483153B2 - 光照射装置、画像読取装置、および、画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、光照射装置、画像読取装置、および、画像形成装置に関するものである。

光を原稿面に照射し、原稿面からの反射光を、ＣＣＤ（Charge Coupled Devices）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子で受光した結果に基づき原稿面の画像を読み取る画像読取装置が知られている。原稿静止型の画像読取装置では、コンタクトガラス上に載置された原稿に対して、光源を搭載した走行体をコンタクトガラスの載置面に沿って移動させながら光源からの光を照射する。

特許文献１には、複数のＬＥＤを主走査方向に列状に並べて配置した光源手段と原稿面との間に透光性材料からなる導光体を配置した光照射装置が記載されている。ＬＥＤから放射状に照射された光を導光体内で全反射させ、導光体の射出面に集めて原稿に照射するので、光照射強度が小さいＬＥＤを用いても、原稿面に照射強度の大きい光を照射することが可能となる。

このため、ＬＥＤから照射された光をなるべく多く導光体へ入射させ、かつ、導光体に入射した入射光の多くを照射対象に向けて出射させることが望まれる。この要望に応えるためには、その光源手段と導光体との相対的な位置決めに高い精度が要求される。

特許文献１においては、複数のＬＥＤを主走査方向に列状に並べて配置した基板（以下、ＬＥＤアレイ基板という）に両面テープや接着剤で導光体を固定している。しかし、特許文献１には、導光体が固定されるＬＥＤアレイ基板には、ＬＥＤアレイ基板に対して導光体を位置決めするための機能がなく、精度よくＬＥＤアレイ基板に導光体を固定することができなかった。

そこで、図１５に示すように、ＬＥＤアレイ基板１９１と導光体４０３とが保持される保持部材４０５を原稿領域Ｆよりも主走査方向に長く形成し、原稿領域外の両端に導光体位置決め用の位置決め穴４０４ａ（図１６参照）をそれぞれ形成するとともに、導光体４０３も原稿領域Ｆよりも主走査方向に長く形成し、原稿領域外となる両端に被位置決め部たる位置決めボス４０４を形成する。このような構成により、導光体４０３の位置決めボス４０４を保持部材４０５の位置決め穴４０４ａに係合させることで、導光体４０３を位置決めできる。

しかしながら、このような構成とすると、図１６に示すように、導光体４０３の主走査方向端部が原稿領域Ｆの端部から離れてしまう。その結果、図１６に示すように、主走査線方向端部に配置されたＬＥＤ１９２から導光体４０３に入射した照射光のうち、原稿領域へ向かわない照射光は、原稿領域外へ照射されてしまう（図中点線のＸ１）。従って、主走査線方向端部に配置されたＬＥＤ１９２から導光体４０３に入射した照射光のうち、図中実線のＺ１に示す原稿領域へ向かう照射光しか原稿領域へ照射しないため、原稿領域端部の光量が不足してしまうという問題がある。

この問題を解決するためには、導光体４０３の主走査方向長さを原稿領域Ｆとほぼ同じにすることが好ましい。導光体４０３の主走査方向長さを原稿領域Ｆとほぼ同じにすることで、原稿領域の端部と導光体の両端部とをちかづけることができる。これにより、図１７に示すように、主走査線方向端部に配置されたＬＥＤ１９２から導光体４０３に入射した照射光のうち、原稿領域へに向かわない照射光の一部を、導光体４０３の側面４０３Ｃに全反射させて、原稿領域へ向かわせることができる（図中点線のＸ２）。その結果、図中実線のＺ１に示す原稿領域へ向かう照射光の他に、図中点線Ｘ２の導光体４０３の側面４０３Ｃに全反射した照射光も原稿領域を照射するため、原稿領域端部の光量を十分に確保することができる。このように、導光体４０３の主走査方向の両端部を原稿領域Ｆとほぼ同等とした場合、図に示すように、導光体４０３の原稿領域Ｆに対応する箇所に位置決めボス４０４を設ける必要がある。

しかし、位置決めボス部４０４は、次のような理由で内部反射が起こらない。すなわち、導光体４０３は、アクリルなど樹脂でできており、導光体４０３を成型する金型を鏡面加工することによって、表面が鏡面状の導光体４０３を得ている。しかし、金型の位置決めボス部４０４を形成する箇所（凹部）は、鏡面加工を施すことができず、導光体４０３の位置決めボス部４０４の表面を鏡面化することができない。また、位置決めボス部４０４に入射した照射光の入射角が臨界角よりも小さくなってしまう。これらの理由から、位置決めボス部４０４に入射した照射光は内部反射せず、位置決めボス部４０４から漏れ出してしまう。その結果、原稿面上での主走査方向照度分布の不均一が顕著になる場合があった。

本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、導光体を、基板が取り付けられた部材に位置決めでき、導光体の主走査方向長さを原稿領域とほぼ同じ長さにすることができ、かつ、原稿面上での主走査方向照度分布の不均一を抑制することがきる光照射装置、画像読取装置、および、画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、複数の発光素子が主走査方向に直線状に配列された基板と、前記発光素子の発光面に対向し、前記発光素子から射出される光を被照射体の照射領域へ導光する導光体と、前記基板と前記導光体とを保持する保持部材とを備えた光照射装置において、前記導光体には、前記保持部材の導光体位置決め部と係合する被位置決め部が形成されており、前記基板が保持された保持部材の導光体位置決め部に被位置決め部を係合させて前記保持部材上に前記導光体を位置決めしたとき、前記保持部材に固定された基板の主走査方向において隣り合う発光素子の発光中心間に位置するよう、前記被位置決め部を設け、前記発光素子の発光面が前記基板に対して垂直となるように前記発光素子が前記基板に取り付けられており、前記保持部材は、前記基板が保持される基板保持面と、導光体と対向する導光体対向面と、前記基板保持面に前記基板が保持されたとき、基板よりも導光体対向面が導光体側となるよう、基板保持面と導光体対向面との間に段差部とを有し、前記導光体の発光素子側が、前記基板と対向するよう前記導光体が前記保持部材に位置決めされ、前記保持部材に保持された基板と導光体と覆い、前記位置決めされた導光体の発光素子側と当接し、前記導光体を基板側へ加圧して、前記導光体の発光素子側を前記基板に押し付けることで、前記導光体を固定する被覆部材を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の光照射装置において、前記基板が保持された保持部材の導光体位置決め部に被位置決め部を係合させて前記保持部材上に前記導光体を位置決めしたとき、主走査方向において隣り合う発光素子の発光中心間の中央、かつ、前記発光素子側に位置するよう、前記被位置決め部を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、原稿面に対して光を照射する光照射手段と、該原稿面からの反射光を受光して該原稿面の画像を読み取る画像読取手段とを備えた画像読取装置において、上記光照射手段として、請求項１又は２の光照射装置を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、原稿面の画像を読み取る画像読取部と、該画像読取部で読み取った画像情報に基づいて記録材上に画像を形成する画像形成部とを備えた画像形成装置において、上記画像読取部として、請求項３の画像読取装置を用いたことを特徴とするものである。

本発明者らが行った後述する検証試験に示すとおり、発光素子における発光面の発光中心点の垂線（発光面が曲面の場合は、法線）上に被位置決め部を設けると、原稿面上での主走査方向照度分布の不均一が顕著になることがわかった。また、主走査方向において隣り合う発光素子の発光中心間に被位置決め部を設けることで、原稿面上での主走査方向照度分布の不均一が抑制されることがわかった。
発光素子には、発光強度があり、発光素子における発光面の発光中心点の垂線（発光面が曲面の場合は、法線）方向の照射光が、最も強度が強く、上記垂線（法線）に対する角度が大きくなるほど、発光強度が低下する。上記垂線（法線）上に被位置決め部を設けた場合、発光素子における発光面の発光中心点の垂線に対して角度がほとんどない照射光が導光体内を全反射して、被位置決め部に入射する。このため、被位置決め部に入射する照射光は、発光強度の強い照射光であるため、被位置決め部から漏れ出す光量が多くなる。その結果、導光体の入射面から被位置決め部へ向かう光路の延長線上にある導光体射出面の位置から射出される光量が著しく低下し、原稿面上での主走査方向照度分布の不均一が顕著になったと考えられる。
一方、主走査方向において隣り合う発光素子の発光中心間に被位置決め部を設けた場合、上記垂線（法線）に対して角度のついた照射光が導光体内を全反射して、被位置決め部に入射する。しかしながら、角度のついた照射光は、発光強度の弱い照射光であるため、被位置決め部から漏れ出す光量は、上記垂線（法線）上に被位置決め部を設けた場合に比べて少なくてすむ。その結果、導光体の入射面から被位置決め部へ向かう光路の延長線上にある導光体射出面の位置から射出される光量の低下が、上記垂線（法線）上に導光体の被位置決め部を設けた場合に比べて抑えられる。その結果、原稿面上でも主走査方向照度分布の不均一が上記垂線（法線）上に導光体の被位置決め部を設けた場合に比べて抑えられると考えられる。

本発明によれば、被位置決め部を原稿領域内に設けるので、導光体の主走査方向長さを原稿領域とほぼ同じにすることができる。その結果、原稿領域へ向かわない照射光を側面で全反射させて、原稿領域へ向かわせることができ、原稿領域端部の光量を十分に確保することができる。また、導光体の、発光素子における発光面の発光中心点の垂線（発光面が曲面の場合は、法線）上に被位置決め部を設けた場合に比べて、原稿面上での主走査方向照度分布が不均一となるのを抑制することができる。

本実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。 同画像形成装置に設けられた画像読取装置を部分的に示す部分斜視図。 同画像読取装置の移動読取部をその側方から示す構成図。 同画像読取装置の第１キャリッジ付近の拡大構成図。 同画像読取装置の光照射ユニットの斜視図。 同光照射ユニットの受け台の斜視図。 同光照射ユニットの導光板とＬＥＤと原稿領域Ｆとの関係を示す全体図。 図７のＡ部拡大構成図。 導光板の位置決めピンをＬＥＤの発光中心に設けた光照射ユニットの要部拡大構成図。 導光板の位置決めピンをＬＥＤの発光中心に設けた光照射ユニットを用いたときの主走査方向のＣＣＤ出力値を示すグラフ。 ＬＥＤの発光特性を説明する図。 導光板の位置決めピンをＬＥＤの発光中心の間に設けた光照射ユニットの要部拡大構成図。 導光板の位置決めピンをＬＥＤの発光中心の間に光照射ユニットを用いたときの主走査方向のＣＣＤ出力値を示すグラフ。 導光板の位置決めピンをＬＥＤの発光中心の間の中央、かつ、副走査方向において導光板のＬＥＤに最も近い位置に設けた光照射ユニットの要部拡大構成図。 従来の光照射装置の一例を示す概略構成図 従来の光照射装置における主走査方向端部における照射光の光路について説明する図。 導光板の主走査方向端部を原稿領域Ｆに対して僅かに長くした場合の主走査方向端部における照射光の光路について説明する図。

以下、本発明を、電子写真方式の画像形成装置に適用した一実施形態について説明する。
まず、本実施形態に係る画像形成装置の基本的な構成について説明する。図１は、本画像形成装置を示す概略構成図である。この画像形成装置は、画像形成部１と、用紙供給装置４０と、原稿搬送読取ユニット５０とを備えている。原稿搬送読取ユニット５０は、画像形成部１の上に固定された画像読取装置（スキャナ）１５０と、これに支持される原稿搬送装置としてのＡＤＦ５１とを有している。

用紙供給装置４０は、ペーパーバンク４１内に多段に配設された２つの給紙カセット４２、給紙カセット４２から記録媒体としての用紙を送り出す送出ローラ４３、送り出された用紙を分離して給紙路４４に供給する分離ローラ４５等を有している。また、画像形成装置の給紙路３７に用紙を搬送する複数の搬送ローラ４６等も有している。そして、給紙カセット４２内の用紙を画像形成装置内の給紙路３７内に給紙する。

画像形成装置は、光書込装置２や、Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ色のトナー像を形成する４つのプロセスユニット３Ｋ，３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ、中間転写ベルト２５を有する転写ユニット２４、紙搬送ユニット２８、レジストローラ対３３、定着装置３４、排紙ローラ対３５、スイッチバック装置３６、給紙路３７等を備えている。そして、光書込装置２内に配設された図示しないレーザーダイオードやＬＥＤ等の光源を駆動して、プロセスユニット３Ｋ，３Ｙ，３Ｍ，３Ｃの感光体４Ｋ，４Ｙ，４Ｍ，４Ｃに向けてレーザー光Ｌを照射する。この照射により、ドラム状の感光体４Ｋ，４Ｙ，４Ｍ，４Ｃの表面には静電潜像が形成され、この潜像は所定の現像プロセスを経由してトナー像に現像される。なお、符号の後に付されたＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃという添字は、ブラック，イエロー，マゼンタ，シアン用の仕様であることを示している。

上記構成の画像形成装置において、各感光体４Ｋ，４Ｙ，４Ｍ，４Ｃの表面に形成されたトナー像は、図中時計回り方向に無端移動する中間転写ベルト２５に順次重ね合わせて１次転写される。この１次転写により、中間転写ベルト２５には４色重ね合わせのカラートナー像が形成される。また、用紙供給装置４０から供給された用紙が、レジストローラ対３３により所定のタイミングで、紙搬送ユニット２８と中間転写ベルト２５との間で形成された２次転写ニップに送り出され、中間転写ベルト２５上のカラートナー像が用紙に一括２次転写される。２次転写ニップを通過した用紙は、中間転写ベルト２５から離間して定着装置３４へ搬送される。定着装置３４に搬送された用紙は、定着装置３４内における加圧や加熱によってフルカラー画像が定着された後、定着装置３４から排紙ローラ対３５に送られた後、機外へと排出される。

画像形成部１の上に配置された画像読取装置１５０は、第１キャリッジ１６２及び第２キャリッジ１６３などで構成されている。第１キャリッジ１６２及び第２キャリッジ１６３は、原稿ＭＳに接触するように画像読取装置１５０のケーシング上壁に固定された図示しないコンタクトガラスの直下に配設されている。第１キャリッジ１６２は光源や反射ミラーなどが、第２キャリッジ１６３には反射ミラーなどが設けられている。ＡＤＦ５１によって搬送される原稿ＭＳの画像を読み取る場合には、第１キャリッジ１６２及び第２キャリッジ１６３が、図１中Ａの位置に移動し、そこで静止した状態で、ＡＤＦ５１によって搬送される原稿ＭＳがコンタクトガラス上を通過する際に光源から発した光を原稿面で順次反射させながら、複数の反射ミラーを経由させて撮像手段としてのＣＣＤで原稿ＭＳの画像を読み取る。

一方、コンタクトガラス上に載置された原稿ＭＳの画像を読み取る場合には、第１キャリッジ１６２及び第２キャリッジ１６３を図中左側から右側に移動させる。そして、第１キャリッジ１６２及び第２キャリッジ１６３を図中左側から右側に移動させていく過程で、光源から発した光をコンタクトガラス上に載置された原稿で反射させ、複数の反射ミラーや結像レンズなどを経由させて撮像手段としてのＣＣＤで原稿ＭＳの画像を読み取る。

図２は、画像読取装置１５０の内部構成を斜め上方から示した斜視図である。図３は、画像読取装置１５０の内部構成をその側方から示す拡大構成図である。図に示すように、画像読取装置１５０の筐体１６０内には、一体的に移動可能な第１走行体としての第１キャリッジ１６２及び第２走行体としての第２キャリッジ１６３が設けられている。第１キャリッジ１６２は、光照射装置たる光照射ユニット１９０と、第１ミラー１６２ａとを備えている。第２キャリッジ１６３は、第２ミラー１６３ａと、第３ミラー１６３ｂとを備えている。

画像読取装置１５０の筐体１６０内には、図示しないが、その長手方向に延在する２本の金属製の第１レールが短手方向に所定の間隔をあけて固定されており、２本の第１レールの間に、第１キャリッジ１６２が架け渡されており、第１レール上でその長手方向に沿って走行できるようになっている。これら第１レールよりも鉛直方向の下方には、筐体長手方向に延在する図示しない２本の金属製の第２レールが筐体短手方向に所定の間隔をあけて固定されている。図示しない２本の第２レールの間には、第２キャリッジ１６３が架け渡されており、第２レール上でその長手方向に沿って走行できるようになっている。また、筐体１６０には、金属製の梁板１６４が固定されており、金属製の梁板１６４によって、その上面にネジ固定された結像レンズ２００、撮像手段としてのＣＣＤ２２１を備えた電子回路基板としての画像読取ボードユニット２２０を備えたレンズユニット２１０が支持されている。

図２に示すように、図中右上には、駆動モータ１７０が設けられており、駆動モータ１７０の駆動ギヤと噛み合う従動ギヤ１７１の回転軸には、駆動タイミングプーリ１７２が固定されている。また、図中右側の筐体内の長手方向一端部には、回転軸１７３が回転可能に支持されている。回転軸１７３の一端部には、従動タイミングプーリ１７４が固定され、駆動タイミングプーリ１７２と従動タイミングプーリ１７４とに駆動タイミングベルト１７５が張架されている。また、回転軸１７３の両端部付近には、第１プーリ１８０が固定されている。そして、図中左側の筐体内の長手方向他端部の短手方向に所定の間隔を開けて２個の第２プーリ１８１が回転可能に支持されており、第１プーリ１８０と第２プーリ１８１とに第１タイミングベルト１８２が張架されている。

第２キャリッジ１６３は、第２ミラー１６３ａ、第３ミラー１６３ｂの主走査方向両端を支持する一対のミラーステー部１６３ｃと、このミラーステー部１６３ｃからそれぞれ第１キャリッジ側に延びるアーム部１６３ｄとを有している。また、ミラーステー部１６３ｃの筐体側面側には、第３プーリ１８３が回転可能に支持されている。また、アーム部１６３ｄの先端にはブラケット１６３ｅが設けられており、このブラケット１６３ｅに第４プーリ１８４が回転可能に支持されている。第３プーリ１８３、第４プーリ１８４には、第２タイミングベルト１８５が張架されており、この第２タイミングベルト１８５の一部は、図示しない固定部材によって筐体１６０の底部に固定されている。

また、第１タイミングベルト１８２、第２タイミングベルト１８５は、第１キャリッジ１６２の底部にそれぞれ固定されている。

画像読取がスタートすると、光照射ユニット１９０によって図示しない原稿ＭＳに対して光を照射する。また、駆動モータ１７０が駆動して、駆動モータ１７０の回転駆動力が、駆動タイミングベルト１７５を介して回転軸１７３に伝達され、回転軸１７３が回転する。回転軸１７３が回転することで、第１タイミングベルト１８２が図中時計回りに回転する。これにより、第１タイミングベルト１８２に固定されている第１キャリッジ１６２が図中左側から右側へ移動する。また、第１キャリッジ１６２が移動すると、第１キャリッジ１６２に固定された第２タイミングベルト１８５が、図中右側へ移動する。第２タイミングベルト１８５の一部は、筐体１６０の底部に固定されているため、第２タイミングベルト１８５は、その場で回転するのではなく、第２キャリッジ１６３の図中右側への移動を伴いながら回転する。ここで、第３、第４プーリ１８３、１８４の径は、第１、第２プーリの径の２倍となっているため、第２キャリッジ１６３は、第１キャリッジ１６２の１／２の速度で、図中右側へ移動する。このように、第２キャリッジ１６３は、第１キャリッジ１６２の半分の速度で第１キャリッジと同方向へ移動することで、原稿面から結像レンズ２００までの光束の光路長が変化しないようになっている。

駆動モータ１７０を制御する制御部は、ホストコンピュータから送られてくる１ライン毎の画像読取要求信号に応じて駆動モータ１７０を制御して、第２キャリッジ１６３と第１キャリッジ１６２との移動速度を制御している。

第１、第２キャリッジ１６２、１６３を図中左側から右側に２：１の速度比で移動させていく過程で、光照射ユニット１９０から発した光をコンタクトガラス１５５上に載置された図示しない照明対象物としての原稿ＭＳで反射させる。この反射によって得られた光学像は、第１ミラー１６２ａ、第２ミラー１６３ａ、第３ミラー１６３ｃを介して、結像レンズ２００に導かれ、撮像手段であるＣＣＤ２２１上に結像される。

ＣＣＤ２２１は、結像された原稿ＭＳの反射光像を光電変換して読取画像であるアナログ画像信号を出力する。そして、第１キャリッジ１６２及び第２キャリッジ１６３が図３の点線に示す位置まで移動したら、原稿ＭＳの読み取りを終了し、第１キャリッジ１６２と第２キャリッジ１６３とは図中実線で示すホームポジション位置に復動する。なお、ＣＣＤ２２１から出力されたアナログ画像信号は、アナログ／デジタル変換器によりデジタル画像信号に変換され、画像処理回路を搭載した回路基板において、各々の画像処理（２値化、多値化、階調処理、変倍処理、編集処理など）が施される。

図４は、第１キャリッジ１６２付近の拡大構成図であり、図５は、光照射ユニット１９０の斜視図である。
図４に示すように、第１キャリッジ１６２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、第１ミラー１６２ａが取り付けられている。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。

また、ベース４０７には、光照射装置たる光照射ユニット１９０が取り付けられている。光照射ユニット１９０は、保持部材たる受け台４０５、複数のＬＥＤをアレイ状に配置したＬＥＤアレイ基板１９１、導光体たる導光板４０３、被覆部材たるカバー４０６を備えている。受け台４０５は放熱性の良好な板金からなり、ベース４０７に対する取付面を有する取付部と、ベース４０７と所定の角度をなすように折り曲げられた斜面部と、を有する。受け台４０５の斜面部には、副走査方向に段差が設けられ、上段４０５ｕとカバー４０６との間隔よりも下段４０５ｄとカバー４０６との間隔が大きくなるようにしている。上段４０５ｕと下段４０５ｄとは略平行となっている。

受け台４０５の上段４０５ｕには、導光板４０３が位置決めされている。導光板４０３は、アクリル等の透過率の高い樹脂等によって、主走査方向に扁平な略直方体として形成されている。この場合、導光板４０３と一体形成（型成形）された被位置決め部たる３つの位置決めピン４０４（凸部）が、受け台４０５の表裏を貫通する導光体位置決め部たる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、導光板４０３の下面の３箇所（長手方向の中央および両端）に形成されている。

受け台４０５の下段４０５ｄには、平板状の回路基板であるＬＥＤアレイ基板１９１がネジ４０９によって取り付けられている。ネジ４０９は、カバー４０６の取付部側（図中、右側）に偏って配置され、ＬＥＤアレイ基板１９１の主走査方向の両端を固定している。なお、ＬＥＤアレイ基板１９１を位置決めする場合、適正な光量の維持および主走査方向の光量むらに配慮すると共に組立性の観点から、ネジ４０９による固定を採用している。これに限らず、ＬＥＤ１９２を導光板４０３に突き当てる方法、あるいはスペーサ等の冶具を用いる方法を採用してもよい。

ＬＥＤアレイ基板１９１には、発光素子としてのサイドビュータイプのＬＥＤ１９２が主走査方向に沿って複数個取り付けられている。ＬＥＤアレイ基板１９１の駆動によって、ＬＥＤ１９２の照射面（図４中、左端面）１９２ａから導光板４０３の入射面（図４中、右端面）４０３ａに向けて光を照射する。さらに、導光板４０３内の全反射を利用して、導光板４０３の照射面（図４中、左端面）４０３ｂからリフレクタ３０１およびコンタクトガラス１５５に向けて光を均一に照射するようになっている。この場合、位置決めピン４０４は、ＬＥＤ１９２と対向しないようにＬＥＤ１９２の発光中心間に配置している。

また、ベース４０７には、被覆部材としてのカバー４０６が複数のネジ４０８によって取り付けられている。これは、ＬＥＤアレイ基板１９１の発した熱によりカバー４０６が両端部以外（特に中央部）で浮きあがるのを押えるためである。カバー４０６は、ベース４０７に対する取付用のネジ締結用穴が穿たれている取付部と、ベース４０７と所定の角度θをなす斜面部４０６ｓと、カバー４０６の剛性を高めるためのリブ状の補強部材６０１（図５参照）と、からなる。

カバー４０６の取付部は、副走査方向の断面形状が略Ｌ字状となっている。また、補強部材６０１は、主走査方向に対して略垂直に形成されており、副走査方向に複数並んで形成されている。

カバー４０６の斜面部４０６ｓの下面には凸部４０６ａが一体形成されている。凸部４０６ａは、カバー４０６の長手方向（主走査方向）の中央および両端側に設けられている。３つの凸部４０６ａは、導光板４０３の副走査方向の中央よりも入射面（図４中、左端面）４０３ａ側に偏っていて、導光板４０３の上面と接している。

また、３つの凸部４０６ａは、ＬＥＤ１９２と対向しないようにＬＥＤ１９２同士の間に配置している。これは、導光板４０３に入射した光が３つの凸部４０６ａに吸収されるのを避けるためである。

なお、凸部４０６ａの端面（接触面）の形状は特に制限されない。例えば、成型が容易な方形、円形あるいは他の形状としてもよい。カバー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。これにより、カバー４０６によってコンタクトガラス１５５に対する照射領域（図４のＥ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１６２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る。
また、カバー４０６として金属などの熱伝導性の良い部材で構成してもよい。この場合、複数のＬＥＤ１９２の発した熱をより効率的に放熱することができ、複数のＬＥＤ間の温度差を縮めることができる。

また、カバー４０６の下面には、主走査方向にわたってリフレクタ３０２がＬＥＤ１９２および導光板４０３と対向するように設けられている。主走査方向に延在するリフレクタ３０２の端面は、３つの凸部４０６ａに近接している。

受け台４０５の段差は、導光板４０３の下面とＬＥＤアレイ基板１９１との間に僅かな隙間が形成されるよう設けられている。導光板４０３の入射面側は、ＬＥＤアレイ基板１９１と対向している。ＬＥＤアレイ基板１９１と対向する導光板４０３の入射面側の上面は、カバーの３つの凸部４０６ａによって図中下側（ＬＥＤアレイ基板１９１側）へ加圧される。このため、導光板４０３は、カバーの凸部４０６ａによって、受け台４０５の上段４０５ｕの端部（図中、右側）を支点にして、図中時計回りに回動する。その結果、ＬＥＤアレイ基板１９１が、導光板４０３の入射面側によって受け台の下段４０５ｄ側へ押さえつけられる。また、このとき、導光板４０３の出射面側は、上記回動により図４のような位置で位置決めピン４０４がピン穴４０４ａおよび４０４ｂと係合した状態を維持している。すなわち、導光板４０３が回動しても、位置決めピン４０４が、ピン穴４０４ａ，４０４ｂから抜け出ないよう、上段４０５ｕのＬＥＤアレイ基板側端部（図中右側）からＬＥＤアレイ基板１９１の上面までの高さが設定されているのである。よって、導光板４０３の入射面側の上面がカバーの凸部４０６ａにより押圧して導光板４０３が回動しても、導光板４０３の副走査方向および主走査方向が位置決めされる。

ＬＥＤアレイ基板１９１の両端をネジ４０９で固定する場合、ＬＥＤアレイ基板１９１から発生する熱によってＬＥＤアレイ基板１９１の中央部が変形する（反返って浮き上がる）虞がある。変形が生じると、ＬＥＤ１９２の発光面１９２ａが導光板４０３の入射面４０３ａから外れてしまい、主走査方向での光量むらの原因となる。しかし、本実施形態では、導光板４０３の入射面側により、ＬＥＤアレイ基板１９１のＬＥＤアレイ付近を主走査方向にわたって押えている。よって、ＬＥＤアレイ基板１９１は浮き上がらず、主走査方向にわたって受け台４０５と接触することになる。受け台４０５およびベース４０７は板金にて構成されているため、ＬＥＤアレイ基板１９１から発生する熱は熱伝導によって放熱される。したがって、ＬＥＤアレイ基板１９１の変形を防ぐことができる。

また、導光板４０３は、カバー４０６の凸部４０６ａによってＬＥＤアレイ基板１９１側へ押さえつけられる。したがって、ＬＥＤアレイと導光板４０３との基板面に対して垂直方向の位置関係を安定させ、主走査方向における光量むらの発生を抑制することができる。また、これにより、ＬＥＤアレイ基板１９１のＬＥＤ１９２の発光面１９２ａが、導光板４０３の入射面４０３ａと対向する。

また、本実施の形態によれば、導光板４０３の一部は、受け台４０５の上段４０５ｕから浮き上がった状態で固定される。その結果、導光板４０３は、次に示す（１）〜（３）以外は、他の部材と非接触となっている。
（１）導光板の上面の３つの凸部４０６ａと接する部分。
（２）導光板の下面の受け台４０５の上段４０５ｕの一部（受け台４０５の上段４０５ｕの端部（図中、右側））と接する部分と、ＬＥＤアレイ基板１９１の一部と重なる部分。
（３）位置決めピン４０４のピン穴４０４ａおよび４０４ｂと接する部分。
このように、上記（１）〜（３）以外は、他の部材と非接触であるので、ＬＥＤ１９２の照射光は他の部材に吸収されるのが抑制され、導光板４０３内で反射（全反射）しながらコンタクトガラス１５５に向けて導光される。

また、カバー４０６の斜面部４０６ｓとベース４０７とのなす角度θは、受け台４０５の傾斜部とベース４０７とのなす角度より小さい。したがって、受け台４０５の斜面部とカバー４０６の斜面部４０６ｓは非平行（光の照射方向に向かって先細り）となり、斜面部４０６ｓから突出する凸部４０６ａにカバー４０６の加圧力が集中することになる。よって、導光板４０３およびＬＥＤアレイ基板１９１を良好に加圧することができる。

また、ＬＥＤ１９１の発光面１９２ａは、導光板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。さらに、ＬＥＤ１９２と導光板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。但し、導光板４０３による全反射を利用するため、導光板４０３の側面（入射面および照射面以外）４０３ｃの近傍にＬＥＤ１９２を配置するようにしている。

導光板４０３の入射面４０３ａの面積（図４中、上下幅）が大きいので、ＬＥＤ１９２から広角に照射される光が確実に入射する。また、導光板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）直方体であるため、導光板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。また、ＬＥＤ１９２と導光板４０３とを離間させている。これは、ＬＥＤアレイを構成するＬＥＤ１９２のばらつきから導光板４０３とＬＥＤ１９２とが接触して、損傷するのを回避するためである。

また、第１キャリッジ１６２には、反射部材としてのリフレクタ３０１が設けられている。リフレクタ３０１は、受け台４０５とカバー４０６とに挟み付けられた導光板４０３の照射面４０３ｂと対向している。リフレクタ３０１の上部には、導光板４０３から照射された光をコンタクトガラス１５５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１６２の走行方向リターン側に折り曲げられた折り曲げ部が形成されている。

リフレクタ３０１は、導光板４０３からの射出光を折り曲げ部で反射する。この反射により、例えば、切り貼り原稿を読取った際に、原稿の凹凸によって発生する影を無くすことができる。

ＬＥＤ１９２の照射光は導光板４０３の入射面４０３ａから入射し、導光板４０３の上下面、側面で反射（全反射）しながら導光板４０３内を進み、導光板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１５５の照射領域Ｅに向けて射出される。リフレクタ３０１に向けて照射された照射光は、リフレクタ３０１によって反射されて、コンタクトガラス１５５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ＭＳの副走査方向に延在する領域である。一方、ベース４０７には開口部３０４が形成されており、原稿ＭＳから反射される光は開口部３０４を通して第１ミラー１６２ａに入射される。

図７は、導光板４０３とＬＥＤ１９２と原稿領域Ｆとの関係を示す全体図であり、図８は、図７のＡ部拡大構成図である。なお、原稿領域Ｆは、原稿ＭＳの主走査方向に延在する領域である。
図７に示すように、導光板４０３、ＬＥＤアレイ基板１９１の主走査線方向長さは、原稿領域Ｆよりも若干長くなっている。図８に示すように、主走査方向端部のＬＥＤ１９２の発光中心Ｏは、原稿領域Ｆの主走査方向端部よりも１［ｍｍ］外側となっている。また、導光板４０３の主走査方向端部は、原稿領域Ｆの主走査方向端部よりも２．５［ｍｍ］外側となっている。
図７に示すように、導光板４０３の主走査方向長さが、原稿領域Ｆとほぼ同じ長さなので、先の図１７に示すように、主走査方向端部のＬＥＤ１９２から導光板４０３に入射した照射光のうち、原稿領域Ｆ外へ向かう照射光の一部が、導光板４０３の側面４０３Ｃに全反射して、原稿領域Ｆへ向かう（図中点線のＸ２）。これにより、図中実線のＺ１に示す原稿領域へ向かう照射光の他に、図中点線Ｘ２の導光体４０３の側面４０３Ｃに全反射した照射光も原稿領域へ照射するため、原稿領域Ｆの端部の光量を十分に確保することができる。よって、原稿領域Ｆの端部の照度の低下を抑制することができ、適正な照度分布の光を原稿領域Ｆに照射することができる。

次に、本発明者らが実施した検証試験について、説明する。
図９に示すように、導光板４０３（屈折率：１．４９、厚さ：３［ｍｍ］）の位置決めピン４０４（Φ２．０［ｍｍ］）がＬＥＤ１９２の発光中心線Ｈ（発光面１９２ａの発光中心Ｏの垂線（発光面が曲面の場合は法線））上に位置する光照射ユニットを画像読取装置５０に搭載し、白基準板を読取った。なお、位置決めピン４０４から導光板４０３の入射面４０３ａまでの距離は、６．０［ｍｍ］、ＬＥＤ１９２の発光面１９２ａから導光板４０３の入射面４０３ａまでの距離は、０．８［ｍｍ］である。そのときの主走査方向のＣＣＤ出力値を図１０に示す。図１０に示すように、導光板の位置決めピン４０４は、主走査方向において中心（２７００Ｐｉｘｅｌ付近）にあり、その部分の各色のＣＣＤ出力値が部分的に低下していることがわかる。

図１１は、ＬＥＤ１９２の発光特性を説明する図である。
このグラフは、ＬＥＤ１９２の発光面から所定距離だけ離れた各地点における照射強度を説明するためのグラフであり、発光面１９２ａの発光中心Ｏと各地点とを結ぶ直線（照射方向）と発光中心線Ｈとの角度（以下、指向角という）を横軸にとり、各地点の照射強度を縦軸にとっている。このグラフからわかるように、ＬＥＤ１９２から照射される照射光のうち、発光中心線方向の光（指向角がゼロである光）が最も照射強度が大きく、角度が大きくなるほど光の照射強度の減少割合が大きくなる。すなわち、指向角が小さい光については最大照射強度に近い照射強度を有するが、指向角が大きい光については最大照射強度よりも大幅に小さい照射強度を有する。

よって、位置決めピン４０４をＬＥＤ１９２の発光中心線Ｈ上に設けた場合、図１１からわかるように、強度の強い光の光路上にこの位置決めピンが存在することになる。その結果、導光板内を全反射する光のうち、強度の強い光が、位置決めピン４０４に入射する。位置決めピン４０４は、鏡面仕上げが難しいこと、位置決めピンに入射した光との間で全反射する角度が得られないことにより、位置決めピン４０４から照射光が漏れてしまう。また、受け台４０５の位置決めピン４０４との接触部分により位置決めピン４０４に入射した光が吸収されてしまう。その結果、ＬＥＤ１９２の発光中心線Ｈ上の導光板の照射面４０３ｂから照射される光量が著しく低下してしまう。その結果、図１０に示すように、導光板の位置決めピン４０４が設けられた位置（２７００Ｐｉｘｅｌ付近）の各色のＣＣＤ出力値が低下したと考えられる。

次に、図１２に示すように、導光板４０３（屈折率：１．４９、厚さ：３［ｍｍ］）の位置決めピン４０４（Φ２．０ｍｍ）が隣り合うＬＥＤ１９２の発光中心Ｏの間に位置する光照射ユニット１９０を画像読取装置５０に搭載し、白基準板を読取った。なお、ＬＥＤ１９２の発光中心間距離は、７．０［ｍｍ］、位置決めピン４０４から導光板４０３の入射面４０３ａまでの距離は、６．０［ｍｍ］、ＬＥＤ１９２の発光面１９２ａから導光板４０３の入射面４０３ａまでの距離は、０．９［ｍｍ］である。そのときの主走査方向のＣＣＤ出力値を図１３に示す。位置決めピンの位置は、図１３に示す３０００ｐｉｘｅｌ付近である。図１３に示すように、各色のＣＣＤ出力値が部分的に低下している部分が生じてないことがわかる。

これは、位置決めピン４０４をＬＥＤ１９２の発光中心Ｏ間に設けた場合、図１２に示すように、位置決めピン４０４へ入射する照射光は、指向角の大きな照射光であることがわかる。このため、図１１に示すように、指向角ゼロの照射光に比べて、照射強度の弱い照射光が、位置決めピン４０４へ入射する。その結果、図９に示すように、発光中心線Ｈ上に設けた位置決めピン４０４に向かって全反射してきた照射光のうち、位置決めピン４０４へ入射する照射光の割合と、図１２に示すように、発光中心Ｏ間に設けた位置決めピン４０４に向かって全反射してきた照射光のうち、位置決めピン４０４へ入射する照射光の割合とが同じ場合、位置決めピン４０４から漏れたり吸収されたりする光量は、発光中心Ｏ間に設けた位置決めピン４０４の方が圧倒的に少ない。もともと発光強度の弱い照射光が、位置決めピン４０４から漏れ出るわけであるから、導光板４０３の照射面４０３ｂのＸ１やＸ２の位置から照射される光量の低下は、発光中心に位置決めピン４０４を設けた場合に比べて少ない。よって、位置決めピン４０４をＬＥＤ１９２の発光中心Ｏ間に設けた場合は、各色のＣＣＤ出力値が部分的に低下している部分が生じなかったと考えられる。

このことから、導光板４０３の位置決めピン４０４を隣合うＬＥＤ１９２の間に配置することにより、位置決めピン４０４からの光の漏れによる影響を最小限に抑えることができ、主走査方向のＣＣＤ出力値に対して影響が少ないと考えられる。

また、先の図１１で説明したように、指向角が大きいほど、ＬＥＤ１９２の発光強度が減少することを考慮すると、図１４に示すように、導光板４０３の位置決めピン４０４を、主走査方向において隣り合うＬＥＤ１９２の発光中心Ｏ間の真ん中、かつ、副走査方向において導光板４０３のＬＥＤ１９２に最も近い位置に設けてもよい。この構成により、位置決めピン４０４に入射する光の強度が最も弱くなり、位置決めピン４０４から光が漏れても、その光量が僅かになり、照度分布の影響を最小限に留めることができる。

なお、本実施形態においては、発光素子としてのＬＥＤアレイ基板の基板面に対して発光面が垂直なサイドビュータイプのＬＥＤ１９２を用いたが、ＬＥＤアレイ基板の基板面に対して発光面が平行なトップビュータイプのＬＥＤを用いることもできる。

以上、本実施形態の光照射装置たる光照射ユニット１９０は、複数の発光素子たるＬＥＤ１９２が主走査方向に直線状に配列された基板たるＬＥＤアレイ基板１９１と、ＬＥＤ１９２の発光面１９２ａに対向し、ＬＥＤ１９２から射出される光を被照射体たる原稿の照射領域Ｅへ導光する導光体たる導光板４０３とを有している。また、ＬＥＤアレイ基板１９１と導光板４０３とを保持する保持部材たる受け台４０５も備えている。導光板４０３には、受け台４０５の導光体位置決め部たるピン穴４０４ａ，４０４ｂと係合する被位置決め部たる位置決めピン４０４が形成されている。また、ＬＥＤアレイ基板１９１が保持された受け台４０５のピン穴４０４ａ，４０４ｂに位置決めピン４０４を係合させて受け台４０５上に導光板４０３を位置決めしたとき、受け台４０５に固定されたＬＥＤアレイ基板１９１の主走査方向において隣り合うＬＥＤ１９２の発光中心Ｏ間に位置するよう、位置決めピン４０４を設けた。
このように構成することにより、導光板４０３のＬＥＤ１９２の発光中心線Ｈ上に位置決めピン４０４を設けた場合に比べて、原稿面上での主走査方向照度分布が不均一となるのを抑制することができる。また、位置決めピン４０４を原稿領域に配置するので、導光板４０３の主走査方向の長さを、原稿領域の長さとほぼ同じにすることができる。これにより、導光板の側面４０３Ｃに反射した光を、原稿領域へ向かわせることができ、原稿領域端部の照度低下を抑制することが可能となる。

また、ＬＥＤアレイ基板１９１が保持された受け台４０５のピン穴４０４ａ，４０４ｂに位置決めピン４０４を係合させて受け台４０５上に導光板４０３を位置決めしたとき、主走査方向において隣り合うＬＥＤ１９２の発光中心Ｏ間の中央、かつ、ＬＥＤ側に位置するよう、位置決めピン４０４を設けた。これにより、位置決めピン４０４に入射する光の強度が最も弱くなり、位置決めピン４０４から光が漏れても、その光量が僅かになり、照度分布の影響を最小限に留めることができる。

また、ＬＥＤ１９２の発光面１９２ａがＬＥＤアレイ基板１９１に対して垂直となるようにＬＥＤ１９２が取り付けられた所謂サイドビュータイプのＬＥＤ１９２であり、受け台４０５は、ＬＥＤアレイ基板１９１が保持される基板保持面たる下段４０５ｄと、導光板と対向する導光体対向面たる上段４０５ｕとを有している。また、下段４０５ｄにＬＥＤアレイ基板１９１が保持されたとき、ＬＥＤアレイ基板１９１よりも上段４０５ｕが導光板側となるよう、上段４０５ｕと下段４０５ｄの間の段差が形成されている。位置決めピン４０４がピン穴４０４ａおよび４０４ｂと係合することで、導光板４０３のＬＥＤ側が、ＬＥＤアレイ基板１９１と対向するように、位置決めされた導光板４０３のＬＥＤ側と当接し、導光板４０３をＬＥＤアレイ基板１９１側へ加圧して、導光板４０３のＬＥＤ側をＬＥＤアレイ基板１９１に押し付けることで、導光板４０３を固定する被覆部材たるカバー４０６を設けた。
このように構成することで、カバー４０６で導光板４０３のＬＥＤ側を加圧すると、導光板４０３が、上段４０５ｕのＬＥＤ側端部を支点にして回動し、位置決めピン４０４とピン穴４０４との係合を維持した状態で、ＬＥＤアレイ基板１９１と当接する。これにより、導光板４０３が、受け台４０５の上段４０５ｕから浮き上がった状態で固定される。その結果、導光板４０３の下面（位置決めピンは除く）は、受け台４０５の上段４０５ｕの一部と、ＬＥＤアレイ基板１９１の一部と重なる以外、他の部材と非接触とすることができる。よって、導光板４０３内で反射（全反射）しながら、照射面４０３ｂへ向かう照射光が他の部材に吸収されるのを抑制し、照射面４０３ｂから照射することができる。よって、良好な光量を得ることができる。
また、導光板４０３は、カバー４０６によってＬＥＤアレイ基板１９１側へ押さえつけられるとともに、位置決めピン４０４により主走査方向および副走査方向の位置が決まる。したがって、ＬＥＤアレイと導光板４０３との基板面に対して垂直方向の位置関係を安定させるとともにＬＥＤ発光面１９２ａに対する導光板４０３の入射面４０３ａの主走査方向の位置関係を安定させることができるので、主走査方向における光量むらの発生を抑制することができる。

また、本実施形態においては、原稿面に対して光を照射する光照射手段と、その原稿面からの反射光を受光して原稿面の画像を読み取る画像読取手段たるスキャナボードユニット２２０を備えた画像読取装置であるスキャナ部１５０において、上記光照射手段として、上述した光照射ユニットを用いている。よって、このスキャナ部によれば、原稿面上で主走査方向照度分布が不均一となるのを抑制することができる結果、画像の読取精度が向上する。

また、本実施形態においては、原稿面の画像を読み取る画像読取部と、この画像読取部で読み取った画像情報に基づいて記録材である記録紙上に画像を形成する画像形成部１とを備えた画像形成装置である画像形成装置において、画像読取部として上記スキャナ部１５０を用いている。これにより、良好な複写画像を得ることができる。

１：画像形成部
１５０：スキャナ部
１６２：第１キャリッジ
１９０：光照射ユニット
１９１：ＬＥＤアレイ基板
１９２：ＬＥＤ
１９２ａ：ＬＥＤ照射面
２２０：スキャナボードユニット
３０１，３０２：リフレクタ
４０３：導光板
４０４：位置決めピン
４０４ａ，４０４ｂ：ピン穴
４０５：受け台
４０５ｕ：上段
４０５ｄ：下段
４０６：カバー

特開２００６−３４９８０７号公報

Claims (4)

1. 複数の発光素子が主走査方向に直線状に配列された基板と、
   前記発光素子の発光面に対向し、前記発光素子から射出される光を被照射体の照射領域へ導光する導光体と、
   前記基板と前記導光体とを保持する保持部材とを備えた光照射装置において、
   前記導光体には、前記保持部材の導光体位置決め部と係合する被位置決め部が形成されており、
   前記基板が保持された保持部材の導光体位置決め部に被位置決め部を係合させて前記保持部材上に前記導光体を位置決めしたとき、前記保持部材に固定された基板の主走査方向において隣り合う発光素子の発光中心間に位置するよう、前記被位置決め部を設け、
   前記発光素子の発光面が前記基板に対して垂直となるように前記発光素子が前記基板に取り付けられており、
   前記保持部材は、前記基板が保持される基板保持面と、導光体と対向する導光体対向面と、前記基板保持面に前記基板が保持されたとき、基板よりも導光体対向面が導光体側となるよう、基板保持面と導光体対向面との間に段差部とを有し、
   前記導光体の発光素子側が、前記基板と対向するよう前記導光体が前記保持部材に位置決めされ、
   前記保持部材に保持された基板と導光体と覆い、前記位置決めされた導光体の発光素子側と当接し、前記導光体を基板側へ加圧して、前記導光体の発光素子側を前記基板に押し付けることで、前記導光体を固定する被覆部材を設けたことを特徴とする光照射装置。
2. 請求項１の光照射装置において、
   前記基板が保持された保持部材の導光体位置決め部に被位置決め部を係合させて前記保持部材上に前記導光体を位置決めしたとき、主走査方向において隣り合う発光素子の発光中心間の中央、かつ、前記発光素子側に位置するよう、前記被位置決め部を設けたことを特徴とする光照射装置。
3. 原稿面に対して光を照射する光照射手段と、該原稿面からの反射光を受光して該原稿面の画像を読み取る画像読取手段とを備えた画像読取装置において、
   上記光照射手段として、請求項１又は２の光照射装置を用いたことを特徴とする画像読取装置。
4. 原稿面の画像を読み取る画像読取部と、
   該画像読取部で読み取った画像情報に基づいて記録材上に画像を形成する画像形成部とを備えた画像形成装置において、
   上記画像読取部として、請求項３の画像読取装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。

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