JP5933492B2 - 照明装置、イメージセンサユニット、画像読取装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、照明装置、イメージセンサユニット、画像読取装置および画像形成装置に関する。

イメージセンサユニットに用いられる照明装置には、点光源を棒状の導光体によって線光源化する構成のものがある。このような照明装置に適用される導光体は、一般的にアクリル樹脂などの樹脂材料からなり、射出成形によって形成される。射出成形の際に樹脂材料の流入口となるゲート部（湯口部）が、射出成形の後にホットニッパーなどによって切断（ゲートカット）されることで導光体が切り離される。このような構成であると、ゲートカット面（ゲート部における切断面）には、切断によって凹凸が生じることがある。そうすると、この凹凸での光学特性が不安定となったり、凹凸から漏れ光が生じて照射光の照度分布が不均一になったりすることがある。
このため、被照明体に光を照射する部分から離れた箇所にゲート部が設けられる構成が提案されている。たとえば、特許文献１には、導光体の一方の端部に光源が設けられる照明装置において、他方の端部に射出成形のゲート部が設けられる構成が開示されている。
ところで、イメージセンサユニットの読み取り速度の向上のため、照明装置の光量の増加が求められている。照明装置の光量を増加するには、導光体の両端に光源を設ける方法が一般的である。しかしながら、特許文献１の構成では、長手方向の他方の端面にゲート部が設けられる構成であるため、研磨などによってゲートカット面に生じる凹凸を平滑にする必要が生じ、コストが上昇する問題があった。

特開平１０−１２６５８１号公報

上述した実情に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、導光体の長手方向の両端に光源が設けられる構成において、照射光の照度分布の均一化を図ることである。

本発明の照明装置は、棒状に形成され、長手方向の一方の端部に形成された位置決め部と長手方向の前記一方の端面に形成された光入射面と長手方向に延伸する光出射面とを有する導光体と、前記導光体の長手方向の前記一方の端部に配設され、前記光入射面に光を入射する光源と、を有し、前記導光体は射出成形によって形成されていると共に、前記位置決め部は、前記長手方向に直角な方向に突出しており、射出成形における樹脂材料の流入口であるゲート部により形成されたゲートが切断されたゲートカット面は、前記位置決め部の先端面に位置していることを特徴とする。

前記光入射面は、前記導光体の長手方向の両方の端面に形成され、前記光源は、前記導光体の長手方向の両方の端部に配設されている構成が好ましい。前記ゲート部は、凹凸を備えている構成が好ましい。前記先端面の周辺はＲ面取りまたはＣ面取りされていることが好ましい。

本発明のイメージセンサユニットは、棒状に形成され、長手方向の一方の端部に形成された位置決め部と長手方向の前記一方の端面に形成された光入射面と長手方向に延伸する光出射面とを有する導光体と、前記導光体の長手方向の前記一方の端部に配設され、前記光入射面に光を入射する光源と、被照明体からの反射光を集光する集光体と、前記集光体によって集光された反射光を受光して電気信号に変換するイメージセンサと、前記イメージセンサが実装された回路基板と、前記導光体と、前記光源と、前記集光体と、前記回路基板とを支持するフレームと、を有し、前記導光体は射出成形によって形成されていると共に、前記位置決め部は、前記長手方向に直角な方向に突出しており、射出成形における樹脂材料の流入口であるゲート部により形成されたゲートが切断されたゲートカット面は、前記位置決め部の先端面に位置していることを特徴とする。

前記光入射面は、前記導光体の長手方向の両方の端面に形成され、前記光源は、前記導光体の長手方向の両方の端部に配設されている構成が好ましい。前記ゲート部は、凹凸を備えている構成が好ましい。前記先端面の周辺はＲ面取りまたはＣ面取りされていることが好ましい。

本発明のイメージセンサユニットは、棒状に形成され、長手方向の一方の端部に形成された位置決め部と長手方向の前記一方の端面に形成された光入射面と長手方向に延伸する光出射面とを有する導光体と、係合部を有し、前記係合部と前記位置決め部とが係合することにより前記導光体に位置決めされた導光体カバーと、前記導光体の長手方向の前記一方の端部に配設され、前記光入射面に光を入射する光源と、被照明体からの反射光を集光する集光体と、前記集光体によって集光された反射光を受光して電気信号に変換するイメージセンサと、前記イメージセンサが実装された回路基板と、前記導光体カバーと、前記光源と、前記集光体と、前記回路基板とを支持するフレームと、を有し、前記導光体は射出成形によって形成されていると共に、前記位置決め部は、前記長手方向に直角な方向に突出しており、射出成形における樹脂材料の流入口であるゲート部により形成されたゲートが切断されたゲートカット面は、前記位置決め部の先端面に位置していることを特徴とする。

前記光入射面は、前記導光体の長手方向の両方の端面に形成され、前記光源は、前記導光体の長手方向の両方の端部に配設されている構成が好ましい。前記ゲート部は、凹凸を備えている構成が好ましい。前記先端面の周辺はＲ面取りまたはＣ面取りされていることが好ましい。

本発明の画像読取装置は、イメージセンサユニットと被照明体とを相対的に移動させながら、前記被照明体からの反射光を読み取る画像読取装置であって、前記イメージセンサユニットは、本発明のイメージセンサユニットであることを特徴とする。

本発明の画像形成装置は、イメージセンサユニットと被照明体とを相対的に移動させながら、前記被照明体からの反射光を読み取る画像読取手段と、記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、を備える画像形成装置であって、前記イメージセンサユニットは、本発明のイメージセンサユニットであることを特徴とする。

本発明によれば、導光体を通じて出射される照射光の照度分布の均一化を図ることができる。

図１は、照明装置の構成を模式的に示す分解斜視図である。 図２Ａは、導光体の主走査方向（長手方向）の一方の端部近傍の構成を模式的に示す図である。 図２Ｂは、導光体の主走査方向の一方の端部近傍の構成の他の例を模式的に示す図である。 図３は、導光体に導光体カバーが取り付けられた状態を模式的に示す外観斜視図である。 図４Ａは、導光体カバーが取り付けられた導光体の主走査方向端部近傍を示す斜視図である。 図４Ｂは、導光体カバーが取り付けられた導光体の主走査方向端部近傍を示す斜視図である。 図５は、導光体と光源の位置関係を模式的に示す平面図である。 図６Ａは、位置決め部が反対側に突出する構成の例を示す図である。 図６Ｂは、位置決め部が反対側に突出する構成の例を示す図である。 図７Ａは、導光体に導光体カバーが取り付けられた状態を模式的に示す斜視図であり、長手方向の端部近傍を示す図である。 図７Ｂは、導光体に導光体カバーが取り付けられた状態を模式的に示す斜視図であり、長手方向の端部近傍を示す図である。 図８は、イメージセンサユニットの構成を模式的に示す分解斜視図である。 図９は、イメージセンサユニットの構成を模式的に示す外観斜視図である。 図１０は、イメージセンサユニットの内部構造を模式的に示す断面図である。 図１１は、比較例にかかる導光体の構成を模式的に示す斜視図である。 図１２は、本発明の実施例と比較例の照明装置による照射光の主走査方向の照度分布を示すグラフである。 図１３Ａは、本発明の実施例の照明深度特性を示すグラフである。 図１３Ｂは、比較例の照明深度特性を示すグラフである。 図１４は、本発明の実施形態である画像読取装置の外観斜視図である。 図１５は、本発明の実施形態である画像形成装置の外観斜視図である。 図１６は、本発明の実施形態である画像形成装置の筐体の内部に設けられる画像形成部を示す斜視図である。

以下、本発明を適用できる実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。本発明の実施形態は、照明装置と、この照明装置を有するイメージセンサユニットと、このイメージセンサユニットを有する画像読取装置および画像形成装置である。各図においては、三次元の各方向を、Ｘ，Ｙ，Ｚの各矢印で示す。Ｘ方向は、イメージセンサユニットの主走査方向である。Ｙ方向は、イメージセンサユニットの副走査方向である。Ｚ方向は、イメージセンサユニットの上下方向である。本発明の実施形態であるイメージセンサユニットは、被照明体としての原稿Ｐに対して副走査方向に相対的に移動しながら、照明装置によって原稿Ｐに光を照射し、その反射光によって原稿Ｐの画像を読み取る。

（照明装置）
まず、照明装置９の構成について説明する。
図１は、照明装置９の構成を模式的に示す分解斜視図である。図１に示すように、照明装置９は、導光体３と、導光体カバー８と、光源６とを含む。
導光体３は、光源６が発する光を線光源化する光学部材である。導光体３は、アクリル系の樹脂などといった透明の樹脂材料からなり、射出成形によって一体に形成される。図１に示すように、導光体３は、全体として主走査方向に細長い棒状の構成を有する。
導光体３の主走査方向（長手方向）の両方の端面は、光源６が発する光が入射する光入射面３１である。
導光体３の側面には、光出射面３２と光拡散面３３とが形成される。
光出射面３２は、光入射面３１から入射した光を原稿Ｐに向けて出射する面である。光出射面３２は、主走査方向に延伸する細長い帯状に形成される。光出射面３２は、原稿Ｐの読取ラインＯ（図１０参照）に向けて照射光を出射するため、たとえば、原稿Ｐの読取ラインＯの方向に向けて凸となる曲面に形成される。
なお、光出射面３２の主走査方向の寸法は、原稿Ｐの幅（主走査方向寸法）に応じて設定される。たとえば、Ａ４サイズの原稿Ｐの読取りに対応する場合には、光出射面３２の主走査方向の寸法は、Ａ４サイズの原稿Ｐの幅に応じた寸法に設定される。
光拡散面３３は、光入射面３１から入射した光を反射・拡散する面である。光拡散面３３は、光出射面３２に対向するように形成される。光拡散面３３には、たとえば、複数のプリズム状の拡散部が、所要の間隔で形成される。これらの複数の拡散部の間隔は、主走査方向の両端部において大きく、主走査方向の中心部において小さい。
なお、拡散部として、たとえば、シルク印刷などによる光反射性の塗料からなる印刷パターンであっても構わない。この場合も光源６からの距離に応じて、光源６に近い部分は低密度、遠方では高密度へと徐々に印刷パターンの密度を変化させることは同様である。
導光体３の外周面のその他の面は、それぞれ、光を反射する反射面として作用する。

図２Ａと図２Ｂは、導光体３の主走査方向の一方の端部近傍の構成を模式的に示す図である。なお、図２Ｂは、図２Ａと構成の一部が異なる他の例を示す。
図２Ａと図２Ｂに示すように、導光体３の主走査方向の一方の端部には、位置決め部３４が形成される。位置決め部３４は、導光体カバー８との相対的な位置関係を規定する（位置決めをする）ための部分である。この時、後述する先端面３５を除く位置決め部３４周囲の少なくとも１面が位置決め基準面となる。位置決め部３４は、主走査方向（長手方向）に対して略直角な方向に突出する突起状の構成を有する。図１、図２Ａおよび図２Ｂにおいては、位置決め部３４が副走査方向の後側に突出する構成を示す。
前述のとおり、導光体３は射出成形によって形成される。そして、射出成形において樹脂材料の流入口となるゲート部Ｇ（湯口部）は、位置決め部３４の先端面３５に対応する位置に開口する。このような構成であると、ゲート部Ｇによって成型されるランナーおよびゲートを、光入射面３１および光出射面３２から離れた位置に形成することができる。このため、切断（ゲートカット）時にゲートカット面Ｃの凹凸に起因して照射光の照度分布が不均一になることを防止または抑制できる。
また、このような構成によれば、導光体３の主走査方向（長手方向）の端面にゲート部Ｇを設けなくてもよい。このため、導光体３の主走査方向の両方の端面は平滑となり光学特性が安定する。したがって、導光体３の主走査方向の両端面を、そのまま光入射面３１として用いることができる。さらに、位置決め部３４の先端面３５の周辺には例えばＲ面取りまたはＣ面取り（本発明の実施例ではＣ面取り）がされており、ゲートカット面Ｃは先端面３５に設けられている。ここでＲ面取りとはコーナーを円弧状に丸めること、Ｃ面取りとはコーナーをテーパー面にすることを意味する。
なお、ゲート部Ｇの開口は先端面３５より狭くても構わない。また、図２Ｂに示すように、位置決め部３４の先端面３５の周辺に段差が設けられる等の構成であってもよい。要は、ゲートカット面Ｃと位置決め基準面との間に間隔が生じる構成であれば、どのような構成であっても構わない。

導光体カバー８は、光の利用効率の向上を図る部材である。導光体カバー８は、光の反射率が高い材料により形成される。たとえば、導光体カバー８には、酸化チタンの粉末が混合された白色のポリカーボネートが適用される。
導光体カバー８は、少なくとも光拡散面３３を覆う主走査方向に長い構成を有する。そして、主走査方向（長手方向）の両端部には、導光体３に取り付けるための取付部８１が設けられる。取付部８１には、導光体３の両端部のそれぞれを嵌め込むことができる取付孔８１１が形成される。取付孔８１１は、主走査方向に貫通する貫通孔である。また、一方の取付部８１には、導光体３の位置決め部３４を係合可能な係合部８１２が形成される。したがって、導光体３の両端部のそれぞれは、導光体カバー８の取付部８１のそれぞれの取付孔８１１に嵌め込むことができる。そして、その状態で、導光体３の位置決め部３４が導光体カバー８の係合部８１２に係合する。これにより、導光体カバー８と導光体３との位置関係が決まる。なお、取付部８１、取付孔８１１および係合部８１２の構成の詳細は後述する。

このほか、導光体カバー８は、反射面８２と付勢部８３とを有する。
反射面８２は、導光体カバー８が導光体３に取り付けられた状態において、導光体３の光拡散面３３に対向する面である。そして、反射面８２は、導光体３の光拡散面３３から外部に出射した光を反射して、再び導光体３の内部に入射させる。このため、反射面８２は、主走査方向に延伸する帯状に形成される。
付勢部８３は、導光体３をイメージセンサユニット１のフレーム２（後述）に付勢して接触させることにより、導光体３をフレーム２に対して位置決めする。付勢部８３は、副走査方向に弾性変形可能な舌片状の構成を有し、導光体カバー８に一体に形成される。

照明装置９は、２つの光源６を有する。そして、２つの光源６のそれぞれは、導光体３の両端部の光入射面３１のそれぞれに光を照射する。光源６は、たとえば、赤（Ｒ）と緑（Ｇ）と青（Ｂ）の各色の発光波長を有する発光素子を有する。各色の発光波長を有する発光素子には、公知の各種ＬＥＤが適用できる。また、光源６は、回路基板５（後述）の上面に実装される。
なお、光源６は前述の構成に限定されない。光源６には、公知の各種点光源が適用できる。

次に、照明装置９の組み付け構成について、図３〜図５を参照して説明する。図３は、導光体３に導光体カバー８が取り付けられた状態を、模式的に示す外観斜視図である。図４Ａと図４Ｂは、導光体カバー８が取り付けられた導光体３の主走査方向端部近傍を示す斜視図である。なお、図４Ａは副走査方向の後側から見た図であり、図４Ｂは副走査方向の前側から見た図である。図５は、導光体３と光源６の位置関係を模式的に示す平面図である。
図３、図４Ａおよび図４Ｂに示すように、導光体３に導光体カバー８が取り付けられる。
導光体カバー８の取付部８１は、副走査方向に突出する板状またはブロック状の構成を有する。そして、取付部８１には、主走査方向に貫通する取付孔８１１が形成される。取付孔８１１は、導光体３の端部を挿通可能なように、導光体３の断面寸法・形状に応じて形成される。
さらに、一方の取付部８１には、導光体３の位置決め部３４が係合する係合部８１２が形成される。係合部８１２は、主走査方向の端部側と副走査方向の一方の側（図の例では後側）が開放する凹部状に形成される。なお、係合部８１２は、導光体３の位置決め部３４が嵌め込むことができるように、位置決め部３４に応じた寸法および形状を有する。

取付時においては、導光体３の位置決め部３４が設けられない側の端部を、係合部８１２が形成される側の取付部８１の取付孔８１１に、主走査方向の外側から挿入する。そして、導光体３を導光体カバー８に対して主走査方向に相対的にスライドさせる。そして、導光体３の端部を、係合部８１２が形成されない側の取付部８１の取付孔８１１に、主走査方向の中心側から挿入する。そうすると、導光体３の主走査方向の両端部のそれぞれは、導光体カバー８の両端部の取付部８１のそれぞれの取付孔８１１に嵌め込むことができる。さらに、導光体３の他方の端部に設けられる位置決め部３４が、取付部８１の係合部８１２に嵌め込むことができる。
このように、導光体３の位置決め部３４が導光体カバー８の係合部８１２に嵌め込むことによって、導光体３と導光体カバー８とが互いに位置決めされる。

前述のとおり、導光体カバー８の取付部８１に形成される取付孔８１１は、主走査方向に貫通する貫通孔である。このため、導光体３に導光体カバー８が取り付けられた状態においては、導光体３の光入射面３１は、導光体カバー８の取付部８１の取付孔８１１から露出する。
そして、図５に示すように、導光体３の両端部近傍には、光入射面３１に対して光を入射できるように、それぞれの光源６が配設される。前述のとおり、導光体３の光入射面３１は露出しているため、光源６は導光体３の光入射面３１に対して、光を入射できる。
また、導光体３の光拡散面３３と、導光体カバー８の反射面８２とは、互いに対向している。このため、導光体３の光拡散面３３から外部に出射した光は、導光体カバー８の反射面８２で反射して再び導光体３の内部に入射する。

このような構成の照明装置９によれば、２つの光源６が発する光は、導光体３の光入射面３１から内部に入射する。導光体３の内部に入射した光は、側面において反射しながら、その内部を伝搬する。光拡散面３３に達した光は、拡散部を通じて外部に出射するほか、拡散部において拡散して光出射面３２に達する。光拡散面３３から外部に出射した光は、導光体カバー８の反射面８２で反射して再び導光体３の内部に入射し、光出射面３２に達する。光出射面３２に達した光は、原稿Ｐに向かって出射する。

ゲートカット面Ｃには、ホットニッパーなどの切断によって生じた凹凸が存在する。このため、ゲートカット面Ｃの凹凸が拡散面として作用することがある。そうすると意図しない拡散光が生じるほか、ゲートカット面Ｃの凹凸から外部への意図しない漏れ光などが生じる。したがって、ゲートカット面Ｃが導光体３の側面に直接的に形成されるという従来の構成では、ゲートカット面Ｃからの意図しない反射光および漏れ光などによって、照射光の照度分布が不均一になるものであった。
これに対して、本発明の実施形態は、ゲート部Ｇが位置決め部３４の先端面３５に形成される構成である。そして、位置決め部３４は、主走査方向（長手方向）に対して略直角な方向に突起する突起状の構成を有する。このため、ゲート部Ｇが導光体３の側面に直接形成される構成と比較して、ゲートカット面Ｃに到達する光の量が少なくなる。したがって、ゲートカット面Ｃからの意図しない拡散光および漏れ光を少なくすることができ、結果として出射される照射光の主走査方向の照度分布の均一化を図ることができる。さらに、位置決め部３４の先端面３５の周辺が面取りされ、先端面３５にゲート部Ｇが設けられることで、ゲートカット面Ｃと位置決め基準面との間に間隔が生じる。このため、ゲートカット面Ｃに生じたバリ状の凹凸が位置決め基準面に達することを低減でき、位置決め基準面の平面性を保つことで位置決め精度の低下を低減できる。
このように、本実施形態によれば、導光体３の主走査方向（長手方向）の両端面を光入射面３１とすることによって光量の増加の要求に応えつつ、出射される照射光の照度分布の均一化を図ること（または不均一化を防止もしくは抑制すること）ができる。

なお、前述の説明においては、位置決め部３４が副走査方向の後側に突出する構成を示したが、位置決め部３４の突出方向は前述の方向に限定されない。図６Ａと図６Ｂは、位置決め部３４が、副走査方向の前側に突出する構成の例を示す図である。図７Ａと図７Ｂは、図６Ａと図６Ｂに示す導光体３に導光体カバー８が取り付けられた状態を示す斜視図である。
図６Ａと図６Ｂに示すように、位置決め部３４は、副走査方向前側に突出する構成であってもよい。そして、位置決め部３４の先端面３５に、射出成形におけるゲート部Ｇが設けられる。なお、位置決め部３４が突出する向き以外の構成は、前述の構成と共通である。この場合には、図７Ａと図７Ｂに示すように、位置決め部３４が係合する係合部８１２は、取付孔８１１の副走査方向の前側に形成される。そして、導光体３の位置決め部３４が導光体カバー８の係合部８１２に係合することにより、導光体カバー８が導光体３に位置決めされた状態で取り付けられる。
また、上述の実施形態では、照明装置９が導光体カバー８を有し、導光体３の位置決め部３４が導光体カバー８の取付部８１の係合部８１２に係合する構成を示すが、このような構成でなくてもよい。たとえば、照明装置９が導光体カバー８を有さない構成であってもよい。この場合には、イメージセンサユニット１のフレーム２などに係合部が設けられ、導光体３の位置決め部３４が、フレーム２の係合部に係合する構成が適用できる。
なお、これら以外の構成は、前述の構成と共通の構成が適用できる。
このように、位置決め部３４は、副走査方向の前後いずれの向きに突出する構成であってもよい。位置決め部３４が前後いずれの向きに突出する構成であっても、同様の効果を奏する。

（イメージセンサユニット）
次に、イメージセンサユニット１の構成について、図８〜図１０を参照して説明する。図８は、イメージセンサユニット１の構成を模式的に示す分解斜視図である。図９は、イメージセンサユニット１の構成を模式的に示す外観斜視図である。図１０は、イメージセンサユニット１の内部構造を模式的に示す断面図であり、主走査方向に直角な面で切断した図である。
図８〜図１０に示すように、イメージセンサユニット１は、主走査方向に長い直方体状の構成を有する。そして、イメージセンサユニット１は、照明装置９（光源６、導光体３、導光体カバー８）と、フレーム２と、集光体４と、回路基板５と、イメージセンサ７とを含む。

フレーム２は、イメージセンサユニット１の筐体である。フレーム２には、導光体カバー８が取り付けられた導光体３と、集光体４と、イメージセンサ７および光源６が実装された回路基板５とが収容されて取り付けられる。フレーム２は、たとえば、黒色に着色された遮光性を有する樹脂材料により一体に形成される。樹脂材料には、たとえば、ポリカーボネートが適用できる。
図８と図９に示すように、フレーム２は、主走査方向に長い略直方体の部材である。
フレーム２には、導光体収容室２７と、集光体収容室２８と、回路基板収容室２９（図１０参照）とが形成される。導光体収容室２７は、上側に開放する領域であり、導光体カバー８が取り付けられた導光体３を収容可能に構成される。集光体収容室２８は、上側に開放する領域であり、集光体４を収容可能に構成される。回路基板収容室２９は、下側に開放する領域であり、光源６およびイメージセンサ７が実装された回路基板５を収容可能に構成される。なお、フレーム２には、集光体収容室２８と回路基板収容室２９とを光が通過可能に連通する開口部Ｓが形成される。
このほかフレーム２には、導光体収容室２７に収容された導光体カバー８を位置決めして固定する押さえ爪２１が形成される。導光体押さえ爪２１は、導光体収容室２７の内部に向かって突出する弾性変形可能な構造物であり、フレーム２に一体に形成される。

集光体４は、原稿Ｐからの反射光をイメージセンサ７の表面に結像する光学部材である。集光体４には、たとえば、複数の正立等倍結像型の結像素子（ロッドレンズ）が主走査方向に直線状に配列された構成のロッドレンズアレイが適用される。なお、集光体４は、結像素子が直線的に配列される構成であればよく、構成は限定されない。たとえば、集光体４は、結像素子が複数列配列されている構成であってもよい。また、集光体４には、各種マイクロレンズアレイなど、従来公知の各種集光機能を有する光学部材が適用できる。

イメージセンサ７は、集光体４により結像した反射光を電気信号に変換する。イメージセンサ７には、たとえば、イメージセンサＩＣアレイが適用される。イメージセンサＩＣアレイは、複数のイメージセンサＩＣが回路基板５の表面に主走査方向に直線状に実装されることによって構成される。イメージセンサＩＣは，イメージセンサユニット１の読取の解像度に応じた複数の受光素子（光電変換素子と称することもある）から構成される。このように、イメージセンサ７は、複数のイメージセンサＩＣ（受光素子）が、主走査方向に直線状に配列されて構成される。なお、イメージセンサ７は、複数のイメージセンサＩＣが直線状に配列される構成のものであればよく、それ以外の構成は特に限定されない。たとえば、イメージセンサＩＣが千鳥配列のように複数列配列される構成であってもよい。なお、イメージセンサ７およびイメージセンサＩＣアレイを構成するイメージセンサＩＣには、従来公知の各種イメージセンサおよびイメージセンサＩＣが適用できる。

回路基板５は、主走査方向に長い矩形状の構成を有する。そして、回路基板５の上面には、イメージセンサ７と光源６とが実装される。図８に示すように、２つの光源６は、それぞれ回路基板５の主走査方向の端部近傍に、主走査方向中心に向かって光を照射できるように実装される。また、イメージセンサ７は、集光体４からの光を受光できるように、受光面を上側に向けて実装される。さらに、回路基板５には、外部との配線を接続するためのコネクタ類などが実装される。

このほか、イメージセンサユニット１には、画像読取装置１０（後述）または画像形成装置５０（後述）に取り付けるための取付部や、画像読取装置１０または画像形成装置５０に電気接続するためのコネクタなどが設けられる。なお、取付部やコネクタの構成は、特に限定されるものではない。取付部は、イメージセンサユニットを画像読取装置１０または画像形成装置５０に取り付けることができる構成であればよい。また、コネクタは、イメージセンサユニット１と画像読取装置１０または画像形成装置５０の所定の機器とを、電力や電気信号を送受信可能に接続できる構成であればよい。

そして、図８〜図１０に示すように、導光体カバー８が取り付けられた導光体３が、フレーム２の導光体収容室２７に収容される。そうすると、フレーム２に設けられる押さえ爪２１が、導光体カバー８に係合する。これにより、導光体３および導光体カバー８は、導光体収容室２７に収容された状態に保持される。また、図１０に示すように、導光体３の側面が、導光体カバー８の付勢部８３の付勢力によって、導光体収容室２７の内周面に接触した状態に維持される。これにより、導光体３および導光体カバー８は、フレーム２に位置決めされる。
なお、イメージセンサユニット１が導光体カバー８を有さない構成であってもよい。この場合には、導光体カバー８の取付部８１や取付孔８１１や係合部８１２に相当する構造が、フレーム２に設けられる。そして、フレーム２に設けられた押さえ爪２１は、導光体収容室２７に収容された導光体３を直接固定して位置決めを行う。
また、集光体４は、フレーム２の集光体収容室２８に収容される。さらに、光源６とイメージセンサ７とが実装された回路基板５は、回路基板収容室２９に収容される。
導光体３が導光体収容室２７に収容され、２つの光源６が実装された回路基板５が回路基板収容室２９に収容されると、２つの光源６のそれぞれが、導光体３の両端部に形成される光入射面３１のそれぞれに対向する（図５参照）。したがって、２つの光源６が発する光は、導光体３の両端部に形成される光入射面３１のそれぞれに入射する。

原稿Ｐに光を照射する場合には、光源６は、各色の発光素子を順次点灯する。光源６が発する光は、導光体３の光入射面３１からその内部に入射し、光拡散面３３やその他の反射面において反射するなどして内部を伝搬する。そして、導光体３の光出射面３２から原稿Ｐの読取ラインＯに向けて出射する。なお、図１０に示すように、イメージセンサユニット１が画像読取装置１０または画像形成装置５０に組み込まれた状態においては、イメージセンサユニット１の上側に原稿支持体１０５が配設される（後述）。イメージセンサユニット１の照明装置９は、原稿支持体１０５に載置された原稿Ｐの読取ラインＯに向けて光を照射する。原稿Ｐの読取ラインＯからの反射光は、集光体４によってイメージセンサ７の表面に結像される。イメージセンサ７は、集光体４によって結像した光学像を電気信号に変換する。
そして、イメージセンサユニット１は、原稿Ｐに対して副走査方向に相対的に移動しながら、このような動作を行う。これにより、イメージセンサユニット１は、原稿Ｐを読取ることができる。

（実施例）
次に、本発明を適用できる実施形態の効果の検証結果について説明する。図１１は、比較例にかかる導光体９００の構成を模式的に示す斜視図である。図１１に示すように、比較例にかかる導光体９００には、主走査方向（長手方向）の端部に光入射面９０１が形成される。そして、主走査方向の端部の直近の側面に、射出成形のためのゲート部Ｇが設けられる。射出成形により形成された後に、ホットニッパーなどによって切断されることで導光体９００が切り離される。このため、ゲートカット面Ｃには、切断によって凹凸が生じることで他の部分に比較して表面が粗い。
図１２は、本発明の実施例と比較例の照明装置による照射光の主走査方向の照度分布を示すグラフである。なお、実線が本発明の実施例を示し、破線が比較例を示す。このグラフの横軸は、導光体３，９００の端面（光入射面３１，９０１）からの距離（主走査方向位置［ｍｍ］）を示し、縦軸は出射された照射光の照度（センサ出力値［ｍＶ］）を示す。比較例においては、端部（ゲートカット面Ｃ）近傍で照度が高くなっており、照射光の照度分布が不均一である。これは、ゲートカット面Ｃが拡散面として作用して拡散光を生じているほか、光入射面９０１から入射した光が、ゲートカット面Ｃから外部に出射しているため（すなわち、ゲートカット面Ｃからの漏れ光によるもの）と考えられる。
これに対して、本発明の実施例は、主走査方向の端部近傍における照射光の照度の変動が、比較例よりも小さい。これは、本発明の実施形態におけるゲート部Ｇが位置決め部３４の先端面３５にあるため、導光体９００の端部の直近の側面にゲート部Ｇを設けた場合と比較して光源６からの距離が大きくなり、それに伴い光源６からの配光角が比較例に対して大きくなるためである。このため、光源６にランバート配光のＬＥＤを用いた場合、ゲートカット面Ｃに到達する光の照度が比較例に対して小さくなり、ゲートカット面Ｃからの拡散光およびゲートカット面Ｃから出射する漏れ光が少なくなったためと考えられる。
このように、本発明の実施例によれば、ゲートカット面Ｃに起因する照射光の照度分布の不均一化を防止または抑制できることが確認された。

図１３Ａと図１３Ｂは、本発明の実施例と比較例の照明深度特性を示すグラフである。照明深度特性とは、原稿ＰのＺ方向位置と照射光の照度の関係についての特性である。図１３Ａが本発明の実施例を示し、図１３Ｂが比較例を示す。両図のグラフの横軸は、導光体３，９００の端面からの距離を示す。両図のグラフの縦軸は、原稿Ｐが原稿支持体１０５に密着している位置をＺ＝０ｍｍの位置とし、原稿ＰがＺ方向の各位置にある場合の出力値を、Ｚ＝０ｍｍの位置にある場合の出力値で除算した値（出力比）を示す。
原稿Ｐの読取において、原稿Ｐが原稿支持体１０５から浮いた状態にあることや、原稿Ｐが押圧されて原稿支持体１０５が沈み、イメージセンサユニット１に接近することがある。このため、照明深度特性が主走査方向に関して不均一であると、読取った画像に、輝度の高い線や輝度の低い線が現れることがある。そうすると、読取の精度や画質が低下するおそれがある。このため、前述の出力比は、主走査方向の全長に亘って変動が少ないことが好ましい。
図１３Ｂに示すように、従来例においては、原稿Ｐが原稿支持体１０５から浮いた状態（Ｚ＝０．５ｍｍ）では、主走査方向の端部近傍において局所的に出力値が低下する。一方、原稿Ｐがイメージセンサユニット１に接近した状態（Ｚ＝−０．５ｍｍ）では、主走査方向の端部近傍において局所的に出力値が上昇している。したがって、これらのような場合には、読取った原稿に、輝度の高い線または輝度の低い線が現れることがある。
これに対して、図１３Ａに示すように、実施例によれば、原稿Ｐが浮いた状態（Ｚ＝０．５ｍｍ）であっても、イメージセンサユニット１に接近した状態（Ｚ＝−０．５ｍｍ）であっても、主走査方向の全長に亘って出力値比の変動が少なく、局所的な低下や上昇が存在しない。このように、本発明の実施例によれば、原稿ＰのＺ方向位置が本来の位置からずれても、読取の精度や画質の低下を防止または抑制できることが確認された。
これにより照明深度特性の均一化、すなわち、Ｚ方向位置における照射光の照度分布の均一化を図ることが可能となる。

（画像読取装置）
次に、本発明の実施形態である画像読取装置１０について、図１４を参照して説明する。本発明の実施形態である画像読取装置１０には、本発明の実施形態であるイメージセンサユニット１が適用される。図１４は、本発明の実施形態である画像読取装置１０の外観斜視図である。図１４に示すように、本発明の実施形態である画像読取装置１０は、フラットベッド方式のスキャナーであり、本発明の実施形態であるイメージセンサユニット１が組み込まれる。本発明の実施形態である画像読取装置１０は、筐体１０２と、ユニット台１００と、ユニット台駆動機構を有する。ユニット台１００は、本発明の実施形態であるイメージセンサユニット１を搭載できる部材である。ユニット台駆動機構は、イメージセンサユニット１が搭載されるユニット台１００を、副走査方向に移動させるための機構である。たとえば、ユニット台駆動機構は、駆動モータ１０３と、駆動モータ１０３の動力をユニット台１００に伝達するワイヤー１０４と、ユニット台１００をガイドするガイドシャフト１０７とを含む。なお、ユニット台１００およびユニット台駆動機構の構成は、特に限定されるものではなく、従来公知の構成が適用できる。また、筐体１０２の上面には、原稿支持体１０５が設けられる。原稿支持体１０５には、たとえば、透明のガラス板が適用される。さらに、筐体１０２の副走査方向の端部には、圧板１０６がヒンジなどによって開閉可能に取付けられる。圧板１０６は、原稿支持体１０５の上面に載置された原稿Ｐを押さえる機能を有する。

本発明の実施形態である画像読取装置１０の動作および使用方法は次のとおりである。原稿支持体１０５の上面に、原稿Ｐを下向きに載置し、圧板１０６を閉じる。そして、駆動モータ１０３を駆動させてワイヤー１０４を動かすことによって、イメージセンサユニット１を副走査方向に移動させる。この際、ユニット台１００は、ガイドシャフト１０７によってガイドされる。これにより、イメージセンサユニット１は、原稿Ｐに対して副走査方向に相対的に移動する。そしてイメージセンサユニット１を移動させながら、原稿Ｐの画像を読取ライン毎に読み取る。イメージセンサユニット１が読み取った画像は、信号処理部１０９において必要に応じて画像処理を行った後、画像データとして記憶される。これにより、原稿Ｐの読み取りが完了する。

本発明の実施形態である画像読取装置１０は、本発明の実施形態であるイメージセンサユニット１が適用されるため、原稿Ｐに出射される照射光の照度分布の均一化を図ることができる。

なお、本発明の実施形態である画像読取装置１０において、説明を省略した部分には、従来公知の画像読取装置と同じ構成が適用できる。
また、画像読取装置１０としてフラットベッド方式のスキャナーについて説明したが、シートフィード方式のスキャナーについても適用できる。

（画像形成装置）
次に、本発明の実施形態である画像形成装置５０について、図１５と図１６を参照して説明する。本発明の実施形態である画像形成装置５０には、本発明の実施形態であるイメージセンサユニット１が適用される。図１５は、本発明の実施形態である画像形成装置５０の外観斜視図である。図１６は、本発明の実施形態である画像形成装置５０の筐体の内部に設けられる画像形成部５１を抜き出して示した斜視図である。図１５と図１６に示すように、画像形成装置５０は、フラットベッド方式のスキャナーとインクジェット方式のプリンタとの複合機（ＭＦＰ；Ｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｒｉｎｔｅｒ）であり、画像を読取る画像読取手段としての画像読取部５９と、画像を形成する画像形成手段としての画像形成部５１とを有する。そして、画像形成装置５０の画像読取部５９には、本発明の実施形態であるイメージセンサユニット１が組み込まれる。なお、画像形成装置５０の画像読取部５９は、前述の画像読取装置１０と共通の構成が適用できる。したがって、画像読取装置１０と共通の構成については同じ符号を付して示し、説明は省略する。

図１５に示すように、画像形成装置５０には、操作部５０１が設けられる。操作部５０１には、操作メニューや各種メッセージなどを表示する表示部５０２と、画像形成装置５０を操作するための各種操作ボタン５０３が設けられる。
また、図１６に示すように、画像形成装置５０の筐体５０４の内部には、画像形成部５１が設けられる。画像形成部５１は、搬送ローラ５２と、ガイドシャフト５３と、インクジェットカートリッジ５４と、モータ５５と、一対のタイミングプーリ５６とを有する。搬送ローラ５２は、駆動源の駆動力によって回転し、記録媒体としての印刷用紙Ｒを副走査方向に搬送する。ガイドシャフト５３は棒状の部材であり、その軸線が印刷用紙Ｒの主走査方向に平行となるように画像形成装置５０の筐体に固定される。インクジェットカートリッジ５４は、ガイドシャフト５３上をスライドすることによって、印刷用紙Ｒの主走査方向に往復動できる。インクジェットカートリッジ５４は、たとえば、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹ、黒Ｋのインクを備えたインクタンク５４１（５４１Ｃ，５４１Ｍ，５４１Ｙ，５４１Ｋ）と、これらのインクタンク５４１にそれぞれ設けられた吐出ヘッド５４２（５４２Ｃ，５４２Ｍ，５４２Ｙ，５４２Ｋ）から構成される。一対のタイミングプーリ５６の一方は、モータ５５の回転軸に取り付けられる。そして、一対のタイミングプーリ５６は、印刷用紙Ｒの主走査方向に互いに離れた位置に設けられる。タイミングベルト５７は、一対のタイミングプーリ５６に平行掛けに巻き掛けられ、所定の箇所がインクジェットカートリッジ５４に連結される。

画像形成装置５０の画像読取部５９は、イメージセンサユニット１が読み取った画像を、印刷に適した形式の電気信号に変換する。そして、画像形成装置５０の画像形成部５１は、画像読取部５９のイメージセンサユニット１が変換した電気信号に基づいて、搬送ローラ５２、モータ５５、インクジェットカートリッジ５４を駆動し、印刷用紙Ｒに画像を形成する。このほか、画像形成装置５０の画像形成部５１は、外部から入力された電気信号に基づいて画像を形成することができる。なお、画像形成装置５０のうち、画像形成部５１の構成および動作は、従来公知の各種プリンタと同じ構成が適用できる。したがって、詳細な説明は省略する。

本発明の実施形態にかかる画像形成装置５０は、画像読取部５９に、本発明の実施形態であるイメージセンサユニット１が適用される。このため、原稿Ｐに出射される照射光の照度分布の均一化を図ることができる。

以上、本発明の各種実施形態について詳細に説明したが、前述の実施形態は、本発明を実施するにあたっての具体例を示したに過ぎない。本発明の技術的範囲は、前述の実施形態に限定されるものではない。本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更が可能である。

たとえば、本発明にかかる画像読取装置は、前述の実施形態に記載される構成のイメージスキャナーに限定されるものではない。また、画像形成装置も、インクジェット方式に限定されず、電子写真方式、熱転写方式、ドットインパクト方式などどのような方式であってもよく、前述の実施形態に記載される複合機に限定されるものではない。本発明にかかるイメージセンサユニットが適用される複写機やファクシミリも、本発明の画像読取装置に含まれる。

また、光源６と導光体３とからなる照明装置を、原稿Ｐに対する反射用光源として用いたが、透過用光源として用いても構わない。

本発明は、イメージセンサユニットと、このイメージセンサユニットが適用される画像読取装置や画像形成装置（たとえば、イメージスキャナー、ファクシミリ、複写機、複合機など）に有効に利用できるものである。

１：イメージセンサユニット、２：フレーム、３：導光体、４：集光体、５：回路基板、６：光源、７：イメージセンサ、８：導光体カバー、９：照明装置、１０：画像読取装置、３１：光入射面、３４：位置決め部、３５：先端面、５０：画像形成装置、５１：画像形成部、５２：搬送ローラ、５３：ガイドシャフト、５４：インクジェットカートリッジ、５５：モータ、５６：一対のタイミングプーリ、５７：タイミングベルト、Ｇ：ゲート部、Ｃ：ゲートカット面、Ｐ：原稿、Ｏ：読取ライン

Claims (14)

1. 棒状に形成され、長手方向の一方の端部に形成された位置決め部と長手方向の前記一方の端面に形成された光入射面と長手方向に延伸する光出射面とを有する導光体と、
   前記導光体の長手方向の前記一方の端部に配設され、前記光入射面に光を入射する光源と、
   を有し、
   前記導光体は射出成形によって形成されていると共に、
   前記位置決め部は、前記長手方向に直角な方向に突出しており、
   射出成形における樹脂材料の流入口であるゲート部により形成されたゲートが切断されたゲートカット面は、前記位置決め部の先端面に位置している
   ことを特徴とする照明装置。
2. 前記光入射面は、前記導光体の長手方向の両方の端面に形成され、
   前記光源は、前記導光体の長手方向の両方の端部に配設されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
3. 前記ゲート部は、凹凸を備えている
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の照明装置。
4. 前記先端面の周辺はＲ面取りまたはＣ面取りされている
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の照明装置。
5. 棒状に形成され、長手方向の一方の端部に形成された位置決め部と長手方向の前記一方の端面に形成された光入射面と長手方向に延伸する光出射面とを有する導光体と、
   前記導光体の長手方向の前記一方の端部に配設され、前記光入射面に光を入射する光源と、
   被照明体からの反射光を集光する集光体と、
   前記集光体によって集光された反射光を受光して電気信号に変換するイメージセンサと、
   前記イメージセンサが実装された回路基板と、
   前記導光体と、前記光源と、前記集光体と、前記回路基板とを支持するフレームと、
   を有し、
   前記導光体は射出成形によって形成されていると共に、
   前記位置決め部は、前記長手方向に直角な方向に突出しており、
   射出成形における樹脂材料の流入口であるゲート部により形成されたゲートが切断されたゲートカット面は、前記位置決め部の先端面に位置している
   ことを特徴とするイメージセンサユニット。
6. 前記光入射面は、前記導光体の長手方向の両方の端面に形成され、
   前記光源は、前記導光体の長手方向の両方の端部に配設されている
   ことを特徴とする請求項５に記載のイメージセンサユニット。
7. 前記ゲート部は、凹凸を備えている
   ことを特徴とする請求項５又は６に記載のイメージセンサユニット。
8. 前記先端面の周辺はＲ面取りまたはＣ面取りされている
   ことを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載のイメージセンサユニット。
9. 棒状に形成され、長手方向の一方の端部に形成された位置決め部と長手方向の前記一方の端面に形成された光入射面と長手方向に延伸する光出射面とを有する導光体と、
   係合部を有し、前記係合部と前記位置決め部とが係合することにより前記導光体に位置決めされた導光体カバーと、
   前記導光体の長手方向の前記一方の端部に配設され、前記光入射面に光を入射する光源と、
   被照明体からの反射光を集光する集光体と、
   前記集光体によって集光された反射光を受光して電気信号に変換するイメージセンサと、
   前記イメージセンサが実装された回路基板と、
   前記導光体カバーと、前記光源と、前記集光体と、前記回路基板とを支持するフレームと、
   を有し、
   前記導光体は射出成形によって形成されていると共に、
   前記位置決め部は、前記長手方向に直角な方向に突出しており、
   射出成形における樹脂材料の流入口であるゲート部により形成されたゲートが切断されたゲートカット面は、前記位置決め部の先端面に位置している
   ことを特徴とするイメージセンサユニット。
10. 前記光入射面は、前記導光体の長手方向の両方の端面に形成され、
    前記光源は、前記導光体の長手方向の両方の端部に配設されている
    ことを特徴とする請求項９に記載のイメージセンサユニット。
11. 前記ゲート部は、凹凸を備えている
    ことを特徴とする請求項９又は１０に記載のイメージセンサユニット。
12. 前記先端面の周辺はＲ面取りまたはＣ面取りされている
    ことを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載のイメージセンサユニット。
13. イメージセンサユニットと被照明体とを相対的に移動させながら、前記被照明体からの反射光を読み取る画像読取装置であって、
    前記イメージセンサユニットは、請求項５乃至１２のいずれか１項に記載のイメージセンサユニットである
    ことを特徴とする画像読取装置。
14. イメージセンサユニットと被照明体とを相対的に移動させながら、前記被照明体からの反射光を読み取る画像読取手段と、
    記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、
    を備える画像形成装置であって、
    前記イメージセンサユニットは、請求項５乃至１２のいずれか１項に記載のイメージセンサユニットである
    ことを特徴とする画像形成装置。

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