特許 5959337 導光体、画像読取装置及びこれを備えた画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5959337

(24)【登録日】2016年7月1日

(45)【発行日】2016年8月2日

(54)【発明の名称】導光体、画像読取装置及びこれを備えた画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   H04N 1/04 20060101AFI20160719BHJP

   H04N 1/028 20060101ALI20160719BHJP

   G03B 27/54 20060101ALI20160719BHJP

   F21V 8/00 20060101ALI20160719BHJP

   F21S 2/00 20160101ALI20160719BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20160719BHJP

【ＦＩ】

   H04N1/04 101

   H04N1/028 Z

   G03B27/54 A

   F21V8/00 310

   F21S2/00 432

   F21Y101:02

【請求項の数】3

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2012-141578(P2012-141578)

(22)【出願日】2012年6月25日

(65)【公開番号】特開2014-7541(P2014-7541A)

(43)【公開日】2014年1月16日

【審査請求日】2014年5月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006150

【氏名又は名称】京セラドキュメントソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100167302

【弁理士】

【氏名又は名称】種村 一幸

(74)【代理人】

【識別番号】100135817

【弁理士】

【氏名又は名称】華山 浩伸

(72)【発明者】

【氏名】岡本 克彦

【審査官】 鈴木 肇

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−０３３８３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１４８１８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００７／０５８２０３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１０−１０１９８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１８８１６６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｎ １／０４

Ｈ０４Ｎ １／０２８

Ｇ０３Ｂ ２７／５４

Ｆ２１Ｖ ８／００

Ｆ２１Ｓ ２／００

Ｆ２１Ｙ １０１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光源であるＬＥＤから出射されて入射面から入射する光を長手方向に導くものであって、複数に分割された分割片を長手方向に一直線状に配置するとともに、長手方向両端の分割片の長手方向外端面を入射面とし、隣接する２つの分割片の間に、三角プリズムで構成された反射部材を設けて成り、前記長手方向に間隔をあけて形成された光反射及び光拡散用の複数のプリズムを有し、前記プリズムで反射した光を出射面から出射するものであり、
前記三角プリズムは、光を反射する２つの傾斜面が前記２つの分割片の長手方向内端面にそれぞれ対向する状態で配置されることを特徴とする導光体。

【請求項2】

光源であるＬＥＤと、該ＬＥＤから出射されて入射面から入射する光を主走査方向に導く導光体と、該導光体の出射面から出射して原稿で反射した反射光を結像させる結像レンズと、該結像レンズによって結像された光像を電気信号に変換する光電変換素子を備えて成る画像読取装置において、
前記導光体を複数の分割片に分割し、該複数の分割片を主走査方向に一直線状に配置するとともに、主走査方向両端の分割片の各主走査方向外端面を入射面として該入射面に対向させて前記ＬＥＤをそれぞれ配置し、隣接する２つの分割片の間に、三角プリズムで構成された反射部材を設け、
前記分割片各々が、長手方向に間隔をあけて形成された光反射及び光拡散用の複数のプリズムを有し、前記プリズムで反射した光を出射面から出射するものであり、
前記三角プリズムは、光を反射する２つの傾斜面が前記２つの分割片の長手方向内端面にそれぞれ対向する状態で配置されたことを特徴とする画像読取装置。

【請求項3】

請求項２に記載の画像読取装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光源であるＬＥＤ（発光ダイオード）から出射される光を長手方向に導く導光体と、サイドライト方式によって原稿を照射してその画像を読み取る画像読取装置とこれを備える複写機等の画像形成装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

電子写真方式によって用紙に画像を形成する複写機等の画像形成装置には原稿画像を光学的に読み取るための画像読取装置が備えられているが、近年、この画像読取装置の光源には従来のキセノンランプや冷陰管ランプに代えてＬＥＤが使用されてきつつある。

【0003】

ＬＥＤを用いた画像読取装置には、主走査方向両端に配置されたＬＥＤから出射される光を導光体によって主走査方向に導くサイドライト方式を採用するものがあるが、斯かるサイドライト方式を採用する従来の画像読取装置の照明部の構成を図４に示す。

【0004】

即ち、図４は従来の画像読取装置の照明部の斜視図であり、図示のように、画像読取装置のコンタクトガラス１２２の下方には主走査方向に長い導光体１０６が水平に配置されており、この導光体１０６の長手方向一端の入射面１０６ａの近傍には、光源であるＬＥＤ１０７が導光体１０６の入射面１０６ａに対向して配置されている。ここで、導光体１０６の上面は出射面１０６ｂを構成し、この出射面１０６ｂとは反対側の下面は光偏向面１０６ｃを構成しており、導光体１０６の外側には該導光体１０６の光偏向面１０６ｃを外側から覆うように断面コの字状のリフレクター１３０が導光体１０６に沿って主走査方向に配置されている。尚、図示しないが、導光体１０６の光偏向面１０６ｃには複数のプリズムが主走査方向に適当な間隔で形成されている。

【0005】

而して、ＬＥＤ１０７に通電されて該ＬＥＤ１０７が発光すると、その光は導光体１０６の一端面の入射面１０６ａから導光体１０６の内部に入射し、導光体１０６の内面で反射を繰り返しながら主走査方向に伝播するが、その過程で導光体１０６の光偏向面１０６ｃに形成されたプリズムで反射して導光体１０６の光出射面１０６ｂからコンタクトガラス１２２に向かって出射し、コンタクトガラス１２２上に載置された原稿に照射される。

【0006】

斯かる画像読取装置においては、導光体１０６の主走査方向において入射面１０６ａとは反対側の終端面１０６ｄは開放されているため、この終端面１０６ｄから光が漏れる。ここで、この画像読取装置における主走査方向の照度分布を図５に示すが、導光体１０６の終端面１０６ｄ近傍の光量が低下して主走査方向に照度ムラが発生していることが分かる。このように主走査方向に照度ムラが発生すると、読取画像に不具合が発生する。尚、図５の縦軸は、最大光量を１００％としたときの光量の割合を示す。

【0007】

又、原稿面照度をアップさせるために、図６に示すように、導光体１０６の長手方向両端面の近傍にＬＥＤ１０７をそれぞれ配置し、両ＬＥＤ１０７からの光を導光体１０６の長手方向両端の入射面１０６ａからそれぞれ入射させる構成も考えられるが、この場合も両入射面１０６ａから逆側のＬＥＤ１０７の光が漏れるという問題がある。

【0008】

そこで、図７に示すように、導光体１０６の終端面１０６ｄに反射部材１２１を取り付け、終端面１０６ｄから漏れる光を反射部材１２１で反射させて導光体１０６の内部に再入社させる構成が考えられる。このような構成を採用した場合の主走査方向の照度分布を図８に示すが、同図に示すように導光体１０６の終端面１０６ｄ近傍の光量低下が抑えられて主走査方向の照度分布が均一化することが分かる。

【0009】

ところで、特許文献１には、導光体の終端面に光反射膜を形成する構成が提案され、特許文献２には、導光体の終端面を一対の傾斜面を含む複数の面によって構成する提案がなされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】特開平１１−０５５４６４号公報

【特許文献2】特開２００７−１８３４７０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

しかしながら、図７に示すように導光体１０６の終端面１０６ｄに反射部材１２１を取り付ける構成を採用する場合、例えば読取原稿がＡ４サイズのように大きなものも読み取ることができるようにするには、導光体１０６の長さを長くする必要があり、導光体１０６の成型条件や使用環境の変化等によって該導光体１０６に反りが発生し、製品によって原稿面照度にバラツキが発生するという問題がある。

【0012】

特許文献１において提案された構成では、導光体の終端面に反射膜を形成するためのマスキングが必要となり、コストアップを免れないという問題がある。

【0013】

又、特許文献２において提案された構成では、導光体の終端面の成型に使用される金型がアンダーカット対策等のために高価に成る他、傾斜面の寸法公差により照射効率の大幅なダウンが懸念される。

【0014】

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、簡単な構成で原稿面の照度アップと主走査方向の照度のバラツキの抑制を図ることができる導光体と画像読取装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0015】

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、光源であるＬＥＤから出射されて入射面から入射する光を長手方向に導く導光体を、複数に分割された分割片を長手方向に一直線状に配置するとともに、長手方向両端の分割片の長手方向外端面を入射面とし、隣接する２つの分割片の間に反射部材を設けて構成したことを特徴とする。

【0016】

請求項２記載の発明は、光源であるＬＥＤと、該ＬＥＤから出射されて入射面から入射する光を主走査方向に導く導光体と、該導光体の出射面から出射して原稿で反射した反射光を結像させる結像レンズと、該結像レンズによって結像された光像を電気信号に変換する光電変換素子を備えて成る画像読取装置において、前記導光体を複数の分割片に分割し、該複数の分割片を主走査方向に一直線状に配置するとともに、主走査方向両端の分割片の各主走査方向外端面を入射面として該入射面に対向させて前記ＬＥＤをそれぞれ配置し、隣接する２つの分割片の間に反射部材を設けたことを特徴とする。

【0017】

請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記反射部材を三角プリズムで構成したことを特徴とする。

【0018】

請求項４記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記反射部材を反射シートで構成したことを特徴とする。

【0019】

請求項５記載の画像形成装置は、請求項２〜４の何れかに記載の画像読取装置を備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、導光体の複数に分割された分割片を主走査方向に配置したため、各分割片の長さを短く抑えることができ、各分割片の成型条件や使用環境の変化等による該分割片の反りが防がれ、製品による原稿面照度のバラツキが抑えられる。

【0021】

又、導光体の主走査方向両端の分割片の各主走査方向外端面を入射面として該入射面に対向させてＬＥＤをそれぞれ配置したため、両ＬＥＤからの光が原稿の照明に供されとともに、導光体の各分割片内を反射しながら主走査方向に伝播する光は、隣接する２つの分割片の間に設けられた反射部材で反射して導光体内に再入射して導光体外へ漏れることがないため、簡単な構成で原稿面の照度アップが図られるとともに、主走査方向の照度のバラツキが抑えられる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明に係る画像形成装置の側断面図である。

【図2】本発明に係る画像読取装置の照明部の主走査方向断面図である。

【図3】本発明の別形態に係る画像読取装置の照明部の副走査方向断面図である。

【図4】従来の画像読取装置の照明部の斜視図である。

【図5】図４に示す画像読取装置の主走査方向の照度分布を示す図である。

【図6】従来の画像読取装置の照明部の主走査方向断面図である。

【図7】従来の画像読取装置の照明部の主走査方向断面図である。

【図8】図７に示す画像読取装置の主走査方向の照度分布を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
［画像形成装置］
図１は本発明に係る画像形成装置の側断面図であり、図示の画像形成装置１は、モノクロの複写機であって、その装置本体１Ａの上部に本発明に係る画像読取装置２を備えており、その下方には排紙トレイ３が設けられている。そして、装置本体１Ａの内部には画像形成部４が配置されており、その下方には給紙部５が配置されている。

【0024】

上記画像読取装置２は、主走査方向（図１の左右方向）に配置された２本の導光体６と、各導光体６の主走査方向外端面の入射面６ａに対向する位置にそれぞれ配置された光源であるＬＥＤ７を備えており、両ＬＥＤ７からの光を各導光体６の入射面６ａからそれぞれ入射させて主走査方向に導くサイドライト方式を採用するものである。尚、この画像読取装置２においては、導光体６とＬＥＤ７は、副走査方向（図１の紙面垂直方向）に往復動可能に支持されている。又、図示しないが、画像読取装置２には、原稿で反射した反射光を結像させる結像レンズと、該結像レンズによって結像された光像を電気信号に変換して読み取るＣＣＤ等の光電変換素子が設けられている。

【0025】

前記画像形成部４は、電子写真方式によって画像を形成するものであって、回転可能に配された像担持体としての感光ドラム８と、その周囲に配された帯電器９、レーザースキャナーユニット（ＬＳＵ）１０、現像装置１１、転写ローラー１２及びクリーニング装置１３を備えている。

【0026】

又、前記給紙部５は、着脱可能な給紙カセット１４と、その近傍に配されたピックローラー１５及び給紙ローラー１６を備えている。ここで、給紙カセット１４内には複数枚の用紙Ｓが積層収容されており、該給紙カセット１４内の用紙Ｓは、ピックローラー１５によって上位のものから順次１枚ずつ取り出され、給紙ローラー１６によって用紙搬送路Ｐへと送り出される。

【0027】

上記用紙搬送路Ｐは、給紙部５から上方に向かって前記排紙トレイ３へと延びており、この用紙搬送路Ｐには下方からレジストローラー１７、前記転写ローラー１２、定着装置１８、搬送ローラー１９、排紙ローラー２０が順次配置されている。

【0028】

次に、以上のように構成された画像形成装置１の画像形成動作について説明する。

【0029】

画像形成動作が開始されると、画像形成部４においては感光ドラム８が不図示の駆動手段によって図１の矢印方向（時計方向）に回転駆動され、その表面が帯電器９によって所定の電位に一様に帯電される。そして、画像読取装置２においては、原稿蛾像が後述のように読み取られ、該画像読取装置２から送信される電気信号に基づくレーザービームがレーザースキャナーユニット（ＬＳＵ）１０から出力されて感光ドラム８の表面が露光走査されると、該感光ドラム８上に画像情報に応じた静電潜像が形成される。そして、この感光ドラム８上に形成された静電潜像は、現像装置１１によって現像剤であるトナーを用いて現像されてトナー像として可視像化される。

【0030】

又、給紙部５の給紙カセット１４内に収容された用紙Ｓは、ピックローラー１５によって最上位のものからピックアップされ、給紙ローラー１６によって用紙搬送路Ｐへと送り出される。そして、このように用紙搬送路Ｐへと送り出された用紙Ｓは、用紙搬送路Ｐに沿ってレジストローラー１７へと搬送され、該レジストローラー１７において一時待機状態とされた後、感光ドラム８上のトナー像に同期する所定のタイミングで画像形成部４へと供給される。

【0031】

画像形成部４においては、感光ドラム８と転写ローラー１２との間の転写ニップへと供給された用紙Ｓは、転写ローラー１２によって感光ドラム８に押し付けられながら搬送されることによって、その表面に感光ドラム８上のトナー像が転写される。そして、トナー像が転写された用紙Ｓは、定着装置１８へと搬送され、この定着装置１８の定着ニップを通過する過程で加熱及び加圧されてトナー像の定着を受ける。尚、用紙Ｓへのトナー像の転写後に感光ドラム８の表面に残留するトナー（転写残トナー）はクリーニング装置１３によって除去され、表面が清掃された感光ドラム８は次の画像形成動作に備えられる。

【0032】

而して、定着装置１８にて表面にトナー像が定着された用紙Ｓは、搬送ローラー１９によって用紙搬送路Ｐの沿って排紙ローラー２０へと搬送され、該排紙ローラー２０によって排紙トレイ３へと排出され、これによって一連の画像形成動作が終了する。
［画像読取装置］
次に、本発明に係る前記画像読取装置２の特徴的な構成と作用を図２に基づいて以下に説明する。

【0033】

図２は本発明に係る画像読取装置の照明部の主走査方向断面図であり、同図に示すように、本発明に係る画像読取装置２は、導光体６を備えており、この導光体６は、分割された２つの丸棒状の分割片６Ａを含んで構成されている。これらの分割片６Ａは、主走査方向（図２の左右方向）に一直線状に配置されており、各分割片６Ａの主走査方向（長手方向）外端面は入射面６ａをそれぞれ構成している。そして、各分割片６Ａの主走査方向外端の入射面６ａに対向する位置には光源である前記ＬＥＤ７がそれぞれ配置されている。

【0034】

そして、本実施の形態においては、導光体６の２本の分割片６Ａの間には反射部材である三角プリズム２１が配置されている。

【0035】

又、導光体６の各分割片６Ａの上面は出射面６ｂをそれぞれ構成しており、各出射面６ｂの上方には透明なコンタクトガラス２２が水平に設置されている。そして、各分割片６Ａの下面は光偏向面６ｃをそれぞれ構成しており、図示しないが、各偏向面６ｃには光反射及び光拡散用の複数のプリズムが主走査方向に適当な間隔で形成されている。

【0036】

ところで、以上説明した導光体６とＬＥＤ７は画像読取装置２の照明部を構成しているが、これらの導光体６とＬＥＤ７は、不図示のキャリッジによって副走査方向（図２の紙面垂直方向）に往復動可能に支持され、画像読取動作時には不図示の駆動手段によって副走査方向に往復動してコンタクトガラス２２上に載置された原稿を下方から照明しながらこれを走査する。

【0037】

以上のように構成された画像読取装置２において、主走査方向両端に配置されたＬＥＤ７に電流が供給されてこれらのＬＥＤ７がそれぞれ発光すると、各ＬＥＤ７からの光は、各導光体６の各分割片６Ａの入射面６ａから各分割片６Ａの内部に入射し、各分割片６Ａの内面で反射を繰り返しながら主走査方向に沿って互いに逆向きに伝播する。そして、各分割片６Ａの内部を伝播する光は、各分割片６Ａの光偏向面６ｃに形成された不図示のプリズムで反射して各分割片６Ａの出射面６ｂから外部に取り出され、コンタクトガラス２２上の原稿の照明に供される。

【0038】

而して、本実施の形態に係る画像読取装置２においては、導光体６を２つの分割片６Ａに分割し、これらの分割片＆Ａを主走査方向に一直線状に配置したため、各分割辺６Ａの長さを短く抑えることができ、各分割片６Ａの成型条件や使用環境の変化等による該分割片６Ａの反りが防がれ、製品による原稿面照度のバラツキが抑えられる。

【0039】

又、本実施の形態に係る画像読取装置２においては、導光体６の２本の分割片６Ａの各主走査方向外端面を入射面６ａとして該入射面６ａに対向させてＬＥＤ７をそれぞれ配置したため、両ＬＥＤ７からの光が原稿の照明に供されるとともに、各分割片６Ａ内を反射しながら主走査方向に伝播する光は、２本の分割片６Ａの間に設けられた三角プリズム２１で反射して各分割片６Ａ内に再入射して該分割片６Ａの外へ漏れることがないため、簡単な構成で原稿面の照度アップが図られるとともに、主走査方向の照度のバラツキが抑えられる。

【0040】

ところで、本実施の形態では、導光体６の２本の分割片６Ａの間に反射部材として三角プリズム２１を配置したが、図３に示すように反射部材としてアルミシート等の反射シート２３を２本の分割片６Ａの間に配置しても前記と同様の効果が得られる。

【0041】

又、以上の実施の形態では、導光体６の２本の分割片６Ａを主走査方向に配置したが、３本以上の複数の分割片を主走査方向に配置しても良く、この場合には、主走査方向両端の分割片の各走査方向外端面を入射面として該入射面に対向させてＬＥＤをそれぞれ配置するとともに、隣接する２つの分割片の間に反射部材を設ければ良い。

【0042】

尚、以上は本発明をモノクロの複写機及びこれに備えられた画像読取装置に対して適用した形態について説明したが、本発明は、モノクロ、カラーを問わず複写機以外のファクシミリや複合機等の他の任意の画像形成装置及びこれに備えられた画像読取装置に対しても同様に適用可能であることは勿論である。

【符号の説明】

【0043】

１ 画像形成装置
１Ａ 画像形成装置本体
２ 画像読取装置
３ 排紙トレイ
４ 画像形成部
５ 給紙部
６ 導光体」
６Ａ 導光体の分割片
６ａ 導光体の入射面
６ｂ 導光体の出射面
６ｃ 導光体の光偏向面
７ ＬＥＤ
８ 感光ドラム
９ 帯電器
１０ レーザースキャナーユニット（ＬＳＵ）
１１ 現像装置
１２ 転写ローラー
１３ クリーニング装置
１４ 給紙カセット
１５ ピックローラー
１６ 給紙ローラー
１７ レジストローラー
１８ 定着装置
１９ 搬送ローラー
２０ 排紙ローラー
２１ 三角プリズム（反射部材）
２２ コンタクトガラス
２３ 反射シート（反射部材）
Ｐ 用紙搬送路
Ｓ 用紙

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】