JP2000222907A - 線状発光体及びスキャナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小電力でも強い指向性を有する側面発光が得
られる線状発光体であって、量産性に優れ、コンパクト
で設置場所の制約を大幅に軽減できる線状発光体と、こ
の線状発光体を用いた高性能スキャナを提供する。 【解決手段】 透明な柱状導光体４よりなる発光手段２
と、この発光手段２の長さ方向の少なくとも一端部に配
設された光源装置とを備えてなり、光源から入射した光
を発光手段２の長さ方向側面から出射させる線状発光
体。柱状導光体４の側面には、その長さ方向に沿って、
少なくとも１本の帯状の光反射層５が印刷により形成さ
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐水性、耐環境性
に優れ、低消費電力駆動が可能な線状発光体であって、
特にスキャナに好適に使用される線状発光体と、この線
状発光体を用いたスキャナに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、線状の発光体としては、ネオン管
や蛍光管、冷陰極管などがあるが、これらは高電圧を必
要とする上に、消費電力も１ｍ当たり数十Ｗ程度と高
く、インバータなどの点灯のための装置が必要であるた
めに、高コストであった。また、曲げて使用したい場合
には、熟練した作業員による高度なガラス細工を必要と
し、結果的に高コストとなっていた。更に、耐衝撃性や
耐水性にも問題があった。

【０００３】そこで、これらの問題を解決するものとし
て、可撓性チューブに透明コア液又は柔軟な透明ポリマ
ーを充填した光伝送チューブや、プラスチック光ファイ
バーを撚り合わせたものが提案されている。これらは光
源から出てくる光をチューブの一端から入射させ、数十
ｍの長さに亘りチューブ側面から光を出射させるもの
で、光源と発光部分を分離でき、破損の危険性もないこ
とから、水中や屋外、爆発の恐れのある環境等において
も使用することができ、また、ガラス細工などの複雑な
加工が不要であり、製造が容易で、加工性、施工性も良
好なものであった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光チュ
ーブは数十ｍ程度の長尺に亘って発光させることを目的
とするものであり、側面の発光効率は低い。このため、
低電力の光源では十分な明るさは得られず、５０〜２５
０Ｗ程度の高電力の光源が用いられていた。従って、数
十センチメートル程度の短尺の光チューブを発光させる
場合でも、ネオン管や蛍光灯と同様に高電力の光源が必
要であった。

【０００５】光伝送チューブ側周面の輝度を高めるため
に、管状クラッド内面に凹凸を付けたりコアに光散乱性
を有する粒子を分散させることが考えられるが、この方
法では、チューブ側周面から断面方向の全方位に光が放
射してしまうため、所望の方向において十分に高い輝度
を得ることはできなかった。

【０００６】本発明は、上記従来の問題を解決し、小電
力でも強い指向性を有する側面発光が得られる線状発光
体であって、量産性に優れ、コンパクトで設置場所の制
約を大幅に軽減できる線状発光体と、この線状発光体を
用いたスキャナを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の線状発光体は、
透明な柱状導光体よりなる発光手段と、該発光手段の長
さ方向の少なくとも一端部に配設された光源装置とを備
えてなり、光源から入射した光を発光手段の長さ方向側
面から出射させる線状発光体において、該柱状導光体の
側面にその長さ方向に沿って、少なくとも１本の帯状の
光反射層が印刷により形成されてなることを特徴とす
る。

【０００８】本発明の線状発光体では、柱状導光体の側
面に、長さ方向に沿って帯状の光反射層が形成されてい
るため、柱状導光体中を通過する光は、この光反射層で
反射され、光反射層と反対側の側面から指向性の強い高
輝度の帯状の光として放出されるため、強い側面発光を
得ることができ、非常に明るい状態とすることができ
る。

【０００９】この光反射層は印刷方式により、容易かつ
効率的に高い量産性のもとに形成される。

【００１０】本発明において、光反射層の幅は、前記柱
状導光体の外周（全周）長さの５０％以下であることが
好ましい。なお、光反射層の幅とは、光反射層の柱状導
光体周方向の長さを指す。

【００１１】このような光反射層は、白色顔料又は散乱
材を含む塗料を印刷することにより形成することができ
る。

【００１２】本発明において、光源装置としては発光ダ
イオード（ＬＥＤ）を用いるのが好ましい。

【００１３】このような本発明の線状発光体は、スキャ
ナ用線状発光体として好適である。

【００１４】本発明のスキャナは、このような本発明の
線状発光体を備えるものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。

【００１６】図１は本発明の線状発光体の実施の形態を
示す正面図、図２は発光手段の斜視図、図３は図２のII
I−III線に沿う断面図である。

【００１７】本発明の線状発光体１は、透明な柱状導光
体４よりなる発光手段２と、この発光手段２の長さ方向
の少なくとも一端部に配設された光源装置３とを備え、
柱状導光体４の側面にその長さ方向に沿って１本又は複
数本の帯状の光反射層５を印刷により形成したものであ
る。

【００１８】本発明において、柱状導光体４を構成する
材料としては、屈折率が高い透明材料が用いられ、プラ
スチック、エラストマーなどの中から目的に応じて選択
することができる。柱状導光体４の構成材料の具体例と
しては、ポリスチレン、スチレン・メチルメタクリレー
ト共重合体、（メタ）アクリル樹脂、ポリメチルペンテ
ン、アリルグリコールカーボネート樹脂、スピラン樹
脂、アモルファスポリオレフィン、ポリカーボネート、
ポリアミド、ポリアリレート、ポリサルホン、ポリアリ
ルサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルイミ
ド、ポリイミド、ジアリルフタレート、フッ素樹脂、ポ
リエステルカーボネート、ノルボルネン系樹脂（ＡＲＴ
ＯＮ）、脂環式アクリル樹脂（オプトレッツ）、シリコ
ン樹脂、アクリルゴム、シリコンゴム等の透明材料が挙
げられる（なお、「（メタ）アクリル」とは「アクリル
及びメタクリル」を示す。）。

【００１９】光反射層５は、白色顔料や散乱材等の反射
材を含む塗料を用いて形成することが好ましく、ここで
白色顔料や散乱材としては、シリコーン樹脂粒子やポリ
スチレン樹脂粒子等の透明有機樹脂粒子、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｔ
ｉＯ₂、ＳｉＯ₂等の金属酸化物粒子、ＢａＳＯ₄等の硫
酸塩粒子、ＣａＣＯ₃等の炭酸塩粒子、ガラス微粉末や
ガラスバルーンなどの無機化合物粒子、ミクロエアーセ
ル等が挙げられ、これらの１種を単独で又は２種以上を
併用して使用することができる。

【００２０】反射効率や塗料の印刷性等を考慮した場
合、これら白色顔料や散乱材の粒子の平均粒径は０．０
１〜２０μｍ程度、特に０．０５〜１μｍ程度であるこ
とが好ましく、また、光反射層中の含有量は０．５〜５
０重量％程度、特に２０〜４０重量％程度であることが
好ましい。

【００２１】なお、塗料としては、アクリル樹脂、ウレ
タン樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂、或いはアク
リル系、ゴム系、エラストマー系等の粘着剤をバインダ
ーとするものを用いることができる。

【００２２】光反射層５は、このような反射材含有塗料
をオフセット印刷、グラビヤ印刷、凸版印刷、パッド印
刷、スクリーン印刷、インクジェット印刷等の印刷方式
を採用して、好ましくは柱状導光体の押出成形工程にお
いて、インライン方式で印刷することにより形成され
る。

【００２３】このようにして形成される光反射層５の幅
（周方向長さ）は、柱状導光体４の外周（全周）長さの
５０％以下であることが好ましい。また、印刷された光
反射層５の厚さは、過度に薄いと光反射効率が十分でな
く、逆に過度に厚くても光反射効率には大差がないにも
かかわらず、印刷コストの高騰や光反射層５の剥離の問
題も生じてくるため、これらを勘案して適切に選択する
のが好ましく、通常は２０〜２００μｍ程度の厚さとす
るのが好ましい。

【００２４】柱状導光体４に光反射層５を形成すること
により、光源から柱状導光体４内に入射した光Ｌは、図
３に示す如く、光反射層５で反射されるため、柱状導光
体４から高輝度の側面発光が得られる。

【００２５】このような光反射層５を形成した柱状導光
体４を備える本発明の線状発光体１は、特にスキャナの
線状発光体として有用である。

【００２６】本発明に係る柱状導光体４の直径には特に
制限はないが、線状発光体１がスキャナとして用いられ
る場合、柱状導光体４の直径は通常の場合２〜２０ｍ
ｍ、特に３〜８ｍｍであり、光反射層５の幅は柱状導光
体４の外周長さの１．０〜５．０％であることが好まし
い。

【００２７】なお、本発明において、光源装置としては
ＬＥＤを用いるのが好ましい。ＬＥＤの発光色は、赤、
青、緑、黄、橙、白などがあるが、目的に応じて任意に
選定使用することができる。また、ＬＥＤの個数は１個
でも良いし、光量を増やしたい場合には複数個用いても
良い。この場合、発光手段２の一端のみにＬＥＤを設
け、該一端のみから光を入射させても良いし、ＬＥＤを
発光手段２の両端に設け、両端から光を入射させても良
い。特に両端から光を入射させた場合にはより均一かつ
高い輝度の側面発光を得ることができる。

【００２８】また、ＬＥＤの発光色についても同様に、
単色でも良いし、複数色用いても良い。例えば、本発明
の線状発光体をスキャナに設置する場合、白黒なら単
色、カラーであれば赤緑青を発光させることができる。

【００２９】ＬＥＤは、常時点灯させても良いし、点滅
させても良い。

【００３０】なお、図１〜３に示す線状発光体は本発明
の線状発光体の一実施例であって、本発明はその要旨を
超えない限り、何ら図示のものに限定されるものではな
い。

【００３１】例えば、発光手段２はこれを保護するため
に透明な樹脂パイプ内に挿入しても良い。また、発光手
段２の保護と線状発光体全体のシールのために、透明な
熱収縮チューブで全体を被覆しても良い。

【００３２】また、光反射層は１本に限らず複数本設け
ても良く、複数本の光反射層を設けることにより、複数
条の指向性のある光条を得ることができる。この場合に
おいては、複数の光反射層の幅の合計が柱状導光体の外
周長さの５０％以下となるようにするのが好ましい。

【００３３】本発明のスキャナは、このような本発明の
線状発光体を備えるものであり、線状発光体は、スキャ
ナのジョイントに対して接着又は加締めなどの方法で固
定される。

【００３４】ＬＥＤも同様に固定され、リード線との接
続箇所は絶縁のため、及び水や水蒸気、可燃性ガスや液
体の侵入を防止するために、エポキシ樹脂、シリコーン
ゴムなどの材料で保護される。

【００３５】

【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明する。

【００３６】実施例１ アクリル製の直径６．０ｍｍの柱状導光体を押出成形す
る工程において、反射材として直径０．４μｍのシリコ
ーン樹脂粒子を５０重量％含有するアクリル塗料をイン
ライン方式にてオフセット印刷することにより、幅１．
０ｍｍ（柱状導光体の外周長さの５％）、厚さ１００μ
ｍの光反射層を柱状導光体の側面にその長さ方向に形成
した。

【００３７】得られた柱状導光体（長さ２０ｃｍ）の両
端から、光源としてＬＥＤ（印加電流：２０ｍＡ、出射
光量：１ｌｕｍｅｎ）を用いて光を入射させ、このとき
の光反射層形成側と反対側の側面輝度をミノルタＣＳ１
００色彩色差計で測定したところ、全長にわたって、５
０〜８０ｃｄ／ｍ²の高い輝度が得られた。

【００３８】比較例１ 光反射層を形成しなかったこと以外は同様にして発光手
段を製造し、同様に両端から光を入射させて側面輝度を
測定したところ、全長にわたって得られた輝度は５〜１
０ｃｄ／ｍ²と著しく低いものであった。

【００３９】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば、小
電力でも強い指向性を有する側面発光が得られる線状発
光体であって、量産性に優れ、コンパクトで設置場所の
制約を大幅に軽減できる線状発光体と、この線状発光体
を用いた高性能スキャナが提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の線状発光体の実施の形態を示す正面図
である。

【図２】発光手段の斜視図である。

【図３】図２のIII−III線に沿う断面図である。

【符号の説明】

１ 線状発光体 ２ 発光手段 ３ 光源装置 ４ 柱状導光体 ５ 光反射層

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明な柱状導光体よりなる発光手段と、
   該発光手段の長さ方向の少なくとも一端部に配設された
   光源装置とを備えてなり、光源から入射した光を発光手
   段の長さ方向側面から出射させる線状発光体において、
   該柱状導光体の側面にその長さ方向に沿って、少なくと
   も１本の帯状の光反射層が印刷により形成されてなる線
   状発光体。
2. 【請求項２】 請求項１において、該光反射層の幅が前
   記柱状導光体の外周長さの５０％以下である線状発光
   体。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、該光反射層は
   白色顔料又は散乱材を含む塗料を印刷することにより形
   成される線状発光体。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれか１項におい
   て、光源装置として発光ダイオードを用いた線状発光
   体。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれか１項におい
   て、スキャナ用である線状発光体。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれか１項に記載
   の線状発光体を備えるスキャナ。