JP2006319591A - ライン照明装置および画像読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 主走査方向の光量が均一なライン照明装置を提供する。
【解決手段】 棒状導光体２０の側面のうちの一方の側面２０ｃには、ケース１０の内面に形成した係止爪１２が係合する窪み部２３を形成している。この窪み部２３を形成する面のうち棒状導光体２０内を進行する光線を反射せしめる面は曲面２３ａとなっている。このように反射する面を曲面２３ａとすることで、一定の角度で曲面２３ａに入射する光線であっても、ほんの少し角度がずれるだけで反射方向は大きく変化する。このため、曲面２３ａからの反射光は分散され主走査方向における光量が均一化される。
【選択図】 図４

Description

本発明は、ケース内に棒状導光体を収納したライン照明装置、およびこのライン照明装置を組み込んだ画像読取装置に関する。

ファクシミリ、複写機、スキャナ装置等の画像読取装置の一部に用いられるライン照明装置としては、白色ケース内に棒状導光体を収納したものが多い。そして、一旦収納した後にケースから棒状導光体が外れたり、内部でガタつくのを防止するための構造として、特許文献１，２に開示される構造が知られている。

特許文献１，２に開示される構造は、棒状導光体の光散乱パターンを形成した側面以外の側面に窪み部を形成し、この窪み部にケースの内面に形成した係止爪を嵌め込むようにしている。
特開平１０−１２６５８１号公報の図６ 特開平１１−０８４５４４号公報の図４

図７は特許文献１，２などの従来の導光体に形成された窪み部を示す図であり、窪み部の形状は矩形状或いは台形状をしており、側面及び底面は平面にて構成されている。その結果、導光体の端面から入射し導光体内を伝播する光線が前記側面或いは底面に当たると同じ方向に反射しやすい。

図８は、主走査方向位置と光出力との関係で色（赤、青、緑）ごとに比較したグラフであり、このうち線分（Ｐ１）、（Ｐ２）、（Ｐ３）は主走査方向の１２０ｍｍの位置に窪み部を形成した従来の導光体の各色の光出力を示し、このグラフから明らかなように、矩形状若しくは台形状の窪み部を形成した場合には、主走査方向の１２０ｍｍの位置付近において、急激に光出力が上昇し、主走査方向において照度の不均一が生じている。

上記課題を解決するため本発明は、ケース内に棒状導光体を収納し、この棒状導光体の端面から入射した光線を棒状導光体の内面で反射させて前記ケースから露出した長手方向出射面から出射せしめるライン照明装置において、前記棒状導光体の出射面を除く一側面には光を散乱せしめる光散乱パターンが形成され、前記棒状導光体の出射面、入射面及び光散乱パターンを形成した面を除く側面にはケース内面に形成した係止爪が係合する窪み部が形成され、この窪み部を形成する面のうち棒状導光体内を進行する光線を反射せしめる面が曲面となった構成とした。
上記構成とすることで、窪み部で光線が散乱して反射するため、窪み部に起因して特定の主走査方向位置のみが明るくなることがない。

前記光散乱パターンとしては白色ペイントをプリントしてもよいが、連続した或いは一部を不連続とした凹凸部にて光散乱パターンを構成すれば、本発明の場合には有利である。即ち、凹凸部を光散乱パターンとする場合には、射出成形にて導光体を成形するが、射出成形の際の離型に使用する突き出しピンの跡が残り、この跡で一定方向の反射が起きるが、突き出しピンの跡を窪み部とすれば、その不利も解消できる。

また本発明の一態様には、請求項１または請求項２に記載のライン照明装置と、光電変換素子からなるラインイメージセンサと、前記照明ユニットからの照射光のうち原稿からの反射光を前記ラインイメージセンサに向けて集光せしめる正立等倍結像系とを備えた画像読取装置が含まれる。

本発明に係るライン照明装置によれば、従来主走査方向における光量の不均一の原因になっていた係止用の窪み部を積極的に従来主走査方向における光量の均一化に利用することができる。

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。図１は本発明に係るライン照明装置を組み込んだ画像読取装置の断面図であり、画像読取装置１は、筐体２内にライン照明装置３を配置し、このライン照明装置３の上方に原稿を載置する透明な原稿台４を設け、この原稿台４の下方に正立等倍結像系であるレンズアレイ５を配置し、このレンズアレイ５の中心線を降ろした位置と略一致する位置にイメージセンサ（受光素子）６を固着した基板７を取り付け、ライン照明装置３から出射した照明光を、前記原稿台４を通して原稿に照射し、その反射光をレンズアレイ５を介してラインイメージセンサ６にて検出することで原稿を読み取る。

図２はライン照明装置の全体斜視図、図３はライン照明装置の分解図、図４は導光体の拡大図、図５は窪み部の拡大断面図であり、ライン照明装置３は白色ケース１０内にアクリル樹脂などの透明樹脂を射出成形して得られる棒状導光体２０を納めるとともに、一端に３原色のＬＥＤを保持した発光源１１を取り付けている。

棒状導光体２０の表面はケース１０から露出する出射面２０ａと、この出射面２０ａに対向する底面２０ｂと、出射面２０ａと底面２０ｂとの間の左右の側面２０ｃ，２０ｄと、両端面２０ｅ，２０ｆとで構成される。

棒状導光体２０の底面２０ｂには端面２０ｅまたは２０ｆから入射した光を反射して長手方向に均一に振り分ける光散乱パターン２１が形成されている。この光散乱パターン２１の形成領域は発光源１１に近い側を島状に不連続とすることで、主走査方向の光強度が均一になるようにしている。

前記光散乱パターン２１の各形成領域は複数の半筒状凹面２２を連続させて構成されている。この半筒状凹面２２は導光体の長さ方向（主走査方向）とその軸線が直交している。この半筒状凹面２２を形成した場合には、端面２０ｅから入射した光線は出射面２０ａに向かって均一に反射する。

一方、半筒状凹面２２の代わりに微細な凹球面を集合させて形成してもよい。この場合には、端面から入射した光線は出射面となる上面２０ａだけでなく、左右の側面２０ｃ，２０ｄにも反射する。

前記左右の側面のうちの一方の側面２０ｃには窪み部２３を形成している。この窪み部２３は棒状導光体２０をケース１０内に収めた際にケース１０の内面に形成した係止爪１２を係合せしめて、棒状導光体２０のガタツキや脱落を防止するものである。

前記窪み部２３を形成する面のうち棒状導光体２０内を進行する光線を反射せしめる面が曲面２３ａとなっている。このように反射する面を曲面２３ａとすることで、一定の角度で曲面２３ａに入射する光線であっても、ほんの少し角度がずれるだけで反射方向は大きく変化する。このため、曲面２３ａからの反射光は分散され主走査方向における光量が均一化される。

窪み部２３の形状としては図４及び図５に示したような発光源１１から遠い側の端面２３ｂが垂直な略半円形で曲面２３ａが発光源１１に向かって紡錘状に絞られた形状の他に、図６（ａ）に示すように端面２３ｂが三角形で曲面２３ａが稜線を有する紡錘状に絞られた形状、（ｂ）に示すような端面２３ｂが四角形で曲面２３ａが棒状導光体２０の厚み方向にのみ曲がり且つ先端が絞られた形状、（ｃ）に示すように端面２３ｂがなく、曲面２３ａを左右に合わせた形状、更には上記各曲面２３ａの先端部分（発光源１１側部分）を途中で止めた形状などが考えられる。前記図５（ｃ）に示した窪み部２３はケース１０の両端に発光源１１を設けたライン照明装置に有効である。

また図示例では窪み部２３は棒状導光体の主走査方向の略中央部と発光源１１から離れた側の端部近傍の２箇所に設けているが、略中央部と発光源１１に近い側の端部近傍の２箇所、略中央部と両端部の３箇所、両端部のみの２箇所更には略中央部のみに設けてもよい。

図８は本発明に係るライン照明装置と従来例とを、主走査方向位置と光出力との関係で色ごとに比較したグラフであり、このグラフから明らかなように、本発明に係る導光体は従来例に比較して主走査方向における照度が極めて均一であることが分かる。

本発明に係る棒状導光体は、コピー機、ファクシミリ等の画像読取装置として有効に利用される。

本発明に係るライン照明装置を組み込んだ画像読取装置の断面図 ライン照明装置の全体斜視図 ライン照明装置の分解図 導光体の拡大図 窪み部の拡大断面図 （ａ）〜（ｃ）は窪み部の別実施例を示す図 従来の導光体に形成された窪み部を示す図 本発明に係るライン照明装置と従来例とを、主走査方向位置と光出力との関係で色ごとに比較したグラフ

符号の説明

１…画像読取装置、２…筐体、３…ライン照明装置、４…原稿台、５…レンズアレイ、６…イメージセンサ（受光素子）、７…基板、１０…白色ケース、１１…発光源、１２…係止爪、２０…棒状導光体、２０ａ…出射面、２０ｂ…底面、２０ｃ，２０ｄ…側面、２０ｅ，２０ｆ…端面、２１…光散乱パターン、２２…半筒状凹面、２３…窪み部、２３ａ…窪み部の曲面、２３ｂ…窪み部の端面。

Claims (3)

1. ケース内に棒状導光体を収納し、この棒状導光体の端面から入射した光線を棒状導光体の内面で反射させて前記ケースから露出した長手方向出射面から出射せしめるライン照明装置において、前記棒状導光体の出射面を除く一側面には光を散乱せしめる光散乱パターンが形成され、前記棒状導光体の出射面、入射面及び光散乱パターンを形成した面を除く側面にはケース内面に形成した係止爪が係合する窪み部が形成され、この窪み部を形成する面のうち棒状導光体内を進行する光線を反射せしめる面が曲面となっていることを特徴とするライン照明装置。
2. 請求項１に記載の棒状導光体において、前記窪み部は棒状導光体を射出成形した後に残る突き出しピンの跡に形成されていることを特徴とするライン照明装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のライン照明装置と、光電変換素子からなるラインイメージセンサと、前記照明ユニットからの照射光のうち原稿からの反射光を前記ラインイメージセンサに向けて集光せしめる正立等倍結像系とを備えた画像読取装置。