JP2007163567A - 照明装置、画像読取装置、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 加工工程、時間、部品費の増大させることなく安価に製造できると共に、導光部材を光源ユニットに対して容易にかつ高精度に位置決めすることができるようにすること。
【解決手段】発光ダイオード１１１を配置した基盤１３０を有する光源ユニットと、入射面１２１、入射した光が射出する射出面１２２及び前記入射面と射出面とを連結する２面の反射面１２３，１２４を有して透光性を備えた素材で形成される導光部材１２０とを有し、導光部材１２０の入射面側の前記発光ダイオード１１１に接しない個所に前記基盤１３０方向に延設され基盤１３０に接する凸部１２５を形成した。
【選択図】 図４

Description

本発明は、照明装置、画像読取装置、画像形成装置に係り、特に複数の光源をライン状に配置した光源基部を有する光源ユニットと導光部材とを備えた照明機構、画像読取機構、画像読取装置及び画像形成装置に関する。

画像読取装置にあっては、光源の立ち上がりのスピード、省エネルギー化、長寿命化の要望があり、光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）とした照明装置を採用することが検討されている。しかし、点光源とみなせるほど小さい発光面を備える発光ダイオードだけで照明系を構成すると、光量が低下するほか主走査方向に均一な照度分布形状が得られないこととなるため、発光ダイオードからの光を導く導光部材を採用する必要がある。

すなわち、画像形成装置として、モノクロ、フルカラー、ＭＦＰ等のデジタル複写機、汎用スキャナー等の高画質を要求している読取装置、アナログ複写機においては、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の点光源と導光部材の最適化を図り、光を効率よく集め、かつ、均一な照度分布を得る必要がある。

このような照明装置として、図９に示すものがある。この照明装置１は、基板２と、この基板２に配置された発光ダイオードからなる複数の光源３と、光源からの光を導く導光部材４とを備えている。導光部材４は光学用合成樹脂で形成された直方体状の部材であり、図１０に示すように、光源３からの光を導く入射面５、光を射出する射出面６，及び入射面５と射出面６とを連結し、光を反射する２面の反射面７，８を備えており、入射面５から入射した光は、直接あるいは反射面７，８で全反射され、射出面６から射出される。複数の光源３からの光は、導光部材４を通過するとその光分布が均一化され、射出面６から均一な分布を持って光Ｌとして照射されることになる。

このような技術に関して、以下のものが提案されている。特許文献１には、ラインセンサの長手方向である第１の読取方向に沿って原稿をライン状に照射するための細長い形状の読取装置用導光部材として、前記第１の読取方向に対応した前記導光部材の長手方向の端面に所定の光源が配置され、該光源からの光を前記第１の読取方向に沿って前記導光部材内部を導光して前記原稿を前記ラインセンサの前記第１の読取方向にライン状に照射するための光射出面と、前記光源からの光を前記第１の読取方向に沿って拡散及び／又は反射するために前記第１の読取方向に沿って前記導光部材のほぼ全長にわたって設けられた反射部とを有し、少なくとも前記光源に比較的近い一部の前記反射部において、前記光源側から見た場合に該反射部の幅の中心を通る法線が前記反射部を含む辺の中心からずれるように前記反射部を配置すると共に、前記反射部を有する面に対して傾斜した傾斜面を設けたことを特徴とする読取装置用導光部材が記載されている。

特許文献２には、発光装置を一列に実装した複数の発光素子と、この発光素子から出射された光を目標とする所定の位置まで導くもので、かつその短辺長を発光素子の実装ピッチ以上とした導光部材とで構成したものが記載されている。

特許文献３には、柱状の透光性部材として、端面を光入射面とし、側面の少なくとも一部を光射出面とする導光部材において、該光入射面から入射する光束を制限する絞りを設けたものが記載されている。

特許文献４には、画像面を照明して、その画像面からの光に基づいて読み取った画像情報を、電気信号に変換する画像読取装置において、光源の光を画像面に照明する手段と、画像面に照射する光量の分布を設定することを可能とする手段と、光源からの光束の進行方向を変換し、画像面を通過した光束を特定の方向へ収束させる機能を持った手段とを具備することを特徴とする照明装置が記載されている。

特許文献５には、複数の発光素子が列設されてライン状の光を出射する点光源ユニットと，少なくとも前記ライン状の光をライン方向に回折して，ライン方向の照度分布を均一化する回折格子を備えた照度均一手段とを有し，前記照度均一手段が前記点光源ユニットと並設された略三角柱状の透明部材からなると共に，当該透明部材の１つの側面が反射面をなし，他の２つの面が入射面及び出射面をなして，当該反射面，入射面及び出射面のうち少なくとも１つの面に入射した光をライン方向に回折させる回折格子が形成されてなることを特徴とするライン光発生装置が記載されている。
特許３３９２１１７号公報 特開平０７−１６２５８６号公報 特開２０００−０４８６１６号公報 特開２００１−１０９０８４号公報 特許３６５９７７０号公報

ところで、このようなライン上の点光源の光を導く導光部材は、その際効率的にかつ高精度に照度分布の均一化が求められ、照明対象個所まで光を有効に導くためには、入射面、射出面の他、入射面と射出面とを連結し導光部材内で光を反射させる反射面は凹凸、傷等の無い平面が求められる。

そのためにガラスで構成する場合には、導光部材を制作するに際して各面の研磨等後処理が必要であり加工工程、時間、部品費が嵩む。また導光部材を樹脂製とした場合においても、ゲート跡、イジェクタピン跡をガラス同様に、研磨等後処理を行う必要があり、加工工程、時間、部品費が嵩む。

また、導光部材を光源と光源を配置した光源基部とからなる光源ユニットに配置するとき、光源と導光部材との位置を位置決めする必要がある。

本発明は、加工工程、時間、部品費の増大させることなく安価に製造できると共に、導光部材を光源ユニットに対して容易にかつ高精度に位置決めすることができる照明装置、画像読取装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、光源及びこの光源を配置した光源基部を有する光源ユニットと、前記光源から光が入射する入射面、入射した光が射出する射出面及び前記入射面と射出面とを連結する２面の反射面を有して透光性を備えた素材で形成される導光部材とを有し、
前記導光部材の入射面側の前記光源に接しない個所に前記光源基部方向に延設され前記光源基部に接する凸部を形成したことを特徴とする照明装置である。

請求項２の発明は、請求項１の照明装置において、前記光源は、複数の発光素子が列設されてライン状の光を出射するものであり、前記導光部材は、合成樹脂で成形され、前記光源の照度分布を均一化し光源から離れた個所を照射するものであることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または２の照明装置において、前記凸部は複数設けられていることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項２または３の照明装置において、前記凸部は前記光源の発光素子の間に配置されていることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれか照明装置において、前記導光部材は、合成樹脂製であり成型に必要なゲートを凸部に配置して成型されたことを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項１ないし５のいずれかの照明装置において、前記導光部材は、成型時において成形型から取り出すために必要なイジェクタピン当接部を前記凸部に配置して成型されたことを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項６の照明装置において、前記当接部はイジェクタピン当接部を予め凹状にしておくことを特徴とする。

請求項８の発明は、請求項７の照明装置において、前記凸部に形成されるイジェクタピン当接部の反対面を前記光源基部に当接することを特徴とする。

請求項９の発明は、請求項１ないし８のいずれかの照明装置において、前記凸部を前記光源基板に接着して固定することを特徴とする。

請求項１０の発明は、請求項１ないし９のいずれかの照明装置において、前記凸部を前記光源基板に接合部材で接合することを特徴とする。

請求項１１の発明は、請求項１ないし１０のいずれかの照明装置において、前記凸部は前記入射面より小さく形成され、前記光源基板に当接する段部を備えていることを特徴とする。

請求項１２の発明は、請求項１ないし１１のいずれかの照明装置を備えたことを特徴とする画像読取装置である。

請求項１３の発明は、請求項１２の画像読取装置を備えたことを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、導光部材の一部に凸部として、この凸部を光源ユニットと導光基部と接することにより、導光部材部材の位置決めを容易にかつ高精度に行うことができる。

以下本発明を実施するための最良の形態としての実施例を図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係る画像形成装置の一実施例を示す断面図、図２は図１に示した画像読取装置の拡大断面図、図３は図２に示した画像読取装置の照明装置を示す断面図である

本実施例の画像形成装置１０は、その主な構成としては、原稿を読み取る画像読取ユニット１１、画像を形成する画像形成部１２、自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）１３、ＡＤＦ１３から送り出される原稿をスタックする原稿排紙トレイ１４、給紙カセット１５ないし１８を備える給紙部１９、記録用紙をスタックする排紙部（排紙トレイ２０）により構成してある。

そして、ＡＤＦ１３の原稿台２１上に原稿Ｄをセットして図示せぬ操作部での操作、例えばプリントキーの押下操作をすると、最上位の原稿Ｄがピックアップローラ２２の回転により矢印Ｂ１方向へ送り出され、原稿搬送ベルト２３の回転により、画像読取ユニット１１に固定されたコンタクトガラス２４上へ給送され、そこで停止する。コンタクトガラス２４上に載置された原稿Ｄの画像は、画像形成部１２とコンタクトガラス２４の間に位置する画像読取装置２５によって読み取る。画像読取装置２５は、コンタクトガラス２４上の原稿Ｄを照明する照明装置１００、原稿画像を結像する光学系２６、レンズ２７、原稿画像を結像させるＣＣＤ等からなる光電変換素子２８を備える。画像読み取り終了後、原稿Ｄを原稿搬送ベルト２３の回転により矢印Ｂ２方向へ搬送して原稿排紙トレイ１４上へ排出する。このように、原稿Ｄを１枚ずつコンタクトガラス２４上へ給送して原稿画像を画像読取ユニット１１によって読み取る。

一方、画像形成部１２の内部には、像担持体である感光体３０が配置してある。感光体３０は、図において時計方向に回転駆動し、帯電装置３１によって表面を所定の電位に帯電させる。また、書き込みユニット３２からは、画像読取装置２５によって読み取った画像情報に応じて光変調したレーザ光Ｌを照射し、帯電させた感光体３０の表面をこのレーザ光Ｌで露光し、これによって感光体３０の表面に静電潜像を形成する。この静電潜像は、現像装置３３を通るとき、対向する転写装置３４によって感光体３０と転写装置３４の間に給送された記録媒体Ｐに転写する。トナー像転写後の感光体３０の表面は、クリーニング装置３５によって清掃する。

画像形成部１２の下部に配置した複数の給紙カセット１５ないし１８には、紙等の記録媒体Ｐを収容してあり、いずれかの給紙カセット１５ないし１８から記録媒体Ｐを矢印Ｂ３方向へ送り出し、その記録媒体Ｐの表面に、上述のように感光体３０の表面に形成したトナー像を転写する。次に、記録媒体Ｐを矢印Ｂ４で示すように画像形成部１２内の定着装置３６を通し、熱と圧力の作用によって記録媒体Ｐの表面に転写されたトナー像を定着させる。定着装置３６を通った記録媒体Ｐを排出ローラ対３７によって搬送し、矢印Ｂ５で示すように排紙トレイ２０へ排出し、スタックする。

以下本例に係る画像読取装置２５について説明する。画像読取装置２５は図２に示すように、光源として照明装置１００を備えている。画像読取装置２５はこの照明装置１００からの照射光をコンタクトガラス２４上の原稿Ｄに照射して原稿Ｄの反射光をレンズ２７を介して光電変換素子２８に導き、この光電変換素子２８で電気信号に変換する。この画像読取装置２５は、照明装置１００と前記原稿Ｄからの反射光を偏向する第１ミラー１０１を含む第１キャリッジ２９、第１ミラー１０１からの光をさらに偏向する第２ミラー２０１、第３ミラー２０２を含む第２キャリッジ２００を備え、前記第１キャリッジ２９及び第２キャリッジ２００は所定の移動を行い、原稿Ｄをスキャンする。

照明装置１００は、図２及び図３に示すように、発光体である白色の発光ダイオード１１１を複数並べた発光ダイオード列１１０と、導光部材１２０と、基盤１３０と、反射体１４０とを備える。発光体は多数の発光ダイオード１１１を一列に配列して形成した発光ダイオード列１１０を基盤１３０上に配置して構成している。また導光部材１２０は、略直方形状の略立方体形状の光学合成樹脂製部材である。

本例に係る照明装置１００についてさらに詳細に説明する。図４は実施例に係る照明装置の斜視図、図５は図４に示した照明装置の図４中v-v線に相当する断面図、図５は図４に示した照明装置の図４中v-v線に相当する断面図、図６は図４に示した照明装置の図４中vi-vi線に相当する断面図である。

本例では、導光部材１２０は前記発光ダイオード１１１に対向して白色光が入射する入射面１２１と、入射した光が射出する射出面１２２と、内部を進む光を導光部材内に全反射する反射面１２３，１２４と、凸部１２５とを備える。反射体１４０は前記導光部材１２０の射出面１２２に対向した反射面１２３，１２４とを備える。この反射面１２３，１２４は、入射面１２１からの光を全反射して射出面１２２に導く。

また、本例では、導光部材１２０は、前記入射面１２１から突出して凸部１２５を一体に形成している。本例では、凸部１２５は略直方体形状であり、前記発光ダイオード１１１が配置されていない個所に複数突出形成されている。なお、本例では、凸部１２５の上下と反射面１２３，１２４とは面一に形成される。そして、本例では、導光部材１２０はその入射面１２１を発光ダイオード１１１に接触するよう、かつ下面が基盤１３０の上面に接触するよう位置決めされ、接着材１２９で接着されて固定されている。

本例に係る導光部材１２０によれば、導光部材１２０はその入射面１２１を発光ダイオード１１１に接触するよう、かつ下面が基盤１３０の上面に接触するよう位置決めすることができる。このため、基盤１３０と導光部材１２０との接合時における位置決めのとき、各部品が動きにくくなり調整が容易となる。

また、導光部材１２０の２つの凸部１２５には、導光部材１２０の型成型時に使用するイジェクタピン跡が形成される凹部１２７、また、他の１つの凸部１２５には、ゲート跡１２８が残るように型成形されている。

従って、本例によれば、導光部材１２０の凸部１２５部分にゲート跡１２８、イジェクタピン跡がくるものとなるから、導光部材１２０に形成されるゲート跡、イジェクタピン跡を研磨する加工等の必要がなくなり、加工工程、時間、部品費増大をなくし安価な照明装置を提供することができる。

また、本例では、凹部１２７にイジェクタピン跡が形成されるように構成したから、凹部１２７側の凸部１２５の面も凸凹が形成されず位置決めに使用することができる。

図７は第２の実施例に係る照明装置の図５に相当する断面図である。本例に係る照明装置では、導光部材１２０と基盤１３０とにネジ貫通穴１３１、１３２を貫通して導光部材１２０と基盤１３０とを結合部材であるネジ止め結合するようにしたものである。本例によれば、導光部材１２０と基盤１３０を機械的に結合することができる。

図８は第３の実施例に係る照明装置の図５に相当する断面図である。本例では、導光部材２２０の入射面２２１の寸法Ｈに対して凸部２２５の寸法ｈを小さく形成し、凸部２２５の上下に段部２２６，２２７を形成したものである。本例では特に段部２２７が基盤１３０の端縁に接触できるように構成している。本例によれば、導光部材２２０と基盤１３０との位置決めの際、凸部２２５の下面と基盤１３０の上面を当接させると共に、下側の段部２２７を基盤１３０の端縁に当接することができ、基盤１３０と導光部材２２０の位置期目が容易かつ精度良く行うことができる。なお、上述した段部２２６，２２７を凸部２２５に対称となるようもう上下に設けたが、段部は下方に設けるだけで導光部材２２０と基盤１３０との位置決めを容易かつ精度良く行うことができる。

実施例に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である 実施例に係る画像読取装置の概略構成を示す断面図である。 実施例に係る画像形成装置の拡大断面図である。 実施例に係る照明装置の斜視図である。 図４に示した照明装置の図４中v-v線に相当する断面図である 図４に示した照明装置の図４中vi-vi線に相当する断面図である。 第２の実施例に係る照明装置の図５に相当する断面図である。 第３の実施例に係る照明装置の図５に相当する断面図である。 従来の照明装置の斜視図である。 図９に示した照明装置の図９中x-x線に相当する断面図である。

符号の説明

１０・・・画像形成装置
１１・・・画像読取ユニット
１２・・・画像形成部
１３・・・自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）
１４・・・原稿排紙トレイ
１５〜１８・・・給紙カセット
１９・・・給紙部
２０・・・排紙トレイ
２１・・・原稿台
２２・・・ピックアップローラ
２３・・・原稿搬送ベルト
２４・・・コンタクトガラス
２５・・・画像読取装置
２６・・・光学系
２７・・・レンズ
２８・・・光電変換素子
２９・・・第１キャリッジ
３０・・・感光体
３１・・・帯電装置
３２・・・ユニット
３３・・・現像装置
３４・・・転写装置
３５・・・クリーニング装置
３６・・・定着装置
３７・・・排出ローラ対
１００・・・照明装置
１０１・・・第１ミラー
１１０・・・発光ダイオード列
１１１・・・発光ダイオード
１１２・・・発光面
１２０・・・導光部材
１２１・・・入射面
１２２・・・射出面
１２３，１２４・・・反射面
１２５・・・凸部
１２７・・・凹部
１２８・・・ゲート跡
１２９・・・接着材
１３１，１３２・・・ネジ貫通穴
１３０・・・基盤
１４０・・・反射体
１４１・・・反射面

Claims (13)

1. 光源及びこの光源を配置した光源基部を有する光源ユニットと、前記光源から光が入射する入射面、入射した光が射出する射出面及び前記入射面と射出面とを連結する２面の反射面を有して透光性を備えた素材で形成される導光部材とを有し、
   前記導光部材の入射面側の前記光源に接しない個所に前記光源基部方向に延設され前記光源基部に接する凸部を形成したことを特徴とする照明装置。
2. 前記光源は複数の発光素子が列設されてライン状の光を出射するものであり、前記導光部材は合成樹脂で成形され、前記光源の照度分布を均一化し光源から離れた個所を照射するものであることを特徴とする請求項１の照明装置。
3. 前記凸部は複数設けられていることを特徴とする請求項１または２の照明装置。
4. 前記凸部は前記光源の発光素子の間に配置されていることを特徴とする請求項２または３の照明装置。
5. 前記導光部材は、合成樹脂製であり成型に必要なゲートを凸部に配置して成型されたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかの照明装置。
6. 前記導光部材は、成型時において成形型から取り出すために必要なイジェクタピン当接部を前記凸部に配置して成型されたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかの照明装置。
7. 前記当接部はイジェクタピン当接部を予め凹状にしておくことを特徴とする請求項６に照明装置。
8. 前記凸部に形成されるイジェクタピン当接部の反対面を前記光源基部に当接することを特徴とする請求項７の照明装置。
9. 前記凸部を前記光源基板に接着して固定することを特徴とする請求項１ないし８のいずれかの照明装置。
10. 前記凸部を前記光源基板に接合部材で接合することを特徴とする請求項１ないし９のいずれかの照明装置。
11. 前記凸部は前記入射面より小さく形成され、前記光源基板に当接する段部を備えていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかの照明装置。
12. 請求項１ないし１１のいずれかの照明装置を備えたことを特徴とする画像読取装置。
13. 請求項１２の画像読取装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。