JP2008227836A - スキャナ用光源 - Google Patents

Abstract

【課題】２つのエレクトロルミネッセンス素子から照射されて反射された反射光がスキャナのセンサ部に効率よく入射することができ、スキャナへの組み付けを簡単にすることができるスキャナ用光源を提供する。
【解決手段】スキャナ用光源１１は、プリント回路基板１２と、プリント回路基板１２上に実装された２つの有機ＥＬ素子１３とを備えている。両有機ＥＬ素子１３は帯状に形成されるとともに平行に配置されている。プリント回路基板１２には、２つの有機ＥＬ素子１３に挟まれた箇所に、有機ＥＬ素子１３の照射光の反射光が透過可能な反射光透過部１４が設けられている。反射光透過部１４は細長い矩形状の孔に形成されている。各有機ＥＬ素子１３は発光領域の長さが反射光透過部１４の長さより長く形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、スキャナ用光源に係り、詳しくは原稿からの反射光を光電変換して原稿画像を読み取るスキャナに装備されるスキャナ用光源に関する。

従来、原稿に光を照射してその原稿からの反射光を、ＣＣＤなどの光電変換素子（センサ）に取り込み、原稿画像を読み取るスキャナ（スキャナ装置）が知られている。スキャナは、他の装置に接続されて、あるいは、例えば複写機やファクシミリ装置等に搭載されて利用されている。この種のスキャナは、主走査方向に延在する光源から原稿に光を照射し、その反射光を主走査方向に一画素毎に対応して複数配列された光電変換素子が取り込み、その強度に応じた電気信号を出力することにより原稿画像を一ライン毎に読み取る。

この種のスキャナ用光源としてＬＥＤ（発光ダイオード）や冷陰極管が使用されている。スキャナ用光源は、例えば、Ａ４サイズの用紙の縦の長さで帯状の領域を照射する必要がある。しかし、ＬＥＤは、１個のＬＥＤで広い面積の光を取り出せないため、多数のＬＥＤを近接した状態で配置する必要がある。また、冷陰極管は安定した光量で発光させるまでにウォームアップが必要になる。

ＬＥＤや冷陰極管の問題を解消するスキャナ用光源としてエレクトロルミネッセンス素子を用いたものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１には、図６（ａ）に示すように、２つのエレクトロルミネッセンス素子５１，５２がセンサ５３を挟んで配置された構成が開示されている。２つのエレクトロルミネッセンス素子５１，５２の上部表面５１ａ，５２ａはほぼ同一平面上にあり、スキャナ５４の走査表面５５と平行でこれに近接している。また、図６（ｂ）に示すように、センサ５３がエレクトロルミネッセンス素子５１，５２の間ではなく下方に配置され、反射光がレンズ５６でセンサ５３に焦点を合わされる構成が開示されている。また、図６（ｃ）に示すように、センサ５３の両側に配置されたエレクトロルミネッセンス素子５１，５２が、その上部表面５１ａ，５２ａがセンサ５３の上面側に傾くように配置された構成も開示されている。
特開平９−２７８８６号公報

ところが、特許文献１の構成では、２つのエレクトロルミネッセンス素子５１，５２を独立してスキャナ５４の所定位置に組み付ける必要があり、各エレクトロルミネッセンス素子５１，５２に電源からの配線をそれぞれ行う必要があり、両者を精度良く組み付けるのに手間がかかる。

本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は２つのエレクトロルミネッセンス素子から照射されて反射された反射光がスキャナのセンサ部に効率よく入射することができ、スキャナへの組み付けを簡単にすることができるスキャナ用光源を提供することにある。

前記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、プリント回路基板に２つの帯状のエレクトロルミネッセンス素子が平行に実装され、前記プリント回路基板の前記２つのエレクトロルミネッセンス素子に挟まれた箇所に、前記エレクトロルミネッセンス素子の照射光の反射光が透過可能な反射光透過部が設けられている。この発明では、２つのエレクトロルミネッセンス素子がプリント回路基板に実装されているため、２つのエレクトロルミネッセンス素子から照射された光の反射光が反射光透過部を等しい割合で透過するように位置決めして実装することができる。したがって、２つのエレクトロルミネッセンス素子から照射された光の反射光がセンサに効率良く入射する位置に、独立したエレクトロルミネッセンス素子を組み付ける場合に比較して、容易に組み付けることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記エレクトロルミネッセンス素子は有機エレクトロルミネッセンス素子である。この発明では、エレクトロルミネッセンス素子として有機エレクトロルミネッセンス素子を使用しているため、無機エレクトロルミネッセンス素子を使用する場合に比較して、動作電圧が低く、同じ発光量での消費電力を少なくすることができる。

本発明によれば、２つのエレクトロルミネッセンス素子から照射されて反射された反射光がスキャナのセンサ部に効率よく入射することができ、スキャナへの組み付けを簡単にすることができるスキャナ用光源を提供することができる。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図３にしたがって説明する。なお、図１（ａ）〜（ｃ）は、有機ＥＬ素子の構成を模式的に示したものであり、図示の都合上、一部の寸法を誇張して分かり易くするために、それぞれの部分の幅、長さ、厚さ等の寸法の比は実際の比と異なっている。

スキャナ用光源１１は、プリント回路基板１２と、プリント回路基板１２上に実装されたエレクトロルミネッセンス素子としての有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子１３）とを備えている。以下、エレクトロルミネッセンスを適宜ＥＬと記載する。図１（ａ）に示すように、有機ＥＬ素子１３は帯状に形成されるとともに平行に配置されている。プリント回路基板１２には、２つの有機ＥＬ素子１３に挟まれた箇所に、有機ＥＬ素子１３の照射光の反射光が透過可能な反射光透過部１４が設けられている。この実施形態では、反射光透過部１４は細長い矩形状の孔に形成されている。各有機ＥＬ素子１３は発光領域の長さが反射光透過部１４の長さより長く形成されている。

有機ＥＬ素子１３は、帯状、この実施形態では細長い矩形状に形成されるとともに図１（ｂ），（ｃ）に示すように、基板１５上に、第１電極１６、有機ＥＬ層１７及び第２電極１８が順に積層されている。この実施形態では、第１電極１６が陽極を構成し、第２電極１８が陰極を構成する。第１電極１６は有機ＥＬ層１７より大きく、第２電極１８は有機ＥＬ層１７より小さく形成されている。

第１電極１６の長手方向の両端に位置する辺の外側には、それぞれ端子部１６ａ，１６ｂが形成されている。端子部１６ａ，１６ｂは、第１電極１６と同一部材で形成され、かつ、第１電極１６と一体的に形成されている。

第２電極１８の長手方向の両端に位置する辺の外側には、それぞれ端子部１８ａ，１８ｂが形成されている。端子部１８ａ，１８ｂは、第１電極１６及び端子部１６ａ，１６ｂと同一材料で形成され、図１（ｂ）に示すように、第２電極１８の一部が外側に延出した第２電極延出部１８ｃと接続されている。二つの端子部１６ａ，１８ａは基板１５の長手方向の第１端部（図１（ａ）における左側端部）側において長手方向と直交する方向に並び、二つの端子部１６ｂ，１８ｂは基板１５の第２端部（図１（ａ）における右側端部）側において長手方向と直交する方向に並ぶように配置されている。

図１（ａ）及び図２に示すように、第１電極１６の反射光透過部１４から遠い側で、かつ有機ＥＬ層１７より外側となる領域上には、第１電極１６より体積抵抗率が低い材料で形成された補助電極１９が、端子部１６ａ，１６ｂの一部分上から連続して延びるように設けられている。補助電極１９は第２電極１８と同じ材料で形成されている。

有機ＥＬ素子１３は、有機ＥＬ層１７が水分（水蒸気）及び酸素の悪影響を受けないように、第１電極１６、有機ＥＬ層１７、第２電極１８、第２電極延出部１８ｃ及び補助電極１９が保護膜２０で被覆されている。保護膜２０は公知のパッシベーション膜、例えば、窒化ケイ素等のセラミック膜で構成されている。

有機ＥＬ素子１３は、有機ＥＬ層１７からの光が基板１５側から取り出される（出射される）所謂ボトムエミッションタイプに構成されている。そして、有機ＥＬ素子１３は、基板１５と反対側の面がプリント回路基板１２と対向する状態で基板１５に実装されている。基板１５には可視光透過性を有する基板が使用され、例えば、ガラス基板が使用されている。第１電極１６は公知の透明な導電性材料（例えば、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物））で形成されている。有機ＥＬ層１７は、公知の有機ＥＬ材料を用いて形成され、有機ＥＬ素子１３の目的とする発光色に応じて構成されている。この実施形態では、白色発光を行うように構成されている。第２電極１８は、公知の陰極材料、例えば、アルミニウムで形成されている。この実施形態では第２電極１８は、光反射性を有する。

プリント回路基板１２上には、図示しない外部駆動回路に接続される陽極用端子２１ａ，２１ｂ及び陰極用端子２２ａ，２２ｂが、それぞれ長手方向の両端部に形成されている。有機ＥＬ素子１３の端子部１６ａ，１６ｂは、ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）２３及び図示しないＡＣＦ（異方性導電フィルム）を介して陽極用端子２１ａ，２１ｂに電気的に接続されている。有機ＥＬ素子１３の端子部１８ａ，１８ｂは、ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）２４及び図示しないＡＣＦ（異方性導電フィルム）を介して陰極用端子２２ａ，２２ｂに電気的に接続されている。

次に前記のように構成されたスキャナ用光源１１の作用を説明する。図３に示すように、スキャナ３０は、原稿等が載置されるガラス板３１を備えており、ガラス板３１の下方に設けられた照明装置３２と、照明装置３２から照射されて、ガラス板３１上に載せられた原稿３３で反射した光を受光するセンサ３４とを備えている。照明装置３２及びセンサ３４は、図示しない移動手段により、副走査方向（図３における左右方向）に移動（走査）可能に構成されている。そして、スキャナ３０は、照明装置３２から照射される光で原稿３３の一部を照明し、当該原稿３３の一部から反射される光をセンサ３４で受光し、反射される光の強弱によって、原稿３３の情報を読み取る。スキャナ３０は、照明装置３２とセンサ３４とを一体的にガラス板３１に沿って副走査方向に走査することにより、原稿３３の全体を読み取る。

スキャナ用光源１１は、照明装置３２に組み込まれて使用される。スキャナ用光源１１は、有機ＥＬ素子１３の長手方向がスキャナ３０の主走査方向（図３における紙面と垂直方向）に延びるとともに、反射光透過部１４がセンサ３４と対向する状態で照明装置３２に組み込まれる。

照明装置３２に組み込まれたスキャナ用光源１１は、外部駆動回路からＦＰＣ２３，２４を介して端子部１６ａ，１６ｂと端子部１８ａ，１８ｂとの間に直流駆動電圧が印加されると、補助電極１９を介して第１電極１６、有機ＥＬ層１７、第２電極１８へと電流が流れる。この時、有機ＥＬ層１７が発光し、その光は第１電極１６を経て基板１５側から外部に取り出される。

スキャナ用光源１１は、２つの有機ＥＬ素子１３から出射した照射光が、ガラス板３１上に載せられた原稿３３で反射するとともに、反射光のうち反射光透過部１４を透過した光がセンサ３４で受光される。反射光が効率良く反射光透過部１４を通過してセンサ３４で受光されるように、２つの有機ＥＬ素子１３、反射光透過部１４及びセンサ３４は所定の位置関係で正確に組み付ける必要がある。従来技術のように、２つの独立したＥＬ素子をそれぞれスキャナ３０に組み付ける場合は、ＥＬ素子をそれぞれ反射光透過部及びセンサ３４に対して正確に位置決めして組み付ける必要があり、組み付けが難しい。しかし、この実施形態では、スキャナ用光源１１は、２つの有機ＥＬ素子１３がプリント回路基板１２に実装されているため、２つの有機ＥＬ素子１３から照射された光の反射光が反射光透過部１４を等しい割合で透過するように位置決めして実装することができる。そして、プリント回路基板１２に２つの有機ＥＬ素子１３が反射光透過部１４を挟んだ所定位置に固定されているため、スキャナ用光源１１をセンサ３４に正確に位置決めすることにより、２つの有機ＥＬ素子１３、反射光透過部１４及びセンサ３４を所定の位置関係で容易に組み付けることができる。

この実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）プリント回路基板１２に２つの帯状のＥＬ素子が平行に実装され、プリント回路基板１２の２つのＥＬ素子に挟まれた箇所に、ＥＬ素子の照射光の反射光が透過可能な反射光透過部１４が設けられている。したがって、２つのＥＬ素子から照射された光の反射光がセンサ３４に効率良く入射する位置に、独立したＥＬ素子を組み付ける場合に比較して、容易に組み付けることができる。

（２）ＥＬ素子として有機ＥＬ素子１３を使用しているため、無機ＥＬ素子を使用する場合に比較して、動作電圧が低く、同じ発光量での消費電力を少なくすることができる。
（３）有機ＥＬ素子１３上には、その長手方向に沿って補助電極１９が有機ＥＬ層１７と平行に形成されている。また、有機ＥＬ素子１３は、第１電極１６の長手方向の両端部に端子部１６ａ，１６ｂが存在し、長手方向の両側から電流が供給される。したがって、有機ＥＬ層１７の長手方向の長さが幅方向の長さの数倍以上であっても、補助電極１９が存在せず、電流が第１電極１６の一端側から供給される構成に比較して、有機ＥＬ素子１３の輝度ムラが抑制される。

（４）２つの有機ＥＬ素子１３は、補助電極１９側が反射光透過部１４から遠い位置になるように配置されている。したがって、補助電極１９側が反射光透過部１４に近い位置になるように配置される場合に比較して、有機ＥＬ素子１３から出射されて原稿３３で反射された反射光が効率良く反射光透過部１４を通過することができる。

（５）有機ＥＬ層１７は白色発光を行うように構成されている。したがって、センサ３４としてカラーセンサを使用すれば、カラーの画像情報を取り込むことができる。
（６）反射光透過部１４は細長い矩形状の孔に形成されており、各有機ＥＬ素子１３は発光領域の長さが反射光透過部１４の長さより長く形成されている。したがって、反射光透過部１４を通過（透過）する光の量が反射光透過部１４の端部において減少するのが抑制される。

実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば次のように構成してもよい。
○ 図４に示すように、反射光透過部１４を挟んで両側に配置された有機ＥＬ素子１３の光出射面が、反射光透過部１４側に傾くように配置された構成としてもよい。この場合、有機ＥＬ素子１３から出射されて原稿３３等の反射面で反射した反射光が効率良く反射光透過部１４を通過してセンサ３４に到達する。

○ 反射光透過部１４としての長孔内又は長孔と対応するプリント回路基板１２上に、焦点をセンサ３４に合わせた集光レンズを組み込んでもよい。この場合、反射光透過部１４を通過する反射光を、より効率良くセンサ３４で受光することができる。

○ 有機ＥＬ素子１３は、長手方向の両端部に端子部１６ａ，１６ｂ及び端子部１８ａ，１８ｂが形成された構成に限らない。例えば、陰極としての第２電極１８の端子部１８ａ，１８ｂのいずれか一方を省略して、透明電極で構成された陽極としての第１電極１６のみ両端部に端子部１６ａ，１６ｂを形成してもよい。また、第１電極１６及び第２電極１８とも、端子部１６ａ，１６ｂ及び端子部１８ａ，１８ｂのそれぞれ一方を省略してもよい。

○ 第１電極１６の端子部を第１電極１６の長手方向の両端部に設ける構成に代えて、第１電極１６の幅方向の一端側に複数設けてもよい。端子部は反射光透過部１４から遠い側に設けられる。

○ 有機ＥＬ素子１３は、補助電極１９が発光領域に対して反射光透過部１４から離れた側に設けられる構成に限らない。例えば、発光領域内において第１電極１６に埋設された状態あるいは基板１５と第１電極１６との間に形成された状態で格子状に設けられてもよい。この場合、発光領域外の片側に補助電極１９が設けられた場合と異なり、有機ＥＬ素子１３の左右違いを見分け難い。そのため、端子部１６ａ，１６ｂ及び端子部１８ａ，１８ｂの配置を、図１（ａ）に示すような、有機ＥＬ素子１３の中心を通り長手方向と直交する線に対して線対称にすると、左右を間違えてプリント回路基板１２に実装すると問題になる。この不具合を解消するため、図５に示すように、端子部１６ａ，１６ｂ及び端子部１８ａ，１８ｂの配置を、有機ＥＬ素子１３の中心に対して点対称の位置に形成してもよい。即ち、有機ＥＬ素子１３は、この構成では、有機ＥＬ素子１３は左右の別がなくなるため、前記のような不具合が解消される。なお、図５はボトムエミッションタイプの有機ＥＬ素子１３の保護膜２０を省略して、第２電極１８側から見た模式図である。

○ 有機ＥＬ素子１３は、ボトムエミッションタイプに限らず、有機ＥＬ層１７からの発光を基板１５と反対側から出射するトップエミッションタイプにしてもよい。この場合、有機ＥＬ素子１３は、第２電極１８が透明電極で構成され、第１電極１６は透明電極で構成されても不透明な電極で構成されてもよい。また、基板１５は透明基板に限らず、不透明な基板であってもよい。また、有機ＥＬ素子１３は、基板１５がプリント回路基板１２と対向する状態でプリント回路基板１２に実装される。

○ スキャナ３０がカラーデータを読みとる構成でない場合、有機ＥＬ層１７は白色発光を行う構成に限らず、例えば、赤や青や緑や黄色等の単色光若しくは、その組み合わせを発光する構成としてもよい。

○ 有機ＥＬ素子１３を構成する第１電極１６、有機ＥＬ層１７及び第２電極１８の材料は前記のものに限らず、公知の有機ＥＬ素子で使用されている他の材料等を用いてもよい。

○ ＥＬ素子として有機ＥＬ素子１３に代えて無機ＥＬ素子を使用してもよい。
以下の技術的思想（発明）は前記実施形態から把握できる。
（１）請求項２に記載の発明において、前記エレクトロルミネッセンス素子は、長手方向の両端部に第１電極の端子部及び第２電極の端子部がそれぞれ形成され、前記第１電極の端子部及び第２電極の端子部は、前記プリント回路基板に設けられた陽極用端子及び陰極用端子とフレキシブルプリント回路を介して電気的に接続され、かつ前記両端部に形成された第１電極の端子部及び第２電極の端子部が点対称の位置に形成されている。

（２）請求項２に記載の発明において、前記エレクトロルミネッセンス素子は、基板上に第１電極、有機ＥＬ層及び第２電極が順に積層されるとともに、前記第１電極の前記反射光透過部から遠い側で、かつ前記有機ＥＬ層より外側となる領域上に、前記第１電極より体積抵抗率が低い材料で形成された補助電極を備えている。

（ａ）は一実施形態のスキャナ用光源の概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線模式断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線模式断面図。 図１（ａ）のＣ−Ｃ線拡大模式断面図。 スキャナの部分模式図。 別の実施形態の模式図。 別の実施形態における有機ＥＬ素子の模式平面図。 （ａ）〜（ｃ）は従来技術のスキャナ用光源の概略図。

符号の説明

１１…スキャナ用光源、１２…プリント回路基板、１３…エレクトロルミネッセンス素子としての有機ＥＬ素子、１４…反射光透過部。

Claims (2)

1. プリント回路基板に２つの帯状のエレクトロルミネッセンス素子が平行に実装され、前記プリント回路基板の前記２つのエレクトロルミネッセンス素子に挟まれた箇所に、前記エレクトロルミネッセンス素子の照射光の反射光が透過可能な反射光透過部が設けられていることを特徴とするスキャナ用光源。
2. 前記エレクトロルミネッセンス素子は有機エレクトロルミネッセンス素子である請求項１に記載のスキャナ用光源。

Images