JP2016122526A - 導光体、照明装置、及び画像読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】必要最小限の主走査方向サイズで、主走査方向の各位置において副走査方向への照明光の角度分布の均一性を確保する。
【解決手段】内部に入射される光の光軸方向に延びる光透過部材からなり、入射される光を一定方向に反射させる導光体１１は、長手方向における両端部の少なくとも一方に設けられ、ＬＥＤ１２１０の照射する光が入射される入射面１８と、入射面１８から入射する光の光軸方向に延びる外周面の一部を形成し、当該入射した光を出射する出射面１７と、光軸方向に延びて入射する光を出射面１７に向けて反射させる複数の光反射パターンが形成された反射面１５と、入射面１８、出射面１７及び反射面１５以外となる外周面部分である側面部１９が、入射される光を反射面１５に向けて偏向させる方向に傾斜した傾斜形状とされている。
【選択図】図８

Description

本発明は、導光体、照明装置、及び画像読取装置に関し、特に、導光体内に入射した光を出射面に向けて反射させる技術に関する。

複合機等の画像形成装置では、スキャナー等の画像読取装置の光源部として、棒状の樹脂製導光体と、当該導光体の長さ方向側部から導光体内部に光を照射するＬＥＤとを組み合わせたライン光源を採用したものがある。当該光源部は、ラインセンサーの読取に合わせて、読取対象の原稿をライン状に照明する必要がある。このために、導光体から光を出射させる出射面と対向する反射面に、光反射又は光散乱パターンを設け、そのパターンにより出射面に向けて導光体内に入射された光を偏向させて、ライン状の照明光を原稿に向かう方向に出射させている。

ここで、棒状の導光体とＬＥＤの組み合わせでは、ＬＥＤから直接に光反射又は拡散パターン面で偏向された直接光と、１回以上導光体外周で全反射して光反射又は拡散パターン面で偏向された間接光とでは、照明強度が異なる。主走査方向におけるＬＥＤの入射面から近い位置においては、導光体及び出射面の長さ方向の各位置から出射される照明光に均一性が得られない。そこで、特許文献１に示されるように、導光体の断面形状を円形から多角形形状、及び主走査方向に異型にすることで、光反射又は拡散パターン面にＬＥＤからの直接光を入射させない照明ユニットが提案されている。

また、下記特許文献２に示されるように、形状の異なる２種類のプリズムを反射面に配置することにより、直接光と間接光の照度分布を均一にした照明ユニットも提案されている。

特開平１０−２４１４３２号公報 特開２０１３−１５７８４１号公報

しかしながら、特許文献１に示されるような、間接光のみの照明系では、入射光を１回以上導光体外周で全反射させる必要があるため、ＬＥＤ入射面の近傍にて得られる照明光が殆どないことになる。このため、必要な照明光を得るためにＬＥＤ入射面の近傍から距離が必要となり、読取対象とする原稿のサイズに対して、導光体を長くする必要が生じて装置の小型化の妨げになる。

また、上記特許文献２に示されるように形状の異なる２種類のプリズムを採用する場合、それぞれの形状の形成に精度が要求され、当該２種類のプリズム加工用の精密バイトが必要となるためにコストアップを招く。さらには、２種類のプリズム形状に精度が得られず設計値と異なって形成された場合には、想定した反射光量が得られず、主走査方向に照明ムラが発生するという結果を招く。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、必要最小限の主走査方向サイズで、主走査方向の各位置において副走査方向への照明光の角度分布の均一性を確保することを目的とする。

本発明の一局面にかかる導光体は、内部に入射される光の光軸方向に延びる光透過部材からなり、入射される光を一定方向に反射させる導光体であって、
長手方向における両端部の少なくとも一方に設けられ、光源の照射する光が入射される入射面と、
前記入射面から入射する光の光軸方向に延びる外周面の一部を形成し、当該入射した光を出射する出射面と、
前記出射面に対向する位置において前記光軸方向に延び、前記入射する光を前記出射面に向けて反射させる複数の光反射パターンが形成された反射面と、
前記入射面、前記出射面及び前記反射面以外となる前記外周面部分が、前記入射される光を前記反射面に向けて偏向させる方向に傾斜した傾斜形状とされている。

本発明によれば、必要最小限の主走査方向サイズで、主走査方向の各位置において副走査方向への照明光の角度分布の均一性を確保することができる。

本発明の一実施形態に係る照明装置を画像読取装置に有する画像形成装置の構造を示す正面断面図である。 画像読取装置の概略構成を示す内部側面図である。 照明装置を示す斜視図であり、内部構成を示した図である。 導光体内部の反射面に形成された光反射パターンを示す斜視図である。 反射面に形成された光反射パターンを拡大して示す斜視図である。 光反射パターンによる副走査方向における反射光の拡散分布をグラフにより示す図である。 第１実施形態に係る導光体を入射面側から視認した状態を示す側面図である。 第２実施形態に係る導光体を入射面側から視認した状態を示す側面図である。 （Ａ）は第３実施形態に係る導光体の斜視図、（Ｂ）は当該導光体を入射面側から視認した状態を示す側面図である。 図９（Ａ）（Ｂ）に示した導光体の側面部における凸部が、入射面から主走査方向において上記予め定められた領域内までに止めて設けられている例を示す図である。 （Ａ）は第４実施形態に係る導光体の斜視図、（Ｂ）は当該導光体を入射面側から視認した状態を示す側面図である。 第２実施形態に係る導光体におけるＬＥＤ近傍における出射光線の角度分布を示すグラフである。 （Ａ）は第５実施形態に係る導光体の斜視図、（Ｂ）は当該導光体を入射面側から視認した状態を示す側面図である。 第６実施形態に係る導光体を入射面側から視認した状態を示す側面図である。 従来の導光体（凸部及び凹部が形成されていない）からの出射光の副走査方向角度分布を示すグラフである。 第５実施形態に係る導光体からの出射光の副走査方向角度分布を示すグラフである。 （Ａ）は第７実施形態に係る導光体の斜視図、（Ｂ）は当該導光体を入射面側から視認した状態を示す側面図である。 第８実施形態に係る導光体を入射面側から視認した状態を示す側面図である。 Ｒ形状の凹部を有する第８実施形態に係る導光体からの出射光の副走査方向角度分布を、Ｖ形状の凹部を有する導光体からの出射光の副走査方向角度分布との比較により示すグラフである。 第９実施形態に係る導光体を入射面側から視認した状態を示す側面図である。

以下、本発明の一実施形態に係る導光体及びこれを備えた照明装置について図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る照明装置を画像読取装置に有する画像形成装置の構造を示す正面断面図である。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置１は、例えば、コピー機能、プリンター機能、スキャナー機能、及びファクシミリ機能のような複数の機能を兼ね備えた複合機である。画像形成装置１は、装置本体１１Ａに、操作部４７、画像形成部１２Ａ、定着部１３、給紙部１４、原稿給送部６、及び画像読取装置５等を備えて構成されている。

操作部４７は、画像形成装置１が実行可能な各種動作及び処理について操作者から画像形成動作実行指示や原稿読取動作実行指示等の指示を受け付ける。操作部４７は、操作者への操作案内等を表示する表示部４７３を備えている。

画像形成装置１が原稿読取動作を行う場合、原稿給送部６により給送されてくる原稿、又はコンタクトガラス（原稿載置ガラス）１６１に載置された原稿の画像を画像読取装置５が光学的に読み取り、画像データを生成する。画像読取装置５により生成された画像データは内蔵ＨＤＤ又はネットワーク接続されたコンピューター等に保存される。

画像形成装置１が画像形成動作を行う場合は、上記原稿読取動作により生成された画像データ、又はネットワーク接続されたコンピューターやスマートフォン等のユーザー端末装置から受信した画像データ、又は内蔵ＨＤＤに記憶されている画像データ等に基づいて、画像形成部１２Ａが、給紙部１４から給紙される記録媒体としての記録紙Ｐにトナー像を形成する。画像形成部１２Ａの画像形成ユニット１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙ、及び１２Ｂｋは、感光体ドラムと、感光体ドラムへトナーを供給する現像装置と、トナーを収容するトナーカートリッジ（不図示）と、帯電装置と、露光装置と、１次転写ローラー１２６とをそれぞれ備えている。

カラー印刷を行う場合、画像形成部１２Ａのマゼンタ用の画像形成ユニット１２Ｍ、シアン用の画像形成ユニット１２Ｃ、イエロー用の画像形成ユニット１２Ｙ及びブラック用の画像形成ユニット１２Ｂｋは、それぞれに、画像データを構成するそれぞれの色成分からなる画像に基づいて、帯電、露光及び現像の工程により感光体ドラム１２１上にトナー像を形成し、トナー像を１次転写ローラー１２６により、駆動ローラー１２５ａ及び従動ローラー１２５ｂに張架されている中間転写ベルト１２５上に転写させる。

中間転写ベルト１２５は、その外周面にトナー像が転写される像担持面が設定され、感光体ドラム１２１の周面に当接した状態で駆動ローラー１２５ａによって駆動される。中間転写ベルト１２５は、各感光体ドラム１２１と同期しながら、駆動ローラー１２５ａと従動ローラー１２５ｂとの間を無端走行する。

中間転写ベルト１２５上に転写される各色のトナー画像は、転写タイミングを調整して中間転写ベルト１２５上で重ね合わされ、カラーのトナー像となる。２次転写ローラー２１０は、中間転写ベルト１２５の表面に形成されたカラーのトナー像を、中間転写ベルト１２５を挟んで駆動ローラー１２５ａとのニップ部Ｎにおいて、給紙部１４から搬送路１９０を搬送されてきた記録紙Ｐに転写させる。この後、定着部１３が、記録紙Ｐ上のトナー像を熱圧着により記録紙Ｐに定着させる。定着処理の完了したカラー画像形成済みの記録紙Ｐは、排出トレイ１５１に排出される。

給紙部１４は、複数の給紙カセットを備える。制御部（不図示）は、操作者による指示で指定されたサイズの記録紙が収容された給紙カセットのピックアップローラー１４５を回転駆動させて、各給紙カセットに収容されている記録紙Ｐを上記ニップ部Ｎに向けて搬送させる。

次に、画像読取装置の構成を説明する。図２は画像読取装置５の概略構成を示す内部側面図である。

画像読取装置５は、図２に示すように、光走査装置７及び撮像ユニット８を備えている。

光走査装置７は、第１光学系ユニット７１と、第２光学系ユニット７２とを備えている。

第１光学系ユニット７１は、照明装置１０と、第１ミラー７１１とを備えている。照明装置１０は原稿の読取面、すなわち上方に向かって光を照射すべく、コンタクトガラス１６１に対向してその下方に配置されている。照明装置１０は、棒状の導光体と、当該導光体の長さ方向端部に配設された光源とを備える（詳細は後述）。照明装置１０は、図２における奥行き方向に延び、当該照明装置１０の延びる方向が原稿読取時の主走査方向である。

第１ミラー７１１は、コンタクトガラス１６１に載置された原稿を照明装置１０が照射した光の原稿読取面での反射光を受けて、水平方向に方向転換させる。第１ミラー７１１は、コンタクトガラス１６１の下方に配置されている。これら照明装置１０及び第１ミラー７１１は、図示しない支持部材に取り付けられている。

第２光学系ユニット７２は、第２ミラー７２１と、第３ミラー７２２とを備えている。第２ミラー７２１は、第１光学系ユニット７１の第１ミラー７１１が反射させた光を受けて、さらに略垂直下方に方向転換させる。第３ミラー７２２は、第２ミラー７２１が反射させた光を、さらに略水平に方向転換させて、撮像ユニット８の方向に導く。これら第２ミラー７２１及び第３ミラー７２２は、図示しない支持部材に取り付けられている。

なお、第１光学系ユニット７１及び第２光学系ユニット７２に設けられた照明装置１０及び上記各ミラーは、上記主走査方向にコンタクトガラス１６１と略同じ長さで延びる細長い形状とされている。

画像読取装置５の内部には、図２の矢印方向に光走査装置７の移動を案内する図略の移動用のレールが設けられている。これにより、第１光学系ユニット７１及び第２光学系ユニット７２を備えた光走査装置７は、コンタクトガラス１６１に載置された原稿の読取面全体の画像情報を読み取るべくコンタクトガラス１６１表面と平行に、副走査方向（主走査方向に直交する方向）、すなわち、図２に示す矢印方向に往復移動可能とされている。

撮像ユニット８は、画像読取装置５の内部下部に固定されている。撮像ユニット８は、光学部材である結像レンズ８１と、撮像素子であるラインセンサー８２とを備えている。第２光学系ユニット７２の第３ミラー７２２によって反射された、原稿の読取面からの反射光は結像レンズ８１に入射する。結像レンズ８１は光路の下流側に設けられたラインセンサー８２の表面上に、当該反射光を結像させる。ラインセンサー８２は、受光した光の光量に応じて当該光量を示す電圧を生成し、すなわち、ラインセンサー８２が受光素子として得る光情報を電気信号に変換して、図略の制御部に出力する。このようにして、ラインセンサー８２により、画像読取装置５で読取対象とされる原稿の画像が読み取られる。

次に、画像読取装置５に備えられる照明装置１０を説明する。図３は照明装置１０を示す斜視図であり、内部構成を示した図である。

照明装置１０は、導光体１１と、光源１２０とを備える。

導光体１１は、光源１２０から当該導光体１１の内部に入射される光の光軸方向に延びる。導光体１１は、上述したように主走査方向に延びるため、当該光軸方向と主走査方向とは一致している。導光体１１は、例えば樹脂製の光透過部材からなり、反射面１５により、光源１２０から入射される光を一定方向（出射面１７に向かう方向）に向けて反射させる。

導光体１１は、入射面１８と、出射面１７と、反射面１５と、側面部１９とにより形成されている。

入射面１８は、導光体１１の長手方向における両端部の少なくとも一方の側面が当該入射面とされる。本実施形態では、両端部の一方の側面のみが入射面１８とされる形態を説明する。入射面１８には光源１２０が取り付けられている。当該光源１２０の照射する光が、入射面１８から導光体１１の内部に入射する。

出射面１７は、主走査方向に延び、導光体１１の一側面をなす。本実施形態では、出射面１７は導光体１１の上面部を形成している。入射面１８から導光体１１の内部に入射した光は、反射面１５で反射されて、当該出射面１７から導光体１１の外部に出射する。

反射面１５は、出射面１７に対向する位置において主走査方向に延びる。本実施形態では、反射面１５は導光体１１の下面部を形成している。反射面１５には、入射する光を出射面１７に向けて反射させる複数の光反射パターン１６が形成されている。反射面１５は、入射面１８から導光体１１の内部に入射した光を、当該光反射パターン１６により出射面１７に向けて反射させる。光反射パターン１６は、導光体１１と同一素材により一体的に形成されている。

側面部１９は、入射面１８、出射面１７及び反射面１５以外となる導光体１１の外周面部分である。反射面１５を下側として導光体１１を視認した場合に、導光体１１の側部にあたる。

光源１２０は、例えばＬＥＤ１２１０からなる。光源１２０は、導光体１１の入射面１８の外面に取り付けられる。本実施形態では、光源１２０として、6つのＬＥＤ１２１０が設けられた例を示す。光源１２０が入射面１８から導光体１１の内部に向けて照射する光の照射方向（光軸方向）は、導光体１１の長さ方向、すなわち、主走査方向である。

次に、光反射パターン１６を説明する。図４は、導光体１１内部の反射面１５に形成された光反射パターン１６を示す斜視図である。

光反射パターン１６は、自身に入射した光を反射及び散乱させる形状パターンである。反射面１５には、副走査方向に複数の光反射パターン１６が並べて列状に形成され、更に、当該複数の光反射パターン１６からなる列が主走査方向に複数並べて形成されている。当該光反射パターン１６の列は、主走査方向において、反射面１５の入射面１８の位置から、入射面１８とは反対側の端部である側面部までの位置に形成されている。

入射面１８から導光体１１の内部に入射した光は、導光体１１に光反射又は散乱パターンがない場合、導光体１１に入射後、導光体１１の外周面を全反射して主走査方向に進み、入射面１８とは反対側の端部まで導光される。これでは、入射面１８に設置された光源１２０からの光での原稿の照明が不十分であるため、出射面１７と対向する反射面１５に光反射パターン１６を形成することによって、出射面１７方向及び副走査方向に当該入射光を反射させる。

ここで、一般的な導光体の入射面から入射した光が反射面で反射して出射面から出射する場合における副走査方向への拡散について説明する。図５は光反射パターンを有する導光体１１を示す図である。図６は光反射パターンによる副走査方向における反射光の拡散分布をグラフにより示す図である。

図５に示すように、出射面１７に向けて突出した逆V字形状のプリズムからなる光反射パターン１６が反射パターン面１６０１上に形成されている導光体１１が一般的に知られている。光反射パターン１６は、導光体１１と同一素材により一体的に形成されている。このような導光体１１では、各光反射パターン１６間の主走査方向におけるピッチ、光反射パターン１６の高さや幅等を可変させることで、光反射パターン１６の反射パターン面１６０１が出射面１７方向に反射させる光の量を調節可能である。このため、主走査方向の各位置に配置される光反射パターン１６の上記ピッチ、高さ、又は幅等を調整することで、主走査方向の各位置から出射される照明光の均一化が可能である。

しかしながら、ＬＥＤを有する光源１２０は、導光体１１の全周方向に光を発光する。このため、光源１２０から直接に反射パターン面１６０１に入射する直接光と、光源１２０から1回以上導光体１１の外周面で全反射して反射パターン面１６０１に入射する間接光とが発生する。これら直接光及び間接光は、反射パターン面１６０１に入射する副走査方向の光線角度がそれぞれ異なる。直接光はＬＥＤから直接に反射パターン面１６０１に入射する光であるため、反射パターン面１６０１に対する角度が浅く、出射面１７から出射される副走査方向での光線角度分布が狭くなる。これに対して、間接光は、全反射により導光体１１の外周面の全周方向から反射パターン面１６０１に入射する光である。そして、上記の逆V字形状のプリズムからなる反射パターン面１６０１は、副走査方向に対しては入射光線角度そのままの角度で光を反射して出射させ、偏向成分を有しない。このため、出射後における副走査方向での光線角度分布は、直接光と間接光の反射パターン面１６０１に対する入射角度に応じて、直接光と間接光とでは、図６に示すように異なる。

ここで、導光体１１内では主走査方向の各位置においては、直接光及び間接光の割合が異なるため、導光体１１から出射される光は、主走査方向の各位置で副走査方向における照明分布が異なることになる。そのため、読取動作による原稿読取位置のずれが生じたり、原稿がコンタクトガラス１６１の面上から浮く事態が生じると、副走査方向に読取位置がずれることになるので、主走査方向のシェーディングで決めた基準データからのずれが主走査方向全域で均一にならず、原稿を読み取った時に画像の主走査方向に読取濃度ムラが発生するおそれがある。

本実施形態に係る導光体１１は、主走査方向の各位置において副走査方向への照明光の角度分布の均一性を確保するために、導光体１１の側面部１９の形状を、以下に示す形状とするものである。

第１実施形態に係る導光体１１を説明する。図７は、第１実施形態に係る導光体１１を入射面１８側から視認した状態を示す側面図である。

第１実施形態に係る導光体１１は、図７に示す側面視で、両側の側面部１９がそれぞれ、出射面１７から反射面１５に向かうに従って外側に広がって傾斜する形状に形成されている。当該側面部１９は例えば平面状とされる。すなわち、側面部１９は、入射面１８から導光体１１内部に入射される光を、反射面１５に向けて偏向させる方向に傾斜した傾斜形状に形成されている。このため、入射面１８から導光体１１内部に入射した光は主走査方向に進み、特に、ＬＥＤ１２１０から直接に出射された光は、少なくともその一部が側面部１９の内側面で反射する。側面部１９は、上記のように入射面１８からの側面視で反射面１５に向けて外側に広がる傾斜形状であるため、図７に示すように、当該入射した光のうち、側面部１９の内側面で反射した光は、反射面１５に偏向して進む。

これにより、主走査方向においてＬＥＤ１２１０及び入射面１８の配設位置の近傍となる領域であっても、ＬＥＤ１２１０から直接に出射された光が側面部１９の傾斜形状により反射して反射面１５に導かれるので、反射面１５に対して角度を有する光線を積極的に反射面１５に導いて、当該領域における副走査方向への導光体１１からの光出射角度を広げることができるため、主走査方向の各位置における配光を均一化して、照明ムラの発生を防止可能になる。

次に、第２実施形態に係る導光体１１を説明する。図８は、第２実施形態に係る導光体１１を入射面１８側から視認した状態を示す側面図である。

第２実施形態に係る導光体１１は、その側面部１９が、図８に示すように、上記ＬＥＤ１２１０から直接に出射された光を偏向させる方向に傾斜した複数の傾斜面１９１を有するフレネル形状とされている。すなわち、当該フレネル形状は、出射面１７から反射面１５に向かうに連れて外側に傾斜する傾斜面１９１を複数有している。導光体１１の側面部１９を、このようなフレネル形状とすることにより、入射面１８から導光体１１内部に入射した光は、その一部が上記複数の傾斜面１９１の内側面で反射する。それぞれの傾斜面１９１は、反射面１５に向かうに従って外側に広がる傾斜形状であるため、図８に示すように、当該入射光のうち傾斜面１９１の内側面で反射した光は、反射面１５に向かって偏向して進む。これにより、第２実施形態では、幅方向における寸法を広げることなく、第１実施形態と同様に、主走査方向の各位置における導光体１１による配光を均一化して照明ムラの発生を防止できる。

次に、第３実施形態に係る導光体１１を説明する。図９（Ａ）は第３実施形態に係る導光体１１の斜視図、（Ｂ）は当該導光体１１を入射面１８側から視認した状態を示す側面図である。

第３実施形態に係る導光体１１は、図９（Ａ）（Ｂ）に示すように、出射面１７から反射面１５に向かう方向に徐々に外側に広がって傾斜する凸形状を有する凸部１９２が側面部１９上に複数形成されている。各凸部１９２は、入射面１８から導光体１１内部に入射される光を、反射面１５に向けて偏向させる方向に傾斜した傾斜面１９２１を有する形状とされている。導光体１１の側面部１９に当該複数の凸部１９２を形成することにより、入射面１８から導光体１１内部に入射した光は、その一部が当該複数の凸部１９２の傾斜面１９２１の内側面で反射する。それぞれの凸部１９２は、反射面１５に向かうに従って外側に広がる傾斜形状とされているため、図９（Ｂ）に示すように、当該入射した光のうち、凸部１９２の傾斜面１９２１の内側面で反射した光は、反射面１５に向かって進む。これにより、第３実施形態では、幅方向における寸法を比較的に広げることなく、また金型等による導光体１１の形成を容易にして、第１実施形態と同様に、主走査方向の各位置における導光体１１による配光を均一化して照明ムラの発生を防止できる。

図１０に、第３実施形態として図９（Ａ）（Ｂ）に示した導光体１１の側面部１９における凸部１９２が、入射面１８から主走査方向において上記予め定められた領域内までに止めて設けられている例を示す。この例では、凸部１９２は、上記主走査におけるサイズ（奥行き）、反射面１５に対して直交する方向との両方向におけるサイズ（幅）が、入射面１８から主走査方向に遠ざかるに連れて、主走査方向において導光体１１の中心方向に近付くに連れて、小さくなる形状とされている。これにより、入射面１８の近傍領域と上記他の領域とで、より的確に、導光体１１による配光を均一化して照明ムラの発生を防止できる。入射面１８の近傍領域ではない上記他の領域のように間接光のみとなる部分は、導光体１１の全周からプリズム部に向かって光が入射する。このため、本件各実施形態に示す傾斜形状等は、入射面１８の近傍領域にのみ形成することが望ましい。

なお、第２実施形態及び第３実施形態において、それぞれ、入射面１８から主走査方向に遠ざかるに連れ、主走査方向において導光体１１の中心方向に近付くに連れて、複数の傾斜面１９１、及び複数の凸部１９２の数が徐々に低減していくように形成してもよい。

次に、第４実施形態に係る導光体１１を説明する。図１１（Ａ）は第４実施形態に係る導光体１１の斜視図、（Ｂ）は当該導光体１１を入射面１８側から視認した状態を示す側面図である。

第４実施形態に係る導光体１１は、図１１（Ａ）（Ｂ）に示すように、出射面１７から反射面１５に向かう方向に徐々に外側に広がって傾斜する傾斜面１９２１と、最も外方に突出する位置から反射面１５に向けて当該突出量が小さくなるように傾斜した傾斜面１９２２を有している。このような形状からなる凸部１９２を形成することによっても、入射面１８から導光体１１内部に入射した光は、その一部が当該複数の凸部１９２の傾斜面１９２２の内側面で反射し、反射した光は、反射面１５に向かって進む。これにより、第４実施形態に係る導光体１１は、第１実施形態と同様に、主走査方向の各位置における導光体１１による配光を均一化して照明ムラの発生を防止できる。

なお、第４実施形態に係る導光体１１の凸部１９２も、図１０に示した凸部１９２のように、外方向及び反射面１５に直交する方向の両方向におけるサイズが、入射面１８から上記光軸方向において遠ざかるに連れて小さくなる形状とされてもよい。

図１２は、第２実施形態に係る導光体１１におけるＬＥＤ１２１０近傍における出射光線の角度分布を示すグラフである。図１２は、導光体１１の主走査方向における入射面１８の近傍領域においては、副走査方向への照明光の角度分布が、上記他の領域における間接光に基づく副走査方向への照明光の角度分布に近似するまで拡がっていることを示している。

次に、第５実施形態に係る導光体１１を説明する。図１３（Ａ）は第５実施形態に係る導光体１１の斜視図、（Ｂ）は当該導光体１１を入射面１８側から視認した状態を示す側面図である。

第５実施形態に係る導光体１１は、その側面部１９が、図１３（Ａ）（Ｂ）に示すように、側面部１９に、導光体１１の内側に向かって、凹形状の凹部１９３が複数形成されている。各凹部１９３は、入射面１８から視認した側面視で三角形状とされている。この実施形態では、凹部１９３は、入射面１８から視認した側面視で二等辺三角形状とされている。凹部１９３は、出射面１７から反射面１５への方向において外側に広がって傾斜する傾斜面１９３１を有している。この傾斜面１９３１は、入射面１８から導光体１１内部に入射される光を、反射面１５に向けて偏向させる傾斜を有する。導光体１１の側面部１９に当該複数の凹部１９３を形成することにより、入射面１８から導光体１１内部に入射した光は、その一部が上記複数の凹部１９３の上記傾斜面１９３１の内側面で反射する。これにより、図１３（Ｂ）に示すように、上記傾斜面１９３１の内側面で反射した光は、反射面１５に向かって進む。これにより、第５実施形態では、幅方向における寸法を広げることなく、また金型等による導光体１１の形成を容易にして、第１実施形態と同様に、主走査方向の各位置における導光体１１による配光を均一化して照明ムラの発生を防止できる。

また、図１３（Ａ）に示すように、第５実施形態に係る導光体１１の側面部１９における凹部１９３は、入射面１８から主走査方向において上記予め定められた領域内までに止めて設けられていることが好ましい。この例では、凹部１９３は、導光体１１の内側方向への凹み量と、反射面１５に対して直交する方向におけるサイズ（幅）と、主走査方向におけるサイズ（奥行）とが、入射面１８から主走査方向に遠ざかるに連れ、主走査方向において導光体１１の中心方向に近付くに連れて、小さくなる形状とされている。これにより、入射面１８の近傍領域と上記他の領域とで、より的確に、導光体１１による配光を均一化して照明ムラの発生を防止できる。

次に、第６実施形態に係る導光体１１を説明する。図１４は第６実施形態に係る導光体１１を入射面１８側から視認した状態を示す側面図である。

第６実施形態に係る導光体１１は、図１４に示すように、その側面部１９に複数の凹部１９３が形成されている。なお、第６実施形態に係る導光体１１は、凹部１９３を片面に５つ、すなわち、両側面で１０個有する例を示している。当該複数の凹部１９３は、出射面１７側となる面が反射面１５に対して平行な面として形成されている。凹部１９３において、出射面１７側の面は、入射面１８から入射してくるＬＥＤ１２１０を反射面１５側には反射させず、ＬＥＤ１２１０近傍の副走査配光分布を間接光に近づけることに関して機能しておらず、更に、凹部１９３の出射面１７側の面から光が漏れ、導光体１１から原稿へ到達する光が減少する。そこで、凹部１９３の出射面１７側の面１９３５を、反射面１５に対して平行な平面にすることで、効率良く、ＬＥＤ１２１０近傍の副走査配光分布を間接光に近づけることが可能になる。

図１５は、従来の導光体（凸部及び凹部が形成されていない）からの出射光の副走査方向角度分布を示すグラフである。図１６は、第５実施形態に係る導光体１１からの出射光の副走査方向角度分布を示すグラフである。図１６によれば、図１５との比較により、第５実施形態に係る導光体１１からの出射光は、導光体１１の主走査方向における各位置においては、副走査方向への照明光の角度分布が、間接光に基づく副走査方向への照明光の角度分布に近似するまで拡がっていることが分かる。

次に、第７実施形態に係る導光体１１を説明する。図１７（Ａ）は第７実施形態に係る導光体１１の斜視図、（Ｂ）は当該導光体１１を入射面１８側から視認した状態を示す側面図である。

第７実施形態に係る導光体１１は、その側面部１９が、図１７（Ａ）（Ｂ）に示すように、側面部１９に、導光体１１の内側に向かって、Ｒ形状を有する凹形状の凹部１９６が複数形成されている。各凹部１９６は、入射面１８から視認した側面視で半円形状とされている。凹部１９６は、出射面１７に対向する傾斜面１９６１が、入射面１８から導光体１１内部に入射される光を、反射面１５に向けて偏向させる。すなわち、導光体１１の側面部１９に当該複数の凹部１９６を形成することにより、入射面１８から導光体１１内部に入射した光は、その一部が傾斜面１９６１の内側面で反射する。これにより、図１７（Ｂ）に示すように、上記傾斜面１９６１の内側面で反射した光は、反射面１５に向かって進む。これにより、第７実施形態では、幅方向における寸法を広げることなく、また金型等による導光体１１の形成を容易にして、第１実施形態と同様に、主走査方向の各位置における導光体１１による配光を均一化して照明ムラの発生を防止できる。

また、図１７（Ａ）に示すように、第７実施形態に係る導光体１１の側面部１９における凹部１９６は、第５実施形態と同様に、入射面１８から主走査方向において上記予め定められた領域内までに止めて設けられていることが好ましい。この例では、凹部１９６は、導光体１１の内側方向への凹み量と、反射面１５に対して直交する方向におけるサイズ（幅）と、主走査方向におけるサイズ（奥行）とが、入射面１８から主走査方向に遠ざかるに連れて、主走査方向において導光体１１の中心方向に近付くに連れて、小さくなる形状とされている。

次に、第８実施形態に係る導光体１１を説明する。図１８は第８実施形態に係る導光体１１を入射面１８側から視認した状態を示す側面図である。

第８実施形態に係る導光体１１は、図１８に示すように、その側面部１９に複数の凹部１９６が形成されているが、出射面１７側となる面１９６２が反射面１５に対して平行な面として形成されている。各凹部１９６は、入射面１８から視認した側面視で、上記半円形状を更に半分にした扇形とされている。凹部１９６では、ＬＥＤ１２１０近傍の副走査配光分布を間接光に近づけることに関して機能しているのは反射面１５側の傾斜面１９６１であり、出射面１７側の面１９６２は当該機能を果たしていない。導光体１１から原稿へ到達する光を減少させる。そこで、凹部１９６の出射面１７側の面１９６２を、反射面１５に対して平行な平面にすることで、効率良く、ＬＥＤ１２１０近傍の副走査配光分布を間接光に近づけることが可能になる。

上記のように、凹部１９６の形状をＲ形状にすることで、入射面１８から導光体１１内の反射面１５に入射する光に様々な角度成分を持たせることができる。これにより、上述した側面視三角状や後述する矩形状等の他の形状からなる凹部に比べ、少ない凹形状で副走査配光分布を間接光に近付けることが可能である。

図１９は、Ｒ形状の凹部１９６を有する第８実施形態に係る導光体１１からの出射光の副走査方向角度分布を、Ｖ形状の凹部を有する導光体からの出射光の副走査方向角度分布との比較により示すグラフである。図１９によれば、第８実施形態に係る導光体１１からの出射光は、導光体１１の主走査方向における各位置においては、副走査方向への照明光の角度分布が、Ｖ形状の凹部を有する導光体による副走査方向への照明光の角度分布よりも、少ない数の凹部形成で、間接光に基づく副走査方向への照明光の角度分布に近似するように拡がる。

次に、第９実施形態に係る導光体１１を説明する。図２０は第９実施形態に係る導光体１１を入射面１８側から視認した状態を示す側面図である。

第９実施形態に係る導光体１１は、図２０に示すように、その側面部１９に複数の凹部１９７が形成されているが、その形状は、入射面１８から視認した側面視で矩形状とされている。当該形状の凹部１９７であっても、入射面１８から導光体１１内部に入射した光を反射面１５側に反射させ、ＬＥＤ１２１０近傍の副走査配光分布を間接光に近づけることに関して機能する。

なお、第８実施形態に係る導光体１１の凹部１９６及び第９実施形態に係る導光体１１の凹部１９７も、第５実施形態と同様に、入射面１８から主走査方向において上記予め定められた領域内までに止めて設けられていることが好ましい。この例では、凹部１９６，１９７は、導光体１１の内側方向への凹み量と、反射面１５に対して直交する方向におけるサイズ（幅）と、主走査方向におけるサイズ（奥行）とが、入射面１８から主走査方向に遠ざかるに連れて、主走査方向において導光体１１の中心方向に近付くに連れて、小さくなる形状とされている。

上記第１乃至第９実施形態に示した上記凸部及び凹部は、入射面１８から主走査方向（入射面１８から入射するＬＥＤ１２１０の光の光軸方向）において予め定められた領域内、すなわち、側面部１９が上記凸部及び凹部を有しないとすれば、間接光による反射面１５への入射が比較的少ないと想定される入射面１８から主走査方向に一定範囲内の領域（入射面１８の近傍領域）にのみ設けられていることが好ましい。導光体１１において、当該領域以外の部分は、間接光による反射面１５への入射が比較的多いと想定されるため、入射面１８の近傍領域には上記傾斜形状等を設け、当該他の領域には記傾斜形状等を設けないようにすることで、より的確に、主走査方向の各位置における導光体１１による配光を均一化して照明ムラの発生を防止できる。

すなわち、棒状の導光体１１とＬＥＤ１２１０の組み合わせでは、このＬＥＤ１２１０近傍領域において反射面１５に向けて光を集め、当該反射面１５によって出射面１７に向けて反射させて光ムラをなくせばよいので、この近傍領域に上記凸部及び凹部を設けて光を集めることで、他の領域での光反射との関係で均一性が取れる。

また、上記各実施形態では、光源１２０としてＬＥＤ１２１０を備えるものを示したが、導光体１１の上記端部となる側面から、導光体１１の内部に向けて主走査方向に光を出射できるものであれば、ＬＥＤには限定されない。

また、図１乃至図２０を用いて上記各実施形態に示した構成及び処理は、本発明の一実施形態に過ぎず、本発明の構成及び処理はこれに限定されるものではない。

なお、本発明は上記実施の形態の構成に限られず種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、本発明に係る画像形成装置の一実施形態としてカラー複合機を用いて説明しているが、これは一例に過ぎず、モノクロ複合機や他の電子機器、例えば、プリンター、コピー機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置でもよい。

また、上記実施形態では、図１乃至図２０を用いて上記実施形態により示した構成及び処理は、本発明の一実施形態に過ぎず、本発明を当該構成及び処理に限定する趣旨ではない。

１ 画像形成装置
５ 画像読取装置
１０ 照明装置
１１ 導光体
１６ 光反射パターン
１７ 出射面
１８ 入射面
１９ 側面部
１９１ 傾斜面
１９２ 凸部
１９２１ 傾斜面
１９３，１９６，１９７ 凹部
１９３１，１９６１ 傾斜面
１２０ 光源

Claims (12)

1. 内部に入射される光の光軸方向に延びる光透過部材からなり、入射される光を一定方向に反射させる導光体であって、
   長手方向における両端部の少なくとも一方に設けられ、光源の照射する光が入射される入射面と、
   前記入射面から入射する光の光軸方向に延びる外周面の一部を形成し、当該入射した光を出射する出射面と、
   前記出射面に対向する位置において前記光軸方向に延び、前記入射する光を前記出射面に向けて反射させる複数の光反射パターンが形成された反射面と、
   前記入射面、前記出射面及び前記反射面以外となる前記外周面部分が、前記入射される光を前記反射面に向けて偏向させる方向に傾斜した傾斜形状とされている導光体。
2. 前記傾斜形状は、前記入射される光を前記反射面に向けて偏向させる方向に傾斜した傾斜面を複数有するフレネル形状である請求項１に記載の導光体。
3. 前記傾斜形状が、前記入射される光を前記反射面に向けて偏向させる方向に傾斜した傾斜面を有し、前記外周面部分に外方向に向かう凸形状として形成された複数の凸部とされている請求項１に記載の導光体。
4. 前記凸部は、主走査方向及び前記反射面に直交する方向の両方向におけるサイズが、前記入射面から前記光軸方向において遠ざかるに連れて小さくなる形状とされている請求項３に記載の導光体。
5. 前記傾斜形状が、前記入射される光を前記反射面に向けて偏向させる方向に傾斜した傾斜面を有し、当該導光体の内側方向に向かう凹形状として前記外周面部分に形成された複数の凹部とされている請求項１に記載の導光体。
6. 前記複数の凹部は、前記出射面側となる面が前記反射面に対して平行な面とされている請求項５に記載の導光体。
7. 前記凹部は、前記外方向及び前記反射面に直交する方向の両方向におけるサイズが、前記入射面から前記光軸方向において遠ざかるに連れて小さくなる形状とされている請求項５又は請求項６に記載の導光体。
8. 前記凹部はＲ形状とされている請求項５乃至請求項７のいずれかに記載の導光体。
9. 前記凹部は矩形状とされている請求項５乃至請求項７のいずれかに記載の導光体。
10. 前記外周面部分に形成された前記傾斜形状は、前記入射面から前記光軸方向において予め定められた領域内までに設けられている請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の導光体。
11. 請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の導光体と、
    前記導光体の内部に向けて前記入射面から当該導光体の長さ方向に光を照射する光源と、を備える照明装置。
12. 請求項１１に記載の照明装置と、
    前記導光体の前記出射面から出射した光により照明された原稿からの反射光を受光する受光素子と、を備える画像読取装置。