JP2020145491A - 線状光源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外周面に反射部が形成された導光体と、その一端に配置されたＬＥＤを有する原稿読取用の線状光源装置において、読取対象の原稿用紙のサイズに応じて光照射範囲（読取範囲）を切り替えることのできる構造を提供する。【解決手段】線状光源装置１において、導光体は、第一導光体２と第二導光体３からなるとともに、第一導光体及び第二導光体のそれぞれに対向配置され、両導光体からの光をそれぞれ原稿読取面８１に導く第一反射体４及び第二反射体５を備える。反射部は、導光体の端部から導光された光を原稿読取面側へ反射する第一反射部２１、３１と、導光された光を対向する反射体へ反射する第二反射部２２、３２とからなる。第一導光体に形成される反射部の長手方向の形成範囲と、第二導光体に形成される反射部の長手方向の形成範囲は異なっており、異なる用紙サイズに応じて発光領域が変えられる。【選択図】図１

Description

この発明は線状光源装置に関するものであり、特に、ファクシミリ、複写機、イメージスキャナー、バーコードリーダ等に使用される原稿読取装置の照明用光源として利用される原稿読取用の線状光源装置に係わるものである。

原稿読取装置においては、原稿載置面上に読取対象物を配置させ、原稿載置面の裏面側から光を照射して、その反射光を検出することで、原稿の読取を行う構成となっている。
そしてこのような原稿読取用の照明光源として、長尺な導光体とＬＥＤで構成された線状光源装置がある。当該線状光源装置は、導光体の端面にＬＥＤを配し、導光体の入射端面から導入された光を長手方向に伝搬させ、導光体の外周面に長手方向に沿って刻まれたプリズム反射部によって導光体の外に光を放出させ、線状光を得る構成となっている。そして導光体から出た光がそのまま原稿面を照射する構造や、リフレクタ等の光学部品を介して原稿面を照射する構造、それらを組み合わせた構造、などが知られている。

ところで、このような原稿読取装置では、読取対象物に段差が形成されていると、導光体からの光が一方向からのみ照射されると、段差によって影が形成され、的確な読取りができないという不都合があった。
このような不都合を解消するために、原稿読取面に左右から光を照射することが行われていて、特開２００８−２１６４０９号公報（特許文献１）では、図１２（Ａ）に示すように、導光体１０１に反射体１１０を対向配置し、導光体１０１の反射部から直接原稿面に向かう光と、反射体１１０に向かう光を出射し、これらの光を原稿面１２０に照射して、段差１２１による影ができないようにした構造が開示されている。
また特開２００５−２２９６４７号公報（特許文献２）では、図１２（Ｂ）に示すように、一対の導光体１０１、１０２を対向配置し、これら両導光体からの光を原稿面１２０に照射して、段差１２１による影ができないようにした構造が開示されている。

ところでこのような原稿読取装置では、原稿用紙のサイズがまちまちであり、例えば、Ａ４サイズの原稿とＡ３サイズの原稿とでは読取範囲（光照射範囲）が異なっている。そのためには用紙サイズに応じて照射範囲が切り替え可能な構造が望ましい。
しかしながら、前述の特許文献１，２のような導光体を用いた線状光源装置では、このように照射範囲の切り替えができず、単一の照射範囲を照明することしかできなかった。

特開２００８−２１６４０９号公報 特開２００５−２２９６４７号公報

この発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて、外周面に長手方向に沿って反射部が形成された長尺な導光体と、その一端に配置されたＬＥＤを有する原稿読取用の線状光源装置において、読取対象の原稿用紙のサイズに応じて光照射範囲（読取範囲）を切り替えることのできる構造を提供するものである。

上記課題を解決するために、この発明に係る原稿読取用の線状光源装置は、外周面に長手方向に沿って反射部が形成された長尺な導光体と、その一端に配置されたＬＥＤを有する原稿読取用の線状光源装置において、前記導光体は、第一導光体と第二導光体からなるとともに、前記第一導光体および第二導光体のそれぞれに対向配置され、当該両導光体からの光をそれぞれ原稿読取面に導く第一反射体および第二反射体を備え、前記反射部は、前記導光体の端部から導光された光を原稿読取面側へ反射する第一反射部と、導光された光を対向する反射体へ反射する第二反射部とからなり、前記第一導光体に形成される反射部の長手方向の形成範囲と、前記第二導光体に形成される反射部の長手方向の形成範囲が異なっており、発光領域が変えられることを特徴とする。

また、前記第一導光体と第二導光体が、対向配置されており、前記第一導光体に対向するよう配置された第一反射体は、前記第二導光体の長手方向に沿って隣接配置されており、前記第二導光体に対向するよう配置された第二反射体は、前記第一導光体の長手方向に沿って隣接配置されていることを特徴とする。
また、前記第一導光体と第二導光体は、長手方向に沿って同軸上に配置されていることを特徴とする。
また、同軸上に配置された前記第一導光体と第二導光体にそれぞれ対向配置された前記第一反射体と第二反射体は、長手方向において一体的に形成されていることを特徴とする。

また、前記第一導光体と第二導光体は、長手方向の長さが同じであることを特徴とする。
また、前記第一導光体に形成される反射部と、前記第二導光体に形成される反射部は、それぞれの形成領域の光入射側の一端が前記導光体の長手方向で揃うように形成されていることを特徴とする。

また、前記導光体の反射部は、当該導光体の外周面に所定のピッチで形成された円周方向の溝によって構成されており、前記第一導光体の反射部の長手方向長さが、前記第二導光体の反射部よりも短くなるように構成されており、前記第一導光体における反射部の光入射側とは反対側の端部領域に、ピッチ調整部が設けられていて、当該調整部における溝のピッチが、前記第二導光体の反射部における対応する領域での溝のピッチより大きくなるように構成されていることを特徴とする。
また、前記導光体を固定するための支持台を備え、前記反射体は、前記支持台に取り付けられていることを特徴とする。
また、前記導光体を固定するための支持台を備え、前記支持台は反射部材で構成されており、前記反射体の機能を兼ねていることを特徴とする。
また、前記支持台は、金属部材、白色樹脂又は白色のセラミックス材で構成されていることを特徴とする。

この発明の原稿読取用の線状光源装置によれば、導光体として一対の第一導光体と第二導光体を備え、前記第一導光体に形成される反射部の長手方向の形成範囲と、前記第二導光体に形成される反射部の長手方向の形成範囲を異なるように形成して、これら導光体の発光を切り替えることにより、発光領域（光照射エリア）を変えることができ、異なる用紙サイズの原稿に的確に対応することができるという効果を奏するものである。
また、前記第一導光体および第二導光体のそれぞれに対向して第一反射体と第二反射体を配置したので、原稿面に段差があっても両サイドから光照射できて光の影ができることがなく、鮮明な読取りができる。

また、対向配置された第一導光体と第二導光体の反射部の形成領域をその一端が長手方向で揃うように形成することで、原稿読取時に異なる用紙サイズ、例えば、Ａ３用紙とＡ４用紙とで読取開始位置を揃えることができ、装置設計上で好都合となる。
また、これら第一導光体と第二導光体の長さを揃えることで、部品数を一律にできるとともに、これら導光体の保持機構も同一構造のものを使用できて、作業効率はコスト面での優位性が確保できる。
また、第一導光体の反射部の端部にピッチ調整部を設けることで、第一導光体の反射部からの出射光と第二導光体の反射部からの出射光の長手方向での配光分布を同様なものとすることができる。
また、導光体を支持する支持機構を備えて、反射体をこの支持機構に備えるようにすることで、全体構造が簡略化される。

本発明の線状光源装置の第１実施例の概念図。 導光体の斜視図（Ａ）（Ｂ）、平面図（Ｃ）。 図１の第１実施例の具体的な構造説明図。 第１実施例の全体斜視図。 本発明の線状光源装置の第２実施例の概念図。 図５の第２実施例の具体的な構造説明図。 本発明の第３実施例の導光体の説明図。 第３実施例の全体斜視図。 導光体の反射部を改良した第４実施例の説明図。 本発明の改良例の導光体内における光の挙動の説明図。 第４実施例の配光分布。 従来例の概念説明図。

図１は、本発明の原稿読取用の線状光源装置１の第１実施例を示す図で、一対の第一導光体２と第二導光体３が光軸（原稿読取軸）Ｌに関して対称位置に配置されている。そして、これら第一導光体２および第二導光体３にそれぞれ対向するように第一反射体４と第二反射体５とが配置されている。
前記第一導光体２にはその外周面に長手方向に沿うように第一反射部２１と第二反射部２２が形成されていて、図１では不図示のＬＥＤから第一導光体２の内部に導入された光が第一反射部２１により反射されて出射して、原稿載置面８上の原稿読取面８１に照射され、第二反射部２２により反射された光は、第一反射体４に向かい、ここで反射されて原稿読取面８１に照射される。
同様に、前記第二導光体３にはその外周面に長手方向に沿うように第一反射部３１と第二反射部３２が形成されていて、第二導光体３の内部に導入された光が第一反射部３１により反射されて出射して、原稿読取面８１に照射され、第二反射部３２により反射された光は、第二反射体５に向かい、ここで反射されて原稿読取面８１に照射される。

図２に導光体に形成される反射部の例が示されていて、図２（Ａ）は一方からの斜視図、図２（Ｂ）は向きを変えてみた斜視図、図２（Ｃ）は平面図である。
この実施例では、導光体２、３の全長が同一のものが示されている。そして、第一導光体２の外周面に形成された第一反射部２１と第二反射部２２は、該第一導光体２の長手方向の一部にのみ延在している。この反射部２１、２２は、例えば導光体２の外周面にレーザ加工されて円周方向に延びる溝によって構成され、当該溝が軸方向に所定ピッチで多数形成されてなるものである。
一方、他方の第二導光体３には、その略全長に亘って第一反射部３１と第二反射部３２とが形成されている。
これらの第一導光体２の反射部２１、２２の形成範囲Ｓ１は、例えば、Ａ４原稿に対応する長さであり、第二導光体３の反射部３１、３２の形成範囲Ｓ２はＡ３原稿に対応する長さとなっている。

そして、第一導光体２の反射部２１、２２と第二導光体３の反射部３１、３２の形成領域は、その一端部が長手方向で揃うように形成、つまり、導光体２、３の同一端部側から形成することが好適である。
こうすることで、原稿サイズが異なる場合でも、読取開始位置を揃えることができるため、装置構成上で好ましい
勿論、第一導光体２の長さを、必要とされる反射部２１、２２の形成範囲が確保できるだけの長さとしてもよい。ただ、両導光体２、３の長さを同一とする場合、部品の共通化が図られて部品数を一律にすることができ、また、導光体の支持機構も同一のものでよく、作業効率や材料コストの面で好ましい。

これら第一導光体２および第二導光体３の一端部（光入射端部）２ａ、３ａにはそれぞれＬＥＤ９、９が配置され、このＬＥＤ９からの光が当該光入射端部２ａ、３ａを経て導光体２、３内に導入され、内部を長手方向に伝播していき、それぞれの反射部２１、２２および反射部３１、３２によって反射されてそれぞれ導光体２、３から出射される。

図３にこの第１実施例の具体的構造が示されていて、第一導光体２および第二導光体３は、それぞれ第一支持台６および第二支持台７に取り付けられている。この第一支持台６の一面には第二反射体５が、そして、第二支持台７の一面には第一反射体４が取り付けられている。
図４に光源装置１の全体斜視図が示されていて、両支持台６、７は、共通の支持部材１０に取り付けられており、これら第一支持台６、第二支持台７にはそれぞれ第一導光体２および第二導光体３が取り付け支持されている。
そして、この共通の支持部材１０には、図１、３に示す原稿読取面８１光を取り出す読取開口１１が形成されている。

図５には、本発明の線状光源装置１の第２実施例が示されていて、この実施例では、各導光体２、３に対向配置された各反射体４、５が一対の（２個の）反射体からなるものであり、第一導光体２に対向して第二導光体３の近傍には一対の第一反射体４１、４２が配置され、同様に、第二導光体３に対向して第一導光体２の近傍には一対の第二反射体５１、５２が配置されている。
これにより、第一導光体２の第二反射部２２からの光は２つの第一反射体４１、４２に向けられて、ここで反射されて原稿読取面８１に照射される。同様に、第二導光体３の第二反射部３２からの光は２つの第二反射体５１、５２に向けられて、ここで反射されて原稿読取面８１に照射される。
こうすることで、原稿読取面８１における段差の影響をより完全に解消することが可能となる。

図６にこの第２実施例の具体的構造が示されていて、共通の支持部材１０上に取り付けられた第一支持台６および第二支持台７には第一導光体２と第二導光体３がそれぞれ支持されている。第一支持台６の二面が鏡面加工されていて、第二反射体５１、５２として機能するものであり、同様に、第二支持台７の二面が鏡面加工されていて、第一反射体４１、４２として機能するものである。
この支持台は、金属部材、白色樹脂又は白色のセラミックス材により構成されている。
なお、この第２実施例では、支持台自体に反射機能を持たせる構成として説明したが、図３に示す第１実施例のように、別途反射体を取り付ける構成としてもよいし、また、図３の第１実施例においても、図６に示す第２実施例のように、支持台自体に反射機能を持たせるようにしてもよい。

図７、８に他の第３実施例が示されている。図１〜図６の第１実施例及び第２実施例では、第一導光体２と第二導光体３は光軸Ｌに関して対称位置に対向配置されているが、この第３実施例では、図７に示すように、第一導光体２と第二導光体３は長手方向に沿って同軸上に配置されている。
この場合、導光体２、３に光入射するＬＥＤ９、９は第一導光体２と第二導光体３の隣接端部とは反対側の開放端部にそれぞれ配置されることはいうまでもない。
図８に示されるように、直列状に配置された第一導光体２と第二導光体３に対向して、第一反射体４と第二反射体５が直列上に配置される。この場、この第一反射体４と第二反射体５とは長手方向において一体的に形成されて共通する一部材とすることもできる。

ところで、第一導光体の反射部からの出射光と、第二導光体の反射部からの出射光は配光分布を揃えることが好ましい。以下、図９〜図１１によりこれを実現した第４実施例を説明する。
図１０に第一導光体２の反射部２１（２２）および第二導光体３の反射部３１（３２）による出射光が模式的に示されていて、（Ａ）は第二導光体３内の光の挙動の説明図、（Ｂ）は第一導光体２内の光の挙動の説明図、（Ｃ）は改良された第４実施例における第一導光体２内の光の挙動の説明図である。

図１０（Ｂ）を参照して、光入射端部２ａから第一導光体２に入射した光は反射部２１（２２）によって反射されて出射するが、反射されなかった一部の光はそのまま導光体２の他端部に向かい、当該端部の反射端部２ｂによって反射されて導光体２内を反対方向に進み、反射部２１によって反射されて外部に出射する。
このため、反射部２１の反射端部２ｂ側の端部領域では、元々の反射光に加えて、この戻り反射光が重畳された形で出射されることになる。

その長手方向の配光分布が図１１（Ａ）に示されていて、第一導光体２の反射部２１（２２）の端部において、出射量が第二導光体３の同一領域における出射量よりも増えてしまい、配光分布が揃わないという不具合が生じることがある。
この不具合を解消する構成が図９に示されていて、第一導光体２の反射部２１（２２）の端部領域、即ち、光入射端部２ａとは反対側の端部領域、さらに言えば、光反射端部２ｂ側の端部領域に、ピッチ調整部２１ａ（２２ａ）が設けられており、当該ピッチ調整部２１ａ（２２ａ）における溝のピッチＰ１が、前記第二導光体３の反射部３１（３２）の対応する領域での溝のピッチＰ２より大きくなるように形成されている。

こうすることで、図１０（Ｃ）に示すように、第一導光体２の反射部２１（２２）におけるピッチ調整部２１ａ（２２ａ）では、ＬＥＤ９から光入射端部２ａを経て導光体２内に導入された光は、当該ピッチ調整部２１ａ（２２ａ）ではその反射量が減ずるものの、他端側の光反射端部２ｂから戻ってくる光を併せて反射することで、図１１（Ｂ）に示すように、第一導光体２の反射部２１（２２）による反射量を、第二導光体３の反射部３１（３２）の対応領域での反射量と揃えて同様な配光分布とすることができる。

以上のように、本発明では、導光体を一対の第一導光体と第二導光体から構成し、これらにそれぞれ対向配置され、当該両導光体からの光をそれぞれ原稿読取面に導く第一反射体および第二反射体を備え、導光体に形成する反射部が、前記導光体の端部から導光された光を原稿読取面側へ反射する第一反射部と、導光された光を対向する反射体へ反射する第二反射部とからなり、前記第一導光体に形成される反射部の長手方向の形成範囲と、前記第二導光体に形成される反射部の長手方向の形成範囲が異なって形成したことにより、各導光体の発光領域（光照射エリア）を変えることができ、異なる用紙サイズの原稿に的確に対応することができるという効果を奏するものである。
また、前記第一導光体および第二導光体のそれぞれに対向して第一反射体と第二反射体を配置したので、原稿面に段差があっても両サイドから光照射できて光の影ができることがなく、鮮明な読取りができる。

１ ：線状光源装置
２ ：第一導光体
２ａ：光入射端部
２ｂ：光反射端部
２１：第一反射部
２２：第二反射部
２１ａ（２２ａ）：ピッチ調整部
３ ：第二導光体
３１：第一反射部
３２：第二反射部
４ ：（第一導光体の）第一反射体
５ ：（第二導光体の）第二反射体
６ ：第一支持台
７ ：第二支持台
８ ：原稿載置面
８１：原稿読取面
９ ：ＬＥＤ
１０：支持部材
１１：読取開口

Claims (10)

1. 外周面に長手方向に沿って反射部が形成された長尺な導光体と、その一端に配置されたＬＥＤを有する原稿読取用の線状光源装置において、
   前記導光体は、第一導光体と第二導光体からなるとともに、
   前記第一導光体および第二導光体のそれぞれに対向配置され、当該両導光体からの光をそれぞれ原稿読取面に導く第一反射体および第二反射体を備え、
   前記反射部は、前記導光体の端部から導光された光を原稿読取面側へ反射する第一反射部と、導光された光を対向する反射体へ反射する第二反射部とからなり、
   前記第一導光体に形成される反射部の長手方向の形成範囲と、前記第二導光体に形成される反射部の長手方向の形成範囲が異なっており、発光領域が変えられることを特徴とする線状光源装置。
2. 前記第一導光体と第二導光体は、対向配置されており、
   前記第一導光体に対向するよう配置された第一反射体は、前記第二導光体の長手方向に沿って隣接配置されており、
   前記第二導光体に対向するよう配置された第二反射体は、前記第一導光体の長手方向に沿って隣接配置されていることを特徴とする請求項１に記載の線状光源装置。
3. 前記第一導光体と第二導光体は、長手方向に沿って同軸上に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の線状光源装置。
4. 前記第一導光体と第二導光体にそれぞれ対向配置された前記第一反射体と第二反射体は、長手方向において一体的に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の線状光源装置。
5. 前記第一導光体と第二導光体は、長手方向の長さが同じであることを特徴とする請求項２に記載の線状光源装置。
6. 前記第一導光体に形成される反射部と、前記第二導光体に形成される反射部は、それぞれの形成領域の光入射側の一端が前記導光体の長手方向で揃うように形成されていることを特徴とする請求項５に記載の線状光源装置。
7. 前記導光体の反射部は、当該導光体の外周面に所定のピッチで形成された円周方向の溝によって構成されており、
   前記第一導光体の反射部の長手方向長さが、前記第二導光体の反射部よりも短くなるように構成されており、
   前記第一導光体の反射部における光入射側とは反対側の端部領域に、ピッチ調整部が設けられており、当該調整部における溝のピッチが、前記二導光体の反射部における対応する領域での溝のピッチより大きくなるように構成されていることを特徴とする請求項６に記載の線状光源装置。
8. 前記導光体を固定するための支持台を備え、
   前記反射体は、前記支持台に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の線状光源装置。
9. 前記導光体を固定するための支持台を備え、
   前記支持台は反射部材で構成されており、前記反射体の機能を兼ねていることを特徴とする請求項１に記載の線状光源装置。
10. 前記支持台は、金属部材、白色樹脂又は白色のセラミックス材で構成されていることを特徴とする請求項９に記載の線状光源装置。
    
    
    

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