JP2682647B2 - 照明装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は照明装置に関し、より詳細には、複写機、製
版機等の全面照明手段に適用しうる照明装置に関するも
のである。

〔従来の技術〕

全面露光方式の電子写真複写機や静電印刷機等では、
感光面上に均一な照度で原稿像を露光することが要求さ
れる。そのためレンズのCOS4乗則を補正するように被照
明領域の周辺の照度を上げる方法、もしくは原稿像のレ
ンズへの入射光を均一にして、光路内へCOS4乗則を補正
する補正フィルタ等を入れる方法等が提案されている。
後述の方法で、原稿面の拡散反射が均一とした場合は、
被照明領域を均一に照明する必要があり、このように被
照明領域を均一に照射するための手段の一つが特開昭61
−93501号公報に開示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術では、光源と、回転曲面を反射面とする
主反射鏡とを有し、上記反射面の回転軸が被照明領域の
一端外側に位置するとともに、上記光源の中心と同軸か
つ上記被照明領域の平面部に垂直であり、上記反射面の
形状が、上記光源からの光を、上記平面部へ、上記回転
軸からの距離に比例する光束密度で反射するような形状
に定められている。

そして、平面状の被照明領域を均一に照明できる反
面、主反射鏡からの光は放射状に発散されるため全部の
光が被照明領域を照射するのではなく、被照明領域の外
側にはみ出す光もある。

従って、照明効果の点では改善の余地が残されている
といえる。

また、一般的にも、四角形平面状の被照明領域を照明
する場合に、主反射鏡が被照明領域の一端側に配置され
る構成では、反射光の発散により被照明領域から外れる
光の存在による照明効率の低下を無視できない。

従って、本発明の目的は、照明効率の向上を図ること
のできる照明装置を提供することにある。本発明の他の
目的は照明効率の向上を図り、かつ、むらの少ない照明
装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記の目的を達成させるため、 ．単一の円弧状光源と、該円弧状光源の曲率中心が通
る軸と同じ軸を回転中心とする回転曲面を有する主反射
鏡とを四角形平面状の被照明領域の一辺の外側下方に配
置した照明装置であって、前記一辺に隣接する互いに対
向する各辺の外側下方に、前記被照明領域に対しほぼ垂
直にかつ互いに対向して配置した補助反射板と、前記被
照明領域の各辺のうち、前記光源が設けられた側の一辺
に対向する辺にそわせて該辺の下方に、前記被照明領域
に対し傾きを以って配置した補助反射板とを有し、前記
円弧状光源からの光が前記主反射鏡および前記各補助反
射板により偏向させられて前記被照明領域に導かれる照
明装置とした（請求項第１項）。

．上記において、前記被照明領域に対し傾きを以っ
て配置した補助反射板は上下２段構成となっていて、上
部反射板は上記被照明領域の外側、下側反射板は上記被
照明領域の内側に位置する構成にする（請求項第２
項）。

．上記またはにおいて、少なくとも１つの補助反
射板に低反射域を設ける（請求項第３項）。

．上記において、低反射域は径6mm以下の黒いドッ
トからなる網点状の領域で構成する（請求項第４項）。

〔作用〕

主反射鏡からの光は被照明領域外に拡散されることな
く、補助反射板により反射されて被照明領域へ導かれ
る。

〔実 施 例〕

以下、本発明の一実施例に基づいて具体的に説明す
る。以下の例は複写機の原稿用照明装置に係る。

第２図、第３図において、符号９は原稿載置用の方形
コンタクトガラスを示し、外周部は金具類で縁取られて
その上面は四角形平面状の被照明領域9Aを構成してい
る。

この被照明領域9Aの一端側には円弧状の光源１と、そ
の下方に曲面状の反射面を有する主反射鏡２がそれぞれ
配置されている。

第２図、第３図からコンタクトガラス９を除去した状
態を示した第１図から明らかな様に、主反射鏡２の反射
面2Aは光源１と曲率中心が通る軸と同じ軸０−０を回転
中心とする回転曲面を有し、この軸０−０はコンタクト
ガラス９の一端外側に位置するとともに有効照明範囲た
る被照明領域9Aの平面部に垂直である。

また、被照明領域9Aへの均一照明を図るため反射面2A
の形状は、光源からの光を、被照明領域へ、軸０−０か
らの距離に比例する光束密度で反射するような形に定め
られている。

第１図、第３図において、軸方向からみて扇形をした
主反射鏡２の二つの側面には側反射板３−1,3−２が設
けてある。これら側反射板は120゜円弧状の主反射鏡２
の光の利用効率を高め疑似的に360゜と同等の反射効果
を与えるためのものである。

次に、第３図において、被照明領域9Aの外縁に相当す
る四辺9A−1,9A−2,9A−3,9A−４の中、主反射鏡２の設
けられている一端側の辺9A−１に隣接する二つの互いに
対向する辺9A−2,9A−４の部位には補助反射板４−1,4
−２が設けられている。

なお、これら補助反射板４−1,4−２は被照明領域9A
の外側に略垂直に、第１図に示す如く反射板ホルダ５−
1,5−２により保持されている。

さらに、主反射鏡２の設けられている一端側の辺9A−
１に対向する辺9A−３の部位にも補助反射板６が設けら
れている。この補助反射板６は上下２段構成となってい
て上部反射板17は被照明領域9Aの外側、下部反射板18は
同内側にそれぞれくるよう、かつ、コンタクトガラス面
に対し斜めになるように取付けられている。

そして、主反射鏡２を保持するベース７について、被
照明領域9Aの直下にはコンタクトガラス９上に載置され
た原稿面からの反射光をレンズ11に導くための開口部８
が形成されている。

光源１を点灯した場合に、第２図に示されるように、
光源１から上方へ照射された光は反射笠10により光源側
へ戻され、光源１から下方へ照射された光と共に主反射
鏡２の反射面2Aで反射され、コンタクトガラス９上に載
置された原稿面（図示されず）へ導かれる。そして原稿
の反射像はレンズ11を介し図示省略の被露光面に結像さ
れる。

上記の如く、光源１を点灯した場合に、もし、補助反
射板４−1,4−2,6等を設けないと、コンタクトガラス９
の上面（原稿面）及びその延長たる平面における主反射
鏡２による主な照明領域は第４図に符号13で示されるよ
うに扇状となり、有効な被照明領域9Aの左右及び光源対
向辺の外側に広くはみ出してしまい、光の利用効率とし
ては好ましくない。

しかし、本例の如く補助反射板４−1,4−２を設ける
ことにより、主反射鏡２による反射光の中、上記被照明
領域の左右外側でのはみ出し光に対応する光は被照明領
域9Aへ向けて反射させられ、被照明領域での照度を上げ
ることができる。

同様に、補助反射板６を設けているので、主反射光の
中、上記被照明領域の光源対向辺外側でのはみ出し光に
対応する光も被照明領域9Aへ向けて反射させられ、照度
の向上に寄与する。

なお、この補助反射６に関しては、前記した如く反射
面が上部反射板17と下部反射板18とより成り、このよう
に構成することにより一層の照明効率向上が図れる。

第４図において符号４−1Mは補助反射板４−１による
反射折返し線、符号４−2Mは補助反射板４−２による反
射折返し線、符号17Mは上部反射板17による反射折返し
線、符号18Mは下部反射板18による反射折返し線をそれ
ぞれ示し、主反射鏡２からの光は上記各折返し線より内
側に折返される如く反射されて被照明領域9Aに光の重畳
領域を形成する。但し、第４図では図の複雑化を避ける
ため、各補助反射板４−1,4−2,6等はコンタクトガラス
９の面に対し垂直状態にあるときを想定して反射領域を
示している。また、第４図において符号17−18,18−17
は補助反射板６の上部反射板と下部反射板との境界線を
示し、これらのラインの内側に反射光は生じない。

そこで、被照明領域9Aに対する照明効率ばかりでな
く、平均的な照明光の分布を得るには、補助反射板をコ
ンタクトガラス９に対して傾けることが有効である。

第５図（ａ）において、補助反射板４−２を例にとる
と、コンタクトガラス面（原稿面）に対し、この補助反
射板が垂直な状態（第５図（ｂ）に符号Ｘで示す状態）
のときの、コンタクトガラス面での反射光照射領域を照
射領域４−2Xとする。

補助反射板４−２を上記状態からコンタクトガラス面
に対し遠ざける傾向に傾けた第５図（ｂ）の符号Ｉで示
される状態では、反射光照射領域は、照射領域４−2Iの
如くなり、照射領域は広がるがそのため照度（単位面積
当り）は小さくなる。

また、上記と逆に、補助反射板４−２をコンタクトガ
ラス面に対し、近づく傾向に傾けた第５図（ｂ）の符号
IIで示される状態では、反射光照射領域は照射領域４−
2IIとなり反射光照射領域はせばまるが照度は大きくな
る。

同様に、補助反射板６に関しても反射光照明領域はコ
ンタクトガラス面に垂直なときの照明領域18Xを基準に
傾きに応じて照明領域18I,18IIの如く変化する。

従って、これらのことから、照度むらの補正が、補助
反射板４−1,4−2,6等の傾きを調整することにより可能
であることがわかる。

特に、第５図に示されるように、補助反射板４−1,4
−２の傾きによる効果は面積的にみて非常に大きい。そ
こで、この性質を利用するべく、補助反射板自体を弾性
板で構成し、その長手方向の一端Ａ、他端Ｂ（各第１図
参照）にてそれぞれ独立に傾きを変化させ、結果的に反
射板をねじる如き態様で傾けることを可能にすれば、反
射光照明領域をある程度の自由度をもって変え得ること
となり調整効果を一層高めることができる。

そこで、次に、補助反射板の角度調整手段について補
助反射板４−１を例にひき、第６図により説明する。

補助反射板４−１は反射板ホルダ25に固定されてい
る。反射板ホルダ25の上端部はコンタクトガラス９のベ
ース26に固定された保持部材27に軸24を介して軸支され
ている。ホルダ25のアーム部25−１と保持部材27との間
には伸張性のスプリング30及びねじ29が介在させてあ
る。

ねじ29の頭部はベース状に露出しており、頚部は保持
部材27の折曲片部に単に貫通し、下部はアーム部25−１
に螺合している。従って、外部よりねじ29を回転させる
ことができ、この回転に応じてアーム部25−１のねじと
の螺合部分が上動又は下動して、反射板ホルダ25が揺動
され、適宜の傾き状態に補助反射板４−１を位置決め設
定することができる。

なお、軸24は、可及的にコンタクトガラス面に近づけ
て設ける方が被照明領域での補助反射板４−１の無用な
振れが少なくなる。

補助反射板４−2,6についても上記と同様の手段を適
用することができる。

ところで、前記第６図に係る補助反射板の傾け手段に
ついては、傾きの角度が比較的小さい範囲では問題ない
が、傾きを大きくしようとすると、ねじ29の部分で所謂
「こじれ」現象を起こし、好ましくない。そこで、これ
を改良したのが第７図の例である。

第７図において、反射板ホルダ250のアーム部250−１
はその先端部が調整ナット190の溝部に係合されてい
る。調整ナット190はねじ290に螺合しており、回り止め
用に円周の一部が半月状にカットされて弦の部分がベー
ス260と一体の保持部材270の壁部に近接している。ま
た、アーム部250−１と保持部材270の上側面部との間を
おし開く様にして開脚性のスプリング180が軸24を利用
して支持されており、反射板ホルダ250を一方向側に付
勢してガタ付きを防止している。さらに、ねじ290の下
端にはねじの抜け止め防止用の止め輪170が取付けてあ
り、清掃等に際して補助反射板４−１に作用する外力に
伴なうねじの抜けを防止している。

この構成によれば、ねじ290の回転に伴なう調整ナッ
ト190の動きを介してアーム部250−１が移動させられる
のであるから、「こじれ」現象によるねじの倒れがな
く、第６図の例に較べて補助反射板４−１の大きな傾き
調整量を得る。

以上、第６図、第７図に示した如き調整手段は、各補
助反射板４−1,4−2,6のそれぞれの長手方向端に独立し
て設けられる。

そして、これにより、各補助反射板４−1,4−2,6を、
コンタクトガラス９に対して傾ける際に長手方向両端で
の各傾け度合を不均一にすることにより補助反射板にね
じりを与え、実際に即した均一かつ効率のよう照明効果
を与えることができる。このようなねじり現象を補助反
射板に得るために、その材料としては適度の弾性体であ
ることが望まれ、例えば光輝Al材（ｔ＝１）が適する。
板厚は厚すぎても薄すぎても不適である。ガラスは適さ
ない。

次に、補助反射板６の具体的態様について説明する。

補助反射板６は上部反射板17と下部反射板18の二つの
反射板からなることは既に述べた通りであるが、この
中、コンタクトガラス９面に近い方の角度変化による影
響（照度等）が大きい。反対に、コンタクトガラス９面
から遠い程、光が拡散するため角度変化による影響が少
ない。

このような特性に着目し、第８図に示す如く、上部反
射板170についてのみ傾き調整可能とし、下部反射板180
については固定とする。

なお、第８図の構成は第６図の構成に準ずるので図を
以て説明に代える。

そこで、上部反射板17について、第６図ないし第７図
に示す調整手段を採用する。

角度的には上部反射板17についてはコンタクトガラス
面に対し85゜、下部反射板18については82゜が基準で、
実験では、上部反射板17については87゜〜80゜、下部反
射板18では84゜〜78゜位が効果があり、これ以外では照
度むらが大きいか若しくは照度不足となった。なお、補
助反射板４−1,4−２については95゜〜75゜が良好であ
った。

第６図、第７図、第８図の各構成では何れも、補助反
射板の傾き角度はコンタクトガラス９を外すことなく、
ねじを外部から回すことにより行うことができるので、
原稿をセットし、画像をとりながら（コピーしながら）
調整することが可能であり、組立、調整が容易となり、
サービスでの保守性が極めて良好となる。

因みに、従来機において、ランプ位置調整若しくはス
リット露光タイプでは遮光板調節が行われているが、こ
れらは全て安全確保のためメインスイッチをオフした
後、コンタクトガラスを外し、画像をとって状態を確認
した上での試行錯誤を繰り返さねばならず、調整作業効
率の点で非常に問題があった。

さらに、一般に組立時だけではなく、発光性能にばら
つきのあるランプ交換時、ランプの劣化、若しくは反射
板の汚れ（片側）の場合にも調整が必要であり、簡単に
調整できる前記第６図ないし第８図の構成は実用的価値
がある。

次に、他の照度むらの調整手段を説明する。

その手段というのは、補助反射板の特定領域に低反射
域を設けるというものである。

第４図を参照するに、照度むらは光の重畳領域すなわ
ち、符号a,b,c,dで囲まれた領域33と、符号e,f,g,hで囲
まれた領域34と、符号ｅ′,f′,g′,h′で囲まれた領域
34′において顕著に生じ、これらの領域で照度が高くな
る。

そして、領域33は補助反射板４−1,4−２の一部であ
る特定領域が相当する。

この特定領域は第９図に符号33Pで示す台形状の領域
が対応する。

そこで、この特定領域33Pでの反射率を低下させるよ
うに黒いドットを印刷し、面積的に反射率を下げる。こ
のように反射率を低下させた特定領域を低反射域と称す
る。

その際、照度が強い個所（照射光線上、光源に近い個
所）は反射率を低くするため、コンタクトガラスに遠い
方は反射率を低く（50％以下）、コンタクトガラス面に
近い個所は遠い個所に比べ反射率を上げるようにドット
径及びドット密度を変化させる。

例えば、コンタクトガラスに近い方は径1mmで６〜7mm
ピッチ、遠い方は径1.6mm、横2mm、縦1.5mm間隔の千鳥
状配列とし、順次ピッチ、径共変化させている。

実験によれば、ドット径6mm〜4mmではコンタクトガラ
スに近い方では被照明領域上に鹿の子状のむらとなって
現われるため、不適である。そこで、できるだけ小さい
ドット径が望まれるが、加工上及び精度上、0.8mm〜2.5
mmが適切といえる。

次に、領域34,34′は補助反射板６の中、下部反射板1
8の特定領域が相当する。

この特定領域は第10図に34P,34P′で示す逆三角形状
の領域が対応する。なお、領域34P,34P′は補助反射板
の中心線Ｑ−Ｑを軸として対称に形成する。

第10図に示すように補助反射板６における上部反射板
17と下部反射板18との接続部37（第８図では符号39で示
す部位が対応）はコンタクトガラス９に対し略平行とな
るため、この面により反射する光がコンタクトガラス面
に入り、レンズ11へ照射するグレア光の原因となる。

そこで、接続部37には光の反射を妨げる無反射コート
（塗装）を施したり、或いはテープ等の別材を施すこと
でグレア光が防止される。

〔発明の効果〕

本発明によれば、照明効率の向上を図ることができる
し、それに加えてむらを少なくすることもでき、好都合
である。

【図面の簡単な説明】

第１図はコンタクトガラスを外した状態での照明装置の
全体斜視図、第２図は照明装置の断面図、第３図は照明
装置の平面図、第４図は光の反射領域を説明した図、第
５図は反射面の傾きに応ずる反射光領域の変化を説明し
た図、第６図、第７図はそれぞれ補助反射板の傾き角度
の調整手段を説明した図、第８図は主反射鏡に対向する
補助反射板についての取付態様及び角度調整手段を説明
した図、第９図、第10図はそれぞれ低反射領域の態様を
説明した図である。 ４−1,4−1,6……補助反射板、9A……被照明領域、33P,
34P,34P′……（低反射域としての）特定領域。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】単一の円弧状光源と、該円弧状光源の曲率
   中心が通る軸と同じ軸を回転中心とする回転曲面を有す
   る主反射鏡とを四角形平面状の被照明領域の一辺の外側
   下方に配置した照明装置であって、 前記一辺に隣接する互いに対向する各辺の外側下方に、
   前記被照明領域に対しほぼ垂直にかつ互いに対向して配
   置した補助反射板と、 前記被照明領域の各辺のうち、前記光源が設けられた側
   の一辺に対向する辺にそわせて該辺の下方に、前記被照
   明領域に対し傾きを以って配置した補助反射板とを有
   し、 前記円弧状光源からの光が前記主反射鏡および前記各補
   助反射板により偏向させられて前記被照明領域に導かれ
   ることを特徴とする照明装置。
2. 【請求項２】請求項第１項において、前記被照明領域に
   対し傾きを以って配置した補助反射板は上下２段構成と
   なっていて、上部反射板は上記被照明領域の外側、下側
   反射板は上記被照明領域の内側に位置することを特徴と
   する照明装置。
3. 【請求項３】請求項第１項または請求項第２項におい
   て、少なくとも１つの補助反射板に低反射域を設けたこ
   とを特徴とする照明装置。
4. 【請求項４】請求項第３項において、低反射域は径6mm
   以下の黒いドットからなる網点状の領域で構成したこと
   を特徴とする照明装置。