JP2693098B2 - 導光体、導光体を有する照明装置、照明装置を有する読取装置及び画像処理システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、導光体、該導光体を有
する照明装置及び該照明装置を有する情報処理装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ファクシミリ装置や電子複写機或
いはその他の情報処理装置の読取装置の照明装置として
は蛍光管等の放電管やＬＥＤチップを多数アレイ状に並
べたＬＥＤアレイが用いられている。特に近年では、フ
ァクシミリ装置などは家庭内での使用にともないより小
型で低価格な製品が要求されていることからＬＥＤアレ
イを利用したものが多くなっている。

【０００３】図４を用いて、このようなＬＥＤアレイを
用いた照明装置の一例を説明する。図４において、４１
はＬＥＤアレイ、４２は原稿面のような被照明面、４３
はＬＥＤチップである。図４（Ａ）はＬＥＤアレイを用
いた照明装置の概略的構成図が照明される原稿とともに
示されており、図４（Ｂ）には図４（Ａ）に示される照
明装置で原稿を照明した場合の原稿面の照度分布の一例
が示されている。図４（Ｂ）に示されるように、ＬＥＤ
チップの数を多くすることにより、すなわち、ＬＥＤチ
ップを密に配列することにより、原稿面の照度は実質的
に均一化して且つ高い照度を得ることができる。しかし
ながら、ＬＥＤチップの使用個数が多いためコスト的に
は充分な低価格化を達成することが難しく、またＬＥＤ
を使用するとはいえどもより一層の低消費電力を達成す
るには限界がある。

【０００４】一層のコストダウンのために、ＬＥＤチッ
プの使用個数を減らすと、すなわちＬＥＤチップを粗に
配列すると、ＬＥＤチップの配列間隔が大きくなるため
に被照明面上での照度分布にむらが生じ均一な照明がで
きなくなる。このことを図５（Ａ）及び図５（Ｂ）を用
いて説明する。図５において図４と同じ番号で示される
部材は図４と同じものを示す。

【０００５】図５（Ａ）にはＬＥＤアレイを用いた照明
装置の概略的構成図が図４（Ａ）と同様照明される原稿
とともに示されており、図５（Ｂ）には図５（Ａ）に示
される照明装置で原稿を照射した場合の原稿面の照度分
布の一例が示されている。図５（Ｂ）に示されるよう
に、ＬＥＤアレイのＬＥＤの個数を減らすと、ＬＥＤチ
ップに対応した部分の原稿面の照度は高いがＬＥＤチッ
プ間の原稿面の照度が低いという極めて不均一な照明状
態となる。このような照度分布となると正確な原稿の読
取は難しくなり、照度分布むらの補正のための回路を必
要とし、よりコスト高になるという問題も生じる場合が
ある。

【０００６】一方、タングステンランプやハロゲンラン
プ等の電球を光源とし、この高源から発せられた光束を
線状に展開して用いる線状照明装置として図６に示され
るような形態のものが考えられている。図６において、
１はハロゲンランプ等の電球、２は球面或いは楕円面状
等の集光性を有する形状とされた反射鏡、３は断面が円
形である例えば石英ロッド等の透光性部材、４は電球１
から発せられた光束が透光性部材３に入射する入射面、
５は透光性部材３を伝播する光束を反射・散乱などをさ
せて透光性部材３の外側に取り出すための領域である。
この領域５は透光性部材３の一部にその表面を粗面化し
たり光拡散反射性の塗料を塗布する等の手段により形成
されている。６は透光性部材３の電球１側との反対側の
終端部に設けられた反射面である。この反射面は透光性
部材３自身の終端部の表面にアルミ等の金属を蒸着した
り或いは光拡散反射性の塗料を塗布して設ける場合もあ
るしまた別部材として設ける場合もある。また、透光性
部材３の断面形状は正方形や矩形としたものも知られて
いる。

【０００７】電球１より発せられ、透光性部材３の入射
面４より透光性部材３内に入射された光束Ｌは、透光性
部材３の内面で反射を繰り返してその内部を伝播し、入
射面４の反対側の面まで到達しそこでまた反射されて透
光性部材３の内部を伝播する。そして反射を繰り返す内
に上記領域５に光が入射されると光束はそこで拡散され
その一部の光ｌ₁ が該領域５と対向する側を射出面とし
て外部に光が射出される。拡散した光束の他の一部ｌ₂
はこの射出面に斜めに入射するために全反射して透光性
部材内を伝播する。そして、伝播を繰り返し、最終的に
入射面４に到達した光は入射面４から外部に射出され
る。

【０００８】電球１を光源として用いる場合は、入射面
４から外部に射出されるようなロスがあっても多くの電
力を投入することで発光量を多くすることができるた
め、それなりに高い照度を得ることができる。

【０００９】しかしながら、電球の使用は高い照度のひ
きかえに大きな消費電力を必要とすること、発熱量が大
きく装置を小型化できないこと等の問題があるに加え
て、電球の寿命は蛍光管に較べてもかなり短く、光量低
下や断線等に応じた交換の必要が生じるため、ＬＥＤの
ようにメンテナンスフリーというわけにも行かないとい
う問題点もある。

【００１０】従って、ファクシミリのような情報処理装
置の読取光源としての照明装置は、光源をＬＥＤ光源と
し、そのＬＥＤ光源からの光束を線状に射出するように
することが望まれる。このようなＬＥＤチップを光源と
した照明装置の別の一例としては図７に示されるような
構成のものが考えられる。図７（Ａ）には照明装置の概
略的構成図が照明される原稿とともに示されており、図
７（Ｂ）には図７（Ａ）に示される照明装置で原稿を照
射した場合の被照明面４２の照度分布の一例が示されて
いる。すなわち、図６において説明したような照明装置
の光源をＬＥＤ光源７１に変えることが考えられる。な
お、図７において図６と同じ番号で示されるものは同じ
部材である。

【００１１】ところでＬＥＤ光源には、多くの種類があ
り、一概に説明することはできないが、近年より一層の
小型化を達成し実装に都合の良いものとして表面実装型
と称するＬＥＤチップが知られている。図８にこの表面
実装型のＬＥＤ光源を示す。図８において、８１はＬＥ
Ｄチップ、８２は基板、８３は反射枠、８４は透光性樹
脂、８５及び８６は夫々基板８２の表面に形成された電
極である。このようなＬＥＤ光源は光源自体の大きさが
２〜３mm以下、高さが２mm以下のものであり小型化が進
んでいる。また、電極８５及び８６が基板８２の側面を
経由して裏面に引き出されているために実装に際しては
単にクリームハンダを印刷した実装用の基板の上におい
てリフロー炉を等して加熱（リフロー）するだけで良
く、効率よい実装を行なうことができる。従って、線状
光源として用いるにはこのようなＬＥＤ光源を用いるこ
とがより望ましい。

【００１２】このようなＬＥＤ光源は図８に示されるよ
うな発光指向性を有するために、図７（Ａ）に示される
ように透光性部材３で導光、反射・拡散して原稿面を照
明しようとすると、図７（Ｂ）に示されるようにＬＥＤ
光源７１側の照度が高く、他の部分が低くなるといった
ような照度分布の均一性に問題が生じる。

【００１３】これは、ＬＥＤ光源７１から斜めに射出さ
れた光束が透光性部材３の領域５に直接入射しそこで散
乱されて透光性部材３の外部に取り出されてしまうため
である。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来のＬＥ
Ｄチップをライン状に配した照明手段及び該照明手段を
有する情報処理装置が有していたＬＥＤチップの使用個
数が多いためコスト的には充分な低価格化を達成するこ
とが難しく、またＬＥＤを使用するとはいえどもより一
層の低消費電力を達成するには限界があるという問題点
や、ＬＥＤアレイのＬＥＤの個数を減らした結果、ＬＥ
Ｄチップに対応した部分の原稿面の照度は高いがＬＥＤ
チップ間の原稿面の照度が低いという極めて不均一な照
明状態となったり、ＬＥＤチップを透光性部材の端面に
配した場合に生じる原稿面の照度の不均一となったり、
更には照度分布むらの補正のための回路を必要とし、よ
りコスト高になるという問題も生じるという問題点を解
決することを目的とする。

【００１５】また、本発明は電球を使用した照明手段及
び該照明手段を有する情報処理装置が有していた大きな
消費電力を必要とすること、発熱量が大きく装置を小型
化できないこと等の問題やメンテナンスフリー化ができ
ないという問題点を解決することを目的とする。

【００１６】更に本発明は、照度の均一性が高く、低消
費電力で小型化が容易な照明装置及び該照明装置に使用
される導光体及び前記照明装置を有する情報処理装置を
提供することを目的とする。

【００１７】更に本発明は、ＬＥＤ光源を線状の照明装
置の光源として使用した場合に生じる照明むらの問題
と、ＬＥＤ光源側とそこから離れた側とでの照度の差が
大きいという問題を解決することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされたものであり、請求項１に記載の導
光体は、読み取る画像を照射するために光源からの光を
長手方向に導光し光を照射する導光体において、前記光
源からの光を前記導光体の長手方向に沿って拡散及び／
または反射する領域を有し、少なくとも前記光源近傍に
おいて前記領域の中心を通る法線が前記光源の中心を通
る法線からずれるように前記光源に対する前記領域の相
対的位置を設定したことを特徴とする。

【００１９】請求項７に記載の照明装置は、読み取る画
像を照射するために光源からの光を長手方向に導光し光
を照射する導光体を内蔵した照明装置であって、前記導
光体は、前記光源からの光を前記導光体の長手方向に沿
って拡散及び／または反射する領域を有し、少なくとも
前記光源近傍において前記領域の中心を通る法線が前記
光源の中心を通る法線からずれるように前記光源と前記
領域との相対的位置を設定したことを特徴とする。請求
項１３に記載の読取装置は、光源からの光を長手方向に
導光し光を照射する導光体を内蔵した照明装置と、前記
照明装置により照明された画像を読取り画像信号を出力
する光電変換手段とを備え、前記導光体は、前記光源か
らの光を前記導光体の長手方向に沿って拡散及び／また
は反射する領域を有し、少なくとも前記光源近傍におい
て前記領域の中心を通る法線が前記光源の中心を通る法
線からずれるように前記光源と前記領域との相対的位置
を設定したことを特徴とする。

【００２０】請求項１９に記載の画像処理システムは、
光源からの光を長手方向に導光し光を照射する導光体を
内蔵した照明装置と、前記照明装置により照明された画
像を読取り画像信号を出力する光電変換手段と、前記画
像信号に所定の処理を施す処理手段と、前記照明装置と
前記光電変換手段と前記処理手段の制御を行う制御手段
とを備え、前記導光体は、前記光源からの光を前記導光
体の長手方向に沿って拡散及び／または反射する領域を
有し、少なくとも前記光源近傍において前記領域の中心
を通る法線が前記光源の中心を通る法線からずれるよう
に前記光源と前記領域との相対的位置を設定したことを
特徴とする。

【００２１】

【実施例】以下、図面を用いて本発明を詳述する。

【００２２】図１は本発明の照明装置を説明するための
概略的構成図であり、図１（Ａ）には本発明の照明装置
を側面から見た模式的側面図が被照明面である照明され
る原稿とともに示され、図１（Ｂ）には図１（Ａ）を紙
面に垂直な面で切断した場合の透光性部材３と領域５の
模式的切断面図、図１（Ｃ）は図１（Ａ）に示される矢
印Ａ方向から照明装置を見た模式的側面図である。図１
に示されるように、本発明の照明装置は、断面が矩形の
透光性部材３の長手方向の一方の端面にＬＥＤ光源８を
配し、透光性部材３からの光束の射出部に対向する面に
光束を反射（或いは拡散）するため透光性部材３の一部
にその表面を粗面化したり光拡散反射性の塗料を塗布す
る等の手段により形成された領域５が配されている。ま
た、ＬＥＤ光源８の反対側の端面には透光性部材３内を
伝播した光束を反射するため透光性部材３自身の終端部
の表面にアルミ等の金属を蒸着したり或いは光拡散反射
性の塗料を塗布して設けたり或いは別部材として設けら
れた反射部が設けられている。

【００２３】本発明においては、図１（Ｃ）に示される
ように、ＬＥＤ光源の中心位置が領域５の短手幅の中心
を通る法線からずらされて（オフセットされて）配され
ている。

【００２４】ＬＥＤ光源８から発せられた光束は、通常
は透光性部材内で反射を繰り返して透光性部材内部を伝
播し、反射部６まで到達して今度はＬＥＤ光源８に向か
って戻ってくる。また、伝播途中で領域５に入射した光
束は領域５で拡散反射され射出部を通って被照射面であ
る原稿面に照射される（ｌ₁ ）、或いは再び透光性部材
３内で反射されて伝播する（ｌ₂ ）。

【００２５】また、本発明では、領域５の幅の中心を通
る法線からずらされてＬＥＤ光源８が配されているの
で、領域５に直接ＬＥＤ光源８から入射される光束が減
少するので、ＬＥＤ光源８側のみ照度が高くなり透光性
部材３の長手方向に生じるという照度の不均一は充分解
消される。また、領域５に入射される光束は、ＬＥＤ光
源８から発せられた光束が透光性部材３内で反射された
間接光になるため射出部より射出される光束は透光性部
材３の長手方向に亙って均一化される。

【００２６】以上のことを図面を用いて説明する。

【００２７】図２には、図１（Ｃ）と同じ側面が示され
ており、ＬＥＤ光源８から発せられた光束の一部が矢印
ｌ₃ 、ｌ₄ で示されている。図２に示されるように、Ｌ
ＥＤ光源８から発せられた光束はｌ₃ で示される直接光
とｌ₄ で示される間接光とがある。

【００２８】しかしながら、本発明においては、領域５
の中心を通る法線からずらしてＬＥＤ光源８を設けてい
るため直接光ｌ₃ の入射される割合が減り全体として間
接光ｌ₄ が増すため射出部から射出される光束は透光性
部材３に亙って均一化することができる。

【００２９】なお、ＬＥＤ光源８をずらす量は少なくと
もＬＥＤ光源８が領域５の中心を通る法線からずれる位
置とされるが、あまり離しすぎるとＬＥＤ光源８からの
光束はほとんど間接光になるのと透光性部材３内での光
束の損失があるため適宜決めることが望ましい。極端に
離した場合はＬＥＤ光源８の配設側で照度が落ちるので
注意すべきである。

【００３０】図３は本発明の照明装置と従来の照明装置
との違いを説明するためのもので、図３（Ａ）及び図３
（Ｂ）は夫々本発明の比較例であり、図３（Ｃ）は本発
明の照明装置である。また、図３においては夫々図１
（Ａ）に示される矢印Ａの方向と同様な方向から透光性
部材とＬＥＤ光源を見た模式的側面図と図示される照明
装置を用いた場合の照度分布が示されている。

【００３１】図示される様に、図３（Ａ）は断面が円形
の透光性部材を用い、その中心とＬＥＤ光源の中心とを
一致させ、且つ、領域５の中心を通る法線が前記中心を
通るように配置した場合の例であり、図３（Ｂ）は断面
が矩形の透光性部材を用いその対角線の交点とＬＥＤ光
源の中心とを一致させ、且つ、領域５の中心を通る法線
が前記中心を通るように配置した場合の例である。

【００３２】図３（Ｃ）は前記したように本発明の照明
装置の一例を示し、断面が長方形の透光性部材を用い、
領域５の幅の中心を通る線からａだけ離された位置にＬ
ＥＤ光源８の中心を合わせて配されている。

【００３３】また、いずれの場合も光源の中心と領域５
が設けられている透光性部材の面までの距離は同じ距離
ａとした。

【００３４】ＬＥＤ光源８から発せられ透光性部材に入
射した光束は、透光性部材の内面で一度も反射すること
なく直接領域５に入射する直接入射光と少なくとも一度
以上内面で反射した後に入射する間接入射光とに分けて
考えることができる。

【００３５】ここで、直接入射光についてかんがえる
と、領域５に直接入射する光量はＬＥＤ光源８から領域
５を見込む角度Δθに依存する。Δθが大きいほど直接
入射光の光量が大きく、小さいほど少なくなる。領域５
の幅をｗ、ＬＥＤ光源から取り出し部までの鉛直方向の
距離をａとすると、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は領域５
の直上にＬＥＤ光源があるのでこの角度Δθは、Δθ＝
２ｔａｎ^-1｛（ｗ／２）／ａ｝≒ｗ／ａとなる。

【００３６】一方図３（Ｃ）に示される本発明において
は、ＬＥＤ光源は領域５の直上になく横に距離ａだけず
らされているので、Δθは、Δθ＝２ｔａｎ^-1｛（ｗ／
２×２^1/2 ）／２^1/2 ×ａ｝≒ｗ／２ａとなり、図３
（Ａ）及び図３（Ｂ）の約半分となる。

【００３７】このため、本発明においては直接入射光の
光量が従来のものに比べて減少する。

【００３８】これに対して間接入射光はその分増加す
る。その結果、全体としての照度分布はＬＥＤ光源近傍
のピークが緩和されるので改善される。

【００３９】このことは、図３の光源からの位置に対す
る相対照度のグラフを見れば容易に理解できる。従来の
ものはいずれも直接入射光の光源側のピーク、光量とも
大きいため間接入射光と直接入射光とを合わせた全体の
光量は光源側にピークを持つ不均一なものとなってい
る。これに対して、本発明では光源側の光量は減少する
が全体としての光量は均一なものとなっているので均一
な照明装置としてはより使い勝手が上がっているのがわ
かる。

【００４０】図９は、図１に示される本発明の照明装置
の変形例である。図９に示される照明装置において、図
１に示される照明装置と大きく異なる点は、ＬＥＤ光源
からの直接入射光を更に低減するために、透光性部材３
に凸部３５を設け、その凸部３５の端面に領域５を設け
ている点である。

【００４１】図９に示されるように、ＬＥＤ光源からの
光束は、領域５が透光性部材３の３１に設けられた面よ
り突出して設けられた凸部３５の下面に設けられている
ので、直接領域５に入射する量が図１に示される照明装
置の場合と較べて減少する。言い換えれば、ＬＥＤ光源
からの光束の多くは領域５に直接入射することなく、透
光性部材３内で少なくとも１回以上反射されてから入射
される。

【００４２】つまり、図９に示される照明装置において
は、直接入射光が減少し、間接入射光の比率がより上が
っていることになる。これによって図３（Ｃ）との比較
をすると、直接入射光の割合が減少しているためにＬＥ
Ｄ光源側の照度は減少し、間接入射光の割合が増加して
いるため間接入射光の照度はわずかではあるが増加す
る。

【００４３】従って、図９に示されるように、透光性部
材３に凸部を設け、この端面に領域５を形成することに
よって照度はより均一性を高くすることができ、また照
度も向上させることができる。

【００４４】図１０には図１に示される照明装置の別の
変形例が示される。図１０に示される照明装置は、領域
５を中心にして、ＬＥＤ光源が設けられている側の反対
側にも透光性部材３が延在されている。

【００４５】このような構成とすることによって、間接
入射光に係る照度はより均一なものとなるためＬＥＤ光
源側は照度が高いもののＬＥＤ光源側の一部を除いた部
分の照度はより均一化される。

【００４６】図１１は図９及び図１０に示される照明装
置を組み合わせた形状の照明装置が示されている。つま
り、透光性部材の原稿照射面と反対側の面に凸部３５が
設けられ、その凸部３５の端面に領域５が形成されてお
り、更に、領域５を中心としてＬＥＤ光源８を設けた側
にも透光性部材３が延在されている。

【００４７】このような構成とすることにより、領域５
に入射される光束は透光性部材３内でより多く反射され
た間接入射光となるため間接入射光に係る照度分布はよ
り均一のものとなる。また、直接入射光については図９
の場合と同様である。

【００４８】従って、全体の照度としては図９の場合に
較べてより間接入射光の寄与分が均一化されるためによ
り一層の均一化が図れることになる。

【００４９】ＬＥＤ光源を用いた場合は、白熱電球を用
いた場合に較べて光量が減少する。そこで、より光量を
増加させるためにはＬＥＤチップの数をより多くすれば
良い。

【００５０】ＬＥＤ光源を本発明の主旨に沿ってより多
く配設するためには、ＬＥＤ光源を設けるための透光性
部材の端面をより大きくするれば良い。

【００５１】例えば、図１２（Ａ）に示されるように、
延在された透光性部材３の側にもＬＥＤ光源８を設ける
ことによってより一層の光量向上を図ることができる。
この場合、領域５に入射される直接入射光と間接入射光
のいずれもが増加するが、ＬＥＤ光源８から領域５への
の直接入射光の入射光量と間接入射光の入射光量とをバ
ランスさせれば、例えば、ＬＥＤ光源８を配置する位置
を凸部３５（領域５）から適宜離す、ＬＥＤ光源８側の
照度だけが高くならず全体の照度はより均一により高い
ものとすることができる。

【００５２】また、領域５（凸部３５）を挟むＬＥＤ光
源８を領域５からより離して配置した場合は、ＬＥＤ光
源８を配した側の照度が領域５への直接入射光の減少に
ともない減少してしまい、領域５への間接入射光の寄与
分が増加してＬＥＤ光源から離れた位置の照度が増加し
てしまう場合がある。このような場合には、図１２
（Ｂ）に示されるように透光性部材の領域５（凸部３
５）と一致する位置にＬＥＤ光源８を更に配置すれば良
い。このようにすることによって、ＬＥＤ光源８が配さ
れた側の照度もそこから離れた部分の照度も増加させる
ことができる。もちろん、このようなＬＥＤ光源８の配
置は領域５への直接入射光と間接入射光とのバランスを
とって行なわれるのは言うまでもない。

【００５３】なお、照明装置の照度は、ＬＥＤチップの
数に大まかには比例するので、図１２にあるような構成
とすることによってよりいっその照度向上を図ることが
できる。

【００５４】もちろん図１２に示されるようなＬＥＤ光
源の配置は図１０や図１１に示される照明装置と較べて
もほとんどその大きさに変わりがないのでより照度を向
上させたい場合には好ましい構成である。

【００５５】また、より一層の照度の均一化と光照度化
を達成するためには、上記した例のように透光性部材３
の片側端面にのみＬＥＤ光源８を設けるだけでなく、透
光性部材３の両端面に夫々ＬＥＤ光源８を対向させるよ
うに設けることも望ましい。

【００５６】この一例を図１３に示す。図１３（Ａ）に
は本発明の好ましい照明装置の模式的側面図が照明され
る被照明面である原稿面とともに示され、図１３（Ｂ）
には図１３（Ａ）を紙面に垂直な面で切断した場合の透
光性部材３と領域５の模式的切断面図、図１３（Ｃ）は
図１３（Ａ）に示される矢印Ａ方向から照明装置を見た
模式的側面図である。

【００５７】図１３に示されるように、本発明の照明装
置はＬＥＤ光源８が透光性部材３の両端に設けられてい
るため、照度の一層の向上が図られ、且つ、透光性部材
３に亙って左右対称の照度分布とすることができる。

【００５８】ところで、ファクシミリ装置等の情報処理
装置において、１走査期間内に走査方向と交わる方向
（センサーと原稿との相対的な移動方向）でのラインセ
ンサーによって読み取られる領域はさほど広いものでは
ない。また、図３０に示されるように、領域５において
拡散・反射された光束の内、被照明面に対向する射出部
から射出された光束が被照明面の照明に寄与するのであ
るが、この射出された光束は拡散光であるために透光性
部材３の光の射出部から被照明面が離れるほど急速に非
照明面を照明する照度が減少する。

【００５９】従って、より一層照明強度を強くしたい場
合には透光性部材から射出された光束をレンズによって
集光することが効果的である。

【００６０】図１４にこの一例を示す。図１４は図１３
に示される照明装置の透光性部材３の被照明面側に透光
性部材３に沿って設けられたシリンドリカルレンズ９を
配してある。図に示されるように、シリンドリカルレン
ズ９の中心は領域５に対向する位置に設けるのが効果的
であるが、必要な光強度が得られるのであれば必ずしも
これにこだわる必要はない。

【００６１】このように透光性部材３の被照明面側にレ
ンズを設けることによって、透光性部材３から射出され
た光束を集光して被照明面を照射することができるた
め、照度分布自体は実質的に変化しないが、平均照度を
向上させることができる。

【００６２】これによって、より低感度のセンサーを使
用することが可能になるほか、同じ感度のセンサーを使
用した場合はより高速の読取に対応することができる。
また、カラー化にともなうフィルターでの光量低下によ
る感度低下の問題も高速読取を保ったままで充分解決で
きる照度を得ることができる。

【００６３】粗面化や光拡散性塗料塗布が施された領域
５の場合は、そこに入射された光束がより均一に拡散さ
れるが、透光性部材３の端面への逆行する光束の成分が
あるためにＬＥＤ光源８から発せられた光束の利用効率
という点では充分とは言えない面がある。そこで、平均
照度を更に向上させるためには領域５を粗面や光を拡散
するような塗料を塗布したものから、鋸歯状の反射面に
変えることも効果的である。

【００６４】図１５に、図１の照明装置の領域５を鋸歯
状の反射面にした例を示す。この鋸歯状の反射面とされ
た領域５は透光性部材３の側面の一部を透光性部材３と
の一体成形或いは透光性部材３の切削によって形成した
り、別部材で形成された鋸歯状の別部材を透光性部材３
の側面に接着剤や超音波接合等で接合することによって
形成することができる。中でも透光性部材と一体成形と
するのがコストや作製工程数の減少という点から望まし
い。鋸歯状の反射面とされた領域５の部分の表面にはＡ
ｌや銀等の光輝性金属を蒸着することが好ましい。

【００６５】図１５（Ａ）に示されるようにＬＥＤ光源
８から発せられた光束の一部は領域５に入射し、領域５
の反射面で反射されて被照射面を照明する。領域５に入
射された光束は、上記で説明されたような粗面や光拡散
性塗料面でないため実質的に拡散反射しない。従って、
反射面に入射された光は効率よく被照射面側に反射され
ることになる。

【００６６】図１６及び図１７を用いて、上記鋸歯状の
反射面とされた領域５について詳述する。

【００６７】図１６は透光性部材３の模式的側断面図
で、図１７は図１６の部分拡大図である。ＬＥＤ光源８
から発せられた光束Ｌは透光性部材３の入射側端面４を
通って透光性部材３中に入射し、上記したように透光性
部材３内で反射を繰り返しながら伝播する。この光束Ｌ
の一部は、透光性部材３内で反射された後領域５の鋸歯
状の反射面７に到達しそこで反射されて透光性部材３の
外部に取り出される。

【００６８】つまり、ＬＥＤ光源８からの光束は、Ｘ軸
方向に配された領域５の反射面７に入射され、反射され
て外部に取り出される。

【００６９】ところで、ＬＥＤ光源８からの透光性部材
内での光束のＸ軸に対する角度をθ、透光性部材の屈折
率と外部媒介質（通常は空気）の屈折率とで決まる臨界
角をθ_C とすると、入射光束の透光性部材内での角度θ
は、−θ_C ＜θ＜θ_C を満たす。

【００７０】また、透光性部材の側面で全反射を繰り返
しながら光束が伝播する場合は、光束は該側面の法線に
対して臨界角θ_C 以上の角度を持っていなければならな
いので、透光性部材３内を伝播する光束の角度θは、−
（９０−θ_C ）＜θ＜（９０−θ_C ）となる。

【００７１】従って、上記２つの条件から、ＬＥＤ光源
８から入射端面４を通って透光性部材内に入射し、その
内部を繰り返しながら伝播する光束のＸ軸に対する角度
θは、上記２つの条件の内の狭い方になる。

【００７２】今ここでθ_lim をθ_C と９０−θ_C の内の
小さい方とすると、−θ_lim ＜θ＜θ_lim である。

【００７３】この光束が鋸歯状の反射部７に入射され反
射される様子は図１７に示されるように、透光性部材３
内を伝播する光束の内、Ｘ軸に対する角度θが負の光束
のみであるのでθ＝０〜−θ_lim の範囲となる。ここ
で、小反射面の角度、すなわち、反射面７のＸ軸に対す
る角度αを、α＝｛９０＋（−θ_lim ／２）｝／２とす
ると、光束はＸ軸に対して９０度±（θ_lim ／２）の範
囲に反射されて領域５に対向する領域を射出部として外
部に取り出される。このとき、この射出部とＸ軸とが実
質的に平行であるならば、これらの光束の射出部への入
射角は（θ_lim ／２）を越えない。上記のθ_lim はθ_C
と９０−θ_C の内の小さい方なので、θ_lim ≦θ_C とな
り、射出部への入射角は臨界角より小さい。

【００７４】このため、射出面で全反射されて透光性部
材３内を逆方向に進行し、入射端面４から射出されてし
まう光束が少なくなり光束の利用効率が高い明るい照明
装置とすることができる。

【００７５】なお、αは、α＝｛９０＋（−θ_lim ／
２）｝／２で決まる角度と完全に一致しておらずとも、
（９０−θ_C ）＜α＜（９０＋θ_C −θ_lim ）／２を満
たせば鋸歯状に形成された反射面７によって反射された
光束の射出部への入射角は臨界角θ_C を越えるので同様
の効果を得ることができる。

【００７６】例えば、透光性部材３をアクリル樹脂を用
いると、θ_lim ＝θ_C ≒４２°となるので、α＝｛９０
＋（−４２／２）｝／２＝３４．５≒３５°とすること
により効率よくＬＥＤ光源８から入射された光束を透光
性部材３外に取り出すことができる。また、上述したα
の範囲で言えば、２４°＜α＜４７°となる。

【００７７】透光性部材３内を伝播する光束は透光性部
材３の径がその長さに較べて充分に小さい場合には、＋
θ_lim から−θ_lim の間にほぼ均一に分布するので、上
記αはできるだけ９０＋（−θ_lim ／２）度に近くした
方が射出される光束の主光束が射出部に対して垂直にな
るのでより好ましい。

【００７８】図１８及び図１９は夫々図９及び図１１に
示される照明装置の領域５を鋸歯状の反射面７を有する
領域５に変えたものである。

【００７９】このように凸部３５の端面に鋸歯状の反射
面を形成することによってより一層平均照度向上させる
ことができ、また、照度むらも改善することができる。

【００８０】上述したように、透光性部材３内に入射さ
れた光束は透光性部材３の終端まで達するとその端面か
ら射出してしまうことがある。これは光束の利用効率の
低下を招いている。この損失分に相当する光束は、透光
性部材３内を繰り返し反射していく間に一度も領域５に
入射されなかったものがほとんどである。また、図２２
に示されるように、ＬＥＤ光源８から発せられた光束の
内、透光性部材３の側面に垂直かそれに近い角度の成分
は側面間の反射を繰り返すために容易に領域５に入射し
ない。従って、透光性部材３内の伝播中に領域５に光束
が入り易くなるような反射をさせることによって更に照
明効率を向上させることが可能である。以下、その点に
ついて説明する。

【００８１】図２０は本発明の別の照明装置の一例を説
明するための概略的構成図であり、図２０（Ａ）には本
発明の照明装置を側面から見た模式的側面図が被照明面
である照明される原稿とともに示され、図２０（Ｂ）に
は図２０（Ａ）を紙面に垂直な面で切断した場合の透光
性部材３と領域５の模式的切断面図、図２０（Ｃ）は図
２０（Ａ）に示される矢印Ａ方向から照明装置を見た模
式的側面図である。本例における照明装置の基本的な構
成は図１に示されるものと同じであるが、図２０に示さ
れる照明装置は透光性部材３の領域５が設けられている
反対側の側面が領域５が設けられている側の側面に対し
て非平行とされている。また。図に示されているよう
に、透光性部材３の領域３が設けられている面側の透光
性部材３の長さ方向に垂直な方向の辺の長さが被照明面
側の透光性部材３の長さ方向に垂直な方向の辺の長さよ
り短くされている。言い換えれば、透光性部材３の領域
５から遠い方の側面が被照明面側に拡がった斜面２０１
とされている。

【００８２】図２１に示されるように、ＬＥＤ光源８か
ら発せられた光束の一部は上述したように透光性部材３
内で反射されるが、本例においては側面が傾斜されてい
るために反射の角度が変化して領域５に入射される確率
が増加する。この結果、ＬＥＤ光源８から発せられた光
束の利用効率が向上するために照射強度を向上すること
ができる。

【００８３】透光性部材３の側面を傾斜させることは、
上述の他の形状の透光性部材にも適用することができ
る。いずれの場合も斜面を設けることで領域５に光束が
入射される確率を増加させることができるため斜面とし
ない場合に較べてより一層の照度向上を図ることができ
る。例えば、図２３に図９で説明した照明装置の透光性
部材３の１つの側面を傾斜させた斜面２０１にした場合
の一例を、図２４〜図２７に夫々図１１〜１４で説明し
た照明装置の透光性部材３の対向する側面を傾斜させた
斜面２０１にした場合の例を夫々示す。なお。図２４〜
図２７に示されるような延在部分を有する透光性部材の
場合は少なくともいずれか一方の側面が傾斜されていて
も良いものである。また、この領域５は上述したような
拡散・反射のどちらのタイプでもかまわないのは言うま
でもない。

【００８４】上記したように、より一層照明強度を強く
したい場合には透光性部材から射出された光束をレンズ
によって集光することが効果的である。しかしながら、
レンズを別部材として照明装置に組み込むと、レンズの
光軸合わせに精度を要求されることや組み立て工数の増
加のためにコストが増加する。また、レンズが別体のた
めに、透光性部材３から射出された光束はレンズに入射
される際にレンズ表面で反射されて損失する。この反射
による損失は高々４％程度のものであるが、照度の向上
を図るためにはこの損失もない方が好ましいのは当然で
ある。

【００８５】反射による損失自体は、レンズ表面に反射
防止処理を施すことによって実質的に解決することがで
きる。しかしながら、反射防止処理を施すための工数が
更に増えるためにコスト的には高いものになる。また、
反射防止処理によってレンズの反射の問題を解決するこ
とができても、上記した組立精度や組み立て工数の問題
は解決できない。

【００８６】そこで、アクリル樹脂等の有機樹脂やガラ
スを用いて透光性部材を形成する際に、同時にレンズ部
分まで一体成形することが望ましい。いずれの材料の場
合も例えばモールド成形によってレンズ部も透光性部材
部分も一体に形成することが可能である。

【００８７】図２８は本発明の別の照明装置の一例を説
明するための概略的構成図であり、図２８（Ａ）には本
発明の照明装置を側面から見た模式的側面図が被照明面
である照明される原稿とともに示され、図２８（Ｂ）に
は図２８（Ａ）を紙面に垂直な面で切断した場合の透光
性部材３と領域５の模式的切断面図、図２８（Ｃ）は図
２８（Ａ）に示される矢印Ａ方向から照明装置を見た模
式的側面図である。本例における照明装置の基本的な構
成は図１に示されるものと同じであるが、図２８に示さ
れる照明装置は透光性部材３の領域５が設けられた部分
に対向する面側が凸レンズ状にされている。

【００８８】このような構成とすることによって、領域
５で拡散反射された光束はレンズ部３６の集光効果によ
り集光される。図２８においては、領域５で拡散反射さ
れた光束はほぼ平行な光束として透光性部材３のレンズ
部３から射出される。このことを図２９を用いて説明す
る。

【００８９】図２９に示されるように、ＬＥＤ光源８か
ら発せられた光束の一部は透光性部材３内で少なくとも
一度以上反射して領域５に入射される。領域５に入射さ
れた光束は拡散反射され一部は再び透光性部材３内で反
射され、他の一部はレンズ部３６に向かって進む。そし
て、レンズ部３６から射出される際にレンズ効果によっ
て集光されほぼ平行な光束として被照明面に射出され
る。

【００９０】従って、被照明面と照明装置との距離があ
っても充分に高い照度で被照明面を照明することができ
るため、極めて効率的な照明を行なうことができる。加
えて、被照明面と離れていても充分に高い照度で被照明
面を照明することができるためにこの照明装置を使用し
た情報処理装置の設計の自由度も向上する。

【００９１】また、図２８においては、図１に較べて透
光性部材３がレンズ部３６の分だけ横方向に延在されて
いるため、より一層均一な照明をすることができる。

【００９２】なお、本発明においては、レンズによって
領域５において拡散・反射された光束を被照明面で完全
に集光（或いは結像）しなくとも良い。

【００９３】このように透光性部材３にレンズの機能を
持たせることで小型化が図れ且つコストの低下が図れる
ばかりでなくより一層の均一化された光照度の照明装置
を提供することができる。また、透光性部材３にレンズ
の機能を設ける場合は、図２８で示した例に限られるも
のでなく、例えば、図３１〜図３５に示されるように、
図９、図２０、図２５及び図２６に夫々示される照明装
置の透光性部材３にレンズ機能を持たせても良いことは
言うまでもないことである。

【００９４】ＬＥＤ光源から発せられ、領域５へ入射さ
れる間接入射光の照度は透光性部材の内部を伝播するに
従って（ＬＥＤ光源から離れるに従って）減少する。ま
た、領域５へ入射される直接入射光の照度も同様にＬＥ
Ｄ光源から離れるに従って減少する。従って、透光性部
材３の両端にＬＥＤ光源を設けても透光性部材３の長手
方向の長さを長くするとどうしても中央部分の照度は低
下する傾向にある。図３７（Ａ）には上述した図３４に
示される照明装置による透光性部材３の長手方向に対す
る相対照度のグラフが示されている。図からわかるよう
に従来のものに較べて照度分布は格段に均一化されてい
るのことが読み取れる。しかしながら、長手方向の中央
部分における相対照度の低下が見られ、これをより均一
化することが望まれる。以下、その点について説明す
る。

【００９５】図３５は本発明の別の照明装置の一例を説
明するための概略的構成図であり、図３５（Ａ）には本
発明の照明装置を側面から見た模式的側面図が被照明面
である照明される原稿とともに示され、図３５（Ｂ）に
は図３５（Ａ）を紙面に垂直な面で切断した場合の透光
性部材３と領域５の模式的切断面図、図３５（Ｃ）は図
３５（Ａ）に示される矢印Ａ方向から照明装置を見た模
式的側面図である。

【００９６】図に示されるように、本例の照明装置は、
レンズ部（集光部）を有する透光性部材３の両端面にＬ
ＥＤ光源８を配するとともに、透光性部材３はレンズ部
に対向して配された凸部３５を有し、該凸部３５の端面
に領域５が形成されている。透光性部材３の断面は、領
域５側を短辺とする台形形状の部分に凸レンズのレンズ
部が形成された形状とされている。ＬＥＤ光源８は領域
５に対応する位置と、それを挟む位置の形３個が両方の
端面側に夫々設けられている。また、図に示される照明
装置では、透光性部材３の長手方向の中央付近が端部に
較べて細くされている。

【００９７】図３６（Ａ）に本照明装置の模式的平面図
を、図３６（Ｂ）に模式的側面図を夫々示す。図に示さ
れるように、本照明装置では透光性部材の張り出し部分
が長手方向中心に向かって減少している。すなわち、透
光性部材の断面積は両端から中央に向かって減少してい
る。

【００９８】このような構成の照明装置における透光性
部材３の長手方向の照度分布を図３７（Ｂ）に示す。本
例のように透光性部材３の中央付近をくびれた形にする
と、一方の端部に設けられたＬＥＤ光源８から発せられ
た光束の一部は他方の端部まで達する前に領域５に入射
される光束（間接入射光）となる確率が高まるため中央
付近の照射強度が増加する。つまり、反射を繰り返して
一方の端部から他方の端部に進んでいた光束は、張り出
し部分の張り出し量の減少のために斜面２０１で反射さ
れ透光性部材３内で更に反射光となる。従って、くびれ
が設けられていない場合に較べて領域５に入射される光
束の量が増加するため全体の照度、特にＬＥＤ光源から
離れるに連れての照度を向上させることができる。

【００９９】もちろんこのくびれの量は透光性部材の長
さや領域５の幅、透光性部材の厚さ、断面積、ＬＥＤ光
源の配置等を考慮して決めるのが望ましい。

【０１００】また、透光性部材がレンズ部を有する場合
は、レンズの特性が変化しないように、例えば、レンズ
の形状に変化がないようにすることが望ましく、領域５
とレンズ面との距離を同じに保つことが望ましい。

【０１０１】なお、くびれの形状は図で示されるような
直線的なものとしても曲率を有するものとしても良く、
それ等を組み合わせた形状としても良い。

【０１０２】また、図３８に示されるような形状に透光
性部材３を形成していも良い。図に示される透光性部材
３は、ＬＥＤ光源からの光束の入射端面が長方形とさ
れ、長手方向の中心が単辺が下側とされた台形形状とさ
れている。そして、該入射端面より中央側に寄った部分
の断面は端面部分の長方形の下側の両角が削られたよう
な形状とされ、この削られた形状の領域が徐々に拡大し
て上記台形形状の斜面につながっている。

【０１０３】図に示されるような形状にすることによっ
てより一層長手方向に均一な照度特性を有する照明装置
となる。

【０１０４】図３９は図３５に示される照明装置の領域
５を拡散面から上記した鋸歯状反射面に変えた例であ
る。領域５から集光部を望む角度が充分大きい（凸部の
深さや形状にもよるが、例えば６０度以上）場合は領域
５に入射される光束の角度が垂直入射に近いものになる
が、本例のように領域５を鋸歯状の反射面とすることに
よって入射した光束は主として集光部に向かって反射さ
れ平行かそれに近い光束となって射出される。従って、
本例の構成とすれば、より一層照度の高い、且つ、長手
方向に照度が均一な照明装置となる。

【０１０５】図４０は図３９の照明装置に更に集光部と
してシリンドリカルレンズ９を配した例である。このよ
うにすることによって、平行な光束で射出された光を更
に集光することができるためにより一層強い照度で被照
明面を照射することができる。

【０１０６】次にＬＥＤ光源の取り付けについて説明す
る。上記した例ではＬＥＤ光源を配置することは説明し
たが、ＬＥＤ光源の具体的な取り付けについては説明を
省略した。以下にＬＥＤ光源の取り付けについてより詳
細に説明する。なお。ＬＥＤ光源の取り付けは上記した
照明装置のいずれにも適用することができるし、上記し
た照明装置を適宜変形組み合わせた照明装置のいずれに
も適用することが可能であることは言うまでもない。

【０１０７】ＬＥＤ光源の取り付けに際して要求される
のは設計した位置にＬＥＤ光源を正確に取り付けるこ
と、取り付け工程が精度を含めて簡略化できること、そ
してＬＥＤ光源が発した光束をできるだけ損失すること
なく透光性部材の中に入射させることである。この要求
を満たせばＬＥＤ光源の取り付けには特に制約はない。

【０１０８】その取り付けの最も簡単な例としてはＬＥ
Ｄチップを透光性部材の端面に接着することである。し
かし接着による方法は、ＬＥＤ光源の交換が容易に行な
えず、また、透光性部材にアクリル等の樹脂を使用した
場合は温湿度による膨張収縮が大きいため接着の剥れや
ＬＥＤの破損等の不具合が発生する場合がある。

【０１０９】また、透光性部材とＬＥＤ光源とを離して
配置すると透光性部材の膨張収縮によりＬＥＤ光源と透
光性部材の端面との距離が変化して光束の損失を生じる
場合がある。

【０１１０】このような問題を解決する例として図４１
に示されるような取り付け方法がある。

【０１１１】図４１に示されるように、本例は透光性部
材３の端面に突出部３ａを形成し、この突出部３ａに嵌
合するように延在させた反射枠８３を設けたＬＥＤ光源
８を有している。

【０１１２】このような構成とすることによって、透明
封止樹脂８４の外側表面と透光性部材３の入射側端面４
との間に透き間が空いても反射枠８３があるために拡散
反射され光束が外部に漏れるという損失をなくすことが
できる。また、反射枠８３で反射された光束の一部は入
射側端面４から透光性部材３内に入射されるのでより効
率よくＬＥＤチップ８１から発せられた光束の利用効率
は向上する。反射枠８３は透光性部材３の突出部３ａと
接着しても良いが、単に嵌合するだけにすることは透光
性部材３や反射枠８３の膨張収縮にともなう応力を緩和
することができるために好ましい。

【０１１３】透光性部材３に突出部３ａを設け、これと
ＬＥＤ光源８とを嵌合させることによってＬＥＤ光源８
の取り付けの位置決め精度は向上し、嵌合だけにすれば
より工程を簡略化することができる。

【０１１４】図４２は図４１に示されたＬＥＤ光源の取
り付け方法の変形例である。本例においてはＬＥＤチッ
プを実装基板１１の表面に表面実装し、その回りを白色
の樹脂や金属等で形成された反射枠と一体化したＬＥＤ
光源８の反射枠１１と突出部３ａとを勘合させた例であ
る。

【０１１５】このような構成とすることによって、突出
部３ａを所望の大きさ、形状に形成しそれに合わせてＬ
ＥＤ光源を取り付けることができるため、要求された特
性に合致した照明特性をより容易に得ることができる。

【０１１６】ＬＥＤ光源が取り付けられた部分以外の領
域の少なくとも一部に反射部を更に形成しても良い。反
射部を設けることで反対側の端面側から伝播された光束
が透光性部材の端面から射出されることなく再び内部反
射を繰り返すためにより光束の利用効率を上げることが
できる。

【０１１７】尚、突出部３ａは必ずしも必要はないが、
上記したように位置決め精度が向上するという点で設け
られていることが好ましい。この突出部３ａは、透光性
部材３と同時に成形することが可能であるが、必要に応
じて切削により設けても良いものである。

【０１１８】また、ＬＥＤ光源は透光性部材の入射側端
面に設けられた凹部に嵌合させる形式をとっても良い、
この場合にはＬＥＤチップから発せられた光束の一部に
損失はあるが、位置決め精度と取り付け部分の突出量を
より少なくするという点においては効果的である。

【０１１９】図４３は図４２に示される本発明の照明装
置を利用した光電変換装置の一例を説明するための模式
的斜視図である。図において、１４はセンサー基板、１
５は保護ガラス、１６は光電変換装置の筺体である。セ
ンサー基板１４にはアモルファスシリコンや多結晶シリ
コン等の薄膜半導体層を利用して形成された光電変換素
子が複数、１次元状に配列されている。保護ガラス１５
は不図示の光電変換素子の複数上に設けられており、原
稿との相対移動による破損から光電変換素子を保護して
いる。筺体１６には照明装置及びシリンドリカルレンズ
９と嵌合する空間が形成されており、一方の端部側より
照明装置及びシリンドリカルレンズ９を挿入することに
よって所定位置にセットされる。ＬＥＤ光源８は透光性
部材３の突出部３ａに反射枠１０が嵌合されて実装基板
を取り付け手段である螺子１６２を用いて筺体に設けら
れた螺子１６１と螺合される。

【０１２０】なお、透光性部材３には筺体１６と嵌合す
る取り付け部３７が形成されている。もちろん取り付け
部３７は必ずしも設ける必要はないし、ここに図示され
る形状に限定されるものでもない。

【０１２１】次に、本発明の照明装置を情報処理装置に
適用した例を図面を用いて説明する。

【０１２２】図４４は、本発明に係る光電変換装置を用
いて構成した情報処理装置（例えばファクシミリ）の一
例を示す。

【０１２３】ここで、１０２は原稿１７を読み取り位置
に向けて給送するための給送ロ−ラ−、１０４は原稿Ｐ
を一枚ずつ確実に分離給送するための分離片である。１
８は光電変換装置１００の読み取り位置に設けられて原
稿１７の被読み取り面を規制するとともに原稿１７を搬
送する搬送ロ−ラ−である。

【０１２４】Ｗは図示の例ではロ−ル紙形態をした記録
媒体であり、光電変換装置１００により読み取られた画
像情報あるいはファクシミリ装置等の場合には外部から
送信された画像情報が形成される。１１０は当該画像形
成をおこなうための記録ヘッドであり、サ−マルヘッ
ド、インクジェット記録ヘッド等種々のものを用いるこ
とができる。また、この記録ヘッドは、シリアルタイプ
のものでも、ラインタイプのものでもよい。１１２は記
録ヘッド１１０による記録位置に対して記録媒体Ｗを搬
送するとともにその被記録面を規制するプラテンロ−ラ
である。

【０１２５】１２０は、操作入力を受容するスイッチや
メッセ−ジその他、装置の状態を報知するための表示部
等を配したオペレ−ションパネルである。

【０１２６】１３０は、システムコントロ−ル基板であ
り、各部の制御を行なう制御部や、光電変換素子の駆動
回路、画像情報の処理部、送受信部等が設けられる。１
４０は、装置の電源である。

【０１２７】図４４に示される情報処理装置の光電変換
装置部分の模式的拡大図を図４５及び図４６に示す。図
４５は完全密着型のセンサーを用いたもので上記した図
４３に示される光電変換装置を用いた例である。図４６
は結像光学形１９を用いた例であり、図３５に示される
照明手段から射出された光束は原稿１７を照射し、原稿
情報に応じて反射された光を結像光学形１９を通じて光
電変換素子２０に結像する。

【０１２８】また、図５１に示されるように結像光学系
２５を原稿側に設け、センサー基板２１上に形成された
薄膜半導体を利用した光電変換素子２２に保護層（保護
ガラス）２３を通して結像させ読み取るタイプとしても
良いものである。

【０１２９】いずれの場合においても、照射される原稿
面は極めて均一な照度分布で照射され極めて優れた読取
を行なうことができた。

【０１３０】また、上記した他の照明装置を用いた場合
も従来の照明装置を用いた場合に較べて極めて優れた読
取を行なうことができた。

【０１３１】なお、本発明の照明装置においては、充分
な光量を得ることができることからカラー読取にも適し
たものになる。また、照射光の色温度や色味を変えるた
めにＬＥＤ光源と透光性部材３の端面との間にフィルタ
ーを介しても良く、透光性部材そのものを染色しても良
い。透光性部材を染色する場合は、入射端面を染色する
ことが好ましいが、表面のみの染色で良いのであれば透
光性部材から射出される射出面のみを染色するのが望ま
しい。これは、透光性部材全体を染色或いは色つけする
と、内部反射による光束の減衰量が大きくなり中央（或
いはＬＥＤ光源から離れたところ）での光量の低下が生
じてしまうからである。

【０１３２】次に、図４４に示される情報処理装置等に
適用することのできる出力方法としては上記したように
サーマルヘッドを用いた熱転写記録方法や感熱記録方
法、或いはインクジェット記録ヘッドを用いたインクジ
ェット記録方法がある。

【０１３３】このような方式の記録ヘッドを出力手段と
して情報処理装置の出力部分に適用した場合の構成例を
以下に説明する。なお、ここでは出力部分のみの説明を
行なう。

【０１３４】インクジェット記録方式の中でも、熱エネ
ルギーを利用した方式の記録ヘッドを用いることは本発
明にとってより優れた効果をもたらすものである。これ
はヘッド自体が小型化可能なため、照明装置の小型化の
効果を情報処理装置全体として教授することができるた
めである。

【０１３５】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第４７２３１２９号明細書、同第４７４０
７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行なうものが好ましい。この方式は所謂オンデマンド
型、コンテイニユス型のいずれにも適用可能であるが、
特に、オンデマンド型の場合は装置全体の小型化が図れ
るために好適である。

【０１３６】この方式を簡単に説明すると、液体（イン
ク）が保持されているシートや液路に対応して配置され
る電気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越
える急速な温度上昇を与える少なくとも一つの駆動信号
を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギー
を発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰させて、
結果的にこの記録信号に一体一対応し液体内に気泡を形
成する。この気泡の成長、収縮により吐出用開口を介し
て液体を吐出させて少なくとも一つの適を形成する。こ
の駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成
長収縮が行なわれるので、特に応答性に優れた液体の吐
出が達成でき、より好ましい。

【０１３７】このパルス形状の駆動信号としては、米国
特許第４４６３３５９号明細書、同第４３４５２６２号
明細書に記載されているようなものが好ましい。なお、
上記熱作用面の温度上昇率に関する発明が記載されてい
る米国特許第４３１３１２４号明細書に記載されている
条件を採用すると、より優れた記録を行なうことができ
る。

【０１３８】記録ヘッドの構成としては、上記の各明細
書に記載されているような、吐出口、液路、電気熱変換
体の組み合わせ構成（直線状液路または曲折部を有する
液路を含む）の他に熱作用面が屈曲する領域に配置され
ている構成を開示する米国特許第４５５８３３３号明細
書、同第４４５９６００号明細書を用いた構成も適用で
きるものである。

【０１３９】加えて、複数の電気熱変換体に対して、共
通するスリットを液体の吐出部とする構成を開示する特
開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギーの圧力波
を吸収する開口を吐出部に対応させる構成が開示される
特開昭５９−１３８４６１号公報に基づいた構成を適用
することも有効である。

【０１４０】更に、記録装置が記録できる最大記録媒体
の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録ヘ
ッドを用いても良く、この場合は上記した各明細書に記
載されているような複数の記録ヘッドの組み合わせによ
ってその長さを満たす構成としても良いし一体的に形成
された一つの記録ヘッドとして構成しても良い。

【０１４１】加えて、装置本体に装着されることで、装
置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給
が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、或
いは記録ヘッド自体に電気的な接続やインクタンクが一
体的に設けられたカートリッジタイプの記録ヘッドを用
いることも好ましい。

【０１４２】また、本発明の情報処理装置の構成として
設けられる記録ヘッドに対しての回復手段、予備的な補
助手段等を付加することはより一層のメンテナンスフリ
ーかを図ることができるためにより好ましいものであ
る。

【０１４３】これらを具体的にあげれば、記録ヘッドに
対しての、キャッピング手段、クリーニング手段、加圧
或いは吸引手段、記録ヘッドを加温するための電気熱変
換体のような加温手段、記録とは別の吐出を行なう予備
吐出モードを有することも安定した記録を行なうために
有効である。

【０１４４】更に、記録モードとしては黒色等の主流色
のみの記録モードだけでなく、記録ヘッドを一体的に構
成するか複数個の組み合わせによってでも良いが、異な
る色の複色カラーまたはフルカラーを可能にしても良
い。

【０１４５】以上の説明においては、液体（インク）の
例で説明しているが、インクは室温で固体状であるイン
クであっても、室温で軟化状態となるインクであっても
用いることができる。上述のインクジェット方式ではイ
ンク自体を３０℃〜７０℃の範囲で温度調整を行なって
インクの粘度を安定吐出範囲にあるように温度制御する
ものが一般的であるから、使用記録信号付与時にインク
が液体状をなすものであれば良い。加えて、積極的に熱
エネルギーによる昇温でインクを固体状態から液体状態
として使用するのであっても良い。

【０１４６】次にこのような熱エネルギーを利用して液
体を吐出して記録を行なう方式に利用されるインクジェ
ット記録ヘッドについて簡単に説明する。

【０１４７】図４７はこのようなインクジェット記録ヘ
ッドの一例を説明するための概略構成図であり、エッチ
ング・蒸着・スパッタリング等の半導体製造プロセス工
程を経て、基板１１０２上に成膜形成された電気熱変換
体１１０３、電極１１０４、液路１１０５、天板１１０
６から構成されているインクジェット記録ヘッドが示さ
れている。記録用の液体１１１２は図示していない液体
貯蔵室から液体供給管１１０７を通して記録ヘッド１１
０１の共通液室１１０８に供給される。図中１１０９は
液体供給管用コネクタである。

【０１４８】共通液室１１０８内に供給された液体１１
１２は所謂毛管減少により液路１１１０内に供給され、
液路先端の吐出口（オリフィス）面でメニスカスを形成
することにより安定に保持される。ここで電気熱変換体
１１０３に通電することにより、電気熱変換体面上の液
体が急峻に加熱され、液路中に気泡が生起され、その気
泡の膨張・収縮により吐出口１１１１から液体を吐出し
液滴が形成される。

【０１４９】上記したような構成により吐出口密度１６
ノズル／mm以上といった高密度の吐出口配列で１２８吐
出口或いは２５６吐出口という更には、記録幅内全域に
亙って吐出口が配置されたフルラインタイプのインクジ
ェットヘッドが形成できる。

【０１５０】図４８はインクジェット記録方式を用いた
出力部の外部構成の概略を示した斜視図である。

【０１５１】図において、１８０１は所定の記録信号に
基づいてインクを吐出し、所望の画像を記録するインク
ジェット記録ヘッド（以下記録ヘッドという）、１８０
２は前記記録ヘッド１８０１を記録方向（主走査方向）
に走査移動するためのキャリッジである。前記キャリッ
ジ１８０２は、ガイド軸１８０３、１８０４によってし
ゅう動可能に支持されており、タイミングベルト１８０
８に連動して主走査方向に往復運動する。プーリー１８
０６、１８０７に係合している前記タイミングベルト１
８０８は、プーリ１８０７を介してキャリッジモーター
１８０５によって駆動される。

【０１５２】記録し１８０９はペーパーパン１８１０に
よってガイドされ、ピンチローラで圧接されている不図
示の紙送りローラによって搬送される。

【０１５３】この搬送は、紙送りモータ１８１６を駆動
源として行なわれる。搬送された記録紙１８０９は、排
紙ローラ１８１３と拍車１８１４によりテンションを加
えられていて、弾性部材で形成される紙押え板１８１２
によってヒータ１８１１に密着させられながら搬送され
る。記録ヘッド１８０１により吐出されたインクが付着
した記録紙１８０９は、ヒータ１８１１によって温めら
れ、付着したインクはその水分が蒸発して記録紙１８０
９に定着する。

【０１５４】１８１５は回復系と呼ばれるユニットで、
記録ヘッド１８０１の吐出口（不図示）に付着した異物
や粘度の高くなったインクを除去することにより、吐出
特性を正規の状態に維持するためのものである。

【０１５５】１８１８ａは回復系ユニット１８１５の一
部を構成するキャップであり、記録ヘッド１８０１の吐
出口をキャピングして目詰りの発生を防止するためのも
のである。キャップ１８１８ａの内部には、インク吸収
体１８１８を配することが望ましい。

【０１５６】また、回復系ユニット１８１５の記録領域
側には、記録ヘッド１８０１の吐出口が形成された面と
当接し吐出口面に付着した異物やインクをクリーニング
するためのブレード１８１７が設けられている。

【０１５７】本発明においては、図５０のブロック図に
示されるように、光電変換装置で読み取られた画像情報
を担った電気信号を画像処理手段によって記録のための
電気信号に変換し、ＣＰＵ（中央演算処理回路）等のコ
ントローラーによりキャリッジモーター、紙送りモータ
ー、回復装置等をコントロールして記録を行なう。

【０１５８】なお、前記画像情報を担った電気信号は、
通信手段を介して別の画像処理装置に送信されそこで出
力されても良いし、別の情報処理装置から通信手段を介
して情報を受信して上記記録ヘッドによって記録がなさ
れても良い。

【０１５９】次にフルラインタイプの記録ヘッド１９３
２が搭載された場合の出力部分の概略を図４９に示す。

【０１６０】図４９において、１９６５は記録媒体を搬
送するための搬送ベルトであり、この搬送ベルト１９６
５は搬送ローラ１９６４の回転にともなって不図示の記
録媒体を搬送する。記録ヘッド１９３２の下面は記録媒
体の記録領域に対応して吐出口が複数配された吐出口面
１９３１となっている。

【０１６１】この場合においても前記したシリアルタイ
プの場合と同様に記録を行なうことができる。

【０１６２】もちろん上記した出力部分は一例としてあ
げられたものであって多くの変形例が考え得る。

【０１６３】しかしながら、上記したように熱エネルギ
ーを利用して液体を吐出する方式を利用した場合は、よ
り小型化が可能になるばかりでなく、より高精細な記録
を行なえるため、本発明の効果をより一層際立たせるこ
とができ、情報処理装置全体として見ても極めて優れた
ものとすることができる。

【０１６４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば小
型で且つ均一な照明を高強度で行ない得る導光体及び照
明装置を提供することができる。

【０１６５】また、本発明によれば、構成が簡単で且つ
作製工程も簡略化できる導光体及び照明装置を提供する
ことができる。

【０１６６】加えて本発明によれば安定した画像読取を
行なうことができる読取装置及び画像処理システムを提
供することができる。

【０１６７】更に本発明によれば、確実で且つ工程が簡
略化された光源の取り付けを提供することができる。

【０１６８】なお、本発明は、本発明の範囲内で適宜変
形可能であるし、上記した各実施態様例を適宜組み合わ
せても良いことは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の照明装置の一例を説明するための図で
ある。

【図２】本発明の照明装置を説明するための図である。

【図３】本発明の照明装置と従来の照明装置との違いを
説明するための図である。

【図４】ＬＥＤアレイを利用した照明装置の一例を説明
するための図である。

【図５】ＬＥＤアレイを利用した照明装置の一例を説明
するための図である。

【図６】透光性部材を利用した照明装置の一例を説明す
るための図である。

【図７】透光性部材を利用した照明装置の一例を説明す
るための図である。

【図８】ＬＥＤ光源の一例を説明するための模式的断面
図である。

【図９】本発明の照明装置の一例を説明するための図で
ある。

【図１０】本発明の照明装置の一例を説明するための図
である。

【図１１】本発明の照明装置の一例を説明するための図
である。

【図１２】本発明の照明装置の一例を説明するための図
である。

【図１３】本発明の照明装置の一例を説明するための図
である。

【図１４】本発明の照明装置の一例を説明するための図
である。

【図１５】本発明の照明装置を説明するための図であ
る。

【図１６】本発明の照明装置の一例を説明するための図
である。

【図１７】本発明の照明装置の一例を説明するための図
である。

【図１８】本発明の照明装置の一例を説明するための図
である。

【図１９】本発明の照明装置の一例を説明するための図
である。

【図２０】本発明の照明装置の一例を説明するための図
である。

【図２１】本発明の照明装置を説明するための図であ
る。

【図２２】本発明の照明装置を説明するための図であ
る。

【図２３】本発明の照明装置の一例を説明するための図
である。

【図２４】本発明の照明装置の一例を説明するための図
である。

【図２５】本発明の照明装置の一例を説明するための図
である。

【図２６】本発明の照明装置の一例を説明するための図
である。

【図２７】本発明の照明装置の一例を説明するための図
である。

【図２８】本発明の照明装置の一例を説明するための図
である。

【図２９】本発明の照明装置を説明するための図であ
る。

【図３０】本発明の照明装置を説明するための図であ
る。

【図３１】本発明の照明装置の一例を説明するための図
である。

【図３２】本発明の照明装置の一例を説明するための図
である。

【図３３】本発明の照明装置の一例を説明するための図
である。

【図３４】本発明の照明装置の一例を説明するための図
である。

【図３５】本発明の照明装置の一例を説明するための図
である。

【図３６】本発明の照明装置の一例を説明するための図
である。

【図３７】照明装置の長手方向に対する照度分布を説明
するための図である。

【図３８】本発明の照明装置の一例を説明するための図
である。

【図３９】本発明の照明装置の一例を説明するための図
である。

【図４０】本発明の照明装置の一例を説明するための図
である。

【図４１】本発明の光源の取り付けを説明するための模
式的断面図である。

【図４２】本発明の光源の取り付けを説明するための模
式的断面図である。

【図４３】本発明の照明装置を説明するための模式的斜
視図である。

【図４４】本発明の照明装置が適用可能な情報処理装置
の模式的断面図である。

【図４５】本発明の照明装置を適用した情報処理装置の
一部を示す模式的断面図である。

【図４６】本発明の照明装置を適用した情報処理装置の
一部を示す模式的断面図である。

【図４７】本発明の情報処理装置に適用可能なインクジ
ェット記録ヘッドの一例を説明するための模式的斜視図
である。

【図４８】本発明の情報処理装置に適用可能なインクジ
ェット記録方式を用いた記録部の一例の模式的斜視図で
ある。

【図４９】本発明の情報処理装置に適用可能なインクジ
ェット記録方式を用いた記録部の一例の模式的斜視図で
ある。

【図５０】本発明の情報処理装置の構成の一例を説明す
るためのブロック高製図である。

【図５１】本発明の照明装置を適用した情報処理装置の
一部を示す模式的断面図である。

【符号の説明】

３ 透光性部材 ４ 入射面 ５ 領域 ６ 反射面 ８ ＬＥＤ光源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 板橋 哲 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤ ノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−237403（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−284102（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−148760（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−167245（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−77553（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−103065（ＪＰ，Ｕ)

Claims (24)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 読み取る画像を照射するために光源から
   の光を長手方向に導光し光を照射する導光体において、
   前記光源からの光を前記導光体の長手方向に沿って拡散
   及び／または反射する領域を有し、少なくとも前記光源
   近傍において前記領域の中心を通る法線が前記光源の中
   心を通る法線からずれるように前記光源に対する前記領
   域の相対的位置を設定したことを特徴とする導光体。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記領域は、前記導
   光体の長手方向に沿って不均一な反射拡散特性を有する
   ことを特徴とする導光体。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、前記領域
   は、光反射性の塗料を塗布することにより形成されるこ
   とを特徴とする導光体。
4. 【請求項４】 請求項１または２において、前記領域
   は、前記導光体に粗面を形成したものであることを特徴
   とする導光体。
5. 【請求項５】 請求項１または２において、前記領域
   は、前記導光体の一部を鋸歯状の面を形成したものであ
   ることを特徴とする導光体。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれか１項におい
   て、さらに照射する光を集光する集光手段を有すること
   を特徴とする導光体。
7. 【請求項７】 読み取る画像を照射するために光源から
   の光を長手方向に導光し光を照射する導光体を内蔵した
   照明装置であって、前記導光体は、前記光源からの光を
   前記導光体の長手方向に沿って拡散及び／または反射す
   る領域を有し、少なくとも前記光源近傍において前記領
   域の中心を通る法線が前記光源の中心を通る法線からず
   れるように前記光源と前記領域との相対的位置を設定し
   たことを特徴とする照明装置。
8. 【請求項８】 請求項７において、前記領域は、前記導
   光体の長手方向に沿って不均一な反射拡散特性を有する
   ことを特徴とする照明装置。
9. 【請求項９】 請求項７または８において、前記領域
   は、光反射性の塗料を塗布することにより形成されるこ
   とを特徴とする照明装置。
10. 【請求項１０】 請求項７または８において、前記領域
    は、前記導光体に粗面を形成したものであることを特徴
    とする照明装置。
11. 【請求項１１】 請求項７または８において、前記領域
    は、前記導光体の一部を鋸歯状の面を形成したものであ
    ることを特徴とする照明装置。
12. 【請求項１２】 請求項７乃至１１のいずれか１項にお
    いて、前記導光体は、照射する光を集光する集光手段を
    有することを特徴とする照明装置。
13. 【請求項１３】 光源からの光を長手方向に導光し光を
    照射する導光体を内蔵した照明装置と、 前記照明装置により照明された画像を読取り画像信号を
    出力する光電変換手段とを備え、 前記導光体は、前記光源からの光を前記導光体の長手方
    向に沿って拡散及び／または反射する領域を有し、少な
    くとも前記光源近傍において前記領域の中心を通る法線
    が前記光源の中心を通る法線からずれるように前記光源
    と前記領域との相対的位置を設定したことを特徴とする
    読取装置。
14. 【請求項１４】 請求項１３において、前記領域は、前
    記導光体の長手方向に沿って不均一な反射拡散特性を有
    することを特徴とする読取装置。
15. 【請求項１５】 請求項１３または１４において、前記
    領域は、光反射性の塗料を塗布することにより形成され
    ることを特徴とする読取装置。
16. 【請求項１６】 請求項１３または１４において、前記
    領域は、前記導光体に粗面を形成したものであることを
    特徴とする読取装置。
17. 【請求項１７】 請求項１３または１４において、前記
    領域は、前記導光体の一部を鋸歯状の面を形成したもの
    であることを特徴とする読取装置。
18. 【請求項１８】 請求項１３乃至１７のいずれか１項に
    おいて、前記導光体は、照射する光を集光する集光手段
    を有することを特徴とする読取装置。
19. 【請求項１９】 光源からの光を長手方向に導光し光を
    照射する導光体を内蔵した照明装置と、 前記照明装置により照明された画像を読取り画像信号を
    出力する光電変換手段と、 前記画像信号に所定の処理を施す処理手段と、 前記照明装置と前記光電変換手段と前記処理手段の制御
    を行う制御手段とを備え、 前記導光体は、前記光源からの光を前記導光体の長手方
    向に沿って拡散及び／または反射する領域を有し、少な
    くとも前記光源近傍において前記領域の中心を通る法線
    が前記光源の中心を通る法線からずれるように前記光源
    と前記領域との相対的位置を設定したことを特徴とする
    画像処理システム。
20. 【請求項２０】 請求項１９において、前記領域は、前
    記導光体の長手方向に沿って不均一な反射拡散特性を有
    することを特徴とする画像処理システム。
21. 【請求項２１】 請求項１９または２０において、前記
    領域は、光反射性の塗料を塗布することにより形成され
    ることを特徴とする画像処理システム。
22. 【請求項２２】 請求項１９または２０において、前記
    領域は、前記導光体に粗面を形成したものであることを
    特徴とする画像処理システム。
23. 【請求項２３】 請求項１９または２０において、前記
    領域は、前記導光体の一部を鋸歯状の面を形成したもの
    であることを特徴とする画像処理システム。
24. 【請求項２４】 請求項１９乃至２３のいずれか１項に
    おいて、前記導光体は、照射する光を集光する集光手段
    を有することを特徴とする画像処理システム。