JP3045535B2 - 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、より詳細には、複写機、製版機等
の全面照明手段に適しうる照明装置に関する。

〔従来技術〕

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cos⁴θ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cos⁴θ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明するための手段の一つが、例えば
特開昭61−93501号公報に開示されている。

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。

この問題を解消するため、被照明領域の外縁に相当す
る四辺の中、主反射鏡が設けられる一端側の辺の隣接す
る二つの互いに対向する各隣接辺の部位に、上記主反射
鏡からの光を上記被照明領域へ導く補助反射板をそれぞ
れ設けることが、例えば特開平２−28636号により知ら
れている。

従来の照明装置では補助反射板が傾けられており、横
の主反射鏡又は補助反射板との間に隙間を形成し、この
隙間が原稿面の照度分布を乱し隙間の近くである隅の部
分が暗くなるという問題がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、上記の問題点を解消し、隣り合う反射板の
隙間が極力小さくされ画像形成装置端部の黒汚れ、照度
むら等による地汚れの発生の防止に寄与する照明装置を
提供することを課題としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するため、本発明は、四角形平面状の
被照射領域を照射するための光源と、主反射鏡とを有し
該主反射鏡が上記被照射領域の一端に位置し、被照射領
域の外縁に相当する四辺のうち、主反射鏡が設けられる
基辺に隣接する二つの互いに対向する右隣接辺及び左隣
接辺の部位に第１及び第２補助反射板を設け、前記基辺
に対向する対向辺の部位に第３補助反射板を固定配置
し、上記主反射鏡からの光を上記被照射領域へ導くよう
にした照明装置において、前記第１及び第２補正反射板
は、前記第３補助反射板側の端部が当該第３補助反射板
の反射面に対向するように配置されているとともに、前
記第１及び第２補正反射板にはその反射面と垂直な方向
への傾き角を調整可能にする角度調整手段が設けられ、
前記第３補助反射板は、前記角度調整手段により移動さ
れる前記第１及び第２補正反射板の移動範囲を含む大き
さに形成されていることを特徴としている。

〔作用〕

本発明により、主反射鏡からの光は被照明領域外に放
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。隣接辺の部位の補助反射板を垂直方向
に移動し又は傾斜角度を調節することにより主反射鏡及
び隣接する補助反射板に対する隙間を小さくでき、対向
辺の部位の補助反射板の大きさは隣接辺の部位の補助反
射板の移動範囲をカバーするので、原稿面照度にあまり
影響を生じない。

〔実施例〕

本発明の詳細を図に示す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１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線０−０を回
転中心とする回転曲面を有し、この軸線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、軸線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、曲率中心が通る軸線からみ
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擬似的に360゜と
同等の反射効果を与えるためのものである。

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
けられている基辺9A−１に隣接する二つの互いに対向す
る隣接辺9A−２、9A−４の部位には第１補助反射板４−
１、第２補助反射板４−２が設けられている。

なお、これら第１、第２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基辺9A
−１に対向する対向辺9A−３の部位にも第３補助反射板
６が設けられている。この第３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に、かつ、コ
ンタクトガラス９の面に対し斜めになるように取付けら
れている。

主反射鏡２を保持するベース７の被照明領域9Aの直下
には、コンタクトガラス９の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の上に
載置された原稿面（図示されず）へ導かれる。原稿の反
射像はレンズ11を介して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、本例の如く第１、第２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、第３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、この第３補助反射板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は第１補助反射板４−１に
よる反射折返し線、符号４−2Mは第３補助反射板４−２
による反射折り返し線、符号17Mは上部反射板17による
反射折り返し線、符号18Mは下部反射板18による反射折
り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、第１、第２の各補助反射板４−
１、４−２等はコンタクトガラス９の面に対して垂直状
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は第３補助反射板６
の上部反射板と下部反射との境界線を示し、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、第２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。

第２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方向に傾けた第５図（ｂ）の符号Ｉ
で示される状態では、反射光照明領域は、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、第２補助反射板４−２をコンタク
トガラス面に対し、近づく方向に傾けた第５図（ｂ）の
符号IIで示される状態では、反射光照射領域はせばまる
が照度は大きくなる。

従って、これらのことから、照度むらの補正が第１補
助反射板４−１、第２補助反射板４−２等の傾きを調整
することにより可能である。

第５図に示されるように、第１、第２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第
１補助反射板４−１を例にひき、第６図により説明す
る。

第１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
には伸長性のスプリング30及びねじ29が介在させてあ
る。

ねじ29の頭部はベース上に露出しており、頸部は保持
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、適宜の傾き状態に第１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第１補助反射板４−１の無
用な捩じれが少なくなる。

第２補助反射板４−２についても上記と同様の手段を
適用することができる。

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
勢してガタ付防止している。さらに、ねじ290の下端に
はねじき抜け止め防止用の止め輪170が取付けてあり、
清掃等に際して第１補助反射板４−１に作用する外力に
伴うねじの抜けを防止している。

この構成によれば、ねじ290の回転に伴う調整ナット1
90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図の例に較べて第１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、第
１、第２補助反射板４−１、４−２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、第１、第２補助反射板４−１、
４−２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い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
い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、第３補助反射板６の具体的態様について説明す
る。

第３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、上
部材反射板17及び下部反射板18は第１図に示す如く、第
１、第２補助反射板４−１、４−２の移動範囲を含む大
きさを有し、第１、第２補助反射板４−１、４−２を移
動させても上部反射板17及び下部反射板18には当たらな
い程度に小さな隙間が第１、第２補助反射板４−１、４
−２と第３補助反射板６との間に形成される。

第８図に示すように上部反射板17はコンタクトガラス
９に対し固定され、下部反射板18はベース７に固定され
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、上部材反射板17については87゜〜80゜、下部
反射板18では84゜〜78゜位で効果があり、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、
第１、第２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。

因に、従来機において、ランプ位置調整もしくはスリ
ット露光タイプでは遮光板調整が行われているが、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傾斜域すな
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。

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
状配列として、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射領域上に鹿の子状のむらとなって
現れるため、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〜2.5mm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
18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における上部材反射
板17と下部材反射板18との接続部材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、接続点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、照射効率の向上を図ることができ、
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。

本発明により、第３補助反射板は、第１、第２補助反
射板の移動領域を含む部分まで長く延びているので、第
１、第２補助反射板との隙間が広がることがなく、画像
端部に地汚れが発生することが防止された。

【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図はそれぞれ第１、第２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
に対向する第３補助反射板についての取付け態様を説明
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。 １……光源、２……主反射鏡 ４−１、４−２、６……補助反射板 9A……被照明領域 9A−１……基辺 9A−２、9A−３……隣接辺 9A−４……対向辺

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】四角形平面状の被照射領域を照射するため
   の光源と、主反射鏡とを有し該主反射鏡が上記被照射領
   域の一端に位置し、被照射領域の外縁に相当する四辺の
   うち、主反射鏡が設けられる基辺に隣接する二つの互い
   に対向する右隣接辺及び左隣接辺の部位に第１及び第２
   補助反射板を設け、前記基辺に対向する対向辺の部位に
   第３補助反射板を固定配置し、上記主反射鏡からの光を
   上記被照射領域へ導くようにした照明装置において、 前記第１及び第２補正反射板は、前記第３補助反射板側
   の端部が当該第３補助反射板の反射面に対向するように
   配置されているとともに、前記第１及び第２補正反射板
   にはその反射面と垂直な方向への傾き角を調整可能にす
   る角度調整手段が設けられ、前記第３補助反射板は、前
   記角度調整手段により移動される前記第１及び第２補正
   反射板の移動範囲を含む大きさに形成されていることを
   特徴とする照明装置。