JP5013940B2 - 光学部材およびドキュメントを走査する装置 - Google Patents

Description

本発明は、ファクシミリ機およびディジタル複写機等に使用されるディジタル記録用ハードコピードキュメントを照明するための照明装置に関する。

スキャナー用の照明装置の設計は、他のさまざまな態様の中でもとりわけ、ドキュメントの細い帯状（ストリップ）に沿って均一な照明を提供するだけでなく、この細い帯に沿って良好なイルミネーションプロファイルを提供することを目標とする。照射された領域内の照明度が不均一な場合は、画像データに欠陥が生じる。特許文献１には、スキャナー用の照明装置を設計する技術の概要が記述されている。

さまざまな状況において使用される一つの公知のタイプの照明装置は、内部反射を利用し、一つ以上の点光源からの光を方向付け、略平行な光線を部材の出射面から射出させる光透過性部材を含む。具体的には、この用途を形にしたものとして、複合放物面型集光器（Ｃｏｍｐｏｕｎｄ Ｐａｒａｂｏｌｉｃ Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒ）、即ち、ＣＰＣが知られている。該ＣＰＣの使用については、特許文献２および特許文献３に記載されている。
米国特許第６，２３６，４７０号 米国特許第５，２５５，１７１号 米国特許出願公開第２００４／０１３１１５７号

本発明は、ファクシミリ機およびディジタル複写機等に使用されるディジタル記録用ハードコピードキュメントを照明するための照明装置を提供することを目的とする。

一つの態様によれば、所定の屈折率を有する光透過性材料を含む光学部材（導光板）が提供されている。光学部材は、ある断面を介してＣＰＣを形成する第１の主要面（側面）と第２の主要面と、第１の主要面と第２の主要面の間に配置された略平らな出射面と、出射面の反対側の裏面構造と、を有する。裏面構造は、線形アレイ状に配列された複数の小平面を有する。第１の主要面と第２の主要面の間に配置された光源から発せられた光は、小平面の一つにより反射され、出射面と略垂直に出射される。

他の態様によれば、ドキュメントの少なくとも一部を支持するプラテンと、光源と、光源からの光をプラテンへ方向付けるための光学部材と、を含むドキュメントを走査する装置が提供される。光学部材は、所定の屈折率を有する光透過性材料を含む。光学部材は、ある断面を介して略同時にＣＰＣを形成する第１の主要面と第２の主要面と、第１の主要面と第２の主要面の間に配置された略平らな出射面と、出射面の反対側の裏面構造と、を有する。裏面構造は、線形アレイ状に配列されている複数の小平面を有する。第１の主要面と第２の主要面の間に配置された点光源から発せられる光は、小平面の一つにより反射され、出射面と略垂直に出射される。

図１は、ドキュメントスキャナを示す略立面図である。記録するドキュメントシートが置かれる明確に区分された部分を有し得るプラテン１００が設けられている。また、従来の技術において知られている任意の設計であってもよいドキュメント給紙装置（ｈａｎｄｌｅｒ）１０２が該プラテン１００と協働する。ドキュメント給紙装置１０２は、光学部材１０を有する照明装置、少なくとも一つの光源２０、および感光装置３０を含む走査ヘッドを介して、複数頁のオリジナルドキュメントからドキュメントシートを連続的に供給する。照明装置が該ドキュメントを細い帯状に照明している間、一つ以上の線形アレイ状の光センサを含む感光装置３０が反射光を記録する。（一般的に、プラテン１００と感光装置３０の間に図示されてないレンズが配設される）。スキャンヘッドが可動キャリッジ４０に取り付けられ、プラテン１００の主要部分に配置されたドキュメントシート上の画像から反射された光を記録することができる。光学部材は、記録されるドキュメントの面に対して３０°〜４５°の角度で配設される。

図２は、光学部材１０のみを単独で示す断面図である。光学部材１０は、所定の屈折率を有する光透過性材料からなる。該光学部材１０は、第１の主要面１２、第２の主要面１４、出射面１６、及びいわゆる「裏面構造」１８を有する。この実施の形態において、裏面構造１８は、不連続面５２によって互いに離間され、一般に、各々が光学部材の中心線に対して、対称に弧形となるように形成された複数の小平面５０を有する。少なくとも第１の主要面１２においては、ＬＥＤ（発光ダイオード）または他の点光源などのサイド発光源（側面発光源）からの光を受光するのに好適なキャビティ６０を有する（キャビティ６０は、第２の主要面１４へ到達する貫通穴であり得る）。

図３は、光学部材１０を示す平面図であり、キャビティ６０内に配置された光源２０から発せられる光線Ｌのいくつかの経路を示す。図示されているように、各小平面５０は、キャビティ６０からの光を反射し、光線が出射面１６から略垂直に出射するように方向付けるべく構成されている。全体的な効果としては、出射面１６の全体領域を介して、即ち、出射面１６の長さに沿って延出する部分の少なくとも一部を通して、光が略均一に分散されることが所望される。

具体的な実施によれば、各小平面５０は、全内部反射によって出射面１６より光を出射するよう光を方向付けることができる。更に、各不連続面５２の形状は、隣接する小平面５０間の光のロス（損失）が最小限となるべく設計（ｔａｉｌｏｒ）可能（隣接面に対する互いの角度の調整等）である。

図４は、図３の光学部材を図３の線４−４に沿って切断した断面図である。図示されているように、第１の主要面１２と第２の主要面１４の間隔が出射面１６に向かって広がるほぼ放物線形状を成す。これら主要面１２および１４は、光源２０からの光を出射面１６へ方向付けるように更に助成する。一つの実施の形態において、一般に、放物面は、全内部反射を利用して光を所望の方向へ方向付ける複合放物面型集光器（Ｃｏｍｐｏｕｎｄ Ｐａｒａｂｏｌｉｃ Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒ）もしくはＣＰＣとして、従来技術として知られているものを形成する。全体的な作用としては、光源２０から発する光が、全内部反射によって、裏面構造１８を形成する小平面５０の各々によって反射される。次に、反射した光は、実質的な放物面である主要面１２および１４によって方向付けられ、略平行（ｃｏｌｌｉｍａｔｅ）な状態で出射面から出射される。

各小平面５０と出射面１６の距離が異なるため、図４に示される断面は、一つの例であり、種々の断面が全て真のＣＰＣ光学特性を発揮するわけではないが、光学部材の端部においてさえも第１の主要面１２及び第２の主要面１４の放物面形状が、出射面１６を介して、光を所望通りに方向付ける効果を有する。

ドキュメントスキャナを示す略立面図である。 光学部材のみを単独で示す斜視図である。 光学部材のみを単独で示す平面図である。 図３の線４−４で切断したときの図３の光学部材の一部を示す断面図である。

符号の説明

１０： 光学部材
１２: 第１の主要面
１４： 第２の主要面
１６： 出射面
１８： 裏面構造
５２： 不連続面
６０： キャビティ

Claims (4)

1. 第１の主要面及び第２の主要面であって、該第１の主要面と第２の主要面との断面によって、共に、複合放物面型集光器（ＣＰＣ）を実質的に形成する、前記第１の主要面及び第２の主要面と、
   該第１の主要面及び第２の主要面の間に配置された出射面と、
   該出射面に対向する裏面構造であって、該裏面構造は複数の小平面を有し、該複数の小平面が線形アレイ状に配置されることによって、前記第１の主要面及び第２の主要面の間に配置された光源から発射される光が前記複数の小平面の１つによって反射され、前記光が前記出射面に実質的に垂直に出射するように方向付けられる、前記裏面構造と、
   前記第１の主要面に形成され、内部に前記光源が配置され、前記光源から発射される光を受光する、キャビティと、
   を備える所定の屈折率を有する光透過性材料を含む光学部材。
2. 前記裏面構造は、前記複数の小平面の隣接する小平面間に配置された不連続面を更に有する、請求項１に記載の光学部材。
3. 前記複数の小平面は、各々が前記光学部材の中心線に対して、対称に弧形となるように形成されている、請求項１に記載の光学部材。
4. ドキュメントを走査する装置であって、
   該ドキュメントの少なくとも一部を支持するプラテンと、
   光源と、
   該光源から前記プラテンへ光を方向付ける光学部材と、
   を備える装置であって、
   前記光学部材は、所定の屈折率を有する光透過性材料を含み、
   前記光学部材は、
   第１の主要面及び第２の主要面であって、該第１の主要面と該第２の主要面との断面によって、共に、複合放物面型集光器（ＣＰＣ）を実質的に形成する、前記第１の主要面及び第２の主要面と、
   該第１の主要面及び第２の主要面の間に配置された出射面と、
   該出射面に対向する裏面構造であって、該裏面構造は複数の小平面を有し、該複数の小平面が線形アレイ状に配置されることによって、前記第１の主要面及び第２の主要面の間に配置された点光源から発射される光が前記複数の小平面の１つによって反射され、前記光が前記出射面に実質的に垂直に出射するように方向付けられる、前記裏面構造と、
   前記第１の主要面に形成され、内部に前記光源が配置され、前記光源から発射される光を受光する、キャビティと、
   を備える、
   装置。

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