JP5131102B2 - 線状光源装置および線状光源装置の組立方法 - Google Patents

Description

本発明は、ファクシミリ、複写機、イメージスキャナ、バーコードリーダ等に使用する画像読取装置の照明用光源に用いられる線状光源装置および線状光源装置の組立方法に関する。

近年、パーソナルファクシミリ等の画像読取装置において、発光ダイオード（以下、ＬＥＤと言う）の出力向上と受光素子としてのＣＣＤ型センサの高感度化により、小型で低消費電力のＬＥＤが読み取り光源装置の光源として使用されるようになってきている。このようなＬＥＤを光源として備えた従来の線状光源装置は、光源の個数を低減させ、且つ均一な照明強度を得ることを目的として、光源から放射される光を導光部材に入射させて所望の方向に光を導光させる構成のものが知られている。

図７は、従来の線状光源装置として特開平９−１６３０８０号公報に開示された線状光源装置１の構成を示す図である。
線状光源装置１は、透明樹脂よりなる導光部材４と、ＬＥＤよりなる光源３とが、長尺状の基台２に固定されて構成される。導光部材４は、棒状部材の軸方向の一方の端面が光取込部４２となっており、光取込部４２に対向するように光源３が配置される。光源３は、光軸が基台２と平行に伸び、導光部材４の中心軸に一致するように、基台２の一端に配置される。光源３から放射される光が光取込部４２から導光部材４の内部に入射し、導光部材４から線状光源となって出射される。
特開平９−１６３０８０号公報

しかしながら、導光部材４と光源３との間には隙間があるため、光源３から出射した光のうち、導光部材４の内部に導光されずに抜け出てしまう光が発生する。また、導光部材４の中心軸と、光源３の光軸とが僅かにずれて配置された場合、隙間から抜け出る光が増えるだけでなく、導光部材４の内部に入射する光の配光も異なるものになってしまう。このような線状光源装置１では、導光部材４において光源３から出射した光を十分に利用することができず、線状光源としての所望の放射照度が得られない。

本発明は、上記の問題点に鑑み、導光部材の中心軸と光源の光軸とがずれた状態で設置されたとしても、導光部材と光源との間から抜け出る光を低減し、放射照度を維持できる線状光源装置を提供することを目的とする。

本願第１の発明は、一方の端部が光取込部となっている長尺状の導光部材と、前記光取込部に対向するように配置される光源とが、基台に固定された線状光源装置において、前記導光部材の光取込部が、当該導光部材の中心軸まわりに回転対称な曲面となっており、前記光源の放射面が、当該光源の中心軸周りに回転対称な曲面となっており、前記導光部材の光取込部と、前記光源の放射面との間に接続部材が配置され、前記接続部材の前記導光部材との境界面が当該接続部材の中心軸まわりに回転対称な曲面となっており、前記接続部材の前記光源との境界面が当該接続部材の中心軸まわりに回転対称な曲面となっており、前記接続部材の前記光源との境界面は、前記接続部材の前記導光部材との境界面より小さい径であって、前記接続部材は、前記導光部材との境界面と前記光源との境界面との間を斜面によってつながれた錐体状の部品であることを特徴とする。

また、本願第２の発明は、一方の端部が光取込部となっている長尺状の導光部材と、前記光取込部に対向するように配置される光源とが、ソケットの内部で固定された線状光源装置において、前記導光部材の光取込部が、当該導光部材の中心軸まわりに回転対称な曲面となっており、前記光源の放射面が、当該光源の中心軸周りに回転対称な曲面となっており、前記導光部材の光取込部と、前記光源の放射面との間に接続部材が配置され、前記接続部材の前記導光部材との境界面が当該接続部材の中心軸まわりに回転対称な曲面となっており、前記接続部材の前記光源との境界面が当該接続部材の中心軸まわりに回転対称な曲面となっており、前記接続部材の前記光源との境界面は、前記接続部材の前記導光部材との境界面より小さい径であって、前記接続部材は、前記導光部材との境界面と前記光源との境界面との間を斜面によってつながれた錐体状の部品であることを特徴とする。

また、本願第３の発明は、第１の発明または第２の発明において、前記導光部材の光取込部が、半球曲面となっており、前記光源の放射面が、半球曲面となっており、前記接続部材の前記導光部材との境界面と前記接続部材の前記光源との境界面とが半球曲面となっていることを特徴とする。

また、本願第４の発明は、放射面が中心軸周りに回転対称な曲面となっている光源を基台に固定し、続いて、光源との界面となる光源側端面と、導光部材との界面となる導光部材側端面とが中心軸まわりに回転対称な曲面となっている接続部材を光源の放射面に対して回転可能に連結し、最後に、一方の端部の光取込部が中心軸まわりに回転対称な曲面となっている長尺状の導光部材を、基台に固定しつつ接続部材に連結することを特徴とする。

また、本願第５の発明は、一方の端部の光取込部が中心軸まわりに回転対称な曲面となっている長尺状の導光部材を基台に固定し、続いて、光源との界面となる光源側端面と、導光部材との界面となる導光部材側端面とが中心軸まわりに回転対称な曲面となっている接続部材を導光部材の光取込部に対して回転可能に連結し、最後に、放射面が中心軸周りに回転対称な曲面となっている光源を、基台に固定しつつ接続部材に連結することを特徴とする。

また、本願第６の発明は、第４の発明または第５の発明において、光源と接続部材と導光部材とを連結した後に、前記導光部材を光源に向かって軸方向に押し付けることを特徴とする。

また、本願第７の発明は、第４の発明または第５の発明において、光源と接続部材と導光部材とを連結した後に、前記光源を導光部材に向かって軸方向に押し付けることを特徴とする。

本願第１の発明および第２の発明によれば、導光部材と光源とが基台に固定されていても、それに合わせて接続部材を傾けて配置することによって、光源と接続部材と導光部材とを隙間を生じないように配置することができる。そして、光源から放射された光が、接続部材との境界面や導光部材との境界面において漏れ出ることを防止し、接続部材を介して導光部材に効率よく取り込むことができる。

本願第３の発明によれば、球面はあらゆる箇所において曲面の曲がり具合が等しくなるので、接続部材の導光部材との境界面となる導光部材側端面を半球曲面とし、導光部材の光取込部を半球曲面とすることによって、互いの中心軸がずれたときも球面ヒンジのように滑って、導光部材側端面と光取込部とが密着した状態を維持することができる。

本願第４の発明によれば、基台に固定されている光源に、光源との界面と導光部材との界面とが中心軸まわりに回転対称な曲面となっている接続部材を介して導光部材を基台に固定することによって、光源の中心軸と導光部材の中心軸とが同一線上に並ばなくても、接続部材が界面において滑って自ずと回転することにより、光源と接続部材と導光部材とを隙間を生じないように連結することができる。

本願第５の発明によれば、基台に固定されている導光部材に、光源との界面と導光部材との界面とが中心軸まわりに回転対称な曲面となっている接続部材を介して光源を基台に固定することによって、光源の中心軸と導光部材の中心軸とが同一線上に並ばなくても、接続部材が界面において滑って自ずと回転することにより、光源と接続部材と導光部材とを隙間を生じないように連結することができる。

本願第６の発明および第７の発明によれば、光源と接続部材と導光部材とを連結した後に、導光部材を光源に向かって軸方向に押し付けることによって、軸方向の隙間をなくし、導光部材と接続部材と光源を密着して連結することができる。

本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、本発明の線状光源装置１が組込まれる複写機の内部構造を示す模式図である。
透明なガラス板に載置された原稿に、線状光源装置１から放射される光を下から照射する。原稿に何も書かれていない白い部分に照射した光は反射され、複数のミラーで反射させて導光され、レンズを介して読取用のＣＣＤに入射させる。棒状の線状光源装置１と１枚のミラーとを一組として、矢印方向に動かすことによって、原稿全体の記載内容を読み取ることができる。

図２は本発明の線状光源装置１の一例を示す斜視図である。
本発明の線状光源装置１は、透明樹脂よりなる導光部材４とＬＥＤよりなる光源３とが基台２に固定され、導光部材４と光源３とに挟まれて保持される接続部材５を備えて構成される。基台２は、樹脂よりなる導光部材保持部２２と金属よりなる光源保持部２１とを組み合わせ、導光部材保持部２２と光源保持部２１とをネジ２８により固定させて構成される。光源保持部２１には長孔がもうけられており、ネジ２８は長孔をスライドできるので、光源保持部２１を図面の矢印方向、すなわち導光部材保持部２２の長手方向にスライド、さらには直行する方向にスライドして、導光部材保持部２２に固定される導光部材４に対する、光源保持部２１に固定される光源３の位置を調整できるように構成されている。

導光部材保持部２２は、長手方向に伸びる一側面が開口した断面コ字状の棒状形状を有する。１側面が開口しているので、導光部材４を導光部材保持部２２にはめ込むことができる。導光部材４は、導光部材保持部２２の上面に長手方向に沿って複数設置された爪によって固定される。また、導光部材４は光源３の点灯中でもそれほど高温にならないので、導光部材保持部２２を樹脂により形成している。

一方、光源保持部２１は、点灯中に高温になる光源３を保持するため、金属により形成されることが好ましい。さらに、導光部材保持部２２の長手方向に沿って伸びるフィン２４が取り付けられ、光源３から発生する熱を効果的に冷却できるように構成されている。光源３は、導光部材保持部２２の長手方向に対して垂直な側面２３の導光部材保持部２２に対向する面に固定され、導光部材保持部２２に向かって光が放射されるように構成される。
なお、フィン２４の取り付け位置は図２に限定されず、光源３に対向する光源保持部２１に取り付けることもできる。

光源３から発生する熱を光源保持部２１から外部へ逃がすために、光源３のＬＥＤを回路基板に設置し、回路基板を側面２３に密着するように取り付けている。回路基板の一端に給電線３３をネジ止めにて取り付けて、回路基板に配線している。

製造コストに有無を言わせなければ、寸法や水平面を正確に出した基台２を製作することはできる。しかしながら、市場が求める価格で線状光源装置１を提供するためには、基台２の製作にそれほど精密性を求めることができない。例えば、樹脂を流し込む金型に、樹脂の原液を厳密な意味で均一に流すことは難しく、また、樹脂の冷却も、あらゆる面で均一に冷えるようにコントロールすることは難しいため、部材ごとに製造誤差が発生する。そもそも、樹脂を流し込む金型を、精密な水平面を求めて設置するわけにはいかないので、導光部材保持部２２の水平面が微妙にずれている場合もある。また、金属で構成される光源保持部２１においても、製造コストを抑えるためにプレス加工により形成すれば、プレス圧力を完全に均一にすることは難しいため、製造誤差が発生する。

このように、線状光源装置１においては、精密機械などとは異なり、導光部材４や光源３を固定する基台２自体に製造誤差がある。したがって、水平面が緻密に出されていない導光部材保持部２２に保持されている導光部材４を、光源３が固定されている光源保持部２１に対して位置合わせしても、導光部材４の中心軸を光源３の光軸に完全に一致させることはできない。このような理由から、導光部材４の中心軸と光源３の光軸とがずれている状態で、導光部材４と光源３とが基台２に固定されることが、本発明の線状光源装置１の前提条件となる。

図３は、本発明の線状光源装置１の基台２を除いた導光部材４と接続部材５と光源３とを軸方向に切断した拡大断面図である。
導光部材４の軸方向の一端に光取込部４２が設けられ、他端は平滑面４３となっている。導光部材４の軸方向に伸びる軸方向側面４４には、光取込部４２が形成された一端から平滑面４３となっている他端に向かって光出射面４１とローレット溝４５とが形成されている。

ローレット溝４５は、導光部材４の軸方向に垂直で、ローレット溝４５から光出射面４１に進む径方向に切込みが入った溝部が複数設けられ、各溝部の頂部に平坦面４６が形成されている。導光部材４の内部に導光する光量は、光取込部４２から遠ざかるにしたがって減少するので、平坦面４６の長さを光取込部４２から遠ざかるにつれて短くして、軸方向全体にわたって、ローレット溝４５で反射される光量を均一にしている。また、より光量を均一にするために、各溝部の高さを光取込部４２近傍から平滑面４３近傍に近づくに従って大きくなるように形成し、溝部の幅を広げることによっても調整できる。

光取込部４２は、導光部材４に隣接して配置される接続部材５との境界面であり、導光部材４の内方に向かって陥没する導光部材４の中心軸まわりに回転対称な凹半球曲面となっている。導光部材４の光取込部４２の軸中心まわりに回転対称な曲面とは、曲面が形成される角度が、断面１８０°となる半球状が好ましい。曲面が形成される角度が断面１８０°以下のときは光の伝達効率が落ちるが、接続部材５と導光部材４とを密接して配置することができ、境界面において光が漏れ出ることを防止できる。

接続部材５は、円形断面の導光部材側端面５１と、導光部材側端面５１より小さい径を有する円形断面の光源側端面５２と、導光部材側端面５１と光源側端面５２との間をつなぐ斜面５３とを有する錐体状の部品である。導光部材４との境界面となる導光部材側端面５１が、導光部材４に向かって突出する接続部材５の中心軸まわりに回転対称な凸半球曲面となっている。また、光源３との境界面となる光源側端面５２は、接続部材５の内方に向かって陥没する接続部材５の中心軸周りに回転対称な凹半球曲面となっている。

光源３から放射される光を効率よく導光部材４に取り込むため、接続部材５と導光部材４との間に空気層となる隙間が生じないように配置されている。具体的には、接続部材５の導光部材４との境界面となる導光部材側端面５１が、導光部材４の光取込部４２の曲率と同等になるように形成されている。また、導光部材４と接続部材５とを接着剤で接続することによって、導光部材４と接続部材５との間に形成される隙間をより小さくすることができる。

接続部材５の空気層との界面となる斜面５３には、光源３に近い光源側端面５２から導光部材側端面５１に向かって広がる傾斜がつけられている。このような傾斜がつけられた斜面５３に対する光源３から出射した光の入射角は、中心軸に平行な境界面に対する入射角より大きくなる。また、接続部材５を形成する透明樹脂の屈折率が空気の屈折率より大きいため、接続部材５の空気層との界面となる斜面５３において、光の入射角が一定以上であれば全反射する。したがって、入射角が臨界角より大きくなる光量が多くなるので、接続部材５の空気層との界面から突き抜ける光が減少し、接続部材５の内部に取り込まれる光を増大させることができる。

光源３には、白色光を放射する白色ＬＥＤが用いられる。白色ＬＥＤとして現在、普及されている方式は、青色ＬＥＤと青色の光を吸収して黄色の光を放射するＹＡＧ蛍光体（ＹＡＧ；Ｙｔｔｒｉｕｍ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ｇａｒｎｅｔ）を組み合わせたＣｏｓ配光のＬＥＤであり、青色ＬＥＤチップの周辺にＹＡＧ系蛍光体を樹脂に混ぜ込んで覆うことにより、青色光と青色光源から発光した光がＹＡＧ粒子に衝突し、励起された黄色の光の混色で白色光が得られる。さらにＹＡＧ系蛍光体の蛍光色は、青色ＬＥＤの発光色に対し補色関係であり効率よく白色光を得ることが可能になる。

光源３としてレンズタイプのＬＥＤを採用しているので、光の放射面３１に半球状のレンズが配置されている。光源３から放射される光を効率よく導光部材４に取り込むため、接続部材５との間に空気層となる隙間が生じないように配置されている。具体的には、接続部材５の光源３との境界面となる光源側端面５２が、光源３の放射面３１の曲率と同等になるように形成されている。また、光源３と接続部材５とを接着剤で接続することによって、光源３と接続部材５との間に形成される隙間をより小さくすることができる。

図４は、導光部材４の中心軸Ａと光源３の中心軸Ｂとが上下方向にずれた状態を示す、導光部材４と接続部材５と光源３との接続部分の拡大断面図である。
上述したように、基台２自体に製造誤差があるため、導光部材４と光源３とは、導光部材４の中心軸Ａと光源３の中心軸Ｂとがずれている状態で基台２に固定されることになる。図２に示す基台２は、光源保持部２１を導光部材保持部２２の長手方向に直行する方向にスライドして、導光部材保持部２２に固定される導光部材４に対する、光源保持部２１に固定される光源３の位置を調整できるので、導光部材４と光源３との横方向のずれは多少改善される。しかし、導光部材４と光源３との高さ方向のずれは調整手段がなく、基台２のずれがそのまま高さ方向のずれとなって残る。

そこで、図４に示すように、導光部材４と光源３との間に接続部材５を配置して、導光部材４の位置と光源３の位置とのずれを調整している。
導光部材４の接続部材５との境界面となる光取込部４２が半球曲面となっており、接続部材５の導光部材４との境界面となる導光部材側端面５１が光取込部４２の半球曲面に対応する半球曲面となっているため、接続部材５の導光部材側端面５１の半球曲面が光取込部４２の半球曲面に対してヒンジのように滑るので、接続部材５をどのような角度で接続しても、導光部材４との間に空気層となる隙間が生じないようにすることができる。

また、光源３の接続部材５との境界面となる放射面３１が半球曲面となっており、接続部材５の光源３との境界面となる光源側端面５２が放射面３１の半球曲面に対応する半球曲面となっているため、接続部材５の光源側端面５２の半球曲面が放射面３１の半球曲面に対して滑るので、接続部材５をどのような角度で接続しても、光源３との間に空気層となる隙間が生じないようにすることができる。

導光部材４の中心軸Ａと光源３の中心軸Ｂとが上下方向にずれているので、導光部材４の光取込部４２の位置と光源の放射面３１の位置とが水平上に存在しない。しかし、接続部材５の軸中心Ｃが導光部材４の中心軸Ａや光源３の中心軸Ｂに対して斜めになるように、接続部材５自体を回転させることにより、接続部材５と導光部材４、及び、接続部材５と光源３とを隙間が生じないように密接して配置することができる。

ただし、導光部材４と光源３とは基台２に固定されているため、導光部材４の光取込部４２と光源３の放射面３１との位置は決まっている。したがって、導光部材４との境界面となる導光部材側端面５１の位置と、光源３との境界面となる光源側端面５２の位置とが決まって、接続部材５の両端の位置が決まるので、接続部材５の導光部材４や光源３に対する配置向きが決まる。

導光部材４と光源３とが基台２に固定されていても、それに合わせて接続部材５を傾けて配置することによって、光源３と接続部材５と導光部材４とを隙間を生じないように配置することができる。そして、光源３から放射された光が、接続部材５との境界面や導光部材４との境界面において漏れ出ることを防止し、接続部材５を介して導光部材４に効率よく取り込むことができる。

図に示すように、光源３の回路基板３２が放射面３１より大きい場合には、接続部材５の光源側端面５２が光源３の放射面３１に対して滑るときに、光源側端面５２の一端が回路基板３２に当たって、接続部材５をそれ以上傾けることができなくなり、接続部材５と光源３との間に隙間が発生してしまう。そのため、光源３の中心軸Ｂと接続部材５の中心軸Ｃが同一線上に並ぶように配置したときに、光源３の回路基板３２と接続部材５の光源側端面５２との間に隙間ができるように構成し、接続部材５の光源側端面５２が光源３の放射面３１に対して滑る余裕を作っておく。

一方、導光部材４と接続部材５との接続部分では、接続部材５の斜面５３に導光部材側端面５１から光源側端面５２に向かって小さくなる傾斜が設けられているので、接続部材５を大きく傾けない限り、導光部材４の光取込部４２の一端と当たらない。また、斜面５３に対する光源３から出射した光の入射角は、中心軸に平行な境界面に対する入射角より大きくなるので、光源３の中心軸Ｂと接続部材５の中心軸Ｃに対してずれても、斜面５３で突き抜けてしまう光は少なく、斜面５３で全反射される光の量を確保でき、光の利用効率を落ちにくくすることができる。

なお、接続部材５の導光部材側端面５１を凸半球曲面とし、導光部材４の光取込部４２を凹半球曲面となっているときは、互いに球面ヒンジのように滑って、導光部材側端面５１と光取込部４２とが密着した状態を維持するので最も好ましい。同様に、接続部材５の光源側端面５２を凹半球曲面とし、光源３の放射面３１を凸半球曲面となっているときは、互いに球面ヒンジのように滑って、光源側端面５２と放射面３１とが密着した状態を維持するので最も好ましい。しかし、導光部材側端面５１や放射面３１を中心軸まわりに回転対称な曲面を回転放物面や楕円面とし、光取込部４２や光源側端面５２を対応する曲面とすることもできる。

回転放物面や楕円面では、接続部材５と導光部材４との中心軸がずれると導光部材側端面５１と光取込部４２との間に隙間が生じるので、接続部材５と導光部材４とを両者と屈折率の近いシリコーンなどの透光性接着剤により接合することが好ましい。同様に、光源３と接続部材５ともシリコーンなどの接着剤により接合することが好ましい。透光性接着剤が凝固する前に導光部材４と接続部材５とを位置決めすれば、透光性接着剤が流動して隙間を埋めて導光部材側端面５１と光取込部４２との間に空気層が形成されることを防ぐ。また、回転放物面や楕円面は、半球面に比べて光の集光効果が高いので、導光部材４の中心軸に沿った光を増やし、光の利用効率を高めることができる。

続いて、線状光源装置１の組立方法を説明する。
線状光源装置１の組立方法には、大きく分けて２つの手法がある。まず、光源３から固定する第１の組立方法を説明する。
第１の組立方法においては、最初に、基台２の光源保持部２１の導光部材保持部２２の側面２３の導光部材保持部２２に対向する面に、光源３を固定する。次に、接続部材５の光源側端面５２の表面にシリコーンよりなる接着剤を塗布して、光源３の放射面３１に接続部材５の光源側端面５２を合わせて連結する。シリコーンよりなる接着剤は、瞬時に２つの部材を接着するものではないので、光源３に接続部材５を連結した後も、光源側端面５２を放射面３１に対して滑らせて、接続部材５の位置を調整することができる。

続いて、導光部材４の光取込部４２の表面にシリコーンよりなる接着剤を塗布して、基台２の導光部材保持部２２の開口している１側面から導光部材４をはめ込みつつ、光取込部４２を接続部材５の導光部材側端面５１に合わせて連結する。このようにして光源３と接続部材５と導光部材４とを連結した後、導光部材４を光源３に向かって導光部材４の中心軸Ａに沿って動かして、光源３と接続部材５と導光部材４との間に隙間ができないように押し当てる。このとき、導光部材４や光源３と完全には接着していない接続部材５が回転して傾くことによって、導光部材４と光源３との位置のズレを吸収して、導光部材４と接続部材５と光源３とを隙間を生じないようにして連結することができる。

この後、導光部材保持部２２を光源保持部２１に対してスライドさせて、導光部材４の中心軸Ａと光源３の中心軸Ｂとがなるべく同一線上に並ぶように位置を微調整する。

続いて、導光部材４から固定する第２の組立方法を説明する。
第２の組立方法においては、最初に基台２の導光部材保持部２２に導光部材４をはめ込む。そして、接続部材５の導光部材側端面５１と接続部材５の光源側端面５２の表面にシリコーンよりなる接着剤を塗布して、導光部材４の光取込部４２に接続部材５の導光部材側端面５１を合わせて連結する。続いて、光源３を基台２の光源保持部２１に固定しつつ、接続部材５の光源側端面５２に光源３の放射面３１を合わせて連結する。

放射面３１が接続部材５に向かって突出する凸半球曲面を有する光源３を最後に設置するため、光源３を固定する光源保持部２１の側面２３と導光部材４の光取込部４２との間は、余裕ができるように配置されている。したがって、光源３と接続部材５と導光部材４とを連結した後、導光部材４を光源３に向かって導光部材４の中心軸Ａに沿って動かして、光源３と接続部材５と導光部材４との間に隙間ができないように押し当てる必要がある。このとき、シリコーンよりなる接着剤は完全には接着していないので、接続部材５が回転して傾くことによって、導光部材４と光源３との位置のズレを吸収することができる。

本発明の第１の実施形態の変形例を説明する。図５は第１の実施形態の変形例における線状光源装置１の基台２を示す斜視図である。
図５に示す基台２は、光源保持部２１だけでなく導光部材保持部２２も、樹脂ではなく金属により形成されており、光源保持部２１と導光部材保持部２２とが接合面で溶接されて一体物として形成されている。また、光源保持部２１ではなく、導光部材保持部２２に導光部材保持部２２の長手方向に沿って伸びるフィン２４が取り付けられている。

光源保持部２１は、金属板を折り曲げてＬ字状にして形成される。また、導光部材保持部２２は、断面形状が長手方向に渡って等しいので、押し出し工程にて金属成形される。内部に挿入される導光部材４を固定は、導光部材保持部２２の開口をわずかに小さくすることによってなされる。導光部材が挿通されると、開口が広がり、金属の弾性により保持される。

図５に示す金属よりなる基台２を用いて導光部材４と光源３とを固定しても、導光部材４の中心軸と光源３の光軸とがずれている状態になる。しかし、導光部材４と光源３の位置に合わせて接続部材５を傾けて配置することによって、光源３と接続部材５と導光部材４とを密接して配置することができる。そして、光源３から放射された光が、接続部材５との境界面や導光部材４との境界面において漏れ出ることを防止し、接続部材５を介して導光部材４に効率よく取り込むことができる。

本発明の第２の実施形態を説明する。図６は第２の実施形態の線状光源装置１を示す図である。図６（ａ）が線状光源装置１の全体を示す斜視図であり、図６（ｂ）が導光部材４と接続部材５と光源３の接続部分の拡大断面図である。
線状光源装置１は、導光部材４の両端がソケット２５ａ、２５ｂで覆われて形成されている。一方のソケット２５ａの内部に光源３が配置されて、光源３と導光部材４とを接続部材５を介して連結している。ソケット２５ａ、２５ｂは、一端の面が平坦となるように形成されているため、線状光源装置１を容易に固定させることができる。この構成は、光源からの熱を平坦な面から外部に伝達させやすくすることができ、さらには線状光源としての位置出しが容易となる。
なお、両端がソケット２５ａ、２５ｂで覆われている線状光源装置１においても、導光部材４を保持または保護するための部材を設けることもできる。

図６（ｂ）に示すように、ソケット２５ａ、２５ｂは有底である略円筒状の金属よりなり、底面２６に光源３の基板３２が固定され、円筒面２７にリング状パッキンが配置され、導光部材４が固定されている。光源３はソケット２５ａの内部に固定されて外部から位置調整ができないので、設置位置がずれるとそのまま光源３の光軸がずれてしまう。また、導光部材４もリング状パッキンによって保持されているだけなので、光源３に対する正確な位置出しはできない。

また、導光部材４、接続部材５、光源３は第１の実施形態に示す線状光源装置１と同様の形状をしている。導光部材４の接続部材５との境界面となる光取込部４２が半球曲面となっており、接続部材５の導光部材４との境界面となる導光部材側端面５１が光取込部４２の半球曲面に対応する半球曲面となっている。また、光源３の接続部材５との境界面となる放射面３１が半球曲面となっており、接続部材５の光源３との境界面となる光源側端面５２が放射面３１の半球曲面に対応する半球曲面となっている。

導光部材４と接続部材５との境界面や、接続部材５と光源３との境界面において、接続部材５がヒンジのように滑るので、隙間が生じないように連結することができる。したがって、導光部材４と光源３とがずれてソケット２５ａに固定されていても、接続部材５自体を回転させることにより、接続部材５と導光部材４、及び、接続部材５と光源３とを隙間が生じないように密接して配置することができる。そして、光源３から放射された光が、接続部材５との境界面や導光部材４との境界面において漏れ出ることを防止し、接続部材５を介して導光部材４に効率よく取り込むことができる。

続いて、線状光源装置１の組立方法を説明する。
最初に、ソケット２５ａの底面２６に光源３を固定し、次に、接続部材５の光源側端面５２の表面にシリコーンよりなる接着剤を塗布して、光源３の放射面３１に接続部材５の光源側端面５２を合わせて連結する。続いて、導光部材４の光取込部４２の表面にシリコーンよりなる接着剤を塗布して、導光部材４を光源３に向かって押し込むようにして、光取込部４２を接続部材５の導光部材側端面５１に合わせて連結する。このとき、シリコーンよりなる接着剤は完全には接着していないので、接続部材５が回転して傾くことによって、導光部材４と光源３との位置のズレを吸収することができる。

本発明の線状光源装置が組込まれる複写機の内部構造を説明するための模式図 本発明の線状光源装置の構成を示す斜視図 本発明の線状光源装置を軸方向に切断した拡大断面図 本発明の接続部材の近傍を導光部材の軸方向に沿って切断した拡大断面図 本発明の線状光源装置の構成を示す斜視図 本発明の線状光源装置の構成を示す図 従来の線状光源装置の構成を示す斜視図

符号の説明

１ 線状光源装置
２ 基台
３ 光源
４ 導光部材
５ 接続部材
２１ 光源保持部
２２ 導光部材保持部
３１ 放射面
４１ 光出射面
４２ 光取込部
５１ 導光部材側端面
５２ 光源側端面
５３ 斜面

Claims (7)

1. 一方の端部が光取込部となっている長尺状の導光部材と、前記光取込部に対向するように配置される光源とが、基台に固定された線状光源装置において、
   前記導光部材の光取込部が、当該導光部材の中心軸まわりに回転対称な曲面となっており、
   前記光源の放射面が、当該光源の中心軸周りに回転対称な曲面となっており、
   前記導光部材の光取込部と、前記光源の放射面との間に接続部材が配置され、
   前記接続部材の前記導光部材との境界面が当該接続部材の中心軸まわりに回転対称な曲面となっており、
   前記接続部材の前記光源との境界面が当該接続部材の中心軸まわりに回転対称な曲面となっており、
   前記接続部材の前記光源との境界面は、前記接続部材の前記導光部材との境界面より小さい径であって、
   前記接続部材は、前記導光部材との境界面と前記光源との境界面との間を斜面によってつながれた錐体状の部品であることを特徴とする線状光源装置。
   
2. 一方の端部が光取込部となっている長尺状の導光部材と、前記光取込部に対向するように配置される光源とが、ソケットの内部で固定された線状光源装置において、
   前記導光部材の光取込部が、当該導光部材の中心軸まわりに回転対称な曲面となっており、
   前記光源の放射面が、当該光源の中心軸周りに回転対称な曲面となっており、
   前記導光部材の光取込部と、前記光源の放射面との間に接続部材が配置され、
   前記接続部材の前記導光部材との境界面が当該接続部材の中心軸まわりに回転対称な曲面となっており、
   前記接続部材の前記光源との境界面が当該接続部材の中心軸まわりに回転対称な曲面となっており、
   前記接続部材の前記光源との境界面は、前記接続部材の前記導光部材との境界面より小さい径であって、
   前記接続部材は、前記導光部材との境界面と前記光源との境界面との間を斜面によってつながれた錐体状の部品であることを特徴とする線状光源装置。
   
3. 前記導光部材の光取込部が、半球曲面となっており、前記光源の放射面が、半球曲面となっており、前記接続部材の前記導光部材との境界面と前記接続部材の前記光源との境界面とが半球曲面となっていることを特徴とする請求項１または２に記載の線状光源装置。
4. 放射面が中心軸周りに回転対称な曲面となっている光源を基台に固定し、続いて、光源との界面となる光源側端面と、導光部材との界面となる導光部材側端面とが中心軸まわりに回転対称な曲面となっている接続部材を光源の放射面に対して回転可能に連結し、最後に、一方の端部の光取込部が中心軸まわりに回転対称な曲面となっている長尺状の導光部材を、基台に固定しつつ接続部材に連結することを特徴とする線状光源装置の組立方法。
5. 一方の端部の光取込部が中心軸まわりに回転対称な曲面となっている長尺状の導光部材を基台に固定し、続いて、光源との界面となる光源側端面と、導光部材との界面となる導光部材側端面とが中心軸まわりに回転対称な曲面となっている接続部材を導光部材の光取込部に対して回転可能に連結し、最後に、放射面が中心軸周りに回転対称な曲面となっている光源を、基台に固定しつつ接続部材に連結することを特徴とする線状光源装置の組立方法。
6. 光源と接続部材と導光部材とを連結した後に、前記導光部材を光源に向かって軸方向に押し付けることを特徴とする請求項４または５に記載の線状光源装置の組立方法。
7. 光源と接続部材と導光部材とを連結した後に、前記光源を前記導光部材に向かって軸方向に押し付けることを特徴とする請求項４または５に記載の線状光源装置の組立方法。

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