JP5401567B2 - 導光体、照明装置、これを用いた画像読取装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、光源が発する照明光を導光する導光体、この導光体を用いた照明装置、並びに、これを用いた画像読取装置及び画像形成装置に関する。

スキャナー、或いは複写機等の画像形成装置においては、原稿シートの画像を光学的に読み取るために、原稿シートに光を照射する照明装置が用いられている。近年、この照明装置の光源として、発光効率が高いという利点がある白色ＬＥＤ（Light Emitting Diode）が採用されるようになっている。この種の照明装置では、原稿シートをライン状に照明する必要があるが、ＬＥＤは点光源であるため、棒状の導光体と前記白色ＬＥＤとを組み合わせてライン状照明光を生成している。前記導光体は、当該導光体の一端に配置され白色ＬＥＤが発する照明光が入射される入射面と、当該導光体の長手方向に沿って延び前記照明光を出射させる帯状の出射面と、前記出射面に対向する面に形成され前記照明光を反射する帯状の反射面とを有している。

前記入射面から入射された照明光は、導光体内を伝播しながら前記出射面から外部へ出射する。この出射光には、白色ＬＥＤから前記反射面へ直接的に向かい、当該反射面で反射された照明光（直接光）と、導光体の周面で１回以上全反射された後に前記反射面へ向かい、当該反射面で反射された照明光（間接光）とが含まれている。前記直接光は、前記入射面に近い部分から専ら出射される。ここで、前記直接光と前記間接光とでは照明強度が異なるため、導光体の長手方向において照明光の均一性が得られないという問題が生じる。この問題の解決のため、特許文献１の照明装置では、前記直接光が出射面から出射しないようにするために、導光体の断面形状を多角形にすると共に、その主走査方向の形状を異形にしている。

特開平１０−２４１４３２号公報

しかしながら、間接光を生成するためには、白色ＬＥＤから発せられた照明光を導光体の周面で少なくとも１回全反射させる必要がある。このため、特許文献１の照明装置の導光体では、その入射面と出射面の近端との間に、ある程度の距離を持たせねばならない。このことは、導光体の全長を長くすることに繋がり、照明装置の小型化の妨げとなる。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、必要最小限のサイズで均一性を有する照明光を出射できる導光体、これを備えた照明装置、該照明装置を用いた画像読取装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の一の局面に係る導光体は、照明光を発する光源と組み合わせて用いられる導光体であって、第１方向に長い棒状の形状を有し前記照明光を導光する本体部と、該本体部の一方の端面であって前記照明光が入射される入射面と、前記本体部の表面において前記第１方向に沿って延び前記照明光を出射させる帯状の出射面と、前記本体部の前記出射面に対向する面において前記第１方向に沿って延び前記照明光を反射する帯状の反射面と、を備え、前記反射面は、平坦な面に前記照明光を前記出射面に向けて反射する機能を備え
た微小な反射凹部が多数設けられた反射パターン面を含み、前記反射凹部は、前記照明光を、前記第１方向と水平方向において直交する第２方向に沿った垂直な断面において、反射角度が広がる方向に偏向させて反射する偏向面を有し、前記反射パターン面が、前記本体部の前記入射面に近い第１領域に形成され、前記本体部の前記第１領域以外の第２領域には、前記偏向面を具備しない反射凹部の多数個で形成された他の反射パターン面が形成されている。

この構成によれば、前記反射凹部に入射する照明光は、前記偏光面で反射角度が広がる方向に偏向されて反射される。このため、光源から前記反射面へ直接的に向かい、当該反射面で反射される照明光（直接光）の、前記第２方向に沿った垂直な断面における反射角度を広げることができる。これにより、前記直接光の性質を、導光体の周面で１回以上全反射された後に前記反射面へ向かい、当該反射面で反射される照明光（間接光）の性質に近づけることができる。従って、前記入射面の直近に前記出射面の近端を配置しても、前記出射面から放射される照明光の均一性は担保される。このため、導光体を必要最小限の長さとすることができる。また、前記反射パターン面が、前記本体部の前記入射面に近い第１領域に形成され、前記本体部の前記第１領域以外の第２領域には、前記偏向面を具備しない反射凹部の多数個で形成された他の反射パターン面が形成されているので、上記間接光の成分が多い前記第２領域において前記照明光は偏向されることはない。従って、照明光の均一性を一層高めることができる。

上記構成において、前記反射凹部は、半楕円体の形状を有し、その長径方向が前記第２方向に延びていることが望ましい。この構成によれば、上記偏向面を、簡易な形状で達成することができる。

この場合、前記半楕円体の長径をｄ、前記半楕円体の前記平坦な面からの深さをｈとするとき、ｄ：ｈが、３：１〜１５：１の範囲にあることが望ましい。この構成によれば、上記直接光の偏向特性を適正化することができる。

上記構成において、前記反射パターン面が、前記第２方向に複数個の前記反射凹部が直列に配列されることによって形成された単位反射凹部列が、前記第１方向に複数列並置された反射パターン面であることが望ましい。この構成によれば、上記直接光を、漏れなく前記反射パターン面において反射させ易くなる。

上記構成において、前記導光体が、透光性樹脂材料を金型成形して得られた部材からなることが望ましい。この構成によれば、導光体の本体部の形状を特殊なものとする必要がないため、従来品のように金型が複雑化することはない。また、導光体を必要以上に長くする必要もないので、導光体に反りが生じにくいという利点もある。

本発明の他の局面に係る照明装置は、照明光を発する光源と、上記に記載の導光体とを備える。

本発明のさらに他の局面に係る画像読取装置は、原稿シートに照明光を照射する上記の照明装置と、前記原稿シートからの反射光を受光して電気信号に変換する受光装置と、を備え、前記第１方向が主走査方向であり、前記第２方向が副走査方向である。

本発明のさらに他の局面に係る画像形成装置は、上記の画像読取装置と、前記画像読取装置から出力される画像データに基づいて、その周面に静電潜像が形成される像担持体と、を備える。

本発明によれば、導光体が必要最小限のサイズで均一性を有する照明光を出射できるようになる。従って、導光体の小型化を図ることができ、当該導光体を備えた照明装置、これを用いた画像読取装置及び画像形成装置の小型化をも図ることができる。

本発明の一実施形態に係る画像読取装置及び画像形成装置の概略構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る照明装置を示す斜視図である。 図２のIII−III線断面図である。 導光体内における照明光の反射状態を示す模式図である。 導光体から出射する直接光及び間接光の、副走査方向における光強度の角度分布を示すグラフである。 直接光及び間接光の、導光体から出射状況を模式的に示す図である。 導光体の入射面近傍を示す斜視図である。 導光体の反射パターン面の拡大斜視図である。 反射凹部の１つを示す図である。 反射凹部による照明光の反射状態を説明するための図である。 反射凹部の形状を異ならせた場合における、副走査方向における光強度の角度分布を示すグラフである。 他の実施形態に係る導光体を示す斜視図である。

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態につき詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の内部構造を示す断面図である。ここでは、画像形成装置１として、いわゆる胴内排紙型の複写機を例示している。なお、本発明に係る照明装置が適用される装置は複写機に限られるものではなく、例えばスキャナー装置、ファクシミリ装置、或いは複合機であってもよい。

画像形成装置１は、略直方体形状の筐体構造を有し胴内空間（胴内排紙部２４）を備えたハウジング２を備える。ハウジング２は、画像形成のための各種機器が収容される下部筐体（装置本体２１）と、装置本体２１の上方に配設された上部筐体（画像読取装置２２）と、装置本体２１と画像読取装置２２とを連結する連結筐体２３とを含む。画像読取装置２２は、原稿シートの画像を光学的に読み取り、原稿画像に応じた画像データを生成する。装置本体２１は、前記画像データに基づき、シートに対してトナー画像を形成する処理を行う。装置本体２１と画像読取装置２２との間には、画像形成後のシートが排紙される胴内排紙部２４が設けられている。連結筐体２３は、ハウジング２の右側面の側に配置され、胴内排紙部２４へシートを排出するための排出口９６１が設けられている。

装置本体２１の内部には、上方から順に、トナーコンテナ９９Ｙ、９９Ｍ、９９Ｃ、９９Ｋ、中間転写ユニット９２、画像形成部９３、露光ユニット９４、及び給紙カセット２１１が収容されている。

画像形成部９３は、フルカラーのトナー像を形成するために、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｂｋ）の各トナー像を形成する４つの画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋを備える。各画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋは、感光体ドラム１１と、この感光体ドラム１１の周囲に配置された、帯電器１２、現像装置１３、一次転写ローラー１４及びクリーニング装置１５とを含む。

感光体ドラム１１は、その軸回りに回転し、その周面に静電潜像及びトナー像が形成される。感光体ドラム１１としては、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系材料を用いた感光体ドラムを用いることができる。帯電器１２は、感光体ドラム１１の表面を均一に帯電する。帯電後の感光体ドラム１１の周面は、露光ユニット９４によって露光され、静電潜像が形成される。

現像装置１３は、感光体ドラム１１上に形成された静電潜像を現像するために、感光体ドラム１１の周面にトナーを供給する。現像装置１３は、２成分現像剤用のものであり、攪拌ローラー１６、１７、磁気ローラー１８、及び現像ローラー１９を含む。攪拌ローラー１６、１７は、２成分現像剤を攪拌しながら循環搬送することで、トナーを帯電させる。磁気ローラー１８の周面には２成分現像剤層が担持され、現像ローラー１９の周面には、磁気ローラー１８と現像ローラー１９との間の電位差によってトナーが受け渡されることにより形成されたトナー層が担持される。現像ローラー１９上のトナーは、感光体ドラム１１の周面に供給され、前記静電潜像が現像される。

一次転写ローラー１４は、中間転写ユニット９２に備えられている中間転写ベルト９２１を挟んで感光体ドラム１１とニップ部を形成し、感光体ドラム１１上のトナー像を中間転写ベルト９２１上に一次転写する。クリーニング装置１５は、トナー像転写後の感光体ドラム１１の周面を清掃する。

イエロー用トナーコンテナ９９Ｙ、マゼンタ用トナーコンテナ９９Ｍ、シアン用トナーコンテナ９９Ｃ、及びブラック用トナーコンテナ９９Ｂｋは、それぞれ各色のトナーを貯留するものであり、ＹＭＣＢｋ各色に対応する画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋの現像装置１３に、図略の供給経路を通して各色のトナーを供給する。

露光ユニット９４は、光源やポリゴンミラー、反射ミラー、偏向ミラーなどの各種の光学系機器を有し、画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋの各々に設けられた感光体ドラム１１の周面に、原稿画像の画像データに基づく光を照射して、静電潜像を形成する。

中間転写ユニット９２は、中間転写ベルト９２１、駆動ローラー９２２及び従動ローラー９２３を備える。中間転写ベルト９２１上には、複数の感光体ドラム１１からトナー像が重ね塗りされる（一次転写）。重ね塗りされたトナー像は、給紙カセット２１１又は給紙トレイ３０から供給されるシートに、二次転写部９８において二次転写される。中間転写ベルト９２１を周回駆動させる駆動ローラー９２２及び従動ローラー９２３は、装置本体２１によって回転自在に支持される。

給紙カセット２１１は、複数のシートが積層されてなるシート束を収納する。給紙カセット２１１の右端側の上部には、ピックアップローラ２１２が配置されている。ピックアップローラ２１２の駆動により、給紙カセット２１１内のシート束の最上層のシートが１枚ずつ繰り出され、搬入搬送路２６へ搬入される。なお、装置本体２１の右側面には、手差し給紙用の給紙トレイ３０を備えた給紙ユニット４０が備えられている。給紙トレイ３０に載置されたシートは、給紙ユニット４０の給紙ローラー４１の駆動によって、搬入搬送路２６へ搬入される。

搬入搬送路２６の下流側には、二次転写部９８、後述する定着ユニット９７及び排紙ユニット９６を経由して排出口９６１まで延びるシート搬送路２８が設けられている。シート搬送路２８の上流部分は、装置本体２１に形成された内壁と、反転搬送ユニット２９の内側面を形成する内壁との間に形成されている。なお、反転搬送ユニット２９の外側面は、両面印刷の際にシートを反転搬送する反転搬送路２９１の片面を構成している。シート搬送路２８の、二次転写部９８よりも上流側にはレジストローラ対２７が配置されている。シートは、レジストローラ対２７にて一旦停止され、スキュー矯正が行われた後、画像転写のための所定のタイミングで、二次転写部９８に送り出される。

連結筐体２３の内部には、定着ユニット９７と排紙ユニット９６とが収納されている。定着ユニット９７は、定着ローラーと加圧ローラーとを含み、二次転写部９８においてトナー像が二次転写されたシートを加熱及び加圧することで、定着処理を施す。定着処理されたカラー画像付のシートは、定着ユニット９７の下流に配置されている排紙ユニット９６により、排出口９６１から胴内排紙部２４に向けて排出される。

画像読取装置２２は、前記上部筐体の上面２２１に嵌め込まれた、第１コンタクトガラス２２２と第２コンタクトガラス２２３とを備える。第１コンタクトガラス２２２は、自動原稿給送装置（ＡＤＦ；図示せず）が画像読取装置２２上に配置される場合に、ＡＤＦから自動給送される原稿シートの読取用に設けられている。第２コンタクトガラス２２３は、手置きされる原稿シートの読取用に設けられている。

画像読取装置２２は、前記上部筐体内に収容された、第１移動キャリッジ２２４、第２移動キャリッジ２２５、集光レンズユニット２２８及び撮像素子２２９（受光装置）を含む。第１移動キャリッジ２２４には、本発明の実施形態に係る照明装置５０と、第１反射ミラー２２６とが搭載されている。第２移動キャリッジ２２５には、光路を反転させるために第２反射ミラー２２７Ａ及び第３反射ミラー２２７Ｂが搭載されている。

第１移動キャリッジ２２４は、第１コンタクトガラス２２２及び第２コンタクトガラス２２３の下面に沿って、左右方向に往復移動する。第２移動キャリッジ２２５は、第１移動キャリッジ２２４の１／２の移動量で左右方向に往復移動する。第１移動キャリッジ２２４は、原稿シートが図略の自動原稿給送装置から自動給送される自動給送モードのとき、第１コンタクトガラス２２２の直下に移動し、静止状態となる。この静止状態において、照明装置５０から原稿シートに向けて光が発せられる。一方、原稿シートが第２コンタクトガラス２２３上に載置される手置きモードのとき、第１移動キャリッジ２２４は、第２コンタクトガラス２２３の左端直下から原稿シートのサイズに応じて右方へ移動する。この移動の際に、照明装置５０から原稿シートに向けて光が発せられる。第２移動キャリッジ２２５は、第１移動キャリッジ２２４の１／２の移動量で、第１移動キャリッジ２２４に追従して右方に移動する。

照明装置５０は、原稿シートに対し、主走査方向に長いライン状の照明光を照射する。具体的には、照明装置５０は、第１コンタクトガラス２２２上を通過する自動給送の原稿シート若しくは第２コンタクトガラス２２３上に載置される手置きの原稿シートに向けて、原稿シート画像の光学的な読み取りのために照明光を発する。第１反射ミラー２２６は、照明装置５０が原稿シートに向けて発した照明光の反射光を、第２移動キャリッジ２２５の第２反射ミラー２２７Ａへ向わせるように反射する。

第２反射ミラー２２７Ａは、第１反射ミラー２２６が反射した前記反射光を、第３反射ミラー２２７Ｂに向けて反射する。第３反射ミラー２２７Ｂは、前記反射光を集光レンズユニット２２８に向かうように反射する。集光レンズユニット２２８は、第３反射ミラー２２７Ｂにおいて反射された反射光の光像を、撮像素子２２９の撮像面に結像させる。撮像素子２２９は、ＣＣＤ（charge coupled device）等からなり、反射光をアナログ電気信号に光電変換する。このアナログ電気信号は、Ａ／Ｄ変換回路（図略）によってデジタル電気信号に変換された後、上述の露光ユニット９４に画像データとして入力される。

なお、第２コンタクトガラス２２３の左端側には、読取濃度の白基準を決定するための白基準板（図略）が配置されている。画像読取動作の前に前記白基準板に照明光が照射され、その反射光を撮像素子２２９で受光させ、このときの画像データが主走査方向で均一な出力となるような補正値が予め取得される（シェーディング補正）。

続いて、照明装置５０の詳細について説明する。図２は、照明装置５０の斜視図、図３は、図２のIII−III線断面図である。照明装置５０は、照明光を発する光源５１と、光源５１から発せられた照明光を伝搬すると共に、ライン状の照明光に変換して出射する導光体５２とを含む。

光源５１は、薄い円板状の形状を有し、白色光を発する白色ＬＥＤ（Light Emitting Diode）５１Ｌを備えている。白色ＬＥＤ５１Ｌとしては、例えば、青色光又は紫外光を発するＧａＮ系またはＩｎＧａＮ系半導体発光素子を蛍光体入り透明樹脂で封入してなるＬＥＤパッケージを用いることができる。なお、図２では１個の白色ＬＥＤ５１Ｌを図示しているが、実際は図７に示しているように、光源５１はモジュール化された複数個の白色ＬＥＤ５１Ｌを備える。

導光体５２は、透光性の樹脂材料によって成形され、主走査方向（第１方向）に長い棒状の形状を有し、光源５１から発せられた照明光を導光する本体部５３と、該本体部５３の一方の端面であって前記照明光が入射される入射面５４と、入射面５４とは反対側の端面である遠端面５５とを含む。入射面５４には、上記の光源５１の発光面が当接されている。遠端面５５には、照明光が当該遠端面５５から漏洩することを防止する反射コーティング層が設けられている。

導光体５２は、さらに、本体部５３の上面側（第１、第２コンタクトガラス２２２、２２３と対向する側）に配置された出射面５６と、この出射面５６に対向して本体部５３の下面側に配置された反射面５７とを備える。出射面５６は、主走査方向に延びる帯状の面であって、前記照明光を第１、第２コンタクトガラス２２２、２２３（原稿シート）に向けて出射する面である。反射面５７は、同様に主走査方向に延びる帯状の面であって、本体部５３内を伝搬する前記照明光を出射面５６に向けて反射する。出射面５６は、副走査方向において比較的緩い凸の曲面を有している。一方、反射面５７は平坦な面である。後記で詳述するが、反射面５７には微小な反射凹部（楕円凹部５８）が多数設けられた反射パターン面５８Ｐ（図７参照）が備えられている。

図４は、導光体５２内における照明光の伝搬状態を模式的に示す図である。光源５１から入射面５４を通して本体部５３内に照明光が入射される。光源５１は点光源であるため、前記照明光は拡散光の性質を有する。入射された照明光は、基本的に、導光体５２の構成材料と空気との屈折率差に基づき、本体部５３の周面において全反射を繰り返しながら遠端面５５の方向に進行する。しかし、後述する反射パターン面５８Ｐを備えた反射面５７が出射面５６に対向して設けられていることで、出射面５６から照明光が出射する。本体部５３は、主走査方向に長い棒形状を有するため、導光体５２から出射される照明光は主走査方向に長いライン状の照明光となる。

既述の通り、導光体５２から出射される照明光には直接光ＤＬと間接光ＩＬとが含まれる。直接光ＤＬは、光源５１から反射面５７へ直接的に向かう照明光Ｌ１であって、該照明光Ｌ１が反射面５７（反射パターン面５８Ｐ）で反射されることによって出射面５６から出射する光である。一方、間接光ＩＬは、本体部５３の周面で１回以上全反射された後に反射面５７へ向かう照明光Ｌ２であって、該照明光Ｌ２が反射面５７で反射されることによって出射面５６から出射する光である。直接光ＤＬは、出射面５６における、入射面５４に近い部分から専ら出射される。

従来、反射面５７に形成される反射パターン面として一般的に用いられているのは、副走査方向に延びるＶ字型の凹溝であって、プリズムと同様の機能を果たす微小な凹溝である。このようなＶ字溝プリズムが、多数個、主走査方向に配列された態様の反射パターンが、現状では汎用されている。しかし、Ｖ字溝プリズムは、副走査方向においては、当該Ｖ字溝プリズムに入射した光線の角度を偏向することなく、そのまま反射する性質を有する。従って、直接光ＤＬと間接光ＩＬとでは、副走査方向において出射光強度分布が異なることになる。

図５は、上記Ｖ字溝プリズムの反射パターン面を備えた導光体から出射する直接光ＤＬ及び間接光ＩＬの、副走査方向における光強度の角度分布を示すグラフである。図５から明らかな通り、直接光ＤＬは間接光ＩＬに比べて鋭利な特性を有している。図６は、図５のグラフで示される直接光ＤＬ及び間接光ＩＬの強度分布を、強度スケールを一致させて模式的に示す図である。

直接光ＤＬは、副走査方向で見たときに、光源５１から反射面５７（Ｖ字溝プリズム）へ所定の限られた入射角度で直接的に向かう照明光Ｌ１が、Ｖ字溝プリズムによってそのままの角度で反射されるので、さほど拡散しない。これが直接光ＤＬの強度分布が鋭利である理由である。一方、間接光ＩＬは、本体部５３の周面で全反射されることによってあらゆる入射角度を持つ照明光Ｌ２が、Ｖ字溝プリズムに反射されることによって作られる光である。従って、間接光ＩＬの強度分布は比較的ブロードなものとなる。

このような直接光ＤＬと間接光ＩＬとの強度分布の相違は、導光体５２の長手方向において照明光の均一性が得られないという問題を招来する。これは、上述の通り直接光ＤＬが専ら入射面５４に近い部分から専ら出射されるからである。照明光の強度分布が主走査方向で異なると、原稿シートの読取位置の位置ズレや原稿シートがコンタクトガラスから浮いた場合等に、原稿シートからの反射光量の変化量が異なるようになる。このことは、主走査方向に読取濃度ムラを発生させることになる。

このような問題に鑑みて、本発明では反射面５７に形成する反射パターンの形状に工夫を施している。前記反射パターンは、平坦な反射面５７に凹設された微小な反射凹部からなる。この反射凹部は、前記照明光を、副走査方向（第２方向）に沿った垂直な断面において、反射角度が広がる方向に偏向させて反射する偏向面を有する。このような反射凹部の多数個によって、反射面５７に反射パターン面が形成される。

このような反射パターン面を具備させることで、前記反射凹部に入射する照明光は、前記偏光面で反射角度が広がる方向に偏向されて反射される。このため、直接光ＤＬの副走査方向に沿った垂直な断面における反射角度を広げることができる。これにより、直接光ＤＬの性質を間接光ＩＬの性質に近づけることができ、出射面５６から放射される照明光の主走査方向における均一性を担保することができる。また、導光体５２を必要最小限の長さとすることができる。

以下、偏向面を有する反射凹部を備えた反射面５７の具体例を説明する。図７は、本実施形態に係る導光体５２の入射面５４の近傍を示す斜視図、図８は、導光体５２に備えられている反射パターン面５８Ｐの拡大斜視図である。ここでは、上述の偏向面を有する反射凹部の例として、半楕円体の形状を有する楕円凹部５８を例示している。図９は、１つの楕円凹部５８を拡大して示す図である。

先に図２に基づき説明した通り、照明装置５０は、光源５１と導光体５２とを含む。導光体５２の入射面５４には、光源５１の発光面が当接状態で対向されている。図７では、６個の白色ＬＥＤ５１Ｌが２×３のマトリクス状に配列された態様の光源５１を例示している。導光体５２の棒状の本体部５３は、ライン状の照明光を原稿シートに向けて発する出射面５６と、この出射面５６に対向した反射面５７とを備える。反射面５７は平坦な面であって、光源５１から導光体５２内に入射された照明光を、出射面５６に向けて反射する機能を備えた楕円凹部５８が多数設けられた反射パターン面５８Ｐを含む。

楕円凹部５８は、その長径方向が副走査方向（第２方向）に延びるよう、反射面５７から本体部５３の内方に向けて凹設されている。このような楕円凹部５８が、所定ピッチで副走査方向に複数個直列に配列されることで、１の凹部列５８Ｌ（図８；単位反射凹部列）が形成されている。反射パターン面５８Ｐは、この凹部列５８Ｌが所定ピッチで主走査方向に複数列並列に配置されることによって形成されている。

凹部列５８Ｌの部分において、前記照明光は出射面５６に向けて反射されるのであるが、この際に当該照明光は副走査方向に沿った垂直な断面における反射角度が広がる方向に偏向される。一方、凹部列５８Ｌの間には平坦部５８Ｈが存在する。この平坦部５８Ｈは、前記照明光を遠端面５５（図２）に向けて伝搬させるために、該照明光を全反射させる機能を果たす部位となる。このため、楕円凹部５８の短径方向が主走査方向に配置されている。反射パターン面５８Ｐは、反射面５７における入射面５４から所定長さだけ遠端面５５によった位置に始端を有する。この始端位置は、光源５１が発する照明光の拡散角を考慮して決定される。

導光体５２は、透光性樹脂材料を用い、この樹脂材料を溶融させて金型に注入するインジェクション成形によって得ることができる。この場合、上記の楕円凹部５８（反射パターン面５８Ｐ）は、前記金型の反射面５７に対応する部位に半楕円体の凸部を設けることで、容易に形成することができる。すなわち、半楕円体という簡易な形状で、偏向機能を有する反射凹部を形成することができる。

図９を参照して、楕円凹部５８は、所定長さの長径ｄを有する楕円の開口部５８１を備える。さらに、楕円凹部５８は、開口部５８１（反射面５７の平坦な面）から深さｈ（当該楕円体の短径の１／２長さ）を最深部とする半楕円体の凹曲面５８２（偏向面）を備えている。この深さｈは、好ましくは１００μｍ以下の適宜なサイズに設定される。例えば深さｈを、１５μｍ〜９０μｍの範囲から選択することが望ましい。

図１０は、反射凹部による照明光の反射状態を説明するための図である。図１０（Ｂ）は、上述のＶ字溝プリズムのように副走査方向の偏光成分を持たない反射凹部５８Ａによる、照明光Ｌの反射状況を示している。既述の通り、このような反射凹部５８Ａでは、照明光Ｌを偏向させることなく反射させるので、当該照明光Ｌは副走査方向に拡散しない。一方、図１０（Ａ）は、楕円凹部５８のような反射凹部であれば、照明光Ｌは凹曲面５８２に反射されることによって偏向され、当該照明光Ｌは副走査方向に拡散されるようになる。このため、光源５１から直接楕円凹部５８に入射する照明光した場合でも、その反射光、つまり出射面５６から出射される直接光ＤＬ（図４）の性質を、間接光ＩＬの性質に近づけることができる。

ここで、上記楕円凹部５８の長径ｄと深さｈとの比率であるｄ：ｈは、３：１〜１５：１の範囲にあることが望ましい。両者の比率をこの範囲とすれば、直接光ＤＬの偏向特性を適正化することができる。特に、ｄ：ｈが５：１〜８：１の範囲から選ばれることが望ましい。

図１１は、楕円凹部５８の形状（上記ｄ：ｈ）を異ならせた場合における、出射面５６から出射される照明光の、副走査方向における光強度の角度分布の測定結果を示すグラフである。図１１において、曲線ＤＬ及びＩＬは、先に図５に示した直接光ＤＬと間接光ＩＬに相当する。一方、曲線Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３及びＳ４は、反射面５７に楕円凹部５８を有する反射パターン面５８Ｐを形成すると共に、楕円凹部５８の上記ｄ：ｈを、それぞれ次の通りに設定した場合における直接光ＤＬの光強度を示すものである。

Ｓ１・・・ｄ：ｈ＝３：１
Ｓ２・・・ｄ：ｈ＝６．５：１
Ｓ３・・・ｄ：ｈ＝１０：１
Ｓ４・・・ｄ：ｈ＝１５：１
図１１から明らかな通り、楕円凹部５８を有する反射パターン面５８Ｐを導光体５２に具備させることによって、曲線Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３及びＳ４の鋭利度は従前の直接光ＤＬに比べて緩和されており、間接光ＩＬに近づく方向の特性を有していることが判る。とりわけ、曲線Ｓ２が間接光ＩＬにより近い特性を有している。曲線Ｓ１よりも長径ｄが短くなると偏向度が大きくなりすぎて照明光が過度に拡散されてしまう傾向が顕著になる。一方、曲線Ｓ４よりも長径ｄが長くなると、偏向機能が低下し楕円凹部５８の性質がＶ字溝プリズムに近い特性となってしまう。従って、ｄ：ｈは、３：１〜１５：１の範囲から選ばれることが望ましく、直接光ＤＬの角度分布をより間接光ＩＬに近づけるという観点からは、ｄ：ｈは、５：１〜８：１の範囲から選ばれることが望ましい。

以上説明した本実施形態の照明装置５０によれば、反射面５７で反射される直接光ＤＬの性質を間接光ＩＬの性質に近づけることができる。すなわち、図６の例のように直接光ＤＬと間接光ＩＬとの強度分布が異なるようなことは生じず、直接光ＤＬと間接光ＩＬとが略同等の強度分布をもつようになる。従って、主走査方向において均一なライン状照明光を、導光体５２から放射させることができる。また、入射面５４の直近に出射面５６の近端を配置しても、出射面５６から放射される照明光の均一性は担保される。このため、導光体５２を必要最小限の長さとすることができる。また、導光体５２が、透光性樹脂材料を金型成形して得られた部材にて形成する場合でも、半楕円体の突起を金型に設けるだけで済むので金型形状が複雑化せず、さらに、導光体５２が必要最小限の長さで形成できるので、導光体に反りが生じにくいという利点もある。

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば次のような変形実施形態を採ることができる。

（１）上記実施形態では、楕円凹部５８の凹部列５８Ｌを所定ピッチで主走査方向に複数列並列に配置してなる反射パターン面５８Ｐを例示した。楕円凹部５８が、上述の長径ｄ：深さｈの比率を有し、長径が副走査方向に配向されていれば、楕円凹部５８の配置態様や配置個数等には特に制限は無い。なお、楕円凹部５８の長径方向と副走査方向とが完全に一致している必要はなく、両者間に若干のオフセットがあっても良い。

例えば、楕円凹部５８を副走査方向に直線状ではなく千鳥状に配列し、該千鳥状配列体を複数個、主走査方向に並置する態様の反射パターン面５８Ｐとすることができる。また、各楕円凹部５８は完全に独立したもので無くともよく、例えば、副走査方向に複数個の楕円凹部５８を直線状に配列する場合において、隣り合う楕円凹部５８同士が、長径方向のエッジ付近で合体している態様としても良い。また、すべての楕円凹部５８を同じサイズで形成しなくとも良く、サイズの異なる楕円凹部５８が混在した反射パターン面５８Ｐとしても良い。

（２）上記実施形態では、導光体５２の反射面５７に、楕円凹部５８によって形成された反射パターン面５８Ｐのみを設ける例を示した。楕円凹部５８の反射パターン面５８Ｐは、直接光ＤＬが専ら発生する、本体部５３の入射面５４に近い領域に少なくとも配置されていれば良く、反射面５７の他の部位については、偏向面を具備しない反射凹部の多数個で形成された他の反射パターン面としても良い。

図１２は、変形実施形態に係る導光体５２Ａを示す斜視図である。導光体５２Ａは、反射面５７に形成される反射パターン面が、本体部５３の入射面５４に近い第１領域Ｒ１と、第１領域Ｒ１よりも遠端側の第２領域Ｒ２とで異なるパターンで作られている。第１領域Ｒ１は、上述の楕円凹部５８を有する第１反射パターン面５８Ｐ１が形成されている。一方、第２領域Ｒ２には、照明光の偏向機能を有さない副走査方向に延びるＶ字型の凹溝からなるＶ字溝プリズムの複数列からなるパターンを備えた第２反射パターン面５８Ｐ２が形成されている。

図４に基づいて先に説明した通り、直接光ＤＬが生成されるのは、専ら入射面５４に近い第１領域Ｒ１である。一方、第２領域Ｒ２については、間接光ＩＬが支配的になるので、照明光を拡散させる必要性が低い。従って、この第１領域Ｒ１だけに偏向面を有する反射凹部である楕円凹部５８を配置する態様でも、導光体５２から出射されるライン状の照明光の均一性を実質的に確保することができる。

（３）上記実施形態では、偏向面を有する反射凹部として、半楕円体からなる楕円凹部５８を例示した。反射凹部は、前記照明光を副走査方向において、反射角度が広がる方向に偏向させて反射する偏向面を有するものであれば良く、楕円曲面に限定されるものではない。例えば、偏向面は、非球面で形成しても良い。

（４）上記実施形態では、光源５１として蛍光体励起方式の白色ＬＥＤ５１Ｌを用いる例を示した。これに代えて、三原色の光を各々発する３つのＬＥＤを組み合わせて白色光を作る白色ＬＥＤを用いても良い。また、ＬＥＤ以外の他の点光源を採用しても良い。

１ 画像形成装置
１１ 感光体ドラム（像担持体）
２２ 画像読取装置
２２９ 撮像素子（受光装置）
５０ 照明装置
５１ 光源
５１Ｌ 白色ＬＥＤ
５２、５２Ａ 導光体
５３ 本体部
５４ 入射面
５５ 遠端面
５６ 出射面
５７ 反射面
５８ 楕円凹部
５８Ｈ 平坦部
５８Ｌ 凹部列（単位反射凹部列）
５８Ｐ 反射パターン面
Ｒ１ 第１領域
Ｒ２ 第２領域
ＤＬ 直接光
ＩＬ 間接光

Claims (8)

1. 照明光を発する光源と組み合わせて用いられる導光体であって、
   第１方向に長い棒状の形状を有し前記照明光を導光する本体部と、
   該本体部の一方の端面であって前記照明光が入射される入射面と、
   前記本体部の表面において前記第１方向に沿って延び前記照明光を出射させる帯状の出射面と、
   前記本体部の前記出射面に対向する面において前記第１方向に沿って延び前記照明光を反射する帯状の反射面と、を備え、
   前記反射面は、平坦な面に前記照明光を前記出射面に向けて反射する機能を備えた微小な反射凹部が多数設けられた反射パターン面を含み、
   前記反射凹部は、前記照明光を、前記第１方向と水平方向において直交する第２方向に沿った垂直な断面において、反射角度が広がる方向に偏向させて反射する偏向面を有し、
   前記反射パターン面が、前記本体部の前記入射面に近い第１領域に形成され、
   前記本体部の前記第１領域以外の第２領域には、前記偏向面を具備しない反射凹部の多数個で形成された他の反射パターン面が形成されている、導光体。
2. 請求項１に記載の導光体において、
   前記反射凹部は、半楕円体の形状を有し、その長径方向が前記第２方向に延びている、導光体。
3. 請求項２に記載の導光体において、
   前記半楕円体の長径をｄ、前記半楕円体の前記平坦な面からの深さをｈとするとき、
   ｄ：ｈが、３：１〜１５：１の範囲にある、導光体。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の導光体において、
   前記反射パターン面が、前記第２方向に複数個の前記反射凹部が直列に配列されることによって形成された単位反射凹部列が、前記第１方向に複数列並置された反射パターン面である、導光体。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の導光体において、
   前記導光体が、透光性樹脂材料を金型成形して得られた部材からなる、導光体。
6. 照明光を発する光源と、
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の導光体と、を備える照明装置。
7. 原稿シートに照明光を照射する請求項６に記載の照明装置と、
   前記原稿シートからの反射光を受光して電気信号に変換する受光装置と、を備え、
   前記第１方向が主走査方向であり、前記第２方向が副走査方向である、
   画像読取装置。
8. 請求項７に記載の画像読取装置と、
   前記画像読取装置から出力される画像データに基づいて、その周面に静電潜像が形成される像担持体と、
   を備える画像形成装置。
   

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