JP7036693B2 - 照明装置および読取装置 - Google Patents

Description

本発明は、照明装置および読取装置に関する。

スキャナ等の読取装置は、例えば、原稿に対して光を照射する照明装置と、原稿からの反射光を検出する光検出装置とを備え、これにより、原稿上の画像（文字、図形、写真等）を読み取ることができる。

特開２０１４－３３４４０号公報

照明装置のなかには、ＬＥＤ等の光源部から受けた光を導く棒状の導光体をカバー部材に組み付け、このカバー部材を筐体に対して固定して成るものがある（特許文献１参照）。カバー部材は、導光体の側面の一部を光出射面として露出するように延設され、導光体からカバー部材へ向かう光を光出射面側に向けて反射させるように構成される。

一般に、読取装置の読取精度の維持のため、導光体は、運送時の振動や使用時の振動等に起因して筐体内の他の各要素との相対位置が変動しないように、筐体内で適切に固定されるとよい。このことは特許文献１の上述の構造についても同様である。

本発明は、導光体とカバー部材と筐体との相対的な位置ずれを防止することを比較的簡素な構成で実現可能とすることを目的とする。

本発明の一つの側面は照明装置にかかり、前記照明装置は、
光源部と、
前記光源部からの光を導光して該光を光出射面から出射する棒状の導光体と、
前記導光体を収容するカバー部材と、
前記光源部、前記導光体および前記カバー部材を収容する筐体と、を備え、
前記導光体は、長手方向へのずれを抑えるための突出部を含み、
前記カバー部材は、開口を含み、
前記筐体は、前記導光体の前記突出部を受ける凹部を含み、
前記導光体の前記突出部は前記カバー部材の前記開口を貫通し、前記筐体の前記凹部は、前記カバー部材の前記開口を貫通した前記導光体の前記突出部と篏合する
ことを特徴とする。

本発明によれば、導光体とカバー部材と筐体との相対的な位置ずれを防止することができる。

読取装置の構造の例を説明するための上面図である。 読取装置の構造の例を説明するための断面図である。 導光体の構造の例を説明するための斜視図である。 カバー部材の構造の例を説明するための斜視図である。 導光体を固定するカバー部材を筐体に組み付ける際の様子を説明するための斜視図である。 記録装置の構造の例を説明するための断面図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各図は、構造ないし構成を説明する目的で記載された模式図に過ぎず、図示された各部材の寸法は必ずしも現実のものを反映するものではない。また、各図において、同一の部材または同一の要素には同一の参照番号を付しており、以下において重複する内容の説明を省略するものとする。

図１は、実施形態に係る読取装置ＲＯの構造を示す上面図である。図中には、構造の理解の容易化のため、互いに交差し或いは実質的に直交するＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向を示す（他図についても同様とする。）。読取装置ＲＯは、Ｘ方向に延設された長尺状の構造を有する。Ｘ方向は、延設方向、長尺方向あるいは長手方向と表現されてもよい。Ｙ方向は、読取装置ＲＯの幅方向に対応する。また、Ｚ方向は、読取装置ＲＯの高さ方向に対応する。

読取装置ＲＯは、照明装置１、ロッドレンズアレイ２、および、ラインセンサ３を具備する。照明装置１は、導光部１１、カバー部材１２、筐体１３、並びに、光源部１４Ａ及び１４Ｂを備える。

導光体１１は、Ｘ方向に延設された棒状の部材である。導光体１１は、その両端部にそれぞれ配された光源部（第１光源部）１４Ａおよび光源部（第２光源部）１４Ｂから光を受けて、その光をＸ方向に導光する。導光体１１には、例えばアクリル等で構成された光ファイバが用いられる。詳細については後述とするが、導光体１１の光源部１４Ａ側の端面および光源部１４Ｂ側の端面は、それぞれ、光入射面として作用する。

カバー部材１２は、導光体１１の側面（Ｘ方向に延在する側面）の一部を露出し且つ他の一部を覆うようにＸ方向に延設され、それにより導光体１１を固定ないし支持する。詳細については後述とするが、導光体１１の側面のうち上記露出された一部（露出面）は、導光体１１内の光を出射させる光出射面として作用する。

筐体１３は、カバー部材１２を固定し、詳細については後述とするが、このカバー部材１２を導光体１１並びに光源部１４Ａ及び１４Ｂと共に収容する。

カバー部材１２は、導光体１１からの光を光出射面側に反射するよう、例えば白色等、光反射率が比較的高い部材で構成される。例えば、カバー部材１２には、酸化チタンが添加されたポリカーボネートが用いられうる。一方、筐体１３は、導光体１１からの光を吸収するよう、例えば黒色等、光吸収率が比較的高い部材で構成される。例えば、筐体１３には、ガラスファイバを含むポリカーボネートが用いられうる。これにより、光出射面以外への導光体１１からの光の漏れを防ぐと共に筐体１３内での迷光を防ぐことが可能となっている。

図２は、読取装置ＲＯの切断線ｄ１－ｄ１での断面図である。ロッドレンズアレイ２は、筐体１３内において、導光体１１とＹ方向で隣り合う位置に固定される。導光体１１から出射された光は、読取装置ＲＯ上方（＋Ｚ方向側）において不図示の読取対象物で反射され、該反射された光は、ロッドレンズアレイ２により集光されて下方（－Ｚ方向側）に導かれる。なお、読取対象物の例としては、例えば原稿や雑誌等、画像が形成された記録媒体が挙げられる。

ラインセンサ３は、ロッドレンズアレイ２の下方（－Ｚ方向側）に固定され、ロッドレンズアレイ２により集光された上記光を検出可能である。ラインセンサ３には、例えばＣＭＯＳイメージセンサ等、公知の光電変換素子が用いられる。ラインセンサ３は、基板ＳＢの上面（＋Ｚ方向側の面、実装面）に実装されており、この基板ＳＢは筐体１３に対して固定される。本実施形態では、基板ＳＢの下面（－Ｚ方向側の面、上記実装面とは反対側の面）に外部通信用コネクタＣＮが設けられており、このコネクタＣＮにより、ラインセンサ３による上記光の検出結果に応じた信号ないしデータが出力される。

図３は、導光体１１の構造を示す斜視図であり、ここでは、導光体１１の光源部１４Ａ側の一端部（＋Ｘ方向側の端部）の拡大斜視図を示す。導光体１１は、本体部１１０および突出部１１１を含む。本体部１１０は、Ｘ方向に延設され、主に光を伝搬する伝搬部として機能する。また、突出部１１１は、本体部１１０から－Ｙ方向に突出（或いは延出）した部分である。

また、導光体１１は、光源部１４Ａと対向する端面を光入射面Ｆ１として含み、Ｘ方向に沿った一側面を光出射面Ｆ２として含み、また、Ｘ方向に沿った他側面を光拡散面Ｆ３として含む。例えば、光源部１４Ａから光入射面Ｆ１に入射した光は、本体部１１０内を通って、光拡散面Ｆ３で反射され、或いは、ここでは不図示のカバー部材１２により反射され、それにより、光出射面Ｆ２から出射される。光拡散面Ｆ３は、本体部１１０内を通る光の一部を光出射面Ｆ２に向けて反射可能に加工されていてもよい。なお、前述の突出部１１１は、本実施形態では、導光体１１の上記一端部において、この光拡散面Ｆ３から－Ｙ方向に突出している。

図３では不図示とするが、導光体１１の光源部１４Ｂ側の他端部（－Ｘ方向側の端部）は、光源部１４Ｂからの光が入射可能な端面を光入射面Ｆ１同様に含む一方で、この他端部には突出部１１１は設けられていないものとする。

前述の基板ＳＢ（図２参照）は、Ｘ方向に延設されており、その一端部には前述の光源部１４Ａが実装され、他端部には前述の光源部１４Ｂが実装される（なお、前述のラインセンサ３は、光源部１４Ａ及び１４Ｂの間に実装される。）。本実施形態では、光源部１４Ａ及び１４Ｂは、何れもパッケージングされたＬＥＤデバイスである。基板ＳＢは、光源部１４Ａ及び１４Ｂの間に導光体１１が位置するように、より詳しくは、それらの発光素子であるＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）がＸ方向において光入射面Ｆ１と重なる位置となるように、筐体１３に固定される。

図４は、カバー部材１２の構造を示す斜視図であり、ここでは、カバー部材１２の光源部１４Ａ側の一端部（＋Ｘ方向側の端部）の拡大斜視図を示す。カバー部材１２は、本体部１２０および把持部１２１を含む。本体部１２０は、導光体１１の光拡散面Ｆ３（図３参照）を覆うようにＸ方向に延設され、導光体１１からの漏れ光を導光体１１内に向けて反射可能である。把持部１２１は、本体部１２０から－Ｙ方向に突出して把持可能に構成され、詳細については後述とするが、読取装置ＲＯあるいは照明装置１の製造ないし作製の際に用いられうる。

また、カバー部材１２は、開口１２２および開口１２３を更に含む。開口１２２は、カバー部材１２の上記一端部においてＬ字状に折曲した折曲部１２４に、Ｘ方向に設けられる。折曲部１２４と筐体１３との間には、図１に示されるように、光源部１４Ａが固定され、光源部１４Ａからの光は、この開口１２２を通過して導光体１１の光入射面Ｆ１（図３参照）に入射可能となっている。また、開口１２３は、本体部１２０における把持部１２１と折曲部１２４との間の部分にＹ方向に設けられる。

図５を参照しながら、以下、導光体１１を固定するカバー部材１２を、筐体１３に組み付ける際の態様を説明する。カバー部材１２の開口１２３には導光体１１の突出部１１１が挿通可能となっており、図５に示されるように、導光体１１は、突出部１１１を開口１２３に挿通させることで、カバー部材１２に対して組み付けられ固定される。

上記組み付けの際、作業者（或いはマニピュレータ／エンドエフェクタ）は把持部１２１を把持することができ、これにより、作業効率を向上可能となっている。なお、ここでいう把持とは、対象物を所望の方向に移動可能な状態にすることを指し、つまむ、或いは、持つ、と言い換えられてもよい。また、この把持部１２１は離間した位置に２以上設けられるとよく（図１参照）、これにより、カバー部材１２を安定した姿勢で把持可能となる。また、把持部１２１は、上下又は左右に１組の平面を有するとよく、これにより、作業者がカバー部材１２を把持しやすくなり、より正確に組み付けを実現可能となる。

ここで、前述のとおり、導光体１１の光源部１４Ｂ側の他端部（－Ｘ方向側の端部）には突出部１１１は設けられていない。図５では不図示とするが、カバー部材１２の光源部１４Ｂ側の他端部（－Ｘ方向側の端部）には、開口１２３の代わりに、導光体１１を保持可能な保持部が設けられる。この保持部は、例えば、導光体１１を挟持するための２つの腕部が本体部１２０から＋Ｙ方向に延びて成る。このような構成によれば、熱に起因して導光体１１がＸ方向に熱膨張した場合、該熱膨張した部分が保持部に対して摺動する形となるため、導光体１１に応力が生じないようにすることができる。

再び図５を参照すると、上記導光体１１が組み付けられたカバー部材１２は、矢印Ａ１で示される方向に、筐体１３に組み付けられ或いは挿入されて固定される。

ここで、筐体１３は、収容部１３０、受け部１３１および受け部１３２を含む。収容部１３０は、Ｘ方向に沿って設けられた溝部であり、カバー部材１２を導光体１１と共に収容可能である。

受け部１３１は、収容部１３０から－Ｙ方向に設けられ、Ｚ方向に開放された形状を有して、導光体１１の突出部１１１を受けることができる。これにより、突出部１１１は、この受け部１３１に嵌合可能となっている。

また、受け部１３２は、受け部１３１より内側の位置（－Ｘ方向側の位置）において収容部１３０から－Ｙ方向に設けられ、Ｚ方向に開放された形状を有して、カバー部材１２の把持部１２１を受けることができる。これにより、把持部１２１は、この受け部１３２に嵌合可能となっている。

本実施形態によれば、受け部１３１及び１３２をこのような形状にすることで、上記導光体１１が組み付けられたカバー部材１２を筐体１３に対してＺ方向から組み付け可能或いは挿入可能となり、導光体１１の配置を行いやすくなる。なお、受け部１３１の幅（Ｘ方向の幅）を突出部１１１の幅（Ｘ方向の幅）よりも大きめに設定することにより、カバー部材１２を筐体１３に組み付けやすくすることができる。

受け部１３１及び１３２は、嵌合部等と称されてもよい。また、本実施形態では、受け部１３１及び１３２をＺ方向に開放された形状とするが、他の実施形態として、Ｙ方向に設けられた横穴形状であってもよいし、或いは、貫通孔であってもよい。

筐体１３の上記構造によれば、カバー部材１２を筐体１３に組み付けた際、突出部１１１および把持部１２１は、それぞれ、受け部１３１および受け部１３２に収容される形となる。

再び図１を参照すると、導光体１１の突出部１１１は、Ｘ方向において、ラインセンサ３が延設された領域Ｅの外側に位置し、即ち、突出部１１１はＹ方向の視点で領域Ｅと重ならないように位置している。この領域Ｅは、読取装置ＲＯが読取対象物を読取可能な領域に相当する。前述のとおり、本実施形態では、突出部１１１は導光体１１の光拡散面Ｆ３から突出されて成る（図３参照）。そのため、光出射面Ｆ２からの出射光量は、突出部１１１近傍では不均一になりうる。本実施形態によれば、突出部１１１をＸ方向における領域Ｅの外側に設けることで、領域Ｅにおける上記出射光量を均一化することができる。

なお、上記領域Ｅは、必ずしもラインセンサ３のＸ方向の全長に対応しない。例えば、ラインセンサ３の両端部にダミーセンサが配される場合には、それらより内側の領域を領域Ｅとすればよい。

本実施形態によれば、導光体１１の突出部１１１は、カバー部材１２の開口１２３を挿通すると共に筐体１３の受け部１３１に嵌合する。突出部１１１が開口１２３を挿通することで、導光体１１とカバー部材１２とのＸ方向での位置ずれが抑制される。更に、突出部１１１が受け部１３１に嵌合することで、導光体１１と筐体１３とのＸ方向での位置ずれが抑制される。これに伴い、カバー部材１２と筐体１３とのＸ方向での位置ずれも抑制される。

突出部１１１は、導光体１１の光源部１４Ａ側の一端部（＋Ｙ方向側の端部）に設けられるとよい。これにより、導光体１１が熱膨張した場合の導光体１１‐光源部１４Ａ間の距離の変動が抑制され、読取装置ＲＯの読取精度を維持可能となる。例えば、導光体１１の全長をＬとしたとき、導光体１１の光源部１４Ａ側の端から突出部１１１までの距離を、Ｌ／５以下、より好適にはＬ／１０以下、とすればよい。

また、本実施形態では、更に、把持部１２１が受け部１３２に嵌合する。これにより、カバー部材１２と筐体１３とのＸ方向での位置ずれがより適切に抑制される。

更に、本実施形態では、図２からも分かるように、カバー部材１２は導光体１１と共に収容部１３０に適切に収容され嵌合している。これにより、導光体１１およびカバー部材１２の筐体１３に対するＹ方向での位置ずれも抑制される。また、本実施形態では、導光体１１の本体部１１０から突出した突出部１１１は、カバー部材１２の開口１２３を挿通すると共に、その先端において筐体１３に当接している。これにより、導光体１１の筐体１３に対するＹ方向での位置ずれもより適切に抑制される。

以上、本実施形態によれば、導光体１１とカバー部材１２と筐体１３との相対的な位置ずれを比較的簡素な構成で適切に抑制することが可能となる。

本発明は、以上に例示された態様に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲での変更が可能である。

例えば、以上の実施形態では突出部１１１として四角柱の形状のものを例示したが、突出部１１１はこの形状に限られるものではなく、例えば円柱の形状等、他の形状が採用されてもよい。この場合、突出部１１１が挿通する開口１２３、及び、突出部１１１が嵌合する受け部１３１は、突出部１１１の上記形状に対応するように設けられればよい。把持部１２１の形状についても同様である。

また、例えば、以上の実施形態では読取装置ＲＯが具備する照明装置１の構成を例示したが、この構成は、照明機能を補助的に備える他の装置にも適用可能である。

図６は、上述の照明装置１を備えた読取装置ＲＯの適用例として、記録装置ＰＡの構成例を示す。記録装置ＰＡには、インクジェット方式、電子写真方式等の公知の記録方式が採用されうる。記録装置ＰＡは、インクジェットプリンタ、レーザービームプリンタ、複写機、ＭＦＰ（マルチファンクションプリンタ）等を含む印刷装置、画像形成装置等とも称されてもよい。記録装置ＰＡは、読取装置ＲＯの他、記録部Ｈと、プロセッサＰＲと、複数の搬送ローラＲとを具備する。

記録部Ｈには、例えば、インク等の液体を吐出するためのヘッドが用いられる。記録部Ｈは、印刷用データに基づく電気信号により駆動され、記録媒体Ｐに上に液体を吐出することで記録媒体Ｐに画像を記録する。プロセッサＰＲは、印刷用データに基づく電気信号を記録部Ｈに出力し、記録部Ｈを駆動する。搬送ローラＲは、プロセッサＰＲからの駆動信号に基づいて記録媒体Ｐを搬送する。本実施形態では、搬送ローラＲは、記録部Ｈにより画像が記録された記録媒体Ｐを、図中において一点鎖線で示された方向に、読取装置ＲＯに向かって搬送する。

読取装置ＲＯは、記録装置ＰＡ内において、着脱可能に収容され、上記記録部Ｈにより記録された記録媒体Ｐ上の画像を読み取る。プロセッサＰＲは、読取装置ＲＯによる読取結果を受け取り、その読取結果に基づいて、例えば、記録部Ｈの駆動力（例えば液体吐出量）を補正することが可能であるし、記録のやり直しが必要であることをユーザに通知することも可能である。

その他、照明装置１は、ドキュメントリーダ、フラットベッドスキャナ等の記録機能を有しない読取装置にも適用可能である。例えば、照明装置１は、部屋の天井に設けられる照明装置、卓上用電気スタンド等、照明／灯火を目的とする多様な装置に広く適用可能である。また、光源部１４Ａ及び１４ＢにはＬＥＤ以外の発光素子が用いられてもよいし、それらの一方は省略されてもよい。

また、本明細書に記載された個々の用語は、本発明を説明する目的で用いられたものに過ぎず、本発明は、その用語の厳密な意味に限定されるものでないことは言うまでもなく、その均等物をも含みうる。例えば、装置という文言に替わってアセンブリ／ユニット／モジュール／デバイス等と表現されてもよいし、逆も同様である。

１：照明装置、１１：導光体、１１１：突出部、１２：カバー部材、１２３：開口、１３：筐体、１３１：受け部、１４：光源部。

Claims (6)

1. 光源部と、
   前記光源部からの光を導光して該光を光出射面から出射する棒状の導光体と、
   前記導光体を収容するカバー部材と、
   前記光源部、前記導光体および前記カバー部材を収容する筐体と、を備え、
   前記導光体は、長手方向へのずれを抑えるための突出部を含み、
   前記カバー部材は、開口を含み、
   前記筐体は、前記導光体の前記突出部を受ける凹部を含み、
   前記導光体の前記突出部は前記カバー部材の前記開口を貫通し、前記筐体の前記凹部は、前記カバー部材の前記開口を貫通した前記導光体の前記突出部と篏合する
   ことを特徴とする照明装置。
2. 前記凹部は、前記長手方向および前記突出部の突出方向の何れとも交差する方向に開放された形状を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
3. 前記突出部は、前記導光体の前記長手方向における両端部のうちの前記光源部に近い側の端部に設けられており、
   前記突出部は、長手方向における前記光源部から前記導光体の全長の１／５以下の部分に設けられている
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の照明装置。
4. 前記長手方向に延設され、一端部において第１光源部として前記光源部が実装され且つ他端部において第２光源部が実装された基板を更に備え、
   前記基板は、前記第１光源部と前記第２光源部との間に前記導光体が位置するように前記筐体に固定されている
   ことを特徴とする請求項３に記載の照明装置。
5. 請求項１から請求項４の何れか１項に記載の照明装置と、ロッドレンズアレイと、ラインセンサとを備える
   ことを特徴とする読取装置。
6. 媒体の読取を行う請求項５に記載の読取装置と、
   前記読取装置による読取結果に基づいて媒体に記録を行う記録手段と、
   媒体を搬送する搬送手段と、
   を備えることを特徴とする記録装置。

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