JP7133681B2 - 照明装置、センサユニット、読取装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、照明装置、センサユニット、読取装置および画像形成装置に関する。

被照明体をライン状に照明する照明装置が知られている。
特許文献１に開示された照明装置は、端面から入射した照明光を光出射面から出射させる導光体を備えている。特許文献１の導光体は、直線状であって底面に凹球面が形成されている。
特許文献２に開示された導光体は、角錐部と扁平部とが組み合わされた構造であり、光入射部、傾斜面、光反射部、光出射部を有している。光出射部には、散乱手段としてのシボ部が設けられている。
特許文献３に開示された導光体は、入射面、反射面、出射面、側面などを有し、対峙する側面の間隔が入射面に向かうにしたがって広がるラッパ状に形成されている。反射面には、光を乱反射するようなパターン面が形成されている。

米国特許出願公開第２００６／０１６５３７０号明細書 特開２０１０－２１９８３号公報 特開２０１３－５３２１号公報

しかしながら、特許文献１の導光体は、断面形状が長手方向の何れの位置でも同一であるために光源からの光が長手方向に過度に導光され易く、光源側から出射される光量が減少してしまう。
また、特許文献２の導光体は、散乱手段が光反射部のみに設けられており、光源側から出射される光量が減少してしまう。
また、特許文献３の導光体は、パターン面が入射面側には形成されておらず、光源側から出射される光量が減少してしまう。
本発明は、上述したような問題点に鑑みてなされたものであり、導光体から出射される光のうち光源側から出射される光量の減少を抑制することを目的とする。

本発明の照明装置は、被照明体に光を照射する照明装置であって、光源からの光が入射する入射面、前記入射面から入射した光が拡散される拡散部が設けられた反射面、および、前記拡散部で拡散された光が前記被照明体に出射される出射面を有する棒状の導光体を備え、前記導光体は、前記入射面から途中位置までの形状変化部と、前記途中位置から前記導光体の長手方向における中央までの形状不変部とを有しており、前記形状不変部においては、前記長手方向と垂直な断面積が変化せず、前記形状変化部においては、前記導光体の前記長手方向への光の進行を抑制させるために、前記入射面から遠ざかるにつれて徐々に前記断面積が小さくなるように前記導光体の外周の少なくとも一部が傾斜して構成されており、且つ、前記反射面のうち前記入射面の位置から前記途中位置までの間に、前記拡散部が複数設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、導光体から出射される光のうち光源側から出射される光量の減少を抑制することができる。

図１は、第１の実施形態の導光体２０の構成を示す図である。 図２は、イメージセンサユニット１０を備えたＭＦＰ１００の外観を示す斜視図である。 図３は、ＭＦＰ１００の画像形成部１１３の構造を示す概略図である。 図４は、イメージセンサユニット１０の分解斜視図である。 図５は、イメージセンサユニット１０の断面図である。 図６は、光が反射される軌跡を示す図である。 図７は、光が反射される軌跡を示す図である。 図８は、相対照度を示すグラフである。 図９は、第２の実施形態の導光体２０の構成を示す図である。 図１０は、フラットベッド方式のスキャナの構成の一例を示す斜視図である。 図１１は、シートフィード方式のスキャナの構成の一例を示す断面図である。

以下、本発明を適用できる実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。本実施形態は、照明装置と、この照明装置が適用されるイメージセンサユニット（イメージセンサ）１０と、このイメージセンサユニット１０が適用される画像読取装置（読取装置）および画像形成装置（形成装置）である。画像読取装置および画像形成装置では、イメージセンサユニット１０が被照明体としての原稿Ｐに光を照射し、反射光を電気信号に変換することで画像を読取る（反射読取）。なお、被照明体は原稿Ｐに限られず、紙幣などの読取対象物に対しても適用できる。また、原稿Ｐを透過した透過光を電気信号に変換することで画像を読取る透過読取であっても適用できる。
以下の説明においては、三次元の各方向を、Ｘ，Ｙ，Ｚの各矢印で示す。Ｘ方向が後述する導光体の長手方向であり、例えば主走査方向である。Ｙ方向が主走査方向に直角な副走査方向である。Ｚ方向が垂直方向（上下方向）である。

（第１の実施形態）
まず、本実施形態に係る画像読取装置または画像形成装置の一例である多機能プリンタ（ＭＦＰ；Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｒｉｎｔｅｒ）の構造について図２を参照して説明する。図２は、ＭＦＰ１００の外観を示す斜視図である。図２に示すように、ＭＦＰ１００は、原稿Ｐからの反射光を読取る画像読取手段としての画像読取部１０２と、記録媒体としてのシート１０１（記録紙）に原稿Ｐの画像を形成（印刷）する画像形成手段としての画像形成部１１３とを備えている。

画像読取部１０２はいわゆるイメージスキャナーの機能を有するものであり、例えば以下のように構成される。画像読取部１０２は、筐体１０３と、原稿載置部としてのガラス製の透明板からなるプラテンガラス１０４と、原稿Ｐを覆うことができるように筐体１０３に対して開閉自在に設けられるプラテンカバー１０５とを備えている。
筐体１０３の内部には、照明装置を備えたイメージセンサユニット１０、保持部材１０６、イメージセンサユニットスライドシャフト１０７、イメージセンサユニット駆動モータ１０８、ワイヤ１０９、信号処理部１１０、回収ユニット１１１、給紙トレイ１１２などが収納されている。

イメージセンサユニット１０は、例えば密着型イメージセンサ（ＣＩＳ；Ｃｏｎｔａｃｔ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ）ユニットである。保持部材１０６は、イメージセンサユニット１０を囲むように保持する。イメージセンサユニットスライドシャフト１０７は、保持部材１０６をプラテンガラス１０４に沿って副走査方向に案内する。イメージセンサユニット駆動モータ１０８は、イメージセンサユニット１０と原稿Ｐとを相対的に移動させる移動手段としての移動部であり、具体的には保持部材１０６に取り付けられたワイヤ１０９を動かす。回収ユニット１１１は筐体１０３に対して開閉自在に設けられ、印刷されたシート１０１を回収する。給紙トレイ１１２は、所定のサイズのシート１０１を収容する。

上述したように構成される画像読取部１０２では、イメージセンサユニット駆動モータ１０８がイメージセンサユニットスライドシャフト１０７に沿ってイメージセンサユニット１０を副走査方向に移動させる。この際、イメージセンサユニット１０はプラテンガラス１０４上に載置された原稿Ｐを光学的に読取って、電気信号に変換することで、画像の読取り動作を行う。

図３は画像形成部１１３の構造を示す概略図である。
画像形成部１１３はいわゆるプリンタの機能を有するものであり、例えば以下のように構成される。画像形成部１１３は筐体１０３内部に収容されており、図３に示すように、搬送ローラ１１４と、記録ヘッド１１５とを備えている。記録ヘッド１１５は、例えばシアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹ、黒Ｋのインクを備えたインクタンク１１６（１１６ｃ，１１６ｍ，１１６ｙ，１１６ｋ）と、これらのインクタンク１１６にそれぞれ設けられた吐出ヘッド１１７（１１７ｃ，１１７ｍ，１１７ｙ，１１７ｋ）から構成される。また、画像形成部１１３は、記録ヘッドスライドシャフト１１８、記録ヘッド駆動モータ１１９、記録ヘッド１１５に取り付けられたベルト１２０を有している。

上述したように構成される画像形成部１１３では、給紙トレイ１１２から供給されたシート１０１は、搬送ローラ１１４によって記録位置まで搬送される。記録ヘッド１１５は、記録ヘッド駆動モータ１１９によりベルト１２０を機械的に動かすことで、記録ヘッドスライドシャフト１１８に沿って印刷方向に移動しつつ電気信号を基にシート１０１に対して印刷を行う。印刷終了まで上述した動作を繰り返した後、印刷されたシート１０１は搬送ローラ１１４によって回収ユニット１１１に排出される。
なお、画像形成部１１３としてインクジェット方式による画像形成装置を説明したが、電子写真方式、熱転写方式、ドットインパクト方式などどのような方式であっても構わない。

次に、本実施形態のイメージセンサユニット１０について図１、図４、図５を参照して説明する。図１は、後述する導光体２０の構成を示す図である。図１（ａ）は導光体２０を主走査方向から見た図である。図１（ｂ）は副走査方向から見た図である。図１（ｃ）は導光体２０の底面図である。図１（ｄ）は導光体２０を図１（ａ）の反対側の主走査方向から見た図である。図４はイメージセンサユニット１０の分解斜視図である。図５はイメージセンサユニット１０の断面図である。
イメージセンサユニット１０は、フレーム１１、導光体２０、光源４０、回路基板５０、イメージセンサ（センサあるいはラインセンサ）６０、集光体７０などを備えている。これらの構成部材のうち、光源４０および導光体２０は、照明装置として機能する。また、上述した構成部材のうち、フレーム１１、導光体２０、回路基板５０、イメージセンサ６０、集光体７０は、読取る原稿Ｐの主走査方向の寸法に応じた長さに形成される。

フレーム１１は、イメージセンサユニット１０の各構成部材を収容するフレームであり、主走査方向を長手方向とする略直方体状に形成される。フレーム１１は例えば、黒色に着色された遮光性を有するポリカーボネートなどの樹脂材料により形成される。
図５に示すように、フレーム１１には、導光体２０を収容する導光体収容部１２が主走査方向に沿って形成される。また、図４に示すように、フレーム１１の導光体収容部１２には主走査方向に間隔をあけて、導光体２０を着脱自在に支持する保持部１３が複数、形成される。

フレーム１１には、導光体収容部１２に隣接して集光体７０を収容する集光体収容部１４が主走査方向に形成される。また、フレーム１１の下面には、回路基板５０を配置するための基板収容部１５が主走査方向に沿ってフレーム１１の外側から凹状に形成される。また、図４に示すように、フレーム１１の主走査方向における一方側には、光源４０が配置される光源収容部１６が形成される。

導光体２０は、光源４０が発光する光を原稿Ｐへと導くものであり、主走査方向を長手方向とする棒状に形成される。導光体２０は、フレーム１１の導光体収容部１２の保持部１３により位置決めされた状態で収容される。導光体２０は例えば、アクリルやポリカーボネートなどの透明な樹脂材料により形成される。
図１および図４に示すように、導光体２０は、主走査方向における一端面に光源４０からの光を入射させる入射面２１を有する。また、導光体２０は、入射面２１に対向する端面に平面状の他端面２７を有する。また、導光体２０は、原稿Ｐと対面する面に導光体２０内に入射された光を原稿Ｐに向かって出射させる、凸の曲面状の出射面２２を有する。また、導光体２０は、出射面２２と対向する面に入射面２１から入射された光を反射させる平坦状の反射面２３を有する。図１に示すように、反射面２３には、入射面２１から入射された光を出射面２２に向かって拡散させる複数の拡散部２４がドット状に形成される。本実施形態では、拡散部２４は反射面２３において、入射面２１側から他端面２７側までの全面に亘って形成される。

拡散部２４は反射面２３から凹んだ湾曲状、具体的には球状に形成されている。拡散部２４は複数、形成され、それぞれ大きさが同一である。ここで、拡散部２４の大きさが同一とは、反射面２３における拡散部２４の外形、反射面２３から拡散部２４の最も深い位置までの距離、拡散部２４が湾曲状あるいは球状である場合の曲率半径、の何れもが同一である。なお、拡散部２４を成形する場合の製造誤差の範囲は同一の概念に含まれる。また、拡散部２４は入射面２１側では密度が小さく、他端面２７側では密度が大きく形成されている。すなわち、反射面２３では入射面２１側から他端面２７側に向かうにしたがって徐々に反射面２３に対する拡散部２４の密度が増大している。入射面２１側は光源４０から近いために光源４０から到達する光量が多い。到達する光量が多い分、入射面２１側では拡散部２４の密度を小さくすることで到達した光を少なく拡散させて、所望する光量を入射面２１側の出射面２２から出射させている。一方、他端面２７側では光源４０から遠いために光源４０から到達する光量が少ない。到達する光量が少ない分、他端面２７側では拡散部２４の密度を大きくすることで到達した光をより多く拡散させて、所望する光量を他端面２７側の出射面２２から出射させている。入射面２１から入射された光は反射面２３により反射されたり、拡散部２４によって拡散されたりすることで、出射面２２から出射され原稿Ｐにライン状の光が出射される。

また、導光体２０は、出射面２２と反射面２３との間に第１側面２５および第２側面２６を有する。第１側面２５および第２側面２６は、出射面２２および反射面２３とは異なる面であって、それぞれ導光体２０の長手方向に沿った面である。第１側面２５および第２側面２６は、互いに反対側に位置する。具体的には、第１側面２５は、出射面２２の長手方向に沿った一方側の端部と反射面２３の長手方向に沿った一方側の端部とを繋ぐ、凸の曲面状に形成される。第１側面２５は主に入射面２１から入射された光を導光体２０の長手方向に向かって反射させる反射面として機能する。第２側面２６は、出射面２２の長手方向に沿った他方側の端部と反射面２３の長手方向に沿った他方側の端部とを繋ぐ、凸の曲面状に形成される。第２側面２６は拡散部２４によって拡散された光を所定の方向、具体的には出射面２２の上側であって反射面２３に対して略直交する方向（図５に示す読取ラインＳ）に反射させる反射面として機能する。ただし、第２側面２６に入射される方向および角度によっては、第２側面２６も第１側面２５と同様に導光体２０の長手方向に向かって反射させる。ここでは、第１側面２５の曲率半径が、第２側面２６の曲率半径よりも大きく設定されている。なお、導光体２０が導光体収容部１２に収容された状態では、第１側面２５は集光体７０側に位置し、集光体７０に対してフレーム１１を挟んで対面する。すなわち、導光体２０が導光体収容部１２に収容された状態では、第１側面２５は第２側面２６よりも集光体７０に近接する。

導光体２０は金型を用いた射出成形によって製造することができる。すなわち、導光体２０の原料となるアクリルやポリカーボネートなどを溶融して金型内に射出した後、冷却することで導光体２０を製造する。金型は、導光体２０と同様な形状の電極を用い、放電加工することにより作製する。金型は導光体２０の凹凸が逆であるのに対して、電極は導光体２０の凹凸と同様である。すなわち、電極のうち拡散部２４に相当する形状も球状である。したがって、電極に対して球状の工具を用いて切削することで、容易に拡散部２４に相当する形状を作製することが可能である。

光源４０は、光を発光することで導光体２０を介して原稿Ｐに光を照射する。光源４０は、回路基板５０に接続された状態でフレーム１１の光源収容部１６に収容される。光源４０がフレーム１１に収容された状態では、隙間を介して導光体２０の入射面２１と対面する。光源４０は例えば、ＬＥＤパッケージ４１が用いられる。ＬＥＤパッケージ４１は、略矩形状に形成された筐体４２と、筐体４２から突出する複数のリード端子４３とを備えている。筐体４２は、導光体２０の入射面２１と対面する面に発光素子としてのＬＥＤチップ４４を複数、透明樹脂によって封止した状態で支持する。ＬＥＤチップ４４には赤、緑、青、赤外、紫外などの発光波長を有するＬＥＤチップを用いることができる。赤外、紫外の発光波長を有するＬＥＤチップを用いるのは、セキュリティのために不可視インクが施された原稿Ｐを読取るためである。
なお、図５には、導光体２０に対する光源４０の配置が理解できるように、ＬＥＤパッケージ４１およびＬＥＤチップ４４を想像線（二点鎖線）で図示している。

回路基板５０は、ＬＥＤチップ４４を発光させるための駆動回路やイメージセンサ６０などを実装する基板であり、長手方向を主走査方向とする平板状に形成される。回路基板５０は、フレーム１１の基板収容部１５に収容される。回路基板５０は例えば、ガラスエポキシ基板が用いられる。また、回路基板５０の主走査方向における一方の端部には、ＬＥＤパッケージ４１のリード端子４３を接続するための挿入孔５１が形成される。

イメージセンサ６０は、原稿Ｐから反射され集光体７０によって結像された反射光を受光して電気信号に変換する。イメージセンサ６０は集光体７０の光軸の延長線上に配置されるように、回路基板５０が基板収容部１５によって支持される。イメージセンサ６０は、イメージセンサユニット１０の読取りの解像度に応じた複数の受光素子（光電変換素子）から構成されるイメージセンサＩＣ６１の所定数を回路基板５０の実装面上に主走査方向に直線状に配列して実装される。なお、イメージセンサ６０は、原稿Ｐから反射された反射光を電気信号に変換できればよく、公知の各種イメージセンサＩＣを用いることができる。

集光体７０は、原稿Ｐからの反射光をイメージセンサ６０上に結像する光学部材であり、長手方向を主走査方向にして形成される。集光体７０は、フレーム１１の集光体収容部１４に収容される。集光体７０は例えば、複数の正立等倍結像型の結像素子（ロッドレンズ）が主走査方向に直線状に配列されるロッドレンズアレイが用いられる。なお、集光体７０は、反射光をイメージセンサ６０上に結像できればよく、ロッドレンズアレイに限られず、マイクロレンズアレイなど公知の各種集光機能を有する光学部材（例えばレンズアレイ）を用いることができる。

図５に示すように、上述したように構成されるイメージセンサユニット１０では、フレーム１１内に配置された光源４０を発光させることにより導光体２０から原稿Ｐの下面に対して矢印Ｌに示すように光を照射する。したがって、原稿Ｐには読取ラインＳ（主走査方向）に亘ってライン状に光が照射される。この光は原稿Ｐによって反射されることで、集光体７０を介して反射光がイメージセンサ６０上に結像される。イメージセンサ６０は、結像された反射光を電気信号に変換することで、原稿Ｐの下面の画像を読取ることができる。

イメージセンサ６０が反射光を１走査ライン分読取ることで、原稿Ｐの主走査方向における１走査ラインの読取り動作を完了する。１走査ラインの読取り動作終了後、イメージセンサユニット１０の副走査方向への相対的な移動に伴い、上述する動作と同様に次の１走査ライン分の読取り動作が行われる。このようにイメージセンサユニット１０が副走査方向に移動しながら１走査ライン分ずつ読取り動作を繰り返すことで、原稿Ｐの全面が順次走査されて反射光により画像の読取りが行われる。

次に、本実施形態の導光体２０において、導光体２０の出射面２２から出射される光のうち光源４０側から出射される光量の減少を抑制できる構成について説明する。
図１に示すように、導光体２０は入射面２１側から長手方向において、途中まで傾斜していることで面積が小さくなっている。ここでの面積は、導光体２０の長手方向に対して直交する方向に切断した場合の断面積をいう。
図１（ｃ）に示すように、導光体２０は、後述する第１の傾斜部３３のように傾斜することで、第１側面２５と第２側面２６との間の幅が入射面２１から途中まで徐々に狭くなり、途中から他端面２７までは略一定である。また、図１（ｂ）に示すように、導光体２０は、後述する第２の傾斜部３４のように傾斜することで、出射面２２と反射面２３との間の幅が入射面２１から途中まで徐々に狭くなり、途中から他端面２７まで略一定である。
本実施形態の導光体２０は、導光体２０の長手方向の位置によって断面形状および断面積が異なる形状変化部３１と、導光体２０の長手方向の何れの位置でも断面形状および断面積が同一（略同一を含む）である形状不変部３２とを有する。

形状変化部３１は、入射面２１側の長手方向における一定の範囲、具体的には入射面２１から導光体２０の長手方向における所定位置Ａまでの範囲である。一方、形状不変部３２は、他端面２７側の長手方向における一定の範囲、具体的には所定位置Ａから他端面２７までの範囲である。
ここで、所定位置Ａは、入射面２１と他端面２７との間の位置であって、中央よりも入射面２１側に偏った位置である。本実施形態では、入射面２１から所定位置Ａまでの距離が略９ｍｍ、所定位置Ａから他端面２７までの距離が略２１８ｍｍである。すなわち、入射面２１から所定位置Ａまでの距離と、所定位置Ａから他端面２７までの距離との比は、略１：２４である。

形状変化部３１は、入射面２１側から所定位置Ａに向かうにしたがって断面形状が変化しながら断面積が徐々に縮小する。すなわち、形状変化部３１は、所定位置Ａから入射面２１側に向かうにしたがって断面積が徐々に拡大するベル（ｂｅｌｌ）形状である。本実施形態では、入射面２１の面積が略８．５ｍｍ²であり、所定位置Ａの断面積が略７．２ｍｍ²である。すなわち、入射面２１の面積と所定位置Ａの断面積との比は、略１：０．８５である。
形状変化部３１は外周の一部に傾斜部として、第１の傾斜部３３および第２の傾斜部３４を有することで、形状変化部３１のベル形状を実現する。第１の傾斜部３３および第２の傾斜部３４は、導光体２０の長手方向に沿った直線に対して傾斜する。出射面２２および第２側面２６は傾斜部を有さず、長手方向の何れの位置でも断面形状が同一（略同一を含む）である。

第１の傾斜部３３は曲面状であって、第１側面２５に形成される。第１の傾斜部３３は導光体２０を長手方向から見ると、所定位置Ａから入射面２１側に向かうにしたがって、外側に向かって拡大しつつ、外形線の曲率半径が所定位置Ａから徐々に小さくなる。入射面２１における第１側面２５の外形線は、出射面２２の曲率半径と同一（略同一を含む）である。
一方、第２の傾斜部３４は平面状であって、反射面２３に形成される。第２の傾斜部３４は導光体２０を長手方向から見ると、所定位置Ａから入射面２１側に向かうにしたがって、外形線の位置が外側に向かいつつ第１側面２５側に平行移動する。なお、第２の傾斜部３４は、反射面２３の一部であって、拡散部２４が形成される。
導光体２０がフレーム１１の導光体収容部１２に収容された状態では、副走査方向から見て、導光体２０の形状変化部３１および形状不変部３２は集光体７０およびイメージセンサ６０と重なっている。

次に、発明例として形状変化部３１を有する導光体２０と、比較例として形状不変部３２のみからなる導光体８０と、を用いて光が反射される状態について説明する。
図６（ａ）は、比較例の導光体８０において光が反射される軌跡を示す平面図および主走査方向から見た図である。導光体８０の第１側面２５には、第１の傾斜部３３を有していない。ここで、光源４０からの光のうち第１側面２５に向かう光は、第１の傾斜部３３がないことで第１側面２５により反射される場合の反射角αが大きくなるために、導光体８０の長手方向に向かって進行する。すなわち、導光体８０の拡散部２４のうち光源４０側に配置された拡散部２４に向かう光が減少する。そのため、光源４０側の拡散部２４によって拡散される光が少なくなり、導光体８０のうち光源４０側から出射される光量が減少してしまう。

図６（ｂ）は、発明例の導光体２０において光が反射される軌跡を示す平面図および正面図である。導光体２０の形状変化部３１および形状不変部３２の何れにも拡散部２４が設けられている。また、導光体２０の第１側面２５には、第１の傾斜部３３を有している。ここで、光源４０からの光のうち第１側面２５に向かう光は、第１の傾斜部３３により反射されることで反射角βが小さくなり、導光体２０の長手方向への進行が抑制される。すなわち、導光体２０の拡散部２４のうち光源４０側に配置された拡散部２４に向かう光が増加する。そのため、光源４０側の拡散部２４によって拡散される光が増えることから、導光体２０のうち光源４０側から出射される光量の減少を抑制することができる。
なお、光源４０からの光のうち第２の傾斜部３４の反射面２３によって反射される光は反射角が小さくなるために、第１の傾斜部３３と同様に、導光体２０の長手方向への進行が抑制される。

図７（ａ）、（ｂ）はそれぞれ比較例の導光体８０と発明例の導光体２０とにおいて光が反射される場合の軌跡のシミュレーションを示す図である。
図７（ｂ）に示す発明例の導光体２０では、図７（ａ）に示す比較例の導光体８０よりも、光の反射する位置がＤ１、Ｄ２、Ｄ３のように徐々に入射面２１側に移行しており、導光体２０の長手方向への光の進行が抑制される結果を得ることができた。

図８は、比較例の導光体８０と発明例の導光体２０とをそれぞれ用いて、図１の読取ラインＳにおける照度を計測した場合の相対照度を示すグラフである。一点鎖線が比較例の導光体８０を用いた場合の相対照度であり、実線が発明例の導光体２０を用いた場合の相対照度である。ここで、縦軸は、比較例の導光体８０において照度が略一定となる範囲内の平均照度を１とした場合の相対照度である。横軸は、導光体の長手方向における位置であり、０ｍｍが導光体の入射面２１である。なお、発明例の導光体２０には、０ｍｍから１０ｍｍに亘って形状変化部３１が形成されている。
図８に示すように、比較例の導光体８０では長手方向の２４ｍｍ付近から相対照度が略１．０になるのに対して、発明例の導光体２０では長手方向の６ｍｍ付近から相対照度が略１．０となる。図８に示すように、発明例の導光体２０を用いることで、導光体２０から出射される光のうち光源４０側から出射される光量の減少を抑制することが確認できた。

このように、光源４０側から出射される光量の減少を抑制することで、導光体２０を長手方向に亘って有効に利用することができる。すなわち、比較例の導光体８０では長手方向の２４ｍｍ付近からしか必要な照度が得られず、導光体８０の長手方向の０ｍｍ～２４ｍｍ付近までの長さを有効に利用することができない。一方、発明例の導光体２０では長手方向の７ｍｍ付近から必要な照度が得られ、導光体２０の長手方向の０ｍｍ～７ｍｍ付近までの長さを利用できないだけで、イメージセンサユニット１０の読取り可能な長さを拡大することができる。換言すると、発明例の導光体２０によれば、比較例の導光体８０に比べて、長手方向の長さを短くしても必要な長さに亘って十分な照度を得られることから、照明装置あるいはイメージセンサユニット１０を小型化することができる。

本実施形態によれば、導光体２０は、入射面２１側から導光体２０の長手方向において、途中まで傾斜していることで面積が小さくなり、入射面２１側から途中までは反射面２３に拡散部２４が設けられている。このように、入射面２１側から途中まで面積が小さくなるように傾斜していることで、入射面２１から入射された光のうち傾斜している部分によって反射した光は、反射角が小さくなるので導光体２０の長手方向への光の進行が抑制される。進行が抑制された光は、入射面２１側から途中までに設けられた反射面２３の拡散部２４によって拡散される機会が増えることから、導光体２０のうち光源４０側から出射される光量の減少を抑制することができる。
ここで、傾斜している部分とは、第１の傾斜部３３および第２の傾斜部３４に相当する。ただし、傾斜している部分は第１の傾斜部３３および第２の傾斜部３４の何れか一方であってもよい。また、傾斜している部分は、第２側面２６に有していてもよく、導光体２０の全周に亘って有していてもよい。

また、本実施形態では、形状変化部３１は、導光体２０の外周の少なくとも一部であって、導光体２０の長手方向に対して傾斜する第１の傾斜部３３および第２の傾斜部３４を有する。このように、形状変化部３１が第１の傾斜部３３および第２の傾斜部３４を有することで、入射面２１から入射された光のうち第１の傾斜部３３および第２の傾斜部３４によって反射される光は反射角が小さくなるので、導光体２０の長手方向への光の進行が抑制される。なお、形状変化部３１は、外周の一部に傾斜部を有する場合に限られず、全周に亘って傾斜部を有していてもよい。

また、本実施形態では、第１側面２５および第２側面２６のうち第１側面２５のみに第１の傾斜部３３を有する。換言すると、第２側面２６に傾斜部を有しないことで、第２側面２６によって光を所定の方向に反射させる機能を低下させないようにすることができる。なお、このような効果を目的とする場合には、導光体２０は入射面２１側から途中までの反射面２３に拡散部２４を設けなくてもよい。
また、本実施形態では、出射面２２および反射面２３のうち反射面２３のみに第２の傾斜部３４を有する。換言すると、出射面２２に傾斜部を有しないことで、出射面２２によって光を所定の方向に出射させる機能を低下させないようにすることができる。なお、このような効果を目的とする場合には、導光体２０は入射面２１側から途中までの反射面２３に拡散部２４を設けなくてもよい。
また、本実施形態では、導光体２０の傾斜している部分は、副走査方向において集光体７０およびイメージセンサ６０と重なっている。したがって、導光体２０のうち光源４０側から出射される光も、原稿Ｓによって反射された後に、重なっている集光体７０によってイメージセンサ６０に結像させることができることから、有効読取り領域を広げることができる。
また、本実施形態では、拡散部２４は複数、形成され、それぞれ大きさが同一である。したがって、拡散部２４を有する導光体２０を容易に製造することができる。
また、本実施形態では、導光体２０は、入射面２１側から導光体２０の長手方向において、途中まで傾斜していることで面積が小さくなると共に、第１側面２５および第２側面２６のうち第１側面２５のみ傾斜している部分を有する。したがって、導光体２０の長手方向への光の進行を抑制させることができると共に、第２側面２６によって光を所定の方向に反射させる機能を低下させないようにすることができる。

（第２の実施形態）
本実施形態では、導光体２０に位置決め部９０を形成する場合について説明する。なお、第１の実施形態と同様の構成は、同一符号を付して、その説明を省略する。
図９は、第２の実施形態の導光体２０の構成を示す図である。
位置決め部９０は、導光体２０のうち第１の実施形態において入射面２１であった位置に一体成形されている。本実施形態では、位置決め部９０の端面が光源４０からの光が入射される入射面９１となる。位置決め部９０は導光体２０の長手方向から見て矩形状であり、導光体２０の断面形状よりも大きい鍔部として機能する。すなわち、導光体２０の位置決め部９０をフレーム１１の所定の位置に嵌め込むことで、導光体２０をフレーム１１に対して位置決めすることができる。一方、導光体２０の他端面２７をフレーム１１に対して位置決めしないようにすることで、位置決め部９０を固定端として、導光体２０の他端面２７を自由端とすることができる。したがって、環境温度の変化に応じて導光体２０が伸縮した場合であっても、導光体２０の他端面２７側が導光体２０の長手方向に移動するだけで、位置決め部９０の入射面９１と光源４０との間の距離は一定に維持することができる。

また、導光体２０自体は、第１の実施形態と同様であり、入射面９１側から導光体２０の長手方向における所定位置Ａに向かうにしたがって断面形状が変化しながら断面積が縮小する形状変化部３１と、所定位置Ａから他端面２７側までの間で断面形状が同一の形状不変部３２と、を有する。ここで、断面形状とは、出射面２２、反射面２３、第１側面２５および第２側面２６によって囲まれる形状であって、位置決め部９０は含まない。換言すると、形状変化部３１に位置決め部９０は含まない。
本実施形態によれば、導光体２０に位置決め部９０を一体成形したので、導光体２０をフレーム１１に容易に位置決めすることができる。

（第３の実施形態）
次に、上述したイメージセンサユニット１０を画像読取装置としてのフラットベッド方式のスキャナ１３０に適用した構成について図１０を参照して説明する。
図１０は、フラットベッド方式のスキャナ１３０の構成の一例を示す斜視図である。
スキャナ１３０は、筺体１３１と、被照明体載置部としてのプラテンガラス１３２と、イメージセンサユニット１０と、イメージセンサユニット１０を駆動する駆動機構と、回路基板１３３と、プラテンカバー１３４とを有する。プラテンガラス１３２は、ガラスなどの透明板からなり、筺体１３１の上面に取り付けられる。プラテンカバー１３４は、プラテンガラス１３２に載置された原稿Ｐを覆うように、筺体１３１に対してヒンジ機構などを介して開閉可能に取り付けられる。イメージセンサユニット１０と、イメージセンサユニット１０を駆動するための駆動機構と、回路基板１３３とは、筺体１３１内に収容される。

駆動機構は、保持部材１３５と、ガイドシャフト１３６と、駆動モータ１３７と、ワイヤ１３８とを含む。保持部材１３５は、イメージセンサユニット１０を囲むように保持する。ガイドシャフト１３６は、保持部材１３５をプラテンガラス１３２に沿って読取方向（副走査方向）に移動可能にガイドする。駆動モータ１３７と保持部材１３５とはワイヤ１３８を介して連結されており、駆動モータ１３７の駆動力によってイメージセンサユニット１０を保持する保持部材１３５を副走査方向に移動させる。そして、イメージセンサユニット１０は、駆動モータ１３７の駆動力によって副走査方向に移動しながら、プラテンガラス１３２に載置された原稿Ｐを読取る。このように、イメージセンサユニット１０と原稿Ｐとを相対的に移動させながら、原稿Ｐを読取る。

回路基板１３３には、イメージセンサユニット１０が読取った画像に所定の画像処理を施す画像処理回路や、イメージセンサユニット１０を含むスキャナ１３０の各部を制御する制御回路や、スキャナ１３０の各部に電力を供給する電源回路などが構築される。

（第４の実施形態）
次に、上述したイメージセンサユニット１０を画像読取装置としてのシートフィード方式のスキャナ１４０に適用した構成について図１１を参照して説明する。
図１１は、シートフィード方式のスキャナ１４０の構成の一例を示す断面図である。スキャナ１４０は、筺体１４１と、イメージセンサユニット１０と、搬送ローラ１４２と、回路基板１４３とを有する。搬送ローラ１４２は、図示しない駆動機構によって回転し、原稿Ｐを挟んで搬送する。回路基板１４３には、イメージセンサユニット１０を含むスキャナ１４０の各部を制御する制御回路や、スキャナ１４０の各部に電力を供給する電源回路などが構築される。

そして、スキャナ１４０は、搬送ローラ１４２によって原稿Ｐを読取り方向（副走査方向）に搬送しつつ、イメージセンサユニット１０により原稿Ｐを読取る。すなわち、イメージセンサユニット１０と原稿Ｐとを相対的に移動させながら、原稿Ｐを読取る。なお、図１１では、原稿Ｐの片面を読取るスキャナ１４０の例を示すが、２つのイメージセンサユニット１０が原稿Ｐの搬送経路を挟んで対向するように設けられ、原稿Ｐの両面を読取る構成であってもよい。

以上、本発明を上述した実施形態により説明したが、本発明は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更が可能である。
上述した実施形態では、拡散部２４が反射面２３に対して凹状の半球状である場合について説明したが、この場合に限られず、例えば、シルク印刷等によるドット状のパターン形状が施されていてもよい。

上述した実施形態では、導光体２０が第１側面２５および第２側面２６などの反射面を有する場合について説明したが、この場合に限られず、その他の反射面を有していてもよい。また、第１側面２５および第２側面２６が、凸の曲面状である場合について説明したが、この場合に限られず、複数の平面が連続的につながった略曲面状であってもよく、平面状であってもよい。
上述した実施形態では、形状不変部３２が導光体２０の所定位置Ａから他端面２７までの範囲に設けられる場合について説明したが、この場合に限られない。例えば、他端面２７に鍔部として機能する位置決め部などを有する場合には、形状不変部３２は、所定位置Ａから位置決め部を除く他端面２７側までの範囲に設けることができる。
なお、移動手段としての移動部は、イメージセンサユニット１０と原稿Ｐとの少なくとも何れかを相対的に移動させることができる。

１０：イメージセンサユニット １１：フレーム １２：導光体収容部 １３：保持部 ２０：導光体 ２１：入射面 ２２：出射面 ２３：反射面 ２４：拡散部 ２７：他端面 ２８：傾斜部 ３１：形状変化部 ３２：形状不変部 ３３：第１の傾斜部 ３４：第２の傾斜部 ４０：光源 ５０：回路基板 ６０：イメージセンサ ７０：集光体 １００：ＭＦＰ（画像読取装置、画像形成装置） １０１：シート（記録媒体） １０２：画像読取部 １０８：イメージセンサユニット駆動モータ １１３：画像形成部

Claims (12)

1. 被照明体に光を照射する照明装置であって、
   光源からの光が入射する入射面、前記入射面から入射した光が拡散される拡散部が設けられた反射面、および、前記拡散部で拡散された光が前記被照明体に出射される出射面を有する棒状の導光体を備え、
   前記導光体は、
   前記入射面から途中位置までの形状変化部と、前記途中位置から前記導光体の長手方向における中央までの形状不変部とを有しており、
   前記形状不変部においては、前記長手方向と垂直な断面積が変化せず、
   前記形状変化部においては、前記導光体の前記長手方向への光の進行を抑制させるために、前記入射面から遠ざかるにつれて徐々に前記断面積が小さくなるように前記導光体の外周の少なくとも一部が傾斜して構成されており、
   且つ、
   前記反射面のうち前記入射面の位置から前記途中位置までの間に、前記拡散部が複数設けられていることを特徴とする照明装置。
2. 前記導光体は、
   前記出射面および前記反射面とは異なる面であって前記長手方向に沿った第１側面と、前記第１側面の反対側に第２側面と、を有し、
   前記第１側面および前記第２側面のうち前記第１側面のみ傾斜している部分を有していることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
3. 前記第１側面は、
   前記出射面の長手方向に沿った一方側の端部と前記反射面の長手方向に沿った一方側の端部とを繋ぐ面であり、
   前記第２側面は、
   前記出射面の長手方向に沿った他方側の端部と前記反射面の長手方向に沿った他方側の端部とを繋ぐ面であることを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
4. 前記導光体は、
   前記出射面および前記反射面のうち前記反射面のみに傾斜している部分を有していることを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載の照明装置。
5. 前記拡散部は、前記反射面から凹んだ湾曲状であることを特徴とする請求項１ないし４の何れか１項に記載の照明装置。
6. 前記拡散部は、前記反射面の全面に設けられていることを特徴とする請求項１ないし５の何れか１項に記載の照明装置。
7. 前記拡散部は、複数、設けられ、
   前記複数の拡散部は、それぞれ大きさが同一であることを特徴とする請求項１ないし６の何れか１項に記載の照明装置。
8. 請求項１ないし７の何れか１項に記載の照明装置と、
   前記照明装置により被照明体に照射し、前記被照明体で反射した光を集光するレンズアレイと、
   前記レンズアレイによって集光された光を電気信号に変換するセンサと、を備えることを特徴とするセンサユニット。
9. 請求項２または３に記載の照明装置と、
   前記照明装置により被照明体に照射し、前記被照明体で反射した光を集光するレンズアレイと、
   前記レンズアレイによって集光された光を電気信号に変換するセンサと、を備え、
   前記レンズアレイは、前記導光体のうち前記第１側面に近接して配置されていることを特徴とするセンサユニット。
10. 前記傾斜している部分は、前記導光体の長手方向に対して直交する方向である副走査方向において前記レンズアレイと重なっていることを特徴とする請求項９に記載のセンサユニット。
11. 請求項８ないし１０の何れか１項に記載のセンサユニットと、
    前記センサユニットと前記被照明体との少なくとも何れかを相対的に移動させる移動手段と、を有していることを特徴とする読取装置。
12. 請求項８ないし１０の何れか１項に記載のセンサユニットと、
    前記センサユニットと前記被照明体との少なくとも何れかを相対的に移動させる移動手段と、
    前記センサユニットにより読取られた画像を記録媒体に形成する画像形成手段と、を有していることを特徴とする画像形成装置。

Images