(57)【要約】【課題】  長手方向に沿って設けた出射面から出射する光線の照度が均一な棒状導光体を提供する。【解決手段】  棒状導光体１２は出射面１２ａを白色ケース１１から露出せしめるとともにこの出射面と対向する底面に光を散乱／反射せしめるパターン１４を設けている。このパターン１４は白色塗料若しくは微細な凹凸から形成される。更に、棒状導光体１２の入射側とは反対側の端面１５はコーナキューブ形状とされている。即ち、端面１５は鏡面仕上げされた平面１５ａ、１５ｂにて山形形状とされ、これら平面１５ａ、１５ｂの傾斜角は、棒状導光体１２内を棒状導光体１２の長手方向と平行に進んできた光線の入射角θが臨界角よりも小さくなる角度に傾斜している。【選択図】      図３
2006085975.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端面から入射した光線を内面で反射させて長手方向に沿って設けられた出射面から出射する棒状導光体において、この導光体の入射面とは反対側の端面は、導光体内を長手方向と平行に進んできた光線が前記一端面に向かって全反射するコーナキューブ形状とされていることを特徴とする棒状導光体。
【請求項２】
請求項１に記載の棒状導光体において、前記コーナキューブ形状は鏡面仕上げされた山形形状、角錐形状または円錐形状をなすことを特徴とする棒状導光体。
【請求項３】
一端面から入射した光線を内面で反射させて長手方向に沿って設けられた出射面から出射する棒状導光体において、この導光体は入射面とは反対側の端部を除いて出射面が露出するようにケース内に収納され、また前記入射面とは反対側の端面を覆うキャップが前記ケースとは別体として取り付けられていることを特徴とする棒状導光体。
【請求項４】
請求項３に記載の棒状導光体において、前記キャップを取り付けた導光体端部がケースから食み出るか、または前記キャップを取り付けた状態の導光体全体がケース内に収められていることを特徴とする棒状導光体。  
【請求項５】
請求項１乃至請求項４に記載の棒状導光体の一端側に発光源を取り付けたことを特徴とする照明ユニット。
【請求項６】
請求項５に記載の照明ユニットと、光電変換素子からなるラインイメージセンサと、前記照明ユニットからの照射光のうち原稿からの反射光を前記ラインイメージセンサに向けて集光せしめる正立等倍結像系とを備えた画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一端面から入射した光線を長手方向に沿って設けた出射面から出射する棒状導光体、この導光体と発光源とを組み合わせた照明ユニット、この照明ユニットを組み込んだ画像読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ファクシミリ、複写機、スキャナ装置等の画像読取装置の一部に用いられる棒状導光体には、ＬＥＤなどの発光ユニットを棒状導光体の一端側にのみ配置したものが多い。このように一端側のみに発光ユニットを配した場合には発光ユニットの数が少なくなり発熱の問題やコスト的には有利になるが、出射面からムラなくしかも照度低下なく光を出射させるための工夫が必要になる。
【０００３】
そこで、特許文献１には、入射端面とは反対側の端面を鏡面とし、この反対側の端面の外側に反射効率の高い部材を配置することで、一端面側から入射し導光体内部を進んで反対側の端面まで到達した光を入射側に向かって反射せしめ、これを繰り返すことで入射光線を全て光散乱パターンからの照射光として消費し尽くすことが開示されている。
【０００４】
特許文献２には、入射端面とは反対側の端面を切断面をそのまま用いた粗面として製作コストを下げる一方、この端面に近い部分の光散乱パターンを幅広とすることで、入射光線の大部分が前記反対側の端面に到達するまでに散乱光として消費することが開示されている。
【０００５】
特許文献３には、入射端面とは反対側の端面に白色塗料を塗ることで、当該端面まで到達した光を散乱させることが開示されている。また、棒状導光体とは関連性のない技術分野であるが、特許文献４には、再帰反射させるためのコーナキューブタイプの反射鏡が開示されている。
【特許文献１】特開平８−１６３３２０号公報
【特許文献２】特開平１０−１２６５８１号公報
【特許文献３】特開平１１−８４５４４号公報
【特許文献４】特許第２９５４７０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した導光体は白色のケースに出射面が露出するように収められて画像読取装置内にセットされる。また導光体の材料としては透明度の高いアクリル樹脂が用いられ、ケースの材料としては低価格の樹脂が用いられる。
【０００７】
また、ファクシミリ、複写機、スキャナ装置等の画像読取装置は、輸送時、保管時などに高温になることがあるので導光体をケースに収めるにあたっては、熱膨張差を考慮する必要がある。しかしながら、ライン照明装置が高温に放置された後に冷却されると上記材料の違いから導光体の方の収縮率が大きく、導光体の端面特に発光ユニットを設けた側と反対側の端面とケース内面との間に隙間が形成される。また熱膨張率の差以外にも製作誤差などによって隙間は生じやすい。
【０００８】
このように隙間が形成されると、隙間がない状態では反射して一端側に戻っていた光が反対側の端面で反射せずに透過し、ケース内面で散乱し、この散乱した光が反対側の端面近傍から出射する。このため、反対側の端面近傍が他の箇所に比べて照度が異常に高くなる。この傾向は特許文献１に開示されるような発光ユニットと反対側の端面を鏡面とした場合に顕著である。
【０００９】
また、特許文献２及び特許文献３に開示される構成では照明効率が悪くなる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため第１発明に係る棒状導光体は、一端面から入射した光線を内面で反射させて長手方向に沿って設けられた出射面から出射する棒状導光体において、この導光体の入射面とは反対側の端面は、導光体内を長手方向と平行に進んできた光線が前記一端面に向かって全反射するコーナキューブ形状とした。
【００１１】
ここで、コーナキューブ形状は前記特許文献４に示されるように入射光線を発光源に向かって再帰反射させることができる形状であり、具体的には、山形形状、角錐形状または円錐形状が考えられる。尚、本発明の場合はコーナキューブ形状を構成する面が鏡面仕上げされていることが必要である。
【００１２】
また、第２発明に係る棒状導光体は、一端面から入射した光線を内面で反射させて長手方向に沿って設けられた出射面から出射する棒状導光体において、この導光体は入射面とは反対側の端部を除いて出射面が露出するようにケース内に収納され、また前記入射面とは反対側の端面を覆うキャップが前記ケースとは別体として取り付けられている。
【００１３】
この第２発明の具体的な構成としては、前記キャップを取り付けた導光体端部がケースから食み出るか、または前記キャップを取り付けた状態の導光体全体がケース内に収められている構成が挙げられる。
【００１４】
更に本発明に係る照明ユニットは前記棒状導光体の一端側に発光源を取り付けたものであり、また本発明に係る画像読取装置は、前記照明ユニットと、光電変換素子からなるラインイメージセンサと、前記照明ユニットからの照射光のうち原稿からの反射光を前記ラインイメージセンサに向けて集光せしめる正立等倍結像系とを備えている。
【発明の効果】
【００１５】
第１発明に係る棒状導光体によれば、長手方向に沿って設けた出射面からの照度を均一にすることができる。特に一端側のみに発光ユニットを配置した従来の導光体にあっては、温度変化による収縮が原因で、発光ユニットを設けた端部とは反対側の端部における照度が異常に高くなる傾向があったが、本発明によれば反対側の端部まで進んできた照射光はそこで散乱せずに再び一端側に向かって戻るため、導光体の底面などに設けた光散乱パターンで長手方向において均一に散乱する。
【００１６】
また、第２発明に係る棒状導光体によれば、温度変化が生じても、棒状導光体の端面とケースとの間に隙間は形成されないため、発光ユニットと反対側の端面での照度が極端に高くなることを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る棒状導光体を組み込んだ画像読取装置の断面図であり、画像読取装置はフレーム１に形成した凹部１ａにライン状の照明ユニット１０を配置し、底部には光電変換素子（ラインイメージセンサ）２を備えたセンサ基板３を取り付け、更にフレーム１の中央部に照明ユニット１０からの照射光のうち原稿からの反射光を前記光電変換素子２に向けて集光せしめる等倍結像用のレンズアレイ４を取付け、照明ユニット１０から出射した照明光を、原稿台を通して原稿に照射し、その反射光をレンズアレイ４を介してラインイメージセンサ２にて検出することで原稿を読み取る。尚、図示例では照明ユニット１０を１つのみとしているが、一対設けてもよい。
【００１８】
前記レンズアレイ４としてはロッド状のレンズアレイを用いているが、レンズプレートを複数枚重ねて正立等倍レンズとして構成し、各レンズプレートには多数の微小レンズが所定ピッチで規則的に２次元状に配列したレンズアレイを用いてもよい。
【００１９】
図２は前記照明ユニット１０の全体図、図３は同照明ユニット１０の分解斜視図であり、照明ユニット１０は、白色ケース１１内にアクリル樹脂などの透明樹脂を射出成形して得られる棒状導光体１２を納めるとともに、一端に発光ユニット１３を取り付けている。この発光ユニット１３は樹脂プレートに３原色のＬＥＤを保持してなり、３原色の各ＬＥＤは棒状導光体１２の底面の法線上に位置している。
【００２０】
棒状導光体１２は出射面１２ａを白色ケース１１から露出せしめるとともにこの出射面と対向する底面に光を散乱／反射せしめるパターン１４を設けている。このパターン１４は白色塗料若しくは微細な凹凸から形成される。
【００２１】
更に、棒状導光体１２の入射側とは反対側の端面１５はコーナキューブ形状とされている。即ち図４に示すように端面１５は鏡面仕上げされた平面１５ａ、１５ｂにて山形形状とされ、これら平面１５ａ、１５ｂの傾斜角は、棒状導光体１２内を棒状導光体１２の長手方向と平行に進んできた光線の入射角θが臨界角よりも小さくなる角度に傾斜している。例えば、平面１５ａと平面１５ｂとが９０°をなすように成形する。
【００２２】
図５（ａ）乃至（ｃ）は別実施例に係る導光体の端部を示す図端面形状を示す図であり、（ａ）に示す実施例は、端面１５を四角錐形状とし、（ｂ）に示す実施例は、端面１５を円錐形状とし、（ｃ）に示す実施例は、端面１５を多数の山形形状で構成している。このように端面１５の形状は種々考えられるが、端面１５は何れも鏡面仕上げされ、端面１５まで到達した光線が全反射して再び一端側に戻る形状であればよい。
【００２３】
図６は第２発明に係る導光体を組み込んだ照明ユニットの端部を示す図であり、この第２発明では、棒状導光体１２の入射側とは反対側の端部に係止部１６を形成し、この係止部１６にキャップ１７を係止しキャップ１７で端面１５を覆っている。キャップ１７は白色樹脂からなるか或いは内面に反射層１８を設け、この反射層１８が鏡面仕上げされた端面１５に密着している。
【００２４】
更に、棒状導光体１２を収納したケース１１の端部と前記キャップ１７間には隙間１９が形成されている。この隙間は照明ユニット１０が高温に曝された後に冷却する際にケース１１よりも棒状導光体１２の収縮率が大きい場合に、キャップ１７がケース１１に強く押し付けられるのを防ぐためのものである。
【００２５】
図７は第２発明の別実施例を示す図であり、この実施例にあってはケース１１内にキャップ１７も収めるようにしている。この場合に冷却によって棒状導光体１２の長さが短くなっても、棒状導光体１２の端部にはキャップ１７が固着されているので、従来のように棒状導光体の端面とケース内面との間に隙間が生じ、この隙間で光が乱反射し端部での照度が異常に高くなる不利を防止できる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明に係る棒状導光体は、コピー機、ファクシミリ等の画像読取装置として有効に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る棒状導光体を組み込んだ画像読取装置の断面図
【図２】第１発明に係る棒状導光体を組み込んだ照明ユニットの全体図
【図３】同照明ユニットの分解斜視図
【図４】棒状導光体のコーナキューブ形状をなす端部の拡大図
【図５】（ａ）〜（ｃ）は別実施例に係る棒状導光体の端部を示す図
【図６】第２発明に係る導光体を組み込んだ照明ユニットの端部を示す図
【図７】第２発明の別実施例を示す図
【符号の説明】
【００２８】
１…フレーム、１ａ…凹部、２…光電変換素子（ラインイメージセンサ）、３…センサ基板、４…レンズアレイ、１０…照明ユニット、１１…白色ケース、１２…棒状導光体、１２ａ…出射面、１３…発光ユニット、１４…光散乱パターン、１５…端面、１５ａ，１５ｂ…端面を構成する平面、１６…係止部、１７…キャップ、１８…反射層、１９…隙間。
【図１】
2006085975.tif 000003
【図２】
2006085975.tif 000004
【図３】
2006085975.tif 000005
【図４】
2006085975.tif 000006
【図５】
2006085975.tif 000007
【図６】
2006085975.tif 000008
【図７】
2006085975.tif 000009