(57)【要約】      （修正有）【課題】長尺な導光体と、その一端に配置された光源部とからなり、前記導光体の長手方向に沿って形成された複数の溝要素からなる反射部を有する導光体ユニットが、原稿読取面の中心軸に関して対称に一対配置されてなる線状光源装置において、導光体に対するレーザ加工条件の変動によって長尺溝と短尺溝の形状が変化しても、光軸近傍での照度に変化がない、照明深度の良好な線状光源装置を提供する。【解決手段】線状光源装置１は、導光体の反射部を構成する溝要素２２、３２は、導光体２１、３１の周方向に形成された複数のレーザ加工溝２３、２４、３３、３４、３５からなり、溝要素における複数の溝は、周方向の長さが異なり、その最短の溝の周方向位置が、一対の導光体ユニット間で異なっているとともに、導光体ユニットの一方においては、周方向の端部に位置していることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺な導光体と、その一端に配置された光源部とからなり、前記導光体の長手方向に沿って形成された複数の溝要素からなる反射部を有する導光体ユニットを備え、該導光体ユニットが、原稿読取面の中心軸に関して対称に一対配置されてなる線状光源装置において、
前記導光体の反射部を構成する各溝要素は、該導光体の周方向に形成された複数のレーザ加工溝からなり、
前記溝要素における複数の溝は、周方向の長さが異なり、その最短の溝の周方向位置が、前記一対の導光体ユニット間で異なっているとともに、当該導光体ユニットの一方においては、周方向の端部に位置していることを特徴とする線状光源装置。
【請求項２】
前記導光体ユニットの一方における導光体には、前記周方向の溝は３つ形成されており、
前記導光体ユニットの他方における導光体には、前記周方向の溝が２つ形成されていることを特徴とする請求項１に記載の線状光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は線状光源装置に関するものであり、特に、ファクシミリ、複写機、イメージスキャナー、バーコードリーダ等に使用される原稿読取装置の照明用光源として利用される読取用の線状光源装置に係わるものである。
【背景技術】
【０００２】
原稿読取装置においては、原稿載置面上に読取対象物を配置させ、原稿載置面の裏面側から光を照射して、その反射光を検出することで、原稿の読取を行う構成となっている。
ところで、このような原稿読取装置では、読取対象物が原稿載置面から浮き上がった場合に、読取対象物に照射される光の照度が変動し、均質に光検知することが困難となるという問題がある。
このような問題に対して、ＷＯ２００７−１１９２９０（特許文献１）では、原稿載置面から読取対象物が浮き上がった場合（高さ方向に位置が変動した場合）であっても照度変化を抑えるための構成が記載されている。このような照度変化の指標は「照明深度」と呼ばれ、この照明深度を良好なものとすることで、より適切な原稿読取が可能となる。
【０００３】
またこのような原稿読取装置に用いられる線状光源装置では、長尺な導光体と、この導光体の端面に対向してＬＥＤなどの光源を配置し、導光体の長手方向の側面には複数の凹部で構成された拡散反射面を備えたものが知られている。
このような構成により、前記導光体の一端面から導光された光が長手方向に進行する際に、前記拡散反射面で反射して当該導光体の側面から出射するものである。そして、特許５７８０２７７号公報（特許文献２）には、前記導光体の側面の拡散反射面（凹部）を、レーザで溝加工を施すことにより構成したものが記載されている。
【０００４】
また一方で、このような線状光源装置として光軸に関して対称位置に一対の導光体ユニットを配置して原稿読取面を照射することが行われており、特開２０１３‐０９８１４４号公報（特許文献３）がその例である。
そのような原稿読取装置の概略構造が図５に示されており、ガラス面５０上を走査する原稿５１に対して、下方に対称配置された一対の導光体５２、５３から光を照射するものである。
この導光体５２（５３）は、図６に示すように、その端部に光源部５５が配置されるとともに、周面には反射部６０が形成されている。この導光体５２の反射部６０は、周方向に形成された複数の溝６２、６３からなる溝要素６１が、導光体５２の長手方向に沿って複数配列されることにより形成されている。
【０００５】
このような一対の導光体ユニットを備えた線状光源装置では、図７に示すように、第1の導光体５２からの光による照度配光Ａと、第２の導光体５３からの光による照度配光Ｂとの合成により、導光体全体の照度配光Ｃを得ているものである。
そして、導光体５２に形成された溝要素６１を構成する溝は、図６に示すように、周方向の長尺溝６２と短尺溝６３との組み合わせとすることが一般的に行われている。
このような溝６２、６３の組み合わせによる導光体５２の配光分布が図８に示されている。なおここでは、一方の導光体５２のみの配光分布が示されている。導光体５２の長尺溝６２からの照射光による照度配光Ｙと、短尺溝６３からの照射光による照度配光Ｘとが合成されて導光体５２の全体の照度配光Ａとなる。
つまり、一つの導光体から出射される光は、反射部６０を構成する溝要素６１の二つの溝６２、６３が２方向を照射して、光軸Ｌ近傍である傾きを持った照度配光Ａとなるように調整されている。
【０００６】
ところで、原稿読取装置においては、原稿が必ずしも正確な読み取り位置に配置されるわけではなく、光軸方向（上下方向）において多少のずれが生じることがあり、そのずれに対しても正確な読取りが求められる。そのためには、読取り位置が上下にずれていても、導光体から原稿に照射される照射光の照度が光軸上で均一でなければならない。
そのためには、図８で記載した配光Ａの光軸Ｌとの交差角度（傾き）が所定の角度にあることが重要である。
【０００７】
これを図９（Ａ）に従って説明する。配光分布Ａの光軸Ｌとの交差角度θが所定の角度であると、原稿読取面が上下に多少のシフトをしても、光軸Ｌとの交点位置での照度が変化しないことを表している。この例では、原稿読取面が＋１ｍｍから−１ｍｍまで偏倚しても照度が変わらないことを示している。
このような所定の傾きを持った照度配光は、導光体に形成する長尺溝と短尺溝の形状・寸法や配置関係などによってもたらされる。
【０００８】
ところで、反射部を構成する溝は、特許文献２に記載されているように、導光体の表面にレーザ加工によって形成することが多用されている。
しかしながら、レーザの出力パワーは常に一定ではなく、短期的（〜数時間）には装置温度の変動による影響を受け、長期的（〜数日、数カ月）には稼働時間の累積によって徐々に変動する。
また導光体自体も、材料ロット（〜数千本）や成形条件の変動の影響を受ける。
そのために、導光体にレーザ加工する際に、溝の形状が変動してしまうという問題がある。上記のように、溝は導光体の拡散反射部として機能するため、この溝の形状が変動すると、反射光量も変動してしまい、原稿読取面での照度が変動してしまうという不具合がある。
【０００９】
一方で、導光体1本にレーザ加工を行う時間は数十秒程度であり、その間での加工条件に変動が殆どなく、1本の導光体の中での溝形状の変化は殆どなく、加工本数が数百本となると、初めに加工した導光体と、後に加工した導光体とで溝形状の変化が確認できるレベルである。
導光体の溝形状は当該導光体の光学特性を決める主要因であるので、このように、溝形状が変動すると、同一品種内で光学特性にバラツキを生じさせてしまうことになる。
【００１０】
レーザ加工による溝形状の変化について図１０、図１１に基づいて説明すると以下の通りである。
図１０（Ａ）は、導光体５２の上面図であり、（Ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。導光体５２に形成される溝要素６１は、長尺溝６２と短尺溝６３とからなる。これら長尺溝６２と短尺溝６３の大小関係や配置関係のバランスによって、導光体５２の適正な光学特性（配光特性）が精緻に決定されていて、前記図９（Ａ）で説明した所望の傾きをもった配光を得ている。
ところが、この長尺溝６２と短尺溝６３のバランスが、レーザ加工条件の変動により崩れてしまうと、所望の配光が得られなくなってしまうという現象が生じる。
図１０に示すように、例えば、レーザの出力パワーが大きくなると、加工溝は大きくなるが、その影響は長尺溝６２と短尺溝６３とで比例するものではなく、両者で異なる。
【００１１】
溝での反射特性は、溝の表面積によって影響を受けるが、上述のレーザの出力パワーの変動による加工溝形状の変動程度は、短尺溝のほうが長尺溝よりも大きくなる。つまり、短尺溝の形状変化（面積変化率）は、長尺溝よりも大きくなる。
以下、図１１に基づいて、レーザ出力パワーの変動による長尺溝と短尺溝の面積変化率について、その一例を説明する。
レーザの移動長さ（距離）を、１（短尺溝）：１０（長尺溝）として、
・レーザパワー小の時：レーザ半径０．５
・レーザパワー大の時：レーザ半径１
の溝が形成された場合の長尺溝と短尺溝の投影面積を計算する。
同図に示すように、レーザパワーの変動（小→大）による短尺溝の面積変化率は、２．８８倍であり、一方、長尺溝の面積変化率は、２．１５倍である。
このように、レーザパワーが変動した場合、長尺溝と短尺溝の面積はレーザパワーの変化に比例して一様に変化するわけではなく、長尺溝よりも短尺溝の面積変化率のほうが大きくなる。
【００１２】
このようなレーザ加工溝の形状変化により、当初適正に設定した長尺溝と短尺溝の関係が崩れてしまい、その溝による照度分布が変化する。
その照度変化が図１２に示されていて、加工条件の変動の影響を大きく受ける短尺溝６３からの反射光による配光Ｘは、最大照度が上昇して、その影響で導光体５２全体の配光Ａは、光軸Ｌと交差する角度（傾き）が変動してしまう。
【００１３】
図９（Ｂ）にその影響による配光分布の変化が示されていて、図９（Ａ）に示す当初適正に設定された配光に対して、短尺溝の影響で配光が変化した場合、原稿読取面が変化（＋１ｍｍ、０ｍｍ、−１ｍｍ）するとき、光軸Ｌ上での照度が変化してしまう。つまり、原稿読取面＋１ｍｍのときと、原稿読取面−１ｍｍの場合とで大きな照度差が生じてしまう。
このような照度差は、一対の導光体における短尺溝と長尺溝の配置が左右で同じような、つまり、対称的な配置にあるとき、増幅されてしまい、更に大きな照度差を発生してしまって、照明深度の小さな読取りしかできなくなってしまう。
つまり、短尺溝と長尺溝とからなる溝要素により反射部を構成したものにおいては、溝のレーザ加工時におけるレーザパワーの変動などに伴って生じる溝形状の変化によって、照明深度が極めて浅くなってしまうという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】ＷＯ２００７−１１９２９０号公報
【特許文献２】特許５７８０２７７号公報
【特許文献３】特開２０１３‐０９８１４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
この発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて、長尺な導光体と、その一端に配置された光源部とからなり、前記導光体の長手方向に沿って形成された複数の溝要素からなる反射部を有する導光体ユニットを備え、該導光体ユニットが、原稿読取面の中心軸に関して対称に一対配置されてなる線状光源装置において、導光体に対するレーザ加工条件の変動によって長尺溝と短尺溝の形状が変化しても、光軸近傍での読取面が偏倚した時の照度に変化がなく、照明深度の良好な線状光源装置を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために、この発明に係る読取用の線状光源装置は、前記導光体の反射部を構成する各溝要素は、該導光体の周方向に形成された複数のレーザ加工溝からなり、前記溝要素における複数の溝は、周方向の長さが異なり、その最短の溝の周方向位置が、前記一対の導光体ユニット間で異なっているとともに、当該導光体ユニットの一方においては、周方向の端部に位置していることを特徴とする。
また、前記導光体ユニットの一方における導光体には、前記周方向の溝は３つ形成されており、前記導光体ユニットの他方における導光体には、前記周方向の溝が２つ形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
この発明の読取用の線状光源装置によれば、レーザ加工条件の変動に伴う溝形状の変化として、最も影響を受ける短尺溝の位置が一対の導光体ユニット間で異なり、かつ、一方の導光体ユニットでは、周方向の最端部に位置するので、一方の導光体による照度配光が、光軸上で増加するように変化しても、他方の導光体による照度配光は、光軸上で減少するように変化するようになる。これにより、原稿読取面が変化するとき、例えば、一方の導光体の照度配光が増加する方向に変動するとき、他方の導光体の照度配光は、これをキャンセルする方向に減少するように変動することになり、原稿読取面の変化によっても、光軸上での照度の変化が抑制されて、良好な照明深度が得られるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の線状光源装置による照度配光を表す図。
【図２】図１を導光体ユニット毎の説明図。
【図３】溝のレーザ加工条件の変動による照度配光図。
【図４】原稿読取面の変化に基づく照度配光の変動を表す図。
【図５】従来の線状光源装置を備えた原稿読取装置の概略図。
【図６】従来の線状光源装置の斜視図。
【図７】従来の一対の導光体ユニットの照度配光説明図。
【図８】一方の導光体ユニットの照度配光詳細図。
【図９】良好な照度配光図（Ａ）と、不良な照度配光図（Ｂ）。
【図１０】溝のレーザ加工条件の変動による影響の説明図。
【図１１】レーザ加工条件の変動による溝への影響を示す説明図。
【図１２】溝形状が変化した時の照度配光図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、本発明の読取用の線状光源装置１を示す図で、一対の導光体ユニット２、３が光軸Ｌに関して対称位置に配置されている。
この内一方の第１の導光体ユニット２においては、第１の導光体２１の周面に周方向に形成された長尺溝２３と短尺溝２４とからなる溝要素２２が形成され、この溝要素２２は、図６の従来例と同様に、第１の導光体２１の長手方向に複数設けられている。
また、他方の第２の導光体ユニット３においては、第２の導光体３１の周面に長尺溝３３と中尺溝３５と短尺溝３４とからなる溝要素３２が形成されている。
【００２０】
前記一対の導光体２１、３１における長尺溝および短尺溝は、互いに異なる位置に形成されていて、この例では、第１の導光体２１における短尺溝２４は長尺溝２３よりも下方側に位置しており、第２の導光体３１における最も短い短尺溝３４が最も上側の端部に位置している。
つまり、一対の導光体２１、３１における短尺溝２４、３４の位置が異なっており、一方の導光体における最も短い短尺溝が、周方向の端部に位置しているものである。なお、この例では、両導光体２１、３１における短尺溝２４、３４がともに周方向の反対側の端部に位置している例が示されている。
【００２１】
このような構成の導光体２１、３１による照度配光が図１に示されている。なお、同図では、煩雑を避ける意味で、第２の導光体３１による各溝３３、３４、３５によるそれぞれの配光のみを図示している。
図２に、各導光体２１、３１による照度配光を個別に表したものが示されていて、第１の導光体２１からの照射光による照度配光Ａが図２（Ａ）に示され、第２の導光体３１による照度配光Ｂが図２（Ｂ）に示され、これらを合体した照度配光が図２（Ｃ）に示されている。
前記した長尺溝、短尺溝、中尺溝は、図２（Ａ）、（Ｂ）に示す照度配光Ａ、Ｂの光軸Ｌにおける傾きが、図８及び図９（Ａ）で説明したように、適正となるように、溝形状、寸法などが設定されている。
【００２２】
ここで、前記したように、各溝をレーザ加工する際には、レーザ出力の変動に伴って溝形状が変化するが、その溝形状の変化に起因する照度配光の変化が図３に示されている。この例ではレーザ出力が増大した場合の例を説明している。
図３（Ａ）に示すように、第１の導光体２１側では、より大きな影響を受ける短尺溝２４によって頂点側が上昇した配光となる。
一方、第２の導光体３１側では、図３（Ｂ）に示すように、短尺溝３４の影響により、光軸Ｌ近傍での裾野部が上昇した配光となる。
従って、両導光体２１、３１からの照射光により、図３（Ｃ）に示すような配光となる。つまり、一方の配光Ａでは、照度ピークが高くなり、他方の配光Ｂでは、光軸Ｌ近傍における裾野部での照度が高くなった配光となる。
【００２３】
このような配光となった場合の原稿読取面の上下方向への位置ずれによる影響程度が図４に示されている。
導光体２１による配光では、ピーク照度の上昇により光軸Ｌ近傍での裾野部が適正な傾きから変動していることで、原稿読取面が下方にずれた場合（−１ｍｍ）の配光Ａ２では、原稿読取面が適正位置にある場合（±０ｍｍ）の配光Ａ１から、光軸Ｌでの照度はΔＳ１だけ減少する。
一方で、導光体３１による配光では、原稿読取面が下方にずれた場合（−１ｍｍ）の配光Ｂ２では、原稿読取面が適正位置にある場合（±０ｍｍ）の配光Ｂ１から、光軸Ｌでの照度はΔＳ２だけ増加する。
このように、一対の導光体２１、３１による光軸近傍での照度変化は、反対方向にずれ、その変化量も、ΔＳ１≒ΔＳ２と近似されるので、これらの両配光を合成した場合の光軸Ｌ近傍での照度は、原稿読取面が±０ｍｍの場合の配光Ａ１、Ｂ１（実線で表示）の合成照度とほぼ等しいものが得られる。
【００２４】
また、原稿読取面が上方にずれる場合（＋１ｍｍ）の配光Ａ３、Ｂ３は、両導光体２１、３１による照度変化は、上記と反対方向に変化するが、互いに補完するように変化するので、その合成照度は、原稿読取面が±０ｍｍの場合の配光Ａ１、Ｂ１の合成照度とほぼ同等であることは、上記と同様である。
【００２５】
なお、導光体２１における各溝要素２２は必ずしも長尺溝２３と短尺溝２４の２種類からなる場合だけでなく、導光体３１と同様に３種類の溝からなるものであってもよい。
また、導光体２１、３１での各溝要素２２、３２における長尺溝２３、３３と短尺溝２４、３４は、周方向で同一線上に配列されたものを示したが、必ずしも周方向位置において同一線状になくてもよく、例えば、長手方向で半ピッチ分だけずれた配置としてもよい。勿論、これに中尺溝を組み合わせるときに、３種類の溝がそれぞれ長手方向にずれるようにしてもよい。
【００２６】
以上のように、本発明では、一対の導光体における反射部を構成する各溝要素において、短尺溝の周方向の位置を、両導光体間で異ならせ、一方の導光体における短尺溝の位置を周方向の端部に位置することで、レーザ加工条件の変動などに伴って溝形状が変化した場合でも、原稿読取面が上下に位置ずれした際に、光軸近傍での照度変化を、一方の導光体では上昇させ、他方の導光体では下降させることで、両者の合成による光軸近傍での照度を一定の保つことが可能となる。つまり、照明深度の良好な原稿読取りができる線状光源装置を提供できるものである。
【符号の説明】
【００２７】
１      読取用の線状光源装置
２      第１の導光体ユニット
２１    第１の導光体
２２    溝要素
２３    長尺溝
２４    短尺溝
３      第２の導光体ユニット
３１    第２の導光体
３２    溝要素
３３    長尺溝
３４    短尺溝
３５    中尺溝
Ａ      第１の導光体の配光
Ｂ      第２の導光体の配光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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