(57)【要約】【課題】  光利用効率を維持しつつ光出射強度分布を均一にすることができる導光体を提供する。【解決手段】  本発明に係る導光体１０１は、入射面１０１ａ、第一の方向に延在する出射面１０１ｅ、及び出射面１０１ｅと対向する導光面１０１ｆを有し、入射面１０１ａから入射した光を導光面１０１ｆによって出射面１０１ｅに導く導光体１０１であって、出射面１０１ｅと導光面１０１ｆとを接続する第一の面に設けられる被保持部１０１ｃを有し、導光面１０１ｆは、第一の方向に配列された複数の偏向部１０１ｂを含み、複数の偏向部１０１ｂの密度及び深さの少なくとも一方は、導光面１０１ｆにおける第一の方向での被保持部１０１ｃが存在する位置に対応する第一の領域１０１ｄと、第一の領域１０１ｄとは異なる第二の領域とで互いに異な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】
入射面、第一の方向に延在する出射面、及び該出射面と対向する導光面を有し、前記入射面から入射した光を前記導光面によって前記出射面に導く導光体であって、
前記出射面と前記導光面とを接続する第一の面に設けられる被保持部を有し、
前記導光面は、前記第一の方向に配列された複数の偏向部を含み、
前記複数の偏向部の密度及び深さの少なくとも一方は、前記導光面における前記第一の方向での前記被保持部が存在する位置に対応する第一の領域と、該第一の領域とは異なる第二の領域とで互いに異なることを特徴とする導光体。
【請求項２】
前記第一の方向に沿った単位長さ当たりの前記偏向部の数をＮ、前記複数の偏向部の平均深さをｈとするとき、前記第一の領域におけるＮ×ｈは、前記第二の領域におけるＮ×ｈより小さいことを特徴とする請求項１に記載の導光体。
【請求項３】
前記偏向部は、前記入射面から入射した光を反射する反射部であることを特徴とする請求項１または２に記載の導光体。
【請求項４】
前記偏向部は、前記第一の方向と前記導光面に垂直な第二の方向とに垂直な第三の方向に底面を持つ三角柱からなる楔形状を有していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の導光体。
【請求項５】
前記被保持部は、前記第一の面から突出した凸部形状を有していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の導光体。
【請求項６】
光源と、該光源からの光を被照射面に導光する請求項１乃至５のいずれか一項に記載の導光体とを備えることを特徴とする照明装置。
【請求項７】
前記光源は、前記第一の方向における前記導光体の一方の端部にのみ対向するように設けられていることを特徴とする請求項６に記載の照明装置。
【請求項８】
前記導光体を位置決めするように設けられた前記被保持部を保持するための保持部を備えることを特徴とする請求項６または７に記載の照明装置。
【請求項９】
前記保持部は、凸部形状を有している前記被保持部が挿入される凹部形状を有していることを特徴とする請求項８に記載の照明装置。
【請求項１０】
請求項６乃至９のいずれか１項に記載の照明装置と、前記被照射面からの光を受光する受光部と、前記被照射面からの光を前記受光部に導く結像部とを備えることを特徴とする画像読取装置。
【請求項１１】
被走査面を除電するように照明する請求項６乃至９のいずれか一項に記載の照明装置と、前記被走査面を走査する光走査装置と、該光走査装置により前記被走査面に形成される静電潜像をトナー像として現像する現像器と、現像された前記トナー像を被転写材に転写する転写器と、転写された前記トナー像を前記被転写材に定着させる定着器と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導光体及び照明装置に関し、例えばイメージスキャナー、複写機、ファクシミリなどの画像読取装置や、レーザビームプリンタ（ＬＢＰ）、デジタル複写機、マルチファンクションプリンタ（多機能プリンタ）等の画像形成装置に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
照明装置として、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）などの光源が長尺な導光体の長手方向における端部に配置されたものが知られている。
そのような導光体では、射出成型によって作製した際にゲートが残存したり、または照明装置に保持されるように被保持部を設けることにより、導光体の側面に局所的に凹凸構造ができる場合がある。
そのような凹凸構造があると、凹凸構造の表面で光が乱反射してしまう。また、被保持部が設けられていると、光が被保持部から導光体の外部に出射した後、導光体を保持している照明装置の保持部に入射することによって迷光が発生してしまう。
それにより、導光体の光出射強度分布、すなわち被照射面上の光量分布が均一ではなくなってしまう。
特許文献１は、凹凸構造を黒塗りすることによって、そのような乱反射や迷光を低減している導光体を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２９５０９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されているように凹凸構造を黒塗りすると、そこで光が吸収されてしまい、導光体における光利用効率が低下してしまう。
そこで、本発明は、光利用効率を維持しつつ光出射強度分布を均一にすることができる導光体及びそれを有する照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る導光体は、入射面、第一の方向に延在する出射面、及び出射面と対向する導光面を有し、入射面から入射した光を導光面によって出射面に導く導光体であって、出射面と導光面とを接続する第一の面に設けられる被保持部を有し、導光面は、第一の方向に配列された複数の偏向部を含み、複数の偏向部の密度及び深さの少なくとも一方は、導光面における第一の方向での被保持部が存在する位置に対応する第一の領域と、第一の領域とは異なる第二の領域とで互いに異なることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、光利用効率を維持しつつ光出射強度分布を均一にすることができる導光体及びそれを有する照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第一実施形態に係る導光体を備えた照明装置の概略図。
【図２】第一実施形態に係る導光体の拡大概略図及び拡大断面図。
【図３】第一実施形態に係る導光体による被照射面上の各位置における光量分布を模式的に示したグラフ。
【図４】第二実施形態に係る導光体を備えた照明装置の概略図。
【図５】第二実施形態に係る導光体の拡大概略図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
［第一実施形態］
以下に、本実施形態に係る導光体を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に示す図面は、本実施形態を容易に理解できるようにするために、実際とは異なる縮尺で描かれている場合がある。
【０００９】
図１は、第一実施形態に係る導光体１０１を備えた照明装置１００の概略図を示している。
【００１０】
照明装置１００は、第一の方向に延在する長尺な導光体１０１及び導光体１０１の第一の方向における一端部に対向するように配置されている光源１０２を備えている。光源１０２から出射した光線は、導光体１０１の第一の方向の端面に含まれる入射面１０１ａから導光体１０１の内部に入射し伝搬する。
その後、光線の一部は導光体１０１の導光面１０１ｆの内部側において第一の方向に配列するように設けられた複数の反射部（偏向部）１０１ｂによって反射され、第一の方向に延在し導光面１０１ｆに対向する出射面１０１ｅから被照射面１０３へ向かって出射する。
これにより、被照射面１０３は、第一の方向に沿って細長い分布で照明される。
【００１１】
図２（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態に係る導光体１０１の拡大概略図及び図２（ａ）中のｂ−ｂ線に沿った拡大断面図を示している。
また、図２（ｃ）及び（ｄ）は、本実施形態に係る導光体１０１の拡大断面図を示している。
【００１２】
本実施形態に係る導光体１０１は、透明なアクリル樹脂を材料として射出成型によって作製される。
図２（ａ）及び（ｃ）に示されているように、反射部１０１ｂの各々は、第一の方向と導光面１０１ｆに垂直な第二の方向とに垂直な第三の方向に略直角二等辺三角形の底面を持つ三角柱からなる楔形状を有している。複数の反射部１０１ｂによって、導光体１０１の側面の一部に凹凸形状が形成されている。
図２（ｃ）に示されているように、反射部１０１ｂは、導光体１０１の内部を伝搬する光線の一部を主に被照射面１０３に向けて反射する。
【００１３】
また、本実施形態に係る導光体１０１は、図１及び図２（ｂ）に示されているように、出射面１０１ｅと導光面１０１ｆとを接続する側面（第一の面）において導光体１０１が保持されるように設けられた複数の被保持部１０１ｃを備えている。
本実施形態に係る導光体１０１では、被保持部１０１ｃは、導光体１０１から径方向に側面から突出した凸部形状となっている。
また、本実施形態に係る導光体１０１を照明装置１００に組み込む際に、図２（ｄ）に示されているように、導光体１０１は、被保持部１０１ｃを照明装置１００の保持部２００に挿入することにより固定されている。しかしながら、これに限らず被保持部１０１ｃを保持部に接着させて導光体１０１を固定しても構わない。
【００１４】
図２（ｃ）に示されているように、反射部１０１ｂは、光線２１０ａのように全反射させたり、入射角度が小さい光線２１０ｂのように反射部１０１ｂの一方の面によって屈折させて一度導光体１０１の外部に出射させた後、反射部１０１ｂの他方の面から内部に再び入射させ屈折させたりしている。
このようにして、各々が楔形状である複数の反射部１０１ｂを導光体１０１の側面に第一の方向に沿って並べて配置することで、導光体１０１の内部を伝搬する光線を外部に出射させることができ、被照射面１０３上の第一の方向に長い領域を照射することができる。
【００１５】
なお、複数の反射部１０１ｂの各々の幅Ｗや高さ（導光体１０１の内部方向への深さ）ｈ、また複数の反射部１０１ｂの間隔Ｉは、被照射面１０３上において所望の光量分布が達成されるように設定される。
ここで、反射部１０１ｂの高さ（深さ）とは、三角柱における導光体１０１の径方向外側の側面から径方向内側の稜までの径方向に沿った距離である。より一般的には、偏向部の深さとは、偏向部における導光面に垂直な第二の方向の両端部間の距離である。
本実施形態に係る導光体１０１では、図１に示されているように、反射部１０１ｂの幅Ｗは、入射面１０１ａから離れるに従って大きくなっている。一方で、図２（ａ）に示されているように、反射部１０１ｂの高さｈは一定である。
また、本実施形態に係る導光体１０１では、図１及び図２（ａ）に示されているように、後に詳述する反射軽減部１０１ｄを除いて、複数の反射部１０１ｂの間隔Ｉは一定となっている。
【００１６】
複数の反射部１０１ｂの各々の幅Ｗや高さｈ、また複数の反射部１０１ｂの間隔Ｉは、設計や加工をする上で、一定または簡単な関数式で表現できることが好ましい。
例えば、入射面１０１ａ側から数えてＮ番目の反射部１０１ｂの位置、またはその幅Ｗや高さｈ等をＮの関数で表すという方法が考えられる。
関数を用いて複数の反射部１０１ｂの配置や各々の形状を簡易に表現することによって、設計に要する時間や製造工数の削減が可能である。
【００１７】
次に、本実施形態に係る導光体１０１に設けられている反射軽減部１０１ｄについて説明する。
【００１８】
図２（ｄ）に示されているように、本実施形態に係る導光体１０１では、被保持部１０１ｃに光線が入射すると、被保持部１０１ｃの表面で乱反射したり、あるいは被保持部１０１ｃから導光体１０１の外部に出射した後、導光体１０１を保持する凹部形状の保持部２００に入射することによって局所的に迷光が発生したりする。
【００１９】
図３は、本実施形態に係る導光体１０１による被照射面１０３上の第一の方向に沿った各位置における光量の分布を模式的に示したグラフである。
すなわち、上記のように、被保持部１０１ｃによって乱反射や迷光が生じると、破線３０２のように、被保持部１０１ｃが配置されている第一の方向の位置の光量が局所的に増加してしまう。
【００２０】
そこで、本実施形態に係る導光体１０１では、反射軽減部１０１ｄを設けることによって、この光量の局所的な増加を低減している。
【００２１】
具体的には、本実施形態に係る導光体１０１では、複数の反射部１０１ｂが設けられる導光面１０１ｆにおいて被保持部１０１ｃが存在する位置に対応する第一の領域１０１ｄ内では局所的に反射部１０１ｂを設けないようにしている。
換言すると、本実施形態に係る導光体１０１では、導光面１０１ｆの第一の領域１０１ｄと第一の領域１０１ｄとは異なる第二の領域とで複数の反射部１０１ｂの密度が互いに異なっている。
さらに換言すると、第一の方向に沿った単位長さ当たりの反射部１０１ｂの数をＮ、導光体１０１の内部方向への反射部１０１ｂの深さをｈとするとき、第一の領域１０１ｄにおけるＮ×ｈは、第二の領域におけるＮ×ｈより小さくなっている。
これにより、図３に示されているように、一点鎖線３０３のように、被保持部１０１ｃが存在する位置の光量は、反射軽減部１０１ｄによって局所的に低減され、結果として、実線３０１のように第一の方向に沿って略均一な光量分布を得ることができる。
【００２２】
以上のように、本実施形態に係る導光体１０１では、導光面１０１ｆの第一の領域１０１ｄと第二の領域とで複数の反射部１０１ｂの密度を異ならせることによって、被保持部１０１ｃによる光量の局所的な増加を抑制し、略均一な光量分布を得ることができる。
【００２３】
なお、本実施形態に係る導光体１０１では、円筒状の導光体１０１の側面の一部を平面状に形成し、その平面上に三角柱状の複数の反射部１０１ｂを設けているが、これに限らず、曲面状の側面上に沿うように湾曲した複数の反射部を設けても構わない。
また、本実施形態に係る導光体１０１では、第一の領域と第二の領域とで反射部１０１ｂの深さは均一であるとしたが、これに限らず、深さを不均一としてもよく、この場合は各領域において複数の反射部の各々の深さの平均をとることで得られる平均深さを用いればよい。
【００２４】
［第二実施形態］
図４は、第二実施形態に係る導光体４０１を備えた照明装置４００の概略図を示している。
また、図５は、第二実施形態に係る導光体４０１の拡大概略図を示している。
【００２５】
照明装置４００は、第一の方向に延在する長尺な導光体４０１及び導光体４０１の第一の方向における一端部に対向するように配置されている光源４０２を備えている。光源４０２から出射した光線は、導光体４０１の第一の方向の端面に含まれる入射面４０１ａから導光体４０１の内部に入射し伝搬する。
その後、光線の一部は導光体４０１の導光面４０１ｆの内部側において第一の方向に配列するように設けられた複数の反射部（偏向部）４０１ｂによって反射され、第一の方向に延在し導光面４０１ｆに対向する出射面４０１ｅから被照射面４０３へ向かって出射する。
これにより、被照射面４０３は、第一の方向に沿って細長い分布で照明される。
【００２６】
本実施形態に係る導光体４０１は、透明なアクリル樹脂を材料として射出成型によって作製される。
図５に示されているように、反射部４０１ｂの各々は、第一の方向と導光面４０１ｆに垂直な第二の方向とに垂直な第三の方向に二等辺三角形の底面を持つ三角柱からなる楔形状を有している。複数の反射部４０１ｂによって、導光体４０１の側面の一部に凹凸形状が形成されている。
反射部４０１ｂは、導光体４０１の内部を伝搬する光線の一部を主に被照射面４０３に向けて反射する。
【００２７】
また、本実施形態に係る導光体４０１は、図４及び図５に示されているように、出射面４０１ｅと導光面４０１ｆとを接続する側面（第一の面）において導光体４０１が保持されるように設けられた複数の被保持部４０１ｃを備えている。
本実施形態に係る導光体４０１では、被保持部４０１ｃは、導光体４０１から径方向に側面から突出した凸部形状となっている。
【００２８】
本実施形態に係る導光体４０１では、図４に示されているように、反射部４０１ｂの幅Ｗは、入射面４０１ａから離れるに従って大きくなっている。
一方で、本実施形態に係る導光体４０１では、複数の反射部４０１ｂの間隔Ｉは、入射面４０１ａから離れるに従って小さくなっている（図４では濃淡で表している）。
入射面４０１ａから入射した光線のうち第一の方向に沿って入射面４０１ａから離れた位置に到達する光線は少なくなるため、入射面４０１ａから離れるに従って光出射強度は小さくなる。
そのため、均一な光量分布を得ることができるように、入射面４０１ａから離れるに従って、複数の反射部４０１ｂの間隔Ｉを小さくしている。
【００２９】
また、本実施形態に係る導光体４０１では、図５に示されているように、反射軽減部４０１ｄを除いて、高さｈは一定となっている。
すなわち、本実施形態に係る導光体４０１では、導光面４０１ｆにおいて被保持部４０１ｃが存在する位置に対応する第一の領域４０１ｄ内では、高さｈを０．２５ｍｍとしている。一方で、第一の領域４０１ｄとは異なる第二の領域では、高さｈを２倍の０．５ｍｍとしている。
換言すると、本実施形態に係る導光体４０１では、導光面４０１ｆの第一の領域４０１ｄと第一の領域４０１ｄとは異なる第二の領域とで導光体４０１の内部方向への反射部４０１ｂの深さが異なっている。
さらに換言すると、第一の方向に沿った単位長さ当たりの反射部４０１ｂの数をＮ、導光体４０１の内部方向への反射部４０１ｂの深さをｈとするとき、第一の領域４０１ｄにおけるＮ×ｈは、第二の領域におけるＮ×ｈより小さくなっている。
これにより、第一実施形態と同様に、被保持部４０１ｃが配置されている位置の光量は、反射軽減部４０１ｄによって局所的に低減され、結果として、第一の方向に沿って略均一な光量分布を得ることができる。
【００３０】
以上のように、本実施形態に係る導光体４０１では、導光面４０１ｆの第一の領域４０１ｄと第二の領域とで導光体４０１の内部方向への反射部４０１ｂの深さを異ならせることによって、被保持部４０１ｃによる光量の局所的な増加を抑制し、略均一な光量分布を得ることができる。
【００３１】
以上、好ましい実施形態について説明したが、これらの実施形態に限定されず、要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００３２】
なお、上記の実施形態では、被保持部として突起を例示したが、これに限らず、保持、位置決めまたは固定のための構造であれば、陥没した形状であっても、上記の構成を適用することができる。
また、上記の構成は、成型の際に残存するゲートやパーティングラインであっても適用することができる。
【００３３】
上記の第一又は第二実施形態に係る導光体を備えた照明装置は、画像読取装置に用いることができる。
具体的には、第一又は第二実施形態に係る導光体を備えた照明装置と、被照射面からの光を受光する受光部と、被照射面からの光を受光部に導く結像部とを備える画像読取装置を考える。
照明装置から出射した光は、被照射面の位置に配置されている原稿の原稿面にて拡散反射され、結像光学系によって受光部の受光面上に集光される。そして、駆動部により照明装置、結像光学系及び受光部の夫々を一体的に保持するキャリッジを移動させることによって、キャリッジに原稿の原稿面を一方向において順次読み取らせることができる。これにより、受光部は原稿の原稿面全体の画像情報を線順次方式で読み取ることができる。
【００３４】
また、上記の第一又は第二実施形態に係る導光体を備えた照明装置は、画像形成装置に用いることができる。
具体的には、被走査面を照明して除電する除電手段としての照明装置と、被走査面を走査する光走査装置と、光走査装置により被走査面に形成される静電潜像をトナー像として現像する現像器と、現像されたトナー像を被転写材に転写する転写器と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着器と、を備える画像形成装置を考える。
外部機器から画像形成装置に入力されたコードデータが、画像形成装置内のプリンタコントローラによって画像データ（ドットデータ）に変換され、光走査装置に入力される。そして、光走査装置からは、画像データに応じて変調された光ビームが出射され、この光ビームによって被走査面の位置に配置された感光ドラムの感光面が主走査方向に走査される。
静電潜像担持体（感光体）たる感光ドラムは回転し、第一又は第二実施形態に係る導光体を備えた照明装置の光照射によって感光ドラムの表面が除電、すなわち、電気的に初期化される（前露光）。そして、帯電ローラによって感光ドラムの表面が一様に帯電せしめられ、帯電された感光ドラムの表面に、光走査装置によって走査される光ビームが照射されるようになっている。
光ビームは、画像データに基づいて変調されており、この光ビームを照射することによって、感光ドラムの表面に静電潜像を形成せしめる。この静電潜像は、現像器によってトナー像として現像される。
現像器によって現像されたトナー像は、感光ドラムに対向するように配設された転写ローラ（転写器）によって被転写材たる用紙上に転写される。
以上のようにして、未定着トナー像が転写された用紙は、定着器へと搬送され、用紙上の未定着トナー像は定着せしめられる。
上記のように、第一又は第二実施形態に係る導光体を備えた照明装置は、略均一な光量分布を与えることができるため、前露光において感光ドラムの表面を均一に除電、すなわち、電位ムラ（帯電ムラ）を低減することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１０１  導光体
１０１ａ  入射面
１０１ｂ  反射部（偏向部）
１０１ｃ  被保持部
１０１ｄ  反射軽減部、第一の領域
１０１ｅ  出射面
１０１ｆ  導光面
【図１】
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【図２】
2019079673.tif 000004
【図３】
2019079673.tif 000005
【図４】
2019079673.tif 000006
【図５】
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