(57)【要約】【課題】  画像読取装置に組み込みが容易な、棒状導光体およびそれを組み込んだライン照明装置、密着型イメージセンサ、画像読取装置を提供する。【解決手段】  例えば、棒状導光体の長手方向端面を面積比で８０％以上の面積を残して研削した平面あるいは曲面を持つ凸部に、熱転写フィルムを貼着して反射面を形成することにより、前記熱転写フィルムを熱処理する際に前記凸部の一部が溶融しても、前記棒状導光体の断面積よりも食み出すことがないので、導光体のケースへの収納が容易になる。
2007080798.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端面から入射した照射光を底面に設けた光反射部で反射させて出射面から出射せしめる棒状または板状をなす導光体において、この導光体の他端部には凸部が形成され、この凸部には反射体が設けられ、更に前記凸部の導光体の軸方向から見た端面の外形寸法は反射体の前記凸部側面への廻り込みまたは膨張が生じても反射体が導光体の端面からはみ出すことがない寸法とされていることを特徴とする導光体。
【請求項２】
請求項１に記載の導光体において、前記導光体の周面は出射面となる上面、両側面、底面及び両側面と底面との間にＣ面取りで形成された平面部とから構成され端面形状が六角形をなす棒状であることを特徴とする導光体。
【請求項３】
請求項２に記載の導光体と、この導光体を出射面が露出するように収納するケースと、ケースの一端側に取り付けられた光源とを備えることを特徴とするライン照明装置。
【請求項４】
請求項３に記載のライン照明装置において、前記ケースには長手方向に沿って張り出し部が設けられ、この張り出し部の導光体の出射面に対向する面に凸部が形成され、この凸部には反射体が設けられていることを特徴とするライン照明装置。
【請求項５】
請求項１に記載の板状をなす導光体と、この板状導光体の端部に取り付けられた光源とを備えることを特徴とする面状照明装置。
【請求項６】
請求項３乃至請求項５の何れかに記載のライン照明装置または面状照明装置と、光電変換素子からなるラインイメージセンサと、前記照明装置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レンズアレイとを備えた密着型イメージセンサ。
【請求項７】
請求項６に記載の密着型イメージセンサを備えることを特徴とする画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザーダイオード（ＬＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）のような発光ユニットと組み合わせて使う導光体、この導光体を組み込んだ照明装置、この照明装置を搭載した画像読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にライン照明装置の組立において、原稿面の照度ムラを少なくするために、表面実装型の小型ＬＥＤを並べて線光源とする方法が知られていた。しかし、前記小型ＬＥＤの輝度バラツキによる照明ムラが出ること、及び部品点数が多くなり、組立コストがかかることから、部品点数を少なくして、しかも照明ムラが許容範囲となるライン状或いは面状の発光ユニットが望まれていた。【０００３】
上記の不具合に対する解決手段のひとつとして、断面が矩形状の棒状導光体の一端に発光ユニットを配置したライン照明装置が提案されている。例えば、断面が矩形状の棒状導光体を使い、短辺を含む長手方向の対向する側面のうち、一方の側面には光散乱パターンが設けられ、他方の側面は出射面とされ、前記光散乱パターンは発光ユニットから離れるにつれて単位長さ当たりの面積が増加し、また前記発光ユニットの光源は光散乱パターン面の法線上に配置され、更に棒状導光体は白色ケースに収納され固定される構成が開示されている。（特許文献１）【０００４】
また、上記のような導光体において、棒状導光体の発光ユニット反対側端面に反射体を設ける事で、光量を有効利用できるとし、端部に反射面を設けた導光体が開示されており、反射面は、透光性部材自身の終端部の表面にアルミ等の金属を蒸着したり、或いは光拡散反射性の塗料を塗布しても良いとし、また別部材として設ける場合もあることが開示されている。（特許文献２）
【特許文献１】特開２００４−０５６４２５号公報
【特許文献２】特願平０７−１８３９９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のように、導光体に設けた光散乱パターンを、白色塗料をスクリーン印刷等で形成すると、塗料の塗布コストが高くなるという問題がある。【０００６】
また、特許文献２のように、透光性部材に光反射性の塗料を塗布する際にコストがかかる懸念がある。更に、反射部にアルミ等の金属を蒸着したり、或いは、光拡散反射性の塗料を塗布して設けたり、或いは、光反射部材を別部材として設ける場合もコストがかかる。【０００７】
また、別に上記特許文献１と２に共通する問題もある。図１０は、従来の棒状導光体１００をケース７に収納する図である。棒状導光体１００の入射端面１０１の反対側にある反射端面は反射体１０２で覆われている。しかし、前記反射端面は反射体１０２を溶着する際の熱変形を受けて縁部が拡大しており、例えば、図示のように反射体が導光体の外形よりも大きくなってしまった場合には、ケース１０３へ収納できない。また、棒状導光体を長手方向に対して直角に切断する場合にもバリが生じ、バリが生じると、反射体と導光体の接着時の障害になったり、反射体の反射効率にも影響を与える。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明では、一端面から入射した照射光を底面に設けた光反射部で反射させて出射面から出射せしめる棒状または板状をなす導光体において、この導光体の他端部には凸部が形成され、この凸部には反射体が設けられ、更に前記凸部の導光体の軸方向から見た端面の外形寸法は反射体の前記凸部側面への廻り込みまたは膨張が生じても反射体が導光体の端面からはみ出すことがない寸法とした。
前記反射体としては熱転写フィルムからなるものが考えられる。この場合には前記凸部の導光体の軸方向から見た端面の外形寸法は熱転写フィルムを熱転写する際の熱で熱転写フィルムが膨張しても導光体の端面からはみ出すことがない寸法とする。【０００９】
また、前記導光体において、前記導光体の周面は出射面となる上面、両側面、底面及び両側面と底面との間にＣ面取りで形成された平面部とから構成され端面形状が六角形をなす構成とする。【００１０】
更に、前記導光体と、この導光体を出射面が露出するように収納するケースと、ケースの一端側に取り付けられた光源とを備えるようにした。【００１１】
また、前記ライン照明装置において、前記ケースには長手方向に沿って張り出し部が設けられ、この張り出し部の導光体の出射面に対向する面に反射体を設けた。【００１２】
更に、ライン照明装置と、光電変換素子からなるラインイメージセンサと、前記ライン照明装置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レンズアレイとを備えた構成の画像読取装置とした。
【発明の効果】
【００１３】
従来は、棒状導光体端面に熱転写フィルムを施す際、熱により端面の一部が溶解し、切断部の断面積が非切断部の断面積よりも大きくなり、白色ケースに収納することが難しくなるという問題があったが、本発明により、棒状導光体端面を凸部にし、加工後の突起部分のみに熱転写フィルムを設けることで熱変形部位やバリの影響を受けずに棒状導光体を白色ケースに収納可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る反射体を貼り付けた棒状導光体の全体斜視図
【図２】（ａ）は導光体の端面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面
【図３】（ａ）は別実施例の導光体の端面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面、（ｃ）は（ａ）のＤ−Ｄ断面
【図４】（ａ）は別実施例の導光体の端面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ断面、（ｃ）は（ａ）のＦ−Ｆ断面
【図５】（ａ）は凸部に反射体を設ける手段の別実施例を示す図、（ｂ）は凸部を設けない場合の（ａ）と同様の図
【図６】（ａ）は凸部に反射体を設ける手段の別実施例を示す図、（ｂ）は凸部を設けない場合の（ａ）と同様の図
【図７】棒状導光体内の光の経路を説明した図
【図８】ライン照明装置の別実施例を示す図
【図９】本発明に係る画像読取装置の断面図
【図１０】従来の棒状導光体をケースに入れる図
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一機能を有するものは同一の符号とし、その繰り返しの説明は省略する。
【実施例１】
【００１６】
図１は、本発明に係る反射体を貼り付けた棒状導光体１の全体斜視図である。棒状導光体１は透明アクリルなどの樹脂が好ましいが、樹脂以外のガラスなどの透明部材を使っても良い。前記棒状導光体の底部には散乱パターン２が印刷され、この散乱パターン２は入射端面１ｂに近い方がパターン幅が狭く、反射端面１ａに近い方がパターン幅が広くなっている。【００１７】
また、光源３から前記棒状導光体１の内部に入光した光は前記散乱パターン２で反射され、その一部は出射面１ｃから出射し、他の一部は棒状導光体１内部で反射しながら反射端面１ａに向かい、凸部４に貼り付けられた反射体５で反射した後、前記光の一部は出射面１ｃから出射する。【００１８】
図２は前記導光体の反射端面の拡大図であり、（ａ）は反射端面１ａの正面図を示し、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
反射端面１ａを切削した凸部４の突部には反射体５を設けている。前記反射体５としては、透明接着剤を使用し、裏面からの箔押し（ホットスタンプ）ができるプラスチック成形品向けの金銀箔、アルミ箔が使える。熱転写時の温度は棒状導光体１の素材熱容量に依存するが、前記透明アクリルを材料とする場合には１１０〜１４０℃の間に設定することが望ましい。尚、前記凸部４は射出成形によって形成することもできる。【００１９】
なお、上記のように、例えば棒状導光体１の材質として透明アクリルを使った場合に熱転写温度を１１０〜１４０℃の間に設定しても棒状導光体１の熱膨張は避けられず、棒状導光体１の凸部４に熱転写フィルムを施す際には、熱により凸部４の一部が溶けてオリジナルの外形よりも膨らんで、膨張部分が幅方向に突出してしまう。もし、棒状導光体１において、前記凸部４が加工してないストレート形状の棒状導光体であったとすると、前記膨張部分が邪魔になりケースへの収納が難しくなることが考えられる。しかし、本発明に開示するように、反射端面１ａの周縁部を切削して凸条部とすることにより、凸部４が膨張しても棒状導光体１の外周よりも内側に収まるので上記のような問題は発生しない。【００２０】
例えば、棒状導光体１の長手方向断面における垂直方向幅が２０ｍｍ、水平方向幅が１０ｍｍの場合、凸部４の加工寸法を、研削深度ｇを０．３ｍｍ、研削縁幅ｆａ〜ｆｄを０．１５ｍｍとして研削すると、研削後の端面の面積は約２．２％小さくなる。前記研削縁幅ｆａ〜ｆｄは、経験値として、凸部４における研削後の面積が８０％程度までであれば照明光量は大差が無い。【００２１】
図３は、反射体５の熱転写フィルムを貼着する箇所を曲面（凹あるいは凸部）としたものである。（ａ）は反射端面１ａの正面図を示し、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図であり、（ｃ）は同じくＤ−Ｄ断面図である。この場合、反射面５における棒状導光体１の内部反射効果については加工端面の表面がフラットな場合と同等である。【００２２】
更に、凸部４を切断する際に、もしバリが生じたとしても、凸部部分の縁部にバリが生じるので、棒状導光体１をケース７に収納する際にバリがひっかかる等の支障がなくなる。【００２３】
図４は、反射体５の熱転写フィルムを貼着する凸部４と導光体１との間をテーパ面１ｄとしている。（ａ）は反射端面１ａの正面図を示し、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ断面図であり、（ｃ）は同じくＦ−Ｆ断面図である。このようにすることで、製造が容易になる。尚、この場合凸部４の端面形状は平坦でなくともよい。【００２４】
図５（ａ）は凸部に反射体を設ける手段の別実施例を示す図、（ｂ）は凸部を設けない場合の（ａ）と同様の図であり、この実施例にあっては、塗料を入れた容器導光体１の先端に形成した凸部４を浸漬し、前記塗料を反射体５とする。【００２５】
上記の場合、塗料が凸部４の側面まで廻り込むが、それでも導光体１の軸方向から見た端面の外形寸法は反射体５が導光体１の端面から食み出ないように凸部４の寸法が決められている。【００２６】
凸部４を設けないと、図５（ｂ）に示すように、導光体１の側面に反射体５が付着し、図１０に示したように、反射体５が導光体１の外形よりも大きくなって、ケースに収納できなくなったり、無理に挿入すると必要な部分のは反射体がはがれることになる。【００２７】
図６（ａ）に示す実施例では、ターゲットを用い、蒸着或いはスパッタリングによって凸部４に反射体５を設けている。この場合も反射体を形成する粒子の堆積物が凸部４の側面まで廻り込むが、それでも導光体１の軸方向から見た端面の外形寸法は反射体５が導光体１の端面から食み出ないように凸部４の寸法が決められている。凸部４を設けないと、図６（ｂ）に示すように導光体１の側面に反射体５となる粒子が付着してしまう。【００２８】
図７は、凸部４に反射体５を貼り付けた棒状導光体１内において入射光が内部反射する例を示す図である。光源３から発射された光は、入射端面１ｂから棒状導光体１に入射し、入射した光は直進して、その一部は散乱パターン２に到達する。散乱パターン２の位置で棒状導光体１の壁面によって反射された光は、その一部が凸部４に貼り付けられた反射体５に到達し、該反射体５で再び反射され、そのまま棒状導光体１の出射面に進む。出射面では棒状導光体１の屈折率と空気の屈折率との比によってスネルの法則に従った屈折角度で屈折されて、再び空中に戻る。【００２９】
上記において、凸部４の面積は、反射端面１ａの面積を１００％とした場合に、実験による経験値として、８０％までであれば出射面１ｃから放出される総光量にほとんど影響は見られなかった。
【実施例２】
【００３０】
図８は、本発明の第２実施例を示し、ケースに張り出し部１０を一体的に設け、この張り出し部１０の出射面に対向する面に設けた反射面６で反射した光の進路例を示している。前記反射板は、張り出し部１０に凸部１０ａを設け、熱転写フィルムにて反射面６を凸部１０ａ上に形成することにより簡易化した製造工程で形成することが出来る。【００３１】
光源３から発射された光の一部は棒状導光体１を透過して天板ガラス８に到達し、原稿１２を照射し、また直接天板ガラス８に到達しない光の一部は、棒状導光体１を透過後に反射面６にて反射されてから天板ガラス８に到達するので、棒状導光体１を固定した状態において、読み取り光軸９を中心にして照明領域１１の範囲にある原稿１２を照らし出すことが可能となる。【００３２】
ケース７に反射面６を設けることで、照射光の方向を変化させることができる。従来は、被照明領域１３に対して、ケース７を斜めに設置しなくてはならなかったが、本発明の照明装置の場合には、照明装置のケース７を斜めに傾ける必要がない。また、ケース７を水平に取り付けることにより、照明装置の占有スペースを小さくすることができるので、棒状導光体１を組み込んだケース７を使う画像読取装置においては装置全体のサイズを小型化することができる。【００３３】
前記反射面６は、平面でも良いし、適当な曲率を持つ曲面、あるいは多角錐、円錐や半円などを連接させて平面を構成するものも考えられる。また、熱転写フィルム表面に多角錐、円錐や半円などを形成したシートを使うことも考えられる。【００３４】
なお、本発明において、上記には棒状導光体を用いた場合の実施例を記載したが、導光体の形態は棒状に限らず、例えば面状導光体など他の形態の導光体への適用することも考えられる。【００３５】
図９は、本発明に係る画像読取装置の断面図である。この図において、画像読取装置には、原稿載置用のガラス板８が置かれ、密着型イメージセンサ１７は、前記ガラス板８に平行移動して原稿１２を読み取る。この移動方向が副走査方向で、移動方向と直交する方向（画像読取装置の長手方向）が主走査方向になる。【００３６】
前記密着型イメージセンサ１７において、収納ケース（筺体）１４は複数の凹部で形成され、一方の凹部にはケース７に収納された棒状導光体１を使ったライン照明装置を配置し、また他方の凹部には光電変換素子（ラインイメージセンサ）１５を備えたセンサ基板１６を取り付け、更に収納ケース１４内に等倍結像用のレンズアレイ１３を保持している。【００３７】
この構成において、発光ユニット３から発射された光が、棒状導光体１内部で反射して、前記棒状導光体１の出射面から出射した光が原稿に照射され、前記原稿からの反射光がレンズアレイ１３などを介して光電変換素子（ラインイメージセンサ）１５にて検出されることにより前記原稿イメージのひとつのラインが読み取られる。更に、前記密着型イメージセンサを副走査方向に移動させることにより、前記原稿の全体イメージを読み取ることが出来る。【００３８】
上記において、棒状導光体１ではなく、面状照明装置を用いても同様の効果が得られるので、面状照明装置を使うことも考えられる。
【図１】
2007080798.tif 000003
【図２（ａ）】
2007080798.tif 000004
【図２（ｂ）】
2007080798.tif 000005
【図２（ｃ）】
2007080798.tif 000006
【図３（ａ）】
2007080798.tif 000007
【図３（ｂ）】
2007080798.tif 000008
【図３（ｃ）】
2007080798.tif 000009
【図４（ｂ）】
2007080798.tif 000010
【図４（ｃ）】
2007080798.tif 000011
【図５（ａ）】
2007080798.tif 000012
【図５（ｂ）】
2007080798.tif 000013
【図６（ａ）】
2007080798.tif 000014
【図６（ｂ）】
2007080798.tif 000015
【図７】
2007080798.tif 000016
【図８】
2007080798.tif 000017
【図１０】
2007080798.tif 000018
【図４（ａ）】
2007080798.tif 000019
【図９】
2007080798.tif 000020
【国際調査報告】
2007080798.tif 000021
2007080798.tif 000022