(57)【要約】  【課題】  １個の発光素子でも、ライトガイドへ入射した光を効率よく表示部へ導くことができ、コンパクトで安価な構成で、視認性に優れた表示装置を提供する。  【解決手段】  発光素子をライトガイドの中心部の下に配置し、ライトガイドの上端部により表示部を形成し、ライトガイドの外壁面に発光素子側へ縮小する斜面を形成し、発光素子からの光をライトガイドの下部から入射するとともに斜面で反射させ、反射した光を表示部へ導く。【選択図】  図７
2007163690.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置の状態を表示するために該装置の外装部に設けられる表示装置において、
前記外装部の開口部に配される筒状のライトガイドと、前記外装部内の基板に搭載されたスイッチ及び発光素子と、を備え、
前記発光素子を前記ライトガイドの中心部の下に配置し、
前記ライトガイドの上端部により表示部を形成し、
前記ライトガイドの外壁面に前記発光素子側へ縮小する斜面を形成し、
前記発光素子からの光を前記ライトガイドの下部から入射するとともに前記斜面で反射させ、反射した光を前記表示部へ導くことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
装置の状態を表示するために該装置の外装部に設けられる表示装置において、
前記外装部の開口部に配される筒状のライトガイドと、前記外装部内の基板に搭載されたスイッチ及び発光素子と、を備え、
前記発光素子を前記ライトガイドの中心部の下に配置し、
前記ライトガイドの上端部により表示部を形成し、
前記ライトガイドの内壁面に前記発光素子側へ拡開する斜面を形成するとともに、該ライトガイドの外壁面に前記発光素子側へ縮小する斜面を形成し、
前記発光素子からの光を前記ライトガイドの前記内壁面の斜面から入射し、入射した光を前記外壁面の斜面で反射させ、反射した光を前記表示部へ導くことを特徴とする表示装置。
【請求項３】
前記装置の状態が該装置の外装部に設けられた操作手段の操作状態であることを特徴とする請求項１又は２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記ライトガイドの一部に、前記操作手段を操作したときに前記外装部に設けられたストッパに当接する支持部を設け、前記ライトガイドの前記支持部と反対側の部位に、前記操作手段を操作したときに前記スイッチに当接する当接部を設けることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項５】
前記発光素子は、前記ライトガイドに指向性の強い光を入射するように、該ライトガイドの入射部の近傍に配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項６】
画像情報に基づいて画像形成手段により画像を形成する画像形成装置において、請求項１〜５のいずれか１項に記載の表示装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
画像情報に基づいて記録手段により記録媒体に画像を形成する記録装置において、請求項１〜５のいずれか１項に記載の表示装置を備えることを特徴とする記録装置。
【請求項８】
前記記録手段が吐出口からインクを吐出して画像を形成するインクジェット記録手段であることを特徴とする請求項７に記載の記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報機器や画像形成装置等の装置の状態を表示するために装置の外装部に設けられる表示装置、並びに該表示装置を用いる画像形成装置や情報処理装置などの任意の装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
オフィスコンピュータ、パーソナルコンピュータ、ワープロ等の情報処理装置においては、装置の状態に関する各種情報を表示するための表示装置が使用されている。また、プリンタ、複写機、印刷装置、ファクシミリ、スキャナ等の画像記録装置や画像読取装置等を含む画像形成装置においても、同様の表示装置が使用されている。この表示装置は、一般に、装置の外装部の表面の視認しやすい場所に設けられる。近年、情報処理装置のパーソナル化と共に、装置の小型化や低価格化が進んできている。また、パーソナルコンピュータ、ワープロ、あるいはその出力装置であるプリンタ等では、従来机上で使用されていたものが、小型化により持ち運びが可能となっている。その結果、バッテリー駆動が可能な装置が使用されている。
【０００３】
ところで、これら装置の外装部に設けられる表示パネルには、操作キーのオン／オフ等の動作をユーザーに知らせるために表示装置としての照光装置が組み込まれることが多い。照光装置では、一般的に、アクリル樹脂等からなるライトガイドの下側（奥側部）の端面を、発光ダイオード等の発光素子からなる光源に対向させる構成が採られている。そして、ライトガイドは下側の端面から入射される光を反対側の端面から出射する。この光出射用の端面によって表示装置の表示部が形成される。装置の操作キー等の操作手段においては、その周りに表示部を配置することにより操作のオン／オフ等の状態を表示する照光領域が構成されている。
【０００４】
図１０は従来の照光領域からなる表示部を有する表示装置の第１の構成例及びその光路を示す縦断面図である。図１０において、外装部のパネル９００に形成された開口９０５には、筒状のライトガイド８００の内部に遮光用の円形部材８５０を収容配置した操作手段（操作キー等）が設けられている。パネル９００の内部に配された回路基板９５０上には発光素子である発光ダイオード９１０が実装されている。発光ダイオードは筒状のライトガイド８００の中心の下に配置されている。発光ダイオード９１０から発せられる放射状の光（光束）９１５はライトガイド８００の下部から入射される。入射された光はライトガイド８００内の導光部で屈折及び反射を繰り返した後、上端面の表示部８１０を形成する出射面に到達する。出射面８１０に到達した光はユーザーによって視認できる。この表示部８１０は操作手段（操作キー）のオン／オフの表示部である。このような表示部においては、光出射面８１０に到達する光が多いほど効率がよく視認性に優れている。
【０００５】
図１０において、（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）はライトガイド８００の下端面８２０と発光ダイオード９１０との軸方向（高さ方向）の距離をＰ、２×Ｐ及び３×Ｐと変化させたときの光路の状態を示す。（ａ）のようにライトガイド８００と発光ダイオード９１０との距離が比較的小さいＰである場合は、ライトガイド８００内で反射される光量が多く、光出射面８１０に到達する光は比較的少ない。そこで、（ｂ）のように距離を２倍の２×Ｐにすると、ライトガイド内の反射が減少し、表示部８１０に到達する光も、その分増加する。さらに、（ｃ）のように距離を３倍の３×Ｐとまで大きくすると、ライトガイド８００内の光の反射量がさらに減少し、表示部８１０に到達する光がさらに増加する。
【０００６】
図１１は、従来の光出射面からなる表示部を有する表示装置の第２の構成例及びその光路を示す縦断面図である。図１０に示した従来例の課題を解決するために、図１１に示すように、筒状のライトガイド８００の下側に、ライトガイドの環状の下端面に沿って複数個の発光ダイオード９１０を配置する構成が提案されている。図１１の構成は、この点で図１０の構成と相違するが、その他の点では実質的に同じ構成をしている。
【特許文献１】特開２００３−９４７６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図１０及び図１１に示す従来の表示装置では、次のような課題があった。図１０の構成では、ライトガイド８００内での光の反射を少なくし、光出射面８１０に到達する光を増加させて視認性の向上させるためには、ライトガイド８００と発光ダイオード９１０との距離を（ｂ）及び（ｃ）のように２倍、３倍と大きくする必要がある。このため、表示装置の視認性向上と薄型化を両立させることができず、装置の小型化が困難であるという課題があった。つまり、視認性を確保するためには、外装部のパネル内のスペースを大きくしていく必要があり、薄型でコンパクトな装置を構成する際の障害になっていた。
【０００８】
図１１の構成では、ライトガイド８００内の光の反射を減少させることで、図１０の構成の不都合を解決することができる。すなわち、ライトガイド８００と発光ダイオード９１０との距離が小さい場合でも、ライトガイド８００内での反射光量を減らすことで、光出射面８１０に到達する光量を十分に確保することができる。このため、薄型でコンパクトな表示装置であっても、光出射面８１０からなる表示部の視認性の十分に確保することができる。しかしながら、図１１の構成では、１つの表示部８１０に対して複数個の発光ダイオード９１０が必要となり、コストの増大及び消費電力の増大を招くことになる。特に、バッテリー駆動のプリンタ等においては、消費電力が増えることによって装置の使用時間が短くなるという大きなデメリットであった。
【０００９】
本発明はこのような技術的課題に鑑みてなされたものである。本発明の目的は、１個の発光素子でも、コンパクトで安価な構成で、視認性に優れた表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明による表示装置は、上記目的を達成するため、装置の状態を表示するために該装置の外装部に設けられる表示装置において、前記外装部の開口部に配される筒状のライトガイドと、前記外装部内の基板に搭載されたスイッチ及び発光素子と、を備え、前記発光素子を前記ライトガイドの中心部の下に配置し、前記ライトガイドの上端部により表示部を形成し、前記ライトガイドの外壁面に前記発光素子側へ縮小する斜面を形成し、前記発光素子からの光を前記ライトガイドの下部から入射するとともに前記斜面で反射させ、反射した光を前記表示部へ導くことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明による表示装置は、上記目的を達成するため、装置の状態を表示するために該装置の外装部に設けられる表示装置において、前記外装部の開口部に配される筒状のライトガイドと、前記外装部内の基板に搭載されたスイッチ及び発光素子と、を備え、前記発光素子を前記ライトガイドの中心部の下に配置し、前記ライトガイドの上端部により表示部を形成し、前記ライトガイドの内壁面に前記発光素子側へ拡開する斜面を形成するとともに、該ライトガイドの外壁面に前記発光素子側へ縮小する斜面を形成し、前記発光素子からの光を前記ライトガイドの前記内壁面の斜面から入射し、入射した光を前記外壁面の斜面で反射させ、反射した光を前記表示部へ導くことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、１個の発光素子でも、ライトガイドへ入射した光を効率よく表示部へ導くことができ、コンパクトで安価な構成で、視認性に優れた表示装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を具体的に説明する。なお、各図面を通して同一符号は同一又は対応部分を示すものである。図１は本発明による表示装置を用いるのに好適な装置の一例としての画像形成装置の内部構成を示す斜視図である。なお、本実施形態では、画像形成装置が画像情報に基づいて記録ヘッドから記録用紙やフィルム等の記録媒体へインクを吐出して画像を形成するインクジェット記録装置を例に挙げて説明する。図１において、画像形成装置は、給排紙トレイ部１００、分離給排紙部２００、記録手段３００、画像形成部４００、第１のローラ部５００、第２のローラ部６００及び駆動伝達部７００を備えている。
【００１４】
給排紙トレイ部１００は、記録前の複数枚の記録用紙やフィルム等の記録媒体を積載するとともに記録された記録媒体を載置する積載手段である。分離給排紙部２００は、記録媒体を１枚ずつ分離し装置内へ給送するとともに記録後の記録媒体を給排紙トレイ部１００へ排出する給送排紙手段である。記録手段３００は、画像情報に基づいて記録媒体に画像を記録していく記録ヘッドからなる記録手段である。本実施形態では、この記録手段は、記録媒体に沿って往復移動するキャリッジに搭載された記録ヘッドで構成されている。画像形成部４００は、記録媒体の搬送経路を構成するとともに搬送される記録媒体に記録ヘッドにより画像を記録していく領域である。
【００１５】
第１のローラ部５００は、画像形成部４００の搬送方向上流側に配された搬送手段である。第２のローラ部６００は画像形成部４００の搬送方向下流側に配された搬送手段である。これらの搬送手段により、記録媒体は画像形成部を通して高精度で紙送りされる。駆動伝達部７００は、分離給排紙部２００の駆動源及び駆動伝達機構を含んでいる。本実施形態では、給排紙トレイ部１００側が記録装置の前面（ユーザー操作側）であり、記録媒体のセットや排出は前面から行われる。
【００１６】
図２は本発明による表示装置を備えた装置である画像形成装置の斜視図である。図３は図２の画像形成装置の平面図である。図２及び図３において、画像形成装置の外装部を構成する上部ケース４０の上面には、操作兼表示用のパネル１０が設けられている。パネル１０には、装置の動作を操作するための操作キー２０が設けられている。パネル１０は、上部ケース４０の支点４１を中心に回動可能であり、リリースキー６０を操作することにより開閉できる。装置の操作手段である操作キー２０の表面は、遮光用の円形部材７０とこれを囲む環状の表示部３０ａになっている。
【００１７】
図４は本発明の第１の実施形態に係る表示装置を備えた操作キーの平面図である。図５は図４中の矢印５−５から見た側面図である。図６は図４の操作キーをパネルの裏面側から見た底面図である。図７は本発明の第１の実施形態に係る表示装置を備えた操作手段（操作キー）を図５中の線７−７に沿って断面した縦断面図である。図８は本発明の第１の実施形態に係る表示装置における光路を示す説明図である。図４〜図８において、装置の操作手段である操作キー２０は、その中心部に位置する遮光用の円形部材７０とその周囲に位置する表示部３０ａとを備えている。表示部３０ａは、装置の状態を照光によって表示する部分である。
【００１８】
また、表示部３０ａは、遮光用の円形部材７０を収容するような筒状をしたライトガイド３０の上端部で形成されており、外装部のパネル１０の表面に顔を出している。筒状のライトガイド３０の断面形状は、円形であっても良く、多角形であっても良い。ライトガイド３０は、外装部内に配置された回路基板８１に搭載された発光素子５０からの入射光を、導光部を通して表示部３０ａへ導き、表示部３０ａから出射させるものである。発光素子５０としては、例えば発光ダイオードが使用される。回路基板部１上にはスイッチ８０が実装されている。
【００１９】
本実施形態では、操作キー２０が装置の起動用操作手段であり、スイッチ８０が起動用スイッチである場合を例示する。操作キー２０を押すと、スイッチ８０がオンになって装置が起動され、発光ダイオード５０が発光することで装置の起動が表示される。発光ダイオード５０からの光は、ライトガイド３０を通して表示部３０ａへ導かれ、操作キー２０の表示部３０ａから出射される。これによって、ユーザーは装置の起動を知ることができる。ここで、ライトガイド３０は、拡散部材又は透明レンズ部材等で形成されている。拡散部材の場合は、例えば拡散粒子入りのポリエチレン樹脂やアクリル樹脂等の光透過率の高い材料で形成される。一方、透明レンズ部材の場合は、透明なアクリル樹脂等の光透過率の高い材料で形成される。
【００２０】
本実施形態の表示部は、操作キー２０のオン／オフの表示部であるが、これに限定されるものではなく、起動のオン／オフの他、装置の種々の状態や種々の操作状態を示すものであっても良い。例えば、プリンタの動作状態やプリンタ不具合発生等を表示するものであっても良い。このような発光素子を用いる表示装置は、卓上式の情報機器を含め、種々の用途の情報機器などの装置で使用される。つまり、最近のコンパクトで薄型な情報機器、あるいは卓上式のような小型の情報機器にも盛んに使用されている。このような小型で薄型の機器に好適に使用するためには、表示装置自体も薄型でコンパクトであることを要請される。そのためには、薄型でコンパクトな構成でライトガイド３０の光出射部へ効率よく光を導く必要がある。つまり、視認性も同時に確保する必要がある。本発明による表示装置は、かかる要請に応えるように構成されている。
【００２１】
図４〜図８において、操作兼表示用のパネル１０上において、操作手段である操作キー２０は、環状の表示部３０ａを持つ筒状のライトガイド３０と、ライトガイド３０に収容された遮光用の円形部材７０とを備えている。この操作キー２０は、パネル１０に形成された開口部材１０ｂに挿通されている。また、操作キー２０は、スイッチ８０に当接する押圧部２０ａと、スイッチ８０の反対側に設けられた支持部２０ｂとを備えている。本実施形態では、押圧部２０ａ及び支持部２０ｂはライトガイド３０と一体に形成されている。パネル１０の開口部１０ｂの内部には、操作キーの支持部２０ｂと係合可能なストッパ１０ａが設けられている。
【００２２】
操作キー２０を押すと支持部２０ｂがストッパ１０ａに当接し、操作キー２０は当接部を支点として回動する。これにより、操作キーの押圧部２０ａが基板８１上のスイッチ８０に当接する。このような回動可能な操作キー２０によりスイッチ８０のオン／オフ動作が行われる。図示の操作キー２０では、スイッチ８０がオンになると回路基板上の発光ダイオード５０が発光する。この発光ダイオード５０は、筒状のライトガイド３０の中心線の下側であって、ライトガイドの下端面３０ｂから比較的小さな距離Ｐの位置に配置されている。すなわち、発光ダイオード５０は、ライトガイド３０に指向性の強い光を入射するように、ライトガイドの入射部の近傍に配置されている。また、スイッチ８０は発光ダイオード５０の近傍に配置されている。
【００２３】
なお、本実施形態では、操作キー２０の遮光用の円形部材７０と筒形のライトガイド３０を別部品で構成した。例えば、柱状のライトガイドの中心部を印刷やスタンプあるいはメッキ処理等で遮光処理することにより、遮光用の円形部材７０の部分と環状の表示部３０ａとを１部品で構成しても良い。あるいは、操作キー２０を分割構造にし、円形部材７０の部分を押し下げ可能なキー部材とし、表示部３０ａを有するライトガイド３０を固定部材としても良い。
【００２４】
そこで、本実施形態では、筒状のライトガイド３０の外壁面の下端近傍には、発光素子側へ縮小する裁頭錐体表面からなる斜面３０ｄが形成されている。次に、図８を用いて、発光ダイオード５０から投光される光がライトガイド３０へ入射され、ライトガイド内を導光された後、表示部３０ａから出射するまでの光路について説明する。図８において、操作キー２０が押されてスイッチオンの状態になると、発光ダイオードからの光束５０ａがある範囲への指向性を持って投光される。ここで、ライトガイド３０の下端面３０ｂと発光ダイオード５０との軸方向の距離は、図１０及び図１１の従来例における比較的小さい距離Ｐに設定されている。また、発光ダイオード５０は、筒状のライトガイド３０の中心の真下又はその近傍に配置されている。
【００２５】
発光ダイオードからの光束５０ａはライトガイド３０の内壁面３０ｃの下部を入射部としてライトガイド内へ入射される。この入射された光は、ライトガイド３０の外壁面３０ｅに形成された斜面３０ｄに当たってほぼ全反射する。この斜面３０ｄは、発光ダイオード側へ縮小するテーパ面によって形成されている。斜面３０ｄで反射した光は、ライトガイド内の光路を通った後、環状の表示部３０ａに到達し、ここから出射する。ライトガイド３０の斜面３０ｄの角度は、発光ダイオード５０の指向性やライトガイドの材料の屈折率等に合わせて所定の値に設定される。この場合、斜面３０ｄでほぼ全反射された光は、図示のように、途中で反射することなく表示部３０ａまでほぼ一直線に導かれる。
【００２６】
本実施形態によれば、斜面３０ｄを設けることで、筒状のライトガイド３０と発光ダイオード５０の軸方向の距離が小さい場合でも、１個の発光ダイオードを用いるだけで、入射した光を効率よく表示部３０ａに導くことができる。すなわち、筒状のライトガイドの内壁面を入射部とするとともに光の反射を少なくすることで、発光ダイオードと表示部との距離を小さくしても入射した光を効率よく表示部３０ａに導くことができる。これによって、表示装置及び装置の薄型化及びコンパクト化を図ることができる。同時に、図１１の従来例のように複数個の発光ダイオードを必要とせず、１個のダイオードで光を効率よく表示部３０ａに導くことができる。これによって、表示装置を使用する装置のコスト低減を図ることができる。
【００２７】
図９は本発明の第２の実施形態に係る表示装置における光路を示す説明図である。図９において、筒状のライトガイド３０の内壁面３０ｃに発光ダイオード５０側へ拡開する方向にテーパした斜面３０ｆが形成され、外壁面３０ｅには発光ダイオード５０側へ縮小する方向にテーパした斜面３０ｄが形成されている。本実施形態の斜面３０ｄは、外壁面のほぼ全体に形成されている。本実施形態では、発光ダイオード５０から投光される光束５０ａは、ライトガイド３０の内壁面の斜面３０ｆから入射し、入射した光は外壁面の斜面３０ｄでほぼ全反射する。ほぼ全反射した光は、ライトガイド内を通って表示部３０ａへ到達し、表示部３０ａから出射される。
【００２８】
図９の第２の実施形態は、以上の点で第１の実施形態と相違するが、その他の点では実質的に同じ構成を有する。従って、対応する部分を同じ符号で示し、それらの詳細説明は省略する。この第２の実施形態においては、ライトガイド３０の内壁面と外壁面の両方に斜面を設けることで、入射した光を効率よく表示部３０ａへ導くことができる。従って、第２の実施形態によっても、第１の実施形態と同様、ライトガイド３０と発光ダイオード５０の軸方向の距離が小さい場合でも、１個の発光ダイオードを用いるだけで、入射した光を効率よく表示部３０ａに導くことができる。これによって、表示装置の薄型化及びコンパクト化を図ることができる。また、複数個の発光ダイオードを必要とせず、１個のダイオードで光を効率よく表示部３０ａに導くことができるので、装置のコスト低減を図ることもできる。第２の実施形態におけるライトガイドの各斜面３０ｄ、３０ｆの角度も、発光ダイオード５０の指向性やライトガイド３０の材料の屈折率等に合わせて所定の値に設定される。
【００２９】
なお、以上の実施形態では、本発明による表示装置を、記録手段３００の記録ヘッドの吐出面に形成される吐出口からインクを吐出して記録媒体に画像を形成するインクジェット記録装置に適用する場合を説明した。本発明による表示装置は、画像情報に基づいて画像形成手段により画像を形成する記録装置又は画像形成装置であれば、インクジェット記録装置以外の画像形成装置にも同様に適用可能なものである。さらに、本発明による表示装置は、画像形成装置以外の情報機器などの各種の装置にも同様に適用可能である。つまり、本発明は、画像記録装置や画像読取装置等を含む画像形成装置などの表示装置のみならず、情報処理装置などの表示装置にも適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明による表示装置を用いるのに好適な装置の一例としての画像形成装置の内部構成を示す斜視図である。
【図２】本発明による表示装置を備えた装置である画像形成装置の斜視図である。
【図３】図２の画像形成装置の平面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る表示装置を備えた操作キーの平面図である。
【図５】図４中の矢印５−５から見た側面図である。
【図６】図４の操作キーをパネルの裏面側から見た底面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る表示装置を備えた操作手段（操作キー）を図５中の線７−７に沿って断面した縦断面図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係る表示装置における光路を示す説明図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る表示装置における光路を示す説明図である。
【図１０】従来の表示装置の第１の構成例及びその光路を示す縦断面図である。
【図１１】従来の表示装置の第２の構成例及びその光路を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１００    給排紙トレイ部
２００    分離給排紙部
３００    記録手段
４００    画像形成部
５００    第１のローラ部
６００    第２のローラ部
７００    駆動伝達部
１０      外装部のパネル
１０ａ    ストッパ
１０ｂ    開口部
２０      操作手段（操作キー）
２０ａ    押圧部
２０ｂ    支持部
３０      ライトガイド
３０ａ    表示部
３０ｂ    ライトガイドの下端面
３０ｃ    ライトガイドの内壁面
３０ｄ    外壁面の斜面
３０ｅ    ライトガイドの外壁面
３０ｆ    内壁面の斜面
４０      上部ケース（外装部）
５０      発光素子（発光ダイオード）
５０ａ    光束
７０      遮光用の円形部材
８０      スイッチ
８１      基板
【図１】
2007163690.tif 000003
【図２】
2007163690.tif 000004
【図３】
2007163690.tif 000005
【図４】
2007163690.tif 000006
【図５】
2007163690.tif 000007
【図６】
2007163690.tif 000008
【図７】
2007163690.tif 000009
【図８】
2007163690.tif 000010
【図９】
2007163690.tif 000011
【図１０】
2007163690.tif 000012
【図１１】
2007163690.tif 000013