(57)【要約】【課題】筐体表面に設けられた点灯表示部から光を射出する表示装置において、筐体内に設けられた光源の光軸からずれた位置に点灯表示部が設けられていても、光源から射出された光を効率的に点灯表示部に案内可能にすること。【解決手段】入射面３１が傾斜しているため、上方に向けて光源から射出された光の一部は、入射面３１にて前方に屈折し、左右方向から見た形状がライトガイド３０の内部から見て凹曲面状の第１反射面３３によって拡がりを抑えられ反射される。ライトガイド３０の下面のうち、第１反射面３３に反射された光が到達する範囲には、左右方向から見た形状がライトガイド３０の内部から見て凸曲面状の第２反射面３４が設けられており、前記反射された光はライトガイド３０の内部で拡散されて射出面３２に向けて反射され、射出面３２において略均一な照度分布をつくる。射出面３２は、シボ加工が施されることにより、光を散乱する点灯表示部９となっている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体内に設けられ、特定の光軸を中心に光を射出する光源と、
前記筐体表面に設けられた点灯表示部と、
前記光源から射出された光が入射され、当該入射された光を全反射により内部を伝搬させて前記点灯表示部に案内するライトガイドと、
を備え、
前記点灯表示部は、前記光源の前記光軸から第１の方向にずれた位置に設けられ、
前記ライトガイドは、
前記光源から射出された光が入射され、前記光軸に対して、前記入射された光を前記点灯表示部側へ屈折させる方向に傾斜して配置された入射面と、
前記光源から前記第１の方向に沿って引いた直線及び前記光軸を含む平面内で、前記入射面に入射された光が前記点灯表示部に直線的に達する光路を挟む一方の側に設けられ、前記入射面から入射した光を反射する凹曲面状の第１反射面と、
前記平面内で前記直線的に達する光路を挟む他方の側に設けられ、前記第１反射面に反射された光を反射する凸曲面状の第２反射面と、
前記第２反射面に反射された光を前記点灯表示部にて射出する射出面と、
を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記入射面の前記第１の方向に垂直な断面形状は、前記光源に向かって突出した凸曲面形状であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記入射面の前記第１の方向に垂直な断面形状は、前記光源に向かって突出した凸曲面を有するリニアフレネルレンズ形状であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記ライトガイドは、前記光軸及び前記第１の方向に直交する方向の幅が、前記入射面から前記射出面に近づくにつれて小さくなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記射出面には、前記筐体外に射出される光を散乱させる光散乱手段を有す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】
前記光源、前記点灯表示部、及び、前記ライトガイドは、前記光軸及び前記第１の方向に直交する方向に並んで複数組設けられ、
前記各ライトガイドは、前記第１の方向に対する投影が前記光源から前記点灯表示部に至る範囲と重畳しない位置で、互いに連結されて一体成形されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筐体表面に設けられた点灯表示部から光を射出する表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の表示装置として、レーザプリンタの筐体表面に設けられた表示パネルの表示灯（点灯表示部に相当）に、筐体内に設けられたＬＥＤから射出された光を、ライトガイドを介して案内する装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２０６９０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、前記特許文献１の装置では、アクリル等の光透過率のよい材料で成形されたライトガイドをＬＥＤの光軸に沿って設け、表示灯もＬＥＤの光軸上に配設している。このため、表示灯の配設位置に制約があった。また、ライトガイドを屈曲させるなどすれば、表示灯等の点灯表示部が光軸からずれた位置に配設されていても光源からの光を案内することができるが、その場合、光源から射出された光を効率的に点灯表示部に案内するには改善の余地がある。
【０００５】
そこで、本発明は、筐体表面に設けられた点灯表示部から光を射出する表示装置において、筐体内に設けられた光源の光軸からずれた位置に点灯表示部が設けられていても、光源から射出された光を効率的に点灯表示部に案内可能にすることを目的としてなされた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達するためになされた本発明の表示装置は、筐体内に設けられ、特定の光軸を中心に光を射出する光源と、前記筐体表面に設けられた点灯表示部と、前記光源から射出された光が入射され、当該入射された光を全反射により内部を伝搬させて前記点灯表示部に案内するライトガイドと、を備え、前記点灯表示部は、前記光源の前記光軸から第１の方向にずれた位置に設けられ、前記ライトガイドは、前記光源から射出された光が入射され、前記光軸に対して、前記入射された光を前記点灯表示部側へ屈折させる方向に傾斜して配置された入射面と、前記光源から前記第１の方向に沿って引いた直線及び前記光軸を含む平面内で、前記入射面に入射された光が前記点灯表示部に直線的に達する光路を挟む一方の側に設けられ、前記入射面から入射した光を反射する凹曲面状の第１反射面と、前記平面内で前記直線的に達する光路を挟む他方の側に設けられ、前記第１反射面に反射された光を反射する凸曲面状の第２反射面と、前記第２反射面に反射された光を前記点灯表示部にて射出する射出面と、を備えたことを特徴としている。
【０００７】
このように構成された本発明の表示装置では、光源から特定の光軸を中心に射出された光は、筐体表面の前記光軸から第１の方向にずれた位置に設けられた点灯表示部に、次のようなライトガイドを介して案内される。すなわち、ライトガイドは、光源から射出された光が入射され、当該入射された光を全反射により内部を伝搬させて点灯表示部に案内するものであり、次のような入射面，第１反射面，第２反射面，射出面を備えている。
【０００８】
光源から射出された光が入射される入射面は、前記光軸に対して、前記入射された光を点灯表示部側へ屈折させる方向に傾斜している。このため、光源から射出されてライトガイドの入射面に入射した光は、点灯表示部側へ屈折する。このとき、前記屈折した光の一部は、第１反射面，第２反射面を経ずに射出面に達してもよい。
【０００９】
また、光源から第１の方向に沿って引いた直線及び前記光軸を含む平面内で、入射面に入射された光が点灯表示部に直線的に達する光路を挟む一方の側に設けられた第１反射面は、入射面から入射した光を反射する凹曲面状に構成されている。このため、第１反射面に反射された光は、拡がりを抑えられ次の第２反射面へ案内される。
【００１０】
前記平面内で前記直線的に達する光路を挟む他方の側に設けられた第２反射面は、第１反射面に反射された光を反射する凸曲面状に構成されている。このため、第２反射面に反射された光は、拡散されて射出面に案内され、射出面において略均一な照度分布をつくる。そして、射出面は、第２反射面に反射された光を点灯表示部にて射出する。従って、本発明では、光源から射出された光を効率的に、しかも均一に、点灯表示部に案内することができる。また、ライトガイドに入射した光を第１反射面で拡がりを抑えているため、第２反射面を比較的小さく構成することができ、ライトガイドを全体的に小型化することもできる。
【００１１】
なお、前記点灯表示部は、ライトガイドの射出面自身であってもよく、ライトガイドの射出面に被着または対向配置されたシート、ガラス部材、或いは樹脂部材等であってもよい。
【００１２】
また、本発明において、前記入射面の前記第１の方向に垂直な断面形状は、前記光源に向かって突出した凸曲面形状であってもよい。この場合、光源から射出されて第１の方向に垂直な断面に沿って拡散した光が、前記凸曲面形状の入射面で屈折することでライトガイドの内部、すなわち、ライトガイドを構成する媒質内での光の拡がりを抑えることができる。従って、この場合、光源から射出された光を効率的に射出面に案内することができる。
【００１３】
また、本発明において、前記入射面の前記第１の方向に垂直な断面形状は、前記光源に向かって突出した凸曲面を有するリニアフレネルレンズ形状であってもよい。入射面の前記断面形状がリニアフレネルレンズ形状である場合、当該断面形状が凸曲面形状のものと比較して、サグ（ｓａｇ）を小さくすることができ、また、曲率半径の小さい面を構成しやすい。従って、例えば、ライトガイドの寸法に制約がある設計条件に対して、光源から射出された光を効率的に射出面に案内することができる。
【００１４】
また、本発明において、前記ライトガイドは、前記光軸及び前記第１の方向に直交する方向の幅が、前記入射面から前記射出面に近づくにつれて小さくなってもよい。その場合、ライトガイド内を伝播される光は、幅方向両側側面に全反射されて徐々に幅方向中心に集光され、点灯表示部にて射出される。従って、この場合、光源から射出された光を効率的に点灯表示部に案内することができる。
【００１５】
また、前記射出面には、前記筐体外に射出される光を散乱させる光散乱手段を有していてもよい。その場合、前記射出面から射出される光を光散乱手段によって散乱させて、その光の筐体外部からの視認性を良好に確保することができる。
【００１６】
また、前記光源、前記点灯表示部、及び、前記ライトガイドは、前記光軸及び前記第１の方向に直交する方向に並んで複数組設けられ、前記各ライトガイドは、前記第１の方向に対する投影が前記光源から前記点灯表示部に至る範囲と重畳しない位置で、互いに連結されて一体成形されていてもよい。この場合、複数の光源及び点灯表示部にそれぞれ対応する複数のライトガイドが一体成形されているので、複数の点灯表示部を備えた表示装置に対する部品点数を減らすことができ、組み立て作業の作業能率が向上すると共に装置の製造コストを低減させることができる。また、前記複数のライトガイドは、前記第１の方向に対する投影が光源から点灯表示部に至る範囲と重畳しない位置で、互いに連結されているので、当該連結部を介して光源からの光が隣接するライトガイドに漏れるのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明が適用された画像形成装置の外観の一部を表す斜視図である。
【図２】その画像形成装置の表示装置の構成を表す縦断面図である。
【図３】その表示装置に係る光路の一部を側方から表す説明図である。
【図４】その表示装置に係る光路の他の一部を側方から表す説明図である。
【図５】その表示装置に係る光路の一部を前方から表す説明図である。
【図６】その表示装置に係る樹脂部品の構成を表す正面図，斜視図，平面図，側面図，断面図である。
【図７】比較例の表示装置に係る光路の一部を側方から表す説明図である。
【図８】その表示装置に係る光路の他の一部を側方から表す説明図である。
【図９】他の比較例の表示装置に係る光路の一部を側方から表す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
［画像形成装置及び表示装置の概要］
次に、本発明の実施形態を図面と共に説明する。図１は、本発明が適用された画像形成装置１の外観の一部を表す斜視図である。なお、この画像形成装置１は、被記録媒体としての用紙に電子写真方式で画像を形成する画像形成手段としてのプリンタエンジン（図示省略）を内部に備えたレーザプリンタとして構成されている。また、以下の説明では、図１に示すように、画像形成装置１の使用者から見て手前側を前、上側を上、右側を右とする。
【００１９】
図１に示すように、画像形成装置１の外観意匠面を構成する筐体３の上面には、画像形成装置１の状態を文字等で表示する液晶ディスプレイ５と各種のスイッチ７とが設けられている。また、筐体３の上面前端には、画像形成装置１の状態を点灯／非点灯によって表示する一対の点灯表示部９が左右に並んで設けられている。
【００２０】
図２は、左側の点灯表示部９近傍の構成を表す縦断面図であり、この断面は図１におけるＸ−Ｘ断面に相当する。図２に示すように、筐体３の内部には、点灯表示部９から光を射出するための表示装置１０が設けられており、この表示装置１０は、通電に応じて発光する光源２０と、その光源２０が射出した光を点灯表示部９に案内するライトガイド３０とを備えている。
【００２１】
光源２０は、筐体３の内部に略水平に設けられたプリント配線基板２３の上面に実装された発光ダイオード（ＬＥＤ）によって構成されており、図２に一点鎖線で示すように略鉛直方向上方に向かう光軸を中心に光を射出する。点灯表示部９は、光源２０よりも上方でかつ前記光軸から前方（第１の方向の一例）にずれた位置に配設されており、ライトガイド３０は、光源２０から前記光軸を中心に射出された光を次のように点灯表示部９に案内する。なお、このプリント配線基板２３の上面には、スイッチ７の押下に応じて導通する接点２５等も設けられている。
【００２２】
ライトガイド３０は、外周を取り巻く空気より高屈折率の透明樹脂としてのＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）によって構成され、入射面３１に入射された光の大部分を、全反射によって内部を伝搬させて射出面３２から射出すべく次のように設計されている。なお、ライトガイド３０は、ポリカーボネート等の他の透明樹脂材料によって構成されていてもよいが、光を外部に射出する射出面３２は、シボ加工（サンドプラスト加工，プリズムカット加工等の他の光散乱加工であってもよい）が施されることによって、表面に光散乱面（光散乱手段の一例）が形成され、筐体３外部からの視認性の優れた前述の点灯表示部９を構成している。
【００２３】
［ライトガイドの詳細構成及び効果］
図２に示すように、入射面３１は、後方へ行くほど上へ行くように傾斜した平面状に構成され、前記光軸がその入射面３１を貫通している。このため、図３に示すように、入射面３１に対する垂直方向よりも前方に傾斜して光源２０（なお、図３では、説明を簡便化するため、光源２０を点光源とみなして光線の軌跡を示しており、図３以降では光源２０の図示を省略している）から射出された光の一部は、空気中からライトガイド３０に入射する際に入射面３１にて上方に屈折して後述する第１反射面３３及び第２反射面３４を経ずに射出面３２に達する。また、入射面３１が前述のように傾斜しているため、射出面３２に達する前記光よりも上方に向けて光源２０から射出された光の一部は、図４に示すように、入射面３１にて前方に屈折する。
【００２４】
ライトガイド３０の上面のうち、このように入射面３１にて前方に屈折した光の一部が到達する範囲には、左右方向から見た形状がライトガイド３０の内部から見て、すなわち、ライトガイド３０を構成している媒質内に対して凹曲面状の第１反射面３３が設けられている。このため、光源２０から射出されて入射面３１に入射した光のうち、第１反射面３３及び後述する第２反射面３４を経ずに射出面３２に達するものを除いた光の大部分は、第１反射面３３によって拡がりを抑えられて反射される。
【００２５】
ライトガイド３０の下面のうち、このように第１反射面３３に反射された光が到達する範囲には、左右方向から見た形状がライトガイド３０の内部から見て、すなわち、ライトガイド３０を構成している媒質内に対して凸曲面状の第２反射面３４が設けられている。このため、光源２０から射出されて入射面３１，第１反射面３３を順次経由して第２反射面３４に達した光は、第２反射面３４によって拡散されて射出面３２に向けて反射され、射出面３２において略均一な照度分布をつくる。従って、本実施形態では、左右方向に垂直な断面に対するライトガイド３０の前記構成により、光源２０から射出された光を効率的に、しかも均一に、点灯表示部９に案内することができる。また、ライトガイド３０に入射した光を第１反射面３３で拡がりを抑えているため、第２反射面３４を比較的小さく構成することができ、ライトガイド３０を全体的に小型化することもできる。
【００２６】
ここで、図７，図８は、入射面３１を水平（すなわち光軸と垂直に）配設し、第１反射面３３，第２反射面３４を平面状に構成した比較例に係る光路を表す説明図で、図７は図３に対応する光路を、図８は図４に対応する光路を、それぞれ表している。図７，図８に示すように、この比較例では、光源２０から射出された光の大部分が、射出面３２に至ることなくライトガイド３０の他の面から外部に射出されてしまい、本実施形態のように効率的に点灯表示部９に光を案内できないことが分かる。
【００２７】
また、本実施形態のライトガイド３０は、前後方向に垂直な断面に対する形状が、次のように構成されている。すなわち、図５に示すように、入射面３１は、光源２０に向かって突出した凸曲面形状（円筒面形状）となっている。また、前述の第１反射面３３と第２反射面３４とを含むライトガイド３０の基端部３０Ａ（図６（Ｂ）参照）は、左右方向の幅が射出面３２に近づくにつれて小さくなるように構成されている。このため、光源２０から射出されて左右方向に拡散した光は、入射面３１で屈折してライトガイド３０の幅方向（左右方向）の拡がりを抑えられ、更に、基端部３０Ａの幅方向両側側面に全反射されて幅方向中心に向けて更に集光される。従って、本実施形態では、光源２０から射出された光を効率的に点灯表示部９に案内することができる。
【００２８】
次に、図６に示すように、本実施形態では、左右一対の点灯表示部９に対応する一対のライトガイド３０を、左右に並べた状態で樹脂部品３５として一体成形している。なお、図６（Ａ）は、樹脂部品３５の構成を表す正面図、図６（Ｂ）は斜視図、図６（Ｃ）は平面図、図６（Ｄ）は側面図、図６（Ｅ）は図６（Ｃ）のＡ−Ａ線断面図、図６（Ｆ）は図６（Ｃ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【００２９】
図６（Ｄ），（Ｆ）に示すように、入射面３１の中心より前方の左右両側には、その入射面３１をプリント配線基板２３の上面に支持する脚部３６が形成されている。また、ライトガイド３０を構成する樹脂は、入射面３１よりも後方へも延長されており、その部分にも、入射面３１をプリント配線基板２３の上面に支持する脚部３７が形成されている。そして、各ライトガイド３０に対応する一対の脚部３７は、上方で連結部３８により連結されている。
【００３０】
また、図６（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、ライトガイド３０の、入射面３１，第１反射面３３，第２反射面３４が形成された基端部３０Ａは、前述のように射出面３２に近づくにつれて幅が小さくなるように構成されている。これに対して、その基端部３０Ａと射出面３２とを連結する先端部３０Ｂは、ほぼ全体が同一幅に構成されており、前端が入射面３１とほぼ同一の高さまで下方に延長されている。そして、その延長部分は、各ライトガイド３０において更に射出面３２よりも前方に延長され、連結部３９により左右方向に互いに連結されている。なお、この連結部３９は、図２に示すように、一対のライトガイド３０を筐体３に位置決めするための係合部としても機能している。
【００３１】
このように、本実施形態では左右一対のライトガイド３０を、前後方向に対する投影が光源２０から点灯表示部９に至る範囲と重畳しない位置に設けられた連結部３８，３９によって連結している。その結果、この連結部３８，３９は、前述の光路も通らない位置に配設され、当該連結部３８または３９を介してライトガイド３０の射出面３２を除くその他の部分から光が外部に漏れるのを抑制することができる。従って、本実施形態では、光源２０から射出された光を効率的に点灯表示部９に案内することができる。
【００３２】
図９は、図４との比較例を示すもので、連結部３８を光源２０の光軸近傍まで前方に延長した場合の光路を表す説明図である。図９に示すように、この場合、連結部３８を介して光がライトガイド３０の外部に漏れている。従って、この場合、本実施形態のように効率的に点灯表示部９に光を案内することができない。
【００３３】
［他の実施形態］
なお、本発明は前記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施することができる。例えば、前記実施形態では、光源２０の光軸を上下方向に配設し、第１の方向を前後方向としたが、表示装置１０の配置方向を種々に変更してもよいことはいうまでもない。また、光源２０は、白熱電灯やＥＬ素子等であってもよい。更に、左右のライトガイド３０は別体に構成されていてもよい。但し、前記実施形態のように一体の樹脂部品３５として構成した場合、複数の点灯表示部９を備えた表示装置１０に対する部品点数を減らすことができ、組み立て作業の作業能率が向上すると共に装置の製造コストを低減させることができる。また、３つ以上のライトガイド３０が一体の樹脂部品とされていてもよい。
【００３４】
更に、前記実施形態では、射出面３２にシボ加工等の光散乱加工を施してその射出面３２自身を点灯表示部９として構成しているが、射出面３２の表面に、光を散乱させるためのシートやガラス部材、或いは樹脂部材などといった光散乱手段を別体に設けてもよい。そして、樹脂部材により光を散乱させる場合、二色成形等の成型方法が応用できる。これらの場合も、射出面３２から射出される光の筐体３外部からの視認性を良好に確保することができる。但し、前述のように、射出面３２に光散乱加工を施した場合、射出面３２の表面に他の部材を被着または対向配置しなくても、射出面３２から射出される光の筐体３外部からの視認性を良好に確保することができ、構成を簡略化することができる。
【００３５】
また更に、前記実施形態では、入射面３１を、光源２０に向かって突出した凸曲面（円筒面）形状としたが、光源２０に向かって突出した凸曲面を有するリニアフレネルレンズ形状としてもよい。入射面３１の断面形状がリニアフレネルレンズ形状である場合、当該断面形状が凸曲面形状のものと比較して、サグ（ｓａｇ）を小さくすることができ、また、曲率半径の小さい面を構成しやすい。従って、例えば、ライトガイドの寸法に制約がある設計条件に対して、光源２０から射出された光を効率的に射出面に案内することができる。また、入射面３１は、円錐面形状，凸レンズ形状，同心円のフレネルレンズ形状等、種々の形状に構成することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１…画像形成装置        ３…筐体                ９…点灯表示部
１０…表示装置          ２０…光源              ２３…プリント配線基板
３０…ライトガイド      ３１…入射面            ３２…射出面
３３…第１反射面        ３４…第２反射面        ３５…樹脂部品
３６，３７…脚部        ３８，３９…連結部
【図１】
2013205756.tif 000003
【図２】
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【図６】
2013205756.tif 000005
【図７】
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【図８】
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【図９】
2013205756.tif 000008
【図３】
2013205756.tif 000009
【図４】
2013205756.tif 000010
【図５】
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