(57)【要約】【課題】導光体と、該導光体の端面に対向配置されるＬＥＤと、前記導光体に並設された反射ミラーとを有し、前記導光体は、その側周面に、読取面側に向けて光を反射する第１反射部と、前記反射ミラーに向けて光を反射する第２反射部を有してなる読取用線状光源装置において、原稿読取りに利用される原稿読取面での照射領域への照射光の光量を大幅に増やすことができる構造を提供せんとするものである。【解決手段】前記反射ミラーが、前記原稿読取面上の照射領域における前記導光棒の軸方向に沿った中心線を通る垂直平面に関して、前記導光体と同じ側に配置され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】
透光性部材よりなる長尺な導光体と、該導光体の端面に対向配置されるＬＥＤと、前記導光体に並設された反射ミラーとを有し、
前記導光体は、その側周面に、原稿読取面側に向けて光を反射する第１反射部と、前記反射ミラーに向けて光を反射する第２反射部を有してなる読取用線状光源装置において、
前記反射ミラーは、前記原稿読取面上の照射領域における前記導光棒の軸方向に沿った中心線を通る垂直平面に関して、前記導光体と同じ側に配置されていることを特徴とする読取用線状光源装置。
【請求項２】
前記反射ミラーは、凹面形状であることを特徴とする請求項１に記載の読取用線状光源装置。
【請求項３】
前記第２反射部は、前記第１反射部よりも前記導光体の周方向の形成幅が広いことを特徴とする請求項１または２に記載の読取用線状光源装置。
【請求項４】
前記導光体には、さらに第３反射部が設けられており、
前記第３反射部に対応する副反射ミラーが、前記垂直平面に対して、前記導光体及び前記反射ミラーとは反対側に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の読取用線状光源装置。
【請求項５】
前記導光体と前記反射ミラーが、前記垂直平面を挟んで、それぞれ両側に一対ずつ配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の読取用線状光源装置。
【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画像読取装置の照明用光源として利用される読取用線状光源装置に係わるものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、上述の画像読取装置において、小型で低消費電力のＬＥＤを利用した線状光源装置が読取装置の光源として使用されるようになってきていて、例えば、特開２０１４−９０４０３号公報（特許文献１）にその技術が開示されている。
図６に、この従来技術の読取用線状光源装置が示されている。
【０００３】
図６において、読取用線状光源装置５０は、ＬＥＤ５１と、棒状の導光体５２とを有し、図６（Ｂ）に示すように、このＬＥＤ５１は、この導光体５２の長手方向（軸方向）端面に対向するように配置されている。
そして、図６（Ａ）に示すように、導光体５２に平行に延びるように反射ミラー６０が並設されている。導光体５２の側周面には、長手方向に沿って延びて原稿載置台７０の原稿読取面７１の照射領域７２に向けて光を反射する第１反射部５３と、反射ミラー６０に向けて光を反射する第２反射部５４とが形成されている。
【０００４】
上記構成において、図６（Ｂ）に示すように、ＬＥＤ５１より発せられた光は、導光体５２の長手方向端面（入射端面）から導光体５２の内部に入射し、その内部で反射を繰り返しながら軸方向に進行する。導光体５２の内部を進行する光は、一部が第１反射部５３または第２反射部５４に反射されて、それぞれ導光体５２の長手方向に対して垂直な方向に出射される。
図６（Ａ）に示すように、第１反射部５３で反射された光は、原稿載置台７０の原稿読取面７１における照射領域７２に向かい、一方、第２反射部５４で反射された光は、これに対向配置された反射ミラー６０により反射されて原稿読取面７１の照射領域７２に向かうものである。
【０００５】
ところで近年、画像読取装置においては、原稿読取りの一層の高速化が求められてきている。
しかしながら、単純に原稿読取り速度を上げると、原稿読取面からの光を受けるラインセンサの受光時間が短くなるため、センサに入る光量が減少してしまい、Ｓ／Ｎ比が低下してしまう。このＳ／Ｎ比の低下を防ぐためには、原稿読取面の照射領域での光量をより増やすことが必要となり、そのためには、導光体から取り出される光を増やすことが必要である。
【０００６】
ここで、導光体入射端面から導入された光は、前記導光体の長手方向に伝搬していくが、反射部で反射されなかった光は、もう一方の導光体反対端面に到達する。通常、この反対端面には光を反射する構造物が取り付けられているが、１００％の反射効率であることはなく、反射時にどうしても一定の損失が起きる。この反対端面で反射した光は長手方向を逆方向に伝搬し、ここでも反射部で反射されなかった光は、元の導光体入射端面に到達する。この入射端面には光源が取り付けられているため、ここでも損失が起きる。
【０００７】
そこで、導光体からの出射光を増加させるためには、反射部で反射されずに導光体の端面に達する光を減らすことが必要となる。つまり、反射部で反射される光を増やすことが必要であり、そのためには、例えば、導光体の反射部の幅（面積）を増やすことで導光体から取り出す光を増やすことができる。
反射部は通常、微小プリズムによって構成されており、反射部の面積を増やすためには、導光体に形成されたプリズムからなる反射部の径方向の高さ、長手方向のピッチ、周方向の幅（弧長）を操作することになるが、反射部（プリズム）の高さや密度は構造的に最適に設定されており、通常は変更の余地が少ない。そこで、反射部の幅を広げることが有用と考えられる。
【０００８】
図７にその態様が示されていて、第1反射部５３の周方向幅を広げた例が示されていて、図７（Ａ）のものより図７（Ｂ）のものが広がった例である。
これにより、第1反射部５３からの反射光の総量は増加するが、照射範囲が広がってしまうため、読取りに必要な照射領域７２（通常は、照射領域の中心から±１ｍｍ程度の領域）での光量を増やすことにはならない。
【０００９】
一方、図８（Ａ）に示すように、導光体５２の第２反射部５４から反射ミラー６０に向かう照射光においても、同様に、第２反射部５４の幅を広げることで導光体から出射する光量を増やすことはできるが、出射される光の角度範囲が広がることで、反射ミラー６０の反射面をはみ出す光が増えてしまい、原稿読取面に向かって反射する光量を増やすことはできない。
第２反射部５４からの反射光を全て捉えて反射しようして、図８（Ｂ）に示すように、反射ミラー６０を大きくしたり、あるいは、図８（Ｃ）に示すように、反射ミラー６０を導光体５２側に近づけたりすると、原稿面からの反射光（読取光）Ｘを遮ることになってしまい、実現できない。
【００１０】
以上のように、原稿読取りの一層の高速化に対応すべく原稿読取面の照射領域での光量を増やすためには、単に導光体の反射部の幅を大きくしても達成できないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１４−９０４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
この発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて、導光体と、該導光体の端面に対向配置されるＬＥＤと、前記導光体に並設された反射ミラーとを有し、前記導光体は、その側周面に、原稿読取面側に向けて光を反射する第１反射部と、前記反射ミラーに向けて光を反射する第２反射部を有してなる読取用線状光源装置において、原稿読取りに利用される原稿読取面での照射領域への照射光の光量を大幅に増やすことができる構造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】
【００１３】
上記課題を解決するために、この発明に係る読取用線状光源装置は、前記反射ミラーが、前記原稿読取面上の照射領域における前記導光棒の軸方向に沿った中心線を通る垂直平面に関して、前記導光体と同じ側に配置されていることを特徴とする。
また、前記反射ミラーが、凹面形状であることを特徴とする。
また、前記第２反射部が、前記第１反射部よりも前記導光体の周方向の形成幅が広いことを特徴とする。
また、前記導光体には、さらに第３反射部が設けられており、前記第３反射部に対応する副反射ミラーが、前記垂直平面に対して、前記導光体及び前記反射ミラーとは反対側に配置されていることを特徴とする。
また、前記導光体と前記反射ミラーが、前記垂直平面を挟んで、それぞれ両側に一対ずつ配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
この発明の読取用線状光源装置によれば、反射ミラーが、原稿読取面上の照射領域における導光棒の軸方向に沿った中心線を通る垂直平面に関して、導光体と同じ側に配置されていることにより、反射ミラーを導光体に接近させて配置することができるので、反射部の幅を大きくして反射光の照射角度が広がっても十分に捕捉ができ、反射ミラーに捕捉されずに損失する光線が増すことがなく、原稿読取面の照射領域での光量の増加がもたらされる。
また、反射ミラーを凹面形状とすることで、より効率的に照射領域に光を集めることができる。
また、第２反射部の導光体の周方向の形成幅を、第１反射部よりも大きくしたので、該第２反射部からの光量が増し、導光体から取り出される光量が増えて、原稿読取面の照射領域での光量が増加する。
また、導光体に第３反射部を形成し、これに対応する副反射部を設けたので、従来例との対比において、第２反射部が純増したことになり、その分だけの光量の増加がもたらされる。
また、導光体と反射ミラーを、垂直平面を挟んで両側に一対ずつ配置できるので、さらなる光量増加がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例１の読取用線状光源装置の模式図。
【図２】本発明の実施例２の模式図。
【図３】本発明の実施例３の模式図。
【図４】本発明の効果を表すための実験装置図。
【図５】実験結果表。
【図６】従来の読取用線状光源装置。
【図７】従来例の不具合を示す模式図。
【図８】従来例の別の不具合を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、本発明の読取用線状光源装置１を示す模式図である。
図１において、透光性部材よりなる長尺な棒状の導光体２の端面には、本図では図示しない、図６の従来例と同様に、ＬＥＤが対向配置されている。
導光体２には、第１反射部３と第２反射部４とが形成されていて、第１反射部３からの反射光は原稿載置台１０上の原稿読取面１１の照射領域１２に向けて出射する。導光体２に近接して反射ミラー６が設けられていて、この反射ミラー６は第２反射部４に対向配置されていて、導光体２の第２反射部４からの反射光を前記原稿読取面１１の照射領域１２に向けて反射する。
【００１７】
そして、前記導光体２と前記反射ミラー６とは、前記照射領域１２における前記導光体２の軸方向に沿った中心線を通る垂直平面Ｘに関して、同じ側に配置されている。このような配置とすることで導光体２と反射ミラー６の近接配置を実現している。
また、反射ミラー６は、好適には凹面形状を有している。
このような構成とすることで、照射領域１２への照射光量を増大するために第２反射部４の周方向幅を大きくした場合に、該第２反射部４からの反射光の発散角度が大きくなったとしても、近接配置された反射ミラー６によって十分に捕捉できるものである。
【００１８】
図２に他の実施例２が示されていて、図１の実施例１に、更に、第３反射部５と副反射ミラー７とを付加したものである。
即ち、導光体２には、第１反射部３、第２反射部４に加えて、第３反射部５を形成し、この第３反射部５に対向するように副反射ミラー７を配置したものである。
こうすることで、前記図１の実施例１に加えて第３反射部５からの反射光が副反射ミラー７で反射されて、照射領域１２に照射され、一層の光量増加をもたらすものである。
【００１９】
図３には更に他の実施例３が示されていて、図１の実施例１における導光体と反射ミラーの組み合わせを、前記照射領域１２の中心線を通る垂直平面Ｘを挟んで他方の側にも配置したものである。
つまり、照射領域１２の中心線を通る垂直平面Ｘに関して、導光体２と反射ミラー６の組み合わせを両側に一対ずつ対称的に配置したものである。
こうすることで、図１の実施例１に比べて、理論的には２倍の光量が得られることとなる。
【００２０】
本発明の効果を実証するための実験を行った。
実験に用いた読取用線状光源装置の仕様は、図４に示すように以下の通りである。
原稿載置台（１０）：厚さ３ｍｍ  上面が原稿読取面（１１）
導光体（２）    ：円柱状アクリル樹脂  直径φ５ｍｍ、長さ３４０ｍｍ
原稿読取面から下方に１２ｍｍ
光軸Ａ（副走査方向の読取中心）から１１ｍｍに中心位置
光源：ＬＥＤ  導光体の長手方向の一端面に対向配置
反射ミラー（６）：幅８ｍｍ、長さ３２６ｍｍ
光軸Ａから端面までの距離４ｍｍ、原稿読取面から１６ｍｍ
副反射ミラー（７）：幅８ｍｍ、長さ３２６ｍｍ
導光体中心から１７．８ｍｍの位置に反射面、水平となす角度６０°
【００２１】
導光体２には、レーザ加工などによって反射部としてプリズムが形成されており、プリズムの形状は、例えば深さが０．０５ｍｍ、長手方向の幅が０．２３ｍｍの略二等辺三角形状で、ピッチは０．６ｍｍ〜１．３ｍｍの範囲で長手方向に徐々に変更されている。断面方向から見たプリズムの中心位置は、第１反射部３が水平方向から４４°、第２反射部が水平方向から６６°、第３反射部が水平方向から０°の位置にある。
【００２２】
上記構成において、導光体の各反射部の周方向の幅（導光体の円弧状表面に沿った長さ）を変えて、原稿読取面１１の照射領域１２（光軸から±１ｍｍ）の光量の比較を行った。
その結果が図５の表１に示されていて、図６に示される従来例の光量を１００としたとき、図１に示す実施例１において、第２反射部４の幅を従来例と同様とした場合（実施例１−１）であっても光量が１１２となり、従来例を上まわり、第２反射部４の幅を大きくした場合（実施例１−２）には、これを更に上まわる光量となった。
更には、図２に示す実施例２（第３反射部と副反射ミラーを付加して設ける構成）や、図３に示す実施例３（導光体と反射ミラーの組み合わせを一対ずつ設ける構成）では、更に高い光量が得られることが分かった。
【００２３】
以上のように、本発明においては、導光体の第２反射部に対応する反射ミラーを、原稿読取面上の照射領域における導光棒の軸方向に沿った中心線を通る垂直平面に関して、導光体と同じ側に配置する構成としたことにより、反射ミラーを導光体に近接配置することができ、第２反射部からの反射光を漏れなく十分に捕捉して原稿読取面に照射できるので、原稿読取面の照射領域における光量の増加を達成できるものである。
更には、第２反射部の幅を第１反射部よりも大きくして光量が増した光であっても、これを十分に確実に捕捉することができるので、一層の光量アップがもたらされる。
【符号の説明】
【００２４】
１      読取用線状光源装置
２      導光体
３      第１反射部
４      第２反射部
５      第３反射部
６      反射ミラー
７      副反射ミラー
１０    原稿載置台
１１    原稿読取面
１２    照射領域
【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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