(57)【要約】【課題】  入射面に近い部分においても色ムラを生じることがない導光体を提供する。【解決手段】  棒状導光体３はアクリルなどの透明樹脂を射出成形してなり、出射面３ａ、底面３ｂ、左右の側面３ｃ，３ｄ及び端面３ｅ，３ｆにてその表面が構成される。そして、一方の端面３ｅが前記発光ユニット１０に対向し、底面３ｂには前記端面３ｅから入射した光を散乱せしめる光散乱パターンが形成されている。光散乱パターンは入射面としての端面３ｅの近傍部分と端面３ｅから離れた部分とでパターン形状を異ならせている。入射面の近傍部分に形成された光散乱パターン１１は、多数の微細な半球状凹部からなり、また入射面から離れた部分の光散乱パターン１２は、三角溝または半割円筒溝からなり、これら三角溝または半割円筒溝の軸方向はパターンを形成した底面３ｂの幅方向（副走査方向）となっている。【特許請求の範囲】
【請求項１】
棒状をなす導光体であって、この導光体は一端面を入射面とし、一側面を出射面とし、他の側面に前記出射面に向かって光を反射せしめる光散乱パターンが設けられ、この光散乱パターンは凹部または凸部で構成され、この光散乱パターンのうち前記入射面の近傍部分ではパターン形状を出射面以外に向かっても反射する角度依存性のない形状とされ、前記入射面から離れた部分ではパターン形状を出射面に向かって反射する角度依存性のある形状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、前記入射面の近傍部分の光散乱パターンの形状は、多数の微細な半球状凹部からなり、前記入射面から離れた部分の光散乱パターンの形状は、パターンを形成した側面の幅方向（副走査方向）を軸方向とする三角溝または半割円筒溝であることを特徴とする導光体。
【請求項３】
請求項２に記載の導光体において、前記入射面の近傍部分の光散乱パターンを構成する多数の微細な半球状凹部は、パターンを形成した側面の長さ方向（主走査方向）において、半球状凹部の形成密度が異なることを特徴とする導光体。
【請求項４】
請求項２に記載の導光体において、前記入射面の近傍部分の光散乱パターンを構成する多数の微細な半球状凹部は連続または分離して形成され、この半球状凹部の深さは当該半球状凹部がその一部をなす球の直径の０．２３以上０．３３以下であることを特徴とする導光体。
【請求項５】
請求項１に記載の導光体において、前記入射面の近傍部分の光散乱パターンの形状は、パターンを形成した側面の幅方向に対し斜め方向を軸方向とする三角溝または半割円筒溝であり、前記入射面から離れた部分の光散乱パターンの形状は、パターンを形成した側面の幅方向を軸方向とする三角溝または半割円筒溝であることを特徴とする導光体。
【請求項６】
請求項５に記載の導光体において、前記入射面の近傍部分の光散乱パターンを構成する三角溝または半割円筒溝は、互いに隣り合う三角溝または半割円筒溝の軸方向が側面の幅方向を基準として反対方向であることを特徴とする導光体。
【請求項７】
請求項１に記載の導光体において、この導光体の両側面と底面との間には、底面で反射した光を前記出射面に向けて反射する角度の平坦状面取り部が形成されていることを特徴とする導光体。
【請求項８】
請求項１に記載の導光体において、前記入射面近傍の導光体の両側面に散乱領域が形成されていることを特徴とする導光体。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８に記載の導光体を組み込んだ照明装置と、この照明装置からの出射光のうち原稿からの反射光を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ことを特徴とする画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
【０００１】
本発明は、画像読取装置などに用いる導光体およびこの導光体を備えた画像読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ファクシミリ、複写機、スキャナ装置などの画像読取装置には、原稿にライン状の光を照射する棒状導光体を組み込んだ照明装置と、原稿からの反射光をラインイメージセンサに集光せしめるレンズアレイとを備えたイメージセンサが組み込まれている。【０００３】
棒状導光体を組み込んだ照明装置は、一端にＬＥＤ等の発光手段を取付け、この発光手段からの光を棒状導光体の端面から内部に導入し、棒状導光体内を伝播する光を棒状導光体の側面に形成した光散乱パターンにて散乱せしめ、この散乱した光を棒状導光体の出射面から原稿に向けて照射するようにしている。【０００４】
そして、前記棒状導光体は一般に角棒状をなし、前記光散乱パターンはシルクスクリーン印刷によって白色塗料を導光体の側面に転写することで形成している。（特許文献１）【０００５】
上記白色塗料をプリントする光散乱パターンの作製方法は、プリント工程が必要になるためコストアップにつながり、光散乱パターンの特性のばらつきも生じる。そこで、特許文献２に開示されるように、導光体を射出成形する金型キャビティに予め凹凸部を形成しておき、この凹凸部を棒状導光体の側面に転写して光散乱パターンとすることが提案されている。【０００６】
特に、特許文献２では凹凸部として三角溝を選択し、この三角溝の軸（長さ方向）を導光体側面の幅方向と一致させるか、幅方向に対して所定角度だけ斜めにしている。
【特許文献１】特開平８−１６３３２０号公報
【特許文献２】特開２００１−２４２３２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図１２は光散乱パターンとして三角溝を導光体側面の幅方向と一致させて形成した導光体（特許文献１の第１実施例）の主走査変位と光強度との関係を各色ごとに示したグラフであり、（ａ）は原稿の浮き量が０ｍｍ、（ｂ）原稿の浮き量が３ｍｍ、（ｃ）は原稿の浮き量が０ｍｍと３ｍｍの場合の光強度比を示す。【０００８】
図１２（ａ）から、ＲＧＢの各ＬＥＤチップからの光強度は、主走査変位１０ｍｍ以上では略一致し、１０ｍｍより入射端面によった領域では青色（Ｂ）は他の色（Ｇ，Ｒ）に比べて弱く、また各色とも端面に近づく程、光強度は弱くなっていくことが分かる。【０００９】
一方、図１２（ｂ）から、主走査変位１５ｍｍ近傍において、青色（Ｂ）と赤色（Ｒ）が異常に光強度が高くなり、１０ｍｍより入射端面によった領域では緑色（Ｇ）の光強度が青色（Ｂ）と赤色（Ｒ）に比較して高いことが分かる。また図１２（ｃ）からも主走査変位１５ｍｍ近傍にける青色（Ｂ）と赤色（Ｒ）の異常な盛り上がりがあることが分かる。【００１０】
このように、主走査変位１５ｍｍ近傍において特定の色、例えば青色（Ｂ）と赤色（Ｒ）の光強度に異常値があると、主走査変位１５ｍｍ近傍においては青色（Ｂ）と赤色（Ｒ）が強調され、色ムラとして観察されることになる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため本発明は、棒状をなす導光体として、一端面を入射面とし、一側面を出射面とし、他の側面に前記出射面に向かって光を反射せしめる光散乱パターンが設けられ、この光散乱パターンは凹部または凸部で構成され、この光散乱パターンのうち前記入射面の近傍部分ではパターン形状を出射面以外に向かっても反射する角度依存性のない形状とされ、前記入射面から離れた部分ではパターン形状を出射面に向かって反射する角度依存性のある形状とされた構成とした。【００１２】
本発明において棒状とは、端面形状が四角形、五角形、六角形などの角棒状を指すが、側面全体を曲面或いは側面の一部を曲面とし、出射面と光散乱パターンを形成する底面のみが平面であるものも含む。また端面形状が六角形のものとしては、両側面と底面との間に底面で反射した光を出射面に向けて反射する角度の平坦状面取り部が形成されたものが挙げられる。【００１３】
また、角度依存性（方向依存性）とは導光体内を伝播する光のうち、導光体の長さ方向と平行な光が光散乱パターンに当たった際に、反射する方向が決まっている場合を角度依存性があるとし、反射する方向が決まっていない場合を角度依存性がないとする。例えば、光散乱パターンとして三角溝または半割円筒溝は反射する方向が決まっているので角度依存性があり、半球状凹部や半球状凸部或いは白色ペイントは反射する方向が決まっていないので角度依存性がないことになる。また、三角溝や半割円筒溝は単一では角度依存性があっても、軸方向が異なるものを組み合わせることで角度依存性がなくなる形状もある。【００１４】
更に、入射面の近傍部分とは主走査変位で端面から５０〜７０ｍｍまでの範囲を指す。【００１５】
そして、本発明にあっては具体的なパターン形状として、導光体一端の入射面の近傍部分の光散乱パターンの形状としては、多数の微細な半球状凹部からなるものが挙げられ、前記入射面から離れた部分の光散乱パターンの形状としては、パターンを形成した側面の幅方向（副走査方向）を軸方向とする三角溝または半割円筒溝が挙げられる。【００１６】
前記入射面の近傍部分の光散乱パターンの変形例としては、多数の微細な半球状凹部の密度が、パターンを形成した側面の長さ方向（主走査方向）において異なるものが考えられる。【００１７】
また入射面の近傍部分の光散乱パターンを構成する多数の微細な半球状凹部としては、連続または分離して形成されるものの何れも含み、特に、半球状凹部の深さを当該半球状凹部がその一部をなす球の直径の０．２３以上０．３３以下とするのが好ましい。【００１８】
また、入射面の近傍部分の光散乱パターンの変形例としては、導光体側面の幅方向に対し斜め方向を軸方向とする三角溝または半割円筒溝とし、これら互いに隣り合う三角溝または半割円筒溝の軸方向が側面の幅方向を基準として反対方向になる構成が考えられる。【００１９】
本発明の対象には請求項１乃至請求項７に記載の導光体を組み込んだ照明装置と、この照明装置からの出射光のうち原稿からの反射光を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画像読取装置も含まれる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、導光体の側面に形成する光散乱パターンとして、導光体の成形と同時に成形できる凹凸形状とすることで、製作コストを抑えることができ、特に光散乱パターンのうち入射端面に近い部分の光散乱パターン形状を角度依存性のないものとすることで、入射面近傍において特定の色が強調される色ムラを防止でき、また入射端面から離れた部分の光散乱パターン形状を角度依存性のある形状とすることで出射面から出射する光量の低下を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る導光体を組み込んだライン照明装置を用いた画像読取装置の断面図、図２はライン照明装置の分解斜視図、図３（ａ）は本発明に係る導光体の正面図、（ｂ）は背面図、（ｃ）は平面図、（ｄ）は底面図、（ｅ）は左側面図、（ｆ）は右側面図、図４は本発明に係る導光体の入射面の近傍部分における光散乱パターンの拡大図である。【００２２】
画像読取装置はフレーム（筺体）１に凹部１ａ、凹部１ｂを形成し、凹部１ａの上面は原稿を載置する透明な天板２で塞ぎ、凹部１ａ内には棒状導光体３をケース４に収めたライン照明装置５を斜めに固定し、また下方の凹部１ｂにはラインイメージセンサ（光電変換素子）６とその駆動回路７を備えた基板８を取り付け、更にフレーム１内には等倍結像用のレンズアレイ９を保持している。【００２３】
而して、ライン照明装置５の出射面から出射した光線にて、天板２上に載置した原稿を照射し、その反射光をレンズアレイ９でライン状に配列したイメージセンサ６に入射せしめる。【００２４】
前記ライン照明装置５のケース４は断面Ｕ字状をなし、ケース４の開口に棒状導光体３の出射面３ａが位置するように嵌め込まれている。また、ケース４の一端には発光ユニット１０が取り付けられ、この発光ユニット１０には青色素子１０ａ，赤色素子１０ｂ，緑色素子１０ｃが棒状導光体３の底面３ｂの幅方向中心線からの法線上に沿って等間隔に取り付けられている。【００２５】
棒状導光体３はアクリルなどの透明樹脂を射出成形してなり、出射面３ａ、底面３ｂ、左右の側面３ｃ，３ｄ及び端面３ｅ，３ｆにてその表面が構成される。そして、一方の端面３ｅが前記発光ユニット１０に対向し、底面３ｂには前記端面３ｅから入射した光を散乱せしめる光散乱パターンが形成されている。【００２６】
光散乱パターンは入射面としての端面３ｅの近傍部分と端面３ｅから離れた部分とでパターン形状を異ならせている。尚、本実施例では端面３ｅから６０ｍｍの領域を入射面の近傍部分とし、６０ｍｍを超えて他方の端面３ｆまでの領域を入射面から離れた部分とする。【００２７】
そして、入射面の近傍部分に形成された光散乱パターン１１は、多数の微細な半球状凹部からなり、また入射面から離れた部分の光散乱パターン１２は、三角溝または半割円筒溝からなり、これら三角溝または半割円筒溝の軸方向はパターンを形成した底面３ｂの幅方向（副走査方向）となっている。これら光散乱パターン１１，１２の表面は鏡面仕上げしてもよいし、粗面としてもよい。【００２８】
前記光散乱パターン１１となる半球状凹部は入射光線をあらゆる方向に反射するため角度依存性がない形状と言え、前記光散乱パターン１２は入射光線を主に出射面３ａに向けて反射せしめるため角度依存性がある形状と言える。【００２９】
図５は前記の実施例に示した導光体の主走査変位と光強度との関係を各色ごとに示したグラフであり、（ａ）は原稿の浮き量が０ｍｍ、（ｂ）原稿の浮き量が３ｍｍ、（ｃ）は原稿の浮き量が０ｍｍと３ｍｍの場合の光強度比を示す。【００３０】
図５（ａ）から、ＲＧＢの各ＬＥＤチップからの光強度は、主走査変位１０ｍｍ以上では略一致し、１０ｍｍより入射端面に寄った領域では各色とも端面に近づく程、光強度は弱くなっていくことが分かる。特に従来の図１２（ａ）と比較すると、共に原稿の浮き量が０ｍｍであるが、本発明の導光体は入射面の近傍部分における各色の光強度が略等しくなっている。このため、本発明の導光体を用いると色ムラが発生し難いと言える。【００３１】
また、図５（ｂ）から、原稿の浮き量が３ｍｍであっても、その波形は図５（ａ）の原稿の浮き量が０ｍｍと殆んど変わらず、同図（ｃ）から原稿の浮き量が大きくなっても強度比はそれ程変化しないことが分かる。特に、本発明の導光体にあっては従来のように主走査変位が１５ｍｍとなる位置に異常な盛り上りが認められず、本願発明は色ムラが生じない導光体であることが分かる。【００３２】
図６は別実施例に係る光散乱パターンを底面側から見た拡大図、図７は図６のＡ−Ａ方向断面図であり、この実施例にあっては光散乱パターンの各形成領域を微細な凹球面１１を稠密状に連続して形成している。【００３３】
凹球面１１の断面形状の一例としては、直径０．０９ｍｍの円を０．０１〜０．０２の範囲で重ねることで形成される深さ０．０２〜０．０３ｍｍの円弧とする。【００３４】
以下に凹球面１１の深さについて実験した結果を示す。図８は凹球面１１の元になる球の直径を３０μｍ、凹球面１１の深さを７〜１０μｍとした場合、つまり凹球面１１の深さを球の直径の０．２３〜０．３３とした場合の色ムラの度合いを示したグラフであり、図９は同じ凹球面でも深さを直径の１／２（完全な半球）とした場合の色ムラの度合いを示したグラフである。なお、実験条件として、ＲのＬＥＤを中央に配置したことにより、Ｒのデータは常にＢとＧの中間に位置するため図示していない。【００３５】
図８から、凹球面１５の深さを球の直径の０．３３とした場合には、色ムラ特にＬＥＤ近傍での色ムラが抑制されており、一方、図９の場合には、特にＬＥＤ近傍で色ムラが発生していることがわかる。なお、凹球面１１の深さを球の直径の０．２３とした場合も、図８と同様の結果が得られた。【００３６】
これらの図から、凹球面の深さは当該微細凹球面がその一部をなす球の直径の０．２３以上０．３３以下とすることで、色ムラ特にＬＥＤ近傍での色ムラを抑制できることがわかる。【００３７】
図１０（ａ）〜（ｃ）は別実施例を示す図４と同様の図であり、これらの実施例の全体形状（正面、背面、平面、左右の側面および両端面）は図３に示した実施例と同一であるので図示は省略する。【００３８】
図１０（ａ）に示す実施例は、光散乱パターン１１となる複数の半球状凹部の密度を導光体の長さ方向において異ならせることで、光反射強度を調整している。また、図１０（ｂ）及び（ｃ）に示す実施例は入射面の近傍部分に形成する光散乱パターン１１を三角溝または半割円筒溝にて構成し、何れも三角溝または半割円筒溝の軸の方向を、光散乱パターン１１を形成する底面３ｂの幅方向（副走査方向）に対し角度を持たせ、且つ隣接する三角溝または半割円筒溝の軸方向が反対方向を向くようにしている。具体的には図１０（ｂ）では２つの三角溝または半割円筒溝がＸ字状をなし、（ｃ）では２つの三角溝または半割円筒溝がハ字状をなすようにしている。【００３９】
このように、個々の三角溝または半割円筒溝は角度依存性がある形状であるが、２つ組み合わせることで、角度依存性がなくなる。【００４０】
更に、図１１は別実施例を示す導光体の要部の斜視図であり、この実施例にあっては光源１０の近傍の導光体両側面３ｃ，３ｄに散乱領域１３，１３を設け、更に両側面３ｃ，３ｄと光散乱パターンを形成した底面３ｂとの間に底面３ｂで反射した光を出射面３ａに向けて反射する角度の平坦状面取り部３ｇ，３ｈを形成している。【００４１】
このように、光源近傍の導光体両側面に散乱領域１３，１３を設けることにより、入射光が撹乱されて出射光の色ムラが低減する。前記散乱領域の形成方法としては、射出成形により微細凹凸を形成してもよいし、白色インキを印刷して形成してもよいし、レーザ光などによって表面を粗らして形成してもよい。【００４２】
また、所定角度の平坦状面取り部３ｇ，３ｈを形成することで、照度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係る導光体を組み込んだライン照明装置を用いた画像読取装置の断面図
【図２】ライン照明装置の分解斜視図
【図３】（ａ）は本発明に係る導光体の正面図、（ｂ）は背面図、（ｃ）は平面図、（ｄ）は底面図、（ｅ）は左側面図、（ｆ）は右側面図
【図４】本発明に係る導光体の入射面の近傍部分における光散乱パターンの拡大図
【図５】実施例に示した導光体の主走査変位と光強度との関係を各色ごとに示したグラフであり、（ａ）は原稿の浮き量が０ｍｍ、（ｂ）原稿の浮き量が３ｍｍ、（ｃ）は原稿の浮き量が０ｍｍと３ｍｍの場合の光強度比を示す。
【図６】別実施例に係る光散乱パターンを底面側から見た拡大図
【図７】図６のＡ−Ａ方向断面図
【図８】凹球面の深さを球の直径の１／３（０．３３）とした場合の色ムラの度合いを示したグラフ
【図９】凹球面の深さを球の直径の１／２とした場合の色ムラの度合いを示したグラフ
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は別実施例を示す図４と同様の図
【図１１】別実施例を示す導光体の要部の斜視図
【図１２】光散乱パターンとして三角溝を形成した導光体の主走査変位と光強度との関係を各色ごとに示したグラフであり、（ａ）は原稿の浮き量が０ｍｍ、（ｂ）原稿の浮き量が３ｍｍ、（ｃ）は原稿の浮き量が０ｍｍと３ｍｍの場合の光強度比を示す。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明に係る照明装置およびイメージセンサは、コピー機、ファクシミリ等の画像読取装置に組み込まれて有効に利用される。
【図１】
2006120932.tif 000002
【図２】
2006120932.tif 000003
【図３（ａ）】
2006120932.tif 000004
【図３（ｂ）】
2006120932.tif 000005
【図３（ｃ）】
2006120932.tif 000006
【図３（ｄ）】
2006120932.tif 000007
【図３（ｅ）】
2006120932.tif 000008
【図３（ｆ）】
2006120932.tif 000009
【図４】
2006120932.tif 000010
【図５（ａ）】
2006120932.tif 000011
【図５（ｂ）】
2006120932.tif 000012
【図５（ｃ）】
2006120932.tif 000013
【図６】
2006120932.tif 000014
【図７】
2006120932.tif 000015
【図８】
2006120932.tif 000016
【図９】
2006120932.tif 000017
【図１０（ａ）】
2006120932.tif 000018
【図１０（ｂ）】
2006120932.tif 000019
【図１０（ｃ）】
2006120932.tif 000020
【図１１】
2006120932.tif 000021
【図１２（ａ）】
2006120932.tif 000022
【図１２（ｂ）】
2006120932.tif 000023
【図１２（ｃ）】
2006120932.tif 000024
【国際調査報告】
2006120932.tif 000025
2006120932.tif 000026
2006120932.tif 000027
2006120932.tif 000028