導光体および照明装置

トップ :: F 機械工学照明加熱武器爆破 :: F21 照明

【発明の名称】	導光体および照明装置
【発明者】	【氏名】池田誠【氏名】秋葉敦【氏名】上村義行【氏名】斉藤富久【氏名】吉田稔【氏名】藤野耕三【氏名】森尾健二
【要約】	【課題】導光体に凸領域を一体的に形成し、この凸領域の表面に光散乱パターンを形成することで、光散乱パターンの寸法精度，位置精度を向上させ、主走査方向における出射光強度の均一化を図る。【解決手段】導光体１１の裏面に光散乱パターン１２の形成領域を規制するための凸領域１１ｂを設ける。凸領域１１ｂは導光体１１を射出成形する際に一体成形する。凸領域１１ｂの表面に白色顔料等の塗料を印刷して光散乱パターン１２を形成する。凸領域の表面に塗料を印刷するので、にじみによる印刷領域の広がりを防止できる。なお、凸領域１１ｂを主走査方向に亘って連続して形成しておき、スクリーン印刷によって光散乱パターン１２を形成してもよい。また、塗料を印刷するのではなく、凸領域１１ｂの表面を荒面とすることで光散乱パターンを形成してもよい。

【特許請求の範囲】
【請求項１】端面から入射した照射光を出射面から出射せしめるようにした導光体において、この導光体の入射面と出射面とを除く所定の面には凸領域が形成され、この凸領域に入射した照明光を散乱させる光散乱パターンが形成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、前記凸領域は前記導光体を射出成形する際に一体成形されることを特徴とする導光体。
【請求項３】請求項１に記載の導光体において、前記凸領域は前記導光体の長手方向に亘って連続して形成されていることを特徴とする導光体。
【請求項４】請求項１に記載の導光体において、前記凸領域は前記光散乱パターンを形成する領域にのみ形成されてい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、前記光散乱パターンは前記凸領域の表面に塗料を印刷するか、レーザ光を照射するか、荒面とすることで形成されていることを特徴とする導光体。
【請求項６】請求項１乃至請求項５の何れかに記載の導光体を組込んだ照明装置において、前記導光体は出射面が露出するようにケース内に収められていることを特徴とする照明装置。
【請求項７】請求項１乃至請求項５の何れかに記載の導光体を組込んだ照明装置において、前記導光体はケース内に収めず全表面を露出した状態で組み込まれることを特徴とする照明装置。
【請求項８】請求項１乃至請求項５の何れかに記載の導光体を組込んだ照明装置において、前記導光体の一端側には発光手段が設けられ、前記凸領域は前記発光手段を設けた一端側から他端側に向ってその凸領域の幅が拡大していることを特徴とする照明装置。
【請求項９】請求項１乃至請求項５の何れかに記載の導光体を組込んだ照明装置において、前記導光体の一端側には発光手段が設けられ、前記凸領域は、少なくとも発光手段を設けた一端側において不連続になっていることを特徴する照明装置。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は例えばファクシミリ、コピー機、ハンドスキャナ等に用いる導光体とこの導光体を組込んだ照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ファクシミリ、コピー機、ハンドスキャナ等の機器には、原稿を読み取るための装置として、イメージセンサ等の画像読み取り装置が用いられている。そして、画像読み取り装置のタイプとして、光路長が短く、機器への組込みが容易な密着型イメージセンサが使用されている。この密着型イメージセンサにあっては、原稿の読み取るべき部分を照明装置によって読み取り可能な照度以上に照明した状態で読み取るが、照明する範囲は、主走査方向（長手方向）にはかなり長く、これと直交する副走査方向には幅狭の帯状になっている。
【０００３】上記した細長い帯状の範囲を照明するために棒状或いは板状をなす導光体を用いた照明装置及びそれを用いた原稿読み取り装置が、特開平８－１６３３２０号公報或いは特開平１０－１２６５８１号公報に開示されている。
【０００４】この原稿読み取り装置は図５に示すように、フレーム１０１に各凹部１０１ａ，１０１ｂを形成し、凹部１０１ａ内に照明装置１１０を配置し、凹部１０１ｂに光電変換素子（センサ）１０３を設けた基板１０４を取り付け、更にフレーム１０１内にロッドレンズアレイ１０５を保持している。そして、照明装置１１０の出射面１１１ａから出射された光を原稿台のカバーガラス１０６を通して原稿１０７の読み込み画像面に入射せしめ、その反射光をロッドレンズアレイ１０５を介して光電変換素子１０３にて検出することで、原稿を読み取るようにしている。
【０００５】図６に示すように照明装置１１０は、導光体１１１を白色のケース１１２に出射面１１１ａが露出するように装填し、またケース１１２の一端にはＬＥＤ等からなる発光源を備えた発光源基板１１３を取り付けてなる。導光体１１１はガラスや透明樹脂にて構成され、主走査方向（長手方向）と直交する方向の断面形状は基本形状が矩形で、一部にＣ面取りし、この面を出射面１１１ａとしている。
【０００６】図７に示すように導光体１１１の裏面には、入射面から入射された照明光を散乱させるための光散乱パターン１１１ｂが白色塗料をスクリーン印刷することによって形成されている。
【０００７】この照明装置１１０は、ＬＥＤ等の発光源からの光を導光体１１１の一端（入射面）から導光体１１１内に導入し、図５に示すように導光体１１１を伝搬する照明光を導光体１１１の裏面に形成した光散乱パターン１１１ｂにて散乱せしめ、この散乱した光を出射面１１１ａから出射させる。
【０００８】入射面に近い側では発光源から入射された光の強度が大きく入射面から遠くなるに従って光の強度は小さくなる。そこで図７に示すように、入射面から遠くなるに従って光散乱パターン１１１ｂの形成領域を広くすることで、出射面から出射される光の強度が主走査方向の全長に亘って均一になるようにしている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上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表面に転写することで形成している。しかしながらシルクスクリーン印刷による場合は、スクリーンの目詰り具合、温度、湿度、溶剤の希釈状態、更には静電気による塗料の飛び散りなど多くのファクターによって転写ドットの大きさが変動してしまい、最適な光散乱パターンを多数の導光体の表面に再現することができず、生産歩留りが低下してしまう。例えば、導光体にスクリーン印刷で転写するドットの寸法が、にじみ等で設計値よりも太くなると、本来一様になるよう設計した線状光源の光強度分布は、ＬＥＤ光源側に偏りが強くでる。逆に、かすれ等で細くなると終端側が強くなる。このため、光強度の均一性が充分に確保できないことがある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため本発明に係る導光体は、導光体の入射面及び出射面を除いた所定の面（側面でもよい）に凸領域を形成し、この凸領域に光散乱パターンを形成した。
【００１１】なお、凸領域は導光体を射出成形する際に一体成形するのが望ましい。また、凸領域は導光体の長手方向に亘って連続して形成してもよいし、光散乱パターンを形成する領域にのみ形成するようにしてもよい。さらに、凸領域の表面を荒面としてもよい。光散乱パターンは凸領域の表面に塗料を印刷して形成する。
【００１２】本発明に係る導光体は、導光体と一体的に形成された凸領域に光散乱パターンを形成したので、光散乱パターンの位置精度を向上させることができる。凸領域の表面に塗料を印刷するので、塗料印刷の精度を向上させることができる。印刷条件が変動しても凸領域から液だれを起こさない範囲ではにじみによる広がりを防止できる。凸領域を導光体の長手方向に亘って連続して形成した場合には、幅方向（副走査方向）に関してはにじみによる広がりを防止できる。
【００１３】また、長手方向に関しては光散乱パターンを形成する領域を変更することができる。さらに、凸領域を光散乱パターンを形成する領域にのみ形成した場合、長手方向（主走査方向），幅方向（副走査方向）ともににじみによる広がりを防止できる。さらにこの場合には、スクリーン版を使わずに、ローラー転写等によって塗料を印刷することができる。凸領域の表面を荒面とすることで、塗料との接触面積が増加し塗料ののりが良くなる。
【００１４】なお、光散乱パターンは塗料を印刷して形成するのではなく、凸領域の表面を荒面とすることで形成してもよい。この荒面からなる光散乱パターンは、導光体を射出成形する際に一体に形成してもよいし、凸領域の表面にレーザ光を照射することで形成するようにしてもよい。これにより、印刷工程を用いることなく光散乱パターンを形成できる。
【００１５】本発明に係る照明装置は、上記導光体は出射面が露出するようにケース内に収められ、導光体の一端側には発光手段が設けられ、上記光散乱パターンは発光手段を設けた一端側から他端側に向ってその幅が徐々に拡大するか、少なくとも発光手段を設けた一端側において光散乱パターンが不連続になっている。
【００１６】本発明に係る照明装置は、導光体をケースで覆う構造としたので、照明装置のハンドリング性が確保される（組立時に導光体に汚れ等が付着しないよう配慮しないで済む）とともに、ケースによって散乱光が導光体外部に無駄に放出されるのを防止するので、出射光の強度を増加させることができる。光散乱パターンの形成領域を発光手段を設けた一端側から他端側に向って変化させることで、照明装置の全長に亘って均一な光強度を得ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】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の第１実施形態を示す斜視図、図２は本発明に係る導光体の第２実施形態を示す斜視図である。なお、これらの斜視図では光散乱パターンを形成した導光体裏面を上側にした状態で示している。
【００１８】図１に示すように第１実施形態に係る導光体１は、アクリルやポリカーボネートなどの光透過性の高い樹脂または光透過性の高い光学ガラスから構成され、その断面の基本形状は矩形をなし、一角部をＣ面取りしこの部分を出射面１ａとしている。さらに、この導光体１の裏面には、光散乱パターンの形成領域を規制するための凸領域１ｂが形成され、この凸領域１ｂの表面に例えば白色顔料からなる塗料を印刷することで散乱パターン２を形成している。出射面１ａならびに凸領域１ｂは、導光体１の射出成形時に一体成形される。
【００１９】凸領域１ｂは、導光体１の長手方向（主走査方向）に亘って連続して形成している。凸領域１ｂは、入射面に近い側ではその幅（副走査方向の寸法）を狭くし、入射面から遠くなるに従ってその幅（副走査方向の寸法）を徐々に広げている。凸領域１ｂの高さは、塗料をスクリーン印刷した際に、塗料が凸領域１ｂの表面にのみ印刷され、凸領域１ｂを形成していない領域には塗料が付着しない程度に設定している。これにより、印刷工程では塗料を凸領域１ｂの上にのせるため、凸領域１ｂから液だれを起こさない範囲ではにじみによる幅方向（副走査方向）への広がりを防ぐことができ、塗料印刷の精度を改善できる。
【００２０】散乱パターン２は、入射面に近い側ではその領域（塗料の印刷領域）を小さくし、入射面から遠くなるに従ってその領域（塗料の印刷領域）を大きくしている。これにより、主走査方向の全長に亘って出射面から出射される光の強度の均一化を図っている。凸領域１ｂは主走査方向に亘って連続して形成しているので、この凸領域１ｂ上の任意の位置に散乱パターン２を形成することができる。例えば、光強度分布の均一性を改善するために散乱パターン２の形状（各パターンの位置や形状（面積））を変更する必要が生じた場合でも、スクリーン印刷の版を変更することで対応できる。
【００２１】図２に示すように第２実施形態に係る導光体１１は、光散乱パターン１２を形成する領域に対応して凸領域１１ｂをそれぞれ形成したものである。凸領域１１ｂは、光散乱パターン１２を形成する領域にのみ設けられているので、幅方向（副走査方向）だけでなく主走査方向（長手方向）に対しても印刷による塗料のにじみを防ぐことができる。これにより、塗料印刷の精度をより向上させることができる。また、スクリーン版を用いずに、ローラー転写等によって塗料を凸領域１１ｂに塗布することで、光散乱パターン１２を所定の位置に精度良く形成できる。
【００２２】なお、第１実施形態または第２実施形態において、凸領域１ｂ，１１ｂの表面を荒面としてもよい。凸領域１ｂ，１１ｂの表面を荒面とすることで塗料との接触面積が増え、塗料ののりが良くなる。この荒面は導光体１，１１の射出成形の際に同時に形成する。なお、凸領域１ｂ，１１ｂの表面にレーザ光を照射することで荒面を形成してもよい。さらに、凸領域１ｂ，１１ｂの表面に荒面を形成し、この荒面を光散乱パターンとしてもよい。この場合、塗料の印刷は不要となる。
【００２３】図３は本発明に係る照明装置の分解斜視図、図４は本発明に係る照明装置の光照射動作を示す説明図である。
【００２４】図３に示すように本発明に係る照明装置５０は、第１実施形態または第２実施形態の導光体１，１１を白色のケース５２内に出射面１ａ，１１ａが露出するように装填し、また白色のケース５２の一端にＬＥＤ等からなる発光手段を備えた発光源基板５３を取り付けてなる。導光体１，１１の裏面には、図１および図２に示した凸領域１ｂ，１１ｂならびに光散乱パターン２，１２が設けられている。
【００２５】図４に示すように、入射面より取り込まれた光は導光体内で全反射されながら主走査方向（長手方向）へ伝搬していく。そして、導光体裏面の凸領域に形成した散乱パターンに到達した光は、光散乱パターンによって散乱反射されその一部が出射面から出射される。導光体外周部を覆うケースは、散乱された光が外部に飛散するのを防止し、ケース表面の反射によって導光体内部に光を戻す。これにより出射面からの光量を増加させることができる。
【００２６】
【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、導光体と一体的に形成した凸領域に光散乱パターンを形成したので、光散乱パターンの寸法精度ならびに位置精度を向上させることができる。凸領域の表面に塗料を印刷するので、にじみによる印刷領域の広がりを防止できる。これにより、出射光の光強度分布の均一性を確保することができる。なお、凸領域の表面を荒面としこの荒面を光散乱パターンとすることで、印刷工程を不要にできる。よって、光強度分布が均一な導光体ならびにその導光体を組込んだ照明装置を歩留り良く量産することができる。

【出願人】	【識別番号】０００００４００８【氏名又は名称】日本板硝子株式会社
【出願日】	平成１２年３月１６日（２０００．３．１６）
【代理人】	【識別番号】１０００８５２５７【弁理士】【氏名又は名称】小山有
【公開番号】	特開２００１－２６６６２５（Ｐ２００１－２６６６２５Ａ）
【公開日】	平成１３年９月２８日（２００１．９．２８）
【出願番号】	特願２０００－７３３２０（Ｐ２０００－７３３２０）