JPH08321918A

JPH08321918A - 導光体、該導光体を有する照明装置及び該照明装置を有する情報処理装置

Info

Publication number: JPH08321918A
Application number: JP8055881A
Authority: JP
Inventors: Makoto Ogura; 誠小倉
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-03-22
Filing date: 1996-03-13
Publication date: 1996-12-03
Also published as: KR100228637B1; US6932499B2; US6015200A; US20020080621A1

Abstract

(57)【要約】【課題】照明装置をより小型且つより均一な照明を高
照度で行なうことが困難。【解決手段】柱状透光性部材２の側面の一部に光入射
面３を有するとともに、この光入射面３に対向する側
に、入射された光束を該柱状透光性部材２の長手方向に
反射及び／又は拡散させるための領域６を有し、この領
域６及び前記光入射面３が配される側面以外の側面の少
なくとも一部を、前記反射及び／又は拡散された光束の
少なくとも一部を射出する為の射出面とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は導光体、該導光体を
有する照明装置及び該照明装置を有する情報処理装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ファクシミリ装置や電子複写機或
いはその他の情報処理装置の読取装置の照明装置として
は蛍光管等の放電管やＬＥＤチップを多数アレイ状に並
べたＬＥＤアレイが用いられている。特に近年では、フ
ァクシミリ装置などは家庭内での使用にともないより小
型で低価格な製品が要求されていることからＬＥＤアレ
イを利用したものが多くなっている。

【０００３】図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）を用いて、
このようなＬＥＤアレイを用いた照明装置の一例を説明
する。図１６（Ａ）において、４１はＬＥＤアレイ、４
２は原稿面のような被照明面、４３はＬＥＤチップであ
る。図１６（Ａ）にはＬＥＤアレイを用いた照明装置の
概略的構成が照明される被照明面（原稿）とともに示さ
れており、図１６（Ｂ）には図１６（Ａ）に示される照
明装置で原稿を照明した場合の原稿面の照度分布の一例
が示されている。

【０００４】原稿面の照度の分布は、使用するＬＥＤチ
ップ４３の個数に依存し、コスト低減のためにＬＥＤチ
ップ４３の数を減らして密度を粗にして配列すると、Ｌ
ＥＤチップ４３の配列間隔が大きくなるため図１６
（Ｂ）の様に被照明面上での照度分布にムラが生じ均一
な照明ができなくなるばかりか、時には充分な光量で照
明されない部分が生じる。極端な不均一照明では正確な
原稿の読取りは難しくなり、ＬＥＤチップの数の削減に
よるコスト低減には限界があった。

【０００５】一方、光源から発せられた光束を線状に展
開して用いる線状照明装置として、図１７（Ａ）及び図
１７（Ｂ）に示される様な形態のものが考えられる。模
式的側面図を示す図１７（Ａ）及び模式的断面図を示す
図１７（Ｂ）において、１はハロゲンランプやタングス
テンランプ、ＬＥＤチップ等の光源、２は断面が円形で
ある例えば石英ロッド等の透光性部材、３は光源１から
発せられた光束が透光性部材２に入射する面、４は透光
性部材２を伝播する光束を反射・散乱などをさせて透光
性部材２の外側に取り出すための領域である。この領域
４は、透光性部材２の一部の表面を粗面化したり、透光
性部材２の一部に光拡散反射性の塗料を塗布する等の手
段により形成される。

【０００６】５は透光性部材２の光源１側と反対側の終
端部に設けられた反射面である。この反射面５は透光性
部材２自身の終端部の表面にアルミ等の金属を蒸着した
り或いは光拡散反射性の塗料を塗布して設ける場合もあ
るし、また別部材として設ける場合もある。また透光性
部材２の断面形状は円形以外にも正方形や矩形としたも
のも知られている。図１７（Ｃ）は、その照度分布を示
したものである。

【０００７】図１７（Ａ）に示すように、光源１より発
せられ、透光性部材２の入射面３より透光性部材２内に
入射された光束Ｌは、透光性部材２の内面で反射を繰り
返してその内部を伝播し、入射面３の反対側の面まで到
達しそこでまた反射されて透光性部材２の内部を伝播す
る。そして反射を繰り返すうちに上記領域４に光が入射
されると光束はそこで拡散されその一部の光Ｌ₁が該領
域４と対向する側を射出面として外部に光が射出され
る。拡散した光束の他の一部Ｌ₂はこの射出面に斜めに
入射するために全反射して透光性部材内を伝播する。そ
して、伝播を繰り返し、最終的に入射面３に到達した光
は入射面３から外部に射出される。

【０００８】タングステンランプ等の電球を光源１とし
て用いる場合は、入射面３から外部に射出されるような
ロスがあっても多くの電力を投入することで発光量を多
くすることができるため、それなりに高い照度を得るこ
とができる。

【０００９】しかしながら、電球の使用は高い照度のひ
きかえに大きな消費電力を必要とすること、発熱量が大
きく装置を小型化できないこと等の問題があるに加え
て、電球の寿命は蛍光管に較べてもかなり短く、光量低
下や断線等に応じた変換の必要が生じるため、ＬＥＤの
ようにメンテナンスフリーというわけにも行かないとい
う問題点もある。

【００１０】従って、ファクシミリのような情報処理装
置の読取光源としての照明装置は、光源をＬＥＤ光源と
し、そのＬＥＤ光源からの光束を線状に射出するように
することが望まれる。

【００１１】その一方、光源１をＬＥＤ光源とした場
合、前記電球を光源とした場合に比較して発光量が小さ
いため、照度が低くなってしまう。

【００１２】例えば、図１７（Ａ）の構成では、図１７
（Ｃ）の様に入射面３と対向する端面側の照度が低下
し、光源１側の照度が高く他の部分が低いといった極め
て不均一な照明状態となってしまう。

【００１３】この問題を解決するための方法としては、
模式的側面図である図１８（Ａ）に示される様に、透光
性部材２の両端に光源１を配置する方法がある。両端よ
り入射した光束によって、照度分布が相殺されるため被
照明面での照度分布は図１８（Ｃ）となり、図１７
（Ｂ）に比較して均一化してゆく。尚、この場合、模式
的断面図は図１８（Ｂ）のようになり、これは図１７
（Ｂ）の場合と変わらない。

【００１４】しかしながら、図１８（Ａ）及び図１８
（Ｂ）に示される様な構成においても、以下の問題が生
じる場合がある。

【００１５】導光体の長手方向に光源を配置するた
め、透光性部材の有効照明長に対して、光源装置全体の
長さが長くなり大型化する。

【００１６】両端の光源がもつ発光量に差がある場
合は、照度分布に傾きを持ってしまう。そのために、左
右の発光量調整をしようとすると、コストがかかってし
まう。

【００１７】透光性部材の長手方向の伸縮の影響を
受けやすいため、構造上、光源の保持方法で、これを吸
収しなければならない。そのため、放熱等の対応が難し
い。

【００１８】光源への電源の供給が左右に分かれて
いるため、リード線等の配線が、コストアップとなって
しまう。

【００１９】照度を全体的にあげるためには、例え
ば光源側のＬＥＤチップ数を増す必要がある。これに伴
ない、透光性部材の光入射面を、大きくしなければいけ
ないため、照明装置の大型化、ひいては、情報処理装置
の大型化につながってしまう。

【００２０】更に光源の発光波長を切り換えて、その各
波長での原稿の反射光を読みとるカラー読み取りにおい
て、その発光波長を切り換えるための信号線が増加する
ため、上記〜の問題の解決がなお一層、重要となっ
てくる。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の照明装置はどの構成においても、種々の問題点を有し
ていた。

【００２２】本発明は、従来のＬＥＤチップをライン状
に配した照明手段及び該照明手段を有する情報処理装置
が有していたＬＥＤチップの使用個数が多いためコスト
的には充分な低価格化を達成することが難しく、またＬ
ＥＤを使用するとはいえどもより一層の低消費電力を達
成するには限界があるという問題点や、ＬＥＤアレイの
ＬＥＤの個数を減らした結果、ＬＥＤチップに対応した
部分の原稿面の照度は高いがＬＥＤチップ間の原稿面の
照度が低いという極めて不均一な照明状態となったり、
ＬＥＤチップを透光性部材の端面に配した場合に原稿面
の照度が不均一となったり、更には照度分布むらの補正
のための回路を必要とし、よりコスト高になるという問
題も生じるという問題点を解決することを目的とする。

【００２３】また、本発明は電球を使用した照明手段及
び該照明手段を有する情報処理装置が有していた大きな
消費電力を必要とすること、発熱量が大きく装置を小型
化できないこと等の問題やメンテナンスフリー化ができ
ないという問題点を解決することを目的とする。

【００２４】更に本発明は、照度の均一性が高く、低消
費電力で小型化が容易な照明装置及び該照明装置に使用
される導光体及び前記照明装置を有する情報処理装置を
提供することを目的とする。

【００２５】更に本発明は、光源の発光波長を切り換え
てなるカラー読取りの情報処理装置への適用において、
照度の均一性が高く、低消費電力で、小型化が容易で、
低価格化が可能な照明装置及び該照明装置に使用される
導光体及び前記照明装置を有する情報処理装置を提供す
ることを目的とする。

【００２６】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、柱状透
光性部材の側面の一部に光入射面を有するとともに、こ
の光入射面に対向する側に、入射された光束を該柱状透
光性部材の長手方向に反射及び／又は拡散させるための
領域を有し、この領域及び前記光入射面が配される側面
以外の側面の少なくとも一部を、前記反射及び／又は拡
散された光束の少なくとも一部を射出する為の射出面と
した導光体、該導光体を有する照明装置及び該照明装置
を有する情報処理装置を提供することである。

【００２７】又、本発明の目的は、透光性部材の長手方
向の一側面である第１の側の少なくとも一部に設けられ
た光入射部、該光入射部に対向する第２の側に設けら
れ、透光性部材内に入射した光を透光性部材内であって
少なくとも前記光入射部外に主たる反射又は拡散する領
域、前記第１及び第２の側とは異なる第３の側に設けら
れた光反射又は拡散する領域、該第３の側に対向し、透
光性部材の外へ光を射出する第４の側を有する導光体を
提供することである。

【００２８】加えて本発明の目的は、透光性部材の長手
方向の一側面である第１の側の少なくとも一部に設けら
れた光入射部、該光入射部に対向する第２の側に設けら
れ、透光性部材内に入射した光を透光性部材内であって
少なくとも前記光入射部外に主たる反射又は拡散する領
域、前記第１及び第２の側とは異なる第３の側に設けら
れた光反射又は拡散する領域、該第３の側に対向し、透
光性部材の外へ光を射出する第４の側を有する導光体と
前記光入射部に対応して設けられた光源とを有する照明
装置を提供することである。

【００２９】更に本発明は、読み取られる画像に対向し
て配された光電変換素子の複数を有する光電変換装置，
該原稿シートを照明するための照明装置であって、透光
性部材の長手方向の一側面である第１の側の少なくとも
一部に設けられた光入射部、該光入射部に対向する第２
の側に設けられ、透光性部材内に入射した光を透光性部
材内であって少なくとも前記光入射部外に主たる反射又
は拡散する領域、前記第１及び第２の側とは異なる第３
の側に設けられた光反射又は拡散する領域、該第３の側
に対向し、透光性部材の外へ光を射出する第４の側を有
する導光体と前記光入射部に対応して設けられた光源と
を有する照明装置，画像情報に対応して電気的信号によ
って書類上に画像を記録するための出力部，前記光電
変換デバイス、前記光源、そして前記出力部を制御する
ためのコントローラー，を有する情報処理装置を提供す
ることである。

【００３０】

【発明の実施の形態】上記目的を達成するために本発明
者が鋭意検討を重ねた結果、導光体の形状と光源の配置
を工夫することで上記目的が達成可能であることを見出
すに至った。

【００３１】具体的には導光体の形状を長手方向に垂直
に交わる面で切断した場合の断面形状を同一な形状とせ
ず、光入射領域と該光入射領域から入射された光を導光
体中へ反射または拡散させる領域を導光体の端部以外の
部分に設けることで上記目的を達成することができるこ
とを見出し、これに基づいて更に検討を重ねた結果完成
に至ったものである。

【００３２】以下、本発明の好適な実施形態について図
面を用いて詳細に説明する。

【００３３】（第１の実施形態）図１（Ａ）〜図１
（Ｃ）は、本発明の好適な一つの実施形態の照明装置を
示したものである。図１（Ａ）は光束の射出面側からみ
た模式的平面図、図１（Ｂ）は導光体の長手方向端面側
からの模式的側面図、図１（Ｃ）は光束の入射面側から
みた模式的側面図、図１（Ｄ）は照度分布の一例を示し
た図である。図１（Ａ）〜図１（Ｃ）において、透光性
部材２の側面の一部に設けられた、光源１より発せられ
た光束を入射する入射面３と、これに対向する側に設け
られた、その光束を透光性部材２の長手方向に反射及び
／または拡散するための領域６を有する。図１（Ａ）で
は、くぼんだクサビ形状をしているが、反射及び／また
は拡散の機能を持たせる手段であれば、他の形状や、反
射膜等を印刷、塗布、蒸着にて設けても良いし、表面を
粗面化したりしてもかまわない。また、この角度は光入
射部に対して対称な角度を有しているが、これは光入射
部の位置などに応じて適宜変化させることができる。ま
た形状もくさび状以外に曲面を有していてもよい。

【００３４】透光性部材２の両端には、部材２内を伝播
してきた光束を反射させるため反射面５を設けている。

【００３５】この反射面５や反射及び／または散乱する
領域６は透光性部材２の端面あるいは所望部分にアルミ
ニウム、銀、金、銅などの高反射率の金属を蒸着した
り、貼付して形成される。あるいは、酸化バリウム、硫
酸バリウム、チタン酸バリウム、酸化チタン、鉛白（２
ＰｂＣＯ₃Ｐｂ（ＯＨ）₂）、酸化亜鉛、炭酸カルシウ
ムのような白色顔料を含む塗料やその他の色の顔料や金
属粉などの粒子を含む塗料を光拡散反射性の塗料として
端面あるいは所望部分に塗布して良い。また、これら塗
料を塗布した部材を端面あるいは所望部分に貼付して良
い。尚、上記高反射率の金属はコストの低減とカラー化
特性の容易性からアルミニウムを使用することが好まし
い。

【００３６】透光性部材２内に入射される光量が充分の
場合、あるいは、透光性部材２から被照射面側に射出さ
れる光量によっては、反射面５は必ずしも必要でなく、
あるいは、単に透光性部材２の端面を粗面化して光拡散
反射性を与えても良い。

【００３７】更に、図１（Ｂ）及び図１（Ｃ）に示すよ
うに、被照明面４２側にある光束の射出面と対向する側
に、透光性部材２を伝播する光束を反射、散乱などをさ
せて、透光性部材２の外側に取り出すための領域４があ
る。

【００３８】この領域４を設けることによって、領域４
に入射した光束は透光性部材２内に効果的に光を伝播す
ることができるとともに、より効果的に、効率良く射出
面に透光性部材２内の光を導びくことができる。

【００３９】この領域４は透光性部材２の一部に、その
表面を粗面化したり前述したように光拡散反射性の塗料
を塗布する等の手段により形成することができる。

【００４０】光束は、光源１より、入射面３より透光性
部材２に入射する。入射した光束は領域６にて、長手方
向の端面側に反射、散乱により、伝播される。更に透光
性部材２の内面で反射を繰り返してその内部を伝播し、
両端面に設けられた反射面５で反射されて、そこでまた
透光性部材２の内部を伝播してゆく。

【００４１】そして反射を繰り返す内に上記領域４に光
が入射されると光束はそこで拡散され、その一部の光
が、該領域４と対向する側を射出面として外部に光が取
出される。図１（Ｄ）はその照度分布の一例を示したも
のである。

【００４２】本実施形態によれば、有効照明長に対して、それを決定するのは実質的に
透光性部材２のみであるため、光源装置として全体長が
短かくなる。

【００４３】光源１が、１ケ所に集中しているため
左右の分布に、バラツキを持ちにくく、従来の問題点で
あった、照度分布の傾きは、大きく改善される。

【００４４】透光性部材２の伸縮を受けにくい巾方
向に光源１を配置できるため、光源１の保持、放熱対策
が容易となる。

【００４５】光源１が、１ケ所に集中するため、配
線が簡易化し軽量化にも貢献する。

【００４６】照度を全体的に上げるには、光源１と
入射面３を大きくすることにより対応できるため、長
さ、巾方向のサイズは従来に比較して、小型で高照度を
得やすい。

【００４７】複数の発光波長の光源を用いるカラー
読み取り用の照明装置において、各光源を集中して、配
置できるため、そのレイアウト、駆動回路等が従来に比
較して、容易となり、かつ低コスト、小型化が可能とな
る。

【００４８】部品点数が減り、作製工程上も簡略化
できる。

【００４９】（第２の実施形態）図２（Ａ）〜図２
（Ｄ）は本発明の好適な別の実施形態の照明装置を説明
する図である。図２（Ａ）は、本発明の照明装置を、光
束の射出面側からみた模式的平面図であり、図２（Ｂ）
は模式的側面図、図２（Ｃ）は光束の入射面側からみた
模式的平面図であり、図２（Ｄ）は、その照度分布の一
例を示した図である。

【００５０】基本的な構成は図１で示した第１の実施形
態のものと同じであり、同一構成部材は、同一番号で示
している。

【００５１】本実施形態の特徴は、図１（Ａ）に示すよ
うに、光入射面３から各端面方向にかけて、透光性部材
２の断面積が減小する様な形となっていることである。

【００５２】これは、入射面３から入射し、領域６によ
って反射または、散乱し透光性部材２の内部を伝播する
光束の一部が、透光性部材２の端部に達する前に領域４
に入射される光束の確率が断面積の大きさに反比例して
増加するためである。これにより、図１（Ｄ）に示す第
１の実施形態と比較して光源１から離れるに連れて照度
を向上させることができる。

【００５３】もちろん、この断面積の変化量は、透光性
部材２の長さや領域４の幅、透光性部材２の厚さ、断面
積、光源１の大きさ、配置等を考慮して決めるのが望ま
しい。

【００５４】また、前記断面積の変化は、透光性部材２
の直線的な面の変化でも、曲線的な面の変化でも構わな
い。

【００５５】尚これまで述べてきた第１及び第２実施形
態の透光性部材２の材質としては、ガラス、石英、アク
リル、ポリカーボネイト等の透光性を有する材料なら、
何でも良いが、コスト、軽量性、加工性を考えると、ア
クリル又はポリカーボネイト等のプラスチック材料が好
適である。

【００５６】また、領域４に対向する射出面は、第１及
び第２の実施形態では、平面として示したが、凸レンズ
形状を有して、射出光束に指向性を持たせても良い。

【００５７】この一例を第３の実施形態として示す。

【００５８】（第３の実施形態）図３（Ａ）及び図３
（Ｂ）は本発明の照明装置の透光性部材の他の構成例を
示す図である。

【００５９】図３（Ａ）は模式的断面図であり、図３
（Ｂ）は模式的斜視図である。本実施形態では、中央か
ら両端にかけて断面積が減少していく形態である。射出
面側は集光可能なように凸レンズ形状２２を持った形状
である。

【００６０】このように射出面側に光束集光手段（収束
手段）としての凸レンズ形状を形成することで照射光に
指向性を持たせることができ、より照射光量を向上させ
ることができる。

【００６１】透光性部材の形状は、第１の実施形態では
四角柱、第２の実施形態では端面に向かって断面積が小
さくなる四角柱、第３の実施形態は変形角柱にレンズ付
としたが、この他に、円柱、五角柱以上の多角柱、及び
端面に向かって断面積が小さくなる円柱、五角柱以上の
多角柱、その他、これらの組合わせからなる形状、例え
ば四角柱に凸レンズがついた形状等が可能である。

【００６２】尚、凸レンズは透光性部材と一体構成の例
を示したが、凸レンズに相当する部材を透光性部材と別
部材として貼付または近接配置しても良い。しかしなが
ら一体構成は部品点数の減少並びに作製工数の減少とい
う点から望ましい。

【００６３】（第４の実施形態）図４に複数の発光波長
の光源を用いるカラー読み取り用の照明装置の光源の構
成例を示す。

【００６４】図４はカラー読み取り用の光源１に関する
模式的平面図である。配線１１が設けられた基板１０上
に、発光波長の異なる赤ＬＥＤ１２、緑ＬＥＤ１３、青
ＬＥＤ１４を配置し、それぞれのＬＥＤに対応して制限
抵抗Ｒｒ，Ｒｇ，Ｒｂ及び点灯を選択するためのスイッ
チＳＷｒ，ＳＷｇ，ＳＷｂが接続されている。

【００６５】カラー画像読取時は、ＳＷｒ，ＳＷｇ，Ｓ
Ｗｂをそれぞれ駆動することにより、赤ＬＥＤ１２、緑
ＬＥＤ１３、青ＬＥＤ１４を順次点灯させ、その時のセ
ンサ出力を処理することにより読み取りが行える。尚、
この場合、各色のＬＥＤの数、レイアウトには特に制約
はない。もちろん、ＬＥＤの発光は必要に応じて１色〜
複数色とすることができる。つまり同一の発光波長とし
てよい。また配線は図のようにグループ化しても良い
が、必要に応じて適宜個別に点灯可能にしてもよい。

【００６６】この光源は上述の他の実施形態の光源１と
して使用することができる。

【００６７】（第５の実施形態）図５は、本発明の情報
処理装置の一部を示す模式的断面図である。図５におい
ては、図１、図２と同一構成部材には同一番号を記して
おり、本実施形態は本発明の照明装置を、情報処理装置
として光学的画像読取り装置に応用した例である。

【００６８】透光性センサ基板７はアモルファスシリコ
ンや多結晶シリコン等の薄膜半導体層を利用して、形成
された光電変換素子が複数個一次元状に配列されてい
る。

【００６９】透光性センサ基板７上には不図示の保護層
が設けられており、不図示の光電変換素子を原稿との相
対移動による破損等から保護している。

【００７０】光源１より発せられた光束は、透光性部材
２の内部を反射して伝播してゆき、その一部が領域４で
反射、散乱し透光性部材２の外部へ出てゆく。

【００７１】その光は、透光性センサ基板７の不図示の
照明用窓を通って、原稿１００を照明する。その照明し
た光の反射光の内、再び透光性センサ基板７に戻ってき
た光を、不図示の光電変換素子が、電気信号に変える。

【００７２】本実施形態の光学的画像読取り装置によれ
ば、従来なしえなかった安価で、分布が均一であり、小
型な照明装置を持った情報処理装置を構成できる。

【００７３】尚、本発明において領域４は反射面または
拡散面を形成された鋸歯形状としてもよい。鋸歯形状に
した一例を図６に示す。

【００７４】更に、光源１の位置は、透光性部材２の長
手中央でなくとも、片側に寄っても良い。必要とされる
照度分布であれば、その位置の制約はない。

【００７５】（第６の実施形態）図７は本発明の照明装
置を利用した読取装置としての光電変換装置の一例を説
明するための模式的斜視図である。図において、１０１
４はセンサー基板、１０１５は保護ガラス、１０１６は
光電変換装置の筐体である。センサー基板１０１４には
アモルファスシリコンや多結晶シリコン等の薄膜半導体
層を利用して形成された光電変換素子が複数、１次元状
（あるいは複数列状）に配列されている。保護ガラス１
０１５は不図示の光電変換素子の複数上に設けられてお
り、原稿との相対移動による破損から光電変換素子を保
護している。筐体１０１６には照明装置及びシリンドリ
カルレンズ１００９と嵌合する空間が形成されており、
一方の端部側より照明装置及びシリンドリカルレンズ１
００９を挿入することによって所定位置にセットされ
る。ＬＥＤ光源１は透光性部材２の突出部（不図示）に
配され、透光性部材は取り付け手段である螺子１６２を
用いて筐体に設けられた螺子穴１６１を螺合される。

【００７６】なお、透光性部材２には筐体１０１６と嵌
合する取り付け部１０３７が形成されている。もちろん
取り付け部１０３７は必ずしも設ける必要はないし、こ
こに図示される形状に限定されるものでもない。もちろ
ん、透光性部材２に設ける取り付け部１０３７は上述の
実施形態１〜３で示した透光性部材２に夫々設けても良
いものである。

【００７７】（第７の実施形態）次に、本発明の照明装
置を情報処理装置に適用した例を図面を用いて説明す
る。

【００７８】図８は、本発明に係る光電変換装置を用い
て構成した情報処理装置（例えばファクシミリ）の一例
を示す。

【００７９】ここで、１０２は原稿１１１７を読み取り
位置に向けて給送するための給送ローラー、１０４は原
稿Ｐを一枚ずつ確実に分離給送するための分離片であ
る。１１１８は光電変換装置１００の読み取り位置に設
けられて原稿１１１７の被読み取り面を規制するととも
に原稿１１１７を搬送する搬送ローラーである。

【００８０】Ｗは図示の例ではロール紙形態をした記録
媒体であり、光電変換装置１００により読み取られた画
像情報あるいはファクシミリ装置等の場合には外部から
送信された画像情報が形成される。１１０は当該画像形
成をおこなうための記録ヘッドであり、サーマルヘッ
ド、インクジェット記録ヘッド等種々のものを用いるこ
とができる。また、この記録ヘッドは、シリアルタイプ
のものでも、ラインタイプのものでもよい、１１２は記
録ヘッド１１０による記録位置に対して記録媒体Ｗを搬
送するとともにその被記録面を規制するプラテンローラ
である。

【００８１】１２０は、操作入力を受容するスイッチや
メッセージその他、装置の状態を報知するための表示部
等を配したオペレーションパネルである。

【００８２】１３０は、システムコントロール基板であ
り、各部の制御を行なう制御部や、光電変換素子の駆動
回路、画像情報の処理部、送受信部等が設けられる。１
４０は、装置の電源である。

【００８３】図８に示される情報処理装置の光電変換装
置部分の模式的拡大図を図９及び図１０に示す。図９は
完全密着型のセンサーを用いた例である。図１０は集光
可能な結像光学系１１１９を用いた例であり、照明手段
から射出された光束は原稿１１１７を照射し、原稿情報
に応じて反射された光を結像光学系１１１９を通じて光
電変換素子１１２０に結像する。

【００８４】また、図１１に示されるように結像光学系
１１２５を原稿側に設け、センサー基板１１２１上に形
成された薄膜半導体を利用した光電変換素子１１２２に
保護層（保護ガラス）１１２３を通じて結像させ読み取
るタイプとしても良いものである。

【００８５】いずれの場合においても、照射される原稿
面は極めて均一な照度分布で照射され極めて優れた読取
を行なうことができた。

【００８６】また、実施形態１〜３で説明した他の照明
装置を用いた場合も従来の照明装置を用いた場合に較べ
て極めて優れた読取を行なうことができた。

【００８７】なお、本発明の照明装置においては、充分
な光量を得ることができることからカラー読取にも適し
たものになる。また、照射光の色温度や色味を変えるた
めにＬＥＤ光源と透光性部材２との間にフイルターを介
しても良く、透光性部材そのものを染色しても良い。透
光性部材を染色する場合は、入射端面を染色することが
好ましいが、表面のみの染色で良いのであれば透光性部
材から射出される射出面のみを染色するのが望ましい。
これは、透光性部材全体を染色或いは色つけすると、内
部反射による光束の減衰量が大きくなり中央（或いはＬ
ＥＤ光源から離れたところ）での光量の低下が生じてし
まうからである。

【００８８】次に、図８に示される情報処理装置等に適
用することのできる出力方法としては上記したようにサ
ーマルヘッドを用いた熱転写記録方法や感熱記録方法、
或いはインクジェット記録ヘッドを用いたインクジェッ
ト記録方法がある。

【００８９】このような方式の記録ヘッドを出力手段と
して情報処理装置の出力部分に適用した場合の構成例を
以下に説明する。なお、ここでは出力部分のみの説明を
行なう。

【００９０】インクジェット記録方式の中でも、熱エネ
ルギーを利用した方式の記録ヘッドを用いることは本発
明にとってより優れた効果をもたらすものである。これ
はヘッド自体が小型化可能なため、照明装置の小型化の
効果を情報処理装置全体として享受することができるた
めである。

【００９１】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第４７２３１２９号明細書、同第４７４０
７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行なうものが好ましい。この方式は所謂オンデマンド
型、コンテイニユス型のいずれにも適用可能であるが、
特に、オンデマンド型の場合は装置全体の小型化が図れ
るために好適である。

【００９２】この方式を簡単に説明すると、液体（イン
ク）が保持されているシートや液路に対応して配置され
る電気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越
える急速な温度上昇を与える少なくとも一つの駆動信号
を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギー
を発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰させて、
結果的にこの記録信号に一体一対応し液体内に気泡を形
成する。この気泡の成長、収縮により吐出用開口を介し
て液体を吐出させて少なくとも一つの適を形成する。こ
の駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成
長収縮が行なわれるので、特に応答性に優れた液体の吐
出が達成でき、より好ましい。

【００９３】このパルス形状の駆動信号としては、米国
特許第４４６３３５９号明細書、同第４３４５２６２号
明細書に記載されているようなものが好ましい。なお、
上記熱作用面の温度上昇率に関する発明が記載されてい
る米国特許第４３１３１２４号明細書に記載されている
条件を採用すると、より優れた記録を行なうことができ
る。

【００９４】記録ヘッドの構成としては、上記の各明細
書に記載されているような、吐出口、液路、電気熱変換
体の組み合わせ構成（直線状液路または曲折部を有する
液路を含む）の他に熱作用面が屈曲する領域に配置され
ている構成を開示する米国特許第４５５８３３３号明細
書、同第４４５９６００号明細書を用いた構成も適用で
きるものである。

【００９５】加えて、複数の電気熱変換体に対して、共
通するスリットを液体の吐出部とする構成を開示する特
開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギーの圧力波
を吸収する開口を吐出部に対応させる構成が開示される
特開昭５９−１３８４６１号公報に基づいた構成を適用
することも有効である。

【００９６】更に、記録装置が記録できる最大記録媒体
の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録ヘ
ッドを用いても良く、この場合は上記した各明細書に記
載されているような複数の記録ヘッドの組み合わせによ
ってその長さを満たす構成としても良いし一体的に形成
された一つの記録ヘッドとして構成しても良い。

【００９７】加えて、装置本体に装着されることで、装
置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給
が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、或
いは記録ヘッド自体に電気的な接続やインクタンクが一
体的に設けられたカートリッジタイプの記録ヘッドを用
いることも好ましい。

【００９８】また、本発明の情報処理装置の構成として
設けられる記録ヘッドに対しての回復手段、予備的な補
助手段等を付加することはより一層のメンテナンスフリ
ーかを図ることができるためにより好ましいものであ
る。

【００９９】これらを具体的にあげれば、記録ヘッドに
対しての、キャッピング手段、クリーニング手段、加圧
或いは吸引手段、記録ヘッドを加温するための電気熱変
換体のような加温手段、記録とは別の吐出を行なう予備
吐出モードを有することも安定した記録を行なうために
有効である。

【０１００】更に、記録モードとしては黒色等の主流色
のみの記録モードだけでなく、記録ヘッドを一体的に構
成するか複数個の組み合わせによってでも良いが、異な
る色の複色カラーまたはフルカラーを可能にしても良
い。

【０１０１】以上の説明においては、液体（インク）の
例で説明しているが、インクは室温で固体状であるイン
クであっても、室温で軟化状態となるインクであっても
用いることができる。上述のインクジェット方式ではイ
ンク自体を３０℃〜７０℃の範囲で温度調整を行なって
インクの粘度を安定吐出範囲にあるように温度制御する
ものが一般的であるから、使用記録信号付与時にインク
が液体状をなすものであれば良い。加えて、積極的に熱
エネルギーによる昇温でインクを固体状態から液体状態
として使用するのであっても良い。

【０１０２】次にこのような熱エネルギーを利用して液
体を吐出して記録を行なう方式に利用されるインクジェ
ット記録ヘッドについて簡単に説明する。

【０１０３】図１２はこのようなインクジェット記録ヘ
ッドの一例を説明するための概略構成図であり、エッチ
ング・蒸着・スパッタリング等の半導体製造プロセス工
程を経て、基板１５０２上に成膜形成された電気熱変換
体１５０３、電極１５０４、液路１５０５、天板１５０
６から構成されているインクジェット記録ヘッドが示さ
れている。記録用の液体１５１２は図示していない液体
貯蔵室から液体供給管１５０７を通して記録ヘッド１５
０１の共通液室１５０８に供給される。図中１５０９は
液体供給管用コネクタである。

【０１０４】共通液室１５０８内に供給された液体１５
１２は所謂毛管現象により液路１５１０内に供給され、
液路先端の吐出口（オリフィス）面でメニスカスを形成
することにより安定に保持される。ここで電気熱変換体
１５０３に通電することにより、電気熱変換体面上の液
体が急峻に加熱され、液路中に気泡が生起され、その気
泡の膨張・収縮により吐出口１５１１から液体を吐出し
液滴が形成される。

【０１０５】上記したような構成により吐出口密度１６
ノズル／ｍｍ以上といった高密度の吐出口配列で１２８
個の吐出口或いは２５６個の吐出口という更には、記録
幅内全域に亙って吐出口が配置されたフルラインタイプ
のインクジェットヘッドが形成できる。

【０１０６】図１３はインクジェット記録方式を用いた
出力部の外部構成の概略を示した斜視図である。

【０１０７】図において、１８０１は所定の記録信号に
基づいてインクを吐出し、所望の画像を記録するインク
ジェット記録ヘッド（以下記録ヘッドという）、１８０
２は前記記録ヘッド１８０１を記録方向（主走査方向）
に走査移動するためのキャリッジである。前記キャリッ
ジ１８０２は、ガイド軸１８０３、１８０４によってし
ゅう動可能に支持されており、タイミングベルト１８０
８に連動して主走査方向に往復運動する。プーリー１８
０６、１８０７に係合している前記タイミングベルト１
８０８は、プーリー１８０７を介してキャリッジモータ
ー１８０５によって駆動される。

【０１０８】記録紙１８０９はペーパーパン１８１０に
よってガイドされ、ピンチローラで圧接されている不図
示の紙送りローラによって搬送される。

【０１０９】この搬送は、紙送りモータ１８１６を駆動
源として行なわれる。搬送された記録紙１８０９は、排
紙ローラ１８１３と拍車１８１４によりテンションを加
えられていて、弾性部材で形成される紙押え板１８１２
によってヒータ１８１１に密着させられながら搬送され
る。記録ヘッド１８０１により吐出されたインクが付着
した記録紙１８０９は、ヒータ１８１１によって温めら
れ、付着したインクはその水分が蒸発して記録紙１８０
９に定着する。

【０１１０】１８１５は回復系と呼ばれるユニットで、
記録ヘッド１８０１の吐出口（不図示）に付着した異物
や粘度の高くなったインクを除去することにより、吐出
特性を正規の状態に維持するためのものである。

【０１１１】１８１８ａは回復系ユニット１８１５の一
部を構成するキャップであり、記録ヘッド１８０１の吐
出口をキャピングして目詰りの発生を防止するためのも
のである。キャップ１８１８ａの内部には、インク吸収
体１８１８を配することが望ましい。

【０１１２】また、回復系ユニット１８１５の記録領域
側には、記録ヘッド１８０１の吐出口が形成された面と
当接し吐出口面に付着した異物やインクをクリーニング
するためのブレード１８１７が設けられている。

【０１１３】本発明においては、図１４のブロック図に
示されるように、原稿搬送手段２００７によって読取装
置２０００の読取部に送られた原稿は読取装置２０００
が有する光電変換素子２００１で読み取られ、画像情報
を担った電気信号を画像処理手段（不図示）によって記
録のための電気信号に変換し、ＣＰＵ（中央演算処理回
路）２００２等のコントローラーによりキャリッジモー
ター２００３、記録ヘッド２００４、紙送りモーター２
００５、回復装置２００６等をコントロールして記録を
行なう。

【０１１４】なお、前記画像情報を担った電気信号は、
通信手段２００８を介して別の画像処理装置に送信され
そこで出力されても良いし、別の情報処理装置から通信
手段２００８を介して情報を受信して上記記録ヘッド２
００４によって記録がなされても良い。

【０１１５】次にフルラインタイプの記録ヘッド１９３
２が搭載された場合の出力部分の概略を図１５に示す。

【０１１６】図１５において、１９６５は記録媒体を搬
送するための搬送ベルトであり、この搬送ベルト１９６
５は搬送ローラ１９６４の回転にともなって不図示の記
録媒体を搬送する。記録ヘッド１９３２の下面は記録媒
体の記録領域に対応して吐出口が複数配された吐出口面
１９３１となっている。

【０１１７】この場合においても前記したシリアルタイ
プの場合と同様に記録を行なうことができる。

【０１１８】もちろん上記した出力部分は一例としてあ
げられたものであって多くの変形例が考え得る。

【０１１９】しかしながら、上記したように熱エネルギ
ーを利用して液体を吐出する方式を利用した場合は、よ
り小型化が可能になるばかりでなく、より高精細な記録
を行なえるため、本発明の効果をより一層際立たせるこ
とができ、情報処理装置全体として見ても極めて優れた
ものとすることができる。

【０１２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば小
型で且つ均一な照明を高強度で行ない得る照明装置を提
供することができる。

【０１２１】また、本発明によれば、構成が簡単で且つ
作製工程も簡略化できる照明装置を提供することができ
る。

【０１２２】加えて、本発明によれば安定した画像読取
を行なうことができる光電変換装置及び情報処理装置を
提供することができる。

【０１２３】なお本発明に係わる照明装置は、上記説明
例に限定されるものではなく他のレンズを使用した光学
的画像読取装置にも使用できる。また液晶シャッタアレ
イを用いた記録装置の光源や、複写機やレーザービーム
プリンタ等の感光ドラム用イレーサとしても、好適であ
る。

【０１２４】また、本発明は上記実施形態に限定される
ものではなく、本発明の主旨の範囲で適宜変形、組合せ
可能であるのは云うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明の照明装置の好適な一例を説明
するための模式的平面図で、（Ｂ）、（Ｃ）はその側面
図で、（Ｄ）は照度分布の一例を説明するための図であ
る。

【図２】（Ａ）は本発明の照明装置の好適な一例を説明
するための模式的平面図で、（Ｂ）、（Ｃ）はその側面
図で、（Ｄ）は照度分布の一例を説明するための図であ
る。

【図３】（Ａ）は本発明の照明装置の好適な別の一例を
説明するための模式的断面図で、（Ｂ）は模式的斜視図
である。

【図４】光源の一例を説明するための模式的平面図であ
る。

【図５】情報処理装置の一部を示す模式的断面図であ
る。

【図６】本発明の照明装置の模式的側面図である。

【図７】本発明の照明装置を有する光電変換装置の模式
的斜視図である。

【図８】情報処理装置の一例を示す模式的断面構成図で
ある。

【図９】情報処理装置の読取部近傍の模式的部分拡大図
である。

【図１０】情報処理装置の読取部近傍の模式的部分拡大
図である。

【図１１】情報処理装置の読取部近傍の模式的部分拡大
図である。

【図１２】インクジェット記録ヘッドの一例を説明する
ための概略構成斜視図である。

【図１３】情報処理装置の出力部の一例を説明するため
の概略的斜視図である。

【図１４】情報処理装置の一例を説明するための概略的
ブロック図である。

【図１５】情報処理装置の出力部の一例を説明するため
の概略的斜視図である。

【図１６】（Ａ）は従来の照明装置の構成の一例を説明
するための模式的側面図で、（Ｂ）は（Ａ）に示される
装置で、被照明面を照明した場合の照度分布の一例を説
明するための図である。

【図１７】（Ａ）は従来の照明装置の構成の一例を説明
するための模式的側面図で、（Ｂ）は従来の照明装置の
模式的断面図で、（Ｃ）は（Ａ）に示される装置で、被
照明面を照明した場合の照度分布の一例を説明するため
の図である。

【図１８】（Ａ）は従来の照明装置の構成の一例を説明
するための模式的側面図で、（Ｂ）は従来の照明装置の
模式的断面図で、（Ｃ）は（Ａ）に示される装置で、被
照明面を照明した場合の照度分布の一例を説明するため
の図である。

【符号の説明】

１光源２透光性部材３光入射面４領域５反射面６領域７透光性センサ基板１０基板１１配線１２赤ＬＥＤ１３緑ＬＥＤ１４青ＬＥＤ２２凸レンズ部Ｒｒ，Ｒｇ，Ｒｂ各制限抵抗ＳＷｒ，ＳＷｇ，ＳＷｂ各スイッチ４１ＬＥＤアレイ４３ＬＥＤチップ４２被照明面１００原稿Ｌ光束Ｌ₁ 射出される光束Ｌ₂ 伝播する光束

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】柱状透光性部材の側面の一部に光入射面
を有するとともに、この光入射面に対向する側に、入射
された光束を該柱状透光性部材の長手方向に反射及び／
又は拡散させるための領域を有し、この領域及び前記光
入射面が配される側面以外の側面の少なくとも一部を、
前記反射及び／又は拡散された光束の少なくとも一部を
射出する為の射出面とした導光体。
【請求項２】前記射出面に対向する側に、前記領域に
より反射及び／又は拡散された光束をさらに反射及び／
又は拡散するための第２の領域を有することを特徴とす
る請求項１に記載の導光体。
【請求項３】前記柱状透光性部材の長手方向の各部の
断面積の大きさを、前記光入射面部に比較して、端部に
行くにしたがい小さくしたことを特徴とする請求項１に
記載の導光体。
【請求項４】請求項１、２、３のいずれかの請求項に
記載の導光体と、この導光体の光入射面に光を照射する
光源とを有する照明装置。
【請求項５】前記光源はＬＥＤであることを特徴とす
る請求項４記載の照明装置。
【請求項６】前記光源は発光波長範囲の異なる複数の
発光体であることを特徴とする請求項４記載の照明装
置。
【請求項７】請求項４、５、６のいずれかの請求項に
記載の照明装置で原稿面を照明し、その反射光を光電変
換してなる情報処理装置。
【請求項８】透光性部材の長手方向の一側面である第
１の側の少なくとも一部に設けられた光入射部、該光入
射部に対向する第２の側に設けられ、透光性部材内に入
射した光を透光性部材内であって少なくとも前記光入射
部外に主たる反射又は拡散する領域、前記第１及び第２
の側とは異なる第３の側に設けられた光反射又は拡散す
る領域、該第３の側に対向し、透光性部材の外へ光を射
出する第４の側を有する導光体。
【請求項９】請求項８に記載の導光体において、前記
第２の側の反射又は拡散する領域は前記光入射部に対し
て角度を有する導光体。
【請求項１０】請求項９に記載の導光体において、前
記角度は前記光入射部に対して対称な角度を有する導光
体。
【請求項１１】請求項８に記載の導光体において、前
記光入射部は突出部に設けられている導光体。
【請求項１２】請求項８に記載の導光体において、前
記光入射部は前記長手方向の中央部分に設けられている
導光体。
【請求項１３】透光性部材の長手方向の一側面である
第１の側の少なくとも一部に設けられた光入射部、該光
入射部に対向する第２の側に設けられ、透光性部材内に
入射した光を透光性部材内であって少なくとも前記光入
射部外に主たる反射又は拡散する領域、前記第１及び第
２の側とは異なる第３の側に設けられた光反射又は拡散
する領域、該第３の側に対向し、透光性部材の外へ光を
射出する第４の側を有する導光体と前記光入射部に対応
して設けられた光源とを有する照明装置。
【請求項１４】請求項１３に記載の照明装置におい
て、前記第２の側の反射又は拡散する領域は前記光入射
部に対して角度を有する照明装置。
【請求項１５】請求項１４に記載の照明装置におい
て、前記角度は前記光入射部に対して対称な角度を有す
る照明装置。
【請求項１６】請求項１３に記載の照明装置におい
て、前記光入射部は突出部に設けられている照明装置。
【請求項１７】請求項１３に記載の照明装置におい
て、前記光入射部は前記長手方向の中央部分に設けられ
ている照明装置。
【請求項１８】請求項１３に記載の照明装置におい
て、前記光源はＬＥＤを有する照明装置。
【請求項１９】請求項１３に記載の照明装置におい
て、前記光源は複数のＬＥＤを有する照明装置。
【請求項２０】請求項１９に記載の照明装置におい
て、前記複数のＬＥＤは同じ発光波長を有する照明装
置。
【請求項２１】請求項１９に記載の照明装置におい
て、前記複数のＬＥＤは異なる発光波長を有する照明装
置。
【請求項２２】（ａ）読み取られる画像に対向して配
された光電変換素子の複数を有する光電変換装置（ｂ）該原稿シートを照明するための照明装置であっ
て、透光性部材の長手方向の一側面である第１の側の少なく
とも一部に設けられた光入射部、該光入射部に対向する
第２の側に設けられ、透光性部材内に入射した光を透光
性部材内であって少なくとも前記光入射部外に主たる反
射又は拡散する領域、前記第１及び第２の側とは異なる
第３の側に設けられた光反射又は拡散する領域、該第３
の側に対向し、透光性部材の外へ光を射出する第４の側
を有する導光体と前記光入射部に対応して設けられた光
源とを有する照明装置（ｃ）画像情報に対応して電気的信号によって書類上に
画像を記録するための出力部（ｄ）前記光電変換デバイス、前記光源、そして前記出
力部を制御するためのコントローラーを有する情報処理装置。
【請求項２３】請求項２２に記載の情報処理装置にお
いて、該原稿を搬送するための搬送手段を有する情報処
理装置。
【請求項２４】請求項２２に記載の情報処理装置にお
いて、前記第２の側の反射又は拡散する領域は前記光入
射部に対して角度を有する情報処理装置。
【請求項２５】請求項２４に記載の情報処理装置にお
いて、前記角度は前記光入射部に対して対称な角度を有
する情報処理装置。
【請求項２６】請求項２２に記載の情報処理装置にお
いて、前記光入射部は突出部に設けられている情報処理
装置。
【請求項２７】請求項２２に記載の情報処理装置にお
いて、前記光入射部は前記長手方向の中央部分に設けら
れている情報処理装置。
【請求項２８】請求項２２に記載の情報処理装置にお
いて、前記光源はＬＥＤを有する情報処理装置。
【請求項２９】請求項２２に記載の情報処理装置にお
いて、前記光源は複数のＬＥＤを有する情報処理装置。
【請求項３０】請求項２９に記載の情報処理装置にお
いて、前記複数のＬＥＤは同じ発光波長を有する情報処
理装置。
【請求項３１】請求項２９に記載の情報処理装置にお
いて、前記複数のＬＥＤは異なる発光波長を有する情報
処理装置。
【請求項３２】前記出力部はインクジェット記録ヘッ
ドとサーマル記録ヘッドの少なくとも一つを有する請求
項２２に記載の情報処理装置。
【請求項３３】前記インクジェット記録ヘッドは前記
インクジェットヘッドからインクを吐出するために気泡
を形成するための熱エネルギーを発生するための電気熱
変換体を含む請求項３２に記載の情報処理装置。
【請求項３４】該インクジェット記録ヘッドの吐出不
良を回復するための回復手段及び／又は該インクジェッ
ト記録ヘッドをクリーニングするためのクリーニング手
段を有する請求項３２に記載の情報処理装置。
【請求項３５】さらに前記コントローラーによって制
御される前記通信手段を有する請求項２２に記載の情報
処理装置。
【請求項３６】前記回復手段はキャッピング手段を有
する請求項３４に記載の情報処理装置。
【請求項３７】前記キャッピング手段はインク吸収体
を有する請求項３６に記載の情報処理装置。
【請求項３８】前記クリーニング手段はクリーニング
ブレードである請求項３４に記載の情報処理装置。
【請求項３９】前記装置は搬出された記録紙を加温す
るためのヒーターを更に有する請求項２２に記載の情報
処理装置。
【請求項４０】前記インクジェット記録ヘッドはフル
ラインヘッドである請求項３２に記載の情報処理装置。
【請求項４１】請求項８に記載の導光体において、前
記第４の側は光を集光する形状を有する導光体。
【請求項４２】請求項１３に記載の照明装置におい
て、前記第４の側は光を集光する形状を有する照明装
置。
【請求項４３】請求項２２に記載の情報処理装置にお
いて、前記第４の側は光を集光する形状を有する情報処
理装置。
【請求項４４】請求項２２に記載の情報処理装置にお
いて、前記第４の側に光を集光する手段を有する情報処
理装置。