JP7158325B2

JP7158325B2 - 照明装置、読取装置および記録装置

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Publication number: JP7158325B2
Application number: JP2019055151A
Authority: JP
Inventors: 良樹松井
Original assignee: Canon Components Inc
Current assignee: Canon Components Inc
Priority date: 2019-03-22
Filing date: 2019-03-22
Publication date: 2022-10-21
Anticipated expiration: 2039-03-22
Also published as: JP2020156045A

Description

本発明は、照明装置、読取装置および記録装置に関する。

読取装置などに用いられる照明装置には、光源が発する光を棒状の導光体で線光源化して被照射体に照射するものが知られている。特許文献１には、導光体に取り付けられた導光体カバーをフレームに設けられた導光体収容室に収容する構成が示されている。フレームの導光体収容室の壁面には、導光体カバーが導光体収容室から抜け出ることを抑制するための押さえ爪が形成されている。

特開２０１６－１５６４３号公報

フレームの押さえ爪は、導光体カバーを取り付ける際に弾性変形する必要があるため、押さえ爪の両側が切り欠かれる場合がある。押さえ爪を形成するために切り欠かれた壁面は剛性が低下するため、押さえ爪が形成された壁面の外側にフレームの剛性を確保するための壁をさらに設ける必要があり、照明装置を小型化することが難しい。

本発明は、照明装置の小型化に有利な技術を提供することを目的とする。

上記課題に鑑みて、本発明の実施形態に係る照明装置は、光源が発する光を被照明面に向かって射出する光出射面を含む棒状の導光体と、導光体に取り付けられた導光体カバーと、導光体および導光体カバーを収容するための収容部が設けられた保持部と、を含む照明装置であって、保持部は、収容部を取り囲む側壁を備え、側壁は、保持部の長手方向に沿って配される第１側壁を含み、導光体カバーのうち第１側壁と対向する側部には、弾性変形可能な撓み部が配され、撓み部は、撓み部の一部が側部よりも第１側壁の方向へ突出した突出部を備え、突出部の上面が、第１側壁に配された抜け防止部と当接することを特徴とする。

上記手段によって、照明装置の小型化に有利な技術が提供される。

本実施形態に係る照明装置を含む読取装置の構成例を示す斜視図。図１の読取装置の構成例を示す断面図。図１の読取装置のフレームの構成例を示す斜視図。図１の読取装置の導光体カバーの構成例を示す斜視図。図４の導光体カバーの撓み部の変形例を示す斜視図。図１の読取装置を用いた記録装置の構成例を示す図。

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴のうち二つ以上の特徴が任意に組み合わされてもよい。また、同一若しくは同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

図１～６を参照して、本発明の実施形態による照明装置、この照明装置が適用された読取装置、および、記録装置について説明する。各図において、三次元の方向をＸ、Ｙ、Ｚの矢印で示す。Ｘ方向は、本実施形態の照明装置の長手方向であり、この照明装置が適用された読取装置の主走査方向である。Ｙ方向は、本実施形態の照明装置の短手方向であり、この照明装置が適用された読取装置の副走査方向である。Ｚ方向は、照明装置および読取装置の上下方向である。本明細書において、照明装置の光出射面の側を「上」側として説明する。

図１は、本実施形態の照明装置１００が組み込まれた読取装置２００の斜視図である。図２（ａ）は、図２（ｃ）に示される読取装置２００の平面図のうちＡ－Ａ’間の断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ｃ）に示される読取装置２００の平面図のうちＢ－Ｂ’間の断面図である。読取装置２００は、照明装置１００と、照明装置１００によって照明される被照明体からの光を集光する集光体２０２と、集光体２０２によって集光された光を検出するセンサ部２０１と、を含む。センサ部２０１は、図１に示されるＸ方向（長手方向）を主走査方向とするラインセンサでありうる。集光体２０２は、例えば、ロッドレンズアレイでありうる。

照明装置１００は、光源１０１が発する光を被照明面に向かって射出する光出射面を含む棒状の導光体１０２と、導光体１０２に取り付けられた導光体カバー１０３と、導光体１０２および導光体カバー１０３を収容するための収容部１２４が供えられた保持部１０４と、を含む。収容部１２４には、後述するように光源１０１も配される。保持部１０４は、フレームまたは筐体とも呼ばれうる。本実施形態において、照明装置１００は、読取装置２００に組み込まれ、保持部１０４をセンサ部２０１や集光体２０２と共有しているが、これに限られることはない。例えば、保持部１０４にセンサ部２０１や集光体２０２が配されず、照明装置１００として単独で使用されてもよい。

光源１０１は、例えば、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色の光を発する発光素子を含みうる。発光素子には、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）などが用いられうる。光源１０１の発光素子の発光波長や数などの構成は、照明装置１００や読取装置２００の仕様によって適宜、設定されればよい。例えば、発光素子は、上述の可視光だけでなく、赤外光や紫外光を発してもよい。本実施形態において、照明装置１００には、２つの光源１０１が実装された基板１０５が配される。基板１０５は、２つの光源１０１の間に導光体１０２が取り付けられた導光体カバー１０３が配されるように保持部１０４に固定されている。つまり、光源１０１は、照明装置１００のＸ方向の両端部に配されうる。しかしながら、これに限られることはなく、光源１０１は、照明装置１００のＸ方向の一方の端部に１つだけが配されていてもよい。

導光体１０２は、光源１０１が発する光を線光源化（線状化）する光学部材である。導光体１０２は、Ｘ方向を長手方向とする棒状の構成を備え、例えばアクリル系の樹脂などの透明な樹脂材料を用いて一体に形成されうる。導光体１０２のＸ方向の端部には、光源１０１が発する光が入射する入射面が設けられる。また、導光体１０２の側面のＺ方向の上側には、入射した光を出射する出射面が設けられる。さらに、導光体１０２の側面の出射面以外の部分は、光を拡散させるため拡散パターンが形成された拡散面が設けられていてもよい。また、導光体１０２の側面の一部は、図２（ａ）、２（ｂ）に示されるように、保持部１０４と当接していてもよい。

導光体カバー１０３は、導光体１０２に取り付けられ、導光体１０２の外周の一部を覆う部材である。導光体カバー１０３は、図１に示されるように、導光体１０２と同様に、Ｘ方向を長手方向とする棒状の部材である。導光体カバー１０３は、例えば、酸化チタンなどの粉末が混合されたポリカーボネートなどの樹脂によって形成された、光の反射率が高い部材でありうる。導光体カバー１０３は、上述の材料などを用いて一体成型された部材であってもよい。導光体カバー１０３は、図２（ａ）、２（ｂ）に示されるように、Ｘ方向と交差する方向の断面が、Ｕ字型やコの字型の部材である。これによって、導光体１０２を導光体カバー１０３の内側に挿入し、後述する構成を用いて、保持部１０４の収容部１２４に導光体１０２を固定する。導光体カバー１０３の内側は、導光体１０２の側面のうち出射面以外から漏れる光を導光体１０２に反射する反射面を備えていてもよい。導光体カバー１０３の内側に反射面を設けることによって、光の利用効率を向上させることができる。

次いで、導光体カバー１０３を保持部１０４の収容部１２４に収容する構成について説明する。図３は、保持部１０４の斜視図であり、図４は、導光体カバー１０３の斜視図および一部の拡大図である。保持部１０４は、収容部１２４を取り囲む側壁を備える。側壁は、保持部１０４の長手方向に沿って配される側壁１３４を含む。本実施形態において、側壁１３４は、保持部１０４の収容部１２４を取り囲む側壁のうち集光体２０２が配される側とは反対側の壁面であるが、これに限られることはなく、集光体２０２が配される側の壁面であってもよい。側壁１３４には、収容部１２４に挿入された導光体カバー１０３が収容部１２４から抜け出ることを抑制するための抜け防止部１１４が設けられる。抜け防止部１１４は、図２（ｂ）、３に示されるような爪状の形状を有しうる。

一方、導光体カバー１０３のうち収容部１２４の側壁１３４と対向する側部１２３には、弾性変形可能な撓み部１１３が配される。撓み部１１３は、図４に示すように、撓み部１１３の一部が側部１２３よりも保持部１０４の側壁１３４の方向へ突出した突出部１１３１を備える。この突出部１１３１の上面が、図２（ｂ）に示されるように、保持部１０４の側壁１３４に配された抜け防止部１１４と当接することによって、導光体カバー１０３が収容部１２４から抜けることが抑制される。撓み部１１３の突出部１１３１の上面と収容部１２４の側壁１３４に配された抜け防止部１１４の下面とは、図２（ｂ）に示されるように、導光体カバー１０３を収容部１２４に収容した際に、互いに平らな面が当接しあう構造でありうる。

撓み部１１３は、側部１２３から続く腕部１１３０と上述の突出部１１３１とを備える。突出部１１３１は、図４に示されるように、腕部１１３０のうち長手方向に沿って配される部分に設けられている。腕部１１３０は、図４に示されるように、その全体が長手方向に沿って配されていてもよい。このとき、腕部１１３０は、長手方向と平行に配されていてもよい。また、導光体カバー１０３の側部１２３には、図２（ｂ）、４に示されるように、撓み部１１３（腕部１１３０）のうち長手方向に沿った外縁のうち両方の外縁に隣接して、開口部１１５がそれぞれ設けられる。この構成によって、撓み部１１３は、弾性変形することができる。

導光体１０２を取り付けた導光体カバー１０３を収容部１２４に装着する際、図２（ｂ）に示される矢印の方向に撓み部１１３が弾性変形する。一方で、保持部１０４の側壁１３４に設けられた抜け防止部１１４は、大きく変形しない。撓み部１１３の突出部１１３１は、導光体カバー１０３を収容部１２４に挿入しやすいように、図２（ｂ）、４に示されるように、下部が面取りされていてもよい。導光体カバー１０３が、収容部１２４に収容されると、撓み部１１３の突出部１１３１は、収容部１２４の側壁１３４と当接してもよい。これによって、導光体１０２および導光体カバー１０３の一部が、収容部１２４のうち側壁１３４と対向する側壁１３５に当接する。例えば、撓み部１１３の突出部１１３１は、収容部１２４の側壁１３４を押圧していてもよい。結果として、導光体１０２および導光体カバー１０３のＸ方向（長手方向）およびＹ方向（短手方向）の移動が抑制される。また、上述のように、突出部１１３１の上面が、収容部１２４の側壁１３４に配された抜け防止部１１４と当接することによって、導光体１０２および導光体カバー１０３のＺ方向の移動が抑制される。これらによって、導光体１０２および導光体カバー１０３が、保持部１０４に固定される。

上述のように、撓み部１１３が撓むことによって、導光体カバー１０３は、保持部１０４の収容部１２４に装着され、その後、突出部１１３１と抜け防止部１１４とが当接することによって、導光体カバー１０３のＺ方向の移動が抑制される。撓み部１１３の突出部１１３１は、上述のように、腕部１１３０のうち長手方向に沿った部分に設けられ、腕部１１３０のＺ方向の上下には、図２（ｂ）に示されるように、開口部１１５が配されている。したがって、突出部１１３１と抜け防止部１１４との間に力が加わった場合、撓み部１１３が、Ｚ方向に撓んでしまう可能性がある。撓み部１１３がＺ方向に撓むことを抑制するために、側部１２３の表面に沿いかつ長手方向と交差する方向（つまり、Ｚ方向。）において、撓み部１１３（腕部１１３０）に隣接するそれぞれの開口部１１５の幅が、腕部１１３０のうち長手方向に沿った部分の１／２以下（５０％以下）であるとよい。また、開口部１１５の幅が、腕部１１３０のうち長手方向に沿った部分の１／５以下（２０％以下）であると尚望ましい。開口部１１５のＺ方向の幅を小さくすることによって、撓み部１１３がＺ方向に撓んでしまった場合であっても、腕部１１３０が、開口部１１５の腕部１１３０と対向する部分に接することによって、それ以上、撓んでしまうことを抑制できる。つまり、撓み部のＹ方向への変位（変形）を可能にしつつ（Ｙ方向への変位のし易さを担保しつつ）、撓み部のＺ方向への変位（変形）量の低減を行う（変位量が大きくなり過ぎるのを防ぐ）ことができる。

このように、本実施形態においては、導光体カバー１０３に撓み部１１３を介して設けられた突出部１１３１と、保持部１０４に設けられた抜け防止部１１４と、を当接させることによって、導光体カバー１０３の脱落を防ぐことができる。このような構成において、導光体カバー１０３を保持部１０４に装着する際には、撓み部１１３が撓むことによって突出部１１３１が保持部１０４と接触しながら導光体カバー１０３が保持部１０４に挿入される。その後、撓み部１１３の撓みが少なくとも部分的に戻ることによって突出部１１３１の上面が抜け防止部１１４と当接する。このため、導光体カバー１０３の装着時に、導光体カバー１０３を受け入れるために保持部１０４が変形することは必須ではない。例えば、抜け防止部１１４の周辺における保持部１０４の変形を可能とするために、抜け防止部１１４の周辺にスリットを設けたり、スリットを設けたことによる保持部１０４の剛性低下を防ぐために保持部１０４に補強のためのさらなる側壁を設けたりすることは必要ではない。このように、本実施形態の構成によれば、剛性の高い保持部１０４を用いることが容易となるため、側壁１３４のうち抜け防止部１１４が配される面とは反対側の面が、保持部１０４の外面を構成していてもよい。これによって、照明装置１００を小型化することが可能となる。

また、上述の実施形態によれば、導光体カバー１０３が保持部１０４に設けられた収容部１２４に収容されると、撓み部１１３の突出部１１３１は側壁１３４と接触する。この際に、導光体１０２および導光体カバー１０３の一部が、保持部１０４に設けられた収容部１２４の側壁１３４と対向する側壁１３５にさらに当接することによって、導光体１０２および導光体カバー１０３を、保持部１０４の収容部１２４に保持し、これらのＹ方向の動きを抑制することができる。さらには、導光体１０２および導光体カバー１０３を保持部１０４の収容部１２４に収容した際に、撓み部１１３からの力で突出部１１３１が側壁１３４を押圧するように構成することができる。このような構成においては、導光体１０２および導光体カバー１０３の一部もまた、保持部１０４に設けられた収容部１２４の側壁１３４と対向する側壁１３５を押圧することとなる。これらの押圧力によれば、導光体１０２および導光体カバー１０３のＸ方向の動きを抑制することも可能となる。このように、導光体カバー１０３の脱落を防ぐために、撓み部１１３を介して設けられ、抜け防止部１１４と当接する突出部１１３１は、導光体１０２および導光体カバー１０３のＸ、Ｙ、Ｚ方向の移動を抑制する役割を兼ねていてもよい。これによって、導光体１０２および導光体カバー１０３の移動を抑制する機構を簡略化できるため、導光体カバー１０３の設計の自由度が高まり、照明装置１００の仕様に応じて、より適した構造が得やすくなる。

撓み部１１３は、図５（ａ）、５（ｃ）に示されるように、片持ち梁構造を備えていてもよい。この場合、撓み部１１３の腕部１１３０の自由端の側に、突出部１１３１が配されうる。例えば、図５（ａ）、５（ｃ）に示されるように、撓み部１１３の腕部１１３０の自由端の端部に、突出部１１３１が配されていてもよい。また、撓み部１１３は、図５（ｂ）、５（ｄ）に示されるように、両端固定梁構造を備えていてもよい。この場合、撓み部１１３の腕部１１３０の中央に、突出部１１３１が配されうる。撓み部１１３の腕部１１３０は、図５（ａ）、５（ｂ）に示されるように、全体が長手方向に沿って配されていてもよい。また、撓み部１１３の腕部１１３０が、図５（ｃ）、５（ｄ）に示されるように、屈曲していてもよい。つまり、腕部１１３０が、Ｘ方向（長手方向）に沿った部分と、Ｚ方向に沿った部分と、を含んでいてもよい。腕部１１３０が屈曲している場合であっても、図５（ｃ）、５（ｄ）に示されるように、腕部１１３０の長手方向に沿った外縁のうち両方の外縁に隣接して開口部１１５がそれぞれ設けられうる。何れの形状であっても、導光体カバー１０３を収容部１２４に挿入する際に撓み部１１３が弾性変形し、収容部１２４に挿入された後、突出部１１３１が、保持部１０４に設けられた収容部１２４の側壁１３４と当接し、抜け防止部１１４と嵌合していればよい。また、上述のように、撓み部１１３および突出部１１３１を含む導光体カバー１０３は、樹脂などによって一体成型されうる。図５（ａ）～５（ｄ）の何れの形状であっても、導光体カバー１０３は、一体成型可能である。

保持部１０４に設けられた収容部１２４の側壁１３４に設けられる抜け防止部１１４は、図２（ｂ）、３に示されるように、突出部１１３１の上面と当接するように側壁１３４から突出する構造を備えていてもよい。また、例えば、抜け防止部１１４が、側壁１３４に設けられた凹部であってもよい。この場合であっても、凹部の上面と突出部１１３１の上面とが、当接することによって導光体カバー１０３のＺ方向の移動を抑制できる。また、この場合も、突出部１１３１が、側壁１３４の凹部や凹部の周辺と当接、さらに、押圧することによって、導光体カバー１０３のＸ、Ｙ方向の移動を抑制できる。

抜け防止部１１４は、図３に示されるように、保持部１０４の側壁１３４のうち突出部１１３１と対応する位置に部分的に配されていてもよい。また、抜け防止部１１４は、側壁１３４に沿って、Ｘ方向の全体に延在していてもよい。

また、図４に示されるように、導光体カバー１０３の側部１２３に複数の撓み部１１３が配されていてもよい。この場合、図３に示されるように、保持部１０４に設けられた収容部１２４の側壁１３４には、複数の撓み部１１３が備える突出部１１３１とそれぞれ対応するように複数の抜け防止部１１４が配されていてもよい。また、この場合であっても、抜け防止部１１４が、側壁１３４のＸ方向の全体に延在していてもよい。

本実施形態の照明装置１００が組み込まれた読取装置２００は、記録装置の構成要素として用いることができる。図６は、本発明の一実施形態に係る記録装置８の概略構成図である。記録装置８は、媒体の読取を行う照明装置１００が組み込まれた読取装置２００と、読取装置２００による読取結果に基づいて媒体に記録を行う記録部９ａと、媒体を搬送する搬送部９ｂと、を備える。

記録部９ａはインクジェット方式又は電子写真方式などの任意の方法で、媒体Ｐ（例えば紙）に文字または画像などを記録することができる。また、搬送部９ｂとしては、媒体を上流から下流へと搬送する搬送ローラを用いることができる。一実施形態において、記録装置８はコピー処理を行うことができ、この場合、記録部９ａは、読取装置２００が読み取った画像を、媒体に記録する。また、一実施形態において、記録装置８はフィードバック制御を行うことができる。例えば、読取装置２００は、記録部９ａによって記録が行われた後の媒体に対する読取を行い、読取データを記録部９ａに送信することができる。この読取データに基づき、記録部９ａは媒体への記録状態を確認することができ、次回記録時における記録パラメータを制御することができる。

また、本実施形態の照明装置１００が組み込まれた読取装置２００が適用される記録装置は、紙などの媒体Ｐに記録する装置に限られるものではない。読取装置２００が読み取った画像などを、電子データとしてメモリなどの媒体に記録してもよい。この場合、記録装置に、上述の搬送部９ｂは配されていなくてもよい。

発明は上記の実施形態に制限されるものではなく、発明の要旨の範囲内で、種々の変形・変更が可能である。例えば、本件の照明装置で対象物体を照明し、対象物体からの光を光電変換素子などのセンサで検出し、そのセンサの検出結果を用いて、さまざまなものを判定する判定部を備える判定装置にも適用可能である。例えば、その判定とは、紙幣の真贋の判定であったり、食品の欠陥（ビスケットの欠けなど）の有無の判定であったり、食品の腐敗の判定であったり、対象物の温度の判定であったり、特定のガスの有無の判定であったりしてもよい。

１００：照明装置、１０１：光源、１０２：導光体、１０３：導光体カバー、１０４：保持部、１１３：撓み部、１１４：抜け防止部、１２３：側部、１２４：収容部、１３４：側壁、１１３１：突出部

Claims

光源が発する光を被照明面に向かって射出する光出射面を含む棒状の導光体と、
前記導光体に取り付けられた導光体カバーと、
前記導光体および前記導光体カバーを収容するための収容部が設けられた保持部と、を含む照明装置であって、
前記保持部は、前記収容部を取り囲む側壁を備え、
前記側壁は、前記保持部の長手方向に沿って配される第１側壁を含み、
前記導光体カバーのうち前記第１側壁と対向する側部には、弾性変形可能な撓み部が配され、
前記撓み部は、前記撓み部の一部が前記側部よりも前記第１側壁の方向へ突出した突出部を備え、
前記突出部の上面が、前記第１側壁に配された抜け防止部と当接することを特徴とする照明装置。
前記撓み部は、腕部を備え、
前記腕部のうち前記長手方向に沿って配される部分に、前記突出部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
前記腕部の全体が、前記長手方向に沿って配されることを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
前記腕部が、屈曲していることを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
前記側部に、前記腕部のうち前記長手方向に沿った外縁のうち両方の外縁に隣接して開口部がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項２乃至４の何れか１項に記載の照明装置。
前記側部の表面に沿いかつ前記長手方向と交差する方向において、前記開口部の幅が、前記腕部のうち前記長手方向に沿った部分の１／２以下であることを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
前記撓み部が、片持ち梁構造を備えることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の照明装置。
前記撓み部の自由端の側に、前記突出部が配されることを特徴とする請求項７に記載の照明装置。
前記撓み部が、両端固定梁構造を備えることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の照明装置。
前記撓み部の中央に、前記突出部が配されることを特徴とする請求項９に記載の照明装置。
前記突出部が、前記第１側壁と当接することによって、前記導光体および前記導光体カバーの一部が、前記収容部のうち前記第１側壁と対向する第２側壁に当接することを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載の照明装置。
前記抜け防止部が、前記突出部の上面と当接するように前記第１側壁から突出することを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載の照明装置。
前記抜け防止部が、前記第１側壁のうち前記突出部と対応する位置に部分的に配されることを特徴とする請求項１乃至１２の何れか１項に記載の照明装置。
前記側部に複数の前記撓み部が配され、
前記第１側壁には、複数の前記撓み部が備える突出部とそれぞれ対応するように複数の前記抜け防止部が配されることを特徴とする請求項１乃至１３の何れか１項に記載の照明装置。
前記第１側壁のうち前記抜け防止部が配される面とは反対側の面が、前記保持部の外面を構成していることを特徴とする請求項１乃至１４の何れか１項に記載の照明装置。
前記照明装置は、前記光源が実装された基板をさらに含み、
前記光源は、第１光源と第２光源とを含み、
前記基板は、前記第１光源と前記第２光源との間に前記導光体が取り付けられた前記導光体カバーが配されるように前記保持部に固定されていることを特徴とする請求項１乃至１５の何れか１項に記載の照明装置。
前記導光体カバーが一体成型された部材であることを特徴とする請求項１乃至１６の何れか１項に記載の照明装置。
請求項１乃至１７の何れか１項に記載の照明装置と、
前記照明装置によって照明される被照明体からの光を集光する集光体と、
前記集光体によって集光された光を検出するセンサ部と、
を含むことを特徴とする読取装置。
請求項１８に記載の読取装置と、
前記読取装置による読取結果に基づいて媒体に記録を行う記録手段と、
を備えることを特徴とする記録装置。
対象物体を照明する請求項１乃至１７の何れか１項に記載の照明装置と、
前記対象物体からの光を検出するセンサと、
前記センサの検出結果に応じて判定を行う判定部と、
を含むことを特徴とする判定装置。