CN101619818B - 照明单元、使用其的图像读取设备以及图像形成设备 - Google Patents

Abstract

一种照明单元包括：光源部，其中多个发光源被配置在与每个发光源的每个发光光轴的方向相垂直的方向上，并以预定间隔成直线地配置；以及反射部，用于使从沿文档安装表面配置的光源部沿着所述文档安装表面方向发射的光朝向所述文档安装表面的被辐射区域反射，反射部具有：第一反射表面，被放置成离所述光源部比离所述被辐射区域更近；以及第二反射表面，被放置成离所述光源部比离所述辐射区域更远。

Description

照明单元、使用其的图像读取设备以及图像形成设备

相关申请的交互引用

本申请以2008年6月30日提交的第2008-170642号日本专利申请以及于2008年7月1日提交的第2008-172310号日本专利申请为基础并要求它们的优先权，其公开的内容通过整体引用被并入本文中。

技术领域

本发明涉及一种照明单元、图像形成设备和图像形成设备，该照明单元用于读取单元，该读取单元被设置在诸如扫描仪等的读取文档上的图像的图像读取设备中，或者被设置诸如复印机、数字复印机、传真机等的图像形成设备中。

更具体地，本发明涉及一种照明单元，该照明单元照亮在放置于图像读取设备或者图像形成设备上的文档上读取图像的区域(图像读取区域)，该图像读取设备设置有该照明单元和读取单元，以使来自图像读取区域的反射光在成像传感器上成像并且由成像传感器获得图像信息，该图像形成设备设置有与上述类似的读取单元。

背景技术

在诸如扫描仪等读取文档上的图像的图像读取设备中，或者在诸如复印机、数字复印机、传真机等的图像形成设备中，设置有照亮在放置于图像读取设备或者图像形成设备上的文档上读取图像的区域(图像读取区域)的照明单元。

在这些设备中，必须均匀地照亮图像读取区域以精确地读取文档上的图像的细节。

已经提出有许多技术以均匀地照亮图像读取区域(举例来说，参见第2004-157213号、第2005-027082号、第2002-142082号、第2005-241681号、第2006-042016号和第2006-067551号日本专利公报)。

在第2004-157213号、第2005-027082号、第2002-142082号、第2005-241681号、第2006-042016号和第2006-067551号日本专利公报中公开的所有设备都具有照明单元，和光源，并且反射来自这种光源的照射光的反射镜设置有照明单元。

在第2005-027082号日本专利公报中公开的照明单元中，作为直接照亮文档的直接光源的LED(发光二极管)，和用于反射光的LED被分开设置，这产生了高成本。

此外，如第2005-027082号日本专利公报中公开的照明单元，在来自其的发射光的方向特性比来自表面发射型LED更窄并且其尺寸相对较大且简单的多个圆柱型LED被并排配置的结构中，LED的配置间隔较宽，因此容易出现图像读取区域中的光的不均匀。

在第2002-142082号日本专利公报中公开的照明单元具有呈凹形并面对LED的2个反射表面。

在第2005-241681号、第2006-042016号和第2006-067551号日本专利公报中，公开了防止不必要的光散射并有效地照明文档的方法。

在第2005-241681号和2006-042016号日本专利公报中，公开了根据LED配置的结构减少光的不均匀的方法。

在这些照明单元中，通过使用反射镜配置将文档上的图像读取区域均匀地照亮。

在第2004-157213号、第2005-027082号、第2002-142082号、第2005-241681号、第2006-042016号和2006-067551号日本专利公报中公开的设备中，经过因反射镜的反射或者各个光程长度的差别而引起的光衰减，来自光源的直接光的光量和通过反射镜的间接光的光量在文档上的图像读取区域的光源侧和反射镜侧中是不对称的。

附带地，举例来说，在其中从另一个文档(以下，第二文档)中切割出的片断被粘贴在原始文档(以下，第一文档)上的文档，即所谓的切割粘贴文档(cut-and-pastedocument)，被读取的情形中，当光从粘贴的第二文档的外侧向粘贴的第二文档发射以及当光从粘贴的第二文档向粘贴的第二文档的外侧发射的时候，粘贴的第二文档附近的阴影出现的状态可能改变。

因此，在第2004-157213号、第2005-027082号、第2002-142082号、第2005-241681号、第2006-042016号和第2006-067551号日本专利公报中公开的设备中，发射光的量在文档上的图像读取区域的光源侧和反射镜侧中是不对称的，结果，存在光源的阴影或者反射镜侧的阴影可能出现的可能性。

发明内容

本发明的目的是提供一种均匀地照明文档的读取部分、阻止在切割粘帖文档上或者在文档的边缘出现阴影、并具有高效小型化的照明单元，以及使用该照明单元的图像读取设备和图像形成设备。

为实现上述目的，本发明的一个实施例提供一种照明单元，包括：光源部，其中多个发光源被配置在与每个发光源的每个发光光轴的方向相垂直的方向上，并以预定间隔成直线地配置；以及反射部，用于使从沿文档安装表面配置的光源部沿着所述文档安装表面方向发射的光朝向所述文档安装表面的被辐射区域反射，该反射部包括：第一反射表面，被放置成离该光源部比离该被辐射区域更近；以及第二反射表面，被放置成离该光源部比离该辐射区域更远。

优选地，该第二反射表面上的辐射光的辐射区域的在垂直于该发光光轴的方向的平面上的投影面积大于该第一反射表面上的辐射光的辐射区域的在垂直于该发光光轴的方向的平面上的投影面积。

优选地，该发光光轴与该第一反射表面相交，或者与该第二反射表面相交。

优选地，该第一反射表面的投影面积与该第二反射表面的投影面积的比值近似等于从该光源部至该第一反射表面的距离的平方与从该光源部至该第二反射表面的距离的平方的比值的倒数。

优选地，该第二反射表面对于可见光区域的消光系数与折射率的比值大于该第一反射表面对于可见光区域的消光系数与折射率的比值。

优选地，可见光区域的波长范围是430nm至700nm。

优选地，该发光源发射发光强度在发光光轴方向上是最高的光。

优选地，该发光源是LED。

优选地，该第一反射表面和该第二反射表面中至少一个呈凹表面形状。

优选地，该发光源被配置，以使得每一个发光源的相邻间隔从成直线地配置该发光源的中央部分向两端部分逐渐变小。

优选地，一种图像读取设备，该图像读取设备扫描安装在文档安装表面上的文档并通过相对于该文档安装表面进行相对移动以读取该文档的图像信息，包括：根据上述的照明单元；以及图像读取部，读取放置在该文档安装表面上的文档的该被辐射区域的图像。

优选地，图像形成设备包括根据上述的图像读取设备。

附图说明

图1是图解根据本发明的实施例的图像形成设备的示意性结构的示意图。

图2是图解读取单元的示意性结构的示意图。

图3是照明单元的立体图。

图4是图解LED 121的布局的示意图。

图5是照明单元的侧视图。

图6A是说明照明单元的功能的示意图。

图6B是说明照明单元的功能的示意图。

图7是图解照明单元的变形例的示意图(1)。

图8A是图解照明单元的变形例的示意图(2)。

图8B是图解照明单元的变形例的示意图(3)。

图9是图解根据本发明的实施例2的照明单元的结构的示意图。

图10是图解图9中的光源和反射表面的结构的放大图。

图11是图解适用于根据本发明的实施例2的照明单元的光源的配置结构的示意图。

图12是说明材料的表面上的反射率的示范性图。

图13是图解铝的表面上的入射角和反射率之间的关系的图。

图14是图解银的表面上的入射角和反射率之间的关系的图。

图15是图解铑的表面上的入射角和反射率之间的关系的图。

图16是图解镁的表面上的入射角和反射率之间的关系的图。

图17是图解LED的光强度的波长特性的图。

图18是图解根据本发明的实施例3的照明单元的结构的示意图。

图19是图解根据本发明的实施例4的照明单元的结构的示意性剖视图。

图20是图解根据本发明的实施例4的照明单元的结构的示意性立体图。

图21是图解在根据本发明的图像读取设备中作为实施例的读取单元的结构的示意性剖视图。

图22是在根据本发明的图像形成设备中的实施例的结构的示意性剖视图。

具体实施方式

[实施例1]

以下，将基于图1到图6B说明实施例1。

[实施例1的图像形成设备的结构]

在图1中，图解了根据本发明的图像形成设备200的示意性结构。

此外，在图22中，图解了作为根据实施例6的变形例的图像形成设备200′的示意性结构。

图像形成设备200是读取写在文档12上的图像信息并将图像信息转印至普通纸张上的复印机。

图像形成设备200具有壳体220、读取单元100和写入单元W。

壳体220近似是长方体形，并且在壳体220的顶部，设置了透明的接触玻璃220a。

读取单元100被设置在接触玻璃220a下面，并且未图解的驱动机构能够使读取单元100在附图中图示的X轴方向上移动。

[实施例1的写入单元的结构]

写入单元W具有光扫描装置240、光导鼓201、静电充电器202、显影装置203、转印带204、转印电压施加辊205、清洁装置206、馈纸盒207、馈纸辊208、抵抗辊209a、209b、转印辊210、定影辊211a、211b和纸张接收托盘212。

[实施例1的读取单元的结构]

在图2中，图解了读取单元100的示意结构。

读取单元100具有照明单元120、反射镜102a、102b、102c、成像透镜103和线传感器105。

照明单元120发射照射光以照明放置在接触玻璃220a的文档安装表面220A上的文档12。

反射镜102a、102b、102c反射来自文档12的反射光并引至线传感器105。

成像透镜103使来自文档12的反射光在线传感器105上成像。

线传感器105接收来自文档12的反射光。

[实施例1的照明单元的结构]

图3是照明单元120的立体图。

如图3所示，照明单元120由长电路板122、多个LED 121、一对呈折板状的反射部123、124构成。

LED 121沿着电路板122的长度方向成直线地被配置在电路板122的一个表面上。

三维直角坐标系被定义为，配置LED 121的方向被取为Y轴(第二轴)方向，每一个LED 121的发光光轴被取为X轴(第一轴)方向，并且垂直方向对应于Z轴方向。

在成直线地配置的LED 121的垂直位置上，一对反射部123、124以反射表面彼此面对的状态被固定在电路板122上。

另外如图4所示，12个LED被配置，以使12个LED的相邻间隔从电路板122的中心向着+Y方向和-Y方向变小。

即，LED 121被配置，以使LED 121的相邻间隔从成直线地配置LED 121的部分的中心部分开始向着两端部分逐渐变小。

举例来说，形成反射部123以使得在Y轴方向较长的矩形状板构件沿着Y轴方向折叠为从Y轴方向看呈向上凸形。

并且在反射部123的下表面上，形成反射照射光的反射表面123a(参见图2)。

另外，可以通过在反射部123的下表面上粘合具有反射性的薄片来形成反射表面123a，或者可以在反射部123的下表面上通过汽相淀积具有反射性的金属等来形成反射表面123a。

形成反射部124，以使得形成有矩形状开口124c的板状构件在开口124c延伸的方向上在两侧被折叠。上述板状构件沿着开口124c的+X侧附近的外缘向上折叠，并且沿着开口124c的-X侧附近的外缘向下折叠，并且向下折叠部分被进一步折叠成向下的凸形。

并且在反射部124中，反射表面124a被形成在开口124c的-X侧部的上表面侧上，以及反射表面124b被形成在开口124c的+X侧部的上表面侧上。

可以在反射部124的上表面上通过粘合具有反射性的薄片，或者通过汽相沉积具有反射性的金属等来形成反射表面124a、124b。

图4是电路板122的平面图。

如图4所示，在电路板122的+X侧表面上，作为光源的12个LED 121成直线地被配置。

在本实施例中，沿着电路板122的长度方向配置12个LED，以使12个LED的相邻间隔在长度方向上从电路板122的中央向两侧逐渐变小，并且每一个LED 121的发光光轴面向+X方向并平行于X轴。

如图5所示，在反射部123、124被组装在电路板122上的状态中，电路板122平行于YZ平面，并且反射部124的开口124c被形成的部分近似平行于XY平面。

并且，当从设置在电路板122上的LED 121到包括2个反射表面的反射表面124a的+X侧上的反射表面(反射表面124a2)的距离被取为距离LN，以及从设置在电路板122上的LED 121到反射表面124b的距离被取为距离LF时，反射表面124b上的辐射光的辐射区域在垂直于X轴方向(第一轴线方向)的平面(YZ平面)上的投影面积(正交投影面积)A大于反射表面124a2上的辐射光的辐射区域在垂直于X轴方向(第一轴线方向)的平面(YZ平面)上的投影面积B。

特别地，在本实施例中，在反射表面124a2的YZ平面上的投影面积B与距离LN的平方的比值和在反射表面124b的YZ平面上的投影面积A与距离LF的平方的比值近似相等。

以下，如图5所示，反射表面124a包括2个反射表面，并且在-X侧上的反射表面被图解为反射表面124a1，以及在+X侧上的反射表面被图解为反射表面124a2。

[实施例1的照明单元的功能]

如图2所示，在如上所述构造的照明单元120中，从照明单元120的LED 121发射的+X方向上的照射光入射在反射表面124b和反射表面124a2上，以使照射光在+Z方向上反射并入射在文档12的下表面上。

并且，入射在文档12的下表面上的照射光在-Z方向上反射并且部分光经由形成在反射部124中的开口124c在-Z方向上前进。

照射光依序被反射镜102a、102b、102c反射，入射在成像透镜103上，并且通过成像透镜103在设置在线传感器105的+X侧上的光接收表面上成像。

[实施例1的读取单元的功能]

举例来说，线传感器105是具有包括红色、绿色和蓝色滤镜的光电转换元件的3线CCD，并根据接收表面上成像的反射光的强度生成图像信号，然后输出。

该图像信号由未图示的图像处理电路处理，并作为用于光扫描装置240的写入信号被输出。

[实施例1的光扫描装置的功能]

图1中所示的光扫描装置240基于来自图像处理电路的写入信号调制辐射光导鼓201的激光束的强度，并且激光束的辐射方向在主扫描方向(图1中的Y轴方向)上被扫描，从而在光导鼓201的表面上形成静电潜像。

[实施例1的写入单元的结构]

光导鼓201是具有圆柱形状的构件，并且在光导鼓201的表面上形成有光导层，当表面暴露给激光束时，该光导层变成导电的。

光导鼓201被放置在光扫描装置204下面，同时Y轴方向被取为光导鼓201的轴线方向，并且由未图示的旋转机构使光导鼓201在图1中的顺时针方向(图1中箭头所示的方向)上旋转。

并且，围绕光导鼓201，在图1中的12点钟(上侧)位置放置静电充电器202，在2点钟位置放置显影装置203，在6点钟位置放置转印带、转印电压施加辊205等等，在10点钟位置放置清洁装置206。

静电充电器202经由相对于光导鼓201的表面的预定间隙被放置，并以预定电压对光导鼓201的表面充电。

作为静电充电器，也可以使用图22中所示的静电充电辊202′来代替如同静电充电器202的所谓的“电晕充电器(corona charger)”。

显影装置203是转轮型显影装置，并依序在光导鼓201的表面上施加黄色、品红色、青色和黑色色粉。

清洁装置206设置有沿着光导鼓201的轴线方向延伸的矩形状清洁刮板，并被放置，以使清洁刮板的较长端与光导鼓201的表面接触。

粘附在光导鼓201的表面上的色粉随着光导鼓201的旋转被清洁刮板擦去，并被收集在清洁装置206中。

作为清洁器，也可以使用图22中所示的具有清洁刷的清洁装置206’来代替具有清洁刮板的清洁装置206。

转印带204是围绕3个辊拉伸的环形带，并且在转印带204的上表面上施加与静电充电器202极性相反的电压并且由转印电压施加辊205将上表面按压在光导鼓201上。

馈纸盒207以-X侧端从形成在壳体220的-X侧的侧壁中的开口突出的状态被附接，并在馈纸盒207中贮存多张纸张213。

馈纸辊208将纸张213逐张从馈纸盒207送出，并且每张送出的纸张213由包括一对旋转辊的抵抗辊209a、209b被送至转印带204和转印辊210之间。

与转印电压施加辊205相反极性的电压被施加在转印辊210上，并且转印辊210的上表面被按压在转印带204上。

包括一对旋转辊的定影辊211a、211b加热并按压纸张213。

并且，纸张213被依序排出至纸张接收托盘212，该纸张接收托盘212以+X侧端从形成在壳体220的+X侧的侧壁中的开口突出的状态被放置。

[实施例1的图像形成设备的功能]

接下来，将解释如上所述构造的图像形成设备200的动作(movement)。

当通过读取单元100在X轴方向上的运动获得文档12的图像信息时，基于以图像信息为基础的写入信号驱动光扫描装置240，并且由激光束扫描光导鼓201的表面。

光导鼓201的表面的光电导层是由静电充电器202以预定电压充电的，因此电荷以一定电荷密度分布。

当用激光束扫描光导鼓201的表面时，暴露给激光束的部分光电导层具有导电性，并且电荷经过电流的流动被放电，从而该部分的电位变为零(0)。

因此，在图1中的箭头方向上旋转的光导鼓201被基于图像信息调制的激光束扫描，并且因此在表面上形成由电荷的分布定义的静电潜像。

形成的静电潜像是所谓的“负潜像”，并且形成图像(色粉保留)的部分被暴露。

当在光导鼓201的表面上形成静电潜像时，通过显影装置203在光导鼓201的表面上依序供给对应于各个颜色的色粉。

在光导鼓201的表面上，色粉仅粘附在被扫描的部分，因此通过与各个颜色对应的色粉使静电潜像可视化，并且对应于各个颜色的色粉图像被依序形成。

具体地说，随着光导鼓201的旋转，依序形成黄色图像、品红色图像、青色图像和黑色图像。依序通过转轮型显影装置203的显影单元Y(用黄色色粉进行显影)、M(用品红色色粉进行显影)、C(用青色色粉进行显影)和K(用黑色色粉进行显影)中的每一个显影单元，在形成的静电潜像上进行反转显影，并且形成的静电潜像作为正像被可视化。然后由转印电压施加辊205依序将各个彩色色粉图像(正像)转印在转印带204上，并且各个彩色图像在转印带204上组合，并生成全色色粉图像。

在根据本实施例的图像形成设备中，不仅可以应用上述转轮型显影装置203，而且可以应用作为串联型显影装置的已知显影装置等。

每当各个彩色色粉图像被转印时，光导鼓201的表面被清洁装置206清洁，并且过量的色粉、纸张纤维等被除去。

之后，包括各个彩色色粉的色粉图像被粘附在因转印辊210的作用而被送至转印带204和转印辊210之间的纸张213上，并通过定影辊211a、211b定影。

从而，与文档12上的图像相对应的图像在纸张213上形成。

如此，形成有图像的纸张213被依序叠放在纸张接收托盘212中。

图像形成设备的结构能够被转变为用于形成单色图像的已知结构。

根据本实施例的图像形成设备不限于上述图解各种限制，并且已知的图像形成设备结构在不脱离本实施例效果的范围的情况下是适用的。

[实施例1的功能和效果]

如上面说明的，在本实施例中，反射表面124b上的辐射光的辐射区域在垂直于X轴方向(第一轴线方向)的平面(YZ平面)上的投影面积(正交投影面积)A大于反射表面124a2上的辐射光的辐射区域在垂直于X轴方向(第一轴线方向)的平面(YZ平面)上的投影面积(正交投影面积)B。

从而，在照明文档的情形中，可以近似地使文档上的入射照射光的主光线的入射位置的一侧和另一侧的光量均衡，借此可以精确地和均匀地照亮文档。

具体地，反射表面124a2的YZ平面上的投影面积B与距离LN的平方的比值和反射表面124b的YZ平面上的投影面积A与距离LF的平方的比值变得近似相等。

从而，如图6A所示，从LED 121发射出的入射在反射表面124b上的照射光的光量和入射在反射表面124a2上的照射光的光量变为相等。

因此，从+X侧倾斜地入射的照射光的光量和从-X侧向文档12的图像读取区域倾斜地入射的照射光的光量变为近似相等，借此可以均匀地照亮文档12。

特别地，举例来说，即使在切割粘贴文档位于接触玻璃220a的文档安装面220A上的情形中，原始文件和另一个文档的边界从两端被均匀地照亮，因此可以避免由切割粘贴文档的边界形成的无用数据形成在纸张213上。

另外，在本实施例中，如图6B所示，从LED 121发射至反射表面123上和反射表面124a1上的至少部分入射照射光被入射在反射表面124b或者反射表面124a2上。

因此，除直接入射在反射表面124b和反射表面124a2上的照射光之外的照射光被用作用于文档12的照射光。

此外，在本实施例中，多个LED 121被配置，以使每一个LED 121的相邻间隔从成直线地配置LED 121的部分的中心部分向两端部分逐渐变小，因此可以补偿根据设置有读取单元的图像读取透镜的视角而发生的外围光量的减小。

即，可以适当地补偿图像读取透镜的视角的余弦第四定律，并顺利地照亮。

另外，本实施例的图像形成设备设置有本实施例的照明单元，因此可以精确地并均匀地照亮文档，结果，可以精确地读取文档。

防止了由切割粘贴文档上或者在文档的边缘处出现的阴影所引起的图像质量的劣化，图像被顺利地读取，此外可以实现低电耗的小尺寸的图像形成设备。

[实施例1的变形例]

在本实施例中，如图5所示，LED 121和反射部123、124被关联地放置，以使与穿过LED 121的中心的X轴相平行的AX轴经过反射表面124b和反射表面124a2的边界附近，然而，如图7中所示，作为实例，LED 121和反射部123、124可以被放置，以使轴AX与反射表面124b相交。

即，轴AX可以被放置为既与反射表面124a2相交又与反射表面124b相交。

因此，强度最高的各个LED 121的主光线入射在反射表面124b上，结果，这使得易于调整在反射表面124b上的入射照射光的光量和反射表面124a1上的入射照射光的光量的均衡。

如图8A所示，作为实例，反射表面124a可以是由3个平整表面部分构成。

此外，如图8B中所示，反射表面124b可以是具有在Y轴方向上的母线(generatrix)的弯曲表面。

在反射表面由多个部分构造的情形中，可以调整照射光对文档的入射范围。

另外，通过使用用于反射表面的弯曲表面，照射光被有效地收集。

另外，至于LED 121，优选地通过使用光强度的半值角小于或等于60度的LED121来有效地使用照射光。

至于从LED 121到各个反射表面的距离，该距离可以被设定为是使任何发生在文档上的照射光的不均匀减少的距离。

取决于设置在电路板122上的LED 121的数量适当地设定此距离。

此外，在本实施例中，如图4所示，12个LED被配置，以使12个LED的相邻间隔从电路板122的中央向+Y方向和-Y方向逐渐变小。

一般，与穿过会聚透镜的中央的光相比较，穿过会聚透镜的周边侧的光的电光量减小，然而，通过使用上述结构，穿过会聚透镜的周边侧的光量增加。因此，可以避免会聚透镜减少外围的光量，并且，线传感器能够读取信息。

至于LED 121，可以考虑使用表面发射型和边缘发射型，然而本实施例也适用于使用除LED以外的光源来照明文档的情形。

另外，在本实施例中，已经解释了本实施例的照明单元120被用于复印机的情形，然而照明单元120适合于除复印机之外的图像形成设备，举例来说，传真机或者实现诸如上述功能的多种功能的机器。

[实施例2]

以下，参照附图，将具体地说明根据实施例2的照明单元的详细结构。

[实施例2的照明单元的结构]

图9是图解实施例2的照明单元的结构的示意图。图10是图解图9中的光源和反射表面的结构的放大图。

在图9中，图示了文档11和由透明材料制成的接触玻璃10作为说明，然而，它们未被包括在根据本实施例的照明单元内。

[照明单元的光源部的结构]

光源部由作为光源的在发光光轴方向上具有高方向特性的多个表面发射型LED1构成，该多个LED1在电路板2上成直线地配置。

LED1以预定间隔被配置。即使在LED1以规则间隔被配置的情形中，LED1的配置间隔可以是如图11中所示的在电路板22的外围部分比在中央更密，以补偿因图像读取透镜的视角的余弦第四定律而发生的外围光量的减少。

作为本实施例的光源，优选地使用在从发光表面的法线方向上具有最高发光强度的LED。

即，作为本实施例的光源，优选使用发射在其发光光轴方向(第一轴线方向)上发光强度是最高的光的LED。

[照明单元的反射部和开口部的结构]

从光源部射出的光被2个反射表面3、4分别反射以照亮文档表面，2个反射表面3、4包括放置在光源部的发射方向之前的反射部。

来自文档表面的反射光穿过反射表面3、4之间的开口部7(来自文档的反射光穿过的并且不表示特定构件的开口或者间隔)，并被引导至未图示的光电转换元件。

这里，相对于光源部，被放置为离光源部比离文档表面的被辐射区域更近的反射表面被作为第一反射表面3，被放置为离光源部比离被辐射区域更远的反射表面被作为第二反射表面4。

反射表面3、4的材料的折射率和消光系数在可见光区域中是不同。作为用作反射表面的材料的实例，铝、银、铑和镁在可见光的波长范围内的折射率n、伸长系数k和比值k/n在表1到表4中被表示。

[表1]

铝

	折射率n	伸长系数k	k/n
				427.5nm	0.558	5.2	9.3
442.8nm	0.598	5.38	9.0
				500.0nm	0.769	6.08	7.9
600.0nm	1.2	7.26	6.1
				700.0nm	1.83	8.31	4.5

[表2]

银

	折射率n	伸长系数k	k/n
				427.5nm	0.16	2.26	14.1
442.8nm	0.157	2.4	15.3
				495.9nm	0.13	2.88	22.2
590.4nm	0.121	3.66	30.2
				688.8nm	0.14	4.15	29.6

[表3]

铑

	折射率n	伸长系数k	k/n
				427.5nm	1.63	4.36	2.7
442.8nm	1.8	4.49	2.5
				495.9nm	1.88	4.65	2.5
590.4nm	2.05	5.3	2.6
				688.8nm	2.3	6.02	2.6

[表4]

镁

	折射率n	伸长系数k	k/n
				413.0nm	0.184	3.66	19.9
---	---	---	---
				---	---	---	---
620.0nm	0.382	5.74	15.0
				(827.0nm)	(0.791)	(7.96)	(10.1)

如图12中所示，在部分入射光在不同材料相互接触的界面上反射的情形中的光反射率(Light Reflectance)由菲涅耳方程组(Fresnel equations)得到。

当空气被取作入射光侧的材料，以及通过使用表1到表4中的折射率和伸长系数对每个角度计算反射表面上的反射率时，结果如图13、图14、图15和图16中所示。

这里，镁的比值k/n是最大的，在430nm左右，结果，反射率也是最高的。

另一方面，铑的比值k/n是最小的，反射率也是最低的。

在根据本实施例的照明单元中，相对于可见光区域内的光，第二反射表面的伸长系数与折射率的比值大于第一反射表面的伸长系数与折射率的比值。

因此，举例来说，作为具有小的伸长系数与折射率的比值(k/n)的材料的铑，被放置在靠近光源部的反射表面中，作为具有大的伸长系数与折射率的比值(k/n)的材料的镁，被放置在远离光源部的反射表面中。

[实施例2的照明单元的功能和效果]

在根据本实施例的照明单元中，相对于可见光区域内的光，第二反射表面的伸长系数与折射率的比值大于第一反射表面的伸长系数与折射率的比值。因此，远离光源部的反射表面的反射率能够变得比靠近光源部的反射表面的反射率更大，并且因此可以使远离光源部的照射光变得更亮，并可以顺利地使两侧的照射光的光量均衡。

此外，通过使用LED使得在发光表面的法线方向上的发光强度是最高的，来自LED的发射光能够顺利地辐射在LED的发光表面的法线方向上隔开的两个反射表面。

并且，可以在使得发光强度是从发光元件至反射表面的发射光中最高的角度范围内辐射光。

另外，即便使用了其中在光源部和反射表面等之间中插入不同构件的光导构件，在发光强度最高的角度范围内的光也不被上述的不同构件反射，因此该不同构件对照射光的影响被减小。

即，在发光强度是最高的角度范围内的光的衰减减小，并且因此光的使用效率变高，且有效地实现电力节约。

并且，不管LED的数量，在没有任何不均匀的光的情况下，实现了小的照明单元。

附带地，在本实施例中，在如图17中所示的LED的发光强度的波长特性中，可见光波长范围被取为430nm到700nm的范围。

如果k/n的数值关系满足在此范围内，可以将任何材料用于反射表面。

在图像读取装置中，通过对应于红色(R)、蓝色(B)和绿色(G)的各个彩色信号的光电转换元件读取彩色文档，并且通常各个颜色分别具有620nm、540nm和450nm左右的峰值感光度。

另一方面，其中磷光体被蓝色光激发的白色LED，通常具有450nm和560nm左右的峰值。

因此，通过如上所述地设定波长范围，可以选择用于反射表面的材料。

作为第一反射表面和第二反射表面的材料组合的具体优选实例，铝被用于第一反射表面，而银被用于第二反射表面。

通过如图9和图10中所示的构造，不管LED1的数量或者间隔，都实现小型化。

举例来说，在本实施例的照明单元被应用于图像读取设备的情形中，即使光源部和反射表面之间的间隔被做得更宽以通过减少LED1的数量来降低在配置方向上的任何光的不均匀，也不必将图像读取设备在从图9的文档表面向下的方向上做得更大。

即，不必将图像读取设备在垂直方向上做得更大，并且可以容易地使图像读取设备小型化。

[实施例3]

[实施例3的照明单元的结构]

图18是图解根据实施例3的照明单元的结构的示意图。

在根据本实施例的照明单元中，第一反射表面3和第二反射表面4中的至少一个呈凹面(弯曲表面)形状。

具体地说，凹面面对光源部的反射表面的结构被应用于第二反射表面4并被放置。

这里未图示细节，然而在配置LED1的方向上，即，垂直于图18的图示表面的方向上，反射表面没有曲率。

由于除第二反射表面4之外的结构类似于上述实施例2，所以不再作详细的说明。

[实施例3的照明单元的功能和效果]

用上述结构，传到远离LED1的第二反射表面4的照射光在文档表面的图像读取区域中被聚集，因此来自第二反射表面4的照射光量增加，并且因此光的使用效率增加，并获得了电力节约的效果。

另外，在本实施例中，只对第二反射表面4使用弯曲表面，然而弯曲表面也可以同样地被用于第一反射表面3，并且因此光的使用效率被进一步提高。

[实施例4]

[实施例4的照明单元的结构]

图19是图解根据实施例4的照明单元的结构的示意性剖视图，以及图20是图解根据实施例4的照明单元的结构的示意性立体图。

与实施例2和3相同的构件用相同的数字代表，并且这里不再说明相同的构件。

在本实施例中，为进一步提高光的使用效率，设置了一种结构，以使从LED1传来的发射光在反射表面6上被聚集，并能够被用作照射光。

并且，各个反射表面3、4、6被形成在各个反射部5a、5b、5c，并且在反射部5b和5c之间设置开口部7。

如图20中所示，反射5b和5c可以在LED1的配置方向上的两端(在垂直于图19的图示表面的方向上的两端)被整体地构造或结合，并且在反射部5b和5c之间，可以设置在文档的宽度方向(LED1的配置方向)上延伸的开口部7。

此外，所有的反射部5a、5b、5c可以由整体形成的构件构造。

在这种情况下，开口部7可以是在经过整体形成构件构造的反射部5a、5b、5c中的开口，或者在开口部7的位置，可以设置具有高光透过率的透明构件。

这里，只有照明文档表面的第一反射表面3和第二反射表面4被配置为满足实施例2中说明的k/n的关系，并且因此得到了与实施例2类似的效果。

反射表面3、4、6能够通过反射表面的封接(sealing)和汽相沉积、涂覆等方法形成。

此外，反射表面3和6可以由相同构件形成，或者由不同构件分别形成。

此外，这里，反射表面6是平坦表面的反射表面，然而可以形成为诸如抛物面表面的弯曲表面等以聚集更多的来自LED1的发射光。

另外，如实施例3中所示，第一反射表面3和第二反射表面4中的至少一个能够形成为弯曲表面。

[实施例4的照明单元的功能和效果]

用如上所述的构造，光的使用效率被进一步提高，并且得到了节约电力的效果。

[实施例5]

图21是图解作为根据实施例5的图像读取设备的部件的读取单元的构造的示意性剖视图。

本实施例设置有实施例4的照明单元。

[实施例5的图像读取设备的构造]

读取单元21由反射镜25a、25b、25c、成像透镜22、包括CCD等的线传感器24、配备有线传感器24和未图示的电路并且线传感器24被固定在其上的光接收部23和实施例4的照明单元构造。

[实施例5的图像读取设备的功能]

本实施例的读取单元21被放置在接触玻璃10下面的相邻位置上并且在图21的右和左方向上可移动。

该读取单元21在图21的右和左方向上移动并从下方照亮接触玻璃10的文档安装表面10A上的文档11。同时，来自文档的反射光被设置在读取单元21上的反射镜25a、25b、25c反射，并由成像透镜22在线传感器24的光接收表面上成像。

在该线传感器24的光接收表面上的成像图像通过线传感器24被光电转换为电信号。

基于此电信号(通过该设备)得到了文档的图像信息。

[实施例5的图像读取设备的功能和效果]

通过使用用于实施例5的读取单元21的根据实施例4的照明单元，在切割粘帖文档上出现的阴影或者在文档的边缘出现的阴影减少。

来自光源部的光不向着文档表面发射而是向着反射表面发射，因此图像读取设备在垂直方向上不会变大而是小尺寸的，并能够以低电耗均匀地照明。

如图11中所示，LED1的配置间距在LED1的端部配置附近比LED1的中央配置更密，从而出现在图像读取透镜的视角以外的文档边缘的光量的减少被照明单元补偿，因此可以在整个图像读取区域顺利地读取。

此外，在本实施例中，作为实例，描述了读取单元(照明单元)相对于文档移动，借此读取单元(照明单元)扫描并读取文档的图像的实例，然而读取单元(照明单元)被固定以及文档本身相对于图像读取区域移动的结构也能够提供与上述类似的效果。

即，如果结构是使得读取单元和将被读取的文档相对于彼此相对移动并借此扫描和读取文档的图像，则可以应用任何结构。

[实施例6]

图22是图解根据实施例6的图像形成设备200′的结构的示意性剖视图。

本实施例设置有实施例5的图像读取设备。

[实施例6的图像形成设备的构造]

该图像形成设备200′具有位于图像形成设备200′的顶部的读取单元21和位于图像形成设备200′的下部的写入单元W。

其他的结构类似于实施例1，因此不再说明细节。

至于写入单元W的结构，对应于实施例1的部件用与实施例1相同的数字代表。

[实施例6的图像形成设备的功能和效果]

根据实施例6的图像形成设备具有实施例2到4的照明单元和实施例5的图像形成设备的所有功能和效果。

即，根据实施例6的图像形成设备，基于从文档精确读取的图像信息形成潜像，并且基于此潜像形成最终的图像。

因此，能够在记录介质上精确地形成图像。

并且，文档能够以较少阴影的出现被复印，即使在切割粘贴文档上或者在文档的边缘处。另外，可以实现具有低电耗的小尺寸的图像形成设备。

根据上述说明的实施例1至6的照明单元、图像读取设备和图像形成设备，可以均匀地照亮图像读取区域，并阻止在切割粘贴文档或者文档的边缘上出现阴影，并能够被做成高效的小尺寸型。

[工业实用性]

作为实施例的工业实用性的实例，说明了在扫描文档读取表面的情形中照亮文档的照明单元，以及在其中使用照明单元的图像读取设备和图像形成设备。

更具体地，可以将本发明应用于用于数字复印机、传真机等的照明单元，以使文档的图像在线传感器上被成像并且图像信息被图像传感器读取。

尽管已经通过示范性实施例描述了本发明，但并不限于此。应该理解的是本领域技术人员可以在不脱离下附的权利要求所限定的本发明的保护范围的前提下对所描述的实施例作出变形例。

Claims (13)

1.一种照明单元，其特征在于，包括：

光源部，其中多个发光源被配置在与每个发光源的每个发光光轴的方向相垂直的方向上，并以预定间隔成直线地配置；以及

反射部，用于使从沿文档安装表面配置的光源部沿着所述文档安装表面方向发射的光向所述文档安装表面的被辐射区域反射，

所述反射部包括：

第一反射表面，被放置成离所述光源部比离所述被辐射区域更近；以及

第二反射表面，被放置成离所述光源部比离所述被辐射区域更远，

其中，入射在所述第二反射表面上的照射光量等于入射在所述第一反射表面上的照射光量，并且所述第一反射表面的投影面积与所述第二反射表面的投影面积的比值近似等于从所述光源部至所述第一反射表面的距离的平方与从所述光源部至所述第二反射表面的距离的平方的比值的倒数。

2.如权利要求1所述的照明单元，其特征在于，所述第二反射表面上的辐射光的辐射区域在垂直于所述发光光轴的方向的平面上的投影面积大于所述第一反射表面上的辐射光的辐射区域在垂直于所述发光光轴的方向的平面上的投影面积。

3.如权利要求1所述的照明单元，其特征在于，所述发光光轴与所述第一反射表面相交，或者与所述第二反射表面相交。

4.如权利要求1所述的照明单元，其特征在于，所述第二反射表面对于可见光区域的消光系数与折射率的比值大于所述第一反射表面对于可见光区域的消光系数与折射率的比值。

5.如权利要求4所述的照明单元，其特征在于，可见光区域的波长范围是430nm至700nm。

6.如权利要求1所述的照明单元，其特征在于，所述发光源发射发光强度在发光光轴方向上是最高的光。

7.如权利要求1所述的照明单元，其特征在于，所述发光源是LED。

8.如权利要求1所述的照明单元，其特征在于，所述第一反射表面和所述第二反射表面中至少一个呈凹表面形状。

9.如权利要求1所述的照明单元，其特征在于，所述发光源被配置，以使每一个发光源的相邻间隔从成直线地配置所述发光源的中央部分向两端部分逐渐变小。

10.一种图像读取设备，所述图像读取设备扫描放置在文档安装表面上的文档并通过相对于所述文档安装表面进行相对移动以读取所述文档的图像信息，其特征在于，包括：

如权利要求1所述的照明单元；以及

图像读取部，读取放置在所述文档安装表面上的文档的所述被辐射区域的图像。

11.一种图像形成设备，其特征在于，包括：

如权利要求10所述的图像读取设备。

12.一种照明单元，其特征在于，包括

光源部，其中多个发光源被配置在与每个发光源的每个发光光轴的方向相垂直的方向上，并以预定间隔成直线地配置；以及

反射部，用于使从沿文档安装表面配置的光源部沿着所述文档安装表面方向发射的光向所述文档安装表面的被辐射区域反射，

所述反射部包括：

第一反射表面，被放置成离所述光源部比离所述被辐射区域更近；以及

第二反射表面，被放置成离所述光源部比离所述被辐射区域更远，

其中，所述第二反射表面上的辐射光的辐射区域在垂直于所述发光光轴的方向的平面上的投影面积大于所述第一反射表面上的辐射光的辐射区域在垂直于所述发光光轴的方向的平面上的投影面积，并且所述第一反射表面的投影面积与所述第二反射表面的投影面积的比值近似等于从所述光源部至所述第一反射表面的距离的平方与从所述光源部至所述第二反射表面的距离的平方的比值的倒数。

13.如权利要求12所述的照明单元，其特征在于，所述发光光轴与所述第一反射表面相交，或者与所述第二反射表面相交。

Images