CN102292971A - 照明装置、图像读取装置及图像形成装置 - Google Patents
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Abstract
作为照明装置的一个实施方式的光源单元(210)中,若设发光元件间距为P[mm]、发光元件(211,…)至原稿(G)的光轴距离为H[mm],则以如下方式设定发光元件间距(P)及光轴距离(H),即:在表示发光元件(212,…)引起的原稿(G)的光照射面(Gs)上的主扫描方向(X)的明暗重复的照度周期(T)中,以从照度最大值(L1)中减去照度最小值(L2)后的值除以照度平均值(L3)而得到的不均[%](M)(=(L1-L2)/L3[%])、与作为照度周期(T)的半周期的不均间距离[mm](N)满足M≤N/2-5.5的关系,最好是满足M≤N/2-7.5的关系。
Description
技术领域
本发明涉及一种对原稿进行照明的照明装置、图像读取装置及图像形成装置。
背景技术
复印机、传真装置及数字复合机等图像形成装置中配备的图像读取装置或经网络等通信装置连接于计算机上的图像读取装置中,一般读取来自由具有光源的照明装置所照明的原稿的反射光,作为原稿图像。
例如,现有的图像读取装置一般采用如下结构,即,包括:配置了对载置于原稿台玻璃上的原稿进行照明的光源及第1反射镜的照明装置、第2反射镜及第3反射镜、成像透镜、以及摄像元件(例如CCD(Charge Coupled Device:电荷耦合器件)等线传感器(line sensor)),使由光源照明的原稿反射光从第1反射镜、第2反射镜、第3反射镜经成像透镜成像于摄像元件,并读取原稿图像。
另外,图像读取装置被用作如下情形下的图像读取部件:例如在将成像于CCD等摄像元件上的图像信息变换为电信号后进行图像处理、并传送到执行图像信息打印的图像形成部的情形;或发送到连接到网络上的计算机(例如个人计算机)的情形等。
以前,作为设置在照明装置中的光源,往往采用卤素灯或氙气灯等棒状光源、或排列了发光二极管(LED)等多个发光元件而成的光源。
其中,在采用排列了多个发光元件的光源的情况下,因为LED等发光元件在规定方向上具有强的方向特性,所以原稿的光照射面上往往会发生对应于发光元件间距的照度不均。
例如,随着发光元件间距变大,原稿的光照射面的照度不均容易变得较显眼。因此,最好减小所述间距,但若减小所述间距,则所需的发光元件的数量将增多,相应导致成本上升。
另外,随着发光元件至原稿的光轴距离变短,照度不均容易变得显眼。因此,最好增长所述光轴距离,但若增长所述光轴距离,则原稿的光照射面上的照度将变小,所以需要使发光元件的光量相应地增加。
从减轻这种照度不均的观点看,在下述专利文献1中公开了一种照明装置,在原稿与排列了多个发光元件的光源之间,设置了对光进行漫射的漫射部件。另外,下述专利文献2中公开了将多个发光元件排列成Z字形的光照射装置。
但是,在专利文献1中记载的照明装置中,尽管通过在原稿与光源之间设置漫射部件能够减轻发光元件引起的原稿光照射面上的照度不均,但需要新设置漫射部件,制造成本增大。并且,由于漫射部件,原稿的光照射面上的照度下降,导致来自光源的光照射到原稿时的光量损耗。因此,难以应用到原稿读取速度较快的图像读取装置中。另外,若为了涵盖光量损耗而提高发光元件的光量,则存在功耗变大等缺陷。
另外,在专利文献2中记载的光照射装置中,例如,即便采用将发光元件形成为Z字形的配置结构,如果在减轻了发光元件所引起的原稿光照射面上的照度不均的状态下, 发光元件间距与发光元件至原稿的光轴距离的关系不是最佳关系,则不能够在减轻照度不均的同时,向原稿的光照射面有效地照射来自发光元件的光。
因此,期望无需在原稿与排列了多个发光元件的光源之间设置漫射部件,在减轻了发光元件引起的原稿的光照射面上的照度不均的状态下,将所述间距及所述光轴距离的关系设为最佳关系,以便向原稿的光照射面有效地照射来自发光元件的光。
关于这一点,在下述专利文献3中,公开了一种照明装置,通过设定成当设读取图像时的发光元件单体的光量为A、整体光量为B、发光元件的照射角为α(rad)、发光元件的间距为P、从发光元件的发光面至原稿面的距离为H时,这些值满足A/B≥0.5、P/H≤0.6α+0.25,由此,能够在抑制成本上升的同时,进行无照度不均的原稿照射。
专利文献1:特开2008-172561号公报
专利文献2:特开2008-118246号公报
专利文献3:特开2008-197432号公报
但是,在专利文献3中记载的照明装置中,上述关系式中,A/B≥0.5是仅从减少用于增大A/B后得到所需要的光量的发光元件数量的观点来决定的,P/H≤0.6α+0.25只是表示仅将从光源的发光面至原稿面的距离设为恒定(6mm)时的关系(参照段落[0036]~[0060]),因而,在减轻了发光元件引起的原稿光的照射面上的照度不均的状态下,很难说能够将间距P及距离H的关系设为最佳,以便向原稿的光照射面有效地照射来自发光元件的光。并且也难以通用。
发明内容
因此,本发明的目的在于提供一种照明装置、图像读取装置及图像形成装置,在减轻了所述发光元件引起的原稿光照射面上的照度不均的状态下,能够将所述发光元件的间距与所述发光元件至原稿的光轴距离的关系设为最佳,以便向原稿的光照射面有效地照射来自所述发光元件的光,并能够通用。
本发明人为了解决上述课题,为了减轻多个发光元件引起的原稿光照射面上的照度不均,同时将发光元件间距与发光元件至原稿的光轴距离的关系设为最佳,以便向原稿的光照射面有效地照射来自发光元件的光,并能够通用,对此,本发明人反复进行了锐意研究的结果,导入了在照度周期中,以平均值除以照度差而得到的不均[%]这一概念,并发现了该不均[%]与作为所述照度周期的半周期的不均间距离[mm]的关系中能够允许原稿的光照射面上的照度不均的界限范围、以及能够可靠地允许照度不均的范围,完成了本发明,其中该照度周期表示:向原稿的沿规定的第1方向延伸的光照射区域照射光的多个发光元件引起的、在原稿光照射面上的所述第1方向上的明暗重复。对此,由后述的[照度不均判定评价]来详细说明。
本发明基于这种见解,提供一种照明装置,具有排列多个发光元件的光源,该多个发光元件向原稿的沿规定第1方向延伸的光照射区域照射光,其特征在于,设所述多个发光元件在所述第一方向的发光元件间距[mm]为P、所述多个发光元件至原稿的光轴距离[mm]为H,设在表示所述多个发光元件引起的在原稿光照射面上的所述第一方向的明暗重复的照度周期中,以从照度最大值(L1)中减去照度最小值(L2)后的值除以照度平均值(L3)而得到的不均[%](=(L1-L2)/L3[%])为M、作为所述照度周期的半周期的不均间距离[mm]为N,则以如下方式设定所述发光元件间距(P)及所述光轴距离(H),即:所述不均[%](M)与所述不均间距离[mm](N)满足M≤N/2-5.5的关系。
在本发明中,所述多个发光元件在规定方向上具有强的方向特性,在该方向特性中,将光束最强的方向设为光轴。
另外,本发明还提供一种图像读取装置,其特征在于,具有所述本发明的照明装置。
另外,本发明还提供一种图像形成装置,其特征在于,具有所述本发明的图像读取装置。
根据本发明的照明装置、图像读取装置及图像形成装置,M≤N/2-5.5的关系作为能够允许原稿的光照射面上的照度不均的界限的范围被发现。因此,通过设定成所述发光元件间距P及所述光轴距离H满足M≤N/2-5.5的关系,在减轻原稿光照射面上的照度不均的状态下,能够将所述发光元件间距P及所述光轴距离H的关系设为最佳,以便向原稿的光照射面有效地照射来自所述发光元件的光。例如,在减轻原稿光照射面上的照度不均的状态下,能够相对于所述光轴距离H,设定成所述发光元件的数量尽可能减少的所述发光元件间距P的值、或者,能够相对于所述发光元件间距P,设定成原稿光照射面上的照度尽可能增大的所述光轴距离H的值。并且,能够通用。
本发明人还发现:若所述发光元件间距P及所述光轴距离H满足P/H≤0.83的关系,则满足M≤N/2-5.5的关系。对此,将在后述的[解析模拟]中详细说明。
在该特定事项中,在设定所述发光元件间距P及所述光轴距离H时,只要向P/H≤0.83的关系式中代入所述发光元件间距P或所述光轴距离H即可,所以能够以满足M≤N/2-5.5的关系的方式根据所述发光元件间距P及所述光轴距离H的一方容易地设定另一方。
在本发明的照明装置、图像读取装置及图像形成装置中,最好以所述不均[%]M与所述不均间距离[mm]N满足M≤N/2-7.5的关系的方式设定所述发光元件间距P及所述光轴距离H。
在该特定事项中,M≦N/2-7.5的关系作为能够可靠地允许原稿的光照射面上的照度不均的范围被发现。因此,通过设定成所述发光元件间距P及所述光轴距离H满足M≤N/2-7.5的关系,能够将所述发光元件间距P及所述光轴距离H的关系设为最佳,以便在进一步减轻原稿光照射面上的照度不均的状态下,向原稿的光照射面有效地照射来自所述发光元件的光。例如,在进一步减轻原稿光照射面上的照度不均的状态下,能够相对于所述光轴距离H,设定成所述发光元件的数量尽可能减少的所述发光元件间距P的值、或者,能够相对于所述发光元件间距P,设定成原稿光照射面上的照度尽可能增大的所述光轴距离H的值。并能够通用。
本发明人还发现:若所述发光元件间距P及所述光轴距离H满足P/H≤0.71的关系,则满足M≤N/2-7.5的关系。对此,也将在后述的[解析模拟]中详细说明。
在该特定事项中,在设定所述发光元件间距P及所述光轴距离H时,只要向P/H≤0.71的关系式中代入所述发光元件间距P或所述光轴距离H即可,所以能够以满足M≤N/2-7.5的关系的方式根据所述发光元件间距P及所述光轴距离H的一方容易地设定另一方。
在本发明的照明装置、图像读取装置及图像形成装置中,作为所述多个发光元件的具体方式,例如能够例举以下的(a)及(b)的方式。即,
(a)所述多个发光元件以所述光照射区域为基准,仅排列在与所述第1方向正交的沿所述光照射面的第2方向的单侧的方式;
(b)所述多个发光元件以所述光照射区域为基准,排列在与所述第1方向正交的沿所述光照射面的第2方向的两侧的方式。
在所述(b)的方式中,能够示例出如下方式,即:所述多个发光元件由在所述两侧中的一侧沿所述第1方向排列的多个第1发光元件、以及在另一侧沿所述第1方向排列的多个第2发光元件构成。
此时,更具体地,能够示例出如下方式,即:
(b1)所述多个第1发光元件及所述多个第2发光元件排列成该第1发光元件的间距及该第2发光元件的间距为与所述发光元件间距P相同的距离,并且,间距位置在所述第2方向上对齐;
(b2)所述多个第1发光元件及所述多个第2发光元件排列成该第1发光元件的间距及该第2发光元件的间距为所述发光元件间距P的2倍距离,并且,间距位置在间距的中央彼此不同。
在所述(b1)方式中,与所述(a)方式相比,发光元件的数量变为2倍,能够使照度增倍。另外,在所述(b2)方式中,与所述(b1)方式相比,照度变为一半,能够使发光元件的数量减半。
在本发明的照明装置、图像读取装置及图像形成装置中,也可以是所述多个发光元件搭载在光源基板上,具有进行侧向发光与顶面发光中任一发光的发光面,在侧向发光中,以光轴平行于所述光源基板的基板面的方式射出光;在顶面发光中,以光轴垂直于所述光源基板的基板面的方式射出光。
此时,也可以是所述多个第1发光元件具有进行所述侧向发光与所述顶面发光中任一发光的发光面,也可以是所述多个第2发光元件具有进行所述侧向发光与所述顶面发光中任一发光的发光面。
因此,在本发明中,即便不设置现有照明装置中的设置于原稿与光源之间的漫射部件,也能够减轻原稿光照射面上的照度不均,能够得到良好的图像。
因此,在本发明的图像读取装置中,具有透光性的原稿台,所述光源能够经所述原稿台直接照射原稿。
在该特定事项中,也可以不设置现有结构中的设置于原稿与光源之间的漫射部件,故不会导致制造成本增大,并且能够避免来自光源的光照射到原稿时的光量损耗。
发明效果
如上所述,根据本发明的照明装置、图像读取装置及图像形成装置,因为以满足M≦N/2-5.5的关系(能够允许照度不均的界限的范围)的方式设定所述发光元件间距P及所述光轴距离H,故在减轻原稿光照射面上的照度不均的状态下,能够将所述发光元件间距P及所述光轴距离H的关系设为最佳,并能够通用。
并且,在以满足M≤N/2-7.5的关系(能够可靠地允许照度不均的范围)的方式设定所述发光元件间距P及所述光轴距离H的情况下,在进一步减轻原稿光照射面上的照度不均的状态下,能够将所述发光元件间距P及所述光轴距离H的关系设为最佳。
附图说明
图1是概要地表示图像形成装置的侧面图,该图像形成装置具有应用了本发明的照明装置一个实施方式的图像读取装置。
图2是图1所示的图像读取装置的概要纵向截面图。
图3是表示作为本实施方式的照明装置的一例的光源单元的概要结构图,图(a)是其立体图,图(b)是其分解立体图。
图4是表示光源单元中的光源的图,图(a)是其概要侧面图,图(b)是其概要平面图。
图5是表示图4所示的第1发光元件列及第2发光元件列的其他排列例子的概要平面图。
图6是表示多个发光元件以光照射区域为基准、仅排列在副扫描方向的单侧的一例的概要侧面图。
图7是表示具有进行顶面发光的发光面的多个发光元件的一例的概要侧面图,图(a)是表示排列在两侧的第1发光元件及第2发光元件进行顶面发光的一例的图,图(b)是表示仅排列在单侧的发光元件进行顶面发光的一例的图。
图8是用于说明第1发光元件及第2发光元件引起的原稿的光照射面上的不均[%]M与不均间距离[mm]N的图,是表示主扫描方向的照度周期中的明暗重复的图。
图9是对照度周期、振幅[%]K、根据这些值算出的不均间距离[mm]N、不均[%]M以及其打印图像判定结果进行一览表示的图。
图10是根据图9所示的值,以不均[%]M为纵轴、以不均间距离[mm]N为横轴制作的曲线。
图11是用于说明解析模拟的条件的图。
图12是对在解析模拟中使用的LED间距的部分值中,原稿的光照射面上的照度[lx]相对于光轴距离的一部分值下的主扫描方向的距离[mm]进行示例的曲线,图(a)及图(b)是将LED间距分别设为8mm及10mm的曲线。
图13是对在解析模拟中使用的LED间距的部分值中,原稿的光照射面上的照度[lx]相对于光轴距离的一部分值下的主扫描方向的距离[mm]进行示例的曲线,图(a)及图(b)是将LED间距分别设为12mm及14mm的曲线。
图14是对在解析模拟中使用的LED间距的部分值中,原稿的光照射面上的照度[lx]相对于光轴距离的一部分值下的主扫描方向的距离[mm]进行示例的曲线,图(a)及图(b)是将LED间距分别设为16mm及18mm的曲线。
图15是用于说明设LED间距为16mm、光轴距离为6mm、使用了单列结构的发光元件时的不均[%]M的图。
图16是表示设LED间距为4mm~11mm的间隔为1mm的值、光轴距离为4mm~24mm的间隔为1mm的值时的P/H的判定结果的图。
图17是表示设LED间距为12mm~19mm的间隔为1mm的值、光轴距离为4mm~24mm的间隔为1mm的值时的P/H的判定结果的图。
图18是用于说明在设LED间距为16mm、光轴距离为6mm的图15的条件下、使用图4所示的同一间距位置结构的(与单列结构相比、照度为2倍的)发光元件时的不均[%]M的图。
符号说明
100 图像读取装置
201a 原稿台玻璃(原稿台的一例)
201b 原稿读取玻璃(原稿台的另一例)
210 光源单元(照明装置的一例)
211 光源
212、… 发光元件
212a、… 第1发光元件
212b、… 第2发光元件
D 图像形成装置
E1 进行侧向发光的发光面
E2 进行顶面发光的发光面
G 原稿
Gs 原稿的光照射面
H 光轴距离
L 光轴
L1 照度的最大值
L2 照度的最小值
L3 照度的平均值
Lr 光照射区域
M 不均[%]
N 不均间距离[mm]
P 发光元件间距
T 照度周期
X 主扫描方向(第1方向的一例)
Y 副扫描方向(第2方向的一例)。
具体实施方式
下面,参照附图来说明本发明的一个实施方式。以下的实施方式是本发明的一个具体例子,其并不是用于限定本发明的技术范围。
图1是是概要地表示图像形成装置D的侧面图,该图像形成装置具有应用了本发明的照明装置一个实施方式的图像读取装置100。
图1所示的图像形成装置D具有:图像读取装置100,读取原稿G(参照后述的图2等)的图像;以及装置主体Dm,以彩色或单色将由该图像读取装置100读取的原稿G的图像或从外部接收到的图像记录形成在普通纸等记录薄片上。
[图像形成装置的整体结构]
图像形成装置D的装置主体Dm具有:曝光装置1、显影装置2(2a、2b、2c、2d)、用作像承载体的感光体鼓3(3a、3b、3c、3d)、带电器5(5a、5b、5c、5d)、清洁器装置4(4a、4b、4c、4d)、包含用作转印部的中间转印辊6(6a、6b、6c、6d)的中间转印带装置8、定影装置12、薄片传送装置50、用作供纸部的供纸托盘10及用作排纸部的排纸托盘15。
图像形成装置D的装置主体Dm中处理的图像数据对应于使用了黑(K)、青(C)、洋红(M)、黄(Y)各色的彩色图像、或对应于使用了单色(例如黑)的单色图像。因此,显影装置2(2a、2b、2c、2d)、感光体鼓3(3a、3b、3c、3d)、带电器5(5a、5b、5c、5d)、清洁器装置4(4a、4b、4c、4d)、中间转印辊6(6a、6b、6c、6d)分别各设置4个,以形成对应于各色的4种图像,各个末尾符号a~d中,a对应于黑,b对应于青,c对应于洋红,d对应于黄,构成了4个图像站(station)。下面,省略末尾符号a~d进行说明。
感光体鼓3配置在装置主体Dm的上下方向的大致中央。带电器5是用于使感光体鼓3的表面均匀带电到规定电位的带电部件,除了作为接触型的辊型或刷型带电器之外,还使用充电器型带电器。
曝光装置1在这里是具有激光二极管及反射镜的激光扫描单元(LSU),对应于图像数据使带电的感光体鼓3表面曝光,在其表面形成对应于图像数据的静电潜象。
显影装置2利用(K、C、M、Y)的调色剂来显影感光体鼓3上形成的静电潜象。清洁器装置4对显影及图像转印后残留于感光体鼓3表面上的调色剂进行除去和回收。
配置在感光体鼓3上方的中间转印带装置8除了中间转印辊6之外,还具有中间转印带7、中间转印带驱动辊21、从动辊22、张力辊23及中间转印带清洁装置9。
中间转印带驱动辊21、中间转印辊6、从动辊22、张力辊23等辊部件架设支撑中间转印带7,并沿规定的薄片传送方向(图中箭头方向)使中间转印带7旋转移动。
中间转印辊6可旋转地支撑在中间转印带7内侧,经中间转印带7压接在感光体鼓3上。
中间转印带7设置成接触各感光体鼓3,通过将各感光体鼓3表面的调色剂像依次重合转印在中间转印带7上,形成彩色的调色剂像(各色的调色剂像),该中间转印带7在这里使用厚度为100μm~150μm左右的薄膜形成为环形带状。
从感光体鼓3向中间转印带7转印调色剂像是通过压接于中间转印带7内侧(背面)的中间转印辊6进行的。为了转印调色剂像,向中间转印辊6施加高电压的转印偏压(例如极性与调色剂的带电极性(-)相反(+)的高电压)。中间转印辊6这里是以直径8~10mm的金属(例如不锈钢)轴为基础、其表面由导电性弹性材料(例如EPDM、发泡聚氨酯等)覆盖的辊。利用该导电性弹性材料,能够对记录薄片均匀施加高电压。
图像形成装置D的装置主体Dm还具有:包含用作转印部的转印辊11a的2次转印装置11。转印辊11a与中间转印带7的中间转印带驱动辊21的相反侧(外侧)相接触。
如上所述,各感光体鼓3表面的调色剂像在中间转印带7上被层叠,形成由图像数据表示的彩色调色剂像。这样层叠的各色调色剂像与中间转印带7一起被传送,并由2次转印装置11转印到记录薄片上。
中间转印带7与2次转印装置11的转印辊11a相互压接后,形成辊隙(nip)区。另外,向2次转印装置11的转印辊11a施加用于使中间转印带7上的各色调色剂像转印到记录薄片上的电压(例如,极性与调色剂的带电极性(-)相反(+)的高电压)。并且,为了恒定地得到该辊隙区,设2次转印装置11的转印辊11a或中间转印带驱动辊21之一为硬质材料(金属等),另一方为弹性辊等软质材料(弹性橡胶辊或发泡性树脂辊等)。
另外,中间转印带7上的调色剂像未被2次转印装置11完全转印到记录薄片上,在中间转印带7上残留调色剂,该残留调色剂成为下一工序中发生调色剂混色的原因。因此,利用中间转印带清洁装置9除去及回收残留调色剂。在中间转印带清洁装置9例如具有作为清洁部件的、与中间转印带7接触的清洁刮刀,利用该清洁刮刀能够除去及回收残留调色剂。从动辊22从内侧(背侧)支撑中间转印带7,清洁刮刀与中间转印带7相接触,以便从外部压向从动辊22。
供纸托盘10是用于存储记录薄片的托盘,设置在装置主体Dm的图像形成部的下侧。另外,设置在图像形成部上侧的排纸托盘15是用于面朝下地载置已打印的记录薄片的托盘。
另外,在装置主体Dm上设置有薄片传送装置50,用于经由2次转印装置11或定影装置12将供纸托盘10的记录薄片传送到排纸托盘15。该薄片传送装置50具有S字形状的薄片传送路径S,沿薄片传送路径S,配置拾取辊16、分离辊14a、分离辊14b、各传送辊13、配准前辊对19、配准辊对18、定影装置12及排纸辊17等传送部件。
拾取辊16是吸入辊,设置在供纸托盘10的薄片传送方向下游侧端部,将记录薄片从供纸托盘10逐张地提供给薄片传送路径S。分离辊14a在与分离辊14b之间,使记录薄片通过后逐张地分离,同时传送到薄片传送路径S。各传送辊13及配准前辊对19是用于促进辅助记录薄片传送的小型辊。各传送辊13沿薄片传送路径S设置在多个部位。配准前辊对19设置在配准辊对18的薄片传送方向上游侧附近,将记录薄片传送到配准辊对18。
定影装置12接收转印了调色剂像的记录薄片,将该记录薄片夹入到加热辊31及加压辊32之间传送。
加热辊31被温度控制在规定的定影温度,具有如下功能,即:通过与加压辊32一起对记录薄片进行热压接,对转印到记录薄片上的调色剂像进行熔融、混合、压接,使调色剂像热定影在记录薄片上。另外,在定影装置12中设置有用于从外部对加热辊31进行加热的外部加热带33。
各色调色剂像定影后的记录薄片由排纸辊17排出到排纸托盘15上。
也可仅使用4个图像形成站中的一个形成单色图像,并将单色图像转印到中间转印带装置8的中间转印带7上。该单色图像也与彩色图像一样,从中间转印带7转印到记录薄片上,并定影在记录薄片上。
另外,在不仅执行记录薄片的表(外表)面、还执行双面的图像形成的情况下,利用定影装置12对记录薄片的表面图像进行定影之后,在由薄片传送路径S的排纸辊17传送记录薄片的途中,使排纸辊17停止后反向旋转,记录薄片通过表背反转路径Sr,使记录薄片的表背反转后,再次将记录薄片引导到配准辊对18,与记录薄片的表面一样,在记录薄片的背面上记录图像后进行定影,并将记录薄片排出到排纸托盘15。
[图像读取装置的整体结构]
图2是图1所示的图像读取装置100的概要纵向截面图。图1及图2所示的图像读取装置100构成为利用原稿固定方式固定原稿G后读取原稿图像,并利用原稿移动方式使原稿G移动后读取原稿图像。
即,图像读取装置100包括:原稿固定读取结构,由光源211经作为原稿台的一例的原稿台玻璃201a对载置于该玻璃201a上的原稿G进行照明,使该光源211沿副扫描方向(图中箭头Y方向一侧)移动的同时,沿与副扫描方向Y正交的主扫描方向(参照后述的图3的箭头X方向)扫描来自由该光源211照明的原稿G的反射光,并读取原稿图像;以及原稿移动读取结构,由原稿读取部200中位于恒定位置V的光源211经作为原稿台的另一例的原稿读取玻璃201b,对由自动原稿送递装置300沿副扫描方向Y一侧以穿过该玻璃201b上的方式被传送的原稿G进行照明,同时,沿主扫描方向X扫描来自由该光源211照明的原稿G的反射光,并读取原稿图像。另外,图2中示出了光源211位于恒定位置V的状态。
具体地,原稿读取部200具有原稿台玻璃201a、包含光源21的光源单元210(照明装置的一例)、使光源211移动的光学系统驱动部(未图示)、反射镜单元203、聚光透镜204及摄像元件(这里为CCD)205。光源211设置在光源单元210中,它们被收容在金属制框体202内。另外,光源单元210将在后面详细说明。
原稿台玻璃201a由透明玻璃板构成,将主扫描方向X的两端部载置于框体202上。自动原稿送递装置300能够绕沿副扫描方向Y的轴线(例如由铰链枢支)相对于原稿读取部200开闭,其下表面兼作从上方按压载置于原稿读取部200的原稿台玻璃201a上的原稿G的原稿按压部件。
反射镜单元203具有第2反射镜203a、第3反射镜203b及支撑部件(未图示)。所述支撑部件以反射来自光源单元210中第1反射镜230的光后引导到第3反射镜203b的方式支撑第2反射镜203a,并以反射来自第2反射镜203a的光后引导到聚光透镜204的方式支撑第3反射镜203b。聚光透镜204将来自第3反射镜203b的光聚光到摄像元件205,摄像元件205将来自聚光透镜204的光(原稿图像光)变换为电信号,作为图像数据。
另外,所述光学系统驱动部构成为以恒定速度沿副扫描方向Y移动光源单元210,并以光源单元210的移动速度的1/2的移动速度同样地沿副扫描方向Y移动反射镜单元203。
这里,原稿读取部200除原稿固定方式之外,还对应于原稿移动方式,具有原稿读取玻璃201b。因此,所述光学系统驱动部还构成为使光源单元210位于原稿读取玻璃201b下方的规定的原始位置V上。另外,原稿台玻璃201a及原稿台玻璃201b在这里分别独立,但也可一体形成。
自动原稿送递装置300包括:为了传送原稿G而载置的原稿托盘301、配置在该原稿托盘301下方的排出托盘302、连接在原稿托盘301与排出托盘302之间的第1传送路径303、以及两个传送辊对,该两个传送辊对由以原稿读取玻璃201b为基准、沿该原稿G的传送方向Y1分别在上游侧及下游侧进行传送的上游侧传送辊对304及下游侧传送辊对305构成。即,上游侧传送辊对304、原稿读取玻璃201b及下游侧传送辊对305沿传送方向Y1依次配置。另外,原稿读取玻璃201b以形成第1传送路径303的传送墙的方式大致水平设置。
自动原稿送递装置300还具有拾取辊306、分离辊307、以及分离垫等分离部件308。
拾取辊306从原稿托盘301沿传送方向Y1向第1传送路径303内送出载置于该原稿托盘301上的原稿G。分离辊307配置在比拾取辊306更靠近传送方向Y1下游侧,与分离部件308一起夹持由拾取辊306送递的原稿G,同时,还向传送方向Y1下游侧传送该原稿G。分离部件308在与分离辊307对峙的状态下,以在与该分离辊307之间被传送的原稿G变为1张的方式分离该原稿G。
具有这种结构的自动原稿送递装置300利用拾取辊306在分离辊307与分离部件308之间传送原稿G,这里,将原稿G进行分离,并通过旋转驱动分离辊307,逐张地传送。另外,能够在第1传送路径303引导由分离辊307传送的原稿G后,逐张地提供给上游侧传送辊对304。
具体地,拾取辊306能利用未图示的拾取辊驱动部,接触或远离载置于原稿托盘301上的原稿G。另外,将拾取辊306以经包含环形带等的驱动传递部件309与该分离辊307沿同方向旋转的方式连结在分离辊307上。当有原稿G的读取请求时,沿如下方向旋转驱动拾取辊306及分离辊307,该方向为由未图示的原稿供给驱动部使原稿G在传送方向Y1被传送的方向(图2中箭头W)。
在本实施方式中,自动原稿送递装置300构成为在可读取地传送原稿G的一个面之后,表背反转地使该原稿G反转后,可读取地传送该原稿G的另一面。
具体地,自动原稿送递装置300除了上述结构之外,还具有反转辊对310、第2传送路径311与切换爪312。
第1传送路径303以如下方式形成为环状,即:从分离辊307经上游侧传送辊对304、原稿读取玻璃201b、下游侧传送辊对305及反转辊对310向排出托盘302传送原稿G。反转辊对310配设在比下游侧传送辊对305更靠近传送方向Y1下游侧,并且,用于以后端(传送方向Y1上游侧端)在前的方式传送从该下游侧传送辊对305传送来的原稿G。第2传送路径311从反转辊对310与下游侧传送辊对305之间的分支部Sb被分支,并且,为了以原稿G的表背倒转的方式使该原稿G反转,而引导到比第1传送路径303的上游侧传送辊对304更靠近传送方向Y1上游侧,其中该原稿是由该反转辊对310以后端在前的方式被传送的。在第1传送路径303的反转辊对310与分支部Sb之间,形成有转回(switch back)传送路径313。该转回传送路径313被设定为能够利用反转辊对310的正向(原稿G的传送方向Y1)旋转来传送原稿G的传送路径、以及能够利用反向旋转来逆传送原稿G的传送路径。
切换爪312构成为:配置在分支部Sb,并且,能够采取第1切换姿势,从反转辊对310经第2传送路径311向上游侧传送辊对304引导原稿G;以及能够采取第2切换姿势,从下游侧传送辊对305经转回传送路径313向反转辊对310引导原稿G。
这里,切换爪312在通常状态下以直接连结转回传送路径313与第2传送路径311的方式配置(第1切换姿势,参照图2中的实线),当沿传送方向Y1传送由原稿读取部200读取了原稿图像的原稿G时,该原稿G的顶端(传送方向Y1下游侧端)抬起切换爪312,将该原稿G引导到转回传送路径313(第2切换姿势,参照图中的虚线)。该切换爪312以如下方式绕沿反转辊对310的轴线方向的摇动轴Q自由摇动,即:爪部312a因自重下落,封闭下游侧传送辊对305与反转辊对310之间的第1传送路径303,采取所述第1切换姿势。之后,切换爪312在原稿G的后端位于转回传送路径313内、且该原稿由沿反向旋转的反转辊对310沿与原稿G的传送方向Y1相反方向的逆传送方向(图中箭头Y2方向)被逆传送时,将该原稿G引导到第2传送路径311。
载置于原稿托盘301上的原稿G的尺寸由配设于原稿托盘301的原稿载置部上的原稿尺寸传感器314检测。载置于原稿托盘301上的原稿G的有无由配设于原稿托盘301的原稿载置部的拾取辊306附近的原稿有无检知传感器315检测。另外,在停止状态下,上游侧传送辊对304使分离辊307所传送的原稿G的顶端相对后进行调整,并相应于读取定时,进行旋转驱动。如此传送的原稿G由传送传感器316进行检测,该传送传感器316沿第1传送路径303的传送方向Y1配设在比第2传送路径311更靠近下游侧、并且配设在比上游侧传送辊对304更靠近下游侧。另外,由反转辊对310排出的原稿G由相对于反转辊对310配设在排出侧的该反转辊对310附近的排出传感器317进行检测。另外,传送辊对304、305、反转辊对310等由未图示的传送系统的驱动部进行驱动。
另外,在本实施方式中,原稿读取部200还具有读取引导器318,与原稿读取玻璃201b相面对,将被传送的原稿G夹入其间。
在以上说明的图像读取装置100中,若发出以原稿固定方式读取原稿G的原稿图像的指示时,则光源单元210一边经原稿台玻璃201a对载置于该原稿台玻璃201a上的原稿G照射光,一边以恒定速度向副扫描方向Y的一侧移动,扫描原稿G的图像,与此同时,反射镜单元203以光源单元210的移动速度的1/2的移动速度同样地向副扫描方向Y的一侧移动。
来自由光源单元210照明的原稿G的反射光被设置于光源单元210的第1反射镜230反射后,由反射镜单元203的第2反射镜203a及第3反射镜203b进行180o光路变换,被第3反射镜203b反射的光经聚光透镜204成像于摄像元件205,在这里读取原稿图像光后,变换为电图像数据。
另一方面,若发出以原稿移动方式读取原稿G的原稿图像的指示时,则光源单元210及反射镜单元203静止在图2所示的位置V不动,由自动原稿送递装置300向副扫描方向Y的一侧以穿过图2所示的位置V的上部的方式传送原稿G。即,载置于原稿托盘301上的原稿G被拾取辊306取出,由分离辊307及分离部件308逐张地分离,并传送到第1传送路径303。传送到第1传送路径303的原稿G在由传送传感器316确认出原稿G的传送之后,由上游侧传送辊对304对齐顶端以防止斜行,并在规定的读取定时送出,表背反转后传送到原稿读取玻璃201b。
之后,向穿过了原稿读取玻璃201b上的原稿G的一个面,经该原稿读取玻璃201b照射来自光源单元210的光,该光被该一个面反射。从该原稿G的一个面反射的光与上述原稿固定方式一样,在被第1反射镜203反射后,由反射镜单元203的第2反射镜203a及第3反射镜203b进行180o光路变换,经聚光透镜204成像于摄像元件205,这里,在读取原稿图像后,变换为电图像数据。另外,该摄像元件205进行的读取动作与后述的双面读取的情况一样,以下省略说明。
读取终止的原稿G由下游侧传送辊对305从读取玻璃201b上拉出,经第1传送路径303的转回传送路径313,由能够可逆旋转的反转辊对310排出到排出托盘302上。
另外,在读取原稿的一个面与另一个面的双面的情况下,读取了一个面的原稿G无需排出到排出托盘302,而以该原稿G的后端位于转回传送路径313内的位置的方式被传送,由反向旋转的反转辊对310沿逆传送方向Y2被逆传送后,由处于第1切换姿势的切换爪312引导到第2传送路径311。引导到第2传送路径311的原稿G经第2传送路径311再次返回到第1传送路径303,由此表背反转后,由上游侧传送辊对304传送,穿过原稿读取玻璃201b上后,读取另一个面。如此终止了双面读取后的原稿G再次返回到第1传送路径303,由此表背反转后,由传送辊对304、305进行传送,之后,穿过第1传送路径303的转回传送路径313,经正向旋转的反转辊对310排出到排出托盘302。
[本发明的特征部分的说明]
图3是表示作为本实施方式的照明装置的一例的光源单元210的概要结构图,图3(a)表示其立体图,图3(b)表示其分解立体图。另外,图4是表示光源单元210中的光源211的图,图4(a)表示其概要侧面图,图4(b)表示其概要平面图。另外,图4(a)中,还图示了原稿台201a、201b及原稿G。
本发明实施方式的光源单元210中所具有的光源211包括:多个发光元件212、…以及搭载这些发光元件的光源基板213。各发光元件为相同种类,光量或发光时的方向特性等均实质上相同。
多个发光元件212、…向原稿G中的沿规定的第1方向(这里为主扫描方向X)延伸的恒定光照射区域Lr照射光,沿原稿G的光照射面Gs排列。该光照射区域Lr为原稿读取位置。
在本实施方式中,多个发光元件212、…以光照射区域Lr为基准,排列在与第1方向正交的、沿光照射面Gs的第2方向(这里为副扫描方向Y)的两侧。多个发光元件212、…配置成各光轴L在光照射区域Lr中与主扫描方向X成直角。
具体地,多个发光元件212、…在所述两侧中的一侧沿主扫描方向X排列多个第1发光元件212a、…,在另一侧沿主扫描方向X排列多个第2发光元件212b、…。即,多个发光元件212、…配置成由第1发光元件212a、…构成的第1发光元件列与由多个第2发光元件212b、…构成的第2发光元件列等2列。
光源基板213由沿主扫描方向X延伸的彼此平行的第1光源基板213a及第2光源基板213b构成。在第1光源基板213a上搭载了多个第1发光元件212a、…,在第2光源基板213b上搭载了多个第2发光元件212b、…。
另外,在本实施方式中,多个第1发光元件212a、…及多个第2发光元件212b、…的各间距为与发光元件间距(元件中心间在主扫描方向X上的距离)P相同的距离。并且,在所述第1发光元件列及所述第2发光元件列中,第1发光元件212a、…及第2发光元件212b、…(以相同间距位置结构)排列成间距位置在副扫描方向Y上对齐。
另外,在本实施方式中,如图4(a)所示,多个第1发光元件212a、…及多个第2发光元件212b、…分别具有发光面E1,该发光面E1进行以光轴L平行于搭载各发光元件的第1光源基板213a及第2光源基板213b的基板面F的方式射出光的侧向发光。具体地,搭载了第1发光元件212a、…的第1光源基板213a、与搭载了第2发光元件212b、…的第2光源基板213b配置成在侧视图中原稿侧的相反侧打开的‘八字’形,以便光轴L的方向指向光照射区域Lr。另外,光照射区域Lr位于第1光源基板213a及第2光源基板213b的中间。
图5是表示图4所示的第1发光元件列及第2发光元件列的其他排列例子的概要平面图。另外,图5中,向与图4的结构要素相同的要素附加相同符号,省略其说明。后述的图6及图7也一样。
在图5所示的第1发光元件列及第2发光元件列的排列例子中,主扫描方向X上的发光元件间距P为第1发光元件列的第1发光元件212a、…以及第2发光元件列的第2发光元件212b、…之间的间距。
即,图5所示的多个第1发光元件212a、…及多个第2发光元件212b、…的各间距为各发光元件间距P的2倍距离,并且,在第1发光元件列及第2发光元件列中,第1发光元件212a、…及第2发光元件212b、…排列成间距位置在间距的中央彼此不同(Z字形)。
在图4及图5所示的结构中,多个发光元件212、…以光照射区域Lr为基准,排列在副扫描方向Y的两侧,但也可以仅排列在单侧。
图6是表示多个发光元件212、…以光照射区域Lr为基准、仅排列在副扫描方向Y的单侧的一例的概要侧面图。
图6所示的多个发光元件212、…搭载在以光照射区域Lr为基准、配置在副扫描方向Y的单侧的光源基板213上,具有发光面E1,该发光面E1进行以光轴L平行于基板面F的方式射出光的侧向发光。具体地,光源基板213倾斜配置成光轴L的方向指向光照射区域Lr。
另外,无论多个发光元件212、…排列在两侧或是仅排列在单侧,均可进行以光轴L垂直于所搭载的发光元件的光源基板213的基板面F的方式射出光的顶面发光。
图7是表示具有进行顶面发光的发光面E2的多个发光元件212、…的一例的概要侧面图,图7(a)表示排列在两侧的第1发光元件212a、…及第2发光元件212b、…进行顶面发光的一例,图7(b)表示仅排列在单侧的发光元件212、…进行顶面发光的一例。
如图7(a)所示,在第1发光元件212a、…及第2发光元件212b具有进行顶面发光的发光面E2的情况下,能够将第1光源基板213a及第2光源基板213b配置成原稿侧打开的倒‘八字’形,以便使光轴L的方向指向光照射区域Lr。另外,光照射区域Lr位于第1光源基板213a及第2光源基板213b的中间。
另外,如图7(b)所示,在发光元件212、…仅排列在单侧的情况下,能够倾斜配置光源基板213,以便使光轴L的方向指向光照射区域Lr。
这样,发光元件能够采用如图4~图7所示配置结构,但在发光元件如图4所示以相同间距位置结构进行排列的情况下,与如图6及图7(b)所示发光元件仅排列在单侧的结构相比,发光元件数变为2倍,能够使照度增倍。另外,在如图5所示将发光元件排列成Z字形的情况下,与发光元件以图4所示的相同间距位置结构排列的情况相比,照度变为一半,能够使发光元件的数量减半。
无论如何,若发光元件具有进行侧向发光与顶面发光中任一发光的发光面E1、E2,则对应于该光源单元210内的结构部件的配置结构,区分使用具有进行侧向发光的发光面E1的发光元件与具有进行顶面发光的发光面E2的发光元件,则能够有效利用该光源单元210内的空闲空间。
在本实施方式中,第1发光元件212a、…及第2发光元件212b、…均为发光二极管(LED)元件。因此,第1发光元件212a、…及第2发光元件212b、…在规定方向上具有强的方向特性。将从各发光元件212a、…、212b、…射出的光中光束最强的方向设为光轴。
如图3所示,光源单元210具有:发光元件阵列单元215、以及设置该发光元件阵列单元215的反射镜基座单元216。
发光元件阵列单元215具有:第1发光元件212a、…、设置该第1发光元件212a、…的第1光源基板213a、第2发光元件212b、…、设置该第2发光元件212b、…的第2光源基板213b、以及设置第1光源基板213a及第2光源基板213b的基座214。
具体地,基座214间隔规定的间隔在主扫描方向X两端侧用螺钉等固定部件SC固定第1光源基板213a及第2光源基板213b。这样,第1发光元件212a、…与第2发光元件212b、…以光照射区域Lr为基准,分别配置在副扫描方向Y的两侧。
在基座214上,还在第1光源基板213a与第2光源基板213b之间,形成用于使来自原稿G的反射光通过的、沿主扫描方向X延伸的狭缝R。该狭缝R位于作为原稿读取位置的光照射区域Lr的下方。
反射镜基座单元216上设置有第1反射镜230。具体地,第1反射镜230在插通于反射镜基座单元216的沿主扫描方向X的开口216a的状态下以如下方式被支撑,即:将由原稿G的光照射面Gs反射的光经设置在基座214的狭缝R引导到反射镜单元203的第2反射镜203a。
第1发光元件212a、…及第2发光元件212b、…在这里为LED元件,在规定方向上具有强的方向特性,故原稿G的光照射面Gs上往往会发生对应于发光元件间距P(以下称为LED间距P)的照度不均。
图8是用于说明第1发光元件212a、…及第2发光元件212b、…引起的原稿光照射面Gs中的不均[%]M及不均间距离[mm]N的图,是表示主扫描方向X的照度周期T中的明暗重复的图。
在该照度周期T中,不均[%]M是以从照度最大值L1[lx(勒克斯)]中减去照度最小值L2[lx]后的值除以照度平均(中央值)值L3[lx]而得到的值((L1-L2)/L3[%]),不均间距离[mm]N是照度周期T的半周期T/2。若设振幅[%]为K,则振幅[%]K是以从照度最大值L1[lx]中减去照度平均值L3[lx]后的值除以照度平均值L3[lx]而得到的值((L1-L3)/L3[%])。
另外,LED间距P[mm]与从发光元件至原稿G的光照射区域Lr的光轴L的距离、即光轴距离H[mm]设定成满足M≤N/2-5.5的关系,最好是满足M≤N/2-7.5的关系。
接着,以下说明导出这些关系的照度不均判定评价。
[照度不均判定评价]
在照度不均判定评价中,制作出根据图8所示的正弦曲线来变更照度周期T及振幅[%]K的值后的19个图案的图像。这里,图像使用个人计算机制作,使用打印机打印。设打印图像的色调为灰色。
对于如上所述制作的各种打印图像,多数被检者以目视确认,判定打印图像上的浓度不均(对应于照度不均的浓度不均)是否能允许。图9及图10中示出其判定结果。
图9是对照度周期T、振幅[%]K、根据这些值算出的不均间距离[mm]N、不均[%]M及其打印图像的判定结果进行一览表示的图。另外,图10是根据图9所示的值、以不均[%]M为纵轴、以不均间距离[mm]N为横轴制作的曲线。
在图9的判定栏中及图10的曲线中,‘○’表示‘能够充分允许浓度不均(照度不均)的判定’,‘△’表示‘能够允许浓度不均(照度不均)的界限的判定’,‘×’表示‘不能够允许浓度不均(照度不均)的判定’。
如图10所示,在N/2-5.5(参照图中β)<M的范围,执行不能够允许浓度不均(照度不均)的判定(‘×’判定),在N/2-7.5(参照图中γ)<M≤N/2-5.5的范围(参照图中粗网线),执行能够允许浓度不均(照度不均)的界限的判定(‘△’判定),在M≤N/2-7.5的范围(参照图中细网线),执行能够充分允许浓度不均(照度不均)的判定(‘○’判定)。
因此,通过将LED间距P及光轴距离H设定成满足N/2-7.5<M≤N/2-5.5的关系,从而能够抑制到可允许原稿G的光照射面Gs上的照度不均的程度,并且,通过设定成满足M≤N/2-7.5的关系,能够有效地防止原稿G的光照射面Gs中的照度不均,并且能够通用。
而且,在该状态下,能够将发光元件间距P及光轴距离H的关系设为最佳,以便向原稿G的光照射面Gs有效地照射来自发光元件的光。例如,能够设定为发光元件的数量相对于光轴距离H尽可能减少的发光元件间距P的值、或者,能够设定为原稿G的光照射面Gs中的照度相对于发光元件间距P尽可能变大的光轴距离H的值。
接着,以下对解析出不均[%]M及不均间距离[mm]N后,指定(LED间距P)/(光轴距离H)的范围的解析模拟进行说明。
[解析模拟]
在解析模拟中,使用解析模拟软件(Optical Research Associates社制Light Tools),在计算机上实现虚拟的图像读取装置,将LED间距P(4mm~24mm)及光轴距离H(4mm~19mm)的值变更为各种值,对不均[%]M及不均间距离[mm]N进行解析,对如此解析出的不均[%]M及不均间距离[mm]N,根据图10所示的判定基准,判定P/H的值。
另外,对于该解析模拟中使用的LED间距P及光轴距离H的若干例子的值,由实际的图像读取装置设定后进行确认,得到了与该解析模拟大致相同的不均[%]M及不均间距离[mm]N。由此,能够确认出使用解析模拟软件在计算机上实现的虚拟的图像读取装置与实际的图像读取装置基本相同。
图11是用于说明解析模拟的条件的图。在该解析模拟中,如图11所示,作为光源211,采用将20个LED元件212排列成一列的单列结构,配置成光轴L垂直于原稿G的光照射面Gs,其中该LED元件212具有进行顶面发光的发光面E2。另外,LED元件212的单体(1个)的光通量为7.81[lm(流明)](光度为1900[mcd(毫坎德拉)]。
图12~图14是对在解析模拟中使用的LED间距的部分值中,原稿的光照射面上的照度[lx]相对于光轴距离的一部分值下的主扫描方向的距离[mm]进行示例的曲线。图12(a)及图12(b)表示将LED间距P分别设为8mm及10mm的曲线,图13(a)及图13(b)表示将LED间距P分别设为12mm及14mm的曲线,图14(a)及图14(b)表示将LED间距P分别设为16mm及18mm的曲线。另外,在图12~图14的各曲线中,作为光轴距离H,示例出6mm、8mm、10mm、12mm、14mm、16mm、18mm。其他曲线省略图示。
以下,使用其中将LED间距P设为16mm的图14(a)的曲线来说明自动判定将光轴距离H设为6mm的照度不均的实例。
图15是用于说明设LED间距P为16mm、光轴距离H为6mm、使用单列结构的发光元件时的不均[%]M的图。
在LED间距P为16mm、光轴距离H为6mm的情况下,根据图15的曲线,原稿G的光照射面Gs中的照度最大值L1为40000[lx],最小值L2为20000[lx],平均值L3为30000[lx]。若将这些值代入图8中说明的不均[%]M的式子(L1-L2)/L3中,则不均[%]M为66.7[%]。另外,因为LED间距P为16mm,所以不均间距离[mm]N为8mm。
若将如此得到的不均[%]M=66.7[%]及不均间距离[mm]N=8mm应用于图10所示的表示不均[%]M与不均间距离[mm]N的关系的曲线,则为N/2-5.5(参照图中β)<M的范围。因此,P/H(16mm/6mm=2.67)为不能够允许照度不均的判定(×判定)。这样,对其他值同样执行的结果为图16及图17所示的表。
图16表示设LED间距P为4mm~11mm的间隔为1mm的值、光轴距离H为4mm~24mm的间隔为1mm的值时的P/H的判定结果。另外,图17表示设LED间距P为12mm~19mm的间隔为1mm的值、光轴距离H为4mm~24mm的间隔为1mm的值时的P/H的判定结果。
如图16及图17所示,当满足P/H>0.83的关系时,设为不能够允许照度不均的判定(×判定),当满足0.71<P/H≤0.83的关系时,设为能够允许照度不均的界限的判定(△判定),当满足P/H≦0.71的关系时,设为能够充分允许照度不均的判定(○判定)。
从以上描述可知,通过使发光元件间距P及光轴距离H满足P/H≤0.83的关系,能够抑制照度不均。由此,当设定发光元件间距P及光轴距离H时,只要向P/H≤0.83的关系式中代入发光元件间距P或光轴距离H即可,所以能够以满足M≤N/2-5.5的关系的方式根据发光元件间距P及光轴距离H之一容易地设定另一方。例如,当代入发光元件间距P后求出光轴距离H时,根据使原稿G的光照射面Gs中的照度尽可能增大的观点,光轴距离H只要为(P/0.83)的值或(P/0.83)以上且尽可能接近该值的值即可。另一方面,当代入光轴距离H后求出发光元件间距P时,根据使发光元件数量尽可能减少的观点,发光元件间距P只要为(H×0.83)的值或(H×0.83)以下且尽可能接近该值的值即可。
另外,通过使发光元件间距P及光轴距离H满足P/H≤0.71的关系,可知能够有效地防止照度不均。由此,当设定发光元件间距P及光轴距离H时,只要向P/H≤0.71的关系式中代入发光元件间距P或光轴距离H即可,故能够以满足M≤N/2-7.5的关系的方式根据发光元件间距P及光轴距离H之一容易地设定另一方。例如,当代入发光元件间距P后求出光轴距离H时,根据使原稿G的光照射面Gs中的照度尽可能增大的观点,光轴距离H只要为(P/0.71)的值或(P/0.71)以上且尽可能接近该值的值即可。另一方面,当代入光轴距离H后求出发光元件间距P时,根据使发光元件数量尽可能减少的观点,发光元件间距P只要为(H×0.71)的值或(H×0.71)以下且尽可能接近该值的值即可。
另外,这里的解析模拟是作为图11所示的单列结构的发光元件而进行的,但只要是能够形成不均[%]M及不均间距离[mm]N的发光元件的配置结构,则均能够适用。
另外,作为图4所示的相同间距位置结构的(与单列结构相比,照度为2倍的)发光元件,即便进行解析模拟,模拟结果也不变。
图18是用于说明在设LED间距P为16mm、光轴距离H为6mm的图15的条件下、使用了图4所示的同一间距位置结构的(与单列结构相比、照度为2倍的)发光元件时的不均[%]M的图。
如图18所示,在同一间距位置结构的发光元件中,原稿G的光照射面Gs上的照度最大值L1为80000[lx],最小值L2为40000[lx],平均值L3为60000[lx]。若将这些值代入图8说明的不均[%]M的式(L1-L2)/L3中,则不均[%]M为66.7[%]。
这样,即便是图4所示的同一间距位置结构的发光元件,也为与图15所示的单列结构的发光元件相同的不均[%]M。因此,即便作为图4所示的同一间距位置结构的(与单列结构相比,照度为2倍的)发光元件进行解析模拟,也会得到与单列结构的情况相同的结果。
另外,在解析模拟中,LED元件212的单体(1个)的光通量设定为7.81[lm](光度为1900[mcd],但即便在比该值大的情况或小的情况下,也由于与上述相同的理由,不均[%]M为相同结果。
即,无论发光元件的配置结构或光量如何,只要满足P/H≤0.83,则能将照度不均抑制到实用中能忍耐的程度,并且若满足P/H≦0.71,则能有效地防止照度不均。
在图1及图2所示的图像读取装置100中,光源211能够经原稿台201a、201b直接照射原稿G。因此,即便不设置现有照明装置中的设置于原稿与光源之间的漫射部件,也能够抑制照度不均,所以不会导致制造成本的增大,并且能够避免来自光源211的光照射到原稿G时的光量损耗,例如,即便不提高发光元件的光量,也能适用于原稿G的读取速度较快的图像读取装置中。
本发明能够不脱离其精神或主要特征以其他各种形式实施。因此,上述实施方式或实施例在所有方面仅是示例,不能限定性地进行解释。本发明的范围由权利要求示出,而并不受限于说明书。并且,属于权利要求的均等范围的变形或变更全部涵盖于在本发明的范围内。
本申请要求基于日本2009年1月21日提出申请的特愿2009-011064号的优先权。通过将其内容在此言及,而载入到本申请中。另外,本说明书中引用的文献通过在此言及,其全部内容被具体地载入。
Claims (13)
1.一种照明装置,具有排列多个发光元件的光源,该多个发光元件向原稿的沿规定第一方向延伸的光照射区域照射光,其特征在于,
设所述多个发光元件在所述第一方向的发光元件间距[mm]为P、所述多个发光元件至原稿的光轴距离[mm]为H,
设在表示所述多个发光元件引起的、在原稿光照射面上的所述第一方向的明暗重复的照度周期中,以从照度最大值(L1)中减去照度最小值(L2)后的值除以照度平均值(L3)而得到的不均[%](=(L1-L2)/L3[%])为M、作为所述照度周期的半周期的不均间距离[mm]为N,
则以如下方式设定所述发光元件间距(P)及所述光轴距离(H),即:
所述不均[%](M)与所述不均间距离[mm](N)满足M≤N/2-5.5的关系。
2.根据权利要求1所述的照明装置,其特征在于,
所述发光元件间距(P)及所述光轴距离(H)满足P/H≤0.83的关系。
3.根据权利要求1所述的照明装置,其特征在于,
以如下方式设定所述发光元件间距(P)及所述光轴距离(H),即:
所述不均[%](M)与所述不均间距离[mm](N)满足M≤N/2-7.5的关系。
4.根据权利要求3所述的照明装置,其特征在于,
所述发光元件间距(P)及所述光轴距离(H)满足P/H≤0.71的关系。
5.根据权利要求1~4之一所述的照明装置,其特征在于:
所述多个发光元件以所述光照射区域为基准,仅排列在与所述第一方向正交的沿所述光照射面的第二方向的单侧。
6.根据权利要求1~4之一所述的照明装置,其特征在于,
所述多个发光元件以所述光照射区域为基准,排列在与所述第一方向正交的沿所述光照射面的第二方向的两侧。
7.根据权利要求6所述的照明装置,其特征在于,
所述多个发光元件由在所述两侧中的一侧沿所述第一方向排列的多个第一发光元件、以及在另一侧沿所述第一方向排列的多个第二发光元件构成;
所述多个第一发光元件及所述多个第二发光元件排列成该第一发光元件间距及该第二发光元件间距为与所述发光元件间距(P)相同的距离,并且,间距位置在所述第二方向上对齐。
8.根据权利要求6所述的照明装置,其特征在于,
所述多个发光元件由在所述两侧中的一侧沿所述第一方向排列的多个第一发光元件、以及在另一侧沿所述第一方向排列的多个第二发光元件构成;
所述多个第一发光元件及所述多个第二发光元件排列成该第一发光元件间距及该第二发光元件间距为所述发光元件间距(P)的2倍距离,并且,间距位置在间距的所述第一方向上的中央位置彼此不同。
9.根据权利要求1~4之一所述的照明装置,其特征在于,
所述多个发光元件搭载在光源基板上,并具有执行侧向发光与顶面发光中任一发光的发光面,在侧向发光中,以光轴平行于所述光源基板的基板面的方式射出光;在顶面发光中,以光轴垂直于所述光源基板的基板面的方式射出光。
10.一种图像读取装置,其特征在于,
具有权利要求1~4之一所述的照明装置。
11.根据权利要求10所述的图像读取装置,其特征在于,
具有透光性的原稿台,所述光源经所述原稿台直接照射原稿。
12.一种图像形成装置,其特征在于,
具有权利要求10所述的图像读取装置。
13.一种图像形成装置,其特征在于,
具有权利要求11所述的图像读取装置。
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