CN104219418A - 导光体以及照明装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种导光体以及照明装置。导光体具备入射面、出射面和2个反射面。光源的照射光射在入射面上。出射面在主扫描方向上延伸，将入射光射出。2个反射面在面向出射面的位置在主扫描方向上延伸，将入射光反射至出射面。在一个反射面上，半椭圆体形状的棱镜状的多个光反射图案一体地形成在该反射面上。另一反射面形成为与所述一个反射面不同的面，其采用可设置反射入射光的反射构件的平面状。由此，可以适用于两侧照射方式以及单侧照射方式，不会导致高成本，在两种方式的情况下，均可以获得适当的光照强度分布。

Description

导光体以及照明装置

技术领域

本发明涉及导光体以及照明装置，具体而言，本发明涉及向出射面反射入射至导光体内的光的技术。

背景技术

在复合机等图像形成装置中，作为扫描器等图像读取装置的光源部，有采用棒状的树脂制导光体与从该导光体的长度方向侧部向导光体内部照射光的LED组合而成的线光源。该光源部需要线性地照明作为读取对象的原稿，以便与线性传感器(line sensor)的读取一致。因此，在面向从导光体射出光的出射面的面上，分别设置光反射或光散射图案，通过该图案使入射至导光体内的光朝出射面偏转，使线性的照明光朝原稿的方向射出。

作为这种光源部，存在从副扫描方向(垂直于光源部的主扫描方向的方向)的两侧照射读取对象的原稿的两侧照射方式。另外，也存在仅从副扫描方向的任意一侧照射读取对象的原稿的单侧照射方式的光源部。两侧照射方式中，由于从上述两侧照射读取对象，所以读取性能优良。单侧照射方式中，虽然在读取对象是凹凸原稿(粘贴原稿、形状不平的原稿)的情况下不能照射到的凹部形成阴影，但是在成本方面比两侧照射方式更低。

另外，作为上述光反射或光散射图案，在通过圆筒状的透光性优良的材质形成的导光体上，在面向出射面(纹理面)的反射面上，设置将光源(白色LED等)的光从侧端部的入光面入射而形成的光反射至出射面的棱镜(prism)。该棱镜利用在使出射光朝副扫描方向扩散方面优良的半椭圆体形状的棱镜。

然而，因两侧照射方式的光源部具有2个反射面，所以为了在各反射面上形成半椭圆体形状的棱镜，在通过模具树脂成形该导光体时，在从模具拔出导光体时，如果以适应一个棱镜的方式设定拔出方向，则不能拔出另一个棱镜部分。因此，为了能够拔出两个棱镜部分，需要特殊的模具，而导致高成本。另外，也存在基于成本上的理由采用单侧照射方式的光源部的情况，而需要依据产品区分使用两侧照射方式和单侧照射方式。此时，如果分别为两侧照射方式的导光体和仅一个反射面的单侧照射方式的导光体准备各自的模具，则也会导致高成本。

发明内容

本发明鉴于上述问题构思而成，提供一种导光体，其可以适用于两侧照射方式和单侧照射方式，不会导致高成本，且在两种方式的情况下均可以获得适当的光照强度分布。

本发明的一方面涉及的导光体，所述导光体由在入射至内部的光的光轴方向上延伸的透光构件构成，其朝规定方向反射入射的光，

所述导光体具备：

入射面，其设置在长度方向的两端部的至少一端，光源照射的光从其入射；

出射面，其形成在从所述入射面入射的光的光轴方向上延伸的一侧面部，并射出该入射的光；和

2个反射面，其在面向所述出射面的位置在所述光轴方向上延伸，并向所述出射面反射所述入射的光，

所述一个反射面中，向所述出射面反射所述入射的光且向所述出射面方向突出的半椭圆体形状的棱镜状的多个光反射图案一体地形成在该反射面上；另一个反射面是与所述一个反射面不同的面，并形成为能够设置向所述出射面反射所述入射的光的反射构件的平面状。

另外，本发明的一方面涉及的照明装置，具备：

导光体，其由在入射至内部的光的光轴方向上延伸的透光构件构成，其朝规定方向反射入射的光；和

光源，其从所述入射面向所述导光体的内部在该导光体的长度方向上照射光，

所述导光体具备：

入射面，其设置在长度方向的两端部的至少一端，光源照射的光从其入射；

出射面，其形成在从所述入射面入射的光的光轴方向上延伸的一侧面部上，并射出该入射的光；和

2个反射面，其在面向所述出射面的位置在所述光轴方向上延伸，并向所述出射面反射所述入射的光，

一个反射面中，向所述出射面反射所述入射的光且向所述出射面方向突出的半椭圆体形状的棱镜状的多个光反射图案一体地形成在该反射面上；另一个反射面是与所述一个反射面不同的面，并形成为能够设置向所述出射面反射所述入射的光的反射构件的平面状。

附图说明

图1是显示图像读取装置具有本发明的一实施形态涉及的照明装置的图像形成装置的构造的正面断面图。

图2是显示图像读取装置的概略构成的内部侧面图。

图3是显示照明装置的斜视图，其是显示内部构成的图。

图4是显示照明装置以及接触玻璃部分的斜视图。

图5是放大显示形成于反射面的光反射图案的斜视图。

图6是显示具有未设置半椭圆体形状的平板状的光反射图案的导光体的图。

图7(A)是显示接触玻璃与导光体的位置关系的图。

图7(B)是通过图表显示相对于导光体的主扫描方向上的离光源的距离的间接光在副扫描方向上的光照强度分布的图。

图8是显示表示本实施形态涉及的导光体的沿垂直于光轴方向的方向截断的状态的侧断面图。

具体实施方式

以下参照附图对本发明的一实施形态涉及的导光体以及具备该导光体的照明装置进行说明。图1是显示图像读取装置具有本发明的一实施形态涉及的照明装置的图像形成装置的构造的正面断面图。

本发明的一实施形态涉及的图像形成装置1，例如是兼具复印功能、打印功能、扫描功能以及传真功能多个功能的复合机。图像形成装置1构成为在装置本体11A上具备操作部47、图像形成部12A、定影部131、送纸部14、原稿供应部6、以及图像读取装置5等。

操作部47在图像形成装置1可实行的各种动作以及处理的范围内，接受来自操作者的图像形成动作实行指示、原稿读取动作实行指示等指示。操作部47具备显示对操作者的操作引导等的显示部473。

在图像形成装置1进行原稿读取动作的情况下，图像读取装置5光学读取通过原稿供应部6供应来的原稿或放置在接触玻璃(原稿放置玻璃)161上的原稿的图像，生成图像数据。通过图像读取装置5生成的图像数据保存在内设HDD或网络连接的计算机等内。

在图像形成装置1进行图像形成动作的情况下，基于通过上述原稿读取动作生成的图像数据、或从网络连接的计算机、智能手机等用户终端装置接收的图像数据、或存储在内设HDD内的图像数据等，图像形成部12A将调色剂图像形成在送纸部14输送的作为记录介质的记录纸P上。图像形成部12A的图像形成单元12M、12C、12Y以及12Bk分别具备感光体鼓121、向感光体鼓121供应调色剂的显影装置、容纳调色剂的调色剂盒(未图示)、带电装置、曝光装置、一次转印辊126。

在进行彩色印刷的情况下，图像形成部12A的洋红色用的图像形成单元12M、青用色的图像形成单元12C、黄色用的图像形成单元12Y以及黑色用的图像形成单元12Bk分别基于由构成图像数据的各自的颜色成分所构成的图像，通过带电、曝光以及显影的工序，在感光体鼓121上形成调色剂图像，通过一次转印辊126将调色剂图像转印在张架在驱动辊125a和从动辊125b上的中间转印带125上。

转印调色剂图像的像保持面设定在中间转印带125的外周面上，中间转印带125以抵接感光体鼓121的周面的状态通过驱动辊125a驱动。中间转印带125与各感光体鼓121同步，且在驱动辊125a与从动辊125b之间环形行进。

转印在中间转印带125上的各种颜色的调色剂图像，在调整转印时间后，在中间转印带125上重叠对齐，形成彩色的调色剂图像。在夹着中间转印带125的二次转印辊210与驱动辊125a之间的狭缝部N，二次转印辊210将形成在中间转印带125的表面上的彩色的调色剂图像，转印在从送纸部14经运送路径190运送来的记录纸P。然后，定影部131通过热压接使记录纸P上的调色剂图像在记录纸P上定影。结束定影处理而完成彩色图像形成的记录纸P被排出至排出托盘151。

送纸部14具备多个送纸盒。控制部(未图示)驱动容纳操作者进行的指示所指定的尺寸的记录纸的送纸盒的拾取辊145旋转，向上述狭缝部N运送容纳在各送纸盒内的记录纸P。

接着，对图像读取装置的构成进行说明。图2是显示图像读取装置5的概略构成的内部侧面图。

如图2所示，图像读取装置5具备光扫描装置7以及摄像单元8。

光扫描装置7具备第一光学系统单元71和第二光学系统单元72。

第一光学系统单元71具备照明装置10和第一反射镜711。照明装置10向原稿的读取面即上方照射光，其面向接触玻璃161配置在接触玻璃161的下方。如实线所示，显示了照明装置10采用单侧照射方式。照明装置10具备棒状的导光体和配置在该导光体的长度方向端部的光源(后面详细描述)。照明装置10在图2的纵深方向上延伸，该照明装置10的延伸方向是原稿读取时的主扫描方向。如图2所示，导光体具有1个反射面(后述)，使通过该反射面反射的来自光源的光朝1个方向射出。

另外，在照明装置10采用两侧照射方式的情况下，如图2中虚线所示，还具备反射镜710。导光体具有2个反射面(后述)，来自光源的光分别通过该2个反射面反射，如图2中实线和锁链线的光线所示，从导光体沿2个方向射出光。射出的光的一者(实线)朝向接触玻璃161上的原稿读取位置，另一者(锁链线)朝向反射镜710的方向。反射镜710将该出射光反射至该原稿读取位置。两侧照射方式的照明装置10从副扫描方向的两侧对原稿读取位置照射光。

在单侧照射方式的照明装置10的情况下，因为仅在副扫描方向上从图2实线所示单侧方向照射作为读取对象的原稿，因此构成简单，成本方面优良。然而，通过单侧照射方式的照明装置10，照射具有凹凸结构的原稿(粘贴有其他的纸的原稿、形状不平的原稿等)时，不能照射到的凹部形成阴影。而根据两侧照射方式的照明装置10，尽管成本较高，但由于从副扫描方向的两侧对原稿读取位置照射光，即使照射具有凹凸结构的原稿，也可以照射到其凸部以及凹部，减少上述阴影部分。

第一反射镜711接受照明装置10照射放置在接触玻璃161上的原稿的光在原稿读取面上的反射光，将其方向转换为水平方向。第一反射镜711配置在接触玻璃161的下方。这些照明装置10以及第一反射镜711安装在未图示的支撑构件上。

第二光学系统单元72具备第二反射镜721和第三反射镜722。第二反射镜721接受第一光学系统单元71的第一反射镜711反射的光，且将其方向转换为大致垂直向下。第三反射镜722进一步将第二反射镜721反射的光转换为大致水平方向，引导至摄像单元8的方向。这些第二反射镜721以及第三反射镜722安装在未图示的支撑构件上。

此外，设置在第一光学系统单元71以及第二光学系统单元72上的照明装置10以及上述各反射镜，具有以与接触玻璃161长度大致相同的长度在上述主扫描方向上延伸的细长的形状。

在图像读取装置5的内部，设置有在上述箭头方向上引导光扫描装置7的移动的省略图示的移动用的轨道。由此，具备第一光学系统单元71以及第二光学系统单元72的光扫描装置7，与接触玻璃161表面平行地在副扫描方向(垂直于主扫描方向的方向)即可在图2所示箭头方向上往复移动，以读取放置在接触玻璃161上的原稿的读取面整体的图像信息。

摄像单元8固定在图像读取装置5的内部下部。摄像单元8具备作为光学构件的成像棱镜81和作为摄像元件的线性传感器82。通过第二光学系统单元72的第三反射镜722反射的、来自原稿的读取面的反射光入射至成像棱镜81。成像棱镜81使该反射光在设置于光路的下游侧的线性传感器82的表面上成像。线性传感器82依据接受的光的光量，生成表示该光量的电压，即，将受光元件获得的光信息变换为电信号，输出给省略图示的控制部。这样，通过线性传感器82，由图像读取装置5读取作为读取对象的原稿的图像。

接着，对图像读取装置5具备的照明装置10进行说明。图3是显示照明装置10的斜视图，其是显示内部构成的图。图4是显示照明装置以及接触玻璃161部分的斜视图。

照明装置10具备导光体11、光源12、反射器13。

导光体11沿从光源12入射至该导光体11的内部的光的光轴方向延伸。如上所述，导光体11沿主扫描方向延伸，因此，该光轴方向与主扫描方向一致。导光体11例如由树脂制的透光构件构成，通过2个反射面15将从光源12入射的光分别朝出射面17的方向反射。

如图3所示，导光体11通过入射面18、出射面17和反射面15形成。

对于入射面18，导光体11的长度方向的两端部中的至少一个侧面用作该入射面。本实施形态中，对两端部中仅一个侧面用作入射面18的形态进行说明。光源12安装在入射面18上。该光源12照射的光从入射面18入射至导光体11的内部。

出射面17沿主扫描方向延伸，形成导光体11的一侧面。本实施形态中，出射面17形成导光体11的上面部。从入射面18入射至导光体11的内部的光，经反射面15反射，从该出射面17射出至导光体11的外部。

反射面15具有2个反射面1501、1502。反射面1501、1502在面向出射面17的位置沿副扫描方向延伸。反射面1501、1502分别将从入射面18入射至导光体11的内部的光反射至出射面17。

本实施形态中，反射面1501形成在与导光体11的下面部19邻接的一侧的面上，反射面1502形成在与该下面部19邻接的另一侧的面上。

反射面1501为平面状，在该平面状部分上形成有向出射面17反射入射光的多个光反射图案16(后面详细描述)。光反射图案16通过与导光体11的材料相同的材料一体地形成。

反射面1502作为与反射面1501不同的面形成为平面状。由此，在反射面1502上可以设置向出射面反射从入射面18入射的光的反射构件1521(图8)。该反射构件1521例如采用丝网印刷或高反射构件。在通过模具树脂成形导光体11后，反射面1502的该反射构件1521附加设置在反射面1502上。

光源12例如由LED1210构成。光源12安装在导光体11的入射面18的外面。本实施形态中，作为光源12，显示了设置6个LED1210的例子。光源12从入射面18向导光体11的内部照射的光的照射方向(光轴方向)是导光体11的长度方向即主扫描方向。

如图4所示，在面向导光体11的位置即接触玻璃161的相反侧的位置，设置有反射器13。反射器13将从入射面18入射的来自光源12的光中从导光体11漏出的光反射至接触玻璃161的上述原稿读取位置。由此，可以高效率地将从入射面18入射的来自光源12的光，照射到上述原稿读取位置。

接着，利用所述图3和图5对形成在反射面1501上的光反射图案16进行说明。图5是放大显示形成于反射面1501的光反射图案16的斜视图。

形成于反射面1501的光反射图案16是使入射至光反射图案16的光反射和散射的图案形状。光反射图案16在反射面1501上以如下方式形成：多个光反射图案16沿副扫描方向排列形成列状，而且由该多个光反射图案16构成的列沿主扫描方向排列有多个。例如，该光反射图案16的列在主扫描方向上形成在从反射面1501的入射面18的位置到入射面18的相反侧的端部即侧面部的位置。

在导光体11没有光反射或散射图案的情况下，从入射面18射入导光体11的内部的光，在射入导光体11后，在导光体11的外周面全反射，沿主扫描方向前进，全部被引导至入射面18的相反侧的端部。如此一来，设置于入射面18的光源12的光不能对原稿进行照明，所以通过在面向出射面17的反射面1501上形成光反射图案16，在副扫描方向上使该入射光反射。

如图5所示，各光反射图案16形成为向出射面17突出的半椭圆体形状。光反射图案16以如下方式形成：副扫描方向(垂直于光轴方向的方向)上的第一直径A长度为主扫描方向(光轴方向)上的第二直径B以上。在将光反射图案16形成为该半椭圆体形状的情况下，从入射面18射入导光体11内部的光经光反射图案16反射，获得朝出射面17的反射光和朝出射面17且在副扫描方向上散射的反射光。此外，本实施形态中，半椭圆体形状应理解为包含半球体形状。

这里，对从常规的导光体的入射面入射的光经反射面反射并从出射面射出的情况下的朝副扫描方向的扩散进行说明。图6是显示具有未设置半椭圆体形状的平板状的光反射图案的导光体110的图。

如图6所示，已知一种在反射面150上形成由朝出射面170突出的倒V字形状的棱镜构成的光反射图案160的导光体110。光反射图案160通过与导光体110的材料相同的材料一体地形成。这种导光体110中，通过将各光反射图案160之间的主扫描方向上的间距、光反射图案160的高度、宽度等设为可改变，可调节光反射图案160的光反射图案面1601朝出射面170方向反射的光的量。因此，通过调整配置在主扫描方向上的各位置的光反射图案160的上述间距、高度或宽度等，可以使从主扫描方向的各位置射出的照明光均匀化。

图7(A)是显示接触玻璃161和导光体11的位置关系的图，图7(B)是通过图表显示相对于导光体110的主扫描方向的离光源120的距离的间接光的副扫描方向上的光照强度分布的图。导光体110中，在主扫描方向上光源120以及入射面130附近的区域直接光多而间接光少，在中央区域以间接光为主，另外，越靠近导光体110的上述终端部，间接光入射至光反射图案160的光线的角度分布越小。此时，在导光体110的入射面130的附近直接光多而间接光少，因此尽管在主扫描方向上形成通过倒V字形状的光反射图案160扩散的出射光，但是在副扫描方向上如果反射至光反射图案160以外的导光体110的曲面的次数不多，则出射光不会扩散，因此，在入射面130的附近该反射次数少，副扫描方向上的扩散光非常少。因此，只有在入射面130附近的副扫描断面配光不同，光轴中心附近的光量高，远离光轴中心，光量就会急剧下降。

在这一点上，与由倒V字形状的棱镜构成的光反射图案160相比，半椭圆体形状的光反射图案16的副扫描方向的光扩散性更加优良。因此，形成在反射面1501上的光反射图案优选为半椭圆体形状的棱镜。

图8是显示表示本实施形态涉及的导光体11的沿垂直于光轴方向的方向截断的状态的侧断面图。如上所述，形成于反射面1501的光反射图案优选为半椭圆体形状的棱镜。本实施形态涉及的导光体11虽具有反射面1501、1502，如图8所示，但在假定反射面1501、1502两者形成为半椭圆体形状的棱镜，设想通过模具树脂成形的情况下，如图8所示，由于与半椭圆体形状的棱镜侧面下部的形状S干涉，所以在半椭圆体形状的棱镜成形后，不能从一个方向例如图8所示PL方向拔出模具。

因此，本实施形态涉及的导光体11，仅在反射面1501上形成由半椭圆体形状的棱镜构成的光反射图案16，在反射面1502上不形成半椭圆体形状的棱镜，而将其设置为平面状的状态。由此，如图8所示，在通过模具进行的树脂成形时，只要将模具的拔出方向设为箭头A1方向，就不会发生与半椭圆体形状的棱镜侧面下部的形状S的干涉的问题，而可以拔出模具。

例如，在模具成形该导光体11的情况下，反射面1502形成为与从该模具拔出导光体11的方向平行的面。

此外，如上述那样，对导光体11进行成形后，在反射面1502上，通过丝网印刷增设反射构件。或者，将高反射构件作为反射构件安装在反射面1502上。

这样形成的导光体11，因在反射面1501上具有由半椭圆体形状的棱镜构成的光反射图案16，反射面1502具有上述反射构件，故可适用两侧照射方式的照明装置10。

而且，如上述那样，对导光体11进行成形后，即使在反射面1502上不设置反射构件，亦可适用单侧照射方式的照明装置10。

这样，根据本实施形态涉及的导光体11，半椭圆体形状的棱镜状的光反射图案16形成在作为反射面15的一个面的反射面1501上，作为反射面15的另一个面的反射面1502形成为平面状，因此在通过树脂模具成形导光体11时，只要将模具的拔出方向设定为可以将形成在反射面1501上的半椭圆体形状的棱镜状的光反射图案16拔出的方向，则由于反射面1502为平面状，不会与该拔出发生干涉，所以无需利用特殊的模具，以低成本便可从模具拔出导光体11。

另外，采用在平面状的反射面1502上可以设置反射构件1521的构成，该反射构件1521可以在导光体11的成形后再附加。因此，在1个模具上成形的导光体11，可适用两侧照射方式和单侧照射方式。由此，无需分别准备两侧照射方式以及单侧照射方式的模具，可以低成本成形导光体11。

由此，根据本实施形态涉及的导光体11，适用两侧照射方式以及单侧照射方式，而不导致高成本，在两种方式的情况下，均可以获得适当的光照强度分布。

此外，本发明不限于上述各实施的形态的构成，可以采用各种变形。例如，在上述的各实施形态中，对仅将导光体11的主扫描方向的一端部作为入射面18，仅从导光体11侧面部的单侧通过光源12照明的构成进行了说明，但可以替代为以下构成：可以将主扫描方向上的导光体11的两端部的侧面作为入射面18，从导光体11的该两端部侧通过光源12向导光体11的内部照射光。

另外，上述各实施形态中，显示了具备LED1210的光源12，但光源不限于LED，只要是可以从作为导光体11的上述端部的侧面，向导光体11的内部沿主扫描方向照射光者即可。

另外，参照图1至图8利用上述各实施形态说明的构成以及处理，仅为本发明的一实施形态，本发明的构成以及处理不限于此。

在不脱离本发明的范围和趣旨的情况下，本领域普通技术人员清楚地知道本发明的各种修正形态和变更形态。另外，应理解，本发明不限于本说明书记载的举例说明的实施形态。

Claims (7)

1.一种导光体，所述导光体由在入射至内部的光的光轴方向上延伸的透光构件构成，其朝规定方向反射入射的光，

所述导光体具备：

入射面，其设置在长度方向的两端部的至少一端，光源照射的光从其入射；

出射面，其形成在从所述入射面入射的光的光轴方向上延伸的一侧面部上，并射出该入射的光；和

2个反射面，其在面向所述出射面的位置在所述光轴方向上延伸，并向所述出射面反射所述入射的光，

所述一个反射面中，向所述出射面反射所述入射的光且向所述出射面方向突出的半椭圆体形状的棱镜状的多个光反射图案一体地形成在该反射面上；另一个反射面是与所述一个反射面不同的面，并形成为能够设置向所述出射面反射所述入射的光的反射构件的平面状。

2.根据权利要求1所述的导光体，其特征在于，

所述另一个反射面形成为与在模具成形该导光体的情况下的从该模具拔出的方向平行的面。

3.根据权利要求1所述的导光体，其特征在于，

形成在所述一个反射面上的所述光反射图案的垂直于所述光轴方向的方向上的第一直径具有在所述光轴方向上的第二直径以上的长度，且所述光反射图案形成为向所述出射面突出的半椭圆体形状。

4.根据权利要求1所述的导光体，其特征在于，

所述反射构件通过丝网印刷设置在所述另一个反射面上。

5.根据权利要求1所述的导光体，其特征在于，

所述反射构件通过高反射构件设置在所述另一个反射面上。

6.根据权利要求1所述的导光体，其特征在于，

所述光轴方向上的该导光体的两端部的侧面设置为所述入射面。

7.一种照明装置，具备：

导光体，其由在入射至内部的光的光轴方向上延伸的透光构件构成，其朝规定方向反射入射的光；和

光源，其从所述入射面向所述导光体的内部在该导光体的长度方向上照射光，

所述导光体具备：

入射面，其设置在长度方向的两端部的至少一端，光源照射的光从其入射；

出射面，其形成在从所述入射面入射的光的光轴方向上延伸的一侧面部上，并射出该入射的光；和

2个反射面，其在面向所述出射面的位置在所述光轴方向上延伸，并向所述出射面反射所述入射的光，

一个反射面中，向所述出射面反射所述入射的光且向所述出射面方向突出的半椭圆体形状的棱镜状的多个光反射图案一体地形成在该反射面上；另一个反射面是与所述一个反射面不同的面，并形成为能够设置向所述出射面反射所述入射的光的反射构件的平面状。