JP2005114894A - Linear lighting unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は線状照明装置に関するものであり、例えば、複写機,プリンター,ファクシミリ等の電子写真装置において感光体を除電するための線状照明装置に関するものである。 The present invention relates to a linear illumination device, for example, a linear illumination device for neutralizing a photosensitive member in an electrophotographic apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile machine.
複写機等に採用されている電子写真技術の主流は乾式静電描画方式である。乾式静電描画方式では、例えば、感光体ドラムの表面をマイナスに帯電させ、そこにレーザー露光により潜像を形成し、その潜像にトナーを付着させ、得られたトナー像を用紙に転写・定着する、といった動作が行われる。トナー像転写後、感光体ドラム表面に残存しているトナーはブレード等でクリーニングされ、感光体ドラム表面に残存している静電気的な潜像は除電装置(イレーサ)で照明・露光されることにより電荷が消去される。 The mainstream of electrophotographic technology adopted in copying machines and the like is the dry electrostatic drawing method. In the dry electrostatic drawing method, for example, the surface of the photosensitive drum is negatively charged, a latent image is formed thereon by laser exposure, toner is attached to the latent image, and the obtained toner image is transferred to a sheet. An operation such as fixing is performed. After the toner image is transferred, the toner remaining on the surface of the photosensitive drum is cleaned with a blade or the like, and the electrostatic latent image remaining on the surface of the photosensitive drum is illuminated and exposed by a static eliminator (eraser). The charge is erased.
除電装置としては、LED(Light Emitting Diode)を基板上にアレイ状に並べたものが知られている。しかし、幅数百mmという感光ドラム表面を除電するにはLEDを多数並べる必要があり、これがコストアップの原因となっている。この問題を解決することを目的としたものが以下の特許文献1,2で提案されている。特許文献1で提案されている線状照明装置は、中央で最大幅を持つようにV型切削面が光拡散面として形成された円柱状導光体と、その両端に配置されたLEDと、を備えている。特許文献2で提案されている電荷消去装置は、一端がミラーコートされた光伝達ファイバーと、その他端に配置されたランプと、を備えている。したがって、特許文献1記載のものでは2つの光源で線状照明を行うことができ、特許文献2記載のものでは1つの光源で線状照明を行うことができる。
特許文献1記載の装置では、光拡散面の形状が光源配置に対応した左右対称なものとなっているため、射出光の光量分布を均一化する上では有効である。しかし、光源を2つ用いる必要があるため、その分のコストアップは避けられない。特許文献2記載の装置では、光源から離れるほど光伝達ファイバーの光放出部の幅が次第に増大する構成なっているため、光源からの距離の増大に伴う射出光量の低下を抑える上では有効である。しかし、ミラーコートされた端面からの反射光によって射出光の光量分布のバランスが崩れてしまい、それが照明ムラの原因となる。
In the apparatus described in
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、光源1つでも照明ムラがなく光利用効率の高い線状照明装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide a linear illumination device having high light utilization efficiency without uneven illumination even with a single light source.
上記目的を達成するために、第1の発明の線状照明装置は、光源と、その光源から射出した光を第1端面から第2端面へと導光しながら正面側へ射出させることにより線状の光に変換する導光体と、少なくとも前記第2端面を透過した光を第2端面側に反射させるリフレクタと、を備えた線状照明装置であって、前記導光体の背面側表面に導光中の光を正面側へ射出させるための光路変換部が形成されており、その光路変換部の最も第1端面側の端を入光端とし、最も第2端面側の端を反入光端とするとき、前記光路変換部の幅が入光端から反入光端にかけて変化し、かつ、以下の条件式(1)又は(2)を満足するように入光端と反入光端との間で前記光路変換部の幅が最大となることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a linear illumination device according to a first aspect of the present invention includes a light source and a line by emitting light emitted from the light source to the front side while guiding light from the first end surface to the second end surface. A linear illumination device comprising: a light guide body that converts light into a light; and a reflector that reflects at least light transmitted through the second end face to the second end face side, wherein the back side surface of the light guide body An optical path conversion unit for emitting the light being guided to the front side is formed, and the end of the optical path conversion unit closest to the first end surface is the light incident end and the end of the second end surface is the opposite side. When the light entrance end, the width of the optical path changing unit changes from the light entrance end to the light entrance end, and the light entrance end and the light entrance end so as to satisfy the following conditional expression (1) or (2): The width of the optical path changing unit is maximized between the optical ends.
0.1≦M/L≦0.45 …(1)
0.55≦M/L≦0.9 …(2)
ただし、
L:光路変換部の入光端から反入光端までの距離、
M:光路変換部の入光端から最大幅位置までの距離、
である。
0.1 ≦ M / L ≦ 0.45 (1)
0.55 ≦ M / L ≦ 0.9 (2)
However,
L: distance from the light incident end to the light incident end of the optical path changing unit,
M: distance from the light incident end of the optical path changing unit to the maximum width position,
It is.
第2の発明の線状照明装置は、光源と、その光源から射出した光を第1端面から第2端面へと導光しながら正面側へ射出させることにより線状の光に変換する導光体と、少なくとも前記第2端面を透過した光を第2端面側に反射させるリフレクタと、を備えた線状照明装置であって、前記導光体の背面側表面に導光中の光を正面側へ射出させるための光路変換部が形成されており、その光路変換部から背面側へ透過した光を前記リフレクタが光路変換部側に拡散反射させ、その拡散反射量が前記導光体による導光方向に沿って変化することを特徴とする。 A linear illumination device according to a second aspect of the present invention is a light source and a light guide that converts light emitted from the light source into linear light by emitting the light from the first end surface to the second end surface while emitting the light to the front side. A linear illuminating device including a body and a reflector that reflects at least the light transmitted through the second end surface to the second end surface side, and the light being guided to the back surface of the light guide An optical path conversion unit for emitting light to the side is formed, and the reflector diffuses and reflects the light transmitted from the optical path conversion unit to the back side toward the optical path conversion unit, and the amount of diffuse reflection is guided by the light guide. It changes along the light direction.
第3の発明の線状照明装置は、上記第1又は第2の発明において、前記光路変換部が複数の微細なプリズムから成ることを特徴とする。 A linear illumination device according to a third aspect of the present invention is characterized in that, in the first or second aspect of the invention, the optical path changing unit is composed of a plurality of fine prisms.
第4の発明の線状照明装置は、上記第1〜第3のいずれか1つの発明において、前記光路変換部が前記導光体の一部に設けられた平面上に構成されることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the linear illumination device according to any one of the first to third aspects, wherein the optical path conversion unit is configured on a plane provided in a part of the light guide. And
第5の発明の電子写真装置は、上記第1〜第4のいずれか1つの発明に係る線状照明装置を除電装置として有することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an electrophotographic apparatus including the linear illumination device according to any one of the first to fourth aspects as a static eliminator.
第1の発明によれば、光路変換部の幅が入光端から反入光端にかけて変化し、その最大幅位置が最適化された構成になっているため、光源1つでも光量分布の均一な照明光が得られる。したがって、高い光利用効率でムラのない照明を行うことができる。また、第2の発明によれば、リフレクタによる拡散反射量が入光端から反入光端にかけて変化する構成になっているため、光源1つでも光量分布の均一な照明光を得ることが可能になる。したがって、高い光利用効率でムラのない照明を行うことができる。 According to the first invention, the width of the optical path changing portion changes from the light incident end to the counter light incident end, and the maximum width position is optimized, so even a single light source has a uniform light amount distribution. Illuminating light can be obtained. Therefore, uniform illumination can be performed with high light use efficiency. In addition, according to the second invention, the amount of diffuse reflection by the reflector changes from the incident light end to the opposite incident light end, so that even one light source can obtain illumination light with a uniform light amount distribution. become. Therefore, uniform illumination can be performed with high light use efficiency.
第3の発明によれば、光路変換部が複数の微細なプリズムから成っているため、微小な凹凸から成る拡散パターン等に比べて作製の容易な金型を用いた製造が可能である。したがって、光路変換部を再現性良く容易に形成することの可能な線状照明装置を、低コストで実現することができる。第4の発明によれば、光路変換部が導光体の一部に設けられた平面上に構成されるため、導光体の背面側表面が曲面であっても作製の容易な金型を用いることができる。それによって光路変換部の形成が容易になるため、線状照明装置を低コストで実現することができる。第5の発明によれば、第1〜第4のいずれか1つの発明に係る線状照明装置を除電装置として有するため、安価で確実な除電が可能な電子写真装置(複写機,プリンター,ファクシミリ等)を実現することができる。 According to the third aspect of the invention, since the optical path changing unit is composed of a plurality of fine prisms, it is possible to manufacture using a mold that is easier to manufacture than a diffusion pattern consisting of minute irregularities. Therefore, a linear illumination device capable of easily forming the optical path conversion unit with good reproducibility can be realized at low cost. According to the fourth aspect of the invention, since the optical path changing unit is configured on a plane provided in a part of the light guide, a mold that can be easily manufactured even if the back side surface of the light guide is a curved surface. Can be used. This facilitates the formation of the optical path conversion unit, so that the linear illumination device can be realized at low cost. According to the fifth invention, since the linear illumination device according to any one of the first to fourth inventions is provided as a static eliminator, an electrophotographic apparatus (a copying machine, a printer, a facsimile machine) that can be surely eliminated at low cost. Etc.) can be realized.
以下、本発明を実施した線状照明装置を、図面を参照しつつ説明する。なお、各実施の形態等の相互で同一の部分や相当する部分には同一の符号を付して重複説明を適宜省略する。 Hereinafter, a linear illumination device embodying the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is mutually attached | subjected to the part which is the same in each embodiment etc., and the corresponding part, and duplication description is abbreviate | omitted suitably.
図2に、線状照明装置が除電装置として搭載された電子写真装置の印刷機構を模式的に示す。感光体ドラム1は、セレン等の感光帯電材(すなわち光導電材)から成る塗膜を表面に有している。感光体ドラム1の回転とともに、帯電装置2が感光体ドラム1の表面を均一に帯電させ、露光装置3が印刷しない部分に対して露光を行うことにより電荷を除去する。電荷が除去されることにより形成された潜像に対し、現像装置4がトナー4aを電気的に付着させる。感光体ドラム1上の潜像に付着しているトナー4aは、熱と圧力で用紙7に転写される。転写後の感光体ドラム1に残存しているトナー4aはブレード5で清掃され、残存電荷は除電装置(すなわちイレーサ)6による光の照射により除電される。この除電のための照明を光源1つでムラ無く行うことを可能にしたのが、以下に説明する線状照明装置である。
FIG. 2 schematically shows a printing mechanism of an electrophotographic apparatus in which a linear illumination device is mounted as a static eliminator. The
図1に、線状照明装置の一実施の形態を示す。図1に示す線状照明装置は、光源10,円柱状の透明な導光体20,反射特性を有するリフレクタ30等を備えている。光源10から射出した光L0は、導光体10に入射し、その内部で第1端面21から第2端面22へと導光されながら、正面側(つまり被照明物側)へ射出することにより線状の光L1に変換される。その線状の射出光L1が、前記除電のための線状照明に用いられる。
FIG. 1 shows an embodiment of a linear illumination device. The linear illumination device shown in FIG. 1 includes a
光源10としては、例えばLEDが挙げられる。そして感光体の除電を用途として考慮すれば、波長=630〜650nm付近の赤色光を放射するLEDが好ましい。また、先端部がレンズ形状の砲弾型LEDを用いることが好ましい。その強い指向性によって射出光L0を無駄なく導光体20に入射させることができるからである。量産性(例えば射出成形で製造できるといった製法上のメリット等),光学的特性(透明性,屈折率等),コスト等を考慮すれば、導光体20としてアクリル系のプラスチック材料から成る成型品を用いることが好ましく、リフレクタ30としてポリカーボネート系のプラスチック材料から成る成型品を用いることが好ましい。ただし、材質はこれらに限らず、他のプラスチック材料,ガラス材料等を用いてもよい。
Examples of the
図3に、導光体20の概略構成を模式的に示す。図3(A)は導光体20の正面図であり、図3(B)は図3(A)のU−U’線断面の端面図である。図3に示すように、導光体20の背面側表面には導光中の光を正面側へ射出させるための光路変換部Pが形成されている。その光路変換部Pを拡大して図4に示す。光路変換部Pは、複数の微細なプリズムから成っている。つまり、プリズム反射面Paとプリズム導光面Pbとから成る同一形状のプリズムが導光軸AXに沿って複数配列され、プリズム反射面Paとプリズム導光面Pbとが交互に繰り返し配置された構造をとっている。なお、光路変換部Pは導光体20の曲面形状の表面に隣接するように構成されているが、後述する他の実施の形態のように(図11,図12)、導光体20の一部に設けられた平面上に形成することが製造上好ましい。
FIG. 3 schematically shows a schematic configuration of the
導光体20には、光源10から射出した光L0(図1)が所定の広がりをもって入射するが、その入射光を射出光L1として正面側へ反射させるのがプリズム反射面Paである。入射光L0を第1端面21から第2端面22へと導光しながらプリズム反射面Paでの反射により正面側へ射出させていくと、プリズム反射面Paで正面側へ反射する入射角度の光の割合が第2端面22側へ近づくほど少なくなってしまう。この問題を解消するのがプリズム導光面Pbである。プリズム導光面Pbに入射した光は、その反射によって導光軸AXに対する傾きを変化させる。つまり、導光軸AXに対する角度θで入射してきた光線は、プリズム導光面Pbの導光軸AXに対する角度をαとすると、プリズム導光面Pbでの反射により、導光軸AXに対する角度2αだけ導光軸AX側に寄ることになる。その結果、プリズム反射面Paで正面側へ反射する入射角度の光の割合が増大する。
The light L0 (FIG. 1) emitted from the
光路変換部Pを構成している各プリズムの稜線は、導光軸AXに対して傾斜している。このため、各プリズムの凹凸に対応した斜めの明暗が照明光に生じたとしても、回転する感光体ドラム1の表面上ではキャンセルされて均一な露光状態が得られる。なお、光路変換部Pを構成している各プリズムの断面形状は、不等辺三角形に限らず、二等辺三角形等でもよく、平坦部にV字型の溝を形成したものでもよい。また、プリズムに限らず、微細な凹凸から成る拡散パターン等でもよい。導光体20の断面形状に関しても、円形に限らず、多角形,楕円形,それらの組み合わせ等でもよい。
The ridge lines of the prisms constituting the optical path conversion unit P are inclined with respect to the light guide axis AX. For this reason, even if oblique illumination corresponding to the unevenness of each prism occurs in the illumination light, it is canceled on the surface of the rotating
リフレクタ30は導光体20を取り囲むようにほぼ密着状態で設置されているが、その間にはわずかな空気間隔(図6〜図9中の25)が確保されている。このため、第1端面21から導光体10に入射した光は、導光体10の内部を全反射によって第2端面22側へ進むことができる。導光体20から正面側以外の方向(つまり、第2端面22側,上面側,下面側,背面側への各方向)へ射出した光は、リフレクタ30で反射されて再び導光体20内へ導かれる。したがって照明用の射出光L1以外の漏洩光は、リフレクタ30での反射により再利用されるため光利用効率が向上することになる。なお、リフレクタ30を、第2端面22側に反射面を有する部材と、導光体20の上面側,下面側及び背面側に反射面を有する部材と、の2つの部材で構成してもよく、また、リフレクタ30を用いる代わりに導光体20の表面にミラーコートを施してもよい。
The
リフレクタ30による反射は正反射,拡散反射のいずれでもよいが、リフレクタ30の反射特性は光利用効率だけでなく射出光L1の光量分布にも影響を及ぼす。例えば、導光体20の第2端面22はリフレクタ30で覆われているため、第2端面22を透過した光はリフレクタ30で第2端面22側に反射されて、第2端面22側での射出光L1の光量を増大させる。リフレクタ30による第2端面22側での反射の影響を明らかにするため、仮にリフレクタ30が第2端面22側での反射のみを行うものとし、図5(B)に示すように領域形状の幅が一定の光路変換部Qを導光体20に形成した場合を想定する。すると、図5(A)に示すような谷型の射出光量分布C0が得られる(X:導光距離,I:射出光強度)。
Reflection by the
図5(A)に示すグラフC0から分かるように、射出光L1の光量は第1端面21側から徐々に減少し、中央位置x1からdxだけシフトした谷位置x2で最も低くなり、第2端面22側に向けて再び増加する。このように、第2端面22側からの反射寄与分により第2端面22側での射出光量が増加し、全体でみると射出光量分布は谷型になる。射出光L1が谷型の光量分布になっていると、照明ムラが生じることになる。この実施の形態では、射出光L1の光量分布が均一になるように、光路変換部Pの形成領域形状が最適化されている。つまり、図3(A),図5(D)に示すように、光路変換部Pの最も第1端面21側の端を入光端P1とし、最も第2端面側22の端を反入光端P2とするとき、光路変換部Pの幅が入光端P1から反入光端P2にかけて変化し、かつ、以下の条件式(1)又は(2)を満足するように入光端P1と反入光端P2との間で光路変換部Pの幅が最大となる構成になっている。
As can be seen from the graph C0 shown in FIG. 5A, the light quantity of the emitted light L1 gradually decreases from the
0.1≦M/L≦0.45 …(1)
0.55≦M/L≦0.9 …(2)
ただし、
L:光路変換部Pの入光端P1から反入光端P2までの距離(つまり光路変換部Pの全長)、
M:光路変換部Pの入光端P1から最大幅位置Ptまでの距離、
である。
0.1 ≦ M / L ≦ 0.45 (1)
0.55 ≦ M / L ≦ 0.9 (2)
However,
L: distance from the light incident end P1 to the light incident end P2 of the light path conversion unit P (that is, the total length of the light path conversion unit P),
M: distance from the light incident end P1 of the optical path changing unit P to the maximum width position Pt,
It is.
光路変換部Pの光路変換作用は前記プリズム形状(図4)等により変化するが、射出光強度Iは光路変換部Pの幅が広いほどその対応位置で増大する。しかし、光路変換部Pの幅を入光端P1から反入光端P2にかけて変化させ、かつ、入光端P1と反入光端P2との間に光路変換部Pの最大幅位置を設定すると、入光端P1側で幅が狭くなった光路変換部Pにより正面側への光の出射が抑えられるため、図5(A)に示す谷位置x2は反入光端P2側へシフトすることになる。そのときの第2の谷位置に光路変換部Pの最大幅位置Ptを設定するのが好ましく、それを規定しているのが条件式(1)及び(2)である。条件式(1)又は(2)を満足するように光路変換部Pの最大幅位置Ptを設定すれば、図5(C)に示すように谷位置x2での光量が増大するため、射出光L1の光量分布がC0からC1へと均一化されて、照明ムラの発生が抑えられる。また、光路変換部Pの最大幅位置Ptを、谷位置x2から反入光端P2側へ0.1L〜0.2Lだけシフトした位置に設定してもよく、その場合でも条件式(1)又は(2)を満たした場合と同様の効果を得ることが可能である。 The optical path conversion action of the optical path conversion unit P varies depending on the prism shape (FIG. 4) and the like, but the emission light intensity I increases at the corresponding position as the width of the optical path conversion unit P increases. However, when the width of the optical path conversion unit P is changed from the light incident end P1 to the counter light incident end P2, and the maximum width position of the optical path conversion unit P is set between the light incident end P1 and the counter light incident end P2. Since the emission of light to the front side is suppressed by the optical path conversion unit P having a narrow width on the light incident end P1 side, the valley position x2 shown in FIG. 5A is shifted to the counter light incident end P2 side. become. It is preferable to set the maximum width position Pt of the optical path conversion unit P at the second valley position at that time, and the conditional expressions (1) and (2) define it. If the maximum width position Pt of the optical path conversion unit P is set so as to satisfy the conditional expression (1) or (2), the amount of light at the valley position x2 increases as shown in FIG. The light quantity distribution of L1 is made uniform from C0 to C1, and the occurrence of illumination unevenness is suppressed. Further, the maximum width position Pt of the optical path conversion section P may be set to a position shifted by 0.1 L to 0.2 L from the valley position x2 to the counter-incident light end P2 side, and even in that case, the conditional expression (1) Alternatively, it is possible to obtain the same effect as when (2) is satisfied.
上記のように光量分布が均一になるように最大幅位置Ptを調整・最適化したときの数値例を以下に挙げる。以下の数値例では、M/L=0.6であり、条件式(2)を満たしている。なお、入光端P1から最大幅位置Ptまでの幅の変化、最大幅位置Ptから反入光端P2までの幅の変化は、いずれも直線的になっているが、必要とされる射出光量分布の均一化に応じて、これらの幅の変化を曲線的に構成してもよい。 Examples of numerical values when the maximum width position Pt is adjusted and optimized so that the light quantity distribution is uniform as described above will be given below. In the following numerical examples, M / L = 0.6, which satisfies the conditional expression (2). The change in the width from the light incident end P1 to the maximum width position Pt and the change in the width from the maximum width position Pt to the counter light incident end P2 are both linear, but the required amount of emitted light is required. Depending on the uniform distribution, these width changes may be configured in a curve.
[数値例]
光路変換部Pの全長L=250mm,
最大幅位置Ptまでの距離M=150mm,
導光体20の直径=4.0mm,
入光端P1での光路変換部Pの幅=0.8mm,
最大幅位置Ptでの光路変換部Pの幅=2.0mm,
反入光端P2での光路変換部Pの幅=1.2mm
[Numeric example]
Total length L of the optical path conversion part P = 250 mm,
Distance M to maximum width position Pt = 150 mm,
The diameter of the
The width of the optical path changing part P at the light incident end P1 = 0.8 mm,
The width of the optical path conversion part P at the maximum width position Pt = 2.0 mm,
Width of the optical path conversion part P at the counter light incident end P2 = 1.2 mm
従来の考え方では、導光体に光路変換部を設ける場合、光源から遠いほど光路変換作用が大きくなるように設定される。例えば、図10(A)に示すように導光体20の片側から光を入射させる場合には、光路変換部Rの幅が入光端R1から反入光端R2にかけて次第に増加する形状に設定され、図10(B)に示すように導光体20の両側から光を入射させる場合には、光路変換部Sの幅が両端S1,S2から中央にかけて次第に増加するように設定される。図10(A)の場合、第2端面22から射出する光を反射させて光利用効率を良くしようとすると、第2端面22側からの反射光によって正面側への射出光量分布のバランスが崩れてしまい、それが照明ムラの原因になってしまう。図10(B)の場合、2つの光源10a,10bが必要であるため、その分のコストアップは避けられない。本実施の形態によれば、これらの問題はすべて解消される。つまり、用いる光源10が1つであるため大幅なコストダウンが可能であり、光源10が1つであるにもかかわらず照明ムラの低減と高い光利用効率を共に達成することが可能である。
In the conventional way of thinking, when an optical path conversion unit is provided in the light guide, the optical path conversion action is set to increase as the distance from the light source increases. For example, when light is incident from one side of the
図5(C)の光量分布C1は、リフレクタ30が第2端面22側での反射のみを行うことを想定しているが、前述したようにリフレクタ30は、導光体20から上面側,下面側,背面側の各方向へ射出した光も反射させて、再び導光体20内へ導く。したがって、導光体20の上面側,下面側,背面側でのリフレクタ30の反射特性も、射出光L1の光量分布に影響を及ぼすことになる。特に、導光体20の背面側表面には導光中の光を正面側へ射出させるための光路変換部Pが形成されているので、その光路変換部Pから背面側へ透過した光を光路変換部P側に反射させるリフレクタ30の反射特性は、射出光L1の光量分布に大きな影響を与えることになる。
The light quantity distribution C1 in FIG. 5C assumes that the
導光体20から正面側以外の方向(つまり、第2端面22側,上面側,下面側,背面側への各方向)へ射出した光を反射させるリフレクタ30の反射が、正反射である場合の射出光L1の光量分布C2を図6(A)に示し、均一な拡散反射である場合の射出光L1の光量分布C3を図7(A)に示し、位置によって拡散度合いの異なる拡散反射である場合の射出光L1の光量分布C4を図8(A)に示す。ただし、図6〜図8の各(A)に示す射出光量分布C2〜C4は、図6〜図8の各(B)に示す導光体20,リフレクタ30等と対応する導光距離Xの射出光強度Iで表現してある。
When the reflection of the
図6〜図8のいずれの場合でも光利用効率は向上するが、均一な拡散反射を行うリフレクタ30を用いた場合(図7)、得られる光量分布C3は均一化の不十分なものとなる。しかし、拡散反射は射出光量分布の均一化に有効であり、それを利用すれば、図8(A)に示すように射出光量分布を改善することができる。したがって、光路変換部Pから背面側へ透過した光をリフレクタ30が光路変換部P側に拡散反射させ、その拡散反射量が導光体20による導光方向(つまり導光軸AX方向)に沿って変化する構成とすることが好ましい。
In any of the cases of FIGS. 6 to 8, the light use efficiency is improved. However, when the
反射による拡散度合いを位置によって変化させる方法としては、例えば、リフレクタ30の反射面の成形形状を位置によって変化させる方法、リフレクタ30の反射面に位置によって反射特性の異なった印刷を施す方法等が挙げられる。リフレクタ30の反射面の成形形状を位置によって変化させる方法としては、同一の散乱特性を有する散乱体(シボ等)の数(つまり散乱体の密度)を位置によって変化させる方法、位置によって異なる散乱角特性を有する散乱体を形成する(つまり散乱体の形状や大きさを場所によって変化させる)方法、位置によって異なった表面加工を施す方法(例えばサンドブラストの当て方を変える方法)等が挙げられる。リフレクタ30の製造を考慮すると、同一の散乱特性を有する散乱体の数を位置によって変化させる方法が好ましく、その方法を採用した一例を図8(C)のグラフに示す(X:導光距離,J:散乱体密度)。
Examples of the method of changing the degree of diffusion due to reflection depending on the position include a method of changing the molding shape of the reflecting surface of the
散乱体の密度Jが高いほど反射による拡散度合いが大きくなり、結果として、その位置での射出光強度Iは増大する。これを図9に基づいて説明する。図9(A)はリフレクタ30の反射面での拡散度合いが小さい場合の光路を示しており、図9(B)はリフレクタ30の反射面での拡散度合いが大きい場合の光路を示している。光路変換部Pから背面側へ透過する光線のほとんどは、リフレクタ30の反射面に対して浅い角度で入射するため、図9(A)に示すように反射による拡散度合いが小さい場合(極端な例としてはミラー面の場合)には、導光軸AXに対してなす角が小さいまま再び導光体20内に戻ってくることになる。そのような光で正面側(大きい矢印)に進むものは少なく、全反射によりさらに導光されることになる。一方、図9(B)に示すように反射による拡散度合いが大きい場合には、拡散角度が拡大した分、個々の光線の光量は小さくなるものの、照明方向に向かう光線が多くなるため射出光強度Iは増大することになる。したがって、前述した光路変換部Pの形成領域形状を最適化する場合と同様の理由で、{図8の(B)と(C)との位置の対応関係から分かるように}光路変換部Pの形状と対応するように、リフレクタ30による拡散反射量が最大となる位置を最適化することが好ましい。
As the density J of the scatterers increases, the degree of diffusion due to reflection increases, and as a result, the emission light intensity I at that position increases. This will be described with reference to FIG. FIG. 9A shows an optical path when the degree of diffusion at the reflecting surface of the
図11に他の実施の形態の背面側外観構成を示し、図12にそのV−V’線断面構造を示す。基本的な構成は前述の実施の形態(図1等)と同じであるが、設置スペースの制約等に対応できるように、一部が屈曲した導光体20Aと、それを覆うように配置されたリフレクタ30Aと、を備えている。導光体20Aの屈曲部23では、導光軸AXを略90°(つまり90°又は実質的に90°)折り曲げるようにして光束が反射するように、反射部分が45度にカットしてある。これにより、光源10を射出した光L0は一旦曲げられた後、入光端P1から光路変換部Pへ入射することになるので、その効率の良い光路の折り曲げにより線状照明装置の小型化が可能となる。
FIG. 11 shows a rear side external configuration of another embodiment, and FIG. 12 shows a cross-sectional structure taken along line V-V ′. Although the basic configuration is the same as that of the above-described embodiment (FIG. 1 and the like), a
光路変換部Pは、円筒形状の導光体20Aの一部に設けられた平面部F上に形成されている。光路変換部Pが平面部F上に形成された導光体20Aには、その製造が容易になるというメリットがある。光路変換部Pが導光体20Aの曲面形状の表面に隣接するような構成になっている場合には、それを成形するための金型のコア形状を光路変換部Pと同じ略菱形の形状にしなければならなくなる。そのため、光路変換部Pの形成領域形状を変更するための追加工を施そうとすると、すべての金型の修正が必要になる。それに対し、光路変換部Pが平面部F上に形成された構成になっていれば、金型のコア形状を長方形にすることができる。その場合、光路変換部Pの形成領域形状を変更する必要があれば、光路変換部Pを成形するための金型の形成領域形状のみを修正すれば済む。したがって、金型の追加工を容易に行うことができる。
The optical path conversion part P is formed on a flat surface part F provided in a part of the cylindrical
以上説明した線状照明装置を除電装置6(図2)として有することにより、安価で確実な除電が可能な電子写真装置(複写機,プリンター,ファクシミリ等)を実現することができる。また上記線状照明装置は、電子写真装置以外の機器においても照明装置又はその一部としての使用が可能である。例えば長尺蛍光管や長尺ハロゲンランプを光源とする線状照明装置の代わりに用いれば、ムラが無く光利用効率の高い照明を低コストかつコンパクトに行うことができる。そのような線状照明装置としては、例えばLCD(Liquid Crystal Display)等の非発光型表示素子に用いるバックライトやフロントライトが挙げられる。 By having the linear illumination device described above as the static eliminator 6 (FIG. 2), an electrophotographic apparatus (copying machine, printer, facsimile, etc.) that can reliably eliminate static electricity can be realized. Further, the linear illumination device can be used as an illumination device or a part thereof in devices other than the electrophotographic apparatus. For example, when a long fluorescent tube or a long halogen lamp is used instead of a linear illumination device using a light source, illumination with no unevenness and high light utilization efficiency can be performed at low cost and in a compact manner. Examples of such a linear illumination device include a backlight and a front light used for a non-light-emitting display element such as an LCD (Liquid Crystal Display).
なお、上述した各実施の形態には以下の構成を有する発明(i),(ii),…が含まれており、その構成によると、光源1つでも照明ムラがなく光利用効率の高い線状照明装置を提供することができる。 Each of the above-described embodiments includes inventions (i), (ii),... Having the following configuration. According to the configuration, even a single light source has no illumination unevenness and has high light utilization efficiency. A state lighting device can be provided.
(i) 光源と、その光源から射出した光を第1端面から第2端面へと導光しながら正面側へ射出させることにより線状の光に変換する導光体と、少なくとも前記第2端面を透過した光を第2端面側に反射させるリフレクタと、を備えた線状照明装置であって、前記導光体の背面側表面に導光中の光を正面側へ射出させるための光路変換部が形成されており、その光路変換部の最も第1端面側の端を入光端とし、最も第2端面側の端を反入光端とするとき、前記光路変換部の幅が入光端から反入光端にかけて変化し、入光端と反入光端との間で前記光路変換部の幅が最大となることを特徴とする線状照明装置。 (i) a light source, a light guide that converts light emitted from the light source into linear light by guiding the light from the first end surface to the second end surface, and converting the light into linear light, and at least the second end surface And a reflector that reflects the light that has passed through the second end face to the second end face side, and is an optical path conversion for emitting light being guided to the front side on the back side surface of the light guide And the end of the optical path conversion unit closest to the first end surface is the light incident end, and the end of the second end surface is the counter incident light end. A linear illumination device, wherein the linear illumination device changes from an end to a counter-incident light end, and the width of the optical path conversion unit is maximized between the incident light end and the counter-incident light end.
(ii) 前記条件式(1)又は(2)を満足することを特徴とする上記(i)記載の線状照明装置。 (ii) The linear illumination device according to (i), wherein the conditional expression (1) or (2) is satisfied.
(iii) 前記光路変換部の形成領域形状の幅を一定としたときに得られる射出光量分布の谷位置から、反入光端側へ0.1L〜0.2Lだけシフトした位置に、前記光路変換部の最大幅位置が設定されていることを特徴とする上記(i)又は(ii)記載の線状照明装置。 (iii) The optical path at a position shifted by 0.1 L to 0.2 L from the valley position of the emitted light amount distribution obtained when the width of the formation region shape of the optical path conversion portion is constant. The linear illumination device according to (i) or (ii) above, wherein the maximum width position of the conversion unit is set.
(iv) 光源と、その光源から射出した光を第1端面から第2端面へと導光しながら正面側へ射出させることにより線状の光に変換する導光体と、少なくとも前記第2端面を透過した光を第2端面側に反射させるリフレクタと、を備えた線状照明装置であって、前記導光体の背面側表面に導光中の光を正面側へ射出させるための光路変換部が形成されており、その光路変換部から背面側へ透過した光を前記リフレクタが光路変換部側に拡散反射させ、その拡散反射量が前記導光体による導光方向に沿って変化し、導光途中で拡散反射量が最大となることを特徴とする線状照明装置。 (iv) a light source, a light guide that converts light emitted from the light source to the front side while guiding light from the first end surface to the second end surface, and converts the light into linear light, and at least the second end surface And a reflector that reflects the light that has passed through the second end face to the second end face side, and is an optical path conversion for emitting light being guided to the front side on the back side surface of the light guide Part is formed, the reflector diffusely reflects the light transmitted from the optical path conversion unit to the back side to the optical path conversion unit side, the diffuse reflection amount changes along the light guide direction by the light guide, A linear illumination device characterized in that the amount of diffuse reflection is maximized during light guide.
(v) 前記光路変換部の形成領域形状の幅を一定としたときに得られる射出光量分布の谷位置から、第2端面側へ0.1L〜0.2Lだけシフトした位置に、前記拡散反射量の最大位置が設定されていることを特徴とする上記(iv)記載の線状照明装置。 (v) The diffuse reflection at a position shifted by 0.1 L to 0.2 L from the valley position of the emitted light amount distribution obtained when the width of the formation region shape of the optical path changing portion is constant. The linear illumination device as described in (iv) above, wherein a maximum position of the quantity is set.
(vi) 前記導光体が、光路を折り曲げる屈曲部を前記第1端面と前記光路変換部との間に有することを特徴とする上記(i)〜(v)のいずれか1項に記載の線状照明装置。 (vi) The light guide has a bent portion that bends an optical path between the first end surface and the optical path conversion unit, according to any one of the above (i) to (v), Linear lighting device.
6 除電装置(線状照明装置)
10 光源
20 導光体
30 リフレクタ
21 第1端面
22 第2端面
P 光路変換部
Pa プリズム反射面
Pb プリズム導光面
P1 入光端
P2 反入光端
AX 導光軸
20A 導光体
30A リフレクタ
23 屈曲部
F 平面部
6 Static eliminator (linear illumination device)
DESCRIPTION OF
Claims (5)
0.1≦M/L≦0.45 …(1)
0.55≦M/L≦0.9 …(2)
ただし、
L:光路変換部の入光端から反入光端までの距離、
M:光路変換部の入光端から最大幅位置までの距離、
である。 A light source, a light guide that converts light emitted from the light source to the front side while guiding light from the first end surface to the second end surface, and converted to linear light, and at least transmitted through the second end surface A linear illumination device including a reflector that reflects light toward the second end face, and an optical path conversion unit that emits light being guided to the front side is formed on a rear surface of the light guide. When the end closest to the first end surface of the optical path conversion unit is the light incident end and the end closest to the second end surface is the anti-incident light end, the width of the optical path conversion unit is opposite to the light incident end. The width of the optical path conversion unit is maximized between the light incident end and the counter light incident end so as to change toward the light incident end and satisfy the following conditional expression (1) or (2): A linear lighting device;
0.1 ≦ M / L ≦ 0.45 (1)
0.55 ≦ M / L ≦ 0.9 (2)
However,
L: distance from the light incident end to the light incident end of the optical path changing unit,
M: distance from the light incident end of the optical path changing unit to the maximum width position,
It is.
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Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008153076A (en) * | 2006-12-18 | 2008-07-03 | Ichikoh Ind Ltd | Vehicular lighting fixture |
JP2009043611A (en) * | 2007-08-09 | 2009-02-26 | Citizen Electronics Co Ltd | Light source unit for luminaire |
US7614772B2 (en) | 2006-05-26 | 2009-11-10 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Linear light emitting apparatus |
JP2010103034A (en) * | 2008-10-27 | 2010-05-06 | Ushio Inc | Linear light source device |
JP2010118154A (en) * | 2008-11-11 | 2010-05-27 | Colcoat Kk | Line illumination device |
CN102207722A (en) * | 2010-03-31 | 2011-10-05 | 兄弟工业株式会社 | Charge-removing device |
US8226282B2 (en) | 2008-12-17 | 2012-07-24 | Koito Manufacturing Co., Ltd. | Vehicle lamp |
WO2014034447A1 (en) * | 2012-08-30 | 2014-03-06 | ヤマハ株式会社 | Light guide element, relay device, and speaker device |
EP2568321A3 (en) * | 2011-09-08 | 2014-04-16 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Saddle-riding type vehicle and light guide used in same |
JP2015175881A (en) * | 2014-03-13 | 2015-10-05 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Light guide member and manufacturing method of light guide member |
JP2015200864A (en) * | 2014-03-31 | 2015-11-12 | ブラザー工業株式会社 | Photoreceptor cartridge |
JP2016126167A (en) * | 2014-12-27 | 2016-07-11 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Light guide body, illumination device, and image forming apparatus |
JP2016126068A (en) * | 2014-12-26 | 2016-07-11 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Image forming apparatus, and light guide member |
JP2018004732A (en) * | 2016-06-28 | 2018-01-11 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Image forming apparatus |
JP7469953B2 (en) | 2020-05-20 | 2024-04-17 | シャープ株式会社 | Image forming device |
-
2003
- 2003-10-06 JP JP2003346752A patent/JP2005114894A/en active Pending
Cited By (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7614772B2 (en) | 2006-05-26 | 2009-11-10 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Linear light emitting apparatus |
JP2008153076A (en) * | 2006-12-18 | 2008-07-03 | Ichikoh Ind Ltd | Vehicular lighting fixture |
JP4666174B2 (en) * | 2006-12-18 | 2011-04-06 | 市光工業株式会社 | Vehicle lighting |
JP2009043611A (en) * | 2007-08-09 | 2009-02-26 | Citizen Electronics Co Ltd | Light source unit for luminaire |
JP2010103034A (en) * | 2008-10-27 | 2010-05-06 | Ushio Inc | Linear light source device |
JP2010118154A (en) * | 2008-11-11 | 2010-05-27 | Colcoat Kk | Line illumination device |
US8226282B2 (en) | 2008-12-17 | 2012-07-24 | Koito Manufacturing Co., Ltd. | Vehicle lamp |
US20110243609A1 (en) * | 2010-03-31 | 2011-10-06 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Charge-removing device |
JP2011227425A (en) * | 2010-03-31 | 2011-11-10 | Brother Ind Ltd | Static eliminator |
CN102207722B (en) * | 2010-03-31 | 2014-05-14 | 兄弟工业株式会社 | Charge-removing device |
US8538294B2 (en) | 2010-03-31 | 2013-09-17 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Charge-removing device |
CN102207722A (en) * | 2010-03-31 | 2011-10-05 | 兄弟工业株式会社 | Charge-removing device |
US8936383B2 (en) | 2011-09-08 | 2015-01-20 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Saddle-riding type vehicle and light guide used in same |
EP2568321A3 (en) * | 2011-09-08 | 2014-04-16 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Saddle-riding type vehicle and light guide used in same |
JP2014048415A (en) * | 2012-08-30 | 2014-03-17 | Yamaha Corp | Light guide body, relay device and speaker device |
WO2014034447A1 (en) * | 2012-08-30 | 2014-03-06 | ヤマハ株式会社 | Light guide element, relay device, and speaker device |
CN104603651A (en) * | 2012-08-30 | 2015-05-06 | 雅马哈株式会社 | Light guide element, relay device, and speaker device |
EP2891910A4 (en) * | 2012-08-30 | 2016-05-25 | Yamaha Corp | Light guide element, relay device, and speaker device |
US9435926B2 (en) | 2012-08-30 | 2016-09-06 | Yamaha Corporation | Light guide body, relay apparatus, and speaker apparatus |
JP2015175881A (en) * | 2014-03-13 | 2015-10-05 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Light guide member and manufacturing method of light guide member |
JP2015200864A (en) * | 2014-03-31 | 2015-11-12 | ブラザー工業株式会社 | Photoreceptor cartridge |
JP2016126068A (en) * | 2014-12-26 | 2016-07-11 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Image forming apparatus, and light guide member |
JP2016126167A (en) * | 2014-12-27 | 2016-07-11 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Light guide body, illumination device, and image forming apparatus |
JP2018004732A (en) * | 2016-06-28 | 2018-01-11 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Image forming apparatus |
JP7469953B2 (en) | 2020-05-20 | 2024-04-17 | シャープ株式会社 | Image forming device |
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