JP2001034129A

JP2001034129A - 線状光源

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Publication number: JP2001034129A
Application number: JP20567399A
Authority: JP
Inventors: Nozomi Inoue; 望井上
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1999-07-21
Filing date: 1999-07-21
Publication date: 2001-02-09
Anticipated expiration: 2019-07-21
Also published as: JP3664220B2

Abstract

(57)【要約】【課題】余分の部材を用いずに、かつ、長手方向、照
射方向の余分な空間を必要とせずに照射距離が大きくて
も所用の照射幅で均一照明可能な線状光源。【解決手段】長手方向に略同一発光特性の複数個の点
状光源２あるいは実質的な点状光源を一列に配置して構
成され、その平均の配置間隔が、その一列に配置された
光源から被照射体までの距離より小さい線状光源におい
て、長手方向最端部に配置されている光源とその中央側
に隣接して配置されている光源との間隔Ｐ ₁₁を平均の配
置間隔より小さくして、その最端部からの光量を増加さ
せて、被照射体で均一に照明できる範囲を広げた線状光
源。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、線状光源に関し、
特に、電子写真プロセスにおいて用いられる除電ランプ
等に適した均一照明可能な線状光源に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】電子写真プロセスでは、感光体の露光履
歴を消すために、帯電前に均一な光線を照射して感光体
表面の電荷を除電する必要がある。この装置はイレーサ
ーと呼ばれる。イレーサーランプには、小さいな電球を
ガラス管の中に並べてなるものと、ＬＥＤを基板上に一
列に実装したものがある。

【０００３】電球を用いたものは、発熱あるいは消費電
力が大きいので、近年はＬＥＤイレーサーが多く用いら
れる。特開平４−２８４４８４号のものにおいては、各
ＬＥＤの間に反射率の低い仕切りを設け、さらに、ＬＥ
Ｄの正面に光を拡散させる樹脂板を置くことで、長手方
向の光量分布を均一にしている。しかし、この場合に、
仕切り板や拡散板等の部材が必要なため、構造が複雑で
コストがかかる問題がある。

【０００４】また、特開平５−２９９７０１号において
は、凹面の反射鏡でＬＥＤ素子からの光を反射すること
で、長手方向に均一に照射するようにしている。しかし
ながら、被照射部材（感光体）へ向かう方向へのイレー
サー本体の大きさが大きくなり、設計が困難になる。ま
た、均一な光量分布を得るための反射鏡の製造は困難で
コストも高い。また、作像カートリッジ等に組み込まれ
た形態で感光体を交換式にする場合には、作像カートリ
ッジの脱着に支障を来さないないように、イレーサー本
体を感光体よりある程度距離をおいて配置する必要があ
る。このため、光源により大きい光量が要求される。

【０００５】また、特開平５−３１６２９６号のもの
は、導光板の両端に光源を配置して、鋸歯状の反射面を
導光板表面に形成することで、均一な光量分布を得るよ
うにしている。しかしながら、この場合も、上記二者と
同様に、コストが高くなる。また、感光体表面からある
程度距離を離して配置する場合には、光量が不足する問
題点がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年の電子
写真プロセスを用いた複写機あるいはプリンターでは、
感光体は単独の部品として組み込まれることより、感光
体周辺の他の構成要素と一体のカートリッジとしてユニ
ット化されることが多い。例えば、現像器やクリーナ、
帯電器等と感光体を合わせて、一体の作像カートリッジ
を構成している。これは、装置寿命に比べて寿命の短い
感光体（特に有機感光体（ＯＰＣ））のユーザー交換を
容易にするためである。また、感光体交換とトナー補給
を同時に行うことを意図している場合もある。

【０００７】このように、感光体が交換可能なカートリ
ッジに組み込まれている場合には、イレーサーランプも
カートリッジに一体化した方が取り扱いは容易である。
しかし、寿命の十分に長いイレーサーランプをカートリ
ッジの交換毎に廃棄するのは、コスト的にも環境的にも
好ましくないし、イレーサーランプヘ電源を供給するた
めの信頼性の高い電気接点も必要になる。

【０００８】そこで、作像カートリッジの外側の本体側
にイレーサーランプを配置することが望ましい。回路基
板上にＬＥＤチップを等間隔で実装したイレーサーラン
プを使用する場合に、感光体表面からＬＥＤチップまで
の距離Ｌが大きくなるため、必要な光量を確保するため
には、ＬＥＤチップの実装数を増やす必要があり、ＬＥ
Ｄチップから感光体表面までの照射距離Ｌに比べて、Ｌ
ＥＤチップの実装ピッチＰは小さくなる。このような場
合、どうしても周辺部で光量が低下してしまう。所用の
照射幅で均一な光量を得るためには、その照射幅よりか
なり外側までＬＥＤチップを配置する必要がある。

【０００９】そのため、イレーサーランプの長手方向の
寸法が長くなり、組み込みが困難になるという問題があ
った。

【００１０】例えば、ＬＥＤチップの配光分布を一定と
し、図４に示すように、感光体１表面からＬＥＤチップ
２までの距離ＬをＬ＝３５ｍｍとして、ピッチＰをＰ＝
１６ｍｍで２４個のＬＥＤチップ２を等間隔に配列する
と、ＬＥＤチップ２の配列幅ＷはＷ＝１６×（２４−
１）＝３６８ｍｍとなる。これに対して、中央部の平均
的な光量を１としたときの周辺部の光量が０．９５を確
保できる幅Ｆは、Ｆ＝３０８ｍｍとなり、ＬＥＤチップ
２の配列幅Ｗに比べて小さい。いま、感光体１表面での
所用の照射幅ＺをＺ＝３３０ｍｍとすると、イレーサー
ランプ３に実装するＬＥＤチップ２をさらに２チップ程
度増やさねばならず、チップの配列幅Ｗもさらに大きく
なる。

【００１１】このような問題を避けるために、上記の特
開平５−３１６２９６号のような導光板を持つイレーサ
ーランプを用いると、光量が不足したり、導光板がある
ためにイレーサーランプが照射方向に大型化してしまう
という問題があった。

【００１２】本発明は従来技術のこのような問題点に鑑
みてなされたものであり、その目的は、仕切り板、拡散
板、反射鏡、導光板等の余分の部材を用いずに、かつ、
長手方向、照射方向の余分な空間を必要とせずに照射距
離が大きくても所用の照射幅で均一照明可能な線状光源
を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の線状光源は、長手方向に略同一発光特性の複数個の
点状光源あるいは実質的な点状光源を一列に配置して構
成され、その平均の配置間隔が、その一列に配置された
光源から被照射体までの距離より小さい線状光源におい
て、長手方向最端部に配置されている光源とその中央側
に隣接して配置されている光源との間隔を平均の配置間
隔より小さくして、その最端部からの光量を増加させ
て、被照射体上で均一に照明できる範囲を広げたことを
特徴とするものである。

【００１４】この場合に、長手方向最端部の光源に隣接
する中央側の光源とそれに隣接するさらに中央側の光源
との間隔も平均の配置間隔より小さくすると、被照射体
を均一に照明できる幅に対して線状光源の相対長さをよ
り短くできる。

【００１５】また、長手方向最端部の光源に隣接する中
央側の光源とそれに隣接するさらに中央側の光源との間
隔を平均の配置間隔より大きくすると、被照射体上の光
量分布の両端のピークをほとんどなくすことができ、有
効範囲の光量の均一性が強く要求される場合に有効とな
る。

【００１６】なお、以上の間隔の変化に代えて、その変
化させる間隔の外側の光源の発光光量を他の光源より、
間隔を小さくする場合に対応しては高く、間隔を大きく
する場合に対応しては低くしても同様の作用効果が得ら
れる。

【００１７】以上の本発明の線状光源は、感光体上に形
成した静電潜像をトナーで現像して被転写体に転写する
電子写真プロセスの感光体の除電ランプに用いることが
できる。

【００１８】本発明においては、長手方向最端部に配置
されている光源とその中央側に隣接して配置されている
光源との間隔を平均の配置間隔より小さくしているの
で、その最端部からの照射光量が増加し、被照射体上で
均一に照明できる範囲が広がる。そのため、均一に照明
できる幅に対して相対的な線状光源の長さを短くでき
る。これを電子写真プロセスの感光体の除電ランプに用
いるとき、所要除電幅に対して除電ランプの基板の幅方
向の長さを短くすることができ、感光体周辺において占
有する空間を小さくすることができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の線状光源を電子写
真プロセスを用いたレーザービームプリンターのイレー
サーランプを例にあげて説明するが、後記するように本
発明はイレーサーランプに限定されるものではない。

【００２０】図１に、電子写真プロセスを用いたプリン
ターの１例の概略の構成を示す。この実施例において
は、円筒状感光体１と帯電器４と現像器５とクリーナ６
とが一体になって作像カートリッジ１０が構成されてお
り、帯電器４で所定極性、例えばマイナスに一様に帯電
された感光体１表面にレーザー走査装置１１からのレー
ザービームが照射されて露光され、静電潜像が形成され
る。この場合に、レーザーで照射された部分は相対的に
反対の極性、例えばプラスの電荷が発生し、表面のマイ
ナスの電荷を打ち消すので、電位の絶対値は小さくな
る。その静電潜像は、現像器５で、所定極性、例えばマ
イナス帯電のトナーがレーザーで照射されて電位の絶対
値が小さくなった個所にのみトナーが付着して静電潜像
が現像される（反転現像）。現像されたトナー像は転写
器１２によって用紙トレー１４から搬送された用紙上に
転写され、定着器１３で定着されて排出される。転写後
の感光体１上に転写されずに残っている残留トナーはク
リーナ６で掻き取られ、その後クリーナ６の下流に配置
され、本発明の線状光源を用いたイレーサーランプ３で
一様に照明されて、感光体１表面に残留しているこの場
合はマイナスの残留電荷が除電される。このような除電
を行うことで、感光体の露光履歴を消し、次の画像形成
を均一に行うことができる。その後、上記の動作が繰り
返され複数枚のプリントが行われる。

【００２１】この例では、交換可能な作像カートリッジ
１０の着脱に際して支障しないように、作像カートリッ
ジ１０の外側にイレーサーランプ３が配置されており、
イレーサーランプ３からの照明光は、作像カートリッジ
１０の外壁に設けられたスリット状の開口部を経由して
感光体１表面を照射するようになっている。

【００２２】そして、本発明によるイレーサーランプ３
の基本構成は、フェノール樹脂やエポキシ樹脂等からな
る回路基板３１上の長手方向に一列にＬＥＤチップ２を
複数個実装して構成してあり（図２）、そのＬＥＤチッ
プ２の平均の間隔が、ＬＥＤチップ２から感光体１まで
の距離Ｌ（図４）より小さく、ＬＥＤチップ２の中の両
端部に配置されているものの間隔が平均の間隔より密で
あるように構成して両端部の光量を増加させて、均一に
照明できる範囲を従来の等間隔配列の場合より広げたも
のである。

【００２３】あるいは、その代わりに、イレーサーラン
プ３の両端部に実装されたＬＥＤチップ２の光量をその
他のＬＥＤチップ２より高くしたものである。

【００２４】以下に示す実施例においては、イレーサー
ランプ３は、図１に示すように、作像カートリッジ１０
の外側の本体側に配置されており、感光体１表面からイ
レーサーランプ３のＬＥＤチップまでの距離Ｌが比較的
大きく、図４を用いて説明した従来の場合と同様に、Ｌ
＝３５ｍｍに固定されている。ＬＥＤチップ２のチップ
数を２４とし、かつ、イレーサーランプ３の幅方向中央
部では、図４の従来の場合と同じ光量が確保できること
を前提条件としている。

【００２５】イレーサーランプ３の長手方向でのＬＥＤ
チップ２の配列は、長手方向中心線に対して左右対称に
配置されるので、図２にイレーサーランプ３の長手方向
中心線より左半分のみのＬＥＤチップ２の配置を示す。

【００２６】図２に示すように、（Ａ）〜（Ｄ）の何れ
の配置においても、中央の２つのＬＥＤチップ２の間隔
をＰ₀とし、両端に向かってその間隔を順次、Ｐ₁、Ｐ
₂、・・・、Ｐ₁₁のピッチで配置されているとする。し
たがって、ＬＥＤチップ２の配列幅Ｗは、Ｗ＝Ｐ₀＋２
（Ｐ₁＋Ｐ₂＋・・・＋Ｐ₁₁）となる。

【００２７】図２（Ａ）〜（Ｄ）の何れにおいても、中
央部の光量が従来技術と同一であるので、中央部でのＬ
ＥＤチップ２のピッチＰ₀も１６ｍｍとなる。このよう
な前提で、中央部の平均光量の９５％が確保できる範囲
Ｆ（図４）を考える。

【００２８】図３に、図２（Ａ）〜（Ｄ）の場合の感光
体１端部近傍での光量分布を示す。なお、この図は中央
から１００ｍｍより外側の部分だけの光量分布を示して
ある。

【００２９】図２（Ａ）は、従来の図４の場合と同様
に、２４個全てのＬＥＤチップ２は、Ｐ₀＝Ｐ₁＝Ｐ₂
＝・・・＝Ｐ₁₁＝１６ｍｍの等間隔に配列されている場
合である。その場合には、前記したように、中央部の平
均光量の９５％が確保できる範囲Ｆは、Ｆ＝１５４ｃｍ
×２＝３０８ｍｍとなり、ＬＥＤチップ２の配列幅Ｗ＝
１６ｃｍ＋２（１６ｃｍ＋１６ｃｍ＋・・・＋１６ｃ
ｍ）＝３６８ｃｍに比べて小さい。

【００３０】図２（Ｂ）は、最端部のＬＥＤチップ２の
間隔Ｐ₁₁だけを詰める場合であり、詰めれば詰める程、
中央部の平均光量の９５％が確保できる範囲Ｆは増え
る。例えば、Ｐ₁₁＝３ｍｍ、Ｐ₁₀〜Ｐ₀＝１６ｍｍとす
ると、Ｗ＝３４２ｍｍとなる。このとき、中央部の光量
に対して９５％を確保できる幅Ｆは３２８ｍｍとなる。
Ｐ₁₁の値を小さくすればＷも小さくなり、Ｆは増加する
が、ＬＥＤチップ２の実装の問題から、３ｍｍを下限と
する。

【００３１】したがって、最端部のＬＥＤチップ２の間
隔Ｐ₁₁を詰める代わりに、最端部のＬＥＤチップ２を外
し、その内側のＬＥＤチップ２の光量を他のＬＥＤチッ
プ２の２倍以上に上げても同様の効果がある。

【００３２】図２（Ｃ）は、最端部のＬＥＤチップ２の
間隔Ｐ₁₁及びその隣のＬＥＤチップ２との間隔Ｐ₁₀を詰
める場合であり、最端部の２つのＬＥＤチップ２の間隔
Ｐ₁₁を目一杯詰めた場合に、さらにその内側のＬＥＤチ
ップ２との間隔Ｐ₁₀を詰める場合である。Ｐ₁₁＝３ｍ
ｍ、Ｐ₁₀＝１１ｍｍで、中央部の光量に対して９５％を
確保できる幅Ｆが３３０ｍｍとなる。このときのＬＥＤ
チップ２の実装幅Ｗ＝３３２ｍｍである。ただし、この
場合は、図３のＣの曲線より明らかなように、両端部に
近い部分の光量はかなり上がる。イレーサーランプ３の
本体の幅は、図２の中で最も小さい。

【００３３】なお、最端部より３つ目のＬＥＤチップ２
と４つ目のＬＥＤチップ２の間隔Ｐ ₉も変化させても、
図２（Ｂ）、（Ｃ）を上回る解はない。

【００３４】図２（Ｄ）は、最端部のＬＥＤチップ２の
間隔Ｐ₁₁は詰めて、その隣のＬＥＤチップ２の間隔Ｐ₁₀
は空ける場合であり、例えば、Ｐ₁₁＝３ｍｍ、Ｐ₁₀＝２
０ｍｍとすると、上記図２（Ｂ）、（Ｃ）の場合に比べ
て９５％幅Ｆは減少し、約３２２ｍｍとなる。また、チ
ップ実装幅Ｗ＝３５０ｍｍとなり、上記図２（Ｂ）、
（Ｃ）の場合に比べて大きくなる。しかし、図３のＤの
曲線より明らかなように、光量分布の両端のピークをほ
とんどなくすことができる。有効範囲の光量の均一性が
強く要求される場合には有効である。

【００３５】なお、ＬＥＤの実装方法は、前記のように
チップ状のＬＥＤ２を基板３１の表面に実装する方法の
他に、リード付のＬＥＤをハンダ付けするようにしても
よい。

【００３６】また、上記のような間隔で配置する光源
は、ＬＥＤ以外でも、実質的に点光源として作用するも
のであれば、各種電球や蛍光素子、ＥＬ素子でもよい。

【００３７】なお、本発明による線状光源は、上記実施
例のように、クリーニング後で帯電前の感光体を照射し
て除電する場合のみならず、現像後かつ転写前、あるい
は、転写後でクリーニング前の位置を照射して除電する
光源に用いてもよい。

【００３８】さらに、本発明による線状光源は、イメー
ジスキャナーやファクシミリ等の原稿読取り用の照明光
源に用いることもできる。

【００３９】以上、本発明の線状光源を実施例等に基づ
いて説明してきたが、これら実施例等に限定されず種々
の変形が可能である。

【００４０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の線状光源によると、長手方向最端部に配置されている
光源とその中央側に隣接して配置されている光源との間
隔を平均の配置間隔より小さくしているので、その最端
部からの照射光量が増加し、被照射体上で均一に照明で
きる範囲が広がる。そのため、均一に照明できる幅に対
して相対的な線状光源の長さを短くできる。これを電子
写真プロセスの感光体の除電ランプに用いるとき、所要
除電幅に対して除電ランプの基板の幅方向の長さを短く
することができ、感光体周辺において占有する空間を小
さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による線状光源をイレーサーランプとし
て使用するレーザービームプリンターの１例の概略の構
成を示す図である。

【図２】従来技術と対比して本発明によるイレーサーラ
ンプのＬＥＤチップの配置を示す図である。

【図３】図２の配置に対応した感光体端部近傍での光量
分布を示す図である。

【図４】従来のイレーサーランプのＬＥＤチップの配置
と感光体表面での光量分布を示す図である。

【符号の説明】

１…感光体２…ＬＥＤチップ３…イレーサーランプ４…帯電器５…現像器６…クリーナ１０…作像カートリッジ１１…レーザー走査装置１２…転写器１３…定着器１４…用紙トレー３１…回路基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】長手方向に略同一発光特性の複数個の点
状光源あるいは実質的な点状光源を一列に配置して構成
され、その平均の配置間隔が、その一列に配置された光
源から被照射体までの距離より小さい線状光源におい
て、長手方向最端部に配置されている光源とその中央側に隣
接して配置されている光源との間隔を平均の配置間隔よ
り小さくして、その最端部からの光量を増加させて、被
照射体上で均一に照明できる範囲を広げたことを特徴と
する線状光源。
【請求項２】長手方向最端部の光源に隣接する中央側
の光源とそれに隣接するさらに中央側の光源との間隔も
平均の配置間隔より小さくしたことを特徴とする請求項
１記載の線状光源。
【請求項３】長手方向最端部の光源に隣接する中央側
の光源とそれに隣接するさらに中央側の光源との間隔を
平均の配置間隔より大きくしたことを特徴とする請求項
１記載の線状光源。
【請求項４】長手方向に略同一発光特性の複数個の点
状光源あるいは実質的な点状光源を一列に配置して構成
され、その平均の配置間隔が、その一列に配置された光
源から被照射体までの距離より小さい線状光源におい
て、長手方向最端部に配置されている光源の発光光量を他の
光源より高くして、その最端部からの光量を増加させ
て、被照射体で均一に照明できる範囲を広げたことを特
徴とする線状光源。
【請求項５】長手方向最端部の光源に隣接する中央側
の光源の発光光量も中央側の他の光源より高くしたこと
を特徴とする請求項４記載の線状光源。
【請求項６】長手方向最端部の光源に隣接する中央側
の光源の発光光量を中央側の他の光源より低くしたこと
を特徴とする請求項４記載の線状光源。
【請求項７】感光体上に形成した静電潜像をトナーで
現像して被転写体に転写する電子写真プロセスの感光体
の除電ランプに用いることを特徴とする請求項１から６
の何れか１項記載の線状光源。