JP2010020123A - 棒状光源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】常に一定の光量を照射することができる棒状光源装置を提供する。
【解決手段】端面から入射された光を内部で拡散・反射することで、線状の光を出射する棒状の導光体と、前記導光体の内部に光を効率良く入射するため、導光体の端面に密接して配置される光源と、前記導光体から出射される出射光量をモニタするため、導光体の出射面に密接して配置される光センサとを組み合わせたことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子写真式印刷装置の除電プロセスなどに使用する光源に係り、特に棒状の導光体を用いた棒状光源装置に関する。

図２は、電子写真式印刷装置の概略構成図である。電子写真式印刷装置は、円筒状で、その中心線を軸として回転する光導電性の感光ドラム６に対し、その周囲に、感光ドラム６の表面に電荷を与えるための帯電部７と、感光ドラム６にレーザ光を照射するための露光部８と、感光ドラム６上にトナーを付着させるための現像部９と、感光ドラム６上に付着したトナーを用紙に転写するための転写部１１と、転写後も感光ドラム６上に残留しているトナーを除去するための清掃部１２を有している。

清掃部１２は、感光ドラム６の軸方向全域に光を照射し、転写後の感光ドラム６上に残存する電位を０Ｖ近傍まで下げ、清掃性を良くするための光源（以下、イレーサ１３と称す）と、ＡＣコロナ放電によって感光ドラム６及び感光ドラム６上の残留トナーの除電を行う除電器１４と、回転するブラシによって感光ドラム６上の残留トナーを除去するクリーニングブラシ１５などから構成される。

従来、イレーサ１３は、中心線を軸として回転する感光ドラム６の軸方向全域に光を照射するため、線状の光源が用いられており、その構成はＬＥＤをアレイ状に並べたものであった。

電子写真式印刷装置にて良好な印刷品質を得るためには、イレーサ１３にて光を照射した後の電位を常に一定以下にする必要がある。そのためには、感光ドラム６の軸方向全域に対し、一定以上の光を照射する必要があるが、ＬＥＤをアレイ状に並べたイレーサ１３は、ＬＥＤを多数使用しているため、各素子間で生じる光量バラツキや、素子の不良や寿命による部分的な光量低下が発生していた。その結果、光量が低い部分で感光ドラム６上の電位が十分に下がらず、印刷品質の低下を招いていた。

そこで、各ＬＥＤに対応する静電センサを設け、該静電センサの出力値に基づき、感光ドラム６上の電位が基準値以下となるように、各ＬＥＤの光量をフィードバック制御することにより、イレーサ１３の光量分布を均一にする方法が提案されている。

特開平５−２４１４９１号公報 特開２００６−１１３２１６号公報

前記の光量バラツキや光量低下を検出するためには、多数のＬＥＤに対応する静電センサを設ける必要があるため、装置の原価上昇や、制御回路の複雑化を招くという課題があった。

本発明の目的は、このＬＥＤアレイの課題を解決し、常に一定の光量を照射することができる棒状光源装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明の第１の手段は、端面から入射された光を内部で拡散、反射することで線状の光を出射する棒状の導光体と、前記導光体の内部に光を入射するために前記導光体の端面に密接して配置される光源と、前記導光体から出射される出射光量をモニタするために前記導光体の出射面に密接して配置される光センサとを備えたことを特徴とするものである。

本発明の第２の手段は前記第１の手段において、前記光センサの検出値に基づき前記導光体全域の出射光量を推測することを特徴とするものである。

本発明の第３の手段は前記第１の手段において、前記光センサの検出値が一定となるように、前記光源からの出射光を制御する制御手段を備えたことを特徴とするものである。

本発明の第４の手段は前記第１の手段において、前記光源と前記光センサは同一基板に実装されていることを特徴とするものである。

本発明の第５の手段は前記第４の手段において、前記光センサはＤＩＰタイプの部品で構成され、前記導光体の光入射端と出射光をモニタする位置との間に所定の間隔が設けられていることを特徴とするものである。

本発明に係る棒状光源装置によれば、光源が１つであるため、１つの光センサで出射光の一部をモニタすれば、導光体全域から均一に出射される出射光量が推測でき、且つモニタ光量の低下によって、エラーを検出することが可能となる。

また、前記モニタ光量が一定となるように、光源の光量を制御することで、製造ロット毎の光量バラツキも補正することができる。

更に、プリント基板を１枚とすることで、構成を簡易化できるため、製造原価を低減することができる。以上のことから、常に一定の光量を感光ドラムに照射することができ、良好な印刷品質を維持することができる。

本発明の実施例を、図１、図３及び図４を用いて説明する。図１は、本発明に係る棒状光源装置の構成を示した模式図、及び導光体から出射される出射光量分布例を示す図である。プリント基板５上に取り付けられた光源３及び光センサ４は、光源３の発光面及び光センサ４の受光面が導光体１に密接するように取り付けられている。

図１に示す構成によれば、光源３から出射された光は、導光体１の内部に拡散し、導光体１の上面に配置されたリフレクタ２によって反射され、矢印の方向に出射される。棒状の導光体１から出射された出射光は線状の光となり、感光ドラム６の表面に照射される。また、出射光の一部は、導光体１の出射面に密接して配置された光センサ４の受光面に照射され、電気信号に変換される。この変換方法については後述する。

ここで、光源３はＳＭＤタイプで、フラットな発光面を有する素子であることが望ましい。これにより、基板３と導光体１の間隔を短くすることができると共に、導光体１の端面と発光面が密着することで、効率良く導光体１の内部に光を入射することができる。

また、光センサ４はＤＩＰタイプで、側面にフラットな受光面を有する素子であることが望ましい。これにより導光体１の出射面と光センサ４の受光面を密接させることができると共に、感光ドラム６上に照射される光量と同等の出射光を受光できる。さらに、導光体１の光入射端と出射光をモニタする位置との間に、所定の間隔を設けることができるため、図１に示す様な出射光量分布を有する導光体１において、光が均一となっている部分で光量をモニタすることができ、その結果高精度な出射光量の推測が可能となる。

次に、図３を用いて棒状光源装置の一実施例を説明する。前述により、ＳＭＤタイプの光源３（ＬＥＤ）と、ＤＩＰタイプの光センサ４（フォトダイオード）をプリント基板５上に取り付ける。ここで、光センサ４はプリント基板５と直角となるようにする。

また、光源３と光センサ４を取り付けたプリント基板５を、例えばモールド品の防塵ケース１６と密着するように取り付け、導光体１を、その形状に応じて防塵ケース１６に開けられた穴から、プリント基板５と防塵ケース１６に囲まれた空間に挿入し、光源３の発光中心が導光体１の端面の中心に位置するように固定することで、防塵ケース１６内を密閉する。以上の構成により、主に電子写真式印刷装置に使用されるトナーによる光源３の発光面、及び光センサ４の受光面の汚れを防止し、効率良く光源３の光を導光体の内部に入射できると共に、精度良く出射光量をモニタすることができる。

次に、図４を用いて前記電気信号への変換方法について述べる。図４は、本発明を適用した棒状光源装置の内部回路の一実施例を示す図である。図４に示すように、プリント基板５上に取り付けられた光センサ４（フォトダイオード）に、給電電圧Ｖｃｃによって逆バイアスを印加する。これにより、応答速度・直線性が向上する。また、光センサの光電流Ｉｄを電流−電圧変換するため、アノードとＧＮＤの間に抵抗Ｒ１を接続し、その抵抗の両端電圧を、ＯＰアンプを用いた非反転増幅回路を用いて増幅することで、任意の出力電圧Ｖｏを得ることができる。

以下に、光センサ４の光電流Ｉｄと出力電圧Ｖｏの換算式を示す。図４に示す回路の場合、非反転増幅回路の増幅率Ａは、Ａ＝１＋（Ｒ３／Ｒ２）であるので、光センサ４の光電流をＩｄとすると、得られる出力電圧Ｖｏは数１にて求められる。

そして、数１によって求められる出力電圧Ｖｏと、光センサ４の特性より、導光体１の単位面積当たりの出射光量を算出することができる。さらに、図１に示す様な均一な出射光分布を有する導光棒は、光センサが受光した光量と同じ光量が他の部分からも出射されているため、感光ドラム６軸方向全域の単位面積当たりに照射される光量を推測することが可能となる。

前記の通り、電子写真式印刷装置においてイレーサ１３の光量が低下すると、感光ドラム６上に残存する電位を十分に下げることができず、清掃性が悪化し、印刷品質の低下を招くこととなるが、本発明によれば、導光体１の出射光が一定の光量、即ち、前記回路の出力電圧Ｖｏが一定となるように、光源３に流れる電流を制御することで、良好な印刷品質を維持することができる。

本発明の実施例に係る棒状光源装置の構成及び導光体からの出射光量分布例を示した模式図である。 電子写真式印刷装置の概略構成図である。 本発明の実施例に係る棒状光源装置の分解斜視図である。 その棒状光源装置の内部回路図である。

符号の説明

１は導光体、２はリフレクタ、３は光源、４は光センサ、５はプリント基板、６は感光ドラム、７は帯電部、８は露光部、９は現像部、１０は印刷用紙、１１は転写部、１２は清掃部、１３はイレーサ、１４は除電器、１５はクリーナブラシ、１６は防塵ケース、１７はＯＰアンプである。

Claims (5)

1. 端面から入射された光を内部で拡散、反射することで線状の光を出射する棒状の導光体と、
   前記導光体の内部に光を入射するために前記導光体の端面に密接して配置される光源と、
   前記導光体から出射される出射光量をモニタするために前記導光体の出射面に密接して配置される光センサとを備えたことを特徴とする棒状光源装置。
2. 前記光センサの検出値に基づき前記導光体全域の出射光量を推測することを特徴とする請求項１記載の棒状光源装置。
3. 前記光センサの検出値が一定となるように、前記光源からの出射光を制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の棒状光源装置。
4. 前記光源と前記光センサは同一基板に実装されていることを特徴とする請求項１記載の棒状光源装置。
5. 前記光センサはＤＩＰタイプの部品で構成され、前記導光体の光入射端と出射光をモニタする位置との間に所定の間隔が設けられていることを特徴とする請求項４記載の棒状光源装置。

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