JP2015220664A - 照明装置及び画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】基板表面の反射率の低下を抑え、識別マークを見やすくすること。
【解決手段】チップLED101が実装された基板を備える照明装置であって、基板は、レジスト膜で形成されたレジスト層103(R)と、レジスト層103(R)の上位にシルク印刷されたシルク層102(W)と、を有し、レジスト層103(R)又はシルク層102(W)のいずれか一方の色はチップLED101の発光色と同じ色であり、もう一方の色は白色である。
【選択図】図1

Description

本発明は複数個の光源を基板上に実装した照明装置及びその照明装置を備えた画像形成装置に関する。
今日、小型で安価な光源として発光ダイオード(以下、LEDと記す)が普及し、表示器としての用途だけでなく、LEDを複数実装して照明とする基板が様々な製品で使用されている。例えば蛍光灯型LED照明の中や、液晶画面のバックライト、スキャナ等の画像読み取り装置において原稿に光を当てる照明、レーザプリンタにおける除電ランプなどにLEDを複数実装した基板が使用されている。除電ランプとは、レーザプリンタ等の画像形成装置の画像形成部において、トナー像の転写が終了した後の感光ドラム表面の電位を下げると共に、電位の分布を均一化するために光照射を行うランプである。除電ランプでは、例えば長辺が感光ドラムと同等の幅を有する略長方形の基板上に、光源であるLEDが長手方向に直線状に所定の間隔をおいて複数配置されており、LEDを点灯することで感光ドラムの長手方向が一様に照らされ除電されるものがある。
ここで、レジストと呼ばれる基板の保護膜は、一般的には緑色のものが多い。これは、出荷時の基板の目視検査において、検査者の目を疲れにくくするため等の理由によるものと言われている。一方、LEDを光源として使用する場合には、コストの関係から赤色のLEDが採用されることが多い。ところが、緑色は赤い光の反射率が低いため、緑色のレジストが設けられた基板に除電ランプとして赤いチップLEDを載せた場合には、LEDが基板を照らす光はほとんど吸収されてしまい、反射されない。そのため、照明としては効率が低く、更にLEDとLEDとの間が暗くなる(照度が低下する)ため、LEDが照射する対象面での照度ムラが発生する。その結果、除電ランプが照らしている感光ドラムの表面電位にムラが発生し、最終的に画像形成装置が形成する画像に影響が出てしまうことになる。
その対策として、例えば特許文献1では、LEDの光を効率的に反射させるため、基板の表面を白色のレジスト膜でコーティングする方法が提案されている。また、白色のレジストだけでは直下の基板の色が透けてしまうため、例えば特許文献2では、白色度合いを高める目的で白色レジストの上に白色シルク(基板上に文字を記すためのシルク印刷部分)をベタ塗りする方法が提案されている。すなわち、基板表面に反射率の高い白色シルクを塗るなどして基板に散乱する光を効率的に反射することで、基板全体の光量を増加させる方法である。また、基板製造時に誤実装を避けるため、LEDの近傍に部品の向きを示すマークや、回路図上の部品との対応を分かりやすくするためのロケーションナンバーなどの識別マークがシルク印刷によって描かれることがある。そのため、例えば特許文献3は、このシルク部分による光の吸収を抑えるため、反射率の高い白色レジストをコーティングした基板に対し、白色レジストよりは反射率の低い白色シルクを使って識別マークを形成することを提案している。
特開2001−77981号公報 特開2010−193175号公報 特開2010−219208号公報
しかしながら、上述した特許文献2のように、基板の広範囲に亘って白色シルクを塗ろうとしても、基板の端まで塗るとシルクが基板から垂れてしまうといったような製造上の課題があり難しい。シルクを塗った後に基板分割を行えば、この課題を解決することはできるが、捨て基板が発生してしまうという課題が生じる。また、上述した識別マークを描く場合は、白色シルク層の上位に、白以外のシルク層が別途必要となる。識別マークに関しても、特許文献3に提案された方法では反射率の違いがあるとはいえ、白地レジストの上に白色シルクで識別マークが描かれているので判別しづらい。元々、基板のレジスト膜が検査者の目の疲労防止のために緑であることを考えると、識別マークも検査者に対して見やすい方が良い。しかし、基板表面に描かれる識別マークは、人が目で見てわかるように基板表面の色と違う色で描かなくてはならないため、その部分で反射率が落ちてしまうという課題がある。また、特許文献3では使用するLEDは白色のLEDであることが条件となっているが、一般的に白色LEDは価格が高く、コストアップという課題が生じる。そのため、LEDには、白色である必要がなければ、通常は赤色等の有色LEDが使用されることが多い。
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、光源色の光の基板表面における反射率の低下を抑え、識別マークを見やすくすることを目的とする。
前述の課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。
(1)光源が実装された基板を備える照明装置であって、前記基板は、レジスト膜で形成されたレジスト層と、前記レジスト層の上位にシルク印刷されたシルク層と、を有し、前記レジスト層又は前記シルク層のいずれか一方の色は前記光源の発光色と同じ色であり、もう一方の色は白色であることを特徴とする照明装置。
(2)静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体に前記静電潜像を形成するための露光を行う露光手段と、を備え、前記露光手段は、前記(1)に記載の照明装置を有することを特徴する画像形成装置。
本発明によれば、光源色の光の基板表面における反射率の低下を抑え、識別マークを見やすくすることができる。
実施例1の照明装置の基板の構成を説明する図 実施例2、3、4の照明装置の基板の構成を説明する図 画像形成装置の模式図
以下に、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
[基板の構成]
図1は、実施例1の照明装置に用いられる、赤色のチップLED(発光ダイオード)を実装した、片面が紙フェノール樹脂からなる基板を示す図である。図1(a)は基板を上方向から見た基板上面図であり、図1(b)は、図1(a)に示す基板をA−A面(破線)で切断した場合の断面を示す断面図である。また、本実施例の照明装置の照射の対象は、波長600nm以上(赤色〜赤外領域)に強い感度を有するように作成された物体とする。なお、図1は、照明装置の基板の一部を示す図であり、本実施例の照明装置では、図1(a)に示す基板の長手方向に複数のチップLEDが所定の間隔を設けて並べて実装された構成となっており、以下の実施例においても同様である。また、使用するチップLEDは単色の発光ダイオードである。
図1(b)に示すように、基板は、紙フェノール樹脂の基材105と、基材105上に形成された3つの層から構成されている。すなわち、基材105上に形成された導電層104、導電層104の上位にレジスト膜で形成されたレジスト層103、レジスト層103の上位にシルク印刷されたシルク層102から構成されている。レジスト層103の色が、白色の場合は(W)、赤色の場合は(R)を符号の末尾に付加する。シルク層102の色についても同様に、白色の場合は(W)、赤色の場合は(R)を符号の末尾に付加する。また、図1(a)に示すように、101は赤色のチップLED、102(W)は白色のシルク層、106は識別マーク、107は導通検査用チェックパッドである。更に、108は、白色のシルク層102(W)と赤色のレジスト層103(R)越しに透けて見える導電層104に形成された導電ラインである。また、109は、基板の端部(図1(a)短手方向の端部)から白色のシルク層102(W)までの間の隙間部分で、赤色のレジスト層103(R)が露出した部分である。
図1(b)では、基板の断層を見やすくするため各層毎に描かれており、赤色のレジスト層103(R)と基材105の間の導電層104がない部分、すなわち導電ライン108がない部分は隙間(空間)になっている。実際には、導電層104において導電ライン108がない部分は、赤色のレジスト層103(R)と基材105が直接接し、隙間なく形成されている。また、図1(a)に示す識別マーク106は、実装工程や検査工程において人間が目視で部品の実装又は検査を行う際にミスが発生しないようにする目的で印されたものである。具体的には、識別マーク106は、作業者に対して、基板上の各部品の略称や部品の極性、注意すべき場所などを分かりやすく表示したり、指示したりする目的で、印や文字、記号を書いたものである。例えば、図1(a)の「LED001」は部品(チップLED101)の略称を示し、「CP001」は導通検査用チェックパッド107の略称を示している。また、図1(a)中の導通検査用チェックパッド107の周囲の円(丸印)で示された識別マーク106は注意すべき場所を示し、チップLED101の左側に描かれた円弧は、チップLED101の実装すべき方向を示している。
[識別マークの形成方法]
本実施例の特徴は、白色のシルク層102(W)を識別マーク106の形に抜いて、シルク層102(W)の下位(直下)にある赤色のレジスト層103(R)を露出させることにより、識別マーク106を形成することにある。すなわち、例えば「LED」の文字は白いシルク層102(W)から「LED」という形状に印刷(シルク層)を抜くことで、下にある赤いレジスト層103(R)が「LED」の形状で露出することになる。そのため、図1(a)をA−A面で切断すると、図1(b)に示すように、識別マーク「LED001」の「1」の部分はシルク層102(W)が切り取られ、レジスト層103(R)が露出している状態となる。その結果、人間の目には、白色背景(白地)に赤色で「LED」と書かれているように見える。ここで特徴的なことは、光源である赤色のチップLED101の発光色と、識別マーク106の色が同じ赤色である点にある。
元来、シルク層102(W)の白という色は様々な色の光を反射するため、白い色として見える。また、白色は、赤色のチップLED101から照射される赤い光に対しても、反射率が高い。しかし、識別マーク106を人間の視覚で認知しやすくするには、識別マーク106自体は白以外の色で形成する必要がある。本実施例の照明装置が対象に照射したい光の色は光源であるチップLED101の発光色であり、その色を白色と同様に強く反射する色は、発光色と同じ赤である。これは、赤という色は、赤に対する反射率が最も高く、他の色に対する反射率は低いため、赤として見える所以である。このように、人間の視覚に対してはっきりと見える形で識別マーク106を形成し、且つ、本来対象に照射したい光の色でもある赤色は、識別マーク106や白色シルクを塗ることができない隙間部分109においても減衰することなく、効率的に反射される。その結果、基板全体としては、高い反射率を維持することができる。そして、識別マーク106をこのように形成することで、識別マーク106を形成するために、白色のシルク層102(W)とは異なる色のシルク層を最上部に設ける必要がなくなり、コストダウンや材料の節約につながる。更に、コントラストの高い識別マーク106が形成されるので、検査者も認識しやすく、部品の誤実装防止という効果を有する。
また、例えば赤色で識別マークが形成された基板に赤色のチップLED、青色で識別マークが形成された基板に青色のチップLEDなどのように、基板に実装される光源であるチップLEDの発光色と識別マークの色を合わせる。これにより、実装すべき部品(チップLED)の発光色を作業者が直感的に認識できるため、誤実装の更なる防止効果も生じる。なお、本実施例では、照明装置の照射対象として、赤色に対して強い感度を持つ物体を想定したため、赤色のチップLED101と赤色のレジスト層103(R)を使用した。例えば、照射対象の物体が青に対して強い感度を持つ物体であれば、青色のチップLEDと青色のレジスト層を使用すればよい。すなわち、必要とする光の波長に合わせ、光源から照射される光の感度が最も強くなるように、光源(チップLED)の発光色と、シルク層又はレジスト層の色を同じになるように選択する。
以上説明したように、本実施例によれば、光源色の光の基板表面における反射率の低下を抑え、識別マークを見やすくすることができる。特に、シルク層を主反射面とし、光源の色と同じ色のレジスト層を使用して識別マークを抜き文字で作ることにより、シルク層で反射できない識別マークや基板の端のレジスト層が露出している部分においても、光源の光を効率よく反射することができる。また、主反射面であるシルク層を抜いて識別マークを作るので、識別マーク用に新たにシルク層を設ける必要もない。更に、抜き文字で作られた識別用のマークは、シルク層とは異なる色であるため、検査者にとっても非常に見やすく、疲労を軽減し、誤実装等の防止にもつながる。
[基板の構成]
実施例1では、光源であるチップLED101の発光色と基板のレジスト層103(R)の色が同じ赤色である照明装置について説明した。実施例2では、光源であるチップLED101の発光色とシルク層102(R)の色が同じ赤色である照明装置について説明する。
図2は、実施例2の照明装置に用いられる、赤色のチップLEDを実装した、片面が紙フェノール樹脂からなる基板を示す図である。図2(a)は基板を上方向から見た基板上面図であり、図2(b)は、図2(a)に示す基板をA−A面(破線)で切断した場合の断面を示す断面図である。また、本実施例の照明装置の照射の対象は、波長600nm以上(赤色〜赤外領域)に強い感度を有するように作成された物体とする。なお、図2は、照明装置の基板の一部を示す図であり、図2に示す本実施例の照明装置の基板の構成において、実施例1の照明装置の基板と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。
[識別マークの形成方法]
図2(a)において、201は識別マークであり、202は基板の端部(図2(a)短手方向の端部)から赤色のシルク層102(R)までの間の隙間部分で、白色のレジスト層103(W)が露出した部分である。実施例1では、チップLED101とレジスト層103(R)が同じ赤色であったのに対し、本実施例ではチップLED101とシルク層102(R)が同じ赤色である。識別マーク201は、実施例1と同様に、赤色のシルク層102(R)を識別マーク201の形に抜いて、シルク層102(R)の下位にある白色のレジスト層103(W)を露出させることにより形成されている。例えば、図2(b)では、識別マーク201の「LED001」の「1」の部分のシルク層102(R)が抜かれ(切り取られ)、レジスト層103(W)が露出している状態を示している。その結果、人間の目には、赤色背景(赤地)に白色で文字や記号が書かれているように見える。
本実施例の特徴は、光源であるチップLED101から照射される光の主な反射部となるシルク層102(R)の色が赤色になったことによって、赤色に対する反射率に特化していることが挙げられる。前述した実施例1では、全ての色に対する反射率が高い白色が大きな面積を占めていたため、赤色以外の光も反射されていた。しかし、本実施例のように反射部において支配的な色が赤色となると、赤色以外の色の光は吸収されてしまい、赤色の波長の光が選択的に反射されることになる。そのため、赤色光以外の光を対象装置に照射したくないような場合、例えば照射される対象物が赤より波長の短い光を当てるとダメージを受けるような特性を持っているような場合などには、本実施例の構成は有効となる。また、白色で形成される識別マーク201においても、白色は全ての色に対する反射率が高いので、赤色の照射光の反射率も低下することはない。
以上説明したように、本実施例によれば、光源色の光の基板表面における反射率の低下を抑え、識別マークを見やすくすることができる。
[基板の構成]
実施例1、2では、基板のシルク層を識別マークの形に抜いて、シルク層の下位にあるレジスト層を露出させることにより識別マークを形成した照明装置について説明した。実施例3では、識別マークを形成するシルク層の部分を除き、レジスト層を露出させることで識別マークを形成した照明装置について説明する。
図2(c)、(d)は、実施例3の照明装置に用いられる、赤色のチップLEDを実装した、片面が紙フェノール樹脂からなる基板を示す図である。図2(c)は基板を上方向から見た基板上面図であり、図2(d)は、図2(c)に示す基板をA−A面(破線)で切断した場合の断面を示す断面図である。また、本実施例の照明装置の照射の対象は、実施例1、2と同様に、波長600nm以上(赤色〜赤外領域)に強い感度を有するように作成された物体とする。なお、図2(c)、(d)は、照明装置の基板の一部を示す図であり、図2(c)、(d)に示す本実施例の照明装置の基板の構成において、実施例1、2の照明装置の基板と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。
[識別マークの形成方法]
図2(c)において、301は識別マークである。実施例1、2では、シルク層を識別マーク301の形に抜いて、シルク層の下位にあるレジスト層を露出させることにより識別マークが形成されていた。本実施例では、識別マーク301を形成するシルク層の部分はそのまま残し、識別マーク301以外のシルク層の部分を取り除き、レジスト層を露出させることで識別マーク301を形成している。例えば、図2(d)では、識別マーク301の「LED001」の「1」の部分のシルク層102(W)を除いて、シルク層102(W)が切り取られ、レジスト層103(R)が露出している状態を示している。すなわち、実施例2では、赤色のシルク層102(R)を抜いて、白色のレジスト層103(W)を露出させることで、赤色を背景に白色の識別マーク201を形成していた。一方、本実施例は、白色のシルク層102(W)の識別マーク301を構成する文字(例えば「LED001」)以外の部分を取り除いて、赤色のレジスト層103(R)を露出させることで、赤色を背景に白色の識別マーク301を形成している。
また、実施例1、2では、基板の端部までシルクをベタ塗りすることができないために、基板の端部とシルク層102との間にレジスト層103が露出する隙間部分109(図1(a))、隙間部分202(図2(a))が存在していた。実施例3では、識別マーク301を形成する部分のシルク層を除き、シルク層が切り取られるために基板端部の隙間部分がなくなり、その結果、基板端部における色の変化が生じず、白色シルクの使用量も少なくなる。
更に、本実施例の特徴は、実施例2と同様に、光源であるチップLED101から照射される光の主な反射部となるシルク層102(R)の色が赤色になったことによって、赤色に対する反射率に特化していることが挙げられる。そのため、赤色光以外の光を対象装置に照射したくないような場合、例えば照射対象物が赤より波長の短い光を当てるとダメージを受けるような特性を持っているような場合などには、本実施例の構成は有効となる。また、白色で形成される識別マーク301においても、白色は全ての色に対する反射率が高いので、赤色の照射光の反射率も低下することはない。
以上説明したように、本実施例によれば、光源色の光の基板表面における反射率の低下を抑え、識別マークを見やすくすることができる。
[基板の構成]
実施例3では、識別マークを形成する基板のシルク層の部分を除き、レジスト層を露出させることで識別マークを形成した照明装置について説明した。実施例4では、識別マークの形成方法は実施例3と同じであるが、シルク層とレジスト層の色の関係が実施例3とは逆の関係となる照明装置について説明する。
図2(e)、(f)は、実施例4の照明装置に用いられる、赤色のチップLEDを実装した、片面が紙フェノール樹脂からなる基板を示す図である。図2(e)は基板を上方向から見た基板上面図であり、図2(f)は、図2(e)に示す基板をA−A面(破線)で切断した場合の断面を示す断面図である。また、本実施例の照明装置の照射の対象は、実施例1〜3と同様に、波長600nm以上(赤色〜赤外領域)に強い感度を有するように作成された物体とする。なお、図2(e)、(f)は、照明装置の基板の一部を示す図であり、図2(e)、(f)に示す本実施例の照明装置の基板の構成において、実施例1〜3の照明装置の基板と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。
[識別マークの形成方法]
図2(e)において、401は識別マークである。実施例3では、識別マーク301を形成する白色のシルク層102(W)の部分はそのまま残し、識別マーク301以外のシルク層102(W)の部分を取り除き、赤色のレジスト層103(R)を露出させることで、赤地に白の識別マーク301を形成していた。一方、本実施例では、識別マーク401を形成する赤色のシルク層102(R)の部分はそのまま残し、識別マーク401以外のシルク層102(R)の部分を取り除き、白色のレジスト層103(W)を露出させる構成となっている。これにより、白地に赤の識別マーク401を形成している。また、本実施例でも、実施例3と同様に、識別マーク401を形成する部分のシルク層を除き、シルク層が切り取られるために基板端部の隙間部分がなくなり、その結果、基板端部における色の変化が生じず、赤色シルクの使用量も少なくなる。本実施例では、主な反射部となる部分であるレジスト層の色が白色になったことによって、全色に対して反射率が高くなる。また、LEDからの赤色光は、シルク層の識別マーク401の部分においても減衰することなく反射され、基板全体で高い反射率を維持することができる。以上説明したように、本実施例によれば、光源色の光の基板表面における反射率の低下を抑え、識別マークを見やすくすることができる。
[画像形成装置への適用]
実施例1〜4で説明した照明装置は、画像形成装置における各種の光源として使用することができる。上述した実施例の照明装置が適用された画像形成装置の構成について、図を用いて以下に説明する。
画像形成装置の一例として、レーザビームプリンタを例にあげて説明する。図3は電子写真方式のプリンタの一例であり、画像読み取り装置であるリーダ部600(読取手段)を有するレーザビームプリンタの概略構成を示している。図3のリーダ部600において、原稿台ガラス601に置かれた原稿602は、上述した実施例の照明装置が用いられた照明ランプ603によって照射される。そして、原稿602の反射光は、ミラー604、605、606を経て、レンズ608によりイメージセンサ609上に結像される。図3に示すように、ミラー604、照明ランプ603を載せたミラーユニット637、及びミラー605、606を載せたミラーユニット607が、不図示のモータにより図中、矢印方向に移動することにより、原稿602が走査される。
レーザビームプリンタ500は、静電潜像が形成される像担持体としての感光ドラム511、感光ドラム511を一様に帯電する帯電部517(帯電手段)、感光ドラム511に形成された静電潜像をトナーで現像する現像部512(現像手段)を備えている。更に、レーザビームプリンタ500は、感光ドラム511上に静電潜像を形成する露光装置530(露光手段)と感光ドラム上の電位の分布を均一化する除電ランプ519(除電手段)を備え、除電ランプ519には上述した実施例の照明装置が用いられる。また、露光装置530では、リーダ部600により読み取られた画像データに基づいて、上述した実施例の照明装置が用いられる、光照射手段である光源531から光ビームが出射される。そして、光源531から出射された光ビームは、回転多面鏡532により偏向され、ミラーを介して、感光ドラム511上に静電潜像を形成する。
感光ドラム511に現像されたトナー像は、カセット516から供給された記録材であるシート(不図示)に転写部518(転写手段)によって転写され、シートに転写されたトナー像は定着器514(定着手段)で定着されトレイ515に排出される。この感光ドラム511、帯電部517、露光装置530、現像部512、転写部518、除電ランプ519が画像形成部である。また、レーザビームプリンタ500は、画像形成部による画像形成動作や、シートの搬送動作を制御するコントローラ520を備えている。なお、上述した実施例の照明装置を適用可能な画像形成装置は、図3に例示したものに限定されず、例えば、複数の画像形成部を備える画像形成装置であってもよい。更に、感光ドラム511上のトナー像を中間転写体である中間転写ベルトに転写する一次転写部と、中間転写ベルト上のトナー像をシートに転写する二次転写部を備える画像形成装置であってもよい。
101 チップLED
102(W) シルク層(白色)
103(R) レジスト層(赤色)

Claims (9)

  1. 光源が実装された基板を備える照明装置であって、
    前記基板は、レジスト膜で形成されたレジスト層と、前記レジスト層の上位にシルク印刷されたシルク層と、を有し、
    前記レジスト層又は前記シルク層のいずれか一方の色は前記光源の発光色と同じ色であり、もう一方の色は白色であることを特徴とする照明装置。
  2. 前記光源の発光色と前記レジスト層の色が同じ色であり、
    前記基板上の部品の実装の指示及び表示を行う識別マークは、前記識別マークの形状に沿って前記シルク層を抜いてレジスト層を露出させることにより形成されることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。
  3. 前記光源の発光色と前記シルク層の色が同じ色であり、
    前記基板上の部品の実装の指示及び表示を行う識別マークは、前記識別マークの形状に沿って前記シルク層を抜いてレジスト層を露出させることにより形成されることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。
  4. 前記光源の発光色と前記レジスト層の色が同じ色であり、
    前記基板上の部品の実装の指示及び表示を行う識別マークは、前記シルク層によって形成されることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。
  5. 前記光源の発光色と前記シルク層の色が同じ色であり、
    前記基板上の部品の実装の指示及び表示を行う識別マークは、前記シルク層によって形成されることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。
  6. 前記識別マークは、記号、文字、印の少なくとも一つ以上から構成されていることを特徴とする請求項2乃至5のいずれか1項に記載の照明装置。
  7. 前記光源は、単色の発光ダイオードであることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の照明装置。
  8. 前記基板には、複数の前記光源が実装されていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の照明装置。
  9. 静電潜像が形成される像担持体と、
    前記像担持体に前記静電潜像を形成するための露光を行う露光手段と、
    を備え、
    前記露光手段は、請求項1乃至8のいずれか1項に記載の照明装置を有することを特徴する画像形成装置。
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