JPH0621940U - 線状光源ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】単一の光源で被照射面への光量分布の均一性が
良く、発熱のおそれがないので、光源ユニットを被照射
面に近接して配置することができ、さらにロッドレンズ
作用を有するため集光部材を必要とせず、光源の利用効
率が高い線状光源ユニットを提供することを目的とす
る。 【構成】一端面に反射鏡７を設けた透光性樹脂ロッド３
と、透光性樹脂ロッドの外周面に高屈折率の拡散反射体
を軸方向に直線細縞状に付着形成した拡散縞８と、該ロ
ッドの他端面にロッドと一体的に設けた光源４とを有
し、略点光源を線状光に変換せしめ、前記ロッドと光源
を棒状に一体化したことをその構成とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

【０００２】 本考案は線状光源ユニットに関し、特に複写機あるいは光プリンタ等の除電用 、ファクシミリ等の原稿密着型読み取り用及びディスプレイ用に使用される複数 の光源を線状に配列したランプアレイ若くはＬＥＤアレイ等に代えて、単一光源 によってこれと同等の効果を得るようにした好適な線状光源ユニットに関する。

【従来の技術及び考案が解決しようとする課題】

ゼログラフィー複写原理に基づく印刷プロセスは、一般に誘電体ドラム（ベル ト）の表面にコ−ティングした感光体をコロトロン（コロナ放電発生器）で一様 に帯電し、原稿を光束により走査して形成された反射光等の露光によりドラム面 に静電潜像が形成される。感光体への露光後に、予め感光体の電荷と逆極性に帯 電させたトナーを誘電体に接触し、転写紙面上に転写する。転写後、ブレード等 により残留トナーを取り除く前に、感光体表面から既電荷を除去するために交流 電圧を印加するか、アレイ状に配列された発光ダイオード等により感光体の全面 に光を照射して除電する。また原稿密着型読み取り用では原稿の凹凸による影の 発生をさけるため一般に原稿面を線対称の２方向から照射する。

【０００３】 ところで、これ等の用途に用いられる光源は感光体の分光感度特性に合致した 波長であれば比較的低照度のものでよく、従来は２０〜１００個程度の発光ダイ オードをアレイ状に配列したり、あるいは数個の豆ランプを線状に並べたりした ものが一般的に使用され、このアレイ状光源を単列もしくは複列配置としている 。

【０００４】 図８は拾数個の発光ダイオードをアレイ状に配列した除電用光源ユニットの実 施例である。基台１００に所定の間隔で発光ダイオード１０１が横一列に立設さ れ、当該基台の一端にはボードインコネクタ１０２を介してリード線１０３が中 継コネクタ１０４に接続され電源（図示していない）よりの電圧が各ダイオード に印加される。かかる除電用光源ユニットの発光ダイオードは照射する感光体ド ラムの走査軸に対して直角に配列され、ダイオードの間隔を端部は密に、中央部 は粗に配することにより感光体への照度分布をほぼ一定にしている。同様のこと が、前記した原稿密着型読み取り用光源あるいはディスプレイの背面から照射す る光源にも当てはまり、光量ムラをできる限り少なくすることが望まれている。 このように、従来のアレイ状の光源ユニットによれば、所望の光量レベルと光 量分布の均一化を図るために、多数の光源を不等ピッチで配列し、感光体の表面 から比較的距離を離して取り付けるか或は光源自体を拡散タイプとして光量ピー クをおさえなければならず、何れも光量損失が大であり、消費電力が大で、発熱 量も多く、感光体に近接した取り付けが出来ないなど不利な点が多かった。この 光量損失を補なうために被照射面に集光する手段として、例えばロッドレンズも しくはシリンドリカルレンズ等の集光部材を更に付加することは、より多くのス ペースを必要とする。また、このような部材を付加することは製造工程において も煩雑化を来し、その製造コストも高くなる。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び作用】

本考案は上記に鑑みてなされたものであり、単一の光源で感光体照射面への光 量分布の均一性が良く、しかも発熱のおそれがないので、光源ユニットを被照射 面に近接して配置することができ、さらに集光部材を必要としないために、光源 の利用効率が高い。

【０００６】 このような目的を達成するために、本考案は一端面に反射鏡を設けた透光性樹 脂ロッドと、前記透光性樹脂ロッドの外周面に高屈折率の拡散反射体を軸方向に 直線細縞状に付着形成した拡散縞と、該ロッドの他端面にロッドと一体的に設け た光源とを有し、略点光源を線状光に変換せしめると共にロッドレンズ作用によ って集光し、ロッドと光源を棒状に一体化した線状光源ユニットを提供するもの である。

【０００７】

【実施例】 以下、本考案による線状光源ユニットの一実施例を詳細に説明する。

【０００８】 図１は本考案による線状光源ユニットの実施例を示し、直径数mm程度の円形断 面を有する透光性樹脂ロッド３と、当該樹脂ロッドの一端に当接された発光ダイ オード４及び連結環６と他端に設けた反射鏡７及びエンドキャップ６(2)とから 構成されている。当該透光性樹脂ロッド３は、光学特性を重視する場合にはＰＭ ＭＡ（ポリメチルメタクリレート）が良く、光学特性よりも耐衝撃性及び耐熱性 を重視する場合にはＰＣ（ポリカーボネート）が実用上適している。また、発光 ダイオード４は透光性樹脂ロッド３の直径と略等しい挟角配光タイプの高輝度Ｌ ＥＤが使用され、ピーク発光波長λｐが略６６０nmの単色発光で、リード端子５ が突設されている。透光性樹脂ロッド３の光照射面と発光ダイオード４を連結す るために、リング状の連結環６が挿貫されている。一方、当該ロッド３の他端に は、ロッド内に入射された光束が同一ロッド内を通過し、末端に到達した時に再 度光源の方向に逆進するように反射鏡７がエンドキャップ６(2)によって当接さ れている。反射鏡７は拡散反射膜をロッド末端に転写形成してもよい。透光性樹 脂ロッド３の外周面には高屈折率の微粉体をバインダーに混合しロッド軸方向に 直線細縞状に付着された拡散縞８が形成されている。このバインダーとしては、 ＰＭＭＡの場合にはアクリル樹脂系が良く、ＰＣの場合にはエポキシ樹脂系が良 い。

【０００９】 透光性樹脂ロッド３への入射光は、伝送途中に拡散縞８により、拡散縞８と対 向する方向に指向性をもって放射される。拡散縞８の縞幅が一定の場合は図６(2 )のように両端部に光量ピークを有する特性となる。

【００１０】 図２は本考案に係る線状光源ユニットの他の実施例を示し、図１の線状光源ユ ニットと反射板１０を板状基台９に固定し、当該ユニットから出射した無効光束 を有効方向に反射し、光源の利用効率を更に高めることができる。

【００１１】 図３はロッド全長において出射光量レベルを均一化するために、拡散縞８の縞 幅を透光性樹脂ロッド３の軸方向に変化させる態様を示すものである。図３(1) は、ロッド径５mmでロッド長が２７５mmの場合について、光源側の縞幅を約０． ８mm、末端側を約１.０mm、その略中央部を約２.５mmの幅に塗布したものである 。図３(2)は同様に、光量レベルを均一化するための他の実施例を示すものであ り、縞幅一定の短冊状に拡散縞８を塗布し、塗布面積を両端部では小とし、中央 部では大とすることにより前記縞幅を変化させた状態と同様の効果を狙ったもの である。図３(3)はさらに他の実施例を示すものであり、細かい格子状（メッシ ュパターン）の拡散縞を配した状態を示すものである。この縞もロッドの単位長 さ当たりの塗布面積を変化させたものであり、上記(1)及び(2)と同様の効果を奏 するものである。拡散縞８はスクリーン印刷による平刷りの場合は版を適宜緩め て曲面に対応させるか又は曲面刷りで塗布する。拡散縞の塗膜の厚さは、厚いほ ど線状光への変換効率が高まるので、スクリーンメッシュを適宜調整する。但し 、メッシュを粗くするほど塗膜は厚くなるが、印刷の境界線が凹凸になるので、 適宜選択を要する。また、マスキングを施して塗布膜付、もしくはテープ状反射 体の貼付によっても良い。

【００１２】 透光性樹脂ロッド３は押出し法により容易に二次曲線断面等の異形ロッドが得 られ、又射出成形により断面形状を軸方向に自在に変化させることができ、種々 の異なった要求特性に適応させることができる。例えば、図４(1)は断面形状が 半円形状であって、半円中心に拡散縞を塗布すると、拡散光を出射することがで きる。一方、楕円断面を有する図４(2)の場合には平行光もしくは集束光を出射 することができる。楕円断面ロッドを用いた場合には、縞幅を変化させても分布 特性はほとんど変化しない。したがって前述した短冊状の縞形状とするか、メッ シュパターン状にすることによって、軸方向の光量分布特性を均一化することが できる。楕円等の異形断面ロッドは押し出し法又は射出成形法により製造するこ とができる。

【００１３】 図５は、かかる線状光線ユニットを、例えば複写機等の感光体ドラムの除電用 に使用した場合の構成を示すものであり、感光体ドラム１１の感光面と透光性樹 脂ロッド３の出光面との間に所定の間隙を設け、感光体の回転軸に平行に配置さ れている。均一な線状光は感光面上に一条の線状光束を照射し、ドラムが一回転 することによって、感光面の全周が照射されることになる。従って、前記したド ラム上に残留した電荷は、感光体面直下の導電体に接続されたアースに感光体全 面が導通して、電荷の全てが消去され除電される。

【００１４】 図６は、本考案にかかる線状光源ユニットにより透光性樹脂ロッド軸方向の照 度分布を示すものであり、(1)は従来のアレイ状の発光ダイオードによる分布図 、(2)はロッド材質がＰＭＭＡで拡散縞が一定の縞幅である場合の照度分布を示 し、(3)はロッド材質がＰＣで、拡散縞幅が一定、(4)はＰＭＭＡで拡散縞幅の中 央部を拡張して分布特性を改善したものであり、(5)はＰＭＭＡでロッド断面形 状を楕円として集光力を向上させ照度を高めたものである。横軸は発光長で左端 が発光ダイオードからの光束入射端であり、縦軸は各々の最大値をフルレンジと して表示した照度（Ｌｘ）を示すものである。従来のアレイ状の発光ダイオード による光量分布図1)は明らかに個々のダイオードの分布によって光量のピークが 露顕している。上記特性改善の方法を適宜組み合わせることにより、光量レベル が高く分布特性が良好な光源ユニットを提供することができる。また、図７に示 すように透光性樹脂ロッド３の断面形状を軸方向変化せしめることにより、ロッ ド長および発光長が更に大になった場合のロッド末端部光量低下を補うことがで きる。一般的には入射端側から末端側へ向かって連続的に断面積を減じたテーパ 形状もしくは指数曲線状のロッドとすることで当該効果が得られる。

【００１５】 こうした形状のロッドは射出成形法によって製造することができ、成形時ロッ ド内部に生ずる残留応力を除去するためにアニール処理を行う。これによりロッ ド内部を光束が進行する際の異常屈折を防ぐことができる。

【００１６】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によると一端面に反射鏡を設けた透光性樹脂ロッ ドと、前記透光性樹脂ロッドの外周面に高屈折率の拡散反射体を軸方向に直線細 縞状に付着形成した拡散縞と、該ロッドの他端面にロッドと一体的に設けた光源 とを有し、略点光源を線状光に変換せしめると共にロッドレンズ作用により集光 したために、単一の光源で感光体の照射面への光量分布の均一性が良く、また発 熱のおそれがないので、光源ユニットを被照射面に近接して配置することができ 、さらに集光部材を必要とせずに、光源の利用効率が高い線状光源ユニット提供 することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る線状光源ユニットの一実施例を示
す。

【図２】本考案に係る線状光源ユニットの他の実施例を
示す図である。

【図３】光量分布特性を改善するために透光性樹脂ロッ
ド３の拡散縞を軸方向に変化させる態様を示すものであ
る。

【図４】断面形状の違いによる出射光束の指向特性を示
す図である。

【図５】線状光線ユニットを、複写機等の感光体ドラム
の除電用に使用する場合の構成を示すものである。

【図６】アレイ状光源及び透光性樹脂ロッドによる軸方
向の照度分布状態を示すものである。

【図７】本考案に係る透光性樹脂ロッドの断面形状を軸
方向にテーパー状に変化させた状態を示す図である。

【図８】従来の発光ダイオードをアレイ状に配列した光
源ユニットを示す平面図及び側面図である。

【符号の説明】

１ 線状光源ユニット ３ 透光性樹脂ロッド ４ 発光ダイオード ５ リード端子 ６ 連結環 ６(2) エンドキャップ ７ 反射鏡 ８ 拡散縞 ９ 板状基台 １０ 反射板 １００ 基台 １０１ 発光ダイオード １０２ ボードインコネクタ １０３ リード線 １０４ 中継コネクタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０６Ｆ 15/64 ３２０ Ｆ 9073−5Ｌ Ｈ０４Ｎ 1/04 １０１ 7251−5Ｃ

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】一端面に反射鏡を設けた透光性樹脂ロッド
   と、前記透光性樹脂ロッドの外周面に高屈折率の拡散反
   射体を軸方向に直線細縞状に付着形成した拡散縞と、該
   ロッドの他端面にロッドと一体的に設けた光源とを有
   し、略点光源を線状光に変換せしめ、ロッドと光源を棒
   状に一体化したことを特徴とする線状光源ユニット。
2. 【請求項２】前記透光性樹脂ロッドの断面形状を半円、
   円及び楕円にしたことを特徴とする請求項１に記載の線
   状光源ユニット。
3. 【請求項３】前記透光性樹脂ロッドの断面形状を軸方向
   に変化せしめたことを特徴とする請求項１に記載の線状
   光源ユニット。
4. 【請求項４】前記透光性樹脂ロッドの光出射方向に開放
   部を有する反射板を設けたことを特徴とする請求項１に
   記載の線状光源ユニット。
5. 【請求項５】前記拡散縞の縞幅を軸方向に変化させ、或
   いは該拡散縞にバーコード状（短冊状）もしくはメッシ
   ュパターン状の濃淡を施したことを特徴とする請求項１
   に記載の線状光源ユニット。