JPS61118957A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 未発明はマイクロ波を利用して光源を形成した照明装置
であって、画像記録装置等の！ト務槻に適用される発光
源及びそれを有する装置に関する。

（従来技術） 従来、電子写真複写機などの光源としては、蛍光灯やハ
ロゲンランプ、ＬＥＤ（発光ダイオード）などが使用さ
れていた。

しかし、これらの電極を有する光源では、ランプの寿命
が電極の消耗により決められており、電極が所定量まで
消耗した時点で突然ランプが切れたり光量が極端に低′
下し、複写機等が使用できなくなるという問題点があっ
た。

一方、最近マイクロ波を利用した光源が無電極であるこ
とにより、ランプ寿命が長い等の点で複写機等の光源と
して注目されてきている。

このマイクロ波を利用して光源を形成した照明装置は、
瞬時に点灯し、調光が容易であることや効率が高いなど
の利点が多く、光源としての利用度が高い。

ヒ記マイクロ波を利用した照明装置としては、第９図及
び第１Ｏ図に示すようなものがある。これは、導波管２
１の基端にマグネトロン２２を接続し、該導波管２１の
先端を空胴２３内に開口する。この空胴２３内に電極を
有しない無電極放電管２４を支持固定し、該空胴２３の
開口部にはメツシュ板２５が張設しである０図中、２６
は冷却ファンを、２７はマグネトロン２２のアンテナを
それぞれ示している。

この照明装置は次のように作動する。すなわち、マグネ
トロン２２によって発生したマイクロ波は、アンテナ２
７から導波管２１の中へ放射され、空胴２３とノー２シ
ユ板２５で囲まれた空間にマイクロ波の定在波電磁界を
形成する。

このマイクロ波定在波の電界により、放電管２４内のガ
スが励起されてガス放電が起こり管壁が加熱される０次
に、放電管２４内の金属がガス化して放電が起こり、金
属の種類に応じた発光スして外部へ導かれる。

（発明が解決しようとする問題点及び本発明の目的） しかし、斯かる従来例の場合には、空胴２３内でマイク
ロ波が定在波となっており、この定在波の電界によって
放電管２４内のガス及び金属が励起されて発光が行なわ
れる。上記定在波の電界分布は、第１１図に示すように
なっており、該定在波の１？！部のところで最大且つ節
部でゼロとなっているため、放電管２４内に放電ムラが
生じる。その結果、放電管２４より照射される光の照度
分布に、放電管２４の軸方向に沿って、第１１図に示す
電界分布と同様の明暗のムラを生じるという問題点があ
った。

本発明は、従、来技術の斯かる問題点を解決するために
なされたもので、その目的とするところは、放電管の軸
方向にわたって均一化された照度分布を有する照明装置
を提供することにあり、この照明装置を、電子写真複写
機や各種リーダーおよびプリンター等の光源として利用
可能とするものである。

（ａ照点を解決するための手段） そこで、本発明は、上記の目的を達成するために、マイ
クロ波を放電部に与えて放電発光を行なう照明装置にお
いて、放電部とこれに対応するマイクロ波放射部との組
合せを複数組有し、夫々のマイクロ波放射部が形成する
マイクロ波の定在波を互いに腹部、節部の同じ部分が対
向しないように位相させ、露光部での照明分布を均一化
するように構成されている。

（第一実施例） 以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明する０本発
明の第一実施例を示す第１図及び第２図において、■は
照明装置を示しており、この照明装置１は、２組のマイ
クロ波放電光源２１．２２を備えており、これらマイク
ロ波放電光源２１　。

２２は、概して、マイクロ波発生部３と、該マイクロ波
発生部３によって発生されたマイクロ波を後記の放電管
５に放射するマイクロ波放射部４と、該マイクロ波放射
部４より放射されたマイクロ波によって放電発光する放
電部としての棒状の放電管５とからなっている。

さらに詳述すれば、上記マイクロ波発生部３は、マグネ
トロン６からなっており、このマグネトロン６は先端に
アンテナ７を備えている。

また、マイクロ波放射部４は空胴共振器８からなり、該
空胴共振器８は、金属導体壁によって断面略Ｕ字形状に
細長く形成されている。この空胴共振器８は、長手方向
一端にマグネトロン６が接続されていると共に他端は閉
塞されており、その前面開口部にメツシュ板９が張設さ
れている。前記棒状の放電管５は、マイクロ波によって
励起されるガス及び金属が内部に封入された電極のない
ガラス管からなっており、該放電管５は、空胴共振器８
内に長手方向に沿って適宜手段により固定されている。

上記の如く構成されたマイクロ波放電光源２１．２２は
、メツシュ板９が露光部Ｅを向くよう、互いに平行に隣
接して配置されている。また、放電管５．５は互いに両
端が一致するように配置されていると共に、空胴共振器
８．８は長手方向に互いに位置をずらして配置されてい
る。その結果、両マイクロ波放電光源２１．２２は、マ
グネトロン６によって発生され、アンテナ７がら空胴共
振器８内へ放射されるマイクロ波が、該空胴共振器８と
メツシュ板９で囲まれた空間に定在波電磁界を形成する
。その際、各マイクロ波放電光［２ｔ、２ｚの放電管５
に印加される定在波の゛１界Ｅｌ、Ｅ２が、第３図に示
すように、波長と振幅が同じであって、腹部と節部が放
電管５の長手方向に１八波長だけ位相されて、腹部と節
部が改なり、露光部Ｅで均一化された照明分布が得られ
るようになっている０図中、Ｍは電界の測定位置を示し
ている。

以上の構成において、本発明の照明装置は、次のように
作動する。すなわち、各マイクロ波放電光源２１．２２
のマグネトロン６によって発生したマイクロ波は、アン
テナ７がら空胴共振器８内へ放射され、該空胴共振器８
とメツシュ板９で囲まれた空間にマイクロ波の定在波電
磁界を形成する。

このマイクロ波定在波の電界により、放電管５内のガス
カー励起されてガス放電が起こり管壁が加熱される０次
に放電管５内の金属がガス化して放電が起こり、金属の
種類に応じた発光スペクトルの光が放射される。この放
射光は、内面が反射板を兼ねた空胴共振器８からメツシ
ュ板９を通して外部へ導かれる。

ところで、両マイクロ波放電光源２１．２２の放電管５
に付与されるマイクロ波定在波の電界分布は、第３図に
示すように、互いに腹部と節部とが重なっているため、
この定在波の電界によって励起されて各放電管５から放
射される光も、互いに腹部と節部とが重なり、放電管５
の軸方向に沿って一定化され、露光部Ｅで均一化された
照明分布が得られる。

なお、上記の説明では、マグネトロン６によって発生し
たマイクロ波を直接空胴共振器８に放射した場合につい
て説明したが、必要に応じて導波管によって空胴共振器
８ヘマイクロ波を伝送するようにしてもよい。

（第二実施例） 第４図には、本発明に係る照明装置の第二実施例が示さ
れており、第一実施例と同一の部分については同一の符
号を付して説明すると、この第二実施例においては、互
いに平行に配置された２組のマイクロ波放電光源２１．
２２の空胴共振器８がマイクロ波伝達部としての導波管
１０を介してＵいに接続されており、マグネトロン６は
一方の空胴共振器８にのみ設けられている。しかして、
このマグネトロン６によって発生されたマイクロ波は、
マイクロ波放電光源２１の空胴共振器８ばかりでなく、
導波管１０を介してマイクロ波放電光源２２の空胴共振
器８にも放射され、それぞれの空胴共振器８に定在波を
形成するようになっている。各マイクロ波放電光源２１
．２２の各放電管５に印加される定在波の電界分布が、
第３図に示すものと同じくなるように、導波管ｌＯの長
さ及びマイクロ波放電光源２２の空胴共振器８の閉塞さ
れた末端位置等が調節される。こうした場合り、−１十
　づイｈｒ−１１＋＃亮ル麓３シＬでのでグ未トロン６
が１つで済むことになり、コストダウンが可箋である。

また、各放電管を一体化したマイクロ波放電光源（図示
せず）ではさらにコストダウンが可能である。その他の
構成及び作用については、第一実施例の場合と同一であ
るので、その説明を省略する。

（第三実施例） 第５図及び第６図には、本発明に係る照明装置の第三実
施例が示されており、第一実施例と同一の部分について
は同一の符号を付して説明すると、この第三実施例にお
いては、互いに平行に配置された２組のマイクロ波放電
光源２１．２２のマイクロ波放射部４が漏洩型のマイク
ロストリップ線路１１からなっており、該マイクロスト
リップ線路１１の近傍に放電管５が並設されている。

一方のマイクロストリップ線路１１の一端に同軸ケーブ
ル１２を介してマイクロ波発生部３が接続されていると
共に、両マイクロストリップ線路１１の他端どうしは同
軸ケーブル１３を介して互いに接続されており、他方の
マイクロストリップ線路１１の一端には同軸ケーブル１
４を介してマイクロ波の吸収体１５が接続されている。

上記マイクロストリップ線路１１は、誘電体製の基板１
６を１対の平板状導体１７．１８にて挟んだ形状に形成
されている。上側の導体１７は、長手方向に沿って互い
に平行に多数配列された幅方向の開口１９を有しており
、同軸ケーブル１２．１３．１４の中心軸と接続されて
いる。一方、下側の導体１８は、基板１６と同一の大き
さを有しており、同軸ケーブル１２．１３．１４の接地
導体と接続されている。このマイクロストリップ線路１
１は、導体１７．１８間にマイクロ波を印加することに
より、導体１７の多数の開口１９からマイクロ波を放射
（漏洩）する漏洩型のマイクロストリップ線路となって
いる。

この場合、各マイクロ波放電光源２１　。２２のマイク
ロスドリー７プ線路１１から放射されるマイクロ波の定
在波は、その電界分布が第３図に示すものと同じくなる
よう、マイクロストリップ線路１１の開口１９の位置や
同軸ケーブル１３の長さ等を調節する。

こうした場合には、マイクロ波放射部４として空胴共振
器８を用いる′と、マイクロ波共振のため空胴共振器８
及び導波管が大型となるのにＫＪｔ、マイクロストリッ
プ線路１１にあっては、定在波の波長が短くなり、装置
も小さくて済む利点がある。

さらに上記の如く電極間が誘電体からなるマイクロスト
リップ線路１１を用いた場合は、内部が空気である空胴
共振器８や導波管を用いたときよりも、定在波の腹部と
節部とのピッチは短くなる。従って、放電管５の長さ方
向における光量の強い部分と弱い部分とのピッチも短く
なり、より均一な光量分布が得られ易い。

なお、上記の説明では、すべてマイクロ波放電光源２１
．２２を２組並設した場合について述べたが、マイクロ
波放電光源２すなわち放電部としての放電管５及びマイ
クロ波放電部４は２組に限定されるわけではなく、３組
あるいはそれ以上設けてもよいことはもちろんである。

上記マイクロ波放電光源を３組設けた場合（図示せず）
には。

各マイクロ波放電光源の放電管における定在波の電界分
布は、第７図に示すようになる。

第７図では、各放電部で形成される定在波が波長と振幅
が同じであって、１／６波長ずつ位相しており、放電部
、マイクロ波放射部との組合せが２組の場合よりも均一
化されている。

このように、複数の定在波を用いて、腹部と節部を夫々
の定在波間で位相させているので露光部でのより均一化
した照明分布、露光量が得られる。

また、上記の説明では、マイクロ波放射部４として、空
胴共振器８及びマイクロストリップ線路１１を用いた場
合について説明したが、このマイクロ波放射部４として
は、複数並設された放電管に、それぞれ腹部及び節部の
位置が異なるようマイクロ波の定在波を付与可能なもの
であれば、上記空胴共振器８等の他に多数のスリットを
有する導波管など種々のものが用いうることはもちろん
である。

さらに、第８図をもって、未発明の応用例を示す。第８
図は、本発明の画像形成装置の照明部に適用した全体概
略図で、本発明に係わる要部は前述したものを援用して
いる（不図示）。

図中の装置は電子写真装置で、照明部としては原稿露光
、感光層の除電の全面露光、不要部除重用の非画像部露
光（ブランク露光を称す）がある。次に装置概要を説明
する。

２８は原稿蔵置カバー、２９は本発明の押引装置（′：
ｆＩＪｚ図）、３０は第１ミラー、３１は第２ミラー、
３２はインミラーレンズ、３３は第３ミラーであって、
原稿をスリット露光することにより感光ドラム３４に光
学像を投影する。５０は絶縁層を表面に有する感光体に
潜像を形成する為の１次及び２次帯電器であってここで
は一体に構成されている。なお、２次帯電と同時にト記
光画像を露光する。更に全面露光ランプ３５によりドラ
ム３４表面に静電潜像が形成される。３６はかくして形
成された潜像を可視化する為の現像器である。

一方、給紙スタッカー３７内の記録材としての力・シト
ペーパーはピックアップローラー３８によって給紙され
給紙ガイド３９を経てドラム３４上の可視像を転写帯電
器４０によって転写された後、搬送部４１によって搬送
され、定着装置４２に於いて定着画像とされ排紙スタッ
カー４３に排紙される。

転写工程でドラム３４上に残った顕画剤はクリーナー４
４で除去された後、感光体に残った電気像を消去するた
め除電器４５、除電ランプ４６とによってドラム３４は
除電されて元の状態に戻る。なお、４７はブランク露光
ランプであって光学系バック時に現像が行われないよう
にする為潜像明部を形成するものである０図中、Ｅ、Ｅ
２゜Ｅ３は露光部を示している。

勿論、本実施例において、本発明の照明装置を原稿照明
装置以外に除電テンプ４６やブランク露光ランプ４７と
しても使用することは可能である。

この種のランプは装置内部で、狭い空間内に設けられる
と共に昇温によって原稿台や感光ドラムを加熱すること
により像乱れを誘発する欠点や、不均一な発光による部
分光量不足が生じて帯電ムラや残像を形成してしまうこ
とがある。この問題は、本発明の上述した構成例によっ
て解決される。

（発明の効果） 本発明は以上の構成及び作用よりなるもので、放電部と
これに対応するマイクロ波放射部との組合せを複数組有
し、夫々のマイクロ波放射部が形成するマイクロ波の定
在波を互いの腹部、節部の同じ部分が対向しないように
位相させ、露光部での照明分布を均一化したので、露光
部において均一化された照明分布を得ることができる。

依って、当該マイクロ波を利用した無電極の照明装置を
電子写真複写機や各種リーダーおよびプリンター等の光
源として利用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る照明装置の第一実施例を示す一部
破断の正面図、第２図は第１図の■−■線断面図、第３
図は本発明の照明装置の放電管軸方向の電界分布を示す
グラフ、第４図は本発明に係る照明装置の第二実施例を
示す正面図、第５図は本発明に係る照明装置の第三実施
例を示す斜視図、第６図は第５図のＶｌ−Ｖｌ線断面図
、第７図は本発明の照明装置における放電管軸方向の電
界分布の他側を示すグラフ、第８図は本発明を適用した
電子写真装置の縦断面図、第９図は従来の照明装置を示
す断面図、第１０図は第９図のＸ−Ｘ線断面図、第１１
図は従来の照明装置の放電管軸方向の電界分布を示すグ
ラフである。　　　・符号の説明 １・・・照明装置 ４・・・マイクロ波放射部 ５・・・放電管（放電部） ｌＯ・・・導波管 １１・・・漏洩型マイクロストリップ線路Ｅ・・・露光
部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）マイクロ波を放電部に与えて放電発光を行なう照
   明装置において、放電部とこれに対応するマイクロ波放
   射部との組合せを複数組有し、夫々のマイクロ波放射部
   が形成するマイクロ波の定在波を互いに腹部、節部の同
   じ部分が対向しないように位相させ、露光部での照明分
   布を均一化したことを特徴とする照明装置。
2. （２）上記マイクロ波放射部が互いにマイクロ波伝達部
   によつて結合されていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の照明装置。
3. （３）上記マイクロ波放射部が漏洩型マイクロストリッ
   プ線路からなることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   又は第２項記載の照明装置。