JPS61118958A - 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】 （＃業ヒの利用分野） 本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１画像記録装置等の事務機に適用される発光源
及びそれを宥する装置に関する。

（従来枝術） 貨来、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罎が極端に低下
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＊２は、
瞬時に点灯し、ａ＋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。

上記マイクロ波を利用した照明装置としては。

第７図及び第８図に示すようなものがある。これは、導
波管２１の基端にマグネトロン２２を接続し、該導波管
２・ｌの先端を空胴２３内に開口する。この空調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によって発生したブイクロ波は、アンテナ２
７から導波管２１の中へ放射され、空１ｒ１２３とメツ
シュ板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、マグネトロン２２や
該マグネトロン２２を冷却するためのファン２６．及び
空ＩＦＩ２３や導波管２１などが大きな空間を占めるた
め、装置が大型となるという問題点があった。従って、
上記マイクロ波放電黙ＩＪＲ装置が、無電極光源である
ことにより、ランプ寿命が長い等の点で複写機等の光源
として注目されているものの、当該複写機等にあっては
、特に小型化が要求されるため、利用できないという問
題点があった。

この問題点を解決するためには、マイクロ波発生手段と
して、マグネトロン２２の代わりにトランジスタを用い
たマイクロ波発振回路やマイクロ波囚体発生素子を用い
ることも考えられるが、これらの半導体を用いたマイク
ロ波発生手段は、出力がマグネトロン２２に比べて大幅
に小さいため、放電管を局部的に発光させることはでき
ても、棒状の放電管全体を発光させることはできないと
いう問題点がある。

また、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、ｉｇＱ図に示すようにな
っており、該定在波の腹のところで最大且つ節のところ
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９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、小型化を可能
にした照明装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） そこで１本発明は、上記の目的を達成するために、マイ
クロ波発生手段によって発生したマイクロ波を、マイク
ロ波発振回路より棒状の放電管に付与し、放電発光を行
なうようにしてなる照明装置において、前記放電管の近
傍に軸方向に沿って複欧個のマイクロ波放射手段を配置
し、各マイクロ波放射手段にそれぞれ半導体素子を用い
たマイクロ波発生手段を接続するように構成されている
。

（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。第１
図及び第２図において、ｌは照明装置を示しており、こ
の照明装ａｌｌは概して、棒状の放電管２と、該放電管
２の近傍に軸方向に沿って複ａ４ｖｙ配置されるマイク
ａ波放射手段３と、半導体素子を用いてマイクロ波を発
生するマイクロ波発生半殺４とからなっている。

さらに詳述すると、上記棒状の放電管２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いる。

また、と記マイクロ波放射手段３は、マイクロストリッ
プ線路からなり、このマイクロストリップ線路５は、次
のようにして放電管２の近傍に軸方向に沿って複数個配
置されている。すなわち。

上記放電管２の一側近傍に、誘電体等からなる基板６が
軸方向に沿って配置されており、この基板６の一方の面
には全面に電極７が取付けられ、他方の面にはそれぞれ
独立した複数の電極８１〜８ｎが一定間隔をおいて取付
けられている。前記マイクロストリップ線路Ｓは、基板
６及び該基板６を介して対向する電極７．８とからなり
、放電管２の近傍に軸方向に沿って一定間隔をおいて配
置されている。このマイクロストリップ線路５の先端は
、放電管２に近撞した放射部９となっており、該放射部
９は、基板６が放電管２の周面に沿って湾曲状に形成さ
れていると共に、電極７．８は互いに接匠するようわず
か折曲されている。

一方、マイクσ波発生手段４は、第３図に示すように、
トランジスタを用いたブイクロ波発振回路１０からなり
、該マイクロ波発振回路ｌＯは、各マイクロストリップ
線路５に適宜のマイクロ波伝達手段１１を介してそれぞ
れ接続されている。

上記マイクロ波発振回路ｌＯは、クラップ型発振回路と
なっている。１２は一端をコンデンサＣ４を介して接地
された入／２伝送線路であり、その他端はトランジスタ
１３のベースに接続されて共振回路を構成している。上
記トランジスタ１３はコレクタが接地され、エミッタは
チョークコイルＬ２及び貫通コンデンサＣ２を介してバ
イアス抵抗Ｒ１に接続されていると共に、このバイアス
抵抗Ｒ１は貫通コンデンサａｔを介して直流Ｍ、Ｗ（−
Ｖ、、）に接続されている。また、トランジスタ１３の
ベースは、千重−クコイルＬＬ及び貫通コンデンサＣ３
を介して、直列に接続されたバイアス抵抗Ｒ２，Ｒ３間
に接続されており、バイアス抵抗Ｒ２は貫通コンデンサ
Ｃ１を介して直流電源（−Ｖ、）に接続されていると共
に、バイアス抵抗Ｒ３は接地されている。さらに、前記
入１２伝送線路１２には１発掘出力を取出すための負荷
結合線路１４が磁気結合されており、該負荷結合線路１
４は一端りｔカップリングコンデンサＣ５を介して出力
端子１５に接続され、他端は接地されている。

、このマイクロ波発振回路１０は、λ１２伝送線路１２
とコンデンサＣ４との直列共振回路の共振周波数に等し
い信号を、トランジスタ１３によって増幅すると共に、
該トランジスタ１３の内部帰還容量により帰還し、上記
共振周波数に等しいブイクロ波を発振して出力端子１５
から出力するものである。

以ヒの構成において、照明装置は、次のように作動する
。すなわち、上記マイクロ波共振回路１０の出力端子１
５から出力されたマイクロ波は、マイクロ波伝達手ｆｉ
ｌｌを介して、放電管２の軸方向に沿って複数個配置さ
れたマイクロストリップ線路５の電極７．８に印加され
、該電極７．８の先端間にマイクロ波の電界が形成され
る。

このマイクロ波の電界により、放電管２内のガスが励起
されてガス放電が起こり、該放電管２の管壁が加熱され
る０次に４放電管２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
。前記マイクロストリップ線路５は、放電管２の軸方向
全体に沿って、所定間隔をおいて複数配置されているの
で、放電管２は全体にわたって放電発光する。

第４図には１本発明に係る照明装置の好ましい一実施例
が示されており、第１１Ｎに示す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、この照１１装
置においては、マイクロ波放電手没３としてのマイクロ
ストリップ線路５が、放電管２の両側に長手方向に沿っ
て交互に配２されていると共に、マイクロ波発生手段４
がマイクロ波固体発生素子１６からなっている。上記マ
イクロストリップ線路５は、該マイクロストリップ線路
５の幅に等しい間隔をおいて配列されており。

このマイクロストリップ線路５は放電管２の両側で対向
しないようずらして隙間なく配列されている。前記マイ
クロ波固体発生素子１６は、直流高電界を加えるとマイ
クロ波を発振するガンダイオードやインバットダイオー
ド等からなっている。その他の構成は第１図に示す実施
例と同様である。

この実施例にあっては、マイクロストップ線路５が放電
管２の両側で対向しないようずらして隙間なく配列され
ており、各マイクロストリップ線路５から放電管２に付
与されるマイクロ波は、隣接するマイクロストリップ線
路５側にも達するようになっている、徒って、放電管２
の軸方向に関して、各マイクロストリップ線路５が放電
管２にマイクロ波を付与する領域を、隣接するマイクロ
ストリップ線路５で一部共有するようになっているため
、放電管２を長手方向に沿って均一に放電発光させるこ
とができ、露光部にて均一な照度分布が得られる。

第５図には１本発明に係る照明装置の好ましい他の実施
例が示されており、第１図に示子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、この実施例に
おいては、放電管２が露光部１７を介して２本並設され
ており、各放電管２の一側に軸方向に沿って複数個のマ
イクロ波放射手段３としてのマイクロストリップ線路５
が配置されていると共に、各放電管２のマイクロストリ
ップ線路５が交互に配置されている。また、この実施例
でも、各マイクロストリップ線路５に接続されたマイク
ロ波発生手段４が、マイクロ波固体発生素子１６からな
っている。上記放電管２は軸方向にわずかずらして互い
に平行に配置されており、各放電管２の一側にはマイク
ロストリップ線路５の幅と等しい間隔をおいて、複数の
マイクロストリップ線路５が配置されている。その結′
　　果、マイクロストリップ線路５は、各放電管２の長
手方向に沿って対向しないようずらして配列されており
、放電管２の長手方向に沿って隙間が生じないよう複数
個のマイクロストリップ線路５が配置されている。その
他の構成はＪ＠１図に示す実施例と同様である。

この実施例にあっても、マイクロストリップ線路５が２
本の放電管２にわたって、その長手方向に隙間が生じな
いよう配列されており、各マイクロストリップ線路５か
ら放電管２．２に付与されるマイクロ波は、該マイクロ
ストリップ線路５の両側に広がっている。従って、放電
管２の軸方向に関して、各マイクロストリップ線路５が
各放電管２．２にマイクロ波を付与する領域を、各放電
管２，２にわって隣接するマイクロストリップ線２８５
で一部共有するようになっているため、番数’、ｌ’２
．２より放射される光が互いに重ね合されて、露光部に
て均一な照度分布が得られる。

なお、上記の説明では、マイクロ波放射手段３、として
、マイクロストリップ線路５を用いた場合について説明
したが、他に導波管の切口、ループアンテナ、ホーンア
ンテナなどを使用してもよい。

また、マイクロ、波発生手段４からマイクロ波放射り段
３ヘマイクロ波を伝送するマイクロ波伝送手段１１とし
ては、同軸ケーブル、Ｇライン（表面波伝送線路）、導
波管、マイクロストリップ線路などが用いられる。

さらに、ｈ記の説明では、マイクロ波発生手段４からマ
イクロ波放射手段３へ、マイクロ波伝達手段１１を介し
てマイクロ波を伝送する場合について説明したが、マイ
クロ波伝達手段１１を介さずに直接マイクロ波発生手段
４とマイクロ波放射手段３を接続してもよい。

さらに、第６図をもって、本発明の応用例を示す、第６
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ｇｌ露
光、感光層の除電用の全面露光、不要部除電用の非画像
部露光（ブランク露光と称す）がある０次に装置概要を
説明する。

２８は原稿截置カバー、２９は本発明の照明装置（第２
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
成するための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、二次帯電と同時に上記光画像
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カットペ
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。図中、Ｅ、Ｅ
２゜Ｅ３は露光部を示している。

勿論１本実施例において、マイクロ波数ｔ５明装置を原
稿照明装置以外に、除電ランプ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
により像乱れを銹発する欠点や。

不均一な発光による部分光量不足が生じて帯電ムラや殖
像を形成してしまうことがある。この間■は、本発明の
Ｊ：、述した構成例によって解決される。

（発明の効果） 未発明は以上の構成及び作用よりなるもので、放電管の
近傍に軸方向に沿って複数個のマイクロ波放射手段を配
置し、各マイクロ波放射手段にそれぞれ半導体素子を用
いたブイクロ波発生手段を接続してなるので、マイクロ
波発生手段としてマグネトロンのような大型な部材を用
いる必要がなく、半導体素子を用いた小型のマイクロ波
発生手Ｌ）で放電管全体を放電発光させることができ、
従来に比へ大幅に小型化された無電極の放電管を用いた
興明装置を提供することができる。

また、好ましい実施例にあっては、放電管の近傍に複斂
個のマイクロ波叙駐手没を、放電管軸方向に関して、各
マイクロ波放射手段が放電管にマイクロ波を付与する領
域を隣接する放射手段で一部共有するように配置し、各
マイクロ波放射手段にそれぞれ半導体素子を用いたマイ
クロ波発生手段を接続してなるので、に、記と同様に照
明装置の小型化が可能なことはもちろん、放電管の近傍
に複数個のマイクロ波発生手段を、軸方向に沿って隙間
が生じないように配設したため、放電管の軸方向にわた
って均一な照度分布が得られる照明装置を提供すること
ができる。依って、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等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る照明装置の一実施例を示す正面図
、第２図は第１図の■−■線断面図、第３図はマイクロ
波発生手段を示す回路図、第４図は本発明のに係る薄明
装置の好ましい一実施例を示す正面図、第５図は同照明
装置の好ましい他の実施例を示す正面図、第６図は本発
明を適用した電子写真装置を示す縦断面図、第７図は従
来の照明装置を示す断面図、第８図は第７図の電−ｗ線
断面図、第９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瞥−１ｊｊｊｊ明装置 ２・・・放電管 ３・・・マイクロ波放射手段 ４・・・マイクロ波発生手段 １６・・・マイクロ波固体発生素子 第７図　　　　　　　第２図 π 第３図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）マイクロ波発生手段によつて発生したマイクロ波
   を、マイクロ波放射手段より棒状の放電管に付与し、放
   電発光を行なうようにしてなる照明装置において、前記
   放電管の近傍に軸方向に沿つて複数個のマイクロ波放射
   手段を配置し、各マイクロ波放射手段にそれぞれ半導体
   素子を用いたマイクロ波発生手段を接続したことを特徴
   とする照明装置。
2. （２）上記放電管の近傍に複数個のマイクロ波放射手段
   を、放電管軸方向に関して、各マイクロ波放射手段が放
   電管にマイクロ波を付与する領域を、隣接するマイクロ
   波放射手段で一部共有するように配置したことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の照明装置。
3. （３）上記放電管の両側に長手方向に沿つて複数個のマ
   イクロ波放射手段が交互に配置されていることを特徴と
   する特許請求の範囲第２項記載の照明装置。
4. （４）上記放電管が２本並設され、各放電管の一側に長
   手方向に沿つて複数個のマイクロ波放射手段が配置され
   て、各放電管のマイクロ波放射手段が交互に配列せしめ
   られていることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載
   の照明装置。
5. （５）上記マイクロ波発生手段が、マイクロ波固体発生
   素子からなることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃
   至第４項のいずれかの項に記載の照明装置。