JPS61126759A

JPS61126759A - 照明装置

Info

Publication number: JPS61126759A
Application number: JP24770684A
Authority: JP
Inventors: Masao Ueki; 上木　將雄; Kazuo Isaka; 井阪　和夫; Nagao Hosono; 細野　長穂
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1984-11-22
Filing date: 1984-11-22
Publication date: 1986-06-14

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）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、画像記録装置等の事務機に適用される発光源
及びそれを有する装置に関する。

（従来・技術）従来、上記画像記録装置、例えば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。

１、ＫＤ　（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
。

そこで、この問題点を解決しうるものとして。

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１．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。

上記マイクロ波を利用した照明装置としては、第１′Ｏ
図及び第１１図に示すようなものがある。これは、内壁
面が光反射板を兼ねたマイクロ波空胴共振器５１内に、
電極を有しない無電極放電灯５２を長手方向に沿って支
持固定し、該マイクロ波空胴共振器５１の開口部にメツ
シュ板５４を張設する。上記マイクロ波空胴共振器５１
内に導波管５５の先端を開口し、該導波管５５の基端に
はマグネトロン５６を接続する。図中、５７は冷却ファ
ンを、５８はマグネトロン５６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５６によって発生したマイクロ波は、アンテナ５
８から導波管５５の中へ放射され、マイクロ波空胴共振
器５１とメツシュ板５４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、放電灯５２内の希
ガスが励起されてガス放電が起こり壁部が加熱される。

次に、放電灯５２内の金属が蒸発して金属蒸気の放電が
起こり、金属の穐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、直接メツシュ板５４を通して外
部へ導かれると共に、マイクロ波空胴共振器５１の内壁
面によって反射されて、メツシュ板５４を通して外部へ
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、マイクロ波空胴共振
器５１の内壁面が、ｌ！光部Ｅにて所望の照度分布を得
るように光を反射させる光反射板を兼ねているため、必
然的に次のよう４問題点を有している。すなわち、最適
なマイクロ波の共振状態を得るように、マイクロ波空胴
共振器５１の形状及び寸法を設定した場合、該マイクロ
波空胴共振器５１の形状及び寸法によって光の反射特性
が決定されてしまう。そのため、放電灯５２から放射さ
れる光を、マイクロ波空胴共振器５１の内壁面にて反射
させて、平行光線や集中光線などの所望の照射光線を得
ようとしても、上記放射光５９が第１１図に示すように
マイクロ波空胴共振器５１の内壁面で乱反射し、露光部
Ｅにて潰延のいく照度分布が得られないと共に、マイク
ロ波空胴共振器５１の両側に漏れる光があるため、放電
灯５２から放射される光を効率よく利用できないという
問題点があった。

また、上記マイクロ波空胴共振器５１の形状及び寸法を
、その内壁面によって反射される光が、平行光線や集束
光線等の所望の光線となるように設定した場合、該マイ
クロ波空胴共振器５１の形状及び寸法によって、マイク
ロ波の共振特性が決定されてしまう。その九め、最適な
マイクロ波の共振状態を得ようとしてもこれが得られず
、放電灯５２の発光効率が低下してしまうという問題点
があった。

さらに、前記従来例の場合には、マイクロ波空胴共振器
５１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灯５２内の希が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１
２図に示すようになっており、該定在波の腹部のところ
で最大且つ節部でゼロとなっているため、放電灯５２内
に放電ムラが生じる。その結果、放電灯５２より礪射さ
れる光の照度分布に、放電灯５２の軸方向に沿って、第
１２図に示す電界分布と同様の明暗のムラを生じ、露光
部Ｅにて均一な照度分布が得られないという問題点があ
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。

最適なマイクロ波の共振状態を得ると同時に、放電部か
ら放射される光を任意の状態に屈折あるいは散乱させ、
効率よく所望の照射光線が得られるようにした照明装置
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、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定在波と
するマイクロ波空胴共振器及び該共振器からのマイクロ
波を受けて放電発光を行なう放電部とを有する光発生部
と、光発生部に一体化され、光発生部が発生する光を所
定の光に偏光する光学部材とを有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、１は照明装置を示しており、こ
の照明装置１は、概して、マイクロ波発生手段２と、該
マイクロ波発生手段２によって発生したマイクロ波を、
定在波として後記の放電灯４に付与するマイクロ波空胴
共振器３と、該マイクロ波空胴共振器３より付与された
マイクロ波によって放電発光する放電部４と、を有する
光発生部と、該光発生部が発生する光を所定の光に偏光
する光学部材５とからなっている。

さらに詳述すれは、上記マイクロ波発生手段２は、マグ
ネトロン６からなってお９、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、マイクロ波空胴共振器３は断面円形状に細長く形
成されており、光学部材５の裏面側が、内壁面が光反射
板を兼ねた金属導体壁８によって形成され、光学部材５
の表面側が金属製のメツシュ９によって形成されている
。上記金属導体壁８の上端中央には導波管１ｏの先端が
開口され、該導波管１０の基端に前記マグネトロン６が
接続されている。図中、１１は冷却ファンを示している
。

前記放電部４は棒状の無電極放電灯１２からなシ、この
無電極放電灯１２は、マイクロ波によって励起される希
ガス及び金属が内部に封入された電極のないガラス管に
よって形成されており、適宜手段によってマイクロ波空
胴共振器３の中央に長手方向に沿って支持固定されてい
る。

一方、前記光学部材５は断面略三ケ月形状にされており
、その両端がマイクロ波空胴共振器３の内面に固着され
ている。この光学部材５は、無電極放電灯１２から放射
される光及び該無電極放電灯１２から放射され、マイク
ロ波空胴共振器３の内壁面によって反射された光を、屈
折させて平行光線を得るものである。上記光学部材５は
、マイクｃ１波の吸収が少なく、マイクロ波を透過させ
る材料によって形成され、誘電体損失が小さい方が好ま
し込。また、光学的性質も満足する必要があり、屈折率
と分散率許容値ができるだけ小さく透過率が高い方が良
い。このような材料としては、石英ガラス、ホウケイ酸
ガラス系無機ガラスや４リスチレン等が適している。

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、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から導波管１０の中へ放射され
、マイクロ波空胴共振器３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〕、無電極放電灯１２
内の希ガスが励起されてガス放電が起こシ壁部が加熱さ
れる。次Ｋ、無電極放電灯１２内の金属が蒸発して放電
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１３の一部は、直接光学部材５に
入射し、該光学部材５により屈折されて平行光線１４と
なって露光部Ｅに照射される。また、上記放射光１３の
残ＤＣ）部分は、マイクロ波空胴共振器３の内壁面にて
反射されて光学部材５に入射し、該光学部材５により屈
折されて平行光Ｉ！１４となって露光部Ｅに照射される
。

第３図及び第４図には、本発明に係る照明装置の他の実
施例が示されてお）、第２図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、この実施例
においては、光学部材５が凸レンズ状に形成されている
と共に、該光学部材５がマイクロ波空胴共振器３のメツ
シュ９の内側に一体的に設けられている。この実施例に
あっては、無電極放電灯１２から放射された光が、［接
又はマイクロ波空胴共振器３の内壁面にて反射されて光
学部材５に入射し、該光学部材５によって屈折され、集
束光線１５となって露光部Ｅに照射される。その他の構
成及び作用については、第２図に示す実施例と同一であ
るので、その説明を詳略する。なお、この実施例では光
学部材５をマイクロ波空胴共振器３の内側に一体化した
場合について説明したが、その外側に一体化しても勿論
よい。

第５図及び第６図には１本発明に係る照明装置のさらに
他の実施例が示されており、第２図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
実施例においては、マイクロ波空胴共振器３が断面放物
面形状の金属導体壁８と、該金属導体壁８の開口部に張
設された平板状のメツシュ９からなっていると共に、光
学部材５が無電極放電灯１２の壁部に一体に設けられて
いる。

すなわち、無電極放電灯１２の壁部には、その外周面が
略波形状の凹凸のある粗面に形成された光学部材５が一
体に設けられており、該無電極放電灯１２から放射され
る光を、無電極放電灯１２の軸方向に沿って散乱させる
ようになっている。

この実施例にあっては、マイクロ波空胴共振器界分布を
有している。このマイクロ波の電界によって無電極放電
灯１２から放射される光も、電界分布と同様の放電ムラ
を有する。しかし、無電極放電灯１２の壁部には光学部
材５が一体に設けられているため、上記放射光は光学部
材５により無露光部Ｅに照射される。依って、露光部Ｅ
にて無電極放電灯１２の軸方向に沿って均一化された照
度分布を得ることができる。その他の構成及び作用につ
いては、第２図に示す実施例と同一であるので、その説
明を詳略する。

第８図には、本発明に係る照明装置の他の実施例が示さ
れており、第２図に示す実施例と同一の部分くついては
同一の符号を付して説明すると、この実施例においては
、マイクロ波空胴共振器３の全体がメツシュによって形
成されていると共に、該マイクロ波空胴共振器３と無電
極放電灯１２０間に、断面放物面形状の光反射板１７が
露光部ＥＫ向けて配設されている。この光反射板１７は
内面が光を反射し、該光反射板１７内体はマイクロ波透
過性又は非吸収性の部材によって形成されている。また
、光学部材５として凸レンズが光反射板１７の開口部に
固着されている。

この実施例にあっては、無電極放電灯１２から放射され
た光は、光反射板１７の内面にて反射され、光学部材５
を通して集束光線として露光部Ｅに照射される。その他
の構成及び作用については。

第２図に示す実゛施例と同一であるので、その説明を省
略する。

さらに、第９図をもって１本発明の厄用例を示す。第９
図は１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、不要部除電用の非画像部露
光（２ランク露光を称す）がある。

次に装置概要を説明する。

２１は原稿載置カバー、２２は本発明の照明装置（第２
図）、２３は第１ミラー、２４は第２ミラー、２５はイ
ンミラーレンズ、２６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２７に光学像を投
影する。２８は絶縁層を表面に有する感光体く潜像を形
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次帯電と同時に上記光画儂を
露光する。更に全面露光ランプ２９によりドラム２７表
面に靜電潜偉が形成される。３０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３１内の記録材としてのカツトペ
ーノ−はピックアップローラー３２によって給紙され給
紙ガイド３３を経てドラム２７上の可視像を転写帯電器
３４によって転写された後、搬送部３５によって搬送さ
れ、定着装置３６に於いて定着画像とされ排紙スタッカ
ー３７に排紙される。

転写工程でドラム２７上に残つ九顕画剤はクリーナー３
８で除去された＋Ｉｋ％感光体に残った電気像を消去す
るため除電器３９．除電ランプ４０とＫよってドラム２
７は除電されて元の状態に戻る。

なお、４１はブランク露光ランプであって光学系パック
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、、Ｅ、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
装置以外に除電ランプ４０やブランク露光ランプ４１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偉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。

本発明での光学部材は、レンズ又は光量補正部材等のよ
うに光を屈折、拡散、集光等のように偏光するものを含
むものであシ、本発明で諭う一体化とは、前述したよう
な共振器に一体化（メツシュ又は光反射板と一体）、放
電管に一体化したもの以外に、光発生部内に共振器本体
とは、別に設けられ、マイクロ波の定在波形成に関係の
ない部材（例えば光反射板）に光学部材を固定したもの
も含まれる。

（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。

マイクロ波発生手段によって発生したマイクロ波を定在
波とするマイクロ波空胴共振器及び該共振器からのマイ
クロ波を受けて放電発光を行なう放電部とを有する光発
生部と、光発生部に一体化され、光発生部が発生する光
を所定の光に偏光する光学部材と、を有するので、放射
部から放射される光を、効率よくしかも所望の照射光線
として露光部に照射することができる。また、マイクロ
波空胴共振器は、その光反射特性を何ら考慮することな
く、マイクロ波を共振させるのに最適な形状及び寸法に
形成することができる九め１強いマイクロ波の定在波電
磁界を得ることができ、放電部を効率よく放電発光可能
である。

【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縦断面
図、第２図は第１図の■−■線断面図、第３図は本発明
に係る照明装置の他の実施例を示す縦断面図、第４図は
第３図のＩＩ／−Ｆ／線断面図、第５図は本発明に係る
照明装置のさらに他の実施例を示す部分縦断面図、第６
図は第５図のＭ−Ｎｌ線断面図、第７図は第５図に示す
照明装置の放電灯軸方向の電界分布及び照度分布を示す
グラフ。第８図は本発明に係る照明装置の他の実施例を示す断面
図、第９図は本発明を適用した電子写真装、　　置の縦
断面図、第１０図は従来の照明装置を示す縦断面図、第
１１図は第１０図のＭ−Ｍ線断面図。第１２図は従来の照明装置の放電灯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　　　　　　２・・・マイクロ波発生
手段３・・・マイクロ波空胴共振器

Claims

【特許請求の範囲】

（１）マイクロ波発生手段によつて発生したマイクロ波
を定在波とするマイクロ波空胴共振器及び該共振器から
のマイクロ波を受けて放電発光を行なう放電部とを有す
る光発生部と、光発生部に一体化され、光発生部が発生
する光を所定の光に偏光する光学部材と、を有することを特徴とする照明装置。
（２）上記光学部材は、上記光発生部からの光束がすべ
て通過する位置に設けられ、光発生部の開口を遮蔽して
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）上記光学部材は、上記マイクロ波空胴共振器と一
体化又はその内部に設けられてい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。
（４）上記光学部材は、上記放電部に一体化されている
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
。