(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に略同一発光特性で発光光量が等しい複数個の点状光源あるいは実質的な点状光源を一列に配置して構成され、長手方向最端部の光源に隣接する中央側の光源よりもさらに中央側に位置する全ての光源は、等間隔に配置され、その間隔を平均の配置間隔とするとき、その平均の配置間隔が、その一列に配置された光源から被照射体までの距離より小さい線状光源において、
長手方向最端部に配置されている光源とその中央側に隣接して配置されている光源との間隔を平均の配置間隔より小さくし、長手方向最端部の光源に隣接する中央側の光源とそれに隣接するさらに中央側の光源との間隔を平均の配置間隔より大きくして、被照射体上で均一に照明できる範囲を広げたことを特徴とする線状光源。
【請求項２】
長手方向に略同一発光特性の複数個の点状光源あるいは実質的な点状光源を一列に配置して構成され、全ての光源は等間隔に配置され、その間隔を平均の配置間隔とするとき、その平均の配置間隔が、その一列に配置された光源から被照射体までの距離より小さい線状光源において、
長手方向最端部の光源に隣接する中央側の光源よりもさらに中央側に位置する全ての光源は、発光光量が等しくし、長手方向最端部に配置されている光源の発光光量を他の光源より高くし、長手方向最端部の光源に隣接する中央側の光源の発光光量を中央側の他の光源より低くして、被照射体で均一に照明できる範囲を広げたことを特徴とする線状光源。
【請求項３】
感光体上に形成した静電潜像をトナーで現像して被転写体に転写する電子写真プロセスの感光体の除電ランプに用いることを特徴とする請求項１又は２記載の線状光源。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、線状光源に関し、特に、電子写真プロセスにおいて用いられる除電ランプ等に適した均一照明可能な線状光源に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真プロセスでは、感光体の露光履歴を消すために、帯電前に均一な光線を照射して感光体表面の電荷を除電する必要がある。この装置はイレーサーと呼ばれる。イレーサーランプには、小さいな電球をガラス管の中に並べてなるものと、ＬＥＤを基板上に一列に実装したものがある。
【０００３】
電球を用いたものは、発熱あるいは消費電力が大きいので、近年はＬＥＤイレーサーが多く用いられる。特開平４−２８４４８４号のものにおいては、各ＬＥＤの間に反射率の低い仕切りを設け、さらに、ＬＥＤの正面に光を拡散させる樹脂板を置くことで、長手方向の光量分布を均一にしている。しかし、この場合に、仕切り板や拡散板等の部材が必要なため、構造が複雑でコストがかかる問題がある。
【０００４】
また、特開平５−２９９７０１号においては、凹面の反射鏡でＬＥＤ素子からの光を反射することで、長手方向に均一に照射するようにしている。しかしながら、被照射部材（感光体）へ向かう方向へのイレーサー本体の大きさが大きくなり、設計が困難になる。また、均一な光量分布を得るための反射鏡の製造は困難でコストも高い。また、作像カートリッジ等に組み込まれた形態で感光体を交換式にする場合には、作像カートリッジの脱着に支障を来さないないように、イレーサー本体を感光体よりある程度距離をおいて配置する必要がある。このため、光源により大きい光量が要求される。
【０００５】
また、特開平５−３１６２９６号のものは、導光板の両端に光源を配置して、鋸歯状の反射面を導光板表面に形成することで、均一な光量分布を得るようにしている。しかしながら、この場合も、上記二者と同様に、コストが高くなる。また、感光体表面からある程度距離を離して配置する場合には、光量が不足する問題点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年の電子写真プロセスを用いた複写機あるいはプリンターでは、感光体は単独の部品として組み込まれることより、感光体周辺の他の構成要素と一体のカートリッジとしてユニット化されることが多い。例えば、現像器やクリーナ、帯電器等と感光体を合わせて、一体の作像カートリッジを構成している。これは、装置寿命に比べて寿命の短い感光体（特に有機感光体（ＯＰＣ））のユーザー交換を容易にするためである。また、感光体交換とトナー補給を同時に行うことを意図している場合もある。
【０００７】
このように、感光体が交換可能なカートリッジに組み込まれている場合には、イレーサーランプもカートリッジに一体化した方が取り扱いは容易である。しかし、寿命の十分に長いイレーサーランプをカートリッジの交換毎に廃棄するのは、コスト的にも環境的にも好ましくないし、イレーサーランプヘ電源を供給するための信頼性の高い電気接点も必要になる。
【０００８】
そこで、作像カートリッジの外側の本体側にイレーサーランプを配置することが望ましい。回路基板上にＬＥＤチップを等間隔で実装したイレーサーランプを使用する場合に、感光体表面からＬＥＤチップまでの距離Ｌが大きくなるため、必要な光量を確保するためには、ＬＥＤチップの実装数を増やす必要があり、ＬＥＤチップから感光体表面までの照射距離Ｌに比べて、ＬＥＤチップの実装ピッチＰは小さくなる。このような場合、どうしても周辺部で光量が低下してしまう。所用の照射幅で均一な光量を得るためには、その照射幅よりかなり外側までＬＥＤチップを配置する必要がある。
【０００９】
そのため、イレーサーランプの長手方向の寸法が長くなり、組み込みが困難になるという問題があった。
【００１０】
例えば、ＬＥＤチップの配光分布を一定とし、図４に示すように、感光体１表面からＬＥＤチップ２までの距離ＬをＬ＝３５ｍｍとして、ピッチＰをＰ＝１６ｍｍで２４個のＬＥＤチップ２を等間隔に配列すると、ＬＥＤチップ２の配列幅ＷはＷ＝１６×（２４−１）＝３６８ｍｍとなる。これに対して、中央部の平均的な光量を１としたときの周辺部の光量が０．９５を確保できる幅Ｆは、Ｆ＝３０８ｍｍとなり、ＬＥＤチップ２の配列幅Ｗに比べて小さい。いま、感光体１表面での所用の照射幅ＺをＺ＝３３０ｍｍとすると、イレーサーランプ３に実装するＬＥＤチップ２をさらに２チップ程度増やさねばならず、チップの配列幅Ｗもさらに大きくなる。
【００１１】
このような問題を避けるために、上記の特開平５−３１６２９６号のような導光板を持つイレーサーランプを用いると、光量が不足したり、導光板があるためにイレーサーランプが照射方向に大型化してしまうという問題があった。
【００１２】
本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、仕切り板、拡散板、反射鏡、導光板等の余分の部材を用いずに、かつ、長手方向、照射方向の余分な空間を必要とせずに照射距離が大きくても所用の照射幅で均一照明可能な線状光源を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の線状光源は、長手方向に略同一発光特性で発光光量が等しい複数個の点状光源あるいは実質的な点状光源を一列に配置して構成され、長手方向最端部の光源に隣接する中央側の光源よりもさらに中央側に位置する全ての光源は、等間隔に配置され、その間隔を平均の配置間隔とするとき、その平均の配置間隔が、その一列に配置された光源から被照射体までの距離より小さい線状光源において、
長手方向最端部に配置されている光源とその中央側に隣接して配置されている光源との間隔を平均の配置間隔より小さくし、長手方向最端部の光源に隣接する中央側の光源とそれに隣接するさらに中央側の光源との間隔を平均の配置間隔より大きくして、被照射体上で均一に照明できる範囲を広げたことを特徴とするものである。
【００１６】
本発明のもう１つの線状光源は、長手方向に略同一発光特性の複数個の点状光源あるいは実質的な点状光源を一列に配置して構成され、全ての光源は等間隔に配置され、その間隔を平均の配置間隔とするとき、その平均の配置間隔が、その一列に配置された光源から被照射体までの距離より小さい線状光源において、
長手方向最端部の光源に隣接する中央側の光源よりもさらに中央側に位置する全ての光源は、発光光量が等しくし、長手方向最端部に配置されている光源の発光光量を他の光源より高くし、長手方向最端部の光源に隣接する中央側の光源の発光光量を中央側の他の光源より低くして、被照射体で均一に照明できる範囲を広げたことを特徴とするものである。
【００１７】
以上の本発明の線状光源は、感光体上に形成した静電潜像をトナーで現像して被転写体に転写する電子写真プロセスの感光体の除電ランプに用いることができる。
【００１８】
本発明においては、長手方向最端部に配置されている光源とその中央側に隣接して配置されている光源との間隔を平均の配置間隔より小さくし、長手方向最端部の光源に隣接する中央側の光源とそれに隣接するさらに中央側の光源との間隔を平均の配置間隔より大きくしているので、被照射体上の光量分布の両端のピークをほとんどなくすことができ、有効範囲の光量の均一性が強く要求される場合に有効となる。これを電子写真プロセスの感光体の除電ランプに用いるとき、所要除電幅に対して除電ランプの基板の幅方向の長さを短くすることができ、感光体周辺において占有する空間を小さくすることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の線状光源を電子写真プロセスを用いたレーザービームプリンターのイレーサーランプを例にあげて説明するが、後記するように本発明はイレーサーランプに限定されるものではない。
【００２０】
図１に、電子写真プロセスを用いたプリンターの１例の概略の構成を示す。この実施例においては、円筒状感光体１と帯電器４と現像器５とクリーナ６とが一体になって作像カートリッジ１０が構成されており、帯電器４で所定極性、例えばマイナスに一様に帯電された感光体１表面にレーザー走査装置１１からのレーザービームが照射されて露光され、静電潜像が形成される。この場合に、レーザーで照射された部分は相対的に反対の極性、例えばプラスの電荷が発生し、表面のマイナスの電荷を打ち消すので、電位の絶対値は小さくなる。その静電潜像は、現像器５で、所定極性、例えばマイナス帯電のトナーがレーザーで照射されて電位の絶対値が小さくなった個所にのみトナーが付着して静電潜像が現像される（反転現像）。現像されたトナー像は転写器１２によって用紙トレー１４から搬送された用紙上に転写され、定着器１３で定着されて排出される。転写後の感光体１上に転写されずに残っている残留トナーはクリーナ６で掻き取られ、その後クリーナ６の下流に配置され、本発明の線状光源を用いたイレーサーランプ３で一様に照明されて、感光体１表面に残留しているこの場合はマイナスの残留電荷が除電される。このような除電を行うことで、感光体の露光履歴を消し、次の画像形成を均一に行うことができる。その後、上記の動作が繰り返され複数枚のプリントが行われる。
【００２１】
この例では、交換可能な作像カートリッジ１０の着脱に際して支障しないように、作像カートリッジ１０の外側にイレーサーランプ３が配置されており、イレーサーランプ３からの照明光は、作像カートリッジ１０の外壁に設けられたスリット状の開口部を経由して感光体１表面を照射するようになっている。
【００２２】
そして、本発明によるイレーサーランプ３の基本構成は、フェノール樹脂やエポキシ樹脂等からなる回路基板３１上の長手方向に一列にＬＥＤチップ２を複数個実装して構成してあり（図２）、そのＬＥＤチップ２の平均の間隔が、ＬＥＤチップ２から感光体１までの距離Ｌ（図４）より小さく、ＬＥＤチップ２の中の両端部に配置されているものの間隔が平均の間隔より密であるように構成して両端部の光量を増加させて、均一に照明できる範囲を従来の等間隔配列の場合より広げたものである。
【００２３】
あるいは、その代わりに、イレーサーランプ３の両端部に実装されたＬＥＤチップ２の光量をその他のＬＥＤチップ２より高くしたものである。
【００２４】
以下に示す実施例においては、イレーサーランプ３は、図１に示すように、作像カートリッジ１０の外側の本体側に配置されており、感光体１表面からイレーサーランプ３のＬＥＤチップまでの距離Ｌが比較的大きく、図４を用いて説明した従来の場合と同様に、Ｌ＝３５ｍｍに固定されている。ＬＥＤチップ２のチップ数を２４とし、かつ、イレーサーランプ３の幅方向中央部では、図４の従来の場合と同じ光量が確保できることを前提条件としている。
【００２５】
イレーサーランプ３の長手方向でのＬＥＤチップ２の配列は、長手方向中心線に対して左右対称に配置されるので、図２にイレーサーランプ３の長手方向中心線より左半分のみのＬＥＤチップ２の配置を示す。
【００２６】
図２に示すように、（Ａ）〜（Ｄ）の何れの配置においても、中央の２つのＬＥＤチップ２の間隔をＰ0 とし、両端に向かってその間隔を順次、Ｐ1 、Ｐ2 、・・・、Ｐ11のピッチで配置されているとする。したがって、ＬＥＤチップ２の配列幅Ｗは、Ｗ＝Ｐ0 ＋２（Ｐ1 ＋Ｐ2 ＋・・・＋Ｐ11）となる。
【００２７】
図２（Ａ）〜（Ｄ）の何れにおいても、中央部の光量が従来技術と同一であるので、中央部でのＬＥＤチップ２のピッチＰ0 も１６ｍｍとなる。このような前提で、中央部の平均光量の９５％が確保できる範囲Ｆ（図４）を考える。
【００２８】
図３に、図２（Ａ）〜（Ｄ）の場合の感光体１端部近傍での光量分布を示す。なお、この図は中央から１００ｍｍより外側の部分だけの光量分布を示してある。
【００２９】
図２（Ａ）は、従来の図４の場合と同様に、２４個全てのＬＥＤチップ２は、Ｐ0 ＝Ｐ1 ＝Ｐ2 ＝・・・＝Ｐ11＝１６ｍｍの等間隔に配列されている場合である。その場合には、前記したように、中央部の平均光量の９５％が確保できる範囲Ｆは、Ｆ＝１５４ｃｍ×２＝３０８ｍｍとなり、ＬＥＤチップ２の配列幅Ｗ＝１６ｃｍ＋２（１６ｃｍ＋１６ｃｍ＋・・・＋１６ｃｍ）＝３６８ｃｍに比べて小さい。
【００３０】
図２（Ｂ）は、最端部のＬＥＤチップ２の間隔Ｐ11だけを詰める場合であり、詰めれば詰める程、中央部の平均光量の９５％が確保できる範囲Ｆは増える。例えば、Ｐ11＝３ｍｍ、Ｐ10〜Ｐ0 ＝１６ｍｍとすると、Ｗ＝３４２ｍｍとなる。このとき、中央部の光量に対して９５％を確保できる幅Ｆは３２８ｍｍとなる。Ｐ11の値を小さくすればＷも小さくなり、Ｆは増加するが、ＬＥＤチップ２の実装の問題から、３ｍｍを下限とする。
【００３１】
したがって、最端部のＬＥＤチップ２の間隔Ｐ11を詰める代わりに、最端部のＬＥＤチップ２を外し、その内側のＬＥＤチップ２の光量を他のＬＥＤチップ２の２倍以上に上げても同様の効果がある。
【００３２】
図２（Ｃ）は、最端部のＬＥＤチップ２の間隔Ｐ11及びその隣のＬＥＤチップ２との間隔Ｐ10を詰める場合であり、最端部の２つのＬＥＤチップ２の間隔Ｐ11を目一杯詰めた場合に、さらにその内側のＬＥＤチップ２との間隔Ｐ10を詰める場合である。Ｐ11＝３ｍｍ、Ｐ10＝１１ｍｍで、中央部の光量に対して９５％を確保できる幅Ｆが３３０ｍｍとなる。このときのＬＥＤチップ２の実装幅Ｗ＝３３２ｍｍである。ただし、この場合は、図３のＣの曲線より明らかなように、両端部に近い部分の光量はかなり上がる。イレーサーランプ３の本体の幅は、図２の中で最も小さい。
【００３３】
なお、最端部より３つ目のＬＥＤチップ２と４つ目のＬＥＤチップ２の間隔Ｐ9 も変化させても、図２（Ｂ）、（Ｃ）を上回る解はない。
【００３４】
図２（Ｄ）は、最端部のＬＥＤチップ２の間隔Ｐ11は詰めて、その隣のＬＥＤチップ２の間隔Ｐ10は空ける場合であり、例えば、Ｐ11＝３ｍｍ、Ｐ10＝２０ｍｍとすると、上記図２（Ｂ）、（Ｃ）の場合に比べて９５％幅Ｆは減少し、約３２２ｍｍとなる。また、チップ実装幅Ｗ＝３５０ｍｍとなり、上記図２（Ｂ）、（Ｃ）の場合に比べて大きくなる。しかし、図３のＤの曲線より明らかなように、光量分布の両端のピークをほとんどなくすことができる。有効範囲の光量の均一性が強く要求される場合には有効である。
【００３５】
なお、ＬＥＤの実装方法は、前記のようにチップ状のＬＥＤ２を基板３１の表面に実装する方法の他に、リード付のＬＥＤをハンダ付けするようにしてもよい。
【００３６】
また、上記のような間隔で配置する光源は、ＬＥＤ以外でも、実質的に点光源として作用するものであれば、各種電球や蛍光素子、ＥＬ素子でもよい。
【００３７】
なお、本発明による線状光源は、上記実施例のように、クリーニング後で帯電前の感光体を照射して除電する場合のみならず、現像後かつ転写前、あるいは、転写後でクリーニング前の位置を照射して除電する光源に用いてもよい。
【００３８】
さらに、本発明による線状光源は、イメージスキャナーやファクシミリ等の原稿読取り用の照明光源に用いることもできる。
【００３９】
以上、本発明の線状光源を実施例等に基づいて説明してきたが、これら実施例等に限定されず種々の変形が可能である。
【００４０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の線状光源によると、長手方向最端部に配置されている光源とその中央側に隣接して配置されている光源との間隔を平均の配置間隔より小さくしているので、その最端部からの照射光量が増加し、被照射体上で均一に照明できる範囲が広がる。そのため、均一に照明できる幅に対して相対的な線状光源の長さを短くできる。これを電子写真プロセスの感光体の除電ランプに用いるとき、所要除電幅に対して除電ランプの基板の幅方向の長さを短くすることができ、感光体周辺において占有する空間を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による線状光源をイレーサーランプとして使用するレーザービームプリンターの１例の概略の構成を示す図である。
【図２】従来技術と対比して本発明によるイレーサーランプのＬＥＤチップの配置を示す図である。
【図３】図２の配置に対応した感光体端部近傍での光量分布を示す図である。
【図４】従来のイレーサーランプのＬＥＤチップの配置と感光体表面での光量分布を示す図である。
【符号の説明】
１…感光体
２…ＬＥＤチップ
３…イレーサーランプ
４…帯電器
５…現像器
６…クリーナ
１０…作像カートリッジ
１１…レーザー走査装置
１２…転写器
１３…定着器
１４…用紙トレー
３１…回路基板
【図１】
0003664220.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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