JPS61177475A - 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） 本発明は、電子写真式複写機、プリンタなどの静電写真
プロセスを利用した画像形成装置、とくに変倍タイプの
画像形成装置および編集機能を有する画像形成装置に用
いるのに適した照明装置に関するものである。

（従来技術） 像担持体表面く形成した可転写トナー像を転写材に転写
し、これを定着固定する周知の画像形成装置においては
、同一の原稿から徨々の大きさのコピー画像を得られる
ような変倍タイプのものがひろく実用されるようになっ
てきている。また最近では、原稿の任意の部分を消宏し
別の原稿を挿入する編集機能を有する画像形成装置の要
求も高まっている。

変倍タイプの画像形成装置においては、原稿の儂を形成
する像担持体の大きさは、最大倍率の画像を受容できる
ような一定の大きさをそなえているため、とくに縮小倍
率操作の場合に、は、当然像担持体の一部に画像形成に
不要な部分（非画像領域）が生ずることになる。

との像担持体上の非画像領域は、画偉露光時に露光され
ないため電荷が温存されるので、以後の現儂工程におい
て現偉が行なわれることＫな）、非画像領域にもトナー
が付着してトナーが無駄に消費されるばかりか、クリー
ナーに負担を及ぼしたシ、装置内の汚染を招くことにな
る。そこで、これを防止するために、像担持体の非画像
領域に光を照射して、該非画像領域における電荷を除電
しておくのが普通である。

また、編集機能を有する画像形成装置においては、像担
持体上に通常どおり形成された靜電潜儂の任意の部分を
消去する必要があるため、やはシ、像担持体上の任意の
部分に光を照射してこの部分の除電を行なう。

従来、上記像担持体上の不要な電荷を除電するための照
明装置としては、第１２図に示す如く、像担持体３１の
表面と対面するように、ＬＥＤ３２等の発光素子を適数
配列しておき、これらを必−要に応じて点灯して、第１
２図に示すように、非画像領域Ｙの除電を行なうものが
ある。発光素子としてのＬＥＤ３２は、例えば透明円筒
状の部分３３と照射側先端の凸レンズ状集光部３４とか
らなっている。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、斯かる従来技術にあっては、ＬＥＤ　３２の集
光部３４から照射される光は有効に除電作用を行なうが
、円筒状部３３から照射される光束の一部（図示の場合
とくに光束３５）が画像領域Ｘに侵入して、画像領域Ｘ
と非画像領域Ｙとの境界を曖昧にし、境界近傍の画像を
不鮮明にして画質の劣化をおこすととＫなる。

すなわち、第１２図に示すように、Ｌ　Ｅ　Ｄ　３２か
ら照射される光束の一部は、像担持体３１上の回転方向
に沿った境界部分３６に侵入するため、この部分の画質
を劣化させる。また、ＬＥＤ３２からの光束は、像担持
体３１上で円形の領域を照射するため、像担持体３１の
軸方向の境界部分３７では、非画像領域Ｙと画像領域Ｘ
との境界がぼけた波状となってしまう。なお、このよう
な構成で編集を行なおうとすると、画像領域Ｘ内の除電
部分２の境界でも、上記と同様のことが生じる０ このように、従来例では、変倍や編集によって生じる非
画像領域あるいは画像を消去すべき領域と画像領域の境
界近傍では、画質が劣化し、かつシャープな画像部端縁
を形成することができないという問題点があった。

このような有害光の影響を減少させるために、ＬＥＤと
像担持体の距離を小さくすることも考えられるが、この
場合には、像担持体の回転と、これにともなう微小振動
などＫよって空気が流動し、これにともなってＬＥＤと
像担持体表面間に浮遊トナー、塵埃などが誘導されてＬ
ＢＤＫ付着し、有効光量が得られず除電作用の減少をき
たすおそれがあった。

本発明は、上記従来例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、画像領域と
非ｉｉｉｉｇＲ領域あるいは画像を消去すべき部分との
境界で、除電用の光束をシャープに切シ、この境界近傍
の画質の劣化欠損をなくすと共に、トナーの無駄な消費
を防止可能とし念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、像担
持体の表面と対面するように配置され、該像担持体を照
明することにより、像担持体上の不要な電荷の除電を行
なうための照明装置において、発光素子と、該発光素子
から照射される光が像担持体上を矩形状に照明するよう
に光の一部を遮る遮光部材と、少なくとも遮光部材より
像担持体儒に配設されるレンズ部材と、該レンズ部材と
像担持体との間に配設され、平行な直線状の端縁を有す
る隙間を形成するスリット部材とを備えるように構成さ
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
１図には本発明に係る照明装置ｌを適用した画像形成装
置２が示されておル、以下その構成について説明すると
、３は原稿、４は原稿３を照明するための原稿ランプ、
５は複数枚組合されたミラーやレンズ等からなる結像光
学系である。

６は円筒状に形成された像担持体で、第１１図の矢印ａ
方向に回動可能に軸支されておシ、この像担持体６の周
囲Ｋ１１ｌ″、−法令電器７、現像器８、転写帯電器９
、クリーナー１０が配設されている。

本発明に係る照明装置１は、像担持体６の周囲にあって
、−法令電器７と現像器８の間に配設される。また、像
担持体６の周シには、定着装置等が配置されているが、
説明の便宜上省略した。図中、１１は転写材である。

この画像形成装置２は、−法令電器７によって一様に帯
電された像担持体６の表面に、結像光学系５を介して原
稿３の像を結偉し、静電潜像を形成する。しかして、こ
の静電潜像を現像器８によシ可視化し、像担持体６上の
可視儂を転写帯電器９によって転写材１１に転写して、
定着装置において定着画像とするものである。

また、上記画像形成装置２は、結像光学系５のレンズの
位置を調節することにより、同大の原稿３から大きさを
異にするコピーが得られる、いわゆる変倍タイプの画像
形成装置となっている。なお、変倍は段階的に行なわれ
るものであっても、連続的に行なわれるものであっても
よい。

との場合、第１図（ａ）に示すように、複写倍率によっ
て、像担持体６の有効画像領域Ｉｌ＠に対して、図示の
場合Ａが画像領域となっておシ、該画像領域Ａに隣接し
た側縁の領域Ｂの部分は非画像領域となっている。

前記照明装置ｌは、像担持体６の表面と対面とするよう
に、軸方向全幅にわたって多数配列されておシ、静電潜
像が現像される前に像担持体６上を照明して、非画像領
域Ｂの電荷を除去するものである。この照明装置１は、
第１図乃至第３図に示すように、発光素子１２と、遮光
部材１３と、レンズ部材１４と、スリット部材２３とか
らなっておシ、発光素子１２としては発光チップ１５を
合成樹脂等のモールド１６に埋設したＬＥＤが用いられ
ている。

図示の実施例では、ＬＥＤ１２が一定間隔で直線状に配
列されてＬＥＤアレイ（図示せず）を形成しておシ、こ
れに対応して遮光部材１３及びレンズ部材１４も、ＬＥ
Ｄ１２と１対１で対応するように配列された遮光部材ア
レイ１８及びレンズアレイ１９となっている。

上記遮光部材アレイ１８は５合成樹脂等によって光を遮
るよう黒色の神体状に形°成され次遮光部材１３を直線
状に一体的に配列してなっている。各遮光部材１３は側
壁部２０と内向７ランジ部２１からなシ遮光部材の先端
には矩形状の開口部２２が形成されている０なお、ここ
で必ずしも内向７ランジ部は必要ではなく、第１図（ｃ
）のような形状でも゛矩形状の開口が形成されていれば
良い。遮光部材アレイ１８は、各遮光部材１３内の所定
位置にＬＥＤ１２を収納し九状態で、ＬＢＤアレイの基
板（図示せず）Ｋ固着される。

また、レンズアレイ１９は、アクリル等の合成樹脂やガ
ラスなどからなる凸レンズであるレンズ部材１４を、第
３図に示すように、直線状に配列して一体的に形成した
ものである。このレンズアレイ１９は、各レンズ部材１
４の光軸Ｃが遮光部材１３の開口部２２の中心を通るよ
うに、遮光部材アレイ１８の前面に配設される。その際
、もちろんのことながらＬＥＤ　１２０発光チチップ５
は光軸Ｃ上に位置している。上記レンズ部材１４は、遮
光部材１３の開口部２２から照射される光束の広がシ角
θを小さくして像担持体６上に照射する本のであシ、像
担持体６上に照射された光の照度を高めると共に、レン
ズ部材１４と像担持体６との間隔ＸＪＩｔ−大きくして
、像担持体６の周囲に浮遊するトナー等がレンズ部材１
４に付着することによる光量低下を防ぐものである。

前記スリット部材２３は、第１図（ｂ）に示すように、
レンズアレイ１９の像担持体６側に、該像担持体６と平
行に配設された１対め板材２４．２４からなっている。

上記板材２４．２４の表面は、光の反射を防ぐよう黒色
等となっておシ、これら板材２４．２４の間には、互い
に平行な直線状の端縁を有する隙間２５が、ＬＥＤ１２
の配列方向に沿って帯状に形成されている。このスリッ
ト部材２３は、遮光部材１３によって矩形状に遮られ、
レンズ部材１４を介して絞られた照射光を、さらに隙間
２５を通すことによ〕、ＬＥＤ１２を直線状に多数配列
した場合でも、その配列方向に沿った直線状の端縁を有
する帯状の照射光を得るためのものである。

すなわち、ｌＩＤ１２を多数直線状に配列した場合、第
４図に示すように、各ＬＥＤ１２の位置に配列方向と直
交する方向のバラツキがあると、第５図に示すように、
各ＬＥＤ１２によって照射される領域Ｄ　、　Ｅが配列
方向と直交する方向にずれてしまい、照射光によって除
電される部分の端縁が直線状とならずに凹凸が生じる。

そこで、スリット部材２３を設けるととくよシ、配列方
向と直交する方面の照射光のバラツキを板材２４．２４
によって遮シ、ｌＩＤ１２の配列方向に沿った互いに平
行な直線状の端縁を有する照射光を、隙間２５から照射
するためのものである。この効果はスリット部材２３を
像担持体６の近傍に配設した方が大きい。

なお、遮光部材１３の開口部２２の大きさ、ｌＩＤ１２
からレンズ部材１４までの光路長など各部の寸法は、像
担持体６上を所定の条件で照射するように設定する必要
がある。ちなみに、波長６１０ｎｍのｌＩＤ１２を用い
、レンズ部材１４の材質として屈折率約１．５のアクリ
ルを用いた場合、各部の寸法の一例としては第７図及び
第８図に示すようになる。各ｌＩＤ１２間の間１１ｉｌ
　Ｌｔ　＝２．５■、ＬＥＤ１２０発光チップ１５から
レンズ部材１４までの光路長り重＝２．０ｍｓ＋、その
うちモールド１６の部分Ｌ３”＋＋１．５ｓｍ、空気の
部分Ｌ４＝１．０■、開口部２２の大きさ縦Ｌｓ＝１．
６閣、横Ｌ＠た１、４閣、レンズ部材１４の曲率半径Ｒ
＝　２．３園、厚さＴ＝１．４簡、レンズ部材１４と像
担持体６との間隔：［、、＝　２．０〜３．０　ｍｓ、
ヌリレト部材２３の隙間り口＋１．８■である。

以上の構成において、本発明に係る照明装置では、次の
ようにして像担持体表面の照Ｉｌ＃が行なわれる。すな
わち、ｌＩＤ１２の発光チップ１５よシ放射された光束
は、遮光部材１３によシ遮れて開口部２２のみから矩形
状となって照射され、この照射光束は、レンズ部材１４
によって広がシ角θを小さく絞られ、さらにスリット部
材２３を通してｌＩＤ１２の配列方向に沿った互いに平
行な直線状のｊｉ！１１１ｋを有する照射光となって、
像担持体６上に矩形状に照射される。なお、ｌＩＤ１２
とｌＩＤ１２．との間には、遮光部材１３の１ＩＩＩ壁
部２０が存在するため、１つのｌＩＤ１２−１）−らの
光が、隣接する遮光部材１３側に漏れて、隣接す８即１
２に対応したレンズ部材１４に入射することはない。

このように、ｌＩＤ１２から放射された光束は、遮光部
材１３によって矩形状の光束に整形された後、レンズ部
材１４によシ広がシ角θを小さく絞られ、さらにスリッ
ト部材２３によって互いに平行な直線状の端縁を有する
帯状となって像担持体６上に高い照度で矩形状に照射さ
れ、他の光束はいっさい像担持体６上に到達しない。そ
のため、像担持体６の表面は、遮光部材１３の開口部２
２と相似の矩形状に照明され、それ以外の部分には光が
まったく照射されない。したがって、各長り１２が照明
する領域り、Ｅが、第９１５！ＯＫ示すように、互いに
隙間なく隣接するよう各ＬＥＤ１２、遮光部材１３及び
レンズ部材１４の位置や形状を設定することＫよシ、像
担持体６表面の光量分布は、第１０図に示すように、画
像領域Ａには光がもれず、非画像領域Ｂだけをシャープ
に高い照度で照明することができ、光量分布における谷
の部分の光量でも像担持体６を除電するのに必要なし゛
　ベルよ）高いので、非画像領域Ｂは均一に除電される
。なお、隣接するｌＩＤ１２が照明する領域は互いに重
なシ合うようにしてもよい。

図示の実施例では、ＩＩＤＩ・２からの光を遮光部材１
３によって矩形状に遮る場合について説明し九が、遮光
部材１３は、ＬＢｂ１２の配置と垂直な方向に互いに平
行な端縁を有する帯状にのみ、ｌＩＤ１２からの光を遮
るようにしてもよい。こうした場合には、ｌＩＤ１２ｔ
−直線状に多数配列する際、遮光部材１３は遮光を行な
う側壁部２゜が互いＫｌｌ！するよう配列される。

なお、図示の実施例では、像担持体６上にあって画像領
域大の一側にのみ非画像領域Ｂが存在する場合について
説明し九が、像担持体上の画像領域Ａの両側に非画像領
域が存在する場合であっても坏史釉°角を適用できるこ
と勿論である。

また、ｓ穴ｓ例の照明装置は矩形状に照明を行なうもの
であるため、像担持体の軸方向全長にわたって発光素子
を並べ、画像領域を超えた先端部や後端部に対応する像
担持体面を光照射して電荷消去を行なう場合にも使用で
きる。

さらに、図示の実施例では、縮小倍率によって生じる非
画像領域を除電することに本＊島、角の照明装置を用い
た場合について説明したが、これに限定されるわけでは
なく、本実施例の照明装置を編集機能を有する画像形成
装置に用いても良く、この場合には本実施例の照明装置
を像担持体の軸方向に複数並べ、ＬＥＤの発光タイミン
グを変えることによって、像担持体上の画像を消去すべ
き領域等任意の一部分を除電するよう忙してもよい。

（発明の効果） 本発明は以上の構成及び作用よシなるもので、発光素子
から照射される光を帯状の照射光となるように遮光部材
によって遮ると共にレンズ部材によって絞少、さら忙、
上記帯状の照射光を、これと直交する互いに平行な直線
状の端ａｔ−有するスリット部材の隙間から、偉担持体
状に照射するようにしたので、発光素子及びレンズ部材
を直線状に多数配列した場合、発光素子あるいはレンズ
部材の位置に配列方向と直交する方向のバラツキがあっ
て本、遮光部材によって発光素子からの光を、上記配列
方向と直交する方向に帯状に遮シ、この帯状の照射光を
、さらにこれと直交する方向すなわち配列方向に沿った
メリット部材の隙間から、′　像担持体上に照射するた
め、該像担持体上を互いに平行な直線状の端縁を有する
“帯状にシャープに照明することができる。そのため、
画像領域に除電を行なうための光束が侵入するのを確実
に防止することができると共に、像担持体上の不要な電
荷を確実罠除電することができ、画質の劣化欠損やトナ
ーの無駄な消費を防止でき、特に、偉担持体圧を軸方向
に沿って帯状に除電する場合に有効である。また、レン
ズ部材を設けることによって照射光を絞ることができる
ので、発光素子を像担持体に近接させるといった必要が
なく、トナーなどの誘引付着などによる光量損失を防止
できる等程々の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明に係る照明装置の使用状態を示す
縦断面図、第１図伽）は第１　Ｓ　（ａ）の、Ｉ−Ｉ線
拡大断面図、Ｉ！１図（ｅ）は遮光部材の他側を示す断
面図、第２図は同照明装置のレンズ部材・を・取シ除い
た状態を示す平面内、ｇ３図はレンズアレイを示す斜視
図、第４図はＬＥＤの配列状ａを示す平面図、第５図は
第４図の状態における光の照射領域を示す斜視図、第６
図はスリット部材の作用を示す断面図、第７図は照明装
置の各部の寸法を示す断面■、第８図は同平面図、第９
図は照明装置の光の照射状態を示す斜視図、第１０図は
同照明装置の光量分布特性を示すグラフ、第１１図は本
発明に係る照明装置を適用した画像形成装置を示す概略
図、第１２図は従来の照明装置の使用状態を示す概略図
である。 符号の説明

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 像担持体の表面と対面するように配置され、該像担持体
   を照明することにより、像担持体上の不要な電荷の除電
   を行なうための照明装置において、発光素子と、該発光
   素子から照射される光が像担持体上を矩形状に照明する
   ように光の一部を遮る遮光部材と、少なくとも遮光部材
   より像担持体側に配設されるレンズ部材と、該レンズ部
   材と像担持体との間に配設され、平行な直線状の端縁を
   有する隙間を形成するスリット部材とを備えたことを特
   徴とする照明装置。