JPH04199040A - 画像形成装置における光照射装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、電子写真装置等において、光源からの光を集
光し、原稿台上の原稿を照射する画像形成装置における
光照射装置に関する。

（従来の技術） 電子写真装置等の画像形成装置にあっては、一般に原稿
台上に載置される原稿に光を照射し、この光による原稿
からの反射光を感光体に結像し露光することにより、感
光体上に静電潜像を得ている。

そして、この様な画像形成装置のうち原稿台に載置され
る原稿に光を照射する光照射装置にあっては、従来第１
０図に示す様なものが使用されている。即ち、原稿台７
に載置される原稿りを照射するだめの光源８の一部を集
光ミラー９て囲繞し、光源８からの光を一定の幅Ｗの照
射位置Ｗに集光するものである。

しかしなからこの様な装置にあっては、光源８から発せ
られた光のうち、第１０図の集光ミラー９の開口部９ａ
から放射されるα及びβの範囲の放射光は、幅Ｗの照射
位置の照射には全く寄与されない。このため、光源１１
による照射位置の照射効率は３０〜４０［％］程度と低
く、露光に必要な光量を得るには、光源１１の消費電力
を大きくしなければならず、エネルギーの節約か妨げら
れるという問題を生じている。

しかも上記放射光のαの範囲の光のうち、矢印Ｅ１方向
に発せられた光は原稿台７下方において他の装置等に反
射し、これが反射ミラー６ａ等に入射され、いわゆる迷
光となって画像抜けを生じるという問題かあった。一方
、上記放射光のβの範囲の光は、直接原稿台７を照射し
、これにより原稿台７が加熱されてしまい、連続コピー
時等には手で触れない程原稿台が加熱される事かあり、
危険であると共に原稿台７及びその周囲の装置の劣化を
早めてしまうという問題もあった。

（発明か解決しようとする課題） 従来の光学装置にあっては、光源あるいは集光ミラーか
ら原稿台上の照射位置以外に放射される光を、積極的に
露光に利用するための手段を有しておらす、露光効率が
低く、消費電力の節約が妨げられると共に、原稿台上の
照射位置以外に放射される光が迷光となり、画像に抜け
を生じ画質を著しく低下したり、あるいは原稿台を加熱
し、手で触れると危険であったり、装置の劣化を速めて
しまうという問題があった。

そこで本発明は上記問題を除去するもので、従来原稿台
の照射位置に集光される事なく集光ミラーの開口部より
放射されていた光を、照射位置側に集光する事により露
光効率を向上し、消費電力の低減を図ると共に迷光を防
止して画質を向上し、更には原稿台の温度上昇を防止し
安全性の高い画像形成装置における光学装置を提供する
事を目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 第１の発明は上記課題を実現するために、原稿台に対向
して設けられる光源と、原稿台側に開口部を有し光源の
一部を囲繞することにより光源からの光を原稿台の所定
の照射位置に集光する第１の集光手段と、光源から原稿
台に達する間に設けられ光源からの光の開口部から放射
される光の内、照射位置外に対応する光を照射位置に集
光する第２の集光手段とを設けるものである。

又第２の発明は上記課題を実現するために、原稿台に対
向して設けられる光源と、原稿台側に開口部を有し光源
の一部を囲繞することにより光源からの光を原稿台の所
定の照射位置に集光する第１の集光手段と、光源から原
稿台に達する間に設けられ光源からの光の開口部から放
射される光の内、照射位置外に照射される光を放射位置
へ導く様屈曲せしめる屈曲部を有する第２の集光手段と
を設けるものである。

又第３の発明は上記課題を実現するために、原積台に対
向して設けられる光源と、原稿台側に開口部を有し光源
の一部を囲繞することにより光源からの光を原稿台の所
定の照射位置に集光する第１の集光手段と、光源から原
稿台に達する間に設けられ光源からの光の開口部から放
射される光の内、照射位置外に照射される光を受光する
受光部及び受光部に入光される光を照射位置方向へ屈曲
せしめる屈曲部並びにこの屈曲部にて屈曲された光を照
射位置へ提供する出光部を有する透過性部材とを有する
第２の集光手段とを設けるものである。

（作　用） 本発明は上記手段により、光源による原稿台の照射位置
への集光率を向上し、露光効率を高め、消費電力の節約
を可能とすると共に、迷光を防止し画質の向上を図り、
更に原稿台の加熱防止による安全性を向上する画像形成
装置における光学装置を提供することを目的とする。

（実施例） 以下本発明の第１の実施例を第１図乃至第５図を参照し
なから説明する。第１図は画像形成装置１０の概略説明
図であり、本体１１のほぼ中央部には像担持体である感
光体トラム１２が設けられ、この感光体ドラム１２周囲
には、帯電装置１３、光学装置１４による露光位置１４
ａ、現像装置１６、転写剥離チャージャ１７、クリーニ
ング装置１８、除電ランプ２０か設けられている。更に
本体１１の右側には、用紙Ｐを収納する第１のカセット
２１ａ及び第２のカセット２１ｂ並びに手差し給紙台２
１．　ｃが装着されている。又本体】１内には各カセッ
ト２１．ａ、　、　２１ｂ　、あるいは手差し給紙台２
１ｅからピックアップローラ２２ａ　、　２２ｂ　、　
２２ｃにより取出された用紙Ｐを感光体トラム１２を経
て本体左側の排紙トレイ２３に導く用紙搬送路２４が形
成されている。この用紙搬送路２４の感光体ドラム１３
より上流側には、第１及び第２の分離ローラ２８ａ　、
　２６ｂ　、レジストローラ対２７が設けられ、下流側
には搬送ベルト２８、定着ローラ対３０、排紙ローラ対
３１が設けられている。

次に本体１１上方の原稿台Ｌｌａ上に載置される原稿り
の画像を感光体ドラム１２に結像し感光体ドラム１２を
露光する光学装置１４について説明する。３２は、光学
装置１４の光源ユニットであり、光源である直径約６　
［ｍｍｌのハロゲンランプ３３、及び第１の集光手段で
ある主集光ミラー３４、第２の集光手段である第１の補
助集光ミラー３６、第２の補助集光ミラー３７からなっ
ている。そして主集光ミラー３４のＰ−８間の断面形状
は、効率的な集光状態を実現する様、ハロゲンランプ３
３の中心Ａを一方の焦点とし、ここからの光を他方の焦
点である原稿台１１ａの下面の点Ｂに集光する楕円形状
とされている。

尚、３４ａは主集光ミラー３４の開口部であり、Ｃは、
点８周辺において露光に寄与する幅Ｗの照射位置である
。

又、アルミニウムの押し出し成型により形成される第１
及び第２の補助集光ミラー３６．３７は主集光ミラ−３
４内部において、原稿りとハロゲンランプ３３との間に
設けられ、夫々の屈曲部であるＭ専１〜Ｆ面及びＮ−Ｊ
面は、共にハロゲンランプ３３の中心Ａ及び点Ｂを焦点
とする第３図点線で示す楕円Ｄ２の一部となる補作製さ
れている。そして第５図に示す様にハロゲンランプ３３
の中心Ａから第１及び第２の補助集光ミラー３６．３７
迄のＡＣ，ＡＰ、Ａ１．ＡＪ、ＡＮ、ＡＭ　＋７）延長
は夫々ＡＺＬ、ＡＺ２．ＡＺ３゜ＡＺ４．ＡＺ５．ＡＺ
となり、第１及び第２の補助集光ミラー３６．３７の断
面形状ＰＣ旧及びＪＫＩＪＩＮは、共に主集光ミラー３
４によって照射位Ｈｃに集光される光の光路を妨げない
様に形成され、更に照射位置Ｃ以外に照射される第１Ｏ
図に示される従来の装置のα及びβの範囲の放射光の発
生を防止する様に形成されている。

即ち、第１及び第２の補助集光ミラー３Ｂ、３７の１〜
Ｆ面及びＮ−Ｊ面により、第５図に示す様に中心Ａから
発した光の、θ５及びθ６の範囲の光は、照射位置Ｃに
導かれる様屈曲され、露光に寄与することとなる。

又、第５図に示す中心Ａからの光の、θ４の範囲の光は
、第１の補助集光ミラー３ＧのＦＧ面に反射され、再度
ハロゲンランプ３３及び主集光ミラー３４方向に向かい
、原稿台１１ａに照射される事が無い。尚、この０４及
び前述の０５の範囲の光は、従来は共に放射光βの範囲
に含まれ、原稿台１１ａの照射位置Ｃ以外に照射され、
原稿台１１ａの温度上昇を招いてしまう光であった。

更に、第５図に示す中心Ａからの光の、β７の範囲の光
は、第２の補助ミラー３７のＭＮ面に反射されるので、
矢印Ｅ１方向に放出される事が無い。

尚、このβ７及び前述のβ６の範囲の光は、従来は放射
光αの範囲に含まれ、迷光を生じる原因となるものであ
った。

そして光学装置１４は、上述の様な構成からなる光源ユ
ニット３２の他に第１乃至第６のミラー３８ａ〜３８ｆ
及び、レンズユニット４０を有している。尚、光源ユニ
ット３２及び第１のミラー３８ａは第１の光学キャリッ
ジ４１ａに搭載され、第２及び第３のミラー３８ｂ　、
　３８ｃは第２の光学キャリッジ４１ｂに搭載され、そ
れぞれ本体１１内で走査可能とされている。

次に作用について述べる。本体１１のコントロールパネ
ル（図示せず）上からコピー条件を入力し、コピーを開
始すると、ハロゲンランプ３３か点灯され、感光体トラ
ム１２か回転されると共に、第１及び第２の光学キャリ
ッジ４１ａ　、　４１ｂの駆動によりハロゲンランプ３
３及び第１のミラー３８ａか走査され、第２及び第３の
ミラー３８ｂ　、　３８ｃか、ハロゲンランプ３３の１
７２の速度で走査される。

この様な、第１及び第２のキャリッジ４１ａ。

４１ｂの走査に従い、帯電装置１３により一様に帯電さ
れた感光体ドラム１２は、露光位置Ｌ４ａにおいて順次
原稿画像を露光される。更に感光体ドラム１２は回転に
沿って、現像され、転写剥離チャージャ１７において給
紙カセット２１ａ　、　２１ｂ　、側より給紙される用
紙Ｐ上にトナー像を転写する。この後感光体ドラム１２
はクリーニング装置１８、除電ランプ２０を経て次のコ
ピー可能とされる一方、用紙Ｐは定着ローラ対３０を経
て排紙トレイ２３に排紙され、必要なコピーを得る事と
なる。

そしてこの間光学装置１４にあっては、ハロゲンランプ
３３からの光のうち、第５図ＡＺ２〜ＡＺ５迄の範囲の
光が、直接照射位置に照射され、あるいは第１及び第２
の補助集光ミラー３６．３７のＩ　−Ｆ面及びＮ−Ｊ面
により屈曲され照射位置Ｃに導かれ照射されると共に、
ハロゲンランプ３３からの光のうち、第４図θ２、β３
の範囲の光が、主集光ミラー３４により集光され照射位
置Ｃに照射され、これ等の光が感光体ドラム１２の露光
に寄与する事となる。更にハロゲンランプ３３からの光
のうち、第５図θ４及びβ７の範囲の光は、夫々第１の
補助集光ミラー３６のＦＧ面、第２の補助集光ミラー３
７のＭＮ面に反射され、主集光ミラー３４により照射位
置Ｃに照射される事となる、即ち、ハロゲンランプ３３
からの光の、第５図に示すβ１の範囲の光のみが、主集
光ミラー３４の開口部３４ａから放射されるものの、他
の光は、殆ど照射位置Ｃに集光され、露光に使用される
こととなる。

この様に構成すれば、ハロゲンランプ３３による光の、
主集光ミラー３４の端部Ｐと、ハロゲンランプ３３の中
心Ａと第１の補助集光ミラー３６のＧ点を結ぶ延長線と
の間より放出される光を除く他の光が、殆ど原稿台１１
ａの照射位置Ｃに集光される事から、ハロゲンランプ３
３による照射位置Ｃへの照射光量が従来に比し著しく向
上される。従って、従来に比し同一の光量を得る為の消
費電力を低減出来る。しかも主集光ミラー３４の開口部
３４ａより放射される原稿台１１ａの照射位置Ｃ以外へ
の光が従来に比し著しく低減されることから、原稿台１
１、ａの温度上昇か防止され、安全性が向上されると共
に、加熱により部品の劣化か速められることも無い。更
に、主集光ミラー３４の開口部３４ａより第１乃至第３
の反射ミラー３８ａ〜３８ｃ側への放射光か殆ど無く、
従来生じていた迷光による画像抜けを防止出来、良好な
画像を得ることか可能となる。

次に本発明の第２の実施例を第６図乃至第９図を参照し
なから説明する。尚、この第２の実施例は、第１の実施
例と光源ユニットが異なるものの、他は第１の実施例と
同一である事から光源ユニットについて説明し、第１の
実施例と同一部分については、その説明を省略する。

この実施例における第２の光源ユニット４Ｂは、光源テ
あるハロゲンランプ３３、及び第１の集光手段である第
２の主集光ミラー４７、第２の集光手段であり透過性部
材のガラス板４８からなっている。

そして第２の主集光ミラー４７のｐ　−ｒ間の断面形状
及びｒ　−ｓ間の断面形状は夫々ノ１０ゲンランプ３３
の中心Ａを一方の焦点とし、ここからの光を他方の焦点
である原稿台１１ａの下面の点Ｏに集光する異なった楕
円形状の一部とされている。尚、第７図に示すδ１２は
従来、ガラス板４８を使用しない場合に、ハロゲンラン
プ３３より直接幅Ｘ′の照射位置Ｘに照射される光の範
囲であり、γ及びδの範囲の放射光は、従来照射位置Ｘ
に照射されず、迷光を生じたり、原稿台１１ａの温度上
昇を生じてしまっていた光である。

又、ガラス板４８は、石英ガラスを原材料とする幅約３
［ＣＩＩ］厚さ約４［ｍｍｌ　、屈折率約１．６．ガラ
ス板４８内部に入った光が全反射する入射角３８．７°
、光の吸収率１　［ｃｍｌ当り２［％］以下の事務機械
用のフロートガラスからなり、第２の主集光ミラ−４７
内部において、原稿りとハロゲンランプ３３との間に設
けられている。そしてガラス板４８は、第９図に示す様
にハロゲンランプ３３からガラス板４８の受光部である
ＵＶ面に入った光が屈曲部であるＷＶ面及びＴＵ面にお
いて全て屈曲され、出光部であるＴＷ面から原稿台１１
ａの照射位置Ｘに供給される様、ハロゲンランプ３３の
中心Ａから、ガラス板４８迄のＡＶ、Ａｌｌの延長線Ａ
Ｙ１．．ＡＹ２と第２の主集光ミラー４７のＷＶ面及び
ＴＵ面とが夫々形成するδ８、δ９が共に３８．７°以
下となる様に形成されている。更に、第２の主集光ミラ
ー４７はそのＳ端か、ＡＹ２線上に有り、従来迷光の原
因となっていたγの範囲の放出光の発生を防止する様に
形成されている。

そしてハロゲンランプ３３の中心Ａからの光のうち、Ａ
ＹＩ〜ＡＹ２迄の範囲の光がガラス板４８により照射位
置Ｘに供給され照射されるようになっていると共に、ハ
ロゲンランプ３３の中心Ａからの光のうち、第８図θ１
０、δ１１の範囲の光が、夫々第２の主集光ミラー４７
のｒ　−ｓ面、ｐ　−ｒ面により照射位置Ｘに集光され
る様になっている。尚ここで、ＡＹＩ〜ＡＹ２の範囲の
光は、従来照射位置Ｘ以外に放出されていたγ及びδの
範囲の放射光のうち第９図に示す＾ｐ及びＡＹＩの間の
δ１を除く部分を全て含むものである。更に、ＡＶＩ〜
ＡＶ２の範囲の光は、ガラス板４８を透過する間に１　
［ｃｍ］当り２［％］ずつ吸収されることから、３［ｃ
ｍ］を透過すると、その光量は入射時を１とすると、０
．９８３　’ｉ０．９４１に低減され、ガラス板４８中
に約６［％］吸収される。

次に作用について述べる。コピー操作は前述の第１の実
施例と同様であるが、コピー開始による露光時、光学装
置１４にあっては、ハロゲンランプ３３からの光のうち
、第９図ＡＹＩ〜ＡＹ２迄の範囲の光の約９４［％］が
、ガラス板４８により照射位置Ｘに供給されると共に、
ハロゲンランプ３３からの光の内箱９図θ１０、δ１１
の範囲の光が第２の主集光ミラー４７により照射位置Ｘ
に照射され、これ等の光が感光体ドラム１２の露光に寄
与する事となる。

尚、ハロゲンランプ３３よりガラス板４８に照射される
光は、ガラス板４８により約６［ｘ］吸収されるが、第
９図に示す様にＡＶＩ〜ＡＹ２の範囲は、従来、ガラス
板４８を使用しない場合に照射位置Ｘに直接照射された
δ１２に比し数倍あり、露光時の光量の増加を妨げる程
のものでは無く、殆ど無視する事かできる。

この様に構成すれば、ハロゲンランプ３３による光のう
ち、δ１の範囲を除く他の光が、殆ど原稿台１１ａの照
射位置Ｘに集光される事から、露光時照射位置Ｘに入射
される照射光量が従来に比し著しく向上され、同一の光
量を得る場合には消費電力を低減出来る一方、消費電力
をそのまま保持し、光量の増大を図った場合には、感光
体ドラム１２の感度を低減出来、ひいては、感光体の低
価格化が可能となる。しかも第２の主集光ミラー４７の
開口部より放出される原稿台１１ａの照射位置Ｘ以外へ
の光が従来に比し著しく低減される事から原稿台１１ａ
の温度上昇が防止され、安全性の向上及び部品の劣化防
止が可能となる。更に迷光を生じる事もなく、画像抜け
の無い良好な画像を得る事も可能となる。

尚、本発明は上記実施例に限定されず種々設計変更可能
であり、例えば第２の集光手段である補幼果光ミラーや
ガラス板の形状や大きさあるいは、ガラス板の屈折率や
光の吸収率等の特性も任意である。又光源の種類も限定
されない。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、第２の集光手段に
より、従来照射位置以外の方向に放射され露光に使用さ
れずにいた光を照射位置に導くよう屈曲する事が出来、
露光時の露光々量を増加出来る。従って、必要な露光々
量を得るための消費電力を従来に比し低減出来る一方、
露光々量の増大により像担持体の露光感度を低く出来、
像担持体の低価格化も可能となる。しかも、照射位置以
外への放射光が低減される事から放射光か迷光となって
画像に白抜けを生じる事も無く、良質の画像を得られる
と共に、放射光による原稿台の温度上昇も低減され、安
全性が向上され、更に加熱による装置の劣化も低減され
る。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本発明の第１の実施例を示し、第１
図は画像形成装置の概略説明図、第２図は光源ユニット
の断面図、第３図は第１及び第２の補助集光ミラーの拡
大断面図、第４図は光源ユニットの集光を示す説明図、
第５図は第１及び第２の補助集光ミラーの作用を示す説
明図、第６図乃至第９図は本発明の第２の実施例を示し
、第６図は第２の光源ユニットの断面図、第７図は第２
の光源ユニットにおいてガラス板を用いなかった場合の
放出光を示す説明図、第８図は光源ユニットの集光を示
す説明図、第９図はガラス板の作用を示す説明図、第１
０図は従来の装置の光源ユニットの集光を示す説明図で
ある。 １０・・・画像形成装置、　　１１・・・本体、１２・
・・感光体ドラム、　　１４・・・光学装置、３２・・
・光源ユニット、３３・・・ハロゲンランプ、３４・・
・主集光ミラ〜、 ３６・・・第１の補助集光ミラー、 ３７・・・第２の補助集光ミラー、 ４６・・・第２の光源ユニット、 ４７・・・第２の主集光ミラー、 ４８・・・ガラス板、 ｍ　　　　　　　　　了） （マ）　　　　　＼Ｊ　　　　　　　　　　　　　　ｔ
Ｎ第２図 ＭＮＤ２ 第３図 第４図 ■ 第６図 γ′ 第９図 第１０図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）原稿台に載置される原稿に光を照射し、この原稿
   を介して得られる光を像担持体に結像し画像を形成する
   画像形成装置において、前記原稿台に対向して設けられ
   る光源と、前記原稿台側に開口部を有し前記光源の一部
   を囲繞することにより前記光源からの光を前記原稿台の
   所定の照射位置に集光する第１の集光手段と、前記光源
   から前記原稿台に達する間に設けられ前記光源からの光
   の前記開口部から放射される光の内、前記照射位置以外
   に対応する光を前記照射位置に集光する第２の集光手段
   とを具備する事を特徴とする画像形成装置における光照
   射装置。
2. （２）原稿台に載置される原稿に光を照射し、この原稿
   を介して得られる光を像担持体に結像し画像を形成する
   画像形成装置において、前記原稿台に対向して設けられ
   る光源と、前記原稿台側に開口部を有し前記光源の一部
   を囲繞することにより前記光源からの光を前記原稿台の
   所定の照射位置に集光する第１の集光手段と、前記光源
   から前記原稿台に達する間に設けられ前記光源からの光
   の前記開口部から放射される光の内、前記照射位置外に
   照射される光を前記放射位置へ導く様屈曲せしめる屈曲
   部を有する第２の集光手段とを具備する事を特徴とする
   画像形成装置における光照射装置。
3. （３）原稿台に載置される原稿に光を照射し、この原稿
   を介して得られる光を像担持体に結像し画像を形成する
   画像形成装置において、前記原稿台に対向して設けられ
   る光源と、前記原稿台側に開口部を有し前記光源の一部
   を囲繞することにより前記光源からの光を前記原稿台の
   所定の照射位置に集光する第１の集光手段と、前記光源
   から前記原稿台に達する間に設けられ前記光源からの光
   の前記開口部から放射される光の内、前記照射位置外に
   照射される光を受光する受光部及びこの受光部に入光さ
   れる光を前記照射位置方向へ屈曲せしめる屈曲部並びに
   この屈曲部にて屈曲された光を前記照射位置へ供給する
   出光部を有する透過性部材を有する第２の集光手段とを
   具備する事を特徴とする画像形成装置における光照射装
   置。