JP2002172814A - 露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、像露光時に飛散したトナーがＬＥ
Ｄアレイの先端に付着することを防止し、安定した像露
光が行える露光装置を提供提供することを課題とする。 【解決手段】 像担持体（１）表面に残留したトナー
は、像露光によって像担持体（１）への吸引力が電気的
に弱められて像担持体（１）表面から遊離して飛散す
る。像担持体の近傍にガイド（１８）を配置することに
より回転している像担持体（１）との間でこの回転方向
に空気の流れが発生しやすくなり、ＬＥＤアレイ（１
７）にトナーが付着してしまう前に浮遊しているトナー
を像担持体の回転方向に対して下流側に導くことができ
る。また、ＬＥＤヘッド（２）に設けたガイド（１８）
が冷却板の作用をしてＬＥＤヘッド（２）の温度上昇を
抑える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、均一に帯電された
像担持体表面に像露光して静電潜像を形成させる露光装
置に関し、特には、像担持体の近傍に設けたＬＥＤヘッ
ドの先端のＬＥＤアレイがトナーで汚染されてしまうの
を防止する露光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機、プリンタ等の画像形成装
置において像担持体上に像露光を行って静電潜像を形成
するためにレーザーあるいはＬＥＤヘッドを用いた露光
装置が知られる。中でもＬＥＤヘッドを用いた露光装置
の場合、光源としてのＬＥＤアレイから照射される光像
を像担持体表面に結像するためにセルフォックレンズな
どのレンズアレイを像担持体近傍に配置させている。こ
のため、ＬＥＤヘッドの先端と像担持体表面との距離
は、数ミリメートル以下ときわめて近接している。

【０００３】像担持体の周辺には機械的あるいは電気的
に像担持体の表面から遊離されてしまったトナーが浮遊
しており、舞い上がったトナーがＬＥＤヘッドの先端に
付着してこれを汚染した場合、光像が所定の光量で像担
持体表面に届かなくなり、露光不足となってしまい良好
な画像を得ることができなくなる。特に、転写後に像担
持体上に残留したトナーをクリーニングするクリーニン
グ手段を持たないクリーナレスの画像形成方法では、像
担持体上に残った未転写のトナーをクリーニングせず
に、除電、帯電、露光の工程を行い、現像工程で像担持
体に対して所定のニップ幅で押圧した現像ローラでクリ
ーニングしつつ次の画像を形成する（例えば特許第２８
１５８８８号）。このため、残留したトナーは像露光さ
れる場所においても存在しており、クリーニング装置を
有する場合と比較してこの場所のトナーの量は多くなっ
ている。

【０００４】即ち、像担持体は、帯電装置によって所定
の表面電位となるように均一帯電され、その後の像露光
によって光照射された像担持体の表面電位は０Ｖ付近と
なる。これによって残留したトナーの像担持体への電気
的な吸着力が弱まり、像担持体から離れて飛散してしま
う。いわゆる光飛散が生じてしまう。このとき、像担持
体は移動しているので飛散したトナーは像担持体の移動
方向に対して下流側に流される。このため、ＬＥＤヘッ
ドの移動方向に対して下流側に主にトナーが付着してし
まう。

【０００５】本願発明者は、実機において大量の画像形
成を行うにあたって次に示すような状態となってしまう
ことを見いだした。図３（ａ）に示すようなＬＥＤヘッ
ド２を使用した場合、初期の画像形成においては、わず
かにＬＥＤヘッド２の先端部の端の部分に付着する。こ
のときはトナーが像担持体上で焦点を合わせるセルフォ
ックレンズとしてのレンズアレイ４の表面を覆っていな
いため問題はない。しかしながら、画像形成の回数が増
えるに従ってこの部分から除々にトナーが堆積して広が
り、図３（ｂ）に示すような状態となる。この場合であ
ってもレンズアレイ３にトナーが堆積していないため問
題はない。そして、更に画像形成の回数が増えると、図
３（ｃ）に示すようにトナーが堆積してＬＥＤヘッド先
端に位置するセルフォックレンズの表面を覆ってしま
う。トナーが付着したＬＥＤヘッド２では、所望する光
量を得ることができず画像の濃度が低下してしまうなど
画像形成に悪影響を及ぼしてしまう。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】一方、ＬＥＤヘッド２
は、ＬＥＤアレイ４からの光照射や例えば定着装置や現
像装置から発する熱を受けて昇温する。この熱によりＬ
ＥＤヘッド２全体が膨張して、ＬＥＤアレイ１７のゆが
みやＬＥＤヘッド２の取り付け位置のずれやＬＥＤアレ
イ１７の光量変化を生じさせ、像担持体１に対する焦点
のずれなどによる画像のゆがみなどが生じて出力画像に
悪影響をおよぼしてしまう。本発明は、上記した問題に
鑑みてなされ、像露光時に飛散したトナーがＬＥＤアレ
イの先端に付着することを防止し、安定した像露光が行
える露光装置を提供することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、像担持体の近傍にその軸線方向に沿って
配置したＬＥＤヘッドを備えた露光装置において、前記
ＬＥＤヘッドの先端とほぼ同じ位置から前記像担持体の
移動方向下流側に向かって前記像担持体に対して所定の
距離を隔てて延びるカバーが設けられていることを特徴
とする。

【０００８】また、前記カバーは、前記ＬＥＤヘッドに
蓄熱した熱を放熱するように該ＬＥＤヘッドの一側面に
設けられていることを特徴とし、前記カバーは像担持体
の形状に沿って湾曲していることを特徴とし、前記カバ
ーは前記ＬＥＤヘッドの先端部分から離れるに従って漸
次前記像担持体との距離が小さくなるように設けられて
いることを特徴とする。

【０００９】更に、像担持体の近傍にその軸線方向に沿
って配置したＬＥＤヘッドから連続して前記像担持体の
移動方向下流側に向かって延びる面を有する部材を像担
持体に対向するように設け、前記面の先端側にトナーを
付着させることを特徴とする。

【００１０】このような構成により、像担持体表面に残
留したトナーは、像露光によって像担持体への吸引力が
電気的に弱められて像担持体表面から分離して飛散す
る。飛散したトナーは、像担持体の近傍に配置したガイ
ドと回転している像担持体との作用によりガイドと像担
持体との間で像担持体の回転方向に空気の流れが発生し
やすくなり、ＬＥＤアレイにトナーが付着してしまう前
に浮遊しているトナーを像担持体の回転方向に対して下
流側に導く。また、ＬＥＤヘッドに設けたガイドが冷却
板の作用をしてＬＥＤヘッドの温度上昇を抑える。

【００１１】

【発明の実施の形態】この発明の好適な実施例を図面に
基づいて説明する。図１に本発明による露光装置５を備
えた画像形成装置の概略側断面図を示す。図において、
像担持体１を中心に、像担持体１の表面に均一な帯電を
行う帯電装置６と、像露光を行う露光装置５としてのＬ
ＥＤヘッド２と、ＬＥＤヘッド２によって形成された静
電潜像をトナーにより可視像化する現像装置７と、像担
持体１上に形成したトナー像を転写材に転写する転写装
置８と、転写後の像担持体１表面を除電するイレーサラ
ンプ９とを有する。

【００１２】図示例は非磁性一成分現像方法であり、ク
リーニング装置を有していない。現像装置７は、絶縁性
非磁性一成分トナーからなる現像剤が収容された現像容
器１０と、弾性体からなる現像ローラ１１と、現像ロー
ラ１１と適宜な圧力で接触して配置され現像ローラ１１
上に形成するトナー層厚を規制する層厚規制ローラ１２
と、現像ローラ１１と接触して設けられ現像ローラ１１
にトナーを供給する供給ローラ１３と、供給ローラ１３
の後方に配置された撹拌部材１４などを備えており、現
像ローラ１１に形成した薄層を像担持体１に押しつける
ようにして像担持体１表面に形成された静電潜像を現像
する。

【００１３】転写装置８は、不図示の搬送路から搬送さ
れる転写材の裏面からコロナ放電を印加して像担持体１
の現像像を転写材に転写する転写コロナ放電器１５と、
像担持体１から転写材を分離させる分離コロナ放電器１
６とを有する。

【００１４】ＬＥＤヘッド２は、その内部に設けたＬＥ
Ｄアレイ１７と、ＬＥＤアレイ１７から照射される光を
像担持体上で焦点を合わせるためのセルフォックレンズ
などのレンズアレイ４と、ＬＥＤヘッド２の側面に設け
られ像担持体を覆うように設けたガイド１８とを有す
る。

【００１５】ＬＥＤアレイ１７は、像担持体の軸線方向
に発光素子であるＬＥＤが解像度に対応するように軸線
方向に複数個並べられており、その一つ一つが形成する
像に応じて点滅して光照射を行っている。また、ＬＥＤ
アレイ１７による光照射により熱が発生してＬＥＤヘッ
ド２を昇温させる。

【００１６】ＬＥＤヘッド２の先端にはレンズアレイ４
が設けられており、ＬＥＤアレイ１７によって照射され
た光を像担持体１上で焦点の合った像を形成させてい
る。実施例おいては、セルフォックレンズを用いてお
り、円筒形状のレンズを密となるように２列に交互に並
べており、その隙間を樹脂で固定している。レンズアレ
イ４の先端部３は平面となっており、像担持体から数ミ
リメートル以下の距離を保っている。

【００１７】カバー１８は、アルミ製あるいは鉄製の板
よりなり、導電性であって且つ熱伝導が良い材質が好適
に用いられる。これにより、トナーがガイド１８に付着
しにくくなり、長時間の画像形成であっても、汚染が最
小限に抑えられる。またカバー１８は、ＬＥＤヘッド２
の側面にねじ止めなどにより固定されており、図１に示
すように像担持体の回転方向に対してＬＥＤヘッド２の
先端から下流側に向かって延びるように設けられてい
る。カバー１８は、像担持体１から所定の距離をおいて
離れており、ＬＥＤヘッド２の先端部３と同じ高さある
いはＬＥＤヘッドの先端から像担持体に近づく位置に位
置している。カバー１８の幅は、なるべく広く取ること
により効果をあげることができる。しかしながら、小型
化のため現像装置７などが近くに位置しているなど、限
られた空間に納めなければならない。このため、ガイド
１８の幅を１５〜３０ミリメートルとすることが好まし
く、実施例においてはガイド１８の幅を２５ミリメート
ルとしている。

【００１８】図２には別の実施例を示す。図において、
カバー１８を取り付ける方向が異なり、更に、像担持体
の曲面に沿って像担持体の移動方向の下流に行くに従っ
て漸次距離を狭めるように設けている。このような構成
によりガイド１８と像担持体１との風速を増やすことが
でき、更にレンズアレイ４の先端部３へのトナーの付着
が防止される。

【００１９】尚、実施例において非磁性１成分のクリー
ナレス現像方法を例示したが、この方法に限定するもの
ではなく、転写後の像担持体上のトナーを除去するクリ
ーニングブレードやクリーニングブラシなどのクリーニ
ング装置を設けた１成分現像方式や２成分現像方式であ
っても同じ効果を有する。

【００２０】このような構成に基づき動作について説明
する。周知の画像形成により像担持体１上に現像像を形
成した後、転写材が転写装置８を通過し、転写コロナ放
電器１５により現像像を転写材上に担持させ、分離コロ
ナ放電器１６により転写材を像担持体１から分離させ
る。分離した転写材は不図示の定着装置により永久画像
として装置外部に排出される。一方、像担持体１上に残
留したトナーは、イレーサランプ９により像担持体１上
の残留電荷を除去した後、帯電装置６により像担持体表
面を均一に帯電すると共に所定の極性に帯電される。

【００２１】更に入力された画像データに基づいてＬＥ
Ｄアレイ１７の光照射により像露光が行われる。レンズ
アレイ４を通して像担持体１上に照射された光により光
の当たった部分の電位が減衰し、表面電位が０Ｖに近づ
く。この電位の低下により像担持体１上に電気的に吸着
していたトナーの吸引力が弱まり像担持体から離れて飛
散する。飛散したトナーは、カバー１８と移動する像担
持体１との間に発生する空気の流れによりＬＥＤヘッド
２から下流側に強制的に流される。このため、飛散した
トナーがＬＥＤヘッド２の先端に付着してしまうのを最
小限に抑えることができる。ＬＥＤヘッド２の光照射に
よって形成した静電潜像は現像装置７を通過して現像像
を形成する。一方、通常ＬＥＤヘッド２本体にも冷却フ
ィンが設けられているが、この冷却フィンの作用に加え
てガイド１８と像担持体１との間で発生した風によりガ
イド１８が冷却され、ＬＥＤヘッド２が昇温してしまう
のを防止する。

【００２２】尚、ＬＥＤヘッドが像担持体に対して軸方
向に一列に並べた例を示したが、ＬＥＤヘッドを複数に
分割して千鳥状に配置した場合であっても、その形状に
合うようにガイド部材を設けることで同じ効果を有す
る。また、図１において、ガイドの先端とＬＥＤヘッド
との間に隙間がわずかにあるが、この隙間にスポンジな
どを設けることにより、隙間からのトナーの巻き込みが
少なくなり、更に効果的にトナーのＬＥＤアレイ先端へ
の付着が防止される。この場合、千鳥状に配置したＬＥ
Ｄヘッドにおいても同様であった。

【００２３】以上のようにＬＥＤアレイに付着するトナ
ーを少なくさせるためにガイド１８で説明したが、像担
持体に対して所定の距離を隔てた面を形成する部材であ
っても良く、例えば、ブロック材やＬＥＤヘッド自体の
形状を変更しても良い。

【００２４】

【発明の効果】このようにカバーを像担持体に所定の距
離を隔てて設けることにより、カバーと像担持体との間
で空気の流れが発生し、この空気の流れより光飛散した
トナーをＬＥＤヘッドの先端からはなれた場所に移動さ
せることによりＬＥＤヘッドの先端がトナーで汚染され
にくくなる。また、ＬＥＤヘッドにガイドを設けたこと
により放熱板の役割を有し、本来備え付けている放熱板
の作用と共にＬＥＤヘッドの冷却を効果的に行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による露光装置を備えた画像形成装置
の概略側断面図。

【図２】 別の実施例を示す概略側断面図。

【図３】（ａ）ＬＥＤヘッドにトナーが付着した初期状
態を示す概略図。 （ｂ）ＬＥＤヘッドにトナーが除々に付着した状態を示
す概略図。 （ｃ）トナーがＬＥＤヘッドを覆ってしまった状態を示
す概略図。

【符号の説明】

１ 像担持体 ２ ＬＥＤヘッド ３ 先端部 ４ レンズアレイ ５ 露光装置 １７ ＬＥＤアレイ １８ ガイド

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体の近傍にその軸線方向に沿って
   配置したＬＥＤヘッドと、このＬＥＤヘッドの先端にレ
   ンズアレイとを備えた露光装置において、前記ＬＥＤア
   レイの先端とほぼ同じ位置から前記像担持体の移動方向
   下流側に向かって前記像担持体に対して所定の距離を隔
   てて延びるカバーが設けられていることを特徴とする像
   露光装置。
2. 【請求項２】 前記カバーは、前記ＬＥＤヘッドに蓄熱
   した熱を放熱するように該ＬＥＤヘッドの一側面に設け
   られていることを特徴する請求項１記載の露光装置。
3. 【請求項３】 前記カバーは像担持体の形状に沿って湾
   曲していることを特徴とする請求項１または２記載の露
   光装置。
4. 【請求項４】 前記カバーは前記ＬＥＤアレイの先端部
   分から離れるに従って漸次前記像担持体との距離が小さ
   くなるように設けられていることを特徴とする請求項１
   乃至３いずれか記載の露光装置。
5. 【請求項５】 像担持体の近傍にその軸線方向に沿って
   配置したＬＥＤヘッドから連続して前記像担持体の移動
   方向下流側に向かって延びる面を有する部材を像担持体
   に対向するように設け、前記面の先端側にトナーを付着
   させることを特徴とする露光装置。