JP2004045795A

JP2004045795A - Image forming apparatus and optical device

Info

Publication number: JP2004045795A
Application number: JP2002203541A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Inaba; 稲葉　繁; Yasuaki Watanabe; 渡辺　靖晃; Shinichiro Fujimori; 藤森　信一郎
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2002-07-12
Filing date: 2002-07-12
Publication date: 2004-02-12
Anticipated expiration: 2022-07-12
Also published as: JP4329115B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To surely prevent contamination due to a toner cloud or the like with a simple configuration when an exposing device, a light detecting device or the like is arranged near a rotating body. <P>SOLUTION: A high pressure retaining part 68 is provided between a light ejecting surface 66 and a photoreceptor 28 of the exposing device 44. The high pressure retaining part 68 is provided with an upstream side shielding part 70 and a downstream side shielding part 72. Thestream air formed near the surface of the photoreceptor 28 collides aganst the downstream side shielding part 72 and is prevented from leaking from the downstream side shielding part 70. Since the high pressure retaining part 68 is kept at higher pressure than the surrounding area, the toner cloud can be prevented from entering the high pressure retaining part 68. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置、及び露光装置や光検出装置等の光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の静電潜像を形成するための露光装置としては、レーザ光を回転するポリゴンミラーで感光体への軸方向の走査を繰り返す「レーザ方式」があり多くの画像形成装置に使用されている。一方可動部を持たない露光装置として「ＬＥＤアレイ方式」を用いた画像形成装置も製品化され始めている。前者は可動部を持ち光路長が長いことから装置は大きくなるが、現像装置から離れた位置から感光体を露光できるためトナークラウドによる汚れの付着が少なく露光むらが発生しにくい利点がある。一方後者は小型であるが感光体と近接して配置しなければならず、現像装置からのトナークラウドを多く受けセルフォックレンズの光射出面が汚れやすい。セルフォックレンズ表面が汚れると露光量に減衰が発生し、感光体上の静電潜像の電位が変動する。露光部を現像する反転現像方式では画像濃度が薄くなり、非露光部を現像する正規現像では背景部にかぶりが生じる。いずれも汚れはＬＥＤ長手方向に濃淡をもっており、その濃淡に対応した画像ムラが出やすい欠点を有している。
【０００３】ＬＥＤの汚れを解決する手段としては、清掃部材による定期的な清掃、強制的なエアフローが提案されている。この方式の場合メンテナンス性とエアフローを生成するための装置が必要になるなどの問題を有する。また低コストな方法として現像装置との間を遮蔽も提案されているが効果が小さく十分ではなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、露光装置や光検出装置等が回転体に近接して配置された場合における、トナークラウド等による汚れを簡単な構成で確実に防止することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、本発明の第１の特徴とするところは、一様帯電された感光体上に露光装置によって静電潜像を形成し、現像装置により供給される着色粉体によって可視化する電子写真方式の画像形成装置において、露光装置は、感光体に光を射出する光射出面を有し、この光射出面と前記感光体との間に、感光体の回転による空気流を利用して周囲より高圧にする高圧保持部を設けてなる画像形成装置にある。高圧保持部は、感光体の回転を利用して高圧保持されるので、感光体と光射出面との間へトナークラウドが進入しようとするのを阻止することができる。
【０００６】ここで、高圧保持部は、上流側遮蔽部と、感光体の回転方向で上流側遮蔽部よりも下流側に配置された下流側遮蔽部とから構成することができる。感光体と光射出面との間隙をＤｓ、感光体と上流側遮蔽部との間隙をＤｕ、感光体と下流側遮蔽部との間隙をＤｌとした場合、Ｄｓ≧Ｄｕ＞Ｄｌとすることが好ましい。また、高圧保持部には、上流側遮蔽部と下流側遮蔽部との間の領域の少なくとも一側面を遮蔽する側面遮蔽部を設けることができる。
【０００７】また、現像装置が重量方向に対して露光装置の上側に配置されてなる画像形成装置に適用するのが好ましい。現像装置が露光装置に上側にある場合は、トナークラウドが自重により下方向へ流れようとするので、露光装置に高圧保持部を設けることによって効果的にトナークラウドの進入を阻止することができる。また、現像装置に交流バイアスを印加する場合には、トナークラウドが発生しやすく、露光装置に高圧保持部を設けることによって同様にトナークラウドの進入を阻止することができる。
【０００８】露光装置の典型例は、ＬＥＤであるが、これに限定させるものではなく、例えば面発光レーザ等を用いることができる。また、本発明は、露光装置に適用されるだけではなく、光装置一般、例えば光検出装置等にも適用できるものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１乃至図４において、本発明の実施形態が示されている。画像形成装置１０は例えばカラー用で、画像形成装置本体１２の下部には給紙装置１４が配置されていると共に、画像形成装置本体１２の上部には、排紙トレイ１６が形成されている。給紙通路１８は、画像形成装置本体１２内にあって画像形成装置本体１２の側面近傍で側面に沿って設けられており、給紙装置１４の用紙は、給紙ロール２０，２２、二次転写ロール２４及び定着装置２６を介して排紙トレイ１６に排出される。
【００１０】感光体２８は、例えば直径２０ｍｍの有機感光体であり、縦方向に３５ｍｍ間隔で４つ配置されており、図１の反時計方向に例えば周速度１００ｍｍ／秒で回転されるようになっている。これら感光体２８には、該感光体２８の左側で中間転写ベルト３０を介して一次転写ロール３２が対向して配置されている。中間転写ベルト３０は、縦方向に長く形成され、上下及び左側に配置された３つの搬送ロール３４，３６，３８により図１の時計方向に回転する。左側に配置された搬送ロール３８には、中間転写ベルト３０を介して前述した二次転写ロール２４が対向している。
【００１１】また、それぞれの感光体２８の周囲には、感光体用クリーニング装置４０、帯電装置４２、露光装置４４、現像装置４６及び一次転写ロール３２が配置されている。感光体用クリーニング装置４０は、例えばロールから構成されて感光体２８に接触し、感光体２８のほぼ垂直方向下部に配置され、中間転写ベルト３０に転写されなかったトナーをクリーニングする。帯電装置４２は、例えばロールから構成されて感光体２８に接触し、感光体２８のほぼ５時の位置に配置され、感光体２８を一様に、例えば−４００Ｖに帯電する。露光装置４４は、例えば１２００ＤＰＩの解像度を有するＬＥＤアレイから構成されており、一様に帯電された感光体２８上に画像データに対応した静電潜像を形成する。現像装置４６は、感光体２８の右側に配置されており、着色粉体（トナー）により感光体２８に形成された静電潜像を可視化する。露光装置４４は、帯電装置４２と現像装置４６との間に配置されており、したがって、現像装置４６は、重量方向で露光装置４４に上側に配置されている。
【００１２】前述した中間転写ベルト３０の上部には、中間転写ベルト用クリーニング装置４８が設けられている。この中間転写ベルト用クリーニング装置４８は、例えばブレード５０を有し、このブレード５０が上部の搬送ロール３４に中間転写ベルト３０を挟んで押し付けられ、二次転写ロール２４により用紙に転写されなかったトナーを次の画像形成に差し支えない量まで中間転写ベルト３０から除去する。
【００１３】また、中間転写ベルト３０の下部には、色ずれを検出するための光検出装置５２が設けられている。この光検出装置５２は、発光部と受光部を有し、中間転写ベルト３０に形成された各色のトナーパッチを発光部と受光部とにより読み取り、色ずれ量を検出するようになっている。
【００１４】トナーボトル５４は、図１に示すように、画像形成装置本体１２内にあって排紙トレイ１６の下面に沿い、且つ図２に示すように、側面方向に４つのトナーボトル５４が並設されている。これらトナーボトル５４は、最も上部にある現像装置４６よりも後端が上方に位置し、先端である排出口が現像装置４６に向けられている。そして、トナーボトル５４の排出口と各現像装置４６とは、トナー供給路５６を介して接続されている。レーザ書込み装置を有する画像形成装置の場合と異なり、現像装置４６の背部には光路が無いので、トナーボトル５４は現像装置４６の長手方向に略等間隔で配置してある。
【００１５】前述した露光装置４４について詳しく説明すると、露光装置４４は、例えば幅が約８ｍｍ、長さが約２４ｍｍの短辺側を露光面とした長方形型が用いられている。この露光装置４４の下流側に配置された現像装置４６の距離は約１ｍｍ、帯電装置４２との距離は約３ｍｍであり、それぞれ近接配置されている。この露光装置４４は、例えばアルミダイカストで形成された露光装置本体５８を有し、この露光装置本体５８の後部がヒートシンクとなっている。この露光装置本体５８には、感光体２８に向けて開口する光路形成孔６０が形成されている。この光路形成孔６０の奥端には、ＬＥＤからなる発光素子６２が配置されている。また、光路形成孔５８の先端には、例えばセルホックレンズからなるレンズ部６４が設けられており、このレンズ部６４の先端部分が光射出面６６を形成している。
【００１６】高圧保持部６８は、露光装置４４の先端で、感光体２８と光射出面６６との間に設けられている。この高圧保持部６８は、例えば２つの遮蔽部７０，７２から構成されている。感光体２８の回転方向上流側に配置された遮蔽部を上流側遮蔽部７０とし、感光体２８の回転方向下流側に配置された遮蔽部を下流側遮蔽部７２とする。これら遮蔽部７０，７２は、この実施形態においては、厚さが薄い、例えば厚さが０．１ｍｍの例えばＰＥＴ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ　ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）フィルムから構成され、後端部分が前述したレンズ部６４の前面と後面に両面接着テープ等を介して固定され、先端部分が感光体２８に向かうようにしてあり、この遮蔽部７０，７２により閉空間が構成されている。
【００１７】ここで、感光体２８と光射出面６６との間隙をＤｓ、感光体２８と上流側遮蔽部７０との間隙をＤｕ、感光体２８と下流側遮蔽部７２との間隙をＤｌとした場合、Ｄｓ≧Ｄｕ＞Ｄｌの関係にある。この実施形態においては、Ｄｓ＝２．４ｍｍ、Ｄｕ＝２．０ｍｍ、Ｄｌ＝１．０ｍｍに設定してある。ここで、感光体２８と下流側遮蔽部７２との間隙Ｄｌは、０．１ｍｍから３ｍｍの範囲にあることが好ましく、感光体２８と上流側遮蔽部７０との間隙Ｄｕは間隙Ｄｌよりも０．５〜２ｍｍ広くした方が好ましく、さらに感光体２８と光射出面６６との間隙Ｄｓは、間隙Ｄｕよりも０．１ｍｍ以上広くした方が好ましい。感光体２８の回転により感光体表面近傍に形成される空気流を下流側遮蔽部７２に当て、上流側遮蔽部７０により下流側遮蔽部７２との間の領域から流出しようとする空気の流出を阻止することで、高圧保持部６８内を周囲よりも高圧に保持することができる。
【００１８】なお、この実施形態においては、遮蔽部７０，７２としてＰＥＴフィルムを使用したが、これに限定されるものではなく、感光体２８の空気流に対抗できる剛性があれば他の材料であってもよい。また、この実施形態においては、遮蔽部７０，７２の先端が直線状である板状部材から構成しているが、これに限定されるものではなく、曲線状としてもよいし、段部を形成する等、様々な形状とすることができる。さらに、遮蔽部７０，７２の両側の位置が用紙幅よりも外側にあれば、感光体２８への傷が発生しても画像としては現われないので、ウレタンフォーム等の弾性部材を用いて感光体２８へ接触させてもよい。
【００１９】前述した現像装置４６について詳しく説明すると、現像装置４６は、現像装置本体７４内に２つのトナー供給ロール７６，７８と、例えば直径１４ｍｍのマグネットロール８０とを有し、このマグネットロール８０が感光体２８に現像領域において接触している。この現像装置本体７４内には、磁性トナーと磁性キャリアを含んだ２成分現像剤が収納されている。例えばトナーは径６．５μｍ、キャリアは４５μｍで共に球形である。マグネットロール８０上には、このキャリアとトナーとからなる現像剤層が形成されて現像領域に搬送される。マグネットロール８０は、図４の時計方向に回転し、現像剤を感光体２８の移動方向と同じ方向に搬送する。マグネットロール８０には、現像バイアスとして直流電圧Ｖｐｐが例えば１．５ｋＶで、例えばｆ＝９ｋＨｚの短形波からなる交流電圧を重畳したバイアスが印加される。このように、交流電圧を印加することで現像性は向上するが、同時にトナークラウドが発生しやすくなる。
【００２０】なお、前述した光検出装置５２に対しても、同様に高圧保持部６８を設けることができる。この場合は、光を射出する光射出面及び光を受光する受光面のすくなくとも一方と、回転体又は被検出体である中間転写ベルト３０との間に高圧保持部６８を設け、中間転写ベルト３０の表面近傍に形成される空気流を利用して高圧保持部６８を高圧に保つようにする。
【００２１】次に上述した画像形成装置１０の作用について説明する。
それぞれの感光体２８は、図１の反時計方向に例えば周速度１００ｍｍ／秒で回転しており、この感光体２８が帯電装置４２により一様に例えば−４００Ｖに帯電される。このように一様帯電された感光体２８には、露光装置４４により画像データに応じた静電潜像が形成される。現像装置４６との現像領域においては、マグネットロール８０には交流電圧を重畳した現像バイアスが印加されているので、トナーは感光体２８との間で振動しながら感光体２８の静電潜像に対応して感光体２８に付着し、現像される。このように現像されたトナー像は、一次転写ロール３２により中間転写ベルト３０に転写される。この一次転写されたトナー像は、二次転写ロール２４の位置まで搬送され、給紙装置１４から給紙通路１８に搬送された用紙に一括して二次転写されることになる。このようにトナー像が転写された用紙は、定着装置２６により定着され、排紙トレイ１６に排出されるものである。
【００２２】上記露光装置４４においては、回転する感光体２８の表面近傍に生成された空気流が下流側遮蔽部７２に当って高圧保持部６８内の閉空間に導かれる。この閉空間に導かれた空気流は、上流側遮蔽部７０によって閉空間から流出するのを阻止される。したがって、この高圧保持部６８内は、閉じ込められた空気流によって周囲よりも高圧に保持されるので、トナークラウドの進入を防止することができる。
【００２３】上記実施形態に係る画像形成装置１０について、経時的な画像むらの確認を行った。画像むらは、露光むらによる画像むらが視認しやすい印字率３０％のハーフトーンの出力で判断した。また、テスト終了後のレンズ部６４の光射出面６６を透明テープにて汚れを転写し、汚れ量を確認した。
【００２４】上記テストの結果、５００００枚のプリントを行っても画像むらは見られなかった。また透明テープの汚れ状態は、レンズ部６４の側面側両端部で若干視認出来るレベルの汚れがついている程度であった。
【００２５】一方、図５に示す比較例についても同様なテストを行った。図５に示す比較例は、露光装置４４に高圧保持部を省いたものであり、他の構成は上記実施形態と同様である。この比較例においては、用紙搬送方向と平行な濃度むらが１００００枚程度から発生しはじめた。この結果から上記実施形態の効果を確認することができた。
【００２６】図６において、上記実施形態の露光装置４４に関する第１の変形例が示されている。この第１の変形例は、上流側遮蔽部を省略して下流側遮蔽部７２のみにて高圧保持部６８を構成したものである。この第１の変形例においては、Ｄｓ＝Ｄｕとなっており、上流側で空気流の漏れを遮蔽する効果はないが、下流側遮蔽部７２で空気流を当てることで周囲よりも若干高圧にすることができる。ただし、前述した実施形態におけるように、現像装置４６が露光装置４４の上方に配置されていたり、現像装置４６に交流バイアスが印加されるような環境においては、上流側遮蔽部７０と下流側遮蔽部７２の双方を設けることが好ましい。
【００２７】図７において、上記実施形態の露光装置４４に関する第２の変形例が示されている。この第２の変形例は、高圧保持部６８を構成する上流側遮蔽部７０と下流側遮蔽部７２とを露光装置本体５８と一体に形成したものである。この変形例においても、Ｄｓ≧Ｄｕ＞Ｄｌとすることが好ましい。
【００２８】図８において、上記実施形態の露光装置４４に関する第３の変形例が示されている。この第３の変形例においては、前述した上流側遮蔽部７０と下流側遮蔽部７２に加え、側面遮蔽部８２を設けたものである。側面遮蔽部８２は、ＬＥＤアレイの整列方向（感光体２８の軸方向と平行な方向）端部に設けられ、下流側遮蔽部７２と略同じ高さを有し、同じく厚さ０．１ｍｍのＰＥＴフィルムから構成され、その先端が感光体２８に合わせて円弧状に形成され、感光体２８との間隙が０．１ｍｍであるようになされている。この側面遮蔽部８２を設けることによって、高圧保持部６８内をより高圧に保つことができる。この側面遮蔽部８２は、高圧保持部６８の両側に設けることが好ましいが、一方の端部にのみ設けることもできる。側面遮蔽部８２を両側に設け、前述したのと同様な画像むら実験を行った結果、同様に画像むらは見られなかった。また、テープ転写によりレンズ部６４上のトナー汚れを確認したが、視認できる汚れは端部においても無かった。これは、側面遮蔽部８２を設けることにより、高圧保持部６８端部での気圧低下を防止することができたためと考えられる。
【００２９】図９及び図１０において、本発明に係る画像形成装置に関する変形例が示されている。図９に示す第１の変形例は、中間転写ベルト３０を横方向に長く配置し、感光体２８を中間転写ベルト３０の上部に配置し、さらに感光体２８の上部に露光装置４４と現像装置４６を配置したものである。図１０に示す第２の変形例は、中間転写ベルト３０を横方向に長く配置し、感光体２８を中間転写ベルト３０の下部に配置し、さらに感光体２８の下部に露光装置４４と現像装置４６を配置したものである。
なお、前述した実施形態と同一部分については、図面に同一番号を付して説明を省略する。
【００３０】なお、上記実施形態においては、画像形成装置として中間転写ベルトを用いたカラー画像形成装置について説明したが、これに限定されるものではなく、中間転写ドラムを用いたり、一つの感光体上に順次画像を形成してカラー画像を得る４サイクル型カラー画像形成装置としたり、さらに白黒用画像形成装置にする等、種々の画像形成装置に本発明を適用することができる。
【００３１】さらに、上記実施形態においては、画像形成装置に本発明を適用したが、本発明は、回転体の回転による空気流を利用して周囲より高圧にする高圧保持部を設けたものであれば足り、光装置一般に適用できるものである。
【００３２】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、回転体の回転による空気流を利用して周囲より高圧にする高圧保持部を設けるようにしたので、露光装置や光検出装置等が感光体等の回転体に近接して配置された場合における、トナークラウド等による汚れを簡単な構成で確実に防止することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の側面部分を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の背面部分を示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の主要部分を示す側面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置における露光装置及びその近傍を示す断面図である。
【図５】比較例における露光装置及びその近傍を示す断面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置において、露光装置に関する第１の変形例及びその近傍を示す断面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置において、露光装置に関する第２の変形例及びその近傍を示す断面図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置において、露光装置に関する第３の変形例及びその近傍を示す断面図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置の側面部分を示す断面図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る画像形成装置の側面部分を示す断面図である。
【符号の説明】
１０　　画像形成装置
１２　　画像形成装置本体
２４　　二次転写ロール
２８　　感光体
３０　　中間転写ベルト
３２　　一次転写ロール
４０　　感光体用クリーニング装置
４２　　帯電装置
４４　　露光装置
４６　　現像装置
４８　　中間転写ベルト用クリーニング装置
５２　　光検出装置
５８　　露光装置本体
６２　　発光素子
６４　　レンズ部
６６　　光射出面
６８　　高圧保持部
７０　　上流側遮蔽部
７２　　下流側遮蔽部
８０　　マグネットロール
８２　　側面遮蔽部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus and an optical device such as an exposure device and a photodetection device.
[0002]
[Prior art]
As an exposure apparatus for forming an electrostatic latent image of an electrophotographic system, there is a "laser system" in which a polygon mirror that rotates a laser beam repeats an axial scan on a photoconductor, and is used in many image forming apparatuses. ing. On the other hand, an image forming apparatus using an “LED array system” as an exposure apparatus having no movable part has begun to be commercialized. The former has a movable part and has a long optical path length, so the apparatus becomes large. However, since the photosensitive member can be exposed from a position distant from the developing device, there is an advantage that there is little adhesion of dirt due to a toner cloud and uneven exposure is less likely to occur. On the other hand, the latter is small, but must be arranged close to the photoreceptor, receives much toner cloud from the developing device, and the light exit surface of the selfoc lens is easily stained. If the surface of the SELFOC lens becomes dirty, the exposure amount is attenuated, and the potential of the electrostatic latent image on the photoconductor fluctuates. In the reversal development method in which the exposed portion is developed, the image density becomes low, and in the normal development in which the non-exposed portion is developed, the background portion is fogged. Each of the stains has light and shade in the longitudinal direction of the LED, and has a drawback that image unevenness corresponding to the light and shade tends to occur.
[0003] As means for solving the contamination of the LED, periodic cleaning by a cleaning member and forced air flow have been proposed. In the case of this method, there are problems such as the need for maintenance and an apparatus for generating an air flow. As a low-cost method, shielding between the developing device and the developing device has been proposed, but the effect is small and not sufficient.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to reliably prevent contamination by a toner cloud or the like with a simple configuration when an exposure device, a light detection device, and the like are arranged close to a rotating body.
[0005]
In order to achieve the above object, a first feature of the present invention is to form an electrostatic latent image on a uniformly charged photoreceptor by using an exposure device, and a developing device. In the electrophotographic image forming apparatus visualized by the colored powder supplied by the, the exposure device has a light emitting surface for emitting light to the photoconductor, between the light emitting surface and the photoconductor, An image forming apparatus is provided with a high-pressure holding unit that uses an air flow generated by rotation of a photoreceptor to increase the pressure from the surroundings. Since the high-pressure holding unit is held at a high pressure by using the rotation of the photoconductor, it is possible to prevent the toner cloud from trying to enter between the photoconductor and the light emitting surface.
Here, the high-pressure holding unit can be constituted by an upstream shielding unit and a downstream shielding unit disposed downstream of the upstream shielding unit in the rotation direction of the photoconductor. When the gap between the photoconductor and the light exit surface is Ds, the gap between the photoconductor and the upstream shield is Du, and the gap between the photoconductor and the downstream shield is Dl, Ds ≧ Du> Dl. preferable. In addition, the high-pressure holding unit may be provided with a side surface shielding unit that shields at least one side surface of a region between the upstream shielding unit and the downstream shielding unit.
It is preferable that the present invention is applied to an image forming apparatus in which a developing device is disposed above an exposure device in a weight direction. When the developing device is located above the exposure device, the toner cloud tends to flow downward by its own weight. Therefore, the provision of the high-pressure holding portion in the exposure device can effectively prevent the toner cloud from entering. In addition, when an AC bias is applied to the developing device, a toner cloud is likely to be generated, and by providing the exposure device with a high-pressure holding unit, the toner cloud can be similarly prevented from entering.
A typical example of the exposure apparatus is an LED, but the present invention is not limited to this. For example, a surface emitting laser can be used. Further, the present invention can be applied not only to an exposure apparatus but also to an optical device in general, for example, a photodetector.
[0009]
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings.
1 to 4 show an embodiment of the present invention. The image forming apparatus 10 is, for example, for a color image. A sheet feeding device 14 is disposed below the image forming apparatus main body 12, and a discharge tray 16 is formed above the image forming apparatus main body 12. The paper feed path 18 is provided inside the image forming apparatus main body 12 and is provided along the side surface near the side surface of the image forming apparatus main body 12. The sheet is discharged to the sheet discharge tray 16 via the transfer roll 24 and the fixing device 26.
The photoreceptor 28 is, for example, an organic photoreceptor having a diameter of 20 mm, and four photoreceptors are arranged at intervals of 35 mm in the vertical direction. The photoreceptor 28 is rotated counterclockwise in FIG. 1 at a peripheral speed of 100 mm / sec. Has become. A primary transfer roll 32 is arranged opposite to the photoconductor 28 on the left side of the photoconductor 28 via an intermediate transfer belt 30. The intermediate transfer belt 30 is formed to be long in the vertical direction, and is rotated clockwise in FIG. 1 by three transport rolls 34, 36, and 38 disposed on the upper, lower, and left sides. The above-described secondary transfer roll 24 is opposed to the transport roll 38 disposed on the left side via the intermediate transfer belt 30.
Around the photosensitive members 28, a photosensitive member cleaning device 40, a charging device 42, an exposing device 44, a developing device 46, and a primary transfer roll 32 are arranged. The photoconductor cleaning device 40 is formed of, for example, a roll, contacts the photoconductor 28, is disposed substantially vertically below the photoconductor 28, and cleans toner not transferred to the intermediate transfer belt 30. The charging device 42 is formed of, for example, a roll and comes into contact with the photoconductor 28, is disposed at approximately 5 o'clock on the photoconductor 28, and uniformly charges the photoconductor 28 to, for example, −400V. The exposure device 44 is formed of, for example, an LED array having a resolution of 1200 DPI, and forms an electrostatic latent image corresponding to image data on the uniformly charged photoconductor 28. The developing device 46 is disposed on the right side of the photoconductor 28, and visualizes an electrostatic latent image formed on the photoconductor 28 by using colored powder (toner). The exposure device 44 is disposed between the charging device 42 and the developing device 46, and therefore, the developing device 46 is disposed above the exposure device 44 in the weight direction.
Above the intermediate transfer belt 30, a cleaning device 48 for the intermediate transfer belt is provided. The intermediate transfer belt cleaning device 48 has, for example, a blade 50. The blade 50 is pressed against the upper transport roll 34 with the intermediate transfer belt 30 interposed therebetween, and the toner not transferred to the sheet by the secondary transfer roll 24. Is removed from the intermediate transfer belt 30 to an amount that does not interfere with the next image formation.
A photodetector 52 for detecting color misregistration is provided below the intermediate transfer belt 30. The light detecting device 52 has a light emitting unit and a light receiving unit, and reads the toner patches of each color formed on the intermediate transfer belt 30 by the light emitting unit and the light receiving unit to detect a color shift amount.
As shown in FIG. 1, four toner bottles 54 are provided in the image forming apparatus main body 12 along the lower surface of the paper discharge tray 16 and, as shown in FIG. It is juxtaposed. The rear ends of the toner bottles 54 are located higher than the uppermost developing device 46, and the discharge port at the front end is directed toward the developing device 46. The outlet of the toner bottle 54 and each developing device 46 are connected via a toner supply path 56. Unlike an image forming apparatus having a laser writing device, since there is no optical path behind the developing device 46, the toner bottles 54 are arranged at substantially equal intervals in the longitudinal direction of the developing device 46.
The above-described exposure device 44 will be described in detail. The exposure device 44 is, for example, a rectangular type having a width of about 8 mm and a length of about 24 mm and having a short side as an exposure surface. The distance of the developing device 46 disposed downstream of the exposure device 44 is about 1 mm, and the distance of the developing device 46 to the charging device 42 is about 3 mm. The exposure device 44 has an exposure device main body 58 formed of, for example, aluminum die casting, and a rear portion of the exposure device main body 58 serves as a heat sink. An optical path forming hole 60 that opens toward the photoconductor 28 is formed in the exposure device main body 58. At the far end of the optical path forming hole 60, a light emitting element 62 composed of an LED is arranged. Further, a lens portion 64 made of, for example, a cell hook lens is provided at the tip of the optical path forming hole 58, and the tip portion of the lens portion 64 forms a light exit surface 66.
The high-pressure holding section 68 is provided between the photoconductor 28 and the light exit surface 66 at the tip of the exposure device 44. The high-pressure holding unit 68 includes, for example, two shielding units 70 and 72. The shield disposed on the upstream side in the rotation direction of the photoconductor 28 is referred to as an upstream shield 70, and the shield disposed on the downstream in the rotation direction of the photoconductor 28 is referred to as a downstream shield 72. In this embodiment, the shielding portions 70 and 72 are made of, for example, a PET (polyethylene terephthalate) film having a small thickness, for example, a thickness of 0.1 mm. The rear surface is fixed via a double-sided adhesive tape or the like, and the front end portion is directed toward the photoreceptor 28. The shielding portions 70 and 72 form a closed space.
Here, the gap between the photoconductor 28 and the light exit surface 66 is Ds, the gap between the photoconductor 28 and the upstream shield 70 is Du, and the gap between the photoconductor 28 and the downstream shield 72 is Dl. In this case, Ds ≧ Du> Dl. In this embodiment, Ds = 2.4 mm, Du = 2.0 mm, and Dl = 1.0 mm. Here, the gap Dl between the photoconductor 28 and the downstream shielding section 72 is preferably in the range of 0.1 mm to 3 mm, and the gap Du between the photoconductor 28 and the upstream shielding section 70 is smaller than the gap Dl by 0. The gap Ds between the photoreceptor 28 and the light exit surface 66 is preferably larger than the gap Du by 0.1 mm or more. The airflow formed near the photoconductor surface by the rotation of the photoconductor 28 is applied to the downstream shielding portion 72, and the upstream shielding portion 70 controls the outflow of air that is going to flow out of the area between the downstream shielding portion 72 and the downstream shielding portion 72. By blocking, it is possible to hold the inside of the high-pressure holding unit 68 at a higher pressure than the surroundings.
In this embodiment, PET films are used as the shielding portions 70 and 72. However, the present invention is not limited to this, and other materials may be used as long as the photosensitive member 28 has a rigidity that can resist the air flow. There may be. Further, in this embodiment, the shielding portions 70 and 72 are formed of a plate-like member having straight ends, but the present invention is not limited to this. The shielding portions 70 and 72 may have a curved shape or a stepped portion. And various shapes. Further, if the positions on both sides of the shielding portions 70 and 72 are outside the sheet width, even if a damage to the photosensitive member 28 occurs, the image does not appear as an image. Therefore, the photosensitive member is formed by using an elastic member such as urethane foam. 28.
The developing device 46 will be described in detail. The developing device 46 has two toner supply rolls 76 and 78 in a developing device main body 74 and a magnet roll 80 having a diameter of, for example, 14 mm. Are in contact with the photoreceptor 28 in the development area. The developing device main body 74 contains a two-component developer containing a magnetic toner and a magnetic carrier. For example, the diameter of the toner is 6.5 μm, and the diameter of the carrier is 45 μm, and both are spherical. A developer layer including the carrier and the toner is formed on the magnet roll 80, and is conveyed to a development area. The magnet roll 80 rotates clockwise in FIG. 4 and conveys the developer in the same direction as the moving direction of the photoconductor 28. A bias is applied to the magnet roll 80 as a developing bias, in which a DC voltage Vpp is, for example, 1.5 kV and an AC voltage composed of, for example, a short wave of f = 9 kHz is superimposed. As described above, although the developing property is improved by applying the AC voltage, the toner cloud is easily generated at the same time.
The high-voltage holding section 68 can be provided in the same manner as in the above-described photodetector 52. In this case, a high-pressure holding unit 68 is provided between at least one of the light emitting surface for emitting light and the light receiving surface for receiving light and the intermediate transfer belt 30 as a rotating body or a detected body. The high-pressure holding unit 68 is maintained at a high pressure by utilizing the air flow formed near the surface of the high-pressure holding unit.
Next, the operation of the image forming apparatus 10 will be described.
Each photoconductor 28 rotates counterclockwise in FIG. 1 at, for example, a peripheral speed of 100 mm / sec, and the photoconductor 28 is uniformly charged to, for example, −400 V by the charging device 42. An exposure device 44 forms an electrostatic latent image according to image data on the uniformly charged photoconductor 28 in this manner. In the developing region with the developing device 46, a developing bias in which an AC voltage is superimposed is applied to the magnet roll 80, so that the toner oscillates with the photoconductor 28 and forms the electrostatic latent image on the photoconductor 28. Correspondingly, it adheres to the photoconductor 28 and is developed. The toner image thus developed is transferred to the intermediate transfer belt 30 by the primary transfer roll 32. The primary-transferred toner image is conveyed to the position of the secondary transfer roll 24 and is secondarily transferred collectively to the paper conveyed from the paper supply device 14 to the paper supply passage 18. The sheet on which the toner image has been transferred in this manner is fixed by the fixing device 26 and is discharged to the discharge tray 16.
In the exposure device 44, the air flow generated near the surface of the rotating photoconductor 28 hits the downstream shield 72 and is guided to the closed space in the high-pressure holding unit 68. The airflow guided to the closed space is prevented from flowing out of the closed space by the upstream shield 70. Therefore, the inside of the high-pressure holding unit 68 is held at a higher pressure than the surroundings by the trapped airflow, so that it is possible to prevent the toner cloud from entering.
With respect to the image forming apparatus 10 according to the above embodiment, the image unevenness over time was confirmed. Image unevenness was judged based on a halftone output at a printing rate of 30% in which image unevenness due to exposure unevenness was easily recognized. After the test, dirt was transferred to the light exit surface 66 of the lens unit 64 using a transparent tape, and the amount of dirt was checked.
As a result of the above test, no image unevenness was observed even after printing 50,000 sheets. In addition, the stain state of the transparent tape was such that stains were at a level that could be visually recognized slightly at both end portions on the side surfaces of the lens portion 64.
On the other hand, a similar test was performed for the comparative example shown in FIG. In the comparative example shown in FIG. 5, the high-pressure holding unit is omitted from the exposure device 44, and other configurations are the same as those in the above-described embodiment. In this comparative example, density unevenness parallel to the paper transport direction began to occur from about 10,000 sheets. From these results, the effects of the above embodiment could be confirmed.
FIG. 6 shows a first modification of the exposure apparatus 44 of the above embodiment. In the first modified example, the high-pressure holding unit 68 is configured by the downstream-side shielding unit 72 only, omitting the upstream-side shielding unit. In the first modified example, Ds = Du, and there is no effect of shielding the air flow from leaking on the upstream side. can do. However, as in the above-described embodiment, in an environment where the developing device 46 is disposed above the exposure device 44 or where an AC bias is applied to the developing device 46, the upstream shielding portion 70 and the downstream shielding Preferably, both parts 72 are provided.
FIG. 7 shows a second modification of the exposure apparatus 44 of the above embodiment. In the second modification, the upstream shield 70 and the downstream shield 72 constituting the high-pressure holding unit 68 are formed integrally with the exposure apparatus main body 58. Also in this modification, it is preferable that Ds ≧ Du> Dl.
FIG. 8 shows a third modification of the exposure apparatus 44 of the above embodiment. In the third modification, in addition to the above-described upstream shield 70 and downstream shield 72, a side shield 82 is provided. The side shield 82 is provided at an end of the LED array in the alignment direction (direction parallel to the axial direction of the photoconductor 28), has substantially the same height as the downstream shield 72, and has a thickness of 0.1 mm. It is formed of a PET film, and its tip is formed in an arc shape in conformity with the photoreceptor 28 so that the gap with the photoreceptor 28 is 0.1 mm. By providing the side shield 82, the inside of the high-pressure holding unit 68 can be maintained at a higher pressure. The side shields 82 are preferably provided on both sides of the high pressure holding unit 68, but may be provided only at one end. As a result of performing the same image unevenness experiment as described above with the side shield portions 82 provided on both sides, no image unevenness was observed. In addition, although toner stains on the lens portion 64 were confirmed by tape transfer, no visible stains were found at the ends. This is presumably because the provision of the side shield 82 prevented a decrease in air pressure at the end of the high-pressure holding unit 68.
FIGS. 9 and 10 show a modification of the image forming apparatus according to the present invention. In a first modified example shown in FIG. 9, the intermediate transfer belt 30 is disposed to be long in the lateral direction, the photoconductor 28 is disposed above the intermediate transfer belt 30, and the exposure device 44 and the developing device are further disposed above the photoconductor 28. 46 are arranged. In a second modification shown in FIG. 10, the intermediate transfer belt 30 is disposed to be long in the lateral direction, the photoconductor 28 is disposed below the intermediate transfer belt 30, and the exposure device 44 and the developing device are further disposed below the photoconductor 28. 46 are arranged.
In addition, about the same part as embodiment mentioned above, the same number is attached | subjected to drawing and description is abbreviate | omitted.
In the above embodiment, a color image forming apparatus using an intermediate transfer belt has been described as an image forming apparatus. However, the present invention is not limited to this. The present invention can be applied to various image forming apparatuses such as a four-cycle type color image forming apparatus that sequentially forms images thereon to obtain a color image, or a black and white image forming apparatus.
Further, in the above-described embodiment, the present invention is applied to the image forming apparatus. However, the present invention provides a high-pressure holding unit that uses an air flow generated by the rotation of a rotating body to increase the pressure from the surroundings. It suffices if it is sufficient and can be applied to optical devices in general.
[0032]
As described above, according to the present invention, the high-pressure holding unit for increasing the pressure higher than the surroundings by using the airflow generated by the rotation of the rotating body is provided. Is disposed close to a rotating body such as a photoreceptor, and can be reliably prevented from being stained by a toner cloud or the like with a simple configuration.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a side portion of an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a rear part of the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a side view showing a main part of the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an exposure device and its vicinity in the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing an exposure apparatus and its vicinity in a comparative example.
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a first modification of the exposure apparatus and its vicinity in the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a second modification of the exposure apparatus and its vicinity in the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a sectional view showing a third modification of the exposure apparatus and its vicinity in the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a side portion of an image forming apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a sectional view illustrating a side portion of an image forming apparatus according to a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 10 Image forming apparatus 12 Image forming apparatus main body 24 Secondary transfer roll 28 Photoconductor 30 Intermediate transfer belt 32 Primary transfer roll 40 Photoconductor cleaning device 42 Charging device 44 Exposure device 46 Developing device 48 Intermediate transfer belt cleaning device 52 Light detection Device 58 Exposure device main body 62 Light emitting element 64 Lens unit 66 Light emitting surface 68 High-pressure holding unit 70 Upstream shielding unit 72 Downstream shielding unit 80 Magnet roll 82 Side shielding unit

Claims

In an electrophotographic image forming apparatus in which an electrostatic latent image is formed on a uniformly charged photoconductor by an exposure device and visualized by colored powder supplied by a developing device, the exposure device includes a photoconductor. A light-emitting surface for emitting light, and a high-pressure holding unit configured to provide a higher pressure than the surroundings by using an airflow generated by rotation of the photosensitive member, between the light-emitting surface and the photosensitive member. Characteristic image forming apparatus.

2. The image according to claim 1, wherein the high-pressure holding unit includes an upstream shielding unit and a downstream shielding unit disposed downstream of the upstream shielding unit in a rotation direction of the photoconductor. 3. Forming equipment.

When the gap between the photoconductor and the light exit surface is Ds, the gap between the photoconductor and the upstream shield is Du, and the gap between the photoconductor and the downstream shield is Dl, Ds ≧ Du 3. The image forming apparatus according to claim 2, wherein a relationship of> D1 is satisfied.

The image forming apparatus according to claim 2, wherein the high-pressure holding unit includes a side surface shielding unit that shields at least one side surface of a region between the upstream shielding unit and the downstream shielding unit.

The image forming apparatus according to claim 1, wherein the developing device is disposed above the exposure device with respect to a weight direction.

The image forming apparatus according to claim 1, wherein an AC bias is applied to the developing device.

A rotating detection unit, a light-emitting unit that emits light to the detection unit, and a light detection device having at least one of a light-receiving unit that receives light from the detection unit, and at least one of the light-emitting unit and the light-receiving unit One has at least one of a light emitting surface that emits light to the detected portion and a light receiving surface that receives light from the detected portion, and between the light emitting surface or the light receiving surface and the detected portion. An image forming apparatus, comprising: a high-pressure holding unit that uses an air flow generated by rotation of the detection target to increase the pressure from the surroundings.

A light-emitting surface for emitting light to the photoconductor, and a high-pressure holding unit for providing a higher pressure than the surroundings by using an airflow generated by rotation of the photoconductor, between the light-emitting surface and the photoconductor; An exposure apparatus comprising:

It has at least one of a light emitting surface that emits light to the rotating detected portion, and a light receiving surface that receives light from the detected portion, and between the light emitting surface or the light receiving surface and the detected portion, A photodetector, comprising: a high-pressure holding unit that uses an airflow generated by rotation of a detected unit to increase the pressure from the surroundings.

A rotating body has a light emitting surface for emitting light, and a high-pressure holding unit that provides a higher pressure than the surroundings by using an airflow generated by rotation of the rotating body is provided between the light emitting surface and the rotating body. An optical device, comprising:

A light receiving surface for receiving light from a rotating body is provided, and a high-pressure holding unit is provided between the light receiving surface and the rotating body, the high-pressure holding unit configured to use an airflow generated by rotation of the rotating body to increase the pressure higher than the surroundings. Optical device.