JP2006091332A - Optical destaticization device and image forming apparatus using the same - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真方式の画像形成プロセスにおいて、光照射によって感光体の残留電荷を除去する光除電装置、及び、それを備えた複写機等の画像形成装置に関する。 The present invention relates to a photostatic discharger that removes residual charges on a photoreceptor by light irradiation in an electrophotographic image forming process, and an image forming apparatus such as a copying machine including the same.
電子写真方式の画像形成装置は、帯電・露光・現像・転写・定着の各プロセスにより画像を形成する装置であり、例えば複写機の場合には、上記各プロセスは以下のように行われる。 An electrophotographic image forming apparatus is an apparatus that forms an image by each process of charging, exposure, development, transfer, and fixing. For example, in the case of a copying machine, the above processes are performed as follows.
まず、帯電器チャージャにより均一な電荷を与えた感光体(感光体ドラム)の表面に、光学系を介して原画像の反射光を露光することにより静電潜像を作成し、この静電潜像にトナー(現像剤)を静電付着させて現像して、感光体上にトナー像を形成する。次に、転写体にトナー像と逆極性の静電気を印加してトナー像を記録紙上に転写し、転写されたトナーを加熱・加圧により定着して、記録紙上に原画像に応じた画像を固定化する。 First, an electrostatic latent image is formed by exposing reflected light of an original image through an optical system on the surface of a photoconductor (photosensitive drum) given a uniform charge by a charger charger. A toner (developer) is electrostatically attached to the image and developed to form a toner image on the photoreceptor. Next, the toner image is transferred onto the recording paper by applying static electricity having a polarity opposite to that of the toner image to the transfer body, and the transferred toner is fixed by heating and pressurizing, and an image corresponding to the original image is formed on the recording paper. Immobilize.
以上のように構成された複写機の基本構成に対して、画像品質の向上及び複写画像形成の効率化を目的とする多くの機能要素が付加されている。例えば、光照射によって感光体上の電荷を除電する光除電装置がこれに該当する。光除電装置としては、現像処理の前に感光体上の非画像領域の不良潜像をイレースするイレーサ、転写処理前の感光体上の電位を光学的に低下させる転写前除電ランプ(PTL)、クリーニング処理後において感光体上の残留電荷を除去する除電ランプ(QL)等が挙げられる。 Many functional elements are added to the basic configuration of the copying machine configured as described above for the purpose of improving the image quality and the efficiency of forming a copied image. For example, this corresponds to an optical static elimination device that neutralizes the charge on the photosensitive member by light irradiation. Examples of the light neutralizing device include an eraser that erases a defective latent image in a non-image area on a photoconductor before development processing, a pre-transfer neutralization lamp (PTL) that optically lowers the potential on the photoconductor before transfer processing, Examples thereof include a static elimination lamp (QL) that removes residual charges on the photoconductor after the cleaning process.
このような光除電装置の照明用光源としては、蛍光管などの放電管が使用されている。また、図19に示すように、基板501上にLEDチップ502を多数配列したLEDアレイ500が用いられている。特に、近年では、より小型で低価格な製品が要求されているため、このようなLEDアレイ500を利用したものが多くなっている。
A discharge tube such as a fluorescent tube is used as an illumination light source of such a light neutralizing device. Further, as shown in FIG. 19, an
LEDアレイ500は、図20に示すように、LEDチップ(LEDランプ)502を密に配列することにより、被照明面である感光体ドラム1の表面に対して、実質的に均一化した高い照度を得ることができる。
As shown in FIG. 20, the
しかしながら、この構成では、LEDチップ502の使用個数が多いため、コスト的には十分な低価格化を達成することが困難である。また、低コスト化を達成するために、LEDチップ502の使用個数を少なくした場合、LEDチップ502同士の間隔が大きくなり、感光体ドラム1の照度分布にむらが生じて均一な照度を得ることができない。
However, in this configuration, since the number of
このような問題を解消する技術として、透光性材料からなる柱状の部材で、長手方向に沿う側面部に設けた光照射面と、この光照射面と対向する面に設けた切削加工や粗面加工による光拡散部とを有する導光体を備え、この導光体の端部に光源を設けた照明装置が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。 As a technique for solving such a problem, a columnar member made of a translucent material, a light irradiation surface provided on a side surface portion along the longitudinal direction, and a cutting process or roughening provided on a surface opposite to the light irradiation surface. There has been disclosed an illumination device that includes a light guide having a light diffusing portion by surface processing and that has a light source provided at an end of the light guide (see, for example, Patent Document 1).
また、画像形成装置本体に対して着脱自在に設けられた点光源と、点光源からの入射光を感光体に導く光路を構成する導光体とを備える光除電器が開示されている(例えば、特許文献2参照。)
しかしながら、上記した各特許文献に記載の構成によれば、導光体から感光体ドラムに光が照射される領域のうち、光源に近い領域では照射光量が多く、光源から遠く離れた領域では照射光量が少ないという問題が依然として残されている。そして、このような感光体ドラムの長手方向において照射光量の分布にばらつきがあると、画像むら等が生じて良好な画像を得ることができない。特に、光源から最も離れた導光体の終端部近傍では、照射光量の低下の度合いが大きく、この点の改善が要求されている。 However, according to the configuration described in each of the above-mentioned patent documents, among the areas where light is irradiated from the light guide to the photosensitive drum, the irradiation light amount is large in the area close to the light source, and the irradiation is performed in the area far from the light source. The problem of low light intensity remains. If the distribution of the irradiation light amount varies in the longitudinal direction of such a photosensitive drum, image unevenness or the like occurs and a good image cannot be obtained. In particular, in the vicinity of the terminal portion of the light guide that is farthest from the light source, the degree of decrease in the amount of irradiation light is large, and improvement of this point is required.
本発明はそのような実情に鑑みてなされたもので、電子写真方式の画像形成装置において、感光体の電荷を除去するために感光体に照射する照射光の光量分布を、より均一にすることが可能な光除電装置を提供すること、及び、そのような特徴を有する光除電装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and in an electrophotographic image forming apparatus, the light amount distribution of irradiation light irradiated on a photoconductor to remove the charge on the photoconductor is made more uniform. It is an object of the present invention to provide an optical static elimination device capable of performing the above-mentioned and an image forming apparatus including the optical static elimination device having such characteristics.
本発明の光除電装置は、電子写真方式の画像形成装置において感光体の電荷を除電するのに用いられる光除電装置であって、前記感光体に対向して配置される導光体と、その導光体の光入射面に光を照射する光源とを有し、前記導光体には前記光源からの光を前記感光体に向けて反射する拡散反射面が形成され、その拡散反射面は、当該導光体の前記感光体への光出射面に対する高さ、及び、当該拡散反射面の幅(感光体の長手方向と直交する方向の長さ)が前記光源からの距離に応じて変化し、前記導光体の終端部近傍上面に反射部材が配置されている。 An optical static elimination device of the present invention is an optical static elimination device used to neutralize charges on a photoconductor in an electrophotographic image forming apparatus, a light guide disposed opposite to the photoconductor, A light source that irradiates light onto the light incident surface of the light guide, and the light guide is formed with a diffuse reflection surface that reflects light from the light source toward the photoconductor, The height of the light guide relative to the light exit surface to the photoconductor and the width of the diffuse reflection surface (the length in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the photoconductor) change according to the distance from the light source. And the reflection member is arrange | positioned in the terminal part vicinity upper surface of the said light guide.
また、本発明の光除電装置は、電子写真方式の画像形成装置において感光体の電荷を除電するのに用いられる光除電装置であって、前記感光体に対向して配置される導光体と、その導光体の光入射面に光を照射する光源とを有し、前記導光体には前記光源からの光を前記感光体に向けて反射する拡散反射面が形成され、その拡散反射面は、当該導光体の前記感光体への光出射面に対する高さ、及び、当該拡散反射面の幅が前記光源からの距離に応じて変化し、前記導光体の終端部近傍上面に該導光体を横切る溝が形成されている。 The photostatic discharge device of the present invention is a photostatic discharge device used to discharge charges on a photoconductor in an electrophotographic image forming apparatus, and a light guide disposed opposite to the photoconductor. A light source that irradiates light onto the light incident surface of the light guide, and the light guide is formed with a diffuse reflection surface that reflects the light from the light source toward the photoconductor, and the diffuse reflection The surface has a height relative to the light emitting surface of the light guide to the photoconductor, and the width of the diffuse reflection surface changes according to the distance from the light source, and is on the upper surface in the vicinity of the end portion of the light guide. A groove is formed across the light guide.
そして、前記導光体の終端部近傍上面及び該導光体を横切る溝の内面に反射部材が配置されている。 A reflective member is disposed on the upper surface in the vicinity of the terminal end of the light guide and on the inner surface of the groove that crosses the light guide.
更に、本発明の光除電装置は、電子写真方式の画像形成装置において感光体の電荷を除電するのに用いられる光除電装置であって、前記感光体に対向して配置される導光体と、その導光体の光入射面に光を照射する光源とを有し、前記導光体には前記光源からの光を前記感光体に向けて反射する拡散反射面が形成され、その拡散反射面は、当該導光体の前記感光体への光出射面に対する高さ、及び、当該拡散反射面の幅が前記光源からの距離に応じて変化し、前記導光体の終端部が急峻な傾斜面を有している。 Furthermore, the photostatic discharge device of the present invention is a photostatic discharge device used for discharging charges on a photoconductor in an electrophotographic image forming apparatus, comprising a light guide disposed opposite to the photoconductor. A light source that irradiates light onto the light incident surface of the light guide, and the light guide is formed with a diffuse reflection surface that reflects the light from the light source toward the photoconductor, and the diffuse reflection The surface has a height with respect to the light emitting surface of the light guide to the photoconductor and the width of the diffuse reflection surface changes according to the distance from the light source, and the end of the light guide is steep. It has an inclined surface.
そして、前記導光体の終端部近傍上面及び前記急峻な傾斜面に反射部材が配置されている。 A reflecting member is disposed on the upper surface near the terminal end of the light guide and the steeply inclined surface.
また、前記導光体が折り返され、該導光体の折り返し箇所で、該導光体の光路を折り曲げるための反射面が設けられている。 In addition, the light guide is folded back, and a reflection surface for folding the optical path of the light guide is provided at the folded portion of the light guide.
一方、本発明の画像形成装置は、それぞれの感光体を含む画像形成部をタンデムに配列した画像形成装置において、前記各感光体に、上記発明の光除電装置がそれぞれ付設されている。 On the other hand, the image forming apparatus of the present invention is an image forming apparatus in which the image forming units including the respective photoconductors are arranged in tandem, and each of the photoconductors is provided with the photostatic discharge device of the present invention.
本発明の光除電装置によれば、光源からの光を感光体に向けて反射する拡散反射面が形成された導光体を有し、その導光体の拡散反射面の感光体への光出射面に対する高さ、及び、当該拡散反射面の幅を光源からの距離に応じて変化させているので、感光体に照射される照射光の光量分布をより均一化することができる。 According to the light neutralizing device of the present invention, the light guide having the diffuse reflection surface that reflects the light from the light source toward the photoconductor, and the light to the photoconductor of the diffuse reflection surface of the light guide is provided. Since the height with respect to the emission surface and the width of the diffuse reflection surface are changed according to the distance from the light source, the light quantity distribution of the irradiation light irradiated on the photoconductor can be made more uniform.
そして、導光体の終端部近傍上面に反射部材が配置されているので、この反射部材での光の反射により導光体の終端部近傍から感光体に照射される照射光の光量を増大させることができ、照射光の光量分布を更に均一化することができる。 And since the reflection member is arrange | positioned in the upper surface vicinity of the termination part of a light guide, the light quantity of the irradiation light irradiated to a photoconductor from the termination part vicinity of a light guide is increased by reflection of the light by this reflection member. And the light quantity distribution of the irradiation light can be made more uniform.
あるいは、導光体の終端部近傍上面に該導光体を横切る溝が形成されている場合も、この溝の内面での光の反射により導光体の終端部近傍から感光体に照射される照射光の光量を増大させることができ、照射光の光量分布を更に均一化することができる。 Alternatively, even when a groove is formed across the light guide on the upper surface in the vicinity of the terminal end of the light guide, the photosensitive member is irradiated from the vicinity of the terminal end of the light guide by reflection of light on the inner surface of the groove. The amount of irradiation light can be increased, and the distribution of the amount of irradiation light can be made more uniform.
更に、導光体の終端部近傍上面及び該導光体を横切る溝の内面に反射部材が配置されれば、導光体の終端部近傍からの照射光の光量をより増大させることができ、照射光の光量分布の均一化がより改善される。 Furthermore, if the reflecting member is disposed on the upper surface in the vicinity of the terminal end of the light guide and the inner surface of the groove crossing the light guide, the amount of irradiation light from the vicinity of the terminal end of the light guide can be further increased. The uniformity of the light amount distribution of the irradiation light is further improved.
また、導光体の終端部が急峻な傾斜面を有する場合も、この急峻な傾斜面での光の反射により導光体の終端部近傍から感光体に照射される照射光の光量を増大させることができ、照射光の光量分布を更に均一化することができる。 In addition, even when the end portion of the light guide has a steep inclined surface, the amount of irradiation light irradiated to the photosensitive member from the vicinity of the end portion of the light guide is increased by reflection of light on the steep inclined surface. And the light quantity distribution of the irradiation light can be made more uniform.
更に、導光体の終端部近傍上面及び急峻な傾斜面に反射部材が配置されれば、導光体の終端部近傍からの照射光の光量をより増大させることができ、照射光の光量分布の均一化がより改善される。 Furthermore, if the reflecting member is arranged on the upper surface near the terminal end of the light guide and a steeply inclined surface, the amount of irradiation light from the vicinity of the terminal end of the light guide can be further increased, and the light amount distribution of the irradiation light Is more improved.
また、導光体が折り返され、導光体の折り返し箇所で、導光体の光路を折り曲げるための反射面が設けられているので、導光体の光軸方向の長さを長くすることなく、除電領域の光路長を長くすることができる。その結果として、画像形成装置の小型化をはかることができる。 In addition, since the light guide is folded and a reflection surface for folding the optical path of the light guide is provided at the folded portion of the light guide, the length of the light guide in the optical axis direction is not increased. The optical path length of the charge removal region can be increased. As a result, it is possible to reduce the size of the image forming apparatus.
一方、本発明の画像形成装置は、タンデムに配列した各画像形成部の感光体に、上記した特徴を有する光除電装置をそれぞれ付設している。この様な画像形成装置を小型化するには、各画像形成部を小型化する必要があるので、各画像形成部の光除電装置として、小型のものを適用するのが好ましい。上記した特徴を有する光除電装置は、感光体に対向して配置される導光体と、その導光体の光入射面に光を照射する光源とからなる簡単な構成なので、小型化を図ることができる。従って、各画像形成部も小型化を図ることができ、画像形成装置の小型化の実現に効を奏する。 On the other hand, in the image forming apparatus of the present invention, the light neutralizing device having the above-described features is attached to the photoreceptor of each image forming unit arranged in tandem. In order to reduce the size of such an image forming apparatus, it is necessary to reduce the size of each image forming unit. Therefore, it is preferable to use a small-sized light neutralizing device for each image forming unit. Since the light neutralizing device having the above-described features is a simple configuration including a light guide disposed opposite to the photoconductor and a light source that irradiates light to the light incident surface of the light guide, the size of the light static elimination device can be reduced. be able to. Therefore, each image forming unit can also be reduced in size, which is effective in realizing downsizing of the image forming apparatus.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<実施形態1>
−画像形成装置−
図1は本発明の画像形成装置の一例を示す図である。
<
-Image forming device-
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of an image forming apparatus according to the present invention.
この例の画像形成装置100は、ファクシミリ動作、コピー動作及びプリンタ動作が可能なデジタル複合機であって、画像読取部101、画像形成部102、給紙部103、及び、後処理装置104を備えている。
The
画像読取部101は、画像形成装置100の画像入力装置として、原稿等の画像を読み取るために設けられるものであり、透明ガラスからなる原稿載置台105に加えて、両面自動原稿送り装置(以下、RADFという)106、及び、光学系ユニット110を備えている。
An
画像読取部101は、原稿載置台105上に載置された原稿から1枚ごとに当該原稿の画像を順次読み取る。RADF106は、所定の原稿トレイにセットされた原稿を1枚ずつ原稿載置台105に搬送するとともに、光学系ユニット110による画像の読取が行われた後に所定の取り出し位置まで搬出する。
The
光学系ユニット110は、原稿載置台105に搬送される原稿の画像を、走査線方向に所定の単位毎に読み取る原稿画像読取ユニットとして構成される。光学系ユニット110は、第1のミラーベース111、第2のミラーベース112、光学レンズ117、及び、光電変換素子(以下、CCDという。)118を備えている。
The
第1のミラーベース111は、光を照射するためのランプリフレクタアセンブリ113と原稿からの反射光を後述する第2のミラーベース112に導く第1の反射ミラー114とを備えており、原稿載置台105に沿って同図中において左から右へと一定速度Vで移動しながら原稿に光を照射する。
The
第2のミラーベース112は、第1のミラーベース111からの光を、光学レンズ117及びCCD118の方向へ導く第2の反射ミラー115及び第3の反射ミラー116を備えており、第1のミラーベース111の動作に追随してV/2の速度で移動する。
The
光学レンズ117は、第2のミラーベース112からの反射光をCCD118上に結像させる。CCD118は、光学レンズ117によって結像された光を、電気信号に変換する。このCCD118によって得られるアナログの電気信号は、デジタル信号の画像データに変換され、各種の画像処理が施された後、適宜バッファメモリなどを介して画像形成部102に転送される。
The
画像形成部102は、画像形成ユニット120と露光ユニット121とを備えている。露光ユニット121は、バッファメモリから読み出した画像データ、または外部の装置から転送される画像データに応じて感光体ドラム1を露光するものである。露光ユニット121は、図示はしないが、レーザ光を照射する半導体レーザ光源、レーザ光を等角速度で偏光するポリゴンミラー、及び、ポリゴンミラーからの光をさらに偏光し、感光体ドラム1上において等速運動させるf−θレンズなどを備えている。
The
画像形成ユニット120は、図2に示すように、静電潜像を担持する感光体ドラム1を備えている。この感光体ドラム1の周辺には、感光体ドラム1の表面を所定の電位に帯電する帯電装置2、露光ユニット121により感光体ドラム1表面に形成される静電潜像にトナーを供給して顕像化する現像装置3、感光体ドラム1表面のトナー像を用紙に転写する転写装置4、感光体ドラム1の表面を清掃するクリーニング装置5、及び、感光体ドラム1の残留電荷を除電する光除電装置10がこの順番で配置されており、感光体ドラム1の表面において帯電・露光・現像・転写・清掃・除電の各工程が行われる。なお、画像形成ユニット120において所定の画像形成処理が行われた用紙は、画像形成ユニット120の下流に設けられた定着装置107によって転写トナー像(画像)が加熱定着され、排紙ローラ137から排紙される。
As shown in FIG. 2, the
画像形成ユニット120及び定着装置107の下流側には、用紙の両面に画像を形成するために用紙を反転させるスイッチバック搬送路136、昇降トレイ141を備えているとともに、画像が定着された用紙に対してステープル処理等を施す後処理装置104が配置されている。
On the downstream side of the
給紙部103は、画像形成ユニット120の下方に配置されており、手差しトレイ134と、両面ユニット135と、用紙カセット131,132,133からなる多段給紙部と、これらの用紙の収容部(131〜134)から用紙を画像形成ユニット120へと搬送する搬送手段を備えている。なお、両面ユニット135は、スイッチバック搬送路136に通じており、用紙の両面に画像形成を行う時に用いられる。
The
−光除電装置−
次に、光除電装置10について説明する。
-Optical neutralization device-
Next, the optical
光除電装置10は、図3〜図5に示すように、点光源であるLEDランプ11と導光体(透光性材料製)12とを備えている。
As shown in FIGS. 3 to 5, the
導光体12は、図5(A)及び(B)に示すように、プロセスカートリッジ20に搭載される。プロセスカートリッジ20は、画像形成装置100の装置本体の前面フレーム21及び背面フレーム22に取り付けられたカートリッジ案内部材23上を摺動することにより着脱自在となっている。
The
LEDランプ11は、感光体ドラム1の非画像形成領域となるプロセスカートリッジ20の矢印Mで示される装着方向の前端側の端部20aに対向して配置される。
The
導光体12は、図3及び図4に示すように、感光体ドラム1と平行な方向に延びる帯状の部材で、感光体ドラム1と対向する面が光出射面12bとなっている。導光体12の長手方向の一端面(先端面)が光入射面12aとなっており、この光入射面12aにLEDランプ11が対向している。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
導光体12は、LEDランプ11からの光の導光路となる導光路部X1と、除電領域を構成する反射部X2及び反射部X3とが形成されている。
The
反射部X2は、光出射面12bとその裏面12dとが平行な形状に加工されている。反射部X3は、光出射面12bに対して裏面12dが傾斜する形状に加工されており、導光体12の後端面12eに向うに従って裏面12dが光出射面12bに近づく形状となっている。
The reflection part X2 is processed so that the
そして、導光体12の裏面12dは、反射部X2及び反射部X3に対応する領域に、LEDランプ11からの光を感光体ドラム1に向けて反射する拡散反射面(プリズム面)12cが形成されている。この拡散反射面12cの光出射面12bに対する高さHは反射部X2において一定である。また、反射部X3における拡散反射面12cの光出射面12bに対する高さHは、反射部X3の後端部(導光体12の後端面12e)に向うに従って小さくなっている。さらに、拡散反射面12cの幅W(感光体ドラム1の軸方向と直交する方向の長さ)は一定ではなく、図4(B)に示すように、反射部X2の光入射側の端部から反射部X3に向うに従って幅が小さくなり、反射部X2の途中から、反射部X3の後端部(導光体12の後端面12e)に向うに従って幅が大きくなるパターンで形成されている。
The
また、導光体12の後端部近傍で、拡散反射面12cにアルミニウム蒸着等を施された反射フィルム13を貼り付けている。拡散反射面12cでは、そのプリズム面で光が殆ど反射されるものの、僅かの光が透過して外部に漏れ出してしまう。反射フィルム13は、この拡散反射面12cから漏れ出した光を反射して、この反射光を拡散反射面12cを介して導光体12内部に戻す。
Further, in the vicinity of the rear end portion of the
以上のように、この例の導光体12は、LEDランプ11からの光を感光体ドラム1に向けて反射する拡散反射面12cの光出射面12bに対する高さH(Y方向の長さ)が、LEDランプ11に対する位置(X方向における位置)に対応して変化しており、さらに拡散反射面12cの幅WもLEDランプ11に対する位置(X方向における位置)に対応して変化しているので、感光体ドラム1への照射光の光強度分布を、感光体ドラム1の軸方向(長手方向)に全域にわたって均一にすることができる。
As described above, the
また、導光体12の後端部近傍で、拡散反射面12cに反射フィルム13を貼り付け、この反射フィルム13により拡散反射面12cから漏れ出した光を反射して導光体12内部に戻しているので、導光体12の後端部近傍での光出射面12bからの照射光の光量が増大し、照射光の光量分布を更に均一化することができる。
Further, in the vicinity of the rear end portion of the
この結果として、画像むら等のない良質な画像を得ることができる。 As a result, a high-quality image with no image unevenness can be obtained.
ここで、この例の光除電装置10に用いる導光体12は、プリズム面などの凹凸が形成された拡散反射面12c以外の全表面が平滑な面である。導光体12は、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、塩化ビニル樹脂またはガラスなどの透明材料をインジェクション成形法や押し出し法で成形され、必要に応じて研磨等の処理を行って作製する。あるいは、導光体12の全表面を平滑面として、拡散反射面12cとする部分のみに白濁の拡散テープを貼着し、更に導光体12の後端部近傍で、反射フィルム13を拡散テープに重ねて貼り付けて作製してもよい。
Here, the
この例の光除電装置10に用いるLEDランプ11は、例えばLEDチップを金属製のリード上にボンディングし、その部分を透明な樹脂でレンズ状に封止することにより作製され、上記導光体12の光入射面12aに近接配置される。LEDランプ11としては、例えば、波長が618nm、実験抵抗値200Ωである超高輝度LEDランプ(シャープ社、製品番;GL5ZJ43)を挙げることができる。
The
尚、ここでは、1つの画像形成部102によりモノクロ画像を形成する画像形成装置を例示しているが、カラー画像形成装置にも、上記光除電装置10を適用することができる。カラー画像形成装置では、黒、マゼンタ、シアン、イエロー等の各色別に、それぞれの画像形成部をタンデムに配列し、各画像形成部によりそれぞれの色の画像を記録用紙に直接重ね合わせて形成するか、あるいは各色の画像を中間転写ベルトを介して記録用紙に重ね合わせて形成している。この様なカラー画像形成装置を小型化するには、各画像形成部を小型化する必要があるので、各画像形成部の光除電装置として、小型のものを適用するのが好ましい。上記した光除電装置10は、感光体ドラム1に対向して配置される導光体12と、その導光体12の光入射面に光を照射するLEDランプ11とからなる簡単な構成なので、小型化を図ることができる。従って、各画像形成部も小型化を図ることができ、カラー画像形成装置の小型化の実現に効を奏する。
Note that, here, an image forming apparatus that forms a monochrome image by one
<実施形態2>
本発明の光除電装置の他の例を図6(A)及び(B)に示す。
<
Another example of the optical static eliminating device of the present invention is shown in FIGS.
この例の光除電装置210は、感光体ドラム1(図3参照)に対向して配置される212と、その導光体212の光入射面212aに光を照射するLEDランプ11とを備えている。
The
導光体212の裏面212dは大部分が傾斜面となっており、その傾斜面にLEDランプ11からの光を感光体ドラム1に向けて反射する拡散反射面(プリズム面)212cが形成されている。
Most of the
導光体212の拡散反射面212cは、光出射面212bに対する高さH、及び、当該拡散反射面212cの幅W(感光体ドラム1の軸方向と直交する方向の長さ)が、LED光源11からの距離に応じて、導光体212の後端面212eに向うに従って一定の比率で小さくなるように形成されている。
The diffuse
また、図7に拡大して示す様に導光体212の後端部近傍に該導光体212を横切るV型溝212fを形成し、導光体212の後端部近傍で、拡散反射面212c及びV型溝212fの各面212g,212hに、アルミニウム蒸着等を施された反射フィルム213を貼り付けている。拡散反射面212cでは、そのプリズム面で光が殆ど反射されるものの、僅かの光が透過して外部に漏れ出してしまう。拡散反射面212cの反射フィルム213は、この拡散反射面212cから漏れ出した光を反射して、この反射光を拡散反射面212cを介して導光体212内部に戻す。また、導光体212の後端部では、光の殆どが後端面212eから漏れ出ようとする。V型溝212fの一面212gの反射フィルム213は、後端面212eから漏れ出ようとする光の一部を反射して、この反射光を導光体212内部に戻す。
Further, as shown in an enlarged view in FIG. 7, a V-shaped
この例の光除電装置210の導光体212も、感光体ドラム1への照射光の光強度分布を、感光体ドラム1の軸方向(長手方向)に全域にわたって均一にすることができる。
The
また、導光体212の後端部近傍で、拡散反射面212c及びV型溝212fに反射フィルム213を貼り付け、この反射フィルム213により拡散反射面212cから漏れ出した光及び後端面212eから漏れ出ようとする光の一部を反射して導光体212内部に戻しているので、導光体212の後端部近傍での光出射面212bからの照射光の光量が増大し、照射光の光量分布を更に均一化することができる。
In addition, a
なお、この例の光除電装置210に用いる導光体212の材質・製造方法などは前記した<実施形態1>と同様である。
In addition, the material and manufacturing method of the
<実施形態3>
本発明の光除電装置の別の例を図8に示す。
<
FIG. 8 shows another example of the optical static eliminating device of the present invention.
この例の光除電装置310は、図4の光除電装置の変形例であり、導光路部312fを折り返した構造とするとともに、その導光路部312fと拡散反射面312cとの間に、光入射面312aに入射した光(LEDランプ11の照射光)を折り曲げて拡散反射面312cに導くための反射面(全反射面)312g,312hを形成している。なお、この例の導光体312の拡散反射面312cの光出射面312bに対する高さH及び拡散反射面312cの幅は図4に示した導光体12と同様である。
The optical
また、図9に拡大して示す様に導光体312の後端部に急峻な傾斜面312iを形成し、導光体312の後端部近傍で、拡散反射面312c及び傾斜面312iに、アルミニウム蒸着等を施された反射フィルム313を貼り付けている。拡散反射面312cの反射フィルム313は、この拡散反射面312cから漏れ出した光を反射して、この反射光を拡散反射面312cを介して導光体312内部に戻す。また、傾斜面312iの反射フィルム313は、導光体312の後端から漏れ出ようとする光を反射して、この反射光を導光体312内部に戻す。
Further, as shown in an enlarged view in FIG. 9, a steep
この例の光除電装置310によれば、導光体312の光軸方向の長さを長くすることなく、除電領域の光路長を長くすることができる。その結果として、画像形成装置の小型化を達成できる。
According to the optical
また、導光体312の後端部近傍で、拡散反射面312c及び傾斜面312iに反射フィルム313を貼り付け、この反射フィルム313により拡散反射面312cから漏れ出した光及び後端から漏れ出ようとする光を反射して導光体312内部に戻しているので、導光体312の後端部近傍での光出射面312bからの照射光の光量が増大し、照射光の光量分布を更に均一化することができる。
Further, a
なお、この例の光除電装置310に用いる導光体312の材質・製造方法などは前記した<実施形態1>と同様である。
In addition, the material and manufacturing method of the
ここで、図8の例では、導光路部312fを折り返した構造としているが、これに限定されることなく、導光路部312fが拡散反射面312cに対して交差する方向に沿って延びる構造(略L型構造)としてもよい。
Here, in the example of FIG. 8, the light
<実施形態4>
本発明の光除電装置の別の例を図10及び図11に示す。
<
Another example of the optical static eliminating device of the present invention is shown in FIGS.
この例の光除電装置410は、導光体412を折り返し形状として第1の反射部R1及び第2の反射部R2を設けるとともに、その第1の反射部R1及び第2の反射部R2にそれぞれLEDランプ11からの光を感光体ドラム1(図3参照)に向けて反射する拡散反射面(プリズム面)412c,422cを形成した点、及び、2つの拡散反射面412c,422cの間に、第1の反射部R1を通過した光を光路を折り曲げて第2の反射部R2に導くための反射面(全反射面)412g,412fを形成している。
The light
各拡散反射面412c,422cは、それぞれ、導光体412の光出射面412bに対する高さH1,H2、及び、当該拡散反射面412c,422cの幅W1,W2(感光体ドラム1の軸方向と直交する方向の長さ)が、各LED光源11からの距離に応じて、導光体412の後端面412eに向うに従って一定の比率で小さくなるように形成されている。さらに、2つの拡散反射面412c,422cは、光の進行方向が互いに逆向きとなるような配置で形成されている。
The diffuse reflection surfaces 412c and 422c have heights H1 and H2 with respect to the
また、導光体412の後端部近傍で、拡散反射面422cにアルミニウム蒸着等を施された反射フィルム413を貼り付けている。反射フィルム413は、この拡散反射面422cから漏れ出した光を反射して、この反射光を拡散反射面422cを介して導光体412内部に戻す。
In addition, a
なお、図10の導光体412において、第1の反射部R1の裏面412d及び第2の反射部R2の裏面422dはそれぞれ傾斜しており、第1の反射部R1の終端部の光出射面412bに対する高さと、第2の反射部R2の前端部の光出射面412bに対する高さとは略等しくなっている。
In addition, in the
そして、この例の光除電装置410によれば、導光体412に形成した一方の拡散反射面412c(または拡散反射面422c)による反射光の光量が小さい領域を他方の拡散反射面422c(または拡散反射面412c)による反射光にて補うことができるので、感光体ドラム1の軸方向におけるトータルの光量分布の均一化をはかることができる。
According to the
また、導光体412の後端部近傍で、拡散反射面422cに反射フィルム413を貼り付け、この反射フィルム413により拡散反射面422cから漏れ出した光を反射して導光体412内部に戻しているので、導光体412の後端部近傍での光出射面412bからの照射光の光量が増大し、照射光の光量分布を更に均一化することができる。
Further, in the vicinity of the rear end portion of the
なお、この例の光除電装置410に用いる導光体412の材質・製造方法などは前記した<実施形態1>と同様である。
In addition, the material and manufacturing method of the
以下、本発明の実施例を比較例とともに説明する。 Examples of the present invention will be described below together with comparative examples.
図3及び図4に示す光除電装置10において、導光体12の厚みを3mm、拡散反射面12cの長さを300mmとし、光出射面12bに対する拡散反射面12cの高さ(導光体高さ)Hを、図12(A)に示すように、拡散反射面12cの前端部(X=0)からX=125mmまでを一定(H=8mm)とし、X=125mmの位置から拡散反射面12cの後端部(X=300mm)までの間を8mm〜4.2mmの範囲で一定の比率で変化(減少)させた。さらに、拡散反射面12cの幅Wを、図12(B)に示すように、拡散反射面12cの前端部(X=0)からX=50mmまでの間を4.5mm〜3mmの範囲で一定の比率で変化(減少)させ、X=50mmの位置から拡散反射面12cの後端部(X=300mm)までの間を3mm〜4mmの範囲で図に示すようなパターンで変化(増大)させた。
3 and 4, the thickness of the
そして、図13(a)に示す様に後端部近傍の加工が全く施されない導光体12を比較例1とし、図13(b)に示す様に後端部近傍上面に反射フィルム13が貼り付けられた導光体12を実施例1とし、図13(c)、(d)、(e)に示す様に後端部近傍上面にV型溝12fが形成され、反射フィルム13が貼り付けられた導光体12を実施例2、3、4とし、図13(f)に示す様に後端部に傾斜面12iが形成され、反射フィルム13が貼り付けられた導光体12を実施例5としている。
Then, as shown in FIG. 13A, the
実施例2乃至4におけるV型溝12fの一面12gの傾斜角度θは、図14に示す様に導光体12の上面に対して斜め下方に向く角度であり、実施例2では傾斜角度θを75度に設定し、実施例3では傾斜角度θを45度に設定し、実施例4では傾斜角度θを15度に設定している。そして、実施例2乃至4のいずれにおいても、V型溝12fの深さを1mmに設定している。また、実施例5においては、傾斜角度θを45度に設定している。
The inclination angle θ of one
図15の図表に、比較例及び実施例1乃至5別に、導光体12の後端部近傍の仕様を示す。
The table in FIG. 15 shows the specifications in the vicinity of the rear end of the
図16は、比較例及び実施例1乃至5別に、LEDランプ11から導光体12の光入射面12aに光を入射したときの光出射面12bからの光照射光の光強度分布特性を示すグラフであり、横軸がLEDランプ11から光照射位置までの距離を示し、縦軸が光強度を示している。また、図17は、比較例の光強度分布特性を基準にして、比較例及び実施例1乃至5の光強度分布特性を正規化して示すグラフである。
FIG. 16 is a graph showing the light intensity distribution characteristics of light irradiated from the
図16及び図17のグラフにおいては、比較例の光強度分布特性をHで示し、実施例1の光強度分布特性をJ1で示し、実施例2の光強度分布特性をJ2で示し、実施例3の光強度分布特性をJ3で示し、実施例4の光強度分布特性をJ4で示し、実施例5の光強度分布特性をJ5で示している。 In the graphs of FIGS. 16 and 17, the light intensity distribution characteristic of the comparative example is indicated by H, the light intensity distribution characteristic of Example 1 is indicated by J1, the light intensity distribution characteristic of Example 2 is indicated by J2, and the example The light intensity distribution characteristic of No. 3 is indicated by J3, the light intensity distribution characteristic of Example 4 is indicated by J4, and the light intensity distribution characteristic of Example 5 is indicated by J5.
また、図16及び図17のグラフにおいては、横軸の距離10mm〜300mmまでが感光体ドラム1の画像形成領域に対応し、また距離300mmの付近が導光体12の後端部近傍となる。そして、この画像形成領域において、導光体12からの光照射光の光強度が閾値k(図16に示す)以上であれば、感光体ドラム1を十分に除電することができ、画像むら等のない良質な画像を得ることができる。
In the graphs of FIGS. 16 and 17, the distance of 10 mm to 300 mm on the horizontal axis corresponds to the image forming area of the
更に、図18は、比較例及び実施例1乃至5別に、距離300mmの付近での光強度を示す棒グラフである。 Further, FIG. 18 is a bar graph showing the light intensity in the vicinity of a distance of 300 mm for each of the comparative example and Examples 1 to 5.
図16乃至図18のグラフから明らかな様に比較例の光強度分布特性H及び実施例1乃至5の光強度分布特性J1〜J5のいずれにおいても、距離50mm〜100mmの範囲で最大の光強度に達してから、距離が長くなるにつれて光強度が徐々に低下している。 As is apparent from the graphs of FIGS. 16 to 18, the light intensity distribution characteristics H of the comparative example and the light intensity distribution characteristics J1 to J5 of Examples 1 to 5 have the maximum light intensity in the distance range of 50 mm to 100 mm. The light intensity gradually decreases as the distance increases.
そして、比較例の光強度分布特性Hは、距離300mmの付近、つまり導光体12の後端部近傍で、光強度が閾値k未満になるまで低下している。従って、比較例の導光体12を用いた場合は、距離300mmの付近で、感光体ドラム1を十分に除電することができず、画像むら等が発生する。
Then, the light intensity distribution characteristic H of the comparative example decreases in the vicinity of the distance of 300 mm, that is, in the vicinity of the rear end portion of the
また、実施例1の光強度分布特性J1は、距離300mmの付近、つまり導光体12の後端部近傍でも、光強度が閾値kを僅かに超えている。従って、実施例1の導光体12を用いた場合は、距離300mmの付近でも、感光体ドラム1を除電することができ、画像むら等が発生しない。
Further, in the light intensity distribution characteristic J1 of Example 1, the light intensity slightly exceeds the threshold value k even in the vicinity of the distance of 300 mm, that is, in the vicinity of the rear end portion of the
更に、実施例2乃至5の光強度分布特性J2〜J5は、距離300mmの付近、つまり導光体12の後端部近傍でも、光強度が閾値kを十分に超えている。従って、実施例2乃至5の導光体12を用いた場合は、距離300mmの付近でも、感光体ドラム1を確実に除電することができ、画像むら等が発生しない。
Furthermore, in the light intensity distribution characteristics J2 to J5 of Examples 2 to 5, the light intensity sufficiently exceeds the threshold value k even in the vicinity of the distance of 300 mm, that is, in the vicinity of the rear end portion of the
この様な比較例及び実施例1乃至5の比較から明らかな様に、導光体12の後端部近上面に反射フィルム13を貼り付けたり、導光体12の後端部近傍にV型溝12fを形成して、反射フィルム13を貼り付けたり、導光体12の後端部に傾斜面12iを形成して、反射フィルム13を貼り付ければ、導光体12の後端部近傍で光強度が上昇する。このため、距離300mmの付近でも、感光体ドラム1を確実に除電することができる。
As is clear from the comparison between the comparative example and Examples 1 to 5, the
本発明は、電子写真方式の画像形成プロセスにおいて光照射によって感光体の残留電荷を除去する光除電装置、及び、それを備えた複写機等の画像形成装置において、感光体の電荷を除去するために感光体に照射する照射光の光量分布を均一化するのに有効に利用することができる。 The present invention relates to a photostatic discharge device that removes residual charges on a photoreceptor by light irradiation in an electrophotographic image forming process, and an image forming apparatus such as a copier equipped with the photostatic discharge device. In addition, it can be effectively used to make the light quantity distribution of the irradiation light irradiated to the photosensitive member uniform.
1 感光体ドラム
2 帯電装置
3 現像装置
4 転写装置
5 クリーニング装置
10 光除電装置
11 LEDランプ
12 導光体
12a 導光体の光入射面
12b 導光体の光出射面
12c 拡散反射面
12d 導光体の裏面
12e 導光体の後端面
20 プロセスカートリッジ
21画像形成装置本体の前面フレーム
22画像形成装置本体の背面フレーム
23 カートリッジ案内部材
100 画像形成装置
101 画像読取部
110 光学系ユニット
111 第1のミラーベース
112 第2のミラーベース
113 ランプリフレクタアセンブリ
114 第1の反射ミラー
115 第2の反射ミラー
116 第3の反射ミラー
117 光学レンズ
118 CCD
102 画像形成部
120 画像形成ユニット
121 露光ユニット
103 給紙部
131,132,133 用紙カセット
134 手差しトレイ
135 両面ユニット
136 スイッチバック搬送路
137 排紙ローラ
104 後処理装置
141 昇降トレイ
105 原稿載置台
106 両面自動原稿送り装置(RADF)
107 定着装置
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
107 Fixing device
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