JP2006250970A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＬＥＤプリントヘッドが感光体の下方に配設された画像形成装置において、ＬＥＤプリントヘッドのレンズ面へのトナー付着を良好に防止することができる画像形成装置を簡易な構成で安価に提供する。
【解決手段】 表面に静電潜像が形成される感光体１２と、この感光体１２を所定の電位に帯電する帯電装置１４と、該感光体１２に静電潜像を形成するＬＥＤプリントヘッド１６と、感光体１２上に形成された静電潜像にトナーを転移させて可視像化する現像装置１８とを備える画像形成装置１において、ＬＥＤプリントヘッド１６は、感光体１２の下方に配設されていると共に、感光体１２近傍に飛散し、現像装置１８側からＬＥＤプリントヘッド１６側へと向かう現像剤の流れをＬＥＤプリントヘッド１６の下方へ導くように制御する現像剤流制御手段を備えていることを特徴とする。
【選択図】 図３

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置に関し、特に、露光装置のレンズ部へのトナー付着を防止した画像形成装置に関する。

特許第３１８２４８５号公報 特開昭６２−１３９５７２号公報 特開平０８−２４４２７７号公報 特開２０００−０４７４６２号公報 特開２０００−２５８９６８号公報 特開２００２−２０５４２２号公報 特開２００３−０８４６３２号公報 特開平０７−１７５３３８号公報

従来、電子写真方式を適用したカラー複写機やカラープリンター等のカラー画像形成装置としては、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）等の各色に対応した複数の画像形成ユニットを備え、各画像形成ユニットの感光ドラム上に順次形成される各色のトナー像を一旦中間転写体上に多重に一次転写した後、当該中間転写体上に多重に転写された各色のトナー像を、記録シート上に一括して二次転写し、その後、これらのトナー像を加熱加圧して記録シート上に定着することによりカラー画像を形成するように構成した、いわゆるタンデム型の画像形成装置がある。そして、このような中間転写体を用いたタンデム型の画像形成装置においては、各画形成ユニットの間隔を狭くすることが、装置全体の小型化ひいてはコストダウンにつながる。

そこで、近年の複写機、プリンタ等の画像形成装置の小型化・コストダウン化の要請に基づき、構成機器を集約的に配置し、各画像形成ユニットの間隔を狭めたタンデム型の画像形成装置が実現されている。

こうした画像形成装置においては、構成機器である露光装置に関しても、より小型化が可能な発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いた露光装置、いわゆるＬＰＨ（ＬＥＤ Ｐｒｉｎｔ Ｈｅａｄ）露光装置（以下、ＬＥＤプリントヘッドともいう）が用いられている。

そして、このようなＬＰＨ露光装置には、その先端にＬＥＤアレイからの発光を収束させるレンズ（セルフォックレンズ）が装着されており、装置の小型化に伴って集約配置された感光体や、現像装置等の周辺機器との干渉や、汚れの付着等が問題となる。特に、露光装置近傍に配置される現像装置から排出されるトナー（クラウドトナー）が流動し、ＬＰＨ露光装置のレンズ表面に付着した場合には、白筋等の画像不良が発生するといった問題が生じていた。

そこで、このようなＬＰＨ露光装置を用いた画像形成装置において、ヘッドに防塵処理を施す技術が種々提案されている（例えば、特許文献１〜８参照）。

ここで、特許文献１では、ＬＥＤを覆うヘッドカバーを設け、さらに、このヘッドカバー及びレンズを覆う防塵カバーを設けたＬＥＤプリントヘッドが提案されている。

また、特許文献２〜４では、レンズ近傍に電極を設け、電界によりトナー付着を防止するＬＥＤプリントヘッドが提案されている。

さらに、特許文献５〜８では、空気流によりトナー付着を防止するＬＥＤプリントヘッドが提案されている。

しかしながら、上述の特許文献に開示された先行技術においては、いずれも新たな構成部材の付加や制御を伴い、装置の複雑化やコストアップが生じるという問題が生じていた。

また、露光装置であるＬＥＤプリントヘッドが感光体の下方に配置された装置構成においては、特に、クラウドトナーがＬＥＤプリントヘッドの露光面に堆積し易く、上述の先行技術のいずれにおいても、トナー付着を十分に防止できないといった問題を生じていた。

そこで、本発明は、上述のような従来技術の問題点に鑑みて、ＬＥＤプリントヘッドが感光体の下方に配設された画像形成装置において、ＬＥＤプリントヘッドのレンズ面へのトナー付着を良好に防止することができる画像形成装置を簡易な構成で安価に提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、表面に静電潜像が形成される感光体と、この感光体を所定の電位に帯電する帯電装置と、該感光体に静電潜像を形成するＬＥＤプリントヘッドと、感光体上に形成された静電潜像にトナーを転移させて可視像化する現像装置とを備える画像形成装置において、前記ＬＥＤプリントヘッドは、前記感光体の下方に配設されていると共に、前記感光体近傍に飛散し、前記現像装置側からＬＥＤプリントヘッド側へと向かう現像剤の流れを該ＬＥＤプリントヘッドの下方へ導くように制御する現像剤流制御手段を備えていることを特徴とするものである。

このように構成した本発明の画像形成装置は、感光体と、帯電装置と、ＬＥＤプリントヘッドと、現像装置とを備える画像形成装置において、ＬＥＤプリントヘッドは、感光体の下方に配設されていると共に、感光体近傍に飛散し、現像装置側からＬＥＤプリントヘッド側へと向かう現像剤の流れを該ＬＥＤプリントヘッドの下方へ導くように制御する現像剤流制御手段を備えているので、この現像剤流制御手段によりＬＥＤプリントヘッド周辺に飛散した現像剤の流れを制御し、感光体の下方に配置され、現像剤が堆積しやすいＬＥＤプリントヘッドに対する付着防止を効果的に行うことができる。

また、前記現像剤流制御手段は、前記感光体表面の回転速度Ｖ[ｍｍ／ｓ]と、感光体とＬＥＤプリントヘッドとの対向距離Ｌ[ｍｍ]とが、Ｌ≦（√Ｖ）／７の関係を満たすことにより構成されていてもよい。

ここで、感光体とＬＥＤプリントヘッドとの対向距離Ｌとは、両者対向部間の最短距離をいい、例えば、ＬＥＤプリントヘッドの先端に突起部がある場合には、この突起部と感光体との距離をいうものとする。

このように構成した場合には、何ら新たな部材を付加することなく、感光体の回転速度と、感光体とＬＥＤプリントヘッドとの距離との所定の関係のみで、露光装置先端周辺の現像剤の流れを制御して、簡易な構成で安価にＬＥＤプリントヘッドの先端レンズ部に現像剤が付着することを防止することができる。

さらに、前記現像剤流制御手段は、前記感光体とＬＥＤプリントヘッドとの対向距離Ｌ[ｍｍ]と、前記ＬＥＤプリントヘッドと現像装置との対向距離Ｓとが、Ｌ≦Ｓの関係を満たすことにより構成されていてもよい。

ここで、ＬＥＤプリントヘッドと現像装置との対向距離Ｓとは、対向する両者筐体間の最狭部の距離をいうものとする。

このように構成した場合には、何ら新たな部材を付加することなく、感光体とＬＥＤプリントヘッドの距離と、ＬＥＤプリントヘッドと現像装置の距離との所定の関係のみで、露光装置先端周辺の現像剤の流れを制御して、簡易な構成で安価にＬＥＤプリントヘッドの先端レンズ部に現像剤が付着することを防止することができる。

さらにまた、前記ＬＥＤプリントヘッドは、前記感光体と対向する先端に透明なカバー部材を備えてもよいし、前記現像装置側の先端に前記感光体と対向するように突出した突起部を備えてもよい。

このように構成した場合には、例えば、機器配置上の制約等がある場合でも、露光性能を損なうことなく所定の関係式を満たすためのＬＥＤプリントヘッドと感光体との距離を容易に実現することができる。

また、前記現像剤流制御手段は、前記感光体の軸方向に延在し、前記ＬＥＤプリントヘッドと現像装置との間に配置された回転体であり、該回転体は、前記感光体の回転方向と逆方向に回転すると共に、感光体の表面速度よりも速い表面速度で回転するように形成されていてもよい。

このように構成した場合には、現像剤流制御手段が、感光体の軸方向に延在し、ＬＥＤプリントヘッドと現像装置との間に配置された回転体であり、該回転体は、感光体の回転方向と逆方向に回転すると共に、感光体の表面速度よりも速い表面速度で回転するように形成されているので、感光体近傍の現像装置側からＬＥＤプリントヘッド先端へと流れようとする現像剤の流れを遮蔽すると共に、この流れをＬＥＤプリントヘッドの下方側へと導くことができる現像剤流制御手段を簡易な構成で安価に実現することができる。

さらに、前記回転体と前記感光体との対向距離は、前記現像装置と前記感光体との対向距離よりも短く設定されていてもよい。

このように構成した場合には、回転体と感光体との対向距離が、現像装置と感光体との対向距離よりも短く設定されているので、感光体近傍の現像装置側からＬＥＤプリントヘッド先端へと流れようとする現像剤の流れをより確実に遮蔽し、ＬＥＤプリントヘッド先端の現像剤付着による汚れをより確実に防止することができる。

さらにまた、前記回転体は、その表面が絶縁性あるいは半導電性膜で被覆されていると共に、その内部には複数の磁極を備え、トナー及びキャリアを捕集してもよい。

このように構成した場合には、回転体の表面が絶縁性あるいは半導電性膜で被覆されていると共に、その内部には複数の磁極を備えているので、表面にバイアス電圧を印加することによりトナーを捕集すると共に、磁界によりキャリアを捕集することが可能となる現像剤流制御手段を容易に実現することができる。

本発明によれば、感光体の下方に配置されたＬＥＤプリントヘッドの現像剤による汚れを防止することができる画像形成装置を簡易な構成で安価に実現することができる。

＜第一の実施形態＞
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
〔画像形成装置〕

まず、本発明に係る画像形成装置の概要について、図１を参照して説明する。図１は本発明に係わるタンデム型カラー画像形成装置１の概略構成図である。

この画像形成装置１においては、不図示の画像読取装置やパーソナルコンピュータ若しくは画像データ入力装置等より送られてくるカラー画像情報等が入力され、入力された画像情報に対して画像処理が行われる。そして、タンデム型画像形成装置１は、図１に示されるように、その内部にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色トナー画像を形成する電子写真画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、この画像形成ユニット１０Ｙ〜１０Ｋの下方に配設された給紙ユニット３０と、画像形成ユニット１０Ｙ〜１０Ｋの上方に配設された中間転写ベルト２０、排出トレイ６０等を備えている。

ここで、本実施の形態に係る画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、複数の張架ロールにより張架され、略三角形状の軌道を描く無端状の中間転写ベルト２０の進行方向に沿って１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの順で各ユニットが、図中右上から左下に向かって配設されている。

また、本実施の形態で用いられる各画像形成ユニット１０Ｙ〜１０Ｋは、例えば電子写真方式を採用したものであって、各色成分トナー像を形成担持する感光ドラム１２Ｙ〜１２Ｋをそれぞれ備え、この各感光ドラム１２Ｙ〜１２Ｋ上の各色成分トナー像を中間転写ベルト２０に順次一次転写させるものである。また、中間転写ベルト２０は、複数の張架ロール（本例では、バックアップロール２４ａ、バックアップロール２４ａの下方に配置された張架ロール２２、張架ロール２２の斜め上方であって、画像形成ユニット１０の最上流側に配置された張架ロール２１）に巻き付けられて回転支持されていると共に、各感光ドラム１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋと、この感光ドラム１２Ｙ〜１２Ｋのそれぞれに対向して配設される転写手段１９Ｙ，１９Ｍ，１９Ｃ，１９Ｋとの間に挿通されている。

そして、中間転写ベルト２０上に形成された多重色成分トナー像は、中間転写ベルト２０を張架するバックアップロール２４ａと、このバックアップロール２４ａと対向配置された転写ロール２４ｂとで構成された二次転写装置２４により、記録シートＰに二次転写され、その後、この記録シートＰは、定着装置５０に導かれて、画像の定着処理が施されるようになっている。

ここで、中間転写ベルトの傾斜面（張架ロール２１，２２間のベルト面）に沿って、このベルト面と当接するように配設された各感光ドラム１２Ｙ〜１２Ｋの周囲には、この感光ドラム１２Ｙ〜１２Ｋを帯電する帯電装置１４Ｙ〜１４Ｋ、感光ドラム１２Ｙ〜１２Ｋ上に静電潜像を書き込む露光装置であるＬＥＤプリントヘッド１６Ｙ〜１６Ｋ、各色成分トナーが収容されて感光ドラム１２Ｙ〜１２Ｋ上の静電潜像を可視像化する現像装置１８Ｙ〜１８Ｋ、感光ドラム１２Ｙ〜１２Ｋ上の各色成分トナー像を中間転写ベルト２０上に転写せしめる、例えば転写ロールから構成される一次転写装置１９Ｙ〜１９Ｋなどの電子写真用デバイスがそれぞれ配設されている。すなわち、本実施の形態における画像形成装置においては、ＬＥＤプリントヘッド１６Ｙ〜１６Ｋが、対応する各感光ドラム１２Ｙ〜１２Ｋの下方に配設された装置構成となっている。

このように、本実施の形態における画像形成ユニット１０Ｙ〜１０Ｋは、中間転写ベルト２０の傾斜面に沿って順次配置されているので、画像形成装置１の幅方向（図中、左右方向）のサイズを縮小することができる。また、露光装置として、ＬＥＤプリントヘッド１６Ｙ〜１６Ｋを採用しているので、従来のレーザー方式の露光装置に比し、画像形成装置１の高さ方向のサイズを縮小することができ、これらにより、画像形成装置全体の小型化に寄与することができる。

さらに、画像形成ユニット１０Ｙ〜１０Ｋを、中間転写ベルト２０の下方に配置することにより、中間転写ベルト２０上に形成された多重色成分トナー像が、二次転写位置に到達するまでの距離を短くすることができ、プリント時間の短縮を図ることができる。

このように構成された画像形成装置１における画像形成動作について、イエロートナー画像を形成する電子写真画像形成ユニット１０Ｙを代表例として説明する。

まず、感光ドラム１２Ｙは、一様帯電器１４Ｙによりその表面を一様に帯電される。次に、ＬＥＤプリントヘッド１６Ｙによりイエロー画像に対応する像露光がなされ、感光ドラム１２Ｙの表面にはイエロー画像に対応する静電潜像が形成される。

このイエロー画像に対応する静電潜像は現像装置１８Ｙによってイエロートナー像となり、一次転写手段の一部を構成する一次転写ロール１９Ｙの圧接力及び静電吸引力によって中間転写ベルト２０上に転写される。

多色のカラー画像形成を行う本実施の形態に係る画像形成装置１では、各電子写真画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの相対的な位置の違いを考慮したタイミングで、上記と同様の画像形成工程が電子写真画像形成ユニット１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋにおいても行われ、中間転写ベルト２０上にフルカラートナー像が形成される。

中間転写ベルト２０上に形成されたフルカラートナー像は、所定のタイミングで二次転写装置２４へと搬送される記録シートＰ上に、中間転写ベルト２０を支持するバックアップロール２４ａと、バックアップロール２４ａに圧接する二次転写ロール２４ｂの圧接力及び静電吸引力によって転写される。

一方、記録シートＰは、画像形成装置１内の下部に配置された記録シート収容部としての給紙ユニット３０から、所定のサイズのものが給紙ロール３０ａによって給紙される。給紙された記録シートＰは、図中矢印で示される略垂直（略Ｓ字状）の用紙搬送方向に沿って、複数の搬送ロール４０により、所定のタイミングで中間転写ベルト２０の二次転写位置まで搬送される。そして、記録シートＰには、前述したように、二次転写手段を構成するバックアップロール２４ａと二次転写ロール２４ｂとによって、中間転写ベルト２０上に形成されたフルカラートナー像が一括して転写される。

また、中間転写ベルト２０上からフルカラートナー像が転写された記録シートＰは、中間転写ベルト２０から分離された後、二次転写手段の下流側に配設された定着装置５０へと搬送され、この定着装置５０を構成する加熱ロール５１及び対向するバックアップロール５２による熱及び圧力でトナー像が記録シートＰ上に定着されるようになっている。そして、トナー像が定着された記録シートＰは、定着装置５０の下流側に配置された排紙ロール４１によって、排出トレイ６０に排紙される。

また、二次転写手段２４により記録シートＰ上に転写できなかった中間転写ベルト２０上の残トナーは、そのまま中間転写ベルト２０上に付着した状態で中間転写体クリーニング装置２５まで搬送され、クリーニング手段２５により、中間転写ベルト２０上から除去され次の画像形成に備える。

次に、本発明に係る画像形成ユニット１０Ｙ〜１０Ｋ回りの現像剤の流れについて、図２〜図５を参照して、さらに説明する。なお、簡単のため、画像形成ユニット１０Ｙ〜１０Ｋを画像形成ユニット１０と総称して表記し、これらの各構成部材についても、同様に総称表記する。

まず、本発明者らが、画像形成ユニット１０内の感光ドラム１２とＬＥＤプリントヘッド１６との対向領域における現像剤の流れを解析したところ、図２に示されるような現像剤流が発生していることが判明した。すなわち、この対向領域においては、感光ドラム１２の表面近傍に、感光ドラム１２に担持されて、その回転方向に沿って流れる現像剤の層流Ｆｔが発生していることが判明した。一方、ＬＥＤプリントヘッド１６の先端部のレンズ面近傍には、現像装置１８から排出され、現像剤流Ｆｔと逆方向（現像装置１８からＬＥＤプリントヘッド１６へ向かう方向）に流れる現像剤の層流Ｆｃが発生していることが判明した。

従って、例えば、図３に示されるように、感光ドラム１２とＬＥＤプリントヘッド１６との対向距離Ｌを調整、若しくは、ＬＥＤプリントヘッド１６と現像装置１８との対向距離Ｓを調整することにより、現像装置１８からＬＥＤプリントヘッド１６へ向かう現像剤流Ｆｃを遮蔽して、この流れをＬＥＤプリントヘッド１６の下方に導くような現像剤流制御手段が構成できれば、ＬＥＤプリントヘッド１６のレンズ面への現像剤の付着を防止できることが分かった。

そこで、まず、感光ドラム１２の表面速度Ｖ［ｍｍ／ｓ］と、感光ドラム１２とＬＥＤプリントヘッド１６との対向距離Ｌ［ｍｍ］とをパラメータとして、ＬＥＤプリントヘッド１６のレンズ面への現像剤の付着に伴う白筋の発生の有無について測定評価した。測定結果を図４に示す。

図４から理解されるように、感光ドラム１２とＬＥＤプリントヘッド１６との対向距離に対して、感光ドラム１２の表面速度Ｖが速くなるほど、白筋の発生が無くなることが分かる。これは、感光ドラム１２の表面近傍に形成される現像剤流Ｆｔは、感光ドラム１２の表面に近いほど、その流速が速い層流として形成されており、感光ドラム１２の表面速度Ｖが速いほど、この層流Ｆｔの厚さ（感光ドラム１２表面からの距離）が大きくなり、現像装置１８側からＬＥＤプリントヘッド１６の先端部へと流入する現像剤流Ｆｃを妨げるためであると考えられる。

そこで、測定データから、感光ドラム１２の表面速度Ｖ［ｍｍ／ｓ］と、感光ドラム１２とＬＥＤプリントヘッド１６との対向距離Ｌ［ｍｍ］との相関関係を求めたところ、図４に示されるように、おおよそ、Ｌ＝（√Ｖ）／７の曲線を境界として、白筋発生の有無が変化することが分かった。すなわち、Ｌ≦（√Ｖ）／７を満たすように、感光ドラム１２とＬＥＤプリントヘッド１６との対向距離Ｌ［ｍｍ］を設定することにより、何ら新しい部材を付加することなく、簡易な構成で白筋の発生を防止できることが分かった。

次に、感光ドラム１２とＬＥＤプリントヘッド１６との対向距離Ｌ［ｍｍ］と、現像装置１８側のＬＥＤプリントヘッド１６の上方から下方へ向かう流路を形成する、ＬＥＤプリントヘッド１６の現像装置１８側ケーシングと、現像装置１８のＬＥＤプリントヘッド１６側ケーシングとの対向距離Ｓ［ｍｍ］をパラメータとして、ＬＥＤプリントヘッド１６のレンズ面への現像剤の付着に伴う白筋の発生の有無について測定評価した。測定結果を図５に示す。

図５から理解されるように、感光ドラム１２とＬＥＤプリントヘッド１６との対向距離Ｌに対して、ＬＥＤプリントヘッド１６と現像装置１８との対向距離Ｓ［ｍｍ］が、大きくなるほど白筋が発生しないことがわかる。これは、現像装置１８側から見て、ＬＥＤプリントヘッド１６の先端部に向かう流路又はＬＥＤプリントヘッド１６の下方に向かう流路の内、現像剤流Ｆｃは、流路幅が大きくて圧力抵抗が小さいＬＥＤプリントヘッド１６の下方に向かう流路に導かれるためであると考えられる。

そこで、測定データから、感光ドラム１２とＬＥＤプリントヘッド１６との対向距離Ｌ［ｍｍ］と、ＬＥＤプリントヘッド１６と現像装置１８との対向距離Ｓ［ｍｍ］との相関関係を求めたところ、図５に示されるように、概ね、Ｌ＝Ｓの直線を境界として、白筋発生の有無が変化することが分かった。すなわち、Ｌ≦Ｓを満たすように、感光ドラム１２とＬＥＤプリントヘッド１６との対向距離Ｌ［ｍｍ］と、ＬＥＤプリントヘッド１６と現像装置１８との対向距離Ｓ［ｍｍ］との関係を設定することにより、何ら新しい部材を付加することなく、簡易な構成で白筋の発生を防止できることが分かった。

なお、本実施の形態に係る現像剤流制御手段を構成する、上述の関係、Ｌ≦（√Ｖ）／７及びＬ≦Ｓは、それぞれ単独に設定しても、白筋の発生を防止することができるが、両者を同時に満足するように、感光ドラム１２の表面速度に基づく感光ドラム１２とＬＥＤプリントヘッド１６との対向距離Ｌ及びＬＥＤプリントヘッド１６と現像装置１８との対向距離Ｓとを設定することにより、より効果的に白筋の発生を防止することができる。

また、本実施の形態では、現像剤流制御手段として、ＬＥＤプリントヘッド１６と周辺機器とのレイアウト（距離）を所定の関係を満たすように設定することにより、ＬＥＤプリントヘッド１６のレンズ面への現像剤の付着を防止したが、例えば、スペース等の関係からＬＥＤプリントヘッド１６の配置に制約等がある場合には、変形例として、上述の関係式を満たすように、付加的な部材をＬＥＤプリントヘッド１６の先端部に設けてもよい。

例えば、通常のＬＥＤプリントヘッド１６のレンズ（例えば、セルフォックアレイレンズ）の焦点距離は、２．０〜３．０ｍｍ程度のものが主流であるが、このような間隙では、現像剤流Ｆｃが、ＬＥＤプリントヘッド１６の先端部に流入してくる場合もあるので、図６に示されるように、ＬＥＤプリントヘッド１６の先端に、さらに透明なカバー部材１６ａ（本例では、ガラス板）を設けてもよいし、また、図７に示されるように、ＬＥＤプリントヘッド１６の先端部の現像装置１８側の側面に、突起部１６ｂを形成してもよい。

このように、上述の関係式を満たすように、ＬＥＤプリントヘッド１６の先端部（レンズ面近傍）に、簡易な部材を取り付けて現像剤流制御手段を構成することにより、機器配置上の制約がある場合でも、現像装置１８側からＬＥＤプリントヘッド１６の先端側へと向かう現像剤流Ｆｃの流れを抑制して、この流れを下方に向かわせることができ、これにより、ＬＥＤプリントヘッド１６のレンズ面への現像剤の付着を簡易な構成で防止することができる。

次に、本実施の形態に係る画像形成装置を用いて、ＬＥＤプリントヘッド１６への現像剤の付着防止効果を検証評価した結果を実施例１として以下に示す。

まず、検証内容としては、（１）従来構成の画像形成装置と（２）本実施の形態に係る画像形成装置とについて、プリント枚数とレンズ面のトナー付着個数との関係を比較評価した。なお、それぞれの設定条件としては、以下のように設定した。
（１）従来構成の画像形成装置
・感光ドラム１２の表面速度Ｖ：１００［ｍｍ／ｓ］
・感光ドラム１２とＬＥＤプリントヘッド１６との対向距離Ｌ：２．５［ｍｍ］
・ＬＥＤプリントヘッド１６と現像装置１８との対向距離Ｓ：１．０［ｍｍ］
（２）本実施の形態に係る画像形成装置
・感光ドラム１２の表面速度Ｖ：１００［ｍｍ／ｓ］
・感光ドラム１２とＬＥＤプリントヘッド１６との対向距離Ｌ：１．０［ｍｍ］
・ＬＥＤプリントヘッド１６と現像装置１８との対向距離Ｓ：１．５［ｍｍ］

上述のような設定の下、ＬＥＤプリントヘッド１６のレンズ面におけるトナー付着量を観測した結果、１レンズ当りトナー粒が１００個付着すると、形成画像に白筋が発生した。連続プリント枚数を１００枚（Ａ４）で実施した検証結果を図８に示す。

図８に示されるように、（１）従来構成の画像形成装置においては、約１０ｋＰＶで、白筋が発生するトナー付着量１００個に達していることが理解される。

これに対して、（２）本実施の形態に係る画像形成装置においては、約８０ｋＰＶまで、白筋が発生するトナー付着量１００個に達しておらず、従来に比べて大幅にレンズ面の汚れ（トナー付着量）を防止できることが理解される。

これにより、本実施の形態に係る画像形成装置によれば、従来の画像形成装置に比し、ＬＥＤプリントヘッド１６のレンズ面のクリーニングをほとんど実施しなくても、良好な画像が得られることが検証できた。
＜第二の実施形態＞

次に、本発明に係る画像形成装置の第二の実施形態について、図９を参照して説明する。

なお、本実施の形態は、画像形成ユニット１０内の現像剤流制御手段として、ＬＥＤプリントヘッド１６と現像装置１８との間の領域に回転体を設けたものであり、先の実施の形態と同様な機能を有する部材には、同様な符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図９（ａ）に示されるように、本実施の形態に係る画像形成ユニット１０は、空気流を発生させる現像剤流制御手段である現像剤制御ロール１７を、ＬＥＤプリントヘッド１６と現像装置１８との間の領域の感光ドラム１２近傍に備えている。

この現像剤制御ロール１７は、感光ドラム１２の軸方向に延在し、感光ドラム１２の回転速度と逆方向に回転するように形成されていると共に、その表面速度は、感光ドラム１２の表面速度よりも速く設定されている。さらに、現像剤制御ロール１７と感光ドラム１２との対向距離は、現像装置１８と感光ドラム１２との対向距離（現像剤担持体１８ａと感光ドラム１２との距離）よりも短く設定されている。

このように構成された本実施の形態に係る現像剤制御ロール１７は、ＬＥＤプリントヘッド１６と現像装置１８との間の領域において、感光ドラム１２の回転方向（本例では、半時計回り方向）と逆方向（時計回り方向）に回転し、その表面速度が、感光ドラム１２の表面速度よりも速いので、この現像剤制御ロール１７によって時計回り方向に形成された空気流により、現像装置１８からＬＥＤプリントヘッド１６の先端部へ向かう現像剤流Ｆｃを巻き込み、ＬＥＤプリントヘッド１６の下方へと導くことができる。これにより、先の実施の形態と同様に、ＬＥＤプリントヘッド１６への現像剤の付着防止を簡易な構成で実現することができる。

また、現像剤制御ロール１７と感光ドラム１２との対向距離は、現像装置１８と感光ドラム１２との対向距離（現像剤担持体１８ａと感光ドラム１２との距離）よりも短く設定されているので、より効果的に現像剤流Ｆｃを、ＬＥＤプリントヘッド１６の下方へと導くことができる。

次に、本実施の形態に係る現像剤制御ロールの変形例について、図９（ｂ）を参照して、さらに説明する。

本変形例における現像剤制御ロール１７Ａは、上述の空気流発生手段である現像剤制御ロール１７に、さらに、電磁界発生手段を加えたものである。

本例における現像剤制御ロール１７Ａは、図９（ｂ）に示されるように、その表面が絶縁性あるいは半導電性膜で被覆され回転自在に形成されたスリーブ１７ａと、このスリーブ１７ａの内部に配置された複数の磁極から形成されたマグロール１７ｂとから構成されている。そして、スリーブ１７ａには、バイアス電圧が印加されるようになっている。

このように構成された本実施の形態における現像剤制御ロール１７Ａにおいては、スリーブ１７ａに所定のバイアス電圧を印加することにより、現像装置１８から飛散した現像剤中のトナーの捕獲が可能となると共に、マグロール１７ｂにより、飛散した現像剤中のキャリアの捕獲が可能となる。

そして、捕獲したトナーは、装置待機時等に、現像剤制御ロール１７Ａに逆バイアス電圧を印加することによって、感光ドラム１２を経て現像装置１８により回収される。

また、捕獲したキャリアを回収する際には、装置待機時等に、例えば、現像剤制御ロール１７Ａの表面速度を、現像装置１８の現像剤ロール１８ａの表面速度よりも遅く設定することにより、現像剤制御ロール１７Ａ上のキャリアに電荷が注入され、感光ドラム１２を経て現像装置１８により回収される。

このように構成した現像剤制御ロール１７Ａにおいては、現像装置１８からＬＥＤプリントヘッド１６へと向かう現像剤流Ｆｃの流れを、ＬＥＤプリントヘッド１６の下方へ導くと共に、積極的に現像剤中のトナー及びキャリアを捕獲し、さらに、捕獲したトナー及びキャリアを装置待機時等に、現像装置１８により回収することが可能となる。

なお、本実施の形態における現像剤制御ロール１７，１７Ａは、ＬＥＤプリントヘッド１６と現像装置１８との間の領域に配設することにより、現像装置１８側からＬＥＤプリントヘッド１６の先端部へ向かう現像剤流Ｆｃの流れを制御しているが、この現像剤制御ロールを、帯電装置１４とＬＥＤプリントヘッド１６との間の領域に、その回転方向を逆にして配設し、帯電装置１４側からＬＥＤプリントヘッド１６の先端部へと向かう現像剤流をＬＥＤプリントヘッド１６の下方へと導くように構成してもよい。

次に、本実施の形態に係る画像形成装置を用いて、ＬＥＤプリントヘッド１６への現像剤の付着防止効果を検証評価した結果を実施例２として以下に示す。

まず、検証内容としては、（１）従来構成の画像形成装置と、（２）本実施の形態に係る現像剤制御ロール１７（気流発生手段）を備えた画像形成装置と、（３）本実施の形態に係る現像剤制御ロール１７Ａ（気流発生手段＋電磁界発生手段）を備えた画像形成装置とについて、プリント枚数とレンズ面のトナー付着個数との関係を比較評価した。なお、設定条件としては、以下のように設定した。
［現像剤制御ロール１７］
・感光ドラム１２の表面速度：１００［ｍｍ／ｓ］
・現像剤制御ロール１７の表面速度：１１０［ｍｍ／ｓ］
・感光ドラム１２とＬＥＤプリントヘッド１６との対向距離：２．５［ｍｍ］
・感光ドラム１２と現像装置１８との対向距離：０．４［ｍｍ］
［現像剤制御ロール１７Ａ］
・感光ドラム１２の表面帯電電位：−７２０［Ｖ］
・感光ドラム１２の露光後電位：−３００［Ｖ］
・現像剤制御ロール１７Ａのバイアス電位：＋５００［Ｖ］

なお、回転速度等の他の条件は、現像剤制御ロール１７と同様な条件で実施した。

上述のような設定条件の下、ＬＥＤプリントヘッド１６のレンズ面におけるトナー付着量を観測した結果、１レンズ当りトナー粒が１００個付着すると、形成画像に白筋が発生した。連続プリント枚数を１００枚（Ａ４）で実施した検証結果を図１０に示す。

図１０に示されるように、（１）従来構成の画像形成装置においては、約３０ｋＰＶで、トナー付着量が５０個程度となることが理解される。

これに対して、（２）本実施の形態に係る現像剤制御ロール１７（気流発生手段）を備えた画像形成装置においては、同様のプリント枚数（約３０ｋＰＶ）で、トナー付着量が２５個程度であり、従来に比べてトナー付着量を半減できることが理解される。すなわち、簡易な気流発生手段１７により、従来に比し、十分なトナー付着量の低減効果が得られることが分かる。なお、現像剤制御ロール１７Ａに印加する電圧はＡＣでもよい。

さらに、（３）本実施の形態に係る現像剤制御ロール１７Ａ（気流発生手段＋電磁界発生手段）を備えた画像形成装置においては、同様のプリント枚数（約３０ｋＰＶ）で、トナー付着量が１０個程度であり、簡易な構成の気流発生手段、かつ、電磁界発生手段である現像剤制御ロール１７Ａにより、より一層のトナー付着量の低減効果が得られ、従来に比べて大幅にレンズ面の汚れ（トナー付着量）を防止できることが理解される。

以上により、本実施の形態に係る画像形成装置によれば、従来の画像形成装置に比し、ＬＥＤプリントヘッド１６のレンズ面のクリーニングをほとんど実施しなくても、良好な画像が得られることが検証できた。

本発明に係る画像形成装置を示す概略構成図である。 本発明に係る画像形成ユニット内の現像剤の流れを説明するための図である。 本発明に係る現像剤流制御手段の第一の実施形態を説明するための模式図である。 感光体とＬＥＤプリントヘッドとの距離と、感光体の表面速度との相関関係を白筋発生に関して測定した図である。 感光体とＬＥＤプリントヘッドとの距離と、ＬＥＤプリントヘッドと現像装置との距離との相関関係を白筋発生に関して測定した図である。 本発明に係る現像剤流制御手段の第一の実施形態の変形例を示す模式図である。 本発明に係る現像剤流制御手段の第一の実施形態の他の変形例を示す模式図である。 プリント枚数とトナー付着個数に関して、従来例と本発明の第一の実施形態とを比較測定した結果を示す図である。 本発明に係る現像剤流制御手段の第２の実施形態を示す模式図であり、（ａ）は、空気流発生手段の例を示し、（ｂ）は、空気流発生手段＋電磁界発生手段の例を示す図である。 プリント枚数とトナー付着個数に関して、従来例と本発明の第二の実施形態とを比較測定した結果を示す図である。

符号の説明

１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ：画像形成ユニット、１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋ：感光ドラム、１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋ：帯電装置、１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋ：ＬＥＤプリントヘッド、１６ａ：カバー部材、１６ｂ：突起部、１７，１７Ａ：現像剤制御ロール、１７ａ：スリーブ、１７ｂ：マグロール、１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋ：現像装置、１９Ｙ，１９Ｍ，１９Ｃ，１９Ｋ：一次転写装置、２０：中間転写ベルト、２１，２２：張架ロール、２４：二次転写装置、２４ａ：バックアップロール、２４ｂ：二次転写ロール、３０：給紙ユニット、３０ａ：給紙ロール、５０：定着装置、Ｆｃ，Ｆｔ：現像剤流、Ｐ：記録シート

Claims (8)

1. 表面に静電潜像が形成される感光体と、この感光体を所定の電位に帯電する帯電装置と、該感光体に静電潜像を形成するＬＥＤプリントヘッドと、感光体上に形成された静電潜像にトナーを転移させて可視像化する現像装置とを備える画像形成装置において、
   前記ＬＥＤプリントヘッドは、前記感光体の下方に配設されていると共に、
   前記感光体近傍に飛散し、前記現像装置側からＬＥＤプリントヘッド側へと向かう現像剤の流れを該ＬＥＤプリントヘッドの下方へ導くように制御する現像剤流制御手段を備えていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記現像剤流制御手段は、前記感光体表面の回転速度Ｖ[ｍｍ／ｓ]と、感光体とＬＥＤプリントヘッドとの対向距離Ｌ[ｍｍ]とが、Ｌ≦（√Ｖ）／７の関係を満たすことにより構成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記現像剤流制御手段は、前記感光体とＬＥＤプリントヘッドとの対向距離Ｌ[ｍｍ]と、前記ＬＥＤプリントヘッドと現像装置との対向距離Ｓとが、Ｌ≦Ｓの関係を満たすことにより構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記ＬＥＤプリントヘッドは、前記感光体と対向する先端に透明なカバー部材を備えていることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
5. 前記ＬＥＤプリントヘッドは、前記現像装置側の先端に前記感光体と対向するように突出した突起部を備えていることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
6. 前記現像剤流制御手段は、前記感光体の軸方向に延在し、前記ＬＥＤプリントヘッドと現像装置との間に配置された回転体であり、該回転体は、前記感光体の回転方向と逆方向に回転すると共に、感光体の表面速度よりも速い表面速度で回転するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
7. 前記回転体と前記感光体との対向距離は、前記現像装置と前記感光体との対向距離よりも短く設定されていることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記回転体は、その表面が絶縁性あるいは半導電性膜で被覆されていると共に、その内部には複数の磁極を備え、トナー及びキャリアを捕集することを特徴とする請求項６又は７に記載の画像形成装置。

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