JP2006317732A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光線射出窓の汚染による画質劣化に対応できる構成とした画像形成装置を提供すること。
【解決手段】 像担持体の周囲に帯電手段、光走査装置を用いた露光手段、現像手段、転写手段を配した画像形成ステーションを少なくとも１つ以上設け、その画像形成ステーションで形成されたトナー像を転写媒体に転写させる画像形成装置において、光走査装置２０の光線射出窓６から感光体５に向けて射出された光線が通過する空間の気流５７、５８が感光体軸方向に流れており、当該気流の下流側５８に、（ａ）の特性で示した感光体５の軸方向感度分布の高感度側が来るように感光体５が配置されている。このようにして、（ｄ）のような光量の経時低下の影響を打ち消して画質劣化を抑制する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光線出射窓の汚染に起因する画像の濃淡むらや色むらの発生を抑制した画像形成装置に関するものである。

プリンターなどの画像形成装置においては、光走査装置として、例えば、回転多面鏡等の光偏向反射鏡に入射させる光ビームと、光偏向反射鏡から反射された偏向光ビームとがミラーによって折り返される形式のものが知られている。
この光走査装置には、像担持体のような被走査面に光線を出射する窓が設けられている。

図５は、このような光走査装置を有する画像形成装置の例を示す説明図で、（ａ）は概略の正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は他の構成を示す概略の正面図である。図５（ａ）、（ｂ）において、５は感光体、６は光線出射窓、１６は偏光光ビーム、１７は走査線、２０は光走査装置、５２はダクト、５３は気流の吸出しファン、５５は感光体５に付着した不要のトナーを回収するクリーナ、５７は光線出射窓６の周辺を流通する気流の流入側、５８は気流の流出側である。

電子写真プロセスにおいて、光走査装置から感光体向けて射出された書き込み光線が通過する空間は、感光体５、図示を省略している帯電器や現像器と近接しており、オゾン対策、飛散トナー対策のために気流を発生させることがある。図５（ａ）に示されているような吸出しファン５３を動作させて、ダクト５２を通して光線射出窓６の周辺に空気を流し、フィルターを通す等の処理を行なう。このように、吸出しファン５３は周辺を流れる気流の下流側に設けられて、光線射出窓６の周辺の気流を吸出す機能を有している。

図５（ｃ）は、吸出しファン５３に代えて吹込みファン５４を用いた例を示している。吹込みファン５４は、光線射出窓６の周辺を流れる気流の上流側に設けられて、光線射出窓６の周辺に気流を吹込む機能を有している。オゾン対策として、吸出しファン５３、吹込みファン５４のいずれを用いるかは、画像形成装置の部品配置のスペースなどを考慮して任意に選択できる。

画像形成装置が動作する場合には、飛散トナー等の微小な粉塵により、光走査装置２０の光線射出窓６は、経時的に汚れが発生し、感光体５へ届く光パワーの低下が起こる。吸出しファン５３、または吹込みファン５４を動作させると、飛散トナー等の微小な粉塵がこの気流にのって光線射出窓６に付着し、感光体５へ届く光量（光パワー）の低下が起こる。光パワーが低下すると、画像濃度が濃くなり濃度ムラが発生する。

図６は、このような光線射出窓の汚染に伴う光量低下の状況を示す説明図である。図６（ａ）は図５（ｃ）に対応している。図６（ｂ）は光線射出窓６の汚染の経時変化を示す特性図で、ＣＨ方向は汚染の度合いが大きく、ＣＬ方向は汚染の度合いが小さい。１８は像高を示している。図６（ｃ）は光線射出窓６の汚染に伴う光量の経時変化を示す特性図で、ＶＨ方向は光量が高く、ＶＬ方向は光量が低い。また、破線Ｖｘは初期光量分布、Ｖｙは経時後光量分布を示している。図６に示されているように、光線射出窓６の周辺を流通する気流の下流側で汚染の度合いが大きく、光量が低下している。次に、その理由について説明する。

図６（ａ）において、感光体５のクリーナをすり抜けたトナーなどの微紛が感光体５の表面に付着しながら、オゾン対策等の目的で設けられたダクト５２内に侵入し、ダクト５２内の気流に乗って下流に運ばれる。ダクト５２内の微紛が光線射出窓６に付着し汚染されると、光量が低下する。特に、気流の下流側で汚染物質密度が上がり光線射出窓６の汚染が進みやすい。すなわち、図６（ｃ）に示されているように、光線射出窓６に対する気流の下流側Ａｘは上流側Ａｙと比較すると、経時的な光量の低下が大きくなっている。

前記したような気流が感光体軸方向に発生した場合には、特に気流の下流側で光走査装置の光線射出窓の汚れが顕著になり、感光体軸方向に書き込み光量の変動が生じ、印字画像の濃度ムラを引き起こすことになる。しかしながら、従来の画像形成装置においては、前記したような光線射出窓の汚染に起因する光量低下の対策が講じられていなかったので、画質劣化に対応できないという問題があった。

本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、光線射出窓の汚染に起因する光量低下による画質劣化を抑制した画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成する本発明の第１の実施形態にかかる画像形成装置は、感光体の周囲に帯電手段、光走査装置を用いた露光手段、現像手段、転写手段を配した画像形成ステーションを少なくとも１つ以上設け、前記画像形成ステーションで形成されたトナー像を転写媒体に転写させる画像形成装置において、
前記光走査装置の光線射出窓から前記感光体に向けて射出された光線が通過する空間の気流が感光体軸方向に流れており、当該気流の下流側に前記感光体の軸方向感度分布の高感度側が来るように前記感光体が配置されていることを特徴とする。

本発明の第２の実施形態にかかる画像形成装置は、感光体の周囲に帯電手段、光走査装置を用いた露光手段、現像手段、転写手段を配した画像形成ステーションを少なくとも１つ以上設け、前記画像形成ステーションで形成されたトナー像を転写媒体に転写させる画像形成装置において、
前記光走査装置の光線射出窓から前記感光体に向けて射出された光線が通過する空間の気流が感光体軸方向に流れており、当該気流の下流側に前記感光体の軸方向膜厚分布の厚い側が来るように前記感光体が配置されていることを特徴とする。

本発明の第３の実施形態にかかる画像形成装置は、感光体の周囲に帯電手段、光走査装置を用いた露光手段、現像手段、転写手段を配した画像形成ステーションを少なくとも１つ以上設け、前記画像形成ステーションで形成されたトナー像を転写媒体に転写させる画像形成装置において、
前記光走査装置の光線射出窓から前記感光体に向けて射出された光線が通過する空間の気流を吸い出すファンが配置されている側に、前記感光体の軸方向感度分布の高感度側が来るように前記感光体が配置されていることを特徴とする。

本発明の第４の実施形態にかかる画像形成装置は、感光体の周囲に帯電手段、光走査装置を用いた露光手段、現像手段、転写手段を配した画像形成ステーションを少なくとも１つ以上設け、前記画像形成ステーションで形成されたトナー像を転写媒体に転写させる画像形成装置において、
前記光走査装置の光線射出窓から前記感光体に向けて射出された光線が通過する空間の気流を吹き込むファンが配置されている側に、前記感光体の軸方向感度分布の低感度側が来るように前記感光体が配置されていることを特徴とする。

本発明においては、光走査装置の光線射出窓から感光体に向けて射出された光線が通過する空間の気流が感光体軸方向に流れており、当該気流の下流側に感光体の軸方向感度分布の高感度側が来るように感光体が配置されている。このような構成により、光線射出窓が汚染されて光量が経時劣化する影響を打ち消して、画質劣化を抑制した画像形成装置を提供することができる。

以下、本発明の実施形態にかかる画像形成装置を説明する。本発明が適用されるプリンターなどの画像形成装置においては、表面に感光層を形成した感光体が用いられる。図２は、このような感光層を形成する例の説明図である。感光体５の感光層は、図２に示すように、容器５６内に収容されている塗液に浸漬するディッピング（浸漬塗布法：ｄｉｐｐｉｎｎｇ）によって形成する。図２において、感光体５２を治具５１で把持し、矢印Ｘで示すように塗液に浸漬して引き上げることによって、感光体５２の表面に感光層５４を形成する。このようにして形成された感光層５４は、感光体上部５３と感光体下部５５とでは、電荷発生層や電荷輸送層などの影響により、１〜２μｍの膜厚偏差が生じる。

例えば、感光体上部５３の膜厚の方が、感光体下部５５の膜厚に比べて１〜２μｍ薄くなる。感光体表面の帯電電位は、感光層の静電容量に反比例する。すなわち、感光体表面の帯電電位は感光層の膜厚に比例し、膜厚が厚い場合に電位が上昇する。したがって、感光体の軸方向（長手方向、すなわち主走査方向）において、露光の際の感度分布が異なることになる。

図３は、感光体５の軸方向における膜厚分布と感度分布との関係を示す説明図である。図３（イ）は感光体５の概略の斜視図、図３（ロ）は正面図、図３（ハ）は側面図である。また、図３（ａ）は膜厚分布の特性図で、横軸は感光体の軸方向位置に対応し、縦軸は膜厚を示している。ＳＨは膜厚が厚い方向、ＳＬは膜厚が薄い方向を示している。図３（ｂ）は感度分布の特性図で、横軸は感光体の軸方向位置に対応し、縦軸は感度を示している。ＦＨは感度が高い方向、ＦＬは感度が低い方向を示している。

図３（ｂ）のＦＸは、感度分布の近時直線である。すなわち、感光体５の感度の変化を直線近似すると、軸方向の一端から他端に向かって、感度が高く（または、低く）なる傾向をもつことがわかる。図３（ｂ）の例では、画像形成範囲Ａの一端Ａａで感度が低く、他端Ａｂで感度が高くなっている。感光体の感度分布は、プリンター印字画像の面内均一性に影響を与えるものである。

本発明の実施形態においては、図３で説明したような感光体５の膜厚と感度との特性に着目し、光線射出窓の汚染に起因する光量低下を感光体の感度で抑制するものである。以下、図１に示された説明図により本発明の実施形態を説明する。図１（ｃ）は、感光体５の軸方向配置に対応した光走査装置２０の光線射出窓６の配置を示す図である。図１（ａ）は図３（ｂ）の感光体の感度分布に相当し、図１（ｂ）は図３（ａ）の感光体の膜厚に相当する。ただし、感光体５の主走査方向（軸方向）に対する特性は、図１（ａ）、（ｂ）と図３（ａ）、（ｂ）では、逆になっている。すなわち、軸方向の感度は左右反転している。

図１（ｄ）は、図６（ｃ）に対応している。このように、図１（ｄ）の光線射出窓６の汚染に伴う光量の経時変化を示す特性図を、図１（ａ）の感光体の感度分布と対応させている。すなわち、感光体５の感度分布が高い側のＡｂに、光線射出窓６の汚染に伴う光量が低下する気流の下流（Ａｘ）側５８がくるように感光体５を配置する。また、感光体５の感度分布が低い側のＡａに、光線射出窓６の汚染に伴う光量が低下しない気流の上流（Ａｙ）側５７がくるように感光体５を配置する。

このような、光線射出窓６に対する気流方向と感光体５との配置関係とすることにより、感光体５の膜厚に起因する感度分布が、光線射出窓６の経時的な汚染による光量低下を打ち消して、感光体５に射出される光量を均一にする。このため、濃度むらを抑制し、色ずれの発生も抑制されるので、印字画質の劣化を防止することができる。

また、図１（ｄ）と図１（ｂ）とを対応させると、気流の下流側５８に感光体５の軸方向膜厚分布の厚い側が来るように感光体５が配置されている。次に、気流の方向とファンとの関係では、図１（ｃ）は、気流５７を吹き込むファン５４が配置されている側に、感光体５の軸方向感度分布の低感度側が来るように感光体５が配置されている。この気流５７を吹き込むファン５４は、図５（ａ）に示した気流５８を吸い出すファン５３と置き換えることができる。この場合には、気流５８を吸い出すファン５３が配置されている側に、感光体５の軸方向感度分布の高感度側が来るように感光体５が配置されることになる。

以上のような本発明による光走査装置は、特に、画像形成装置の汚れやすい環境に配置する場合に特に有効なものである。図４は、本発明による光走査装置を適用するに好適な本発明の電子写真プロセスを用いた画像形成装置（電子写真レーザープリンター）３０の１実施例の全体構成を示す模式的断面図である。

この実施例の画像形成装置３０は、単一の像担持体（感光体ドラム）３１を用い、その像担持体３１の周囲にその回転方向の上流から下流にかけて配設された、単一のコロナ帯電手段からなる帯電手段３２と、像担持体（感光体ドラム）３１の母線方向に繰り返し偏向光ビーム１６を偏向走査させる本発明の光走査装置２０と、イエロー用現像器３３Ｙ、マゼンタ用現像器３３Ｍ、シアン用現像器３３Ｃ、ブラック用現像器３３Ｋを回転中心の周りで回転切り換え可能に配置したロータリー現像装置３４とを配置してなるものである。

このような構成とすることにより、像担持体３１に帯電手段３２によって一様に帯電され、光走査装置２０からの偏向光ビーム１６で露光放電されて形成された静電潜像は、ロータリー現像装置３４の順に選択した何れかの現像器３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃ、３３Ｋでトナー像として現像される。このようにして順に形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、黒の各トナー像は、一次転写部材（転写ローラ）３５に印加される一次転写バイアスにより中間転写ベルト（中間転写媒体）３６上に順次一次転写が繰り返され、中間転写ベルト３６上で順次重ね合わされて、トナー像はフルカラーとなる。

フルカラーとなったトナー像は、二次転写ローラ３７において用紙等の記録媒体Ｐに二次転写され、定着ユニット３８の定着ローラ対を通ることで記録媒体Ｐ上に定着され、排紙ローラ対３９によって、装置上部に形成された排紙トレイ４０上へ排出される。なお、図中、符号４１は給紙ユニットであり、記録媒体Ｐが積層保持されている給紙カセット４２と、給紙カセット４２から記録媒体Ｐを一枚ずつ給送するピックアップローラ４３とからなる給紙部を備えている。本発明の実施形態にかかる画像形成装置は、転写媒体として中間転写媒体を用いる構成としている。

本発明の第１の実施形態にかかる画像形成装置は、図４に示したような、感光体の周囲に帯電手段、光走査装置を用いた露光手段、現像手段、転写手段を配した画像形成ステーションを少なくとも１つ以上設け、前記画像形成ステーションで形成されたトナー像を転写媒体に転写させる画像形成装置において、光走査装置２０の光線射出窓６から感光体５に向けて射出された光線が通過する空間の気流５７、５８が感光体軸方向に流れており、当該気流の下流側５８に感光体５の軸方向感度分布の高感度側が来るように感光体５が配置されている。

本発明の第２の実施形態にかかる画像形成装置は、図４に示したような前記画像形成装置において、光走査装置２０の光線射出窓６から５感光体に向けて射出された光線が通過する空間の気流５７、５８が感光体軸方向に流れており、当該気流の下流側に感光体５の軸方向膜厚分布の厚い側が来るように感光体５が配置されている。

本発明の第３の実施形態にかかる画像形成装置は、図４に示したような前記画像形成装置において、光走査装置２０の光線射出窓６から５感光体に向けて射出された光線が通過する空間の気流５８を吸い出すファン５３が配置されている側に、感光体５の軸方向感度分布の高感度側が来るように感光体５が配置されている。この実施形態は、図５（ａ）の構成が対応する。

本発明の第４の実施形態にかかる画像形成装置は、図４に示したような前記画像形成装置において、光走査装置２０の光線射出窓６から感光体５に向けて射出された光線が通過する空間の気流５７を吹き込むファンが配置されている側に、前記感光体の軸方向感度分布の低感度側が来るように前記感光体が配置されている。この実施形態は、図１、図５（ｃ）の構成が対応する。

以上、本発明の光走査装置とそれを用いた画像形成装置をその原理と実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能である。

本発明の実施形態を示す説明図である。 感光体に感光層を形成する例を示す説明図である。 感光体の膜厚分布と感度分布の例を示す説明図である。 本発明の電子写真プロセスを用いた画像形成装置（電子写真レーザープリンター）の１実施例の全体構成を示す模式的断面図である。 光走査装置の配置例を示す説明図である。 光線射出窓の気流方向に対する汚染度合いと光量の関係を示す説明図である。

符号の説明

５・・・感光体、６・・・光線射出窓、１３・・・走査光学系、１６・・・偏光光ビーム、１７・・・走査線、１８・・・像高、２０・・・光走査装置、３０・・・画像形成装置（電子写真レーザープリンター）、３１・・・像担持体（感光体ドラム）、３２・・・帯電手段、３５・・・一次転写部材（転写ローラ）、３６・・・中間転写ベルト（中間転写媒体）、３７・・・二次転写ローラ、５２・・・ダクト、５３・・・吸出しファン、５４・・・吹込みファン、５５・・・クリーナ、５７，５８・・・気流

Claims (4)

1. 感光体の周囲に帯電手段、光走査装置を用いた露光手段、現像手段、転写手段を配した画像形成ステーションを少なくとも１つ以上設け、前記画像形成ステーションで形成されたトナー像を転写媒体に転写させる画像形成装置において、
   前記光走査装置の光線射出窓から前記感光体に向けて射出された光線が通過する空間の気流が感光体軸方向に流れており、当該気流の下流側に前記感光体の軸方向感度分布の高感度側が来るように前記感光体が配置されていることを特徴とする画像形成装置。
2. 感光体の周囲に帯電手段、光走査装置を用いた露光手段、現像手段、転写手段を配した画像形成ステーションを少なくとも１つ以上設け、前記画像形成ステーションで形成されたトナー像を転写媒体に転写させる画像形成装置において、
   前記光走査装置の光線射出窓から前記感光体に向けて射出された光線が通過する空間の気流が感光体軸方向に流れており、当該気流の下流側に前記感光体の軸方向膜厚分布の厚い側が来るように前記感光体が配置されていることを特徴とする画像形成装置。
3. 感光体の周囲に帯電手段、光走査装置を用いた露光手段、現像手段、転写手段を配した画像形成ステーションを少なくとも１つ以上設け、前記画像形成ステーションで形成されたトナー像を転写媒体に転写させる画像形成装置において、
   前記光走査装置の光線射出窓から前記感光体に向けて射出された光線が通過する空間の気流を吸い出すファンが配置されている側に、前記感光体の軸方向感度分布の高感度側が来るように前記感光体が配置されていることを特徴とする画像形成装置。
4. 感光体の周囲に帯電手段、光走査装置を用いた露光手段、現像手段、転写手段を配した画像形成ステーションを少なくとも１つ以上設け、前記画像形成ステーションで形成されたトナー像を転写媒体に転写させる画像形成装置において、
   前記光走査装置の光線射出窓から前記感光体に向けて射出された光線が通過する空間の気流を吹き込むファンが配置されている側に、前記感光体の軸方向感度分布の低感度側が来るように前記感光体が配置されていることを特徴とする画像形成装置。
   
   

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