JP2007025102A - 光除電装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】感光体の表面を傷つけたり、発光部の損傷を誘発することなく安全に、安定した光量を感光体表面に照射して所望の電荷消去処理を行え、その割りには安価に済む光除電装置及びそれを搭載した画像形成装置を提供する。
【解決手段】感光体１表面の電荷を発光部６１からの光照射により消去する画像形成装置の光除電装置であり、発光部６１の周囲を覆う、光透過性の筒状部材６２を含んでおり、筒状部材６２は発光部６１の周囲を回動可能である光除電装置６、及びこれを搭載した画像形成装置。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ機、これらのうち２以上を組み合わせた複合機等の画像形成装置に採用可能の光除電装置及び画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置では、一般的には、回転駆動される感光体の表面を帯電装置で帯電させ、該帯電域に露光装置から、形成しようとする画像に応じた露光を施して静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置により現像して可視トナー像を形成し、該可視トナー像を被転写体に転写する画像形成処理を実施できる。

かかる画像形成装置は、モノクロ画像形成装置と２色以上のトナーを用いて画像形成できるカラー画像形成装置（代表的なものはフルカラー画像形成装置）に大別できる。
モノクロ画像形成装置では、感光体上に形成されるトナー像は、通常、転写装置により直接、被転写体である記録媒体上に転写され、定着される。転写後、感光体上に残留する不要な電荷は、イレーサにより消去され、次の画像形成に備えられる。

カラー画像形成装置としては、所謂４サイクル型カラー画像形成装置やタンデム型カラー画像形成装置が知られている。
４サイクル型カラー画像形成装置は、一般的には、感光体表面を帯電させ、その帯電域に画像露光を施して静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置で現像してトナー像を形成する。かかるトナー像形成においては、互いに異なる色のトナーを収容した複数の現像器を順次用いて、順次異なる色のトナー像を感光体上に形成する。さらに、感光体上に形成されるトナー像を、１次転写装置を用いて順次、重ねて中間転写部材上に１次転写し、かくして形成される中間転写部材上の多重トナー像を２次転写装置で記録媒体に２次転写し、定着させて、カラー画像を得る。

タンデム型のカラー画像形成装置では、一般的には、感光体の表面を帯電させる帯電装置、画像露光装置、感光体上の静電潜像を現像する現像器等を含む画像形成部が、トナーの色に応じて複数、中間転写部材に沿って順次配置されており、各画像形成部において感光体上に形成されるトナー像は、１次転写装置により中間転写部材に重ねて１次転写され、該中間転写部材上の多重トナー像が２次転写装置により記録媒体に２次転写され、定着される。

４サイクル型カラー画像形成装置であれ、タンデム型カラー画像形成装置であれ、１次転写後、感光体上に残留する不要な電荷はイレーサにより消去される。

モノクロ画像形成装置、カラー画像形成装置のいずれにおいても、感光体上の残留電荷を消去するイレーサとしては、感光体表面の電荷を発光部からの光照射により消去する光除電装置が広く採用されている。

しかし、感光体に臨設される、かかる光除電装置は、使用を重ねるうちに、同じく感光体に臨設された現像装置から飛散するトナーや、画像形成装置内に飛散しているトナーが次第に発光部等に付着して汚染される。かかる汚染が進むと、感光体上の残留電荷消去に要求される感光体露光量が次第に不足し、除電効果が次第に低下する。

この点、特開昭６２−１１８３７１号公報は、クリーニング部材を備えた光除電装置を開示している。この光除電装置は、光を感光体に向けて照射する発光部を覆うように弾性を有するシート状の薄い透明板を設け、それを感光体の表面に接触させることで、トナーがその発光部のＬＥＤ発光体アレイに付着しないようにしている。

感光体の表面にトナーが付着していてそれがその透明板の位置に達した場合には、その透明板は回転する感光体の表面にそれ自身の持つ弾性力によって接触しているため、セルフクリーニングの状態でその光照射面が清掃されてトナーによる汚れが防止される。

また、特開平５−６１３８９号公報には、発光部を移動可能に支持し、その発光部を感光体表面に光を照射するイレース位置とそこから後退した退避位置とに移動させる駆動機構を設けるとともに、発光部が退避位置へ移動したときに、その光照射面をクリーニングするクリーニング部材を設けた光除電装置を開示している。

かかる駆動機構の駆動源には、電磁ソレノイドと、該ソレノイドによる力の作用方向に対抗する方向に付勢力を作用させる戻しスプリングとを採用しており、それにより発光部の光照射面にトナーが付着することによって生じる各種不具合の発生を防止するようにしている。

特開昭６２−１１８３７１号公報 特開平５−６１３８９号公報

しかしながら、特開昭６２−１１８３７１号公報に記載されている、発光部を覆い、感光体に接触配置される透明板を備えた光除電装置では、トナーの光照射面への付着は防止できるが、透明板を直接感光体の表面に接触させるため感光体の表面を傷つけてしまう恐れがあり、実際の使用については不安がある。

また、特開平５−６１３８９号公報に記載されているように、発光部をイレース位置とクリーニング位置間で移動させる機構を採用する場合においては、光照射面のトナ一等による汚れの清掃は可能であるが、少なくとも画像印字幅以上の長さを有するライン状の発光素子からなる発光部に対して、その片側端部にソレノイドと戻しスプリングの力を作用させる機構は、その発光部の剛性によっては、他端部すなわち非駆動側端部にて所望の移動量を実現できない恐れがあるとともに、発光素子自体に歪みに伴う損傷を生じさせる恐れがあり、実際の使用については不安がある。

その対策として、発光部の両端にソレノイドと戻しスプリングを設ける、或いは発光素子部自体の剛性を上げる手段を講じると、それだけ高価についてしまう。

そこで本発明は、感光体表面の電荷を発光部からの光照射により消去する画像形成装置の光除電装置であって、感光体の表面を傷つけたり、発光部の損傷を誘発することなく安全に、安定した光量を感光体表面に照射して所望の電荷消去処理を行え、その割りには安価に済む光除電装置を提供することを第１の課題とする。
本発明は、感光体表面の電荷の消去処理を安定的に行うことができ、それだけ良好な画像を形成できる画像形成装置を提供することを第２の課題とする。

本発明は前記第１の課題を解決するため、
感光体表面の電荷を発光部からの光照射により消去する画像形成装置の光除電装置であり、前記発光部の周囲を覆う、光透過性の筒状部材を含んでおり、該筒状部材は該発光部の周囲を回動可能である光除電装置を提供する。
また、本発明は前記第２の課題を解決するため、かかる光除電装置を備えた画像形成装置を提供する。

本発明に係る光除電装置は、画像形成装置に採用して、例えば、感光体から被転写体へのトナー像の転写後、該感光体表面に残留する不要な電荷を消去することに利用できる。 本発明に係る光除電装置によると、発光部は、その周囲が、回動可能の光透過性筒状部材により覆われているので、発光部の損傷を誘発することはない。また、発光部周囲を覆っている筒状部材は、感光体に接触配置される必要はないので、感光体を損傷する恐れもない。かくして、安全に発光部から筒状部材を通して感光体表面に電荷消去のための光照射を行える。

また、発光部から筒状部材を通して感光体表面へ光照射する光路に位置する該筒状部材の部分が飛散トナー等により汚染されると、該筒状部材を回動させて、汚染されていない筒状部材の部分を該光路に配置することができ、それにより安定した光量を感光体表面に照射して所望の電荷消去処理を行える。

かかる筒状部材は、前記従来の電磁ソレノイド及び戻しスプリングを含む機構と比べると安価に済み、ひいては、光除電装置をそれだけ安価に提供できる。

かかる光透過性の筒状部材としては、円筒形態の部材や、巻き掛け部材に巻き掛け張設されて回転駆動される無端ベルト形態の部材を例示できる。

光透過性の筒状部材の外表面へのトナー付着を抑制するために、該筒状部材は、それを通しての発光部から感光体への光照射のための窓部を有する遮蔽部材により感光体から遮蔽されていてもよい。

また、筒状部材の外周面を摺擦清掃する、クリーニングブラシ、クリーニングブレード等のクリーニング部材を設けてもよい。
筒状部材は、それを通して発光部から感光体へ照射される光による感光体露光量を感光体回転軸線方向にける各部について平準化する手段を含んでいてもよい。かかる平準化手段としては、サンドブラスト処理等による筒状部材表面の光拡散処理面や、発光部における発光素子（例えば発光ダイオードＬＥＤ）に対応する筒状部材部分表面の帯状の光拡散処理面等を例示できる。

筒状部材は、駆動部により回動駆動させてもよいし、手動操作部により手動回動させることができるようにしてもよい。これら双方を採用してもよい。

筒状部材を駆動部により回動駆動する場合、該筒状部材を予め定めたタイミングで予め定めた角度回動させるように該駆動部を制御する制御部を設けてもよい。かかる「予め定めたタイミング」としては、５分毎、１０分毎というような所定時間毎や、画像形成枚数が所定枚数に達する毎等を例示できる。

また、筒状部材を通して発光部から感光体へ照射される光の光量を検出するセンサを設け、該センサにて筒状部材の汚染の程度を検出し、その汚染の程度に応じて筒状部材を回動させて、汚染されていない筒状部材の部分を感光体への光照射光路に配置できるようにしてもよい。

筒状部材を駆動部により回動駆動するようにするとともに前記センサを設ける場合、該センサにて検出される光量に応じて、筒状部材を予め定めた角度回動させるように該駆動部を制御する制御部を設けてもよい。

筒状部材を駆動部により回動駆動する場合、画像形成装置の予め定めておいた動作に連動して該筒状部材を予め定めた角度回動させるように該駆動部を制御する制御部を設けてもよい。ここで「画像形成装置の予め定めておいた動作」とは、例えば、画像形成装置内の部品やエレメントを交換する際に画像形成装置の外装カバーを開閉する動作」等である。

本発明に係る画像形成装置によると、かかる本発明に係る光除電装置を備えることで、感光体表面の電荷の消去処理を安定的に行うことができ、それだけ良好な画像を形成できる。

以上説明したように本発明によると、感光体表面の電荷を発光部からの光照射により消去する画像形成装置の光除電装置であって、感光体の表面を傷つけたり、発光部の損傷を誘発することなく安全に、安定した光量を感光体表面に照射して所望の電荷消去処理を行え、その割りには安価に済む光除電装置を提供することができる。
また、本発明によると、かかる光除電装置を備えることで、感光体表面の電荷の消去処理を安定的に行うことができ、それだけ良好な画像を形成できる画像形成装置を提供できる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る画像形成装置例の構成の概略を示す図である。
この画像形成装置は、モノクロ画像を形成するプリンタであり、ドラム型の感光体１を備えている。感光体１の周囲には、帯電装置２、画像露光装置３、現像装置４、転写装置５、光除電装置６及びクリーナ７がこの順序で配置されている。

図２は、この画像形成装置の制御回路の概略を示すブロック図である。図２に示すように、制御回路は画像形成装置全体の動作を制御する制御部Ｃｏｎｔを含んでおり、制御部Ｃｏｎｔには操作パネル等が接続されている。操作パネルは、画像形成の開始を指示するプリンキ開始キー、画像形成枚数等を指定するテンキー等を有しているとともに、制御部Ｃｏｎｔからの情報を表示するディスプレイ等も有している。

制御部Ｃｏｎｔには、感光体１の駆動モータ、帯電装置２へ帯電電圧を印加する電源、画像露光装置３、現像装置４の駆動モータ及び現像バイアス電源、転写装置５へ転写バイアス電圧を印加する転写バイアス電源、光除電装置６等が接続されており、これらはそれぞれ制御部Ｃｏｎｔの指示のもとに所定のタイミングで所定の動作をする。従って、制御部Ｃｏｎｔには光除電装置６の制御部も含まれている。
なお、図２に破線で示す「センサ６９」については後ほど説明する。

この画像形成装置によると、制御部Ｃｏｎｔの指示のもとに次のように画像形成が実施される。すなわち、感光体駆動モータにて図上時計方向まわりに回転駆動される感光体１の表面が、帯電装置電源から帯電電圧が印加される帯電装置２により所定電位に一様に帯電され、該帯電域に図示省略のコンピュータ等から画像情報が提供される画像露光装置３にて画像露光が施され、静電潜像が形成される。該静電潜像は現像バイアス電源からバイアス電圧を印加された現像装置４にて現像され、可視トナーとなる。

一方、図省略の記録媒体供給部から記録紙等の記録媒体Ｓが、感光体１と転写装置５との間に、感光体１上のトナー像位置に合わせて送り込まれ、かくして、感光体１上のトナー像は、転写バイアス電源から転写バイアス電圧を印加された転写装置５にて記録媒体Ｓ上に転写され、さらに、図示省略の定着装置にて該記録媒体Ｓ上に定着される。

転写後、感光体１上に残留する不要な電荷は、光除電装置６により消去され、転写残トナー等はクリーナ７にて除去清掃される。
ここでの光除電装置６は本発明に係る光除電装置の一例であり、図３は該光除電装置６の斜視図である。

光除電装置６は、図１及び図３に示すように、発光ダイオード（ＬＥＤ）６１１を配列したＬＥＤアレイを基板６１０上に設けた発光部６１と、その周囲を覆う、光透過性を有する円筒部材６２を含んでいる。なお、発光部６１は、ＬＥＤではなくランプ等の他の光源を利用したもの等でもよい。

円筒部材６２は、それには限定されないが、本例では、少なくとも円筒部分が透明なアクリル樹脂から形成され、さらにその表面がサンドブラスト処理等により光拡散面とされた光透過性の部材である。円筒部材６２は、その両端を閉じる部材に突設した軸６２１で図示省略の軸受け装置に回転可能に支持されており、片方の軸６２１に連結されたモータ６３にて、図１上時計方向に回転駆動することができる。

なお、モータ６３に代えて、図３に破線で示すように、円筒部材６２を手動回動させるための手動操作部を設けてもよい。また、モータ６３等の駆動部と手動操作部の双方を設けてもよい。

また、円筒部材６２の表周面を全面的に光拡散処理することに代えて、図４に示すように、発光部６１における発光素子６１１に対応する円筒部材６２の部分の表面に帯状の光拡散処理面６２２を形成してもよい。

円筒部材６２に光拡散処理を全く施さないときには、発光部６１には複数の発光素子６１１がライン状に配列されていることによる発光部長手方向の露光リップル故に、図５（Ａ）に模式的に示すように、感光体１の回転軸線方向において露光ムラが生じ、その程度によっては、無視できない場合もあり得るところ、例えば図３や図４に示すように、光拡散処理を施すことで、図５（Ｂ）に模式的に示すように、感光体１の回転軸線方向各部における露光量が平準化される。

図１に示すように、円筒部材６２の外周面にはクリーニング部材６５が接触配置されており、その下方には、円筒部材６２表面から該部材で除去されて落下するトナー等を受ける受皿６６が配置されている。クリーニング部材６５は本例では、クリーニングブラシであるが、ブラシに代えて、図６に例示する弾性ゴム等からなるクリーニングブレード６６や、所謂モルトプレーンなどの発泡材からなる弾性を有する部材なども採用可能である。

この光除電装置６によると、感光体１表面の、トナー像転写後の不要な残留電荷を消去可能なタイミングで、制御部Ｃｏｎｔの指示のもとに、発光部６１がオンすることで、発光部６１から出射された光が光透過性円筒部材６２を通過して感光体１の表面に照射され、それにより感光体１上の、トナー像転写後の残留電荷が消去される。

発光部６１は、その周囲が、光透過性円筒部材６２により覆われているので、発光部６１の損傷を誘発する恐れがない状態で、飛散トナー等の発光部６１への直接付着を防止してその汚染を防止できる。また、発光部周囲を覆っている円筒部材６２は、感光体１から離間されて配置されているので、感光体１を損傷する恐れもない。かくして、安全に発光部６１から円筒部材６２を通して感光体１表面に電荷消去のための光照射を行える。

また、発光部１から円筒部材６２を通して感光体１表面へ光照射する光路に位置する該円筒部材の部分が飛散トナー等により汚染されると、制御部Ｃｏｎｔの指示のもとに円筒部材６２をモータ６３で所定角度回動させて、汚染されていない円筒部材の部分を該光路に配置することができ、それにより安定した光量を感光体１表面に照射して所望の電荷消去処理を行える。

そして、本例では、クリーニング部材６５が円筒部材６２に接触配置されているので、円筒部材６２表面に付着したトナー等は、円筒部材６２の回動に伴って該クリーニング部材で清掃除去される。
かかる円筒部材６２等は比較的安価に済み、ひいては、光除電装置６全体としてもそれだけ安価に済む。

制御部Ｃｏｎｔが、モータ６３に円筒部材６２を回動させるタイミングとしては、予め定めたとき（例えば画像形成装置への電源投入時や操作パネルによるプリント開始指示時等）から５分毎、１０分毎というような所定時間毎で、且つ、画像形成に支障のないタイミングや、画像形成枚数が所定枚数に達する毎等を例示できる。また、画像形成装置の予め定めておいた動作に連動するタイミング、例えば、画像形成装置内の部品やエレメントを交換する際に画像形成装置の図示省略の外装カバーを開閉する動作に連動するタイミングも例示できる。
図３や図４に破線で例示するような手動操作部６４を設けるときには、ユーザーやサービスマン等が手動で円筒部材６２を回動させることもできる。

円筒部材６２の外表面へのトナー等の付着を抑制するために、図７に例示するように、円筒部材６２は、それを通しての発光部６１から感光体１への光照射のための窓部（本例では開口窓部）６８１を有する遮蔽部材６８により感光体１から遮蔽してもよい。

図８に例示するように、筒状部材６２を通して発光部６１から感光体１へ照射される光の光量を検出するセンサ６９を設け、該センサにて、筒状部材６２の汚染の程度に応じた光量を検出し、その情報を制御部Ｃｏｎｔに入力し（図２参照）、制御部Ｃｏｎｔが、該汚染の程度に応じて（例えば検出光量が予め定めた光量を下まわってきたとき）、モータ６３に筒状部材６２を予め定めた角度回動させるようにしてもよい。

センサ６９は、感光体１の光除電に支障がないのであれば、発光部６１から感光体１への光路中に固定配置したままでもよいが、支障がある場合には、センサ６９を光路中の検出位置とそこから後退した位置との間に往復駆動させる機構を設け、該機構動作を制御部Ｃｏｎｔで制御することで、光量検出時に、センサ６９を検出位置に配置するようにしてもよい。

図１に示す画像形成装置では、発光部６１の周囲を覆う筒状部材として円筒部材６２を採用した光除電装置６を採用したが、光除電装置はそれに限定されるものではなく、例えば、図９の画像形成装置に示す光除電装置６０等も採用可能である。図９の画像形成装置は光除電装置６０を除けば、他の点は図１の装置と実質上同構造、作用を示すものであり、図１の装置と同じ部分、部品には図１と同じ参照符号を付してある。

図９に示す光除電装置６０は、発光部６１の周囲を覆う筒状部材として、光透過性を有する無端ベルト６０２を採用したものである。ベルト６０２はローラＲ１、Ｒ２に巻き掛けられており、ローラＲ２を図示省略の駆動部（モータ等）にて回転させることで、図上時計方向に回転可能である。ベルト６０２にはクリーニン部材６０５が接触配置されており、その下方にトナー等の受皿６０６を配置してある。

かかる光除電装置６０によっても、前記光除電装置６と同様に、感光体１の残留電荷を消去できる。この光除電装置６０についても、ベルト６０２に光拡散処理を施すことが可能であり、また、ベルト６０２を、それを通しての発光部６１から感光体１への光照射のための窓部を有する遮蔽部材（図示省略）により感光体１から遮蔽してもよい。
図８に示すような光量検出センサを採用することも可能である。

以上説明した画像形成装置はモノクロ画像形成装置であったが、本発明は、カラー画像形成装置にも適用可能である。

本発明は、感光体表面の電荷を発光部からの光照射により消去する画像形成装置の光除電装置であって、感光体の表面を傷つけたり、発光部の損傷を誘発することなく安全に、安定した光量を感光体表面に照射して所望の電荷消去処理を行え、その割りには安価に済む光除電装置を提供することに利用でき、また、かかる光除電装置を備えることで、感光体表面の電荷の消去処理を安定的に行うことができ、それだけ良好な画像を形成できる画像形成装置を提供することに利用できる。

本発明に係る画像形成装置例の構成の概略を示す図である。 図１の装置の制御回路の概略を示すブロック図である。 図１の画像形成装置における光除電装置の一部の斜視図である。 図３の光除電装置における円筒部材の他の例を示す斜視図である。 円筒部材の光拡散処理の有無による感光体回転軸線方向における露光ムラを示す図である。 円筒部材のクリーニング部材の他の例を示す図である。 円筒部材の遮蔽部材の例を示す図である。 円筒部材に対し光量検出センサを配置する例を示す図である。 本発明に係る画像形成装置の他の例の構成の概略を示す図である。

符号の説明

１ 感光体
２ 帯電装置
３ 画像露光装置
４ 現像装置
５ 転写装置
６ 光除電装置
６１ 発光部
６１０ 発光部基板
６１１ 発光素子
６２ 円筒部材
６２１ 円筒部材の軸
６２２ 帯状の光拡散処理面
６３ モータ
６４ 手動操作部
６５ クリーニングブラシ
６６ 受皿
６７ クリーニングブレード
６８ 遮蔽部材
６８１ 遮蔽部材の開口窓部
６９ 光量検出センサ
６０ 光除電装置
６０２ 無端ベルト
Ｒ１、Ｒ２ ベルト巻き掛けローラ
６０５ クリーニング部材
６０６ 受皿

Claims (10)

1. 感光体表面の電荷を発光部からの光照射により消去する画像形成装置の光除電装置であり、前記発光部の周囲を覆う、光透過性の筒状部材を含んでおり、該筒状部材は該発光部の周囲を回動可能であることを特徴とする光除電装置。
2. 前記光透過性の筒状部材は、該筒状部材を通しての前記発光部から前記感光体への光照射のための窓部を有する遮蔽部材により該感光体から遮蔽されている請求項１記載の光除電装置。
3. 前記筒状部材の外周面を摺擦清掃するクリーニング部材を含んでいる請求項１又は２記載の光除電装置。
4. 前記筒状部材は、該筒状部材を通して前記発光部から前記感光体へ照射される光による該感光体露光量を該感光体の回転軸線方向における各部について平準化する手段を含んでいる請求項１、２又は３記載の光除電装置。
5. 前記筒状部材を回動駆動する駆動部を有している請求項１から４のいずれかに記載の光除電装置。
6. 前記筒状部材を予め定めたタイミングで予め定めた角度回動させるように前記駆動部を制御する制御部を有している請求項５記載の光除電装置。
7. 前記筒状部材を通して前記発光部から前記感光体へ照射される光の光量を検出するセンサを含んでいるとともに、該センサにて検出される光量に応じて、前記筒状部材を予め定めた角度回動させるように前記駆動部を制御する制御部を有している請求項５記載の光除電装置。
8. 画像形成装置の予め定めておいた動作に連動して前記筒状部材を予め定めた角度回動させるように前記駆動部を制御する制御部を有している請求項５記載の光除電装置。
9. 前記筒状部材を手動回動させる手動操作部を有している請求項１から８のいずれかに記載の光除電装置。
10. 請求項１から９のいずれかに記載の光除電装置を備えた画像形成装置。