JP2009098159A - 画像形成装置及び除電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】均一な光量を射出することの出来る画像形成装置及び除電装置を提供する。
【解決手段】除電装置は、光照射部６４に光反射部６４ｃと導光路６４ｄを有し、前記導光路６４ｄは樹脂によって形成されているとともに、該樹脂中には光拡散微粒子６４ｅが分散配置されている。光入射部６４ａからの直進性の光を光拡散微粒子６４ｅが拡散し、拡散された光は、光反射部６４ｃに反射することによってさらに拡散される。このように充分に拡散された光が光射出部６４ｂから感光体に向けて射出されることによって、均等かつ充分な感光体の除電をすることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置、及びこれに用いる除電装置に関する。

この種の画像形成装置として、感光体を帯電装置により一様に帯電させ、露光装置により潜像を形成し、現像装置により潜像をトナーで可視像化し、転写装置により用紙にトナー像を転写し、定着装置によりトナーを用紙に定着させるものがゼログラフィー方式として周知である。このような画像形成装置において、帯電工程前の感光体表面電位の乱れにより画像にゴースト等が発生する場合がある。このため、転写工程後、帯電工程前に除電装置を設け、感光体を除電することが知られている。

従来の除電装置として、画像形成装置本体もしくは除電装置内に設けられた光源からの光を、円柱状であって軸線が感光体の軸線と平行になるよう設けられた導光路の端部から入射させ、導光路内において、光の進路を感光体の軸方向に対向する方向に変換し、この光を感光体に向けて射出することによって感光体の除電を行っていた。

そして、導光路内において、光の進路を感光体の軸方向から軸に対向する方向に変換する方法として、円柱状の導光路内部に大きさ及び間隔の異なる溝を設けることによって、あるいは導光路に傾斜面を設けることによって、さらには導光路の光入射部に対抗する面に反射部材を設けることによって、導光路の端部から入射された光を前記溝、傾斜面及び反射部材等に反射させ、これによって光の進路を感光体に対向する方向に変換する除電装置が開示されている。

特許第３６５２２４６号公報 特開２００３−２９５７１７号公報 特開平１０−１２３８９７号公報 特開２００２−２７８３９５号公報 特開２００５−２７５１３０号公報 特開２００６−１１３２１６号公報

しかしながら、従来のように導光路の軸方向に溝や傾斜を設けただけでは、軸方向へ直進したまま感光体対向方向に屈折しない光も多量に存在し、光量損失が大きいという問題があった。また、導光路内を光が進行するに連れ、光量が低下するため、感光体方向への均一な光量を確保するためには、導光路に設けられた溝のピッチ及び深さを光の進行方向に向けて徐々に大きくさせる必要があり、形状や位置決めに精度が要求される。

また、光入射部の反対側端面に反射部材を設けただけでは、上記と同じく感光体方向への十分かつ均一な照射は得られず、感光体へのムラのない十分な除電を行うには入射光量を大きくせざるを得なかった。さらに、別部材としての反射部材の設置が必要であり、コスト面でも問題であった。

本発明の目的は、本発明を用いない場合と比較して、充分かつ均一な光量で、感光体の除電を行うことができる画像形成装置及び除電装置を提供することにある。

本発明の第一の特徴とするところは、感光体と、該感光体を除電する除電手段を有し、前記除電手段は、前記感光体に対向して設けられた光照射部を有し、前記光照射部は、導光路本体と該導光路本体に分散配置された光拡散微粒子とを有する画像形成装置にある。

従って、この除電手段によれば、導光路内を直進した光が光拡散微粒子によって多方向に分散し、これによって、感光体に対向する方向の充分かつ均一な光量を光照射部において得ることが出来、もって除電を行うに十分な光量を感光体に照射することができる。

好適には、前記光照射部は、前記導光路本体を被覆する光反射部を有する。

また、好適には、前記光照射部は、前記感光体の軸芯に略平行な軸芯を有する直方体である。

また、好適には、前記光照射部は、前記感光体の軸芯に略平行な軸芯を有する直方体であり、さらに前記感光体に対向する面に凸部が形成されている。

本発明の第二の特徴とするところは、画像形成装置本体と該画像形性装置本体に着脱自在に装着される感光体ユニットとを有し、該感光体ユニットは、感光体と、該感光体を除電する除電装置を有し、前記除電手段は、前記感光体に対向して設けられた光照射部を有し、前記光照射部は、導光路本体と該導光路本体に分散配置された光拡散微粒子とを有する画像形成装置にある。

本発明の第三の特徴とするところは、感光体と、該感光体を除電する除電手段を有し、前記除電手段は、前記感光体に対向して設けられた光照射部を有し、前記光照射部は、導光路本体と該導光路本体に分散配置された光拡散微粒子とを有する除電装置にある。

次に本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
図１において、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置１０が示されている。この画像形成装置１０は、画像形成装置本体１２を有し、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の上部には排紙部１６が形成されている。

給紙装置１４は、用紙トレイ１８を有し、この用紙トレイ１８に多数の用紙が積層される。この用紙トレイ１８の一端上部には、フィードロール２０が配置されていると共に、このフィードロール２０に対向して捌きロール２２が設けられている。用紙トレイ１８の最上位にある用紙がフィードロール２０によりピックアップされ、フィードロール２０と裁きロール２２との協働により用紙が捌かれて搬送される。

用紙トレイ１８から搬送された用紙は、レジストローラ２４により一時停止され、所定のタイミングにより後述する感光体ユニット２６と転写ユニット２８との間及び定着装置３０を通って排紙ローラ３２により排紙部１６へ排出される。

画像形成装置本体１２内には、感光体ユニット２６、転写ユニット２８、電源ユニット３４及び制御部３６が配置されている。感光体ユニット２６には、感光体４０が回転自在に支持されている。各感光体４０の周囲には、感光体４０を一様に帯電する帯電ロールを備えた帯電手段としての帯電装置４２と、各感光体４０に書き込まれた潜像を現像剤（トナー）で現像する現像手段としての現像装置４４と、転写後の感光体４０を除電する除電装置４６と、転写がなされた後に感光体４０に残留する現像剤を除去する現像剤除去手段としてのクリーニング装置４８とを有する。感光体ユニット２６は、４つの感光体４０、帯電装置４２、現像装置４４、除電装置４６及びクリーニング装置４８を一体化したものであり、画像形成装置本体１２に対して着脱自在になっている。

図１では、４つのトナーボックス５０が、感光体ユニット２６の裏面側側方に接続されている。各トナーボックス５０は、マゼンダ、イエロー、シアン及び黒用であり、トナー供給部５２とトナー回収部５４とが一体になって構成されている。トナー供給部５２は現像装置４４に接続されて各色のトナーを現像装置４４に供給し、トナー回収部５４はクリーニング装置４８に接続されて各色のトナーを回収する。

光書込み装置５６は、それぞれレーザー露光装置からなり、感光体ユニット２６の背面側にあって各感光体４０に対応した位置に配置され、一様に帯電された感光体４０に対してレーザーを照射して潜像を形成するようになっている。

転写ユニット２８は、感光体ユニット２６の表側にあって感光体ユニット２６に対向して縦方向に配置されている。この転写ユニット２８は、上下方向に設けられた二つの支持ロール５８に搬送ベルト６０が掛けられている。また、各感光体４０に搬送ベルト６０を挟んで対向して転写ロール６２が設けられている。

したがって、各感光体４０は、帯電装置４２により一様に帯電され、光書込み装置５６により潜像が形成され、現像装置４４により潜像がトナーにより可視像化される。各感光体４０に形成されたトナー像は、下方から順番に転写ユニット２８の転写ロール６２により、搬送される用紙に転写され、定着装置３０により用紙に定着される。

図２において、前述した除電装置４６の詳細が示されている。除電装置４６は、画像形成装置本体１０もしくは感光体ユニット２６に設けられた光源７４からの光を導く光照射部６４として構成されている。この光照射部６４は、円柱形状であり、感光体４０と互いの軸が略平行であるように軸方向に所定距離隔てて対向して配置されている。

この光照射部６４は、発光ダイオード等の光源７４からの光を取り込む光入射部６４ａと、感光体の対向面側に、感光体軸方向に開口し、感光体の除電をすべく感光体に向けて光を射出する光射出部６４ｂが設けられている。そして、この光照射部６４は、図４に示すように、光反射部６４ｃが、光反射性を有する金属薄膜からなる内壁として形成されている。そして、この光反射部６４ｃである内壁は、光入射部６４ａからの入射光が光射出部６４ｂ以外に漏洩することの無いよう、光照射部内を一体的に被覆している。前記光照射部６４の軸芯方向中央部は、導光路６４ｄが円柱状に形成されている。この導光路６４ｄは、透光性に優れた材料、例えばメタクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、環状オレフィン系樹脂又はガラス等によって成形されている。

そして、前記導光路６４ｄを形成する樹脂の内部には、三酸化アルミニウム、二酸化チタン等の光拡散性を有する光拡散微粒子６４ｅが樹脂内部に一様に分散された状態で配置されている。

このように構成することによって、前記光照射部６４は、光源７４からの光を光入射部６４ａから取り込み、導光路６４ｄを直進させる。そして、この直進した光を前記導光路中に分散配置された光拡散微粒子６４ｅに反射させることによって、導光路内で様々な方向性を有する光へと変換される。そして、この光が光照射部内壁を覆う光反射部６４ｃに反射することによってさらに様々な方向性を有する光が作り出される。この多方向に分散した光を光射出部６４ｂから感光体に向けて射出させることにより、均一な光量で感光体の除電を行う。

ここでまず、光反射部６４ｃの好ましい態様について述べる。
光反射部６４ｃにおいて、より充分な反射光量を得るためには、前記光反射部６４ｃは、光の反射率が４０％以上あることが好ましい。反射率を４０％以上に設定することによって、光入射端面側の光量が多く、反対側の面に近づくにつれ光量が低下してしまうという導光路内の光量の不均一性を回避することが出来、Ａ３サイズの軸長（約３００ｍｍ）に対応する感光体に対しても均一に光照射することが出来る。

また、光反射部６４ｃは、光照射部６４の内壁に真空蒸着法によってアルミニウム等の金属薄膜を形成することによって構成してもよいし、あるいはスクリーン印刷やホットオフセット印刷方式により光照射部６４の内壁に直接印刷された金属薄膜としても良い。さらには、反射性を有するものであれば、例えば、光反射部６４ｃそのものを反射性を有する金属材としてもよく、また、光反射部６４ｃを内面に光反射性を有するシール部材で被覆されたものとしても良い。要するに、壁面が光反射性を有するものであれば何でも良く、材質、製造方法等は限定されない。

次に、光拡散微粒子６４ｅの好ましい態様について述べる。
本実施形態で使用される光拡散微粒子６４ｅの光の屈折率は、三酸化アルミニウムの場合は、１．７〜１．８が好ましい。屈折率が、１．７未満である場合、散乱性が弱すぎて直進性を有する光が妨げられることなく光入射部６４ａの他端面に到達してしまい、感光体４０に対向する方向性の光を得にくい。逆に３．０を超えると、散乱性が強すぎて、導光路６４ｄの光入射部６４ａ側での光の散乱が過多となり、導光路の光入射部とは反対側の端面まで充分な光量が透過しないため、光量にムラが発生しやすい。本実施例では、光拡散微粒子６４ｅの屈折率を１．７〜１．８としたが、１．７〜２．０でも良く、１．７〜２．５でも良い。さらには、１．７〜３．０であっても所望の効果を得ることが出来る。

また、微粒子の平均粒子径は、０．０１〜１．０μｍであることが好ましい。平均粒子径が１．０μｍを超えると、光入射部６４ａから直進した光をブロックするように導光路６４ｄの軸方向に反射される部分が増加してしまうことにより、光の総量に損失が生じてしまい、好ましくない。また、０．０１μｍ未満である入射した光を散乱させることが出来ず、目的である光拡散の役割を十分に果たしにくい。

さらに、微粒子の量は、樹脂の重量に対して１〜２００ｐｐｍであることが好ましい。1ｐｐｍ未満の場合、光入射部６４ａからの直進光が光拡散微粒子６４ｅによって反射される割合が少なすぎて光拡散の効果を得にくい。逆に微粒子の量が２００ｐｐｍを超えた場合は、光入射部６４ａから入射された光が、光入射部近傍でのみ光拡散を多く発生させてしまい、導光路６４ｄの中央部から反対側端面近傍への充分な光量到達が妨げられる可能性が生じる。

尚、前記説明において、好適な微粒子の樹脂重量中の割合を導光路中１〜２００ｐｐｍとしたが、全て均等な割合である必要はなく、たとえば、全導光路の内、光入射部側を１〜１０ｐｐｍとし、中央部を５〜４０ｐｐｍとし、反光入射部側を１０〜７０ｐｐｍ等としても良い。このように、光入射部６４ａからの距離に応じて光量が逓減することに対応した微粒子量とすることによって、導光路の全てにおいてより均等な光量を得ることができる。

また、微粒子の形状は、真球状、球状、鱗片状、キュービック状等いずれでも良く、また、不定形であっても良い。また、種々の形状が混合されたものでも良く、特に限定されるものではない。

さらに、本実施形態においては、光拡散微粒子として三酸化アルミニウム、二酸化チタン等としたが、上記条件を満たす微粒子であれば、これに限定されるものではない。

このように光入射部６４ａ、導光路６４ｄ、光反射部６４ｃ、光射出部６４ｂによって構成された光照射部６４が、その軸芯が感光体軸芯方向と略平行かつ光射出部６４ｂが感光体軸方向に対向するよう感光体ユニット内に配置され、図３に示すように、光源７４からの光が、光入射部６４ａから導光路６４ｄを光照射部６４の軸方向に直進し、導光路中に分散配置された光拡散微粒子６４ｅによって多方向に反射し、この光が光照射部６４の内壁を覆っている光反射部６４ｃに反射することによってさらに光が均等に分散され、導光路内のどこにあっても均等な光量となる。

そして、このように光拡散微粒子６４ｅ及び光反射部６４ｃによって他方向に均等な光量となった光は、前述の光射出部６４ｂから射出され、感光体を照射することによって、除電ムラのない充分な除電処理を行うことが出来る。

図４において、本発明に係る第二の実施形態が示されている。第一の実施形態においては、光源７４が光照射部６４の一端部である光入射部６４ａからの入射であるのに対し、この第二の実施形態においては、光源７４を光照射部６４の両端部に設けている。このように光源７４が導光路６４ｄの両端部から入射する場合は、前記光拡散微粒子６４ｅの樹脂重量に対する比率を半減することが出来、また、導光路６４ｄの両端部から光が入射されることによって、より均質かつ充分な光量を確保することが出来るため、光量低下に伴う不完全な除電を回避することが可能であり、或いは、両端に設けることによって一端部の光量を半減することによっても充分な光量が得られる。

また、光拡散微粒子は、光が多方向に拡散するため、従来のように除電装置の形状を感光体軸方向への円筒状とする必要性がなく、例えば、図６に示すように直方体形状にすることができる。あるいは、図７に示すように光射出部側を狭くした凸形状とすることもできる。この場合、光射出角度をより広角にすることが出来るため、感光体への照射時間が、従来の形のものに比べて長くなり、より十分な除電を行うことができる。このように、本発明によれば、除電装置の形状を種々変形したものとすることができ、除電装置を従来よりも感光体近傍に設置する等、設計上の自由度が増す。

以上述べたように、本発明は、光による除電を行う画像形成装置に利用することが出来る。

本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置を示す側面図である。 本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置に用いた除電装置を示す正面図である。 本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置に用いた除電装置を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置に用いた除電装置のＡ−Ａ断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置に用いた除電装置を示す正面図である。 本発明の除電装置の他の形状を示す断面図である。 本発明の除電装置の他の形状を示す断面図である。 従来の除電装置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
２６ 感光体ユニット
４０ 感光体
４６ 除電装置
６４ 光照射部
６４ａ光入射部
６４ｂ光射出部
６４ｃ光反射部
６４ｄ導光路
６４ｅ光拡散微粒子
７４ 光源
７５ 溝
７６ 反射カバー

Claims (6)

1. 感光体と、該感光体を除電する除電手段を有し、
   前記除電手段は、
   前記感光体に対向して設けられた光照射部を有し、
   前記光照射部は、導光路本体と該導光路本体に分散配置された光拡散微粒子とを有する画像形成装置。
2. 前記光照射部は、前記導光路本体を被覆する光反射部を有する請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記光照射部は、前記感光体の軸芯に略平行な軸芯を有する直方体である請求項１または２記載の画像形成装置。
4. 前記光照射部は、前記感光体の軸芯に略平行な軸芯を有する直方体であり、さらに前記感光体に対向する面に凸部が形成されている請求項１または２記載の画像形成装置。
5. 画像形成装置本体と該画像形成装置本体に着脱自在に装着される感光体ユニットとを有し、該感光体ユニットは、
   感光体と、該感光体を除電する除電手段を有し、
   前記除電手段は、
   前記感光体に対向して設けられた光照射部を有し、
   前記光照射部は、導光路本体と該導光路本体に分散配置された光拡散微粒子とを有する画像形成装置。
6. 感光体と、該感光体を除電する除電手段を有し、
   前記除電手段は、
   前記感光体に対向して設けられた光照射部を有し、
   前記光照射部は、導光路本体と該導光路本体に分散配置された光拡散微粒子とを有する除電装置。

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