JP2017181878A - 除電装置およびそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光の利用効率を向上させ、画像の劣化を抑制するとともに、導光部材の大型化を抑制することが可能な除電装置およびそれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】この除電装置３０は、光源３１と、光源３１からの光を導光しながら感光体ドラム１４に向けて出射する棒状の導光部材３２と、導光部材３２の他端面３２ｂに配置される反射部材３５と、導光部材３２の他端面３２ｂ側の端部を保持する保持部材３４と、を備える。導光部材３２は、光を反射する反射部３２ｅと、光を感光体ドラム１４に向かって出射する光出射面３２ｃと、を有する。導光部材３２には、光出射面３２ｃから出射した光が感光体ドラム１４に照射される除電領域Ｒ１と、光出射面３２ｃから出射した光が保持部材３４により遮光される遮光領域Ｒ２と、が設けられ、反射部３２ｅは、除電領域Ｒ１から遮光領域Ｒ２の少なくとも一部に亘って連続して形成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、除電装置およびそれを備えた画像形成装置に関し、特に、光源と光源からの光を導光しながら像担持体に向けて出射する導光部材とを含む除電装置およびそれを備えた画像形成装置に関するものである。

画像形成装置では、像担持体の周辺に帯電部、露光部、現像部、転写部、クリーニング部、及び除電装置等が設けられている。帯電部によって像担持体の表面が一様に帯電された後、露光部によって露光が行われて像担持体の表面に静電潜像が形成され、さらに静電潜像が現像部によって現像される。その後、現像されたトナー画像は転写部によって記録媒体上に転写され、記録媒体は定着部へと搬送されて定着された後、装置外へと排出される。転写の際に像担持体上に残留したトナーはクリーニング部によって除去される。また、転写後に除電装置によって像担持体上の残留電荷が除去され、像担持体は再び帯電部によって帯電される。帯電前に残留電荷を除去することで、その後の像担持体の表面を均一に帯電させることができる。残留電荷の除電には、光による除電等が用いられる。

例えば、特許文献１には、ＬＥＤランプ（光源）と、ＬＥＤランプからの光が入射される光入射部を有し、感光体ドラムの軸方向に沿って延びる棒状の導光体（導光部材）と、を備えた除電装置が開示されている。導光体の感光体ドラムとは反対側の部分には、ＬＥＤランプからの光を反射する反射部が形成されている。導光体に入射した光は拡散しながら導光体内を進行し、反射部によって感光体ドラム側に反射され、感光体ドラムに向かって出射する。

ところで、上記特許文献１の除電装置では、導光体のＬＥＤランプとは反対側の端面（以下、他端面という）に到達した光は導光体の外部に出射する。このため、光の利用効率が低下するという不都合がある。

この不都合を改善するために、導光体の他端面に、他端面から出射した光を反射して他端面に再度入射させる反射部材を設ける構造が知られている。

特開２００３−２９５７１７号公報

しかしながら、導光体の他端面に反射部材を設けた場合、導光体の他端面付近から出射する光は、導光体の他の部分から出射する光に比べて多くなる。このため、感光体ドラムのうちのＬＥＤランプとは反対側の端部が局所的に必要以上に除電されるので、画像が劣化するという問題点がある。なお、導光体の他端面に反射部材を設けた場合に導光体の他端面付近から出射する光が導光体の他の部分から出射する光に比べて多くなるのは、以下の理由によるものと考えられる。すなわち、ＬＥＤランプから出射した強度および指向性の高い光が、導光体の表面等で散乱（拡散）せず反射部材に到達し、反射部材で反射され導光体に再度入射して反射部で感光体ドラム側に反射された場合、強度および指向性の比較的高い光が感光体ドラムに到達してしまうためである。

この問題点を解決するために、導光体の他端面側を延ばすことにより、反射部材で反射された強度および指向性の比較的高い光が感光体ドラムに到達するのを防止することが考えられるが、この場合、導光体が大型化するという問題点がある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、光の利用効率を向上させ、画像の劣化を抑制するとともに、導光部材の大型化を抑制することが可能な除電装置およびそれを備えた画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の第１の局面に係る除電装置は、静電潜像が形成される像担持体の表面を除電する除電装置であって、光を出射する光源と、光源からの光が入射される一端面を有し、像担持体の軸方向に沿って延びるとともに、一端面に入射した光を像担持体の軸方向に沿って導光しながら像担持体に向けて出射する棒状の導光部材と、導光部材の一端面とは反対側の他端面に配置され、他端面から出射した光を反射して他端面に再度入射させる反射部材と、導光部材の他端面側の端部を保持する保持部材と、を備える。導光部材は、像担持体とは反対側の表面に軸方向に延びるように設けられ、一端面に入射した光を反射する反射部と、像担持体側に設けられ、反射部で反射した光を像担持体に向かって出射する光出射面と、を有する。導光部材には、光出射面から出射した光が像担持体に照射される除電領域と、光出射面から出射した光が保持部材により遮光される遮光領域と、が前記軸方向に隣接して設けられ、反射部は、除電領域から遮光領域の少なくとも一部に亘って連続して形成されている。

本発明の第１の局面に係る除電装置によれば、導光部材の他端面から出射した光を反射して他端面に再度入射させる反射部材を設けることによって、光の利用効率を向上させることができる。

また、反射部は、除電領域から遮光領域の少なくとも一部に亘って連続して形成されている。これにより、光源から出射した強度および指向性の高い光が、導光部材の表面で散乱（拡散）せず反射部材に到達し、反射部材で反射され導光部材に再度入射して反射部で像担持体側に反射された場合であっても、強度および指向性の比較的高い光は遮光領域から出射して保持部材により遮光される。言い換えると、強度および指向性の比較的高い光を遮光領域で消費させることができる。このため、像担持体のうちの光源とは反対側の端部が局所的に必要以上に除電されるのを抑制することができるので、画像が劣化するのを抑制することができる。

また、強度および指向性の比較的高い光が像担持体に到達するのを抑制するために導光部材の他端面側を延ばす必要がないので、導光部材および除電装置が大型化するのを抑制することができる。また、導光部材が大型化するのを抑制することができるので、反射部材を介して像担持体に入射する光の光路長が大きくなるのを抑制することができる。これにより、像担持体に到達する光の量が減るのを抑制することができる。

本発明の一実施形態の除電装置を備えた画像形成装置の構造を示した断面図である。 図１における画像形成部の部分拡大図である。 本発明の一実施形態の除電装置および感光体ドラムの構造を示した図である。 本発明の一実施形態の除電装置の構造を背面側から示した図である。 本発明の一実施形態の除電装置の導光部材および光源の構造を光出射面側から示した斜視図である。 本発明の一実施形態の除電装置の導光部材および光源の構造を背面側から示した斜視図である。 本発明の一実施形態の除電装置の導光部材および保持部材の構造を示した図である。

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〜図７を参照して、本発明の一実施形態の除電装置３０を備えた画像形成装置１００について説明する。図１に示すように、画像形成装置１００（ここではモノクロプリンター）は、装置本体１の下部に積載された用紙（記録媒体）を収容する給紙カセット２が備えられている。なお、図１では右側を画像形成装置１００の前方側として図示している。給紙カセット２の上方には、装置本体１の前方から後方へ略水平に延び、更に上方へ延びて装置本体１の上面に形成された排紙部３に至る用紙搬送路４が形成されており、この用紙搬送路４に沿って上流側から順に、ピックアップローラー５、フィードローラー６、中間搬送ローラー７、レジストローラー対８、画像形成部９、定着装置１０及び排出ローラー対１１が配置されている。更に、画像形成装置１００内には、上記の各ローラー、画像形成部９、定着装置１０等の動作を制御する制御部９０が配置されている。

給紙カセット２には、用紙搬送方向後端部に設けられた回動支点１２ａによって、給紙カセット２に対して回動可能に支持された用紙積載板１２が備えられており、用紙積載板１２上に積載された用紙がピックアップローラー５に押圧されるようになっている。また、給紙カセット２の前方側には、フィードローラー６に圧接するようにリタードローラー１３が配設されており、ピックアップローラー５によって複数枚の用紙が同時に給送された場合には、これらフィードローラー６とリタードローラー１３とによって用紙が捌かれ、最上位の１枚のみが搬送されるよう構成されている。

そして、フィードローラー６とリタードローラー１３とによって捌かれた用紙は、中間搬送ローラー７によって搬送方向を装置後方へと変えられてレジストローラー対８へと搬送され、レジストローラー対８によってタイミングを調整されて画像形成部９へと供給される。

画像形成部９は、電子写真プロセスによって用紙に所定のトナー像を形成するものであり、図１において時計回り方向に回転可能に軸支された像担持体である感光体ドラム１４と、この感光体ドラム１４の周囲に配置される帯電装置１５、現像装置１６、クリーニング装置１７、用紙搬送路４を挟んで感光体ドラム１４に対向するように配置される転写ローラー（転写部材）１８、感光体ドラム１４の上方に配置される露光装置（ＬＳＵ）１９、及び除電装置３０（図２参照）から構成されている。現像装置１６の上方には、現像装置１６へトナーを補給するトナーコンテナ２０が配置されている。

感光体ドラム１４はアルミニウム等の導電性基板（筒体）の外周面にアモルファスシリコン感光層が積層されることにより形成されている。なお、感光体ドラム１４の感光層は、アモルファスシリコン感光層に限らず、有機感光層にも適用できる。

帯電装置１５は図２に示すように、帯電ハウジング内に、感光体ドラム１４に接触してドラム表面に帯電バイアスを印加する帯電ローラー４１と、帯電ローラー４１をクリーニングするための帯電ローラークリーニングブラシ４３とを有している。帯電ローラー４１は導電性ゴムで形成されており、感光体ドラム１４に当接するよう配置されている。

そして、感光体ドラム１４が図２の時計回り方向に回転すると、感光体ドラム１４の表面に接触する帯電ローラー４１が図２の反時計回り方向に従動回転する。このとき、帯電ローラー４１に所定の電圧を印加することにより、感光体ドラム１４の表面が一様に帯電されることとなる。また、帯電ローラー４１の回転に伴い、帯電ローラー４１に接触する帯電クリーニングローラー４３が図２の時計回り方向に従動回転して帯電ローラー４１の表面に付着した異物を除去する。

現像装置１６は、現像ローラー１６ａによって感光体ドラム１４上に形成された静電潜像にトナーを供給する。現像装置１６へのトナーの供給はトナーコンテナ２０（図１参照）から中間ホッパー（図示せず）を介して行われる。

転写ローラー１８は、感光体ドラム１４の回転方向に対し現像装置１６の下流側において感光体ドラム１４に接触するように配置されて転写ニップ部Ｎを形成しており、感光体ドラム１４表面に形成されたトナー像は、用紙搬送路４を搬送されてくる用紙Ｐが転写ニップ部Ｎを通過する際に用紙Ｐ上に転写される。

クリーニング装置１７は、摺擦ローラー４５、クリーニングブレード４７、及びトナー回収ローラー５０を有している。摺擦ローラー４５は、感光体ドラム１４に所定の圧力で圧接されており、ドラムクリーニングモーター（図示せず）により感光体ドラム１４との当接面において同一方向に回転駆動されることで、感光体ドラム１４表面の残留トナーを除去するとともに残留トナーを用いて感光体ドラム１４表面の感光層を摺擦して研磨する。

感光体ドラム１４表面の、摺擦ローラー４５との当接面よりも回転方向下流側には、クリーニングブレード４７が感光体ドラム１４に当接した状態で固定されている。トナー回収ローラー５０は、摺擦ローラー４５の表面に接触しながら摺擦ローラー４５と逆回転することにより、摺擦ローラー４５に付着したトナー等を回収する。

除電装置３０は、感光体ドラム１４の回転方向に対しクリーニング装置１７の下流側、且つ帯電装置１５の上流側に配置されている。除電装置３０は、感光体ドラム１４に除電光を照射して感光体ドラム１４表面の残留電荷を所定電位以下まで除去する。なお、除電装置３０の詳細な構造については後述する。

パーソナルコンピューター等の上位装置から画像データが入力されると、先ず、帯電装置１５によって感光体ドラム１４の表面を一様に帯電させる。次いで、露光装置（ＬＳＵ）１９からのレーザービームにより感光体ドラム１４上に入力された画像データに基づく静電潜像が形成される。さらに、現像装置１６により静電潜像にトナーが付着されて感光体ドラム１４の表面にトナー像が形成される。

感光体ドラム１４の表面に形成されたトナー像は、転写ローラー１８により感光体ドラム１４と転写ローラー１８とのニップ部（転写ニップ部Ｎ）に供給された用紙Ｐへと転写される。トナー像が転写された用紙Ｐは、感光体ドラム１４から分離されて定着装置１０に向けて搬送される。この定着装置１０は、用紙搬送方向に対し画像形成部９の下流側に配置されており、画像形成部９においてトナー像が転写された用紙Ｐは、定着装置１０に備えられた加熱ローラー２２、及びこの加熱ローラー２２に圧接される加圧ローラー２３によって加熱、加圧され、用紙Ｐに転写されたトナー像が定着される。そして、画像形成部９及び定着装置１０において画像形成がなされた用紙Ｐは、排出ローラー対１１によって排紙部３に排出される。

次に、除電装置３０の詳細な構造について説明する。除電装置３０は図３および図４に示すように、除電光を出射する光源３１と、感光体ドラム１４の軸方向に沿って延びる棒状の導光部材３２と、導光部材３２の一方端部（図３の右端部）および他方端部（図３の左端部）をそれぞれ保持する保持部材３３および３４と、導光部材３２の光源３１とは反対側の端面（後述する他端面３２ｂ）に対向配置される反射部材３５と、によって構成されている。

光源３１は、除電光を出射する発光ダイオード（ＬＥＤ）等により構成されているとともに、図示しない光源基板に実装されている。

導光部材３２は図５および図６に示すように、透光性を有する樹脂等を用いて略半円形状の断面を有する細長形状に形成されている。導光部材３２は、光源３１からの光を導光部材３２の延びる方向（感光体ドラム１４の軸方向）に沿って導光しながら、感光体ドラム１４に向けて出射する。

導光部材３２は、光源３１に対向配置され光源３１からの光が入射される光入射面である一端面３２ａと、光源３１とは反対側に配置される他端面３２ｂと、一端面３２ａおよび他端面３２ｂの間に配置されるとともに感光体ドラム１４に向かって配置される断面円弧状の光出射面３２ｃと、一端面３２ａおよび他端面３２ｂの間に配置されるとともに感光体ドラム１４とは反対側に配置される背面３２ｄと、を有する。

背面３２ｄの縁部を除く領域には、導光部材３２に入射した光を感光体ドラム１４側（光出射面３２ｃ側）に反射する反射部３２ｅが感光体ドラム１４の軸方向に延びるように形成されている。反射部３２ｅには、感光体ドラム１４の軸方向と交差する方向（図４の上下方向）に延びるＶ溝などからなるプリズム（図示せず）が複数形成されている。

光源３１を出射し導光部材３２の一端面３２ａに入射した光は、拡散しながら導光部材３２内を進行し、反射部３２ｅによって光出射面３２ｃ側に反射され、光出射面３２ｃから感光体ドラム１４に向かって出射する。

反射部材３５は、アルミニウム板などからなり、他端面３２ｂから出射した光を反射して他端面３２ｂに再度入射させるために設けられている。

保持部材３３および３４は、遮光性を有する樹脂等によって形成されている。保持部材３３および３４は図３および図７に示すように、導光部材３２の端部が挿入される略半円形状の挿入穴が形成された筒状に形成されている。なお、保持部材３３および３４は、反射部材３５や光源３１を収容するように形成されていてもよい。

保持部材３３および３４の挿入穴は、導光部材３２よりも少しだけ大きく形成されている。導光部材３２の外周面と保持部材３３および３４の挿入穴の内周面との間には、導光部材３２の外周面に線状または点状（ここでは線状）に接触する樹脂製またはゴム製の接触片３６が設けられている。接触片３６は、後述する遮光領域Ｒ２に配置されているとともに、反射部３２ｅよりも軸方向（図４の左右方向）外側に配置されている。なお、本実施形態では接触片３６は、導光部材３２の背面３２ｄと保持部材３３および３４の内周面との間に配置されているが、保持部材３２の光出射面３２ｃと保持部材３３および３４の内周面との間にも配置されてもよい。

図３に示すように、導光部材３２の保持部材３３および３４により保持されていない領域は、光出射面３２ｃから出射した光が感光体ドラム１４に照射される除電領域Ｒ１となっており、導光部材３２の保持部材３３および３４により保持されている領域は、光出射面３２ｃから出射した光が保持部材３３および３４によって遮光される遮光領域Ｒ２となっている。除電領域Ｒ１と遮光領域Ｒ２とは、軸方向（図３の左右方向）に互いに隣接するように連続して設けられている。そして、背面３２ｄの反射部３２ｅは、除電領域Ｒ１だけでなく、遮光領域Ｒ２内にまで形成されている。反射部３２ｅは、除電領域Ｒ１と遮光領域Ｒ２との境界から遮光領域Ｒ２内に向かって長さＬ（＝３ｍｍ以上）形成されている。

本実施形態では、上記のように、導光部材３２の他端面３２ｂから出射した光を反射して他端面３２ｂに再度入射させる反射部材３５を設けることによって、光の利用効率を向上させることができる。

また、反射部３２ｅは、除電領域Ｒ１から遮光領域Ｒ２に亘って連続して形成されている。これにより、光源３１から出射した強度および指向性の高い光が、導光部材３２の表面（光出射面３２ｃ、背面３２ｄ等）で散乱（拡散）せず反射部材３５に到達し、反射部材３５で反射され導光部材３２に再度入射して反射部３２ｅで感光体ドラム１４側に反射された場合であっても、強度および指向性の比較的高い光は図３に示すように遮光領域Ｒ２から出射して保持部材３４により遮光される。言い換えると、強度および指向性の比較的高い光を遮光領域Ｒ２で消費させることができる。このため、感光体ドラム１４のうちの光源３１とは反対側の端部が局所的に必要以上に除電されるのを抑制することができるので、画像が劣化するのを抑制することができる。

また、強度および指向性の比較的高い光が感光体ドラム１４に到達するのを抑制するために導光部材３２の他端面３２ｂ側を延ばす必要がないので、導光部材３２および除電装置３０が大型化するのを抑制することができる。また、導光部材３２が大型化するのを抑制することができるので、反射部材３５を介して感光体ドラム１４に入射する光の光路長が大きくなるのを抑制することができる。これにより、感光体ドラム１４に到達する光の量が減るのを抑制することができる。

また、上記のように、導光部材３２の外周面と保持部材３４の内周面との間には、導光部材３２の外周面（ここでは背面３２ｄ）に線状または点状に接触する接触片３６が設けられている。これにより、導光部材３２の背面３２ｄと他の部材（接触片３６）との接触面積を小さくすることができるので、導光部材３２と他の部材との接触部分で光が出射し、または吸収されるのを抑制することができる。このため、光の利用効率をより向上させることができる。

また、上記のように、反射部３２ｅは、除電領域Ｒ１と遮光領域Ｒ２との境界から遮光領域Ｒ２内に向かって３ｍｍ以上形成されている。これにより、強度および指向性の比較的高い光を遮光領域Ｒ２で十分に消費することができる。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

例えば、モノクロプリンターに本発明を適用した例について示したが、本発明はこれに限らない。言うまでもなく、カラープリンター、モノクロ複写機、デジタル複合機、ファクシミリ等の他の画像形成装置であってもよい。

上記実施形態では、除電装置３０が配置される位置は、感光体ドラム１４の回転方向に対しクリーニング装置１７の下流側、且つ帯電装置１５の上流側であったが、本発明はこれに限らない。除電装置３０を、感光体ドラム１４の回転方向に対し転写ニップ部Ｎの下流側、且つクリーニング装置１７の上流側に配置してもよい。

また、上記実施形態では、導光部材３２を略半円形状の断面を有するように形成した例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば、導光部材３２を略円形状や矩形状の断面を有するように形成してもよい。

また、上記実施形態では、導光部材３２の外周面と保持部材３３および３４の内周面との間に接触片３６を配置した例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば、接触片３６を導光部材３２または保持部材３３、３４に一体で形成してもよい。

１４ 感光体ドラム（像担持体）
３０ 除電装置
３１ 光源
３２ 導光部材
３２ａ 一端面
３２ｂ 他端面
３２ｃ 光出射面
３２ｄ 背面（表面）
３２ｅ 反射部
３４ 保持部材
３５ 反射部材
３６ 接触片
１００ 画像形成装置
Ｒ１ 除電領域
Ｒ２ 遮光領域

Claims (5)

1. 静電潜像が形成される像担持体の表面を除電する除電装置であって、
   光を出射する光源と、
   前記光源からの光が入射される一端面を有し、前記像担持体の軸方向に沿って延びるとともに、前記一端面に入射した光を前記像担持体の軸方向に沿って導光しながら前記像担持体に向けて出射する棒状の導光部材と、
   前記導光部材の前記一端面とは反対側の他端面に配置され、前記他端面から出射した光を反射して前記他端面に再度入射させる反射部材と、
   前記導光部材の前記他端面側の端部を保持する保持部材と、
   を備え、
   前記導光部材は、前記像担持体とは反対側の表面に前記軸方向に延びるように設けられ、前記一端面に入射した光を反射する反射部と、前記像担持体側に設けられ、前記反射部で反射した光を前記像担持体に向かって出射する光出射面と、を有し、
   前記導光部材には、前記光出射面から出射した光が前記像担持体に照射される除電領域と、前記光出射面から出射した光が前記保持部材により遮光される遮光領域と、が前記軸方向に隣接して設けられ、
   前記反射部は、前記除電領域から前記遮光領域の少なくとも一部に亘って連続して形成されていることを特徴とする除電装置。
2. 前記導光部材の外周面と前記保持部材の内周面との間には、前記導光部材の外周面に線状または点状に接触する接触片が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の除電装置。
3. 前記反射部は、前記除電領域と前記遮光領域との境界から前記遮光領域内に向かって３ｍｍ以上形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の除電装置。
4. 前記反射部は、前記導光部材の前記他端面から所定の距離を隔てて形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の除電装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の除電装置と、
   前記除電装置により表面が除電される前記像担持体を備えることを特徴とする画像形成装置。

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