JP2019164297A - 光除電装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で、光量分布の安定化を図り、画質のムラの発生を低減できる光除電装置等を提供する。【解決手段】光照射により除電を行なう光照射部材を備えて画像形成装置の感光体ドラム（３）の残留電荷の除去する光除電装置（３０）であって、光照射部材として、複数の光源（３１）と、光源（３１）が感光体ドラム（３）に対して略等しい距離で感光体ドラム（３）の軸線方向に沿って配置される基板（３３）と、を備え、光源（３１）の照射方向に向かい対向する位置に、光源（３１）から感光体ドラム（３）に照射される照射光の一部を遮る遮光カバー（３５）を備えることを特徴とする。【選択図】図３

Description

本発明は、光除電装置及び画像形成装置に係り、特に、光照射により除電を行なう光照射部材を備えて、画像形成装置の感光体ドラムの残留電荷を除去する光除電装置及びこれを備えた画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式による画像形成装置において、感光体ドラムの残留電荷を光照射により除電する光除電装置を搭載したものが知られている。

従来技術として、例えば、画像形成装置において、感光体の軸方向に沿って直列に配置された複数の光源を有し該光源からの光により感光体上の残留電荷を除去する光除電手段と、光源のオン／オフを制御する光除電制御手段と、光源の発光状態を検出する手段と、を備え、光除電制御手段による光源のオン状態において複数の光源を制御するようにしたものが開示されている（特許文献１を参照。）。

このように、画像形成装置において、光源の発光状態を検出する発光ダイオード発光検出手段を有することで、光除電制御手段の状態を迅速に把握することが可能となり、除電量不足による異常画像を未然に防止できるとともにメンテナンスの頻度を軽減することができる。

特開２００３−３３０３３９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、除電を行なうための複数の光源が感光体の軸方向に沿って直列に配置されているため、感光体に対して光源の直上の光量が高くなり、光源間の光量に差ができて光量分布にバラツキが生じる。このため、感光体表面の帯電電位にムラができることで、画質のムラが生じるという問題がある。

上記問題の対策として、光量分布のバラツキを改善するために、光源を増やして光源間の設置ピッチを狭くすることで、帯電電位のムラを改善することが考えられるが、部品点数の増加や消費電力の増加により、ユーザにとってイニシャルコストやランニングコストが増大するという問題がある。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、簡単な構成で、光量分布の安定化を図り、画質のムラの発生を低減できる光除電装置等を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するための本発明に係る光除電装置等は、次の通りである。

本発明は、光照射により除電を行なう光照射部材を備えて画像形成装置の感光体ドラムの残留電荷の除去する光除電装置であって、前記光照射部材の構成として、複数の光源と、前記光源が前記感光体ドラムに対して略等しい距離で感光体ドラムの軸線方向に沿って（面一に）配置される基板と、を備え、さらに、前記光源の照射方向に向かい対向する位置に、前記光源から前記感光体ドラムに照射される照射光の一部を遮る遮蔽部を備えることを特徴とするものである。

また、本発明は、光照射により除電を行なう光照射部材を備えて画像形成装置の感光体ドラムの残留電荷の除去する光除電装置を搭載した画像形成装置であって、前記光除電装置として、前記光照射部材の構成として、複数の光源と、前記光源が前記感光体ドラムに対して略等しい距離で感光体ドラムの軸線方向に沿って（面一に）配置される基板と、を備え、さらに、前記光源の照射方向に向かい対向する位置に、前記光源から前記感光体ドラムに照射される照射光の一部を遮る遮蔽部を備える光除電装置を用いることを特徴とするものである。

本発明の光除電装置によれば、光照射により除電を行なう光照射部材を備えて画像形成装置の感光体ドラムの残留電荷の除去する光除電装置であって、前記光照射部材の構成として、複数の光源と、前記光源が前記感光体ドラムに対して略等しい距離で感光体ドラムの軸線方向に沿って（面一に）配置される基板と、を備え、さらに、前記光源の照射方向に向かい対向する位置に、前記光源から前記感光体ドラムに照射される照射光の一部を遮る遮蔽部を備えることで、感光体ドラムに対する光源直上の光量を抑制して、光源間の光量差を少なくすることで、全体的な光量分布のバランスを安定化させて、画質のムラの発生を防止することができる。

また、本発明の画像形成装置によれば、光照射により除電を行なう光照射部材を備えて画像形成装置の感光体ドラムの残留電荷の除去する光除電装置を搭載した画像形成装置であって、前記光除電装置として、前記光照射部材の構成として、複数の光源と、前記光源が前記感光体ドラムに対して略等しい距離で感光体ドラムの軸線方向に沿って（面一に）配置される基板と、を備え、さらに、前記光源の照射方向に向かい対向する位置に、前記光源から前記感光体ドラムに照射される照射光の一部を遮る遮蔽部を備える光除電装置を用いることで、感光体ドラムに対する光源直上の光量を抑制して、光源間の光量差を少なくすることで、全体的な光量分布のバランスを安定化させて、画質のムラの発生を防止することができる。

第１実施形態に係る画像形成装置の全体の構成を示す説明図である。 前記画像形成装置を構成する感光体ドラムユニットの構成を示す斜視図である。 前記感光体ドラムユニットの側面図である。 第１実施形態に係る光除電装置の全体構成を示す斜視図である。 前記光除電装置を構成する光源と遮光カバーの位置関係を示す説明図である。 前記光除電装置の構成を示す説明図である。 前記光源と前記遮光カバーとの位置関係を示す正面視による説明図である。 前記光除電装置による遮光カバーを付けない場合と付けた場合による光量分布の比較を示すグラフである。 第２実施形態に係る光除電装置を構成する光源と遮光カバーの位置関係を示す説明図である。 第３実施形態に係る光除電装置の構成を示す説明図である。 前記光除電装置を構成する光源と遮光カバーとの位置関係を示す正面視による説明図である。

（第１実施形態）
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明を実施する形態の一例であって、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の全体の構成を示す説明図、図２は前記画像形成装置を構成する感光体ドラムユニットの構成を示す斜視図、図３は前記感光体ドラムユニットの側面図である。

第１実施形態は、図１に示すように、感光体ドラム３と、感光体ドラム３表面を帯電させる帯電器５と、感光体ドラム３表面に静電潜像を形成する露光ユニット１と、感光体ドラム３表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像装置２とを備えて、電子写真方式によりトナーを用いて画像を形成する画像形成装置１００であって、感光体ドラムの残留電荷の除去する除電手段として、本発明に係る光除電装置を採用したものである。

まず、画像形成装置１００の全体構成について説明する。
以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付することで説明を省略する。

画像形成装置１００は、図１に示すように、外部から伝達された画像データに応じて、所定の用紙（例えば、記録用紙）に対して多色及び単色の画像を形成するもので、装置本体１１０と、自動原稿処理装置１２０とにより構成されている。

装置本体１１０は、露光ユニット１、現像装置２、感光体ドラム３、クリーナユニット４、帯電器５、転写部６、定着ユニット７、給紙カセット（記録媒体収容部）８１、排紙トレイ９１等を有して構成されている。

装置本体１１０の上部に設けられた画像読取り部９０の上側には、原稿が載置される透明ガラスからなるプラテンガラス（原稿載置台）９２が設けられ、そのプラテンガラス９２の上側には自動原稿処理装置１２０が取り付けられている。

自動原稿処理装置１２０は、プラテンガラス９２の上に自動で原稿を搬送する。
また、自動原稿処理装置１２０は、矢印Ｍ方向に回動自在に構成され、プラテンガラス９２の上を開放することにより原稿を手置きで置くことができるようになっている。

画像形成装置１００において扱われる画像データは、ブラック（ＢＫ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に応じたものである。従って、現像装置２、感光体ドラム３、帯電器５、クリーナユニット４は、各色に応じた４種類の潜像を形成するようにそれぞれ４個ずつ設けられ、それぞれブラック、シアン、マゼンタ、イエローに設定され、これらによって４つの画像ステーションが構成されている。

帯電器５は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段である。

露光ユニット１は、外部から入力した画像データまたは原稿から読み取って得られた画像データに応じて、帯電された感光体ドラム３を露光することにより、画像データに応じた静電潜像を感光体ドラム３の表面に形成する画像書込み装置である。

現像装置２は、それぞれの感光体ドラム３上に形成された静電潜像を４色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫ）のトナーにより顕像化するものである。

感光体ドラム３は、円筒状を呈し、露光ユニット１の上方に配設され、その表面がクリーナユニット４によりクリーニングされ、クリーニングされた表面が帯電器５により均一に帯電される。

クリーナユニット４は、現像・画像転写後における感光体ドラム３上の表面に残留したトナーを除去・回収する。

第１実施形態では、図２，図３に示すように、感光体ドラム３の周辺機器を一体的に構成するために、感光体ドラムユニット１３０を構成している。感光体ドラムユニット１３０は、感光体ドラム３、クリーナユニット４、帯電器５に加えて、光除電装置３０を備えて構成されている。光除電装置３０は、感光体ドラム３の表面の残留電荷を光照射により除電を行なう。

感光体ドラム３の上方に配置されている転写部６は、無端状の中間転写ベルト（無端ベルト）６１、中間転写ベルト駆動ローラ６２、中間転写ベルト従動ローラ６３、中間転写ローラ６４、及び中間転写ベルトクリーニングユニット６５を備えている。中間転写ローラ６４は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの各色に対応して４本設けられている。

中間転写ベルト駆動ローラ６２、中間転写ベルト従動ローラ６３、及び中間転写ローラ６４は、中間転写ベルト６１を張架して回転駆動するように構成されている。

各感光体ドラム３上で各色相に応じて顕像化されたトナー像は中間転写ベルト６１上に積層される。積層された画像情報としてのトナー像は、中間転写ベルト６１とともに搬送されて、搬送される用紙と中間転写ベルト６１との接触位置（２次転写位置，所定位置）に移動し、この接触位置に配置されている転写ローラ１０によって用紙上に転写される。

中間転写ベルト６１に付着したトナー、もしくは転写ローラ１０によって用紙上に転写が行われずに中間転写ベルト６１に残存したトナーは、次工程で形成されるトナー像に対してトナーの混色を発生させる原因となるために、中間転写ベルトクリーニングユニット６５によって除去・回収されるように構成されている。

給紙カセット８１は、画像形成に使用する用紙を蓄積しておくためのトレイであり、装置本体１１０の露光ユニット１の下側に設けられている。
装置本体１１０の上方には、印刷済みの用紙をフェイスダウンで集積するための排紙トレイ９１が設けられている。

また、装置本体１１０には、給紙カセット８１の用紙を転写ローラ１０や定着ユニット７を経由させて排紙トレイ９１に送るための、略垂直形状の用紙搬送路Ｓが設けられている。給紙カセット８１から排紙トレイ９１に到る用紙搬送路Ｓの近傍には、ピックアップローラ１１ａ、複数の搬送ローラ１２ａ〜１２ｄ、レジストローラ１３、転写ローラ１０、定着ユニット７等が配されている。

搬送ローラ１２ａ〜１２ｄは、用紙の搬送を促進・補助するための小型のローラであり、用紙搬送路Ｓに沿って設けられている。尚、搬送ローラ１２ｂは、用紙を排紙トレイ９１に排出する排紙ローラとして機能するため、排紙ローラと称する。

ピックアップローラ１１ａは、給紙カセット８１の端部近傍に備えられ、給紙カセット８１から用紙を１枚ずつピックアップして用紙搬送路Ｓに供給する。

レジストローラ１３は、用紙搬送路Ｓを搬送されている用紙を一旦保持するものである。そして、感光体ドラム３上のトナー像の先端と用紙の先端を合わせるタイミングで用紙を転写ローラ１０に搬送する機能を有している。

定着ユニット７は、定着ローラ７０として１対のヒートローラ７１と加圧ローラ７２を備えており、ヒートローラ７１及び加圧ローラ７２は、用紙を挟んで回転搬送するようになっている。

ヒートローラ７１及び加圧ローラ７２は、対向して配置されて、ヒートローラ７１と加圧ローラ７２との圧接箇所には、定着ニップ部が形成されている。

ヒートローラ７１は、加圧ローラ７２とともにトナーを用紙に熱圧着することにより、用紙に転写された多色トナー像を溶融・混合・圧接し、用紙に対して熱定着させる。
また、ヒートローラ７１には、図１に示すように、ヒートローラ７１を外部から定着するための外部定着ベルト７３が設けられている。

次に、第１実施形態の画像形成装置１００を構成する特徴的な光除電装置３０の構成について説明する。
図４は第１実施形態に係る光除電装置の全体構成を示す斜視図、図５は前記光除電装置を構成する光源と遮光カバーの位置関係を示す説明図、図６は前記光除電装置の構成を示す説明図、図７は前記光源と前記遮光カバーとの位置関係を示す正面視による説明図である。

第１実施形態に係る光除電装置３０は、図３，図４に示すように、感光体ドラム３に対向する位置で軸線方向に沿って長く設けられている。

そして、光除電装置３０は、図４から図６に示すように、光照射部材として複数の光源３１と、光源３１が感光体ドラム３に対して略等しい距離で感光体ドラムの軸線方向（図中の矢印Ｘ方向）に沿って（面一に）配置される基板３３と、を備え、さらに、光源３１から感光体ドラム３に照射される照射光の一部を遮る遮光カバー（遮蔽部）３５を備えている。

また、光除電装置３０は、ホルダ３７により感光体ドラム３に対して所定の位置に保持されている。

第１実施形態では、光源３１は、図５に示すように、感光体ドラム３への照射方向、すなわち光軸３１ａが感光体ドラムの軸線方向に対して斜めになるように配置されている。

遮光カバー３５は、図３に示すように、基板３３の一端部側で光源３１の照射方向に向かい対向する位置に設けられている。

遮光カバー３５は、図６に示すように、基板３３の光源３１の取付面３３ａより突出して凸部３５１が設けられている。

凸部３５１は、光源の光軸と対向する位置が最も突出した位置となるように形成される。第１実施形態では、凸部３５１は、図５に示すように、光源３１の光軸３１ａと対向する位置３５１ａを最も突出した位置となる略円弧状に形成されている。

凸部３５１の突出量Δｈは、図６に示すように、取付面３３ａから約０．４（ｍｍ）突出した状態で、光源３１の光軸の高さに対して±０．２（ｍｍ）となるように設けられている。

遮光カバー３５は、感光体ドラム側の端部が、基板３３の取付面３３ａから突出する方向に先細りとなるように傾斜面３５ｂが形成されている。傾斜面３５ｂは、遮光カバー３５の端部に対して傾斜角度θで傾斜して形成されている。この傾斜角度θは、遮光カバー３５の端部の厚さと凸部３５１の突出量によって適宜設定される。

（遮光カバーの有無による光量分布の比較）
次に、第１実施形態の光除電装置３０において、遮光カバー３５を付けた場合と付けない場合の光源３１による光量分布についてグラフを参照して説明する。
図８は第１実施形態に係る光除電装置による遮光カバーを付けない場合と付けた場合による光量分布の比較を示すグラフである。

第１実施形態の光除電装置３０では、図４に示すように、光源３１は基板３３上で感光体ドラム３の軸線方向に沿って直列に略等間隔で１２箇所に配置されている。そして光源３１の設置位置をそれぞれＰ１〜Ｐ１２とする。

Ｐ１とＰ１２の位置の光源３１に対応する位置に凸部３５１は設けられていない。これは、感光体ドラム３の両端部は光量分布の影響が少ないことによる。

第１実施形態の光除電装置３０の光量分布は、図８に示すように、縦軸に光量（μｗ）、横軸に感光体ドラム３の軸線方向に対向する光源３１の測定位置（ｍｍ）として表示している。

図８に示すように、光源３１に遮光カバー３５を付けない場合は、光量の分布は、光源３１から離れた位置で約４０（μｗ）、光源３１と対向する位置で約６０（μｗ）の範囲となり、最小値と最大値の差が約２０（μｗ）となっている。

一方、光源３１に遮光カバー３５を付けた場合は、光量の分布は、光源３１から離れた位置で約３９〜約４０（μｗ）、光源３１と対向する位置で約５０（μｗ）の範囲となり、最小値と最大値との差が約１０（μｗ）となっている。

このように、遮光カバー３５を付けることで、光源３１から感光体ドラム３へ照射される照射光の光量分布の差が格段に小さくなっている。

以上のように構成したので、第１実施形態によれば、光照射により除電を行なう光照射部材を備えて感光体ドラム３の残留電荷の除去する光除電装置３０を搭載した画像形成装置１００において、光照射により除電を行なう光照射部材の構成として、複数の光源３１と、光源３１が感光体ドラム３に対して略等しい距離で感光体ドラム３の軸線方向に沿って（面一に）配置される基板３３と、を備え、さらに、光源３１の照射方向に向かい対向する位置に遮光カバー３５を備えることで、感光体ドラム３に対する光源直上の光量を抑制して、光源間の光量差を少なくすることで、全体的な光量分布のバランスを安定化させて、画質のムラの発生を防止することができる。

第１実施形態では、遮光カバー３５の形状を、感光体ドラム側の端部が、基板３３の取付面３３ａから突出する方向に先細りとなるように傾斜面３５ｂを形成するようにしたので、光源３１からの光照射時に感光体ドラムユニット１３０内で反射して感光体ドラム３に向かう反射した光を、遮光カバー３５による影響を少なくして効率良く反射させることができる。

また、第１実施形態では、光源３１を、感光体ドラム３への照射方向が感光体ドラムの軸線方向に対して斜めになるように配置したことで、光源３１による光量が傾斜角度によって距離が変わるため、光量分布を穏やかにすることができる。

また、第１実施形態では、遮光カバー３５の凸部３５１の形状を略円弧状に形成したので、感光体ドラム３に対して軸線方向に沿って図中水平方向で直線的に光照射が行なわれないため、感光体ドラム３に対して光量分布を穏やかにできる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について図面を参照して説明する。
図９は第２実施形態に係る光除電装置を構成する光源と遮光カバーの位置関係を示す説明図である。

なお、第２実施形態に係る光除電装置の構成は、第１実施形態に係る光除電装置の構成や機能を同一とするものについては同一の符号を付することで説明を省略する。

第２実施形態に係る光除電装置２３０は、図９に示すように、感光体ドラム３への照射方向、すなわち光軸３１ａが感光体ドラムの軸線方向（図中の矢印Ｘ方向）に対して略直角になるように配置されることを特徴としている。

遮光カバー２３５は、図９に示すように、凸部３５１が光源３１の照射方向に向かい対向する位置に設けられている。すなわち、光源３１の照射光の中心が凸部３５１の中心付近を照射するように設けられている。

以上のように構成したので、第２実施形態によれば、感光体ドラム３への照射方向が感光体ドラムの軸線方向に対して斜めになるように配置したことで、光源３１からの照射光が短い距離の照射となるので、効率良く照射することができる。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態について図面を参照して説明する。
図１０は第３実施形態に係る光除電装置の構成を示す説明図、図１１は前記光除電装置を構成する光源と遮光カバーとの位置関係を示す正面視による説明図である。

なお、第３実施形態に係る光除電装置の構成は、第１実施形態に係る光除電装置の構成や機能を同一とするものについては同一の符号を付することで説明を省略する。

第３実施形態に係る光除電装置３３０は、図１０，１１に示すように、遮光カバー３３５が、基板３３の一端部側で光源３１の照射方向に向かい対向する位置に設けられている。

遮光カバー３３５は、基板３３の光源３１の取付面３３ａより突出して凸部３３５１が設けられている。

第３実施形態では、凸部３３５１は、図１１に示すように、光源３１の光軸と対向する位置３３５１ａを最も突出した位置となるように略三角形状で、先端部を略円弧状に形成したことを特徴としている。

以上のように構成したので、第３実施形態によれば、遮光カバー３５の凸部３５１の形状を略三角形状で、先端部を略円弧状に形成したので、感光体ドラム３に対して軸線方向に沿って図中水平方向で直線的に光照射が行なわれないため、第１実施形態と同様に、感光体ドラム３に対して光量分布を穏やかにできる。

以上のように、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

３ 感光体ドラム
３０，２３０，３３０ 光除電装置
３１ 光源（光照射部材）
３１ａ 光軸
３３ 基板
３３ａ 取付面
３５，２３５，３３５ 遮光カバー（遮蔽部）
３５ｂ 傾斜面
３７ ホルダ
１００ 画像形成装置
１３０ 感光体ドラムユニット
３５１，３３５１ 凸部

Claims (9)

1. 光照射により除電を行なう光照射部材を備えて画像形成装置の感光体ドラムの残留電荷の除去する光除電装置であって、
   前記光照射部材として、複数の光源と、前記光源が前記感光体ドラムに対して略等しい距離で感光体ドラムの軸線方向に沿って配置される基板と、を備え、
   前記光源の照射方向に向かい対向する位置に、前記光源から前記感光体ドラムに照射される照射光の一部を遮る遮蔽部を備えることを特徴とする光除電装置。
2. 前記遮蔽部は、前記基板の前記光源の取付面より突出して設けられることを特徴とする請求項１に記載の光除電装置。
3. 前記遮蔽部は、前記光源の光軸と対向する位置が最も突出した位置となるように形成されることを特徴とする請求項２に記載の光除電装置。
4. 前記遮蔽部は、前記光源の光軸と対向する位置を最も突出した位置となる略円弧状に形成されることを特徴とする請求項３に記載の光除電装置。
5. 前記遮蔽部は、前記光源の光軸と対向する位置が最も突出した位置となるように略三角形状で、先端部が略円弧状に形成されることを特徴とする請求項３に記載の光除電装置。
6. 前記遮蔽部は、前記基板の感光体ドラム側の端部に設けられ、
   前記遮蔽部の感光体ドラム側の端部は、前記基板の取付面から突出する方向に先細りとなるように傾斜面が形成されることを特徴とする請求項１から５のうち何れか一項に記載の光除電装置。
7. 前記光源は、前記感光体ドラムへの照射方向が感光体ドラム軸線方向に対して斜めになるように配置されることを特徴とする請求項１から６のうち何れか一項に記載の光除電装置。
8. 前記光源は、前記感光体ドラムへの照射方向が感光体ドラム軸線方向に対して略直角になるように配置されることを特徴とする請求項１から６のうち何れか一項に記載の光除電装置。
9. 光照射により除電を行なう光照射部材を備えて画像形成装置の感光体ドラムの残留電荷の除去する光除電装置を搭載した画像形成装置であって、
   前記光除電装置として、請求項１から８のうち何れか一項に記載の光除電装置を用いることを特徴とする画像形成装置。