JP3982989B2

JP3982989B2 - 除電装置および画像形成装置

Info

Publication number: JP3982989B2
Application number: JP2000338529A
Authority: JP
Inventors: 田浩孝八
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-11-07
Filing date: 2000-11-07
Publication date: 2007-09-26
Anticipated expiration: 2020-11-07
Also published as: JP2002137449A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、感光体面を、ｘ方向に配列された複数個の発光素子でなる発光素子列で照明して除電する装置およびこれを用いる電子写真方式の画像形成装置に関する。この種の画像形成装置には例えば、レーザプリンタ，複写機およびファクシミリがある。
【０００２】
【従来技術】
例えば、感光体を帯電チャージャで荷電し、荷電面に画像光を投射して静電潜像を形成し、該潜像を現像器で現像して顕像にして、顕像を直接に、又は転写ドラム，転写ベルトなどの中間転写体を介して間接に、用紙に転写する、いわゆる電子写真方式の画像形成装置では、感光体の廻りには、帯電ユニット，露光ユニット，現像ユニット，転写ユニット，光照射による除電装置，クリーニングユニット等、多くのユニットが配置されている。小型化の要求にこたえるため、画像形成装置内各ユニットの小型化とユニット間の距離の短縮が図られている。一般的な光照射による除電装置すなわち除電ランプユニットは、基板上にＬＥＤ（発光ダイオード）等の発光素子をならべて感光体面上を照射し、除電するものである。
【０００３】
上記除電ランプユニットの一例が、特開平３−３３８８８号公報に開示されている。この除電装置は、開口を有するケーシング内に、複数の除電ランプを直線配列して、開口を光拡散マイラで閉じ、除電ランプの発光を光拡散マイラを通して感光体に投射する。光拡散マイラの表面がトナーで汚れ易いので、光拡散マイラは多層積層体にしておき、１枚づつ剥がすようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図５の（ａ）に示すように、除電ランプユニットを感光体に近い位置に配置して近距離で光照射しようとすると、感光体面上の除電ランプの光量の分布が発光体がある部分と発光体と発光体の間の空き部分との光量の差（リップル）が、図５の（ｂ）に示すように大きいものとなり、感光体の幅方向ｘの除電ムラになったり、除電ムラをなくすために光量をアップすると感光体の発光体の側の部分が光疲労をおこして画像ムラになってしまう。またリップルをなくすために発光体間の距離（ＬＥＤ配列ピッチ）を短くして発光体の数を増やすとコストアップとなる。
【０００５】
そこで本発明においては、照明対象面、例えば感光体面、の近傍に配置し得て、しかも照明対象面上における発光素子配列方向ｘの照明ムラが小さい照明装置を提供することを第１の目的とし、該照明装置を除電ランプユニットとして備える感光体の除電ムラが少ない画像形成装置を提供することを第２の目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（１）感光体(1)の移動方向に直交するｘ方向に延びる感光体面に対向する辺に開口があり、前記感光体面に対して前記移動方向に傾斜し前記開口を通して遠くから前記感光体面に対向する側辺に、光反射性および乱反射性があるｘ方向に延びる内表面があるケーシング (91) ；
該ケーシング内に収納され、ｘ方向に分布し、前記内表面に対向して該内表面に光を照射する複数個の発光ダイオード (92) ；および、
前記複数個の発光ダイオードを装着した、前記ケーシングに装着されたＬＥＤ基板 (93) ；を備え、
前記発光ダイオードが前記感光体面に背を向けて前記感光体面から遠い前記側辺の前記内表面に光を放射し、主に前記内表面で反射した光が、前記開口を通して前記感光体面に当たる、除電装置（図２）。
【０００７】
なお、理解を容易にするためにカッコ内には、図面に示し後述する実施例の対応要素の記号または対応事項を、参考までに、付記した。以下も同様である。
【０００８】
これによれば、各発光ダイオード(92)が放射する光は、ｘ方向に延びる内表面で反射して照明対象面(1)に至り、除電装置がコンパクトであっても、除電装置内の光路が長く、長くなった分、光が拡散し、これにより感光体面(1)での発光素子配列方向ｘの照明ムラが小さくなる。前記内表面に乱反射性があるので、感光体面(1)での発光ダイオード配列方向ｘの照明ムラが更に小さくなる。
ケーシング(91)の内表面を光反射に共用することにより、前記発光ダイオードの保護と光路長の拡大が同時に満たされる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
（１ａ）ケーシング(91)の素材はアルミであり、前記内表面は酸化アルミ皮膜である(図2)。アルミケーシングを製造したときに自然に、その表面が酸化アルミとなり、銀白色の反射面となる。この表面は、光反射率が高く、しかも乱反射性もかなり高いので、鏡面の場合よりも、感光体面(1)での発光ダイオード配列方向ｘの照明ムラが更に小さくなる。
【００１０】
（２）前記内表面は、白色塗装面 (95)である、上記（１）に記載の除電装置（図３の（ａ））。白色塗装すると、乱反射性が高く、照明対象面(1)での発光ダイオード配列方向ｘの照明ムラが更に小さくなる。
【００１１】
（３）前記内表面は、表面に乱反射塗装 (98) され、前記ケーシングの内面に貼着された光反射テープ (97) である、請求項１に記載の除電装置（図３の（ｂ））。乱反射性が高く、感光体面(1)での発光ダイオード配列方向ｘの照明ムラが更に小さくなる。
【００１２】
例えばアルミ表面を比較的に粗い梨地処理をしてしかも銀白色にすると、乱反射性がきわめて高く、照明対象面(1)での発光ダイオード配列方向ｘの照明ムラを小さくする効果が高い。スチール或いは黄銅などの場合は、梨地処理をしてから、例えばクロムメッキなどの光反射性が高い金属メッキを施しても良い。しかし、乱反射テープを貼着する方（図3の(b)）が簡易である。
【００１３】
（４）感光体(1)の移動方向に直交するｘ方向に延びる感光体面に対向する辺に開口があり、前記感光体面に対して前記移動方向に傾斜し前記開口を通して遠くから前記感光体面に対向する側辺に、光反射性があるｘ方向に延びる内表面(97) があるケーシング (91) ；
該ケーシング内に収納され、ｘ方向に分布し、前記内表面に対向して該内表面に光を照射する複数個の発光ダイオード (92) ；
前記複数個の発光ダイオードを装着した、前記ケーシングに装着されたＬＥＤ基板 (93) ；および、
前記開口を塞ぐ、光が散乱透過する透光部材 (100) ；を備え、
前記発光ダイオードが前記感光体面に背を向けて前記感光体面から遠い前記側辺の前記内表面に光を放射し、主に前記内表面で反射した光が、前記透光部材を通して前記感光体面に当たる、除電装置（図３の（ｃ））。
【００１４】
これによれば、各発光ダイオード(92)が放射する光は、ｘ方向に延びる内表面で反射して照明対象面(1)に至り、除電装置がコンパクトであっても、除電装置内の光路が長く、長くなった分、光が拡散し、これにより感光体面(1)での発光ダイオード配列方向ｘの照明ムラが小さくなる。前記内表面に乱反射性があるので、感光体面(1)での発光ダイオード配列方向ｘの照明ムラが更に小さくなる。発光ダイオードおよび内表面を内蔵するケーシング(91)の開口を塞ぐ透光部材(100)がトナーなどの塵埃を遮断するので、発光ダイオード配列および反射表面の汚れが無く、透光部材(100)の外表面の清掃のみでよく、清掃が容易である。
【００１５】
（４ａ）前記透光部材は、光拡散マイラ(100)である、上記（４）の除電装置。これによれば、発光ダイオード(92)が放射する光は、内表面で反射しそして光拡散マイラ(100)で拡散して感光体面(1)に至る。発光ダイオード配列方向ｘの照明ムラが小さい。
【００１６】
（４ｂ）ケーシング(91)は、感光体面(1)に対向する開口と、該開口を塞ぐ光拡散性の透光部材(100)を含み、前記内表面は鏡面(99)である。鏡面であっても、反射により行路が長く、これにより光照射野が広がり、さらに透光部材(100)が反射光を拡散するで、発光ダイオード配列方向ｘの照明ムラが小さい。
【００１７】
（５）前記内表面は、前記ケーシングの内面に貼着された光反射テープ (97) である、上記（４）に記載の除電装置（図３の（ｃ））。スチール或いは黄銅などの場合は、例えばクロムメッキなどの光反射性が高い金属メッキを施しても良い。しかし、乱反射テープを貼着する方（図3の(c)）が簡易である。
【００１８】
（６）感光体(1)，感光体を荷電する荷電手段(5)，感光体の荷電面に画像を形成する光を投射する露光手段(6)，これにより生成された静電潜像を顕像にする現像手段(7K〜7y)，顕像を直接に又は中間転写体(81)を介して間接に用紙に転写する手段（4,85）、および、転写(4)を終え前記荷電手段(5)に向けて移動する感光体面に光を投射する、前述のいずれかの除電装置(9)、を備える画像形成装置(図1)。
【００１９】
除電装置(9)による感光体(1)の幅方向ｘの照明ムラが小さいので、感光体の除電ムラが少なく、均一な除電が実現する。
【００２０】
本発明の他の目的および特徴は図面を参照した以下の実施例の説明により明らかになろう。
【００２１】
【実施例】
−第１実施例−
図１に、本発明の第１実施例の照明装置９を装備したデジタルフルカラー複写機を示す。この複写機は、フルカラーレーザプリンタＰＴＲに、オプションのカラー原稿スキャナＳＣＲを組み付けたものであり、スキャナＳＣＲで原稿画像を読取ってプリンタＰＴＲでプリントアウトする複写モード，パソコンおよびファクシミリから与えられる文章頁或いはビットイメージをプリントアウトするプリントモード、および、スキャナＳＣＲで読んだ原稿画像をパソコン又はファクシミリにおくるスキャナモード、を選択できる。
【００２２】
カラー原稿スキャナＳＣＲは、コンタクトガラス２２上の原稿１８の画像を、照明ランプ２５、ミラー群２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃなど、およびレンズ２６を介してカラーセンサ２７に結像して、原稿のカラー画像情報を、例えば、ブルー（以下、Ｂという）、グリーン（以下、Ｇという）およびレッド（以下、Ｒという）の色分解光毎に読み取り、電気的な画像信号に変換する。カラーセンサ２７は、この例では、３ラインＣＣＤセンサで構成されており、Ｂ，Ｇ，Ｒの画像を色ごとに読取る。スキャナＳＣＲで得たＢ、Ｇ、Ｒの色分解画像信号強度レベルをもとにして、図示省略された画像処理ユニットにて色変換処理を行い、ブラック（以下、Ｋという）、シアン（以下、Ｃという）、マゼンダ（以下、Ｍという）およびイエロー（以下、Ｙという）の記録色情報を含むカラー画像データを得る。
【００２３】
複写モードでは、このカラー画像データを用い、次に述べるプリンタＰＴＲによって、Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの画像を中間転写ベルト８１上に重ね形成し、そして転写紙に転写する。スキャナＳＣＲは、カラープリンタＰＴＲの動作とタイミングをとったスキャナースタート信号を受けて、照明ランプ２５やミラー群２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃなどからなる照明・ミラー光学系が左矢印方向へ原稿走査し、１回走査毎に１色の画像データを得る。そして、その都度、カラープリンタＰＴＲでベルト状感光体１に順次、顕像化しつつ、これらを中間転写ベルト８１上に重ね合わせて、４色のフルカラー画像を形成する。
【００２４】
プリンタＰＴＲに於いては、ベルト状感光体１が、回動ローラ２，３，４間に架設され、回動ローラ２の回転駆動により図中矢印Ａ方向（時計方向）に移動する。感光体１の表面は、帯電チャージャ５で荷電され、荷電面をレーザー書込ユニット６が、画像データに基づいて変調したレーザ光で感光体１の幅方向ｘに走査する。これによって感光体１に静電潜像が形成される。静電潜像は、イエロー，マゼンタ，シアン，黒の各現像剤（トナー）を有する４つの現像器７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋの１つで選択的に現像され、ベルト状感光体１を支持する回動ローラ４部で、中間転写ベルト８１に転写される。現像に供される現像器は、感光体１に現像ローラ（７１Ｋ，７１Ｃ，７１Ｍ，７１Ｙ）の現像剤が触れる作用位置に位置決めされるが、他の、その時点には使用されない現像器は、その現像ローラが感光体１から離れ、作用しない退避位置に留められる。
【００２５】
中間転写ベルト８１は、回動ローラ８２，８３，８４，８５，８６の間に架設され、回動ローラ８２の回転駆動により図中矢印Ｂ方向（反時計方向）に駆動される。感光体ベルト１と、中間転写ベルト８１は、感光体ベルト１を支持する回動ローラ４部で接触している。該接触部の中間転写ベルト８１側には、導電性を有する中間転写用のバイアスローラ８４が、中間転写ベルト８１裏面に所定の条件で接触している。
【００２６】
単色記録のときには、上述のように１つの現像器７Ｋ，７Ｃ，７Ｍ又は７Ｙで現像された顕像は、中間転写ベルト８１に転写され、そして給紙台上の用紙スタック１０から給紙コロ１１で繰り出されて搬送ローラ対１２ａ，１２ｂおよびレジストローラ対１３ａ，１３ｂで送りこまれる用紙（転写紙）に、転写ローラ１４によって転写される。顕像が転写した用紙は、定着器１５で加熱，加圧されて、顕像が用紙表面に圧着する。この定着を終えた用紙は、プリンタＰＴＲの上面の排紙受け面に送出される。
【００２７】
フルカラー記録の場合には、上述の単色の顕像形成と中間転写ベルト８１への転写が、レーザー書込ユニット６によるイエロー、シアン、マゼンタ、及び黒の色情報に分解した各色の画像情報の潜像形成とそれに対応する色剤を収納した各現像装置７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋによる各色現像によって、各々の色画像に付き順次実行され、中間転写ベルト８１に４色の顕像が重ね合わされ、そして、それらが用紙上に一括転写される。
【００２８】
各色の顕像を中間転写ベルト８１に転写した直後の感光体面は、照明装置であり除電装置である除電ランプユニット９が投射する光によって、残留電位を除電される。ベルト状感光体１に残留したトナーは、帯電チャージャ５の直前のクリーニングブレードで拭き取られ、中間転写ベルト６１に残留したトナーはクリーニング部１６によって回収される。
【００２９】
図２に、除電ランプユニット９の一部分を拡大して示す。図２の（ａ）は拡大斜視図、図２の（ｂ）は更に拡大した横断面図である。この第１実施例では、横断面が略コの字型のアルミ製のケーシング９１の一側辺に、複数のＬＥＤ（発光ダイオード）９２を感光体１の幅方向ｘに実質上定ピッチで装着したＬＥＤ基板９３が固着されており、基板９３の配線導体が露出する裏面は、ケーシング９１の側辺に開けたｘ方向に長い開口に露出しているが、基板９３は該開口を閉じている。該開口がある側辺に対向するもう一方の側辺は、前者の側辺（開口がある側辺）に対して傾斜しており、ＬＥＤ９２の光軸が前者の側辺に実質上垂直であるので、ＬＥＤ９２が放射した光は、後者の側辺（前記一方の側辺）で反射して、アルミ製ケーシングの、ベルト状感光体１に対向する開口を閉じた、光が直進透過する透光マイラ（透光部材）９４を透過してベルト状感光体１に当たる。
【００３０】
ケーシング９１は、アルミ薄板をプレスによって図２の（ｂ）に示す形状に成形したものであり、その表面は、光反射性が高い滑らかな銀白色となっている。この表面は、自然酸化によるアルミナ皮膜である。光反射性が高いが、鏡面ではないので、乱反射性もある。
【００３１】
除電ランプユニット９は、ベルト状感光体１の直近に配置されているが、ＬＥＤ９２が感光体１に背を向けて、ケーシング９１の、感光体１から遠い側辺に光を放射し、主に該側辺で反射した光が感光体１に当たるので、ＬＥＤ９２から感光体１表面までの光路長がかなり長く、これにより感光体表面でＬＥＤ９２が発した光が広く拡散し、感光体１の幅方向ｘでの光量ムラが少ない。
【００３２】
図４に、この様子を示す。この第１実施例では、ケーシング９１の内表面が、平滑なアルミ表面の自然な酸化による銀白色のアルミナ皮膜であるが、光反射性が高く、しかもかなりの乱反射性があり、これによる光量ムラ抑制効果もある。感光体とそれに光を直進投射する除電ランプが近いと、感光体面上の光量ムラが大きいが、除電ランプ支持部材であるケーシング９１に照射し乱反射させて感光体に照射すると光量ムラが小さくて感光体１に安定した光を当てる事が出来、感光体１の寿命が伸びる。
【００３３】
−第２実施例−
第２実施例の横断面を図３の（ａ）に示す。この第２実施例の除電ランプユニット９は、薄いスチール板を横断面が略レ型の筐体にプレス加工し、そして表，裏面を白色塗装９５したケーシング９１を用いたものである。ＬＥＤ９２を装着した基板９３の内表面にも、白色塗装９６が施されている。感光体に対向する開口は、第１実施例と同様に、光が直進透過する透光マイラ９４で閉じている。白色塗装９５により、乱反射性が高く、これによる光量ムラ抑制効果が高い。第２実施例のその他の構造は、第１実施例と同様である。
【００３４】
−第３実施例−
第３実施例の横断面を図３の（ｂ）に示す。この第３実施例の除電ランプユニット９は、薄いスチール板を横断面が略コの字型の筐体にプレス加工し、そして表，裏面を白色塗装９５したケーシング９１の、ＬＥＤ９２の出光端面に対向する側辺に、光反射テープ９７を貼りつけたものである。光反射テープ９７の表面には、乱反射塗装９８が施されており、乱反射性が極めて高い。ＬＥＤ９２を装着した基板９３の内表面には、白色塗装９６が施されている。感光体に対向する開口は、第１実施例と同様に、光が直進透過する透光マイラ９４で閉じている。光反射テープ９７の乱反射塗装９８により、乱反射性が極めて高く、これによる光量ムラ抑制効果が高い。第３実施例のその他の構造は、第１実施例と同様である。
【００３５】
−第４実施例−
第４実施例の横断面を図３の（ｃ）に示す。この第４実施例の除電ランプユニット９は、薄いスチール板を横断面が略コの字型の筐体にプレス加工し、そして表，裏面を白色塗装９５したケーシング９１の、ＬＥＤ９２の出光端面に対向する側辺に、光反射テープ９７を貼りつけたものである。光反射テープ９７の表面には、平滑な鏡面皮膜９９があり、光の反射性が極めて高い。ＬＥＤ９２を装着した基板９３の内表面には、白色塗装９６が施されている。感光体に対向する開口は、光が散乱透過する光拡散マイラ１００で閉じている。光反射テープ９７が正しく全反射するが、光拡散マイラ１００が透過光を散乱させるので、これによる光量ムラ抑制効果が高い。第４実施例のその他の構造は、第１実施例と同様である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の除電ランプユニット９を装備したデジタルフルカラー複写機の機構の概要を示すブロック図である。
【図２】（ａ）は図１に示す除電ランプユニット９の一部分の外観を示す拡大斜視図、（ｂ）は更に拡大した横断面図である。
【図３】（ａ），（ｂ）および（ｃ）はそれぞれ、本発明の第２実施例，第３実施例および第４実施例の横断面図である。
【図４】（ａ）は図２に示すＬＥＤ９２の配列を示す平面図、（ｂ）は感光体１上の光量分布を示すグラフである。
【図５】（ａ）は従来の除電ランプユニットのＬＥＤ配列を示す平面図、（ｂ）は感光体１上の光量分布を示すグラフである。
【符号の説明】
ＰＴＲ：レーザプリンタ
１：ベルト状感光体２，３，４：回動ローラ
５：帯電チャージャ６：レーザー書込ユニット
７Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ：現像器
７１Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ：現像ローラ
８：中間転写ユニット８２−８６：回動ローラ
９：除電ランプユニット（照明装置；除電装置）
９１：ケーシング９２：ＬＥＤ
９３：基板９４：透光マイラ
９５，９６：白色塗装９７：光反射テープ
９８：乱反射塗装９９：鏡面皮膜
１００：光拡散マイラ
１０：用紙スタック１１：給紙コロ
１２ａ，１２ｂ：搬送ローラ
１３ａ，１３ｂ：レジストローラ
１４：転写ローラ１５：定着器
ＳＣＲ：原稿スキャナ１６：原稿
２２：コンタクトガラス
２４Ａ−２４Ｃ：ミラーユニット
２５：照明灯２６：レンズ
２７：カラーセンサ

Claims

感光体の移動方向に直交するｘ方向に延びる感光体面に対向する辺に開口があり、前記感光体面に対して前記移動方向に傾斜し前記開口を通して遠くから前記感光体面に対向する側辺に、光反射性および乱反射性があるｘ方向に延びる内表面があるケーシング；
該ケーシング内に収納され、ｘ方向に分布し、前記内表面に対向して該内表面に光を照射する複数個の発光ダイオード；および、
前記複数個の発光ダイオードを装着した、前記ケーシングに装着されたＬＥＤ基板；を備え、
前記発光ダイオードが前記感光体面に背を向けて前記感光体面から遠い前記側辺の前記内表面に光を放射し、主に前記内表面で反射した光が、前記開口を通して前記感光体面に当たる、除電装置。
前記内表面は、白色塗装面である、請求項１に記載の除電装置。
前記内表面は、表面に乱反射塗装され、前記ケーシングの内面に貼着された光反射テープである、請求項１に記載の除電装置。
感光体の移動方向に直交するｘ方向に延びる感光体面に対向する辺に開口があり、前記感光体面に対して前記移動方向に傾斜し前記開口を通して遠くから前記感光体面に対向する側辺に、光反射性があるｘ方向に延びる内表面があるケーシング；
該ケーシング内に収納され、ｘ方向に分布し、前記内表面に対向して該内表面に光を照射する複数個の発光ダイオード；
前記複数個の発光ダイオードを装着した、前記ケーシングに装着されたＬＥＤ基板；および、
前記開口を塞ぐ、光が散乱透過する透光部材；を備え、
前記発光ダイオードが前記感光体面に背を向けて前記感光体面から遠い前記側辺の前記内表面に光を放射し、主に前記内表面で反射した光が、前記透光部材を通して前記感光体面に当たる、除電装置。
前記内表面は、前記ケーシングの内面に貼着された光反射テープである、請求項４に記載の除電装置。
感光体，感光体を荷電する荷電手段，感光体の荷電面に画像を形成する光を投射する露光手段，これにより生成された静電潜像を顕像にする現像手段，顕像を直接に又は中間転写体を介して間接に用紙に転写する手段、および、転写を終え前記荷電手段に向けて移動する感光体面に光を投射する請求項１，２，３，４又は５に記載の除電装置、を備える画像形成装置。