JP4100659B2 - 光除電器を搭載してなる画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の画像形成プロセスに用いられ、光照射によって感光体の残留電荷を除去する光除電器を備えた複写機等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、静電電子写真方式の画像形成装置は、帯電、露光、現像、転写および定着の各プロセスにより画像を形成する。例えば複写機の場合には、上記各プロセスは以下のように行われる。まず、帯電器チャージャにより均一な電荷を与えた感光体（感光体ドラム）の表面に、光学系を介して原画像の反射光を露光することにより静電潜像を作成し、この静電潜像にトナー（現像剤）を静電付着させて現像して、感光体ドラム上にトナー像を形成する。次に、転写体にトナー像と逆極性の静電気を印加してトナー像を記録紙上に転写し、転写されたトナーを加熱、加圧により定着して、記録紙上に原画像に応じた画像を固定化する。
【０００３】
以上のように構成された複写機の基本構成に対して、画像品質の向上および複写画像形成の効率化を目的とする多くの機能要素が付加されている。例えば、光照射によって感光体（感光体ドラム）上の電荷を除電する光除電器がこれに該当する。上記電子写真プロセスを利用した複写機などに適用される光除電器としては、現像処理前に感光体上における非画像領域の不良潜像をイレースするイレーサ、転写処理前の感光体上の電位を光学的に低下させる転写前除電ランプ（ＰＴＬ）、クリーニング処理後において感光体上の残留電荷を除去する除電ランプ（ＱＬ）等が挙げられる。
【０００４】
このような光除電器の照明用光源としては、蛍光管などの放電管や、図２５に示すように、基板１上にＬＥＤチップ２を多数並べたＬＥＤアレイ３が用いられている。特に、近年では、より小型で低価格な製品が要求されているため、このようなＬＥＤアレイを利用したものが多くなっている。このＬＥＤアレイ３は、図２６に示すように、ＬＥＤチップ２を密に配列することにより、被照明面である感光体ドラム４の表面に対して、実質的に均一化した、高い照度を得ることができる。しかしながら、この構成では、ＬＥＤチップ２の使用個数が多いため、コスト的には充分な低価格化を達成することが困難である。
【０００５】
そこで、例えば実開昭５５−３５５８４号公報では、電球を照明用光源として、蛍光発光体からなる導光体と組み合わせることによって、被照射面である感光体ドラムの表面に光を照射してクリーニング処理後の残留電化を除去する光除電器が提案されている。
【０００６】
なお、残留電化を除去する光除電器としての技術ではないが、特開平８−４３６３３号公報では、端部に光源を備え、透光性材料からなる柱状導光体の長手方向に沿う側面部に設けた光出射面と、この対向面に設けた切削加工や粗面加工による光拡散部とを有する導光体を備えた照明装置が開示されている。
【０００７】
同様に、特開平１０−１３３０２６号公報では、棒状の透光性材料で形成された導光体の端部からＬＥＤ光源の光を入射し、棒状の長手方向に沿う側面部に、入射された光束を出射する光出射面を有すると共に、光出射面に対向する側面部に、内部に入射された光を反射・拡散させるための鋸歯状領域を有する導光体を備えた照明装置が開示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
近年では、電子写真方式の画像形成装置においては、小型化およびメンテナンスの容易化を図るために、感光体と、これに作用する帯電手段、現像手段、クリーニング手段等のプロセス手段を一体構造的にまとめてユニット化またはカートリッジ化し、装置本体に対して着脱自在としたプロセスカートリッジ方式を採用したものが実現されている。
【０００９】
このようなプロセスカートリッジは、収納されたトナーを使い終わると、そのまま廃棄されてきた。従って、照明用光源である上記電球は再利用可能であっても、一緒に廃棄されてしまう。また、上記ＬＥＤアレイを使用した光除電器をこのような使い捨て方式のプロセスカートリッジに搭載するのは、コスト、省資源、省エネルギーおよび環境保護の観点から不合理である。さらに、装置本体とプロセスカートリッジとの間はコネクタ接触となるので、電気回路の接続不良に起因する動作不良の虞もある。また、ＬＥＤアレイを用いた場合、複数個のＬＥＤチップが使用されているため、光除電器を駆動する消費電力も大きい。
【００１０】
また、上述した実開昭５５−３５５８４号公報の技術では、照明用光源として電球を用いているので消費電力が大きく、また、照明用光源を増幅するために蛍光発光体で構成された導光体が必要となる。そして、この従来技術では、光除電器としての照明用光源および導光体が画像形成装置本体に固設されているために比較的大型であり、プロセスカートリッジに適用するのは困難である。とりわけ、複数個のプロセスカートリッジが並設配置されるタンデム方式のカラー画像形成装置の本体に、このような光除電器を固定配置すると、取り付けスペースがかさむため、制約を受けることになる。また、小型化して搭載したとしても、照明用光源の電源回路、例えば画像形成装置本体とプロセスカートリッジとの間の接続コネクタ部における接触不良等が動作不良発生の原因となり易い。さらに、プロセスカートリッジ使用後は、部品寿命に到達していないにも拘わらず、照明用光源や導光体等が廃棄されてしまい、省資源、省エネルギーおよび環境保護の観点から不合理である。
【００１１】
さらに、上述した特開平８−４３６３３号公報および特開平１０−１３３０２６号公報の技術は、光学的画像読み取り装置（所謂ハンドスキャナ）に適用されるものであり、照明用光源と導光体を一体的構成とするか、または両者を可能な限り接近して配置する。そして、光源を駆動する電源は適宜配線ケーブル等を介して供給されるため、接触不良等の電気的トラブルはほとんど起こらない。しかし、定期的メンテナンス作業等のサービス性向上を目的として、この形態でプロセスカートリッジに搭載した場合には、上記と同様に光源の電源回路における接触不良によるトラブルが発生する。また、プロセスカートリッジ使用後は部品寿命に到達していないにも拘わらず、照明用光源や導光体等が廃棄されてしまうので、省資源、省エネルギーおよび環境保護の観点から、不合理である。
【００１２】
本発明は、このような従来技術の課題を解決するべくなされたものであり、部品の有効活用を図ると共に、高い信頼性を得ることができる光除電器を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。また、本発明は、小型化が可能で照明用光源の消費電力が抑えられ、しかも電気的な接続不良等のトラブルが生じ難く信頼性が向上した光除電器を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、光照射により感光体の残留電荷を除去する光除電器を搭載してなる画像形成装置において、画像形成装置本体に設けられる点光源と、該画像形成装置本体に対して着脱可能であって消耗品として交換可能なプロセスカートリッジに搭載され、該点光源からの入射光を該感光体へと導く光路を構成する導光体とを有し、前記点光源は、前記感光体の非画像領域となる、前記プロセスカートリッジの画像形成装置本体への装着方向前端側の端部に臨む位置に配置されるＬＥＤランプからなり、前記導光体は、透光性材料により前記感光体に平行する帯状に形成されており、一方の端面が前記点光源に臨んだ矩形状の光入射面になり、かつ、長手方向に沿った一方の側面が前記感光体に一定の間隔をあけて対向する光出射面になるとともに、該光出射面に対向する他方の側面が前記光入射面から離れるにつれて前記光出射面に近接するように傾斜して、前記光入射面に平行な断面形状が矩形になっており、前記ＬＥＤランプには、該ＬＥＤランプの光出射面の側面を覆って該ＬＥＤランプから出射される光が前記導光体以外に入射するのを遮る遮光部材が設けられており、該遮光部材が、前記導光体の前記光入射面に押し付けられるように、弾性体によって付勢されていることを特徴とする。
【００１４】
前記導光体は、前記光入射面および前記光出射面が平滑面であり、前記他方の側面が、粗面になった反射面であるか、または白濁したテープが貼着された反射面であることが好ましい。
【００１５】
前記光出射面は、前記光入射面と直交することが好ましい。
【００１６】
前記導光体を、前記画像形成装置本体に対して非接触の状態に支持するサポート部材が、前記感光体の画像領域と対向する部分の幅方向外側に設けられていることが好ましい。
【００１７】
前記導光体が前記プロセスカートリッジに対して着脱可能であることが好ましい。
【００１８】
前記ＬＥＤランプは、前記画像形成装置本体に固定されており、前記遮光部材のみが前記弾性体によって付勢されていることが好ましい。
【００１９】
前記ＬＥＤランプが、前記遮光部材と一体化されて、前記弾性体によって付勢されていることが好ましい。
【００２０】
前記導光体は、前記光入射面および前記光出射面が平滑面であって、該光出射面と対向する面が光散乱用のプリズム面になっており、該プリズム面が、前記ＬＥＤランプからの光の入射方向に直交する方向に沿った溝が該入射方向に並んで形成されていることが好ましい。
【００２５】
本発明の画像形成装置は、本発明の光除電器を搭載してなり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２６】
以下に、本発明の作用について説明する。
【００２７】
請求項１に記載の本発明にあっては、光照射用の光源として点光源を使用し、その光を導光体を介して感光体（感光体ドラム）上へと導くことにより、部品コストおよび消費電力を低く抑えるようにした光除電器において、点光源を画像形成装置本体に設け、導光体を消耗品として交換されるプロセスカートリッジに搭載する。これにより、点光源は部品寿命に到達するまで使用されて無駄な廃棄部品が発生せず、部品コストを低く抑えることができると共に、コネクタ接触不良に代表される電気回路の接続不良に起因する光除電器の動作不良が発生し難くなり、高い信頼性を得ることが可能となる。一方、トナーの付着等により汚れた導光体は、プロセスカートリッジを画像形成装置本体から取り外すことにより、専門のサービスマンでなくても容易にクリーニングすることが可能となる。また、導光体は部材の消耗を伴わないが、現像剤の寿命到達等によってプロセスカートリッジごと交換され、表面に汚染トナー等が付着していない導光体にその都度置換される。よって、導光体を画像形成装置本体内に固定配置して感光体の残留電荷を除去する場合に比べて、導光体を介した除電性能低下を最小限に抑制し、感光体の残留電位を確実に除去して、常に良好な画像形成を行うことが可能となる。
【００２８】
なお、各照射箇所近傍に光源がある方が導光体を介する場合に発生するようなロスが小さく、消費電力が小さいために有利であるということも考えられる。しかし、従来機種の中には、例えば、弊社ＡＲＣ−１５０カラー複写機のように複数個のＬＥＤを基板に配置した上で、光量の均一カートリッジおよび光量の低減化を図るために、ＬＥＤと感光体との間にフィルタ板を設けている機種も存在する。これは、除電光量は可能な限り均一な方が望ましいため、より多くのＬＥＤを配置するものであるが、結果的にトータルの除電光量が過大になるため、感光体との間にフィルタ板を設けて対応しているのである。この方法では、均一光量を得るためにかなりの消費電力量のロスが生じている。すなわち、光量を増幅することは容易ではないが、減光することは容易であるので、均一光量を得るために一旦所要の光量よりも大きい光量を与えている。カラー複写機はモノクロ機と比較すると要求される画像レベルが高く、除電光量の均一性についても高いレベルが要求されるため、電力的には無駄が発生するのを許容している例である。最近では、カメラ向けの自動露光用光源として、超高輝度のＬＥＤが開発されており、発光効率が改善される傾向にある。よって、照射箇所近傍に光源がある場合に比べて光量ロスが発生し、消費電力が大きくなると考えられる導光体を介する場合には、光源としてこのような超高輝度ＬＥＤを採用することができる。
【００２９】
本発明にあっては、画像形成装置内での点光源の具体的な設置範囲を提案する。点光源が感光体と直接対向しない構造を採用しても、画像領域内に設置した場合には、トナー汚染が生じ易く、除電効率の低下が発生しやすい。これに対して、点光源を非画像領域に設置することにより、トナー汚染が生じ難く、除電効率の低下を有効に防ぐことが可能となる。また、点光源と言えども、画像領域内に設置すると、他の作像プロセスのユニットと干渉し、装置の大型化につながって不利となる。これに対して、点光源を非画像領域に設置することにより、装置の小型化に有利となる。さらに、装置のレイアウト上だけではなく、点光源を非画像領域に設けることによって、帯電、像露光等の他の画像形成プロセスに対する影響を最小限に抑制することができる。点光源としては、ＬＥＤランプのように汎用的で安価な部品材料を使用して、消費電力を低く抑えると共に装置の小型化を図り、信頼性の高い除電器を実現することが可能となる。また、ＬＥＤは長寿命であり、短時間で安定した動作を得ることができる。さらに、例えばフィーズ球等のように発光波長幅が広い光源の場合、光学的設計が一層複雑になるおそれがあるが、ＬＥＤは単一波長であるため光学設計が容易である。
【００３０】
また、本発明にあっては、透光性材料として例えばアクリル樹脂のように汎用的で安価な部品材料を使用して、消費電力を低く抑えると共に装置の小型化を図り、信頼性の高い光除電器を実現することが可能となる。また、光反射面の表面は、アルミニウム蒸着、塗装および印刷等の方法によって光反射特性が良好な被膜を得ることも可能である。しかし、そのような被膜を何ら形成せずに、プリズムカット等に代表される凹凸粗面を形成したり、または白濁したテープを貼着することによって光反射／拡散面を容易に得ることができる。これにより、導光体の傾斜角度が浅い角度（光出射面と対向する反射面が略平行）であっても、光路を略９０°曲げることが可能となる。なお、プリズムカットされた個々の表面が充分に平滑に仕上げされていれば、入射した光束の大部分が対向する光出射面から外部に出射されるので、光出射面では充分な光量を得ることが可能である。
【００３１】
なお、ＬＥＤ光源から出射された光が導光体に入射する際に、導光体の入射面が荒れた状態で凹凸を有すると、この面で光が拡散反射して入射した光の一部が導光体に入らずに外部に漏れてロスが生じる。よって、光入射面は平滑面であるのが好ましい。光出射面についても同様である。
【００３２】
また、本発明にあっては、導光体をプロセスカートリッジに固定するための結合手段として分離可能なものを用いることにより、導光体に装置内の飛散トナー等が付着して汚染された場合でも、プロセスカートリッジを画像形成装置本体から取り出し、導光体を単独で取り外して清掃作業を行うことが可能となる。また、使い捨て方式のプロセスカートリッジであっても、導光体に傷、ひび割れ等の著しい損傷が無い限り、リサイクル工程において導光体をプロセスカートリッジから容易に分離して、付着した油脂類や汚染トナー等を適宜除去する処置を行って再生し、リサイクル部品として再使用することが可能となる。
【００３３】
また、本発明にあっては、導光体の具体的形状を提案する。導光体の前端部である光入射面から入射した光を、長手方向に沿う側面部に設けた光反射面で反射させて、この面と対向する側面部である光出射面から出射させることにより、感光体表面を均一に照射可能な光除電器を安価にかつ容易に実現することが可能となる。
【００３４】
なお、図２１（ａ）に示すように、光反射面と光光出射面が平行である場合、入射した光が入射面から遠ざかるにつれて出射される光量が減少し、結果的導光体の長手方向で出射光量の不均一が発生する。このような不均一を防ぐためには、図２１（ｂ）に示すように、光反射面と光出射面とを光源から遠ざかるにつれて近接させるのが好ましい。
【００３５】
また、本発明にあっては、点光源の具体的な配置位置を提案する。点光源は、導光体の前端面側で、光反射面と後端面との交点と対向する位置に、その光軸を配置することにより、その点光源の光利用効率を向上させることが可能となる。
【００３６】
また、本発明にあっては、点光源を導光体の光入射面に対して接触する状態で設けることによって、光源からの光を効率的に導光体に入射させることが可能である。また、導光体を周囲の部材や画像形成手段に対して非接触の状態（フロート状態）で設けることによって、光路が遮られずに導光体の光出射面を介して入射光を感光体表面に導くことが可能となる。このとき、画像領域の幅内で、導光体のサポート部材を設けたり、周辺部材と接触させると、除電光の光路が遮断され、感光体へ有効に除電光が導かれない。なお、画像形成手段の代表である感光体との配置関係においては、導光体の出射面と感光体との間隙は極力狭い方が除電光が有効に導かれるが、完全に両者の間隙を詰めて接触状態で配置することは実用上できない。さらに、導光体のサポート部材を感光体の画像領域と対向する部分の外側（画像領域幅の外側）に設けることによって、導光体が着脱可能となる。また、導光体は点光源とは別体に設けられており、導光体の着脱に伴う点光源の着脱は不要であるため、電気的な接続不良等のトラブルが発生し難くなると共に、光路に対する影響が最小限に抑制される。なお、感光体の非画像領域へは光源の光が到達せず、残留電荷の除去が行われなくても、これによる不具合は発生しない。従って、信頼性の向上した光除電器を得ることが可能となる。
【００３７】
また、本発明にあっては、導光体が画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジに搭載されるため、光除電器としての操作性（整備性）の向上を図ることが可能である。
【００３８】
また、本発明にあっては、プロセスカートリッジから導光体を取り外してメンテナンスを行うことができるので、さらに光除電器としての動作の信頼性および操作性（整備性）の向上を図ることが可能である。
【００３９】
また、本発明にあっては、光照射用の点光源を遮光部材で覆うことによって、光源の光を散乱させずに効率的に導光体の光入射面に導くことが可能である。遮光部材が可撓性弾性材料からなるので、光源が画像形成装置本体に固定され、導光体が画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジに搭載され、両者が分離している構成であっても、画像形成装置およびプロセスカートリッジの組み立て精度やプロセスカートリッジ装着に伴う位置決め精度の影響等を排除しながら、確実に光路を形成して光源からの光を導光体の光入射面まで導くことが可能となる。
【００４０】
また、本発明にあっては、光照射用の点光源を遮光部材で覆うことによって、光源の光を散乱させずに効率的に導光体の光入射面に導くことが可能である。遮光部材が弾性体による付勢力を受けて導光体の光入射面に対して進退可能な構成とされているので、光源が画像形成装置本体に固定され、導光体が画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジに搭載され、両者が分離している構成であっても、画像形成装置およびプロセスカートリッジの組み立て精度やプロセスカートリッジ装着に伴う位置決め精度の影響等を排除しながら、確実に光路を形成して光源からの光を導光体の光入射面まで導くことが可能となる。
【００４１】
また、本発明にあっては、光照射用の点光源を遮光部材で覆うことによって、光源の光を散乱させずに効率的に導光体の光入射面に導くことが可能である。点光源と遮光部材が一体的に形成され、弾性体による付勢力を受けて導光体の光入射面に対して進退可能な構成とされているので、光源が画像形成装置本体に固定され、導光体が画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジに搭載され、両者が分離している構成であっても、画像形成装置およびプロセスカートリッジの組み立て精度やプロセスカートリッジ装着に伴う位置決め精度の影響等を排除しながら、確実に光路を形成して光源からの光を導光体の光入射面まで導くことが可能となる。
【００４２】
また、本発明にあっては、部品コストおよび消費電力が抑制され、効率的な光除電器を備えた画像形成装置を実現することが可能となる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態であるデジタル複合機３０の全体構成を示す図である。このデジタル複合機３０は、ファクシミリ動作と共に、コピー動作およびプリンタ動作を行うことができ、大略的にスキャナ部３１、画像形成部４７および後処理部３４を備えて構成されている。
【００４４】
上記スキャナ部３１は、デジタル複合機３０における画像入力装置として、原稿画像を読み取るために設けられるものであり、透明ガラスからなる原稿載置台３５に加えて、両面自動原稿送り装置（Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｆｅｅｄｅｒ、以下ＲＡＤＦと略称する）３６およびスキャナユニット４０を有している。スキャナ部３１は、原稿載置台３５上に載置された原稿から１枚毎にその画像を順次読み取っていく。
【００４５】
上記ＲＡＤＦ３６は、所定の原稿トレイ（図示せず）にセットされた原稿を、１枚ずつ上記原稿載置台３５に搬送し、スキャナユニット４０による原稿画像の読み取りが行われた後、所定の位置にまで搬出する機能を有している。また、このＲＡＤＦ３６は、スキャナユニット４０による原稿画像の読み取り後、原稿を裏返し、再び原稿載置台３５に搬送することもできる。なお、ＲＡＤＦ３６の詳細な構成については周知であるので、本実施の形態においては説明を省略する。
【００４６】
上記スキャナユニット４０は、原稿載置台３５に搬送された原稿の画像を、走査線方向に１単位毎に読み取る原稿画像読み取りユニットとして構成される。スキャナユニット４０は、第１の走査ユニット４０ａ、第２の走査ユニット４０ｂ、光学レンズ４３およびＣＣＤ４４を有している。第１の走査ユニット４０ａは、原稿載置台３５に沿って図１の左から右へと一定速度Ｖで移動しながら原稿を露光するものであり、図１に示すように、光を照射するためにランプリフレクターアセンブリ４１と、原稿からの反射光を第2の走査ユニット４０ｂに導く第１の反射ミラー４２ａを有している。第２の走査ユニット４０ｂは、第１の走査ユニット４０ａに追随してＶ／２の速度で移動するようになっており、第１の反射ミラー４２ａからの光を光学レンズ４３およびＣＣＤ４４の方向へ導く第２の反射ミラー４２ｂおよび第３の反射ミラー４２ｃを有している。また、上記光学レンズ４３は、上記第３の反射ミラー４２ｃからの反射光をＣＣＤ素子44上で結像させる。さらに、上記ＣＣＤ素子（光電変換素子）４４は、光学レンズ４３によって結像された光を電気信号に変換するものである。このＣＣＤ４４によって得られたアナログの電気信号は、デジタル信号である画像データに変換され、各種の画像処理が施された後、適宜バッファメモリ等を介して画像形成部４７に転送される。
【００４７】
画像形成部４７は、作像ユニット３２、レーザ書き込みユニット４６および給紙部５０から構成されている。レーザ書き込みユニット４６は、バッファメモリから読み出した画像データまたは外部装置から転送されてきた画像データに応じてレーザ光を出射する半導体レーザ光源、レーザ光を等角速度偏向するポリゴンミラー、等角速度で偏向されたレーザ光が作像ユニット３２を構成する感光体ドラム１０上において等角速度で偏向されるように補正するｆ−θレンズ等を有している。
【００４８】
上記作像ユニット３２は、図２に示すように、周知である感光体ドラム１０の周囲に感光体ドラム１０を所定の電位に帯電させる帯電器１１、感光体ドラム１０上に形成された静電潜像にトナーを供給して顕像化させる現像器１３、感光体ドラム１０表面に形成されたトナー像を記録紙に転写する転写器１４、余分なトナーを回収するクリーニング器１２および光除電器１５を備えている。この作像ユニット３２において記録紙に転写されたトナー像は、定着ユニット４９において加熱定着される。
【００４９】
作像ユニット３２の排出側には、上記定着ユニット４９の他に、記録紙の裏面に再度画像を形成するために記録紙の前後を反転させるスイッチバック路５６、画像が形成された記録紙に対してステープル処理等を行うと共に昇降トレイ６０を有する後処理部３４を備えている。定着ユニット４９にてトナー像が定着された記録紙は、排紙ローラ５７を経て後処理部３４へと導かれ、ここで所定の後処理が施された後、排出される。
【００５０】
給紙部５０は、上記作像ユニット３２の下方に配設され、手差しトレイ５４、両面ユニット５５、用紙カセット５１、５２、５３を備えた多段給紙トレイ部、およびこれら用紙カセット５１、５２、５３または手差しトレイ５４から給紙した用紙を作像ユニット３２における転写器が配置された転写位置へと搬送する搬送手段を備えている。両面ユニット５５は、記録紙を反転させるスイッチバック路５６に通じており、記録紙の両面に画像形成を行う際に用いられる。
【００５１】
図３は、上記光除電器１５の構成を示す斜視図であり、図４はその正面図である。本実施の形態における光除電器１５は、点光源であるＬＥＤランプ１５ａと、導光体１５ｂとを備えている。導光体１５ｂは、図５に示すように、プロセスカートリッジ２０に搭載されている。プロセスカートリッジ２０は、図５（ａ）から図５（ｂ）に示すように、画像形成装置本体の前面フレーム２１および背面フレーム２２に取り付けられたカートリッジ案内部材２３上を摺動することにより、着脱自在となっている。なお、本発明に用いられるプロセスカートリッジとしては、感光体と、感光体に付着した転写残りトナーを除去するクリーニング部材と、このトナーを搬送する手段と、感光体の表面電化を除電するための光を導く導光体と、感光体に所定の表面電荷を付与するための帯電器を有するものが挙げられる。さらに、この他にトナーを貯蔵する手段を有するものや、感光体に形成された静電潜像を現像する現像手段と現像材を収容する手段を有するもの等も用いることができる。なお、この実施の形態１および以下の実施の形態２において、導光体は、後述する実施の形態３と同様に、サポート部材により支持されている。
【００５２】
画像形成装置本体側では、上記ＬＥＤランプ１５ａは、感光体ドラム１０の非画像領域となる上記プロセスカートリッジ２０の装着方向２４前端側の端部２０ａに臨んで配置されている。
【００５３】
導光体１５ｂは、図３および図４に示すように、感光体ドラム１０と平行に延びる帯状に形成され、前端面が上記ＬＥＤランプ１５ａに臨んで光入射面２５となり、一方の側面が感光体ドラム１０に臨んで光出射面２６となる。また、他方の側面が前端側から後端側に向かうにつれて光出射面２６に近接してゆき、光入射面２５から入射した光をそれと略直交する光出射面２６へ導く光反射面２７となる。この導光体１５ｂは、例えば板厚Ｄが３ｍｍであり、光入射面（前端面）２５の幅Ｗ１が１５ｍｍであり、それと対向する後端面の幅Ｗ２が ７．５ｍｍであり、長手方向の長さＬが３２３ｍｍであり、上記ＬＥＤランプ１５ａからの光線透過率が８０％以上で、屈折率が１．４〜１．７に形成される。なお、本実施の形態のように、導光体の傾斜角度が浅い角度（光出射面に対して略平行な光反射面）でも、例えば、図６に示すように、導光体１５ｂの光出射面２６と対向する面２７に光散乱用のプリズム面を設けて光拡散面としたり、それに相当する凹凸形状を設けることにより、光路を９０°曲げることができる。図２６に示したように、ＬＥＤ２は発光部分がレンズ形状であり、光の発散角度が５°〜１５°となっている。このため、ＬＥＤから導光体に入射された光は、光出射面と対向するプリズム面によって拡散されるが、このときの拡散方向はプリズム面の形状により制御することができ、光出射面の全面にわたって均一な光を導くことができる。さらに、導光体の感光体に面する光出射面にプリズム面を設ける場合もある。
【００５４】
上記導光体１５ｂは、上記光出射面２６に対向する光反射面（光拡散面）２７以外の全表面は平滑面であり、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、塩化ビニル樹脂またはガラス等をインジェクション成形法や押し出し法で成形され、必要に応じて研磨等の処理を行って作製する。または、この導光体１５ｂの全表面を平滑面として、光拡散面２７にのみ白濁した両面テープを貼着して作製してもよい。さらに、導光体１５ｂとしては、光学読み取り用の線状光源に用いられている、例えば特開平８−４３６３３号公報や特開平１０−１３３０２６号公報等に記載されているような導光体を用いてもよい。
【００５５】
上記ＬＥＤランプ１５ａは、例えばＬＥＤチップを金属製のリード上にボンディングし、その部分を透明な樹脂でレンズ状に封止することにより作製され、上記光入射面２５に近接配置される。例えば波長が６１８ｎｍ、実験抵抗値２００Ωである超高輝度ＬＥＤランプ（シャープ社製品番ＧＬ５ＺＪ４３）により実現することができる。このＬＥＤランプ１５ａは１個のみ用いられ、導光体１５ｂの前端側からのみ光が導入される。これにより、ＬＥＤランプの使用個数を減少させてコストダウンを図ることができる。
【００５６】
以上のように構成された本実施の形態の光除電器１５では、光照射用の光源として点光源であるＬＥＤランプ１５ａを用い、その光を導光体１５ｂにより感光体ドラム１０上に導くことにより、部品コストおよび消費電力を低く抑えるようにした光除電器において、ＬＥＤランプ１５ａを画像形成装置本体側に設けているので、光源であるＬＥＤランプ１５ａは部品寿命に到達するまで使用され、無駄な廃棄部品が発生せずに部品コストをさらに低く抑えることができると共に、コネクタ接触不良に代表される電器回路の接続不良に起因する光除電器の動作不良が発生しにくくなる。
【００５７】
また、導光体１５ｂを消耗品として交換されるプロセスカートリッジ２０側に設けているので、トナーの付着等により汚れた導光体１５ｂは、プロセスカートリッジ２０を画像形成装置本体から取り外すことにより専門のサービスマンでなくても容易にクリーニングすることができる。
【００５８】
さらに、導光体を容易にプロセスカートリッジから分離できるような固定方法を用いてプロセスカートリッジに搭載することにより、メンテナンス時にプロセスカートリッジを画像形成装置本体から取り出し、導光体を単独で取り外して清掃作業を行うことができる。また、使い捨て方式のプロセスカートリッジであっても、導光体に傷やひび割れ等の著しい損傷が発生していない限り、リサイクル工程において導光体をプロセスカートリッジから容易に分離して、付着した油脂類や汚染トナー等を適宜除去する処理を行って再生し、リサイクル部品として再使用することができる。
【００５９】
なお、プロセスカートリッジ枠体部の適所に導光体を直接ネジ止め固定する方法、プロセスカートリッジの枠体側に固定して設けた略Ｕ字形状の板バネやヘアピン状のクリップ等により導光体を弾性的に挟んで保持する方法、またはプロセスカートリッジの枠体側に突設させたピン状、ボス状またはリブ状支持部材と、これに嵌合する取り付け穴や凹溝を設けた導光体を組み合わせて支持する方法等の結合方法を適宜用いることによって、導光体をプロセスカートリッジに対して分離可能とすることができる。
【００６０】
また、ＬＥＤランプ１５ａを感光体ドラム１０の非画像領域に配置しているので、トナー汚染され難く、効率低下を有効に防止することができる。また、点光源であっても、画像領域内に設置すると他の作像プロセスのユニットと干渉し、画像形成装置の大型化に繋がって不利であるが、非画像領域に設置することにより画像形成装置の小型化に有利となる。また、画像形成装置のレイアウト上だけではなく、ＬＥＤランプ１５ａを非画像領域に設けることによって、帯電、像露光等の他の画像形成プロセスに対する影響を最小限に抑制することができる。
【００６１】
さらに、点光源としてＬＥＤランプ１５ａを用い、導光体１５ｂとしてアクリル樹脂のように汎用的で安価な部品材料を使用して、消費電力が低く抑えられると共に小型化され、信頼性の高い光除電器を実現することができる。また、ＬＥＤは長寿命であり、短時間で安定した動作を得ることができる。
【００６２】
（実施の形態２）
本実施の形態では、図７に示すように、上記ＬＥＤランプ１５ａを光入射面２５側であって、光反射面２７と後端面２８との交点２９と対向する位置に、その光軸が一致するように配置している。それ以外は、実施の形態１と同様の構成としている。
【００６３】
図８は、本願発明者らがＬＥＤ取り付け位置と光量との関係について実験を行った結果を示すグラフである。この実験では、導光体１５ｂの光入射面２５の高さＷ１を１３ｍｍ、後端面２８の高さＷ２を２ｍｍとして、ＬＥＤランプ１５ａの取り付け位置、すなわち、光軸と光出射面との距離Ｗ３を変化させたときの出射光量変化を求めた。この図８から明らかなように、ＬＥＤランプ１５ａの光軸を光反射面２７と後端面２８との交点２９に対向する位置となるように、ＬＥＤランプ１５ａの取り付け位置を後端面２８の高さＷ２に合わせて２ｍｍに設定することにより、目標とする必要光量６μＷ以上を確保し、ＬＥＤランプ１５ａの光利用効率を向上することができる。なお、Ｗ２＝２ｍｍ以上は、樹脂成形品の反りを抑制して寸法精度を確保するためにも必要である。また、上記光軸と光出射面との距離Ｗ３を２ｍｍ未満とする配置は、レイアウト上の制約から実用的ではない。
【００６４】
図９および図１０は、本願発明者らが導光体の頂角の角度と光量との関係について実験を行った結果を示すグラフである。この図９によれば、目標とする必要光量６μＷ以上を確保するためには、導光体の頂角の角度θは８９°以下の鋭角に設定するのが好ましい。また、図１０によれば、光量の最大値と最小値との差である光量較差を実用的な範囲に抑えるためにも、導光体の頂角の角度θは８９°以下の鋭角に設定するのが好ましい。但し、頂角の角度θが小さくなるにつれて、導光体のＷ１寸法が増加し、導光体のサイズ、ひいては装置全体の大型化につながることになるため、１ｍｍ以上で感光体の外径以下でるのが好ましい。
【００６５】
図１１は導光体とＬＥＤの間の距離と光量との関係を示す図であり、各点は光源から導光体の入射面までの距離を０ｍｍ、１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍ、７ｍｍと変化させてプロットしたものである。この図１１によれば、導光体とＬＥＤの間の距離が小さいほど各測定ポイントで得られる光量が大きくなる傾向を示す。しかし、実用的にはある程度両者の間に間隔を設ける方が光量が極端に突出した部分が解消され、感光体の長手方向での光量分布が均一化される方向に向かうと共に、この導光体を搭載したプロセスカートリッジを装着する際に発生し得る突発的なＬＥＤ光源の破損を防ぐことができる。
【００６６】
図１２は導光体と感光体ドラムとの対向距離と光量との関係を示す図であり、導光体の板厚をある一定値に固定しておき、導光体の光入射面の反対側の面（例えば図３のＷ２に相当する）の寸法と光入射面（例えば図３のＷ１に相当する）の寸法の組み合わせを下記表１に示すように２−５ｍｍ、２−８ｍｍ、２−１１ｍｍ、２−１３ｍｍと変化させてプロットしたものである。ここでは、Ｗ２＝２ｍｍとして固定している。
【００６７】
【表１】
この図１２によれば、導光体の形状に関わらず、両者の対向間隔が狭いほど良好であり、導光体の形状次第では両者の対向間隔を２ｍｍ以下にすれば、目標とする６μＷ以上を確保することができる。なお、両者の対向間隔を１ｍｍ未満に接近して設定するのは、各構成部品の寸法精度やこの導光体が搭載されたプロセスカートリッジを画像形成装置へ着脱する走査を行う際のスライド動作に伴い感光体の損傷防止の観点からすると、実用的ではない。
【００６８】
図１３は、導光体の光反射側の側面に両面テープを貼り付けた場合の光量変化を示すグラフである。この図１３によれば、両面テープを貼着した場合の方が、貼着しない場合に比べて、ＬＥＤ光源に近い部分で光量の突出した部分が抑えられ、全体的な光量むらが少なくなる。
【００６９】
（実施の形態３）
図１４および図１５に、本実施の形態における光除電器の構成を示す。本実施の形態では、光除電装置１５を構成する導光体１５ｂがサポート部材１２０、１２０によって周囲の部材に支持されている。このサポート部材１２０、１２０はアクリル材等からなり、感光体ドラム１０における画像領域の外側となる非画像領域と対向する箇所で導光体１５ｂを支持している。そして、導光体１５ｂの光入射面２５のみがＬＥＤランプ１５ａに接触し、周囲の画像形成手段に対して非接触の状態（フロート状態）となるように支持している。
【００７０】
導光体のサポート方法としては、例えば以下のような２通りの方法が考えられる。まず第一の方法は、図２２（ａ）、図２２（ｂ）および図２３に示すように、導光体を樹脂成形する際に、導光体において感光体の非画像域への対向部となる部分の適所に、円筒形状の小突起部（ボス）またはリブ状の突起部を配置する。安定的に支持するためには、導光体の両端部で少なくとも１箇所ずつ設けるのが好ましい。そして、この突起部を導光体を収容するプロセスカートリッジ等のハウジングまたはケーシングの壁面に設けた凹部で受けて支持する。
【００７１】
次に、第二の方法は、上記方法とは逆に、導光体を収容されるプロセスカートリッジ等のハウジングまたはケーシングの壁面に円筒形状の小突起部（ボス）またはリブ状の突起部を一体的に形成しておく。そして、この突起部の先端同士を所定間隔を維持した状態で対向させ、この間に導光体を挟持する。
【００７２】
以上のように構成された本実施の形態の光除電器によれば、導光体１５ｂの光入射面２５に対してＬＥＤランプ１５ａを接触した状態で設けることにより、ＬＥＤランプ１５ａからの光を効率的に導光体１５ｂに入射することができる。また、導光体１５ｂを周囲の部材や画像形成手段に対して非接触の状態で設けることにより、光路が遮られずに導光体１５ｂの光出射面２６を介して入射光を感光体ドラム１０上へ導くことができる。さらに、導光体１５ｂがＬＥＤランプ１５ａと別体であり、サポート部材１２０、１２０を感光体ドラム１０における画像領域と対向する部分の外側（画像領域幅の外側）に設けることにより導光体１５ｂが着脱可能となり、導光体１５ｂの着脱に伴うＬＥＤランプ１５ａの着脱が不要となる。よって、電気的な接続不良等のトラブルが発し得し難くなると共に、光路に対する影響が最小限に抑制される。また、感光体ドラムの非画像領域へ光源の光が到達せず、残留電荷の除去が行われなくても、これによる画像形成の不具合は発生しない。従って、信頼性の向上した光除電器が得られる。
【００７３】
さらに、図１６に示すように、光除電器１５をサポート部材１２０、１２０を介してプロセスカートリッジ２０に搭載することもできる。この場合、サポート部材１２０、１２０は、プロセスカートリッジ２０における画像領域幅の外側に設けるようにする。プロセスカートリッジ２０は取っ手２１ａを操作することにより、カートリッジ案内部材２３に沿って図中の矢印方向に着脱可能である。カートリッジ案内部材２３は、画像形成装置の背面フレーム２２から画像形成装置の前面フレーム２１側へ架け渡されている。また、ＬＥＤランプ１５ａは、画像形成装置の背面フレーム２２に固定されており、その電器配線は画像形成装置の背面フレーム２２の裏側で引き回されている。
【００７４】
このように、光除電器１５を着脱可能なプロセスカートリッジ２０に搭載することにより、さらに光除電器としての操作性（整備性）の向上を図ることができる。
【００７５】
さらに、導光体１５ｂをプロセスカートリッジ２０に対して着脱可能としてもよい。これにより、プロセスカートリッジ２０から導光体１５ｂを取り外してメンテナンスを行うことができるので、光除電器としての動作の信頼性および操作性（整備性）のさらなる向上を図ることができる。
【００７６】
（実施の形態４）
図１７に本実施の形態における光除電器の構成を示す。この光除電器は、実施の形態３における光除電器のＬＥＤ１５ａの周囲に遮光部材１３６を設けた構成である。この遮光部材１３６は、スポンジ等の可撓性弾性部材からなり、ＬＥＤランプ１５ａから出射された光が導光体１５ｂ以外に漏れるのを遮る機能を有している。この遮光部材の材料は、光吸収性材料であっても光反射性材料であってもよいが、光の利用効率を考えると、光反射性材料が好ましい。遮光部材１３６の導光体１５ｂ側は、光入射面２５に十分接触できるようになっており、導光体１５ｂのプロセスカートリッジ２０への取り付け位置誤差に応じて伸縮する。従って、図１８（ａ）に示すように一旦画像形成装置から取り外したプロセスカートリッジ２０を矢印方向に装着して図１８（ｂ）に示すように組み立てたときに、導光体１５ｂにおける光入射面の位置に応じて遮光部材１３６が伸縮し、ＬＥＤランプ１５ａから出射される光は常に光入射面２５に無駄なく導かれる。
【００７７】
以上のように、本実施の形態の光除電器によれば、ＬＥＤランプ１５ａを遮光部材１３６で覆うことによって、ＬＥＤランプ１５ａからの光を散乱させずに効率的に導光体１５ｂの光入射面２５に導くことができる。遮光部材１３６は可撓性弾性部材で構成しているので、図１７のようにＬＥＤランプ１５ａが画像形成装置の本体側に固定され、導光体１５ｂが画像形成装置から着脱可能なプロセスカートリッジ２０に搭載されて両者が分離している構成であっても、画像形成装置およびプロセスカートリッジ２０の組み立て精度やプロセスカートリッジ２０の装着に伴う位置決め精度の影響を排除しながら、確実に光路を形成してＬＥＤランプ１５ａの光を導光体１５ｂの光入射面２５まで導くことができる。
【００７８】
（実施の形態５）
図１９に本実施の形態における光除電器の構成を示す。この光除電器は、実施の形態３における光除電器のＬＥＤ１５ａの周囲に遮光部材１４６を設け、その遮光部材１４６にばね１４７を取り付けた構成である。この遮光部材１４６は、実施の形態４における遮光部材１３６とは異なり、比較的硬質な材料（例えばポリカーボネート材）からなり、画像形成装置の背面フレーム２２の裏側からＬＥＤランプ１５ａを覆うように構成されている。これに伴って画像形成装置の背面フレーム２２には、遮光部材１３６が通る孔２２ａが設けられている。また、ばね１４７は、遮光部材１４６における導光体１５ｂとは反対側の端面と画像形成装置の背面フレーム２２との間に接続されており、圧縮ばねとなっている。このばね１４７の付勢力により、遮光部材１４６は、導光体１５ｂの光入射面２５に押し付けられ、導光体１５ｂの取り付け位置誤差に応じて導光体１５ｂ側への突出量を自在に変化させながら光入射面２５に対して図中の矢印方向に進退可能となっており、ＬＥＤランプ１５ａから出射された光が導光体１５ｂ以外へ漏れるのを遮ることができる。
【００７９】
以上のように、本実施の形態の光除電器によれば、ＬＥＤランプ１５ａを遮光部材１４６で覆うことによって、ＬＥＤランプ１５ａからの光を散乱させずに効率的に導光体１５ｂの光入射面２５に導くことができる。遮光部材１４６は導光体１５ｂの光入射面に対して進退可能な構成とされているので、図１９のようにＬＥＤランプ１５ａが画像形成装置の本体側に固定され、導光体１５ｂが画像形成装置から着脱可能なプロセスカートリッジ２０に搭載されて両者が分離している構成であっても、画像形成装置およびプロセスカートリッジ２０の組み立て精度やプロセスカートリッジ２０の装着に伴う位置決め精度の影響を排除しながら、確実に光路を形成してＬＥＤランプ１５ａの光を導光体１５ｂの光入射面２５まで導くことができる。
【００８０】
（実施の形態６）
図２０に本実施の形態における光除電器の構成を示す。この光除電器は、実施の形態３における光除電器のＬＥＤ１５ａの周囲に遮光部材１５６を設け、ＬＥＤランプ１５ａの画像形成装置の背面フレーム２２の裏側にカバー１５８を設けて、そのカバー１５８とＬＥＤランプ１５ａとの間にばね１５７を取り付けた構成である。この遮光部材１５６は、実施の形態４における遮光部材１３６とは異なって、比較的硬質な材料からなり、ＬＥＤランプ１５ａにおける光出射面の側面を覆うように構成されている。ＬＥＤランプ１５ａと遮光部材１５６とは一体化されており、一端がカバー１５８に固定された圧縮ばねとしてのばね１５７により導光体１５ｂ側へ付勢力が与えられている。これに伴って、画像形成装置の背面フレーム２２には、一体化したＬＥＤランプ１５ａと遮光部材１５６とが通る孔２２ｂが設けられている。上記ばね１５７の付勢力により、遮光部材１５６は、導光体１５ｂの光入射面２５に押し付けられ、導光体１５ｂの取り付け位置誤差に応じて導光体１５ｂ側への突出量を自在に変化させながら光入射面２５に対して図中の矢印方向に進退可能となっており、ＬＥＤランプ１５ａから出射された光が導光体１５ｂ以外へ漏れるのを遮ることができる。
【００８１】
以上のように、本実施の形態の光除電器によれば、ＬＥＤランプ１５ａが一体的に設けられた遮光部材１５６で覆われているので、ＬＥＤランプ１５ａからの光を散乱させずに効率的に導光体１５ｂの光入射面２５に導くことができる。ＬＥＤランプ１５ａと遮光部材１５６とが一体的に形成され、ばね１５７からの付勢力を受けながら導光体１５ｂの光入射面２５に対して進退可能な構成とされているので、図２０のようにＬＥＤランプ１５ａが画像形成装置の本体側に固定され、導光体１５ｂが画像形成装置から着脱可能なプロセスカートリッジ２０に搭載されて両者が分離している構成であっても、画像形成装置およびプロセスカートリッジ２０の組み立て精度やプロセスカートリッジ２０の装着に伴う位置決め精度の影響を排除しながら、確実に光路を形成してＬＥＤランプ１５ａの光を導光体１５ｂの光入射面２５まで導くことができる。
【００８２】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１に記載の本発明によれば、点光源が部品寿命に到達するまで使用されて無駄な廃棄部品が発生せず、部品コストを低く抑えることができると共に、コネクタ接触不良に代表される電気回路の接続不良に起因する光除電器の動作不良が発生し難くなり、高い信頼性を得ることができる。また、トナーの付着等により汚れた導光体は、プロセスカートリッジを画像形成装置本体から取り外すことにより、専門のサービスマンでなくても容易にクリーニングすることができる。さらに、導光体は部材の消耗を伴わないが、現像剤の寿命到達等によってプロセスカートリッジごと交換され、表面に汚染トナー等が付着していない導光体にその都度置換されるため、導光体を画像形成装置本体内に固定配置して感光体の残留電荷を除去する場合に比べて、導光体を介した除電性能低下を最小限に抑制し、感光体の残留電位を確実に除去して、常に良好な画像形成を行うことができる。
【００８３】
また、本発明によれば、光源のトナー汚染が生じ難く、除電効率の低下を有効に防ぐことができる。また、装置の小型化にも有利であり、帯電、像露光等の他の画像形成プロセスに対する影響を最小限に抑制することができる。また、点光源として、ＬＥＤランプのように汎用的で安価な部品材料を使用して消費電力を低く抑えると共に装置の小型化を図って信頼性の高い除電器を実現することができる。ＬＥＤランプは、長寿命で、短時間で安定した動作を得ることができ、光学設計も容易である。
【００８４】
また、本発明によれば、導光体として例えばアクリル樹脂のように汎用的で安価な部品材料を使用して、消費電力を低く抑えると共に装置の小型化を図り、信頼性の高い光除電器を実現することができる。光反射面の表面は、プリズムカット等に代表される凹凸粗面を形成したり、または白濁したテープを貼着することによって光反射／拡散面を容易に得ることができる。
【００８５】
また、本発明によれば、導光体に装置内の飛散トナー等が付着して汚染された場合でも、プロセスカートリッジを画像形成装置本体から取り出し、導光体を単独で取り外して清掃作業を行うことができる。また、使い捨て方式のプロセスカートリッジであっても、導光体に傷、ひび割れ等の著しい損傷が無い限り、リサイクル工程において導光体をプロセスカートリッジから容易に分離して、付着した油脂類や汚染トナー等を適宜除去する処置を行って再生し、リサイクル部品として再使用することができる。
【００８６】
また、本発明によれば、感光体表面を均一に照射可能な光除電器を安価にかつ容易に実現することができる。
【００８７】
また、本発明によれば、点光源の光利用効率を向上させることができる。
【００８８】
また、本発明によれば、光源からの光を効率的に導光体に入射させることができると共に、光路が遮られずに導光体の光出射面を介して入射光を感光体表面に導くことができる。また、導光体の着脱に伴う点光源の着脱は不要であるため、電気的な接続不良等のトラブルが発生し難くなると共に、光路に対する影響が最小限に抑制されるため、信頼性の向上した光除電器を得ることが可能となる。
【００８９】
また、本発明によれば、光除電器としての操作性（整備性）の向上を図ることができる。
【００９０】
また、本発明によれば、光除電器としての動作の信頼性および操作性（整備性）のさらなる向上を図ることができる。
【００９１】
また、本発明によれば、光源の光を散乱させずに効率的に導光体の光入射面に導くことができる。また、光源が画像形成装置本体に固定され、導光体が画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジに搭載され、両者が分離している構成であっても、画像形成装置およびプロセスカートリッジの組み立て精度やプロセスカートリッジ装着に伴う位置決め精度の影響等を排除しながら、確実に光路を形成して光源からの光を導光体の光入射面まで導くことができる。
【００９２】
また、本発明によれば、光源の光を散乱させずに効率的に導光体の光入射面に導くことができる。また、光源が画像形成装置本体に固定され、導光体が画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジに搭載され、両者が分離している構成であっても、画像形成装置およびプロセスカートリッジの組み立て精度やプロセスカートリッジ装着に伴う位置決め精度の影響等を排除しながら、確実に光路を形成して光源からの光を導光体の光入射面まで導くことができる。
【００９３】
また、本発明によれば、光源の光を散乱させずに効率的に導光体の光入射面に導くことができる。また光源が画像形成装置本体に固定され、導光体が画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジに搭載され、両者が分離している構成であっても、画像形成装置およびプロセスカートリッジの組み立て精度やプロセスカートリッジ装着に伴う位置決め精度の影響等を排除しながら、確実に光路を形成して光源からの光を導光体の光入射面まで導くことができる。
【００９４】
また、本発明によれば、部品コストおよび消費電力が抑制され、効率的な光除電器を備えた画像形成装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の一実施形態であるデジタル複合機の全体構成を示す断面図である。
【図２】本発明の画像形成装置に備わった作像ユニットの構成を示す図である。
【図３】本発明の画像形成装置に備わった光除電器の構成を示す斜視図である。
【図４】図３の正面図である。
【図５】（ａ）および（ｂ）は、実施の形態１の画像形成装置におけるプロセスカートリッジの着脱を説明するための図である。
【図６】実施の形態１における光除電器の構成を示す図である。
【図７】実施の形態２における光除電器の構成を示す図である。
【図８】ＬＥＤ取り付け位置と光量との関係を示すグラフである。
【図９】導光体の頂角の角度と光量との関係を示すグラフである。
【図１０】導光体の頂角の角度と光量との関係を示すグラフである。
【図１１】導光体とＬＥＤの間の距離と光量との関係を示すグラフである。
【図１２】導光体と感光体ドラムとの対向距離と光量との関係を示すグラフである。
【図１３】導光体の側面に両面テープを貼り付けた場合の光量変化を示すグラフである。
【図１４】実施の形態３における光除電器の構成を示す斜視図である。
【図１５】図１４の正面図である。
【図１６】実施の形態３における光除電器の他の構成を示す図である。
【図１７】実施の形態４における光除電器の構成を示す図である。
【図１８】（ａ）および（ｂ）は、導光体の形状について説明するための実施の形態４の画像形成装置におけるプロセスカートリッジの着脱を説明するための図である。
【図１９】実施の形態５における光除電器の構成を示す図である。
【図２０】実施の形態６における光除電器の構成を示す図である。
【図２１】（ａ）および（ｂ）は、導光体の好ましい形状を説明するための図である。
【図２２】（ａ）および（ｂ）は、導光体の支持方法を説明するための図である。
【図２３】導光体の支持方法を説明するための図である。
【図２４】（ａ）および（ｂ）は、導光体の支持方法を説明するための図である。
【図２５】従来の光除電器に用いられるＬＥＤアレイの構成を示す斜視図である。
【図２６】従来の光除電器の構成を示す側面図である。
【符号の説明】
１ 基板
２ ＬＥＤチップ
３ ＬＥＤアレイ
４ 感光体ドラム
１０ 感光体ドラム
１１ 帯電器
１２ クリーニング器
１３ 現像器
１４ 転写器
１５ 光除電器
１５ａ ＬＥＤランプ
１５ｂ 導光体
２０ プロセスカートリッジ
２０ａ プロセスカートリッジの装着方向前端側端部
２１ 画像形成装置本体の前面フレーム
２２ 画像形成装置本体の背面フレーム
２２ａ、２２ｂ 画像形成装置の背面フレームに設けた孔
２３ カートリッジ案内部材
２４ プロセスカートリッジの装着方向
２５ 導光体の光入射面
２６ 導光体の光出射面
２７ 導光体の光反射面（光拡散面）
２８ 導光体の後端面
２９ 導光体の光反射面と後端面とが交差する位置
３０ デジタル複合機
３１ スキャナ部
３２ 作像ユニット
３４ 後処理部
３５ 原稿載置台
３６ ＲＡＤＦ
４０ スキャナユニット
４０ａ 第１の走査ユニット
４０ｂ 第２の走査ユニット
４１ ランプリフレクターアセンブリ
４２ａ 第１の反射ミラー
４２ｂ 第２の反射ミラー
４２ｃ 第３の反射ミラー
４３ 光学レンズ
４４ ＣＣＤ
４６ レーザ書き込みユニット
４７ 画像形成部
４９ 定着ユニット
５０ 給紙部
５１、５２ ５３ 用紙カセット
５４ 手差しトレイ
５５ 両面ユニット
５６ スイッチバック路
５７ 排紙ローラ
６０ 昇降トレイ
１２０ サポート部材
１３６、１４６、１５６ 遮光部材
１４７、１５７ ばね
１５８ カバー
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の画像形成プロセスに用いられ、光照射によって感光体の残留電荷を除去する光除電器を備えた複写機等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、静電電子写真方式の画像形成装置は、帯電、露光、現像、転写および定着の各プロセスにより画像を形成する。例えば複写機の場合には、上記各プロセスは以下のように行われる。まず、帯電器チャージャにより均一な電荷を与えた感光体（感光体ドラム）の表面に、光学系を介して原画像の反射光を露光することにより静電潜像を作成し、この静電潜像にトナー（現像剤）を静電付着させて現像して、感光体ドラム上にトナー像を形成する。次に、転写体にトナー像と逆極性の静電気を印加してトナー像を記録紙上に転写し、転写されたトナーを加熱、加圧により定着して、記録紙上に原画像に応じた画像を固定化する。
【０００３】
以上のように構成された複写機の基本構成に対して、画像品質の向上および複写画像形成の効率化を目的とする多くの機能要素が付加されている。例えば、光照射によって感光体（感光体ドラム）上の電荷を除電する光除電器がこれに該当する。上記電子写真プロセスを利用した複写機などに適用される光除電器としては、現像処理前に感光体上における非画像領域の不良潜像をイレースするイレーサ、転写処理前の感光体上の電位を光学的に低下させる転写前除電ランプ（ＰＴＬ）、クリーニング処理後において感光体上の残留電荷を除去する除電ランプ（ＱＬ）等が挙げられる。
【０００４】
このような光除電器の照明用光源としては、蛍光管などの放電管や、図２５に示すように、基板１上にＬＥＤチップ２を多数並べたＬＥＤアレイ３が用いられている。特に、近年では、より小型で低価格な製品が要求されているため、このようなＬＥＤアレイを利用したものが多くなっている。このＬＥＤアレイ３は、図２６に示すように、ＬＥＤチップ２を密に配列することにより、被照明面である感光体ドラム４の表面に対して、実質的に均一化した、高い照度を得ることができる。しかしながら、この構成では、ＬＥＤチップ２の使用個数が多いため、コスト的には充分な低価格化を達成することが困難である。
【０００５】
そこで、例えば実開昭５５−３５５８４号公報では、電球を照明用光源として、蛍光発光体からなる導光体と組み合わせることによって、被照射面である感光体ドラムの表面に光を照射してクリーニング処理後の残留電化を除去する光除電器が提案されている。
【０００６】
なお、残留電化を除去する光除電器としての技術ではないが、特開平８−４３６３３号公報では、端部に光源を備え、透光性材料からなる柱状導光体の長手方向に沿う側面部に設けた光出射面と、この対向面に設けた切削加工や粗面加工による光拡散部とを有する導光体を備えた照明装置が開示されている。
【０００７】
同様に、特開平１０−１３３０２６号公報では、棒状の透光性材料で形成された導光体の端部からＬＥＤ光源の光を入射し、棒状の長手方向に沿う側面部に、入射された光束を出射する光出射面を有すると共に、光出射面に対向する側面部に、内部に入射された光を反射・拡散させるための鋸歯状領域を有する導光体を備えた照明装置が開示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
近年では、電子写真方式の画像形成装置においては、小型化およびメンテナンスの容易化を図るために、感光体と、これに作用する帯電手段、現像手段、クリーニング手段等のプロセス手段を一体構造的にまとめてユニット化またはカートリッジ化し、装置本体に対して着脱自在としたプロセスカートリッジ方式を採用したものが実現されている。
【０００９】
このようなプロセスカートリッジは、収納されたトナーを使い終わると、そのまま廃棄されてきた。従って、照明用光源である上記電球は再利用可能であっても、一緒に廃棄されてしまう。また、上記ＬＥＤアレイを使用した光除電器をこのような使い捨て方式のプロセスカートリッジに搭載するのは、コスト、省資源、省エネルギーおよび環境保護の観点から不合理である。さらに、装置本体とプロセスカートリッジとの間はコネクタ接触となるので、電気回路の接続不良に起因する動作不良の虞もある。また、ＬＥＤアレイを用いた場合、複数個のＬＥＤチップが使用されているため、光除電器を駆動する消費電力も大きい。
【００１０】
また、上述した実開昭５５−３５５８４号公報の技術では、照明用光源として電球を用いているので消費電力が大きく、また、照明用光源を増幅するために蛍光発光体で構成された導光体が必要となる。そして、この従来技術では、光除電器としての照明用光源および導光体が画像形成装置本体に固設されているために比較的大型であり、プロセスカートリッジに適用するのは困難である。とりわけ、複数個のプロセスカートリッジが並設配置されるタンデム方式のカラー画像形成装置の本体に、このような光除電器を固定配置すると、取り付けスペースがかさむため、制約を受けることになる。また、小型化して搭載したとしても、照明用光源の電源回路、例えば画像形成装置本体とプロセスカートリッジとの間の接続コネクタ部における接触不良等が動作不良発生の原因となり易い。さらに、プロセスカートリッジ使用後は、部品寿命に到達していないにも拘わらず、照明用光源や導光体等が廃棄されてしまい、省資源、省エネルギーおよび環境保護の観点から不合理である。
【００１１】
さらに、上述した特開平８−４３６３３号公報および特開平１０−１３３０２６号公報の技術は、光学的画像読み取り装置（所謂ハンドスキャナ）に適用されるものであり、照明用光源と導光体を一体的構成とするか、または両者を可能な限り接近して配置する。そして、光源を駆動する電源は適宜配線ケーブル等を介して供給されるため、接触不良等の電気的トラブルはほとんど起こらない。しかし、定期的メンテナンス作業等のサービス性向上を目的として、この形態でプロセスカートリッジに搭載した場合には、上記と同様に光源の電源回路における接触不良によるトラブルが発生する。また、プロセスカートリッジ使用後は部品寿命に到達していないにも拘わらず、照明用光源や導光体等が廃棄されてしまうので、省資源、省エネルギーおよび環境保護の観点から、不合理である。
【００１２】
本発明は、このような従来技術の課題を解決するべくなされたものであり、部品の有効活用を図ると共に、高い信頼性を得ることができる光除電器を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。また、本発明は、小型化が可能で照明用光源の消費電力が抑えられ、しかも電気的な接続不良等のトラブルが生じ難く信頼性が向上した光除電器を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、光照射により感光体の残留電荷を除去する光除電器を搭載してなる画像形成装置において、画像形成装置本体に設けられる点光源と、該画像形成装置本体に対して着脱可能であって消耗品として交換可能なプロセスカートリッジに搭載され、該点光源からの入射光を該感光体へと導く光路を構成する導光体とを有し、前記点光源は、前記感光体の非画像領域となる、前記プロセスカートリッジの画像形成装置本体への装着方向前端側の端部に臨む位置に配置されるＬＥＤランプからなり、前記導光体は、透光性材料により前記感光体に平行する帯状に形成されており、一方の端面が前記点光源に臨んだ矩形状の光入射面になり、かつ、長手方向に沿った一方の側面が前記感光体に一定の間隔をあけて対向する光出射面になるとともに、該光出射面に対向する他方の側面が前記光入射面から離れるにつれて前記光出射面に近接するように傾斜して、前記光入射面に平行な断面形状が矩形になっており、前記ＬＥＤランプには、該ＬＥＤランプの光出射面の側面を覆って該ＬＥＤランプから出射される光が前記導光体以外に入射するのを遮る遮光部材が設けられており、該遮光部材が、前記導光体の前記光入射面に押し付けられるように、弾性体によって付勢されていることを特徴とする。
【００１４】
前記導光体は、前記光入射面および前記光出射面が平滑面であり、前記他方の側面が、粗面になった反射面であるか、または白濁したテープが貼着された反射面であることが好ましい。
【００１５】
前記光出射面は、前記光入射面と直交することが好ましい。
【００１６】
前記導光体を、前記画像形成装置本体に対して非接触の状態に支持するサポート部材が、前記感光体の画像領域と対向する部分の幅方向外側に設けられていることが好ましい。
【００１７】
前記導光体が前記プロセスカートリッジに対して着脱可能であることが好ましい。
【００１８】
前記ＬＥＤランプは、前記画像形成装置本体に固定されており、前記遮光部材のみが前記弾性体によって付勢されていることが好ましい。
【００１９】
前記ＬＥＤランプが、前記遮光部材と一体化されて、前記弾性体によって付勢されていることが好ましい。
【００２０】
前記導光体は、前記光入射面および前記光出射面が平滑面であって、該光出射面と対向する面が光散乱用のプリズム面になっており、該プリズム面が、前記ＬＥＤランプからの光の入射方向に直交する方向に沿った溝が該入射方向に並んで形成されていることが好ましい。
【００２５】
本発明の画像形成装置は、本発明の光除電器を搭載してなり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２６】
以下に、本発明の作用について説明する。
【００２７】
請求項１に記載の本発明にあっては、光照射用の光源として点光源を使用し、その光を導光体を介して感光体（感光体ドラム）上へと導くことにより、部品コストおよび消費電力を低く抑えるようにした光除電器において、点光源を画像形成装置本体に設け、導光体を消耗品として交換されるプロセスカートリッジに搭載する。これにより、点光源は部品寿命に到達するまで使用されて無駄な廃棄部品が発生せず、部品コストを低く抑えることができると共に、コネクタ接触不良に代表される電気回路の接続不良に起因する光除電器の動作不良が発生し難くなり、高い信頼性を得ることが可能となる。一方、トナーの付着等により汚れた導光体は、プロセスカートリッジを画像形成装置本体から取り外すことにより、専門のサービスマンでなくても容易にクリーニングすることが可能となる。また、導光体は部材の消耗を伴わないが、現像剤の寿命到達等によってプロセスカートリッジごと交換され、表面に汚染トナー等が付着していない導光体にその都度置換される。よって、導光体を画像形成装置本体内に固定配置して感光体の残留電荷を除去する場合に比べて、導光体を介した除電性能低下を最小限に抑制し、感光体の残留電位を確実に除去して、常に良好な画像形成を行うことが可能となる。
【００２８】
なお、各照射箇所近傍に光源がある方が導光体を介する場合に発生するようなロスが小さく、消費電力が小さいために有利であるということも考えられる。しかし、従来機種の中には、例えば、弊社ＡＲＣ−１５０カラー複写機のように複数個のＬＥＤを基板に配置した上で、光量の均一カートリッジおよび光量の低減化を図るために、ＬＥＤと感光体との間にフィルタ板を設けている機種も存在する。これは、除電光量は可能な限り均一な方が望ましいため、より多くのＬＥＤを配置するものであるが、結果的にトータルの除電光量が過大になるため、感光体との間にフィルタ板を設けて対応しているのである。この方法では、均一光量を得るためにかなりの消費電力量のロスが生じている。すなわち、光量を増幅することは容易ではないが、減光することは容易であるので、均一光量を得るために一旦所要の光量よりも大きい光量を与えている。カラー複写機はモノクロ機と比較すると要求される画像レベルが高く、除電光量の均一性についても高いレベルが要求されるため、電力的には無駄が発生するのを許容している例である。最近では、カメラ向けの自動露光用光源として、超高輝度のＬＥＤが開発されており、発光効率が改善される傾向にある。よって、照射箇所近傍に光源がある場合に比べて光量ロスが発生し、消費電力が大きくなると考えられる導光体を介する場合には、光源としてこのような超高輝度ＬＥＤを採用することができる。
【００２９】
本発明にあっては、画像形成装置内での点光源の具体的な設置範囲を提案する。点光源が感光体と直接対向しない構造を採用しても、画像領域内に設置した場合には、トナー汚染が生じ易く、除電効率の低下が発生しやすい。これに対して、点光源を非画像領域に設置することにより、トナー汚染が生じ難く、除電効率の低下を有効に防ぐことが可能となる。また、点光源と言えども、画像領域内に設置すると、他の作像プロセスのユニットと干渉し、装置の大型化につながって不利となる。これに対して、点光源を非画像領域に設置することにより、装置の小型化に有利となる。さらに、装置のレイアウト上だけではなく、点光源を非画像領域に設けることによって、帯電、像露光等の他の画像形成プロセスに対する影響を最小限に抑制することができる。点光源としては、ＬＥＤランプのように汎用的で安価な部品材料を使用して、消費電力を低く抑えると共に装置の小型化を図り、信頼性の高い除電器を実現することが可能となる。また、ＬＥＤは長寿命であり、短時間で安定した動作を得ることができる。さらに、例えばフィーズ球等のように発光波長幅が広い光源の場合、光学的設計が一層複雑になるおそれがあるが、ＬＥＤは単一波長であるため光学設計が容易である。
【００３０】
また、本発明にあっては、透光性材料として例えばアクリル樹脂のように汎用的で安価な部品材料を使用して、消費電力を低く抑えると共に装置の小型化を図り、信頼性の高い光除電器を実現することが可能となる。また、光反射面の表面は、アルミニウム蒸着、塗装および印刷等の方法によって光反射特性が良好な被膜を得ることも可能である。しかし、そのような被膜を何ら形成せずに、プリズムカット等に代表される凹凸粗面を形成したり、または白濁したテープを貼着することによって光反射／拡散面を容易に得ることができる。これにより、導光体の傾斜角度が浅い角度（光出射面と対向する反射面が略平行）であっても、光路を略９０°曲げることが可能となる。なお、プリズムカットされた個々の表面が充分に平滑に仕上げされていれば、入射した光束の大部分が対向する光出射面から外部に出射されるので、光出射面では充分な光量を得ることが可能である。
【００３１】
なお、ＬＥＤ光源から出射された光が導光体に入射する際に、導光体の入射面が荒れた状態で凹凸を有すると、この面で光が拡散反射して入射した光の一部が導光体に入らずに外部に漏れてロスが生じる。よって、光入射面は平滑面であるのが好ましい。光出射面についても同様である。
【００３２】
また、本発明にあっては、導光体をプロセスカートリッジに固定するための結合手段として分離可能なものを用いることにより、導光体に装置内の飛散トナー等が付着して汚染された場合でも、プロセスカートリッジを画像形成装置本体から取り出し、導光体を単独で取り外して清掃作業を行うことが可能となる。また、使い捨て方式のプロセスカートリッジであっても、導光体に傷、ひび割れ等の著しい損傷が無い限り、リサイクル工程において導光体をプロセスカートリッジから容易に分離して、付着した油脂類や汚染トナー等を適宜除去する処置を行って再生し、リサイクル部品として再使用することが可能となる。
【００３３】
また、本発明にあっては、導光体の具体的形状を提案する。導光体の前端部である光入射面から入射した光を、長手方向に沿う側面部に設けた光反射面で反射させて、この面と対向する側面部である光出射面から出射させることにより、感光体表面を均一に照射可能な光除電器を安価にかつ容易に実現することが可能となる。
【００３４】
なお、図２１（ａ）に示すように、光反射面と光光出射面が平行である場合、入射した光が入射面から遠ざかるにつれて出射される光量が減少し、結果的導光体の長手方向で出射光量の不均一が発生する。このような不均一を防ぐためには、図２１（ｂ）に示すように、光反射面と光出射面とを光源から遠ざかるにつれて近接させるのが好ましい。
【００３５】
また、本発明にあっては、点光源の具体的な配置位置を提案する。点光源は、導光体の前端面側で、光反射面と後端面との交点と対向する位置に、その光軸を配置することにより、その点光源の光利用効率を向上させることが可能となる。
【００３６】
また、本発明にあっては、点光源を導光体の光入射面に対して接触する状態で設けることによって、光源からの光を効率的に導光体に入射させることが可能である。また、導光体を周囲の部材や画像形成手段に対して非接触の状態（フロート状態）で設けることによって、光路が遮られずに導光体の光出射面を介して入射光を感光体表面に導くことが可能となる。このとき、画像領域の幅内で、導光体のサポート部材を設けたり、周辺部材と接触させると、除電光の光路が遮断され、感光体へ有効に除電光が導かれない。なお、画像形成手段の代表である感光体との配置関係においては、導光体の出射面と感光体との間隙は極力狭い方が除電光が有効に導かれるが、完全に両者の間隙を詰めて接触状態で配置することは実用上できない。さらに、導光体のサポート部材を感光体の画像領域と対向する部分の外側（画像領域幅の外側）に設けることによって、導光体が着脱可能となる。また、導光体は点光源とは別体に設けられており、導光体の着脱に伴う点光源の着脱は不要であるため、電気的な接続不良等のトラブルが発生し難くなると共に、光路に対する影響が最小限に抑制される。なお、感光体の非画像領域へは光源の光が到達せず、残留電荷の除去が行われなくても、これによる不具合は発生しない。従って、信頼性の向上した光除電器を得ることが可能となる。
【００３７】
また、本発明にあっては、導光体が画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジに搭載されるため、光除電器としての操作性（整備性）の向上を図ることが可能である。
【００３８】
また、本発明にあっては、プロセスカートリッジから導光体を取り外してメンテナンスを行うことができるので、さらに光除電器としての動作の信頼性および操作性（整備性）の向上を図ることが可能である。
【００３９】
また、本発明にあっては、光照射用の点光源を遮光部材で覆うことによって、光源の光を散乱させずに効率的に導光体の光入射面に導くことが可能である。遮光部材が可撓性弾性材料からなるので、光源が画像形成装置本体に固定され、導光体が画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジに搭載され、両者が分離している構成であっても、画像形成装置およびプロセスカートリッジの組み立て精度やプロセスカートリッジ装着に伴う位置決め精度の影響等を排除しながら、確実に光路を形成して光源からの光を導光体の光入射面まで導くことが可能となる。
【００４０】
また、本発明にあっては、光照射用の点光源を遮光部材で覆うことによって、光源の光を散乱させずに効率的に導光体の光入射面に導くことが可能である。遮光部材が弾性体による付勢力を受けて導光体の光入射面に対して進退可能な構成とされているので、光源が画像形成装置本体に固定され、導光体が画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジに搭載され、両者が分離している構成であっても、画像形成装置およびプロセスカートリッジの組み立て精度やプロセスカートリッジ装着に伴う位置決め精度の影響等を排除しながら、確実に光路を形成して光源からの光を導光体の光入射面まで導くことが可能となる。
【００４１】
また、本発明にあっては、光照射用の点光源を遮光部材で覆うことによって、光源の光を散乱させずに効率的に導光体の光入射面に導くことが可能である。点光源と遮光部材が一体的に形成され、弾性体による付勢力を受けて導光体の光入射面に対して進退可能な構成とされているので、光源が画像形成装置本体に固定され、導光体が画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジに搭載され、両者が分離している構成であっても、画像形成装置およびプロセスカートリッジの組み立て精度やプロセスカートリッジ装着に伴う位置決め精度の影響等を排除しながら、確実に光路を形成して光源からの光を導光体の光入射面まで導くことが可能となる。
【００４２】
また、本発明にあっては、部品コストおよび消費電力が抑制され、効率的な光除電器を備えた画像形成装置を実現することが可能となる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態であるデジタル複合機３０の全体構成を示す図である。このデジタル複合機３０は、ファクシミリ動作と共に、コピー動作およびプリンタ動作を行うことができ、大略的にスキャナ部３１、画像形成部４７および後処理部３４を備えて構成されている。
【００４４】
上記スキャナ部３１は、デジタル複合機３０における画像入力装置として、原稿画像を読み取るために設けられるものであり、透明ガラスからなる原稿載置台３５に加えて、両面自動原稿送り装置（Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｆｅｅｄｅｒ、以下ＲＡＤＦと略称する）３６およびスキャナユニット４０を有している。スキャナ部３１は、原稿載置台３５上に載置された原稿から１枚毎にその画像を順次読み取っていく。
【００４５】
上記ＲＡＤＦ３６は、所定の原稿トレイ（図示せず）にセットされた原稿を、１枚ずつ上記原稿載置台３５に搬送し、スキャナユニット４０による原稿画像の読み取りが行われた後、所定の位置にまで搬出する機能を有している。また、このＲＡＤＦ３６は、スキャナユニット４０による原稿画像の読み取り後、原稿を裏返し、再び原稿載置台３５に搬送することもできる。なお、ＲＡＤＦ３６の詳細な構成については周知であるので、本実施の形態においては説明を省略する。
【００４６】
上記スキャナユニット４０は、原稿載置台３５に搬送された原稿の画像を、走査線方向に１単位毎に読み取る原稿画像読み取りユニットとして構成される。スキャナユニット４０は、第１の走査ユニット４０ａ、第２の走査ユニット４０ｂ、光学レンズ４３およびＣＣＤ４４を有している。第１の走査ユニット４０ａは、原稿載置台３５に沿って図１の左から右へと一定速度Ｖで移動しながら原稿を露光するものであり、図１に示すように、光を照射するためにランプリフレクターアセンブリ４１と、原稿からの反射光を第2の走査ユニット４０ｂに導く第１の反射ミラー４２ａを有している。第２の走査ユニット４０ｂは、第１の走査ユニット４０ａに追随してＶ／２の速度で移動するようになっており、第１の反射ミラー４２ａからの光を光学レンズ４３およびＣＣＤ４４の方向へ導く第２の反射ミラー４２ｂおよび第３の反射ミラー４２ｃを有している。また、上記光学レンズ４３は、上記第３の反射ミラー４２ｃからの反射光をＣＣＤ素子44上で結像させる。さらに、上記ＣＣＤ素子（光電変換素子）４４は、光学レンズ４３によって結像された光を電気信号に変換するものである。このＣＣＤ４４によって得られたアナログの電気信号は、デジタル信号である画像データに変換され、各種の画像処理が施された後、適宜バッファメモリ等を介して画像形成部４７に転送される。
【００４７】
画像形成部４７は、作像ユニット３２、レーザ書き込みユニット４６および給紙部５０から構成されている。レーザ書き込みユニット４６は、バッファメモリから読み出した画像データまたは外部装置から転送されてきた画像データに応じてレーザ光を出射する半導体レーザ光源、レーザ光を等角速度偏向するポリゴンミラー、等角速度で偏向されたレーザ光が作像ユニット３２を構成する感光体ドラム１０上において等角速度で偏向されるように補正するｆ−θレンズ等を有している。
【００４８】
上記作像ユニット３２は、図２に示すように、周知である感光体ドラム１０の周囲に感光体ドラム１０を所定の電位に帯電させる帯電器１１、感光体ドラム１０上に形成された静電潜像にトナーを供給して顕像化させる現像器１３、感光体ドラム１０表面に形成されたトナー像を記録紙に転写する転写器１４、余分なトナーを回収するクリーニング器１２および光除電器１５を備えている。この作像ユニット３２において記録紙に転写されたトナー像は、定着ユニット４９において加熱定着される。
【００４９】
作像ユニット３２の排出側には、上記定着ユニット４９の他に、記録紙の裏面に再度画像を形成するために記録紙の前後を反転させるスイッチバック路５６、画像が形成された記録紙に対してステープル処理等を行うと共に昇降トレイ６０を有する後処理部３４を備えている。定着ユニット４９にてトナー像が定着された記録紙は、排紙ローラ５７を経て後処理部３４へと導かれ、ここで所定の後処理が施された後、排出される。
【００５０】
給紙部５０は、上記作像ユニット３２の下方に配設され、手差しトレイ５４、両面ユニット５５、用紙カセット５１、５２、５３を備えた多段給紙トレイ部、およびこれら用紙カセット５１、５２、５３または手差しトレイ５４から給紙した用紙を作像ユニット３２における転写器が配置された転写位置へと搬送する搬送手段を備えている。両面ユニット５５は、記録紙を反転させるスイッチバック路５６に通じており、記録紙の両面に画像形成を行う際に用いられる。
【００５１】
図３は、上記光除電器１５の構成を示す斜視図であり、図４はその正面図である。本実施の形態における光除電器１５は、点光源であるＬＥＤランプ１５ａと、導光体１５ｂとを備えている。導光体１５ｂは、図５に示すように、プロセスカートリッジ２０に搭載されている。プロセスカートリッジ２０は、図５（ａ）から図５（ｂ）に示すように、画像形成装置本体の前面フレーム２１および背面フレーム２２に取り付けられたカートリッジ案内部材２３上を摺動することにより、着脱自在となっている。なお、本発明に用いられるプロセスカートリッジとしては、感光体と、感光体に付着した転写残りトナーを除去するクリーニング部材と、このトナーを搬送する手段と、感光体の表面電化を除電するための光を導く導光体と、感光体に所定の表面電荷を付与するための帯電器を有するものが挙げられる。さらに、この他にトナーを貯蔵する手段を有するものや、感光体に形成された静電潜像を現像する現像手段と現像材を収容する手段を有するもの等も用いることができる。なお、この実施の形態１および以下の実施の形態２において、導光体は、後述する実施の形態３と同様に、サポート部材により支持されている。
【００５２】
画像形成装置本体側では、上記ＬＥＤランプ１５ａは、感光体ドラム１０の非画像領域となる上記プロセスカートリッジ２０の装着方向２４前端側の端部２０ａに臨んで配置されている。
【００５３】
導光体１５ｂは、図３および図４に示すように、感光体ドラム１０と平行に延びる帯状に形成され、前端面が上記ＬＥＤランプ１５ａに臨んで光入射面２５となり、一方の側面が感光体ドラム１０に臨んで光出射面２６となる。また、他方の側面が前端側から後端側に向かうにつれて光出射面２６に近接してゆき、光入射面２５から入射した光をそれと略直交する光出射面２６へ導く光反射面２７となる。この導光体１５ｂは、例えば板厚Ｄが３ｍｍであり、光入射面（前端面）２５の幅Ｗ１が１５ｍｍであり、それと対向する後端面の幅Ｗ２が ７．５ｍｍであり、長手方向の長さＬが３２３ｍｍであり、上記ＬＥＤランプ１５ａからの光線透過率が８０％以上で、屈折率が１．４〜１．７に形成される。なお、本実施の形態のように、導光体の傾斜角度が浅い角度（光出射面に対して略平行な光反射面）でも、例えば、図６に示すように、導光体１５ｂの光出射面２６と対向する面２７に光散乱用のプリズム面を設けて光拡散面としたり、それに相当する凹凸形状を設けることにより、光路を９０°曲げることができる。図２６に示したように、ＬＥＤ２は発光部分がレンズ形状であり、光の発散角度が５°〜１５°となっている。このため、ＬＥＤから導光体に入射された光は、光出射面と対向するプリズム面によって拡散されるが、このときの拡散方向はプリズム面の形状により制御することができ、光出射面の全面にわたって均一な光を導くことができる。さらに、導光体の感光体に面する光出射面にプリズム面を設ける場合もある。
【００５４】
上記導光体１５ｂは、上記光出射面２６に対向する光反射面（光拡散面）２７以外の全表面は平滑面であり、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、塩化ビニル樹脂またはガラス等をインジェクション成形法や押し出し法で成形され、必要に応じて研磨等の処理を行って作製する。または、この導光体１５ｂの全表面を平滑面として、光拡散面２７にのみ白濁した両面テープを貼着して作製してもよい。さらに、導光体１５ｂとしては、光学読み取り用の線状光源に用いられている、例えば特開平８−４３６３３号公報や特開平１０−１３３０２６号公報等に記載されているような導光体を用いてもよい。
【００５５】
上記ＬＥＤランプ１５ａは、例えばＬＥＤチップを金属製のリード上にボンディングし、その部分を透明な樹脂でレンズ状に封止することにより作製され、上記光入射面２５に近接配置される。例えば波長が６１８ｎｍ、実験抵抗値２００Ωである超高輝度ＬＥＤランプ（シャープ社製品番ＧＬ５ＺＪ４３）により実現することができる。このＬＥＤランプ１５ａは１個のみ用いられ、導光体１５ｂの前端側からのみ光が導入される。これにより、ＬＥＤランプの使用個数を減少させてコストダウンを図ることができる。
【００５６】
以上のように構成された本実施の形態の光除電器１５では、光照射用の光源として点光源であるＬＥＤランプ１５ａを用い、その光を導光体１５ｂにより感光体ドラム１０上に導くことにより、部品コストおよび消費電力を低く抑えるようにした光除電器において、ＬＥＤランプ１５ａを画像形成装置本体側に設けているので、光源であるＬＥＤランプ１５ａは部品寿命に到達するまで使用され、無駄な廃棄部品が発生せずに部品コストをさらに低く抑えることができると共に、コネクタ接触不良に代表される電器回路の接続不良に起因する光除電器の動作不良が発生しにくくなる。
【００５７】
また、導光体１５ｂを消耗品として交換されるプロセスカートリッジ２０側に設けているので、トナーの付着等により汚れた導光体１５ｂは、プロセスカートリッジ２０を画像形成装置本体から取り外すことにより専門のサービスマンでなくても容易にクリーニングすることができる。
【００５８】
さらに、導光体を容易にプロセスカートリッジから分離できるような固定方法を用いてプロセスカートリッジに搭載することにより、メンテナンス時にプロセスカートリッジを画像形成装置本体から取り出し、導光体を単独で取り外して清掃作業を行うことができる。また、使い捨て方式のプロセスカートリッジであっても、導光体に傷やひび割れ等の著しい損傷が発生していない限り、リサイクル工程において導光体をプロセスカートリッジから容易に分離して、付着した油脂類や汚染トナー等を適宜除去する処理を行って再生し、リサイクル部品として再使用することができる。
【００５９】
なお、プロセスカートリッジ枠体部の適所に導光体を直接ネジ止め固定する方法、プロセスカートリッジの枠体側に固定して設けた略Ｕ字形状の板バネやヘアピン状のクリップ等により導光体を弾性的に挟んで保持する方法、またはプロセスカートリッジの枠体側に突設させたピン状、ボス状またはリブ状支持部材と、これに嵌合する取り付け穴や凹溝を設けた導光体を組み合わせて支持する方法等の結合方法を適宜用いることによって、導光体をプロセスカートリッジに対して分離可能とすることができる。
【００６０】
また、ＬＥＤランプ１５ａを感光体ドラム１０の非画像領域に配置しているので、トナー汚染され難く、効率低下を有効に防止することができる。また、点光源であっても、画像領域内に設置すると他の作像プロセスのユニットと干渉し、画像形成装置の大型化に繋がって不利であるが、非画像領域に設置することにより画像形成装置の小型化に有利となる。また、画像形成装置のレイアウト上だけではなく、ＬＥＤランプ１５ａを非画像領域に設けることによって、帯電、像露光等の他の画像形成プロセスに対する影響を最小限に抑制することができる。
【００６１】
さらに、点光源としてＬＥＤランプ１５ａを用い、導光体１５ｂとしてアクリル樹脂のように汎用的で安価な部品材料を使用して、消費電力が低く抑えられると共に小型化され、信頼性の高い光除電器を実現することができる。また、ＬＥＤは長寿命であり、短時間で安定した動作を得ることができる。
【００６２】
（実施の形態２）
本実施の形態では、図７に示すように、上記ＬＥＤランプ１５ａを光入射面２５側であって、光反射面２７と後端面２８との交点２９と対向する位置に、その光軸が一致するように配置している。それ以外は、実施の形態１と同様の構成としている。
【００６３】
図８は、本願発明者らがＬＥＤ取り付け位置と光量との関係について実験を行った結果を示すグラフである。この実験では、導光体１５ｂの光入射面２５の高さＷ１を１３ｍｍ、後端面２８の高さＷ２を２ｍｍとして、ＬＥＤランプ１５ａの取り付け位置、すなわち、光軸と光出射面との距離Ｗ３を変化させたときの出射光量変化を求めた。この図８から明らかなように、ＬＥＤランプ１５ａの光軸を光反射面２７と後端面２８との交点２９に対向する位置となるように、ＬＥＤランプ１５ａの取り付け位置を後端面２８の高さＷ２に合わせて２ｍｍに設定することにより、目標とする必要光量６μＷ以上を確保し、ＬＥＤランプ１５ａの光利用効率を向上することができる。なお、Ｗ２＝２ｍｍ以上は、樹脂成形品の反りを抑制して寸法精度を確保するためにも必要である。また、上記光軸と光出射面との距離Ｗ３を２ｍｍ未満とする配置は、レイアウト上の制約から実用的ではない。
【００６４】
図９および図１０は、本願発明者らが導光体の頂角の角度と光量との関係について実験を行った結果を示すグラフである。この図９によれば、目標とする必要光量６μＷ以上を確保するためには、導光体の頂角の角度θは８９°以下の鋭角に設定するのが好ましい。また、図１０によれば、光量の最大値と最小値との差である光量較差を実用的な範囲に抑えるためにも、導光体の頂角の角度θは８９°以下の鋭角に設定するのが好ましい。但し、頂角の角度θが小さくなるにつれて、導光体のＷ１寸法が増加し、導光体のサイズ、ひいては装置全体の大型化につながることになるため、１ｍｍ以上で感光体の外径以下でるのが好ましい。
【００６５】
図１１は導光体とＬＥＤの間の距離と光量との関係を示す図であり、各点は光源から導光体の入射面までの距離を０ｍｍ、１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍ、７ｍｍと変化させてプロットしたものである。この図１１によれば、導光体とＬＥＤの間の距離が小さいほど各測定ポイントで得られる光量が大きくなる傾向を示す。しかし、実用的にはある程度両者の間に間隔を設ける方が光量が極端に突出した部分が解消され、感光体の長手方向での光量分布が均一化される方向に向かうと共に、この導光体を搭載したプロセスカートリッジを装着する際に発生し得る突発的なＬＥＤ光源の破損を防ぐことができる。
【００６６】
図１２は導光体と感光体ドラムとの対向距離と光量との関係を示す図であり、導光体の板厚をある一定値に固定しておき、導光体の光入射面の反対側の面（例えば図３のＷ２に相当する）の寸法と光入射面（例えば図３のＷ１に相当する）の寸法の組み合わせを下記表１に示すように２−５ｍｍ、２−８ｍｍ、２−１１ｍｍ、２−１３ｍｍと変化させてプロットしたものである。ここでは、Ｗ２＝２ｍｍとして固定している。
【００６７】
【表１】
【００６８】
図１３は、導光体の光反射側の側面に両面テープを貼り付けた場合の光量変化を示すグラフである。この図１３によれば、両面テープを貼着した場合の方が、貼着しない場合に比べて、ＬＥＤ光源に近い部分で光量の突出した部分が抑えられ、全体的な光量むらが少なくなる。
【００６９】
（実施の形態３）
図１４および図１５に、本実施の形態における光除電器の構成を示す。本実施の形態では、光除電装置１５を構成する導光体１５ｂがサポート部材１２０、１２０によって周囲の部材に支持されている。このサポート部材１２０、１２０はアクリル材等からなり、感光体ドラム１０における画像領域の外側となる非画像領域と対向する箇所で導光体１５ｂを支持している。そして、導光体１５ｂの光入射面２５のみがＬＥＤランプ１５ａに接触し、周囲の画像形成手段に対して非接触の状態（フロート状態）となるように支持している。
【００７０】
導光体のサポート方法としては、例えば以下のような２通りの方法が考えられる。まず第一の方法は、図２２（ａ）、図２２（ｂ）および図２３に示すように、導光体を樹脂成形する際に、導光体において感光体の非画像域への対向部となる部分の適所に、円筒形状の小突起部（ボス）またはリブ状の突起部を配置する。安定的に支持するためには、導光体の両端部で少なくとも１箇所ずつ設けるのが好ましい。そして、この突起部を導光体を収容するプロセスカートリッジ等のハウジングまたはケーシングの壁面に設けた凹部で受けて支持する。
【００７１】
次に、第二の方法は、上記方法とは逆に、導光体を収容されるプロセスカートリッジ等のハウジングまたはケーシングの壁面に円筒形状の小突起部（ボス）またはリブ状の突起部を一体的に形成しておく。そして、この突起部の先端同士を所定間隔を維持した状態で対向させ、この間に導光体を挟持する。
【００７２】
以上のように構成された本実施の形態の光除電器によれば、導光体１５ｂの光入射面２５に対してＬＥＤランプ１５ａを接触した状態で設けることにより、ＬＥＤランプ１５ａからの光を効率的に導光体１５ｂに入射することができる。また、導光体１５ｂを周囲の部材や画像形成手段に対して非接触の状態で設けることにより、光路が遮られずに導光体１５ｂの光出射面２６を介して入射光を感光体ドラム１０上へ導くことができる。さらに、導光体１５ｂがＬＥＤランプ１５ａと別体であり、サポート部材１２０、１２０を感光体ドラム１０における画像領域と対向する部分の外側（画像領域幅の外側）に設けることにより導光体１５ｂが着脱可能となり、導光体１５ｂの着脱に伴うＬＥＤランプ１５ａの着脱が不要となる。よって、電気的な接続不良等のトラブルが発し得し難くなると共に、光路に対する影響が最小限に抑制される。また、感光体ドラムの非画像領域へ光源の光が到達せず、残留電荷の除去が行われなくても、これによる画像形成の不具合は発生しない。従って、信頼性の向上した光除電器が得られる。
【００７３】
さらに、図１６に示すように、光除電器１５をサポート部材１２０、１２０を介してプロセスカートリッジ２０に搭載することもできる。この場合、サポート部材１２０、１２０は、プロセスカートリッジ２０における画像領域幅の外側に設けるようにする。プロセスカートリッジ２０は取っ手２１ａを操作することにより、カートリッジ案内部材２３に沿って図中の矢印方向に着脱可能である。カートリッジ案内部材２３は、画像形成装置の背面フレーム２２から画像形成装置の前面フレーム２１側へ架け渡されている。また、ＬＥＤランプ１５ａは、画像形成装置の背面フレーム２２に固定されており、その電器配線は画像形成装置の背面フレーム２２の裏側で引き回されている。
【００７４】
このように、光除電器１５を着脱可能なプロセスカートリッジ２０に搭載することにより、さらに光除電器としての操作性（整備性）の向上を図ることができる。
【００７５】
さらに、導光体１５ｂをプロセスカートリッジ２０に対して着脱可能としてもよい。これにより、プロセスカートリッジ２０から導光体１５ｂを取り外してメンテナンスを行うことができるので、光除電器としての動作の信頼性および操作性（整備性）のさらなる向上を図ることができる。
【００７６】
（実施の形態４）
図１７に本実施の形態における光除電器の構成を示す。この光除電器は、実施の形態３における光除電器のＬＥＤ１５ａの周囲に遮光部材１３６を設けた構成である。この遮光部材１３６は、スポンジ等の可撓性弾性部材からなり、ＬＥＤランプ１５ａから出射された光が導光体１５ｂ以外に漏れるのを遮る機能を有している。この遮光部材の材料は、光吸収性材料であっても光反射性材料であってもよいが、光の利用効率を考えると、光反射性材料が好ましい。遮光部材１３６の導光体１５ｂ側は、光入射面２５に十分接触できるようになっており、導光体１５ｂのプロセスカートリッジ２０への取り付け位置誤差に応じて伸縮する。従って、図１８（ａ）に示すように一旦画像形成装置から取り外したプロセスカートリッジ２０を矢印方向に装着して図１８（ｂ）に示すように組み立てたときに、導光体１５ｂにおける光入射面の位置に応じて遮光部材１３６が伸縮し、ＬＥＤランプ１５ａから出射される光は常に光入射面２５に無駄なく導かれる。
【００７７】
以上のように、本実施の形態の光除電器によれば、ＬＥＤランプ１５ａを遮光部材１３６で覆うことによって、ＬＥＤランプ１５ａからの光を散乱させずに効率的に導光体１５ｂの光入射面２５に導くことができる。遮光部材１３６は可撓性弾性部材で構成しているので、図１７のようにＬＥＤランプ１５ａが画像形成装置の本体側に固定され、導光体１５ｂが画像形成装置から着脱可能なプロセスカートリッジ２０に搭載されて両者が分離している構成であっても、画像形成装置およびプロセスカートリッジ２０の組み立て精度やプロセスカートリッジ２０の装着に伴う位置決め精度の影響を排除しながら、確実に光路を形成してＬＥＤランプ１５ａの光を導光体１５ｂの光入射面２５まで導くことができる。
【００７８】
（実施の形態５）
図１９に本実施の形態における光除電器の構成を示す。この光除電器は、実施の形態３における光除電器のＬＥＤ１５ａの周囲に遮光部材１４６を設け、その遮光部材１４６にばね１４７を取り付けた構成である。この遮光部材１４６は、実施の形態４における遮光部材１３６とは異なり、比較的硬質な材料（例えばポリカーボネート材）からなり、画像形成装置の背面フレーム２２の裏側からＬＥＤランプ１５ａを覆うように構成されている。これに伴って画像形成装置の背面フレーム２２には、遮光部材１３６が通る孔２２ａが設けられている。また、ばね１４７は、遮光部材１４６における導光体１５ｂとは反対側の端面と画像形成装置の背面フレーム２２との間に接続されており、圧縮ばねとなっている。このばね１４７の付勢力により、遮光部材１４６は、導光体１５ｂの光入射面２５に押し付けられ、導光体１５ｂの取り付け位置誤差に応じて導光体１５ｂ側への突出量を自在に変化させながら光入射面２５に対して図中の矢印方向に進退可能となっており、ＬＥＤランプ１５ａから出射された光が導光体１５ｂ以外へ漏れるのを遮ることができる。
【００７９】
以上のように、本実施の形態の光除電器によれば、ＬＥＤランプ１５ａを遮光部材１４６で覆うことによって、ＬＥＤランプ１５ａからの光を散乱させずに効率的に導光体１５ｂの光入射面２５に導くことができる。遮光部材１４６は導光体１５ｂの光入射面に対して進退可能な構成とされているので、図１９のようにＬＥＤランプ１５ａが画像形成装置の本体側に固定され、導光体１５ｂが画像形成装置から着脱可能なプロセスカートリッジ２０に搭載されて両者が分離している構成であっても、画像形成装置およびプロセスカートリッジ２０の組み立て精度やプロセスカートリッジ２０の装着に伴う位置決め精度の影響を排除しながら、確実に光路を形成してＬＥＤランプ１５ａの光を導光体１５ｂの光入射面２５まで導くことができる。
【００８０】
（実施の形態６）
図２０に本実施の形態における光除電器の構成を示す。この光除電器は、実施の形態３における光除電器のＬＥＤ１５ａの周囲に遮光部材１５６を設け、ＬＥＤランプ１５ａの画像形成装置の背面フレーム２２の裏側にカバー１５８を設けて、そのカバー１５８とＬＥＤランプ１５ａとの間にばね１５７を取り付けた構成である。この遮光部材１５６は、実施の形態４における遮光部材１３６とは異なって、比較的硬質な材料からなり、ＬＥＤランプ１５ａにおける光出射面の側面を覆うように構成されている。ＬＥＤランプ１５ａと遮光部材１５６とは一体化されており、一端がカバー１５８に固定された圧縮ばねとしてのばね１５７により導光体１５ｂ側へ付勢力が与えられている。これに伴って、画像形成装置の背面フレーム２２には、一体化したＬＥＤランプ１５ａと遮光部材１５６とが通る孔２２ｂが設けられている。上記ばね１５７の付勢力により、遮光部材１５６は、導光体１５ｂの光入射面２５に押し付けられ、導光体１５ｂの取り付け位置誤差に応じて導光体１５ｂ側への突出量を自在に変化させながら光入射面２５に対して図中の矢印方向に進退可能となっており、ＬＥＤランプ１５ａから出射された光が導光体１５ｂ以外へ漏れるのを遮ることができる。
【００８１】
以上のように、本実施の形態の光除電器によれば、ＬＥＤランプ１５ａが一体的に設けられた遮光部材１５６で覆われているので、ＬＥＤランプ１５ａからの光を散乱させずに効率的に導光体１５ｂの光入射面２５に導くことができる。ＬＥＤランプ１５ａと遮光部材１５６とが一体的に形成され、ばね１５７からの付勢力を受けながら導光体１５ｂの光入射面２５に対して進退可能な構成とされているので、図２０のようにＬＥＤランプ１５ａが画像形成装置の本体側に固定され、導光体１５ｂが画像形成装置から着脱可能なプロセスカートリッジ２０に搭載されて両者が分離している構成であっても、画像形成装置およびプロセスカートリッジ２０の組み立て精度やプロセスカートリッジ２０の装着に伴う位置決め精度の影響を排除しながら、確実に光路を形成してＬＥＤランプ１５ａの光を導光体１５ｂの光入射面２５まで導くことができる。
【００８２】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１に記載の本発明によれば、点光源が部品寿命に到達するまで使用されて無駄な廃棄部品が発生せず、部品コストを低く抑えることができると共に、コネクタ接触不良に代表される電気回路の接続不良に起因する光除電器の動作不良が発生し難くなり、高い信頼性を得ることができる。また、トナーの付着等により汚れた導光体は、プロセスカートリッジを画像形成装置本体から取り外すことにより、専門のサービスマンでなくても容易にクリーニングすることができる。さらに、導光体は部材の消耗を伴わないが、現像剤の寿命到達等によってプロセスカートリッジごと交換され、表面に汚染トナー等が付着していない導光体にその都度置換されるため、導光体を画像形成装置本体内に固定配置して感光体の残留電荷を除去する場合に比べて、導光体を介した除電性能低下を最小限に抑制し、感光体の残留電位を確実に除去して、常に良好な画像形成を行うことができる。
【００８３】
また、本発明によれば、光源のトナー汚染が生じ難く、除電効率の低下を有効に防ぐことができる。また、装置の小型化にも有利であり、帯電、像露光等の他の画像形成プロセスに対する影響を最小限に抑制することができる。また、点光源として、ＬＥＤランプのように汎用的で安価な部品材料を使用して消費電力を低く抑えると共に装置の小型化を図って信頼性の高い除電器を実現することができる。ＬＥＤランプは、長寿命で、短時間で安定した動作を得ることができ、光学設計も容易である。
【００８４】
また、本発明によれば、導光体として例えばアクリル樹脂のように汎用的で安価な部品材料を使用して、消費電力を低く抑えると共に装置の小型化を図り、信頼性の高い光除電器を実現することができる。光反射面の表面は、プリズムカット等に代表される凹凸粗面を形成したり、または白濁したテープを貼着することによって光反射／拡散面を容易に得ることができる。
【００８５】
また、本発明によれば、導光体に装置内の飛散トナー等が付着して汚染された場合でも、プロセスカートリッジを画像形成装置本体から取り出し、導光体を単独で取り外して清掃作業を行うことができる。また、使い捨て方式のプロセスカートリッジであっても、導光体に傷、ひび割れ等の著しい損傷が無い限り、リサイクル工程において導光体をプロセスカートリッジから容易に分離して、付着した油脂類や汚染トナー等を適宜除去する処置を行って再生し、リサイクル部品として再使用することができる。
【００８６】
また、本発明によれば、感光体表面を均一に照射可能な光除電器を安価にかつ容易に実現することができる。
【００８７】
また、本発明によれば、点光源の光利用効率を向上させることができる。
【００８８】
また、本発明によれば、光源からの光を効率的に導光体に入射させることができると共に、光路が遮られずに導光体の光出射面を介して入射光を感光体表面に導くことができる。また、導光体の着脱に伴う点光源の着脱は不要であるため、電気的な接続不良等のトラブルが発生し難くなると共に、光路に対する影響が最小限に抑制されるため、信頼性の向上した光除電器を得ることが可能となる。
【００８９】
また、本発明によれば、光除電器としての操作性（整備性）の向上を図ることができる。
【００９０】
また、本発明によれば、光除電器としての動作の信頼性および操作性（整備性）のさらなる向上を図ることができる。
【００９１】
また、本発明によれば、光源の光を散乱させずに効率的に導光体の光入射面に導くことができる。また、光源が画像形成装置本体に固定され、導光体が画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジに搭載され、両者が分離している構成であっても、画像形成装置およびプロセスカートリッジの組み立て精度やプロセスカートリッジ装着に伴う位置決め精度の影響等を排除しながら、確実に光路を形成して光源からの光を導光体の光入射面まで導くことができる。
【００９２】
また、本発明によれば、光源の光を散乱させずに効率的に導光体の光入射面に導くことができる。また、光源が画像形成装置本体に固定され、導光体が画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジに搭載され、両者が分離している構成であっても、画像形成装置およびプロセスカートリッジの組み立て精度やプロセスカートリッジ装着に伴う位置決め精度の影響等を排除しながら、確実に光路を形成して光源からの光を導光体の光入射面まで導くことができる。
【００９３】
また、本発明によれば、光源の光を散乱させずに効率的に導光体の光入射面に導くことができる。また光源が画像形成装置本体に固定され、導光体が画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジに搭載され、両者が分離している構成であっても、画像形成装置およびプロセスカートリッジの組み立て精度やプロセスカートリッジ装着に伴う位置決め精度の影響等を排除しながら、確実に光路を形成して光源からの光を導光体の光入射面まで導くことができる。
【００９４】
また、本発明によれば、部品コストおよび消費電力が抑制され、効率的な光除電器を備えた画像形成装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の一実施形態であるデジタル複合機の全体構成を示す断面図である。
【図２】本発明の画像形成装置に備わった作像ユニットの構成を示す図である。
【図３】本発明の画像形成装置に備わった光除電器の構成を示す斜視図である。
【図４】図３の正面図である。
【図５】（ａ）および（ｂ）は、実施の形態１の画像形成装置におけるプロセスカートリッジの着脱を説明するための図である。
【図６】実施の形態１における光除電器の構成を示す図である。
【図７】実施の形態２における光除電器の構成を示す図である。
【図８】ＬＥＤ取り付け位置と光量との関係を示すグラフである。
【図９】導光体の頂角の角度と光量との関係を示すグラフである。
【図１０】導光体の頂角の角度と光量との関係を示すグラフである。
【図１１】導光体とＬＥＤの間の距離と光量との関係を示すグラフである。
【図１２】導光体と感光体ドラムとの対向距離と光量との関係を示すグラフである。
【図１３】導光体の側面に両面テープを貼り付けた場合の光量変化を示すグラフである。
【図１４】実施の形態３における光除電器の構成を示す斜視図である。
【図１５】図１４の正面図である。
【図１６】実施の形態３における光除電器の他の構成を示す図である。
【図１７】実施の形態４における光除電器の構成を示す図である。
【図１８】（ａ）および（ｂ）は、導光体の形状について説明するための実施の形態４の画像形成装置におけるプロセスカートリッジの着脱を説明するための図である。
【図１９】実施の形態５における光除電器の構成を示す図である。
【図２０】実施の形態６における光除電器の構成を示す図である。
【図２１】（ａ）および（ｂ）は、導光体の好ましい形状を説明するための図である。
【図２２】（ａ）および（ｂ）は、導光体の支持方法を説明するための図である。
【図２３】導光体の支持方法を説明するための図である。
【図２４】（ａ）および（ｂ）は、導光体の支持方法を説明するための図である。
【図２５】従来の光除電器に用いられるＬＥＤアレイの構成を示す斜視図である。
【図２６】従来の光除電器の構成を示す側面図である。
【符号の説明】
１ 基板
２ ＬＥＤチップ
３ ＬＥＤアレイ
４ 感光体ドラム
１０ 感光体ドラム
１１ 帯電器
１２ クリーニング器
１３ 現像器
１４ 転写器
１５ 光除電器
１５ａ ＬＥＤランプ
１５ｂ 導光体
２０ プロセスカートリッジ
２０ａ プロセスカートリッジの装着方向前端側端部
２１ 画像形成装置本体の前面フレーム
２２ 画像形成装置本体の背面フレーム
２２ａ、２２ｂ 画像形成装置の背面フレームに設けた孔
２３ カートリッジ案内部材
２４ プロセスカートリッジの装着方向
２５ 導光体の光入射面
２６ 導光体の光出射面
２７ 導光体の光反射面（光拡散面）
２８ 導光体の後端面
２９ 導光体の光反射面と後端面とが交差する位置
３０ デジタル複合機
３１ スキャナ部
３２ 作像ユニット
３４ 後処理部
３５ 原稿載置台
３６ ＲＡＤＦ
４０ スキャナユニット
４０ａ 第１の走査ユニット
４０ｂ 第２の走査ユニット
４１ ランプリフレクターアセンブリ
４２ａ 第１の反射ミラー
４２ｂ 第２の反射ミラー
４２ｃ 第３の反射ミラー
４３ 光学レンズ
４４ ＣＣＤ
４６ レーザ書き込みユニット
４７ 画像形成部
４９ 定着ユニット
５０ 給紙部
５１、５２ ５３ 用紙カセット
５４ 手差しトレイ
５５ 両面ユニット
５６ スイッチバック路
５７ 排紙ローラ
６０ 昇降トレイ
１２０ サポート部材
１３６、１４６、１５６ 遮光部材
１４７、１５７ ばね
１５８ カバー
Claims (8)
- 光照射により感光体の残留電荷を除去する光除電器を搭載してなる画像形成装置において、
画像形成装置本体に設けられる点光源と、
該画像形成装置本体に対して着脱可能であって消耗品として交換可能なプロセスカートリッジに搭載され、該点光源からの入射光を該感光体へと導く光路を構成する導光体とを有し、
前記点光源は、前記感光体の非画像領域となる、前記プロセスカートリッジの画像形成装置本体への装着方向前端側の端部に臨む位置に配置されるＬＥＤランプからなり、
前記導光体は、透光性材料により前記感光体に平行する帯状に形成されており、一方の端面が前記点光源に臨んだ矩形状の光入射面になり、かつ、長手方向に沿った一方の側面が前記感光体に一定の間隔をあけて対向する光出射面になるとともに、該光出射面に対向する他方の側面が前記光入射面から離れるにつれて前記光出射面に近接するように傾斜して、前記光入射面に平行な断面形状が矩形になっており、
前記ＬＥＤランプには、該ＬＥＤランプの光出射面の側面を覆って該ＬＥＤランプから出射される光が前記導光体以外に入射するのを遮る遮光部材が設けられており、
該遮光部材が、前記導光体の前記光入射面に押し付けられるように、弾性体によって付勢されていることを特徴とする光除電器を搭載してなる画像形成装置。 - 前記導光体は、前記光入射面および前記光出射面が平滑面であり、前記他方の側面が、粗面になった反射面であるか、または白濁したテープが貼着された反射面である請求項１に記載の光除電器を搭載してなる画像形成装置。
- 前記光出射面は、前記光入射面と直交する請求項２に記載の光除電器を搭載してなる画像形成装置。
- 前記導光体を、前記画像形成装置本体に対して非接触の状態に支持するサポート部材が、前記感光体の画像領域と対向する部分の幅方向外側に設けられている、請求項１に記載の光除電器を搭載してなる画像形成装置。
- 前記導光体が前記プロセスカートリッジに対して着脱可能である請求項１に記載の光除電器を搭載してなる画像形成装置。
- 前記ＬＥＤランプは、前記画像形成装置本体に固定されており、前記遮光部材のみが前記弾性体によって付勢されている請求項１に記載の光除電器を搭載してなる画像形成装置。
- 前記ＬＥＤランプが、前記遮光部材と一体化されて、前記弾性体によって付勢されている請求項１に記載の光除電器を搭載してなる画像形成装置。
- 前記導光体は、前記光入射面および前記光出射面が平滑面であって、該光出射面と対向する面が光散乱用のプリズム面になっており、該プリズム面が、前記ＬＥＤランプからの光の入射方向に直交する方向に沿った溝が該入射方向に並んで形成されている請求項１に記載の光除電器を搭載してなる画像形成装置。
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