JP4289094B2 - 露光装置 - Google Patents

Description

本発明は、所定の移動方向に移動する被露光体上に光ビームを照射して露光を行う露光装置に関する。

従来より、複写機やプリンタなどの画像形成装置には、電子写真方式を採用するものがある。

この電子写真方式は、例えば、帯電させた感光体ロールの表面に、画像データに応じた露光によって作成した静電潜像をトナーで現像し、これによるトナー像を最終的に記録用紙に転写し定着させることで画像を形成する方式である。

ところで、最近では、装置の小型化がますます要求されていることから、上記露光を行なう露光装置の光源として、大きなスペースがいるレーザー光源の代わりに、感光体ロールに近接した配置が可能なことから省スペース化が図れるＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｏｄｅ）光源を用いる画像形成装置が提案されている（特許文献１参照。）。

図１は、上記提案の画像形成装置に備えられた露光装置の概略断面図である。

図１に示す露光装置１は、図１の手前側から向こう側に配列された複数のＬＥＤ光源１２と、このＬＥＤ光源１２の前面側に配設されＬＥＤ光源からの光を集光する、図１の手前側から向こう側に配列されたセルフォックレンズ１１と、このＬＥＤ光源１２を内蔵するとともにセルフォックレンズ１１を支持する筐体１３とからなり、図１には、この露光装置１が感光体ロール２の表面を露光している様子が示されている。尚、図１には、この露光装置１が、感光体ロール２と離隔した状態で示されているが、実際には、感光体ロールの表面から２ｍｍ〜３ｍｍ程度の近接した位置に配設されている。

ところが、上記提案の画像形成装置では、露光装置が感光体ロールに近接されて配置されたことで、感光体ロール上に残留した残留トナーがセルフォックレンズに付着しやすくなったことによる画質の低下を抑制するために、この露光装置にはこの残留トナーと同じ極性の電荷が与えられている。
特開２００１−２９０３４７号公報

しかし、残留トナーには、マイナスに帯電しているものとプラスに帯電しているものとの双方が存在することから、露光装置をいずれか一方の極性に帯電させたのではこれと異なる極性の残留トナーの付着を逆に促してしまい画質の低下が引き起こされるという問題は依然として残る。

尚、画質の低下は、感光体ロール上に残留した残留トナーに限って引き起こされるのではなく、感光体ロール周辺に浮遊するトナーを含む浮遊物によっても帯電、非帯電に関わらず引き起こされる。

本発明は、上記事情に鑑み、露光障害が抑制される工夫がなされた露光装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記事情に鑑み、提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明の露光装置のうちの第１の露光装置は、
所定の移動方向に移動する被露光体上に光ビームを照射して露光を行う露光装置において、
上記被露光体に近接した位置に配列されこの被露光体に向けて光ビームを出射する複数の光源と、
この複数の光源から出射された光ビームを上記被露光体に集光する集光光学系と、
上記光源を内蔵すると共に上記集光光学系を支持する支持部材とを備え、
上記支持部材の上記被露光体と対向する面が平坦に形成されていると共に、この面の、上記移動方向前方及び後方の各周縁部からこの支持部材の上記移動方向前方および後方の各側面部にかけて曲面が形成されて成ることを特徴とする。

本発明の露光装置のうちの第１の露光装置では、支持部材が上記形状を有していることで、被露光体の移動により発生する、この被露光体と支持部材の被露光体と対向する面との間の空気流の流れが、この面に凹凸や段差が存在する従来の装置において発生していた乱気流の発生が抑制されてスムーズとなる。つまり、この第１の露光装置によれば、乱気流による、集光光学系側への浮遊物の引き寄せが抑えられるため、浮遊物の帯電極性、さらには帯電、非帯電に関係なく露光障害の発生を抑制することができる。

上記目的を達成するための本発明の露光装置のうちの第２の露光装置は、
所定の移動方向に移動する被露光体上に光ビームを照射して露光を行う露光装置において、
上記被露光体に近接した位置に配列されこの被露光体に向けて光ビームを出射する複数の光源と、
この複数の光源から出射された光ビームを上記被露光体に集光する集光光学系と、
上記光源を内蔵すると共に上記集光光学系を支持する支持部材とを備え、
上記支持部材の上記被露光体と対向する面が平坦に形成され、この面に連続して上記移動方向前方及び後方のうちの一方に広がる鍔部を有すると共に、この面の、上記移動方向前方および後方のうちの他方と、上記支持部材のこの他方側の側面との間に曲面が形成されて成ることを特徴とする露光装置。

本発明の露光装置のうちの第２の露光装置では、支持部材の被露光体と対向する面の、被露光体の移動方向前方及び後方のうちの一方に広がる鍔部については、端部の存在に起因して乱気流が発生するものの集光光学系が備えられている位置までに距離が確保されていることで、また、支持部材の被露光体と対向する面の、被露光体の移動方向前方および後方のうちの他方と支持部材のこの他方側の側面との間には曲面が形成されているため、被露光体と支持部材の被露光体と対向する面との間の空気の流れは、この面に凹凸や段差が存在する従来の装置において発生していた乱気流の発生が抑制されてスムーズとなる。つまり、この第２の露光装置によっても、乱気流による、集光光学系側への浮遊物の引き寄せが抑えられるため、浮遊物の帯電極性、さらには帯電、非帯電に関係なく露光障害の発生を抑制することができる。

本発明の露光装置によれば、浮遊物の帯電極性、さらには帯電、非帯電に関係なく露光障害を抑制することができる。

以下、本発明の実施形態について説明する。

図２は、本発明の第１の露光装置の一実施形態を含むプリンタの概略構成図である。

このプリンタ１００は、フルカラーの印刷が可能となっており、以下、構成要素の末尾に付された符号Ｙ、Ｍ、Ｃ、およびＫは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、および黒の画像形成用の構成要素であることを示している。

図２には、右からＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（黒）の画像形成を担当する画像形成部１００Ｙ、１００Ｍ、１００Ｃ、１００Ｋ、像担持体である感光体ロールの表面に形成されたトナー像が一旦転写される中間転写ベルト３０、中間転写ベルト３０が予め決められたルートを循環するように設けられた張架ロール３１、中間転写ベルト３０に一旦転写したトナー像を記録用紙に二次転写する二次転写ロール３２、および、二次転写ロール３２に対向する対向ロール３３が示されている。

Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色の画像形成を担当する画像形成部１００Ｙ、１００Ｍ、１００Ｃ、１００Ｋには、それぞれ、感光体ロール１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ、帯電装置１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ、露光装置１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋ、現像装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ、一次転写ロール１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋ、および、残留トナー処理ブラシ１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋが備えられている。

このプリンタ１００における基本的な画像形成動作について説明する。

先ず、イエローの画像形成部１００Ｙによるトナー像形成が開始され、矢印Ａ方向に回転する感光体ロール１１Ｙの表面に、帯電装置１２Ｙにより所定の電荷が付与される。次に、露光装置１３Ｙにより感光体ロール１１Ｙの表面にイエロー画像に相当する露光光が照射され潜像が形成される。その潜像は現像装置１４Ｙによりイエローのトナーで現像されて感光体ロール上にイエローのトナー像が形成される。そのトナー像は一次転写ロール１５Ｙにより中間転写ベルト３０に転写される。

中間転写ベルト３０は矢印Ｃ方向に循環移動しており、中間転写ベルト３０上に転写されたイエローのトナー像が次の色の画像形成部１００Ｍの一次転写ロール１５Ｍに到達するタイミングに合わせて、次の色のマゼンタのトナー像が一次転写ロール１５Ｍに到達するように、マゼンタの画像形成部１００Ｍによるトナー像形成が行なわれる。こうして形成されたマゼンタのトナー像は、一次転写ロール１５Ｍにおいて中間転写ベルト３０上のイエローのトナー像の上に重ねて転写される。

続いて、シアンおよび黒の画像形成部１００Ｃ、１００Ｋによるトナー像形成が上記と同様のタイミングで行われ、一次転写ロール１５Ｃ、１５Ｋにおいて中間転写ベルト３０のイエローおよびマゼンタのトナー像の上に順次重ねて転写される。

こうして、中間転写ベルト３０上に転写された多色トナー像は、二次転写ロール３２により用紙上に二次転写され、多色トナー像は用紙とともに中間転写ベルト３０から剥離され図示しない定着装置により用紙上に定着されることによりカラー画像が形成される。

一方、中間転写ベルト３０に転写がされずに各感光体ロールの表面に残留した残留トナーは、マイナスに帯電された残留トナー処理ブラシ１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋによって回収され改めてマイナスに帯電される。このようにマイナスに帯電された残留トナーは、今度はマイナスに帯電されている残留トナー処理ブラシとの間の電気的な反発力によってこの残留トナー処理ブラシから感光体ロール側にはき出されて、その後の露光装置による露光に支障が出ないようにおよそ０．２ｇ/ｍ²で再び感光体ロールに再付着される。残留トナーが再付着した感光体ロールでは、次の画像形成のために再び帯電が行なわれ露光装置による潜像の書き込みが行なわれる。

現像装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋでは、新たに書き込まれた潜像に利用される残留トナー以外の残留トナーの回収が、この潜像の正規な現像と同時にこの現像装置に備えられた、矢印Ｂ方向に回転しながらトナーと磁性キャリアとから成る現像剤をその表面に担持する現像ロール１４１Ｙ、１４１Ｍ、１４１Ｃ、１４１Ｋによって行なわれる。つまり、このプリンタ１００では、クリーニングブレードによるクリーニングではなく、現像装置の表面に担持された現像剤のうちの主に磁性キャリアによる残トナーのクリーニングが行われており、これにより、感光体ロールの摩耗の激化が抑制されている一方、クリーニングブレードを用いた場合よりも劣るクリーニング性能をカバーするため、重合法によって生成されたトナーを用いることで残留トナーの発生を少しでも抑えるようになされている。尚、このプリンタ１００では、７５ｍｍの間隔で並べられた直径３０ｍｍの感光体ロールが−４００Ｖに帯電される。また、感光体ロールと現像装置に備えられ各色トナーと磁性キャリアとが混合された現像剤が担持される現像ロールとの間隔は０．３ｍｍ、担持する現像剤の量は４５０ｇ/ｍ²、現像ロールの回転速度は２６０ｍｍ/ｓに設定されている。

図３は、図２にも示す本発明の第１の露光装置の一実施形態の側面図である。

図３には、Ｙ（イエロー）の画像形成を担当する画像形成部１００Ｙに備えられている露光装置１３Ｙが示されている。尚、Ｙ（イエロー）以外の画像形成を担当する画像形成部に備えられている露光装置も、図３に示す露光装置１３Ｙと同じ構造を有しているので、以下では、この露光装置１３Ｙを代表的に取りあげて説明する。

図３に示す露光装置１３Ｙは、図３の手前側から向こう側に配列された複数のＬＥＤ光源１３２Ｙと、このＬＥＤ光源１３２Ｙの前面側に配設されＬＥＤ光源からの光を集光する、図３の手前側から向こう側に配列されたセルフォックレンズ１３３Ｙと、このＬＥＤ光源１３２Ｙを内蔵するとともにセルフォックレンズ１３３Ｙを支持する筐体１３１Ｙとからなり、図３には、この露光装置１３Ｙが感光体ロール１１Ｙの表面を露光している様子が示されている。尚、図３には、露光装置１３Ｙが、感光体ロール１１Ｙと離隔した状態で示されているが、実際には、感光体ロールの表面から２．４ｍｍの位置に配設されている。

また、図３に示す露光装置１３Ｙの筐体１３１Ｙは、感光体ロール１１Ｙと対向する面１３１１Ｙの、感光体ロール１１Ｙの移動方向前方および後方の各周縁部から筐体１３１の感光体ロール１１Ｙの移動方向前方および後方の各側面部１３１２Ｙにかけて曲面（曲率半径２．５ｍｍ）を有しているほか、この、感光体ロール１１Ｙと対向する面１３１１Ｙは平坦に形成されている。

本実施形態の露光装置１３Ｙでは、筐体１３１Ｙが上述したような形状を有しているため、感光体ロール１１Ｙの回転により、この感光体ロール１１Ｙと露光装置の感光体ロール１１Ｙと対向する面１３１１Ｙとの間の空気流の流れが、この面に凹凸や段差が存在する従来において発生していた乱気流の発生が抑制されてスムーズに流れるようになっている。つまり、この第１の露光装置１３Ｙによれば、乱気流の発生による、セルフォックレンズ１３３Ｙへの浮遊物の引き寄せが抑えられることから、セルフォックレンズ１３３Ｙへの浮遊物の付着を浮遊物の帯電極性、さらには、帯電、非帯電に関係なく抑制することができるため、これに起因する露光障害を抑制することができる。

次に、本発明の第２の露光装置の第１実施形態について説明する。

図４は、本発明の第２の露光装置の第１実施形態の側面図である。

図４に示される露光装置１３０Ｙと、図３に示す露光装置１３Ｙとの相違点は、筐体１３４Ｙの形状だけであるので以下、この筐体についてのみ説明する。

露光装置１３０Ｙの筐体１３４Ｙは、この筐体１３４Ｙの感光体ロール１１Ｙと対向する面１３４１Ｙが平坦に形成され、この面１３４１Ｙに連続して感光体ロール１１Ｙの移動方向後方に広がる鍔部１３４１１Ｙを有すると共に、この面１３４１Ｙの感光体ロール１１Ｙの移動方向前方と、筐体１３４Ｙのこの移動方向前方側の側面１３４２Ｙとの間に曲面１３４１２Ｙを有している。

これにより、本実施形態の露光装置１３０Ｙによれば、筐体１３４Ｙの感光体ロール１１Ｙと対向する面１３４１Ｙの鍔部１３４１１Ｙにおいては、その端部からセルフォックレンズ１３３Ｙが備えられている位置までに距離が確保されており、また、面１３４１Ｙのこの鍔部１３４１１Ｙの反対側には曲面１３４１２Ｙが形成されているため、感光体ロール１１Ｙと面１３４１Ｙとの間の空気の流れは、この面１３４１Ｙに凹凸や段差が存在する従来において発生していた乱気流の発生が抑制されてスムーズに流れるようになっている。つまり、この第２の露光装置によっても、乱気流の発生による、露光装置側への浮遊物の引き寄せが浮遊物の帯電極性、さらには帯電、非帯電に関係なく抑えられるため、露光障害の発生を抑制することができる。

また、本発明の第２の露光装置の第２実施形態について説明する。

図５は、本発明の第２の露光装置の第２実施形態の側面図である。

図５に示される露光装置１３００Ｙと、図４に示す第１実施形態である露光装置１３０Ｙとの相違点も、筐体の形状だけであるので以下、この筐体についてのみ説明する。

露光装置１３００Ｙの筐体１３５Ｙでは、露光装置１３０Ｙの筐体１３４Ｙとは逆に、この筐体１３５Ｙの感光体ロール１１Ｙと対向する面１３５１Ｙの鍔部１３５１１Ｙが感光体ロール１１Ｙの移動方向前方側に位置し、鍔部の反対側の曲面１３５１２Ｙが感光体ロール１１Ｙの移動方向の後方側に位置している点のみであり、これについての説明は第１実施形態と同じとなるので省略する。

本実施形態の露光装置１３００Ｙによっても、乱気流の発生による、露光装置側への浮遊物の引き寄せが浮遊物の帯電極性、さらには帯電、非帯電に関係なく抑えられるため、露光障害の発生を抑制することができる。

また、以上に説明した実施形態では、光源としてＬＥＤを用いたものを例に挙げて説明しているが、本発明はこれに限るものではなく、ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を用いたものであってもよい。

画像形成装置における露光装置の概略断面図である。 本発明の第１の露光装置の一実施形態を含むプリンタの概略構成図である。 図２にも示す本発明の第１の露光装置の一実施形態の側面図である。 本発明の第２の露光装置の第１実施形態の側面図である。 本発明の第２の露光装置の第２実施形態の側面図である。

符号の説明

２ 感光体ロール
１１ セルフォックレンズ
１２ ＬＥＤ光源
１３ 筐体
１００Ｙ、１００Ｍ、１００Ｃ、１００Ｋ 画像形成部
１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ 感光体ロール
１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ 帯電装置
１、１３Ｙ、１３０Ｙ、１３００Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋ 露光装置
１３１Ｙ、１３４Ｙ、１３５Ｙ 筐体
１３１１Ｙ、１３４１Ｙ、１３５１Ｙ 面
１３１２Ｙ、１３４２Ｙ、１３５２Ｙ 側面部
１３２Ｙ ＬＥＤ光源
１３３Ｙ セルフォックレンズ
１３４１１Ｙ、１３５１１Ｙ 鍔部
１３４１２Ｙ、１３５１２Ｙ 曲面
１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ 現像装置
１４１Ｙ、１４１Ｍ、１４１Ｃ、１４１Ｋ 現像ロール
１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋ 一次転写ロール
１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋ 残留トナー処理ブラシ
２０ 現像領域
３０ 中間転写ベルト
３１ 張架ロール
３２ 二次転写ロール
３３ 対向ロール
１００ プリンタ

Claims (1)

1. 所定の移動方向に移動する被露光体上に光ビームを照射して露光を行う露光装置において、
   前記被露光体に近接した位置に配列され該被露光体に向けて光ビームを出射する複数の光源と、
   該複数の光源から出射された光ビームを前記被露光体に集光する集光光学系と、
   前記光源を内蔵すると共に前記集光光学系を支持する支持部材とを備え、
   前記支持部材の前記被露光体と対向する面が平坦に形成され、該面に連続して前記移動方向前方及び後方のうちの一方に広がる鍔部を有すると共に、該面の、前記移動方向前方および後方のうちの他方と前記支持部材の該他方側の側面との間に曲面が形成されて成ることを特徴とする露光装置。

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