JP4620978B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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本発明は、電子写真プロセスを用いた画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus using an electrophotographic process.
従来、電子写真方式や静電記録方式の画像形成装置において、電子写真感光体、静電記録誘電体等の像担持体の帯電処理手段としては、コロナ帯電器が使用されてきた。近年は、低オゾン、低電力等の利点を有することから、接触帯電装置、即ち前記したように被帯電体に電圧を印加した帯電部材を当接させて被帯電体の帯電を行う方式の装置が実用化されてきている。特に、帯電部材として導電ローラを用いたローラ帯電方式の装置が帯電の安定化という点から好ましく用いられている。 Conventionally, in an electrophotographic or electrostatic recording type image forming apparatus, a corona charger has been used as a charging means for an image carrier such as an electrophotographic photosensitive member or an electrostatic recording dielectric. In recent years, since it has advantages such as low ozone, low power, etc., it is a contact charging device, that is, a device that charges a charged body by contacting a charging member that applies a voltage to the charged body as described above. Has been put into practical use. In particular, a roller charging apparatus using a conductive roller as a charging member is preferably used from the viewpoint of stabilization of charging.
ローラ帯電方式の接触帯電装置では、帯電部材としての導電性の弾性ローラを被帯電体に加圧当接させ、これに電圧を印加することによって被帯電体を帯電処理する。 In a roller charging type contact charging device, a conductive elastic roller as a charging member is brought into pressure contact with a member to be charged, and a voltage is applied thereto to charge the member to be charged.
具体的には、帯電は帯電部材から被帯電体への放電によって行われるため、ある閾値電圧以上の電圧を印加することによって帯電が開始される。 Specifically, since charging is performed by discharging from a charging member to an object to be charged, charging is started by applying a voltage higher than a certain threshold voltage.
例を示すと、被帯電体としての厚さ15μmの電子写真OPC感光体に対して帯電ローラを加圧当接させて帯電処理を行わせる場合には、帯電ローラに対して約−560V程度の電圧を印加すれば感光体の表面電位が上昇し始め、それ以降は印加電圧に対して傾き1次線形に感光体表面電位が増加する。以後、この閾値電圧を帯電開始電圧Vthと定義する。つまり、電子写真に必要とされる感光体表面電位VD を得るためには帯電ローラには帯電電位:Vth+VD なるDC電圧を印加することが必要となる。このようにDC電圧のみを接触帯電部材に印加して被帯電体の帯電を行う接触帯電方式をDC帯電方式と称する。 As an example, in the case where the charging roller is pressed and brought into contact with an electrophotographic OPC photosensitive member having a thickness of 15 μm as a member to be charged, the charging roller is about −560V. When a voltage is applied, the surface potential of the photoconductor starts to rise, and thereafter, the photoconductor surface potential increases linearly with a slope with respect to the applied voltage. Hereinafter, this threshold voltage is defined as the charging start voltage Vth. That is, in order to obtain the photoreceptor surface potential VD required for electrophotography, it is necessary to apply a DC voltage of charging potential: Vth + VD to the charging roller. A contact charging method in which only the DC voltage is applied to the contact charging member to charge the object to be charged is called a DC charging method.
しかし、このDC帯電を行った場合には、特に高湿環境下において、主に帯電工程前の感光ドラム上電位の乱れによって生じる「ハーフトーン画像などで発生する横スジ」や、主に感光ドラム上帯電電位の差によって生じる「ドラムポジゴースト」と呼ばれる画像弊害が発生し、問題点となる。 However, when this DC charging is performed, particularly in a high-humidity environment, “horizontal streaks generated in a halftone image” mainly caused by disturbance of the potential on the photosensitive drum before the charging step, An image defect called “drum positive ghost” caused by the difference in the upper charging potential occurs, which becomes a problem.
このような画像弊害(ハーフトーン画像などで発生する横スジ、ドラムポジゴースト)を防止するには、帯電工程前に、感光ドラムに光を照射して残留電位を除電する、いわゆる除電手段を設けることが効果的であることが知られている。 In order to prevent such image detrimental effects (horizontal streaks and drum positive ghosts that occur in halftone images, etc.), a so-called neutralization unit is provided that neutralizes the residual potential by irradiating the photosensitive drum with light before the charging step. Is known to be effective.
図8に従来例の除電装置を装備した画像形成装置を示す。図8において、感光ドラム101は、帯電ローラ102によって均一に帯電された後、レーザ、ポリゴンミラー、レンズ系を含むスキャナユニット103からの画像信号に応じて変調されたレーザ光がスキャン出力され、折り返しミラー104で反射されて表面にレーザ光が照射され、静電潜像を形成される。レーザ光の照射によって形成された静電潜像は、現像装置105内のトナー106によってトナー像として現像されて顕像化される。
FIG. 8 shows an image forming apparatus equipped with a conventional static eliminator. In FIG. 8, a
一方、カセット7107内に収納された記録材108は、給紙ローラ109によって感光ドラム101での潜像の形成と同期してレジストローラ110まで供給される。そして、この記録材108は、レジストローラ110によって感光ドラム101上に形成された潜像の先端と同期して、転写ローラからなる転写帯電器111に搬送され、転写帯電器111によって前記トナー像が該記録材108に転写される。トナー像を転写された記録材108は定着器112によってトナー像を永久定着された後、最後に装置外部に排出される。
On the other hand, the recording material 108 stored in the cassette 7107 is supplied to the registration roller 110 in synchronization with the formation of the latent image on the
なお、感光ドラム101上に残留したトナーは弾性ブレードからなるクリーニング装置113によって除去される。なお、前記感光ドラム101、帯電ローラ102、現像装置105、クリーニング装置113は一括してユニット化されたプロセスカートリッジ100として提供される。
The toner remaining on the
ここで、特に画像弊害として顕著である記録材先端から感光ドラム1周後に出る横白スジの発生メカニズムについて説明する。 Here, the generation mechanism of the horizontal white streak appearing one round after the photosensitive drum from the leading edge of the recording material, which is particularly noticeable as an image defect, will be described.
図9は感光ドラム101と転写帯電器111のニップ近傍の拡大図である。Aのように記録材pが転写ニップに突入するまでは、転写前の感光ドラム上の電位は帯電ローラ102によって帯電されたVDであり、転写ニップ後の感光ドラム上の電位は転写電流によってVDよりも低いVtrに落ちている。
FIG. 9 is an enlarged view of the vicinity of the nip between the
次に、Bのように記録材pの先端が感光ドラム101と転写帯電器111のニップ部に突入すると、感光ドラムと転写帯電器の間が接する事のないエアギャップができる。この部分では感光ドラムの表面が転写電流で除電されにくくなるため、Vtrよりも高いVtr0という値を持つ部分ができる。さらに、記録材が転写ニップを進行すると、図のCで示すように、転写ニップを過ぎた感光ドラム上の電位は再びVtrとなる。
Next, when the leading edge of the recording material p enters the nip portion between the
感光ドラム上の電位Vtrは帯電ローラ102によって再び帯電されるとVDに戻るが、Vtr0の部分は帯電前の電位がVtrよりも高いため、帯電後の電位も大きくなってしまう。そのため、Vtr0前後の部分において感光ドラム1周後に均一な濃度のハーフトーン画像等を印字すると、Vtr0に相当する部分の電位が高いため、白スジ状の横スジ画像となってしまう。
The potential Vtr on the photosensitive drum returns to VD when charged by the
以上、記録材に対して直接転写帯電器が当接する構成を用いて説明したが、転写帯電器が硬度の低いスポンジローラの場合にはギャップは小さくなり、転写帯電器の上にさらに硬度の高い樹脂ベルトが重なる場合には、ギャップが大きくなって横白スジは発生しやすくなる。 As described above, the structure in which the transfer charger is in direct contact with the recording material has been described. However, when the transfer charger is a sponge roller having low hardness, the gap is small, and the hardness is higher on the transfer charger. When the resin belts overlap, the gap becomes large and horizontal white lines are likely to occur.
このように、DC帯電方式の接触帯電装置では、転写後の感光ドラム上の電位履歴を完全に消すことが難しいため、転写後に感光ドラム表面に光を照射する除電手段が有効となるのである。 As described above, in the contact charging device of the DC charging system, it is difficult to completely erase the potential history on the photosensitive drum after transfer, and therefore, a charge eliminating unit that irradiates light on the surface of the photosensitive drum after transfer becomes effective.
以上のような除電手段としては、従来、特開2001−142365で示すような省スペースでLEDの数を減らすことのできる構成が提案されている。以下、上記発明の除電手段構成について説明する。図10は、図8の画像形成装置をX方向から見た概略図である。なお、画像形成装置の外装部及びプロセスカートリッジ100の現像装置105及びクリーニング装置113は不図示としている。
As the above-described static elimination means, a configuration that can reduce the number of LEDs in a space-saving manner as disclosed in JP-A-2001-142365 has been proposed. Hereinafter, the structure of the static eliminating means of the above invention will be described. FIG. 10 is a schematic view of the image forming apparatus of FIG. 8 viewed from the X direction. The exterior portion of the image forming apparatus, the developing device 105 and the cleaning device 113 of the
本形態における除電装置は、図10に示すように、画像形成装置本体の手前側と奥側に装備された光源としてのLEDランプ10と、プロセスカートリッジに装備され、前記両方のLEDランプ10に対向して光入光部が形成され、導光された光を感光ドラムの長手方向表面に照射する光照射部材としての棒状ライトガイド11により構成されている。
As shown in FIG. 10, the static eliminator in this embodiment is equipped with an
LEDランプ10は、図10に示すように、画像形成装置側に設けられ、感光ドラム上除電領域よりも外側の領域に配置されている。さらに、LEDランプ10からの光が、不必要に感光ドラム101の端部を露光しないように、LEDランプ10の外周を取り囲んで遮光する遮光部材12が設けられている。
As shown in FIG. 10, the
次に、棒状ライトガイド11について、材質・形状・機能・配置について説明する。従来の形態においては、この棒状ライトガイド11が、プロセスカートリッジ100に装備されていることが大きな特徴である。図11(a)にその形状を示す。
Next, the material, shape, function, and arrangement of the bar-shaped light guide 11 will be described. In the conventional form, this rod-shaped light guide 11 is largely equipped with the
棒状ライトガイド11は、光を透過及び反射するライトガイド部と、反射効率を高めるための白色樹脂ケースの2つから構成されている。ライトガイドの材質としては、光の透過率の高いアクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、またはガラスなどを用いる。 The rod-shaped light guide 11 is composed of a light guide portion that transmits and reflects light, and a white resin case for improving reflection efficiency. As the material of the light guide, acrylic resin, polycarbonate, polystyrene, glass or the like having high light transmittance is used.
また、白色樹脂ケースは、図11(a)に示すように、両端部に「入光部」、また側面には所定の幅を持った「開口部」をもっており、その開口部側は感光ドラム101に対向配置している。 Further, as shown in FIG. 11A, the white resin case has “light incident portions” at both ends and “openings” having a predetermined width on the side surfaces, and the opening side is the photosensitive drum. 101 .
図11(b)は、図11(a)をZ方向から見た図である。この図からも分かるように、白色樹脂ケースの開口部とは反対側のライトガイド表面には、V字型の刻みが多数施されている。棒状ライトガイド11の入光部から入射された光は、各V字型の刻み部分で各々反射し、その光路を変更し、白色樹脂ケースの開口部からライトガイド長手方向に対して垂直方向に照射される。 FIG.11 (b) is the figure which looked at Fig.11 (a) from the Z direction. As can be seen from this figure, many V-shaped notches are made on the light guide surface opposite to the opening of the white resin case. The light incident from the light incident part of the bar-shaped light guide 11 is reflected by each V-shaped notch, changes its optical path, and is perpendicular to the longitudinal direction of the light guide from the opening of the white resin case. Irradiated.
つまり、この光は、所定の除電幅(図10参照)をもって感光ドラム101表面に「除電光」として照射される。
In other words, this light is irradiated as “static elimination light” on the surface of the
本実施の形態のように、感光ドラム101への光照射部材としてライトガイドを用いた場合、従来例のようなLEDを複数個配列したチップアレイタイプに比べて、感光ドラム上における光量のリップル(振れ幅)も小さく、均一な除電が可能である。
しかしながら、近年特に多色画像形成装置は小型化が進んでおり、プロセスカートリッジの感光ドラム径も小径化が進んでいるため、従来のように感光ドラムの周囲にライトガイドを付けるスペースを確保することが非常に困難になってきている。また、従来の除電装置はプロセスカートリッジにライトガイドを装着するため、プロセスカートリッジのコストを引き上げる要因となっていた。さらに、ライトガイドには寿命は無いにも関わらず、プロセスカートリッジの寿命とともに交換する事になっていたため、エコロジーの観点からも望ましいものではなかった。特に、プロセスカートリッジを複数備える多色画像形性装置の場合、本来交換する必要のない多数のライトガイドのコストをユーザーが負担する事になるため、ユーザーに不利益を被らせていた。 In recent years, however, the multicolor image forming apparatus has been reduced in size and the photosensitive drum diameter of the process cartridge has been reduced. Therefore, it is necessary to secure a space for attaching a light guide around the photosensitive drum as in the past. Has become very difficult. Further, since the conventional static eliminator attaches the light guide to the process cartridge, it increases the cost of the process cartridge. Furthermore, although the light guide has no life, it was replaced with the life of the process cartridge, which was not desirable from the viewpoint of ecology. In particular, in the case of a multicolor image forming apparatus having a plurality of process cartridges, the user bears the cost of a large number of light guides that do not need to be replaced.
そこで本発明の目的は、前記問題点を解決するものであり、横スジやドラムポジゴーストといった画像弊害のない画像形成を最小限のスペースで低コストかつ簡易に得ることができる画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供しようとするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and an image forming apparatus and a process capable of easily and inexpensively obtaining image formation free from image defects such as horizontal stripes and drum positive ghost in a minimum space. The cartridge is to be provided.
本発明は下記の構成を特徴とする画像形成装置である。 The present invention is an image forming apparatus having the following configuration.
回転可能な感光体と、前記感光体を帯電する帯電手段と、前記帯電手段によって帯電された前記感光体を露光する露光手段と、前記露光手段によって感光体に形成された静電潜像をトナー像として顕像化する現像手段と、移動可能なベルトと、前記ベルトを介して前記感光体と転写ニップを形成する転写部材と、を備える画像形成装置であって、前記感光体の回転による前記感光体の表面の移動方向に関して前記転写ニップの下流で前記ベルトと前記感光体に挟まれている空間へ、前記空間の前記感光体の回転軸方向における端部のみから、指向角が絞られた光を照射する光源を備え、前記光源から照射された光は、該光の少なくとも一部が前記ベルトで反射されることで、前記感光体の表面の前記感光体の回転軸方向における一端から他端までを照射することを特徴とする画像形成装置。 A rotatable photosensitive member, a charging unit that charges the photosensitive member, an exposure unit that exposes the photosensitive member charged by the charging unit, and an electrostatic latent image formed on the photosensitive member by the exposing unit. an image forming apparatus comprising developing means you visualized as an image, a belt movable, and a transfer member forming a transfer nip with the photosensitive member via the belt, by rotation of the photosensitive member With respect to the direction of movement of the surface of the photoconductor, the directivity angle is reduced only from the end of the space in the direction of the rotation axis of the photoconductor to the space sandwiched between the belt and the photoconductor downstream of the transfer nip. a light source for irradiating light was, light irradiated from the previous SL light source, at least a part of the light is reflected by the belt, one end in the rotation axis direction of the photoreceptor surface of the photoreceptor From the other end In the image forming apparatus characterized by irradiating.
以上説明したように、本発明によれば、複数のLEDを並べて感光ドラムを照射するような高コストの装置を本体側に設置する必用がなく、また、カートリッジ側にライトガイドを設けてカートリッジのコストを引上げることもない除電露光手段を達成することが可能になった。そのため、画像形成装置の小型化が容易になるとともに、ローコストな構成で、ハーフトーン画像などで発生する横スジやドラムポジゴーストといった画像弊害を防止できる画像形成装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, there is no necessity to install the high cost of the apparatus so as to irradiate the photosensitive drum side by side a plurality of LED on the body side, also, by providing a light guide cartridges side cartridge It has become possible to achieve a static elimination exposure means that does not increase the cost of the above. Therefore, it is possible to provide an image forming apparatus that can easily reduce the size of the image forming apparatus and can prevent image adverse effects such as horizontal stripes and drum positive ghosts generated in a halftone image with a low-cost configuration.
以下に本発明の実施例について、添付図面に基づき説明を行うが、本発明の実施形態はこれにより限定されるものではない。また、主として発明の特徴部分についてのみ説明を行う。 Examples of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings, but the embodiments of the present invention are not limited thereto. Only the characteristic part of the invention will be mainly described.
図1から3に本発明の第1実施例の構成を示す。 1 to 3 show the configuration of the first embodiment of the present invention.
本実施例においては装置が複雑でありかつ小型化が求められているカラー画像形成装置を例に説明する。カラー画像形成装置はさまざまな方式に分かれており、例えば従来良く知られている多重転写方式・中間転写体方式のほかに、感光体表面にカラー像を重ねた後一括転写して像形成を行う多重現像方式、また、複数の異なる色の画像形成手段(プロセスステーション)を直列に配置し、転写ベルトにより搬送された転写材に現像像を転写するインライン方式等がある。このうちインライン方式は、高速化が可能・像転写の回数が少なく画質に有利といった理由で優れた方式である。 In this embodiment, a color image forming apparatus that is complicated and requires miniaturization will be described as an example. Color image forming apparatuses are divided into various systems. For example, in addition to the well-known multiple transfer system / intermediate transfer body system, a color image is superimposed on the surface of the photoconductor and then collectively transferred to form an image. There are a multiple development system, an inline system in which a plurality of different color image forming means (process stations) are arranged in series, and a developed image is transferred onto a transfer material conveyed by a transfer belt. Of these methods, the in-line method is excellent because it is possible to increase the speed and the number of times of image transfer is small, which is advantageous for image quality.
図1にインライン方式の構成を示す。図1で、ベルト状転写体としての静電吸着搬送ベルト(以下ETB:Electrostatic Transfer Belt)1は駆動ローラ6・吸着対向ローラ7・テンションローラ8及び9の各ローラにより張架され、矢印で示す方向に回転する。ETB1の周面には異なる色のプロセスステーション201(yellow)・202(magenta)・203(cyan)・204(black)が一列に配置されており、各プロセスステーション内の感光体が転写ローラ3に対向して配置され、ETB1の表面に当接している。また、プロセスステーションの上流には吸着ローラ5が配置され吸着対向ローラ7に当接している。ここで、転写材pは吸着ローラ5と吸着対向ローラ7とで形成するニップ部を通過する際にバイアスを印加され、ETB1に静電的に吸着され、矢印で示した方向に搬送される。
FIG. 1 shows an inline configuration. In FIG. 1, an electrostatic attraction transfer belt (hereinafter referred to as ETB: Electrostatic Transfer Belt) 1 as a belt-like transfer member is stretched by each of a driving roller 6, an
ETB1としては、厚さ50〜200μm、体積抵抗率109〜1016Ωcm程度のPVdF、ETFE、ポリイミド、PET、ポリカーボネート等の樹脂フィルムや、あるいは、厚さ0.5〜2mm程度の、例えばEPDM等ゴムの基層の上に、例えばウレタンゴムにPTFEなどフッ素樹脂を分散したものを表層として設けたものを用いる。特に本実施例においては、初期から耐久後まで表面の反射率が高い状態を維持するベルトとして、厚みが100μmのPVdF基層の上に1μmの厚さのアクリル樹脂をコーティングしたものを用いた。このベルトの光沢度は90以上であり、非常に高い反射率を有する。なお、ベルトのグロス値は市販の光沢度計(日本電色製PG−3D)で測定した値である。 As ETB1, resin films such as PVdF, ETFE, polyimide, PET, polycarbonate, etc. having a thickness of 50 to 200 μm and volume resistivity of 10 9 to 10 16 Ωcm, or rubber having a thickness of about 0.5 to 2 mm, such as EPDM For example, a surface layer obtained by dispersing a fluororesin such as PTFE in urethane rubber is used as the surface layer. In particular, in this example, a belt having a thickness of 100 μm coated with an acrylic resin having a thickness of 1 μm was used as a belt for maintaining a high surface reflectance from the initial stage to after durability. This belt has a glossiness of 90 or more and has a very high reflectance. The gloss value of the belt is a value measured with a commercially available gloss meter (PG-3D manufactured by Nippon Denshoku).
ここで、画像形成プロセスについて説明する。 Here, the image forming process will be described.
まず、プロセスステーション内の画像形成プロセスについて説明する。説明はyellowのプロセスステーションを用いて行うが、他の色のステーションも同様である。 First, an image forming process in the process station will be described. The description is given using a yellow process station, but the same applies to other color stations.
図2にプロセスステーションの構成を示す。回転可能な感光体としての感光ドラム211は帯電器212によって一様に帯電され、露光光学系213からの走査光214で露光され静電潜像が形成される。この静電潜像は現像手段としての現像ローラ215によって現像され、感光ドラム211上にトナー像が顕像化される。後に述べる転写プロセスで転写されることなく感光ドラム211上に残留している転写残トナーは、感光ドラム211の回転方向に対して転写ローラ3の下流側に設けられたクリーニング手段としてのクリーニングブレード217により掻き落とされて感光ドラム211上から除去され、廃トナー容器218に収容される。
FIG. 2 shows the configuration of the process station. A
次に、転写プロセスについて説明する。 Next, the transfer process will be described.
一般的に用いられる反転現像方式において、感光体が例えば負極性のOPC感光体の場合、露光部を現像する際には負極性トナーが用いられる。したがって、転写ローラ3にはバイアス電源4より正極性の転写バイアスが印加される。
In a generally used reversal development method, when the photosensitive member is, for example, a negative-polarity OPC photosensitive member, a negative-polarity toner is used when developing the exposed portion. Accordingly, a positive transfer bias is applied to the
実際のプリントプロセスにおいては、ETB1の移動速度と各プロセスステーションの転写位置間の距離を考慮して、転写材上に形成される各色のトナー像の位置が一致するタイミングでプロセスステーションでの画像形成・転写プロセス・転写材pの搬送を行い、転写材pがプロセスステーション201〜204を一度通過する間に転写材上にトナー像が完成される。転写材上にトナー像が完成された後、転写材pは定着装置(不図示)に通され、転写材p上にトナー像が定着される。
In the actual printing process, taking into account the moving speed of the ETB1 and the distance between the transfer positions of each process station, image formation at the process station is performed at the timing when the positions of the toner images of each color formed on the transfer material coincide. Transfer process Transfer material p is transported, and a toner image is completed on the transfer material while the transfer material p passes through the
近年多色画像形成装置は小型低コスト化のために感光ドラムの径と間隔が非常に小さくなってきている。そのため除電のための除電露光手段を設置するスペースが非常に限られてきている。図2では除電露光手段としてのLED10を、感光ドラム211の回転方向に対して転写ローラ3の下流側で、かつクリーニングブレード217の上流側に配置している。また、LED10を、感光ドラム211の回転軸方向における一端側に設け、感光ドラム211、転写ベルト1、感光ドラムのシャッター216、プロセスカートリッジの枠219で囲まれた部分を側方から感光ドラム211の画像形成領域に向けて光を直接照射する角度に設置しているが、実際には搬送する転写材pとの間隔が狭すぎるため、従来のようなライトガイドをプロセスカートリッジの枠と転写ベルトで挟まれた空間に設置する事は非常に困難である。そのため、本実施例ではライトガイドは設けず、LEDの光を直接感光ドラムに照射している。
In recent years, the diameter and interval of photosensitive drums have become very small in order to reduce the size and cost of multicolor image forming apparatuses. For this reason, the space for installing the static elimination exposure means for static elimination has been very limited. In FIG. 2, the
図3は図2のプロセスステーション近傍を斜め方向から見た図である。ここで、LED10から発する光の光軸は感光ドラムの回転軸と平行に設定されており、LEDの光は感光ドラム上の転写後のエリア(画像形成領域)に投影される。LEDの光は、隣接するプロセスステーションにおける転写前の感光ドラム表面を照射すると、ライン画像の飛び散り等の画像不良を引き起こすため、遮光する必要があるが、本実施例では、本来プロセスカートリッジ(第2カートリッジ)を取り外したときに感光ドラムの露出面を覆い、遮光するシャッターが、隣接するプロセスカートリッジ(第1カートリッジ)の感光ドラムに作用するLEDの光が第2カートリッジの感光ドラムに照射することを遮る構造となるため、特別な遮光手段を設ける必要がない。一方で、本実施例では非常に高いグロスを有するETBを使用しているため、特に紙先端部の白スジが発生する部位では、LEDの光はETBと感光ドラムの表面で反射を繰り返し、照射側と反対側の感光ドラム端部まで効果的に光を導くことが可能である。
FIG. 3 is a view of the vicinity of the process station of FIG. 2 as viewed obliquely. Here, the optical axis of the light emitted from the
LEDの特性としては、感光ドラムの感光波長域内にピーク波長があり、指向角が絞られており、光度も大きいものが望ましい。本実施例では、東芝製のTLRE20TP型を用いた。このLEDはピーク波長が630nmで、指向角が7度と非常に狭く、光度は7000mcdという非常に高いものである。そのため、特別な集光手段を設ける事無しに、感光ドラムの回転軸方向における画像形成領域の全域を良好に照射することが可能である。 As the characteristics of the LED, those having a peak wavelength in the photosensitive wavelength range of the photosensitive drum, a narrow directivity angle, and a high luminous intensity are desirable. In this example, Toshiba's TLRE20TP type was used. This LED has a peak wavelength of 630 nm, a directivity angle of 7 degrees, and a very high luminous intensity of 7000 mcd. Therefore, it is possible to satisfactorily irradiate the entire image forming area in the rotation axis direction of the photosensitive drum without providing a special light collecting means.
以上の構成による画像形成装置において、ETBの光沢度別に露光前後の感光ドラム上の電位を測定した結果を表1〜3に示す。表1のETBは本実施例のアクリル樹脂をコーティングしたタイプであり、表2のETBはアクリルコーティングの無いベルトの初期状態、表3のETBはアクリルコーティングの無いベルトを10万枚の印字テストによって表面状態を粗したものである。なお、アクリル樹脂をコーティングした場合は、10万枚の印字テストを実行しても、光沢度は80以上に保たれていた。 Tables 1 to 3 show the results of measuring the potential on the photosensitive drum before and after exposure for each ETB glossiness in the image forming apparatus having the above configuration. The ETB in Table 1 is the type coated with the acrylic resin of this example, the ETB in Table 2 is the initial state of the belt without the acrylic coating, and the ETB in Table 3 is the belt without the acrylic coating on a 100,000 sheet print test. The surface state is roughened. In addition, when the acrylic resin was coated, the glossiness was maintained at 80 or more even when the printing test for 100,000 sheets was executed.
ここで、一次帯電による非画像部の感光ドラム上の電位(VD)は−400Vとし、転写バイアスによってVDが除電されないように転写バイアスは非印加とし、感光ドラム上の電位は図4のように現像位置に電位測定プローブ17を置いて表面電位計18により計測した。特に、除電露光後の電位は一次帯電前で測定することが困難であるため、一次帯電をOFFした上で、現像位置にて感光ドラム上の電位を測定している。
Here, the potential (VD) on the photosensitive drum in the non-image area due to primary charging is −400 V, the transfer bias is not applied so that the VD is not neutralized by the transfer bias, and the potential on the photosensitive drum is as shown in FIG. The
以上の結果から、非常に反射率の高いアクリルコーティングによってLEDの光が光源と反対側まで導かれ、本実施例の構成における片側からの露光だけで、除電後の電位左右差が100V以下となり、画像上に白横スジ等の不良の発生が無く、また例えば1000枚程度の連続通紙後にも、感光体のメモリー効果による画像左右方向での濃度差を発生させない画像形成装置を達成可能となったことが分かった。 From the above results, the light of the LED is guided to the side opposite to the light source by the acrylic coating having a very high reflectance, and the potential left-right difference after static elimination becomes 100 V or less only by exposure from one side in the configuration of this example, It is possible to achieve an image forming apparatus in which there is no occurrence of defects such as white and horizontal stripes on the image, and no difference in density in the left and right direction of the image due to the memory effect of the photoconductor occurs even after, for example, about 1000 continuous sheets. I found out.
なお、本実施例においては、LEDの光軸を感光ドラムの回転軸と平行に設定したが、例えばLEDの光軸が感光ドラム反対側の端部で感光ドラム表面と交差するように微小な角度を設ける事も効果的である。 In this embodiment, the optical axis of the LED is set parallel to the rotational axis of the photosensitive drum. However, for example, a small angle is set so that the optical axis of the LED intersects the photosensitive drum surface at the end opposite to the photosensitive drum. It is also effective to provide
図5、6に本発明の第2実施例の構成を示す。以下この図に基づいて説明を行うが、実施例1と同様の構成・作用をするものは同一の番号を付し説明は略す。 5 and 6 show the configuration of the second embodiment of the present invention. The following description will be made based on this figure. Components having the same configurations and functions as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
一般に、LEDの発光体とレンズがパッケージとなった市販のLEDを用いると、照射角は7度程度が下限となるため、それ以上角度を狭めるためには発光体とレンズを別体にする必要がある。そこで本実施例では図5のようにチップ状の発光体10の前面に小型のレンズ15を搭載することを特徴とする。
In general, when a commercially available LED in which an LED light emitter and a lens are packaged is used, the irradiation angle is about 7 degrees, so in order to narrow the angle further, it is necessary to separate the light emitter and the lens. There is. Therefore, this embodiment is characterized in that a
本実施例では図6に示すように点光源となるLEDの発光体10に対し、焦点距離が15mm、直径が10mmのレンズ15を15mm離れた位置に設置し、LEDの光を平行光にして感光ドラムに照射した。LEDとしては、東芝製のTLRMH1100Aを用いた。チップタイプのLEDの場合、パッケージタイプのLEDよりも光量が低く、本実施例のタイプも光量は150mcdしかない。そのため、本実施例では、感光ドラムの左右両側にLEDとレンズを設置する構成とした。
In this embodiment, as shown in FIG. 6, a
表4に実施例1と同様に、本実施例における除電前後の感光ドラムの表面電位を示す。 Table 4 shows the surface potential of the photosensitive drum before and after static elimination in this example, as in Example 1.
表4から明らかなように本実施例の構成をとると、除電後の表面電位は最小でも50V程度までしか落ちないものの、左右差が少なく比較的均一な除電が可能となる。そのため、装置の置かれた温湿度条件が非常に厳しかったり、例えば非常にムラが目立ちやすいハーフトーン画像で複数色を重ねるような厳しい条件下において、実施例1の構成では除電光源と反対側に微小な白スジ画像が見えてしまうような条件であっても、本実施例の構成をとる事で白スジを全く見えない状態にする事が可能になる。 As is apparent from Table 4, when the configuration of this example is adopted, the surface potential after neutralization drops only to about 50 V at the minimum, but relatively uniform neutralization is possible with little difference between right and left. For this reason, the temperature / humidity conditions in which the apparatus is placed are very severe, for example, under severe conditions in which a plurality of colors are superimposed on a halftone image in which unevenness is very conspicuous, the configuration of Example 1 is on the opposite side to the static elimination light source. Even under the condition that a minute white streak image can be seen, the configuration of the present embodiment makes it possible to make the white streak completely invisible.
一般にLEDの数を増やせばコストも上がってしまうが、チップタイプのLEDはパッケージタイプのLEDよりもコストが低く、またレンズも精度の低いプラスチックレンズを使うことでコストを下げる事が可能であるため、従来のようなLEDアレイを用いたり、カートリッジにライトガイドを装備するよりもコストを低く抑える事が可能である。 In general, increasing the number of LEDs increases the cost, but chip-type LEDs are less expensive than package-type LEDs, and the lens can be lowered by using plastic lenses with lower accuracy. The cost can be kept lower than using a conventional LED array or mounting a light guide on the cartridge.
また、実施例1と同様に、カートリッジにライトガイドを付ける必要が無いため、感光ドラム周りのスペースに余裕が生まれ装置の小型化が可能になる。 Further, as in the first embodiment, since it is not necessary to attach a light guide to the cartridge, there is a margin in the space around the photosensitive drum, and the apparatus can be downsized.
このように両側にLEDを配置する構成は、左右差の軽減に非常に有効であり、実施例1のような光量の大きなLEDを用いた場合など、特にA3機等長手幅が広い機械について有用となる。 This arrangement of LEDs on both sides is very effective in reducing the left / right difference, and is particularly useful for machines with a wide longitudinal width such as the A3 machine, such as when using LEDs with a large amount of light as in Example 1. It becomes.
図7に本発明の第3実施例の構成を示す。以下この図に基づいて説明を行うが、実施例1と同様の構成・作用をするものは同一の番号を付し説明は略す。 FIG. 7 shows the configuration of the third embodiment of the present invention. The following description will be made with reference to this figure. Components having the same configurations and functions as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
本実施例は、実施例1と同様に片側のみにLED10を設け、LEDと反対側の感光ドラムの側方にLEDの光を反射させる反射板13を設けた事を特徴とする。本実施例では、反射板は樹脂モールドの支持板にアルミテープを貼り付け、不図示の本体側板に設置した。ただし、支持板はプロセスカートリッジの付け外し動作に干渉せず、ETBの付け外し動作にも干渉しない位置であればどこでも良く、アルミテープはライトガイド等の光学部品に比べればコストが低いため、プロセスカートリッジの部品を延長し支持板として利用する事でプロセスカートリッジに貼り付けたり、ETBの枠体を延長して貼り付ける事も可能である。
As in the first embodiment, the present embodiment is characterized in that the
例えば、プロセスカートリッジに反射板を取り付けた場合には、微量に発生する飛散トナー等の付着により反射板の反射率が低下する前に、装置本体に対して脱着可能なプロセスカートリッジごと反射板を交換することが可能になるという利点がある。また、反射板をプロセスカートリッジと一体化することで、反射光を導くためのスペースをプロセスカートリッジに設ける必要が無くなり、光漏れや、ユーザーが感光体表面に触れるリスクが低下するという利点がある。 For example, when a reflector is attached to the process cartridge, replace the reflector with the process cartridge that can be attached to and detached from the main body of the device before the reflectance of the reflector decreases due to adhesion of a small amount of scattered toner. There is an advantage that it becomes possible to do. Also, by integrating the reflector with the process cartridge, there is no need to provide a space for guiding the reflected light in the process cartridge, and there is an advantage that the risk of light leakage and the user touching the surface of the photoreceptor is reduced.
一方、ETBの枠体に反射板を取り付ける場合には、プロセスカートリッジから反射板を遠ざけたり、反射板に飛散トナーが降りかからないように、反射板の周りに覆いを付ける事も可能である。 On the other hand, when the reflector is attached to the ETB frame, it is possible to cover the reflector so that the reflector is not moved away from the process cartridge or the scattered toner does not fall on the reflector.
反射板の設置角度としては、LEDから来る光が特に弱いLEDと逆側の感光ドラム端部を照射するために、感光ドラム表面の法線に対して反射板の上端をLED側に傾ける事が望ましい。逆に傾け角が大きすぎると反射板に近い端部のみを照射してしまうため、法線を基準とした最適な傾け角度は10°以下となる。 As for the installation angle of the reflector, in order to irradiate the end of the photosensitive drum opposite to the LED where the light coming from the LED is particularly weak, the upper end of the reflector may be inclined toward the LED with respect to the normal of the surface of the photosensitive drum. desirable. Conversely, if the tilt angle is too large, only the end portion close to the reflector is irradiated, so the optimum tilt angle with respect to the normal is 10 ° or less.
以上のように構成することで、図7の光束で示すように感光ドラム表面のLED側はLEDからの光L−LEDで除電し、反射板側は反射板からの光L−Mirrorで除電する事が可能になる。 With the configuration as described above, the LED side of the photosensitive drum surface is neutralized by the light L-LED from the LED and the reflector side is neutralized by the light L-Mirror from the reflector as shown by the light flux in FIG. Things are possible.
表5に実施例1、2と同様に、本実施例における除電前後の感光ドラムの表面電位を示す。 Table 5 shows the surface potential of the photosensitive drum before and after static elimination in this example, as in Examples 1 and 2.
表5から明らかなように本実施例の構成をとると、実施例1に比べて十分なマージンを持った電位までLEDと反対側の電位を下げる事が可能になる。そのため、実施例2と同様に、非常に条件の厳しいコーナーケースにおいても、本実施例の構成をとる事で白スジを全く見えない状態にする事が可能になる。また、本実施例の構成ではLEDは1つであり、反射テープという非常にコストの低い部材によって除電光の均一化が図れるため、画像形成装置のコストを上げる事無く除電手段の搭載が可能になった。 As apparent from Table 5, when the configuration of the present embodiment is adopted, the potential on the side opposite to the LED can be lowered to a potential having a sufficient margin as compared with the first embodiment. Therefore, as in the second embodiment, even in a corner case with extremely severe conditions, it is possible to make white stripes completely invisible by adopting the configuration of this embodiment. Further, in the configuration of this embodiment, there is one LED, and the static elimination light can be made uniform by a very low cost member such as a reflective tape, so that the static elimination means can be mounted without increasing the cost of the image forming apparatus. became.
なお、本実施例では反射部材としてアルミテープを用いたが、その他の反射材としてフレームの板金を用いたり、金属接点を延長して流用する等、本実施例の構成に限定せず多種多様な構成をとる事が可能である。 In this embodiment, aluminum tape is used as the reflecting member. However, various other types of reflectors such as a sheet metal of a frame or an extended metal contact are used without limitation to the configuration of this embodiment. It is possible to take a configuration.
1 ETB(静電搬送ベルト)
201〜204 プロセスステーション
3 転写ローラ
4・16 バイアス電源
5 吸着ローラ
6 駆動ローラ
7 吸着対向ローラ
8・9 テンションローラ
10 LED
11 ライトガイド
12 遮光部材
14 クリーニング部材
15 レンズ
17 電位測定プローブ
18 表面電位計
100 プロセスカートリッジ
101 感光ドラム
102 帯電ローラ
103 スキャナユニット
104 折り返しミラー
105 現像装置
106 トナー
107 カセット
108 記録材
109 給紙ローラ
110 レジストローラ
111 転写帯電器
112 定着器
113 クリーニング装置
211,221,231,241 第1、第2、第3、第4プロセスステーションの感光ドラム
212,222,232,242 第1、第2、第3、第4プロセスステーションの帯電器
213,223,233,243 第1、第2、第3、第4プロセスステーションの露光光学系
214,224,234,244 第1、第2、第3、第4プロセスステーションの走査光
215,225,235,245 第1、第2、第3、第4プロセスステーションの現像ローラ
216,226,236,246 第1、第2、第3、第4プロセスステーションの感光ドラムシャッター
217,227,237,247 第1、第2、第3、第4プロセスステーションのクリーニングブレード
218,228,238,248 第1、第2、第3、第4プロセスステーションの廃トナー容器
219,229,239,249 第1、第2、第3、第4プロセスステーションの枠
1 ETB (electrostatic transfer belt)
201-204
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11
211,221,231,241 Photosensitive drums of the first, second, third and fourth process stations
212, 222, 232, 242 Charger of 1st, 2nd, 3rd, 4th process station
213, 223, 233, 243 First, second, third and fourth exposure station exposure optical systems
214, 224, 234, 244 Scanning light of first, second, third and fourth process stations
215, 225, 235, 245 First, second, third and fourth process station developing rollers
216, 226, 236, 246 Photosensitive drum shutters of the first, second, third and fourth process stations
217,227,237,247 Cleaning blades for the first, second, third and fourth process stations
218,228,238,248 Waste toner containers for the first, second, third and fourth process stations
219,229,239,249 First, second, third and fourth process station frame
Claims (9)
前記感光体を帯電する帯電手段と、
前記帯電手段によって帯電された前記感光体を露光する露光手段と、
前記露光手段によって感光体に形成された静電潜像をトナー像として顕像化する現像手段と、
移動可能なベルトと、
前記ベルトを介して前記感光体と転写ニップを形成する転写部材と、
を備える画像形成装置であって、
前記感光体の回転による前記感光体の表面の移動方向に関して前記転写ニップの下流で前記ベルトと前記感光体に挟まれている空間へ、前記空間の前記感光体の回転軸方向における端部のみから、指向角が絞られた光を照射する光源を備え、
前記光源から照射された光は、該光の少なくとも一部が前記ベルトで反射されることで、前記感光体の表面の前記感光体の回転軸方向における一端から他端までを照射することを特徴とする画像形成装置。 A rotatable photoreceptor,
Charging means for charging the photoreceptor;
Exposure means for exposing the photoreceptor charged by the charging means;
A developing unit you the electrostatic latent image formed on the photosensitive member by the exposure means as a toner image,
A movable belt,
A transfer member that forms a transfer nip with the photoreceptor via the belt;
An image forming apparatus comprising:
With respect to the movement direction of the surface of the photoconductor due to the rotation of the photoconductor, the space between the belt and the photoconductor is downstream of the transfer nip, and only from the end of the space in the rotation axis direction of the photoconductor. , With a light source that emits light with a narrowed directivity angle,
The light emitted from the front Symbol source, at least a part of the light is reflected by the belt, that is irradiated from one end to the other end in the rotation axis direction of the photoreceptor surface of the photoreceptor An image forming apparatus.
前記カートリッジは、前記カートリッジが前記画像形成装置本体から外された時には前記別の感光体を覆い、前記カートリッジが前記画像形成装置本体に装着された時には前記別の感光体を露出させるシャッター部材を有し、
前記カートリッジが前記画像形成装置本体に装着された時に、前記シャッター部材は、前記感光体と前記別の感光体の間に位置し、前記光源から出射される光が前記別の感光体に照射されないように光を遮ることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 A cartridge having another photoconductor that contacts the belt downstream of the photoconductor in the moving direction of the belt is removable.
The cartridge includes a shutter member that covers the another photoconductor when the cartridge is detached from the image forming apparatus main body and exposes the other photoconductor when the cartridge is attached to the image forming apparatus main body. And
When the cartridge is mounted on the main body of the image forming apparatus, the shutter member is positioned between the photoconductor and the other photoconductor, and the light emitted from the light source is not irradiated to the other photoconductor. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus blocks light.
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