JP4844996B2 - 露光装置および露光装置を備えた画像形成装置 - Google Patents
露光装置および露光装置を備えた画像形成装置 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、均一に帯電された像担持体表面に像露光して静電潜像を形成させる露光装置および露光装置を備えた画像形成装置に関し、特には、像担持体の近傍に設けたLEDヘッドの先端に位置するレンズアレイがトナーで汚染されてしまうのを防止する露光装置および露光装置を備えた画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、複写機、プリンタ等の画像形成装置において像担持体上に像露光を行って静電潜像を形成するためにレーザーあるいはLEDヘッドを用いた露光装置および露光装置を備えた画像形成装置が知られる。中でもLEDヘッドを用いた露光装置の場合、光源としてのLEDヘッド内部に設けたLEDアレイから照射される光像を像担持体表面に結像するために、セルフォックレンズなどのレンズアレイがLEDヘッドの先端に設けられている。このため、LEDヘッドのレンズアレイの先端と像担持体表面との距離は、数ミリメートル以下ときわめて近接している。
【0003】
画像形成装置内において像担持体の周辺には機械的あるいは電気的に像担持体の表面から遊離されてしまったトナーが存在し、このトナーがLEDヘッドの先端のレンズアレイに付着してしまった場合、LEDアレイからの光照射が所定の光量で像担持体表面に届かなくなり、露光不足となってしまい良好な画像を得ることができなくなる。特に、転写後に像担持体上に残留したトナーをクリーニングするクリーニング手段を持たないクリーナレスの画像形成装置にあっては、像担持体上に残留したトナーをクリーニングせずに、除電、帯電、露光の工程を行い、現像工程で像担持体に対して所定のニップ幅で押圧した現像ローラでクリーニングしつつ次の画像を形成している(例えば特許第2815888号)。このため、像担持体上に残留したトナーは、像露光される場所においても存在しており、クリーニング装置を有する画像形成装置の場合と比較して残留するトナー量は多くなっている。
【0004】
像担持体は、帯電装置によって所定の表面電位となるように均一に帯電され、その後の露光装置によって光照射された像担持体の表面電位は0V付近となる。これによって残留したトナーの像担持体への電気的な吸着力が弱まり、像担持体から離れて飛散してしまう。いわゆる光飛散が生じてしまう。このとき、像担持体は移動しているので飛散したトナーは像担持体の移動方向の下流側に流される。このため、飛散したトナーはレンズアレイの表面に付着していしまい、画像形成に影響を及ぼしてしまう。
【0005】
一方、LEDヘッドは、レンズアレイや定着装置や現像装置から発生する熱を受けて昇温する。この熱によりLEDヘッド全体が膨張して、レンズアレイがゆがんだり、LEDヘッドの取り付け位置のずれたり、LEDアレイの光量変化などを生じさせ、出力画像に悪影響を及ぼしてしまう。このため、LEDヘッドに冷却ファンを設け、この冷却ファンに送風機からの風を吹き付けてLEDヘッドを冷却している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように光露光によって生じる光飛散したトナーがLEDヘッドのレンズアレイの表面に付着してしまうのを簡単な構成で長時間にわたって防止することができる露光装置および露光装置を備えた画像形成装置を提供することを課題とし、更に、LEDヘッドの冷却ファンの送風を利用して更にレンズアレイの表面にトナーを付着させない露光装置および露光装置を備えた画像形成装置を提供することを課題とする。
【0007】
上記問題を解決するために、本発明は、移動する像担持体の軸線方向に沿って配置され、帯電された像担持体上に光照射して静電潜像を形成するLEDヘッドを有する露光装置において、LEDヘッドは、LEDヘッドの下部が露出するように、支点を中心に枢動可能に設けられ、像担持体に近くに位置するLEDヘッドの先端から像担持体の移動方向の上流側に延在するカバーを設け、カバーはLEDヘッドの先端に向かうに従って像担持体に近づくように傾斜し、さらに、
LEDヘッドの先端側に位置するカバーの先端は、像担持体の表面からLEDヘッドの先端までの距離より短くなるように設け、LEDヘッドの下部が露出した状態からLEDヘッドの下部を閉じた時に、LEDヘッドをカバーの先端に押し当ててELDヘッドの位置決めを行うことを特徴とする
【0008】
また、カバーは絶縁体であって、像担持体の移動方向上流側に位置するカバーの他端が像担持体を帯電する帯電装置に設けられていることを特徴とする。
【0009】
更に、前記カバーの先端と前記LEDヘッドとの間にシール部材が設けられていることを特徴とし、前記LEDヘッドは、該LEDヘッド内に設けられ画像信号に従って発光する前記像担持体の軸線方向に配置した複数の発光素子を有するLEDアレイと、前記LEDヘッドの先端に設けられ前記LEDアレイの光を受けて前記像担持体上にピントの合った光像を形成するレンズアレイとを有し、前記LEDヘッドの先端が前記レンズアレイの先端であることを特徴とする。
【0010】
また、移動する像担持体の軸線方向に沿って配置され、帯電された像担持体上に光照射して静電潜像を形成するLEDヘッドと、このLEDヘッドに送風して冷却する冷却手段とを有する露光装置を備えた画像形成装置において、LEDヘッドは、LEDヘッドの下部が露出するように、支点を中心に枢動可能に設けられ、像担持体に近くに位置するLEDヘッドの先端から像担持体の移動方向の上流側に延在するカバーと、送風をカバーの上面に導くガイド部材とを有し、LEDヘッドの下部が露出した状態からLEDヘッドの下部を閉じた時に、LEDヘッドをカバーの先端に押し当ててELDヘッドの位置決めを行い、さらに、ガイドの外側に面する空間を与圧させカバーと像担持体との間に生じる空気の流れを増速させることを特徴とする。
【0011】
このような構成により、像担持体表面に残留したトナーは、像露光によって像担持体への吸引力が電気的に弱められて像担持体表面から分離して飛散する。飛散したトナーは、像担持体の近傍に配置したカバーと移動している像担持体との作用により像担持体の移動方向に沿って乱れのない空気の流れが発生し、レンズアレイにトナーが付着してしまう前に浮遊しているトナーを像担持体の移動方向に対して下流側に導く。
【0012】
また、LEDヘッドを冷却する冷却ファンの空気を前記LEDヘッドの上流側に送り込んでガイドの外側に面するカバー付近の空間を与圧する。これにより像担持体とカバーとの間において像担持体の移動方向に発生する空気の流れを増速させ更にレンズアレイにトナーが付着しないように作用する。
【0013】
【発明の実施の形態】
この発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
図1に本発明による露光装置5を備えた画像形成装置1の概略側断面図を示す。
図において、像担持体2を中心に、像担持体2の表面に均一な帯電を行う帯電装置3と、像露光を行う露光装置5としてのLEDヘッド4と、LEDヘッド4によって形成された静電潜像をトナーにより可視像化する現像装置6と、像担持体2上に形成したトナー像をシート材に転写する転写装置7と、転写後の像担持体2表面を除電するイレーサランプ8とを有する。
【0014】
図示例は非磁性一成分現像方法を用いた画像形成装置であり、クリーニング装置を有していない。現像装置6は、絶縁性非磁性一成分トナーからなる現像剤が収容された現像容器9と、弾性体からなる現像ローラ10などを備えており、現像ローラ10に形成した薄層を像担持体2に押しつけるようにして像担持体2表面に形成された静電潜像を現像する。
【0015】
転写装置7は、不図示の搬送路から搬送される転写材の裏面からコロナ放電を印加して像担持体2の現像像を転写材に転写する転写コロナ放電器11と、像担持体2から転写材を分離させるAC分離コロナ放電器12とを有する。
【0016】
図3に露光装置の要部の拡大概略図に示す。LEDヘッド4は、その内部に設けたLEDアレイ13と、LEDアレイ13から画像信号に従って照射される光を像担持体2上で焦点を合わせるためのセルフォックレンズなどのレンズアレイ14と、LEDヘッド4の側面に設けられ、像担持体2の移動方向(矢印C方向)に対して上流側に像担持体2を覆うように設けたカバー15とを有する。
カバー15は、レンズアレイ14の先端の位置から像担持体2の移動方向上流側に向かって像担持体2に対して所定の距離を隔てて延び、カバー15はレンズアレイ14の先端に向かうに従って像担持体2に近づくように傾斜して設けられている。レンズアレイ14が位置するカバー15の先端16は像担持体2からレンズアレイ14までの高さより低くなるように設けられていることが望ましい。カバーと像担持体との間には、像担持体2の移動によって矢印方向に空気の流れが発生する。カバー15と像担持体2との間が漸次狭くなることにより空気の流れが増速され、露光によって吸着力を失って像担持体から離れたトナーを巻き込むと共に、レンズアレイ14にトナーを付着させることなく像担持体2の移動方向の下流側に導かれる。実施例において、空気の流れはレンズアレイ14を通過したときに開放された空間に達するため、この空間で空気の流れが遅くなり部分Aに付着しやすくなる。この部分Aに付着したトナーは画像形成には何ら影響するものではなく、例えばメンテナンスのときに部分Aに付着したトナーを清掃すれば良い。
【0017】
また、カバー15はプラスチック、フィルムなどの絶縁性の合成樹脂製の板が好適に使用される。カバー15の他端17を帯電装置3のコロナハウス26の側壁に設けることにより、帯電位置から露光位置までの間において空気の流れを安定させることができる。カバー15の他端17は、両面テープなどによりコロナハウス26の側壁に固定している。コロナハウス26にはコロナ放電による電流が流れるため絶縁性の合成樹脂とすることによりLEDヘッド4または像担持体2に対して電気的な作用を受けることがない。
【0018】
更に、カバー15の先端16とLEDヘッド4との間にはシール部材18が設けられいる。LEDヘッド4による像露光は焦点深度が浅いため、わずかな振動によっても像が乱れてしまう原因となってしまう。このためカバー15とLEDヘッド4とスポンジなどの弾性体のシール部材18を設けてカバー15の振動を伝達させないようにしている。
符号40はLEDヘッド4と上壁27との間に設けられ、隙間などから冷却手段21の風の漏洩を防止するスポンジなどよりなるシール体を示す。
【0019】
実施例においては、内部を露出させてメンテナンスを行うために上部蓋体19にLEDヘッド4が固定されており、支点20を中心に枢動可能に設けられている。上部蓋体を矢印方向に枢動させて開放することによりLEDヘッド4を露出させ、更にLEDヘッド4の下部に配置される像担持体2などを露出させている。カバー15は帯電装置3に固定されており、上部蓋体19を枢動させて装置本体に対して閉じる動作を行うときにLEDヘッド4が所定の位置に位置決めされる。この位置決めがなされると共にカバー15に設けたシール部材18がLEDヘッド4の一部に押し当たって空気の漏洩がないようにしている。
【0020】
LEDアレイ13は、像担持体2の軸線方向に発光素子が解像度に対応するように軸線方向に複数個並べられており、その一つ一つが画像信号に応じて点滅して光照射を行っている。
実施例おいては、レンズアレイ14はセルフォックレンズを用いており、円筒形状のレンズを密となるように2列に交互に並べており、その隙間を樹脂で固定している。レンズアレイ14の先端部は平面となっており、像担持体2から数ミリメートル以下の距離を保っている。
【0021】
また、LEDアレイ13による光照射により熱が発生してLEDヘッド4を昇温させる。あるいは現像装置、定着装置などの熱によって機内温度が上昇してLEDヘッドを昇温させてしまう。
【0022】
画像形成装置はLEDヘッド4に蓄熱した熱を冷却する冷却手段21を有する。図2はLEDヘッド4が延在している状態を示す図1の矢印B方向から見た概略正面図である。LEDヘッド4には冷却し易いように冷却フィン22が略U字の形状で設けられており、この凹んだ部分に冷却手段21による送風を吹き付けてLEDヘッド4を冷却している。冷却手段21は、シロッコファンあるいは軸流ファンなどの送風機が使用され、LEDヘッド4が延在する両端側から斜め下方に中央へ矢印方向に向かって送風してLEDヘッド4を冷却している。
【0023】
そしてLEDヘッド4中央付近でぶつかり合った風は、一方の冷却フィン22と上壁27との間にスポンジなどの弾性体を介在させることにより現像装置側への空気の流れを遮断させ、更に上壁27からカバー15に向かって延びるガイド23の内側45の面とLEDヘッドの一側面とにより下方に案内される。ガイド23の先端部分は開放されており、送風は像担持体2の移動方向の上流側に進み、ガイド23の外側46に面する空間を与圧させる。この空間は、カバー23が設けられている空間であり、露光装置3、転写装置7、定着装置25などの機器によってほぼ密閉された状態となっている。このように冷却ファンの送風に基づいた与圧により移動する像担持体2と、カバー15との間に生じる空気の流れの速度が更に速められてレンズアレイ14にトナーが付着しないように作用する。
ガイド23を設けることにより、冷却手段からの送風の乱れを最小限のものとしてカバー15付近の空間を与圧している。
実施例において冷却フィン22の数は2つでU字の形状をしたものを使用したが、多数の冷却フィンを設けた構成であっても良い。
【0024】
尚、実施例において非磁性1成分のクリーナレス現像方式を例示したが、この方法に限定するものではなく、転写後の像担持体2上のトナーを除去するクリーニングブレードやクリーニングブラシなどのクリーニング装置を設けた1成分現像方式や2成分現像方式であっても同じ効果を有する。
また、LEDアレイ14を一列に並べたLEDヘッドを例示したが、所定の画素数のLEDヘッドを一つのブロックとして分割して千鳥状に交互に並べて使用した場合であっても良い。
定着装置25は、カバー30内に加熱ヒータ28を介在させて送風機29からの送風を熱空気に変え、この熱空気をシート材に吹き当てて定着する例を示したが、加熱ローラと加圧ローラよりなるローラタイプの加熱定着装置であっても良い。
【0025】
このような構成に基づき動作について説明する。
周知の画像形成により像担持体2上に現像像を形成した後、シート材が転写装置7を通過し、転写コロナ放電器11によりトナー画像をシート材上に担持させ、分離コロナ放電器12により転写材を像担持体2から分離させる。分離したシート材は搬送装置24を通って定着装置25により永久画像として装置外部に排出される。
【0026】
一方、転写されずに残留したトナーを担持した像担持体2はその状態で帯電装置3により均一に帯電され、続いて画像信号に従ってLEDアレイ13が発光し、レンズアレイ14を通して像担持体上に像露光が行われる。光照射された像担持体2の部分は表面電位が減衰し、この電位の低下により像担持体2上に電気的に吸着していたトナーの吸引力が弱まり像担持体2ら離れて飛散する。
【0027】
飛散したトナーは、カバー15と矢印C方向に移動する像担持体2との間に発生する空気の流れによりLEDヘッド4から下流側に強制的に流される。この空気の流れは、カバー15がレンズアレイ14に向かって漸次カバーと像担持体表面との幅が狭くなるように傾斜しており、且つカバーの先端がレンズアレイ14の高さより像担持体側から低い位置に設けられているため、レンズアレイ14に直接当たることなく下側を通過する。こうして飛散したトナーがLEDヘッド4の先端に付着してしまうのを最小限に防止することができる。特にレンズアレイ14へのトナーの付着はほとんどなく、多数枚の連続した画像形成においてもレンズアレイ14の表面はきれいな面を保持している。
【0028】
更に、冷却手段21としてのシロッコファンがLEDヘッド4本体に設けた冷却フィン22に向かうようにLEDヘッド4の長手方向の両端側から送風して冷却し、LEDヘッド4を冷却した空気をLEDヘッド4の位置から像担持体2の移動方向の上流側にガイド23で導き、カバー15が設けられている空間を与圧させ、カバー15と像担持体2との間に発生する空気の流れを増速させる。
【0029】
【発明の効果】
レンズアレイの先端とほぼ同じ位置から前記像担持体の移動方向上流側に向かって像担持体に対して所定の距離を隔てて延びるカバーを設け、カバーはレンズアレイの先端に向かうに従って像担持体に近づくように傾斜して設けたことにより、カバーと像担持体との距離が除々に狭くなるに従って空気の流れが速くなり、光露光された後に浮遊したトナーをレンズアレイから素早く遠ざけてレンズアレイにトナーが付着するのを防止することができる。
【0030】
また、カバーの先端が像担持体から前記レンズアレイまでの高さより低くなるように設けることにより空気の流れがレンズアレイに直接吹き付けられないため更にレンズアレイの表面にトナーが付着しにくくなる。
そしてカバーが絶縁体よりなり、カバーの他端が、像担持体を帯電する帯電装置のコロナハウスの側壁に設けることにより、カバーの取り付けが容易となり、帯電装置から露光装置までの広い領域をカバーして空気の流れを安定させることができる。
【0031】
冷却手段によってLEDヘッドを冷却した空気をLEDヘッドの位置から像担持体の移動方向の上流側にガイド部材によって導くことにより、カバーが設けられている空間が与圧され、カバーと像担持体との間に発生する空気の流れを増速させ、更にレンズアレイの表面にトナーが付着するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による露光装置を備えた画像形成装置の概略側断面図。
【図2】 図1の矢印B方向から見た露光装置の概略正面図。
【図3】 露光装置の要部を示す拡大概略図。
【符号の説明】
2 像担持体
4 LEDヘッド
13 LEDアレイ
14 レンズアレイ
15 カバー
18 シール部材
23 ガイド
Claims (6)
- 移動する像担持体の軸線方向に沿って配置され、帯電された像担持体上に光照射して静電潜像を形成するLEDヘッドを有する露光装置において、
前記LEDヘッドは、前記LEDヘッドの下部が露出するように、支点を中心に枢動可能に設けられ、
前記像担持体に近くに位置する前記LEDヘッドの先端から前記像担持体の移動方向の上流側に延在するカバーを設け、
前記カバーは前記LEDヘッドの先端に向かうに従って前記像担持体に近づくように傾斜し、さらに、
前記LEDヘッドの先端側に位置するカバーの先端は、前記像担持体の表面から前記LEDヘッドの先端までの距離より短くなるように設け、
前記LEDヘッドの下部が露出した状態から前記LEDヘッドの下部を閉じた時に、前記LEDヘッドを前記カバーの先端に押し当てて前記ELDヘッドの位置決めを行うことを特徴とする露光装置。 - 前記カバーは絶縁体であって、前記像担持体の移動方向上流側に位置するカバーの他端が前記像担持体を帯電する帯電装置に設けられていることを特徴とする請求項1記載の露光装置。
- 前記カバーの先端と前記LEDヘッドとの間にシール部材が設けられていることを特徴とする請求項1または2いずれか記載の露光装置。
- 前記LEDヘッドは、該LEDヘッド内に設けられ画像信号に従って発光する前記像担持体の軸線方向に配置した複数の発光素子を有するLEDアレイと、前記LEDヘッドの先端に設けられ前記LEDアレイの光を受けて前記像担持体上にピントの合った光像を形成するレンズアレイとを有し、
前記LEDヘッドの先端が前記レンズアレイの先端であることを特徴とする請求項1乃至3いずれか記載の露光装置。 - 移動する像担持体の軸線方向に沿って配置され、帯電された像担持体上に光照射して静電潜像を形成するLEDヘッドと、このLEDヘッドに送風して冷却する冷却手段とを有する露光装置を備えた画像形成装置において、
前記LEDヘッドは、前記LEDヘッドの下部が露出するように、支点を中心に枢動可能に設けられ、
前記像担持体に近くに位置する前記LEDヘッドの先端から前記像担持体の移動方向の上流側に延在するカバーと、前記送風を前記カバーの上面に導くガイド部材とを有し、
前記LEDヘッドの下部が露出した状態から前記LEDヘッドの下部を閉じた時に、前記LEDヘッドを前記カバーの先端に押し当てて前記ELDヘッドの位置決めを行い、さらに、前記ガイドの外側に面する空間を与圧させ前記カバーと前記像担持体との間に生じる空気の流れを増速させることを特徴とする露光装置を備えた画像形成装置。 - 前記カバーは絶縁体であって、前記像担持体の移動方向上流側に位置するカバーの他端が前記像担持体を帯電する帯電装置に設けられていることを特徴とする請求項5記載の露光装置を備えた画像形成装置。
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