JP5093458B2 - 光除電装置、像保持体ユニット、画像形成ユニットおよび画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、光除電装置、像保持体ユニット、画像形成ユニットおよび画像形成装置に関するものである。

電子写真方式を採用したプリンタや複写機等の画像形成装置では、像保持体としての感光体ドラムの表面全体を所定の電位に帯電した後、画像情報に応じて画像露光を施して静電潜像を形成し、この静電潜像にトナー（可視剤）を供給して顕像化することによりトナー像として、当該トナー像を直接用紙（シート）上に転写した後、定着装置によって定着するか、中間転写体を介して用紙上に転写した後、定着装置によって定着することで、画像を形成するように構成されている。

このような構成の画像形成装置では、トナー像転写後の感光体ドラムに残留した電荷を一旦除去した後に、次の画像形成のための前述した帯電を行うようにしている。

これは、前回の画像形成における残留電荷を除去しないまま帯電を行った場合には、当該残留電荷のために感光体ドラムの表面電位が乱れるので、特に低湿環境下において、主にこの電位の乱れに起因してハーフトーン画像などで「横スジ」が発生したり、主に感光体ドラム上の帯電電位の差に起因して「ドラムポジゴースト」が発生し、印刷された画像の弊害となるからである。そして、このような「横スジ」や「ドラムポジゴースト」といった画像弊害を防止するには、除電手段として光除電装置を設けて、帯電工程前に感光体ドラムに光を照射して残留電荷を除去することが効果的だからである。

光除電装置は、棒状の導光部材を有している。この導光部材は、感光体ドラムと互いの軸が平行となるように感光体ドラムの軸方向に沿って所定距離隔てて対向配置されている。導光部材は、透光性が優れた材料、例えばアクリル、ポリカーボネート、ポリスチレン等の樹脂またはガラスから構成されている。

導光部材の感光体ドラムに対向した面には、幅方向に延びた溝が長手方向に連続して形成されたレンズ部を備えている。

この溝は一定の頂角を有しており、導光部材の長手方向の一端から入射した光源からの光の一部を感光体ドラムに向けて反射し、当該感光体ドラムの表面に光を一様に照射する。溝は、光源から遠ざかるに従って徐々にピッチが大きくなり、また深さが深くなるように形成されている。したがって、導光部材を長手方向に通過する光は徐々に光量が減少するが、レンズ部の溝のピッチが大きく、深さが深くなっているので、感光体ドラムへ出力される光量の割合が通過する光量に比べて徐々に大きくなり、結果として感光体ドラムに出力する光量は感光体ドラムの軸方向でほぼ一定となる。

なお、光除電装置に関する技術としては、例えば特開２００５−２７５１３０号公報、特開２００６−１１３２１６号公報、特許第２７０１３６７号公報、特開２００６−２７６５２９号公報などに記載されたものが知られている。

ここで、従来の光除電装置では、１つの光源に対して１つの棒状の導光部材が設けられている。よって、複数の感光体ドラムを有するカラー画像形成装置であれば、感光体ドラムの数と同数の導光部材が必要となるために、コストが高くなるという問題点があった。

また、高価な導光部材を用いることなく、光源で感光体ドラムを直接照射することも考えられるが、印刷速度が速い画像形成装置では感光体ドラムの周速度も速くなることから、光源から遠ざかるにつれて光量が不足するために感光体ドラム上の残留電荷の除去が不十分となる。すると、濃度ムラ（感光体ドラムの光源と反対側では濃度が濃くなるという濃度ムラ）や、ポジゴースト（感光体ドラムの光源と反対側でポジゴーストがでる）といった画質不良が発生しやすくなる。

光源の光量を強めることで半導体ドラムにおける光源から遠い部分の除電性能が高くなるが、今度は、光源の低寿命化や感光体ドラムの光疲労による画質不良（濃度ムラ）が発生してしまう。
特開２００５−２７５１３０号公報 特開２００６−１１３２１６号公報 特許第２７０１３６７号公報 特開２００６−２７６５２９号公報

本発明は、上述の技術的背景からなされたものであって、導光部材を用いることなく、光源からの光を不足なく像保持体の表面に導くことができる光除電装置に関する技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明の光除電装置は、静電潜像が形成される像保持体の表面を光照射により除電する光除電装置であって、前記像保持体の回転軸方向の側方に配置され、前記像保持体の回転軸方向に光を照射する光源と、前記像保持体の回転軸方向に配置されて、当該像保持体と対向した反射面で前記光源からの光を反射してこれを前記像保持体の表面に導く反射部材とを有し、前記反射部材は、前記反射面が前記像保持体に向けて凹型に湾曲した形状で白色となっており、前記反射部材は、前記反射面の幅が前記光源が配置される側からその反対側に向かって広くなるように前記像保持体の回転軸方向に沿って変化する構造を有している、ことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、上記請求項１に記載の発明において、前記反射部材は、前記反射面が鏡面加工されていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、上記請求項１に記載の発明において、前記反射部材は、少なくとも前記反射面が金属であることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、上記請求項１に記載の発明において、前記反射部材の前記反射面は、光源側とその反対側とで反射特性が異なることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、上記請求項４に記載の発明において、前記反射部材は、光源側に少なくとも１つの孔が前記反射面に開口して形成されていることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、上記請求項４に記載の発明において、前記反射部材の前記反射面は、光源側からその反対側に向かって表面粗さが小さくなっていることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、上記請求項４に記載の発明において、前記反射部材の前記反射面は、光源の反対側が金属であることを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、上記請求項４に記載の発明において、前記反射部材の前記反射面は、光源側からその反対側に向かって白色度が高くなっていることを特徴とする。

上記課題を解決するため、請求項９に記載の本発明の像保持体ユニットは、請求項１〜８の何れかに記載の光除電装置を構成する反射部材を備えた筐体と、前記反射部材の反射面と対向して前記筐体に回転可能に取り付けられ、表面に静電潜像が形成される像保持体とを有し、前記反射部材は、前記筐体と一体形成されていることを特徴とする。

上記課題を解決するため、請求項１０に記載の本発明の画像形成ユニットは、請求項１〜８の何れかに記載の光除電装置を構成する反射部材を備えたフレームと、前記フレームに着脱可能に装着され、前記反射部材の反射面と対向して回転可能に取り付けられて表面に静電潜像が形成される像保持体を備えた像保持体ユニットとを有し、前記反射部材は、前記フレームと一体形成されていることを特徴とする。

上記課題を解決するため、請求項１１に記載の本発明の画像形成装置は、請求項１〜８の何れかに記載の光除電装置、請求項９記載の像保持体ユニットまたは請求項１０記載の画像形成ユニットが装着されていることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、導光部材を用いなくても、反射部材によって光源からの光を、当該光源から距離を問わず不足なく像保持体の表面に導くことが可能になる。
また、請求項１記載の発明によれば、本発明を採用しない場合に比較して、凹型に湾曲した反射面によって光が像保持体上に集束されるので、光源の光を効率よく像保持体の表面に導くことができ、除電性能が向上する。
さらに、請求項１記載の発明によれば、本発明を採用しない場合に比較して、光源からの光が反射面で吸収されないので、光源の光を効率よく像保持体の表面に導くことができ、除電性能が向上する。
そして、請求項１記載の発明によれば、本発明を採用しない場合に比較して、像保持体の回転軸方向における照射光の光量分布が平準化されるので、像保持体をその軸方向に対して均一に除電することができる。

請求項２記載の発明によれば、本発明を採用しない場合に比較して、反射面における反射効率が向上するので光源の光を効率よく像保持体の表面に導くことができ、除電性能が向上する。

請求項３記載の発明によれば、本発明を採用しない場合に比較して、反射面における反射効率が向上するので、光源の光を効率よく像保持体の表面に導くことができ、除電性能が向上する。

請求項４記載の発明によれば、本発明を採用しない場合に比較して、像保持体の回転軸方向における照射光の光量分布がさらに平準化されるので、像保持体をその軸方向に対して均一に除電することができる。

請求項５記載の発明によれば、本発明を採用しない場合に比較して、像保持体の回転軸方向における照射光の光量分布がさらに平準化されるので、像保持体をその軸方向に対して均一に除電することができる。

請求項６記載の発明によれば、本発明を採用しない場合に比較して、像保持体の回転軸方向における照射光の光量分布がさらに平準化されるので、像保持体をその軸方向に対して均一に除電することができる。

請求項７記載の発明によれば、本発明を採用しない場合に比較して、像保持体の回転軸方向における照射光の光量分布がさらに平準化されるので、像保持体をその軸方向に対して均一に除電することができる。

請求項８記載の発明によれば、本発明を採用しない場合に比較して、像保持体の回転軸方向における照射光の光量分布がさらに平準化されるので、像保持体をその軸方向に対して均一に除電することができる。

請求項９記載の発明によれば、本発明を採用しない場合に比較して、反射部材を取り付ける手間が省けるので、像保持体ユニットの組立工数を削減することができる。

請求項１０記載の発明によれば、本発明を採用しない場合に比較して、反射部材を取り付ける手間が省けるので、画像形成ユニットの組立工数を削減することができる。

請求項１１記載の発明によれば、本発明を採用しない場合に比較して、導光部材を用いることなく、反射部材によって光源からの光を不足なく像保持体の表面に導くことができるので、画像形成装置の低コスト化を図ることができる。

以下、本発明の一例としての実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための図面において、同一の構成要素には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

図１は本発明の一実施の形態としての画像形成装置であるタンデム型のカラープリンタの概念図を示すものである。このカラープリンタは、例えば、パーソナルコンピュータやスキャナ等から送られてくる画像データに基づいてプリント動作を実行するように構成されている。なお、画像形成装置としては、スキャナを備えた複写機やファクシミリ、あるいはこれらの機能を備えた複合機等として構成してもよいことはもちろんである。

図１において、タンデム型のカラープリンタ本体１の内部には、その略中央部に、画像形成ユニット２が上下方向に沿って配置されている。また、カラープリンタ本体１の内部には、画像形成ユニット２の一方側（図示する場合には左側）に、画像形成ユニット２で形成された複数色のトナー像が転写される転写材を吸着した状態で搬送する用紙搬送ベルトユニット３が配置されているともに、当該画像形成ユニット２の他方（図示する場合には右側）には、制御回路等を備えた制御ユニット４が、画像形成ユニット２の斜め上方に、高圧電源回路等を備えた電源回路ユニット５が、それぞれ配置されている。

また、カラープリンタ本体１内の底部には、画像が転写形成される転写材としての用紙１８等を収容してこれを給紙する給紙カセット６が配置されている。

画像形成ユニット２は、下から順に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像を形成する４つの画像形成部７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋを備えており、これらの４つの画像形成部７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋは、上下方向に沿って一定の間隔を隔てて直列的に配置されている。

これらの４つの画像形成部７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋは、形成する画像の色以外はすべて同様に構成されており、大別して、図１に示すように、所定の回転速度で回転する像保持体である感光体ドラム８（８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ）と、この感光体ドラム８の表面を一様に所定電位に帯電する一次帯電用の帯電ロール９（９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋ）と、当該感光体ドラム８の表面に各色に対応した画像を露光して静電潜像を形成する露光装置１０（１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ）と、感光体ドラム８上に形成された静電潜像を対応する色のトナーで現像する現像装置１１（１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ）と、現像後の感光体ドラム８上に残留した電荷を除去する除電装置２１（２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋ）と、感光体ドラム８上に残留した転写残トナーをクリーニングするクリーニング装置１２（１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ）と、現像装置１１にトナーを供給するトナーカートリッジ１３（１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋ）とから構成されている。

現像装置１１は、図１に示すように、内部に収容された二成分または一成分の現像剤を撹拌しながら現像ロール１４（１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ）へと供給し、当該現像ロール１４に供給された現像剤の層厚を規制しながら、感光体ドラム８と対向する現像領域へと搬送し、当該感光体ドラム８の表面に形成された静電潜像を所定の色のトナーで現像するように構成されている。

そして、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の現像装置１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋに対応して、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナーを供給する現像剤収容容器としてのトナーカートリッジ１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋを備えている。

また、除電装置２１は、感光体ドラム８に光を照射することにより現像後の残留電荷を除去し、次の画像形成においてドラム表面が一様に帯電されるようにしている。

さらに、クリーニング装置１２は、図１に示すように、感光体ドラム８の表面に残留した転写残トナーをクリーニングブレード１５（１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋ）によって除去し、除去された転写残トナーをクリーニング装置１２の内部に搬送して収容するようになっている。

ここで、本実施の形態の感光体ドラム８において、直径φは２４ｍｍ、４００Ｖ帯電時での減衰（帯電させた感光体ドラムを暗室に放置した場合の減衰）は、室温２８℃・湿度８５％で０．３１ｓｅｃ後に１５．９Ｖ（帯電電位：４００Ｖ−１５．９Ｖ＝３８４．１Ｖ）、室温１０℃・１５％で０．３１ｓｅｃ後に１５．６Ｖ（帯電電位：４００Ｖ−１５．６Ｖ＝３８４．４Ｖ）である。よって、減衰率は、０．３ｓｅｃ程度の微小時間であれば、０．１ｓｅｃで５Ｖ程度減衰する線形性を有している。また、プロセススピード（感光体ドラムの線速）は、カラー印刷では約７８．７ｍｍ／ｓｅｃ、モノクロ印刷では約１０５ｍｍ／ｓｅｃである。感光体ドラムの周長は７５．３６ｍｍ（２４ｍｍ（感光体ドラムの直径）×３．１４（円周率））であることから、カラー印刷では、一秒間に感光体ドラム８がほぼ一回転する速度となる。

なお、本発明において、感光体ドラムの仕様は上記数値に限定されるものではなく、様々な仕様を選定することができるのは、もちろんである。

カラープリンタ本体１の内部には、図１に示すように、制御ユニット４が配置されており、この制御ユニット４には、例えば、画像データに対して所定の画像処理を施す画像処理装置１６が設けられている。この画像処理装置１６からは、露光装置１０にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像データが順次出力され、この露光装置１０から画像データに応じて出射される４本のレーザビームＬＢが、それぞれの感光体ドラム８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ上に走査露光されて静電潜像が形成される。各感光体ドラム８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ上に形成された静電潜像は、現像装置１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋによって、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像として現像される。

また、用紙搬送ベルトユニット３は、図１に示すように、無端状ベルトとして、循環し移動する用紙搬送ベルト１７を備えており、当該用紙搬送ベルト１７は、各画像形成部７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋで形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像が転写される転写材としての用紙１８を静電的に吸着した状態で搬送するように構成されている。

用紙搬送ベルト１７は、図１に示すように、上下方向に沿って配置された張架ロールとしての駆動ロール１９と従動ロール２０との間に所定のテンションで張架されており、図示しない駆動モータによって回転駆動される駆動ロール１９によって、所定の速度で図１においては反時計回りに循環移動するように構成されている。

駆動ロール１９と従動ロール２０との距離は、例えば、Ａ３サイズの用紙１８の長さと略等しい長さに設定されているが、これに限らず、任意に設定してよいことはもちろんである。また、用紙搬送ベルト１７としては、例えば、可撓性を有するポリイミド等の合成樹脂フィルムを無端ベルト状に形成したものが用いられる。

また、駆動ロール１９の表面には、図１に示すように、用紙１８を用紙搬送ベルト１７の表面に静電的に吸着させるための吸着ロール２２が、用紙搬送ベルト１７を介して当接するように配置されている。この吸着ロール２２は、例えば、画像形成部７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋの帯電ロール９と同様に、金属製芯金の表面に導電性ゴムを被覆して構成されており、金属製芯金に所定の吸着用のバイアス電圧が印加されるようになっている。そして、吸着ロール２２は、給紙カセット６から送られてくる用紙１８を静電的に帯電して、用紙搬送ベルト１７の表面に吸着させるように構成されている。なお、吸着ロール２２は、必ずしも設けなくともよい。

各画像形成部７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋの感光体ドラム８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ上に形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像は、図１に示すように、用紙搬送ベルト１７の表面に吸着された状態で搬送される用紙１８上に、転写ロール２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋによって互いに重ね合わされた状態で順次多重に転写される。なお、転写ロール２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋは、用紙搬送ベルトユニット３に一体的に取り付けられている。

用紙１８は、図１に示すように、プリンタ本体１の底部に配置された給紙カセット６から給紙されて、プリンタ本体１へと搬送される。この給紙カセット６は、所望のサイズや材質の用紙１８が収容される用紙トレイ２４を備えている。また、用紙トレイ２４の直上には、最上部に位置する用紙１８とニップするピックアップロール（記録媒体取出手段）３５が配置されている。これにより、当該用紙トレイ２４からは、所望のサイズや材質の用紙１８が一枚ずつピックアップロール３５で取り出されて給送ロール２５によって給送されるとともに、捌きロール２６によって１枚ずつ分離された状態で給紙され、給紙手段としてのレジストロール２７を介して所定のタイミングで用紙搬送ベルト１７上の吸着位置へと搬送されるようになっている。

なお、給送ロール２５およびピックアップロール３５はカラープリンタ本体１側に設けられ、捌きロール２６は給紙カセット６側に設けられている。

ここで、ピックアップロール３５の機能と給送ロール２５の機能とを一つにしたロールを用いてもよい。また、捌きロール２６ではなく、取り出される用紙１８に対して所定の摩擦抵抗をもったパッドタイプの捌き手段でもよい。

転写材としては、例えば、Ａ４サイズやＡ３サイズ、あるいはＢ５サイズやＢ４サイズなど種々のサイズ、および、普通紙、コート紙等の厚紙やＯＨＰシートなど、種々の材質のものが用いられる。

そして、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像が多重に転写された用紙１８は、図１に示すように、用紙１８自体が有する剛性（いわゆるコシ）によって用紙搬送ベルト１７から分離された後、搬送経路２８に沿って定着装置２９へと搬送される。そして、定着装置２９において用紙１８に熱および圧力が加えられることによりトナー像が用紙１８上に定着される。

用紙搬送ベルト１７と定着装置２９は近接して配置されており、用紙搬送ベルト１７から分離された用紙１８は、用紙搬送ベルト１７の搬送力によって定着装置２９へと搬送される。この定着装置２９は、加熱ロール３０と加圧ベルト３１とを互いに圧接した状態で回転駆動し、これら加熱ロール３０と加圧ベルト３１の間に形成されるニップ部に用紙１８を通過させることにより、熱および圧力で定着処理を施すように構成されている。

その後、各色のトナー像が定着された用紙１８は、排出ロール３２によって、カラープリンタ本体１の上部に設けられた排出トレイ３３上にプリント面を下にした状態で排出され、プリント動作が終了する。

なお、カラープリンタでは、カラーの画像に限らず、モノクロなど所望の色の画像をプリントすることが可能となっており、プリントする画像の色に応じて、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の全てまたは一部の画像形成部７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋによってトナー像が形成される。

なお、図１中、符号３４はプリンタ本体１の正面に取り付けられた液晶パネル等の表示部を備えた操作パネルを示しており、当該操作パネル３４では、プリンタの状態を表示したり、必要な操作等を行うように構成されている。

さて、本実施の形態の画像形成装置の除電装置２１は、感光体ドラム８の残留電荷を光の照射により光学的に除去する光除電装置であり、図２に示すように、アルミニウムからなる円筒状の基体８ａの外周全面に例えばＯＰＣ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｐｈｏｔｏ Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ：有機光導電体）などの光半導体からなる感光層８ｂが設けられた感光体ドラム８の回転軸方向の側方に配置されて、感光体ドラム８の回転軸方向に向けて光を照射するＬＥＤ（光源）２１ａを有している。

また、除電装置２１には、感光体ドラム８の回転軸方向に沿って、例えばＡＢＳ樹脂等のプラスチック、あるいはステンレスやアルミニウム等の金属などからなる長尺状の反射部材２１ｂを有しており、感光体ドラム８と所定の間隔（例えば８ｍｍ）を空けて配置されている。

ここで、光源であるＬＥＤ２１ａは、例えばＬＥＤチップが金属製のリード上にマウントされ、当該部分を透明な樹脂で封止することで作製されており、反射部材２１ｂの長手方向の一方端側に配置されている。なお、ＬＥＤ２１ａには、感光体ドラム８の感光層８ｂの光感度に合った波長が使用される。

図３に示すように、反射部材２１ｂは、内周面である反射面２１ｂ−１が凹型に湾曲しており、当該反射面２１ｂ−１が感光体ドラム８に向けられるようにして配置される。反射部材２１ｂの一方端（図示する場合には右側）では、反射面２１ｂ−１が外方に開口している。そして、前述したＬＥＤ２１ａは、反射面２１ｂ−１に臨むようにしてこの開口した一方端側に配置され、当該反射面２１ｂ−１を照射する。また、反射部材２１ｂの他方端（図示する場合には左側）には、反射面２１ｂ−１に対して略直角をなす側壁部２１ｂ−２が形成されている。なお、反射面は湾曲していなくてもよく、例えば平面であってもよい。

図４に示すように、反射面２１ｂ−１の反対側である外部面２１ｂ−３には、長手方向の両端に突起２１ｂ−３ａがそれぞれ形成され、中央に係合爪２１ｂ−３ｂが形成されている。そして、後述する感光体ユニット（像保持体ユニット）２ａの筐体２ａ−１（図５）に形成された嵌合孔に突起２１ｂ−３ａが嵌り込むとともに係合溝に係合爪２１ｂ−３ｂが係合することにより、反射部材２１ｂが筐体２ａ−１に取り付けられる。

なお、本実施の形態において、感光体ユニットは画像形成ユニット２のフレームに着脱可能に取り付けられており、反射部材２１ｂはこのように感光体ユニットに取り付けられている。一方、ＬＥＤ２１ａは感光体ユニットではなく、画像形成ユニット２のフレームに配置されている。但し、ＬＥＤ２１ａも感光体ユニットに配置してもよいことは勿論である。

以上の構成を有する除電装置２１において、ＬＥＤ２１ａから感光体ドラム８の回転軸方向に向けて光が照射されると、一部は直接感光体ドラム８の表面に到達し、他の一部は反射部材２１ｂの反射面２１ｂ−１に到達する。前述のように、反射面２１ｂ−１は感光体ドラム８と対向しているので、反射面２１ｂ−１に到達した光は、この反射面２１ｂ−１で反射して感光体ドラム８の表面へと導かれる。なお、ＬＥＤ２１ａから照射されたさらに他の一部の光は、側壁部２１ｂ−２の内壁２１ｂ−２ａに到達し、ここで反射して、同様に感光体ドラム８の表面へと導かれる。

そして、このように直接にあるいは反射面２１ｂ−１や内壁２１ｂ−２ａで反射して感光体ドラム８の表面に到達した光により、トナー像転写後の感光体ドラム８に残留した電荷が除去される。その後、新たな画像形成のために、帯電ロール９により感光体ドラム８の表面が一様に所定電位に帯電される。

このように、本実施の形態の除電装置２１では、ＬＥＤ２１ａからの光を反射部材２１ｂの反射面２１ｂ−１で反射して感光体ドラム８の表面に導くようにしている。したがって、高価な導光部材を用いなくても、反射部材２１ｂによってＬＥＤ２１ａからの光を、このＬＥＤ２１ａから距離を問わず不足なく感光体ドラム８の表面に導くことができ、低コストで画像弊害の原因とならない光除電装置が得られる。

また、導光部材が不要になることから、装置の小型化を図ることもできる。

さらに、反射部材２１ｂの反射面２１ｂ−１が感光体ドラム８に向けて凹型に湾曲した形状となっているので、当該反射面２１ｂ−１によって光が感光体ドラム８上に集束される。したがって、ＬＥＤ２１ａの光を効率よく感光体ドラム８の表面に導くことができ、除電性能が向上する。

さて、図５において、感光体ユニット（像保持体ユニット）２ａは、各色のトナー像を形成する４つの画像形成部７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋにそれぞれ対応しており、図示するように、例えば樹脂製の筐体２ａ−１を有している。そして、筐体２ａ−１には、画像形成部７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋを構成する感光体ドラム８が回転可能に取り付けられ、さらに、帯電ロール９、現像装置１１、除電装置２１（本実施の形態の場合には、除電装置２１を構成する反射部材２１ｂ）、クリーニング装置１２、およびトナーカートリッジ１３が取付可能になっている。また、筐体２ａ−１の側部には、クリーニング装置１２により回収された転写残トナーを廃棄トナーボックス（図示せず）に取り込むための回収路４０が取り付けられている。

なお、図５においては、帯電ロール９およびクリーニング装置１２は筐体２ａ−１に隠れている。また、現像装置１１およびトナーカートリッジ１３は図示されていない。

このような感光体ユニット２ａにおいて、反射部材２１ｂは、前述のように、当該反射部材２１ｂに形成された突起２１ｂ−３ａおよび係合爪２１ｂ−３ｂにより筐体２ａ−１に取り付けられている。

但し、反射部材２１ｂと筐体２ａ−１とが同じ材料であった場合はもちろん、本実施の形態のように反射部材２１ｂと筐体２ａ−１とが異なった材料であった場合でも、互いに異なる材料を一体成形する公知の技術を用いることにより、反射部材２１ｂと筐体２ａ−１とを一体形成することができる。このようにすれば、反射部材２１ｂを筐体２ａ−１に取り付ける手間が省けるので、感光体ユニット２ａの組立工数を削減することができる。

図６において、画像形成ユニット２はフレーム２−１を有している。そして、このフレーム２−１に、各現像色に対応して設けられた４つの感光体ユニット２ａ（図５）が上下方向に着脱可能に装着されている。

ここで、反射部材２１ｂは、感光体ユニット２ａの筐体２ａ−１ではなく、画像形成ユニット２のフレーム２−１と一体形成するようにしてもよい。このようにすれば、反射部材２１ｂを筐体２ａ−１やフレーム２−１に取り付ける手間が省けるので、画像形成ユニット２の組立工数を削減することができる。

そして、以上に説明した除電装置２１をプリンタ本体１に装着することにより、あるいは以上に説明した感光体ユニット２ａや画像形成ユニット２をプリンタ本体１に装着することにより、高価な導光部材を用いることなく、反射部材２１ｂによってＬＥＤ２１ａからの光を不足なく感光体ドラム８の表面に導くことができるので、画像形成装置そのものの低コスト化を図ることができる。

さて、上記説明において、除電装置２１を構成する反射部材２１ｂの反射面２１ｂ−１は湾曲面あるいは平面であるが、このような反射面２１ｂ−１を白色にすることができる。白色にすれば、ＬＥＤ２１ａからの光が反射面２１ｂ−１で吸収されないので、ＬＥＤ２１ａの光を効率よく感光体ドラム８の表面に導くことができることになり、除電性能が向上する。

また、反射部材２１ｂの反射面２１ｂ−１を、例えばＲａ（面粗さ）＝１．０μｍに鏡面加工することもできる。鏡面加工にすれば、反射面２１ｂ−１における光の反射効率が向上するので、同様にＬＥＤ２１ａの光を効率よく感光体ドラム８の表面に導くことができることになり、除電性能が向上する。なお、上記面粗さの数値は一例であり、本発明がこの値に限定されるものではない。

さらに、反射部材２１ｂの反射面２１ｂ−１を金属としてもよい。このようにしても、反射面２１ｂ−１における光の反射効率が向上するので、同様にＬＥＤ２１ａの光を効率よく感光体ドラム８の表面に導くことができることになり、除電性能が向上する。この場合、反射部材２１ｂそのものを金属製とすることにより反射面２１ｂ−１を金属としてもよい。つまり、少なくとも反射面２１ｂ−１が金属であればよい。

なお、反射部材２１ｂの反射面２１ｂ−１を金属とする手段の一例として、金属膜フィルムの貼着がある。つまり、例えばポリカーボネート製のフィルムの表面に、アルミニウム、クロム、ニッケル、金などを蒸着して金属薄膜を形成して金属膜フィルムを作製し、これを反射面２１ｂ−１に貼着することができる。

ここで、反射部材２１ｂは、反射面２１ｂ−１と感光体ドラム８との間隔をＬＥＤ２１ａからの距離に応じて変化するよう構成したり、反射面２１ｂ−１の幅をＬＥＤ２１ａからの距離に応じて変化するよう構成することができる。

つまり、図７に示すように、反射部材２１ｂを、ＬＥＤ２１ａが配置される側からその反対側に向かって反射面２１ｂ−１と感光体ドラム８との間隔が次第に狭くなるように配置することができる（Ｈ１＞Ｈ２）。また、図８に示すように、反射部材２１ｂを、ＬＥＤ２１ａが配置される側（図示する場合には右側）からその反対側に向かって反射面２１ｂ−１の幅が次第に広くなるように形成することができる（Ｗ１＜Ｗ２）。

前者の場合には、ＬＥＤ２１ａからの距離が遠くなるにつれて反射面２１ｂ−１が感光体ドラム８に接近するために、後者の場合には、ＬＥＤ２１ａからの距離が遠くなるにつれて反射光量が増加するために、感光体ドラム８の回転軸方向における照射光の光量分布がさらに平準化される。したがって、感光体ドラム８をその軸方向に対して均一に除電することができ、この感光体ドラム８の軸方向における印刷濃度差やゴースト差のない画像が得られる。

なお、反射部材２１ｂの間隔を変える技術と、反射部材２１ｂの幅を変える技術とは、併用することもできる。

さて、感光体ドラム８の回転軸方向における照射光の光量分布を平準化する手段としては、これ以外にも、反射部材２１ｂの反射面２１ｂ−１を、ＬＥＤ２１ａ側とその反対側とで反射特性を異ならせることがある。

第１の具体例としては、図９に示すように、反射部材２１ｂに、反射面２１ｂ−１に開口した孔２１ｂ−１ａを形成する。図示するように、孔２１ｂ−１ａは、ＬＥＤ２１ａ側からその反対側に向かって次第に小さくなるように複数形成されている。この構成では、光量が相対的に大きくなる反射面２１ｂ−１のＬＥＤ２１ａ側では、光が孔２１ｂ−１ａから漏れて反射光量が減少するので、結果として、感光体ドラム８の回転軸方向における照射光の光量分布が平準化される。なお、孔の大きさを同じにして、孔間隔で反射光量を調整するようにしてもよい。また、孔２１ｂ−１ａの数はいくつでもよいが、１つの場合にはＬＥＤ２１ａ側に形成するようにする。

第２の具体例としては、図１０に示すように、反射部材２１ｂの反射面２１ｂ−１を、ＬＥＤ２１ａ側からその反対側に向かって表面粗さが小さくなるようにする。この構成では、光量が相対的に大きくなる反射面２１ｂ−１のＬＥＤ２１ａ側になる程、乱反射する光量が増加して感光体ドラム８へ到達する光量が減少するので、感光体ドラム８の回転軸方向における照射光の光量分布が平準化される。

第３の具体例としては、図１１に示すように、反射部材２１ｂの反射面２１ｂ−１について、ＬＥＤ２１ａの反対側を金属面２１ｂ−１ｂにする。この構成では、光量が相対的に小さくなる反射面２１ｂ−１のＬＥＤ２１ａと反対側で反射光量が増加するので、感光体ドラム８の回転軸方向における照射光の光量分布が平準化される。なお、金属面２１ｂ−１ｂは、例えば前述した金属膜フィルムを貼着することにより作製される。

第４の具体例としては、反射部材２１ｂの反射面２１ｂ−１を、ＬＥＤ２１ａ側からその反対側に向かって白色度が高くなるようにする。この構成では、光量が相対的に小さくなる反射面２１ｂ−１のＬＥＤ２１ａと反対側で光が吸収されにくくなって反射光量が増加するので、感光体ドラム８の回転軸方向における照射光の光量分布が平準化される。

以上の説明では、本発明をタンデム型のカラープリンタに適用した場合が示されているが、タンデム型以外のカラープリンタに適用することもでき、さらにはモノクロプリンタにも適用することができる。

本発明の一実施の形態としての画像形成装置であるタンデム型のカラープリンタの概念図である。 図１の画像形成装置に装着された除電装置を感光体ドラムとの関係で示す概念図である。 本発明に係る除電装置を反射面側から示す斜視図である。 本発明に係る除電装置を外部面側から示す斜視図である。 本発明に係る除電装置が装着された感光体ユニットを示す斜視図である。 本発明に係る感光体ユニットが装着された画像形成ユニットを示す斜視図である。 本発明に係る除電装置の変形例を示す説明図である。 本発明に係る除電装置の他の変形例における反射部材を示す斜視図である。 本発明に係る除電装置の他の変形例における反射部材を示す斜視図である。 本発明に係る除電装置の他の変形例における反射部材を示す斜視図である。 本発明に係る除電装置の他の変形例における反射部材を示す斜視図である。

符号の説明

１ カラープリンタ本体（画像形成装置）
２ 画像形成ユニット
２−１ フレーム
２ａ 感光体ユニット（像保持体ユニット）
２ａ−１ 筐体
８ 感光体ドラム（像保持体）
８ａ 基体
８ｂ 感光層
２１ 除電装置（光除電装置）
２１ａ ＬＥＤ（光源）
２１ｂ 反射部材
２１ｂ−１ 反射面
２１ｂ−１ａ 孔
２１ｂ−１ｂ 金属面
２１ｂ−２ 側壁部
２１ｂ−２ａ 内壁
２１ｂ−３ 外部面
２１ｂ−３ａ 突起
２１ｂ−３ｂ 係合爪

Claims (11)

1. 静電潜像が形成される像保持体の表面を光照射により除電する光除電装置であって、
   前記像保持体の回転軸方向の側方に配置され、前記像保持体の回転軸方向に光を照射する光源と、
   前記像保持体の回転軸方向に配置されて、当該像保持体と対向した反射面で前記光源からの光を反射してこれを前記像保持体の表面に導く反射部材とを有し、
   前記反射部材は、前記反射面が前記像保持体に向けて凹型に湾曲した形状で白色となっており、
   前記反射部材は、前記反射面の幅が前記光源が配置される側からその反対側に向かって広くなるように前記像保持体の回転軸方向に沿って変化する構造を有している、
   ことを特徴とする光除電装置。
2. 前記反射部材は、前記反射面が鏡面加工されていることを特徴とする請求項１記載の光除電装置。
3. 前記反射部材は、少なくとも前記反射面が金属であることを特徴とする請求項１記載の光除電装置。
4. 前記反射部材の前記反射面は、光源側とその反対側とで反射特性が異なることを特徴とする請求項１記載の光除電装置。
5. 前記反射部材は、光源側に少なくとも１つの孔が前記反射面に開口して形成されていることを特徴とする請求項４記載の光除電装置。
6. 前記反射部材の前記反射面は、光源側からその反対側に向かって表面粗さが小さくなっていることを特徴とする請求項４記載の光除電装置。
7. 前記反射部材の前記反射面は、光源の反対側が金属であることを特徴とする請求項４記載の光除電装置。
8. 前記反射部材の前記反射面は、光源側からその反対側に向かって白色度が高くなっていることを特徴とする請求項４記載の光除電装置。
9. 請求項１〜８の何れかに記載の光除電装置を構成する反射部材を備えた筐体と、
   前記反射部材の反射面と対向して前記筐体に回転可能に取り付けられ、表面に静電潜像が形成される像保持体とを有し、
   前記反射部材は、前記筐体と一体形成されている、
   ことを特徴とする像保持体ユニット。
10. 請求項１〜８の何れかに記載の光除電装置を構成する反射部材を備えたフレームと、
    前記フレームに着脱可能に装着され、前記反射部材の反射面と対向して回転可能に取り付けられて表面に静電潜像が形成される像保持体を備えた像保持体ユニットとを有し、
    前記反射部材は、前記フレームと一体形成されている、
    ことを特徴とする画像形成ユニット。
11. 請求項１〜８の何れかに記載の光除電装置、請求項９記載の像保持体ユニットまたは請求項１０記載の画像形成ユニットが装着されていることを特徴とする画像形成装置。

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