JP5950887B2 - 画像形成装置、導光部材 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式で画像形成を行う画像形成装置に関する。

一般に、電子写真方式で画像形成を行うプリンター等の画像形成装置において、トナー像転写後の感光体ドラムは、除電装置の光源から照射される除電光により除電される。ところで、画像形成装置による印刷速度を高速化するためには、ドラムの線速を大きくする必要があり、除電装置による除電から帯電装置による帯電までの時間が短くなる。特に、画像形成装置の筐体自体の小型化も要求されることから、制限された配置空間の中で除電装置の配置場所を自由に選択することも難しく、通常、除電装置はクリーニング装置と帯電装置との間に配置されるため、除電から帯電までの時間が非常に短くなる。そのため、帯電までの間に行われる除電が不十分なものとなり、感光体ドラム表面にトラップされたキャリアが光メモリとして残存することでハーフトーン画像に暗電位差となって表れ、印刷品質を低下させるおそれが生じる。

これに対し、除電装置を、感光体ドラムに形成されたトナー像を転写する転写装置とクリーニング装置との間に配置する構成が知られている。この構成によれば、感光体ドラム表面における除電光の照射位置から帯電装置による帯電位置までの円周上の距離が長くなり、感光体ドラム表面にトラップされたキャリアを消失させる時間が確保されるため、感光体ドラムの回転速度を高速化させることが可能となる。その反面、感光体ドラム表面の残存トナーや転写材に転写されたトナーが飛散して除電装置に付着し、感光体ドラムに照射される除電光の光量を低下させるという問題が生じる。そこで、除電装置をクリーニング装置の上流に配置する構成においては、飛散したトナーから除電装置を保護するための導光部材が設けられる（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−１８７８０５号公報

ところで、除電装置の光源から感光体ドラムに光を効率良く導くためには、導光部材に形成される導光路の反射率を高くすることが望ましい。しかしながら、導光路の反射率が高い場合には、感光体ドラム表面から飛散した残存トナーの一部が導光路内に入り込んで導光部材に付着した場合の反射率の変化が大きくなるという問題が生じる。

本発明の目的は、感光体ドラムを除電する光を光源から前記感光体ドラムに導く導光部材へのトナー付着による反射率変化を抑制しつつ前記光源の光の利用効率を向上させることのできる画像形成装置及び導光部材を提供することにある。

本発明の一の局面に係る画像形成装置は、光源と、クリーニング部と、導光部材とを備える。前記光源は、静電潜像が形成された像担持体に向けて前記像担持体表面の帯電を除去するための光を照射する。前記クリーニング部は、前記像担持体の表面を清掃する。前記導光部材は、前記像担持体の回転方向において前記クリーニング部の上流側に配置され、前記光源から照射される光を前記像担持体に導く導光路を形成し、前記光源側の反射率より前記像担持体側の反射率が低い反射面を有する。

本発明の他の局面に係る導光部材は、像担持体の回転方向において前記像担持体の表面を清掃するクリーニング部の上流側に配置され、光源から静電潜像が形成された前記像担持体に向けて照射される前記像担持体表面の帯電を除去するための光を前記像担持体に導く導光路を形成し、前記光源側の反射率より前記像担持体側の反射率が低い反射面を有する。

本発明によれば、感光体ドラムを除電する光を光源から前記感光体ドラムに導く導光部材へのトナー付着による反射率変化を抑制しつつ前記光源の光の利用効率を向上させることが可能になる。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の構成を示す図。 本発明の実施の形態に係る画像形成装置の除電装置の一例を示す図。 本発明の実施の形態に係る画像形成装置の除電装置の他の例を示す図。

以下添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。

［画像形成装置１０の概略構成］
まず、図１を参照しつつ、本発明の実施の形態に係る画像形成装置１０の概略構成について説明する。図１に示すように、前記画像形成装置１０は、ＡＤＦ１、画像読取部２、画像形成部３、給紙部４、及び制御部５を備える。前記画像形成装置１０は、画像データに基づいて画像を形成するプリンター機能と共に、スキャン機能、ファクシミリー機能、又はコピー機能などの複数の機能を有する複合機である。また、本発明は、プリンター装置、ファクシミリー装置、及びコピー機などの画像形成装置に適用可能である。

前記ＡＤＦ１は、図１に示すように、原稿セット部１１、複数の搬送ローラー１２、原稿押さえ１３、及び排紙部１４を備える自動原稿搬送装置である。そして、前記ＡＤＦ１では、前記搬送ローラー１２各々が不図示のモーターで駆動されることにより、前記原稿セット部１１に載置された原稿が前記画像読取部２による画像データの読取位置を通過して前記排紙部１４まで搬送される。これにより、前記画像読取部２は、前記ＡＤＦ１により搬送される原稿から画像データを読み取ることが可能である。

前記画像読取部２は、図１に示すように、原稿台２１、読取ユニット２２、ミラー２３、２４、光学レンズ２５、及びＣＣＤ（Charge Coupled Device）２６を備える。前記原稿台２１は、前記画像読取部２の上面に設けられた原稿の載置部である。前記読取ユニット２２は、ＬＥＤ光源２２１及びミラー２２２を備え、不図示のモーターによって副走査方向（図１における左右方向）へ移動可能である。前記ＬＥＤ光源２２１は、主走査方向（図１における奥行方向）に沿って配列された多数の白色ＬＥＤを備える。前記ミラー２２２は、前記ＬＥＤ光源２２１から照射されて前記原稿台２１上の読取位置にある原稿の表面で反射した後の光を前記ミラー２３に向けて反射させる。そして、前記ミラー２２２で反射した光は、前記ミラー２３、２４によって前記光学レンズ２５に導かれる。前記光学レンズ２５は、入射した光を集光して前記ＣＣＤ２６に入射させる。前記ＣＣＤ２６は、前記光学レンズ２５から入射される光の受光量に応じた電気信号を前記原稿の画像データとして前記制御部５に入力する光電変換素子などを有する。

前記制御部５は、不図示のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＥＥＰＲＯＭなどの制御機器を備える。前記ＣＰＵは、各種の演算処理を実行するプロセッサーである。前記ＲＯＭは、前記ＣＰＵに各種の処理を実行させるための制御プログラムなどの情報が予め記憶される不揮発性の記憶部である。前記ＲＡＭは揮発性の記憶部、前記ＥＥＰＲＯＭは不揮発性の記憶部である。前記ＲＡＭ及び前記ＥＥＰＲＯＭは、前記ＣＰＵが実行する各種の処理の一時記憶メモリー（作業領域）として使用される。そして、前記制御部５は、前記ＲＯＭに予め記憶された各種の制御プログラムを前記ＣＰＵを用いて実行することにより前記画像形成装置１０を統括的に制御する。なお、前記制御部５は、集積回路（ＡＳＩＣ）などの電子回路で構成されたものであってもよく、前記画像形成装置１０を統括的に制御するメイン制御部とは別に設けられた制御部であってもよい。

前記画像形成部３は、前記画像読取部２で読み取られた画像データ又は外部のパーソナルコンピューター等の情報処理装置から入力された画像データに基づいて画像形成処理（印刷処理）を実行する電子写真方式の画像形成部である。具体的に、前記画像形成部３は、図１に示すように、感光体ドラム３１、帯電装置３２、露光装置（ＬＳＵ）３３、現像装置３４、転写ローラー３５、クリーニング部３６、定着ローラー３７、加圧ローラー３８、排紙トレイ３９、及び除電装置６を備える。そして、前記画像形成部３では、前記給紙部４に着脱可能な給紙カセット４１から供給される用紙に以下の手順で画像が形成され、画像形成後の用紙が前記排紙トレイ３９に排出される。

まず、前記帯電装置３２によって前記感光体ドラム３１が所定の電位に一様に帯電される。次に、前記露光装置３３により前記感光体ドラム３１の表面に画像データに基づく光が照射される。これにより、前記感光体ドラム３１の表面に画像データに対応する静電潜像が形成される。そして、前記感光体ドラム３１上の静電潜像は前記現像装置３４によってトナー像として現像（可視像化）される。なお、前記現像装置３４には、前記画像形成部３に着脱可能なトナーコンテナ３４Ａからトナー（現像剤）が補給される。続いて、前記感光体ドラム３１に形成されたトナー像は前記転写ローラー３５によって用紙に転写される。その後、用紙に転写されたトナー像は、その用紙が前記定着ローラー３７及び前記加圧ローラー３８の間を通過する際に前記定着ローラー３７で加熱されて溶融定着する。

一方、トナー像転写後の前記感光体ドラム３１の表面における帯電は、前記除電装置６の光源６１から前記感光体ドラム３１に向けて照射される光（除電光）によって除電される。また、前記感光体ドラム３１の表面に残存したトナーは、前記クリーニング部３６によって清掃除去される。そして、前記除電装置６及び前記クリーニング部３６によって前記感光体ドラム３１の表面が除電清掃されることで、前記感光体ドラム３１は前記帯電装置３２による帯電から始まる次の画像形成サイクルに移行可能となる。なお、前記感光体ドラム３１は、前記画像形成処理に際して図１に示すように反時計回りで回転し、前記感光体ドラム３１の回転方向に沿って以上の手順が行われる。ここに、前記感光体ドラム３１が像担持体の一例である。

ところで、前記画像形成装置１０では、前記除電装置６が前記感光体ドラム３１の回転方向において前記クリーニング部３６の上流側に配置される。そのため、前記感光体ドラム３１表面における前記光源６１による除電光の照射位置から前記帯電装置３２による帯電位置までの円周上の距離が長くなり、前記感光体ドラム３１表面にトラップされたキャリアを消失させる時間が確保されるため、前記感光体ドラム３１の回転速度を高速化させることが可能となる。その反面、前記感光体ドラム３１表面の残存トナーや転写材に転写されたトナーが飛散して前記光源６１に付着し、前記感光体ドラム３１に照射される除電光の光量を低下させるという問題が生じる。そこで、前記除電装置６に、飛散したトナーから前記光源６１を保護するための導光部材６２が設けられている。

ここで、前記光源６１から前記感光体ドラム３１まで除電光を効率良く導くためには、前記導光部材６２に形成される導光路の反射率を高くすることが望ましい。しかしながら、導光路の反射率が高い場合には、前記感光体ドラム３１表面から飛散した残存トナーの一部が導光路内に入り込んで前記導光部材６２に付着した場合の反射率の変化が大きくなるという問題が生じる。そこで、前記画像形成装置１０では、前記除電装置６の前記導光部材６２の構成を工夫することで、前記導光部材６２へのトナー付着による反射率変化を抑制しつつ、前記光源６１の除電光の利用効率の向上が図られる。

以下、図２を参照しつつ、前記導光部材６２の構成について説明する。前記導光部材６２は、前記感光体ドラム３１の回転方向において前記クリーニング部３６の上流側に配置されている。より具体的に、前記導光部材６２は、前記感光体ドラム３１の外周面が鉛直下方向から鉛直上方向に移動する際に前記外周面に対向する位置に配置されている。前記導光部材６２は、前記感光体ドラム３１の軸方向（図２の奥行方向）に長尺状である。そして、前記導光部材６２は、前記光源６１から照射される光を前記感光体ドラム３１に導く導光路６２Ｒを形成する第１反射面６２１及び第２反射面６２２を有する。

前記導光部材６２において、前記第１反射面６２１及び前記第２反射面６２２は、前記感光体ドラム３１の軸方向に垂直な方向における対向面である。具体的に、前記画像形成装置１０において、前記第１反射面６２１及び前記第２反射面６２２は、水平方向に平行であって、鉛直方向において対向している。前記第１反射面６２１及び前記第２反射面６２２のうち前記第１反射面６２１は、前記感光体ドラム３１の回転方向の下流側に位置し、前記第２反射面６２２は、前記感光体ドラム３１の回転方向の上流側に位置する。

そして、前記第１反射面６２１及び前記第２反射面６２２では、前記光源６１側の反射率より前記感光体ドラム３１側の反射率が低い。具体的に、前記第１反射面６２１は、前記光源６１側の高反射領域６２１Ａと前記感光体ドラム３１側の低反射領域６２１Ｂとを有する。一方、前記第２反射面６２２は、前記光源６１側の高反射領域６２２Ａと前記感光体ドラム３１側の低反射領域６２２Ｂとを有する。

前記高反射領域６２１Ａ及び６２２Ａは、前記低反射領域６２１Ｂ及び６２２Ｂに比べて反射率が高い領域である。例えば、前記高反射領域６２１Ａ及び６２２Ａは、光を全反射させる鏡面を有するシール状の反射材が前記導光部材６２に貼付されることによって形成される。一方、前記低反射領域６２１Ｂ及び６２２Ｂは、前記導光部材６２が黒色樹脂で形成されることにより前記高反射領域６２１Ａ及び６２２Ａに比べて低い反射率を有する。また、前記低反射領域６２１Ｂ及び６２２Ｂが、前記導光部材６２の表面に光を拡散反射させるシボ加工を施すことによって形成されることも考えられる。このように、前記導光部材６２では、前記低反射領域６２１Ｂ及び６２２Ｂの反射率が、トナーの付着の前後において大きく変化しないように予め低く設定されている。

ここで、前記第１反射面６２１において、前記高反射領域６２１Ａ及び前記低反射領域６２１Ｂの境界Ｘ１は、前記光源６１から前記感光体ドラム３１側の先端までの前記導光部材６２の長さを二分する位置に設けられている。例えば、前記導光部材６２における前記光源６１から前記感光体ドラム３１側の先端までの距離は１８．６ｍｍ、前記境界Ｘ１の位置は、前記光源６１から前記感光体ドラム３１側に９．３ｍｍ進んだ位置である。

また、前記境界Ｘ１は、前記第２反射面６２２の前記感光体ドラム３１側の端部を通過する前記感光体ドラム３１の接線Ｌ１と前記第１反射面６２１との交点に位置している。これは、前記感光体ドラム３１の回転方向に沿って飛散する残存トナーが前記導光路６２Ｒの最も奥に入り込むのは、前記接線Ｌ１に沿って飛散する場合であると考えられるためである。なお、飛散したトナーが前記導光路６２Ｒ内部の何処まで入り込むかは、前記感光体ドラム３１の回転速度、前記導光路６２Ｒの鉛直方向の幅、及び前記導光部材６２の設置位置等の種々の条件に左右されるところも大きいと考えられる。そのため、前記境界Ｘ１の位置は、前記接線Ｌ１と前記第１反射面６２１との交点に限定されるものではなく、適宜定められるものであってよい。

また、前記接線Ｌ１に沿って飛散したトナーが、前記第１反射面６２１に当たって推進力を残しつつ前記第２反射面６２２に落下し、あるいは前記導光路６２Ｒ内部で放物線状の軌道を描いて落下することが考えられる。そのため、前記第２反射面６２２のトナーの付着範囲が前記第１反射面６２１より広くなる。これに対し、前記画像形成装置１０では、前記第１反射面６２１における前記光源６１からの前記高反射領域６２１Ａの長さは、前記第２反射面６２２における前記光源６１からの前記高反射領域６２２Ａの長さよりも大きい。前記第２反射面６２２における前記高反射領域６２２Ａの長さについては、前記感光体ドラム３１の回転速度、前記導光路６２Ｒの鉛直方向の幅、及び前記導光部材６２の設置位置等の種々の条件に応じて適宜定められるものであってよい。

また、前記導光部材６２は、前記導光路６２Ｒにおける前記光源６１側の端部を閉鎖する閉鎖面６２３を含む。これにより、例えば前記感光体ドラム３１の回転などに起因して前記導光路６２Ｒ内部で発生する前記感光体ドラム３１側の端部から前記光源６１側の端部に向かう気流が抑制され、前記導光路６２Ｒの前記光源６１に近い位置までトナーが入り込むことが抑制される。

以上に説明したように、前記画像形成装置１０の前記導光部材６２では、トナーが付着しにくい前記光源６１側に前記高反射領域６２１Ａ及び６２２Ａが設けられている。これにより、前記画像形成装置１０では、前記光源６１から照射される除電光が効率的に利用される。また、前記導光部材６２では、トナーが付着しやすい前記感光体ドラム３１側に前記低反射領域６２１Ｂ及び６２２Ｂが設けられている。これにより、前記画像形成装置１０では、トナーの付着による反射率の変化が抑制される。このように、前記画像形成装置１０においては、前記導光部材６２によって形成される前記導光路６２Ｒ内の反射率をトナーが付着する可能性の高低を考慮して変化させている。従って、前記画像形成装置１０によれば、トナーの付着による反射率の変化の抑制と、前記光源６１から照射される除電光の効率的な利用というトレードオフの関係にある効果をバランスよく奏することが可能である。

なお、前記導光部材６２の前記第１反射面６２１及び前記第２反射面６２２に、トナーの付着のしやすさに応じて反射率が異なる３つ以上の反射領域を設けることも考えられる。これにより、前記第１反射面６２１及び前記第２反射面６２２におけるトナー付着の可能性の高低に応じて反射率を細かく変化させることができ、前記光源６１から照射される除電光の利用効率をより向上させることが可能となる。

［他の実施形態］
前記実施形態では、図２に示されているように、前記導光部材６２が、前記感光体ドラム３１の外周面が鉛直下方向から鉛直上方向に移動する際に前記外周面に対向する位置に配置される構成について説明した。一方、図３に示されているように、前記画像形成装置１０の前記導光部材６２が、前記感光体ドラム３１の外周面が鉛直上方向から鉛直下方向に移動する際に前記外周面に対向する位置に配置される構成が他の実施形態として考えられる。具体的に、このような構成は、前記画像形成装置１０において、前記感光体ドラム３１が画像形成対象のシートの搬送経路の下方に設けられている場合に採用される。この場合、前記第１反射面６２１及び前記第２反射面６２２においてトナーが付着しやすい領域が前記実施形態と異なる。

具体的には、前記第１反射面６２１が前記第２反射面６２２の鉛直方向下側に位置することで、前記第１反射面６２１のトナーの付着範囲の方が前記第２反射面６２２よりも広くなる。そのため、図３に示されているように、当該他の実施形態に係る前記導光部材６２では、前記第１反射面６２１において、前記高反射領域６２１Ａ及び前記低反射領域６２１Ｂの境界Ｘ２が、前記導光部材６２の前記感光体ドラム３１側の前記第２反射面６２２の端部を通過する前記感光体ドラム３１の接線Ｌ２と前記第１反射面６２１との交点に位置している。そして、前記第１反射面６２１における前記光源６１からの前記高反射領域６２１Ａの長さは、前記第２反射面６２２における前記光源６１からの前記高反射領域６２２Ａの長さよりも小さい。このような構成であっても、トナーの付着による反射率の変化の抑制と、前記光源６１から照射される除電光の効率的な利用というトレードオフの関係にある効果をバランスよく奏することが可能である。

１ ：ＡＤＦ
２ ：画像読取部
３ ：画像形成部
４ ：給紙部
５ ：制御部
６ ：除電装置
６１：光源
６２：導光部材
６２１：第１反射面
６２２：第２反射面
６２３：閉鎖面
１０：画像形成装置

Claims (6)

1. 静電潜像が形成された像担持体に向けて前記像担持体表面の帯電を除去するための光を照射する光源と、
   前記像担持体の表面を清掃するクリーニング部と、
   前記像担持体の回転方向において前記クリーニング部の上流側に配置され、前記光源から照射される光を前記像担持体に導く導光路を形成し、前記光源側の反射率より前記像担持体側の反射率が低い反射面を有する導光部材と、
   を備え、
   前記導光部材が、前記像担持体の外周面が鉛直下方向から鉛直上方向に移動する際に前記外周面に対向する位置に配置され、前記像担持体の軸方向に長尺状であり、前記軸方向に垂直な方向において対向すると共に鉛直方向において対向する二つの前記反射面を有し、
   前記反射面各々が、前記光源側の高反射領域と前記像担持体側の低反射領域とにより構成され、二つの前記反射面のうち前記像担持体の回転方向の下流側に位置する第１反射面における前記高反射領域が前記像担持体の回転方向の上流側に位置する第２反射面における前記高反射領域よりも長い画像形成装置。
2. 静電潜像が形成された像担持体に向けて前記像担持体表面の帯電を除去するための光を照射する光源と、
   前記像担持体の表面を清掃するクリーニング部と、
   前記像担持体の回転方向において前記クリーニング部の上流側に配置され、前記光源から照射される光を前記像担持体に導く導光路を形成し、前記光源側の反射率より前記像担持体側の反射率が低い反射面を有する導光部材と、
   を備え、
   前記導光部材が、前記像担持体の外周面が鉛直上方向から鉛直下方向に移動する際に前記外周面に対向する位置に配置され、前記像担持体の軸方向に長尺状であり、前記軸方向に垂直な方向において対向すると共に鉛直方向において対向する二つの前記反射面を有し、
   前記反射面各々が、前記光源側の高反射領域と前記像担持体側の低反射領域とにより構成され、二つの前記反射面のうち前記像担持体の回転方向の下流側に位置する第１反射面における前記高反射領域が前記像担持体の回転方向の上流側に位置する第２反射面における前記高反射領域よりも短い画像形成装置。
3. 前記第１反射面における前記高反射領域及び前記低反射領域の境界が、前記導光部材の前記像担持体側の前記第２反射面の端部を通過する前記像担持体の接線と前記第１反射面との交点に位置する請求項１又は２のいずれかに記載の画像形成装置。
4. 前記導光部材が、前記導光路における前記光源側の端部を閉鎖する閉鎖面を含む請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 像担持体の回転方向において前記像担持体の表面を清掃するクリーニング部の上流側に配置され、光源から静電潜像が形成された前記像担持体に向けて照射される前記像担持体表面の帯電を除去するための光を前記像担持体に導く導光路を形成し、前記光源側の反射率より前記像担持体側の反射率が低い反射面を有する導光部材であって、
   前記導光部材が、前記像担持体の外周面が鉛直下方向から鉛直上方向に移動する際に前記外周面に対向する位置に配置され、前記像担持体の軸方向に長尺状であり、前記軸方向に垂直な方向において対向すると共に鉛直方向において対向する二つの前記反射面を有し、
   前記反射面各々が、前記光源側の高反射領域と前記像担持体側の低反射領域とにより構成され、二つの前記反射面のうち前記像担持体の回転方向の下流側に位置する第１反射面における前記高反射領域が前記像担持体の回転方向の上流側に位置する第２反射面における前記高反射領域よりも長い導光部材。
6. 像担持体の回転方向において前記像担持体の表面を清掃するクリーニング部の上流側に配置され、光源から静電潜像が形成された前記像担持体に向けて照射される前記像担持体表面の帯電を除去するための光を前記像担持体に導く導光路を形成し、前記光源側の反射率より前記像担持体側の反射率が低い反射面を有する導光部材であって、
   前記導光部材が、前記像担持体の外周面が鉛直上方向から鉛直下方向に移動する際に前記外周面に対向する位置に配置され、前記像担持体の軸方向に長尺状であり、前記軸方向に垂直な方向において対向すると共に鉛直方向において対向する二つの前記反射面を有し、
   前記反射面各々が、前記光源側の高反射領域と前記像担持体側の低反射領域とにより構成され、二つの前記反射面のうち前記像担持体の回転方向の下流側に位置する第１反射面における前記高反射領域が前記像担持体の回転方向の上流側に位置する第２反射面における前記高反射領域よりも短い導光部材。

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