JP6210053B2

JP6210053B2 - 画像形成装置、導光部材

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Publication number: JP6210053B2
Application number: JP2014236153A
Authority: JP
Inventors: 陽介齋藤; 宏信大井; 中井　潤; 潤中井; 善典中村
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2014-11-21
Filing date: 2014-11-21
Publication date: 2017-10-11
Anticipated expiration: 2034-11-21
Also published as: JP2016099488A; USRE47829E1; US20160147169A1; US9471026B2

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置及びこれに用いられる導光部材に関する。

電子写真方式の画像形成装置では、帯電ローラーによって感光体ドラムが一様に帯電される。次に、帯電した感光体ドラムの表面上にレーザー光が照射されて感光体ドラムの表面上に静電潜像が形成される。そして、感光体ドラムの静電潜像はトナーを用いて現像される。その後、感光体ドラムのトナー像がシート又は中間転写ベルトなどの被転写部材に転写されると、感光体ドラムは除電部から照射される除電光によって除電され、感光体ドラムの表面はクリーニング部によってクリーニングされる。

また、感光体ドラムのトナー像が被転写部材に転写される前の感光体ドラムに除電光が照射される除電部が設けられることがある（例えば、特許文献１参照）。さらに、光源から照射される光を、二つの反射面が形成された導光部材を用いて、被転写部材の走行方向上流側の感光体ドラムのトナー像の転写後の位置と走行方向下流側の感光体ドラムのトナー像の転写前の位置とに向けてそれぞれ反射させる構成が知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１１−２２１４０５号公報特開２０１３−１１３９０１号公報

しかしながら、二つの反射面が導光部材に形成される構成では、その導光部材を形成するための金型形状が複雑になるという問題がある。また、導光部材の光源側の端部近傍から被転写部材の走行方向上流側の感光体ドラムの画像形成領域に強度の強い除電光が照射され、又は導光部材の光源側の端部近傍から被転写部材の走行方向下流側の感光体ドラムの画像形成領域に照射される除電光が不足することにより、除電光の均一化が阻害されるおそれがある。

本発明の目的は、転写前除電及び転写後除電を行うための構成を簡素化すると共に除電光の均一化を図ることが可能な画像形成装置及びこれに用いられる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、複数の像担持体、現像ローラー、転写ローラー、クリーニング部、光源、導光部材を備える。前記像担持体は、被転写部材の走行方向に沿って並設されている。前記現像ローラーは、前記像担持体各々に形成される静電潜像をトナー像として現像する。前記転写ローラーは、前記像担持体各々に形成される前記トナー像を前記被転写部材に転写する。前記クリーニング部は、前記転写ローラーによる前記トナー像の前記被転写部材への転写後の前記像担持体各々を清掃する。前記光源は、前記像担持体各々の除電に用いられる光を照射する。前記導光部材は、前記光源各々から長手方向の一端に入射して他端に導かれる光を透過及び反射させて、前記被転写部材の走行方向下流側の前記像担持体における前記現像ローラーと前記転写ローラーとの間の位置、及び前記被転写部材の走行方向上流側の前記像担持体における前記転写ローラーと前記クリーニング部との間の位置に照射する透過反射部を有する。また、前記導光部材は、前記透過反射部に対向する位置であって前記長手方向における一端又は両端から予め定められた一部の特定領域に外側に向けて形成された断面円弧状の凸部を有する。

本発明の他の局面に係る導光部材は、被転写部材の走行方向に沿って並設された複数の像担持体と、前記像担持体各々に形成される静電潜像をトナー像として現像する現像ローラーと、前記像担持体各々に形成される前記トナー像を前記被転写部材に転写する転写ローラーと、前記転写ローラーによる前記トナー像の前記被転写部材への転写後の前記像担持体各々を清掃するクリーニング部と、前記像担持体各々の除電に用いられる光を照射する光源とを備える画像形成装置に用いられる長尺状の部材である。そして、前記導光部材は、前記光源各々から長手方向の一端に入射して他端に導かれる光を透過及び反射させて、前記被転写部材の走行方向下流側の前記像担持体における前記現像ローラーと前記転写ローラーとの間の位置、及び前記被転写部材の走行方向上流側の前記像担持体における前記転写ローラーと前記クリーニング部との間の位置に照射する透過反射部と、前記透過反射部に対向する位置であって前記長手方向における一端又は両端から予め定められた一部の特定領域に外側に向けて形成された断面円弧状の凸部とを有する。

本発明によれば、転写前除電及び転写後除電を行うための構成を簡素化すると共に除電光の均一化を図ることが可能な画像形成装置を提供することが可能となる。

図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。図２は、図１に示された画像形成装置の画像形成ユニットの一例を示す図である。図３は、図２に示された画像形成ユニットの除電部を示す図である。図４は、図３に示された除電部の導光部材を示す図である。

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。

図１に示すように、画像形成装置１０は、複数組の画像形成ユニット１〜４、中間転写ベルト５、光走査装置６、二次転写ローラー７、定着装置８、排紙トレイ９、トナーコンテナー２１〜２４、給紙カセット３１、及び搬送経路３２などを備える。画像形成装置１０は、給紙カセット３１から搬送経路３２に沿って供給されるシートに、パーソナルコンピューターなどの情報処理装置から入力される画像データに基づくカラー画像又はモノクロ画像を形成するカラープリンターである。また、ファクシミリー、コピー機、及び複合機なども、本発明に係る画像形成装置の一例である。

画像形成ユニット１〜４は、中間転写ベルト５の走行方向Ｄ１に沿って並設されており、所謂タンデム方式の画像形成部を構成する。具体的に、画像形成ユニット１ではＹ（イエロー）、画像形成ユニット２ではＭ（マゼンダ）、画像形成ユニット３ではＣ（シアン）、画像形成ユニット４ではＫ（ブラック）に対応するトナー像が形成される。なお、本実施形態では、中間転写ベルト５を被転写部材の一例として説明するが、印刷用紙などのシートが被転写部材の一例であることも考えられる。即ち、シート搬送ベルトによって搬送されるシートにトナー像が転写される構成が他の実施形態として考えられる。

ここに、図２は、画像形成ユニット１及び画像形成ユニット２の概略構成を示す模式図である。図２に示すように、画像形成ユニット１及び画像形成ユニット２は、感光体ドラム１１と、感光体ドラム１１に対応して設けられた帯電部１２、現像部１３、除電部１４、一次転写ローラー１５、及びクリーニング装置１６とを備える電子写真方式の画像形成ユニットである。なお、画像形成ユニット３及び画像形成ユニット４も同様に構成されているためここでは説明を省略する。

感光体ドラム１１各々は、中間転写ベルト５の走行方向に沿って並設されており、静電潜像及びトナー像を担持する像担持体である。帯電部１２各々は、不図示の電源から供給される電力により感光体ドラム１１を帯電させる帯電ローラー１２１を有する。そして、帯電部１２により帯電された感光体ドラム１１に、光走査装置６によってレーザー光が照射され、画像データに基づく静電潜像が感光体ドラム１１の外周面に形成される。現像部１３各々は、感光体ドラム１１に形成された前記静電潜像をトナー（現像剤）により現像する現像ローラー１３１を有する。なお、現像部１３による前記静電潜像の現像にはトナーと共に滑材又は研磨剤などの外添材が用いられる。現像部１３各々には、各色に対応する着脱可能なトナーコンテナー２１〜２４からトナーが補給される。

一次転写ローラー１５各々は、感光体ドラム１１に形成されたトナー像を中間転写ベルト５に転写する。中間転写ベルト５は、画像形成ユニット１〜４各々の感光体ドラム１１の上方を走行し、感光体ドラム１１各々に形成された各色のトナー像が順次重ね合わせて転写される中間転写部材である。そして、中間転写ベルト５のトナー像は、二次転写ローラー７により、給紙カセット３１から搬送経路３２を経て搬送されるシートに転写される。その後、前記シートに転写されたトナー像は、定着装置８で加熱されて前記シートに溶融定着する。クリーニング装置１６各々は、一次転写ローラー１５による前記トナー像の中間転写ベルト５への転写後の感光体ドラム１１を清掃するクリーニングローラー又はクリーニングブレード等のクリーニング部１６１を有する。

除電部１４各々は、中間転写ベルト５の走行方向Ｄ１の上流側の感光体ドラム１１の外周面における一次転写ローラー１５とクリーニング部１６１との間の位置に、感光体ドラム１１を除電するための除電光Ｌ１を照射する。換言すると、除電部１４各々は、感光体ドラム１１の回転方向において一次転写ローラー１５の下流側であってクリーニング部１６１の上流側に除電光Ｌ１を照射する。また、除電部１４各々は、中間転写ベルト５の走行方向Ｄ１の下流側の感光体ドラム１１の外周面における現像ローラー１３１と一次転写ローラー１５との間の位置に、感光体ドラム１１を除電するための除電光Ｌ２を照射する。換言すると、除電部１４各々は、感光体ドラム１１の回転方向において現像ローラー１３の下流側であって一次転写ローラー１５の上流側に除電光Ｌ２を照射する。このように、感光体ドラム１１の前記トナー像の中間転写ベルト５への転写前後において感光体ドラム１１の除電が行われることにより、感光体ドラム１１の所謂メモリー画像が抑制される。

なお、イエローの画像は目立たないため、イエローに対応する画像形成ユニット１の感光体ドラム１１には除電光Ｌ２が照射されなくても画像メモリーの問題は顕在化しにくい。そのため、画像形成装置１０では、画像形成ユニット１の感光体ドラム１１に除電光Ｌ２を照射する除電部１４の配置は省略されている。即ち、画像形成装置１０では、走行方向Ｄ１の最上流側に配置された感光体ドラム１１がイエローに対応するものであり、走行方向Ｄ１における感光体ドラム１１各々の下流側の位置にのみ光源１４１及び導光部材１４２を含む除電部１４が配置されている。もちろん、画像形成装置１０が、画像形成ユニット１の感光体ドラム１１に除電光Ｌ２を照射する除電部１４を備えることも考えられる。

続いて、図３及び図４を参照しつつ、除電部１４について説明する。ここに、図３は除電部１４の構成を示す平面図であり、図４は導光部材１４２の構成を示す斜視図である。

除電部１４は、中間転写ベルト５の走行方向Ｄ２の上流側に配置された感光体ドラム１１と中間転写ベルト５の走行方向Ｄ２の下流側に配置された感光体ドラム１１との間に配置されている。除電部１４は、光源１４１と感光体ドラム１１の軸方向Ｄ２に長尺状の導光部材１４２を有する。導光部材１４２は、感光体ドラム１１よりも長尺状であり、長手方向が感光体ドラム１１の軸方向Ｄ２と平行になるように配置されている。

光源１４１は、感光体ドラム１１を除電するための光を照射するＬＥＤ光源などである。光源１４１から出射される光は、導光部材１４２の長手方向の一端に形成されている入光面１４３に入射する。そして、導光部材１４２では、入光面１４３が形成されている一端から入射する光が反射を繰り返して他端の端面１４４に向けて導かれる。なお、本実施形態では、導光部材１４２の一端に光源１４１が設けられている場合を例に挙げて説明するが、導光部材１４２の両端に光源１４１が設けられ、入光面１４３及び端面１４４の両方から光が入射する構成も他の実施形態として考えられる。

また、導光部材１４２は、平面１４５及び曲面１４６を有する断面Ｄ字形状（蒲鉾形状）の略円柱形状の部材であって、例えば樹脂などの材料で形成されている。そして、平面１４５には、長手方向に予め定められた間隔で複数の透過反射部１４７が形成されている。

具体的に、透過反射部１４７は、平面１４５から内側に向けて予め定められた傾斜角度で形成された傾斜面である。透過反射部１４７の傾斜角度は、光源１４１から照射された光の透過反射部１４７による透過量及び反射量が予め定められた関係となるように適宜定められる。例えば、透過反射部１４７の傾斜角度は、中間転写ベルト５の走行方向Ｄ１の上流側の感光体ドラム１１に到達する除電光Ｌ１の光量と中間転写ベルト５の走行方向Ｄ１の下流側の感光体ドラム１１に到達する除電光Ｌ２の光量との比率が１：１０となるように定められる。

そして、除電部１４では、透過反射部１４７により、光源１４１から照射された光が反射して、中間転写ベルト５の走行方向Ｄ１の上流側の感光体ドラム１１の外周面における一次転写ローラー１５とクリーニング装置１６との間の位置に、感光体ドラム１１を除電するための除電光Ｌ１として照射される。

また、除電部１４では、透過反射部１４７により、光源１４１から照射された光が透過して、中間転写ベルト５の走行方向Ｄ１の下流側の感光体ドラム１１の外周面における現像ローラー１３１と一次転写ローラー１５との間の位置に、感光体ドラム１１を除電するための除電光Ｌ２として照射される。

これに対し、前述した関連技術のように二つの反射面が導光部材に形成される構成では、その導光部材を形成するための金型形状が複雑になるという問題がある。しかしながら、画像形成装置１０では、導光部材１４２に透過反射部１４７を有する平面１４５が一つだけ形成されているため、導光部材１４２を成型するための金型形状を簡素化することができる。

なお、導光部材１４２が１８０度回転した状態で配置されることも考えられる。即ち、除電部１４は、光源１４１から照射された光を透過反射部１４７で反射させて、中間転写ベルト５の走行方向Ｄ１の下流側の感光体ドラム１１の外周面における現像ローラー１３１と一次転写ローラー１５との間の位置に除電光Ｌ２を照射することが考えられる。この場合、除電部１４は、光源１４１から照射された光を透過反射部１４７で透過させて、中間転写ベルト５の走行方向Ｄ１の上流側の感光体ドラム１１の外周面における一次転写ローラー１５とクリーニング装置１６との間の位置に除電光Ｌ１を照射する。

ところで、導光部材１４２では、光源１４１から入射する光が一端から他端に向けて導かれる間に光量が徐々に低下する。そのため、導光部材１４２では、長手方向において透過反射部１４７が形成される間隔Ｐ１が、光源１４１から遠ざかるに従って短くなっている。これにより、導光部材１４２の入光面１４３から遠い位置において、透過反射部１４７による光の反射量及び透過量が増加するため、導光部材１４２の長手方向における除電光Ｌ１及び除電光Ｌ２の均一化が図られる。さらに、導光部材１４２から照射される除電光Ｌ１及び除電光Ｌ２の均一化を図るための構成として、透過反射部１４７のサイズが光源１４１から遠ざかるに従って大きくなることも考えられる。

また、導光部材１４２の光源１４１側の端部近傍から中間転写ベルト５の走行方向Ｄ１の下流側の感光体ドラム１１の画像形成領域Ａ１に照射される除電光が不足する場合、除電光の均一化が阻害されるおそれがある。具体的に、導光部材１４２では、透過反射部１４７を透過した除電光Ｌ２は、ある程度の角度で感光体ドラム１１に向かうことになるため、感光体ドラム１１の画像形成領域Ａ１における端部に照射される光量が他の領域に比べて少なくなるおそれがある。

さらに、導光部材１４２の光源１４１側の端部近傍から中間転写ベルト５の走行方向Ｄ１の上流側の感光体ドラム１１の画像形成領域Ａ１に強度の強い除電光が照射されると、除電光の均一化が阻害されるおそれがある。具体的に、導光部材１４２の曲面１４６のうち光源１４１に近く光源１４１から照射された強度が強い光が、中間転写ベルト５の走行方向Ｄ１の上流側の感光体ドラム１１の画像形成領域Ａ１に到達すると、画像形成領域Ａ１の除電量の均一化が阻害されるおそれがある。

そのため、導光部材１４には、感光体ドラム１１の画像形成領域Ａ１の外側の非画像形成領域Ａ２に対応する位置に光拡散部１４８が形成されている。光拡散部１４８は、透過反射部１４７に対向する位置であって、導光部材１５２の長手方向における一端又は両端から非画像形成領域Ａ２に対応する予め定められた一部の特定領域において、外側に向けて形成された断面円弧状の凸部である。例えば、光拡散部１４８は半球形状である。また、光拡散部１４８は、球形状又は回転楕円形状の一部を切断した形状であってもよい。

これにより、導光部材１４２では、光拡散部１４８で反射した光が、平面１４５から中間転写ベルト５の走行方向Ｄ１の下流側の感光体ドラム１１の画像形成領域Ａ１の端部に除電光Ｌ２として照射される。従って、中間転写ベルト５の走行方向Ｄ１の下流側の感光体ドラム１１の画像形成領域Ａ１の端部の光量不足を補うことが可能となり、除電量の均一化を図ることが可能となる。

また、導光部材１４２から曲面１４６を透過する光が光拡散部１４８で拡散するため、中間転写ベルト５の走行方向Ｄ１の上流側の感光体ドラム１１の画像形成領域Ａ１に除電光Ｌ１として到達する光量が抑制される。従って、中間転写ベルト５の走行方向Ｄ１の上流側の感光体ドラム１１の画像形成領域Ａ１に照射される除電光量の均一化を図ることが可能となる。

なお、図２に示すように、除電部１４には、光源１４１及び導光部材１４２の一部又は全部を覆うカバー部材として、透明又は半透明の透光部材１７が設けられている。これにより、除電部１４の光源１４１及び導光部材１４２への粉塵又はトナーの付着が防止されるため、画像形成装置１０の長寿命化を図ることが可能となる。

１〜４：画像形成ユニット
５：中間転写ベルト
６：光走査装置
７：二次転写ローラー
８：定着装置
９：排紙トレイ
１０：画像形成装置
１１：感光体ドラム
１２：帯電部
１２１：帯電ローラー
１３：現像部
１３１：現像ローラー
１４：除電部
１４１：光源
１４２：導光部材
１５：一次転写ローラー
１６：クリーニング装置
１６１：クリーニング部

Claims

被転写部材の走行方向に沿って並設された複数の像担持体と、
前記像担持体各々に形成される静電潜像をトナー像として現像する現像ローラーと、
前記像担持体各々に形成される前記トナー像を前記被転写部材に転写する転写ローラーと、
前記転写ローラーによる前記トナー像の前記被転写部材への転写後の前記像担持体各々を清掃するクリーニング部と、
前記像担持体各々の除電に用いられる光を照射する光源と、
前記光源各々から長手方向の一端に入射して他端に導かれる光を透過及び反射させて、前記被転写部材の走行方向下流側の前記像担持体における前記現像ローラーと前記転写ローラーとの間の位置、及び前記被転写部材の走行方向上流側の前記像担持体における前記転写ローラーと前記クリーニング部との間の位置に照射する透過反射部と、前記透過反射部に対向する位置であって前記長手方向における一端又は両端から予め定められた一部の特定領域に外側に向けて形成された断面円弧状の凸部とを有する長尺状の導光部材と、
を備える画像形成装置。
前記特定領域は、前記像担持体における非画像形成領域に対応する領域である請求項１に記載の画像形成装置。
前記導光部材は、前記長手方向に沿って予め定められた間隔で形成された複数の前記透過反射部を含む一つの平面を有する形状の長尺部材である請求項１又は２に記載の画像形成装置。
前記透過反射部は、前記平面から内側に向けて予め定められた傾斜角度で形成された傾斜面である請求項３に記載の画像形成装置。
前記透過反射部の間隔が、前記光源から遠ざかるに従って短くなる請求項３又は４に記載の画像形成装置。
前記透過反射部のサイズが、前記光源から遠ざかるに従って大きくなる請求項３〜５のいずれかに記載の画像形成装置。
前記導光部材の外周の一部又は全部を覆う透光部材を更に備える請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置。
前記走行方向の最上流側に配置された前記像担持体がイエローに対応するものであり、
前記走行方向における前記像担持体各々の下流側の位置にのみ前記光源及び前記導光部材が配置されている請求項１〜７のいずれかに記載の画像形成装置。
被転写部材の走行方向に沿って並設された複数の像担持体と、前記像担持体各々に形成される静電潜像をトナー像として現像する現像ローラーと、前記像担持体各々に形成される前記トナー像を前記被転写部材に転写する転写ローラーと、前記転写ローラーによる前記トナー像の前記被転写部材への転写後の前記像担持体各々を清掃するクリーニング部と、前記像担持体各々の除電に用いられる光を照射する光源とを備える画像形成装置に用いられる長尺状の導光部材であって、
前記光源各々から長手方向の一端に入射して他端に導かれる光を透過及び反射させて、前記被転写部材の走行方向下流側の前記像担持体における前記現像ローラーと前記転写ローラーとの間の位置、及び前記被転写部材の走行方向上流側の前記像担持体における前記転写ローラーと前記クリーニング部との間の位置に照射する透過反射部と、前記透過反射部に対向する位置であって前記長手方向における一端又は両端から予め定められた一部の特定領域に外側に向けて形成された断面円弧状の凸部とを有する導光部材。