JP6341172B2 - 除電装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、除電装置及び画像形成装置に関する。

一般的な画像形成装置としては、例えば、電荷を持たない感光体を一様に帯電させ（帯電工程）、電荷を帯びた感光体表面に、コピー原稿に基づいたレーザー光を照射して、感光体表面に原稿の潜像を形成し（露光工程）、潜像をトナーで可視像化し（現像工程）、可視像化することによって形成されたトナー像を、転写ベルトに載置された用紙等の記録媒体に転写し（転写工程）、転写したトナー像を記録媒体に定着させる（定着工程）、といった５つのプロセスからなる電子写真方式のものがよく知られている。

また、このような画像形成装置においては、不要な帯電を除去するために、感光体に対向する位置に光を照射するＬＥＤ（Light Emitting Diode）基板などを設け、感光体表面を除電することもよく知られている。

ところで、湿度が高いときに画像形成動作が行われると、像流れという現象が発生し、印字品質が低下するおそれがある。これは、感光体の表面に結露が生じ、帯電不良を起こし、形成された潜像が流れることにその原因の一つがある。

特開２００４−１９１７９０号公報 特開２００７−２６４１６７号公報 特開２０１３−１９７７４２号公報

上記のような問題を解決する方法として、上記の特許文献１には、感光体の表面をヒーターで加熱して除湿することが記載されているが、ヒーターは安価ではなく、コストアップに繋がるという問題や、ヒーターの配置場所の確保が難しいという問題がある。

また、上記の特許文献２には、感光体を除電するＬＥＤ基板の裏面に取り付けた発熱体で感光体を温めることが記載されているが、感光体の表面とは反対側で発熱するものであり、加熱効果が小さい。また、発熱体による発熱時にもＬＥＤが発光し、除電が必要のない時にも感光体表面に光を照射してしまうため、感光体の寿命を縮める。また、ＬＥＤの寿命が短くなるという問題もある。

また、上記の特許文献３には、原稿読取位置付近の結露を、ＬＥＤによる発熱で防ぐことが記載されている。この発明を、感光体表面の除湿に用いることが考えられるが、上記の特許文献２に記載された発明と同様に、除電が必要のない時にも感光体表面に光を照射することになるため、感光体の寿命を縮める。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであって、省スペース化及びコストダウンを図り、なおかつ感光体の寿命を縮めることなく、感光体表面の除湿を実現することを目的とする。

上記したように、不要な帯電を除去するために、発光素子であるＬＥＤが設けられたＬＥＤ基板を感光体に対向して配置することがよく知られている。ＬＥＤには流れる電流を制限するための制限抵抗が必要であり、本発明者はこの制限抵抗を除湿に使用できることに気づき、本発明を完成するに至った。

本発明の一局面に係る除電装置は、感光体の表面に対向する位置に配設され、当該感光体の表面を除電する除電光としての光を照射する発光素子、及び前記発光素子と同一面に前記発光素子に対する制限抵抗が設けられた基板を備え、
前記発光素子の一端は前記制限抵抗を介して電源に接続されるとともに、
直列接続された前記制限抵抗及び前記発光素子から接地までの間に設けられ、オン状態で前記電源を前記制限抵抗及び前記発光素子に接続し、オフ状態で前記電源を前記制限抵抗及び前記発光素子に非接続とする第１スイッチ部と、
直列接続された前記制限抵抗及び接地までの間に設けられ、オン状態で前記電源を前記制限抵抗に接続し、オフ状態で前記電源を前記制限抵抗に非接続とする第２スイッチ部と、
前記第１及び第２スイッチ部のオンオフ動作を制御する制御部とを備え、
前記第２スイッチ部は、前記直列接続された前記制限抵抗及び前記発光素子の間から分岐して前記制限抵抗に直列接続し、前記第１スイッチ部は、当該発光素子と接地までの間に設けられ、
前記制御部は、前記発光素子の駆動時には、前記第１スイッチ部をオン状態として前記第２スイッチ部をオフ状態とし、前記感光体の表面を加熱するときには前記第１スイッチ部をオフ状態として前記第２スイッチ部をオン状態にする。

また、本発明の一局面に係る画像形成装置は、前記感光体を含む画像形成部と、
上記除電装置とを備える。

本発明によれば、第１及び第２スイッチ部を制御することによって、発光素子を発光させずに制限抵抗に通電して、当該制限抵抗を発熱させることができる。従って、感光体表面に発光素子による光を照射することなく感光体表面の除湿を行えるため、不要な除電光の照射により感光体の寿命を短くすることなく感光体表面を除湿することが可能になる。

また、発光素子及び制限抵抗が設けられた基板は、画像形成装置に元々装備される従来からの除電用基板の役割を果たすものなので、新たな配置場所を確保する必要はなく、省スペース化を図ることができる。また、除湿用の発熱素子は制限抵抗との兼用であり、コストダウンを図ることもできる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置における除電装置及びその周辺部を概略的に示した斜視図である。 除電装置の基板の一例を示した模式図である。 除電装置における回路図の一例を示した図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の主要内部構成を概略的に示した機能ブロック図である。 トランジスタに印加される信号と発光ダイオードの点灯状態との関係を示した図である。

以下、本発明に係る除電装置及びこれを備えた画像形成装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置における除電装置及びその周辺部を概略的に示した斜視図である。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置１は、例えば、コピー機能や、プリンター機能、スキャナー機能、ファクシミリ機能のような複数の機能を備えた複合機であり、ドラム型の感光体１２１はその表面にトナー像を形成し、形成したトナー像を記録媒体に転写させる。

除電装置が備える電子回路を構成する基板２２は、感光体１２１の長手方向（回転軸方向）に延びる。基板２２は、感光体１２１の表面に対向する位置に配設されている。基板２２は、感光体１２１の回転軸の軸線Ｌと平行に配置され、感光体１２１の表面に残存する電荷を除去するために、感光体１２１の表面に除電光を照射するとともに、本実施形態では、更に感光体１２１の表面を温めて、除湿するものである。

図２は、除電装置の基板の一例を示した模式図であり、図３は、除電装置における回路図の一例を示した図である。除電装置２１は、電子回路を構成する基板２２を含んで構成されている。基板２２の表面（感光体１２１の表面と対向する面）２２ａには発光素子である複数のチップ発光ダイオード（ＬＥＤ）Ｄ１〜Ｄ７が長手方向に一列に等間隔で均等に配置されている。これら複数のチップ発光ダイオードＤ１〜Ｄ７は薄い銅箔で形成される導体パターン２３により互いに直列に接続されている。

また、基板２２の表面２２ａ（チップ発光ダイオードＤ１〜Ｄ７と同一面）に、チップ発光ダイオードＤ１〜Ｄ７に対する制限抵抗の役割を果たす複数のチップ抵抗Ｒ１〜Ｒ６が長手方向に一列に等間隔で均等に配置され、これら複数のチップ抵抗Ｒ１〜Ｒ６も導体パターン２３により直列に接続されている。

チップ抵抗Ｒ１の一端は２４Ｖの電源Ｖｃｃに接続され、その他端はチップ抵抗Ｒ２に接続されている。チップ抵抗Ｒ６の一端はチップ抵抗Ｒ５に接続され、その他端はチップ発光ダイオードＤ１のアノード側に接続されている。

チップ発光ダイオードＤ７のカソード側は、除電用のスイッチとなるトランジスタＴＲ１を介して接地され、チップ抵抗Ｒ６とチップ発光ダイオードＤ１との接続点は、除湿用のスイッチとなるトランジスタＴＲ２を介して接地されている。

トランジスタＴＲ１，ＴＲ２は、後述する制御部によってオン／オフが制御され、制御部からの指令によって、トランジスタＴＲ１，ＴＲ２のベースに対してHigh信号、又はLow信号が印加される。なお、チップ発光ダイオードＤ１〜Ｄ７、チップ抵抗Ｒ１〜Ｒ６、トランジスタＴＲ１、及びトランジスタＴＲ２はそれぞれ、特許請求の範囲における発光素子、制限抵抗、第１スイッチ部、及び第２スイッチ部の一例となる。

図３に示すように、トランジスタＴＲ１は、直列接続されたチップ抵抗Ｒ１〜Ｒ６及びチップ発光ダイオードＤ１〜Ｄ７から電源Ｖｃｃまでの間に設けられている。トランジスタＴＲ１は、オン状態で電源Ｖｃｃをチップ抵抗Ｒ１〜Ｒ６及びチップ発光ダイオードＤ１〜Ｄ７に接続し、オフ状態で電源Ｖｃｃをチップ抵抗Ｒ１〜Ｒ６及びチップ発光ダイオードＤ１〜Ｄ７に非接続とする。

トランジスタＴＲ２は、直列接続されたチップ抵抗Ｒ１〜Ｒ６及び電源Ｖｃｃまでの間に設けられている。トランジスタＴＲ２は、オン状態で電源Ｖｃｃをチップ抵抗Ｒ１〜Ｒ６に接続し、オフ状態で電源Ｖｃｃをチップ抵抗Ｒ１〜Ｒ６に非接続とする。

図４は、画像形成装置１の主要内部構成を概略的に示した機能ブロック図である。画像形成装置１は、制御ユニット１０、原稿給送部６、原稿読取部５、画像形成部１２、画像メモリー３２、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）９２、定着部１３、除電装置２１、操作部４７、ファクシミリ通信部７１、及びネットワークインターフェイス部９１を含んで構成されている。

原稿給送部６は、読取対象の原稿を原稿読取部５へ給送する。

原稿読取部５は、制御ユニット１０を構成する制御部１００による制御の下、光照射部及びＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサー等を有する読取機構（図示せず）を備えており、原稿読取部５は、光照射部を使って原稿を照射し、その反射光をＣＣＤセンサーで受光することによって、原稿から画像を読み取る。

画像形成部１２は、ドラム型の感光体１２１を備え、印刷すべき画像のトナー像を用紙上に形成する。

画像メモリー３２は、原稿読取部５による読み取りで得られた原稿の画像データを一時的に記憶したり、画像形成部１２のプリント対象となるデータを一時的に保存したりするための領域である。

ＨＤＤ９２は、原稿読取部５によって読み取られた原稿画像等を記憶する大容量の記憶装置である。

定着部１３は、用紙上のトナー像を、熱圧着により用紙に定着させる。

除電装置２１は、感光体１２１の表面に残存する電荷を除去するために、感光体１２１の表面に除電光を照射するとともに、感光体１２１の表面を温め、そして除湿する。

操作部４７は、画像形成装置１が実行可能な各種動作及び処理について操作者から画像形成動作実行指示や原稿読取動作実行指示等の指示を受け付ける。操作部４７は、操作者への操作案内等を表示する表示部４７３を備えている。表示部４７３はタッチパネルになっており、操作者は画面表示されるボタンやキーに触れて画像形成装置１を操作することができる。

ファクシミリ通信部７１は、図示しない符号化・複合化部、変復調部、及びＮＣＵ（Network Control Unit）等を備え、公衆電話回線網を用いてのファクシミリの通信を行うものである。

ネットワークインターフェイス部９１は、ＬＡＮ（Local Area Network）ボード等の通信モジュールを含んで構成され、ネットワークインターフェイス部９１に接続されたＬＡＮ等を介して、ローカルエリア内、又はインターネット上のパーソナルコンピューター等の外部装置２０と種々のデータの送受信を行うものである。

制御ユニット１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及び専用のハードウェア回路を含んで構成される。制御ユニット１０は、画像形成装置１の全体的な動作制御を司る制御部１００を備えている。

制御ユニット１０は、ＨＤＤ９２にインストールされている制御プログラムに従った動作により、制御部１００として機能するものである。但し、制御部１００は、制御ユニット１０による制御プログラムに従った動作によらず、ハードウェア回路により構成することも可能である。以下、特に触れない限り、各実施形態について同様である。

制御部１００は、原稿給送部６、画像読取部５、画像形成部１２、画像メモリー３２、ＨＤＤ９２、定着部１３、除電装置２１、操作部４７、ファクシミリ通信部７１、及びネットワークインターフェイス部９１と接続され、これら各部の駆動制御を行う。

制御部１００は、画像形成装置１の状態、及び感光体１２１表面への除電が必要であるか否かを判断し、その判断結果に応じて、図４に例を示したように、トランジスタＴＲ１，ＴＲ２のベースに対して印加する信号を決定し、決定した信号をトランジスタＴＲ１，ＴＲ２のベースに印加する。

図５は、画像形成装置１の状態と、トランジスタＴＲ２のベースに対して印加される信号（ヒーターオン信号）と、トランジスタＴＲ１のベースに対して印加される信号（ERASER信号）と、チップ発光ダイオードＤ１〜Ｄ７の発光状態との関係を示した図である。

画像形成装置１がREADYモード（印刷可能な状態）、又はPRINTモード（印刷状態）の時には、後述する制御部１００（図４）は、トランジスタＴＲ１をオン状態としてトランジスタＴＲ２をオフ状態とする。すなわち、ヒーターオン信号はLow信号、ERASER信号は感光体１２１表面の除電が必要な場合、High信号となり、除電が不要な場合、Low信号となる。

除電が必要な場合、制御部１００（図４）は、トランジスタＴＲ１をオン状態としてトランジスタＴＲ２をオフ状態とする。すなわち、ヒーターオン信号はLow信号、ERASER信号はHigh信号となり、チップ抵抗Ｒ１〜Ｒ６、及びチップ発光ダイオードＤ１〜Ｄ７に電流が流れるので、チップ抵抗Ｒ１〜Ｒ６は制限抵抗としての役割を果たし、発光ダイオードＤ１〜Ｄ７は点灯し、感光体１２１の表面に光を照射する。

一方、除電が不要な場合、制御部１００（図４）は、トランジスタＴＲ１をオフ状態としてトランジスタＴＲ２もオフ状態とする。すなわち、ヒーターオン信号はLow信号、ERASER信号はLow信号となり、チップ抵抗Ｒ１〜Ｒ６、及びチップ発光ダイオードＤ１〜Ｄ７に電流が流れないので、発光ダイオードＤ１〜Ｄ７は消灯し、感光体１２１の表面に光を照射しない。

また、画像形成装置１がOFFモード、又はSLEEPモード（低電力状態）の時には、制御部１００（図４）は、トランジスタＴＲ１をオフ状態としてトランジスタＴＲ２をオン状態とする。すなわち、ヒーターオン信号はHigh信号、ERASER信号はLow信号となり、チップ抵抗Ｒ１〜Ｒ６には電流は流れるが、チップ発光ダイオードＤ１〜Ｄ７には電流は流れないので、チップ抵抗Ｒ１〜Ｒ６が発熱し、感光体１２１表面を温め除湿するが、チップ発光ダイオードＤ１〜Ｄ７は点灯しない。

以上、本実施形態では、トランジスタＴＲ２のオン／オフを制御することによって、チップ発光ダイオードＤ１〜Ｄ７を発光させずに、チップ抵抗Ｒ１〜Ｒ６を発熱させることができる。従って、感光体１２１表面の除湿を行うとき、感光体１２１表面にチップ発光ダイオードＤ１〜Ｄ７による光が照射されないので、感光体１２１の寿命が短くなるのを防ぐことができる。

また、チップ発光ダイオードＤ１〜Ｄ７及びチップ抵抗Ｒ１〜Ｒ６が設けられた基板２２は、画像形成装置１に元々装備される従来からの除電用基板の役割を果たすものなので、新たな配置場所を確保する必要はなく、省スペース化を図ることができる。また、除湿用の発熱素子としてのチップ抵抗Ｒ１〜Ｒ６は制限抵抗との兼用であり、コストダウンを図ることもできる。

また、本発明は上記実施の形態の構成に限られず種々の変形が可能である。また、上記実施形態では、本発明に係る画像形成装置の一実施形態として複合機を用いて説明しているが、これは一例に過ぎず、他の電子機器、例えば、コピー機能、ファクシミリ機能、プリンター等の他の画像形成装置でもよい。

また、上記実施形態では、図１乃至図５を用いて上記実施形態により示した構成及び処理は、本発明の一実施形態に過ぎず、本発明を当該構成及び処理に限定する趣旨ではない。

１ 画像形成装置
２１ 除電装置
２２ 基板
２３ 導体パターン
１００ 制御部
１２１ 感光体
Ｄ１〜Ｄ７ チップ発光ダイオード
Ｒ１〜Ｒ６ チップ抵抗
ＴＲ１，ＴＲ２ トランジスタ

Claims (4)

1. 感光体の表面に対向する位置に配設され、当該感光体の表面を除電する除電光としての光を照射する発光素子、及び前記発光素子と同一面に前記発光素子に対する制限抵抗が設けられた基板を備え、
   前記発光素子の一端は前記制限抵抗を介して電源に接続されるとともに、
   直列接続された前記制限抵抗及び前記発光素子から接地までの間に設けられ、オン状態で前記電源を前記制限抵抗及び前記発光素子に接続し、オフ状態で前記電源を前記制限抵抗及び前記発光素子に非接続とする第１スイッチ部と、
   直列接続された前記制限抵抗及び接地までの間に設けられ、オン状態で前記電源を前記制限抵抗に接続し、オフ状態で前記電源を前記制限抵抗に非接続とする第２スイッチ部と、
   前記第１及び第２スイッチ部のオンオフ動作を制御する制御部とを備え、
   前記第２スイッチ部は、前記直列接続された前記制限抵抗及び前記発光素子の間から分岐して前記制限抵抗に直列接続し、前記第１スイッチ部は、当該発光素子と接地までの間に設けられ、
   前記制御部は、前記発光素子の駆動時には、前記第１スイッチ部をオン状態として前記第２スイッチ部をオフ状態とし、前記感光体の表面を加熱するときには前記第１スイッチ部をオフ状態として前記第２スイッチ部をオン状態にする除電装置。
2. 互いに直列接続された前記制限抵抗を複数備え、
   前記感光体の長手方向に延びる前記基板において、前記複数の制限抵抗が、当該基板上の長手方向に均等に配置されている請求項１に記載の除電装置。
3. 互いに直列接続された前記発光素子を複数備え、
   前記感光体の長手方向に延びる前記基板において、前記複数の発光素子が、当該基板上の長手方向に均等に配置されている請求項１又は請求項２に記載の除電装置。
4. 前記感光体を含む画像形成部と、
   請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の除電装置とを備える画像形成装置。

Images