JP6477598B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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。

一般に、回転する無端の中間転写ベルトに沿う位置にそれぞれ配置された複数の画像形成部を備えるタンデム型の画像形成装置が知られている。タンデム型の画像形成装置において、前記画像形成部各々は、ドラム状の像担持体（感光体）とその周囲に配置された帯電部、現像部、転写部、除電部、及びクリーニングを備えている。そして、前記画像形成部各々は、それぞれ異なる色のトナー像を前記中間転写ベルトの表面に順次重ねて形成する。以下、タンデム型の画像形成装置において、複数の前記画像形成部の配列方向に沿って中間転写ベルトが回転する方向のことをベルト回転方向と称する。

また、タンデム型の画像形成装置において、前記画像形成部各々の前記除電部が、転写後除電光を照射する機能と転写前除電光を照射する機能とを兼ねることが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、長手方向に沿って複数の反射面が形成された長尺な導光部材を用いて、導光部材の前記長手方向の一端から入射した光を、前記長手方向に交差する方向へ出力するライン照明装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。

また、従来から、画像形成装置の前記除電部の一例として、透明部材からなる前記導光部材を用いて、光源の光を前記反射面で反射させて前記転写部と前記クリーニング部との間から前記ベルト回転方向の上流側へ向かう第１除電光と、前記反射面で透過させて前記ベルト回転方向の下流側に位置する他の像担持体へ向かう第２除電光とに分けて出力する構成が知られている。

特開２０１１−２２１４０５号公報 特開２００８−１４０７２６号公報

しかしながら、前記導光部材の前記長手方向の一端に光源が設けられた構成では、前記光源とは反対の他端側に位置する前記反射面を透過した光は、前記他端側へ向けて斜めに出射する。このように、前記他端側において斜めに出射した光は、像担持体上の帯電前の領域に照射されず無駄に外部へ出力される。また、他端側に位置する前記反射面を反射した光の一部は、像担持体上の帯電後の領域に照射されず無駄に外部へ出力される。

本発明の目的は、複数の画像形成部各々の除電部が転写後除電および転写前除電の各機能を兼ねる場合に、除電部の導光部材から外部に出力される光を無駄なく像担持体に照射することが可能な画像形成装置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、複数の画像形成部と、除電部とを備える。前記複数の画像形成部それぞれは、回転する無端のベルトに沿う位置に配置されている。前記画像形成部は、それぞれ、像担持体、前記像担持体の表面上に担持されたトナー像を前記ベルトの表面に転写する転写部、及び前記像担持体の表面を清掃するクリーニング部をそれぞれ含む。前記複数の画像形成部は、前記像担持体から前記ベルトの表面に前記トナー像を転写させて前記ベルトの表面に画像を形成する。
前記除電部は、前記画像形成部各々に設けられている。前記除電部は、それぞれ、透明部材からなる長尺状の導光部材、及び前記導光部材の長手方向の一端に設けられ前記像担持体の除電に用いられる光を出射する光源を含む。
前記導光部材は、透過反射部を有する。この透過反射部は、前記長手方向に並んで複数設けられ、前記光源各々から前記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、前記転写部と前記クリーニング部との間から前記転写ベルトの回転方向の上流側へ向かう第１除電光と前記回転方向の下流側へ向かう第２除電光とに分けて出力する。
また、前記除電部は、第１反射部を有する。この第１反射部は、前記複数の透過反射部のうち、前記導光部材の前記長手方向の他端側に位置する端部透過反射部から前記回転方向の下流側へ向かう前記第２除電光を前記回転方向の上流側へ向かう方向へ反射する。

本発明によれば、除電部の導光部材から外部に出力される光を無駄なく像担持体に照射することが可能である。

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部の一例を示す図である。 図３は、図２に示された画像形成部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。 図５は、図４に示された導光部材の断面形状を示す図である。

以下、適宜図面を参照して本発明の実施形態について説明する。以下に説明される実施形態は本発明を具体化した一例にすぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

図１に示すように、画像形成装置１０は、複数の画像形成部１〜４、中間転写ベルト５（本発明のベルトの一例）、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から搬送路３２に沿って供給されるシート状の用紙に、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、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。

画像形成装置１０は、所謂タンデム型のものである。画像形成部１〜４は、中間転写ベルト５のベルト回転方向Ｄ１に沿って並設されている。画像形成部１ではＹ（イエロー）、画像形成部２ではＭ（マゼンタ）、画像形成部３ではＣ（シアン）、画像形成部４ではＫ（ブラック）に対応するトナー像が形成される。

図２は、画像形成部１及び画像形成部２の概略構成を示す模式図である。図２に示すように、画像形成部１及び画像形成部２は、感光体ドラム１１（本発明の像担持体の一例）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、一次転写ローラー１５（本発明の転写部の一例）、及びクリーニング装置１６（本発明のクリーニング部の一例）を備える。また、画像形成部１及び画像形成部２それぞれには、除電部１４が設けられている。なお、画像形成部３及び画像形成部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の前記ベルト回転方向Ｄ１に沿って並設されている。感光体ドラム１１は、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、帯電ローラー１２１を有する。帯電部１２は、帯電ローラー１２１を用いて、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を所定電位に帯電させる。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、現像ローラー１３１を有する。現像部１３は、現像ローラー１３１を用いて、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。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、画像形成部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被転写部材である。中間転写ベルト５上のトナー像は、二次転写ローラー７により、給紙カセット３１から搬送路３２を経て搬送される用紙に転写される。その後、用紙に転写されたトナー像は、定着装置８で加熱されて用紙に定着する。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材１６１を有する。

除電部１４各々は、中間転写ベルト５の前記ベルト回転方向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とクリーニング部材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材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の前記ベルト回転方向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１３１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、本実施形態では、イエローに対応する画像形成部１の感光体ドラム１１には除電光Ｌ２は照射されない。これは、イエローの画像は目立たないため、イエローに対応する感光体ドラム１１に除電光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からである。即ち、画像形成装置１０では、前記ベルト回転方向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、前記ベルト回転方向Ｄ１における感光体ドラム１１各々の下流側の位置に除電部１４が配置されている。もちろん、画像形成装置１０が、画像形成部１の感光体ドラム１１に除電光Ｌ２を照射する別の除電部を備えていてもよい。

次に、図３乃至図６を参照しつつ、除電部１４について説明する。

除電部１４は、中間転写ベルト５の前記ベルト回転方向Ｄ１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の前記ベルト回転方向Ｄ１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、クリーニング装置１６の筐体の上面に取り付けられている。除電部１４は、光源１４１と、長尺状の導光部材１４２と、導光部材１４２を覆うカバー部材１７（図３参照）と、を有する。

導光部材１４２は、感光体ドラム１１の軸方向Ｄ２に沿って延びる棒状の部材であり、前記軸方向Ｄ２に長い形状に形成されている。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の前記軸方向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出射するＬＥＤ光源などである。光源１４１は、導光部材１４２の長手方向の一方側の端部に設けられている。光源１４１から出射される光は、導光部材１４２の前記長手方向の一方側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の内部では、入光面１４３から入射する光が反射を繰り返して他端の端面１４４へ向かう光伝搬方向Ｄ３（図３参照）へ導かれる。

導光部材１４２は、例えば透明な樹脂などの材料で形成されている。図４に示されるように、導光部材１４２は、前記長手方向に直交する断面が概ね円形状を有する円柱部１５１と、前記長手方向に直交する断面が台形状の台形部１５２とを有する。導光部材１４２は、円柱部１５１と台形部１５２とが一体に形成されたものである。

導光部材１４２は、第１光学面１４５、及び第２光学面１４６（本発明の光学面の一例を有する。

第１光学面１４５は、円柱部１５１の外周面であり、円弧状の曲面である。第２光学面１４６は、台形部１５２の外周面の一部であって、第１光学面１４５に対向する位置にある平坦面である。

本実施形態では、導光部材１４２は、第１光学面１４５が上流側の感光体ドラム１１に向けられており、第２光学面１４６が下流側の感光体ドラム１１に向けられた状態で、クリーニング装置１６の筐体の上面に設置されている。

カバー部材１７は、導光部材１４２の上面及び第２光学面１４６を覆うように設けられている。カバー部材１７は、導光部材１４２からの光を透過させる必要があるため、透明な樹脂などの材料で形成されている。カバー部材１７は、導光部材１４２の上面に対向する対向面、及び第２光学面１４６に対向する対向面を有している。カバー部材１７は、各対向面と導光部材１４２の上面及び第２光学面１４６との間に微小な隙間が形成される位置に配置されている。カバー部材１７は、クリーニング装置１６の筐体の上面に取り付けられている。このカバー部材１７が設けられているため、除電部１４の導光部材１４２への粉塵又はトナーの付着が防止される。

導光部材１４２は、複数の透過反射部１７２を有する。複数の透過反射部１７２は、第２光学面１４６に形成されている。透過反射部１７２は、第２光学面１４６において前記長手方向に予め定められた間隔Ｗ１で複数形成されている。つまり、複数の透過反射部１７２は、第２光学面１４６において前記長手方向に等しい間隔Ｗ１を隔てて一直線上に配置されている。

透過反射部１７２は、第２光学面１４６に形成された断面三角形状の溝である。以下の説明において、第２光学面１４６において透過反射部１７２を除く平坦面を平面部１７１と称する。つまり、第２光学面１４６は、平面部１７１と透過反射部１７２とを有する。透過反射部１７２は、第２光学面１４６から導光部材１４２の内部側へ向けて凹んだ溝であり、具体的には、平面部１７１から所定の傾斜角度を有する２つの反射面によって断面三角形状に形成されており、導光部材１４２の短手方向へ延びる溝である。透過反射部１７２は、所謂三角プリズムと称されるものである。

図５に示されるように、導光部材１４２の内部を進む光が透過反射部１７２における光源１４１側の反射面１７３に照射した場合、その光の一部は、透過反射部１７２の反射面１７３により反射して第１光学面１４５から除電光Ｌ１（本発明の第１除電光の一例）として出射される。また、導光部材１４２の内部を進む光が透過反射部１７２の反射面１７３に照射した場合、その光の一部は、透過反射部１７２の反射面１７３を透過して第２光学面１４６から除電光Ｌ２（本発明の第２除電光の一例）として出射される。

ここで、図３に示されるように、感光体ドラム１１において、静電潜像が形成される領域を画像形成領域Ａ１とし、感光体ドラム１１の前記軸方向Ｄ２の両端に位置する前記静電潜像が形成されない領域を非画像形成領域Ａ２とする。この場合、透過反射部１７２は、第２光学面１４６において、非画像形成領域Ａ２に対応する位置Ｐ１，Ｐ２にも設けられている。なお、第２光学面１４６において、最も光源１４１側に設けられた透過反射部１７２Ａの位置が位置Ｐ１であり、最も光源１４１から離れた側（つまり、端面１４４側）に設けられた透過反射部１７２Ｂ（本発明の端部透過反射部の一例）の位置が位置Ｐ２である。

なお、本実施形態では、透過反射部１７２の間隔は、等間隔である。しかし、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、前記長手方向において透過反射部１７２が形成される間隔Ｗ１が、光源１４１から遠ざかるに従って短くなるようにしてもよい。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１７２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の前記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。

そして、除電部１４は、光源１４１から出射された光を透過反射部１７２で反射させて、中間転写ベルト５の前記ベルト回転方向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。また、除電部１４は、光源１４１から出射された光を透過反射部１７２で透過させて、中間転写ベルト５の前記ベルト回転方向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。言い換えると、導光部材１４２が有する複数の透過反射部１７２は、光源１４１から前記長手方向の一端の入光面１４３に入射して反対側の端面１４４へ導かれる光を透過及び反射させて、一次転写ローラー１５とクリーニング装置１６との間から中間転写ベルト５の前記ベルト回転方向Ｄ１の上流側へ向かう除電光Ｌ１と、前記ベルト回転方向Ｄ１の下流側へ向かう除電光Ｌ２とに分けて出力する。

透過反射部１７２の反射面１７３（図５参照）の傾斜角度は、光源１４１から出射された光の透過反射部１７２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１７２の傾斜角度は、中間転写ベルト５の前記ベルト回転方向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の前記ベルト回転方向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１０：１となるように定められる。

以上のように、本実施形態では、上流側及び下流側の感光体ドラム１１各々を除電するための除電光Ｌ１、Ｌ２が１つの導光部材１４２によって供給される。これにより、感光体ドラム１１に対する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ことができる。

ところで、導光部材１４２の前記長手方向の一方側の端部に光源１４１が設けられた構成では、光源１４１とは反対側の他方側の端部の近傍に位置する透過反射部１７２Ｂの反射面１７３を透過した光は、前記光伝搬方向Ｄ３側へ向けて斜めに出射する。このように、前記他方側の端部において斜めに出射した光は、感光体ドラム１１上の帯電前の画像形成領域Ａ１に照射されず、無駄に外部へ出力される。また、前記他方側の端部に位置する透過反射部１７２Ｂの反射面１７３を反射した光の一部も、感光体ドラム１１上の帯電後の画像形成領域Ａ１に照射されず、無駄に外部へ出力される。

このため、除電部１４の導光部材１４２から外部に出力される光を無駄なく感光体ドラム１１の画像形成領域Ａ１に照射することが可能なように、反射部４１（本発明の第１反射部の一例）、及び反射部４２（本発明の第２反射部の一例）が、導光部材１４２に設けられている。つまり、除電部１４は、反射部４１及び反射部４２を備えている。

具体的には、反射部４１は、第２光学面１４６において透過反射部１７２Ｂを塞ぐように、第２光学面１４６に直接に取り付けられている。反射部４１は、例えばミラーである。なお、反射部４１は、光を反射可能な金属箔、または光を反射させる塗装が塗布された反射プレートなどであってもよい。このように反射部４１が設けられているため、反射部４１は、導光部材１４２の前記長手方向の他端側に位置する透過反射部１７２Ｂから前記ベルト回転方向Ｄ１の下流側へ向かう除電光Ｌ２を前記ベルト回転方向Ｄ１の上流側へ向かう方向へ反射する。これにより、透過反射部１７２Ｂの反射面１７３を透過した光を、上流側の感光体ドラム１１の画像形成領域Ａ１を照射して除電する光Ｌ２ａ（図５参照）として有効活用することができる。また、反射部４１が設けられていない場合は、透過反射部１７２Ｂの反射面１７３を透過した光が他の部材に乱反射してフレア光として画像形成領域Ａ１に照射されていた。しかし、本実施形態では、反射部４１が設けられることによって、前記フレア光の発生を抑制することが可能である。

また、反射部４２は、導光部材１４２の前記長手方向の他端側の端面１４４に直接に取り付けられている。反射部４２は、例えばミラーである。なお、反射部４２は、光を反射可能な金属箔、または光を反射させる塗装が塗布された反射プレートなどであってもよい。このように反射部４２が設けられているため、反射部４２は、導光部材１４２を伝播した光や透過反射部１７２Ｂで反射した光、或いは反射部４１によって反射されて導光部材１４２に入射した光が端面１４４から外部に透過することを防ぎ、これらの光を導光部材１４２の内部へ反射する。これにより、端面１４４に到達した光を外部に透過させずに、感光体ドラム１１の画像形成領域Ａ１を照射して除電する光Ｌ２ｂ，Ｌ２ｃ（図５参照）として有効活用することができる。また、反射部４２が設けられていない場合は、端面１４４を透過した光が前記フレア光として画像形成領域Ａ１に照射されていたが、本実施形態では、反射部４２が設けられることによって、前記フレア光の発生を抑制することが可能である。

なお、上述の実施形態では、導光部材１４２に反射部４１及び反射部４２が設けられた構成を例示した。しかし、本発明は、反射部４１だけが導光部材１４２に設けられた構成であってもよい。また、上述の実施形態では、反射部４１及び反射部４２が導光部材１４２に直接に取り付けられた構成を例示した。しかし、本発明は、カバー部材１７において第２光学面１４６に対向する前記対向面に反射部４１が取り付けられた構成であってもよい。

１〜４：画像形成部
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
１３：現像部
１４：除電部
１５：一次転写ローラー
１６：クリーニング装置
１７：カバー部材
４１：反射部
４２：反射部
１２１：帯電ローラー
１３１：現像ローラー
１４１：光源
１４２：導光部材
１４５：第１光学面
１４６：第２光学面
１７２：透過反射部

Claims (4)

1. 回転する無端のベルトに沿う位置にそれぞれ配置され、像担持体、前記像担持体の表面上に担持されたトナー像を前記ベルトの表面に転写する転写部、及び前記像担持体の表面を清掃するクリーニング部をそれぞれ含み、前記像担持体から前記ベルトの表面に前記トナー像を転写させて前記ベルトの表面に画像を形成する複数の画像形成部と、
   前記画像形成部各々に設けられ、透明部材からなる長尺状の導光部材、及び前記導光部材の長手方向の一端に設けられ前記像担持体の除電に用いられる光を出射する光源を含む除電部と、を備え、
   前記導光部材は、
   前記長手方向に並んで複数設けられ、前記光源各々から前記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、前記転写部と前記クリーニング部との間から前記ベルトの回転方向の上流側へ向かう第１除電光と前記回転方向の下流側へ向かう第２除電光とに分けて出力する透過反射部を有し、
   前記除電部は、前記複数の透過反射部のうち、前記導光部材の前記長手方向の他端側に位置する端部透過反射部から前記回転方向の下流側へ向かう前記第２除電光を前記回転方向の上流側へ向かう方向へ反射する第１反射部と、を有する画像形成装置。
2. 前記除電部は、前記導光部材の前記長手方向の他端側の端面から外部に透過する光を前記導光部材の内部へ反射する第２反射部、を有する請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記端部透過反射部は、前記導光部材において前記像担持体上の非画像形成領域に対応する位置に設けられている請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記導光部材は、前記透過反射部を透過して前記回転方向の下流側へ向かう前記第２除電光が出射される平坦な光学面を有し、
   前記透過反射部は、前記光学面から内部側へ向けて形成された断面三角形状の溝である請求項１から３のいずれかに記載の画像形成装置。

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