JP6613906B2 - 導光体、除電装置、および画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、導光体、除電装置、および画像形成装置に関する。
感光体の静電履歴を消去するために感光体に光を照射して感光体を除電する除電装置が知られている。ここで、特許文献1には、感光体の電荷を除電するのに用いられる光除電装置であって、感光体に対向して配置される導光体と、その導光体の光入射面に光を照射する光源とを有し、導光体及び/または光源の位置調整を可能とした構成が開示されている。
特開2015−141376号公報
感光体は断続的に光の照射を受け、それが長期間にわたって継続されると感光体の電荷輸送層にトラップされるホールが増加し、それにより、感光体の帯電後に画像履歴部の暗減衰が増大し部分的に電位が低下する。これに起因して、今回作成した静電潜像に前回の静電潜像の影響が現れるという、いわゆるゴーストが悪化するおそれがある。
本発明は、ゴーストの発生を長期間にわたって抑えるように除電することのできる除電装置および画像形成装置、並びに、そこに用いる導光体を提供することを目的とする。
請求項1は、棒状に延び、一方の端面から光が入射され導光しながら周面から光を発散させる導光体であって、
当該導光体を周回する向きの角度に応じて当該角度方向への発散光量を異ならせた形状を有することを特徴とする導光体である。
請求項2は、当該導光体を周回する向きの角度に応じて壁厚を異ならせた中空形状を有し、当該角度方向の壁厚に応じた光量の光を当該角度方向に発散させることを特徴とする請求項1記載の導光体である。
請求項3は、当該導光体を周回する向きの複数の角度それぞれにおいて、該複数の角度それそれに応じた間隔で当該導光体が延びる方向に配列された複数の突起からなる突起列を有し、当該角度方向の突起の配列間隔に応じた光量の光を当該角度方向に発散させることを特徴とする請求項1記載の導光体である。
請求項4は、
棒状に延び、光の照射を受けて除電される被除電体に沿わせて配置され、一方の端面から光が入射されて導光しながら周面から光を発散させる導光体と、
光を出射して出射した光を前記一方の端面から前記導光体に入射させる光源と、
前記被除電体との対面側に開口を有し前記導光体の該対面側を除いた領域を取り巻いて該導光体から発散した光を反射する反射体とを備え、
前記導光体が、当該導光体を周回する向きの角度に応じて当該角度方向への発散光量を異ならせた形状を有することを特徴とする除電装置である。
請求項5は、
回転軸の回りに回転しながら静電潜像の形成を受け現像位置で現像を受けてトナー像を保持し転写位置で該トナー像を転写先に転写する像保持体と、
前記現像位置において前記像保持体上の静電潜像を現像して該像保持体上にトナー像を形成する現像器と、
前記転写位置において前記像保持体上のトナー像を転写先に転写させる転写器と、
前記像保持体上の転写後の領域に近接配置されて該領域に光を照射することにより該像保持体を除電する除電器とを備え、
前記除電器が、
棒状に延び、前記像保持体に沿わせて配置され、一方の端面から光が入射されて導光しながら周面から光を発散させる、周回する向きの角度に応じて当該角度方向への発散光量を異ならせた形状を有する導光体と、
光を出射して出射した光を前記一方の端面から前記導光体に入射させる光源と、
前記像保持体との対面側に開口を有し前記導光体の該対面側を除いた領域を取り巻いて該導光体から発散した光を反射する反射体とを備えたことを特徴とする画像形成装置である。
請求項6は、当該画像形成装置ないし前記感光体の経時ないし履歴に応じて前記導光体の周回する向きの角度を変更する角度変更部をさらに備えたことを特徴とする請求項5記載の画像形成装置である。
請求項1の導光体、請求項4の除電装置、および請求項5の画像形成装置によれば、感光体の経時ないし履歴に応じて導光体の向きを変えることで、経時劣化した被除電体ないし像保持体に劣化に応じた強さの光を照射し、除電によりゴーストの発生を抑えることができる。
請求項2の導光体によれば、請求項3記載の導光体と比べ、周回する向きの角度を微妙にあるいは連続的に変えることができる。
請求項3の導光体によれば、請求項2記載の導光体と比べ、突起を利用することで周回する向きの角度の調整精度を上げ、その角度を安定的に保つことができる。
請求項6の画像形成装置によれば、人手をかけずに角度調整が可能である。
本発明の画像形成装置の一実施形態としての複写機の外観斜視図である。 図1に外観を示す複写機の内部構成図である。 図1,図2に示す画像形成装置に備えられている除電器を、その除電器に隣接する感光体とともに示した図である。 図3に示す矢印X−X断面を拡大して示した図である。 図3,図4に示す導光体を単独で示した側面図(A)と正面図(B)である。 本発明のもう1つの実施形態としての導光体の側面図(A)および正面図(B)である。 別例の除電器を示した図である。 主制御部に記憶されている、導光体の角度調整用のテーブルを示した図である。
以下、本発明の実施形態を説明する。
図1は、本発明の画像形成装置の一実施形態としての複写機の外観斜視図である。この複写機1には、本発明の一実施形態としての除電装置および導光体が内蔵されている。
この複写機1は、原稿読取部1Aと画像形成部1Bとを有する。
原稿読取部1Aには、原稿が重ねられた状態に置かれる原稿給紙台11が備えられている。この原稿給紙台11上に置かれた原稿は1枚ずつ送り出され、その原稿に記録されている文字や画像が読み取られて原稿排紙台12上に排出される。
また、この原稿読取部1Aは、奥側を左右に延びるヒンジを有し、そのヒンジを回転中心として、原稿給紙台11および原稿排紙台12を一体的に持ち上げることができ、その下には、透明ガラス製の原稿読取板13(図2参照)が広がっている。この原稿読取部1Aでは、原稿給紙台11に原稿を置くことに代えて原稿読取板13上に原稿を1枚だけ下向きに置き、その原稿読取板13上の原稿から文字や画像を読み取ることもできる。
この原稿読取板13の前側には、ユーザに向けて様々なメッセージを表示し、また、様々な操作ボタンを表示して、ユーザからの、原稿読取りや画像形成の指示等の操作を受ける表示操作部14が備えられている。
この原稿読取部1Aは、その全体が支持フレーム15により支持されている。
また、画像形成部1Bは、その上面に画像が形成された用紙が排出される排紙台21が設けられている。またこの画像形成部1Bの前面には、内部の、トナー容器等の部品の交換や搬送中に詰まった用紙の除去のために開けられる前カバー22を備えている。また、その下には、画像形成前の用紙が積み重ねられた状態に収容される引き出し型の3台の給紙台23_1,23_2,23_3が収容されている。
また、この画像形成部1Bの左側面には、搬送中に詰まった用紙を取り除くときに開かれる横カバー24が設けられている。
さらに、この画像形成部1Bの底面には、この画像形成部1Bを移動可能とする車輪251が取り付けられている。
図2は、図1に外観を示す複写機の内部構成図である。
透明ガラス製の原稿読取板13の下には、原稿読取光学系30が配備されている。この原稿読取光学系30は、ランプ311とミラー312とを有する第1ブロック31と、2枚のミラー321,322を有する第2ブロック32と、画像を表わす光を読み取って画像信号を生成する光電センサ33とを有する。
第1ブロック31と第2ブロック32は、原稿読取板13に沿って矢印A−A'方向に移動可能であり、初期状態では、図2に示す左寄りの位置にある。
原稿給紙台11上に置かれた原稿Sは、1枚ずつ送り込まれ、搬送ローラ16により原稿読取板13に接する搬送経路17上を搬送される。原稿Sは、原稿読取板13に接して搬送される際にランプ311により照射され、原稿Sからの反射光がミラー312,321,322で反射されて光電センサ33で読み取られ、その原稿Sに記録されていた文字や画像を表わす画像信号が生成される。ランプ311による照射を受けた原稿Sはさらに搬送されて原稿排紙台12上に送り出される。
原稿が原稿読取板13上に置かれたときは、第1ブロック31および第2ブロック32が、原稿読取板13上の原稿の読取位置と光電センサ33との間の光学的な距離を常に同一に保つように矢印A方向に移動する。そして、その間、ランプ311が原稿を照射し、光電センサ33でその原稿上の文字や画像が読み取られて画像信号に変換される。
光電センサ33で得られた画像信号は画像処理部34に入力される。光電センサ33で得られた画像信号はR(レッド)、G(グリーン)、およびB(ブルー)の各色を表わす画像信号であり、画像処理部34は、このRGBの画像信号をY(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、およびK(黒)の4色分からなる画像データに変換して一時的に記憶する。そして、後述する潜像形成のための露光の時期に合わせて露光制御部41に送信される。
この画像形成部1Bには露光器42が備えられており、潜像形成にあたっては、露光制御部41から露光器42にY、M,C,Kの画像データが送り込まれ、露光器42から、各Y,M,C,Kの各画像データにより変調された各露光光421Y,421M,421C,421Kが出射される。
また、この図2には、露光制御部41に隣接した位置に主制御部40が示されている。この主制御部40は、マイクロコンピュータと、そのマイクロコンピュータで実行されるプログラムとで構成されていて、露光制御部41、表示操作部14(図1参照)、画像処理部34、その他図示しない各種電源回路や駆動回路等に接続され、この複写機1の全体の制御を担っている。
画像形成部1Bの下部には、前述した3台の給紙台23_1,23_2,23_3が左右の案内レール24_1,24_2,24_3に支持されて収容されている。各給紙台23_1,23_2,23_3には、用紙Pが積み重なった状態に収容されている。各給紙台23_1,23_2,23_3は、用紙Pの補給のために、案内レール24_1,24_2,24_3に案内されて引出し自在に構成されている。
それら3台の給紙台23_1,23_2,23_3のうちの、表示操作部14(図1参照)の操作等により指定された給紙台(ここでは一例として給紙台23_1とする)からは、用紙Pがピックアップロール25により送り出され、さばきロール26により1枚ずつに分離され、その1枚の用紙Pが搬送ロール27により上方に搬送され、待機ロール28によりそれ以降の搬送のタイミングが調整されて、さらに上方に搬送される。この待機ロール28以降の用紙の搬送については後述する。
この画像形成部1Bの中央部分には、Y,M,C,Kの各色のトナーによるトナー像を形成する4つの像形成ユニット50Y,50M,50C,50Kが配置されている。これら4つの像形成ユニット50Y,50M,50C,50Kは、使用するトナーの色が異なることを除き、互いに同一の構成を有するため、ここでは像形成ユニット50Yを取り挙げてその構成を説明する。
この像形成ユニット50Yは、図2に矢印Bで示す向きに回転する感光体51を有し、その感光体51の周囲に、帯電器52、現像器53、クリーナ55および除電器56が配置されている。また、後述する中間転写ベルト61を感光体51との間に挟んだ位置には、転写器54が置かれている。
感光体51はロール形状を有し、帯電により電荷を保持し露光によりその電荷を放出してその表面に静電潜像を保持する。
帯電器52は、感光体51の表面をある帯電電位に帯電する。
また、この画像形成部1Bは、前述した露光器42を有する。この露光器42には、露光制御部41から画像信号が入力され、その入力された画像信号に応じて変調された露光光421Y,421M,421C,421Kを出射する。感光体51は、帯電器52による帯電を受けた後、露光器42からの露光光421Yの照射を受け、感光体51の表面に静電潜像が形成される。
感光体51は、露光光421Yの照射を受けて表面に静電潜像が形成された後、現像器53により現像され、その感光体51の表面にトナー像(この像形成ユニット50Yではイエロー(Y)のトナーによるトナー像)が形成される。
現像器53は、内部にトナーとキャリアとからなる現像剤を収容したケース531内に、現像剤を攪拌する2本のオーガ532_1,532_2と、現像剤を感光体51に対向した位置に運ぶ現像ロール533とを有する。感光体51上に形成された静電潜像の現像にあたっては、現像ロール533にバイアス電圧が印加され、そのバイアス電圧の作用により、現像剤中のトナーが、感光体51上に形成された静電潜像に従って感光体51上に付着し、トナー像が形成される。
現像器53による現像により感光体51上に形成されたトナー像は、転写器54の作用により中間転写ベルト61上に転写される。
さらにクリーナ55により、転写後の感光体51上に残存するトナーが感光体51上から取り除かれる。
除電器56は、感光体51の、残存するトナーがクリーナ55により取り除かれた後の領域に光を照射する。感光体51は除電器56からの光の照射を受けて除電される。この除電器56は本発明の除電装置の一例であり、かつ本発明の画像形成装置にいう除電器の一例である。また、感光体51は、本発明の除電装置にいう、光の照射を受けて除電される被除電体の一例であり、かつ本発明の画像形成装置にいう像保持体の一例である。
中間転写ベルト61は、複数のロール62に架け回された、無端の、矢印C方向に循環移動するベルトである。
像形成ユニット50Y,50M,50C,50Kのそれぞれで形成された各色トナーによるトナー像は、順次重なるように中間転写ベルト61上に転写され、転写器63が配置された二次転写位置に搬送される。これと同期して、待機ロール28にまで搬送されてきていた用紙が二次転写位置に搬送され、転写器63の作用により、中間転写ベルト61上のトナー像が、搬送されてきた用紙上に転写される。このトナー像の転写を受けた用紙は、さらに搬送され、定着器64による加圧および加熱により用紙上のトナー像がその用紙上に定着され、定着されたトナー像からなる画像が用紙上に形成される。画像が形成された用紙はさらに搬送され、排出ローラ65により、排紙台21上に排出される。
転写器63によりトナー像を用紙上に転写した後の中間転写ベルト61はさらに循環移動し、その表面に残存するトナーがクリーナ66によって中間転写ベルト61上から取り除かれる。
また、画像形成部1Bの、中間転写ベルト61よりも上方には、容器装着部29Y,29M,29C,29Kが設けられている。これらの容器装着部29Y,29M,29C,29Kには、イエロー(Y)、マゼンタ(M),シアン(C)、および黒(K)の各色トナーを収容するトナー容器67Y,67M,67C,67Kが装着されている。これらのトナー容器67Y,67M,67C,67Kに収容されている各色トナーは、対応する各現像器53におけるトナーの消費量に応じて各現像器53に補給される。
図3は、図1,図2に示す画像形成装置に備えられている除電器を、その除電器に隣接する感光体とともに示した図である。また図4は、図3に示す矢印X−X断面を拡大して示した図である。
この除電器56は、光源71と、導光体72と、反射体73とを有する。この光源71は、例えばLED(Light Emitted Diode)からなり、あらかじめ定められた射出角を持って光を射出する。この光源71は、画像形成部1B(図1,図2参照)の筐体に固定された支持部材291に固定されている。
また、導光体72は、感光体51に沿って棒状に延び、光源71から射出された光を一方の端面721から入射し導光しながら周面から光を発散させる。この導光体72は、光源71と同様、その両端部が、画像形成部1B(図1,図2参照)の筐体に固定された支持部材292a,292bに支持されている。
また、反射体73は、図4に示すように、導光体72の、感光体51との対面側に開口731を有し、その対面側を除いて導光体72を取り巻いて、その導光体72から反射体73に向かって発散してきた光を反射する。これにより、光源71から射出され導光体72に入射した光は、光を周囲に発散させながら導光体72内を進み、図3に矢印Lで示すように感光体51を照射する。すなわち、導光体72で感光体51側に発散された光は直接に感光体51を照射し、また、反射体73側に発散された光は反射体73で反射され再び導光体72を通って感光体51を照射する。
このようにして、感光体51は、その回転軸方向のいずれの点においても、光の照射を受けて除電される。
ここで、導光体72には、図4に示すように、断面円形の中空部723が形成されている。この導光体72は、本発明の導光体の一例である。以下、この導光体72について詳述する。
図5は、図3,図4に示す導光体を単独で示した側面図(A)と正面図(B)である。
この導光体72は、断面外形が円形であって棒状に延びたロッド形状を有する。また、この導光体72は、内側に、これも断面円形であって長く延びた中空部723を有する。ただし、この中空部723は、その断面の円の中心が外形の円の中心からずれている。このため、この導光体72は、この導光体72を周回する向きの角度に応じて壁厚が異なっている。そして、この導光体72は、角度に応じて壁厚が異なることによって、その角度方向に応じた光量の光をその角度方向に発散させる。このため、この導光体72は、反射体73で反射されるものの、その反射体73の開口731から導光体72のどの壁厚の角度部分を露出させて感光体51に対面させるかに応じて、感光体51への照射光量が異なることになる。
そこで、この複写機1を設置した当初は、図4に示すように、導光体72の壁厚の厚い角度方向を感光体51に向けておき、使用履歴等に応じて定期あるいは不定期に、徐々に壁厚の薄い角度方向を感光体51に向けて行く。こうすることで、感光体51が経時で劣化すると、その劣化の程度に応じた強さの光が感光体51に照射される。このため、感光体51が長期間にわたって十分に除電され、ゴーストの発生が抑えられる。
ここで、感光体51に光を照射すると、それによっても感光体51の劣化が進む。そこで、ここでは、感光体51に最初から強い光を照射するのを避け、弱い光で十分に除電できる期間は照射する光の光量を弱め、光の照射による感光体51の劣化を抑えている。
この図5に示した導光体72によれば、周面から発散される光量が周回する向きに応じて連続的に変化するため、角度を微妙に調整することで光量をを微妙に調整し、あるいは角度を連続的に変えることで光量を連続的に変えることができる。
図6は、本発明のもう1つの実施形態としての導光体の側面図(A)および正面図(B)である。
この図6に示す導光体72'には、その外面に多数の突起725が形成されている。
この導光体72'は、それらの突起725を除くと、図5に示した導光体72と同様、断面外形が円形であって棒状に延びた形状を有する。また、この導光体72'にも、その内側に、断面円形であって長く延びた中空部724が形成されている。ただし、この図6に示す導光体72'の中空部724は、その中心が外形の円形の中心と一致している。したがって、多数の突起725を除き、膜厚は、この導光体72'を周回する方向のいずれの角度においても同一である。
ここで、この導光体72'に形成されている突起725は、この導光体72'を周回する方向の複数の角度(ここでは90°ごとの4つの角度)それぞれにおいて導光体72'が延びる方向に配列され、各角度ごとの突起列726を形成している。そして、それらの突起列726は、各突起列726を構成している複数の突起725の配列間隔が各突起列726ごとに異なる突起列である。このため、この導光体72'の端部から光を入射すると、突起725で光が減衰し、突起725が密に配列されている突起列が設けられている角度方向には、その突起列726で大きく減衰して弱い光が発散され、突起725が粗く配列されている突起列726が設けられている角度方向には、その突起列726で弱くしか減衰されずに強い光が発散される。
そこで、図1に示す複写機1に、図5に示した導光体72の代わりにこの図6に示した導光体72'を採用し、複写機1の最初の使用時には、突起725が密に配列された突起列726が感光体51の方向を向くように導光体72'を設置しておき、使用履歴等に応じて定期あるいは不定期に、徐々に、突起725の配列間隔の広い突起列726が感光体51の方向を向くように調整してもよい。
この図6に示した導光体72’によれば、突起725が設けられているため、その導光体72’を支持する支持部材にその突起725に対応した孔を設けることなどにより周回する向きの角度を容易に高精度に調整し、また、その角度を安定的に保つことができる。
図7は、別例の除電器を示した図である。この図7において、図3に示した除電器と同じ構成要素には、図3において付した符号と同一の符号を付して示し、相違点のみ説明する。
この図7に示す除電器56'には、導光体72を回転させるモータ727が備えられている。このモータ727は、主制御器40(図1参照)からの指令を受けて導光体72を回転させ、導光体72の、感光体51に対面する角度方向を調整する。
図8は、主制御部に記憶されている、導光体の角度調整用のテーブルを示した図である。
この図8に示すテーブルには、プリント枚数と導光体72の角度との対応付けが記憶されている。
複写機1の使用を開始した当初は、導光体72は、感光体51に、壁が最も厚い角度0°の方向を向けている。この複写機1でのプリント枚数が100,000枚に達すると、主制御器40はモータ727に指令を出して導光体72の45°の角度方向が感光体51に向くように、導光体72を回転させる。以下、同様にして、プリント枚数が1,000,000枚に達すると、導光体72の、壁が最も薄い角度180°の方向が感光体51と対面する向きとなるように、モータ727により導光体72が回転する。
この例のように、導光体72の向きを自動で変えるように構成してもよい。
なお、導光体72の向きを自動で変えるにあたっては、プリント枚数に応じて変えることのほか、この複写機1ないし感光体51の稼働時間や、この複写機1を設置して使用を開始してからの経過時間、感光体51を新たな感光体51に交換したときは交換時からの稼働時間ないし経過時間等に応じて変えてもよく、導光体の向きを変えるタイミングを与える指標として、この複写機1ないし感光体51の様々な履歴ないし経時を利用することができる。
また、ここでは、導光体について、図5と図6に示す2例について説明したが、本発明の導光体は、これら図5,図6に示した形状に限られるものではなく、導光体を周回する向きの角度に応じてその角度方向への発散光量を異ならせた形状を有するものであればよい。
1 複写機
1A 原稿読取部
1B 画像形成部
42 露光器
50Y,50M,50C,50K 像形成ユニット
51 感光体
52 帯電器
53 現像器
54 転写器
55 クリーナ
56,56' 除電器
61 中間転写ベルト
63 転写器
64 定着器
65 排出ローラ
71 光源
72,72' 導光体
73 反射体
721 入射側端面
731 開口

Claims (6)

  1. 棒状に延び、一方の端面から光が入射され導光しながら周面から光を発散させる導光体であって、
    当該導光体を周回する向きの角度に応じて当該角度方向への発散光量を異ならせた形状を有することを特徴とする導光体。
  2. 当該導光体を周回する向きの角度に応じて壁厚を異ならせた中空形状を有し、当該角度方向の壁厚に応じた光量の光を当該角度方向に発散させることを特徴とする請求項1記載の導光体。
  3. 当該導光体を周回する向きの複数の角度それぞれにおいて、該複数の角度それそれに応じた間隔で当該導光体が延びる方向に配列された複数の突起からなる突起列を有し、当該角度方向の突起の配列間隔に応じた光量の光を当該角度方向に発散させることを特徴とする請求項1記載の導光体。
  4. 棒状に延び、光の照射を受けて除電される被除電体に沿わせて配置され、一方の端面から光が入射されて導光しながら周面から光を発散させる導光体と、
    光を出射して出射した光を前記一方の端面から前記導光体に入射させる光源と、
    前記被除電体との対面側に開口を有し前記導光体の該対面側を除いた領域を取り巻いて該導光体から発散した光を反射する反射体とを備え、
    前記導光体が、当該導光体を周回する向きの角度に応じて当該角度方向への発散光量を異ならせた形状を有することを特徴とする除電装置。
  5. 回転軸の回りに回転しながら静電潜像の形成を受け現像位置で現像を受けてトナー像を保持し転写位置で該トナー像を転写先に転写する像保持体と、
    前記現像位置において前記像保持体上の静電潜像を現像して該像保持体上にトナー像を形成する現像器と、
    前記転写位置において前記像保持体上のトナー像を転写先に転写させる転写器と、
    前記像保持体上の転写後の領域に近接配置されて該領域に光を照射することにより該像保持体を除電する除電器とを備え、
    前記除電器が、
    棒状に延び、前記像保持体に沿わせて配置され、一方の端面から光が入射されて導光しながら周面から光を発散させる、周回する向きの角度に応じて当該角度方向への発散光量を異ならせた形状を有する導光体と、
    光を出射して出射した光を前記一方の端面から前記導光体に入射させる光源と、
    前記像保持体との対面側に開口を有し前記導光体の該対面側を除いた領域を取り巻いて該導光体から発散した光を反射する反射体とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
  6. 当該画像形成装置ないし前記感光体の経時ないし履歴に応じて前記導光体の周回する向きの角度を変更する角度変更部をさらに備えたことを特徴とする請求項5記載の画像形成装置。
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