JPH03144595A - 複写機の除電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、電子複写機の感光体ドラム」二の電荷を消去
するための除電装置に関する。

（発明の背景） 電子複写機等の画像形成装置は、帯電された感光体（以
下感光体ドラムを例にとり説明する）に原稿情報に応じ
た露光を行って静電潜像を形成させ、これをトナーによ
り可視像化し、このトナー可視像を転写紙に転写させ定
着させる装置である。

近年、この種の画像形成装置は、産業界のあらゆる分野
で用いられている。

ところで、この複写機の除電装置とは、感光体ドラムの
非画像領域（原稿範囲外の領域）及び不要画素部にトナ
ーが付着しないように、非画像領域に光を照射して、感
光体ドラム」二の電荷を消去するための装置である。こ
のために、複数の発光素子から構成されており、原稿領
域の大きさに会わせて点灯、消灯を制御できるようにさ
れている。

発光素子としては一般に発光ダイオード（以下ＬＥＤと
いう）が用いられている。

第１２図は従来の除電装置の周辺の画像形成装置の構成
を側面方向から示した構成図である。１は像担持体を構
成する感光体ドラム、２は感光体ドラム１をコロナ放電
により帯電させる帯電極、３は感光体ドラム１の非画像
部の電荷を消去する除電装置である。尚、この除電装置
３は紙面と垂直方向に複数個のＬＥＤが配置されている
。

第１３図は除電装置３の構成を詳細に示した構成図であ
る。３ａは除電装置の各部品が配置されるプリント基板
、３ｂは光源を選択的に駆動するためのドライバＩ　Ｃ
ｓ　３　ｃは光源を構成する複数個のＬＥＤを保持する
と共に、各ＬＥＤからの光束が分離されるようにするた
めのランプハウスである。３ｄはランプハウス３Ｃで保
持された複数個のＬＥＤで構成された光源である。

（発明が解決しようとする課題） ところで、複写機の小型化が要求されている。

このため、複写機の内部でかなりの部分を占める感光体
ドラムの小型化も進んでいる。

しかし、複写機の感光体ドラムの周辺は各種の部品が密
集している。そして、感光体ドラムの小径化に伴ない、
更に密集することが予想される。

従って、除電装置も小型にする必要がある。

しかし、プリント基板の垂直方向に光を照射する形の従
来の除電装置は、ＬＥＤを保持するためのＬＥＤ支持基
板（プリント基板）の大きさ分の占有空間が必要になる
。そのために、小型化は非常に困難であった。

従って、小径の感光体ドラムを使用したくとも、除電装
置の大きさが問題になり、小型の画像形成装置が実現で
きなかった。

また、除電装置を小型化するためにベアチップＬＥＤを
使用することも考えられるが、この場合にも問題がある
。

第１４図はペアチップＬＥＤを使用した除電装置を光照
射方向から見た図である。この図では、０．４問角のベ
アチップＬＥＤを使用した場合である。このペアチップ
ＬＥＤは、プリント基板のカソード側電極上に配置され
、アノード側はワイヤを介してアノード側電極に接続さ
れている（プリント基板上の電極は省略しである）。こ
のような除電装置を製造するときには、プリント基板に
ペアチップＬＥＤを実装（ワイヤボンディング）してか
らランプハウス３Ｃを取り付ける。従って、ランプハウ
ス３Ｃ取り付は時に、ベアチップＬＥＤのワイヤに当て
ないようにするために、ランプハウスの開口部（窓部）
を小さくすることができない。

また、感光体ドラムは円筒形をしているために、ランプ
ハウスの窓部が大きいと、除電領域の境界が不明瞭にな
るという問題もある。すなわち、第１−５図に示すよう
に、照射角の広がりにより、照射光のエツジでドラム面
に対する入射角が大きくなる。この結果、画像領域と非
画像領域との輪郭が曖昧になる。特に、綴じしろを作る
ような場合（綴じしろモード）、問題になる。

第１６図は綴じしろモードでコピーを行った場合の結果
を示す説明図である。転写紙の端部及びドラム進行方向
に垂直な方向（これを副走査方向という）の中央部に除
電領域Ａがあり、これ以外の部分が除電しない領域（画
像領域）Ｂ、Ｃである。このような場合、前述のドラム
形状と照射角の広がりにより、除電領域と除電しない領
域との間に副走査方向のぼやけか発生する。このぼやけ
は、画像の品質を劣化させる原因になる。

また、各ＬＥＤの照射光には、一定の広がりかある。第
１７図はこの広がりの様子を示した特性図である。例え
ば、Ａ−Ｂを除電したい場合を考える。このとき、ＬＥ
ＤのＮ０１３〜７を点灯させると、実際にはＡ′〜Ｂ′
が除電される。このような事態を回避するために、従来
は、Ｌ　Ｅ　Ｄ　Ｎｏ。

５だけを点灯させるようにしていた。すなわち、ＬＥＤ
の位置と除電領域の関係を考慮しつつ、点灯させるＬＥ
Ｄを決定する必要があった。

そして、照射光の広がりに起因して、狭い領域のみの除
電が実行不可能であった。また、除電領域の境界も不明
瞭になっていた。

本発明は上記した問題を解決するためになされたもので
あり、その目的は、小径感光体ドラムに適した小型な除
電装置を構成すると共に、均一な光量分布で、除電領域
の境界が明瞭な状態で、照射光の広がりを考慮せずに、
狭い領域をも指定して容易に除電することが可能な複写
機の除電装置を実現することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 」二記問題点を解決する本発明は、感光体ドラムの表面
と対面するように配置され、感光体ドラムを照明するこ
とにより、感光体ドラム上の不要な電荷を消去する複写
機の除電装置において、ＬＥＤ駆動用ＩＣ及びＬＥＤが
配置され、直線状端面が感光体ドラムに対面するプリン
ト基板と、プリント裁板上に前記直線状端面と平行に所
定のピッチで直線状に配列される複数個のＬＥＤと、プ
リント基板の直線状端面側に開口を有し、所定位置に遮
光性の隔壁を有するＬＥＤノ＼ウスとを備え、それぞれ
のＬＥＤの感光体ドラム表面の除電範囲かＬＥＤ配列ピ
ッチの２倍以内になるように構成したことを特徴とする
ものである。

（作用） 本発明の複写機の除電装置において、ＬＥＤからの照射
光は、プリント基板面と平行な方向に牛し、感光体ドラ
ムを照らすため、複写機内の除電装置の占有面積は小さ
くなる。また、ＬＥＤからの照射光を基板面と平行に出
射しているので、ＬＥＤハウスの開口面積が小さくなり
、除電装置が小型になる。更に、出射角の広がりが抑え
られ、除電領域の輪郭が明瞭になる。そして、それぞれ
のＬＥＤの感光体ドラム表面の除電範囲がＬＥＤ配列ピ
ッチの２倍以内になるようにすることで、照射光量の谷
になる部分が互いに重なりあい、光量分布差が生じず、
光の広がりを考慮せずに、容易に除電領域を指定できる
。

（実施例） 以下図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は本発明の一実施例の除電装置１０の構成を示す
構成図である。

１１は除電装置の各部品が配置されるプリント基板、１
２は光源を選択的に駆動するためのドライバＩＣ，１，
３はプリント基板１１に取り付けられ、プリント基板１
１の直線状端面側に開口を有し、光源を構成する複数個
の各ＬＥＤからの光束を分離、遮断するための発光素子
ハウス（以下ＬＥＤハウスという）、］４ａ〜１４には
プリント基板１１に配置される発光素子（以下チップＬ
ＥＤという）、１５はチップＬＥＤをトナー汚損から保
護するためにＬＥＤハウス１３の開口部に取り付けられ
た透明板からなるＬＥＤカバーである。

第２図は本実施例の除電装置の開口部（正面）方向より
見た場合の状態を示す正面図である。

第３図は感光体ドラム］の軸方向から見た場合の断面図
である。

この場合、原稿の大きさ及び複写倍率により、感光体ド
ラム１の有効画像領域幅に対して、第１図Ａが画像領域
になっており、この画像領域Ａに隣接した領域Ｂ及び領
域Ｃが非画像領域（除電する領域）になっている。

そして、除電装置１０は、感光体ドラム１の表面と刻面
するように、感光体ドラム１の軸方向全幅２わたってチ
ップＬＥＤ　（本発明でチップＬＥＤとは、ペアチップ
ＬＥＤ及び表面実装部品ＬＥＤをいうものとする）が多
数配列されており、静電潜像が現像される前に光照射を
行い、非画像領域Ｂ、　　Ｃの電荷を消去するものであ
る。

この例では、ペアチップからなるチップＬＥＤ１４が一
定間隔でプリント基板１１の直線状端面に沿って直線状
に配列されている。そして、ＬＥＤハウス１３は、プリ
ント基板１１の面と平行に光照射を行うように開口を有
する。

第２図及び第３図に示すように、プリント基板１１の面
と平行方向に光照射を行うように構成することにより、
チップＬＥＤ１４のワイヤとＬＥＤハウス１−３との間
隔を考慮してもチップＬＥＤハウスの開口部（照４・１
窓）の高さＨを非常に小さく抑えることができる。この
ため、複写機内の除電装置１０の占有面積をかなり小さ
くすることができる。すなわち、従来の除電装置でモー
ルドＬＥＤを使用してプリンｉ・基板と水平方向に光量
々１するものや、チップＬＥＤを使用してプリント基０ 板と垂直方向に光照射を行うものと比較すると、本実施
例の除電装置はかなり薄型になっていることがわかる。

そ【、て、単に小型（薄型）になったのみならず、照射
角の広がりも抑えられている。第３図及び第４図に示す
ように、除電装置１０の照ｎ＝を窓が小さくなった（照
射窓の高さＨが抑えられている）ため、感光体ドラム１
に対する照射光の入射角が小さくなり、除電領域の輪郭
か明瞭になるという効果もある。従って、原稿の任意の
領域のみを除電する場合も、輪郭の明瞭な除電が可能に
なる。この場合、窓部の高さＨは、０．５＋ｎｍから３
．０＋ａｍの範囲が望ましい。３　、０ｍｍより大きく
なると照射角が広がりすぎ、０．５ｍｍ未満になると光
量が減少し過ぎるからである。また、０．５ｍｍ未満に
なるとトナー〆り損により光量が規定値以下になる恐れ
があるから、好ましくない。

また、プリント基板１１がランプハウスの底面を兼ねて
いるので、材料が少なくなり経済的である。

そして、この様に構成すると、チップＬＥＤの実装が自
動的に容易にでき、スルーブツトが増大し、コスト低減
を図ることができる。チップＬ　ＥＤがペアチップであ
る場合は、他のペアチップ部品の実装工程と同一工程で
実装できる。また、表面実装部品のチップＬＥＤの場合
は、一般の表出ｌ実装工程（チップコンデンサ、チップ
抵抗など）と同一工程にて実装できる。このため、モー
ルドのＬＥＤを実装する場合のような専用の工程は必要
ない。

ここで、本発明の特徴部分について詳細に説明する。

第５図は本実施例の除電装置による感光体ドラム１上で
の光量分布特性を示す特性図である。この図で、実線は
各チップＬＥＤの照射光量を示しており、破線は各チッ
プＬＥＤの合成光量を示している。この図の場合は、除
電領域がチップＬＥＤピッチの２倍より若干小さくなる
ように設定されている。

以上のように除電領域とチップＬＥＤのピッチとを設定
するためには、第６図のような測定方法により光量分布
の測定を行う。この図のように、除電装置１０に距離ｄ
にて対面した状態で測定ユニット２０を一定の速度（例
えば、３０ｍｍ／秒）でスキャンさせて測定を行ってい
る。この測定ユニット２０は、例えば、ＩＸｌ、ＯＬｌ
ｌｍのスリットを有する遮光性のボックスに内蔵された
フォトダイオードから構成されている。また、第７図は
測定ユニット２０の電気的構成を示す回路図である。

ここでは、フォトダイオードＰＤ及びこれと並列に接続
された負６：Ｉ抵抗Ｒに牛した電圧Ｖ。０１として検出
している。

また、感光体ドラム１の電荷（表面電位）を消失するの
に必要な照射光量は第８図に示すようになっている。こ
こでは、帯電の初期値ＶＢを一７５０Ｖに設定した場合
を示している。この図から明らかなように、ある一定の
光量以上であれば、表面電位はほとんどＯになる。第９
図は感光体ドラム１の表面電位とコピー光学濃度［ＯＤ
］との関係を示した特性図である。これらの図で、　Ｏ
Ｄ］１う 一〇とは除電されたことによりトナーがのらず白くなる
ことを意味し、ＯＤ〉１では除電が行われずにトナーが
ドラム面に付着して黒くなることを意味している。ここ
では、ＯＤの初期値が１．２〜１．３の場合を示してい
る。このような場合、ＯＤが１以下になれば、感光体ド
ラム１表面へのトナー付着は少なくなり、除電が行われ
たとみなせる。

すなわち、第５図の場合、ＯＤ≦１の領域を除電領域と
して、この除電領域がＬＥＤピッチの２倍以Ｆになるよ
うに、Ｌ　Ｅ　Ｄピッチ、ＬＥＤの位置、隔壁内面の反
射率等を調整すればよい。

以上のように構成した結果、光量が合成されるとＬＥＤ
単体の光量分布の谷が埋められ、光量分布が均一になる
。また、中間調領域が狭くなり、いわゆる除電領域の切
れが良くなる。このため、狭い領域のみの除電も可能に
なる。そして、照射光の広がりを考慮せずに除電領域を
指定することができる。このため、除電領域の指定が容
易になる。

　４ また、従来の基板垂直方向に照Ｍ＝１を行う従来の除電
装置では、プリント基板のたわみにより感光体ドラム１
とのｌ／ＩＵ離を１１′確に配置することが不可能であ
った。すなわち、プリント基板のたわみにより、除電装
置の中央部のＬＥＤと端部のＬＥＤとて、感光体ドラム
１との距離か異なってしまう。

これに対し、本実施例では、プリント基板と水平に照射
を行うようにしたので、プリント基板のたわみによる誤
差は生しない。また、直線状の基板端面を基準にしてチ
ップＬＥＤの位置決めをする！１ｆで、感光体ドラム１
との距離を極めて正確に決めることができる。このため
、照！１．■光量もｉＥ確になる。

ちなみに、以上の説明のような構成で除電を行う場合、 ペアチップＬＥＤの大きさ：　０．４ｍｍ角チップＬＥ
Ｄピッチ＋　　６ｍｍ。

チップＬＥＤの位置（基板端部より）　　：　　３ｍｍ
。

ＬＥＤハウスの隔壁厚：　　１ｍｍ ＬＥＤハウスの内面の反射率３０％以下］　５ の時に最良の結果が得られた。

また、ＬＥＤハウス１３の材質と１７で、変性ＰＰＥ　
（ＰＰＥ　（ポリフェニレンニーデル））／ＰＳ（ポリ
スチレン）系樹脂、ＰＰＥ／ＰＢＴ（ポリブチレンチフ
タレート）、ＰＰＥ／ＰＥＴ（ポリエチレンテフタレ−
１−）　　ＰＰＥ／ＰＣＴ（ポリ１−４−シクロヘキサ
ンジメチレンテフタレート））、 耐薬品性ＰＰＥ　（ＰＰＥ／ＰＡ　（ポリアミド）系樹
脂）、 ガラス入り（０〜４０％）変性ＰＰＥ。

ポリカーボネート（ＰＣ）、 ポリアミド（ＰＡ）、 ポリブチレンチフタレート（ＰＢＴ）、ポリブチレンチ
フタレート（ＰＥＴ）、ガラス強化ｐＥＴ　（ＧＦ−Ｐ
ＥＴ）、ポリ１−４−シクロヘキサンジメチレンテフタ
レート（ＰＣＴ）、 ポリアセクール（ＰＯＭ）、 ポリメチレンペンテン（ＰＭＰ）、 　６ ガラス繊維強化ＰＭＰ　（ＦＲ−ＰＭＰ）、エチレンビ
ニルアルコール共重合体　（ＥＶＯＨ）、 ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアリ１ノ
ー１−（ＰＡＲ）、 ポリサルホン（Ｐ　Ｓ　Ｆ）、 ポリアリルサンホン（ＰＡＳＦ）、 ポリエーテルサルホン（Ｐ　Ｅ　Ｓ）、ポリエーテルイ
ミド（ＰＥＩ）、 ケトン系ポリマー（ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥ
ＥＫ）、ポリケトン等）、 イミド系ポリマー（ポリイミド（ＰＩ）、　　ポリアミ
ドイミド（ＰＡＩ）等）、 フッ素樹脂（ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）
等）、 アクリル酸樹脂、 液晶ポリマー（ＬＣＰ） 等及びこれらの複合体を使用することができる。

また、ＬＥＤカバー１５の祠質としては、ポリエーテル
−１−（ＰＣ）、 　７ アクリル酸樹脂、 ボリアリレート（ＰＡＲ）、 液晶ポリマー（Ｌ　ＣＰ） ポリブチレンテフタレ−１−（ＰＢＴ）、ポリエチレン
テフタレ−１−（ＰＥＴ）、等を使用することができる
。

尚、トナー汚損の心配のない状態での使用であれば、Ｌ
ＥＤカバー１５を省略することもｉｉＪ能であり、何ら
問題はない。

第１０図は本発明の他の実施例の構成をプリン１［ｉ板
方向の断面で見た状態をｉＪ＜ず構成所出１図である。

また、第１１図は感光体ドラム１の軸方向から見た断面
（第１０図のＡ−Ａ′断面）を示す断面構成図である。

この実施例では、第１図に示した実施例の除電装置のペ
アチップからなるチップＬ　Ｅ　Ｄ　１．４に代えて、
表面実装部品のチップＬＥＤｉ６を使用している。すな
わち、ペアチップに代えて表面実装部品を使用しても、
前述の各実施例と同様な効果が得られる。

　８ 尚、上述の実施例では、隣接するチップＬＥＤ毎にＬＥ
Ｄハウスの隔壁を設けたが、転写紙の紙サイズや除電領
域の区切りに合わせて必要な箇所にのみ隔壁を設け、そ
れ以外の部分では隔壁を設けないようにすることも可能
である。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明では、感光体ドラム
の表面と対面するように配置され、感光体ドラムを照明
することにより、感光体ドラム上の不要な電荷を消去す
る複写機の除電装置において、 Ｌ　Ｅ　Ｄ駆動用ＩＣ及びＬＥＤが配置され、直線状端
面が感光体ドラムに対面するプリント基板と、プリント
基板上に前記直線状端面と平行に所定のピッチで直線状
に配列される複数個のＬＥＤと、プリント基板の直線状
端面側に開口を有し、所定位置に遮光性の隔壁を有する
ＬＥＤハウスとを備え、 それぞれの発光素子の感光体ドラム表面の除電範囲がＬ
ＥＤ配列ピッチの２倍以内になるように１つ 構成した。

この結果、ＬＥＤハウスの高さを抑えることが可能にな
り、除電装置を薄型に構成することが１１１能になると
共に、感光体ドラムの回転方向に対する照射光量の広が
りを抑えることが可能になり、照射光量の分布差も生し
なくなる。また、除電領域をＬＥＤピッチの２倍以下に
設定することで、照射光量の谷になる部分が互いに重な
りあい、光量分布差が生しない状態で、除電領域の輪郭
が明瞭になると共に、中間調領域が狭くなり除電領域の
切れが良くなる。

従って、小径感光体ドラムに適した小型な除電装置を構
成すると共に、均一な光量分布で、除電領域の境界が明
瞭な状態で、照射光の広がりを考慮せずに、狭い領域を
も指定して容易に除電することが可能な複写機の除電装
置を実現することができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の除電装置の構成を示す
構成図、 ０ 第２図は第１図に示した実施例の除電装置の正面を示す
正面図、 第３図は第１図に示した実施例の除電装置の断面を示す
断面図、 第４図は第１図に示した実施例の除電装置の照射角を示
す説明図、 第５図は第１図に示した実施例の除電装置の照射光量分
布特性を示す特性図、 第６図は除電装置の照射光量の分布を測定する測定装置
の様子を示す説明図、 第７図は測定装置の回路構成を示す回路図、第８図は照
射光量とドラム表面電位との関係を示す特性図、 第９図はドラム表面電位とコピー光学濃度との関係を示
す特性図、 第１０図は本発明の他の実施例の構成を示す断面構成図
、 第１１図は第１０図に示した実施例のＡ−Ａ’断面を示
す断面図、 第１２図は従来の除電装置を感光体ドラムとともに示す
側面図、 第１３図は従来の除電装置の外観構成を示す構成図、 第１４図は従来の除電装置の構成を詳細に示す構成図、 第１５図は従来の除電装置のドラム回転方向における照
射角の状態を説明する説明図、第１６図は転写紙上での
除電の様子を示す説明図、 第１７図は従来の除電装置における照射光量分布特性を
示す特性図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 感光体ドラムの表面と対面するように配置され、感光体
   ドラムを照明することにより、感光体ドラム上の不要な
   電荷を消去する複写機の除電装置において、 発光素子駆動用ＩＣ及び発光素子が配置され、直線状端
   面が感光体ドラムに対面するプリント基板（１１）と、 プリント基板（１１）上に前記直線状端面と平行に所定
   のピッチで直線状に配列される複数個の発光素子（１４
   ）と、 プリント基板（１１）の直線状端面側に開口を有し、所
   定位置に遮光性の隔壁を有する発光素子ハウス（１３）
   とを備え、 それぞれの発光素子の感光体ドラム表面の除電範囲が発
   光素子配列ピッチの２倍以内になるように構成したこと
   を特徴とする複写機の除電装置。