WO2013125642A1 - 除電装置及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

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electrostatic latent
latent image
static eliminator
image forming
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亥央里 米田
克也 高野
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シャープ株式会社
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    • G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
    • G02B5/0205—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties
    • G02B5/021—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place at the element's surface, e.g. by means of surface roughening or microprismatic structures
    • G02B5/0231—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place at the element's surface, e.g. by means of surface roughening or microprismatic structures the surface having microprismatic or micropyramidal shape
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
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    • G03G21/06—Eliminating residual charges from a reusable imaging member
    • G03G21/08—Eliminating residual charges from a reusable imaging member using optical radiation
    • G—PHYSICS
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    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10—Beam splitting or combining systems
    • G02B27/12—Beam splitting or combining systems operating by refraction only
    • G02B27/126—The splitting element being a prism or prismatic array, including systems based on total internal reflection

Definitions

  • the present invention relates to a static eliminator used for a copying machine, a printer, a facsimile, and the like, and an image forming apparatus using the same.
  • an electrophotographic image forming apparatus a surface on a photosensitive drum (electrostatic latent image carrier) is charged, and an electrostatic latent image is formed by developing a charged area according to image information, and developing.
  • a method of visualizing (developing) an electrostatic latent image using an agent is employed.
  • a static eliminator Prior to charging of the photosensitive drum, a static eliminator is used to remove charges on the surface of the photosensitive drum.
  • the static eliminator irradiates the surface of the photosensitive drum with light to generate a carrier inside the photosensitive drum, thereby removing the charge on the surface of the photosensitive drum.
  • An LED (Light Emitting Diode) chip is used as a light source of such a static eliminator, and an LED array is formed using a plurality of these LED chips.
  • a static eliminator has been employed although an LED array is used.
  • the LED array by arranging a plurality of LED chips densely, it is possible to irradiate the surface of the photosensitive drum, which is the irradiated surface, with substantially uniform and high illuminance light.
  • Patent Document 1 discloses a resin that protects a light-emitting portion that constitutes an LED array by providing a light diffusion means such as a diffusion sheet or a translucent or mat-treated acrylic plate on the upper surface in the irradiation direction of the LED array. A technique for irradiating light with a uniform illuminance by using a resin with a light diffusion effect is proposed.
  • Patent Document 1 As the number of LED chips used is reduced, a light diffusing surface with higher transmittance and diffusibility is required to make the light quantity of the LED uniform, and further, in the longitudinal direction of the photosensitive drum. When there is variation in the distribution of the irradiation light quantity of the LED array, image unevenness or the like occurs and a good image cannot be formed. In addition, as the number of LED chips is reduced, there is a problem that the use of a diffusing plate or a diffusing sheet causes unevenness in the amount of light so that a stable image cannot be obtained.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and even when the number of LED chips of the static eliminator is reduced, it is possible to make the amount of irradiation light irradiating the photosensitive drum uniform, and due to unevenness in the amount of light. It is an object of the present invention to provide a static eliminator capable of always obtaining stable image quality without causing image defects and an image forming apparatus using the same.
  • each configuration of the static eliminator according to the present invention and the image forming apparatus using the static eliminator is as follows.
  • the static eliminator of the present invention is used in an image forming apparatus for forming an image, and is disposed to face the outer peripheral surface of the electrostatic latent image carrier, and neutralizes the electrostatic latent image on the electrostatic latent image carrier.
  • a static eliminator comprising at least one light emitter and at least one light diffusing lens, and the light emitted from the light emitter on the electrostatic latent image carrier via the light diffusing lens The electrostatic latent image is irradiated.
  • the light diffusing lens of the static eliminator of the present invention includes a first light diffusing lens disposed on the irradiation side of the light emitter, and an upper surface side in the light emitting direction where the electrostatic latent image carrier and the static eliminator face each other.
  • a second light diffusing lens disposed on the light source, and the light emitted from the light emitter passes through two layers constituted by the first light diffusing lens and the second light diffusing lens, The electrostatic latent image on the electrostatic latent image carrier is irradiated.
  • the light diffusing lens of the static eliminator of the present invention has a high light diffusibility, and is characterized in that a double layer and a plurality of sawtooth grooves are formed in the direction of irradiation of the light emitter. is there.
  • the static eliminator of the present invention includes a protective member that protects the static eliminator, and the light diffusion lens is provided on the protective member.
  • the image forming apparatus of the present invention includes an optical scanning device that deflects and scans laser light, the electrostatic latent image carrier on which the electrostatic latent image is formed by irradiation of the laser light from the optical scanning device, And a transfer device that transfers the developer attached by the developing device to a recording medium.
  • the static eliminator is used in an image forming apparatus that forms an image, and is disposed to face the outer peripheral surface of the electrostatic latent image carrier, and the electrostatic latent image on the electrostatic latent image carrier.
  • the at least one light emitter and at least one light diffusing lens, and the light emitted from the light emitter carries the electrostatic latent image via the light diffusing lens.
  • the light diffusing lens of the static eliminator includes a first light diffusing lens disposed on the irradiation side of the light emitter, and an upper surface in the light emitting direction where the electrostatic latent image carrier and the static eliminator face each other.
  • a second light diffusing lens disposed on the side, and light emitted from the light emitter passes through two layers constituted by the first light diffusing lens and the second light diffusing lens.
  • the light diffusing lens of the static eliminator has high light diffusibility, and forms the two-layered and plural sawtooth-shaped grooves in the irradiation direction of the light emitter.
  • the light diffusibility of the light irradiated to the latent image carrier is increased, and light with a more uniform and appropriate light amount distribution is formed as a whole, so that it is possible to prevent image defects due to light amount unevenness in advance. It is possible to achieve an excellent effect that a stable image quality can always be provided.
  • the static eliminator includes a protective member that protects the static eliminator, and the light diffusing lens is provided on the protective member, thereby ensuring protection of the issuer disposed in the static eliminator, An excellent effect that a stable image quality can be provided can be obtained.
  • an image forming apparatus includes: an optical scanning device that deflects and scans laser light; and the electrostatic latent image carrier on which the electrostatic latent image is formed by irradiation of the laser light from the optical scanning device. And a charge transfer device for transferring the developer attached by the developing device to a recording medium, the charge eliminating device, a developing device for visualizing the electrostatic latent image using toner, and a transfer device for transferring the developer attached by the developing device to a recording medium. It is possible to irradiate the photosensitive drum with light having a uniform and appropriate light amount distribution while reducing the amount of light, and to reduce costs and prevent image defects due to light amount unevenness. An excellent effect that image quality can be provided can be achieved.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus including a developing device according to a first embodiment.
  • 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of an image forming unit of an image forming apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram around the photosensitive drum of the image forming apparatus according to the embodiment. It is a perspective view of the static elimination apparatus which concerns on this embodiment. It is the schematic which shows the structure of the static elimination apparatus which concerns on this embodiment. It is the elements on larger scale of the acrylic board cover of the static elimination apparatus which concerns on this embodiment. It is the graph which compared the light quantity distribution of the light diffusion lens cover of the double layer type serrated shape in the static elimination apparatus which concerns on this embodiment, and the light quantity distribution of the conventional diffusion cover.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus 100 including a static eliminator 1 according to the present embodiment.
  • description will be made mainly on the main components related to image formation in the image forming apparatus 100, and description of other auxiliary components will be omitted.
  • the image forming apparatus 100 is a multifunction device including a scanner, a printer, and peripheral devices, and includes a reading unit 206, an image processing unit 207, an image forming unit 208, a peripheral device control unit 209, and an operation unit (not shown). 2), a storage unit 203, a control unit 202, and the static eliminator 1.
  • the reading unit 206 reads a document image
  • the image processing unit 207 converts the read document image into an appropriate electrical signal to generate image data.
  • the image forming unit 208 prints out the generated image data.
  • the peripheral device control unit 209 controls peripheral devices such as finishers and sorters that are post-processing devices.
  • the operation unit includes an input unit 204 and a display unit 205.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a specific configuration of the image forming unit 208 in the image forming apparatus 100.
  • the image forming apparatus 100 is an electrophotographic full-color image forming apparatus.
  • the image forming apparatus 100 is a recording medium (transfer medium) based on image data transmitted from the outside via a network or image data read by the reading unit 206.
  • a multicolor or single color image is formed.
  • the image forming apparatus 100 includes a visible image forming unit 10, a supply tray 20, a recording medium transport unit 30, and a fixing device 40.
  • the image (toner image) developed by the visible image forming unit 10 is directly transferred to the recording medium P (paper), but is configured to be transferred to an intermediate transfer medium such as an intermediate transfer belt. Also good.
  • the visible image forming unit 10 includes four visible image forming units 10Y, 10M, 10C, and 10B corresponding to yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (B). It is installed side by side.
  • the visible image forming unit 10 includes four visible image forming units 10Y, 10M, 10C, and 10B.
  • the visible image forming unit 10Y performs image formation using yellow (Y) toner, and is allowed.
  • the visual image forming unit 10M forms an image using magenta (M) toner
  • the visible image forming unit 10C forms an image using cyan (C) toner
  • the visible image forming unit 10B is black ( An image is formed using the toner B).
  • four sets of visible image forming units 10Y, 10M, 10C, and 10B are arranged along a conveyance path for conveying the recording medium P from the supply tray 20 to the fixing device 40.
  • the toner of each color is multiplex-transferred to the recording medium P.
  • the visible image forming units 10 (10Y, 10M, 10C, 10B) have substantially the same configuration. That is, the photosensitive member (photosensitive drum, image carrier) 11 (11Y, 11M, 11C, 11B), charging device 301 (301Y, 301M, 301C, 301B), temperature / humidity sensor 313 (313Y, 313M, 313C), respectively.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of the visible image forming unit 10.
  • the charging device 301, the laser beam irradiation means 13, the developing device 14, the transfer roller 15, the cleaner unit 16, and the charge eliminating device 1 are electrostatic latent image carriers in this order. It is arranged so as to face the surface of a certain photosensitive drum 11.
  • a charging device 301 serving as a charging unit is a device that uniformly charges the surface of the photosensitive drum 11 to a predetermined potential.
  • the charging device 301 is brought close to the surface of the photosensitive drum 11 in a non-contact manner and charged by corona discharge and grid bias control.
  • a non-contact charging type corona charging type charging device is used.
  • the laser beam irradiation means 13 is an apparatus that exposes the surface of the photosensitive drum 11 charged by the charging device 301 according to image data and forms an electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 11.
  • the developing device 14 is a device that supplies toner to the electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive drum 11 and develops the toner to form a visible toner image.
  • a potential having a polarity opposite to the charging potential of the toner is applied to the developing device 14 as a developing bias voltage. As a result, the toner is smoothly supplied to the electrostatic latent image.
  • the transfer roller 15 is applied with a bias voltage having a polarity opposite to that of the toner, and the toner image formed on the photosensitive drum 11 is transferred to the recording medium P conveyed by the recording medium conveying means 30 (see FIG. 2).
  • This is a transfer device.
  • the cleaner unit 16 removes and collects the toner remaining on the surface of the photosensitive drum 11 after the transfer process by the transfer roller 15.
  • the cleaner unit 16 includes a case 54 and a cleaning blade 51.
  • the cleaning blade 51 is for collecting toner remaining on the surface of the photosensitive drum 11, and is formed of a long rubber member whose longitudinal direction is the axial direction of the photosensitive drum 11.
  • the neutralization device 1 is a device that neutralizes residual charges on the photosensitive drum 11 after the cleaning process.
  • the static eliminator 1 will be described later.
  • each visible image forming unit 10 having the above configuration, the surface of the photosensitive drum 11 is charged by the charging device 301 after being neutralized by the static eliminator 1, and the surface of the charged photosensitive drum 11 is irradiated with the laser beam irradiation means 13.
  • To form an electrostatic latent image develop the electrostatic latent image by the developing device 14, and transfer the developed toner image to the recording medium P by the transfer roller 15.
  • the toner image remaining on the surface of the photosensitive drum 11 after the transfer is removed and collected by the cleaner unit 16. Then, the transfer of the toner image to the recording medium P is sequentially performed in the visible image forming unit 10 of each color, so that the toner images of the respective colors are multiplex-transferred onto the recording medium P.
  • the recording medium conveying unit 30 includes a driving roller 31, an idling roller 32, and a conveying belt 33 so that the toner image is transferred to the recording medium P by each visible image forming unit 10.
  • the recording medium is conveyed.
  • the driving roller 31 and the idling roller 32 stretch an endless conveying belt 33, and the conveying belt 33 rotates when the driving roller 31 is rotationally driven at a predetermined peripheral speed. Further, the outer surface of the transport belt 33 is charged to a predetermined potential, and transports the recording medium P while electrostatically attracting it.
  • the recording medium conveyed by the recording medium conveying means 30 and passing through each visible image forming unit 10 to which the toner image (unfixed toner image) is transferred is peeled off from the conveying belt 33 by the curvature of the driving roller 31 and fixed. It is conveyed to the device 40.
  • the fixing device 40 applies appropriate heat and pressure to the recording medium, dissolves the toner transferred onto the recording medium P and fixes it on the recording medium, and discharges the recording medium to a paper discharge tray (not shown). To do.
  • the configuration of the fixing device 40 is not particularly limited. For example, a configuration in which a heating roller 41 and a pressure roller 42 are provided and the recording medium is conveyed while being sandwiched between these rollers can be used. By these operations, an image is formed on the recording medium P.
  • control unit 202 control integrated circuit board (not shown) or computer (not shown) which is a control means.
  • control unit 202 includes a microcomputer, a ROM (Read Only Memory) that stores a control program indicating a procedure of processing executed by the microcomputer, and a RAM (Random Access Memory) that provides a work work area.
  • EEPROM Electrically Erasable Programmable ROM
  • nonvolatile memory for temporarily storing the calculated accumulated toner replenishment time
  • a circuit for inputting a signal from a switch (not shown) including an input buffer and an A / D conversion circuit.
  • an output circuit including a driver that drives a motor, a solenoid, a lamp, or the like.
  • FIG. 4 is a perspective view showing the external appearance of the static eliminator 1.
  • the static eliminator 1 includes an LED array 3 including a plurality of LED chips D (D1 to D12) as light sources for irradiating the photosensitive drum, a resin frame 4 that holds the LED array 3,
  • An acrylic plate cover 2 provided with a two-layer sawtooth-shaped light diffusion lens (first light diffusion lens 8 and second light diffusion lens 9) that protects each LED chip D and has a light diffusion use is provided.
  • twelve LED chips D (D1 to D12) are provided has been described, but the present invention is not limited to this.
  • the static eliminator 1 is mounted on a process cartridge (not shown).
  • the static eliminator 1 is detachable by removing the charging device 301 attached to the main body of the image forming apparatus 100 and sliding the static eliminator 1.
  • FIG. 6 is a partially enlarged view of the acrylic plate cover 2.
  • the acrylic plate cover 2 has an array of first light diffusion lenses 8 and LED chips D (D1 to D12) arranged on the light emitting side (LED chip light emitting side 6) where the light emitted from the LED chip D is emitted.
  • the second light diffusing lens 9 is arranged on the upper surface (light emitting direction upper surface 5) of the static eliminator 1 arranged in the first to second light diffusing lenses 8. , 9 pass through.
  • the first and second light diffusing lenses 8 and 9 arranged on the LED chip light emitting side 6 and the light emitting direction upper surface 5 are made of a highly light diffusing material and have a plurality of serrated grooves, The plurality of sawtooth grooves are closely arranged.
  • first and second light diffusion lenses 8 and 9 are arranged in a stepped manner from the light emitting direction upper surface 5 to the LED chip light emitting side 6.
  • the first and second light diffusing lenses arranged in two layers effectively diffuse the light emitted from each LED chip D, and irradiate the photosensitive drum 11 with light while preventing unevenness in the amount of light. it can. By effectively diffusing light in this way, the number of LED chips D to be used can be reduced, and the cost can be reduced.
  • the interval between the static eliminating device 1 and the photosensitive drum 11 can be reduced, so that unevenness in the amount of light that may occur when the photosensitive drum 11 is irradiated is prevented. Can do.
  • Example 1 An image was formed using an image forming apparatus provided with a static eliminator provided with an LED array and a conventional diffusion film cover on the upper surface in the light emitting direction, and the quality of the formed image was verified.
  • the number of LED chips is 12, and the LED chip interval is 30 mm.
  • the LED chip type used was a single color type with side emission.
  • a diffusion film having a haze (92%) and a total light transmittance (99%) was used as the diffusion film cover. Image defects due to unevenness in light quantity during static elimination appeared in the image quality through single-color solid printing.
  • a diffusion film cover and a translucent or rough acrylic plate having different light diffusivities and light transmittances were used, but image defects due to unevenness in the amount of light occurred as described above.
  • the static eliminator 1 includes the LED array 3 including the LED chips D (D1 to D12), the acrylic plate cover 2 including the first light diffusion lens 8 and the second light diffusion lens 9, and the resin frame. 4 is provided.
  • the number of LED chips was set to 12, and the LED chip interval was set to 30 mm.
  • the LED chip type used was a single color type with side emission.
  • the acrylic board cover 2 provided with the light diffusion lens (1st and 2nd light-diffusion lens 8 and 9) of a two-layer type sawtooth shape used the material which has acrylicity.
  • FIG. 7 is a graph comparing the light quantity distribution measured using the LED array 3 of the static eliminator 1 according to the present embodiment and the light quantity distribution measured using the diffusion film of the conventional static eliminator.
  • the light emitted from the LED chips D (D1 to D12) was measured through the acrylic plate cover 2 provided with the double-layer sawtooth-shaped light diffusion lens (first and second light diffusion lenses 8 and 9). In this case, the light amount distribution of the irradiated light is indicated by W2. On the other hand, when the light emitted from the LED chip D (D1 to D12) is measured through an acrylic plate provided with a conventional diffusion film, the light quantity distribution of the emitted light is denoted by W1.
  • the light quantity distribution W2 has a light diffusibility increased as compared with the light quantity distribution W1, and forms a more uniform light quantity distribution curve as a whole. For this reason, light having a uniform and appropriate light amount distribution is formed as light irradiated to the photosensitive drum 11. Since this two-layer sawtooth light diffusing lens has high transparency, it is easy to secure a necessary amount of static elimination light as compared with a diffusion film.
  • the present invention provides an acrylic plate cover for protecting a static eliminator provided with an LED array in which LED chips are arranged in an array, a stepped and saw-tooth shape with high light diffusibility on the LED chip light emitting side and the light emitting direction upper surface of the static eliminator
  • a double-layer sawtooth-shaped light diffusing lens having a dense mold groove is provided, and the light emitted from each LED chip is irradiated onto the surface of the photosensitive drum through the double-layer sawtooth-shaped light diffusing lens.
  • the photosensitive drum can be irradiated with light (static charge) having a uniform and appropriate light amount distribution, so that the cost can be reduced and image defects due to uneven light amount can be caused. Can be prevented in advance. Accordingly, it is possible to always provide a stable image quality.

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Abstract

　除電装置のＬＥＤチップの個数を削減しても、感光体ドラムに照射する照射光の光量を均一にすることができ、光量ムラによる画像不良を起こすことなく常に安定した画質を得ることができる除電装置及びこれを用いた画像形成装置を提供する。　除電装置１のアクリル板カバー２は、ＬＥＤチップＤから照射される光が発光されるＬＥＤチップ発光側６に配される第１の光拡散レンズ８、ＬＥＤチップＤがアレイ状に配列された発光方向上面５に配される第２の光拡散レンズ９を備え、各ＬＥＤチップＤから照射される光は、第１及び第２の光拡散レンズ８、９をそれぞれ通過する。

Description

除電装置及びこれを用いた画像形成装置
　本発明は、複写機やプリンタ、ファクシミリ等に使用する除電装置及びこれを用いた画像形成装置に関する。
　従来、電子写真方式の画像形成装置において、感光体ドラム（静電潜像担持体）上の表面を帯電させ、帯電域を画像情報に応じて露光することで静電潜像を形成し、現像剤を用いて静電潜像を可視化（現像）する方法が採用されている。
　感光体ドラムの帯電に先立って、感光体ドラムの表面上の電荷を除去するための除電装置が使用されている。除電装置によって、感光体ドラムの表面に光を照射して感光体ドラム内部にキャリアを発生させ、感光体ドラムの表面の電荷を除去している。
　このような除電装置の光源として、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）チップが使用され、このＬＥＤチップを複数個用いてＬＥＤアレイが形成される。近年、画像形成装置の小型化が求められていることから、ＬＥＤアレイを用いたが除電装置が採用されている。
　ＬＥＤアレイにおいて、複数のＬＥＤチップを密に配置することで、被照射面である感光体ドラムの表面に対して、実質的に均一化した高い照度の光を照射することを可能にしている。
　しかし、ＬＥＤアレイにおけるＬＥＤチップの使用個数が多いため、低価格化を図ることが困難になる。また、ＬＥＤチップの使用個数を減じた場合、各ＬＥＤチップの間隔が大きくなり、感光体ドラムの表面に照射される光の照度分布にムラが生じて均一な照度を得ることが困難になる。
　特許文献１には、ＬＥＤアレイの照射方向上面に拡散シートや、若しくは半透明又はマット処理アクリル板の拡散板等の光拡散手段を設けることで、又はＬＥＤアレイを構成する発光部を保護する樹脂に光拡散効果を樹脂を用いることで、均一な照度の光を照射する技術が提案されている。
特開平４－２８４４８４号公報
　しかしながら、特許文献１の構成では、ＬＥＤチップの使用個数を減らすにつれて、ＬＥＤの光量を均一にするため透過率及び拡散性が一層高い光拡散面を要し、さらに、感光体ドラムの長手方向においてＬＥＤアレイの照射光量の分布にばらつきがある場合、画像ムラ等が生じて良好な画像を形成することができない。また、ＬＥＤチップの個数を減らすにつれて、拡散板又は拡散シートを用いることで光量ムラが生じて安定した画像を得ることができないという課題がある。
　本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなれたもので、除電装置のＬＥＤチップの個数を減じた場合でも、感光体ドラムに照射する照射光の光量を均一にすることができ、光量ムラによる画像不良を起こすことなく、常に安定した画質を得ることができる除電装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することを目的とするものである。
　上述した課題を解決するために本発明に係る除電装置及びこれを用いた画像形成装置の各構成は、次の通りである。
　本発明の除電装置は、画像を形成する画像形成装置に用いられ、静電潜像担持体の外周面に対向して配置され、前記静電潜像担持体上の静電潜像を除電する除電装置であって、少なくとも１つの発光体と、少なくとも１つの光拡散レンズと、を備え、前記発光体から照射される光は、前記光拡散レンズを介して前記静電潜像担持体上の前記静電潜像に照射されることを特徴とするものである。
　また、本発明の除電装置の前記光拡散レンズは、前記発光体の照射側に配される第１の光拡散レンズと、前記静電潜像担持体と前記除電装置が対向する発光方向上面側に配される第２の光拡散レンズとを備え、前記発光体から照射される光が、前記第１の光拡散レンズと前記第２の光拡散レンズとによって構成される二層を通過し、前記静電潜像担持体上の前記静電潜像に照射されることを特徴とするものである。
　また、本発明の除電装置の前記光拡散レンズは、高光拡散性を有し、前記発光体の照射する方向に対して二層且つ複数の鋸歯型の溝を形成することを特徴とするものである。
　また、本発明の除電装置は、前記除電装置を保護する保護部材を備え、前記光拡散レンズは、前記保護部材に設けることを特徴とするものである。
　また、本発明の画像形成装置は、レーザ光を偏向走査する光走査装置と、前記光走査装置による前記レーザ光の照射により前記静電潜像が形成される前記静電潜像担持体と、前述の除電装置と、トナーを用いて前記静電潜像を可視化する現像装置と、前記現像装置により付着された現像剤を被記録媒体に転写する転写装置と、を備えることを特徴とするものである。
　本発明によれば、除電装置は、画像を形成する画像形成装置に用いられ、静電潜像担持体の外周面に対向して配置され、前記静電潜像担持体上の静電潜像を除電する除電装置であって、少なくとも１つの発光体と、少なくとも１つの光拡散レンズと、を備え、前記発光体から照射される光は、前記光拡散レンズを介して前記静電潜像担持体上の前記静電潜像に照射されることで、ＬＥＤチップ個数を減らしながら、感光体ドラムに均一且つ適切な光量分布を有する光（除電光）を照射することができ、また、コスト削減を図り、光量ムラによる画像不良を起こすことを未然に防ぐことができ、常に安定した画質を提供することができるという優れた効果を奏し得る。
　本発明によれば、除電装置の前記光拡散レンズは、前記発光体の照射側に配される第１の光拡散レンズと、前記静電潜像担持体と前記除電装置が対向する発光方向上面側に配される第２の光拡散レンズとを備え、前記発光体から照射される光が、前記第１の光拡散レンズと前記第２の光拡散レンズとによって構成される二層を通過し、前記静電潜像担持体上の前記静電潜像に照射されることで、前記静電潜像担持体に対して照射される光の光拡散性が増加し、全体としてより均一で適切な光量分布の光が形成されるので、光量ムラによる画像不良を起こすことを未然に防ぐことができ、常に安定した画質を提供することができるという優れた効果を奏し得る。
　本発明によれば、除電装置の前記光拡散レンズは、高光拡散性を有し、前記発光体の照射する方向に対して二層且つ複数の鋸歯型の溝を形成することで、前記静電潜像担持体に対して照射される光の光拡散性が増加し、全体としてより均一で適切な光量分布の光が形成されるので、光量ムラによる画像不良を起こすことを未然に防ぐことができ、常に安定した画質を提供することができるという優れた効果を奏し得る。
　本発明によれば、除電装置は、前記除電装置を保護する保護部材を備え、前記光拡散レンズは、前記保護部材に設けることで、除電装置内の配置された発行体の保護を確保でき、安定した画質を提供することができるという優れた効果を奏し得る。
　本発明によれば、画像形成装置は、レーザ光を偏向走査する光走査装置と、前記光走査装置による前記レーザ光の照射により前記静電潜像が形成される前記静電潜像担持体と、前記除電装置と、トナーを用いて前記静電潜像を可視化する現像装置と、前記現像装置により付着された現像剤を被記録媒体に転写する転写装置と、を備えることで、ＬＥＤチップ個数を減らしながら、感光体ドラムに均一且つ適切な光量分布を有する光を照射することができ、また、コスト削減を図り、光量ムラによる画像不良を起こすことを未然に防ぐことができ、常に安定した画質を提供することができるという優れた効果を奏し得る。
第１の実施形態に係る現像装置を備える画像形成装置の構成を示すブロック図である。 本実施形態に係る画像形成装置の画像形成部の構成を示す概略図である。 本実施形態に係る画像形成装置の感光体ドラム周辺の説明図である。 本実施形態に係る除電装置の斜視図である。 本実施形態に係る除電装置の構成を示す概略図である。 本実施形態に係る除電装置のアクリル板カバーの部分拡大図である。 本実施形態に係る除電装置における二層式鋸歯形状の光拡散レンズカバーの光量分布と、従来の拡散カバーの光量分布とを比較したグラフである。
　本実施形態に係る除電装置１を備える画像形成装置１００を説明する。図１は、本実施形態に係る除電装置１を備える画像形成装置１００の構成を示すブロック図である。尚、本実施形態では、画像形成装置１００における画像形成に係る主要な構成要素を中心に説明し、その他の補助的な構成要素の説明を省略する。
　画像形成装置１００は、スキャナとプリンタと周辺機器とを備えた複合機であり、読取部２０６と、画像処理部２０７と、画像形成部２０８と、周辺機器制御部２０９と、操作部（図示せず）と、記憶部２０３と、制御部２０２、除電装置１とを備える。
　読取部２０６は、原稿画像の読み取りを行い、読み取った原稿画像を画像処理部２０７で適正な電気信号に変換して画像データを生成する。画像形成部２０８は、生成された画像データを印刷出力する。周辺機器制御部２０９は、後処理装置であるフィニッシャーやソーターなどの周辺機器を制御する。操作部は、入力部２０４と表示部２０５とを備える。
　次に、画像形成部２０８の具体的な構成及び動作について説明する。
　図２は、画像形成装置１００における画像形成部２０８の具体的な構成の模式図である。画像形成装置１００は、電子写真方式のフルカラー画像形成装置であり、例えば、ネットワークを介して外部から送信されてくる画像データや読取部２０６によって読み取った画像データに基づいて、記録媒体（転写媒体）に対し多色または単色の画像を形成する。
　図２に示すように、画像形成装置１００は、可視像形成ユニット１０、供給トレイ２０、記録媒体搬送手段３０および定着装置４０を備える。ここでは、可視像形成ユニット１０にて現像した像（トナー像）は、記録媒体Ｐ（用紙）に直接転写するものとするが、中間転写ベルト等の中間転写媒体に転写するような構成としても良い。
　可視像形成ユニット１０には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂ）の各色に対応して、４つの可視像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂが並設される。つまり、可視像形成ユニット１０は、４つの可視像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂからなり、可視像形成ユニット１０Ｙは、イエロー（Ｙ）のトナーを用いて画像形成を行い、可視像形成ユニット１０Ｍはマゼンダ（Ｍ）のトナーを用いて画像形成を行い、可視像形成ユニット１０Ｃはシアン（Ｃ）のトナーを用いて画像形成を行い、可視像形成ユニット１０Ｂはブラック（Ｂ）のトナーを用いて画像形成を行う。具体的な配置としては、供給トレイ２０から定着装置４０へ記録媒体Ｐを搬送する搬送路に沿って、４組の可視像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂが配設されており、搬送される記録媒体Ｐに各色のトナーを多重転写する。
　図２に示すように、可視像形成ユニット１０（１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂ）は、それぞれ実質的に同一の構成を有する。すなわち、それぞれに、感光体（感光体ドラム、像担持体）１１（１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｂ）、帯電装置３０１（３０１Ｙ、３０１Ｍ、３０１Ｃ、３０１Ｂ）、温湿度センサー３１３（３１３Ｙ、３１３Ｍ、３１３Ｃ、３１３Ｂ）、レーザ光照射手段１３（１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｂ）、現像装置１４（１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｂ）、転写ローラ１５（１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｂ）、クリーナユニット１６（１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｂ）および除電装置１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂ）が設けられている。尚、感光体ドラム１１、レーザ光照射手段１３および現像装置１４は、画像形成手段に相当する。
　図３は、可視像形成ユニット１０の構成を示す概略図である。可視像形成ユニット１０において、帯電装置３０１、レーザ光照射手段１３、現像装置１４、転写ローラ１５、クリーナユニット１６および除電装置１（参照、図１）がこの順で静電潜像担持体である感光体ドラム１１の表面を臨むように配置されている。
　帯電手段である帯電装置３０１は、感光体ドラム１１の表面を所定の電位に均一に帯電させる装置であり、感光体ドラム１１の表面から非接触で近接させてコロナ放電とグリッドバイアス制御によって帯電させる非接触帯電方式のコロナ帯電方式の帯電装置を用いている。
　レーザ光照射手段１３は、帯電装置３０１によって帯電された感光体ドラム１１の表面を画像データに応じて露光し、感光体ドラム１１の表面に静電潜像を形成する装置である。
　現像装置１４は、感光体ドラム１１の表面に形成される静電潜像にトナーを供給して現像し、可視像であるトナー像を形成する装置である。感光体ドラム１１の表面へのトナーの供給に際しては、現像装置１４にトナーの帯電電位とは逆極性の電位が現像バイアス電圧として印加される。これによって、トナーが静電潜像に円滑に供給される。
　転写ローラ１５は、トナーとは逆極性のバイアス電圧を印加されており、感光体ドラム１１に形成されたトナー像を、記録媒体搬送手段３０（参照、図２）によって搬送される記録媒体Ｐに転写させる装置である。
　クリーナユニット１６は、転写ローラ１５による転写処理の後に、感光体ドラム１１の表面に残留したトナーを除去および回収する。クリーナユニット１６は、ケース５４およびクリーニングブレード５１を備えている。クリーニングブレード５１は、感光体ドラム１１の表面に残留するトナーを回収するためのものであり、感光体ドラム１１の軸方向を長手方向とする長尺状のゴム部材によって形成されている。
　除電装置１は、クリーニング処理後において感光体ドラム１１上の残留電荷を除電する装置である。除電装置１については後述する。
　上記の構成の各可視像形成ユニット１０において、感光体ドラム１１は除電装置１で除電された後、帯電装置３０１によって表面が帯電され、帯電した感光体ドラム１１の表面をレーザ光照射手段１３で露光して静電潜像を形成し、静電潜像を現像装置１４によって現像し、現像したトナー像を転写ローラ１５によって記録媒体Ｐに転写する。転写後に感光体ドラム１１の表面に残ったトナー像は、クリーナユニット１６によって除去回収される。そして、このような記録媒体Ｐに対するトナー像の転写を、各色の可視像形成ユニット１０において順次行うことで、記録媒体Ｐに各色のトナー像が多重転写される。
　また、記録媒体搬送手段３０は、図２に示すように、駆動ローラ３１、アイドリングローラ３２および搬送ベルト３３を含み、各可視像形成ユニット１０によって記録媒体Ｐにトナー像が転写されるように、記録媒体を搬送する。
　駆動ローラ３１およびアイドリングローラ３２は、無端状の搬送ベルト３３を張架するものであり、駆動ローラ３１が所定の周速度で回転駆動されることで、搬送ベルト３３が回転する。また、搬送ベルト３３は、外側表面は所定の電位に帯電しており、記録媒体Ｐを静電吸着しながら搬送する。
　記録媒体搬送手段３０によって搬送されて各可視像形成ユニット１０を通過し、トナー像（未定着トナー像）が転写された記録媒体は、駆動ローラ３１の曲率によって搬送ベルト３３から剥離され、定着装置４０に搬送される。
　定着装置４０は、記録媒体に適度な熱と圧力とを与えて、記録媒体Ｐ上に転写されたトナーを溶解させて記録媒体に定着させ、記録媒体を排紙トレイ（図示せず）に排出する。定着装置４０の構成は特に限定されるものではなく、例えば、加熱ローラ４１と加圧ローラ４２とを備え、これら両ローラによって記録媒体を挟持しながら搬送する構成のものを用いることができる。これらの動作によって、記録媒体Ｐに画像が形成される。
　尚、前述の画像形成装置１００に備えられる上記各部材の動作は、制御手段である制御部（図示しない制御用集積回路基板または図示しないコンピュータ）２０２によって制御される。また、制御部２０２は、マイクロコンピュータと、該マイクロコンピュータが実行する処理の手順を示した制御プログラムを格納するＲＯＭ（Read Only Memory）と、作業用のワークエリアを提供するＲＡＭ（Random Access Memory）と、算出した累積トナー補給時間を一時的に記憶するＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable Programmable ROM）不揮発性メモリ、スイッチ（図示せず）からの信号を入力する回路であって入力バッファやＡ／Ｄ変換回路を含む入力回路と、モータやソレノイドまたはランプなどを駆動するドライバを含む出力回路等とから構成される。
　次に、本発明に係る除電装置１を説明する。図４は、除電装置１の外観を示す斜視図である。
　除電装置１は、図５に示すように、感光体ドラムに照射する光源としてのＬＥＤチップＤ（Ｄ１～Ｄ１２）を複数個備えたＬＥＤアレイ３と、ＬＥＤアレイ３を保持する樹脂フレーム４と、各ＬＥＤチップＤを保護し光拡散用途を持つ二層式鋸歯形状の光拡散レンズ（第１の光拡散レンズ８、第２の光拡散レンズ９）を設けたアクリル板カバー２を備える。尚、本実施形態では、１２個のＬＥＤチップＤ（Ｄ１～Ｄ１２）を備える例を示したが、これに限定されない。
　除電装置１は、プロセスカートリッジ（図示せず）に搭載される。除電装置１は、画像形成装置１００の装置本体に取り付けられた帯電装置３０１を取り外して除電装置１を摺動することにより着脱自在となっている。
　図６は、アクリル板カバー２の部分拡大図である。アクリル板カバー２は、ＬＥＤチップＤから照射される光が発光される発光側（ＬＥＤチップ発光側６）に配される第１の光拡散レンズ８、ＬＥＤチップＤ（Ｄ１～Ｄ１２）がアレイ状に配列された除電装置１の上面（発光方向上面５）に配される第２の光拡散レンズ９を備え、各ＬＥＤチップＤから照射される光は、第１及び第２の光拡散レンズ８、９をそれぞれ通過する構成とする。
　ＬＥＤチップ発光側６と発光方向上面５とに配置される上記第１及び第２の光拡散レンズ８、９は、光拡散性の高い材質から成り、複数の鋸歯型の溝を有し、これらの複数の鋸歯型の溝は密に配置されている。
　また、第１及び第２光拡散のレンズ８、９は、発光方向上面５からＬＥＤチップ発光側６にかけて階段状に配置される。
　二層に配置された第１及び第２の光拡散レンズは、各ＬＥＤチップＤから照射される光を効果的に拡散し、光量ムラを防止しながら感光体ドラム１１に光を照射することができる。このように効果的に光拡散を行うことで、使用するＬＥＤチップＤの個数を減らすことができ、コストを削減できる。
　また、使用するＬＥＤチップＤの個数を減らすことで、除電装置１と感光体ドラム１１との間隔を小さくすることができるため、感光体ドラム１１に照射する際に生じ得る光量ムラを防止することができる。
　次に、本実施形態に係る除電装置１を備える画像形成装置１００によって形成される画像と、光拡散性と光透過率が高い従来の拡散フィルムカバーを備える画像形成装置によって形成される画像とを比較する実験結果を示す。
　〔実験例１〕
　ＬＥＤアレイ及び従来の拡散フィルムカバーを発光方向上面に設けた除電装置を備える画像形成装置を用いて画像の形成を行い、形成された画像の良・不良を検証した。使用するＬＥＤアレイにおいて、ＬＥＤチップの個数を１２個とし、ＬＥＤチップ間隔は３０ｍｍである。ＬＥＤチップのタイプは側面発光の単色タイプを使用した。拡散フィルムカバーはヘーズ（９２％）、全光線透過率（９９％）の拡散フィルムを使用した。単色ベタ印字を通じて除電の際の光量ムラによる画像不良が画質に現れた。光拡散性・光透過率が異なる拡散フィルムカバーと半透明、又は粗面アクリル板を使用したが、前記と同様に光量ムラによる画像不良が発生した。
　〔実験例２〕
　次に、本実施形態に係る除電装置１を備える画像形成装置１００を用いて画像の形成を行い、形成された画像の良・不良を検証した。尚、除電装置１は、上述したように、ＬＥＤチップＤ（Ｄ１～Ｄ１２）を備えるＬＥＤアレイ３、第１の光拡散レンズ８及び第２の光拡散レンズ９を備えるアクリル板カバー２、樹脂フレーム４を備える。
　実験例１と同様に、使用するＬＥＤアレイにおいて、ＬＥＤチップの個数を１２個とし、ＬＥＤチップ間隔は３０ｍｍと設定した。ＬＥＤチップのタイプは側面発光の単色タイプを使用した。また、二層式鋸歯形状の光拡散レンズ（第１及び第２の光拡散レンズ８、９）を備えるアクリル板カバー２には、アクリル性を有する材料を使用した。除電装置１を備える画像形成装置１００を用いて、単色ベタ印字を通じて除電の際の光量ムラによる画像不良を起こすこと無く、常に安定した画質が得られた。尚、拡散フィルムカバー以外を除いて実験例１と同様の条件で画像形成の検証を行った。
　次に、本実施形態に係る除電装置１のＬＥＤアレイ３を用いて測定した光量分布について説明する。
　図７は、本実施形態に係る除電装置１のＬＥＤアレイ３を用いて測定した光量分布と、従来の除電装置の拡散フィルムを用いて測定した光量分布とを比較したグラフである。
　二層式鋸歯形状の光拡散レンズ（第１及び第２の光拡散レンズ８、９）を設けたアクリル板カバー２を介して、ＬＥＤチップＤ（Ｄ１～Ｄ１２）から照射された光を測定した際、照射された光の光量分布をＷ２で示す。一方、従来の拡散フィルムを設けたアクリル板を介して、ＬＥＤチップＤ（Ｄ１～Ｄ１２）から照射された光を測定した際、照射された光の光量分布をＷ１で示す。
　光量分布Ｗ２は、図７に示すように、光量分布Ｗ１に比べて、光拡散性が増加し、全体としてより一様な光量分布カーブを形成する。このため、感光体ドラム１１に対して照射される光として、均一で適切な光量分布の光が形成される。この二層式鋸歯形状の光拡散レンズは、透明性が高いため、拡散フィルムに比べ必要な除電光量の確保が容易である。
　本発明は、ＬＥＤチップをアレイ状に配列したＬＥＤアレイを備える除電装置を保護するアクリル板カバーに、ＬＥＤチップ発光側と、除電装置の発光方向上面とに、光拡散性の高い階段状且つ鋸歯型の溝を密に施した二層式鋸歯形状の光拡散レンズを設け、各ＬＥＤチップから照射される光を、二層式鋸歯形状の光拡散レンズを介して感光体ドラムの表面に照射することで、ＬＥＤチップ個数を減らした場合でも、感光体ドラムに均一且つ適切な光量分布を有する光（除電光）を照射することができるため、コストを削減でき、光量ムラによる画像不良を起こすことを未然に防ぐことができる。従って、常に安定した画質を提供することができる。
　１　除電装置
　２　アクリル板カバー
　３　ＬＥＤアレイ
　４　樹脂フレーム
　５　発光方向上面
　６　ＬＥＤチップ発光側
　８　第１の光拡散レンズ
　９　第２の光拡散レンズ
　１１　感光体ドラム
　１００　画像形成装置
　２０２　制御部
　２０３　記憶部
　２０６　読取部
　２０７　画像処理部
　２０８　画像形成部
　２０９　周辺機器制御部
　Ｄ（Ｄ１～Ｄ１２）　ＬＥＤチップ

Claims (5)

  1. 　画像を形成する画像形成装置に用いられ、静電潜像担持体の外周面に対向して配置され、前記静電潜像担持体上の静電潜像を除電する除電装置であって、
    　少なくとも１つの発光体と、　
    　少なくとも１つの光拡散レンズと、
    　を備え、
    　前記発光体から照射される光は、前記光拡散レンズを介して前記静電潜像担持体上の前記静電潜像に照射されることを特徴とする除電装置。
  2. 　前記光拡散レンズは、前記発光体の照射側に配される第１の光拡散レンズと、前記静電潜像担持体と前記除電装置が対向する発光方向上面側に配される第２の光拡散レンズとを備え、前記発光体から照射される光が、前記第１の光拡散レンズと前記第２の光拡散レンズとによって構成される二層を通過し、前記静電潜像担持体上の前記静電潜像に照射されることを特徴とする請求項１に記載に除電装置。
  3. 　前記光拡散レンズは、高光拡散性を有し、前記発光体の照射する方向に対して二層且つ複数の鋸歯型の溝を形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の除電装置。
  4. 　前記除電装置を保護する保護部材を備え、
    　前記光拡散レンズは、前記保護部材に設けることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の除電装置。
  5. 　レーザ光を偏向走査する光走査装置と、
    　前記光走査装置による前記レーザ光の照射により前記静電潜像が形成される前記静電潜像担持体と、
    　請求項１から４のいずれか１項に記載の除電装置と、
    　トナーを用いて前記静電潜像を可視化する現像装置と、
    　前記現像装置により付着された現像剤を被記録媒体に転写する転写装置と、
    　を備えることを特徴とする画像形成装置。
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