(57)【要約】【課題】帯電ロールと、発光素子を含む露光手段とが、像担持体の周囲に近接して配置された画像形成装置において、帯電ロールの損傷による画像欠陥を防止する。【解決手段】弾性ロール２１と金属製のハウジング３６との最短距離が、パッシェンカーブによって定まる放電開始距離以下に近接しないように、絶縁性部材で形成されたカバー３８を設けているので、弾性ロール２１の偏心や組立誤差等により、弾性ロール２１がＬＥＤプリンタヘッド１６に近接、あるいは接触しても、弾性ロール２１からＬＥＤプリンタヘッド１６へリーク電流が流れることを防止でき、弾性ロール２１表面のリーク電流による破壊を防止でき、常に高品質の画像を得ることができる。【選択図】　　　　図２
2004101610.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子から出射された光ビームを像担持体に照射して静電潜像を形成し、その後現像することによって画像を形成する画像形成装置であって、
前記像担持体と接触しながら回転して前記像担持体の表面を帯電させる帯電ロールと、前記帯電ロールに近接して配置され、前記像担持体に光ビームを出射する発光素子を含む露光手段と、静電潜像を現像する現像機と、を備え、
前記露光手段には、少なくとも帯電ロール側に絶縁体が設けられている、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記露光手段は、前記発光素子の帯電ロール側に設けられて発光素子の少なくとも一部分を覆うカバーを備え、
前記カバーは、少なくとも帯電ロール側表面が絶縁体で形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記露光手段は、前記発光素子を支持するハウジングを備え、
前記ハウジングには、少なくとも帯電ロール側に絶縁体が設けられている、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置にかかり、特に、像担持体と接触しながら回転して像担持体の表面を帯電させる帯電ロールと、像担持体に光ビームを出射する発光素子を含む露光手段とが、像担持体の周囲に近接して配置された画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置において、印字ヘッドにＬＥＤプリントヘッドを用いたゼログラフィ方式の画像形成装置が種々提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、画像形成装置の小型化に伴い、部品の小型化と共に、部品間隔も狭くなっており、例えば、小径化された感光体ドラムの周囲に配置される帯電器とＬＥＤプリントヘッドとの間隔も非常に狭いものとなっている。
【０００４】
ここで、感光体ドラムを帯電させる帯電器に帯電ロールを用いた場合、高電圧に帯電した帯電ロールが感光体ドラムに接触しながら回転するので、その偏心、及び組立誤差等により、帯電ロールに近接配置したＬＥＤプリントヘッドの金属製ハウジングに対して接触、あるいはパッシェンカーブによって定まる放電開始距離以下に近接すると、金属製ハウジングにリーク電流が流れる場合があり、それにより画像欠陥を生ずる問題がある。
【０００５】
ここで、パッシェンカーブとは、気体中に２枚の平板電極を配置し、電極の印加電圧を徐々に上げて行くと、ある電圧で放電が起こり、この放電が起こる距離と電圧との関係を示したカーブのことをいう。
【０００６】
ＬＥＤプリントヘッドの金属製ハウジングにリーク電流が流れると、金属製ハウジング内に配設されたＬＥＤの破壊が懸念されるが、ＬＥＤ自体は５００ボルト程度の耐圧特性を有するのが通常であり、金属製ハウジングにリーク電流が流れてもＬＥＤの破壊には至らない場合が多い。
【０００７】
しかしながら、金属製ハウジングにリーク電流が流れる場合は、その電流は帯電ロール表面から金属製ハウジングに向けて流れるので、帯電ロール表面に過電流による破壊痕が発生する。
【０００８】
これにより、帯電ロールによる感光体ドラムへの帯電が、破壊痕の部分だけ低下してしまい、用紙送り方向に延びる筋状の画像欠陥を生じるのである。
【０００９】
なお、従来技術として、ＬＥＤの破壊防止を目的とした発明は種々提案されている。
【００１０】
例えば、特許文献１の発明は、コロナ放電によるＬＥＤアレイ等の破壊を防止する発明であり、実案文献１の考案は、帯電器からの静電誘導による露光器の集積回路の破壊や誤動作を防止する考案である。
【００１１】
しかし、上記のものは何れもコロナ放電によるＬＥＤアレイ等の発光素子の破壊を防止するものであり、前述したような画像欠陥を防止可能なものは無かった。
【００１２】
本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、像担持体と接触しながら回転して像担持体の表面を帯電させる帯電ロールと、像担持体に光ビームを出射する発光素子を含む露光手段とが、像担持体の周囲に近接して配置された画像形成装置において、帯電ロールの損傷による画像欠陥を防止することが目的である。
【００１３】
【特許文献１】
特開平５−１１６３７５号公報（第１〜５頁、図１〜６、８）
【実案文献１】
実開平４−１２６２５４号公報（第１〜３頁、図１〜７）
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、発光素子から出射された光ビームを像担持体に照射して静電潜像を形成し、その後現像することによって画像を形成する画像形成装置であって、前記像担持体と接触しながら回転して前記像担持体の表面を帯電させる帯電ロールと、前記帯電ロールに近接して配置され、前記像担持体に光ビームを出射する発光素子を含む露光手段と、静電潜像を現像する現像機と、を備え、前記露光手段には、少なくとも帯電ロール側に絶縁体が設けられている、ことを特徴としている。
【００１５】
次に、請求項１に記載の画像形成装置の作用を説明する。
【００１６】
請求項１に記載の画像形成装置では、帯電ロールによって像担持体の表面が帯電され、発光素子から出射された光ビームが帯電された像担持体表面に照射されて静電潜像が形成される。
【００１７】
静電潜像を現像機によって現像することにより画像が得られる。
【００１８】
ここで、露光手段には、帯電ロール側に絶縁体が設けられているので、帯電ロールの偏心、帯電ロールの像担持体と組立誤差等により、帯電ロールが露光手段の金属部分に対して近接、あるいは接触して帯電ロールから露光手段へリーク電流が流れることを防止できる。
【００１９】
このため、リーク電流による帯電ロール表面の破壊を防止できる。
【００２０】
なお、上記リーク電流を防止するために、帯電ロールと露光手段の金属部分との距離が、パッシェンカーブによって定まる放電開始距離以下にならないように絶縁体の厚みを設定するのは勿論である。
【００２１】
また、露光手段に金属部品を用いても、上述したようにリーク電流が流れることを防止できるので、例えば、発光素子を支持するハウジングに剛性の高い金属材料を用いることができ、ハウジングの剛性を向上できると共に、発光素子を精度良く保持できる。
【００２２】
さらに、従来では、リーク電流が流れることを防止するために、帯電ロールと露光装置とを余裕を持って離す必要があったが、本発明では、従来よりも近接して配置することができ、さらに装置の小型化を図ることも可能となる。
【００２３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記露光手段は、前記発光素子の帯電ロール側に設けられて発光素子の少なくとも一部分を覆うカバーを備え、前記カバーは、少なくとも帯電ロール側表面が絶縁体で形成されている、ことを特徴としている。
【００２４】
次に、請求項２に記載の画像形成装置の作用を説明する。
【００２５】
請求項２に記載の画像形成装置では、カバーは、少なくとも帯電ロール側表面が絶縁体で形成されているので、カバーのその他の部分が金属で形成されている場合であっても、帯電ロールが露光手段に対して近接、あるいは接触して帯電ロールからカバーへリーク電流が流れることを防止できる。
【００２６】
このため、リーク電流による帯電ロール表面の破壊を防止できる。
【００２７】
なお、カバー全体を絶縁体で形成しても良い。
【００２８】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の画像形成装置において、前記露光手段は、前記発光素子を支持するハウジングを備え、前記ハウジングには、少なくとも帯電ロール側に絶縁体が設けられている、ことを特徴としている。
【００２９】
次に、請求項３に記載の画像形成装置の作用を説明する。
【００３０】
請求項３に記載の画像形成装置では、ハウジングには、少なくとも帯電ロール側に絶縁体が設けられているので、ハウジングが金属で形成されている場合であっても、帯電ロールが露光手段に対して近接、あるいは接触して帯電ロールからハウジングへリーク電流が流れることを防止できる。
【００３１】
このため、リーク電流による帯電ロール表面の破壊を防止できる。
【００３２】
なお、ハウジング全体を絶縁体で形成しても良い。
【００３３】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００３４】
図１に、本実施の形態の画像形成装置１０の概略構成を示す。
【００３５】
画像形成装置１０は、矢印Ｂ方向に定速回転する感光体ドラム１２を備えている。
【００３６】
なお、この感光体ドラム１２の回転方向（矢印Ｂ）が副走査方向に対応する。
【００３７】
この感光体ドラム１２の周囲には、感光体ドラム１２の回転方向に沿って、帯電器１４、ＬＥＤプリンタヘッド１６、現像器１８、転写ロール２０、クリーナ２３（図示省略）、イレーズランプ２５（図示省略）が順に配設されている。
【００３８】
帯電器１４は、弾性ロール２１を備えている。
【００３９】
弾性ロール２１は、金属製シャフトの外周に導電性部材が形成されており、図示しない高圧電源によって表面が１０００ボルト程度の高電圧に帯電される。
【００４０】
また、弾性ロール２１は、所定の圧力で感光体ドラム１２に接触しながら回転される。
【００４１】
感光体ドラム１２は、帯電器１４によって表面が一様に帯電された後、ＬＥＤプリンタヘッド１６によって光ビームが照射されて、感光体ドラム１２上に潜像が形成される。
【００４２】
なお、ＬＥＤプリンタヘッド１６は、図示しないＬＥＤプリンタヘッド駆動部に接続されており、このＬＥＤプリンタヘッド駆動部によって点灯制御され、画像データに基づいた光ビームを出射するようになっている。
【００４３】
形成された潜像には、現像器１８によってトナーが供給されて、感光体ドラム１２上にトナー像が形成される。
【００４４】
感光体ドラム１２上のトナー像は、転写ロール２０によって、用紙トレイ２２から１枚ずつ取出され用紙搬送ベルト２４により搬送されてきた用紙２６に転写される。
【００４５】
転写後に感光体ドラム１２に残留しているトナーはクリーナ２３によって除去され、イレーズランプ２５によって除電された後、再び帯電器１４によって帯電されて、同様の処理を繰り返す。
【００４６】
一方、トナー像が転写された用紙２６は、加圧ロール２８Ａと加熱ロール２８Ｂからなる定着器２８に搬送されて定着処理が施される。
【００４７】
これにより、トナー像が定着されて、用紙２６上に所望の画像が形成される。画像が形成された用紙２６は装置外へ排出される。
［ＬＥＤプリンタヘッドの詳細構成］
図２に、本実施の形態で用いる、多数のＬＥＤが配設されたＬＥＤプリンタヘッド１６の構成図を示す。
【００４８】
図２に示すように、ＬＥＤプリンタヘッド１６は、ＬＥＤアレイ３２、ハウジング３６、ＬＥＤアレイ３２を調整固定するとともに、ＬＥＤアレイ３２の駆動を制御する各種信号を供給するための回路が形成されたプリント基板４０、及び、ＬＥＤアレイ３２から出射された光を感光体ドラム１２上に結像させるセルフォックレンズアレイ（ＳＬＡ）３４を備えている。
【００４９】
ＬＥＤアレイ３２、及びプリント基板４０は、ハウジング３６内に取り付けられている。
【００５０】
プリント基板４０は、ＬＥＤアレイ３２の取り付け面を感光体ドラム１２（図２では図示せず。）に対向させている。
【００５１】
本実施形態のハウジング３６は、精度及び剛性を十分に確保するためにアルミニューム等の金属材料で形成されている。
【００５２】
ＬＥＤアレイ３２は、図３に示すように、感光体ドラム１２（図３では図示せず。）の回転方向（副走査方向）と直交する軸線方向（主走査方向）に沿って複数のＬＥＤ３３Ａが配列されて構成されたＳＬＥＤ（Ｓｅｌｆ−ｓｃａｎｎｉｎｇ　ＬＥＤ）チップ３３が、さらに複数個直列に配列して構成されており、感光体ドラム１２の軸線方向に、所定の解像度で光ビームを照射することができるようになっている。
【００５３】
なお、ＬＥＤ３３Ａは、解像度に応じた画素（ドット）数分設けられている。
【００５４】
ＳＬＥＤチップ３３としては、例えば、特開平８−２１６４４８号公報に開示されたものを使用することができる。
【００５５】
図２に示すプリント基板４０は、１ライン分の画像データを格納するシフトレジスタ、ラッチ回路、ドライバ等を備えている。
【００５６】
なお、セルフォックレンズアレイ（ＳＬＡ）３４は、ハウジング３６に支持されており、各ＬＥＤ３３Ａから出射された光ビームを感光体ドラム１２上に結像させる。
【００５７】
本実施形態のＬＥＤプリンタヘッド１６では、ハウジング３６の一部分が切りかかれており、切欠部分に防塵用のカバー３８が嵌め込まれてＬＥＤ３３Ａに塵等が付着しないように内部が密閉されている。
【００５８】
本実施形態のカバー３８は、合成樹脂等の絶縁性部材（非導電性部材）で形成されている。
【００５９】
図４には、パッシェンカーブが示されており、横軸は弾性ロール２１の表面とハウジング３６との最短距離であり、縦軸は放電開始電圧である。
【００６０】
例えば、弾性ロール２１の表面が１０００ボルトに帯電されている場合には、図４に示すパッシェンカーブから見て、弾性ロール２１の表面とハウジング３６との距離が０．１ｍｍ以下になると弾性ロール２１の表面からハウジング３６へリーク電流が流れることが分かる。
【００６１】
本実施形態では、仮に、弾性ロール２１がＬＥＤプリンタヘッド１６に近接、あるいは接触した場合であっても、弾性ロール２１と金属製のハウジング３６との最短距離が、パッシェンカーブによって定まる放電開始距離以下に近接しないように、絶縁性部材で形成されたカバー３８の厚みが設定されている。
【００６２】
プリント基板４０は、図示しない制御装置と接続されており、制御装置は、転送クロックに同期して１ライン分の画像データをシフトレジスタに出力し、１ライン分の画像データをシフトレジスタに出力し終わると、ＳＥＴ信号をラッチ回路に出力する。これにより、シフトレジスタに格納された１ライン分の画像データがラッチ回路にラッチされる。
【００６３】
そして制御装置がＳＴＲＯＢ信号をドライバに出力すると、ドライバは対応する画素データに応じた電流値の電流をＬＥＤ３３Ａに供給する。
【００６４】
各々のＬＥＤ３３Ａは、ドライバから出力された電流の電流値に応じて発光し、感光体ドラム１２上が露光され、１ライン分の画像データに対応する静電潜像が感光体ドラム１２上に形成される。
（作用）
次に、本実施形態の画像形成装置１０の作用を説明する。
【００６５】
先ず、感光体ドラム１２は、帯電器１４によって表面が一様に帯電された後、ＬＥＤプリンタヘッド１６によって光ビームが照射されて、感光体ドラム１２上に潜像が形成される。
【００６６】
形成された潜像には、現像器１８によってトナーが供給されて、感光体ドラム１２上にトナー像が形成される。
【００６７】
感光体ドラム１２上のトナー像は、転写ロール２０によって、用紙トレイ２２から搬送されてきた用紙２６に転写される。
【００６８】
転写後に感光体ドラム１２に残留しているトナーはクリーナ２２によって除去され、イレーズランプ２５によって除電された後、再び帯電器１４によって帯電されて、同様の処理を繰り返す。
【００６９】
一方、トナー像が転写された用紙２６は、定着器２８の加圧ロール２８Ａと加熱ロール２８Ｂとで挟持搬送されて定着処理される。
【００７０】
これにより、トナー像が定着されて、用紙２６上に所望の画像が得られる。
【００７１】
また、本実施形態のＬＥＤプリンタヘッド１６では、仮に、弾性ロール２１がＬＥＤプリンタヘッド１６に近接、あるいは接触した場合であっても、弾性ロール２１と金属製のハウジング３６との最短距離が、パッシェンカーブによって定まる放電開始距離以下に近接しないように、絶縁性部材で形成されたカバー３８を設けているので、弾性ロール２１の偏心や組立誤差等により、弾性ロール２１がＬＥＤプリンタヘッド１６に近接、あるいは接触しても、弾性ロール２１からＬＥＤプリンタヘッド１６（金属製のハウジング３６）へリーク電流が流れることを防止できる。
【００７２】
このため、本実施形態の画像形成装置１０では、弾性ロール２１表面のリーク電流による破壊を防止でき、常に高品質の画像を得ることができる。
【００７３】
さらに、従来では、リーク電流が流れることを防止するために、弾性ロールとＬＥＤプリンタヘッドとを余裕を持って離す必要があったが、本発明では、従来よりも近接して配置することができ、さらに装置の小型化を図ることも可能となる。
［その他の実施形態］
上記実施形態では、カバー３８が全て絶縁部材で形成されていたが、本発明はこれに限らず、弾性ロール２１とＬＥＤプリンタヘッド１６の金属部分との最短距離が、パッシェンカーブによって定まる放電開始距離以下に近接しなければ、例えば、図５に示すように、金属材料３８Ａの弾性ロール２１側の表面に絶縁部材からなる絶縁層３８Ｂを形成した構造のものであっても良い。
【００７４】
また、図６に示すように、ＬＥＤプリンタヘッド１６にカバー３８が設けられていない場合が考えられるが、この場合には、弾性ロール２１と金属製のハウジング３６との最短距離が、パッシェンカーブによって定まる放電開始距離以下に近接しないように、金属製のハウジング３６の弾性ロール２１側の表面に絶縁性部材からなる絶縁層４２を形成すれば良い。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、像担持体と接触しながら回転して像担持体の表面を帯電させる帯電ロールと、像担持体に光ビームを出射する発光素子を含む露光手段とが、像担持体の周囲に近接して配置された画像形成装置において、帯電ロールの損傷による画像欠陥を防止することができる、という優れた効果を有する。
【００７６】
また、本発明によれば、発光素子を金属部材で精度良く支持することができ、帯電ロールと露光手段とを従来よりも近接配置してさらに装置の小型化を図ることも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す側面図である。
【図２】ＬＥＤプリンタヘッドの断面図である。
【図３】ＬＥＤアレイの斜視図である。
【図４】パッシェンカーブを示すグラフである。
【図５】他の実施形態に係るＬＥＤプリンタヘッドの断面図である。
【図６】他の実施形態に係るＬＥＤプリンタヘッドの断面図である。
【符号の説明】
１０　　画像形成装置
１２　　感光体ドラム（像担持体）
１６　　プリンタヘッド（露光手段）
２１　　弾性ロール（帯電ロール）
３３Ａ　ＬＥＤ（発光素子）
３６　　ハウジング
３８　　カバー
３８Ｂ　絶縁層（絶縁体）
４２　　絶縁層
【図１】
2004101610.tif 000003
【図２】
2004101610.tif 000004
【図３】
2004101610.tif 000005
【図４】
2004101610.tif 000006
【図５】
2004101610.tif 000007
【図６】
2004101610.tif 000008