(57)【要約】【課題】  像流れなどの画像欠陥が生じることのない画像形成装置の提供。【解決手段】感光体と、前記感光体の表面を発光ダイオードで露光する露光手段とを備える画像形成装置であって、前記露光手段からの熱を前記感光体の近傍に導いて放熱する伝熱手段を備える画像形成装置。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と、前記感光体の表面を発光ダイオードで露光する露光手段とを備える画像形成装置であって、
前記露光手段からの熱を前記感光体の近傍に導いて放熱する伝熱手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記伝熱手段は、前記露光手段と、前記露光手段によって前記感光体に形成された潜像を現像する現像手段との間に設けられてなる請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記伝熱手段は、前記露光手段の備える発光ダイオードを駆動するドライバ回路に設けられたヒートシンクである請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記伝熱手段は、前記感光体の近傍に配設された放熱部と、前記ドライバ回路からの熱を前記放熱部に伝達するヒートパイプとを備える請求項１または２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関し、特に、感光体の表面に生成した放電生成物が吸湿して象流れが発生することのない画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
表面が帯電され、露光されて静電潜像が形成される感光体と、前記感光体の表面にトナーを付着させ、表面の潜像を現像する現像手段と、前記現像手段で形成されたトナー画像を普通紙などの適宜の記録媒体に転写、定着させる転写定着手段とを有する電子写真装置は、複写機やプリンタとして広く使用されている。
【０００３】
前記画像形成装置においては、コロトロンのような放電装置によって前記感光体を帯電させるので、運転を長時間継続すると、感光体の表面が劣化したり、放電生成物が蓄積したりすると考えられる。
【０００４】
そこで、一定の枚数のプリントを行う毎に、前記感光体の表面を清掃して表面の劣化層や放電生成物を除去することが広く行われている。
【０００５】
従来は、ブレードのような部材を接触させて感光体の清掃を行うことが一般的であったが、ブレードによって感光体の表面に傷がつく可能性があった。また、ブレードが磨耗すると清掃能力が低下するという問題もあった。
【０００６】
従来の放電生成物除去方法の問題を解決する手段として、ウェブを介して単泡スポンジローラを所定の周期で感光体に当接せしめる刷新手段を設けた画像形成装置が提案された（特許文献１）。
【特許文献１】特開平８−１２３１９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記画像形成装置においては、ウェブを感光体の表面に当接させて感光体表面の劣化層や放電生成物を機械的に除去しているから、前記ウェブを感光体に当接させるための特別な部材が必要になるだけでなく、前記ウェブが感光体表面に接触することによって感光体表面に痕がつき、前記痕に起因してブラシマークなどの画像欠陥が生じることがあった。
【０００８】
また、通常は、所定枚数、たとえば１００枚印刷が終了する毎に、感光体を清掃するので、感光体を清掃する間に感光体の表面に蓄積した放電生成物が空気中の水分を吸着して像流れなどの欠陥が生じることがあった。
【０００９】
本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、像流れなどの画像欠陥が生じることのない画像形成装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、感光体と、前記感光体の表面を発光ダイオードで露光する露光手段とを備える画像形成装置であって、前記露光手段からの熱を前記感光体の近傍に導いて放熱する伝熱手段を備えることを特徴とする画像形成装置に関する。
【００１１】
前記画像形成装置においては、露光手段で発生する熱が伝熱手段によって感光体の近傍に導かれて放熱されることにより、感光体の表面が熱せられ、感光体の表面に生成していた放電生成物に吸着されていた水分は蒸発する。したがって、前記放電生成物が空気中の水分を吸着して像流れが発生することが防止されるので、感光体の表面を加熱する加熱手段を別途設ける必要がない。更に、露光手段に熱が蓄積することがないから、露光手段として高密度に実装された発光ダイオードアレイやドライバ回路を用いることができ、高密度画像が得られる。
【００１２】
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、前記伝熱手段が、前記露光手段と、前記露光手段によって前記感光体に形成された潜像を現像する現像手段との間に設けられてなる画像形成装置に関する。
【００１３】
前記画像形成装置においては、前記伝熱手段によって前記露光手段と前記現像手段とが区分されるから、現像手段から露光手段に向かう方向の空気の流れは遮断される。また、露光手段近傍の雰囲気温度は画像形成装置の他の場所、たとえば現像手段の近傍よりも高く、また、露光手段は通常現像手段よりも高さの低い位置にあるから、露光手段で加熱された空気が上昇して現像手段に向かう方向の空気流が生じる。したがって、現像手段近傍で発生したトナークラウドが露光手段に向かって浮遊して前記露光手段が汚染されることがない。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の画像形成装置において、前記伝熱手段が、前記露光手段の備える発光ダイオードを駆動するドライバ回路に設けられたヒートシンクである画像形成装置に関する。
【００１５】
前記画像形成装置においては、露光手段において最も発熱の大きな箇所であるドライバ回路に設けたヒートシンクを利用して感光体表面を加熱しているから、感光体表面の放電生成物が空気中の水分を吸収することによる像流れの発生を防止できるだけでなく、ドライバ回路の過熱も防止できる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載の画像形成装置において、前記伝熱手段が、前記感光体の近傍に配設された放熱部と、前記ドライバ回路からの熱を前記放熱部に伝達するヒートパイプとを備える画像形成装置に関する。
【００１７】
前記画像形成装置においては、前記ドライバ回路からの熱はヒートパイプによって放熱部材に直ちに伝達される。したがって、ドライバ回路で発生する熱が効率的に除去される上に、感光体も効率的に加熱できる。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明の画像形成装置によれば、像流れなどの画像欠陥の発生が効果的に防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
１．実施形態１
（１）構成
本発明の画像形成方法および放電生成物除去方法を好適に実施できる画像形成装置の一例であるカラープリンタについて以下に説明する。
【００２０】
カラープリンタ１０は、図１に示すように、シアン、マゼンタ、イエロー、黒の４色のトナーによってカラー画像を形成するプリント部３０と、プリント部３０の下方に位置する給紙トレイ１６と、プリント部３０の上方に位置する集積トレイ１７とを備える。
【００２１】
プリント部３０は、図１および図２に示すように、シアン、マゼンタ、イエロー、黒の各色の現像ユニット１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｋと、夫々の現像ユニット１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｋによって現像される感光体１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３Ｋと、中間転写ベルト１４とを有する。現像ユニット１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｋと、感光体１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３Ｋとは、中間転写ベルト１４に面して並列に配設されている。現像ユニット１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｋは、本発明における現像手段に相当する。
【００２２】
カラープリンタ１０は、所謂タンデム式のフルカラープリンタであって、現像ユニット１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｋによって現像された４色のトナー像は、中間転写ベルト１４が１周する間に中間ベルト１４上に重ね合される。
【００２３】
給紙トレイ１６の上方には、給紙ローラ１８が、給紙トレイ１６にセットされた用紙Ｐの搬送方向先端部に当接するように配列されている。更に、用紙Ｐを搬送する搬送経路１９が、給紙トレイ１６における給紙ローラ１８を設けた側から後述する転写部２２および定着部２８を経由して集積トレイ１７に向かって上方にＳ字状に延びている。搬送経路１９には搬送ローラ２０が２組配置されている。用紙Ｐは、給紙ローラ１８と用紙捌き手段（図示せず。）とにより、図１において二点鎖線の矢印によって示す搬送経路に沿って１枚ずつ給紙トレイ１６から搬送経路１９に沿って搬送ローラ２０によって上方に搬送され、転写部２２および定着部２８を経由して集積トレイ１７へと搬送される。
【００２４】
転写部２２には、中間転写ベルト１４が巻き掛けられたベルト搬送ローラ２４Ａと、ベルト搬送ローラ２４Ａに圧接された転写ローラ２６とが配設されている。ベルト搬送ローラ２４Ａと転写ローラ２６とのニップ部には、中間転写ベルト１４が挟み込まれ、用紙Ｐがこのニップ部を通過する際に、中間転写ベルト１４からトナー像が転写される。
【００２５】
転写部２２の上方には、定着ユニット２８が配設されている。定着ユニット２８は、ヒートローラ２８Ａとヒートローラ２８Ａに圧接されたバックアップローラ２８Ｂとを有し、用紙Ｐが、ヒートローラ２８Ａとバックアップローラ２８Ｂとのニップ部を通過するとトナーが溶融、凝固してトナー像が定着される。定着部２８でトナー像が定着された用紙Ｐは、定着ユニット２８の搬送方向下流側に配置された排紙ローラ２９によって集積トレイ１７に排紙される。
【００２６】
以下、プリント部３０について更に詳細に説明する。
【００２７】
図１および図２に示すように、中間転写ベルト１４は、ベルト搬送ローラ２４Ａと、ベルト搬送ローラ２４Ａの下方に配設されたベルト搬送ローラ２４Ｂと、ベルト搬送ローラ２４Ｂの斜め上方であって用紙搬送路の反対側に配設されたベルト搬送ローラ２４Ｃとに巻き掛けられて支持されている。
【００２８】
中間転写ベルト１４の外側の面は、トナー画像が転写される転写面１４Ａであり、転写面１４Ａに面して、現像ユニット１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｋと、感光体１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３Ｋとが並列して配置され、感光体１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３Ｋが転写面１４Ａに当接している。一方、中間転写ベルト１４を挟んで感光体１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３Ｋの反対側には転写ローラ３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｙ、３２Ｋが配設され、中間転写ベルト１４は、転写ローラ３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｙ、３２Ｋによって感光体１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３Ｋに圧接されている。
【００２９】
感光体１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３Ｋは、図２において矢印ｂで示すように反時計回り方向に回転する。
【００３０】
なお、図２において矢印ａで示す中間転写ベルト１４の回転方向に対して感光体１３Ｋの下流側に隣接し、転写面１４Ａに面してトナー濃度検出センサ１５が配設されている。トナー濃度検出センサ１５は、転写面１４Ａに転写されたトナーの濃度を検出する機能を有する。
【００３１】
以下、現像ユニット１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｋ、および感光体１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３Ｋについて説明する。以下、現像ユニット１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｋを「現像ユニット１２」と総称し、感光体１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３Ｋを「感光体１３」と総称することがある。
【００３２】
図２および図３に示すように、感光体１３の回りには、回転方向ｂに沿って順に中間転写ベルト１４、ブラシローラ３４、帯電ローラ３６、現像ユニット１２が設けられている。中間転写ベルト１４、ブラシローラ３４、帯電ローラ３６は何れも感光体１３の感光面１３Ａに当接している。また、帯電ローラ３６と現像ユニット１２との間には、感光面１３Ａをライン露光するＬＥＤアレイヘッド４０が配置されている。ＬＥＤアレイヘッド４０は、本発明における露光手段に相当する。ＬＥＤアレイヘッド４０のドライバ回路４０Ａには、本発明の伝熱手段の一例であるヒートシンク４２が固定されている。ヒートシンク４２は感光体１３の近傍に向かって延びている。ヒートシンク４２の先端と感光体１３との距離は５ｍｍである。
【００３３】
ＬＥＤアレイヘッド４０に装着できるヒートシンクとしては、他に、図４のヒートシンク４３のように、感光体１３に相対する側の面、即ち放熱面４３Ａが感光面１３Ａに沿った円柱面状に形成されたものも挙げられる。ヒートシンク４３は、放熱面４３Ａと感光面１３Ａとの距離が５ｍｍ以下になるように配設されている。
【００３４】
図３および図４に示す例においては、ドライバ回路４０Ａで発生した熱は、ヒートシンク４２または４３に伝えられる。ヒートシンク４２または４３に伝えられた熱は、放熱面４２Ａまたは４３Ａに向かって移動し、放熱面４２Ａまたは４３Ａから感光面１３Ａに向かって放射される。これによって感光面１３Ａが加熱される。
【００３５】
ＬＥＤアレイヘッド４０には、更に、放熱部材と、前記ドライバ回路からの熱を前記放熱部材に伝達するヒートパイプとからなる伝熱手段も装着できる。前記伝熱手段の例を図５に示す。図５の伝熱部材４４は、ＬＥＤアレイヘッド４０のドライバ回路４０Ａに固定される装着部４４Ｃと、感光体１３に面して配置された放熱部４４Ｂと、装着部４４Ｃから放熱部４４Ｂに熱を伝達するヒートパイプ４４Ａとから構成される。放熱部４４Ｂは、放熱面４４Ｄが感光面１３Ａに沿った円柱面状に形成されている。
【００３６】
図５に示す例においては、ドライバ回路４０Ａで発生した熱は、装着部４４Ｃからヒートパイプ４４Ａを経由して放熱部４４Ｂに移動する。そして、放熱部４４Ｂが加熱され、放熱面４４Ｄから感光面１３Ａに向かって放熱され、感光面１３Ａが加熱される。
【００３７】
現像ユニット１２は、図３および図４に示すように、感光体１３に相対するように配設された現像ローラ３８と、現像ローラ３８の下方に位置し、現像ローラ３８に二成分系現像剤を供給するスクリューフィーダ３９Ａおよび３９Ｂと、現像ローラ３８とスクリューフィーダ３９Ａおよび３９Ｂとを収容する筐体３７とを備える。二成分系現像剤は、トナーと磁性キャリア粒子とを主用成分として含有している。筐体３７の感光体１３に相対する部分には開口部３７Ａが設けられている。
【００３８】
現像ローラ３８は、図３に示すように、感光面１３Ａとの間に間隙即ち現像ギャップが形成されるように配設されている。現像ローラ３８は、円柱状のマグネットロール３８Ｂと、マグネットロール３８Ｂに被せられたスリーブ３８Ａとを有する。マグネットロール３８Ｂは、円柱状であってカラープリンタ１０に対して固定され、スリーブ３８Ａは、図４において矢印ｃで示すように、マグネットロール３８Ｂの軸線の回りを、感光体１３の回転方向ｂと同じ反時計回り方向、言い換えれば感光体１３との対向部において感光体１３に相対するような方向に回転し、更に換言すればアゲインスト回転している。これにより、現像ローラ３８から感光体１３へのトナーの転移効率が高められている。
【００３９】
トリミング極Ｓ２の対向部には、トリミング極Ｓ２と協働して磁気ブラシの高さを揃えるトリミングブレード４１が現像ローラ３８に向かって延びている。現像ローラ３８には、マイナスの現像バイアス電圧が印加されている。
【００４０】
カラープリンタ１０の作用について説明する。カラープリンタ１０は、通常は用紙Ｐに画像を形成する現像モードで運転されるが、所定の印刷枚数、たとえば１００枚毎に所定時間、たとえば３ないし５分間、放電生成物掻取りモードで運転される。
【００４１】
現像モードと放電生成物掻取りモードとについて、以下に説明する。
【００４２】
（２−１）現像モード
現像モードにおいては、感光体１３は、一定速度で反時計回りに回転する。
【００４３】
したがって、感光面１３Ａが、帯電ローラ３６によってマイナスに帯電される。次いで、感光面１３Ａの帯電面がＬＥＤアレイヘッド４０によって露光されることにより、前記帯電面の露光部分の電位が低下して静電潜像が形成される。そして、現像ユニット１２において、現像ローラ３８によって、感光体１３と同様にマイナス電圧に帯電されたトナーが感光面１３Ａに形成された潜像、即ち帯電面の電位低下部に電気的に付着されて静電潜像が現像され、トナー画像が形成される。感光面１３Ａ上に付着したトナーは、前記トナーと逆極性のプラスの転写電圧が印加された転写ローラ３２によって中間転写ベルト１４に向かって電気的に引き寄せられる。これによって、感光面１３Ａ上のトナー像が、感光体１３から中間転写ベルト１４へと転写される。
【００４４】
以下、現像ローラ３８における現像過程について詳細に説明する。
【００４５】
スリーブ３８Ａが回転方向ｃに沿って回転すると、先ず、スクリューフィーダ３９Ａ、３９Ｂで筐体３７内部に供給された現像剤は、ピックアップ極Ｎ２によってスリーブ３８Ａの表面に吸着される。ここで、スリーブ３８Ａの表面には、搬送極Ｎ３から現像極Ｓ１に向かう磁界、ピックオフ極Ｎ１から現像極Ｓ１に向かう磁界、ピックアップ極Ｎ２からトリミング極Ｓ２に向かう方向の磁界、および搬送極Ｎ３からトリミング極Ｓ２に向かう磁界が形成され、しかも現像剤は、磁性キャリア粒子の表面にトナーが付着した構造を有している。したがって、スリーブ３８Ａの表面に吸着された現像剤は、スリーブ３８Ａの表面において前記磁力線の方向に配列され、言い換えれば穂立ちて磁気ブラシを形成する。
【００４６】
ピックアップ極Ｎ２の近傍においてスリーブ３８Ａの表面に形成された磁気ブラシは、スリーブ３８Ａが回転方向ｃに沿って回転するのに伴い、トリミング極Ｓ２→搬送極Ｎ３→現像極Ｓ１→ピックオフ極Ｎ１へと右から左に向かって搬送される。そしてトリミング極Ｓ２を通過するときに磁気ブラシの高さが揃えられ、現像極Ｓ１近傍において磁気ブラシ上のトナーが感光体１３に移行し、スリーブ３８Ａの表面には殆ど磁性キャリアだけになった磁気ブラシが残る。殆ど磁性キャリアだけになった磁気ブラシは、スリーブ３８Ａの回転に伴い、ピックオフ極Ｎ１でスリーブ３８Ａの表面から脱落して筐体３７内に戻る。
【００４７】
現像モードにおいては、このようにスリーブ３８Ａが回転方向ｃに沿って回転することにより、ピックアップ極Ｎ２において常に新鮮な現像剤が補充されて現像極Ｓ１に搬送され、現像極Ｓ１においてトナーが感光体１３に移行して感光面１３Ａの潜像が現像される。
【００４８】
なお、現像モードにおいては、ＬＥＤアレイヘッド４０で発生した熱は、ヒートシンク４２、４３、または伝熱部材４４によって感光体１３に伝達される。これにより、感光面１３Ａが加熱され、感光面１３Ａに形成された放電生成物が吸湿することによる像流れの発生が防止される。同時に、ヒートシンク４２、４３、または伝熱部材４４によってＬＥＤアレイヘッド４０で発生した熱は除去されるから、ＬＥＤアレイヘッドの過熱も防止される。
【００４９】
（２−２）放電生成物掻取りモード
放電生成物掻取りモードにおいては、帯電ローラ３６による帯電およびＬＥＤアレイヘッド４０による露光は停止し、現像ローラ３８も停止する。したがって、スリーブ３８Ａ上の磁気ブラシも停止するから、筐体３７から、トナーを大量に含んだ新たな磁気ブラシが補充されることもない。ここで、現像ローラ３８には現像バイアス電圧が印加されているから、スリーブ３８Ａが停止したときに磁気ブラシに残っていたトナーは、全て感光体１３に移行し、スリーブ３８Ａ上には、殆どまたは全部が磁性キャリア粒子のみからなる磁気ブラシが残る。
【００５０】
一方、感光体１３は、現像モードのときと同様に一定速度で矢印ｂの方向に回転するから、感光面１３Ａはスリーブ３８Ａ上の磁気ブラシで摺擦される。これにより、感光面１３Ａ上に生成した放電生成物は除去される。
【００５１】
なお、スリーブ３８Ａを停止させるかわりに、一定時間毎に間歇的に回転させてもよく、また、一定の周速でアゲインスト回転させてもよいが、アゲインスト回転させるときは、周速は、感光体１３の周速の５％以下が好ましい。
【００５２】
（３）実施形態１のカラープリンタの特長
前述のように、カラープリンタ１０においては、感光体１３の感光面１３Ａは、ヒートシンク４２、４３、または伝熱部材４４からの熱で加熱されるから、感光体１３を加熱する加熱手段を別途設けなくても像流れなどの画像欠陥の発生を効果的に防止することができる。また、ＬＥＤアレイヘッド４０のドライバ回路４０Ａで発生した熱も効果的に除去されるから、ＬＥＤアレイヘッド４０が過熱することもない。
【００５３】
更に、伝熱手段としてヒートシンク４２またはヒートシンク４３を使用した例においては、ヒートシンク４２またはヒートシンク４３によってＬＥＤアレイヘッド４０と現像ユニット１２とが区分されるから、ＬＥＤアレイヘッド４０から現像ユニット１２に向かう空気の流れは遮断される。また、ＬＥＤアレイヘッド４０の雰囲気温度はカラープリンタ１０の他の場所、たとえば現像ユニット１２の近傍よりも高く、また、ＬＥＤアレイヘッド４０は現像ユニット１２よりも高さが低いから、ＬＥＤアレイヘッド４０で加熱された空気が上昇して現像ユニット１２に向かう方向の空気流が生じる。したがって、現像ユニット１２近傍で発生したトナークラウドがＬＥＤアレイヘッド４０に向かって浮遊し、前記トナークラウドによってＬＥＤアレイヘッド４０が汚染されることがない。
【００５４】
一方、伝熱手段として伝熱部材４４を使用した例においては、伝熱部材４４の備えるヒートパイプ４４Ａが極めて伝熱効率がよい故に、ＬＥＤアレイヘッド４０で発生した熱が更に効率的に感光面１３Ａの加熱に使用できるという特長がある。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】図１は、実施形態１に係るカラープリンタの構成の概略を示す概略断面図である。
【図２】図２は、図１に示すレーザープリンタのプリント部の構成を示す拡大図である。
【図３】図３は、図２に示すプリント部における現像ユニットおよびその近辺の構成を示す拡大断面図である。
【図４】図４は、図３に示す現像ユニットにおいて、ＬＥＤアレイヘッドにヒートシンクを装着した別の例を示す拡大断面図である。
【図５】図５は、図３に示す現像ユニットにおいて、ＬＥＤアレイヘッドにヒートパイプと放熱部材とからなる伝熱手段を装着した例を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０    カラープリンタ
１３    感光体
１４    中間転写ベルト
３４    ブラシローラ
３６    帯電ローラ
３８    現像ローラ
４０    ＬＥＤアレイヘッド
４０Ａ  ドライバ回路
４２    ヒートシンク
４３    ヒートシンク
４４    伝熱手段
４４Ａ  ヒートパイプ
４４Ｂ  放熱部
【図１】
2005266278.tif 000003
【図２】
2005266278.tif 000004
【図３】
2005266278.tif 000005
【図４】
2005266278.tif 000006
【図５】
2005266278.tif 000007