(57)【要約】【課題】ＬＥＤプリントヘッドのメインテナンス性を低下させずに、ＬＥＤプリントヘッドの先端部のオゾンによる劣化とトナーの付着を防止する画像形成装置を提供すること。【解決手段】露光手段としてＬＥＤプリントヘッドを備えた電子写真方式の画像形成装置であって、前記ＬＥＤプリントヘッドと感光体との間に空気流を送る送風手段と、前記ＬＥＤプリントヘッドを帯電手段の電極から空間的に遮蔽する第１の遮蔽部材と、前記ＬＥＤプリントヘッドを現像手段の現像剤から空間的に遮蔽する第２の遮蔽部材と、を有することを特徴とする画像形成装置の提供。【選択図】図４
2007164135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と、前記感光体を帯電させる帯電手段と、
前記感光体に潜像を形成するＬＥＤプリントヘッドを有する露光手段と、
前記感光体上に、前記潜像を現像してトナー画像を形成する現像手段と、
前記感光体と前記ＬＥＤプリントヘッドとの間に送風する送風手段と、
前記送風手段からの送風が前記帯電手段の内部に入ることを遮断する前記帯電手段に設けられた第１の遮断部材と、
前記送風手段からの送風が前記現像手段の内部に入ることを遮断する前記現像手段に設けられた第２の遮断部材を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第１の遮断部材及び前記第２の遮断部材は共に弾性部材であ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】
前記第１の遮断部材及び第２の遮断部材の先端部は、前記感光体に当接していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記送風手段は、前記露光手段から前記帯電手段に向かうように空気流を導くガイド部材を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記露光手段は、前記ＬＥＤプリントヘッドと放熱版を有し、
前記送風手段は、前記放熱版に向かうように空気流を導くガイド部材を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
画像形成装置の動作状態を判断する判断手段を有し、
前記動作状態に基づいて、前記送風手段の送風量を制御する制御手段を有す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７】
前記制御手段は、前記画像形成装置が作動している状態の送風量よりも前記画像形成装置が待機している状態の送風量の方が小さくなるように制御することを特徴とする請求項６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、ＬＥＤプリントヘッドを有する電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真技術を用いたデジタル方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置においては、感光体への露光手段として、レーザビームやＬＥＤアレイが多用されている。
【０００３】
レーザビームによる露光は、半導体レーザ、複数のレンズ、ポリゴン（回転多面鏡）等により作られるレーザビームを感光体の回転方向と直角をなす方向に走査させて露光を行う方式が通常用いられている。
【０００４】
一方、ＬＥＤアレイを用いる露光は、直線状に並べられた複数のＬＥＤ（ＬＥＤアレイ）とそれらを駆動するＩＣとが装填されている基板と、ＬＥＤアレイの前面に設けられた柱状レンズアレイとを一つの外装に納めたＬＥＤプリントヘッドを、感光体の回転方向と直角をなす方向に感光体表面に近接させて配置し、所定位置のＬＥＤを点灯制御して露光をするものが一般的である。
【０００５】
ＬＥＤプリントヘッドを用いる露光手段は、レーザビームによる露光手段に比較して、ポリゴン等の機械的に作動する部品がなく、また走査のための大きな光学系を必要としないことから、装置の低騒音化、コンパクト化という点で有利である一方、ＬＥＤプリントヘッドの先端部である柱状レンズアレイの先端部は、帯電手段の帯電極から発生するオゾンによる劣化の恐れがあり、また、現像手段である現像器から飛散したトナーが付着する懸念もある。
【０００６】
このようなＬＥＤプリントヘッドの問題を除くために、ＬＥＤプリントヘッドの先端部に空気の流れを作り出すための機構を設ける提案（例えば、特許文献１参照。）や、防塵用のシャッタを設ける提案もある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００７】
しかしながら、ＬＥＤプリントヘッドの機構を複雑にすることは、何らかの理由でトナー等のゴミがＬＥＤプリントヘッドに付着した場合、その除去のためのメインテナンス作業を複雑にすることも多く、また、ＬＥＤプリントヘッド自体のコストアップにつながる恐れもある。
【特許文献１】特開平５−１７７８６４号公報（第１頁、図１）
【特許文献２】特開２００４−１９１４７７号公報（第１−３頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上述したような状況に鑑みてなされたもので、その目的は、ＬＥＤプリントヘッドのメインテナンス性を低下させずに、ＬＥＤプリントヘッドの先端部のオゾンによる劣化、及びトナーの付着を防止する画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題は、下記に記載した発明により達成される。
１．感光体と、前記感光体を帯電させる帯電手段と、
前記感光体に潜像を形成するＬＥＤプリントヘッドを有する露光手段と、
前記感光体上に、前記潜像を現像してトナー画像を形成する現像手段と、
前記感光体と前記ＬＥＤプリントヘッドとの間に送風する送風手段と、
前記送風手段からの送風が前記帯電手段の内部に入ることを遮断する前記帯電手段に設けられた第１の遮断部材と、
前記送風手段からの送風が前記現像手段の内部に入ることを遮断する前記現像手段に設けられた第２の遮断部材を有することを特徴とする画像形成装置。
２．前記第１の遮断部材及び前記第２の遮断部材は共に弾性部材であることを特徴とする１項に記載の画像形成装置。
３．前記第１の遮断部材及び第２の遮断部材の先端部は、前記感光体に当接していることを特徴とする１又は２項に記載の画像形成装置。
４．前記送風手段は、前記露光手段から前記帯電手段に向かうように空気流を導くガイド部材を有することを特徴とする１乃至３項のいずれか１項に記載の画像形成装置。
５．前記露光手段は、前記ＬＥＤプリントヘッドと放熱版を有し、
前記送風手段は、前記放熱版に向かうように空気流を導くガイド部材を有することを特徴とする１乃至４項のいずれか１項に記載の画像形成装置。
６．画像形成装置の動作状態を判断する判断手段を有し、
前記動作状態に基づいて、前記送風手段の送風量を制御する制御手段を有することを特徴とする１項に記載の画像形成装置。
７．前記制御手段は、前記画像形成装置が作動している状態の送風量よりも前記画像形成装置が待機している状態の送風量の方が小さくなるように制御することを特徴とする６項に記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ＬＥＤプリントヘッドを備えた電子写真方式の画像形成装置において、ＬＥＤプリントヘッドを帯電極から空間的に遮蔽する第１の遮蔽部材により、帯電極近傍から発生するオゾンが、回転する感光体表面に沿ってプリントヘッドの先端部に流れ込むことを防止し、ＬＥＤプリントヘッドを現像手段内のトナーから空間的に遮蔽する第２の遮蔽部材により現像手段内のトナーがＬＥＤプリントヘッドの先端部に飛来することを防止し、また、送風手段による空気流を、第１の遮蔽部材と第２の遮蔽部材により規制して、確実にプリントヘッドと感光体との間を通過させることにより、オゾン、及びトナーがＬＥＤプリントヘッドの先端部に滞留することを防止する画像形成装置が実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
【００１２】
図１は、複写機、ファクシミリ、プリンタの機能を有する、通称、複合機と呼ばれるデジタル式の画像形成装置Ｇの概略構成図である。
【００１３】
画像形成装置Ｇは、本体の上部に自動原稿送り装置ＡＤＦを有し、本体は、画像読み取り手段１、画像書き込み手段２、画像形成手段３、操作表示手段４、給紙手段５、排紙再給紙手段６、および、定着装置７、制御手段Ｃ等から構成されている。
【００１４】
自動原稿送り装置ＡＤＦは、原稿載置台１１に載置された原稿を原稿分離手段１２によって一枚ずつ原稿搬送手段１３に送り出し、原稿搬送手段１３は送られた原稿を原稿排紙手段１４に搬送し、原稿排紙手段１４は送られた原稿を原稿排紙台１５に排紙する。原稿画像は原稿搬送路に設けられた、画像読み取り手段１の原稿画像読み取り位置であるスリット２１にて読み取りがなされる。
【００１５】
原稿両面の画像を読み取る場合には、一対のローラを有する原稿反転手段１６によって、第１面が読み取られた原稿を表裏反転して、再度、原稿搬送手段１３に送り出して第２面の読み取りを行う。読み取りが終了した原稿は原稿排紙台１５に排紙される。
【００１６】
画像読み取り手段１は、原稿画像を読み取って画像データを得るための手段であり、スリット２１の位置にて、ランプ２３１により光照射された原稿画像を第１ミラーユニット２３と、第２ミラーユニット２４と、結像レンズ２５とによりライン状のＣＣＤである撮像素子２６に結像させている。撮像素子２６から出力された信号は、制御手段Ｃの画像処理部においてＡ／Ｄ変換され、シェーディング補正、画像圧縮等の処理がなされてメモリＭに画像データとして保存される。
【００１７】
画像書き込み手段２は、公知の技術からなるＬＥＤプリントヘッドである。ＬＥＤアレイ中の各ＬＥＤは、制御手段ＣのメモリＭから呼び出されて所定の画像処理が施された画像データに基いて点灯制御がなされ、帯電極とバックプレートからなる帯電手段３２によるコロナ放電により表面が一様帯電されて回転している感光体３１の周面が、光学的に走査されることによって、感光体３１の周面上には原稿画像に対応した静電潜像が形成される。
【００１８】
前記静電潜像は、画像形成手段３の現像手段３４により反転現像されて、トナー画像が感光体３１上に形成される。
【００１９】
手差し給紙手段５５、もしくは、記録シートＰを収容するカセットやトレイを有する給紙手段５からは、記録シートＰが給送され、搬送ローラ５６により搬送され、タイミングローラ３９によって感光体上に形成された前記トナー画像との位置合わせのための同期が取られて転写領域に送り出される。
【００２０】
転写領域において、感光体３１の表面に形成されたトナー画像は、転写手段３５により反対極性に帯電された記録シートＰに転写される。
【００２１】
トナー画像を担持した記録シートＰは、分離除電手段３６の作用により、感光体３１の表面から分離し、定着装置７に送られる。
【００２２】
定着装置７において、トナー画像を担持した前記記録シートＰは、加熱ローラ７１と加圧ローラ７２により加熱加圧を受けながら搬送され、トナー画像が記録シートＰに定着されて、排出ローラ６３によって機外の排紙台６４に排出される。
【００２３】
なお、記録シートＰを表裏反転して排紙台６４に排出する場合には、切換ガイド６２により、記録シートＰを排紙再給紙手段６に導き、記録シートＰをスイッチバックさせて排出ローラ６３に送る。
【００２４】
また、記録シートＰの両面に画像形成をする場合には、第１面の定着を終えた記録シートＰを、切換ガイド６２により排紙再給紙手段６に導き、反転部６５にて反転させた後、給紙のための搬送路６６に送り出し、第２面の画像形成に供する。
【００２５】
一方、記録シートＰへのトナー画像の転写を終えた感光体３１の表面は、クリーニング手段３７により残留トナーが除去されて次なる画像形成に向けての準備がなされる。
【００２６】
図２は、画像形成装置Ｇの制御関係を示すブロック図である。
【００２７】
制御手段ＣはＣＰＵ、メモリＭを始め、図に記されてはいないが演算ユニット、Ｉ／Ｏポート、通信用インターフェイス、駆動回路等を有するコンピュータシステムであり、図示の各手段、又は装置とは対応するＩ／Ｏポート、通信用インターフェイス、駆動回路にて接続されている。
【００２８】
また、制御手段Ｃによる画像形成装置Ｇの各種制御は、メモリＭに格納されている所定のプログラムを実行することによりなされる。
【００２９】
なお、本図では、本発明の説明に直接関係しないブロックの記載が省略されている。
【００３０】
図３は、ＬＥＤプリントヘッド２の概念図である。
【００３１】
基板２０１には、図の奥行き方向に複数のＬＥＤが並べられたＬＥＤアレイ２０２と、これらのＬＥＤを駆動する複数のＩＣ２０３が取り付けられている。発光部であるＬＥＤアレイの正面には柱状レンズアレイ２０４が配置され、各ＬＥＤからの放射光は、図の点線で示すように所定の焦点位置ｆにて集束される。ＬＥＤプリントヘッド２は、前記焦点位置ｆが感光体３１の周面に位置するように配置される。
【００３２】
また、基板２０１には、ＬＥＤアレイ、およびＩＣ２０３の発熱により生じた熱を外部に放出するための放熱板２０５が取り付けられている。
【００３３】
図に示すように、ＬＥＤアレイ２０２、ＩＣ２０３、ロッドレンズアレイ２０４等は外装２０６にて覆われて一体化され、ＬＥＤプリントヘッド２が構成される。このように一体化されることにより、画像形成装置Ｇ内の所定位置への取り付けが容易となり、また、ＬＥＤアレイの防塵化が実現される。
【００３４】
なお、本図に示すＬＥＤプリントヘッド２は、最も一般的な例を示すものであり、市場に提供されるＬＥＤプリントヘッドにおいては、ＩＣ２０３の配置、及び、放熱板２０５の形状や配置は本例とは異なる場合もある。しかしながら、本願発明の効果は、その様な場合においても変わるものではない。
【００３５】
図４は、画像形成装置ＧにおけるＬＥＤプリントヘッド２の近傍を示す図である。
【００３６】
図の矢印ａの方向に回転する感光体３１の周辺には、帯電極３２１を有する帯電手段３２と、書き込み手段２であるＬＥＤプリントヘッド２と、現像手段３４とが図のように配置されている。なお、このような配置は公知のものである。
【００３７】
本発明においては、図に示すように帯電手段３２の側面には、帯電極として用いられているワイヤー電極３２１とＬＥＤプリントヘッド２とを空間的に遮断する第１の遮蔽部材１０１が取り付けられており、現像手段３４の側面には、現像手段３４内の現像剤とＬＥＤプリントヘッド２とを空間的に遮断する第２の遮蔽部材１０２が取り付けられている。
【００３８】
遮蔽部材１０１、１０２は対摩耗性と弾性とを有するシートであり、例えば、厚さ１００μｍのポリウレタンシート等が用いられる。
【００３９】
前記遮蔽部材１０１、１０２は図にて示すようにその先端部が回転する感光体３１の周面に当接、もしくは近傍に位置するように取り付けられているので、ワイヤー電極３２１のコロナ放電により発生したオゾンが、回転する感光体３１の周面に沿ってＬＥＤプリントヘッド２の先端部に流れ込むことが防止されると共に、現像手段３４内のトナーがＬＥＤプリントヘッド２の近傍に飛散してヘッドの先端部に付着することが防止される。
【００４０】
送風手段８は、送風ファン８１、空気ダクトであるガイド部材８２を備える。送風手段の送風量を決める送風ファン８１の回転速度は、制御手段Ｃにより制御される。
【００４１】
送風ファン８１により外部から取り込まれた空気は、ガイド部材８２に導かれてガイド部材８２の先端にある開口部から吐出され、第２の遮蔽部材１０２と、ＬＥＤプリントヘッド２と、第１の遮蔽部材１０１とで構成される空間により、矢印ｂで示すような空気流が形成される。この空気流により、二つの前記遮蔽部材の周辺からわずかに漏れ出たオゾン、又はトナーがＬＥＤプリントヘッド２の先端部に滞留することが防止され、ＬＥＤプリントヘッド２の先端部のオゾンによる劣化とトナー汚れとが防止される。
【００４２】
図に示す、ガイド部材８２に設けた第２の空気の吐出口を作るガイド部材８３は、矢印ｄの様な空気流を作り出すために設けたもので、この空気流により、帯電手段３２の近傍に滞留したオゾンがＬＥＤプリントヘッド２の方向に流れ込むことを防止することができる。
【００４３】
図に示す、ガイド部材８２に設けた第３の空気の吐出口を作るガイド部材８４は、矢印ｅの様な空気流を作り出すために設けたもので、この空気流により、ＬＥＤプリントヘッド２の放熱板２０５が冷却され、ＬＥＤプリントヘッド２の温度上昇を防止することができる。
【００４４】
上述したように、ガイド部材８２に空気流ｂ、空気流ｄ、空気流ｅを作り出す空気の吐出口を設けることにより、ＬＥＤプリントヘッド２の先端部のオゾンによる劣化とトナーによる汚れ防止、帯電手段３２からのオゾンのＬＥＤプリントヘッド２への流れ込み防止、ＬＥＤプリントヘッド２の加熱防止を、部品点数を増やさず、また、装置の大型化を極力抑えて同時に実現することができる。
【００４５】
なお、帯電手段３２近傍に発生するオゾンの発生量は、帯電極３２１のコロナ放電に比例すること、現像手段３４からのトナー飛散は主に現像スリーブ３４１の回転により発生することから、本発明においては、画像形成装置Ｇの動作状態に合わせて送風手段８の送風ファン８１の回転速度を制御している。
【００４６】
図５は、制御手段Ｃによる送風ファン８１の回転速度制御の流れを示すフローチャートである。
【００４７】
制御手段Ｃのタイマーにより周期的に起動される回転速度制御プログラムの実行が開始されると、先ず、画像形成装置Ｇが、画像形成動作状態に入っているか、あるいは待機状態にあるかを判定するプログラムルーチンである判断手段が実行され（ステップＳ１）、もし、画像形成動作にある場合には（ステップＳ１：Ｎ）、メモリＭに設けられた送風ファン８１を回転させるときに参照される回転速度指示値Ｖに、画像形成動作時の予め定めた回転速度であるＶ３を設定する（ステップＳ２）。
【００４８】
もし、画像形成動作状態に入っていない待機状態にある場合には（ステップＳ１：Ｙ）、画像形成動作終了後の経過時間を計時するタイマーの値Ｔを参照する（ステップＳ３）、そして、Ｔが予め設定した時間Ｔ１を超えていたならば（ステップＳ３：Ｙ）、回転速度指示値Ｖに、予め定めた回転速度であるＶ１を設定して（ステップＳ５）、Ｔが時間Ｔ１を超えていなかったならば（ステップＳ３：Ｎ）、回転速度指示値Ｖに、予め定めた回転速度であるＶ２を設定する（ステップＳ４）。回転速度指示値Ｖに設定された値（回転速度）は読み出されて、読み出された回転速度で送風ファン８１が回転するように制御される（ステップＳ６）。送風ファン８１が指示された回転速度で回転を始めると、回転速度制御ルーチンから出る。
【００４９】
Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３は、予めテーブルの形式でメモリＭに記憶させた値（回転速度）で、その数値は実験的に求められるものである。即ち、画像形成装置Ｇが待機状態にあるときには、感光体３１の回転、帯電手段３２のコロナ放電、および、現像手段３４の現像スリーブ３４１の回転動作が停止しているので、新たなオゾンの発生、ＬＥＤプリントヘッド２近傍への流れ込み、トナー飛散がほとんどなく、送風量を下げても問題はないことから、送風ファン８１の回転速度を低く設定（Ｖ＝Ｖ１）している。
【００５０】
しかしながら、画像形成動作後のある一定時間（Ｔ１）内は、滞留しているオゾンや、浮遊トナーが存在していることからこれらに対応するための回転速度（Ｖ＝Ｖ２）にて送風ファン８１を所定時間Ｔ１の間回転させている。
【００５１】
Ｖ３は画像形成動作中の回転速度であり、通常、Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３の関係にあるが、Ｖ２＝Ｖ３としてもよい場合もある。
【００５２】
このように、送風手段８の送風ファン８１の回転速度を制御することにより、画像形成装置Ｇの省エネルギー化と静音化が実現される。
【００５３】
以上説明したように、本発明により、ＬＥＤプリントヘッドへの帯電手段のコロナ放電によるオゾンの流れ込みを第１の遮蔽部材により遮蔽し、現像手段からの飛散トナーを第２の遮蔽部材で遮蔽し、さらに、空気流によりＬＥＤプリントヘッド近傍のオゾンやトナーの滞留を防止することによって、ＬＥＤプリントヘッド自体に特別な機構を設けることなく、ＬＥＤプリントヘッドの劣化や汚れを防止できる画像形成装置が実現される。また、ＬＥＤプリントヘッドは一般的な単純な機構のもので済むことから、装置のコストアップにつながる恐れが無く、また、装置への取り付けが簡単になり、メインテナンス作業も容易になる効果をもたらす。
【００５４】
さらには、複数方向に空気流を吹き出すようなガイド部材を送風手段に設けたことにより、ＬＥＤプリントヘッドの冷却、ＬＥＤプリントヘッド周辺のオゾンとトナー滞留防止とを同時に実現する効果をもたらしている。
【００５５】
そして、送風手段の送風量を画像形成装置の動作に対応させて制御することによって、装置の省エネルギー化と静音化を実現する効果も得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】画像形成装置の概念図である。
【図２】画像形成装置の制御関係を示すブロック図である。
【図３】ＬＥＤプリントヘッドの概念図である。
【図４】ＬＥＤプリントヘッドの近傍を示す図である。
【図５】送風ファンの回転速度制御の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５７】
１  画像読取り手段
２  画像書き込み手段（ＬＥＤプリントヘッド）
３  画像形成手段
４  操作表示手段
５  給紙手段
６  排紙再給紙手段
７  定着装置
８  送風手段
３１  感光体
３２  帯電手段
３４  現像手段
８１  送風ファン
Ｃ  制御手段
Ｍ  メモリ
【図１】
2007164135.tif 000003
【図２】
2007164135.tif 000004
【図３】
2007164135.tif 000005
【図４】
2007164135.tif 000006
【図５】
2007164135.tif 000007