(57)【要約】【課題】光源数を増やさずに感光体に対する除電のための光照射の光量むらを低減する。【解決手段】感光体の表面を帯電させて画像を形成する画像形成装置は、感光体に対する一方向の全長にわたる光照射が可能なイレーサーと、感光体と前記イレーサーとの間に配置される減光部材とを備える。イレーサーは、互いに離れて一列に並ぶ複数の光源を有し、複数の光源と感光体とが離れて対向するように配置される。減光部材は、感光体におけるイレーサーによって照射される領域内の照射光量を均等化するようにイレーサーから感光体へ向かう光を低減する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体の表面を帯電させて画像を形成する画像形成装置であって、
互いに離れて一列に並ぶ複数の光源を有し、前記複数の光源と前記感光体とが離れて対向するように配置される、前記感光体に対する一方向の全長にわたる光照射が可能なイレーサーと、
前記感光体と前記イレーサーとの間に配置され、前記感光体における前記イレーサーによって照射される領域内の照射光量を均等化するように前記イレーサーから前記感光体へ向かう光を低減する減光部材と、を備える
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記複数の光源が等間隔に配置され、その配列ピッチが前記感光体と前記イレーサーとの距離よりも大きい
請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記減光部材として、前記複数の光源のそれぞれの前方に一つずつ遮光体が配置された
請求項１また２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記遮光体は、前記感光体と前記イレーサーとを支持するハウジングと一体に形成された突起である
請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記減光部材として、前記複数の光源のそれぞれの前方に一つずつ減光フィルターが配置された
請求項１また２記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記減光部材は、前記複数の光源と対向する長さを有し、当該各光源の真正面に位置する部分の透過率が隣接する光源の中間位置の前方である部分の透過率よりも小さい透光フィルターである
請求項１また２記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子写真式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真式の画像形成装置は、像担持体としての感光体の表面を光照射によって除電するイレーサーを有している。除電は、帯電・露光・現像・転写・定着という一連の電子写真プロセスにおいて、転写の後に次回の帯電の前処理として行なわれる。イレーサーとして、タングステンランプやＬＥＤ（Light Emitting Diode）アレイが用いられている。
【０００３】
ＬＥＤアレイのように複数の光源を有するイレーサーによる除電に関して、特許文献１には、各光源による感光体上の照射スポットが矩形状になるように照射光の一部を遮る遮光部材を有した除電用の照明装置が記載されている。特許文献２には、網状イレースパターンの光照射を行なうために、多数の光透過部を所定のパターンに配置してなる遮光性のパターンフィルターを光源の近傍に配置することが記載されている。また、特許文献３では、９個のＬＥＤを有するイレーサーを用いる場合に、消費電力を低減するためにＬＥＤを３個ずつ３グループに分け、感光体上の除電が必要な領域のみに光を照射するように、露光に供した画像データを参照してグループごとにＬＥＤをオンオフする技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２−４７６６７号公報
【特許文献２】特開昭６２−２１１６７３号公報
【特許文献３】特開２００９−２７１３５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の除電においては、感光体に対して主走査方向の全長にわたって下限値以上の光量の光照射を行なえば良いとされ、感光体において照射光量の多い箇所と少ない箇所とが生じていた。このことが印刷画像に濃度むらとして影響することが判明した。例えば、反転現像によってトナー像を形成する場合、除電において照射光量の多い箇所では画像が濃くなり照射光量の少ない箇所では画像が淡くなる。
【０００６】
除電における照射光量の不均一に起因する濃度むらを解決するため、主走査方向に並ぶ光源の個数を増やし、光源の配列を密にすることが考えられる。しかし、光源数の増加によって光学イレーサーは高価になってしまう。また、照射光量が全体的に多くなるので、感光体の光疲労が進みやすくなる。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑み、光源数を増やさずに感光体に対する除電のための光照射の光量むらを低減することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成する画像形成装置は、感光体の表面を帯電させて画像を形成する画像形成装置であって、互いに離れて一列に並ぶ複数の光源を有し、前記複数の光源と前記感光体とが離れて対向するように配置される、前記感光体に対する一方向の全長にわたる光照射が可能なイレーサーと、前記感光体と前記イレーサーとの間に配置され、前記感光体における前記イレーサーによって照射される領域内の照射光量を均等化するように前記イレーサーから前記感光体へ向かう光を低減する減光部材と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、光源の正面に対する光照射の光量が減光部材によって低減されて光源の斜め前方に対する光照射の光量に近づくので、光源数を増やさずに感光体に対する除電のための光照射の光量むらが低減される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】画像形成装置における感光体の周辺の構成を示す図である。
【図２】イレーサーの構成を示す斜視図である。
【図３】イレーサーと感光体との位置関係を示す図である。
【図４】画像形成装置における減光部材が配置された要部の斜視図である。
【図５】図４におけるａ−ａ矢視に対応する遮光体を含まない部分の断面構造を示す図である。
【図６】図４におけるｂ−ｂ矢視に対応する遮光体を含む部分の断面構造を示す図である。
【図７】感光体の表面におけるイレーサーによる照射の光量測定結果の一例を示す図である。
【図８】減光部材の変形例である減光フィルターが配置された画像形成装置の要部の斜視図である。
【図９】減光フィルターを含む部分の断面構造を示す図である。
【図１０】減光フィルターの他の例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施形態に係る画像形成装置は電子写真式であればよく、種類および用途の制約はない。プリンター、複写機、ＭＦＰ（Multi-functional Peripheral）、ファクシミリ装置といった画像形成装置に本発明を適用することができる。カラー印刷とモノクロ印刷とにかかわらず、感光体の帯電の前処理として適正な除電を行なことにより、画質を高めることができる。
【００１２】
図１は画像形成装置１における感光体１１の周辺の構成を示している。図では単一の色のトナー像の形成に関わる構成要素が示されている。ここで、例えば画像形成装置１がカラー印刷の可能なタンデム式の画像形成装置であれば、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）およびブラック（Ｋ）の色ごとに図１と同様の構成の機構を備える。
【００１３】
図１において、回転ドラム１０に支持された筒状の感光体１１の周囲に、帯電ローラー１２Ａ，１２Ｂ、現像器１４、一次転写ローラー１５、イレーサー１６、およびクリーニングブレード１７が配置されている。帯電ローラー１２Ａと現像器１４との間に、感光体１１に対する主走査のための光路があり、図示しないプリントヘッドからの露光ビーム１３がこの光路を通って感光体１１に入射する。一次転写ローラー１５は、中間転写ベルト１８を感光体１１に接触させたり感光体１１から離したりするために、回転軸の移動が可能に設けられている。
【００１４】
画像形成に際して、感光体１１が例えば時計回りに回転し、帯電ローラー１２Ａとの接触によって帯電する。画像データに応じて制御される露光ビーム１３による主走査と感光体１１の回転による副走査とによって感光体１１上に静電潜像が形成される。現像形式が反転現像である場合、静電潜像においてトナーを付着させるべきドット部分の電荷が露光によって他の部分の電荷よりも少なくなっている。静電潜像が現像器１４と対向すると、主走査で露光された部分にトナーが吸着し、静電潜像がトナー像になる。トナー像は中間転写ベルト１８に一次転写され、その後に図示しない二次転写位置で用紙に二次転写される。トナー像が転写された用紙は、定着器による加熱・加圧を経て排紙トレイへ出力される。一方、トナー像が一次転写された後の感光体１１に対してイレーサー１６が光を照射する。これによって感光体１１の表面が除電される。そして、除電に続いて、クリーニングブレード１７によって、感光体１１の表面に残る不要のトナーが取り除かれる。
【００１５】
図２のように、イレーサー１６は光源として９個の発光ダイオード６２を有するＬＥＤアレイである。発光ダイオード６２は細長い基板６１上に等間隔に一列に配置されている。このイレーサー１６は、図３のように感光体１１の回転軸と平行に発光ダイオード６２が並ぶように感光体１１に対して離して配置される。感光体１１の主走査方向の長さは、Ａ４サイズの用紙の長辺寸法（２９７ｍｍ）に所定のマージンを加えた長さである。イレーサー１６は、９個の発光ダイオード６２が全て点灯することによって、感光体１１に対する主走査方向の全長にわたる光照射が可能になるように構成されている。感光体１１の表面において、隣接する発光ダイオード６２の一方の発光ダイオード６２によって照射される領域と他方の発光ダイオード６２によって照射される領域とが部分的に重複する。
【００１６】
イレーサー１６の発光ダイオード６２の配列ピッチＰは、感光体１１と発光ダイオード６２との距離Ｄの２倍以上である。ここで、仮に主走査方向の照射量を均等化するために発光ダイオード６２の個数を増やせばイレーサー１６が高価になる。また、同様の目的で距離Ｄを大きくすることが考えられるが、そうするには感光体１１の近傍に相応の寸法の空間が必要であり、画像形成装置１の大きさへの影響を考慮しなければならない。これらを総合すると、イレーサー１６に関しては配列ピッチＰが距離Ｄの２倍以上という関係が好適である。
【００１７】
画像形成装置１では、感光体１１の表面におけるイレーサー１６によって照射される領域内の照射光量を均等化するために、感光体１１とイレーサー１６との間に照射光を低減する減光部材として複数の遮光体２５が配置されている。本例の遮光体２５は、図４に示されるように、主走査方向に沿う低い壁状の突起であり、樹脂製のハウジング２０と一体に形成されている。ハウジング２０は、回転ドラム１０および帯電ローラー１２Ａ，１２Ｂを保持する軸受け部を含み、かつイレーサー１６を支持する。遮光体２５の個数はイレーサー１６の発光ダイオード６２の個数と同数である。遮光体２５は、各発光ダイオード６２の前方に一つずつ位置するように感光体１１に沿って等間隔に配列されている。図４では９個のうちの３個の遮光体２５が描かれている。
【００１８】
図５は図４におけるａ−ａ矢視に対応する遮光体２５を含まない部分の断面構造を示し、
図６は図４におけるｂ−ｂ矢視に対応する遮光体２５を含む部分の断面構造を示している。
図５および図６において、イレーサー１６はハウジング２０に固定される支持部材２８に取り付けられ、ハウジング２０とカバープレート２９とで挟まれる空間から感光体１１へ向けて除電用の光６５を射出する。図中の一点鎖線は光６５の有効ビーム範囲を示している。光６５の射出方向は感光体１１の回転中心に向かう方向に対して傾斜した方向であり、光６５は感光体１１の外周面に対して斜めに入射する。
【００１９】
図５において、光６５は途中で遮光されずに感光体１１に入射し、感光体１１上の領域Ｓ１を照射する。これに対して、図６においては、光６５の一部が遮光体２５によって遮光され、残りの一部が感光体１１上の領域Ｓ２を照射する。当然ながら、領域Ｓ２の面積は図５の領域Ｓ１の面積よりも小さい。つまり、遮光体２５によってイレーサー１６から感光体１１へ向かう光６５が低減される。遮光体２５は感光体１１に斜めに入射する光６５の有効ビーム範囲の外から内へ入り込む形で配置されている。言い換えれば、主走査方向における遮光体２５の配置された位置（図４参照）では、遮光体２５の配置されていない位置と比べて、感光体１１を照射する光６５の最短光路長が長くなるように遮光体２５が配置されている。
【００２０】
図７は感光体１１の表面におけるイレーサー１６による照射の光量測定結果の一例を示している。図中の実線の曲線は各発光ダイオード６２の前方に遮光体２５を配置した本発明の実施例における測定結果を示し、破線の曲線は遮光体２５を配置しないこと以外は実施例と同じ構成を有する比較例における測定結果を示している。実施例および比較例の双方において、主走査方向における隣接する発光ダイオード６２の中間位置と対向する感光体１１上の位置（偶数番号位置）では光量が少なく、各発光ダイオード６２と対向する位置（奇数番号位置）では光量が多いという周期的に光量の変化する光量分布がある。しかし、実施例に注目すると、偶数番号位置の光量は比較例での光量とほぼ等しいのに対して、奇数番号位置の光量は比較例での光量よりも顕著に少ない。つまり、遮光体２５の配置によって、各発光ダイオード６２と対向する位置での光量が低下していることがわかる。このように主走査方向の複数の部分で光量が低下することにより、主走査方向の全長にわたる光照射のリップル率は小さくなる。リップル率は次式に表される。
リップル率＝（最大値−最小値）÷（最大値＋最小値）
以上の実施形態によれば、ハウジング２０の形状を若干変更して突起を形成するだけで遮光体２５をイレーサー１６の前方に配置することができるので、コスト上昇を招く部品点数の増加によらずに、除電の光量を均等化して画像の濃度むらを低減することができる。遮光体２５の高さおよび主走査方向の長さを適宜選定して遮光量を最適化することができる。
【００２１】
図８は減光部材の変形例である減光フィルター３０が配置された画像形成装置１ｂの要部の斜視図であり、図９は減光フィルター３０を含む部分の断面構造を示す図である。なお、図８では回転ドラム１０および感光体１１の図示が省略されている。
【００２２】
画像形成装置１ｂは、上述の例の画像形成装置１における遮光体２５に代えて、透過率の一様な複数の減光フィルター３０を有している。減光フィルター３０の個数はイレーサー１６の発光ダイオード６２の個数と同数であり、各発光ダイオード６２の前方に一つずつ位置するように減光フィルター３０が感光体１１に沿って等間隔に配列されている。図８では９個のうちの４個の減光フィルター３０が描かれている。図９において、イレーサー１６から射出した光６５は減光フィルター３０を透過して感光体１１上の領域Ｓ１を照射する。ただし、減光フィルター３０を透過するときに光６５は減衰するので、主走査方向における減光フィルター３０の配置された位置の照射光量は、減光フィルター３０の配置されていない位置の照射光量よりも少ない。このように減光フィルター３０を設けることにより、上述の画像形成装置１と同様に除電の光量を均等化して画像の濃度むらを低減することができる。
【００２３】
図８のように複数個の減光フィルター３０を配置する代わりに、図１０に示される長い減光フィルター３５をイレーサー１６の前方に配置してもよい。図１０の減光フィルター３５は、透光率が比較的に低い減光部分３５Ａと透光率が比較的に高い非減光部分３５Ｂとが交互に並ぶ帯状の透光性部材である。減光部分３５Ａが各発光ダイオード６２の真正面に位置し、非減光部分３５Ｂが隣接する発光ダイオード６２の中間位置の前方に位置するように、減光フィルター３５は配置される。
【符号の説明】
【００２４】
１，１ｂ    画像形成装置
１１    感光体
１６    イレーサー
６２    発光ダイオード（光源）
６５    光
２５    遮光体（減光部材）
３０，３５    減光フィルター（減光部材）
３５Ａ    減光部分
３５Ｂ    非減光部分
Ｐ    配列ピッチ
Ｄ    距離
２０    ハウジング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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