JP2017009751A - 除電用発光素子の支持構造、除電装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型で、配置スペースを抑制した構成で隙間寸法を一定に維持する。【解決手段】除電用発光部の支持構造は、ホルダ１２を含む。ホルダ１２は、本体フレーム１１に設けられ、発光部６１の基盤６１１を導光棒６２の挿入方向とは逆方向に付勢した状態で支持する押圧部材１２５を有する。導光棒６２の挿入方向の先端側に、先端よりも所定寸法だけ突出するように導光棒６２の側部に当て部材６３が固定されている。ホルダ１２に支持された基盤６１１の表面に当て部材６３が当接することで、導光棒６２の入光面６２ａと発光素子６１２の発光面６１２ａとの隙間寸法ｄoが一定となる。これによって、導光棒６２に入光する光量が一定に維持される。【選択図】図５

Description

本発明は、例えば感光体の除電を行うための発光素子の支持構造、除電装置及び画像形成装置に関する。

一方向に配列された発光ダイオードの光を導光板を介して平面状の表示面から発光させるようにした発光表示板が提案されている（特許文献１）。より詳細には、この発光表示板は、凹部（溝部）が形成されており、発光ダイオードを支持する長尺の基板を、この凹部に内装すると共に、この凹部の両側上端を導光板の端面である入光面に押し付けるように帯状バネで基板支持体を入光面方向に付勢した構造を有している。これによって、導光板が発熱によって伸縮しても、発光面と入光面との隙間を一定に維持して表示面が一定の明るさを保持できるようにしている。

特開２００９−３００８９７号公報

特許文献１に記載の発光表示板は、発光ダイオードを支持する長尺の基板を基盤支持体の凹部の底部に内装し、その上でこの基板支持体の上端を導光板に押し付ける構造であるため、厚みを要する基盤支持体を必要とし、全体の機構が大型、複雑となり、さらに配置スペースを要することとなる。

本発明は、上記に鑑みてなされたもので、小型で、配置スペースを抑制した構成で隙間寸法を一定に維持し得る除電用発光素子の支持構造、除電装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明に係る除電用発光部の支持構造は、端面に入光面を有する除電用の導光棒を備えた、感光体ドラムを含むプロセスユニットを支持する本体フレームに形成され、表面の一部に除電用の発光素子を備えた基盤を有する除電用発光部を前記導光棒の入光面と前記発光素子の表面とを対面させた状態で支持する構造において、前記本体フレームに設けられ、前記基盤を前記導光棒の入光面と対面する対面方向に付勢した状態で支持するホルダを備え、前記入光面よりも所定寸法だけ突出するようにして前記プロセスユニットの前記導光棒の前記入光面側に取付けられた当て部材と前記ホルダに支持された前記基盤の表面とが、前記プロセスユニットの支持時に前記付勢力に抗して当接することを特徴とするものである。

本発明によれば、基盤の表面の一部に備えられた発光素子の発光面と、導光棒の端面の入光面とが対面して配置される。発光面と入光面との隙間寸法の大小に応じて導光棒に入光する光量が変化する。発光素子の発光面から出射された発光光が入光面を介して導光棒に入光された後、感光体ドラム等の長手方向に亘って照射され、残留電荷を消去する。除電用発光部の基盤は、ホルダによって導光棒の入光面と対面する方向に付勢された状態で支持されており、この状態で、内装される導光棒側の当て部材が基盤に当接、すなわち付勢方向に押し込んだ位置で、導光棒が位置決めされる。なお、ホルダ及び当て部材の配置位置は、挿入方向奥側の他、プロセスユニットを内装した状態で、挿入方向の手前側となる本体フレームを開放位置から支持位置に移動させてプロセスユニットを内装支持する態様の場合、手前側の本体フレーム側にホルダを設け、かつこのホルダと対面するように当て部材を設けた態様としてもよい。このように、導光棒に固定された当て部材と発光素子を備える基盤とを相対的に当接させた状態とすることで、発光素子の発光面と導光棒の入光面との隙間寸法を決定するので、ホルダその他の部品誤差、またプロセスユニット挿入バラツキ等を考慮することなく、前記隙間寸法を一定の高精度に維持される。前記隙間寸法が一定に維持されることで、入光面から入光される光量が一定に維持される。

また、前記ホルダは、前記プロセスユニットの挿入方向の奥側の本体フレームに形成され、前記導光棒の入光面は前記プロセスユニットの挿入方向奥側の端面であることを特徴とする。この構成によれば、挿入されるプロセスユニットの導光棒側の当て部材が基盤に当接し、付勢力に抗して押し込んだ位置で、導光棒が位置決めされる。このように、導光棒に固定された当て部材を発光素子を備える基盤に前記付勢力に抗して当接させた状態とすることで、発光素子の発光面と導光棒の入光面との隙間寸法が一定に設定される。

また、前記当て部材は、前記導光棒の入光面となる端面側に取付けられていることを特徴とする。この構成によれば、導光棒の端面（入光面）と当て部材の先端との寸法精度を確保することが可能となる。

また、除電装置を、前記の除電用発光部の支持構造と、前記除電用発光部と、前記導光棒と、前記導光棒の入光面側に、前記入光面よりも所定寸法だけ突出するように前記導光棒の側部に取付けられた当て部材とを構成することで、感光体等の表面に一定の除電用光量を照射することが可能となる。また、かかる除電装置を備えた画像形成装置によって画質品質が維持される。

本発明によれば、小型で、配置スペースを抑制した構成で隙間寸法を一定に維持することができる。

本発明に係る画像形成装置の全体構造を示す構成図である。 プロセスユニットを本体フレームに装填した状態の概略平面図である。 第１実施形態に係る除電装置における本体フレームのホルダの構造を説明する裏側から見た斜視図である。 第１実施形態に係る本体フレームのホルダの構造を説明する表側から見た斜視図である。 第１実施形態に係るホルダによる発光部の支持を説明する図で、（ａ）はホルダの平面図、（ｂ）はホルダに発光部が支持される前の開放状態にある側面断面図、（ｃ）はホルダに発光部が支持された状態の側面断面図、（ｄ）は導光棒が装填された状態の側面断面図である。 第２実施形態に係る除電装置におけるプロセスユニットの当て部材の構成を説明する側面断面図である。 第３実施形態に係る除電装置の構成を説明する図で、（ａ）は手前側の本体フレームを閉じた状態の概略側面図、（ｂ）は手前側の本体フレームを開いた状態の概略側面図である。

図１に示すように、画像形成装置１００は、画像形成部１０、中間転写部２０、二次転写部３１、定着部３２、給紙部３３、用紙搬送路３４及び読取部４０を備えると共に、装置本体の上部に自動原稿搬送装置５０が搭載されている。画像形成装置１００は、読取部４０を介して読み取ったカラー又はモノクロ画像データあるいは図外の外部装置から入力されたカラー又はモノクロ画像データを用紙にカラー又は単色で画像形成処理を行う。

画像形成部１０は、光ビーム走査ユニット１及びそれぞれ同様な構造を有する各色の画像形成部１０Ａ〜１０Ｄ（プロセスユニット）を備えている。光ビーム走査ユニット１は、半導体レーザを備え、読取部４０で読み取られた、カラー原稿に対応するＲ、Ｇ、Ｂ色の各画素の画像データをブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の濃度データに変換し、変換後の各濃度データに対応したデューティ比で変調されたレーザ光で画像形成部１０Ａ〜１０Ｄの感光体ドラム２Ａ〜２Ｄの表面を軸方向（主走査方向）に沿って露光走査して、それぞれの静電潜像を形成する。代表して説明する画像形成部１０Ａは、像担持体としての感光体ドラム２Ａを備え、その周囲に回転方向（副走査方向）に沿って帯電器３Ａ、現像器４Ａ及びクリーナ部５Ａを備えている。

中間転写部２０は、中間転写ベルト２１、駆動ローラ２２、従動ローラ２３、一次転写ローラ２４Ａ〜２４Ｄを備えて、感光体ドラム２Ａ〜２Ｄの周面に形成されたトナー像（現像剤像）を、像担持体としての中間転写ベルト２１の表面に一次転写する。二次転写部３１は、中間転写ベルト２１の表面のトナー像を記録用紙へ二次転写する。定着部３２は、記録用紙に転写されたトナー像を加熱して定着し、排紙トレイに排出する。給紙部３３は、給紙カセットや手差しトレイを備えており、選択された記録用紙を、対応する給紙カセットから用紙搬送路３４に給紙する。

なお、図１では示されていないが、感光体ドラム２の周囲には、クリーナ５の下流側位置に除電部６が配設される。除電部６は、クリーナ５で残留トナーが回収された感光体ドラム２の表面の長手方向全域に亘って光を照射して、表面の残留電荷を消去する。

除電部６は、図２の実施形態に示すように、発光部６１と、発光部６１からの発光光を感光体ドラム２の長手方向全域に均一に導く導光部材としての、長尺の導光棒６２とを備えている。導光棒６２は、長尺形状を有し、一方端（図２の右方）に入光端面（図５（ｄ）参照）を有する。導光棒６２は、感光体ドラム２を支持するプロセスユニット２００側に一体的に支持されている。

一方、発光部６１は、図３、図４に示すように、例えば樹脂製の本体フレーム１１に装着脱可能に支持される。図３、図４に示す本体フレーム１１は、公知のように画像形成装置１００の筐体内に装備されるフレーム部の一部を構成するもので、例えば画像形成部１０の感光体ドラム２を主体としたプロセスユニット２００を軸方向の両端側（手前側と奥側）で支持する場合の、奥側に位置するフレームの一例である。本体フレーム１１は、各色のプロセスユニット２００に対応する支持部を備えており、図３では、隣接する２個の支持部が見えている。

本体フレーム１１には、プロセスユニット２００の奥側を内嵌する支持孔１１１が形成されている。支持孔１１１の隣接位置には、ホルダ１２が形成されている。ホルダ１２は、樹脂製である本体フレーム１１の一部として形成され、除電部６の発光部６１を支持するものである。

まず、発光部６１の構成について説明する。発光部６１は、所定長、例えば長方形状を有し、表面に給電用の配線パターン等が形成された板状の基盤６１１と、基盤６１１の表面の適所に取付けられた発光素子、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）６１２と、必須ではないが、裏面の適所に設けられた所定形状、例えば箱状の回路部６１３とを有する。ＬＥＤ６１２は、図４に示すように頂部に発光面６１２ａを有している。

ホルダ１２は、図中矢印で示す方向から発光部６１が差し込まれる構造、及び差し込まれた発光部６１を支持する構造を有する。ホルダ１２は、支持孔１１１の開口面と平行な底板部１２０を備え、底板部１２０の周囲に立設された壁部を備える。底板部１２０は、基盤６１１に対応する形状を有する。また、壁部として側面部１２１及び後面部１２２を備え、かつ底板部１２０の中央部分には、長尺の開口１２３が穿設されている。なお、開口１２３は、図５（ａ）で後述するような周縁形状を有する。

また、対向する側面部１２１の所定高さ位置には両側壁に亘る押圧部材１２５が形成されている。押圧部材１２５は、両側の側面部１２１に支持される基部１２６と基部１２６の左右方向に延設された所定長の押圧片部１２７，１２８を有する。押圧片部１２７，１２８は、基部１２６側から先端に向けて所定の角度で開口１２３側に傾斜して形成されている。なお、図３において、互いに隣接するホルダ１２の内、右側のホルダ１２には発光部６１が未装着であり、一方、左側のホルダ１２には発光部６１が装着されている。また、図４は、発光部６１が装着されている状態を示している。

次に、図５を用いて、ホルダ１２による発光部６１の支持、及び発光部６１と導光棒６２との隙間寸法について説明する。図５（ａ）において、開口１２３の大きさは、基盤６１１の大きさに対応して形成されている。例えば、開口１２３は、基盤６１１の大きさに比して狭めに形成され、かつ開口１２３の四辺の複数箇所に当接縁部１２４を適宜残して、残部を基盤６１１のサイズに対応して穿設している。

また、図５（ｂ）に示すように、押圧片部１２７，１２８は、開放状態で、先端が、開口１２３に入り込む位置まで、あるいはその近傍に位置するように傾斜して延設されている。図５（ｃ）は、図の右方から発光部６１が差し込まれた状態を示している。差し込み操作は、押圧片部１２７，１２８の先端側をより開いた状態にして行われる。そして、基盤６１１の先端が後面部１２２に当接して、差し込み方向の位置決めがなされる。また、押圧片部１２７，１２８は、基盤６１１の厚さ分だけ強制的に開いた状態に弾性変形され、その結果、図５（ｃ）中、矢印で示す方向への付勢力が作用する。すなわち、発光部６１は、底板部１２０に圧接した状態で支持された状態となる。なお、押圧片部１２７，１２８は、その弾性変形によって、基盤６１１を図５（ｄ）に示すように、Ｘ方向に対して範囲Ｌｄの変動幅を有しているものとする。

続いて、プロセスユニット２００が本体フレーム１１に向けて挿入されると、同時に導光棒６２も、図５（ｄ）の矢印Ｘで示す方向から挿入される。プロセスユニット２００は、本体フレーム１１の支持孔１１１に内嵌された後、所定の挿入位置に位置決め設定される。図５（ｄ）に示すように、導光棒６２は、ＬＥＤ６１２と対面する側の先端近傍に、当て部材６３を取付けている。当て部材６３は、導光棒６２の先端側で固定具６４を介して取付けられ、その先端６３１が導光棒６２の入光面６２ａから予め設定された寸法Ｈだけ突出した形状を有する。寸法Ｈは、少なくともＬＥＤ６１２の高さ寸法ｈ以上であればよい。

そして、プロセスユニット２００の本体フレーム１１への挿入に連動して導光棒６２が挿入されて所定の挿入位置で位置決めされるとき、先端６３１は、開口１２３から進入して基盤６１１を押し込むように作用する。従って、基盤６１１は先端６３１に押されて、押圧片部１２７，１２８の付勢力に抗して押し込まれる。このときの押し込み量の多少に関わらず、基盤６１１の表面と入光面６２ａとの隙間は寸法Ｈに相当し、一定であり、すなわちＬＥＤ６１２の頂部の発光面６１２ａと入光面６２ａとの隙間寸法ｄo（＝Ｈ−ｈ）は一定に維持されることとなる。隙間寸法ｄoは、導光棒６２の発光面側から感光体ドラム２に照射される除電用光量に基づいて設定されるが、一例として１ｍｍ程度である。

このように、当て部材６３を入光面６２ａに近い位置で導光棒６２に取付けることで、入光面６２ａの位置に対する先端６３１の寸法精度が確保され、また、先端６３１を直接、基盤６１１に当接する構成としたので、ホルダ１２の他、周辺部品の寸法精度、またプロセスユニット２００挿入時のバラツキ等を考慮することなく、発光面６１２ａと導光棒６２の入光面６２ａとの隙間を高精度に維持できる。また、従来のように、発光素子６１２が覆われる構造ではないため熱が籠もることがなく、更に、凹部に内装するような構造ではないため、指向角の広いＬＥＤも好適に適用可能である。

＜第２実施形態＞
図６に示す第２実施形態では、当て部材６３ａが導光棒６２を支持する支持部材６５に固定具６６を介して取付けられている。当て部材６３ａを、導光棒６２ではなく、支持部材６５に取付けることで、取り付けの自由度が増し、また、入光面６２ａに近い位置で支持部材６５に取付けることで、入光面６２ａの位置に対する先端６３１ａの寸法精度が確保される。

＜第３実施形態＞
図７に示す第３実施形態は、ＬＥＤと導光棒との隙間をプロセスユニットの手前側（差し込み側）に配置したものである。画像形成装置１００は、手前側と奥側とに筐体を有し、その内部に前記本体フレーム１１が配置されている。本体フレーム１１は、奥側の本体フレーム１１Ａと手前側の本体フレーム１１Ｂとで構成されており、その間に、プロセスユニット６Ａを含む必要な構成要素が内装される。手前側の本体フレーム１１Ｂは、一般的であるため詳細は示していないが、一部がプロセスユニット６Ａを支持する状態にあり、他の一部が、支持位置（図７（ａ）参照）と開放位置（図７（ｂ）参照）との間を回動軸（図略）によって回動可能にされている。

プロセスユニット６Ａは、図７（ｂ）の矢印で示す方向（図７の左方）から挿入されて、奥側の本体フレーム１１Ａ（と本体フレーム１１Ｂの一部と）で支持された状態で、図７（ａ）に示すように、手前側の本体フレーム１１Ｂの他の一部を、開放位置から支持位置に回動させて、例えば嵌め込み型のロック部材１１０ｂを介してプロセスユニット６Ａの手前側と係合させることで、本体フレーム１１Ａ，１１Ｂ間にプロセスユニット６Ａが内装される。

プロセスユニット６Ａの導光棒６２の手前側（図７の左側）の端部側には、当て部材６３ｂが、図５（ｄ）と同様にして導光棒６２に直接取付けられ、あるいは図６と同様に支持部材６５を介して突設されている。

一方、本体フレーム１１Ｂの適所であって、本体フレーム１１Ｂが支持位置にセットされた状態で導光棒６２と対面する位置に、ホルダ１２が形成され、このホルダ１２に発光部６１が装着されている。そして、本体フレーム１１Ｂが支持位置にセットされると、発光部６１の基盤６１１が当て部材６３ｂに当接することで、基盤６１１が付勢力に抗して押し戻されて図５（ｄ）及び図６と同様、隙間寸法ｄoが一定に維持されることとなる。このように、発光部６１ｂ及び当て部材６３ｂの配置位置は、奥側に代えて手前側でもよく、従って、両者の当接は相対的でよい。

なお、第１実施形態では、基板６１１を開口１２３側に付勢する手段として、２個の押圧片部１２７，１２８を採用したが、押圧部材は１個でもよく、あるいは３個以上でもよい。

また、第１実施形態では、開口１２３を基盤６１１の形状に対応させて底板部１２０の中央部全域に穿設したが、開口１２３を基盤６１１の形状に対応させず、ＬＥＤ６１２の取付位置及び当て部材６３の進入位置に対応する箇所だけ穿設する態様としてもよい。例えば、ＬＥＤ６１２用と当て部材６３用の２個の開口を穿設したものでもよい。

また、第１実施形態では、押圧片部１２７，１２８の付勢力を樹脂製の弾性を利用して得ているが、かかる板状ばねの他、コイルバネなど異なる種類のバネ、さらに材質として金属板を利用して弾性を作用させる付勢部材を採用してもよい。

また、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１００ 画像形成装置
２００ プロセスユニット
１１，１１Ａ，１１Ｂ 本体フレーム
１２ ホルダ
１２５ 押圧部材
１２７，１２８ 押圧片部
２ 感光体ドラム
６，６Ａ 除電部
６１ 発光部
６１１ 基盤
６１２ ＬＥＤ（発光素子）
６１２ａ 発光面
６２ 導光棒
６２ａ 入光面
６３，６３ａ、６３ｂ 当て部材
６４ 固定具
６５ 支持部材

Claims (5)

1. 端面に入光面を有する除電用の導光棒を備えた、感光体ドラムを含むプロセスユニットを支持する本体フレームに形成され、表面の一部に除電用の発光素子を備えた基盤を有する除電用発光部を前記導光棒の入光面と前記発光素子の表面とを対面させた状態で支持する構造において、
   前記本体フレームに設けられ、前記基盤を前記導光棒の入光面と対面する対面方向に付勢した状態で支持するホルダを備え、
   前記入光面よりも所定寸法だけ突出するようにして前記プロセスユニットの前記導光棒の入光面側に取付けられた当て部材と前記ホルダに支持された前記基盤の表面とが、前記プロセスユニットの支持時に前記付勢力に抗して当接することを特徴とする除電用発光部の支持構造。
2. 前記ホルダは、前記プロセスユニットの挿入方向の奥側の本体フレームに形成され、前記導光棒の入光面は前記プロセスユニットの挿入方向奥側の端面であることを特徴とする請求項１に記載の除電用発光部の支持構造。
3. 前記当て部材は、前記導光棒の入光面となる端面側に取付けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の除電用発光部の支持構造。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の除電用発光部の支持構造と、前記除電用発光部と、前記導光棒と、前記導光棒の入光面側に、前記入光面よりも所定寸法だけ突出するように前記導光棒の側部に取付けられた当て部材とを備えた除電装置。
5. 請求項４に記載の除電装置を備えた画像形成装置。