JPS6146832B2

JPS6146832B2 -

Info

Publication number: JPS6146832B2
Application number: JP52097116A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Hirayama; Hitoshi Fujino
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1977-08-13
Filing date: 1977-08-13
Publication date: 1986-10-16
Also published as: JPS5431740A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は電子写真式の画像記録装置に関する。

従来、電子写真技術において、感光部材を一様
に帯電又は除電するために、一般にはコロナ放電
が用いられ、さらにコロナ放電電極としては、
0.05〜0.20mm径のタングステン線のごとき細い導
電ワイヤーを用いる。

また、上記帯電器の構成は、少なくとも１本の
コロナ放電用のワイヤー電極と、該ワイヤー電極
を囲むシールド部材と、必要に応じて、該ワイヤ
ー電極と前記感光部材との間に設けられる少くと
も１本以上の導電ワイヤーからなるグリツドを基
本とする。さらにシールド部材はコロナ放電を前
記感光部材に与えるための開口を有し、さらに特
殊な帯電装置にあつては、前記感光部材上に光像
を導くための開口を有する。

一般にコロナ放電の場所的な不均一およびコロ
ナ放電電流の低下は下記の原因に起因し、電子写
真装置において良好な画像出力が得られない結果
となる。

１乾式現像剤の場合はトナー等の粉塵により、
また湿式現像剤の場合はキヤリア液蒸気等によ
りワイヤー電極の汚れ。

２周囲温度が低い。

３周囲相対湿度が高い。

また、前記感光部材に光像を露光するための光
学装置内の結像光学素子、反射光学素子、光源等
が、前記トナー等の粉塵、キヤリア液蒸気等に汚
染されると、感光部材に露光されるべき光量の不
足、場所的な不均一を生じ、帯電装置の場合と同
様に良好な画像出力が得られない。

従来の装置においては、常に良画像を得るため
に、頻繁に前記ワイヤー電極や、前記光学素子類
を清掃しなければならなかつた。すなわち、装置
の使用者や保守員が定期的にこれらの作業を行う
必要があつた。また、前記ワイヤー電極又はグリ
ツドに付着したトナー等の汚染物質を機械的に清
掃する装置も種々提案されている。かかる従来の
方法においては、特にコンピユーターアウトプツ
トプリンタやデユプリケータのごとき高速でかつ
長時間運転される装置では、清掃の間隔が非常に
短かくなり、また、清掃の繰返し又は不注意によ
りワイヤー電極の摩耗、破損、光学素子のキズ等
の発生など実用上はなはだ問題であつた。

本発明の目的は、これらの汚染原因を除去し、
装置を良好な状態で使用するためのワイヤーの清
掃や光学系の保守作業の間隔をいちじるしく長く
せしめかつ清掃作業に付随するトラブルを減少せ
しめるものである。

以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。

第１図は本発明の実施例を含むコンピユータア
ウトプツトプリンタの基本的な構成を模式的に示
したものである。レーザ発振器１―１より出射さ
れたレーザビームは、レンズ１―２、公知の音響
光学効果を利用したＡ／Ｏ変調素子１―３、レン
ズ１―４で構成せられ光変調系に入射する。ここ
でレンズ１―２はＡ／Ｏ変調素子内に発生せしめ
たブラツグ反射面にしレーザビームを集速しつつ
投影する働き、レンズ１―４は前記ブラツク反射
面より回折し発散しつつあるレーザビームを平行
光束に変換する働きをなすものである。

公知の電気光学効果を利用するＥ／Ｏ変調素子
を用いる場合にはレンズ１―２、レンズ１―４は
不用であり、又レーザ発振器が電流変調可能なガ
スレーザ等の場合には上記光変調系を省略し得る
ことは云う迄もない。

レンズ１―４より出射したレーザビームは平行
光束となりビームエキスパンダー１―７に入射し
平行光束のままビーム径が拡大される。

さらに、ビーム径が拡大されたレーザビームは
鏡面を１個ないし複数個有する回転鏡１―８に入
射される。回転鏡１―８は高精度の軸受（例え
ば、空気軸受）に支えられた軸に取り付けられ、
定速回転駆動源（例えばヒステリシスシンクロナ
スモータ、DCサーボモータ）１―９により駆動
される。回転鏡１―８により、水平に掃引された
レーザビームは感光体上でビームを等速移動させ
る機能を持つｆ―θ特性を有する結像レンズ１―
１３により、電子写真感光ドラム１―１４上にス
ポツトとして結像される。

上記のごとく、偏向、変調されたレーザビーム
（第２図示２―２）は、感光ドラム１―１４に照
射され、電子写真処理プロセスにより顕像化され
た後、普通紙に転写、定着されハードコピーとし
て出力される。本実施例に適用される電子写真プ
ロセスの１例として特公昭42―23910号公報に記
載のごとく、導電性支持体、光導電性層および絶
縁層を基本構成体とする感光ドラム１―１４の絶
縁層表面を、第１のコロナ帯電器１―１６により
あらかじめ正または負に一様に帯電し、光導電性
層と絶縁層の界面もしくは、光導電性層内部に前
記帯電極性と逆極性の電荷を捕獲せしめ、次に前
記絶縁層表面に前記レーザービームを照射すると
同時に、交流コロナ放電器１―１７による交流コ
ロナ放電を当て、前記レーザービームの明暗のパ
ターンに従つて生ずる表面電位の差によるパター
ンを前記絶縁層表面上に形成し、前記絶縁層表面
全面を全面露光ランプ１―１８により一様に露光
し、コントラストの高い静電潜像を前記絶縁層表
面上に形成し、前記静電潜像を荷電着色粒子を主
体とする現像剤にて現像装置１―１９により現像
して可視化した後、フアンホールド紙（以下用紙
と記述する）１―３０に前記可視像を転写帯電器
１―２２により転写し、次に、定着手段によつて
転写像を定着して電子写真プリント像を得、一方
転写が行われた後、前記絶縁層表面をクリーニン
グ装置１―２３によりクリーニングして残存する
荷電粒子を除去し、前記感光ドラム１―１４を繰
り返し使用するものである。さらに他の実施例と
して、特公昭42―19748号公報に記載のごとき電
子写真の静電線形成プロセスが適用される。

なお１―１５は前除電用帯電器、１―１６′は
前露光ランプで、前除電帯電器１―１５は感光ド
ラム１―１４の表面電位を一定かつ一様にし、前
露光ランプ１―１６′は感光層の特性を一定かつ
一様にするもので、これらは協動してクリーニン
グ装置１―２３を経た感光ドラム１―１４に残留
する種々の前歴、例えば、残留電位を消去する動
きをなし常に安定な画像を得るに役立つものであ
る。

本出願人は本実施例に適用される電子写真プロ
セスにおいて常に安定且良好な画像を得る手段と
して（特願昭51―111562）静電潜像安定化方法を
提案している。１―２１はかかる手段を実現する
ための静電電位計であり、感光ドラム１―１４に
明部即ちレーザビームで走査し露光した部分と暗
部を設け各々の静電電位を測定するものである。
１―２０はキヤリア除去装置で現像器１―１９内
の現像剤に混在するキヤリヤが感光ドラム１―１
４に付着し用紙への付着或いはクリーニング装置
１―２３に混入するのを防じものある。

第２図は第１図での光学系の配置を立体的に示
すもので、第１図の説明において同一の機能を有
する部分は同一番号が付されている。（以下同様
とする）第２図において２―１は、小さな入射ス
リツトと、応答時間の速い光電変換素子（例えば
PINダイオード）から成るビーム検出器で、掃引
されるレーザビーム２―２の走査開始位置を検出
し、この検出信号をもつて、感光ドラム１―１４
上に所望の光情報を与えるための変調制御信号の
スタートのタイミングを決定する。なお第２図に
おいてのレーザービーム２―２の走査方向を矢印
２―３で示している。

次に用紙の搬送について記述するならば、１―
３０はコンピユータ等の出力に通常用いられるが
如き未印刷の用紙で、幅方向の両端部に送り孔を
有するが如きものである。１―３２は用紙の円滑
な搬送を助けるために設けられた保持棒であり、
１―３３は発光ダイオードの如き光源、１―３４
はホトダイオードの如き受光体であり、１―３
３、１―３４は協動して用紙の終端検出器を構成
するものである。１―３５は前記送り孔に係合す
るピンが配列された公知のトラクターで、不図示
のトラクター軸の回転に依りピンが回動し、用紙
を搬送するもので、１―３７は用紙搬送のための
ガイドローラである。１―３８は後述の如く、用
紙が転写ローラ１―３９、１―４０の作動に依
り、感光ドラム１―１４に圧接せられ、更に転写
帯電器１―２２の作動に依り、用紙が感光ドラム
１―１４に密着せしめられている状態から、転写
が終了し転写帯電器１―２２の作動停止と転写ロ
ーラ１―３９、１―４０の感光ドラム１―１４か
らの離間にも拘らず用紙が感光ドラム１―１４に
張り着いているのを離すための分離爪である。

１―３９、１―４０は同時に同方向に作動し用
紙を感光ドラム１―１４に圧接せしめるための転
写ローラである。

１―４１は用紙搬送時に用紙に加わるテンシヨ
ンが規定値より大きく変化した場合そのテンシヨ
ンを吸収する働きをも兼ねているガイドローラで
あり、１―４２は中空円筒状で円筒の中心部にヒ
ータ等の熱源を有する予備加熱ローラであり、用
紙に転写させられたトナーを定着するための定着
ローラ１―４３であり、バツクアツプローラ１―
４４と共に定着装置を構成するものである。

１―４３は中空円筒状で円筒の中心部にはヒー
タ等の熱源を有する定着ローラ、１―４４はトナ
ーが転写せられた用紙を定着ローラ１―４３との
間に圧接し、定着ローラ１―４３からの熱をトナ
ー及び用紙に伝わり易くすると共に、トナーに高
圧力を与えて定着を行うバツクアツプローラであ
る。１―４５、１―４６は定着の完了した用紙を
排出するための排出ローラ、１―４７は印刷の完
了した用紙である。

さらに第３図により、前述の画像記録装置に適
用した本発明の実施例をさらに詳細に説明する。

第３図は、第１図に示した画像記録装置の基本
構成のうち、本発明に特に関る部分を詳しく示
し、他の部分は適宜省略したものである。

第３図において、線９―１で示した部分は前記
画像記録装置の筐体を示す。該筐体９―１内へは
粗粒子フイルター９―２を介して、フアン９―３
により外部空気が吸引導入される。吸引された粗
粒子を除かれた外気の一部は、フアン９―５によ
り微粒子フイルター９―６を介して、前記光学装
置（レーザー発生器１―１、変調光学系１―２、
１―３、１―４、ビームエキスパンダー１―７、
回転多面鏡１―８、モータ１―９、結像レンズ１
―１３、ビームデイテクタ２―１等を含む）及び
前記帯電装置（前除電用電器１―１５、前露光ラ
ンプ１―１６′、コロナ帯電器１―１６、コロナ
放電器１―１７等を含む）を前記筐体９―１内の
他の部分と区画するハウジング９―４内に吹き込
まれる。このハウジング９―４は密閉構造とし、
開口部は空気を取り入れるフアン９―５の開口部
９―５′、及び空気が排出される帯電器１―１
５、１―１６、１―１７と感光ドラム１―１４と
の間の開口部のみである。前記粗粒子フイルター
９―２、微粒子フイルター９―６を通過した清浄
空気は、先づ前記光学装置内を通過し、しかる後
前記帯電装置を通過し、そして帯電器類の感光ド
ラム１―１４側の開口からハウジング９―４外に
排出される。また、筐体９―１内に吸引された外
気の一部は冷却フアン９―１０によりクリーニン
グ装置１―２３に吹きつけて、クリーニング装置
１―２３を冷却し、前記ハウジング９―４から排
出された空気と共に、フアン９―９により、粗粒
子フイルター９―８、オゾンフイルター９―７を
介して、筐体９―１外に排出される。

又、一方現像器１―１９より飛散したトナーは
吸引ダクト１―４８に導かれ不図示の導管を通
り、フアン９―９より吸込まれフイルタ９―８で
過もされ活性炭９―７を介して清浄空気を筐体
の外部に放出する。

ここで、フアン９―３により筐体内に吸込まれ
る外気量V₁とフアン９―９により筐体の外部に
放出される放出空気量V₂との関係はV₁＜V₂とな
つている。

つまり筐体内部の気圧は筐体外部の気圧よりも
低く設定されており筐体内部の汚染した空気は筐
体外部にもれることのないようにしている。他方
この様に構成するならば、前記ハウジング９―４
内の空気圧は、フアン９―５の作用により、ハウ
ジング９―４外の空気圧に対してもより高く保つ
ことができる。従つて、ハウジング９―４内は高
圧の清浄空気で満され、現像装置１―１９、クリ
ーニング装置１―２３等の汚染粉塵発生源から汚
染粒子のハウジング９―４内への浸入が防止され
る。

前記光学装置の中には、レーザー発振器１―
１、Ａ／Ｏ変調素子１―３、回転多面鏡を駆動す
るモータ１―９のごとく発熱する要素がある。従
つて、前記ハウジング９―４内を流れる空気流
は、これらの発熱要素を冷却し、前記空気流は結
果として温められ、必然的に前記空気の相対湿度
は低下する。この事は、前記コロナ放電々流を低
下させる原因のうち、２周囲湿度が低い、３周囲
相対湿度が高い、という２つの原因を解消するも
のである。

本実施例において、粗粒子フイルター９―２
に、５μ径以上の粒子を99％以上過するポリプ
ロピレン系乾式フイルター（フイレドンフイルタ
ー日本バイリーン製）、吸引フアン９―３に定
格、風量2000I／min風圧10mmH₂Oのプロペラフア
ン、フアン９―５に定格風量2500I／min風圧20
mmH₂Oのシロツコフアン、微粒子フイルター９―
６として、0.3μ径以上の粒子を99.97％ろ過する
グラスアスベスト系ガラスフイルター（HEPAフ
イルターフランダース社製）を使用した結果、前
記ハウジング９―４の空気の流量は約1000I／
min、ハウジング９―４内の周囲の圧力差は、帯
電器１―１７附近で約７〜10mmHgであつた。こ
の条件のもとに、前記画像記録装置を動作させ、
動作時間に対する感光ドラム１―１４上の表面電
位の変化を測定した結果を第４図に示す。

第４図において、１０―１、１０―２は感光ド
ラム上の暗部電位の変化、１０―３、１０―４、
は明部電位の変化を示し、１０―１、１０―３は
本発明を実施したもの、１０―２、１０―４は従
来のものである。ここで暗部電位とは、第３図に
おいて、現像装置１―１９の位置で測定した感光
ドラム１―１４の表面電位で、レーザビーム２―
２に露光されない部分に対応するものを言う。明
部電位とは、同様にレーザービーム２―２に露光
された部分に対応するものを言う。

第４図に示すごとく、本発明を実施することに
より、30時間の運転時間を経過しても、明部電
位、暗部電位にはほとんど変化を生じない。これ
に反し、従来の方法では１０―２のごとく暗部電
位の変化が特に著るしい。さらに電位が低下して
いる状態では帯電器のワイヤー電極の長さ方向に
おける帯電ムラも同時に発生しており、この状態
での出力画像は実用に耐え難いものとなる。

第４図において、〓１は30時間の運転時間の後
に、帯電ワイヤー電極をペーパーウエス等により
空ぶきし、さらにイソプロブルアルコールを主成
分とする溶剤でクリーニングした後の電位を示
す。〓２はさらに光学系の各部の汚れを清掃した
後の電位を示すもので本発明の効果を明瞭に示し
ている。

以上説明した様に、本発明に依れば、従来画像
記録装置に於いて良好な画像出力を維持するため
の最短保守間隔を決めていた帯電装置および光学
装置の汚染を防止できるので、特に高速で長時間
連続運転される記録装置（例えばコンピユータア
ウトプツトプリンタ、高速デユプリケータ）にお
いて保守間隔を延ばすこと、信頼性を上げること
において顕著な効果を示すものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用する画像記録装置の基本
的な構成を示す説明図、第２図は第１図に示した
光学系の配置を示す要部斜視図、第３図は本発明
に係る汚染防止装置を適用した画像記録装置の側
断面図、第４図は本発明による効果を、明部及び
暗部における表面電位の変化で示す表面電位特性
図である。ここで、１―１はレーザ発振器、１―２、１―
４はレンズ、１―３は変調素子、１―７はビーム
エキスパンダ、１―８は回転多面鏡、１―９はモ
ータ、１―１３は結像レンズ、１―１４は感光ド
ラム、１―１５は前除電用帯電器、１―１６はコ
ロナ帯電器、１―１６′は露光ランプ、１７はコ
ロナ放電器、９―１は筐体、９―２、９―８は粗
粒子フイルタ、９―３、９―５、９―９、９―１
０はフアン、９―４はハウジングである。

Claims

【特許請求の範囲】１回転運動する電子写真感光部材と、この感光
部材にコロナ放電を与える帯電装置と、前記感光
部材を露光する光学装置であつて、その構成要素
に発熱するものを有する光学装置と、上記露光に
よつて感光部材に形成された静電潜像を現像する
現像装置と、現像された像を転写材に転写する転
写装置と、転写後の感光部材をクリーニングする
クリーニング装置と、を有する画像形成装置にお
いて、前記帯電装置と光学装置とが配置され、この両
装置をそれ以外の前記諸装置及び感光部材と区画
するハウジングであつて、感光体に対向し、前記
帯電装置が配置された空気排出開口部を有するハ
ウジングと、このハウジング内にハウジング外か
らフイルターを介して空気を流入させる手段と、
を備え、この空気を前記発熱構成要素を含む光学
系を通して加温し、次に帯電装置を通して上記空
気排出開口部から排出することを特徴とする画像
記録装置。