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技術 除電用発光素子の支持構造、除電装置及び画像形成装置

出願人 シャープ株式会社
発明者 芳本祐典
出願日 2015年6月19日 (4年2ヶ月経過) 出願番号 2015-123995
公開日 2017年1月12日 (2年7ヶ月経過) 公開番号 2017-009751
状態 特許登録済
技術分野 電子写真一般。全体構成、要素 電子写真における除電・感光体形状
主要キーワード 帯状バネ 嵌め込み型 板状ばね 位置決め設定 差し込み操作 両側上端 発光表示板 周縁形状
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年1月12日)のものです。
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図面 (8)

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。

概要

背景

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。

概要

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。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。

目的

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

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
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請求項1

端面に入光面を有する除電用導光棒を備えた、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

請求項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。

請求項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。

請求項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

請求項5

請求項4に記載の除電装置を備えた画像形成装置

技術分野

0001

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

背景技術

0002

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。

先行技術

0003

特開2009−300897号公報

発明が解決しようとする課題

0004

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。

0005

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。

課題を解決するための手段

0006

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。

0007

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。

0008

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。

0009

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。

0010

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。

発明の効果

0011

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。

図面の簡単な説明

0012

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。

実施例

0013

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。

0014

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。

0015

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。

0016

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。

0017

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。

0018

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。

0019

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。

0020

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。

0021

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。

0022

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。

0023

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。

0024

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。

0025

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。

0026

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。

0027

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。

0028

<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。

0029

<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。

0030

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。

0031

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。

0032

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。

0033

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。

0034

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。

0035

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。

0036

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。

0037

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
612LED(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

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