JP2013040983A - 除電装置および画像形成装置 - Google Patents

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常夫 福澤
Tadashi Kaeriyama
忠士 歸山
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智 保延
Toshiyuki Matsui
敏之 松井
Kazuki Teranishi
一騎 寺西
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Abstract

【課題】
本発明は、除電装置および画像形成装置に関し、導光体の長手方向について像保持体等の被除電体への光照射の光量の不均一性を低減化させる。
【解決手段】
光の照射を受けて除電される被除電体に沿って棒状に延び光源から射出された光を一方の端面から入射し導光しながら周面から光を発散させる導光体と、導光体の、被除電体との対面側に開口を有しその対面側を除いて導光体を取り巻いて導光体から発散した光を反射する反射体とを備え、上記光源が、導光体の、被除電体に沿って棒状に延びる方向に対し、その光源から離れるに従って被除電体に接離する向きに射出光軸が傾いた姿勢に、配置されている。
【選択図】 図6

Description

本発明は、除電装置および画像形成装置に関する。
電子写真方式の画像形成装置が多用されている。この種の画像形成装置では、像保持体が、帯電装置により帯電され、露光装置により露光されて潜像が形成され、その潜像が現像装置で現像されてトナー像が形成される。像保持体上のトナー像は最終的に用紙上に転写されて定着され、用紙上に定着トナー像からなる画像が形成される。また転写後の像保持体は、除電装置により光が照射されることにより除電され、その後再び、帯電装置により帯電される。
特許文献1には、像保持体に沿って延びる導光体に隣接して光が通過する空間部が形成された光照射体が開示されている。
特開2009−151007号公報
本発明は、導光体の長手方向について像保持体等の被除電体への光照射の光量の不均一性を低減化させた除電装置および画像形成装置を提供することを目的とする。
請求項1は、
あらかじめ定められた射出角を持って射出光軸の周りに光を射出する光源と、
光の照射を受けて除電される被除電体に沿って棒状に延び光源から射出された光を一方の端面から入射し導光しながら周面から光を発散させる導光体と、
導光体の、被除電体との対面側に開口を有しその対面側を除いて導光体を取り巻いて導光体から発散した光を反射する反射体とを備え、
上記光源が、導光体の、被除電体に沿って棒状に延びる方向に対し、光源から離れるに従って被除電体に接離する向きに射出光軸が傾いた姿勢に、配置されている除電装置である。
請求項2は、請求項1において、上記光源が、上記導光体の延びる方向に対し、光源から離れるに従って被除電体から離れる向きに射出光軸が傾いた姿勢に、配置されている除電装置である。
請求項3は、請求項1において、上記導光体の、光源からの光が入射される端面寄りの端部を支持する支持部材を備え、上記光源が、導光体の延びる方向に対し、光源から離れるに従って被除電体から離れる向きに、射出角以上であって、かつ、射出光軸が支持部材と干渉する角度未満だけ射出光軸が傾いた姿勢に、配置されている除電装置である。
さらに、請求項4は、
回転軸の回りに回転しながら静電潜像の形成を受け現像位置で現像を受けてトナー像を保持し転写位置でトナー像を転写先に転写する像保持体と、
現像位置において像保持体上の静電潜像を現像して像保持体上にトナー像を形成する現像器と、
転写位置において像保持体上のトナー像を転写先に転写させる転写器と、
像保持体上の転写後の領域に近接配置されてその領域に光を照射することにより像保持体を除電する除電器とを備え、
上記除電器が、
あらかじめ定められた射出角を持って射出光軸の周りに光を射出する光源と、
像保持体に沿って像保持体の回転軸方向に棒状に延び光源から射出された光を一方の端面から入射し導光しながら周面から光を発散させる導光体と、
導光体の、像保持体との対面側に開口を有しその対面側を除いて導光体を取り巻いて導光体から発散した光を反射する反射体とを備え、
上記光源が、導光体の、像保持体に沿って棒状に延びる方向に対し、光源から離れるに従って像保持体に接離する向きに射出光軸が傾いた姿勢に、配置されている画像形成装置である。
請求項1の除電装置および請求項4の画像形成装置によれば、射出光軸を導光体の延びる方向に平行にした場合と比較し、光照射の光量の不均一性が低減する。
請求項2の除電装置によれば、導光体の延びる方向に対し射出光軸が被除電体に近づく向きに傾いている場合と比較し、光照射の光量の不均一性が一層低減する。
請求項3の除電装置によれば、上記の角度範囲から外れた傾きの場合と比べ、光照射の光量の不均一性の一層の低減化と有効な照射光量の確保との両立が図られる。
画像形成装置の一例としての複写機の外観斜視図である。 図1に外観を示す複写機の内部構成図である。 図1,図2に示す画像形成装置に備えられている除電器を、その除電器に隣接する感光体とともに示した図である。 図3に示す矢印X−X断面を拡大して示した図である。 光源を、その光源の射出光軸を導光体が棒状に延びる方向と一致させた向きに配置した状態を示した図である。 光源の射出光軸を、感光体から離れる向きに、この光源の射出角である8°だけ傾けた状態を示した図である。 光源の射出光軸が、感光体から離れる向きであって支持部材と干渉するぎりぎりの位置となるように、光源を傾けた状態を示した図である。 除電器が感光体を照射する光の、感光体の回転軸方向の光量分布を示す図である。
以下、本発明の実施形態を説明する。
図1は、画像形成装置の一例としての複写機の外観斜視図である。
この複写機1は、原稿読取部1Aと画像形成部1Bとを有する。
原稿読取部1Aには、原稿が重ねられた状態に置かれる原稿給紙台11が備えられている。この原稿給紙台11上に置かれた原稿は1枚ずつ送り出され、その原稿に記録されている文字や画像が読み取られて原稿排紙台12上に排出される。
また、この原稿読取部1Aは、奥側を左右に延びるヒンジを有し、そのヒンジを回転中心として、原稿給紙台11および原稿排紙台12を一体的に持ち上げることができ、その下には、透明ガラス製の原稿読取板13(図2参照)が広がっている。この原稿読取部1Aでは、原稿給紙台11に原稿を置くことに代えて原稿読取板13上に原稿を1枚だけ下向きに置き、その原稿読取板13上の原稿から文字や画像を読み取ることもできる。
この原稿読取板13の前側には、ユーザに向けて様々なメッセージを表示し、また、様々な操作ボタンを表示して、ユーザからの、原稿読取りや画像形成の指示等の操作を受ける表示操作部14が備えられている。
この原稿読取部1Aは、その全体が支持フレーム15により支持されている。
また、画像形成部1Bは、その上面に画像が形成された用紙が排出される排紙台21が設けられている。またこの画像形成部1Bの前面には、内部の、トナー容器等の部品の交換や搬送中に詰まった用紙の除去のために開けられる前カバー22を備えている。また、その下には、画像形成前の用紙が積み重ねられた状態に収容される引き出し型の3台の給紙台23_1,23_2,23_3が収容されている。
また、この画像形成部1Bの左側面には、搬送中に詰まった用紙を取り除くときに開かれる横カバー24が設けられている。
さらに、この画像形成部1Bの底面には、この画像形成部1Bを移動可能とする車輪251が取り付けられている。
図2は、図1に外観を示す複写機の内部構成図である。
透明ガラス製の原稿読取板13の下には、原稿読取光学系30が配備されている。この原稿読取光学系30は、ランプ311とミラー312とを有する第1ブロック31と、2枚のミラー321,322を有する第2ブロック32と、画像を表わす光を読み取って画像信号を生成する光電センサ33とを有する。
第1ブロック31と第2ブロック32は、原稿読取板13に沿って矢印A−A’方向に移動可能であり、初期状態では、図2に示す左寄りの位置にある。
原稿給紙台11上に置かれた原稿Sは、1枚ずつ送り込まれ、搬送ローラ16により原稿読取板13に接する搬送経路17上を搬送される。原稿Sは、原稿読取板13に接して搬送される際にランプ311により照射され、原稿Sからの反射光がミラー312,321,322で反射されて光電センサ33で読み取られ、その原稿Sに記録されていた文字や画像を表わす画像信号が生成される。ランプ311による照射を受けた原稿Sはさらに搬送されて原稿排紙台12上に送り出される。
原稿が原稿読取板13上に置かれたときは、第1ブロック31および第2ブロック32が、原稿読取板13上の原稿の読取位置と光電センサ33との間の光学的な距離を常に同一に保つように矢印A方向に移動する。そして、その間、ランプ311が原稿を照射し、光電センサ33でその原稿上の文字や画像が読み取られて画像信号に変換される。
光電センサ33で得られた画像信号は画像処理部34に入力される。光電センサ33で得られた画像信号はR(レッド)、G(グリーン)、およびB(ブルー)の各色を表わす画像信号であり、画像処理部34は、このRGBの画像信号をY(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、およびK(黒)の4色分からなる画像データに変換して一時的に記憶する。そして、後述する潜像形成のための露光の時期に合わせて露光制御部41に送信される。
この画像形成部1Bには露光器42が備えられており、潜像形式にあたっては、露光制御部41から露光器42にY、M,C,Kの画像データが送り込まれ、露光器42から、各Y,M,C,Kの各画像データにより変調された各露光光421Y,421M,421C,421Kが発せられる。
また、この図2には、露光制御部41に隣接した位置に主制御部40が示されている。この主制御部40は、マイクロコンピュータと、そのマイクロコンピュータで実行されるプログラムとで構成されていて、露光制御部41、表示操作部14(図1参照)、画像処理部34、その他図示しない各種電源回路や駆動回路等に接続され、この複写機1の全体の制御を担っている。
画像形成部1Bの下部には、前述した3台の給紙台23_1,23_2,23_3が左右の案内レール24_1,24_2,24_3に支持されて収容されている。各給紙台23_1,23_2,23_3には、用紙Pが積み重なった状態に収容されている。各給紙台23_1,23_2,23_3は、用紙Pの補給のために、案内レール24_1,24_2,24_3に案内されて引出し自在に構成されている。
それら3台の給紙台23_1,23_2,23_3のうちの、表示操作部14(図1参照)の操作等により指定された給紙台(ここでは一例として給紙台23_1とする)からは、用紙Pがピックアップロール25により送り出され、さばきロール26により1枚ずつに分離され、その1枚の用紙Pが搬送ロール27により上方に搬送され、待機ロール28によりそれ以降の搬送のタイミングが調整されて、さらに上方に搬送される。この待機ロール28以降の用紙の搬送については後述する。
この画像形成部1Bの中央部分には、Y,M,C,Kの各色のトナーによるトナー像を形成する4つの像形成ユニット50Y,50M,50C,50Kが配置されている。これら4つの像形成ユニット50Y,50M,50C,50Kは、使用するトナーの色が異なることを除き、互いに同一の構成を有するため、ここでは像形成ユニット50Yを取り挙げてその構成を説明する。
この像形成ユニット50Yは、図2に矢印Bで示す向きに回転する感光体51を有し、その感光体51の周囲に、帯電器52、現像器53、除電器55およびクリーナ56が配置されている。また、後述する中間転写ベルト61を感光体51との間に挟んだ位置には、転写器54が置かれている。
感光体51はロール形状を有し、帯電により電荷を保持し露光によりその電荷を放出してその表面に静電潜像を保持する。
帯電器52は、感光体51の表面をある帯電電位に帯電する。
また、この画像形成部1Bは、前述した露光器42を有する。この露光器42には、露光制御部41から画像信号が入力され、その入力された画像信号に応じて変調された露光光421Y,421M,421C,421Kを出力する。感光体51は、帯電器52による帯電を受けた後、露光器42からの露光光421Yの照射を受け、感光体51の表面に静電潜像が形成される。
感光体51は、露光光421Yの照射を受けて表面に静電潜像が形成された後、現像器53により現像され、その感光体51の表面にトナー像(この像形成ユニット50Yではイエロー(Y)のトナーによるトナー像)が形成される。
現像器53は、内部にトナーとキャリアとからなる現像剤を収容したケース531内に、現像剤を攪拌する2本のオーガ532_1,532_2と、現像剤を感光体51に対向した位置に運ぶ現像ロール533とを有する。感光体51上に形成された静電潜像の現像にあたっては、現像ロール533にバイアス電圧が印加され、そのバイアス電圧の作用により、現像剤中のトナーが、感光体51上に形成された静電潜像に従って感光体51上に付着し、トナー像が形成される。
現像器53による現像により感光体51上に形成されたトナー像は、転写器54の作用により中間転写ベルト61上に転写される。
除電器55は、感光体51の、転写後の領域に光を照射する。感光体51は除電器55からの光の照射を受けて除電される。この除電器55は本発明の除電装置の一例であり、かつ本発明の画像形成装置にいう除電器の一例である。また、感光体51は、本発明の除電装置にいう、光の照射を受けて除電される被除電体の一例であり、かつ本発明の画像形成装置にいう像保持体の一例である。
さらにクリーナ56により、転写後の感光体51上に残存するトナーが感光体51上から取り除かれる。
中間転写ベルト61は、複数のロール62に架け回された、無端の、矢印C方向に循環移動するベルトである。
像形成ユニット50Y,50M,50C,50Kのそれぞれで形成された各色トナーによるトナー像は、順次重なるように中間転写ベルト61上に転写され、転写器63が配置された二次転写位置に搬送される。これと同期して、待機ロール28にまで搬送されてきていた用紙が二次転写位置に搬送され、転写器63の作用により、中間転写ベルト61上のトナー像が、搬送されてきた用紙上に転写される。このトナー像の転写を受けた用紙は、さらに搬送され、定着器64による加圧および加熱により用紙上のトナー像がその用紙上に定着され、定着されたトナー像からなる画像が用紙上に形成される。画像が形成された用紙はさらに搬送され、排出ローラ65により、排紙台21上に排出される。
転写器63によりトナー像を用紙上に転写した後の中間転写ベルト61はさらに循環移動し、その表面に残存するトナーがクリーナ66によって中間転写ベルト61上から取り除かれる。
また、画像形成部1Bの、中間転写ベルト61よりも上方には容器装着部29Y,29M,29C,29Kが設けられている。これらの容器装着部29Y,29M,29C,29Kには、イエロー(Y)、マゼンタ(M),シアン(C)、および黒(K)の各色トナーを収容するトナー容器67Y,67M,67C,67Kが装着されている。これらのトナー容器67Y,67M,67C,67Kに収容されている各色トナーは、対応する各現像器53におけるトナーの消費量に応じて各現像器53に補給される。
図3は、図1,図2に示す画像形成装置に備えられている除電器を、その除電器に隣接する感光体とともに示した図である。また図4は、図3に示す矢印X−X断面を拡大して示した図である。
この除電器55は、光源71と、導光体72と、反射体73とを有する。この光源71は、例えばLED(Light Emitted Diode)からなり、あらかじめ定められた射出角(本実施形態では8°)を持って射出光軸の周りに光を射出する。この光源71は、画像形成部1B(図1,図2参照)の筐体に固定された支持部材291に固定されている。
また、導光体72は、感光体51に沿って棒状に延び、光源71から射出された光を一方の端面721から入射し導光しながら周面から光を発散させる。この導光体72は、光源71と同様、その両端部が、画像形成部1B(図1,図2参照)の筐体に固定された支持部材292a,292bに支持されている。
また、反射体73は、図4に示すように、導光体72の、感光体51との対面側に開口731を有し、その対面側を除いて導光体72を取り巻いて、その導光体72から反射体73に向かって発散してきた光を反射する。
これにより、光源71から射出され導光体72に入射した光は、光を周囲に発散させながら導光体72内を進み、図3に矢印Lで示すように感光体51を照射する。すなわち、導光体72で感光体51側に発散された光は直接に感光体51を照射し、また、反射体73側に発散された光は反射体73で反射され再び導光体72を通って感光体51を照射する。
このようにして、感光体51は、その回転軸方向のいずれの点においても、光の照射を受けて除電される。
図5〜図7は、図3に示す矢印Y−Y断面の光源よりの部分を拡大して示した図である。
図5は、光源71を、その光源71の射出光軸711を導光体72が棒状に延びる方向と一致させた向きに配置した状態を示している。
また、図6は、光源71の射出光軸711を、感光体51から離れる向きに、この光源71の射出角である8°だけ傾けた状態を示している。
さらに図7は、光源71の射出光軸711が、感光体51から離れる向きであって支持部材291と干渉するぎりぎりの位置となるように、光源71を傾けた状態を示している。
これらの図5〜図7において、射出光軸711や、射出角を示す線712a,712bは、部材との干渉等は無視し、光源71から射出された光がそのまま直進するものとして示してある。また、光源71は、発光面71aを有し、射出角を示す線712a,712bは、その発光面71aの端から延びる線として示してある。
図8は、除電器が感光体を照射する光の、感光体の回転軸方向の光量分布を示す図である。
図8の横軸は、導光体72の、入射側端面721からの距離(mm)、縦軸はその距離での感光体51を照射する光の光量(相対値)である。
この図8に示す「有効光量範囲」は、感光体51の回転軸方向の有効長に、さらに除電器55の取付誤差分だけ余裕を持たせた範囲である。
感光体51に除電のための光を部分的に強く照射し過ぎると、その部分だけ他の部分と比べ除電が進み過ぎ、その後の帯電、露光等を経て作成した画像に濃度ムラを生じるおそれがある。このため、ここでは、図8に示す有効光量範囲内の照射光量が横軸のどの位置でもできるだけ一定であることが望まれる。
図8中、0°の曲線は、図5に示すように、光源71の射出光軸711を、導光体72の棒状に延びる方向に一致させたときのものである。
また、+5°、+10°の曲線は、図5〜図7には示していないが、射出光軸711を感光体51に近づける方向に、それぞれ5°、10°傾けたときのものである。
さらに、−5°、−10°の曲線は、射出光軸711を感光体51から遠ざける方向にそれぞれ5°、10°傾けたときのものである。
いずれの曲線においても、導光体72の入射側端面721に近い位置では光量が大きく、その入射側端面721から離れるに従って光量が低下し、その入射側端面721から最も離れた位置で光量が急激に大きくなっている。入射側端面721から最も離れた位置で光量が急激に大きくなっているのは、導光体72内を伝達されてきた光が、その導光体72の、入射側端面721とは反対側の端面で反射する影響によるものである。ただし、この光量が急激に大きくなっている位置は、有効光量範囲からは外れている。支持部材292a,292b(図3参照)のうちの支持部材292bは、導光体72の、入射側とは反対側の端部を支持してあり、その支持部材292bからの反射の影響も皆無ではないが十分小さいことが分かっている。
ここで、有効光量範囲内での、最小光量に対する最大光量の比率(最大光量/最小光量)を求めると、その比率が最も高い曲線はこの図8に示す複数の曲線のうち0°の曲線である。すなわち、光源71は、光源71から離れるに従って感光体51に接離する向きに射出光軸711を傾けた姿勢に配置する方が、上記比率が小さくて済み、その分、除電ムラを低減することができる。
また、0°の曲線を除いて、次に比率が高いのは、射出光軸711を感光体51側に5°傾けたとき(+5°の曲線)であり、さらに次に比率が高いのは感光体51側に10°傾けたとき(+10°の曲線)である。さらにその次は射出光軸711を感光体51から離れる向きに5°傾けたとき(−5°の曲線)であり、比率が最も低いのは感光体51から離れる向きに10°傾けたとき(−10°の曲線)である。
すなわち、光源71の射出光軸711を、感光体51側に傾けた状態と感光体51から離れる向きに傾けた状態とを比較すると、感光体51から離れる向きに傾けた状態の方が除電ムラをさらに低減することができる。
光源71の射出光軸711を感光体51から離れる向きに傾けるにあたっては、図6に示すように、出射角(ここでは8°)を示す2本の線712a,712bのうちの、感光体51側の線712bが導光体72の延びる方向(感光体51の回転軸の方向)と平行になる角度以上すなわち出射角(ここでは8°)以上傾けることが好ましい。出射角以上傾けることによって反射体73で反射されずに感光体51を直接に照射する光の光量を低く抑えることができ、感光体51はさらに一様な光量で照射されることになる。
また、光源71の射出光軸711を感光体51から離れる向きに傾けるにあたり、射出光軸711が、支持部材292a,292bのうちの、導光体72の入射側の端部を支持する支持部材292aに干渉する角度(図7参照)未満の角度とすることが好ましい。
光源71から射出される光は、射出光軸711の方向に進む光の光量が最も大きい。したがって、光源71を、射出光軸711が支持部材292aと干渉する角度以上に傾けると、導光体72に有効に入射する光量が減り過ぎてしまうことになる。
したがって、光源71を、その射出光軸711が感光体51から離れる向きに傾いて配置する場合において、その光源を射出角(図6参照)以上であって、かつ射出光軸711が支持部材292aと干渉する角度(図7参照)未満だけ傾けることが好ましい。
尚、本実施形態では、図1,図2に示す複写機1に除電器55を適用した例について説明したが、本発明は、複写機のみに通用されるものではなく、プリンタやファクシミリなど、光の照射による除電を必要とする画像形成装置に広く適用することができるものである。
さらには、本発明の除電装置は、画像形成装置から離れ、光の照射により除電を行なう必要のある装置あるいは機器に広く適用することができる。
1 複写機
1A 原稿読取部
1B 画像形成部
42 露光器
50Y,50M,50C,50K 像形成ユニット
51 感光体
52 帯電器
53 現像器
54 転写器
55 除電器
56 クリーナ
61 中間転写ベルト
62 ロール
63 転写器
64 定着器
65 排出ローラ
71 光源
71a 発光面
72 導光体
73 反射体
291,292a,292b 支持部材
711 射出光軸
712a,712b 線
721 入射側端面
731 開口

Claims (4)

  1. あらかじめ定められた射出角を持って射出光軸の周りに光を射出する光源と、
    光の照射を受けて除電される被除電体に沿って棒状に延び前記光源から射出された光を一方の端面から入射し導光しながら周面から光を発散させる導光体と、
    前記導光体の、前記被除電体との対面側に開口を有し該対面側を除いて該導光体を取り巻いて該導光体から発散した光を反射する反射体とを備え、
    前記光源が、前記導光体の、前記被除電体に沿って棒状に延びる方向に対し、該光源から離れるに従って該被除電体に接離する向きに前記射出光軸が傾いた姿勢に、配置されていることを特徴とする除電装置。
  2. 前記光源が、前記導光体の延びる方向に対し、該光源から離れるに従って該被除電体から離れる向きに前記射出光軸が傾いた姿勢に、配置されていることを特徴とする請求項1記載の除電装置。
  3. 前記導光体の、前記光源からの光が入射される端面寄りの端部を支持する支持部材を備え、
    前記光源が、前記導光体の延びる方向に対し、該光源から離れるに従って該被除電体から離れる向きに、前記射出角以上であって、かつ、前記射出光軸が前記支持部材と干渉する角度未満だけ前記射出光軸が傾いた姿勢に、配置されていることを特徴とする請求項2記載の除電装置。
  4. 回転軸の回りに回転しながら静電潜像の形成を受け現像位置で現像を受けてトナー像を保持し転写位置で該トナー像を転写先に転写する像保持体と、
    前記現像位置において前記像保持体上の静電潜像を現像して該像保持体上にトナー像を形成する現像器と、
    前記転写位置において前記像保持体上のトナー像を転写先に転写させる転写器と、
    前記像保持体上の転写後の領域に近接配置されて該領域に光を照射することにより該像保持体を除電する除電器とを備え、
    前記除電器が、
    あらかじめ定められた射出角を持って射出光軸の周りに光を射出する光源と、
    前記像保持体に沿って該像保持体の回転軸方向に棒状に延び前記光源から射出された光を一方の端面から入射し導光しながら周面から光を発散させる導光体と、
    前記導光体の、前記像保持体との対面側に開口を有し該対面側を除いて該導光体を取り巻いて該導光体から発散した光を反射する反射体とを備え、
    前記光源が、前記導光体の、前記像保持体に沿って棒状に延びる方向に対し、該光源から離れるに従って該像保持体に接離する向きに前記射出光軸が傾いた姿勢に、配置されていることを特徴とする画像形成装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2017125902A (ja) * 2016-01-13 2017-07-20 富士ゼロックス株式会社 導光体、除電装置、および画像形成装置

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