JP2006267137A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光学ユニットの露光窓にはめ込まれた防塵ガラスの特別な清掃作業を不要にするとともに、レーザー光非使用時にはレーザー光が透過する露光窓を確実に遮蔽して安全性を確保することができる画像形成装置を提供することにある。
【解決手段】光学ユニット２の露光窓２ａに取り付けられた防塵ガラス２５を透過するレーザー光２ｂによって感光体９を露光させて潜像を形成する画像形成装置において、レーザー光２ｂを遮蔽するシャッター部材２０と、このシャッター部材２０に取り付けられた清掃具２３と、シャッター部材２０を防塵ガラス２５に沿って移動させる駆動手段とを有し、シャッター部材２０の駆動時に、清掃具２３が防塵ガラス２５表面に摺接して移動するようにした。
【選択図】図６

Description

本発明は、電子写真画像形成に用いられる画像形成装置であって、レーザー光を使用する光学ユニットと、この光学ユニットからのレーザー光によって露光される感光体を備えたプロセスカートリッジを有する画像形成装置に関する。

画像形成装置に関する従来技術として、特許文献１には、防塵ガラスの長手方向にスライドして前記防塵ガラス表面をクリーニングする防塵ガラスのクリーニング装置が開示されているが、このクリーニング装置は、露光窓を遮蔽する遮光機能を有するものではない。
また、特許文献２には、シャッターとクリーニング部材を一体としたシャッター部材が開示されているが、シャッター駆動部の具体的構成に関する記述は全くなく、また複数の作像系に対して一体化したシャッター部材または清掃具を開示するものではない。
更に、特許文献３には、露光窓における防塵ガラスの有無を検知する手段であって、防塵ガラスがない場合のみ、シャッター部材によって露光窓を塞ぎ、光学ユニット内の汚れを防止する技術が開示されている。
更にまた、特許文献４には、防塵ガラス（シールガラス）の着脱時に清掃を行うことが記載されているが、露光窓を遮蔽する遮光手段を開示するものではない。

更にまた、特許文献５には、カラー機の4色のシャッター部材を一体化したものが開示されているが、防塵ガラスの清掃に関する記載はない。
更にまた、特許文献６には、プロセスカートリッジの着脱時に、防塵ガラスの清掃と遮光を行う手段が開示されているが、この技術では、プロセスカートリッジの着脱時以外は清掃されないことになり、通常の未使用時は防塵ガラスは開放状態にあって画像装置内に浮遊する塵埃などが付着するという問題がある。
更にまた、特許文献７には、複数の露光窓を同時に開閉駆動する技術が開示されているが、シャッター部材は各光路毎に別個独立のものである。
更にまた、特許文献８には、クリーニングパッドとして不織布、極細繊維不織布などを用いることが開示されているが、このクリーニング手段は露光窓の遮蔽機能を兼ね備えたものではない。

特開平０９−０８０８７５号公報 特開平１１−１６７０８０号公報 特開２００３−３１５７１８号公報 特開２００１−２５５４８１号公報 特開２０００−２６３８３９号公報 特開平０７−１２９０６０号公報 特開２００２−１４８９１０号公報 特開平０６−１２７０２１号公報

上記従来技術には、いずれも光学ユニットの露光窓、特に複数の露光窓に嵌合された防塵ガラスの汚れを防止すること、およびレーザー光の非使用時に露光窓を遮蔽して安全性を確保することの双方を同時に、且つ有効に実現することが困難であるという問題がある。
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされてものであって、その課題は、光学ユニットの露光窓にはめ込まれた防塵ガラスの特別な清掃作業を不要にするとともに、レーザー光非使用時にはレーザー光が透過する露光窓を確実に遮蔽して安全性を確保することができる画像形成装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の画像形成装置は、光学ユニットの露光窓に取り付けられた防塵ガラスを透過するレーザー光によって感光体を露光させて潜像を形成する画像形成装置において、前記レーザー光を遮蔽するシャッター部材と、このシャッター部材に取り付けられた清掃具と、前記シャッター部材を前記防塵ガラス表面に沿って移動させる駆動手段とを有し、前記シャッター部材の駆動時に、前記清掃具が前記防塵ガラス表面に摺接して移動するようにしたことを特徴とする。
この場合において、前記清掃具は不織布からなるものとすることができる。また、前記清掃具は弾性部材を介して前記シャッター部材に取り付けられているものとすることができる。

本発明の他の画像形成装置は、多段に配置された複数のプロセスカートリッジと、このプロセスカートリッジにそれぞれ設けられた感光体と、この感光体に対応して設けられた複数の露光窓およびこの露光窓に取り付けられた防塵ガラスとを備えた光学ユニットとを有し、前記露光窓に取り付けられた防塵ガラスを透過するレーザー光によって前記各感光体を露光させる画像形成装置において、前記露光窓を透過するレーザー光を遮蔽するシャッター部材と、このシャッター部材にそれぞれ取り付けられた清掃具と、前記複数のシャッター部材を前記防塵ガラス表面に沿って移動させる駆動手段とを有し、前記シャッター部材の駆動時に、前記各清掃具が前記各防塵ガラス表面に摺接して移動するようにしたことを特徴とする。

この場合において、前記光学ユニットの複数の露光窓に取り付けられた防塵ガラスは同一平面上に配置されており、前記複数のシャッター部材は一体に形成されたものとすることができる。
また、前記清掃具は不織布からなるものとすることができる。また、前記清掃具を弾性部材を介して前記シャッター部材に取り付けることもできる。
更にまた、画像形成装置を、少なくとも前記感光体と、この感光体を帯電させる帯電装置と、帯電した感光体表面に現像剤を供給して可視像を形成する現像装置と、前記可視像を記録材に転写させた後の感光体表面をクリーニングするクリーニング装置の内の１つ以上を一体にしたプロセスカートリッジを有するものとすることができる。

本発明によれば、シャッター部材によって光学ユニットの露光窓を開閉させるシャッター部材の駆動時に、シャッター部材に取り付けられた清掃具によって防塵ガラスの表面を適度な押圧にて清掃することができるので、特別の防塵ガラス清掃作業が不要となる。また、レーザー光不使用時には、光学ユニットの露光窓を遮蔽することができるので、レーザー光に対する安全性が向上する。

以下、本発明の実施の形態について添付の図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す断面図、図２は、図１の画像形成装置に装着されたプロセスカートリッジを示す断面図である。図１において、この画像形成装置１は、光学ユニット２、給紙コロ３、記録紙４を収納する給紙カセット５、転写ベルト６、定着ローラ７等から構成されており、プロセスカートリッジ８が着脱自在に装着されている。光学ユニット２は、ポリゴンモータ、ポリゴンミラー、Ｆθレンズ、レーザダイオード、ミラー等で構成されている。

プロセスカートリッジ８は、感光体９と、少なくとも１つのプロセス手段を備えたものであって、本実施形態では、プロセス手段として、図２に示したように、感光体９を帯電させる帯電ローラ１０と、感光体９に形成された潜像を現像する現像装置１２と、感光体９の表面に残留するトナーをクリーニングするためのクリーニング装置及び廃トナー回収部１１が感光体９と一体に支持されている。

このようなプロセスカートリッジを有する画像形成装置において、感光体９は時計方向に回転駆動し、その際、帯電ローラ１０によって帯電され、光学ユニット２からレーザー光が照射され、感光体９上に静電潜像が形成される。静電潜像は、現像装置１２を通る際に、トナーによって可視像化される。一方、給紙カセット５に収納された記録紙４は、給紙コロ３により感光体９と転写ベルト６との間に搬送され、感光体９の表面に形成された可視像が転写ベルト６により記録紙３に転写される。可視像が転写された記録紙４は定着ローラ７に搬送され、可視像が定着された後、画像形成装置の１の外部に排出される。

次に、本実施形態に係る画像形成装置の特徴部分を図３ないし図７を用いて説明する。
図３は、本実施形態に係る画像形成装置の光学ユニット２を示す概略図であり、図３（ａ）は、レーザー光の光路及び露光窓を示す側面図である。また、図３（ｂ）は、図３（ａ）の露光窓を示すＡ方向矢視図である。図３において、光学ユニット２の上部側面に露光窓２ａが設けられており、レーザー光２ｂはミラーによって照射方向が決定され、露光窓２ａを経て照射される。
図４（ａ）、（ｂ）は、光学ユニット２の露光窓２ａ部分に設けられたシャッター部材２０を示す説明図である。シャッター部材２０には、例えば不織布からなる清掃具２３が貼付されており、清掃具２３は、図４（ａ）に示すように直接シャッター部材２０に貼付されていてもよいが、図４（ｂ）に示すように、弾性部材２４としての発泡体（ゴムスポンジなど）を介して貼付されていてもよい。また、図４（ｃ）は、後述するシャッター駆動装置に対応したシャッター部材２０の断面図、図４（ｄ）は、図４（ｃ）のｄ−ｄ線矢視方向断面図である。図において、シャッター部材２０の左右両端にガイドピン２２が固設されている。

また、図５は、シャッター部材２０の動作を示す概略図である。清掃具２３が取り付けられたシャッター部材２０は、光学ユニット２の筐体の露光窓２ａに取り付けられた防塵ガラス２５に適度な押圧を与えながら、その表面上をスライドするようになっている。従って、シャッター部材２０によって露光窓２ａを開閉するごとに露光窓２ａにはめ込まれた防塵ガラス２５が清掃具２３によって清掃される。
図６は、シャッター部材２０の駆動機構を示す説明図であり、図６（ａ）はシャッター閉状態、図６（ｂ）はシャッター開状態を示す。図７は、シャッター駆動装置を光学ユニット２の上方向から見た平面図であって、一部断面を含む図である。

以下、図６および図７を参照しつつシャッター部材２０の駆動機構の構成を説明する。光学ユニット２の側面に支点軸ピン２６が固設されており、支点軸ピン２６に駆動アーム２７が回動自在に取り付けられている。駆動アーム２７の一方の端部（図中右側端部）にはガイド穴２６ａが設けられており、このガイド穴２６ａにシャッター部材２０のガイドピン２２が嵌入されている。
駆動アーム２７上にスプリングアンカー２８が固設され、このスプリングアンカー２８とガイドピン２２との間にシャッター押圧スプリング３２が張設されており、これによりシャッター部材２０が防塵ガラス２５側に加圧されている。一方、駆動アーム２７の他端部（図中左端部）にはピン２９が固設されており、駆動アーム２７は、ピン２９およびリンク３０を介してソレノイド３１に連結されている。
また、図６（ａ）において、光学ユニット２の側面にスプリング掛け３４が固設されており、このスプリング掛け３４とスプリングアンカー２８との間にアームスプリング３３が張設されている。このような構成の駆動機構が光学ユニット２の反対側の側面にも対称的に設けられている。

次に、上述した構成のシャッター部材駆動機構の動作を説明をする。
図６（ａ）は、防塵ガラス２５がシャッター部材２０によって覆われたシャッター閉状態を示している。すなわち、アームスプリング３３により駆動アーム２７が時計方向に付勢されており、防塵ガラス２５はシャッター部材２０によって完全に覆われている。この状態で、図示省略したストッパーにより駆動アーム２７の回動が停止されている。この時、シャッター部材２０はシャッター押圧スプリング３２によって防塵ガラス２５を適度な圧力で押圧している。ソレノイド３１は非通電状態であり、リンク３０を介してソレノイド３１のプランジャーが上方に持ち上げられている。

このようなシャッター閉状態において、光学ユニット２からの露光が必要になった場合、ソレノイド３１に通電され、リンク３０を介して駆動アーム２７を反時計方向に回動する。
このとき、シャッター部材２０は、シャッター押圧スプリング３２の張力によって防塵ガラス２５表面を押圧して擦りながら上方に移動し、これによって清掃具２３が防塵ガラス２５の表面を清掃する。このとき、移動するシャッター部材２０が傾かないように、防塵ガラス２５の両側に図示省略したガイドリブが設けられている。ガイドリブの厚みは、防塵ガラス２５の厚みより薄くなっている。シャッター部材２０はガイドリブに沿って防塵ガラス２５にほぼ平行に移動する。このようにして光学ユニット２の露光窓２ａの開閉が行われ、その都度シャッター部材２０によって露光窓２ａに取り付けられた防塵ガラス２５が清掃される。光学ユニット２からの露光が不要の場合は、シャッター部材２０によって光学ユニット２の露光窓２ａを閉状態に保つことにより、塵埃等の汚れから防塵ガラス２５を守ることができるる。

本実施形態によれば、シャッター部材２０によって光学ユニットの露光窓を開閉させる動作時に、シャッター部材２０に取り付けられた清掃具２３によって防塵ガラス２５の表面を適度な押圧にて清掃することができるので、特別の防塵ガラス清掃作業が不要となる。
また、本実施形態によれば、画像形成装置として作像のための露光中以外は防塵ガラス２５表面をシャッター部材２０で覆い、レーザー光の遮蔽と共に防塵ガラス２５への塵埃等の付着を防止することができる。従って、防塵ガラス２５の汚れに起因する露光時の露光不良等の発生を防止することができる。
本実施形態によれば、シャッター部材２０を防塵ガラス２５に沿って移動させるようにしたので、シャッター部材２０を回転して開閉させる場合に比べてプロセスカートリッジと光学ユニットの間隔が小さくなり、装置全体をコンパクト化することができる。
本実施形態によれば、防塵ガラス２５の表面を擦りながら清掃具２３が移動するので、高い清掃効率が得られる。この場合、清掃具２３として適度な厚みの不織布を使用することにより、清掃に必要な圧力を確保して防塵ガラス２５上の塵埃を効率よく清掃することができる。不織布として、超極細繊維不織布を使うことにより、トナー等の数μｍレベルの塵埃をも拭き取ることができるようになる。

次に、図８ないし図１２を用いて本発明の他の実施形態に係る画像形成装置について説明する。図１１は、プロセスカートリッジ８が縦方向に多段に配置されたタンデム式カラータイプの画像形成装置の全体構成図である。図１１において、光学ユニット２に対向するように４個のプロセスカートリッジ８が縦方向に多段に配置されている。プロセスカートリッジ８の右端部分の感光体９に隣接するように、転写紙を例えば下から上へと移動させる転写ベルト６が配置されている。
図８は、図１１の画像形成装置１の光学ユニット２の概略構成図であり、図８（ａ）は、レーザー光の光路及び露光窓を示す側面図、図８（ｂ）は、露光窓を示す図８（ａ）のＢ方向矢視図である。図８（ａ）、（ｂ）において、光学ユニット２にプロセスカートリッジ８に対応する数、ここでは４個の露光窓２ａが縦方向に多段に設けられている。

図９（ａ）〜（ｃ）は、タンデムカラー機におけるシャッター部材４０を示す説明図である。図９（ａ）において、シャッター部材４０は、４個の露光窓２ａに対して一体に構成されており、シャッター部材４０には各露光窓２ａに対応して清掃具２３が貼付されている。図９（ａ）は、シャッター開状態を表している。一方、図９（ｂ）は、シャッター部材４０を閉状態にした図である。シャッター部材４０は、開状態から、露光窓２ａの防塵ガラス２５に平行に移動して防塵ガラス２５の表面を清掃具２３で清掃しながら閉状態になる。
図９（ｃ）は、光学ユニット２、シャッター部材４０および多段に配置されたプロセスカートリッジ８の位置関係を示す概略図である。図９（ｃ）において、光学ユニット２の４個の露光窓２ａに対応してプロセスカートリッジ８が配置されており、露光窓２ａを介して照射されるレーザー光２ｂは光路を経てプロセスカートリッジ８の感光体を露光する。

図１０（ａ）〜（ｃ）は、タンデムカラー機におけるシャッター駆動機構の概略構成図である。図１０（ａ）において、シャッター部材４０は閉状態である。シャッター部材４０は図示省略したガイドレールに沿って上下に可動する。シャッター部材４０の清掃具２３は防塵ガラス２５に適当な押圧が掛かるようになっている。また、シャッター部材４０は、図示省略したスプリングによって所定の圧力で下方に趨勢されている。下方に趨勢されたシャッター部材４０は光学ユニット２に取り付けられたモータ４１及びこのモータ４１の出力軸に固設されたカム４２によりその上下位置が規制される。
すなわち、モータ４１は半回転毎に制御され、シャッター部材４０によって露光窓２ａを閉じたい場合は、カム４２を図１０（ｂ）に示したように谷状態とする。一方、シャッター部材４０を移動させて露光窓２ａを開きたい場合は、図１０（ｃ）に示したようにカム４２を山状態とする。

以下に、図１２を用いて上述した構成のシャッター駆動機構の動作を説明する。シャッターの開閉動作を行う際、先ず、ジョブ動作かどうかを図示省略した制御装置で判断し（ステップＳ１）、露光が必要な時と判断した場合は、駆動系に開指令を出し、モータ４１を起動してカム４２を山状態（図１０ｃ）としてシャッター部材４０を上方に移動させ、所定位置で停止させることにより、露光窓を開状態とする（ステップＳ２）。ここで、露光が必要な時とは、プリント/コピーを取る時は勿論であるが、画像形成装置の自己診断として、画像状態が正常かどうかを判断する時などが含まれる。画像形成装置の不使用時などは露光不必要時となる。
次に、ジョブ動作が終了したか否か、すなわちプリント/コピーの指定の印刷枚数が終了したか、または自己診断が終了したかどうかを判断し、終了した場合は、モータ４１を駆動してカム４２を谷状態（図１０ｂ）とし、シャッター部材４０によって露光窓を閉状態とする（ステップＳ４）。以上で、シャッター動作の制御を終了する。
本実施例によれば、シャッター部材４０の操作時に、清掃具２３が防塵ガラス２５に摺接して移動するので、複数の露光窓２ａを有する光学ユニット２の各々の露光窓２ａに設けられた複数の防塵ガラス２５を清掃することができるとともに、レーザー光からの安全性を確保することができる。

本実施形態によれば、ガラス面を擦りながら清掃具２３が移動するので、防塵ガラス２５の清掃効率が上がる。また、複数のシャッター部材を一体化したので、シャッター駆動機構及び制御の簡略化が図れ、コストを低減することができる。また、複数の防塵ガラス２５を一度の開閉動作により清掃することができるので効率的である。
本実施形態において、シャッター部材と不織布の間に弾性部材を介在させることにより、防塵ガラス２５と不織布との接触圧を適正に制御して防塵ガラス２５の清掃効率を向上させることができる。
本実施形態によれば、感光体と、少なくとの１つ以上のプロセス装置とを一体としたプロセスカートリッジ８を設けたことにより、操作性がよく、安定画像が得られる画像形成装置となる。

本実施形態において、清掃具として超精細不織布を使うことが好ましい。これによって、トナー等の数μｍレベルの塵埃を拭き取ることができる。なお、従来、露光窓開閉用のシャッターは、メカニカルシャッターであり、各ユニット、外装等が正規の使用状態になっている時は常に開放状態になっており、設置環境や時間により防塵ガラス２５に汚れが付着し易く、清掃回数を多くしないと画像への影響が出るという問題があったが、本実施形態においては、感光体に露光が必要な時以外はシャッター部材は閉状態に保持できるので、塵埃などの付着による防塵ガラスの汚れを最小限に抑えるとともに、レーザー光からの安全を確実に確保することができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す断面図である。 プロセスカートリッジを示す断面図である。 本実施形態に係る画像形成装置の光学ユニットを示す概略図である。 光学ユニットの露光窓部分に設けられたシャッター部材を示す説明図である。 シャッター部材の動作を示す概略図である。 シャッター部材の駆動機構を示す説明図である。 シャッター部材の駆動機構を示す説明図である。 画像形成装置の光学ユニットの概略構成図である。 タンデムカラー機におけるシャッター部材を示す説明図である。 タンデムカラー機におけるシャッター駆動機構の概略構成図である。 タンデム式カラータイプの画像形成装置の全体構成図である。 シャッター駆動機構の動作を示すフロー図である。

符号の説明

１：画像形成装置
２：光学ユニット
２ａ：露光窓
２ｂ：レーザー光
３：給紙コロ
４：記録紙
５：給紙カセット
６：転写ベルト
７：定着ローラ
８：プロセスカートリッジ
９：感光体
１０：帯電ローラ
１１：クリーニング装置および廃トナー回収部
１２：現像装置
１３、１３ａ、１３ｂ：ケーシング
１４：トナー容器
１５：撹拌部
１６：現像ローラ
１７：現像ブレード
１８：トナー収納部
１９：トナー補給口
２０：シャッター部材
２２：ガイドピン
２３：清掃具
２４：弾性部材
２５：防塵ガラス
２６：支点軸ピン
２６ａ：ガイド穴
２７：駆動アーム
２８：スプリングアンカー
２９：ピン
３０：リンク
３１：ソレノイド
３２：シャッター押圧スプリング
３３：アームスプリング
３４：スプリング掛け
４０：シャッター部材
４１：モータ
４２：カム

Claims (8)

1. 光学ユニットの露光窓に取り付けられた防塵ガラスを透過するレーザー光によって感光体を露光させて潜像を形成する画像形成装置において、前記防塵ガラスを透過するレーザー光を遮蔽するシャッター部材と、このシャッター部材に取り付けられた清掃具と、前記シャッター部材を前記防塵ガラス表面に沿って移動させる駆動手段とを有し、前記シャッター部材の駆動時に、前記清掃具が前記防塵ガラス表面に摺接して移動するようにしたことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、前記清掃具は不織布からなることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項２に記載の画像形成装置において、前記清掃具は弾性部材を介して前記シャッター部材に取り付けられていることを特徴とする画像形成装置。
4. 多段に配置された複数のプロセスカートリッジと、このプロセスカートリッジにそれぞれ設けられた感光体と、この感光体に対応して設けられた複数の露光窓およびこの露光窓に取り付けられた防塵ガラスとを備えた光学ユニットとを有し、前記露光窓に取り付けられた防塵ガラスを透過するレーザー光によって前記各感光体を露光させて潜像を形成する画像形成装置において、前記露光窓を透過するレーザー光を遮蔽するシャッター部材と、このシャッター部材にそれぞれ取り付けられた清掃具と、前記複数のシャッター部材を前記防塵ガラス表面に沿って移動させる駆動手段とを有し、前記シャッター部材の駆動時に、前記各清掃具が前記各防塵ガラス表面に摺接して移動するようにしたことを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項４に記載の画像形成装置において、前記光学ユニットの複数の露光窓に取り付けられた防塵ガラスは同一平面上に配置されており、前記複数のシャッター部材は一体に形成されたものであることを特徴とする画像形成装置
6. 請求項４または５に記載の画像形成装置において、前記清掃具は不織布からなることを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項６に記載の画像形成装置において、前記清掃具は弾性部材を介して前記シャッター部材に取り付けられていることを特徴とする画像形成装置。
8. 前記請求項１ないし７に記載の画像形成装置において、この画像形成装置は、少なくとも前記感光体と、この感光体を帯電させる帯電装置、帯電した感光体表面に現像剤を供給して可視像を形成する現像装置、および前記可視像を記録材に転写させた後の感光体表面をクリーニングするクリーニング装置のうち１つ以上を一体にしたプロセスカートリッジを有するものであることを特徴とする画像形成装置。

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