JP2001117331A

JP2001117331A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2001117331A
Application number: JP29401999A
Authority: JP
Inventors: Makoto Kitahara; 誠北原
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-10-15
Filing date: 1999-10-15
Publication date: 2001-04-27

Abstract

(57)【要約】【課題】わざわざ、清掃のための動作を行なうことな
く、また、清掃手段のための新たなスライダ、レール手
段などを追加することなしに、簡便に結像手段の清掃を
行なえ、常に、汚れのない状態を保ち、汚れが原因とな
る画像ムラなどの不良が発生しない、良好な画像が得ら
れる画像形成手段を提供する。【解決手段】感光体を含む画像形成手段と、前記感光
体上に結像して露光を行なう結像手段と、前記結像手段
を清掃するための清掃手段とを備えた画像形成装置にお
いて、前記清掃手段は、前記結像手段の配列方向と略平
行に移動可能なユニットに設けられており、前記ユニッ
トを画像形成装置に差し込む動作および抜き出す動作に
伴って、前記結像手段を清掃するように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、感光体に形成され
た潜像を現像し、記録紙に転写して、所要の記録を行な
う、電子写真方式の画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種の画像形成装置は、複写
機、プリンタなどの機能を有する画像記録装置や、それ
らの機能を兼ね備える複合機、ワークステーションなど
の出力機器としての画像記録装置で用いられる。

【０００３】この画像形成装置は、ＬＥＤ列などの固定
光源の発光を、収束性光ファイバーレンズ列を用いて、
感光体表面に結像させることにより、感光体表面に潜像
を形成し、その潜像をトナーにより、可視化した後、記
録紙に転写し画像を形成する形態で、広く実用化されて
いる。そして、このようにＬＥＤ列を露光光源として用
いると、光源としてレーザー光を用いるよりも、装置を
大幅に小型化できる利点がある。

【０００４】しかしながら、収束性光ファイバーレンズ
列は、一般的に焦点距離が短いために、感光体や現像装
置の近傍に配置されることになり、その結果、表面にト
ナーが付着してしまう事態が多く発生する。このように
レンズ列の表面にトナーが付着すると、光の伝達が遮ら
れてしまい、感光体への露光が不足する。このため、画
像がぼけてしまったり、付着トナーにより光が拡散して
しまい、画像にむらが生じるなどの不具合が起こる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、従来より、収
束性光ファイバーレンズ列の表面を清掃するクリーニン
グ機構が提案されている。このレンズクリーニング機構
は、レンズ列に圧接されたクリーナーを、レンズ列の長
手方向にスライドさせて、清掃を行なうものである。し
かしながら、このような技術では、清掃作業を行なうた
めに、特別な手間や時間がかかったり、特別な機構を必
要とした。

【０００６】この欠点を克服するために、実用新案登録
第２５２８０１７号の考案では、清掃に必要なスライド
動作を、現像装置の脱着動作を利用して、行なう技術が
示されている。しかしながら、このような技術でも、清
掃手段をスライドさせるためのレール手段、および、ス
ライダ手段を新たに設ける必要がある。従って、いずれ
の技術においても、画像形成装置のコストがアップし、
機構が複雑になるという問題点がある。

【０００７】本発明は、上述の従来技術の課題を解決す
るためなされたものであって、その目的とするところ
は、わざわざ、清掃のための動作を行なうことなく、ま
た、清掃手段のための新たなスライダ、レール手段など
を追加することなしに、簡便に結像手段の清掃を行な
え、常に、汚れのない状態を保ち、汚れが原因となる画
像ムラなどの不良が発生しない、良好な画像が得られる
画像形成手段を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このため、本発明では、
感光体を含む画像形成手段と、前記感光体上に結像して
露光を行なう結像手段と、前記結像手段を清掃するため
の清掃手段とを備えた画像形成装置において、前記清掃
手段は、前記結像手段の配列方向と略平行に移動可能な
ユニットに設けられており、前記ユニットを画像形成装
置に差し込む動作および抜き出す動作に伴って、前記結
像手段を清掃するように構成したことを特徴とする。

【０００９】この場合、本発明の実施の形態として、前
記結像手段が、収束性光ファイバーレンズ列であるこ
と、また、前記ユニットを画像形成装置に差し込むとき
の清掃手段と結像手段の当接状態と、前記ユニットを画
像形成装置から抜き出すときの清掃手段と結像手段の当
接状態とが異なるように、前記清掃手段が構成されてい
ることは、有効である。

【００１０】また、本発明の実施の形態では、前記清掃
手段は、前記ユニットが画像形成装置に完全に差し込ま
れた状態においては、前記結像手段から退避されている
こと、あるいは、前記ユニットが画像形成装置から抜き
出した状態において、前記結像手段とは開離されること
が好ましい。

【００１１】なお、これらの実施形態において、前記清
掃手段が、前記ユニットに設けられたゴムブレード手段
であること、前記ユニットに設けられたブラシ手段であ
ること、前記ユニットに設けられたパット手段であるこ
と、あるいは、前記ユニットに設けられたスクレープ手
段であることは、有効である。

【００１２】更に、前記清掃手段が前記結像手段の当接
部に当接する個所の略下方に、汚れ受け部を設けている
こと、また、前記ユニットは、画像形成手段のいずれか
を備えたカートリッジ手段を保持する枠体ユニットであ
ることは、それぞれ、本発明の好ましい実施形態であ
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】図４に、本発明を用いたカラー記
録装置の一例を示す。この装置１００は、マゼンタ、シ
アン、イエロー、ブラックの４色のトナーを重ね合わせ
て画像を形成する画像形成装置としてのカラー電子写真
複写機である。ここで、１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０
Ｋは、それぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラッ
クの画像形成部であり、８は転写ベルトである。

【００１４】カセット１に収納された記録紙は、給紙ロ
ーラー２により給紙された後、搬送ローラー３〜６によ
り搬送され、レジストローラー７に到達する。記録紙
は、レジストローラー７により、斜行などを補正され、
タイミングをとって、転写ベルト８に向かって送り出さ
れる。

【００１５】転写ベルト８は、絶縁性樹脂のシート材で
できており、転写ベルト８の下側にある帯電器１１によ
り、シート表面が帯電される。この間に、原稿読み取り
装置あるいはコンピュータなどの出力装置（不図示）よ
り送られた画像情報信号によって、感光ドラム（感光
体）１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｙ，１３Ｋ上には、それぞれ
各色に対応した潜像が形成される。そして、レジストロ
ーラー７より送り出された記録紙は、帯電されて、転写
ベルト上に静電吸着され、転写ベルト８により、各色画
像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの下を通過し
ながら搬送される。

【００１６】各画像形成部において、感光ドラム１３の
まわりには、帯電器１４、露光ＬＥＤヘッド１５、現像
器１６、クリーナー１７が配置され、電子写真プロセス
により、感光ドラム１３の表面に各色のトナー像を形成
する。なお、ここでは、感光ドラム１３、帯電器１４、
露光ＬＥＤヘッド１５、現像器１６、クリーナー１７
が、それぞれ、画像形成手段を構成する。

【００１７】転写ベルト８に静電吸着された状態で搬送
された記録紙上には、転写ベルト８と感光ドラム１３が
近接するところで、各色の画像が順次、転写される。４
色の転写が終了した記録紙は、曲率分離により、転写ベ
ルト８から剥がされ、定着ローラー対１８，１９に達す
る。定着ローラー１８は、ヒーター（図示せず）によ
り、加熱されており、各色のトナーは、熱溶融し、記録
紙上に定着され、これによって、カラー画像が完成す
る。なお、最終段階で、定着ローラー対１８，１９によ
り、トナー画像を表面に定着した記録紙は、装置外部に
突出した排紙トレイ２０上に排出される。

【００１８】本実施の形態では、画像形成部１０Ｙ，１
０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋにおいて、感光ドラム１３、現像
器１６、クリーナー１７が、それぞれ、一体化されたカ
ートリッジとなっており、装置から引き出せる構成とな
っている。図２には、このカートリッジ１０の外観が示
されている。また、図３には、装置から、カートリッジ
が載っている枠を引き出した状態が示されている。

【００１９】カートリッジ１０の上方、即ち、中の感光
体の真上には、露光のための穴５１が明けてあり、ここ
から、ＬＥＤによって感光体が露光される。カートリッ
ジは、その中に収納される現像剤が劣化してしまった場
合、交換されるが、この交換は、図３に示されるよう
に、４個のカートリッジが載っているカートリッジ枠５
３を装置本体より引き出した後、カートリッジを上方に
持ち上げることで、可能となる。また、装置内部には、
感光体を回転駆動するためのドラム軸５２があり、カー
トリッジ枠５３を装置本体に装着すると、カートリッジ
の位置決めがなされ、また、駆動力の伝達が行われる。

【００２０】次に、図１および図５を用いて、カートリ
ッジ枠５３について、さらに詳細に説明する。図１は、
カートリッジ枠を装置本体より引き出し、各色カートリ
ッジを取り外した状態を示している。カートリッジ枠５
３は、その前後側板１０２，１０３と右左ステー１０
４，１０５とにより、箱形に構成される。その右左ステ
ー１０４，１０５には、逆Ｕ字形の溝１０４ａ，１０５
ａがあり、装置本体に固定されている左右のスライドレ
ール１０６，１０７のピン部１０６ａ，１０７ａに、上
方から嵌合することで位置決めされる。なお、左右スラ
イドレール１０６，１０７は、２ないしは３分割され
た、伸縮可能な構造である。

【００２１】カートリッジの前後側板１０２，１０３に
は、装置本体に引き込まれた時、位置決めするためのピ
ン１０２ａ，１０３ａがあり、これらを、装置本体側の
各側板１２１，１２２の各決め穴に差し込むことで、位
置決めを行う。

【００２２】また、カートリッジの前後側板１０２，１
０３には、カートリッジ１０を保持するためのホルダ１
０８，１０９が固定してある。これらホルダには、Ｕ字
形の溝部が、それぞれ、形成してあって、これに各カー
トリッジ１０の感光ドラム軸受部（図示せず）を、上方
から差し込むことで、位置決めし、カートリッジの保持
を行う。

【００２３】更に、カートリッジの後側板１０２には、
本発明に係わる清掃手段、この実施の形態では、ブレー
ド１０１が、ホルダ１０９との間には挟まれた状態で、
固定されている。なお、抜け止めのために、ホルダ１０
９のピン１０９ａをブレード１０１の穴１０１ａに差し
込んでいる。なお、ブレード１０１の後側板１０２から
の突出量ｌ₁とホルダからの突出量ｌ₂とは、異なる寸
法に設定している。

【００２４】次に、図５〜図９を参照して、カートリッ
ジ枠５３を装置本体から引き抜く時の動作を説明する。
なお、これらの図は、装置本体の左側から見た状態の図
である。

【００２５】図５において、カートリッジ枠５３は、装
置本体にセットされている。ここでは、前後の位置決め
ピン１０２ａ，１０３ａを、装置本体の側板の次の穴に
差し込んでいる。この時、カートリッジ枠は、レールの
ピン１０６ａ（１０５ａ）から少し上方へ浮いた状態と
なっている。一方、ブレード１０１は、露光ＬＥＤヘッ
ド１５の奥側の空間に保持され、露光ＬＥＤヘッド１
５、その他と接触していない。

【００２６】図６において、カートリッジ枠５３は、装
置本体から引き出される。ここでは、ピン１０２ａ，１
０３ａが装置本体の側板から抜けて、枠５３が下方へ移
動する。そして、ステーの溝１０４ａ（１０５ａ）がス
ライドレール１０６（１０７）のピン１０６ａ（１０７
ａ）に当接する。この状態で、ブレード１０１先端は、
露光ＬＥＤヘッド１５のレンズ面に対して、所定のオー
バラッブ量ｌ_ORとなるように設定してある。

【００２７】図７において、カートリッジ枠５３は、さ
らに、引き出される。ここでは、ブレード１０１がｌ₁
の自由長で撓みながら、エッジを露光ＬＥＤヘッド１５
のレンズ面に角度θ_OUTを保って当接し、その状態で前
方へ移動する。これによって、レンズ表面に付着した汚
れを清掃する。

【００２８】図８において、カートリッジ枠５３は、完
全に引き出される。ここでは、ブレード１０１が、レン
ズ面からの開離され、フリーの状態になる。このよう
に、カートリッジ枠５３の引き出し動作で、露光ＬＥＤ
ヘッド１５のレンズ面の清掃を行う。

【００２９】次に、カートリッジ枠５３を装置本体に差
し込む動作について、図９を参照して、説明する。ここ
では、逆に、図８，図７の順で、カートリッジ枠５３が
装置本体へ挿入される。しかし、ブレード１０１は、図
７の時と逆方向に、ｌ₂の自由長で撓みながら、露光Ｌ
ＥＤヘッド１５のレンズ面に、角度θ_INを保って当接し
た状態で、後方へ移動する。これによって、レンズ表面
に付着した汚れを清掃する。そして、更に、カートリッ
ジ枠５３が装置本体へ押し込まれると、図５の状態にな
って、セットが完了する。

【００３０】このように、カートリッジ枠５３の取り出
しおよび挿入動作で、レンズ面の清掃を行うことができ
る。

【００３１】なお、この実施の形態において、ブレード
１０１には、好ましくは、材質ウレタンゴムが用いら
れ、これは、その硬度５０〜８０゜程度、厚さ０．５〜
２ｍｍ程度であって、オーバラップ量ｌ_ORを０．５〜
２．５ｍｍ程度に設定することが清掃能力として好まし
い結果を得ている。

【００３２】図７および図９に示すように、カートリッ
ジ枠５３が引き出される時と、挿入される時とで、ブレ
ード１０１とレンズ面の当接角を、ブレードの自由長ｌ
₁，ｌ₂を異なる設定にして、変えているのは、これに
より、２種の当接条件で、レンズ面を清掃することがで
きるためで、部品精度のバラツキによって、仮に、オー
バラップ量ｌ_ORが変化しても、良好な清掃能力を確保で
きるようにするためである。

【００３３】図５において、ブレード１０１は、レンズ
面、その他と接触しないように構成している。これによ
り、ブレードが装置本体の動作中、曲げや圧縮の力学的
負荷を受けず、ブレードの長寿命化が図れる。また、Ｌ
ＥＤは動作中に昇温するため、これにブレードが接触し
ないようにすることで、ブレードの熱的劣化が防止で
き、クリーニング手段として、長寿命化が図れることに
なる。

【００３４】また、カートリッジの引き出し動作におい
て、対応するレンズ面を清掃したブレード１０１は、一
度、レンズ面から外れる。これは、挿入動作においても
同じで、レンズ面を清掃したブレード１０１がレンズ面
から外れる。これにより、ブレード１０１によって集め
られてきた、レンズ面上の汚れが、再度、レンズ面上に
も戻されて、その汚れを広げてしまうことを防止してい
る。

【００３５】ここで、清掃手段であるブレード１０１
は、実施の形態として、カートリッジ枠に設けることが
好ましい。これは、カートリッジ枠が、スライドレール
１０６，１０７を有するため、清掃手段の移動のための
手段を追加する必要はないからである。カートリッジ枠
５３の後側板１０２は、ＬＥＤヘッド１５のレンズ列よ
り十分後方に位置する（図５を参照）ために、カートリ
ッジ枠５３を装置本体にセットした状態で、ブレード１
０１の最適な取付位置を選定する自由度が高まる。即
ち、セット状態でブレードとレンズ面とが当接しなけれ
ば、さらに熱の影響を受けにくい領域が広がる。

【００３６】また、カートリッジ枠５３は、カートリッ
ジ１０の交換のため、十分に前方に引き出されるが、こ
のため、レンズ列の幅に対しても十分な移動ストローク
があり、レンズ列全域を清掃することが可能である。し
かも、カートリッジ枠５３が手前に引き出された状態に
おいて、ブレードとレンズ面の当接が外れるのに、十分
な位置に移動可能である（図８を参照）。

【００３７】さらに、カートリッジ１０は、内部の現像
剤劣化に伴ない、所定の間隔で交換される。この交換時
に、カートリッジ枠５３が挿抜されるために、事改め
て、清掃作業をすることなく、上述のように、レンズ面
は、ブレードによって、自動的に清掃されることにな
る。また、カートリッジ枠５３は、カートリッジ１０を
保持するために、比較的剛性をもって構成されており、
ブレード１０１とレンズ面の寸法のバラツキが少なく、
オーバラップ量ｌ_ORの変化が少ない。また、カートリッ
ジ１０に対しては、何らの影響もないので、カートリッ
ジ１０のコストアップに繋がることなく、ランニングコ
ストを抑えることになる。

【００３８】なお、上述の実施の形態では、清掃手段と
して、ウレタンゴムブレードを用いたが、その材質はウ
レタンに限定されるものではなく、ＥＰＤＭ系、ＣＲ
系、ＮＢＲ系、シリコン系などの材質のものを選択して
もよい。また、ブレード手段を撓ませて、レンズ面に当
接した例を述べているが、樹脂などの繊維を束ねたブラ
シ状の清掃手段を、所定のオーバラップ量で当接させて
もよく、発泡系樹脂やフェルト状の繊維を所定のオーバ
ラップ量で当接させてもよい。更に、ＰＥＴフィルムな
どの樹脂フィルムを所定の角度に保ち、所定のオーバラ
ップ量で当接させるスクレープ手段としてもよい。

【００３９】なお、図８において、ブレード１０１がレ
ンズ面から外れる瞬間、および、カートリッジ枠５３が
装置本体に挿入されて、ブレード１０１が図９から逆に
図６へと移動する場合（レンズ面から外れる瞬間）につ
いて、以下に考察する。

【００４０】ブレード１０１は、レンズ面の汚れを集め
て移動し、レンズ面から外れた瞬間に、その弾性で撓ん
だ状態から自由状態に復帰する。このとき、集めたレン
ズ面の汚れを、後側板１０２の前後に飛ばすことにな
る。然るに、ブレード１０１の下方には、その汚れ物質
を遮るものがないために、汚れが落下して、装置本体で
の汚れが発生する畏れがある。これを防止するために図
１０および図１１に示すように、ブレード１０１の前後
方向において、その下方に、汚れ受け部を設けることが
好ましい。

【００４１】図１０は、後ホルダ１０９の拡大図で、図
１１は、その中央断面図である。ここでは、それぞれ、
後ホルダ１０９の前方に凹部１０９ｗを、また、その後
方にも凹部１０９ｖを設ける。１０９ｖはアーム部１０
９ｘにて接続して、樹脂にて一体的に成形されている。
また、装置本体に対して、カートリッジ枠５３を引き出
した時、凹部１０９ｗにより、あるいは、カートリッジ
枠５３を挿入した時、凹部１０９ｖにより、それぞれ、
汚れが受け止められ、装置本体内での飛散を防止でき
る。

【００４２】なお、この実施の形態においては、４色の
カートリッジを用いるカラー画像形成装置において説明
を行なったが、１個のカートリッジを用いた単色の画像
形成装置にも適用できることは勿論である。

【００４３】

【発明の効果】上記に述べたように、本発明では、結像
手段を清掃する清掃手段を、結像手段の配列方向に移動
可能なユニットに設け、画像形成装置への挿抜動作に伴
って、清掃を行なうように構成したことにより、特別に
清掃のための動作を行なうことなく、しかも、清掃手段
のための、新たなスライダ、レール手段などを追加する
ことなしに、簡便に結像手段の清掃を行ない、常に、汚
れのない結像状態を保って、画像ムラなどの、不良のな
い、良好な画像が得られる。

【００４４】また、清掃手段と結像手段との当接状態
を、ユニットの差し込み時と抜き出し時とで、異なるよ
うに構成することで、部品精度がばらついても、清掃性
が確実に確保できる。さらに、ユニットが差し込まれた
状態で、清掃手段と結像手段の係合が解除されるため、
清掃手段に熱負荷、曲げや圧縮などの力学的負荷が軽減
されるとともに、結像手段上に汚れ物質が残留するの
を、最小に抑えられる。さらに、ユニット抜き出された
状態では、結像手段の係合が解除されるため、結像手段
上に汚れ物質の残留が最小に抑えられる。

【００４５】さらに、清掃手段と結像手段の当接部の略
下方に、汚れ受け部を設けたことで、汚れ物質の装置本
体内への落下が防止できる。また、清掃手段をカートリ
ッジ手段を保持する枠体ユニットに設けることで、結像
手段清掃のための十分なストロークを確保でき、清掃手
段と結像手段の位置精度も確保しやすい。更に、カート
リッジのコストアップをもたらすことなく、カートリッ
ジ交換作業時に、特別な動作なく、結像手段の清掃を行
える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係わるカートリッジ枠体の
斜視図である。

【図２】同じく、本発明に係わるカートリッジの外観斜
視図である。

【図３】本発明のカートリッジ交換状態を示す斜視図で
ある。

【図４】本発明の画像形成装置の概略断面図である。

【図５】本発明の清掃動作の順序説明のための説明図で
ある。

【図６】同じく、順序説明のための説明図である。

【図７】同じく、順序説明のための説明図である。

【図８】同じく、順序説明のための説明図である。

【図９】同じく、順序説明のための説明図である。

【図１０】同じく、ホルダの部分を拡大して示す斜視図
である。

【図１１】同じく、部分拡大断面図である。

【符号の説明】

１０画像形成カートリッジ１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ画像形成部１３感光ドラム１４帯電器１５露光ＬＥＤヘッド１６現像器１７クリーナー１０１清掃部材であるブレード１００カラー電子写真複写機１０６，１０７スライドレール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感光体を含む画像形成手段と、前記感光
体上に結像して露光を行なう結像手段と、前記結像手段
を清掃するための清掃手段とを備えた画像形成装置にお
いて、前記清掃手段は、前記結像手段の配列方向と略平行に移
動可能なユニットに設けられており、前記ユニットを画
像形成装置に差し込む動作および抜き出す動作に伴っ
て、前記結像手段を清掃するように構成したことを特徴
とする画像形成装置。
【請求項２】前記結像手段は、収束性光ファイバーレ
ンズ列であることを特徴とする請求項１に記載の画像形
成装置。
【請求項３】前記ユニットを画像形成装置に差し込む
ときの清掃手段と結像手段の当接状態と、前記ユニット
を画像形成装置から抜き出すときの清掃手段と結像手段
の当接状態とが異なるように、前記清掃手段が構成され
ていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装
置。
【請求項４】前記清掃手段は、前記ユニットが画像形
成装置に完全に差し込まれた状態においては、前記結像
手段から退避されていることを特徴とする請求項１に記
載の画像形成装置。
【請求項５】前記清掃手段は、前記ユニットが画像形
成装置から抜き出した状態において、前記結像手段とは
開離されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成
装置。
【請求項６】前記清掃手段は、前記ユニットに設けら
れたゴムブレード手段であることを特徴とする請求項１
〜５の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】前記清掃手段は、前記ユニットに設けら
れたブラシ手段であることを特徴とする請求項１〜５の
何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】前記清掃手段は、前記ユニットに設けら
れたパット手段であることを特徴とする請求項１〜５の
何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】前記清掃手段は、前記ユニットに設けら
れたスクレープ手段であることを特徴とする請求項１〜
５の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】前記清掃手段が前記結像手段の当接部
に当接する個所の略下方に、汚れ受け部を設けているこ
とを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の画像
形成装置。
【請求項１１】前記ユニットは、画像形成手段のいず
れかを備えたカートリッジ手段を保持する枠体ユニット
であることを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に
記載の画像形成装置。