JP2007322912A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シートカセットの抜差し作動に連動して、露光手段を清掃する画像形成装置を提供する。
【解決手段】シートカセット１６０の抜差し動作に連動して、露光手段（ＬＥＤアレイヘッド）１１７ａに付着した現像剤（トナー）などを清掃する清掃手段１を備える。清掃手段１は、シートカセット１６０と連結アーム５、５を介して連結しており、フレーム２，２に形成された清掃部スライド溝２ａを移動しながらＬＥＤアレイヘッド１１７ａのレンズ面１１９ａを清掃する。また、フレーム２，２にはＬＥＤアレイヘッド１１７ａを移動させるガイド溝２ｂが設けられており、清掃手段１の移動の際にＬＥＤアレイヘッド１１７ａを感光ドラム１０１ａから離間する。
【選択図】図４

Description

本発明は、感光体に対向する露光面を有する露光手段、例えばＬＥＤヘッドアレイを備えた画像形成装置に係り、詳しくはＬＥＤヘッドアレイ等の露光面を清掃する清掃構造に関する。

従来、並列に配置した感光体に、それぞれ対応する４色の発光ダイオード（以下、ＬＥＤ）列からの光を照射してカラー画像を形成するカラー画像形成装置がある。ＬＥＤ列は、１インチ当り数百個の高密度に配置したＬＥＤによりＬＥＤヘッドアレイ（露光手段）を構成している。本ＬＥＤヘッドアレイの光は微弱光量なので、感光体表面に露光して画像を形成するためには、ＬＥＤヘッドアレイを感光体に近接して配置する必要がある。さらに、ＬＥＤヘッドアレイの露光面には結像用のレンズが設けられており、各ＬＥＤの光を集光して感光体に鮮明な画像を形成している。

本ＬＥＤヘッドアレイは感光体と近接して配置しているので、感光体から落下したトナーや、付近を浮遊する塵などが付着してＬＥＤの光量が減少する場合があり、ＬＥＤヘッドアレイの露光面を定期的に清掃する必要がある。このため、カラー画像形成装置のなかには露光面を清掃する清掃部材を備えたものがあり、清掃部材によりＬＥＤヘッドアレイの露光面に付着したトナーなどを除去してＬＥＤ光量の減少を防いでいる（特許文献１参照）。

特開２００２−２９２９２７号公報

ところで、上記のＬＥＤヘッドアレイを清掃する清掃部材は、駆動装置の駆動を受けて露光面を摺動するので、モータや歯車、或いは駆動を制御する制御機構が必要であり、清掃部材が大掛かりな構成となっている。また、清掃部材が駆動することによりＬＥＤヘッドアレイ、或いは感光体を傷つけてしまう場合があり、感光体に形成する潜像を劣化させる恐れがある。さらに、カラーコピー機のような複数色のトナーを用いてカラー画像を形成する画像形成装置では、各色に対応したＬＥＤヘッドアレイを有しているので、清掃部材も各ＬＥＤヘッドアレイに個別に設ける必要があり、製品コストの上昇に繋がるものであった。

そこで、本発明は、シートカセットを抜差し操作する際、シートカセットに連動して移動する清掃手段により、ＬＥＤヘッドアレイ等の露光手段の露光面に付着したトナーなどを除去する画像形成装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、感光体に対向する露光面を有する露光手段を備え、前記感光体に前記露光手段からの光を露光して潜像を形成した後、潜像をトナーにより現像し、シートに転写して画像を形成する画像形成装置において、前記シートを収容し、装置本体内に抜差し自在に装着されるシートカセットと、前記露光手段の露光面を清掃する清掃手段と、前記清掃手段を前記シートカセットに連動して移動する連動手段と、を備え、前記清掃手段が、前記シートカセットの抜差し作動に連動して前記露光手段の露光面に接触して清掃してなる、ことを特徴とするものである。

本発明は、シートカセットの抜差し作動に連動して、露光手段の露光面に接触しながら移動する清掃手段を設けたので、シートの補給などによりシートカセットを抜差し操作する際、清掃手段が露光面と接触して露光面を清掃できる。清掃手段により、露光面に付着したトナーなどの付着物が除去されるので、露光手段の光量を維持しつづけて感光体に鮮明な潜像を形成できる。また、清掃手段は、連動手段によりシートカセットの抜差し作動に連動して移動するので、清掃手段を駆動するための特別な装置が不要であり、簡易な構造でありながら露光面に付着したトナーなどの付着物を確実に除去できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。

図１は、本発明の実施の形態である清掃手段１を備えた画像形成装置の構成を示す図である。１００は画像形成装置、Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄはシートに画像を形成する画像（潜像）形成部、１６０は、シートを収容するシートカセット、１０７は定着手段である定着ローラ対である。

ここで、画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの４色のトナー画像を形成する感光ドラム（感光体）１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ、１０１ｄとを備えている。また、画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、画像情報に基づいてＬＥＤ光を照射して感光ドラム上に静電潜像を形成するＬＥＤアレイヘッド（露光手段）１１７ａ，１１７ｂ，１１７ｃ、１１７ｄとを備えている。感光ドラム１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ、１０１ｄの周囲には、それぞれ帯電器１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ、１０２ｄと、現像器１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄと、転写帯電器１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ、１０８ｄとが配置されている。なお、本感光ドラム１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ、１０１ｄは不図示のモータにより駆動される。

１０８は図中で反時計回りに回転駆動される中間転写ベルトであり、この中間転写ベルト１０８は、転写帯電器１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ、１０８ｄによって転写バイアスが印加される。転写バイアスが印加された中間転写ベルト１０８は、感光ドラム上の各色トナー像が順次中間転写ベルト１０８に多重転写され、中間転写ベルト１０８上にフルカラー画像が形成される。

また、１１４は、中間転写ベルト１０８に形成されたフルカラー画像をシート１０６に転写する２次転写部であり、１１０は、定着ローラ対１０７により画像が定着されたシート１０６を排紙トレイ１１１に排出する排出ローラ対である。

次に、このように構成された画像形成装置１００の画像形成動作について説明する。

画像形成動作が開始されると、まず、不図示のパソコン等からの画像情報に基づきＬＥＤヘッドアレイ１１７ａがＬＥＤ光を発光し、所定の極性・電位で一様に帯電された感光ドラム１０１ａの表面を露光して静電潜像を形成する。この後、この静電潜像を現像器１０３ａにより供給されるトナーにより現像し可視化する。

例えば、感光ドラム１０１ａには、画像信号に基づきＬＥＤヘッドアレイ１１７ａのＬＥＤ光が照射され、イエローの静電潜像を形成する。そして、このイエローの静電潜像を、現像器１０３ａからのイエロートナーにより現像し、イエロートナー像として可視化する。

次に、このトナー像が感光ドラム１０１ａの回転に伴い、中間転写ベルト１０８と当接する転写部に到来すると、転写帯電器１０８ａに印加した１次転写バイアスにより、感光ドラム１０１ａ上のイエロートナー像が中間転写ベルト１０８に転写される（１次転写）。

次に、中間転写ベルト１０８のイエロートナー像を担持した部位が移動すると、この時までに上記と同様な方法で感光ドラム１０１ｂ上に形成されたマゼンタトナー像が、中間転写ベルト１０８のイエロートナー像上に転写される。同様に、中間転写ベルト１０８が移動するにつれて、それぞれ１次転写部においてシアントナー像、ブラックトナー像が、イエロートナー像、マゼンタトナー像上に重ね合わせて転写される。これにより、中間転写ベルト１０８上にフルカラートナー画像が形成される。

一方、トナー画像の形成動作に並行して、シートカセット１６０に収容されたシート１０６は、ピックアップローラ１１３ａにより１枚ずつ送り出されてレジストローラ１１３ｂに到達する。レジストローラ１１３ｂに到達したシート１０６は、レジストローラ１１３ｂによりタイミングを合わされた後、２次転写部１１４に搬送される。そして、この２次転写部１１４において、転写手段である２次転写ローラに印加された２次転写バイアスによって、中間転写ベルト１０８上の４色のトナー像がシート１０６上に一括して転写される（２次転写）。

次に、このようにトナー像が転写されたシート１０６は、２次転写部１１４から定着ローラ対１０７に搬送されて加熱及び加圧処理を受け、各色のトナーが溶融混色することによってシート１０６にフルカラーの画像が定着される。この後、画像が定着されたシート１０６は、定着ローラ対１０７の下流に設けられた排紙搬送ローラ対１１０によって排紙トレイ１１１に排紙される。

つづいて、ＬＥＤアレイヘッド１１７ａについて、図３乃至図５を用いて説明する。ＬＥＤアレイヘッド１１７ａは、発光ダイオード（ＬＥＤ）が１インチ当り数百個の密度で配列した棒状部材であり、各発光ダイオード素子の発光面には、感光ドラム１０１ａの周面に向かって光を結像させるレンズ（露光面）１１９ａが固設している。ＬＥＤの光量は、感光ドラム１０１ａを帯電するには微弱であるので、ＬＥＤアレイヘッド１１７ａは感光ドラム１０１ａに近接して配置している（図５参照）。感光ドラム１０１ａに近接したＬＥＤアレイヘッド１１７ａでは、感光ドラム１０１ａに吸着されたトナーが剥がれ落ちるなどして、レンズ１１９ａの表面に付着する場合があり、経時と共に感光ドラム１０１ａに形成する画像が劣化する。画像の劣化を防ぐには、ＬＥＤアレイヘッド１１７ａを定期的に清掃する必要があり、画像形成装置１００では、清掃手段１を用いてＬＥＤアレイヘッド１１７ａ，１１７ｂ，１１７ｃ、１１７ｄに付着したトナーなどを除去している。

清掃手段１は、図１に示すように、稼動状態にある画像形成装置１００の一側部奥側（図中の左方）でシートカセット１６０の上方位置に格納されている。シート１０６の補給などの際にシートカセット１６０を図中のＸ方向に抜差し作動すると、清掃手段１は、図２に示すように、シートカセット１６０に連動して画像形成装置１００内をスライド移動できる。

また、清掃手段１は、図３及び図５に示すように、清掃部４ａが取付けられた清掃部材ホルダー４を有している。さらに、清掃手段１は、清掃部材ホルダー４をスライド自在に保持するスライド溝２ａを有する左右フレーム２、２と、清掃部材ホルダー４とシートカセット１６０とを連結する連結アーム５、５と、を有している。

清掃部材ホルダー４は、画像形成装置１００の幅方向に亘る板状部材であり、清掃部材ホルダー４の下面には起毛繊維材を束ねるなどして形成した清掃部４ａが取付けられている（図５参照）。清掃部４ａは、ＬＥＤアレイヘッド１１７ａのレンズ１１９ａと接触してレンズ１１９ａに付着したトナーなどを除去するので、フェルト繊維などの比較的柔軟な繊維材料が使用される。また、清掃部材ホルダー４の左右両端には、清掃部スライド溝２ａに摺動自在に係合する突起部４ｂが突設している。

左右フレーム２、２は、画像形成装置１００本体の左右内側面に固設した１対の基盤であり、画像形成装置１００を構成する他の機器類などと共に清掃部材ホルダー４を支持している。フレーム２には、画像形成装置１００の長手方向（図中の左右方向）に亘り、清掃部材ホルダー４を移動する清掃部スライド溝２ａと、ＬＥＤアレイヘッド１１７ａを清掃部スライド溝２ａと直交する方向に移動するガイド溝２ｂとが形成されている。また、フレーム２の下方には、画像形成装置１００の長手方向に亘り、不図示のレールが形成されており、該レールにより、シートカセット１６０を画像形成装置１００の下部に着脱できる。

なお、ガイド溝２ｂは、ＬＥＤアレイヘッド１１７ａを感光ドラム１０１ａの周面に対して垂直方向に移動するために、感光ドラム１０１ａの径方向に向けて形成されていることが望ましい。

つぎに、シートカセット１６０の前端部（図中のＸ方向先端位置）には係合突起１６０ａが突設しており、該係合突起１６０ａと清掃部材ホルダー４の突起部４ｂとが連結アーム５によって連結している。突起１６０ａ、４ｂどうしが連結アーム５を介して連結することにより、シートカセット１６０が抜差し作動された際には、清掃部材ホルダー４をシートカセット１６０に連動して、清掃部スライド溝２ａに案内されながら画像形成装置１００内を移動できる。

なお、本実施の形態では、係合突起１６０ａをシートカセット１６０の前端部に設ける構成としたが、係合突起１６０ａはシートカセット１６０の何れの位置に形成しても良い。例えば清掃部材ホルダー４の後方に係合突起１６０ａを設け、連結アーム５を介してシートカセット１６０と連結することもできる。

フレーム２に形成したガイド溝２ｂには、ＬＥＤアレイヘッド１１７ａの両端部から突設した係合突起１１８ａが摺動自在に係合しており、ＬＥＤアレイヘッド１１７ａをフレーム２の上下方向、好ましくは、感光ドラム１０１ａの径方向に移動できる。画像形成装置１００が稼働状態にあるＬＥＤアレイヘッド１１７ａは、感光ドラム１０１ａと近接して配置しているので（図５参照）、両部材により形成される間隙Ｓは狭小であり、清掃部材ホルダー４を通過させることは出来ない。このため、ガイド溝２ｂは、ＬＥＤアレイヘッド１１７ａを装置本体の下方に移動させて、ＬＥＤアレイヘッド１１７ａと感光ドラム１０１ａとの間の間隙Ｓを拡げて清掃部材ホルダー４の通過を可能としている。

ＬＥＤアレイヘッド１１７ａは、シートカセット１６０の両側部に設けたガイドレール１６１によりガイド溝２ｂ内を移動できる（図５参照）。ガイドレール１６１は、シートカセット１６０の両側部に形成した階段状のレール部材であり、第１の高さを有する第１段１６１ａと、第２の高さを有する第２段１６１ｂとを有しており、カム機構を構成している。第１段１６１ａは、ガイドレール１６１の奥側に位置しており、ＬＥＤアレイヘッド１１７ａの係合突起１１８ａをフレーム２のガイド溝２ｂの下端側に移動させて、間隙Ｓを拡げることによって離間位置にすることができる。また、第２段１６１ｂは、ガイドレール１６１の奥側以外の位置で第１段１６１ａの高さよりも高いカムであり、係合突起１１８ａをガイド溝２ｂの上端側に固定して、ＬＥＤアレイヘッド１１７ａを感光ドラム１０１ａに近接させている。なお、本ガイド溝２ｂとガイドレール１６１とにより、ヘッドアレイ移動手段を構成している。

なお、上記ではＬＥＤヘッドアレイ１１７ａについて説明したが、他のＬＥＤヘッドアレイ１１７ｂ、１１７ｃ、１１７ｄも同様に構成されている。

次に、以上のように構成された清掃手段１の作用について説明する。

画像形成装置１００に使用するシート１０６を補給などする際には、シートカセット１６０が画像形成装置１００から引出す方向（Ｘ方向）に操作される。シートカセット１６０の操作によりガイドレール１６１では、第２段１６１ｂ上にあるＬＥＤアレイヘッド１１７ａが、スロープ１６１ｃを経て第１段１６１ａ上に移りガイド溝２ｂ内を下降する。ＬＥＤアレイヘッド１１７ａがガイド溝２ｂ内を下降すると、感光ドラム１０１ａとの間の間隙Ｓが拡がり、清掃手段１の通過が可能となる。

一方、清掃手段１の清掃部材ホルダー４は、連結アーム５によりシートカセット１６０と連結しているので、シートカセット１６０の引出し作動に連動してＬＥＤアレイヘッド１１７ａ上面を通過する。清掃部材ホルダー４がＬＥＤアレイヘッド１１７ａ上面を通過する際には、清掃部４ａがＬＥＤアレイヘッド１１７ａのレンズ１１９ａと接触するので、レンズ１１９ａ面に付着したトナーなどを除去することができる。

さらにシートカセット１６０を引出すと、第２段１６１ｂにより支持されていたＬＥＤアレイヘッド１１７ｂ，１１７ｃ、１１７ｄが、順次第１段１６１ａ上に移り、各ＬＥＤアレイヘッドと対応する感光体との間の間隙Ｓが拡げられる。各ＬＥＤアレイヘッドが離間位置に移動することにより、上述と同様に清掃部材ホルダー４が各ＬＥＤアレイヘッド上面を通過し、清掃部４ａによって各レンズ面に付着したトナーなどが除去される。

次に、シートカセット１６０にシート１０６の給紙を終え、シートカセット１６０を画像形成装置１００本体内へ差込む際には、上記とは逆に、ＬＥＤアレイヘッド１１７ｄ，１１７ｃ，１１７ｂ、１１７ａの順に清掃部材ホルダー４が通過する。清掃部材ホルダー４の通過により、再び清掃部４ａは各ＬＥＤアレイヘッドのレンズ面を清掃する。清掃部材ホルダー４が通過した後のＬＥＤアレイヘッドは、ガイドレール１６１の第１段１６１ａ上から第２段１６１ｂに移行し、ガイド溝２ｂ内で感光ドラム１０１ａに結像可能な位置、すなわち近接位置に固定される。

以上のように、シートカセット１６０の抜差し作動に連動して、清掃手段１がＬＥＤアレイヘッド１１７ａ，１１７ｂ，１１７ｃ、１１７ｄを清掃するので、シート１０６を補給する際に各ＬＥＤアレイヘッドを清掃することができる。これにより、ＬＥＤアレイヘッドは光量を維持したまま、感光体に鮮明な画像を形成できる。さらに、清掃手段１は、連結アーム５を介してシートカセット１６０と連動するので、清掃手段１を駆動するための特別な駆動装置が不要であり、簡易な構造でありながら確実に各ＬＥＤアレイヘッドを清掃できる。本清掃手段１により、コストの上昇を抑えた廉価なカラー画像形成装置を提供できる。

なお、本実施の形態では感光体にＬＥＤヘッドアレイを用いた構成について説明したが、レーザービームや光ファイバーなどを感光体として用いることもできる。

本発明の実施の形態である画像形成装置の一例を示す電子写真プリンタの装置断面図で、シートカセットを収納した状態を示す。 本発明の実施の形態である画像形成装置の一例を示す電子写真プリンタの装置断面図で、シートカセットを引出した状態を示す。 清掃装置を示す部分斜視図で、シートカセットを収納した状態を示す。 清掃装置を示す部分斜視図で、シートカセットを僅かに引出した状態を示す。 ＬＥＤアレイヘッドの周辺を示す概念図である。

符号の説明

１ 清掃手段
２ フレーム
２ａ 清掃部スライド溝
２ｂ ガイド溝
４ 清掃部材ホルダー
４ａ 清掃部
４ｂ 突起部
５ 連結アーム
１００ 画像形成装置
１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ 感光ドラム
１１７ａ，１１７ｂ，１１７ｃ,１１７ｄ 露光手段（ＬＥＤアレイヘッド）
１１８ａ 係合突起
１６０ シートカセット
１６０ａ 係合突起
１６１ ガイドレール
１６１ａ 第１段
１６１ｂ 第２段

Claims (6)

1. 感光体に対向する露光面を有する露光手段を備え、前記感光体に前記露光手段からの光を露光して潜像を形成した後、潜像をトナーにより現像し、シートに転写して画像を形成する画像形成装置において、
   前記シートを収容し、装置本体内に抜差し自在に装着されるシートカセットと、
   前記露光手段の露光面を清掃する清掃手段と、
   前記清掃手段を前記シートカセットに連動して移動する連動手段と、を備え、
   前記清掃手段が、前記シートカセットの抜差し作動に連動して前記露光手段の露光面に接触して清掃してなる、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記露光手段が、ＬＥＤヘッドアレイである、
   請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記ＬＥＤヘッドアレイを、画像を形成し得る通常状態にあっては、前記露光面が前記感光体に対向する近接位置にあり、前記清掃手段により前記露光面を清掃する状態にあっては、前記露光面と前記感光体との間に前記清掃手段が通過し得る離間位置になるように、前記シートカセットの抜差し作動に連動して移動するヘッドアレイ移動手段を備えた、
   請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記連動手段は、前記清掃手段を前記ＬＥＤヘッドアレイの露光面に接触しつつ案内する清掃部スライド溝と、前記清掃手段と前記シートカセットとを連動する連結アームと、を有し、
   前記ヘッドアレイ移動手段は、前記ＬＥＤヘッドアレイを前記感光体に近接・離間自在に支持するガイド溝と、前記ＬＥＤヘッドアレイを前記シートカセットの抜差し作動に連動して移動するカム機構と、を有し、
   前記シートカセットの抜差し作動に連動して、前記ＬＥＤヘッドアレイを前記離間位置に移動した状態で、前記清掃手段が前記感光体と前記露光面との間を通過しつつ前記露光面を清掃してなる、
   請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記感光体及び前記ＬＥＤヘッドアレイが、一列状に配置して複数個設けられ、
   これら複数のＬＥＤヘッドアレイが、前記シートカセットの抜差し作動に連動して順次清掃されてなる、
   請求項４記載の画像形成装置。
6. 前記清掃手段は、起毛繊維からなる清掃部を有し、前記清掃手段が前記露光手段の露光面と接触しながら移動する際に、前記清掃部が前記露光面を清掃してなる、
   請求項１ないし５のいずれか記載の画像形成装置。
   

Images