JP4966045B2 - 光学ユニットの自動清掃装置 - Google Patents

Description

本発明は、並設された複数の感光体に対して静電潜像書き込み用の光を出射する走査光学系を備えた光学ユニットの光の出射口を覆う複数の防塵ガラスを自動的に清掃するための光学ユニットの自動清掃装置に関するものである。

電子写真方式を採用するカラー複写機やカラープリンタ等のカラー画像形成装置は、複数の感光体を並設し、帯電器によって帯電された感光体に光学ユニットから静電潜像書き込み用の光を照射して各感光体上に静電潜像を形成し、各静電潜像を現像装置によってトナーを用いて現像してトナー像として顕像化することが行われる。

ここで、前記光学ユニットは、複数の感光体に対して静電潜像書き込み用の光を出射する走査光学系を収容し、該走査光学系から出射される光の出射口とこれを覆う防塵ガラスを複数設けて構成されている。

斯かる光学ユニットにおいては、防塵ガラスの表面に汚れや埃が付着して光学特性が悪化するため、防塵ガラスの表面を定期的に清掃する必要があり、そのための清掃装置が種々提案されている。

例えば、特許文献１には、複数の集塵除去部材を連結部材で一体に連結し、他の部材を駆動する手段を兼ねている偏心カム等の駆動手段によって連結部材を駆動して複数の集塵除去部材を同時に移動させて防塵ガラスの表面を清掃する清掃装置が提案されている。これによれば、複数の防塵ガラスを簡単な構成で一括して清掃することができる。

又、特許文献２には、光学ユニットの防塵ガラスを遮蔽する遮蔽手段に清掃部材を設け、装置の扉の開閉に伴う遮蔽手段の移動に連動させて清掃部材を移動させ、この清掃部材によって防塵ガラスの表面を清掃する清掃装置が提案されている。これによれば、トナーカートリッジの交換動作に連動させて簡単な構成で防塵ガラスの清掃を行って光ビームの走査による光学特性の向上を図ることができる。

更に、特許文献３には、帯電部材を清掃する帯電側清掃部材と防塵ガラスを清掃する露光側清掃部材とを備え、帯電側清掃部材と露光側清掃部材を共通の駆動手段によって駆動して帯電部材と防塵ガラスを清掃する清掃装置が提案されている。これによれば、帯電部材と防塵ガラスを駆動する駆動手段を共通化することによって画像形成装置の小型化とコストダウンを図ることができる。
特開２００６−１５４２２８号公報 特開２００４−０８５８９９号公報 特開２００２−２６８３４１号公報

しかしながら、特許文献１〜３において提案されている清掃装置においては、清掃部材を光の主走査方向に対して直角方向に移動させる方向に移動させて防塵ガラスの表面を清掃する構成が採用されていたため、高価な清掃部材の長さが長くなってコストアップを免れないという問題があった。

従って、本発明の目的は、高価な清掃部材の必要長さを短縮してコストダウンを図ることができる光学ユニットの自動清掃装置を提供することにある。

又、防塵ガラスの表面を安定して確実に清掃するには、清掃部材を防塵ガラスに均一に密着させつつ移動させる必要がある。

従って、本発明の目的は、清掃部材を防塵ガラスに均一に密着させつつ移動させて防塵ガラスを安定して確実に清掃することができる光学ユニットの自動清掃装置を提供することにある。

ところで、斯かる清掃装置において防塵ガラスを清掃部材によって清掃すると、清掃部材には除去した汚れや埃が付着し、清掃部材は汚れや埃を保持した状態で移動するために防塵ガラスに清掃ムラが生じたり、清掃部材の駆動時に汚れや埃が負荷となって駆動トルクが増加するという問題が発生する。

従って、本発明は、清掃部材が除去した汚れや埃を除去して清掃ムラや駆動トルクの増加を防ぐことができる光学ユニットの自動清掃装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、並設された複数の感光体に対して静電潜像書き込み用の光を出射する走査光学系を収容し、該走査光学系から出射される光の出射口とこれを覆う防塵ガラスを複数設けて成る光学ユニットの前記防塵ガラスを自動的に清掃する装置を、複数の前記防塵ガラスの各々に配設された清掃部材の少なくとも２つを保持部材によって保持し、該保持部材を前記走査光学系から出射される光の主走査方向に往復動させるスクリュー軸を複数の前記防塵ガラスの間に配置するとともに、前記保持部材を移動限である待機位置で反復動作させる反復動作機構を設けて構成し、前記スクリュー軸に前記保持部材を移動可能に螺合挿通させるとともに、前記反復動作機構を、前記スクリュー軸の軸方向両端に欠歯部を形成するとともに、前記保持部材にばねをその移動方向に貫通保持することによって構成したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記清掃部材を弾性を有するブレード部材で構成したことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記スクリュー軸を２つの走査光学系に使用される回転多面鏡の上部近傍に配置したことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記光学ユニットのフレーム蓋に凹部を形成し、該凹部内に前記スクリュー軸を配置したことを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何れかに記載の発明において、前記清掃部材を前記防塵ガラスに均一に密着させつつ前記保持部材の往復動をガイドするガイド部材を設けたことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、複数の清掃部材を保持した保持部材を走査光学系から出射される光の主走査方向に往復動させることによって防塵ガラスの表面を清掃するようにしたため、高価な清掃部材の必要長さが短くて済み、自動清掃装置の大幅なコストダウンを図ることができる。又、保持部材を移動限である待機位置で反復動作させるようにしたため、該保持部材に取り付けられた清掃部材が防塵ガラスから除去回収した汚れや埃が振動によって振り落とされ、清掃部材に保持された汚れや埃に起因する清掃ムラや駆動トルクの増加を防ぐことができる。

請求項２記載の発明によれば、清掃部材を弾性を有するブレード部材で構成したため、清掃部材が防塵ガラスに均一に密着しつつ移動し、該清掃部材によって防塵ガラスを安定してムラ無く確実に清掃することができる。

請求項３記載の発明によれば、２つの走査光学系に使用される回転多面鏡の上部近傍に形成される空間にスクリュー軸を配置することによって、光学ユニットの高さを低く抑えて該光学ユニットの小型化を図ることができる。

請求項４記載の発明によれば、光学ユニットのフレーム蓋に形成されて凹部内にスクリュー軸を配置したため、該スクリュー軸によって往復動せしめられる清掃部材が光学ユニットのフレーム蓋から上方へ出っ張ることを少なくでき、光学ユニットをより小型化できる。又、上方への出っ張りを無くすことにより、清掃部材を光学ユニットの大きさを変えることなく配置することができる。

請求項５記載の発明によれば、清掃部材を防塵ガラスに均一に密着させつつ保持部材の往復動をガイドするガイド部材を設けたため、清掃部材が防塵ガラスに均一に密着しつつ移動し、該清掃部材によって防塵ガラスを安定してムラ無く確実に清掃することができる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係る自動清掃装置を備えた光学ユニットの斜視図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は図２の部分拡大断面図、図４及び図５は本発明に係る自動清掃装置の斜視図、図６は同自動清掃装置の平面図、図７は図６のＢ−Ｂ線断面図，図８は保持部材の待機位置での反復動作を説明する部分平面図である。

図１及び図２に示す光学ユニット１は、電子写真方式を採用する複写機やプリンタ等の画像形成装置、特に複数の感光体を並設して成るカラー画像形成装置に備えられるレーザースキャナユニット（ＬＳＵ）であって、その矩形ボックス状のハウジング２内には、図２に示すように、不図示の４つの感光体に対して静電潜像書き込み用のレーザー光を出射する４つの走査光学系３が並設されて収容されている。

又、ハウジング２の上面を覆うフレーム蓋１１には、４つの前記走査光学系３からそれぞれ出射されるレーザー光が通過するための矩形の細長い４つの出射口４（図２及び図３参照）が形成されており、これらの出射口４は光を透過する透明な細長い防塵ガラス５によって覆われている。ここで、各出射口４とこれを覆う防塵ガラス５は、レーザー光の各感光体に対する主走査方向（図１の矢印ａ−ｂ方向、図２及び図３の紙面垂直方向）に長い矩形を成しており、各防塵ガラス５の表面は本発明に係る自動清掃装置６によって自動的に清掃される。

ここで、本発明に係る自動清掃装置６の構成について説明する。

本実施の形態に係るレーザースキャナユニット１には２組の自動清掃装置６が設けられており、各自動清掃装置６は、隣接する２つの防塵ガラス５をそれぞれ同時に清掃する。

ところで、図２及び図３に示すように、隣接する２つの走査光学系３の間には、これら２つの走査光学系３に使用される回転多面鏡（ポリゴンミラー）１２がそれぞれ配置されており、前記フレーム蓋１１の各回転多面鏡１２の上方の部位には凹部１１ａが形成されている。

而して、各自動清掃装置６は、フレーム蓋１１に形成された２つの凹部１１ａ内にレーザー光の主走査方向に長く配されたスクリュー軸７を備えており、該スクリュー軸７は、画像形成装置本体側に設けられたモータＭからギヤトレインＧ（図１参照）を経て伝達される回転動力によって回転駆動される。尚、モータＭには正逆転可能なものが使用されている。

又、各自動清掃装置６には、前記スクリュー軸７に螺合挿通する保持部材８と、該保持部材８の両端に取り付けられた清掃部材９（図７参照）が備えられている。ここで、保持部材８は、スクリュー軸７に螺合挿通する円筒状のボス部８Ａと、該ボス部８Ａから左右（レーザー光の主走査方向に直角な副走査方向）に一体に延びるアーム部８Ｂで構成されており、各アーム部８Ｂの端部下面には前記清掃部材９がそれぞれ取り付けられている。ここで、各清掃部材９は、弾性を有するブレード部材で構成されており、平面視で各防塵ガラス５にオーバーラップする位置（つまり、各防塵ガラス５の表面を摺擦して清掃することができる位置）に取り付けられている。

尚、本実施の形態では、両側に清掃部材９を保持する保持部材８の略中央に、スクリュー軸７に螺合相通するボス部８Ａを設けることによって、清掃部材９の弾性によって保持部材８に掛かる力が略均一になるようにしている。これによって、スクリュー軸７に捩れ等の力が働かず、保持部材８のスムーズな往復動が可能となっている。

そして、図７に示すように、保持部材８の幅方向中央部の前記ボス部８Ａの両側にはアリ溝状のガイド溝８ａとストレートなガイド溝８ｂが形成されるとともに、ボス部８Ａと一方のガイド溝８ｂとの間には、図４〜図６に示すように、コイルばね１０が保持部材８の移動方向（レーザー光の主走査方向）に貫通保持されている。又、保持部材８の各アーム部８Ｂの端部にはアリ溝状のガイド溝８ｃが形成されている。

ところで、本発明に係る自動清掃装置６には、保持部材８を移動限である待機位置で反復動作させる反復動作機構が設けられており、この反復動作機構は、図４及び図５に示すように、前記スクリュー軸７の軸方向両端部に形成された丸軸状の欠歯部（スクリュー歯が形成されていないストレート部分）７ａと前記コイルばね１０によって構成されている。尚、図４及び図５にはスクリュー軸７の一端に形成された欠歯部７ａのみしか図示されていないが、他端（保持部材８のボス部８Ａが螺合していて見えない部分）にも同様の欠歯部７ａが形成されている。

他方、レーザースキャナユニット１のハウジング２の上面には、図３に詳細に示すように、横断面逆Ｌ字状の３つのガイドレール２ａ，２ｃとストレート状の１つのガイドレール２ｂがレーザー光の主走査方向（図３の紙面垂直方向）に突設されており、ガイドレール２ａ，２ｃは自動清掃装置６の保持部材８に形成された前記ガイド溝８ａ，８ｃにそれぞれ嵌合し、ガイドレール２ｂは保持部材８に形成された前記ガイド溝８ｂに嵌合している。

而して、画像形成装置による画像形成動作中においては、レーザースキャナユニット１の４つの走査光学系３から出射される静電潜像書き込み用のレーザー光が各感光体を走査することによって各感光体には静電潜像が形成される。そして、これらの静電潜像は不図示の現像装置によって各色のトナーを用いて現像されてカラートナー像として顕像化され、以後、転写、定着等のプロセスを経て用紙上にフルカラー画像が形成される。

ところで、上記画像形成動作が繰り返されると、レーザースキャナユニット１の防塵ガラス５の表面に汚れや埃が付着するために光学特性が次第に悪化するという問題が発生する。このため、本発明に係る自動清掃装置６によって各防塵ガラス５の表面が自動的に清掃される。

即ち、画像形成装置本体側のモータＭが駆動されてその回転動力がギヤトレインＧを経て各スクリュー軸７に伝達されると、該スクリュー軸７が回転駆動され、各スクリュー軸７にボス部８Ａが螺合挿通する保持部材８がレーザー光の主走査方向に沿って例えば図１の矢印ａ方向に移動するため、該保持部材８のアーム部８Ｂに取り付けられた清掃部材９も各防塵ガラス５の表面を摺擦しながら同方向に移動し、各防塵ガラス５の表面に付着した汚れや埃が清掃部材９によって除去され、各防塵ガラス５の表面が清掃される。このとき、清掃部材９が弾性を有するブレード部材で構成されるとともに、レーザースキャナユニット１に形成されたガイドレール２ａ，２ｂ，２ｃが保持部材８に形成されたガイド溝８ａ，８ｂ，８ｃにそれぞれ嵌合しているため、各清掃部材９は、防塵ガラス５の表面に所定圧で押圧され、防塵ガラス５の表面に均一に密着しつつ移動して防塵ガラス５の表面を安定してムラ無く確実に清掃する。

そして、保持部材８が図１の矢印ａ方向の一端側の移動限である待機位置近くまで移動すると、スクリュー軸７は依然として回転を継続するため、保持部材８は矢印ａ方向に移動し、これに挿通支持されたコイルばね１０の一端が図８(ａ)に示すようにハウジング２に当接して圧縮されるが、スクリュー軸７の端部の欠歯部７ａに保持部材８のボス部８Ａが至ると、該保持部材８のクリュー軸７への螺合が解除されるため、保持部材８は図８（ｂ）に示すようにコイルばね１０の圧縮反力によって逆方向（矢印ｂ方向）へと反発して移動する。そして、保持部材８がスクリュー軸７に再び螺合すると、保持部材８は再び矢印ａ方向に移動し、これに挿通支持されたコイルばね１０の一端が図８(ａ)に示すように待機位置において反復動作を繰り返すため、清掃部材９によって防塵ガラス５から除去回収した汚れや埃が振動によって清掃部材９から振り落とされ、清掃部材９に保持された汚れや埃に起因する清掃ムラや駆動トルクの増加が防がれる。

次に、モータＭが逆転されて各スクリュー軸７が逆方向に回転駆動されると、保持部材８がレーザー光の主走査方向に沿って図１の矢印ｂ方向に移動するため、該保持部材８に取り付けられた清掃部材９も各防塵ガラス５の表面を摺擦しながら同方向に移動し、各防塵ガラス５の表面に付着した汚れや埃が清掃部材９によって除去され、各防塵ガラス５の表面が清掃される。このときも前記と同様に、清掃部材９が弾性を有するブレード部材で構成されるとともに、レーザースキャナユニット１に形成されたガイドレール２ａ，２ｂ，２ｃが保持部材８に形成されたガイド溝８ａ，８ｂ，８ｃにそれぞれ嵌合しているため、各清掃部材９は、防塵ガラス５の表面に所定圧で押圧され、防塵ガラス５の表面に均一に密着しつつ移動して防塵ガラス５の表面を安定してムラ無く確実に清掃する。

そして、保持部材８が図１の矢印ｂ方向の他端側の移動限である待機位置近くまで移動すると、前記と同様に保持部材８は移動限である待機位置において反復動作を繰り返すため、該保持部材８に取り付けられた清掃部材９によって防塵ガラス５から除去回収した汚れや埃が振動によって清掃部材９から振り落とされ、清掃部材９に保持された汚れや埃に起因する清掃ムラや駆動トルクの増加が防がれる。

以上のようにして、レーザースキャナユニット１に設けられた４枚の防塵ガラス５の表面がレーザー光の主走査方向に往復動する清掃部材９によって清掃されるため、高価な清掃部材９の必要長さが短くて済み、これによって自動清掃装置６の大幅なコストダウンが図られる。

又、本実施の形態では、２つの走査光学系３に使用される回転多面鏡１２の上部近傍に形成される空間、具体的にはフレーム蓋１１に形成された凹部１１ａ内にスクリュー軸７を配置したため、該スクリュー軸７によって往復動せしめられる保持部材８がフレーム蓋１１から上方へ出っ張ることがなく、該保持部材８をレーザースキャナユニット１の大きさを変えることなく配置することができる。従って、レーザースキャナユニット１の高さを低く抑えて該レーザースキャナユニット１の小型化を図ることができる。

本発明に係る自動清掃装置を備えた光学ユニットの斜視図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 図２の部分拡大断面図である。 本発明に係る自動清掃装置の斜視図である。 本発明に係る自動清掃装置の斜視図である。 本発明に係る自動清掃装置の平面図である。 図６のＢ−Ｂ線断面図である。 （ａ），（ｂ）は本発明に係る自動清掃装置の保持部材の待機位置での反復動作を説明する部分平面図である。

符号の説明

１ レーザースキャナユニット（光学ユニット）
２ ハウジング
２ａ〜２ｃ ガイドレール（ガイド部材）
３ 走査光学系
４ 射出口
５ 防塵ガラス
６ 自動清掃装置
７ スクリュー軸
７ａ スクリュー軸の欠歯部
８ 保持部材
８Ａ 保持部材のボス部
８Ｂ 保持部材のアーム部
８ａ〜８ｃ 保持部材のガイド溝
９ 清掃部材
１０ コイルばね（ばね）
１１ フレーム蓋
１１ａ フレーム蓋の凹部
１２ 回転多面鏡
Ｇ ギヤトレイン
Ｍ モータ

Claims (5)

1. 並設された複数の感光体に対して静電潜像書き込み用の光を出射する走査光学系を収容し、該走査光学系から出射される光の出射口とこれを覆う防塵ガラスを複数設けて成る光学ユニットの前記防塵ガラスを自動的に清掃する装置であって、
   複数の前記防塵ガラスの各々に配設された清掃部材の少なくとも２つを保持部材によって保持し、該保持部材を前記走査光学系から出射される光の主走査方向に往復動させるスクリュー軸を複数の前記防塵ガラスの間に配置するとともに、前記保持部材を移動限である待機位置で反復動作させる反復動作機構を設けて構成され、
   前記スクリュー軸に前記保持部材を移動可能に螺合挿通させるとともに、前記反復動作機構を、前記スクリュー軸の軸方向両端に欠歯部を形成するとともに、前記保持部材にばねをその移動方向に貫通保持することによって構成したことを特徴とする光学ユニットの自動清掃装置。
2. 前記清掃部材を弾性を有するブレード部材で構成したことを特徴とする請求項１記載の光学ユニットの自動清掃装置。
3. 前記スクリュー軸を２つの走査光学系に使用される回転多面鏡の上部近傍に配置したこと特徴とする請求項１又は２記載の光学ユニットの自動清掃装置。
4. 前記光学ユニットのフレーム蓋に凹部を形成し、該凹部内に前記スクリュー軸を配置したことを特徴とする請求項３記載の光学ユニットの自動清掃装置。
5. 前記清掃部材を前記防塵ガラスに均一に密着させつつ前記保持部材の往復動をガイドするガイド部材を設けたことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の光学ユニットの自動清掃装置。
   

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