JP4988515B2 - 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光学機器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光学機器を収容し、該光学機器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、そのための自動清掃装置が提案されている。

例えば、カラー画像形成装置に備えられるレーザビームスキャナ等の光学ユニットには、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光学機器が収容されており、該光学機器から出射される光の出射口とこれを覆う防塵ガラスが複数設けられている。斯かる光学ユニットの複数の防塵ガラスを自動的に清掃する自動清掃装置としては、複数の防塵ガラスの各々に配設された複数の清掃部材と、該複数の清掃部材を保持する保持部材と、該保持部材に螺合挿通するスクリュー軸を備え、該スクリュー軸を正逆転させて前記保持部材を往復動させるものが知られている。

ところで、光学ユニットの自動清掃装置に関しては特許文献１〜３等によって種々の提案がなされている。
特開２００６−１５４２２８号公報 特開２００４−０８５８９９号公報 特開２００２−２６８３４１号公報

複数の清掃部材を保持する保持部材に螺合挿通するスクリュー軸を正逆転させて保持部材を往復動させ、該保持部材に保持された複数の清掃部材によって複数の防塵ガラスを同時に清掃する自動清掃装置においては、スクリュー軸の軸方向両端は軸受によって回転可能に支承されているが、その水平方向の移動は拘束されていたため、清掃動作時のスクリュー軸のスパイラルに掛かる負荷が大きくなってスクリュー軸の円滑な回転が困難になるという問題があった。

又、光学ユニットの筐体には高精度が要求されるため、その形状を対称形状にすると該筐体の上面に被着されるカバーの固定穴が幅方向中央に設けられることとなり、この固定穴と幅方向中央に配されたスクリュー軸とが平面視で重なるためにカバーの取り付けに支障を来すという問題もある。

従って、本発明の目的とする処は、スクリュー軸に掛かる負荷を軽減するとともに、組付性を改善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。

又、カラー画像形成装置用の光学ユニットを清掃する自動清掃装置において、２つの清掃部材を保持した保持部材を１つのスクリュー軸の回転によって往復動させる構成を採用する場合、保持部材とスクリュー軸とのガタによって保持部材がスクリュー軸のスパイラルの捩り方向に傾いてしまう。このように保持部材が傾いても清掃には支障が生じないが、該保持部材がホームポジションにおいて傾いたまま停止すると、清掃部材が光路を遮蔽してしまい、正常な露光走査を行うことができないという問題があった。

従って、本発明の目的とする処は、保持部材がホームポジションで傾いたまま停止することによって清掃部材が光路を遮蔽するという不具合を解消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。

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であって、複数の前記防塵ガラスの各々に配設された複数の清掃部材と、該複数の清掃部材を保持する保持部材と、該保持部材に螺合挿通するスクリュー軸を備え、該スクリュー軸を正逆転させて前記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光学ユニットの自動清掃装置において、前記スクリュー軸の反駆動側端部を水平移動可能に保持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、前記保持部材のボス部の内周に、前記スクリュー軸のスパイラルが螺合するねじ部を１周分以下、好ましくは０．５周〜１周分形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、前記スクリュー軸のスパイラルの山形状を台形とするとともに、前記保持部材のスクリュー軸が螺合するボス部の長さをスクリュー軸のスパイラルが３山以上螺合する長さに設定したことを特徴とする。
イラルが螺合するねじ部を０．５周〜１周分形成したことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の発明において、前記保持部材に取り付けられた動作復帰用バネを保持部材が前記スクリュー軸のスパイラルの力の作用によって傾く側に配置したことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、スクリュー軸の反駆動側端部を水平移動可能に保持したため、清掃動作時にスクリュー軸に掛かる負荷が該スクリュー軸の反駆動側端部の水平移動によって開放され、スクリュー軸に掛かる負荷が軽減されて該スクリュー軸の円滑な回転が実現し、清掃部材による防塵ガラスの安定した自動清掃が可能となる。又、光学ユニットの筐体上面に被着されるカバーの固定穴が幅方向中央に設けられている場合、カバーの組み付けに際しては、同じく筐体の幅方向中央に配されたスクリュー軸の反駆動側端部を水平に移動させてスクリュー軸全体を斜めに傾ければ、該スクリュー軸とカバーの固定穴との干渉が避けられるため、カバーを作業性良く容易に組み付けることができる。

請求項２記載の発明によれば、保持部材のボス部の内周に、スクリュー軸のスパイラルが螺合するねじ部を１周分以下、好ましくは０．５周〜１周分だけ形成したため、保持部材を成形するための金型の構成が簡素化し、金型費を低く抑えることができる。

請求項３記載の発明によれば、スクリュー軸のスパイラルの山形状を台形とするとともに、保持部材のスクリュー軸が螺合するボス部の長さをスクリュー軸のスパイラルが３山以上螺合する長さに設定したため、保持部材とスクリュー軸とのガタツキが防がれ、該保持部材がホームポジションにおいて傾いたまま停止することがなく、保持部材に保持された清掃部材が光路を遮蔽するという不具合が解消され、正常な露光走査が安定的に行われる。

請求項４記載の発明によれば、保持部材に取り付けられた動作復帰用バネを保持部材がスクリュー軸のスパイラルの力の作用によって傾く側に配置したため、保持部材がホームポジションで停止した際の該保持部材の傾きが動作復帰用バネの反力によって防がれ、保持部材に保持された清掃部材が光路を遮蔽するという不具合が解消され、正常な露光走査が安定的に行われる。

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は同光学ユニットの平面図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図、図４及び図５は同光学ユニットの部分平面図、図６は同光学ユニットの部分背面図（図４の矢視Ｂ方向の図）、図７は同光学ユニットの部分正面図（図４の矢視Ｃ方向の図）、図８は図４のＤ−Ｄ線断面図、図９は図４のＥ−Ｅ線断面図、図１０は図７のＦ−Ｆ線断面図、図１１は図１０のＧ部拡大詳細図、図１２は保持部材の正面図、図１３は図１２のＨ−Ｈ線断面斜視図である。

図１〜図３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筐体２内には、図３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、筐体２の上面を覆うカバー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３及び図７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、前記カバー１１の回転多面鏡１２の上方の部位には凹部１１ａがそれぞれ形成されている。

而して、各自動清掃装置６は、筐体２の上面に被着されたカバー１１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不図示のモータからギヤトレインを経て伝達される回転動力によって回転駆動される。尚、モータには正逆転可能なものが使用されている。

ここで、本実施の形態では、図１、図２及び図４〜図７に示すように、スクリュー軸７は、その駆動側端部が軸受１３によって回転可能且つ水平移動不能に支承されているが、反駆動側端部は軸受１４によって水平移動可能に支持されている。即ち、軸受１４には水平方向に長い長孔１４ａが形成されており、この長孔１４ａにスクリュー軸７の反駆動側端部が回転可能に挿通している。従って、スクリュー軸７の反駆動端部は、軸受１４の長孔１４ａ内で移動し得る範囲で水平方向に移動することができる。

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８参照）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の中央に、スクリュー軸７に螺合挿通するボス部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に掛かる力が略均等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の円滑な往復動が可能になっている。

ところで、本実施の形態においては、図１１に詳細に示すように、スクリュー軸７のスパイラルの山形状を台形とするとともに、保持部材８のスクリュー軸７が螺合するボス部８Ａの長さをスクリュー軸７のスパイラルが３山以上螺合する長さに設定し、このボス部８Ａを従来よりも長くしている。

又、本実施の形態では、図１２及び図１３に示すように、保持部材８のボス部８Ａの内周には、スクリュー軸７のスパイラルが螺合するねじ部（凹状の雌ねじ部）８ｄを０．５周〜１周分（１周未満）だけ形成している。

更に、本実施の形態では、図１２に示すように、保持部材８の幅方向中央部のボス部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（保持部材８がスクリュー軸７のスパイラルの力の作用によって傾く側）には、動作復帰用バネ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がそれぞれ形成されている。

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（スパイラルが形成されていないストレート部分）７ａと動作復帰用バネ１０によって構成されている。 他方、レーザースキャナユニット１の筐体２の上面には、図８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８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、不図示のモータが駆動されてその回転動力が不図示のギヤトレイン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２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２の矢印ａ方向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動作復帰用バネ１０の一端が筐体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は動作復帰用バネ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動作復帰用バネ１０の一端が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から除去回収され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２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２の矢印ｂ方向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から除去回収され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。

而して、本実施の形態では、スクリュー軸７の反駆動側端部を軸受１４によって水平移動可能に保持したため、清掃動作時にスクリュー軸７に掛かる負荷が該スクリュー軸７の反駆動側端部の水平移動によって開放され、スクリュー軸７に掛かる負荷が軽減されて該スクリュー軸７の円滑な回転が実現し、清掃部材９による防塵ガラス５の安定した自動清掃が可能となる。

又、本実施の形態では、レーザースキャナユニット１の筐体２には高精度が要求されるためにその形状が対称形状とされており、このために筐体２の上面に被着されるカバー１１の固定穴（ビス１５が螺着される穴）が図４に示すように幅方向中央に設けられている。この場合、カバー１１の組み付けに際してビス１５を固定穴にねじ込む際に筐体２の幅方向中央に配されたスクリュー軸７が干渉してビス１５のねじ込みが困難となる。このような場合、本実施の形態では、図５に示すように、スクリュー軸７の反駆動側端部を水平に移動させてスクリュー軸７全体を斜めに傾ければ、該スクリュー軸７とカバー１１の固定穴との干渉が避けられるため、ビス１５を固定穴に容易にねじ込むことができ、カバー１１を筐体２に作業性良く容易に組み付けることができる。

更に、本実施の形態では、スクリュー軸７のスパイラルの山形状を台形とするとともに、保持部材８のスクリュー軸７が螺合するボス部８Ａの長さをスクリュー軸７のスパイラルが３山以上螺合する長さに設定したため、保持部材８とスクリュー軸７とのガタツキが防がれ、該保持部材８がホームポジションにおいて傾いたまま停止することがなく、保持部材８に保持された清掃部材９が光路を遮蔽するという不具合が解消され、正常な露光走査が安定的に行われる。そして、本実施の形態では、保持部材８のボス部８Ａの内周に、スクリュー軸７のスパイラルが螺合するねじ部８ｄを０．５周〜１周分だけ形成したため、保持部材８を成形するための金型の構成が簡素化し、金型費を低く抑えることができるという効果も得られる。

又、本実施の形態では、保持部材８に取り付けられた動作復帰用バネ１０を保持部材８がスクリュー軸７のスパイラルの力の作用によって傾く側に配置したため、保持部材８がホームポジションで停止した際の該保持部材８の傾きが動作復帰用バネ１０の反力によって防がれ、保持部材８に保持された清掃部材９が光路を遮蔽するという不具合が解消され、正常な露光走査が安定的に行われる。

尚、本実施の形態では、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を構成する動作復帰用バネ１０を保持部材８がスクリュー軸７のスパイラルの力の作用によって傾く側に配置したが、図１４に示すように、動作復帰用バネ１０をスクリュー軸７と同軸に配しても、この動作復帰用バネ１０による保持部材８とこれに保持された清掃部材９の待機位置での反復動作によって前記と同様の効果、つまり、清掃部材９によって防塵ガラス５から除去回収され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という効果が得られる。

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。 本発明に係る自動清掃装置を備えた光学ユニットの平面図である。 図２のＡ−Ａ線断面図である。 本発明に係る自動清掃装置を備えた光学ユニットの部分平面図である。 本発明に係る自動清掃装置を備えた光学ユニットの部分平面図である。 本発明に係る自動清掃装置を備えた光学ユニットの部分背面図（図４の矢視Ｂ方向の図）である。 本発明に係る自動清掃装置を備えた光学ユニットの部分正面図（図４の矢視Ｃ方向の図）である。 図４のＤ−Ｄ線断面図である。 図４のＥ−Ｅ線断面図である。 図７のＦ−Ｆ線断面図である。 図１０のＧ部拡大詳細図である。 本発明に係る自動清掃装置の保持部材の正面図である。 図１２のＨ−Ｈ線断面斜視図である。 本発明に係る自動清掃装置の他の実施形態を示す部分斜視図である。

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 筐体
２ａ〜２ｃ 筐体のガイドレール
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
８ｄ 保持部材のボス部内周のねじ部
９ 清掃部材
１０ 動作復帰用バネ
１１ カバー
１１ａ カバーの凹部
１２ 回転多面鏡（ポリゴンミラー）
１３，１４ 軸受
１４ａ 軸受の長孔
１５ ビス

Claims (4)

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複数の清掃部材と、該複数の清掃部材を保持する保持部材と、該保持部材に螺合挿通するスクリュー軸を備え、該スクリュー軸を正逆転させて前記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光学ユニットの自動清掃装置において、
   前記スクリュー軸の反駆動側端部を水平移動可能に保持したことを特徴とする光学ユニットの自動清掃装置。
2. 前記保持部材のボス部の内周に、前記スクリュー軸のスパイラルが螺合するねじ部を１周分以下、好ましくは０．５周〜１周分形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. 前記スクリュー軸のスパイラルの山形状を台形とするとともに、前記保持部材のスクリュー軸が螺合するボス部の長さをスクリュー軸のスパイラルが３山以上螺合する長さに設定したことを特徴とする請求項１又は２記載の光学ユニットの自動清掃装置。
4. 前記保持部材に取り付けられた動作復帰用バネを保持部材が前記スクリュー軸のスパイラルの力の作用によって傾く側に配置したことを特徴とする請求項１〜３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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