JP5038214B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。

近年の電子写真方式の画像形成装置は、現像剤としてトナーを使用するため、画像形成装置内でトナーが飛散し、また塵や埃が浮遊する。画像形成装置の光学ユニットはトナーや塵、埃等を嫌う。このため、光学ユニット内部へトナーや塵、埃等が侵入しないように、光学ユニット内部を密閉状態としている。画像形成装置は、光学ユニットから出射されるレーザが通過する開口部を有している。トナーや塵、埃等が光学ユニット内部へ侵入しないように、開口部にはレーザが通過可能なカバーガラスを有している。

このような構成において、現像部から画像形成装置内へ落下・浮遊するトナーや塵、埃がカバーガラスに付着して露光の光路を遮ると、印字画像の濃度低下や画像の欠落が発生する。そこで、カバーガラス上にトナーや塵、埃等が付着しないように、ユーザーやサービスマンが画像形成装置本体内部にアクセスして、カバーガラスを柔らかい布等でクリーニングを行っていた。しかし、カバーガラスを有する開口部は開口面積が小さい上に、カバーガラス面を傷つけないようにクリーニングしなければならなかったため、確実にクリーニングすることに苦労していた。

そこで、特許文献１（特開２００５−２４６９０１公報）では、カバーガラスに付着したトナー、塵、埃等を除去できるクリーニング構成が提案されている。具体的には、ユーザーやサービスマンが光走査装置に備わっている清掃部材をカバーガラスに沿ってスライドさせることで、カバーガラスに付着したトナー、塵、埃等を除去することができる構成を実現している。

特開２００５−２４６９０１公報

上記特許文献１では、ユーザーやサービスマンが清掃部材をスライドさせてカバーガラスを清掃する構成であるため、ユーザーやサービスマンが清掃部材を移動させるための操作を行なう必要があり、清掃操作に煩わしさがあった。本発明は、上記従来技術を発展させたものであり、カートリッジの装着動作に連動させてカバーガラスを清掃するものである。さらに、カートリッジの装着動作に連動させて清掃部材によるカバーガラスの確実な清掃を実施するために、カートリッジの挿入前である清掃開始前に清掃部材を常に定位置に留めて置く必要がある。しかし、カートリッジが装置本体に装着されていない状態での製品の物流やユーザー操作により、清掃部材が定位置から移動することがあった。

そこで本発明は、カートリッジの挿入前である清掃開始前には清掃部材を定位置に留め、カートリッジの挿入動作中である清掃時には清掃部材を確実に動作させることができる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、トナー像を担持する像担持体を有し、画像形成装置本体に対して着脱可能なカートリッジと、前記像担持体に向けて出射された光が透過する透過部材を備えた光学ユニットと、前記透過部材に沿って移動して前記透過部材を清掃する清掃部材と、を有する画像形成装置において、前記カートリッジの挿入時に、前記清掃部材は、前記カートリッジと係合して前記カートリッジの移動に連動して清掃開始位置から清掃終了位置へ移動することにより、前記透過部材を清掃し、前記カートリッジが装置本体に挿入されていない時に、前記清掃部材が該清掃開始位置から移動することを規制するロック機構を有することを特徴とする。

本発明によれば、カートリッジの挿入前である清掃開始前には清掃部材を定位置に留め、カートリッジの挿入動作中である清掃時には清掃部材を確実に動作させることができる。

本発明に係る画像形成装置の実施形態について、図を用いて説明する。本実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、その相対配置などは特に特定的な記載の無い限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

［画像形成装置］
画像形成装置の全体構成について概説する。図１は本実施形態に係る画像形成装置の構成図である。

図１に示すように、画像形成装置であるカラーレーザープリンタ１００は、プロセスカートリッジ７、給送装置１３、定着部１４、二次転写部１５を備えている。

プロセスカートリッジ７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）は、プロセスカートリッジ７は、現像ユニット（現像手段）４、クリーナユニット５を一体的にカートリッジ化している。プロセスカートリッジ７は、カラーレーザープリンタ１００に感光体ドラム１の回転軸方向に挿抜されて着脱可能となっている。４個のプロセスカートリッジ７は、同一構造であるが、異なる色、すなわち、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）のトナーによる画像を形成する点で相違している。

現像ユニット４ａ〜４ｄは、現像ローラ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、現像剤塗布ローラ２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ、トナー容器を有している。

クリーナユニット５ａ〜５ｄは、像担持体である感光体ドラム１ａ〜１ｄ、帯電手段である帯電ローラ２ａ〜２ｄ、クリーニング手段であるクリーニングブレード８ａ〜８ｄ、廃トナー容器とを有している。

それぞれの感光体ドラム１の周囲には、その回転方向に従って順に、帯電ローラ２、光学ユニット３、現像ユニット４、中間転写ベルトユニット１２、ドラムクリーニングブレード８が配設されている。

感光体ドラム１ａ〜１ｄは、アルミニウム製シリンダの外周面に有機光導伝体層（ＯＰＣ）を塗布して構成したものである。感光体ドラム１は、その両端部をフランジによって回転自在に支持されており、一方の端部に不図示の駆動モータから駆動力を伝達することにより、図１の矢印方向（時計回り方向）に回転駆動される。

帯電手段２ａ〜２ｄは、ローラ状に形成された導電性ローラである。帯電手段２を感光体ドラム１ａ〜１ｄ表面に当接させるとともに、不図示の電源によって帯電バイアス電圧を印加することにより、感光体ドラム１表面を一様に帯電する。

光学ユニット３は、プロセスカートリッジ７ａ〜７ｄの鉛直方向下方に配置され、画像信号に基づく露光を感光体ドラム１ａ〜１ｄに対して行い、感光体ドラム１上に静電潜像を形成する。

上述の構成により、感光体ドラム１ａ〜１ｄは、帯電ローラ２ａ〜２ｄによって所定の負極性の電位に帯電された後、光学ユニット３によってそれぞれ静電潜像が形成される。静電潜像は現像ユニット４ａ〜４ｄによって反転現像されて負極性のトナーが付着され、それぞれＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋのトナー像が形成される。

中間転写ベルトユニット１２は、中間転写ベルト１２ｅが駆動ローラ１２ｆ、テンションローラ１２ｇに張架されており、テンションローラ１２ｇが矢印Ｅ方向に張力をかけている。また、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに対向して、中間転写ベルト１２ｅの内側に一次転写ローラ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄが配設されており、不図示のバイアス印加手段により転写バイアスを印加する構成となっている。

各感光体ドラムが矢印方向に回転し、中間転写ベルト１２ｅが矢印Ｆ方向に回転し、一次転写ローラ１２ａ〜１２ｄに正極性のバイアスを印加する。これにより、感光体ドラム１ａ上のトナー像から順次、中間転写ベルト１２ｅ上に一次転写され、４色のトナー像が重なった状態で二次転写部１５まで搬送される。

給送装置１３は、シートＳを収納する給送カセット１１内からシートＳを給送する給送ローラ９と、給送されたシートＳを搬送する搬送ローラ対１０とを有している。

給送カセット１１に収納されたシートＳは、給送ローラ９に圧接され、分離パッド２３によって一枚ずつ分離され（摩擦片分離方式）搬送される。

そして、給送装置１３から搬送されたシートＳはレジストローラ対１７によって二次転写部１５に搬送される。

二次転写部１５において、二次転写ローラ１６に正極性のバイアスを印加することにより、搬送されたシートＳに、中間転写ベルト１２ｅ上の４色のトナー像を二次転写する。 定着手段である定着部１４は、転写材上に形成した画像に熱及び圧力を加えて定着させる。

定着ニップ部Ｎを定着ベルト１４ａと一緒にシートＳが挟持搬送されていく過程において定着ベルト１４ａ内のヒータ熱で加熱され転写材Ｓ上の未定着トナー画像が加熱定着される。定着されたシートＳは排出ローラ対１２０によって排出トレイ１２１に排出される。

一方、トナー像転写後に、感光体ドラム１ａ〜１ｄ表面に残ったトナーは、クリーニングブレード８ａ〜８ｄによって除去される。除去されたトナーは、クリーナユニット５ａ〜５ｄ内の廃トナー容器に回収される。

また、シートＳへの二次転写後に中間転写ベルト１２ｅ上に残ったトナーは、転写ベルトクリーニング装置１２２によって除去され、除去されたトナーは、廃トナー搬送路（不図示）を通過し、装置奥面部に配置された廃トナー回収容器（不図示）へと回収される。

［清掃部材２０］
図２はプロセスカートリッジ７、光学ユニット３、清掃部材２０の構成図である。図３は清掃部材２０の構成図である。図４は清掃の過程を示す図である。

図２に示すように、画像形成装置本体は、本体骨格を形成しているステイ部材３２を有している。ステイ部材３２は、光学ユニット３の光路を形成するための開口穴３０、開口穴３０の近傍に配置されたカートリッジ挿入ガイド２１を有している。プロセスカートリッジ７に一体的に形成された挿入リブ２２を挿入ガイド２１に沿わせて挿入することで、プロセスカートリッジ７を装置本体の所定の位置へ容易に装着できる。プロセスカートリッジ７が装置本体に位置決めされる際には、プロセスカートリッジ７に配置された不図示のボスが装置本体の不図示の穴に嵌まり込むことで位置決めされ、その状態において挿入リブ２２と挿入ガイド２１は接触しない状態となる。

また、開口穴３０を覆うように透過部材としてのカバーガラス３１を配置し、開口穴３０を通過した埃やトナーなどの異物が光学ユニット内部に入り込まないようにし、光学ユニット内部の機能部品が汚れて画像不良にならないようにしている。カバーガラス３１は、感光体ドラム１に露光する光学ユニット３からの光を透過する。
ここで、カバーガラス３１は、長尺形状であり、感光体ドラム１に向けて出射された光を透過するために感光体ドラム１の回転軸方向と長尺状のカバーガラス３１の長手方向が略一致するように配置されている。

図３、図４に示すように、プリンタ１００は、カバーガラス３１の表面（清掃面）を摺擦してカバーガラス３１を清掃する清掃部材２０を有している。清掃部材２０は、清掃シート２６、拭き取り部材２７、ベース部材２８、ロック部材４０、ロック付勢手段４１を有している。清掃部材２０は、カバーガラス３１に対向したベースガイド（ガイド部材）２９に、カバーガラス３１の長手方向にスライド可能に取り付けられている。清掃部材２０は、プロセスカートリッジ７の挿入動作に連動して、スライドする。

清掃シート２６及び拭取り部材２７は、ベース部材２８の下面に取り付けられている。ロック部材４０は、ベース部材２８の上面に回転可能に取り付けられている。ロック付勢手段４１は、ロック部材４０とベース部材２８間に設けられている。ロック付勢手段４１は、プロセスカートリッジ７の挿入方向先端側に設けられている。ロック付勢手段４１は、ロック部材４０をプロセスカートリッジ７の挿入方向中央の回転軸を中心として、ロック方向（保持爪４０ａが係合穴２９ａと係合する方向）へ付勢する。

ロック部材４０は、下方に突出した保持爪４０ａを挿入方向後端に有し、上方に突出した係合爪４０ｂを挿入方向先端に有している。ベースガイド２９の一端には、保持爪４０ａが係合する係合穴２９ａが設けられている。

ロック部材４０、ロック付勢手段４１、係合穴２９ａは、清掃部材２０を清掃開始位置に保持し、清掃部材２０がカバーガラス３１の長手方向に沿って移動することを規制するロック機構を構成する。ロック機構は、プロセスカートリッジ７の挿入動作によりロック（清掃部材２０の保持状態）を解除し、清掃部材２０を清掃開始位置から移動可能とする。

プロセスカートリッジ７は、下方に突出した清掃部材係合部７ｅを挿入方向後端に有し、下方に突出した第２の係合部７ｆを挿入方向先端に有している。清掃部材係合部７ｅは、第２の係合部７ｆより長い。

プロセスカートリッジ７を挿入する際には、清掃部材係合部７ｅが斜面２９ｂ上をスライドし、ベースガイド２９を下方に付勢した状態で、第２の係合部７ｆは係合爪４０ｂを係合することなく、係合爪４０ｂの上部を通過する。よって、清掃部材係合部７ｅは、プロセスカートリッジ７を挿入する際に、係合爪４０ｂと係合する。プロセスカートリッジ７を取り外す際に、第２の係合部７ｆは、係合爪４０ｂに係合する。

清掃シート２６は可撓性を有する。清掃時に清掃シート２６の端部がカバーガラス３１の表面に当接し、清掃シート２６が移動して異物を移動する。

拭き取り部材２７は、拭き取り部材２７の一部がカバーガラス３１に当接するよう配置され、清掃シート２６で異物を移動させた後にカバーガラス３１の表面に残った異物を拭き取る。

図３に示すように、清掃シート２６とカバーガラス３１とが当接したときになす当接角度（清掃部材２０が清掃時に進行する進行方向の角度）は、鈍角とし、本実施形態では１３５°に設定している。これにより、多量のトナーや塵、埃であっても確実に移動させることができ、清掃シート２６でのすり抜けを最小限におさえることができる。清掃シート２６とカバーガラス３１とのなす当接角度は大きすぎると清掃シート２６の先端エッジで当接できず、腹当たりすることによって異物のすり抜けが多く発生してしまう。逆に、清掃シート２６とカバーガラス３１とのなす当接角度が小さすぎると清掃シート２６がめくれてしまう。これらの発生現象を鑑みて１３５°に設定しており、清掃シート２６の清掃不良と清掃シート２６がめくれることの両方を防止している。

清掃シート２６の先端は、カバーガラス３１に対して撓んだ状態で当接し、拭き取り部材２７は、カバーガラス３１に対して付勢されて潰れた状態で当接している。本実施形態では、清掃シート２６として厚さ１００μｍのポリエステルシートを、拭き取り部材２７として厚さ２ｍｍ、硬度１００Ｎ前後の発泡ウレタンと厚さ１．５ｍｍのポリエステル不織布とを溶着処理で接着したものを採用している。そして、清掃シート２６を１ｍｍ撓ませ、且つ、拭き取り部材２７を１ｍｍ潰して使用している。

そして、清掃時には清掃部材２０を図３の矢印方向に動かすことで清掃シート２６の先端がカバーガラス３１上のトナーや粉塵などの異物を移動させ、拭き取り部材２７は清掃シート２６が清掃しきれなかった異物を拭き取る。

（清掃部材の動作）
清掃の過程について説明する。図４、図５は清掃部材２０の清掃過程を示す断面図である。

図４（ａ）において、清掃部材２０は、ベースガイド２９上にスライド可能に取り付けられており、ベースガイド２９の一端の清掃前のホームポジション（清掃開始位置）に位置している。

ホームポジションにおいて、ロック部材４０は、ロック付勢手段４１により時計回りに押圧されている。この状態で、ロック部材４０の保持爪４０ａがベースガイド２９の係合穴２９ａに係合し、ベース部材２８をベースガイド２９上の一定位置に保持している。

カバーガラス３１とベースガイド２９の間には、ベースガイド付勢部材３５が設けられている。ベースガイド付勢部材３５は、清掃シート２６と拭き取り部材２７がカバーガラス３１と離間する高さまでベースガイド２９を持ち上げている。

プロセスカートリッジ７を画像形成装置本体に挿入し、進行方向に移動すると、係合部７ｅがベースガイド２９の先端（移動部材の挿入口近傍）の斜面２９ｂに当接する。これにより、ベースガイド２９はベースガイド付勢部材３５の付勢力に抗して押し下げられる。

図４（ｂ）に示すように、係合部７ｅは斜面２９ｂに沿って、ロック部材４０の天面に到達する。この際、ロック付勢手段４１の付勢力に抗してロック部材４０を反時計回りに回転させ、保持爪４０ａとベースガイド２９の係合穴２９ａとの係合を解除しながら、ロック部材４０の係合爪４０ｂと係合する。

このとき、ベースガイド付勢部材３５の付勢力に抗して、係合部７ｅがロック部材４０とともにベース部材２８を押し下げ、清掃シート２６、拭取り部材２７の先端がカバーガラス３１の表面に対して１ｍｍ侵入し、清掃可能な状態となる。

そして、図４（ｃ）に示すように、プロセスカートリッジ７が移動することで、ベース部材２８を進行方向に移動させ、清掃シート２６、拭取り部材２７がカバーガラス３１を清掃しながら清掃終了位置まで移動する。

次に、プロセスカートリッジ７を取り出すことで、清掃部材２０をホームポジション（清掃開始位置）に戻す過程を説明する。

図５（ａ）に示すように、プロセスカートリッジ７を後退方向（進行方向の逆方向）に戻す。これにより、係合部７ｅは、ロック部材４０の天面を後退方向に移動し、ロック部材４０から離間し、清掃シート２６と拭取り部材２７は、ベースガイド付勢部材３５の付勢力によりカバーガラス３１から離間する。

図５（ｂ）に示すように、さらにプロセスカートリッジ７が後退方向に移動することで、プロセスカートリッジ７の第２の係合部７ｆとロック部材４０の係合爪４０ｂとが係合する。そして、プロセスカートリッジ７が後退方向に移動し、ロック部材４０と共にベース部材２８はホームポジションに戻される。

ホームポジションに戻されたロック部材４０は、保持爪４０ａがベースガイド２９の係合穴２９ａと係合し、ベースガイド２９の一定位置に保持される。

以上説明した構成により、プロセスカートリッジ７の挿入前である清掃開始前に清掃部材２０を定位置（ホームポジション）に留め、プロセスカートリッジ７が装置本体に装着されていない状態での製品の物流やユーザー操作により、清掃部材２０がホームポジションから誤って移動することがなく、清掃部材２０を確実に動作させることができる。よって、清掃部材２０の安定動作とともに破損等の事故を抑制できる。

本実施形態に係る画像形成装置の構成図である。 本実施形態に係る光学ユニット、プロセスカートリッジ、清掃部材を示す構成図である。 本実施形態に係る清掃部材の構成図である。 本実施形態に係る清掃部材の清掃過程を示す断面図である。 本実施形態に係る清掃部材の清掃過程を示す断面図である。

符号の説明

１ …感光体ドラム（像担持体）
３ …光学ユニット
７ …プロセスカートリッジ
２０ …清掃部材
２９ …ベースガイド（ガイド部材）
３１ …カバーガラス（透過部材）
４０ …ロック部材
４０ａ …保持爪
４０ｂ …係合爪
４１ …ロック付勢手段

Claims (4)

1. トナー像を担持する像担持体を有し、画像形成装置本体に対して着脱可能なカートリッジと、前記像担持体に向けて出射された光が透過する透過部材を備えた光学ユニットと、前記透過部材に沿って移動して前記透過部材を清掃する清掃部材と、を有する画像形成装置において、
   前記カートリッジの挿入時に、前記清掃部材は、前記カートリッジと係合して前記カートリッジの移動に連動して清掃開始位置から清掃終了位置へ移動することにより、前記透過部材を清掃し、
   前記カートリッジが装置本体に挿入されていない時に、前記清掃部材が該清掃開始位置から移動することを規制するロック機構を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 装置本体に挿入された前記カートリッジと前記清掃部材とが係合することにより、前記ロック機構が前記規制を解除し、前記清掃部材を前記清掃開始位置から移動可能とすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記清掃部材をスライド可能に取り付けたガイド部材を有し、
   前記ロック機構は、前記カートリッジと係合する係合爪と前記清掃部材を該清掃開始位置に保持する保持爪を有するロック部材と、前記ガイド部材に設けられ、前記保持爪と係合して前記清掃部材をロックする係合穴と、前記保持爪が前記係合穴と係合する方向へ前記ロック部材を付勢する付勢手段と、から成り、
   前記カートリッジの挿入動作によって、前記カートリッジは、前記ロック部材の係合爪と係合し、前記付勢手段の付勢力に抗して前記ロック部材を動かし、前記保持爪と前記係合穴との係合を解除することにより、前記清掃部材を該清掃開始位置から移動可能とすることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記像担持体は回転可能であり、前記カートリッジは前記像担持体の回転軸方向に沿って挿抜され、
   前記透過部材は前記像担持体の回転軸方向と略一致する方向に長い長尺状であり、
   前記清掃部材は前記透過部材の長手方向に沿って移動することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像形成装置。

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