JP6274812B2 - 清掃装置及びそれを備える画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、光を透過する透過部材の清掃装置、及び、それを備えるレーザプリンタ、ファクシミリ、複写機等の電子写真方式の画像形成装置に関する。
従来、光を透過する透過部材を備える装置では、透過部材上の汚れを清掃するための清掃装置を備えていた。例えば、電子写真方式の画像形成装置内には感光体に光を照射する光照射手段内に装置内を飛散するトナーや塵埃等の異物が侵入しないよう、光照射手段の光照射用の開口にカバーガラス等の光を透過する透過部材を備え、これを清掃する清掃機構を備えていた。
特許文献1では、透過部材上に付着した異物によって画像の濃度低下や画像欠落を引き起こさないよう、カートリッジの装置本体への挿抜によって透過部材に接触する清掃部材を往復移動させて透過部材上に付着した異物を除去すること構成が開示されている。また、特許文献1では、透過部材を清掃した際に清掃部材に付着した異物が再び透過部材上に付着することにより透過部材を汚さないよう、清掃部材の位置を切り換える構成となっている。具体的には、往路(カートリッジの挿入時)は清掃部材を透過部材に接触させて透過部材を清掃し、復路(カートリッジの引き抜き時)は清掃部材を透過部材から離間させて透過部材を清掃することなく清掃部材を清掃開始位置まで戻す構成となっている。
特開2008−242432号公報
本発明は、清掃部材の位置を切り換えることにより、透過部材を清掃した際に清掃部材に付着した異物が再び透過部材上に付着して、透過部材を汚してしまうことを抑えつつ、清掃部材の位置を切り換える機構を更に発展させることを目的とする。
本発明は、光を透過させる透過部材に当接して前記透過部材を清掃する清掃ユニット、を有し、前記清掃ユニットは前記透過部材に対して互いに向きの異なる第1方向と第2方向に移動可能な清掃装置において、前記清掃ユニットは、前記透過部材に当接しながら移動することにより前記透過部材上の異物を掻き取る可撓性の第1及び第2清掃部と、前記第1及び第2清掃部以外の部品の面であって前記透過部材に当接する第1及び第2突当面を備え、前記第1突当面を前記透過部材に突き当てることによって前記透過部材に対して前記第1清掃部が撓んだ状態で当接、且つ、前記第2清掃部が前記透過部材から離間しながら前記第1方向に移動し、前記第2突当面を前記透過部材に突き当てることによって前記透過部材に対して前記第1清掃部離間、且つ、前記第2清掃部が撓んだ状態で前記透過部材に当接ながら前記第2方向に移動することを特徴とする。
本発明によれば、清掃部材の位置を切り換えることにより、透過部材を清掃した際に清掃部材に付着した異物が再び透過部材上に付着して、透過部材を汚してしまうことを抑えつつ、清掃部材の位置を切り換える機構を更に発展させることができる。
画像形成装置の概略断面図。 装置本体に挿入されたカートリッジ近傍の断面図。 カートリッジの斜視図。 (a)清掃ユニットの斜視図、(b)清掃ユニットの斜視図。 (a)揺動部材の側面図と下視図、(b)切換ユニットの側面図と下視図。 (a)清掃機構を−X方向から見た図、(b)清掃機構を−X方向から見た図。 (a)清掃機構を−X方向から見た図、(b)清掃機構を−X方向から見た図。 (a)清掃機構を−X方向から見た図、(b)清掃機構を−X方向から見た図。 (a)切換ユニットの拡大図、(b)切換ユニットの拡大図、(c)切換ユニットの拡大図。 (a)清掃ユニットを+X方向から見た図、(b)清掃ユニットを+X方向から見た図。 (a)切換ユニットの拡大図、(b)切換ユニットの拡大図、(c)切換ユニットの拡大図、(d)切換ユニットの拡大図。 装置本体に装着されたカートリッジ近傍の断面図。 カバーガラスと清掃ユニットを+Z方向で見た断面図。 カバーガラスと清掃ユニットを+X方向から見た図。 (a)カバーガラスと清掃ユニットを+X方向から見た図、(b)カバーガラスと清掃ユニットを+X方向から見た図。 (a)カバーガラスと清掃ユニットを+X方向から見た図、(b)カバーガラスと清掃ユニットを+X方向から見た図。 (a)清掃機構を−X方向から見た図、(b)清掃機構を−X方向から見た図。 (a)清掃機構を−X方向から見た図、(b)清掃機構を−X方向から見た図。 (a)装置本体の前ドアを開放し挿入ガイドにカートリッジを挿入した側面図、(b)装置本体の前ドアを閉鎖しカートリッジを画像形成位置へセットした側面図。 装置本体に装着されたカートリッジ近傍の断面図。 (a)清掃ユニットの斜視図、(a)揺動部材の側面図と下視図。 (a)清掃機構を−X方向から見た図、(b)清掃機構を−X方向から見た図。 (a)清掃機構を−X方向から見た図、(b)清掃機構を−X方向から見た図。 (a)清掃機構を−X方向から見た図、(b)清掃機構を−X方向から見た図。 (a)清掃ユニットを+X方向から見た図、(b)清掃ユニットを+X方向から見た図。
<第1実施形態>
本発明の第1実施形態について説明する。なお、以降の説明で、装置に関して方向等を説明する場合、共通の方向として互いに直交するX、Y、Zの3方向を基準として説明する。各図中に記載された各方向の矢印の向きを+(プラス)方向、その反対方向を−(マイナス)方向として本実施形態の説明では記載する。
〔画像形成装置100の全体構成〕
本実施形態はカラーレーザビームプリンタとしての画像形成装置100であり、まずその全体構成について概説する。図1は画像形成装置100の概略断面図である。画像形成装置100は、主に、光学ユニット3、給送装置13、定着部14、二次転写部15を備えている。また、画像形成装置100には、4つのカートリッジ7a、7b、7c、7dが取り外し可能に装着されている。各カートリッジ7(7a、7b、7c、7d)は、感光体である感光ドラム1(1a、1b、1c、1d)と、現像ユニット4(4a、4b、4c、4d)と、クリーナユニット5(5a、5b、5c、5d)が1つのユニット化された交換部品である。各カートリッジ7(7a、7b、7c、7d)は、それぞれが、対応する感光ドラム1に作用するプロセス手段である帯電ローラ2(2a、2b、2c、2d)、現像ローラ24(24a、24b、24c、24d)、及び、クリーニングブレード8(8a、8b、8c、8d)を一体に支持する所謂プロセスカートリッジである。
これら4個のカートリッジ7a、7b、7c、7dは、異なる色のトナー、すなわちイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)のトナーを収容している点で相違し、その他の構造は同じである。このため、各カートリッジ7の共通の構成等について説明する場合、符号のa、b、c、d等を省略して単に「現像ユニット4」などと記し、代表して説明する。
カートリッジ7内で、感光ドラム1は図1の矢印方向(時計回り方向)に回転し、カートリッジ7が画像形成装置100(以降、装置本体100とする)に装着された状態で感光ドラム1の回転軸はZ方向と平行である。カートリッジ7内で、感光ドラム1の周囲には、感光ドラム1の回転方向に従って順に、帯電ローラ2、現像ローラ24、クリーニングブレード8が配設されている。カートリッジ7は、装置本体100に対して感光ドラム1の回転軸方向に挿抜することで、装置本体100に対して装着及び取り外しが可能となっている。
現像手段である現像ユニット4(4a〜4d)は、現像ローラ24(24a〜24d)と、現像剤塗布ローラ25(25a〜25d)と、を有し、その枠体内にトナーを収容している。
クリーナユニット5(5a〜5d)は、帯電ローラ2(2a〜2d)と、クリーニングブレード8(8a〜8d)とを有し、クリーニングブレード8で感光ドラム1上(感光体上)から掻き取ったトナーを収容可能である。帯電ローラ2は、ローラ状に形成された導電性ローラ2である。像担持体である感光ドラム1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。
感光ドラム1は、その両端部をクリーナユニット5の枠体に回転自在に支持されており、一方の端部に装置本体100内に設けられた不図示の駆動モータからの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。
なお、カートリッジ7の構成は上記の構成に限定されない。つまり、カートリッジ7は、感光ドラム1と感光ドラム1に作用するプロセス手段(帯電ローラ2、現像ローラ24、クリーニングブレード8)のうちの少なくとも1つを備えていればよい。また、カートリッジ7は、感光ドラム1を備えず、現像ユニット4、及び又は、クリーナユニット5のみを備えるものであってもよい。
光照射手段としての光学ユニット3は、カートリッジ7の下方に設けられ、その筐体33内に不図示のレーザ光源、ポリゴンミラーやその他のミラー、及び、レンズ等の結像部材を備えたスキャナである。光学ユニット3はレーザ光源から出射されたレーザ光をポリゴンミラーで偏向して、ミラーやレンズを介して感光ドラム1へレーザ光を照射し、画像情報に基づく走査を行う。
中間転写ベルトユニット12は、各カートリッジ7の上方に配置されている。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H方向に張力をかけている。中間転写ベルト12eの表面は図1の矢印I方向に回転する。中間転写ベルトユニット12は、中間転写ベルト12eの内側に、各感光ドラム1に対向して配置された一次転写ローラ12a、12b、12c、12dが配設されている。各感光ドラム1と一次転写ローラ12a、12b、12c、12dとそれぞれ中間転写ベルト12eを挟み、それぞれ一次転写部を形成している。また、駆動ローラ12fと二次転写ローラ16とでそれぞれ中間転写ベルト12eを挟み、それぞれ二次転写部15を形成している。
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は図1中本体手前方向(感光ドラム1の回転軸方向)へ引き抜くことを可能に構成しており、ユーザは給送カセット11を引き抜き、装置本体から取り外した後、シートSをセットし装置本体へ挿入することでシート補給が完了する。
定着器14は、シートSの搬送方向に関して二次転写部15の下流側に設けられている。定着器14は、回転する定着フィルム14a、定着ローラ14b、及び、定着フィルム14aの内側に設けられたヒータ14cを有し、これらにより、搬送されてきたシートSを挟持搬送する定着ニップ部Nを形成している。
シート(記録材)Sへの画像形成は、感光ドラム1を回転駆動しながら、以下に説明する工程を実行して行われる。
帯電ローラ2を感光ドラム1表面に当接させるとともに、装置本体100内に設けられた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、感光ドラム1表面を一様に帯電させる(帯電工程)。
カートリッジ7の下方に配置された光学ユニット3により、帯電ローラ2によって表面を帯電させた感光ドラム上に画像信号に基づいてレーザ光を照射し、感光ドラム1上に画像信号に対応する静電潜像を形成する(露光工程)。このように、感光ドラム1は、帯電工程で帯電ローラ2によって所定の負極性の電位に帯電された後、露光工程で光学ユニット3によってそれぞれ静電潜像が形成される。
感光ドラム1に形成された静電潜像は現像ローラ24によって負極性のトナーが付着される。これにより、各感光ドラム7上にそれぞれY、M、C、Bkのトナー像が形成される。
次に、各感光ドラム1が矢印方向に回転し、中間転写ベルト12eの表面が矢印I方向に回転している状態で、一次転写ローラ12a、12b、12c、12dに正極性のバイアスを印加する。これにより、各感光ドラム1上のトナー像が中間転写ベルト12e表面上に一次転写される(一次転写工程)。この際、各感光ドラム1上のトナー像が、中間転写ベルト12e表面上で重なり4色のトナー像が形成されるよう、感光ドラム1a、1b、1c、1dの順で順次トナー像が転写される。これにより得られた4色のトナー像は中間転写ベルト12e表面の回転によって二次転写部15まで搬送される。
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搬送される(これを、摩擦片分離方式という)。そして、給送装置13から搬送されたシートSはレジストレーションローラ対17によって中間転写ベルト12e上の4色のトナー像にタイミングを合わせて二次転写部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(二次転写工程)。
その後、シートSは定着器14内の定着ニップ部Nへと搬送される。シートSは、定着ニップ部Nで、定着フィルム14aと定着ローラ14bとに挟持されて加圧されつつ、ヒータ14cの熱で加熱され、シートS上の未定着トナー像がシートS上に定着される。定着器14を抜けたシートSは排紙ローラ対120によって排紙トレイ121に排出される。
一方、一次転写後に、感光ドラム1表面に残ったトナーは、クリーニングブレード8によって掻き取られ、クリーナユニット5内に回収される。また、二次転写後に中間転写ベルト12e表面に残ったトナーは、ベルトクリーニング装置122によって掻き取られ、装置本体100内の廃トナー回収容器(不図示)へと回収される。
〔カバーガラス31の清掃機構〕
次に、光学ユニット3に設けられたカバーガラス31の清掃機構について説明する。なお、以降の説明では、1つのカートリッジ7に対応する清掃機構について説明するが、その他のカートリッジ7についても、同様の清掃機構が対応して設けられている。つまり、画像形成装置100には、カートリッジ(感光体)が複数存在し、それに対応する清掃機構も複数存在する。
ここで、特許文献1は、清掃部材に付着した異物が再び透過部材に付着しないよう、清掃部材が往路(カートリッジの挿入時)にのみ透過部材を清掃し、復路(カートリッジの引き抜き時)は清掃しない構成である。しかしこのような構成だと、清掃部材の移動回数に対する清掃する頻度が低く、透過部材を十分に清掃できない虞がある。
特に、近年は画像形成速度の高速化に伴う装置内の温度上昇を抑えるべく、装置内での冷却風の送風量が大きくなる傾向にあり、装置内でトナーや塵埃等の異物が飛散しやすく、透過部材がより汚れやすくなっている。また、装置内の光照射手段の配置やカートリッジの形状や装置内での気流の方向次第では、送風量が大きくなくても透過部材が汚れやすい場合がある。
そこで、清掃部材の清掃頻度を高めることが考えられる。その方法の1つとして、往路及び復路で清掃部材を透過部材に当接させることが考えられる。しかし、単純に清掃部材を往路及び復路で当接させると、上述したように、往路で清掃部材に付着した異物が復路で透過部材上に付着してしまうことなどにより、透過部材を汚してしまう。
また、清掃頻度を高める別の方法として、清掃部材の移動回数を増やすことが考えられる。ところが、清掃部材の移動を、清掃部材以外の他の部品(例えばカートリッジ)の移動に関連させて行う構成の場合、清掃部材の移動頻度は、他の部品の移動する頻度に依存しており、清掃部材単体の移動頻度だけを高めることは難しい。また、清掃部材を移動させる為の専用のオペレーションがある場合でも、そのオペレーションの頻度を増やすことによる問題がある。例えば、清掃部材を移動させる為に画像形成を実行できない期間が増えたり、オペレーションを実行するのがユーザやサービスマンの場合、ユーザやサービスマンへの負荷が増えたりする。
そこで本実施形態では、透過部材を清掃した際に清掃部材に付着した異物が再び透過部材上に付着して、透過部材を汚してしまうことを抑えつつ、清掃部材の移動回数に対して清掃部材の清掃頻度を高める。
図2は装置本体100に装着された1つのカートリッジ7近傍を+Z方向で見た断面図である。図3は装置本体100に挿入されるカートリッジ7の斜視図である。なお、図3では説明を簡単にするため、現像ユニット4の記載を省略している。
光学ユニット3はカートリッジ7の鉛直下方に配置されている。光学ユニット3の筐体33の開口部33cから出射されたレーザ光Lは、開口部30通過して感光ドラム1に照射される。光学ユニット3には、筐体33の開口部33cには、レーザ光Lが透過させつつ開口部33cを塞ぐ透過部材としてのカバーガラス31を備える。このカバーガラス31により、光学ユニット3の筐体33内にトナーや紙粉等の塵埃などの異物が入り込むことを防ぎ、光学ユニット3の筐体33内部の不図示のミラーやレンズ等を汚さないようにしている。
画像形成装置の本体100は、カートリッジ7と光学ユニット3の間を仕切る本体骨格を形成している板金製のステイ部材32を有している。ステイ部材32には光学ユニット3のカバーガラス31を透過したレーザ光Lを感光ドラム1へ照射するための開口部30が、カバーガラス31に対向する位置に設けられている。
ステイ部材32は、カートリッジ7の挿抜時のガイドとなる挿入ガイド21を開口部30と隣接した位置に支持している。ユーザが装置本体100にカートリッジ7を挿入する際、カートリッジ7のクリーナユニット5に一体的に形成された挿入リブ22を挿入ガイド21で案内することで、カートリッジ7を+Z方向(主走査方向)へ挿入させる。
挿入ガイド21はカートリッジ着脱のために開閉される開閉カバーに連動して昇降される。この構成について以下詳述する。
図19にカートリッジ7を装置本体100へ装着する際の動作説明を示す。図19(a)はカートリッジ7を装置本体100からスライド装着する際の動作、図19(b)はドア70を閉鎖する操作でカートリッジ7を画像形成位置にセットした状態を示す。
図19(b)のようにドア70が回動軸71を中心に開かれると、回動軸71の回転に連動して挿入ガイド21の前奥側でそれぞれ1〜4st個別に設けた回動アーム72が図中Q方向に回転する。回動アーム72に軸支される挿入ガイド21は回動軸71と奥側フレーム73に付随の回動中心73aを中心に図19(a)の位置までリンク回動する。これにより装置本体100内の各カートリッジ7が、画像形成可能な位置決め状態(第1状態)から、装置本体100Aに対して着脱可能な非位置決め状態(第2状態)にされる。上記第1状態から第2状態への転換はカートリッジ7が所定に下降移動されることでなされる。そこで、交換すべきカートリッジ7を矢印Jの手前側方向に引いて、クリーニングユニット5の下部の挿入リブ22を挿入ガイド21の案内溝部からドア70の案内溝82を連通してスライドさせながら装置本体100の外側に取り出す。
次に、新しいカートリッジ7を、駆動側を先にして開口部から装置本体100内に挿入する。この際、クリーニングユニット5の下部の挿入リブ22をドア70の案内溝部82に係合させる。そして、矢印Kの奥側方向に挿入ガイド21にガイドされながらカートリッジ奥側面を奥側フレーム73に突き当るまで押し込む。交換すべきカートリッジ7の全てを新旧交換した後にドア70を閉じ込む。このドア70の閉じ動作で回動アーム72が回動して各カートリッジ7が、装置本体100Aに対して着脱可能な非位置決め状態(第2状態)から画像形成可能な位置決め状態(第1状態)にされる。上記第2状態から第1状態への転換はカートリッジ7が所定に上昇移動されることでなされる。
なお、カートリッジ7を装置本体100内で挿入しきったところで、装置本体にカートリッジ7の一部がZ方向に突き当たってZ方向の位置が決まる。また、カートリッジ7は、感光ドラム1の回転軸と同軸配置される軸受部5a(図3)の円周面が装置本体100の不図示のV字溝に突き当たりX方向及びY方向の位置が決まる。また、カートリッジ7は、ボス5bが装置本体100奥側の不図示の長穴に嵌合し、Z軸まわりで回転止めされる。
また挿入ガイド21のレール面には不図示のカートリッジ加圧機構を設置している。このカートリッジ加圧機構はカートリッジ加圧バネ(不図示)とレール面に設置される加圧フォロワ(不図示)からなる。第2状態から第1状態になるようにドア70を閉じていくと、カートリッジ7を上昇し、まず手前側フレームと奥側フレームにX−Y方向でカートリッジ7が位置決めされる。その後、更に挿入ガイド21のみ上昇し、カートリッジ加圧バネの付勢力でカートリッジ7を手前側フレーム74と奥側フレーム73の位置決め部に加圧する力を作用させる。
清掃ユニット20は挿入ガイド21に±Z方向に移動可能に支持されており、カートリッジ7の挿抜によって+Z方向(第1方向)、又は、−Z方向(第2方向)に移動してカバーガラス31を清掃する。つまり、挿入ガイド21は清掃ユニット20の移動をガイドするガイド部材でもある。清掃ユニット20の清掃部材26、27はバネ35によって下方(−Y方向)に押圧されてカバーガラス31の表面に当接し、清掃を行う。カートリッジ7は挿入リブ22に、清掃ユニット20に係合して押圧可能な、第1当接部としての係合部22aと、第2当接部としての補助係合部22bと、を備える(図3参照)。補助係合部22bは係合部22aよりも+Z方向上流側に設けられている。
図20に画像形成可能な位置決め状態(第1状態)の断面図を示す。図20に示すように挿入ガイド21が上昇することで清掃ユニット20もカバーガラス31の表面から離間し、ステイ部材32の下面より上昇した位置へ移動する。これにより画像形成時にカートリッジ7が駆動部(不図示)から受ける振動を光学ユニット3へ直接伝えるのを防止している。また、本実施形態においては光学ユニット3を図中+X方向へ装着するよう構成されており、光学ユニット3のサービス交換などの際に挿入ガイドが上昇した位置で光学ユニット3の交換作業を行うことで、清掃ユニット20を破損しないよう構成している。また、一般的な装置の設置状態において、挿入ガイド21は上記第1状態であり、後述する清掃部材26や拭き取り部材27が常に当接状態ではない。このため、清掃部材や拭き取り部材の放置変形などを生じにくく、経時的清掃能力の維持を持続可能としている。さらに装置の物流過程においても装置の振動や衝撃をカバーガラス31へ伝えないよう構成されているためカバーガラスや清掃部材の保守能力が高い。
〔清掃ユニット20〕
次に清掃ユニット20の構成について詳しく説明する。図4(a)、(b)は、それぞれ清掃機構を構成する清掃ユニット20の斜視図である。
清掃ユニット20は、挿入ガイド21に±Z方向に移動可能に支持されたスライド部材(移動部材)37と、スライド部材37にX軸回りに揺動可能に支持された揺動部材39と、スライド部材37に支持され揺動部材39を揺動させる切換ユニット40と、バネ35と、を備える。揺動部材39は、カバーガラス31に当接して清掃する清掃部材26、27を備える。バネ35はスライド部材37と揺動部材39との間に設けられ、揺動部材39を下方(−Y方向)に押圧する。
次に揺動部材39について詳しく説明する。図5(a)は、揺動部材39の側面図(上)と下視図(下)である。揺動部材39はベース部材28と、ベース部材28の底面に固定された可撓性の清掃シート26と、清掃シート26に重ねて貼り付けられた拭き取り部材27と、を備える。
清掃シート26はフィルム状のシート材を折り曲げたもので、Z方向両端が、第1清掃部、第2清掃部としての先端部26a、先端部26bである。先端部26a、先端部26bは、揺動部材39のX軸回りの位置により、どちらか一方がカバーガラス31に当接し、先端部26a及び先端部26bが同時にカバーガラス31に当接することはない。先端部26a、26bのそれぞれは、シート面に沿って中央(根元)から先端部に向かう方向を示すベクトルと、カバーガラス31に当接して清掃する際に先端部から見たカバーガラス31の移動方向を示すベクトルと、が互いに正反対のベクトル成分を有するような角度でカバーガラス31に当接する。つまり、先端部26a、26bは、カバーガラス31に当接して清掃する際に、進行方向に対して所謂カウンター方向でカバーガラス31に当接し、カバーガラス31上(透過部材上)の異物を掻き取って(掃いて)移動させる。一方で、拭き取り部材27はポリエステル不織布(繊維状材料)であり、清掃ユニット20の移動により、カバーガラス31上の異物を捕集する。
ベース部材28の底面の拭き取り部材27のX方向両端に突当面28a、28dが設けられている。この突当面28a、28dは、揺動部材39のX軸回りの位置により、どちらか一方がカバーガラス31に突き当たり、清掃シート26及び拭き取り部材27のY方向の位置を規制する。突当面28a、28dをカバーガラス31に突き当てることにより、清掃シート26の先端部26a、26bをカバーガラス31表面に対して撓んだ状態で確実に接触させる。これにより、拭き取り部材27を厚み方向(Y方向)に潰した状態でカバーガラス31表面に圧接させることができる。
ベース部材28の先端には、スライド部材37のY方向に長い縦溝部37b(図4(b)参照)に摺動可能に嵌合するベースアーム28bが設けられ、±Z方向でスライド部材37と当接する。また、ベース部材28の上部には、後述する切換ユニット40により押圧される被押圧部28cが設けられている。ベース部材28は、被押圧部28cを押圧されることにより、ベースアーム28bが縦溝部37bに嵌合したままスライド部材37に対して揺動する。
次に切換ユニット40について詳しく説明する。図5(b)は、切換ユニット40の側面図(上)と下視図(下)である。カムレバー29は軸受部29eにスライド部材37の回動軸37a(図4(b)参照)が挿入されており、スライド部材37に対して回動可能に保持される。また、スライドカム36もスライド部材37に対して±Z方向にスライド移動可能に、スライド部材37に保持され、バネ38により+Z方向に押圧されてカムレバー29に突き当たっている。カムレバー29は、第1レバー部29a、と第2レバー部29bと、カムフォロワ部29cを有している。このカムフォロワ部29cには、−X方向に突き出したカムボス29dが設けられ、前述した揺動部材39の被押圧部28cと当接可能に設けられ、揺動部材39を揺動させて清掃ユニット20内での位置を切り換える。この切換ユニット40は、揺動部材39を揺動させて清掃ユニット20内での位置を切り換える切換手段であり、且つ、揺動部材39をその位置から動かないよう固定(維持)する固定手段でもある。
〔カバーガラス31の清掃動作〕
次にカバーガラス31の清掃動作について説明する。図6(a)、(b)、図7(a)、(b)、図8(a)、(b)は装置本体内の清掃機構を−X方向から見た図である。また、図9(a)〜(c)は切換ユニット40の拡大図である。図10(a)、(b)は清掃ユニット20を+X方向から見た図である。清掃ユニット20は装置本体100に挿入される挿抜部材としてのカートリッジ7の挿抜に連動して移動する。また、便宜上以後の説明では、カートリッジ7を、装置本体100に挿入する間の清掃ユニット20の移動経路を往路、装置本体100から引き抜く際の移動経路を復路とする。
〔カートリッジ7挿入時〕
まずは、カートリッジ7が装置本体100に装着されていない状態からカートリッジ7を装置本体100内に挿入して装着する時の往路における清掃ユニット20による清掃動作について説明する。図6(a)はカートリッジ7を装置本体100に装着する前の、清掃ユニット20がホームポジション位置で待機している状態を示す。カバーガラス31の表面上にはトナー、紙粉、塵、埃等の異物Gが付着している。この状態では清掃シート26の第1清掃部26aと拭き取り部材27がカバーガラス31に当接し、清掃シート26の第2清掃部26bはカバーガラス31から離間している。カートリッジ7を装置本体100に装着する為にZ方向に挿入すると、係合部22aがカムレバー29の第1レバー部29aに突き当たり係合する。
次に図6(b)に示すように、係合部22aが第1レバー部29aに突き当たった後、カートリッジ7を更に押込むと、カムレバー29はバネ38の押圧力によって回転することを規制されており、清掃ユニット20はカートリッジ7の係合部22aに押圧されて+Z方向(第1方向)に移動していく。
ここで、清掃ユニット20の移動について説明する。図9(a)に示すように、係合部22aを待機している時、カムレバー29は、スライドカム36を介してカムばね38から+Z方向に押圧されている。このため、カムレバー29のカムフォロワ部29cには、回動軸37a回りの回転モーメント+Mb(図9の反時計回り方向を+とする)が作用している。同時にカムフォロワ部29cはスライド部材37の第1突当部37cに突き当りカムレバー29の回転位相が固定されている。係合リブ22aが+Z方向でカムレバー29の第1レバー部29aを押圧することにより、カムレバー29は回動軸37a回りに回転モーメント−Mcを受けることになる。この回転モーメント−Mcは、係合部22aによる+Z方向の押圧力Fcと、スライド部材37(回動軸37a)による−Z方向の移動に対する抵抗力Frとの関係によってその大きさが決まる。清掃ユニット20が挿入ガイド21の+Z方向下流に設けられたストッパ21a(図6(a)参照)に突き当たるまでは、抵抗力Frは、清掃部材39とカバーガラス31との間の微小な摺動摩擦抵抗力、及び、スライド部材37と挿入ガイド21との間の微小な摺動負荷低抗力であり、回転モーメント−Mcは比較的小さい。このため、|Mb|>|Mc|となり、カムレバー29がバネ38に抗して時計回り方向に回転せず、図9(a)の位相状態を維持しながら、係合部22aから力を受けて+Z方向に清掃ユニット20が移動する。
清掃ユニット20が+Z方向に移動している間、清掃シート26の第1清掃部26aはカバーガラス31上の異物Gを掻き取って+Z方向下流側へ移動させる。第1清掃部26aによって掻き取れなかった異物Gは拭き取り部材27で捕集する。第1清掃部26aはカバーガラス31の+Z方向下流側端部の段差を通過する際の衝撃と自重により、掻き取って移動させてきた異物Gを光学ユニット3の筐体33上部に設けられた溝形状の溜め込み部33aに移動させ収容する。その後、清掃ユニット20は、挿入ガイド21の+Z方向下流に設けられたストッパ21aに突き当たって停止する。この状態でカートリッジ7の装置本体100に対する位置が決まっていない。
更にカートリッジ7を+Z方向に移動させ、画像形成装置の本体100に対して位置決めされる位置まで挿入すると、図7(a)に示すように、係合部22aがカムレバー29を時計回り方向に回転させる。つまり、スライド部材37はストッパ21aに突き当たっているので、ストッパ21aがスライド部材37へ付与する抗力が、スライド部材37(回動軸37a)による−Z方向の移動の抵抗力Frに加わる。このため、図9(b)に示すように、ユーザの操作力によって、回動軸37aまわりの回転モーメントの関係が|Mb|<|Mc|となるよう、係合部22aからカムレバー29に押圧力Fcを作用させることが可能となる。このため、ユーザがカートリッジ7を更に+Z方向に押し込むことにより、スライドカム36をカムバネ38の押圧力に抗して、−Z方向へ押しのけて、カムレバー29を時計回りに回転させることができる。
カムレバー29のカムフォロワ部29cがスライドカム36のカム面の頂点を乗り越えるまで時計回りに回転すると、カムレバー29がスライドカム36を介して伝わるカムバネ38の押圧力により、時計回りに回転する。そして、図9(c)に示すように、カムレバー29は、第1レバー部29aがスライド部材37の第2突当部37dに突き当たり、保持される。
このとき清掃ユニット20は画像形成時の露光範囲EAより外側に位置している。また、カムレバー29の時計回りの回転によって、清掃シート26の第1清掃部26aは、上方に移動してカバーガラス31に当接しない位置まで移動し、第2清掃部26bがカバーガラス31に当接する。
この、カムレバー29の回転時の揺動部材39の揺動について詳しく説明する。カムレバー29が回転する前(カムフォロワ部29cが第1突当部37cに突き当たった状態)、揺動部材39は、図10(a)に示すような第1位置にあり、清掃シート26の第1清掃部26aがカバーガラス31に撓んで当接する。また、拭き取り部材27もカバーガラス31に圧接している。一方で清掃シート26の第2清掃部26bはカバーガラス31から上方へ離間した位置へ退避している。この時、カバーガラス31にはベース部材28の突当面28aが当接している。
それからカムレバー29が回転することにより、図10(b)に示すように、カムレバー29のカムボス29dがベース部材28の被押圧部28cを上方に押圧し、ベース部材28がカバーガラス31に対して傾いた状態となる。つまり、揺動部材39のスライド部材37に対する位置が第1位置から第2位置に変化したことになる。このときカバーガラス31にはベース部材28の突当面28dが当接し、カバーガラス31に清掃シート26の第2清掃部26bが撓んだ状態で当接する。一方、第1清掃部26aはカバーガラス31の上方へ離間した位置へ退避している。また拭き取り部材27もほぼ全域がカバーガラス31から退避し、+Z方向上流端部のみカバーガラス31と接触している。
なお、カートリッジ7を+Z方向に挿入しきった状態で、カートリッジ7の補助係合部22bはスライド部材37の突起リブ37eと近接する位置まで移動する。この補助係合部22bの役割については後ほど詳細を説明する。
〔カートリッジ7引き出し時〕
次に、カートリッジ7が装置本体100に装着された状態から、カートリッジ7を装置本体100内から引き抜いて、装置本体から取り外す時の復路における清掃ユニット20による清掃動作について説明する。
図7(b)に示すようにカートリッジ7を引抜くと係合部22aがカムレバー29の第2レバー部29bに突き当たり−Z方向に押圧する。この時、図9(c)に示すように、カムフォロワ部29cはスライドカム36を介してカムバネ38から+Z方向に押圧されているため、回動軸37a回りの回転モーメント−Mbを付与されている。一方で第2レバー部29bは係合部22aから−Z方向にFcで押圧される。しかし、スライド部材37(回動軸37a)による+Z方向の移動に対する抵抗力Frは、清掃ユニット20が挿入ガイド21の+Z方向上流に設けられたストッパ21b(図7(b)参照)に突き当たるまでは小さい。なお、清掃部材39とカバーガラス31との間の摺動摩擦抵抗力、及び、スライド部材37と挿入ガイド21との間の摺動負荷低抗力の合力を抵抗力Frとする。である。つまり、回転モーメント+Mcは比較的小さい。このため、|Mb|>|Mc|の関係であるため、係合部22aから−Z方向の力を受けて、カムレバー29は回転せずに、清掃ユニット20が−Z方向(第2方向)へ移動する。
清掃ユニット20が−Z方向へ移動している間、第2清掃部26bがカバーガラス31上に堆積した異物Gを掻き取って−Z方向移動させる。一方で、拭き取り部材27のほぼ全域がカバーガラス31から退避した状態としている。これは復路で第2清掃部26bが掻き取って移動しきれない異物Gが存在した場合でも再びカートリッジ7を挿入する際に第1清掃部26aでその異物Gを掻き取って移動できる可能性があるからである。つまり、最も大事なのは、画像形成時にカバーガラス31上に異物Gが無いことである。このため、画像形成を行う為に再びカートリッジ7を装置本体100に挿入する際に、第1清掃部26aによる清掃で除去しきれなかった異物Gのみを拭き取り部材27で最終的に捕集できるようにしているからである。これにより、画像形成前の最後の動作(カートリッジ7の挿入)により確実にカバーガラス31を清掃しつつ、拭き取り部材27で捕集する異物Gの量を抑え、拭き取り部材27の捕集量の上限に達するまで時間を延ばして長寿命化することができる。また、必要以上に拭き取り部材27とカバーガラス31とが摺擦することがないので、拭き取り部材27の傷みを抑え長寿命化することができる。
図8(a)に示すように、光学ユニット3の筐体33上部のカバーガラス31の+Z方向上流側には、溜め込み部33bが設けられ、第2清掃部26bによって掻き取られて−Z方向に移動してきた異物Gを落下し溜めることができる。その後、清掃ユニット20は、挿入ガイド21の+Z方向上流に設けられたストッパ21bに突き当たって停止する。
ここから更にカートリッジを画像形成装置の本体100から完全に引抜くと、図8(b)に示すように、係合部22aがカムレバー29を反時計回り方向に回転させる。つまり、スライド部材37はストッパ21bに突き当たっているので、ストッパ21bがスライド部材37へ付与する抗力が、スライド部材37(回動軸37a)による+Z方向の移動の抵抗力Frに加わる。このため、図9(c)に示すように、ユーザの操作力によって、回動軸37aまわりの回転モーメントの関係が|Mb|<|Mc|となるよう、係合部22aからカムレバー29に押圧力Fcを作用させることが可能となる。このため、ユーザがカートリッジ7を更に+Z方向に押し込むことにより、スライドカム36をカムバネ38の押圧力に抗して、−Z方向へ押しのけて、カムレバー29を時計回りに回転させることができる。
カムレバー29のカムフォロワ部29cがスライドカム36のカム面の頂点を乗り越えるまで反時計回りに回転すると、スライドカム36を介して伝わるカムバネ38の押圧力により、カムレバー29が反時計回りに回転する。そして、図9(a)に示すように、カムレバー29は、カムフォロワ部29cがスライド部材37の第1突当部37cに突き当たり、保持される。これにより、カムボス29dによるベース部材28の被押圧部28cの上方への押圧が解除される。これにより、清掃部材39が第1位置へと戻り、清掃シート26の第1清掃部を26aがカバーガラス31へ当接し、第2清掃部26bが上方に移動してカバーガラス31から離間した位置へと退避する。
〔カートリッジ7を引き出し途中で挿入した時〕
次に、ユーザがカートリッジを引き出し途中で挿入した場合について説明する。具体的には図7(a)に示す、カートリッジ7の装置本体100への装着が完了した状態から、図7(b)に示すように、カートリッジ7を装置本体100から引き抜いて行き、完全に引き抜く前に、再び図7(a)に示す装着完了位置までカートリッジ7を挿入する場合である。図7(b)に示すように、カートリッジ7を装置本体100から引き抜いている途中、係合部22aは第2レバー部29bよりも+Z方向下流側にある。この為、この時にカートリッジ7を+Z方向に移動させても、係合部22aは清掃ユニット20(カムレバー29)を+Z方向に押圧できない。従って、清掃ユニット20は露光領域EA内(図7(a)参照)で止まってしまい、光学ユニット3から感光ドラム1へのレーザ光Lの照射を妨害し、正常な画像形成を行うことができなくなってしまう。
そこで、カートリッジ7は係合部22aとは別の補助係合部22bを、係合部22aよりも+Z方向上流側に設けている。このため、図7(b)に示すように、カートリッジ7を装置本体100から引き抜いている途中でカートリッジ7を+Z方向に移動させても、補助係合部22bがスライド部材37の突起リブ端部37eを+Z方向に押圧し、露光領域EA外へ移動させられる。
また、補助係合部22bは、特に装置本体100内にカートリッジ7を装着した状態で出荷する場合など、振動や衝撃により清掃ユニット20が露光領域EAに移動してきてしまうことも防止している。
〔他の形態〕
なお、上述した実施形態では、清掃ユニット20はカートリッジ7の挿入及び引き抜きによって移動するものだったが、これに限られない。つまり、清掃ユニット20は、不図示の開閉部材の開閉や、給紙カセット11等の着脱に連動して移動したり、ユーザやサービスマンが清掃ユニットを専用の工具で移動させる構成であってもよい。また、装置本体100内に清掃ユニット20を移動させる専用のモータ等のアクチュエータを備え、そのアクチュエータによって移動させてもよい。
また、第1、第2清掃部26a、26bを備える揺動部材39を揺動させることにより、第1、第2清掃部26a、26bを選択的にカバーガラス31と接触させていたが、これに限られない。例えば、第1清掃部26aを第1保持部材、第2清掃部26bを第2保持部材に設け、往路、復路で選択的に第1保持部材、第2保持部材のどちらか一方が、第1、第2清掃部26a、26bをカバーガラス31に当接させるようにしてもよい。
また、第1清掃部26a、第2清掃部26bは1つの清掃シート26で構成されたが、これに限定されない。つまり、第1清掃部26a、第2清掃部26bは、少なくともカバーガラス31上の異物Gを掻き取って移動させる清掃部であればよく、それぞれ別体の清掃部材として構成されていたり、ゴムブレードやブラシ等の他の素材や形状のもので構成されていても良い。
また、第1清掃部26aと第2清掃部26bは、「カバーガラス31上の異物Gを掻き取って移動させる」という清掃思想とは異なる清掃思想の清掃部であってもよい。つまり、「カバーガラス31上の異物を捕集する」という清掃思想であってもよい。この場合、特に清掃部の捕集能力に指向性がある場合に有効である。捕集能力に指向性があるとは、例えば、清掃部の繊維方向等の関係から、第1方向移動時の方が第2方向移動時よりも捕集能力が高くなるような場合を示す。このような場合、第1清掃部26aとして、第1方向移動時の方が第2方向移動時よりも捕集能力が高い清掃部を採用し、第2清掃部26bとして、第2方向移動時の方が第1方向移動時よりも捕集能力が高い清掃部を採用すればよい。この場合、清掃ユニット20が、第1方向に移動する間、及び、第2方向に移動する間に清掃を行って清掃頻度を高めつつ、各方向に移動して清掃する際の清掃効率を高めることができる。
また、拭き取り部材27については、十分に耐久性のある素材で構成すれば、拭き取り部材27が往路及び復路でカバーガラス31に当接する構成であってもよい。また一方で、第1清掃部26a、第2清掃部26bのみで十分に異物Gを除去できる場合は、拭き取り部材27は設けなくてもよい。
また、切換ユニット40はカムレバー29とスライドカム36、カムばね38とを用いて構成したがこれに限られない。図11(a)、(b)に示す切換ユニットを採用してもよい。図11(a)に示す切換ユニットは、レバーカム29と引張りばね41を用いた構成で、引張りばね41の一端はスライド部材37のばね掛け部37hにばね掛けられ、もう一端はレバーカム29のカムボス29dにばね掛けている。また、図11(b)に示す切換ユニットも同様にレバーカム29と捩りばね42で構成した構成例で、捩りばねの一端はスライド部材37のばね掛け部に回転自在にばね掛け、もう一端はレバーカム29のカムボス29dにばね掛けて構成している。
図11(a)、(b)の構成共にカムレバー29の回転中心とスライド部材37のばね掛け部37hを結んだ線を、もう一方のばね掛け部であるカムボス29dの位置が回動することで跨いで移動するよう配置する。これにより、引張りばね41、捩じりばね42の押圧力による回動軸37aまわりの回転モーメントの方向を切り換えることができる。
〔効果の説明〕
以上説明したように本実施形態では、清掃ユニット20を第1方向に移動している間に、カバーガラス31に対して、第1清掃部26aを当接させて清掃し、第2清掃部26bを離間する。そして、清掃ユニット20を第2方向に移動している間に、カバーガラス31に対して、第1清掃部26aを離間させ、第2清掃部26bを当接させて清掃する。これにより、清掃ユニット20が第1方向に移動する間、及び、第2方向に移動する間に、カバーガラス31表面上の異物Gを清掃することが可能となり、清掃の頻度を高めることができる。また、第1清掃部26aは、第2方向に移動している間にカバーガラス31に当接しないので、第1清掃部26aに付着した異物が再びカバーガラス31上に付着し残ってしまうことを防ぐことができる。同様に、第2清掃部26bは、第1方向に移動している間にカバーガラス31に当接しないので、第2清掃部26bに付着した異物が再びカバーガラス31上に付着し残ってしまうことを防ぐことができる。即ち、本実施形態によれば、透過部材(カバーガラス)を清掃した際に清掃部材(第1、2清掃部)に付着した異物が再び透過部材に付着して、透過部材を汚してしまうことを抑えつつ、清掃部材の移動回数に対する清掃頻度を高めることができる。
また、第1方向移動時専用の第1清掃部と、第2方向移動時専用の第2清掃部とを設けることで、第1清掃部及び第2清掃部を、各方向への移動時に清掃を行う最適な形状にでき。このため、清掃部材の移動回数に対する清掃頻度を高めつつ、清掃効率を高めることができる。
また、拭き取り部材27については、清掃ユニット20を第2方向に移動させる間はほぼ全域をカバーガラス31の表面から離間していた。これにより、拭き取り部材27を清掃に必要な時以外にカバーガラス31に接触させないので、拭き取り部材27の捕集量や傷みを抑え、寿命を延ばすことができる。また、拭き取り部材27は、主にカートリッジ7の挿入時に清掃を行うので、カートリッジ7の引き抜き時に主に清掃するのと比べ、カートリッジ7を挿入するという画像形成前の最後の動作の際に確実にカバーガラス31を清掃することができる。
従って、本実施形態によれば、透過部材を清掃した際に清掃部材に付着した異物が再び透過部材上に付着して、透過部材を汚してしまうことを抑えつつ、清掃部材の位置を切り換える機構を更に発展させることができる。
<第2実施形態>
次に第2実施形態について説明する。本実施形態が、第1実施形態と異なるのは、清掃ユニットをカバーガラスに対して移動させるのではなく、カバーガラス自体を清掃ユニットに対して移動させる構成であることである。その他の構成は第1実施形態と同様であるため、同様の符号を付して説明は省略する。
図12は装置本体100に装着された1つのカートリッジ7近傍を+Z方向で見た断面図である。第2実施形態ではカバーガラス31を装置本体100に対して−Z方向に引き抜き、+Z方向に挿抜可能に構成されている。これはカバーガラス31に堆積物が堆積し不良画像を得てしまった際にユーザやサービスマンがカバーガラス31自体を取り出して清掃や交換のメンテナンスを行うためである。
カバーガラス31は、カバーガラス31を覆うよう一体的に取り付けられ挿抜操作のスライドガイド部を形成したホルダーケース41を備えている。ホルダーケース41は2箇所のスライド係合リブ41a、41bをホルダーケース上面に突き出すよう配置され、露光領域EAは光学ユニット3の出射する光が透過するための不図示の切り欠き窓を設けている。
〔清掃ユニット50〕
図13は、カバーガラス31と清掃ユニット50を+Z方向で見た断面図、図14はカバーガラス31と清掃ユニット50を+X方向で見た側面図である。清掃ユニット50は、+Z方向では光学手段の露光領域EAよりも上流側の位置で、ステイ32に一体的に取り付けられた挿入ガイド21に固定されている。
揺動部材55はスポンジ状の2つ清掃部52(第1清掃部52a、第2清掃部52b)を有し、切換え機構60によって揺動させられる。また、揺動部材55は、図中PおよびQ方向へスライド自在に保持され、バネ35によりカバーガラス31に向かって第1清掃部52a、又は、第2清掃部52bを押圧する。ここで清掃ユニット50はZ方向で拘束されて、Y方向に関してバネ35の押圧力によりカバーガラス31の表面に対して清掃部52を一定量押しつぶすことで位置決めが成される。切換え機構60は、2箇所の切り換え用のレバー部51a、51bを有しており、揺動部材55をスライド自在に保持し、前述の挿入ガイド21に設けられた回動軸61中心に図中R及びU方向に回転自在に取り付けられる。この切り換え用のレバー部51a、51bはそれぞれZ方向に異なる位置に配置されており、ホルダーケース41に設けられた係合部41a、41bと互いに係合関係となる位置に配置されている。挿入ガイド21は、ばね掛けボス21cを有し、捩りばね53の腕部の一端を回動自在に保持している。この捩りばね53のもう一端の腕部は前述の切換え機構60の一部に回動自在に取り付けられている。これにより、切換え機構60は回動軸61を中心に挿入ガイド21に設けられたストッパ21d、21eに突き当る位置まで一定の回転モーメントを付与される。
〔カバーガラス31引き抜き時〕
次に図15(a)、(b)、図16(a)、(b)を用いて、カバーガラス31をZ方向に挿抜操作した際、それに伴ってなされる清掃ユニット50の清掃動作について説明する。図15(a)、(b)、図16(a)、(b)は、それぞれカバーガラス31と清掃ユニット50を+X方向から見た図である。図15(a)は光学手段3にスライド設置されているカバーガラス31を画像形成本体100の−Z方向に引き抜いている状態である。ユーザやサービスマンがホルダーケース41の取っ手部41cを摘み、−Z方向へ引き出し操作を行うと、カバーガラス31上面と接触している第1清掃部52aで付着物を掻き取る。このとき、第1清掃部52aはバネ35によりカバーガラス31表面に向かって押圧されている。しかし、カバーガラス31と第1清掃部52aとの間の摺動抵抗は比較的小さく、切換え機構60の回転保持力(バネ35による回動軸61回りの回転モーメント)を上回らない。この為、切換え機構60の姿勢は維持されたまま清掃を行う。なお、このとき、第2清掃部52bはカバーガラス31と接触しない位置に退避している。ホルダーケース41のスライド係合部41bは切換え機構60姿勢に伴いレバー部51bとは干渉しない高さ位置関係となっている。
図15(b)に示すように、ホルダーケース41を更に引き抜いた際、切換え機構60のレバー部51aとホルダーケース41の係合部41aが係合して切換え機構の傾き姿勢を反対側へ揺動変化させる。このとき、切換え機構60は捩りばね53から付与される一定の揺動付勢力を超える力をスライド係合リブ41aから受けるため、切換え機構60の回転姿勢を切り換えられる。これにより揺動部材55の第1清掃部52aはカバーガラス31の表面から退避した位置へ移動し、第2清掃部52bがカバーガラス31を装着する際にカバーガラス31の表面に当接可能な位置へ移動する。
〔カバーガラス31挿入時〕
次に図16(a)に示すように、カバーガラス31を装置本体100に装着する際の動作について説明する。ホルダーケース41ごとカバーガラス31を+Z方向挿入装着する際は、揺動部材55の第2清掃部52bがカバーガラス31を接触清掃する。このとき、第1清掃部52aが掻き取った異物Gがカバーガラス31に付着しないよう、第1清掃部52aはカバーガラス31に当接させない。
その後、図16(b)に示すように、画像形成を行うための位置までカバーガラス31を挿入すると、ホルダーケース41の係合部41bが切換え機構60のレバー部51bと係合し、切換え機構60の傾き姿勢を切り換える。これにより第2清掃部52bは退避位置へ移動し、第1清掃部52aが次にカバーガラス31を−Z方向に引抜く際に、カバーガラス31に当接する位置へと移動する。
以上、本実施形態では、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。即ち、カバーガラス31を装置本体100から挿抜する操作と同時にカバーガラス31表面の清掃を行う上で、カバーガラス31の装着時と引抜き時の両操作においてそれぞれの移動方向に対応した清掃部材で清掃を行うことができる。この為、清掃頻度を高めつつ、一度清掃部材に付着してしまった異物がカバーガラス31に再付着することを防止することが可能となる。即ち、本実施形態によれば、透過部材(カバーガラス)を清掃した際に清掃部材(第1、2清掃部)に付着した異物が再び透過部材に付着して、透過部材を汚してしまうことを抑えつつ、透過部材の移動回数に対する清掃頻度を高めることができる。
上述した2つの実施形態では、光学ユニット3のカバーガラス31を清掃する清掃ユニットについて説明したが、本発明はこれに限られない。つまり、画像形成装置内の光を透過する透過部材を清掃する様々な清掃ユニットに適用できる。例えば、転写ベルトのベルト表面上に転写させたパッチトナーを検出するトナーパッチ検出装置の検知部の透明窓部の清掃ユニットとして適用することも可能である。また、流し読みタイプの画像読み取り装置の読み取りガラスを清掃する清掃ユニットにも適用可能である。
このように、本実施形態によれば、透過部材を清掃した際に清掃部材に付着した異物が再び透過部材上に付着して、透過部材を汚してしまうことを抑えつつ、清掃部材の位置を切り換える機構を更に発展させることができる。
<第3実施形態>
次に第3実施形態について説明する。本実施形態が、第1実施形態と異なるのは、清掃ユニットが1つの清掃部のみしか有していない点である。その他の構成は第1実施形態と同様であるため、同様の符号を付して説明は省略する。
図17(a)、(b)、図18(a)、(b)は装置本体内の清掃機構を−X方向から見た図である。本実施形態の清掃ユニット320は、スライド部材337が揺動部材339を軸R回りに揺動可能に支持しており、揺動部材339は1つの清掃部としての清掃ブレード326を備えている。清掃ブレード326がカバーガラス31に当接する角度を変更可能である。第1実施形態と同様に、清掃ユニット320は不図示のカートリッジに押圧されて+Z方向及び−Z方向に移動しながら、カバーガラス31を清掃する。また、清掃ユニット320は第1実施形態と同様の不図示の切換ユニットを備え、カートリッジの挿入、引き抜き動作に連動して、揺動部材339を揺動させ、スライド部材337に対する位置を変更する。
〔カートリッジ挿入時〕
図17(a)に示すように、カートリッジ挿入時は、清掃ユニット320は+Z方向(第1方向)に移動していく。この時、スライド部材337に対して揺動部材339は第1位置にあり、清掃ブレード326がカウンター方向でカバーガラス31に当接する。つまり、清掃ブレード326は、ブレード面に沿って根元から先端部に向かう方向を示すベクトル(+Z方向成分を含む)と、カバーガラス31に当接して清掃する際に先端部から見たカバーガラス31の移動方向(−Z方向)を示すベクトルと、が互いに正反対のベクトル成分を有するような傾きでカバーガラス31に当接する。そのまま、+Z方向下流まで移動していきながらカバーガラス31上の異物を掻き取って+Z方向に移動させる。そして、清掃ブレード326はカバーガラス31の+Z方向下流側端部の段差を通過する際、その衝撃と自重により、掻き取って移動させてきた異物Gを光学ユニット3の筐体33上部に設けられた溝形状の溜め込み部33aに移動させ収容する。また、図17(b)に示すように、溜め込み部33a内には突出部33dが設けられている。このため、清掃ブレード326が突出部33dの位置を通過する際、突出部33dと当接してその衝撃により清掃ブレード326上の異物Gを溜め込み部33a内に落下させることができる。
清掃ブレード326が突出部33dを越えたところで、清掃ユニット320は不図示のストッパに突き当たって止まる。そして、図18(a)に示すように、第1実施形態と同様に、カートリッジを更に+Z方向に挿入することによって揺動部材339が、軸R回りに図中時計回りに回転し、スライド部材337に対して揺動部材339が第2位置へと移動する。
〔カートリッジ引き抜き時〕
カートリッジ引き抜き時、清掃ユニット320は、図18(a)に示した状態のまま−Z方向(第2方向)に移動する。この時、図18(b)に示すように、スライド部材337に対して揺動部材339は第2位置にあり、清掃ブレード326がカウンター方向でカバーガラス31に当接する。そのまま、Z方向下流まで移動していきながらカバーガラス31上の異物を掻き取って−Z方向に移動させる。以降はカートリッジ挿入時と同様に、清掃ブレード326はカバーガラス31の−Z方向下流側端部の段差を通過する際、その衝撃と自重により、掻き取って移動させてきた異物Gを溜め込み部33bに移動させ収容する。更に、清掃ブレード326が突出部33dの位置を通過する際、突出部33dと当接してその衝撃により清掃ブレード326上の異物Gを溜め込み部33b内に落下させる。
そして、清掃ブレード326が突出部33dを越えたところで、清掃ユニット320が不図示のストッパに突き当たって止まり、第1実施形態と同様に、カートリッジを−Z方向に完全に引き抜くことにより揺動部材339が、軸R回りに図中反時計回りに回転する。その結果、スライド部材337に対して揺動部材339が第1位置へと移動する。
なお、スライド部材337に対する揺動部材339の移動方法はX軸回りの揺動に限定されず、カバーガラス31に対する清掃ブレード326の向きや姿勢等を変えるものであればどのようなものでもよい。
このように構成しても第1実施形態と同様の効果を得ることができる。つまり、清掃ユニット320が第1方向に移動する間、及び、第2方向に移動する間に、カバーガラス31表面上の異物Gを清掃することが可能となり、清掃の頻度を高めることができる。また、突出部33dにより清掃ブレード326上の異物Gを除去できる。このため、清掃ブレード326に付着した異物が、清掃ユニット320が方向を変えて移動した際に再びカバーガラス31上に付着し残ってしまうことを防ぐことができる。
また、一般的にブレード状やシート状の部材により構成される「カバーガラス31上の異物Gを掻き取り移動させる」という清掃思想の清掃部は、カバーガラスに対する角度が一定の場合、一定の方向に移動している時にしか効果的に異物を掻き取り移動させられない。つまり、清掃能力に指向性がある。しかし、本実施形態のように1つの清掃部であっても、揺動部材339を揺動させて、スライド部材337に対する角度(姿勢)を変えて、カバーガラス31に対する角度(姿勢)を変える。これにより、第1方向に移動している時、及び、第2方向に移動している時に効果的に異物を掻き取ることができる。このため、清掃ユニット20が、第1方向に移動する間、及び、第2方向に移動する間に清掃を行って清掃頻度を高めつつ、各方向に移動して清掃する際の清掃効率を高めることができる。また、1つの清掃部326さえあれば、第1方向及び第2方向の移動時にカバーガラス31上の異物を掻き取ることができるので、より低コストに清掃ユニット320を構成することができる。なお、清掃能力に指向性のある清掃部であれば、本発明のように「カバーガラス31上の異物Gを掻き取って移動させる」という清掃思想と異なる清掃思想の清掃部としてもよい。
このように、本実施形態によれば、透過部材を清掃した際に清掃部材に付着した異物が再び透過部材上に付着して、透過部材を汚してしまうことを抑えつつ、清掃部材の位置を切り換える機構を更に発展させることができる。
<第4実施形態>
次に第4実施形態について説明する。本実施形態は第1実施形態と比べベース部材28の端部形状や清掃シートの形状という点が異なる。以降は、第1実施形態と同様の部分については同様の符号を付して詳細な説明は省略する。
特許文献1に記載された構成では、清掃部材を支持するレールを、バネのバネ力により上方(カートリッジに向かって)へ付勢して、レールの位置を変えることで清掃部材を透過部材から離間させる。このため、レールを付勢するバネ力やレールの剛性が経年変化等で劣化した場合に、清掃部材を透過部材から確実に離間させることができない可能性があった。そこで、本実施形態では、透過部材を清掃した際に清掃部材に付着した異物が再び透過部材上に付着することを確実に抑制することを目的とする。
〔清掃ユニット20〕
清掃ユニットについて説明する。図21(a)は、清掃機構を構成する清掃ユニット20の斜視図である。清掃ユニットを構成する部品は第1実施形態と同様である。図21(b)は、揺動部材39の側面図(上)と下視図(下)である。揺動部材39も第1実施形態と同様にベース部材29と、ベース部材28の底面に固定された可撓性の清掃シート26と、清掃シート26に重ねて貼り付けられた拭き取り部材27とからなる。
清掃シート26はフィルム状のシート材を折り曲げたもので、Z方向の一端が、清掃部26aとして構成される。清掃部26aは、カバーガラス31に当接して清掃する際に、進行方向に対して所謂カウンター方向でカバーガラス31に当接し、カバーガラス31上の異物を掻き取って(掃いて)移動させる。拭き取り部材27は第1実施形態と同様のポリエステル不織布(繊維状材料)である。
ベース部材28の底面の拭き取り部材27のX方向両端に突当面28a、28d’が設けられている。ここで突当面28d’は第1実施形態の突当面28dの位置より−Z方向側に配置されている。これは後述するが清掃部26aや拭き取り部材27をカバーガラス31から離間させる際の姿勢を決める支点となる。この突当面28a、28d’は、揺動部材39のX軸回りの位置により、どちらか一方がカバーガラス31に突き当たり、清掃シート26及び拭き取り部材27のY方向の位置を規制している。突当面28aをカバーガラス31に突き当てることにより、清掃シート26の清掃部26aをカバーガラス31表面に対して撓んだ状態で確実に接触させ、拭き取り部材27を厚み方向(Y方向)に潰した状態でカバーガラス31表面に圧接している。
切換ユニット40については第1実施形態と同様の為説明を省略する。
〔カバーガラス31の清掃動作〕
次にカバーガラス31の清掃動作について説明する。図22(a)、(b)、図23(a)、(b)、図24(a)、(b)は装置本体内の清掃機構を−X方向から見た図である。図25(a)、(b)は清掃ユニット20を+X方向から見た図である。清掃ユニット20は装置本体100に挿入される挿抜部材としてのカートリッジ7の挿抜に連動して移動する。
〔カートリッジ7挿入時〕
カートリッジ7が装置本体100に装着されていない状態からカートリッジ7を装置本体100内に挿入して装着する時の往路における清掃ユニット20による清掃動作について説明する。図22(a)はカートリッジ7を装置本体100に装着する前の、清掃ユニット20がホームポジション位置で待機している状態を示す。カバーガラス31の表面上にはトナー、紙粉、塵、埃等の異物Gが付着している。この状態では清掃シート26の清掃部26aと拭き取り部材27がカバーガラス31に当接している。カートリッジ7を装置本体100に装着する為にZ方向に挿入すると、係合部22aがカムレバー29の第1レバー部29aに突き当たり係合する。
次に図22(b)に示すように、係合部22aが第1レバー部29aに突き当たった後、カートリッジ7を更に押込む。すると、カムレバー29はバネ38の押圧力によって回転することを規制されており、清掃ユニット20はカートリッジ7の係合部22aに押圧されて+Z方向(第1方向)に移動していく。
清掃ユニット20が+Z方向に移動している間、清掃シート26の清掃部26aはカバーガラス31上の異物Gを掻き取って+Z方向下流側へ移動させる。清掃部26aによって掻き取れなかった異物Gは拭き取り部材27で捕集する。清掃部26aはカバーガラス31の+Z方向下流側端部の段差を通過する際の衝撃と自重により、掻き取って移動させてきた異物Gを光学ユニット3の筐体33上部に設けられた溝形状の溜め込み部33aに移動させ収容する。その後、清掃ユニット20は、挿入ガイド21の+Z方向下流に設けられたストッパ21aに突き当たって停止する。この状態でカートリッジ7の装置本体100に対する位置が決まっていない。
更にカートリッジ7を+Z方向に移動させ、画像形成装置の本体100に対して位置決めされる位置まで挿入すると、図23(a)に示すように、係合部22aがカムレバー29を時計回り方向に回転させる。カムレバー29の時計回りの回転によって、スライド部材37に対する揺動部材39の姿勢を変化させて、清掃シート26の清掃部26aと拭き取り部材27が、カバーガラス31に対して上方に退避し当接しない状態となる。
このカムレバー29の回転時の揺動部材39の揺動について詳しく説明する。カムレバー29が回転する前、揺動部材39は、図25(a)に示すような第1位置にあり、清掃シート26の清掃部26aがカバーガラス31に撓んで当接する。また、拭き取り部材27もカバーガラス31に圧接している。この時、カバーガラス31にはベース部材28の突当面28aが当接している。
カムレバー29が回転すると、図25(b)に示すように、カムレバー29のカムボス29dがベース部材28の被押圧部28cを上方に押上げ、清掃シート26の清掃部26aと拭き取り部材27が、カバーガラス31離間する。この時、突当部28d’をカバーガラスと接して支点となり、揺動部材39のベース部材28がカバーガラス31に対して傾いた状態を維持する。このように、揺動部材39は、揺動することによりスライド部材37に対して第1位置と第2位置とに移動可能である。このときカバーガラス31にはベース部材28の突当面28d’が当接し、カバーガラス31に清掃シート26と拭き取り部材27の全域がカバーガラス31から退避した状態となる。これにより、確実に清掃シート26の清掃部26aと拭き取り部材27とを、カバーガラス31から離間し、維持することができる。なお、このような揺動部材39の第1位置と第2位置との移動、及び、各位置での固定(維持)は、第1実施形態で説明した切換ユニット40により行われる。
〔カートリッジ7引き出し時〕
次に、カートリッジ7が装置本体100に装着された状態から、カートリッジ7を装置本体100内から引き抜いて、装置本体から取り外す時の復路における清掃ユニット20による清掃動作について説明する。
図23(b)に示すようにカートリッジ7を引抜くと係合部22aがカムレバー29の第2レバー部29bに突き当たり−Z方向に押圧し、清掃ユニット20は−Z方向(第2方向)へ移動する。
清掃ユニット20が−Z方向へ移動している間、清掃部26aと拭き取り部材27はカバーガラス31上に堆積した異物Gには触れずに清掃ユニット20を−Z方向移動させる。
図24(a)に示すように、清掃ユニット20は、挿入ガイド21の+Z方向上流に設けられたストッパ21bに突き当たって停止する。
ここから更にカートリッジを画像形成装置の本体100から完全に引抜くと、図24(b)に示すように、係合部22aがカムレバー29を反時計回り方向に回転させる。これにより、カムボス29dによるベース部材28の被押圧部28cの上方への押圧が解除され、清掃部材39が第1位置へと戻り、清掃シート26の清掃部26aをカバーガラス31へ当接させて、次にカートリッジを挿入する際にカバーガラス31を清掃するホームポジションで待機状態へ戻る。
以上説明したように、第4実施形態においてはカートリッジの一方向の着脱操作に連動してカバーガラスの清掃機構の姿勢切り換えが可能であり、ユーザやサービスマン等の操作者に煩わしい操作を必要とさせない。またカートリッジの挿抜を案内する挿入ガイドが、同装着方向へスライド移動する清掃ユニットをスライド保持しているため、構成部品も少なく構成簡素化している上にカートリッジとの係合位置関係の精度保証も安易に行える。さらには、清掃部材の姿勢切換えの機構もコンパクトに構成されている為、装置全体のコンパクト化にも貢献できる。
また、清掃部(清掃部26aと拭き取り部材27)の離間状態を維持するための、切換ユニット40のバネ38のバネ力は、図9(c)に示すように第1レバー部29aを介してスライド部材37の第2突当部37dで受ける。このため、バネ38のバネ力は、清掃ユニット20の内で受けることになり、カートリッジの挿抜途中では抵抗とはならず、カートリッジ挿抜の操作が行い易い。このように、清掃ユニット20内の切換ユニット40により揺動部材39を第1位置、及び、第2位置で維持できる。このため、従来技術のようにバネでレール自体を付勢する必要がなく、バネ力の劣化やレールの剛性低下に対して強い構成であり、より確実に清掃部を透過部材から離間させることができる。
また、カートリッジユニットに限らずその他のメンテナンスユニットの脱着ガイド部に同様の清掃機能を付与した構成においても適用が可能であり汎用性も優れている。
従って、清掃部材の位置を切り換えることにより、透過部材を清掃した際に清掃部材に付着した異物が再び透過部材上に付着して、透過部材を汚してしまうことを抑えつつ、清掃部材の位置を切り換える機構を更に発展させることができる。
100 画像形成装置(装置本体)
1 感光体
3 光学ユニット
7 カートリッジ
31 カバーガラス
20、50、320 清掃ユニット
26a、52a 第1清掃部
26b、52b 第2清掃部
326 清掃部
37、337 スライド部材
39、55、339 揺動部材

Claims (12)

  1. 光を透過させる透過部材に当接して前記透過部材を清掃する清掃ユニット、を有し、前記清掃ユニットは前記透過部材に対して互いに向きの異なる第1方向と第2方向に移動可能な清掃装置において、
    前記清掃ユニットは、前記透過部材に当接しながら移動することにより前記透過部材上の異物を掻き取る可撓性の第1及び第2清掃部と、前記第1及び第2清掃部以外の部品の面であって前記透過部材に当接する第1及び第2突当面を備え、前記第1突当面を前記透過部材に突き当てることによって前記透過部材に対して前記第1清掃部が撓んだ状態で当接、且つ、前記第2清掃部が前記透過部材から離間しながら前記第1方向に移動し、前記第2突当面を前記透過部材に突き当てることによって前記透過部材に対して前記第1清掃部離間、且つ、前記第2清掃部が撓んだ状態で前記透過部材に当接ながら前記第2方向に移動することを特徴とする清掃装置。
  2. 前記第1方向と前記第2方向は互いに平行な方向であることを特徴とする請求項1に記載の清掃装置。
  3. 前記第1清掃部及び前記第2清掃部のそれぞれは、シート状又はブレード状の清掃部であることを特徴とする請求項1又は2に記載の清掃装置。
  4. 前記第1清掃部は、前記清掃ユニットが前記透過部材に対して前記第1方向に移動している時に前記透過部材にカウンター方向で当接し、前記第2清掃部は、前記清掃ユニットが前記透過部材に対して前記第2方向に移動している時に前記透過部材にカウンター方向で当接することを特徴とする請求項に記載の清掃装置。
  5. 請求項1乃至のいずれか一項に記載の清掃装置と、前記透過部材と、前記透過部材を透過させた光を感光体に照射する光照射手段と、を有し、前記光照射手段により光を照射された感光体にトナーを付着させて画像形成する画像形成装置。
  6. 前記画像形成装置の本体に対して挿入及び引き抜き可能な挿抜部材を有し、前記透過部材は前記画像形成装置の本体に固定され、前記清掃ユニットは前記挿抜部材と係合して移動し、
    前記清掃ユニットは、前記挿抜部材を前記画像形成装置の本体に挿入する際に前記第1方向へ移動し、前記挿抜部材を前記画像形成装置の本体から引き抜く際に前記第2方向へ移動することを特徴とする請求項に記載の画像形成装置。
  7. 前記挿抜部材は、前記清掃ユニットに当接して前記第1方向及び前記第2方向に移動させることが可能な第1当接部と、前記第1当接部より前記第1方向上流側に設けられ、前記清掃ユニットに当接して前記第1方向に移動させることが可能な第2当接部と、を備えることを特徴とする請求項に記載の画像形成装置。
  8. 前記挿抜部材は、前記感光体と前記感光体に作用するプロセス手段を備えるカートリッジであることを特徴とする請求項6又は7に記載の画像形成装置。
  9. 前記感光体に作用するプロセス手段は、前記感光体にトナーを付着させる現像手段、及び又は、前記感光体上からトナーを回収するクリーナであることを特徴とする請求項に記載の画像形成装置。
  10. 前記第1方向及び前記第2方向は、前記感光体の回転軸方向と平行であることを特徴とする請求項5乃至9のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  11. 前記清掃ユニットは、前記画像形成装置の本体内で前記第1方向及び前記第2方向に移動可能な移動部材と、前記移動部材に対し揺動可能に支持された揺動部材と、を備え、前記第1清掃部及び前記第2清掃部は前記揺動部材に設けられていることを特徴とする請求項5乃至10のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  12. 前記カートリッジの前記画像形成装置の本体への挿入又は引き抜きをガイドするガイド部材を有し、前記清掃ユニットは前記ガイド部材に移動可能に支持されていることを特徴とする請求項に記載の画像形成装置。
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