JP4932279B2 - 電子写真式印刷機の清掃装置及びそれを用いた電子写真式印刷機 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真式印刷機の感光体の清掃部材、清掃装置及びそれを用いた電子写真式印刷機に関するものである。

近年、印刷用紙の多様化が進み用紙表面に圧着糊が存在する用紙や粘着ラベル付き用紙の使用量が大幅に増えている。感光体上に書かれた静電潜像にトナーを吸着させてトナー像を形成し、前記トナー像を用紙に転写して定着させる電子写真式印刷機において、転写行程にて用紙と感光体の接触が発生するため、用紙の粘着物が感光体表面に付着し、このような粘着物が付着した部分には、静電潜像が形成できず、その結果として用紙に正常にトナー像が形成できない不具合が発生することがある。

近年の電子写真式印刷機においては、特許文献１や特許文献２に開示されているように、トナー粒子以外の付着物の除去などを目的とし、感光体に常時当接するクリーニングブレードを設置したものがある。

特開２０００−１９４２４０号公報 特開平１１−０３０９３８号公報

上記クリーニングブレードを設置した電子写真式印刷機においては、クリーニングブレードのない電子写真式印刷機に比べれば正常にトナー像が形成できない不具合は減少する。しかし、クリーニングブレードでは感光体表面に付着した粘着物を十分には除去できず、このような粘着物が感光体表面に押し付けられ付着することを繰り返して成長するので、印刷品質の低下が避けられない。

特に、連続紙を使用する高速レーザービームプリンタにおいては、感光体の周速が高いため、クリーニングブレードにより感光体を傷つけることなく粘着物を十分に除去するのは、困難である。

本発明の課題は、用紙と感光体の接触により、用紙の粘着物が感光体表面に付着し、粘着物が付着した部分に静電潜像が形成できず、その結果として用紙に正常にトナー像が形成できない不具合を対策することにある。

本発明の他の課題は、圧着糊が存在する用紙や粘着ラベル付き用紙を使用する高速レーザービームプリンタに使用するのに適した、感光体用の清掃部材及び清掃装置を提供することにある。

本発明の特徴の１つは、本体と、該本体に取り付けられた清掃部材と、回転可能に保持されたクリーニングブラシと、該クリーニングブラシを収納しかつ該クリーニングブラシに対し揺動可能に支持されたハウジングとを備え、前記清掃部材を感光体の表面に当接させて該感光体を清掃する電子写真式印刷機の清掃装置であって、
前記清掃部材は、誘電体フィルムと該誘電体フィルムを補強する補強板とにより構成されており、
前記清掃部材は、前記ハウジングに近接して、前記感光体の表面近傍でかつ前記クリーニングブラシの下流側に配置されており、
前記本体は、断面が略Ｌ字型あるいは略く字型であり、回転可能に支持されており、該本体の一方に前記清掃部材が着脱可能に固定され、該本体の他方は前記ハウジングに接触可能に構成されており、
外部から力の加わっていない状態において、前記清掃装置は前記清掃部材を前記感光体の表面に当接させ、外部からの力による前記ハウジングの揺動に伴い、該ハウジングに連動して前記清掃部材を前記感光体の表面に当接しない位置でかつ前記クリーニングブラシ側に移動させるように構成されており、
前記本体は、
印刷時に前記清掃部材の前記誘電体フィルムを前記感光体表面から離間させ、
清掃時に前記誘電体フィルムを前記感光体表面に当接可能に構成されており、
清掃時に、前記感光体の回転に伴い、前記誘電体フィルムが前記感光体表面に当接し静電吸着された状態で前記感光体表面の異物が除去され、
清掃後、前記ハウジングの揺動に伴い、該ハウジングに連動して前記誘電体フィルムが前記クリーニングブラシ側に移動し、該クリーニングブラシで前記誘電体フィルムが清掃されるように構成されていることにある。

本発明の他の特徴は、電子写真式印刷機の感光体表面の清掃部材であって、板状のポリイミドフィルムと該ポリイミドフィルムを補強する金属板とを備えたことにある。

本発明によれば、清掃部材が、粘着物と感光体の界面近傍で感光体から粘着物を切り離す。感光体に付着した粘着物を、感光体と粘着物の界面近傍で分離除去できるため、粘着物が付着した部分に静電潜像が形成できずその結果として用紙に正常にトナー像が形成できない、という不具合の発生を防ぐことができる。

以下、本発明を具体的な実施例を用いて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例になる感光体の清掃装置を備えた電子写真式印刷機の側面概略図であり、図２は清掃体の概略図である。本実施例の電子写真式印刷機は、たとえば連続紙を使用する高速レーザービームプリンタである。

図１に示すように、電子写真式印刷機の感光体２と転写器１２の間に用紙供給装置から印刷用紙１が供給される。本実施例では、印刷用紙１として圧着糊が存在する用紙や粘着ラベル付き用紙を使用することも可能である。感光体２の周囲には、プレチャージャ１４、帯電器１５、現像機１６、転写器１２、ＡＣコロトロン１３、及び清掃装置が配置されている。転写器１２の周辺にはアッパリトラクタ１７及びロアリトラクタ１８が配置されている。現像機１６は３本の現像ローラを備えかつカラー印刷用のトナーが封入されている。感光体２は、図１の矢印A方向に回転する。

本実施例の清掃装置は、クリーニングブラシ５とその直ぐ下流側に近接して配置された清掃体ａ４とを備えている。クリーニングブラシ５は、ハウジング１０内に配置されており、モータ等の図示しない動力源により時計方向に回転可能に構成されている。ハウジング１０は感光体２側に吸気口を反対側に排気口を有しており、この排気口側にはエアダクトを介しエアチャンバが接続されている。ハウジング１０は、このエアチャンバ１１０の中心部に設けられた軸を中心に左右に揺動できるようになっている。また、ハウジング１０内には清掃されたトナーなどをクリーニングブラシから分離するための分離機構が設けられている。さらに、エアチャンバ１１０の長手方向の一方には、サイクロン等により構成される吸引機構１２０がホースにより接続されており、分離機構でクリーニングブラシから除去されたトナー粒子や付着物を吸引する。

９はハウジングアームであり支軸９０で回転可能に支持されており、その一端はハウジング１０に設けられた連結ピン１３０に係合しており、ハウジングアームの他端はハウジングモータ８で駆動される偏芯カム１４０に係合している。これにより、ハウジングモータ８の回転により、ハウジング１０がエアチャンバ１１０の軸を中心に揺動するように駆動される。なお、ハウジング１０は、通常は、印刷行程の位置となるようにばねなどにより付勢されている。

次に、清掃体ａ４は、印刷用紙１との接触により感光体２の表面に付着した粘着物３を除去するために、クリーニングブラシ５の近傍に設置されている。

図２に拡大して示すように、清掃装置の清掃体ａ４は、断面が略「Ｌ」字型あるいは略「く」字型であり、感光体２の幅方向に伸びた本体４０と、支持部４１と、本体４０の支持部４１よりも下方の先端部に着脱自在に固定される清掃部材４２とを有している。清掃部材４２は、金属板６にポリイミドフィルム７を貼り付けた構造となっており、使用により消耗した場合、適宜新しいものに交換される。

なお、図３に示すように、清掃体ａ４の本体４０及びポリイミドフィルム７は、感光体２の幅よりも若干短い幅を有している。

清掃体ａ４の支持部４１はシャフト１１に回動可能に支持されており、かつ、清掃体ａ４の重心位置が支持部４１よりも下方の清掃部材側にある。そのため、外部から力の加わっていない状態において、清掃体ａ４はシャフト１１を中心に左回転し先端の清掃部材が感光体２の表面に当接するように構成されている。清掃体ａ４はまた、ハウジング１０の近傍に位置し、ハウジング１０の揺動に伴いハウジング１０の一部が清掃体ａ４と接し、清掃体ａ４を右回りに回転させ、清掃部材４２を感光体２の表面に当接しない位置にするように構成されている。清掃体ａ４は、例えば制御装置(図示略)により、定期的かつ一定時間のみ清掃体が感光体に当接する様に制御される。

したがって、通常は、ハウジング１０が印刷行程の位置にあるので、清掃体ａ４は、シャフト１１を中心に右回転し、清掃部材４２が感光体２の表面に当接しない位置にある。そして、清掃行程時に、ハウジングモータ８により偏芯カム１４０が駆動されると、ハウジングアーム９によりハウジング１０がエアチャンバ１１０の支点を中心に時計方向に回転し、清掃体ａ４がシャフト１１を回転軸として回転し、清掃部材４２が感光体２に接する。なお、３は感光体２の表面に付着した粘着物を示している。

清掃体ａ４は、自重による回転力で感光体２の表面に当接するので、過度な力が当接面に作用することもない。自重による回転力を利用する代わりに、ばね力などで本体４０に適度な回転力を付与するようにしても良い。

次に、清掃体ａ４の具体的な構成例を説明する。清掃部材を構成するポリイミドフィルム７は、誘電体(電気的には絶縁体)であってかつ柔軟性の高いフッ素系のフィルム材である。誘電体であって所定の柔軟性及び機械的な強度が確保できる薄板状の部材であれば、他の種類のプラスティックフィルム材を用いても良い。

誘電体であること及び柔軟性を有することにより、フィルム材が感光体２と接触したとき静電気力によりその表面に吸着される。この点が、本発明の清掃部材４２の特徴の１つである。このようなフィルム材としては、ポリイミドフィルムが好ましく、特に、カプトン（登録商標）が好適な材料として挙げられる。

また、機械的強度及び柔軟性を確保するために、ポリイミドフィルム７は、所定の厚さ、例えば０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ、望ましくは０．１２５ｍｍ程度とし、また、本体４０から突出している部分の長さは、例えば１０ｍｍ〜１５ｍｍ、望ましくは１２ｍｍ〜１３ｍｍとするのが良い。

一方、清掃部材４２を構成する金属板６はポリイミドフィルム７の補強板として設けられたものであり、所定の機械的強度があれば良く、合成樹脂などの非金属板で置き換えても差し支えない。

さらに、ポリイミドフィルム７が感光体２の表面と接触する面における接線となす角度θは、接触時に有効なせん断力を発生させるために、５度ないし３０度とするのが望ましい。

次に、上記のように構成された感光体のトナー清掃動作について説明する。

図４は、清掃時における電子写真式印刷機の状態を示す概略図である。また、図５(図５Ａ、図５Ｂ)は、本発明における清掃体ａ４の動作をわかりやすく示すために、感光体２を平面状に展開して示した図である。
通常の印刷行程において、清掃体ａ４は図４に破線で示したハウジング１０に押されて感光体２に当接しない破線位置に逃げている。

所定の印刷量（例えば３万ペ−ジ）毎の非印刷時すなわち清掃行程には、ハウジングモータ８が駆動され、偏芯カム１４０及びハウジングアーム９によりハウジング１０が矢印B方向に動き、シャフト１１を回転軸として清掃体ａ４はC方向に動き、図４の実線位置及び図５Aに示すように、清掃体ａ４のポリイミドフィルム７が回転中の感光体２の表面に当接する状態となる。感光体２に当接したポリイミドフィルム７は、静電気力により感光体２の表面に吸着される。

ポリイミドフィルム７が感光体２に静電吸着された状態で、感光体２が図１の矢印A方向に回転すると、粘着物３が清掃体ａ４のポリイミドフィルム７に当たる際に、粘着物３と感光体２の界面近傍にせん断力が発生し、粘着物３を感光体２から分離することができる。静電吸着力を利用しているので、ポリイミドフィルム７の先端が感光体２と粘着物３の界面近傍に当たる際に、感光体２の幅方向全体にわたって、均一かつ安定したせん断力が発生し、感光体２の表面から粘着物３を完全に分離することができる。

ポリイミドフィルム７が感光体２の表面と接触する角度θを前記５度ないし３０度の範囲とすることにより、感光体２の表面を傷つけることなく、粘着物を完全に除去することができる。

そして、感光体２より粘着物３を分離した後、ハウジングモータ８が駆動されると、ハウジングアーム９によりハウジング１０が矢印D方向に動き、シャフト１１を回転軸として、清掃体ａ４はE方向に動き、図４の破線位置及び図５Bに示すように、清掃体ａ４は感光体２から離れる。清掃体ａ４で分離された粘着物３は、ポリイミドフィルム７上からクリーニングブラシ５により清掃され、ハウジング１０に設けられた吸引機構１２０により、粘着物３は清掃、排出される。

清掃後、ハウジングモータ８が駆動されハウジングアーム９によりハウジング１０が動き、清掃体ａ４はハウジング１０に押されてシャフト１１を回転軸として回転し、感光体２に全く当接しない印刷行程の位置に戻る。このとき、感光体２からは粘着物３が完全に清掃されているので、用紙１の全ての印刷領域に静電潜像が形成され得る状態になり、用紙に正常にトナー像が形成される。

発明者らの実験によれば、連続紙を使用する高速レーザービームプリンタのように感光体の周速が高い場合でも、感光体を傷つけることなく粘着物を完全に除去することができる。

このように、本実施例によれば、用紙表面に圧着糊が存在する用紙や粘着ラベル付き用紙の使用であっても、感光体２に付着した粘着物３を、感光体２と粘着物３の界面近傍で分離除去できる。そのため、粘着物３が付着した部分に静電潜像が形成できずその結果として用紙１に正常にトナー像が形成できない、というような不具合の発生を防ぐことができる。

なお、本実施例では、清掃体ａ４がクリーニングブラシに従動する構成としたが、清掃体ａ４をクリーニングブラシとは独立に駆動できるようにしても良い。

本発明の一実施例になる感光体清掃装置を備えた電子写真式印刷機の側面概略図である。 本発明の一実施例になる清掃体の概略図である。 本発明における清掃体の動作を示すための、電子写真式印刷機の一部分を拡大した平面図である。 本発明の一実施例になる電子写真式印刷機の清掃時の状態を示す概略図である。 本発明の清掃体により粘着物を分離する状態の動作状態を示す図である。 本発明の清掃体により分離された粘着物を清掃する動作状態を示す図である。

符号の説明

１…印刷用紙、２…感光体、３…粘着物、ａ４…清掃体、５…クリーニングブラシ、６…金属板、７…ポリイミドフィルム、８…ハウジングモータ、９…ハウジングアーム、１０…ハウジング、１１…シャフト、１２…転写器、１３…ＡＣコロトロン、１４…プレチャージャ、１５…帯電器、１６…現像機、１７…アッパリトラクタ、１８…ロアリトラクタ、４０…本体、４１…支持部、４２…清掃部材、９０…支軸、１１０…エアチャンバ、１２０…吸引機構、１３０…連結ピン、１４０…偏芯カム。

Claims (5)

1. 本体と、該本体に取り付けられた清掃部材と、回転可能に保持されたクリーニングブラシと、該クリーニングブラシを収納しかつ該クリーニングブラシに対し揺動可能に支持されたハウジングとを備え、前記清掃部材を感光体の表面に当接させて該感光体を清掃する電子写真式印刷機の清掃装置であって、
   前記清掃部材は、誘電体フィルムと該誘電体フィルムを補強する補強板とにより構成されており、
   前記清掃部材は、前記ハウジングに近接して、前記感光体の表面近傍でかつ前記クリーニングブラシの下流側に配置されており、
   前記本体は、断面が略Ｌ字型あるいは略く字型であり、回転可能に支持されており、該本体の一方に前記清掃部材が着脱可能に固定され、該本体の他方は前記ハウジングに接触可能に構成されており、
   外部から力の加わっていない状態において、前記清掃装置は前記清掃部材を前記感光体の表面に当接させ、外部からの力による前記ハウジングの揺動に伴い、該ハウジングに連動して前記清掃部材を前記感光体の表面に当接しない位置でかつ前記クリーニングブラシ側に移動させるように構成されており、
   前記本体は、
   印刷時に前記清掃部材の前記誘電体フィルムを前記感光体表面から離間させ、
   清掃時に前記誘電体フィルムを前記感光体表面に当接可能に構成されており、
   清掃時に、前記感光体の回転に伴い、前記誘電体フィルムが前記感光体表面に当接し静電吸着された状態で前記感光体表面の異物が除去され、
   清掃後、前記ハウジングの揺動に伴い、該ハウジングに連動して前記誘電体フィルムが前記クリーニングブラシ側に移動し、該クリーニングブラシで前記誘電体フィルムが清掃されるように構成されている、ことを特徴とする清掃装置。
2. 前記誘電体フィルムがポリイミドフィルムであり、
   前記清掃部材が、板状の前記ポリイミドフィルムと該ポリイミドフィルムを補強する金属板とを備えた、ことを特徴とする請求項１に記載の清掃装置。
3. 定期的かつ一定時間のみ、前記清掃部材が前記感光体に当接する様に制御する手段を備えた、ことを特徴とする請求項１に記載の清掃装置。
4. 前記誘電体フィルムが前記クリーニングブラシに当接し清掃されることによって除去された異物を、前記ハウジングに設けられた吸引装置によって清掃するように構成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の清掃装置。
5. 請求項１ないし４の何れか1項に記載の清掃装置を有し、該清掃装置は、前記印刷時に印刷用紙から前記感光体表面に付着した異物を前記清掃時に除去する機能を備えた、ことを特徴とする電子写真式印刷機。

Images