JPH02239271A - 転写ローラクリーニング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は，像担持体上に静電潜像を形成し、帯電着色
粒子（トナー）で現像した可視像を記録紙上に静電力で
転写するローラ転写装置のクリーニング装置の改良に関
する。

（従来の技術） トナー像担持体よりトナーを静電的に転写材に転写する
装置にはコロナチャージャーを用いる装置と、導電性ロ
ーラまたはドラムを用いて、外部から電圧を印加する装
置がある． コロナチャージャーを用いた装置は装置構成が簡単なの
で一般のモノクロ用複写機に広く採用されている。この
装置では転写材の背面からコロナチャージャーで電荷を
発生させ転写材に付着した電荷により形成される電界に
よりトナーをトナー像担持体より転写材に転写する．こ
の装置ではコロナチャージャーによる電荷の発生量が同
じでも，転写材の電気抵抗により，電荷付着量が異なり
、電界の強さが変化する。従がってトナーの転写効率も
変化する．一般に転写材として使用されている普通紙は
環境湿度によりその電気抵抗が大きく変化するため，環
境湿度により画像間濃度が変化することがしばしば起っ
た．また、転写材がトナー像担持体と接触する時，離脱
する時に、転写材の帯電電荷による気体放電が生じ、転
写材に転写されたトナーが飛散し、画像が乱れる問題も
ある．これらの問題点を解決するため、従来，次のよう
なソフトな導電性ゴムローラを用いる方式（特開昭５０
　−　２２６４０号公報参照）もある．この方式は発泡
性の導電ゴムローラを用いて、転写材とトナー像担持体
の間に電界を付勢するので，転写材が帯電せず、従がっ
て環境湿度に対して安定した転写効率がうろことができ
る．また、導電性ローラが圧縮されるに従がい、その電
気抵抗が連続的に低下するので、導電性ローラとトナー
像担持体の接触点（トナー転写点）では導電性ローラの
電気抵抗が最も低くなって転写電界が十分強くなり，両
者の接触前、離脱時には電気抵抗が高くなるため，電界
が弱くなり、導電性ローラとトナー像担持体の間の気体
放電が防止される。

しかしながら、発泡性導電ゴムローラの形状を精度良く
製作することが難かしかった。また、発泡性ゴムローラ
に導電性を与えるには、一般に導電性カーボンブラック
などの導電性粒子を混入するが，その混入率によって，
ローラの弾力性も変化するため、所望の弾力性が得られ
ないことがしばしばあった。また、発泡性導電ゴムロー
ラ内部の気泡内で放電が生じ，発泡性導電ゴムローラの
寿命を短かくしたり，この放電により画質が劣化するな
どの問題点がある． さらにこの導電性ゴムローラを転写ローラとして長時間
使用するとローラ表面上に浮遊トナーや紙粉が付着し，
転写が十分行なわれなくなる．その結果、画像濃度が低
下し、同時にローラ表面に付着したトナーで転写材の背
面が汚れる欠点があった．この転写ローラ表面に付着し
たトナーや紙粉を取り除くため、転写ローラにクリーニ
ングブレードを付加する提案（特開昭４８　−　６８２
３９）がある．その提案を第５図を用いて説明する．そ
の提案ではクリーニングブレード１０１は転写ローラ１
０２と転写ローラ上の点１０３で接し、ブレードと接点
１０３における転写ローラ上の接線１０４がなす角αが
鋭角をなし，かつまたクリーニングブレードの支持点１
０５が転写ローラ上の接点１０３に対し転写ローラの回
転方向（矢印Ａ）の後方にあることが良好なクリーニン
グ条件を与える説明がある．しかしこのように支持点１
０５が下方にある場合は，拭き取られたトナーの落下で
クリーニングブレードの支持体１０６を汚すだけでなく
、支持体１０６にトナーが堆積しトナーの落下が阻害さ
れ、廃トナーの回収が困難となる。

さらに次に述べる本発明人による改良された硬度の低い
転写ローラを用いた場合には，十分な拭き取り効果を得
ることができず，転写ローラ上のトナー汚れと転写不良
が発生し、さらに転写ローラのトナー汚れによる転写紙
背面汚れが生じた。

またその提案ではクリーニングブレードに与える圧力は
クリーニングブレードの支持体１０６のバネ圧により与
えているがこの方式ではバネ圧の調整が微妙となり，最
適クリーニング条件を得ることが難かしかった。

（発明が解決しようとする課題） 上記転写ローラに関する問題を解決するため、転写材と
対向する側より、外部圧力によって抵抗値の変化しない
抵抗性層／導電層／弾力的に変形可能な弾性層を積層し
た構成の電極構成体を用いることにより、転写材とトナ
ー像担持体をソフトに接触させる機械的機能と、使用環
境条件に対して安定で、かつ、所望の転写電圧を与え得
る電気的機能を分離して、それぞれの作用が十分に達成
できるように、独立に制御可能とした電極構成体を当出
願人は提案した（特願昭６２−１６０９２１）　．この
電極構成体を用いることにより、弾力性特性と電気的特
性を独立に制御できる．また、気室のない弾力性にすぐ
れた電極構成体を形成することができる．またこの発明
になるトナー転写装置を用いることにより、トナー像担
持体に弾性的にかつ、高い圧力がかかることなく接触し
ながら十分な転写電圧を印加することができる．第６図
はその断面を模式的に示した図である．１０７は抵抗性
層，１０８は導電層，１０９は弾力的に変形可能な硬度
３０゜以下の弾性層、１１０は金属シャフト，１１１は
弾性層３を端面より導電処理した導電性弾性層である。

抵抗性層１０７はポリエステル，ポリエチレン，塩ビな
どの樹脂、あるいはゴムに導電性カーボン，銅，ニッケ
ルなどの微細金属粒子など導電性微粒子を分散させたも
の、あるいは導電性高分子樹脂など可能性にすぐれた抵
抗性シートを用いるこトができる． この抵抗値はローラ抵抗層の単位面積当りの断面方向抵
抗が５Ｘ１０’〜５Ｘ１０’Ω・ｄの範囲が望ましい．
また樹脂抵抗［１が適当な柔軟性を有するためにはその
厚さが０．０２〜２ｍの範囲にあることが好ましい。そ
のため抵抗層の体積抵抗としては２．５　Ｘ　１０’Ω
・備〜２．５Ｘ］．０”Ω・ｌの範囲がよい．このよう
な体積抵抗値の制御は，樹脂あるいはゴムへの導電性微
粒子の混合比を変えるか，またはフッ素系樹脂のような
高分子樹脂中に混合させるイオン供与体の量を制御する
ことで容易に行なわれる．また、抵抗性層の体積抵抗値
は外部からの圧力および／あるいは温度・湿度などの環
境条件の変化に対して変らないか、あるいはその変化が
小さいことが望ました。樹脂シート構造は内部に空気室
を持たないので発泡構造と比較して、湿度に対して抵抗
値は安定している．このような特性を持つことにより、
紙，封書，葉書など、厚みの異なる転写材が圧接状態に
あるトナー像担持体と転写ローラの間に入って来ても、
あるいは温湿度にかかわらず、電気的トナー転写条件を
同じに維持することができる． この発明は，抵抗層／導電層／弾性層からなる本発明に
より提案された低硬度（３０゛以下）の転写ローラでも
十分拭き取りが可能で、かつ従来の転写ローラの拭き取
りにも適用できるクリーニング方法を与えるものである
．つまりクリーニングブレードを用い，ブレードの支持
点を転写ローラ上のブレードの接点に対し、転写ローラ
の回転方向前方に設けたものである。さらに転写ローラ
を柔かくしたときに、ブレードの転写ローラへの食い込
みを防止したものである． その結果，転写ローラ負荷は過大になることなく、かつ
食い込みで生ずる転写ローラ表面破壊とブレードの振動
による変音発生を解消することに成功した．またブレー
ドと転写ローラとの接触荷重も小さくできるようになっ
たため、感光体と転写ローラとの接触圧も２００ｇ／ａ
＃以下と小さくできる．この小さな接触圧により，高い
接触圧で生ずる画点の“中抜け″が防止でき、常に高い
転写効率で高品位の画像を与えるローラ転写装置が提供
できるようにした。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） この発明は、クリーニングブレードの支持点を，転写ロ
ーラ上での接点に対し転写ローラ回転方向に前方に設け
、かつ接点における転写ローラ上の接線上、または接線
に対し転写ローラの回転軸側に位置する線上に設けたも
のである。このようにすることにより転写ローラの回転
方向の力を、ブレードが接触する転写ローラの外周方向
に作用させることが可能となり、ローラの軸方向へのブ
レードの食い込みを除去することができる．かつ一般に
複写機等の感光体クリーニングで知られているように、
クリーニングブレードと転写ローラとの接触角を鋭角に
保持可能となり、十分なクリーニング効果が得られる。

さらに本発明人による硬度の低い（３０゜以下）前記転
写ローラを用い、転写ローラと感光体との接触圧（線圧
で約４０ｇ／ｍ以下）と、転写ローラとブレードとの接
触圧との差を約５ｇ／ｃｍ以上にすることで、感光体の
回転に従い転写ローラをスペルことなく駆動可能にして
いる． （作　用） この発明による転写ローラ用のクリーニング装置を用い
ることで，クリーニングブレードの支持点を転写ローラ
の上方に設けることができ，クリニング装置の廃トナー
による汚れを防止できる．さらにブレードの転写ローラ
との接触圧を小さくできるようになり，その結果、トナ
ー像担持体と転写ローラ間接触圧も小さくして転写ロー
ラを駆動できるようになる．このようにして柔かい転写
ローラを使用可能となることで，画点の゛中抜け“のな
い高品位の画像を提供できる． （実施例） 以下、この発明の具体例を図面を用いて詳細に説明する
．第６図に示した転写ローラを用い、この発明に係るト
ナー転写装置の一実施例の動作を第１＠を用いて説明す
る． トナー像担持体１上のトナー像２は１−ナー像担持体の
回転（矢印方向）に従って、トナー転写部（Ｂ−Ｃ区間
）に移送される。トナー転写部でトナー像２は転写材で
ある普通紙３に圧接される。

この間、トナー像２には高圧発生回路により供給される
トナー像の電荷（この図では負極性）と逆極性の高圧の
転写電圧４が作用し、トナー像２は静電的に普通紙３に
転写され，ｆ通紙３上に画像５を形成する．このとき転
写電圧は、トナー像担持体上の静電荷と逆極性のトナー
をトナー担持体上に付着させる正規現像の場合，約２Ｋ
Ｖ近辺の電圧を必要とする。またトナー像担持体上の静
電荷と同極性のトナーをトナー担持体上に付着させる反
転現像の場合、約ＩＫＶ近辺の転写電圧が必要である．
トナー転写部（Ｂ−Ｃ区間）では、転写ローラ６の弾性
層７の弾力的な変形により、トナー像担持体１と普通紙
は密着し、幅広いニソプ幅を形成する．この領域では，
弾性層７の柔軟構造により、転写圧力もほぼ一定に保つ
ことができる。

また、抵抗性層８は体積抵抗値の圧力依存性がほとんど
ないので、ニツブ幅の全領域において、均一な転写条件
を得ることが可能である．９は転写ローラのクリーナー
で、１０がクリーニングブレード、１１はクリーニング
ブレードを転写口−ラに圧接させるためのバネ、ｌ２は
かきとフたトナーを受ける受け皿である。転写ローラと
感光体とは普通紙が間にない時には常に接触しているた
め、転写ローラ上には感光体１上の残留トナーが付着し
てしまう．転写ローラ上に付着したトナー１３はそのま
まにしておくと徐々に厚くつもり，普通紙の裏汚れの原
因となったり、転写ローラと普通紙との間の抵抗値を変
化させ転写条件を変えてしまうことがある．クリーナー
９はこれを防止するためのものである。クリーニングブ
レード１０の材質としては，ポリウレタン、ニトリル，
エチレンプロピレン等の各ゴム、ポリエチレン，ポリカ
ーボネート等のプラスチックが良く特にポリウレタンゴ
ムが良好である．このクリーニングブレードは転写ロー
ラとの接点１４における転写ローラ上の接線１５とは角
αの鋭角をなす．またクリーニングブレードの支持体１
６の支持点１７は接線１５に対し転写ローラ側に設けて
ある．またこのときの転写ローラ圧力はニツプ幅の大き
さ（約２ｏｎ＋）から換算し２００ｇ／ａ＋ｆ以下にな
るように設定してあり、感光体との接触線上の線圧は４
０ｇ／ｃｍである。またクリーニングブレードの転写ロ
ーラとの接触圧は１５ｇ／ｃｎ程度である．この感光体
との接触圧はブレードとの接触圧よりも５ｇ／ｃｍ程度
大きいことが必要で，このときには感光体の回転に従い
転写ローラは十分回転できる． つぎに本発明の基本概念を第２図を用いて説明する．第
２図−ａは転写ローラ２１に対し、クリーニングブレー
ド２２の支持点が上方に設けてある例を示す．ブレード
の支持体２３が折れまがり、ブレードの支持点２４が転
写ローラとブレードの接点２５における接ＲＩＡ２６に
対し転写ローラ側にある実線で示したものが本発明によ
るクリーニングブレードの支持方法である．ブレードの
支持体２３が直線でその支持点２７が接線２６に対し転
写ローラと対向する側にあるクリーニング方法が、従来
の感光体等のクリーニングブレード支持方法である。つ
ぎにこの両者について、転写ローラの回転によりブレ一
ドに作用する力の関係を第２図−ｂ，ｃを用いて説明す
る．第２図一ｂは従来の感光体に対するクリーニングと
同一の方法で、支持点が接線２６に対し転写ローラと対
向する側にあるときの説明図である。転写ローラの回転
により生ずる接線方向の力２８は、接点２５と支持点２
３とを結んだ作用＄２９上の力３０と、その作用線に直
角方向の転写ローラ方向の力３１に分解できる．その結
果，この作用線に直角な力３１が、クリーニングブレー
ド２２を転写ローラ２１に食い込ませる力となり、転写
ローラに大きい駆動力を必要とさせる。またクリーニン
グブレードの食い込みにより、ブレードの動作に上下の
脈動南生じ変音発生の原因となり、同時に転写ローラを
損傷する．このように硬度の柔かい転写ローラでは、転
写ローラに一度ブレードが食い込むと、さらに作用線に
直角な力３１が大きくなり，ますます食い込みが大きく
なり転写ローラのスムーズな回転が阻害されることにな
る。その結果，転写不良と転写ローラのクリーニング不
良が生ずる． 本発明では、この支持点２４を支持体２３を折りまげる
ことで転写ローラ側に設けたものである．この点につい
て第２図一〇を用いて説明する。接点２５に作用する転
写ローラ２１の回転で生ずる転写ローラの接線方向の力
２８は、接点２５とブレードの支持点２４の線上にある
作用＃！３２上に働く力３３と、転写ローラの外周方向
に向う作用線３２に垂直な力３４に分解できる。この垂
直方向の力３４により、転写ローラの回転でクリーニン
グブレード２２は常に転写ローラの外周方向に押し上げ
られ、ブレード２２が転写ローラ２ｌに食い込むことは
ない。またこのようなクリーニングブレードの支持方法
により，ブレード２２と接線２６の接触角αを鋭角にで
き十分な拭き取り効果が得られる。このブレードには一
定の外部圧力がパネルにより作用＄３２と直角方向の転
写ローラ２１方向に与えられ、十分な拭き取りが行なわ
れる．またブレード２２がたまたま転写ローラに食い込
んだ場合でも，外周方向の力３４が増加し、自動的に食
い込みが除去される。このように良好な結果が得られる
が，支持点２４が転写ローラの回転方向の後方にある場
合においても、この作用ＩＩＡ３２上にあれば十分な結
果が得られる。またこの作用線３２は接線２６と一致し
てもよい．第３図はこのときのブレード荷重とブレード
の接触角αに対して拭き取り、効果が十分である条件を
示す説明図である。ここでブレード荷重はブレード２２
が転写ローラ２１と接する接点２５上の線圧である。ま
た接触角αはブレードと転写ローラとの接点における転
写ローラ上の接線２６とブレード２２がなす角である。

硬度３０゜以下の柔かい絵写ローラに対し、ブレードの
接触角αが３０゜以下の鋭角であれば十分な拭き取り効
果が得られる。またこのときのブレードに与える外部荷
重は１０ｇ／ａｎ以上が望ましい。しかしこの荷重が５
００ｇ／ｃｍ　を越すと，長期間の装置休止により，転
写ローラ上のブレード接点に永久歪が生ずる．また感光
体と転写ローラ間圧力を画点の′゛中抜け′゛の生じな
い２００ｇ／ｃｄ　（線圧〜４ｏｇ／ｃｓ）以下に保ち
，かつ転写ローラを感光体の回転により駆動するために
は、クリーニングブレードの線圧は感光体と転写ローラ
間線圧よりも低い３５ｇ／ｃｍの範囲が最適である。

一方、転写ローラ表面上には凹凸が存在し、この凹部に
トナーが埋まりクリーニングブレードにより十分拭き取
りが行なわれないことがある。この転写ローラ表面の凹
凸は、表面樹脂層の表面粗さと、表面樹脂層を弾性支持
体上に被覆したとき生ずる２〜３Ｉ！ＥＩ１以上の周期
の表面ウネリとがある．この表面樹脂層の表面粗さは使
用するトナー粒径の数分の１以下が望ましい。例えば一
般の複写機等に使用する平均粒径〜１２声のトナーの場
合には，表面粗さは約５　１ｍ以下が望まし・い。これ
は５一以下のトナー量が全トナー量の５％以下と少なく
、この粗さ中にトナーが埋まってもトナー量が少ないた
め、転写紙背面の汚れを発生することがなく、かつ転写
効率に変動を与えることもないためである。また周期が
２〜３一以上の表面ウネリになる凹凸は±２０ｌＪｎ以
下が望ましい。この程度以下のウネリであれば、クリー
ニングブレード圧による転写ローラ表面の変形により十
分２拭き取りが可能である。第３図は、とのウネリの周
期Ｗと凹凸の大きさＤに対し、十分な拭き取り効果を与
える範囲を示す説明図である。種々のウネリの周期Ｗに
対し、凹凸の大きさが±２０μｓ以下の場合は、十分ク
リーニングが行なわれている。またウネリの周期には拭
き取り効果はほとんど影響を受けない。

〔発明の効果〕

この発明によれば、転写ローラのクリーニングブレード
支持体を上方に設けることが可能となり、支持体の汚れ
を防止でき，かつ拭き取られたトナーをスムーズに廃ト
ナー受けに回収できる。また硬度３０゜以下の極端に柔
かい転写ローラを用いても軽いクリーニング圧力で十分
拭き取り可能である。その結果、転写ローラと感光体と
の接触圧力も小さくすることができるようになり，高品
位の画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるクリーニング装置を入れたローラ
転写装置、第２図は本発明のクリーニング装置の概念説
明図，第３図はブレード接触角とブレード荷重による拭
き取り可能な条件を示す説明図，第４図は転写ローラ表
面の凹凸の大きさに対する拭き取り可能な領域を示す説
明図、第５図は従来の転写ローラ用クリーニング装置、
第６図は本発明で使用した転写ローラ断面模式図である
．１・・・感光体　　　　　　　　３・・・転写紙６・
・・転写ローラ　　　　　　９・・・クリーニング装置
ｌＯ・・・クリーニングブレード　１１・・・バネ１６
・・・ブレード支持体　　　　１７・・・ブレード支持
点１０７・・・抵抗層　　　　　　　　１０８・・・導
電層１０９・・・弾性支持体層　　　　１１０・・・導
電性弾性層代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　松山允之 ｌｌ 第１図 九一ド４ｒ瞥〔弘預−〕 第３図 第２図 凹郵＃１輻Ｗ　［ｃ戦］ 第 図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）トナー像担持体に転写材をはさんで圧接するよう
   に設けられた抵抗層と導電層からなる弾性層と弾力的に
   変形可能な弾性支持体とを積層した転写しローラと、前
   記転写ローラの表面に圧接して設けられたクリーニング
   ブレードを有するローラ転写装置において、クリーニン
   グブレードの支持点が、転写ローラとクリーニングブレ
   ードとの接点上の転写ローラ接線上、または、転写ロー
   ラの回転方向前方の接線に対し転写ローラ側に位置する
   線上にあることを特徴とする転写ローラクリーニング装
   置。
2. （２）クリーニングブレードの支持点が転写ローラ上の
   接点に対し転写ローラの回転方向前方にあることを特徴
   とする請求項１記載の転写ローラクリーニング装置。
3. （３）特許請求（１）の範囲において、クリーニングブ
   レードの支持体が直線ではなく、かつクリーニングブレ
   ードの圧力を支持体の外部から与えたことを特徴とする
   請求項１記載の転写ローラクリーニング装置。
4. （４）クリーニングブレードと転写ローラとの接触圧力
   が、トナー像担持体と転写ローラとの接触圧力よりも小
   さく、かつ転写ローラ上の線圧の差が５ｇ／ｃｍ以上あ
   ることを特徴とする請求項１記載の転写ローラクリーニ
   ング装置。