JPH0344687A - 画像形成装置のクリーニング装置 - 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】 （１）発明の目的 （産業上の利用分野） この発明は、静電複写機、同プリンタなど、静電転写プ
ロセスを利用する画像形成装置、とくにそのクリーニン
グ装置に関するものである。

（従来技術と解決すべき課題） 像担持体表面に静電的に形成したトナー像を、紙を主と
する転写材に転写する工程を繰り返す周知の画像形成装
置においては、転写の都度、転写に寄与せず像担持体に
残る残留トナー、さらには転写材たる紙から発生する紙
粉、析出されるロジン、タルクなどの析出物、装置内の
高圧部材の存在に起因するコロナ生成物などで像担持体
に付着する異物などを十分に除去することが、良質の画
像を得るための必須要件である。

このためのクリーニング手段として、従来から、主とし
て残留トナーを除去する手段としてゴムのような弾性材
料からなるクリーニングを、また、とくに前述のような
各種異物を除去するためにウレタンゴムなどの弾性クリ
ーニングローラを像担持体に摺擦するように構成したも
のが既に提案されている。

第６図はこのようなりリーニング装置の典型的な一例を
示すもので、紙面に垂直方向に延び、矢印六方向に回転
する像担持体ｌに近接してクリーニング装置２が平行に
配置してあり、該クリーニング装置に一つの端縁を取着
したクリーニングブレード３の、他方の自由端縁を像担
持体表面に圧接して、不図示の転写部位において、転写
材に転移せず像担持体に残る残留トナーを除去するもの
とする。

像担持体ｌの走行方向にみて、クリーニングブレード３
の上流側に、弾性クリーニングローラ４が配設してあっ
て、これが像担持体表面に圧接しており、作動時には、
該ローラが像担持体の５０〜３００％の相対速度で回転
してその表面を摺擦するように構成しである。

前記クリーニングローラ４は、芯金４０と、シリコン、
ウレタンなどからの絶縁材料からなる外層４ａと、同様
の材料からなるスポンジあるいはより低硬度の絶縁性弾
性材からなる内層４ｂとによって構成して、全体として
の像担持体への圧接力を適当に調整しである。

前記クリーニングローラ４には、スクレーパ５が当接し
ており、これによって、該ローラ表面にトナーの薄層を
形成し、これによってんこりたい１表面を摺擦するとと
もに、両者の構成材料を適宜に選択して、その摩擦によ
って前記ローラを高電位に維持してトナーなどを静電的
に除去するものとする。

以上のような構成によってトナーその他の異物の除去に
は有効であるが、このようにクリーニングローラを高電
位に維持すると、連続稼動後、数十分程度休止してから
再び装置を稼動して、とくに中間調の画像のプリントを
行なうと、休止中像担持体にクリーニングローラが圧接
していた部位に相当する画像の位置に、低濃度、極端な
場合は白抜け（ローラ跡という）が発生、するという問
題が生じた。

例えば、感光体として負帯電特性のＯＰＣ感光体をを用
い、表層をウレタンゴムとしたクリーニングローラを用
いたところＡ４サイズの転写紙を５００枚連続通紙後、
２０分休止し、その後画像濃度０．３〜０．７程度のも
ののプリントを行なうと、ローラの圧接部分（通常２〜
４ｍｍのニップを形成している）に対応する部分に１〜
６ｍ＋ｉ程度の白抜けが発生した。

また、クリーニングローラを常時強制的に除電したり、
該ローラ表面を導電性材料で構成することによって白抜
けが発生しないこと、逆にフッ素樹脂を混入したゴムを
表面層とした場合には、白抜けが顕著であるなどの事実
も明らかになっている。

以上のような白抜けの発生する理由は必ずしも明らかで
はないが、クリーニングローラが作動中に生じた摩擦電
荷は、停止後も該ローラの表面電位を比較的高電位に維
持し、これによって像担持体感光層にもこれに近い電位
がかかり、プラス電荷が像担持体基体から注入されてト
ラップとなって、このため、ある時間休止後の稼動時に
５当該部分の電位が十分に上昇しきれないためとも考え
られる。

これを要するに、クリーニングローラを帯電させること
によってクリーニング機能（ｆ−向上するが、反面白抜
けという画像劣化を生ずるということになる。

本発明はこのような事態に対処すべくなされたものであ
って、弾性クリーニングローラをそなえたクリーニング
装置において、稼動中クリーニングローラを帯電するこ
とによる機能を維持しながら、休止時における前述のよ
うな画像劣化などの問題を解消して、安定したクリーニ
ング機能を維持し、良質の画像を得るのに資するクリー
ニング装置を提供することを目的とするものである。

（２）発明の構成 （課題を解決する技術手段、その作用）上記の目的を達
成するため、本発明は、像担持体に圧接して該像担持体
表面を摺擦する弾性クリニングローラと、該クリーニン
グローラに当接するスクレーパとを備えた画像形成装置
のクリーニング装置において、前記クリーニングローラ
を？ｉ　ｎの弾性層と接着剤層とから形成するとともに
、最外層の弾性層を絶縁層とし、その他の弾性層および
接着剤層の少なくとも一部を前記外層に比して低抵抗に
してなることを特徴とするものである。

このように構成することによって、良好なりリニング性
を維持しながら、停止時にもローラ跡の発生を生ずるこ
となく、これに起因する画質の劣化を阻止することを可
能とする。

（実施例の説明） 第１図は本発明の実施態様を示す、特にクリーニングロ
ーラの断面図であって、このようなローラを前記第６図
々示のようなりリーニング装置に装着してクリーニング
を行なうものとする。

このローラ４は芯金４０、内層４ｂおよび外層４ａとか
ら構成されており、内層４ｂはカーボン粒子などの導電
性フィーラを混入したウレタンスポンジから、外層４ａ
はウレタンゴム層からなっていて、内層は比抵抗１０’
ΩＣ１１１、外層のそれは１０１２Ωｃｍに調整されて
いる。

芯金４０と内層４ｂ、内層４ｂと外層４ａとはそれぞれ
接着剤４ｅ、４ｄによって強固に接着されており、これ
ら接着剤層の比抵抗は、いずれも１０３Ωｃ１１１程度
である。

このようなりリーニングローラをクリーニング装置に装
着して通紙を行なったところ以下のような結果を得た。

（１）Ａ４サイズ紙５００枚通紙　２０分休止このとき
ローラ跡発生せず、 （２）Ａ４紙　１枚間欠通紙 潜像の乱れ、フィルミング。

クリーニング性の低下などの 現象の発生なし。

即ち、従来のクリーニング機能を維持しながら、ローラ
跡の発生を阻止することが可能であった。

このような結果を得たことについて、第２図のグラフに
よってクリーニングローラの表面電位の推移から検討す
る。

同図は横軸に連続通紙後の休止時間、縦軸にクリーニン
グローラ表面電位の変化を示すものである。

従来の場合、クリーニングローラの表面電位は一２Ｋｖ
以上に達し、休止中は時間の経過とともに図示のように
当初は急激に、その後は緩やかに電位が低下し、５分後
においてち、マイナス百数十ボルトに維持され、この残
留電位によって前述のような低濃度部分の発生、白抜は
現象が生ずるものと考えられる。

一方、前述のような本発明によるローラにおいては、稼
動中もローラ表面は低電位に維持され、停止後の電位も
極めて低電位であり、ローラ跡の発生もない。

このようにローラ表面が、稼動中低電位に維持されるこ
とは、クリーニング性に悪影響を生ずるように思われる
が、感光体とスクレーパとの摩擦によって蓄積された電
荷によって形成される表面電位が、本発明の場合のよう
に、ローラの一部が低抵抗化されていて、このためにロ
ーラの静電容量が大きくなるので、摩擦による電荷量に
は変化がなくとも１表面型位は当然ながら低下する。

一方、クリーニングローラ上の電荷と、感光体表面の残
留トナーとの関係を考えると、第３図に示す、感光体ｌ
とクリーニングローラ４とのニップ近傍を示す模式図々
示のように、トナー７と電荷８との間に静電気力が作用
するので、ローラ表面を除電し、表面電荷を失なわせて
これを低電位にしてローラ跡の発生を阻止する場合と異
なり、ローラ側の電荷の存在によって、トナーが積極的
にローラに移動してトナー層が形成されるので、クリー
ニング性の低下を招くことがない。

以上の例においては、外層を除く各層を比較的低抵抗層
としたが、スポンジ層のみを低抵抗としても静電容量を
大きくすることになるので、これでも十分初期の効果を
期待できる。

クリーニングローラの各層についての検討結果によれば
、最外層は電荷を保持しなければならないので、ｔｏ”
Ωｃｍ以上の抵抗値を必要とし、これより小さいと電荷
のリークが多くなってクリーニング性が劣化する。

低抵抗層については、静電容量を大きくしてローラの表
面電位を下げる目的から、１０”ΩＣ１以下の半導電性
あるいは導電性を有する層としなければならず、これよ
り大きいとローラ跡が目立つようになる。

また１図示の実施例においては芯金をアースしているが
、これは必須条件ではなく、フロートの状態にして６効
果が認められる。

第４図は本発明の他の実施例を示す、クリーニングロー
ラの一部を示す断面図で、このようなローラを前述の場
合と同様にクリーニング装置に使用するちのとする。

同図のローラにおける外層４ａ、内層４ｂは前記実施例
の場合と同様の構成を有するものとし、このローラにお
いては、接着層４ｄがその端部において内層４ｂの側面
に沿って芯金４０まで延びており、この層の比抵抗が１
０８Ωｃｍ以下に調整してあり、これを第６図々示のよ
うにクリーニング装置に適用する。

前述のような、内層を、導電性フィーラを混入させて抵
抗値を調整する場合には、混入によってローラの強度、
硬度が著しく変化して、感光体を損傷したりする恐れが
あるが、本実施例のように構成することによって１弾性
ローラは従来公知のちのと同一でよいので、上記のよう
な恐れはなく、接着Ｎ４ｄがアースされていることにな
るので、ローラの容量は著しく大きくなる。

したがって、前例と同様、ローラの表面電位を低く維持
しながら、良好なりリーニング性を示すことになる。

第５図は本発明のさらに他の実施態様を示すクリニング
ローラの例である。

トナーの粒径が６〜８μｍと小さく、トリボが大きい場
合には、ローラがトナーにあたえる静電引力を大きくす
ることが好ましく、このため、稼動中のローラの電位を
若干高く、たとえばプラスドナーに対しては、−５００
〜−１０００Ｖ程度とするのが好適である。

この実施例ローラは、このような場合に適するもので、
外層４ａを除く部分を低抵抗化したローラを用い、芯金
４０をバリスタのような定電圧素子あるいは高抵抗素子
、定電位に制御できるようなバイアス電源などを介して
アースする。

たとえば、稼動中−５０００Ｖ程度にする場合には、外
層４ａが担持する電圧を考慮して、定格４００Ｖ程度の
バリスタを用いるのがよい。

平均粒径７μｍのプラスドナーを用い、内層な前記当初
所載のローラと同様にしたローラを用い、定格４３０Ｖ
のバリスタを使用したところ、単純アースの場合に比し
て、ローラ跡は若干みられたが、実用上差し支えない程
度であり、トナー層の形成、クリーニング性の維持の点
では、はるかに安定した結果を得られた。

（３）発明の詳細 な説明したように、本発明によるときは、感光体に圧接
する復層の弾性クリーニングローラを使用するクリーニ
ング装置において、最外層を絶縁層とし、接着剤層を含
めてその他の層を低抵抗層に構成することによって、稼
動の中断によるローラ跡の発生を阻止するとともに、常
時クリーニングローラによる摺擦機能を良好に維持して
安定したクリーニング性を得ることができ、良質の画像
を得るのに顕著な効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はクリーニング装置に適用するクリーニングロー
ラの実施例を示す断面図、 第２図は同上および公知のクリーニングローラの、稼動
中および休止時における該ローラ表面電位の時間的変化
を示すグラフ、 第３図は同上の感光体とクリーニングローラのニップに
おけるトナーと電荷の関係作用を示す模式図、 第４図は他の実施態様を示すクリーニングローラの構成
を示す一部の断面図、 第５図はさらに他の実施態様を示すクリーニング装置の
概略側面図、 第６図は公知のクリーニング装置の構成を示す断面図で
ある。 １・・・感光体、２・・・クリーニング装置、３・・・
クリーニングブレード、４・・・クリーニングローラ、
５・・・スクレーパ。 ａ 第 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）像担持体に圧接して該像担持体表面を摺擦する弾
   性クリーニングローラと、該クリーニングローラに当接
   するスクレーパとを備えた画像形成装置のクリーニング
   装置において、 前記クリーニングローラを複数の弾性層と接着剤層とか
   ら形成するとともに、最外層の弾性層を絶縁層とし、そ
   の他の弾性層および接着剤層の少なくとも一部を前記外
   層に比して低抵抗にしてなるクリーニング装置。
2. （２）最外層は体積抵抗が１０＾１＾１Ωｃｍ以上を、
   その他の層の少なくとも一層は体積抵抗が１０＾８Ωｃ
   ｍ以下の弾性材料から形成された特許請求の範囲第１項
   記載のクリーニング装置。
3. （３）クリーニングローラの最外層は非接地状態に、そ
   の他の層が接地もしくはほぼ定電位に制御されるような
   バイアスもしくは高インピーダンス素子を介して接地さ
   れている特許請求の範囲第１項ないし第２項のいずれか
   記載のクリーニング装置。