JP2009175700A - Cleaning roller for cleaning photoreceptor and image forming apparatus - Google Patents

Cleaning roller for cleaning photoreceptor and image forming apparatus Download PDF

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JP2009175700A JP2008291131A JP2008291131A JP2009175700A JP 2009175700 A JP2009175700 A JP 2009175700A JP 2008291131 A JP2008291131 A JP 2008291131A JP 2008291131 A JP2008291131 A JP 2008291131A JP 2009175700 A JP2009175700 A JP 2009175700A
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純平 荘野
Yohei Nakade
洋平 中出
Ichiro Izumi
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cleaning roller for cleaning a photoreceptor capable of efficiently collecting developer attached to an outer peripheral surface of the photoreceptor while preventing wear and damage of the outer peripheral surface of the photoreceptor, and capable of excellently maintaining its collecting performance for a long period, and also to provide an image forming apparatus including the same. <P>SOLUTION: The cleaning roller 54 for cleaning a photoreceptor is disposed in contact with the outer peripheral surface of the photoreceptor 12 to remove the developer attached to the outer peripheral surface of the photoreceptor 12. The cleaning roller 54 is constituted of a metal core 56 and a polyurethane foam layer 58 covering an outer peripheral surface of the metal core 56. The number of cells of the polyurethane foam layer 58 per inch is 40 or more and 80 or less, and an open ratio of a wall surface of cells of the polyurethane foam layer 58 is 10% or more and 50% or less. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置、及びこの画像形成装置に使用される感光体用クリーニングローラに関する。   The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus and a photoconductor cleaning roller used in the image forming apparatus.

電子写真方式の画像形成装置は、静電潜像を担持する感光体を有する。画像形成の際は、先ず帯電装置により感光体の外周面が所定の電位に均一に帯電された後、露光装置による露光により感光体上に静電潜像が形成される。感光体上に形成された静電潜像は、現像装置から供給されるトナーにより顕像化し、これにより、感光体上にトナー像が形成される。感光体上に形成されたトナー像は、直接または中間転写体を介して、用紙等の記録シートに転写される。トナー像が転写された記録シートは、定着装置により加熱および加圧され、これによりトナー像が記録シートに定着される。   An electrophotographic image forming apparatus has a photoreceptor that carries an electrostatic latent image. When forming an image, first, the outer peripheral surface of the photoconductor is uniformly charged to a predetermined potential by a charging device, and then an electrostatic latent image is formed on the photoconductor by exposure by an exposure device. The electrostatic latent image formed on the photoconductor is visualized by toner supplied from the developing device, whereby a toner image is formed on the photoconductor. The toner image formed on the photosensitive member is transferred to a recording sheet such as paper directly or via an intermediate transfer member. The recording sheet to which the toner image has been transferred is heated and pressurized by a fixing device, whereby the toner image is fixed on the recording sheet.

感光体上に形成されたトナー像は、記録シート又は中間転写体に転写されるが、この転写の際、現像剤(トナー及びトナーの外添剤等)の一部は転写されずに感光体上に残留する。感光体上に残留した現像剤は、感光体に接触して配置されたクリーニング部材により掻き取られる。   The toner image formed on the photosensitive member is transferred to a recording sheet or an intermediate transfer member. At the time of this transfer, a part of the developer (toner and toner external additive, etc.) is not transferred and the photosensitive member is transferred. Remains on top. The developer remaining on the photoreceptor is scraped off by a cleaning member disposed in contact with the photoreceptor.

感光体用のクリーニング部材として、クリーニングブレードが広く使用されている(特許文献1及び特許文献2参照)。クリーニングブレードは、簡単な構造でありながら優れたクリーニング性能を有する。   A cleaning blade is widely used as a cleaning member for a photoconductor (see Patent Document 1 and Patent Document 2). The cleaning blade has an excellent cleaning performance while having a simple structure.

一方で、近年、高画質化の要求に対応してトナーの小粒径化が進んでいる。小粒径のトナーは従来のトナーよりも感光体の外周面から除去し難いため、よりクリーニング性能に優れたクリーニング部材の需要が高まっている。   On the other hand, in recent years, the particle size of toner has been reduced in response to the demand for higher image quality. Since toner with a small particle diameter is more difficult to remove from the outer peripheral surface of the photoreceptor than conventional toners, there is an increasing demand for cleaning members with better cleaning performance.

クリーニングブレードよりもクリーニング性能に優れたクリーニング部材として、クリーニングローラを使用する技術が提案されている。クリーニングローラは、芯金と、芯金の外周を覆う樹脂発泡体層とを有し、樹脂発泡体層の材料としてはポリウレタンフォームが一般的に使用される。ポリウレタンフォームからなる樹脂発泡体層(ポリウレタンフォーム層)は、セル数が多いものほど、感光体上のトナーとの接触頻度が高まるためトナー回収性能を高めることができ、低硬度のものほど、感光体への押圧力が小さいため感光体表面の摩耗やフィルミング(感光体表面に外添剤等の被膜が発生する現象)を防止できる。また、ポリウレタンフォーム層に導電性を付与し、クリーニングローラに所定の電圧を印加した場合、感光体とクリーニングローラとの間に形成される電界により、感光体上のトナーを静電的にクリーニングローラに吸引することができる。   As a cleaning member having a cleaning performance superior to that of a cleaning blade, a technique using a cleaning roller has been proposed. The cleaning roller has a cored bar and a resin foam layer that covers the outer periphery of the cored bar, and polyurethane foam is generally used as the material of the resin foam layer. The resin foam layer (polyurethane foam layer) made of polyurethane foam increases the frequency of contact with the toner on the photoreceptor as the number of cells increases, so that the toner recovery performance can be improved. Since the pressing force to the body is small, it is possible to prevent abrasion and filming (a phenomenon in which a film such as an external additive is generated on the surface of the photoreceptor). When the polyurethane foam layer is made conductive and a predetermined voltage is applied to the cleaning roller, the toner on the photoconductor is electrostatically cleaned by the electric field formed between the photoconductor and the cleaning roller. Can be aspirated.

特開2004−78113号公報JP 2004-78113 A 特開2004−133269号公報JP 2004-133269 A

しかしながら、クリーニングローラのポリウレタンフォーム層のセル数を多くしても、ローラの表面のセルがトナーや外添剤で埋め尽くされると、セルの壁面が感光体の外周面に接触し難くなり、トナー回収性能を十分に向上できない恐れがある。特にポリウレタンフォーム層が独立気泡構造である場合は、ローラの表面のセル内で外添剤やトナーが凝集したりセル壁面に固着したりしやすいため、外添剤等の凝集物や固着物との接触により感光体の外周面が摩耗したり損傷したりすることがある。   However, even if the number of cells in the polyurethane foam layer of the cleaning roller is increased, if the cells on the surface of the roller are filled with toner or external additives, the wall surfaces of the cells are difficult to come into contact with the outer peripheral surface of the photoreceptor. There is a possibility that the collection performance cannot be improved sufficiently. In particular, when the polyurethane foam layer has a closed cell structure, it is easy for the external additive and toner to agglomerate and adhere to the cell wall in the cell on the surface of the roller. In some cases, the outer peripheral surface of the photoconductor may be worn or damaged by the contact.

また、低硬度のポリウレタンフォームとして、従来は連続気泡構造のポリウレタンフォームを使用していた。しかし、連続気泡構造のポリウレタンフォームを使用すると、外添剤等がポリウレタンフォーム層をすり抜けやすくなったり、長期間使用するとポリウレタンフォーム層の内部で外添剤等が凝集したりする問題がある。   Conventionally, a polyurethane foam having an open cell structure has been used as a low-hardness polyurethane foam. However, when a polyurethane foam having an open-cell structure is used, there is a problem that external additives and the like can easily pass through the polyurethane foam layer, and when used for a long period of time, the external additives and the like aggregate inside the polyurethane foam layer.

さらに、感光体とクリーニングローラとの間に所定の電界を形成して、感光体上のトナーを静電的にクリーニングローラに吸引する場合、長期の使用に伴いポリウレタンフォーム層の内部にトナーが蓄積されると、ポリウレタンフォーム層の電気抵抗が上昇し、クリーニングローラにトナーを吸引する電界の強さが徐々に小さくなってしまう問題がある。   Furthermore, when a predetermined electric field is formed between the photoconductor and the cleaning roller to electrostatically attract the toner on the photoconductor to the cleaning roller, the toner accumulates inside the polyurethane foam layer with long-term use. Then, there is a problem that the electric resistance of the polyurethane foam layer is increased, and the strength of the electric field for attracting the toner to the cleaning roller is gradually reduced.

そこで、本発明は、感光体の外周面の摩耗や損傷を防止しつつ、その外周面に付着した現像剤を効率的に回収し、その回収性能を長期間に亘って良好に維持できる感光体用クリーニングローラ及びこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention provides a photoconductor capable of efficiently recovering the developer attached to the outer peripheral surface while maintaining the recovery performance well over a long period of time while preventing the outer peripheral surface of the photoconductor from being worn or damaged. An object of the present invention is to provide a cleaning roller and an image forming apparatus including the same.

上記課題を解決するため、本発明に係る感光体用クリーニングローラは、
感光体の外周面に接触して配置され、感光体の外周面に付着した異物を除去する感光体用クリーニングローラであって、
芯金と、該芯金の外周面を覆うポリウレタンフォーム層とを有し、
上記ポリウレタンフォーム層は、1インチ当たりのセル数が40個以上80個以下であり、
上記ポリウレタンフォーム層のセルの壁面の開口率が10%以上50%以下であることを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, a cleaning roller for a photoreceptor according to the present invention includes:
A photoconductor cleaning roller that is disposed in contact with the outer peripheral surface of the photoconductor and removes foreign matter adhering to the outer peripheral surface of the photoconductor,
A metal core and a polyurethane foam layer covering the outer peripheral surface of the metal core;
The polyurethane foam layer has 40 to 80 cells per inch,
The opening ratio of the wall surface of the cell of the polyurethane foam layer is 10% or more and 50% or less.

また、本発明に係る画像形成装置は、
上記の感光体用クリーニングローラと、
静電潜像を担持する感光体と、を備え、
上記感光体用クリーニングローラが、上記感光体の外周面に接触して配置されていることを特徴とする。
An image forming apparatus according to the present invention is
The photosensitive member cleaning roller,
A photosensitive member carrying an electrostatic latent image,
The photoconductor cleaning roller is disposed in contact with the outer peripheral surface of the photoconductor.

本発明によれば、感光体用クリーニングローラのポリウレタンフォーム層のセル数が、40個/inch以上であるため、感光体とクリーニングローラとの接触部においてトナーや外添剤に多数のセルを接触させることができる。また、ポリウレタンフォーム層のセル数は80個/inch以下であり、各セルがある程度の大きさを有するため、セルに外添剤等が詰まり難い。さらに、ポリウレタンフォーム層のセル壁面の開口率が10%以上50%以下とされており、これにより、ポリウレタンフォーム層の構造が、独立気泡構造に近い連続気泡構造となる。そのため、一般的な独立気泡構造のポリウレタンフォーム層よりも多くの外添剤等を内部に取り込むことができるとともに、一般的な連続気泡構造と比較すると内部での外添剤等の凝集が生じ難い。したがって、感光体上の外添剤等を効率的に回収し、その回収性能を長期間に亘って良好に維持できる。   According to the present invention, since the number of cells of the polyurethane foam layer of the cleaning roller for the photoconductor is 40 / inch or more, a large number of cells are brought into contact with the toner and external additives at the contact portion between the photoconductor and the cleaning roller. Can be made. In addition, the number of cells of the polyurethane foam layer is 80 / inch or less, and each cell has a certain size. Furthermore, the opening ratio of the cell wall surface of the polyurethane foam layer is set to 10% or more and 50% or less, whereby the structure of the polyurethane foam layer becomes an open cell structure close to the closed cell structure. Therefore, it is possible to take in more external additives and the like than a general closed-cell structure polyurethane foam layer, and the internal additives are less likely to aggregate inside compared to a general open-cell structure. . Therefore, it is possible to efficiently recover the external additive and the like on the photoconductor and maintain the recovery performance well over a long period of time.

以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。なお、以下の説明では、特定の方向を意味する用語(例えば、「上」、「下」、「左」、「右」、およびそれらを含む他の用語、「時計回り方向」、「反時計回り方向」)を使用するが、それらの使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明は限定的に解釈されるべきものでない。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following description, terms indicating a specific direction (for example, “up”, “down”, “left”, “right”, and other terms including them, “clockwise direction”, “counterclockwise” ”) Is used to facilitate understanding of the invention with reference to the drawings, and the present invention should not be construed as being limited by the meaning of these terms.

〔1.画像形成装置〕
図1は、本発明に係る電子写真式画像形成装置の画像形成に関連する部分を示す。画像形成装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、およびそれらの機能を複合的に備えた複合機のいずれであってもよい。画像形成装置1は、静電潜像坦持体である感光体12を有する。感光体12の具体的な構成は後に説明する。感光体12は、図示しないモータに駆動連結されており、モータの駆動に基づいて矢印14方向に回転するようにしてある。感光体12の周囲には、感光体12の回転方向に沿って、帯電ステーション16、露光ステーション18、現像ステーション20、転写ステーション22、およびクリーニングステーション24,25が配置されている。なお、実施形態では、第1のクリーニングステーション24と第2のクリーニングステーション25が設けられているが、クリーニングステーションは必ずしも複数設ける必要はない。
[1. Image forming apparatus]
FIG. 1 shows a portion related to image formation of an electrophotographic image forming apparatus according to the present invention. The image forming apparatus may be any of a copier, a printer, a facsimile machine, and a multi-function machine having a combination of these functions. The image forming apparatus 1 includes a photoreceptor 12 that is an electrostatic latent image carrier. A specific configuration of the photoreceptor 12 will be described later. The photoreceptor 12 is drivingly connected to a motor (not shown), and is rotated in the direction of arrow 14 based on the driving of the motor. A charging station 16, an exposure station 18, a developing station 20, a transfer station 22, and cleaning stations 24 and 25 are disposed around the photoconductor 12 along the rotation direction of the photoconductor 12. In the embodiment, the first cleaning station 24 and the second cleaning station 25 are provided. However, a plurality of cleaning stations are not necessarily provided.

帯電ステーション16は、感光体12の外周面である感光層を所定の電位に帯電する帯電装置26を備えている。実施形態では、帯電装置26は円筒形状のローラとして表されているが、これに代えて他の形態の帯電装置(例えば、回転型又は固定型のブラシ式帯電装置、ワイヤ放電式帯電装置)も使用できる。   The charging station 16 includes a charging device 26 that charges the photosensitive layer, which is the outer peripheral surface of the photoreceptor 12, to a predetermined potential. In the embodiment, the charging device 26 is represented as a cylindrical roller. However, instead of this, other types of charging devices (for example, a rotary or fixed brush-type charging device or a wire-discharge-type charging device) may be used. Can be used.

露光ステーション18は、感光体12の近傍又は感光体12から離れた場所に配置された露光装置28から出射された画像光30が、帯電された感光体12の外周面に向けて進行するための通路32を有する。露光ステーション18を通過した感光体12の外周面には、画像光が投射されて電位の減衰した部分とほぼ帯電電位を維持する部分からなる、静電潜像が形成される。実施形態では、電位の減衰した部分が静電潜像画像部、ほぼ帯電電位を維持する部分が静電潜像非画像部である。   In the exposure station 18, the image light 30 emitted from the exposure device 28 disposed in the vicinity of the photosensitive member 12 or away from the photosensitive member 12 travels toward the outer peripheral surface of the charged photosensitive member 12. A passage 32 is provided. On the outer peripheral surface of the photoconductor 12 that has passed through the exposure station 18, an electrostatic latent image is formed that includes a portion where the image light is projected and the potential is attenuated and a portion where the charged potential is substantially maintained. In the embodiment, the portion where the potential is attenuated is the electrostatic latent image portion, and the portion where the charged potential is substantially maintained is the electrostatic latent image non-image portion.

現像ステーション20は、粉体現像剤を用いて静電潜像を可視像化する現像装置34を有する。現像装置34は、感光体12の外周面に対向して配置される現像ローラ44と、現像剤を収容するハウジング42とを有する。現像剤としては例えば1成分現像剤が使用される。現像剤を構成するトナーとしては、小粒径のものを使用することが好ましく、これにより、高画質化を図ることができる。具体的に、トナーの平均粒径は4.5μm以上7.0μm以下であることが好ましい。なお、本明細書でいう平均粒径とは、シスメックス社製のフロー式粒子像分析装置FPIA−2100を使用した測定により得られる体積平均粒径を指すものとする。ここで、体積平均粒径とは、次の方法により求められる粒径をいう。先ず、粒子毎に投影面積を算出し、算出された粒子投影面積と同じ投影面積を持つ球を想定して、その球の直径および体積をそれぞれ粒子径および粒子の体積とする。この方法により所定の個数の粒子について粒子径と体積を求めた後、粒子径を横軸とし体積の積算値を縦軸とした体積基準の分布を表し、この体積基準分布の累積値が全体の50%となる粒径を、体積平均粒径とする。   The developing station 20 includes a developing device 34 that visualizes the electrostatic latent image using a powder developer. The developing device 34 includes a developing roller 44 that is disposed to face the outer peripheral surface of the photoconductor 12, and a housing 42 that stores a developer. For example, a one-component developer is used as the developer. As the toner constituting the developer, it is preferable to use a toner having a small particle diameter, which can improve the image quality. Specifically, the average particle diameter of the toner is preferably 4.5 μm or more and 7.0 μm or less. In addition, the average particle diameter as used in this specification shall point out the volume average particle diameter obtained by the measurement using the flow type particle image analyzer FPIA-2100 made by Sysmex Corporation. Here, the volume average particle diameter means a particle diameter obtained by the following method. First, a projected area is calculated for each particle, and assuming a sphere having the same projected area as the calculated projected particle area, the diameter and volume of the sphere are set as the particle diameter and the volume of the particle, respectively. After obtaining the particle diameter and volume for a predetermined number of particles by this method, it represents a volume-based distribution with the particle diameter as the horizontal axis and the integrated value of the volume as the vertical axis. The particle size at 50% is defined as the volume average particle size.

転写ステーション22は、感光体12の外周面に形成された可視像を紙やフィルムなどのシート38に転写する転写装置36を有する。実施形態では、転写装置36は円筒形状のローラとして表されているが、他の形態の転写装置(例えば、ワイヤ放電式転写装置)も使用できる。   The transfer station 22 includes a transfer device 36 that transfers a visible image formed on the outer peripheral surface of the photoreceptor 12 to a sheet 38 such as paper or film. In the embodiment, the transfer device 36 is represented as a cylindrical roller, but other types of transfer devices (for example, wire discharge transfer devices) can also be used.

第1のクリーニングステーション24は、転写ステーション22でシート38に転写されることなく感光体12の外周面に残留する未転写トナーを感光体12の外周面から回収するクリーニング装置40を有する。実施形態では、クリーニング装置40は板状のブレードとして示されているが、代わりに他の形態のクリーニング装置(例えば、回転型又は固定型のブラシ式クリーニング装置)も使用できる。   The first cleaning station 24 includes a cleaning device 40 that collects untransferred toner remaining on the outer peripheral surface of the photoconductor 12 without being transferred to the sheet 38 at the transfer station 22 from the outer peripheral surface of the photoconductor 12. In the embodiment, the cleaning device 40 is shown as a plate-like blade, but other types of cleaning devices (for example, a rotary type or a fixed type brush type cleaning device) may be used instead.

第2のクリーニングステーション25は、第1のクリーニングステーション24で除去されなかった感光体12上のトナーを除去するクリーニングローラ54を有する。クリーニングローラ54の具体的な構成は後に説明する。   The second cleaning station 25 includes a cleaning roller 54 that removes toner on the photoconductor 12 that has not been removed by the first cleaning station 24. A specific configuration of the cleaning roller 54 will be described later.

なお、実施形態では、第1のクリーニングステーション24にクリーニング装置40が設けられ、第2のクリーニングステーション25にクリーニングローラ54が設けられているが、第1のクリーニングステーション24にクリーニングローラ54を設け、第2のクリーニングステーション25にクリーニング装置40を設けてもよい。   In the embodiment, the cleaning device 40 is provided in the first cleaning station 24, and the cleaning roller 54 is provided in the second cleaning station 25. However, the cleaning roller 54 is provided in the first cleaning station 24, A cleaning device 40 may be provided in the second cleaning station 25.

このような構成を備えた画像形成装置1の画像形成時、感光体12はモータ(図示せず)の駆動に基づいて時計周り方向に回転する。このとき、帯電ステーション16を通過する感光体外周部分は、帯電ローラ26で所定の電位に帯電される。帯電された感光体外周部分は、露光ステーション18で画像光30が露光されて静電潜像が形成される。静電潜像は、感光体12の回転と共に現像ステーション20に搬送され、そこで現像装置34によって現像剤像として可視像化される。可視像化された現像剤像は、感光体12の回転と共に転写ステーション22に搬送され、そこで転写装置36によりシート38に転写される。現像剤像が転写されたシート38は図示しない定着ステーションに搬送され、そこでシート38に現像剤像が固定される。転写ステーション22を通過した感光体外周部分は第1のクリーニングステーション24に搬送され、そこでシート38に転写されることなく感光体12の外周面に残存する現像剤が回収される。第1のクリーニングステーション24を通過した感光体外周部分は第2のクリーニングステーション25に搬送され、そこで依然として感光体12の外周面に残存する現像剤が回収される。   When the image forming apparatus 1 having such a configuration forms an image, the photoconductor 12 rotates clockwise based on the driving of a motor (not shown). At this time, the outer peripheral portion of the photoreceptor passing through the charging station 16 is charged to a predetermined potential by the charging roller 26. The charged outer periphery of the photoconductor is exposed to image light 30 at an exposure station 18 to form an electrostatic latent image. The electrostatic latent image is conveyed to the developing station 20 along with the rotation of the photosensitive member 12, where it is visualized as a developer image by the developing device 34. The visualized developer image is conveyed to the transfer station 22 along with the rotation of the photosensitive member 12, and is transferred to the sheet 38 by the transfer device 36 there. The sheet 38 to which the developer image has been transferred is conveyed to a fixing station (not shown), where the developer image is fixed to the sheet 38. The outer peripheral portion of the photosensitive member that has passed through the transfer station 22 is conveyed to the first cleaning station 24 where the developer remaining on the outer peripheral surface of the photosensitive member 12 without being transferred to the sheet 38 is recovered. The outer peripheral portion of the photosensitive member that has passed through the first cleaning station 24 is conveyed to the second cleaning station 25 where the developer remaining on the outer peripheral surface of the photosensitive member 12 is recovered.

〔2.感光体〕
感光体12は、例えば円筒状の導電性支持体と、導電性支持体よりも外側に形成された感光層とを有する。なお、導電性支持体と感光層との間には、導電性支持体と感光層との接着性を高めるとともに導電性支持体から感光層への電荷注入を防止するための中間層を設けるようにしてもよい。
[2. Photoconductor]
The photoconductor 12 includes, for example, a cylindrical conductive support and a photosensitive layer formed outside the conductive support. An intermediate layer is provided between the conductive support and the photosensitive layer to improve the adhesion between the conductive support and the photosensitive layer and to prevent charge injection from the conductive support to the photosensitive layer. It may be.

(導電性支持体)
導電性支持体の素材としては、例えばアルミニウムが用いられるが、アルミニウム以外の金属(例えばニッケル)を用いることもできる。また、導電性支持体として、金属以外の素材を用いてもよく、例えば、プラスチックの表面にアルミニウム等の導電性部材を蒸着したものや、紙またはプラスチックの表面に導電性物質を塗布したものを用いることもできる。
(Conductive support)
As a material for the conductive support, for example, aluminum is used, but a metal other than aluminum (for example, nickel) can also be used. In addition, a material other than metal may be used as the conductive support. For example, a material in which a conductive member such as aluminum is vapor-deposited on the surface of plastic or a material in which a conductive material is applied on the surface of paper or plastic is used. It can also be used.

(感光層)
感光層は、電荷発生材料とバインダー樹脂を含む電荷発生層と、電荷発生層の外側に形成され電荷輸送材料とバインダー樹脂を含む電荷輸送層とを有する。電荷発生材料としては例えばX型フタロシアニンが用いられ、電荷発生層のバインダー樹脂としては例えばブチラール樹脂が用いられる。電荷輸送材料としては例えばスチリル化合物が用いられ、電荷輸送層のバインダー樹脂としては例えばポリカーボネート樹脂が用いられる。
(Photosensitive layer)
The photosensitive layer has a charge generation layer containing a charge generation material and a binder resin, and a charge transport layer formed outside the charge generation layer and containing a charge transport material and a binder resin. For example, X-type phthalocyanine is used as the charge generation material, and butyral resin is used as the binder resin of the charge generation layer. As the charge transport material, for example, a styryl compound is used, and as the binder resin for the charge transport layer, for example, a polycarbonate resin is used.

〔3.感光体用クリーニングローラ〕
感光体用クリーニングローラ54は、芯金56と、芯金56の外周を覆うポリウレタンフォーム層58とを有する。ポリウレタンフォーム層58の具体的な構成については、後に詳述する。クリーニングローラ54は、感光体12と平行に、且つ、回転可能に配置されている。クリーニングローラ54は、図示しないモータに駆動連結され、モータの駆動に基づいて図中反時計回り方向に回転するようにしてある。これにより、感光体12とクリーニングローラ54は、それらの接触部(ニップ部)66において同一方向に移動する方向(所謂ウィズ方向)に回転する。図2に示すように、ニップ部66では、感光体12上の現像剤がクリーニングローラ54により掻き取られる。
[3. Photoconductor cleaning roller)
The photoconductor cleaning roller 54 includes a cored bar 56 and a polyurethane foam layer 58 that covers the outer periphery of the cored bar 56. The specific configuration of the polyurethane foam layer 58 will be described in detail later. The cleaning roller 54 is arranged in parallel with the photoconductor 12 and rotatably. The cleaning roller 54 is drivingly connected to a motor (not shown), and rotates in the counterclockwise direction in the drawing based on the driving of the motor. As a result, the photosensitive member 12 and the cleaning roller 54 rotate in a direction (the so-called width direction) in which they move in the same direction at their contact portion (nip portion) 66. As shown in FIG. 2, the developer on the photoreceptor 12 is scraped off by the cleaning roller 54 at the nip portion 66.

クリーニングローラ54の周速度は、感光体12の周速度に応じて決定される。具体的に、感光体12の周速度Vに対するクリーニングローラ54の周速度Vの比率R(V/V)は、例えば0.5以上3以下となるように設定される。周速比R(V/V)を0.5よりも小さく設定すると、クリーニングローラ54による感光体12上の現像剤の掻き取り力を十分に確保できない。他方、周速比R(V/V)を3よりも大きく設定すると、クリーニングローラ54のポリウレタンフォーム層58に過剰な負荷がかかってしまう。なお、クリーニングローラ54にモータを駆動連結せず、クリーニングローラ54を感光体12に従動させてもよい。その場合、周速比R(V/V)は1.0となる。 The peripheral speed of the cleaning roller 54 is determined according to the peripheral speed of the photoconductor 12. Specifically, the ratio R (V B / V A ) of the peripheral speed V B of the cleaning roller 54 to the peripheral speed V A of the photoconductor 12 is set to be 0.5 or more and 3 or less, for example. If the peripheral speed ratio R (V B / V A ) is set to be smaller than 0.5, it is not possible to ensure a sufficient scraping force of the developer on the photosensitive member 12 by the cleaning roller 54. On the other hand, if the peripheral speed ratio R (V B / V A ) is set to be larger than 3, an excessive load is applied to the polyurethane foam layer 58 of the cleaning roller 54. The cleaning roller 54 may be driven by the photosensitive member 12 without drivingly connecting the motor to the cleaning roller 54. In that case, the peripheral speed ratio R (V B / V A ) is 1.0.

クリーニングローラ54は、感光体12への接触圧が5N以上30N以下となるように配置される。感光体12への接触圧が5Nよりも小さいと、クリーニングローラ54による感光体12上の現像剤の掻き取り力を十分に確保できない。他方、感光体12への接触力が30Nよりも大きいと、感光体12に過剰な負荷がかかってしまう。   The cleaning roller 54 is arranged so that the contact pressure to the photosensitive member 12 is 5N or more and 30N or less. If the contact pressure on the photoconductor 12 is less than 5N, the cleaning roller 54 cannot sufficiently secure the developer scraping force on the photoconductor 12. On the other hand, if the contact force to the photoconductor 12 is larger than 30N, an excessive load is applied to the photoconductor 12.

クリーニングローラ54は、その周方向においてクリーニングローラ54と感光体12との接触ニップ幅が3mm以上8mm以下となるように配置することが好ましい。接触ニップ幅を3mm以上とすることで、クリーニングローラ54による感光体12上の現像剤の掻き取り力を十分に確保でき、接触ニップ幅を8mm以下とすることで、感光体12にかかる負荷を抑制できる。   The cleaning roller 54 is preferably arranged so that the contact nip width between the cleaning roller 54 and the photoconductor 12 is 3 mm or more and 8 mm or less in the circumferential direction. By setting the contact nip width to 3 mm or more, it is possible to sufficiently secure the scraping force of the developer on the photoconductor 12 by the cleaning roller 54, and by setting the contact nip width to 8 mm or less, the load applied to the photoconductor 12 is reduced. Can be suppressed.

感光体12へのポリウレタンフォーム層58の食い込み量は、ポリウレタンフォーム層58の厚みの5%以上40%以下とすることが好ましい。食い込み量を5%以上とすることで、クリーニングローラ54による感光体12上の現像剤の掻き取り力を十分に確保でき、食い込み量を40%以下とすることで、クリーニングローラ54のポリウレタンフォーム層58にかかる負荷を抑制できる。   The amount of the polyurethane foam layer 58 biting into the photoreceptor 12 is preferably 5% to 40% of the thickness of the polyurethane foam layer 58. By setting the biting amount to 5% or more, it is possible to sufficiently secure the scraping power of the developer on the photoreceptor 12 by the cleaning roller 54, and by setting the biting amount to 40% or less, the polyurethane foam layer of the cleaning roller 54 The load on 58 can be suppressed.

クリーニングローラ54の外周面には、掻き取り部材70が接触して配置されている。クリーニングローラ54と掻き取り部材70との接触部では、クリーニングローラ54のポリウレタンフォーム層58の内部に含まれた現像剤の一部が掻き取り部材70により掻き取られる。これにより、ポリウレタンフォーム層58の内部に過剰のトナーや外添剤が蓄積されることを防止でき、ポリウレタンフォーム層58の内部におけるトナーや外添剤の凝集を防止できる。ただし、本発明において、掻き取り部材は必ずしも設ける必要がない。掻き取り部材の構成の具体例については後に説明する。   A scraping member 70 is disposed in contact with the outer peripheral surface of the cleaning roller 54. At the contact portion between the cleaning roller 54 and the scraping member 70, a part of the developer contained in the polyurethane foam layer 58 of the cleaning roller 54 is scraped off by the scraping member 70. As a result, excessive toner and external additives can be prevented from accumulating inside the polyurethane foam layer 58 and aggregation of the toner and external additives inside the polyurethane foam layer 58 can be prevented. However, in the present invention, the scraping member is not necessarily provided. A specific example of the configuration of the scraping member will be described later.

クリーニングローラ54には電源68が接続されており、電源68がオンにされることによりクリーニングローラ54に所定の電圧が印加されると、感光体12とクリーニングローラ54との間に、感光体12上のトナーを静電的にクリーニングローラ54に吸引させる電界が形成される。これにより、感光体12上に残留したトナーを一層効率的に除去できる。ただし、本発明において、電源68は必ずしも設ける必要はなく、機械的な動作のみによって感光体12上のトナーを除去するようにしてもよい。   A power supply 68 is connected to the cleaning roller 54. When a predetermined voltage is applied to the cleaning roller 54 by turning on the power supply 68, the photosensitive member 12 is interposed between the photosensitive member 12 and the cleaning roller 54. An electric field for electrostatically attracting the upper toner to the cleaning roller 54 is formed. Thereby, the toner remaining on the photoreceptor 12 can be removed more efficiently. However, in the present invention, the power source 68 is not necessarily provided, and the toner on the photoconductor 12 may be removed only by a mechanical operation.

〔4.クリーニングローラのポリウレタンフォーム層〕
図3に示すように、ポリウレタンフォーム層58は多数のセル(気泡)80を有する。壁面に開口82を有するセル80は、その開口82を介して別のセル80に連なっている。セル80の壁面全体の面積Sに対する開口82の面積Sの比率(S/S×100)を開口率としたとき、ポリウレタンフォーム層58のセルの壁面の開口率は、10%以上50%以下とされている。かかる開口率は、公知のメカニカルフロス法等で製造される一般的な独立気泡構造のポリウレタンフォームの開口率(1%程度)よりも高く、公知の化学的発泡法等で製造される一般的な連続気泡構造のポリウレタンフォームの開口率(60%程度)よりも低い。すなわち、ポリウレタンフォーム層58は、独立気泡構造に近い連続気泡構造を有する。そのため、一般的な独立気泡構造のポリウレタンフォーム層よりも多くの現像剤を内部に取り込むことができるとともに、一般的な連続気泡構造と比較すると内部での現像剤の凝集が生じ難い。したがって、現像剤の回収性能を十分に確保でき、その回収性能を長期に亘って良好に維持できる。
[4. (Polyurethane foam layer of cleaning roller)
As shown in FIG. 3, the polyurethane foam layer 58 has a large number of cells (bubbles) 80. A cell 80 having an opening 82 on the wall surface is connected to another cell 80 through the opening 82. When the ratio of the area S 1 of the opening 82 to the area S of the entire wall surface of the cell 80 (S 1 / S × 100) is defined as the opening ratio, the opening ratio of the cell wall surface of the polyurethane foam layer 58 is 10% or more and 50%. It is as follows. The opening ratio is higher than the opening ratio (about 1%) of a polyurethane foam having a general closed cell structure manufactured by a known mechanical floss method or the like, and is generally manufactured by a known chemical foaming method or the like. It is lower than the open area ratio (about 60%) of polyurethane foam having an open cell structure. That is, the polyurethane foam layer 58 has an open cell structure close to a closed cell structure. Therefore, a larger amount of developer can be taken into the interior than a polyurethane foam layer having a general closed-cell structure, and the developer is less likely to aggregate inside than a general open-cell structure. Therefore, the developer recovery performance can be sufficiently secured, and the recovery performance can be favorably maintained over a long period of time.

その上、ポリウレタンフォーム層58は、その1インチ当たりのセル数が40個以上80個以下とされている。このセル数は、一般的な独立気泡構造のポリウレタンフォームのセル数(100個/inch程度)よりも少なく、一般的な連続気泡構造のポリウレタンフォームのセル数(25個/inch程度)よりも多い。すなわち、ポリウレタンフォーム層58は、クリーニングローラ54と感光体12とのニップ部66において、一般的な連続気泡構造のポリウレタンフォームよりも多数のセルを現像剤に接触させることができる。また、ポリウレタンフォーム層58の各セルが、一般的な独立気泡構造のポリウレタンフォームよりは大きいため、各セルに現像剤が詰まり難い。そのため、ポリウレタンフォーム層58の表面のセル内で現像剤の凝集物または固着物が発生し難く、それらの凝集物や固着物との接触による感光体12の損傷を抑制できる。したがって、表面の層がポリカーボネート樹脂からなる比較的低硬度の感光体12を使用する場合であっても、感光体12の損傷を抑制できる。   In addition, the polyurethane foam layer 58 has 40 to 80 cells per inch. This number of cells is smaller than the number of cells of a general closed-cell structure polyurethane foam (about 100 cells / inch) and larger than the number of cells of a general open-cell structure polyurethane foam (about 25 cells / inch). . That is, the polyurethane foam layer 58 can bring a larger number of cells into contact with the developer at the nip portion 66 between the cleaning roller 54 and the photosensitive member 12 than a general polyurethane foam having an open cell structure. Further, since each cell of the polyurethane foam layer 58 is larger than a polyurethane foam having a general closed cell structure, it is difficult for the developer to be clogged in each cell. Therefore, developer agglomerates or adherents hardly occur in the cells on the surface of the polyurethane foam layer 58, and damage to the photoreceptor 12 due to contact with the agglomerates or adherents can be suppressed. Therefore, even when the relatively low hardness photoconductor 12 whose surface layer is made of polycarbonate resin is used, damage to the photoconductor 12 can be suppressed.

また、ポリウレタンフォーム層58は、一般的な連続気泡構造のものと同程度に低い硬度を有する。本明細書において、ポリウレタンフォーム層58の硬度は、ポリウレタンフォーム層58が、その厚さの表面側30%分の深さまで(ポリウレタンフォーム層58の厚みが元の70%になるまで)所定の押し当て面に押し込まれたときに該押し当て面が受ける単位長さ当たりの荷重の大きさで表す。具体的に、ポリウレタンフォーム層58の硬度は、1gf/mm以上5gf/mm以下であることが好ましい。この硬度は、ポリウレタンフォーム層が一般的な独立気泡構造を有する場合の硬度(8.5gf/mm程度)よりも小さく、ポリウレタンフォーム層が一般的な連続気泡構造を有する場合の硬度(0.8gf/mm程度)よりも大きい。ポリウレタンフォーム層58の硬度を1gf/m以上とすることで、ポリウレタンフォーム層58による現像剤の掻き取り力を十分に確保でき、これにより、感光体12上の現像剤が、感光体12とポリウレタンフォーム層58とのニップ部66をすり抜けることを防止できる。ポリウレタンフォーム層58の硬度を8gf/m以下とすることで、ポリウレタンフォーム層58が過剰な力で感光体12の外周面を押圧することを防止して、これにより、感光体12上の現像剤がポリウレタンフォーム層58により押し潰されて感光体12の表面にフィルミングが発生することを防止できる。   The polyurethane foam layer 58 has a hardness as low as that of a general open cell structure. In the present specification, the hardness of the polyurethane foam layer 58 is determined so that the polyurethane foam layer 58 is pressed to a depth corresponding to 30% of the surface side of the thickness (until the thickness of the polyurethane foam layer 58 becomes 70% of the original). It is represented by the magnitude of the load per unit length that the pressing surface receives when it is pushed into the contacting surface. Specifically, the hardness of the polyurethane foam layer 58 is preferably 1 gf / mm or more and 5 gf / mm or less. This hardness is smaller than the hardness when the polyurethane foam layer has a general closed cell structure (about 8.5 gf / mm), and the hardness when the polyurethane foam layer has a general open cell structure (0.8 gf). / Mm). By setting the hardness of the polyurethane foam layer 58 to 1 gf / m or more, it is possible to sufficiently ensure the scraping power of the developer by the polyurethane foam layer 58, so that the developer on the photoconductor 12 can be used as the photoconductor 12 and the polyurethane It is possible to prevent slipping through the nip 66 with the foam layer 58. By setting the hardness of the polyurethane foam layer 58 to 8 gf / m or less, it is possible to prevent the polyurethane foam layer 58 from pressing the outer peripheral surface of the photoconductor 12 with an excessive force, thereby developing the developer on the photoconductor 12. Can be prevented from being crushed by the polyurethane foam layer 58 and causing filming on the surface of the photoreceptor 12.

さらに、ポリウレタンフォーム層58のセルの径の平均値は、100μm以上500μm以下であることが好ましい。このセルの径の平均値は、一般的な連続気泡構造のポリウレタンフォーム層のセル径(700μm程度)よりも小さく、一般的な独立気泡構造のポリウレタンフォーム層のセル径(80μm程度)よりも大きい。すなわち、ポリウレタンフォーム層58は、一般的な連続気泡構造のポリウレタンフォーム層よりも微細なセルを有するため、感光体12上の現像剤に接触する頻度が高く、より確実に現像剤を掻き取ることができる。   Furthermore, the average value of the cell diameter of the polyurethane foam layer 58 is preferably 100 μm or more and 500 μm or less. The average value of the cell diameter is smaller than the cell diameter (about 700 μm) of a general open-cell structure polyurethane foam layer, and larger than the cell diameter (about 80 μm) of a general closed-cell structure polyurethane foam layer. . That is, since the polyurethane foam layer 58 has finer cells than a general polyurethane foam layer having an open cell structure, the polyurethane foam layer 58 is more frequently contacted with the developer on the photoreceptor 12 and scrapes off the developer more reliably. Can do.

さらにまた、ポリウレタンフォーム層58は、一般的な独立気泡構造のポリウレタンフォーム層よりも低密度である。具体的に、ポリウレタンフォーム層58の密度は0.03g/cm以上0.2g/cm以下であることが好ましい。これにより、ポリウレタンフォーム層58の柔軟性を十分に確保して、感光体12がポリウレタンフォーム層58により過剰な力で押圧されることを防止できる。 Furthermore, the polyurethane foam layer 58 has a lower density than a polyurethane foam layer having a general closed cell structure. Specifically, the density of the polyurethane foam layer 58 is preferably 0.03 g / cm 3 or more and 0.2 g / cm 3 or less. Thereby, the flexibility of the polyurethane foam layer 58 can be sufficiently secured, and the photoreceptor 12 can be prevented from being pressed by the polyurethane foam layer 58 with an excessive force.

感光体12とクリーニングローラ54との間に所定の電界を形成するために、ポリウレタンフォーム層58には導電性が付与される。ポリウレタンフォーム層58の体積抵抗率は10Ωcm以上10Ωcm以下であることが好ましい。これにより、ポリウレタンフォーム層58が適度な導電性を備え、感光体12とクリーニングローラ54との間に適正な電界を形成できる。 In order to form a predetermined electric field between the photoreceptor 12 and the cleaning roller 54, the polyurethane foam layer 58 is provided with conductivity. The volume resistivity of the polyurethane foam layer 58 is preferably 10 2 Ωcm or more and 10 7 Ωcm or less. Thereby, the polyurethane foam layer 58 has appropriate conductivity, and an appropriate electric field can be formed between the photoconductor 12 and the cleaning roller 54.

〔5.ポリウレタンフォームの製造方法〕
以上の構成からなるポリウレタンフォーム層58に関して、その材料であるポリウレタンフォームの製造方法について説明する。
[5. (Polyurethane foam production method)
With respect to the polyurethane foam layer 58 having the above configuration, a method for producing a polyurethane foam as a material thereof will be described.

本発明に使用されるポリウレタンフォームは、公知のメカニカルフロス法と公知の化学的発泡法とを組み合わせた方法で製造される。   The polyurethane foam used in the present invention is produced by a method combining a known mechanical flossing method and a known chemical foaming method.

メカニカルフロス法と化学的発泡法は、ポリオールとイソシアネートとを混合して発泡を行う点では共通している。ところが、メカニカルフロス法では、原料として発泡剤を使用せず、不活性ガス等の気泡形成用の気体を混入することにより物理的な発泡を行うのに対して、化学的発泡法では、原料として発泡剤を使用し、イソシアネートと発泡剤との化学反応により化学的な発泡を行う点で相違する。メカニカルフロス法を採用する場合、均質な独立気泡構造のポリウレタンフォームを製造できるが、低密度である連続気泡構造のポリウレタンフォームを製造することが困難である。一方、化学的発泡法を採用する場合、低密度である連続気泡構造のポリウレタンフォームを容易に製造できるが、均質な独立気泡構造のポリウレタンフォームを製造することが困難である。   The mechanical flossing method and the chemical foaming method are common in that foaming is performed by mixing a polyol and an isocyanate. However, in the mechanical froth method, a foaming agent is not used as a raw material, and physical foaming is performed by mixing a gas for forming bubbles such as an inert gas, whereas in a chemical foaming method, a raw material is used. The difference is that a foaming agent is used and chemical foaming is performed by a chemical reaction between the isocyanate and the foaming agent. When the mechanical floss method is employed, a polyurethane foam having a homogeneous closed cell structure can be produced, but it is difficult to produce a polyurethane foam having an open cell structure having a low density. On the other hand, when the chemical foaming method is employed, a low-density open-cell structure polyurethane foam can be easily produced, but it is difficult to produce a homogeneous closed-cell structure polyurethane foam.

これらの従来の製造方法に対して、本発明に使用するポリウレタンフォームの製造方法では、メカニカルフロス法で使用されるポリオール、イソシアネート及び気泡形成用の気体に加えて、化学的発泡法で使用される発泡剤が原料として使用され、これにより、気泡形成用の気体の混入による物理的発泡と、イソシアネートと発泡剤の化学反応に伴う化学的発泡とが組み合わされることとなる。そのため、物理的発泡により形成された均質なセル同士が、化学的発泡により繋ぎ合わされ、均質で且つ低密度のポリウレタンフォーム、すなわち、独立気泡構造に近い連続気泡構造のポリウレタンフォームを製造できる。以下、具体的な製造方法について説明する。   In contrast to these conventional manufacturing methods, the polyurethane foam manufacturing method used in the present invention is used in the chemical foaming method in addition to the polyol, isocyanate and gas for forming bubbles used in the mechanical floss method. A foaming agent is used as a raw material, which combines physical foaming due to the incorporation of gas for forming bubbles and chemical foaming associated with the chemical reaction of the isocyanate and the foaming agent. Therefore, homogeneous cells formed by physical foaming are joined together by chemical foaming, and a homogeneous and low density polyurethane foam, that is, a polyurethane foam having an open cell structure close to a closed cell structure can be produced. Hereinafter, a specific manufacturing method will be described.

本発明に使用されるポリウレタンフォームは、最初から順に原料調整工程、混合工程、加熱工程を経て製造される。   The polyurethane foam used in the present invention is produced from the beginning through a raw material adjustment step, a mixing step, and a heating step.

原料調整工程では、ポリウレタンフォームの製造に使用される各原料が調整される。原料としては、ポリオール、イソシアネート、不活性ガス等の気泡形成用の気体、発泡剤、および触媒等の副原料が使用される。   In the raw material adjusting step, each raw material used for manufacturing the polyurethane foam is adjusted. As raw materials, secondary materials such as polyol, isocyanate, gas for forming bubbles such as inert gas, foaming agent, and catalyst are used.

ポリオールとしては、例えば、活性水素基を有する公知のポリオールが単独で又は2種類以上が併せて使用される。具体的に、使用されるポリオールとしては、例えば、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール又はポリジエン系ポリオール等が挙げられる。イソシアネートとしては、例えば、トルエンジフェニルジイソシアネート(TDI)、TDIプレポリマー、メチレンジフェニルジイソシアネート(MDI)、クルードMDI、ポリメリックMDI、ウレトジオン変性MDI又はカルボジイミド変性MDI等の公知の芳香族系、脂肪族系または脂環族系等の各種ポリイソシアネートが使用される。気泡形成用の気体としては、例えば窒素が使用される。発泡剤としては、イソシアネートとの化学反応により気体を発生させる原料が用いられ、具体的には水等が使用される。発泡剤は、混合工程の前に予めポリオールに混合される。触媒としては、例えば、アミン系触媒と有機酸塩系触媒が使用される。アミン系触媒は、主として迅速な化学的発泡を促すために使用され、有機酸塩系触媒は、主としてポリウレタンフォームの骨格を硬化させるために使用される。有機酸塩系触媒としては、所要の加熱によって触媒効果を発揮する感熱性触媒を使用することが好ましい。これにより、ポリウレタンフォームの骨格の硬化を、アミン系触媒が担う化学的発泡よりも遅らせることができ、化学的発泡を確実に起こすことができる。   As a polyol, the well-known polyol which has an active hydrogen group is used individually or in combination of 2 or more types, for example. Specifically, examples of the polyol used include polyether polyol, polyester polyol, polycarbonate polyol, and polydiene-based polyol. As the isocyanate, for example, a well-known aromatic system such as toluene diphenyl diisocyanate (TDI), TDI prepolymer, methylene diphenyl diisocyanate (MDI), crude MDI, polymeric MDI, uretdione-modified MDI, or carbodiimide-modified MDI, aliphatic or aliphatic Various polyisocyanates such as ring systems are used. For example, nitrogen is used as the gas for forming bubbles. As the foaming agent, a raw material that generates a gas by a chemical reaction with isocyanate is used, and specifically, water or the like is used. The blowing agent is mixed with the polyol in advance before the mixing step. As the catalyst, for example, an amine catalyst and an organic acid salt catalyst are used. Amine-based catalysts are mainly used to promote rapid chemical foaming, and organic acid salt-based catalysts are mainly used to cure the polyurethane foam backbone. As the organic acid salt catalyst, it is preferable to use a heat-sensitive catalyst that exhibits a catalytic effect by required heating. Thereby, the hardening of the skeleton of the polyurethane foam can be delayed more than the chemical foaming carried by the amine-based catalyst, and chemical foaming can surely occur.

ポリウレタンフォームの硬度を決定する要因として、例えば、ポリオールの種類とイソシアネートインデックスが挙げられる。なお、本明細書において、イソシアネートインデックスとは、発泡剤の水酸基とポリオールの水酸基の合計モル数Mに対する、イソシアネートのイソシアネート基のモル数Nの比率N/Mの百分率を指す。ポリウレタンフォームを上述した所望の硬度となるように形成するためには、ポリオールとして、例えば、分子量が1000〜6000で且つ官能基数が2〜5であるポリエーテルポリオール又はポリエステルポリオールが好適に使用され、イソシアネートインデックスは90〜110に調整することが好ましい。   Factors that determine the hardness of the polyurethane foam include, for example, the type of polyol and the isocyanate index. In the present specification, the isocyanate index refers to a percentage of the ratio N / M of the number of moles of isocyanate groups in isocyanate to the total number of moles M of hydroxyl groups of the blowing agent and hydroxyl groups of the polyol. In order to form the polyurethane foam to have the above-mentioned desired hardness, for example, a polyether polyol or a polyester polyol having a molecular weight of 1000 to 6000 and a functional group number of 2 to 5 is preferably used as the polyol. It is preferable to adjust the isocyanate index to 90 to 110.

発泡剤として水を使用する場合、各原料を混合したときに、水とイソシアネートとの化学反応により二酸化炭素が発生し、これにより気泡(セル)が形成される。微細なセルを有し且つ低密度のポリウレタンフォームを形成するためには、水とイソシアネートとの化学反応により発生する二酸化炭素を、気泡形成用の気体により物理的に生じる気泡(セル)の内部に入り込ませる必要がある。かかる目的を達成するためには、水の混合量を、ポリオール100質量部に対して0.3〜1.5質量部に調整することが好ましい。   When water is used as a foaming agent, carbon dioxide is generated by a chemical reaction between water and isocyanate when the raw materials are mixed, thereby forming bubbles (cells). In order to form a low-density polyurethane foam having fine cells, carbon dioxide generated by a chemical reaction between water and isocyanate is placed inside the bubbles (cells) physically generated by the gas for forming bubbles. Need to get in. In order to achieve this object, it is preferable to adjust the mixing amount of water to 0.3 to 1.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyol.

混合工程では、水等の発泡剤が混合されたポリオール、イソシアネート、気泡形成用の気体、および触媒等が混合される。これにより先ず、物理的な発泡が生じ、気泡形成用の気体を核とする均質な気泡(セル)が形成される。その後、ポリオールに含まれる発泡剤とイソシアネートとが化学反応を起こすことで、二酸化炭素等の気体が発生し、この気体が、物理的発泡により形成されたセルに入り込んで、全体的にセルの径が大きくなり、セル同士が繋げられる。これにより、均質でありながら、大きな径を有するセルが形成される。   In the mixing step, a polyol, an isocyanate, a gas for forming bubbles, a catalyst, and the like mixed with a foaming agent such as water are mixed. As a result, first, physical foaming occurs, and homogeneous bubbles (cells) having a bubble-forming gas as a nucleus are formed. Then, a gas such as carbon dioxide is generated by causing a chemical reaction between the blowing agent contained in the polyol and the isocyanate, and this gas enters the cell formed by physical foaming, and the cell diameter as a whole. Increases and the cells are connected. Thereby, a cell having a large diameter is formed while being homogeneous.

加熱工程では、混合原料に所要の加熱を行うことで、樹脂化反応を促進させ、ポリウレタンフォームの骨格を硬化させる。加熱工程における加熱温度および加熱時間は、公知のメカニカルフロス法に準じ、ポリウレタンフォームの原料に応じて適宜決定される。   In the heating step, the mixed raw material is heated to accelerate the resinification reaction and cure the polyurethane foam skeleton. The heating temperature and heating time in the heating step are appropriately determined according to the raw material of the polyurethane foam in accordance with a known mechanical flossing method.

以上に説明した製造方法によれば、メカニカルフロス法で製造されるポリウレタンフォームに比べて、セル壁面の開口率が高いポリウレタンフォームが形成される。そのため、導電性物質等を含有する溶液にポリウレタンフォームを含浸させるとき、ポリウレタンフォームに溶液が浸透しやすいことから、導電性等の機能を容易に付与できる。   According to the manufacturing method demonstrated above, the polyurethane foam with a high opening rate of a cell wall surface is formed compared with the polyurethane foam manufactured by the mechanical floss method. For this reason, when the polyurethane foam is impregnated with a solution containing a conductive substance or the like, the solution easily penetrates into the polyurethane foam, so that a function such as conductivity can be easily imparted.

このようにして製造されたポリウレタンフォームを、所望の形状に加工し、芯金に固定することで、クリーニングローラ54が製造される。   The polyurethane foam manufactured in this way is processed into a desired shape and fixed to a cored bar, whereby the cleaning roller 54 is manufactured.

続いて、ポリウレタンフォームに導電性を付与する方法について説明する。ポリウレタンフォームに導電性を付与する方法としては、例えば、カーボンブラック、ポリピロール若しくはイオン導電物質等の導電性物質が混合された原料を用いて発泡成形する方法、又は、上記のような導電性物質を含む溶液にポリウレタンフォームを含浸させた後にポリウレタンフォームを加熱乾燥させる方法等が挙げられる。   Then, the method to provide electroconductivity to a polyurethane foam is demonstrated. As a method for imparting conductivity to the polyurethane foam, for example, a foam molding method using a raw material mixed with a conductive material such as carbon black, polypyrrole or an ionic conductive material, or a conductive material as described above is used. Examples include a method in which a polyurethane foam is impregnated with a solution to be contained and then the polyurethane foam is heated and dried.

より好ましくは、カーボンブラックを含む溶液にポリウレタンフォームを含浸させる方法が採用される。かかる方法によれば、導電性付与後においても、ポリウレタンフォームが有する特性が損なわれず、ポリウレタンフォームの電気抵抗値や硬度が環境によって変動することを極力回避できる。上記のカーボンブラックは、広義のカーボンブラックを指す。使用可能なカーボンブラックとしては、例えば、ファーネスブラック、サーマルブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、及びカラーブラック等の狭義のカーボンブラック、並びにグラファイト等が挙げられる。また、広義のカーボンブラックとして、狭義のカーボンブラック又はグラファイト等の表面にビニル系モノマーを分岐状に重合させてなる高分子材料を使用することもできる。   More preferably, a method of impregnating polyurethane foam into a solution containing carbon black is employed. According to this method, even after the conductivity is imparted, the properties of the polyurethane foam are not impaired, and it is possible to avoid as much as possible that the electrical resistance value and hardness of the polyurethane foam vary depending on the environment. The above carbon black refers to carbon black in a broad sense. Examples of carbon black that can be used include carbon black in a narrow sense such as furnace black, thermal black, channel black, acetylene black, ketjen black, and color black, and graphite. In addition, a polymer material obtained by polymerizing vinyl monomers in a branched manner on the surface of carbon black or graphite in a narrow sense can be used as the carbon black in a broad sense.

含浸によりポリウレタンフォームに導電性を付与する具体的な方法について説明する。   A specific method for imparting conductivity to the polyurethane foam by impregnation will be described.

先ず、カーボンブラックをバインダとともに水または有機溶剤に混合することで、所定粘度の含浸液を調製する。バインダは、カーボンブラックをポリウレタンフォーム内に付着、固定させるために使用される。バインダとしては、ポリウレタンフォームに固定された後にも弾性を有する材料が好適に用いられ、具体的には例えばゴムのラテックス等が用いられる。含浸液の粘度は特に限定されないが、含浸液をポリウレタンフォームに浸透させやすくする観点から、25度の温度条件下において8〜15cps程度であることが好ましい。含浸液の粘度は、例えば、水または有機溶剤とカーボンブラックとの配合比率を調整したり、界面活性剤を添加したりすることにより調整することができる。   First, carbon black is mixed with water or an organic solvent together with a binder to prepare an impregnating liquid having a predetermined viscosity. The binder is used to adhere and fix carbon black in the polyurethane foam. As the binder, a material having elasticity even after being fixed to the polyurethane foam is suitably used. Specifically, for example, rubber latex or the like is used. The viscosity of the impregnating liquid is not particularly limited, but is preferably about 8 to 15 cps under a temperature condition of 25 degrees from the viewpoint of allowing the impregnating liquid to easily penetrate into the polyurethane foam. The viscosity of the impregnating liquid can be adjusted, for example, by adjusting the blending ratio of water or an organic solvent and carbon black, or by adding a surfactant.

含浸液にポリウレタンフォームを含浸させると、含浸液はポリウレタンフォームの表面から内部へ浸透する。含浸方法としては、例えば、ポリウレタンフォームの表面に含浸液を塗布する方法、又は含浸液にポリウレタンフォームを浸す方法等が挙げられる。含浸液は、ポリウレタンフォームの表面から0.02mm〜0.1mm程度の厚み部分に浸透させることが好ましい。含浸液を浸透させる程度の調整は、含浸液を塗布する際に含浸液用の容器から含浸液を絞り出す条件、ポリウレタンフォームのセルの大きさ、含浸液の濃度、又は含浸液の粘度等を調整することによって行う。   When the polyurethane foam is impregnated with the impregnation liquid, the impregnation liquid penetrates from the surface of the polyurethane foam to the inside. Examples of the impregnation method include a method of applying an impregnation liquid on the surface of the polyurethane foam, a method of immersing the polyurethane foam in the impregnation liquid, and the like. It is preferable that the impregnating liquid penetrates from the surface of the polyurethane foam into a thickness portion of about 0.02 mm to 0.1 mm. Adjustment of the degree of impregnation with the impregnating liquid is performed by adjusting the conditions for squeezing the impregnating liquid from the container for the impregnating liquid, the polyurethane foam cell size, the concentration of the impregnating liquid, or the viscosity of the impregnating liquid. By doing.

以上の含浸液調製方法および含浸方法を用いることにより、ポリウレタンフォーム層58の硬度の上昇を抑制しつつ、ポリウレタンフォーム層58に適当な導電性を付与することができる。ポリウレタンフォーム層58の体積抵抗率は10Ωcm以上10Ωcm以下であることが好ましい。また、ポリウレタンフォーム層58の硬度に与える影響を低減する観点から、ポリウレタンフォーム層58の体積抵抗率は10Ωcm以上10Ωcm以下であることがより好ましく、10Ωcm以上10Ωcm以下であることがより一層好ましい。 By using the above impregnation liquid preparation method and impregnation method, it is possible to impart appropriate conductivity to the polyurethane foam layer 58 while suppressing an increase in the hardness of the polyurethane foam layer 58. The volume resistivity of the polyurethane foam layer 58 is preferably 10 2 Ωcm or more and 10 7 Ωcm or less. Further, from the viewpoint of reducing the influence on the hardness of the polyurethane foam layer 58, the volume resistivity of the polyurethane foam layer 58 is more preferably 10 4 Ωcm or more and 10 7 Ωcm or less, and more preferably 10 5 Ωcm or more and 10 7 Ωcm or less. Even more preferably.

上記の含浸が終了した後、ポリウレタンフォームを加熱により乾燥させる。これにより、ポリウレタンフォームに浸透した含浸液中の水または有機溶剤が蒸発するとともに、含浸液中のバインダが硬化する。バインダが硬化すると、バインダとともに含浸液に含まれていた導電性物質が、ポリウレタンフォームのセル壁面に固定され、これにより、ポリウレタンフォームに導電性が付与される。なお、ポリウレタンフォームの加熱乾燥は、例えば、120度以上130度以下の温度で20分以上30分以下の時間だけ行われるが、加熱乾燥の条件は、乾燥前のポリウレタンフォームの材質および大きさ、並びに含浸液中のバインダの種類等によって適宜決定される。   After the above impregnation is completed, the polyurethane foam is dried by heating. As a result, the water or organic solvent in the impregnating liquid that has penetrated into the polyurethane foam evaporates and the binder in the impregnating liquid is cured. When the binder is cured, the conductive material contained in the impregnating solution together with the binder is fixed to the cell wall surface of the polyurethane foam, thereby imparting conductivity to the polyurethane foam. The polyurethane foam is dried by heating, for example, at a temperature of 120 ° C. or more and 130 ° C. or less for a time of 20 minutes or more and 30 minutes or less. The conditions for the heat drying are the material and size of the polyurethane foam before drying, In addition, it is appropriately determined depending on the type of binder in the impregnating liquid.

クリーニングローラ54のポリウレタンフォーム層58に導電性を付与した場合、感光体12とクリーニングローラ54との間に所定の電界を形成することで、感光体12のクリーニングに、機械的な作用だけでなく電気的な作用も利用することができる。   When conductivity is imparted to the polyurethane foam layer 58 of the cleaning roller 54, a predetermined electric field is formed between the photosensitive member 12 and the cleaning roller 54, so that not only the mechanical action but also the cleaning of the photosensitive member 12 is performed. Electrical action can also be used.

具体的に説明すると、感光体12の外周面上の付着物(例えばトナー又は外添剤)の大部分が負極性に帯電している場合、感光体12とクリーニングローラ54との間には、例えば、クリーニングローラ54から感光体12に向かって正極性(例えば10μA以上30μA以下)の電流が流れるような直流電界(例えば100ボルト以上1000ボルト以下の電位差)が形成される。この場合、感光体12上の負極性に帯電した付着物が、電界の作用によりクリーニングローラ54に転移しやすくなり、感光体12の外周面を効率的にクリーニングすることができる。ただし、感光体12とクリーニングローラ54との間に形成される電界の構成は特に限定されるものではなく、例えば、交流電界を形成することで、負極性に帯電した付着物だけでなく正極性に帯電した付着物も効率的に回収できるようにしてもよい。   More specifically, when most of the deposits (for example, toner or external additives) on the outer peripheral surface of the photoconductor 12 are negatively charged, there is a gap between the photoconductor 12 and the cleaning roller 54. For example, a direct current electric field (for example, a potential difference of 100 volts or more and 1000 volts or less) is formed such that a positive current (for example, 10 μA or more and 30 μA or less) flows from the cleaning roller 54 toward the photosensitive member 12. In this case, the negatively charged deposit on the photoconductor 12 is easily transferred to the cleaning roller 54 by the action of an electric field, and the outer peripheral surface of the photoconductor 12 can be efficiently cleaned. However, the configuration of the electric field formed between the photoconductor 12 and the cleaning roller 54 is not particularly limited. For example, by forming an AC electric field, not only the negatively charged deposit but also the positive polarity. It is also possible to make it possible to efficiently collect deposits that are electrically charged.

〔6.掻き取り部材〕
続いて、クリーニングローラ54のポリウレタンフォーム層58内の異物を掻き取る掻き取り部材の構成について、具体的に説明する。掻き取り部材の形状は特に限定されるものではなく、例えばブレード状、棒状、又はローラ状の掻き取り部材が使用される。
[6. Scraping member)
Next, the configuration of the scraping member that scrapes off the foreign matter in the polyurethane foam layer 58 of the cleaning roller 54 will be specifically described. The shape of the scraping member is not particularly limited, and for example, a blade-like, rod-like, or roller-like scraping member is used.

図1に示す実施形態では、ブレード状の掻き取り部材70が使用されている。このようにブレード状の掻き取り部材70を使用する場合、掻き取り部材70の材料は特に限定されないが、例えば、ウレタンゴム等のゴム、又は、ステンレス若しくは鉄等の金属が用いられる。棒状の掻き取り部材を使用する場合も、掻き取り部材の材料は特に限定されず、例えばゴム又は金属を使用することができる。   In the embodiment shown in FIG. 1, a blade-shaped scraping member 70 is used. Thus, when using the blade-shaped scraping member 70, the material of the scraping member 70 is not specifically limited, For example, rubbers, such as urethane rubber, or metals, such as stainless steel or iron, are used. Even when a bar-shaped scraping member is used, the material of the scraping member is not particularly limited, and for example, rubber or metal can be used.

図4に示す実施形態では、ローラ状の掻き取り部材72が使用されている。掻き取り部材72の材料としては例えば鉄が使用されるが、必ずしもこれに限定されるものではない。ローラ状の掻き取り部材72に使用される鉄以外の材料としては、例えば、アルミニウム、ステンレス若しくは合金等の金属、又は、ウレタン、EPDM若しくはNBR等のゴムが使用される。また、金属ローラまたはゴムローラの表面がコート層で覆われてなるローラ等、複数の層からなるローラを掻き取り部材72として使用してもよい。さらに、ブラシ状の表面層を備えたローラを掻き取り部材72として使用することもできる。   In the embodiment shown in FIG. 4, a roller-shaped scraping member 72 is used. For example, iron is used as the material of the scraping member 72, but the material is not necessarily limited thereto. As a material other than iron used for the roller-shaped scraping member 72, for example, a metal such as aluminum, stainless steel, or an alloy, or a rubber such as urethane, EPDM, or NBR is used. Further, a roller having a plurality of layers such as a roller in which the surface of a metal roller or a rubber roller is covered with a coat layer may be used as the scraping member 72. Furthermore, a roller having a brush-like surface layer can also be used as the scraping member 72.

掻き取り部材72は、クリーニングローラ54と平行に、且つ、回転可能に配置されている。掻き取り部材72は、図示しないモータに駆動連結され、該モータの駆動により図中時計回り方向に回転するようにしてある。これにより、クリーニングローラ54と掻き取り部材72は、それらの接触部において同一方向(所謂ウィズ方向)に回転する。   The scraping member 72 is disposed parallel to the cleaning roller 54 and rotatably. The scraping member 72 is drivingly connected to a motor (not shown), and is rotated in the clockwise direction in the drawing by driving the motor. As a result, the cleaning roller 54 and the scraping member 72 rotate in the same direction (so-called with direction) at their contact portions.

掻き取り部材72の外周面には、例えば金属からなるスクレーパ74の先端が接触して配置されている。これにより、クリーニングローラ54から掻き取られた掻き取り部材72上の異物が、スクレーパ74により掻き落とされる。よって、掻き取り部材72の掻き取り性能を長期に亘って良好に維持でき、これに伴い、クリーニングローラ54のクリーニング性能の維持を図ることができる。   A scraper 74 made of metal, for example, is disposed in contact with the outer peripheral surface of the scraping member 72. Thereby, the foreign matter on the scraping member 72 scraped off from the cleaning roller 54 is scraped off by the scraper 74. Therefore, the scraping performance of the scraping member 72 can be satisfactorily maintained over a long period of time, and accordingly, the cleaning performance of the cleaning roller 54 can be maintained.

図4に示す実施形態では、感光体12とクリーニングローラ54との間に電界(例えば100ボルトの電位差)を形成するだけでなく、クリーニングローラ54と掻き取り部材72との間にも所定の電界(例えば100ボルトの電位差)を形成するように構成することが好ましい。これにより掻き取り部材72の掻き取り性能を高めることができる。   In the embodiment shown in FIG. 4, not only an electric field (for example, a potential difference of 100 volts) is formed between the photosensitive member 12 and the cleaning roller 54, but also a predetermined electric field is generated between the cleaning roller 54 and the scraping member 72. It is preferable to configure so as to form a potential difference (for example, a potential difference of 100 volts). Thereby, the scraping performance of the scraping member 72 can be enhanced.

〔7.プレ帯電部材〕
図5に示すように、感光体12の回転方向におけるクリーニングローラ54よりも上流側に、感光体12外周面のトナー等の付着物の帯電極性を均一にするためのプレ帯電部材76を設けてもよい。この場合、プレ帯電部材76に負極性または正極性の所定の電圧を印加することで、感光体12上の付着物の帯電極性が負極性または正極性に揃えられ、これにより、付着物がクリーニングローラ54により回収されやすくなる。
[7. (Pre-charging member)
As shown in FIG. 5, a pre-charging member 76 is provided on the upstream side of the cleaning roller 54 in the rotation direction of the photoconductor 12 to make the charging polarity of the adhering material such as toner on the outer peripheral surface of the photoconductor 12 uniform. Also good. In this case, by applying a predetermined negative or positive polarity voltage to the pre-charging member 76, the charged polarity of the deposit on the photoconductor 12 is made negative or positive, thereby cleaning the deposit. It becomes easy to collect by the roller 54.

図5に示す実施形態において、プレ帯電部材76は、基材77と基材77に取り付けられたブラシ繊維78とを有する。基材77には、導電性を有する材料が使用される。基材77に使用される具体的な材料としては、例えば、導電性を有するナイロン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、又はビニロン樹脂が挙げられる。ブラシ繊維78は、基材77に植設されている。ブラシ繊維78の材料には、例えば、ナイロン66若しくはナイロン6等のナイロン樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂、又はビニロン樹脂等が用いられる。また、ブラシ繊維78の材料にはカーボンブラック等の導電性物質が添加されており、これにより、ブラシ繊維78に導電性が付与されている。ブラシ繊維78の単糸直径(太さ)は、好ましくは10μm以上50μm以下であり、より好ましくは20μm以上30μm以下である。ブラシ繊維78の密度は、好ましくは50kF/inch以上400kF/inch以下であり、より好ましくは200kF/inch以上300kF/inch以下である。ブラシ繊維78のパイル長(基材77からの突出長さ)は、好ましくは0.5mm以上10mm以下であり、より好ましくは3mm以上8mm以下である。ブラシ繊維78の体積抵抗率は、好ましくは10Ωcm以上1014Ωcm以下であり、より好ましくは10Ωcm以上10Ωcm以下である。 In the embodiment shown in FIG. 5, the precharging member 76 has a base material 77 and brush fibers 78 attached to the base material 77. For the base material 77, a conductive material is used. Specific materials used for the substrate 77 include, for example, conductive nylon resin, polyester resin, acrylic resin, or vinylon resin. The brush fiber 78 is implanted in the base material 77. As the material of the brush fiber 78, for example, nylon resin such as nylon 66 or nylon 6, polyester resin, fluorine resin, acrylic resin, or vinylon resin is used. In addition, a conductive material such as carbon black is added to the material of the brush fiber 78, thereby imparting conductivity to the brush fiber 78. The single yarn diameter (thickness) of the brush fiber 78 is preferably 10 μm or more and 50 μm or less, and more preferably 20 μm or more and 30 μm or less. The density of the brush fibers 78 is preferably 50 kF / inch 2 or more and 400 kF / inch 2 or less, more preferably 200 kF / inch 2 or more and 300 kF / inch 2 or less. The pile length (projection length from the base material 77) of the brush fiber 78 is preferably 0.5 mm or more and 10 mm or less, and more preferably 3 mm or more and 8 mm or less. The volume resistivity of the brush fiber 78 is preferably 10 5 Ωcm or more and 10 14 Ωcm or less, more preferably 10 6 Ωcm or more and 10 8 Ωcm or less.

トナーの正規帯電極性が負極性である場合、感光体12に付着したトナーの多くは負極性に帯電している。しかし、転写バイアス等の影響により、感光体12の外周面には、負極性に帯電した付着物だけでなく、帯電量がゼロ又は略ゼロである付着物、及び正極性に帯電した付着物も存在する。よって、プレ帯電部材76には負極性の電圧を印加することが好ましく、これにより、感光体12上の付着物の帯電極性を負極性に揃えることができる。プレ帯電部材76により帯電極性が負極性に揃えられた感光体12上の付着物は、正極性の電圧が印加されたクリーニングローラ54により効率的に回収される。この場合において、ブラシ繊維78の体積抵抗率が10Ωcm以上10Ωcm以下であれば、プレ帯電部材76に印加するバイアスの電流は、−100μA以上−10μA以下であることが好ましく、−80μA以上−40μA以下であることが望ましい。 When the regular charging polarity of the toner is negative, most of the toner adhering to the photoconductor 12 is negatively charged. However, due to the influence of the transfer bias or the like, not only the negatively charged deposit on the outer peripheral surface of the photoconductor 12 but also the deposit having a charge amount of zero or substantially zero and the positively charged deposit. Exists. Therefore, it is preferable to apply a negative voltage to the pre-charging member 76, whereby the charge polarity of the deposit on the photoconductor 12 can be made negative. Deposits on the photoreceptor 12 whose charging polarity is made negative by the pre-charging member 76 are efficiently collected by the cleaning roller 54 to which a positive voltage is applied. In this case, if the volume resistivity of the brush fiber 78 is 10 6 Ωcm or more and 10 8 Ωcm or less, the bias current applied to the pre-charging member 76 is preferably −100 μA or more and −10 μA or less, and −80 μA. It is desirable that it is -40 μA or less.

ただし、プレ帯電部材76には正極性の電圧を印加してもよく、この場合、感光体12上の付着物の帯電極性を正極性に揃えることができる。プレ帯電部材76により帯電極性が正極性に揃えられた感光体12上の付着物は、負極性の電圧が印加されたクリーニングローラ54により効率的に回収される。この場合において、ブラシ繊維78の体積抵抗率が10Ωcm以上10Ωcm以下であれば、プレ帯電部材76に印加するバイアスの電流は、10μA以上100μA以下であることが好ましく、40μA以上80μA以下であることが望ましい。 However, a positive voltage may be applied to the pre-charging member 76, and in this case, the charge polarity of the deposit on the photoconductor 12 can be made positive. Deposits on the photoreceptor 12 whose charging polarity is made positive by the pre-charging member 76 are efficiently recovered by the cleaning roller 54 to which a negative voltage is applied. In this case, if the volume resistivity of the brush fiber 78 is 10 6 Ωcm or more and 10 8 Ωcm or less, the bias current applied to the pre-charging member 76 is preferably 10 μA or more and 100 μA or less, and 40 μA or more and 80 μA or less. It is desirable that

プレ帯電部材76を設ける場合のより具体的な実施形態では、導電性ナイロン樹脂からなり、単糸直径(太さ)が20μm、密度が240kF/inch、パイル長(基材77からの突出長さ)が5mm、体積抵抗率が10Ωcmであるブラシ繊維78が使用される。ブラシ繊維78は、複数密集した状態で基材77に植設される。ブラシ繊維78の密集全体の形状は、感光体12の長さ方向に延び且つ10mmの幅を有する角棒状である。また、かかる実施形態では、プレ帯電部材76と感光体12との間に、プレ帯電部材76から感光体12に向かって−60μAの電流が流れるような直流電界(2500ボルトの電位差)が形成される。これにより、感光体12上の付着物が、クリーニングローラ54により回収される前に均一に負極性に帯電される。さらに、この実施形態では、掻き取り部材72とクリーニングローラ54との間、及びクリーニングローラ54と感光体12との間に、掻き取り部材72からクリーニングローラ54を経由して感光体12へ10μA以上30μA以下の電流が流れるような直流電界(各100ボルトの電位差)が形成される。これにより、上述のようにプレ帯電部材76により帯電極性が負極性に揃えられた付着物が、クリーニングローラ54と掻き取り部材72とによって感光体12から良好に除去される。 In a more specific embodiment in which the pre-charging member 76 is provided, it is made of conductive nylon resin, the single yarn diameter (thickness) is 20 μm, the density is 240 kF / inch 2 , and the pile length (projection length from the base material 77) B) is used, and a brush fiber 78 having a volume resistivity of 10 8 Ωcm is used. A plurality of brush fibers 78 are planted in the base material 77 in a dense state. The overall density of the brush fibers 78 is a square bar shape that extends in the length direction of the photoreceptor 12 and has a width of 10 mm. In this embodiment, a DC electric field (a potential difference of 2500 volts) is formed between the precharging member 76 and the photosensitive member 12 so that a current of −60 μA flows from the precharging member 76 toward the photosensitive member 12. The As a result, the deposit on the photoconductor 12 is uniformly charged to a negative polarity before being collected by the cleaning roller 54. Furthermore, in this embodiment, 10 μA or more is passed from the scraping member 72 via the cleaning roller 54 to the photosensitive member 12 between the scraping member 72 and the cleaning roller 54 and between the cleaning roller 54 and the photosensitive member 12. A DC electric field (potential difference of 100 volts each) is formed so that a current of 30 μA or less flows. As a result, the adhering matter whose charging polarity is made negative by the pre-charging member 76 as described above is satisfactorily removed from the photoreceptor 12 by the cleaning roller 54 and the scraping member 72.

以上のようにプレ帯電部材76を設ける場合、プレ帯電部材76の内部に滞留したトナー等の異物を吐き出すように、プレ帯電部材76に印加するバイアスを制御してもよい。例えば、感光体12のクリーニング時においてプレ帯電部材76に負極性のバイアスを印加する構成においては、プレ帯電部材76の内部に滞留する異物の大部分は正極性に帯電しているか又は帯電量がゼロ若しくは略ゼロである。よって、適当なタイミングで、通常時とは逆の極性、すなわち正極性のバイアスをプレ帯電部材76に印加するように制御することで、プレ帯電部材76の内部に滞留した異物を感光体12上へ吐き出すことができる。かかる異物の吐き出しの終了後、プレ帯電部材76には再び通常の極性、すなわち負極性のバイアスを印加するように制御すればよく、これにより、感光体12上に吐き出された異物は、感光体12の回転に伴い再びプレ帯電部材76との対向部に搬送されると、プレ帯電部材76により負極性に帯電され、正極性のバイアスが印加されたクリーニングローラ54により感光体12から回収される。   When the precharge member 76 is provided as described above, the bias applied to the precharge member 76 may be controlled so as to discharge foreign matters such as toner staying in the precharge member 76. For example, in a configuration in which a negative bias is applied to the precharge member 76 during cleaning of the photoconductor 12, most of the foreign matter staying inside the precharge member 76 is positively charged or has a charge amount. Zero or nearly zero. Therefore, the foreign matter staying in the precharge member 76 is controlled on the photosensitive member 12 by controlling the bias to be applied to the precharge member 76 with a polarity opposite to that in the normal state, that is, a positive polarity bias at an appropriate timing. Can be exhaled. After the discharge of the foreign matter is completed, the pre-charging member 76 may be controlled so as to apply a normal polarity, that is, a negative polarity bias again. As a result, the foreign matter discharged onto the photoconductor 12 When the sheet 12 is conveyed again to the portion facing the pre-charging member 76 as the rotation 12 rotates, the pre-charging member 76 is negatively charged and is collected from the photoreceptor 12 by the cleaning roller 54 to which a positive-polarity bias is applied. .

なお、プレ帯電部材の構成は、所望の帯電機能を有していれば必ずしも上記のようにブラシ状である必要はない。例えば、ブレード状のプレ帯電部材を使用してもよく、この場合、プレ帯電部材の材料には、例えば、上記のブラシ繊維78と同様の材料、又は、ステンレス若しくはアルミニウム等の金属が用いられる。また、回転式のプレ帯電部材を使用することもでき、この場合、例えば、外周面がブラシ状に形成された回転部材または発泡体からなる回転部材が好適に使用される。   The configuration of the pre-charging member does not necessarily have a brush shape as described above as long as it has a desired charging function. For example, a blade-shaped precharging member may be used, and in this case, for example, a material similar to the brush fiber 78 described above or a metal such as stainless steel or aluminum is used as the material of the precharging member. A rotary pre-charging member can also be used. In this case, for example, a rotating member having an outer peripheral surface formed in a brush shape or a rotating member made of a foam is preferably used.

以上、上述の実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明において、ポリウレタンフォーム層の製造方法は、必ずしも上述の実施形態に限られず、別の方法でポリウレタンフォーム層を製造することを妨げないものとする。   While the present invention has been described with reference to the above-described embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments. For example, in the present invention, the method for producing the polyurethane foam layer is not necessarily limited to the above-described embodiment, and does not prevent the polyurethane foam layer from being produced by another method.

感光体用クリーニングローラのポリウレタンフォーム層の好適な物性を確認する試験を行った。具体的に、ポリウレタンフォーム層の物性として、セル数、セル壁面の開口率、硬さ、平均セル径、密度および体積抵抗率の好適な値を確認した。   A test was conducted to confirm suitable physical properties of the polyurethane foam layer of the cleaning roller for the photoconductor. Specifically, as the physical properties of the polyurethane foam layer, suitable values of the number of cells, the cell wall opening ratio, hardness, average cell diameter, density, and volume resistivity were confirmed.

画像形成装置としては、コニカミノルタ社製のMagicolor5570の画像形成装置を使用し、適宜改造した感光体用クリーニングローラを画像形成装置に搭載した。なお、上述の実施形態に係るクリーニング装置40と掻き取り部材70は搭載しなかった。   As the image forming apparatus, an image forming apparatus of Magiccolor 5570 manufactured by Konica Minolta Co., Ltd. was used, and an appropriately modified photoconductor cleaning roller was mounted on the image forming apparatus. Note that the cleaning device 40 and the scraping member 70 according to the above-described embodiment were not mounted.

感光体用クリーニングローラのポリウレタンフォーム層としては、表1に示す材料1〜材料14のいずれかの材料からなるものを使用した。これら材料1〜材料14は、原料としてポリオール、イソシアネート、アミン系触媒、有機酸塩系触媒、水(発泡剤)および整泡剤を使用して、上述の実施形態で説明した方法により製造した。具体的に、ポリオールとしては、ポリエーテルポリオール(商品名 アクトコールED−37B(数平均分子量3000);三井武田化学製)を使用した。イソシアネートしては、メチレンジフェニルジイソシアネート(MDI)(商品名 ミリオネート MTL−S;日本ポリウレタン製)を使用した。アミン系触媒としては、花王製のカオライザー No.23NPを使用した。有機酸塩系触媒としては、PANTECHNOLOGY製のEP73660Aを使用した。整泡剤としては、直鎖ジメチルポリシロキサン(商品名 Niaxsilicone L5614;GESilicones製)を使用した。各原料の使用量は、表1に示す通りである。   As the polyurethane foam layer of the cleaning roller for the photoconductor, one made of any one of the materials 1 to 14 shown in Table 1 was used. These materials 1 to 14 were produced by the method described in the above embodiment, using polyol, isocyanate, amine-based catalyst, organic acid salt-based catalyst, water (foaming agent) and foam stabilizer as raw materials. Specifically, polyether polyol (trade name Actol ED-37B (number average molecular weight 3000); manufactured by Mitsui Takeda Chemical Co., Ltd.) was used as the polyol. As the isocyanate, methylene diphenyl diisocyanate (MDI) (trade name Millionate MTL-S; manufactured by Nippon Polyurethane) was used. As an amine-based catalyst, Kaolyzer No. 23NP was used. EP73660A manufactured by PANTECHNOLOGY was used as the organic acid salt catalyst. As the foam stabilizer, linear dimethylpolysiloxane (trade name: Niaxsilicone L5614; manufactured by GE Silicones) was used. The amount of each raw material used is as shown in Table 1.

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材料1〜材料14の物性値の測定方法について説明する。セル数に関しては、クリーニングローラの表面(軸方向3箇所×周方向8箇所)を走査電子顕微鏡(SEM)により観察し、観察箇所毎に1インチ当たりのセルの個数を計測し、それらの平均値を算出した。セル壁面の開口率に関しては、クリーニングローラの外周面を走査電子顕微鏡(SEM)により100倍の倍率で観察し、観察した表面のセルの壁面について開口の面積Sと全体の面積Sを算出して、開口率(S/S×100)を求めた。硬さに関しては、ポリウレタンフォーム層を、その厚さが元の70%になるまで所定の押し当て面に押し込んだときに、その押し当て面が受ける単位長さ当たりの荷重を計測し、この計測値(gf/mm)を硬さとした。平均セル径は、供給ローラの表面(軸方向3箇所×周方向8箇所)を走査電子顕微鏡(SEM)により観察し、観察箇所毎に10個(合計240個)のセルの直径を計測し、それらの計測値より算出した。密度については、クリーニングローラの重量から芯金の重量を減算することでポリウレタンフォーム層の重量を求め、寸法に基づきポリウレタンフォーム層の体積を求めて、それらの重量と体積より密度を算出した。 A method for measuring physical properties of materials 1 to 14 will be described. Regarding the number of cells, the surface of the cleaning roller (3 locations in the axial direction × 8 locations in the circumferential direction) was observed with a scanning electron microscope (SEM), and the number of cells per inch was measured at each observed location, and the average value thereof was measured. Was calculated. Regarding the aperture ratio of the cell wall, it was observed at a magnification of 100 to the outer peripheral surface by scanning electron microscopy (SEM) of the cleaning roller, the wall surfaces of the cells of the observed surface and the area S 1 of the openings to calculate the total area S The aperture ratio (S 1 / S × 100) was determined. Regarding the hardness, when the polyurethane foam layer is pushed into a predetermined pressing surface until its thickness reaches 70% of the original, the load per unit length that the pressing surface receives is measured. The value (gf / mm) was taken as hardness. The average cell diameter is measured with a scanning electron microscope (SEM) on the surface of the supply roller (3 in the axial direction × 8 in the circumferential direction), and the diameter of 10 cells (240 in total) is measured at each observation location. It calculated from those measured values. Regarding the density, the weight of the polyurethane foam layer was obtained by subtracting the weight of the core metal from the weight of the cleaning roller, the volume of the polyurethane foam layer was obtained based on the dimensions, and the density was calculated from the weight and the volume.

トナーとしては、平均粒径が異なる2種類のトナー(トナーA及びトナーB)を使用し、平均粒径が4.5μmであるトナーAを使用する実験例A1〜実験例A14と、平均粒径が7.0μmであるトナーBを使用する実験例B1〜実験例B14を設定した。全ての実験例において、クリーニングローラと感光体との電位差を50Vとし、マイナスに荷電されたトナーに対してクリーニングローラ側に吸引力が働くように設定した。また、全ての実験例において、クリーニングローラの回転方向を感光体に対して所謂ウィズ方向に設定して、感光体の周速度Vに対するクリーニングローラの周速度Vの比率R(V/V)を0.5に設定した。各実験例について、使用するポリウレタンフォーム層の材料は、表2及び表3に示す通りである。各実験例のポリウレタンフォーム層には、表2及び表3に示す体積抵抗率となるように導電性を付与した。また、各実験例について、感光体へのクリーニングローラの接触圧、感光体とクリーニングローラとの接触ニップ幅、及び感光体へのクリーニングローラの食い込み量を表2及び表3に示すように設定した。 As the toner, two types of toners (toner A and toner B) having different average particle diameters are used, and Experimental Example A1 to Experimental Example A14 using the toner A having an average particle diameter of 4.5 μm, and the average particle diameter Experimental Example B1 to Experimental Example B14 using Toner B having a diameter of 7.0 μm were set. In all the experimental examples, the potential difference between the cleaning roller and the photosensitive member was set to 50 V, and the suction force was applied to the negatively charged toner on the cleaning roller side. In all the experimental examples, the rotation direction of the cleaning roller is set to a so-called width direction with respect to the photoconductor, and the ratio R (V B / V) of the peripheral speed V B of the cleaning roller to the peripheral speed V A of the photoconductor. A ) was set to 0.5. For each experimental example, the polyurethane foam layer materials used are as shown in Tables 2 and 3. The polyurethane foam layer of each experimental example was given conductivity so as to have the volume resistivity shown in Tables 2 and 3. For each experimental example, the contact pressure of the cleaning roller to the photosensitive member, the contact nip width between the photosensitive member and the cleaning roller, and the amount of biting of the cleaning roller into the photosensitive member were set as shown in Tables 2 and 3. .

実験例ごとに、雰囲気温度28℃相対湿度85%の環境下で上記の画像形成装置を使用してベタ画像を5万枚連続プリントし、連続プリント初期の画質、連続プリント中の画像抜け、及び、連続プリント終了後の感光体の表面の傷に関する評価を行った。ここで評価する画像抜けは、感光体のクリーニング不良に起因するものである。クリーニング不良に起因する画像抜けに関する評価は、画像抜けが発生しなかった場合を「なし」で表し、画像抜けが発生した場合は発生時のプリント枚数で表した(表2及び表3参照)。感光体の傷に関する評価は、傷が発生しなかった場合を「A」で表し、軽微な傷が発生した場合を「B」で表し、傷の発生が顕著であった場合を「C」で表した(表2及び表3参照)。   For each experimental example, 50,000 solid images were continuously printed using the above-described image forming apparatus in an environment of an ambient temperature of 28 ° C. and a relative humidity of 85%, and the initial image quality of continuous printing, image omission during continuous printing, and Then, the evaluation on the scratches on the surface of the photoreceptor after completion of continuous printing was performed. The image omission evaluated here is due to poor cleaning of the photoreceptor. In the evaluation regarding the image omission due to the cleaning failure, the case where no image omission occurred was expressed as “none”, and when the image omission occurred, it was represented by the number of prints at the time of occurrence (see Tables 2 and 3). The evaluation of the scratches on the photoreceptor is represented by “A” when no scratches occur, “B” when minor scratches occur, and “C” when scratches are significant. (See Tables 2 and 3).

上述の連続プリント終了後、同じ温湿環境下に画像形成装置を一晩放置し、その画像形成装置を使用して翌朝にベタ画像を5万枚連続プリントして、この連続プリント中の画像抜けに関する評価を行った。ここで評価する画像抜けは、感光体上に生じた外添剤等の被膜とオゾンとの化学反応により生じた生成物に起因するものである。被膜とオゾンとの化学反応に起因する画像抜けに関する評価は、画像抜けが発生しなかった場合を「なし」で表し、画像抜けが発生した場合を「あり」で表した(表2及び表3参照)。   After the above continuous printing is completed, the image forming apparatus is left overnight in the same temperature and humidity environment, and 50,000 solid images are continuously printed on the next morning using the image forming apparatus. Was evaluated. The image omission evaluated here is caused by a product generated by a chemical reaction between a film such as an external additive formed on the photoreceptor and ozone. The evaluation regarding the image omission due to the chemical reaction between the coating and ozone was expressed as “none” when no image omission occurred and “present” when the image omission occurred (Tables 2 and 3). reference).

表2及び表3に示す試験結果について検討する。   The test results shown in Table 2 and Table 3 will be examined.

材料1〜材料10を使用した実験例A1〜実験例A10−2及び実験例B1〜実験例B10−2については、初期の画質の評価、クリーニング不良に起因する画像抜けに関する評価、感光体の傷に関する評価、及び被膜とオゾンとの化学反応に起因する画像抜けに関する評価はいずれも良好であった。これに対して、材料11〜材料14を使用した実験例A11〜実験例A14及び実験例B11〜実験例B14については、初期の画質の評価を除いて評価が悪かった。   For Experimental Example A1 to Experimental Example A10-2 and Experimental Example B1 to Experimental Example B10-2 using Materials 1 to 10, evaluation of initial image quality, evaluation of missing images due to poor cleaning, and scratches on the photoreceptor The evaluation regarding the image loss and the evaluation regarding the image omission caused by the chemical reaction between the coating film and ozone were both good. In contrast, Experimental Examples A11 to A14 and Experimental Examples B11 to B14 using the materials 11 to 14 were poor in evaluation except for the initial image quality evaluation.

材料11を使用した実験例A11及び実験例B11でクリーニング不良に起因する画像抜けが生じた理由は、材料11のセル数(35個/inch)が他の材料のセル数(40〜85個/inch)よりも少ないことから、セルの壁面が感光体上の現像剤に接触する頻度が低く、感光体上の現像剤をクリーニングローラにより十分に掻き取れないためであると考えられる。また、掻き取れなかったトナーが、感光体に接触する部材と接触を繰り返すことにより固着したため、感光体の表面に軽微な傷が発生したものと考えられる。さらに、感光体上に外添剤等のフィルミングが生じた状態で一晩放置されたことで、感光体上の被膜とオゾンとが化学反応を起こして、その化学反応生成物が感光体の表面に付着し、これに起因して、翌朝の連続プリントの初期に画像抜けが生じたものと考えられる。このことから、ポリウレタンフォーム層のセル数は40個/inch以上であることが好ましいことが分かった。   The reason why the image loss due to poor cleaning occurred in Experimental Example A11 and Experimental Example B11 using the material 11 is that the number of cells of the material 11 (35 / inch) is the number of cells of other materials (40 to 85 / This is considered to be because the frequency of the contact of the cell wall with the developer on the photosensitive member is low, and the developer on the photosensitive member cannot be sufficiently scraped off by the cleaning roller. Further, since the toner that could not be scraped was fixed by repeated contact with the member that contacts the photoconductor, it is considered that minor scratches were generated on the surface of the photoconductor. Furthermore, the film on the photoconductor and ozone undergo a chemical reaction by being left overnight with filming of an external additive or the like on the photoconductor. It is considered that image loss occurred in the initial stage of continuous printing the next morning due to adhesion to the surface. From this, it was found that the number of cells of the polyurethane foam layer is preferably 40 / inch or more.

材料12を使用した実験例A12及び実験例B12でクリーニング不良に起因する画像抜けが生じた理由は、材料12のセル数(85個/inch)が他の材料のセル数(35〜80個/inch)よりも多いことから、クリーニングローラ表面の細かすぎるセルが現像剤により埋め尽くされてしまい、セルの壁面が感光体上の現像剤に接触し難くなり、感光体上の現像剤が十分に掻き取られなかったためだと考えられる。また、クリーニングローラ表面のセル内に形成された現像剤の凝集物または固着物が、感光体の外周面に接触することにより、感光体の表面に傷が発生したものと考えられる。さらに、感光体の表面に発生した外添剤等の被膜とオゾンとの化学反応に起因して、翌朝の連続プリント初期に画像抜けが発生したものと考えられる。このことから、ポリウレタンフォーム層のセル数は80個/inch以下であることが好ましいことが分かった。したがって、ポリウレタンフォーム層のセル数は40個/inch以上80個/inch以下であることが好ましい。   In Example A12 and Example B12 using the material 12, the image omission due to poor cleaning occurred because the number of cells of the material 12 (85 / inch) was different from the number of cells of other materials (35-80 / In other words, the cells on the surface of the cleaning roller are filled with the developer, and the wall surface of the cell is difficult to contact the developer on the photoconductor. It is thought that it was because it was not scraped off. In addition, it is considered that the developer aggregates or fixed matter formed in the cells on the surface of the cleaning roller contacted the outer peripheral surface of the photoconductor, thereby causing scratches on the surface of the photoconductor. Further, it is considered that image omission occurred at the initial stage of continuous printing the next morning due to a chemical reaction between a coating such as an external additive generated on the surface of the photoreceptor and ozone. From this, it was found that the number of cells of the polyurethane foam layer is preferably 80 / inch or less. Therefore, the number of cells in the polyurethane foam layer is preferably 40 cells / inch or more and 80 cells / inch or less.

材料13を使用した実験例A13及び実験例B13でクリーニング不良に起因する画像抜けが生じた理由は、材料13のセル壁面の開口率(60%)が、他の材料のセル壁面の開口率(5〜50%)よりも高いことから、プリント枚数の増加に伴いポリウレタンフォーム層の内部に現像剤が蓄積されていき、クリーニングローラの掻き取り力が低下したためだと考えられる。また、回収されたトナーが、クリーニングローラ内部に蓄積することでローラ表面で固着し、その硬くなったローラ表面との接触により、感光体の表面に軽微な傷が発生したものと考えられる。さらに、感光体の表面に発生した外添剤等の被膜とオゾンとの化学反応に起因して、翌朝の連続プリント初期に画像抜けが発生したものと考えられる。このことから、ポリウレタンフォーム層のセル壁面の開口率は、50%以下であることが好ましいことが分かった。   The reason why the image omission due to poor cleaning occurred in Experimental Example A13 and Experimental Example B13 using the material 13 is that the aperture ratio (60%) of the cell wall surface of the material 13 is the aperture ratio (60%) of the cell wall surface of the other material ( This is considered to be because the developer accumulated in the polyurethane foam layer as the number of printed sheets increased, and the scraping power of the cleaning roller decreased. Further, it is considered that the collected toner adheres to the surface of the roller by accumulating inside the cleaning roller, and the surface of the photoconductor is slightly damaged due to contact with the hardened roller surface. Further, it is considered that image omission occurred at the initial stage of continuous printing the next morning due to a chemical reaction between a coating such as an external additive generated on the surface of the photoreceptor and ozone. From this, it was found that the opening ratio of the cell wall surface of the polyurethane foam layer is preferably 50% or less.

材料14を使用した実験例A14及び実験例B14でクリーニング不良に起因する画像抜けが生じた理由は、材料14のセル壁面の開口率(5%)が、他の材料のセル壁面の開口率(10〜60%)よりも低く、材料14が完全な独立気泡構造に近い構造を有するためだと考えられる。具体的に説明すると、ポリウレタンフォーム層の構造上、クリーニングローラに掻き取られた現像剤が、ポリウレタンフォーム層の内部に入り込み難く、クリーニングローラ表面のセルが現像剤で埋め尽くされやすいため、セルの壁面が感光体の外周面に接触し難くなったためだと考えられる。また、ポリウレタンフォーム層の表面のセル内で現像剤の凝集物または固着物が生じ、これらの凝集物または固着物により感光体の外周面が傷ついたものと考えられる。さらに、感光体の表面に発生した外添剤等の被膜とオゾンとの化学反応に起因して、翌朝の連続プリント初期に画像抜けが発生したものと考えられる。このことから、ポリウレタンフォーム層のセル壁面の開口率は10%以上であることが好ましいことが分かった。したがって、ポリウレタンフォーム層のセル壁面の開口率は、10%以上50%以下であることが好ましい。   The reason why the image omission due to poor cleaning occurred in Experimental Example A14 and Experimental Example B14 using the material 14 is that the opening ratio (5%) of the cell wall surface of the material 14 is the opening ratio of the cell wall surface of the other material ( This is considered to be because the material 14 has a structure close to a complete closed cell structure. Specifically, because of the structure of the polyurethane foam layer, the developer scraped by the cleaning roller is difficult to enter the polyurethane foam layer, and the cells on the surface of the cleaning roller are easily filled with the developer. This is probably because the wall surface is less likely to contact the outer peripheral surface of the photoreceptor. Further, it is considered that developer aggregates or adherents were generated in the cells on the surface of the polyurethane foam layer, and the outer peripheral surface of the photoreceptor was damaged by these aggregates or adherents. Further, it is considered that image omission occurred at the initial stage of continuous printing the next morning due to a chemical reaction between a coating such as an external additive generated on the surface of the photoreceptor and ozone. From this, it was found that the opening ratio of the cell wall surface of the polyurethane foam layer is preferably 10% or more. Therefore, the opening ratio of the cell wall surface of the polyurethane foam layer is preferably 10% or more and 50% or less.

また、いずれの評価も合格基準を満たした実験例A1〜実験例A10−2及び実験例B1〜実験例B10−2では、材料の硬さが1〜5gf/mmである。このことから、ポリウレタンフォーム層の硬さは1gf/mm以上5gf/mm以下であれば、その他の条件を満たすことで十分なクリーニング性能を確保できることを確認できた。   Moreover, in Experimental example A1-Experimental example A10-2 and Experimental example B1-Experimental example B10-2 which satisfy | filled the acceptance standard in any evaluation, the hardness of material is 1-5 gf / mm. From this, it was confirmed that if the hardness of the polyurethane foam layer is 1 gf / mm or more and 5 gf / mm or less, sufficient cleaning performance can be secured by satisfying other conditions.

さらに、いずれの評価も合格基準を満たした実験例A1〜実験例A10−2及び実験例B1〜実験例B10−2では、平均セル径が100〜500μmである。このことから、ポリウレタンフォーム層の平均セル径は、100μm以上500μm以下であれば、その他の条件を満たすことで十分なクリーニング性能を確保できることを確認できた。   Furthermore, in Experimental Example A1 to Experimental Example A10-2 and Experimental Example B1 to Experimental Example B10-2 that satisfy the acceptance criteria in any evaluation, the average cell diameter is 100 to 500 μm. From this, it was confirmed that if the average cell diameter of the polyurethane foam layer is 100 μm or more and 500 μm or less, sufficient cleaning performance can be secured by satisfying other conditions.

加えて、いずれの評価も合格基準を満たした実験例A1〜実験例A10−2及び実験例B1〜実験例B10−2では、ポリウレタンフォーム層の密度が0.03〜0.2g/cmである。このことから、ポリウレタンフォーム層の密度が0.03g/cm以上0.2g/cm以下であれば、その他の条件を満たすことで十分なクリーニング性能を確保できることを確認できた。 In addition, in Experimental Example A1 to Experimental Example A10-2 and Experimental Example B1 to Experimental Example B10-2 in which all evaluations satisfied the acceptance criteria, the density of the polyurethane foam layer was 0.03 to 0.2 g / cm 3 . is there. From this, it was confirmed that if the density of the polyurethane foam layer is 0.03 g / cm 3 or more and 0.2 g / cm 3 or less, sufficient cleaning performance can be secured by satisfying other conditions.

さらに、平均粒径が4.5μmであるトナーAを使用した実験例A1〜実験例A10−2、及び平均粒径が7.0μmであるトナーBを使用した実験例B1〜実験例B10−2において、いずれの評価も合格基準を満たしたことから、平均粒径が4.5μm以上7.0μm以下である小粒径のトナーを使用する場合、上述の諸条件を満たすことで十分なクリーニング性能を確保できることを確認できた。   Further, Experimental Example A1 to Experimental Example A10-2 using the toner A having an average particle diameter of 4.5 μm, and Experimental Example B1 to Experimental Example B10-2 using the toner B having an average particle diameter of 7.0 μm. In any of the above, since all the evaluations passed the acceptance criteria, when using a toner having a small particle diameter of 4.5 μm or more and 7.0 μm or less, sufficient cleaning performance can be achieved by satisfying the above-mentioned various conditions. It was confirmed that it can be secured.

Figure 2009175700
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本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an image forming apparatus according to the present invention. 感光体とクリーニングローラとの接触部を示す拡大断面図である。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing a contact portion between a photoconductor and a cleaning roller. ポリウレタンフォーム層のセル構造を示す図である。It is a figure which shows the cell structure of a polyurethane foam layer. ローラ状の掻き取り部材を使用する実施形態を示す図である。It is a figure which shows embodiment which uses a roller-shaped scraping member. プレ帯電部材を使用する実施形態を示す図である。It is a figure which shows embodiment using a pre-charging member.

符号の説明Explanation of symbols

1:画像形成装置、12:感光体、16:帯電ステーション、18:露光ステーション、20:現像ステーション、22:転写ステーション、24:第1のクリーニングステーション、25:第2のクリーニングステーション、26:帯電装置、28:露光装置、30:画像光、32:通路、34:現像装置、36:転写装置、38:シート、40:クリーニング装置、42:ハウジング、44:現像ローラ、54:クリーニングローラ、56:芯金、58:ポリウレタンフォーム層、66:感光体とクリーニングローラとの接触部(ニップ部)、68:電源、70,72:掻き取り部材、76:プレ帯電部材、80:ポリウレタンフォーム層のセル、82:セル壁面の開口。 1: image forming apparatus, 12: photoconductor, 16: charging station, 18: exposure station, 20: developing station, 22: transfer station, 24: first cleaning station, 25: second cleaning station, 26: charging Apparatus: 28: exposure device, 30: image light, 32: passage, 34: developing device, 36: transfer device, 38: sheet, 40: cleaning device, 42: housing, 44: developing roller, 54: cleaning roller, 56 : Core metal, 58: Polyurethane foam layer, 66: Contact part (nip part) between the photoreceptor and the cleaning roller, 68: Power supply, 70, 72: Scraping member, 76: Pre-charging member, 80: Polyurethane foam layer Cell, 82: Opening of cell wall surface.

Claims (14)

感光体の外周面に接触して配置され、感光体の外周面に付着した現像剤を除去する感光体用クリーニングローラであって、
芯金と、該芯金の外周面を覆うポリウレタンフォーム層とを有し、
上記ポリウレタンフォーム層は、1インチ当たりのセル数が40個以上80個以下であり、
上記ポリウレタンフォーム層のセルの壁面の開口率が10%以上50%以下であることを特徴とする感光体用クリーニングローラ。
A cleaning roller for a photoconductor that is disposed in contact with the outer peripheral surface of the photoconductor and removes the developer attached to the outer peripheral surface of the photoconductor,
A metal core and a polyurethane foam layer covering the outer peripheral surface of the metal core;
The polyurethane foam layer has 40 to 80 cells per inch,
A cleaning roller for a photoreceptor, wherein the opening ratio of the wall surface of the cell of the polyurethane foam layer is 10% or more and 50% or less.
上記ポリウレタンフォーム層は、該ポリウレタンフォーム層の厚さの表面側30%分の深さまで所定の押し当て面に押し込まれたときに該押し当て面が受ける単位長さ当たりの荷重が1gf/mm以上5gf/mm以下とされていることを特徴とする請求項1に記載の感光体用クリーニングローラ。   The polyurethane foam layer has a load per unit length received by the pressing surface of 1 gf / mm or more when pressed into a predetermined pressing surface to a depth of 30% of the thickness of the polyurethane foam layer. The photoconductor cleaning roller according to claim 1, wherein the cleaning roller is 5 gf / mm or less. 上記セルの径の平均値が100μm以上500μm以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の感光体用クリーニングローラ。   3. The cleaning roller for a photoreceptor according to claim 1, wherein an average value of the cell diameter is 100 μm or more and 500 μm or less. 上記ポリウレタンフォーム層の密度が0.03g/cm以上0.2g/cm以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の感光体用クリーニングローラ。 The photosensitive roller cleaning roller according to claim 1, wherein a density of the polyurethane foam layer is 0.03 g / cm 3 or more and 0.2 g / cm 3 or less. 上記ポリウレタンフォーム層の体積抵抗率が10Ωcm以上10Ωcm以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の感光体用クリーニングローラ。 The photosensitive roller cleaning roller according to claim 1, wherein the polyurethane foam layer has a volume resistivity of 10 2 Ωcm to 10 7 Ωcm. 前記ポリウレタンフォーム層は、ポリオールと、イソシアネートと、気泡形成用の気体と、イソシアネートとの化学反応により気体を発生させる発泡剤とを混合して製造されることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の感光体用クリーニングローラ。   6. The polyurethane foam layer according to claim 1, wherein the polyurethane foam layer is produced by mixing a polyol, an isocyanate, a gas for forming bubbles, and a foaming agent that generates a gas by a chemical reaction with the isocyanate. The cleaning roller for a photoreceptor according to any one of the above. 請求項1〜6のいずれかに記載の感光体用クリーニングローラと、
静電潜像を担持する感光体と、を備え、
上記感光体用クリーニングローラが、上記感光体の外周面に接触して配置されていることを特徴とする画像形成装置。
The photoconductor cleaning roller according to any one of claims 1 to 6,
A photosensitive member carrying an electrostatic latent image,
The image forming apparatus, wherein the photoconductor cleaning roller is disposed in contact with an outer peripheral surface of the photoconductor.
上記感光体への上記感光体用クリーニングローラの接触圧が5N/m以上30N/m以下とされたことを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。   8. The image forming apparatus according to claim 7, wherein the contact pressure of the photoconductor cleaning roller to the photoconductor is 5 N / m or more and 30 N / m or less. 上記感光体への上記ポリウレタンフォーム層の食い込み量が、上記ポリウレタンフォーム層の厚みの5%以上40%以下であり、
上記帯電ローラ用クリーニングローラの周方向において上記帯電ローラ用クリーニングローラと上記帯電ローラとの接触ニップ幅が3mm以上8mm以下であることを特徴とする請求項7または8に記載の画像形成装置。
The amount of penetration of the polyurethane foam layer into the photoreceptor is 5% or more and 40% or less of the thickness of the polyurethane foam layer,
9. The image forming apparatus according to claim 7, wherein a contact nip width between the charging roller cleaning roller and the charging roller in a circumferential direction of the charging roller cleaning roller is 3 mm or more and 8 mm or less.
上記ポリウレタンフォーム層の内部に含まれた異物を掻き出すための掻き出し部材が、上記感光体用クリーニングローラの外周面に接触して配置されていることを特徴とする請求項7〜9のいずれかに記載の画像形成装置。   The scraping member for scraping out the foreign matter contained in the polyurethane foam layer is disposed in contact with the outer peripheral surface of the photoconductor cleaning roller. The image forming apparatus described. 上記感光体外周面の付着物の帯電極性を均一にするためのプレ帯電部材が、上記感光体の回転方向において上記感光体用クリーニングローラよりも上流側に設けられていることを特徴とする請求項7〜10のいずれかに記載の画像形成装置。   The precharging member for making the charged polarity of the deposit on the outer peripheral surface of the photosensitive member uniform is provided upstream of the cleaning roller for the photosensitive member in the rotation direction of the photosensitive member. Item 11. The image forming apparatus according to any one of Items 7 to 10. 上記感光体用クリーニングローラとは別のクリーニング部材が上記感光体の外周面に接触して配置されていることを特徴とする請求項7〜11のいずれかに記載の画像形成装置。   12. The image forming apparatus according to claim 7, wherein a cleaning member different from the cleaning roller for the photosensitive member is disposed in contact with the outer peripheral surface of the photosensitive member. 上記感光体と上記感光体用クリーニングローラは、それらの接触部において同一方向に移動する方向に回転するようにしてあることを特徴とする請求項7〜12のいずれかに記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 7, wherein the photosensitive member and the cleaning roller for the photosensitive member rotate in a direction in which the photosensitive member and the cleaning roller for the photosensitive member move in the same direction. 上記静電潜像を顕像化するために使用されるトナーを含み、
該トナーの平均粒径が4.5μm以上7.0μm以下であることを特徴とする請求項7〜13のいずれかに記載の画像形成装置。
Including toner used to visualize the electrostatic latent image,
The image forming apparatus according to claim 7, wherein an average particle size of the toner is 4.5 μm or more and 7.0 μm or less.
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