JP2016057539A - 清掃部材、帯電装置、画像形成装置用のユニット、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】少なくとも軸方向の両端部以外の部位が弧状に湾曲した芯体100Aであって、偏心量の最大値Mと両端面の中心部間の長さをLとの関係が式:230mm2≦M×L≦780mm2を満たす芯体100Aと、芯体100Aの外周面に配置された弾性層100Bと、を備える清掃部材である。
【選択図】図3
Description
また、特許文献2では、帯電ロールとクリーニングロールに周速差を付ける方法が提案されている。
また、特許文献3、4では、スパイラル形状をしたクリーニングロール等により汚染物に帯電ロールの長手方向に力を付加させる方法が提案されている。
少なくとも軸方向の両端部以外の部位が弧状に湾曲した芯体であって、軸偏心量の最大値Mと軸方向の両端面の中心部間の長さLとの関係が式:230mm2≦M×L≦780mm2を満たす芯体と、
前記芯体の外周面に配置された弾性層と、
を備える清掃部材。
前記芯体が、樹脂製の芯体である請求項1に記載の清掃部材。
前記弾性層が、前記芯体の一端から他端にかけて、螺旋状に配置された弾性層で構成されている請求項1又は請求項2に記載の清掃部材。
前記弾性層が、前記芯体の一端から他端にかけて、螺旋状に並列配置された2つ以上の弾性層で構成されている請求項1又は請求項2に記載の清掃部材。
被帯電体を帯電させる帯電部材と、
前記帯電部材の表面に接触して配置され、当該帯電部材の表面を清掃する清掃部材であって、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の清掃部材と、
を備える帯電装置。
請求項5に記載の帯電装置を少なくとも備え、
画像形成装置に脱着されるプロセスカートリッジ。
像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電させる帯電手段であって、請求項5に記載の帯電装置を有する帯電手段と、
帯電された前記像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、
前記像保持体に形成された前記潜像をトナーによって現像しトナー像とする現像手段と、
前記トナー像を被転写体に転写する転写手段と、
を備える画像形成装置。
被清掃部材と、
前記被清掃部材の表面に接触して配置され、前記被清掃部材の表面を清掃する清掃部材であって、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の清掃部材と、
を備える画像形成装置用のユニット。
請求項8に記載の画像形成装置用のユニットを少なくとも備え、
画像形成装置に脱着されるプロセスカートリッジ。
請求項8に記載の画像形成装置用のユニットを備える画像形成装置。
請求項3に係る発明によれば、弾性層が筒状の層である場合に比べ、清掃性に優れる清掃部材が提供される。
請求項4に係る発明によれば、弾性層が螺旋状に配置された一つの層である場合に比べ、清掃性に優れる清掃部材が提供される。
図1は、本実施形態に係る清掃部材を示す概略斜視図である。図2は、本実施形態に係る清掃部材の概略平面図である。
芯体100Aは、少なくとも軸方向の両端部以外の部位が弧状に湾曲した芯体である。そして、芯体100Aは、軸偏心量の最大値Mと軸方向の両端面の中心部間の長さLとの関係が式:230mm2≦M×L≦780mm2を満たす。芯体100Aは、軸偏心量の最大値Mと軸方向の両端面の中心部間の長さLとの関係が式:500mm2≦M×L≦780mm2を満たすことで、より汚染物の固着が抑制される。
芯体100Aの軸方向の両端面の中心部間の長さLは、例えば、200mm以上400mm以下である。
一方、芯体100Aの軸方向の両端面の中心部間の長さLは、芯体100Aの軸方向の両端面の中心部同士を結んだ直線状の仮想線の長さを示す。
また、芯体100Aは、軸方向の両端部に段付き形状(例えば、軸方向の中心部が外径φ4.0mm、両端から中央部に向かった距離5mmの範囲のみ外径φ3.0mm)を有する態様であってもよい。
また、軸偏心量の最大値Mが位置する芯体100Aの部位は、例えば、軸方向の中心部(軸方向長さの半分の位置する部位)に限られず、軸方向の端部側に偏在していてもよい。具体的には、軸偏心量の最大値Mが位置する芯体100Aの部位は、例えば、芯体100Aの軸方向に沿った長さを3等分したときの中央部となる領域内に位置するように偏在していてもよい。
まず、原料の加工処理(切削加工、又は成形加工等)により、直線状の芯体100Aを得る。そして、この直線状の芯体100Aの軸方向の両端部(芯体100Aの軸方向の両端から中央部に向かった距離が5mmまでの部位)をV字ブロックで受けた状態で、軸方向中央部に応力(例えば500MPa)を掛け、曲げ加工を施す。これら工程を経て、上記式を満たし、弧状に湾曲した芯体100Aが得られる。
また、原料の加工処理(切削加工、又は成形加工等)により、上記式を満たし、弧状に湾曲した芯体100Aを作製してもよい。
これら、樹脂製の芯体100A(好ましくは、曲げ強度が80MPa以上99MPa以下の樹脂製の芯体100A)を適用すると、被清掃部材の表面における汚染物の固着を抑制すると共に、部材の軽量化も図れる。
接着層100Dとしては、芯体100Aと弾性層100Bとを接着し得るものであれば、特に制限はないが、例えば、両面テープ、その他接着剤により構成される。
弾性層100Bは、発泡弾性層であってもよいし、非発泡弾性層であってもよい。弾性層100Bは、清掃性(クリーニング性)向上の点から、発泡弾性層であることがよい。なお、発泡弾性層は、気泡を有する材料(いわゆる発泡体)で構成された層である。
そして、ポリウレタンの発泡は、例えば、水やアゾ化合物(例えばアゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリル等)等の発泡剤を用いて行われるのが一般的である。
レーザー測定機(株式会社ミツトヨ製レーザースキャンマイクロメータ、型式:LSM6200)を用いて、清掃部材の周方向は固定した状態で、1mm/sのトラバース速度にて清掃部材の長手方向(軸方向)へスキャンさせて弾性層厚み(弾性層肉厚)のプロファイルの測定を行う。その後、周方向位置をずらし同様の測定を行う(周方向位置は120°間隔、3箇所)。このプロファイルを基に弾性層100Bの厚みの算出を行う。
螺旋幅R1とは、弾性層100Bの清掃部材100の軸方向Q(芯体軸方向)に沿った長さを意味する。
螺旋ピッチR2とは、弾性層100Bの清掃部材100の軸方向Q(芯体軸方向)に沿った、隣合う弾性層100B間の長さを意味する。
螺旋状に並列配置された2つ以上の弾性層で構成した弾性層100Bを適用することにより、清掃部材100のクリーニング性能が向上し易くなる。
図6A〜図6Cは、本実施形態に係る清掃部材100の製造方法の一例を示す工程図である。
このシート状の発泡弾性部材の片面に、両面テープ100Dを貼り付け、目的とする幅、長さの短冊100C(両面テープ100D付き短冊状の発泡弾性部材)を得る。
次に、図6Cに示すように、両面テープの剥離紙を剥がしながら、目的とする速度で芯体100Aを回転させて、芯体100Aの外周面に短冊100Cを螺旋状に巻き付けていき、芯体100Aの外周面に螺旋状に配置された弾性層100Bを有する清掃部材100を得る。
この伸びは、短冊100Cが芯体100Aに巻き付く曲率半径と短冊100Cの厚みにより制御され、短冊100Cが芯体100Aに巻き付く曲率半径は芯体100Aの外径及び短冊100Cの巻き付け角度(螺旋角度θ)により制御される。
以下、本実施形態に係る画像形成装置について図面に基づいて説明する。
図7は、本実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。
本実施形態に係る画像形成装置10は、例えば、図7に示すように、タンデム方式のカラーの画像形成装置である。本実施形態に係る画像形成装置10の内部には、感光体(像保持体)12や帯電部材14や現像装置等が、イエロー(18Y)、マゼンタ(18M)、シアン(18C)、及び黒(18K)が各色毎にプロセスカートリッジ(図8参照)として備えられている。このプロセスカートリッジは、画像形成装置10に脱着される構成となっている。
以下、帯電部材の説明をするが、以下の構成に限定されるものではない。
帯電部材の構成としては、特に限定されるものではないが、例えば、芯体、発泡弾性層、若しくは発泡弾性層の代わりに樹脂層を有する構成が挙げられる。発泡弾性層は単層構成からなるものであってよく、幾つもの機能を持った複数の異なる層からなる積層構成であってもよい。更には、発泡弾性層の上に表面処理を行ってもよい。
抵抗値を調整するための導電性粒子である導電性金属酸化物粒子は、酸化錫、アンチモンがドープされた酸化錫、酸化亜鉛、アナターゼ型酸化チタン、ITO等の導電性を有した粒子で、電子を電荷キャリアとする導電剤あれば何れも用いられ、特に限定されるものではない。これらは、単独で用いても2種類以上を併用してもよい。また、何れの粒径であってもよいが、望ましくは酸化錫、アンチモンドープがされた酸化錫、アナターゼ型酸化チタンであり、更に、酸化錫、アンチモンドープがされた酸化錫が望ましい。
(クリーニングロール1の作製)
厚さ3.0mmの発泡ウレタン(EP−70;株式会社イノアックコーポレーション社製)シートを幅10mm、長さ370mmの短冊になるように切り出した。切り出した短冊に対して、厚み0.05mm、幅10mmの両面テープ(日東電工社製、No5605)を、短冊と互いの幅方向中央が一致するよう貼り付け、両面テープ付き短冊を得た。
得られたクリーニングロール1の軸偏心量Mは、0.97mmであった
(クリーニングロール2の作製)
金属製の芯体の外径をφ4.5mmとし、曲げ加工を調整して軸偏心量Mを0.69mmとした以外は、クリーニングロール1と同様にして、クリーニングロール2を得た。
(クリーニングロール3の作製)
金属製の芯体に代えて、樹脂製の芯体(材質=ポリアセタール樹脂(POM)「デルリン588P(デュポン(株)製)」、外径=φ5.0mm、全長=338.3mm、曲げ強度=99MPa)を用い、曲げ加工を調整して軸偏心量Mを1.50mmとした以外は、クリーニングロール1と同様にして、クリーニングロール3を得た。
(クリーニングロール4の作製)
金属製の芯体に代えて、樹脂製の芯体(材質=PC(ポリカーボネート樹脂)/ABS(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体樹脂)の混合樹脂「TN−7300(帝人化成(株)製)、外径=φ5.0mm、全長=338.3mm、曲げ強度=94MPa)を用い、曲げ加工を調整して軸偏心量Mを2.30mmとした以外は、クリーニングロール1と同様にして、クリーニングロール4を得た。
(クリーニングロール5の作製)
発泡ウレタンシートの幅を5mmとして作製した短冊を2本用い、曲げ加工を調整して軸偏心量Mを0.97mmとしたこと以外は、クリーニングロール1と同様にして、クリーニングロール5を得た。
(クリーニングロール6の作製)
発泡ウレタンフォーム(EP−70;株式会社イノアックコーポレーション社製)を、15mm×15mm×350mmの大きさに切断して、中心に貫通穴をあけ、接着剤を塗布した金属製の芯体(材質=SUM24EZ、外径=φ4.0mm、全長=338.3mm、曲げ強度=330MPa)を挿入し、ウレタンフォームを金属製の芯体に接着してから、外径を研磨し、厚み3mmの筒状の発泡弾性層を形成した。
得られたクリーニングロール1の軸偏心量Mは、0.97mmであった
(比較クリーニングロール1の作製)
金属製の芯体の外径をφ5.0mmとし、曲げ加工を調整して軸偏心量Mを0.63mmとした以外は、クリーニングロール1と同様にして、比較クリーニングロール1を得た。
(比較クリーニングロール2の作製)
金属製の芯体に代えて、樹脂製の芯体(材質=ポリアセタール樹脂(POM)「デルリン588P(デュポン(株)製)」、外径=φ5.0mm、全長=338.3mm、曲げ強度=99MPa)を用い、曲げ加工を調整して軸偏心量Mを2.37mmとした以外は、クリーニングロール1と同様にして、比較クリーニングロール2を得た。
(比較クリーニングロール3の作製)
金属製の芯体に代えて、樹脂製の芯体(材質=PC(ポリカーボネート樹脂)/ABS(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体樹脂)の混合樹脂「TN−7300(帝人化成(株)製)、外径=φ5.0mm、全長=338.3mm、曲げ強度=94MPa)を用い、曲げ加工を調整して軸偏心量Mを3.00mmとした以外は、クリーニングロール1と同様にして、比較クリーニングロール3を得た。
(比較クリーニングロール4の作製)
金属製の芯体の外径をφ6.0mmとし、曲げ加工を調整して軸偏心量Mを0.31mmとした以外は、クリーニングロール6と同様にして、比較クリーニングロール4を得た。
各例で作製したクリーニングロールを用いて、クリーニング性の評価を行った。なお、評価には、下記帯電ロールを使用した。
−発泡弾性層の形成−
下記混合物をオープンロールで混練りし、SUS416からなる直径8mmの導電性支持体表面に、厚さ2mmとなるように円筒状に被覆し、内径12.0mmの円筒型の金型に入れ、170℃で30分間加硫させ、金型から取り出した後、研磨し円筒状の導電性発泡弾性層Aを得た。
・ゴム材・・・100質量部
(エピクロルヒドリン−エチレンオキシド−アリルグリシジルエーテル共重合ゴム、Gechron3106:日本ゼオン社製)
・導電剤(カーボンブラック アサヒサーマル:旭カーボン社製)・・・25質量部
・導電剤(ケッチェンブラックEC:ライオン社製)・・・8質量部
・イオン導電剤(過塩素酸リチウム)・・・1質量部
・加硫剤(硫黄、200メッシュ:鶴見化学工業社製)・・・1質量部
・加硫促進剤(ノクセラーDM:大内新興化学工業社製)・・・2.0質量部
・加硫促進剤(ノクセラーTT:大内新興化学工業社製)・・・0.5質量部
下記混合物をビーズミルにて分散し得られた分散液Aを、メタノールで希釈し、導電性発泡弾性層Aの表面に浸漬塗布した後、140℃で15分間加熱乾燥し、厚さ4μmの表面層を形成し、導電性ロールを得た。これを帯電ロールとした。
・高分子材料・・・100質量部
(共重合ナイロン、アラミンCM8000:東レ社製)
・導電剤・・・30質量部
(アンチモンドープ酸化スズ、SN−100P:石原産業社製)
・溶剤(メタノール)・・・500質量部
・溶剤(ブタノール)・・・240質量部
上記各例で作製したクリーニングロールと共に、上記帯電ロールをApeosPort V7775:富士ゼロックス社製に装着し、クリーニング性評価試験を行った。
評価試験は、30℃、75RH%の環境下で、A4用紙上に画像平均密度5%の画質パターンを10,000枚および50,000枚印字した後に、濃度30%のハーフトーン画像を出力し、帯電ロールのクリーニングムラによる濃度ムラ(クリーニング性)について評価した。具体的には、X−rite404を用いてランダムに10点の画像濃度を測定し、その最大値と最小値の差から以下の基準に基づいてクリーニング性を評価した。
−クリーニング性評価:判断基準−
G0:最大値と最小値の差が0.05以下
G1:最大値と最小値の差が0.05より大きく0.10以下
G2:最大値と最小値の差が0.10より大きく0.15以下
G3:最大値と最小値の差が0.15より大きい
上記クリーニング性評価を実施後、帯電ロールの表面を観察し、汚染物の固着状態について評価した。帯電ロールの観察は、共焦点レーザー顕微鏡(OLS1100, OLYMPAS社製)を用い、以下の基準に基づいてフィルミングを評価した。
−汚染物の固着評価:判断基準−
G0:帯電ロール表面にトナーの固着(フィルミング)が全く見られない
G1:帯電ロール表面にトナーの固着(フィルミング)が1μm2あたり15%以下の範囲で見られる。
G2:帯電ロール表面にトナーの固着(フィルミング)が1μm2あたり15%より大きく30%程度以下の範囲で見られる。
G3:帯電ロール表面にトナーの固着(フィルミング)が1μm2あたり30%より大きい範囲で見られる。
また、本実施例は、比較例に比べ、クリーニング性が良好であることがわかる。
なお、表1中、「芯体長さL」との表記は、芯体の軸方向の両端面の中心部間の長さLを示している。
Claims (10)
- 少なくとも軸方向の両端部以外の部位が弧状に湾曲した芯体であって、軸偏心量の最大値Mと軸方向の両端面の中心部間の長さLとの関係が式:230mm2≦M×L≦780mm2を満たす芯体と、
前記芯体の外周面に配置された弾性層と、
を備える清掃部材。 - 前記芯体が、樹脂製の芯体である請求項1に記載の清掃部材。
- 前記弾性層が、前記芯体の一端から他端にかけて、螺旋状に配置された弾性層で構成されている請求項1又は請求項2に記載の清掃部材。
- 前記弾性層が、前記芯体の一端から他端にかけて、螺旋状に並列配置された2つ以上の弾性層で構成されている請求項1又は請求項2に記載の清掃部材。
- 被帯電体を帯電させる帯電部材と、
前記帯電部材の表面に接触して配置され、当該帯電部材の表面を清掃する清掃部材であって、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の清掃部材と、
を備える帯電装置。 - 請求項5に記載の帯電装置を少なくとも備え、
画像形成装置に脱着されるプロセスカートリッジ。 - 像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電させる帯電手段であって、請求項5に記載の帯電装置を有する帯電手段と、
帯電された前記像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、
前記像保持体に形成された前記潜像をトナーによって現像しトナー像とする現像手段と、
前記トナー像を被転写体に転写する転写手段と、
を備える画像形成装置。 - 被清掃部材と、
前記被清掃部材の表面に接触して配置され、前記被清掃部材の表面を清掃する清掃部材であって、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の清掃部材と、
を備える画像形成装置用のユニット。 - 請求項8に記載の画像形成装置用のユニットを少なくとも備え、
画像形成装置に脱着されるプロセスカートリッジ。 - 請求項8に記載の画像形成装置用のユニットを備える画像形成装置。
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