JP3092341B2 - 画像形成装置用摺擦ローラ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真法を応用した
画像形成装置においてクリーニングローラなどとして用
いられる摺擦ローラに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、原稿像もしくは画像情報に対
応した光出力を利用して、ベルト状あるいはドラム状に
形成した感光体上に静電潜像を形成し、これを現像器に
より現像してトナー像を形成したのち、このトナー像を
普通紙などに転写して定着する電子写真装置が知られて
おり、プリンタ、複写機その他の画像形成装置に広く利
用されている。

【０００３】このような画像形成装置においては、トナ
ー像の転写後に、一部トナーが転写されずに感光体上に
残存することは避けられない。そこで一般には、クリー
ニングローラやナイフエッジ状のクリーニングブレード
により、転写工程終了後の感光体表面を摺擦し、残存す
るトナーのクリーニング（除去）を行なっている。

【０００４】また、感光体表面の均一帯電のためのコロ
ナ放電などにより、感光体表面に窒素酸化物、アンモニ
ウム塩などが吸着・蓄積すると、画像流れの原因とな
り、これはアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系感光体
の場合に特に問題が大きい。

【０００５】そこで、現像剤中に研磨材微粒子を外添す
ることが従来から提案されており、また、本出願人は先
に、研磨材微粒子をトナー表面に固着することにより、
残存トナーを用いて摺擦ローラとの間で感光体表面を研
磨することを提案した（特願平３−３６０１８０号、同
４−１４１５０１号、同４−１４１５０２号、同４−１
４１５０３号）。

【０００６】上記のクリーニングローラ等の摺擦ローラ
の素材としては、シリコーンゴムが好適に用いられる。
しかし、シリコーンゴムローラにおいては、シリコーン
ゴム中の低分子量環状シロキサンなどがブリードアウト
して感光体ドラムに付着し、形成される画像にカブリが
発生するという問題があった。

【０００７】この対応策としては、以下の各方法が考え
られるが、いずれも問題点をかかえている。 シリコーンゴムローラの表面に、フッ素樹脂チュー
ブ、フッ素樹脂コーティングなどの保護フィルムまたは
コーティングを施す。しかしこの方法は、発泡シリコー
ンゴムローラを用いる場合に、表面保護層により発泡体
としての表面性が失なわれ、発泡ローラのもつ特性を活
用できない。

【０００８】 シランカップリング剤等で、シリコー
ンゴムローラの表面を架橋させる。しかしこの場合は、
一部分架橋しても、低分子量環状シロキサンのブリード
アウトを完全に防ぐことができない。また、架橋密度が
上がるとゴムの硬度も高くなり、発泡体本来の弾性を保
つことができない。

【０００９】 エージング処理等で架橋を進行させ、
一部揮発性の低分子物を除却する。しかし、環状シロキ
サンの重合度４〜２０程度のものは揮発することがなく
残留する。また、加熱・エージングすることによって
も、架橋を完全に進行させることはできず、限界があ
る。

【００１０】 トルエン処理によってシリコーンゴム
を膨潤させ、低分子物を溶出させる。しかしトルエン処
理によっても、比較的高分子のオリゴマーを完全に除く
ことができず、圧接や熱によってしだいに表面にブリー
ドアウトし、ドラムに付着するようになる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、シリコーン
ゴム中の低分子シロキサンなどの残留物のブリードアウ
トを防止し、画像カブリの発生が防止された画像形成装
置用の摺擦ローラを提供するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の画像形成装置用
摺擦ローラは、画像形成装置の感光体を摺擦する摺擦ロ
ーラにおいて、少なくともその表面が、表面のシラノー
ル基がメチルシロキサン基で置換または覆われたシリカ
微粉体により表面処理された発泡シリコーンゴムからな
ることを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施態様】一般にシリコーンゴムは、環状シロ
キサンの開環重合により製造されるが、この時、化１で
示される比較的低分子量の環状シロキサンが得られたシ
リコーンゴム中に残留する。

【００１４】

【化１】

【００１５】Ｒ₁，Ｒ₂はメチル基が代表的であり、少量
のビニル基、フェニル基などが導入されることもある。
画像カブリの発生では、ｎが約２０までの低分子環状シ
ロキサンが問題となる。

【００１６】本発明の摺擦ローラは、発泡シリコーンゴ
ムからなり、発泡体としての特性を損なわずにブリード
アウトが防止できる。発泡剤としては、ＤＰＴ（ジニト
ロンペンタメチレンテトラミン）、ＡＤＣＡ（アゾジカ
ルボンアミド）、ＯＢＳＨ（４，４′−オキシビスベン
ゼンスルホニルヒドラジド）、ＴＳＨ（パラトルエンス
ルホニルヒドラジド）、パラトルエンスルホニルアセト
ンヒドラゾン、ヒドラゾジカルボンアミド等があり、適
当な分解温度を設定することで用いることができる。

【００１７】シリコーンゴムをローラ材として用いるた
めには、発泡後、二次硬化を行ない表面を研磨するか、
あるいは表面研磨してから二次硬化する。得られたシリ
コーンゴムローラに対して、表面メチル化処理されたシ
リカ微粉体を用いて表面処理することにより、本発明の
摺擦ローラが得られる。シリカとしては、湿式法シリ
カ、乾式法シリカ、乾式法コロイダルシリカなどが用い
られるが、湿式法シリカが好ましい。湿式法シリカは、
その内部に微少な孔を有しており、粒度の割には大きな
吸油量を有している。また、湿式法シリカには微量のア
ルカリ成分（Ｎａ₂Ｏ） が混存しており、処理剤である
ジメチルシリコーンの分子鎖を切断し、表面のシラノー
ル基と結合するのに有利である。

【００１８】シリカ微粉体の表面処理は、表面処理剤を
用い、シリカ微粉体の表面のシラノール基(Ｓｉ−ＯＨ)
の一部を、メチルシロキサン基で置換または覆うことよ
り行なうことができる。このような表面処理剤として
は、ジメチルシリコーン等の各種のシリコーンオイル、
ヘキサメチレンジシラザン、ジメチルジクロルシラン、
トリメチルモノクロルシラン、シランカップリング剤な
どを用いることができる。本発明では、シリカ微粉体の
表面がメチル基で処理されていることが重要であり、こ
れにより、シリコーンゴムローラの内部からブリードア
ウトしてくる低分子環状シロキサンとの相溶性が良好と
なり、低分子環状シロキサンの吸着性に優れ、このブリ
ードアウトを十分に抑えることができる。

【００１９】表面メチル化処理されたシリカ微粉体によ
るシリコーンゴムローラの表面処理は、例えば、発泡シ
リコーンゴムローラの表面にシリカ微粉体を擦り込むよ
うにして付着させることにより行なうことができ、これ
によりシリカ微粉体が表面に固定化される。

【００２０】図１は、本発明の摺擦ローラが用いられる
画像形成装置の一例を示す説明図である。ドラム状のａ
−Ｓｉ系感光体１１の周囲には、コロナ帯電器２１、Ｌ
ＥＤヘッド２３（画像信号露光器）、現像ローラ２５、
転写器２７、摺擦ローラ２９、クリーニングブレード３
１が配設されている。摺擦ローラ２９は、回転駆動軸と
その周囲に固定されたローラ本体とからなり、ローラ本
体の全体あるいは少なくともその表面が、本発明の表面
処理されたシリコーンゴムから形成されている。

【００２１】コロナ帯電器４１による感光体１１の表面
の均一帯電、ＬＥＤヘッド４３による画像露光によって
感光体１１の表面に静電潜像を形成したのち、現像ロー
ラ２５により現像剤４１が感光体１１の表面に供給さ
れ、現像によりトナー４３からなる可視像が形成され
る。

【００２２】ついで、感光体１１上のトナー４３は、転
写器２７により転写紙４５に転写され、定着器（図示を
省略）により転写紙４５に定着される。この転写工程に
おいては、感光体１１の表面上のトナー４３がすべて紙
４５に転写されるのではなく、一部のトナー４３(残存
トナー)は感光体１１上に残る。この残存トナー４３
は、摺擦ローラ２９により摺擦されて感光体１１上から
クリーニング、除去される。また、トナー４３の表面に
研磨材微粒子が固着されていたり、トナー４３に対して
研磨材微粉体が外添されていると、摺擦ローラ２９の圧
接力によって感光体１１の表面が研磨される。摺擦ロー
ラ２９で除去されなかったトナー４３は、クリーニング
ブレード３１で最終的に感光体１１の表面から除かれ
る。

【００２３】このように摺擦ローラ２９は、トナー４３
のクリーニングローラとして、また、感光体１１の研磨
ローラとして機能している。そして、本発明の摺擦ロー
ラ２９によれば、低分子シロキサンなどのブリードアウ
トが防止されており、感光体１１と接触あるいは圧接さ
れていても、感光体１１の表面に低分子シロキサンが移
行・付着することがなく、これに起因する画像カブリが
防止される。

【００２４】以上の実施例では、摺擦ローラをトナーお
よび感光体のクリーニングローラとして用いる場合を説
明したが、本発明の摺擦ローラはこれに限定されず単な
るトナーのクリーニングローラ等、感光体１１と接触す
るローラであればいずれにも利用できる。

【００２５】

【発明の効果】本発明の摺擦ローラによれば、発泡シリ
コーンゴム本来の特性を損なうことなく未反応低分子環
状シロキサン等のブリードアウトが防止でき、画像形成
装置の感光体に接触ないし圧接して使用された場合に
も、未反応環状シロキサン等の感光体表面への移行・汚
染が防止され、画像カブリの発生を防止して摺擦ローラ
本来の機能が発揮される。

【００２６】

【実施例】図１に示した装置を用いて画像形成を行なっ
た。ここで、摺擦ローラ２９としては、ローラ本体表面
層を発泡シリコーンゴムで形成したものを用いた。

【００２７】湿式法シリカ（ニップシールＥ２２０、日
本シリカ（株）製）にジメチルシリコーンオイル（１，
０００ｃＳ）を３重量％添加しながら、高速ミキサーで
混合して、湿式法シリカの表面をメチル化処理し、さら
に２５０℃で３０分間混合することにより、シリカ表面
への固定化を完結した。

【００２８】得られた表面処理シリカは、疎水度が６０
％（水／メタノールの混合液でシリカが濡れ出す時のメ
タノール比）であった。この表面処理シリカを、発泡シ
リコーンロールに擦り込むように付着させ、ロール表面
にシリカを固定化し、本発明の摺擦ローラを得た。

【００２９】また一方、湿式法シリカに代えて乾式法コ
ロイダルシリカまたは乾式法シリカを用いる以外は同様
にして、シリカの表面処理およびロールの表面処理を行
ない、摺擦ローラを調製した。これら３種類の表面処理
摺擦ローラと、対照としての表面処理をしない発泡シリ
コーンゴム製摺擦ローラとをそれぞれ用いて画像形成を
行ない、カブリの発生の有無を評価した。

【００３０】この評価としては、ローラ表面処理直後の
ものを用いた初期評価と、処理から１日放置したローラ
を用いる放置後評価とを行ない、結果を表１および表２
に示した。カブリの評価方法は以下の通りである。

【００３１】◎：カブリが全く発生しない ○：ごくわずかのカブリが発生するが画像上問題がない △：わずかのカブリが発生するが画像上許容しうる ×：画像に悪影響を与えるカブリが発生する（不合格）

【００３２】

【表１】表１：初期評価結果 カブリの評価 ロール表面処理 初 期 100枚後 200枚後 300枚後 400枚後 比較例１ なし × − − − − 実施例１ 表面処理乾式法 ◎ ○ ○ △ △ コロイダルシリカ 実施例２ 表面処理 ◎ ◎ ◎ ○ ○ 湿式法シリカ 実施例３ 表面処理 ○ ◎ ◎ △ △ 乾式法シリカ

【００３３】

【表２】表２：放置試験結果（１日放置後） カブリの評価 ロール表面処理 初 期 100枚後 200枚後 300枚後 400枚後 実施例４ 表面処理 ◎ ◎ ○ ○ ○ 湿式法シリカ

【００３４】以上のように、本発明の摺擦ローラによれ
ば、初期におけるカブリの発生を防止することができ
る。また、連続印字によってもカブリが防止され画像レ
ベルがある一定値よりも下がらないのは、表面処理シリ
カ層により、低分子シロキサンのブリードアウトを完全
に抑えているためと考えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の摺擦ローラを用いた画像形成装置の一
例を示す説明図である。

【符号の説明】 １１ 感光体 ２１ コロナ帯電器 ２３ ＬＥＤヘッド ２５ 現像ローラ ２７ 転写器 ２９ 摺擦ローラ ３１ クリーニングブレード ４１ 現像剤 ４３ トナー ４５ 転写紙

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−218682（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−6665（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−63877（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−240578（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 21/10 - 21/12

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像形成装置の感光体を摺擦する摺擦ロ
   ーラにおいて、 少なくともその表面が、表面のシラノール基がメチルシ
   ロキサン基で置換または覆われたシリカ微粉体により表
   面処理された発泡シリコーンゴムからなることを特徴と
   する画像形成装置用摺擦ローラ。