JP5339730B2 - 再生弾性ローラの製造方法 - Google Patents
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該トナーが表面に固着した弾性ローラの表面を加熱して該固着したトナーを軟化させる工程(a)と、
該弾性ローラ表面とクリーニング部材とを摺擦して該工程(a)によって軟化したトナーを該弾性ローラの表面から除去する工程(b)とを有し、
該クリーニング部材は通気性を有し、
該工程(b)が、該弾性ローラ表面と該クリーニング部材との摺擦を該クリーニング部材背面側から吸引しながら行う工程を含むことを特徴とする再生弾性ローラの製造方法に関する。
周期律表第I族金属の塩(LiCF3SO3、NaClO4、LiClO4、LiAsF6、LiBF4、NaSCN、KSCN、NaCl等)
周期律表第II族金属の塩(Ca(ClO4)2、Ba(ClO4)2等)
アンモニウム塩(NH4Cl、(NH4)2SO4、NH4NO3等)
上記塩と多価アルコール(1,4−ブタンジオール、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール等)との錯体
上記塩とモノオール(エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル、ポリエチレングリコールモノエチルエーテル等)との錯体
陽イオン性界面活性剤、陰イオン性界面活性剤、両性界面活性剤
等を用いることができる。
炭素系物質(カーボンブラック、グラファイト等)
金属や合金(アルミニウム、銀、金、錫−鉛合金、銅−ニッケル合金)
金属酸化物(酸化亜鉛、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化錫、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化銀等)
更に、上記の電子導電剤に銅、ニッケル、銀等の導電性金属めっきを施した物質等も導電性付与剤として挙げることができる。
なお、実施例1〜9、11〜18及び20〜40は、本発明の参考例である。
[弾性層の調製]
直径6mm、長さ250mmのSUS製軸芯体の表面に、シリコーンゴムとの接着性を向上させる目的で、プライマー処理(DY39−051:東レ・ダウ・コーニング社製)を行った。
以下の材料を混合し、メチルエチルケトンを加え、サンドミルで1時間分散した。
ポリウレタンポリオールプレポリマー(タケラックTE5060:三井武田ケミカル社製)100質量部
イソシアネート(コロネート2521:日本ポリウレタン社製)77質量部
カーボンブラック(MA100:三菱化学社製)24質量部
ウレタン粒子(C400透明:根上工業社製)24質量部
更に、分散後固形分が20〜30質量%になるよう、さらにメチルエチルケトンを加え、樹脂層材料とした。
上記弾性ローラを画像形成装置(Color Laser Jet3700:Hewlett−Packard社製)の専用の電子写真プロセスカートリッジ(黒:寿命6000枚)に現像ローラとして組み込んだ。温度15℃、湿度10%RHの環境に24時間放置した後、上記電子写真プロセスカートリッジを画像形成装置本体に搭載し、同環境において印字率2%で連続画像出力を行った。公称寿命後も画像出力を続け、最終的に画像に白抜けが発生する状態まで画像出力を行った。その後、感光ドラム等の他部材と弾性ローラが当接した状態で、温度45℃、湿度95%RHの環境下に電子写真プロセスカートリッジを2ヶ月放置した。放置後、弾性ローラを電子写真プロセスカートリッジから取り出し、顕微鏡で弾性ローラ表面を観察したところ、弾性ローラ表面にはトナーが固着しているのが確認された。また、感光ドラム等他部材との当接位置において弾性ローラに変形が生じていることを確認した。同条件でトナーが固着し、変形が生じている弾性ローラを複数本作製した。これらの弾性ローラをサンプルA群とした。
サンプルA群から1本の弾性ローラを選択し、図2に示す装置に組み込んだ。
[表面観察]
再生弾性ローラの表面状態を目視にて観察した。傷が存在しなければ「A」、ローラ表面に極軽微な傷や異物の付着が確認できる程度であれば「B」、ローラ表面に明確な傷が確認できる場合には「C」として、評価を行った。
再生弾性ローラを新しい電子写真プロセスカートリッジに現像ローラとして組み込み、この電子写真プロセスカートリッジを温度15℃、湿度10%RHの環境に24時間放置した後、同環境において上記画像形成装置本体に搭載した。画像上部に15mm×15mmのベタ画像が15mm間隔で横一列に、さらにその下部領域にハーフトーンが印刷される画像をゴースト評価用画像として出力した。
表面にトナー固着が多く発生した弾性ローラを現像ローラとして用い、画像形成を行うとトナーの帯電量が減少する。この状態でベタ白画像の形成を行うと、帯電量が不足するトナーは感光体へと移動し、更に、転写紙上へ移動する。この現象はかぶりと呼ばれる。このため、かぶりの評価を行うことで、弾性ローラの表面汚れ、即ち固着トナーの有無の指標とした。以下にかぶりの評価方法を示す。
クリーニング部材として、ブラシローラに替えて、表面粗さとしてJIS B 0601:1994の規格におけるRaが0.5μmの外径10.0mmのアルミ製ローラを使用し、弾性ローラとの圧接幅1.0mm、回転数を20rpmとした。その他は、実施例1と同様の方法で再生弾性ローラを調製した。得られた再生弾性ローラについて実施例1と同様に評価を行った。
クリーニング部材として、ブラシローラに替えて、SUS製の軸芯体(外径6.0mm)にヘキサンの吸収量が3.0g/gである不織布(材質:ポリプロピレン)を巻きつけた不織布ローラ(外径10.0mm)を使用した。弾性ローラとの圧接幅が2.0mmになるよう調整し、クリーニング部材の回転数を20rpmとした以外は、実施例1と同様の方法で再生弾性ローラを調製した。得られた再生弾性ローラについて実施例1と同様に評価を行った。
サンプルA群の弾性ローラを温度120℃に加熱したオーブン内に放置し、十分に加熱した後、図3に示す装置に組み込んだ。クリーニング部材として実施例1と同様のブラシローラを用い、実施例1と同様に摺擦を行い再生弾性ローラを調製した。得られた再生弾性ローラについて実施例1と同様に評価を行った。
クリーニング部材として、ブラシローラに替えて、実施例2と同様のアルミ製ローラを使用した。弾性ローラとの圧接幅が1.0mmになるよう調整しクリーニング部材の回転数を20rpmとした以外は、実施例4と同様の方法で再生弾性ローラを調製した。得られた再生弾性ローラについて実施例1と同様に評価を行った。
クリーニング部材として、ブラシローラに替えて、実施例3と同様の不織布ローラを使用した。弾性ローラとの圧接幅が2.0mmになるよう調整し、クリーニング部材の回転数を20rpmとした以外は、実施例4と同様の方法で再生弾性ローラを調製した。得られた再生弾性ローラについて実施例1と同様に評価を行った。
サンプルA群の弾性ローラを図4に示す装置に組み込んだ。非接触熱源として赤外線ランプを使用し、弾性ローラを20rpmで回転させつつ、赤外線の照射を開始した。赤外線照射部の表面温度を非接触温度計でモニタリングし、弾性ローラの表面温度が120±3℃になるよう赤外線の出力を調整しながら加熱を行った。クリーニング部材として実施例1と同様のブラシローラを用い、実施例1と同様に摺擦を行い再生弾性ローラを調製した。得られた再生弾性ローラについて実施例1と同様に評価を行った。
クリーニング部材として、ブラシローラに替えて、実施例2と同様のアルミ製ローラを使用し、弾性ローラとの圧接幅が1.0mmになるよう調整しクリーニング部材の回転数を20rpmとした以外は、実施例7と同様の方法で再生弾性ローラを調製した。得られた再生弾性ローラについて実施例1と同様に評価を行った。
サンプルA群の弾性ローラを図5に示す装置に組み込んだ。熱源として赤外線ランプを使用し、弾性ローラを20rpmで回転させつつ、赤外線の照射を開始した。赤外線照射部の表面温度を非接触温度計でモニタリングし、弾性ローラの表面温度が120±3℃になるよう赤外線の出力を調整しながら加熱を行った。クリーニング部材として、ヘキサンの吸収量が3.0g/gであるシート状不織布(材質:ポリプロピレン)を用いた。不織布を圧接幅が5.0mmになるよう接触させ、弾性ローラの回転速度を20rpm、不織布の送り出し速度を300mm/分とし、1分間摺擦を行った。また、弾性ローラの回転方向と不織布の送り出し方向は順方向にした。摺擦後、弾性ローラと不織布を離間し、赤外線による加熱を停止し、再生弾性ローラを調製した。得られた再生弾性ローラについて実施例1と同様に評価を行った。
不織布の背面側に吸気口を設け、弾性ローラ表面における流速が1.0m/秒になるよう吸引を行った以外は実施例9と同様に再生弾性ローラを調製した。得られた再生弾性ローラについて実施例1と同様に評価を行った。
弾性ローラの表面温度が80±3℃になるよう、赤外線の照射電力を調整した以外は、実施例9と同様に再生弾性ローラを調製した。得られた再生弾性ローラについて実施例1と同様に評価を行った。
弾性ローラの表面温度が70±3℃になるよう、赤外線の照射電力を調整した以外は、実施例9と同様に再生弾性ローラを調製した。得られた再生弾性ローラについて実施例1と同様に評価を行った。
弾性ローラの表面温度が140±5℃になるよう、赤外線の照射電力を調整した以外は、実施例9と同様に再生弾性ローラを調製した。得られた再生弾性ローラについて実施例1と同様に評価を行った。
サンプルA群の弾性ローラを図4に示す装置に組み込んだ。熱源として飽和水蒸気の供給装置を使用し、弾性ローラを20rpmで回転させつつ、クリーニング部材に対して対向する位置に、0.3MPaの圧力で噴射した。水蒸気の温度低下を防ぐため、ノズル位置は弾性ローラ表面から、2.0mmの位置にした。弾性ローラの表面温度は約100℃であった。クリーニング部材として、実施例1と同様のブラシローラを用い、弾性ローラとの圧接幅が4.0mmになるよう調整した。弾性ローラの回転数を20rpm、クリーニング部材の回転数を2rpm、回転方向は順方向とし、1分間摺擦を行った。摺擦後、水蒸気の噴射を停止し、弾性ローラとクリーニング部材を離間し、再生弾性ローラを調製した。得られた再生弾性ローラについて実施例1と同様に評価を行った。
クリーニング部材の回転数を3rpmとした以外は、実施例14と同様に再生弾性ローラを調製した。得られた再生弾性ローラについて実施例1と同様に評価を行った。
クリーニング部材の回転数を5rpmとした以外は、実施例14と同様に再生弾性ローラを調製した。得られた再生弾性ローラについて実施例1と同様に評価を行った。
クリーニング部材として実施例2と同様のアルミ製ローラを用い、弾性ローラとの圧接幅が1.0mmになるよう調整しクリーニング部材の回転数を20rpmとした以外は、実施例14と同様に再生弾性ローラを調製した。得られた再生弾性ローラについて実施例1と同様に評価を行った。
サンプルA群の弾性ローラを図5に示す装置に組み込んだ。熱源として飽和水蒸気の供給装置を使用し、弾性ローラを60rpmで回転させつつ、クリーニング部材との摺擦位置に対向する位置に、0.3MPaの圧力で飽和水蒸気を噴射した。水蒸気の温度低下を防ぐため、ノズル位置は弾性ローラ表面から、2.0mmの位置にした。弾性ローラの表面温度は100℃であった。クリーニング部材として、ヘキサンの吸収量が3.0g/gである不織布(材質:ポリプロピレン)を用いた。不織布を圧接幅が5.0mmになるよう接触させ、弾性ローラの回転速度を20rpm、不織布の送り出し速度を300mm/分とし、1分間摺擦を行った。また、弾性ローラの回転方向と不織布の送り出し方向は順方向にした。摺擦後、水蒸気の噴射を停止し、弾性ローラと不織布を離間し、再生弾性ローラを調製した。得られた再生弾性ローラについて実施例1と同様に評価を行った。
不織布の背面側に吸気口を設け、弾性ローラ表面における流速が1.0m/秒になるよう吸引を行った以外は実施例18と同様に再生弾性ローラを調製した。得られた再生弾性ローラについて実施例1と同様に評価を行った。
クリーニング部材の送り出し速度を10mm/分とした以外は、実施例18と同様に再生弾性ローラを調製した。得られた再生弾性ローラについて実施例1と同様に評価を行った。
クリーニング部材の送り出し速度を80mm/分とした以外は、実施例18と同様に再生弾性ローラを調製した。得られた再生弾性ローラについて実施例1と同様に評価を行った。
クリーニング部材の送り出し速度を650mm/分とした以外は、実施例18と同様に再生弾性ローラを調製した。得られた再生弾性ローラについて実施例1と同様に評価を行った。
クリーニング部材の送り出し速度を750mm/分とした以外は、実施例18と同様に再生弾性ローラを調製した。得られた再生弾性ローラについて実施例1と同様に評価を行った。
クリーニング部材の送り出し速度を850mm/分とした以外は、実施例18と同様に再生弾性ローラを調製した。得られた再生弾性ローラについて実施例1と同様に評価を行った。
クリーニング部材の送り出し速度を950mm/分とした以外は、実施例18と同様に再生弾性ローラを調製した。得られた再生弾性ローラについて実施例1と同様に評価を行った。
クリーニング部材の送り出し速度を1050mm/分とした以外は、実施例18と同様に再生弾性ローラを調製した。得られた再生弾性ローラについて実施例1と同様に評価を行った。
クリーニング部材の圧接幅を3.0mmになるように不織布と弾性ローラ間距離を調整した以外は、実施例18と同様に再生弾性ローラを調製した。得られた再生弾性ローラについて実施例1と同様に評価を行った。
クリーニング部材の圧接幅を11.0mmになるように不織布と弾性ローラ間距離を調整した以外は、実施例18と同様に再生弾性ローラを調製した。得られた再生弾性ローラについて実施例1と同様に評価を行った。
クリーニング部材の圧接幅を13.0mmになるように不織布と弾性ローラ間距離を調整した以外は、実施例18と同様に再生弾性ローラを調製した。得られた再生弾性ローラについて実施例1と同様に評価を行った。
クリーニング部材としてヘキサンの吸収量が1.0g/gの不織布(材質:アクリル及びポリエステル)を使用した以外は、実施例18と同様に再生弾性ローラを調製した。得られた再生弾性ローラについて実施例1と同様に評価を行った。
クリーニング部材としてヘキサンの吸収量が9.6g/gの不織布(材質:ポリプロピレン)を使用した以外は、実施例18と同様に再生弾性ローラを調製した。得られた再生弾性ローラについて実施例1と同様に評価を行った。
クリーニング部材としてヘキサンの吸収量が11.0g/gの不織布(材質:ポリプロピレン)を使用した以外は、実施例18と同様に再生弾性ローラを調製した。得られた再生弾性ローラについて実施例1と同様に評価を行った。。
実施例1と同様の方法で、サンプルA群の弾性ローラから再生弾性ローラの調製を反復して行い、20本目に得られた再生弾性ローラについて、実施例1と同様の評価を行った。
実施例1と同様の方法で、サンプルA群の弾性ローラから再生弾性ローラの調製を反復して行い、10本の再生弾性ローラ調製後、加熱ローラが十分に冷めるまで放置した。その後、加熱ローラを図2に示す装置から取り外し、加熱ローラ表面に付着しているトナーをエタノールにより除去した。加熱ローラを再度図2に示す装置に組み込み、更に11本目〜20本目の再生弾性ローラを調製した。20本目に得られた再生弾性ローラについて、実施例1と同様の評価を行った。
実施例1に替えて実施例3の方法を使用した他は、実施例34と同様に20本の再生弾性ローラを調製した。20本目に得られた再生弾性ローラについて、実施例1と同様の評価を行った。
加熱ローラ表面に付着しているトナーをエタノールにより除去する際、クリーニング部材である不織布ローラから不織布を取り外し、新しい不織布を軸芯体に巻きつけた他は、実施例35と同様に再生弾性ローラを調製した。20本目に得られた再生弾性ローラについて、実施例1と同様の評価を行った。
実施例14と同様の方法で、サンプルA群の弾性ローラから再生弾性ローラの調製を反復して行い、20本目に得られた再生弾性ローラについて、実施例1と同様の評価を行った。
実施例17と同様の方法で、サンプルA群の弾性ローラから再生弾性ローラの調製を反復して行い、20本目に得られた再生弾性ローラについて、実施例1と同様の評価を行った。
実施例17と同様の方法で、サンプルA群の弾性ローラから再生弾性ローラの調製を反復して行い、10本の再生弾性ローラ調製後、アルミ製ローラが十分に冷めるまで放置した。その後、アルミ製ローラを図4に示す装置から取り外し、アルミ製ローラ表面に付着しているトナーをエタノールにより除去した。アルミ製ローラを再度図4に示す装置に組み込み、更に10本の再生弾性ローラを調製した。20本目に得られた再生弾性ローラについて、実施例1と同様の評価を行った。
実施例18と同様の方法で、サンプルA群の弾性ローラから再生弾性ローラの調製を反復して行い、20本目に得られた再生弾性ローラについて、実施例1と同様の評価を行った。
サンプルA群の弾性ローラについて、実施例1と同様の評価を行った。
加熱を行わず、室温(温度23℃)中で実施例1と同様にブラシローラと弾性ローラとの摺擦を行い、その後、この弾性ローラについて実施例1と同様の評価を行った。
加熱を行わず、室温(温度23℃)中で実施例2と同様にアルミ製ローラと弾性ローラとの摺擦を行い、その後、この弾性ローラについて実施例1と同様の評価を行った。
加熱を行わず、室温(温度23℃)中で実施例9と同様に不織布との摺擦を行い、その後、この弾性ローラについて実施例1と同様の評価を行った。
実施例14と同様にして弾性ローラに飽和水蒸気を噴射後、そのまま室温(温度23℃)になるまで弾性ローラを放置した。その後、この弾性ローラについて実施例1と同様の評価を行った。
12 弾性層
13 樹脂層
21 弾性ローラ
22 加熱ローラ
23 クリーニングローラ
1a、2a、3a 支柱
1b、2b、3b モーター
31 弾性ローラ
32 クリーニングローラ
41 弾性ローラ
42 クリーニングローラ
43 熱源
51 弾性ローラ
52 クリーニング部材
53 熱源
601 感光ドラム
602 帯電ローラ
603 露光手段
604 現像部材
605 現像ローラ
606 トナー供給ローラ
607 トナー量規制ブレード
608 トナー
609 転写ローラ
610 クリーニングブレード
611 残存廃トナー容器
612 定着ローラ
613 転写材
614 トナー容器
Claims (13)
- 軸芯体と該軸芯体の周囲に弾性層を有する弾性ローラの表面に固着したトナーを除去する工程を有する再生弾性ローラの製造方法であって、
該トナーが表面に固着した弾性ローラの表面を加熱して該固着したトナーを軟化させる工程(a)と、
該弾性ローラ表面とクリーニング部材とを摺擦して該工程(a)によって軟化したトナーを該弾性ローラの表面から除去する工程(b)とを有し、
該クリーニング部材は通気性を有し、
該工程(b)が、該弾性ローラ表面と該クリーニング部材との摺擦を該クリーニング部材背面側から吸引しながら行う工程を含むことを特徴とする再生弾性ローラの製造方法。 - 前記工程(a)における加熱が弾性ローラと非接触で配置された熱源による請求項1に記載の再生弾性ローラの製造方法。
- 前記工程(a)における加熱が赤外線による請求項1又は2に記載の再生弾性ローラの製造方法。
- 前記工程(a)における加熱が水蒸気による請求項1又は2に記載の再生弾性ローラの製造方法。
- 前記工程(a)における加熱が弾性ローラ表面温度を80℃以上150℃以下とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の再生弾性ローラの製造方法。
- 前記工程(b)におけるクリーニング部材が不織布である請求項1乃至5のいずれか一項に記載の再生弾性ローラの製造方法。
- 前記不織布が、ヘキサンの吸収量が3.0g/g以上、10.0g/g以下である請求項6記載の再生弾性ローラの製造方法。
- 前記クリーニング部材がシート状であり、前記工程(b)において、該クリーニング部材の新しい表面を連続的に供給して弾性ローラ表面に摺動させる請求項1乃至7のいずれか一項に記載の再生弾性ローラの製造方法。
- 前記工程(b)における弾性ローラ表面とクリーニング部材との摺擦を、弾性ローラ表面に対しクリーニング部材表面の速度比が0.10以上、0.90以下の範囲で行う請求項1乃至8のいずれか一項に記載の再生弾性ローラの製造方法。
- 前記工程(b)における弾性ローラ表面とクリーニング部材との摺擦を、弾性ローラ表面に対しクリーニング部材表面の速度比が1.10以上、1.30以下の範囲で行う請求項1乃至8のいずれか一項に記載の再生弾性ローラの製造方法。
- 前記弾性ローラを回転させ、前記工程(a)及び前記工程(b)を同時に行う請求項1乃至10のいずれか一項に記載の再生弾性ローラの製造方法。
- 前記クリーニング部材と摺擦する弾性ローラの部分と異なる部分を加熱する請求項11に記載の再生弾性ローラの製造方法。
- 前記弾性ローラが表面にウレタン樹脂を含む請求項1乃至13のいずれか一項に記載の再生弾性ローラの製造方法。
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