JP5365681B2 - 清掃部材 - Google Patents

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Description

本発明は、清掃部材に関する。
電子写真方式を用いた画像形成装置においては、先ず、感光体等からなる像保持体の表面を帯電装置によって帯電して電荷を形成し、画像信号を変調したレーザー光等で静電潜像を形成する。その後、帯電したトナーにより静電潜像を現像して可視化したトナー像が形成される。そして、トナー像を中間転写体を介して、あるいは直接記録紙等の被転写体に静電的に転写し、被転写体に定着することにより画像が得られる。
ところで、特許文献1では、帯電ロールのクリーニング部材としてスポンジ材からなるローラを取り付ける方法が提案されている。
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。
特開平2−272594号公報 特開平7−129055号公報 特開平7−219313号公報 特開2001−209238号公報
本発明の課題は、芯体からの発泡弾性層の剥れが抑制された螺旋形状の清掃部材を提供することである。
上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、
請求項1に係る発明は、
芯体と、
前記芯体の外周面に、前記芯体の一端から他端にかけて、長手方向端部の一方又は両方が連結した2本以上の短冊状の発泡弾性部材が螺旋状に巻き回されて配置された発泡弾性層と、
前記芯体と前記発泡弾性層とを接着するための接着層と、
を備えた清掃部材。
請求項2に係る発明は、
前記発泡弾性層となる2本以上の前記短冊状の発泡弾性部材が互いに連結した端部において、前記芯体の軸方向中央部側に向く角部又は前記発泡弾性層の螺旋方向外側に突出する角部における前記芯体の外周面と対向する側の面のうち、前記接着層を介して前記芯体の外周面と接触する領域の面積が単位面積当たりの面積率で40%以上である請求項1に記載の清掃部材。
請求項3に係る発明は、
前記発泡弾性層となる2本以上の前記短冊状の発泡弾性部材が互いに連結した端部において、前記芯体の軸方向中央部側に向く角部又は前記発泡弾性層の螺旋方向外側に突出する角部に、前記発泡弾性層の厚み方向に圧縮処理を施している請求項2に記載の清掃部材。
請求項4に係る発明は、
前記発泡弾性層となる2本以上の前記発泡弾性部材が互いに連結した連結部の幅が、前記短冊状の発泡弾性部材の空隙径の2倍以上である請求項1乃至3のいずれか1項に記載の清掃部材。
請求項1に係る発明によれば、発泡弾性層となる2本以上の短冊状の発泡弾性部材がその長手方向端部の一方又は両端で連結していない場合に比べ、芯体からの発泡弾性層の剥れが抑制された螺旋形状の清掃部材を提供できる。
請求項2、3に係る発明によれば、前記発泡弾性層となる2本以上の前記発泡弾性部材が互いに連結した端部において、芯体の軸方向中央部側に向く角部又は発泡弾性層の螺旋方向外側に突出する角部における芯体の外周面と対向する側の面のうち、接着層を介して芯体の外周面と接触する領域の面積が単位面積当たりの面積率で40%未満である場合に比べ、芯体からの発泡弾性層の剥れが抑制された螺旋形状の清掃部材を提供できる。
請求項4に係る発明によれば、前記発泡弾性層となる2本以上の前記発泡弾性部材が互いに連結した連結部の幅が短冊状の発泡弾性部材の空隙径の2倍未満の場合に比べ、芯体からの発泡弾性層の剥れが抑制された螺旋形状の清掃部材を提供できる。
本実施形態に係る清掃部材を示す概略構成図である。 本実施形態に係る清掃部材の概略部分拡大図である。 本実施形態に係る清掃部材の長手方向一端部を示す概略斜視図ある。 本実施形態に係る清掃部材における発泡弾性層を示す拡大断面図である。 本実施形態に係る清掃部材の製造方法の一例を示す工程図である。 本実施形態に係る清掃部材における発泡弾性層となる短冊状の発泡弾性部材を示す概略平面図である。 本実施形態に係る清掃部材における発泡弾性層となる他の短冊状の発泡弾性部材を示す概略平面図である。 本実施形態に係る清掃部材を用いた電子写真画像形成装置を示す概略構成図である。 本実施形態に係る清掃部材を用いたプロセスカートリッジを示す概略構成図である。 図8及び図9における帯電部材(帯電装置)周辺部分を拡大した概略構成図である。
以下、本発明の一例である実施形態について説明する。なお、同じ機能・作用を有する部材には、全図面と通して同じ符号を付与し、その説明を省略する場合がある。
(清掃部材)
図1は、本実施形態に係る清掃部材を示す概略構成図である。図2は、本実施形態に係る清掃部材の概略部分拡大図である。図3は、本実施形態に係る清掃部材の長手方向一端部を示す概略斜視図ある。図4は、本実施形態に係る清掃部材における発泡弾性層を示す拡大断面図である。
本実施形態に係る清掃部材100(以下、単に清掃部材と称する)は、図1〜図4に示すように、ロール状の部材であり、芯体100Aと、発泡弾性層100Bと、芯体100Aと発泡弾性層100Bとを接着するための接着層100Dと、を備えたロール状の部材である。
発泡弾性層100Bは、芯体100Aの外周面に、芯体100Aの一端から他端にかけて、2本以上の短冊状の発泡弾性部材100C(以下、短冊100Cと称する)が螺旋状に巻き回されて形成されている。具体的には、発泡弾性層100Bは、例えば、芯体100Aの一端から他端にかけて、芯体100Aを螺旋軸とし、2本以上の短冊100Cの一組として、当該螺旋軸の外周面に、当該一組の短冊100C同士が間隔を持つようにして螺旋状に巻き回された状態で配置されている。
そして、2本以上の短冊100C(短冊状の発泡弾性部材)は、長手方向端部の一方又は両方で互いに連結している。
なお、図1〜4中では、発泡弾性層100Bが、芯体100Aの外周面に、芯体100Aの一端から他端にかけて、長手方向端部の両方で互いに連結した2以上の短冊100C(短冊状の発泡弾性部材)を螺旋状に巻き回されて形成されている形態を示している。
ここで、短冊100Cを芯体100Aに巻き付けて、芯体100Aの外周面に発泡弾性層100Bを螺旋状に配置する場合、芯体100Aの外周面に短冊100Cを巻き付ける際に、その長手方向(巻き付け方向)に予め定められた張力を付与することが必要である。芯体100Aに巻き付けた状態の発泡弾性層100Bは、その張力と芯体100Aの曲率に応じた弾性変形をした状態(例えば、巻き付ける前の短冊100Cの幅方向中央部の厚みに対して小さくなった状態)で配置されると考えられる。
一方で、芯体100Aに巻き付けた状態の発泡弾性層100Bは、弾性変形をした状態で芯体100A外周面に沿って固定されることから、発泡弾性層100Bの弾性変形量に伴った反発弾性力が発生すると考えられる。この反発弾性力は、発泡弾性層100Bが収縮する方向に働く、つまり発泡弾性層100Bの螺旋方向(短冊100Cの巻き付け方向)に沿った方向に働くため、芯体100Aの外周面上で発泡弾性層100Bの長手方向端部が剥れる方向にかかると考えられる。
そして、発泡弾性層100Bの長手方向端部の角部のうち、芯体100Aの軸方向中央部側に向く角部100C又は発泡弾性層100Bの螺旋方向外側に突出する角部100C(以下、発泡弾性層100B又は短冊100Cの長手方向端部における芯体100Aの軸方向中央部側に向く角部100C又は発泡弾性層100Bの螺旋方向外側に突出する角部100Cを単に「角部100C」又は「発泡弾性層100B若しくは短冊100Cの角部100C」と称することがある)から剥れが生じ易くなる。
つまり、当該角部100Cが剥れの起点となり易い傾向がある。これは、発泡弾性層100B又は短冊100Cの長手方向端部において、角部100Cと対向する他の角部に係る反発弾性力は螺旋方向と角部100Cへ向かう方向に分散されるのに対して、角部100Cに係る反発弾性力は螺旋方向と角部100Cへ向かう方向の合力となると考えられるためである。
なお、この反発弾性力は、発泡弾性層100Bの厚みと弾性係数、また芯体の曲率半径が大きいほど、強く働くため、発泡弾性層100Bが剥れやすくなると考えられる。
さらに、被清掃部材と接触回転させた場合、発泡弾性層100Bの長手方向両端部のうち、逆方向(弾性層が剥れやすい方向)になる片側の端部(つまり、被清掃部材と接触回転させたとき、被清掃部材へ突入する側の端部)が特に剥れやすい傾向にある。
ところで、2本以上の短冊100Cを芯体100Cの外周面に螺旋状に巻き付けて、発泡弾性層100Bを構成する場合、発泡弾性層100Bの長手方向端部は、2本以上の短冊100Cのそれぞれ長手方向端部が離間した状態で構成されることになる。
この状態の場合、発泡弾性体層100Bとなる各々短冊100Cは、その長手方向端部の一方又は両方において、互いに離間していることから(又は、互いに接触していても互いが固定されてないことから)、発泡弾性体層100Bの剥れの起点となる個所が各々短冊100Cの角部100Cとなり、複数存在することとなる。
これに対して、本実施形態に係る清掃部材100では、発泡弾性体層100Bとなる2本以上の短冊100Cを、長手方向端部の一方又は両方で互いに連結させる。
これにより、発泡弾性体層100B全体としては、その長手方向端部の一方又は両端において、2本以上の短冊100Cが連結していることから、当該連結された端部では一つの短冊100Cで構成されていることとなり、その剥れの起点となる角部100Cが見かけ上一つとなる(図3参照)。
このため、本実施形態に係る清掃部材100では、芯体100Aからの発泡弾性層100Bの剥れが抑制されると考えられる。
なお、発泡弾性層100B又は短冊100Cの長手方向端部における芯体100Aの軸方向中央部側に向く角部100C(又は発泡弾性層100Bとなる2本以上の短冊100Cが連結された端部における芯体100Aの軸方向中央部側に向く角部100C)とは、当該端部を構成する角部のうち、芯体100Aの軸方向中央部側に位置する螺旋状に巻かれた発泡弾性層100C(短冊100C)と対向する側の角部である(図3(A)参照)。
また、発泡弾性層100B又は短冊100Cの長手方向端部における発泡弾性層100Bの螺旋方向外側に突出する角部100C(又は発泡弾性層100Bとなる2本以上の短冊100Cが連結された端部における発泡弾性層100Bの螺旋方向外側に突出する角部100C)とは、当該端部を構成する角部のうち、当該端部から短冊100Cの巻き付け方向外側に最も突出して位置する角部である(図3(B)、図3(C)参照)。
つまり、芯体100Aの軸方向中央部側に向く角部100Cと、発泡弾性層100Bの螺旋方向外側に突出する角部100Cと、は、いずれも、短冊100Cを芯体100Aに対して右巻きに螺旋状に巻き付けた場合、形成された発泡弾性層100Bの長手方向端部を芯体100A軸方向外側から短冊100Cの巻き付け方向に沿って見たとき、最も右側に位置する端部の角部であり、短冊100Cを芯体100Aに対して左巻きに螺旋状に巻き付けた場合、形成された発泡弾性層100Bの長手方向端部を芯体100A軸方向外側から短冊100Cの巻き付け方向に沿って見たとき見たとき、最も左側に位置する端部の角部である。
また、本実施形態に係る清掃部材100では、発泡弾性体層100Bの剥れの起点となる角部100Cが一つとなることから、その剥れ防止処理を施す処理も一箇所で済むという利点もある。
加えて、この剥れ防止処理として圧縮処理を施した個所が被清掃部材に接触する割合が減ることで清掃不良領域となり易いため、この剥れ防止処理を施す処理が発泡弾性体層100B(短冊100C)端部でしかも一箇所で済むことから、清掃領域を確保するために必要以上に清掃部材100の軸方向長さを長くすることがなくなるという利点もある。
この剥れ防止処理としては、例えば、発泡弾性層100Bとなる2本以上の短冊100C(発泡弾性部材)が互いに連結した端部において、芯体100Aの軸方向中央部側に向く角部100C又は発泡弾性層100Bの螺旋方向外側に突出する角部100Cにおける芯体100Aの外周面と対向する側の面(以下、発泡弾性層100B(短冊100C)の芯体100Aの外周面に対向する側の面を「下面」と称する)のうち、接着層100Dを介して芯体100Aの外周面と接触する領域の面積が単位面積当たりの面積率(以下、接触面積率と称する)で40%以上とする処理が挙げられる。
ここで、発泡弾性層100B(短冊100C)は、気泡を有することから、接着層100Dを介して芯体100Aの外周面に接触する発泡弾性層100Bの下面に気泡(発泡骨格構造)に起因する凹部が多数存在し、この凹部により、非発泡の弾性層に比べ、発泡弾性層100Bの下面と芯体100Aの外周面との接着層100Dによる接着において、発泡弾性層100Bの下面のうち、実際に接着層100Dを介して芯体100Aの外周面に接触する領域が低くなる傾向があり、接着力が不足し易いためと考えられる。
このため、例えば、発泡弾性層100Bとなる2本以上の短冊100C(発泡弾性部材)が互いに連結した端部において、芯体100Aの軸方向中央部側に向く角部100C又は発泡弾性層100Bの螺旋方向外側に突出する角部100Cにおける下面の接触面積率を40%以上と増加させる処理を行うことがよい。
これにより、剥れの起点となる発泡弾性層100Bとなる2本以上の短冊100C(発泡弾性部材)が互いに連結した端部において、芯体100Aの軸方向中央部側に向く角部100C又は発泡弾性層100Bの螺旋方向外側に突出する角部100Cにおける下面のうち接着層100Dを介して芯体100Aに対して直接接触している領域(部分)の総面積が増大され、より多くの接着力が得られると考えられ、芯体100Aからの発泡弾性層100Bの剥れ(つまり発泡弾性層100Bの角部100Cからの剥れ)が抑制される。
また、この剥れ防止処理により、高温環境下(例えば温度50℃条件下)で、清掃部材101を一定期間(例えば、24時間以上)保管した場合、発泡弾性層100Bと芯体100Aとを接着する接着層100Dの粘性が弱くなり、芯体100Aからの発泡弾性層100Bの剥れ(つまり発泡弾性層100Bの角部100Cからの剥れ)が生じ易いが、本実施形態に係る清掃部材101では、このような高温環境下で一定期間保管した場合であっても、芯体100Aからの発泡弾性層100Bの剥れ(つまり発泡弾性層100Bの角部100Cからの剥れ)が抑制される。
そして、本実施形態に係る清掃部材100を備えた、帯電装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置では、芯体100Aからの発泡弾性層100Bの剥れ(つまり発泡弾性層100Bの角部100Cからの剥れ)が抑制されることから、帯電部材の清掃不良による帯電性能低下、及びそれに起因する画像欠陥(例えば、濃度ムラ)が抑制される。
以下、各部材について説明する。
まず、芯体について説明する。
芯体100Aに用いる材質としては、金属(例えば、快削鋼又はステンレス鋼等)、又は樹脂(例えば、ポリアセタール樹脂(POM)等)が挙げられる。なお、材質及び表面処理方法等は必要に応じて選択するのが望ましい。
特に、芯体100Aが金属で構成される場合メッキ処理を施すのが望ましい。また、樹脂等で導電性を有さない材質の場合、メッキ処理等の一般的な処理により加工して導電化処理を行ってもよいし、そのまま使用してもよい。
次に、接着層について説明する。
接着層としては、芯体100Aと発泡弾性層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。
次に、発泡弾性層について説明する。
発泡弾性層100Bは、2本以上の短冊100C(短冊状の発泡弾性部材)を芯体100Aに螺旋状に巻き回されて配置されたもので構成されている。
そして、2本以上の短冊100Cは、長手方向端部の一方又は両方で互いに連結している。2本以上の短冊100Cは、発泡弾性層100Bの長手方向端部の一方又は両方が目的とする幅で連結されていればよく、端部の形状は限定されない(例えば、図3、図6、図7参照)。
発泡弾性層100Bとなる2本以上の短冊100C(短冊状の発泡弾性部材)が互いに連結した連結部100Cの幅RA(図6(A)の形状の場合、短冊100Cの長手方向長さ)は、短冊100Cの空隙径(所謂セル径)の2倍以上であることがよい(図6参照)。また、当該幅RAの上限は、清掃部材100の長手方向の清掃領域確保の観点から短冊100Cの幅以下であることがよい。
連結部100Cの幅RAを短冊100Cの空隙径(セル径)の2倍以上とすることにより、短冊100C(つまり発泡弾性層100B)の空隙(セル)による強度不足に起因する連結部100Cの千切れが抑制され、その結果、芯体100Aからの発泡弾性層100B(短冊100C)の剥れが抑制され易くなる。
なお、連結部100Cの幅RAとは、連結部100Cを構成する2つの辺(短冊100Cの長手方向と交差する2つの辺)の対向方向に沿った長さを意味する。
ここで、短冊100Cの空隙径(セル径)は、例えば、0.1mm以上1.0mm以下がよく、望ましくは0.2mm以上0.9mm以下、より望ましくは0.4mm以上0.8mm以下である。
なお、空隙径(セル径)は、「平均空隙径(平均セル径)」を意味し、JIS K 6400−1(2004)附属書1に準じて25mm長さ毎のセル数を測定し、25mm/セル数から算出したものである。
発泡弾性層100Bは、短冊100Cの接着面(短冊100Cにおける芯体100Aの外周面と対向する側の下面)の長手方向の辺を互いに接触させた状態で螺旋状に巻き回されて配置されてもよいし、接触させない状態で螺旋状に巻き回されて配置された構成であってもよい。
なお、図1〜4中では、短冊100Cの接着面(短冊100Cにおける芯体100Aの外周面と対向する側の下面)の長手方向の辺を互いに接触させない状態で螺旋状に巻き回されて配置されて、発泡弾性層100Bを構成した形態を示している。
発泡弾性層100Bとなる2本以上の短冊100C(発泡弾性部材)が互いに連結した端部において、芯体100Aの軸方向中央部側に向く角部100C又は発泡弾性層100Bの螺旋方向外側に突出する角部100Cにおける下面の接触面積率は、40%以上(望ましくは60%以上)であることがよい。
なお、この接触面積率は、高ければ高い程、発泡弾性層100Bの長手方向端部の一方又は両方で生じる反発弾性力以上の接着力が得られ易く、芯体100Aからの発泡弾性層100Bの剥れ(つまり発泡弾性層100Bの角部100Cからの剥れ)が抑制され易くなる。
ここで、「接触面積率」とは、発泡弾性層100Bの角部100Cの下面の全面積(層厚み方向に投影したときの投影面積)に対して、発泡弾性層100Bの角部100Cの下面のうち接着層100Dを介して芯体100Aの外周面と接触(つまり接着層100Dと直接接触)している領域の面積の割合を意味する。言い換えれば、発泡弾性層100Bの角部100Cの下面は、凹凸形状を有し、この凸部の頂部(頂面)が接着層100Dを介して芯体100Aの外周面と接触(つまり接着層100Dと直接接触)する部位となるため、「接触面積率」とは、発泡弾性層100Bの角部100Cの下面の全面積に対して、接着層100Dを介して芯体100Aの外周面と接触している凸部の頂部(頂面)の面積の割合を意味する。
「接触面積率」は、次のようにして求めた値とする。
清掃部材101からカッターにより、測定対象となる発泡弾性層100Bの角部100Cを一部剥ぎ取り、弾性層試料を得る。
液状のインク膜(厚み100μm)が形成された水平なインク台上に、測定対象となる面(発泡弾性層100Bの下面である層)がインクに接触するようにして、弾性層試料を置いた後、40g/cm荷重の力で弾性層試料の上から押し付け、弾性層試料の測定対象面の一部(発泡体の構造骨格部分)をインクで着色する。
そして、弾性層試料の測定対象面を、マイクロスコープ(キーエンス社製、型式:VHX−200)を用いて撮影し、撮影した画像1mmx1mm四方の範囲を画像解析ソフトウェア(三谷コーポレーション社製、WinROOF)を用いて、着色部と非着色部とで2値化を行い、測定対象面に占める接触部の割合を測定し、これを接触面積率とする。
なお、画像解析ソフトウェアでの2値化の条件は、255階調に白黒化処理した撮影画像に対し「判別分析法」により得られたしきい値を元に画像解析処理を行っており、しきい値以上を着色部、しきい値未満を非着色部として定義している。
「接触面積率」を上記範囲とするためには、例えば、発泡弾性層100Bの角部100Cとなる2本以上の短冊100C(短冊状の発泡弾性部材)が互いに連結した端部の角部100Cに、発泡弾性層100Bの厚み方向に圧縮処理(例えば熱圧縮処理)を施す方法が挙げられる。
具体的には、例えば、芯体100Aに巻き回す前の端部が互いに連結した2本以上の短冊100C(例えば、発泡率50個/25mm以上70個/25mm以下の短冊状の発泡弾性部材)を準備し、この互いに連結した端部の角部100Cに対して、厚み方向に圧縮率(圧縮後の厚み/圧縮前の厚み×100)が10%以上70%以下となるように熱・圧力を付与して、圧縮処理を施す。
この圧縮処理は、短冊状に切り出す前の発泡弾性部材に対して行ってもよい。
これにより、2本以上の短冊100C(発泡弾性層100B)が互いに連結した端部の角部100Cの下面を構成する発泡構造骨格が消失し易くなり(完全に消失するわけではない)、接触面積率が増加し易くなる。
また、「接触面積率」を上記範囲とするためには、例えば、発泡弾性層100Bとなる2本以上の短冊100C(短冊状の発泡弾性部材)が互いに連結した端部の角部100Cの下面を、非発泡層で構成させることも挙げられる。
具体的には、例えば、2本以上の短冊100C(短冊状の発泡弾性部材)が互いに連結した端部の角部100Cを、非発泡層と発泡層との積層体で構成する。
この構成は、例えば、作製した発泡弾性体(成形後、切り出し前の発泡体の塊:例えば発泡ウレタンフォーム等)から、その表面のスキン層(金型と接触した面を構成する非発泡層)が短冊100C(発泡弾性層100B)の角部100Cの下面を構成するようにして、当該短冊100C(発泡弾性層100B)を切り出すことで実現される。
これにより、短冊100C(発泡弾性層100B)の角部100Cの下面が非発泡層で構成され、接触面積率が増加し易くなる。
発泡弾性層100B(短冊100C)は、気泡を有する材料(いわゆる発泡体)で構成されている。
発泡弾性層100B(短冊100C)の材料としては、例えば、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリアミド、又はポリプロピレン等の発泡性の樹脂、或いは、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、EPDM、NBR、CR、塩素化ポリイソプレン、イソプレン、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、水素添加ポリブタジエン、ブチルゴム等のゴム材料を1種類、又は2種類以上をブレンドしてなる材料が挙げられる。
なお、これらには必要に応じて、発泡助剤、整泡剤、触媒、硬化剤、可塑剤、又は加硫促進剤等の助剤を加えてもよい。
発泡弾性層100B(短冊100C)は、特に、擦れによる被清掃部材の表面に傷を付けない、長期に渡り千切れや破損が生じないようにする観点から、引っ張りに強い発泡ポリウレタンであることが望ましい。
ポリウレタンとしては、例えば、ポリオール(例えばポリエステルポリオール、ポリーエテルポリエステルやアクリルポリオール等)と、イソシアネート(例えば、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネートや4,4−ジフェニルメタンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート等)と、の反応物が挙げられ、鎖延長剤(1,4−ブタンジオール、トリメチロールプロパン)が含まれたものであってもよい。
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。
発泡ポリウレタンには、必要に応じて発泡助剤、整泡剤、触媒などの助剤を加えてもよい。
そして、これらの発泡ポリウレタンの中も、エーテル系発泡ポリウレタンがよい。これは、エステル系発泡ポリウレタンは、湿熱劣化し易い傾向があるためである。エーテル系ポリウレタンは主としてシリコーンオイルの整泡剤が使用されるが、保管(特に高温高湿下での長期保管)にてシリコーンオイルが被清掃部材(例えば帯電ロール等)へ移行することによる画質欠陥が発生することがある。その為、シリコーンオイル以外の整泡剤を用いることで、発泡弾性層100Bに起因する画質欠陥が抑制される。
ここで、シリコーンオイル以外の整泡剤として具体的には、例えば、Siを含まない有機系の界面活性剤(例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸、ラウリル硫酸ナトリウム等のアニオン系界面活性剤)が挙げられる。また、特開2005−301000に記載のシリコーン系整泡剤を用いない製法も適用できる。
なお、エステル系発泡ポリウレタンが、シリコーンオイル以外の整泡剤を用いたか否かは、成分分析により、「Si」を含むか否かで判断される。
発泡弾性層100B(短冊100C)の厚み(幅方向中央部での厚み)は、例えば、1.0mm以上4.0mm以下がよく、望ましくは1.5mm以上3.0mm以下であり、より望ましくは1.7mm以上2.5mm以下である。
なお、発泡弾性層100Bの厚みは、例えば、次のようにして測定する。
レーザー測定機(ミツトヨ社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)へスキャンさせて発泡弾性層厚み(発泡弾性層肉厚)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発泡弾性層100Bの厚みの算出を行う。
発泡弾性層100B(その全体)は、螺旋状に配置されているが、具体的には、例えば、螺旋角度θが10°以上65°以下(望ましくは20°以上50°以下)、螺旋幅R1が3mm以上25mm以下(望ましくは3mm以上10mm以下)であることがよい。また、螺旋ピッチR2は、例えば、3mm以上25mm以下(望ましくは15mm以上22mm以下)であることがよい。
なお、発泡弾性層100Bとなる2本以上の短冊100Cの各々の螺旋幅は、1.5mm以上12.5mm以下(望ましくは1.5mm以上5.0mm以下)であることがよい。
発泡弾性層100B(その全体)は、被覆率(発泡弾性層100Bの螺旋幅R1/[発泡弾性層100Bの螺旋幅R1+発泡弾性層100Bの螺旋ピッチR2:(R1+R2)])は、20%以上70%以下であることがよく、望ましくは25%以上55%以下である。
この被覆率を上記範囲よりも大きいと、発泡弾性層100Bが被清掃部材に接触する時間が長くなるため、清掃部材の表面に付着する付着物が被清掃部材へ再汚染する傾向が高くなる一方で、被覆率が上記範囲より小さいと、発泡弾性層100Bの厚み(肉厚)が安定し難くなり、清掃能力が低下する傾向となる。
なお、螺旋角度θとは、発泡弾性層100Bの長手方向P(螺旋方向)と清掃部材100の軸方向Q(芯体軸方向)とが交差する角度(鋭角)を意味する。
螺旋幅R1、R11とは、発泡弾性層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、発泡弾性層100Bの清掃部材100の軸方向Q(芯体軸方向)に沿った、隣合う発泡弾性層100B間の長さを意味する。
また、発泡弾性層100Bとは100Paの外力印加により変形しても、もとの形状に復元する材料から構成される層をいう。
次に、本実施形態に係る清掃部材100の製造方法について説明する。
図5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。なお、図5に示す工程図では、その一例として、2本の短冊100Cを用いる形態について示している。
まず、図5(A)に示すように、目的の厚みとなるようにスライス加工を施したシート状の発泡弾性部材(発泡ポリウレタンシート等)を準備し、このシート状の発泡弾性部材の片面に、両面テープ(不図示)を貼り付けた後、打ち抜き型により当該部材を打ち抜いて、目的とする幅・長さで。長手方向端部の一方又は両方が連結した2本以上の短冊100C(両面テープ付き短冊状の発泡弾性部材)を得る。一方で、芯体100Aも準備する。
ここで、打ち抜きにより準備する2本以上の短冊100Cは、例えば、2本以上の短冊100Cが、その長手方向端部の一方又は両方を除き、互いに離間して分離するように切込み(スリット)を設けた形状とする(図6、図7参照)。
これに限られず、打ち抜きにより準備する2本以上の短冊100Cは、例えば、その長手方向端部の一方又は両方を除き、互いに接触しつつ分離するように切込みを設けた形状としてもよい。
なお、図6は、2本の短冊100Cの長手方向両端部を連結したものの平面図であり、図7は、3本の短冊100Cの長手方向両端部を連結したものの平面図を示している。
具体的には、図6(A)及び図7(A)は、2本又は3本の短冊100Cが互いに連結した端部が短冊100Cの長手方向に直交する方向に沿った辺を持つような形状とした例である。そして、図6(A)に示す形状の2本の短冊100Cを芯体100Aに巻き付けて形成した発泡弾性体層100Cの長手方向端部の状態が、図3(A)に示す状態に相当する。
また、図6(B)及び図7(B)は、2本又は3本の短冊100Cが互いに連結した端部が短冊100Cの長手方向に傾斜する辺を持ち、角部100Cに相当する部位を短冊100Cの長手方向に突出する鋭角状の形状とした例である。そして、図6(B)に示す形状の2本の短冊100Cを芯体100Aに巻き付けて形成した発泡弾性体層100Cの長手方向端部の状態が、図3(B)に示す状態に相当する。
また、図6(C)及び図7(C)は、2本又は3本の短冊100Cが互いに連結した端部に切欠きを設けて、角部100Cに相当する部位を短冊100Cの長手方向に突出する形状とした例である。そして、図6(C)に示す形状の2本の短冊100Cを芯体100Aに巻き付けて形成した発泡弾性体層100Cの長手方向端部の状態が、図3(C)に示す状態に相当する。
また、2本以上の短冊100Cが互いに連結された端部の角部100Cの下面の「接触面積率」を上記範囲とするために、シート状の発泡弾性部材の該当部分に対して圧縮処理を施してもよいし、得られた短冊100Cに圧縮処理を施してもよい。なお、圧縮処理は、接着層100Cとしての両面テープを貼り付け前におこなってもよいし、貼り付け後に行ってもよい。
一方、2本以上の短冊100Cが互いに連結された端部の角部100Cの下面の「接触面積率」を上記範囲とするために、スライス加工を施してシート状の発泡弾性部材を得る際、スライス加工前の発泡弾性体の表面のスキン層(金型と接触した面を構成する非発泡層)が、2本以上の短冊100C(発泡弾性層100B)が互いに連結した端部の角部100Cの下面を構成するようにして、スライス加工を施してシート状の発泡弾性部材を得てもよい。
次に、図5(B)に示すように、両面テープが付いた面を上方にして2本以上の短冊100Cを配置し、この状態で両面テープの剥離紙の一端を剥がし、当該剥離紙を剥離した両面テープ上に芯体100Aの一端部を載せる。
次に、図5(C)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2本以上の短冊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。
ここで、発泡弾性層100Bとなる2本以上の短冊100Cを芯体100Aに巻き付ける際、芯体100Aの軸方向に対して、各短冊100Cの長手方向が目的の角度(螺旋角度)となるように、各短冊100Cに位置を合わせればよい。また、芯体100Aの外径は、例えば、φ3mm以上φ6mm以下程度にすることがよい。
2本以上の短冊100Cを芯体100Aに巻き付ける際に付与する張力は、芯体100Aと各短冊100Cの両面テープとの間に隙間ができない程度であることがよく、過度に張力を付与しないことがよい。張力を付与し過ぎると、引っ張り永久伸びが大きくなり、清掃に必要な発泡弾性層100Bの弾性力が落ちる傾向があるためである。具体的には、例えば、元の各短冊100Cの長さに対して0%超え5%以下程度の伸びになる張力とすることがよい。
一方で、2本以上の短冊100Cを芯体100Aに巻き付けると、各短冊100Cが伸びる傾向がある。この伸びは、各短冊100Cの厚み方向で異なり最外郭が最も伸びる傾向があり、弾性力が落ちることがある。そのため、各短冊100Cを芯体100Aに巻き付けた後における最外郭の伸びが、元の各短冊100Cの最外郭に対して5%%程度になることがよい。
この伸びは、各短冊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、各短冊100Cが芯体100Aに巻き付く曲率半径は芯体100Aの外径及び各短冊100Cの巻き付け角度により制御される。
2本以上の短冊100Cが芯体100Aに巻き付く曲率半径は、例えば、((芯体外径/2)+0.2mm)以上[(芯体外径/2)+8.5mm)以下にすることがよく、望ましくは((芯体外径/2)+0.5mm)以上((芯体外径/2)+7.0mm)以下である。
各短冊100Cの厚みとしては、例えば、1.5mm以上4mm以下程度がよく、望ましくは1.5mm以上3.0mm以下である。また、各短冊100Cの幅としては、発泡弾性層100Bの被覆率が上記範囲となるように調整することがよい。また、各短冊100Cの長さは、例えば、芯体100Aに巻き付ける領域の軸方向長さと巻き角度と巻き付ける際の張力により決定される。
(画像形成装置等)
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8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8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9参照)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。
感光体12としては、例えば、表面に有機感材等よりなる感光体層が被覆された直径が25mmの導電性円筒体が用いられ、図示しないモータにより、目的とするプロセススピードで回転駆動される。
感光体12の表面は、感光体12表面に配置された帯電部材14によって帯電された後、帯電部材14より感光体12の回転方向下流側に、露光装置16から出射されるレーザービームLBによって画像露光が施され、画像情報に応じた静電潜像が形成される。
感光体12上に形成された静電潜像は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色の現像装置19Y、19M、19C、19Kによって現像され、各色のトナー像となる。
例えば、カラーの画像を形成する場合、各色の感光体12の表面には、帯電・露光・現像の各工程が、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色に対応して行なわれ、各色の感光体12の表面には、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色に対応したトナー像が形成される。
感光体12上に順次形成されるイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色のトナー像は、支持ロール40,42で張力が付与されつつ内周面から支持された用紙搬送ベルト20を介して感光体12と転写装置22が接する箇所にて、感光体12の外周に用紙搬送ベルト20上を搬送される記録用紙24へ転写される。さらに、感光体12上からトナー像が転写された記録用紙24は、定着装置64へと搬送され、この定着装置64によって加熱・加圧されてトナー像が記録用紙24上に定着される。その後、片面プリントの場合には、トナー像が定着された記録用紙24は、排出ロール66によって画像形成装置10の上部に設けられた排出部68上にそのまま排出される。
なお、記録用紙24は、用紙収納容器28から取出ローラ30により取り出され、搬送ロール32,34により用紙搬送ベルト20まで搬送される。
一方、両面プリントの場合には、定着装置64により第一面(表面)にトナー像が定着された記録用紙24を、排出ロール66によって排出部68上にそのまま排出せずに、排出ロール66によって記録用紙24の後端部を狭持した状態で、排出ロール66を逆転させるとともに、記録用紙24の搬送径路を両面用の用紙搬送路70に切り替え、この両面用の用紙搬送路70に配設された搬送ロール72によって、記録用紙24の表裏を反転した状態で、再度、用紙搬送ベルト20上へ搬送して、記録用紙24の第二面(裏面)に感光体12上からトナー像を転写する。そして、記録用紙24の第二面(裏面)のトナー像を定着装置64によって定着させ、記録媒体24(被転写体)を排出部68上に排出する。
なお、トナー像の転写工程が終了した後の感光体12の表面は、感光体12が1回転する毎に、感光体12の表面であって、転写装置22が接する箇所よりも感光体12の回転方向下流側に配置された清掃ブレード80によって、残留トナーや紙粉などが除去され、次の画像形成工程に備えるようになっている。
ここで、図10に示すごとく、帯電部材14は、例えば、導電性芯体14Aの周囲に発泡弾性層14Bが形成されたロールであり、芯体14Aは回転自在に支持されている。帯電部材14の感光体12と反対側には、帯電部材14の清掃部材100が接触して、帯電装置(ユニット)を構成している。この清掃部材100として、本実施形態に係る清掃部材100が用いられる。
ここでは、清掃部材100を帯電部材14へ常時当接させ、帯電部材14と従動させて使用する方法に関して説明を行うが、清掃部材100は常時接触させて従動による使用でもよいし、帯電部材14のクリーニング時のみ接触させ従動する使用でもよい。また、清掃部材100は、帯電部材14のクリーニング時のみ接触させ、別駆動により帯電部材14に対して周速差を付けても構わない。但し、清掃部材100を常時帯電部材14へ接触させて周速差を付ける方法は帯電部材14上の汚れを清掃部材100へ溜め込み、帯電ロールへ再付着させ易くなることから、望ましくない。
帯電部材14は芯体14Aの両端へ荷重Fをかけて感光体12へ押付け、発泡弾性層14Bの周面に沿って弾性変形してニップ部を形成している。更に、清掃部材100は芯体100Aの両端へ荷重F’をかけて帯電部材14へ押付け、発泡弾性層100Bが帯電部材14の周面に沿って弾性変形してニップ部を形成することで、帯電部材14の撓みを抑えて、帯電部材14と感光体12の軸方向のニップ部を形成している。
感光体12は、図示しないモータによって矢印X方向に回転駆動され、感光体12の回転により帯電部材14が矢印Y方向に従動回転する。また、帯電部材14の回転により清掃部材100が矢印Z方向に従動回転する。
−帯電部材の構成−
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、弾性層、若しくは弾性層の代わりに樹脂層を有する構成が挙げられる。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、弾性層の上に表面処理を行ってもよい。
芯体の材質としては快削鋼、ステンレス鋼等を使用し、摺動性等の用途に応じて材質及び表面処理方法は適時選択するのが望ましい。また、メッキ処理するのが望ましい。導電性を有さない材質の場合、メッキ処理等一般的な処理により加工して導電化処理を行ってもよいし、そのまま使用してもよい。
弾性層は導電性弾性層とするが、導電性弾性層は、例えば、弾性を有するゴム等の弾性材、導電性弾性層の抵抗を調整するカーボンブラックやイオン導電材等の導電材、必要に応じて軟化剤、可塑剤、硬化剤、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、シリカ又は炭酸カルシウム等の充填剤等、通常ゴムに添加され得る材料を加えてもよい。通常ゴムに添加される材料を添加した混合物を、導電性の芯体の周面に被覆することにより形成される。抵抗値の調整を目的とした導電剤として、マトリックス材に配合されるカーボンブラックやイオン導電剤等の電子及びイオンの少なくとも一方を電荷キャリアとして電気伝導する材料を分散したもの等が用いられる。また、弾性材は発泡体であってもかまわない。
導電性弾性層を構成する弾性材としては、例えばゴム材中に導電剤を分散させることによって形成される。ゴム材としては、例えば、シリコーンゴム、エチレンプロピレンゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド共重合ゴム、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、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム及びこれらのブレンドゴムが好適に挙げられる。これらのゴム材は発泡したものであっても無発泡のものであってもよい。
導電剤としては、電子導電剤やイオン導電剤が用いられる。電子導電剤の例としては、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等のカーボンブラック;熱分解カーボン、グラファイト;アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス鋼等の各種導電性金属又は合金;酸化スズ、酸化インジウム、酸化チタン、酸化スズ−酸化アンチモン固溶体、酸化スズ−酸化インジウム固溶体等の各種導電性金属酸化物;絶縁物質の表面を導電化処理したもの;などの微粉末が挙げられる。また、イオン導電剤の例としては、テトラエチルアンモニウム、ラウリルトリメチルアンモニウム等のオニウム類の過塩素酸塩、塩素酸塩等;リチウム、マグネシウム等のアルカリ金属、アルカリ土類金属の過塩素酸塩、塩素酸塩等;が挙げられる。
これらの導電剤は、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、その添加量は特に制限はないが、電子導電剤の場合は、ゴム材100質量部に対して、1質量部以上60質量部以下の範囲であることが望ましく、一方、イオン導電剤の場合は、ゴム材100質量部に対して、0.1質量部以上5.0質量部以下の範囲であることが望ましい。
帯電部材の表面は、表面層を形成させてもよい。表面層の材料としては、樹脂、ゴム等の何れを用いてもよく特に限定するものではない。例えば、ポリフッ化ビニリデン、4フッ化エチレン共重合体、ポリエステル、ポリイミド、共重合ナイロンが好適に挙げられる。
共重合ナイロンは、610ナイロン、11ナイロン、12ナイロン、の内のいずれか1種又は複数種を重合単位として含むものであって、この共重合体に含まれる他の重合単位としては、6ナイロン、66ナイロン等が挙げられる。ここで、610ナイロン、11ナイロン、12ナイロンよりなる重合単位が共重合体中に含まれる割合は、重量比で合わせて10%以上であるのが望ましい。
高分子材料は単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。また、当該高分子材料の数平均分子量は、1,000以上100,000以下の範囲であることが望ましく、10,000以上50,000以下の範囲であることがより望ましい。
また表面層には導電性材料を含有させ、抵抗値を調整してもよい。該導電性材料としては、粒径が3μm以下であるものが望ましい。
また、抵抗値の調整を目的とした導電剤として、マトリックス材に配合されるカーボンブラックや導電性金属酸化物粒子、あるいはイオン導電剤等の電子及びイオンの少なくとも一方を電荷キャリアとして電気伝導する材料を分散したもの等を用いてもよい。
導電剤のカーボンブラックとして、具体的には、デグサ社製の「スペシャルブラック350」、同「スペシャルブラック100」、同「スペシャルブラック250」、同「スペシャルブラック5」、同「スペシャルブラック4」、同「スペシャルブラック4A」、同「スペシャルブラック550」、同「スペシャルブラック6」、同「カラーブラックFW200」、同「カラーブラックFW2」、同「カラーブラックFW2V」、キャボット社製「MONARCH1000」、キャボット社製「MONARCH1300」、キャボット社製「MONARCH1400」、同「MOGUL−L」、同「REGAL400R」等が挙げられる。
カーボンブラックはpH4.0以下が望ましい。
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ることができ、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。
さらに、表面層には、フッ素系あるいはシリコーン系の樹脂が好適に用いられる。特に、フッ素変性アクリレートポリマーで構成されることが望ましい。また、表面層の中に粒子を添加してもよい。また、アルミナやシリカ等の絶縁性粒子を添加して、帯電部材の表面に凹部を付与し、感光体との摺擦時の負担を小さくして帯電部材と感光体相互の耐磨耗性を向上させてもよい。
記載の帯電部材の外径としては8mm以上16mm以下が望ましい。また、外径の測定方法としては市販のノギスやレーザー方式外径測定装置を用いて測定される。
記載の帯電部材のマイクロ硬度は45°以上60°以下が望ましい。低硬度化にする為には可塑剤添加量を増量する方法、シリコーンゴム等の低硬度の材料を使用することが考えられる。
また、帯電部材のマイクロ硬度は高分子計器株式会社製MD−1型硬度計にて測定することができる。
なお、本実施形態に係る画像形成装置では、感光体(像保持体)、帯電装置(帯電部材と清掃部材とのユニット)、現像装置、清掃ブレード(クリーニング装置)を備えたプロセスカートリッジを説明したが、これに限られず、帯電装置(帯電部材と清掃部材とのユニット)を備え、その他必要に応じて、感光体(像保持体)、露光装置、転写装置、及び現像装置、清掃ブレード(クリーニング装置)から選択されるものを備えたプロセスカートリッジとしてもよい。なお、これら装置や部材をカートリッジ化せず、画像形成装置に直接配置した形態であってもよい。
また、本実施形態に係る画像形成装置では、帯電装置として、帯電部材と清掃部材とのユニットで構成した形態を説明したが、つまり、被清掃部材として帯電部材を採用した形態を説明したが、これに限られず、被清掃部材としては、感光体(像保持体)、転写装置(転写部材;転写ロール)、中間転写体(中間転写ベルト)が挙げられる。そして、これら被清掃部材とこれに接触して配置される清掃部材とのユニットを、画像形成装置に直接配置してもよいし、上記同様にプロセスカートリッジのようにカートリッジ化して画像形成装置に配置してもよい。
また、本実施形態に係る画像形成装置は、上記構成に限られず、中間転写方式の画像形成装置等、周知の画像形成装置を採用してもよい。
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
[実施例1]
(クリーニングロール作製)
厚さ3mmの発泡ポリウレタン(EPM70;株式会社イノアックコーポレーション社製)シートから、厚み0.15mmの両面テープを貼付け、幅10mm、長さ356mmで、幅5mm位置に長手方向両端2mmを残して1本の切込みがあるように短冊を切り出した(図6(A)に示す形状参照)。このようにして、長手方向両端部が連結した2本の短冊を準備した。
得られた2本の短冊を、両面テープに貼り付けた離型紙が下に向くよう水平な台上に置いた。
そして、2本の短冊を芯体に左巻きに巻き付けたとき、2本の短冊の互いに連結した端部において、芯体に巻き付けたとき芯体の軸方向中央部側に向く角部に相当する部位に対して、上部から加熱したステンレス鋼を用いて、短冊の角部(両面テープを除く発泡ポリウレタンで構成された短冊の角部)全体の厚みが62%となるように圧縮した。
次に、圧縮後の2本の短冊を、金属芯体(外径φ6、全長331mm)へ、左巻きに巻き付け角度25°で、短冊全長が0%を超え5%以下程度伸びるように張力を付与しつつ巻き付けて、螺旋状に配置した発泡弾性層を形成した。
[実施例2]
発泡ウレタンシートから、幅15mm、長さ356mmで、幅5mm間隔に長手方向両端部2mmを残して2本の切り込みがあるように切り出し((図7(A)に示す形状参照)、長手方向両端部が連結した3本の短冊を準備した以外は、実施例1と同様にしてクリーニングロールを作製した。
[実施例3]
2本の短冊の互いに連結した端部において、芯体に巻き付けたとき芯体の軸方向中央部側に向く角部に相当する部位に対して、上部から加熱したステンレス鋼を用いて、短冊の角部(両面テープを除く発泡ポリウレタンで構成された短冊の角部)全体の厚みが43%となるように圧縮した以外は、実施例1と同様にしてクリーニングロールを作製した。
[実施例4]
発泡ウレタンシートから、幅15mmで、幅5mm間隔に長手方向両端部2mmを残して2本の切り込みがあるように切り出し((図7(A)に示す形状参照)、長手方向両端部が連結した3本の短冊を準備した以外は、実施例3と同様にしてクリーニングロールを作製した。
[実施例5]
2本の短冊の互いに連結した端部において、芯体に巻き付けたとき芯体の軸方向中央部側に向く角部に相当する部位に対して、上部から加熱したステンレス鋼を用いて、短冊の角部(両面テープを除く発泡ポリウレタンで構成された短冊の角部)全体の厚みが77%となるように圧縮した以外は、実施例1と同様にしてクリーニングロールを作製した。
[実施例6]
発泡ウレタンシートから、幅10mm、長さ356mmで、幅5mm間隔に長手方向両端部1mmを残して1本の切り込みがあるように切り出し、長手方向両端部が連結した2本の短冊を準備した以外は、実施例1と同様にしてクリーニングロールを作製した。
[実施例7]
発泡ウレタンシートから、幅10mm、長さ356mmで、幅5mm間隔に長手方向両端部2mmを残して1本の切り込みがあり、芯体に巻き付けたとき螺旋方向外側に突出する角部に相当する部位が角度75度で短冊の長手方向に突出するようにして切り出し、長手方向両端部が連結した2本の短冊(図6(B)の形状参照)を準備した以外は、実施例1と同様にしてクリーニングロールを作製した。
[比較例1]
(クリーニングロール作製)
発泡ウレタンシートから、厚み3mm、幅10mm、長さ356mmの2本の短冊(端部連結及び圧縮処理なし)を準備し、この2本の短冊をその接着面の長手方向の辺が互いに接触させた状態で螺旋状に芯体に巻き付けた以外は、実施例1と同様に作製したクリーニングロールを得た。
[比較例2]
(クリーニングロール作製)
幅5mmの短冊を3本準備した以外は、比較例1と同様に作製したクリーニングロールを得た。
[評価]
各例で作製しクリーニングロール単独でクリーニングロールの発泡弾性層の剥れの評価を行った。また、剥れ評価後のクリーニングロールと帯電ロールとを組み合わせて、クリーニング性の評価を行った。これら結果を表1に示す。
なお、帯電ロールについては、以下の作製方法により作製したものを使用した。
(帯電ロールの作製)
−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6mmの導電性支持体表面に、厚さ3mmとなるように円筒状に被覆し、内径18.0mm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
−表面層の形成−
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
(剥れ評価)
上記各例で作製したクリーニングロールを50℃/75%環境下に30日放置した後に、以下の基準に基づいて、クリーニングロールの発泡弾性層の剥れ評価を行った。
なお、ここで判断した、クリーニングロールの発泡弾性層の剥れ発生の状態は、発泡弾性層の長手方向一端部又は両端が金属芯体から1mm以上離れた状態を示す。また、剥れが発生した個所の数も調べた。
−剥れ評価:判断基準−
○:剥れ発生なし
×:剥れが発生
(クリーニング性評価)
上記剥れ評価実施後のクリーニングロールを前記で作製した帯電ロールと共に帯電ロールを同様にカラー複写機DocuCentre−IV C2260:富士ゼロックス社製のドラムカートリッジ内に装着し、軸方向端部と端部以外のクリーニング性評価試験を行った。
評価試験は、A4用紙100,000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)を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−
○:画質上の濃度むら発生しない
△:画質上の濃度むらがわずかに発生するが、許容できるレベル
×:画質上の濃度むらが発生し、許容できないレベル
Figure 0005365681
上記結果から、本実施例では、比較例に比べ、剥れの発生が抑制され、また、端部クリーニング性も維持されていることがわかる。
なお、実施例5では、剥れ評価後、さらに同様の剥れ評価を行ったところ、発泡弾性体層の端部剥れが若干見られた。
10 画像形成装置、12 感光体、14 帯電ロール、14A 芯体、14B 発泡弾性層、16 露光装置、19Y、19M、19C、19K 現像装置、20 用紙搬送ベルト、22 転写装置、24 記録媒体、64 定着装置、66 排出ロール、68 排出部、70 用紙搬送路、72 搬送ロール、80 清掃ブレード、100 清掃部材、100A 芯体、100B 発泡弾性層、100C 短冊状の発泡弾性部材、100D 接着層

Claims (4)

  1. 芯体と、
    前記芯体の外周面に、前記芯体の一端から他端にかけて、長手方向端部の一方又は両方が連結した2本以上の短冊状の発泡弾性部材が螺旋状に巻き回されて配置された発泡弾性層と、
    前記芯体と前記発泡弾性層とを接着するための接着層と、
    を備えた清掃部材。
  2. 前記発泡弾性層となる2本以上の前記短冊状の発泡弾性部材が互いに連結した端部において、前記芯体の軸方向中央部側に向く角部又は前記発泡弾性層の螺旋方向側に突出する角部における前記芯体の外周面と対向する側の面のうち、前記接着層を介して前記芯体の外周面と接触する領域の面積が単位面積当たりの面積率で40%以上である請求項1に記載の清掃部材。
  3. 前記発泡弾性層となる2本以上の前記短冊状の発泡弾性部材が互いに連結した端部において、前記芯体の軸方向中央部側に向く角部又は前記発泡弾性層の螺旋方向外側に突出する角部に、前記発泡弾性層の厚み方向に圧縮処理を施している請求項2に記載の清掃部材。
  4. 前記発泡弾性層となる2本以上の前記発泡弾性部材が互いに連結した連結部の幅が、前記短冊状の発泡弾性部材の空隙径の2倍以上である請求項1乃至3のいずれか1項に記載の清掃部材。
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