JP7498071B2 - 像担持体用クリーニングローラ及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、トナーの離型性に優れる像担持体用クリーニングローラ及びそのクリーニングローラを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
すなわち、本発明は、軸体と軸体の外周面に形成された発泡弾性層とを有する像担持体用クリーニングローラであって、発泡弾性層が、シリコーン生ゴム、シリコーンゴムボール、架橋剤及び化学発泡剤を含むシリコーンゴム組成物から形成され、シリコーンゴム組成物中のシリコーンゴムボールの含有量が、2質量%以上20質量%以下であり、発泡弾性層のアスカーC硬度が、10以上70以下である像担持体用クリーニングローラである。
[像担持体用クリーニングローラ]
本発明の像担持体用クリーニングローラ1は、図1に示すように、軸体2と軸体2の外周面に形成された発泡弾性層3とを有する。以下、構成の詳細について説明する。
軸体2は、好ましくは導電特性を有する、従来公知の弾性ローラに用いられる軸体を用いることができる。軸体2は、例えば、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼、及び真鍮からなる群より選択される少なくとも1種の金属で構成されることが好ましい。
発泡弾性層3は、シリコーン生ゴム、シリコーンゴムボール、架橋剤及び化学発泡剤を含むシリコーンゴム組成物から形成される。なお、本発明におけるシリコーンゴム組成物は、シリカ系充填剤を含有しない。
以下、シリコーンゴム組成物中の成分について説明する。
-シリコーン生ゴム-
シリコーン生ゴムは、下記平均組成式(I)で表される重合度が100以上のオルガノポリシロキサンである。
R1 aSiO(4-a)/2 (I)
(式中、R1は同一又は異種の非置換若しくは置換の一価炭化水素基を示し、aは1.95以上2.05以下の正数である。)
シリコーンゴムボールは、シリコーンゴムからなる球状粒子であり、中実でも中空でもよい。シリコーンゴムボールを用いることにより、高硬度でありながら、像担持体を傷つけることがなく、トナーの離型性が良い像担持体用クリーニングローラを得ることができる。
本発明における架橋剤としては、付加反応架橋剤、有機過酸化物架橋剤等を挙げることができる。
上記付加反応架橋剤として、例えば、一分子中に二個以上のSiH基(SiH結合)を有する付加反応型の架橋剤として公知のオルガノハイドロジェンポリシロキサンが好適に挙げられる。付加反応架橋剤は一種単独で又は二種以上を混合して用いることができる。付加反応架橋剤の配合量は、通常、シリコーンゴム組成物100質量部に対して0.1質量部%3.0質量%以下である。
本発明における化学発泡剤としては、従来、発泡弾性層3の形成に用いられる発泡剤であればよく、例えば、無機系発泡剤として、重炭酸ソーダ、炭酸アンモニウム等が挙げられ、有機系発泡剤として、ジアゾアミノ誘導体、アゾニトリル誘導体、アゾジカルボン酸誘導体等の有機アゾ化合物等が挙げられる。有機アゾ化合物の中でも、アゾジカルボン酸アミド、アゾビス-イソブチロニトリル等が好適に使用される。特に、アゾビス-イソブチロニトリルが好適に使用できる。
シリコーンゴム組成物中の化学発泡剤の含有量は、低比重でありながら、大きさが均一なセルを得る観点から、0.5質量%以上6質量%以下であることが好ましい。
発泡弾性層には、導電付与剤が含有されてもよい。導電性付与剤は、発泡弾性層3に導電性を付与するための成分であればよく、特に限定されるものではない。導電性付与剤としては、例えば、導電性カーボン、ゴム用カーボン類、金属、導電性ポリマー等を含む導電性粉末等を挙げることができる。導電性粉末としては、カーボンブラックを用いることが好ましく、カーボンブラックとしては、例えば、ケッチェンブラック(登録商標)等のファーネスブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック、サーマルブラック等を挙げることができる。
発泡弾性層3のセル径は、80μm以上350μm以下であることが好ましい。発泡弾性層3のセル径が上記範囲であることにより、トナーがセルの中に入り込むことがなく、発泡弾性層3の表面からトナーが離脱しやすい。
発泡弾性層3の比重は、高硬度でありながらも、感光体を傷つけるのを防止する観点から、0.13以上0.65以下であることが好ましい。
発泡弾性層3のセル壁の厚さは、13μm以上30μm以下であることが好ましく、5μm以上20μm以下であることがより好ましい。セル壁の厚さが、上記範囲であることにより、高硬度でありながら、像担持体の表面を傷つけるのを防止することができる。
発泡弾性層3のアスカーC硬度は、10以上70以下であり、30以上65以下であることが好ましい。アスカーC硬度が上記範囲であることにより、高硬度で離型性の高い像担持体用クリーニングローラを得ることができる。
アスカーC硬度とは、被測定物であるローラの湾曲した表面に硬度計の押圧子の中心部を押し付け、かつ、基準面がローラの表面に接触した瞬間の目盛りを読み取ることで得られる値である。実際には、アスカーC硬度計が荷重9.8Nとなるように設定し、10mm程度の距離から落下させ、硬度計がローラ表面に接触後のピーク値を読み取ることで測定することが可能である。
まず、シリコーンゴム組成物を調製する。シリコーンゴム組成物の上記成分を混合する方法は特に限定されず、例えば、常温常圧下で、シリコーン生ゴム、化学発泡剤、架橋剤を順次、又は一挙に投入して攪拌機、混練器等で均一に混合させる方法等が挙げられる。
加硫するために必要な加熱は、赤外線加熱炉又は熱風炉等の加熱炉、乾燥機等の加熱機等で行うことができる。
このようにして得られる発泡弾性層3を、更に研磨工程に供してもよい。
次に、本発明の像担持体用クリーニングローラを備えた画像形成装置の一実施形態について、図2を参照しながら説明する。
図2に示すように、この発明に係る画像形成装置30は、静電潜像が形成される回転可能な像担持体31、例えば感光体と、像担持体31の周囲に配置された、帯電手段32、例えば帯電ローラ、露光手段33、現像手段40、転写手段34、例えば転写ローラ、クリーニング手段37、例えば、本発明の像担持体用クリーニングローラ1と、記録体36の搬送方向下流側に定着手段35とを備えている。この現像手段40は、従来の現像手段と基本的に同様に形成され、具体的には、図2に示すように、現像剤収納部41と、像担持体31に現像剤42を供給する現像剤担持体44と、現像剤担持体44に現像剤42を供給する現像剤供給手段43と、現像剤42を帯電させる現像剤規制部材45とを備えている。
(プライマー層)
無電解ニッケルメッキ処理が施された軸体(SUM22製、直径10mm、長さ275mm)をエタノールで洗浄し、その表面にシリコーン系プライマー(商品名「プライマーNo.16」、信越化学工業株式会社製)を塗布した。プライマー処理した軸体を、ギヤオーブンを用いて、150℃の温度にて10分焼成処理した後、常温にて30分以上冷却し、軸体の外周面にプライマー層を形成した。
上記軸体に以下の方法で発泡弾性層を形成した。
まず、発泡弾性層用のシリコーンゴム組成物を調製した。ジメチルシリコーン生ゴム(商品名「KE-78VBS」、信越化学工業株式会社製)65質量部と、導電性付与剤(商品名「KE-87C40PU」、信越化学工業株式会社製)25質量部とを混練した。
次に、シリコーンゴムボール(商品名「KMP598」、信越化学工業株式会社製、平均粒径13μm)10質量部、付加反応架橋剤(商品名「C-25B」、信越化学工業株式会社製)2質量部、化学発泡剤(商品名「AZOシリーズ」のAIBN、大塚化学株式会社製)5.2質量部、白金触媒(商品名「C-25A」、信越化学工業株式会社製)2質量部を添加して、シリコーンゴム組成物を調製した。
シリコーンゴム組成物中のジメチルシリコーン生ゴムの配合量を55質量部とし、シリコーンゴムボールの配合量を20質量部とし、化学発泡剤の配合量を5.4質量部とした以外は、実施例1と同様に像担持体用クリーニングローラを作製した。
シリコーンゴム組成物中のジメチルシリコーン生ゴムの配合量を71質量部とし、シリコーンゴムボールの配合量を4質量部とし、化学発泡剤の配合量を5.0質量部とした以外は、実施例1と同様に像担持体用クリーニングローラを作製した。
シリコーンゴム組成物中のジメチルシリコーン生ゴムの配合量を75質量部とし、シリコーンゴムボールを含有せず、化学発泡剤の配合量を5.1質量部とした以外は、実施例1と同様に像担持体用クリーニングローラを作製した。
上記実施例及び比較例の像担持体用クリーニングローラについて、以下の評価を行った。評価結果を表1に示す。
像担持体用クリーニングローラを、トナーが収容された容器に入れ、発泡弾性層の表面全体にトナーを付着させる。次に、像担持体用クリーニングローラを容器から取り出し、エアで20秒間、発泡弾性層の表面に付着したトナーを除去する。トナー除去後の像担持体用クリーニングローラの質量から像担持体用クリーニングローラの質量を引いて付着量を求め、さらに、発泡弾性層の表面積当たりの付着量(mg/cm2)を求めた。
アスカーC硬度は、JIS K6253に準拠して、アスカーC硬度計(9.8N)で、3点測定し、算術平均した。
比重は以下のようして、測定した。
比重の測定には、ALFA MIRAGE製の高精度電子比重計MDS-300使用した。
発泡弾性層を空気中で約0.2g程度を切り出し、大気中での重さと、水中での重さを測定することにより、比重を算出した。切り出した発泡弾性層の大気中の質量をW(g)とし、水中の質量をWw(g)とし、発泡弾性層の比重(SG)を、SG=W/(W-Ww)から算出した。
2 軸体
3 発泡弾性層
30 画像形成装置
31 像担持体
32 帯電手段
33 露光手段
34 転写手段
35 定着手段
36 記録体
37 クリーニング手段
40 現像手段
41 現像剤収納部
42 現像剤
43 現像剤供給手段
44 現像剤担持体
45 現像剤規制部材
50 筐体
52 開口
53 定着ローラ
54 無端ベルト支持ローラ
55 無端ベルト
56 加圧ローラ
60 圧縮試験器
Claims (4)
- 軸体と該軸体の外周面に形成された発泡弾性層とを有する像担持体用クリーニングローラであって、
前記発泡弾性層が、シリコーン生ゴム、導電性付与剤、シリコーンゴムボール、架橋剤及び化学発泡剤を含むシリコーンゴム組成物から形成され、
前記シリコーン生ゴム、前記導電性付与剤、及び前記シリコーンゴムボールの合計100質量部に対し、前記シリコーンゴムボールの含有量が、4質量部以上10質量部以下であり、
前記発泡弾性層のアスカーC硬度が、30以上65以下であり、
表面積あたりのトナー付着量が、0.38mg/cm2以下である像担持体用クリーニングローラ。 - 前記シリコーンゴムボールの平均粒径が、5μm以上20μm以下である請求項1記載の像担持体用クリーニングローラ。
- 前記発泡弾性層の比重が、0.13以上0.6以下である請求項1又は2記載の像担持体用クリーニングローラ。
- 請求項1から3いずれか1項記載の像担持体用クリーニングローラを備えた画像形成装置。
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