説明

クリーニングローラ、クリーニング装置及び画像形成装置

【課題】高いクリーニング性能を発揮するクリーニングローラ及びクリーニング装置並びに高品質の画像を形成できる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】軸体2の外周面に配置され、ガラスビーズを含有するシリコーン発泡弾性層3を備えて成るクリーニングローラ1、現像剤が表面に付着しうる現像剤付着体の近傍に前記現像剤付着体に相対面するように配置された金属ローラと、前記現像剤付着体の外周面及び前記金属ローラの外周面のいずれにも接触又は圧接するように配置されたクリーニングローラ1とを備えて成るクリーニング装置、並びに、このクリーニング装置を備えて成る画像形成装置。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、クリーニングローラ、クリーニング装置及び画像形成装置に関し、さらに詳しくは、高いクリーニング性能を発揮するクリーニングローラ及びクリーニング装置並びに高品質の画像を形成できる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
レーザープリンター、複写機、ビデオプリンター、ファクシミリ、これらの複合機等には電子写真方式を利用した各種の画像形成装置が採用されている。電子写真方式を利用した画像形成装置には、高品質の画像を形成することを目的として、所望のように転写若しくは搬送されなかった現像剤又は付着した現像剤を除去するクリーニング装置が設けられることがある。このようなクリーニング装置は、例えば、像担持体すなわち感光体に残存した現像剤、中間転写方式の画像形成装置における中間転写ベルト等に残存した現像剤又はタンデム型カラー画像形成装置における記録体を搬送する転写搬送ベルト(記録体搬送ベルトとも称する。)に付着した現像剤等を除去するのに用いられる。ここで、中間転写方式の画像形成装置は、感光体の他に無端状の中間転写ベルトを備え、現像剤像を感光体から中間転写ベルトに一旦転写し、次いで中間転写ベルトから記録体に転写する方式の画像形成装置であり、タンデム型カラー画像形成装置は色の現像ユニットを備えた複数の像担持体を転写搬送ベルト上に直列に配置した画像形成装置である。
【0003】
このようなクリーニング装置には、表面に残存又は付着した現像剤をクリーニングブレード等で掻き落とすクリーニングブレードを備えたブレード方式、表面に残存又は付着した現像剤を前記表面に接触又は圧接して受領するクリーニングローラを備えたローラ方式、ブレード方式とローラ方式とを併用する併用方式等がある。
【0004】
例えば、特許文献1には、感光体に摺擦してクリーニングするブレード・クリーニング方式に補助的に装備されるクリーニング・ローラについて提案されている。具体的には、その請求項1には「硬度10〜40、体積抵抗率10〜10Ω・cmを有するポリウレタンエラストマーからなる基材の表面に、研磨剤粒子を含む導電性塗膜が形成されていることを特徴とする電子写真装置用クリーニング・ローラ」が記載されている。このクリーニング・ローラは「研磨剤粒子が感光体の表面を常に研磨しつつ、残留トナーを除去する」(0009欄、0012欄等参照。)。そして、前記研磨剤粒子として「シリカ、アルミナ等や、その他の金属酸化物が好ましく用いられる」と記載されている(0010欄)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平06−043792号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
前記のようなクリーニング装置において、クリーニングローラは、現像剤を表面に吸着して担持又は搬送する像担持体及び中間転写ベルト、現像剤が表面に付着しうる転写搬送ベルト等の現像剤付着体に残存又は付着した現像剤を自身が受領して現像剤付着体をクリーニングする。ところが、この発明の発明者らが鋭意検討したところ、クリーニングローラとの接触部で現像剤付着体に残存又は付着した現像剤のほとんどすべてをクリーニングローラに転写できても、前記接触部を通過した現像剤付着体の表面に現像剤が付着しているという問題が確認された。特に、このような問題は、クリーニングローラと、クリーニングローラに接触又は圧接してクリーニングローラが受領した現像剤をクリーニングローラから電気的に脱離させる金属ローラを備えたクリーニング装置に顕著に発生することも確認された。
【0007】
この発明の発明者らは、前記問題は、クリーニングローラが現像剤付着体から一旦転写され受領した現像剤のほとんどすべてを、例えば金属ローラに移転させて脱離させることができず、未脱離の現像剤を再度現像剤付着体の表面に供給してしまうことが原因ではないかと推測した。
【0008】
この推測に基づいて、トレードオフの関係にあると思われる現像剤付着体からの現像剤の除去性と現像剤の脱離性とに着目して鋭意検討したところ、クリーニングローラにおいてシリコーン発泡弾性層にガラスビーズを含有させると、現像剤の高い除去性を損なうことなく一旦受領した現像剤を容易に脱離して高いクリーニング性能を発揮することを見出して、この発明を完成させた。
【0009】
この発明は、高いクリーニング性能を発揮するクリーニングローラ及びクリーニング装置を提供することを、目的とする。
【0010】
また、この発明は、高品質の画像を形成できる画像形成装置を提供することを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
前記課題を解決するための手段として、
請求項1は、軸体の外周面に配置され、ガラスビーズを含有するシリコーン発泡弾性層を備えて成るクリーニングローラであり、
請求項2は、前記ガラスビーズはその平均粒径が2〜80μmであることを特徴とする請求項1に記載のクリーニングローラであり、
請求項3は、前記ガラスビーズはシランカップリング剤で表面処理されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のクリーニングローラ
請求項4は、前記ガラスビーズは前記シリコーン発泡弾性層を形成するシリコーンゴム100質量部に対して10〜30質量部の割合で含有されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のクリーニングローラであり、
請求項5は、下記傾斜角度が50°以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のクリーニングローラであり、
請求項6は、現像剤が表面に付着しうる現像剤付着体の近傍に前記現像剤付着体に相対面するように配置された金属ローラと、前記現像剤付着体の外周面及び前記金属ローラの外周面のいずれにも接触又は圧接するように配置された請求項1〜5のいずれか1項に記載のクリーニングローラとを備えて成ることを特徴とするクリーニング装置であり、
請求項7は、前記現像剤付着体は転写搬送ベルトであることを特徴とする請求項6に記載のクリーニング装置であり、
請求項8は、請求項6又は7に記載のクリーニング装置を備えて成ることを特徴とする画像形成装置である。
<方法>ポリエチレンテレフタレート製の平板体上に前記クリーニングローラを静置して、クリーニングローラの軸線方向における前記平板体の一端部を上昇させて前記平板体を徐々に傾斜させていき、前記クリーニングローラが前記平板体上を前記軸線方向に滑動したときの、水平面に対する前記平板体の傾斜角度。
【発明の効果】
【0012】
この発明に係るクリーニングローラは、ガラスビーズを含有するシリコーン発泡弾性層を備えているから、現像剤付着体との十分なニップ幅を確保できるにもかかわらず現像剤付着体の回転又は走行に容易に従動するのに加えて、一旦受領した現像剤を容易に脱離して再度現像剤付着体に現像剤を供給することが大幅に抑止される。その結果、この発明に係るクリーニングローラは、トレードオフの関係にあると思われる現像剤の除去性と脱離性とを両立させることができる。また、この発明に係るクリーニング装置は、この発明に係るクリーニングローラを備えている。したがって、この発明によれば、高いクリーニング性能を発揮するクリーニングローラ及びクリーニング装置を提供することができる。
【0013】
また、この発明に係る画像形成装置は、この発明に係るクリーニング装置を備えているから、現像剤付着体の現像剤のほとんどすべてを現像剤付着体に再付着させることなく除去することができる。したがって、この発明によれば、高品質の画像を形成できる画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】図1は、この発明に係るクリーニングローラの一例であるクリーニングローラを示す斜視図である。
【図2】図2は、この発明に係るクリーニング装置の一例を備えた、この発明に係る画像形成装置の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
この発明に係るクリーニングローラは、ガラスビーズを含有するシリコーン発泡弾性層を備えて成ることを特徴とする。したがって、この発明に係るクリーニングローラは、ガラスビーズを含有するシリコーン発泡弾性層を備えていればよく、これらに加えて、軸体、及び/又は、例えばコート層等の他の層又は膜等を備えていてもよい。
【0016】
この発明に係るクリーニングローラの一実施例としてのクリーニングローラ1は、図1に示されるように、軸体2と、軸体2の外周面に配置されたシリコーン発泡弾性層(以下、単に発泡弾性層と称することがある。)3とを備え、発泡弾性層3は最外層になっており、コート層又は表面層等を備えていない。
【0017】
クリーニングローラ1は、比較的高い硬度を有しており、具体的には、アスカーC硬度が8〜20であるのが好ましく、10〜20であるのが特に好ましい。アスカーC硬度が前記範囲内にあると、クリーニングローラ1は接触又は圧接する現像剤付着体との十分なニップ幅を確保できると共に現像剤付着体の回転又は走行によっても変形しにくく現像剤付着体の回転又は走行に容易に従動でき、さらに発泡弾性層3の表面に開口するセルのセル壁のエッヂで現像剤付着体に残存又は付着する現像剤を効果的に除去でき、その結果、十分なクリーニング性能を発揮できる。アスカーC硬度(1kg荷重)は、JIS K6253に準拠して測定することができる。この発明に係る定着ローラのアスカーC硬度は、例えば、発泡弾性層3を形成する発泡シリコーンゴム組成物に含有されるシリコーンゴム、発泡剤及び/若しくは添加剤の種類を選択し、並びに/又は、それらの配合量等を変更することにより、また発泡弾性層3の成形条件等により、調整することができる。
【0018】
クリーニングローラ1は、従来のローラよりも電気抵抗値が大きく、具体的には10〜10Ω・cm(log値で4〜8)であるのが好ましく、10〜10Ω・cm(log値で6〜7)であるのが特に好ましい。前記電気抵抗値はクリーニングローラ1を使用する前の電気抵抗値である。電気抵抗値が前記範囲内にあると、現像剤付着体に付着した現像剤を現像剤付着体から受取りやすくなり、クリーニング性能をさらに向上させることができる。電気抵抗値は、例えば、電気抵抗計(商品名:ULTRA HIGH RESISTANCE METER R8340A、株式会社アドバンテスト製)を用い、クリーニングローラ1を水平に置き、5mmの厚さ、30mmの幅、及び、クリーニングローラ1全体を載せることのできる長さを有する金メッキ製板を電極とし、500gの荷重をクリーニングローラ1における軸体2の両端それぞれに支持させた状態(合計荷重1000g)にして、軸体2と電極との間にDC500Vを印加し、1秒後の電気抵抗計の値を読み取り、この値を電気抵抗値とする方法に準拠して、測定することができる。
【0019】
クリーニングローラ1を構成する軸体2は、良好な導電特性を有していればよく、通常、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼、真鍮等で構成された所謂「芯金」と称される軸体である。また、軸体2は、熱可塑性樹脂若しくは熱硬化性樹脂等の絶縁性芯体にメッキを施して導電化した軸体であってもよく、さらには、熱可塑性樹脂若しくは熱硬化性樹脂等に導電性付与剤としてカーボンブラック又は金属粉体等を配合した導電性樹脂で形成された軸体であってもよい。
【0020】
クリーニングローラ1を構成する発泡弾性層3は、その内部にセルを有する発泡弾性層として軸体2の外周面に形成されている。発泡弾性層3がセルを有していると、発泡弾性層3のアスカーC硬度を前記範囲内に調整することができ、十分なニップ幅を確保できるから、クリーニングローラ1が高いクリーニング性能を発揮できる。ここで、発泡弾性層3に有するセルは、発泡弾性層3を形成可能な発泡シリコーンゴム組成物に含有される発泡剤の発泡又は分解等によって生じる中空領域をいう。発泡弾性層3に有する複数のセルは、他のセルに接することのない若しくは連通することのない状態(独立セル状態と称する。)、他のセルに連通している状態(連通セル状態と称する。)、又は、前記独立セル状態と前記連通セル状態とが共存する状態の何れの状態にあってもよく、発泡弾性層3の内部への現像剤の侵入を防止できる点で独立セル状態にあるのが好ましい。
【0021】
セルは、通常発砲弾性層3の内部に存在しており、発泡弾性層3の成形後はその外周面及び端面に開口するセルはほとんど存在しない。後述するゴム組成物を発泡硬化して成る発泡弾性層3の仕上げ工程等としてその外周面を研削工程、研磨工程及び/又は切削工程等すると、発泡弾性層3の外周面近傍に存在するセルは処理後の発泡弾性層3の外周面に開口する。表面に開口したセルは、通常、後述するセルの平均セル径とほぼ同一の開口径及び深さを有している。
【0022】
発泡弾性層3の平均セル径は、100〜300μmであるのが好ましく、200〜300μmであるのが特に好ましい。平均セル径が前記範囲内にあると、クリーニングローラ1はクリーニング装置に装着されたときに、現像剤付着体から現像剤を除去しやすくなると共に現像剤付着体から除去した現像剤を電気的に金属ローラに移行させやすくなってより一層高いクリーニング性を発揮する。セルの平均セル径は、発泡弾性層3の任意の面で切断したときの切断面において、約20mmの領域を電子顕微鏡等で観察し、観察視野内に存在する各セルにおける開口部の最大長さを測定して、測定された最大長さを算術平均して得られた平均長さとして、求めることができる。
【0023】
発泡弾性層3の発泡倍率は200〜350%であるのが好ましく、250〜300%であるのが特に好ましい。発泡弾性層3の発泡倍率が前記範囲内にあると、例えばアスカーC硬度を前記範囲内に調整することができ、十分なニップ幅を確保できるから、クリーニングローラ1が高いクリーニング性能を発揮できる。前記発泡倍率は、発泡弾性層3の体積及び質量を常法によって測定し、これらから算出することができる。発泡弾性層3において、平均セル径及び発泡倍率は、発泡弾性層3を形成する後述する発泡シリコーンゴム組成物に含有される発泡剤又は発泡シリコーンゴム組成物の硬化条件等により、調整することができる。
【0024】
発泡弾性層3の密度は、0.395〜0.7(g/cm)であるのが好ましく、0.42〜0.6(g/cm)であるのが特に好ましい。密度が前記範囲内にあると、この発明の効果をより一層高めることができる。発泡弾性層3の密度は、電子密度計(水中置換法 水温23℃)によって測定することができる。
【0025】
このような発泡弾性層3は、クリーニングローラ1が前記範囲のアスカーC硬度となるような硬度を有しているのが好ましい。この例においては、発泡弾性層3はクリーニングローラ1の最外層であるから、通常、発泡弾性層3はクリーニングローラ1のアスカーC硬度と同じアスカーC硬度を有する。
【0026】
発泡弾性層3の形態は特に限定されず、例えば、図1に示されるように軸線方向にわたって均一な外径に調整された所謂ストレート形状でもよく、また中央部における外径がその両端部における外径よりも大きくなるように調整された所謂クラウン形状であってもよく、さらに中央部における外径がその両端部における外径よりも小さくなるように調整された所謂逆クラウン形状であってもよい。この例において、発泡弾性層3はストレート形状に形成されている。
【0027】
発泡弾性層3の厚さは、特に限定されず、通常、2〜20mmに調整されることができる。
【0028】
この発泡弾性層3は、軸体2の外周面に所謂「スポンジ状」のシリコーンゴムで形成された管状体であってガラスビーズを、好ましくはその一部が発泡弾性層3の表面に露出するように、含有している。発泡弾性層3がガラスビーズを含有していると、シリコーンボール等の充填剤を含有させた発泡弾性層を備えたローラに対してクリーニングローラ1すなわち発泡弾性層3と現像剤付着体との摩擦抵抗が小さくなり、セル内部ではなくセルのエッヂ又は発泡弾性層3の外周面に現像剤付着体から一旦受領した現像剤のほとんどすべてを電気的に金属ローラに移転させて現像剤付着体への再供給を防止でき、すなわち、現像剤付着体からの現像剤の除去性と現像剤の脱離性とを高い水準で両立でき、高いクリーニング性能を発揮する。また、発泡弾性層3がガラスビーズを含有していると、発泡弾性層3と現像剤付着体との摩擦抵抗が小さくなるうえ、摩擦抵抗が小さくなることによってセル内部ではなくセルのエッヂ又は発泡弾性層3の外周面で現像剤を一旦受領してセル内部に現像剤が滞留しにくくなるから、現像剤付着体に従動する発泡弾性層3が現像剤付着体から受ける負荷が小さくなって発泡弾性層3のセルは独立セル状態を維持し、すなわち連通セルが形成されにくく、現像剤を発泡弾性層3の外周面及び外周面に開口するセルで保持して発泡弾性層3の内部に存在するセルに侵入させないから、発泡弾性層3の内部で現像剤が固着することを効果的に防止できる。したがって、発泡弾性層3がガラスビーズを含有していると初期の高いクリーニング性能を長期間にわたって発揮できる。
【0029】
前記ガラスビーズは、各種ガラスの粒子であり、ガラス粒子とも称することができる。このガラスビーズは例えば、球形、不定形等であってもよいが、球形であるのが分散性とクリーニングローラ1が接触する対象物(像担持体若しくは各種ベルト等の現像剤付着体又は金属以外の物質)に傷をつけにくい点で好ましい。ガラスビーズを形成するガラスは、特に限定されず、例えば、ソーダ石灰ガラス、低アルカリガラス、アルカリガラス、石英ガラス等が挙げられる。これらの中でもソーダ石灰ガラス、低アルカリガラスであるのが、シリコーンゴムとの親和性が各種ガラスの中で比較的よく経済的にも安価である点で好ましい。なお、この発明において、前記ガラスにはシリカ又はシリコーン樹脂若しくはシリコーンゴムは含まれないことは明らかである。
【0030】
このガラスビーズは、耐熱性を有しているのが発泡弾性層3の成形時に溶融しない点で好ましい。前記耐熱性は250℃以上の温度で溶融しないことをいう。なお、「溶融」とはガラスビーズ全体が完全に液状になることである。
【0031】
このガラスビーズは、1.0〜1.5g/ccの嵩比重を有しているのが、シリコーンゴムとの親和性が良く安易に添加でき、シリコーンゴムの架橋に影響を与えないため、発泡弾性層3を所望の硬度に容易に調整できる点で好ましい。前記嵩比重は次ぎのようにして測定される。すなわち200cc用のディスポカップの半分(100cc)にガラスビーズを充填する。100cc充填した際のガラスビーズの質量を計測し、その値を100で割った値を嵩比重とする。なお、後述するように発泡弾性層3におけるガラスビーズの含有量はシリコーンゴム100質量部に対して10〜30質量部であるので発泡弾性層3に均一に分散しているからシリコーン生ゴムの比重差による表面近傍への偏在にはあまり影響がない。
【0032】
ガラスビーズの平均粒径は2〜80μmであるのが好ましく、5〜70μmであるのがより一層好ましく、40〜60μmであるのが特に好ましい。平均粒径が前記範囲内にあると、ガラスビーズが凝集しにくく発泡弾性層3内にほぼ均一に分散すると共にセルの形を均一化する効果を奏するので、発泡弾性層3を形成しやすくなる。ガラスビーズの平均粒径は「50%径」であり、具体的には、レーザー回折・散乱法によって求めた粒度分布に粒子サイズが小さいものから粒子数をカウントし、全粒子数の50%になったときの粒径として、求めることができる。
【0033】
このガラスビーズは、その表面がシランカップリング剤で表面処理されているのが好ましい。このようにガラスビーズの表面が表面処理されていると、発泡弾性層3を形成するシリコーンゴムとの接着性が強くなり、発泡弾性層3の表面に露出しているガラスビーズが発泡弾性層3から脱落しにくくなる。その結果、現像剤付着体との小さな摩擦抵抗を長期間にわたって維持でき、初期の高いクリーニング性能を長期間発揮する。シランカップリング剤で表面処理される割合は、特に限定されないが、表面全体が処理されているのが好ましい。前記シランカップリング剤としては、例えば、(メタ)アクリル基を含有する(メタ)アクリルシランカップリング剤、アミノ基を含有するアミノシランカップリング剤、メルカプト基を含有するメルカプトシランカップリング剤等が挙げられる。
【0034】
前記(メタ)アクリルシランカップリング剤としては、例えば、(メタ)アクリルアルキル基を含有するシランカップリング剤が挙げられ、具体的には、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルエチルジエトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
【0035】
前記アミノシランカップリング剤としては、例えば、アミノアルキル基又はN置換アミノアルキル基を含有するシランカップリング剤が挙げられ、具体的には、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルエチルジエトキシシラン、3−アミノプロピルジメチルエトシキシシラン、3−アミノプロピルメチルジエトシキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N,N−ジメチルアミノプロピルトリメトキシシラン、N,N−ジエチルアミノプロピルトリメトキシシラン、N,N−ジプロピルアミノプロピルトリメトキシシラン、N,N−ジブチルアミノプロピルトリメトキシシラン、N−モノブチルアミノプロピルトリメトキシシラン、N,N−ジオクチルアミノプロピルトリメトキシシラン、N,N−ジブチルアミノプロピルメチルジメトキシシラン、N,N−ジブチルアミノプロピルジメチルモノメトキシシラン、3−トリエトキシシリル−N−(1,3−ジメチル−ブチリデン)プロピルアミン、N,N−ジメチルアミノフェニルトリメトキシシラン、トリメトキシシリル−3−プロピルフェニルアミン、トリメトキシシリル−3−プロピルベンジルアミン、トリメトキシシリル−3−プロピルピペリジン、トリメトキシシリル−3−プロピルモルホリン、トリメトキシシリル−3−プロピルイミダゾール等が挙げられる。
【0036】
メルカプトシランカップリング剤としては、具体的には、メルカプトアルキル基を含有するシランカップリング剤が挙げられ、具体的には、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
【0037】
このようなガラスビーズは、適宜調製してもよく市販品を入手してもよい。市販品としては、例えば、商品名「GB301S」(ソーダ石灰ガラス、球形、平均粒径50μm、嵩比重1.3g/cc、表面処理シランカップリング剤:なし)、商品名「GB301SC」(ソーダ石灰ガラス、球形、平均粒径50μm、嵩比重1.3g/cc、表面処理シランカップリング剤:(メタ)アクリルシランカップリング剤)、商品名「GB731」(ソーダ石灰ガラス、球形、平均粒径32μm、嵩比重1.0g/cc、表面処理シランカップリング剤:無し)、商品名「GB210」(ソーダ石灰ガラス、球形、平均粒径18μm、嵩比重1.0g/cc、表面処理シランカップリング剤:無し)、商品名「EGB731」(低アルカリガラス、球形、平均粒径20μm、嵩比重1.0g/cc、表面処理シランカップリング剤:無し)、及び、商品名「EGB210」(低アルカリガラス、球形、平均粒径18μm、嵩比重1.0g/cc、表面処理シランカップリング剤:無し)(いずれも、Potters−Ballotini(ポッターズ・バルティーニ)株式会社製)等が挙げられる。
【0038】
ガラスビーズは、発泡弾性層3を形成するシリコーンゴム100質量部に対して10〜30質量部の割合で含有されているのが好ましく、15〜25質量部の割合で含有されているのが特に好ましい。ガラスビーズ含有量が前記範囲内にあると、ガラスビーズが発泡弾性層3に均一に分散して、発泡弾性層3の表面に露出しやすくなり、この発明の目的をよく達成できる。
【0039】
発泡弾性層3は、ガラスビーズに加えて導電性カーボンブラックと導電性カーボンブラック以外の導電性粒子とを含有しているのが好ましい。導電性カーボンブラックとしては、導電性を有するカーボンブラックであれば特に限定されず、例えば、ファーネスブラック、チャネルブラック(チャンネルブラックとも称する。)、ランプブラック、熱分解法によるサーマルブラック、アセチレンブラック等が挙げられる。
【0040】
導電性カーボンブラック以外の導電性粒子としては、導電性を有する粒子であれば特に限定されず、例えば、導電性金属酸化物の粒子、導電性金属被膜を有する金属粒子又は金属酸化物粒子等が挙げられる。導電性金属酸化物としては、例えば、導電性酸化亜鉛、導電性酸化チタン、導電性酸化アルミニウム、導電性酸化銅等が挙げられる。金属粒子又は金属酸化物粒子としては、その表面を導電性被膜で被覆した粒子等が挙げられ、具体的には、アルミニウム等の金属で被覆された酸化亜鉛又は酸化チタン等が挙げられる。これらの中でも、前記導電性カーボンブラックと高い相乗効果を発揮する点で、アルミニウムで被覆された酸化亜鉛が好ましい。
【0041】
発泡弾性層3が導電性カーボンブラックと導電性カーボンブラック以外の導電性粒子とを含有していると、クリーニングローラ1の電気抵抗値を所望の範囲すなわち前記範囲に調整できることがある。このようにアスカーC硬度を調整できるとクリーニングローラ1のクリーニング性能を高めることができ、電気抵抗値を調整できるとそのクリーニング性能をより一層高めることができる。
【0042】
発泡弾性層3における導電性カーボンブラックの含有量は、クリーニングローラ1のクリーニング性能を効果的に向上させることができる点で、シリコーンゴム100質量部に対して、5〜20質量部であるのが好ましく、10〜15質量部であるのが特に好ましい。また、発泡弾性層3における導電性粒子の含有量は、クリーニングローラ1のクリーニング性能を効果的に向上させることができる点で、シリコーンゴム100質量部に対して、5〜30質量部であるのが好ましく、10〜20質量部であるのが特に好ましい。導電性カーボンブラック及び導電性粒子は単独で発泡弾性層3中に独立して存在してもよくシリコーンゴム等との複合体として存在していてもよい。
【0043】
発泡弾性層3は、ガラスビーズを含有する発泡シリコーンゴム組成物で形成され、具体的には、ガラスビーズを含有する付加反応型導電性発泡シリコーンゴム組成物を硬化して形成されているのが好ましい。
【0044】
ガラスビーズを含有する発泡シリコーンゴム組成物は、前記ガラスビーズと、後述する発泡剤と、シリコーンゴムとを含有し、所望により、さらに各種添加剤とを含有しているのが好ましい。
【0045】
ガラスビーズを含有する付加反応型導電性発泡シリコーンゴム組成物は、前記ガラスビーズと、ビニル基含有シリコーン生ゴムと、シリカ系充填材と、発泡剤と、付加反応架橋剤と、付加反応触媒と、反応制御剤と、好ましくは導電性カーボンブラック及びそれ以外の導電性粒子とを含有し、所望により、さらに有機過酸化物架橋剤と耐熱性向上剤と各種添加剤とを含有しているのが好ましい。
【0046】
付加反応型導電性発泡シリコーンゴム組成物のうち、ビニル基含有シリコーン生ゴムとシリカ系充填材と発泡剤と付加反応架橋剤と付加反応触媒と反応制御剤と、所望により、さらに有機過酸化物架橋剤と耐熱性向上剤と各種添加剤とを含有する付加反応型発泡シリコーンゴム組成物としては、例えば、特開2008−076751号公報に記載されている「付加反応型発泡シリコーンゴム組成物」を挙げることができる。前記各成分は同公報に記載されている「付加反応型発泡シリコーンゴム組成物」における各成分と基本的に同様である。すなわち、ビニル基含有シリコーン生ゴムは分子内にビニル基を含有しているシリコーン生ゴムであればよく、シリカ系充填材として煙霧質シリカ又は沈降性シリカ等が挙げられ、発泡剤として無機系発泡剤又は有機系発泡剤等が挙げられ、付加反応架橋剤として一分子中に二個以上のSiH基(SiH結合)を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン等が挙げられ、付加反応触媒として周期律表第9属又は第10属の金属単体及びその化合物が挙げられ、反応制御剤としてメチルビニルシクロテトラシロキサン、アセチレンアルコール類、シロキサン変性アセチレンアルコール、ハイドロパーオキサイド等が挙げられる。
【0047】
この付加反応型導電性発泡シリコーンゴム組成物において、ガラスビーズの含有量は発泡弾性層3におけるガラスビーズの含有量と基本的に同様である。また、発泡弾性層3のアルカーC硬度を前記範囲に調整するには、例えば、発泡剤の含有量をビニル基含有シリコーン生ゴムとシリカ系充填剤との合計100質量部に対して1.5〜5.0質量部に設定するのがよい。導電性カーボンブラック及び導電性カーボンブラック以外の導電性粒子並びにそれらの前記組成物中の含有量それぞれは発泡弾性層3における導電性カーボンブラック及び導電性粒子並びにこれらの含有量と基本的に同様である。
【0048】
この発明に係るクリーニングローラ1は、ガラスビーズを含有する発泡シリコーンゴム組成物を発泡硬化して発泡弾性層3を形成する工程を含む製造方法によって、製造することができる。
【0049】
具体的には、まず、前記材料で作製した軸体2の外周面に必要に応じて接着剤又はプライマーを塗布して接着層又はプライマー層を形成する。
【0050】
次いで、この軸体2の外周面にガラスビーズを含有する発泡シリコーンゴム組成物を配置する。その方法としては、ガラスビーズを含有する発泡シリコーンゴム組成物に応じて適宜に選択され、例えば、押出機等により軸体2とガラスビーズを含有する発泡シリコーンゴム組成物とを一体に分出して軸体2の外周面にガラスビーズを含有する発泡シリコーンゴム組成物を配置する方法、また、軸体2を収納する金型にガラスビーズを含有する発泡シリコーンゴム組成物を注入して軸体2の外周面にガラスビーズを含有する発泡シリコーンゴム組成物を配置する方法等が挙げられる。これらの中でも、押出機等により軸体2とガラスビーズを含有する発泡シリコーンゴム組成物とを一体に分出しする方法が、作業が容易で、作業を連続して行うことができる点で、好ましい。
【0051】
このようにして軸体2の外周面にガラスビーズを含有する発泡シリコーンゴム組成物を配置した後、この状態を維持しつつ、軸体2ごとガラスビーズを含有する発泡シリコーンゴム組成物を加熱する。ガラスビーズを含有する発泡シリコーンゴム組成物の加熱は、通常、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により、ガラスビーズを含有する発泡シリコーンゴム組成物に含まれるゴム又は樹脂、例えば、ビニル基含有シリコーン生ゴムが架橋し、かつ、発泡剤が分解又は発泡するのに十分な条件で行われればよい。例えば、ガラスビーズを含有する付加反応型導電性発泡シリコーンゴム組成物は、170〜500℃程度、特に200〜400℃に加熱され、数分以上1時間以下、特に5〜30分間、加熱され、所望により、さらに二次加熱が行われてもよい。二次加熱によって発泡弾性層3の物性が安定する。二次加熱は、例えば、前記の条件で架橋されたガラスビーズを含有する付加反応型導電性発泡シリコーンゴム組成物の硬化体を、さらに、押出成形された状態のままで、例えば、180〜250℃、好ましくは190〜230℃で、1〜24時間、好ましくは3〜10時間にわたって、又は、金型を用いて、例えば、130〜200℃、好ましくは150〜180℃で、5分以上24時間以下、好ましくは10分以上10時間以下にわたって、再度加熱されることによって、行われる。
【0052】
このようにして成形された発泡弾性層3は、その外周面に開口するセルを形成するために、研削工程、研磨工程及び/又は切削工程等が施される。この仕上げ工程においては、外周面に開口するセルの形成に加えて発泡弾性層3の寸法及び形状を同時に調整することもできる。
【0053】
クリーニングローラがコート層等を備えている場合には、形成した発泡弾性層3の外表面に、所望により、例えば、ディップ法、スプレー法等によって、ゴム組成物又は樹脂組成物を塗布した後に硬化及び/又は架橋してコート層等を形成することができる。
【0054】
このようにしてクリーニングローラ1を製造することができる。
【0055】
このクリーニングローラ1は、発泡弾性層3がガラスビーズを含有し、好ましくはその一部が表面に露出しているから、発泡弾性層3と現像剤付着体との摩擦抵抗が小さくなって、現像剤を効果的に除去することができるにもかかわらず、一旦受領した現像剤を効果的に脱離させて自身が一回転して再度現像吸着体に転写させることがほとんどない。また、発泡弾性層3は比較的硬めであるから、セルのエッヂで現像剤付着体に吸着又は付着した現像剤を効果的に除去できる。したがって、このクリーニングローラ1は高いクリーニング性能を発揮する。また、このクリーニングローラ1は発泡弾性層3がガラスビーズを含有しているから、特に発泡弾性層3がシランカップリング剤で表面処理されたガラスビーズを含有しているとこのガラスビーズが長期間にわたって発泡弾性層3から脱落しにくいから、発泡弾性層3が現像剤付着体から受ける負荷が小さくなって発泡弾性層3のセルが独立セル状態を長期間にわたって維持できる。したがって、このクリーニングローラ1は長期間に及ぶ高いクリーニング性能すなわち高い耐久性を発揮する。
【0056】
このクリーニングローラ1は、ポリエチレンテレフタレート製の平板体上にその長手方向と軸線方向とがほぼ一致するように、かつ周方向に変動しないように静置され、前記平板体の他端部を固定して前記平板体の一端部を上昇させて前記平板体を徐々に傾斜させたときに、クリーニングローラ1が前記平板体上を前記軸線方向に滑動したときの、水平面に対する前記平板体の傾斜角度が50°以下であり、46°以下であるのが好ましい。クリーニングローラ1が前記範囲の傾斜角度を有していると、現像剤との擬似接着性が小さく、現像剤を効果的に脱離させることができる。なお、この傾斜角度の下限値は特に限定されないが、例えば30°である。
【0057】
このように、クリーニングローラ1は、自身が発揮する高いクリーニング性能で現像剤のほとんどすべてを現像剤付着体から除去できるから、クリーニングブレードと併用されなくても、単独で画像形成装置に装備されることができる。
【0058】
したがって、クリーニングローラ1は、画像形成装置において、現像剤を表面に吸着して担持又は搬送する像担持体及び中間転写ベルト、現像剤が表面に付着しうる転写搬送ベルト等の現像剤付着体をクリーニングする像担持体用クリーニングローラ、中間転写ベルト用クリーニングローラ又は転写搬送ベルト用クリーニングローラとして好適に用いられる。このクリーニングローラ1は、比較的硬度が硬めであっても現像剤付着体と十分なニップ幅を確保できるから、十分なニップ幅を確保しにくい、中間転写ベルト、転写搬送ベルト等の無端ベルト用クリーニングローラ、特に転写搬送ベルト用クリーニングローラとして特に好適に用いられる。
【0059】
この発明に係るクリーニングローラは、前記した例に限定されることはなく、本願発明の目的を達成することができる範囲において種々の変更が可能である。例えば、クリーニングローラ1の発泡弾性層3は単層構造とされているが、この発明において発泡弾性層は二層以上の複層構造とされてもよい。
【0060】
また、前記クリーニングローラ1は、軸体2と発泡弾性層3とを備えてなるが、この発明において、クリーニングローラ1は、軸体と、軸体の外周面に形成された発泡弾性層と、発泡弾性層の外周面に形成されたコート層とを備えていてもよい。
【0061】
次に、この発明に係るクリーニングローラを備えて成るクリーニング装置(以下、この発明に係るクリーニング装置と称することがある。)の一例としての転写搬送ベルトに付着した現像剤を除去・クリーニングする転写搬送ベルト用クリーニング装置50、並びに、この転写搬送ベルト用クリーニング装置50を備えて成る画像形成装置(以下、この発明に係る画像形成装置と称することがある。)の一例である画像形成装置10を、図を参照して、説明する。
【0062】
この画像形成装置10は、図2に示されるように、2本の支持ローラ42に巻回されて無限軌道を走行する転写搬送ベルト6を備え、この転写搬送ベルト6上に各色の現像ユニットB、C、M及びYに装備された複数の像担持体11B、11C、11M及び11Yが直列に配置されたタンデム型カラー画像形成装置である。すなわち、現像ユニットB、C、M及びYが2本の支持ローラ42に巻回された転写搬送ベルト6上に直列に配置されている。この画像形成装置10は、現像ユニットB側に配置された支持ローラ42近傍に画像形成装置10の底部に配置された記録体16を収容するカセット41から記録体16が供給されるように構成され、また、現像ユニットY側に配置された支持ローラ42近傍に定着手段30が配置されている。さらに、この画像形成装置10は、定着手段30側に配置された支持ローラ42よりも転写搬送ベルト6の走行方向下流側、すなわち、定着手段30側に配置された支持ローラ42からカセット41側に配置された支持ローラ42に向かう側に転写搬送ベルト用クリーニング装置50が配置されている。
【0063】
この転写搬送ベルト6は、記録体16を吸着して搬送する記録体吸着面に記録体16を吸着した状態で現像ユニットB、C、M及びYを経由して走行して記録体16の表面に各現像ユニットB、C、M及びYにおける像担持体11B、11C、11M及び11Yから現像剤22B、22C、22M及び22Yを転写させる。このとき、後述するように、転写搬送ベルト6の記録体吸着面に現像剤が付着することがある。
【0064】
現像ユニットBは、像担持体11B例えば感光体(感光ドラムとも称される。)と、帯電手段12B例えば帯電ローラと、露光手段13Bと、現像装置20Bと、転写搬送ベルト6を介して像担持体11Bに当接する転写手段14B例えば転写ローラと、クリーニング手段15Bとを備えている。現像ユニットC、M及びYは現像装置Bと基本的に同様に構成されている。
【0065】
現像装置20Bは、一成分非磁性の現像剤22Bを収容する筐体21Bと、現像剤22Bを像担持体11Bに供給する現像剤担持体23B例えば現像ローラと、現像剤22Bの厚みを調整する現像剤量調節手段24B例えばブレードとを備えて成る。この現像装置20Bにおいて現像剤担持体23Bは像担持体11Bに当接又は圧接するように装着されている。このときの現像剤担持体23Bと像担持体11Bとのニップ幅は、通常、現像剤担持体23Bの周方向長さが0.1〜2mmとなるように調整される。現像装置20C、20M及び20Yは現像装置20Bと基本的に同様に構成されている。
【0066】
画像形成装置10に使用される現像剤22B、22C、22M及び22Yは、いずれも、摩擦により帯電可能な現像剤であって、例えば、乾式現像剤でも湿式現像剤でもよく、また、非磁性現像剤でも磁性現像剤でもよい。各現像ユニットの筐体21B、21C、21M及び21Y内には、一成分非磁性の、黒色現像剤22B、シアン現像剤22C、マゼンタ現像剤22M及び黄色現像剤22Yが収納されている。
【0067】
定着手段30は、記録体16の搬送方向下流であって現像ユニットYの下流側に配置されている。この定着手段30は、記録体16を通過させる開口部35を有する筐体内に、定着ローラ31と、定着ローラ31の近傍に配置された無端ベルト支持ローラ33と、定着ローラ31及び無端ベルト支持ローラ33に巻き掛けられた無端ベルト36と、定着ローラ31と対向配置された加圧ローラ32とを備え、無端ベルト36を介して定着ローラ31と加圧ローラ32とが互いに当接又は圧接するように回転自在に支持されて成る圧力熱定着装置である。
【0068】
転写搬送ベルト用クリーニング装置50は、図2に示されるように、現像剤22が表面に付着しうる転写搬送ベルト6の近傍に転写搬送ベルト6に相対面するように配置された金属ローラ52と、転写搬送ベルト6の外周面及び金属ローラ52の外周面のいずれにも接触又は圧接するように配置されたクリーニングローラ51とを備えている。より具体的には、転写搬送ベルト用クリーニング装置50は、転写搬送ベルト6の幅方向に延在し、転写搬送ベルト6における現像剤が付着する可能性のある外側表面すなわち記録体16を吸着して搬送する記録体吸着面に外周面が接触するように配置されたクリーニングローラ51と、クリーニングローラ51と略並行でその外周面に接するように配置された金属ローラ52と、金属ローラ52の外周面に接するクリーニングブレード53と、クリーニングブレード53で掻き落とされた現像剤を一時的に貯蔵する貯蔵容器54と、転写搬送ベルト6を挟んでクリーニングローラ51に接するバックアップローラ55とを備えて成る。このような転写搬送ベルト用クリーニング装置50はクリーニングローラ51としてこの発明に係るクリーニングローラが装着されていること以外は基本的に従来公知の転写搬送ベルト用クリーニング装置と同様である。このように、この転写搬送ベルト用クリーニング装置50は、バックアップローラ55との間に生じる電位差によって転写搬送ベルト6に残存又は付着する現像剤を受領してクリーニングするように、構成されている。
【0069】
この転写搬送ベルト用クリーニング装置50において、クリーニングローラ51は、転写搬送ベルト6の走行方向と逆方向すなわち図2において左周りに回転するように図示しない駆動装置に接続されている。金属ローラ52は、導電性の金属で形成されており、クリーニングローラ51に従動回転するように軸支されている。クリーニングローラ51及び金属ローラ52それぞれはクリーニング処理時に適当なクリーニングバイアスが印加されるようになっている。クリーニングブレード53はウレタン等の弾性体で構成され、少なくともその端縁が金属ローラ52の外周面に適切な角度で接触又は圧接している。バックアップローラ55は転写搬送ベルト6の内側にクリーニングローラ51と共に転写搬送ベルト6を挟むように配置され、接地されている。
【0070】
画像形成装置10は以下のようにして記録体16にモノクロ画像又はカラー画像を形成する。まず、現像ユニットBにおいて、帯電手段12Bで帯電した像担持体11Bの表面に露光手段13Bにより静電潜像が形成され、現像剤担持体23Bにより供給された現像剤22Bで黒色の静電潜像が現像される。そして、記録体16が転写手段14Bと像担持体11Bとの間を通過する際に黒色の静電潜像が記録体16Bの表面に転写される。カラー画像を形成する場合には、現像ユニットBと同様にして、現像ユニットC、M及びYによって、静電潜像が黒像に顕像化された記録体16に、それぞれシアン像、マゼンタ像及び黄色像が重畳され、カラー像が顕像化される。次いで、モノクロ画像又はカラー像が顕像化された記録体16は、定着手段30によりモノクロ画像又はカラー像が永久画像として記録体16に定着される。このようにして、記録体16にモノクロ画像又はカラー画像を形成することができる。
【0071】
このようにして画像を形成すると、像担持体11に意図せず吸着された現像剤22、像担持体に吸着された余剰な現像剤22又は記録体16の表面に正確に転写されなかった現像剤22等が転写搬送ベルト6の記録体吸着面に付着することがある。記録体吸着面に付着した現像剤22を除去しないと、次ぎに転写搬送ベルト6に吸着する記録体16はこれら現像剤22を介在させた状態で記録体吸着面に吸着されることになる。そうすると、これら現像剤22によって各現像ユニットB、C、M及びYにおける現像剤22B、22C、22M及び22Yの電気的な転写が意図するように行われず、転写不良が発生して高品質の画像が形成できないばかりか、記録体16の裏面が汚染されて特に両面に画像を形成する場合には裏面に高品質の画像を形成できないという問題が生じる。したがって、高品質の画像を形成するには転写搬送ベルト6の記録体吸着面に付着した現像剤22をクリーニングすることが重要である。この現像剤22をクリーニングするには、バックアップローラ55とクリーニングローラ51との間、及び、クリーニングローラ51と金属ローラ52との間に電位差を生じさせる。そうすると、バックアップローラ55とクリーニングローラ51との間の電位差に加えて前記したクリーニングローラ1の物理的な作用による現像剤22の高い除去性によって、転写搬送ベルト6の記録体吸着面に付着した現像剤22は転写搬送ベルト6からクリーニングローラ51に受領又は転移する。次いで、受領又は移転した現像剤22は、クリーニングローラ51と金属ローラ52との間の電位差に加えて前記したクリーニングローラ1の現像剤22の高い脱離性によって、前記クリーニングローラ51から金属ローラ52に転移する。そして、金属ローラ52に転移した現像剤22はクリーニングブレード53によって掻き落とされ、貯蔵容器54に一時的に貯蔵される。このようにして、転写搬送ベルト6の記録体吸着面に付着した現像剤22がクリーニングされる。特に、転写搬送ベルト用クリーニング装置50はクリーニングローラ51としてこの発明に係るクリーニングローラすなわちクリーニングローラ1が装着されているから、現像剤付着体としての転写搬送ベルト6と比較的硬めの発泡弾性層3との摩擦抵抗が小さく、現像剤22の除去性と脱離性とを高い水準で両立できる。したがって、この転写搬送ベルト用クリーニング装置50は高いクリーニング性能を発揮し、この転写搬送ベルト用クリーニング装置50を備えた画像形成装置10は高品質の画像を形成できる。
【0072】
画像形成装置10は、例えば、複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置とされる。この発明に係る画像形成装置は、転写搬送ベルト用クリーニング装置を備えているが、この発明において、クリーニング装置は、例えば、中間転写ベルトをクリーニングする転写搬送ベルト用クリーニング装置、例えば、像担持体である感光体をクリーニングする像担持体用クリーニング装置であってもよい。
【0073】
画像形成装置10は電子写真方式の画像形成装置とされているが、この発明において、画像形成装置は、電子写真方式には限定されず、例えば、静電方式の画像形成装置であってもよい。また、この発明に係る導電性ローラが配設される画像形成装置は、各色の現像ユニットを備えた複数の像担持体を転写搬送ベルト上に直列に配置したタンデム型カラー画像形成装置に限られず、例えば、単一の現像ユニットを備えたモノクロ画像形成装置、像担持体上に担持された現像剤像を無端ベルトに順次一次転写を繰り返す4サイクル型カラー画像形成装置等であってもよい。また、画像形成装置に用いられる現像剤は、一成分非磁性現像剤とされているが、この発明においては、一成分磁性現像剤であってもよく、二成分非磁性現像剤であっても、また、二成分磁性現像剤であってもよい。定着手段30は、熱ローラ定着装置、加熱定着装置、圧力定着装置等が採用されてもよい。
【実施例】
【0074】
(実施例1)
無電解ニッケルメッキ処理が施された軸体(直径6mm×長さ250mm、SUM22)をトルエンで洗浄し、プライマー「No.101A/B」(信越化学工業株式会社製:商品名)を塗布した。プライマー処理した軸体をギアーオーブンを用いて180℃の温度にて30分焼成処理した後、常温にて30分以上冷却し、プライマー層を形成した。
【0075】
次いで、ビニル基含有シリコーン生ゴムとシリカ系充填材とを含むシリコーンゴム組成物「KE−904FU」(信越化学工業株式会社製)100質量部と、ガラスビーズ(商品名「GB301SC」)20質量部と、有機系発泡剤「アゾビス−イソブチロニトリル」4.0質量部と、付加反応架橋剤「C−153A」(信越化学工業株式会社製:商品名)2.0質量部と、付加反応触媒としての白金触媒適量と、反応制御剤「R−153A」(信越化学工業株式会社製:商品名)0.5質量部と、導電性カーボンブラック「サーマルブラック」(旭カーボン株式会社製)8質量部と、導電性酸化亜鉛「23-K」(ハクスイテック株式会社製)10質量部と、有機過酸化物架橋剤「C−3」(信越化学工業株式会社製:商品名)3質量部とを適量とを、二本ロールで十分に混練して、付加反応型導電性発泡シリコーンゴム組成物Aを調製した。
【0076】
次いで、プライマー層を形成した軸体2と、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物Aとを押出成形機にて一体分出し、赤外線加熱炉(IR炉)を用いて付加反応型発泡シリコーンゴム組成物Aを250℃で10分間加熱して付加反応型発泡シリコーンゴム組成物Aを発泡架橋させた。その後、さらに、ギアーオーブンを用いて、200℃で7時間にわたって発泡架橋後の付加反応型発泡シリコーンゴム組成物Aを二次加熱し、常温にて1時間以上放置した後、円筒研削機で外径14mmに研削して外周面に開口するセルを有する発泡弾性層3を形成した。このようにして実施例1のクリーニングローラを作製した。
【0077】
(実施例2及び3)
前記付加反応型導電性発泡シリコーンゴム組成物Aにおける前記ガラスビーズの含有量を10質量部、及び、30質量部に変更したこと以外は実施例1と基本的に同様にして各クリーニングローラを製造した。
【0078】
(実施例4)
前記ガラスビーズに代えてガラスビーズ(商品名「EGB731、低アルカリガラス」)を用いたこと以外は実施例1と基本的に同様にしてクリーニングローラを製造した。
【0079】
(比較例1)
前記付加反応型導電性発泡シリコーンゴム組成物Aに前記ガラスビーズを含有させなかったこと以外は実施例1と基本的に同様にしてクリーニングローラを製造した。
【0080】
(比較例2)
前記ガラスビーズに代えて四フッ化エチレン樹脂の粒子(商品名「ルブロンL5」、ダイキン工業株式会社、平均粒径200nm)を用いて前記付加反応型導電性発泡シリコーンゴム組成物Aと同様にして調製した付加反応型導電性発泡シリコーンゴム組成物Bを、実施例1と基本的に同様にして軸体2の外周面で加熱したところ発泡架橋せず発泡弾性層3を形成できなかった。
【0081】
(比較例3)
前記付加反応型導電性発泡シリコーンゴム組成物Aに前記ガラスビーズを含有させず、形成した発泡弾性層3の表面に紫外線を5分照射したこと以外は実施例1と基本的に同様にしてクリーニングローラを製造した。
【0082】
(比較例4)
前記付加反応型導電性発泡シリコーンゴム組成物Aにおいて発泡剤を含有させず、導電性カーボンブラックの含有量を8質量部から4質量部に変更したこと以外は実施例1と基本的に同様にしてソリッド弾性層を備えたクリーニングローラを製造した。
【0083】
(参考例1)
前記付加反応型導電性発泡シリコーンゴム組成物Aに前記ガラスビーズに代えてシリコーンボール(商品名「KMP−598」、信越化学工業株式会社製)を含有させたこと以外は実施例1と基本的に同様にしてクリーニングローラを製造した。
【0084】
(アスカーC硬度の測定)
実施例、比較例及び参考例で製造した各クリーニングローラのアスカーC硬度を前記方法によって測定した結果を第1表に示す。比較例4のクリーニングローラはJIS K6253によるJIS A硬度を測定した。なお、発泡弾性層3に存在するガラスビーズの含有量は付加反応型発泡シリコーンゴム組成物におけるビニル基含有シリコーン生ゴム100質量部に対する含有量とほぼ一致していた。
【0085】
(傾斜角度の測定)
ポリエチレンテレフタレート製の平板体(縦40mm×幅4.5mm×5mm(厚さ))上に、その長手方向と軸線方向とがほぼ一致するように、かつ周方向に変動しないように、各クリーニングローラを静置した。次いで、前記平板体の他端部を固定して一端部を上昇させて前記平板体を徐々に傾斜させていき、クリーニングローラが前記平板体上を前記軸線方向に滑動したときの、水平面に対する前記平板体の傾斜角度を測定した。その結果を第1表に示す。
【0086】
(クリーニング性能)
製造した各クリーニングローラ(比較例2を除く)を用いてクリーニング性能の評価を行った。具体的には、コンピュータに接続された画面上に、表計算ソフト「エクセル」で、A4用紙(JIS)の短辺方向に伸びる幅20mmの黒色ライン3本を長辺方向にほぼ等間隔で互いに略平行に形成した画像A、及び、前記黒色ラインの輪郭のみを黒色とした白抜きラインに変更した画像Bをそれぞれ描画した。前記コンピュータに接続され、製造した各クリーニングローラを転写搬送ベルト用クリーニングローラ51として装着した画像形成装置「HL−4040CL」で画像Aを連続で10枚印刷した後画像Bを1枚印刷した。この画像Bにおいて、白抜きライン3本それぞれの内部であって任意に選択した10mm×10mmの領域に画像Aに由来する現像剤が定着されているか否かを現像剤濃度を基準にして目視にて確認した。評価は、前記領域内の現像剤濃度が前記白抜きライン外とほぼ同一で前記領域内に定着された現像剤を確認できなかった場合を「◎」、前記領域内のほぼ全域の現像剤濃度が前記白抜きライン外とほぼ同一であったものの前記領域内の数個所に現像剤を実用上許容可能な程度にわずかに確認できた場合を「○」、前記領域内の現像剤濃度が前記白抜きライン外よりも濃く、前記領域内に現像剤を明らかに確認できた場合を「×」とした。その結果を第1表に示す。
【0087】
(耐久性)
製造した各クリーニングローラ(比較例2を除く)を転写搬送ベルト用クリーニングローラ51として画像形成装置(商品名「HL−4040CL」、ブラザー工業株式会社製)に装着して各クリーニングローラの耐久性を評価した。具体的には、コンピュータに接続された画面上に、表計算ソフト「エクセル」でA4用紙(JIS)の印刷可能範囲に、A4用紙の短辺方向に伸びる幅20mmの青色ライン3本を長辺方向にほぼ等間隔で互いに略平行に形成した画像を描画し、この画像を前記コンピュータに接続された画像形成装置「HL−4040CL」で連続して1000枚印刷した。その後、この画像形成装置から取り出したクリーニングローラの中央部分を表面から軸体2まで5mm幅で2箇所切れ目を入れ、更にその5mm部分を軸体2との接着面に添って切断し、半ドーナツの試験片を得た。得られた試験片の表面付近の断面を5mmの測定長さでマイクロクコープ「VH−5000」(株式会社キーエンス社製)を用いて観察して得られた観察画像画において現像剤の試験片内部への侵入量を観察した。観察の結果、試験片である発泡弾性層3の外周面に現像剤が少量付着しており、発泡弾性層3の外周面に開口したセル内部まで侵入していなかった場合を「◎」、試験片の外周面に現像剤が少量付着し、かつ試験片の外周面に開口したセル内部に溜まっていた場合を「○」、発泡弾性層3の外周面に開口したセルを経て試験片の内部に存在するセルにまで現像剤が侵入していた場合を「×」とした。結果を第1表に示す。
【0088】
【表1】

【0089】
このように、実施例1〜4が耐久性に優れる理由は、前記したようにガラスビーズ及び現像剤の付着率減少による発泡弾性層3と現像剤付着体との摩擦抵抗の低減効果にあり、一方、参考例1が耐久性に優れる理由はシリコーンボールによる発泡弾性層の平均セル径が縮小したこと、具体的には平均セル径が200μmの実施例1〜4に対して150μmに縮小したこと等にあると、推測される。
【符号の説明】
【0090】
1 クリーニングローラ
2 軸体
3 シリコーン発泡弾性層(発泡弾性層)
6 転写搬送ベルト(記録体搬送ベルト、現像剤付着体)
10 画像形成装置
11B、11C、11M、11Y 像担持体
12B、12C、12M、12Y 帯電手段
13B、13C、13M、13Y 露光手段
14B、14C、14M、14Y 転写手段
15B、15C、15M、15Y クリーニング手段
16 記録体
20 現像装置
21B、21C、21M、21Y、34 筐体
22B、22C、22M、22Y 現像剤
23B、23C、23M、23Y 現像剤担持体
24B、24C、24M、24Y 現像剤規制部材
30 定着手段
31 定着ローラ
32 加圧ローラ
33 無端ベルト支持ローラ
35 開口部
36 無端ベルト
41 カセット
42 支持ローラ
50 転写搬送ベルト用クリーニング装置
51 クリーニングローラ
52 金属ローラ
53 クリーニングブレード
54 貯蔵容器
55 バックアップローラ
B、C、M、Y 現像ユニット

【特許請求の範囲】
【請求項1】
軸体の外周面に配置され、ガラスビーズを含有するシリコーン発泡弾性層を備えて成るクリーニングローラ。
【請求項2】
前記ガラスビーズは、その平均粒径が2〜80μmであることを特徴とする請求項1に記載のクリーニングローラ。
【請求項3】
前記ガラスビーズは、シランカップリング剤で表面処理されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のクリーニングローラ。
【請求項4】
前記ガラスビーズは、前記シリコーン発泡弾性層を形成するシリコーンゴム100質量部に対して10〜30質量部の割合で含有されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のクリーニングローラ。
【請求項5】
下記傾斜角度が50°以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のクリーニングローラ。
<方法>
ポリエチレンテレフタレート製の平板体上に前記クリーニングローラを静置して、クリーニングローラの軸線方向における前記平板体の一端部を上昇させて前記平板体を徐々に傾斜させていき、前記クリーニングローラが前記平板体上を前記軸線方向に滑動したときの、水平面に対する前記平板体の傾斜角度。
【請求項6】
現像剤が表面に付着しうる現像剤付着体の近傍に前記現像剤付着体に相対面するように配置された金属ローラと、
前記現像剤付着体の外周面及び前記金属ローラの外周面のいずれにも接触又は圧接するように配置された請求項1〜5のいずれか1項に記載のクリーニングローラとを備えて成ることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項7】
前記現像剤付着体は転写搬送ベルトであることを特徴とする請求項6に記載のクリーニング装置。
【請求項8】
請求項6又は7に記載のクリーニング装置を備えて成ることを特徴とする画像形成装置。

【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2012−242402(P2012−242402A)
【公開日】平成24年12月10日(2012.12.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−108744(P2011−108744)
【出願日】平成23年5月13日(2011.5.13)
【出願人】(000190116)信越ポリマー株式会社 (1,394)
【Fターム(参考)】