JP2011064948A - クリーニング装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ２次転写部材の表面に付着している微粒子を好適に除去することができるとともに，クリーニング部材の寿命の長いクリーニング装置およびそれを備える画像形成装置を提供すること。
【解決手段】 ２次転写ローラ１１５の回転方向でみて２次転写ローラ１１５と中間転写ベルト１０１とが対面する箇所の下流側の位置に発泡ローラ１４１を配置し，そのさらに下流にブラシローラ１４２を配置する。発泡ローラ１４１の表面層のポリウレタンフォームは，セル壁面の開口率にて５〜５０％の範囲内である。そして，発泡ローラ１４１には，回収ローラ１４３を介して正規帯電トナーと逆の極性のバイアスを印加する。
【選択図】図２

Description

本発明は，２次転写ローラや２次転写ベルトなどの２次転写部材をクリーニングするクリーニング装置およびそれを備える画像形成装置に関する。さらに詳細には，２次転写部材の表面に接触してその表面に付着しているトナーや紙粉などの付着物を好適に回収することのできるクリーニング装置およびそれを備える画像形成装置に関するものである。

画像形成装置は，感光体上に形成した静電潜像にトナーを付与して現像し，そのトナー像を記録媒体に転写して定着することにより画像を得るものである。カラーの画像形成装置には，ＹＭＣＫ（イエロー，マゼンタ，シアン，ブラック）の各色の感光体ユニットを並べたタンデム方式のものや１つの感光体ユニットで１色ずつ計４回現像を行う４サイクル方式のものがある。タンデム方式のカラー画像形成装置には，中間転写ベルト等の中間転写体を用いてカラー画像を形成するものがある。

近年，中間転写ベルト等の中間転写体に基準パッチを形成してそれを読み取ることにより，画像形成装置における画像を形成する設定の調整が行われるようになってきている。カラー画像の品質を維持するため，もしくはカラー画像の生産性を向上させるためである。基準パッチを用いた設定の調整は，実際には記録媒体に画像形成が行われない紙間に行われることが多い。

このように紙間に行われるため，中間転写体に形成された基準パッチの画像は，２次転写部材の箇所を通過する際にその表面に付着することがある。２次転写部材にトナーが付着すると，記録媒体の裏汚れの原因となる。また，２次転写部材に付着しているトナーが溶融してフィルミングを起こすと，中間転写体上のトナー像を記録媒体に転写する転写性が劣化する。すなわち，記録媒体に所望の画像を形成することができなくなる。

この問題点を解決するため，２次転写部材の表面からトナー等の付着物を除去するクリーニング装置が設けられることがある。例えば，特許文献１には，２次転写ローラの回転方向でみて２次転写ローラと中間転写ベルトとが対面する箇所の下流の位置にクリーニングブレードを，さらにその下流の位置にブラシローラを配置したクリーニング装置が開示されている。特許文献１によれば，上流のクリーニングブレードの箇所で所定量のトナーを意図的にすり抜けさせることにより，下流のブラシローラで２次転写ローラの表面を好適にクリーニングすることができるとされている（特許文献１の表１等参照）。

特開２００５−２９２４１６号公報

しかし，特許文献１に記載のクリーニング装置のように，上流側で所定量のトナーを意図的にすり抜けるようにしたとしても，下流側で紙粉等の微粒子までも除去することができるとは限らない。特に，２次転写部材の表面に必然的に存在する微細な凹部に入り込んだトナーを除去することは困難である。また，ブラシロールにおける異物の吐き出し性が悪いと，継続して使用するに従ってクリーニング性は悪化する。このような問題は，その他の方式を用いたクリーニング装置においても同様に生じうることである。

本発明は，前述した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，２次転写部材の表面に付着している付着物を好適に除去することができるとともに，クリーニング部材の寿命の長いクリーニング装置およびそれを備える画像形成装置を提供することである。

この課題の解決を目的としてなされた本発明の画像形成装置は，トナー像を形成する画像形成部と，画像形成部が形成したトナー像を担持する像担持体と，像担持体に担持されたトナー像を記録媒体に転写させる転写部材と，転写部材における像担持体との接触箇所以外の箇所に接触して転写部材の表面をクリーニングするクリーニング部材とを有する画像形成装置において，クリーニング部材として，転写部材の回転方向にて，より上流側の第１クリーニング部材と，より下流側の第２クリーニング部材とを有し，第１クリーニング部材は，その表面層としてセル壁面の開口率にて５〜５０％の範囲内のポリウレタンフォームを用いた発泡ローラであり，第２クリーニング部材は，ブラシローラであり，転写部材と第１クリーニング部材との間に，正規帯電トナーを第１クリーニング部材に引っ張る向きの電圧を印加するとともに，転写部材と第２クリーニング部材との間に，正規帯電トナーを第２クリーニング部材に引っ張る向きの電圧を印加する電圧印加部を有する。かかる画像形成装置は，２次転写部材の表面から好適に付着物を除去することができる。また，クリーニング部材の耐久寿命も長い。ポリウレタンフォームに付着物が詰まりにくいからである。

上記に記載の画像形成装置において，第１クリーニング部材の表面の一部と第２クリーニング部材の表面の一部とが接触した状態で回転するように配置されているとよい。第１のクリーニング部材と第２のクリーニング部材とが互いに接触して，互いの部材に付着したままのトナーを除去し合うことができるからである。

また，本発明に係るクリーニング装置は，像担持体に担持されたトナー像を記録媒体に転写させる転写部材と，転写部材における像担持体との接触箇所以外の箇所に接触して転写部材の表面をクリーニングするクリーニング部材とを有するクリーニング装置において，クリーニング部材として，転写部材の回転方向にて，より上流側の第１クリーニング部材と，より下流側の第２クリーニング部材とを有し，第１クリーニング部材は，その表面層としてセル壁面の開口率にて５〜５０％の範囲内のポリウレタンフォームを用いた発泡ローラであり，第２クリーニング部材は，ブラシローラであり，転写部材と第１クリーニング部材との間に，正規帯電トナーを第１クリーニング部材に引っ張る向きの電圧が印加されるとともに，転写部材と第２クリーニング部材との間に，正規帯電トナーを第２クリーニング部材に引っ張る向きの電圧が印加されるものである。かかるクリーニング装置は，２次転写部材の表面から好適に付着物を除去することができる。また，耐久寿命も長い。ポリウレタンフォームに付着物が詰まりにくいからである。

上記に記載のクリーニング装置において，第１クリーニング部材の表面の一部と第２クリーニング部材の表面の一部とが接触した状態で回転するように配置されているとよい。第１のクリーニング部材と第２のクリーニング部材とが互いに接触して，互いの部材に付着したままのトナーを除去し合うことができるからである。

本発明によれば，２次転写部材の表面に付着している付着物を好適に除去することができるとともに，クリーニング部材の寿命の長いクリーニング装置およびそれを備える画像形成装置が提供されている。

本発明の画像形成装置を説明するための概略構成図である。 本発明の画像形成装置における２次転写ローラのクリーニング装置を説明するための概略構成図である。 本発明に係るクリーニング装置の発泡ローラの構造を説明するための斜視図である。 本発明に係るクリーニング装置の発泡ローラに用いられるポリウレタンフォームの製造工程を説明するためのフローチャートである。 本発明の画像形成装置における２次転写ベルトのクリーニング装置を説明するための概略構成図である。

以下，本発明を具体化した実施の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

１．画像形成装置
本形態の画像形成装置１００は，図１にその概略構成を示すように，中間転写ベルト１０１を有する，いわゆるタンデム方式のカラーコピー機である。中間転写ベルト１０１は，無端状ベルト部材であり，その図中両端部がローラ１０２，１０３によって支持され，図中矢印Ａの向きに回転するようになっている。中間転写ベルト１０１の図中下部に沿って，イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）の各色の画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋが配置されている。

各色の画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋはいずれも同様の構成である。それぞれ，感光体ユニット２０と，露光装置３０と，現像ユニット１０とを有している。感光体ユニット２０は，静電潜像を担持する感光体ドラム２１を有している。露光装置３０は，感光体ドラム２１に静電潜像を描きこむためのものである。現像ユニット１０は，感光体ドラム２１の静電潜像にトナーを付与して現像するためのものである。また，中間転写ベルト１０１を挟んで感光体ドラム２１に対向する位置に，１次転写ローラ１１１が配置されている。図１中では画像形成部１Ｙによって代表してこれらの各装置の符号を示している。

図１中で下方に配置されているのは，用紙Ｐを収容する給紙装置１１２である。給紙装置１１２の上部には，用紙Ｐを送り出す給紙ローラ１１３が設けられている。用紙Ｐは，給紙装置１１２から用紙搬送経路１１４に沿って上方へ送られる。用紙搬送経路１１４を挟んで，ローラ１０３と対面する位置に，２次転写ローラ１１５が配置されている。中間転写ベルト１０１の回転方向における画像形成部１Ｙの下流であって２次転写ローラ１１５の上流の位置には，センサ１５０が配置されている。センサ１５０は，後述する基準パッチの位置および濃度を検出するためのものである。

２次転写ローラ１１５の，ローラ１０３と反対側の位置には，２次転写ローラ１１５をクリーニングするクリーニング装置１４０が配置されている。さらにその下流側（図中上方）には，定着装置１３０が配置されている。定着装置１３０は，加圧ローラ１３１，定着ローラ１３２のローラ対を有している。

定着装置１３０より用紙搬送経路１１４のさらに下流側には，排紙ローラ１１６および排紙トレイ１１７が配置されている。排紙ローラ１１６のさらに上方には，折り返し用ローラ１１９および折り返し用トレイ１２０が配置されている。そして，折り返し用ローラ１１９は，用紙搬送経路１１４の他に用紙搬送経路１１８ともつながっている。用紙搬送経路１１８は，両面印刷を行う場合に用いられる搬送経路である。

次に，本形態の画像形成装置１００の基本的な動作を簡単に説明する。この画像形成装置１００は，画像形成の指示を受けると，その画像信号から各色の画像データを生成する。生成された各色の画像データは，対応する画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにそれぞれ送出される。各色の画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは，画像データに基づいて，静電潜像を形成する。さらに，形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する。

形成されたトナー像は，順次，１次転写ローラ１１１によって中間転写ベルト１０１に転写され，重ね合わせられる。中間転写ベルト１０１に重ね合わせられたトナー像は，２次転写ローラ１１５によって用紙Ｐに転写される。トナー像を担持した用紙Ｐは，さらに搬送されて定着装置１３０に至り，定着装置１３０によって加熱されるとともに加圧される。これによりトナー像が用紙Ｐに定着される。トナー像が定着された用紙Ｐは，排紙ローラ１１６によって排紙トレイ１１７に排出される。以上が，画像形成装置１００の基本的な動作である。

２．クリーニング装置
本形態のクリーニング装置１４０について説明する。本形態の画像形成装置１００に用いられるトナーは，負帯電性のものである。したがって，マイナスに帯電しているトナーが正規帯電トナーである。

図２は，図１におけるクリーニング装置１４０の箇所を拡大した拡大図である。クリーニング装置１４０は，２次転写ローラ１１５の表面から付着物を除去するためのものである。ここでいう付着物には，基準パッチを形成した際に付着するトナーの他，外添剤や紙粉などがある。

ここで基準パッチとは，用紙Ｐに形成される画像とは別に，テスト用に画像形成される基準画像である。そして，中間転写ベルト等に形成された基準パッチの画像については，センサ１５０により，その濃度や形成位置が検出される。これらの検出された値は，画像形成の各種設定にフィードバックされ，画像品質を維持するために用いられることとなるのである。

クリーニング装置１４０は，図２に示すように，発泡ローラ１４１と，ブラシローラ１４２と，回収ローラ１４３と，スクレーパ１４４と，ハウジング１４５と，搬送スクリュー１４６とを有している。

発泡ローラ１４１は，２次転写ローラ１１５の表面からトナーや外添剤，および紙粉を除去するためのクリーニングローラである。ブラシローラ１４２も，２次転写ローラ１１５の表面からトナーや外添剤，および紙粉を除去するためのクリーニングローラである。そのため，発泡ローラ１４１およびブラシローラ１４２は，２次転写ローラ１１５に接触するようになっている。発泡ローラ１４１は，２次転写ローラ１１５の回転方向でみて中間転写ベルト１０１と２次転写ローラ１１５との対面箇所の下流側の位置に配置されている。ブラシローラ１４２は，発泡ローラ１４１の下流側の位置に配置されている。

中間転写ベルト１０１は，図２中，矢印Ｂの向きに回転するようになっている。これは，図１における矢印Ａの向きと同じ向きである。そして，２次転写ローラ１１５は，中間転写ベルト１０１の回転方向（図２中の矢印Ｂ）に対して順方向（図２中の矢印Ｃ）に回転するものである。そして，発泡ローラ１４１は，２次転写ローラ１１５の回転方向（図２中の矢印Ｃ）に対してカウンタ回り（図２中の矢印Ｄ）に回転するものである。発泡ローラ１４１を２次転写ベルト１１５に擦り合わせて，２次転写ベルト１１５上のトナー等の汚れを好適に回収するためである。ブラシローラ１４２も，２次転写ローラの回転方向（図２中の矢印Ｃ）に対してカウンタ回り（図２中の矢印Ｅ）に回転するものである。

回収ローラ１４３は，発泡ローラ１４１およびブラシローラ１４２からトナーを回収するためのローラである。したがって，回収ローラ１４３は，発泡ローラ１４１およびブラシローラ１４２に接触するように配置されている。回収ローラ１４３の材質は，鉄，アルミ，ステンレス等の金属である。また，回収ローラの表面の平滑性や耐久性を向上させるため，メッキ等を施してもよい。

回収ローラ１４３は，図２に示すように，発泡ローラ１４１の回転方向に対して順方向，すなわち矢印Ｅの向きに回転する。したがって，回収ローラ１４３は，ブラシローラ１４２の回転方向に対しても順方向に回転することとなる。ただし，回収ローラ１４３は，それぞれ発泡ローラ１４１およびブラシローラ１４２の回転方向に対してカウンタ回りに回転することとしてもよい。発泡ローラ１４１およびブラシローラ１４２に付着している付着物を，静電気力により回収できることに変わりないからである。

スクレーパ１４４は，回収ローラ１４３からトナー等を掻き落とすための部材である。ハウジング１４５は，発泡ローラ１４１と，ブラシローラ１４２と，回収ローラ１４３と，スクレーパ１４４と，搬送スクリュー１４５とを覆う部材である。２次転写ローラ１１５から除去して回収した異物が，ハウジングの外の画像形成装置１００の内部に飛散しないようにするためである。搬送スクリュー１４６は，ハウジング１４５内の異物を搬送するためのものである。

図２に示すように，画像形成装置１００は，電圧印加部１５１と，電圧印加部１５２とを有している。電圧印加部１５１は，２次転写ローラ１１５とローラ１０３との間に電圧を印加するためのものである。ここで印加される電圧は，中間転写ベルト１０１上に形成されたトナー像を用紙Ｐに引っ張る向きの電圧である。よってこの電圧は，トナー像を用紙Ｐに転写する際に印加される。また，紙間に当該電圧を印加することもできる。この電圧の印加により，中間転写ベルト１０１上のトナー像は，２次転写ローラ１１５の箇所で，用紙搬送経路１１４を通過する用紙Ｐに転写されることとなる。

電圧印加部１５２は，回収ローラ１４３と，２次転写ローラ１１５との間に電圧を印加するためのものである。電圧印加部１５２は，回収ローラ１４３に電位を与えることにより，回収ローラ１４３と接触している発泡ローラ１４１およびブラシローラ１４２に電位を与えることとなるものである。ここで印加される電圧は，２次転写ローラ１１５と発泡ローラ１４１とが対面している箇所に，２次転写ローラ１１５に付着している正規帯電トナーを発泡ローラ１４１に引っ張る向きの電圧である。また，２次転写ローラ１１５とブラシローラ１４２とが対面している箇所には，２次転写ローラ１１５に付着している正規帯電トナーをブラシローラ１４２に引っ張る向きの電圧が印加されることとなる。したがって，２次転写ローラ１１５に付着しているトナーは，発泡ローラ１４１もしくはブラシローラ１４２に除去されやすい。なお，この電圧は，中間転写ベルト１０１上の基準パッチが形成された箇所が２次転写ローラ１１５と対面する箇所を通過した後２次転写ローラ１１５が少なくとも１回転するまでの間，印加される。また，上記以外の期間にも，当該電圧を印加することとしてもよい。

なお，図２では，電圧印加部１５１，１５２を別体として描いているが，これらを一体のものとしてもよい。また，画像形成装置１００は，感光体ドラム２１と１次転写ローラ１１１との間に電圧を印加するその他の電圧印加部を有している。そして，上記の電圧印加部の代わりに，これらの機能を統合して一体となった統合電圧印加部を有することとしてもよい。

発泡ローラ１４１の構造について説明する。発泡ローラ１４１は，図３に示すように，芯金１４１ａと，芯金１４１ａを覆う弾性層１４１ｂとからできている。図３に示した芯金１４１ａは中実であるが，中空であってもよい。芯金１４１ａの材質は，アルミ等の金属である。弾性層１４１ｂの材質は，ポリウレタンフォームである。

弾性層１４１ｂに用いられるポリウレタンフォームは，中間転写ベルト１０１の表面に，必然的に存在する微細な凹部にまで入り込んだトナーをも好適に除去することができる。後述するように，ポリウレタンフォームにおけるセル壁面の開口率などの物性が，トナー等の回収に適したものであるからである。

また，弾性層１４１ｂのポリウレタンフォームは導電性を有するものである。その体積抵抗率は１０^２〜１０^８Ωｃｍの範囲内であるとよい。

本形態のブラシローラ１４２は，公知のブラシローラである。ブラシローラ１４２は，図２に示すように，芯金１４２ａの外周にブラシ層１４２ｂを形成したものである。ブラシ層１４２ｂのブラシの材料として，ナイロン系，ポリエステル系，アクリル系，レーヨン系などの合成繊維を用いることができる。繊維の太さは，０．１〜１テックス（１テックスは，１，０００ｍあたり１ｇである太さ）程度である。植毛密度は，７，０００〜４７，０００本／ｃｍ^２程度である。ブラシ層１４２ｂの原糸の電気抵抗率は，１０^５〜１０^１３Ωｃｍの範囲内であることが好ましい。２次転写ローラ１１５との間に電界が形成されるようにするためである。この導電性の付与は，カーボンブラックや各種イオン導電剤を添加することによりなされる。

３．ポリウレタンフォーム
本発明に係るポリウレタンフォームの物性について説明する。最初に，ポリウレタンフォームの物性が，それをクリーニング部材に用いた場合のクリーニング性にどう影響を与えるかについて説明する。

ポリウレタンフォームの物性として，例えば，セル数，セル径，セル壁面の開口率，硬さ，密度等が挙げられる。セル数とは，単位長さの線分をポリウレタンフォームの切断面に引いた場合に，当該線分が横切るセルの数である。セル径とは，ポリウレタンフォームの内部に形成されているセルの直径である。セル壁面の開口率とは，セルの壁面全体の面積Ｓに占める開口の面積Ｓ１の割合（Ｓ１×１００／Ｓ）のことである（特開２００９−１７５７００号公報の段落［００３５］および図３参照）。これらは，平均値で表すこととする。

まず，セル同士が繋がっておらず単独の状態で存在する単泡系ポリウレタンフォームを用いた場合について説明する。セル径が小さく，セル数が多いポリウレタンフォームを発泡ローラに用いた場合，発泡ローラの表面が２次転写ローラのトナーあるいは外添剤と接触する回数は，そうでないものに比べて多い。したがって，従来においては，セル径が小さく，セル数が多いものを用いれば，発泡ローラがトナーや外添剤を転写部材から取り除く性能，すなわちクリーニング性が優れていると考えられていた。

しかし，トナーや外添剤は，発泡ローラのポリウレタンフォームのセルに目詰まりすることがある。そして，このような状態になった発泡ローラを交換することなしに使用し続けると，使用時間の経過とともに目詰まり箇所が増加する。よって，目詰まり箇所の増加にともなってクリーニング性は低下する。つまり，使用開始当初は良好であったクリーニング性が，使用時間の経過とともに低下するのである。また，単泡系ポリウレタンフォームはセルに含有できるトナー等の量が十分でない。したがって，一度に多くのトナーを回収しなければならない場合には，不向きである。

とはいえ，目詰まりを回避するために，セル径が大きいポリウレタンフォームを発泡ローラに用いると，発泡ローラの表面，すなわちポリウレタンフォームが２次転写ローラの表面と接触する回数が少ないこととなってしまう。

続いて，セル同士が繋がった状態で存在する連泡系ポリウレタンフォームを用いた場合について説明する。連泡系ポリウレタンフォームを発泡ローラの弾性層の材質として用いた場合，セル内部でトナーや外添剤などが固着しにくい。しかしながら，連泡系ポリウレタンフォームを用いた発泡ローラは，トナーや外添剤を回収する上で有効ではない。セル壁面の開口率が大きすぎ，２次転写ローラに接触する樹脂部分があまりにも少ないためである。いいかえると，２次転写ローラの表面上における樹脂部分と接触しない領域が大きいのである。さらに，連泡系ポリウレタンフォームをクリーニング部材に使用し続けると，トナーが徐々に発泡層の内部にまで入り込み，発泡体の柔軟性が低下する。これにより，２次転写ローラとの密着性も低下する。すなわち，クリーニング性が低下するのである。

したがって，クリーニング部材に用いるポリウレタンフォームは，
１）セル径を，目詰まりが生じない程度の大きさとしつつ，接触回数が少なくならないようにすること，
２）セル開口率を，適当な値とすることにより，付着物の回収効率を向上させること，
の２点を満たすものであることが望ましい。

本発明に係るクリーニング部材に用いるポリウレタンフォームは，上記の２点を満たすものである。

ここで，本形態の発泡ローラ１４１に用いられるポリウレタンフォームについて説明する。本形態のポリウレタンフォームは，単泡系ポリウレタンフォームおよび連泡系ポリウレタンフォームの中間的性質を有するものである。すなわち，本形態のポリウレタンフォームは，単泡系ポリウレタンフォームに比べて，硬度が低く，密度も低い。一方，本形態のポリウレタンフォームは，連泡系ポリウレタンフォームに比べて，硬度が高く，密度も高い。

本形態のポリウレタンフォームは次に示す性質を有するものである。すなわち，セル数が３０〜６０個／２５．４ｍｍ（１インチ）であり，セル壁面の開口率が５〜５０％の範囲内であり，セル径が１５０〜５００μｍの範囲内であり，硬さが１０〜５０Ｎ／ｍの範囲内である。硬度とは，押し込み軸方向の単位長さ当たりの反発力のことである。例えば，後述するように，φ５０ｍｍのアルミ製円板を弾性体厚みの３０％まで押し込み，反発力を計測することにより求めることができる。

比較のために，公知の単泡系ポリウレタンフォームの物性を例示する。セル数は１００個／２５．４ｍｍ程度であり，セル壁面の開口率が１％程度であり，セル径が８０μｍ程度であり，硬さが８５Ｎ／ｍ程度である。また，公知の連泡系ポリウレタンフォームの物性を例示する。セル数は２５個／２５．４ｍｍ程度であり，セル壁面の開口率が６０％程度であり，セル径が７００μｍ程度であり，硬さが８Ｎ／ｍ程度である。

４．ポリウレタンフォームの製造方法
本形態のポリウレタンフォームの製造方法について，図４に示すフローチャートにより説明する。本形態のポリウレタンフォームの製造方法は，従来の単泡系ポリウレタンフォームの製造方法に，連泡系ポリウレタンフォームの製造方法を部分的に組み込んだものである。

まず，ポリウレタンフォームの製造に用いる原材料について説明する。本形態のポリウレタンフォームは，ポリオール，イソシアネート，有機塩酸系触媒，アミン系触媒，整泡剤，水を原材料として製造される。

ポリオールおよびイソシアネートは主原料である。これらの反応によりウレタン結合が形成される。ウレタン結合等の樹脂化反応により，樹脂化が進行することとなる。有機塩酸系触媒は，主としてこれらの樹脂化反応を促すための触媒である。これらの原材料は，ポリウレタンフォームの樹脂部分を製造するために主として用いられるものである。

水は，イソシアネートと直接反応して，二酸化炭素のガスを発生させるための発泡原料である。アミン系触媒は，主として二酸化炭素のガスの発生を促すための触媒である。整泡剤は，発生した二酸化炭素のガスが気泡を形成するのを補助するための界面活性剤である。これらの原材料は，ポリウレタンフォームの内部に気泡を発生させることにより，発泡体とするために主として用いられるものである。

ここで用いられるポリオールとして，例えば，ポリエーテルポリオール，ポリエステルポリオール，ポリカーボネートポリオールなどを用いることができる。また，ポリジエン系ポリオール等の公知のポリオールを単独でもしくは２種類以上を併用して用いることもできる。ここで用いるポリオールは，分子量が１０００〜６０００の範囲内であり，官能基数２〜５のポリエーテルポリオールもしくはポリエステルポリオールが好適である。

また，イソシアネートとして，例えば，トルエンジフェニルジイソシアネート（ＴＤＩ），ＴＤＩプレポリマー，メチレンジフェニルジイソシアネート（ＭＤＩ），クルードＭＤＩ，ポリメリックＭＤＩ，ウレトジオン変性ＭＤＩまたはカルボジイミド変性ＭＤＩ等の公知の芳香族系，脂肪族系もしくは脂環族系等の各種ポリイソシアネートを用いることもできる。

また，アミン系触媒として，例えば，Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’−ペンタメチルジエチレントリアミン，ビス（ジメチルアミノエチル）エーテル，Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエトキシエトキシエタノール，Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエトキシエタノール，特殊３級アミン混合物，Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルヘキサンジアミン，Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルプロパンジアミン等の公知の物質を用いることができる。泡化反応への寄与が，樹脂化反応への寄与よりも大きいものがよい。

有機塩酸系触媒として，例えば，１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７（ＤＢＵ）や１，５−ジアザビシクロ（４，３，０）ノネン−５（ＤＢＮ）などの有機塩酸からなる触媒や，これらの有機塩酸と金属とが結合した有機金属系触媒を用いることができる。ここで用いる有機塩酸系触媒は，アミン系触媒が主に担う泡化反応を阻害しないものであるとともに，遅延性の触媒であるとよい。泡化反応が十分に起こる前に樹脂化が進行することを回避するためである。

本形態のポリウレタンフォームの製造方法は，図４に示すように，原料調整工程Ｓ１，混合工程Ｓ２，化学的発泡工程Ｓ３，加熱工程Ｓ４を順に行うことによりポリウレタンフォームを製造する方法である。

本形態のポリウレタンフォームの製造方法のうち，原料調整工程Ｓ１，混合工程Ｓ２，加熱工程Ｓ４を順に行った場合に，従来の単泡系ポリウレタンフォームの製造方法であるメカニカルフロス法と等価となる。すなわち，メカニカルフロス法では，化学的発泡工程Ｓ３を行わないのである。メカニカルフロス法については，例えば，特公昭５３−８７３５号公報にその詳細が記載されている。

Ｓ１：原料調整工程
まず，原料調整工程Ｓ１について説明する。原料調整工程Ｓ１においては，各原材料を混合する前に，予めポリオールに所定量の水を混合させておく。また，イソシアネート等の他の材料も，ポリオールと配合する所定量を用意しておく。なお，イソシアネートインデックスは，９０〜１１０の範囲内であることが好ましい。その他の各種原材料の配合比率については，後の実施例で詳述する。

Ｓ２：混合工程
混合工程Ｓ２は，各原材料を混合する工程である。すなわち，水が混合されたポリオールと，イソシアネートと，触媒と，整泡剤とを混合するのである。これにより，この混合に引き続いて化学反応が起こる。それが，次に説明する化学的発泡工程Ｓ３である。したがって，混合工程Ｓ２は，実際には化学的発泡工程Ｓ３と分離不可能な工程である。しかしここでは，従来のメカニカルフロス法による発泡と化学的発泡法による発泡とを区別するために，分離した別々の工程であるとして記載している。また，原材料の混合体をミキサで攪拌することにより，混合体の内部に気泡も混入する。

Ｓ３：化学的発泡工程
化学的発泡工程Ｓ３は，混合された各種原料の間で化学反応が起こる工程である。化学的発泡工程Ｓ３では，ポリオールとイソシアネートとが反応することにより，ウレタン結合やアロファネート結合が生じる。これらの樹脂化反応により，原材料の混合体は樹脂化する。一方，イソシアネートは水とも反応する。イソシアネートと水とが反応することにより，二酸化炭素が発生する。この二酸化炭素は，ミキサの攪拌により混入された気泡を核として成長する。

すなわち，樹脂化として成長するとともに，樹脂内部で発泡するのである。そのために，主に発泡を促すアミン系触媒と，主に樹脂化を促す有機塩酸系触媒とを併用するのである。化学的発泡工程Ｓ３においては，混合体は，発泡のために膨張する。

このように，イソシアネートと反応して二酸化炭素を発生させる水と，発泡を促進するアミン系触媒と，樹脂化を促す有機塩酸系触媒との混合比により，最終的に製造されるポリウレタンフォームの物性が決定付けられることとなる。これらの配合比率については，後述する実施例において詳しく述べる。

Ｓ４：加熱工程
加熱工程Ｓ４は，発泡して膨張した原材料の混合体に加熱を加える工程である。混合材料は熱硬化性を有しているため，加熱工程Ｓ４により，混合材料は樹脂として硬化する。これにより，ポリウレタンフォームが製造される。

この後，ポリウレタンフォームは，穴あけ等の外形加工を施されて，クリーニングローラの弾性層として用いられることとなる。以上により，ポリウレタンフォームを用いたクリーニングローラが製造される。

５．変形例
本形態のクリーニング装置１４０においては，図２に示したように，発泡ローラ１４１とブラシローラ１４２とが接触しないように配置されている。しかし，発泡ローラ１４１と，ブラシローラ１４２とが互いに接触するように配置してもよい。これにより，発泡ローラ１４１と，ブラシローラ１４２とが，それぞれ互いをクリーニングしあうことができる。つまり，発泡ローラ１４１が，ブラシローラ１４２のブラシに挟まったままの異物を取り除くとともに，ブラシローラ１４２が，発泡ローラ１４１の表面に付着しているトナーを掻き出すのである。

本形態のクリーニング装置１４０は，図２に示した２次転写ローラ１１５を用いる画像形成装置に限らず適用できる。例えば，図５に示すような２次転写ベルト２１５を用いる画像形成装置においても好適に２次転写ベルト１１５をクリーニングすることができる。その表面からトナー等の付着物を除去できることに変わりないからである。

６．まとめ
以上，詳細に説明したように，本実施の形態に係るクリーニング装置は，２次転写部材の回転上流側に配置されたクリーニング部材として，セル壁面の開口率にて５〜５０％の範囲内のポリウレタンフォーム層を有するクリーニングローラを用いた。このため，本形態のクリーニング装置は，２次転写部材の表面から付着物を好適に除去することができる。また，このポリウレタンフォーム層には，目詰まりが起こりにくい。これにより，長期的に転写性を保持することのできる転写部材とそれを用いた画像形成装置が実現されている。

なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，２次転写部材に限らない。感光体や中間転写体等の像担持体にも適用できる。画像形成装置は，カラーコピー機に限らない。すなわち，カラーに限らない。またコピー機に限らない。プリンタ，ＦＡＸ，その他の画像を形成する装置に適用することができる。

また，正帯電性のトナーを正規帯電トナーとして用いる画像形成装置にも適用することができる。その際には，クリーニングローラの帯電極性は，本実施の形態に示したものと逆極性のものを用いればよい。また，定着ローラ１３２は，従動ローラであってもよい。

１．評価内容
本実験では，種々のクリーニング装置を用いてクリーニング性の耐久試験を行った。Ｂ／Ｗ比５％の画像を１０万枚印字させた後の２次転写ローラおよび２次転写ベルトの汚れ具合と，フィルミングの具合とを観察した。ここでＢ／Ｗ比とは，紙面（Ｗｈｉｔｅ；画像部＋非画像部）に占める画像（ｂｌａｃｋ；画像部）の面積の割合のことをさす。

２．評価機
評価機として，Ｂｉｚｈｕｂ（登録商標）Ｃ４５０（コニカミノルタ製）を改造したものを用いた。改造した内容は，２次転写ローラを交換して種々の２次転写ローラまたは２次転写ベルトを取り付けることができるようにしたこと，２次転写ローラまたは２次転写ベルトにクリーニング装置を付加することができるようにしたこと，回収ローラにバイアスを印加することができるようにしたことである。

２−１．発泡ローラ
本実施例のクリーニング装置に用いた発泡ローラは，芯金と，その周囲を覆う弾性層とからなるものである。発泡ローラの外径は１８．５ｍｍである。芯金の外径は８．０ｍｍである。弾性層は，本発明に係るポリウレタンフォームからなっている。

ポリウレタンフォームの製造に用いる原材料について説明する。本実験において，以下に示す原材料によりポリウレタンフォームを製造した。
ポリオール：ポリエーテルポリオール
（商品名 アクトコールＥＤ−３７Ｂ（数平均分子量３０００）；三井武田化学製）
イソシアネート：メチレンジフェニルジイソシアネート（ＭＤＩ）
（商品名 ミリオネート ＭＴＬ−Ｓ；日本ポリウレタン製）
アミン系触媒
（商品名 カオーライザー Ｎｏ．２３ＮＰ；花王製）
有機塩酸系触媒
（商品名 ＥＰ７３６６０Ａ；ＰＡＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ製）
整泡剤：直鎖ジメチルポリシロキサン
（商品名 Ｎｉａｘｓｉｌｉｃｏｎｅ Ｌ５６１４；ＧＥＳｉｌｉｃｏｎｅｓ製）
水：イオン交換水，蒸留水，水道水等

本実施例におけるポリウレタンフォームの物性の定義および測定方法は，以下に示すとおりである。平均セル径は，ポリウレタンフォームの切断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により１００箇所測定することにより求めた。セル壁面の開口率とは，次式で表されるものである。
セル壁面の開口率＝（開口面積Ｓ１）／（全面積Ｓ）×１００
開口面積Ｓ１：セル壁面の開口部の面積
全面積Ｓ ：セル壁面の全面積
セル壁面の開口率は，ポリウレタンフォームの切断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察して求めた。

表１に，本実験に用いたポリウレタンフォームの原材料の配合比率と，その原材料により製造されたポリウレタンフォームの物性とを示す。また，全てのサンプルの体積抵抗率を１．０×１０^５Ωｃｍとするようにカーボンブラックを配合した。

２−２．ブラシローラ
本実施例のクリーニング装置に，ブラシローラとしてブラシローラＦおよびブラシローラＧの２種類を用いた。それらは以下のようなものである。
ブラシローラＦ
芯金：１１ｍｍ
外径：１８．５ｍｍ
導電性ナイロン繊維
繊維密度 （３７，２００本／ｃｍ^２）
ブラシローラＧ
芯金：１１ｍｍ
外径：１８．５ｍｍ
導電性ポリエステル繊維
繊維密度 （２１，７００本／ｃｍ^２）

２−３．その他の条件
トナーとして，負帯電性のシアントナーを用いた。その平均粒径は６．５μｍである。中間転写ベルトの原材料として，導電性ポリイミドを用いた。また，中間転写ベルトの回転速度を２５０ｍｍ／ｓに設定した。回収ローラにバイアスを印加する電源として，プラス４０μＡの定電流電源を用いた。設定する電流の値が小さいと，トナーの十分な回収が行えない。一方，設定する電流の値が大きいと，一旦回収されたトナーの逆帯電化が生ずる。これにより，クリーニング部材から２次転写部材に引っ張られる力を受け，２次転写部材に再度付着する。したがって，好適なクリーニングを行うことができない。本実験では，定電流電源を用いたが，定電圧電源を用いてもよい。

また，画像濃度設定の最大値として階調２５５／２５５を設定した。そして，１次転写電流を＋３０μＡと，２次転写電流を−４０μＡと設定した。

２次転写ベルトからみて回転上流側に配置されているクリーニング部材を第１クリーニング部材という。回転下流側に配置されているクリーニング部材を第２クリーニング部材という。表２では，第１クリーニング部材を「第１クリーニング」，第２クリーニング部材を「第２クリーニング」と表記している。

表２に示すように，第１クリーニング部材及び第２クリーニング部材が２次転写部材に食い込む量は，ともに１．３ｍｍとした。第１クリーニング部材及び第２クリーニング部材は，２次転写部材の回転方向に対し，カウンタ回りで回転するようにした。第１クリーニング部材及び第２クリーニング部材の回転速度は，ともに２５０ｍｍ／ｓとした。すなわち，中間転写ベルトの回転速度と同じである。

表２に示すように，第１クリーニング部材及び第２クリーニング部材が回収ローラに食い込む量も，ともに１．３ｍとした。第１クリーニング部材及び第２クリーニング部材は，回収ローラの回転方向に対し，順方向で回転するようにした。

３．実験結果
本実験における具体的な評価方法について説明する。本実験では，基準パッチとして幅１ｃｍ×長さ２０ｃｍの帯状のパターンを用いた。そして基準パッチを中間転写ベルトの幅方向の奥，中央，手前の各箇所に形成した。紙を通さない状態で，基準パッチを形成された中間転写ベルトの箇所を２次転写部材の箇所に通過させた。基準パッチと接触した２次転写ローラもしくは２次転写ベルトの箇所の一部がクリーニング部材の箇所を通過した頃を見計らって，評価機を強制的に停止させた。そして，クリーニング部材の箇所を通過した２次転写ローラもしくは２次転写ベルトの表面に付着しているトナーを回収した。すなわち，基準パッチのトナーが付着したと思われる２次転写ローラもしくは２次転写ベルトの箇所が，クリーニング部材によりその表面を拭き取られた後の箇所を調べたのである。

クリーニング性は以下のように評価した。２次転写ローラもしくは２次転写ベルト上のトナーをブッカーテープで採取した後，同一の台紙に貼り付けた。そして，分光測色計ＣＭ−５１２ｍ３（コニカミノルタセンシング製）により色差を計測した。トナーを採取した箇所は，合計９箇所である。すなわち，中間転写ベルトの幅方向の奥，中央，手前の３つのそれぞれの基準パッチの３箇所からトナーを採取したのである。これらのトナーを採取した箇所は，図２でいえば，ブラシローラ１４２の下流であって，２次転写ローラ１１５がローラ１０３と対面する箇所の上流の領域から選択される。そして，９箇所の全ての箇所で色差ΔＥ≦０．７以下の場合を「○」とした。一箇所でもΔＥ＞０．７であれば，「×」とした。

本実験の実験結果を表３に示す。表３において，「１００Ｋ」とあるのは，１０万枚プリントアウトした後にクリーニング性およびフィルミングについて評価したことを意味している。ここでいうフィルミングとは，２次転写部材の表面に付着したトナーが溶融して，２次転写部材の表面の一部もしくは全部を覆うことをいう。フィルミングが生じると，２次転写部材は好適な転写を行うことができない。

フィルミングは以下のように評価した。上記のクリーニング性の評価の試験を終えた２次転写ローラもしくは２次転写ベルトの表面を観察した。ここで，１）トナー等の付着物の有無，２）色差の２点により評価した。目視においてトナー等の付着物がなく，かつ，上記のクリーニング性の評価における試験開始時と終了時とで色差ΔＥ≦５の場合に「○」とした。トナー等の付着物があるか，もしくはクリーニング性の評価における試験開始時と終了時とで色差ΔＥ＞５の場合に「×」とした。なお，この色差を測定する場合にも上記の分光測色計ＣＭ−５１２ｍ３を用いた。

３−１）実施例１
実施例１では，第１クリーニング部材として表１に示した発泡ローラＢを，第２クリーニング部材としてブラシローラＦを用いた。実施例１では，２次転写ローラおよび２次転写ベルトについて，クリーニング性は良好であった。また，フィルミングも生じていない。

３−２）実施例２
実施例２では，第１クリーニング部材として表１に示した発泡ローラＣを，第２クリーニング部材としてブラシローラＦを用いた。実施例２では，２次転写ローラおよび２次転写ベルトについて，クリーニング性は良好であった。また，フィルミングも生じていない。

３−３）実施例３
実施例３では，第１クリーニング部材として表１に示した発泡ローラＤを，第２クリーニング部材としてブラシローラＦを用いた。実施例３では，２次転写ローラおよび２次転写ベルトについて，クリーニング性は良好であった。また，フィルミングも生じていない。

３−４）実施例４
実施例４では，第１クリーニング部材として表１に示した発泡ローラＢを，第２クリーニング部材としてブラシローラＧを用いた。実施例４では，２次転写ローラおよび２次転写ベルトについて，クリーニング性は良好であった。また，フィルミングも生じていない。

３−５）実施例５
実施例５では，第１クリーニング部材として表１に示した発泡ローラＣを，第２クリーニング部材としてブラシローラＧを用いた。実施例５では，２次転写ローラおよび２次転写ベルトについて，クリーニング性は良好であった。また，フィルミングも生じていない。

３−６）実施例６
実施例６では，第１クリーニング部材として表１に示した発泡ローラＤを，第２クリーニング部材としてブラシローラＧを用いた。実施例６では，２次転写ローラおよび２次転写ベルトについて，クリーニング性は良好であった。また，フィルミングも生じていない。

３−７）比較例１
比較例１では，第１クリーニング部材としてブラシローラＦを，第２クリーニング部材としてブラシローラＦを用いた。比較例１は，第１クリーニング部材にブラシローラを用いている点で，本発明に係るクリーニング装置とは異なっている。比較例１では，２次転写ローラおよび２次転写ベルトについて，クリーニング性に問題が生じた。また，フィルミングも生じた。

３−８）比較例２
比較例２では，第１クリーニング部材としてブラシローラＧを，第２クリーニング部材としてブラシローラＧを用いた。比較例２は，第１クリーニング部材にブラシローラを用いている点で，本発明に係るクリーニング装置とは異なっている。比較例２では，２次転写ローラおよび２次転写ベルトについて，クリーニング性に問題が生じた。また，フィルミングも生じた。

３−９）比較例３
比較例３では，第１クリーニング部材として発泡ローラＡを，第２クリーニング部材としてブラシローラＦを用いた。比較例３は，第１クリーニング部材の発泡ローラＡのセル壁面の開口率が，本発明に係るクリーニング装置に比べて小さい。比較例３では，２次転写ローラおよび２次転写ベルトについて，クリーニング性に問題が生じた。しかし，フィルミングは生じていない。

３−１０）比較例４
比較例４では，第１クリーニング部材として発泡ローラＥを，第２クリーニング部材としてブラシローラＦを用いた。比較例４は，第１クリーニング部材の発泡ローラＥのセル壁面の開口率が，本発明に係るクリーニング装置に比べて大きい。比較例４では，２次転写ローラおよび２次転写ベルトについて，クリーニング性に問題が生じた。また，２次転写ローラにはフィルミングが生じなかったが，２次転写ベルトにはフィルミングが生じた。

３−１１）比較例５
比較例５では，第１クリーニング部材として発泡ローラＡを，第２クリーニング部材としてブラシローラＧを用いた。比較例５は，第１クリーニング部材の発泡ローラＡのセル壁面の開口率が，本発明に係るクリーニング装置に比べて小さい。比較例５では，２次転写ローラおよび２次転写ベルトについて，クリーニング性に問題が生じた。しかし，フィルミングは生じていない。

３−１２）比較例６
比較例６では，第１クリーニング部材として発泡ローラＥを，第２クリーニング部材としてブラシローラＧを用いた。比較例６は，第１クリーニング部材の発泡ローラＥのセル壁面の開口率が，本発明に係るクリーニング装置に比べて大きい。比較例６では，２次転写ローラおよび２次転写ベルトについて，クリーニング性に問題が生じた。２次転写ローラにはフィルミングが生じなかったが，２次転写ベルトにはフィルミングが生じた。

以上，詳細に説明したように，本実施例において発泡ローラのセル壁面の開口率は５〜５０％の範囲内である場合には，２次転写部材のクリーニングが好適に行われた。

１…画像形成部
１００…画像形成装置
１１５…２次転写ローラ
１４０…クリーニング装置
１４１…発泡ローラ
１４２…ブラシローラ
１４３…回収ローラ
１５１，１５２…電圧印加部
２１５…２次転写ベルト

Claims (4)

1. トナー像を形成する画像形成部と，前記画像形成部が形成したトナー像を担持する像担持体と，前記像担持体に担持されたトナー像を記録媒体に転写させる転写部材と，前記転写部材における前記像担持体との接触箇所以外の箇所に接触して前記転写部材の表面をクリーニングするクリーニング部材とを有する画像形成装置において，
   前記クリーニング部材として，前記転写部材の回転方向にて，より上流側の第１クリーニング部材と，より下流側の第２クリーニング部材とを有し，
   前記第１クリーニング部材は，その表面層としてセル壁面の開口率にて５〜５０％の範囲内のポリウレタンフォームを用いた発泡ローラであり，
   前記第２クリーニング部材は，ブラシローラであり，
   前記転写部材と前記第１クリーニング部材との間に，正規帯電トナーを前記第１クリーニング部材に引っ張る向きの電圧を印加するとともに，
   前記転写部材と前記第２クリーニング部材との間に，正規帯電トナーを前記第２クリーニング部材に引っ張る向きの電圧を印加する電圧印加部を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において，
   前記第１クリーニング部材の表面の一部と前記第２クリーニング部材の表面の一部とが接触した状態で回転するように配置されていることを特徴とする画像形成装置。
3. 像担持体に担持されたトナー像を記録媒体に転写させる転写部材と，前記転写部材における前記像担持体との接触箇所以外の箇所に接触して前記転写部材の表面をクリーニングするクリーニング部材とを有するクリーニング装置において，
   前記クリーニング部材として，前記転写部材の回転方向にて，より上流側の第１クリーニング部材と，より下流側の第２クリーニング部材とを有し，
   前記第１クリーニング部材は，その表面層としてセル壁面の開口率にて５〜５０％の範囲内のポリウレタンフォームを用いた発泡ローラであり，
   前記第２クリーニング部材は，ブラシローラであり，
   前記転写部材と前記第１クリーニング部材との間に，正規帯電トナーを前記第１クリーニング部材に引っ張る向きの電圧が印加されるとともに，
   前記転写部材と前記第２クリーニング部材との間に，正規帯電トナーを前記第２クリーニング部材に引っ張る向きの電圧が印加されるものであることを特徴とするクリーニング装置。
4. 請求項３に記載のクリーニング装置において，
   前記第１クリーニング部材の表面の一部と前記第２クリーニング部材の表面の一部とが接触した状態で回転するように配置されていることを特徴とするクリーニング装置。

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