JP2017134209A - 清掃部材、帯電装置、転写装置、画像形成装置用のユニット、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
Description
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、螺旋状に巻き回された弾性層と、
を備え、
前記弾性層は、被清掃部材と従動回転するとき、前記弾性層の前記芯体の軸方向の一方の端部及び他方の端部の両端部で、前記両端部と前記被清掃部材との互いに接触しない非接触領域が、前記芯体の軸方向の一方の側から見た清掃部材の回転角度で0°以上60°以下の領域である清掃部材である。
前記弾性層は、前記軸方向の一方の端部及び他方の端部の少なくとも一方の端部での前記芯体の周方向を被覆する周方向被覆長さが、前記芯体の周長の1/2以上である請求項1に記載の清掃部材である。
前記弾性層は、前記軸方向の一方の端部及び他方の端部の両端部での前記芯体の周方向を被覆する周方向被覆長さが、前記芯体の周長の1/2以上である請求項2に記載の清掃部材である。
被帯電体を帯電させる帯電部材と、
前記帯電部材の表面に接触して配置され、前記帯電部材の表面を清掃する清掃部材であって、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の清掃部材と、
を備える帯電装置である。
被転写体に転写物を転写させる転写部材と、
前記転写部材の表面に接触して配置され、前記転写部材の表面を清掃する清掃部材であって、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の清掃部材と、
を備える転写装置である。
請求項4に記載の帯電装置を備え、
画像形成装置に脱着されるプロセスカートリッジである。
請求項5に記載の転写装置を備え、
画像形成装置に脱着されるプロセスカートリッジである。
電子写真感光体と、
前記電子写真感光体の表面を帯電する請求項4に記載の帯電装置と、
帯電した前記電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成装置と、
トナーを含む現像剤により、前記電子写真感光体の表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置と、
前記トナー像を記録媒体の表面に転写する転写装置と、
を備える画像形成装置である。
電子写真感光体と、
前記電子写真感光体の表面を帯電する帯電装置と、
帯電した前記電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成装置と、
トナーを含む現像剤により、前記電子写真感光体の表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置と、
前記トナー像を記録媒体の表面に転写する請求項5に記載の転写装置と、
を備える画像形成装置である。
被清掃部材と、
前記被清掃部材の表面に接触して配置され、前記被清掃部材の表面を清掃する清掃部材であって、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の清掃部材と、
を備える画像形成装置用のユニットである。
請求項10に記載の画像形成装置用のユニットを少なくとも備え、
画像形成装置に脱着されるプロセスカートリッジである。
請求項10に記載の画像形成装置用のユニットを備える画像形成装置である。
請求項2、3に係る発明によれば、前記弾性層は、前記軸方向の一方の端部及び他方の端部の両端部での前記芯体の周方向を被覆する周方向被覆長さが、芯体の周長の1/2未満である場合に比べて、画像濃度ムラの発生を抑制する清掃部材が提供される。
図1は、本実施形態に係る清掃部材を示す概略斜視図である。図2は、本実施形態に係る清掃部材の概略平面図である。図3A〜図3C、図3E、及び図3Fは、本実施形態に係る清掃部材の弾性層の端部を示す概略断面図である。具体的には、図3A及び図3Eは、図2に示す清掃部材100のB−B断面図であり、弾性層104の一方の端部111を芯体の周方向に沿って切断した断面図である。図3B、図3C、及び図3Fは、図2に示す清掃部材100のC−C断面図であり、弾性層104の他方の端部113を芯体の周方向に沿って切断した断面図である。
また、図3Dは、本実施形態に係る清掃部材の被清掃部材との互いに接触しない非接触領域を説明する説明図であり、弾性層104の一方の端部111を芯体の周方向に沿って切断した断面と弾性層104の他方の端部113を芯体の周方向に沿って切断した断面とを重ねた図である。図4は、本実施形態に係る清掃部材における弾性層を示す拡大断面図である。
なお、図4は、図2のA−A断面図、つまり、弾性層104を芯体の周方向に沿って切断した断面図である。
図3Aに示すように、弾性層104の一方の端部111は、図中における芯体102の下側の半円部上を被覆している。また、図3Bに示すように、弾性層104の他方の端部113は、図中における芯体102の上側の半円部上を被覆している。そして、図3A及び図3Bに示すように、弾性層104の一方の端部111、及び他方の端部113の両端部において、芯体102の周方向に被覆する被覆長さは、それぞれ、芯体102の周長の1/2になっている。
また、図示しないが、芯体102の軸方向の一方の側から他方の側に向かって観察したとき、弾性層104の一方の端部111を芯体の周方向に沿って切断した断面と、弾性層104の一方の端部113を芯体の周方向に沿って切断した断面とを重ね合わせると、弾性層104の一方の端部111の端辺111Aと、弾性層104の他方の端部113の端辺113Aとは、互いに重なり合っている。
具体的には、一方の端部111の端辺111Aにおいて、被清掃部材と接触する領域及び非接触領域の境界部と、他方の端部113の端辺113Aにおいて、被清掃部材と接触する領域及び非接触領域の境界部とが重なり合っている。
図3Eに示すように、弾性層104の一方の端部111は、図中における芯体102の下側の半円部上から上側の半円部上の一部にかけて被覆しており、図3Fに示すように、弾性層104の他方の端部113は、図中における芯体102の上側の半円部上から下側の半円部の一部にかけて被覆している。そして、図3E及び図3Fに示すように、弾性層104の一方の端部111、及び他方の端部113の両端部において、芯体102の周方向に被覆する被覆長さは、芯体102の周長の1/2以上になっている。
また、図示はしないが、芯体102の軸方向の一方の側から他方の側に向かって観察したとき、弾性層104の一方の端部111を芯体の周方向に沿って切断した断面と、弾性層104の一方の端部113を芯体の周方向に沿って切断した断面とを重ね合わせると、一方の端部111の端辺111Aと、他方の端部113の端辺113Aとは、互いに重なり合わない。その一方で、弾性層104の両端部で、芯体102の周方向を被覆する領域は重複している。
この場合、清掃部材100と帯電部材14とが従動回転するときに、弾性層104の一方の端部111、及び他方の端部113のいずれの端部でも、帯電部材14と互いに接触しない非接触領域が存在する。
一方で、芯体の軸方向の一方の側から見た回転角度が、60°以下であるとき、弾性層104の両端部で、清掃部材100と帯電部材14とが従動回転するときに、非接触領域が存在していても、清掃部材100が惰性で回転して、帯電部材14に追従して回転し得るため、帯電部材14との従動回転性が確保される。そして、弾性層104の一方の端部111及び他方の端部113と、帯電部材14との間で、スリップの発生が抑制される結果、フィルミングの発生が抑制され易くなる。それによって、画像濃度ムラの発生が抑制される。
例えば、図3Dに示すように、弾性層104の一方の側の端部111で、周方向に一番突出した部分を通り、芯体102の周方向に沿って切断した断面と、弾性層104の他方の側の端部113で、周方向に一番突出した部分を通り、芯体102の周方向に沿って切断した断面とを、芯体102の軸方向の一方の側から見た方向で重ね、一方の側の端部111側から、他方の端部113側に向かって観察したときに、一方の端部111において、被清掃部材と接触する領域と非接触の領域との境界部から芯体102の中心方向に向かう線Xと、他方の端部113において、被清掃部材と接触する領域と非接触の領域との境界部から芯体102の中心方向に向かう線Yとで形成される角度θ2を表す。
この場合は、清掃部材100と帯電部材14とが従動回転するときに、さらに、弾性層104の両端部で、芯体102の周方向を被覆する周方向被覆長さが長いため、帯電部材14との摩擦力がさらに増加し易くなり、帯電部材14との従動回転性さらに確保され易い。そのため、スリップの発生がより抑制され易くなり、フィルミングの発生もさらに抑制され易くなる。その結果、画像濃度ムラの発生がさらに抑制され易くなる。
さらに、弾性層104の両端部では、弾性層の他方の端部113を芯体の周方向に沿って切断し、軸方向の一方の側から他方の側に向かって観察したときに、弾性層104の両端部で、芯体102を被覆する被覆領域が重複する構造になっていると、画像濃度ムラの発生をより抑制し易くする点で、さらに好ましい。
まず、芯体102について説明する。
芯体102に用いる材質としては、金属若しくは合金、又は樹脂等が挙げられる。
金属若しくは合金としては、鉄(快削鋼等)、銅、真鍮、アルミニウム、ニッケル等の金属;ステンレス鋼等の合金が挙げられる。
弾性層104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。弾性層104は、発泡弾性層であってもよいし、非発泡弾性層であってもよい。弾性層104は、清掃性(クリーニング性)向上の点から、発泡弾性層であることがよい。なお、発泡弾性層は、気泡を有する材料(いわゆる発泡体)で構成された層である。
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。
ここで、螺旋角度θとは、図2に示す通り、弾性層104の長手方向P(螺旋方向)と清掃部材の軸方向Q(芯体の軸方向)とが交差する角度(鋭角)を意味する。
螺旋間隔W2とは、図2に示す通り、弾性層104の清掃部材100の軸方向Q(芯体軸方向)に沿った、隣り合う弾性層104間の長さを意味する。
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)へスキャンさせて弾性層厚み(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弾性層104の厚みDの算出を行う。
接着層106としては、芯体102と弾性層104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。
図7A〜図7C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。
短冊108の両端部を芯体102に巻き付け易さ等の点で、張出部分110は、短冊108の長手方向の両端部に備え、短冊108の両端部に備えた張出部分110は、短冊108の長手方向に交差する方向に、互いに反対になる方向に向かって張り出していることがよい。また、張出部分110の長さは、画像濃度ムラの発生をより抑制する点で、芯体102の周長の1/2以上であることがよい。
次に、図7C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102を回転させて、芯体102の外周面に短冊108を螺旋状に巻き付けていき、芯体102の外周面に螺旋状に配置された弾性層104を有する清掃部材100を得る。
この伸びは、短冊108が芯体102に巻き付く曲率半径と短冊108の厚みにより制御され、短冊108が芯体102に巻き付く曲率半径は芯体102の外径及び短冊108の巻き付け角度(螺旋角度θ)により制御される。
なお、張出部分110の張出方向に向かう先端領域で、圧縮処理が施された短冊108を用いて弾性層104を形成すると、弾性層104の一方の端部111の端辺111A、又は他方の端部113の端辺113Aを含む少なくとも一方の先端領域は、帯電部材14と接触しない。そのため、この先端領域は、非接触領域となる場合がある。この場合は、弾性層104の一方の端部111の端辺111A、又は他方の端部113の端辺113Aを含む少なくとも一方の先端領域において、圧縮処理が施されていない部分の先端を起点とする。そして、既述の方法にしたがって、芯体の軸方向の一方の側から見た回転角度を観察する。
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。
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。
ここでは、清掃部材100Aを転写部材22へ常時接触させ、転写部材22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100Aは常時接触させて従動による使用でもよいし、転写部材22のクリーニング時のみ接触させ従動する使用でもよい。
ここでは、清掃部材100を帯電部材14へ常時接触させ、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。
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。
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。
カーボンブラックはpH4.0以下が望ましい。
(クリーニングロール1の作製)
弾性部材として、厚さ2.5mmの発泡ウレタン(EP−70;イノアックコーポレーション社製)シートを、両端部に四角形状の張出部分が形成された短冊になるように切り出した。次に、切り出した短冊に対して、厚み0.15mmの両面テープ(4801−015;住友3M社製)を短冊と互いの幅方向中央が一致するように短冊の全面に貼り付け、両面テープ付き短冊を得た。得られた両面テープ付き短冊を、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き、快削鋼にニッケルメッキを施した金属芯体(全長236mm、芯体直径4mm;芯体周長12.56mm)へ、短冊全長が0%以上5%以下程度伸びるように張力を付与しつつ、表1に示す一方の端部での周方向被覆長さ、他方の端部での周方向被覆長さ、及び芯体の軸方向の一方の側から見た回転角度(非接触領域の角度と表記)となるように、また、両端部の金属芯体が各々6mm露出するように、金属芯体の一端から他端にかけて螺旋角度12°で巻き付け、螺旋状に配置した弾性層を形成したクリーニングロール1(清掃部材)を得た。
(クリーニングロール2〜5、7〜11及び比較クリーニングロール1〜3の作製)
一方の端部または他方の端部での周方向被覆長さ、非接触領域の角度、螺旋角度θ、巻数及び芯体直径を表2に記載の値とした以外は、クリーニングロール1と同様にして、クリーニングロール2〜5、7〜11、及び比較クリーニングロール1、2をそれぞれ得た。
(クリーニングロール6の作製)
弾性部材として発泡メラミン(バソテクトW;BASF社製)シートを用いた以外は、クリーニングロール3と同様にして、クリーニングロール6を得た。
各例で作製したクリーニングロールを用いて、後述する従動性評価及び画質評価を行った。なお、各評価において、下記帯電ロールを使用した。
−弾性ロールの形成−
表1に示す組成の混合物をオープンロールで混練りし、SUS303を材質とする直径6mm、全長240mmの導電性芯体の表面に、接着層を介してプレス成形機を用いて、外径10mm、長さ224mmの導電性弾性層を形成した。その後、研磨によりロールの外径を9.0mmとし、導電性弾性層を有する弾性ロールを得た。
下記混合物をビーズミルにて分散し得られた分散液を、メタノールで希釈し、導電性弾性層の表面に浸漬塗布した後、140℃で15分間加熱乾燥し、厚み10μmの表面層を形成し、帯電ロールを得た。
・高分子材料・・・100質量部
(共重合ナイロン、アミランCM8000:東レ社製)
・導電剤・・・60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
(従動性評価)
上記で作製した帯電ロールに、各例のクリーニングロールが0.5mm食い込み、クリーニングロールが帯電ロールと従動回転できる装置に搭載し、帯電ロールを950rpm(線速度約450mm/sに相当)で回転させ、帯電ロール接触したクリーニングロールの回転数を非接触回転計にて計測し、以下の基準で従動性を評価した。結果を表2に示す。
G1:理論上、1分間あたりにクリーニングロールが回転する回転数の95%以上100%以下の値
G2:理論上、1分間あたりにクリーニングロールが回転する回転数の90%以上95%未満の値
G3:理論上、1分間あたりにクリーニングロールが回転する回転数の80%以上90%未満の値
G4:理論上、1分間あたりにクリーニングロールが回転する回転数の80%未満の値
上記で作製した帯電ロール、及び各例のクリーニングロールを、富士ゼロックス社製DocuPrint CD400−dP450 JMを帯電ロールが1000rpm(線速約470mm/s相当)になるよう改造し、DocuPrint CD400−dP450 JM用のプロセスカートリッジに搭載して、28℃/85%RH環境下で5万枚の画像を連続出力し、10℃/15%RH環境下で5万枚の画像を連続出力した。前記連続出力終了後、10℃/15%RH環境下にて、A4用紙(富士ゼロックス社製、C2紙)に、画像濃度50%のハーフトーン画像を出力し、濃度ムラの発生有無を目視にて評価した。結果を表2に示す。
G1:濃度ムラの発生無し
G2:極軽微な濃度ムラ発生
G3:軽微な濃度ムラ発生(G2とG4との間)
G4:濃度ムラ発生。
Claims (12)
- 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、螺旋状に巻き回された弾性層と、
を備え、
前記弾性層は、被清掃部材と従動回転するとき、前記弾性層の前記芯体の軸方向の一方の端部及び他方の端部の両端部で、前記両端部と前記被清掃部材との互いに接触しない非接触領域が、前記芯体の軸方向の一方の側から見た清掃部材の回転角度で0°以上60°以下の領域である清掃部材。 - 前記弾性層は、前記軸方向の一方の端部及び他方の端部の少なくとも一方の端部での前記芯体の周方向を被覆する周方向被覆長さが、前記芯体の周長の1/2以上である請求項1に記載の清掃部材。
- 前記弾性層は、前記軸方向の一方の端部及び他方の端部の両端部での前記芯体の周方向を被覆する周方向被覆長さが、前記芯体の周長の1/2以上である請求項2に記載の清掃部材。
- 被帯電体を帯電させる帯電部材と、
前記帯電部材の表面に接触して配置され、前記帯電部材の表面を清掃する清掃部材であって、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の清掃部材と、
を備える帯電装置。 - 被転写体に転写物を転写させる転写部材と、
前記転写部材の表面に接触して配置され、前記転写部材の表面を清掃する清掃部材であって、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の清掃部材と、
を備える転写装置。 - 請求項4に記載の帯電装置を備え、
画像形成装置に脱着されるプロセスカートリッジ。 - 請求項5に記載の転写装置を備え、
画像形成装置に脱着されるプロセスカートリッジ。 - 電子写真感光体と、
前記電子写真感光体の表面を帯電する請求項4に記載の帯電装置と、
帯電した前記電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成装置と、
トナーを含む現像剤により、前記電子写真感光体の表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置と、
前記トナー像を記録媒体の表面に転写する転写装置と、
を備える画像形成装置。 - 電子写真感光体と、
前記電子写真感光体の表面を帯電する帯電装置と、
帯電した前記電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成装置と、
トナーを含む現像剤により、前記電子写真感光体の表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置と、
前記トナー像を記録媒体の表面に転写する請求項5に記載の転写装置と、
を備える画像形成装置。 - 被清掃部材と、
前記被清掃部材の表面に接触して配置され、前記被清掃部材の表面を清掃する清掃部材であって、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の清掃部材と、
を備える画像形成装置用のユニット。 - 請求項10に記載の画像形成装置用のユニットを少なくとも備え、
画像形成装置に脱着されるプロセスカートリッジ。 - 請求項10に記載の画像形成装置用のユニットを備える画像形成装置。
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