JP5423600B2 - 清掃部材 - Google Patents

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、該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発泡ロール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、螺旋形状をしたクリーニングロール等により該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、保管後の弾性層の歪みの発生を抑制した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巻き付けられる前の状態では、巻き付ける際に螺旋方向となる方向に直交する断面において螺旋幅方向中央部での厚みと螺旋幅方向端部での厚みが等しい短冊状の弾性部材を、張力が付与された状態で螺旋状に前記芯体の外周面に巻き付けて配置され、前記芯体の外周面に巻き付けられた状態での螺旋方向に直交する断面において螺旋幅方向中央部での厚みが螺旋幅方向端部での厚みより小さい弾性層と、
を有する清掃部材。

請求項２に係る発明は、
前記弾性層の螺旋角度が１０°以上６５°以下、前記弾性層の螺旋幅が２ｍｍ以上１８ｍｍ以下である請求項１に記載の清掃部材。

請求項３に係る発明は、
前記芯体の外周面への前記短冊状の弾性部材の巻き付けが、該弾性部材の長さに対して０％超え５％以下の伸びになる張力が付与された状態で行われた請求項１又は２に記載の清掃部材。

請求項１に係る発明によれば、保管後の弾性層の歪みの発生を抑制した清掃部材が提供される。
請求項２に係る発明によれば、上記弾性層の螺旋角度及び螺旋幅が上記範囲外である場合に比べ、保管後の弾性層の歪みの発生を抑制した清掃部材が提供される。

本実施形態に係る清掃部材を示す概略斜視図である。 本実施形態に係る清掃部材の概略側面図である。 本実施形態に係る清掃部材における弾性層の肉厚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５及び図６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斜視図である。図２は、本実施形態に係る清掃部材の概略側面図である。図３は、本実施形態に係る清掃部材における弾性層の肉厚を示す拡大断面図である。
なお、図３は、図１のＡ−Ａ断面図、つまり、弾性層の螺旋方向に対して直交方向に沿った断面図である。

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３に示すように、ロール状の部材であり、芯体として芯体１００Ａと、弾性層１００Ｂと、を備えたロール状の部材である。弾性層１００Ｂは、短冊状の弾性部材（以下、短冊１００Ｃと称する）を芯体１００Ａの表面に螺旋状に巻き付けている。具体的には、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の軸を螺旋軸とし、間隔を持って螺旋状に、短冊１００Ｃが巻き回された状態で配置されている。
そして、弾性層１００Ｃは、芯体１００Ａの外周面に設けられた状態における弾性層の螺旋幅方向中央部での厚みをｔ（ｍｍ）、芯体１００Ａの外周面に巻き付ける前の短冊１００Ｃの幅方向中央部での厚みをＴ（ｍｍ）としたとき、下記条件式（Ａ１）を満たしている（図３参照）。但し、弾性層１００Ｃは前記芯体１００Ａの外周面に巻き付けられる前の状態では、巻き付ける際に螺旋方向となる方向に直交する断面において螺旋幅方向中央部での厚みと螺旋幅方向端部での厚みが等しい。また、弾性層１００Ｃは前記芯体１００Ａの外周面に巻き付けられた状態での螺旋方向に直交する断面において螺旋幅方向中央部での厚みが螺旋幅方向端部での厚みより小さい。
・条件式（Ａ１）：０．７＜ｔ／Ｔ＜１．０

本実施形態に係る清掃部材１００では、上記構成により、保管後（特に、高温高湿環境下：例えば温度４０℃、湿度９５％ＲＨ環境下での保管後）の弾性層１００Ｂの歪みの発生が抑制される。この理由は定かではないが以下に示す理由によるものと考えられる。

短冊１００Ｃを芯体１００Ａに巻き付けて、芯体１００Ａの外周面に弾性層１００Ｂを配置する場合、短冊１００Ｃは、その長手方向（巻き付け方向）を予め定められた張力が付与された状態で芯体１００Ａの外周面に巻き付けられる。短冊１００Ｃを巻き付ける際には張力を付与することが必要であり、芯体１００Ａに巻き付けた状態の弾性層１００Ｂは、弾性変形をした状態（つまり、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）で配置されることから、この張力が強すぎると、弾性変形の度合いも大きいものとなり、保管後に弾性層１００Ｂに歪みが生じてしまうものと考えられる。この現象は、特に、高温高湿環境下：例えば温度４０℃、湿度９５％ＲＨ環境下での保管後に生じ易いものと考えられる。

そこで、本実施形態に係る清掃部材１００では、弾性層１００Ｂが上記条件式（A１）を満たすように配置される、即ち、極力、巻き付け前の短冊１００Ｃに対して、弾性変形（幅方向中央部での厚みの変化）の度合を極力すくない状態で配置されることで、保管後の弾性層１００Ｂの歪みの発生が抑制されると考えられる。
そして、本実施形態に係る清掃部材１００を備える帯電装置（画像形成用のユニット）、プロセスカートリッジ、画像形成装置では、保管後の弾性層の歪みに起因する画像欠陥（例えば濃度ムラ）が抑制される。

なお、弾性層１００Ｂは、下記条件式（Ａ２）を満たすことが望ましく、条件式（Ａ３を満たすことがより望ましい。
・条件式（Ａ２）：０．８＜ｔ／Ｔ＜０．９５
・条件式（Ａ３）：０．８＜ｔ／Ｔ＜０．９

弾性層１００Ｂにおける螺旋幅方向中央部での厚みｔ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１００Ｂにおける弾性層１００Ｂにおける螺旋幅方向中央部での厚みｔの算出を行う。
一方、巻き付ける前の短冊１００Ｃにおける幅方向中央部での厚みＴも、曲率ないプレート等に貼り付けることでレーザー測定機（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、同様に測定できる。

弾性層１００Ｂを上記条件式を満たすようにする手法としては、例えば、短冊１００Ｃを芯体に巻き付けて弾性層１００Ｂを形成する場合、短冊の厚み、短冊を巻き付ける角度、短冊を巻き付けるときの張力等を制御することで行う手法が挙げられる。

ここで、弾性層１００Ｂ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２ｍｍ以上１８ｍｍ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。
短冊１００Ｃを芯体１００Ａに巻き付けて弾性層１００Ｂを形成する際に、上記螺旋角度及び螺旋幅の範囲となるように制御することで、上記条件式を満たし易くなるため好適である

また、弾性層１００Ｂは、被覆率（弾性層１００Ｂの螺旋幅Ｒ１／［弾性層１００Ｂの螺旋幅Ｒ１＋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、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、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、弾性層１００Ｂの長手方向Ｐ（螺旋方向）と清掃部材の軸方向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とは、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、弾性層１００Ｂの清掃部材１００の軸方向Ｑ（芯体軸方向）に沿った、隣合う弾性層１００Ｂ間の長さを意味する。
また、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。

以下、各部材について詳細に説明する。

まず、芯体にについて説明する。
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、弾性層について説明する。
弾性層１００Ｂの材料としては、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。

これらの中も、気泡を有する材料（いわゆる発泡体）がよく、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。また、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、弾性層１００Ｂの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。

弾性層１００Ｂの構成としては、１層構成でも積層構成でも構わない。具体的には、弾性層１００Ｂの構成としては、例えば、発泡体１層からなる構成でも、ソリッド層と発泡層との２層の構成でも構わない。

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４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。

まず、図４（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弾性層用部材（発泡ポリウレタンシート等）を準備し、このシート状の弾性層用部材の片面に、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・長さの短冊１００Ｃ（両面テープ付き短冊）を得る。一方で、芯体１００Ａも準備する。
次に、図４（Ｂ）に示すように、両面テープが付いた面を上方にして短冊を配置し、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４（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、弾性層１００Ｂとなる短冊１００Ｃを芯体１００Ａに巻き付ける際、芯体１００Ａの軸方向に対して、短冊１００Ｃの長手方向が目的の角度（螺旋角度）となるように、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。

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、上記条件式（Ａ１）を満たし難くなり、加えて、引っ張り永久伸びが大きくなり、清掃に必要な弾性層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、元の短冊１００Ｃの長さに対して０％超え５％の伸びになる張力とすることがよい。

一方で、短冊１００Ｃを芯体１００Ａに巻き付けると、短冊１００Ｃが伸びる傾向がある。この伸びは、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、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、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、短冊１００Ｃが芯体１００Ａに巻き付く曲率半径は芯体１００Ａの外径及び短冊１００Ｃの巻き付け角度により制御される。
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。
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、短冊１００Ｃの幅としては、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、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５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５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６参照）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、１５０ｍｍ／ｓｅｃの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まで一般まで、搬送される。

−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７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る易くなることから、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、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、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型硬度計にて測定した値を用いている。

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１の作製）
厚さ３．４ｍｍの発泡ウレタン（ＥＰＭ−７０；株式会社イノアックコーポレーション社製）シートに厚み０．１５ｍｍの両面テープを貼付け、厚み（幅方向中央部での厚み）３．４ｍｍ、幅６ｍｍ、長さ３５６ｍｍの短冊となるように切り出す。この短冊を段付金属芯体（外径φ６、全長３３７ｍｍ、軸受け部の外径φ４、長さ６．０ｍｍの芯体）へ、巻き付け角度４０°で、シート全長が０％以上５％以下程度伸びるように張力を付与しつつ巻き付けて、螺旋状に配置した弾性層を形成し、クリーニングロール１を作製した。

（帯電ロールの作製）
−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

［実施例２］
（クリーニングロール２の作製）
発泡ポリウレタンシートの厚みを３ｍｍとし、厚み（幅方向中央部での厚み）３ｍｍの短冊を用いた以外は、実施例１と同様にして、螺旋状に配置した弾性層を形成し、クリーニングロール２を作製した。
（帯電ロールの作製）
実施例１と同一の物を使用した。

［実施例３］
（クリーニングロール３の作製）
発泡ポリウレタンシートの厚みを２．７５ｍｍとし、厚み（幅方向中央部での厚み）２．７５ｍｍの短冊を用いた以外は、実施例１と同様にして、螺旋状に配置した弾性層を形成し、クリーニングロール３を作製した。
（帯電ロールの作製）
実施例１と同一の物を使用した。

［実施例４］
（クリーニングロール４の作製）
発泡ポリウレタンシートの厚みを２．２ｍｍとし、厚み（幅方向中央部での厚み）２．２ｍｍの短冊を用いた以外は、実施例１と同様にして、螺旋状に配置した弾性層を形成し、クリーニングロール４を作製した。
（帯電ロールの作製）
実施例１と同一の物を使用した。

［実施例５］
（クリーニングロール５の作製）
発泡ポリウレタンシートの厚みを１．８ｍｍとし、厚み（幅方向中央部での厚み）１．８ｍｍの短冊を用いた以外は、実施例１と同様にして、螺旋状に配置した弾性層を形成し、クリーニングロール５を作製した。
（帯電ロールの作製）
実施例１と同一の物を使用した。

［実施例６］
（クリーニングロール６の作製）
発泡ポリウレタンシートの厚みを１．７５ｍｍとし、厚み（幅方向中央部での厚み）１．７５ｍｍの短冊を用いた以外は、実施例１と同様にして、螺旋状に配置した弾性層を形成し、クリーニングロール６を作製した。
（帯電ロールの作製）
実施例１と同一の物を使用した。

［実施例７〜１２］
（クリーニングロール７〜１２の作製）
芯体を外径φ４ｍｍ、全長３３７ｍｍの円柱形状とし、螺旋角度を２６°にした以外は実施例１〜６と同様にクリーニングロール７〜１２を作製した。
（帯電ロールの作製）
実施例１と同一の物を使用した。

［実施例１３］
（クリーニングロール１３の作製）
螺旋角度を６５°にし、発泡ポリウレタンシートの厚みを２．０ｍｍとし、厚み（幅方向中央部での厚み）２．０ｍｍの短冊を用いた以外は実施例１と同様にクリーニングロール１３を作製した。
（帯電ロールの作製）
実施例１と同一の物を使用した。

［実施例１４］
（クリーニングロール１４の作製）
芯体を外径φ４ｍｍの、全長３３７ｍｍの円柱形状とし、螺旋角度を１０°にし、発泡ポリウレタンシートの厚みを３．０ｍｍとし、厚み（幅方向中央部での厚み）３．０ｍｍの短冊を用いた以外は実施例１と同様にクリーニングロール１４を作製した。
（帯電ロールの作製）
実施例１と同一の物を使用した。

［比較例１］
（クリーニングロール１５の作製）
発泡ポリウレタンシートの厚みを３．５ｍｍとし、厚み（幅方向中央部での厚み）３．５ｍｍの短冊を用いた以外は、実施例１と同様にして、螺旋状に配置した弾性層を形成し、クリーニングロール１５を作製した。
（帯電ロールの作製）
実施例１と同一の物を使用した。

［比較例２］
（クリーニングロール１６の作製）
発泡ポリウレタンシートの厚みを１．６ｍｍとし、厚み（幅方向中央部での厚み）１．６ｍｍの短冊を用いた以外は、実施例１と同様にして、螺旋状に配置した弾性層を形成し、クリーニングロール１６を作製した。
（帯電ロールの作製）
実施例１と同一の物を使用した。

［比較例３］
（クリーニングロール１７の作製）
発泡ウレタンシートの厚みを３．５ｍｍにし、厚み（幅方向中央部での厚み）３．５ｍｍの短冊を用いた以外は実施例７と同様にクリーニングロール１７を作製した。
（帯電ロールの作製）
実施例１と同一の物を使用した。

［比較例４］
（クリーニングロールの１８作製）
発泡ウレタンシートの厚みを１．６ｍｍにし、厚み（幅方向中央部での厚み）１．６ｍｍの短冊を用いた以外は実施例７と同様にクリーニングロール１８を作製した。
（帯電ロールの作製）
実施例１と同一の物を使用した。

［比較例５］
（クリーニングロール１９の作製）
螺旋角度を７０°、発泡ウレタンシートの厚みを２．０ｍｍにし、厚み（幅方向中央部での厚み）２．０ｍｍの短冊を用いた以外は実施例１と同様にクリーニングロール１９を作製した。
（帯電ロールの作製）
実施例１と同一の物を使用した。

［比較例６］
（クリーニングロール２０の作製）
芯体の外径φ4のストレート、螺旋角度を５°、発泡ウレタンシートの厚みを３．０ｍｍにし、厚み（幅方向中央部での厚み）３．０ｍｍの短冊を用いた以外は実施例７と同様にクリーニングロール２０を作製した。
（帯電ロールの作製）
実施例１と同一の物を使用した。

［評価］
（特性評価）
各例で作製したクリーングロールの弾性層の螺旋幅方向中央部での厚みを調べ、表１に一覧にして示す。

（保管評価）
また、帯電電源を直流電源のみに改造したカラー複写機ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅ−ＩＩＩ Ｃ３３００：富士ゼロックス社製に、上記各例で作製したクリーニングロール・帯電ロールを装着した。この装着は、予めクリーニングロール・帯電ロールを装着した当該カラー複写機のプロセスカートリッジを、温度４０℃、湿度９５％ＲＨ環境下に１ヶ月保管後に行った。
そして、このカラー複写機により、ハーフトーン画像を出力し、濃度ムラ（保管直後の画像欠陥）を評価した。

（クリーニング性評価・色点評価）
各例で作製したクリーニングロール・帯電ロールを、帯電電源を直流電源のみに改造したカラー複写機ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅ−ＩＩＩ Ｃ３３００：富士ゼロックス社製に装着し、Ａ４ ３００，０００枚印字テストした。その後、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）、クリーニングロール片による色点が無いかを以下の基準で判定した。結果を表１に示す。

−保管直後の画像欠陥、クリーニング性：判断基準−
◎：画質上の濃度ムラ未発生、且つ、クリーニングロールの歪みも未発生
○：画質上の濃度ムラ未発生だが、若干クリーニングロールの歪みがある。
△：画質上の濃度ムラが軽微であるが発生
×：画質上濃度ムラが発生

−色点：判断基準−
○：画質上色点発生無し
×：画質上色点発生あり

上記結果から、本実施例は、比較例に比べ、保管直後の画像欠陥が抑制されていることがわかる。
また、本実施例では、クリーニング性に優れると共に、研磨粉等による色点の発生も抑制されていることもわかる。

１０ 画像形成装置、１２ 感光体、１４ 帯電ロール、１４Ａ 芯体、１４Ｂ 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 弾性層

Claims (3)

1. 芯体と、
   前記芯体の外周面に巻き付けられる前の状態では、巻き付ける際に螺旋方向となる方向に直交する断面において螺旋幅方向中央部での厚みと螺旋幅方向端部での厚みが等しい短冊状の弾性部材を、張力が付与された状態で螺旋状に前記芯体の外周面に巻き付けて配置され、前記芯体の外周面に巻き付けられた状態での螺旋方向に直交する断面において螺旋幅方向中央部での厚みが螺旋幅方向端部での厚みより小さい弾性層と、
   を有する清掃部材。
2. 前記弾性層の螺旋角度が１０°以上６５°以下、前記弾性層の螺旋幅が２ｍｍ以上１８ｍｍ以下である請求項１に記載の清掃部材。
3. 前記芯体の外周面への前記短冊状の弾性部材の巻き付けが、該弾性部材の長さに対して０％超え５％以下の伸びになる張力が付与された状態で行われた請求項１又は２に記載の清掃部材。

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