JP4656228B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真方式の画像形成装置、及びこの画像形成装置に使用される帯電ローラ用クリーニングローラに関する。 The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus and a charging roller cleaning roller used in the image forming apparatus.
電子写真方式の画像形成装置は、静電潜像を担持する静電潜像担持体を有する。画像形成の際は、先ず帯電装置により静電潜像担持体の外周面が所定の電位に均一に帯電された後、露光装置による露光により静電潜像担持体上に静電潜像が形成される。静電潜像担持体上に形成された静電潜像は、現像装置から供給されるトナーにより顕像化し、これにより、静電潜像担持体上にトナー像が形成される。静電潜像担持体上に形成されたトナー像は、直接または中間転写体を介して、用紙等の記録シートに転写される。トナー像が転写された記録シートは、定着装置により加熱および加圧され、これによりトナー像が記録シートに定着される。 An electrophotographic image forming apparatus includes an electrostatic latent image carrier that carries an electrostatic latent image. When forming an image, the outer peripheral surface of the electrostatic latent image carrier is first uniformly charged to a predetermined potential by a charging device, and then an electrostatic latent image is formed on the electrostatic latent image carrier by exposure by an exposure device. Is done. The electrostatic latent image formed on the electrostatic latent image carrier is visualized with toner supplied from the developing device, whereby a toner image is formed on the electrostatic latent image carrier. The toner image formed on the electrostatic latent image carrier is transferred to a recording sheet such as paper directly or via an intermediate transfer member. The recording sheet to which the toner image has been transferred is heated and pressurized by a fixing device, whereby the toner image is fixed on the recording sheet.
帯電装置の一種である帯電ローラは、静電潜像担持体の外周面に接触して配置され、帯電ローラに帯電電圧が印加されることで、静電潜像担持体の外周面が所定の電位に帯電される。帯電ローラは、芯金と、芯金の外周を覆う導電性弾性体層とを有する。導電性弾性体層としては、ソリッド状のゴムまたは樹脂発泡体等が用いられ、カーボンブラック又は金属粉等の添加により導電性が付与される。 A charging roller, which is a type of charging device, is disposed in contact with the outer peripheral surface of the electrostatic latent image carrier, and the outer peripheral surface of the electrostatic latent image carrier is predetermined by applying a charging voltage to the charging roller. Charged to potential. The charging roller includes a cored bar and a conductive elastic layer that covers the outer periphery of the cored bar. As the conductive elastic layer, solid rubber or resin foam is used, and conductivity is imparted by adding carbon black or metal powder.
帯電ローラの外周面には、静電潜像担持体上のトナーの外添剤またはトナー等の異物が付着することがあり、これに起因して帯電不良が生じると画質が劣化するという問題がある。 A toner external additive on the electrostatic latent image carrier or a foreign matter such as toner may adhere to the outer peripheral surface of the charging roller, and this causes a problem that image quality deteriorates when charging failure occurs. is there.
このような問題を解消するため、帯電ローラの外周面に付着した異物を除去するためのクリーニングローラを、帯電ローラの外周面に接触して配置する技術が提案されている。 In order to solve such a problem, a technique has been proposed in which a cleaning roller for removing foreign matter attached to the outer peripheral surface of the charging roller is disposed in contact with the outer peripheral surface of the charging roller.
特許文献1〜特許文献3に、帯電ローラ用クリーニングローラを用いる技術が開示されている。
特許文献1の技術は、帯電ローラ用のクリーニングローラの表面をポリウレタンフォーム層で構成し、ポリウレタンフォーム層のセル数を多くする点に特徴を有する。特許文献1の技術によれば、ポリウレタンフォーム層のセル壁面が帯電ローラへ接触する頻度を高めることができ、これにより異物の掻き取り性を向上させることができる。
The technique of
特許文献2及び特許文献3の技術は、帯電ローラ用のクリーニングローラの表面を、連続気泡構造のメラミン系樹脂層で構成し、メラミン系樹脂層の密度を小さくする点に特徴を有する。特許文献2及び特許文献3の技術によれば、メラミン系樹脂層が優れた柔軟性を有するとともに、掻き取られた異物がメラミン系樹脂層の内部に入り込みやすいことからメラミン系樹脂層の表面のセルに異物が蓄積され難い。そのため、クリーニングローラ又はクリーニングローラ表面の異物により帯電ローラが傷つけられ難くなる。 The technologies of Patent Document 2 and Patent Document 3 are characterized in that the surface of the cleaning roller for the charging roller is formed of an open cell melamine resin layer, and the density of the melamine resin layer is reduced. According to the techniques of Patent Document 2 and Patent Document 3, the melamine resin layer has excellent flexibility, and the scraped foreign matter easily enters the inside of the melamine resin layer. Foreign matter is difficult to accumulate in the cell. Therefore, the charging roller is hardly damaged by the cleaning roller or the foreign matter on the surface of the cleaning roller.
しかしながら、特許文献1の技術に係るクリーニングローラは、ポリウレタンフォーム層の各セルが非常に小さいため、表面のセルに外添剤等の異物が埋め尽くされやすくなる。そのため、ポリウレタンフォーム層のセルの壁面が帯電ローラの外周面に接触し難くなり、異物の掻き取り性は必ずしも十分に向上しない。また、ポリウレタンフォーム層が独立気泡構造である場合、表面のセルの内部で外添剤が凝集したりセル壁面に固着したりしやすいため、この外添剤の凝集物または固着物により帯電ローラの外周面が傷つけられやすくなる。
However, in the cleaning roller according to the technique of
また、特許文献2及び特許文献3の技術に係るクリーニングローラは、メラミン系樹脂層の各セルが大きいため、メラミン系樹脂層のセルの壁面が帯電ローラの外周面に接触する頻度が低くなり、異物の掻き取り性が悪くなる。さらに、メラミン系樹脂層が連続気泡構造を有するため、表面のセルの壁面により掻き取られた異物が別のセルを経由してメラミン系樹脂層から抜け出てしまいやすい。また、メラミン系樹脂層の内部に異物が入り込みやすいため、長期間の使用により、メラミン系樹脂層の内部に蓄積された異物が凝集し、これにより異物の回収性能が低下する。 In addition, the cleaning roller according to the technique of Patent Document 2 and Patent Document 3 is large in each cell of the melamine resin layer, so the frequency of the wall surface of the cell of the melamine resin layer contacting the outer peripheral surface of the charging roller is low, The scraping ability of foreign matter is deteriorated. Furthermore, since the melamine-based resin layer has an open cell structure, foreign matter scraped off by the wall surface of the cell on the surface tends to escape from the melamine-based resin layer via another cell. In addition, since foreign substances are likely to enter the inside of the melamine-based resin layer, the foreign substances accumulated inside the melamine-based resin layer aggregate due to long-term use, thereby reducing the recovery performance of the foreign substances.
そこで、本発明は、帯電ローラの外周面の損傷を防止しつつ、その外周面に付着したトナーの外添剤等の異物を効率的に回収し、その回収性能を長期間に亘って良好に維持できる帯電ローラ用クリーニングローラ及びこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention efficiently recovers foreign matters such as toner external additives attached to the outer peripheral surface while preventing damage to the outer peripheral surface of the charging roller, and improves its recovery performance over a long period of time. It is an object to provide a charging roller cleaning roller that can be maintained and an image forming apparatus including the same.
上記課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、
静電潜像を担持する静電潜像担持体と、
該静電潜像担持体の外周面に接触して配置され、上記静電潜像担持体の外周面を帯電する帯電ローラと、
該帯電ローラの外周面に接触して配置され、該帯電ローラの外周面に付着した異物を除去する帯電ローラ用クリーニングローラと、を備えた画像形成装置であって、
上記帯電ローラ用クリーニングローラは、芯金と、該芯金の外周面を覆うポリウレタンフォーム層とを有し、
上記ポリウレタンフォーム層は、1インチ当たりのセル数が40個以上80個以下とされ、
上記クリーニングローラの外周面を走査電子顕微鏡により100倍の倍率で観察し、観察した表面のセルの壁面について開口の面積S1と全体の面積Sを算出して、開口率=(S1/S×100)により求めた上記ポリウレタンフォーム層のセルの壁面の開口率が、3%以上50%以下であり、
上記帯電ローラ外周面の付着物の帯電極性を均一にするためのプレ帯電部材が、上記帯電ローラの回転方向において上記帯電ローラ用クリーニングローラよりも上流側に設けられていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, an image forming apparatus according to the present invention provides:
An electrostatic latent image carrier carrying an electrostatic latent image;
A charging roller disposed in contact with the outer peripheral surface of the electrostatic latent image carrier and charging the outer peripheral surface of the electrostatic latent image carrier;
An image forming apparatus comprising: a charging roller cleaning roller disposed in contact with the outer peripheral surface of the charging roller to remove foreign matter attached to the outer peripheral surface of the charging roller;
The charging roller cleaning roller includes a cored bar and a polyurethane foam layer covering an outer peripheral surface of the cored bar,
The polyurethane foam layer has 40 to 80 cells per inch,
The outer peripheral surface of the cleaning roller was observed with a scanning electron microscope at a magnification of 100 times, the opening area S1 and the entire area S were calculated for the wall surface of the observed cell, and the aperture ratio = (S1 / S × 100). The opening ratio of the wall surface of the cell of the polyurethane foam layer determined by (1) is 3% to 50%,
A precharging member for making the charging polarity of the deposit on the outer peripheral surface of the charging roller uniform is provided upstream of the charging roller cleaning roller in the rotation direction of the charging roller.
本発明によれば、帯電ローラ用クリーニングローラのポリウレタンフォーム層のセル数が、40個/inch以上であるため、帯電ローラとクリーニングローラとのニップ部においてトナーの外添剤等の異物に多数のセルを接触させることができる。また、ポリウレタンフォーム層のセル数は80個/inch以下であり、各セルがある程度の大きさを有するため、セルに異物が詰まり難い。さらに、ポリウレタンフォーム層のセル壁面の開口率が3%以上50%以下とされており、これにより、ポリウレタンフォーム層の構造が、独立気泡構造に近い連続気泡構造となる。そのため、一般的な独立気泡構造のポリウレタンフォーム層よりも多くの異物を内部に取り込むことができるとともに、一般的な連続気泡構造と比較すると内部での異物の凝集が生じ難い。したがって、帯電ローラの外周面に付着した異物を効率的に回収し、その回収性能を長期間に亘って良好に維持できる。 According to the present invention, since the number of cells of the polyurethane foam layer of the cleaning roller for the charging roller is 40 pieces / inch or more, a large amount of foreign substances such as an external additive of the toner in the nip portion between the charging roller and the cleaning roller. The cell can be contacted. In addition, the number of cells of the polyurethane foam layer is 80 / inch or less, and each cell has a certain size, so that it is difficult for the cells to be clogged with foreign substances. Furthermore, the opening ratio of the cell wall surface of the polyurethane foam layer is set to 3% or more and 50% or less, whereby the structure of the polyurethane foam layer becomes an open cell structure close to the closed cell structure. Therefore, more foreign substances can be taken in than the general closed-cell structure polyurethane foam layer, and in comparison with a general open-cell structure, the aggregation of foreign substances hardly occurs. Therefore, the foreign matter adhering to the outer peripheral surface of the charging roller can be efficiently recovered, and the recovery performance can be satisfactorily maintained over a long period of time.
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。なお、以下の説明では、特定の方向を意味する用語(例えば、「上」、「下」、「左」、「右」、およびそれらを含む他の用語、「時計回り方向」、「反時計回り方向」)を使用するが、それらの使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明は限定的に解釈されるべきものでない。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following description, terms indicating a specific direction (for example, “up”, “down”, “left”, “right”, and other terms including them, “clockwise direction”, “counterclockwise” ”) Is used to facilitate understanding of the invention with reference to the drawings, and the present invention should not be construed as being limited by the meaning of these terms.
〔1.画像形成装置〕
図1は、本発明に係る電子写真式画像形成装置の画像形成に関連する部分を示す。画像形成装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、およびそれらの機能を複合的に備えた複合機のいずれであってもよい。画像形成装置1は、静電潜像坦持体である感光体12を有する。実施形態において、感光体12は円筒体で構成されているが、本発明はそのような形態に限定されるものでなく、代わりに無端ベルト式の感光体も使用可能である。感光体12は、図示しないモータに駆動連結されており、モータの駆動に基づいて矢印14方向に回転するようにしてある。感光体12の周囲には、感光体12の回転方向に沿って、帯電ステーション16、露光ステーション18、現像ステーション20、転写ステーション22、およびクリーニングステーション24が配置されている。
[1. Image forming apparatus]
FIG. 1 shows a portion related to image formation of an electrophotographic image forming apparatus according to the present invention. The image forming apparatus may be any of a copier, a printer, a facsimile machine, and a multi-function machine having a combination of these functions. The
帯電ステーション16は、感光体12の外周面である感光体層を所定の電位に帯電する帯電装置としての帯電ローラ26を備えている。帯電ローラ26の構成については後に説明する。露光ステーション18は、感光体12の近傍又は感光体12から離れた場所に配置された露光装置28から出射された画像光30が、帯電された感光体12の外周面に向けて進行するための通路32を有する。露光ステーション18を通過した感光体12の外周面には、画像光が投射されて電位の減衰した部分とほぼ帯電電位を維持する部分からなる、静電潜像が形成される。実施形態では、電位の減衰した部分が静電潜像画像部、ほぼ帯電電位を維持する部分が静電潜像非画像部である。現像ステーション20は、粉体現像剤を用いて静電潜像を可視像化する現像装置34を有する。現像装置34は、感光体12の外周面に対向して配置される現像ローラ40と、現像剤を収容するハウジング42とを有する。現像剤としては例えば1成分現像剤が使用される。現像剤を構成するトナーとしては、小粒径のものを使用することが好ましく、これにより、高画質化を図ることができる。具体的に、トナーの平均粒径は4.5μm以上7.0μm以下であることが好ましい。なお、本明細書でいう平均粒径とは、シスメックス社製のフロー式粒子像分析装置FPIA−2100を使用した測定により得られる体積平均粒径を指すものとする。ここで、体積平均粒径とは、次の方法により求められる粒径をいう。先ず、粒子毎に投影面積を算出し、算出された粒子投影面積と同じ投影面積を持つ球を想定して、その球の直径および体積をそれぞれ粒子径および粒子の体積とする。この方法により所定の個数の粒子について粒子径と体積を求めた後、粒子径を横軸とし体積の積算値を縦軸とした体積基準の分布を表し、この体積基準分布の累積値が全体の50%となる粒径を、体積平均粒径とする。転写ステーション22は、感光体12の外周面に形成された可視像を紙やフィルムなどのシート38に転写する転写装置36を有する。実施形態では、転写装置36は円筒形状のローラとして表されているが、他の形態の転写装置(例えば、ワイヤ放電式転写装置)も使用できる。クリーニングステーション24は、転写ステーション22でシート38に転写されることなく感光体12の外周面に残留する未転写トナーを感光体12の外周面から回収するクリーニング装置40を有する。実施形態では、クリーニング装置40は板状のブレードとして示されているが、代わりに他の形態のクリーニング装置(例えば、回転型又は固定型のブラシ式クリーニング装置)も使用できる。
The
このような構成を備えた画像形成装置1の画像形成時、感光体12はモータ(図示せず)の駆動に基づいて時計周り方向に回転する。このとき、帯電ステーション16を通過する感光体外周部分は、帯電ローラ26で所定の電位に帯電される。帯電された感光体外周部分は、露光ステーション18で画像光30が露光されて静電潜像が形成される。静電潜像は、感光体12の回転と共に現像ステーション20に搬送され、そこで現像装置34によって現像剤像として可視像化される。可視像化された現像剤像は、感光体12の回転と共に転写ステーション22に搬送され、そこで転写装置36によりシート38に転写される。現像剤像が転写されたシート38は図示しない定着ステーションに搬送され、そこでシート38に現像剤像が固定される。転写ステーション22を通過した感光体外周部分はクリーニングステーション24に搬送され、そこでシート38に転写されることなく感光体12の外周面に残存する現像剤が回収される。
When the
〔2.帯電ローラ〕
帯電ローラ26は、芯金50と、芯金50の外周を覆う導電性弾性体層52とを有する。導電性弾性体層52の材料としては、例えばソリッド状のゴム又は樹脂発泡体が用いられ、カーボンブラック又は金属粉等の導電性粒子が添加されることで導電性が付与される。帯電ローラ26は、感光体12と平行に、且つ、回転可能に配置されている。帯電ローラ26は、図示しないモータに駆動連結され、該モータの駆動により図中反時計回り方向に回転するようにしてある。これにより、感光体12と帯電ローラ26は、それらの接触部において同一方向に移動する方向(所謂ウィズ方向)に回転する。帯電ローラ26には、帯電電圧を印加するための電源68が接続されており、電源68がオンにされることにより帯電ローラ26に帯電電圧が印加されると、感光体12の外周面が所定の電位に帯電される。
[2. (Charging roller)
The charging
帯電ローラ26の外周面には、感光体12との接触部において、感光体12上のトナーの外添剤またはトナー等の異物が付着することがある。このようにして帯電ローラ26の外周面に付着した異物を除去するため、帯電ローラ用クリーニングローラとしての第1のクリーニングローラ54と第2のクリーニングローラ60が、帯電ローラ26の外周面に接触して配置されている。
On the outer peripheral surface of the charging
〔3.帯電ローラ用クリーニングローラ〕
第1のクリーニングローラ54は、芯金56と、芯金56の外周を覆うポリウレタンフォーム層58とを有する。ポリウレタンフォーム層58の具体的な構成については、後に詳述する。第1のクリーニングローラ54は、帯電ローラ26と平行に、且つ、回転可能に配置されている。第1のクリーニングローラ54は、図示しないモータに駆動連結され、モータの駆動に基づいて図中時計回り方向に回転するようにしてある。これにより、帯電ローラ26とクリーニングローラ54は、それらの接触部(ニップ部)66において同一方向に移動する方向(所謂ウィズ方向)に回転する。図2に示すように、ニップ部66では、帯電ローラ26上の異物がクリーニングローラ54により掻き取られる。
[3. (Charging roller cleaning roller)
The
クリーニングローラ54の周速度は、帯電ローラ26の周速度に応じて決定される。具体的に、帯電ローラ26の周速度VAに対するクリーニングローラ54の周速度VBの比率R(VB/VA)は、例えば0.5以上3以下となるように設定される。周速比R(VB/VA)を0.5よりも小さく設定すると、クリーニングローラ54による帯電ローラ26上の異物の掻き取り力を十分に確保できない。他方、周速比R(VB/VA)を3よりも大きく設定すると、クリーニングローラ54のポリウレタンフォーム層58に過剰な負荷がかかってしまう。なお、クリーニングローラ54にモータを駆動連結せず、クリーニングローラ54を帯電ローラ26に従動させてもよい。その場合、周速比R(VB/VA)は1.0となる。
The peripheral speed of the cleaning
クリーニングローラ54は、帯電ローラ26への接触圧が5N以上30N以下となるように配置される。帯電ローラ26への接触圧が5Nよりも小さいと、クリーニングローラ54による帯電ローラ26上の異物の掻き取り力を十分に確保できない。他方、帯電ローラ26への接触力が30Nよりも大きいと、帯電ローラ26に過剰な負荷がかかってしまう。
The cleaning
クリーニングローラ54は、その周方向においてクリーニングローラ54と帯電ローラ26との接触ニップ幅が3mm以上8mm以下となるように配置することが好ましい。接触ニップ幅を3mm以上とすることで、クリーニングローラ54による帯電ローラ26上の異物の掻き取り力を十分に確保でき、接触ニップ幅を8mm以下とすることで、帯電ローラ26にかかる負荷を抑制できる。
The cleaning
帯電ローラ26へのポリウレタンフォーム層58の食い込み量は、ポリウレタンフォーム層58の厚みの5%以上40%以下とすることが好ましい。食い込み量を5%以上とすることで、クリーニングローラ54による帯電ローラ26上の異物の掻き取り力を十分に確保でき、食い込み量を40%以下とすることで、クリーニングローラ54のポリウレタンフォーム層58にかかる負荷を抑制できる。
The amount of the
クリーニングローラ54の外周面には、掻き取り部材70が接触して配置されている。クリーニングローラ54と掻き取り部材70との接触部では、クリーニングローラ54のポリウレタンフォーム層58の内部に含まれた異物の一部が掻き取り部材70により掻き取られる。これにより、ポリウレタンフォーム層58の内部に過剰の異物が蓄積されることを防止でき、ポリウレタンフォーム層58の内部における異物の凝集を抑制できる。ただし、本発明において、掻き取り部材は必ずしも設ける必要はない。掻き取り部材の構成の具体例については後に説明する。
A scraping
なお、クリーニングローラ54と帯電ローラ26との間に、帯電ローラ26上の異物を静電的にクリーニングローラ54へ移動させる電界を形成するため、クリーニングローラ54に所定の電圧を印加するための電源を接続するようにしてもよい。
A power supply for applying a predetermined voltage to the cleaning
第2のクリーニングローラ60は、第1のクリーニングローラ54と同様、芯金62と、芯金62の外周を覆うポリウレタンフォーム層64とを有する。ポリウレタンフォーム層64は、第1のクリーニングローラ54のポリウレタンフォーム層58と同様の構成を有する。第2のクリーニングローラ60は、第1のクリーニングローラ54と同様、帯電ローラ26と平行に、且つ、帯電ローラ26に対して所謂ウィズ方向に回転可能に配置されている。実施形態において、第2のクリーニングローラは、帯電ローラ26の回転方向において第1のクリーニングローラ54よりも下流側に配置されているが、第1のクリーニングローラ54よりも上流側に配置するようにしてもよい。また、第2のクリーニングローラ60の外周面には、第1のクリーニングローラ54と同様、ポリウレタンフォーム層64の内部に含まれた異物を掻き取るための掻き取り部材を接触して配置してもよい。さらに、第2のクリーニングローラ60に代えて、別のタイプのクリーニング部材(固定式または回転式のクリーニングブラシ等)を使用してもよい。ただし、本発明において、帯電ローラ用のクリーニング部材は必ずしも複数設ける必要はなく、第1のクリーニングローラ54のみを設けるようにしてもよい。
Similar to the
〔4.クリーニングローラのポリウレタンフォーム層〕
図3に示すように、ポリウレタンフォーム層58は多数のセル(気泡)80を有する。壁面に開口82を有するセル80は、その開口82を介して別のセル80に連なっている。セル80の壁面全体の面積Sに対する開口82の面積S1の比率(S1/S×100)を開口率としたとき、ポリウレタンフォーム層58のセルの壁面の開口率は、3%以上50%以下とされている。かかる開口率は、公知のメカニカルフロス法等で製造される一般的な独立気泡構造のポリウレタンフォームの開口率(1%程度)よりも高く、公知の化学的発泡法等で製造される一般的な連続気泡構造のポリウレタンフォームの開口率(60%程度)よりも低い。すなわち、ポリウレタンフォーム層58は、独立気泡構造に近い連続気泡構造を有する。そのため、一般的な独立気泡構造のポリウレタンフォーム層よりも多くの異物を内部に取り込むことができるとともに、一般的な連続気泡構造と比較すると内部での異物の凝集が生じ難い。したがって、異物の回収性能を十分に確保でき、その回収性能を長期に亘って良好に維持できる。
[4. (Polyurethane foam layer of cleaning roller)
As shown in FIG. 3, the
その上、ポリウレタンフォーム層58は、その1インチ当たりのセル数が40個以上80個以下とされている。このセル数は、一般的な独立気泡構造のポリウレタンフォームのセル数(100個/inch程度)よりも少なく、一般的な連続気泡構造のポリウレタンフォームのセル数(25個/inch程度)よりも多い。すなわち、ポリウレタンフォーム層58は、クリーニングローラ54と帯電ローラ26とのニップ部66において、一般的な連続気泡構造のポリウレタンフォームよりも多数のセルを異物に接触させることができる。また、ポリウレタンフォーム層58の各セルが、一般的な独立気泡構造のポリウレタンフォームよりは大きいため、各セルに異物が詰まり難い。
In addition, the
また、ポリウレタンフォーム層58は、一般的な連続気泡構造のものと同程度に低い硬度を有する。本明細書において、ポリウレタンフォーム層58の硬度は、ポリウレタンフォーム層58が、その厚さの表面側30%分の深さまで(ポリウレタンフォーム層58の厚みが元の70%になるまで)所定の押し当て面に押し込まれたときに該押し当て面が受ける単位長さ当たりの荷重の大きさで表す。具体的に、ポリウレタンフォーム層58の硬度は、2gf/mm以上6gf/mm以下であることが好ましい。この硬度は、ポリウレタンフォーム層が一般的な独立気泡構造を有する場合の硬度(8.5gf/mm程度)よりも小さく、ポリウレタンフォーム層が一般的な連続気泡構造を有する場合の硬度(0.8gf/mm程度)よりも大きい。ポリウレタンフォーム層58の硬度を2gf/m以上とすることで、ポリウレタンフォーム層58による異物の掻き取り力を十分に確保でき、これにより、帯電ローラ26上の異物が、帯電ローラ26とポリウレタンフォーム層58とのニップ部66をすり抜けることを防止できる。ポリウレタンフォーム層58の硬度を8gf/m以下とすることで、ポリウレタンフォーム層58が過剰な力で帯電ローラ26の外周面を押圧することを防止できる。そのため、帯電ローラ26上の異物がポリウレタンフォーム層58により押し潰されて帯電ローラ26の外周面にフィルミングが生じることを防止できる。
The
さらに、ポリウレタンフォーム層58のセルの径の平均値は、100μm以上500μm以下であることが好ましい。このセルの径の平均値は、一般的な連続気泡構造のポリウレタンフォーム層のセル径(700μm程度)よりも小さく、一般的な独立気泡構造のポリウレタンフォーム層のセル径(80μm程度)よりも大きい。すなわち、ポリウレタンフォーム層58は、一般的な連続気泡構造のポリウレタンフォーム層よりも微細なセルを有するため、帯電ローラ26上の異物に接触する頻度が高く、より確実に異物を掻き取ることができる。
Furthermore, the average value of the cell diameter of the
さらにまた、ポリウレタンフォーム層58は、一般的な独立気泡構造のポリウレタンフォーム層よりも低密度である。具体的に、ポリウレタンフォーム層58の密度は0.03g/cm3以上0.2g/cm3以下であることが好ましい。これにより、ポリウレタンフォーム層58の柔軟性を十分に確保して、帯電ローラ26がポリウレタンフォーム層58により過剰な力で押圧されることを防止できる。
Furthermore, the
帯電ローラ26とクリーニングローラ54との間に所定の電界を形成する場合、ポリウレタンフォーム層58には導電性が付与される。この場合、ポリウレタンフォーム層58の体積抵抗率は103Ωcm以上107Ωcm以下であることが好ましい。これにより、ポリウレタンフォーム層58が適度な導電性を備え、帯電ローラ26とクリーニングローラ54との間に適正な電界を形成できる。
When a predetermined electric field is formed between the charging
〔5.ポリウレタンフォームの製造方法〕
以上の構成からなるポリウレタンフォーム層58に関して、その材料であるポリウレタンフォームの製造方法について説明する。
[5. (Polyurethane foam production method)
With respect to the
本発明に使用されるポリウレタンフォームは、公知のメカニカルフロス法と公知の化学的発泡法とを組み合わせた方法で製造される。 The polyurethane foam used in the present invention is produced by a method combining a known mechanical flossing method and a known chemical foaming method.
メカニカルフロス法と化学的発泡法は、ポリオールとイソシアネートとを混合して発泡を行う点では共通している。ところが、メカニカルフロス法では、原料として発泡剤を使用せず、不活性ガス等の気泡形成用の気体を混入することにより物理的な発泡を行うのに対して、化学的発泡法では、原料として発泡剤を使用し、イソシアネートと発泡剤との化学反応により化学的な発泡を行う点で相違する。メカニカルフロス法を採用する場合、均質な独立気泡構造のポリウレタンフォームを製造できるが、低密度である連続気泡構造のポリウレタンフォームを製造することが困難である。一方、化学的発泡法を採用する場合、低密度である連続気泡構造のポリウレタンフォームを容易に製造できるが、均質な独立気泡構造のポリウレタンフォームを製造することが困難である。 The mechanical flossing method and the chemical foaming method are common in that foaming is performed by mixing a polyol and an isocyanate. However, in the mechanical froth method, a foaming agent is not used as a raw material, and physical foaming is performed by mixing a gas for forming bubbles such as an inert gas, whereas in a chemical foaming method, a raw material is used. The difference is that a foaming agent is used and chemical foaming is performed by a chemical reaction between the isocyanate and the foaming agent. When the mechanical floss method is employed, a polyurethane foam having a homogeneous closed cell structure can be produced, but it is difficult to produce a polyurethane foam having an open cell structure having a low density. On the other hand, when the chemical foaming method is employed, a low-density open-cell structure polyurethane foam can be easily produced, but it is difficult to produce a homogeneous closed-cell structure polyurethane foam.
これらの従来の製造方法に対して、本発明に使用するポリウレタンフォームの製造方法では、メカニカルフロス法で使用されるポリオール、イソシアネート及び気泡形成用の気体に加えて、化学的発泡法で使用される発泡剤が原料として使用され、これにより、気泡形成用の気体の混入による物理的発泡と、イソシアネートと発泡剤の化学反応に伴う化学的発泡とが組み合わされることとなる。そのため、物理的発泡により形成された均質なセル同士が、化学的発泡により繋ぎ合わされ、均質で且つ低密度のポリウレタンフォーム、すなわち、独立気泡構造に近い連続気泡構造のポリウレタンフォームを製造できる。以下、具体的な製造方法について説明する。 In contrast to these conventional manufacturing methods, the polyurethane foam manufacturing method used in the present invention is used in the chemical foaming method in addition to the polyol, isocyanate and gas for forming bubbles used in the mechanical floss method. A foaming agent is used as a raw material, which combines physical foaming due to the incorporation of gas for forming bubbles and chemical foaming associated with the chemical reaction of the isocyanate and the foaming agent. Therefore, homogeneous cells formed by physical foaming are joined together by chemical foaming, and a homogeneous and low density polyurethane foam, that is, a polyurethane foam having an open cell structure close to a closed cell structure can be produced. Hereinafter, a specific manufacturing method will be described.
本発明に使用されるポリウレタンフォームは、最初から順に原料調整工程、混合工程、加熱工程を経て製造される。 The polyurethane foam used in the present invention is produced from the beginning through a raw material adjustment step, a mixing step, and a heating step.
原料調整工程では、ポリウレタンフォームの製造に使用される各原料が調整される。原料としては、ポリオール、イソシアネート、不活性ガス等の気泡形成用の気体、発泡剤、および触媒等の副原料が使用される。 In the raw material adjusting step, each raw material used for manufacturing the polyurethane foam is adjusted. As raw materials, secondary materials such as polyol, isocyanate, gas for forming bubbles such as inert gas, foaming agent, and catalyst are used.
ポリオールとしては、例えば、活性水素基を有する公知のポリオールが単独で又は2種類以上が併せて使用される。具体的に、使用されるポリオールとしては、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又はポリジエン系ポリオール等が挙げられる。イソシアネートとしては、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又はカルボジイミド変性MDI等の公知の芳香族系、脂肪族系または脂環族系等の各種ポリイソシアネートが使用される。気泡形成用の気体としては、例えば窒素が使用される。発泡剤としては、イソシアネートとの化学反応により気体を発生させる原料が用いられ、具体的には水等が使用される。発泡剤は、混合工程の前に予めポリオールに混合される。触媒としては、例えば、アミン系触媒と有機酸塩系触媒が使用される。アミン系触媒は、主として迅速な化学的発泡を促すために使用され、有機酸塩系触媒は、主としてポリウレタンフォームの骨格を硬化させるために使用される。有機酸塩系触媒としては、所要の加熱によって触媒効果を発揮する感熱性触媒を使用することが好ましい。これにより、ポリウレタンフォームの骨格の硬化を、アミン系触媒が担う化学的発泡よりも遅らせることができ、化学的発泡を確実に起こすことができる。 As a polyol, the well-known polyol which has an active hydrogen group is used individually or in combination of 2 or more types, for example. Specifically, examples of the polyol used include polyether polyol, polyester polyol, polycarbonate polyol, and polydiene-based polyol. As the isocyanate, for example, a well-known aromatic system such as toluene diphenyl diisocyanate (TDI), TDI prepolymer, methylene diphenyl diisocyanate (MDI), crude MDI, polymeric MDI, uretdione-modified MDI, or carbodiimide-modified MDI, aliphatic or aliphatic Various polyisocyanates such as ring systems are used. For example, nitrogen is used as the gas for forming bubbles. As the foaming agent, a raw material that generates a gas by a chemical reaction with isocyanate is used, and specifically, water or the like is used. The blowing agent is mixed with the polyol in advance before the mixing step. As the catalyst, for example, an amine catalyst and an organic acid salt catalyst are used. Amine-based catalysts are mainly used to promote rapid chemical foaming, and organic acid salt-based catalysts are mainly used to cure the polyurethane foam backbone. As the organic acid salt catalyst, it is preferable to use a heat-sensitive catalyst that exhibits a catalytic effect by required heating. Thereby, the hardening of the skeleton of the polyurethane foam can be delayed more than the chemical foaming carried by the amine-based catalyst, and chemical foaming can surely occur.
ポリウレタンフォームの硬度を決定する要因として、例えば、ポリオールの種類とイソシアネートインデックスが挙げられる。なお、本明細書において、イソシアネートインデックスとは、発泡剤の水酸基とポリオールの水酸基の合計モル数Mに対する、イソシアネートのイソシアネート基のモル数Nの比率N/Mの百分率を指す。ポリウレタンフォームを上述した所望の硬度となるように形成するためには、ポリオールとして、例えば、分子量が1000〜6000で且つ官能基数が2〜5であるポリエーテルポリオール又はポリエステルポリオールが好適に使用され、イソシアネートインデックスは90〜110に調整することが好ましい。 Factors that determine the hardness of the polyurethane foam include, for example, the type of polyol and the isocyanate index. In the present specification, the isocyanate index refers to a percentage of the ratio N / M of the number of moles of isocyanate groups in isocyanate to the total number of moles M of hydroxyl groups of the blowing agent and hydroxyl groups of the polyol. In order to form the polyurethane foam to have the above-mentioned desired hardness, for example, a polyether polyol or a polyester polyol having a molecular weight of 1000 to 6000 and a functional group number of 2 to 5 is preferably used as the polyol. It is preferable to adjust the isocyanate index to 90 to 110.
発泡剤として水を使用する場合、各原料を混合したときに、水とイソシアネートとの化学反応により二酸化炭素が発生し、これにより気泡(セル)が形成される。微細なセルを有し且つ低密度のポリウレタンフォームを形成するためには、水とイソシアネートとの化学反応により発生する二酸化炭素を、気泡形成用の気体により物理的に生じる気泡(セル)の内部に入り込ませる必要がある。かかる目的を達成するためには、水の混合量を、ポリオール100質量部に対して0.3〜1.5質量部に調整することが好ましい。 When water is used as a foaming agent, when each raw material is mixed, carbon dioxide is generated by a chemical reaction between water and isocyanate, thereby forming bubbles (cells). In order to form a low-density polyurethane foam having fine cells, carbon dioxide generated by a chemical reaction between water and isocyanate is placed inside the bubbles (cells) physically generated by the gas for forming bubbles. Need to get in. In order to achieve this object, it is preferable to adjust the mixing amount of water to 0.3 to 1.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyol.
混合工程では、水等の発泡剤が混合されたポリオール、イソシアネート、気泡形成用の気体、および触媒等が混合される。これにより先ず、物理的な発泡が生じ、気泡形成用の気体を核とする均質な気泡(セル)が形成される。その後、ポリオールに含まれる発泡剤とイソシアネートとが化学反応を起こすことで、二酸化炭素等の気体が発生し、この気体が、物理的発泡により形成されたセルに入り込んで、全体的にセルの径が大きくなり、セル同士が繋げられる。これにより、均質でありながら、大きな径を有するセルが形成される。 In the mixing step, a polyol, an isocyanate, a gas for forming bubbles, a catalyst, and the like mixed with a foaming agent such as water are mixed. As a result, first, physical foaming occurs, and homogeneous bubbles (cells) having a bubble-forming gas as a nucleus are formed. Then, a gas such as carbon dioxide is generated by causing a chemical reaction between the blowing agent contained in the polyol and the isocyanate, and this gas enters the cell formed by physical foaming, and the cell diameter as a whole. Increases and the cells are connected. Thereby, a cell having a large diameter is formed while being homogeneous.
加熱工程では、混合原料に所要の加熱を行うことで、樹脂化反応を促進させ、ポリウレタンフォームの骨格を硬化させる。加熱工程における加熱温度および加熱時間は、公知のメカニカルフロス法に準じ、ポリウレタンフォームの原料に応じて適宜決定される。 In the heating step, the mixed raw material is heated to accelerate the resinification reaction and cure the polyurethane foam skeleton. The heating temperature and heating time in the heating step are appropriately determined according to the raw material of the polyurethane foam in accordance with a known mechanical flossing method.
以上に説明した製造方法によれば、メカニカルフロス法で製造されるポリウレタンフォームに比べて、セル壁面の開口率が高いポリウレタンフォームが形成される。そのため、導電性物質等を含有する溶液にポリウレタンフォームを含浸させるとき、ポリウレタンフォームに溶液が浸透しやすいことから、導電性等の機能を容易に付与できる。 According to the manufacturing method demonstrated above, the polyurethane foam with a high opening rate of a cell wall surface is formed compared with the polyurethane foam manufactured by the mechanical floss method. For this reason, when the polyurethane foam is impregnated with a solution containing a conductive substance or the like, the solution easily penetrates into the polyurethane foam, so that a function such as conductivity can be easily imparted.
このようにして製造されたポリウレタンフォームを、所望の形状に加工し、芯金に固定することで、クリーニングローラ54が製造される。
The polyurethane foam manufactured in this way is processed into a desired shape and fixed to a cored bar, whereby the cleaning
続いて、ポリウレタンフォームに導電性を付与する方法について説明する。ポリウレタンフォームに導電性を付与する方法としては、例えば、カーボンブラック、ポリピロール若しくはイオン導電物質等の導電性物質が混合された原料を用いて発泡成形する方法、又は、上記のような導電性物質を含む溶液にポリウレタンフォームを含浸させた後にポリウレタンフォームを加熱乾燥させる方法等が挙げられる。 Then, the method to provide electroconductivity to a polyurethane foam is demonstrated. As a method for imparting conductivity to the polyurethane foam, for example, a foam molding method using a raw material mixed with a conductive material such as carbon black, polypyrrole or an ionic conductive material, or a conductive material as described above is used. Examples include a method in which a polyurethane foam is impregnated with a solution to be contained and then the polyurethane foam is heated and dried.
より好ましくは、カーボンブラックを含む溶液にポリウレタンフォームを含浸させる方法が採用される。かかる方法によれば、導電性付与後においても、ポリウレタンフォームが有する特性が損なわれず、ポリウレタンフォームの電気抵抗値や硬度が環境によって変動することを極力回避できる。上記のカーボンブラックは、広義のカーボンブラックを指す。使用可能なカーボンブラックとしては、例えば、ファーネスブラック、サーマルブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、及びカラーブラック等の狭義のカーボンブラック、並びにグラファイト等が挙げられる。また、広義のカーボンブラックとして、狭義のカーボンブラック又はグラファイト等の表面にビニル系モノマーを分岐状に重合させてなる高分子材料を使用することもできる。 More preferably, a method of impregnating polyurethane foam into a solution containing carbon black is employed. According to this method, even after the conductivity is imparted, the properties of the polyurethane foam are not impaired, and it is possible to avoid as much as possible that the electrical resistance value and hardness of the polyurethane foam vary depending on the environment. The above carbon black refers to carbon black in a broad sense. Examples of carbon black that can be used include carbon black in a narrow sense such as furnace black, thermal black, channel black, acetylene black, ketjen black, and color black, and graphite. In addition, a polymer material obtained by polymerizing vinyl monomers in a branched manner on the surface of carbon black or graphite in a narrow sense can be used as the carbon black in a broad sense.
含浸によりポリウレタンフォームに導電性を付与する具体的な方法について説明する。 A specific method for imparting conductivity to the polyurethane foam by impregnation will be described.
先ず、カーボンブラックをバインダとともに水または有機溶剤に混合することで、所定粘度の含浸液を調製する。バインダは、カーボンブラックをポリウレタンフォーム内に付着、固定させるために使用される。バインダとしては、ポリウレタンフォームに固定された後にも弾性を有する材料が好適に用いられ、具体的には例えばゴムのラテックス等が用いられる。含浸液の粘度は特に限定されないが、含浸液をポリウレタンフォームに浸透させやすくする観点から、25度の温度条件下において8〜15cps程度であることが好ましい。含浸液の粘度は、例えば、水または有機溶剤とカーボンブラックとの配合比率を調整したり、界面活性剤を添加したりすることにより調整することができる。 First, carbon black is mixed with water or an organic solvent together with a binder to prepare an impregnating liquid having a predetermined viscosity. The binder is used to adhere and fix carbon black in the polyurethane foam. As the binder, a material having elasticity even after being fixed to the polyurethane foam is suitably used. Specifically, for example, rubber latex or the like is used. The viscosity of the impregnating liquid is not particularly limited, but is preferably about 8 to 15 cps under a temperature condition of 25 degrees from the viewpoint of allowing the impregnating liquid to easily penetrate into the polyurethane foam. The viscosity of the impregnating liquid can be adjusted, for example, by adjusting the blending ratio of water or an organic solvent and carbon black, or by adding a surfactant.
含浸液にポリウレタンフォームを含浸させると、含浸液はポリウレタンフォームの表面から内部へ浸透する。含浸方法としては、例えば、ポリウレタンフォームの表面に含浸液を塗布する方法、又は含浸液にポリウレタンフォームを浸す方法等が挙げられる。含浸液は、ポリウレタンフォームの表面から0.02mm〜0.1mm程度の厚み部分に浸透させることが好ましい。含浸液を浸透させる程度の調整は、含浸液を塗布する際に含浸液用の容器から含浸液を絞り出す条件、ポリウレタンフォームのセルの大きさ、含浸液の濃度、又は含浸液の粘度等を調整することによって行う。 When the polyurethane foam is impregnated with the impregnation liquid, the impregnation liquid penetrates from the surface of the polyurethane foam to the inside. Examples of the impregnation method include a method of applying an impregnation liquid on the surface of the polyurethane foam, a method of immersing the polyurethane foam in the impregnation liquid, and the like. It is preferable that the impregnating liquid penetrates from the surface of the polyurethane foam into a thickness portion of about 0.02 mm to 0.1 mm. Adjustment of the degree of impregnation with the impregnating liquid is performed by adjusting the conditions for squeezing the impregnating liquid from the impregnating liquid container, the polyurethane foam cell size, the impregnating liquid concentration, or the viscosity of the impregnating liquid. By doing.
以上の含浸液調製方法および含浸方法を用いることにより、ポリウレタンフォーム層58の硬度の上昇を抑制しつつ、ポリウレタンフォーム層58に適当な導電性を付与することができる。ポリウレタンフォーム層58の体積抵抗率は103Ωcm以上107Ωcm以下であることが好ましい。また、ポリウレタンフォーム層58の硬度に与える影響を低減する観点から、ポリウレタンフォーム層58の体積抵抗率は104Ωcm以上107Ωcm以下であることがより好ましく、105Ωcm以上107Ωcm以下であることがより一層好ましい。
By using the above impregnation liquid preparation method and impregnation method, it is possible to impart appropriate conductivity to the
上記の含浸が終了した後、ポリウレタンフォームを加熱により乾燥させる。これにより、ポリウレタンフォームに浸透した含浸液中の水または有機溶剤が蒸発するとともに、含浸液中のバインダが硬化する。バインダが硬化すると、バインダとともに含浸液に含まれていた導電性物質が、ポリウレタンフォームのセル壁面に固定され、これにより、ポリウレタンフォームに導電性が付与される。なお、ポリウレタンフォームの加熱乾燥は、例えば、120度以上130度以下の温度で20分以上30分以下の時間だけ行われるが、加熱乾燥の条件は、乾燥前のポリウレタンフォームの材質および大きさ、並びに含浸液中のバインダの種類等によって適宜決定される。 After the above impregnation is completed, the polyurethane foam is dried by heating. As a result, the water or organic solvent in the impregnating liquid that has penetrated into the polyurethane foam evaporates and the binder in the impregnating liquid is cured. When the binder is cured, the conductive material contained in the impregnating solution together with the binder is fixed to the cell wall surface of the polyurethane foam, thereby imparting conductivity to the polyurethane foam. The polyurethane foam is dried by heating, for example, at a temperature of 120 ° C. or more and 130 ° C. or less for a time of 20 minutes or more and 30 minutes or less. The conditions for the heat drying are the material and size of the polyurethane foam before drying, In addition, it is appropriately determined depending on the type of binder in the impregnating liquid.
クリーニングローラ54のポリウレタンフォーム層58に導電性を付与した場合、帯電ローラ26とクリーニングローラ54との間に所定の電界を形成することで、帯電ローラ26のクリーニングに、機械的な作用だけでなく電気的な作用も利用することができる。
When conductivity is imparted to the
具体的に説明すると、帯電ローラ26の外周面上の付着物(例えばトナー又は外添剤)の大部分が正極性に帯電している場合、帯電ローラ26とクリーニングローラ54との間には、例えば、クリーニングローラ54から帯電ローラ26に向かって負極性(例えば−30μA以上−10μA以下)の電流が流れるような直流電界(例えば100ボルト以上1000ボルト以下の電位差)が形成される。この場合、帯電ローラ26上の正極性に帯電した付着物が、電界の作用によりクリーニングローラ54に転移しやすくなり、帯電ローラ26の外周面を効率的にクリーニングすることができる。ただし、帯電ローラ26とクリーニングローラ54との間に形成される電界の構成は特に限定されるものではなく、例えば、交流電界を形成することで、正極性に帯電した付着物だけでなく負極性に帯電した付着物も効率的に回収できるようにしてもよい。
More specifically, when most of the deposits (for example, toner or external additives) on the outer peripheral surface of the charging
〔6.掻き取り部材〕
続いて、クリーニングローラ54のポリウレタンフォーム層58内の異物を掻き取る掻き取り部材の構成について、具体的に説明する。掻き取り部材の形状は特に限定されるものではなく、例えばブレード状、棒状、又はローラ状の掻き取り部材が使用される。
[6. Scraping member)
Next, the configuration of the scraping member that scrapes off the foreign matter in the
図1に示す実施形態では、ブレード状の掻き取り部材70が使用されている。このようにブレード状の掻き取り部材70を使用する場合、掻き取り部材70の材料は特に限定されないが、例えば、ウレタンゴム等のゴム、又は、ステンレス若しくは鉄等の金属が用いられる。棒状の掻き取り部材を使用する場合も、掻き取り部材の材料は特に限定されず、例えばゴム又は金属を使用することができる。
In the embodiment shown in FIG. 1, a blade-shaped
図4に示す実施形態では、ローラ状の掻き取り部材72が使用されている。掻き取り部材72の材料としては例えば鉄が使用されるが、必ずしもこれに限定されるものではない。ローラ状の掻き取り部材72に使用される鉄以外の材料としては、例えば、アルミニウム、ステンレス若しくは合金等の金属、又は、ウレタン、EPDM若しくはNBR等のゴムが使用される。また、金属ローラまたはゴムローラの表面がコート層で覆われてなるローラ等、複数の層からなるローラを掻き取り部材72として使用してもよい。さらに、ブラシ状の表面層を備えたローラを掻き取り部材72として使用することもできる。
In the embodiment shown in FIG. 4, a roller-shaped
掻き取り部材72は、クリーニングローラ54と平行に、且つ、回転可能に配置されている。掻き取り部材72は、図示しないモータに駆動連結され、該モータの駆動により図中反時計回り方向に回転するようにしてある。これにより、クリーニングローラ54と掻き取り部材72は、それらの接触部において同一方向(所謂ウィズ方向)に回転する。
The scraping
掻き取り部材72の外周面には、例えば金属からなるスクレーパ74の先端が接触して配置されている。これにより、クリーニングローラ54から掻き取られた掻き取り部材72上の異物が、スクレーパ74により掻き落とされる。よって、掻き取り部材72の掻き取り性能を長期に亘って良好に維持でき、これに伴い、クリーニングローラ54のクリーニング性能の維持を図ることができる。
A
図4に示す実施形態では、帯電ローラ26とクリーニングローラ54との間に電界(例えば200ボルトの電位差)を形成するだけでなく、クリーニングローラ54と掻き取り部材72との間にも所定の電界(例えば100ボルトの電位差)を形成するように構成することが好ましい。これにより掻き取り部材72の掻き取り性能を高めることができる。
In the embodiment shown in FIG. 4, not only an electric field (for example, a potential difference of 200 volts) is formed between the charging
〔7.プレ帯電部材〕
図5に示すように、帯電ローラ26の回転方向におけるクリーニングローラ54よりも上流側に、帯電ローラ26外周面の付着物の帯電極性を均一にするためのプレ帯電部材76を設けてもよい。この場合、プレ帯電部材76に正極性または負極性の所定の電圧を印加することで、帯電ローラ26上の付着物の帯電極性が正極性または負極性に揃えられ、これにより、付着物がクリーニングローラ54により回収されやすくなる。
[7. (Pre-charging member)
As shown in FIG. 5, a
図5に示す実施形態において、プレ帯電部材76は、基材77と基材77に取り付けられたブラシ繊維78とを有する。基材77には、導電性を有する材料が使用される。基材77に使用される具体的な材料としては、例えば、導電性を有するナイロン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、又はビニロン樹脂が挙げられる。ブラシ繊維78は、基材77に植設されている。ブラシ繊維78の材料には、例えば、ナイロン66若しくはナイロン6等のナイロン樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂、又はビニロン樹脂等が用いられる。また、ブラシ繊維78の材料にはカーボンブラック等の導電性物質が添加されており、これにより、ブラシ繊維78に導電性が付与されている。ブラシ繊維78の単糸直径(太さ)は、好ましくは10μm以上50μm以下であり、より好ましくは20μm以上30μm以下である。ブラシ繊維78の密度は、好ましくは50kF/inch2以上400kF/inch2以下であり、より好ましくは200kF/inch2以上300kF/inch2以下である。ブラシ繊維78のパイル長(基材77からの突出長さ)は、好ましくは0.5mm以上10mm以下であり、より好ましくは3mm以上8mm以下である。ブラシ繊維78の体積抵抗率は、好ましくは105Ωcm以上1014Ωcm以下であり、より好ましくは106Ωcm以上108Ωcm以下である。
In the embodiment shown in FIG. 5, the precharging
帯電ローラ26に負極性の電圧を印加する場合、感光体12上のトナーのうち負極性に帯電したトナーは帯電ローラ26に付着し難いため、帯電ローラ26に付着したトナーの多くは正極性に帯電している。しかし、帯電ローラ26の外周面には、正極性に帯電した付着物だけでなく、帯電量がゼロ又は略ゼロである付着物、及び負極性に帯電した付着物も存在する。よって、プレ帯電部材76には正極性の電圧を印加することが好ましく、これにより、帯電ローラ26上の付着物の帯電極性を正極性に揃えることができる。プレ帯電部材76により帯電極性が正極性に揃えられた帯電ローラ26上の付着物は、負極性の電圧が印加されたクリーニングローラ54により効率的に回収される。この場合において、ブラシ繊維78の体積抵抗率が106Ωcm以上108Ωcm以下であれば、プレ帯電部材76に印加するバイアスの電流は、10μA以上100μA以下であることが好ましく、40μA以上80μA以下であることが望ましい。
When a negative voltage is applied to the charging
ただし、プレ帯電部材76には負極性の電圧を印加してもよく、この場合、帯電ローラ26上の付着物の帯電極性を負極性に揃えることができる。プレ帯電部材76により帯電極性が負極性に揃えられた帯電ローラ26上の付着物は、正極性の電圧が印加されたクリーニングローラ54により効率的に回収される。この場合において、ブラシ繊維78の体積抵抗率が106Ωcm以上108Ωcm以下であれば、プレ帯電部材76に印加するバイアスの電流は、−100μA以上−10μA以下であることが好ましく、−80μA以上−40μA以下であることが望ましい。
However, a negative voltage may be applied to the
プレ帯電部材76を設ける場合のより具体的な実施形態では、導電性ナイロン樹脂からなり、単糸直径(太さ)が20μm、密度が240kF/inch2、パイル長(基材77からの突出長さ)が5mm、体積抵抗率が108Ωcmであるブラシ繊維78が使用される。ブラシ繊維78は、複数密集した状態で基材77に植設される。ブラシ繊維78の密集全体の形状は、帯電ローラ26の長さ方向に延び且つ10mmの幅を有する角棒状である。また、かかる実施形態では、プレ帯電部材76と帯電ローラ26との間に、プレ帯電部材76から帯電ローラ26に向かって+60μAの電流が流れるような直流電界(2500ボルトの電位差)が形成される。これにより、帯電ローラ26上の付着物が、クリーニングローラ54により回収される前に均一に正極性に帯電される。さらに、この実施形態では、掻き取り部材72とクリーニングローラ54との間、及びクリーニングローラ54と帯電ローラ26との間に、掻き取り部材72からクリーニングローラ54を経由して帯電ローラ26へ−30μA以上−10μA以下の電流が流れるような直流電界(各100ボルトの電位差)が形成される。これにより、上述のようにプレ帯電部材76により帯電極性が正極性に揃えられた付着物が、クリーニングローラ54と掻き取り部材72とによって帯電ローラ26から良好に除去される。
In a more specific embodiment in which the
以上のようにプレ帯電部材76を設ける場合、プレ帯電部材76の内部に滞留したトナー等の異物を吐き出すように、プレ帯電部材76に印加するバイアスを制御してもよい。例えば、帯電ローラ26のクリーニング時においてプレ帯電部材76に正極性のバイアスを印加する構成においては、プレ帯電部材76の内部に滞留する異物の大部分は負極性に帯電しているか又は帯電量がゼロ若しくは略ゼロである。よって、適当なタイミングで、通常時とは逆の極性、すなわち負極性のバイアスをプレ帯電部材76に印加するように制御することで、プレ帯電部材76の内部に滞留した異物を帯電ローラ26上へ吐き出すことができる。かかる異物の吐き出しの終了後、プレ帯電部材76には再び通常の極性、すなわち正極性のバイアスを印加するように制御すればよく、これにより、帯電ローラ26上に吐き出された異物は、帯電ローラ26の回転に伴い再びプレ帯電部材76との対向部に搬送されると、プレ帯電部材76により正極性に帯電され、負極性のバイアスが印加されたクリーニングローラ54により帯電ローラ26から回収される。
When the
なお、プレ帯電部材の構成は、所望の帯電機能を有していれば必ずしも上記のようにブラシ状である必要はない。例えば、ブレード状のプレ帯電部材を使用してもよく、この場合、プレ帯電部材の材料には、例えば、上記のブラシ繊維78と同様の材料、又は、ステンレス若しくはアルミニウム等の金属が用いられる。また、回転式のプレ帯電部材を使用することもでき、この場合、例えば、外周面がブラシ状に形成された回転部材または発泡体からなる回転部材が好適に使用される。
The configuration of the pre-charging member does not necessarily have a brush shape as described above as long as it has a desired charging function. For example, a blade-shaped precharging member may be used, and in this case, for example, a material similar to the
以上、上述の実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明において、ポリウレタンフォーム層の製造方法は、必ずしも上述の実施形態に限られず、別の方法でポリウレタンフォーム層を製造することを妨げないものとする。 While the present invention has been described with reference to the above-described embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments. For example, in the present invention, the method for producing the polyurethane foam layer is not necessarily limited to the above-described embodiment, and does not prevent the polyurethane foam layer from being produced by another method.
帯電ローラ用クリーニングローラのポリウレタンフォーム層の好適な物性を確認する試験を行った。具体的に、ポリウレタンフォーム層の物性として、セル数、セル壁面の開口率、硬さ、平均セル径および密度の好適な値を確認した。 A test was conducted to confirm suitable physical properties of the polyurethane foam layer of the charging roller cleaning roller. Specifically, as the physical properties of the polyurethane foam layer, suitable values of the number of cells, the cell wall opening ratio, hardness, average cell diameter and density were confirmed.
画像形成装置としては、コニカミノルタ社製のMagicolor5570の画像形成装置を使用し、適宜改造した帯電ローラ用クリーニングローラを画像形成装置に搭載した。なお、上述の実施形態に係る第2のクリーニングローラ60と掻き取り部材70は搭載しなかった。
As the image forming apparatus, an image forming apparatus of Magiccolor 5570 manufactured by Konica Minolta Co., Ltd. was used, and an appropriately modified charging roller cleaning roller was mounted on the image forming apparatus. Note that the
帯電ローラ用クリーニングローラのポリウレタンフォーム層としては、表1に示す材料1〜材料14のいずれかの材料からなるものを使用した。これら材料1〜材料14は、原料としてポリオール、イソシアネート、アミン系触媒、有機酸塩系触媒、水(発泡剤)および整泡剤を使用して、上述の実施形態で説明した方法により製造した。具体的に、ポリオールとしては、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)を使用した。イソシアネートしては、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)を使用した。アミン系触媒としては、花王製のカオライザー No.23NPを使用した。有機酸塩系触媒としては、PANTECHNOLOGY製のEP73660Aを使用した。整泡剤としては、直鎖ジメチルポリシロキサン(商品名 Niaxsilicone L5614;GESilicones製)を使用した。各原料の使用量は、表1に示す通りである。
As the polyurethane foam layer of the charging roller cleaning roller, one made of any one of the
材料1〜材料14の物性値の測定方法について説明する。セル数に関しては、クリーニングローラの表面(軸方向3箇所×周方向8箇所)を走査電子顕微鏡(SEM)により観察し、観察箇所毎に1インチ当たりのセルの個数を計測し、それらの平均値を算出した。セル壁面の開口率に関しては、クリーニングローラの外周面を走査電子顕微鏡(SEM)により100倍の倍率で観察し、観察した表面のセルの壁面について開口の面積S1と全体の面積Sを算出して、開口率(S1/S×100)を求めた。硬さに関しては、直径55mmのアルミニウム製の円板をポリウレタンフォーム層に押し込み、ポリウレタンフォーム層の厚みが元の70%になったときの単位長さ当たりの押し込み軸方向の反発力を計測し、この計測値(gf/mm)を硬さとした。平均セル径は、供給ローラの表面(軸方向3箇所×周方向8箇所)を走査電子顕微鏡(SEM)により観察し、観察箇所毎に10個(合計240個)のセルの直径を計測し、それらの計測値より算出した。密度については、クリーニングローラの重量から芯金の重量を減算することでポリウレタンフォーム層の重量を求め、寸法に基づきポリウレタンフォーム層の体積を求めて、それらの重量と体積より密度を算出した。
A method for measuring physical properties of
使用するポリウレタンフォームの材料ごとに1つの実験例(実験例1〜実験例14)を設定した。全ての実験例において、感光体への帯電ローラの接触圧が50g/cmとなるように設定し、帯電ローラに印加する帯電電圧は、直流電圧(−600V)と交流電圧(ピークトゥピーク電圧:2000V、周波数:150Hz)を重畳してなる電圧に設定した。また、全ての実験例において、クリーニングローラの回転方向を帯電ローラに対して所謂ウィズ方向に設定した。各実験例について、帯電ローラへのクリーニングローラの接触圧、帯電ローラの周速度VAに対するクリーニングローラの周速度VBの比率R(VB/VA)、帯電ローラとクリーニングローラとの接触ニップ幅、帯電ローラへのクリーニングローラの食い込み量、及びトナーの平均粒径を表2に示すように設定した。帯電ローラの周速度VAは、感光体と同速度の180m/sに設定し、周速比R(VB/VA)は、クリーニングローラの周速度を変化させることで調整した One experimental example (Experimental Example 1 to Experimental Example 14) was set for each polyurethane foam material to be used. In all the experimental examples, the contact pressure of the charging roller to the photoconductor is set to 50 g / cm, and the charging voltage applied to the charging roller is a DC voltage (−600 V) and an AC voltage (peak-to-peak voltage: 2000V, frequency: 150 Hz) was set to a superimposed voltage. In all the experimental examples, the rotation direction of the cleaning roller was set to a so-called with direction with respect to the charging roller. For each experiment, the contact pressure of the cleaning roller to the charging roller, the ratio of the circumferential velocity V B of the cleaning roller to the circumferential speed V A of the charging roller R (V B / V A), the contact nip between the charging roller and the cleaning roller The width, the amount of cleaning roller biting into the charging roller, and the average particle size of the toner were set as shown in Table 2. The peripheral speed V A of the charging roller was set to 180 m / s, the same speed as that of the photosensitive member, and the peripheral speed ratio R (V B / V A ) was adjusted by changing the peripheral speed of the cleaning roller.
実験例ごとに、雰囲気温度23℃相対湿度53%の環境下で上記の画像形成装置を使用してベタ画像を10万枚連続プリントし、連続プリント終了後、帯電ローラ上の異物の除去に関する評価と、画質に関する評価を行った。帯電ローラ上の異物の除去に関する評価は、トナーの除去に関する評価と外添剤の除去に関する評価を行った後、それらの評価に基づき総合的に行った。トナーの除去に関する評価は、帯電ローラの外周面に透明の粘着テープ(3M社製、スコッチ・メンディングテープ)を貼り付けた後、粘着テープを剥がし取り、これにより粘着テープに付着したトナーの量を目視で観察することで行った。トナーの除去に関する評価は、粘着テープに全くトナーが付着せず、粘着テープが透明のままであったものを「A」で表し、粘着テープにトナーが部分的に付着したものを「B」で表し、粘着テープの全面にトナーが付着したものを「C」で表した(表2参照)。外添剤の除去に関する評価は、帯電ローラの外周面を目視することにより、帯電ローラの外周面(黒色)に付着している外添剤(白色)の量を観察することで行った。外添剤の除去に関する評価は、帯電ローラの外周面に外添剤が全く付着しなかったか又は外添剤が部分的に付着したものを「A」で表し、帯電ローラの外周面全体が外添剤により薄く覆われたものを「B」で表し、帯電ローラの外周面全体が外添剤により厚く覆われたものを「C」で表した(表2参照)。帯電ローラ上の異物の除去に関する総合評価は、トナーの除去に関する評価と外添剤の除去に関する評価の両方が「A」である場合を「A」で表し、一方が「A」で他方が「B」である場合を「B」で表し、一方が「A」で他方が「C」である場合を「C」で表し、両方とも「A」でない場合を「D」で表した(表2参照)。画質に関する評価は、ベタ画像の連続プリント中における帯電不良に起因する画像の乱れについて、5万枚プリント時でも発生しなかった場合を「A」で表し、5万枚プリント時までに発生した場合を「B」で表し、1万枚プリント時までに発生した場合を「C」で表し、連続プリント初期から5千枚プリント時までに発生した場合を「D」で表した(表2参照)。以上の評価において、「A」および「B」を合格基準とする。 For each experimental example, 100,000 solid images were continuously printed using the above-described image forming apparatus in an environment with an ambient temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 53%, and evaluation on removal of foreign matters on the charging roller after the continuous printing was completed. And the evaluation about the image quality was performed. The evaluation regarding the removal of the foreign matter on the charging roller was performed comprehensively based on the evaluation regarding the removal of the toner and the evaluation regarding the removal of the external additive. To evaluate the toner removal, a transparent adhesive tape (manufactured by 3M, Scotch Mending Tape) was applied to the outer peripheral surface of the charging roller, and then the adhesive tape was peeled off, whereby the amount of toner adhered to the adhesive tape. Was observed visually. The evaluation regarding toner removal was expressed as “A” when the toner did not adhere to the adhesive tape and the adhesive tape remained transparent, and “B” when the toner partially adhered to the adhesive tape. In this case, a toner attached to the entire surface of the adhesive tape is represented by “C” (see Table 2). The evaluation regarding the removal of the external additive was performed by observing the outer peripheral surface of the charging roller by observing the amount of the external additive (white) adhering to the outer peripheral surface (black) of the charging roller. The evaluation regarding the removal of the external additive is expressed as “A” when no external additive is adhered to the outer peripheral surface of the charging roller or when the external additive is partially adhered. The thinly covered with the additive is represented by “B”, and the entire outer peripheral surface of the charging roller is thickly covered with the external additive is represented by “C” (see Table 2). Comprehensive evaluation regarding the removal of the foreign matter on the charging roller is expressed by “A” when both the evaluation regarding the removal of toner and the evaluation regarding the removal of the external additive are “A”, one is “A”, The case of “B” is represented by “B”, the case where one is “A” and the other is “C” is represented by “C”, and the case where both are not “A” is represented by “D” (Table 2). reference). Evaluation regarding image quality is expressed as “A” in the case where image disturbance due to charging failure during continuous printing of solid images did not occur even when printing 50,000 sheets, and when it occurred before printing 50,000 sheets Is represented by “B”, is represented by “C” when it occurs before printing 10,000 sheets, and is represented by “D” when it occurs from the initial continuous printing to 5,000 sheets printing (see Table 2). . In the above evaluation, “A” and “B” are used as acceptance criteria.
表2に示す試験結果について検討する。 The test results shown in Table 2 will be examined.
材料1〜材料10を使用した実験例1〜実験例10については、異物の除去に関する評価および画質の評価がいずれも合格基準を満たしている。これに対して、材料11〜材料14を使用した実験例11〜実験例14については、いずれも異物の除去に関する評価および画質の評価が悪かった。
As for Experimental Examples 1 to 10 using the
実験例11で評価が悪い理由は、材料11のセル数(35個/inch)が他の材料のセル数(40〜85個/inch)よりも少ないことから、帯電ローラに接触するポリウレタンフォーム層のセル数が少なく、帯電ローラ上の異物をクリーニングローラにより十分に掻き取れないためであると考えられる。このことから、ポリウレタンフォーム層のセル数は40個/inch以上であることが好ましいことが分かった。 The reason why the evaluation in Experimental Example 11 is poor is that the number of cells (35 / inch) of the material 11 is smaller than the number of cells (40 to 85 / inch) of the other materials, so that the polyurethane foam layer in contact with the charging roller This is probably because the number of cells is small and the foreign matter on the charging roller cannot be sufficiently scraped off by the cleaning roller. From this, it was found that the number of cells of the polyurethane foam layer is preferably 40 / inch or more.
実験例12で評価が悪い理由は、材料12のセル数(85個/inch)が他の材料のセル数(35〜80個/inch)よりも多いことから、クリーニングローラ表面の細かすぎるセルが異物により埋め尽くされてしまい、クリーニングローラ表面のセル内で異物が凝集して、クリーニングローラにより異物が掻き取られる力が低下するためだと考えられる。このことから、ポリウレタンフォーム層のセル数は80個/inch以下であることが好ましいことが分かった。したがって、ポリウレタンフォーム層のセル数は40個/inch以上80個/inch以下であることが好ましい。 The reason why the evaluation in Experimental Example 12 is bad is that the number of cells of the material 12 (85 cells / inch) is larger than the number of cells of other materials (35-80 cells / inch). This is considered to be because the foreign matter is filled up with foreign matter, and the foreign matter aggregates in the cells on the surface of the cleaning roller, and the force with which the cleaning roller scrapes off the foreign matter is reduced. From this, it was found that the number of cells of the polyurethane foam layer is preferably 80 / inch or less. Therefore, the number of cells in the polyurethane foam layer is preferably 40 cells / inch or more and 80 cells / inch or less.
実験例13で評価が悪い理由は、材料13のセル壁面の開口率(2%)が、他の材料のセル壁面の開口率(3〜55%)よりも低く、材料13がほぼ完全な独立気泡構造を有するためだと考えられる。具体的に説明すると、ポリウレタンフォーム層が独立気泡構造を有する場合、クリーニングローラに掻き取られた異物は、ポリウレタンフォーム層の内部に入り込み難く、ポリウレタンフォーム層の表面付近のセル内で凝集したりセル壁面に固着したりしやすい。クリーニングローラの表面に異物の凝集物または固着物が発生すると、それらの凝集物または固着物が帯電ローラの外周面に接触することにより、帯電ローラの外周面が損傷し、これに起因して画質が悪化すると考えられる。このことから、ポリウレタンフォーム層のセル壁面の開口率は3%以上であることが好ましいことが分かった。 The reason why the evaluation in Experimental Example 13 is bad is that the aperture ratio (2%) of the cell wall surface of the material 13 is lower than the aperture ratio (3-55%) of the cell wall surface of the other material, and the material 13 is almost completely independent. This is thought to be due to the bubble structure. Specifically, when the polyurethane foam layer has a closed cell structure, the foreign matter scraped off by the cleaning roller does not easily enter the inside of the polyurethane foam layer and agglomerates in the cells near the surface of the polyurethane foam layer. It is easy to stick to the wall. When agglomerates or sticking substances of foreign matter are generated on the surface of the cleaning roller, the agglomerates or sticking substances come into contact with the outer peripheral surface of the charging roller, thereby damaging the outer peripheral surface of the charging roller. Is thought to worsen. From this, it was found that the opening ratio of the cell wall surface of the polyurethane foam layer is preferably 3% or more.
実験例14で評価が悪い理由は、材料14のセル壁面の開口率(55%)が、他の材料のセル壁面の開口率(2〜50%)よりも高いことから、ポリウレタンフォーム層の内部に異物が徐々に蓄積され、クリーニングローラの異物掻き取り力が次第に低下するためだと考えられる。このことから、ポリウレタンフォーム層のセル壁面の開口率は、50%以下であることが好ましいことが分かった。したがって、ポリウレタンフォーム層のセル壁面の開口率は、3%以上50%以下であることが好ましい。
The reason why the evaluation in Experimental Example 14 is bad is that the opening ratio (55%) of the cell wall surface of the
また、異物の除去に関する評価と画質に関する評価のいずれも合格基準を満たした実験例1〜実験例10では、材料の硬さが2〜6gf/mmである。このことから、ポリウレタンフォーム層の硬さは2gf/mm以上6gf/mm以下であれば、その他の条件を満たすことで十分なクリーニング性能を確保できることを確認できた。 Further, in Experimental Example 1 to Experimental Example 10 in which both the evaluation regarding the removal of foreign matter and the evaluation regarding the image quality satisfy the acceptance criteria, the hardness of the material is 2 to 6 gf / mm. From this, it was confirmed that if the hardness of the polyurethane foam layer is 2 gf / mm or more and 6 gf / mm or less, sufficient cleaning performance can be secured by satisfying other conditions.
さらに、異物の除去に関する評価と画質に関する評価のいずれも合格基準を満たした実験例1〜実験例10では、平均セル径が100〜500μmである。このことから、ポリウレタンフォーム層の平均セル径は、100μm以上500μm以下であれば、その他の条件を満たすことで十分なクリーニング性能を確保できることを確認できた。 Furthermore, in Experimental Example 1 to Experimental Example 10 in which both the evaluation regarding the removal of foreign matter and the evaluation regarding the image quality satisfy the acceptance criteria, the average cell diameter is 100 to 500 μm. From this, it was confirmed that if the average cell diameter of the polyurethane foam layer is 100 μm or more and 500 μm or less, sufficient cleaning performance can be secured by satisfying other conditions.
加えて、異物の除去に関する評価と画質に関する評価のいずれも合格基準を満たした実験例1〜実験例10では、ポリウレタンフォーム層の密度が0.03〜0.2g/cm3である。このことから、ポリウレタンフォーム層の密度が0.03g/cm3以上0.2g/cm3以下であれば、その他の条件を満たすことで十分なクリーニング性能を確保できることを確認できた。 In addition, the density of the polyurethane foam layer is 0.03 to 0.2 g / cm 3 in Experimental Example 1 to Experimental Example 10 in which both the evaluation regarding the removal of foreign matter and the evaluation regarding the image quality satisfy the acceptance criteria. From this, it was confirmed that if the density of the polyurethane foam layer is 0.03 g / cm 3 or more and 0.2 g / cm 3 or less, sufficient cleaning performance can be secured by satisfying other conditions.
1:画像形成装置、12:感光体、16:帯電ステーション、18:露光ステーション、20:現像ステーション、22:転写ステーション、24:クリーニングステーション、26:帯電ローラ、28:露光装置、30:画像光、32:通路、34:現像装置、36:転写装置、38:シート、40:クリーニング装置、42:ハウジング、44:現像ローラ、50:芯金、52:導電性弾性体層、54:第1のクリーニングローラ、56:芯金、58:ポリウレタンフォーム層、60:第2のクリーニングローラ、62:芯金、64:ポリウレタンフォーム層、66:帯電ローラとクリーニングローラとの接触部(ニップ部)、68:電源、70,72:掻き取り部材、76:プレ帯電部材、80:ポリウレタンフォーム層のセル、82:セル壁面の開口。 1: Image forming device, 12: Photoconductor, 16: Charging station, 18: Exposure station, 20: Development station, 22: Transfer station, 24: Cleaning station, 26: Charging roller, 28: Exposure device, 30: Image light 32: passage, 34: developing device, 36: transfer device, 38: sheet, 40: cleaning device, 42: housing, 44: developing roller, 50: cored bar, 52: conductive elastic layer, 54: first Cleaning roller, 56: core metal, 58: polyurethane foam layer, 60: second cleaning roller, 62: core metal, 64: polyurethane foam layer, 66: contact portion (nip portion) between charging roller and cleaning roller, 68: Power supply, 70, 72: Scraping member, 76: Pre-charging member, 80: Cell of polyurethane foam layer, 82 The opening of the cell wall.
Claims (12)
該静電潜像担持体の外周面に接触して配置され、上記静電潜像担持体の外周面を帯電する帯電ローラと、A charging roller disposed in contact with the outer peripheral surface of the electrostatic latent image carrier and charging the outer peripheral surface of the electrostatic latent image carrier;
該帯電ローラの外周面に接触して配置され、該帯電ローラの外周面に付着した異物を除去する帯電ローラ用クリーニングローラと、を備えた画像形成装置であって、An image forming apparatus comprising: a charging roller cleaning roller disposed in contact with the outer peripheral surface of the charging roller to remove foreign matter attached to the outer peripheral surface of the charging roller;
上記帯電ローラ用クリーニングローラは、芯金と、該芯金の外周面を覆うポリウレタンフォーム層とを有し、The charging roller cleaning roller includes a cored bar and a polyurethane foam layer covering an outer peripheral surface of the cored bar,
上記ポリウレタンフォーム層は、1インチ当たりのセル数が40個以上80個以下とされ、The polyurethane foam layer has 40 to 80 cells per inch,
上記クリーニングローラの外周面を走査電子顕微鏡により100倍の倍率で観察し、観察した表面のセルの壁面について開口の面積S1と全体の面積Sを算出して、開口率=(S1/S×100)により求めた上記ポリウレタンフォーム層のセルの壁面の開口率が、3%以上50%以下であり、The outer peripheral surface of the cleaning roller was observed with a scanning electron microscope at a magnification of 100 times, the opening area S1 and the entire area S were calculated for the wall surface of the observed cell, and the aperture ratio = (S1 / S × 100). The opening ratio of the wall surface of the cell of the polyurethane foam layer determined by (1) is 3% to 50%,
上記帯電ローラ外周面の付着物の帯電極性を均一にするためのプレ帯電部材が、上記帯電ローラの回転方向において上記帯電ローラ用クリーニングローラよりも上流側に設けられていることを特徴とする画像形成装置。An image characterized in that a pre-charging member for making the charged polarity of the deposit on the outer peripheral surface of the charging roller uniform is provided upstream of the charging roller cleaning roller in the rotation direction of the charging roller. Forming equipment.
上記帯電ローラ用クリーニングローラの周方向において上記帯電ローラ用クリーニングローラと上記帯電ローラとの接触ニップ幅が3mm以上8mm以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。 The amount of penetration of the polyurethane foam layer into the charging roller is 5% to 40% of the thickness of the polyurethane foam layer,
3. The image forming apparatus according to claim 1 , wherein a contact nip width between the charging roller cleaning roller and the charging roller in a circumferential direction of the charging roller cleaning roller is 3 mm or more and 8 mm or less.
該トナーの平均粒径が4.5μm以上7.0μm以下とされていることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の画像形成装置。 Including toner used to visualize the electrostatic latent image,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the toner has an average particle size of 4.5 μm or more and 7.0 μm or less.
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