(57)【要約】【課題】転写ベルトの外周面の付着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画像形成装置を提供する。【解決手段】１又は複数の静電潜像担持体１２上のトナー像を転写させるための無端状の転写ベルト２に対して、転写ベルト２の外周面に接触して配置され、転写ベルト２上の付着物を除去する転写ベルト用クリーニングローラ５４を、芯金５６と、芯金５６の外周面を覆うポリウレタンフォーム層５８とで構成し、ポリウレタンフォーム層５８の１インチ当たりのセル数を３０個以上６０個以下とし、ポリウレタンフォーム層５８のセル８０の壁面の開口率を３％以上５０％以下とする。【選択図】図３
2010237715.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像を担持し且つ該静電潜像にトナーが付着することでトナー像が形成される１又は複数の静電潜像担持体と、
該静電潜像担持体上のトナー像を転写させるための無端状の中間転写ベルトと、
該中間転写ベルト上のトナー像を記録シート上に転写する転写手段と、
上記中間転写ベルトの外周面に接触し、該接触部において互いに反対方向に移動する方向に回転するように配置されているクリーニングローラと、を備えた乾式の画像形成装置において、
上記クリーニングローラは、芯金と、該芯金の外周面を覆うとともに外周面が上記中間転写ベルトに接触するポリウレタンフォーム層とを有し、
上記中間転写ベルトへの上記クリーニングローラの接触圧が５Ｎ／ｍ以上３０Ｎ／ｍ以下であり、
上記中間転写ベルトへの上記ポリウレタンフォーム層の食い込み量が、上記ポリウレタンフォーム層の厚みの５％以上４０％以下であり、
上記クリーニングローラの周方向において上記クリーニングローラと上記中間転写ベルトとの接触ニップ幅が３ｍｍ以上８ｍｍ以下であり、
上記ポリウレタンフォーム層の内部に含まれた付着物を掻き出すための掻き出し部材が、上記クリーニングローラの外周面に接触して配置されており、
上記ポリウレタンフォーム層は、ポリオールと、イソシアネートと、気泡形成用の気体と、イソシアネートとの化学反応により気体を発生させる発泡剤とを混合して製造されるものであり、
上記ポリウレタンフォーム層は、表面における１インチ当たりのセル数が３０個以上６０個以下であり、
上記ポリウレタンフォーム層の表面におけるセルの壁面の開口率が３％以上５０％以下であり、
上記ポリウレタンフォーム層は、該ポリウレタンフォーム層の厚さの表面側３０％分の深さまで上記ポリウレタンフォーム層が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が１ｇｆ／ｍｍ以上５ｇｆ／ｍｍ以下とされ、
上記セルの径の平均値が１５０μｍ以上５００μｍ以下であり、
上記ポリウレタンフォーム層の密度が０．０３ｇ／ｃｍ３以上０．２ｇ／ｃｍ３以下であり、
上記ポリウレタンフォーム層の体積抵抗率が１０２Ωｃｍ以上１０６Ωｃｍ以下であることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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転写ベルト用クリーニングローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
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ベルトを介して、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。
【０００３】
カラー画像形成装置に関して、複数の色のトナー像を、静電潜像担持体から中間転写ベルトへ順に重ねて転写（一次転写）し、中間転写ベルト上に重ねられた複数色のトナー像を記録シートに転写（二次転写）する技術が提案されている。この種の画像形成装置において、二次転写を行うために用いられる二次転写ローラは、中間転写ベルトの外周面に接触可能に配置される。中間転写ベルトに二次転写ローラが接触した状態において二次転写ローラに転写電圧が印加されると、中間転写ベルトと二次転写ローラとの間に、中間転写ベルト上のトナーを二次転写ローラ側へ静電的に移動させる電界が形成される。これにより、中間転写ベルト上のトナー像は、中間転写ベルトと二次転写ローラとの接触部を通る記録シートに転写（二次転写）される。
【０００４】
この種の画像形成装置に関して、一次転写の際に飛散するトナー等の異物が中間転写ベルトの外周面に付着し、この付着物が二次転写ローラを介して記録シートの裏面に転移してしまうことがある。
【０００５】
この問題に鑑みて、中間転写ベルトの外周面にクリーニングブレードを接触して配置する技術が提案されている。この技術によれば、中間転写ベルト上の付着物がクリーニングブレードにより掻き取られるため、中間転写ベルト上の付着物が二次転写ローラへ転移してしまうことを防止でき、これにより、記録シート裏面の汚れを防止できる。なお、中間転写ベルト上の付着物をクリーニングブレードにより除去する技術は、例えば特許文献１及び特許文献２に記載されている。
【０００６】
しかしながら、中間転写ベルト上の付着物をクリーニングブレードにより確実に除去しようとすると、ベルトに対して大きな圧力でブレードを接触させる必要があるため、局所的な圧接によりベルトとブレードの耐久性が悪くなってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−８２５３７号公報
【特許文献２】特開２００５−４９４４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のような問題に鑑みて、中間転写ベルトの外周面から付着物を除去するクリーニング部材として、芯金と、芯金の外周面を覆うポリウレタンフォーム層とからなるクリーニングローラを使用することが考えられる。
【０００９】
しかしながら、ポリウレタンフォーム層の素材の特性によっては、中間転写ベルト上の付着物を効率的に除去できなかったり、クリーニング性能が徐々に悪化したりすることがある。具体的に、ポリウレタンフォーム層のクリーニング性能を高めるためには、ポリウレタンフォーム層のセルの壁面の開口率、及びポリウレタンフォーム層のセル数を適当な範囲に設定することが重要である。なお、上述の特許文献１には、クリーニングブレードと併せてクリーニングローラを使用する技術が記載されているが、クリーニングローラの素材のセル壁面の開口率およびセル数について記載されていない。
【００１０】
そこで、本発明は、転写ベルトの外周面の付着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転写ベルト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。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、
静電潜像を担持し且つ該静電潜像にトナーが付着することでトナー像が形成される１又は複数の静電潜像担持体と、
該静電潜像担持体上のトナー像を転写させるための無端状の中間転写ベルトと、
該中間転写ベルト上のトナー像を記録シート上に転写する転写手段と、
上記中間転写ベルトの外周面に接触し、該接触部において互いに反対方向に移動する方向に回転するように配置されているクリーニングローラと、を備えた乾式の画像形成装置において、
上記クリーニングローラは、芯金と、該芯金の外周面を覆うとともに外周面が上記中間転写ベルトに接触するポリウレタンフォーム層とを有し、
上記中間転写ベルトへの上記クリーニングローラの接触圧が５Ｎ／ｍ以上３０Ｎ／ｍ以下であり、
上記中間転写ベルトへの上記ポリウレタンフォーム層の食い込み量が、上記ポリウレタンフォーム層の厚みの５％以上４０％以下であり、
上記クリーニングローラの周方向において上記クリーニングローラと上記中間転写ベルトとの接触ニップ幅が３ｍｍ以上８ｍｍ以下であり、
上記ポリウレタンフォーム層の内部に含まれた付着物を掻き出すための掻き出し部材が、上記クリーニングローラの外周面に接触して配置されており、
上記ポリウレタンフォーム層は、ポリオールと、イソシアネートと、気泡形成用の気体と、イソシアネートとの化学反応により気体を発生させる発泡剤とを混合して製造されるものであり、
上記ポリウレタンフォーム層は、表面における１インチ当たりのセル数が３０個以上６０個以下であり、
上記ポリウレタンフォーム層の表面におけるセルの壁面の開口率が３％以上５０％以下であり、
上記ポリウレタンフォーム層は、該ポリウレタンフォーム層の厚さの表面側３０％分の深さまで上記ポリウレタンフォーム層が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が１ｇｆ／ｍｍ以上５ｇｆ／ｍｍ以下とされ、
上記セルの径の平均値が１５０μｍ以上５００μｍ以下であり、
上記ポリウレタンフォーム層の密度が０．０３ｇ／ｃｍ３以上０．２ｇ／ｃｍ３以下であり、
上記ポリウレタンフォーム層の体積抵抗率が１０２Ωｃｍ以上１０６Ωｃｍ以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、転写ベルト用クリーニングローラのポリウレタンフォーム層の１インチ当たりのセル数が３０個以上であるため、転写ベルトとクリーニングローラとの接触部においてベルト上のトナーや外添剤等の付着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１インチ当たりのセル数が６０個以下であり、各セルがある程度の大きさを有するため、トナーや外添剤等によりセルが埋め尽くされてしまうことがなく、セルの壁面によりベルト上の付着物を確実に掻き取ることができる。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％以下であることから、ポリウレタンフォーム層の構造は、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に異物が蓄積され難い。したがって、転写ベルト上の付着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。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図２】画像形成装置の作像部を拡大して示す図である。
【図３】クリーニングローラおよびその周辺部を示す図である。
【図４】中間転写ベルトとクリーニングローラとの接触部を示す拡大断面図である。
【図５】図３に示す構成に加えて、帯電ブラシを設けた形態を示す図である。
【図６】クリーニングローラに金属ローラを接触して配置した形態を示す図である。
【図７】図６に示す構成に加えて、帯電ブラシを設けた形態を示す図である。
【図８】ポリウレタンフォーム層のセル構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
〔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。本実施形態では、所謂タンデム方式のカラー画像形成装置について説明するが、本発明は、その他のタイプの画像形成装置にも等しく適用でき、例えば、所謂４サイクル方式のカラー画像形成装置にも適用できる。
【００１６】
画像形成装置１は、無端状の中間転写ベルト２を有する。中間転写ベルト２は、複数のローラ４，５に巻回されている。中間転写ベルト２の素材としては、例えばポリイミド樹脂が用いられる。本実施例において、図中右側のローラ４は、図示しないモータに駆動連結された駆動ローラ、図中左側のローラ５は従動ローラであり、モータが駆動されると、駆動ローラ４が図中反時計回り方向に回転駆動し、中間転写ベルト２及び従動ローラ５が図中反時計回り方向に回転するようにしてある。
【００１７】
中間転写ベルト２の下側の水平部分には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応した作像部３（３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ）が配置されている。
【００１８】
図２は、作像部３を示す拡大図である。なお、４つの作像部３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋの構成は、使用するトナーの色を除いて共通している。作像部３は、静電潜像坦持体である感光体１２を有する。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。
【００１９】
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によってトナー像として可視像化される。可視像化されたトナー像は、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により中間転写ベルト２に転写（一次転写）される。各色の画像形成動作は適宜タイミングを合わせて行われ、一次転写により、各色のトナー像が中間転写ベルト２上に重ね合わされる。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に搬送される。クリーニングステーション２４では、中間転写ベルト２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クリーニング部材４０により回収される。
【００２０】
図１に戻って、駆動ローラ４に巻回されたベルト部分には、二次転写ローラ８が接触して配置され、中間転写ベルト２と二次転写ローラ８との接触部に二次転写領域４６が形成されている。二次転写領域４６には、紙やフィルム等の記録シート３８が搬送されるようにしてあり、二次転写領域４６を通過するシート３８には、中間転写ベルト２上のトナー像が転写（二次転写）されるようにしてある。トナー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にトナー像が固定される。二次転写領域４６を通過したベルト部分は、後述のクリーニングローラ５４との接触部に搬送され、そこで、シート３８に転写されることなくベルト２の外周面に残存する現像剤と、その他のベルト２上の付着物が回収される。
【００２１】
図３は、ローラ５に巻回されたベルト部分およびその周辺の構造を示す拡大図である。ローラ５に巻回されたベルト部分では、中間転写ベルト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とがベルト２の外周面に接触して配置されている。
【００２２】
〔２．中間転写ベルト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。クリーニングローラ５４は、ローラ５と平行に、且つ、回転可能に配置されている。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反時計回り方向に回転するようにしてある。これにより、中間転写ベルト２とクリーニングローラ５４は、それらの接触部（ニップ部）６６において互いに反対方向に移動する方向（所謂カウンタ方向）に回転する。図４に示すように、ニップ部６６では、中間転写ベルト２上のトナーや外添剤等の付着物がクリーニングローラ５４により掻き取られる。
【００２３】
クリーニングローラ５４の周速度は、中間転写ベルト２の周速度に応じて決定される。具体的に、中間転写ベルト２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０．１以上３．０以下となるように設定される。周速比Ｒ（ＶＢ／ＶＡ）を０．１よりも小さく設定すると、クリーニングローラ５４による中間転写ベルト２上の付着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３．０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及び中間転写ベルト２に過剰な負荷がかかってしまう。
【００２４】
クリーニングローラ５４は、中間転写ベルト２への接触圧が５Ｎ以上３０Ｎ以下となるように配置される。中間転写ベルト２への接触圧が５Ｎよりも小さいと、クリーニングローラ５４による中間転写ベルト２上の付着物の掻き取り力を十分に確保できない。他方、中間転写ベルト２への接触力が３０Ｎよりも大きいと、中間転写ベルト２に過剰な負荷がかかってしまう。
【００２５】
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と中間転写ベルト２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による中間転写ベルト２上の付着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、中間転写ベルト２にかかる負荷を抑制できる。
【００２６】
中間転写ベルト２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による中間転写ベルト２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。
【００２７】
図３に戻って、クリーニングローラ５４の外周面には、例えばブレード状の掻き取り部材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る。ただし、本発明において、掻き取り部材７０は必ずしも設けなくてもよい。
【００２８】
なお、クリーニングローラ５４には、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。この場合、電源がオンにされることにより、クリーニングローラ５４に所定の電圧が印加されると、クリーニングローラ５４と中間転写ベルト２との間に、中間転写ベルト２上のトナーを静電的にクリーニングローラ５４へ移動させる電界が形成され、これにより、中間転写ベルト２上の付着物を一層効率的に回収できる。
【００２９】
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、ローラ５と平行に、且つ、ベルト２に対して所謂カウンタ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、ベルト２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、中間転写ベルト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。
【００３０】
本発明において、クリーニングローラ５４周辺の構成としては、図３に示す形態に限られず、種々の形態が考えられる。図３に示す形態以外の形態としては、例えば、図５〜図７に示す形態が挙げられる。ただし、図５〜図７に示す形態においても、図３と同様の構成からなるクリーニングローラ５４が使用される。
【００３１】
図５は、図３に示す構成に加えて、帯電ブラシ９０を設けた形態である。帯電ブラシ９０は、基材９２と、基材９２に植設された複数のブラシ繊維９４とを備え、ブラシ繊維９４の先端が中間転写ベルト２の外周面に接触するように配置されている。
【００３２】
帯電ブラシ９０には、図示しない電源により電圧が印加されるように構成することが好ましい。この場合、帯電ブラシ９０と中間転写ベルト２とのニップ部に搬送されてきたベルト２上のトナーは、帯電ブラシ９０と中間転写ベルト２との間に形成された電界により均一の極性（正極性又は負極性）に帯電され、ベルト２によってさらに下流側に搬送された後、クリーニングローラ５４と中間転写ベルト２との間に形成された電界の作用によりクリーニングローラ５４に回収される。
【００３３】
基材９２には、ブラシ繊維９４を植設可能であり且つ導電性を付与可能な材料が用いられ、具体的には、例えば、ナイロン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、又はビニロン樹脂等が用いられる。
【００３４】
ブラシ繊維９４には、ナイロン６６やナイロン６などといったナイロン樹脂、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の材料が単独で又は組み合わせて使用される。また、ブラシ繊維９４には、カーボンブラック等の導電剤を添加することなどにより導電性が付与されている。ブラシ繊維９４の単糸直径（太さ）は、例えば、１０μｍ以上５０μｍ以下であり、好ましくは、２０μｍ以上３０μｍ以下である。ブラシ繊維９４の密度は、例えば、５０ｋＦ／ｉｎｃｈ２以上４００ｋＦ／ｉｎｃｈ２以下であり、好ましくは、２００ｋＦ／ｉｎｃｈ２以上３００ｋＦ／ｉｎｃｈ２以下である。ブラシ繊維９４のパイル長（基材への植え込み部からの長さ）は、例えば、０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下である、好ましくは、１ｍｍ以上２ｍｍ以下である。ブラシ繊維９４の原糸抵抗は、１０５Ω以上１０１４Ω以下であり、好ましくは、１０６Ω以上１０８Ω以下である。
【００３５】
ただし、帯電ブラシ９０に代えて、帯電ブラシ９０と同様の帯電機能を有する種々の帯電部材を使用することができる。帯電ブラシ９０以外の帯電部材としては、例えば、ブレード状の帯電部材をベルト２の外周面に接触させて使用することができる。この場合、帯電部材の材料としては、ブラシ繊維９４と同様の材料、又はステンレス系やアルミニウム系等の金属等が用いられる。また、帯電ブラシ９０以外の帯電部材として、ブラシ又は発泡体からなる回転体を使用してもよい。
【００３６】
帯電ブラシ９０等の帯電部材の主な機能は、帯電部材と中間転写ベルト２とのニップ部に搬送されるトナーを所定の極性に帯電させることである。
【００３７】
正規帯電極性が負極性であるトナーを使用する場合、二次転写領域４６を通過後にベルト２上に残留した未転写トナーには、負極性に帯電しているトナーだけでなく、正極性に帯電したトナー（正帯電トナー）や、帯電量がゼロであるか又は極めて小さいトナー（弱帯電トナー）も含まれる。このような事情に鑑みて、帯電部材によりベルト２上の未転写トナーを均一に負極性に帯電させる場合、例えば−１００μＡ以上−１０μＡ以下の電流、好ましくは−８０μＡ以上−４０μＡ以下の電流を帯電部材に流すことで、ベルト２上のトナーを負極性に帯電させ、帯電後ベルト２によりさらに下流側へ搬送されたトナーを、正極性のバイアスが印加されたクリーニングローラ５４により回収することが好ましい。
【００３８】
逆に、帯電部材によりベルト２上の未転写トナーを均一に正極性に帯電させる場合、例えば１０μＡ以上１００μＡ以下の電流、好ましくは４０μＡ以上８０μＡ以下の電流を帯電部材に流すことで、ベルト上のトナーを正極性に帯電させ、帯電後さらにベルト２により下流側へ搬送されたトナーを、負極性のバイアスが印加されたクリーニングローラ５４により回収することが好ましい。
【００３９】
また、帯電部材に印加するバイアスの極性は必要に応じて切り替えるようにしてもよい。例えば、ブラシ状の帯電部材を使用する場合、帯電部材に負極性のバイアスを印加すると、正帯電トナーや弱帯電トナーが帯電部材の内部に蓄積されやすくなる。そこで、画像形成動作の休止時などの所定のタイミングで、通常とは逆の正極性のバイアスを帯電部材に印加することで、帯電部材の内部に溜まったトナーをベルト２上に吐き出させるようにしてもよい。この場合、帯電部材からのトナーの吐き出しが終了した後、帯電部材に印加するバイアスを通常の極性、すなわち負極性に切り替えることで、ベルト上に吐き出されたトナーを帯電部材により負極性に帯電させ、ベルト２によりさらに下流側に搬送した後、クリーニングローラ５４により回収すればよい。
【００４０】
図６は、クリーニングローラ５４により回収されたトナーをさらに回収する金属ローラ９６と、金属ローラ９６により回収されたトナーを掻き取るスクレーパ９８とを設けた形態を示す。
【００４１】
金属ローラ９６は、クリーニングローラ５４とベルト２との接触部とは反対側の部分においてクリーニングローラ５４に接触して配置されている。金属ローラ９６は、その回転軸方向がクリーニングローラ５４の回転軸方向に平行となるように配置されている。図６において、金属ローラ９６は、時計回り方向に回転可能となっており、クリーニングローラ５４に対して所謂ウィズ方向に回転するようにしてあるが、クリーニングローラ５４に対して所謂カウンタ方向に回転するようにしてもよい。金属ローラ９６には、例えばアルミニウム又は鉄等が用いられ、必要に応じて表面処理が施される。
【００４２】
スクレーパ９８は、その先端において金属ローラ９６に接触して配置されている。スクレーパ９８には、例えば、ステンレス等の金属、又はウレタンゴム等のゴムが用いられる。
【００４３】
図６に示す形態では、クリーニングローラ５４にバイアスを印加するための図示しない電源を、金属ローラ９６に接続するようにしてもよい。この場合、例えば、−３０μＡ程度の直流電流を、金属ローラ９６からクリーニングローラ５４を経て、ベルト２を巻回するローラ５まで流すことができる。これにより、クリーニングローラ５４とベルト２との間に、ベルト２上のトナー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ことができる。なお、金属ローラ９６に代えてスクレーパ９８に上記電源を接続するようにしてもよい。
【００４４】
図７は、図６に示す形態に加えて、帯電ブラシ９０が設けられた形態を示す。これにより、ベルト２上の未転写トナーの極性を帯電ブラシ９０により均一にした後、帯電極性が均一になったベルト２上のトナーをクリーニングローラ５４により効率よく回収できるため、トナーの回収性能を向上させることができる。なお、帯電ブラシ９０の構成は、図５に示す形態と同様であり、帯電ブラシ９０に代えて種々の帯電部材を使用することもできる。
【００４５】
〔３．クリーニングローラのポリウレタンフォーム層〕
図８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％以下である。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。したがって、ポリウレタンフォーム層５８の表面のセルに異物が滞留して固着することを防止でき、これにより、ポリウレタンフォーム層５８による掻き取り性が悪化したり、ポリウレタンフォーム層５８の表面の固着物により中間転写ベルト２の表面が損傷したりすることを防止できる。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と比較すると内部に異物が詰まり難い。そのため、クリーニングローラ５４による異物の回収性能を長期に亘って良好に維持できる。
【００４６】
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３０個以上６０個以下である。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１インチ当たりのセル数（１００個程度）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１インチ当たりのセル数（２５個程度）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と中間転写ベルト２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ベルト２上の付着物に接触させることができ、ベルト２上の付着物を良好に掻き取ることができる。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、トナーや外添剤等によりセルが埋め尽くされてしまうことがなく、セルの壁面によりベルト２上の付着物を確実に掻き取ることができる。
【００４７】
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さを有する。本明細書において、ポリウレタンフォーム層５８の硬さは、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。ポリウレタンフォーム層５８の硬度の測定方法を具体的に説明すると、直径５５ｍｍのアルミニウム製の円板からなる押し当て面を有する金属製の測定台の上方において、クリーニングローラ５４の芯金５６の両端を可動式の支持部材により支持し、支持部材を駆動することでクリーニングローラ５４を下方へ移動させて、クリーニングローラ５４のポリウレタンフォーム層５８を測定台の押し当て面に押し当てる。つまり、クリーニングローラ５４に対し、押し当て面がポリウレタンフォーム層５８の厚み方向に押し込まれる。ポリウレタンフォーム層５８の厚みが元の７０％になるまで押し当て面が押し込まれた時点で支持部材を停止させ、この状態で押し当て面が受ける荷重の大きさを測定する。このようにして測定されるポリウレタンフォーム層５８の硬さは、１ｇｆ／ｍｍ以上５ｇｆ／ｍｍ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の硬さは、一般的な独立気泡構造のポリウレタンフォーム層の硬さ（８．５ｇｆ／ｍｍ程度）よりも小さく、一般的な連続気泡構造のポリウレタンフォーム層の硬さ（０．８ｇｆ／ｍｍ程度）よりも大きいこととなる。ポリウレタンフォーム層５８の硬さを２ｇｆ／ｍ以上とすることで、ポリウレタンフォーム層５８によるベルト２上の付着物の掻き取り力を十分に確保でき、これにより、ベルト２上の付着物が、中間転写ベルト２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の硬さを６ｇｆ／ｍ以下とすることで、ポリウレタンフォーム層５８が過剰な力で中間転写ベルト２の外周面を押圧することを防止して、これにより、中間転写ベルト２上の付着物がポリウレタンフォーム層５８により押し潰されて中間転写ベルト２の表面にフィルミング（被膜）が発生することを防止できる。
【００４８】
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、１５０μｍ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、中間転写ベルト２上の付着物に接触する頻度が高く、より確実にベルト２上の付着物を掻き取ることができる。これにより、平均粒径が４．５μｍ以上７．０μｍ以下である小粒径のトナーを使用する場合であっても、ポリウレタンフォーム層５８によりトナー及びそのトナーの外添剤を確実に掻き取ることができる。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。
【００４９】
さらにまた、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。ポリウレタンフォーム層５８の密度を０．２ｇ／ｃｍ３以下とすることで、ポリウレタンフォーム層５８の柔軟性を十分に確保して、中間転写ベルト２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。また、ポリウレタンフォーム層５８の密度を０．０３ｇ／ｃｍ３以上とすることで、ポリウレタンフォーム層５８の強度を十分に確保することができる。
【００５０】
中間転写ベルト２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１０２Ωｃｍ以上１０６Ωｃｍ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、中間転写ベルト２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。
【００５１】
〔４．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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
このようにして製造されたポリウレタンフォームを、芯金に固定し、所望の形状に加工することで、クリーニングローラ５４が製造される。なお、必要に応じて、ポリウレタンフォームに芯金を固定する前に、導電性物質等を含有する溶液へポリウレタンフォームを含浸させる工程と、溶液へ含浸させた後のポリウレタンフォームを乾燥させる工程を設けてもよい。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【実施例】
【００６６】
中間転写ベルト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、密度および体積抵抗率の好適な値を確認した。
【００６７】
画像形成装置としては、コニカミノルタ社製のｂｉｚｈｕｂ  Ｃ６５０を使用し、中間転写ベルト用のクリーニング部材として、クリーニングブラシの代わりに上記実施形態に係る第１のクリーニングローラ５４を画像形成装置に搭載し、図６に示す形態とした。
【００６８】
中間転写ベルト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１６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１６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。
【００６９】
【表１】
2010237715.tif 000003
【００７０】
材料１〜材料１６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。
【００７１】
トナーとしては、平均粒径が異なる２種類のトナー（トナーＡ及びトナーＢ）を使用し、平均粒径が４．５μｍであるトナーＡを使用する実験例Ａ１〜実験例Ａ１６と、平均粒径が７．０μｍであるトナーＢを使用する実験例Ｂ１〜実験例Ｂ１６を設定した。全ての実験例において、金属ローラ９６からクリーニングローラ５４を経て中間転写ベルトまで−３０μＡの直流電流が流れるように、金属ローラ９６に電圧を印加した。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中間転写ベルトに対して所謂カウンタ方向に設定して、中間転写ベルトの周速度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）を０．５に設定した。各実験例について、使用するポリウレタンフォーム層の材料は、表２及び表３に示す通りである。各実験例のポリウレタンフォーム層には、表２及び表３に示す体積抵抗率となるように導電性を付与した。また、各実験例について、中間転写ベルトへのクリーニングローラの接触圧、中間転写ベルトとクリーニングローラとの接触ニップ幅、及び中間転写ベルトへのクリーニングローラの食い込み量を表２及び表３に示すように設定した。
【００７２】
実験例ごとに、雰囲気温度２８℃相対湿度８５％の環境下で上記の画像形成装置を使用してベタ画像を５万枚連続プリントし、連続プリント初期の画質、用紙裏面のトナー汚れの有無、及び連続プリント終了後の中間転写ベルトの表面の傷に関する評価を行った。
【００７３】
用紙裏面の汚れに関する評価は、用紙裏面の汚れが発生しなかった場合を「なし」と表し、用紙裏面の汚れが発生した場合は発生時のプリント枚数を表した（表２及び表３参照）。
【００７４】
中間転写ベルトの傷に関する評価は、傷が発生しなかった場合を「Ａ」で表し、軽微な傷が発生した場合を「Ｂ」で表し、傷の発生が顕著であった場合を「Ｃ」で表した（表２及び表３参照）。
【００７５】
表２及び表３に示す試験結果について検討する。
【００７６】
材料１〜材料１２を使用した実験例Ａ１〜実験例Ａ１２及び実験例Ｂ１〜実験例Ｂ１２については、初期の画質の評価、用紙裏面のトナー汚れに関する評価、及び中間転写ベルトの傷に関する評価がいずれも良好であった。これに対して、材料１３〜材料１６を使用した実験例Ａ１３〜実験例Ａ１６及び実験例Ｂ１３〜実験例Ｂ１６については、一部を除いて評価が悪かった。
【００７７】
材料１３を使用した実験例Ａ１３及び実験例Ｂ１３の結果について詳細に検討する。実験例Ａ１３では、５０００枚プリントした時点で用紙裏面のトナー汚れが発生し、実験例Ｂ１３では、１００００枚プリントした時点で用紙裏面のトナー汚れが発生した。これは、材料１３の１インチ当たりのセル数（２５個）が他の材料の１インチ当たりのセル数（３０〜６５個）よりも少ないことから、セルの壁面が中間転写ベルト上の付着物に接触する頻度が低く、中間転写ベルト上の付着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。また、実験例Ａ１３と実験例Ｂ１３では、クリーニング不良により中間転写ベルトの外周面に固着物が発生し、この固着物がクリーニングローラにより押圧されることで、中間転写ベルトの表面に軽微な傷が発生したものと考えられる。加えて、連続プリント初期の画質が悪かった理由は、クリーニング不良によりベルト上に残されたトナーが用紙に転写（二次転写）されてしまった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１インチ当たりのセル数は３０個以上であることが好ましいことが分かった。
【００７８】
材料１４を使用した実験例Ａ１４及び実験例Ｂ１４の結果について詳細に検討する。実験例Ａ１４では、３０００枚プリントした時点で用紙裏面のトナー汚れが発生し、実験例Ｂ１４では、５０００枚プリントした時点で用紙裏面のトナー汚れが発生した。これは、材料１４の１インチ当たりのセル数（６５個）が他の材料の１インチ当たりのセル数（２５〜６０個）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現像剤等の異物により埋め尽くされてしまい、セルの壁面によりベルト上の付着物を十分に掻き取れなくなったためだと考えられる。また、クリーニング不良により中間転写ベルトの外周面に固着物が発生し、この固着物がクリーニングローラにより押圧されることで、中間転写ベルトの外周面が傷ついたものと考えられる。このことから、ポリウレタンフォーム層の１インチ当たりのセル数は６０個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１インチ当たりのセル数は３０個以上６０個以下であることが好ましい。
【００７９】
材料１５を使用した実験例Ａ１５及び実験例Ｂ１５の結果について詳細に検討する。実験例Ａ１５では、１００００枚プリントした時点で用紙裏面のトナー汚れが発生し、実験例Ｂ１５では、１２０００枚プリントした時点で用紙裏面のトナー汚れが発生した。これは、材料１５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１５が完全な独立気泡構造に近い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の構造上、クリーニングローラに掻き取られた異物がポリウレタンフォーム層の内部に入り込み難く、クリーニングローラ表面のセルが異物で埋め尽くされやすいため、セルの壁面が中間転写ベルトの外周面に接触し難くなり、クリーニング性能が悪化したためだと考えられる。また、ポリウレタンフォーム層の表面のセル内で異物の凝集物または固着物が生じ、これらの凝集物または固着物により中間転写ベルトの外周面に軽微な傷が発生したものと考えられる。これらのことから、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。
【００８０】
材料１６を使用した実験例Ａ１６及び実験例Ｂ１６の結果について詳細に検討する。実験例Ａ１６では、５０００枚プリントした時点で用紙裏面のトナー汚れが発生し、実験例Ｂ１６では、７０００枚プリントした時点で用紙裏面のトナー汚れが発生した。これは、材料１６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、プリント枚数の増加に伴いポリウレタンフォーム層の内部に異物が蓄積されていき、クリーニングローラの掻き取り力が低下したためだと考えられる。また、クリーニング不良により中間転写ベルトの外周面に固着物が発生し、この固着物がクリーニングローラにより押圧されることで、中間転写ベルトの表面に顕著な傷が発生したものと考えられる。これらのことから、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。
【００８１】
また、いずれの評価も良好であった実験例Ａ１〜実験例Ａ１２及び実験例Ｂ１〜実験例Ｂ１２では、ポリウレタンフォーム層の硬さが１〜５ｇｆ／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１ｇｆ／ｍｍ以上５ｇｆ／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。
【００８２】
さらに、いずれの評価も良好であった実験例Ａ１〜実験例Ａ１２及び実験例Ｂ１〜実験例Ｂ１２では、ポリウレタンフォーム層の平均セル径が１５０〜５００μｍ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、１５０μｍ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。
【００８３】
加えて、いずれの評価も良好であった実験例Ａ１〜実験例Ａ１２及び実験例Ｂ１〜実験例Ｂ１２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。
【００８４】
また、いずれの評価も良好であった実験例Ａ１〜実験例Ａ１２及び実験例Ｂ１〜実験例Ｂ１２では、ポリウレタンフォーム層の体積抵抗率が１０２Ωｃｍ〜１０６Ωｃｍである。このことから、ポリウレタンフォーム層の体積抵抗率が１０２Ωｃｍ以上１０６Ωｃｍ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。
【００８５】
さらに、平均粒径が４．５μｍであるトナーＡを使用した実験例Ａ１〜実験例Ａ１２、及び平均粒径が７．０μｍであるトナーＢを使用した実験例Ｂ１〜実験例Ｂ１２において、いずれの評価も良好であったことから、平均粒径が４．５μｍ以上７．０μｍ以下である小粒径のトナーを使用する場合、上述の諸条件を満たすことで中間転写ベルト上のトナーを確実に回収できることを確認できた。
【００８６】
【表２】
2010237715.tif 000004
【００８７】
【表３】
2010237715.tif 000005
【符号の説明】
【００８８】
１：画像形成装置、２：中間転写ベルト、３：作像部、４：駆動ローラ、５：従動ローラ、８：二次転写ローラ、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：帯電装置、２８：露光装置、３０：画像光、３２：通路、３４：現像装置、３６：一次転写装置、３８：シー、５４：中間転写ベルト用クリーニングローラ（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：中間転写ベルト用クリーニングローラ（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、６６，６８：中間転写ベルトとクリーニングローラとの接触部（ニップ部）、７０：掻き取り部材、８０：ポリウレタンフォーム層のセル、８２：セル壁面の開口。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年9月2日(2010.9.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、
静電潜像を担持し且つ該静電潜像にトナーが付着することでトナー像が形成される１又は複数の静電潜像担持体と、
該静電潜像担持体上のトナー像を転写させるための無端状の中間転写ベルトと、
該中間転写ベルト上のトナー像を記録シート上に転写する転写手段と、
上記中間転写ベルトの外周面に接触して配置されているクリーニングローラと、を備えた乾式の画像形成装置において、
上記クリーニングローラは、芯金と、該芯金の外周面を覆うとともに外周面が上記中間転写ベルトに接触するポリウレタンフォーム層とを有し、
上記中間転写ベルトへの上記クリーニングローラの接触圧が５Ｎ／ｍ以上３０Ｎ／ｍ以下であり、
上記中間転写ベルトへの上記ポリウレタンフォーム層の食い込み量が、上記ポリウレタンフォーム層の厚みの５％以上４０％以下であり、
上記クリーニングローラの周方向において上記クリーニングローラと上記中間転写ベルトとの接触ニップ幅が３ｍｍ以上８ｍｍ以下であり、
上記ポリウレタンフォーム層は、ポリオールと、イソシアネートと、気泡形成用の気体と、イソシアネートとの化学反応により気体を発生させる発泡剤とを混合して製造されるものであり、
上記ポリウレタンフォーム層は、表面における１インチ当たりのセル数が３０個以上６０個以下であり、
上記ポリウレタンフォーム層の表面におけるセルの壁面の開口率が３％以上５０％以下であり、
上記ポリウレタンフォーム層は、該ポリウレタンフォーム層の厚さの表面側３０％分の深さまで上記ポリウレタンフォーム層が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が１ｇｆ／ｍｍ以上５ｇｆ／ｍｍ以下とされ、
上記セルの径の平均値が１５０μｍ以上５００μｍ以下であり、
上記ポリウレタンフォーム層の密度が０．０３ｇ／ｃｍ３以上０．２ｇ／ｃｍ３以下であり、
上記ポリウレタンフォーム層の体積抵抗率が１０２Ωｃｍ以上１０６Ωｃｍ以下であることを特徴とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像を担持し且つ該静電潜像にトナーが付着することでトナー像が形成される１又は複数の静電潜像担持体と、
該静電潜像担持体上のトナー像を転写させるための無端状の中間転写ベルトと、
該中間転写ベルト上のトナー像を記録シート上に転写する転写手段と、
上記中間転写ベルトの外周面に接触して配置されているクリーニングローラと、を備えた乾式の画像形成装置において、
上記クリーニングローラは、芯金と、該芯金の外周面を覆うとともに外周面が上記中間転写ベルトに接触するポリウレタンフォーム層とを有し、
上記中間転写ベルトへの上記クリーニングローラの接触圧が５Ｎ／ｍ以上３０Ｎ／ｍ以下であり、
上記中間転写ベルトへの上記ポリウレタンフォーム層の食い込み量が、上記ポリウレタンフォーム層の厚みの５％以上４０％以下であり、
上記クリーニングローラの周方向において上記クリーニングローラと上記中間転写ベルトとの接触ニップ幅が３ｍｍ以上８ｍｍ以下であり、
上記ポリウレタンフォーム層は、ポリオールと、イソシアネートと、気泡形成用の気体と、イソシアネートとの化学反応により気体を発生させる発泡剤とを混合して製造されるものであり、
上記ポリウレタンフォーム層は、表面における１インチ当たりのセル数が３０個以上６０個以下であり、
上記ポリウレタンフォーム層の表面におけるセルの壁面の開口率が３％以上５０％以下であり、
上記ポリウレタンフォーム層は、該ポリウレタンフォーム層の厚さの表面側３０％分の深さまで上記ポリウレタンフォーム層が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が１ｇｆ／ｍｍ以上５ｇｆ／ｍｍ以下とされ、
上記セルの径の平均値が１５０μｍ以上５００μｍ以下であり、
上記ポリウレタンフォーム層の密度が０．０３ｇ／ｃｍ３以上０．２ｇ／ｃｍ３以下であり、
上記ポリウレタンフォーム層の体積抵抗率が１０２Ωｃｍ以上１０６Ωｃｍ以下であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
上記ポリウレタンフォーム層の内部に含まれた付着物を掻き出すための掻き出し部材が、上記クリーニングローラの外周面に接触して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
上記クリーニングローラとは別のクリーニング部材が上記中間転写ベルトの外周面に接触して配置されてい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。