(57)【要約】【課題】損失正接のピーク温度が接触部において摂氏０度以上のものや、支持部において摂氏０度未満または１０度以上のものに比べて、異音、ヘタリ、および先端の欠けが発生し難い除去部材を提供する。【解決手段】除去部材３６１は、いわゆる二層構造のクリーニングブレードであり、接触部３６１１と支持部３６１２とを有する。接触部３６１１は、像保持体３１に接触して像保持体３１の表面に付着したトナーなどの物質を除去する。接触部３６１１を構成する第１材料は、損失正接のピーク温度が摂氏０度未満となるように調整された材料である。支持部３６１２は、接触部３６１１が像保持体３１に接触する部位の反対側から接触部３６１１を支持する。支持部３６１２を構成する第２材料は、損失正接のピーク温度が摂氏０度以上１０度未満となるように調整された材料である。除去部材３６１の接触部３６１１によって掻き落とされた物質はケース３６０に収容される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
損失正接のピーク温度が摂氏０度未満の第１材料で構成され、像保持体に接触して当該像保持体に付着した物質を除去する接触部と、
損失正接のピーク温度が摂氏０度以上１０度未満の第２材料で構成され、前記接触部が前記像保持体に接触する部位の反対側から当該接触部を支持する支持部とを有する
ことを特徴とする除去部材。
【請求項２】
前記第１材料は、１００％モジュラスの値が６メガパスカル以上である
ことを特徴とする請求項１に記載の除去部材。
【請求項３】
請求項１または２に記載の除去部材と、
媒体に形成される像を保持する像保持体であって、付着した物質を前記除去部材によって除去される像保持体と
を有す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、除去部材、および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、像保持体上の付着物を掻き取るためのエッジ部を含むクリーニング部と、そのクリーニング部を像保持体に押圧するための支持部とを有する２層構造のクリーニングブレードであって、ｔａｎδピーク温度（後述）が像保持体の表面温度付近である複合ゴム材料でクリーニング部を構成し、ｔａｎδピーク温度がクリーニング部のｔａｎδピーク温度よりも低い複合ゴム材料で支持部を構成したクリーニングブレードが記載されている。
特許文献２には、ｔａｎδピーク温度が１０℃未満であり、２３℃における１００％モジュラスの値が６ＭＰａ〜１２ＭＰａである材料によって、エッジ層が形成されたブレード部材が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−５５５８２号公報
【特許文献２】特開２０１１−１９７３０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、損失正接のピーク温度が接触部において摂氏０度以上のものや、支持部において摂氏０度未満または１０度以上のものに比べて、異音、ヘタリ、および先端の欠けが発生し難い除去部材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】
【０００５】
本発明の請求項１に係る除去部材は、損失正接のピーク温度が摂氏０度未満の第１材料で構成され、像保持体に接触して当該像保持体に付着した物質を除去する接触部と、損失正接のピーク温度が摂氏０度以上１０度未満の第２材料で構成され、前記接触部が前記像保持体に接触する部位の反対側から当該接触部を支持する支持部とを有することを特徴とする。
【０００６】
本発明の請求項２に係る除去部材は、請求項１に記載の態様において、前記第１材料は、１００％モジュラスの値が６メガパスカル以上であることを特徴とする。
本発明の請求項３に係る画像形成装置は、請求項１または２に記載の除去部材と、媒体に形成される像を保持する像保持体であって、付着した物質を前記除去部材によって除去される像保持体とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１、３に係る発明によれば、損失正接のピーク温度が接触部において摂氏０度以上のものや、支持部において摂氏０度未満または１０度以上のものに比べて、異音、ヘタリ、および先端の欠けが発生し難くなる。
請求項２に係る発明によれば、損失正接のピーク温度が接触部において摂氏０度以上のものや、支持部において摂氏０度未満または１０度以上のものに比べて、像保持体に接触する部位の摩耗量が低減される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す図。
【図２】ドラムクリーナの構成を示す図。
【図３】欠けサイクル評価の試験結果を示す図。
【図４】異音評価の試験結果を示す図。
【図５】ヘタリ量評価の試験結果を示す図。
【図６】摩耗量評価の試験結果を示す図。
【図７】変形例におけるドラムクリーナの構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
１．実施形態
１−１．画像形成装置の全体構成
図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の全体構成を示す図である。同図に示すように、画像形成装置１は、現像部１３と、転写部１４と、定着部１５と、搬送部１６とを有している。
搬送部１６は、容器と搬送ロールとを有する。容器には媒体としての用紙Ｐが収容される。容器に収容されている用紙Ｐは、図示しない制御部の指示により搬送ロールによって１枚ずつ取り出され、用紙搬送路を経由して転写部１４へと搬送される。なお、媒体は用紙に限らず、例えば樹脂製のシートなどであってもよい。要するに、媒体は、表面に画像を記録し得るものであればよい。
【００１０】
現像部１３は、像保持体３１と、帯電器３２と、露光装置３３と、現像装置３４と、一次転写ロール３５と、ドラムクリーナ３６とを有している。像保持体３１は、電荷発生層や電荷輸送層を有する感光体ドラムであり、図示しない駆動部により図中の矢線Ｄ１３の方向に回転させられる。帯電器３２は像保持体３１の表面を帯電させる。露光装置３３はレーザ発光源やポリゴンミラーなど（いずれも図示せず）を有し、図示しない制御部の制御の下、画像データに応じたレーザ光を、帯電器３２により帯電させられた後の像保持体３１に向けて照射する。これにより、像保持体３１には潜像が保持される。なお、上記の画像データは、画像形成装置１が図示しない通信部を介して外部装置から取得したものであってもよい。外部装置とは、例えば原画像を読み取る読取装置や画像を示すデータを記憶した記憶装置などである。現像装置３４は現像剤を像保持体３１に供給する。これにより像保持体３１には、画像が形成（現像）される。
【００１１】
一次転写ロール３５は転写部１４の中間転写ベルト４１が像保持体３１と対向する位置において予め定めた電位差を生じさせ、この電位差によって中間転写ベルト４１に画像を転写する。ドラムクリーナ３６は、画像の転写後に像保持体３１の表面に残留している未転写のトナーを取り除き、像保持体３１の表面を除電する。
【００１２】
転写部１４は、中間転写ベルト４１と、二次転写ロール４２と、ベルト搬送ロール４３と、バックアップロール４４と、ベルトクリーナ４９とを有しており、現像部１３によって形成された画像を用紙Ｐに転写する転写部である。中間転写ベルト４１は無端のベルト部材であり、ベルト搬送ロール４３およびバックアップロール４４はこの中間転写ベルト４１を張架する。ベルト搬送ロール４３およびバックアップロール４４の少なくとも１つには駆動部（図示せず）が備えられており、中間転写ベルト４１を図１の矢印Ｄ１４方向に移動させる。なお、駆動部を有しないベルト搬送ロール４３またはバックアップロール４４は、中間転写ベルト４１の移動に伴って回転する。中間転写ベルト４１が図１の矢印Ｄ１４方向に移動して回転することにより、中間転写ベルト４１上の画像は、二次転写ロール４２とバックアップロール４４とに挟まれる領域に移動させられる。
【００１３】
二次転写ロール４２は、中間転写ベルト４１との電位差によって、中間転写ベルト４１上の画像を搬送部１６から搬送されてきた用紙Ｐに転写させる。ベルトクリーナ４９は、中間転写ベルト４１の表面に残留している未転写のトナーを取り除く。そして、転写部１４または搬送部１６は、画像が転写された用紙Ｐを定着部１５へと搬送する。定着部１５は、加熱によって用紙Ｐに転写された画像を定着させる。
【００１４】
１−２．ドラムクリーナの構成
図２は、ドラムクリーナ３６の構成を示す図である。図２に示すように、ドラムクリーナ３６は、ケース３６０、除去部材３６１、および保持部材３６２を有する。ドラムクリーナ３６は、他に像保持体３１の表面を除電する機構やその表面に潤滑剤を供給する機構などを有していてもよい。
【００１５】
ケース３６０は、像保持体３１に対向する側に開口部を有する筐体であり、天井板に固定された保持部材３６２を有する。保持部材３６２は、除去部材３６１の一端を保持し、他端をケース３６０の開口部から露出させて、決められた圧力（以下、接触圧という）および決められた角度（以下、接触角度という）で像保持体３１に対して接触させる。なお、図２に示すように、像保持体３１の接触点における接平面と、除去部材３６１の接触部３６１１が伸びる方向との角度θが接触角度である。
【００１６】
除去部材３６１は、いわゆる二層構造のクリーニングブレードであり、接触部３６１１と支持部３６１２とを有する。接触部３６１１は、像保持体３１に接触して像保持体３１の表面に付着したトナーなどの物質を除去する。支持部３６１２は、接触部３６１１が像保持体３１に接触する部位の反対側から接触部３６１１を支持する。除去部材３６１の接触部３６１１によって掻き落とされた上記の物質はケース３６０に収容されメンテナンスの際に画像形成装置１から取り除かれる。
【００１７】
なお、図２に示す保持部材３６２は、除去部材３６１のうち支持部３６１２の側を保持しているが、接触部３６１１の側を保持してもよいし、接触部３６１１および支持部３６１２の両方に接触して除去部材３６１を保持してもよい。
【００１８】
接触部３６１１および支持部３６１２の各材料は、以下の規定を満たすものが用いられる。すなわち、接触部３６１１を構成する第１材料は、損失正接のピーク温度が摂氏０度未満となるように調整された材料である。支持部３６１２を構成する第２材料は、損失正接のピーク温度が摂氏０度以上１０度未満となるように調整された材料である。
【００１９】
ここで、損失正接（以下、「ｔａｎδ」とも表記する）とは、Ｋ６３９４−２００７「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム？動的性質の求め方」に定める「損失正接」であって、損失弾性係数と貯蔵弾性係数との比である。損失正接は、材料の種類や温度により異なる値を示す。そして、損失正接のピーク温度（以下、「ｔａｎδピーク温度」とも表記する）とは、ある材料のガラス転移領域において、この損失正接が極大となる温度をいう。ｔａｎδの「δ」は、損失角である。
【００２０】
第１材料および第２材料はいずれも、例えば、ポリオールとポリイソシアネートと架橋剤とを反応させることにより製造されるポリウレタンなどである。
【００２１】
ポリオールとしては、ジオールと二塩基酸との脱水縮合で得られるポリエステルポリオール、ジオールとアルキルカーボネートの反応により得られるポリカーボネートポリオール、カプロラクトン系のポリオール、ポリエーテルポリオールなどが用いられる。
また、ポリオールと反応させるポリイソシアネートとしては、例えば、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、２，６−トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、１，６−ヘキサンジイソシアネート（ＨＤＩ）、１，５−ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）および３，３−ジメチルフェニル−４，４−ジイソシアネート（ＴＯＤＩ）などが用いられる。
架橋剤としては、ジオール（２官能）、トリオール（３官能）、ジアミノ化合物（２官能）などが用いられる。
【００２２】
上述したポリオールおよび架橋剤に、ポリイソシアネートを配合し、イソシアネートの重量部、架橋剤の重量部および比率などを調整して反応させることにより、上述した規定を満たす第１材料および第２材料が製造される。
【００２３】
上述した規定を満たす第１材料により接触部３６１１を構成し、上述した規定を満たす第２材料により支持部３６１２を構成することによって除去部材３６１は、従来の除去部材に比べて、異音、ヘタリ、および先端の欠けが発生し難い部材となる。
【００２４】
２．試験例
ポリオール、架橋剤、およびポリイソシアネートの比率などを調整した複数の材料についてｔａｎδピーク温度を測定し、それら複数の材料を接触部３６１１または支持部３６１２としてそれぞれ組み合わせて用いた場合の各種性能を評価した。
【００２５】
なお、材料のｔａｎδピーク温度の測定方法として具体的には、動的粘弾性自動測定器：レオバイブロン（オリエンテック社製）を使用し、測定周波数１０Ｈｚで低温側（−４５℃）から０．１℃／分で高温側（３５℃）まで昇温させて行った。
各温度におけるｔａｎδは、試験片の両端を測定機に固定し、一定の張力を加え、１０Ｈｚで歪をかけ、それによって試験に生じる応力を測定し、これを弾性応力に分解し、さらにこれらから貯蔵弾性率と損失弾性率を算出し、損失弾性率を貯蔵弾性率で除算することにより求めた。そして、求めた各温度におけるｔａｎδのうち最も高い値を示す温度をｔａｎδピーク温度として特定した。
【００２６】
２−１．欠けサイクル評価
欠けサイクル評価は、以下のようにして行った。得られた複数の材料をそれぞれ接触部３６１１に用いた除去部材３６１を富士ゼロックス社製ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅ−ＩＶＣ５５７５に搭載し、接触圧を２．０ｇｆ／ｍｍ、接触角度を１１°に合わせ、温度１０℃、相対湿度１５％で評価を行った。像保持体３１の表面に一ヶ所５０マイクロメートル（μｍ）の突起を設け、像保持体３１が２５サイクルする度にブレード先端、すなわち、接触部３６１１が像保持体３１と接触する部分を観察し、欠けの発生が観察されたサイクル数を欠けサイクル数とした。なお、欠けサイクル数が「０」となる場合は、初めの２５サイクルのうち、いずれか時点で欠けが発生した場合であるため、例えば１サイクルの時点で欠けの発生が観察された場合も含む。
【００２７】
図３は、欠けサイクル評価の試験結果を示す図である。図３の横軸は接触部３６１１を構成する第１材料として用いた物質のｔａｎδピーク温度（摂氏）である。図３の縦軸は、欠けサイクル数である。図３に示すとおり、第１材料のｔａｎδピーク温度が０℃以上であると、欠けサイクル数は０または２５であり、第１材料のｔａｎδピーク温度が０℃未満では、欠けサイクル数は１００以上であった。したがって、ｔａｎδピーク温度が０℃未満となるように第１材料を調整することで、先端の欠けの発生が抑制されることが分かった。
【００２８】
２−２．異音評価
異音評価は、以下のようにして行った。得られた複数の材料をそれぞれ支持部３６１２に用いた除去部材３６１を富士ゼロックス社製ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅ−ＩＶＣ５５７５に搭載し、接触圧を２．０ｇｆ／ｍｍ、接触角度を１１°に合わせ、温度２８℃、相対湿度８５％で、白紙である媒体に対して画像形成を２００回行ったときの音を人が聞き取ることにより異音評価を行った。
【００２９】
図４は、異音評価の試験結果を示す図である。図４の横軸は支持部３６１２を構成する第２材料として用いた物質のｔａｎδピーク温度（摂氏）である。図４の横軸は上記の２００回目の画像形成時に人によって聞き取られた異音を評価する指標（以下、異音指標という）である。なお、異音指標は、「０」が未発生、「１」が僅かな異音発生、「２」聞こえる異音発生、「３」が耳障りな異音発生を意味する。
【００３０】
図４に示すとおり、第２材料のｔａｎδピーク温度が０℃未満であると、異音指標は１以上となるが、第２材料のｔａｎδピーク温度が０℃以上では、異音指標は０であった。したがって、ｔａｎδピーク温度が０℃以上となるように第２材料を調整することで、異音の発生が抑制されることが分かった。
【００３１】
２−３．ヘタリ量評価
ヘタリ評価は、以下のようにして行った。得られた複数の材料をそれぞれ支持部３６１２に用いた除去部材３６１を富士ゼロックス社製ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅ−ＩＶＣ５５７５のドラムクリーナ３６に組み込み、除去部材３６１の像保持体３１への食い込み量を１．５ミリメートルに合わせ、温度５０℃、相対湿度９５％に１ヶ月間放置した。そして放置後の食い込み量を測定し、初期設定からの変化量をヘタリ量とした。ヘタリ量が大きいほど除去部材３６１の接触圧が減少し、例えばトナーのすり抜けなどが発生するため、除去性能が低下することが分かっている。
【００３２】
図５は、ヘタリ量評価の試験結果を示す図である。図５の横軸は支持部３６１２を構成する第２材料として用いた物質のｔａｎδピーク温度（摂氏）である。図５の横軸は上記の放置後のヘタリ量（ミリメートル）である。
【００３３】
図５に示すとおり、第２材料のｔａｎδピーク温度が１０℃以上であると、ヘタリ量は０．２７以上となるが、第２材料のｔａｎδピーク温度が１０℃未満では、ヘタリ量は０．１３未満であった。したがって、ｔａｎδピーク温度が１０℃未満となるように第２材料を調整することで、ヘタリの発生が抑制されることが分かった。
【００３４】
３．変形例
以上が実施形態の説明であるが、この実施形態の内容は以下のように変形し得る。また、以下の変形例を組み合わせてもよい。
３−１．変形例１
上述した規定に加えて第１材料は、１００％モジュラスの値が６メガパスカル以上となるように調整されてもよい。１００％モジュラスの値とは、ＪＩＳのＫ６２５１−２０１０「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム？引張特性の求め方」に定める「所定伸び引張応力」であり、試験片に１００％の伸びを与えたときの引張力を試験片の初期断面積で除した値である。ここでは、試験温度として２５℃を採用する。これにより、第１材料によって構成される接触部３６１１の摩耗が抑制される。
【００３５】
調整した複数の材料について１００％モジュラスの値を測定し、それら複数の材料を接触部３６１１として用いた場合の摩耗量を評価した。摩耗量の評価は、以下のようにして行った。得られた複数の材料をそれぞれ接触部３６１１に用いた除去部材３６１を富士ゼロックス社製ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅ−ＩＶＣ５５７５に搭載し、接触圧を２．０ｇｆ／ｍｍ、接触角度を１１°に合わせ、温度２８℃、相対湿度８５％で２万枚の画像形成を行った後、温度１０℃、相対湿度１５％で２万枚、計４万枚の画像形成を行った。先端の摩耗量は、キーエンス社製レーザ顕微鏡ＶＫ−９５００にて断面プロファイルを観察し、摩耗部の断面積を計測した。
【００３６】
図６は、摩耗量評価の試験結果を示す図である。図６の横軸は接触部３６１１を構成する第１材料として用いた物質の１００％モジュラスの値（メガパスカル）である。図６の横軸は上述した放置後の摩耗量（平方マイクロメートル：１×１０-12ｍ2）である。
【００３７】
図６に示すとおり、第１材料の１００％モジュラスの値が６メガパスカル未満であると、摩耗量は２．８平方マイクロメートル以上となるが、第１材料の１００％モジュラスの値が６メガパスカル以上では、摩耗量は２．８平方マイクロメートル未満であった。したがって、１００％モジュラスの値が６メガパスカル以上となるように第１材料を調整することで、接触部３６１１の摩耗が抑制されることが分かった。
【００３８】
３−２．変形例２
上述した実施形態において画像形成装置１は、現像部１３を１つだけ有していたが、複数の現像部１３を有していてもよい。この場合、画像形成装置１は、複数の現像部１３のそれぞれに、対応する像保持体３１と、帯電器３２と、露光装置３３と、現像装置３４と、一次転写ロール３５と、ドラムクリーナ３６とを有していればよい。また、複数の現像部１３は、それぞれ異なる色のトナー像を形成してもよい。この場合、中間転写ベルト４１に異なる色のトナー像が重ねて転写され、用紙Ｐなどの媒体にカラー画像が形成される。
【００３９】
３−３．変形例３
上述した実施形態において除去部材３６１は、ドラムクリーナ３６に用いられていたが、ベルトクリーナ４９に用いられてもよい。この場合、除去部材３６１は、像保持体３１に代えて中間転写ベルト４１に付着した物質を除去すればよい。なお、像保持体３１および中間転写ベルト４１は、いずれも媒体に形成される像を保持する像保持体の一例である。
【００４０】
３−４．変形例４
上述した実施形態において、除去部材３６１の接触部３６１１と支持部３６１２とは、図２に示すように長さが同じであったが、異なる長さや形状であってもよい。
図７は、この変形例におけるドラムクリーナ３６の構成を示す図である。図７に示すように、接触部３６１１は、支持部３６１２よりも短い部材であってもよい。なお、図２において像保持体３１の軸方向から見て接触部３６１１および支持部３６１２は矩形であったが、これらの形状は矩形に限られず、例えば三角形や扇型であってもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１…画像形成装置、１３…現像部、１４…転写部、１５…定着部、１６…搬送部、３１…像保持体、３２…帯電器、３３…露光装置、３４…現像装置、３５…一次転写ロール、３６…ドラムクリーナ、３６０…ケース、３６１…除去部材、３６１１…接触部、３６１２…支持部、３６２…保持部材、４１…中間転写ベルト、４２…二次転写ロール、４３…ベルト搬送ロール、４４…バックアップロール、４９…ベルトクリーナ。
【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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