(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置の像担持体の表面を帯電させる帯電材料からなる被清掃部材に回転しながら接触して、該被清掃部材に付着した異物を除去する異物除去部を有するクリーナーにおいて、
前記異物除去部は、シャフトの外面に螺旋状に配設された連続気泡構造の連続気泡フォームからなり、該連続気泡フォームの外表面および連続気泡の内壁面に樹脂コーティング層が設けられており、該連続気泡フォームの密度が該樹脂コーティング層を設ける前に比べて２１〜４３％増加している
ことを特徴とするクリーナー。
【請求項２】
前記連続気泡フォームはポリウレタンフォームであり、前記樹脂コーティング層はエマルジョン樹脂を乾燥付着させたものである請求項１記載のクリーナー。
【請求項３】
前記エマルジョン樹脂は、アクリル樹脂、フッ素樹脂、酢酸ビニル樹脂から選択された何れか１つである請求項２記載のクリーナー。
【請求項４】
前記異物除去部は、前記樹脂コーティング層を設けた該異物除去部を前記被清掃部材の外周面に接触させた状態で、前記シャフトを前記被清掃部材の回転に連れ回り回転させるようになっている請求項１〜３の何れか一項に記載のクリーナー。
【請求項５】
画像形成装置の像担持体の表面を帯電させる帯電材料からなる被清掃部材の表面に回転しながら接触して、該被清掃部材の表面に付着した異物を除去する異物除去部を有するクリーナーの製造方法であって、
前記異物除去部を構成する連続気泡フォームのシートにコーティング用樹脂を含浸させる工程と、
前記シートに含浸させた前記コーティング用樹脂を乾燥させることで、該シートの外表面および前記連続気泡の内壁面に樹脂コーティング層を形成する工程と、
前記樹脂コーティング層を形成した連続気泡フォームをシャフトの外面に螺旋状に取り付ける工程と、を備え、
前記連続気泡フォームの密度が前記樹脂コーティング層を設ける前に比べて２１〜４３％増加するように当該樹脂コーティング層を形成する
ことを特徴とするクリーナーの製造方法。
【請求項６】
前記樹脂コーティング層をなす樹脂は、エマルジョン樹脂である請求項５記載のクリーナーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、画像形成装置における像担持体を帯電させる部材(例えば帯電ローラ)の表面を清掃するクリーナーと、このクリーナーを製造する方法とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コピー機、プリンタ、ファクシミリおよびこれらの複合機のように、電子写真方式を用いた画像形成装置が広く普及している。図６は、画像形成装置としてのレーザプリンタの要部を示す概略図であって、感光体ドラム１０、現像ローラ１２、転写ローラ１４、定着ローラ１６、帯電ローラ(チャージローラ)１８およびクリーナー２０等を備えている。この種のレーザプリンタは、帯電ローラ１８により感光体ドラム１０の外周面を均一に帯電させ、帯電した感光体ドラム１０の外周面１０ａにレーザ光で印刷データのパターンを照射して、該外周面１０ａに潜在画像を形成する。そして、現像ローラ１２によりトナーを前記潜在画像に付着させ、印刷用紙の裏側に位置する転写ローラ１４により感光体ドラム１０の外周面１０ａ上のトナーを該印刷用紙に転写した後、定着ローラ１６によりトナーを印刷用紙に定着させるものである。
【０００３】
前記帯電ローラ１８は、その外周面１８ａを前記感光体ドラム１０の外周面１０ａに接触させた状態で、該感光体ドラム１０の回転に同期して回転する。このため、前記帯電ローラ１８の外周面１８ａには、前記感光体ドラム１０の外周面１０ａに残留したトナーや印刷用紙から発生した紙粉等(以下「異物」という)が付着し易い。そこで、前記帯電ローラ１８に接触した状態で配設された前記クリーナー２０によって、外周面１８ａに付着した前記異物を拭取り除去するようになっている。なお、本明細書中では、前記感光体ドラム１０を「像担持体」と称し、また前記帯電ローラ１８を「被清掃部材」と称することがある。
【０００４】
前記クリーナー２０は、図６に示すように、シャフト２２の外周に異物除去部２４を備え、前記帯電ローラ１８の外周面１８ａに該異物除去部２４を接触させている。この異物除去部２４は、弾力性を有するウレタンフォーム等から形成されており、該異物除去部２４の拭取り面２４ａが該帯電ローラ１８の外周面１８ａに接触している。これにより、前記帯電ローラ１８の回転と同期して前記クリーナー２０が連れ回り回転することで、帯電ローラ１８の外周面１８ａに付着した前記異物が異物除去部２４で拭き取られる。このようなクリーナー２０は、特許文献１に開示されている。 
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】第２８４７５２４号特許公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで前記帯電ローラ１８は、前記感光体ドラム１０の外表面１０ａを均一に帯電させるために、例えば該帯電ローラ１８に直流電圧が印加されると共に、更にバイアス印加部により交流電圧をバイアスとして重畳印加させるようになっている。このため帯電ローラ１８の周辺には、高電圧に起因して放電生成物質(放電によるオゾンや窒素酸化物等の活性物質およびそれらの反応生成物)が発生する。従って、帯電ローラ１８に隣接して配設された前記クリーナー２０の異物除去部２４は、前記放電生成物質に常に晒されるために通常の耐用期間より劣化が早く進行し、使用途中に該異物除去部２４を構成するウレタンフォームが部分的に千切れてしまうことがある。ウレタンフォームが千切れて生じたウレタンフォームの細片は、前記帯電ローラ１８の外周面１８ａに静電気の作用下に付着し、次いで感光体ドラム１０の外周面１０ａへ移動して、潜像の形成を低下させる等の不具合が発生する原因となっている。
【０００７】
そこで本発明は、従来のクリーナーに内在する課題を好適に解決するべく提案されたものであって、異物除去部の劣化進行を抑制したクリーナー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】
【０００８】
前記課題を克服し、所期の目的を達成するため本願の請求項１に係る発明は、画像形成装置の像担持体の表面を帯電させる帯電材料からなる被清掃部材に回転しながら接触して、該被清掃部材に付着した異物を除去する異物除去部を有するクリーナーにおいて、
前記異物除去部は、シャフトの外面に螺旋状に配設された連続気泡構造の連続気泡フォームからなり、該連続気泡フォームの外表面および連続気泡の内壁面に樹脂コーティング層が設けられており、該連続気泡フォームの密度が該樹脂コーティング層を設ける前に比べて２１〜４３％増加していることを要旨とする。
請求項１に係る発明によれば、連続気泡フォームからなる螺旋状の異物除去部は、外表面および連続気泡の内壁面に樹脂コーティング層が設けられているので、例えば帯電ローラ(被清掃部材)から発生する放電生成物質に晒された状態で使用されても、連続気泡フォームの異物除去部が早期に劣化するのを防止し得る。これにより、クリーナーの使用中に、螺旋状に配設した異物除去部を形成する連続気泡フォームが千切れることがなく、従って千切れたフォーム片が飛散することがないので、像担持体としての感光体ドラムや帯電ローラの機能を阻害しない。
【０００９】
請求項２に係る発明では、前記連続気泡フォームはポリウレタンフォームであり、前記樹脂コーティング層はエマルジョン樹脂を乾燥付着させたものである。
請求項２に係る発明によれば、樹脂コーティング層をなすエマルジョン樹脂がポリウレタンフォームの連続気泡内部へ進入して該連続気泡の内壁面にも付着する。このためエマルジョン樹脂は、ポリウレタンフォームの外表面だけでなく連続気泡の内壁面にも及んで均一な樹脂コーティング層になる。
【００１０】
請求項３に係る発明で前記エマルジョン樹脂は、アクリル樹脂、フッ素樹脂、酢酸ビニル樹脂から選択された何れか１つである。
請求項３に係る発明によれば、異物除去部の外表面および連続気泡の内壁面に、アクリル樹脂からなる樹脂コーティング層や、フッ素樹脂からなる樹脂コーティング層や、酢酸ビニル樹脂からなる樹脂コーティング層を選択的に設けることが可能である。
【００１２】
請求項４に係る発明では、前記異物除去部は、前記樹脂コーティング層を設けた該異物除去部を前記被清掃部材の外周面に接触させた状態で、前記シャフトを前記被清掃部材の回転に連れ回り回転させるようになっている。
請求項４に係る発明によれば、シャフトの外面に螺旋状に配設された異物除去部の外表面に樹脂コーティング層が設けられているので、該異物除去部に千切れが発生する可能性を抑制し得る。
【００１３】
請求項５に係る発明では、画像形成装置の像担持体の表面を帯電させる帯電材料からなる被清掃部材の表面に回転しながら接触して、該被清掃部材の表面に付着した異物を除去する異物除去部を有するクリーナーの製造方法であって、
前記異物除去部を構成する連続気泡フォームのシートにコーティング用樹脂を含浸させる工程と、
前記シートに含浸させた前記コーティング用樹脂を乾燥させることで、該シートの外表面および前記連続気泡の内壁面に樹脂コーティング層を形成する工程と、
前記樹脂コーティング層を形成した連続気泡フォームをシャフトの外面に螺旋状に取り付ける工程と、を備え、
前記連続気泡フォームの密度が前記樹脂コーティング層を設ける前に比べて２１〜４３％増加するように当該樹脂コーティング層を形成することを要旨とする。
請求項５に係る発明によれば、異物除去部を構成する連続気泡フォームの外表面および連続気泡の内壁面に樹脂コーティング層を好適に形成することができる。
【００１４】
請求項６に係る発明で前記樹脂コーティング層における樹脂は、エマルジョン樹脂である。
請求項６に係る発明によれば、エマルジョン樹脂の樹脂コーティング層を連続気泡フォームに施すことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係るクリーナーによれば、異物除去部に樹脂コーティング層を設けたことにより、該クリーナーを長期に亘り使用しても、該異物除去部の劣化の進行を低く抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例に係るクリーナーの部分斜視図である。
【図２】実施例および比較例に関する評価試験の一覧図である。
【図３】(ａ)は、異物除去部を形成するためのシートの斜視図、(ｂ)は、シートに対するエマルジョン樹脂の含浸工程を示す説明図、(ｃ)は、シートに対するエマルジョン樹脂の含浸量調整、エマルジョン樹脂の乾燥、両面テープの装着およびシートのカットを同時に行う工程の説明図である。
【図４】シャフトの外面に配設する前の異物除去部を中間省略して示す斜視図である。
【図５】シャフトに異物除去部を螺旋状に巻き付ける状態を示す説明図である。
【図６】クリーナーが配設された画像形成装置の要部を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、本発明に係るクリーナーおよびその製造方法につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下に説明する。
【実施例】
【００１８】
(クリーナー３０の構成)
実施例のクリーナー３０は、図１に示すように、シャフト３２と、該シャフト３２の外周面に配設された異物除去部３４とから構成されている。前記シャフト３２は金属の真直な丸棒部材であり、その長手方向の両端部が軸受部(図示せず)で回転自在に支持されるようになっている。なお、前記シャフト３２の材質は金属に限られず、熱硬化性もしくは熱可塑性の樹脂を材質としてもよく、更に炭素繊維の複合材料からなる丸棒部材であってもよい。また、前記異物除去部３４は、弾力性を有する帯状の部材であって、前記シャフト３２の外面に螺旋状に巻き付けることで配設されている。実施例に係るクリーナー３０は、図６に示す従来のクリーナー２０と同様に、前記異物除去部３４の外面である拭取り面３４ｂを前記帯電ローラ１８の外周面１８ａに接触させた状態で、前記シャフト３２と共に軸回りに回転させられる。
【００１９】
(異物除去部３４について)
前記異物除去部３４は、連続気泡構造の連続気泡フォームから形成されている。この異物除去部３４は、図４に示すように、前記シャフト３２へ取付ける前は、真っ直ぐな角棒状の帯状部材であり、その長手方向と直交して破断した断面が長方形になっている。そして、前記長方形における断面の長い辺を取付面３４ａとすることで、前記シャフト３２の回転に伴って生ずる摩擦に対して、安定した回転が確保される。また異物除去部３４は、長手方向に延在して前記シャフト３２の外面に密着する前記取付面３４ａと、該取付面３４ａの裏側において前記帯電ローラ１８の外周面１８ａに接触する拭取り面３４ｂと、これら取付面３４ａおよび拭取り面３４ｂの間にあって長手方向へ延在する第１側面３４ｃおよび第２側面３４ｄとを備えている。この異物除去部３４は、前記シャフト３２の外面に前記取付面３４ａが適宜の接着手段により接着されて、該シャフト３２に沿って螺旋状に軸線方向へ巻回されて延在している。
【００２０】
前記異物除去部３４は、ポリエーテル系の連続気泡構造のポリウレタンフォームからなり、弾性的な圧縮変形、曲げ変形および捻れ変形が可能である。実施例では、イノアックコーポレーション社製；品番ＥＰ７０を使用した。このポリウレタンフォームは、セル径；２００〜２５０μｍ、密度；８０ｋｇ／ｍ３、アスカーＦ硬度；９０°であり、ＪＩＳ Ｋ６４００−２：２０１２Ｄ法に基づく硬さは、７２Ｎ(ニュートン)である。
【００２１】
(樹脂コーティング層３６について)
実施例の異物除去部３４は、連続気泡フォーム、例えばポリウレタンフォームの外表面および連続気泡を画成する骨格の壁面に、後述する樹脂コーティング層３６が設けられている。この樹脂コーティング層３６は、ポリウレタンフォームの連続気泡に物理的強度を与えることができる。これにより、前記帯電ローラ１８(被清掃部材)に接触するよう配設されたクリーナー３０の異物除去部３４は、前記放電生成物質に晒された状態で使用しても、所定の耐用期間に亘ってポリウレタンフォームの劣化が抑えられ、該ポリウレタンフォームが千切れて飛散するおそれが減少する。
【００２２】
前記樹脂コーティング層３６を形成するには、公知のエマルジョン樹脂が採用される。このエマルジョン樹脂は、前記ポリウレタンフォームに含浸させた状態で水を含む溶媒が蒸発して乾燥することで、該ポリウレタンフォームの外表面および連続気泡の骨格の壁面に前記樹脂コーティング層３６を形成する。実施例では、アクリル樹脂、フッ素樹脂、酢酸ビニル樹脂のうちの何れか１つから選択したエマルジョン樹脂により、前記樹脂コーティング層３６が形成される。
【００２３】
前記異物除去部３４は、ポリウレタンフォームの外表面および連通気泡の内壁面に樹脂コーティング層３６を設けたことにより、該ポリウレタンフォームの密度は、該樹脂コーティング層３６を設ける前(７０ｋｇ／ｍ３)に比べて、固形分増加量の百分率として２１〜４３％程度大きくなっている（実施例参照）。また、ＪＩＳ Ｋ６４００−２：２０１２Ｄ法に基づく硬さは、樹脂コーティング層３６を設ける前(７２Ｎ)に対して僅かに硬い７３Ｎである。また引張強度は、樹脂コーティング層３６を設ける前に比べて、２０〜３０％程度高い。従って、樹脂コーティング層３６を設けた異物除去部３４は、弾性変形、すなわち圧縮変形、捻れ変形および曲げ変形が可能である。
【００２４】
(異物除去部の評価試験について)
実施例のクリーナー３０を含む複数の形態のクリーナーについて、異物除去部３４の物性等の評価試験を行った。この評価試験では、前記異物除去部３４の形態の違い、前記樹脂コーティング層３６の有無の違い、樹脂コーティング層３６の材質の違い等による各種クリーナーにおける異物除去部３４の千切れ発生有無の判定と、密度、引張強度および伸び等を測定した。図２に、評価試験の内容および試験結果を示す。
【００２５】
前記帯電ローラ１８のクリーナーは、異物除去部の形態別に分類すると、(１)実施例の如くシャフト３２の外面に螺旋状に巻回した異物除去部３４を備えた形態(以降「螺旋巻き形態」という)、(２)シャフト３２の外周全体を覆う円筒状の異物除去部３４を備えた形態(以降「円筒ロール形態」という)、(３)帯電ローラ１８の外周面１８ａにパッド状の異物除去部３４が回転せずに押し付けられる形態(以降「押圧パッド形態」という)の３種類がある。そこで、評価試験では、実施例のクリーナー３０と同じ螺旋巻き形態については、異物除去部３４の樹脂コーティング層３６を形成する樹脂としてアクリル樹脂、フッ素樹脂、酢酸ビニル樹脂の３種類を準備し、各樹脂毎に樹脂コーティング層３６のコーティング量が異なる２種類を準備した。また、比較例として、異物除去部３４に樹脂コーティング層を設けない螺旋巻き形態を準備すると共に、前記円筒ロール形態および押圧パッド形態のものを夫々準備した。そして、円筒ロール形態および押圧パッド形態では、樹脂コーティング層を設けた異物除去部３４および該樹脂コーティング層を設けていない異物除去部３４の２種類ずつを準備した。以下に、各実施例および各比較例について説明する。
【００２６】
(実施例Ａ１,Ａ２について)
実施例Ａ１および実施例Ａ２は、樹脂コーティング層３６をアクリル樹脂で形成したものである。ここで、アクリル樹脂は、昭和電工株式会社製：ＡＴ−１１５を採用した。実施例Ａ１と実施例Ａ２とは、樹脂コーティング層３６を形成するアクリル樹脂のコーティング量を異ならせることで固形分増加量が異なっている。すなわち、実施例Ａ１では固形分増加量が２４％であり、実施例Ａ２では固形分増加量が３５％である。
【００２７】
(実施例Ｆ１,Ｆ２について)
実施例Ｆ１および実施例Ｆ２は、樹脂コーティング層３６をフッ素樹脂で形成したものである。ここで、フッ素樹脂は、ダイキン株式会社製：ＥＫ−３７０９Ｓ２１Ｒを使用した。実施例Ｆ１と実施例Ｆ２とは、樹脂コーティング層３６を形成するフッ素樹脂のコー15 ティング量を異ならせることで固形分増加量が異なっている。すなわち、実施例Ｆ１では固形分増加量が２１％であり、実施例Ｆ２では固形分増加量が３３％である。
【００２８】
(実施例Ｖ１,Ｖ２について)
実施例Ｖ１および実施例Ｖ２は、樹脂コーティング層３６を酢酸ビニル樹脂で形成したものである。ここで、酢酸ビニル樹脂は、昭和電工株式会社製：ＢＸ−８４００を使用した。実施例Ｖ１と実施例Ｖ２とは、樹脂コーティング層３６を形成する酢酸ビニル樹脂のコーティング量を異ならせることで固形分増加量が異なっている。すなわち、実施例Ｖ１では固形分増加量が２８％であり、実施例Ｖ２では固形分増加量が４３％である。
【００２９】
(比較例について)
比較例１および比較例２は、螺旋巻き形態の異物除去部３４を備えたものである。ここで、比較例１は、樹脂コーティング層３６を設けない異物除去部３４について、帯電ローラ１８に電圧を印加した状態で試験を実行した場合であり、比較例２は、樹脂コーティング層３６を設けない異物除去部３４について、帯電ローラ１８に電圧を印加しない状態で試験を実施した場合である。
【００３０】
比較例３および比較例４は、円筒ロール形態の異物除去部３４を備えたものである。ここで、比較例３は、アクリル樹脂の樹脂コーティング層を設けない異物除去部３４により試験を実行した場合であり、比較例４は、アクリル樹脂の樹脂コーティング層を設けた異物除去部３４により試験を実行したものである。
【００３１】
比較例５および比較例６は、押圧パッド形態の異物除去部３４を備えたものである。ここで、比較例５は、アクリル樹脂の樹脂コーティング層を設けない異物除去部３４により試験を実行したものであり、比較例６は、アクリル樹脂の樹脂コーティング層を設けた異物除去部３４により試験を実行したものである。
【００３２】
なお、樹脂コーティング層を設けた異物除去部では、ポリウレタンフォームに樹脂材料を含浸させる際に、浸透剤としてジオクチルスルホンコハク酸ナトリウムを使用し、また消泡剤としてサンノプコ株式会社製：ＮＯＰＣＯＮＸＺを使用した。前記浸透剤は、ポリウレタンフォームとエマルジョン樹脂との界面活性を高め、エマルジョン樹脂を連続気泡構造の内部にまで浸透含浸させるものである。
【００３３】
(異物除去部の千切れ有無評価)
前記評価試験においては、各実施例および各比較例において、同一の設定時間(１０，０００分)に亘って異物除去部３４により帯電ローラ１８の外表面１６ａをクリーニングした後に、該異物除去部３４のポリウレタンフォームに千切れが発生したか否かを目視確認した。ここで、異物除去部３４のポリウレタンフォームに千切れが発生していない場合には良好「○」と評価し、該ポリウレタンフォームに千切れが発生していた場合には不良「×」と評価した。この評価における１０，０００分は、従来の耐久評価時間よりも長いものである。
【００３４】
(異物除去部の密度測定)
異物除去部３４の密度を、ＪＩＳ Ｋ７２２２(発泡プラスチック及びゴム−見掛け密度の求め方)に準拠した測定方法に基づいて測定した。ここで密度は、樹脂コーティング層３６を設けていない異物除去部の密度(塗布前密度)と、樹脂コーティング層３６を設けた異物除去部３４の密度(塗布後密度)とを夫々測定した。
【００３５】
(異物除去部の引張強度測定)
異物除去部３４の引張強度を、ＪＩＳ Ｋ６４００−５(引張強さ、伸び及び引裂強さの求め方)に準拠した測定方法に基づいて測定した。ここで引張強度は、樹脂コーティング層３６を設けていない異物除去部の引張強度(塗布前引張強度)と、樹脂コーティング層３６を設けた異物除去部３４の引張強度(塗布後引張強度)とを夫々測定した。
【００３６】
(異物除去部の伸び測定)
異物除去部３４の伸びを、ＪＩＳ Ｋ６４００−２(引張強さ、伸び及び引裂強さの求め方)に準拠した測定方法に基づいて測定した。ここで伸びは、樹脂コーティング層３６を設けていない異物除去部の伸び(塗布前伸び)と、樹脂コーティング層３６を設けた異物除去部３４の伸び(塗布後伸び)とを夫々測定した。
【００３７】
(異物除去部の硬さ測定)
異物除去部３４の硬さを、ＪＩＳ Ｋ６４００−２：２０１２Ｄ法(硬さ及び圧縮応力−ひずみ特性の求め方：元厚に対して２５％圧縮して２０秒後の応力値を測定する方法)に準拠した測定方法に基づいて測定する。ここで硬さは、樹脂コーティング層３６を設けていない異物除去部の硬さ(塗布前硬さ)と、樹脂コーティング層３６を設けた異物除去部３４の硬さ(塗布後硬さ)とを夫々測定した。
【００３８】
(異物除去部の千切れ有無評価結果について)
先ず、図２に示す比較例１から明らかなように、螺旋巻き形態の異物除去部３４を備えたクリーナーにおいて、該異物除去部３４に樹脂コーティング層３６を設けていない場合では、帯電ローラ１８に電圧を印加していなければ、ポリウレタンフォームの千切れの発生は確認できず、良好「○」と評価された。しかし、螺旋巻き形態の異物除去部３４を備えたクリーナー３０において、該異物除去部３４に樹脂コーティング層３６を設けていない場合で、かつ帯電ローラ１８に電圧を印加していると、ポリウレタンフォームの千切れ発生が確認されて不良「×」と評価された。従って、螺旋巻き形態の異物除去部３４では、帯電ローラ１８に電圧を印加することが、ポリウレタンフォームの千切れが発生する原因であることが確認された。
【００３９】
次に、図２に示すように、帯電ローラ１８に電圧を印加した状態では、異物除去部３４にアクリル樹脂製の樹脂コーティング層３６を設けた実施例Ａ１,Ａ２、異物除去部３４にフッ素樹脂製の樹脂コーティング層３６を設けた実施例Ｆ１,Ｆ２、異物除去部３４に酢酸ビニル製の樹脂コーティング層３６を設けた実施例Ｖ１,Ｖ２の全てにおいて、ポリウレタンフォームの千切れ発生は確認できず、何れの実施例でも良好「○」と評価された。これに対し、前述した如く、帯電ローラ１８に電圧を印加した状態において、螺旋巻き形態において異物除去部３４に樹脂コーティング層３６を設けていない比較例１では、ポリウレタンフォームの千切れ発生が確認され、該比較例１では不良「×」と評価された。従って、螺旋巻き形態の異物除去部３４では、アクリル樹脂製、フッ素樹脂製および酢酸ビニル製のうちの何れかの樹脂コーティング層３６を設けることで、帯電ローラ１８に電圧を印加した状態であっても、ポリウレタンフォームに千切れが発生しないことから、該樹脂コーティング層３６がポリウレタンフォームの千切れ発生を防止するうえで効果的である。
【００４０】
一方、比較例３,４の円筒ロール形態の異物除去部３４を備えたクリーナー３０および比較例５,６の押圧パッド形態の異物除去部３４を備えたクリーナー３０では、該異物除去部３４に樹脂コーティング層３６が設けられた場合および該異物除去部３４に樹脂コーティング層３６が設けられていない場合の何れにおいても、ポリウレタンフォームの千切れ発生は確認できず、良好「○」と評価された。従って、ポリウレタンフォームの千切れは、実施例のクリーナー３０のような螺旋巻き形態の異物除去部３４に特有の問題であることが確認された。
【００４１】
(異物除去部の密度について)
ＪＩＳ Ｋ７２２２に基づく異物除去部の密度は、実施例Ａ１,Ａ２,Ｆ１,Ｆ２,Ｖ１,Ｖ２において、夫々７０→８７ｋｇ／ｍ３(２４％増加)、７０→９５ｋｇ／ｍ３(３５％増加)、７０→８５ｋｇ／ｍ３(２１％増加)、７０→９３ｋｇ／ｍ３(３３％増加)、７０→９０ｋｇ／ｍ３(２８％増加)、７０→１００ｋｇ／ｍ３(４３％増加)であった。すなわち、異物除去部の密度の増加分は約２０〜４５％であった。
【００４２】
(固形分増加量について)
従って、実施例Ａ１,Ａ２,Ｆ１,Ｆ２,Ｖ１,Ｖ２における樹脂コーティング層３６の増加分(固形分増加量)は、前記密度の増加分であるから、夫々２４％、３５％、２１％、３３％、２８％、４３％である。ここで、前述した如く、実施例Ａ１,Ａ２,Ｆ１,Ｆ２,Ｖ１,Ｖ２では、何れも異物除去部３４のポリウレタンフォームの千切れが発生しなかったことに鑑みると、樹脂コーティング層３６による固形部増加量を２０％以上とすることで、異物除去部３４の材質であるポリウレタンフォームに千切れの発生を有効に防止し得ることが確認された。
【００４３】
(異物除去部の引張強度について)
ＪＩＳ Ｋ６４００−５に基づく異物除去部３４の引張強度は、樹脂コーティング層３６を設けていない異物除去部では１６７．９ｋｇ／ｍ３で程度であった。これに対して、樹脂コーティング層３６を設けた異物除去部３４の引張強度は、実施例Ａ１,Ａ２,Ｆ１,Ｆ２,Ｖ１,Ｖ２において、夫々１６７．９→１９８．６ｋｇ／ｍ３(１８％増加)、１６７．９→２１２．５(２７％増加)、１６７．９→１９５．１(１６％増加)、１６７．９→２０９．８(２５％増加)、１６７．９→２００．２(１９％増加)、１６７．９→２１４．５(２８％増加)であった。すなわち、異物除去部の引張強度は、実施例Ａ１,Ｆ１,Ｖ１では１６〜１９％増加すると共に、樹脂コーティング層３６を形成する樹脂量を更に多くした実施例Ａ２,Ｆ２,Ｖ２では２５〜２８％増加している。従って、樹脂コーティング層３６(固形分)を形成する樹脂量を多くすることで、異物除去部３４の引張強度を増加させ得ることが確認された。
【００４４】
(異物除去部の伸びについて)
ＪＩＳ Ｋ７２２２に基づく異物除去部の伸びは、樹脂コーティング層３６を設けていない異物除去部では１４４％であった。これに対して、樹脂コーティング層３６を設けた異物除去部３４では、実施例Ａ１,Ａ２,Ｆ１,Ｆ２,Ｖ１,Ｖ２において、夫々１４４→１５２％、１４４→１９２％、１４４→１５０％、１４４→１９０％、１４４→１５５％、１４４→１９０％であった。すなわち、実施例Ａ１,Ｆ１,Ｖ１よりも実施例Ａ２,Ｆ２,Ｖ２のほうが、破断するまでの伸びが大きくなっており、樹脂コーティング層３６(固形分)を形成する樹脂量を多くすることで、異物除去部３４の伸びを大きくさせ得ることが確認された。
【００４５】
(異物除去部の硬さについて)
ＪＩＳ Ｋ６４００−２:２０１２Ｄ法に基づくポリウレタンフォームの硬さは、樹脂コーティング層３６を設けていない場合が７２Ｎ程度であった。これに対して、樹脂コーティング層３６を設けた場合の硬さは、実施例Ａ１,Ａ２,Ｆ１,Ｆ２,Ｖ１,Ｖ２において何れも７３Ｎ程度であった。従って、異物除去部３４の硬さは、樹脂コーティング層３６を設けた場合でも微増に留まることが確認された。これは、樹脂コーティング層３６が設けられた異物除去部３４を備えたクリーナー３０は、該異物除去部３４の拭取り面３４ｂを帯電ローラ１８の外周面１８ａに接触させた状態で回転する際の抵抗が微増に抑えられて、従来同様の画像形成装置の駆動源を使用できることを意味する。
【００４６】
以上の評価試験結果から、螺旋巻き形態の異物除去部３４を備えた実施例のクリーナー３０では、該異物除去部３４を構成するポリウレタンフォームの外表面および連通気泡の内壁面に、アクリル樹脂、フッ素樹脂および酢酸ビニル樹脂のうちの何れか１つの樹脂から形成された樹脂コーティング層３６を設けることで、前記帯電ローラ１８から発生する放電生成物質によるポリウレタンフォームの千切れが、所定の耐用期間内に発生することを好適に抑止することができる。そして、実施例のクリーナー３０の如き螺旋巻き形態の異物除去部３４は、樹脂コーティング層３６による密度の増加分を６０％以下とすることで、ポリウレタンフォームの千切れを抑止することができる。また、樹脂コーティング層３６を設けた異物除去部３４は、樹脂コーティング層３６を設けない異物除去部よりも引張強度が増加しているので耐久性が向上する。
【００４７】
(製造方法について)
次に、前述のように構成された実施例のクリーナー３０の製造方法について、図３〜図５を引用して説明する。
【００４８】
(シートの成形工程)
先ず、図示しないポリウレタンフォームのブロック体から、図３(ａ)に示す形状のシート３８を切り出す。シート３８は、その厚みが前記異物除去部３４の高さＨと同じであり、複数の異物除去部３４にカット可能な縦横サイズとする。
【００４９】
(エマルジョン樹脂の含浸工程)
次に、図３(ｂ)に示すように、前記シート３８を、貯留槽４２内に貯留されたエマルジョン樹脂ＥＭ内に浸漬させて、該エマルジョン樹脂ＥＭを該シート３８に含浸させる。エマルジョン樹脂ＥＭは、前記アクリル樹脂、フッ素樹脂または酢酸ビニル樹脂の何れかの樹脂の微細粒を水中に分散させてあると共に、浸透剤および消泡剤が添加されている。ここで、浸透剤は、ポリウレタンフォームの連通気泡内へエマルジョン樹脂ＥＭが進入するのを助けるものであり、実施例ではジオクチルスルホンコハク酸ナトリウムが使用される。また、消泡剤は、エマルジョン樹脂ＥＭの泡立ちを防ぎ、ポリウレタンフォームの連通気泡内への濡れ性を高める。実施例ではサンノプコ株式会社製：ＮＯＰＣＯＮＸＺが使用される。
【００５０】
(含有量調整工程)
次に、図３(ｃ)に示すように、エマルジョン樹脂ＥＭが含浸したシート３８を、該シート３８の厚みより狭い所要間隔に位置調整した含浸量調整ローラ４４,４４間に通過させて、エマルジョン樹脂ＥＭの余剰分をシート３８から絞り出し、所定量のエマルジョン樹脂が該シート３８に含浸した状態とする。そして、シート３８を含浸量調整ローラ４４,４４間に通過させることで、該シート３８を構成するポリウレタンフォームの外表面および連通気泡の内壁面に、エマルジョン樹脂ＥＭが均等に行き渡るようにし得る。
【００５１】
(乾燥工程)
次に、図３(ｃ)に示すように、所定量のエマルジョン樹脂ＥＭが含浸している前記シート３８を、恒温手段４６内に保持して、所定温度(実施例では５０℃)で所定時間(実施例では３時間)に亘って加熱して、該エマルジョン樹脂ＥＭに含まれた水分を蒸発させる。そして、エマルジョン樹脂ＥＭの水分が完全に蒸発させることで、シート３８を構成するポリウレタンフォームの外表面および連通気泡の内壁面に、樹脂固形分からなる前記樹脂コーティング層３６を形成する。
【００５２】
(両面テープ装着工程)
次に、図３(ｃ)に示すように、樹脂コーティング層３６が設けられたシート３８において、前記異物除去部３４の取付面３４ａとなる外面に、接着手段を装着する。実施例では、接着手段として、両面テープ３７が採用される。
【００５３】
(シートのカット工程)
次に、図３(ｃ)に示すように、樹脂コーティング層３６が形成されると共に両面テープ３７が装着された前記ポリウレタンフォームからなるシート３８を、該シート３８の縦方向において、第１カッタ４８により前記異物除去部３４の幅Ｗと同じ間隔毎に短冊状にカットする。また、短冊状にカットしたシート３８を、該シート３８の横方向において、第２カッタ５０により前記異物除去部３４の長さＬと同じ長さにカットする。これにより、図４に示すように、短手方向の断面が幅Ｗ、高さＨの矩形状をなすと共に、長さＬの角棒状をなす異物除去部３４が成形される。
【００５４】
(異物除去部３４の取り付け)
次に、図５に示すように、異物除去部３４の取付面３４ａを、該取付面３４ａに配設した前記両面テープ３７を利用して前記シャフト３２の外面に接着しながら、当該異物除去部３４をシャフト３２の外面に螺旋状に取り付ける。これにより、螺旋巻き形態の異物除去部３４を備えた実施例のクリーナー３０が形成される。
【００５５】
実施例のクリーナー３０によれば、連続気泡構造のポリウレタンフォームから形成された異物除去部３４は、その外表面および連続気泡の内壁面に樹脂コーティング層３６が設けられているので、帯電ローラ１８から発生する放電生成物質に晒された状態で使用されても、ポリウレタンフォームが早期に劣化するのを防止し得る。これにより、クリーナー３０の使用中に、異物除去部３４を形成するポリウレタンフォームが千切れることがないので、千切れたポリウレタンフォーム片が帯電ローラ１８の外周面１８ａに付着することがなく、該帯電ローラ１８の機能を阻害しない。
【００５６】
そして、異物除去部３４に設けられた樹脂コーティング層３６は、アクリル樹脂、フッ素樹脂および酢酸ビニル樹脂のうちの何れか１つが含まれたエマルジョン樹脂から形成される。このエマルジョン樹脂は、異物除去部３４をなすポリウレタンフォームに含浸させた際に、該ポリウレタンフォームの連続気泡内の全体に行き渡るようになる。従って、異物除去部３４は、ポリウレタンフォームの外表面および連続気泡の内壁面に亘って樹脂コーティング層３６が設けられており、帯電ローラ１８の周辺に発生する放電生成物質から該ポリウレタンフォームを保護することができる。特に、前記アクリル樹脂、フッ素樹脂および酢酸ビニル樹脂は、何れも帯電ローラ１８の周辺に発生する放電生成物質に対する耐性に優れているので、前記放電生成物質からポリウレタンフォームを適切に保護し得る。
【００５７】
そして、樹脂コーティング層３６が設けられた異物除去部３４の密度は、該樹脂コーティング層３６が設けられていないポリウレタンフォームの密度の５〜６０％の重量増加となるようにし、好ましくは、１０〜５０％、より好ましくは２０〜４５％の重量増加とするのが望ましい。樹脂コーティング層３６が設けられた異物除去部３４の重量増加を前記範囲内とすることで、樹脂コーティング層３６によりポリウレタンフォームの保護が図られると共に、該異物除去部３４の表面硬度、柔軟性および弾力性を阻害することなく、該異物除去部３４の引張強度および伸び等の物理的強度を向上させることができる。
【００５８】
そして、シャフト３２の外面に螺旋状に巻回した螺旋巻き形態の異物除去部３４は、前記条件により樹脂コーティング層３６を設けたことにより、該異物除去部３４のポリウレタンフォームが早期に劣化して千切れることが抑制される。すなわち、異物除去部３４は、拭取り面３４ｂと第１側面３４ｃとの境界端縁および該拭取り面３４ｂと第２端面３４ｄとの境界端縁が角張っているため、該拭取り面３４ｂが帯電ローラ１８の外周面１８ａに接触して回転する際に、該境界端縁に負荷が掛かる。しかし、実施例の異物除去部３４は、ポリウレタンフォームの外表面に樹脂コーティング層３６が設けられていることで、螺旋巻き形態であっても前記各境界端縁におけるポリウレタンフォームの千切れの発生を好適に抑制し得る。
【００５９】
また、実施例のクリーナーの製造方法によれば、アクリル樹脂、フッ素樹脂および酢酸ビニル樹脂のうちの何れかの樹脂の粒を水中に含んだエマルジョン樹脂を、異物除去部３４をなす連続気泡構造のポリウレタンフォームに含浸させて樹脂コーティング層３６を形成するようにした。従って、エマルジョン樹脂を、ポリウレタンフォームの外表面および連続気泡内へ進入した状態で乾燥させることで、ポリウレタンフォームの外表面および連続気泡の内壁面を被覆する樹脂コーティング層３６を形成することができる。また、エマルジョン樹脂を乾燥させて樹脂コーティング層３６を形成するので、ポリウレタンフォームの連続気泡内が樹脂コーティング層３６で塞がれることが防止され、該ポリウレタンフォームの弾力性が殆ど阻害されず、異物除去部３４を帯電ローラ１８の外周面１８ａに適切な弾力で接触させるようにし得る。
【００６０】
(変更例)
本発明に係るクリーナーは、実施例に限らず種々の変更が可能である。
（１）異物除去部は、実施例の外形形状に限らず、様々な形状のものを採用することが可能である。
（２）シャフトの外面に螺旋状に配設される異物除去部の巻回ピッチは、様々に変更可能である。
（３）シャフトの外面に螺旋状に配設される異物除去部は、複数本を巻き付けるようにして形成することも可能である。
（４）異物除去部の製造方法は、シートの形成時に、シートの長さを異物除去部と同じ長さに予めカットするようにしてもよい。また、異物除去部の長さにカットしたシートをエマルジョン樹脂を含浸させる工程と、該エマルジョン樹脂を含浸したシートを加熱して樹脂コーティング層を形成する工程と、樹脂コーティング層が形成されたシートを、異物除去部の幅にカットする工程とを、非連続で実行するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１８ 帯電ローラ，１８ａ 外周面，３２ シャフト，３４ 異物除去部，
３４ｂ 拭取り面(外表面)，３６ 樹脂コーティング層，３８ シート
【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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