(57)【要約】【課題】クリーニング性能の向上が図られたクリーニングローラを提供する。【解決手段】電子写真装置の感光体の表面からトナーを掻き取るクリーニングローラであって、軸部材と、軸部材の外周上に設けられ、ゴムとマイクロカプセルとを含むゴム組成物により形成され、外周側表面に、感光体の表面からトナーを掻き取るトナー掻き取り構造として、マイクロカプセルにより形成された凹凸形状を有する半導電性ゴム層とを有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真装置の感光体の表面からトナーを掻き取るクリーニングローラであって、
軸部材と、
前記軸部材の外周上に設けられ、ゴムとマイクロカプセルとを含むゴム組成物により形成され、外周側表面に、前記感光体の表面からトナーを掻き取るトナー掻き取り構造として、前記マイクロカプセルにより形成された凹凸形状を有する半導電性ゴム層と
を有するクリーニングローラ。
【請求項２】
前記マイクロカプセルにより前記半導電性ゴム層の内部に形成された気泡の平均的な直径が、１００μｍ以上２００μｍ以下の範囲内の直径である請求項１に記載のクリーニングローラ。
【請求項３】
前記ゴム組成物における前記マイクロカプセルの含有量が、前記ゴム１００質量部に対し２質量部以上１０質量部以下の範囲内の含有量である請求項１または２に記載のクリーニングローラ。
【請求項４】
前記ゴム組成物のアスカーＣ硬度が、３０以上５０以下の範囲内の硬度である請求項１〜３のいずれか１項に記載のクリーニングローラ。
【請求項５】
前記ゴムが、エチレン・プロピレン・ジエンゴムである請求項１〜４のいずれか１項に記載のクリーニングローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クリーニングローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタ等の電子写真装置において、各種ローラが感光体の周囲に配置されて使用されている。感光体に形成されたトナー画像を用紙上に転写させる転写ローラの、感光体の回転方向下流側に、クリーニングローラ（クリーナローラ）が配置されている（例えば特許文献１参照）。クリーニングローラは、画像転写後に感光体表面に残った余分なトナーを取り除く。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−６６７９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の一目的は、クリーニング性能の向上が図られたクリーニングローラを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一観点によれば、
電子写真装置の感光体の表面からトナーを掻き取るクリーニングローラであって、
軸部材と、
前記軸部材の外周上に設けられ、ゴムとマイクロカプセルとを含むゴム組成物により形成され、外周側表面に、前記感光体の表面からトナーを掻き取るトナー掻き取り構造として、前記マイクロカプセルにより形成された凹凸形状を有する半導電性ゴム層と
を有するクリーニングローラ
が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
半導電性ゴム層の外周側表面に、感光体の表面からトナーを掻き取るトナー掻き取り構造として、マイクロカプセルにより形成された凹凸形状を有することで、クリーニング性能の向上が図られる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本発明の一実施形態によるクリーニングローラの、電子写真装置の感光体の周囲における配置態様を示す概略断面図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態によるクリーニングローラの全体構造を示す概略断面図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態によるクリーニングローラの半導電性ゴム層の外周側表面近傍の構造を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１〜図３を参照して、本発明の一実施形態によるクリーニングローラについて説明する。図１は、実施形態によるクリーニングローラの、電子写真装置の感光体の周囲における配置態様を示す概略断面図である。図２は、実施形態によるクリーニングローラの全体構造を示す概略断面図である。図３は、実施形態によるクリーニングローラの半導電性ゴム層の外周側表面近傍の構造を示す概略断面図である。
【０００９】
電子写真装置は、回転する感光体１と、感光体１の周囲に配置された帯電ローラ２、現像ローラ３、転写ローラ４、およびクリーニングローラ（クリーナローラ）５を有する。例えば帯電ローラ２を起点として、感光体１の回転方向下流側に向かって順に、帯電ローラ２、現像ローラ３、転写ローラ４、クリーニングローラ５が配置されている。
【００１０】
帯電ローラ２は、感光体１を静電気的に均一レベルに帯電させる。現像ローラ３は、感光体１上の静電潜在画像をトナーにより可視化する。転写ローラ４は、感光体１上に形成されたトナー画像を用紙６上に転写させる。クリーニングローラ５は、用紙６上への画像転写後に感光体１の表面に残った余分なトナーを取り除く。
【００１１】
クリーニングローラ５は、クリーニングローラ５に印加された電圧によって感光体１からトナーを引き付けることでトナーを取り除くとともに、感光体１の表面からトナーを掻き取ることでトナーを取り除く。
【００１２】
クリーニングローラ５は、例えば金属等の導電材料で形成された軸部材１０と、軸部材１０の外周上に設けられた半導電性ゴム層１１とを有する。半導電性ゴム層１１の外周側表面１２が、感光体１の表面に接触することにより、感光体１の表面からトナーが掻き取られる。なお、軸部材１０の材料や構造としては、必要に応じて公知のものを適宜用いることができる。
【００１３】
半導電性ゴム層１１は、ゴムとマイクロカプセル２０とを含むゴム組成物により形成されている。半導電性ゴム層１１を構成するゴム組成物に含まれるゴムとしては、好ましくはエチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ）を用いることができる。ＥＰＤＭの他のゴムとして、エチレン・プロピレンゴム（ＥＰＭ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、エピクロルヒドリンゴム、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等を用いることもできる。
【００１４】
半導電性ゴム層１１を構成するゴム組成物に含まれるマイクロカプセル２０としては、熱可塑性樹脂で形成された外殻２１を有し、当該外殻の内部に発泡剤が封入された熱膨張性マイクロカプセルを用いることができる。マイクロカプセルの外殻２１を構成する熱可塑性樹脂としては、例えば、塩化ビニリデン系共重合体、アクリロニトリル系共重合体、アクリル系共重合体等が用いられている。マイクロカプセルの発泡剤としては、イソブタンやイソペンタン等の炭化水素が主に用いられている。
【００１５】
マイクロカプセル２０は、半導電性ゴム層１１の成形工程において加熱により膨張して、半導電性ゴム層１１内に気泡２２を形成する。本実施形態による半導電性ゴム層１１に用いるマイクロカプセル２０としては、加熱膨張後の平均的な粒子直径が、例えば１００μｍ以上２００μｍ以下の範囲内の直径となるようなものであれば、つまり、マイクロカプセル２０により半導電性ゴム層１１の内部に形成された気泡２２の平均的な直径を、例えば１００μｍ以上２００μｍ以下の範囲内の直径とするようなものであれば、外殻２１や発泡剤の材料を特に問わずに、好ましく用いることができる。
【００１６】
半導電性ゴム層１１を構成するゴム組成物として、上述のようにマイクロカプセル２０を含有するものを用いたところ、半導電性ゴム層１１を構成するゴム組成物としてマイクロカプセルを含有しないものを用いた場合（比較形態として後述するような場合）と比べて、トナーの掻き取り性能、すなわちクリーニング性能が向上することが確認された。このようなクリーニング性能の向上の理由は明確ではないが、一つの理由としては、以下のようなものが考えられる。
【００１７】
半導電性ゴム層１１は、外周側表面１２が研磨された状態で仕上げられて、使用される。半導電性ゴム層１１の、研磨されて仕上げられた状態の外周側表面１２を、単に、導電性ゴム層１１の外周側表面１２と呼ぶこともある。半導電性ゴム層１１の内部に、平均的な直径が例えば１００μｍ〜２００μｍの気泡２２が形成されていることに伴い、半導電性ゴム層１１の外周側表面１２には、このような気泡２２に対応する形状や大きさの凹部１３を有する凹凸形状１４が形成されることとなる。
【００１８】
半導電性ゴム層１１の、上述のような凹凸形状１４を持つ外周側表面１２が、感光体１の表面に接触してトナーを掻き取る。凹凸形状１４の凹部１３のエッジ部１５が、トナーを掻き取りやすくしているものと推測される。つまり、本実施形態による半導電性ゴム層１１は、外周側表面１２に、感光体１の表面からトナーを掻き取るトナー掻き取り構造として、マイクロカプセル２０により形成された凹凸形状１４を有することで、クリーニング性能の向上が得られているのではないかと推測される。
【００１９】
なお、この際、半導電性ゴム層１１の凹部１３自体のエッジ部１５が、トナーを掻き取りやすくしているのではないかと推測される。このため、半導電性ゴム層１１の、研磨されて仕上げられた状態の外周側表面１２において、加熱膨張後のマイクロカプセル２０の外殻２１は、残っていても残っていなくてもよいと推測され、クリーニング性能の向上は外殻２１の材料には特に依存しないと推測される。なおここで、トナー粒子の典型的なサイズは、例えば１０μｍ以下程度である。
【００２０】
クリーニングローラ５の半導電性ゴム層１１を構成するゴム組成物がマイクロカプセル２０を含有していれば、マイクロカプセルを含有していない場合と比べて、クリーニング性能の向上は期待されるが、クリーニング性能の向上効果をより確実にするために、半導電性ゴム層１１を構成するゴム組成物におけるマイクロカプセル２０の含有量は、当該ゴム組成物に含まれるゴム１００質量部に対し例えば２質量部以上１０質量部以下の範囲内の含有量とすることが好ましい。マイクロカプセル２０の含有量が少なすぎ、例えば２質量部より少なくなると、マイクロカプセル含有による効果が得られにくくなる。また、マイクロカプセル２０の含有量が多すぎ、例えば１０質量部を超えると、例えば以下のようなことが懸念される。マイクロカプセル２０の含有量が多すぎると、半導電性ゴム層１１の外周側表面１２における凹部１３の分布密度が大きくなりすぎ、隣接するエッジ部１５同士の間の部分の平均的な幅が小さくなりすぎてしまうことになる。このため、クリーニングローラ５の動作中にエッジ部１５が（エッジ部１５間の部分が）削れやすくなり、トナー掻き取り性能低下を招くことが懸念される。
【００２１】
半導電性ゴム層１１を構成するゴム組成物には、上述のようなゴムおよびマイクロカプセル２０の他に、適宜、導電剤、加硫剤（架橋剤）、加硫助剤（架橋助剤）、充填剤、難燃剤、可塑剤、老化防止剤（酸化防止剤）、安定剤、着色剤、加工助剤、可塑剤、スコーチ防止剤、分散剤、離型剤等の添加剤が含まれていてもよい。例えば、半導電性ゴム層１１に導電性を付与する導電剤としては、例えばカーボンブラック等を添加することができる。
【００２２】
なお、半導電性ゴム層１１を構成するゴム組成物のアスカーＣ硬度は、３０以上５０以下の範囲内の硬度とすることが好ましい。ここで、硬度は、ＪＩＳ  Ｋ７３１２−１９９６（硬さ試験）に準拠したスプリング硬さ試験のタイプＣで測定される。
【００２３】
半導電性ゴム層１１の成形方法としては、半導電性ゴム層１１を構成するゴムやマイクロカプセル、導電剤、加硫剤、その他の必要な添加剤を混合して組成物を形成し、この組成物を、例えば押出成形や射出成形、圧縮成形等により成形する方法が挙げられる。また、半導電性ゴム層１１を軸部材１０の外周上に設ける方法としては、半導電性ゴム層１１を軸部材１０の外周上にクロスヘッド押出機を用いて直接成形してもよいし、円筒状に成形した半導電性ゴム層１１に軸部材１０を圧入してもよい。
【００２４】
より具体的には例えば、以下のようにして、本実施形態によるクリーニングローラ５を作製することができる。ゴムに、マイクロカプセル、導電剤、加硫剤、その他の必要な添加剤を混合して、未加硫のゴム組成物を準備する。ゴムとしては例えばＥＰＤＭが用いられる。マイクロカプセルとしては例えば大日精化工業株式会社製  ダイフォーム、松本油脂製薬株式会社製  マツモトマイクロスフェアー（登録商標）が用いられ、ゴム１００質量部に対して例えば２〜１０質量部程度添加される。導電剤としては例えばＡＳＴＭ分類でＨＡＦ，ＦＥＦ，ＳＲＦ，ＧＰＦ，ＭＡＦ，ＸＣＦ等のカーボンブラックが用いられ、ゴム１００質量部に対して例えば２０〜１００質量部程度添加される。
【００２５】
未加硫のゴム組成物を、所定形状のダイスを用いて押出機より押し出し、加熱して発泡させるとともに加硫させて、円筒状に成形した半導電性ゴム層１１を得る。このようにして成形された半導電ゴム層１１を、適当な長さに切断し軸部材１０に圧入して、クリーニングローラ５を作製する。軸部材１０の直径は例えば４〜１０ｍｍ程度である。半導電性ゴム層１１の厚さは例えば２〜５ｍｍ程度であり、半導電性ゴム層１１の外周直径は例えば６〜１５ｍｍ程度である。
【００２６】
本実施形態による半導電性ゴム層のサンプルとして、マイクロカプセルを含有し、平均的な気泡の直径（セル径）が１００〜２００μｍで、アスカーＣ硬度が３０〜５０（例えば４０程度）のサンプルを作製した。
【００２７】
また、比較形態による半導電性ゴム層のサンプルとして、マイクロカプセルを含有せず、化学発泡を用いて発泡させ、平均的なセル径が１７０〜２８０μｍで、アスカーＣ硬度３０〜５０（例えば４０程度）のサンプルを作製した。なお、実施形態のサンプルの半導電性ゴム層の方が、比較形態のサンプルの半導電性ゴム層と比べて、平均的なセル径が概して小径化されているということができる。
【００２８】
実施形態のサンプルの半導電性ゴム層を備えたクリーニングローラ（実施形態のクリーニングローラ）と、比較形態のサンプルの半導電性ゴム層を備えたクリーニングローラ（比較形態のクリーニングローラ）とを作製し、トナーの掻き取り性能を比較したところ、比較形態のクリーニングローラと比べて、実施形態のクリーニングローラの方が、トナーの掻き取り性能が高いこと、つまりクリーニング性能が高いことが確認された。このように、クリーニングローラの半導電性ゴム層として、マイクロカプセルにより発泡させたゴム層を用いる方が、化学発泡により発泡させたゴム層を用いる場合に比べて、高いクリーニング性能を得られることがわかった。
【００２９】
以上、実施形態に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【００３０】
以下、本発明の好ましい形態について付記する。
【００３１】
（付記１）
本発明の一態様によれば、
電子写真装置の感光体の表面からトナーを掻き取るクリーニングローラであって、
軸部材と、
前記軸部材の外周上に設けられ、ゴムとマイクロカプセルとを含むゴム組成物により形成され、外周側表面に、前記感光体の表面からトナーを掻き取るトナー掻き取り構造として、前記マイクロカプセルにより形成された凹凸形状を有する半導電性ゴム層と
を有するクリーニングローラが提供される。
【００３２】
（付記２）
付記１に記載のクリーニングローラであって、好ましくは、
前記マイクロカプセルにより前記半導電性ゴム層の内部に形成された気泡の平均的な直径が、１００μｍ以上２００μｍ以下の範囲内の直径である。
【００３３】
（付記３）
付記１または２に記載のクリーニングローラであって、好ましくは、
前記ゴム組成物における前記マイクロカプセルの含有量が、前記ゴム１００質量部に対し２質量部以上１０質量部以下の範囲内の含有量である。
【００３４】
（付記４）
付記１〜３のいずれか１つに記載のクリーニングローラであって、好ましくは、
前記ゴム組成物のアスカーＣ硬度が、３０以上５０以下の範囲内の硬度である。
【００３５】
（付記５）
付記１〜４のいずれか１つに記載のクリーニングローラであって、好ましくは、
前記ゴムが、エチレン・プロピレン・ジエンゴムである。
【符号の説明】
【００３６】
１  感光体
２  帯電ローラ
３  現像ローラ
４  転写ローラ
５  クリーニングローラ
６  用紙
１０  軸部材
１１  半導電性ゴム層
１２  外周側表面
１３  凹部
１４  凹凸形状
１５  エッジ部
２０  マイクロカプセル
２１  外殻
２２  気泡
【図１】
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【図２】
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【図３】
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