JP2010152156A - クリーニングブレード及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】像担持体の表面にフィルミングが発生するのを抑制することができるようにする。
【解決手段】先端部が像担持体の表面と当接させられ、像担持体の表面に残留する現像剤を除去するようになっている。そして、ｔａｎδピーク温度が８．６〔℃〕以上、かつ、４５〔℃〕未満であり、ヤング率が１３〔Ｍｐａ〕以上、かつ、１４０〔Ｍｐａ〕未満である弾性体から成る。ｔａｎδピーク温度が８．６〔℃〕以上、かつ、４５〔℃〕未満であり、ヤング率が１３〔Ｍｐａ〕以上、かつ、１４０〔Ｍｐａ〕未満であるので、クリーニングブレード１９Ｂｋ、１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃのスティック−スリップ運動を抑止することができ、像担持体の表面にフィルミングが発生するのを抑制することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、クリーニングブレード及び画像形成装置に関するものである。

従来、プリンタ、複写機、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置、例えば、プリンタにおいては、帯電ローラによって一様に帯電させられた像担持体としての感光体ドラムの表面をＬＥＤヘッドによって露光して静電潜像を形成し、現像ローラによって前記静電潜像を現像し、感光体ドラム上にトナー像を形成した後、転写ローラによってトナー像を用紙に転写し、定着器によって定着させるようになっている。また、用紙への転写が行われずに感光体ドラム上に残留したトナーは、クリーニング装置によって除去される。

該クリーニング装置は、例えば、ウレタンゴム等の弾性体から成る板状のクリーニングブレードを備え、該クリーニングブレードのエッジが所定の圧力で感光体ドラムの表面に当接させられ、感光体ドラムの表面に付着しているトナーを掻き取る。

そして、プリンタが置かれた環境が変化しても残留したトナーを十分に安定させて除去することができるように、ｔａｎδ（損失係数）ピーク温度を−１０〔℃〕より低くすることによって、クリーニングブレードに安定したゴム特性を持たせるようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２０００−１７２１４１号公報

しかしながら、前記従来のクリーニングブレードにおいては、ｔａｎδピーク温度が−１０〔℃〕より低いので、実際にプリンタが置かれる温度領域において、クリーニングブレードの分子運動性が高くなり、クリーニングブレードは、伸びやすく、曲がりやすいという特徴を有したゴム状態になる。

該ゴム状態は、単純な固体に見える場合でも、ミクロ的に観察すると、クリーニングブレードの各部において分子がある程度の運動（ミクロブラウン運動）を行うことができ、分子鎖がある程度変形したり、移動したりすることができる状態であることが分かる。

そして、ゴム状態のクリーニングブレードは、感光体ドラムの移動方向に伸びやすいので、スティック−スリップ運動が活発に行われ、感光体ドラムの表面に、トナーから外添剤（シリカ、帯電制御剤等）が剥離して付着し、更にトナーに含まれるワックスが溶け出して付着し、固着してしまう。その結果、感光体ドラムの表面にフィルミング（ＯＰＣフィルミング）が発生してしまう。

本発明は、前記従来のクリーニングブレードの問題点を解決して、像担持体の表面にフィルミングが発生するのを抑制することができるクリーニングブレード及び画像形成装置を提供することを目的とする。

そのために、本発明のクリーニングブレードにおいては、先端部が像担持体の表面と当接させられ、像担持体の表面に残留する現像剤を除去するようになっている。

そして、ｔａｎδピーク温度が８．６〔℃〕以上、かつ、４５〔℃〕未満であり、ヤング率が１３〔Ｍｐａ〕以上、かつ、１４０〔Ｍｐａ〕未満である弾性体から成る。

本発明によれば、クリーニングブレードにおいては、先端部が像担持体の表面と当接させられ、像担持体の表面に残留する現像剤を除去するようになっている。

そして、ｔａｎδピーク温度が８．６〔℃〕以上、かつ、４５〔℃〕未満であり、ヤング率が１３〔Ｍｐａ〕以上、かつ、１４０〔Ｍｐａ〕未満である弾性体から成る。

この場合、ｔａｎδピーク温度が８．６〔℃〕以上、かつ、４５〔℃〕未満であり、ヤング率が１３〔Ｍｐａ〕以上、かつ、１４０〔Ｍｐａ〕未満であるので、クリーニングブレードのスティック−スリップ運動を抑止することができ、像担持体の表面にフィルミングが発生するのを抑制することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、画像形成装置としてのプリンタについて説明する。

図１は本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの概略図である。

図に示されるように、プリンタは、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの各色の現像剤像としてのトナー像を形成する画像形成部としての画像形成ユニット１０Ｂｋ、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、該各画像形成ユニット１０Ｂｋ、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃが備える像担持体としての各感光体ドラム１１Ｂｋ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃと対向させて配設された露光装置としてのＬＥＤヘッド２３Ｂｋ、２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、各画像形成ユニット１０Ｂｋ、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃより下方に配設され、媒体としての図示されない用紙に前記各色のトナー像を転写し、カラーのトナー像を形成する転写ユニットｕ１、カラーのトナー像を加熱及び加圧して、用紙に定着させる定着装置としての定着器３５等を有する。

前記転写ユニットｕ１は、ベルト駆動ローラ２５ａ、ベルト従動ローラ２５ｂ、前記ベルト駆動ローラ２５ａ及びベルト従動ローラ２５ｂによって走行自在に張設され、走行に伴って前記用紙を搬送する無端状の搬送ベルト２４、前記ベルト従動ローラ２５ｂを付勢し、搬送ベルト２４にテンションを加える付勢部材としての図示されないスプリング、及び前記搬送ベルト２４を挟んで各感光体ドラム１１Ｂｋ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃと対向させて配設された転写部材としての転写ローラ２２Ｂｋ、２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃを備える。

また、前記定着器３５は、内部にハロゲンランプ等の発熱体を備えた定着ローラＲ１、及び該定着ローラＲ１に押し付けられるバックアップローラＲ２を備える。

そして、画像形成ユニット１０Ｂｋ、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃは、それぞれ前記感光体ドラム１１Ｂｋ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、帯電装置としての帯電ローラ１２Ｂｋ、１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、現像剤担持体としての現像ローラ１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、現像剤としてのトナーを収容する現像剤カートリッジとしてのトナーカートリッジ１５Ｂｋ、１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、現像剤規制部材としての現像ブレード１７Ｂｋ、１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃ、現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ１８Ｂｋ、１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、及びクリーニング部材としてのクリーニングブレード１９Ｂｋ、１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃによって構成される。

なお、本実施の形態においては、前記感光体ドラム１１Ｂｋ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃの外径をφ３０〔ｍｍ〕とした。また、本実施の形態においては、クリーニングブレード１９Ｂｋ、１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃのゴム厚さを１．６〔ｍｍ〕とし、自由長を６．９〔ｍｍ〕としたが、ゴム厚さを１．６〔ｍｍ〕以上、かつ、２．０〔ｍｍ〕以下とし、自由長を６．５〔ｍｍ〕以上、かつ、７．８〔ｍｍ〕以下としてもよい。前記各クリーニングブレード１９Ｂｋ、１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃにおいては、母材としてポリウレタンエラストマーが使用され、添加剤等を変えることによって材料の特性が変化させられる。また、クリーニングブレード１９Ｂｋ、１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃの押し圧は１５〔ｇｆ／ｃｍ〕以上、かつ、６０〔ｇｆ／ｃｍ〕以下にされ、クリーニング角度は９〔°〕以上、かつ、１４〔°〕以下にされる。なお、前記クリーニング角度は、各感光体ドラム１１Ｂｋ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃと各クリーニングブレード１９Ｂｋ、１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃとが接触する位置、すなわち、接点位置において、感光体ドラム１１Ｂｋ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃの接線とブレードカット面とが成す角度である。

前記トナーとしては微粉砕トナーが使用され、粒径は５．７〔μｍ〕にされる。外添剤としてメラミン、大シリカ及び小シリカが使用され、メラミンが０．３〔重量％〕にされ、大シリカ及び小シリカを合わせて３．９５〔重量％〕にされる。また、メラミンの粒径は１５０〔ｎｍ〕に、大シリカの粒径は４０〔ｎｍ〕に、小シリカの粒径は１２〔ｎｍ〕にされる。

次に、前記構成のプリンタの制御装置について説明する。

図２は本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの第１の制御ブロック図、図３は本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの第２の制御ブロック図である。

図において、５０は、図示されないマイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート、タイマ等から成る印刷制御部であり、図示されない上位装置からコマンド及び印刷データを受信してプリンタの全体をシーケンス制御し、印刷動作を行う。

また、４０は、上位装置にプリンタの情報を送信したり、上位装置から受信したコマンドを解析し、上位装置から受信した印刷データを処理するインタフェース制御部、４１は上位装置から受信した印刷データをインタフェース制御部４０の制御に基づいて色ごとに分けて一時的に記録するための受信メモリ、４２は、前記インタフェース制御部４０を介して上位装置から受信した印刷データを受け取り、ＬＥＤヘッド２３Ｂｋ、２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃに送信するために編集処理を行い、イメージデータ（画像データ）として記録するための画像データ編集メモリ、４３は、プリンタの状態を表示するための表示部としての図示されないＬＥＤ、及びプリンタに操作者からの指示を送るための操作要素としての図示されないスイッチを備えた操作部、４４は各種センサであり、該各種センサ４４には、濃度測定用の濃度センサ４４ａ、用紙の搬送位置を検出する図示されない複数のセンサ等が含まれる。なお、各種センサ４４のセンサ出力は、印刷制御部５０に送られる。

そして、５１は、前記印刷制御部５０の指示を受けて、帯電ローラ１２Ｂｋ、１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃに電圧を印加して感光体ドラム１１Ｂｋ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃの表面を一様に帯電させるための制御を行う帯電電圧制御部、５２は、前記画像データ編集メモリ４２に記録されたイメージデータに従って、帯電させられた感光体ドラム１１Ｂｋ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃの表面にＬＥＤヘッド２３Ｂｋ、２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃによって光を照射して露光を行い、潜像としての静電潜像を形成するための制御を行うヘッド制御部、５３は、前記感光体ドラム１１Ｂｋ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃの表面に形成された各静電潜像にトナーを付着させるために、現像ローラ１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃに電圧を印加するための制御を行う現像電圧制御部、５４は、前記現像ローラ１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃの表面に、帯電させられたトナーを供給するために、トナー供給ローラ１８Ｂｋ、１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃに電圧を印加するための制御を行う供給電圧制御部、５５は、前記感光体ドラム１１Ｂｋ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃの表面に形成されたトナー像を用紙に転写するために、印刷制御部５０の指示を受けて転写ローラ２２Ｂｋ、２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃに対して電圧を印加するための制御を行う転写電圧制御部である。

また、５６は、各感光体ドラム１１Ｂｋ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、帯電ローラ１２Ｂｋ、１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、現像ローラ１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃを回転させるために、印刷制御部５０の指示によってＩＤモータ５７Ｂｋ、５７Ｙ、５７Ｍ、５７Ｃを駆動するための制御を行う画像形成駆動制御部、５８は前記搬送ベルト２４を走行させるために、印刷制御部５０の指示によってベルトモータ５９を駆動するための制御を行うベルト駆動制御部、６０は前記カラーのトナー像を用紙に定着させるために、印刷制御部５０の指示によって定着器３５の発熱体に電圧を印加するための制御を行う定着制御部である。そのために、該定着制御部６０は、定着器３５の温度を検出するための温度検出部としてのサーミスタ６１から検出された温度を受け、前記発熱体をオン・オフ制御するとともに、定着器３５が所定の温度に到達したときに定着モータ６２を駆動し、定着ローラＲ１を回転させる。

次に、前記構成のプリンタの動作について説明する。

印刷工程において、まず、帯電ローラ１２Ｂｋ、１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃに電圧が印加され、感光体ドラム１１Ｂｋ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃの表面が一様に帯電させられると、画像データ編集メモリ４２に記録されたイメージデータがＬＥＤヘッド２３Ｂｋ、２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃに送られ、ＬＥＤヘッド２３Ｂｋ、２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃの各ＬＥＤが発光させられる。それに伴って、感光体ドラム１１Ｂｋ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃの表面に静電潜像が形成される。

続いて、表面にトナーの薄層が形成された現像ローラ１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃに電圧が印加されると、感光体ドラム１１Ｂｋ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ上の静電潜像が現像され、トナー像が形成される。

なお、前記現像ブレード１７Ｂｋ、１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃには、トナーの薄層におけるトナーの帯電量を所定の値とするために、所定の電圧が印加される。

続いて、転写ローラ２２Ｂｋ、２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃに電圧が印加され、感光体ドラム１１Ｂｋ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ上のトナー像が用紙に転写されてカラーのトナー像が形成され、その後、用紙上のカラーのトナー像は定着器３５によって用紙に定着させられる。また、転写後、感光体ドラム１１Ｂｋ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃに残留したトナーはクリーニングブレード１９Ｂｋ、１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃによって掻き取られる。この一連の動作によって印刷が行われる。

ところで、この一連の動作において、感光体ドラム１１Ｂｋ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃの表面は、現像ローラ１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、搬送ベルト２４、用紙、クリーニングブレード１９Ｂｋ、１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃ等と常に摩擦しながら接しているが、感光体ドラム１１Ｂｋ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃの表面上において前記クリーニングブレード１９Ｂｋ、１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃのスティック−スリップ運動が起こると、感光体ドラム１１Ｂｋ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃの表面に、トナーから外添剤（シリカ、帯電制御剤等）が剥離して付着し、更にトナーに含まれるワックスが溶け出して付着して、感光体ドラム１１Ｂｋ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃの表面が傷つけられたり、感光体ドラム１１Ｂｋ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃの表面に固着してフィルミング（ＯＰＣフィルミング）が発生したりする。

次に、前記スティック−スリップ運動について説明する。なお、これ以降、クリーニングブレード１９Ｂｋ、１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃのうちのクリーニングブレード１９Ｂｋについてだけ説明する。

図４はスティック−スリップ運動の第１の説明図、図５はスティック−スリップ運動の第２の説明図、図６はスティック−スリップ運動の第３の説明図である。

図において、１１Ｂｋは感光体ドラム、１９Ｂｋはクリーニングブレード、１９１は該クリーニングブレード１９Ｂｋにおける感光体ドラム１１Ｂｋと接触する部分、すなわち、ブレードニップ１９１である。

感光体ドラム１１Ｂｋが回転させられると、感光体ドラム１１Ｂｋの表面は、矢印方向に移動し、それに伴って、ブレードニップ１９１は、図５に示されるように、変形させられ、感光体ドラム１１Ｂｋの移動方向に引き伸ばされる。そして、ブレードニップ１９１が引き伸ばされると、クリーニングブレード１９Ｂｋの弾性力が大きくなり、静止摩擦力と弾性力とが釣り合った時点で、ブレードニップ１９１が感光体ドラム１１Ｂｋの表面に対して滑る。このとき、動摩擦係数が静止摩擦係数より小さいので、ブレードニップ１９１は感光体ドラム１１Ｂｋの表面上を滑りながら、図６に示されるように、元の位置に戻る。

ところで、感光体ドラム１１Ｂｋの表面においてクリーニングブレード１９Ｂｋによってせき止められたトナーｔ、外添剤等は、ブレードニップ１９１の近傍に静止領域（トナーｔにおいてはトナー溜まり）を形成する。

そして、図４に示される状態から図５に示される状態への変化、すなわち、スティック運動において、ブレードニップ１９１及び静止領域に存在するトナーｔ、外添剤、紙粉等は、感光体ドラム１１Ｂｋの表面の移動と共に移動させられる。

また、図５に示される状態から図６に示される状態への変化、すなわち、スリップ運動において、ブレードニップ１９１及び静止領域に存在するトナーｔ、外添剤、紙粉等は、感光体ドラム１１Ｂｋの表面の移動に逆らって元の位置に押し戻される。

そして、感光体ドラム１１Ｂｋが回転するのに伴って、前記スティック−スリップ運動が発生すると、トナーｔ、外添剤、紙粉等は静止領域において、感光体ドラム１１Ｂｋとクリーニングブレード１９Ｂｋとの間で繰り返し摺擦される。そして、摺擦によって発生した熱により、トナーｔに含まれるワックスが溶け出すと、ワックスによって、トナーｔ、外添剤、紙粉等が感光体ドラム１１Ｂｋに固着され、フィルミングが発生する。

そこで、本実施の形態においては、クリーニングブレード１９Ｂｋのスティック−スリップ運動を抑止するために、ｔａｎδピーク温度及びヤング率を規定し、フィルミングが発生するのを抑制するようにしている。

図７は本発明の第１の実施の形態におけるクリーニングブレード使用時のフィルミングの発生状態及び画像品位の評価結果を示す図である。なお、図において、横軸にｔａｎδピーク温度を、縦軸にヤング率を採ってある。

この場合、プリンタを常温常湿、すなわち、温度が２２〔℃〕、湿度が５０〔％〕の環境条件下に１２〔ｈ〕程度置いた後に実験を行った。

そして、感光体ドラム１１Ｂｋの表面のフィルミングの発生状態の判断を、連続印刷において所定の枚数の印刷を終了するたびに行い、１００〔％〕濃度の印刷における画像品位を目視で観察し、官能レベルによって３段階の評価を行った。評価レベルを表１に示す。

図７及び表１において、○はフィルミングの発生がなく、白抜けの発生がなかったことを、△はフィルミングの発生があり、０．５〔ｍｍ〕未満の白抜けが部分的に発生したことを、×はフィルミングの発生が顕著であり、０．５〔ｍｍ〕以上の白抜けが全体に発生したことを表す。

実験は、クリーニングブレード１９Ｂｋだけを変更し、ＭＩＣＲＯＬＩＮＥ９１０ＰＳ（株式会社沖データ製）を使用して評価を行った。この場合、動的粘弾性測定によってｔａｎδピーク温度を測定し、ポリウレタン製の弾性体シートを使用してＪＩＳ Ｋ ６２５１に準拠してヤング率を測定した。

そして、ｔａｎδピーク温度が８．６〔℃〕以上、かつ、ヤング率が８．８〔Ｍｐａ〕以上の領域でフィルミングが発生していないことが分かる。これは、ｔａｎδピーク温度が高いと、クリーニングブレード１９Ｂｋの分子鎖の部分的な運動性も失われるので、ゴムから柔軟性が失われた状態（以下「ガラス状態」という。）となるからであると考えられる。

したがって、感光体ドラム１１Ｂｋの表面に接触しているガラス状態のクリーニングブレード１９Ｂｋの先端部は伸びにくくなっている。また、ヤング率が大きいほどゴムを変形させるために大きな力が必要になるので、クリーニングブレード１９Ｂｋの先端部は変形しにくくなっている。このような理由から、ガラス状態にあり、かつ、ヤング率の高いクリーニングブレード１９Ｂｋを使用すると、フィルミングの発生を抑制することができる。

なお、ヤング率が１４０〔Ｍｐａ〕以上の領域においては、高分子物質を使用した成形が困難であるので、今回評価を行わなかった。

また、ｔａｎδピーク温度が４５〔℃〕以上の領域ではフィルミングが発生していないが、クリーニングブレード１９Ｂｋの先端部に欠けが発生し、トナーｔのすり抜けが発生した。これは、クリーニングブレード１９Ｂｋがガラス状態になっていて、傷つきやすく、先端部が外添剤、紙粉等によって削り取られたからであると考えられる。

このように、本実施の形態においては、クリーニングブレード１９Ｂｋのｔａｎδピーク温度を８．６〔℃〕以上、かつ、４５〔℃〕未満とし、ヤング率を８．８〔Ｍｐａ〕以上、かつ、１４０〔Ｍｐａ〕未満とすることによって、欠けを発生させずにスティック−スリップ運動を抑止することができ、フィルミングの発生を抑制することができる。

なお、本実施の形態においては、常温常湿の環境条件下において、ヤング率が８．８〔Ｍｐａ〕以上、かつ、１４０〔Ｍｐａ〕未満の弾性体から成るクリーニングブレード１９Ｂｋを使用するのが好ましいが、プリンタを、温度が１０〔℃〕、湿度が２０〔％〕の低温低湿の環境条件下に１２〔ｈ〕程度置いた後の実験においては、ヤング率が１３〔Ｍｐａ〕以上である場合にだけ、フィルミングの発生を抑制することができることが分かった。

これは、低温低湿の環境条件下において、クリーニングブレード１９Ｂｋのヤング率が常温常湿の環境条件下より低くなる傾向にあり、ヤング率を常温常湿の環境条件下における範囲の下限域の値、例えば、８．８〔Ｍｐａ〕として、低温低湿の環境条件下にプリンタを置くと、ヤング率が低くなるのに伴ってクリーニングブレード１９Ｂｋの押圧力が小さくなり、結果的に、スティック−スリップ運動を安定して抑止することができなくなるからであると考えられる。

また、プリンタを、温度が２８〔℃〕、湿度が８０〔％〕の高温高湿の環境条件下に１２〔ｈ〕程度置いた後の実験においては、クリーニングブレード１９Ｂｋのヤング率を常温常湿の環境条件下における範囲の下限域の値、例えば、８．８〔Ｍｐａ〕とすると、フィルミングの発生を抑制することができることが分かった。

これは、高温高湿の環境条件下においては、クリーニングブレード１９Ｂｋのヤング率が常温常湿の環境条件下より高くなる傾向にあり、ヤング率を常温常湿の環境条件下における範囲の下限域の値、例えば、８．８〔Ｍｐａ〕として、高温高湿の環境条件下にプリンタを置くと、ヤング率が高くなるのに伴ってクリーニングブレード１９Ｂｋの押圧力が大きくなり、結果的に、スティック−スリップ運動を安定して抑止することができるようになるからであると考えられる。

このように、プリンタの置かれる環境条件を考慮した場合、ヤング率を１３〔Ｍｐａ〕以上、かつ、１４０〔Ｍｐａ〕未満とするのが好ましい。

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。

前記第１の実施の形態においては、ｔａｎδピーク温度及びヤング率を規定することによってクリーニング部材としてのクリーニングブレード１９Ｂｋのスティック−スリップ運動を抑止するようになっているが、本実施の形態においては、ｔａｎδピーク温度及び引張り強さを規定することによって、クリーニングブレード１９Ｂｋのスティック−スリップ運動を抑止するようにしている。

図８は本発明の第２の実施の形態におけるクリーニングブレード使用時のフィルミングの発生状態及び画像品位の評価結果を示す図である。なお、図において、横軸にｔａｎδピーク温度を、縦軸に引張り強さを採ってある。

この場合、プリンタを常温常湿、すなわち、温度が２２〔℃〕、湿度が５０〔％〕の環境条件下に１２〔ｈ〕程度置いた後に実験を行った。そして、ポリウレタンの弾性体シートを使用してＪＩＳ Ｋ ６２５１に準拠して引張り強度を測定した。

図から、ｔａｎδピーク温度が８．６〔℃〕以上、かつ、引張り強さが３７．３〔Ｍｐａ〕以上の領域でフィルミングが発生していないことが分かる。

これは、ｔａｎδピーク温度が高く、クリーニングブレード１９Ｂｋがガラス状態であるだけでなく、引張り強さが大きく、伸び方向に対して反対方向に働く応力が大きくなるので、像担持体としての感光体ドラム１１Ｂｋの表面に接触しているクリーニングブレード１９Ｂｋの先端部は伸びにくくなり、スティック−スリップ運動が安定して抑止されるからであると考えられる。

これに対して、クリーニングブレード１９Ｂｋの引張り強さが３７．３〔Ｍｐａ〕以上でも、ｔａｎδピーク温度が８．６〔℃〕未満である場合は、フィルミングが発生する。

これは、ｔａｎδピーク温度が８．６〔℃〕未満になると、クリーニングブレード１９Ｂｋがゴム状態になるので、スティック−スリップ運動を安定して抑止することができないからであると考えられる。

また、ｔａｎδピーク温度が４５〔℃〕以上である場合、フィルミングは発生しないが、クリーニングブレード１９Ｂｋの先端部に欠けが発生し、現像剤としてのトナーｔのすり抜けが発生する。

これは、ｔａｎδピーク温度が４５〔℃〕以上であると、クリーニングブレード１９Ｂｋがガラス状態になるが、ｔａｎδピーク温度が高い分だけクリーニングブレード１９Ｂｋの先端部が傷つきやすく、外添剤、紙粉等によって削り取られるからであると考えられる。

また、引張り強さを７６〔Ｍｐａ〕以上とした場合、クリーニングブレード１９Ｂｋの先端部に欠けが発生してしまい、それによってトナーｔのすり抜けが発生してしまう。

このように、本実施の形態においては、クリーニングブレード１９Ｂｋのｔａｎδピーク温度を８．６〔℃〕以上、かつ、４５〔℃〕未満とし、引張り強さを３７．３〔Ｍｐａ〕以上、かつ、７６〔Ｍｐａ〕未満とすることによって、スティック−スリップ運動を抑止することができ、フィルミングの発生を抑制することができる。

次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。

この場合、本実施の形態においては、ｔａｎδピーク温度及び硬度を規定することによって、クリーニング部材としてのクリーニングブレード１９Ｂｋのスティック−スリップ運動を抑止する。

図９は本発明の第３の実施の形態におけるクリーニングブレード使用時のフィルミングの発生状態及び画像品位の評価結果を示す図である。なお、図において、横軸にｔａｎδピーク温度を、縦軸に硬度を採ってある。

この場合、プリンタを常温常湿、すなわち、温度が２２〔℃〕、湿度が５０〔％〕の環境条件下に１２〔ｈ〕程度置いた後に実験を行った。そして、ポリウレタンの弾性体シートを使用し、ばねを介して試験片の表面に押し付けられた押針の押込み深さから硬さを求めるＪＩＳ Ｋ ６２５３に準拠して硬度を測定した。

図から、ｔａｎδピーク温度が８．６〔℃〕以上、かつ、硬度が８０〔°〕以上の領域でフィルミングが発生していないことが分かる。

これは、ｔａｎδピーク温度が高く、クリーニングブレード１９Ｂｋがガラス状態であるだけでなく、硬度が高い場合、変形に対抗する力が大きくなるので、像担持体としての感光体ドラム１１Ｂｋの表面に接触しているクリーニングブレード１９Ｂｋの先端部は変形しにくくなる。したがって、スティック−スリップ運動が抑止される。なお、硬度が９７〔°〕以上の領域においては、高分子物質を使用してクリーニングブレード１９Ｂｋを成形するのが困難であるので、評価を行わなかった。

また、ｔａｎδピーク温度が４５〔℃〕以上である場合、フィルミングは発生しないが、クリーニングブレード１９Ｂｋの先端部に欠けが発生し、トナーｔのすり抜けが発生する。

これは、ｔａｎδピーク温度が４５〔℃〕以上であると、クリーニングブレード１９Ｂｋがガラス状態になるが、ｔａｎδピーク温度が高い分だけクリーニングブレード１９Ｂｋの先端部が傷つきやすく、外添剤、紙粉等によって削り取られるからであると考えられる。

このように、本実施の形態においては、クリーニングブレード１９Ｂｋのｔａｎδピーク温度を８．６〔℃〕以上、かつ、４５〔℃〕未満とし、硬度を８０〔°〕以上、かつ、９７〔°〕未満とすることによって、スティック−スリップ運動を抑止することができ、フィルミングの発生を抑制することができる。

なお、本実施の形態においては、常温常湿の環境条件下において、硬度が８０〔°〕以上、かつ、９７〔°〕未満である弾性体から成るクリーニングブレード１９Ｂｋを使用するのが好ましいが、プリンタを、温度が１０〔℃〕、湿度が２０〔％〕の低温低湿の環境条件下に１２〔ｈ〕程度置いた後の実験においては、硬度が８３〔°〕以上である場合にだけ、フィルミングの発生を抑制することができることが分かった。

これは、低温低湿の環境条件下においては、クリーニングブレード１９Ｂｋの硬度が常温常湿より低くなる傾向にあるので、硬度を常温常湿の環境条件下における範囲の下限域の値、例えば、８０〔°〕として、低温低湿の環境条件下にプリンタを置くと、硬度が低くなるのに伴ってクリーニングブレード１９Ｂｋの押圧力が小さくなり、結果的に、スティック−スリップ運動を安定して抑制することができなくなるからであると考えられる。

また、プリンタを、温度が２８〔℃〕、湿度が８０〔％〕の高温高湿の環境条件下に１２〔ｈ〕程度置いた後の実験においては、クリーニングブレード１９Ｂｋの硬度を常温常湿の環境条件下における範囲の下限域の値、例えば、８０〔°〕とし、高温高湿の環境条件下において使用した場合も、フィルミングの発生を安定して抑制することができることが分かった。

これは、高温高湿の環境条件下においては、常温常湿の環境条件下におけるクリーニングブレード１９Ｂｋの硬度よりも大きくなる傾向にあるので、クリーニングブレード１９Ｂｋの硬度を常温常湿の環境条件下における硬度の範囲の下限域、例えば、８０〔°〕として、高温高湿の環境条件下にプリンタを置くと、硬度が高くなるのに伴ってクリーニングブレード１９Ｂｋの押圧力が大きくなり、結果的に、スティック−スリップ運動を安定して抑止することができるようになるからであると考えられる。

このように、プリンタの置かれる環境条件を考慮した場合、硬度を８３〔°〕以上、かつ、９７〔°〕未満とするのが好ましい。

次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。

本実施の形態においては、ｔａｎδピーク温度及び引裂き強度を規定することによって、クリーニング部材としてのクリーニングブレード１９Ｂｋのスティック−スリップ運動を抑制する。

図１０は本発明の第４の実施の形態におけるクリーニングブレード使用時のフィルミングの発生状態及び画像品位の評価結果を示す図である。なお、図において、横軸にｔａｎδピーク温度を、縦軸に引裂き強度を採ってある。

この場合、プリンタを常温常湿、すなわち、温度が２２〔℃〕、湿度が５０〔％〕の環境条件下に１２〔ｈ〕程度置いた後に実験を行った。そして、ポリウレタンの弾性体シートを使用し、規定速度（５００±２５〔ｍｍ／ｍｉｎ〕）で破断するまで引っ張り、そのときの試験片を引き裂くのに要する最大の力を測定するＪＩＳ Ｋ ６２５２に準拠して引裂き強度を測定した。

図から、ｔａｎδピーク温度が８．６〔℃〕以上、かつ、引裂き強度が５９〔ｋｇｆ／ｃｍ〕以上の領域でフィルミングが発生していないことが分かる。

これは、ｔａｎδピーク温度が高く、クリーニングブレード１９Ｂｋがガラス状態であるだけでなく、引裂き強度が大きい場合、伸び方向に対して反対方向に働く応力が大きくなるので、像担持体としての感光体ドラム１１Ｂｋの表面に接触しているクリーニングブレード１９Ｂｋの先端部は伸びにくくなり、スティック−スリップ運動が抑止されるからであると考えられる。

なお、引裂き強度が１１８〔ｋｇｆ／ｃｍ〕以上の領域においては、高分子物質を使用した成形が困難であるので、今回評価を行わなかった。

また、ｔａｎδピーク温度が４５〔℃〕以上の領域ではフィルミングが発生していないが、クリーニングブレード１９Ｂｋの先端部に欠けが発生し、現像剤としてのトナーｔのすり抜けが発生した。これは、クリーニングブレード１９Ｂｋがガラス状態になっていて、傷つきやすく、先端部が外添剤、紙粉等によって削り取られたからであると考えられる。

このように、本実施の形態においては、クリーニングブレード１９Ｂｋのｔａｎδピーク温度を８．６〔℃〕以上、かつ、４５〔℃〕未満とし、引裂き強度を５９〔ｋｇｆ／ｃｍ〕以上、かつ、１１８〔ｋｇｆ／ｃｍ〕未満とすることによって、スティック−スリップ運動を抑止することができ、フィルミングの発生を抑制することができる。

なお、第１の実施の形態においてはｔａｎδピーク温度とヤング率との関係について、第２の実施の形態においてはｔａｎδピーク温度と引張り強さとの関係について、第３の実施の形態においてはｔａｎδピーク温度と硬度との関係について、第４の実施の形態においてはｔａｎδピーク温度と引裂き強度との関係について説明しているが、前記ヤング率はクリーニングブレード１９Ｂｋと感光体ドラム１１Ｂｋとの押圧によるクリーニングブレード１９Ｂｋの撓みに影響する指標であり、硬度はクリーニングブレード１９Ｂｋと感光体ドラム１１Ｂｋとが接する部分でのクリーニングブレード１９Ｂｋの硬さに影響する指標であり、引張り強さ及び引裂き強度はクリーニングブレード１９Ｂｋと感光体ドラム１１Ｂｋとが接する部分でのクリーニングブレード１９Ｂｋの伸びに影響する指標である。

したがって、前記第１の実施の形態に対して、前記第２〜４の実施の形態を組み合わせることができる。

前記各実施の形態においては、プリンタについて説明しているが、本発明を、複写機、ファクシミリ装置、複合機等に適用することができる。

なお、本発明は前記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの概略図である。 本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの第１の制御ブロック図である。 本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの第２の制御ブロック図である。 スティック−スリップ運動の第１の説明図である。 スティック−スリップ運動の第２の説明図である。 スティック−スリップ運動の第３の説明図である。 本発明の第１の実施の形態におけるクリーニングブレード使用時のフィルミングの発生状態及び画像品位の評価結果を示す図である。 本発明の第２の実施の形態におけるクリーニングブレード使用時のフィルミングの発生状態及び画像品位の評価結果を示す図である。 本発明の第３の実施の形態におけるクリーニングブレード使用時のフィルミングの発生状態及び画像品位の評価結果を示す図である。 本発明の第４の実施の形態におけるクリーニングブレード使用時のフィルミングの発生状態及び画像品位の評価結果を示す図である。

符号の説明

１１Ｂｋ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ 感光体ドラム
１９Ｂｋ、１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃ クリーニングブレード
ｔ トナー

Claims (5)

1. 先端部が像担持体の表面と当接させられ、像担持体の表面に残留する現像剤を除去するクリーニングブレードにおいて、
   ｔａｎδピーク温度が８．６〔℃〕以上、かつ、４５〔℃〕未満であり、ヤング率が１３〔Ｍｐａ〕以上、かつ、１４０〔Ｍｐａ〕未満である弾性体から成ることを特徴とするクリーニングブレード。
2. 先端部が像担持体の表面と当接させられ、像担持体の表面に残留する現像剤を除去するクリーニングブレードにおいて、
   ｔａｎδピーク温度が８．６〔℃〕以上、かつ、４５〔℃〕未満であり、引張り強さが３７．３〔Ｍｐａ〕以上、かつ、７６〔Ｍｐａ〕未満である弾性体から成ることを特徴とするクリーニングブレード。
3. 先端部が像担持体の表面と当接させられ、像担持体の表面に残留する現像剤を除去するクリーニングブレードにおいて、
   ｔａｎδピーク温度が８．６〔℃〕以上、かつ、４５〔℃〕未満であり、硬度が８３〔°〕以上、かつ、９７〔°〕未満である弾性体から成ることを特徴とするクリーニングブレード。
4. 先端部が像担持体の表面と当接させられ、像担持体の表面に残留する現像剤を除去するクリーニングブレードにおいて、
   ｔａｎδピーク温度が８．６〔℃〕以上、かつ、４５〔℃〕未満であり、引裂き強度が５９〔ｋｇｆ／ｃｍ〕以上、かつ、１１８〔ｋｇｆ／ｃｍ〕未満である弾性体から成ることを特徴とするクリーニングブレード。
5. 前記請求項１〜４のいずれか１項に記載のクリーニングブレードが搭載された画像形成装置。

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