JP2012163673A - Cleaning blade and manufacturing method of cleaning blade, and toner regulation blade - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像形成装置における残存トナーを除去するクリーニングブレード及びクリーニングブレードの製造方法、並びにトナー量を規制するトナー規制ブレードに関する。 The present invention relates to a cleaning blade for removing residual toner in an image forming apparatus, a method for manufacturing the cleaning blade, and a toner regulating blade for regulating the amount of toner.
電子写真方式の画像形成装置においては、静電潜像担持体の表面を帯電させ、その帯電域を画像情報に応じて露光することで静電潜像を形成し、静電潜像にトナーを付着させて現像し、記録紙へ転写することによって画像を形成する。このような画像形成方法には、現像剤としてキャリアを用いずトナーだけを用いる方法があり、一成分現像方式と呼ばれる。 In an electrophotographic image forming apparatus, the surface of an electrostatic latent image carrier is charged, and an electrostatic latent image is formed by exposing the charged area according to image information, and toner is applied to the electrostatic latent image. An image is formed by attaching and developing, and transferring to a recording paper. Such an image forming method includes a method in which only a toner is used as a developer without using a carrier, which is called a one-component development method.
一成分現像方式においては、現像ローラに対して圧接されたトナー規制ブレードにより、現像ローラ上のトナー量が規制される。また、画像形成後に静電潜像担持体に残った残留トナーは、クリーニングブレードによって取り除かれる。 In the one-component development method, the toner amount on the developing roller is regulated by a toner regulating blade that is pressed against the developing roller. Further, residual toner remaining on the electrostatic latent image carrier after image formation is removed by a cleaning blade.
特許文献１には、図９に示すように、損失係数が０.１以上であるシート状のゴム状弾性体８２１の表面に、耐摩耗性の弾性コーティング層８２２を設けたクリーニングブレード８２０が開示されている。そして、弾性コーティング層８２２の厚さは５μｍ以上あれば耐摩耗性、耐加水分解性、耐オゾン性、低歪み性、耐トナー性、表面平滑性等の特性が得られるが、均一な厚みの弾性コーティングの量産安定性と裁断におけるエッジ部分の形成を考慮すると５〜１００μｍの範囲が好ましいと記載されている。また、コーティング材としては、液状タイプまたは溶剤で希釈したポリウレタンエラストマーからなる弾性コーティング材を塗装または刷毛塗り等により塗布することが開示されている。 As shown in FIG. 9, Patent Document 1 discloses a cleaning blade 820 in which a wear-resistant elastic coating layer 822 is provided on the surface of a sheet-like rubber-like elastic body 821 having a loss coefficient of 0.1 or more. Has been. If the thickness of the elastic coating layer 822 is 5 μm or more, properties such as abrasion resistance, hydrolysis resistance, ozone resistance, low distortion, toner resistance, and surface smoothness can be obtained. It is described that the range of 5 to 100 μm is preferable in consideration of the mass production stability of the elastic coating and the formation of the edge portion in the cutting. As a coating material, it is disclosed that an elastic coating material made of a polyurethane elastomer diluted with a liquid type or a solvent is applied by painting or brushing.
特許文献２には、図１０に示すように、摩擦帯電性能が時間経過により低下しないトナー規制部材として、弾性体ブレード９１２を幅方向に自由端を形成して高剛性支持体９１６に接合し、前記弾性体ブレード９１２の自由端Ｆの長さ方向に摩擦帯電剤層９１４を形成したトナー規制部材９１０が開示されている。さらに、摩擦帯電剤層の形成方法は、摩擦帯電剤層形成材料を塗料として塗装、乾燥することにより形成することが好ましく、摩擦帯電剤層の厚さは、１μｍ未満の場合には均一な皮膜形成が難しく帯電性能が安定しなくなり、２０μｍを超えるとクラックの発生やさらには摩擦帯電剤層の剥落が問題となる場合があるため、摩擦帯電剤層の厚さは、１〜２０μｍであることが好ましいことが開示されている。 In Patent Document 2, as shown in FIG. 10, as a toner regulating member whose frictional charging performance does not deteriorate with time, an elastic blade 912 is joined to a high-rigidity support 916 by forming a free end in the width direction. A toner regulating member 910 in which a frictional charge agent layer 914 is formed in the length direction of the free end F of the elastic blade 912 is disclosed. Further, the method for forming the triboelectric charge agent layer is preferably formed by coating and drying the triboelectric charge agent layer forming material as a paint. When the triboelectric charge agent layer has a thickness of less than 1 μm, a uniform film is formed. It is difficult to form and the charging performance becomes unstable, and if it exceeds 20 μm, cracks may occur and further the triboelectric agent layer may be peeled off. Therefore, the thickness of the triboelectric agent layer should be 1 to 20 μm. Is preferred.
しかしながら、特許文献１記載のコーティング層や、特許文献２記載の摩擦帯電剤層は、薄く均一な層をブレード表面に形成することが困難で、層が厚いために亀裂が発生し易いという問題があった。また、特許文献１、２等に記載の塗布や塗装による層形成方法は、塗布層形成後、数時間から数日乾燥させる工程が必要になるという問題もあった。 However, the coating layer described in Patent Document 1 and the triboelectric charge agent layer described in Patent Document 2 have a problem that it is difficult to form a thin and uniform layer on the blade surface, and cracks are likely to occur because the layer is thick. there were. Moreover, the layer formation method by application | coating and coating described in patent documents 1, 2 etc. also had the problem that the process of drying for several hours to several days after formation of an application layer was needed.
そこで、本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、薄く均一で亀裂等が発生しにくい層を有するブレード、及び該ブレードを短時間で形成する製造方法を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made to solve such problems, and an object thereof is to provide a blade having a thin and uniform layer that is difficult to generate cracks and a manufacturing method for forming the blade in a short time. To do.
本発明に係るクリーニングブレードは、現像剤像が記録媒体に転写された後の静電潜像担持体に残留する現像剤を、前記静電潜像担持体に圧接して除去するクリーニングブレードであって、該クリーニングブレードは、前記静電潜像担持体に圧接する面に珪素酸化物を含む微粒子の層を備え、該微粒子の大きさは０．０１μｍ以上１μｍ以下であることを特徴とする。 The cleaning blade according to the present invention is a cleaning blade that removes the developer remaining on the electrostatic latent image carrier after the developer image has been transferred to the recording medium, by pressing against the electrostatic latent image carrier. The cleaning blade is provided with a layer of fine particles containing silicon oxide on the surface in pressure contact with the electrostatic latent image carrier, and the size of the fine particles is 0.01 μm or more and 1 μm or less.
さらに、本発明に係るクリーニングブレードは、現像剤像が記録媒体に転写された後の静電潜像担持体に残留する現像剤を前記静電潜像担持体に圧接して除去するクリーニングブレードであって、前記クリーニングブレードは、金属からなるホルダーと、前記ホルダーと密着したブレード基板を備え、前記ブレード基板表面には、前記ホルダーに当接する面、及び前記静電潜像担持体と当接する面に珪素酸化物を含む微粒子の層を有し、該微粒子の大きさは０．０１μｍ以上１μｍ以下であることが好ましい。 Furthermore, the cleaning blade according to the present invention is a cleaning blade that removes the developer remaining on the electrostatic latent image carrier after the developer image has been transferred to the recording medium by being pressed against the electrostatic latent image carrier. The cleaning blade includes a holder made of metal and a blade substrate in close contact with the holder, and a surface that contacts the holder and a surface that contacts the electrostatic latent image carrier on the blade substrate surface. It has a layer of fine particles containing silicon oxide, and the size of the fine particles is preferably 0.01 μm or more and 1 μm or less.
また、本発明に係るクリーニングブレードの製造方法は、現像剤像が記録媒体に転写された後の静電潜像担持体に残留する現像剤を前記静電潜像担持体に圧接して除去するクリーニングブレードの製造方法であって、前記クリーニングブレードは、少なくとも前記静電潜像担持体に圧接する面側が珪素酸化炎処理されることを特徴とする。 In the cleaning blade manufacturing method according to the present invention, the developer remaining on the electrostatic latent image carrier after the developer image is transferred to the recording medium is removed by pressing against the electrostatic latent image carrier. The cleaning blade manufacturing method is characterized in that at least a surface of the cleaning blade that is in pressure contact with the electrostatic latent image carrier is subjected to a silicon oxide flame treatment.
さらに、本発明に係るクリーニングブレードの製造方法は、現像剤像が記録媒体に転写された後の回転する静電潜像担持体の周面に残留する現像剤を前記静電潜像担持体に圧接して除去するクリーニングブレードの製造方法であって、前記クリーニングブレードは、金属からなるホルダーと、前記ホルダーと密着したブレード基板を備え、前記ブレード基板表面には、前記ホルダーに当接する面、及び前記静電潜像担持体と当接する面に珪素酸化炎処理がされることが好ましい。 Furthermore, in the method for manufacturing the cleaning blade according to the present invention, the developer remaining on the peripheral surface of the rotating electrostatic latent image carrier after the developer image is transferred to the recording medium is applied to the electrostatic latent image carrier. A method of manufacturing a cleaning blade that is removed by pressure contact, wherein the cleaning blade includes a holder made of metal and a blade substrate that is in close contact with the holder, and the blade substrate surface includes a surface that contacts the holder, and It is preferable that a silicon oxide flame treatment is performed on the surface that contacts the latent electrostatic image bearing member.
また、本発明に係るトナー規制ブレードは、トナー担持体に当接して、該トナー担持体上にトナー層を形成するトナー規制ブレードであって、トナー層に当接する面に珪素酸化物を含む微粒子の層を備え、前記微粒子の大きさは０．０１μｍ以上１μｍ以下であることを特徴とする。 The toner regulating blade according to the present invention is a toner regulating blade that abuts on a toner carrier and forms a toner layer on the toner carrier, and has fine particles containing silicon oxide on the abutting surface of the toner layer. The fine particles have a size of 0.01 μm or more and 1 μm or less.
本発明によれば、薄く均一な層が短時間で形成可能で、亀裂等が発生しにくい層を有するクリーニングブレード、及びクリーニングブレードの製造方法、並びにトナー規制ブレードを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a cleaning blade having a layer in which a thin and uniform layer can be formed in a short time and in which cracks and the like are unlikely to occur, a method for manufacturing the cleaning blade, and a toner regulating blade.
以下、図面を参照して、本発明に係る実施形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
〔実施形態１〕
（クリーニングユニットの構成）
図１は、本発明の一実施形態におけるクリーニングユニットの概略構成図である。クリーニングユニット１０は、静電潜像担持体５に隣接して、トナー回収部１１と、ブレード支持部材１２と、クリーニングブレード１３と、開口部１４とを備える。トナー回収部１１は、静電潜像担持体５の表面から除去される残留トナーなどの付着物を収容する。静電潜像担持体５に近接した位置に開口部１４が形成される。クリーニングブレード１３は、ブレード支持部材１２を介してトナー回収部１１に装着され、静電潜像担持体５の表面に当接するように設けられ、残留トナーや紙粉などの付着物を掻き取る。開口部１４に近接したトナー回収部１１の上縁部分にブレード支持部材１２が設けられる。
Embodiment 1
(Configuration of cleaning unit)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a cleaning unit according to an embodiment of the present invention. The cleaning unit 10 includes a toner recovery unit 11, a blade support member 12, a cleaning blade 13, and an opening 14 adjacent to the electrostatic latent image carrier 5. The toner recovery unit 11 accommodates deposits such as residual toner removed from the surface of the electrostatic latent image carrier 5. An opening 14 is formed at a position close to the electrostatic latent image carrier 5. The cleaning blade 13 is attached to the toner recovery unit 11 via the blade support member 12 and is provided so as to come into contact with the surface of the electrostatic latent image carrier 5 and scrapes off adhering matters such as residual toner and paper dust. A blade support member 12 is provided on the upper edge portion of the toner recovery portion 11 adjacent to the opening 14.
（クリーニングブレードの構成）
図２は、クリーニングブレード１３の静電潜像担持体５に対する当接状態を示す図である。クリーニングブレード１３は、軸方向の一方の端部がブレード支持部材１２に装着され、他方の自由端の端部１３１が、静電潜像担持体５の表面に当接するようにブレード支持部材１２に装着される。クリーニングブレード１３の静電潜像担持体５に対する当接点を通り、静電潜像担持体５の表面に接する接線３２と、クリーニングブレード１３との成す角度を当接角度θとするとき、クリーニングブレード１３は、当接角度θが１０〜４０度になるように、かつ静電潜像担持体５に対する線圧が０．１〜０．５Ｎ／ｃｍの範囲になるように調整して装着される。
(Configuration of cleaning blade)
FIG. 2 is a diagram showing a contact state of the cleaning blade 13 with the electrostatic latent image carrier 5. The cleaning blade 13 is attached to the blade support member 12 so that one end in the axial direction is attached to the blade support member 12 and the other free end 131 is in contact with the surface of the electrostatic latent image carrier 5. Installed. When the contact angle θ between the tangent line 32 that passes through the contact point of the cleaning blade 13 with the electrostatic latent image carrier 5 and contacts the surface of the electrostatic latent image carrier 5 and the cleaning blade 13 is the cleaning blade θ No. 13 is mounted so that the contact angle θ is 10 to 40 degrees and the linear pressure on the electrostatic latent image carrier 5 is in the range of 0.1 to 0.5 N / cm. .
静電潜像担持体５の表面に当接するクリーニングブレード１３によって静電潜像担持体５の表面から除去されたトナーや紙粉などの付着物は、トナー回収部１１内に落下し、落下した付着物が、トナー回収部１１の内部に設けられる不図示の残留トナー搬送手段によって排出されるので、残留トナー等がトナー回収部１１に詰まることがない構成となっている。 Deposits such as toner and paper dust removed from the surface of the electrostatic latent image carrier 5 by the cleaning blade 13 in contact with the surface of the electrostatic latent image carrier 5 fall into the toner recovery unit 11 and fall. Since the adhering matter is discharged by a residual toner conveying means (not shown) provided inside the toner recovery unit 11, the toner recovery unit 11 is not clogged with residual toner or the like.
図３は、本発明の一実施形態に係るクリーニングブレード１３の概略図である。尚、簡単ため、図３においてトナー回収部１１の図示は省略した。クリーニングブレード１３は、平面形状が略長方形の平板であり、ブレード基板１３２と、珪素酸化炎処理層１３３とを有する。 FIG. 3 is a schematic view of the cleaning blade 13 according to an embodiment of the present invention. For simplicity, the toner collection unit 11 is not shown in FIG. The cleaning blade 13 is a flat plate having a substantially rectangular planar shape, and includes a blade substrate 132 and a silicon oxide flame treatment layer 133.
珪素酸化炎処理層１３３は、静電潜像担持体５と当接するブレード基板１３２の一面には少なくとも形成されており、後に詳述する珪素酸化炎処理を行うことで形成する。 The silicon oxide flame treatment layer 133 is formed at least on one surface of the blade substrate 132 in contact with the electrostatic latent image carrier 5, and is formed by performing a silicon oxide flame treatment described in detail later.
ブレード基板１３２は、良好なクリーニング性を得るために、静電潜像担持体５との密着性を確保できる程度の弾性を有するものであればよく、その素材としては特に限定はされないが、例えば、ウレタン樹脂等のゴム素材や、ステンレス鋼、アルミ合金、炭素鋼、制振合金等の金属素材が用いられる。また、静電潜像担持体５の軸線方向と並行に延ぶ長さをブレード基板１３２の幅Ｌとし、ブレード支持部材１２に対する装着部から静電潜像担持体５に向かって延びる方向の長さをブレード基板１３２の長さとする。 The blade substrate 132 is not particularly limited as long as it has elasticity enough to secure adhesion to the electrostatic latent image carrier 5 in order to obtain good cleaning properties. Further, rubber materials such as urethane resin, and metal materials such as stainless steel, aluminum alloy, carbon steel, and damping alloy are used. The length extending in parallel with the axial direction of the electrostatic latent image carrier 5 is defined as the width L of the blade substrate 132, and the length in the direction extending from the mounting portion with respect to the blade support member 12 toward the electrostatic latent image carrier 5. This is the length of the blade substrate 132.
（珪素酸化炎処理）
実施形態１に係るクリーニングブレード１３は、珪素酸化炎処理層１３３を備えることを特徴とする。珪素酸化炎処理とは、燃料ガス中にシランガス等を導入した火炎を用いて、固体表面にＳｉＯ２などの珪素酸化物を主成分とする数１０ｎｍの粒子からなる層を形成する表面処理方法である。
(Silicon oxide flame treatment)
The cleaning blade 13 according to the first embodiment includes a silicon oxide flame treatment layer 133. Silicon oxide flame treatment is a surface treatment method that uses a flame in which silane gas or the like is introduced into a fuel gas to form a layer made of particles of several tens of nm mainly composed of silicon oxide such as SiO 2 on the solid surface. is there.
図４は、珪素酸化炎処理の方法を示した概略図である。図４で示すように、まずゴム層３３２を一定速度ｖで移動させながら、その上面にバーナーＣから距離Ｈをとって火炎を照射する。図４中の矢印Ｂは、ゴム層３３２の移動方向を表す。 FIG. 4 is a schematic view showing a method of silicon oxide flame treatment. As shown in FIG. 4, first, the rubber layer 332 is moved at a constant speed v, and a flame is irradiated on the upper surface at a distance H from the burner C. An arrow B in FIG. 4 represents the moving direction of the rubber layer 332.
反応状態は、火炎のシランガスの添加量、火炎と固体表面の距離Ｈ、ゴム層３３２の移動速度ｖなどによって変化させることができ、形成される珪素酸化物の量や粒径などが自由に調整可能である。例えば、シランガスの添加量として０．５〜２．０ｍＬ／ｍｉｎ、火炎（バーナー）と固体表面の距離Ｈとして１０〜５０ｍｍ、試料移動速度ｖとして１０〜３５ｍ／ｍｉｎなどと設定できる。シランガスの添加量と試料移動速度ｖは固体表面における珪素酸化被膜の膜厚や被覆率に影響し、距離Ｈは生成される珪素酸化物微粒子の大きさに影響する。 The reaction state can be changed by the amount of silane gas added to the flame, the distance H between the flame and the solid surface, the moving speed v of the rubber layer 332, and the amount and particle size of the silicon oxide formed can be adjusted freely. Is possible. For example, the addition amount of silane gas can be set to 0.5 to 2.0 mL / min, the distance H between the flame (burner) and the solid surface can be set to 10 to 50 mm, and the sample moving speed v can be set to 10 to 35 m / min. The addition amount of the silane gas and the sample moving speed v affect the film thickness and coverage of the silicon oxide film on the solid surface, and the distance H affects the size of the generated silicon oxide fine particles.
従来の薄膜形成方法として、通常の蒸着やメッキといった方法も考えられるが、例えば、通常の蒸着では、真空或いは不活性ガスを注入した環境下で蒸着材料を加熱し、気化若しくは昇華して薄膜形成させるため、熱や電気エネルギーが必要となる上、装置が大型化する傾向がある。また、メッキでは、液体中での反応を利用するため、前処理工程が必要となり、コストや時間がかかるデメリットがある。 As a conventional thin film formation method, a method such as normal vapor deposition or plating may be considered. For example, in normal vapor deposition, a vapor deposition material is heated in a vacuum or an inert gas-injected environment, and vaporized or sublimated to form a thin film. Therefore, heat and electric energy are required, and the apparatus tends to be enlarged. Further, since plating uses a reaction in a liquid, a pretreatment process is required, and there is a demerit that requires cost and time.
従来、塗布により形成された層は、少なくとも１μｍ以上の厚さにする必要があり、亀裂が発生し易いという問題があったが、本発明によれば、珪素酸化炎処理によって形成された層は、数１０ｎｍの粒子からなる層であり、層の厚さを１μｍ以上にする必要は無く、亀裂が発生し難い。層の厚さを鑑みると、珪素酸化物の粒子径は、０．０１μｍ以上１μｍ以下であることが好ましい。０．０１μｍ未満の粒子は作成困難であり、１μｍを超える微粒子では、微粒子同士が凝集しやすくなり、均一な層を形成できず、また、微粒子が層から剥がれる可能性が大きくなるため、安定したクリーニング性能を維持できなくなる。 Conventionally, a layer formed by coating has to have a thickness of at least 1 μm or more, and there is a problem that cracks are likely to occur, but according to the present invention, a layer formed by silicon oxide flame treatment is The layer is composed of particles of several tens of nm, and it is not necessary to make the thickness of the layer 1 μm or more, and cracks are hardly generated. In view of the thickness of the layer, the particle diameter of the silicon oxide is preferably 0.01 μm or more and 1 μm or less. Particles of less than 0.01 μm are difficult to produce, and with fine particles over 1 μm, the fine particles are likely to aggregate together, a uniform layer cannot be formed, and the possibility that the fine particles will peel off from the layer increases. Cleaning performance cannot be maintained.
さらに、珪素酸化炎処理を行うことにより、ブレード表面、すなわち、珪素酸化炎処理層１３３の親水性が向上し、トナーが付着しにくくなる。なぜなら、トナー粒子は、ポリエステルやスチレン／アクリルといった合成樹脂成分を主体としており、疎水性を有しているため、静電潜像担持体５表面の残留トナーを効率的に回収するには、クリーニングブレード１３表面がトナーとは異なる親水性であることが、トナーとクリーニングブレード１３間の付着力を低減させることになる。 Further, by performing the silicon oxide flame treatment, the hydrophilicity of the blade surface, that is, the silicon oxide flame treatment layer 133 is improved, and the toner is difficult to adhere. This is because the toner particles are mainly composed of a synthetic resin component such as polyester or styrene / acrylic and have a hydrophobic property. Therefore, in order to efficiently collect the residual toner on the surface of the electrostatic latent image carrier 5, cleaning is required. The hydrophilicity of the blade 13 surface different from that of the toner reduces the adhesion between the toner and the cleaning blade 13.
また、珪素酸化炎処理は、処理時間が数秒と短く、前処理や後工程も不要となるため、従来のように、数時間から数日乾燥させる工程が必要な、塗布による層形成方法に比べて、生産性が格段に向上する。 In addition, silicon oxide flame treatment has a short treatment time of only a few seconds and eliminates the need for pre-treatment and post-processing, so it requires a process of drying for several hours to several days, as compared with conventional methods for layer formation by coating. Productivity.
（連続プリントテスト）
以下、珪素酸化炎処理されたクリーニングブレード１３の一例を示す。クリーニングブレード１３は、ブレード基板１３２として、長さ２０ｍｍ、幅３００ｍｍ、厚さ０．１ｍｍのステンレス鋼ＳＵＳ３０４を用い、静電潜像担持体と当接する面に珪素酸化炎処理を施し、珪素酸化炎処理層を形成した。このときのシランガスの添加量は、１．５ｍＬ／ｍｉｎ、火炎と固体表面との距離は３０ｍｍ、試料移動速度は２０ｍ／ｍｉｎとした。
(Continuous print test)
Hereinafter, an example of the cleaning blade 13 subjected to the silicon oxide flame treatment will be shown. The cleaning blade 13 is made of stainless steel SUS304 having a length of 20 mm, a width of 300 mm, and a thickness of 0.1 mm as the blade substrate 132, and a surface that comes into contact with the electrostatic latent image carrier is subjected to a silicon oxide flame treatment. A treatment layer was formed. The amount of silane gas added at this time was 1.5 mL / min, the distance between the flame and the solid surface was 30 mm, and the sample moving speed was 20 m / min.
次に、長期ランニングテストによって、クリーニングブレードのクリーニング性と耐久性の評価を行った。 Next, the cleaning performance and durability of the cleaning blade were evaluated by a long-term running test.
上記クリーニングブレード１３を、クリーニングユニットに装着し、改造した画像形成装置ＡＲ−５０３０（シャープ株式会社製）に搭載し、体積平均粒子径が８．５μｍの非磁性黒トナーを用いて常温常圧環境下で４０,０００枚の連続長期ランニングテストを行った。ランニングテスト後、静電潜像担持体表面及び形成された画像におけるトナー融着の有無及びカブリの状態を目視観察し、クリーニング性を評価した。また、ランニングテスト後のクリーニングブレードを光学顕微鏡にて観察し、ブレード先端の磨耗や欠け、又はホルダーと樹脂の接着面の剥離の有無を確認し、耐久性を評価した。 The cleaning blade 13 is mounted on a cleaning unit and mounted on a modified image forming apparatus AR-5030 (manufactured by Sharp Corporation), and a non-magnetic black toner having a volume average particle diameter of 8.5 μm is used in a normal temperature and normal pressure environment. Below, 40,000 continuous long-term running tests were conducted. After the running test, the presence or absence of toner fusion and the fogging state on the surface of the electrostatic latent image carrier and the formed image were visually observed to evaluate the cleaning property. Further, the cleaning blade after the running test was observed with an optical microscope, and it was confirmed whether the blade tip was worn or chipped, or the adhesive surface between the holder and the resin was peeled off, and durability was evaluated.
実施形態１におけるクリーニングブレードを装着したクリーニングユニットは、繰り返し使用してもトナーの融着やすり抜けによるカブリがなく、クリーニング効果を長期間維持することができた。また、ブレード先端の磨耗や欠けに起因する静電潜像担持体の損傷もなく、耐久性も良好であった。 The cleaning unit equipped with the cleaning blade in Embodiment 1 was free from fogging due to toner fusing or slipping out even after repeated use, and the cleaning effect could be maintained for a long time. Further, there was no damage to the electrostatic latent image carrier due to wear or chipping of the blade tip, and the durability was good.
〔実施形態２〕
実施形態２のクリーニングブレード１３は、ホルダー１３４を備えたものである。その他の構成は実施形態１のクリーニングユニット１０と同様である。
[Embodiment 2]
The cleaning blade 13 according to the second embodiment includes a holder 134. Other configurations are the same as those of the cleaning unit 10 of the first embodiment.
図５は、実施形態２に係るクリーニングブレード１３と周辺部を表した概略図である。実施形態２のクリーニングブレード１３は、ブレード基板１３２の静電潜像担持体５表面と当接する面とは逆の面側に金属製のホルダー１３４を備える。クリーニングブレード１３はホルダー１３４を備えることで、クリーニングブレード１３の反りを抑えることによって、良好なクリーニング性能を発揮することができる。ブレード基板１３２は、静電潜像担持体５表面と当接する面と、少なくともホルダー１３４と接触する部分とは珪素酸化炎処理層１３３を有している。 FIG. 5 is a schematic diagram illustrating the cleaning blade 13 and the peripheral portion according to the second embodiment. The cleaning blade 13 according to the second embodiment includes a metal holder 134 on the surface of the blade substrate 132 opposite to the surface in contact with the surface of the electrostatic latent image carrier 5. By providing the holder 134 with the cleaning blade 13, it is possible to exhibit good cleaning performance by suppressing warping of the cleaning blade 13. The blade substrate 132 has a silicon oxide flame treatment layer 133 at the surface that contacts the surface of the electrostatic latent image carrier 5 and at least the portion that contacts the holder 134.
珪素酸化炎処理は、各種材料間の接着性を向上させることができるため、ホルダー１３４と接触するブレード基板１３２上に珪素酸化炎処理層１３３を形成することで、ブレード基板１３２とホルダー１３４との接着性を向上させることができ、長期に亘って良好なクリーニング性能を維持できる。 Since the silicon oxide flame treatment can improve the adhesion between various materials, the silicon oxide flame treatment layer 133 is formed on the blade substrate 132 in contact with the holder 134, so that the blade substrate 132 and the holder 134 Adhesiveness can be improved, and good cleaning performance can be maintained over a long period of time.
（連続プリントテスト）
以下、珪素酸化炎処理され、金属製のホルダー１３４が当接されたクリーニングブレード１３の一例を示す。クリーニングブレード１３は、ブレード基板１３２として、長さ２０ｍｍ、幅３００ｍｍ、厚さ３ｍｍのウレタン樹脂を用い、長さ８ｍｍ、幅３００ｍｍ、厚さ３ｍｍの金属製のホルダー１３４及び静電潜像担持体と当接する面に珪素酸化炎処理を施し、珪素酸化炎処理層を形成した。このときのシランガスの添加量は１．０ｍＬ／ｍｉｎ、火炎と固体表面との距離は２０ｍｍ、試料移動速度は１５ｍ／ｍｉｎとした。
(Continuous print test)
Hereinafter, an example of the cleaning blade 13 subjected to the silicon oxide flame treatment and in contact with the metal holder 134 will be described. The cleaning blade 13 uses a urethane resin having a length of 20 mm, a width of 300 mm, and a thickness of 3 mm as the blade substrate 132, a metal holder 134 having a length of 8 mm, a width of 300 mm, and a thickness of 3 mm, and an electrostatic latent image carrier. A silicon oxide flame treatment was applied to the abutting surface to form a silicon oxide flame treatment layer. The amount of silane gas added at this time was 1.0 mL / min, the distance between the flame and the solid surface was 20 mm, and the sample moving speed was 15 m / min.
次に、長期ランニングテストによって、クリーニングブレードのクリーニング性と耐久性の評価を行った。上記クリーニングブレード１３を、クリーニングユニットに装着し、改造した画像形成装置ＡＲ−５０３０（シャープ株式会社製）に搭載し、体積平均粒子径が８．５μｍの非磁性黒トナーを用いて常温常圧環境下で４０,０００枚の連続長期ランニングテストを行った。ランニングテスト後、静電潜像担持体表面及び形成された画像におけるトナー融着の有無及びカブリの状態を目視観察し、クリーニング性を評価した。また、ランニングテスト後のクリーニングブレードを光学顕微鏡にて観察し、ブレード先端の磨耗や欠け、又はホルダーと樹脂の接着面の剥離の有無を確認し、耐久性を評価した。 Next, the cleaning performance and durability of the cleaning blade were evaluated by a long-term running test. The cleaning blade 13 is mounted on a cleaning unit and mounted on a modified image forming apparatus AR-5030 (manufactured by Sharp Corporation), and a non-magnetic black toner having a volume average particle diameter of 8.5 μm is used in a normal temperature and normal pressure environment. Below, 40,000 continuous long-term running tests were conducted. After the running test, the presence or absence of toner fusion and the fogging state on the surface of the electrostatic latent image carrier and the formed image were visually observed to evaluate the cleaning property. Further, the cleaning blade after the running test was observed with an optical microscope, and it was confirmed whether the blade tip was worn or chipped, or the adhesive surface between the holder and the resin was peeled off, and durability was evaluated.
実施形態２におけるクリーニングブレードを装着したクリーニングユニットでは、ホルダーと樹脂の密着性も良好で、樹脂の剥離等によるクリーニング性能の低下もなく、高品位な画像を維持できた。 In the cleaning unit equipped with the cleaning blade in Embodiment 2, the adhesion between the holder and the resin was good, and the high-quality image could be maintained without deterioration of the cleaning performance due to the peeling of the resin.
〔実施形態３〕
（現像ユニットの構成）
図６は、実施形態３における現像ユニット３０の構成を示した概略図である。現像ユニットは、現像ローラ３１、供給ローラ３２、トナー規制ブレード３３、及び高圧電源３４を備える。現像ローラ３１は静電潜像担持体５に近接して設置され、供給ローラ３２によってトナーが供給される。トナー規制ブレード３３は、トナー層を規制するもので、トナーを帯電させるために高圧電源３４と接続されている。
[Embodiment 3]
(Development unit configuration)
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a configuration of the developing unit 30 according to the third embodiment. The developing unit includes a developing roller 31, a supply roller 32, a toner regulating blade 33, and a high voltage power source 34. The developing roller 31 is installed in the vicinity of the electrostatic latent image carrier 5 and is supplied with toner by the supply roller 32. The toner regulating blade 33 regulates the toner layer and is connected to a high voltage power source 34 for charging the toner.
（トナー規制ブレードの構成）
トナー規制ブレードとは、現像装置において、トナー担持体である現像ローラ上に形成されるトナー層の厚みを規制するためのブレードである。
(Configuration of toner control blade)
The toner regulating blade is a blade for regulating the thickness of the toner layer formed on the developing roller which is a toner carrier in the developing device.
図７は、実施形態３におけるトナー規制ブレードの構成図である。トナー規制ブレード３３は、金属プレート３３１、ゴム層３３２、珪素酸化炎処理層３３２１を備え、トナーを帯電させるための高圧電源３４と接続している。金属プレート３３１は、使用前のトナーを収容する現像剤収容部（図示せず）に保持され、現像ローラ３１当接面にはゴム層３３２が担持されている。ゴム層３３２は、現像ローラ３１当接面に珪素酸化炎処理層３３２１を有し、現像ローラ３１の表面に形成されるトナー層の膜厚を規制し、同時に、珪素酸化炎処理層３３２１と現像ローラ３１との間を通過するトナーへ、接触摩擦により電荷を付与する。 FIG. 7 is a configuration diagram of the toner regulating blade in the third embodiment. The toner regulating blade 33 includes a metal plate 331, a rubber layer 332, and a silicon oxide flame treatment layer 3321, and is connected to a high voltage power source 34 for charging the toner. The metal plate 331 is held in a developer container (not shown) that stores toner before use, and a rubber layer 332 is carried on the contact surface of the developing roller 31. The rubber layer 332 has a silicon oxide flame treated layer 3321 on the contact surface of the developing roller 31 and regulates the film thickness of the toner layer formed on the surface of the developing roller 31. At the same time, the rubber layer 332 and the silicon oxide flame treated layer 3321 are developed. Charge is applied to the toner passing between the rollers 31 by contact friction.
実施形態３に係るトナー規制ブレード３３は、珪素酸化炎処理層３３２１を備えることを特徴とする。尚、珪素酸化炎処理は、実施形態１におけるブレード基板１３２を、実施形態３におけるゴム層３３２に置き換えることで行うことができるので説明は省略する。 The toner regulating blade 33 according to Embodiment 3 includes a silicon oxide flame treatment layer 3321. Since the silicon oxide flame treatment can be performed by replacing the blade substrate 132 in the first embodiment with the rubber layer 332 in the third embodiment, the description thereof is omitted.
（トナー規制ブレードの動作）
供給ローラ（図示せず）によりトナーがくみ上げられ、現像ローラ３１にトナー層が形成される。形成されたトナー層は、トナー規制ブレード３３を通過する際に、トナー規制ブレード３３からの圧力で規制されると同時に帯電される。トナー規制ブレード３３を通過したトナー層は、現像ローラ３１の電位と静電潜像担持体５上の潜像電位に応じて静電潜像担持体５に現像が行われることにより静電潜像が可視化される。
(Operation of toner control blade)
Toner is drawn up by a supply roller (not shown), and a toner layer is formed on the developing roller 31. The formed toner layer is regulated by the pressure from the toner regulating blade 33 and charged simultaneously when passing through the toner regulating blade 33. The toner layer that has passed the toner regulating blade 33 is developed on the electrostatic latent image carrier 5 in accordance with the potential of the developing roller 31 and the latent image potential on the electrostatic latent image carrier 5, thereby causing an electrostatic latent image. Is visualized.
以下、実施形態３におけるトナー規制ブレード３３の一例を示す。金属プレート３３１は、長さ３５ｍｍ、幅３２０ｍｍ、厚さ０．１ｍｍのステンレス鋼ＳＵＳ製である。ゴム層３３２は、長さ１０ｍｍ、幅３２０ｍｍ、厚さ１．０ｍｍのＪＩＳ-Ａ硬度２０〜７５のポリウレタンを用い、該ゴム層３３２のトナー層当接面に珪素酸化炎処理を施し、珪素酸化炎処理層３３２１を形成した。このときのシランガスの添加量は、１．５ｍＬ／ｍｉｎ、火炎と固体表面との距離は３０ｍｍ、試料移動速度は２０ｍ／ｍｉｎとした。 Hereinafter, an example of the toner regulating blade 33 according to the third exemplary embodiment will be described. The metal plate 331 is made of stainless steel SUS having a length of 35 mm, a width of 320 mm, and a thickness of 0.1 mm. The rubber layer 332 is made of polyurethane having a length of 10 mm, a width of 320 mm, and a thickness of 1.0 mm, and having a JIS-A hardness of 20 to 75. A flame treatment layer 3321 was formed. The amount of silane gas added at this time was 1.5 mL / min, the distance between the flame and the solid surface was 30 mm, and the sample moving speed was 20 m / min.
（珪素酸化物粒子の粒子径確認）
珪素酸化炎処理された面上の珪素酸化物粒子の大きさを測定した。珪素酸化物粒子の確認には、電子顕微鏡を用いた。
(Confirmation of particle size of silicon oxide particles)
The size of the silicon oxide particles on the silicon oxide flame treated surface was measured. An electron microscope was used to confirm the silicon oxide particles.
図８は、実施形態３の珪素酸化炎処理層３３２１を電子顕微鏡にて観察した画像である。これにより、微粒子の径が数１０ｎｍ程度であることが確認できた。酸化珪素微粒子の径が１μｍ以上になると、微粒子どうしが凝集しやすくなり、均一な珪素酸化炎処理層が形成されず、また、被膜から微粒子が剥がれる可能性が大きくなるため、１μｍ以下であることが好ましい。 FIG. 8 is an image obtained by observing the silicon oxide flame treatment layer 3321 of Embodiment 3 with an electron microscope. This confirmed that the diameter of the fine particles was about several tens of nm. When the diameter of the silicon oxide fine particles is 1 μm or more, the fine particles are likely to aggregate, a uniform silicon oxide flame treatment layer is not formed, and the possibility that the fine particles are peeled off from the coating increases. Is preferred.
（プリントテスト）
トナー規制ブレード３３を組み込んだ現像装置を用いて、画像評価を行うと、ライフを通じて白筋等のない良好な画像が得られ、滑り性が向上したことにより、良好な帯電性能を維持できたと同時に、過度なストレスによるトナーの融着やブレードの劣化が抑制された結果であると考えられる。
(Print test)
When image evaluation was performed using a developing device incorporating the toner regulating blade 33, a good image free of white streaks and the like was obtained throughout the life, and good charging performance was maintained at the same time as improved slipperiness. This is considered to be a result of suppressing toner fusion and blade deterioration due to excessive stress.
また、ブレード表面に微粒子が露出していることにより現像ローラ３１との滑り性は良好で、異常画像が発するような現象も確認されなかった。現像ローラ３１との滑り性が悪いと、使用開始時においてブレードが振動してトナー層形成が不均一になり、その結果、異常画像が発するような現象が起こる。 Further, since the fine particles were exposed on the blade surface, the sliding property with the developing roller 31 was good, and a phenomenon that an abnormal image was generated was not confirmed. If the slipping property with the developing roller 31 is poor, the blade vibrates at the start of use and toner layer formation becomes non-uniform, resulting in a phenomenon in which an abnormal image is generated.
また、珪素酸化炎処理は、処理したい基材の表面を０．１秒〜数秒程度通過させるだけで済むため、従来のスプレーコート等のような湿式コーティング法では必要とされる塗膜形成後数時間から数日乾燥する工程が不要となり、生産性が大きく向上した。 In addition, since the silicon oxide flame treatment only needs to pass through the surface of the base material to be treated for about 0.1 seconds to several seconds, the number after the coating film formation required in the conventional wet coating method such as spray coating is used. The process of drying for several days from the time is no longer necessary, and productivity is greatly improved.
トナー規制ブレード３３のトナー層当接面を粗面化するために、０．０１μｍ以上が好ましく、微粒子の大きさは１μｍ以下であることが好ましい。これ以上の大きさの微粒子では基材表面の凹凸により、トナー層が不均一になる可能性がある。 In order to roughen the toner layer contact surface of the toner regulating blade 33, it is preferably 0.01 μm or more, and the size of the fine particles is preferably 1 μm or less. In the case of fine particles larger than this, the toner layer may become non-uniform due to irregularities on the surface of the substrate.
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に利用できる。 The present invention can be used in an electrophotographic image forming apparatus.
５ 静電潜像担持体
１０ クリーニングユニット
１１ トナー回収部
１２ ブレード支持部材
１３、８２０ クリーニングブレード
１３１ 他方の自由端の端部
１３２ ブレード基板
１３３、３３２１ 珪素酸化炎処理層
１３４ ホルダー
１４ 開口部
３０ 現像ユニット
３１ 現像ローラ
３２ 供給ローラ
３３ トナー規制ブレード
３３１ 金属プレート
３３２ ゴム層
３４ 高圧電源
８２１ ゴム状弾性体
８２２ 弾性コーティング層
９１０ トナー規制部材
９１２ 弾性体ブレード
９１４ 摩擦帯電剤層
９１６ 高剛性支持体
Ｂ 矢印
Ｃ バーナー
Ｈ 火炎と固体表面の距離
5 Electrostatic latent image carrier 10 Cleaning unit 11 Toner recovery unit 12 Blade support member 13, 820 Cleaning blade 131 End of other free end 132 Blade substrate 133, 3321 Silicon oxide flame treatment layer 134 Holder 14 Opening 30 Development unit 31 Developing roller 32 Supply roller 33 Toner regulating blade 331 Metal plate 332 Rubber layer 34 High voltage power supply 821 Rubber elastic body 822 Elastic coating layer 910 Toner regulating member 912 Elastic body blade 914 Friction charging agent layer 916 High rigidity support B Arrow C Burner H Distance between flame and solid surface
Claims (5)
該クリーニングブレードは、前記静電潜像担持体に圧接する面に珪素酸化物を含む微粒子の層を備え、
該微粒子の大きさは０．０１μｍ以上１μｍ以下であることを特徴とするクリーニングブレード。 A cleaning blade that removes the developer remaining on the electrostatic latent image carrier after the developer image has been transferred to the recording medium, by pressing against the electrostatic latent image carrier;
The cleaning blade includes a layer of fine particles containing silicon oxide on a surface pressed against the electrostatic latent image carrier.
A cleaning blade, wherein the fine particles have a size of 0.01 μm or more and 1 μm or less.
前記クリーニングブレードは、金属からなるホルダーと、前記ホルダーと密着したブレード基板を備え、
前記ブレード基板表面には、前記ホルダーに当接する面、及び前記静電潜像担持体と当接する面に珪素酸化物を含む微粒子の層を有し、
該微粒子の大きさは０．０１μｍ以上１μｍ以下であることを特徴とするクリーニングブレード。 A cleaning blade that removes the developer remaining on the electrostatic latent image carrier after the developer image has been transferred to the recording medium by being pressed against the electrostatic latent image carrier;
The cleaning blade includes a holder made of metal and a blade substrate in close contact with the holder,
The blade substrate surface has a layer of fine particles containing silicon oxide on the surface in contact with the holder and the surface in contact with the electrostatic latent image carrier,
A cleaning blade, wherein the fine particles have a size of 0.01 μm or more and 1 μm or less.
前記クリーニングブレードは、少なくとも前記静電潜像担持体に圧接する面側が珪素酸化炎処理されることを特徴とするクリーニングブレードの製造方法。 A method of manufacturing a cleaning blade for removing a developer remaining on an electrostatic latent image carrier after the developer image has been transferred to a recording medium by pressing against the electrostatic latent image carrier,
The method of manufacturing a cleaning blade, wherein at least a surface side in pressure contact with the electrostatic latent image carrier is subjected to a silicon oxide flame treatment.
前記クリーニングブレードは、金属からなるホルダーと、前記ホルダーと密着したブレード基板を備え、
前記ブレード基板表面には、前記ホルダーに当接する面、及び前記静電潜像担持体と当接する面に珪素酸化炎処理がされることを特徴とするクリーニングブレードの製造方法。 A method of manufacturing a cleaning blade for removing a developer remaining on a peripheral surface of a rotating electrostatic latent image carrier after the developer image has been transferred to a recording medium by pressing against the electrostatic latent image carrier. ,
The cleaning blade includes a holder made of metal and a blade substrate in close contact with the holder,
A method of manufacturing a cleaning blade, wherein the blade substrate surface is subjected to a silicon oxide flame treatment on a surface in contact with the holder and a surface in contact with the electrostatic latent image carrier.
前記微粒子の大きさは０．０１μｍ以上１μｍ以下であることを特徴とするトナー規制ブレード。
A toner regulating blade that abuts on the toner carrier and forms a toner layer on the toner carrier, and includes a fine particle layer containing silicon oxide on a surface abutting the toner layer,
The toner regulating blade, wherein the fine particles have a size of 0.01 μm or more and 1 μm or less.
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