JP2017044750A - Cleaning blade, image formation device, and process cartridge - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、クリーニングブレード、画像形成装置およびプロセスカートリッジに関するものである。 The present invention relates to a cleaning blade, an image forming apparatus, and a process cartridge.
従来、電子写真式の画像形成装置では、感光体などの像担持体について、転写紙や中間転写体へトナー像を転写した後の表面に付着した不必要な転写残トナーはクリーニング手段であるクリーニング装置によって除去している。
このクリーニング装置のクリーニング部材として、構成を簡単にでき、クリーニング性能も優れていることから、短冊形状のクリーニングブレードを用いたものが知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in an electrophotographic image forming apparatus, unnecessary transfer residual toner adhering to a surface after transferring a toner image to a transfer paper or an intermediate transfer member is cleaned as a cleaning unit. Removed by device.
As a cleaning member of this cleaning device, one having a strip-shaped cleaning blade is known because the structure can be simplified and the cleaning performance is excellent.
この種のクリーニングブレードとして、例えば、特許文献１には、短冊形状の弾性体ブレードで構成されたクリーニングブレードが記載されている。このクリーニングブレードは、弾性体ブレードの一端が支持部材であるホルダーに固定されており、弾性体ブレードの先端稜線部を被清掃部材である像担持体の周面に押し当て、像担持体上に残留するトナーを堰き止めて掻き落として除去している。
As this type of cleaning blade, for example,
また、このクリーニングブレードは、先端稜線部に弾性体ブレードよりも硬い紫外線硬化樹脂からなる表面層を設け、さらに、弾性ブレード先端部にブレード先端面の幅と同じ深さで紫外線硬化樹脂を浸漬させることで、ブレード先端面、被清掃部材と対向するブレート下面の先端部近傍、及び、ブレード下面と平行なブレード上面の先端部近傍に紫外線硬化樹脂を含浸させている。これにより、先端稜線部の硬度を高くし、先端稜線部を像担持体の表面移動方向に変形するのを抑制できるとしている。また、経時使用で表面層が摩耗して弾性ブレードの先端稜線部が露出した場合も、弾性ブレードの含浸部分が像担持体表面に当接し、弾性ブレードと像担持体との間で生じる摩擦力が低減させ、露出した部分が変形するのを抑制できるとしている。 In addition, this cleaning blade is provided with a surface layer made of UV curable resin harder than the elastic blade at the tip ridge line portion, and further, UV curable resin is immersed in the tip of the elastic blade at the same depth as the width of the blade tip surface. Thus, the ultraviolet curable resin is impregnated in the vicinity of the tip of the blade, the tip of the blade lower surface facing the member to be cleaned, and the vicinity of the tip of the blade upper surface parallel to the blade lower surface. Thereby, the hardness of the tip ridge line portion is increased, and the tip ridge line portion can be prevented from being deformed in the surface moving direction of the image carrier. In addition, even when the surface layer wears over time and the leading edge of the elastic blade is exposed, the impregnated portion of the elastic blade comes into contact with the surface of the image carrier, and the frictional force generated between the elastic blade and the image carrier It is said that it can reduce, and it can suppress that the exposed part deform | transforms.
しかしながら、経時使用においてクリーニングブレードが摩耗すると、クリーニングブレードと像担持体との摩擦力が高まることで像担持体の駆動トルクを上昇させてしまい、高精細画像の出力に悪影響を与えてしまう。このため、さらなる耐摩耗性が望まれている。 However, when the cleaning blade wears over time, the frictional force between the cleaning blade and the image carrier increases, thereby increasing the drive torque of the image carrier and adversely affecting the output of the high-definition image. For this reason, further wear resistance is desired.
上述した課題を達成するために、本発明は、短冊形状の弾性体ブレードで構成され、被清掃部材と対向し、上記弾性体ブレードの厚み方向に平行な先端面と、上記先端面と隣接し、上記被清掃部材と対向するブレード下面と平行なブレード上面とに紫外線硬化樹脂が含浸され、上記被清掃部材の表面に当接して該被清掃部材表面から粉体を除去するクリーニングブレードにおいて、
上記弾性体ブレードの上記ブレード上面が固定される固定部を有し、上記ブレード上面における上記紫外線硬化樹脂が含浸される領域を、上記ブレード上面の上記先端面と接する辺から、少なくとも該辺と上記固定部の上記先端面側端部との中心より上記固定部側にかかる領域とし、上記紫外線硬化樹脂の上記先端面からの含浸深さを、１５０［μｍ］以上、２５０［μｍ］以下、上記ブレード上面からの含浸深さを２００［μｍ］以上、４００［μｍ］以下にしたことを特徴とするものである。
In order to achieve the above-described problems, the present invention is composed of a strip-shaped elastic blade, is opposed to a member to be cleaned, is parallel to the thickness direction of the elastic blade, and is adjacent to the distal surface. In the cleaning blade, the upper surface of the blade parallel to the lower surface of the blade facing the member to be cleaned is impregnated with an ultraviolet curable resin, and contacts the surface of the member to be cleaned to remove the powder from the surface of the member to be cleaned.
The elastic blade has a fixing portion to which the upper surface of the blade is fixed, and the region of the blade upper surface impregnated with the ultraviolet curable resin is at least from the side in contact with the tip surface of the blade upper surface and the side The region of the fixing portion that extends from the center of the fixing portion side to the fixing portion side and the impregnation depth from the tip surface of the ultraviolet curable resin is 150 [μm] or more and 250 [μm] or less, The impregnation depth from the upper surface of the blade is 200 [μm] or more and 400 [μm] or less.
本発明によれば、従来のクリーニングブレードよりも低い当接圧でクリーニング不良を発生させず安定したクリーニング性を維持することで、耐摩耗性を向上することができるという優れた効果がある。 According to the present invention, there is an excellent effect that wear resistance can be improved by maintaining a stable cleaning property without causing a cleaning failure with a contact pressure lower than that of a conventional cleaning blade.
以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式のプリンタ（以下、単にプリンタ５００という）の一実施形態について説明する。まず、本実施形態に係るプリンタ５００の基本的な構成について説明する。
図１は、プリンタ５００を示す概略構成図である。
プリンタ５００は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック（以下、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋと記す）用の四つの作像ユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋを備えている。これらは、画像を形成する画像形成物質として、互いに異なる色のＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっている。
Hereinafter, as an image forming apparatus to which the present invention is applied, an embodiment of an electrophotographic printer (hereinafter simply referred to as a printer 500) will be described. First, a basic configuration of the
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a
The
四つの作像ユニット１の上方には、中間転写体である中間転写ベルト１４を備えた転写ユニット６０が配置されている。詳細は後述する各作像ユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋが備える感光体３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋの表面上に形成された各色のトナー像は、中間転写ベルト１４の表面上に重ね合わせて転写される構成である。
また、四つの作像ユニット１の下方に光書込ユニット４０が配設されている。潜像形成手段である光書込ユニット４０は、画像情報に基づいて発したレーザ光Ｌを、各作像ユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋの感光体３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋに照射する。これにより、感光体３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋ上にＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋ用の静電潜像が形成される。なお、光書込ユニット４０は、光源から発したレーザ光Ｌを、モータによって回転駆動されるポリゴンミラー４１によって偏向させながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋに照射するものである。このような構成のものに代えて、ＬＥＤアレイによる光走査を行うものを採用することもできる。
Above the four
Further, an
光書込ユニット４０の下方には、第一給紙カセット１５１、第二給紙カセット１５２が鉛直方向に重なるように配設されている。これら給紙カセット内には、それぞれ記録媒体である転写紙Ｐが複数枚重ねられた紙束の状態で収容されており、一番上の転写紙Ｐには、第一給紙ローラ１５１ａ、第二給紙ローラ１５２ａがそれぞれ当接している。第一給紙ローラ１５１ａが駆動手段によって図中反時計回りに回転駆動させられると、第一給紙カセット１５１内の一番上の転写紙Ｐが、カセットの図中右側方において鉛直方向に延在するように配設された給紙路１５３に向けて排出される。また、第二給紙ローラ１５２ａが駆動手段によって図１中反時計回りに回転駆動させられると、第二給紙カセット１５２内の一番上の転写紙Ｐが、給紙路１５３に向けて排出される。
Below the
給紙路１５３内には、複数の搬送ローラ対１５４が配設されている。給紙路１５３に送り込まれた転写紙Ｐは、これら搬送ローラ対１５４のローラ間に挟み込まれながら、給紙路１５３内を、図１中下側から上側に向けて搬送される。
給紙路１５３の搬送方向下流側端部には、レジストローラ対５５が配設されている。レジストローラ対５５は、搬送ローラ対１５４から送られてくる転写紙Ｐをローラ間に挟み込むと直ぐに、両ローラの回転を一旦停止させる。そして、転写紙Ｐを適切なタイミングで、後述する二次転写ニップに向けて送り出す。
A plurality of conveying
A registration roller pair 55 is disposed at the downstream end of the
図２は、四つの作像ユニット１のうちの一つの概略構成を示す構成図である。
図２に示すように、作像ユニット１は、像担持体としてのドラム状の感光体３を備えている。感光体３はドラム状の形状を示しているが、シート状、エンドレスベルト状のものであっても良い。
感光体３の周囲には、帯電ローラ４、現像装置５、一次転写ローラ７、クリーニング装置６、潤滑剤塗布装置１０及び除電ランプ等が配置されている。帯電ローラ４は、帯電手段としての帯電装置が備える帯電部材であり、現像装置５は、感光体３の表面上に形成された潜像をトナー像化する現像手段である。一次転写ローラ７は、感光体３の表面上のトナー像を中間転写ベルト１４に転写する一次転写手段としての一次転写装置が備える一次転写部材である。クリーニング装置６は、トナー像を中間転写ベルト１４に転写した後の被清掃部材である感光体３上に残留するトナーをクリーニングするクリーニング手段である。潤滑剤塗布装置１０は、クリーニング装置６がクリーニングした後の感光体３の表面上に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段である。除電ランプは、クリーニング後の感光体３の表面電位を除電する除電手段である。
FIG. 2 is a configuration diagram showing a schematic configuration of one of the four
As shown in FIG. 2, the
Around the photoreceptor 3, a charging roller 4, a developing
帯電ローラ４は、感光体３に所定の距離を持って非接触で配置され、感光体３を所定の極性、所定の電位に帯電するものである。帯電ローラ４によって一様帯電された感光体３の表面は、潜像形成手段である光書込ユニット４０から画像情報に基づいてレーザ光Ｌが照射され静電潜像が形成される。
現像装置５は、現像剤担持体としての現像ローラ５１を有している。この現像ローラ５１には、電源から現像バイアスが印加されるようになっている。現像装置５のケーシング内には、ケーシング内に収容された現像剤を互いに逆方向に搬送しながら攪拌する供給スクリュ５２及び攪拌スクリュ５３が設けられている。また、現像ローラ５１に担持された現像剤を規制するためのドクタ５４も設けられている。供給スクリュ５２及び攪拌スクリュ５３の二本のスクリュによって撹拌・搬送された現像剤中のトナーは、所定の極性に帯電される。そして、現像剤は、現像ローラ５１の表面上に汲み上げられ、汲み上げられた現像剤は、ドクタ５４により規制され、感光体３と対向する現像領域でトナーが感光体３上の潜像に付着する。
The charging roller 4 is arranged in a non-contact manner with a predetermined distance from the photoconductor 3, and charges the photoconductor 3 to a predetermined polarity and a predetermined potential. The surface of the photoreceptor 3 uniformly charged by the charging roller 4 is irradiated with laser light L from an
The developing
クリーニング装置６は、ファーブラシ１０１、クリーニングブレード６２などを有している。クリーニングブレード６２は、感光体３の表面移動方向に対してカウンタ方向で感光体３に当接している。なお、クリーニングブレード６２の詳細については後述する。
潤滑剤塗布装置１０は、固形潤滑剤１０３や潤滑剤加圧スプリング１０３ａ等を備え、固形潤滑剤１０３を感光体３上に塗布する塗布ブラシとしてファーブラシ１０１を用いている。固形潤滑剤１０３は、ブラケット１０３ｂに保持され、潤滑剤加圧スプリング１０３ａによりファーブラシ１０１側に加圧されている。そして、感光体３の回転方向に対して連れまわり方向に回転するファーブラシ１０１により、固形潤滑剤１０３が削られて、感光体３上に潤滑剤が塗布される。感光体への潤滑剤塗布により感光体３表面の摩擦係数が非画像形成時に０．２以下に維持される。
The cleaning device 6 includes a
The
図２に示す帯電装置では、帯電ローラ４を感光体３に近接させた非接触の近接配置方式を採用しているが、本実施形態の帯電装置としては、コロトロン、スコロトロン、固体帯電器（ソリッド・ステート・チャージャー）を始めとする公知の構成を用いることができる。これらの帯電方式のうち、特に接触帯電方式又は非接触の近接配置方式が望ましく、帯電効率が高くオゾン発生量が少ないこと、装置の小型化が可能であること等のメリットを有する。 The charging device shown in FIG. 2 employs a non-contact proximity arrangement method in which the charging roller 4 is brought close to the photosensitive member 3. However, as the charging device of this embodiment, a corotron, a scorotron, a solid charger (solid charger) A known configuration such as a state charger can be used. Of these charging methods, a contact charging method or a non-contact proximity arrangement method is particularly desirable, and has advantages such as high charging efficiency and a small amount of ozone generation, and miniaturization of the apparatus.
光書込ユニット４０のレーザ光Ｌの光源や除電ランプ等の光源は特に限定されず、発光物全般を用いることができる。具体的には、蛍光灯、タングステンランプ、ハロゲンランプ、水銀灯、ナトリウム灯、発光ダイオード（ＬＥＤ）、半導体レーザ（ＬＤ）、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）などが挙げられる。
また、所望の波長域の光のみを照射するために、シャープカットフィルター、バンドパスフィルター、近赤外カットフィルター、ダイクロイックフィルター、干渉フィルター、色温度変換フィルターなどの各種フィルターを用いることもできる。
これらの光源のうち、発光ダイオード及び半導体レーザは照射エネルギーが高く、また６００〜８００［ｎｍ］の長波長光を有するため、良好に使用される。
The light source of the laser light L of the
In addition, various types of filters such as a sharp cut filter, a band pass filter, a near infrared cut filter, a dichroic filter, an interference filter, and a color temperature conversion filter can be used to irradiate only light in a desired wavelength range.
Among these light sources, light emitting diodes and semiconductor lasers are used favorably because they have high irradiation energy and long wavelength light of 600 to 800 [nm].
転写手段である転写ユニット６０は、中間転写ベルト１４の他に、ベルトクリーニングユニット１６２、第一ブラケット６３、第二ブラケット６４などを備えている。また四つの一次転写ローラ７Ｙ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｋ、二次転写バックアップローラ６６、駆動ローラ６７、補助ローラ６８、テンションローラ６９なども備えている。中間転写ベルト１４は、これら８つのローラ部材に張架されながら、駆動ローラ６７の回転駆動によって図中反時計回りに無端移動させられる。四つの一次転写ローラ７Ｙ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｋは、このように無端移動させられる中間転写ベルト１４を感光体３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋとの間に挟み込んで、それぞれ一次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト１４の裏面（ループ内周面）にトナーとは逆極性（例えばプラス）の転写バイアスを印加する。中間転写ベルト１４は、その無端移動に伴ってＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋ用の一次転写ニップを順次通過していく過程で、そのおもて面に感光体３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋ上のＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋトナー像が重ね合わされて一次転写される。これにより、中間転写ベルト１４上に四色重ね合わせトナー像（以下、四色トナー像という）が形成される。
In addition to the
二次転写バックアップローラ６６は、中間転写ベルト１４のループ外側に配設された二次転写ローラ７０との間に中間転写ベルト１４を挟み込んで二次転写ニップを形成している。先に説明したレジストローラ対５５は、ローラ間に挟み込んだ転写紙Ｐを、中間転写ベルト１４上の四色トナー像に同期させ得るタイミングで、二次転写ニップに向けて送り出す。中間転写ベルト１４上の四色トナー像は、二次転写バイアスが印加される二次転写ローラ７０と二次転写バックアップローラ６６との間に形成される二次転写電界や、ニップ圧の影響により、二次転写ニップ内で転写紙Ｐに一括二次転写される。そして、転写紙Ｐの白色と相まって、フルカラートナー像となる。
The secondary
二次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト１４には、転写紙Ｐに転写されなかった転写残トナーが付着している。これは、ベルトクリーニングユニット１６２によってクリーニングされる。なお、ベルトクリーニングユニット１６２は、ベルトクリーニングブレード１６２ａを中間転写ベルト１４のおもて面に当接させており、これによって中間転写ベルト１４上の転写残トナーを掻き取って除去するものである。
Transfer residual toner that has not been transferred to the transfer paper P adheres to the
転写ユニット６０の第一ブラケット６３は、ソレノイドの駆動のオンオフに伴って、補助ローラ６８の回転軸線を中心にして所定の回転角度で揺動するようになっている。プリンタ５００は、モノクロ画像を形成する場合には、前述のソレノイドの駆動によって第一ブラケット６３を図中反時計回りに少しだけ回転させる。この回転により補助ローラ６８の回転軸線を中心にして一次転写ローラ７Ｙ、７Ｃ、７Ｍを図中反時計回りに公転させることで、中間転写ベルト１４を感光体３Ｙ、３Ｃ、３Ｍから離間させる。そして、四つの作像ユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋのうち、Ｋ用の作像ユニット１Ｋだけを駆動して、モノクロ画像を形成する。これにより、モノクロ画像形成時にＹ、Ｃ、Ｍ用の作像ユニット１を無駄に駆動させないようにし、作像ユニット１を構成する各部材の消耗を回避することができる。
The
二次転写ニップの図中上方には、定着ユニット８０が配設されている。この定着ユニット８０は、ハロゲンランプ等の発熱源を内包する加圧加熱ローラ８１と、定着ベルトユニット８２とを備えている。定着ベルトユニット８２は、定着部材である定着ベルト８４、ハロゲンランプ等の発熱源を内包する加熱ローラ８３、テンションローラ８５、駆動ローラ８６、温度センサ等を有している。そして、無端状の定着ベルト８４を加熱ローラ８３、テンションローラ８５及び駆動ローラ８６によって張架しながら、図中反時計回り方向に無端移動させる。この無端移動の過程で、定着ベルト８４は加熱ローラ８３によって裏面側から加熱される。このようにして加熱される定着ベルト８４の加熱ローラ８３への掛け回し箇所には、図中時計回り方向に回転駆動される加圧加熱ローラ８１がおもて面側から当接している。これにより、加圧加熱ローラ８１と定着ベルト８４とが当接する定着ニップが形成されている。
A fixing unit 80 is disposed above the secondary transfer nip in the drawing. The fixing unit 80 includes a pressure heating roller 81 that contains a heat source such as a halogen lamp, and a fixing
定着ベルト８４のループ外側には、温度センサが定着ベルト８４のおもて面と所定の間隙を介して対向するように配設されており、定着ニップに進入する直前の定着ベルト８４の表面温度を検知する。この検知結果は定着電源回路に送られる。定着電源回路は、温度センサによる検知結果に基づいて、加熱ローラ８３に内包される発熱源や加圧加熱ローラ８１に内包される発熱源に対する電源の供給をオンオフ制御する。
A temperature sensor is disposed outside the loop of the fixing
上述した二次転写ニップを通過した転写紙Ｐは、中間転写ベルト１４から分離された後、定着ユニット８０内に送られる。そして、定着ユニット８０内の定着ニップに挟まれながら図中下側から上側に向けて搬送される過程で、定着ベルト８４によって加熱され押圧されることにより、フルカラートナー像が転写紙Ｐに定着される。
このようにして定着処理が施された転写紙Ｐは、排紙ローラ対８７のローラ間を経た後、機外へと排出される。プリンタ５００本体の筺体の上面には、スタック部８８が形成されており、排紙ローラ対８７によって機外に排出された転写紙Ｐは、このスタック部８８に順次スタックされる。
The transfer paper P that has passed through the secondary transfer nip is separated from the
The transfer paper P subjected to the fixing process in this manner is discharged between the
転写ユニット６０の上方には、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋトナーを収容する四つのトナーカートリッジ１００Ｙ、１００Ｃ、１００Ｍ、１００Ｋが配設されている。これらのトナーカートリッジ内のＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋトナーは、作像ユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋの現像装置５Ｙ、５Ｃ、５Ｍ、５Ｋに適宜供給される。トナーカートリッジ１００Ｙ、１００Ｃ、１００Ｍ、１００Ｋは、作像ユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋとは独立にプリンタ本体に脱着可能である。
Above the
次に、プリンタ５００における画像形成動作について説明する。
操作部などからプリント実行の信号を受信したら、帯電ローラ４及び現像ローラ５１に、それぞれ所定の電圧又は電流が順次所定のタイミングで印加される。同様に光書込ユニット４０及び除電ランプなどの光源にも、それぞれ所定の電圧又は電流が順次所定のタイミングで印加される。また、これと同期して、駆動手段としての感光体駆動モータにより、感光体３が図中矢印方向に回転駆動される。
Next, an image forming operation in the
When a print execution signal is received from the operation unit or the like, a predetermined voltage or current is sequentially applied to the charging roller 4 and the developing
感光体３が図中矢印方向に回転すると、まず感光体３表面が帯電ローラ４によって所定の電位に一様帯電される。そして、光書込ユニット４０から画像情報に対応したレーザ光Ｌが感光体３上に照射され、感光体３表面上のレーザ光Ｌが照射された部分が除電され静電潜像が形成される。
静電潜像の形成された感光体３の表面は、現像装置５との対向部で現像ローラ５１上に形成された現像剤の磁気ブラシによって摺擦される。このとき、現像ローラ５１上の負帯電トナーは、現像ローラ５１に印加された所定の現像バイアスによって静電潜像側に移動し、トナー像化（現像）される。各作像ユニット１において同様の作像プロセスが実行され、各作像ユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋの各感光体３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋの表面上に各色のトナー像が形成される。
このように、プリンタ５００では、感光体３上に形成された静電潜像は、現像装置５によって、負極性に帯電されたトナーにより反転現像される。ここでは、Ｎ／Ｐ（ネガポジ：電位が低い所にトナーが付着する）の非接触帯電ローラ方式を用いた例について説明したが、これに限られるものではない。
When the photoconductor 3 rotates in the direction of the arrow in the figure, the surface of the photoconductor 3 is first uniformly charged to a predetermined potential by the charging roller 4. Then, the laser beam L corresponding to the image information is irradiated onto the photoconductor 3 from the
The surface of the photoreceptor 3 on which the electrostatic latent image is formed is rubbed by a developer magnetic brush formed on the developing
As described above, in the
各感光体３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋの表面上に形成された各色のトナー像は、中間転写ベルト１４の表面上で重なるように、順次一次転写される。これにより中間転写ベルト１４上に四色トナー像が形成される。
中間転写ベルト１４上に形成された四色トナー像は、第一給紙カセット１５１又は第二給紙カセット１５２から給紙され、レジストローラ対５５のローラ間を経て、二次転写ニップに給紙される転写紙Ｐに転写される。このとき、転写紙Ｐはレジストローラ対５５に挟まれた状態で一旦停止し、中間転写ベルト１４上の画像先端と同期を取って二次転写ニップに供給される。トナー像が転写された転写紙Ｐは中間転写ベルト１４から分離され、定着ユニット８０へ搬送される。そして、トナー像が転写された転写紙Ｐが定着ユニット８０を通過することにより、熱と圧力の作用でトナー像が転写紙Ｐ上に定着され、トナー像が定着された転写紙Ｐはプリンタ５００装置外に排出されてスタック部８８にスタックされる。
The toner images of the respective colors formed on the surfaces of the photoreceptors 3Y, 3C, 3M, and 3K are sequentially primary-transferred so as to overlap on the surface of the
The four-color toner image formed on the
一方、二次転写ニップで転写紙Ｐにトナー像を転写した中間転写ベルト１４の表面は、ベルトクリーニングユニット１６２によって表面上の転写残トナーが除去される。
また、一次転写ニップで中間転写ベルト１４に各色のトナー像を転写した感光体３の表面は、クリーニング装置６によって転写後の残留トナーが除去され、潤滑剤塗布装置１０によって潤滑剤が塗布された後、除電ランプで除電される。
On the other hand, the transfer residual toner on the surface of the
Further, the surface of the photoreceptor 3 on which the toner images of the respective colors are transferred to the
プリンタ５００の作像ユニット１は、図２に示すように、感光体３と、プロセス手段として帯電ローラ４、現像装置５、クリーニング装置６、潤滑剤塗布装置１０などとが枠体２に収められている。そして、作像ユニット１は、プロセスカートリッジとしてプリンタ５００本体から一体的に着脱可能となっている。プリンタ５００では、作像ユニット１がプロセスカートリッジとしての感光体３とプロセス手段とを一体的に交換するようになっている。しかし、感光体３、帯電ローラ４、現像装置５、クリーニング装置６、潤滑剤塗布装置１０のような単位で新しいものと交換するような構成でもよい。
As shown in FIG. 2, the
次に、プリンタ５００に本実施形態のクリーニングブレードを適用した場合の好適なトナーについて説明する。
プリンタ５００に用いるトナーとしては、画質向上のため、高円形化及び小粒径化し易い懸濁重合法、乳化重合法、分散重合法により製造された重合トナーを用いることが好ましい。特に、円形度が０．９７以上、体積平均粒径５．５［μｍ］以下の重合トナーを用いると、より高解像度の画像を形成することができるので好ましい。
Next, a preferable toner when the cleaning blade of this embodiment is applied to the
As the toner used in the
ここでいう「円形度」は、フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２０００（東亜医用電子社製）により計測した平均円形度である。具体的には、予め固形不純物を除去した水１００〜１５０［ｍｌ］中に、分散剤として界面活性剤（好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩）を０．１〜０．５［ｍｌ］加え、更に測定試料（トナー）を０．１〜０．５［ｇ］程度加える。その後、このトナーが分散した懸濁液を、超音波分散器で約１〜３分間分散処理し、分散液濃度が３０００〜１００００［個／μＬ］となるようにして、上述の分析装置にセットし、トナー粒子の形状及び分布を測定する。そして測定結果に基づき、図３（ａ）に示す実際のトナー粒子の投影形状の周囲長（外周長）をＣ１、その投影面積をＳとし、図３（ｂ）に示す面積がＳの真円の周囲長（外周長）をＣ２としたときのＣ２／Ｃ１を求め、その平均値を円形度とした。 The “circularity” here is an average circularity measured by a flow type particle image analyzer FPIA-2000 (manufactured by Toa Medical Electronics Co., Ltd.). Specifically, 0.1 to 0.5 [ml] of a surfactant (preferably alkylbenzene sulfonate) is added as a dispersant to 100 to 150 [ml] of water from which solid impurities have been removed in advance, and measurement is further performed. Add about 0.1 to 0.5 [g] of sample (toner). Thereafter, the suspension in which the toner is dispersed is dispersed by an ultrasonic disperser for about 1 to 3 minutes, and the dispersion concentration is set to 3000 to 10,000 [pieces / μL] and set in the above-described analyzer. Then, the shape and distribution of the toner particles are measured. Based on the measurement result, the perimeter (outer circumference) of the actual toner particle projection shape shown in FIG. 3A is C1, the projection area is S, and the area shown in FIG. C2 / C1 when the peripheral length (peripheral length) of C2 was C2 was determined, and the average value was defined as the circularity.
体積平均粒径については、コールターカウンター法によって求めることが可能である。具体的には、コールターマルチサイザー２ｅ型（コールター社製）によって測定したトナーの個数分布や体積分布のデータを、インターフェイス（日科機社製）を介してパーソナルコンピューターに送って解析する。より詳しくは、１級塩化ナトリウムを用いた１％ＮａＣｌ水溶液を電解液として用意する。そして、この電解水溶液１００〜１５０［ｍｌ］中に、分散剤として界面活性剤（好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩）を０．１〜５［ｍｌ］加える。更に、これに被検試料のトナーを２〜２０［ｍｇ］加え、超音波分散器で約１〜３［分間］分散処理する。そして別のビーカーに電解水溶液１００〜２００［ｍｌ］を入れ、その中に分散処理後の溶液を所定濃度になるように加えて、上記コールターマルチサイザー２ｅ型にかける。アパーチャーとしては１００［μｍ］のものを用い、５００００個のトナー粒子の粒径を測定する。チャンネルとしては、２．００〜２．５２［μｍ］未満；２．５２〜３．１７［μｍ］未満；３．１７〜４．００［μｍ］未満；４．００〜５．０４［μｍ］未満；５．０４〜６．３５［μｍ］未満；６．３５〜８．００［μｍ］未満；８．００〜１０．０８［μｍ］未満；１０．０８〜１２．７０［μｍ］未満；１２．７０〜１６．００［μｍ］未満；１６．００〜２０．２０［μｍ］未満；２０．２０〜２５．４０［μｍ］未満；２５．４０〜３２．００［μｍ］未満；３２．００〜４０．３０［μｍ］未満の１３チャンネルを使用し、粒径２．００［μｍ］以上３２．０［μｍ］以下のトナー粒子を対象とする。そして「体積平均粒径＝ΣＤｆＶ／ΣｆＶ」という関係式に基づいて体積平均粒径を算出する。但し、「Ｄ」は各チャンネルにおける代表径、「Ｖ」は各チャンネルの代表径における相当体積、「ｆ」は各チャンネルにおける粒子個数である。 The volume average particle diameter can be determined by a Coulter counter method. Specifically, the toner number distribution and volume distribution data measured by the Coulter Multisizer 2e type (manufactured by Coulter) are sent to a personal computer for analysis via an interface (manufactured by Nikka Kikai). More specifically, a 1% NaCl aqueous solution using first grade sodium chloride is prepared as an electrolytic solution. Then, 0.1 to 5 [ml] of a surfactant (preferably alkylbenzene sulfonate) is added as a dispersant to the electrolytic aqueous solution 100 to 150 [ml]. Further, 2 to 20 [mg] of the toner of the test sample is added thereto, and the dispersion treatment is performed for about 1 to 3 [minutes] with an ultrasonic disperser. Then, 100 to 200 [ml] of the electrolytic solution is put into another beaker, and the solution after the dispersion treatment is added therein to a predetermined concentration, and applied to the Coulter Multisizer 2e type. The aperture is 100 [μm], and the particle size of 50,000 toner particles is measured. As a channel, it is less than 2.00-2.52 [micrometer]; 2.52-less than 3.17 [micrometer]; 3.17-less than 4.00 [micrometer]; 4.00-5.04 [micrometer] Less than 5.04 to 6.35 [μm]; 6.35 to less than 8.00 [μm]; 8.00 to less than 10.08 [μm]; 10.08 to less than 12.70 [μm]; 12.70 to less than 16.00 [μm]; 16.00 to less than 20.20 [μm]; 20.20 to less than 25.40 [μm]; 25.40 to less than 32.00 [μm]; Using 13 channels of 00 to less than 40.30 [μm], toner particles with a particle size of 2.00 [μm] or more and 32.0 [μm] or less are targeted. Then, the volume average particle diameter is calculated based on the relational expression “volume average particle diameter = ΣDfV / ΣfV”. However, “D” is the representative diameter in each channel, “V” is the equivalent volume in the representative diameter of each channel, and “f” is the number of particles in each channel.
このような重合トナーにおいては、従来の粉砕トナーを感光体３表面から除去するときと同じようにしてクリーニングブレード６２で除去しようとしても、その重合トナーを感光体３表面から十分に除去しきれず、クリーニング不良が発生する。これは、小粒径で且つ円形度に優れた重合トナーが、ブレードと像担持体との間に形成される僅かな隙間をすり抜けるからである。
そこで、クリーニングブレード６２の感光体３への当接圧を高めてクリーニング性をアップしようとすると、クリーニングブレード６２が早期に摩耗してしまうという問題があった。
In such a polymerized toner, even if an attempt is made to remove the pulverized toner with the
Therefore, if the contact pressure of the
また、クリーニングブレードの当接圧を高めると、図７（ａ）に示すように、像担持体１２３とクリーニングブレード６２との摩擦力が高まり、クリーニングブレード６２が像担持体１２３の移動方向に引っ張られて、クリーニングブレード６２の先端稜線部６２ｃがめくれてしまう。このめくれたクリーニングブレード６２が、そのめくれに抗して原形状態に復元する際に異音が発生することがある。更に、先端稜線部６２ｃがめくれた状態でクリーニングをし続けると、図７（ｂ）に示すように、クリーニングブレード６２のブレード先端面６２ａの先端稜線部６２ｃから数［μｍ］離れた箇所に局所的な摩耗が生じてしまう。このような状態で、更にクリーニングを続けると、この局所的な摩耗が大きくなり、最終的には、図７（ｃ）に示すように、先端稜線部６２ｃが欠落してしまう。先端稜線部６２ｃが欠落してしまうと、トナーを正常にクリーニングできなくなり、クリーニング不良を生じてしまう。
When the contact pressure of the cleaning blade is increased, as shown in FIG. 7A, the frictional force between the
次に、本実施形態におけるクリーニングブレードについて詳述する。
図４は本実施形態のクリーニングブレード６２の使用状態の断面図である。図４（ａ）は、クリーニングブレード６２が感光体３の表面に当接している状態の説明図であり、図４（ｂ）は、クリーニングブレード６２の先端稜線部６２ｃ近傍の拡大説明図である。また、図４（ｃ）は図４（ｂ）におけるクリーニングブレードの先端面にさらに表面層を設けた例の拡大説明図である。
図４（ａ）に示すように、クリーニングブレード６２は、金属や硬質プラスチックなどの剛性材料からなる短冊形状のホルダー部６２１と、短冊形状の弾性体ブレード６２２とで構成されている。弾性体ブレード６２２は先端稜線部６２ｃ近傍に含浸処理がなされている。
Next, the cleaning blade in this embodiment will be described in detail.
FIG. 4 is a cross-sectional view of the
As shown in FIG. 4A, the
また、ブレード上面６２ｅには、先端部よりホルダー部手前まで同じく含浸処理がなされている。このブレード上面６２ｅは、弾性体ブレードの厚み方向に平行で感光体３表面と対向するブレード先端面６２ａに隣接し、感光体３と対向するブレード下面６２ｂと平行な面である。なお、この含浸処理については後ほど詳述する。
弾性体ブレード６２２は、ホルダー部６２１の一端側に接着剤などにより固定されており、ホルダー部６２１の他端側は、クリーニング装置６のケースに片持ち支持されている。
The blade
The
弾性体ブレード６２２としては、感光体３の偏心や感光体３の表面の微小なうねりなどに追随できるように、高い反発弾性率を有するものが好ましく、ウレタンゴムなどが好適である。
弾性体ブレード６２２に適するウレタンゴムは一般に遠心成型法で製造される。その原材料としては、ＯＨ価２８〜１６８の２個又は３個の水酸基を持つポリオールと、ＴＤＩ（トリレンジイソシアネート）、ＭＤＩ（ジフェニルメタンジイソシアネート）、ＩＰＤＩ（イソホロンジイソシアネート）、ＨＤＩ（ヘキサメチレンジイソシアネート）、ＮＤＩ（ナフタレンジイソシアネート）、ＴＯＤＩ（ジメチルビフェニルジイソシアネート）などのジイソシアネートと、エチレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパンなどのＯＨ価９５０〜１８３０の短鎖ポリオールが好適である。これらを適宜混合し、１００〜２００［℃］に加熱した遠心成型金型に注入し、所定時間後に脱型し、高温多湿環境（例えば、３０［℃］、８５［％ＲＨ］）に１週間静置して特性を安定させてから、所定の形状に裁断して、弾性体ブレード用の短冊とする。
The
Urethane rubber suitable for the
また、弾性体ブレード６２２には、２５℃における硬度が６８〜８０度（ＪＩＳ Ａ）のウレタンゴムが良い。ウレタンゴムの硬度が８０度以下であれば柔軟性に乏しくなるようなことはなく、ホルダー部６２１が微小に傾いて取り付けられたときなどに、次の不具合が生じるようなおそれがない。すなわち、クリーニングブレード６２の軸方向一端側と他端側とで当接圧が異なる所謂偏当りがしにくく、軸方向で均一な当接圧が得られる。その結果、クリーニング性が低下するようなおそれがない。一方、硬度が６８度以上であれば、重合トナーでもクリーニングできるように当接圧を高く設定したときクリーニングブレード６２が反ってしまうようなことはない。また、先端稜線部６２ｃが浮き上がり、ブレード下面６２ｂが感光体３と当接する所謂腹当たり現象が生じるようなこともない。腹当たり現象が生じると、クリーニングブレード６２と感光体表面との当接面積が急激に増大するため、クリーニングブレード６２を大きな力で押しつけても逆に当接圧は小さくなり、クリーニング性が低下してしまう。特に本実施形態のクリーニングブレードのように、ブレード先端面に含浸処理や表面層を有する構成では上記の現象が生じやすいため、ウレタンゴムの硬度が上記範囲にあることが好ましい。
The
弾性体ブレード６２２は、２種の異なる材質を積層した、２層構成のタイプも利用することができる。この場合もウレタンゴムの硬度は上記範囲が好ましいが、当接側と反当接側で適宜適切な材質を選択することができる。２層以上の積層ウレタンを製造する際は、混合率の異なる原材料を各層が完全に硬化する前に、遠心成型金型に連続的に注入することにより、層間剥離が起こらないように一体的に成型することが可能である。
The
図４（ｂ）に示すように、弾性体ブレード６２２の先端稜線部６２ｃには、紫外線硬化樹脂モノマーが含浸された含浸部分６２ｄが形成されている。先端稜線部６２ｃへの含浸処理は、スプレー塗工や浸漬塗工によって紫外線硬化樹脂モノマーを含浸させればよい。これにより、当接する先端稜線部６２ｃが感光体３表面移動方向に変形するのを抑制することができる。更に、経時表面層摩耗によって内部が露出したときも内部への含浸作用により、同様に変形を抑制することができる。
As shown in FIG. 4B, an impregnated
また、図４（ｃ）に示すように、表面層を設ける場合、表面層６２３は、弾性体ブレード６２２に紫外線硬化樹脂モノマーを含浸させて所定時間風乾させた後に、スプレー塗工や浸漬塗工によって先端稜線部６２ｃを被覆する。紫外線硬化樹脂モノマーを含浸させた後、又は表面層６２３による被覆を行った後に、紫外線を照射することで、図４に示す含浸部分６２ｄを形成し、先端稜線部６２ｃの硬度上昇を図る改質効果を生じさせることができる。このとき、含浸材料にフッ素系アクリルモノマーを混合し弾性体ブレード６２２に含浸させると、先端稜線部６２ｃ近傍の低摩擦化を図ることもできる。経時使用で表面層６２３が摩耗すると先端稜線部６２ｃが露出し、この露出部が感光体表面と当接したとき、先端稜線部６２ｃと感光体３との摩擦力を弱めることができる。さらに、弾性体ブレード６２２の露出した部分が感光体表面移動方向に変形するのを抑制できる。その結果、ビビリ音が生じるのを抑制できる。また、露出部分のめくれを抑制でき、めくれた露出部分の欠落を抑制できる。また、先端稜線部６２ｃがフッ素系アクリルモノマーの含浸により低摩擦化するので、露出部分が感光体３によって削られにくく、クリーニングブレード６２の耐摩耗性を向上させることができる。
As shown in FIG. 4C, when a surface layer is provided, the
上記フッ素系アクリルモノマーとしては、特にパーフルオロポリエーテル骨格を持ち、官能基２以上のアクリレートが好適である。その具体例としては、ダイキン社製：ＯＰＴＯＯＬ ＤＡＣ−ＨＰ、ＤＩＣ社製：ＲＳ−７５などが挙げられる。 As the fluorinated acrylic monomer, an acrylate having a perfluoropolyether skeleton and having two or more functional groups is particularly suitable. Specific examples thereof include Daikin Corporation: OPTOOL DAC-HP, DIC Corporation: RS-75, and the like.
また、紫外線硬化樹脂モノマーを含浸させて紫外線を照射することにより、耐久性の向上を図ることができる。
耐久性の向上を図ることができる理由として考えられるのは、ゴム内部に紫外線硬化樹脂の網目鎖が形成されることにより、ゴム自体の架橋密度が擬似的に増加し、耐摩耗性が向上する可能性である。この場合、紫外線硬化樹脂とウレタンゴムが化学的にほとんど結合しない点がポイントである。ウレタンゴムとの反応するのを抑制することにより、架橋密度が上がりすぎてゴムというよりガラスに近い状態となるのを抑制することができる。これにより、先端稜線部６２ｃの動きが抑制されず、耐摩耗性が向上すると考えられる。
Further, durability can be improved by impregnating with an ultraviolet curable resin monomer and irradiating with ultraviolet rays.
The reason why the durability can be improved is that the formation of a UV-curable resin network chain inside the rubber increases the cross-linking density of the rubber itself, thereby improving the wear resistance. It is a possibility. In this case, the point is that the ultraviolet curable resin and the urethane rubber are hardly chemically bonded. By suppressing the reaction with the urethane rubber, it is possible to suppress the crosslink density from being increased so that it becomes a state closer to glass rather than a rubber. Thereby, it is considered that the movement of the tip
表面層６２３は、スプレー塗工、ディップ塗工によってクリーニングブレード６２の先端稜線部６２ｃ、ブレード下面６２ｂを被覆する。表面層６２３としては、弾性体ブレード６２２よりも硬度の高い部材を被覆することが好ましい。弾性体ブレード６２２よりも表面層の硬度が高いかどうかは、例えばマルテンス硬度の測定により確認することができ、測定圧子に加えた試験力と圧子の押し込み深さを測定することにより精密に硬度を求めることができる。弾性体ブレード自体と表面層自体のマルテンス硬度を別途比較して硬度の高い表面層部材を選択する。弾性体ブレード６２２よりも硬度が高い部材とすることにより、弾性体ブレード６２２よりも感光体３によって削られ難くなり、弾性体ブレード６２２を感光体表面に当接させるものに比べて、クリーニングブレード６２の耐摩耗性を向上させることができる。また、表面層６２３は、硬度が硬く剛直なため、変形し難く、先端稜線部６２ｃのめくれを抑制することができる。
The
また、表面層６２３の材料としては紫外線硬化樹脂を用いることが好ましい。これにより、先端稜線部６２ｃに付着した紫外線硬化樹脂モノマーに紫外線を照射させるだけで、所望の硬度を有する表面層６２３を得ることができ、クリーニングブレード６２を安価に製造することができる。
Further, it is preferable to use an ultraviolet curable resin as the material of the
上記紫外線硬化樹脂モノマーとしては、官能基当量分子量３５０以下、官能基数３〜６のペンタエリスリトールトリアクリレートを主要骨格とするモノマーを用いることが好ましい。官能基当量分子量が３５０以下で、主要骨格がペンタエリスリトール・トリアクリレートのモノマーを用いれば、表面層６２３が脆弱になり過ぎることはない。表面層６２３が脆弱になると、クリーニングブレード６２の先端稜線部６２ｃがめくれて図７（ｂ）のような先端面摩耗を生じ、長期に亘るクリーニング性を保持できなくなる。また表面層６２３の材料として、上記ペンタエリスリトール・トリアクリレート骨格材料の他に、官能基当量分子量１００〜１０００、官能基数１〜２のアクリレート材料を適宜混合することが好ましい。これにより表面層６２３に可撓性を付与することができ、クリーニングブレード６２を搭載するマシンの特性に合わせて、表面層６２３の性質を調整することが可能となる。よって、特定環境で異音が発生した時などにブレード挙動を微調整するなど、環境特性等を向上させることも可能となる。
As the ultraviolet curable resin monomer, a monomer having a functional group equivalent molecular weight of 350 or less and a pentaerythritol triacrylate having 3 to 6 functional groups as a main skeleton is preferably used. If a monomer having a functional group equivalent molecular weight of 350 or less and a main skeleton of pentaerythritol triacrylate is used, the
また、表面層６２３の材料と含浸処理する材料の全部又は一部に同一の材料を用いることができる。同一の材料を用いると、同一物質同士による接着性向上が期待でき、表面層６２３の剥がれを抑制することができる。
The same material can be used for all or part of the material for the
また、ブレード先端面６２ａの表面層６２３の厚さは、０．５［μｍ］以上、１．０［μｍ］以下が好ましい。厚さが０．５［μｍ］以上であれば、先端稜線部６２ｃがめくれやすくなるようなことはなく、さらに表面層自体が感光体との摩擦を低減し感光体駆動トルクの上昇を抑制できる。また、厚さが１．０［μｍ］以下であれば、像担持体への追従性が低下することによるトナーのすり抜けの発生により、クリーニング不良が発生しやすくなるようなことはない。本実施形態のクリーニングブレード６２では、スプレー塗工やディップ塗工のように、液体の材料を付着させて表面層６２３を形成するため、表面張力の関係で先端稜線部６２ｃには被膜が形成されにくい。このため、先端稜線部６２ｃから離れるにつれて表面層６２３の厚さは増加する。しかし、厚さが１．０［μｍ］以下であれば、先端稜線部６２ｃの厚さと、先端稜線部６２ｃから離れた位置の厚さとの差が大きくならず、先端稜線部６２ｃの角度が鈍角化することはない。また、先端稜線部６２ｃを直角とした場合に比べて、図４（ａ）に示すブレード先端面６２ａと感光体３とがなす当接部の上流側の空隙Ｘが狭くなることもない。したがって、長期に亘るクリーニング動作によって空隙にトナーが堆積したとき、堰き止められた空隙Ｘ内のトナーに逃げ場がなくなり、空隙Ｘ内のトナーが徐々に感光体３の下流側に押し出されて、クリーニング不良が発生するようなこともない。
Further, the thickness of the
表面層６２３を形成する際には、ウレタンゴムからなる弾性体ブレード６２２に対してディップ塗工により紫外線硬化樹脂モノマーを含浸させ、更に表面層６２３を形成する紫外線硬化樹脂モノマーをスプレー塗工した後、紫外線照射によりモノマーを硬化させる。表面層６２３を被覆する前に、弾性体ブレード６２２に含浸させた紫外線硬化樹脂モノマーに紫外線を照射してもよく、この方法では、ウレタンゴムに対する紫外線硬化樹脂モノマーの含浸状態が固定され、後から表面層６２３を形成する紫外線硬化樹脂モノマーを塗布しても、含浸状態が変化しない。よって、所望の含浸状態の弾性体ブレード６２２を作製できる。
When the
本実施形態のクリーニングブレード６２は、ブレード先端面６２ａに表面層を設ける構成においては、最表面に紫外線硬化樹脂からなる表面層６２３、弾性体ブレード６２２の基材と紫外線硬化樹脂（含浸材料）との混合層、弾性体ブレード６２２の基材のみなからなる弾性層を有する積層ブレードとなっている。また、先端稜線部６２ｃ近傍は、含浸材料、表面層材料が検出される。それらは含浸処理を実施した表面側から検出強度が減少していくいわゆる濃度勾配をもって形成される。即ち、本実施形態のクリーニングブレード６２においては、内部の混合層と弾性体ブレード基材のみの弾性層との界面も明確となっていない。さらに、本実施形態のクリーニングブレード６２は、含浸材料、表面層材料に同一成分を採用するため、表面層とそれに続く混合層の界面が、形成時の弾性体ブレード基材の膨潤も影響して明確でなくなっている場合もある。このように、本実施形態のクリーニングブレード６２は、表面層６２３、混合層、弾性層の各層の界面が不明確な積層構成のクリーニングブレードとなっている。
In the configuration in which the
上記含浸処理も表面層６２３も本来のウレタンゴム基材の弾性を変えてしまう。ウレタンゴムの弾性が大きく変わると、感光体表面の密着性が低下してしまう。感光体表面の密着性が低下すると、感光体に形成される粉体量が非常に多い連続的なベタ画像形成時等の厳しいクリーニング条件では、クリーニング不良を生じることがある。
Both the impregnation treatment and the
すなわち、表面層６２３や含浸部分６２ｄにより弾性体ブレード６２２の弾性が大きく変わり、感光体３への密着性が低下すると、感光体３が偏心していたり、感光体表面に微小なうねりがあったりした場合、感光体表面に当接するクリーニングブレード６２の長手方向で当接圧が変動する。その結果、先端稜線部６２ｃの感光体表面への追随性が低下してしまう。連続的なベタ画像形成時など、クリーニングブレード６２によって、多くのトナーが堰き止められているとき、このトナーによるクリーニングブレード６２への押圧力が高くなる。そのため、クリーニングブレード６２の感光体３に対する当接圧が低い部分で、クリーニングブレード６２が当接する力よりも感光体上のトナーによるクリーニングブレード６２への押圧力が勝ると、その部分で当接状態が維持できなくなる。その結果、クリーニングブレード６２をトナーがすり抜けてしまい、感光体３に形成される粉体量が非常に多い連続的なベタ画像形成時等の厳しい条件では、クリーニング不良が生じてしまう。
That is, when the elasticity of the
特に、潤滑剤塗布機構を有する画像形成装置においては、帯電ローラによる帯電装置で感光体上に塗布された滑剤が帯電劣化することにより粘性が生じる。これにより、副作用としてクリーニングブレードの先端稜線部６２ｃの像担持体表面への追随性を低下させてしまうため、同様にクリーニング不良が生じることがある。
In particular, in an image forming apparatus having a lubricant application mechanism, viscosity is generated by the charge deterioration of the lubricant applied on the photosensitive member by the charging device using a charging roller. Accordingly, as a side effect, the followability of the
このような像担持体表面への追随性の低下によるクリーニング不良を抑制するためには、本実施形態のクリーニングブレード６２における含浸処理の範囲を次のようにすることが好ましい。すなわち、ブレード先端面６２ａからの含浸深さが１５０［μｍ］以上、２５０［μｍ］以下、ブレード上面６２ｅからの含浸深さが２００［μｍ］以上、４００［μｍ］以下であること好ましい。
含浸深さがこれらの範囲内であれば、上述のクリーニング不良の発生を確実に抑制できる。すなわち、含浸深さが上記範囲の下限値以上であれば、トナー粒子に対する弾性体ブレード６２２の先端稜線部の変形は起こらず、そのせき止め力が低下してクリーニング不良が生じてしまうようなことはない。また、含浸深さが上記範囲の上限値以下であれば、剛直性が増大して感光体との密着性が低下しクリーニング不良が生じてしまうようなことはない。なお、これらの範囲は、表面層が追加構成される場合にはそれとのバランスから調整することが肝要である。
In order to suppress such poor cleaning due to a decrease in the followability to the surface of the image carrier, it is preferable to set the range of the impregnation treatment in the
If the impregnation depth is within these ranges, the occurrence of the above-mentioned cleaning failure can be reliably suppressed. That is, if the impregnation depth is equal to or greater than the lower limit of the above range, the tip edge line portion of the
また、上述した表面層６２３が感光体駆動トルクの上昇を抑制できるのと同様の理由で、クリーニングブレード６２における含浸処理の範囲が上記の範囲であることで、含浸部が感光体との摩擦を低減し、感光体駆動トルクの上昇を抑制することができる。詳しくは、ブレードの経時使用により先端稜線部の摩耗が進行し内部構造の露出が生じた場合においても、上記の範囲で含浸処理が施されていることによって、感光体とクリーニングブレードとの摩擦力の上昇が抑えられ、感光体駆動トルクの上昇を抑制できる。
感光体駆動トルクの上昇は、複数の画像形成ユニットを組み合わせるいわゆるタンデム型システムにおいて、ジターや位置ずれによる画質低下を誘発する。本実施形態のクリーニングブレード６２においては、含浸処理の含浸深さを上記範囲内とすることで、感光体駆動トルクを一定値以下に維持することができ、画質低下を回避することができる。
Further, for the same reason that the
The increase in the photosensitive member driving torque induces a reduction in image quality due to jitter and misalignment in a so-called tandem system that combines a plurality of image forming units. In the
また、本実施形態のクリーニングブレード６２におけるブレード上面６２ｅに対する含浸処理は、クリーニングブレードと像担持体との当接状態を安定させる効果を有していると考えられる。これにより、クリーニングブレードの像担持体との当接線圧をより低く設定しても、クリーニング不良を発生させない安定したクリーニング動作を得ることができる。特に、後述する検証実験で示すように、従来のクリーニングブレードにおいて２０［ｇ／ｃｍ］程度で設定されていた当接圧を１／２程度まで低減させた場合でも、像担持体との密着性、追従性を維持できるところに特徴があり、これは、ブレード上面への含浸処理が有効に寄与した結果であると考えられる。
In addition, it is considered that the impregnation treatment on the blade
また、クリーニングブレードの像担持体との当接圧を低減させた状態で像担持体との密着性、追従性を維持できるため、トナーなどの像担持体の付着物がクリーニングブレードと像担持体との隙間をすり抜ける際に、クリーニングブレードの当接圧によって像担持体に押し込まれることで生じるフィルミングや異物付着を抑制することができる。 In addition, since adhesion and follow-up with the image carrier can be maintained in a state where the contact pressure of the cleaning blade with the image carrier is reduced, the adhering material such as toner adheres to the cleaning blade and the image carrier. Filming and foreign matter adhesion caused by being pushed into the image carrier by the contact pressure of the cleaning blade when passing through the gap.
さらにまた、ブレード上面への含浸処理に加えて、ブレード先端面６２ａの含浸処理の含浸深さを上述した範囲とし、さらに上述した表面層を形成することで、耐摩耗性向上と併せて総合的にクリーニング性の維持が達成できる。
Furthermore, in addition to the impregnation treatment on the upper surface of the blade, the impregnation depth of the impregnation treatment of the
［検証実験］
本発明者らは、弾性体ブレード６２２の材質、表面層６２３の材質、含浸処理方法、ブレード先端面６２ａにおける表面層６２３の形成等をそれぞれ変化させて様々な観点から検証実験を行った。この結果、像担持体への当接圧を従来の１／２程度に低減した場合においてもクリーニング不良を発生しないブレード先端面６２ａとブレード上面６２ｅとの含浸処理、及び、ブレード先端面６２ａの表面層６２３の最適な範囲を見出した。
以下、実施例及び比較例を示して具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。
[Verification experiment]
The inventors conducted verification experiments from various viewpoints by changing the material of the
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are shown and demonstrated concretely, this invention is not limited at all by these Examples.
［弾性体ブレード］
弾性体ブレード６２２としては、２５［℃］における物性が以下の物性となっている６種類のウレタンゴムを用いた。
ウレタンゴム１：硬度７２度、反発弾性率３１［％］（東洋ゴム工業社製）
ウレタンゴム２：硬度６９度、反発弾性率５０［％］（東洋ゴム工業社製）
ウレタンゴム３：硬度６８度、反発弾性率３０［％］（東洋ゴム工業社製）
ウレタンゴム４：硬度７５度、反発弾性率４５［％］（東洋ゴム工業社製）
ウレタンゴム５：２層構成、ブレード下面側：硬度８０度、反対面側：硬度７５度
反発弾性率２５［％］（東洋ゴム工業社製）
ウレタンゴム６：２層構成、ブレード下面側：硬度６６度、反対面側：硬度７５度
反発弾性率３０［％］（バンドー化学社製）
[Elastic blade]
As the
Urethane rubber 1: hardness 72 degrees, rebound resilience 31 [%] (manufactured by Toyo Tire & Rubber Co., Ltd.)
Urethane rubber 2:
Urethane rubber 3: Hardness 68 degrees, rebound resilience 30 [%] (manufactured by Toyo Tire & Rubber Co., Ltd.)
Urethane rubber 4: Hardness 75 degrees, rebound resilience 45 [%] (manufactured by Toyo Tire & Rubber Co., Ltd.)
Urethane rubber 5: 2-layer construction, blade lower surface side: hardness 80 degrees, opposite surface side: hardness 75 degrees
Rebound resilience 25 [%] (Toyo Tire & Rubber Co., Ltd.)
Urethane rubber 6: 2-layer construction, blade lower surface side:
Rebound resilience 30 [%] (Bando Chemical Co., Ltd.)
ウレタンゴムの硬度は、高分子計器社製マイクロゴム硬度計ＭＤ−１を用い、ＪＩＳ Ｋ６２５３に準じて測定した。２層構成ブレードについては、各面側から測定を行った。
ウレタンゴムの反発弾性は、東洋精機製作所製Ｎｏ．２２１レジリエンステスタを用い、ＪＩＳ Ｋ６２５５に準じて測定した。試料は、厚さ４［ｍｍ］以上となるように約２［ｍｍ］のシートを重ね合わせたものとした。
The hardness of urethane rubber was measured according to JIS K6253 using a micro rubber hardness meter MD-1 manufactured by Kobunshi Keiki Co., Ltd. The two-layer blade was measured from each side.
The resilience of urethane rubber is No. manufactured by Toyo Seiki Seisakusho. The measurement was performed according to JIS K6255 using a 221 regilynester. The sample was a stack of approximately 2 [mm] sheets so that the thickness was 4 [mm] or more.
［含浸及び表面層材料］
含浸処理及び表面層６２３の形成処理には、以下の硬化材料１〜８を用いた。
なお、構成材料の配合量の単位は「質量部」である。
＜硬化材料１＞
モノマー１：ダイセルサイテック社製 ＰＥＴＩＡ ８．０部
モノマー２：ダイセルサイテック社製 ＯＤＡ−Ｎ ２．０部
モノマー３：ダイキン社製 ＯＰＴＯＯＬ ＤＡＣ−ＨＰ ０．１部
重合開始剤：チバスペシャリティーケミカルズ社製 イルガキュア１８４ ０．５部
溶媒 ：シクロヘキサノン ８９．４部
＜硬化材料２＞
モノマー１：ダイセルサイテック社製 ＰＥＴＩＡ ７．０部
モノマー２：ダイセルサイテック社製 ＨＤＤＡ ３．０部
重合開始剤：チバスペシャリティーケミカルズ社製 イルガキュア１８４ ０．５部
溶媒 ：シクロヘキサノン ８９．５部
＜硬化材料３＞
モノマー１：ダイセルサイテック社製 ＰＥＴＩＡ １０．０部
モノマー２：ダイキン社製 ＯＰＴＯＯＬ ＤＡＣ−ＨＰ ０．１部
重合開始剤：チバスペシャリティーケミカルズ社製 イルガキュア１８４ ０．５部
溶媒 ：シクロヘキサノン ８９．４部
＜硬化材料４＞
モノマー１：ダイセルサイテック社製 ＰＥＴＩＡ ８．０部
モノマー２：ダイセルサイテック社製 ＩＢＯＡ ２．０部
モノマー３：ダイキン社製 ＯＰＴＯＯＬ ＤＡＣ−ＨＰ ０．１部
重合開始剤：チバスペシャリティーケミカルズ社製 イルガキュア１８４ ０．５部
溶媒 ：シクロヘキサノン ８９．４部
＜硬化材料５＞
モノマー１：ダイセルサイテック社製 ＰＥＴＩＡ ７．０部
モノマー２：ダイセルサイテック社製 ＥＢＥＣＲＹＬ１１ ３．０部
モノマー３：ダイキン社製 ＯＰＴＯＯＬ ＤＡＣ−ＨＰ ０．１部
重合開始剤：チバスペシャリティーケミカルズ社製 イルガキュア１８４ ０．５部
溶媒 ：シクロヘキサノン ８９．４部
＜硬化材料６＞
モノマー１：ダイセル・サイテック社製 ＤＰＨＡ １０．０部
重合開始剤：チバスペシャリティーケミカルズ社製 イルガキュア１８４ １．０部
溶媒 ：シクロヘキサノン ８９．０部
＜硬化材料７＞
モノマー１：日本化薬社製 ＤＰＣＡ−１２０ ８．０部
モノマー２：ダイセルサイテック社製 ＩＢＯＡ ２．０部
モノマー３：ＤＩＣ社製 ＲＳ−７５ ０．１部
重合開始剤：チバスペシャリティーケミカルズ社製 イルガキュア１８４ ０．５部
溶媒 ：シクロヘキサノン ８９．４部
＜硬化材料８＞
モノマー１：ダイセルサイテック社製 ＰＥＴＩＡ ５．０部
モノマー２：根上工業社製 ＵＮ２７００ ５．０部
モノマー３：ＤＩＣ社製 ＲＳ−７５ ０．１部
重合開始剤：チバスペシャリティーケミカルズ社製 イルガキュア１８４ ０．５部
溶媒 ：シクロヘキサノン ８９．４部
[Impregnation and surface layer materials]
The following
The unit of the blending amount of the constituent material is “part by mass”.
<Curing
Monomer 1: PETIA 8.0 parts manufactured by Daicel Cytec Co., Ltd. Monomer 2: ODA-N 2.0 parts manufactured by Daicel Cytec Co., Ltd. Monomer 3: OPTOOL DAC-HP 0.1 parts manufactured by Daikin Co., Ltd. Polymerization initiator: manufactured by Ciba Specialty Chemicals Irgacure 184 0.5 part Solvent: Cyclohexanone 89.4 parts <Curing
Monomer 1: PETIA 7.0 parts manufactured by Daicel Cytec Co., Ltd. Monomer 2: HDDA 3.0 parts manufactured by Daicel Cytec Co., Ltd. Polymerization initiator: Irgacure 184 0.5 parts manufactured by Ciba Specialty Chemicals Solvent: Cyclohexanone 89.5 parts <Curing material 3>
Monomer 1: PETIA 10.0 parts manufactured by Daicel Cytec Co., Ltd. Monomer 2: OPTOOL DAC-HP 0.1 parts manufactured by Daikin Co., Ltd. Polymerization initiator: Irgacure 184 0.5 parts manufactured by Ciba Specialty Chemicals Solvent: Cyclohexanone 89.4 parts < Curing material 4>
Monomer 1: PETIA 8.0 parts manufactured by Daicel Cytec Co., Ltd. Monomer 2: IBOA 2.0 parts manufactured by Daicel Cytec Co., Ltd. Monomer 3: OPTOOL DAC-HP 0.1 parts manufactured by Daikin Co., Ltd. Polymerization initiator: Irgacure 184 manufactured by Ciba Specialty Chemicals 0.5 part Solvent: 89.4 parts of cyclohexanone <
Monomer 1: PETIA 7.0 parts manufactured by Daicel Cytec Co., Ltd. Monomer 2: EBECRYL 11 3.0 parts manufactured by Daicel Cytec Co., Ltd. Monomer 3: OPTOOL DAC-HP 0.1 parts manufactured by Daikin Co., Ltd. Polymerization initiator: Irgacure 184 manufactured by Ciba Specialty Chemicals 0.5 part Solvent: 89.4 parts of cyclohexanone <Curing material 6>
Monomer 1: DPHA 10.0 parts manufactured by Daicel-Cytec Co., Ltd. Polymerization initiator: Irgacure 184 1.0 parts manufactured by Ciba Specialty Chemicals Solvent: Cyclohexanone 89.0 parts <Curing
Monomer 1: DPCA-120 manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd. 8.0 parts Monomer 2: IBOA 2.0 parts manufactured by Daicel Cytec Co., Ltd. Monomer 3: RS-75 0.1 parts manufactured by DIC Co., Ltd. Polymerization initiator: manufactured by Ciba Specialty Chemicals Irgacure 184 0.5 part Solvent: Cyclohexanone 89.4 parts <Curing
Monomer 1: PETIA 5.0 parts manufactured by Daicel Cytec Co., Ltd. Monomer 2: UN2700 5.0 parts manufactured by Negami Kogyo Co., Ltd. Monomer 3: RS-75 0.1 parts manufactured by DIC Co., Ltd. Polymerization initiator: Irgacure 184 0 manufactured by Ciba Specialty Chemicals .5 parts Solvent: 89.4 parts cyclohexanone
上記モノマーのうち、ダイキン社製のＯＰＴＯＯＬ ＤＡＣ−ＨＰと、ＤＩＣ社製のＲＳ−７５がフッ素系アクリルモノマーであり、パーフルオロポリエーテル骨格を持ち、官能基２以上のアクリレートである。すなわちち、上記硬化材料１、３、４、５、７、８が、フッ素系アクリルモノマーを含む紫外線硬化樹脂モノマー混合物である。
Among the above monomers, OPTOOL DAC-HP manufactured by Daikin and RS-75 manufactured by DIC are fluorinated acrylic monomers, have an perfluoropolyether skeleton, and are acrylates having two or more functional groups. That is, the
上記硬化材料１〜８に用いるアクリルモノマー、その主要骨格、官能基数、及び官能基当量分子量を表１に示す。
上記表１に示すように、ダイセルサイテック社製：ＰＥＴＩＡ、ＤＰＨＡと、日本化薬社製：ＤＰＣＡ−１２０が、官能基当量分子量３５０以下、官能基数３〜６のペンタエリスリトール・トリアクリレートを主要骨格として有するアクリルモノマーである。
また、ダイセルサイテック社製：ＯＤＡ−Ｎ、ＨＤＤＡ、ＩＢＯＡ、ＥＢＥＣＲＹＬ１１と、根上工業社製：ＵＮ２７００が、官能基当量分子量１００〜１０００、官能基数１〜２のアクリルモノマーである。
したがって、上記硬化材料１、２、４、５、７、８が、上記２種類のアクリルモノマーを混合した硬化材料である。
As shown in Table 1 above, Daicel Cytec Co., Ltd .: PETIA, DPHA, and Nippon Kayaku Co., Ltd .: DPCA-120 have a functional group equivalent molecular weight of 350 or less and a functional group number of 3 to 6 pentaerythritol triacrylate. As an acrylic monomer.
Moreover, Daicel Cytec make: ODA-N, HDDA, IBOA, EBECRYL11 and Negami Kogyo make: UN2700 are the acrylic monomer of functional group equivalent molecular weight 100-1000 and functional group 1-2.
Therefore, the
実施例１〜１２、比較例１、及び、比較例２のクリーニングブレードは、表２の各欄に示すようなウレタンゴム、含浸材料、表面層材料を用い、各欄に示すように、ブレード先端面６２ａの含浸深さ、ブレード上面６２ｅの含浸深さ、ブレード上面６２ｅの含浸幅、ブレード先端面６２ａの表面層６２３の厚さを変化させて各クリーニングブレードを作製した。
これらの各クリーニングブレードについて下記のようにして検証実験を行った。この検証実験の結果を表２に示す。
The cleaning blades of Examples 1 to 12, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 use urethane rubber, impregnating material and surface layer material as shown in each column of Table 2, and the blade tip as shown in each column. Each cleaning blade was manufactured by changing the impregnation depth of the
A verification experiment was performed for each of these cleaning blades as follows. The results of this verification experiment are shown in Table 2.
＜検証実験を行った画像形成装置の作製＞
上記各ウレタンゴムを用いて厚さ１．８［ｍｍ］の短冊形状の各弾性体ブレードを作製した。次いで、上記各硬化材料に、厚さ１．８［ｍｍ］と略同じ浸漬深さで各ブレード先端部を所定時間浸漬し、適宜含浸処理を行った、続いてブレード上面に対して適宜粘着テープ（ＰＴＦＥ製）にてマスキングを行い同様に含浸処理を行った後、３分間風乾した。続いて、ブレード先端面に表面層を設けるものに対してスプレー塗工法により、各硬化材料を用いて表面層を形成した。表面層の形成は、まずスプレー塗工により、１０［ｍｍ／ｓ］のスプレーガン移動速度で、ブレード先端面から所定の厚さになるようにブレード先端面に重ね塗りを行い、３分間指触乾燥させた。その後、紫外線露光（２０００［ｍＪ／ｃｍ２］×３パス）を行った。なお、スプレー塗工で表面層を形成する領域は、マスキングテープにより制限した。
<Production of image forming apparatus for which verification experiment was performed>
Using each of the above urethane rubbers, each strip-shaped elastic blade having a thickness of 1.8 [mm] was produced. Next, each blade tip was immersed in each of the above-mentioned cured materials at a depth substantially equal to the thickness of 1.8 [mm] for a predetermined time, and was appropriately impregnated. Subsequently, an appropriate adhesive tape was applied to the upper surface of the blade. Masking was performed with (made of PTFE), and the impregnation treatment was performed in the same manner, followed by air drying for 3 minutes. Then, the surface layer was formed using each hardening material with the spray coating method with respect to what provided a surface layer in a blade front end surface. The surface layer is first formed by spray coating, with a spray gun moving speed of 10 [mm / s], overlaid on the blade tip surface to a predetermined thickness from the blade tip surface, and touched for 3 minutes. Dried. Thereafter, ultraviolet exposure (2000 [mJ / cm 2] × 3 passes) was performed. In addition, the area | region which forms a surface layer by spray coating was restrict | limited with the masking tape.
表面層の厚さは、キーエンス社製マイクロスコープＶＨＸ−１００を用い、弾性体ブレードの断面により測定した。測定試料は日進ＥＭ社製ＳＥＭ試料作製用トリミングカミソリを用いて断面を切断したものとした。 The thickness of the surface layer was measured by a cross section of the elastic blade using a microscope VHX-100 manufactured by Keyence Corporation. The measurement sample was a cross-section cut using a trimming razor for SEM sample preparation manufactured by Nisshin EM.
前述したように、含浸処理により弾性体ブレードの先端稜線部近傍内部には、含浸材料、表面層材料が検出されるが、それらは含浸処理を実施した表面側から検出強度が減少していくという、いわゆる濃度勾配をもって形成されている。そこで、含浸深さは、含浸材料、表面層材料がほぼ検出されなくなる個所の表面側からの距離とした。具体的には、含浸深さ（含浸処理領域）の測定は以下のようにして行った。
対象試料のエッジ部分の断面薄片をクライオミクロトーム（ＥＭ・ＦＣＳ、Ｌｅｉｃａ社製）により作製し、透過型顕微鏡ＦＴ−ＩＲ（Ｃｏｎｔｉｎｕμｍ赤外顕微鏡、サーモエレクトロン社製）で測定した。測定は、図５に示すように、ブレード先端面６２ａ、ブレード上面６２ｅを基準にし、それぞれ適宜断面内の変化を測定した。アクリル化合物の含浸深さについては、１７１０ｃｍ−１付近のピーク面積を１４１５ｃｍ−１のピーク面積で割った値を非含浸部の値で規格化したものを指標として測定した。
As described above, the impregnation treatment detects the impregnation material and the surface layer material in the vicinity of the tip ridge line portion of the elastic blade, but the detection intensity decreases from the surface side where the impregnation treatment is performed. It is formed with a so-called concentration gradient. Therefore, the impregnation depth is a distance from the surface side where the impregnation material and the surface layer material are hardly detected. Specifically, the measurement of the impregnation depth (impregnation treatment region) was performed as follows.
A cross-sectional slice of the edge portion of the target sample was prepared with a cryomicrotome (EM / FCS, manufactured by Leica) and measured with a transmission microscope FT-IR (Continuum infrared microscope, manufactured by Thermo Electron). As shown in FIG. 5, the change in the cross section was measured as appropriate with reference to the
上面含浸幅の測定は以下のようにして行った。
上面の含浸工程において、含浸を施す前に含浸しない部分をＰＴＦＥ粘着テープ（３Ｍ製５４９０）によりマスキングを行った後、所定の含浸を浸漬処理により行った。このとき、ブレード先端面から含浸部までの長さを含浸幅とした。
なお、クリーニングブレード６２のブレード上面６２ｅにおける、ホルダー部６２１によって固定されていない領域の幅、すなわち、ブレード上面６２ｅのブレード先端面６２ａと接する辺からホルダー部６２１のブレード先端面６２ａ側端部までの幅は、本検証実験に用いた下記リコー社製カラー複合機用として、７．５［ｍｍ］とした。
The measurement of the upper surface impregnation width was performed as follows.
In the upper surface impregnation step, a portion not impregnated before being impregnated was masked with PTFE adhesive tape (3490, 3M), and then predetermined impregnation was performed by dipping treatment. At this time, the length from the blade tip surface to the impregnation part was defined as the impregnation width.
The width of the region not fixed by the
上述のように形成した弾性体ブレードを、リコー社製カラー複合機ｉｍａｇｉｏ ＭＰ Ｃ５０００に搭載できる板金ホルダーに接着剤で固定し、試作のクリーニングブレードとした。これを上記ｉｍａｇｉｏ ＭＰ Ｃ５０００（図１と同様の構成）に取り付け、各画像形成装置を作製した。なお、クリーニングブレードは、所定の先端食い込み量と取り付け角度により線圧とクリーニング角を設定して取り付けた。線圧は１５［ｇ／ｃｍ］とした。 The elastic blade formed as described above was fixed with an adhesive to a sheet metal holder that can be mounted on the color composite machine “imageo MP C5000” manufactured by Ricoh Co., Ltd., to obtain a prototype cleaning blade. This was attached to the above imagio MP C5000 (same configuration as in FIG. 1), and each image forming apparatus was produced. The cleaning blade was attached with a linear pressure and a cleaning angle set according to a predetermined tip biting amount and attachment angle. The linear pressure was 15 [g / cm].
＜検証実験に用いたトナー＞
検証実験には、重合法により作製したトナーを用いた。なお、トナーの物性は、以下のとおりである。
・トナー母体：円形度０．９８、平均粒径４．９［μｍ］
・外添剤 ：小粒径シリカ：１．５部（クラリアントジャパン社製Ｈ１３０３）
小粒径酸化チタン：０．５部（テイカ社製ＭＴ−１５０ＡＩ）
大粒径シリカ：１．０部（電気化学社製ＵＦＰ−３５ＨＨ）
<Toner used for verification experiment>
In the verification experiment, a toner prepared by a polymerization method was used. The physical properties of the toner are as follows.
Toner base: circularity 0.98, average particle size 4.9 [μm]
External additive: Small particle size silica: 1.5 parts (H1303 manufactured by Clariant Japan)
Small particle size titanium oxide: 0.5 part (MT-150AI manufactured by Teika)
Large particle size silica: 1.0 part (UFP-35HH manufactured by Denki Kagaku)
検証実験は、実験室環境：２１［℃］・６５［％ＲＨ］、通紙条件：画像面積率５％チャートを３プリント／ジョブとし、１０万枚（Ａ４横）通紙試験を行った。
そして、以下の項目について評価した。
In the verification experiment, a 100,000 sheets (A4 landscape) paper passing test was performed with a laboratory environment: 21 [° C.] and 65 [% RH], a paper passing condition: an image area ratio of 5%, 3 prints / job.
The following items were evaluated.
［評価項目］
・ブレードエッジ摩耗量（摩耗断面積）：図６に示すように、摩耗幅初期状態からの摩耗断面積
（なお、上記摩耗量は、キーエンス社製レーザ顕微鏡ＶＫ−９５００を用いてブレードエッジに対して４５度上方から測定し、１０万枚通紙後の測定とした。）
・クリーニング不良発生線圧：カラー複合機と同等のレイアウトを再現した単体評価機を用い、１０万枚通紙試験後のブレードを装着し、感光体上のトナー現像量を反射濃度０．１５としてクリーニング性を評価した。ブレードの線圧を標準値の２０［ｇ／ｃｍ］から低減させ、トナーのすり抜けによるクリーニング不良が発生する最大線圧をクリ不発生線圧とした。
・異音：ビビリ（数１００Ｈｚの低周波）と鳴き（数ｋＨｚの高周波）について、聴覚で有無を判断した。
[Evaluation item]
・ Blade edge wear amount (wear cross-sectional area): As shown in FIG. 6, the wear cross-sectional area from the initial state of wear width (The above wear amount is measured with respect to the blade edge using a laser microscope VK-9500 manufactured by Keyence Corporation. Measured from above 45 degrees, and measured after passing 100,000 sheets.)
・ Linear pressure at which cleaning failure occurs: A single evaluation machine that reproduces the layout equivalent to that of a color MFP is used, a blade after a 100,000 sheet passing test is mounted, and the toner development amount on the photosensitive member is set to a reflection density of 0.15. The cleaning property was evaluated. The linear pressure of the blade was reduced from the standard value of 20 [g / cm], and the maximum linear pressure at which cleaning failure due to toner slipping occurred was defined as a no-chest generation linear pressure.
Abnormal sound: Whether or not chatter (low frequency of several hundred Hz) and squeal (high frequency of several kHz) were judged by hearing.
実施例１〜９においては、いずれも、ブレード先端面６２ａとブレード上面６２ｅとに紫外線硬化樹脂が含浸され、かつ、ブレード上面６２ｅにおいてはブレード先端面６２ａ側端部からホルダー部６２１の手前まで紫外線硬化樹脂が含浸されている。また、紫外線硬化樹脂のブレード先端面６２ａからの含浸深さを、１５０［μｍ］以上、２５０［μｍ］以下、ブレード上面６２ｅからの含浸深さを２００［μｍ］以上、４００［μｍ］以下としている。また、実施例１〜９において、１０万枚通紙試験後の摩耗したブレードにおいて、クリーニング不良の発生する当接線圧（以下、クリーニング不良発生線圧という）は、７［ｇ／ｃｍ］〜１５［ｇ／ｃｍ］となった。
このことより、実施例１〜９においては、クリーニングブレードの当接線圧を８［ｇ／ｃｍ］〜１６［ｇ／ｃｍ］で設定することが可能であると考えられる。
In each of the first to ninth embodiments, the
From this, in Examples 1-9, it is thought that the contact linear pressure of a cleaning blade can be set by 8 [g / cm]-16 [g / cm].
特に、実施例１〜８においては、クリーニング不良発生線圧は７〜１２［ｇ／ｃｍ］であった。このことより、実施例１〜８における線圧の設定は８〜１３［ｇ／ｃｍ］で設定することが可能であると考えられる。
従来のクリーニングブレードで設定された当接線圧は２０［ｇ／ｃｍ］であるため、実施例１〜９においては、従来よりも低い当接線圧に設定することが可能であると考えられる。また、実施例１〜８においては、従来のクリーニングブレードで２０［ｇ／ｃｍ］程度で設定されていた当接線圧を、約１／２に低減できることになる。
In particular, in Examples 1 to 8, the linear pressure at which cleaning failure occurred was 7 to 12 [g / cm]. From this, it is considered that the linear pressure in Examples 1 to 8 can be set to 8 to 13 [g / cm].
Since the contact linear pressure set by the conventional cleaning blade is 20 [g / cm], in Examples 1 to 9, it can be considered that the contact linear pressure can be set lower than the conventional one. Further, in Examples 1 to 8, the contact line pressure set at about 20 [g / cm] with the conventional cleaning blade can be reduced to about ½.
このように、実施例１〜９においてクリーニング不良発生線圧を低くすることができた理由としては、次のことが考えられる。
すなわち、含浸深さを上記範囲内にすることによって、クリーニングブレードのせき止め力が低下してクリーニング不良が発生したり、感光体との密着性が低下してクリーニング不良が生じたりするのを抑制することができる。さらに、ブレード上面６２ｅの含浸処理によって、クリーニングブレードと像担持体との当接状態を安定することができ、低い当接線圧でも像担持体との密着性、追従性が維持できたためだと考えられる。
As described above, the reason why the linear pressure at which cleaning failure occurs in Examples 1 to 9 can be lowered can be considered as follows.
That is, by setting the impregnation depth within the above range, the cleaning force of the cleaning blade is reduced to prevent the occurrence of cleaning failure, and the adhesion with the photoreceptor is reduced to prevent the occurrence of cleaning failure. be able to. Further, the impregnation treatment of the blade
また、上述したように、実施例１〜９においては、像担持体への当接線圧を従来のクリーニングブレードと比べて低い値に設定することが可能となる。これにより、実施例１〜９においては、クリーニングブレードが像担持体に当接することで生じる像担持体とクリーニングブレードとの摩擦力を低減させることが可能となり、像担持体とクリーニングブレードとの摩擦力によるブレード当接部の摩耗量を低減させることができる。したがって、耐久性（耐摩耗性）の向上をさらに進展させることが可能となると考えられる。 Further, as described above, in Examples 1 to 9, the contact linear pressure on the image carrier can be set to a lower value than that of the conventional cleaning blade. Accordingly, in Examples 1 to 9, it is possible to reduce the frictional force between the image carrier and the cleaning blade caused by the cleaning blade coming into contact with the image carrier, and the friction between the image carrier and the cleaning blade can be reduced. The amount of wear of the blade contact portion due to force can be reduced. Therefore, it is considered possible to further improve the durability (wear resistance).
また、実施例１〜８においては、いずれも、ブレード先端面６２ａに表面層６２３が設けられ、この表面層６２３の厚さが０．５［μｍ］以上、１．０［μｍ］以下となっている。これにより、先端稜線部６２ｃのめくれを抑制することができ、先端稜線部６２ｃめくれに抗して原形状態に復元する際に発生する異音を抑制することができたと考えられる。
一方、実施例９においては、表面層を設けていないため、先端稜線部６２ｃがめくれやすくなり、鳴きが生じたと考えられる。また、１０万枚通紙後のクリーニング不良発生線圧が１５［ｇ／ｃｍ］となったが、１０万枚通紙試験後の摩耗量は比較例と比べて低減させることができた。
In each of Examples 1 to 8, a
On the other hand, in Example 9, since the surface layer is not provided, it is considered that the tip
比較例１〜５においては、クリーニング不良発生線圧は１５［ｇ／ｃｍ］以上となり、通紙試験の設定値程度となった。これは、１０万枚通紙後にクリーニング不良が発生しやすくなる状況である。また、この状況は、クリーニングブレードの当接線圧が低いことによる、クリーニング機能の低下を示していると考えられ、クリーニング性が実施例１〜８に対して劣性を示した結果であると考えられる。また、比較例１〜５においては、いずれも、ブレードエッジ摩耗量が実施例１〜９と比べて多くなった。 In Comparative Examples 1 to 5, the linear pressure at which cleaning failure occurred was 15 [g / cm] or more, which was about the set value for the paper passing test. This is a situation in which defective cleaning tends to occur after passing 100,000 sheets. In addition, this situation is considered to indicate that the cleaning function is deteriorated due to the low contact linear pressure of the cleaning blade, and it is considered that the cleaning property is inferior to Examples 1 to 8. . In each of Comparative Examples 1 to 5, the blade edge wear amount was larger than those in Examples 1 to 9.
比較例１、比較例３においては、ブレード先端面の含浸深さが１５０［μｍ］以下、上面の含浸深さが２００［μｍ］以下であるため、トナー粒子に対する弾性体ブレードの先端稜線部の変形が生じ、そのせき止め力が低下してクリーニング不良が生じやすくなっている。さらに、表面層の厚さが１．０［μｍ］以上であるため、像担持体への追従性が低下してトナーのすり抜けの発生し、クリーニング不良が発生しやすくなる。したがって、これらのトナーのすり抜けを防止するために、クリーニングブレードの当接線圧を高くする必要があり、クリーニング不良発生線圧が実施例１〜８と比べて高くなったと考えられる。 In Comparative Example 1 and Comparative Example 3, the impregnation depth of the blade tip surface is 150 [μm] or less and the impregnation depth of the upper surface is 200 [μm] or less. Deformation occurs, the damming force is reduced, and cleaning failure is likely to occur. Further, since the thickness of the surface layer is 1.0 [μm] or more, the followability to the image carrier is lowered, toner is slipped out, and cleaning failure is likely to occur. Therefore, in order to prevent the toner from slipping through, it is necessary to increase the contact pressure of the cleaning blade, and it is considered that the cleaning defective occurrence linear pressure is higher than those in Examples 1-8.
比較例２と比較例４においては、いずれでも異音の発生が認められ、安定した動作は得られなかった。これは、比較例２においては、表面層を設けていないため、先端稜線部６２ｃがめくれやすくなり、鳴きが生じたと考えられる。一方、比較例４においては、含浸処理がされていない状態で、厚い表面層が形成されているため内部での硬度変化が急峻であることから、ビビリが生じたと考えられる。
In both Comparative Example 2 and Comparative Example 4, the generation of abnormal noise was recognized, and stable operation was not obtained. In Comparative Example 2, since the surface layer is not provided, it is considered that the tip
また、比較例５では、ブレード先端面の含浸深さが２５０［μｍ］以上、上面の含浸深さが４００［μｍ］以上であるため、剛直性が増大して感光体との密着性が低下しクリーニング不良が生じやすくなる。このため、クリーニング性を維持するためにクリーニングブレードの当接線圧を高くする必要があり、１０万枚通紙後のクリーニング不良発生線圧が実施例１〜８と比べて高くなったと考えられる。 Further, in Comparative Example 5, since the impregnation depth of the blade tip surface is 250 [μm] or more and the impregnation depth of the upper surface is 400 [μm] or more, the rigidity is increased and the adhesion to the photoreceptor is lowered. However, defective cleaning tends to occur. For this reason, it is necessary to increase the contact pressure of the cleaning blade in order to maintain the cleaning performance, and it is considered that the linear pressure at which cleaning failure occurred after passing 100,000 sheets was higher than those in Examples 1-8.
以上に説明したものは一例であり、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
短冊形状の弾性体ブレード６２２等の弾性体ブレードで構成され、感光体３等の被清掃部材と対向し、上記弾性体ブレードの厚み方向に平行なブレード先端面６２ａ等の先端面と、上記先端面と隣接し、上記被清掃部材と対向するブレード下面６２ｂ等のブレード下面と平行なブレード上面６２ｅ等のブレード上面とに紫外線硬化樹脂が含浸され、上記被清掃部材の表面に当接して該被清掃部材表面から粉体を除去するクリーニングブレード６２等のクリーニングブレードにおいて、
上記弾性体ブレードの上記ブレード上面が固定されるホルダー部６２１等の固定部を有し、上記ブレード上面における上記紫外線硬化樹脂が含浸される領域を、上記ブレード上面の上記先端面と接する辺から、少なくとも該辺と上記固定部の上記先端面側端部との中心より上記固定部側にかかる領域とし、上記紫外線硬化樹脂の上記先端面からの含浸深さを、１５０［μｍ］以上、２５０［μｍ］以下、上記ブレード上面からの含浸深さを２００［μｍ］以上、４００［μｍ］以下にした。
What was demonstrated above is an example, and there exists an effect peculiar for every following aspect.
(Aspect A)
A front end surface such as a blade
The elastic blade has a fixing portion such as a
本態様によれば、上記検証実験で示したように、クリーニングブレードの１０万枚通紙試験後において、従来のクリーニングブレードで設定されていた当接線圧である２０［ｇ／ｃｍ］よりも低い当接線圧でクリーニング不良の発生を抑制することができた。この理由としては、含浸深さを上記範囲内とすることで、そのせき止め力が低下してクリーニング不良が発生したり、感光体との密着性が低下してクリーニング不良が生じたりすることがなく、さらに、ブレード上面に対する含浸処理によって像担持体との当接状態を安定させることができたためであると考えられる。
このため、像担持体に対する当接線圧を従来のクリーニングブレードで設定されていた当接線圧より低い値に設定しても、クリーニング不良を発生させず安定したクリーニング性を維持することができる。
According to this aspect, as shown in the verification experiment, after the 100,000 sheet passing test of the cleaning blade, it is lower than 20 [g / cm] which is the contact linear pressure set by the conventional cleaning blade. The occurrence of poor cleaning could be suppressed by the contact line pressure. The reason for this is that by setting the impregnation depth within the above range, the dampening force does not decrease and cleaning failure occurs, and adhesion with the photoreceptor does not decrease and cleaning failure does not occur. Further, it is considered that the contact state with the image carrier can be stabilized by the impregnation treatment on the upper surface of the blade.
For this reason, even if the contact linear pressure against the image carrier is set to a value lower than the contact linear pressure set by the conventional cleaning blade, it is possible to maintain a stable cleaning property without causing a cleaning failure.
また、像担持体に対する当接線圧を従来のクリーニングブレードの当接線圧よりも低い値に設定することで、クリーニングブレードが像担持体に当接することで生じる像担持体とクリーニングブレードとの摩擦力を低減させることが可能となる。これにより、像担持体とクリーニングブレードとの摩擦力によるブレード当接部の摩耗量を低減させることが可能となる。
したがって、本態様によれば、従来のクリーニングブレードよりも低い当接圧でクリーニング不良を発生させず安定したクリーニング性を維持することができ、耐摩耗性を向上することが可能となる。
Also, by setting the contact linear pressure against the image carrier to a value lower than the contact linear pressure of the conventional cleaning blade, the frictional force between the image carrier and the cleaning blade generated when the cleaning blade comes into contact with the image carrier. Can be reduced. As a result, it is possible to reduce the amount of wear of the blade contact portion due to the frictional force between the image carrier and the cleaning blade.
Therefore, according to this aspect, it is possible to maintain a stable cleaning property without causing a defective cleaning with a contact pressure lower than that of a conventional cleaning blade, and to improve wear resistance.
（態様Ｂ）
態様Ａにおいて、ブレード先端面６２ａ等の上記先端面に紫外線硬化樹脂からなる表面層６２３等の表面層を設け、上記先端面の上記表面層の厚さを０．５［μｍ］以上、１．０［μｍ］以下にしたことを特徴とする。
本態様においては、上記検証実験で示したように、ブレード先端面６２ａの表面層６２３の厚さを、０．５［μｍ］以上とすることにより、先端稜線部６２ｃのめくれを抑制することができる。また、ブレード先端面６２ａの表面層６２３の厚さを、１．０［μｍ］以下とすることにより、像担持体への追従性の低下によって生じるトナーのすり抜けを抑制することができ、このトナーすり抜けによるクリーニング不良を抑制することができる。
さらに、表面層自体が感光体との摩擦を低減するため、クリーニングブレードと感光体との摩擦による感光体駆動トルクの上昇を抑制できる。
(Aspect B)
In the aspect A, a surface layer such as a
In this embodiment, as shown in the verification experiment, the thickness of the
Furthermore, since the surface layer itself reduces friction with the photosensitive member, an increase in photosensitive member driving torque due to friction between the cleaning blade and the photosensitive member can be suppressed.
（態様Ｃ）
態様Ａ又はＢにおいて、ブレード先端面６２ａ等の上記先端面に紫外線硬化樹脂からなる表面層６２３等の表面層を設けたものであって、上記含浸、又は、上記表面層に用いる紫外線硬化樹脂モノマーとして、官能基当量分子量３５０以下、官能基数３以上、６以下のペンタエリスリトール・トリアクリレートを主要骨格とするアクリルモノマーと、官能基当量分子量１００以上、１０００以下、官能基数１又は２のアクリルモノマーとを含む。
かかる構成とすることで、上記実施形態について説明したように、表面層６２３あるいは含浸部に所望の硬度と可撓性を付与することができる。
(Aspect C)
In embodiment A or B, a surface layer such as a
With such a configuration, as described in the above embodiment, desired hardness and flexibility can be imparted to the
（態様Ｄ）
態様Ｃにおいて、上記紫外線硬化樹脂モノマーとして、さらにパーフルオロポリエーテル骨格を持ち、官能基数２以上のフッ素系アクリルモノマーを含む。
かかる構成とすることで、実施形態について説明したように、クリーニングブレードの表面層や含浸部の摺動性を上げることができ、先端稜線部のめくれを抑制することができる。
さらに、官能基数２以上のアクリレートは、他のアクリルモノマーと架橋し、架橋膜を形成するので、耐摩耗性にも優れる。
(Aspect D)
In aspect C, the ultraviolet curable resin monomer further includes a fluorine-based acrylic monomer having a perfluoropolyether skeleton and having two or more functional groups.
With this configuration, as described in the embodiment, the slidability of the surface layer and the impregnated portion of the cleaning blade can be improved, and the turning of the tip ridge line portion can be suppressed.
Furthermore, since the acrylate having 2 or more functional groups is crosslinked with other acrylic monomers to form a crosslinked film, it is excellent in wear resistance.
（態様Ｅ）
態様Ａ〜Ｄいずれか一において、ブレード先端面６２ａ等の上記先端面に紫外線硬化樹脂からなる表面層６２３等の表面層を設けたものであって、上記含浸に用いる紫外線硬化樹脂モノマーと同一の紫外線硬化樹脂モノマーを上記表面層に用いたことを特徴とする。
かかる構成を備えることで、上記実施形態で説明したように、同一物質同士による接着性向上が期待でき、表面層６２３の剥がれを抑制することができる。
(Aspect E)
In any one of the aspects A to D, a surface layer such as a
By providing such a configuration, as described in the above embodiment, it is possible to expect an improvement in adhesiveness between the same substances, and it is possible to suppress peeling of the
（態様Ｆ）
態様Ａ〜Ｅいずれか一において、弾性体ブレード６２２等の上記弾性体ブレードとして、ウレタン基を有するゴムを用いた。
かかる構成を備えることで、実施形態で説明したように、感光体などの被清掃体に偏心などあっても、柔軟にクリーニングブレード６２が変形して、所定の当接圧を維持することができ、良好なクリーニング性を維持することができる。
(Aspect F)
In any one of the aspects A to E, a rubber having a urethane group is used as the elastic body blade such as the
By providing such a configuration, as described in the embodiment, even when the object to be cleaned such as the photosensitive member is eccentric, the
（態様Ｇ）
態様Ｆにおいて、弾性体ブレード６２２等の上記弾性体ブレードとして、異なる２種類のウレタン基を有するゴムを積層したものを用いた。
かかる構成を備えることで、上記実施形態で説明したように、当接側と反当接側で適宜適切な材質を選択することができる。
(Aspect G)
In aspect F, as the elastic blades such as the
With such a configuration, as described in the above embodiment, an appropriate material can be appropriately selected on the contact side and the anti-contact side.
（態様Ｈ）
感光体３等の像担持体と、該像担持体表面を帯電する帯電装置等の帯電手段と、帯電した該像担持体表面に静電潜像を形成する光書込ユニット４０等の潜像形成手段と、該像担持体表面に形成された該静電潜像を現像してトナー像化する現像装置５等の現像手段と、該像担持体表面のトナー像を中間転写ベルト１４等の転写体に転写する転写ユニット６０等の転写手段と、該像担持体表面に当接して、該像担持体表面に付着した転写残トナーをクリーニングするクリーニングブレードを有するクリーニング装置６等のクリーニング手段とを備えたプリンタ５００等の画像形成装置において、上記クリーニングブレードとして、態様Ａ〜Ｇいずれか一のクリーニングブレードを用い、上記クリーニングブレードの上記像担持体への当接圧を８［ｇ／ｃｍ］以上、１３［ｇ／ｃｍ］以下とした。
かかる構成を備えることで、従来のクリーニングブレードよりも低い当接圧で安定したクリーニング性を維持することができ、耐摩耗性を向上させることが可能となり、良好な画像を得ることができる。
(Aspect H)
A latent image such as an image carrier such as the photoreceptor 3, a charging unit such as a charging device that charges the surface of the image carrier, and an
With such a configuration, it is possible to maintain a stable cleaning property with a contact pressure lower than that of a conventional cleaning blade, it is possible to improve wear resistance, and a good image can be obtained.
（態様Ｉ）
画像形成装置本体に着脱自在なプロセスカートリッジであって、感光体３等の像担持体、帯電ローラ４、現像装置５、クリーニング装置６、潤滑剤塗布装置１０等の各プロセス手段、及び、態様Ａ〜Ｇいずれか一に記載のクリーニングブレードを一体的に形成した。
これによれば、上記実施形態に説明したように従来のクリーニングブレードよりも低い当接圧でクリーニング不良を発生させず安定したクリーニング性を維持することで、耐摩耗性を向上することができる。また、プロセスカートリッジの形態を取ることで、操作性を向上できる。
(Aspect I)
A process cartridge that is detachable from the main body of the image forming apparatus, including an image bearing member such as the photosensitive member 3, a charging roller 4, a developing
According to this, as described in the above embodiment, the wear resistance can be improved by maintaining a stable cleaning performance without causing a cleaning failure with a contact pressure lower than that of a conventional cleaning blade. In addition, operability can be improved by taking the form of a process cartridge.
１ 作像ユニット
３ 感光体
４ 帯電ローラ
５ 現像装置
６ クリーニング装置
１０ 潤滑剤塗布装置
１４ 中間転写ベルト
４０ 光書込ユニット
５１ 現像ローラ
６０ 転写ユニット
６２ クリーニングブレード
６２ａ ブレード先端面
６２ｂ ブレード下面
６２ｃ 先端稜線部
６２ｄ 含浸部分
６２ｅ ブレード上面
８０ 定着ユニット
５００ プリンタ
６２１ ホルダー部
６２２ 弾性体ブレード
６２３ 表面層
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015165011A JP2017044750A (en) | 2015-08-24 | 2015-08-24 | Cleaning blade, image formation device, and process cartridge |
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