JP5660302B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
特許文献3のアクリルウレタンモノマーの硬度は、ポリウレタンエラストマー中に含浸した状態では測定できないので、アクリルウレタンモノマーをガラス板上に塗布し、UV光を照射して硬化させた膜は、十分な硬度を有していることが確認できたが、アクリルウレタンモノマーを含浸させ、UV光を照射したウレタンエラストマーの硬度は、予想されるよりも遥かに小さく、何も処理していないウレタンエラストマーの硬度とほとんど変化がなかったり、逆に柔らかくなっていることもあった。
そして、そのようにして作製したクリーニングブレードが、非常に優れた耐久性とクリーニング性を併せ持つことを見出し、本発明に至った。
尚、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるから技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は以下の説明において本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
図1は、クリーニングブレード62の斜視図であり、図2は、クリーニングブレード62の拡大断面図である。
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、ホルダー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。
本発明の画像形成装置の用いられるクリーニングブレードの母体に使用される弾性体ブレード(以下、クリーニングブレードの母体とも称する。)622は、従来公知の組成、工法で製造することができる。
弾性体ブレード622としては、感光体3の偏心や感光体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、ウレタン基を含むゴムであるウレタンゴム(ポリウレタンエラストマー)などが好適である。また、この弾性体ブレード622は後述する表面層623をその表面に有する構成とすることが好ましい。
また、クリーニングブレード母体(弾性体ブレード)の当接面及びカット面表面に、アクリレート重合体を積層する(アクリレート重合体を含む表面層を積層する)場合では、アクリレート重合体の含浸している深さが5μmより小さいと、表面に積層したアクリレート重合体膜の割れや剥離が生じやすく、クリーニングブレードの耐久性は非常に短くなってしまう。
表面層623の材質としては、樹脂が好ましく、樹脂の種類としては、例えば、アクリル樹脂、ラクトン変性アクリルウレタン、アクリルシリコーン、熱可塑性ウレタン、フェノール樹脂等を挙げることができ、これらの1種または2種以上を用いることができる。また、これに限定するものではないが、クリーニングブレード内に含浸させたアクリレート重合体と同一の物質であることが、表面層の接着性を高め、クリーニングブレードの耐久性を向上させるうえで好ましい。
次に本発明に用いた顕微IR法(透過法)について説明する。
本発明のクリーニングブレードの顕微IR法(透過法)は、クリーニングブレードの切片の測定を行う。前記クリーニングブレードの切片はクライオミクロトームで切片を作製したものであり、前記切片をシリコンウェハ上に載せ、測定を行う。
本発明で用いたクライオミクロトームの装置はEM FCS(Leica社製)である。液体窒素により、サンプルの温度を−100℃に冷却して切削する。クライオミクロトームの切削方向は、当接面及びカット面に垂直な方向に行う。切削する箇所は当接先端部から当接面及びカット面に沿って5〜10mmの距離である。前記箇所であると、クライオミクロトームによる切片作製が安定して行える。切片の厚さは300〜500nmが望ましい。300nm以下であると、薄すぎるために測定データの感度が下がり、正確な含浸深さを測定できない上、切片が途中で切れてしまうことがある。500nm以上であると、厚すぎるために光が透過せずに測定データがうまく得られない上、切片が丸まりやすく回収しにくい。
前記クライオミクロトームにより作製した切片をシリコンウェハ上に載せ、顕微IR(透過法)により測定する。本発明で用いたIR装置本体はFT/IR−6100、赤外顕微鏡はIRT−5000(日本分光社製)である。アパーチャサイズは当接面の垂直方向×当接面方向で、2×20μm角で行い、シリコンウェハ上の切片の当接面及びカット面表面側から垂直方向に2μmずつずらして連続で測定する。各測定点における当接面及びカット面表面からの距離は、切片にかかる測定領域の表面側端部とした。
前記測定方法で得られたスペクトルの1700cm-1付近を拡大した様子を図3及び図4に示す。本発明で用いる1700cm-1のピーク面積値Aとは、ピークトップが1733cm-1のピークの低波長側の肩の部分の面積である。図3は面積値Aを測定している様子である。三つの直線囲んだ領域が面積値Aに該当する。1579cm-1のピーク面積値Bとは、ピークトップが1579cm-1のピークの面積である。図4は面積値Bを測定している様子である。三つの直線囲んだ領域が面積値Bに該当する。前記A及びBを求める際のバックグラウンドの始点及び終点の波数及び面積の積分範囲を下記の表1に示す。
A0及びB0の算出方法も前記と同様で、アクリレート重合体を塗布していないクリーニングブレードの切片を顕微IR(透過法)で測定することで得られる。
上記の方法を用いれば、顕微ATR法でも同様の結果が得られる。
前記A、B、A0、B0から、A/B及びA0/B0を算出し、A/BのA0/B0に対する比率を求める。前記比率はクリーニングブレード中のアクリレート重合体の含浸濃度が小さくなるに伴い1に近づく。本発明では前記比率が1.1に達した箇所をアクリレート重合体の含浸深さと判断し、含浸深さの制御に用いる。前記比率が1.1以上であれば、アクリレート重合体の含浸が確実であると判断でき、1.1に達した箇所を読むことで正確に含浸深さ判定が行える。
次に本発明に係る画像形成装置の一実施の形態である電子写真プリンタ(以下、単にプリンタという)について説明する。
図5は、本実施形態に係るプリンタの要部を示す概略構成図である。プリンタは、単一色の複写を行うものであり、図示しない画像読み取り部で読み取った画像データに基づいてモノクロ画像形成を行う。
これらの帯電方式のうち、特に接触帯電方式、あるいは非接触の近接配置方式がより望ましく、帯電効率が高くオゾン発生量が少ない、装置の小型化が可能である等のメリットを有する。接触帯電方式あるいは非接触の近接配置方式の場合、感光体3からトナーなどが帯電装置4に移行し汚染されるため、帯電装置4のクリーニング機構8を設けることが好ましい。
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、及び半導体レーザー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。
図示しない操作部などからプリント実行の信号を受信したら、帯電装置4、現像ローラ51にそれぞれ所定の電圧または電流が順次所定のタイミングで印加される。同様に、露光装置及び除電ランプなど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(不図示)により感光体3が時計回りの方向に回転駆動される。
この他、各色に対応した複数の現像装置5を有しカラー画像を形成する、周知慣用のカラー画像形成方式を採用したカラー画像形成装置としても良い。
次に、本プリンタに好適なトナーについて説明する。
本プリンタに用いるトナーとしては、画質向上のために、高円形化、小粒径化がし易い懸濁重合法、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のが好ましい。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のが好ましい。平均円形度が0.97以上、体積平均粒径5.5[μm]のものを用いることにより、より高解像度の画像を形成することができる。
弾性体ブレード622としては、リコー製imagio Neo C4500で用いられているポリウレタン製のクリーニングブレードを使用した。
[実施例1]
実施例1ではスプレー塗工により当接先端部に表面層を形成した。
スプレー装置は、オリンポス社製PC−308WIDEを用い、当接先端部から40[mm]離れたところから、0.5[MPa]の圧力で7[mm/s]の速度でスプレーガンを移動させながら所定の層厚となるように吐出量を調整して塗工した。その後、5分間放置後、30℃で10分間真空乾燥を行った後、紫外線(UV)照射(1000mJ/cm2)を行い、表面層を形成すると共に含浸した重合性アクリレートモノマーを重合させた。
スプレー塗工液に用いた薬品は、全て凍結真空脱気を行い、酸素を除去したものを用いた。スプレー塗工、乾燥は、ガラス製容器内で酸素濃度が100ppm以下の環境で行った。
日本化薬製KAYARAD DPCA−120:20部
チバケミカル製I−184:1部
2―ブタノール:79部
日本化薬製KAYARAD TMPTA:20部
チバケミカル製I−184:1部
2―ブタノール:79部
日本化薬製KAYARAD R−526:20部
チバケミカル製I−184:1部
2―ブタノール:79部
当接面表面層の厚み:0.9μm
カット面表面層の厚み:0.8μm
X:6μm
Y:8μm
アクリレート重合体2(アクリレート材料2が重合したもの)
当接面表面層の厚み:0.5μm
カット面表面層の厚み:0.6μm
X:8μm
Y:13μm
アクリレート重合体3(アクリレート材料3が重合したもの)
当接面表面層の厚み:0.5μm
カット面表面層の厚み:0.4μm
X:10μm
Y:17μm
実施例1において、弾性体ブレードを入れたガラス製容器内を10mmHgまで減圧し、容器内を減圧した状態で、弾性体ブレードの当接面及びカット面の先端部にアクリレート材料1が含浸するようにアクリレート材料1を容器内に注入し、30秒間その状態を保持した。容器内を常圧にし、弾性体ブレード表面のアクリレート材料1をマイクロワイプによりふき取った後、実施例1と同様に乾燥、UV照射を行い、表面層を形成すると共に含浸した重合性アクリレートモノマーを重合させた。
カット面表面層の厚み:0.1μm
X:20μm
Y:31μm
実施例4おいて、アクリレート材料1を容器内に注入した後、2分間その状態を保持する以外は実施例4と同様に乾燥、UV照射を行い、表面層を形成すると共に含浸した重合性アクリレートモノマーを重合させた。
カット面表面層の厚み:0.1μm
X:90μm
Y:98μm
実施例3において、UV照射を行う際、酸素濃度が、1.8%の環境で行う以外は、実施例3と同様にクリーニングブレードを作製した。
カット面表面層の厚み:0.6μm
X:8μm
Y:12μm
実施例1において作製したクリーニングブレードに、実施例4において、含浸する場所が当接面のみになるようにし、保持時間を1minにする以外は、実施例4と同様にクリーニングブレードを作製した。
カット面表面層の厚み:0.8μm
X:65μm
Y:8μm
実施例2において作製したクリーニングブレードに、実施例4において、含浸する場所がカット面のみになるようにし、アクリレート材料2を用い、保持時間を1minにする以外は、実施例4と同様にクリーニングブレードを作製した。
カット面表面層の厚み:0.9μm
X:8μm
Y:74μm
実施例7において、保持時間を2minにする以外は、実施例7と同様にクリーニングブレードを作製した。
カット面表面層の厚み:0.8μm
X:90μm
Y:8μm
実施例8において、保持時間を2minにする以外は、実施例8と同様にクリーニングブレードを作製した。
カット面表面層の厚み:1.1μm
X:8μm
Y:99μm
母体の弾性体ブレードの未処理品をそのままクリーニングブレードとした。
実施例3において、アクリレート材料1の2−ブタノールを79部から150部とする以外は実施例1と同様にしてクリーニングブレードを作製した。
カット面表面層の厚み:0.1μm
X:4μm
Y:4μm
実施例4において、アクリレート材料1の代わりに、アクリレート材料3を用い、アクリレート材料3を容器内に注入した後、20分間その状態を保持する以外は実施例4と同様に乾燥、UV照射を行い、表面層を形成すると共に含浸した重合性アクリレートモノマーを重合させた。
カット面表面層の厚み:0.1μm
X:150μm
Y:175μm
実施例3において、アクリレート材料3の2−ブタノールを79部から100部とし、スプレー塗工、乾燥、UV照射を全て大気中で行い、表面層を形成すると共に含浸した重合性アクリレートモノマーを重合させた以外は実施例3と同様に、クリーニングブレードを作製した。
カット面表面層の厚み:0.4μm
X:2μm
Y:2μm
上記のクリーニングブレードをリコー製カラー複合機imagio Neo C4500に取り付け、実施例1〜実施例10、比較例1〜比較例4の画像形成装置を作製した。また、トナー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。
外添剤 :小粒径シリカ1.5部(クラリアント製H2000)
小粒径酸化チタン0.5部(テイカ製MT−150AI)
大粒径シリカ1.0部(電気化学工業製UFP−30H)
クリーニング不良発生:有無(目視観察:良好なものから順に●、◎、○、△、×、××で評価し、●、◎及び○を合格とした。)
評価時画像:縦帯パターン(紙進行方向に対して)43[mm]幅、3本チャート出力20枚(A4横)
クリーニングブレードエッジ摩耗幅、摩耗形態:図7に示すようにクリーニングブレード下面側からみた摩耗幅、摩耗形態
実施例1〜実施例10においては、いずれも、経時にわたり良好なクリーニング性を維持することができた。また摩耗形態も未処理品の比較例1はえぐれが発生していたが、実施例1〜10はえぐれは発生しておらず、エッジから綺麗な摩耗をしていた。その中でも、実施例1〜実施例8は実施例9〜実施例10よりも磨耗幅が小さく、より良好であることが分かった。それに対して、比較例2〜3は、未処理品と同様にえぐれが発生しており、摩耗幅も未処理品と同等レベルであった。また、比較例4は、欠けが多く発生しておりそれによってクリーニング性が大幅に悪化していた。
2 枠体
3 感光体
4 帯電装置
5 現像装置
6 クリーニング装置
7 転写装置
10 潤滑剤塗布装置
14 転写ベルト
51 現像ローラ
52 供給スクリュ
53 攪拌スクリュ
54 ドクタ
62 クリーニングブレード
62a 先端面
62b ブレード下面
62c 先端稜線部
101 ファーブラシ
103 固形潤滑剤
262 クリーニングブレード
262a 先端面
262b ブレード下面
262c 先端稜線部
621 ホルダー
622 弾性体ブレード
623 表面層
Claims (5)
- 感光体と、
該感光体の表面を帯電させる帯電手段と、
帯電された前記感光体の表面に静電潜像を形成する露光手段と、
前記静電潜像をトナー像化する現像手段と、
現像されたトナー像を転写体へ転写する転写手段と、
転写残のトナー像をクリーニングブレードによりクリーニングするクリーニング手段と、を備える画像形成装置であって、
前記クリーニングブレードは、弾性体ブレードと、該弾性体ブレードの表面に積層されてなる表面層と、を有し、且つ、アクリレート重合体が当該クリーニングブレードの表面から5μm以上100μm以下の深さまで含浸していて、
前記表面層は、前記アクリレート重合体を含有してなり、厚みが0.1〜3μmであることを特徴とする画像形成装置。 - 前記クリーニングブレードの前記感光体と当接する面である当接面及び当該クリーニングブレードの長手方向に対して垂直な断面であるカット面は、アクリレート重合体が表面から含浸してなり、
前記クリーニングブレードの切片の透過法による顕微IRにより得られた1700cm-1のピーク面積値A及び1597cm-1のピーク面積値Bから算出される値A/Bと、アクリレートを塗布していないクリーニングブレードの1700cm-1のピーク面積値A0及び1597cm-1のピーク面積値B0から算出される値A0/B0と、の比率が1.1になる距離について、前記当接面表面からの距離を距離X、前記カット面表面からの距離を距離Yとし、前記距離Xと前記距離Yとから算出される値X/Yの比率が0.1〜10であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 請求項1または2に記載の、クリーニングブレードを備える画像形成装置を製造する、画像形成装置の製造方法であって、
前記クリーニングブレードは、
〔工程(I)〕弾性体ブレードを重合性アクリレートモノマーに含浸させた後、
〔工程(II)〕エネルギー線を照射することにより重合性アクリレートモノマーを重合させて製造することを特徴とする画像形成装置の製造方法。 - 前記工程(II)は、酸素濃度が2%以下の環境でエネルギー線を照射することを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置の製造方法。
- 請求項1または2に記載の画像形成装置に用いられることを特徴とするプロセスカートリッジ。
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