JP2012150203A - Image forming 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を有する画像形成装置及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 an image forming apparatus having a cleaning blade and a process cartridge.
従来、電子写真式の画像形成装置では、被清掃部材たる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たるクリーニング装置によって除去している。 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 on an image carrier such as a photosensitive member as a member to be cleaned. It is removed by means of a cleaning device.
このクリーニング装置のクリーニング部材として、一般的に構成を簡単にでき、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よく知られている。このクリーニングブレードは、ポリウレタンゴムなどの短冊形状の弾性体で構成されている。そして、クリーニングブレードの基端を支持部材で支持して先端稜線部を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せき止めて掻き落とし除去する。 As a cleaning member of this cleaning device, one that uses a strip-shaped cleaning blade is well known because it can generally be simplified in configuration and has excellent cleaning performance. This cleaning blade is composed of a strip-shaped elastic body such as polyurethane rubber. Then, the base end of the cleaning blade is supported by a support member, and the leading edge portion is pressed against the peripheral surface of the image carrier, and the toner remaining on the image carrier is damped and scraped off and removed.
また、近年の高画質化の要求に応えるべく、重合法等により形成された小粒径で球形に近いトナー(以下、重合トナー)を用いた画像形成装置が知られている。この重合トナーは、従来の粉砕トナーに比べて転写効率が高いなどの特徴があり、上記要求に応えることが可能である。しかし、重合トナーは、クリーニングブレードを用いて像担持体表面から除去しようとしても十分に除去することが困難であり、クリーニング不良が発生してしまうという問題を有している。これは、小粒径で且つ球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。 Further, in order to meet the recent demand for higher image quality, an image forming apparatus using a toner having a small particle diameter and a nearly spherical shape (hereinafter, polymerized toner) formed by a polymerization method or the like is known. This polymerized toner has characteristics such as higher transfer efficiency than conventional pulverized toner, and can meet the above requirements. However, it is difficult to remove the polymerized toner sufficiently from the surface of the image carrier using a cleaning blade, and there is a problem that cleaning failure occurs. This is because the polymerized toner having a small particle size and excellent sphericity passes through a slight gap formed between the blade and the image carrier.
かかるすり抜けを抑えるには、像担持体とクリーニングブレードとの当接圧力を高めてクリーニング能力を高める必要がある。しかし、クリーニングブレードの当接圧を高めると、図8(a)に示すように、像担持体3とクリーニングブレード92との摩擦力が高まり、クリーニングブレード92が像担持体3の移動方向に引っ張られて、クリーニングブレード92の先端稜線部92cがめくれてしまう。このめくれたクリーニングブレード92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。さらに、クリーニングブレード92の先端稜線部92cがめくれた状態でクリーニングをし続けると、図8(b)に示すように、クリーニングブレード92の先端面92bの先端稜線部92cから数[μm]離れた場所に局所的な摩耗が生じてしまう。このような状態で、さら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8(c)に示すように、先端稜線部92cが欠落してしまう。先端稜線部92c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。
In order to suppress such slip-through, it is necessary to increase the cleaning pressure by increasing the contact pressure between the image carrier and the cleaning blade. However, when the contact pressure of the cleaning blade is increased, the frictional force between the
特許文献1には、ポリウレタンエラストマーからなるクリーニングブレードの少なくとも当接部に、鉛筆硬度B〜6Hの皮膜硬度を有する樹脂からなる表面層を設けたものが記載されている。ゴム部材よりも硬い鉛筆硬度B〜6Hの皮膜硬度を有する表面層を設けることで、クリーニングブレード当接部の摩擦係数を下げることができ、クリーニングブレードの耐摩耗性を高めることができる。また、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でき、クリーニングブレードの先端稜線部のめくれを良好に抑制することができる。さらに、鉛筆硬度B〜6Hの鉛筆硬度の表面層は、硬くて変形しにくいので、クリーニングブレードの先端稜線部のめくれをより一層抑制することができる。
また、特許文献2には、シリコン含有紫外線硬化材料を弾性ブレードに含浸させて膨潤させた後、紫外線照射処理して表面に硬化層を形成したクリーニングブレードが記載されている。このように、紫外線硬化材料からなる弾性ブレードよりも高硬度の硬化層を設けることでも、耐摩耗性を向上でき、クリーニングブレードの先端稜線部のめくれを抑制することができる。
しかしながら、前述のように表面層や硬化層を設けたクリーニングブレードでも、像担持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条件では、クリーニング不良を生じてしまうことがあった。
また、潤滑剤塗布機構を有する画像形成装置においては、特に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、副作用としてクリーニングブレードの先端稜線部の像担持体表面への追随性を低下させてしまうことにより、同様にクリーニング不良を生じることがあった。
However, even with a cleaning blade provided with a surface layer or a hardened layer as described above, a cleaning failure occurs under severe conditions such as during continuous solid image formation where the amount of powder formed on the image carrier is very large. There was a case.
Also, in an image forming apparatus having a lubricant application mechanism, viscosity is generated due to charge deterioration of the lubricant applied on the photosensitive member, particularly with a charging device using a charging roller, and as an adverse effect, the image bearing of the edge portion of the cleaning blade is carried. By reducing the followability to the body surface, a cleaning defect may occur as well.
本発明は、以上の従来技術における課題に鑑みてなされたものであり、先端稜線部のめくれを抑制し、かつ先端稜線部の像坦持体に対する追随性を良好にでき当接圧を維持することができるクリーニングブレードを有する画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems in the prior art, suppresses turning of the tip ridge line portion, and improves the followability of the tip ridge line portion with respect to the image carrier, thereby maintaining the contact pressure. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus having a cleaning blade and a process cartridge.
発明者らは、前述した問題の現象を後述する実験により確認した。これは、以下の理由によるものと考えられる。すなわち、前記ゴム部材の先端面の長手方向にわたって表面層を設けていることから、表面層の影響によりゴム部材の弾性が阻害され、クリーニングブレードの先端稜線部の像担持体表面への追随性が低下してしまうところ、像担持体が偏心していたり、像担持体表面に微小なうねりがあったりした場合、当接圧が変動してしまう。また、連続的なベタ画像形成時など、クリーニングブレードによって、多くのトナーが堰き止められているとき、堰き止められているトナーによるクリーニングブレードへの押圧力が高い。そのため、クリーニングブレードの像担持体との当接圧が変動して当接圧が低下したとき、当接圧よりもトナーによる押圧力が勝り、クリーニングブレードをトナーがすり抜けてしまい、その結果、像担持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条件では、クリーニング不良が生じてしまったと考えられる。
発明者らは、これらの知見に基づき、このクリーニング不良の問題を解決すべく鋭意検討を行い、本発明を成すに至った。
The inventors confirmed the above-mentioned problem phenomenon by an experiment described later. This is considered to be due to the following reasons. That is, since the surface layer is provided over the longitudinal direction of the front end surface of the rubber member, the elasticity of the rubber member is hindered by the influence of the surface layer, and the followability of the front edge line portion of the cleaning blade to the image carrier surface is improved. However, when the image carrier is decentered or there is a slight undulation on the surface of the image carrier, the contact pressure varies. Further, when a large amount of toner is blocked by the cleaning blade, such as during continuous solid image formation, the pressing force to the cleaning blade by the blocked toner is high. Therefore, when the contact pressure of the cleaning blade with the image carrier fluctuates and the contact pressure decreases, the pressing force by the toner exceeds the contact pressure, and the toner slips through the cleaning blade. It is considered that defective cleaning has occurred under severe conditions such as during continuous solid image formation where the amount of powder formed on the carrier is very large.
Based on these findings, the inventors have intensively studied to solve the problem of poor cleaning and have come to achieve the present invention.
すなわち、前記課題を解決するために提供する本発明は、以下の通りである。なお、カッコ内に本発明を実施するための形態において対応する部位及び符号等を示す。
〔1〕 像担持体(感光体3)と、該像担持体の表面を帯電する帯電手段(帯電装置4)と、帯電した像担持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該像担持体表面に形成された静電潜像を現像してトナー像化する現像手段(現像装置5)と、該像担持体表面のトナー像を転写体に転写する転写手段(転写装置7)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残トナーを除去するクリーニングブレード(クリーニングブレード62)を有するクリーニング手段(クリーニング装置6)と、を備えた画像形成装置において、前記クリーニングブレードは、前記像坦持体の移動方向に直交する方向の長さに対応する幅をもつ短冊形状の弾性体基材(弾性体ブレード622)と、前記弾性体基材における先端面(先端面62a)の前記像坦持体と当接する端部を含み該先端面の面積を基準とする所定面積の領域に形成され、前記弾性体基材よりも硬く、層厚が0.1〜2μmの表面層(表面層623)と、を備え、前記表面層が形成された先端面と前記像坦持体表面の成す角度であるクリーニング角を80〜85度、該像坦持体表面に対する線圧を10〜15g/cmとして、前記像坦持体に当接していることを特徴とする画像形成装置(図1,図3〜図6)。
〔2〕 前記表面層は、前記弾性体基材の前記像坦持体と当接する端部側の先端稜線部(先端稜線部62c)を構成する先端面(先端面62a)と前記像坦持体に対向する主面であるブレード下面(ブレード下面62b)のそれぞれの一部に形成されていることを特徴とする前記〔1〕に記載の画像形成装置(図3(b),図4)。
〔3〕 前記表面層は、前記先端面における前記弾性体基材の厚さ方向の全長の略半分の領域に形成されていることを特徴とする前記〔2〕に記載の画像形成装置。
〔4〕 前記ブレード下面において形成される表面層の面積は、前記先端面に形成される表面層の面積と略同じであることを特徴とする前記〔2〕または〔3〕に記載の画像形成装置。
〔5〕 前記表面層は、前記弾性体基材の先端面全面のみに形成されていることを特徴とする前記〔1〕に記載の画像形成装置(図5(b),図6)。
〔6〕 前記弾性体基材は、ウレタン基を含むゴムからなることを特徴とする前記〔1〕〜〔5〕のいずれかに記載の画像形成装置。
〔7〕 像担持体(感光体3)と、該像担持体の表面を帯電する帯電手段(帯電装置4)と、帯電した像担持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該像担持体表面に形成された静電潜像を現像してトナー像化する現像手段(現像装置5)と、該像担持体表面のトナー像を転写体に転写する転写手段(転写装置7)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残トナーを除去するクリーニングブレード(クリーニングブレード62)を有するクリーニング手段(クリーニング装置6)と、を備えた画像形成装置に着脱可能であって、前記像坦持体と前記クリーニング手段とを一体に支持したプロセスカートリッジにおいて、前記クリーニングブレードは、前記像坦持体の移動方向に直交する方向の長さに対応する幅をもつ短冊形状の弾性体基材(弾性体ブレード622)と、前記弾性体基材における先端面(先端面62a)の前記像坦持体と当接する端部を含み該先端面の面積を基準とする所定面積の領域に形成され、前記弾性体基材よりも硬く、層厚が0.1〜2μmの表面層(表面層623)と、を備え、前記表面層が形成された先端面と前記像坦持体表面の成す角度であるクリーニング角を80〜85度、該像坦持体表面に対する線圧を10〜15g/cmとして、前記像坦持体に当接していることを特徴とするプロセスカートリッジ(プロセスカートリッジ1、図1)。
That is, the present invention provided to solve the above problems is as follows. In addition, the site | part and code | symbol etc. which respond | correspond in the form for implementing this invention in a parenthesis are shown.
[1] Image carrier (photoconductor 3), charging means (charging device 4) for charging the surface of the image carrier, and latent image forming means for forming an electrostatic latent image on the surface of the charged image carrier. A developing means (developing device 5) for developing the electrostatic latent image formed on the surface of the image carrier into a toner image; and a transferring means (transfer device) for transferring the toner image on the surface of the image carrier to a transfer body. 7) and a cleaning unit (cleaning device 6) having a cleaning blade (cleaning blade 62) that contacts the surface of the image carrier and removes residual toner attached to the surface of the image carrier. The cleaning blade includes a strip-shaped elastic substrate (elastic blade 622) having a width corresponding to a length in a direction perpendicular to the moving direction of the image carrier, and a tip of the elastic substrate. Surface (
[2] The surface layer includes a tip surface (
[3] The image forming apparatus according to [2], wherein the surface layer is formed in a region that is substantially half of a total length in the thickness direction of the elastic base material on the tip surface.
[4] The image formation according to [2] or [3], wherein an area of the surface layer formed on the lower surface of the blade is substantially the same as an area of the surface layer formed on the tip surface. apparatus.
[5] The image forming apparatus according to [1], wherein the surface layer is formed only on the entire front end surface of the elastic substrate (FIGS. 5B and 6).
[6] The image forming apparatus according to any one of [1] to [5], wherein the elastic base material is made of rubber containing a urethane group.
[7] Image carrier (photoconductor 3), charging means for charging the surface of the image carrier (charging device 4), and latent image forming means for forming an electrostatic latent image on the surface of the charged image carrier. A developing means (developing device 5) for developing the electrostatic latent image formed on the surface of the image carrier into a toner image; and a transferring means (transfer device) for transferring the toner image on the surface of the image carrier to a transfer body. 7) and a cleaning unit (cleaning device 6) having a cleaning blade (cleaning blade 62) that contacts the surface of the image carrier and removes residual toner attached to the surface of the image carrier. In the process cartridge that is detachably attachable to and integrally supports the image carrier and the cleaning means, the cleaning blade has a width corresponding to a length in a direction perpendicular to the moving direction of the image carrier. Short with A booklet-shaped elastic base material (elastic body blade 622) and a tip surface of the elastic base material (
本発明の画像形成装置によれば、弾性体基材先端の先端面の面積を基準とする所定面積の領域に表面層を形成してクリーニングブレードに適度な剛性と可撓性を付与することができるので、該クリーニングブレードを像坦持体に所定条件で当接させた際に、その先端稜線部が像坦持体の移動方向へ移動してめくれるのを防止してえぐれ摩耗を抑制し、像坦持体へのフィルミングを生ぜず、異音発生を防止できるようになる。さらに、弾性体基材の当接部分(先端稜線部)は像坦持体の表面形状変化に対して追随するので、像坦持体の全幅において先端稜線部すなわち表面層が常に所定の圧力で当接するようになり、像坦持体表面を傷つけることなく長期間、良好なクリーニング性を維持することができる。
本発明のプロセスカートリッジによれば、前述したクリーニングブレードと像坦持体を所定条件で当接させた状態で保持してまま画像形成装置への着脱ができる。
According to the image forming apparatus of the present invention, it is possible to form a surface layer in a region having a predetermined area with respect to the area of the tip surface of the elastic base material, thereby imparting appropriate rigidity and flexibility to the cleaning blade. Therefore, when the cleaning blade is brought into contact with the image carrier under a predetermined condition, it prevents the tip ridge line portion from moving in the moving direction of the image carrier, and suppresses erosion wear, It is possible to prevent the generation of abnormal noise without causing filming on the image carrier. Furthermore, since the contact portion (tip ridge line portion) of the elastic substrate follows the surface shape change of the image carrier, the tip ridge line portion, that is, the surface layer is always at a predetermined pressure in the entire width of the image carrier. It comes into contact, and good cleaning properties can be maintained for a long time without damaging the surface of the image carrier.
According to the process cartridge of the present invention, the above-described cleaning blade and the image carrier can be attached to and detached from the image forming apparatus while being held in contact with each other under a predetermined condition.
以下、本発明を画像形成装置である電子写真プリンタ(以下、単にプリンタという)に適用した実施形態について説明する。
図1は、本発明に係る画像形成装置の一実施形態であ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。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to an electrophotographic printer (hereinafter simply referred to as a printer) as an image forming apparatus will be described.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a main part of a printer which is an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. The printer performs single-color copying, and forms a monochrome image based on image data read by an image reading unit (not shown).
図1に示すように、プリンタは、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。
As shown in FIG. 1, the printer includes a drum-shaped
感光体3の周囲には帯電手段としての帯電装置4、潜像をトナー像化する現像手段である現像装置5、トナー像を記録媒体としての転写紙に転写する転写手段としての転写装置7、転写後の感光体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としてのクリーニング装置6、感光体3上に滑剤を塗布する滑剤塗布手段としての潤滑剤塗布装置10、感光体3を除電する除電ランプ(不図示)等が配置されている。14は転写ベルトである。
Around the
帯電装置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。帯電装置4によって一様帯電された感光体3は、図示しない潜像形成手段たる露光装置から画像データに基づいて光Lが照射され静電潜像が形成される。
The charging device 4 is arranged in a non-contact manner with a predetermined distance from the
帯電装置4には、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手段が用いられる。
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。
For the charging device 4, known means such as a corotron, a scorotron, and a solid state charger (solid state charger) are used.
Among these charging methods, the contact charging method or the non-contact proximity arrangement method is more desirable, and has advantages such as high charging efficiency, a small amount of ozone generation, and miniaturization of the apparatus.
また、図示しない露光装置、除電ランプ等の光源には、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)、半導体レーザー(LD)、エレクトロルミネッセンス(EL)などの発光物全般を用いることができる。 In addition, light sources such as fluorescent lamps, tungsten lamps, halogen lamps, mercury lamps, sodium lamps, light emitting diodes (LEDs), semiconductor lasers (LDs), and electroluminescences (ELs) are used as light sources such as exposure apparatuses and static elimination lamps (not shown). General can be used.
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。 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.
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。 Among these light sources, a light emitting diode and a semiconductor laser have high irradiation energy and have a long wavelength light of 600 to 800 [nm], so that they are used favorably.
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、図示しない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2本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 developing
クリーニング装置6は、クリーニングブレード62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。
The
潤滑剤塗布装置10は、固形潤滑剤103、潤滑剤加圧スプリング(不図示)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、図示しないブラケットに保持され、潤滑剤加圧スプリング(不図示)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3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
次に、プリンタにおける画像形成動作を説明する。
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が図中矢印方向に回転駆動される。
Next, an image forming operation in the printer will be described.
When a print execution signal is received from an operation unit (not shown) or the like, a predetermined voltage or current is sequentially applied to the charging device 4 and the developing
感光体3が図中矢印方向に回転すると、まず感光体表面が、帯電装置4によって所定の電位に帯電される。そして、図示しない露光装置から画像信号に対応した光Lが感光体3上に照射され、光Lが照射された部分の感光体3上が除電され静電潜像が形成される。
When the
静電潜像の形成された感光体3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で感光体3表面を摺擦される。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。このように、本実施形態では、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。なお、本実施形態では、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、これに限るものではない。
The
感光体3上に形成されたトナー像は、図示しない給紙部から上レジストローラと下レジストローラとの対向部を経て、感光体3と転写装置7との間に形成される転写領域に給紙される転写紙に転写される。このとき、転写紙は上レジストローラと下レジストローラとの対向部で画像先端と同期を取り供給される。また、転写紙への転写時には、所定の転写バイアスが印加される。トナー像が転写された転写紙は感光体3から分離され、図示しない定着手段としての定着装置へ搬送される。そして、定着装置を通過する事により、熱と圧力の作用でトナー像が転写紙上に定着されて、転写紙は機外に排出される。
The toner image formed on the
一方、転写後の感光体3の表面は、クリーニング装置6で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, after the transfer, the surface of the
また、本プリンタにおいては、感光体3と、プロセス手段として帯電装置4、現像装置5、クリーニング装置6、潤滑剤塗布装置10などが枠体2に収められており、プロセスカートリッジ1として装置本体から一体的に着脱可能となっている。なお、本実施形態では、プロセスカートリッジ1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が、少なくとも感光体3と、クリーニング装置6とを一体に支持し、後述するクリーニングブレードを所定の当接条件で感光体3に当接したものをプロセスカートリッジ1とする構成でもよい。
Further, in this printer, the
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。
Next, a toner suitable for the printer will be described.
As the toner used in the printer, it is preferable to use a polymerized toner produced by a suspension polymerization method, an emulsion polymerization method, or a dispersion polymerization method, which can easily increase the circularity and reduce the particle size in order to improve the image quality. In particular, it is preferable to use a polymerized toner having a circularity of 0.97 or more and a volume average particle size of 5.5 [μm] or less. By using a material having an average circularity of 0.97 or more and a volume average particle size of 5.5 [μm], a higher resolution image can be formed.
ここでいう「円形度」は、フロー式粒子像分析装置FPIA−2000(東亜医用電子株式会社製、商品名)により計測した平均円形度である。具体的には、容器中の予め不純固形物を除去した水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3000〜1[万個/μl]となるようにしたものを上述の分析装置にセットして、トナーの形状及び分布を測定する。そして、この測定結果に基づき、図2(a)に示す実際のトナー投影形状の外周長をC1、その投影面積をSとし、この投影面積Sと同じ図2(b)に示す真円の外周長を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 (trade name, manufactured by Toa Medical Electronics Co., Ltd.). Specifically, in 100 to 150 [ml] of water from which impure solids have been removed in advance in a container, 0.1 to 0.5 [ml] of a surfactant, preferably alkylbenzene sulfonate, is added as a dispersant, Further, about 0.1 to 0.5 [g] of a measurement sample (toner) is added. Thereafter, the suspension in which the toner is dispersed is subjected to a dispersion treatment with an ultrasonic disperser for about 1 to 3 minutes so that the concentration of the dispersion becomes 3000 to 1 [10,000 / μl]. To measure the shape and distribution of the toner. Based on the measurement result, the outer peripheral length of the actual toner projection shape shown in FIG. 2A is C1, and the projection area is S. The outer circumference of the perfect circle shown in FIG. C2 / C1 was determined when the length was C2, 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、これに被検試料としてのトナーを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。 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 100 to 150 [ml] of the electrolytic aqueous solution. Further, 2 to 20 [mg] of toner as a test sample is added thereto, and the dispersion treatment is performed for about 1 to 3 minutes using an ultrasonic disperser. Then, 100 to 200 [ml] of the electrolytic aqueous solution is put into another beaker, and the solution after the dispersion treatment is added to the beaker so as to have a predetermined concentration, and the Coulter Multisizer 2e type is applied.
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=ΣXfV/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、X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 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 = ΣXfV / ΣfV”. However, X 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、上述したように、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従来のクリーニングブレード92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。そこで、クリーニングブレード92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92が早期に摩耗してしまうという問題があった。また、クリーニングブレード92と感光体3との摩擦力が高まって、クリーニングブレード92の感光体3と当接している先端の稜線部(先端稜線部)が感光体3の移動方向に引っ張られて、先端稜線部がめくれてしまった。クリーニングブレード92の先端稜線部がめくれると、異音や振動、先端稜線部の欠落などの様々な問題が生じてしまう。
In such a polymerized toner, as described above, if the pulverized toner is removed from the surface of the
そこで、発明者らは、この問題を解決すべく鋭意検討を行い、本発明を成すに至った。
すなわち、本発明に係る画像形成装置は、像担持体と、該像担持体の表面を帯電する帯電手段と、帯電した像担持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該像担持体表面に形成された静電潜像を現像してトナー像化する現像手段と、該像担持体表面のトナー像を転写体に転写する転写手段と、該像担持体表面に当接して該像担持体表面に付着した残トナーを除去するクリーニングブレードを有するクリーニング手段と、を備えた画像形成装置において、前記クリーニングブレードは、前記像坦持体の移動方向に直交する方向の長さに対応する幅をもつ短冊形状の弾性体基材と、前記弾性体基材における先端面の前記像坦持体と当接する端部を含み該先端面の面積を基準とする所定面積の領域に形成され、前記弾性体基材よりも硬く、層厚が0.1〜2μmの表面層と、を備え、前記表面層が形成された先端面と前記像坦持体表面の成す角度であるクリーニング角を80〜85度、該像坦持体表面に対する線圧を10〜15g/cmとして、前記像坦持体に当接していることを特徴とするものである。
Therefore, the inventors have intensively studied to solve this problem and have come to achieve the present invention.
That is, an image forming apparatus according to the present invention includes an image carrier, a charging unit that charges the surface of the image carrier, a latent image forming unit that forms an electrostatic latent image on the surface of the charged image carrier, A developing unit that develops the electrostatic latent image formed on the surface of the image carrier to form a toner image; a transfer unit that transfers the toner image on the surface of the image carrier to a transfer member; and a surface that contacts the surface of the image carrier. Cleaning means having a cleaning blade for removing residual toner adhering to the surface of the image carrier, and the cleaning blade has a length in a direction perpendicular to the moving direction of the image carrier. A strip-shaped elastic base material having a width corresponding to, and an end portion in contact with the image carrier of the front end surface of the elastic base material in a region having a predetermined area on the basis of the area of the front end surface Formed and harder than the elastic substrate Is a surface layer of 0.1 to 2 μm, and a cleaning angle that is an angle formed by the tip surface on which the surface layer is formed and the surface of the image carrier is 80 to 85 degrees with respect to the surface of the image carrier The linear pressure is set to 10 to 15 g / cm, and the linear pressure is in contact with the image carrier.
以下、本発明に係る画像形成装置の実施形態について説明する。
(第1の実施形態)
図3,図4を用いて、本発明に係る画像形成装置の第1の実施形態の構成について説明する。
図3は、本発明に係る画像形成装置に用いるクリーニングブレードの基本的構成例(1)を示す斜視図である。図3(a)はクリーニングブレード62の全体図、図3(b)は弾性体ブレード622の拡大図である。また、図4は、本発明に係る画像形成装置の第1の実施形態の構成を示す拡大断面図である。
Hereinafter, embodiments of an image forming apparatus according to the present invention will be described.
(First embodiment)
The configuration of the first embodiment of the image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 3 is a perspective view showing a basic configuration example (1) of the cleaning blade used in the image forming apparatus according to the present invention. 3A is an overall view of the
クリーニングブレード62は、図3(a),図4に示すように、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、長手方向が被清掃部材である感光体3の移動方向(回転方向)に直交する方向の長さ(幅)方向となり該感光体3の幅に対応する長さをもつ短冊形状の弾性体基材である弾性体ブレード622と、弾性体ブレード622の感光体3と当接する端部側の先端稜線部(先端コーナー部ともいう)62cを構成する先端面62aと感光体3に対向する主面であるブレード下面62bのそれぞれの一部に所定の膜厚で形成され、弾性体ブレード622よりも硬い表面層623と、で構成されている。また、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。
As shown in FIGS. 3A and 4, the
ここで、弾性体ブレード622は、感光体3の偏心や感光体3表面の微小なうねりなどに変形して追随できるように、高い反発弾性体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などが好適である。
Here, the
また、弾性体ブレード622の硬度としては、25℃における硬度が69〜75度(JIS A)のウレタンゴムが好ましい。ウレタンゴムの硬度が75度を超えると、柔軟性に乏しくなり、例えば、ホルダー621が微小に傾いてクリーニング装置6に取り付けられるなどしたときに、クリーニングブレード62の軸方向(幅方向)一端側と他端側とで当接圧が異なる所謂偏当りしやすくなり、軸方向で均一な当接圧が得にくくなる。その結果、クリーニング性が低下するおそれがある。
一方、硬度が69度未満の場合は、重合トナーでもクリーニングできるよう当接圧を高く設定したときに、クリーニングブレード62が反ってしまい、クリーニングブレード62の先端稜線部62cが浮きあがって、クリーニングブレード62のブレード下面62bが感光体3と当接する所謂腹当たり現象が生じてしまう。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3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ため不適である。特に本発明のように、弾性体ブレード622の先端面62aに表面層623を有する構成では、これらの現象が顕著に起こるため、弾性体ブレード622の硬度は前記範囲であることが必要である。
The hardness of the
On the other hand, when the hardness is less than 69 degrees, the
表面層623は、スプレー塗工、ディップ塗工、あるいはスクリーン印刷等によってクリーニングブレード62の先端稜線部62cを被覆するように形成される弾性体ブレード622よりも硬度の高い材料の皮膜である。これにより、表面層623は、弾性体ブレード622よりも硬度が高い部材とすることで、剛直なため、変形し難く、クリーニングブレード62の先端稜線部62cのめくれを抑制することができる。
The
また、表面層623の材質としては、樹脂が好ましく、紫外線硬化樹脂がより好ましい。紫外線硬化樹脂を用いることで、クリーニングブレード62の先端稜線部62cに付着した樹脂に紫外線を照射させるだけで、弾性体ブレード622よりも硬い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。
The material of the
表面層623の形成に用いる紫外線硬化樹脂としては、一官能基あたり分子量300〜1500のモノマーを用いることが好ましい。一官能基あたり分子量が1500を越えると、表面層623は脆弱になり過ぎ、クリーニングブレード62の先端稜線部62cがめくれて図8(b)のような先端面摩耗を生じてしまい、長期に渡るクリーニング性を保持できなくなる。逆に分子量300を下回ると、表面層623が剛直となり過ぎてしまう。表面層623が剛直となりすぎると、表面層623の耐摩耗性能の低下や、ビビリ音(異音)が発生しやすくなってしまう。
As the ultraviolet curable resin used for forming the
また、表面層623の層厚(膜厚)は、0.1〜2[μm]が好ましい。なお、この層厚は、弾性体ブレード622の先端稜線部62cを除く先端面62aあるいはブレード下面62bの平面上における厚さであり、それは均一性の点から、その層厚に対して少なくとも50倍程度先端稜線部62cより離れた箇所での値とするものである。この層厚が0.1[μm]未満では、表面層623の剛性が弱くなり、クリーニングブレード62の先端稜線部62cがめくれやすくなってしまう。また、この層厚が2[μm]を超えると、クリーニングブレード62の先端稜線部62cの剛性が大きくなってしまい感光体3の表面形状変化への追随性の低下からトナーのすり抜けが増大してクリーニング不良が発生しやすくなる。さらに、層厚が2[μm]を超えると、クリーニングブレード62の先端稜線部62cのコーナー角が鈍角化してしまう。これはすなわち、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を形成するとき、先端稜線部62cは表面張力の関係で塗膜が形成されにくく、先端稜線部62cから離れるにつれて表面層623の膜厚は増加する傾向があるためである。その結果、クリーニングブレード62の先端稜線部62cのコーナー角度が鈍角となり、先端稜線部62cのコーナー角度が直角である場合に比べて、表面層623が形成された先端面62aと感光体3とがなす当接部の上流側の空隙X(図4参照)が狭くなってしまう。そうなると、長期に渡ってクリーニング動作を行うと空隙Xにトナーが堆積し、せき止められた空隙X内のトナーに逃げ場がなくなって、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、クリーニング不良が発生してしまうことになる。
The layer thickness (film thickness) of the
また本実施形態では、表面層623は、図3(b)に示すように、先端稜線部62cを跨いで先端面62aの一部とブレード下面62bの一部に形成され、先端稜線部62cを適度に補強している。すなわち、先端面62aには表面層623が形成されていない領域(非被覆領域)が存在し、その代わりにブレード下面62bの一部に表面層623が形成されている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 3B, the
ここで、表面層623の被覆する領域の面積は、先端面62aの面積(弾性体ブレード622の幅×厚さt)の1.00倍以上、2.50倍以下が好ましく、1.00倍以上、1.50倍以下がより好ましい。このとき、表面層623は先端面62a、ブレード下面62bそれぞれの全幅を被覆していることから、図3(b)に示すように、先端面62aにおいて表面層623で被覆されている領域の弾性体ブレード622の厚さ方向の長さ(先端稜線部62cからの距離)L1とブレード下面62bにおいて表面層623で被覆されている領域の弾性体ブレード622の幅方向に直交する方向の長さ(先端稜線部62cからの距離)L2の合計が、弾性体ブレード622の厚さtの1.00倍以上、2.50倍以下が好ましく、1.00倍以上、1.50倍以下がより好ましいといえる。
Here, the area of the region covered by the
また、表面層623は、先端面62aにおける弾性体ブレード622の厚さ方向の全長(厚さt)の略半分の領域に形成されているとよい。また、ブレード下面62bにおいて形成される表面層623の面積は、先端面62aに形成される表面層623の面積と略同じであることが好適である。
Further, the
また、先端稜線部62cの感光体3への当接のさせ方としては、表面層623を形成しない弾性体ブレード622の場合と、本発明のように表面層623を形成した弾性体ブレード622の場合とでは、当接条件が異なる。すなわち、表面層623を形成しない弾性体ブレード622の場合には、先端面62aと感光体3表面の成す角度であるクリーニング角を75〜80度、感光体3に対する線圧を20〜25g/cmとして、弾性体ブレード622が比較的強く感光体3に押し当てることにより該弾性体ブレード622を撓ませて感光体3表面に当接させることを行う。これに対して、本発明では、表面層623が形成された先端面62aと感光体3の成す角度であるクリーニング角を80〜85度、感光体3表面に対する線圧を10〜15g/cmとして、弾性体ブレード622が比較的軽い条件で感光体3に押し当てて当接させる(図4)。
Further, the method of bringing the
以上の構成のクリーニングブレード62を用いれば、先端稜線部62cを跨いで先端面62aの一部とブレード下面62bの一部に表面層623を形成することにより、弾性体ブレード622に適度な剛性と可撓性を付与することができるので、クリーニングブレード62を感光体3に当接させた際に、その当接部分(先端稜線部62c)が感光体3の移動方向へ移動してめくれるのを防止してえぐれ摩耗を抑制し、感光体3へのフィルミングを生ぜず、異音発生を防止できるようになる。さらに、弾性体ブレード622の当接部分(先端稜線部62c)は感光体3の表面形状変化に対して追随するので、感光体3の全幅において先端稜線部62cすなわち表面層623が常に所定の圧力で当接するようになり、感光体3表面を傷つけることなく長期間、良好なクリーニング性を維持することができる。
When the
(第2の実施形態)
図5,図6を用いて、本発明に係る画像形成装置の第2の実施形態の構成について説明する。
図5は、本発明に係る画像形成装置に用いるクリーニングブレードの基本的構成例(2)を示す斜視図である。図5(a)はクリーニングブレード62の全体図、図5(b)は弾性体ブレード622の拡大図である。また、図6は、本発明に係る画像形成装置の第2の実施形態の構成を示す拡大断面図である。なお、本実施形態におけるクリーニングブレード62を構成する材料は、第1の実施形態と同じであり、表面層623の被覆状態が第1の実施形態のものと異なり、そのほかは第1の実施形態で示したものと同じである。
(Second Embodiment)
The configuration of the second embodiment of the image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 5 is a perspective view showing a basic configuration example (2) of the cleaning blade used in the image forming apparatus according to the present invention. FIG. 5A is an overall view of the
すなわち、表面層623は、図5(b)に示すように、弾性体ブレード622の先端面62a全面のみに形成されている。すなわち、本実施形態では、ブレード下面62bに表面層623は形成されていない。
That is, the
また、先端稜線部62cの感光体3への当接条件は、第1の実施形態と同様に、表面層623が形成された先端面62aと感光体3の成す角度であるクリーニング角を80〜85度、感光体3表面に対する線圧を10〜15g/cmとして、弾性体ブレード622が比較的軽い条件で感光体3に押し当てて当接させる(図6)。
Further, the contact condition of the
以上の構成のクリーニングブレード62を用いれば、先端面62a全面のみに表面層623を形成することにより、弾性体ブレード622に適度な剛性と可撓性を付与することができるので、クリーニングブレード62を感光体3に当接させた際に、その当接部分(先端稜線部62c)が感光体3の移動方向へ移動してめくれるのを防止してえぐれ摩耗を抑制し、感光体3へのフィルミングを生ぜず、異音発生を防止できるようになる。さらに、弾性体ブレード622の当接部分(先端稜線部62c)は感光体3の表面形状変化に対して追随するので、感光体3の全幅において先端稜線部62cすなわち表面層623が常に所定の圧力で当接するようになり、感光体3表面を傷つけることなく長期間、良好なクリーニング性を維持することができる。
If the
以下、発明者らが行った本発明の検証実験について説明する。
〔実施例A〕
本発明の第1の実施形態において、弾性体ブレード622、表面層622の条件をそれぞれ変化させて、クリーニングブレード62(図3,図4)を作製し、耐久試験を行った。
[供試材]
弾性体ブレード622、表面層623の条件は次のとおりである。
(1)弾性体ブレード622
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5つのウレタンゴム(ウレタンゴムNo.A1〜A5)を用いた。
ウレタンゴムA1:硬度74度、反発弾性率49[%](東洋ゴム工業製)
ウレタンゴムA2:硬度69度、反発弾性率50[%](東洋ゴム工業製)
ウレタンゴムA3:硬度72度、反発弾性率31[%](東洋ゴム工業製)
ウレタンゴムA4:硬度71度、反発弾性率18[%](東洋ゴム工業製)
ウレタンゴムA5:硬度72度、反発弾性率23[%](シンジーテック製)
Hereinafter, the verification experiment of the present invention conducted by the inventors will be described.
[Example A]
In the first embodiment of the present invention, the cleaning blade 62 (FIGS. 3 and 4) was produced by changing the conditions of the
[Sample material]
The conditions of the
(1)
As the
Urethane rubber A1: Hardness 74 degrees, rebound resilience 49 [%] (manufactured by Toyo Tire & Rubber)
Urethane rubber A2: hardness 69 degrees, rebound resilience 50 [%] (manufactured by Toyo Tire & Rubber)
Urethane rubber A3: hardness 72 degrees, rebound resilience 31 [%] (manufactured by Toyo Tire & Rubber)
Urethane rubber A4: Hardness 71 degrees, rebound resilience 18 [%] (manufactured by Toyo Tire & Rubber)
Urethane rubber A5: hardness 72 degrees, rebound resilience 23 [%] (manufactured by Syndtech)
なお、ウレタンゴムの硬度は、島津製作所製デュロメーターを用い、JIS K6253に準じて測定した。試料は厚さ6[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。
また、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 durometer manufactured by Shimadzu Corporation. The sample was a stack of approximately 2 [mm] sheets so that the thickness was 6 [mm] or more.
In addition, 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 about 2 [mm] sheets so that the thickness was 4 [mm] or more.
(2)表面層623
表面層623としては、以下の5つの紫外線硬化樹脂膜(表面層No.1〜5)の材料を用いた。
(表面層1)
ウレタンアクリレートオリゴマー1:根上工業 UN−904 0.5部
ウレタンアクリレートオリゴマー2:根上工業 UN−2700 19.5部
重合開始剤:チバスペシャリティーケミカルズ社 イルガキュア184 1部
溶媒:2−ブタノン 79部
塗膜硬度:鉛筆硬度2H
摩擦係数:0.6
(表面層2)
ウレタンアクリレートオリゴマー1:根上工業 UN−904 5部
ウレタンアクリレートオリゴマー2:根上工業 UN−2700 15部
重合開始剤:チバスペシャリティーケミカルズ社 イルガキュア184 1部
溶媒:2−ブタノン 79部
塗膜硬度:鉛筆硬度3H
摩擦係数:0.5
(表面層3)
ウレタンアクリレートオリゴマー1:根上工業 UN−904 8部
ウレタンアクリレートオリゴマー2:根上工業 UN−2700 12部
重合開始剤:チバスペシャリティーケミカルズ社 イルガキュア184 1部
溶媒:2−ブタノン 79部
塗膜硬度:鉛筆硬度6H
摩擦係数:0.45
(表面層4)
ウレタンアクリレートオリゴマー1:根上工業 UN−3320HA 5部
ウレタンアクリレートオリゴマー2:根上工業 UN−2700 15部
重合開始剤:チバスペシャリティーケミカルズ社 イルガキュア184 1部
溶媒:2−ブタノン 79部
塗膜硬度:鉛筆硬度2H
摩擦係数:0.5
(表面層5)
ウレタンアクリレートオリゴマー1:根上工業 UN−904 20部
重合開始剤:チバスペシャリティーケミカルズ社 イルガキュア184 1部
溶媒:2−ブタノン 79部
塗膜硬度:鉛筆硬度9H
摩擦係数:0.4
(2)
As the
(Surface layer 1)
Urethane acrylate oligomer 1: Negami Kogyo UN-904 0.5 part Urethane acrylate oligomer 2: Negami Kogyo UN-2700 19.5 parts Polymerization initiator: Ciba Specialty Chemicals Irgacure 184 1 part Solvent: 2-butanone 79 parts Coating film Hardness: Pencil hardness 2H
Friction coefficient: 0.6
(Surface layer 2)
Urethane acrylate oligomer 1:
Friction coefficient: 0.5
(Surface layer 3)
Urethane acrylate oligomer 1:
Friction coefficient: 0.45
(Surface layer 4)
Urethane acrylate oligomer 1:
Friction coefficient: 0.5
(Surface layer 5)
Urethane acrylate oligomer 1: Negami Kogyo UN-904 20 parts Polymerization initiator: Ciba Specialty Chemicals Irgacure 184 1 part Solvent: 2-butanone 79 parts Coating film hardness: pencil hardness 9H
Friction coefficient: 0.4
なお、表面層623の鉛筆硬度は、コーテック株式会社製鉛筆引っかき試験機KTVF−2380を用い、JIS K5600−5−4に準じて測定した。試料は、50[mm]×50[mm]のガラス板上に表面層623の材料を約5[μm]スプレー塗工したものとした。
また、表面層623の摩擦係数は、新東科学製トライボギアミューズ94iを用い、布材(トライボギアミューズ94i用標準品、アトラスエレクトリックデバイス社製クロックメーター用試験布)に対する最大静止摩擦係数を測定した。試料は、50[mm]×50[mm]のガラス板上にコーティング材料を約5[μm]スプレー塗工したものとした。
The pencil hardness of the
In addition, the friction coefficient of the
[実験手順]
次に、検証実験の手順について説明する。
まず、前記ウレタンゴムA1〜A5のいずれかを用いて、厚さ(t)1.8mmの短冊形状の弾性体ブレード622を作成し、図3(b)に示すように、先端稜線部62c側となる先端面62a、ブレード下面62bのそれぞれの一部に、スプレー塗工により前記表面層1〜5のいずれかを形成した。具体的には、まず弾性体ブレード622の先端面62aに対し、10[mm/s]のスプレーガン移動速度にて所定の膜厚になるように重ね塗りを行い、3分間指触乾燥し、ついでブレード下面62bに同様に表面層が形成されるように塗工した。その後さらに3分間指触乾燥を行い、紫外線露光(140[W/cm]×5[m/min]×5パス)を行った。なお、このときスプレー塗工により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て塗工を行った。
つぎに、得られた弾性体ブレード622をリコー製カラー複合機 imagio MP C4500に搭載できる板金ホルダー(ホルダー621)に接着剤により固定し、試作のクリーニングブレード62とした。
[Experimental procedure]
Next, the procedure of the verification experiment will be described.
First, a strip-shaped
Next, the obtained
これを同じくリコー製カラー複合機 imagio MP C4500(図1と同様の構成)に取り付け、実施例A1〜A5、比較例A1〜A3の画像形成装置を作製した。なお、クリーニングブレード62は、あらかじめ調べた先端食い込み量と取り付け角度により、所定の線圧、クリーニング角となるように取り付けた。
This was similarly attached to a Ricoh color composite machine imagio MP C4500 (same configuration as FIG. 1), and image forming apparatuses of Examples A1 to A5 and Comparative Examples A1 to A3 were produced. The
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)
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: 1.5 parts of small particle size silica (Clariant H2000)
0.5 parts small particle size titanium oxide (Taika MT-150AI)
1.0 parts of large particle size silica (UFP-30H manufactured by Denki Kagaku Kogyo)
[評価項目]
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/ジョブで、50000枚(コピー用紙A4横)を通紙して行った。
評価項目は以下のとおりである。
[Evaluation item]
The verification experiment was conducted in a laboratory environment: 21 [° C.] 65 [% RH], paper feeding condition:
The evaluation items are as follows.
(1)ブレードエッジ摩耗幅:図7に示すようにブレード下面62b側における摩耗幅を測定した。
(2)クリーニング不良発生:50000枚連続通紙後に以下の評価画像を形成して、クリーニング不良の有無を目視観察した。
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(コピー用紙A4横)
(3)異音発生:有無
(4)ブレード先端面62aのえぐれ摩耗の発生:有無(目視観察)
(1) Blade edge wear width: The wear width on the blade
(2) Occurrence of cleaning failure: The following evaluation image was formed after continuous feeding of 50000 sheets, and the presence or absence of cleaning failure was visually observed.
Image at the time of evaluation: Vertical band pattern (with respect to the paper traveling direction) 43 [mm] width, 3 charts
Output 20 sheets (copier paper A4 side)
(3) Abnormal noise generation: Presence / absence (4) Excavation wear of
以下に、実施例A1〜A5、比較例A1〜A3のクリーニングブレードの検証実験の条件及び結果を示す。
なお、表面層623の膜厚は、キーエンス製マイクロスコープVHX−100を用い、別途同様に塗工した弾性体ブレード622の断面により測定した。試料は日進EM製電子顕微鏡(SEM)試料作製用トリミングカミソリを用い、断面を切断したものを用いた。
The conditions and results of the verification experiments for the cleaning blades of Examples A1 to A5 and Comparative Examples A1 to A3 are shown below.
In addition, the film thickness of the
(実施例A1)
・弾性体ブレード622:ウレタンゴムA2
・表面層623:表面層3
・・先端面62aにおける形成長さL1:1.0[mm]
・・先端面62aにおける層厚:1.0[μm]
・・ブレード下面62bにおける形成長さL2:1.0[mm]
・・ブレード下面62bにおける層厚:1.0[μm]
・・先端面62a面積に対する面積比((L1+L2)/t):1.11
・クリーニングブレード当接条件
・・クリーニング角:80[度]
・・線圧:12[g/cm]
・ブレードエッジ摩耗幅:4.0[μm]
・クリーニング不良発生:なし
・異音発生:なし
(Example A1)
Elastic blade 622: Urethane rubber A2
-Surface layer 623:
..Formation length L1: 1.0 [mm] on the
..Layer thickness at
..Formation length L2 on the blade
..Layer thickness on blade
..Area ratio with respect to the
・ Cleaning blade contact condition ・ ・ Cleaning angle: 80 degrees
..Line pressure: 12 [g / cm]
・ Blade edge wear width: 4.0 [μm]
・ Cleaning failure occurrence: None ・ Noise occurrence: None
(実施例A2)
・弾性体ブレード622:ウレタンゴムA5
・表面層623:表面層1
・・先端面62aにおける形成長さL1:0.9[mm]
・・先端面62aにおける層厚:0.5[μm]
・・ブレード下面62bにおける形成長さL2:1.0[mm]
・・ブレード下面62bにおける層厚:0.5[μm]
・・先端面62a面積に対する面積比((L1+L2)/t):1.06
・クリーニングブレード当接条件
・・クリーニング角:85[度]
・・線圧:13[g/cm]
・ブレードエッジ摩耗幅:5.0[μm]
・クリーニング不良発生:なし
・異音発生:なし
(Example A2)
Elastic blade 622: Urethane rubber A5
-Surface layer 623:
..Formation length L1 at the
..Layer thickness at
..Formation length L2 on the blade
..Layer thickness on blade
..Area ratio with respect to the
・ Cleaning blade contact condition ・ ・ Cleaning angle: 85 degrees
..Line pressure: 13 [g / cm]
・ Blade edge wear width: 5.0 [μm]
・ Cleaning failure occurrence: None ・ Noise occurrence: None
(実施例A3)
・弾性体ブレード622:ウレタンゴムA1
・表面層623:表面層5
・・先端面62aにおける形成長さL1:1.1[mm]
・・先端面62aにおける層厚:1.5[μm]
・・ブレード下面62bにおける形成長さL2:1.5[mm]
・・ブレード下面62bにおける層厚:0.7[μm]
・・先端面62a面積に対する面積比((L1+L2)/t):1.44
・クリーニングブレード当接条件
・・クリーニング角:82[度]
・・線圧:15[g/cm]
・ブレードエッジ摩耗幅:6.0[μm]
・クリーニング不良発生:なし
・異音発生:なし
(Example A3)
Elastic blade 622: Urethane rubber A1
-Surface layer 623:
..Formation length L1: 1.1 [mm] on the
..Layer thickness at
..Formation length L2 on the blade
..Layer thickness on blade
..Area ratio with respect to the
・ Cleaning blade contact condition ・ ・ Cleaning angle: 82 [degrees]
..Line pressure: 15 [g / cm]
・ Blade edge wear width: 6.0 [μm]
・ Cleaning failure occurrence: None ・ Noise occurrence: None
(実施例A4)
・弾性体ブレード622:ウレタンゴムA4
・表面層623:表面層2
・・先端面62aにおける形成長さL1:1.0[mm]
・・先端面62aにおける層厚:0.8[μm]
・・ブレード下面62bにおける形成長さL2:1.2[mm]
・・ブレード下面62bにおける層厚:0.6[μm]
・・先端面62a面積に対する面積比((L1+L2)/t):1.22
・クリーニングブレード当接条件
・・クリーニング角:80[度]
・・線圧:12[g/cm]
・ブレードエッジ摩耗幅:4.5[μm]
・クリーニング不良発生:なし
・異音発生:なし
(Example A4)
Elastic blade 622: Urethane rubber A4
-Surface layer 623:
..Formation length L1: 1.0 [mm] on the
..Layer thickness at
..Formation length L2 on the blade
..Layer thickness on blade
..Area ratio with respect to the
・ Cleaning blade contact condition ・ ・ Cleaning angle: 80 degrees
..Line pressure: 12 [g / cm]
・ Blade edge wear width: 4.5 [μm]
・ Cleaning failure occurrence: None ・ Noise occurrence: None
(実施例A5)
・弾性体ブレード622:ウレタンゴムA3
・表面層623:表面層4
・・先端面62aにおける形成長さL1:0.9[mm]
・・先端面62aにおける層厚:0.5[μm]
・・ブレード下面62bにおける形成長さL2:1.0[mm]
・・ブレード下面62bにおける層厚:0.5[μm]
・・先端面62a面積に対する面積比((L1+L2)/t):1.06
・クリーニングブレード当接条件
・・クリーニング角:82[度]
・・線圧:10[g/cm]
・ブレードエッジ摩耗幅:3.5[μm]
・クリーニング不良発生:なし
・異音発生:なし
(Example A5)
Elastic blade 622: Urethane rubber A3
-Surface layer 623: Surface layer 4
..Formation length L1 at the
..Layer thickness at
..Formation length L2 on the blade
..Layer thickness on blade
..Area ratio with respect to the
・ Cleaning blade contact condition ・ ・ Cleaning angle: 82 [degrees]
..Line pressure: 10 [g / cm]
・ Blade edge wear width: 3.5 [μm]
・ Cleaning failure occurrence: None ・ Noise occurrence: None
(比較例A1)
・弾性体ブレード622:ウレタンゴムA4
・表面層623:表面層2
・・先端面62aにおける形成長さL1:1.8[mm](全面)
・・先端面62aにおける層厚:2.0[μm]
・・ブレード下面62bにおける形成長さL2:10.0[mm]
・・ブレード下面62bにおける層厚:2.5[μm]
・・先端面62a面積に対する面積比((L1+L2)/t):6.56
・クリーニングブレード当接条件
・・クリーニング角:80[度]
・・線圧:15[g/cm]
・ブレードエッジ摩耗幅:12.5[μm]
・クリーニング不良発生:帯状クリーニング不良2ヶ所
・異音発生:ビビリ発生
(Comparative Example A1)
Elastic blade 622: Urethane rubber A4
-Surface layer 623:
..Formation length L1: 1.8 [mm] on the
..Layer thickness at
..Formation length L2 on the blade
..Layer thickness on blade
.. Area ratio to tip
・ Cleaning blade contact condition ・ ・ Cleaning angle: 80 degrees
..Line pressure: 15 [g / cm]
・ Blade edge wear width: 12.5 [μm]
・ Cleaning failure occurred: Two belt-like cleaning defects ・ Abnormal noise occurrence: chattering
(比較例A2)
・弾性体ブレード622:ウレタンゴムA1
・表面層623:表面層1
・・先端面62aにおける形成長さL1:1.8[mm](全面)
・・先端面62aにおける層厚:5.0[μm]
・・ブレード下面62bにおける形成長さL2:3.0[mm]
・・ブレード下面62bにおける層厚:5.0[μm]
・・先端面62a面積に対する面積比((L1+L2)/t):2.67
・クリーニングブレード当接条件
・・クリーニング角:79[度]
・・線圧:20[g/cm]
・ブレードエッジ摩耗幅:15.0[μm]
・クリーニング不良発生:スジ状クリーニング不良4ヶ所
・異音発生:ビビリ発生
・先端面えぐれ摩耗発生
(Comparative Example A2)
Elastic blade 622: Urethane rubber A1
-Surface layer 623:
..Formation length L1: 1.8 [mm] on the
..Layer thickness at
..Formation length L2 on the blade
..Layer thickness on blade
.. Area ratio to tip
・ Cleaning blade contact condition ・ ・ Cleaning angle: 79 degrees
..Line pressure: 20 [g / cm]
・ Blade edge wear width: 15.0 [μm]
・ Cleaning failure occurrence: 4 streaky cleaning failures ・ Abnormal noise occurrence: chattering ・ Gap wear at the tip
(比較例A3)
・弾性体ブレード622:ウレタンゴムA2
・表面層623:表面層3
・・先端面62aにおける形成長さL1:1.7[mm]
・・先端面62aにおける層厚:8.0[μm]
・・ブレード下面62bにおける形成長さL2:5.0[mm]
・・ブレード下面62bにおける層厚:10.0[μm]
・・先端面62a面積に対する面積比((L1+L2)/t):3.72
・クリーニングブレード当接条件
・・クリーニング角:77[度]
・・線圧:22[g/cm]
・ブレードエッジ摩耗幅:9.0[μm]
・クリーニング不良発生:帯状クリーニング不良3ヶ所
・異音発生:ビビリ発生
・先端面えぐれ摩耗発生
(Comparative Example A3)
Elastic blade 622: Urethane rubber A2
-Surface layer 623:
..Formation length L1 at the
..Layer thickness at
..Formation length L2 on the blade
..Layer thickness on blade
.. Area ratio with respect to tip
・ Cleaning blade contact condition ・ ・ Cleaning angle: 77 degrees
..Line pressure: 22 [g / cm]
・ Blade edge wear width: 9.0 [μm]
・ Insufficient cleaning: 3 belt-like cleaning defects ・ Abnormal noise: chattering ・ Gripping tip wear
表1は、実施例A1〜A5、比較例A1〜A3の検証実験の結果をまとめたものである。
実施例A1〜A5においては、いずれも経時にわたりブレードエッジ摩耗を抑え良好なクリーニング性を維持することができ、クリーニングブレード62の先端面62aのえぐれ摩耗、及び異音の発生も抑えることができた。
一方、比較例A1〜A3では、同様の当接条件を採用した場合でも、経時で像担持体表面へのフィルミングや、異音の発生、さらには摩耗の増大を生じる結果となった。例えば、表面層623の面積比が所定範囲を超えると、経時での感光体3表面へのフィルミングや異音の発生を生じることがあると考えられる。また先端面62aとブレード下面62bにおける表面層623の層厚が所定範囲にない場合にはブレード摩耗の増大や異音の発生を生じることがあり、良好なクリーニング性を保つことができないと考えられる。
以上のことから、ブレード先端において表面層623が所定の条件で局所的に形成され、あわせて当接条件を特定の条件に限定することで、ブレード先端の運動性低下生じず、良好なクリーニング性を維持でき、感光体3へのフィルミングやブレード自体の異音発生を抑制できると考えられる。
Table 1 summarizes the results of verification experiments of Examples A1 to A5 and Comparative Examples A1 to A3.
In each of Examples A1 to A5, it was possible to suppress blade edge wear over time and maintain good cleaning properties, and it was also possible to suppress erosion wear on the
On the other hand, in Comparative Examples A1 to A3, even when the same contact condition was adopted, filming on the surface of the image carrier, generation of abnormal noise, and further increase in wear occurred over time. For example, when the area ratio of the
From the above, the
〔実施例B〕
本発明の第2の実施形態において、弾性体ブレード622、表面層623の条件をそれぞれ変化させて、クリーニングブレード62(図5,図6)を作製し、耐久試験を行った。
[Example B]
In the second embodiment of the present invention, the cleaning blade 62 (FIGS. 5 and 6) was prepared by changing the conditions of the
[供試材]
弾性体ブレード622、表面層623の条件は次のとおりである。
(1)弾性体ブレード622
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5つのウレタンゴム(ウレタンゴムNo.B1〜B4)を用いた。
ウレタンゴムB1:硬度69度、反発弾性率50[%](東洋ゴム工業製)
ウレタンゴムB2:硬度72度、反発弾性率31[%](東洋ゴム工業製)
ウレタンゴムB3:硬度75度、反発弾性率45[%](東洋ゴム工業製)
ウレタンゴムB4:硬度76度、反発弾性率32[%](シンジーテック製)
[Sample material]
The conditions of the
(1)
As the
Urethane rubber B1: Hardness 69 degrees, rebound resilience 50 [%] (manufactured by Toyo Tire & Rubber)
Urethane rubber B2: Hardness 72 degrees, rebound resilience 31 [%] (manufactured by Toyo Tire & Rubber)
Urethane rubber B3: Hardness 75 degrees, rebound resilience 45 [%] (manufactured by Toyo Tire & Rubber)
Urethane rubber B4: Hardness 76 degrees, rebound resilience 32 [%] (manufactured by Syndtech)
なお、ウレタンゴムの硬度は、島津製作所製デュロメーターを用い、JIS K6253に準じて測定した。試料は厚さ6[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。
また、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 durometer manufactured by Shimadzu Corporation. The sample was a stack of approximately 2 [mm] sheets so that the thickness was 6 [mm] or more.
In addition, 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 about 2 [mm] sheets so that the thickness was 4 [mm] or more.
(2)表面層623
表面層623としては、実施例Aと同じ5つの紫外線硬化樹脂膜(表面層No.1〜5)の材料を用いた。
(2)
As the
[実験手順]
次に、検証実験の手順について説明する。
まず、前記ウレタンゴムB1〜B4のいずれかを用いて、厚さ(t)1.8mmの短冊形状の弾性体ブレード622を作成し、図5(b)に示すように、先端面62aの全面のみに、スプレー塗工により前記表面層1〜5のいずれかを形成した。具体的には、まず弾性体ブレード622の先端面62aに対し、10[mm/s]のスプレーガン移動速度にて所定の膜厚になるように重ね塗りを行い、3分間指触乾燥した。なお、一部の比較試料についてはブレード下面62bに同様に表面層が形成されるように塗工しその後さらに3分間指触乾燥を行った。ついで紫外線露光(140[W/cm]×5[m/min]×5パス)を行った。なお、このときスプレー塗工により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て塗工を行った。
つぎに、得られた弾性体ブレード622をリコー製カラー複合機 imagio MP C4500に搭載できる板金ホルダー(ホルダー621)に接着剤により固定し、試作のクリーニングブレード62とした。
[Experimental procedure]
Next, the procedure of the verification experiment will be described.
First, by using any of the urethane rubbers B1 to B4, a strip-shaped
Next, the obtained
これを同じくリコー製カラー複合機 imagio MP C4500(図1と同様の構成)に取り付け、実施例B1〜B5、比較例B1〜B5の画像形成装置を作製した。なお、クリーニングブレード62は、あらかじめ調べた先端食い込み量と取り付け角度により、所定の線圧、クリーニング角となるように取り付けた。
This was similarly attached to a Ricoh color composite machine imagio MP C4500 (same configuration as in FIG. 1), and image forming apparatuses of Examples B1 to B5 and Comparative Examples B1 to B5 were produced. The
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)
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: 1.5 parts of small particle size silica (Clariant H2000)
0.5 parts small particle size titanium oxide (Taika MT-150AI)
1.0 parts of large particle size silica (UFP-30H manufactured by Denki Kagaku Kogyo)
[評価項目]
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/ジョブで、50000枚(コピー用紙A4横)を通紙して行った。
評価項目は以下のとおりである。
[Evaluation item]
The verification experiment was conducted in a laboratory environment: 21 [° C.] 65 [% RH], paper feeding condition:
The evaluation items are as follows.
(1)ブレードエッジ摩耗幅:図7に示すようにブレード下面62b側における摩耗幅を測定した。
(2)クリーニング不良発生:50000枚連続通紙後に以下の評価画像を形成して、クリーニング不良の有無を目視観察した。
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(コピー用紙A4横)
(3)異音発生:有無
(4)ブレード先端面62aのえぐれ摩耗の発生:有無(目視観察)
(1) Blade edge wear width: The wear width on the blade
(2) Occurrence of cleaning failure: The following evaluation image was formed after continuous feeding of 50000 sheets, and the presence or absence of cleaning failure was visually observed.
Image at the time of evaluation: Vertical band pattern (with respect to the paper traveling direction) 43 [mm] width, 3 charts
Output 20 sheets (copier paper A4 side)
(3) Abnormal noise generation: Presence / absence (4) Excavation wear of
以下に、実施例B1〜B5、比較例B1〜B5のクリーニングブレードの検証実験の条件及び結果を示す。
なお、表面層623の膜厚は、キーエンス製マイクロスコープVHX−100を用い、別途同様に塗工した弾性体ブレード622の断面により測定した。試料は日進EM製電子顕微鏡(SEM)試料作製用トリミングカミソリを用い、断面を切断したものを用いた。
The conditions and results of the verification experiments for the cleaning blades of Examples B1 to B5 and Comparative Examples B1 to B5 are shown below.
In addition, the film thickness of the
(実施例B1)
・弾性体ブレード622:ウレタンゴムB1
・表面層623:表面層5(層厚0.1[μm])
・クリーニングブレード当接条件
・・クリーニング角:82[度]
・・線圧:15[g/cm]
・ブレードエッジ摩耗幅:3.0[μm]
・クリーニング不良発生:なし
・異音発生:なし
(Example B1)
Elastic blade 622: Urethane rubber B1
Surface layer 623: Surface layer 5 (layer thickness 0.1 [μm])
・ Cleaning blade contact condition ・ ・ Cleaning angle: 82 [degrees]
..Line pressure: 15 [g / cm]
・ Blade edge wear width: 3.0 [μm]
・ Cleaning failure occurrence: None ・ Noise occurrence: None
(実施例B2)
・弾性体ブレード622:ウレタンゴムB3
・表面層623:表面層3(層厚0.5[μm])
・クリーニングブレード当接条件
・・クリーニング角:80[度]
・・線圧:10[g/cm]
・ブレードエッジ摩耗幅:5.0[μm]
・クリーニング不良発生:なし
・異音発生:なし
(Example B2)
Elastic blade 622: Urethane rubber B3
Surface layer 623: Surface layer 3 (layer thickness 0.5 [μm])
・ Cleaning blade contact condition ・ ・ Cleaning angle: 80 degrees
..Line pressure: 10 [g / cm]
・ Blade edge wear width: 5.0 [μm]
・ Cleaning failure occurrence: None ・ Noise occurrence: None
(実施例B3)
・弾性体ブレード622:ウレタンゴムB2
・表面層623:表面層1(層厚2.0[μm])
・クリーニングブレード当接条件
・・クリーニング角:85[度]
・・線圧:13[g/cm]
・ブレードエッジ摩耗幅:7.0[μm]
・クリーニング不良発生:なし
・異音発生:なし
(Example B3)
Elastic blade 622: Urethane rubber B2
Surface layer 623: Surface layer 1 (layer thickness 2.0 [μm])
・ Cleaning blade contact condition ・ ・ Cleaning angle: 85 degrees
..Line pressure: 13 [g / cm]
・ Blade edge wear width: 7.0 [μm]
・ Cleaning failure occurrence: None ・ Noise occurrence: None
(実施例B4)
・弾性体ブレード622:ウレタンゴムB1
・表面層623:表面層2(層厚1.0[μm])
・クリーニングブレード当接条件
・・クリーニング角:82[度]
・・線圧:15[g/cm]
・ブレードエッジ摩耗幅:10.0[μm]
・クリーニング不良発生:なし
・異音発生:なし
(Example B4)
Elastic blade 622: Urethane rubber B1
Surface layer 623: Surface layer 2 (layer thickness 1.0 [μm])
・ Cleaning blade contact condition ・ ・ Cleaning angle: 82 [degrees]
..Line pressure: 15 [g / cm]
・ Blade edge wear width: 10.0 [μm]
・ Cleaning failure occurrence: None ・ Noise occurrence: None
(実施例B5)
・弾性体ブレード622:ウレタンゴムB2
・表面層623:表面層4(層厚1.0[μm])
・クリーニングブレード当接条件
・・クリーニング角:80[度]
・・線圧:12[g/cm]
・ブレードエッジ摩耗幅:6.0[μm]
・クリーニング不良発生:なし
・異音発生:なし
(Example B5)
Elastic blade 622: Urethane rubber B2
Surface layer 623: Surface layer 4 (layer thickness 1.0 [μm])
・ Cleaning blade contact condition ・ ・ Cleaning angle: 80 degrees
..Line pressure: 12 [g / cm]
・ Blade edge wear width: 6.0 [μm]
・ Cleaning failure occurrence: None ・ Noise occurrence: None
(比較例B1)
・弾性体ブレード622:ウレタンゴムB1
・表面層623:表面層5
・・先端面62aにおける形成長さL1:1.8[mm](全面)
・・先端面62aにおける層厚:1.0[μm]
・・ブレード下面62bにおける形成長さL2:10.0[mm]
・・ブレード下面62bにおける層厚:1.0[μm]
・・先端面62a面積に対する面積比((L1+L2)/t):11.8
・クリーニングブレード当接条件
・・クリーニング角:80[度]
・・線圧:15[g/cm]
・ブレードエッジ摩耗幅:12.0[μm]
・クリーニング不良発生:スジ状クリーニング不良3ヶ所
・異音発生:ビビリ発生
(Comparative Example B1)
Elastic blade 622: Urethane rubber B1
-Surface layer 623:
..Formation length L1: 1.8 [mm] on the
..Layer thickness at
..Formation length L2 on the blade
..Layer thickness on blade
..Area ratio with respect to the area of the
・ Cleaning blade contact condition ・ ・ Cleaning angle: 80 degrees
..Line pressure: 15 [g / cm]
・ Blade edge wear width: 12.0 [μm]
・ Cleaning failure occurred: 3 streaky cleaning defects ・ Abnormal noise: chatter
(比較例B2)
・弾性体ブレード622:ウレタンゴムB4
・表面層623:表面層3(層厚5.0[μm])
・クリーニングブレード当接条件
・・クリーニング角:80[度]
・・線圧:13[g/cm]
・ブレードエッジ摩耗幅:20.0[μm]
・クリーニング不良発生:帯状クリーニング不良3ヶ所
・異音発生:ビビリ発生
(Comparative Example B2)
Elastic blade 622: Urethane rubber B4
Surface layer 623: Surface layer 3 (layer thickness 5.0 [μm])
・ Cleaning blade contact condition ・ ・ Cleaning angle: 80 degrees
..Line pressure: 13 [g / cm]
・ Blade edge wear width: 20.0 [μm]
・ Cleaning failure occurrence: strip cleaning
(比較例B3)
・弾性体ブレード622:ウレタンゴムB2
・表面層623:なし
・クリーニングブレード当接条件
・・クリーニング角:78[度]
・・線圧:18[g/cm]
・ブレードエッジ摩耗幅:9.0[μm]
・クリーニング不良発生:帯状クリーニング不良2ヶ所
・異音発生:なし
・先端面えぐれ摩耗発生
(Comparative Example B3)
Elastic blade 622: Urethane rubber B2
-Surface layer 623: None-Cleaning blade contact conditions-Cleaning angle: 78 [degrees]
..Line pressure: 18 [g / cm]
・ Blade edge wear width: 9.0 [μm]
・ Cleaning failure occurred: 2 belt-like cleaning failures ・ Noise generation: None
(比較例B4)
・弾性体ブレード622:ウレタンゴムB2
・表面層623:表面層1(層厚2.0[μm])
・クリーニングブレード当接条件
・・クリーニング角:86[度]
・・線圧:16[g/cm]
・ブレードエッジ摩耗幅:12.0[μm]
・クリーニング不良発生:帯状クリーニング不良2ヶ所
・異音発生:なし
(Comparative Example B4)
Elastic blade 622: Urethane rubber B2
Surface layer 623: Surface layer 1 (layer thickness 2.0 [μm])
・ Cleaning blade contact condition ・ ・ Cleaning angle: 86 degrees
..Line pressure: 16 [g / cm]
・ Blade edge wear width: 12.0 [μm]
・ Cleaning failure occurred: Two belt-like cleaning failures ・ Noise generation: None
(比較例B5)
・弾性体ブレード622:ウレタンゴムB1
・表面層623:表面層2(層厚1.0[μm])
・クリーニングブレード当接条件
・・クリーニング角:79[度]
・・線圧:9[g/cm]
・ブレードエッジ摩耗幅:15.0[μm]
・クリーニング不良発生:スジ状クリーニング不良2ヶ所
・異音発生:なし
(Comparative Example B5)
Elastic blade 622: Urethane rubber B1
Surface layer 623: Surface layer 2 (layer thickness 1.0 [μm])
・ Cleaning blade contact condition ・ ・ Cleaning angle: 79 degrees
..Line pressure: 9 [g / cm]
・ Blade edge wear width: 15.0 [μm]
・ Cleaning failure occurred: 2 streaky cleaning defects ・ Abnormal noise occurrence: None
表2は、実施例B1〜B5、比較例B1〜B5の検証実験の結果をまとめたものである。
実施例B1〜B5においては、いずれも経時にわたりブレードエッジ摩耗を抑え良好なクリーニング性を維持することができ、クリーニングブレード62の先端面62aのえぐれ摩耗、及び異音の発生も抑えることができた。
一方、比較例において、同様の当接条件を採用した場合でも先端面62a以外に表面層を設けたり(比較例B1)、特定の弾性ブレードを用いると(比較例B2)、経時で感光体3表面へのフィルミングや、異音の発生、さらには摩耗の増大を生じる結果となった。また、表面層623と弾性体ブレード622の組み合わせでは、当接条件として、線圧15[g/cm]超、クリーニング角80[度]未満では、経時での感光体3表面へのフィルミングや摩耗の増大が認められた。
また、表面層623の層厚が0.1[μm]〜2[μm]の範囲にない場合にはブレード摩耗の増大や異音の発生を生じることがあり、良好なクリーニング性を保つことができなかった。
以上のことから、先端面62a全面のみに表面層623を形成する場合、弾性ブレード622を特定のものとするとともに表面層623を適切な層厚とし、あわせて当接条件を特定の条件に限定することで、ブレード先端の運動性低下を生じず、良好なクリーニング性を維持でき、感光体3へのフィルミングやブレード自体の異音発生を抑制できると考えられる。
Table 2 summarizes the results of verification experiments of Examples B1 to B5 and Comparative Examples B1 to B5.
In each of Examples B1 to B5, it was possible to suppress blade edge wear over time and maintain good cleaning properties, and it was also possible to suppress erosion wear on the
On the other hand, in the comparative example, even when the same contact condition is employed, if a surface layer is provided in addition to the
Further, when the thickness of the
From the above, when the
なお、これまで本発明を図面に示した実施形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。 Although the present invention has been described with the embodiments shown in the drawings, the present invention is not limited to the embodiments shown in the drawings, and other embodiments, additions, modifications, deletions, etc. Can be changed within the range that can be conceived, and any embodiment is included in the scope of the present invention as long as the effects and advantages of the present invention are exhibited.
1 プロセスカートリッジ
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
62,92 クリーニングブレード
62a,92a 先端面
62b,92c ブレード下面
62c,92c 先端稜線部
101 ファーブラシ
103 固形潤滑剤
621 ホルダー
622 弾性体ブレード
623 表面層
L 光
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記クリーニングブレードは、
前記像坦持体の移動方向に直交する方向の長さに対応する幅をもつ短冊形状の弾性体基材と、
前記弾性体基材における先端面の前記像坦持体と当接する端部を含み該先端面の面積を基準とする所定面積の領域に形成され、前記弾性体基材よりも硬く、層厚が0.1〜2μmの表面層と、を備え、
前記表面層が形成された先端面と前記像坦持体表面の成す角度であるクリーニング角を80〜85度、該像坦持体表面に対する線圧を10〜15g/cmとして、前記像坦持体に当接していることを特徴とする画像形成装置。 An image carrier, a charging unit for charging the surface of the image carrier, a latent image forming unit for forming an electrostatic latent image on the charged image carrier surface, and an electrostatic latent image formed on the surface of the image carrier. Developing means for developing the image into a toner image; Transfer means for transferring the toner image on the surface of the image carrier to the transfer body; and Residual toner attached to the surface of the image carrier in contact with the surface of the image carrier In an image forming apparatus comprising a cleaning means having a cleaning blade for removing
The cleaning blade is
A strip-shaped elastic substrate having a width corresponding to the length in a direction perpendicular to the moving direction of the image carrier;
It is formed in a region of a predetermined area including the end of the tip surface of the elastic base material in contact with the image carrier and is harder than the elastic base material and has a layer thickness. A surface layer of 0.1 to 2 μm,
The image carrier is set with a cleaning angle of 80 to 85 degrees, which is an angle formed between the tip surface on which the surface layer is formed and the surface of the image carrier, and a linear pressure with respect to the surface of the image carrier is 10 to 15 g / cm. An image forming apparatus which is in contact with a body.
前記クリーニングブレードは、
前記像坦持体の移動方向に直交する方向の長さに対応する幅をもつ短冊形状の弾性体基材と、
前記弾性体基材における先端面の前記像坦持体と当接する端部を含み該先端面の面積を基準とする所定面積の領域に形成され、前記弾性体基材よりも硬く、層厚が0.1〜2μmの表面層と、を備え、
前記表面層が形成された先端面と前記像坦持体表面の成す角度であるクリーニング角を80〜85度、該像坦持体表面に対する線圧を10〜15g/cmとして、前記像坦持体に当接していることを特徴とするプロセスカートリッジ。 An image carrier, a charging unit for charging the surface of the image carrier, a latent image forming unit for forming an electrostatic latent image on the charged image carrier surface, and an electrostatic latent image formed on the surface of the image carrier. Developing means for developing the image into a toner image; Transfer means for transferring the toner image on the surface of the image carrier to the transfer body; and Residual toner attached to the surface of the image carrier in contact with the surface of the image carrier In a process cartridge that can be attached to and detached from an image forming apparatus including a cleaning blade that removes the image carrier, and integrally supports the image carrier and the cleaning means.
The cleaning blade is
A strip-shaped elastic substrate having a width corresponding to the length in a direction perpendicular to the moving direction of the image carrier;
It is formed in a region of a predetermined area including the end of the tip surface of the elastic base material in contact with the image carrier and is harder than the elastic base material and has a layer thickness. A surface layer of 0.1 to 2 μm,
The image carrier is set with a cleaning angle of 80 to 85 degrees, which is an angle formed between the tip surface on which the surface layer is formed and the surface of the image carrier, and a linear pressure with respect to the surface of the image carrier is 10 to 15 g / cm. A process cartridge which is in contact with a body.
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