JP2006267481A - Cleaning blade, cleaning device having cleaning blade and image forming apparatus having cleaning blade - Google Patents

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Yasutomo Ishii
Yoshitaka Nagamori
Katsuya Takenouchi
康友 石井
勝也 竹野内
由貴 長森
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Fuji Xerox Co Ltd
富士ゼロックス株式会社
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance cleaning performance of a cleaning blade by a brush provided in the vicinity of a contact part with a cleaned member. <P>SOLUTION: A toner base material 102 with large particle diameter is scratched off by an elastic blade 52. External additives 104, 106 which are fine particles, and do not adhere to the toner base material 102 are dammed up by raising 54A. The external additives 104, 106 which are not dammed up adhere to the rasing 54A and captured. Furthermore, the external additives 104, 106 which slide a cleaning blade 50, though in the very small number, adhere to raising 54A on the downstream side and captured. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、クリーニングブレード、及びこのクリーニングブレードを備えるクリーニング装置、並びに、このクリーニング装置を備える画像形成装置に関する。   The present invention relates to a cleaning blade, a cleaning device including the cleaning blade, and an image forming apparatus including the cleaning device.

電子写真方式の画像形成装置は、通常、クリーニングブレードを圧接させて、感光体ドラム上の未転写残留トナーを掻きとって除去している。   In an electrophotographic image forming apparatus, a cleaning blade is usually pressed to scrape off untransferred residual toner on a photosensitive drum.

さて、図5は、トナー200をクリーニングブレード152を用いてクリーニングする様子を模式的に示している。図中の白丸はトナー母材202を示し、ひし形と黒丸は外添剤204、206を示している。なお、トナー母材202の粒子径は、約6.0μmであるが、外添剤204、206は数十nmの微粒子である。   FIG. 5 schematically shows how the toner 200 is cleaned using the cleaning blade 152. In the drawing, white circles indicate the toner base material 202, and diamonds and black circles indicate the external additives 204 and 206. The toner base material 202 has a particle diameter of about 6.0 μm, but the external additives 204 and 206 are fine particles of several tens of nm.

クリーニングブレード152と感光体ドラム120との当接部であるクリーニングブレード152の先端(エッジ)152Aの上流側近傍は、楔(くさび)状になっているので、微粒子である外添剤204、206は先端152A近くまで侵入する。そして、徐々に先端152Aの近傍に蓄積されて溜まってくる。このため、クリーニングブレード152の先端(エッジ)152Aにかかる圧力が大きくなるので、先端152の感光体ドラム120に対する押圧が不安定になる。   Since the vicinity of the upstream end (edge) 152A of the cleaning blade 152, which is a contact portion between the cleaning blade 152 and the photosensitive drum 120, has a wedge shape, the external additives 204 and 206, which are fine particles. Enters near the tip 152A. Then, it gradually accumulates and accumulates in the vicinity of the tip 152A. For this reason, since the pressure applied to the tip (edge) 152A of the cleaning blade 152 increases, the pressing of the tip 152 against the photosensitive drum 120 becomes unstable.

このため徐々にクリーニング性能が低下し、クリーニング不良が発生することがあった。また、外添剤204、206が摺り抜けやすくなるので、外添剤202、206が摺り抜ける際に、クリーニングブレード152の先端152Aがダメージを受け、先端152Aに欠けが発生し、クリーニング不良が発生することがあった。あるいは、ダメージによりクリーニング性能が徐々に低下し、徐々に粒子径の大きなトナー母材202も摺り抜け、クリーニング不良が発生することもあった。   For this reason, the cleaning performance gradually deteriorated, and cleaning failure may occur. Further, since the external additives 204 and 206 are easily slipped through, when the external additives 202 and 206 are slipped through, the tip 152A of the cleaning blade 152 is damaged, the tip 152A is chipped, and defective cleaning occurs. There was something to do. Alternatively, the cleaning performance may gradually deteriorate due to damage, and the toner base material 202 having a large particle diameter may gradually slip through, resulting in poor cleaning.

よって、クリーニング性能を向上させるために、クリーニングブレード152の感光体ドラム120への押圧力を上げて対応している。しかし、クリーニングブレード152の押圧力を上げると、感光体ドラム20との摩擦が大きくなり、感光体ドラム120の寿命が短くなる。また、感光体ドラム120へのトナーフィルミングやスクラッチ(傷)、クリーニングブレード152のめくれや先端152A(エッジ)の欠け等の問題も発生しやすくなる。   Therefore, in order to improve the cleaning performance, the pressing force of the cleaning blade 152 to the photosensitive drum 120 is increased. However, when the pressing force of the cleaning blade 152 is increased, the friction with the photosensitive drum 20 increases and the life of the photosensitive drum 120 is shortened. In addition, problems such as toner filming and scratches (scratches) on the photosensitive drum 120, turning of the cleaning blade 152, and chipping of the tip 152A (edge) are likely to occur.

したがって、クリーニングブレードにフッ素系化合物を添加して摩擦係数を低くし、感光体の寿命を延ばす方法が提案されている。(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。   Therefore, a method has been proposed in which a fluorine compound is added to the cleaning blade to lower the coefficient of friction and extend the life of the photoreceptor. (For example, refer to Patent Document 1 and Patent Document 2).

しかし、このような方法は、クリーニングブレードのゴム弾性が低下するため、やはりクリーニングブレードの先端の欠けが発生しやすくなってしまう。   However, in such a method, the rubber elasticity of the cleaning blade is lowered, so that the tip of the cleaning blade is likely to be chipped.

また、このクリーニングブレードの先端の欠けを改善するため、クリーニングブレードの材質として、特定のポリオールとポリイソシアネートとの反応により得られたポリウレタンを用いる方法や、ポリウレタンとポリアミドとのポリマーブレンドを用いる方法等が提案されている。(例えば、特許文献3、特許文献4参照)。   Moreover, in order to improve chipping of the tip of the cleaning blade, as a material of the cleaning blade, a method using a polyurethane obtained by a reaction between a specific polyol and polyisocyanate, a method using a polymer blend of polyurethane and polyamide, etc. Has been proposed. (For example, refer to Patent Document 3 and Patent Document 4).

しかし、このような材質のクリーニングブレードを用いても、クリーニングブレードの先端の欠けを防止する効果を十分に果たしていないかった。   However, even when a cleaning blade made of such a material is used, the effect of preventing chipping of the tip of the cleaning blade has not been sufficiently achieved.

また、このような方法を用いても、小粒径トナー、球形トナー、及び外添剤等の微粒子に対するクリーニング性能自体は向上しない。また、逆に外添剤等の微粒子が摺り抜けやすくなることもある。
特開平02−287483号公報 特開平03−107983号公報 特開昭62−288880号公報 特開平06−118858号公報
Further, even if such a method is used, the cleaning performance itself for fine particles such as a small particle size toner, a spherical toner, and an external additive is not improved. Conversely, fine particles such as external additives may easily slip through.
Japanese Patent Laid-Open No. 02-287483 Japanese Patent Laid-Open No. 03-107983 Japanese Patent Laid-Open No. 62-288880 Japanese Patent Laid-Open No. 06-118858

本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、クリーニング性能を向上させることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to improve the cleaning performance.

上記目的を達成するために請求項1に記載のクリーニングブレードは、トナーによって画像形成が行われる画像形成装置に用いられ、被クリーニング部材に当接してトナーをクリーニングするクリーニングブレードであって、前記被クリーニング部材との当接部の近傍に、ブラシを備えることを特徴としている。   In order to achieve the above object, the cleaning blade according to claim 1 is used in an image forming apparatus in which image formation is performed with toner, and is a cleaning blade that abuts against a member to be cleaned and cleans the toner. A brush is provided in the vicinity of the contact portion with the cleaning member.

請求項1に記載のクリーニングブレードは、被クリーニング部材との当接部の近傍にブラシを備えている。このブラシに、例えば、トナー中の外添剤などの微粒子が塞き止められ、また、付着して捕獲される。よって、微粒子の摺り抜けが防止されている。つまり、クリーニングブレードのクリーニング性能が向上している。   The cleaning blade according to claim 1 includes a brush in the vicinity of the contact portion with the member to be cleaned. For example, fine particles such as external additives in the toner are blocked by the brush, and are attached and captured. Therefore, the fine particles are prevented from slipping through. That is, the cleaning performance of the cleaning blade is improved.

請求項2に記載のクリーニングブレードは、請求項1に記載の構成において、前記ブラシは、導電性を有することを特徴としている。   According to a second aspect of the present invention, there is provided the cleaning blade according to the first aspect, wherein the brush has conductivity.

請求項2に記載のクリーニングブレードは、ブラシが導電性を有している。よって、被クリーニング部材や外添剤などの微粒子が除電され、微粒子が被クリーニング部材に吸着する静電吸着力が除去される。よって、クリーニング性能がより向上する。   In the cleaning blade according to claim 2, the brush has conductivity. Therefore, fine particles such as the member to be cleaned and external additives are neutralized, and the electrostatic attraction force that attracts the fine particles to the member to be cleaned is removed. Therefore, the cleaning performance is further improved.

請求項3に記載のクリーニングブレードは、請求項2に記載の構成のおいて、前記導電性を有するブラシは、カーボンナノチューブで形成されていることを特徴としている。   According to a third aspect of the present invention, in the cleaning blade according to the second aspect, the conductive brush is formed of carbon nanotubes.

請求項3に記載のクリーニングブレードは、導電性を有するブラシがカーボンナノチューブで形成されている。カーボンナノチューブの表面は微小な凹凸がある。そして、この凹凸によって、例えば、トナー中の外添剤などの微粒子を捕獲する能力が向上する。よって、クリーニングブレードのクリーニング性能がより向上する。   In the cleaning blade according to the third aspect, the conductive brush is formed of carbon nanotubes. The surface of the carbon nanotube has minute irregularities. The unevenness improves, for example, the ability to capture fine particles such as external additives in the toner. Therefore, the cleaning performance of the cleaning blade is further improved.

請求項4に記載のクリーニングブレードは、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の構成において、前記ブラシのブラシ長は、前記トナーの平均粒径より短いことを特徴としている。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the cleaning blade according to any one of the first to third aspects, wherein a brush length of the brush is shorter than an average particle diameter of the toner.

請求項4に記載のクリーニングブレードは、ブラシのブラシ長がトナーの平均粒径より短い。よって、ブラシと被クリーニング部材とが当接している領域には、トナー中の外添剤などの微粒子が主に入り込む。このためブラシによる外添剤などの微粒子の塞き止めや捕獲が効果的に行われ、クリーニング性能がより向上する。   In the cleaning blade according to claim 4, the brush length of the brush is shorter than the average particle diameter of the toner. Therefore, fine particles such as external additives in the toner mainly enter the region where the brush and the member to be cleaned are in contact with each other. For this reason, the fine particles such as external additives are effectively blocked and captured by the brush, and the cleaning performance is further improved.

請求項5に記載のクリーニングブレードは、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の構成において、前記ブラシは、前記クリーニングブレードの前記被クリーニング部材との当接部の近傍に、起毛した布を接合して形成していることを特徴としいる。   The cleaning blade according to claim 5 is the structure according to any one of claims 1 to 4, wherein the brush is raised in the vicinity of a contact portion of the cleaning blade with the member to be cleaned. It is characterized in that it is formed by joining bonded fabrics.

請求項5に記載のクリーニングブレードは、被クリーニング部材との当接部の近傍に、起毛した布を接合することで、ブラシが容易に形成される。   In the cleaning blade according to the fifth aspect, the brush is easily formed by joining the raised cloth in the vicinity of the contact portion with the member to be cleaned.

請求項6に記載のクリーニング装置は、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のクリーニングブレードを備えることを特徴としている。   A cleaning device according to a sixth aspect includes the cleaning blade according to any one of the first to fifth aspects.

請求項6に記載のクリーニング装置は、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のクリーニングブレードを備えているので、クリーニング性能が高い。   Since the cleaning device according to the sixth aspect includes the cleaning blade according to any one of the first to fifth aspects, the cleaning performance is high.

請求項7に記載のクリーニング装置は、請求項6に記載の構成において、前記クリーニングブレードの前記ブラシと同素材で形成された第二ブラシが、前記被クリーニング部材の移動方向に対して前記クリーニングブレードの上流に設けられ、前記ブラシは、前記被クリーニング部材に当接していることを特徴としている。   According to a seventh aspect of the present invention, in the cleaning device according to the sixth aspect, the second brush formed of the same material as the brush of the cleaning blade has the cleaning blade in the moving direction of the member to be cleaned. The brush is in contact with the member to be cleaned.

請求項7に記載のクリーニング装置は、第二ブラシが、例えば、トナーを均し、局所的に多量のトナーをクリーニングブレードに送らない。あるいは、例えば、大きな異物を事前に捕獲しクリーニングブレードに送らない。よって、クリーニング性能がより向上している。   In the cleaning device according to the seventh aspect, the second brush, for example, leveles the toner and does not locally send a large amount of toner to the cleaning blade. Alternatively, for example, large foreign matters are captured in advance and are not sent to the cleaning blade. Therefore, the cleaning performance is further improved.

請求項8に記載の画像形成装置は、前記被クリーニング部材は、感光体であり、請求項6、又は請求項7に記載のクリーニング装置を備えることを特徴としている。   An image forming apparatus according to an eighth aspect is characterized in that the member to be cleaned is a photoconductor, and includes the cleaning device according to the sixth or seventh aspect.

請求項8に記載の画像形成装置は、クリーニング性能が向上したクリーニング装置を備えている。よって、例えば、クリーニングブレードの押圧力を上げることなく、クリーニング性能を向上できる。したがって、感光体の寿命を長寿命化できる。   An image forming apparatus according to an eighth aspect includes a cleaning device with improved cleaning performance. Therefore, for example, the cleaning performance can be improved without increasing the pressing force of the cleaning blade. Therefore, the life of the photoreceptor can be extended.

請求項9に記載の画像形成装置は、請求項8に記載の構成において、直流電流が印加され、前記感光体を帯電させる帯電器を備えることを特徴としている。   According to a ninth aspect of the present invention, there is provided the image forming apparatus according to the eighth aspect, further comprising a charger that applies a direct current and charges the photosensitive member.

請求項9に記載の画像形成装置は、直流電流が印加される帯電器で感光体を帯電させている。直流電流が印加される帯電器は、外添剤等が付着し、帯電性能が低下しやすい。しかし、クリーンング性能が向上し、外添剤の摺り抜けが防止されているので、帯電器は、外添剤が付着しない。よって、帯電性能が長期にわたって低下しない。   In the image forming apparatus according to the ninth aspect, the photosensitive member is charged by a charger to which a direct current is applied. A charger to which a direct current is applied is likely to have external additives and the like, and the charging performance is likely to deteriorate. However, since the cleaning performance is improved and the external additive is prevented from slipping out, the external additive does not adhere to the charger. Therefore, the charging performance does not deteriorate for a long time.

請求項10の画像形成装置は、請求項8、又は請求項9に記載の構成において、略球形のトナーによって画像を形成することを特徴としている。   According to a tenth aspect of the present invention, there is provided the image forming apparatus according to the eighth or ninth aspect, wherein the image is formed by a substantially spherical toner.

請求項10の画像形成装置は、略球形のトナーによって画像を形成している。よって、トナーの形状が揃っているので、例えば、不定形トナーのように、当接部の近くまで入り込まないので、ブラシによる外添剤などの微粒子の捕獲を妨げない。   The image forming apparatus according to claim 10 forms an image with substantially spherical toner. Therefore, since the shape of the toner is uniform, it does not enter the vicinity of the abutting portion unlike, for example, an indeterminate toner, so that capturing of fine particles such as an external additive by the brush is not hindered.

なお、略球形とは、形状係数が140以下を指す。   In addition, a substantially spherical shape refers to a shape factor of 140 or less.

以上説明したように本発明によれば、被クリーニング部材との当接部の近傍に備えるブラシによって、クリーニングブレードのクリーニング性能が向上する。   As described above, according to the present invention, the cleaning performance of the cleaning blade is improved by the brush provided near the contact portion with the member to be cleaned.

図1は、本発明に係る一の実施形態の画像形成装置11の概略構成を示している。画像形成装置11は、公知の電子写真プロセスにより、外部装置から入力した画像情報に基づいてトナー像を形成し、この画像を記録用紙Pに記録するものである。なお、以下の説明において、本発明の本質とは直接関係しないものについては、詳細な説明を省略する。   FIG. 1 shows a schematic configuration of an image forming apparatus 11 according to an embodiment of the present invention. The image forming apparatus 11 forms a toner image based on image information input from an external apparatus by a known electrophotographic process, and records this image on the recording paper P. In the following description, detailed descriptions of those not directly related to the essence of the present invention are omitted.

まず、画像形成装置11の構成の概要と記録用紙Pに画像の形成を行うプロセスの概要とを説明する。   First, an outline of the configuration of the image forming apparatus 11 and an outline of a process for forming an image on the recording paper P will be described.

図1に示すように、画像形成装置11は、感光体ドラム20を備えている。感光体ドラム20は駆動手段(図示省略)により、矢印Kの方向に回転する。   As shown in FIG. 1, the image forming apparatus 11 includes a photosensitive drum 20. The photosensitive drum 20 is rotated in the direction of the arrow K by driving means (not shown).

感光体ドラム20の表面は、直流電流が印加された帯電器30によって、所定の帯電電位V0に帯電する。なお、帯電器30によって印加する直流電流は、電圧は定電圧制御されているので略一定であるが、電流は必要に応じて上下する。また、以降、直流電流のみが印加される接触式の帯電方式を、「DC帯電方式」と記すことがある。 The surface of the photosensitive drum 20 is charged to a predetermined charging potential V 0 by a charger 30 to which a direct current is applied. Note that the direct current applied by the charger 30 is substantially constant because the voltage is controlled at a constant voltage, but the current fluctuates as necessary. Further, hereinafter, a contact charging method in which only a direct current is applied may be referred to as a “DC charging method”.

帯電後、画像情報に応じたレーザービームLが光走査装置32から出射されて露光され、所定の露光後電位VLに減衰し、画像情報に応じた潜像が感光体ドラム20の表面に形成される。感光体ドラム20の表面に形成された潜像は、現像装置34によって現像され、感光体ドラム20上にトナー像が形成される。このトナー像は転写ローラ36によって、記録用紙Pに転写される。トナー像が転写した記録用紙Pは定着器(図示略)に送られ、熱と圧力とで記録用紙Pにトナー像が定着する。トナー像が定着した記録用紙Pは、排紙トレイ(図示略)に排紙される。 After charging, a laser beam L corresponding to the image information is emitted from the optical scanning device 32 and exposed, attenuated to a predetermined post-exposure potential V L , and a latent image corresponding to the image information is formed on the surface of the photosensitive drum 20. Is done. The latent image formed on the surface of the photosensitive drum 20 is developed by the developing device 34, and a toner image is formed on the photosensitive drum 20. This toner image is transferred onto the recording paper P by the transfer roller 36. The recording paper P to which the toner image has been transferred is sent to a fixing device (not shown), and the toner image is fixed to the recording paper P by heat and pressure. The recording paper P on which the toner image is fixed is discharged to a discharge tray (not shown).

なお、感光体ドラム20上に形成されたトナー像は、転写ローラ36で記録用紙Pに全ては転写されずに、一部は感光体ドラム20に残留トナーとして残る。このような残留トナーは、クリーニング装置40のクリーニングブレード50で掻き取られて除去される。   The toner image formed on the photosensitive drum 20 is not completely transferred onto the recording paper P by the transfer roller 36, and a part of the toner image remains on the photosensitive drum 20 as residual toner. Such residual toner is scraped off and removed by the cleaning blade 50 of the cleaning device 40.

つぎに、クリーニング装置40について説明する。   Next, the cleaning device 40 will be described.

図2に示すように、クリーニング装置40のクリーニングブレード50は、ウレタンゴム等からなる板状の弾性ブレード52と、この弾性ブレード52の先端部に貼りつけられた繊維が起毛した布54と、から構成されている。なお、以降、布54の起毛部分を起毛54Aと記す。また、本実施形態では、布54は、ビロード(ベルベット)を用いた。そして、このクリーニングブレード50の弾性ブレード52の先端(エッジ)52Aが感光体ドラム20に圧接している。   As shown in FIG. 2, the cleaning blade 50 of the cleaning device 40 includes a plate-like elastic blade 52 made of urethane rubber or the like, and a cloth 54 in which fibers attached to the tip of the elastic blade 52 are raised. It is configured. Hereinafter, the raised portion of the cloth 54 is referred to as a raised portion 54A. In this embodiment, the cloth 54 is velvet (velvet). The tip 52 of the elastic blade 52 of the cleaning blade 50 is in pressure contact with the photosensitive drum 20.

なお、図3に示すように、布54の起毛54Aの先端までの長さLは、約5.0μmであり、起毛52Aの先端が感光体ドラム20に当接している。   As shown in FIG. 3, the length L of the cloth 54 to the tip of the raised hair 54 </ b> A is about 5.0 μm, and the tip of the raised hair 52 </ b> A is in contact with the photosensitive drum 20.

また、図3に示すように、布54は、当初は感光体ドラム20と当接する弾性ブレード52先端52A(エッジ)にも貼りつけられている。しかし、図4(B)に示すように、感光体ドラム20にクリーニングブレード50を押圧させて回転すると、弾性ブレード52の先端(エッジ)52A部分の布54は、すぐに摩擦力で摺りきれて取り除かれ、弾性ブレード52の先端(エッジ)52Aが感光体ドラム20に圧接した状態になる。よって、弾性ブレード52の先端(エッジ)52Aと感光体ドラム20との間に布54が挟まれた状態のままにならない。   As shown in FIG. 3, the cloth 54 is also attached to the tip 52 </ b> A (edge) of the elastic blade 52 that is initially in contact with the photosensitive drum 20. However, as shown in FIG. 4B, when the cleaning blade 50 is pressed against the photosensitive drum 20 and rotated, the cloth 54 at the tip (edge) 52A portion of the elastic blade 52 is immediately rubbed by frictional force. As a result, the tip (edge) 52A of the elastic blade 52 is brought into pressure contact with the photosensitive drum 20. Therefore, the cloth 54 does not remain between the tip (edge) 52A of the elastic blade 52 and the photosensitive drum 20.

図1、図2に示すように、クリーニング装置40には、クリーニングブレード50の上流側に、前述した起毛52Aした布54と同素材からなる布70が板金72に貼り付けられたブラシ部77が設けられている。布70の起毛70Aの長さは、布54の起毛54Aの長さL(図3参照)より長い。また、起毛70Aの先端も感光体ドラム20に当接している。   As shown in FIGS. 1 and 2, the cleaning device 40 has a brush portion 77 on the upstream side of the cleaning blade 50, in which a cloth 70 made of the same material as the raised cloth 54 A is attached to a sheet metal 72. Is provided. The length of the raised 70A of the cloth 70 is longer than the length L (see FIG. 3) of the raised 54A of the cloth 54. Further, the tip of the raised brush 70 </ b> A is also in contact with the photosensitive drum 20.

つぎに、画像形成装置11に使用するトナー100について説明する。   Next, the toner 100 used in the image forming apparatus 11 will be described.

図4に示すように、トナー100は、トナー母材102と外添剤104、106とから構成されている。なお、図中の白丸はトナー母材102を示し、ひし形と黒丸は外添剤104、106を示している。   As shown in FIG. 4, the toner 100 includes a toner base material 102 and external additives 104 and 106. In the figure, white circles indicate the toner base material 102, and diamonds and black circles indicate the external additives 104 and 106.

トナー母材102は、顔料やワックス粒子等と、それらを結合させる乳化重合樹脂粒子を水溶液中で化学反応させ加熱融合した乳化重合凝集法によって製造され、略球形をしている。そして、外添処理によって、このトナー母材102の表面に、トナー母材102より更に細かな微粒子である2種類の外添剤104、106を付着させたものが、本画像形成装置11に使用するトナー100の概要である。   The toner base material 102 is manufactured by an emulsion polymerization agglomeration method in which pigment, wax particles, and the like and emulsion polymerization resin particles for bonding them are chemically reacted in an aqueous solution and heat-fused, and has a substantially spherical shape. Then, two types of external additives 104 and 106 that are finer finer particles than the toner base material 102 are attached to the surface of the toner base material 102 by the external addition process, and are used in the image forming apparatus 11. 2 is an outline of the toner 100 to be used.

トナー母材102の平均粒子径(体積平均)は約6.0μmである。また、球形度を示す形状係数SFは140以下である。なお、より望ましい形状係数SFは115〜120である。また、通常、「トナーの粒子径」は、このトナー母材102の平均粒子径を指し、「トナーの形状」もこのトナー母材102の形状を指す。また、このトナー母材102の平均粒子径(体積平均)約6.0μmは、前述した布54の起毛54Aの長さL(図3参照)より大きい。   The toner base material 102 has an average particle diameter (volume average) of about 6.0 μm. Further, the shape factor SF indicating the sphericity is 140 or less. A more desirable shape factor SF is 115 to 120. Further, “toner particle diameter” usually indicates the average particle diameter of the toner base material 102, and “toner shape” also indicates the shape of the toner base material 102. The toner base material 102 has an average particle diameter (volume average) of about 6.0 μm, which is larger than the length L (see FIG. 3) of the raised portions 54A of the cloth 54 described above.

外添剤104の一次粒子径は約30nmであり、外添剤106の一次粒子径は約15nmである。また、外添剤104、106は、トナー母材102の表面に必ずしも全て付着しておらず、一部は単独で存在する。また、トナー母材102の表面に付着している外添剤104、106もストレス等により表面から外れることもある。   The primary particle size of the external additive 104 is about 30 nm, and the primary particle size of the external additive 106 is about 15 nm. Further, all of the external additives 104 and 106 are not necessarily attached to the surface of the toner base material 102, and a part thereof exists alone. Further, the external additives 104 and 106 adhering to the surface of the toner base material 102 may also come off from the surface due to stress or the like.

なお、平均粒子径は、溶液中に分散している粒子の数と大きさを電気的に高速で測定する装置であるコールターカウンターで測定可能である。   The average particle diameter can be measured with a Coulter counter, which is an apparatus that electrically measures the number and size of particles dispersed in a solution at high speed.

また、形状係数SFは、トナー(母体)の丸さを示すものであり、下記式で求められる係数である。この形状係数SFは、真球の場合は100であり、凸凹が多くなり形状が不定形になるにしたがって増大する。   The shape factor SF indicates the roundness of the toner (base material), and is a coefficient determined by the following equation. The shape factor SF is 100 in the case of a true sphere, and increases as the unevenness increases and the shape becomes indefinite.

SF=((トナー径の絶対最大長) 2 /トナーの投影面積)×(π/4)×100
また、形状係数SFの式を用いた算出に際して必要となる値、すなわち、トナー径の絶対最大長(トナーの周辺長)、トナーの投影面積は、光学顕微鏡を用いて倍率500倍に拡大したトナー母材粒子像を撮影し、得られた画像情報をインターフェースを介して、例えばニコレ社製画像解析装置(LuzexIII)に導入して画像解析を行って求められる。
SF = ((absolute maximum length of toner diameter) 2 / projection area of toner) × (π / 4) × 100
Further, the values required for calculation using the expression of the shape factor SF, that is, the absolute maximum length of the toner diameter (peripheral length of the toner) and the projected area of the toner are enlarged by a magnification of 500 times using an optical microscope. It is obtained by photographing a base material particle image and introducing the obtained image information into an image analysis apparatus (Luxex III) manufactured by Nicole, for example, via an interface and performing image analysis.

つぎに本実施形態の作用について説明する。   Next, the operation of this embodiment will be described.

前述したように、転写後に感光体ドラム20に残る未転写残留トナーは、クリーニング装置40のクリーニングブレード50で掻き取られて除去される。   As described above, untransferred residual toner remaining on the photosensitive drum 20 after the transfer is scraped off and removed by the cleaning blade 50 of the cleaning device 40.

図4(A)は、クリーニングブレード50の感光体ドラム20との当接部近傍の拡大図である。   FIG. 4A is an enlarged view of the vicinity of the contact portion of the cleaning blade 50 with the photosensitive drum 20.

このように、粒子径の大きなトナー母材102は、弾性ブレード52で掻きとられる。トナー母材102に付着していない、微粒子である外添剤104、106は、起毛54Aで塞き止められる。塞き止められなかった外添剤104、106は、起毛54Aに付着し捕獲される。更に、非常に僅かであるがクリーニングブレード50を摺り抜けた外添剤104、106は、下流側の起毛54Aに付着して捕獲される。   As described above, the toner base material 102 having a large particle diameter is scraped off by the elastic blade 52. The external additives 104 and 106 that are fine particles that are not attached to the toner base material 102 are blocked by the raised hair 54A. The external additives 104 and 106 that have not been blocked adhere to and are captured by the raised hair 54A. Furthermore, the external additives 104 and 106 that have passed through the cleaning blade 50, although very little, are attached to and trapped on the raised hair 54A on the downstream side.

よって、図4と図5と比較すると判るように、本実施形態のクリーニングブレード50は、従来のようにクリーニングブレード152と感光体ドラム120との当接部近傍にまで、外添剤204、206が侵入して蓄積され、溜まることがない。よって、クリーニングブレード50(弾性ブレード52)の先端(エッジ)52Aにかかる圧力も大きくならないので、クリーニングブレード50(弾性ブレード52)の先端52Aの感光体ドラム20に対する押圧力も安定する。   Therefore, as can be seen by comparing FIG. 4 and FIG. 5, the cleaning blade 50 of this embodiment has the external additives 204 and 206 as close to the contact portion between the cleaning blade 152 and the photosensitive drum 120 as in the prior art. Does not accumulate and accumulate. Accordingly, the pressure applied to the tip (edge) 52A of the cleaning blade 50 (elastic blade 52) does not increase, and the pressing force of the tip 52A of the cleaning blade 50 (elastic blade 52) against the photosensitive drum 20 is also stabilized.

よって、クリーニングブレード50のクリーニング性能の低下が起きない。また、殆ど外添剤104、106が摺り抜けることがなくなるので、クリーニングブレード50(弾性ブレード52)の先端52Aにダメージを受けない。このため、先端52Aの欠けも発生しない。   Therefore, the cleaning performance of the cleaning blade 50 does not deteriorate. Further, since the external additives 104 and 106 hardly slip through, the tip 52A of the cleaning blade 50 (elastic blade 52) is not damaged. For this reason, chipping of the tip 52A does not occur.

このように、粒子径の大きなトナー母材102は弾性ブレード52で掻きとり、微粒子である外添剤104、106は起毛52Aで塞き止め、あるいは、捕獲することで、クリーニングブレード50のクリーニング性能を向上させている。よって、長期に渡ってクリーニング不良が防止される。また、感光体ドラム20表面にトナー成分が固着するトナーフィルミングも防止される。   Thus, the cleaning performance of the cleaning blade 50 is obtained by scraping the toner base material 102 having a large particle diameter with the elastic blade 52 and blocking or capturing the external additives 104 and 106 as fine particles with the raised hair 52A. Has improved. Therefore, cleaning failure is prevented for a long time. Further, toner filming in which the toner component adheres to the surface of the photosensitive drum 20 is also prevented.

なお、クリーニングブレード50の弾性ブレード52の先端(エッジ)52Aの押圧力自体は、従来と同等で良いので、感光体ドラム20の磨耗による寿命も従来と同等である。あるいは、クリーニング性能の向上に伴い、弾性ブレード52の先端(エッジ)52Aの押圧力を下げられれば、感光体ドラム20を従来より長寿命化することも可能である。   Note that the pressing force of the tip (edge) 52A of the elastic blade 52 of the cleaning blade 50 itself may be the same as that in the prior art, so that the life due to wear of the photosensitive drum 20 is also equivalent to that in the past. Alternatively, if the pressing force of the tip (edge) 52A of the elastic blade 52 can be lowered as the cleaning performance is improved, it is possible to extend the life of the photosensitive drum 20 as compared with the related art.

また、転写時に感光体ドラム20に付着する記録用紙Pから出る紙粉による弾性ブレード52の先端52Aの欠けや感光体ドラム20への記録用紙Pのタルクの固着を防止することも確認している。   It has also been confirmed that the tip 52A of the elastic blade 52 and the talc of the recording paper P are prevented from sticking to the photosensitive drum 20 due to the paper dust coming out of the recording paper P adhering to the photosensitive drum 20 during transfer. .

更に、クリーニングブレード50の上流に配置されたブラシ部77の布70の起毛70Aは、転写後の未転写残留トナーを均して局所的に多量の未転写残留トナーがクリーニングブレード50に送られることを防止し、クリーニングブレード50のクリーニング性能の向上に寄与している。また、転写時に記録用紙Pから出る紙粉等の大きな異物も布70の起毛70Aに付着して捕獲され、殆どクリーニングブレード50に送られないので、クリーニング性能の向上に寄与している。   Further, the raised portions 70 </ b> A of the cloth 70 of the brush portion 77 disposed upstream of the cleaning blade 50 average the untransferred residual toner after transfer and locally send a large amount of untransferred residual toner to the cleaning blade 50. This contributes to improving the cleaning performance of the cleaning blade 50. In addition, large foreign matters such as paper dust that comes out of the recording paper P during transfer adhere to the raised portions 70A of the cloth 70 and are captured and hardly sent to the cleaning blade 50, which contributes to an improvement in cleaning performance.

また、本画像形成装置11のようなDC帯電方式は、帯電器30にクリーニングブレード50を摺りぬけてきた外添剤104、106が付着し、帯電性能が低下しやすい。しかし、今まで説明したように、外添剤104、106の摺り抜けが大幅に減少し、更に、摺り抜けた僅かな外添剤104、106も下流側の起毛54Aに捕獲されるので、帯電器30に外添剤104、106が付着しない。よって、帯電器30の帯電性能も長期にわたって維持される。   In addition, in the DC charging method such as the image forming apparatus 11, the external additives 104 and 106 that have passed through the cleaning blade 50 adhere to the charger 30, and the charging performance is likely to deteriorate. However, as described so far, the sliding-out of the external additives 104 and 106 is greatly reduced, and a small amount of the sliding-off external additives 104 and 106 are also captured by the raised hair 54A on the downstream side. The external additives 104 and 106 do not adhere to the container 30. Therefore, the charging performance of the charger 30 is also maintained over a long period.

なお、起毛54Aの長さLは、本実施形態のようにトナー母材102の平均粒子径より短いことが望ましい。なぜなら、図4(A)に示すように、起毛54Aが感光体ドラム20に接触する領域Rにトナー母材102が進入しないので、起毛54Aがトナー母材102と感光体ドラム20との間に噛み込まれない。このため、起毛54Aによる外添剤104、106の塞き止めや捕獲が効果的に行われる。したがって、起毛54Aの長さLは、トナー母材102の平均粒子径より短いことが望ましい。換言すると、弾性ブレード52はトナー母材102のクリーニング、起毛54Aは外添剤104、106のクリーニング、と機能分離を図ることで、クリーニング性能をより向上させることができる。   The length L of the raised 54A is desirably shorter than the average particle diameter of the toner base material 102 as in the present embodiment. This is because, as shown in FIG. 4A, the toner base material 102 does not enter the region R where the raised hair 54A comes into contact with the photosensitive drum 20, so that the raised hair 54A is interposed between the toner base material 102 and the photosensitive drum 20. Not bitten. For this reason, the external additives 104 and 106 are effectively blocked and captured by the raised hair 54A. Therefore, it is desirable that the length L of the raised hair 54 </ b> A is shorter than the average particle diameter of the toner base material 102. In other words, the cleaning performance can be further improved by separating the function of the elastic blade 52 from the cleaning of the toner base material 102 and the raising 54A from the cleaning of the external additives 104 and 106.

また、トナー母材102の形状も球形度を示す形状係数SFが140以下であることが望ましく、更に望ましくは115〜120である。更に、乳化重合凝集法等によって製造された粒子径や形状が揃っているトナー母材102が望ましい。なぜなら、トナー母材102の大きさや形状が不揃いである場合、上述したような、トナー母材102を、起毛54Aが感光体ドラム20に接触する領域Rに進入しないように制御することが難しくなる。よって、トナー母材102の形状が略球形であり、粒子径も揃っているほうが望ましい。   Further, the shape of the toner base material 102 is preferably 140 or less, more preferably 115 to 120, which indicates the sphericity. Furthermore, a toner base material 102 having a uniform particle size and shape manufactured by an emulsion polymerization aggregation method or the like is desirable. This is because when the size and shape of the toner base material 102 are uneven, it becomes difficult to control the toner base material 102 so as not to enter the region R where the raised brush 54A contacts the photosensitive drum 20 as described above. . Therefore, it is desirable that the toner base material 102 has a substantially spherical shape and a uniform particle diameter.

更に、適度な導電性を有する繊維で形成された布54を用いると、よりクリーニング性能が向上することが確認されている。これは、適度な導電性を有する布54が外添剤104、106と感光体ドラム20とを除電し、外添剤104、106を静電気的に感光体ドラム20に吸着させる静電吸着力を取り除くためと考える。   Furthermore, it has been confirmed that the use of a cloth 54 formed of fibers having appropriate conductivity improves the cleaning performance. This is because the cloth 54 having appropriate electrical conductivity neutralizes the external additives 104 and 106 and the photosensitive drum 20, and has an electrostatic adsorption force that electrostatically attracts the external additives 104 and 106 to the photosensitive drum 20. Think to get rid of.

更に、この適度な導電性を有する繊維としてカーボンナノチューブをブラシ状にして用いると、より更にクリーニング性能が向上することが確認されている。これは、カーボンナノチューブは極細径であり、しかも、カーボンナノチューブの表面には微細な凹凸が形成されているので、外添剤104、106を捕獲する能力が高いからと考える。   Further, it has been confirmed that the cleaning performance is further improved when carbon nanotubes are used in the form of brushes as the fibers having moderate conductivity. This is presumably because the carbon nanotubes have an extremely small diameter, and fine irregularities are formed on the surface of the carbon nanotubes, so that the ability to capture the external additives 104 and 106 is high.

なお、カーボンナノチューブの形状、すなわち、直径及び長さは、公知のカーボンナノチューブ作製法で得られるものであれば特に限定されないが、例えば、直径は、1nm〜500nm、長さは、10nm〜1mmのものを用いることが望ましく、より好ましくは、直径が2nm〜50nm、長さが30nm〜トナー母材の粒子径のものが望ましい。   In addition, the shape of the carbon nanotube, that is, the diameter and the length is not particularly limited as long as it is obtained by a known carbon nanotube manufacturing method. For example, the diameter is 1 nm to 500 nm, and the length is 10 nm to 1 mm. It is desirable to use a material having a diameter of 2 nm to 50 nm and a length of 30 nm to a toner base material particle size.

尚、本発明は上記実施形態に限定されない。   The present invention is not limited to the above embodiment.

例えば、上記実施形態では、起毛54Aを、弾性ブレード52と感光体ドラム20当接部(先端52A)の上流と下流と設けているが、少なくとも上流側にのみ設ければ良い。   For example, in the above-described embodiment, the raised hair 54A is provided upstream and downstream of the elastic blade 52 and the contact portion (tip 52A) of the photosensitive drum 20, but it may be provided only at least upstream.

また、例えば、上記実施形態では、起毛54Aを備える布54を接合したが、布54は、織物であっても良いし、不織布であっても良い。また、ブラシの形成も布の接合に限定されない。例えば、シートなどの基台に植毛したブラシを接合しても良いし、ブラシとなる糸状の突起を、弾性ブレード52に直接植毛しても良い。   For example, in the said embodiment, although the cloth 54 provided with the raising 54A was joined, the fabric 54 may be a woven fabric and may be a nonwoven fabric. Further, the formation of the brush is not limited to cloth bonding. For example, a brush planted on a base such as a sheet may be joined, or a thread-like projection serving as a brush may be directly planted on the elastic blade 52.

また、例えば、上記実施形態では、被クーリング部材は、ドラム状の感光体ドラム20であったが、これに限定されない。例えば、ベルト状の感光体ベルトであっても良い。あるいは、本実勢形態の画像形成装置11には無いが、中間転写体のクリーニング装置にも適用できる。   Further, for example, in the above embodiment, the member to be cooled is the drum-shaped photosensitive drum 20, but is not limited thereto. For example, a belt-like photosensitive belt may be used. Alternatively, although not in the image forming apparatus 11 of the present embodiment, the present invention can also be applied to an intermediate transfer member cleaning apparatus.

また、例えば、上記実施形態では、乳化重合凝集法によって製造された略球形のトナー母材102であったがこれに限定されない。例えば、粉砕方式によって製造された不定形のトナー母材であっても良い。なお、不定形のトナー母材の場合は、前述したように、起毛54Aが感光体ドラム20に接触する領域Rに進入するトナー母材102を制御することが難しくなる。(図4(A)参照)。しかし、従来の起毛54Aがないクリーニングブレード152(図5参照)と比べるとクリーニング性能は格段に向上している。   Further, for example, in the above-described embodiment, the toner base material 102 has a substantially spherical shape manufactured by the emulsion polymerization aggregation method, but is not limited thereto. For example, an irregular toner base material manufactured by a pulverization method may be used. In the case of an irregular toner base material, as described above, it becomes difficult to control the toner base material 102 that enters the region R where the raised hair 54A contacts the photosensitive drum 20. (See FIG. 4A). However, the cleaning performance is remarkably improved as compared with the conventional cleaning blade 152 (see FIG. 5) without the raised hair 54A.

また、このような不定形トナーの場合、トナー母材にも微粒子状のものあるが、このような微粒子状のトナー母材も起毛54Aで捕獲される。   In addition, in the case of such an irregular toner, the toner base material also has fine particles, but such a fine toner base material is also captured by the raised hair 54A.

本発明の一の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を模式的に示す図である。1 is a diagram schematically illustrating a schematic configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. クリーニング装置の概略構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically schematic structure of a cleaning apparatus. クリーニングブレードを模式的に示す図である。It is a figure which shows a cleaning blade typically. (A)はクリーニングブレードでトナーをクリーニングする様子を模式的に示す図であり、(B)はクリーニングブレードの先端部分((A)の丸部)の拡大図である。(A) is a diagram schematically showing how toner is cleaned with a cleaning blade, and (B) is an enlarged view of the tip of the cleaning blade (the round portion of (A)). 従来のクリーニングブレードでトナーをクリーニングする様子を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically a mode that a toner is cleaned with the conventional cleaning blade.

符号の説明Explanation of symbols

11 画像形成装置
20 感光体ドラム(感光体)
30 帯電器
40 クリーニング装置
50 クリーニングブレード
54A 起毛
54 布
100 トナー
L 起毛の先端までの長さ(ブラシ長)
11 Image forming apparatus 20 Photosensitive drum (photosensitive member)
30 Charging Device 40 Cleaning Device 50 Cleaning Blade 54A Brushed 54 Cloth 100 Toner L Length to Brushed Tip (Brush Length)

Claims (10)

  1. トナーによって画像形成が行われる画像形成装置に用いられ、被クリーニング部材に当接してクリーニングするクリーニングブレードであって、
    クリーニングブレードの前記被クリーニング部材との当接部の近傍には、ブラシを備えていることを特徴とするクリーニングブレード。
    A cleaning blade that is used in an image forming apparatus in which image formation is performed with toner and that contacts and cleans a member to be cleaned.
    A cleaning blade comprising a brush in the vicinity of a contact portion of the cleaning blade with the member to be cleaned.
  2. 前記ブラシは、導電性を有することを特徴とする請求項1に記載のクリーニングブレード。   The cleaning blade according to claim 1, wherein the brush has conductivity.
  3. 前記導電性を有するブラシは、カーボンナノチューブで形成されていることを特徴とする請求項2に記載のクリーニングブレード。   The cleaning blade according to claim 2, wherein the conductive brush is formed of carbon nanotubes.
  4. 前記ブラシのブラシ長は、前記トナーの平均粒子径より短いことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のクリーニングブレード。   The cleaning blade according to any one of claims 1 to 3, wherein a brush length of the brush is shorter than an average particle diameter of the toner.
  5. 前記ブラシは、前記クリーニングブレードの前記被クリーニング部材との当接部の近傍に、起毛した布を接合して形成されていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のクリーニングブレード。   5. The brush according to claim 1, wherein the brush is formed by bonding a brushed cloth in the vicinity of a contact portion of the cleaning blade with the member to be cleaned. The cleaning blade described.
  6. 請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のクリーニングブレードを備えることを特徴とする前記被クリーニング部材をクリーニングするクリーニング装置。   A cleaning device for cleaning the member to be cleaned, comprising the cleaning blade according to claim 1.
  7. 前記クリーニングブレードの前記ブラシと同素材で形成された第二ブラシが、前記被クリーニング部材の移動方向に対して前記クリーニングブレードの上流に設けられ、
    前記第二ブラシは、前記被クリーニング部材に当接していることを特徴とする請求項6に記載のクリーニング装置。
    A second brush formed of the same material as the brush of the cleaning blade is provided upstream of the cleaning blade with respect to the moving direction of the member to be cleaned;
    The cleaning device according to claim 6, wherein the second brush is in contact with the member to be cleaned.
  8. 前記被クリーニング部材は、感光体であり、
    請求項6、又は請求項7に記載のクリーニング装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
    The member to be cleaned is a photoconductor,
    An image forming apparatus comprising the cleaning device according to claim 6.
  9. 直流電流が印加され、前記感光体を帯電させる帯電器を備えることを特徴とする請求項8に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 8, further comprising a charger that applies a direct current and charges the photosensitive member.
  10. 略球形のトナーによって画像を形成することを特徴とする請求項8、又は請求項9に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 8, wherein the image is formed with a substantially spherical toner.
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