JP2008310198A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モノクロ/フルカラーの複写機、プリンタ、FAXおよびそれらの複合機などの画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a monochrome / full-color copying machine, a printer, a FAX, and a complex machine thereof.
中間転写方式の画像形成装置では、潜像担持体上に形成された各色トナー像をそれぞれ一次転写し、中間転写体上で重ね合わせたのち、一括して被転写物に二次転写させる。そのような画像形成装置では、二次転写する際に中間転写体上に少量のトナーが残留する。そのため残留トナーを除去するクリーニング手段としてゴム等の弾性ブレードを当接させる方法が広く用いられている。 In an intermediate transfer type image forming apparatus, each color toner image formed on a latent image carrier is primarily transferred, superimposed on the intermediate transfer member, and then collectively transferred to a transfer object. In such an image forming apparatus, a small amount of toner remains on the intermediate transfer member during secondary transfer. Therefore, a method of contacting an elastic blade such as rubber is widely used as a cleaning means for removing residual toner.
二次転写率を向上させるために、中間転写体表面に硬質離型層を設け、トナーに対する離型性を向上させることが考えられる。しかしながら、そのような画像形成装置では、二次転写効率は向上するものの、クリーニングブレードを用いても中間転写体上でトナーが残留し、クリーニング不良を十分に防止することはできなかった。詳しくは、中間転写体表面の硬質離型層はトナーを離れ易くするために形成されるので、硬質離型層を有さない従来の中間転写体表面と比較してブレードとの摩擦力が低い。そのため、クリーニングブレードのエッジが中間転写体の移動方向に引き込まれずに、その表面を滑ってしまうため、すり抜け等のクリーニング不良が発生した。特に、表面に硬質離型層を有する中間転写体と、高画質画像形成のために小粒径かつ球形のトナー、例えば重合トナーとを組み合わせて使用した場合に、クリーニング不良の発生は顕著であった。 In order to improve the secondary transfer rate, it is conceivable to provide a hard release layer on the surface of the intermediate transfer member to improve the releasability with respect to the toner. However, in such an image forming apparatus, although the secondary transfer efficiency is improved, the toner remains on the intermediate transfer member even when the cleaning blade is used, and the cleaning failure cannot be sufficiently prevented. Specifically, since the hard release layer on the surface of the intermediate transfer member is formed to facilitate the separation of the toner, the frictional force with the blade is lower than that of a conventional intermediate transfer member surface that does not have a hard release layer. . For this reason, the edge of the cleaning blade is not drawn in the moving direction of the intermediate transfer member and slips on the surface thereof, resulting in poor cleaning such as slipping through. In particular, when an intermediate transfer member having a hard release layer on the surface is used in combination with a toner having a small particle size and a spherical shape, for example, a polymerized toner, for forming a high-quality image, the occurrence of poor cleaning is remarkable. It was.
一方、感光体のクリーニング性の観点から、トナー粒径4〜10μmで感光体の表面を10μm四方測定のRaで15nm〜40nmとすること(特許文献1)、小粒径重合トナー使用時のブレードのゴム硬度、反発弾性および当接荷重を規定すること(特許文献2)等が報告されている。
本発明は、表面に硬質離型層を有する中間転写体を用いる場合であっても、中間転写体のクリーニング不良を十分に防止する画像形成装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an image forming apparatus that can sufficiently prevent poor cleaning of an intermediate transfer body even when an intermediate transfer body having a hard release layer on the surface thereof is used.
本発明は、表面に硬質離型層を有し、該硬質離型層上に潜像担持体から一次転写されたトナー像を担持し、担持したトナー像を被転写物に二次転写させる中間転写体;および
中間転写体に当接して配置され、中間転写体の硬質離型層上に残留したトナーを除去するクリーニングブレード;
を備えた画像形成装置であって、
硬質離型層の表面粗さRzが50〜100nmであり、
クリーニングブレードが反発弾性20〜60%を有し、中間転写体に対して当接角8〜15°および線圧25〜40N/mで当接していることを特徴とする画像形成装置に関する。
The present invention has a hard release layer on the surface, carries a toner image primarily transferred from a latent image carrier on the hard release layer, and intermediately transfers the carried toner image to a transfer object. A transfer member; and a cleaning blade disposed in contact with the intermediate transfer member to remove toner remaining on the hard release layer of the intermediate transfer member;
An image forming apparatus comprising:
The surface roughness Rz of the hard release layer is 50 to 100 nm,
The present invention relates to an image forming apparatus characterized in that the cleaning blade has a rebound resilience of 20 to 60% and abuts against the intermediate transfer member at a contact angle of 8 to 15 ° and a linear pressure of 25 to 40 N / m.
本発明の画像形成装置によれば、硬質離型層の表面粗さRz、ならびにクリーニングブレードの反発弾性、当接角および線圧を組み合わせて、それぞれ所定範囲内に設定することにより、表面に硬質離型層を有する中間転写体を用いる場合であっても、中間転写体のクリーニング不良を十分に防止できる。しかもクリーニング不良の防止効果は長期にわたって得ることができる。 According to the image forming apparatus of the present invention, the surface roughness Rz of the hard release layer and the rebound resilience, contact angle, and linear pressure of the cleaning blade are combined and set within predetermined ranges, respectively, so that the surface is hard. Even when an intermediate transfer member having a release layer is used, poor cleaning of the intermediate transfer member can be sufficiently prevented. Moreover, the effect of preventing poor cleaning can be obtained over a long period of time.
本発明に係る画像形成装置は、潜像担持体から一次転写されたトナー像を担持し、担持したトナー像を被転写物に二次転写させる中間転写体、および当該中間転写体に当接して配置され、中間転写体上に残留したトナーを除去するクリーニングブレードを備えたものである。以下、本発明の画像形成装置を、潜像担持体上にトナー像を形成する各色の現像部ごとに潜像担持体を有するタンデム型フルカラー画像形成装置を例に挙げて説明するが、中間転写体およびクリーニングブレードを有する限り、他の構造のものであってよく、例えば、1つの潜像担持体に対して各色の現像部を有する4サイクル型フルカラー画像形成装置であってもよい。 An image forming apparatus according to the present invention bears a toner image that has been primarily transferred from a latent image carrier, and an intermediate transfer member that secondarily transfers the carried toner image to a transfer object, and abutting against the intermediate transfer member A cleaning blade that is disposed and removes toner remaining on the intermediate transfer member is provided. Hereinafter, the image forming apparatus of the present invention will be described with reference to an example of a tandem full-color image forming apparatus having a latent image carrier for each color developing unit that forms a toner image on the latent image carrier. As long as it has a body and a cleaning blade, it may be of other structure, for example, a four-cycle full-color image forming apparatus having a developing section for each color for one latent image carrier.
図1は、本発明の画像形成装置の一例の概略構成図である。図1のタンデム型フルカラー画像形成装置において、各現像部(1a、1b、1c、1d)では通常、潜像担持体(2a、2b、2c、2d)の周りに、少なくとも帯電装置、露光装置、現像装置および潜像担持体用クリーニング装置(いずれの装置も図示せず)等が配置されている。そのような現像部(1a、1b、1c、1d)は、少なくとも2つの張架ローラ(10,11)によって張架された中間転写体3に並列して配置されている。各現像部で潜像担持体(2a、2b、2c、2d)の表面に形成されたトナー像はそれぞれ、一次転写ローラ(4a、4b、4c、4d)を用いて中間転写体3に一次転写され、当該中間転写体上で重ねられてフルカラー画像が形成される。中間転写体3の表面に転写されたフルカラー画像は二次転写ローラ5を用いて一括して紙等の被転写物6に二次転写された後、定着装置(図示せず)を通過させて、被転写物上にフルカラー画像を得る。一方、中間転写体上に残留した転写残トナーはクリーニングブレード7によって除去されるようになっている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an example of an image forming apparatus of the present invention. In the tandem type full-color image forming apparatus of FIG. 1, each developing unit (1a, 1b, 1c, 1d) usually has at least a charging device, an exposure device, around the latent image carrier (2a, 2b, 2c, 2d). A developing device, a latent image carrier cleaning device (none of which are shown), and the like are arranged. Such developing sections (1a, 1b, 1c, 1d) are arranged in parallel to the
潜像担持体(2a、2b、2c、2d)は、表面に形成された静電潜像に基づいてトナー像が形成される、いわゆる感光体である。潜像担持体は従来の画像形成装置に搭載され得るものであれば、特に制限されるものではなく、通常は感光層が有機系のものが使用される。 The latent image carriers (2a, 2b, 2c, 2d) are so-called photoconductors on which toner images are formed based on electrostatic latent images formed on the surface. The latent image carrier is not particularly limited as long as it can be mounted on a conventional image forming apparatus, and usually an organic photosensitive layer is used.
本発明において中間転写体3は表面に、表面粗さRz50〜100nm、好ましくは70〜100nmの硬質離型層を有するものである。Rzが小さすぎると、ベルト表面とブレードとの摩擦力が大きくなりすぎ、ブレードめくれが起こり、クリーニング不良が発生する。Rzが大きすぎると、すり抜けによるクリーニング不良が発生する。
In the present invention, the
本明細書中、表面粗さは原子間力顕微鏡(AFM)を用いて測定された測定長10μmでの表面粗さRzであり、NanoScope(Digital Instruments社製)によって測定された値を用いている。原子間力顕微鏡はナノオーダーで物体の形状を測定することが可能であり、表面の微細な形状を観察することが出来る。汎用の表面粗さ計では物体表面のうねりや傷も含めて測定されるが、原子間力顕微鏡を用いた微視的な表面粗さ測定では材料自体の表面性を評価することが出来る。 In this specification, the surface roughness is the surface roughness Rz at a measurement length of 10 μm measured using an atomic force microscope (AFM), and a value measured by NanoScope (manufactured by Digital Instruments) is used. . An atomic force microscope can measure the shape of an object on the nano-order, and can observe a fine surface shape. A general-purpose surface roughness meter measures undulations and scratches on the surface of an object, but microscopic surface roughness measurement using an atomic force microscope can evaluate the surface properties of the material itself.
図1においては、中間転写体3として、中間転写ベルトが示されているが、表面にそのような表面粗さRzの硬質離型層を有する限り、これに制限されるものではなく、例えば、いわゆる中間転写ドラムであってもよい。
In FIG. 1, an intermediate transfer belt is shown as the
中間転写体3がシームレスベルト形状を有するときを例に取り、本発明の中間転写体について詳しく説明する。図2は、中間転写ベルト3の層構成を示す概念断面図である。
Taking the case where the
中間転写ベルト3は少なくとも基材31および当該基材31の表面に形成された硬質離型層32を有している。
The
基材31は、特に限定されないが、表面抵抗率が106〜1012Ω/□の範囲のものが好ましく、通常はシームレスベルト形状を有する。例えば、ポリカーボネート(PC);ポリイミド(PI);ポリフェニレンスルフィド(PPS);ポリアミドイミド(PAI);ポリビニリデンフルオライド(PVDF)、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体(ETFE)等のフッ素系樹脂;ポリウレタン等のウレタン系樹脂;ポリアミドイミド等のポリアミド系樹脂等の樹脂材料、またはエチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM);ニトリル−ブタジエンゴム(NBR);クロロプレンゴム(CR);シリコンゴム;ウレタンゴム等のゴム材料に、カーボン等の導電性フィラーを分散させたり、イオン性の導電材料を含有させたりしたものが用いられる。基材の厚みは通常、樹脂材料の場合は50〜200μm程度、ゴム材料の場合は300〜700μm程度に設定される。
The
中間転写ベルト3は基材31と硬質離型層32との間に他の層を有しても良く、硬質離型層32は最外表層に位置される。
The
基材31は、硬質離型層32の積層前にプラズマ、火炎、紫外線照射等の公知の表面処理方法により、表面を前処理されても良い。
The
硬質離型層32は、上記表面粗さRzを有するものであって、トナーに対して離型性を示す硬質なものである。そのような硬質離型層として、例えば、無機酸化物層および硬質炭素含有層等が挙げられる。硬質離型層32の硬度は通常は3GPa以上、特に3〜11GPaである。硬質離型層の厚みは、当該層の割れや剥がれの防止の観点から、1μm以下が好ましく、より好ましくは10nm以上600nm以下である。
The
本明細書中、硬度はナノインデンテーション法により測定される硬度であり、NANO Indenter XP/DCM(MTS Systems社/MTS NANO Instruments社製)を用いて測定された値を用いている。 In the present specification, the hardness is a hardness measured by a nanoindentation method, and a value measured using NANO Indenter XP / DCM (manufactured by MTS Systems / MTS NANO Instruments) is used.
硬質離型層の表面粗さRzは後述する無機酸化物層および硬質炭素含有層の製造方法において、膜厚を調整することによって制御できる。例えば、膜厚を薄くすると、Rzは大きくなり、膜厚を厚くすると、Rzは小さくなる。 The surface roughness Rz of the hard release layer can be controlled by adjusting the film thickness in the method for producing the inorganic oxide layer and the hard carbon-containing layer described later. For example, when the film thickness is reduced, Rz increases, and when the film thickness is increased, Rz decreases.
無機酸化物層は、SiO2、Al2O3、ZrO2、TiO2から選ばれる少なくとも1つの酸化物を含むものが好ましく、特にSiO2が好ましい。無機酸化物層は少なくとも放電ガスと無機酸化物層の原料ガスとの混合ガスをプラズマ化して原料ガスに応じた膜を堆積・形成するプラズマCVD、特に大気圧または大気圧近傍下において行われるプラズマCVDにより形成することが好ましい。無機酸化物層の厚さは、1μm以下、特に10〜600nmが好ましい。 The inorganic oxide layer preferably contains at least one oxide selected from SiO 2 , Al 2 O 3 , ZrO 2 , and TiO 2 , and particularly preferably SiO 2 . The inorganic oxide layer is plasma CVD that deposits and forms a film corresponding to the raw material gas by plasmaizing at least the mixed gas of the discharge gas and the raw material gas of the inorganic oxide layer, particularly plasma performed at or near atmospheric pressure Preferably formed by CVD. The thickness of the inorganic oxide layer is preferably 1 μm or less, particularly preferably 10 to 600 nm.
以下に、珪素酸化物(SiO2)を用いた無機酸化物層を大気圧プラズマCVDにより形成する場合を例に取り、その製造装置及び製造方法について説明する。大気圧またはその近傍の圧力とは20kPa〜110kPa程度であり、本発明に記載の良好な効果を得るためには、93kPa〜104kPaが好ましい。 Hereinafter, taking the case where silicon oxide inorganic oxide layer using (SiO 2) is formed by an atmospheric pressure plasma CVD, the following description will discuss the manufacturing apparatus and manufacturing method. The atmospheric pressure or the pressure in the vicinity thereof is about 20 kPa to 110 kPa, and 93 kPa to 104 kPa is preferable in order to obtain the good effects described in the present invention.
図3は、無機酸化物層を製造する製造装置の説明図である。無機酸化物層の製造装置40は、放電空間と薄膜堆積領域が略同一部で、プラズマを基材に晒して堆積・形成するダイレクト方式によって、基材上に無機酸化物層を形成するものであり、エンドレスベルト状の基材31を巻架して矢印方向に回転するロール電極50と従動ローラ60、及び、基材表面に無機酸化物層を形成する成膜装置である大気圧プラズマCVD装置70より構成されている。
FIG. 3 is an explanatory view of a manufacturing apparatus for manufacturing an inorganic oxide layer. The inorganic oxide
大気圧プラズマCVD装置70は、ロール電極50の外周に沿って配列された少なくとも1式の固定電極71と、固定電極71とロール電極50との対向領域で且つ放電が行われる放電空間73と、少なくとも原料ガスと放電ガスとの混合ガスGを生成して放電空間73に混合ガスGを供給する混合ガス供給装置74と、放電空間73等に空気の流入することを軽減する放電容器79と、固定電極71に接続された第1の電源75と、ロール電極50に接続された第2の電源76と、使用済みの排ガスG’を排気する排気部78とを有している。固定電極71に第2の電源76、ロール電極50に第1の電源75を接続しても良い。
The atmospheric pressure
混合ガス供給装置74は珪素酸化物を含む膜を形成する原料ガスと、窒素ガス或いはアルゴンガス等の希ガスを混合した混合ガスを放電空間73に供給する。
従動ローラ60は張力付勢手段61により矢印方向に付勢され、基材31に所定の張力を掛けている。張力付勢手段61は基材31の掛け替え時等は張力の付勢を解除し、容易に基材31の掛け替え等を可能としている。
The mixed
The driven
第1の電源75は周波数ω1の電圧を出力し、第2の電源76は周波数ω1より高い周波数ω2の電圧を出力し、これらの電圧により放電空間73に周波数ω1とω2とが重畳された電界Vを発生する。そして、電界Vにより混合ガスGをプラズマ化して混合ガスGに含まれる原料ガスに応じた膜(無機酸化物層)が基材31の表面に堆積される。
The
他の形態として、ロール電極50と固定電極71との内、一方の電極をアースに接続して、他方の電極に電源を接続しても良い。この場合の電源は第2の電源を使用することが、緻密な薄膜形成を行えるので好ましく、特に放電ガスにアルゴン等の希ガスを用いる場合に好ましく用いられる。
As another form, one of the
複数の固定電極の内、ロール電極の回転方向下流側に位置する複数の固定電極と混合ガス供給装置で無機酸化物層を積み重ねるように堆積し、無機酸化物層の厚さを調整するようにしても良い。 Among the plurality of fixed electrodes, a plurality of fixed electrodes positioned on the downstream side in the rotation direction of the roll electrode and the mixed gas supply device are stacked so that the inorganic oxide layers are stacked, and the thickness of the inorganic oxide layer is adjusted. May be.
複数の固定電極の内、ロール電極の回転方向最下流側に位置する固定電極と混合ガス供給装置で無機酸化物層を堆積し、より上流に位置する他の固定電極と混合ガス供給装置で、例えば無機酸化物層と基材との接着性を向上させる接着層等、他の層を形成しても良い。 Among the plurality of fixed electrodes, the inorganic electrode layer is deposited with the fixed electrode and the mixed gas supply device located on the most downstream side in the rotation direction of the roll electrode, and with the other fixed electrode and the mixed gas supply device located further upstream, For example, other layers such as an adhesive layer that improves the adhesion between the inorganic oxide layer and the substrate may be formed.
無機酸化物層と基材との接着性を向上させるために、無機酸化物層を形成する固定電極と混合ガス供給装置の上流に、アルゴンや酸素或いは水素などのガスを供給するガス供給装置と固定電極を設けてプラズマ処理を行い、基材の表面を活性化させるようにしても良い。 A gas supply device for supplying a gas such as argon, oxygen, or hydrogen upstream of the fixed electrode for forming the inorganic oxide layer and the mixed gas supply device in order to improve the adhesion between the inorganic oxide layer and the substrate; You may make it activate the surface of a base material by providing a fixed electrode and performing plasma processing.
硬質炭素含有層の具体例としては、例えば、アモルファスカーボン膜、水素化アモルファスカーボン膜、四面体アモルファスカーボン膜、窒素含有アモルファスカーボン膜、および金属含有アモルファスカーボン膜等が挙げられる。硬質炭素含有層の厚みは無機酸化物層と同様の厚さが好ましい。 Specific examples of the hard carbon-containing layer include, for example, an amorphous carbon film, a hydrogenated amorphous carbon film, a tetrahedral amorphous carbon film, a nitrogen-containing amorphous carbon film, and a metal-containing amorphous carbon film. The thickness of the hard carbon-containing layer is preferably the same as that of the inorganic oxide layer.
硬質炭素含有層は、上記した無機酸化物層の製造方法と同様の方法により製造可能であり、すなわち、少なくとも放電ガスと原料ガスとの混合ガスをプラズマ化して原料ガスに応じた膜を堆積・形成するプラズマCVD、特に大気圧または大気圧近傍下において行われるプラズマCVDにより製造可能である。 The hard carbon-containing layer can be manufactured by the same method as the manufacturing method of the inorganic oxide layer described above, that is, at least a mixed gas of the discharge gas and the source gas is converted into a plasma to deposit a film according to the source gas. It can be manufactured by plasma CVD to be formed, particularly plasma CVD performed at or near atmospheric pressure.
硬質炭素含有層を形成するための原料ガスとしては、常温で気体または液体の有機化合物ガス、特に炭化水素ガスが用いられる。これら原料における相状態は常温常圧において必ずしも気相である必要はなく、混合ガス供給装置で加熱或は減圧等により溶融、蒸発、昇華等を経て気化し得るものであれば、液相でも固相でも使用可能である。原料ガスとしての炭化水素ガスについては、例えば、CH4、C2H6、C3H8、C4H10等のパラフィン系炭化水素、C2H2、C2H4等のアセチレン系炭化水素、オレフィン系炭化水素、ジオレフィン系炭化水素、さらには芳香族炭化水素などの炭化水素を少なくとも含むガスが使用可能である。さらに、炭化水素以外でも、例えば、アルコール類、ケトン類、エーテル類、エステル類、CO、CO2等少なくとも炭素元素を含む化合物であれば使用可能である。 As a raw material gas for forming the hard carbon-containing layer, a gas or liquid organic compound gas, particularly a hydrocarbon gas, is used at room temperature. The phase state of these raw materials does not necessarily need to be a gas phase at normal temperature and pressure, and can be solid even in a liquid phase as long as it can be vaporized through heating, decompression, or the like by melting, evaporation, sublimation, etc. It can also be used in phases. As for the hydrocarbon gas as the raw material gas, for example, paraffinic hydrocarbons such as CH 4 , C 2 H 6 , C 3 H 8 , and C 4 H 10 , and acetylene carbonization such as C 2 H 2 and C 2 H 4 are used. Gases containing at least hydrocarbons such as hydrogen, olefinic hydrocarbons, diolefinic hydrocarbons, and aromatic hydrocarbons can be used. Furthermore, compounds other than hydrocarbons can be used as long as they are compounds containing at least a carbon element such as alcohols, ketones, ethers, esters, CO, and CO 2 .
本発明において使用されるクリーニングブレード7は反発弾性が20〜60%、好ましくは23〜50%のものであり、中間転写体3に対して当接角8〜15°、好ましくは10〜13°および線圧25〜40N/m、好ましくは28〜35N/mで当接させて用いる。反発弾性が小さすぎると、線圧が低下し、クリーニング不良が発生する。反発弾性が大きすぎると、ブレードエッジの欠けや摩耗が多くなり、クリーニング不良が発生する。中間転写体に対する当接角が小さすぎると、ブレードの先端が腹当たりとなり、クリーニング不良が発生する。当接角が大きすぎると、ブレードエッジが引きこまれすぎることによりエッジが欠け、クリーニング不良が発生する。中間転写体に対する線圧が小さすぎると、クリーニングするトナーの粉圧に負けてトナーがすり抜け、クリーニング不良が発生する。線圧が大きすぎると、ブレードエッジの欠け、又はブレードめくれが発生し、クリーニング不良が発生する。
The cleaning blade 7 used in the present invention has a rebound resilience of 20 to 60%, preferably 23 to 50%, and a contact angle of 8 to 15 °, preferably 10 to 13 ° with respect to the
反発弾性は衝撃を受けた際の弾性であり、25℃においてJIS−K6255に準じた方法によって測定された値を用いている。
反発弾性は、クリーニングブレードの構成材料を選択することによって、達成できる。
The impact resilience is the elasticity when subjected to an impact, and a value measured by a method according to JIS-K6255 at 25 ° C. is used.
Rebound resilience can be achieved by selecting the constituent material of the cleaning blade.
当接角は、いわゆる実効当接角であり、クリーニングブレード7の先端と中間転写体3の表面とが成す実際の角度である。特に、図4に示すように、クリーニングブレード7の先端が、張架ローラ10等の円周に巻き掛かった中間転写ベルト3と当接する場合は、クリーニングブレード7の先端と、当該先端と接する中間転写ベルト領域の接線との成す角度θである。図4は、図1におけるクリーニングブレード近傍の拡大模式図であって、ローラ10の軸方向に対する垂直断面図である。実効当接角はクリーニングブレードの断面形状や材料のヤング率等の物性値を用いてたわみを計算することにより求めることが出来るが、ゴムのような材料では圧力により当接部の形状が変形してしまうため、計算値が実際と大きくずれる場合が生じる。そのため本発明では実効当接角は当接状態のクリーニングブレードを横から観察して実測した角度を用いる。
当接角は、例えば、図4に示すようにクリーニングブレード7を保持する保持部材9の配置を調整することによって制御できる。
The contact angle is a so-called effective contact angle, and is an actual angle formed by the tip of the cleaning blade 7 and the surface of the
The contact angle can be controlled, for example, by adjusting the arrangement of the holding member 9 that holds the cleaning blade 7 as shown in FIG.
線圧は以下の方法によって測定された値を用いている。
線圧は、荷重を電圧値に変換する荷重変換器を用いて測定できる。荷重変換器の一例として、例えば、ひずみゲージ式荷重変換器9E01−L43−10N(NEC三栄社製)が挙げられる。詳しくは、測定治具83として、図8に示すように、荷重変換器80および加圧部81を円筒状部材82に組み込んで、測定用擬似クリーニング対向部材を作製する。このとき、加圧部81の外周曲面は、測定されるべき転写ベルト外表面と同様の曲率半径を有する。図8は、測定治具83についての、円筒状部材の軸に対する垂直断面であり、図9は図8の測定治具を横方向から見たときの概略見取り図である。この測定治具83にブレードを、所定の設定となるような取付部材を用いて圧接させて荷重を測定する。接触部での荷重と、ブレードと測定治具の加圧部との接触部の円筒状部材軸方向の距離とから、以下の式に従って線圧を算出する。
線圧=接触部での荷重/円筒状部材軸方向の距離
線圧は、当接角と同様の理由により、実測値を用いる。
線圧は、例えば、図4に示すようにクリーニングブレード7を保持する保持部材9の配置によってクリーニングブレードの撓みを調整することによって制御できる。
As the linear pressure, a value measured by the following method is used.
The linear pressure can be measured using a load converter that converts a load into a voltage value. As an example of the load transducer, for example, a strain gauge type load transducer 9E01-L43-10N (manufactured by NEC Saneisha) may be mentioned. Specifically, as shown in FIG. 8, as a
Linear pressure = Load at the contact portion / Distance in the axial direction of the cylindrical member For the linear pressure, the measured value is used for the same reason as the contact angle.
The linear pressure can be controlled, for example, by adjusting the deflection of the cleaning blade by the arrangement of the holding member 9 that holds the cleaning blade 7 as shown in FIG.
クリーニングブレード7は、中間転写体3として中間転写ベルトを使用する場合、通常は図4に示すように、中間転写体が張架ローラに巻き掛かった部分において中間転写体と当接して配置される。またクリーニングブレード7は通常、図4に示すように、中間転写体3の移動方向に対して対向するようにカウンター方向で配置される。
When an intermediate transfer belt is used as the
クリーニングブレード7は、上記反発弾性を有する限り、いかなる材料からなっていてよく、例えば、ウレタンゴム、シリコンゴム、フッソゴム、クロロプレンゴム、ブタジエンゴム等からなる。上記反発弾性を容易に達成する観点から、クリーニングブレード7はウレタンゴムからなることが好ましい。 The cleaning blade 7 may be made of any material as long as it has the above-described impact resilience, and is made of, for example, urethane rubber, silicon rubber, fluorine rubber, chloroprene rubber, butadiene rubber, or the like. From the viewpoint of easily achieving the resilience, the cleaning blade 7 is preferably made of urethane rubber.
クリーニングブレード7の形状は特に制限されるものではなく、中間転写体のクリーニング装置の分野で従来から採用されている公知のブレード形状が採用可能である。例えば、ボード形状が挙げられ、使用時には図4に示すように、保持部材9によって中間転写体3に当接させて使用される。
The shape of the cleaning blade 7 is not particularly limited, and a known blade shape conventionally employed in the field of the intermediate transfer member cleaning device can be employed. For example, a board shape may be mentioned, and when used, as shown in FIG. 4, the holding member 9 is used in contact with the
一次転写ローラ4(4a、4b、4c、4d)は、図5に示すように、中間転写体3について潜像担持体2(2a、2b、2c、2d)に対して逆側に配置される。一次転写ローラ4は通常、潜像担持体2と中間転写体3との接触部よりも中間転写体移動方向21で下流に配置され、中間転写体3を押圧することによって、所定の転写圧Fを確保する。図5は、図1における中間転写体3と潜像担持体2(2a、2b、2c、2d)との接触部(ニップ部)近傍の拡大図である。
As shown in FIG. 5, the primary transfer roller 4 (4a, 4b, 4c, 4d) is arranged on the opposite side of the
一次転写ローラは、金属の芯金表面に、カーボン等を分散させた、EPDM、NBR等を表面層として設けたもの等が使用可能である。 As the primary transfer roller, a surface in which EPDM, NBR, or the like in which carbon or the like is dispersed is provided on the surface of a metal core can be used.
二次転写ローラ5は、一次転写ローラと同様のローラが使用できる。
As the
張架ローラ(10,11)は特に制限されず、例えば、アルミや鉄などの金属ローラを用いることができる。また芯金の外周面にコート層を設けたローラであって、コート層がEPDM、NBR、ウレタンゴム、シリコンゴムなどの弾性材料に導電粉体やカーボンを分散させたものであり、抵抗値が1×109Ω・cm以下に調整されたローラを用いることもできる。 The tension roller (10, 11) is not particularly limited, and for example, a metal roller such as aluminum or iron can be used. Further, the roller is provided with a coating layer on the outer peripheral surface of the core metal, and the coating layer is obtained by dispersing conductive powder and carbon in an elastic material such as EPDM, NBR, urethane rubber, silicon rubber, and the resistance value. A roller adjusted to 1 × 10 9 Ω · cm or less can also be used.
本発明の画像形成装置が有する他の部材・装置、例えば、帯電装置、露光装置、現像装置および潜像担持体用クリーニング装置は特に制限されず、従来より画像形成装置に使用されている公知のものが使用可能である。 Other members / devices included in the image forming apparatus of the present invention, such as a charging device, an exposure device, a developing device, and a latent image carrier cleaning device, are not particularly limited, and are conventionally known in image forming devices. Things can be used.
例えば現像装置は、トナーのみを用いる一成分現像方式を採用したものであってもよいし、またはトナーとキャリアを用いる二成分現像方式を採用したものであってもよい。 For example, the developing device may adopt a one-component developing method using only toner, or may adopt a two-component developing method using toner and a carrier.
トナーは、重合法等の湿式法で製造されたトナー粒子を含むものであってもよいし、または粉砕法(乾式法)で製造されたトナー粒子を含むものであってもよい。
トナーの平均粒径は特に制限されるものではなく、7μm以下、特に4.5μm〜6.5μmが好ましい。トナーの平均円形度は0.910〜0.985、特に0.960〜0.980が好ましい。トナーは平均粒径が小さいほど、また平均円形度が高いほど、クリーニング不良が発生し易いが、本発明ではそのような粒径および平均円形度であっても、クリイーニング不良の問題を有効に防止できる。
The toner may contain toner particles produced by a wet method such as a polymerization method, or may contain toner particles produced by a pulverization method (dry method).
The average particle size of the toner is not particularly limited, and is preferably 7 μm or less, particularly 4.5 μm to 6.5 μm. The average circularity of the toner is preferably 0.910 to 0.985, particularly preferably 0.960 to 0.980. The smaller the average particle size and the higher the average circularity of the toner, the easier the cleaning failure occurs. In the present invention, even with such a particle size and average circularity, the problem of cleaning failure is effectively prevented. it can.
トナーの平均粒径は体積平均粒径であって、イースパートアナライザ(ホソカワミクロン社製)によって測定された値を用いている。
トナーの平均円形度は、次式により求めることができる。
平均円形度=粒子の投影面積像に等しい円の周囲長/粒子投影像の周囲長
上記平均円形度の測定方法は限定されるものではないが、例えばトナー粒子を電子顕微鏡で500倍に拡大した写真を撮影し、画像解析装置を使用し、500個のトナーについて円形度を測定し、その算術平均値を求めることで、平均円形度を算出することができる。又、簡便な測定方法としては、「FPIA−1000」(東亜医用電子社製)により測定することができる。
The average particle diameter of the toner is a volume average particle diameter, and a value measured by an espert analyzer (manufactured by Hosokawa Micron Corporation) is used.
The average circularity of the toner can be obtained from the following equation.
Average circularity = peripheral length of a circle equal to the projected area image of particles / perimeter length of the projected particle image The method for measuring the average circularity is not limited, but for example, toner particles were magnified 500 times with an electron microscope. The average circularity can be calculated by taking a photograph, measuring the circularity of 500 toners using an image analysis apparatus, and calculating the arithmetic average value thereof. Further, as a simple measuring method, it can be measured by “FPIA-1000” (manufactured by Toa Medical Electronics Co., Ltd.).
<実験例1>
(転写ベルトAの製造)
押出成形によって、PPS樹脂中にカーボンが分散されてなる表面抵抗率1.30×109Ω/□および厚み0.15mmのシームレス形状基材を得た。
基材の外周表面に、大気圧プラズマCVDによって、膜厚300nmのSiO2薄膜層(硬度4GPa、表面粗さRz80nm)を形成し、転写ベルトAを得た。
<Experimental example 1>
(Manufacture of transfer belt A)
By extrusion molding, a seamless substrate having a surface resistivity of 1.30 × 10 9 Ω / □ and a thickness of 0.15 mm obtained by dispersing carbon in a PPS resin was obtained.
A 300 nm-thick SiO 2 thin film layer (hardness 4 GPa,
(クリーニングブレードAの製造)
25℃での反発弾性が23%のウレタンゴム(シンジーテック社製)を2mm×13mm×330mm寸法に切り出して、転写ベルト用クリーニングブレードAとして用いた。
(Manufacture of cleaning blade A)
Urethane rubber having a rebound resilience at 25 ° C. of 23% (manufactured by Syndtech) was cut into dimensions of 2 mm × 13 mm × 330 mm and used as a transfer belt cleaning blade A.
(クリーニングブレードBの製造)
25℃での反発弾性が50%のウレタンゴム(シンジーテック社製)を2mm×13mm×330mm寸法に切り出して、転写ベルト用クリーニングブレードBとして用いた。
(Manufacture of cleaning blade B)
Urethane rubber (made by Syndtech Co., Ltd.) having a rebound resilience of 50% at 25 ° C. was cut into a size of 2 mm × 13 mm × 330 mm and used as a cleaning blade B for a transfer belt.
(評価)
・クリーニング性
転写ベルトAとクリーニングブレードAまたはBとを、図1に示す構成のカラーMFP BizhubC352(コニカミノルタ社製)に搭載し、LL環境(10℃、15%)下で印字率50%の画像を1万枚印字し、画像をクリーニング不良について評価した。クリーニングブレードは中間転写体に対して所定の当接角および線圧で当接させた。トナーは平均粒径6.5μmおよび平均円形度0.980の重合トナーであった。
○;画像にクリーニング不良に起因する筋状汚れは全く発生していなかった;
×;画像に筋状汚れが明らかに発生していた。
(Evaluation)
Cleaning property The transfer belt A and the cleaning blade A or B are mounted on a color MFP Bizhub C352 (manufactured by Konica Minolta Co., Ltd.) configured as shown in FIG. 1, and the printing rate is 50% under an LL environment (10 ° C., 15%). 10,000 images were printed and the images were evaluated for poor cleaning. The cleaning blade was brought into contact with the intermediate transfer member at a predetermined contact angle and linear pressure. The toner was a polymerized toner having an average particle size of 6.5 μm and an average circularity of 0.980.
○: No streaks due to poor cleaning occurred in the image;
X: Streaks were clearly observed in the image.
図6および図7において、線圧と当接角との関係を示すグラフとして結果を示す。 6 and 7, the results are shown as graphs showing the relationship between the linear pressure and the contact angle.
<実験例2>
表1に示す条件で所定枚数の印字を行ったことおよび印字率5%の画像を用いたこと以外、実験例1と同様の方法により、クリーニング性を評価した。クリーニング性の評価と同時に、転写ベルトの磨耗量を測定した。
<Experimental example 2>
The cleaning performance was evaluated by the same method as in Experimental Example 1 except that a predetermined number of sheets were printed under the conditions shown in Table 1 and an image having a printing rate of 5% was used. Simultaneously with the evaluation of the cleaning property, the amount of wear of the transfer belt was measured.
<実験例3>
(転写ベルトBの製造)
基材の外周表面に、大気圧プラズマCVDによって、膜厚500nmのSiO2薄膜層(硬度4GPa、表面粗さRz30nm)を形成したこと以外、転写ベルトAと同様の製造方法により、転写ベルトBを得た。
<Experimental example 3>
(Manufacture of transfer belt B)
The transfer belt B is manufactured by the same manufacturing method as the transfer belt A except that a 500 nm thick SiO 2 thin film layer (hardness 4 GPa,
(転写ベルトCの製造)
基材の外周表面に、大気圧プラズマCVDによって、膜厚400nmのSiO2薄膜層(硬度4GPa、表面粗さRz50nm)を形成したこと以外、転写ベルトAと同様の製造方法により、転写ベルトCを得た。
(Manufacture of transfer belt C)
The transfer belt C is manufactured by the same manufacturing method as the transfer belt A except that a 400 nm thick SiO 2 thin film layer (hardness 4 GPa,
(転写ベルトDの製造)
基材の外周表面に、大気圧プラズマCVDによって、膜厚300nmのSiO2薄膜層(硬度4GPa、表面粗さRz80nm)を形成したこと以外、転写ベルトAと同様の製造方法により、転写ベルトDを得た。
(Manufacture of transfer belt D)
The transfer belt D is manufactured by the same manufacturing method as the transfer belt A, except that a 300 nm thick SiO 2 thin film layer (hardness 4 GPa,
(転写ベルトEの製造)
基材の外周表面に、大気圧プラズマCVDによって、膜厚200nmのSiO2薄膜層(硬度4GPa、表面粗さRz100nm)を形成したこと以外、転写ベルトAと同様の製造方法により、転写ベルトEを得た。
(Manufacture of transfer belt E)
A transfer belt E is manufactured by the same manufacturing method as the transfer belt A, except that a 200 nm thick SiO 2 thin film layer (hardness 4 GPa, surface roughness Rz 100 nm) is formed on the outer peripheral surface of the substrate by atmospheric pressure plasma CVD. Obtained.
(転写ベルトFの製造)
基材の外周表面に、大気圧プラズマCVDによって、膜厚100nmのSiO2薄膜層(硬度4GPa、表面粗さRz150nm)を形成したこと以外、転写ベルトAと同様の製造方法により、転写ベルトFを得た。
(Manufacture of transfer belt F)
The transfer belt F is manufactured by the same manufacturing method as the transfer belt A, except that a 100 nm thick SiO 2 thin film layer (hardness 4 GPa, surface roughness Rz 150 nm) is formed on the outer peripheral surface of the substrate by atmospheric pressure plasma CVD. Obtained.
(評価)
表2に示す条件で所定枚数の印字を行ったこと以外、実験例1と同様の方法により、クリーニング性を評価した。
(Evaluation)
The cleaning performance was evaluated by the same method as in Experimental Example 1 except that a predetermined number of sheets were printed under the conditions shown in Table 2.
1:1a:1b:1c:1d:現像部、2:2a:2b:2c:2d:潜像担持体(感光体)、3:中間転写体、4:4a:4b:4c:4d:一次転写ローラ、5:二次転写ローラ、6:被転写物、7:クリーニングブレード、10:11:ローラ、21:中間転写体の進行方向、31:基材、32:硬質離型層。 1: 1a: 1b: 1c: 1d: developing unit, 2: 2a: 2b: 2c: 2d: latent image carrier (photosensitive member), 3: intermediate transfer member, 4: 4a: 4b: 4c: 4d: primary transfer Roller, 5: Secondary transfer roller, 6: Transfer object, 7: Cleaning blade, 10:11: Roller, 21: Direction of travel of intermediate transfer member, 31: Substrate, 32: Hard release layer.
Claims (4)
中間転写体に当接して配置され、中間転写体の硬質離型層上に残留したトナーを除去するクリーニングブレード;
を備えた画像形成装置であって、
硬質離型層の表面粗さRzが50〜100nmであり、
クリーニングブレードが反発弾性20〜60%を有し、中間転写体に対して当接角8〜15°および線圧25〜40N/mで当接していることを特徴とする画像形成装置。 An intermediate transfer body having a hard release layer on the surface, carrying a toner image primarily transferred from the latent image carrier on the hard release layer, and secondarily transferring the carried toner image to a transfer object; and A cleaning blade disposed in contact with the intermediate transfer member to remove toner remaining on the hard release layer of the intermediate transfer member;
An image forming apparatus comprising:
The surface roughness Rz of the hard release layer is 50 to 100 nm,
An image forming apparatus, wherein the cleaning blade has a rebound resilience of 20 to 60% and is in contact with the intermediate transfer member at a contact angle of 8 to 15 ° and a linear pressure of 25 to 40 N / m.
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