JP2009300750A - Image forming apparatus and process cartridge - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像形成装置およびプロセスカートリッジに関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus and a process cartridge.
従来、電子写真式の画像形成装置では、感光体などの像担持体について、転写紙や中間転写体へトナー像を転写した後の表面に付着した不必要な転写残トナーはクリーニング手段たるクリーニング装置によって除去している。このクリーニング装置のクリーニング部材として、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。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an electrophotographic image forming apparatus, unnecessary transfer residual toner adhering to a surface after transferring a toner image to a transfer paper or an intermediate transfer body is removed as a cleaning unit. Has been removed by. 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 made of an 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7(a)に示すように、像担持体3とクリーニングブレード62との摩擦力が高まり、クリーニングブレード62が像担持体3の移動方向に引っ張られて、クリーニングブレード62の先端稜線部62cがめくれてしまう。このめくれたクリーニングブレード62が、そのめくれに抗して原形状態に復元する際に異音が発生することがある。また、このめくれと復元とを繰り返すことでビビリ振動が生じてしまう。さらに、クリーニングブレード62の先端稜線部62cがめくれた状態でクリーニングをし続けると、図7(b)に示すように、クリーニングブレード62の先端面62bの先端稜線部62cから数[μm]離れた場所に局所的な磨耗が生じてしまう。このような状態で、さらにクリーニングを続けると、この局所的な磨耗が大きくなり、最終的には、図7(c)に示すように、先端稜線部62cが欠落してしまう。先端稜線部62cが欠落してしまうと、トナーを正常にクリーニングできなくなり、クリーニング不良を生じてしまう。
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。樹脂の鉛筆硬度をB以上とすることにより、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磨耗性を高めることができるとともに、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。 Patent Document 1 describes that a cleaning blade made of polyurethane elastomer is provided with a surface layer made of a resin having a film hardness of pencil hardness B to 6H on at least the contact portion. By setting the pencil hardness of the resin to B or higher, the friction coefficient of the cleaning blade contact portion can be lowered, the wear resistance of the cleaning blade can be increased, and the tip ridge portion of the cleaning blade can be prevented from being turned up. can do.
しかしながら、特許文献1のゴム部材よりも硬い樹脂からなる表面層は、ゴム部材のように柔軟に変形できないため、クリーニングブレードの先端稜線部を感光体表面に当接させたときに、表面層の先端稜線部付近に応力が集中してしまう。その結果、経時の使用でその部分に細かい割れが生じてしまう。このような細かい割れが生じると、良好なクリーニング性を維持することができなくなってしまう。
また、ゴム部材よりも硬い表面層が、高い当接圧で像担持体表面に当接するので、ゴムブレードを当接させた場合に比べて、像担持体表面が早期に磨耗してしまい、像担持体の機能が低下し、地肌汚れなどの画質の低下が早期に生じてしまうという不具合もあった。
However, since the surface layer made of a resin harder than the rubber member of Patent Document 1 cannot be flexibly deformed like the rubber member, the surface layer of the surface layer when the tip ridge line portion of the cleaning blade is brought into contact with the surface of the photoreceptor. Stress concentrates near the edge of the tip. As a result, fine cracks will occur in the portion over time. When such fine cracks occur, good cleaning properties cannot be maintained.
In addition, since the surface layer harder than the rubber member contacts the surface of the image carrier with high contact pressure, the surface of the image carrier is worn out earlier than when the rubber blade is in contact with the image carrier. There was also a problem that the function of the carrier was lowered, and image quality deterioration such as background stains occurred at an early stage.
本出願人は、特願2008−68665号に記載されているように、クリーニングブレード当接位置よりも感光体移動方向上流側、かつ、転写位置よりも下流側に潤滑剤塗布装置を設け、感光体表面に潤滑剤を塗布してクリーニングブレードと感光体表面との当接位置に潤滑剤を供給することで、表面層に細かな割れが生じても、クリーニング性能を維持することができることを見出した。また、感光体表面に潤滑剤を塗布することで、感光体の摩擦係数を下げることができ、感光体の磨耗やフィルミングを抑制することもできる。 As described in Japanese Patent Application No. 2008-68665, the present applicant provides a lubricant application device upstream of the cleaning blade contact position in the photosensitive member moving direction and downstream of the transfer position. It has been found that the cleaning performance can be maintained even if fine cracks occur in the surface layer by applying the lubricant to the surface of the body and supplying the lubricant to the contact position between the cleaning blade and the photoreceptor surface. It was. Further, by applying a lubricant to the surface of the photoconductor, the coefficient of friction of the photoconductor can be lowered, and wear and filming of the photoconductor can be suppressed.
しかしながら、特願2008−68665号に記載の画像形成装置のように、クリーニングブレード当接位置よりも感光体移動方向上流側、かつ、転写位置よりも下流側に潤滑剤塗布装置を設けると、次のような不具合が生じることがわかった。すなわち、クリーニングブレード当接位置よりも感光体移動方向上流側、かつ、転写位置よりも下流側に潤滑剤塗布装置を設けた場合、感光体表面に付着した転写トナー上に潤滑剤を塗布することとなる。その結果、クリーニングブレードで転写残トナーが除去される際に潤滑剤も除去されてしまい、転写残トナーが多く付着していたところに対応するクリーニングブレード通過後の感光体表面における潤滑剤の量が、転写残トナーがあまり付着していないところに対応するクリーニングブレード通過後の感光体表面の潤滑剤量よりも少なくなり、クリーニングブレード通過後の感光体表面の潤滑剤量に偏りが生じてしまう。これにより、現像手段によって感光体表面の潤滑剤の多い部分に付着したトナーと感光体表面との付着力と、現像手段によって感光体表面の潤滑剤の少ない部分に付着したトナーと感光体表面との付着力とが異なってしまい、転写ムラ、文字中抜け、虫喰い、画像ボケ、ボソツキなど、種々の異常画像となる不具合である。 However, as in the image forming apparatus described in Japanese Patent Application No. 2008-68665, if a lubricant application device is provided upstream of the cleaning blade contact position in the photosensitive member moving direction and downstream of the transfer position, It was found that the following problems occur. That is, when a lubricant application device is provided upstream of the cleaning blade contact position in the direction of movement of the photosensitive member and downstream of the transfer position, the lubricant is applied onto the transfer toner adhered to the surface of the photosensitive member. It becomes. As a result, when the transfer residual toner is removed by the cleaning blade, the lubricant is also removed, and the amount of lubricant on the surface of the photoreceptor after passing through the cleaning blade corresponding to the location where a large amount of transfer residual toner has adhered is obtained. Therefore, the amount of lubricant on the surface of the photoconductor after passing through the cleaning blade corresponding to the place where the toner remaining after transfer is not much attached becomes smaller, and the amount of lubricant on the surface of the photoconductor after passing through the cleaning blade is biased. As a result, the adhesion force between the toner and the surface of the photosensitive member, which is adhered to the surface of the photosensitive member by the developing unit, and the toner and the surface of the photosensitive member, which are adhered to the portion of the surface of the photosensitive member by the developing unit that are less This is a defect that causes various abnormal images such as transfer unevenness, character missing, bug eater, image blur, and blur.
さらに、潤滑剤塗布装置の感光体表面に潤滑剤を塗布する塗布ブラシに転写残トナーが付着し、塗布ブラシが汚れて経時にわたり感光体表面に軸方向均一に潤滑剤を塗布することができなくなってしまう。その結果、クリーニングブレードと感光体表面との当接部の軸方向の一部分に十分な潤滑剤を供給することができなくなり、その部分でトナーのすり抜けが起こりクリーニング不良となってしまう。 Furthermore, the transfer residual toner adheres to the application brush for applying the lubricant to the surface of the photoreceptor of the lubricant application device, and the application brush becomes dirty, making it impossible to apply the lubricant uniformly on the surface of the photoreceptor over time. End up. As a result, sufficient lubricant cannot be supplied to a part of the contact portion between the cleaning blade and the surface of the photosensitive member in the axial direction, and toner slips through the portion, resulting in poor cleaning.
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、ビビリ振動や異音の発生を抑制し、像担持体およびクリーニングブレードの寿命が向上し、経時にわたり良好なクリーニング性を維持し、かつ、良好な画像を得ることができる画像形成装置およびプロセスカートリッジを提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to suppress chatter vibration and abnormal noise, improve the life of the image carrier and the cleaning blade, and maintain good cleaning properties over time. And providing an image forming apparatus and a process cartridge capable of obtaining a good image.
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、像担持体と、前記像担持体表面を帯電する帯電手段と、帯電した前記像担持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記像担持体表面に形成された前記静電潜像を現像してトナー像化する現像手段と、前記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、前記像担持体表面に当接して、前記像担持体表面に付着した転写残トナーをクリーニングするクリーニングブレードを有するクリーニング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、短冊形状の弾性体ブレードと、前記弾性体ブレードの先端稜線部を覆い、前記弾性体ブレードよりも硬く、摩擦係数が0.1以上0.6以下の表面層とを有し、前記クリーニングブレードの前記像担持体と当接する当接位置よりも前記像担持体表面移動方向下流側、かつ、前記現像手段の現像領域よりも前記像担持体表面移動方向上流側に前記像担持体表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段を配置したことを特徴とするものである。
また、請求項2の発明は、請求項1の画像形成装置において、前記表面層の鉛筆硬度が、7[H]以上であることを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項1または2の画像形成装置において、前記弾性体ブレードとして、ウレタン基を含むゴムを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項1乃至3いずれかの画像形成装置において、前記潤滑剤塗布手段は、前記像担持体表面に潤滑剤を供給する潤滑剤供給手段と、前記潤滑剤供給手段により前記像担持体表面に供給された潤滑剤を均す潤滑剤均し手段とを備えたことを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項4の画像形成装置において、前記潤滑剤均し手段として、ブレード部材を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項4または5の画像形成装置において、前記潤滑剤は、固形潤滑剤であって、前記潤滑剤供給手段として、回転しながら前記固形潤滑剤を掻き取り前記像担持体に供給するローラ状ブラシを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、請求項1乃至6いずれかの画像形成装置において、前記潤滑剤は、金属石鹸であって、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウムおよびステアリン酸カルシウムから選択される少なくとも1種以上の金属石鹸であることを特徴とするものである。
また、請求項8の発明は、請求項1乃至7いずれかの画像形成装置において、前記像担持体と、少なくとも前記クリーニング手段と、前記潤滑剤塗布手段とを一体に支持し、装置本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジとしたことを特徴とするものである。
また、請求項9の発明は、像担持体と少なくとも前記像担持体表面に付着した転写残トナーをクリーニングするクリーニングブレードを有するクリーニング手段とを一体に支持し、画像形成装置本体に対して着脱自在な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、短冊形状の弾性体ブレードと、前記弾性体ブレードの先端稜線部を覆い、前記弾性体ブレードよりも硬く、摩擦係数が0.1以上0.6以下の表面層とを有するものであり、前記クリーニングブレードの前記像担持体と当接する当接位置よりも前記像担持体表面移動方向下流側、かつ、前記現像手段の現像領域よりも前記像担持体表面移動方向上流側に前記像担持体表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段を備えたことを特徴とするものである。
To achieve the above object, the invention of claim 1 is directed to an image carrier, charging means for charging the surface of the image carrier, and latent image formation for forming an electrostatic latent image on the charged surface of the image carrier. Developing means for developing the electrostatic latent image formed on the surface of the image carrier into a toner image, transfer means for transferring the toner image on the surface of the image carrier to a transfer body, and the image carrier In an image forming apparatus comprising a cleaning unit having a cleaning blade that contacts a body surface and cleans transfer residual toner attached to the surface of the image carrier, the cleaning blade includes a strip-shaped elastic blade, Covering the tip ridge line portion of the elastic blade, having a surface layer that is harder than the elastic blade and has a friction coefficient of 0.1 to 0.6, and is in contact with the image carrier of the cleaning blade Lubricant application means for applying a lubricant to the surface of the image carrier on the downstream side in the moving direction of the image carrier from the contact position and on the upstream side of the development area of the developing means in the direction of movement of the image carrier. It is characterized by the arrangement.
According to a second aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the first aspect, the surface layer has a pencil hardness of 7 [H] or more.
According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the first or second aspect, a rubber containing a urethane group is used as the elastic blade.
According to a fourth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to third aspects, the lubricant application unit includes a lubricant supply unit that supplies a lubricant to the surface of the image carrier, and the lubricant supply. And a lubricant leveling means for leveling the lubricant supplied to the surface of the image carrier by the means.
According to a fifth aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the fourth aspect, a blade member is used as the lubricant leveling means.
According to a sixth aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the fourth or fifth aspect, the lubricant is a solid lubricant, and the solid lubricant is scraped off while rotating as the lubricant supply means. The present invention is characterized in that a roller-shaped brush for supplying to the image carrier is used.
According to a seventh aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to sixth aspects, the lubricant is a metal soap, and is at least one selected from zinc stearate, aluminum stearate, and calcium stearate. It is the above metal soap.
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided the image forming apparatus according to any one of the first to seventh aspects, wherein the image carrier, at least the cleaning unit, and the lubricant applying unit are integrally supported, with respect to the apparatus main body. And a process cartridge that is detachable.
The invention according to claim 9 integrally supports the image carrier and at least a cleaning means having a cleaning blade for cleaning the transfer residual toner adhering to the surface of the image carrier, and is detachably attached to the main body of the image forming apparatus. In this process cartridge, the cleaning blade covers a strip-shaped elastic blade and a tip ridge line portion of the elastic blade, is harder than the elastic blade, and has a friction coefficient of 0.1 to 0.6. The image carrier surface movement relative to the image carrier surface movement direction downstream from the contact position of the cleaning blade in contact with the image carrier and from the developing region of the developing means. A lubricant application unit for applying a lubricant to the surface of the image carrier is provided on the upstream side in the direction.
請求項1乃至9の発明によれば、後述する実験結果に示すように、クリーニングブレードの先端稜線部を弾性体ブレードよりも硬く、摩擦係数が0.1以上0.6以下の表面層で覆うことで、先端稜線部が表面層で覆われておらず、弾性体ブレードのみからなるクリーニングブレードに比べて、クリーニングブレードの耐摩耗性を向上させることができる。よって、クリーニングブレードの寿命を延ばすことができる。また、クリーニングブレードの先端稜線部の変形が抑制され、先端稜線部のめくれを抑制することができる。よって、ビビリ振動や異音の発生を抑制することができるとともに、クリーニングブレード先端面の局所的な磨耗を抑制することができる。
また、潤滑剤塗布手段によって像担持体表面に潤滑剤を塗布することで、クリーニングブレードと像担持体表面との当接位置に潤滑剤を供給することができる。これにより、表面層に細かな割れが生じても、良好なクリーニング性を維持することができる。また、感光体表面に潤滑剤を塗布することで、感光体の摩擦係数を下げることができ、感光体の磨耗やフィルミングを抑制することもできる。
さらに、クリーニングブレードの像担持体と当接する当接位置よりも像担持体表面移動方向下流側、かつ、現像手段の現像領域よりも像担持体表面移動方向上流側に潤滑剤塗布手段を設けることで、潤滑剤塗布装置で塗布された潤滑剤が、現像手段の現像領域を通過する前に、クリーニングブレードで転写残トナーとともに除去されることがない。よって、現像手段の現像領域を通過する像担持体表面における潤滑剤量が均一にでき、現像手段によって感光体表面に付着したトナーと像担持体との付着力を均一にすることができる。その結果、良好な転写性を得ることができ、良好な画像を得ることができる。
また、クリーニングブレードの像担持体と当接する当接位置から現像手段の現像領域までは、像担持体表面にほとんどトナーが付着していない。よって、この領域で潤滑剤を塗布することで、潤滑剤塗布手段にトナーが付着するのを抑制することができ、経時で軸方向に均一に潤滑剤を塗布することができる。これにより、経時にわたり、良好なクリーニング性、良好な画像を維持することができる。
According to the first to ninth aspects of the present invention, as shown in the experimental results to be described later, the tip edge line portion of the cleaning blade is harder than the elastic blade and is covered with a surface layer having a friction coefficient of 0.1 to 0.6. Thus, the tip ridge line portion is not covered with the surface layer, and the wear resistance of the cleaning blade can be improved as compared with a cleaning blade made of only an elastic blade. Therefore, the lifetime of the cleaning blade can be extended. In addition, deformation of the tip ridge line portion of the cleaning blade is suppressed, and turning of the tip ridge line portion can be suppressed. Therefore, chatter vibration and abnormal noise can be suppressed, and local wear on the cleaning blade tip surface can be suppressed.
Further, the lubricant can be supplied to the contact position between the cleaning blade and the surface of the image carrier by applying the lubricant to the surface of the image carrier by the lubricant application means. Thereby, even if a fine crack occurs in the surface layer, good cleaning properties can be maintained. Further, by applying a lubricant to the surface of the photoconductor, the coefficient of friction of the photoconductor can be lowered, and wear and filming of the photoconductor can be suppressed.
Further, a lubricant application unit is provided on the downstream side of the image carrier surface movement direction with respect to the contact position of the cleaning blade with the image carrier and on the upstream side of the development region of the developing unit with respect to the image carrier surface movement direction. Thus, the lubricant applied by the lubricant applying device is not removed together with the transfer residual toner by the cleaning blade before passing through the developing area of the developing means. Accordingly, the amount of lubricant on the surface of the image carrier passing through the development area of the developing unit can be made uniform, and the adhesion force between the toner attached to the surface of the photosensitive member by the developing unit and the image carrier can be made uniform. As a result, good transferability can be obtained and a good image can be obtained.
Further, the toner hardly adheres to the surface of the image carrier from the contact position where the cleaning blade contacts the image carrier to the development area of the developing means. Therefore, by applying the lubricant in this region, it is possible to prevent the toner from adhering to the lubricant applying means, and to apply the lubricant uniformly in the axial direction over time. Thereby, a good cleaning property and a good image can be maintained over time.
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、本実施形態に係るプリンタの要部を示す概略構成図である。プリンタは、単一色の複写を行うものであり、図示しない画像読み取り部で読み取った画像データに基づいてモノクロ画像形成を行う。
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 illustrating a main part of the printer according to the present embodiment. 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チャージャ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、転写紙を感光体3から分離するための分離爪8、転写後の感光体3上に残留するトナーの帯電極性を揃えるためのクリーニング前チャージャ9、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装置6、潤滑剤塗布装置10、感光体3を除電する除電ランプ11等が配置されている。
Around the
帯電チャージャ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。帯電チャージャ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 charger 4 is arranged in a non-contact manner with a predetermined distance from the
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
転写装置7は、転写前チャージャ71、転写チャージャ72、分離チャージャ73を備えている。転写前チャージャ71で負のコロナ放電を行って、トナーの極性を揃えた後、転写チャージャ72によるコロナ放電下で転写紙にトナー像を転写する。この転写紙を分離チャージャ73のコロナ放電と分離爪8とによって感光体3表面から分離する。
The
クリーニング装置6は、クリーニングブレード62、潤滑剤塗布装置10などを有している。クリーニングブレード62は、ウレタンゴム、シリコーンゴム等を短冊形状に形成した弾性ブレードでありホルダー621に支持され、その先端稜線部が感光体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。クリーニングブレード62は、感光体上の転写残トナーを除去する。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、クリーニングブレード62よりも感光体表面移動方向下流側に配置され、潤滑剤供給手段たる塗布ブラシ101、固形潤滑剤103、ブラケット105、潤滑剤加圧スプリング104、潤滑剤均し手段たる均しブレード110などを備えている。固形潤滑剤103は、ステアリン酸亜鉛を主成分とする潤滑油添加剤を溶解した後冷却固化させたものであり、バー状に成型されている。固形潤滑剤103は、ブラケット105に保持され、クリーニング装置6のケースに取り付けられた潤滑剤加圧スプリング104により塗布ブラシ101側に加圧されている。塗布ブラシ101は感光体3に当接して設けられており、塗布ブラシ101の感光体3の回転方向に対して連れまわり方向の回転により固形潤滑剤103が削られてクリーニングブレード62により残留トナーが除去されてクリーンな状態の感光体3の表面に潤滑剤が塗布される。塗布ブラシ101によって感光体表面に塗布された潤滑剤は、感光体表面と摺擦する均しブレードによって引き延ばされる。これにより、感光体表面に潤滑剤の薄層が形成される。なお、図1においては、均しブレードは、感光体3の表面移動方向に対してトレール方向で感光体3に当接しているが、カウンタ方向に当接させてもよい。また、潤滑剤の感光体3への供給量は、固形潤滑剤103の塗布ブラシ101へ押し当てる潤滑剤加圧スプリング104の加圧力によりコントロール可能である。
The
上記固形潤滑剤103としては、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウムおよびステアリン酸カルシウムから選択される少なくとも1種以上の金属石鹸を好適に用いることができる。また、乾燥した固体疎水性潤滑剤を用いることも可能であり、上記の他にも、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸鉛、ステアリン酸鉄、ステアリン酸ニッケル、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸銅、ステアリン酸ストロンチウム、ステアリン酸カドミウム、ステアリン酸マグネシウムなどのステアリン酸基を持つものを用いることができる。また、同じ脂肪酸基であるオレイン酸亜鉛、オレイン酸マンガン、オレイン酸鉄、オレイン酸コバルト、オレイン酸鉛、オレイン酸マグネシウム、オレイン酸銅、や、パルチミン酸、亜鉛パルチミン酸コバルト、パルチミン酸銅、パルチミン酸マグネシウム、パルチミン酸アルミニウム、パルチミン酸カルシウムを用いてもよい。他にも、カプリル酸鉛、カプロン酸鉛、リノレン酸亜鉛、リノレン酸コバルト、リノレン酸カルシウム、及びリコリノレン酸カドミウム等の脂肪酸、脂肪酸の金属塩なども使用できる。さらに、キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、木ろう、オオバ油、みつろう、ラノリンなどのワックス等も使用できる。
As the
転写前チャージャ71、分離爪8、クリーニング前チャージャ9は、必要に応じて配置されるものである。
The
帯電チャージャ4、転写前チャージャ71、転写チャージャ72、分離チャージャ73、クリーニング前チャージャ9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。
As the charging charger 4, the
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、不図示の露光装置、除電ランプ11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。
また、所望の波長域の光のみを照射するために、シャープカットフィルター、バンドパスフィルター、近赤外カットフィルター、ダイクロイックフィルター、干渉フィルター、色温度変換フィルターなどの各種フィルターを用いることもできる。
これらの光源のうち、発光ダイオード、及び半導体レーザーは照射エネルギーが高く、また600〜800nmの長波長光を有するため、良好に使用される。
Further, light sources such as an exposure apparatus (not shown) and a
In addition, various types of filters such as a sharp cut filter, a band pass filter, a near infrared cut filter, a dichroic filter, an interference filter, and a color temperature conversion filter can be used to irradiate only light in a desired wavelength range.
Among these light sources, light emitting diodes and semiconductor lasers are used favorably because they have high irradiation energy and long wavelength light of 600 to 800 nm.
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、帯電チャージャ4、現像ローラ51、転写前チャージャ71、転写チャージャ72、分離チャージャ73、クリーニング前チャージャ9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11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), a predetermined voltage or current is sequentially applied to the charging charger 4, 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、帯電チャージャ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。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11と下レジストローラ12との対向部を経て、感光体1と転写チャージャ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12と下レジストローラ13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、分離爪8と分離チャージャ73によって感光体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。
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た後、潤滑剤塗布装置10によって潤滑剤が塗布され、除電ランプ11で除電される。
The toner image formed on the
On the other hand, 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チャージャ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、感光体3、帯電チャージャ4、現像装置5、クリーニング装置6、潤滑剤塗布装置10のような単位で新しいものと交換するような構成でもよい。
Further, in this printer, a
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のである。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。アパーチャーとしては、100[μm]のものを用い、50,000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 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 via an interface (manufactured by Nikkaki Co., Ltd.) for analysis. 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 then applied to the Coulter Multisizer 2e type. The aperture is 100 [μm], and the particle size of 50,000 toner particles is measured. As a channel, it is less than 2.00-2.52 [micrometer]; 2.52-less than 3.17 [micrometer]; 3.17-less than 4.00 [micrometer]; 4.00-5.04 [micrometer] Less than 5.04 to 6.35 [μm]; 6.35 to less than 8.00 [μm]; 8.00 to less than 10.08 [μm]; 10.08 to less than 12.70 [μm]; 12.70 to less than 16.00 [μm]; 16.00 to less than 20.20 [μm]; 20.20 to less than 25.40 [μm]; 25.40 to less than 32.00 [μm]; Using 13 channels of 00 to less than 40.30 [μm], toner particles with a particle size of 2.00 [μm] or more and 32.0 [μm] or less are targeted. Then, the volume average particle diameter is calculated based on the relational expression “volume average particle diameter = 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クリーニングブレード62で除去しようとしても、その重合トナーを感光体3表面から十分に除去しきれず、クリーニング不良が発生する。そこで、クリーニングブレード62の感光体3への当接圧を高めて、クリーニング性をアップしようとすると、クリーニングブレード62が早期に磨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62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62の感光体3と当接している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う。クリーニングブレード62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 by the
そこで、本実施形態においては、クリーニングブレード62の先端稜線部を覆うように、クリーニングブレード62よりも硬度の高い表面層を設けている。
Therefore, in the present embodiment, a surface layer having a hardness higher than that of the
図3は、クリーニングブレード62の斜視図であり、図4は、クリーニングブレード62の拡大構成図である。
クリーニングブレード62は、金属や硬質プラスチックなどの剛性材料からなる短冊形状のホルダー621と、短冊形状の弾性体ブレード622とで構成されており、クリーニングブレード62の先端面62a全体および下面62bの先端稜線部62c近傍に先端稜線部62cを覆うように表面層623が形成されている。
弾性体ブレード622は、ホルダー621の一端側に接着剤などにより固定されており、ホルダー621の他端側は、クリーニング装置6のケースに方持ち支持されている。
FIG. 3 is a perspective view of the
The
The
弾性体ブレードと622しては、感光体3の偏心や感光体表面の微小なうねりなどに追随できるように、高反発性の弾性体が好ましく、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。特に、25℃における硬度が70〜75度(JIS A)、反発弾性率が30〜68[%]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が微小に傾いて取り付けるなどしたときに、クリーニングブレード62の軸方向一端側と他端側とで当接圧が異なる所謂偏当りしやすくなり、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70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が反ってしまって、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。
また、反発弾性率が68[%]を超えるようなウレタンゴムはほとんど存在しないのが実情であり、汎用品でないので、コスト高につながるおそれがある。また、反発弾性率が68[%]を超えると、クリーニングブレード62にめくれが発生したときに、高音のブレード鳴きという異音が発生しやすくなる。一方、反発弾性率が30[%]未満であると、感光体3の偏心や感光体表面の微小なうねりなどに対する追随性が悪くなり、クリーニング性が低下するおそれがある。
The
Moreover, the fact is that there is almost no urethane rubber having a rebound resilience exceeding 68 [%], and since it is not a general-purpose product, there is a risk that the cost will increase. On the other hand, when the resilience elastic modulus exceeds 68 [%], an abnormal noise such as a high-pitched blade is likely to occur when the
このように、ウレタンゴムとして、25℃における硬度が70〜75度(JIS A)、反発弾性率が30〜68[%]のウレタンゴムを用いることによって、良好なクリーニング性を得ることができる。 Thus, good cleaning properties can be obtained by using urethane rubber having a hardness at 25 ° C. of 70 to 75 degrees (JIS A) and a rebound resilience of 30 to 68 [%] as the urethane rubber.
表面層623は、スプレー塗工、ディップ塗工によってクリーニングブレード62の先端稜線部62cを皮膜する。表面層623としては、弾性体ブレード622よりも硬度の高い部材を皮膜するのが好ましい。弾性体ブレード622よりも硬度が高い部材とすることで、弾性体ブレード622よりも感光体3によって削られにくくなり、弾性体ブレード622を感光体表面に当接させるものに比べて、クリーニングブレード62の耐摩耗性を向上させることができる。また、表面層623の材質として、摩擦係数が0.1〜0.6となる材質が好ましい。摩擦係数が0.6を超えると、感光体3と表面層623との摩擦力が高くなり、クリーニングブレード62のめくれが生じてしまう。一方、摩擦係数が0.1未満だと、表面層623の耐摩耗性が低下してしまう。これは、摩擦係数を0.1未満とするための低摩擦添加剤の量が多くなるからである。
The
また、表面層623の皮膜硬度は、鉛筆硬度7H以上が好ましい。鉛筆硬度7H以上とすることで、表面層623が感光体3によって削られにくくなり、クリーニングブレード62の耐摩耗性を著しく向上させることができ、経時にわたりクリーニング性能を維持することができる。また、鉛筆硬度を7H以上とすることで、表面層623が比較的剛直となり、クリーニングブレード62の先端稜線部62cのめくれをより一層抑制することができる。
The film hardness of the
また、感光体3と当接する可能性のある先端稜線部62cから50[μm]離れた位置まで、先端面62aとブレード下面62bとに表面層を形成するのが好ましい。これにより、先端稜線部62cの表面が削れ、弾性体ブレード622と感光体3とが直接接触し、先端稜線部62cがめくれて先端面62aの先端稜線部62cから数[μm]離れた場所が感光体3と当接しても、そこにも表面層623が形成してあるので、先端面62aの局所的な磨耗が抑制される。よって、先端面62aの局所的な磨耗によってクリーニングブレード62の先端稜線部62cの欠落を抑制することができる。また、感光体3の取り付け誤差やクリーニングブレードの取り付け誤差などによって、クリーニングブレード62の当接圧が必要以上に高くなり、クリーニングブレード62が必要以上に撓んで、ブレード下面62bの先端稜線部62cから数[μm]離れた箇所が感光体3に接触しても、そこにも、表面層623が形成してあるので、ブレード下面の局所的な磨耗を抑制することができる。
In addition, it is preferable to form a surface layer on the
また、表面層623の層厚は、5〜20[μm]が好ましい。層厚が、5[μm]以下だと、表面層の剛性が弱くなり、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、層厚が20[μm]を超えると、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。これは、スプレー塗工やディップ塗工のように、液体の材料を付着させて表面層623を形成しているため、先端稜線部62cは表面張力の関係で、皮膜が形成されにくい。このため、先端稜線部62cから離れるにつれて表面層623の層厚は、増加する。層厚が20[μm]を超えると、先端稜線部62cの層厚と先端稜線部62cから離れた位置における層厚との差が大きくなり、クリーニングブレード62の先端稜線部62cの角度が鈍角となってしまう。先端稜線部62cの角度が鈍角となると、先端稜線部62cを直角とした場合に比べて、ブレード先端面62aと感光体1とがなす当接部の上流側の空隙X(図4参照)が狭くなる。そのため、長期に渡るクリーニング動作によって空隙にトナーが堆積したとき、塞き止められた空隙X内のトナーに逃げ場がないので、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する。
The layer thickness of the
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、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。
As a material of the
次に、本出願人らが行った検証実験について説明する。
弾性体ブレード622の材質、表面層623の材質、潤滑剤塗布装置の配置位置をそれぞれ変化させて、耐久試験を行った。
Next, a verification experiment conducted by the applicants will be described.
The durability test was performed by changing the material of the
[弾性体ブレード]
弾性体ブレード622としては、25[℃]における物性が以下の物性となっている5つのウレタンゴムを用意した。
ウレタンゴム1:硬度70度、反発弾性50%(東洋ゴム工業製)
ウレタンゴム2:硬度72度、反発弾性31%(東洋ゴム工業製)
ウレタンゴム3:硬度71度、反発弾性18%(東洋ゴム工業製)
ウレタンゴム4:硬度77度、反発弾性27%(シンジーテック製)
ウレタンゴム5:硬度70度、反発弾性68%(シンジーテック製)
[Elastic blade]
As the
Urethane rubber 1: 70 degree hardness, 50% rebound resilience (Toyo Tire & Rubber)
Urethane rubber 2:
Urethane rubber 3:
Urethane rubber 4: Hardness 77 degrees, rebound resilience 27% (manufactured by Syndtech)
Urethane rubber 5: Hardness 70 degrees, rebound resilience 68% (manufactured by Syndtech)
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。
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.
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.
[表面層]
表面層としては、以下のものを用いた。
(表面層1)
アクリレートモノマー:日本化薬 KAYARAD TMPTA 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
低摩擦係数添加剤:信越化学工業 (X−22−174DX) 1部
溶媒:2−ブタノン 78部
塗膜硬度:鉛筆硬度8H
摩擦係数:0.1
(表面層2)
ウレタンアクリレートオリゴマー:根上工業 UN−3320HA 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
低摩擦係数添加剤:DIC (ディフェンザExp.TF−3026) 0.6部
溶媒:2−ブタノン 78.4部
塗膜硬度:鉛筆硬度7H
摩擦係数:0.3
(表面層3)
アクリレートモノマー:日本化薬 KAYARAD DPCA−120 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5H
摩擦係数:0.8
(表面層4)
ウレタンアクリレートオリゴマー: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:0.6
(表面層5)
ウレタンアクリレートオリゴマー: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
低摩擦係数添加剤:DIC (Exp.TF−3026) 0.6部
溶媒:2−ブタノン 78.4部
塗膜硬度:鉛筆硬度9H
摩擦係数:0.3
(表面層6)
アクリレートモノマー:日本化薬 KAYARAD DPCA−120 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
低摩擦係数添加剤:信越化学工業 (X−22−174DX) 1部
溶媒:2−ブタノン 78部
塗膜硬度:鉛筆硬度5H
摩擦係数:0.3
[Surface layer]
The following were used as the surface layer.
(Surface layer 1)
Acrylate monomer: Nippon Kayaku KAYARAD TMPTA 20 parts Polymerization initiator: Ciba Specialty Chemicals Irgacure 184 1 part Low friction coefficient additive: Shin-Etsu Chemical (X-22-174DX) 1 part Solvent: 2-butanone 78 parts coating film Hardness: Pencil hardness 8H
Friction coefficient: 0.1
(Surface layer 2)
Urethane acrylate oligomer: Negami Kogyo UN-3320HA 20 parts Polymerization initiator: Ciba Specialty Chemicals Irgacure 184 1 part Low friction coefficient additive: DIC (Defenza Exp. TF-3026) 0.6 part Solvent: 2-butanone 78 .Part coating film hardness: Pencil hardness 7H
Friction coefficient: 0.3
(Surface layer 3)
Acrylate monomer: Nippon Kayaku KAYARAD DPCA-120 20 parts Polymerization initiator: Ciba Specialty Chemicals Irgacure 184 1 part Solvent: 2-butanone 79 parts Coating film hardness: pencil hardness 5H
Coefficient of friction: 0.8
(Surface layer 4)
Urethane acrylate oligomer: Negami Kogyo UN-904 20 parts Polymerization initiator: Ciba Specialty Chemicals Inc. Irgacure 184 1 part Solvent: 2-butanone 79 parts Coating film hardness: Pencil hardness 9H
Friction coefficient: 0.6
(Surface layer 5)
Urethane acrylate oligomer: Negami Kogyo UN-904 20 parts Polymerization initiator: Ciba Specialty Chemicals Irgacure 184 1 part Low friction coefficient additive: DIC (Exp.TF-3026) 0.6 part Solvent: 2-butanone 78.4 Part coating film hardness: Pencil hardness 9H
Friction coefficient: 0.3
(Surface layer 6)
Acrylate monomer: Nippon Kayaku KAYARAD DPCA-120 20 parts Polymerization initiator: Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd. Irgacure 184 1 part Low friction coefficient additive: Shin-Etsu Chemical (X-22-174DX) 1 part Solvent: 2-butanone 78 parts Film hardness: Pencil hardness 5H
Friction coefficient: 0.3
表面層の鉛筆硬度は、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の材料を約10[μm]スプレー塗工したものとした。
表面層の摩擦係数は、新東科学製トライボギアミューズ94iを用い、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10[μm]スプレー塗工したものとした。
The pencil hardness of the surface layer was measured according to JIS K5600-5-4 using a pencil scratch tester KTVF-2380 manufactured by Cortec Corporation. The sample was obtained by spraying the surface layer material about 10 [μm] on a 50 [mm] × 50 [mm] glass plate.
As the friction coefficient of the surface layer, the maximum static friction coefficient was measured using a tribogear muse 94i manufactured by Shinto Kagaku. The sample was obtained by spraying the coating material on a glass plate of 50 [mm] × 50 [mm] by about 10 [μm].
次に、検証実験を行った画像形成装置の構成について説明する。
上記ウレタンゴム1〜5のいずれかを用いて厚さ2[mm]の短冊形状の弾性体ブレードを作成し、この弾性体ブレードにスプレー塗工を行って上記1〜6いずれかの表面層を形成する。具体的には、各々のウレタンゴムからなる弾性体ブレードに対し、ブレード面及び先端面の2方向から10[mm/s]のスプレーガン移動速度にて2度塗りを行い、3分間指触乾燥後紫外線露光(140[W/cm]×3[m/min]×5パス)を行った。ただし、ブレード下面はマスキングテープにより先端3[mm]幅に表面層が形成されるように規制した。
Next, the configuration of the image forming apparatus for which the verification experiment was performed will be described.
A strip-shaped elastic blade having a thickness of 2 [mm] is prepared using any of the urethane rubbers 1 to 5, and spray coating is performed on the elastic blade to form any one of the surface layers 1 to 6 above. Form. Specifically, each elastic blade made of urethane rubber is applied twice at a spray gun moving speed of 10 [mm / s] from the two directions of the blade surface and the tip surface, and is dry to the touch for 3 minutes. Post-ultraviolet exposure (140 [W / cm] × 3 [m / min] × 5 passes) was performed. However, the lower surface of the blade was regulated so as to form a surface layer with a width of 3 mm at the tip by masking tape.
この表面層が形成された弾性体ブレードをリコー製カラー複合機 imagio Neo C455に搭載できる板金ホルダーに接着剤により固定し、試作のクリーニングブレードを作成する。この作成した試作クリーニングブレードをリコー製カラー複合機 imagio Neo C455(図1と同様の構成)に取り付けるとともに、潤滑剤塗布の位置などを変更した実施例1〜9、比較例1〜4の画像形成装置を作成した。なお、クリーニングブレードは、線圧:20[g/cm]、クリーニング角:79度となるように取り付けた。また、潤滑剤として、ステアリン酸亜鉛を用い、潤滑剤加圧スプリングによる加圧を、5000[mN]から2000[mN]に変更して検証実験を行った。 The elastic blade on which the surface layer is formed is fixed to a sheet metal holder that can be mounted on the Ricoh color composite machine, image Neo Neo C455, with an adhesive to produce a prototype cleaning blade. Image forming of Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 4 in which the prepared prototype cleaning blade was attached to a Ricoh color composite machine image Neo Neo C455 (same configuration as in FIG. 1) and the position of lubricant application was changed. Created a device. The cleaning blade was attached so that the linear pressure was 20 [g / cm] and the cleaning angle was 79 degrees. In addition, a zinc stearate was used as the lubricant, and the pressure test with the lubricant pressure spring was changed from 5000 [mN] to 2000 [mN], and a verification experiment was performed.
なお、比較例2の画像形成装置は、図5に示すような構成のものであり、クリーニングブレードの上流側に潤滑剤塗布装置を設け、均しブレードをなくした構成のものである。 Note that the image forming apparatus of Comparative Example 2 has a configuration as shown in FIG. 5, and has a configuration in which a lubricant coating device is provided upstream of the cleaning blade and the leveling blade is eliminated.
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)
検証実験は、評価環境:20[℃]・65[%RH]、通紙条件:画像面積率5[%]チャートを連続通紙で、300,000枚(A4横)で行った。そして、以下の項目を評価した。
[評価項目]
クリーニング不良発生:有無(画像面積比率5%チャート出力目視観察)
ブレードエッジ摩耗幅:ブレード下面側からみた摩耗幅
感光体摩耗量:摩耗量の大きさ
The verification experiment was performed with 300,000 sheets (A4 side) of continuous evaluation of an evaluation environment: 20 [° C.] and 65 [% RH], and a sheet passing condition: an image area ratio of 5 [%]. And the following items were evaluated.
[Evaluation item]
Occurrence of cleaning failure: Existence (
Blade edge wear width: Wear width seen from the bottom side of the blade Photoconductor wear amount: Large wear amount
感光体摩耗量は、渦電流式膜厚計フィッシャースコープMMS(フィッシャー製)を用いて、検証実験前と検証実験後の感光体膜厚を測定し、その差分を算出することで求めた。 The photoconductor wear amount was obtained by measuring the photoconductor film thickness before and after the verification experiment using an eddy current film thickness meter Fischer scope MMS (manufactured by Fischer) and calculating the difference.
以下に実施例1〜9、比較例1〜4で用いたウレタンゴムの材質、表面層の材質、潤滑剤塗布方式、検証実験の結果を示す。なお、表面層の層厚は、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の断面により測定した。試料は日進EM製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とした。 The material of the urethane rubber used in Examples 1-9 and Comparative Examples 1-4, the material of the surface layer, the lubricant application method, and the results of the verification experiment are shown below. In addition, the layer thickness of the surface layer was measured with a cross section of an elastic blade separately coated in the same manner using a Keyence microscope VHX-100. The sample was a cross-section cut using a trimming razor for SEM sample preparation manufactured by Nisshin EM.
上記表1は、実施例1〜9、比較例1〜4の検証実験の結果をまとめたものである。
表1に示すように、実施例1〜9は、クリーニング不良などが発生せず、経時にわたり良好な画像を得ることができた。
Table 1 above summarizes the results of verification experiments of Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 4.
As shown in Table 1, in Examples 1 to 9, no defective cleaning occurred and good images could be obtained over time.
一方、比較例1は、ビビリ振動が発生した。これは、表面層の摩擦係数が、0.8と大きいため、感光体との摩擦力が大きい。このため、表面層が経時で磨耗して、経時強度が低下していき、ついには、摩擦力が勝り、クリーニングブレードのめくれが生じて、ビビリ振動が発生したと考えられる。 On the other hand, in Comparative Example 1, chatter vibration occurred. This is because the friction coefficient of the surface layer is as large as 0.8, so that the frictional force with the photoreceptor is large. For this reason, it is considered that the surface layer was worn over time and the strength over time decreased, eventually the frictional force was won and the cleaning blade was turned over, resulting in chatter vibration.
また、比較例2は、帯状のクリーニング不良が4箇所発生した。また、検証実験後の感光体表面を観察したところ、フィルミングが確認された。また、感光体表面の磨耗量も、実施例1〜9に比べて多くなった。これは、潤滑剤塗布の位置がクリーニングブレードよりも感光体移動方向上流側であるため、塗布ブラシが汚れて経時にわたり感光体表面に軸方向均一に潤滑剤を塗布することができなくなってしまったためだと考えられる。また、画像を確認したところ、使用初期において、転写ムラ、文字中抜け、虫喰い、画像ボケ、ボソツキなど、種々の異常画像が確認された。これは、潤滑剤塗布の位置がクリーニングブレードよりも感光体移動方向上流側であるため、クリーニングブレードで塗布された潤滑剤が転写残トナーとともに除去されてしまい、感光体表面の潤滑剤塗布量に偏りが生じたためと考えられる。 In Comparative Example 2, four strip-like cleaning defects occurred. Further, when the surface of the photoreceptor after the verification experiment was observed, filming was confirmed. In addition, the amount of wear on the surface of the photoconductor also increased compared to Examples 1-9. This is because the position of lubricant application is upstream of the cleaning blade in the direction of movement of the photosensitive member, and the application brush becomes dirty and it becomes impossible to uniformly apply the lubricant to the surface of the photosensitive member over time. It is thought that. Further, when the image was confirmed, various abnormal images such as transfer unevenness, character missing, bug eater, image blur, and blurring were confirmed in the initial use. This is because the lubricant application position is upstream of the cleaning blade in the moving direction of the photosensitive member, so that the lubricant applied by the cleaning blade is removed together with the transfer residual toner, and the amount of lubricant applied to the surface of the photosensitive member is reduced. This is thought to be due to a bias.
また、比較例3においては、帯状のクリーニング不良が5箇所発生した。感光体表面に潤滑剤を塗布していないので、感光体表面との摩擦によって早期にクリーニングブレード表面が磨耗したため、クリーニング不良が発生したと考えられる。また、検証実験後の感光体表面を観察したところ、フィルミングが確認された。感光体表面に潤滑剤を塗布していないため、感光体とトナーとの付着力が強くなり、フィルミングが発生したと考えられる。また、感光体表面の磨耗量も、2.0[μm]も磨耗していた。これは、感光体表面に潤滑剤を塗布していないので、感光体表面の摩擦係数が高くなり、鉛筆硬度が8Hと硬い表面層の摺擦によって削られてしまったためと考えられる。 In Comparative Example 3, five strip-like cleaning defects occurred. Since no lubricant is applied to the surface of the photoconductor, the cleaning blade surface was worn early due to friction with the surface of the photoconductor, and it is considered that a cleaning failure occurred. Further, when the surface of the photoreceptor after the verification experiment was observed, filming was confirmed. Since no lubricant is applied to the surface of the photoconductor, the adhesion between the photoconductor and the toner becomes strong, and it is considered that filming has occurred. Further, the amount of wear on the surface of the photoreceptor was also worn by 2.0 [μm]. This is probably because the lubricant was not applied to the surface of the photoconductor, so that the coefficient of friction on the surface of the photoconductor was high, and the surface hardness was scraped off by the hard surface layer having a pencil hardness of 8H.
また、比較例4は、スジ状のクリーニング不良が発生した。また、クリーニング不良後のクリーニングブレードの先端面を観察したところ、えぐれが発生していた。これは、表面層を形成していないので、感光体との摩擦力が大きく、また、先端稜線部の強度も十分でないため、クリーニングブレードの先端稜線部にめくれが発生し、先端面の一部が局所的に磨耗したため、先端面のえぐれが生じたものと考えられる。 In Comparative Example 4, streaky cleaning failure occurred. Further, when the front end surface of the cleaning blade after the poor cleaning was observed, the chipping occurred. Since the surface layer is not formed, the frictional force with the photosensitive member is large, and the strength of the tip ridge line portion is not sufficient, so that the tip ridge line portion of the cleaning blade is turned up and a part of the tip surface is formed. It is considered that the tip face was chipped due to local wear.
一方、実施例1〜9においては、摩擦係数が0.1〜0.6と低いため、感光体との摩擦力が低く抑えられ、クリーニングブレードの先端稜線部のめくれの発生が抑えられ、ビビリ振動、異音、先端面のえぐれがなく、長期にわたり良好なクリーニング性を維持することができた。また、クリーニングブレードよりも感光体表面移動方向下流側で潤滑剤を塗布しているので、残留トナーが除去されてクリーンな状態の感光体3の表面に潤滑剤を塗布することができる。よって、経時にわたり塗布ブラシが汚れることなく、経時に亘り一定量の潤滑剤を感光体表面に塗布することができる。このため、経時にわたり均しブレードによって感光体表面に均一な潤滑剤を塗布することができるため、クリーニング不良、感光体表面のフィルミング、感光体表面の磨耗を経時にわたり抑制することができた。
On the other hand, in Examples 1 to 9, since the friction coefficient is as low as 0.1 to 0.6, the frictional force with the photoconductor is kept low, the occurrence of turning of the tip ridge line portion of the cleaning blade is suppressed, and chattering is achieved. There was no vibration, abnormal noise, or tipping, and good cleaning was maintained for a long time. Further, since the lubricant is applied downstream of the cleaning blade in the moving direction of the photoreceptor surface, the residual toner is removed and the lubricant can be applied to the surface of the
さらに、表面層の鉛筆硬度が5Hの実施例5は、鉛筆硬度7H以上のその他の実施例よりもブレード磨耗幅が広かった。これは、鉛筆硬度が7H以上の実施例1〜4、実施例6〜9は、表面層の鉛筆硬度が5Hの実施例5に比べて、表面層の耐久性が向上しているため、ブレード磨耗が抑えられたと考えられる。 Furthermore, in Example 5 in which the pencil hardness of the surface layer was 5H, the blade wear width was wider than in other examples having a pencil hardness of 7H or more. This is because the durability of the surface layer is improved in Examples 1 to 4 and Examples 6 to 9 in which the pencil hardness is 7H or higher compared to Example 5 in which the pencil hardness of the surface layer is 5H. It is thought that wear was suppressed.
また、実施例1〜9について、検証実験後のクリーニングブレードの表面層を観察したところ、細かい割れが発生していたが、クリーニング不良などの異常画像発生につながる事象は、確認されなかった。この理由については定かではないが、実施例1乃至9画像形成装置には、潤滑剤塗布装置を備えており、潤滑剤塗布装置で感光体表面に潤滑剤を塗布しているからだと考えられる。 Further, when the surface layer of the cleaning blade after the verification experiment was observed for Examples 1 to 9, fine cracks were generated, but no events that could cause abnormal images such as defective cleaning were confirmed. The reason for this is not clear, but it is considered that the image forming apparatuses of Examples 1 to 9 are provided with a lubricant application device, and the lubricant is applied to the surface of the photoreceptor by the lubricant application device.
本実施形態においては、いわゆるモノクロの画像形成装置の例であるが、カラーの画像形成装置であってもよい。以下、カラー画像形成装置に本実施形態の特徴点を適用した場合の具体例を説明する。 The present embodiment is an example of a so-called monochrome image forming apparatus, but may be a color image forming apparatus. Hereinafter, a specific example in which the feature points of the present embodiment are applied to a color image forming apparatus will be described.
図7は、いわゆるタンデム型のフルカラー画像形成装置であるプリンタに本発明を適用した例を示す図である。
図7において、符号(3C,3M,3Y,3K)はドラム状の感光体であり、この感光体3C,3M,3Y,3Kは図中の矢印方向に回転し、その周りに少なくとも回転順に帯電装置4C,4M,4Y,4K、現像装置5C,5M,5Y,5K、クリーニング装置6C,6M,6Y,6Kが配置されている。
FIG. 7 is a diagram showing an example in which the present invention is applied to a printer which is a so-called tandem type full-color image forming apparatus.
In FIG. 7, reference numeral (3C, 3M, 3Y, 3K) denotes a drum-shaped photoconductor, and the photoconductors 3C, 3M, 3Y, 3K rotate in the direction of the arrow in the figure and are charged around at least in the order of rotation. Devices 4C, 4M, 4Y, 4K, developing
この帯電装置4C,4M,4Y,4Kと現像装置5C,5M,5Y,5Kの間の感光体裏面側より、図示しない露光装置からのレーザー光LC,LM,LY,LKが照射され、感光体3C,3M,3Y,3Kに静電潜像が形成されるようになっている。そして、このような感光体3C,3M,3Y,3Kを中心とした4つのプロセスカートリッジ1C,1M,1Y,1Kが、転写材搬送手段である転写搬送ベルト14に沿って並置されている。転写搬送ベルト14は各プロセスカートリッジ1C,1M,1Y,1Kの現像装置5C,5M,5Y,5Kとクリーニング装置6C,6M,6Y,6Kの間で感光体3C,3M,3Y,3Kに当接しており、転写搬送ベルト14の感光体側の裏側に当たる面(裏面)には転写バイアスを印加するための転写ブラシ7C,7M,7Y,7Kが配置されている。各プロセスカートリッジ1C,1M,1Y,1Kは現像装置内部のトナーの色が異なることであり、その他は全て同様の構成となっている。
Laser light LC, LM, LY, LK from an exposure device (not shown) is irradiated from the back side of the photoreceptor between the charging devices 4C, 4M, 4Y, 4K and the developing
図7に示す構成のカラー電子写真画像形成装置において、画像形成動作は次のようにして行なわれる。まず、各プロセスカートリッジ1C,1M,1Y,1Kにおいて、感光体3C,3M,3Y,3Kが矢印方向(感光体と連れ周り方向)に回転する帯電装置4C,4M,4Y,4Kにより帯電され、次に感光体の内側に配置された露光装置(図示しない)でレーザー光LC,LM,LY,LKにより、作成する各色の画像に対応した静電潜像が形成される。
In the color electrophotographic image forming apparatus having the configuration shown in FIG. 7, the image forming operation is performed as follows. First, in each of the
次に現像装置5C,5M,5Y,5Kにより潜像を現像してトナー像が形成される。現像装置5C,5M,5Y,5Kは、それぞれC(シアン),M(マゼンタ),Y(イエロー),K(ブラック)のトナーで現像を行なう現像装置で、4つの感光体3C,3M,3Y,3K上で作られた各色のトナー像は転写紙上で重ねられる。
転写紙Pは給紙コロ15によりトレイから送り出され、上レジストローラ12と下レジストローラ13で一旦停止し、上記感光体上への画像形成とタイミングを合わせて転写搬送ベルト14に送られる。転写搬送ベルト14上に保持された転写紙Pは搬送されて、各感光体3C,3M,3Y,3Kとの当接位置(転写部)で各色トナー像の転写が行なわれる。
感光体上のトナー像は、転写ブラシ7C,7M,7Y,7Kに印加された転写バイアスと感光体3C,3M,3Y,3Kとの電位差から形成される電界により、転写紙P上に転写される。そして4つの転写部を通過して4色のトナー像が重ねられた記録紙Pは定着装置16に搬送され、トナーが定着されて、図示しない排紙部に排紙される。また、転写部で転写されずに各感光体3C,3M,3Y,3K上に残った残留トナーは、クリーニング装置6C,6M,6Y,6Kで回収される。なお、図7の例では画像形成要素は、転写紙搬送方向上流側から下流側に向けて、C(シアン),M(マゼンタ),Y(イエロー),K(ブラック)の色の順で並んでいるが、この順番に限るものではなく、色順は任意に設定されるものである。
また、図7において帯電装置は感光体と当接しているが、両者の間に適当なギャップ(10〜200μm程度)を設けることにより、両者の摩耗量が低減できると共に、帯電部材へのトナーフィルミングが少なくて済み良好に使用できる。
Next, the latent image is developed by the developing
The transfer paper P is sent out from the tray by the paper supply roller 15, temporarily stopped by the
The toner image on the photoconductor is transferred onto the transfer paper P by an electric field formed by a potential difference between the transfer bias applied to the transfer brushes 7C, 7M, 7Y, and 7K and the photoconductors 3C, 3M, 3Y, and 3K. The Then, the recording paper P on which the four color toner images are passed through the four transfer portions is conveyed to the fixing
In FIG. 7, the charging device is in contact with the photoconductor. By providing an appropriate gap (about 10 to 200 μm) between the two, the wear amount of the both can be reduced, and the toner film on the charging member can be reduced. It can be used satisfactorily with less ming.
このカラー電子写真画像形成装置においても、各プロセスカートリッジ1C,1M,1Y,1Kのクリーニング装置6C,6M,6Y,6Kは、クリーニングブレードを備えており、クリーニングブレードの先端稜線部は、摩擦係数が0.1〜0.6の表面層で覆われている。また、各プロセスカートリッジ1C,1M,1Y,1Kは、クリーニングブレードの感光体と当接する当接位置よりも感光体表面移動方向下流側、かつ、現像装置の現像領域よりも感光体表面移動方向上流側に感光体表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置を設けている。
このカラー電子写真画像形成装置は、上述のような構成を備えているので、重合トナーをクリーニングできるようクリーニングブレードの線圧を上げても、クリーニングブレードの先端稜線部にめくれが生じることがなく、良好なクリーニング性を経時にわたり維持することができる。また、感光体の磨耗の進行が抑制され、長期にわたりに良好な画像を維持することができる。
Also in this color electrophotographic image forming apparatus, the
Since this color electrophotographic image forming apparatus has the above-described configuration, even if the linear pressure of the cleaning blade is increased so that the polymerized toner can be cleaned, the leading edge portion of the cleaning blade does not turn up. Good cleaning properties can be maintained over time. Further, the progress of abrasion of the photoreceptor is suppressed, and a good image can be maintained over a long period.
以上、本実施形態の画像形成装置においては、像担持体たる感光体と、感光体表面を帯電する帯電手段たる帯電チャージャーと、帯電した感光体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段たる露光装置と、感光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たる現像装置と、感光体表面のトナー像を転写体たる転写紙に転写する転写手段たる転写装置と、感光体に当接して感光体表面に付着した転写残トナーをクリーニングするクリーニングブレードを有するクリーニング手段たるクリーニング装置とを備えている。クリーニングブレードは、短冊形状の弾性体ブレードであって、この弾性体ブレードの先端稜線部を覆い、弾性体ブレードよりも硬く、摩擦係数が0.1〜0.6の表面層を有している。クリーニングブレードの先端稜線部を弾性体ブレードよりも硬い表面層で覆うことで、クリーニングブレードの耐摩耗性が向上し、クリーニングブレードの寿命を延ばすことができる。また、表面層の摩擦係数を0.1以上0.6以下とすることで、感光体とクリーニングブレードとの摩擦力を低減することができるとともに、表面層の耐摩耗性の低下を抑制することができる。さらに、表面層は弾性体ブレードよりも硬く変形しにくいので、クリーニングブレードの先端稜線部の変形が抑制され、先端稜線部のめくれを抑制することができる。よって、ビビリ振動や異音の発生を抑制することができるとともに、クリーニングブレード先端面の局所的な磨耗を抑制することができる。 As described above, in the image forming apparatus of the present embodiment, the photosensitive member as the image carrier, the charging charger as the charging unit for charging the surface of the photosensitive member, and the latent image forming unit for forming an electrostatic latent image on the charged surface of the photosensitive member. A developing device that is a developing unit that develops an electrostatic latent image formed on the surface of the photoconductor to form a toner image, and a transfer that is a transfer unit that transfers the toner image on the surface of the photoconductor to a transfer sheet as a transfer body. And a cleaning device that is a cleaning unit having a cleaning blade that contacts the photosensitive member and cleans the transfer residual toner that adheres to the surface of the photosensitive member. The cleaning blade is a strip-shaped elastic blade that covers the tip ridge line portion of the elastic blade, is harder than the elastic blade, and has a surface layer with a friction coefficient of 0.1 to 0.6. . By covering the tip ridge line portion of the cleaning blade with a surface layer harder than the elastic blade, the wear resistance of the cleaning blade is improved and the life of the cleaning blade can be extended. Further, by setting the friction coefficient of the surface layer to 0.1 or more and 0.6 or less, it is possible to reduce the frictional force between the photoconductor and the cleaning blade, and to suppress the deterioration of the wear resistance of the surface layer. Can do. Furthermore, since the surface layer is harder and more difficult to deform than the elastic blade, deformation of the tip ridge line portion of the cleaning blade is suppressed, and turning of the tip ridge line portion can be suppressed. Therefore, chatter vibration and abnormal noise can be suppressed, and local wear on the cleaning blade tip surface can be suppressed.
また、本実施形態の画像形成装置は、潤滑剤塗布装置をクリーニングブレードの感光体と当接する当接位置よりも感光体表面移動方向下流側、かつ、現像装置の現像領域よりも感光体表面移動方向上流側に配置した。これにより、潤滑剤塗布装置で塗布された潤滑剤が、現像領域を通過する前に、クリーニングブレードで転写残トナーとともに除去されることがない。よって、現像領域を通過する感光体表面における潤滑剤量を均一にでき、現像装置によって感光体表面に付着したトナーと感光体との付着力を均一にすることができる。その結果、良好な転写性を得ることができ、良好な画像を得ることができる。
また、クリーニングブレードの感光体と当接する当接位置から現像領域までは、感光体表面にほとんどトナーが付着していない。よって、この領域で潤滑剤を塗布することで、塗布ブラシにトナーが付着するのを抑制することができ、経時で軸方向に均一に潤滑剤を塗布することができる。これにより、経時にわたり、良好なクリーニング性、良好な画像を維持することができる。
In the image forming apparatus according to the present embodiment, the surface of the photoconductor surface is moved downstream of the contact position where the lubricant coating device contacts the photoconductor of the cleaning blade, and the surface of the photoconductor is moved more than the developing area of the developing device. Arranged upstream in the direction. Thus, the lubricant applied by the lubricant application device is not removed together with the transfer residual toner by the cleaning blade before passing through the development region. Therefore, the amount of lubricant on the surface of the photoreceptor passing through the development area can be made uniform, and the adhesion force between the toner adhered to the surface of the photoreceptor by the developing device and the photoreceptor can be made uniform. As a result, good transferability can be obtained and a good image can be obtained.
Further, almost no toner adheres to the surface of the photosensitive member from the contact position where the cleaning blade contacts the photosensitive member to the development area. Therefore, by applying the lubricant in this region, it is possible to suppress the toner from adhering to the application brush, and the lubricant can be applied uniformly in the axial direction over time. Thereby, a good cleaning property and a good image can be maintained over time.
また、表面層の鉛筆硬度を7[H]以上とすることで、耐摩耗性が向上し、クリーニングブレードの寿命を延ばすことができる。 Further, by setting the pencil hardness of the surface layer to 7 [H] or more, the wear resistance can be improved and the life of the cleaning blade can be extended.
また、弾性体ブレードとして、ウレタン基を含むゴムを用いたことで、感光体に偏心などあっても、柔軟にクリーニングブレードが変形して、所定の当接圧を維持することができ、良好なクリーニング性を維持することができる。 In addition, by using rubber containing a urethane group as the elastic blade, the cleaning blade can be flexibly deformed to maintain a predetermined contact pressure even if the photoreceptor is eccentric, etc. Cleanability can be maintained.
また、潤滑剤塗布装置は、感光体表面に潤滑剤を供給する潤滑剤供給手段たる塗布ブラシと、塗布ブラシにより感光体表面に供給された潤滑剤を均す潤滑剤均し手段たる均しブレードとを備えている。これにより、感光体表面に均一に潤滑剤を塗布することができる。 Further, the lubricant application device includes an application brush as a lubricant supply means for supplying a lubricant to the surface of the photoconductor, and a leveling blade as a lubricant leveling means for leveling the lubricant supplied to the surface of the photoconductor by the application brush. And. As a result, the lubricant can be uniformly applied to the surface of the photoreceptor.
前記潤滑剤均し手段として、ブレード部材を用いることで、安価な構成で感光体表面に供給された潤滑剤を均すことができる。 By using a blade member as the lubricant leveling means, it is possible to level the lubricant supplied to the surface of the photoreceptor with an inexpensive configuration.
また、感光体と少なくともクリーニング装置とを一体に支持し、装置本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジとすることで、感光体およびクリーニング装置の交換を容易に行うことができる。 In addition, since the photosensitive member and at least the cleaning device are integrally supported and the process cartridge is detachable from the apparatus main body, the photosensitive member and the cleaning device can be easily exchanged.
また、感光体として架橋型電荷輸送材料を使用した有機感光体と、弾性体ブレードからなり、弾性体ブレードの先端稜線部を覆い、弾性体ブレードよりも硬く、摩擦係数が0.1〜0.6の表面層を有するクリーニングブレードとを備えているので、高寿命で、クリーニング性が良好なプロセスカートリッジを提供することができる。
Further, the photoconductive member comprises an organic photoconductor using a cross-linkable charge transport material and an elastic blade, covers the tip ridge line portion of the elastic blade, is harder than the elastic blade, and has a friction coefficient of 0.1-0. Since the cleaning blade having the
また、潤滑剤は、固形潤滑剤であって、ローラ状ブラシである塗布ブラシで回転しながら固形潤滑剤を摺擦して掻き取り感光体に供給するよう構成したので、簡単な構成で感光体表面に潤滑剤を供給することができる。 Also, the lubricant is a solid lubricant, and is configured to scrape and supply the solid lubricant to the photoconductor while rotating with an application brush which is a roller brush. A lubricant can be supplied to the surface.
また、潤滑剤は、金属石鹸であって、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウムおよびステアリン酸カルシウムから選択される少なくとも1種以上の金属石鹸であるので、感光体表面の摩擦係数を下げることができ、感光体の磨耗良好に抑制することができる。 Further, since the lubricant is a metal soap and is at least one metal soap selected from zinc stearate, aluminum stearate and calcium stearate, the coefficient of friction on the surface of the photoreceptor can be lowered, and the photosensitive material can be reduced. The body wear can be suppressed well.
また、感光体と少なくともクリーニング装置および潤滑剤塗布装置とを一体に支持し、装置本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジとすることで、感光体、クリーニング装置および潤滑剤塗布装置の交換を容易に行うことができる。 In addition, the photosensitive member, at least the cleaning device and the lubricant application device are integrally supported, and the process cartridge is detachable from the main body of the device, so that the photosensitive member, the cleaning device and the lubricant application device can be easily replaced. It can be carried out.
また、感光体と、弾性体ブレードからなり、弾性体ブレードの先端稜線部を覆い、弾性体ブレードよりも硬く、摩擦係数が0.1〜0.6の表面層を有するクリーニングブレードと、クリーニングブレードよりも感光体移動方向下流側に潤滑剤塗布装置とを備えているので、高寿命で、クリーニング性が良好なプロセスカートリッジを提供することができる。 Also, a cleaning blade comprising a photoconductor and an elastic blade, covering a tip ridge line portion of the elastic blade, having a surface layer harder than the elastic blade and having a friction coefficient of 0.1 to 0.6, and a cleaning blade Further, since the lubricant application device is provided on the downstream side in the moving direction of the photosensitive member, it is possible to provide a process cartridge having a long life and good cleaning properties.
1:プロセスカートリッジ
3:感光体
5:現像装置
6:クリーニング装置
10:潤滑剤塗布装置
62:クリーニングブレード
622:弾性体ブレード
623:表面層
1: Process cartridge 3: Photoconductor 5: Developing device 6: Cleaning device 10: Lubricant coating device 62: Cleaning blade 622: Elastic blade 623: Surface layer
Claims (9)
前記像担持体表面を帯電する帯電手段と、
帯電した前記像担持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
前記像担持体表面に形成された前記静電潜像を現像してトナー像化する現像手段と、
前記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、
前記像担持体表面に当接して、前記像担持体表面に付着した転写残トナーをクリーニングするクリーニングブレードを有するクリーニング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、短冊形状の弾性体ブレードと、
前記弾性体ブレードの先端稜線部を覆い、前記弾性体ブレードよりも硬く、摩擦係数が0.1以上0.6以下の表面層とを有し、
前記クリーニングブレードの前記像担持体と当接する当接位置よりも前記像担持体表面移動方向下流側、かつ、前記現像手段の現像領域よりも前記像担持体表面移動方向上流側に前記像担持体表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段を配置したことを特徴とする画像形成装置。 An image carrier;
Charging means for charging the surface of the image carrier;
Latent image forming means for forming an electrostatic latent image on the surface of the charged image carrier;
Developing means for developing the electrostatic latent image formed on the surface of the image carrier to form a toner image;
Transfer means for transferring the toner image on the surface of the image carrier to a transfer body;
In an image forming apparatus comprising a cleaning unit having a cleaning blade that contacts the surface of the image carrier and cleans transfer residual toner attached to the surface of the image carrier.
The cleaning blade is a strip-shaped elastic blade, and
Covering the tip ridge line portion of the elastic blade, having a surface layer that is harder than the elastic blade and has a friction coefficient of 0.1 or more and 0.6 or less,
The image carrier on the downstream side of the image carrier surface movement direction with respect to the contact position of the cleaning blade with the image carrier and on the upstream side of the image carrier surface movement direction with respect to the developing region of the developing means. An image forming apparatus comprising a lubricant applying means for applying a lubricant to a surface.
前記表面層の鉛筆硬度が、7[H]以上であることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1.
An image forming apparatus, wherein the surface layer has a pencil hardness of 7 [H] or more.
前記弾性体ブレードとして、ウレタン基を含むゴムを用いたことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1 or 2,
An image forming apparatus using a rubber containing a urethane group as the elastic blade.
前記潤滑剤塗布手段は、前記像担持体表面に潤滑剤を供給する潤滑剤供給手段と、前記潤滑剤供給手段により前記像担持体表面に供給された潤滑剤を均す潤滑剤均し手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The lubricant application means includes a lubricant supply means for supplying a lubricant to the surface of the image carrier, and a lubricant leveling means for leveling the lubricant supplied to the surface of the image carrier by the lubricant supply means. An image forming apparatus comprising:
前記潤滑剤均し手段として、ブレード部材を用いたことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 4.
An image forming apparatus using a blade member as the lubricant leveling means.
前記潤滑剤は、固形潤滑剤であって、
前記潤滑剤供給手段として、回転しながら前記固形潤滑剤を掻き取り前記像担持体に供給するローラ状ブラシを用いたことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 4 or 5,
The lubricant is a solid lubricant,
2. An image forming apparatus according to claim 1, wherein a roller-like brush that scrapes off the solid lubricant while rotating and supplies the lubricant to the image carrier is used as the lubricant supply means.
前記潤滑剤は、金属石鹸であって、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウムおよびステアリン酸カルシウムから選択される少なくとも1種以上の金属石鹸であることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1.
The image forming apparatus, wherein the lubricant is a metal soap, and is at least one metal soap selected from zinc stearate, aluminum stearate, and calcium stearate.
前記像担持体と、少なくとも前記クリーニング手段と、前記潤滑剤塗布手段とを一体に支持し、装置本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジとしたことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1,
An image forming apparatus comprising: a process cartridge that integrally supports the image carrier, at least the cleaning unit, and the lubricant application unit, and is detachable from the apparatus main body.
前記クリーニングブレードは、短冊形状の弾性体ブレードと、
前記弾性体ブレードの先端稜線部を覆い、前記弾性体ブレードよりも硬く、摩擦係数が0.1以上0.6以下の表面層とを有するものであり、
前記クリーニングブレードの前記像担持体と当接する当接位置よりも前記像担持体表面移動方向下流側、かつ、前記現像手段の現像領域よりも前記像担持体表面移動方向上流側に前記像担持体表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段を備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。 In a process cartridge that integrally supports an image carrier and at least a cleaning unit having a cleaning blade that cleans transfer residual toner attached to the surface of the image carrier, and is detachable from the image forming apparatus main body,
The cleaning blade is a strip-shaped elastic blade, and
It covers the tip ridge line portion of the elastic blade, is harder than the elastic blade, and has a surface layer with a friction coefficient of 0.1 or more and 0.6 or less,
The image carrier on the downstream side of the image carrier surface movement direction with respect to the contact position of the cleaning blade with the image carrier and on the upstream side of the image carrier surface movement direction with respect to the developing region of the developing means. A process cartridge comprising a lubricant application means for applying a lubricant to a surface.
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JP2010134310A (en) * | 2008-11-07 | 2010-06-17 | Ricoh Co Ltd | Cleaning blade, image forming apparatus, process cartridge, and image forming method |
JP2012047961A (en) * | 2010-08-26 | 2012-03-08 | Ricoh Co Ltd | Image forming apparatus, method for manufacturing the same, and process cartridge |
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- 2008-06-13 JP JP2008155403A patent/JP2009300750A/en not_active Withdrawn
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