JP2010102327A - クリーニングブレード及びそれを用いた電子写真画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】像担持体または転写体上の残留トナーを除去するためのクリーニングブレードであって、前記クリーニングブレードは基体部の先端に接触部を備え、前記基体部のショアD硬度が50以上80以下であり、ASTM D 1894の動摩擦係数が0.4以下であり、また前記接触部のショアA硬度が1以上70以下であり、摩擦速度2000mm/分におけるヘイドン式対ポリカーボネート動摩擦係数が1.2以下であることを特徴とするクリーニングブレードである。
【選択図】図1
Description
硬度を測定する方法には、ASTM D 2240の規格に準拠した方法が用いられる。この方法は、材料の中に押し込まれる特定の押し込み針の差し込み深さを測定して硬度を求める方法であり、デュロメータ式硬度測定法といわれている。材料の硬さによって測定範囲が定められており、ショアD硬度測定はタイプDデュロメータを用い、タイプAデュロメータでA90を超える範囲を測定する。ショアA硬度測定はタイプAデュロメータを用い、タイプDデュロメータでD20未満の範囲を測定する。
摩擦係数を測定する方法には、ASTM D 1894の規格に準拠した方法が用いられる。この方法は、平面同士を接触させ、荷重条件0.69MPaで一方を3m/minで移動させ、静摩擦係数と動摩擦係数を測定する方法をいう。ここで、静摩擦係数とは、静止している物体を動かそうとするときの抵抗力をその物体の自重で割った値をいう。一方、動摩擦係数とは物体同士が接したまま動いているときの抵抗力をその物体の自重で割った値をいう。
ヘイドン式対ポリカーボネート動摩擦係数の試験方法の概略図を図2に示す。ヘイドン式表面性試験機(HEIDON−14DR型)を用い、20〜25℃、相対湿度40〜55%の環境下で、直径21.5mm,厚み9mmの円柱状試験器具11に長さ20mm,幅10mm,厚み0.8mmの試料12を円周上に両面テープで取り付け、ポリカーボネートフィルム(日本GEプラスチック株式会社製の商品名レキサン:厚さ185μm,表面粗度Rz0.2μm)13を配置した試験台14に荷重300gをかけて圧接し、ポリカーボネートフィルム13を配置した試験台14を2000mm/分で移動したときの初期ピーク抵抗を除いた安定摺動時の摺動抵抗F(N)をロードセルで検出し、記録チャートをアナライザーで演算平均化処理した値である。
摩耗減量の試験方法の概略図を図3に示す。直径25mmのアルミ丸棒23にポリカーボネートフィルム(日本GEプラスチック株式会社製の商品名レキサン:厚さ185μm,表面粗度Rz0.2μm)22を一周半巻きつけて両面テープで固定した。試料(長さ10mm,幅10mm,厚さ10mm)21の重量を測定し、ポリカーボネートフィルム22を巻きつけたアルミ丸棒23に試料21の任意の一辺を荷重600gで圧接し、回転速度127rpmで1時間回転させた。試料21を取り外して重量を測定し、試験前後の重量減少量を摩耗減量とした。
ショアD硬度が65、ASTM D 1894の動摩擦係数が0.2、摩耗減量が0.001g/時間の超高分子量ポリエチレン(ハイモラーEX1300W、エス・ケー・エスエンジニアリング株式会社製)を240mm×40mm、厚み5mm、先端角度35度に加工し、クリーニングブレードの基体部を作製した。基体部の表面にコロナ放電処理をした後、プライマー(X33−156−5、信越化学工業株式会社)を塗布し、その後常温下で60分間乾燥し、接着用表面処理を行った。
液状シリコーンゴム(Elastosil RT604、旭化成ワッカーシリコーン株式会社製)に、PTFEパウダー(KTL−8F、株式会社喜多村製)を混合後の全量に対して50体積%になるよう加え、プロペラ式攪拌装置で混合し、接触部用の混合液を作製した。
(1)で作製した基体部のプライマー塗布した面に、(2)で作製した混合液を厚み200μmになるように塗布し、120度Cで60分間の加熱により硬化させた。このときの接触部のショアA硬度は50、摩擦速度2000mm/分におけるヘイドン式対ポリカーボネート動摩擦係数が1.0であった。これにより、基体部の像担持体と当接する面の先端に接触部を積層したクリーニングブレードを得た。クリーニングブレードの基体部と接触部が積層されている先端部分の先端角度を32度に調整した。
ポリカーボネートからなる表面層を有し、直径25mm、幅250mmの像担持体に、当接角度140度、当接圧力200g/cmになるよう(3)で作製したクリーニングブレードを固定した。
(4)で作製したクリーニング機構を用い、像担持体に付着させたトナーのクリーニング性と耐久性を評価したところ、非常に良好であった。
クリーニングブレードと像担持体との当接角度を140度から98度にした以外は実施例1と同様にして、クリーニング性と耐久性を評価したところ、トナーがクリーニングブレードの先端部に溜まり易く、安定したクリーニング性が得られなかった。
クリーニングブレードと像担持体との当接角度を140度から170度にした以外は実施例1と同様にして、クリーニング性と耐久性を評価したところ、クリーニングブレードのエッジ先端部に浮きが生じて、安定したクリーニング性が得られなかった。
クリーニングブレードと像担持体との当接圧力を200g/cmから3g/cmにした以外は実施例1と同様にして、クリーニング性と耐久性を評価したところ、トナーのすり抜けが生じ、安定したクリーニング性が得られなかった。
クリーニングブレードと像担持体との当接圧力を200g/cmから550g/cmにした以外は実施例1と同様にして、クリーニング性と耐久性を評価したところ、クリーニングブレードの摩耗が早くなり、耐久性が良くなかった。
クリーニングブレードの接触部のPTFEパウダーの混合率を50体積%から15体積%にした以外は実施例1と同様にして、クリーニングブレードを作製した。この時の接触部のショアA硬度は15、摩擦速度2000mm/分におけるヘイドン式対ポリカーボネート動摩擦係数は1.3であった。クリーニング性と耐久性を評価したところ、初期にビビリが発生し、スムーズなクリーニング性が得られなかった。
接触部のPTFEパウダーの混合率を50体積%から85体積%にした以外は実施例1と同様にして、クリーニングブレードを作製した。この時の接触部のショアA硬度は70、摩擦速度2000mm/分におけるヘイドン式対ポリカーボネート動摩擦係数は0.9であった。クリーニング性と耐久性を評価したところ、接触部が硬くなりすぎ像担持体との密着性が十分でなくクリーニング性が良くなかった。また接触部がもろくなって摩耗が早くなり、耐久性も良くなかった。
2 クリーニングブレード
3 クリーニングブレードの基体部
4 クリーニングブレードの接触部
5 クリーニングブレードの補強部
11 試験器具
12 試料
13 ポリカーボネートフィルム
14 試験台
21 試料
22 ポリカーボネートフィルム
23 アルミ丸棒
Claims (10)
- 像担持体または転写体上の残留トナーを除去するためのクリーニングブレードであって、前記クリーニングブレードは基体部の先端に接触部を備え、前記基体部のショアD硬度が50以上80以下であり、ASTM D 1894の動摩擦係数が0.4以下であり、また前記接触部のショアA硬度が1以上70以下であり、摩擦速度2000mm/分におけるヘイドン式対ポリカーボネート動摩擦係数が1.2以下であることを特徴とするクリーニングブレード。
- 前記基体部の摩耗減量が0.004g/時間以下である請求項1に記載のクリーニングブレード。
- 前記基体部の先端角度が、15度以上80度以下である請求項1又は2に記載のクリーニングブレード。
- 前記接触部の厚みが、20μm以上500μm以下である請求項1〜3のいずれかに記載のクリーニングブレード。
- 前記基体部が、超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)またはフッ素樹脂から選ばれる少なくとも一つである請求項1〜4のいずれかに記載のクリーニングブレード。
- 前記接触部がシリコーンゴムとフッ素樹脂の混合物である請求項1〜5のいずれかに記載のクリーニングブレード。
- 前記接触部におけるシリコーンゴムとフッ素樹脂の混合物に対するフッ素樹脂の混合割合が20体積%以上80体積%以下である請求項8に記載のクリーニングブレード。
- 請求項1〜7のいずれかに記載のクリーニングブレードを用いた電子写真画像形成装置。
- 前記クリーニングブレードと前記像担持体または転写体表面との当接角度が、100度以上165度以下である請求項8に記載の電子写真画像成形装置。
- 前記クリーニングブレードと前記像担持体または転写体表面との当接圧力が5g/cm以上500g/cm以下である請求項8又は9に記載の電子写真画像成形装置。
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