JP2014119508A - Image forming apparatus and process cartridge - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真方式のプリンタ、ファクシミリ、複写機、或いはこれらの複合機などの画像形成装置、及びその画像形成装置に対して着脱可能に装着される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 such as an electrophotographic printer, a facsimile, a copying machine, or a combination of these, and a process cartridge that is detachably attached to the image forming apparatus.
従来、この種の画像形成装置では、感光体や中間転写体などの像担持体に対して、トナー像を転写した後の像担持体表面に残留する転写残トナーを除去するクリーニング装置が備えられている。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備えたものがよく知られている。 Conventionally, this type of image forming apparatus is provided with a cleaning device that removes transfer residual toner remaining on the surface of the image carrier after the toner image is transferred to an image carrier such as a photosensitive member or an intermediate transfer member. ing. As a cleaning member of this cleaning device, one having a strip-shaped cleaning blade is well known because it can generally be simplified in configuration and has excellent cleaning performance.
また、この種の画像形成装置では、特許文献1にも記載されるように、像担持体表面にステアリン酸亜鉛などの脂肪酸金属塩からなる潤滑剤を供給する剤供給装置を備えたものが知られている。また、特許文献2にも記載されるように、像担持体表面にチッ化ホウ素と脂肪酸金属塩からなる潤滑剤を供給する剤供給装置を備えたものが知られている。これら像担持体上に供給される潤滑剤は粉体状で、このままでは潤滑性を示さない。そこで、クリーニングブレードによって粉体状の潤滑剤を像担持体表面に擦り付け、像担持体表面に潤滑剤皮膜を形成している。このように、像担持体表面に潤滑剤皮膜を形成することによって、像担持体表面の摩擦係数を下げ、クリーニングブレードと像担持体表面とに作用する摩擦力を低減することができる。これにより、像担持体の摩耗を抑え、像担持体の寿命を伸ばすことができるのである。
In addition, as described in Patent Document 1, this type of image forming apparatus includes an agent supply device that supplies a lubricant made of a fatty acid metal salt such as zinc stearate to the surface of the image carrier. It has been. Also, as described in
しかしながら、特許文献2にも記載されるように、脂肪酸金属塩のみからなる潤滑剤は、像担持体近傍で行われる放電の影響を受けてその特性が変化し、比較的早期に潤滑性を失いやすいとされている。例えば、像担持体が感光体より成る場合、帯電装置と感光体との間に放電を生じさせて、その感光体を所定の極性に帯電させているが、この放電によって感光体表面に塗布された潤滑剤が劣化するのである。像担持体が中間転写体より成るときも、その中間転写体と転写装置との間に放電を生じさせて、中間転写体上のトナー像を用紙に転写しているが、かかる放電によって、中間転写体表面に塗布された潤滑剤の潤滑性が失われてしまうのである。これに対し、チッ化ホウ素と脂肪酸金属塩とからなる潤滑剤は、放電によって早期に劣化しにくいとされ、像担持体が放電により酸化・蒸発してしまうことを防止するとされている。
However, as described in
ところが、潤滑剤としてチッ化ホウ素と脂肪酸金属塩を用いても、長期に亘る使用で、像担持体の潤滑性が失われ、像担持体上に付着物が付きやすくなることが明らかになった。本発明者らが、鋭意検討を重ねた結果、クリーニングブレードの挙動に問題があることがわかった。すなわち、図5(a)に示すように、ポリウレタン等からなるクリーニングブレード162は、像担持体100と当接すると、像担持体100の移動方向に引っ張られて、先端稜線部162cがめくれてしまう。この状態で潤滑剤を像担持体100に擦り続けると、図5(b)に示すように、クリーニングブレード162のブレード先端面162aの先端稜線部162cから数[μm]離れた箇所に局所的な摩耗が生じてしまう。さらにクリーニングを続けると、この局所的な摩耗が大きくなり、最終的には、図5(c)に示すように、先端稜線部162cが欠落してしまう。先端稜線部162cが欠落してしまうと、粉体状の潤滑剤を像担持体100に擦りつけることが出来なくなり、像担持体100上の潤滑性が失われ、像担持体100上に異物が付きやすくなるという問題が生じるのである。
However, even when boron nitride and a fatty acid metal salt are used as lubricants, it has been clarified that, over a long period of use, the lubricity of the image carrier is lost and deposits are easily attached to the image carrier. . As a result of extensive studies by the present inventors, it has been found that there is a problem in the behavior of the cleaning blade. That is, as shown in FIG. 5A, when the
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものである。その目的は、像担持体上にチッ化ホウ素と脂肪酸金属塩よりなる潤滑剤皮膜を長期間に亘って良好な状態で形成でき、像担持体表面の潤滑性を長期に亘って良好に維持できる画像形成装置と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. The purpose is to form a lubricant film composed of boron nitride and a fatty acid metal salt in a good state over a long period of time on the image carrier, and to maintain the lubricity of the image carrier surface well over a long period of time. An image forming apparatus and a process cartridge are provided.
上記課題を解決するため、請求項1の発明は、像担持体と、該像担持体表面に潤滑剤を供給する剤供給手段と、該像担持体表面に供給された潤滑剤を擦り付けて該像担持体表面に潤滑剤皮膜を形成するブレード部材とを具備する画像形成装置において、上記潤滑剤は、少なくともチッ化ホウ素と脂肪酸金属塩とを含有し、上記ブレード部材は、先端稜線部を含む部分に少なくとも紫外線硬化樹脂を含有する弾性ブレードと、該先端稜線部を含む該弾性ブレードの表面を覆い、該弾性ブレードよりも硬い表面層とから構成されていることを特徴とするものである。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention of claim 1 rubs the image carrier, an agent supply means for supplying a lubricant to the surface of the image carrier, and the lubricant supplied to the surface of the image carrier. In the image forming apparatus comprising a blade member that forms a lubricant film on the surface of the image carrier, the lubricant contains at least boron nitride and a fatty acid metal salt, and the blade member includes a tip ridge line portion. It is characterized by comprising an elastic blade containing at least an ultraviolet curable resin in a portion, and a surface layer that covers the surface of the elastic blade including the tip ridge line portion and is harder than the elastic blade.
本発明においては、ブレード部材が紫外線硬化樹脂を含有する弾性ブレードと、弾性ブレードよりも硬い表面層とから構成されている。そのため、後述する実験結果に示すように、弾性ブレードのみからなるブレード部材や、表面層があっても弾性ブレードが紫外線効果樹脂を含有しないブレード部材などに比べて、ブレード部材の耐摩耗性を向上させることができる。よって、ブレード部材は像担持体上にチッ化ホウ素と脂肪酸金属塩よりなる潤滑剤皮膜を長期間に亘って良好な状態で形成でき、像担持体表面の潤滑性を長期に亘って良好に維持できるという優れた効果がある。 In the present invention, the blade member is composed of an elastic blade containing an ultraviolet curable resin and a surface layer harder than the elastic blade. Therefore, as shown in the experimental results to be described later, the wear resistance of the blade member is improved compared to a blade member consisting only of an elastic blade or a blade member in which the elastic blade does not contain an ultraviolet effect resin even if there is a surface layer. Can be made. Therefore, the blade member can form a lubricant film composed of boron nitride and a fatty acid metal salt in a good condition over a long period of time on the image carrier, and maintain the lubricity of the image carrier surface well over a long period of time. There is an excellent effect of being able to.
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。 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.
図1は本実施形態に係るプリンタの要部構成を示す構成図である。ここに示したプリンタは、図示していないプリンタ本体内に配置されたドラム状の像担持体たる感光体1を有し、この感光体1は画像形成動作時に図中矢印A方向に回転駆動される。このとき、感光体1は帯電ローラ2によって所定の極性に帯電され、その帯電面に露光装置3から出射した光変調されたレーザ光Lが照射され、感光体1に静電潜像が形成される。この静電潜像は現像装置4を通るとき、粉体状のトナーによってトナー像として可視像化される。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a main configuration of a printer according to the present embodiment. The printer shown here has a photosensitive member 1 as a drum-shaped image carrier disposed in a printer main body (not shown), and this photosensitive member 1 is rotationally driven in the direction of arrow A in the figure during an image forming operation. The At this time, the photosensitive member 1 is charged to a predetermined polarity by the
一方、図示していない給紙装置から、被転写体たる用紙Pが矢印B方向に給送され、その用紙Pが、感光体1と、これに対向配置された転写手段たる転写ローラ5との間に送り込まれる。このとき、転写ローラ5の作用によって、感光体1上のトナー像が用紙Pに転写される。トナー像転写後の感光体1上に残留する転写残トナーは、クリーニング装置7によって除去される。ここに示したクリーニング装置7は、感光体1に圧接したブレード部材たるクリーニングブレード6を有し、このクリーニングブレード6によって感光体1上の転写残トナーが掻き取り除去される。次いでその感光体1表面には除電ランプ8から光を照射されて、感光体1の表面電位が初期化される。
On the other hand, a paper P as a transfer medium is fed in the direction of arrow B from a paper feeding device (not shown), and the paper P is transferred between the photoconductor 1 and a
感光体1を離れた用紙Pは、図示していない定着装置を通り、このとき熱と圧力の作用によってトナー像が用紙P上に定着される。定着装置を通過した用紙Pは、同じく図示していない排紙トレー上に排出される。 The paper P that has left the photoconductor 1 passes through a fixing device (not shown), and at this time, the toner image is fixed on the paper P by the action of heat and pressure. The paper P that has passed through the fixing device is discharged onto a paper discharge tray (not shown).
上記帯電ローラ2の長手方向各端部には、図2に示すようにテープより成るスペーサ9が貼着され、その各スペーサ9が感光体1に圧接し、帯電ローラ2と感光体1との間に微小なギャップGが形成されている。かかる帯電ローラ2に帯電電圧が印加されて帯電ローラ2と感光体1との間に放電が生ぜしめられ、これによって感光体1が所定の極性に帯電される。同様に、転写ローラ5にも、感光体1上のトナー像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加され、これによって転写ローラ5と感光体1との間に放電が生ぜしめられ、感光体1上のトナー像が用紙P上に転写される。
As shown in FIG. 2, a spacer 9 made of a tape is attached to each end of the
図1に示したプリンタは、前述のようにしてトナー像が形成される感光体1のほかに、その感光体1表面に潤滑剤を供給する剤供給装置10を有している。ここに示した剤供給装置10は、バー状に成形された潤滑剤ブロック11と、この潤滑剤ブロック11及び感光体1の表面に摺擦しながら矢印C方向に回転駆動されるブラシローラ12とを有している。ブラシローラ12が回転することにより、潤滑剤ブロック11の潤滑剤が少量ずつ削り取られ、ブラシローラ12のブラシに付着した粉体状の潤滑剤が、回転する感光体1の表面に供給される。潤滑剤ブロック11をローラ状に形成し、これを回転駆動することにより、その潤滑剤ブロック11とブラシローラ12とを摺擦させることもできる。
The printer shown in FIG. 1 has an
上述のように供給された感光体1上の粉体状の潤滑剤は、クリーニングブレード6によって感光体1表面に擦り付けられて、感光体1表面に潤滑剤皮膜が形成される。図1に示したプリンタにおいては、クリーニングブレード6が、供給された潤滑剤を感光体1表面に擦り付けて、その感光体1表面に潤滑剤皮膜を形成する皮膜形成手段を構成している。このように、感光体1表面に潤滑剤皮膜を形成することによって、感光体1表面の摩擦係数を下げ、クリーニングブレード6と感光体1表面とに作用する摩擦力を低減することができる。これにより、感光体1の寿命を伸ばすことができ、感光体1上に異物を付着しにくくすることが出来る。
The powdery lubricant on the photoreceptor 1 supplied as described above is rubbed against the surface of the photoreceptor 1 by the
図1に示した剤供給装置10においては、バー状に固まった潤滑剤ブロック11が用いられているが、後述するように、粉体のままの潤滑剤を用いることもできる。潤滑剤をバー状に固めるには、粉体状の潤滑剤を型に入れ、型内で圧力をかけて潤滑剤ブロックを成形する。或いは粉体状の潤滑剤を加熱して溶融し、これを型の中に流し込み、次いでこれを冷却して潤滑剤ブロックを成形することもできる。いずれの場合も、潤滑剤としては、少なくとも、チッ化ホウ素と脂肪酸金属塩とを配合して成る潤滑剤が使用される。
In the
潤滑剤としてチッ化ホウ素を用いると、感光体1上に供給されて皮膜化された潤滑剤が、帯電ローラ2や転写ローラ5の作動時に発生する放電によって早期に劣化することはない。チッ化ホウ素は、放電により特性が変化し難く、放電を受けても、他の潤滑剤に比べて潤滑性が失われることがないのである。しかも、感光体が放電により酸化、蒸発してしまうことを防止することもできる。
When boron nitride is used as the lubricant, the lubricant that is supplied onto the photoreceptor 1 and formed into a film is not deteriorated at an early stage by the discharge generated when the charging
ところが、チッ化ホウ素だけから成る潤滑剤を用いると、その感光体1表面に供給された潤滑剤が感光体1表面全体に行き渡らずに、感光体1表面全体に均一な潤滑剤皮膜が形成されなくなるおそれがある。そこで、前述のように、本例の剤供給装置10において使用される潤滑剤には、チッ化ホウ素のほかに、脂肪酸金属塩が配合されている。これによって感光体1表面の全体に亘って潤滑剤の皮膜を効率よく形成することができ、長期に亘って高い潤滑性を維持することができる。脂肪酸金属塩を含む潤滑剤を用いることによって、潤滑剤の皮膜を感光体1表面全面に形成できるのである。
However, when a lubricant composed only of boron nitride is used, the lubricant supplied to the surface of the photoreceptor 1 does not reach the entire surface of the photoreceptor 1, and a uniform lubricant film is formed on the entire surface of the photoreceptor 1. There is a risk of disappearing. Therefore, as described above, the lubricant used in the
ところで、チッ化ホウ素の結晶構造としては、六方晶系グラファイト型構造に類似した低圧相のもの(h−BN)、立方晶系閃亜鉛鉱型構造(c−BN)、及び六晶系ウルツ鉱型(w−BN)を挙げることができる。これらの構造のチッ化ホウ素のうち、六方晶系グラファイト型構造に類似した六方晶系低圧相のチッ化ホウ素の結晶は層状の構造を有している。かかる六方晶系低圧相のチッ化ホウ素は、層に対し垂直方向に僻開性を持つ物質であるため、摩擦係数は400℃近くまで約0.2以下を維持し、潤滑性に富み、特に放電の影響を受け難い潤滑剤であると言える。従って、チッ化ホウ素として、六方晶系低圧相のチッ化ホウ素を用いることが特に好適である。かかるチッ化ホウ素を含む潤滑剤を感光体1表面に塗布し、これを皮膜化することによって、その皮膜が帯電ローラ2を通過するときに放電の影響を受けても、その潤滑剤が劣化することを効果的に抑え、潤滑性を維持することができる。
By the way, the crystal structure of boron nitride includes a low-pressure phase similar to a hexagonal graphite type structure (h-BN), a cubic zinc blende type structure (c-BN), and a hexagonal wurtzite. A type (w-BN) can be mentioned. Among these boron nitrides, hexagonal low-pressure phase boron nitride crystals similar to the hexagonal graphite type structure have a layered structure. Such boron nitride in the hexagonal low-pressure phase is a substance having a cleavage property in a direction perpendicular to the layer, and therefore, the friction coefficient is maintained at about 0.2 or less up to nearly 400 ° C., and is excellent in lubricity. It can be said that it is a lubricant that is hardly affected by electric discharge. Therefore, it is particularly preferable to use hexagonal low-pressure phase boron nitride as boron nitride. By applying such a lubricant containing boron nitride to the surface of the photoreceptor 1 and forming it into a film, the lubricant deteriorates even when the film is affected by electric discharge when passing through the charging
脂肪酸金属塩としては、例えば、フッ素系樹脂、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸マグネシウムなどのラメラ結晶構造を持つ脂肪酸金属塩や、ラウロイルリジン、モノセチルリン酸エステルナトリウム亜鉛塩、ラウロイルタウリンカルシウムなどの物質を使用することができる。また、これらの脂肪酸金属塩とチッ化ホウ素のほかに、シリコーンオイルやフッ素系オイル、天然ワックスなどの液状の材料、ガス状にした材料を外添法として添加することもできる。 Examples of the fatty acid metal salt include a fatty acid metal salt having a lamellar crystal structure such as fluororesin, zinc stearate, calcium stearate, barium stearate, aluminum stearate, magnesium stearate, lauroyl lysine, sodium zinc monocetyl phosphate Substances such as salt and lauroyl taurine calcium can be used. In addition to these fatty acid metal salts and boron nitride, liquid materials such as silicone oil, fluorine oil, and natural wax, and gaseous materials can be added as an external addition method.
上述した脂肪酸金属塩のうち、特にステアリン酸亜鉛を用いることが好ましい。これは、ステアリン酸亜鉛が、感光体1上での伸展性が非常によく、しかも吸湿性が低く、さらに湿度が変化しても潤滑性が損なわれ難い特性を有しているためである。 Of the fatty acid metal salts described above, it is particularly preferable to use zinc stearate. This is because zinc stearate has very good extensibility on the photoreceptor 1, low hygroscopicity, and has characteristics that the lubricity is not easily lost even when the humidity changes.
潤滑剤中のチッ化ホウ素の含有量は適宜設定できるが、10〜80体積%であることが好ましい。チッ化ホウ素の含有量がこの範囲よりも少ないと、チッ化ホウ素による潤滑性向上の効果をあまり期待できないだけでなく、放電による潤滑剤の劣化効果を高めることもできない。また、チッ化ホウ素の含有量が上記範囲よりも多いと、感光体表面に形成される潤滑剤の皮膜を効率よく形成できなくなり、好ましくない。 The content of boron nitride in the lubricant can be appropriately set, but is preferably 10 to 80% by volume. When the content of boron nitride is less than this range, not only the effect of improving the lubricity by boron nitride can be expected, but also the deterioration effect of the lubricant due to discharge cannot be enhanced. On the other hand, if the boron nitride content is more than the above range, it is not preferable because the lubricant film formed on the surface of the photoreceptor cannot be formed efficiently.
上述した潤滑剤の構成材料を前述のようにバー状に固めるには、必要に応じて、その構成材料中にバインダーを添加して成形する。 In order to harden the constituent material of the above-described lubricant into a bar shape as described above, a binder is added to the constituent material and molded as necessary.
また、図1に示した剤供給装置10においては、ブラシローラ12より成る剤塗布部材を用いているが、スポンジパッドや弾性ローラなどの剤塗布部材を介して、感光体1表面に潤滑剤を塗布することもできる。或いは、潤滑剤ブロック又は粉体状の潤滑剤を直に感光体1に接触させて、潤滑剤を感光体1表面に直接供給することもできる。
Further, in the
また、剤供給装置10は、感光体1が回転しているとき、常時、感光体1表面に潤滑剤を供給するように構成されていてもよいし、間欠的に潤滑剤を供給するように構成されていてもよい。潤滑剤を感光体1表面に間欠的に供給する場合には、例えばカム、ソレノイド又はアクチュエータなどによって、剤供給装置10を感光体1表面に対して接離可能に支持する構成にすればよい。或いは、潤滑剤を感光体1に供給しないとき、ブラシローラ12や弾性ローラ18などから成る剤塗布部材の回転を停止させるように構成することもできる。かかる剤供給装置10を用いて、例えば、50〜200回の画像形成動作を行う毎に、潤滑剤を感光体1表面に供給するのである。
Further, the
また、環境温度が低いと、剤供給装置10から感光体1に供給される潤滑剤の量が増え、潤滑剤が過多に供給される結果、その潤滑剤が帯電ローラ2に付着して放電が不安定となるおそれがある。そこで、低温時には、ブラシローラ12などの剤塗布部材の感光体1表面に対する圧接力を弱めるなどして、感光体1表面に供給される潤滑剤の量を減らすように構成することもできる。
If the environmental temperature is low, the amount of lubricant supplied from the
さらに、プリンタを長い時間停止させた後に、プリンタを作動させると、感光体1が放電によって酸化しやすくなる。そこで、剤供給装置10は、プリンタの停止時間を検知し、その時間が長いときは、感光体1への潤滑剤の供給量を増やすように構成してもよい。
Further, when the printer is operated after being stopped for a long time, the photosensitive member 1 is easily oxidized by discharge. Therefore, the
また、剤供給装置10は、感光体1の軸トルクを検知して、感光体1表面の潤滑剤の塗布量を検出し、その量に応じて、感光体1表面への潤滑剤の供給量を増減させるようにしてもよい。さらに、図2に示すように、帯電ローラ2にスペーサ9を貼着する場合には、そのスペーサ9と感光体1との間の当接部にも多くの潤滑剤を供給して、両者間に作用する摩擦力を低減できるように構成してもよい。
Further, the
次に、上記クリーニング装置7のクリーニングブレード6について詳細に説明する。図3(a)は、クリーニングブレードが感光体の表面に当接している状態の模式図であり、図3(b)は、クリーニングブレード先端近傍の拡大模式図である。図4は、クリーニングブレードの斜視図である。
Next, the
クリーニングブレード6は、図3及び図4に示すように、金属や硬質プラスチックなどの剛性材料からなる短冊形状のホルダー61と、短冊形状の弾性ブレード62とで構成されている。弾性ブレード62は、ホルダー61の一端側に接着剤などにより固定されており、ホルダー61の他端側は、クリーニング装置7のケースに片持ち支持されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
上記クリーニングブレード6の弾性ブレード62は、後述するように、先端稜線部62cを含む先端部分に後述するように紫外線硬化樹脂を含有する含有部分62dが形成されている。また、上記弾性ブレード62の先端稜線部62cを含むブレード先端面62aとブレード下面62bには、ブレード長手方向にわたって該弾性ブレードよりも硬い表面層63が設けられている。
As will be described later, the
上記弾性ブレード62の基材には、感光体1の偏心や感光体1の表面の微小なうねりなどに追随できるように、高い反発弾性体率を有するものが好ましく、ウレタン基を含むゴムであるウレタンゴムなどが好適である。
The base material of the
特に、弾性ブレード62の基材には、25[℃]における硬度が66〜88度(JIS A)のウレタンゴムを用いること好ましい。ウレタンゴムの硬度が88度を超えると、柔軟性に乏しくなる。例えば、ホルダー61が微小に傾いて取り付けるなどしたときに、弾性ブレード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、クリーニングブレード6のクリーニング性が低下するおそれがある。一方、ウレタンゴムの硬度が66度未満の場合は、当接圧を高く設定したときに、弾性ブレード62が反ってしまい、先端稜線部62cが浮きあがってブレード下面62bが感光体1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、弾性ブレード62と感光体1表面との当接面積が急激に増大するため、弾性ブレード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、硬度の異なるウレタンゴムを2層に分けて用いても良い。なお、弾性ブレード62の硬さは後述する含浸処理によるウレタンゴムそのものの改質で変化し、さらに表面層63の形成によっても影響を受けるので、各々の効果を調整することが必要である。
In particular, it is preferable to use urethane rubber having a hardness at 25 [° C.] of 66 to 88 degrees (JIS A) as the base material of the
弾性ブレード62の含有部分62d(先端稜線部62cを含む)に、紫外線硬化樹脂を含有させる方法としては、後述するように、ハケ塗り、スプレー塗工、ディップ塗工などによる含浸処理が好適である。
As a method of containing the ultraviolet curable resin in the containing
このように、弾性ブレード62では、先端稜線部62cを含む含有部分62dに紫外線硬化樹脂を含有させることにより、先端稜線部62cの硬度上昇を図り、先端稜線部2cが感光体1の移動方向に変形するのを抑制する。さらに、表面層63の経時の摩耗によって弾性ブレード62が露出したときも含有部分62dへの含浸作用により、同様に変形を抑制することができる。
As described above, in the
弾性ブレード62に紫外線効果樹脂を含有する含有部分62dを形成することで、先端稜線部62cの硬度上昇を図る改質効果を生じさせる理由は、次のように考えられる。弾性ブレード62の基材となる弾性ゴム内部に紫外線硬化樹脂の網目鎖が形成されることで、弾性ゴム自体の架橋密度が擬似的に増加し、耐摩耗性を向上させる改質効果があると考えられるのである。この場合、紫外線硬化樹脂とウレタンゴムが化学的にほとんど結合しないであろう点がポイントである。一般的にウレタンゴムを含浸操作で強化しようとする場合、含浸材料としてイソシアネートを用いることが多いが、イソシアネートはウレタンゴムと化学的に反応するので、架橋密度が上がりすぎてしまう。その結果、ゴムというよりガラスに近い状態となるため、エッジの動きが抑制されすぎて逆に耐摩耗性を悪化させてしまう。
The reason why the reforming effect of increasing the hardness of the tip
もう一つの改質効果として、弾性ブレード62の含有部62dの紫外線硬化樹脂が、表面に追加された表面層63の紫外線硬化樹脂などに対し、いわゆる「アンカー効果」を発揮していると考えられる。これにより、弾性ブレード62と表面層63との密着性を増大させ、クリーニングブレード6自体の耐久性を底上げしていると考えられるのである。
As another modification effect, it is considered that the ultraviolet curable resin of the containing
そして、上記クリーニングブレード6の弾性ブレード62には、先端稜線部62cを覆うように表面層63が形成される。この表面層63は、弾性ブレード62に紫外線硬化樹脂を含浸させて所定時間風乾させた後に、樹脂をスプレー塗工、ディップ塗工、又はスクリーン印刷等によって、弾性ブレード62の先端稜線部62cを被覆することにより形成される。
A
上記表面層63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、弾性ブレード62の先端部に付着した樹脂に紫外線を照射させるだけで、所望の硬度を有る表面層63を容易に得ることができ、クリーニングブレード6を安価に製造することができる。
The material of the
特に、表面層63の材質としては、鉛筆硬度が7H〜9Hとなる紫外線硬化樹脂を用いるのが好ましい。表面層63は、弾性ブレード62よりも硬度が高い部材とすることで、剛直になり、変形し難く、弾性ブレード62の先端稜線部62cのめくれを抑制することができる。
In particular, as the material of the
ここでいう硬度は、例えばFischer社の微小硬度計HM−2000などを用いて測定するマルテンス硬度を用いることができる。本実施形態では、弾性ブレード62が1[N/mm2]程度であるのに対し、表面層63に用いる鉛筆硬度7〜9Hの材料をガラス基板上で硬化して測定したところ、100〜300[N/mm2]となり、100倍以上の硬さとなった。
As the hardness here, Martens hardness measured using, for example, a microhardness meter HM-2000 manufactured by Fischer can be used. In the present embodiment, the
ここで、本実施形態に係るクリーニングブレード6は、次のように作成した。例えば、ウレタンゴムからなる弾性ブレード62に対してディップ塗工により紫外線硬化樹脂を含浸させ、さらに表面層63となる紫外線硬化樹脂をスプレー塗工した後、紫外線照射により樹脂を硬化させている。
Here, the
含浸させた紫外線硬化樹脂を硬化させるために紫外線を照射するタイミングとしては、弾性ブレード62に紫外線硬化樹脂を含浸させた後、表面層63を被覆する前に、紫外線を照射してもよい。弾性ブレード62の基材となるウレタンゴムに紫外線硬化樹脂を含浸させた後、表面層63を形成する前に、紫外線を照射すると、ウレタンゴムに対して紫外線硬化樹脂の含浸状態が固定される。この後から、表面層63を形成する紫外線硬化樹脂を塗布し、紫外線を照射しても、弾性ブレード62の含浸状態は変化しないため、所望の含浸状態の弾性ブレード62を作成できる。
As a timing of irradiating the ultraviolet ray to cure the impregnated ultraviolet curable resin, the ultraviolet ray may be irradiated after the
また、本実施形態に係るクリーニングブレード6は、図3(b)中の矢印で示すように、含有部分62dにおける弾性ブレード62の内部ほどウレタンゴムに対して紫外線硬化樹脂の含有量が少なくなる。具体的には、短時間の含浸操作や含浸し難い条件で含浸操作を行うことで、含浸する紫外線硬化樹脂の量を少なくして、含浸させた部分の弾性ブレード62の外側は含浸量を多く、内側に向かうほど含浸量が少なくなるようにした。本実施形態では、含浸操作としては、ディッピング方式で行い、含浸時間を30[秒]とし、含有部分62dの紫外線含有量に傾斜性を持たせた。
In the
含浸操作を長時間行うなど、弾性ブレード62の内部まで充分に紫外線硬化樹脂が浸透する条件で含浸操作を実施すれば、一種の平衡状態となり、全体は均一組成となって傾斜性をもたない状態も作り出すことは可能である。しかし、本実施形態では、含浸操作で紫外線硬化樹脂の含浸する量を抑制することで、弾性ブレード62の含有部分62dのウレタンゴムに対する紫外線硬化樹脂の含有量に傾斜性を持たせている。
If the impregnation operation is carried out under conditions that allow the ultraviolet curable resin to sufficiently penetrate into the
ここで、弾性ブレード62に紫外線硬化樹脂を含浸させず、この弾性ブレード62よりも硬度の硬い表面層63のみを備える構成について説明する。表面層63を設けて摩擦係数を低減させても、経時で表面層63は摩耗し減少する。このとき、長期使用に耐え得るように、表面層63を厚くすると、弾性ブレード62の先端稜線部62cにおける弾性変形を阻害して、クリーニング不良となるおそれがある。また、潤滑剤を擦りつける機能が損なわれてしまう。一方、弾性ブレード62の先端稜線部62cにおける弾性変形を阻害しないように、表面層63を薄くすると、短時間で弾性ブレード62が露出する程度に表面層63が摩耗する。硬度の低い弾性ブレード62が露出して感光体1の表面に直接接触すると、弾性ブレード62と感光体1表面との摩擦係数が大きくなり、異常摩耗が発生する。
Here, a configuration in which the
本実施形態に係るクリーニングブレード6は、硬度の高い表面層63の内側に、紫外線硬化樹脂が傾斜性を持つように含有される含有部分62dを備えた弾性ブレード62が存在する。これにより、基材となる弾性ゴム(ウレタンゴム)の機械強度や剛性が適度に強化され、感光体1表面との摺動においてブレード先端稜線部62cの挙動を適度に抑えることで良好なクリーニングを行うことができる。その結果、異常摩耗や異音の発生を抑えることで、高い耐摩耗性を発揮させることが可能となる。
In the
また、弾性ブレード62に硬度の高い表面層63のみを設けると、弾性ブレード62と表面層63との境目で硬度が急激に変化して応力が集中し、弾性ブレード62が破損するおそれがある。これに対して、弾性ブレード62の含有部分の紫外線硬化樹脂の含有量に傾斜性を生じさせることで、弾性ブレード62と表面層63との境目で硬度が急激に変化することを抑制する。これにより、応力集中に起因して弾性ブレード62が破損することを防止できる。
Further, if only the
本実施形態のクリーニングブレード6は、表面を鉛筆硬度が7H〜9Hの紫外線硬化樹脂からなる表面層63で覆い、さらに、弾性ブレード62(ウレタンゴム)の含有部分62dに紫外線硬化樹脂が傾斜性をもちつつ含浸している。弾性ブレード62に紫外線硬化樹脂を含有させて硬度上昇させているため、表面層63の厚みを薄くしても経時の耐久性を確保することができる。表面層63が、非常に薄い膜厚と、高い鉛筆硬度を有することにより、先端稜線部62cの姿勢制御と耐久性付与とを同時に発現することが可能となる。また、弾性ブレード62の含有部分62dに含有させる紫外線硬化樹脂の含浸量を抑制することで、基材となる弾性ゴムの膨潤によるゴム機械強度低下と、高硬度な樹脂材料の浸潤による網目構造強化との両立を図ることができる。
The
上述したように、本実施形態においては、弾性ブレード62の先端稜線部62cを含浸処理により硬度上昇させているため、弾性ブレード62の先端稜線部62cが変形し難くなっている。このため、弾性ブレード62のブレード下面62bの全面に弾性ブレード62よりも硬度が高い表面層63を形成すると、ブレード下面62bに形成した表面層63が、弾性ブレード62の先端稜線部62cの感光体1表面への弾性変形を阻害してしまう。そして、先端稜線部62cにおいて感光体1表面への当接圧を高める向きに働く弾性変形に対する復元力がほとんど得られなくなってしまう。その結果、先端稜線部62cが感光体1の偏心や微小なうねりに対して追随できなくなってしまい、感光体1に対する当接圧が変動してしまう。連続的なベタ画像形成時など、先端稜線部62cに堰きとめたトナーから大きな押圧力がかかる場合には、先端稜線部62cの当接圧が低下すると、トナーがクリーニングブレード6からすり抜けてクリーニング不良を生じる虞がある。
As described above, in the present embodiment, since the hardness of the tip
このような問題に対して、弾性ブレード62のブレード下面62bに表面層63を形成しないことも考えられる。しかし、ブレード下面62bに表面層63を形成しなかった場合は、弾性ブレード62の先端稜線部62cが感光体1の表面移動方向へ大きく弾性変形して、先端稜線部62cがめくれてしまい、めくれ摩耗が生じるおそれがある。
For such a problem, it may be considered that the
そこで、本実施形態においては、ブレード先端面62aおよびブレード下面62bの両方に、先端稜線部62cから50[μm]の位置において膜厚が1[μm]以下となるように表面層63を形成した。これにより、ブレード先端面62aにのみ表面層63を形成したものに比べて、弾性ブレード62の先端稜線部62cにおける弾性変形を阻害するのを抑制することができる。そして、先端稜線部62cがめくれない程度に、弾性ブレード62の先端稜線部62cを感光体1表面移動方向へ弾性変形させることができる。感光体1に偏心などがあった場合でも、弾性ブレード62の先端稜線部62cの弾性変形に対する復元力により、先端稜線部62cを感光体1の表面に対して追随させることができ、良好なクリーニング性を維持することができる。一方、この表面層63の層厚が、1[μm]より大きいと、表面層63の剛性が強くなりすぎ、弾性ブレード62の先端稜線部62cの感光体1表面との摺動における挙動が小さくなりすぎるおそれがある。その結果、先端稜線部62cに振動エネルギーが集中することにより、摩耗速度が大きくなってしまい、早期に使用不可能となるおそれがある。
Therefore, in the present embodiment, the
本実施形態で用いる紫外線樹脂としては、官能基当量分子量350以下、官能基数3〜6のペンタエリスリトール・トリアクリレートを主要骨格とするモノマーを用いることが好ましい。官能基当量分子量が350を越えるか、またはペンタエリスリトール・トリアクリレート骨格以外の材料を用いると、表面層63は脆弱になり過ぎるおそれがある。表面層63が脆弱になると、弾性ブレード62の先端稜線部62cがめくれて図5(b)のような先端面摩耗を生じてしまい、長期に亘るクリーニング性を保持できなくなる。
As the ultraviolet resin used in the present embodiment, it is preferable to use a monomer having a functional group equivalent molecular weight of 350 or less and a pentaerythritol triacrylate having 3 to 6 functional groups as a main skeleton. If the functional group equivalent molecular weight exceeds 350 or a material other than the pentaerythritol triacrylate skeleton is used, the
また表面層63の材料として、上記ペンタエリスリトール・トリアクリレート骨格材料の他、官能基当量分子量100〜1000、官能基数1〜2のアクリレート材料を適宜混合することが好ましい。これにより表面層63に可撓性を付与することが可能であり、クリーニングブレード6を搭載するマシンの特性に合わせて表面層63の性質をカスタマイズすることが可能となる。
Further, as the material of the
次に、本発明者らが行った検証実験について説明する。この検証実験は、弾性ブレード62の材質、表面層63の材質、含浸処理方法、ブレード下面62bにおける表面層63の形成を後述するようにそれぞれ変化させて行ったものである。
Next, a verification experiment conducted by the present inventors will be described. This verification experiment was conducted by changing the material of the
[弾性ブレード]
弾性ブレード62としては、25[℃]における物性が以下の物性となっているウレタンゴム1を用意した。
ウレタンゴム1:硬度72度、反発弾性率31[%](東洋ゴム工業製)
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12[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。
[Elastic blade]
As the
Urethane rubber 1: Hardness 72 degrees, rebound resilience 31 [%] (manufactured by Toyo Tire & Rubber)
The hardness of urethane rubber was measured according to JIS K6253 using a durometer manufactured by Shimadzu Corporation. The sample was a stack of about 2 [mm] sheets so that the thickness was 12 [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.
[硬化材料]
含浸処理や表面層63の形成処理に用いる硬化材料としては、以下の硬化材料1〜9のものを用いた。
[Curing material]
As the curable material used for the impregnation treatment and the
<硬化材料1>
紫外線硬化樹脂:ダイセル・サイテック社 PETIA 10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 89部
<Curing material 1>
UV curable resin: Daicel-Cytec Corp.
<硬化材料2>
紫外線硬化樹脂1:ダイセル・サイテック社 PETIA 9部
紫外線硬化樹脂2:ダイセル・サイテック社 HDDA 1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 89部
<Curing
UV curable resin 1: Daicel Cytec Co., Ltd. PETIA 9 parts UV curable resin 2: Daicel Cytec Co., Ltd. HDDA 1 part Polymerization initiator: Ciba Specialty Chemicals Irgacure 184 1 part Solvent: 2-butanone 89 parts
<硬化材料3>
紫外線硬化樹脂1:ダイセル・サイテック社 PETIA 7部
紫外線硬化樹脂2:ダイセル・サイテック社 ODA-N 3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 89部
<Curing material 3>
UV curable resin 1: Daicel Cytec Co., Ltd. PETIA 7 parts UV curable resin 2: Daicel Cytec Co., Ltd. ODA-N 3 parts Polymerization initiator: Ciba Specialty Chemicals Irgacure 184 1 part Solvent: 2-butanone 89 parts
<硬化材料4>
紫外線硬化樹脂1:ダイセル・サイテック社 PETIA 2部
紫外線硬化樹脂2:根上工業 UN−2700 8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 89部
<Curing material 4>
UV curable resin 1: Daicel Cytec Co., Ltd.
<硬化材料5>
紫外線硬化樹脂:ダイセル・サイテック社 DPHA 10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 89部
<Curing
UV curable resin: Daicel
<硬化材料6>
紫外線硬化樹脂:日本化薬 DPCA−120 10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 89部
<Curing
UV curable resin: Nippon Kayaku DPCA-120 10 parts Polymerization initiator: Ciba Specialty Chemicals Irgacure 184 1 part Solvent: 2-butanone 89 parts
<硬化材料7>
紫外線硬化樹脂1:根上工業 UN−904 3部
紫外線硬化樹脂2:根上工業 UN−2700 7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 89部
<Curing material 7>
UV curable resin 1: Negami Kogyo UN-904 3 parts UV curable resin 2: Negami Kogyo UN-2700 7 parts Polymerization initiator: Ciba Specialty Chemicals Irgacure 184 1 part Solvent: 2-butanone 89 parts
<硬化材料8>
紫外線硬化樹脂1:根上工業 UN−904 10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 89部
<Curing material 8>
UV curable resin 1:
<硬化材料9>
紫外線硬化樹脂1:ダイセル・サイテック社 PETIA 1部
紫外線硬化樹脂2:根上工業 UN−2700 9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 89部
<Curing material 9>
UV curable resin 1: Daicel Cytec Co., Ltd. PETIA 1 part UV curable resin 2: Negami Kogyo UN-2700 9 parts Polymerization initiator: Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd. Irgacure 184 1 part Solvent: 2-butanone 89 parts
上記硬化材料に用いる紫外線硬化樹脂のアクリル材料、主要骨格、官能基数及び官能基当量を表1に示す。
紫外線硬化樹脂PETIAの構造式を下記の化1に示す。化1に示すように、PETIAは、官能基(CH2CHOO基)の数が3である。
また、DPHAの構造式を下記の化2に示す。化2に示すように、DPHAは、官能基(CH2CHOO基)の数が6であり、基本骨格が、ペンタエリスリトール・トリアクリレートの二量体(脱水縮合)となっている。
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を用いて厚さ1.8[mm]の短冊形状の弾性ブレード62を作成し、この弾性ブレード62を含浸材料として上記硬化材料1〜9のいずれかに所定時間(30[秒])浸漬したのち、3分間風乾する。さらにスプレー塗工法により上記硬化材料1〜9のいずれかからなる表面層63を形成した。具体的には、適宜含浸処理を行ったウレタンゴムからなる弾性ブレード62に対し、まずスプレー塗工によりブレード先端面から10[mm/s]のスプレーガン移動速度にて所定の層厚になるように先端面62a全面に重ね塗りを行った。3分間指触乾燥後、ブレード下面62bにスプレー塗工により塗工した。その後さらに3分間指触乾燥を行い、紫外線露光(140[W/cm]×5[m/min]×5パス)を行った。
Next, the configuration of the image forming apparatus for which the verification experiment was performed will be described.
Using the urethane rubber 1, a strip-shaped
表面層63が形成された弾性ブレード62をリコー製カラー複合機 imagio MP C4500に搭載できるホルダー61に接着剤により固定し、試作のクリーニングブレード6とした。これを同じくリコー製カラー複合機 imagio MP C4500に取り付け、実施例1〜実施例14、比較例1〜比較例4の画像形成装置を作製した。なお、クリーニングブレード6は、線圧:20[g/cm]、クリーニング角:79[°]となるように取り付けた。また、本実験で用いる装置は感光体1表面への潤滑剤塗布装置10を備えており、潤滑剤の種類としては、ステアリン酸亜鉛のみのものとステアリン酸亜鉛とチッ化ホウ素を混合したものを用いた。
The
検証実験には、以下のトナーを用いた。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)
The following toner was used for the verification experiment. 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、実験室環境:21[℃]・65[%RH]、通紙条件:画像面積率5%チャートを3プリント/ジョブで、50,000枚(A4横)で行った。そして、感光体上の異物付着の有無を評価した。
The verification experiment was performed in a laboratory environment: 21 [° C.] · 65 [% RH], paper feeding condition:
<実施例1>
含浸材料 :硬化材料1
表面層材料:硬化材料1
表面層鉛筆硬度:9H
エッジ部より50[μm]での表面層厚:1[μm]
潤滑剤の種類:ステアリン酸亜鉛とチッ化ホウ素
<Example 1>
Impregnating material: Curing material 1
Surface layer material: Curing material 1
Surface layer pencil hardness: 9H
Surface layer thickness at 50 [μm] from the edge: 1 [μm]
Lubricant types: Zinc stearate and boron nitride
<実施例2>
含浸材料 :硬化材料2
表面層材料:硬化材料2
表面層鉛筆硬度:9H
エッジ部より50[μm]での表面層厚:1[μm]
潤滑剤の種類:ステアリン酸亜鉛とチッ化ホウ素
<Example 2>
Impregnating material: Curing
Surface layer material: Curing
Surface layer pencil hardness: 9H
Surface layer thickness at 50 [μm] from the edge: 1 [μm]
Lubricant types: Zinc stearate and boron nitride
<実施例3>
含浸材料 :硬化材料3
表面層材料:硬化材料3
表面層鉛筆硬度:8H
エッジ部より50[μm]での表面層厚:1[μm]
潤滑剤の種類:ステアリン酸亜鉛とチッ化ホウ素
<Example 3>
Impregnating material: Curing material 3
Surface layer material: Curing material 3
Surface layer pencil hardness: 8H
Surface layer thickness at 50 [μm] from the edge: 1 [μm]
Lubricant types: Zinc stearate and boron nitride
<実施例4>
含浸材料 :硬化材料4
表面層材料:硬化材料4
表面層鉛筆硬度:7H
エッジ部より50[μm]での表面層厚:1[μm]
潤滑剤の種類:ステアリン酸亜鉛とチッ化ホウ素
<Example 4>
Impregnating material: Curing material 4
Surface layer material: Curing material 4
Surface layer pencil hardness: 7H
Surface layer thickness at 50 [μm] from the edge: 1 [μm]
Lubricant types: Zinc stearate and boron nitride
<実施例5>
含浸材料 :硬化材料5
表面層材料:硬化材料5
表面層鉛筆硬度:9H
エッジ部より50[μm]での表面層厚:1[μm]
潤滑剤の種類:ステアリン酸亜鉛とチッ化ホウ素
<Example 5>
Impregnating material: Curing
Surface layer material: Curing
Surface layer pencil hardness: 9H
Surface layer thickness at 50 [μm] from the edge: 1 [μm]
Lubricant types: Zinc stearate and boron nitride
<実施例6>
含浸材料 :硬化材料6
表面層材料:硬化材料6
表面層鉛筆硬度:9H
エッジ部より50[μm]での表面層厚:1[μm]
潤滑剤の種類:ステアリン酸亜鉛とチッ化ホウ素
<Example 6>
Impregnating material: Curing
Surface layer material: Curing
Surface layer pencil hardness: 9H
Surface layer thickness at 50 [μm] from the edge: 1 [μm]
Lubricant types: Zinc stearate and boron nitride
<実施例7>
含浸材料 :硬化材料1
表面層材料:硬化材料2
表面層鉛筆硬度:9H
エッジ部より50[μm]での表面層厚:1[μm]
潤滑剤の種類:ステアリン酸亜鉛とチッ化ホウ素
<Example 7>
Impregnating material: Curing material 1
Surface layer material: Curing
Surface layer pencil hardness: 9H
Surface layer thickness at 50 [μm] from the edge: 1 [μm]
Lubricant types: Zinc stearate and boron nitride
<実施例8>
含浸材料 :硬化材料2
表面層材料:硬化材料3
表面層鉛筆硬度:8H
エッジ部より50[μm]での表面層厚:1[μm]
潤滑剤の種類:ステアリン酸亜鉛とチッ化ホウ素
<Example 8>
Impregnating material: Curing
Surface layer material: Curing material 3
Surface layer pencil hardness: 8H
Surface layer thickness at 50 [μm] from the edge: 1 [μm]
Lubricant types: Zinc stearate and boron nitride
<実施例9>
含浸材料 :硬化材料1
表面層材料:硬化材料5
表面層鉛筆硬度:9H
エッジ部より50[μm]での表面層厚:1[μm]
潤滑剤の種類:ステアリン酸亜鉛とチッ化ホウ素
<Example 9>
Impregnating material: Curing material 1
Surface layer material: Curing
Surface layer pencil hardness: 9H
Surface layer thickness at 50 [μm] from the edge: 1 [μm]
Lubricant types: Zinc stearate and boron nitride
<実施例10>
含浸材料 :硬化材料2
表面層材料:硬化材料1
表面層鉛筆硬度:9H
エッジ部より50[μm]での表面層厚:1[μm]
潤滑剤の種類:ステアリン酸亜鉛とチッ化ホウ素
<Example 10>
Impregnating material: Curing
Surface layer material: Curing material 1
Surface layer pencil hardness: 9H
Surface layer thickness at 50 [μm] from the edge: 1 [μm]
Lubricant types: Zinc stearate and boron nitride
<実施例11>
含浸材料 :硬化材料2
表面層材料:硬化材料8
表面層鉛筆硬度:9H
エッジ部より50[μm]での表面層厚:1[μm]
潤滑剤の種類:ステアリン酸亜鉛とチッ化ホウ素
<Example 11>
Impregnating material: Curing
Surface layer material: Curing material 8
Surface layer pencil hardness: 9H
Surface layer thickness at 50 [μm] from the edge: 1 [μm]
Lubricant types: Zinc stearate and boron nitride
<実施例12>
含浸材料 :硬化材料2
表面層材料:硬化材料9
表面層鉛筆硬度:6H
エッジ部より50[μm]での表面層厚:1[μm]
潤滑剤の種類:ステアリン酸亜鉛とチッ化ホウ素
<Example 12>
Impregnating material: Curing
Surface layer material: cured material 9
Surface layer pencil hardness: 6H
Surface layer thickness at 50 [μm] from the edge: 1 [μm]
Lubricant types: Zinc stearate and boron nitride
<実施例13>
含浸材料 :硬化材料7
表面層材料:硬化材料7
表面層鉛筆硬度:6H
エッジ部より50[μm]での表面層厚:1[μm]
潤滑剤の種類:ステアリン酸亜鉛とチッ化ホウ素
<Example 13>
Impregnating material: Curing material 7
Surface layer material: Curing material 7
Surface layer pencil hardness: 6H
Surface layer thickness at 50 [μm] from the edge: 1 [μm]
Lubricant types: Zinc stearate and boron nitride
<実施例14>
含浸材料 :硬化材料2
表面層材料:硬化材料2
表面層鉛筆硬度:6H
エッジ部より50[μm]での表面層厚:5[μm]
潤滑剤の種類:ステアリン酸亜鉛とチッ化ホウ素
<Example 14>
Impregnating material: Curing
Surface layer material: Curing
Surface layer pencil hardness: 6H
Surface layer thickness at 50 [μm] from edge: 5 [μm]
Lubricant types: Zinc stearate and boron nitride
<比較例1>
含浸材料 :なし
表面層材料:なし
潤滑剤の種類:ステアリン酸亜鉛とチッ化ホウ素
<Comparative Example 1>
Impregnated material: None Surface layer material: None Lubricant type: Zinc stearate and boron nitride
<比較例2>
含浸材料 :なし
表面層材料:硬化材料1
表面層鉛筆硬度:9H
エッジ部より50[μm]での表面層厚:1[μm]
潤滑剤の種類:ステアリン酸亜鉛とチッ化ホウ素
<Comparative example 2>
Impregnation material: None Surface layer material: Curing material 1
Surface layer pencil hardness: 9H
Surface layer thickness at 50 [μm] from the edge: 1 [μm]
Lubricant types: Zinc stearate and boron nitride
<比較例3>
含浸材料 :硬化材料1
表面層材料:なし
表面層鉛筆硬度:9H
エッジ部より50[μm]での表面層厚:1[μm]
潤滑剤の種類:ステアリン酸亜鉛とチッ化ホウ素
<Comparative Example 3>
Impregnating material: Curing material 1
Surface layer material: None Surface layer pencil hardness: 9H
Surface layer thickness at 50 [μm] from the edge: 1 [μm]
Lubricant types: Zinc stearate and boron nitride
<比較例4>
含浸材料 :硬化材料2
表面層材料:硬化材料2
表面層鉛筆硬度:9H
エッジ部より50[μm]での表面層厚:1[μm]
潤滑剤の種類:ステアリン酸亜鉛
<Comparative example 4>
Impregnating material: Curing
Surface layer material: Curing
Surface layer pencil hardness: 9H
Surface layer thickness at 50 [μm] from the edge: 1 [μm]
Lubricant type: Zinc stearate
実施例1〜実施例14、比較例1〜比較例4の検証実験の結果をまとめたものを下記の表2に示す。
実施例1〜実施例14においては、いずれも、経時にわたり感光体上への異物付着を抑えることができ、良好な結果が得られた。実施例1〜実施例14においては、紫外線硬化樹脂の含浸処理により硬度上昇を図り、先端稜線部62cの改質処理がなされている。さらに、潤滑剤塗布装置10によりチッ化ホウ素とステアリン酸亜鉛を塗布しているので、放電によって早期に劣化することはなく、感光体1表面に潤滑剤皮膜を形成することができる。また、表面層63を形成する紫外線硬化樹脂の鉛筆硬度が7H〜9Hである実施例においては、経時にわたり感光体1上への異物付着を抑えることができ、特に良好な結果が得られた。紫外線硬化樹脂として、官能基当量分子量350以下、官能基数3〜6のペンタエリスリトール・トリアクリレートを主要骨格とするものを用いている実施例においても、経時にわたり感光体1上への異物付着を抑えることができ、特に良好な結果が得られた。表面層63の紫外線硬化樹脂に、官能基当量分子量100〜1000、官能基数1〜2のアクリレート材料を混合している実施例においても、経時にわたり感光体1上への異物付着を抑えることができ、特に良好な結果が得られた。
In each of Examples 1 to 14, it was possible to suppress adhesion of foreign matter on the photoreceptor over time, and good results were obtained. In Examples 1 to 14, the hardness is increased by the impregnation treatment with the ultraviolet curable resin, and the tip
一方、比較例1〜3においては、感光体1上に異物付着が見られた。これは、トナーの外添剤由来の付着物であることが分かっており、クリーニングブレードが摩耗して、潤滑剤を十分に塗布出来ずに、感光体表面保護効果が損なわれたからだと考えられる。また、比較例4においては、潤滑剤として、ステアリン酸亜鉛しか用いていないため、感光体表面の保護効果が十分ではないため、異物付着が生じたものと考えられる。 On the other hand, in Comparative Examples 1 to 3, foreign matter adhesion was observed on the photoreceptor 1. This is considered to be due to the fact that the toner is attached to the external additive, and the cleaning blade is worn out, so that the lubricant cannot be applied sufficiently and the surface protection effect of the photoreceptor is impaired. . Further, in Comparative Example 4, since only zinc stearate is used as the lubricant, the protective effect on the surface of the photoreceptor is not sufficient, and it is considered that foreign matter adhesion has occurred.
なお、本実施形態に係るプリンタにおいては、図1に示すように、クリーニングブレード6の弾性ブレード62をカウンター向きに圧接させているが、本発明はこれに限定されない。本発明は、ブレード部材をトレーリング向きに圧接させてもよい。
In the printer according to the present embodiment, as shown in FIG. 1, the
また、本実施形態に係るプリンタにおいては、ひとつの感光体1及びひとつの現像装置4を有するモノクロプリンタについて説明したが、これに限定されない。本発明は、一つの感光体上に各色のトナー像を順次形成し、感光体上の各色トナー像を順次中間転写体又は用紙に重ね合わせて転写するカラープリンタに適用してもよい。画像形成ユニットを複数組並べて配置し、各画像形成ユニットの感光体上に互いに異なる色のトナー像を形成し、各感光体上のトナー像を中間転写体又は用紙に重ね合わせて転写するタンデム型のカラープリンタに適用してもよい。像担持体たる中間転写体を用いる場合には、中間転写体に供給された潤滑剤を擦り付けて、中間転写体表面に潤滑剤皮膜を形成するブレード部材を設けてもよい。 In the printer according to the present embodiment, a monochrome printer having one photoconductor 1 and one developing device 4 has been described. However, the present invention is not limited to this. The present invention may be applied to a color printer in which toner images of each color are sequentially formed on one photoconductor, and each color toner image on the photoconductor is sequentially transferred onto an intermediate transfer body or paper. A tandem type in which a plurality of image forming units are arranged side by side, toner images of different colors are formed on the photoconductors of the respective image forming units, and the toner images on the photoconductors are transferred onto an intermediate transfer member or paper. The present invention may be applied to other color printers. When an intermediate transfer member as an image carrier is used, a blade member that forms a lubricant film on the surface of the intermediate transfer member by rubbing the lubricant supplied to the intermediate transfer member may be provided.
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
(態様A)
感光体1などの像担持体と、該像担持体表面に潤滑剤を供給する剤供給装置10などの剤供給手段と、該像担持体表面に供給された潤滑剤を擦り付けて該像担持体表面に潤滑剤皮膜を形成するクリーニングブレード6などのブレード部材とを具備する画像形成装置において、上記潤滑剤は、少なくともチッ化ホウ素と脂肪酸金属塩とを含有し、上記ブレード部材は、先端稜線部を含む部分に少なくとも紫外線硬化樹脂を含有する弾性ブレード62などの弾性ブレードと、該先端稜線部を含む該弾性ブレードの表面を覆い、該弾性ブレードよりも硬い表面層63などの表面層とから構成されている。
これによれば、上記実施形態について説明したように、長期間に亘って良好な状態で像担持体上にチッ化ホウ素と脂肪酸金属塩よりなる潤滑剤皮膜を形成でき、像担持体表面の潤滑性を長期に亘って良好に維持できる。
(態様B)
(態様A)の画像形成装置において、上記ブレード部材は、像担持体上に残留する転写残トナーを除去するクリーニングブレード6などのクリーニングブレードである。
これによれば、上記実施形態について説明したように、クリーニングブレードが像担持体表面に潤滑剤皮膜を形成し、クリーニングブレードと像担持体表面とに作用する摩擦力を低減できる。よって、像担持体の寿命をのばすことができ、長期に亘り良好なクリーニング性を維持できる。
(態様C)
(態様A)又は(態様B)の画像形成装置において、上記剤供給手段は、像担持体が表面移動しているとき、常時、該像担持体表面に潤滑剤を供給するか、又は間欠的に供給するように構成されている。
これによれば、上記実施形態について説明したように、剤供給手段は像担持体表面に供給する潤滑剤の量を調整することができる。
(態様D)
(態様A)(態様B)又は(態様C)の画像形成装置において、上記ブレード部材は、上記表面層が紫外線硬化樹脂よりなる。
これによれば、上記実施形態について説明したように、弾性ブレードの先端に付着した紫外線硬化樹脂に紫外線を照射すればよいので、所望の硬度を有する表面層を容易に得ることができ、ブレード部材を安価に製造することができる。
(態様E)
(態様D)の画像形成装置において、上記ブレード部材は、上記表面層を形成する紫外線硬化樹脂の鉛筆硬度が7H以上9H以下である。
これによれば、上記実施形態について説明したように、表面層に鉛筆硬度7H〜9Hの紫外線硬化樹脂を用いることにより、弾性ブレードの弾性変形を阻害せずに、薄い膜厚でも経時の耐久性を確保することができる。
(態様F)
(態様A)(態様B)(態様C)(態様D)又は(態様E)の画像形成装置において、上記紫外線硬化樹脂が、官能基当量分子量350以下、官能基数3以上6以下のペンタエリスリトール・トリアクリレートを主要骨格とする材料である。
これによれば、上記実施形態について説明したように、表面層の硬度を所定以上のものにすることができ、先端稜線部の変形を抑制することができる。
(態様G)
(態様A)(態様B)(態様C)(態様D)(態様E)又は(態様F)の画像形成装置において、上記紫外線硬化樹脂に、官能基当量分子量100〜1000、官能基数1〜2のアクリレート材料を混合する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、表面層に所定の可撓性を付与することが可能となる。
(態様H)
像担持体と、少なくとも、該像担持体表面に当接して、該像担持体表面に少なくともチッ化ホウ素と脂肪酸金属塩とを配合して成る潤滑剤を供給する剤供給手段と、該像担持体表面に供給された潤滑剤を擦り付けて該像担持体表面に潤滑剤皮膜を形成するブレード部材とを一体に支持し、画像形成装置に対して着脱可能に装着されるプロセスカートリッジにおいて、上記ブレード部材は、先端稜線部を含む部分に少なくとも紫外線硬化樹脂を含有する弾性ブレードと、該先端稜線部を含む該弾性ブレードの表面を覆い、該弾性ブレードよりも硬い表面層とから構成されている。
これによれば、像担持体と、剤供給手段、ブレード部材とを一体に支持し、画像形成装置に対して着脱可能に装着されるプロセスカートリッジとしたことで、これらの部材の交換を容易に行うことができ、メンテナンス性を向上させることができる。
What has been described above is merely an example, and the present invention has a specific effect for each of the following modes.
(Aspect A)
An image carrier such as the photoreceptor 1, an agent supply unit such as an
According to this, as described in the above embodiment, a lubricant film made of boron nitride and a fatty acid metal salt can be formed on the image carrier in a good state over a long period of time, and the surface of the image carrier can be lubricated. Property can be maintained well over a long period of time.
(Aspect B)
In the image forming apparatus of (Aspect A), the blade member is a cleaning blade such as a
According to this, as described in the above embodiment, the cleaning blade forms a lubricant film on the surface of the image carrier, and the frictional force acting on the cleaning blade and the surface of the image carrier can be reduced. Therefore, the life of the image carrier can be extended, and good cleaning properties can be maintained over a long period of time.
(Aspect C)
In the image forming apparatus according to (Aspect A) or (Aspect B), when the image carrier is moving on the surface, the agent supply unit always supplies a lubricant to the surface of the image carrier, or intermittently. It is comprised so that it may supply.
According to this, as described in the above embodiment, the agent supply means can adjust the amount of lubricant supplied to the surface of the image carrier.
(Aspect D)
(Aspect A) In the image forming apparatus according to (Aspect B) or (Aspect C), the blade member has the surface layer made of an ultraviolet curable resin.
According to this, as described in the above embodiment, it is only necessary to irradiate the ultraviolet curable resin attached to the tip of the elastic blade with ultraviolet rays, so that a surface layer having a desired hardness can be easily obtained, and the blade member Can be manufactured at low cost.
(Aspect E)
In the image forming apparatus of (Aspect D), the blade member has a pencil hardness of 7H or more and 9H or less of the ultraviolet curable resin forming the surface layer.
According to this, as described in the above embodiment, by using an ultraviolet curable resin having a pencil hardness of 7H to 9H for the surface layer, durability over time can be achieved even with a thin film thickness without hindering elastic deformation of the elastic blade. Can be secured.
(Aspect F)
(Aspect A) (Aspect B) (Aspect C) In the image forming apparatus of (Aspect D) or (Aspect E), the ultraviolet curable resin is a pentaerythritol having a functional group equivalent molecular weight of 350 or less and a functional group number of 3 to 6. This material has triacrylate as the main skeleton.
According to this, as explained about the above-mentioned embodiment, the hardness of the surface layer can be made a predetermined level or more, and the deformation of the tip ridge line portion can be suppressed.
(Aspect G)
(Aspect A) (Aspect B) (Aspect C) (Aspect D) In the image forming apparatus of (Aspect E) or (Aspect F), the UV curable resin has a functional group equivalent molecular weight of 100 to 1000 and a functional group number of 1 to 2. Mix acrylate material.
According to this, as described in the above embodiment, it is possible to impart a predetermined flexibility to the surface layer.
(Aspect H)
An image carrier, and at least an agent supply means for supplying a lubricant comprising a mixture of at least boron nitride and a fatty acid metal salt on the surface of the image carrier in contact with the surface of the image carrier; In a process cartridge that integrally supports a blade member that rubs a lubricant supplied to the surface of the body and forms a lubricant film on the surface of the image carrier, and is detachably attached to the image forming apparatus. The member includes an elastic blade containing at least an ultraviolet curable resin in a portion including the tip ridge line portion, and a surface layer that covers the surface of the elastic blade including the tip ridge line portion and is harder than the elastic blade.
According to this, the image carrier, the agent supply unit, and the blade member are integrally supported, and the process cartridge is detachably attached to the image forming apparatus, so that these members can be easily replaced. It is possible to improve the maintainability.
1 感光体
2 帯電ローラ
3 露光装置
4 現像装置
5 転写ローラ
6 クリーニングブレード
7 クリーニング装置
8 除電ランプ
9 スペーサ
10 剤供給装置
11 潤滑剤ブロック
12 ブラシローラ
61 ホルダー
62 弾性ブレード
63 表面層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (8)
上記潤滑剤は、少なくともチッ化ホウ素と脂肪酸金属塩とを含有し、
上記ブレード部材は、先端稜線部を含む部分に少なくとも紫外線硬化樹脂を含有する弾性ブレードと、該先端稜線部を含む該弾性ブレードの表面を覆い、該弾性ブレードよりも硬い表面層とから構成されていることを特徴する画像形成装置。 An image carrier, agent supply means for supplying a lubricant to the surface of the image carrier, and a blade member for rubbing the lubricant supplied to the surface of the image carrier to form a lubricant film on the surface of the image carrier. In an image forming apparatus comprising:
The lubricant contains at least boron nitride and a fatty acid metal salt,
The blade member includes an elastic blade containing at least an ultraviolet curable resin in a portion including a tip ridge line portion, and a surface layer that covers the surface of the elastic blade including the tip ridge line portion and is harder than the elastic blade. An image forming apparatus.
上記ブレード部材は、像担持体上に残留する転写残トナーを除去するクリーニングブレード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 according to claim 1, wherein the blade member is a cleaning blade that removes transfer residual toner remaining on the image carrier.
上記剤供給手段は、像担持体が表面移動しているとき、常時、該像担持体表面に潤滑剤を供給するか、又は間欠的に供給するように構成されていることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1 or 2,
The agent supplying means is configured to supply the lubricant to the surface of the image carrier at all times or intermittently when the surface of the image carrier is moving. Forming equipment.
上記ブレード部材は、上記表面層が紫外線硬化樹脂よりなることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1, 2 or 3.
The image forming apparatus, wherein the blade member has the surface layer made of an ultraviolet curable resin.
上記ブレード部材は、上記表面層を形成する紫外線硬化樹脂の鉛筆硬度が7H以上9H以下であることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 4.
In the image forming apparatus, the blade member has a pencil hardness of 7H or more and 9H or less of the ultraviolet curable resin forming the surface layer.
上記紫外線硬化樹脂が、官能基当量分子量350以下、官能基数3以上6以下のペンタエリスリトール・トリアクリレートを主要骨格とする材料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, 2, 3, 4 or 5.
An image forming apparatus, wherein the ultraviolet curable resin is a material having a main skeleton of pentaerythritol triacrylate having a functional group equivalent molecular weight of 350 or less and a functional group number of 3 or more and 6 or less.
上記紫外線硬化樹脂に、官能基当量分子量100以上1000以下、官能基数1又は2のアクリレート材料を混合することを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1, 2, 3, 4, 5 or 6.
An image forming apparatus, wherein an acrylate material having a functional group equivalent molecular weight of 100 or more and 1000 or less and having 1 or 2 functional groups is mixed with the ultraviolet curable resin.
上記ブレード部材は、先端稜線部を含む部分に少なくとも紫外線硬化樹脂を含有する弾性ブレードと、該先端稜線部を含む該弾性ブレードの表面を覆い、該弾性ブレードよりも硬い表面層とから構成されていることを特徴とするプロセスカートリッジ。 An image carrier, an agent supply means for contacting the surface of the image carrier and supplying a lubricant composed of at least boron nitride and a fatty acid metal salt on the surface of the image carrier, and the surface of the image carrier A process cartridge that is detachably attached to an image forming apparatus that includes a blade member that rubs the supplied lubricant to form a lubricant film on the surface of the image carrier.
The blade member includes an elastic blade containing at least an ultraviolet curable resin in a portion including a tip ridge line portion, and a surface layer that covers the surface of the elastic blade including the tip ridge line portion and is harder than the elastic blade. A process cartridge characterized by comprising:
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