JP2016142860A - クリーニングブレード、並びに、それを備えたプロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

クリーニングブレード、並びに、それを備えたプロセスカートリッジ及び画像形成装置 Download PDF

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裕美 坂口
Yumi Sakaguchi
裕美 坂口
納所 伸二
Shinji Nosho
伸二 納所
左近 洋太
Hirota Sakon
洋太 左近
大森 匡洋
Masahiro Omori
匡洋 大森
政信 権藤
Masanobu Gondo
政信 権藤
昇平 合田
Shohei Aida
昇平 合田
由佳 青山
Yuka Aoyama
由佳 青山
郁 遠山
Iku Toyama
郁 遠山
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Abstract

【課題】高速で画像形成を行っても、長期にわたり弾性部材における当接部の摩耗量及び異音の発生を抑制しながら良好なクリーニング性を得ることができ、当接する被清掃部材における駆動力を低減することが可能なクリーニングブレードを提供する。【解決手段】クリーニングブレード62を、平板状弾性部材622の一方の板面に、分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物を含有する硬化性組成物の硬化物62dを含み、硬化物62dの露出面から厚み方向における深さ30μmの第1の測定位置と、深さ40μmの第2の測定位置を顕微赤外分光法により測定し、得られるスペクトルのピーク面積値の比率を特定割合としたもので構成する。【選択図】図6

Description

本発明は、クリーニングブレード、並びに、それを備えたプロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。
従来より、電子写真方式の画像形成装置においては、像担持体(以下、「感光体」、「電子写真感光体」、「静電潜像担持体」と称することがある)が記録媒体や中間転写体等にトナー像を転写した後、クリーニング手段が、被清掃部材としての前記像担持体の表面に残存する不必要なトナー等を除去している。
前記クリーニング手段としてのクリーニングブレードは、簡易な構成で優れたクリーニング性能を得ることができる点から、ウレタンゴム等からなる平板状の弾性部材と、前記弾性部材の一部を固定する支持部材とを備えたものがよく用いられている。前記弾性部材は、自由端を前記像担持体の表面に当接させ、前記像担持体の表面に残留するトナー等を掻き落として除去する。
しかし、高画質化を目的として球状トナーを用いると、前記弾性部材と前記像担持体との間を前記球状トナーがすり抜けてクリーニング不良を生じる場合がある。
前記クリーニング不良を抑制するため、前記弾性部材の前記像担持体に対する当接圧を高めると、前記弾性部材と前記像担持体との摩擦が大きくなり、異音が発生しやすくなるだけでなく前記弾性部材における当接部の摩耗量が増大するとともに、前記像担持体を回転させるトルクを得るために大きな駆動電流が必要になるという問題があった。
そこで、これらの問題を解消するために、前記弾性部材の前記自由端を高硬度化することが提案されている。例えば、ウレタンゴムからなる弾性部材の前記自由端に硬化性樹脂を含浸させて硬化し、更に表面層を設けたクリーニングブレードが提案されている(特許文献1及び特許文献2参照)。
しかし、これらの場合、前記当接部を高硬度化することにより捲れなどの問題を解消できる反面、前記像担持体の表面に微小なうねりがあると、前記弾性部材全体の弾性を活かせず、前記当接部が前記像担持体に当接する圧力が変動しやすくなる。その結果、前記像担持体に対する追従性が低下し、クリーニング不良が発生しやすいという問題がある。
また、近年、画像形成の高速化のニーズが高まっていることから、前記ニーズに応えるために画像形成速度を線速600mm/sec以上にすると、前記像担持体の回転軸がぶれて細やかな振動が発生する場合においても、前記像担持体の表面に微小なうねりがある場合と同様に、前記像担持体に対する追従性が低下し、クリーニング不良が発生しやすいという問題がある。
本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、高速で画像形成を行っても、長期にわたり弾性部材における当接部の摩耗量及び異音の発生を抑制しながら良好なクリーニング性を得ることができ、当接する被清掃部材における駆動力を低減することが可能なクリーニングブレードを提供することを目的とする。
前記課題を解決するための手段としての本発明のクリーニングブレードは、平板状弾性部材の一方の板面に、分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物を含有する硬化性組成物の硬化物を含み、
前記硬化物の露出面から前記平板状弾性部材の厚み方向における、
深さ30μmの第1の測定位置で、顕微赤外分光法により測定して得られるスペクトルの802cm−1〜819cm−1のピーク面積値をA1とし、かつ1,716cm−1〜1,741cm−1のピーク面積値をB1とし、
深さ40μmの第2の測定位置で、前記スペクトルの802cm−1〜819cm−1のピーク面積値をA2とし、かつ1,716cm−1〜1,741cm−1のピーク面積値をB2とした場合、
A1/B1とA2/B2との比((A1/B1)/(A2/B2))が、1.5〜10である。
本発明によれば、従来における前記諸問題を解決し、前記目的を達成することができ、高速で画像形成を行っても、長期にわたり弾性部材における当接部の摩耗量及び異音の発生を抑制しながら良好なクリーニング性を得ることができ、当接する被清掃部材における駆動力を低減することが可能なクリーニングブレードを提供することができる。
図1は、本発明の画像形成装置の一例を示す概略断面図である。 図2は、本発明の画像形成装置の一例における作像ユニットを示す概略断面図である。 図3は、本発明のクリーニングブレードの一例を示す斜視図である。 図4Aは、当接部が捲れた状態を示す説明図である。 図4Bは、弾性部材の端面に局所的な欠損を生じた状態を示す説明図である。 図4Cは、当接部が欠損した状態を示す説明図である。 図5Aは、本発明のクリーニングブレードの作製工程の一例を示す説明図である。 図5Bは、本発明のクリーニングブレードの作製工程の一例を示す説明図である。 図6は、本発明のクリーニングブレードの一例を示す拡大断面図である。 図7は、本発明のクリーニングブレードの他の一例を示す拡大断面図である。 図8は、本発明のクリーニングブレードの他の一例を示す拡大断面図である。 図9は、本発明のクリーニングブレードにおけるクリーニング角度θの説明図である。 図10は、本発明のクリーニングブレードにおける摩耗断面積の説明図である。
(クリーニングブレード)
本発明のクリーニングブレードは、弾性部材を有してなり、支持部材を有することが好ましく、更に必要に応じてその他の部材を有してなる。
前記クリーニングブレードとしては、その形状、構造などについては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、後述するプロセスカートリッジのケースなどに固定された前記支持部材と、前記支持部材に一部が固定され、自由端を有する弾性部材とからなることが好ましい。
前記クリーニングブレードは、前記自由端の端面における長辺のいずれか1辺を前記被清掃部材の表面に当接させ、前記被清掃部材の表面に残留するトナー等を掻き落として除去する。
ここで、前記クリーニングブレードの前記被清掃部材の表面に当接させる前記1辺を当接辺という。また、前記当接辺が前記被清掃部材の表面に当接すると変形及び摩耗することにより、前記当接辺のみではなく、後述する被硬化面と、前記自由端の端面とが前記被清掃部材の表面に当接するため、前記当接辺の近傍における前記被硬化面及び前記自由端の端面を当接部という。
<弾性部材>
前記弾性部材としては、その形状、構造、大きさ、材質などについては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記弾性部材の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、平板状、短冊状、シート状、などの形状が挙げられる。具体的には、前記弾性部材の厚み方向において対向する一対の板面と、前記板面と直交し、前記板面の面内方向において対向する二対の端面からなる形状が好ましい。
前記弾性部材の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、1.0mm〜3.0mmが好ましい。
前記平均厚みの測定方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記弾性部材に対して任意の複数の点を選択し、前記複数の点の厚みの平均を算出することにより求める方法、などが挙げられる。前記平均としては、5点の厚みの平均が好ましく、10点の厚みの平均がより好ましく、20点の厚みの平均が特に好ましい。なお、他の層の平均厚みについても同様に算出することができる。
前記平均厚みの測定機器としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、マイクロメータなどが挙げられる。
前記弾性部材の構造としては、2つの前記板面のうち前記当接部を含む前記板面(以下、「被硬化面」、又は硬化物の「露出面」という)が、前記被硬化面の表面から前記厚み方向に深さ40μm未満までの領域において、後述する硬化性組成物の硬化物を含有していれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記被硬化面に前記硬化性組成物の硬化物を含有させるためには、まず、前記硬化性組成物に含まれる後述する溶媒により前記被硬化面を膨潤させるとともに、前記硬化性組成物を染み込ませて含浸させる。次に、前記被硬化面に含浸させた前記硬化性組成物を紫外線照射、加熱などの処理で硬化させるとともに前記被硬化面を膨潤させた前記溶媒を気化させることにより、前記弾性部材の架橋構造と前記硬化性組成物の硬化物とが絡まり合う構造となるため、前記硬化性組成物の硬化物を前記弾性部材から剥離しにくい状態で前記弾性部材に含有させることができる。
前記弾性部材の前記被硬化面に、前記硬化性組成物を含浸させる方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記被硬化面に前記硬化性組成物をハケで塗る方法、又は前記硬化性組成物が満たされた槽の液面に、水平にした前記被硬化面を接触させる方法、などが挙げられる。
前記硬化性組成物を前記被硬化面に含浸させる際の環境温度は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、15℃〜40℃が好ましい。
前記被硬化面に含浸させた前記硬化性組成物を硬化させる方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、紫外線の照射、加熱などによる処理などが挙げられる。これらの中でも、紫外線の照射による処理が、作製が容易になる点で、好ましい。
前記紫外線を照射する装置としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、前記装置の内部に紫外線の光源が設けられ、コンベア等の搬送手段により被硬化物を搬送しながら紫外線を照射する装置などが挙げられる。
前記紫外線の光源としては、前記光重合開始剤に対応するものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ランプ、紫外線発光半導体素子、などが挙げられる。
前記ランプとしては、例えば、メタルハライドランプ、キセノンランプ、カーボンアーク灯、ケミカルランプ、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、などが挙げられ、市販品を使用することができる。前記市販品としては、例えば、ヘレウス株式会社製のHバルブ、Dバルブ、Vバルブ、などが挙げられる。
前記紫外線発光半導体素子としては、例えば、紫外線発光ダイオードや紫外線発光半導体レーザ、などが挙げられる。
前記紫外線の種類については、前記硬化性組成物に含有させる後述する光重合開始剤に対応するものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、400nm〜200nmの紫外線、遠紫外線、g線、h線、i線、KrFエキシマレーザー光、ArFエキシマレーザー光、電子線、X線、分子線又はイオンビーム、などが挙げられる。
前記紫外線照射の条件としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記硬化性組成物に、トリシクロデカンジメタノールジアクリレートと、前記光重合開始剤として市販品のBASFジャパン株式会社製のイルガキュア(登録商標)184とが含まれる場合、被照射物を搬送して、内部に配置されている前記光源を通過させながら紫外線照射するベルトコンベア型紫外線照射装置(ウシオ電機株式会社製、UVC−2534/1MNLC3)を用いて、前記光源の出力を140W/cmとし、かつコンベアスピードを5m/minとした照射条件では、前記ベルトコンベア型紫外線照射装置を通過させる回数を1パス(1回通過)以上5パス(5回通過)以下が好ましい。
前記硬化性組成物の含浸深さ(含浸処理領域)は、前記硬化性組成物を含浸させて硬化した前記弾性部材の断面を切り出して断面薄片とし、前記断面が上になるようにSiウェハ上に前記断面薄片を固定して、前記硬化性組成物がほぼ検出されなくなる箇所の前記露出面から前記厚み方向における深さ(距離)とした。
なお、前記含浸深さは、含浸時間、前記硬化性組成物の温度、前記硬化性組成物に含まれる後述する溶媒の種類、作業環境温度、などにより調整することが可能である。
前記含浸深さの判定方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、フーリエ変換型赤外分光光度計のATR(Attenated Total Reflection:全反射減衰)法により測定したスペクトルから判定することが好ましい。具体的には、日本分光株式会社製のFT/IR−6200(IRT−7000付属)を用い、Ge圧子によるATR法で測定したスペクトルから指標を求めて判定するようにしてもよい。
前記指標としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、具体的には、前記断面薄片における前記弾性部材の前記被硬化面の表面、即ち、前記硬化性組成物の前記硬化物の前記露出面から前記厚み方向における、深さ30μmの第1の測定位置で得られる前記スペクトルの802cm−1〜819cm−1のピーク面積値をA1とし、かつ1,716cm−1〜1,741cm−1のピーク面積値をB1とし、深さ40μmの第2の測定位置で得られる前記スペクトルの802cm−1〜819cm−1のピーク面積値をA2とし、かつ1,716cm−1〜1,741cm−1のピーク面積値をB2とした場合、A1/B1とA2/B2との比((A1/B1)/(A2/B2))とする。
前記比((A1/B1)/(A2/B2))は、1.5〜10が好ましい。前記比((A1/B1)/(A2/B2))が好ましい範囲内であると、深さ40μmまで前記硬化性組成物が含浸せず、少なくとも深さ30μmまで前記硬化性組成物が含浸している状態であって、含浸させた前記硬化性組成物が硬化されている状態となる。
よって、前記当接部を含む深さ40μm未満の前記被硬化面に前記硬化性組成物の硬化物を含有させることにより、前記当接部と前記被清掃部材との摩擦が低減するため、前記当接部の摩耗量及び異音を抑制することができ、前記被清掃部材が適正な動力で駆動可能となる。
なお、前記ピーク面積値は、電気的ノイズや前処理過程において使用する試薬由来などに起因するノイズであるベースラインを差し引く補正処理を行ってから求めている。
A1及びB1は、前記フーリエ変換型赤外分光光度計の設定により、前記ベースラインを790cm−1〜833cm−1の範囲から求めて自動的に算出することができる。
A2及びB2は、前記フーリエ変換型赤外分光光度計の設定により、前記ベースラインを1654cm−1〜1785cm−1の範囲から求めて自動的に算出することができる。
前記弾性部材の前記被硬化面に含浸させた前記硬化性組成物が硬化しているかどうかは、マルテンス硬度を測定することで確認できる。
前記マルテンス硬度は、微小硬度計(株式会社フィッシャー・インストルメンツ製、HM−2000)を用いて、ビッカース圧子を1.0mNの力により10秒間で押し込み、5秒間保持し、1.0mNの力により10秒間で抜いて測定することができる。
前記硬化性組成物の硬化物の露出面から前記厚み方向における、深さ30μmの第1の測定位置におけるマルテンス硬度Aは、0.8N/mm〜5.0N/mmが好ましく、1.0N/mm〜3.0N/mmがより好ましい。
深さ40μmの第2の測定位置におけるマルテンス硬度Bは、0.6N/mm〜0.7N/mmが好ましい。
深さ0μm(なお、後述する表面層が前記被硬化面に形成されている場合は、前記表面層の表面)の第3の測定位置におけるマルテンス硬度Cは、1.0N/mm〜5.0N/mmが好ましく、2.2N/mm〜4.9N/mmがより好ましい。
前記弾性部材のマルテンス硬度A〜Cが前記の好ましい範囲内であると、前記被清掃部材に対する追従性を維持することができ、前記被清掃部材に対する当接圧が変動しにくくなるため、クリーニング性の維持が可能となるとともに、前記当接部の変形が大きくならないため、異常摩耗や異音の発生を抑制することができる。
よって、前記当接部を含む前記被硬化面に選択的に前記硬化性組成物の硬化物を含有させて高硬度化する一方、前記被硬化面以外の部分は前記弾性部材自体の弾性を維持させることにより、前記被清掃部材に対する高い追従性を維持できるため、良好なクリーニング性を得ることができる。また、長期にわたる使用により前記弾性部材の摩耗が進行しても、想定される部品寿命の範囲では前記硬化物が含有していない部分が露出する可能性はほとんどないと考えられるため、摩擦の大きな変化がなく、安定して使用できる。
前記弾性部材は、前記当接部を含む2つの面(前記自由端の端面及び前記被硬化面)のうち、少なくとも前記自由端の端面に、後述する表面層を有するようしてもよい。なお、前記端面以外では、前記当接部を含む2つの面のうち前記被硬化面にも前記表面層が形成されていることが好ましい。
前記表面層の平均厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、5nm〜5,000nmが好ましく、100nm〜1,500nmがより好ましい。
前記表面層の平均厚みが5nm〜5,000nmであると、前記当接部の前記像担持体に対する追従性が低下せず、安定した当接状態が得られることにより、トナーのすり抜けを防いてクリーニング不良の発生を抑制できるとともに、異常摩耗及び異音の発生を抑制できる。
前記表面層の平均厚みは、例えば、キーエンス社製マイクロスコープVHX−100又はZEISS社製走査型電子顕微鏡ULTRA−55を用い、前記弾性部材の断面を観察することにより求めることができる。
なお、本発明においては、前記弾性部材の前記当接辺が当接する位置の前記被清掃部材の接線と、前記弾性部材の自由端の端面とがなす角度(以下、「クリーニング角度θ」(図9参照)という)は、前記被清掃部材が前記被硬化面側に当接しやすくなり、前記弾性部材が摩耗しにくくなる点で、70°〜85°が好ましく、75°〜85°がより好ましい。前記クリーニング角度θが好ましい範囲内であると、長期にわたる使用により前記当接部の摩耗が進行しても、想定される部品寿命の範囲では前記硬化物が含有していない部分が露出する可能性はほとんどないと考えられるため、摩擦の大きな変化がなく、安定して使用できる点で有利である。
前記弾性部材の大きさとしては、特に制限はなく、前記被清掃部材の大きさに応じて適宜選択することができる。
前記弾性部材の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、高弾性が得られやすい点から、ゴム、エラストマーなどが好ましい。
前記ゴムとしては、例えば、ウレタンゴムなどが挙げられる。前記エラストマーとしては、例えば、ウレタンエラストマーなどが挙げられる。これらの中でも、ウレタンゴムがより好ましい。
前記ウレタンゴムは、動的粘弾性装置(例えば、SII社製、DMS6100)で測定したtanδピーク温度が0℃以下であって、反発弾性率が23℃で40%以下、かつ10℃で20%以上の条件を満たしたものが好ましい。前記ウレタンゴムが好ましい範囲内であると、ゴムの架橋密度が不足することが少なく、前記硬化性組成物の硬化物を含有したときには耐久性能が十分となり、長期の使用による前記当接部の摩耗が軽減できるため、クリーニング性の低下を抑制することができる点で有利である。
前記ウレタンゴムとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリオール化合物とポリイソシアネート化合物とを用いてポリウレタンプレポリマーを調製し、前記ポリウレタンプレポリマーに硬化剤、及び必要に応じて硬化触媒を加えて、所定の型内で架橋し、炉内で後架橋させたものを遠心成形によりシート状に成形後、常温放置、熟成したものを所定の寸法で平板状に裁断することにより製造されたものが挙げられる。
前記ポリオール化合物としては、例えば、高分子量ポリオール、低分子量ポリオール、などが挙げられる。
前記高分子量ポリオールとしては、例えば、ポリエステル系ポリオール、ポリカプロラクトン系ポリオール、ポリエーテル系ポリオール、などが挙げられる。
前記ポリエステル系ポリオールは、アルキレングリコールと脂肪族二塩基酸との縮合体であり、前記アルキレングリコールとしては、例えば、エチレンアジペートエステルポリオール、ブチレンアジペートエステルポリオール、ヘキシレンアジペートエステルポリオール、エチレンプロピレンアジペートエステルポリオール、エチレンブチレンアジペートエステルポリオール、エチレンネオペンチレンアジペートエステルポリオール、などが挙げられる。前記脂肪族二塩基酸としては、例えば、アジピン酸などが挙げられる。
前記ポリカプロラクトン系ポリオールとしては、例えば、カプロラクトンを開環重合して得られるポリカプロラクトンエステルポリオールなどが挙げられる。
前記ポリエーテル系ポリオールとしては、例えば、ポリ(オキシテトラメチレン)グリコール、ポリ(オキシプロピレン)グリコール、などが挙げられる。
これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記低分子量ポリオールとしては、例えば、1,4−ブタンジオール、エチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ヒドロキノン−ビス(2−ヒドロキシエチル)エーテル、3,3’−ジクロロ−4,4’−ジアミノジフエニルメタン、4,4’−ジアミノジフエニルメタン等の二価アルコール;1,1,1−トリメチロールプロパン、グリセリン、1,2,6−ヘキサントリオール、1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、1,1,1−トリス(ヒドロキシエトキシメチル)プロパン、ジグリセリン、ペンタエリスリトール等の三価又はそれ以上の多価アルコール、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記ポリイソシアネート化合物としては、例えば、メチレンジフェニルジイソシアネート(MDI)、トリレンジイソシアネート(TDI)、キシリレンジイソシアネート(XDI)、ナフチレン1,5−ジイソシアネート(NDI)、テトラメチルキシレンジイソシアネート(TMXDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、水添キシリレンジイソシアネート(HXDI)、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(H12MDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、ダイマー酸ジイソシアネート(DDI)、ノルボルネンジイソシアネート(NBDI)、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート(TMDI)、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記硬化触媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、2−メチルイミダゾール、1,2−ジメチルイミダゾール、などが挙げられる。
前記硬化触媒の含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0.01質量%〜0.5質量%が好ましく、0.05質量%〜0.3質量%がより好ましい。
<<硬化性組成物>>
前記硬化性組成物は、前記被硬化面に含浸させる硬化性組成物(含浸液)であり、分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物を含有し、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
−分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物−
前記分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、分子量が400以下であって、官能基数が1〜2である前記分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物が好ましい。
分子量が400以下であって、官能基数が1〜2である前記分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジメタクリレート、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、前記弾性部材として好ましいウレタンゴムに含浸可能であり、硬化も十分に進行することが確認されている点で、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジメタクリレートがより好ましい。
前記トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、及び前記トリシクロデカンジメタノールジメタクリレートは、適宜合成したものを使用してもよく、あるいは市販品を使用してもよい。前記市販品としては、例えば、新中村化学工業株式会社製A−DCPなどが挙げられる。
−その他の成分−
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、溶媒、光重合開始剤、重合禁止剤、などが挙げられる。
−−溶媒(希釈剤)−−
前記溶媒としては、前記分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物を溶解するとともに前記弾性部材を膨潤させることができるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、炭化水素系溶媒、エステル系溶媒、ケトン系溶媒、エーテル系溶媒、アルコール系溶媒、などが挙げられる。
前記炭化水素系溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、などが挙げられる。
前記エステル系溶媒としては、例えば、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、メチルセロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、などが挙げられる。
前記ケトン系溶媒としては、例えば、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、などが挙げられる。
前記エーテル系溶媒としては、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、などが挙げられる。
前記アルコール系溶媒としては、例えば、エタノール、プロパノール、1−ブタノール、イソプロピルアルコール、イソブチルアルコール、などが挙げられる。
これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの溶媒の中でも、シクロヘキサノンが特に好ましい。
前記溶媒の濃度としては、前記分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物を溶解するとともに前記弾性部材を膨潤させることができれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜変更することができる。
−−光重合開始剤−−
前記光重合開始剤としては、光のエネルギーによって、ラジカルやカチオンなどの活性種を生成し、重合を開始させるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、光ラジカル重合開始剤、光カチオン重合開始剤、などが挙げられる。これらの中でも、光ラジカル重合開始剤が特に好ましい。
前記光ラジカル重合開始剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、芳香族ケトン類、アシルフォスフィンオキサイド化合物、芳香族オニウム塩化合物、有機過酸化物、チオ化合物(チオキサントン化合物、チオフェニル基含有化合物など)、ヘキサアリールビイミダゾール化合物、ケトオキシムエステル化合物、ボレート化合物、アジニウム化合物、メタロセン化合物、活性エステル化合物、炭素ハロゲン結合を有する化合物、アルキルアミン化合物、などが挙げられる。
具体的な化合物としては、例えば、アセトフェノン、アセトフェノンベンジルケタール、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、キサントン、フルオレノン、べンズアルデヒド、フルオレン、アントラキノン、トリフェニルアミン、カルバゾール、3−メチルアセトフェノン、4−クロロベンゾフェノン、4,4'−ジメトキシベンゾフェノン、4,4'−ジアミノベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、チオキサントン、ジエチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノ−プロパン−1−オン、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド、2,4−ジエチルチオキサントン、ビス−(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルフォスフィンオキシド、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記光ラジカル重合開始剤としては、市販品を用いることができる。
前記市販品としては、例えば、イルガキュア(登録商標、以下同じ) 651、イルガキュア 184、DAROCUR 1173、イルガキュア 2959、イルガキュア 127、イルガキュア 907、イルガキュア 369、イルガキュア 379、DAROCUR(登録商標) TPO、イルガキュア 819、イルガキュア 784、イルガキュア OXE 01、イルガキュア OXE 02、イルガキュア 754、Lucirin(登録商標) TPO、LR8893、LR8970(以上、BASFジャパン株式会社製);Speedcure(登録商標) TPO(Lambson社製);KAYACURE(登録商標) DETX−S(日本化薬株式会社製);ユベクリルP36(UCB社製)、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記光ラジカル重合開始剤の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記硬化性組成物に対して、1質量%以上20質量%以下が好ましい。
−−重合禁止剤−−
前記重合禁止剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、フェノール化合物、キノン化合物、アミン化合物、ニトロ化合物、オキシム化合物、硫黄化合物、などが挙げられる。
前記フェノール化合物としては、例えば、p−メトキシフェノール、クレゾール、t−ブチルカテコール、ジ−t−ブチルパラクレゾール、ヒドロキノンモノメチルエーテル、α−ナフトール、3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシトルエン、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−エチル−6−ブチルフェノール)、4,4’−チオビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、などが挙げられる。
前記キノン化合物としては、例えば、p−ベンゾキノン、アントラキノン、ナフトキノン、フェナンスラキノン、p−キシロキノン、p−トルキノン、2,6−ジクロロキノン、2,5−ジフェニル−p−ベンゾキノン、2,5−ジアセトキシ−p−ベンゾキノン、2,5−ジカプロキシ−p−ベンゾキノン、2,5−ジアシロキシ−p−ベンゾキノン、ヒドロキノン、2,5−ジ−ブチルヒドロキノン、モノ−t−ブチルヒドロキノン、モノメチルヒドロキノン、2,5−ジ−t−アミルヒドロキノン、などが挙げられる。
前記アミン化合物としては、例えば、フェニル−β−ナフチルアミン、p−ベンジルアミノフェノール、ジ−β−ナフチルパラフェニレンジアミン、ジベンジルヒドロキシルアミン、フェニルヒドロキシルアミン、ジエチルヒドロキシルアミン、などが挙げられる。
前記ニトロ化合物としては、例えば、ジニトロベンゼン、トリニトロトルエン、ピクリン酸、などが挙げられる。
前記オキシム化合物としては、例えば、キノンジオキシム、シクロヘキサノンオキシム、などが挙げられる。
前記硫黄化合物としては、例えば、フェノチアジンなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
<<表面層の形成に用いる硬化性組成物>>
前記表面層の形成に用いる硬化性組成物は、少なくとも分子内に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(メタ)アクリレート化合物と、パーフルオロポリエーテル骨格を有し、官能基数が2以上のフッ素系(メタ)アクリレート化合物とを含有し、さらに必要に応じてその他の成分を含有してなる。
−分子内に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(メタ)アクリレート化合物−
前記分子内に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(メタ)アクリレート化合物としては、分子量が660以下であり、官能基数が3〜6のものが好ましく、例えば、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールエトキシテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、などが挙げられる。これらの中でも、前記弾性部材の高硬度化に非常に有効であり、捲れ抑制の効果が高い点から、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートが好ましい。
前記フッ素系(メタ)アクリレート化合物としては、パーフルオロポリエーテル骨格を有するものが好ましく、パーフルオロポリエーテル骨格を有し、官能基数が2以上であるものがより好ましい。
前記フッ素系(メタ)アクリレート化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、2,2,2−トリフルオロエチルアクリレート、2,2,2−トリフルオロエチルメタクリレート、2,2,3,3−テトラフルオロプロピルアクリレート、2,2,3,3−テトラフルオロプロピルメタクリレート、2,2,3,3,4,4,4−ヘプタフルオロブチルアクリレート、2,2,3,3,4,4,4−ヘプタフルオロブチルメタクリレート、2,2,3,4,4,4−ヘキサフルオロブチルアクリレート、2,2,3,4,4,4−ヘキサフルオロブチルメタクリレート、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロイソプロピルアクリレート、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロイソプロピルメタクリレート、1H,1H,5H−オクタフルオロペンチルアクリレート、1H,1H,5H−オクタフルオロペンチルメタアクリレート、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピルアクリレート、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピルメタクリレート、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7−ドデカフルオロヘプチルアクリレート、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8−トリデカフルオロオクチルアクリレート、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8−トリデカフルオロオクチルメタクリレート、2−[(1’,1’,1’−トリフルオロ−2’−(トリフルオロメチル)−2’−ヒドロキシ)プロピル]−3−ノルボルニルメタクリレート、1,1,1−トリフルオロ−2−(トリフルオロメチル)−2−ヒドロキシ−4−メチル−5−ペンチルメタクリラート、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10−ヘプタデカフルオロデシルアクリレート、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10−ヘプタデカフルオロデシルメタクリレート、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,12−ヘニコサフルオロドデシルアクリレート、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,12−ヘニコサフルオロドデシルメタクリレート、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,12,12,12−ヘニコサー11−(トリフルオロメチル)ドデシルメタクリレート、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記フッ素系(メタ)アクリレート化合物としては、市販品を使用することができ、前記市販品としては、例えば、オプツールDAC−HP(ダイキン工業株式会社製)、メガファックRS−75(DIC株式会社製)、ビスコートV−3F(大阪有機化学工業株式会社製)、などが挙げられる。
前記フッ素系(メタ)アクリレート化合物の前記表面層の形成に用いる硬化性組成物における含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、固形分量で、0.1質量%以上50質量%以下が好ましい。
−その他の成分−
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記硬化性組成物の説明で挙げた溶媒(希釈剤)、光重合開始剤、重合禁止剤、などが挙げられる。
<<クリーニングブレードの被硬化面に硬化性組成物の硬化物を含有させる方法>>
前記クリーニングブレードの前記被硬化面に前記硬化性組成物の前記硬化物を含有させる方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記硬化性組成物を前記弾性部材の前記被硬化面にスプレー、ディッピングなどの方法により塗布して含浸させ、しかる後に紫外線などのエネルギー線を照射することで、前記被硬化面に含浸させた前記硬化性組成物を硬化する方法などが挙げられる。例えば、前記含浸液が満たされた槽の液面に、前記弾性部材の前記被硬化面を水平にして接触させ、保持して含浸させる方法が好ましい。
<<クリーニングブレードに表面層を形成する方法>>
前記クリーニングブレードに前記表面層を形成する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記当接部に前記表面層の形成に用いる前記硬化性組成物をスプレー塗布し、紫外線を照射して硬化させる方法などが挙げられる。
<支持部材>
前記支持部材としては、その形状、大きさ、材質などについては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記支持部材の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、平板状、短冊状、シート状、などが挙げられる。
前記支持部材の大きさとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記支持部材の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、金属、プラスチック、セラミック、などが挙げられる。これらの中でも、強度の点で、金属が好ましく、ステンレススチール等の鋼板、アルミニウム板、リン青銅板がより好ましい。
<被清掃部材>
前記被清掃部材としては、その形状、構造、大きさ、材質などについて特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、像担持体などが挙げられる。
前記被清掃部材の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ドラム状、ベルト状、平板状、シート状、などが挙げられる。
前記被清掃部材の大きさとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記被清掃部材の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、金属、プラスチック、セラミック、などが挙げられる。
<残留物>
前記残留物としては、前記被清掃部材表面に付着しており、前記クリーニングブレードの除去対象となるものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、トナー、潤滑剤、無機微粒子、有機微粒子、ゴミ、埃、又はこれらの混合物、などが挙げられる。
本発明のクリーニングブレードは、以上説明した特性を備えており、各種分野に幅広く用いることができるが、以下に説明する本発明の画像形成装置、画像形成方法、及びプロセスカートリッジに特に好適に用いられる。
(画像形成装置及び画像形成方法)
本発明の画像形成装置は、像担持体と、帯電手段と、露光手段と、現像手段と、転写手段と、定着手段と、クリーニング手段とを少なくとも有してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の手段を有してなる。なお、前記帯電手段と前記露光手段を合わせて静電潜像形成手段と称することもある。
本発明で用いられる画像形成方法は、帯電工程と、露光工程と、現像工程と、転写工程と、定着工程と、クリーニング工程と、潤滑剤塗布工程とを少なくとも含み、更に必要に応じて適宜選択したその他の工程を含んでなる。なお、前記帯電工程と前記露光工程を合わせて静電潜像形成工程と称することもある。
本発明で用いられる画像形成方法は、本発明の前記画像形成装置により好適に実施することができ、前記帯電工程は前記帯電手段により行うことができ、前記露光工程は前記露光手段により行うことができ、前記現像工程は前記現像手段により行うことができ、前記転写工程は前記転写手段により行うことができ、前記定着工程は前記定着手段により行うことができ、前記クリーニング工程は前記クリーニング手段により行うことができ、前記潤滑剤塗布工程は前記潤滑剤供給手段により行うことができ、前記その他の工程は前記その他の手段により行うことができる。
<像担持体>
前記像担持体(以下、「電子写真感光体」、「感光体」と称することがある)としては、その形状、構造、大きさ、材質などについては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記像担持体の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ドラム状、ベルト状、などが挙げられる。
前記像担持体の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アモルファスシリコン、セレン等の無機感光体、ポリシラン、フタロポリメチン等の有機感光体(OPC)、などが挙げられる。
なお、前記像担持体は、線速600mm/sec以上の高速で回転させて、高速で画像形成が可能な構成としている。
<帯電工程及び帯電手段>
前記帯電工程は、前記像担持体の表面を帯電させる工程であり、帯電手段により行われる。前記帯電は、例えば、前記帯電手段を用いて前記像担持体の表面に電圧を印加することにより行うことができる。
前記帯電手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、導電性又は半導電性のローラ、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を備えたそれ自体公知の接触帯電器、コロトロン、スコロトロン等のコロナ放電を利用した非接触帯電器、などが挙げられる。
<露光工程及び露光手段>
前記露光工程は、帯電された像担持体表面を露光する工程であり、前記露光手段により行われる。前記露光は、例えば、前記露光手段を用いて前記像担持体の表面を像様に露光することにより行うことができる。
前記露光手段としては、前記帯電手段により帯電された前記像担持体の表面に、形成すべき像様に露光を行うことができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、複写光学系、ロッドレンズアレイ系、レーザ光学系、液晶シャッタ光学系、LED光学系などの各種露光器が挙げられる。
<現像工程及び現像手段>
前記現像工程は、静電潜像をトナー像に現像する工程である。トナー像の形成は、例えば、静電潜像を前記トナーにより現像することにより行うことができ、現像手段により行われる。
前記現像手段は、トナーを用いて現像することができる限り、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、トナーを収容し、静電潜像にトナーを接触又は非接触的に付与可能な現像器を少なくとも有するものが好適に挙げられる。
前記現像器に収容させるトナーは、トナーを含む現像剤であってもよく、現像剤としては一成分現像剤であってもよいし、二成分現像剤であってもよい。
また、トナーとしては、2色以上が好ましく、フルカラートナーがより好ましい。
<転写工程及び転写手段>
前記転写工程は、トナー像を記録媒体に転写する工程であり、中間転写体を用い、トナー像を前記中間転写体の表面に転写して複合転写像を形成する1次転写工程と、前記複合転写像を記録媒体に転写する2次転写工程とを含む態様が好ましい。
前記中間転写体としては、特に制限はなく、目的に応じて公知の転写体の中から適宜選択することができ、例えば、転写ベルトなどが挙げられる。転写は、例えば、転写ローラを帯電することにより行うことができ、前記転写手段により行うことができる。
前記転写手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、トナー像を前記中間転写体の表面に転写して複合転写像を形成する1次転写手段と、前記複合転写像を記録媒体に転写する2次転写手段とを有する態様が好ましい。
前記転写手段(前記1次転写手段、前記2次転写手段)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記像担持体の表面に形成されたトナー像を記録媒体に剥離帯電させる転写器を少なくとも有するのが好ましい。前記転写手段は、1つであってもよいし、2つ以上であってもよい。
前記転写器としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、コロナ放電によるコロナ転写器、転写ベルト、転写ローラ、圧力転写ローラ、粘着転写器、などが挙げられる。
前記記録媒体としては、現像後の未定着のトナー像を転写可能なものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、代表的には普通紙であるが、OHP用のPETベース、などが挙げられる。
<定着工程及び定着手段>
前記定着工程は、記録媒体に転写されたトナー像を定着させる工程であり、定着手段により行われる。なお、2色以上のトナーを用いる場合は、各色のトナーが記録媒体に転写される毎に定着させてもよいし、全色のトナーが記録媒体に転写されて積層された状態で定着させてもよい。
前記定着手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、公知の加熱加圧手段を用いた熱定着方式を採用することができる。
前記加熱加圧手段としては、加熱ローラと加圧ローラを組合せたもの、加熱ローラと加圧ローラと無端ベルトを組合せたもの等が挙げられる。このとき、加熱温度は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、80℃以上200℃以下が好ましい。なお、必要に応じて、前記定着手段と共に、例えば、公知の光定着器を用いてもよい。
<クリーニング工程及びクリーニング手段>
前記クリーニング工程は、前記像担持体の表面に残留するトナー等を除去する工程であり、クリーニング手段により行われる。
前記クリーニング手段としては、本発明のクリーニングブレードが用いられる。
前記クリーニングブレードの当接圧としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記像担持体の表面に対して、20g/cm〜30g/cmが好ましい。前記当接圧が前記好ましい範囲内であると、クリーニング不良が発生しにくくなるとともに、前記弾性部材が捲れることが少なくなる。
なお、前記当接圧は、例えば、共和電業株式会社製小型圧縮型ロードセルを組み込んだ測定装置を用いて測定することができる。
<潤滑剤塗布工程及び潤滑剤供給手段>
前記潤滑剤塗布工程としては、前記像担持体の表面に潤滑剤を塗布する工程であり、潤滑剤供給手段により行われる。
前記潤滑剤塗布手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
<その他の工程及びその他の手段>
前記その他の工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、除電工程、リサイクル工程、制御工程、などが挙げられる。
前記その他の手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、除電手段、リサイクル手段、制御手段、などが挙げられる。
−除電工程及び除電手段−
前記除電工程としては、前記像担持体に対し除電バイアスを印加して除電を行う工程であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記除電手段により好適に行われる。
前記除電手段としては、前記像担持体に対し除電バイアスを印加して除電できれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、除電ランプなどが挙げられる。
−リサイクル工程及びリサイクル手段−
前記リサイクル工程としては、前記クリーニング工程により除去した前記トナーを前記現像手段にリサイクルさせる工程であれば特に制限はなく、前記リサイクル手段により好適に行われる。
前記リサイクル手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、公知の搬送手段などが挙げられる。
−制御工程及び制御手段−
前記制御工程としては、前記各工程を制御する工程であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記制御手段により好適に行われる。
前記制御手段としては、前記各手段の動きを制御することができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シークエンサ、コンピュータ等の機器などが挙げられる。
(プロセスカートリッジ)
本発明のプロセスカートリッジは、像担持体と、前記像担持体の表面を帯電させる帯電手段、帯電された前記像担持体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段、前記静電潜像をトナー像に現像する現像手段、及び前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段、前記像担持体の表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤供給手段の少なくともいずれかの手段と、前記像担持体の表面に残留するトナーを除去するクリーニング手段とを有してなり、更に必要に応じてその他の手段を有してなる。
前記クリーニング手段としては、本発明の前記クリーニングブレードが用いられる。
前記プロセスカートリッジは、各種電子写真方式の画像形成装置に着脱可能に備えさせることができ、本発明の前記画像形成装置に着脱可能に備えさせるのが好ましい。
ここで、本発明における画像形成装置の一例について図面を参照して説明する。
なお、下記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。
図1は、本発明の画像形成装置の一例を示す概略断面図である。
図1において、カラー複写機である画像形成装置1は、作像ユニット(図中点線で囲った部分)と、転写バイアスローラ24と、定着部66と、中間転写ベルト27と、第2転写バイアスローラ28と、搬送ベルト30と、原稿搬送部51と、原稿読込部55と、給紙部61と、中間転写ベルトクリーニング装置29などを備えている。
画像形成装置1に設置される4つの作像ユニットは、トナー像を作像するものであり、作像プロセスに用いられるトナーの色が異なる以外は同一構造であるので、プロセスカートリッジ20、現像手段としての現像装置23、及びトナー補給部32における図中の符号のアルファベット(Y:イエロー、M:マゼンタ、C:シアン、BK:ブラック)を省略して説明する。
この作像ユニットは、プロセスカートリッジ20と、露光手段としての露光部2と、現像手段としての現像装置23と、トナー補給部32とを有している。
4つのプロセスカートリッジ20は、像担持体としての感光体ドラム21と、感光体ドラム21の表面を帯電する帯電手段としての帯電部22と、感光体ドラム21の表面の未転写トナー等の残留物を除去するクリーニング手段としての感光体ドラムクリーニング装置25とを一体として収容しており、画像形成装置1の中央付近に配置されている。
露光部2は、プロセスカートリッジ20の上方に配置され、後述する原稿読込部55が読み込んだ原稿Dの画像情報等に基づいたレーザ光を発し、前記レーザ光により一様に帯電されたプロセスカートリッジ20の感光体ドラム21の表面を光走査して感光体ドラム21の表面に静電潜像を形成する。
4つの現像装置23は、それぞれの感光体ドラム21の表面に形成された静電潜像を各色のトナー像に現像する。
4つのトナー補給部32は、現像装置23に各色のトナーを補給する。
4つの転写バイアスローラ24は、中間転写ベルト27を挟んで感光体ドラム21と対向するように設けられ、感光体ドラム21の表面に形成されたトナー像を中間転写ベルト27に転写する。
中間転写ベルト27は、作像ユニットの下方に配設されている。この中間転写ベルト27には、転写バイアスローラ24により各色のトナー像が重ねて転写される。
第2転写バイアスローラ28は、中間転写ベルト27の表面に重ねて転写された4色カラーのトナー像を、給紙部61から繰り出された記録媒体Pに転写し、搬送ベルト30に搬送する。
搬送ベルト30は、4色カラーのトナー像が転写された記録媒体Pを定着部66に搬送する。
定着部66は、搬送ベルト30により搬送された記録媒体Pに転写された未定着のトナー像を定着し、画像形成装置1の外に排出する。
原稿搬送部51は、画像形成装置1の上部に配置され、載置された原稿Dを原稿読込部55に搬送する。
原稿読込部55は、画像形成装置1の上部に配置され、原稿搬送部51により搬送された原稿Dの画像情報を読み込み、前記画像情報を露光部2に出力する。
給紙部61は、画像形成装置1の下部に配置され、普通紙等の記録媒体Pを収納する。
中間転写ベルトクリーニング装置29は、中間転写ベルト27の表面に付着する未転写トナー等の残留物を除去する。
図2は、本発明の画像形成装置の一例における作像ユニットを示す概略断面図である。
図2において、図1で示した4つの作像ユニットは、作像プロセスに用いられるトナーの色が異なる以外はほぼ同一構造であるので、1つの作像ユニットを、プロセスカートリッジ、現像装置及びトナー補給部における符号のアルファベット(Y、M、C、BK)を省略して図示する。
作像ユニットは、主に、プロセスカートリッジ20と、現像装置23と、トナー補給部32とを有している。
プロセスカートリッジ20には、感光体ドラム21と、帯電部22と、感光体ドラムクリーニング装置25と、潤滑剤供給装置45とが、ケース26に一体的に収納されている。
なお、このプロセスカートリッジ20は、所定の交換サイクルで交換されるものである。
感光体ドラム21は、一般的に負帯電性の有機感光体が用いられる。前記有機感光体は、基体と、感光層とを有している。なお、前記感光層は、単層型、積層型どちらでも良い。必要に応じて、前記基体と前記感光層との間に中間層を設けてもよく、また最表面をコーティングしてもよい。
本実施形態においては、感光体ドラム21を線速600mm/sec以上で回転させ、高速で画像形成が可能な構成としている。本発明のクリーニングブレードにおいては、感光体ドラム21が線速600mm/sec以上で高速回転した場合においても、感光体ドラム21に対して高い追従性を有し、良好なクリーニング性を維持できる。
前記帯電手段としての帯電部22は、張設されたコロナワイヤと、前記コロナワイヤを覆う金属板とを有する帯電チャージャが好ましい。
前記コロナワイヤには、不図示の電源部から所定の電圧(帯電バイアス)が印加されて、コロナチャージにより対向する感光体ドラム21の表面を一様に帯電する。
また、帯電部22には、感光体ドラム21に対向する対向面に、金属材料からなるグリット板を設置することもできる。
前記クリーニング手段としての感光体ドラムクリーニング装置25は、感光体ドラム21に当接して感光体ドラム21の表面をクリーニングするクリーニングブレード62と、感光体ドラム21に摺接するブラシ毛が周設されたクリーニングローラ25b(クリーニングブラシ)と、等を備えている。
クリーニングブレード62は、本発明のクリーニングブレードであり、詳細を後述により説明する。
クリーニングローラ25bは、制御部75の指示により駆動モータ70の駆動が伝達して回転する。
前記潤滑剤供給手段としての潤滑剤供給装置45は、潤滑剤を感光体ドラム21の表面に塗布して、感光体ドラム21の表面におけるトナー剥離性(除去性)を向上させ、クリーニング不良の発生を抑止するものである。
この潤滑剤供給装置45は、クリーニングブレード62を有する感光体ドラムクリーニング装置25に対して感光体ドラム21の図中時計回りの回転方向の下流側(走行方向下流側)であって、帯電部22に対して前記回転方向の上流側に配設されている。
また、潤滑剤供給装置45は、薄層化ブレード(塗布ブレード)45aと、潤滑剤供給ローラ(潤滑剤供給ブラシローラ)45bと、固形潤滑剤45cと、圧縮スプリング45dとを備えている。
薄層化ブレード45aは、ウレタンゴム等のゴム材料からなるブレード状部材であり、クリーニングブレード62に対して、感光体ドラム21の前記回転方向の下流側(走行方向下流側)に配設されている。
この薄層化ブレード45aは、感光体ドラム21の表面に所定の角度かつ所定の圧力で当接し、潤滑剤供給ローラ45bにより感光体ドラム21の表面に供給された潤滑剤を薄層化及び均一化し、潤滑剤の皮膜化を行い、潤滑剤の潤滑性を充分に発揮させる。
潤滑剤供給ローラ45bは、芯金の外周にブラシ毛を巻装したものであって、前記ブラシ毛が感光体ドラム21の表面に当接した状態で感光体ドラム21の前記回転方向の逆方向に回転し、固形潤滑剤45cから粉体状の潤滑剤を感光体ドラム21の表面に供給する。
圧縮スプリング45dは、潤滑剤供給ローラ45bに向けて固形潤滑剤45cを付勢する。
固形潤滑剤45cとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、脂肪酸基である、ステアリン酸基、オレイン酸基、パルチミン酸基、カプリル酸基、リノレン酸基、コリノレン酸基を有するものが挙げられる。
前記ステアリン酸基を有するものとしては、例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸バリウム、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ュウム、ステアリン酸カルシウムなどが挙げられ、ステアリン酸亜鉛が好ましい。
前記オレイン酸基を有するものとしては、例えば、オレイン酸亜鉛、オレイン酸バリウム、オレイン酸鉛、オレイン酸鉄、オレイン酸ニッケル、オレイン酸コバルト、オレイン酸銅、オレイン酸ストロンチュウム、オレイン酸カルシウム、などが挙げられる。
前記パルチミン酸基を有するものとしては、例えば、パルチミン酸亜鉛、パルチミン酸バリウム、パルチミン酸鉛、パルチミン酸鉄、パルチミン酸ニッケル、パルチミン酸コバルト、パルチミン酸銅、パルチミン酸ストロンチュウム、パルチミン酸カルシウム、などが挙げられる。
前記カプリル酸基を有するものとしては、例えば、カプリル酸亜鉛、カプリル酸バリウム、カプリル酸鉛、カプリル酸鉄、カプリル酸ニッケル、カプリル酸コバルト、カプリル酸銅、カプリル酸ストロンチュウム、カプリル酸カルシウム、などが挙げられる。
前記リノレン酸基を有するものとしては、例えば、リノレン酸亜鉛、リノレン酸バリウム、リノレン酸鉛、リノレン酸鉄、リノレン酸ニッケル、リノレン酸コバルト、リノレン酸銅、リノレン酸ストロンチュウム、リノレン酸カルシウム、などが挙げられる。
前記コリノレン酸基を有するものとしては、例えば、コリノレン酸亜鉛、コリノレン酸バリウム、コリノレン酸鉛、コリノレン酸鉄、コリノレン酸ニッケル、コリノレン酸コバルト、コリノレン酸銅、コリノレン酸ストロンチュウム、コリノレン酸カルシウム、などが挙げられる。
更に、カンデリラワックス、カンルナウバワックス、ライスワックス、木ろう、おおば油、みつろう、ラノリン等のワックスを使用することもできる。これらは有機系の固形潤滑剤となりやすく、トナーとの相性が良い。
前記現像手段としての現像装置23は、主として、感光体ドラム21に対向する現像ローラ23aと、現像ローラ23aに対向する第1搬送スクリュ23bと、仕切部材23eを介して第1搬送スクリュ23bに対向する第2搬送スクリュ23cとを備えている。また、現像装置23は、現像ローラ23aに対向するドクターブレード23dも備えている。
なお、この現像装置23は、プロセスカートリッジ20と同様に、所定の交換サイクルにて交換される。
現像ローラ23aは、内部に固設されてローラ周面に磁極を形成するマグネットと、マグネットの周囲を回転するスリーブとを備えている。マグネットによって現像ローラ23a(スリーブ)上に複数の磁極が形成されて、現像ローラ23aの表面に現像剤Gが担持されることになる。
現像装置23内には、キャリアCとトナーTとからなる2成分現像剤Gが収容されている。トナーTには、画質向上のために、平均円形度が0.98以上の球形トナーを使用することができる。「平均円形度」は、フロー式粒子像分析装置(東亜医用電子社製、FPIA−2000)により測定することができる。
具体的には、容器中の予め不純固形物を除去した水100mL〜150mL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ホン酸塩である。)を0.1mL〜0.5mL加える。更に、測定試料(トナー)を0.1g〜0.5g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分間〜3分間分散処理する。そして、分散液濃度が3000個/μL〜10000個/μLとなるようにしたものを前記フロー式粒子像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。
前記球形トナーとしては、従来から広く用いられている粉砕法によって形状が歪な異形のトナー(粉砕トナー)を加熱処理等して球形化したものや、重合法により製造されたもの等を用いることができる。
前記作像ユニットに設けられたトナー補給部32は、交換可能に構成されたトナーボトル33と、トナーボトル33を保持及び回転駆動すると共に現像装置23に新品トナーTを補給するトナーホッパ部34とを有している。
また、トナーボトル33内には、新品のトナーT(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのいずれかである。)が収容されている。トナーボトル33の内周面には、螺旋状の突起が形成されている。
なお、トナーボトル33内の新品トナーTは、現像装置23内のトナーT(既設のトナーである。)の消費にともない、トナー補給口23fから現像装置23内に適宜に補給される。
現像装置23内のトナーTの消費は、感光体ドラム21に対向する反射型フォトセンサ41と、現像装置23の第2搬送スクリュ23cの下方に設置された磁気センサ40と、により間接的又は直接的に検知される。
現像装置23内のトナー濃度(TC)は、所定の範囲内になるように制御されている。
具体的には、磁気センサ40や反射型フォトセンサ41の検知結果が前述したトナー濃度(現像剤G中のトナーTの割合である。)の範囲に対応する出力値になるように、トナー補給部32からトナー補給口23fを介して現像装置23にトナーが補給される。
次に、本発明のクリーニングブレードの一例について図面を参照して説明する。
図3は、本発明のクリーニングブレードの一例の斜視図である。
図3において、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支持部材621と、短冊形状の弾性体である弾性部材622とを備えている。
支持部材621は、弾性部材622を固定し得るものであれば、材質は問わない。
弾性部材622は、高い反発弾性体率を有するものが好ましく、ウレタンゴムなどが好適である。
高画質化のため、球形トナーを用いる場合、従来のゴムのみからなるクリーニングブレードを用いると、クリーニングブレードと像担持体である感光体ドラムとの僅かな隙間に入り込んで、やがてその隙間をすり抜けてクリーニング不良が生じることがある。
前記トナーのすり抜けを抑えるには、前記感光体ドラムと前記クリーニングブレードとの当接圧を高めてクリーニング能力を高める必要がある。
しかし、前記クリーニングブレードの前記感光体ドラムに対する当接圧を高めると、前記感光体ドラムと前記クリーニングブレードとの摩擦力が高まることにより、図4Aに示すように、クリーニングブレード62が感光体ドラム21の移動方向に引っ張られて、クリーニングブレード62の当接部62cが捲れてしまう。この捲れたクリーニングブレード62が、その捲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。
さらに、クリーニングブレード62の当接部62cが捲れた状態でクリーニングをし続けると、図4Bに示すように、クリーニングブレード62の端面62aの当接部62cから数μm離れた箇所に局所的な摩耗が生じてしまう。
このような状態で、更にクリーニングを続けると、前記局所的な摩耗が大きくなり、最終的には、図4Cに示すように、当接部62cが欠損してしまう。当接部62cが欠損してしまうと、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という問題があった。本発明のクリーニングブレードは、このような問題を解消するものである。
次に、本発明のクリーニングブレードの具体的な作製例について説明する。
図5A及び図5Bは、本発明のクリーニングブレードの作製工程の一例を示す説明図であり、前記硬化性組成物を前記弾性部材に含浸させる工程の例を示す。
図5Aに示すように、オーバーフロー式の塗工槽700に含浸液701を満たし、被硬化面62bを水平にして治具702を用いて含浸液701の液面に下降させ、図5Bに示すように、液面高さと被硬化面62bが同じ高さのときに停止し、その状態で所定の時間保持した後に、クリーニングブレード62を引き上げる。
引き上げた後は、必要に応じて、被硬化面62bに付着した含浸液を溶剤で洗い流すなどして硬化処理を施すと、クリーニングブレード62は、図6に示すように、被硬化面62bに硬化物62dを含有した形となる。硬化処理の方法は、紫外線照射や加熱などの手段を用いることができる。
なお、本発明において、前記硬化性組成物の含浸深さの範囲は30μm以上40μm未満としているが、前記含浸深さは、含浸時間、前記含浸液の温度、前記含浸液に含まれる前記溶媒の種類、作業環境温度、などにより調整することが可能である。
また、本発明のクリーニングブレードにおいては、図7に示すように、クリーニングブレードの当接部62cを含む2つの面(端面62a及び被硬化面62b)のうち少なくとも端面62aに、表面層62eとしてのアクリル硬化樹脂膜を有していることが好ましい。更には、図8に示すように、端面62aの表面にアクリル硬化樹脂膜を有していてもよい。
表面層62eのアクリル硬化樹脂膜は、先述した含浸工程の後に、スプレー塗工などの方法によりブレード表面に塗工し、硬化処理することで得られる。アクリル硬化樹脂膜を形成することにより、クリーニングブレードの捲れを抑制する効果が高まる。
次に、クリーニングブレードと像担持体との位置関係を表すクリーニング角度θについて説明する。
図9は、本発明のクリーニングブレードにおけるクリーニング角度θの説明図である。
図9において、例えば、図6に示すように作製されたクリーニングブレード62は、感光体ドラム21の表面にクリーニング角度θが75°〜85°で当接し、かつ、所定の圧力で当接するように配置されている。
これにより、感光体ドラム21の表面に付着する未転写トナー等の残留物が機械的に掻き取られて、感光体ドラムクリーニング装置25の内部に回収される。
次に、画像形成装置における通常のカラー画像形成時の動作について、図1を参照しながら説明する。
図1において、画像形成装置1の上部に載置された原稿Dは、原稿搬送部51の搬送ローラによって、原稿台から搬送されて、原稿読込部55のコンタクトガラス53上に載置される。
原稿読込部55は、コンタクトガラス53に載置された原稿Dに対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させ、原稿Dが反射した光をミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像することにより、原稿Dの画像情報を光学的に読み取る。
原稿Dのカラー画像情報は、カラーセンサにてRGB(レッド、グリーン、ブルー)の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。
図示しない画像処理部は、RGBの色分解画像信号に基づいて色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を生成し、露光部2に送信する。
一方、プロセスカートリッジ20Y、20M、20C、20BKの感光体ドラム21は、図1中時計回りの方向にそれぞれ回転しており、帯電部22との対向位置で一様に表面を帯電される。これにより、各感光体ドラム21の表面は、−700V程度の帯電電位が形成される。
露光部2は、画像処理部が生成した前記カラー画像情報に基づいて、光源からレーザ光を射出する。射出されたレーザ光は、ポリゴンミラー3に入射して反射した後に、レンズ4及びレンズ5を透過し、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過する。
イエロー成分に対応したレーザ光は、ミラー6〜8で反射した後に、プロセスカートリッジ20Yの感光体ドラム21の表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラー3により、感光体ドラム21の回転軸方向(主走査方向)に走査される。こうして、帯電部22にて帯電された後の感光体ドラム21の表面には、イエロー成分に対応した静電潜像を形成する。
マゼンタ成分に対応したレーザ光は、イエロー成分に対応したレーザ光と同様に、ミラー9〜11で反射した後に、プロセスカートリッジ20Mの感光体ドラム21の表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像を形成する。
シアン成分に対応したレーザ光は、イエロー成分に対応したレーザ光と同様に、ミラー12〜14で反射した後に、プロセスカートリッジ20Cの感光体ドラム21の表面に照射されて、シアン成分の静電潜像を形成する。
ブラック成分に対応したレーザ光は、ミラー15で反射した後に、プロセスカートリッジ20BKの感光体ドラム21の表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像を形成する。
各色の成分に対応した静電潜像が形成された感光体ドラム21の表面は、現像装置23Y、23M、23C、23BKとの対向位置にそれぞれ達する。すると、各現像装置23Y、23M、23C、23BKは、感光体ドラム21の表面にトナーを供給し、前記静電潜像を各色のトナー像に現像する。
感光体ドラム21の表面のトナー像は、図2中で示したフォトセンサ41との対向位置を通過した後に、中間転写ベルト27との対向位置に達する。
中間転写ベルト27との対向位置には、中間転写ベルト27の内周面に当接するように転写バイアスローラ24がそれぞれ設置されている。
各色のトナー像は、転写バイアスローラ24の対向位置で、感光体ドラム21の表面から中間転写ベルト27の表面に順次重ねて転写され、フルカラーのトナー像となる。
1次転写工程後の感光体ドラム21の表面には、未転写トナー等の残留物が付着している。未転写トナー等の残留物は、感光体ドラムクリーニング装置25との対向位置に達すると、感光体ドラムクリーニング装置25により除去される。
その後、感光体ドラム21の表面は、不図示の除電部を通過して、感光体ドラム21における一連の作像プロセスが終了する。
中間転写ベルト27表面に転写されたフルカラーのトナー像は、図中の矢印方向に走行して第2転写バイアスローラ28の位置に達すると、記録媒体P上に2次転写される。
中間転写ベルト27の表面に付着している未転写トナー等の残留物は、中間転写ベルトクリーニング装置29の位置に達すると、中間転写ベルトクリーニング装置29に回収される。
中間転写ベルト27における一連の転写プロセスが完了する。
ここで、2次転写バイアスローラ28位置の記録媒体Pは、給紙部61から搬送ガイド63、レジストローラ64等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、記録媒体Pを収納する給紙部61から、給紙ローラ61aにより給送された記録媒体Pが、搬送ガイド63を通過した後に、レジストローラ64に導かれる。
レジストローラ64に達した記録媒体Pは、中間転写ベルト27の表面に転写されたトナー像とタイミングを合わせて、2次転写バイアスローラ28の位置に向けて搬送される。
フルカラーのトナー像が転写された記録媒体Pは、搬送ベルト30により、定着部66に導かれる。
定着部66は、加熱ローラ67と加圧ローラ68とのニップにより、フルカラーのトナー像を記録媒体P上に定着させる。
定着工程後の記録媒体Pは、排紙ローラ69により画像形成装置1の外部に印刷画像として排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。
(含浸液及びコート液の製造例)
<被硬化面に含浸させる含浸液>
・トリシクロデカンジメタノールジアクリレート:新中村化学工業株式会社製、A−DCP(官能基数2、分子量304)・・・100質量部
・重合開始剤:BASFジャパン株式会社製、イルガキュア 184・・・5質量部
・溶媒:シクロヘキサノン・・・100質量部
前記トリシクロデカンジメタノールジアクリレートは、下記構造式で表される。
<表面層の形成に用いるコート液>
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート:ダイセル・オルネクス株式会社製、DPHA(官能基数6、分子量524)・・・100質量部
・フッ素系アクリルモノマー:ダイキン工業株式会社製、オプツールDAC−HP・・・2.5質量部
前記フッ素系アクリルモノマーは、パーフルオロポリエーテル骨格を持ち、官能基数2以上のアクリレートである。
・重合開始剤:BASFジャパン株式会社製、イルガキュア 184・・・1.5質量部
・溶媒:シクロヘキサノン・・・900質量部
前記ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートは、下記構造式で表される。
(クリーニングブレードの作製)
(実施例1)
<クリーニングブレード1の作製>
弾性部材としては、特開2011−141449号公報の参考例として記載の作製方法を参照して作製し、寸法が14mm(短手)×360mm(長手)×2mm(厚み)の平板状であって、マルテンス硬度が0.6N/mm〜0.7N/mmのウレタンゴムを用いた。なお、前記ウレタンゴムのマルテンス硬度は、微小硬度計(株式会社フィシャー・インストルメンツ製、HM−2000)を用いて、ビッカース圧子を1.0mNの力により10秒間で押し込み、5秒間保持し、1.0mNの力により10秒間で抜き測定した。
前記ウレタンゴムからなる前記弾性部材は、板金からなる前記支持部材から突出した長さM(図6参照)が8mmとなるように、前記支持部材に接着固定される。
接着固定された前記弾性部材の前記被硬化面を、前記含浸液が満たされた槽の液面に、水平にして接触させる。前記弾性部材の前記被硬化面を前記含浸液に接触させた状態で5分間保持して前記液面から引き上げた。なお、前記被硬化面を前記含浸液に接触させた時間が含浸時間である。
その後、前記被硬化面の表面に残っている前記含浸液の残渣を、メチルエチルケトンを染み込ませたマイクロワイプ(小津産業株式会社製、BEMCOT(登録商標)S−2)でふき取った。
前記含浸液の残渣をふき取った後、3分間自然乾燥を行い、ふき取った面の中央に触れてみて前記含浸液で指先が汚れない状態にし、ベルトコンベア型紫外線照射装置(ウシオ電機株式会社製、UVC−2534/1MNLC3)を用いて、紫外線照射(140W/cm×5m/min×5パス(5回通過))を行い、100℃で30分間乾燥させ、クリーニングブレード1を得た。
(実施例2)
<クリーニングブレード2の作製>
実施例1において、前記自由端の端面に前記表面層を形成した以外は、実施例1と同様にして、実施例2のクリーニングブレード2を得た。
前記表面層は、コート液吐出速度を0.06cc/分、霧化圧を0.05MPaとしたスプレーガン(サンエイテック社製、SV−91)によりスプレーコートして形成した。
前記スプレーコートの条件としては、前記弾性部材における前記自由端の端面を鉛直に立てた状態で、ガン先から前記自由端の端面までの距離を60mmに保ち、鉛直にした前記スプレーガンの前記ガン先を前記自由端の端面の短手方向における中心位置に向けながら、前記端面の長手方向に5mm/secで1往復させた。
その後、3分間自然乾燥を行い、ふき取った面の中央に触れてみて前記含浸液で指先が汚れない状態にして、紫外線を照射(照射条件:140W/cm×5m/min×5パス)し、100℃で30分間乾燥させ、図7に示すような実施例2のクリーニングブレード2を得た。
(実施例3)
<クリーニングブレード3の作製>
実施例2において、図8に示すような表面層62fを被硬化面62bに形成した以外は、実施例2と同様にして、実施例3のクリーニングブレード3を得た。
(実施例4)
<クリーニングブレード4の作製>
実施例3において、紫外線照射回数を5パスから2パスに変えた以外は、実施例3と同様にして、実施例4のクリーニングブレード4を得た。
(実施例5)
<クリーニングブレード5の作製>
実施例3において、紫外線照射回数を5パスから1パスにし、前記被硬化面の含浸時間を5分間から2分間に変えた以外は、実施例3と同様にして、実施例5のクリーニングブレード5を得た。
(比較例1)
<クリーニングブレード6の作製>
実施例1において、含浸時間を5分間から30分間に変えた以外は、実施例1と同様にして、比較例1のクリーニングブレード6を得た。
(比較例2)
<クリーニングブレード7の作製>
実施例3において、含浸時間を5分間から30分間に変えた以外は、実施例3と同様にして、比較例2のクリーニングブレード7を得た。
(比較例3)
<クリーニングブレード8の作製>
実施例1において、紫外線照射を行わなかった以外は、実施例1と同様にして、比較例3のクリーニングブレード8を得た。
(比較例4)
<クリーニングブレード9の作製>
実施例1において、被硬化面に含浸液を含浸させなかった以外は、実施例1と同様にして、弾性部材がポリウレタンからなる、比較例4のクリーニングブレード9を得た。
<画像形成装置の組み立て>
作製した各クリーニングブレード(実施例1〜5及び比較例1〜4)をカラー複合機(Pro C751、株式会社リコー製)の改造機(図1に示す画像形成装置1と同様の構成)に取り付け、以下の評価を行った。
クリーニングブレードの当接条件は、当接圧を25g/cm(前記像担持体部分を自社内で作製した圧力測定機(質量測定機)に置き換え、クリーニングブレードが前記圧力測定機に対して前記像担持体と同様に当接するようにセッティングして測定したときの圧力(単位長さ当たりの質量))、クリーニング角度θ(図9参照)を80°とした。また、前記像担持体の回転速度は、線速が600mm/secとなるようにした。トナーは球形トナーを用いた。
<スペクトル測定>
前記スペクトル測定は、作製したクリーニングブレード1〜9を長手方向の中央付近で弾性部材の断面を切り出して断面薄片とし、前記断面が上になるようにSiウェハ上に前記断面薄片を固定し、フーリエ変換赤外分光光度計(日本分光株式会社製、FT/IR−6200(IRT−7000付属))を用い、ATR法(Ge圧子)で行った。
評価方法は、前記硬化物の露出面から前記平板状弾性部材の厚み方向における、深さ30μmの第1の測定位置で測定して得られるスペクトルの802cm−1〜819cm−1のピーク面積値をA1とし、かつ1,716cm−1〜1,741cm−1のピーク面積値をB1とし、深さ40μmの第2の測定位置で測定して得られるスペクトルの802cm−1〜819cm−1のピーク面積値をA2とし、かつ1,716cm−1〜1,741cm−1のピーク面積値をB2とし、指標としてA1/B1とA2/B2との比((A1/B1)/(A2/B2))を求めた。
なお、802cm−1〜819cm−1のピーク面積値は、ベースラインを790cm−1〜833cm−1として求め、1,716cm−1〜1,741cm−1のピーク面積値は、ベースラインを1654cm−1〜1785cm−1として求めた。
<マルテンス硬度>
前記スペクトル測定の前記断面切片を用いて前記マルテンス硬度を以下のようにして測定した。
微小硬度計(株式会社フィシャー・インストルメンツ製、HM−2000)を用いて、ビッカース圧子を1.0mNの力により10秒間で押し込み、5秒間保持し、1.0mNの力により10秒間で抜き、前記マルテンス硬度を測定した。
測定位置は、前記弾性部材における長手方向の中央付近の、前記当接辺から短手方向に100μm離れた位置で、前記硬化物の露出面から前記弾性部材の厚み方向における、深さ0μm、30μm、及び40μmの3点とした。
<通紙試験の条件>
前記通紙試験の条件は、前記カラー複合機を用いて、使用環境を21℃で65%RHとし、画像面積率5%のチャートを3プリント/ジョブで5万枚及び10万枚(A4サイズ横)印刷した。
<異音>
前記通紙試験で10万枚印刷している間、クリーニングブレードが可聴域での振動(異音)を発生しないか否かを試験者自身の聴覚により確認した。なお、前記弾性部材の弾性が高すぎると低周波数側の、弾性が低すぎると高周波数側の振動を発しやすい。
<当接部の摩耗量>
前記当接部の摩耗量は、前記弾性部材の長手方向における端面を上方に向けた状態で置き、レーザ顕微鏡(オリンパス株式会社製LEXT OLS4100)を用い、図10に示す摩耗部分の形状の面積(摩耗断面積)の測定値を摩耗量として評価した。
<像担持体のトルク値比>
前記像担持体のトルク値比は、以下のように測定した。
前記像担持体を回転させる駆動系とクリーニングブレードを実機と同じ当接条件で当接できる単体評価機を作製した。前記単体評価機における前記像担持体の回転軸にトルクコンバータ(共和電業株式会社製TP−20KCE)を直結し、前記トルクコンバータの出力をシグナルコンディショナ(共和電業株式会社製DPM−712)により読み取ることで前記像担持体のトルク値を測定した。前記トルク値は、前記像担持体の回転駆動を開始し、所定の時間経過後の安定時における1分間の平均値とし、標準ブレード(比較例4のクリーニングブレード9)の製造初期状態での測定値を基準とし、前記基準に対する割合を求めて評価した。
クリーニングブレードの当接条件は、当接圧を25g/cm(前記像担持体部分を自社内で作製した圧力測定機(質量測定機)に置き換え、クリーニングブレードが前記圧力測定機に対して前記像担持体と同様に当接するようにセッティングして測定したときの圧力(単位長さ当たりの質量))、クリーニング角度θ(図9参照)を80°とした。また、前記像担持体の回転速度は、線速が600mm/secとなるようにした。
<クリーニング性>
前記通紙試験において、5万枚印刷後及び10万枚印刷後の印刷画像上にクリーニング不良があるか、感光体の表面にクリーニング不良のトナーが存在するか否かを評価した。
評価画像としては、縦帯パターン(紙進行方向に対して)43mm幅、3本チャートをA4サイズ横で20枚印刷し、得られた画像を目視観察して、クリーニング不良による画像異常の有無を確認することにより、クリーニング性を以下の基準で評価した。
〔評価基準〕
○・・・クリーニング不良ですり抜けたトナーが印刷画像上にも感光体の表面にも目視 で確認できない。
△・・・クリーニング不良ですり抜けたトナーが印刷画像上には目視で確認できないが、 感光体の表面には目視で確認できる。
×・・・クリーニング不良ですり抜けたトナーが印刷画像上にも感光体の表面にも目視 で確認できる。
実施例1〜5、比較例1〜4のクリーニングブレードの組成を以下の表1に、前述の各種評価結果を表2及び表3に示す。
本発明の態様としては、例えば、以下のとおりである。
<1> 平板状弾性部材の一方の板面に、分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物を含有する硬化性組成物の硬化物を含み、
前記硬化物の露出面から前記平板状弾性部材の厚み方向における、
深さ30μmの第1の測定位置で、顕微赤外分光法により測定して得られるスペクトルの802cm−1〜819cm−1のピーク面積値をA1とし、かつ1,716cm−1〜1,741cm−1のピーク面積値をB1とし、
深さ40μmの第2の測定位置で、前記スペクトルの802cm−1〜819cm−1のピーク面積値をA2とし、かつ1,716cm−1〜1,741cm−1のピーク面積値をB2とした場合、
A1/B1とA2/B2との比((A1/B1)/(A2/B2))が、1.5〜10であることを特徴とするクリーニングブレードである。
<2> 前記硬化物の露出面から前記平板状弾性部材の厚み方向における、
前記第1の測定位置のマルテンス硬度が0.8N/mm〜5.0N/mmであり、かつ前記第2の測定位置のマルテンス硬度が0.6N/mm〜0.7N/mmである前記<1>に記載のクリーニングブレードである。
<3> 前記分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物が、分子量が400以下であり、かつ官能基数1〜2の脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物を含有する前記<1>から<2>のいずれかに記載のクリーニングブレードである。
<4> 支持部材により一端が固定された弾性部材が、少なくとも自由端側の端面に、表面層を有する前記<1>から<3>のいずれかに記載のクリーニングブレードである。
<5> 前記表面層が硬化性組成物で形成され、前記硬化性組成物が、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(メタ)アクリレート化合物を含有する前記<4>に記載のクリーニングブレードである。
<6> 像担持体と、前記像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、帯電された前記像担持体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像をトナー像に現像する現像手段と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に転写された転写像を定着させる定着手段と、前記像担持体と当接し、前記像担持体の表面に残留するトナーを除去する前記<1>から<5>のいずれかに記載のクリーニングブレードとを有することを特徴とする画像形成装置である。
<7> 前記像担持体の表面と前記弾性部材との当接部における接線と、前記弾性部材の前記当接部を含む面のうち短辺方向を法線とする面とがなす角度が、75°以上85°以下である前記<6>に記載の画像形成装置である。
<8> 前記像担持体が、線速600mm/sec以上である前記<6>から<7>のいずれかに記載の画像形成装置である。
<9> 像担持体と、前記像担持体の表面を帯電させる帯電手段、帯電された前記像担持体の表面を露光して静電潜像を形成する露光手段、前記静電潜像をトナー像に現像する現像手段、及び前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段の少なくともいずれかの手段と、前記像担持体と当接し、前記像担持体の表面に残留するトナーを除去する前記<1>から<5>のいずれかに記載のクリーニングブレードとを有することを特徴とするプロセスカートリッジである。
1 画像形成装置
20、20Y、20M、20C、20BK プロセスカートリッジ
21 感光体ドラム
22 帯電部
23、23Y、23M、23C、23BK 現像装置
25 感光体ドラムクリーニング装置
25b クリーニングローラ
62 クリーニングブレード
62a 端面
62b 被硬化面
62c 当接部
62d 硬化物
62e、62f 表面層
621 支持部材
622 弾性部材
特開2010−152295号公報 特開2013−076970号公報

Claims (9)

  1. 平板状弾性部材の一方の板面に、分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物を含有する硬化性組成物の硬化物を含み、
    前記硬化物の露出面から前記平板状弾性部材の厚み方向における、
    深さ30μmの第1の測定位置で、顕微赤外分光法により測定して得られるスペクトルの802cm−1〜819cm−1のピーク面積値をA1とし、かつ1,716cm−1〜1,741cm−1のピーク面積値をB1とし、
    深さ40μmの第2の測定位置で、前記スペクトルの802cm−1〜819cm−1のピーク面積値をA2とし、かつ1,716cm−1〜1,741cm−1のピーク面積値をB2とした場合、
    A1/B1とA2/B2との比((A1/B1)/(A2/B2))が、1.5〜10であることを特徴とするクリーニングブレード。
  2. 前記硬化物の露出面から前記平板状弾性部材の厚み方向における、
    前記第1の測定位置のマルテンス硬度が0.8N/mm〜5.0N/mmであり、かつ前記第2の測定位置のマルテンス硬度が0.6N/mm〜0.7N/mmである請求項1に記載のクリーニングブレード。
  3. 前記分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物が、分子量が400以下であり、かつ官能基数1〜2の脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物を含有する請求項1から2のいずれかに記載のクリーニングブレード。
  4. 支持部材により一端が固定された弾性部材が、少なくとも自由端側の端面に、表面層を有する請求項1から3のいずれかに記載のクリーニングブレード。
  5. 前記表面層が硬化性組成物で形成され、前記硬化性組成物が、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(メタ)アクリレート化合物を含有する請求項4に記載のクリーニングブレード。
  6. 像担持体と、前記像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、帯電された前記像担持体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像をトナー像に現像する現像手段と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に転写された転写像を定着させる定着手段と、前記像担持体と当接し、前記像担持体の表面に残留するトナーを除去する請求項1から5のいずれかに記載のクリーニングブレードとを有することを特徴とする画像形成装置。
  7. 前記像担持体の表面と前記弾性部材との当接部における接線と、前記弾性部材の前記当接部を含む面のうち短辺方向を法線とする面とがなす角度が、75°以上85°以下である請求項6に記載の画像形成装置。
  8. 前記像担持体が、線速600mm/sec以上である請求項6から7のいずれかに記載の画像形成装置。
  9. 像担持体と、前記像担持体の表面を帯電させる帯電手段、帯電された前記像担持体の表面を露光して静電潜像を形成する露光手段、前記静電潜像をトナー像に現像する現像手段、及び前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段の少なくともいずれかの手段と、前記像担持体と当接し、前記像担持体の表面に残留するトナーを除去する請求項1から5のいずれかに記載のクリーニングブレードとを有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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