JP2017097156A - ブレード部材、クリーニング装置、及び、画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
Description
また、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、クリーニングブレード等の弾性材料からなるブレード部材を用いた構成が知られている。
このような構成では、感光体等の像担持体の表面、つまり、被当接部材の表面に、ブレード部材の先端稜線部であるエッジ部を当接させてクリーニングを行う。
エッジ部の延伸方向に直交する直交断面が、物性(マルテンス硬度)が互いに異なる、エッジ部を含むエッジ領域(エッジ層)と、エッジ部を含まず被当接部材に当接しない非当接領域(バックアップ層)とからなるブレード部材である。
このブレード部材では、被当接部材に対応するエッジ部近傍の、ブレード部材の長辺側の対向面(ブレード対向面)側から計測した、又は短辺側の対向面(ブレード先端面)側から測定したマルテンス硬度の値の下限を1.0[N/mm2]と規定している。
このようにエッジ部近傍のマルテンス硬度の値の下限を規定することで、特許文献1には、被当接部材上へのフィルミングの発生を良好に抑制できるブレード部材を提供することができる旨、記載されている。
これらのような不具合が発生すると、被当接部材に付着した付着物や、固着した固着物を除去する、ブレード部材のクリーニング機能が低下してしまう。
SA:直交断面におけるエッジ領域の断面積[mm2]
SB:直交断面における非当接領域の断面積[mm2]
eA:エッジ領域の弾性仕事率[%]
eB:非当接領域の弾性仕事率[%]
t:エッジ領域厚さ[mm]
ここで、エッジ領域厚さ:tとは、直交断面における被当接部材に対向するエッジ領域6の2つの外辺部の内、長い方の外辺部に直交する方向の厚さである。
図1は、本実施形態に係るプリンタ100の概略構成図である。
中間転写ベルト162は、各プロセスカートリッジ121(Y、C、M、Bk)の上方で、各プロセスカートリッジに設けられて表面移動する潜像担持体としてのドラム状の各感光体10(Y、C、M、Bk)の表面移動方向に沿って配置されている。
中間転写ベルト162は、感光体10(Y、C、M、Bk)の表面移動に同期して表面移動する。
各一次転写ローラ161(Y、C、M、Bk)は、中間転写ベルト162の内周面に沿って配置されており、これらの一次転写ローラ161(Y、C、M、Bk)により中間転写ベルト162の表面が各感光体10(Y、C、M、Bk)の表面に弱圧接している。
但し、カラー用の3つのプロセスカートリッジ121(Y、C、M)に対応した一次転写ローラ161(Y、C、M)についてはこれらを上下に揺動させる揺動機構が設けられている。揺動機構は、カラー画像が形成されないときに感光体10(Y、C、M)に中間転写ベルト162を接触させないように動作する。
中間転写ベルト162の二次転写ローラ165よりも表面移動方向下流側であってプロセスカートリッジ121Yの上流側には、二次転写後の残留トナー等の中間転写ベルト162上の付着物を除去するための中間転写ベルトクリーニング装置167を設けている。
二次転写ニップ部の記録紙搬送方向下流側には定着装置30が配置されており、この定着装置30の記録紙搬送方向下流側には、排紙ローラ及び排紙された記録紙を収納する排紙収納部135が配置されている。
図2は、プリンタ100が備えるプロセスカートリッジ121の一例の概略構成図である。但し、図2では、後から図4を用いて説明するブレート形状(適宜、ブレードタイプともいう。)の4つのタイプの内の、タイプ2のクリーニングブレード5を記載している。
また、各プロセスカートリッジ121(Y、C、M、Bk)の構成はほぼ同様であるので、以下の説明では色分け用の添え字Y、C、M、Bkを省略して、プロセスカートリッジ121の構成及び動作について説明する。
クリーニング装置1は、感光体10の回転軸方向に長尺な短冊形状の弾性部材であるクリーニングブレード5における、感光体の回転方向と直交する方向へ延びるエッジ稜線となっている先端稜線部であるエッジ部61を感光体10の表面に押しつける。これにより、感光体10表面上の転写残トナー等の不要な付着物を引き離し除去する。除去されたトナー等の付着物は排出スクリュ43によってクリーニング装置1の外に排出される。
現像部(現像装置)50は、感光体10の表面にトナーを供給して静電潜像を可視像化するものであり、現像剤(キャリア、トナー)を表面に担持する現像剤担持体としての現像ローラ51を備える。現像部50は、この現像ローラ51と、現像剤収容部に収容された現像剤を攪拌しながら搬送する攪拌スクリュ52と、攪拌された現像剤を現像ローラ51に供給しながら搬送する供給スクリュ53と、から主として構成されている。
プリンタ100では、オペレーションパネルやパーソナルコンピューター等の外部機器からプリント命令を受け付ける。
まず、感光体10を図2図中、矢印で示す移動方向(回転方向)Aに回転させ、帯電部40の帯電ローラ41によって感光体10の表面を所定の極性に一様帯電させる。
帯電後の感光体10に対し、露光装置140は、入力されたカラー画像データに対応して光変調された例えばレーザービーム光を色ごとに照射し、これによって各感光体10の表面にそれぞれ各色の静電潜像を形成する。
そして、各静電潜像に対し、各色の現像部50の現像ローラ51から各色の現像剤を供給し、各色の静電潜像を各色の現像剤で現像し、各色に対応したトナー像を形成して可視像化する。
まず、本実施形態のクリーニング装置1に備えたクリーニングブレード5の実施例1について、図を用いて説明する。
図3は、本実施例に係るクリーニングブレード5の基本的な構成について説明図である。但し、この図3でも、図2と同様に、後から図4を用いて説明するブレート形状の4つのタイプの内の、タイプ2のクリーニングブレード5を記載している。
クリーニングブレード5は、図3に示すように、クリーニングブレード5のエッジ部61を含み、被当接部材である感光体10と対向するブレード対向面62と、エッジ部61を含み、ブレード対向面62と隣接するブレード先端面63を有している。
そして、クリーニングブレード5は、エッジ部61の延伸方向に直交する直交断面が、材料又は物性の少なくともいずれかが互いに異なる、エッジ部61を含むエッジ領域6と、エッジ部61を含まず感光体10に当接しない非当接領域7とからなる。
つまり、クリーニングブレード5は、エッジ部61の延伸方向に直交する直交断面が、材料又は物性の少なくともいずれかが互いに異なる、エッジ領域6と、非当接領域7とからなる、所謂、二領域構造のブレード部材である。
確かに、ブレード部材のエッジ部を高硬度とすることで、被当接部材としての感光体等の像担持体表面に固着するトナー外添剤等の固着物を掻き取り、像担持体上にトナー外添剤等が固着することで生じる異常画像(フィルミング)を抑制する効果がある。
これらのような不具合が発生すると、被当接部材に付着した付着物や、固着した固着物を除去する、ブレード部材のクリーニング機能が低下してしまう。
加えて、次の式1で定義される換算弾性仕事率の値Xが、57[%]以上、90[%]以下であることを特徴とするクリーニングブレード5である。
SA:直交断面におけるエッジ領域6の断面積[mm2]
SB:直交断面における非当接領域7の断面積[mm2]
eA:エッジ領域6の弾性仕事率[%]
eB:非当接領域7の弾性仕事率[%]
t:エッジ領域厚さ[mm]
ここで、エッジ領域厚さ:tとは、直交断面における感光体10に対向するエッジ領域6の2つの外辺部の内、長い方の外辺部に直交する方向の厚さである。
そして、換算弾性仕事率:Xの値の範囲を57[%]以上、90[%]以下とすることで、クリーニングブレード5全体の弾性が低弾性となり、クリーニングブレード5の追従性の低下やクリーニングブレード5のヘタリが発生することを抑制できる。また、クリーニングブレード5全体の弾性が高弾性となり、クリーニングブレード5の振動及びエッジ部61のスティックスリップに起因するエッジ部61の欠けが発生することを抑制できる。
よって、クリーニングブレード5の感光体10に対する追従性の低下や、ヘタリが発生することを抑制しつつ、クリーニングブレード5の振動及びエッジのスティックスリップに起因するエッジ部61の欠けの発生を抑制できるクリーニングブレード5を提供できる。
タイプ1のクリーニングブレード5は、図4(a)に示すように、エッジ領域6がクリーニングブレード5を支持する支持部材3が接する部分を除く外周面に沿った形状をしている。また、エッジ部61と、エッジ部61に隣接する角部近傍の、エッジ領域6と非当接領域7との境界線は弧を描き、非当接領域7側の角部が面取りされたような形状となっている。
このタイプ1の前記エッジ領域厚さ:tは、図4(a)に示すように、直交断面における、感光体10に対向する長辺であるブレード対向面62の断面に平行な角部から離れた部分に直交する方向のエッジ領域6の厚さである。
このタイプ2の前記エッジ領域厚さ:tは、図4(b)に示すように、直交断面における、感光体10に対向する長辺であるブレード対向面62の断面に直交する方向のエッジ領域6の厚さである。
このタイプ3の前記エッジ領域厚さ:tは、図4(c)に示すように、直交断面における、境界直線部の長辺方向であるブレード対向面62の断面に平行な方向のエッジ領域6の厚さである。
このタイプ4の前記エッジ領域厚さ:tは、図4(d)に示すように、直交断面における、感光体10に対向するエッジ領域6の2つの外辺部の内、長い方の外辺部に直交する方向のエッジ領域6の厚さである。図4(d)に示す例では、感光体10に対向するエッジ領域6の2つの外辺部となるブレード対向面62とブレード先端面63の断面の内、長い方の外辺部であるブレード対向面62の断面に直交する方向であるブレード先端面63の断面に平行な方向のエッジ領域6の厚さである。
エッジ領域6のマルテンス硬度・弾性仕事率は、フィシャー・インストルメンツ社製、HM−2000を用いて測定したものである。
このマルテンス硬度は、エッジ部61(先端稜線部)から20[μm]の位置について、ビッカース圧子1.0[mN]の力で10秒間押し込み、5秒保持し、10秒かけて抜き計測する。
ビッカース圧子を押し込むときの積算応力をWplast、試験荷重除荷時の積算応力をWelastとすると、弾性仕事率は、Welast/Wplast×100%の式で定義される特性値である(図5参照)。そして、弾性仕事率が高いほど、材料に力を加え歪を発生させてから、除荷するまでの間の塑性仕事の割合が少ない。すなわち、ゴムが力により変形した際に生じる塑性変形の割合が少ないことを表している。
以下の条件でクリーニング性の評価を行った。
実験機としては、リコー製のMPC3503機を用いた。この実験機において、図2に示す構成のプロセスカートリッジ121のクリーニングブレード5を、表1に示す具体例1〜20、比較例1〜5の条件のブレード部材にそれぞれ変更し、評価を行った。
また、検証条件は、低温環境(気温:10℃、湿度:15%)、に24時間評価機を放置後、連続して20,000枚の画像出力を行った。出力画像は、感光体10へのトナー入力を最大にするよう、A4の記録紙に全面ベタ画像を出力した。
◎:20,000枚通紙後、記録紙上にクリーニング不良が顕在化せず、実使用上問題なし。クリーニングに対して厳しい、帯電電流を増加させた条件においてもクリーニング不良なし。
○:20,000枚通紙後、記録紙上にクリーニング不良が顕在化せず、実使用上問題なし。
△:20,000枚通紙後、記録紙上にクリーニング不良が顕在化せず、実使用上問題ないが、感光体10上にクリーニングブレード5をすり抜けたトナーが目視で確認できる。
×:20,000枚通紙後、記録紙上にクリーニング不良が健在化しており、実使用上、異常画像として問題あり。
ブレードタイプは、図4(a)に示すタイプ1である。そして、エッジ部61を含むエッジ領域6の断面積:SAは1.4[mm2]、非当接領域7の断面積SBは21.1[mm2]、エッジ部61を含むエッジ領域6の弾性仕事率:eAは80[%]、非当接領域7の弾性仕事率:eBは90[%]である。
したがって、上述した式1から計算される換算弾性仕事率:Xの値は90[%]となる。ここで、この換算弾性仕事率:Xの値は、上述したようにクリーニングブレード5のブレード全体の弾性仕事率を換算する値となっている。
そして、この具体例1の換算弾性仕事率:Xの値は、本実施例で規定した57[%]以上、90[%]以下の範囲に含まれており、クリーニング性評価においても◎、つまりクリーニング不良は発生していない。
具体例1と同様に、クリーニングブレード5の換算弾性仕事率:Xの値が57[%]以上、90[%]以下で、クリーニング性評価においても◎、○、△のいずれかであり、クリーニング不良は発生していない。
具体例1〜16とは異なり、クリーニングブレード5の換算弾性仕事率:Xの値が90[%]より大きいか、又は57[%]未満となっている。
そして、クリーニング性評価においては×、つまりクリーニング不良が健在化しており、実使用上、異常画像として問題ある。
すなわち、クリーニングブレード5全体の弾性(換算弾性仕事率:X)が低弾性となり、クリーニングブレードの追従性の低下、クリーニングブレードのヘタリによりクリーニング機能が低下する不具合である。また、クリーニングブレード5全体の弾性(換算弾性仕事率:X)が高弾性となり、クリーニングブレード5のエッジ部61のスティックスリップに起因するエッジ部61の欠けが発生する不具合である。
一方、電子写真式画像形成装置に用いるクリーニングブレード5において、クリーニングブレード5の換算弾性仕事率:Xの値が57[%]以上、90[%]以下の範囲にないと、上記不具合が発生してしまうことも確認できた。
本実施形態のクリーニング装置1に備えたクリーニングブレード5の実施例2について説明する。
本実施例のクリーニングブレード5と、実施例1のクリーニングブレードとでは、本実施例のクリーニングブレード5が、実施例1の構成に加え、エッジ領域6のマルテンス硬度:hAの下限を1.5[N/mm2]以上と規定していることに係る点のみ異なる。
したがって、実施例1のクリーニングブレードと同様な構成や効果は、適宜、省略して説明するとともに、同一の構成部材や同様な機能を果たす構成部材には、同一の符号を付して説明する。
クリーニングブレード5はエッジ部61が低硬度であると、感光体10の表面にトナー外添剤等が付着し、経時で感光体10上に固着することで生じる異常画像(フィルミング)が生じるという問題がある。
一方、エッジ部61を含むエッジ領域6のマルテンス硬度:hAを1.5[N/mm2]以上とすることで、エッジ部61を高硬度にして感光体10の表面にトナー外添剤等が付着することを抑制して、フィルミングの発生を抑制できる。
以下の条件でメダカ・フィルミング発生の評価を行った。
実験機としては、リコー製のMPC3503機を用いた。この実験機において、図2に示す構成のプロセスカートリッジ121のクリーニングブレード5を、表2に示す具体例1〜16、比較例1〜4の条件のブレード部材にそれぞれ変更し、評価を行った。
また、検証条件は、高温環境(気温:32℃、湿度:54%)で、連続して20,000枚の画像出力を行った。出力画像は、A4の記録紙に画像面積率5%の画像を出力した。
◎:出力画像上に目視でメダカ・フィルミングが観察されず、異常画像が見られない。
感光体10上にも外添剤の付着はほとんど見られない。
○:出力画像上に目視でメダカ・フィルミングが観察されず、異常画像が見られない。
但し、感光体10上に外添剤の付着がわずかに見られる。
△:出力画像上に目視でメダカ・フィルミングが観察されず、異常画像が見られない。
しかし、感光体10上に外添剤の付着が顕著にみられる。
×:出力画像上に目視でメダカ・フィルミングが観察され、異常画像となっている。
ブレードタイプは、図4(a)に示すタイプ1である。そして、エッジ部61を含むエッジ領域6の断面積:SAは5.8[mm2]、非当接領域7の断面積:SBは16.8[mm2]、エッジ部61を含むエッジ領域6の弾性仕事率:eAは50[%]、非当接領域7の弾性仕事率:eBは60[%]である。
したがって、上述した式1から計算される換算弾性仕事率:Xの値は57[%]となる。ここで、この換算弾性仕事率:Xの値は、上述したようにクリーニングブレード5のブレード全体の弾性仕事率を換算する値となっている。
この具体例1の換算弾性仕事率:Xの値は、実施例1で規定した57[%]以上、90[%]以下の範囲に含まれている。
そして、この具体例1のエッジ部61を含むエッジ領域6のマルテンス硬度は、本実施例で規定した3.0[N/mm2]であり、1.5[N/mm2]以上であり、メダカ・フィルミング評価でも◎、つまりメダカ・フィルミングは発生していない。
具体例1と同様に、クリーニングブレード5の換算弾性仕事率:Xの値が57[%]以上、90[%]以下である。
そして、具体例1と同様に、エッジ部61を含むエッジ領域6のマルテンス硬度:hAは1.5[N/mm2]以上で、メダカ・フィルミング評価でも◎、○、△のいずれかであり、メダカ・フィルミングは発生していない。
具体例1〜16とは異なり、クリーニングブレード5の換算弾性仕事率:Xの値が90[%]より大きいか、又は57[%]未満となっている。
また、エッジ部61を含むエッジ領域6のマルテンス硬度:hAは1.5[N/mm2]未満であり、メダカ・フィルミング評価においては×、つまりメダカ・フィルミングが発生して異常画像となっている。
すなわち、感光体10表面にトナー外添剤が付着することを抑制することができる。また、これにより、フィルミングの発生も抑制することができる。
一方、クリーニングブレード5は、エッジ部61が低硬度であると、感光体10表面にトナー外添剤が付着し、経時で感光体10上に固着することで生じる異常画像としてのメダカ・フィルミングが発生してしまうことも確認できた。
本実施形態のクリーニング装置1に備えたクリーニングブレード5の実施例3について説明する。
本実施例のクリーニングブレード5と、実施例1のクリーニングブレードとでは、本実施例のクリーニングブレード5が、実施例1の構成に加え、エッジ領域6のマルテンス硬度:hAの下限を1.5[N/mm2]以上と規定していることに係る点のみ異なる。
したがって、実施例1のクリーニングブレードと同様な構成や効果は、適宜、省略して説明するとともに、同一の構成部材や同様な機能を果たす構成部材には、同一の符号を付して説明する。
クリーニングブレード5は、非当接領域7がエッジ部61を含むエッジ領域6よりも高硬度であると、非当接領域7が高硬度であることにより、感光体10表面の凹凸に対する追従性が低下し、トナー抜け等の不具合が発生する。また、エッジ部61が低硬度であることにより、スティックスリップによって、エッジ部61が欠けるという不具合が発生する。
一方、クリーニングブレード5のエッジ領域6が非当接領域7よりも高硬度であると、上述したようなトナー抜け等の不具合や、エッジ部61が欠ける不具合の発生を抑制できる。
以下の条件でクリーニング性の評価を行った。
実験機としては、リコー製のMPC3503機を用いた。この実験機において、図2に示す構成のプロセスカートリッジ121のクリーニングブレード5を、表3に示す具体例1〜16、比較例1〜4の条件のブレード部材にそれぞれ変更し、評価を行った。
また、検証条件は、低温環境(気温:10℃、湿度:15%)、に24時間評価機を放置後、連続して30,000枚の画像出力を行った。出力画像は、感光体10へのトナー入力を最大にするよう、A4の記録紙に全面ベタ画像を出力した。
◎:30,000枚通紙後、記録紙上にクリーニング不良が顕在化せず、実使用上問題なし。クリーニングに対して厳しい、帯電電流を増加させた条件においてもクリーニング不良なし。
○:30,000枚通紙後、記録紙上にクリーニング不良が顕在化せず、実使用上問題なし。
△:30,000枚通紙後、記録紙上にクリーニング不良が顕在化せず、実使用上問題ないが、感光体10上にクリーニングブレード5をすり抜けたトナーが目視で確認できる。
×:30,000枚通紙後、記録紙上にクリーニング不良が健在化しており、実使用上、異常画像として問題あり。
ブレードタイプは、図4(a)に示すタイプ1である。そして、エッジ部61を含むエッジ領域6の断面積:SAは5.8[mm2]、非当接領域7の断面積SBは16.8[mm2]、エッジ部61を含むエッジ領域6の弾性仕事率:eAは50[%]、非当接領域7の弾性仕事率:eBは60[%]である。
したがって、上述した式1から計算される換算弾性仕事率:Xの値は57[%]となる。ここで、この換算弾性仕事率:Xの値は、上述したようにクリーニングブレード5のブレード全体の弾性仕事率を換算する値となっている。
この具体例1の換算弾性仕事率:Xの値は、実施例1で規定した57[%]以上、90[%]以下の範囲に含まれている。
そして、この具体例1のエッジ部61を含むエッジ領域6のマルテンス硬度:hAが非当接領域7のマルテンス硬度:hBよりも大きく、クリーニング性評価でも◎、つまりクリーニング不良は発生していない。
具体例1と同様に、クリーニングブレード5の換算弾性仕事率:Xの値が57[%]以上、90[%]以下である。
そして、具体例1と同様に、エッジ部61を含むエッジ領域6のマルテンス硬度:hAが非当接領域7のマルテンス硬度:hBよりも大きく、クリーニング性評価でも◎、○、△のいずれかであり、クリーニング不良は発生していない。
具体例1と同様に、クリーニングブレード5の換算弾性仕事率:Xの値が57[%]以上、90[%]以下である。
しかし、具体例1〜16とは異なり、エッジ部61を含むエッジ領域6のマルテンス硬度:hAが非当接領域7のマルテンス硬度:hBよりも小さく、クリーニング性評価においては×、つまりクリーニング不良が健在化しており、実使用上、異常画像として問題ある。
クリーニングブレード5は非当接領域7がエッジ領域よりも高硬度であると、非当接領域7が高硬度であることにより、感光体10表面の凹凸に対する追従性が低下し、トナー抜け等の不具合が発生する。また、エッジ部61が低硬度であることにより、スティックスリップによって、エッジ部61が欠けるという不具合が発生する。
そして、逆に、クリーニングブレード5の非当接領域7がエッジ領域6よりも高硬度であると、非当接領域7が高硬度であることにより、感光体10表面の凹凸に対する追従性が低下し、トナー抜け等の不具合が発生することも確認できた。また、エッジ部61が低硬度であることにより、スティックスリップによって、エッジ部61が欠けるという不具合が発生することも確認できた。
本実施形態のクリーニング装置1に備えたクリーニングブレード5の実施例4について説明する。
本実施例のクリーニングブレード5と、実施例1のクリーニングブレードとでは、本実施例のクリーニングブレード5が、実施例1の構成に加え、エッジ領域6の弾性仕事率:eAが50[%]以上であることを規定していることに係る点のみ異なる。
したがって、実施例1のクリーニングブレードと同様な構成や効果は、適宜、省略して説明するとともに、同一の構成部材や同様な機能を果たす構成部材には、同一の符号を付して説明する。
クリーニングブレード5はエッジ部61を含むエッジ領域6が低弾性であると、エッジ部61の摩耗や欠けに起因する、クリーニング不良等の不具合が発生してしまう。
一方、エッジ部61を含むエッジ領域6の弾性仕事率:eAが50[%]以上であると、エッジ部61の摩耗や欠けに起因する、クリーニング不良等の不具合の発生を抑制できる。
以下の条件でクリーニング性の評価を行った。
実験機としては、リコー製のMPC3503機を用いた。この実験機において、図2に示す構成のプロセスカートリッジ121のクリーニングブレード5を、表4に示す具体例1〜12、比較例1〜4の条件のブレード部材にそれぞれ変更し、評価を行った。
また、検証条件は、低温環境(気温:10℃、湿度:15%)、に24時間評価機を放置後、連続して30,000枚の画像出力を行った。出力画像は、感光体10へのトナー入力を最大にするよう、A4の記録紙に全面ベタ画像を出力した。
◎:30,000枚通紙後、記録紙上にクリーニング不良が顕在化せず、実使用上問題なし。クリーニングに対して厳しい、帯電電流を増加させた条件においてもクリーニング不良なし。
○:30,000枚通紙後、記録紙上にクリーニング不良が顕在化せず、実使用上問題なし。
△:30,000枚通紙後、記録紙上にクリーニング不良が顕在化せず、実使用上問題ないが、感光体10上にクリーニングブレード5をすり抜けたトナーが目視で確認できる。
×:30,000枚通紙後、記録紙上にクリーニング不良が健在化しており、実使用上、異常画像として問題あり。
ブレードタイプは、図4(a)に示すタイプ1である。そして、エッジ部61を含むエッジ領域6の断面積:SAは1.4[mm2]、非当接領域7の断面積SBは21.1[mm2]、エッジ部61を含むエッジ領域6の弾性仕事率:eAは80[%]、非当接領域7の弾性仕事率:eBは90[%]である。
したがって、上述した式1から計算される換算弾性仕事率:Xの値は89[%]となる。ここで、この換算弾性仕事率:Xの値は、上述したようにクリーニングブレード5のブレード全体の弾性仕事率を換算する値となっている。
この具体例1の換算弾性仕事率:Xの値は、実施例1で規定した57[%]以上、90[%]以下の範囲に含まれている。
そして、この具体例1のエッジ部61を含むエッジ領域6の弾性仕事率:eAは80[%]で50[%]以上であり、クリーニング性評価でも◎、つまりクリーニング不良は発生していない。
具体例1と同様に、クリーニングブレード5の換算弾性仕事率:Xの値が57[%]以上、90[%]以下である。
そして、具体例1と同様に、エッジ部61を含むエッジ領域6の弾性仕事率:eAは50[%]以上で、クリーニング性評価でも◎、○、△のいずれかであり、クリーニング不良は発生していない。
具体例1と同様に、クリーニングブレード5の換算弾性仕事率:Xの値が57[%]以上、90[%]以下である。
しかし、具体例1〜12とは異なり、エッジ部61を含むエッジ領域6の弾性仕事率:eAは50[%]未満であり、クリーニング性評価においては×、つまりクリーニング不良が健在化しており、実使用上、異常画像として問題ある。
クリーニングブレード5はエッジ部61を含むエッジ領域6が低弾性であると、エッジ部61の摩耗や欠けに起因する、クリーニング不良等の不具合が発生してしまう。
一方、エッジ部61を含むエッジ領域6の弾性仕事率:eAが50[%]以上であると、エッジ部61の摩耗や欠けに起因する、クリーニング不良等の不具合の発生を抑制できることを確認できた。
そして、逆に、クリーニングブレード5はエッジ部61を含むエッジ領域6が低弾性であると、エッジ部61の摩耗や欠けに起因する、クリーニング不良等の不具合が発生し易いことも確認できた。
本実施形態のクリーニング装置1に備えたクリーニングブレード5の実施例5について説明する。
本実施例のクリーニングブレード5と、実施例1のクリーニングブレードとでは、本実施例のクリーニングブレード5が、実施例1の構成に加え、非当接領域7の弾性仕事率:eBが60[%]以上であることを規定していることに係る点のみ異なる。
したがって、実施例1のクリーニングブレードと同様な構成や効果は、適宜、省略して説明するとともに、同一の構成部材や同様な機能を果たす構成部材には、同一の符号を付して説明する。
非当接領域7の弾性仕事率:eBが低いと当接圧が維持できず、トナー抜け等の不具合が発生してしまう。
一方、非当接領域7の弾性仕事率:eBが60[%]以上であると、非当接領域7の弾性仕事率:eBが低く、当接圧が維持できないことに起因したトナー抜け等の不具合の発生を抑制できる。
以下の条件でクリーニング性の評価を行った。
実験機としては、リコー製のMPC3503機を用いた。この実験機において、図2に示す構成のプロセスカートリッジ121のクリーニングブレード5を、表5に示す具体例1〜12、比較例1〜4の条件のブレード部材にそれぞれ変更し、評価を行った。
また、検証条件は、低温環境(気温:10℃、湿度:15%)、に24時間評価機を放置後、連続して30,000枚の画像出力を行った。出力画像は、感光体10へのトナー入力を最大にするよう、A4の記録紙に全面ベタ画像を出力した。
◎:30,000枚通紙後、記録紙上にクリーニング不良が顕在化せず、実使用上問題なし。クリーニングに対して厳しい、帯電電流を増加させた条件においてもクリーニング不良なし。
○:30,000枚通紙後、記録紙上にクリーニング不良が顕在化せず、実使用上問題なし。
△:30,000枚通紙後、記録紙上にクリーニング不良が顕在化せず、実使用上問題ないが、感光体10上にクリーニングブレード5をすり抜けたトナーが目視で確認できる。
×:30,000枚通紙後、記録紙上にクリーニング不良が健在化しており、実使用上、異常画像として問題あり。
ブレードタイプは、図4(a)に示すタイプ1である。そして、エッジ部61を含むエッジ領域6の断面積:SAは1.4[mm2]、非当接領域7の断面積SBは21.1[mm2]、エッジ部61を含むエッジ領域6の弾性仕事率:eAは80[%]、非当接領域7の弾性仕事率:eBは90[%]である。
したがって、上述した式1から計算される換算弾性仕事率:Xの値は89[%]となる。ここで、この換算弾性仕事率:Xの値は、上述したようにクリーニングブレード5のブレード全体の弾性仕事率を換算する値となっている。
この具体例1の換算弾性仕事率:Xの値は、実施例1で規定した57[%]以上、90[%]以下の範囲に含まれている。
そして、この具体例1の非当接領域7の弾性仕事率:eBは90[%]で60[%]以上であり、クリーニング性評価でも◎、つまりクリーニング不良は発生していない。
具体例1と同様に、クリーニングブレード5の換算弾性仕事率:Xの値が57[%]以上、90[%]以下である。
そして、具体例1と同様に、非当接領域7の弾性仕事率:eBは60[%]以上で、クリーニング性評価でも◎、○、△のいずれかであり、クリーニング不良は発生していない。
具体例1とは異なり、クリーニングブレード5の換算弾性仕事率:Xの値が57[%]未満である。
加えて、非当接領域7の弾性仕事率:eBも60[%]未満であり、クリーニング性評価においては×、つまりクリーニング不良が健在化しており、実使用上、異常画像として問題ある。
クリーニングブレード5は非当接領域7の弾性仕事率:eBが低いと当接圧が維持できず、トナー抜け等の不具合が発生してしまう。
一方、非当接領域7の弾性仕事率:eBが60[%]以上であると、非当接領域7の弾性仕事率:eBが低く、当接圧が維持できないことに起因したトナー抜け等の不具合の発生を抑制できることを確認できた。
そして、逆に、クリーニングブレード5は非当接領域7の弾性仕事率:eBが低いと当接圧が維持できず、トナー抜け等の不具合が発生してしまうことも確認できた。
本実施形態のクリーニング装置1に備えたクリーニングブレード5の実施例6について説明する。
本実施例のクリーニングブレード5と、実施例1〜3のクリーニングブレードとでは、本実施例のクリーニングブレード5が、実施例1〜3の構成に加え、ブレードタイプと、エッジ領域厚さ:tの範囲を規定していることに係る点のみ異なる。
したがって、実施例1〜3のクリーニングブレードと同様な構成や効果は、適宜、省略して説明するとともに、同一の構成部材や同様な機能を果たす構成部材には、同一の符号を付して説明する。
具体的には、クリーニングブレード5のブレードタイプを図4(a)に示したタイプ1、エッジ領域厚さ:tの範囲を0.05[mm]以上0.20[mm]以下と規定している。
タイプ1のクリーニングブレード5おいて、エッジ領域厚さ:tが0.05[mm]未満であると、ブレードエッジの摩耗によって、非当接領域7が露出し、クリーニング性が低下してしまう。また、タイプ1のクリーニングブレード5おいて、エッジ領域厚さ:tが0.20[mm]よりも大きいと、低硬度領域が多くなり、ヘタリが発生してしまう。
一方、タイプ1のクリーニングブレード5において、エッジ領域厚さ:tが、0.05[mm]以上0.20[mm]以下であると、クリーニング機能の低下やヘタリの発生を抑制できる。
以下の条件でクリーニング性の評価を行った。
実験機としては、リコー製のMPC3503機を用いた。この実験機において、図2に示す構成のプロセスカートリッジ121のクリーニングブレード5を、表6に示す具体例1〜12、比較例1〜4の条件のブレード部材にそれぞれ変更し、評価を行った。
また、検証条件は、低温環境(気温:10℃、湿度:15%)、に24時間評価機を放置後、連続して30,000枚の画像出力を行った。出力画像は、感光体10へのトナー入力を最大にするよう、A4の記録紙に全面ベタ画像を出力した。
◎:30,000枚通紙後、記録紙上にクリーニング不良が顕在化せず、実使用上問題なし。クリーニングに対して厳しい、帯電電流を増加させた条件においてもクリーニング不良なし。
○:30,000枚通紙後、記録紙上にクリーニング不良が顕在化せず、実使用上問題なし。
△:30,000枚通紙後、記録紙上にクリーニング不良が顕在化せず、実使用上問題ないが、感光体10上にクリーニングブレード5をすり抜けたトナーが目視で確認できる。
×:30,000枚通紙後、記録紙上にクリーニング不良が健在化しており、実使用上、異常画像として問題あり。
ブレードタイプは、図4(a)に示すタイプ1である。そして、エッジ部61を含むエッジ領域6の断面積:SAは1.4[mm2]、非当接領域7の断面積SBは21.1[mm2]、エッジ部61を含むエッジ領域6の弾性仕事率:eAは70[%]、非当接領域7の弾性仕事率:eBは90[%]である。
したがって、上述した式1から計算される換算弾性仕事率:Xの値は89[%]となる。ここで、この換算弾性仕事率:Xの値は、上述したようにクリーニングブレード5のブレード全体の弾性仕事率を換算する値となっている。
この具体例1の換算弾性仕事率:Xの値は、実施例1で規定した57[%]以上、90[%]以下の範囲に含まれている。
そして、この具体例1のエッジ領域厚さ:tは0.05[mm]で、0.05[mm]以上0.20[mm]以下であり、クリーニング性評価でも◎、つまりクリーニング不良は発生していない。
具体例1と同様に、クリーニングブレード5の換算弾性仕事率:Xの値が57[%]以上、90[%]以下である。
そして、具体例1と同様に、エッジ領域厚さ:tが0.05[mm]以上0.20[mm]以下で、クリーニング性評価でも◎、○のいずれかであり、クリーニング不良は発生していない。
具体例1と同様に、クリーニングブレード5の換算弾性仕事率:Xの値が57[%]以上、90[%]以下である。
しかし、エッジ領域厚さ:tは0.05[mm]未満、又は0.20[mm]よりも大きく、クリーニング性評価においては×、つまりクリーニング不良が健在化しており、実使用上、異常画像として問題ある。
タイプ1のクリーニングブレード5おいて、エッジ領域厚さ:tが0.05[mm]未満であると、ブレードエッジの摩耗によって、非当接領域7が露出し、クリーニング性が低下してしまう。また、タイプ1のクリーニングブレード5おいて、エッジ領域厚さ:tが0.20[mm]よりも大きいと、低硬度領域が多くなり、ヘタリが発生してしまう。
一方、タイプ1のクリーニングブレード5において、エッジ領域厚さ:tが、0.05[mm]以上0.20[mm]以下であると、クリーニング機能の低下やヘタリの発生を抑制できることを確認できた。
そして、逆に、タイプ1のクリーニングブレード5おいて、エッジ領域厚さ:tが上記範囲にないと、クリーニング性が低下やヘタリが発生してしまうことも確認できた。
本実施形態のクリーニング装置1に備えたクリーニングブレード5の実施例7について説明する。
本実施例のクリーニングブレード5と、実施例1〜3のクリーニングブレードとでは、本実施例のクリーニングブレード5が、実施例1〜3の構成に加え、ブレードタイプと、エッジ領域厚さ:tの範囲を規定していることに係る点のみ異なる。
したがって、実施例1〜3のクリーニングブレードと同様な構成や効果は、適宜、省略して説明するとともに、同一の構成部材や同様な機能を果たす構成部材には、同一の符号を付して説明する。
具体的には、クリーニングブレード5のブレードタイプを図4(b)に示したタイプ2、エッジ領域厚さ:tの範囲を0.05[mm]以上0.50[mm]以下と規定している。
タイプ2のクリーニングブレード5において、エッジ領域長辺部厚さ:tが0.05[mm]未満であると、ブレードエッジの摩耗によって、非当接領域7が露出し、クリーニング性が低下する。また、タイプ2のクリーニングブレード5において、エッジ領域長辺部厚さ:tが0.50[mm]よりも大きいと、低硬度領域が多くなり、ヘタリが発生する。
一方、タイプ2のクリーニングブレード5において、エッジ領域長辺部厚さ:tが、0.05[mm]以上0.50[mm]以下の範囲であると、クリーニング機能の低下やヘタリの発生を抑制できる。
以下の条件でクリーニング性の評価を行った。
実験機としては、リコー製のMPC3503機を用いた。この実験機において、図2に示す構成のプロセスカートリッジ121のクリーニングブレード5を、表7に示す具体例1〜7、比較例1〜4の条件のブレード部材にそれぞれ変更し、評価を行った。
また、検証条件は、低温環境(気温:10℃、湿度:15%)、に24時間評価機を放置後、連続して30,000枚の画像出力を行った。出力画像は、感光体10へのトナー入力を最大にするよう、A4の記録紙に全面ベタ画像を出力した。
◎:30,000枚通紙後、記録紙上にクリーニング不良が顕在化せず、実使用上問題なし。クリーニングに対して厳しい、帯電電流を増加させた条件においてもクリーニング不良なし。
○:30,000枚通紙後、記録紙上にクリーニング不良が顕在化せず、実使用上問題なし。
△:30,000枚通紙後、記録紙上にクリーニング不良が顕在化せず、実使用上問題ないが、感光体10上にクリーニングブレード5をすり抜けたトナーが目視で確認できる。
×:30,000枚通紙後、記録紙上にクリーニング不良が健在化しており、実使用上、異常画像として問題あり。
ブレードタイプは、図4(b)に示すタイプ2である。そして、エッジ部61を含むエッジ領域6の断面積:SAは0.6[mm2]、非当接領域7の断面積SBは16.3[mm2]、エッジ部61を含むエッジ領域6の弾性仕事率:eAは70[%]、非当接領域7の弾性仕事率:eBは90[%]である。
したがって、上述した式1から計算される換算弾性仕事率:Xの値は89[%]となる。ここで、この換算弾性仕事率:Xの値は、上述したようにクリーニングブレード5のブレード全体の弾性仕事率を換算する値となっている。
この具体例1の換算弾性仕事率:Xの値は、実施例1で規定した57[%]以上、90[%]以下の範囲に含まれている。
そして、この具体例1のエッジ領域厚さ:tは0.05[mm]で、0.05[mm]以上0.50[mm]以下であり、クリーニング性評価でも◎、つまりクリーニング不良は発生していない。
具体例1と同様に、クリーニングブレード5の換算弾性仕事率:Xの値が57[%]以上、90[%]以下である。
そして、具体例1と同様に、エッジ領域厚さ:tが0.05[mm]以上0.50[mm]以下で、クリーニング性評価でも◎、○のいずれかであり、クリーニング不良は発生していない。
具体例1と同様に、クリーニングブレード5の換算弾性仕事率:Xの値が57[%]以上、90[%]以下である。
しかし、エッジ領域厚さ:tは0.05[mm]未満、又は0.50[mm]よりも大きく、クリーニング性評価においては×、つまりクリーニング不良が健在化しており、実使用上、異常画像として問題ある。
タイプ2のクリーニングブレード5おいて、エッジ領域厚さ:tが0.05[mm]未満であると、ブレードエッジの摩耗によって、非当接領域7が露出し、クリーニング性が低下してしまう。また、タイプ2のクリーニングブレード5おいて、エッジ領域厚さ:tが0.50[mm]よりも大きいと、低硬度領域が多くなり、ヘタリが発生してしまう。
一方、タイプ2のクリーニングブレード5において、エッジ領域厚さ:tが、0.05[mm]以上0.50[mm]以下であると、クリーニング機能の低下やヘタリの発生を抑制できることを確認できた。
そして、逆に、タイプ2のクリーニングブレード5おいて、エッジ領域厚さ:tが上記範囲にないと、クリーニング性が低下やヘタリが発生してしまうことも確認できた。
本実施形態のクリーニング装置1に備えたクリーニングブレード5の実施例8について説明する。
本実施例のクリーニングブレード5と、実施例1〜3のクリーニングブレードとでは、本実施例のクリーニングブレード5が、実施例1〜3の構成に加え、ブレードタイプと、エッジ領域厚さ:tの範囲を規定していることに係る点のみ異なる。
したがって、実施例1〜3のクリーニングブレードと同様な構成や効果は、適宜、省略して説明するとともに、同一の構成部材や同様な機能を果たす構成部材には、同一の符号を付して説明する。
具体的には、クリーニングブレード5のブレードタイプを図4(c)に示したタイプ3、エッジ領域厚さ:tの範囲を0.05[mm]以上0.50[mm]以下と規定している。
タイプ3のクリーニングブレード5において、エッジ領域長辺部厚さ:tが0.05[mm]未満であると、ブレードエッジの摩耗によって、非当接領域7が露出し、クリーニング性が低下する。また、タイプ3のクリーニングブレード5において、エッジ領域長辺部厚さ:tが0.20[mm]よりも大きいと、低硬度領域が多くなり、ヘタリが発生する。
一方、タイプ3のクリーニングブレード5において、エッジ領域長辺部厚さ:tが、0.05[mm]以上0.20[mm]以下の範囲であると、クリーニング機能の低下やヘタリの発生を抑制できる。
以下の条件でクリーニング性の評価を行った。
実験機としては、リコー製のMPC3503機を用いた。この実験機において、図2に示す構成のプロセスカートリッジ121のクリーニングブレード5を、表8に示す具体例1〜4、比較例1〜4の条件のブレード部材にそれぞれ変更し、評価を行った。
また、検証条件は、低温環境(気温:10℃、湿度:15%)、に24時間評価機を放置後、連続して30,000枚の画像出力を行った。出力画像は、感光体10へのトナー入力を最大にするよう、A4の記録紙に全面ベタ画像を出力した。
◎:30,000枚通紙後、記録紙上にクリーニング不良が顕在化せず、実使用上問題なし。クリーニングに対して厳しい、帯電電流を増加させた条件においてもクリーニング不良なし。
○:30,000枚通紙後、記録紙上にクリーニング不良が顕在化せず、実使用上問題なし。
△:30,000枚通紙後、記録紙上にクリーニング不良が顕在化せず、実使用上問題ないが、感光体10上にクリーニングブレード5をすり抜けたトナーが目視で確認できる。
×:30,000枚通紙後、記録紙上にクリーニング不良が健在化しており、実使用上、異常画像として問題あり。
ブレードタイプは、図4(c)に示すタイプ3である。そして、エッジ部61を含むエッジ領域6の断面積:SAは0.1[mm2]、非当接領域7の断面積SBは22.4[mm2]、エッジ部61を含むエッジ領域6の弾性仕事率:eAは70[%]、非当接領域7の弾性仕事率:eBは90[%]である。
したがって、上述した式1から計算される換算弾性仕事率:Xの値は90[%]となる。ここで、この換算弾性仕事率:Xの値は、上述したようにクリーニングブレード5のブレード全体の弾性仕事率を換算する値となっている。
この具体例1の換算弾性仕事率:Xの値は、実施例1で規定した57[%]以上、90[%]以下の範囲に含まれている。
そして、この具体例1のエッジ領域厚さ:tは0.05[mm]で、0.05[mm]以上0.20[mm]以下であり、クリーニング性評価でも◎、つまりクリーニング不良は発生していない。
具体例1と同様に、クリーニングブレード5の換算弾性仕事率:Xの値が57[%]以上、90[%]以下である。
そして、具体例1と同様に、エッジ領域厚さ:tが0.05[mm]以上0.20[mm]以下で、クリーニング性評価でも◎、○のいずれかであり、クリーニング不良は発生していない。
具体例1と同様に、クリーニングブレード5の換算弾性仕事率:Xの値が57[%]以上、90[%]以下である。
しかし、エッジ領域厚さ:tは0.05[mm]未満、又は0.20[mm]よりも大きく、クリーニング性評価においては×、つまりクリーニング不良が健在化しており、実使用上、異常画像として問題ある。
タイプ3のクリーニングブレード5おいて、エッジ領域厚さ:tが0.05[mm]未満であると、ブレードエッジの摩耗によって、非当接領域7が露出し、クリーニング性が低下してしまう。また、タイプ3のクリーニングブレード5おいて、エッジ領域厚さ:tが0.20[mm]よりも大きいと、低硬度領域が多くなり、ヘタリが発生してしまう。
一方、タイプ3のクリーニングブレード5において、エッジ領域厚さ:tが、0.05[mm]以上0.20[mm]以下であると、クリーニング機能の低下やヘタリの発生を抑制できることを確認できた。
そして、逆に、タイプ3のクリーニングブレード5おいて、エッジ領域厚さ:tが上記範囲にないと、クリーニング性が低下やヘタリが発生してしまうことも確認できた。
本実施形態のクリーニング装置1に備えたクリーニングブレード5の実施例9について説明する。
本実施例のクリーニングブレード5と、実施例1〜3のクリーニングブレードとでは、本実施例のクリーニングブレード5が、実施例1〜3の構成に加え、ブレードタイプと、エッジ領域厚さ:tの範囲を規定していることに係る点のみ異なる。
したがって、実施例1〜3のクリーニングブレードと同様な構成や効果は、適宜、省略して説明するとともに、同一の構成部材や同様な機能を果たす構成部材には、同一の符号を付して説明する。
具体的には、クリーニングブレード5のブレードタイプを図4(d)に示したタイプ4、エッジ領域厚さ:tの範囲を0.05[mm]以上0.50[mm]以下と規定している。
タイプ4のクリーニングブレード5において、エッジ領域長辺部厚さ:tが0.05[mm]未満であると、ブレードエッジの摩耗によって、非当接領域7が露出し、クリーニング性が低下する。また、タイプ4のクリーニングブレード5において、エッジ領域長辺部厚さ:tが0.50[mm]よりも大きいと、低硬度領域が多くなり、ヘタリが発生する。
一方、タイプ4のクリーニングブレード5において、エッジ領域長辺部厚さ:tが、0.05[mm]以上0.50[mm]以下の範囲であると、クリーニング機能の低下やヘタリの発生を抑制できる。
以下の条件でクリーニング性の評価を行った。
実験機としては、リコー製のMPC3503機を用いた。この実験機において、図2に示す構成のプロセスカートリッジ121のクリーニングブレード5を、表9に示す具体例1〜3、比較例1〜5の条件のブレード部材にそれぞれ変更し、評価を行った。
また、検証条件は、低温環境(気温:10℃、湿度:15%)、に24時間評価機を放置後、連続して30,000枚の画像出力を行った。出力画像は、感光体10へのトナー入力を最大にするよう、A4の記録紙に全面ベタ画像を出力した。
◎:30,000枚通紙後、記録紙上にクリーニング不良が顕在化せず、実使用上問題なし。クリーニングに対して厳しい、帯電電流を増加させた条件においてもクリーニング不良なし。
○:30,000枚通紙後、記録紙上にクリーニング不良が顕在化せず、実使用上問題なし。
△:30,000枚通紙後、記録紙上にクリーニング不良が顕在化せず、実使用上問題ないが、感光体10上にクリーニングブレード5をすり抜けたトナーが目視で確認できる。
×:30,000枚通紙後、記録紙上にクリーニング不良が健在化しており、実使用上、異常画像として問題あり。
ブレードタイプは、図4(d)に示すタイプ4である。そして、エッジ部61を含むエッジ領域6の断面積:SAは0.1[mm2]、非当接領域7の断面積SBは22.4[mm2]、エッジ部61を含むエッジ領域6の弾性仕事率:eAは70[%]、非当接領域7の弾性仕事率:eBは90[%]である。
したがって、上述した式1から計算される換算弾性仕事率:Xの値は90[%]となる。ここで、この換算弾性仕事率:Xの値は、上述したようにクリーニングブレード5のブレード全体の弾性仕事率を換算する値となっている。
この具体例1の換算弾性仕事率:Xの値は、実施例1で規定した57[%]以上、90[%]以下の範囲に含まれている。
そして、この具体例1のエッジ領域厚さ:tは0.05[mm]で、0.05[mm]以上0.50[mm]以下であり、クリーニング性評価でも◎、つまりクリーニング不良は発生していない。
具体例1と同様に、クリーニングブレード5の換算弾性仕事率:Xの値が57[%]以上、90[%]以下である。
そして、具体例1と同様に、エッジ領域厚さ:tが0.05[mm]以上0.50[mm]以下で、クリーニング性評価でも◎、○のいずれかであり、クリーニング不良は発生していない。
具体例1と同様に、クリーニングブレード5の換算弾性仕事率:Xの値が57[%]以上、90[%]以下である。
しかし、エッジ領域厚さ:tは0.05[mm]未満、又は0.50[mm]よりも大きく、クリーニング性評価においては×、つまりクリーニング不良が健在化しており、実使用上、異常画像として問題ある。
タイプ4のクリーニングブレード5おいて、エッジ領域厚さ:tが0.05[mm]未満であると、ブレードエッジの摩耗によって、非当接領域7が露出し、クリーニング性が低下してしまう。また、タイプ4のクリーニングブレード5おいて、エッジ領域厚さ:tが0.50[mm]よりも大きいと、低硬度領域が多くなり、ヘタリが発生してしまう。
一方、タイプ4のクリーニングブレード5において、エッジ領域厚さ:tが、0.05[mm]以上0.50[mm]以下であると、クリーニング機能の低下やヘタリの発生を抑制できることを確認できた。
そして、逆に、タイプ4のクリーニングブレード5おいて、エッジ領域厚さ:tが上記範囲にないと、クリーニング性が低下やヘタリが発生してしまうことも確認できた。
本実施形態のクリーニングブレード5を備えたクリーニング装置1の実施例10について、図を用いて説明する。
図6は、本実施例に係るプロセスカートリッジ121の一例の概略構成図である。但し、図6では、図4を用いて説明したブレート形状の4つのタイプの内の、タイプ2のクリーニングブレード5を記載している。
したがって、実施例1〜9のクリーニングブレードと同様な構成や効果は、適宜、省略して説明するとともに、同一の構成部材や同様な機能を果たす構成部材には、同一の符号を付して説明する。
ここで、固定加圧方式とは、図2に示すように、クリーニングブレードを感光体に当接させ、所定の加圧力(線圧)が得られるように変形させた状態でクリーニングブレードを固定する方式である。一方、本実施例のクリーニング装置1で採用しているバネ加圧方式とは、図6に示すように、クリーニングブレード5を保持するブレードホルダである支持部材3を回転可能に設け、バネ81を用いた加圧機構80により感光体10に向けて加圧する方式である。つまり、クリーニングブレード5を保持するブレードホルダである支持部材3の固定方式をバネ加圧方式としたものである。
清掃対象である感光体に対してクリーニングブレードを加圧する加圧方式が、固定加圧方式のクリーニングブレードにヘタリが発生すると、クリーニングブレードの線圧低下に起因するクリーニグ不良が発生し易い。
これに対して、本実施例のクリーニング装置1のように、加圧方式をバネ加圧方式とすると、クリーニングブレード5にヘタリが発生しても線圧の低下を抑制して、クリーニング不良の発生を抑制できる。
以下の条件でクリーニング性の評価を行った。
実験機としては、リコー製のMPC3503機を用いた。この実験機において、図6に示す構成のプロセスカートリッジ121のクリーニングブレード5を、表10に示す具体例1〜5、比較例1〜5の条件のブレード部材にそれぞれ変更し、評価を行った。
また、検証条件は、低温環境(気温:10℃、湿度:15%)、に24時間評価機を放置後、連続して30,000枚の画像出力を行った。出力画像は、感光体10へのトナー入力を最大にするよう、A4の記録紙に全面ベタ画像を出力した。また、クリーニングブレード5のエッジ部61の加圧力は、上述したように20.0[g/cm]としている。
◎:30,000枚通紙後、記録紙上にクリーニング不良が顕在化せず、実使用上問題なし。クリーニングに対して厳しい、帯電電流を増加させた条件においてもクリーニング不良なし。
○:30,000枚通紙後、記録紙上にクリーニング不良が顕在化せず、実使用上問題なし。
△:30,000枚通紙後、記録紙上にクリーニング不良が顕在化せず、実使用上問題ないが、感光体10上にクリーニングブレード5をすり抜けたトナーが目視で確認できる。
×:30,000枚通紙後、記録紙上にクリーニング不良が健在化しており、実使用上、異常画像として問題あり。
ブレードタイプは、図4(a)に示すタイプ1である。そして、エッジ部61を含むエッジ領域6の断面積:SAは5.8[mm2]、非当接領域7の断面積SBは16.8[mm2]、エッジ部61を含むエッジ領域6の弾性仕事率:eAは50[%]、非当接領域7の弾性仕事率:eBは60[%]である。
したがって、上述した式1から計算される換算弾性仕事率:Xの値は57[%]となる。ここで、この換算弾性仕事率:Xの値は、上述したようにクリーニングブレード5のブレード全体の弾性仕事率を換算する値となっている。
この具体例1の換算弾性仕事率:Xの値は、実施例1で規定した57[%]以上、90[%]以下の範囲に含まれている。
そして、感光体10に対してクリーニングブレードを加圧する加圧方式は、バネ加圧方式であり、クリーニング性評価においても○、つまりクリーニング不良は発生していない。
具体例1と同様に、クリーニングブレード5の換算弾性仕事率:Xの値が57[%]以上、90[%]以下である。
そして、具体例1と同様に、感光体10に対してクリーニングブレードを加圧する加圧方式は、バネ加圧方式であり、クリーニング性評価においても○、つまりクリーニング不良は発生していない。
具体例1と同様に、クリーニングブレード5の換算弾性仕事率:Xの値が57[%]以上、90[%]以下である。
しかし、感光体10に対してクリーニングブレードを加圧する加圧方式は、固定加圧方式であり、クリーニング性評価においては×、つまりクリーニング不良が健在化しており、実使用上、異常画像として問題ある。
清掃対象である感光体に対してクリーニングブレードを加圧する加圧方式が、固定加圧方式のクリーニングブレードにヘタリが発生すると、クリーニングブレードの線圧低下に起因するクリーニグ不良が発生し易いことを確認できた。
これに対して、加圧方式をバネ加圧方式とすると、クリーニングブレード5にヘタリが発生しても線圧の低下を抑制して、クリーニング不良の発生も抑制できることを確認できた。
例えば、弾性材料からなるブレード部材の先端稜線部を、像担持体の表面に当接させてクリーニングするクリーニング手段を備えた画像形成装置において、クリーニング手段として、各実施例のブレード部材にいずれかを有したクリーニング手段を備えても良い。また、クリーニング手段として実施例10で説明したようなクリーニング装置を備えることを特徴とする。
図7は、本実施形態のプリンタ100に用いることができる像担持体としての感光体10の層構造を示した図であり、図7(a)が導電性支持体91上に表面近傍に無機微粒子を含有した感光層92を積層して設けた例である。図7(b)が導電性支持体91上に感光層92と無機微粒子を含有した表面層93を順次積層した例である。図7(c)が導電性支持体91上に電荷発生層921、電荷輸送層922を順次積層した感光層92を配置し、更に感光層92上に無機微粒子を含有した表面層93を積層して設けた例である。図7(d)が導電性支持体91上に下引き層94を設け、下引き層94の上に電荷発生層921、電荷輸送層922を順次積層した感光層92を積層し、更に感光層92上に無機微粒子を含有した表面層93を積層して設けた例である。
例えば、図7(a)に示すように、感光層92が最表層となる場合は、感光層92に無機微粒子が含有されている。感光層92が電荷発生層921、電荷輸送層922を順次積層した構成の場合は、電荷輸送層922が最表層となり、電荷輸送層922に無機微粒子が含有される。
無機微粒子の平均一次粒径は、0.01〜0.5[μm]であることが表面層93の光透過率や耐摩耗性の点から好ましい。無機微粒子の平均一次粒径が0.01[μm]以下の場合は、耐摩耗性の低下、分散性の低下等を引き起こし、0.5[μm]以上の場合には、分散液中において無機微粒子の沈降性が促進されたり、トナーのフィルミングが発生したりする可能性がある。
無機微粒子の分散性の低下は残留電位の上昇だけでなく、塗膜の透明性の低下や塗膜欠陥の発生、さらには耐摩耗性の低下をも引き起こすため、高耐久化あるいは高画質化を妨げる大きな問題に発展する可能性がある。
表面層93は、少なくとも無機微粒子とバインダー樹脂で構成される。無機微粒子としては、銅、スズ、アルミニウム、インジウムなどの金属粉末、酸化珪素、シリカ、酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化ビスマス、アンチモンをドープした酸化錫、錫をドープした酸化インジウム等の金属酸化物、チタン酸カリウムなどの無機材料が挙げられる。特に金属酸化物が良好であり、さらには、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化チタン等が有効に使用できる。
無機微粒子の平均一次粒径が0.01[μm]以下の場合は、耐摩耗性の低下、分散性の低下等を引き起こし、0.5[μm]以上の場合には、分散液中において無機微粒子の沈降性が促進されたり、トナーのフィルミングが発生したりする可能性がある。
従って、概ね全固形分に対して、50重量%以下、好ましくは30重量%以下である。その下限値は、通常、5重量%である。
また、これらの無機微粒子は少なくとも一種の表面処理剤で表面処理させることが可能であり、そうすることが無機微粒子の分散性の面から好ましい。
無機微粒子の分散性の低下は残留電位の上昇だけでなく、塗膜の透明性の低下や塗膜欠陥の発生、さらには耐摩耗性の低下をも引き起こすため、高耐久化あるいは高画質化を妨げる大きな問題に発展する可能性がある。
例えば、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、ジルコアルミネート系カップリング剤、高級脂肪酸等、あるいはこれらとシランカップリング剤との混合処理や、Al2O3、TiO2、ZrO2、シリコーン、ステアリン酸アルミニウム等、あるいはそれらの混合処理が無機微粒子の分散性及び画像ボケの点からより好ましい。
シランカップリング剤による処理は、画像ボケの影響が強くなるが、上記の表面処理剤とシランカップリング剤との混合処理を施すことによりその影響を抑制できる場合がある
これら無機微粒子の材料は、適当な分散機を用いることにより分散できる。分散液中での無機微粒子の平均粒径は、1[μm]以下、好ましくは0.5[μm]以下にあること表面層93の透過率の点から好ましい。
図10(a)及び(b)は、トナーの円形度の測定方法についての説明図である。
本実施形態のブレード部材を備えた画像形成装置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。
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。
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。
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。
(態様A)
被当接部材の表面に先端稜線部であるエッジ部を当接させる、弾性材料からなるブレード部材であって、前記エッジ部の延伸方向に直交する直交断面が、物性が互いに異なる、前記エッジ部を含むエッジ領域と、前記エッジ部を含まず前記被当接部材に当接しない非当接領域とからなり、次の式1で定義される換算弾性仕事率の値Xが、57[%]以上、90[%]以下であることを特徴とする。
SA:直交断面におけるエッジ領域の断面積[mm2]
SB:直交断面における非当接領域の断面積[mm2]
eA:エッジ領域の弾性仕事率[%]
eB:非当接領域の弾性仕事率[%]
t:エッジ領域厚さ[mm]
ここで、エッジ領域厚さ:tとは、直交断面における被当接部材に対向するエッジ領域6の2つの外辺部の内、長い方の外辺部に直交する方向の厚さである。
ブレード部材全体の弾性を評価するため値として式1で定義した換算弾性仕事率:Xの値を用いることができる。
そして、換算弾性仕事率:Xの値の範囲を57[%]以上、90[%]以下とすることで、ブレード部材全体の弾性が低弾性となり、ブレード部材の追従性の低下やブレード部材のヘタリが発生することを抑制できる。また、ブレード部材全体の弾性が高弾性となり、ブレード部材の振動及びエッジ部のスティックスリップに起因するエッジ部の欠けが発生することを抑制できる。
よって、ブレード部材の被当接部材に対する追従性の低下や、ヘタリが発生することを抑制しつつ、ブレード部材の振動及びエッジのスティックスリップに起因するエッジ部の欠けの発生を抑制できるブレード部材を提供できる。
(態様A)において、前記エッジ領域のマルテンス硬度:hAが1.5[N/mm2]以上であることを特徴とする。
これによれば、本実施形態で説明したように、次のような効果を奏することができる。
ブレード部材はエッジ部が低硬度であると、被当接部材である感光体等の表面に付着物であるトナー外添剤等が付着し、経時で感光体上に固着することで生じる異常画像(フィルミング)等が生じるという問題がある。
一方、エッジ部を含むエッジ領域のマルテンス硬度:hAを1.5[N/mm2]以上とすることで、エッジ部を高硬度にして被当接部材である感光体等の表面に付着物であるトナー外添剤等な付着することを抑制して、フィルミング等の不具合の発生を抑制できる。
(態様A)において、前記エッジ領域のマルテンス硬度:hAが前記非当接領域のマルテンス硬度:hBよりも大きいことを特徴とする。
これによれば、本実施形態で説明したように、次のような効果を奏することができる。
ブレード部材は、非当接領域がエッジ部を含むエッジ領域よりも高硬度であると、非当接領域が高硬度であることにより、被当接部材表面の凹凸に対する追従性が低下し、トナー抜け等の不具合が発生する。また、エッジ部が低硬度であることにより、スティックスリップによって、エッジ部が欠けるという不具合が発生する。
一方、ブレード部材のエッジ領域が非当接領域よりも高硬度であると、上述したようなトナー抜け等の不具合や、エッジ部が欠ける不具合の発生を抑制できる。
(態様A)において、前記エッジ領域の弾性仕事率:eAが50[%]以上であることを特徴とする。
これによれば、本実施形態で説明したように、次のような効果を奏することができる。
ブレード部材はエッジ部を含むエッジ領域が低弾性であると、エッジ部の摩耗や欠けに起因する、クリーニング不良等の不具合が発生してしまう。
一方、エッジ部を含むエッジ領域の弾性仕事率:eAが50[%]以上であると、エッジ部の摩耗や欠けに起因する、クリーニング不良等の不具合の発生を抑制できる。
(態様A)において、非当接領域の弾性仕事率:eBが60[%]以上であることを特徴とする。
これによれば、本実施形態で説明したように、次のような効果を奏することができる。
非当接領域の弾性仕事率:eBが低いと当接圧が維持できず、トナー抜け等の不具合が発生してしまう。
一方、非当接領域の弾性仕事率:eBが60[%]以上であると、非当接領域の弾性仕事率:eBが低く、当接圧が維持できないことに起因したトナー抜け等の不具合の発生を抑制できる。
(態様A)乃至(態様C)のいずれかにおいて、前記直交断面における当該ブレード部材の形状タイプは、前記エッジ領域が当該ブレード部材を支持する支持部材3などの支持部材が接する部分を除く外周面に沿った形状をし、エッジ部と、エッジ部に隣接する角部近傍の、エッジ領域と非当接領域との境界線は弧を描き、非当接領域側の角部が面取りされたような形状したタイプ1であり、前記タイプ1の前記エッジ領域厚さ:tは、前記被当接部材に対向するブレード対向面62の断面などの長辺の角部から離れた部分に直交する方向のエッジ領域の厚さであり、その厚さが0.05[mm]以上0.20[mm]以下であることを特徴とする。
タイプ1のブレード部材において、エッジ領域厚さ:tが0.05[mm]未満であると、ブレードエッジの摩耗によって、非当接領域が露出し、クリーニング性が低下してしまう。また、タイプ1のブレード部材において、エッジ領域厚さ:tが0.20[mm]よりも大きいと、低硬度領域が多くなり、ヘタリが発生してしまう。
一方、タイプ1のブレード部材において、エッジ領域厚さ:tが、0.05[mm]以上0.20[mm]以下であると、クリーニング機能の低下やヘタリの発生を抑制できる。
(態様A)乃至(態様C)のいずれかにおいて、前記直交断面における当該ブレード部材の形状タイプは、当該ブレード部材のブレード対向面62の断面などの長辺に平行な境界で前記エッジ領域と前記非当接領域とが区分されている形状をしたタイプ2であり、前記タイプ2の前記エッジ領域長辺部厚さ:tが、0.05[mm]以上0.50[mm]以下であることを特徴とする。
タイプ2のブレード部材において、エッジ領域長辺部厚さ:tが0.05[mm]未満であると、ブレードエッジの摩耗によって、非当接領域が露出し、クリーニング性が低下する。また、タイプ2のブレード部材において、エッジ領域長辺部厚さ:tが0.50[mm]よりも大きいと、低硬度領域が多くなり、ヘタリが発生する。
一方、タイプ1のブレード部材において、エッジ領域長辺部厚さ:tが、0.05[mm]以上0.50[mm]以下の範囲であると、クリーニング機能の低下やヘタリの発生を抑制できる。
(態様A)乃至(態様C)のいずれかにおいて、前記直交断面における当該ブレード部材の形状タイプが、前記エッジ領域と前記非当接領域との境界が、当該ブレード部材の前記エッジ部を含む短辺の中央に直交する対称線で線対称に形成され、前記対称線から離れた当該ブレード部材のブレード対向面62の断面などの長辺に近い曲線部だけ、前記エッジ領域の長辺方向の厚さが長辺に近づく程、厚くなり、この部分よりも前記対称線に近い部分は、前記エッジ領域の長辺方向の厚さが略一定な直線部として形成されている形状のタイプ3であり、前記タイプ3の前記エッジ領域厚さ:tは、前記直線部の長辺方向のエッジ領域の厚さであり、その厚さが0.05[mm]以上0.20[mm]以下であることを特徴とする。
タイプ3のブレード部材において、エッジ領域長辺部厚さ:tが0.05[mm]未満であると、ブレードエッジの摩耗によって、非当接領域が露出し、クリーニング性が低下する。また、タイプ3のブレード部材において、エッジ領域長辺部厚さ:tが0.20[mm]よりも大きいと、低硬度領域が多くなり、ヘタリが発生する。
一方、タイプ4のブレード部材において、エッジ領域長辺部厚さ:tが、0.05[mm]以上0.20[mm]以下の範囲であると、クリーニング機能の低下やヘタリの発生を抑制できる。
(態様A)乃至(態様C)のいずれかにおいて、前記直交断面における当該ブレード部材の形状タイプは、前記エッジ領域と前記非当接領域との境界が、前記エッジ部を一端とする2つの辺上の点を直線状に結ぶ線分であり、前記エッジ領域が直角三角形の形状をしたタイプ4であり、前記タイプ2の前記エッジ領域厚さ:tが、0.05[mm]以上0.50[mm]以下であることを特徴とする。
タイプ4のブレード部材において、エッジ領域長辺部厚さ:tが0.05[mm]未満であると、ブレードエッジの摩耗によって、非当接領域が露出し、クリーニング性が低下する。また、タイプ4のブレード部材において、エッジ領域長辺部厚さ:tが1.00[mm]よりも大きいと、低硬度領域が多くなり、ヘタリが発生する。
一方、タイプ4のブレード部材において、エッジ領域長辺部厚さ:tが、0.05[mm]以上1.00[mm]以下の範囲であると、クリーニング機能の低下やヘタリの発生を抑制できる。
弾性材料からなるブレード部材の先端稜線部であるエッジ部61などのエッジ部を、感光体10などの像担持体の表面に当接させてクリーニングするクリーニング手段を備えたプリンタ100などの画像形成装置において、前記クリーニング手段として、(態様A)乃至(態様I)のいずれかのクリーニングブレード5などのブレード部材を有したクリーニング手段を備えることを特徴とする。
像担持体の表面に当接させるブレード部材の被当接部材に対する追従性の低下や、ヘタリが発生することを抑制しつつ、ブレード部材の振動及びエッジのスティックスリップに起因するエッジ部の欠けの発生を抑制できる。
よって、像担持体のクリーニング不良による、異常画像の発生を抑制できる画像形成装置を提供できる。
3 支持部材
5 クリーニングブレード
6 エッジ領域
7 非当接領域
10 感光体
40 帯電部
50 現像部
61 エッジ部
62 ブレード対向面
63 ブレード先端面
80 加圧機構
81 バネ
100 プリンタ
120 画像形成部
121 プロセスカートリッジ
Claims (10)
- 被当接部材の表面に先端稜線部であるエッジ部を当接させる、弾性材料からなるブレード部材であって、
前記エッジ部の延伸方向に直交する直交断面が、物性が互いに異なる、前記エッジ部を含むエッジ領域と、前記エッジ部を含まず前記被当接部材に当接しない非当接領域とからなり、
次の式1で定義される換算弾性仕事率の値Xが、57[%]以上、90[%]以下であることを特徴とするブレード部材。
SA:直交断面におけるエッジ領域の断面積[mm2]
SB:直交断面における非当接領域の断面積[mm2]
eA:エッジ領域の弾性仕事率[%]
eB:非当接領域の弾性仕事率[%]
t:エッジ領域厚さ[mm]
ここで、エッジ領域厚さ:tとは、直交断面における被当接部材に対向するエッジ領域6の2つの外辺部の内、長い方の外辺部に直交する方向の厚さである。 - 請求項1に記載のブレード部材において、
前記エッジ領域のマルテンス硬度:hAが1.5[N/mm2]以上であることを特徴とするブレード部材。 - 請求項1に記載のブレード部材において、
前記エッジ領域のマルテンス硬度:hAが前記非当接領域のマルテンス硬度:hBよりも大きいことを特徴とするブレード部材。 - 請求項1に記載のブレード部材において、
前記エッジ領域の弾性仕事率:eAが50[%]以上であることを特徴とするブレード部材。 - 請求項1に記載のブレード部材において、
非当接領域の弾性仕事率:eBが60[%]以上であることを特徴とするブレード部材。 - 請求項1乃至3のいずれか一に記載のブレード部材において、
前記直交断面における当該ブレード部材の形状タイプは、前記エッジ領域が当該ブレード部材を支持する支持部材が接する部分を除く外周面に沿った形状をし、エッジ部と、エッジ部に隣接する角部近傍の、エッジ領域と非当接領域との境界線は弧を描き、非当接領域側の角部が面取りされたような形状したタイプ1であり、
前記タイプ1の前記エッジ領域厚さ:tは、前記被当接部材に対向する長辺の角部から離れた部分に直交する方向のエッジ領域の厚さであり、その厚さが0.05[mm]以上0.20[mm]以下であることを特徴とするブレード部材。 - 請求項1乃至3のいずれか一に記載ブレード部材において、
前記直交断面における当該ブレード部材の形状タイプは、当該ブレード部材の長辺に平行な境界で前記エッジ領域と前記非当接領域とが区分されている形状をしたタイプ2であり、
前記タイプ2の前記エッジ領域長辺部厚さ:tが、0.05[mm]以上0.50[mm]以下であることを特徴とするブレード部材。 - 請求項1乃至3のいずれか一に記載ブレード部材において、
前記直交断面における当該ブレード部材の形状タイプが、
前記エッジ領域と前記非当接領域との境界が、当該ブレード部材の前記エッジ部を含む短辺の中央に直交する対称線で線対称に形成され、
前記対称線から離れた当該ブレード部材の長辺に近い曲線部だけ、前記エッジ領域の長辺方向の厚さが長辺に近づく程、厚くなり、この部分よりも前記対称線に近い部分は、前記エッジ領域の長辺方向の厚さが略一定な直線部として形成されている形状のタイプ3であり、
前記タイプ3の前記エッジ領域厚さ:tは、前記直線部の長辺方向のエッジ領域の厚さであり、その厚さが0.05[mm]以上0.20[mm]以下であることを特徴とするブレード部材。 - 請求項1乃至3のいずれか一に記載ブレード部材において、
前記直交断面における当該ブレード部材の形状タイプは、前記エッジ領域と前記非当接領域との境界が、前記エッジ部を一端とする2つの辺上の点を直線状に結ぶ線分であり、前記エッジ領域が直角三角形の形状をしたタイプ4であり、前記タイプ2の前記エッジ領域厚さ:tが、0.05[mm]以上0.50[mm]以下であることを特徴とするブレード部材。 - 弾性材料からなるブレード部材の先端稜線部であるエッジ部を、像担持体の表面に当接させてクリーニングするクリーニング手段を備えた画像形成装置において、
前記クリーニング手段として、請求項1乃至9のいずれか一に記載のブレード部材を有したクリーニング手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
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