JP5577956B2 - Image forming apparatus, manufacturing method thereof, and process cartridge - Google Patents
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Description
本発明は、高耐久クリーニングブレードを用いた画像形成装置及びプロセスカートリッジ、並びに前記画像形成装置の製造方法に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus and a process cartridge using a highly durable cleaning blade, and a method for manufacturing the image forming apparatus.
電子写真プロセスを用いた画像形成装置では、感光体に対して帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程を施すことにより画像形成が行われる。帯電工程で生成し感光体表面に残る放電生成物および転写工程後に感光体表面に残る（転写）残トナーまたはトナー成分はクリーニングプロセスを経て除去される。 In an image forming apparatus using an electrophotographic process, an image is formed by performing a charging process, an exposure process, a development process, and a transfer process on a photoreceptor. The discharge product generated in the charging process and remaining on the surface of the photoreceptor and the residual toner or toner component remaining on the surface of the photoreceptor after the transfer process are removed through a cleaning process.
画像形成装置の信頼性向上の観点から、感光体には、アモルファスシリコンのような無機系材料を用いたり、有機感光体の表面にアクリレート系材料や無機微粒子を分散させた表面層を有する高耐久感光体が用いられたりするようになってきた。これらの感光体は、クリーニングブレードに対する耐摩耗性に優れるため、従来よりも遥かに長い寿命を実現することができ、メンテナンスの回数を大幅に減らし、感光体の交換を少なくでき、コスト的にも、環境的にも非常に好ましいものであった。 From the viewpoint of improving the reliability of image forming equipment, the photoconductor is made of an inorganic material such as amorphous silicon, or has a surface layer in which an acrylate material or inorganic fine particles are dispersed on the surface of the organic photoconductor Photoconductors have come to be used. Since these photoconductors have excellent wear resistance against the cleaning blade, they can achieve a much longer life than before, greatly reducing the number of maintenance, reducing the number of photoconductor replacements, and cost. It was also very favorable environmentally.
しかし、感光体の長寿命化が図れても、クリーニングブレードの寿命も長くできなければ、メンテナンスの回数を減らすことはできない。また、最近の電子写真装置においては、メンテナンスを容易にするため、感光体とクリーニングブレード等の部材を一体にした、所謂プロセスカートリッジが用いられることが多くなってきた。そのため、感光体は十分に使用可能であるにもかかわらず、クリーニングブレードの寿命が律速となってしまい、プロセスカートリッジを交換しないといけなくなっていた。 However, even if the life of the photosensitive member can be extended, the number of maintenance operations cannot be reduced unless the life of the cleaning blade can be extended. In recent electrophotographic apparatuses, so-called process cartridges in which a photosensitive member and a member such as a cleaning blade are integrated are increasingly used to facilitate maintenance. For this reason, the life of the cleaning blade becomes rate-limiting even though the photoconductor is sufficiently usable, and the process cartridge has to be replaced.
クリーニングブレードは、一般的には、ポリウレタンゴムなどの短冊形状の弾性体であり、クリーニングブレードの基端を支持部材で支持して先端稜線部を感光体の周面に押し当て、感光体上に残留するトナーをせき止めて掻き落とし除去する。 The cleaning blade is generally a strip-shaped elastic body such as polyurethane rubber, and supports the base end of the cleaning blade with a support member and presses the tip ridge line portion against the peripheral surface of the photoconductor, Residual toner is damped and scraped off.
近年の高画質化の要求に応えるべく、重合法等により形成された小粒径で球形に近いトナー（以下、重合トナーと称する。）を用いた画像形成装置が知られている。この重合トナーは、従来の粉砕トナーに比べて転写効率が高いなどの特徴があり、上記要求に応えることが可能である。しかし、重合トナーは、クリーニングブレードを用いて感光体表面から除去しようとしても十分に除去することが困難であり、クリーニング不良が発生してしまうという問題を有している。これは、小粒径で且つ球形度に優れた重合トナーが、クリーニングブレードと感光体との間に形成される僅かな隙間をすり抜けるからである。 In order to meet the demand for higher image quality in recent years, an image forming apparatus using a toner having a small particle diameter and a nearly spherical shape (hereinafter referred to as a polymerization toner) formed by a polymerization method or the like is known. This polymerized toner has characteristics such as higher transfer efficiency than conventional pulverized toner, and can meet the above requirements. However, it is difficult to remove the polymerized toner sufficiently from the surface of the photoreceptor using a cleaning blade, and there is a problem that cleaning failure occurs. This is because the polymerized toner having a small particle diameter and excellent sphericity passes through a slight gap formed between the cleaning blade and the photosensitive member.
かかるすり抜けを抑えるには、感光体とクリーニングブレードとの当接圧力を高めてクリーニング能力を高める必要がある。しかし、クリーニングブレードの当接圧を高めると、図９（ａ）に示すように、感光体２３とクリーニングブレード２６２との摩擦力が高まり、クリーニングブレード２６２が感光体２３の移動方向に引っ張られて、クリーニングブレード２６２の先端稜線部２６２ｃがめくれてしまう。このクリーニングブレード２６２の先端稜線部２６２ｃがめくれた状態でクリーニングをし続けると、図９（ｂ）に示すように、クリーニングブレード２６２の先端面２６２ｂの先端稜線部２６２ｃから数［μｍ］離れた場所に局所的な摩耗が生じてしまう。このような状態で、さらにクリーニングを続けると、この局所的な摩耗が大きくなり、最終的には、図９（ｃ）に示すように、先端稜線部２６２ｃが欠落してしまう。先端稜線部２６２ｃが欠落してしまうと、トナーを正常にクリーニングできなくなり、クリーニング不良を生じてしまい、クリーニングブレードの寿命となる。 In order to suppress such slip-through, it is necessary to increase the contact pressure between the photosensitive member and the cleaning blade to enhance the cleaning ability. However, when the contact pressure of the cleaning blade is increased, the frictional force between the photosensitive member 23 and the cleaning blade 262 increases as shown in FIG. 9A, and the cleaning blade 262 is pulled in the moving direction of the photosensitive member 23. The leading edge portion 262c of the cleaning blade 262 is turned up. When the cleaning is continued with the leading edge portion 262c of the cleaning blade 262 being turned up, as shown in FIG. This causes local wear. If the cleaning is further continued in such a state, the local wear increases, and the leading edge portion 262c is eventually lost as shown in FIG. 9C. If the tip ridge line portion 262c is missing, the toner cannot be properly cleaned, resulting in poor cleaning and the life of the cleaning blade.
クリーニングブレードの高寿命化に対し、例えば特許文献１（特開２００５−１０７３７６号公報）には、ポリウレタンエラストマーからなるブレード材料の感光体との当接部に、イソシアネートを０．１ｍｍ積層したクリーニングブレードが開示されている。しかしながら、このクリーニングブレードは、アモルファスシリコンの無機系の感光体に対しては、優れた性能を示すものの、無機微粒子を表面層に用いた有機感光体においては、感光体と接する先端が、早期に欠けてしまい、クリーニング不良を発生することが多かった。 In order to increase the service life of a cleaning blade, for example, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2005-107376) discloses a cleaning blade in which 0.1 mm of isocyanate is laminated on a contact portion of a blade material made of polyurethane elastomer with a photoreceptor. Is disclosed. However, this cleaning blade exhibits excellent performance for amorphous silicon inorganic photoreceptors, but in organic photoreceptors using inorganic fine particles in the surface layer, the tip that contacts the photoreceptor is quickly It often chipped and poor cleaning occurred frequently.
また、特許文献２（特開２０００−６６５５５号公報）には、クリーニングブレードに低摩耗化処理層を設けることにより、感光体とクリーニングブレードの摩擦力を低減させた画像形成装置が開示されている。このクリーニングブレードは、画像形成をそれほど行っていない初期の場合には、非常に優れたクリーニング性を有している。しかしながら、画像形成を繰り返していると、低摩耗処理層の最表面の低摩耗処理物質が脱落してしまい、感光体とクリーニングブレードの摩擦力が高くなってしまい、クリーニングブレードの欠けが部分的に起きてしまい、クリーニング不良が発生してしまっていた。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-66555 discloses an image forming apparatus in which the frictional force between the photosensitive member and the cleaning blade is reduced by providing a low abrasion treatment layer on the cleaning blade. . This cleaning blade has a very excellent cleaning property in the initial stage when image formation is not so much performed. However, when image formation is repeated, the low-wear processing material on the outermost surface of the low-wear processing layer falls off, the frictional force between the photosensitive member and the cleaning blade increases, and the cleaning blade is partially chipped. Woke up and had poor cleaning.
特許文献３（特許第３６０２８９８号公報）には、ポリウレタンエラストマーからなるクリーニングブレードの少なくとも当接部に、アクリルウレタンモノマーを含浸させ、ＵＶ光を照射して硬化させたクリーニングブレードが開示されている。このクリーニングブレードは、画像形成を行う初期においてはクリーニング性に問題はないものの、画像形成を繰り返していくと、感光体と接する先端が欠け、クリーニング不良を引き起こすことが多かった。
また、この特許文献３に開示されるアクリルウレタンモノマーの硬度は、ポリウレタンエラストマー中に含浸した状態では測定できないので、アクリルウレタンモノマーをガラス板上に塗布し、ＵＶ光を照射して硬化させた膜は、十分な硬度を有していることが確認できたが、アクリルウレタンモノマーを含浸させ、ＵＶ光を照射したウレタンエラストマーの硬度は、予想されるよりも遥かに小さく、何も処理していないウレタンエラストマーの硬度とほとんど変化がなかったり、逆に柔らかくなっていることもあった。
Patent Document 3 (Japanese Patent No. 3602898) discloses a cleaning blade in which at least a contact portion of a cleaning blade made of a polyurethane elastomer is impregnated with an acrylic urethane monomer and cured by irradiation with UV light. This cleaning blade has no problem in cleaning performance at the initial stage of image formation, but when the image formation is repeated, the tip in contact with the photosensitive member is chipped and often causes poor cleaning.
Further, since the hardness of the acrylic urethane monomer disclosed in Patent Document 3 cannot be measured in a state in which the polyurethane elastomer is impregnated, a film obtained by coating the acrylic urethane monomer on a glass plate and curing it by irradiating UV light. Was confirmed to have sufficient hardness, but the hardness of the urethane elastomer impregnated with acrylic urethane monomer and irradiated with UV light was much smaller than expected, and nothing was processed There was almost no change in the hardness of the urethane elastomer, or it was sometimes softened.
本発明者らは、特許文献３に開示されるクリーニングブレードの性能が悪い理由を詳細に調べたところ、ウレタンエラストマー中に浸透したアクリルウレタンモノマーの多くが、重合していない、あるいは分子量の小さいオリゴマーにしかなっていないことを見出した。 The present inventors investigated in detail the reason why the performance of the cleaning blade disclosed in Patent Document 3 is poor. As a result, most of the acrylic urethane monomers that have penetrated into the urethane elastomer are not polymerized or have low molecular weight. I found that it was only.
アクリルウレタンモノマーの重合は、アクリルウレタンモノマーに添加されている重合開始剤が、ＵＶ光を吸収することでラジカルが発生し、アクリルウレタンモノマーの二重結合を連鎖的に開裂させ、重合していく。ラジカルの寿命は通常数十ナノ秒と短く、多くのラジカルは酸素等により失活してしまうが、十分な光量のＵＶ光が照射され、発生したラジカルの周りにモノマーが存在していれば、重合は円滑に進む。しかし、クリーニングブレードに浸透したアクリルウレタンモノマーの場合、ＵＶ光はウレタンエラストマーを介して進入してくるので、ラジカルの発生量が非常に少なく、アクリルウレタンモノマーの濃度そのものも少ないため、ほとんどのアクリルウレタンモノマーが重合できず、重合できている領域は多くて数μｍにすぎないことが分かった。ウレタンエラストマー中の未反応のアクリルウレタンモノマー、オリゴマーは、ウレタンエラストマーの強度を弱めてしまうため、クリーニングブレードが僅かに磨耗した段階で、クリーニングブレードが欠け、クリーニング不良を引き起こすことをつきとめた。 Polymerization of acrylic urethane monomer is polymerized by the polymerization initiator added to acrylic urethane monomer generating radicals by absorbing UV light and chain-breaking double bonds of acrylic urethane monomer. . The lifetime of radicals is usually as short as several tens of nanoseconds, and many radicals are deactivated by oxygen or the like, but if a sufficient amount of UV light is irradiated and monomers are present around the generated radicals, Polymerization proceeds smoothly. However, in the case of acrylic urethane monomer that has penetrated into the cleaning blade, UV light enters through the urethane elastomer, so the amount of radicals generated is very small and the concentration of acrylic urethane monomer itself is small, so most acrylic urethane monomers It was found that the monomer could not be polymerized and the region where the monomer could be polymerized was at most only a few μm. Unreacted acrylic urethane monomers and oligomers in the urethane elastomer weaken the strength of the urethane elastomer, so that it was found that when the cleaning blade was slightly worn out, the cleaning blade was chipped, resulting in poor cleaning.
本発明の目的は、こうした従来からの諸問題を解決し、高耐久性と優れたクリーニング性を併せ持つクリーニングブレードを用いることにより、長期に亘って高品質の画像形成が可能な画像形成装置及びプロセスカートリッジ、並びに前記画像形成装置の製造方法を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve these conventional problems, and to use a cleaning blade having both high durability and excellent cleaning properties, an image forming apparatus and process capable of forming a high quality image over a long period of time. A cartridge and a method for manufacturing the image forming apparatus are provided.
上記課題を解決するために本発明に係る画像形成装置、その製造方法及びプロセスカートリッジは、具体的には下記（１）〜（５）に記載の技術的特徴を有する。 In order to solve the above problems, an image forming apparatus, a manufacturing method thereof, and a process cartridge according to the present invention specifically have technical features described in (1) to (5) below.
（１）：感光体と、該感光体の表面を帯電させる帯電手段と、帯電された前記感光体の表面に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化する現像手段と、現像されたトナー像を転写体へ転写する転写手段と、転写残のトナー像をウレタンゴム製のクリーニングブレードによりクリーニングするクリーニング手段とを備える画像形成装置であって、前記クリーニングブレードの前記感光体と当接する面において、アクリレート重合体が表面から含浸しており、かつ、前記アクリレート重合体が含浸しているクリーニングブレードの切片の顕微ＩＲ法（透過法）により得られた１７００ｃｍ−１のピーク面積値Ａ、１５９６ｃｍ−１のピーク面積値Ｂから算出される値Ａ／Ｂと、アクリレートを塗布していないクリーニングブレードの１７００ｃｍ−１のピーク面積値Ａ０、１５９７ｃｍ−１のピーク面積値Ｂ０から算出される値Ａ０／Ｂ０との比率〔（Ａ／Ｂ）／（Ａ０／Ｂ０）〕が１．１になる箇所と、前記当接面表面との距離が５μm〜１００μmであることを特徴とする画像形成装置である。 (1): a photosensitive member, a charging unit that charges the surface of the photosensitive member, an exposure unit that forms an electrostatic latent image on the charged surface of the photosensitive member, and the electrostatic latent image is converted into a toner image. An image forming apparatus comprising: a developing unit; a transfer unit that transfers a developed toner image to a transfer member; and a cleaning unit that cleans a residual toner image with a urethane rubber cleaning blade. 1700 cm −1 obtained by microscopic IR method (transmission method) of a section of the cleaning blade impregnated from the surface with the acrylate polymer on the surface in contact with the photoreceptor, and impregnated with the acrylate polymer peak area value a, the value a / B is calculated from the peak area value B of 1596cm -1, cleaning blanking not applied in acrylate The ratio between the value A0 / B0 calculated from the peak area value B0 of over de of 1700 cm -1 peak area value A0,1597cm -1 [(A / B) / (A0 / B0) ] is 1.1 The image forming apparatus is characterized in that the distance between the location and the surface of the contact surface is 5 μm to 100 μm.
上記（１）に記載の構成により、クリーニングブレードの感光体と当接する面におけるアクリレート重合体の含浸深さを正確に把握でき、前記含浸深さが５μｍ〜１００μｍの深さまで含浸することにより、クリーニングブレードの耐久性が大幅に向上し、長期にわたって高画質の画像形成が可能な画像形成装置を提供することができる。 With the configuration described in (1) above, it is possible to accurately grasp the impregnation depth of the acrylate polymer on the surface of the cleaning blade in contact with the photoreceptor, and the impregnation depth is 5 μm to 100 μm so that the cleaning can be performed. It is possible to provide an image forming apparatus in which the durability of the blade is significantly improved and high-quality image formation is possible over a long period of time.
（２）：前記クリーニングブレードの前記感光体と当接する面は、弾性体ブレードと、該弾性体ブレードの表面に積層されてなる表面層と、を有し、該表面層は、前記アクリレート重合体を含有してなり、厚みが０．１〜３μｍであることを特徴とする上記（１）に記載の画像形成装置である。 (2): The surface of the cleaning blade in contact with the photoreceptor has an elastic blade and a surface layer laminated on the surface of the elastic blade, and the surface layer is formed of the acrylate polymer. The image forming apparatus according to (1) above, which has a thickness of 0.1 to 3 μm.
上記（２）に記載の構成により、クリーニングブレードの前記感光体と当接する面の耐久性が向上するため、長期にわたって高画質の画像形成が可能な画像形成装置を提供することができる。 With the configuration described in (2) above, the durability of the surface of the cleaning blade that comes into contact with the photosensitive member is improved, so that it is possible to provide an image forming apparatus capable of forming a high-quality image over a long period of time.
（３）：上記（１）または（２）に記載のクリーニングブレードを備える画像形成装置を製造する方法であって、前記クリーニングブレードは、〔工程（Ｉ）〕弾性体ブレードを重合性アクリレートモノマーに含浸させた後、〔工程（II）〕エネルギー線を照射することにより重合性アクリレートモノマーを重合させて製造することを特徴とする画像形成装置の製造方法である。 (3): A method for producing an image forming apparatus comprising the cleaning blade according to (1) or (2), wherein the cleaning blade is [step (I)] using an elastic blade as a polymerizable acrylate monomer. After the impregnation, [Step (II)] is a method for producing an image forming apparatus, wherein the polymerizable acrylate monomer is polymerized by irradiating energy rays.
上記（３）に記載の構成により、アクリレート重合体の重合を短時間で行うことができる高耐久性ブレードを用いることにより、長期にわたって高画質の画像形成が可能な画像形成装置の製造方法を提供することができる。 With the configuration described in (3) above, a method for manufacturing an image forming apparatus capable of forming a high-quality image over a long period of time by using a highly durable blade capable of performing polymerization of an acrylate polymer in a short time is provided. can do.
（４）：前記工程（II）は、酸素濃度が２％以下の環境でエネルギー線を照射することを特徴とする上記（３）に記載の画像形成装置の製造方法である。 (4): The method (II) is a method for manufacturing an image forming apparatus according to (3), wherein the energy ray is irradiated in an environment having an oxygen concentration of 2% or less.
上記（４）に記載の構成により、クリーニングブレード内部のアクリレートの重合を完全に行うことができるため、クリーニングブレードの耐久性が大幅に向上し、長期にわたって高画質の画像形成が可能な画像形成装置の製造方法を提供することができる。 With the configuration described in (4) above, the acrylate inside the cleaning blade can be completely polymerized, so the durability of the cleaning blade is greatly improved, and an image forming apparatus capable of forming a high-quality image over a long period of time The manufacturing method of can be provided.
（５）：上記（１）または（２）に記載の画像形成装置に用いられ、クリーニング手段を備えることを特徴とするプロセスカートリッジである。 (5): A process cartridge which is used in the image forming apparatus described in (1) or (2) and includes a cleaning unit.
上記（５）に記載の構成により、長期にわたって高画質の画像形成が可能な画像形成装置用のプロセスカートリッジを提供することができる。 With the configuration described in (5) above, it is possible to provide a process cartridge for an image forming apparatus capable of forming a high-quality image over a long period of time.
本発明によれば、高耐久性と優れたクリーニング性を併せ持つクリーニングブレードを用いることにより、長期に亘って高品質の画像形成が可能な画像形成装置及びプロセスカートリッジ、並びに前記画像形成装置の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, an image forming apparatus and a process cartridge capable of forming a high-quality image over a long period of time by using a cleaning blade having both high durability and excellent cleaning properties, and a method for manufacturing the image forming apparatus Can be provided.
本発明者らは、クリーニングブレードについて多くの研究・検討を行ってきた結果、顕微ＩＲ法（透過法）を用いることにより、前記クリーニングブレードの感光体との当接面のアクリレートの含浸深さを正確に把握し、前記含浸深さを５μm〜１００μmに制御できることを見出した。
また、アクリルウレタンモノマーの重合が酸素により阻害されるのであるのなら、低酸素濃度の環境であれば、ＵＶ光の光量が低く、アクリレートモノマーの濃度が低い状況においても、アクリレートの重合が円滑に進行するのではないかと考え、鋭意検討を重ねた。この結果、低酸素濃度、特に酸素濃度が２％以下の環境であれば、クリーニングブレード中にアクリレートモノマーを含浸させ、重合ができることを見出した。
そのようにして作製したクリーニングブレードが、非常に優れた耐久性とクリーニング性を併せ持つことを見出し、本発明に至った。
As a result of many studies and examinations on the cleaning blade, the present inventors have determined the impregnation depth of acrylate on the contact surface of the cleaning blade with the photoreceptor by using the microscopic IR method (transmission method). It was found out precisely that the impregnation depth can be controlled to 5 μm to 100 μm.
If the polymerization of acrylic urethane monomer is inhibited by oxygen, the amount of UV light is low in an environment with a low oxygen concentration, and the polymerization of acrylate is smooth even in a situation where the concentration of acrylate monomer is low. I thought that it would progress, and repeated diligent studies. As a result, it was found that in an environment having a low oxygen concentration, particularly an oxygen concentration of 2% or less, the cleaning blade can be impregnated with an acrylate monomer and polymerized.
The cleaning blade thus produced has been found to have both excellent durability and cleaning properties, and the present invention has been achieved.
本発明に係る画像形成装置は、感光体と、該感光体の表面を帯電させる帯電手段と、帯電された前記感光体の表面に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化する現像手段と、現像されたトナー像を転写体へ転写する転写手段と、転写残のトナー像をクリーニングブレードによりクリーニングするクリーニング手段とを備え、前記クリーニングブレードの前記感光体と当接する面において、アクリレート重合体が表面から含浸しており、かつ、前記アクリレート重合体が含浸しているクリーニングブレードの切片の顕微ＩＲ法（透過法）により得られた１７００ｃｍ−１のピーク面積値Ａ、１５９７ｃｍ−１のピーク面積値Ｂから算出される値Ａ／Ｂと、アクリレートを塗布していないクリーニングブレードの１７００ｃｍ−１のピーク面積値Ａ０、１５９７ｃｍ−１のピーク面積値Ｂ０から算出される値Ａ０／Ｂ０との比率〔（Ａ／Ｂ）／（Ａ０／Ｂ０）〕が１．１になる箇所と、前記当接面表面との距離が５μm〜１００μmであることを特徴とする。 The image forming apparatus according to the present invention includes a photosensitive member, a charging unit that charges the surface of the photosensitive member, an exposure unit that forms an electrostatic latent image on the charged surface of the photosensitive member, and the electrostatic latent image. A developing means for converting the toner image into a transfer body, a transfer means for transferring the developed toner image to the transfer body, and a cleaning means for cleaning the residual toner image with a cleaning blade. A peak area value A of 1700 cm −1 obtained by the microscopic IR method (transmission method) of the section of the cleaning blade impregnated from the surface with the acrylate polymer on the surface in contact with the acrylate polymer. , the value a / B is calculated from the peak area value B of 1597cm -1, 1700c of the cleaning blade is not coated with the acrylate A portion where -1 of the ratio of the value A0 / B0 calculated from the peak area value B0 of the peak area value A0,1597cm -1 [(A / B) / (A0 / B0) ] is 1.1, the The distance from the contact surface is 5 μm to 100 μm.
波長１７００ｃｍ−１のピークはカルボキシル基に対応しており、カルボキシル基はウレタンゴム中にも存在するが、アクリレート重合体中の方が多く存在し濃度が高い。そのため、アクリレート集合体がウレタンゴム中に含浸し、含浸濃度が高くなるほど１７００ｃｍ−１のピーク面積値Ａは大きくなり、ピーク面積値Ａの大きさを定量化できればアクリレート重合体の含浸度合いを把握することができる。ピーク面積値Ａの大きさを定量化は、ウレタンゴム中のエステル基に対応した波長１５９７ｃｍ−１のピーク面積値Bで規格化し、値Ａ／Ｂを算出することで行った。この値Ａ／Ｂがウレタンゴムへのアクリレート重合体の含浸度合いの指標といえる。
そして、値Ａ／Ｂをアクリレート重合体含浸前のウレタンゴムにおける波長１７００ｃｍ−１のピーク面積値Ａ０、及び１５９７ｃｍ−１のピーク面積値Ｂ０から算出される値Ａ０／Ｂ０と比較することにより、ウレタンゴムへのアクリレート重合体の含浸が薄い場合でも把握することができる。
つまり、比率〔（Ａ／Ｂ）／（Ａ０／Ｂ０）〕の値が１以上であればアクリレート重合体がウレタンゴムへ含浸していると考えられるが、微量な測定誤差も考慮すると、値が１．１以上であればアクリレート重合体は確実にウレタンゴムへ含浸していると言える。比率〔（Ａ／Ｂ）／（Ａ０／Ｂ０）〕の値が１．１になる箇所が、ウレタンゴムへのアクリレート重合体の含浸深さに対応している。
The peak at a wavelength of 1700 cm −1 corresponds to a carboxyl group, and the carboxyl group is also present in the urethane rubber, but more in the acrylate polymer and the concentration is higher. Therefore, the peak area value A of 1700 cm −1 increases as the acrylate aggregate impregnates in urethane rubber and the impregnation concentration increases, and if the magnitude of the peak area value A can be quantified, the degree of impregnation of the acrylate polymer can be grasped. be able to. The magnitude of the peak area value A was quantified by calculating the value A / B by normalizing with the peak area value B of wavelength 1597 cm −1 corresponding to the ester group in the urethane rubber. This value A / B can be said to be an indicator of the degree of impregnation of the acrylate polymer into the urethane rubber.
And by comparing the value A / B with the value A0 / B0 calculated from the peak area value A0 at a wavelength of 1700 cm −1 and the peak area value B0 at 1597 cm −1 in the urethane rubber before impregnation with the acrylate polymer, This can be grasped even when the acrylate polymer impregnation into the rubber is thin.
That is, if the value of the ratio [(A / B) / (A0 / B0)] is 1 or more, it is considered that the acrylate polymer is impregnated into the urethane rubber. If it is 1.1 or more, it can be said that the acrylate polymer is impregnated into the urethane rubber without fail. The location where the ratio [(A / B) / (A0 / B0)] is 1.1 corresponds to the impregnation depth of the acrylate polymer into the urethane rubber.
次に、本発明に係る画像形成装置についてさらに詳細に説明する。
なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるから技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は以下の説明において本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
Next, the image forming apparatus according to the present invention will be described in more detail.
Although the embodiments described below are preferred embodiments of the present invention, various technically preferable limitations are applied, but the scope of the present invention is limited to the following description. Unless otherwise described, the present invention is not limited to these embodiments.
＜クリーニングブレード＞
図１は、クリーニングブレード６２の斜視図であり、図２は、クリーニングブレード６２の拡大断面図である。
クリーニングブレード６２は、金属や硬質プラスチックなどの剛性材料からなる短冊形状のホルダー６２１と、短冊形状の弾性体ブレード６２２とで構成されている。弾性体ブレード６２２は、ホルダー６２１の一端側に接着剤などにより固定されており、ホルダー６２１の他端側は、クリーニング装置６のケースに片持ち支持されている。
<Cleaning blade>
FIG. 1 is a perspective view of the cleaning blade 62, and FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the cleaning blade 62.
The cleaning blade 62 includes a strip-shaped holder 621 made of a rigid material such as metal or hard plastic, and a strip-shaped elastic blade 622. The elastic blade 622 is fixed to one end of the holder 621 with an adhesive or the like, and the other end of the holder 621 is cantilevered by the case of the cleaning device 6.
〔弾性体ブレード〕
本発明の画像形成装置の用いられるクリーニングブレードの母体に使用される弾性体ブレード（以下、クリーニングブレードの母体とも称する。）６２２は、従来公知の組成、工法で製造することができる。
弾性体ブレード６２２としては、感光体３の偏心や感光体表面の微小なうねりなどに追随できるように、高い反発弾性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（ポリウレタンエラストマー）などが好適である。また、この弾性体ブレード６２２は後述する表面層６２３をその表面に有する構成とすることが好ましい。
[Elastic blade]
An elastic blade (hereinafter also referred to as a cleaning blade base) 622 used as a base of a cleaning blade used in the image forming apparatus of the present invention can be manufactured by a conventionally known composition and method.
The elastic blade 622 preferably has a high rebound resilience so that it can follow the eccentricity of the photosensitive member 3 and minute waviness on the surface of the photosensitive member. Urethane rubber (polyurethane elastomer) which is a rubber containing a urethane group Etc. are suitable. The elastic blade 622 preferably has a surface layer 623 described later on its surface.
ポリウレタンエラストマーは、通常、ポリオール成分としてポリエチレンアジペートエステルやポリカプロラクトンエステルを用い、ポリイソシアネート成分として４，４‘−ジフェニルメタンジイソシアネートを用いてプレポリマーを調製し、これに硬化剤及び必要に応じて触媒を加えて、所定の型内にて架橋し、炉内にて後架橋させた後、常温で放置熟成することによって製造されている。 For polyurethane elastomers, polyethylene adipate ester or polycaprolactone ester is usually used as the polyol component, and a prepolymer is prepared using 4,4′-diphenylmethane diisocyanate as the polyisocyanate component. In addition, it is manufactured by crosslinking in a predetermined mold, post-crosslinking in a furnace, and then aging at room temperature.
高分子量ポリオールとしては、例えば、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るポリエステルポリオール、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のようなアルキレングリコールとアジピン酸とのポリエステルポリオール等のポリエステル系ポリオール、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等のポリカプロラクトン系ポリオール、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）グリコール等のポリエーテル系ポリオール等が用いられる。 As the high molecular weight polyol, for example, a polyester polyol which is a condensate of an alkylene glycol and an aliphatic dibasic acid, for example, ethylene adipate ester polyol, butylene adipate ester polyol, hexylene adipate ester polyol, ethylene propylene adipate ester polyol, ethylene Polyester polyols such as butylene adipate ester polyol, polyester glycols of alkylene glycol and adipic acid such as ethylene neopentylene adipate ester polyol, polycaprolactone polyols such as polycaprolactone ester polyol obtained by ring-opening polymerization of caprolactone, Poly (oxy (tetramethylene) glycol, poly (oxypropylene) glycol, etc. Ether-based polyols, or the like is used.
他に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や、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及びそれ以上の多価アルコールを挙げることができる。 Other low molecular weight polyols include, for example, 1,4-butanediol, ethylene glycol, neopentyl glycol, hydroquinone-bis (2-hydroxyethyl) ether, 3,3′-dichloro-4,4′-diaminodiphenyl. Dihydric alcohols such as methane, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 1,1,1-trimethylolpropane, glycerin, 1,2,6-hexanetriol, 1,2,4-butanetriol, trimethylol Mention may be made of trihydric and higher polyhydric alcohols such as ethane, 1,1,1-tris (hydroxyethoxymethyl) propane, diglycerin, pentaerythritol.
硬化触媒の具体例として、例えば、２−メチルイミダゾールや１，２−ジメチルイミダゾールを挙げることができるが、特に、１，２−ジメチルイミダゾールが好ましく用いられる。このような触媒は、通常、主剤１００重量部に対して、０.０１〜０.５重量部、好ましくは０.０５〜０.３重量部の範囲で用いられる。 Specific examples of the curing catalyst include 2-methylimidazole and 1,2-dimethylimidazole, and 1,2-dimethylimidazole is particularly preferably used. Such a catalyst is usually used in an amount of 0.01 to 0.5 parts by weight, preferably 0.05 to 0.3 parts by weight, based on 100 parts by weight of the main agent.
クリーニングブレードの当接先端部の感光体との当接する面（以下当接面と称する）表面から５μｍ〜１００μｍ、好ましくは８μｍ〜８０μｍ、さらに好ましくは１０μｍ〜６０μｍの深さまで、アクリレート重合体が含浸している。 The acrylate polymer is impregnated to a depth of 5 μm to 100 μm, preferably 8 μm to 80 μm, and more preferably 10 μm to 60 μm from the surface of the contact tip of the cleaning blade that contacts the photoreceptor (hereinafter referred to as contact surface). doing.
アクリレート重合体がクリーニングブレードの当接面に含浸している深さが５μｍより小さいと、アクリレート重合体を含浸していないクリーニングブレードの耐久性、クリーニング性を向上させることができず、むしろ悪化させてしまう。アクリレート重合体が含浸している深さをクリーニングブレードの長手方向全体にわたって均一にはできないため、クリーニングブレードの機械的特性にばらつきが生じてしまい、機械的特性の弱い場所からクリーニングブレードが欠けやすくなっているためである。
また、クリーニングブレード母体（弾性体ブレード）の当接面表面に、アクリレート重合体を積層する（アクリレート重合体を含む表面層を積層する）場合では、アクリレート重合体の含浸している深さが５μｍより小さいと、表面に積層したアクリレート重合体膜の割れや剥離が生じやすく、クリーニングブレードの耐久性は非常に短くなってしまう。
If the depth of the acrylate polymer impregnated on the contact surface of the cleaning blade is less than 5 μm, the durability and cleaning performance of the cleaning blade not impregnated with the acrylate polymer cannot be improved, but rather deteriorated. End up. The depth impregnated with the acrylate polymer cannot be made uniform over the entire length of the cleaning blade, resulting in variations in the mechanical characteristics of the cleaning blade, and the cleaning blade tends to be chipped from places with weak mechanical characteristics. This is because.
In the case where an acrylate polymer is laminated on the contact surface of the cleaning blade base (elastic blade) (a surface layer containing an acrylate polymer is laminated), the depth of impregnation of the acrylate polymer is 5 μm. If it is smaller, the acrylate polymer film laminated on the surface is likely to be cracked or peeled off, and the durability of the cleaning blade becomes very short.
アクリレート重合体がクリーニングブレードの当接面に含浸している深さが１００μｍより大きいと、クリーニングブレード全体の柔軟性が低下するため、クリーニング性が低下するとともに、クリーニングブレードの欠けも生じやすくなる。 If the depth of impregnation of the acrylate polymer on the contact surface of the cleaning blade is larger than 100 μm, the flexibility of the entire cleaning blade is lowered, so that the cleaning property is lowered and the cleaning blade is easily chipped.
クリーニングブレード母体（弾性体ブレード）の当接面にアクリレート重合体を積層する（アクリレート重合体を含む表面層を積層する）際には、アクリレートモノマーをクリーニングブレード母体にスプレー、ディッピング等の方法により含浸させ、しかる後にＵＶ光、電子線等のエネルギー線を照射することで、クリーニングブレード母体の感光体との当接面表面に表面層が積層されると共に、クリーニングブレード母体中にアクリレート重合体を含浸させることができる。 When laminating an acrylate polymer on the contact surface of the cleaning blade matrix (elastic blade) (laminating a surface layer containing an acrylate polymer), impregnate the cleaning blade matrix with a method such as spraying or dipping. After that, by irradiating energy rays such as UV light and electron beam after that, a surface layer is laminated on the surface of the cleaning blade base which is in contact with the photosensitive member, and the cleaning blade base is impregnated with an acrylate polymer. Can be made.
エネルギー線を照射する際のクリーニングブレード付近の酸素濃度は、２％以下、好ましくは１％以下であることが好ましい。クリーニングブレード付近の酸素濃度が２％より高くなると、クリーニングブレード内部のアクリレートモノマーは、未反応あるいはオリゴマーにしかならないので、内部でのクリーニングブレードの強度を低下させてしまい、クリーニングブレードの欠けが生じやすく、好ましくない。 The oxygen concentration in the vicinity of the cleaning blade when irradiating energy rays is 2% or less, preferably 1% or less. When the oxygen concentration in the vicinity of the cleaning blade is higher than 2%, the acrylate monomer inside the cleaning blade becomes unreacted or only oligomers, so that the strength of the cleaning blade inside is reduced and the cleaning blade is likely to be chipped. It is not preferable.
アクリレートモノマーや、必要によりアクリレートモノマーの粘度を下げる溶剤には、溶存酸素を通常含んでいるため、ヘリウムやアルゴン、窒素等の不活性ガスをバブリングしたり、減圧脱気を行うことにより、溶存酸素を除去していることが好ましい。 Since the acrylate monomer and, if necessary, the solvent that lowers the viscosity of the acrylate monomer usually contain dissolved oxygen, it can be dissolved by bubbling an inert gas such as helium, argon, or nitrogen, or by degassing under reduced pressure. Is preferably removed.
〔表面層〕
表面層６２３の材質としては、樹脂が好ましく、樹脂の種類としては、例えば、アクリル樹脂、ラクトン変性アクリルウレタン、アクリルシリコーン、熱可塑性ウレタン、フェノール樹脂等を挙げることができ、これらの１種または２種以上を用いることができる。また、これに限定するものではないが、クリーニングブレード内に含浸させたアクリレート重合体と同一の物質であることが、表面層の接着性を高め、クリーニングブレードの耐久性を向上させるうえで好ましい。
[Surface layer]
The material of the surface layer 623 is preferably a resin, and examples of the resin include acrylic resins, lactone-modified acrylic urethanes, acrylic silicones, thermoplastic urethanes, phenol resins, and the like. More than seeds can be used. Although not limited to this, it is preferable that the same material as the acrylate polymer impregnated in the cleaning blade is used for improving the adhesion of the surface layer and improving the durability of the cleaning blade.
表面層６２３の当接面の層厚は０．１〜３［μｍ］にすることが好ましい。層厚が０．１μｍより小さくすることは、表面層を設けない場合と変わらずクリーニングブレードのめくれが生じやすくなる。また、表面層がクリーニングブレードに含浸しているアクリレート重合体と同一の場合、０．１μｍよりも薄くすること自体が難しい。３［μｍ］より大きいと、剛性が強くなりクリーニングブレードの欠けが発生しやすくなり、また耐摩耗性が悪化する。 The layer thickness of the contact surface of the surface layer 623 is preferably 0.1 to 3 [μm]. When the layer thickness is smaller than 0.1 μm, the cleaning blade is easily turned over as in the case where the surface layer is not provided. Further, when the surface layer is the same as the acrylate polymer impregnated in the cleaning blade, it is difficult to make it thinner than 0.1 μm. If it is larger than 3 [μm], the rigidity becomes strong, the chipping of the cleaning blade tends to occur, and the wear resistance deteriorates.
＜顕微ＩＲ法（透過法）＞
次に本発明に用いた顕微ＩＲ法（透過法）について説明する。
本発明のクリーニングブレードの顕微ＩＲ法（透過法）は、クリーニングブレードの切片の測定を行う。前記クリーニングブレードの切片はクライオミクロトームで切片を作製したものであり、前記切片をシリコンウェハ上に載せ、測定を行う。
<Microscopic IR method (transmission method)>
Next, the microscopic IR method (transmission method) used in the present invention will be described.
The microscopic IR method (transmission method) of the cleaning blade of the present invention measures a section of the cleaning blade. The section of the cleaning blade is prepared by a cryomicrotome, and the section is placed on a silicon wafer for measurement.
〔切片作製〕
本発明で用いたクライオミクロトームの装置はＥＭ ＦＣＳ（Ｌｅｉｃａ社製）である。液体窒素により、サンプルの温度を−１００℃に冷却して切削する。クライオミクロトームの切削方向は、クリーニングブレードの感光体との当接面に垂直な方向に行う。切削する箇所は当接先端部から当接面に沿って５〜１０ｍｍの距離である。前記箇所であると、クライオミクロトームによる切片作製が安定して行える。切片の厚さは３００〜５００ｎmが望ましい。３００ｎm以下であると、薄すぎるために測定データの感度が下がり、正確な含浸深さを測定できない上、切片が途中で切れてしまうことがある。５００ｎｍ以上であると、厚すぎるために光が透過せずに測定データがうまく得られない上、切片が丸まりやすく回収しにくい。
[Section preparation]
The cryomicrotome apparatus used in the present invention is EM FCS (manufactured by Leica). The sample is cooled to −100 ° C. with liquid nitrogen and cut. The cryomicrotome is cut in a direction perpendicular to the contact surface of the cleaning blade with the photoreceptor. The location to be cut is a distance of 5 to 10 mm along the contact surface from the contact tip. If it is the said location, the section preparation by a cryomicrotome can be performed stably. The thickness of the section is preferably 300 to 500 nm. If it is 300 nm or less, the sensitivity of the measurement data is lowered because it is too thin, the accurate impregnation depth cannot be measured, and the section may be cut off in the middle. If it is 500 nm or more, it is too thick to transmit light and the measurement data cannot be obtained well, and the section is easily rounded and difficult to collect.
〔ピーク面積値測定〕
前記クライオミクロトームにより作製したクリーニングブレードの切片をシリコンウェハ上に載せ、顕微ＩＲ（透過法）により測定する。本発明で用いたＩＲ装置本体はＦＴ／ＩＲ−６１００、赤外顕微鏡はＩＲＴ−５０００（日本分光社製）である。前記赤外顕微鏡で切片を見た様子を図３に示す。図３の左側半分が切片、右側半分がシリコンウェハであり、境界が当接面表面である。アパーチャサイズは当接面の垂直方向×当接面方向で、３μｍ×３０μｍ角で行い、シリコンウェハ上の切片の当接面表面側から垂直方向に３μｍずつづらして連続で測定する。各測定点における当接面からの距離は、切片にかかる測定領域の中心とした。
前記測定方法で得られたスペクトルの１７００ｃｍ−１付近を拡大した様子を図４に示す。本発明で用いる１７００ｃｍ−１のピーク面積値Ａとは、ピークトップが１７３３ｃｍ−１のピークの低波長側の肩の部分の面積である。また、１５７９ｃｍ−１のピーク面積値Ｂとは、ピークトップが１５７９ｃｍ−１のピークの面積である。前記Ａ及びＢを求める際のバックグラウンドの始点及び終点の波数及び面積の積分範囲を下記の表１に示す。
Ａ０及びＢ０の算出方法も前記と同様で、アクリレート重合体を塗布していないクリーニングブレードの切片を顕微ＩＲ（透過法）で測定することで得られる。
上記の方法を用いれば、顕微ＡＴＲ法でも同様の結果が得られる。
[Peak area value measurement]
A section of the cleaning blade produced by the cryomicrotome is placed on a silicon wafer and measured by microscopic IR (transmission method). The IR apparatus main body used in the present invention is FT / IR-6100, and the infrared microscope is IRT-5000 (manufactured by JASCO Corporation). FIG. 3 shows the section viewed with the infrared microscope. The left half of FIG. 3 is a section, the right half is a silicon wafer, and the boundary is the contact surface. The aperture size is the vertical direction of the contact surface × the contact surface direction, 3 μm × 30 μm square, and continuously measured by 3 μm in the vertical direction from the surface of the contact surface of the section on the silicon wafer. The distance from the contact surface at each measurement point was set to the center of the measurement region for the intercept.
FIG. 4 shows an enlarged view of the vicinity of 1700 cm −1 of the spectrum obtained by the measurement method. The peak area value A of 1700 cm −1 used in the present invention is the area of the shoulder portion on the low wavelength side of the peak whose peak top is 1733 cm −1 . Also, the peak area value B of 1579cm -1, a peak top is the area of the peak of 1579cm -1. Table 1 below shows the integration ranges of the wave number and area of the background start point and end point when obtaining A and B.
The calculation method of A0 and B0 is the same as described above, and can be obtained by measuring a section of the cleaning blade not coated with the acrylate polymer by microscopic IR (transmission method).
If the above method is used, the same result can be obtained by the microscopic ATR method.
〔Ａ／ＢのＡ０／Ｂ０との比率〕
前記Ａ、Ｂ、Ａ０、Ｂ０から、Ａ／Ｂ及びＡ０／Ｂ０を算出し、Ａ／ＢのＡ０／Ｂ０に対する比率を求める。前記比率はクリーニングブレード中のアクリレート重合体の含浸濃度が小さくなるに伴い１に近づく。前記比率を当接面からの距離でプロットしたグラフを図５に示す。本発明では前記比率が１．１に達した箇所をアクリレート重合体の含浸深さと判断し、含浸深さの制御に用いる。
[Ratio of A / B to A0 / B0]
A / B and A0 / B0 are calculated from A, B, A0, and B0, and a ratio of A / B to A0 / B0 is obtained. The ratio approaches 1 as the impregnation concentration of the acrylate polymer in the cleaning blade decreases. A graph in which the ratio is plotted by the distance from the contact surface is shown in FIG. In the present invention, the portion where the ratio reaches 1.1 is determined as the impregnation depth of the acrylate polymer, and is used for controlling the impregnation depth.
＜画像形成装置＞
次に本発明に係る画像形成装置の一実施の形態である電子写真プリンタ（以下、単にプリンタという）について説明する。
図６は、本実施形態に係るプリンタの要部を示す概略構成図である。プリンタは、単一色の複写を行うものであり、図示しない画像読み取り部で読み取った画像データに基づいてモノクロ画像形成を行う。
<Image forming apparatus>
Next, an electrophotographic printer (hereinafter simply referred to as a printer) which is an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention will be described.
FIG. 6 is a schematic configuration diagram illustrating a main part of the printer according to the present embodiment. The printer performs single-color copying, and forms a monochrome image based on image data read by an image reading unit (not shown).
図６に示すように、プリンタは、像担持体としてのドラム状の感光体３を備えている。感光体３はドラム状の形状を示しているが、シート状、エンドレスベルト状のものであっても良い。 As shown in FIG. 6, the printer includes a drum-shaped photosensitive member 3 as an image carrier. The photosensitive member 3 has a drum shape, but may be a sheet shape or an endless belt shape.
感光体３の周囲には帯電手段としての帯電装置４、潜像をトナー像化する現像手段である現像装置５、トナー像を記録媒体としての転写紙（転写体）に転写する転写手段としての転写装置７、転写後の感光体３上に残留するトナーをクリーニングするクリーニング手段としてのクリーニング装置６、感光体３上に滑剤を塗布する滑剤塗布手段としての潤滑剤塗布装置１０、感光体３を除電する除電ランプ(不図示)等が配置されている。 Around the photosensitive member 3, a charging device 4 as a charging unit, a developing device 5 as a developing unit that converts a latent image into a toner image, and a transfer unit that transfers a toner image onto a transfer sheet (transfer body) as a recording medium. A transfer device 7, a cleaning device 6 as a cleaning unit for cleaning toner remaining on the photoconductor 3 after transfer, a lubricant application device 10 as a lubricant application unit for applying a lubricant on the photoconductor 3, and the photoconductor 3. A neutralizing lamp (not shown) and the like for neutralizing are arranged.
帯電装置４は、感光体３に所定の距離を持って非接触で配置され、感光体３を所定の極性、所定の電位に帯電するものである。帯電装置４によって一様帯電された感光体３は、図示しない潜像形成手段たる露光装置から画像データに基づいて光Ｌが照射され静電潜像が形成される。 The charging device 4 is arranged in a non-contact manner with a predetermined distance from the photoconductor 3, and charges the photoconductor 3 to a predetermined polarity and a predetermined potential. The photosensitive member 3 uniformly charged by the charging device 4 is irradiated with light L based on image data from an exposure device which is a latent image forming unit (not shown) to form an electrostatic latent image.
現像装置５は、現像剤担持体としての現像ローラ５１を有している。この現像ローラ５１には、図示しない電源から現像バイアスが印加されるようになっている。現像装置５のケーシング内には、ケーシング内に収容された現像剤を互いに逆方向に搬送しながら攪拌する供給スクリュ５２及び攪拌スクリュ５３が設けられている。また、現像ローラ５１に担持された現像剤を規制するためのドクタ５４も設けられている。供給スクリュ５２及び攪拌スクリュ５３の２本スクリュによって撹拌・搬送された現像剤中のトナーは、所定の極性に帯電される。そして、現像剤は、現像ローラ５１に汲み上げられ、汲み上げられた現像剤は、ドクタ５４により規制され、感光体３と対向する現像領域でトナーが感光体３上の潜像に付着する。 The developing device 5 has a developing roller 51 as a developer carrier. A developing bias is applied to the developing roller 51 from a power source (not shown). In the casing of the developing device 5, a supply screw 52 and a stirring screw 53 are provided for stirring the developer contained in the casing while conveying the developer in opposite directions. A doctor 54 for regulating the developer carried on the developing roller 51 is also provided. The toner in the developer stirred and conveyed by the two screws of the supply screw 52 and the stirring screw 53 is charged to a predetermined polarity. The developer is pumped up by the developing roller 51, and the pumped-up developer is regulated by the doctor 54, and the toner adheres to the latent image on the photoconductor 3 in the development area facing the photoconductor 3.
クリーニング装置６は、クリーニングブレード６２を有しているがファーブラシをさらに有する構成としてもよい。クリーニングブレード６２は、感光体３の表面移動方向に対してカウンタ方向で感光体３に当接している。なお、クリーニングブレード６２の詳細については前述したとおりである。 Although the cleaning device 6 includes the cleaning blade 62, the cleaning device 6 may further include a fur brush. The cleaning blade 62 is in contact with the photoconductor 3 in the counter direction with respect to the surface movement direction of the photoconductor 3. The details of the cleaning blade 62 are as described above.
潤滑剤塗布装置１０は、固形潤滑剤１０３、潤滑剤加圧スプリング（不図示）、ファーブラシ１０１等を備え、固形潤滑剤１０３を感光体３上に塗布する塗布ブラシとしてファーブラシ１０１を用いている。固形潤滑剤１０３は、図示しないブラケットに保持され、潤滑剤加圧スプリング（不図示）によりファーブラシ１０１側に加圧されている。そして、感光体３の回転方向に対して連れまわり方向に回転するファーブラシ１０１により固形潤滑剤１０３が削られて感光体３上に潤滑剤が塗布される。感光体への潤滑剤塗布により感光体表面の摩擦係数が非画像形成時に０．２以下に維持される。 The lubricant application device 10 includes a solid lubricant 103, a lubricant pressure spring (not shown), a fur brush 101, and the like, and uses the fur brush 101 as an application brush for applying the solid lubricant 103 onto the photoconductor 3. Yes. The solid lubricant 103 is held by a bracket (not shown) and is pressed toward the fur brush 101 by a lubricant pressurizing spring (not shown). Then, the solid lubricant 103 is scraped by the fur brush 101 that rotates in the rotational direction with respect to the rotation direction of the photoconductor 3, and the lubricant is applied onto the photoconductor 3. By applying the lubricant to the photoconductor, the coefficient of friction of the photoconductor surface is maintained at 0.2 or less during non-image formation.
帯電装置４には、コロトロン、スコロトロン、固体帯電器（ソリッド・ステート・チャージャー）を始めとする公知の手段が用いられる。
これらの帯電方式のうち、特に接触帯電方式、あるいは非接触の近接配置方式がより望ましく、帯電効率が高くオゾン発生量が少ない、装置の小型化が可能である等のメリットを有する。接触帯電方式あるいは非接触の近接配置方式の場合、感光体３からトナーなどが帯電装置４に移行し汚染されるため、帯電装置４のクリーニング機構８を設けることが好ましい。
For the charging device 4, known means such as a corotron, a scorotron, and a solid state charger (solid state charger) are used.
Among these charging methods, the contact charging method or the non-contact proximity arrangement method is more desirable, and has advantages such as high charging efficiency, a small amount of ozone generation, and miniaturization of the apparatus. In the case of the contact charging method or the non-contact proximity arrangement method, it is preferable to provide a cleaning mechanism 8 for the charging device 4 because toner or the like moves from the photoreceptor 3 to the charging device 4 and is contaminated.
また、図示しない露光装置、除電ランプ等の光源には、蛍光灯、タングステンランプ、ハロゲンランプ、水銀灯、ナトリウム灯、発光ダイオード（ＬＥＤ）、半導体レーザー（ＬＤ）、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）などの発光物全般を用いることができる。
また、所望の波長域の光のみを照射するために、シャープカットフィルター、バンドパスフィルター、近赤外カットフィルター、ダイクロイックフィルター、干渉フィルター、色温度変換フィルターなどの各種フィルターを用いることもできる。
これらの光源のうち、発光ダイオード、及び半導体レーザーは照射エネルギーが高く、また６００〜８００［ｎｍ］の長波長光を有するため、良好に使用される。
In addition, light sources such as fluorescent lamps, tungsten lamps, halogen lamps, mercury lamps, sodium lamps, light emitting diodes (LEDs), semiconductor lasers (LDs), and electroluminescences (ELs) are used as light sources such as exposure apparatuses and static elimination lamps (not shown). General can be used.
In addition, various types of filters such as a sharp cut filter, a band pass filter, a near infrared cut filter, a dichroic filter, an interference filter, and a color temperature conversion filter can be used to irradiate only light in a desired wavelength range.
Among these light sources, a light emitting diode and a semiconductor laser have high irradiation energy and have a long wavelength light of 600 to 800 [nm], so that they are used favorably.
次に、プリンタにおける画像形成動作を説明する。
図示しない操作部などからプリント実行の信号を受信したら、帯電装置４、現像ローラ５１にそれぞれ所定の電圧または電流が順次所定のタイミングで印加される。同様に、露光装置及び除電ランプなどにもそれぞれ所定の電圧又は電流が順次所定のタイミングで印加される。また、これと同期して、駆動手段としての感光体駆動モータ（不図示）により感光体３が時計回りの方向に回転駆動される。
Next, an image forming operation in the printer will be described.
When a print execution signal is received from an operation unit (not shown) or the like, a predetermined voltage or current is sequentially applied to the charging device 4 and the developing roller 51 at predetermined timings. Similarly, a predetermined voltage or current is sequentially applied to the exposure apparatus and the charge removal lamp at predetermined timing. In synchronization with this, the photosensitive member 3 is rotationally driven in a clockwise direction by a photosensitive member driving motor (not shown) as a driving unit.
感光体３が時計回りの方向に回転すると、まず感光体表面が、帯電装置４によって所定の電位に帯電される。そして、図示しない露光装置から画像信号に対応した光Ｌが感光体３上に照射され、光Ｌが照射された部分の感光体３上が除電され静電潜像が形成される。 When the photoconductor 3 rotates in the clockwise direction, the surface of the photoconductor is first charged to a predetermined potential by the charging device 4. Then, light L corresponding to the image signal is irradiated onto the photoconductor 3 from an exposure device (not shown), and the portion of the photoconductor 3 irradiated with the light L is neutralized to form an electrostatic latent image.
静電潜像の形成された感光体３は、現像装置５との対向部で現像ローラ５１上に形成された現像剤の磁気ブラシで感光体３表面を摺擦される。このとき、現像ローラ５１上の負帯電トナーは、現像ローラ５１に印加された所定の現像バイアスによって、静電潜像側に移動し、トナー像化（現像）される。このように、本実施形態では、感光体３上に形成された静電潜像は、現像装置５によって、負極性に帯電されたトナーにより反転現像される。本実施形態では、Ｎ／Ｐ（ネガポジ：電位が低い所にトナーが付着する）の非接触帯電ローラ方式を用いた例について説明したが、これに限るものではない。 The photosensitive member 3 on which the electrostatic latent image is formed is rubbed against the surface of the photosensitive member 3 with a magnetic brush of developer formed on the developing roller 51 at a portion facing the developing device 5. At this time, the negatively charged toner on the developing roller 51 is moved to the electrostatic latent image side by a predetermined developing bias applied to the developing roller 51 to be converted into a toner image (development). Thus, in the present embodiment, the electrostatic latent image formed on the photoreceptor 3 is reversely developed by the developing device 5 with the negatively charged toner. In this embodiment, an example using a non-contact charging roller system of N / P (negative positive: toner adheres to a place where the potential is low) has been described, but the present invention is not limited to this.
感光体３上に形成されたトナー像は、図示しない給紙部から上レジストローラと下レジストローラとの対向部を経て、感光体３と転写装置７との間に形成される転写領域に給紙される転写紙に転写される。このとき、転写紙は上レジストローラと下レジストローラとの対向部で画像先端と同期を取り転写ベルト１４上に供給される。また、転写紙への転写時には、所定の転写バイアスが印加される。トナー像が転写された転写紙は感光体３から分離され、図示しない定着手段としての定着装置へ搬送される。そして、定着装置を通過する事により、熱と圧力の作用でトナー像が転写紙上に定着されて、転写紙は機外に排出される。 The toner image formed on the photoconductor 3 is supplied to a transfer area formed between the photoconductor 3 and the transfer device 7 from a paper supply unit (not shown) through a facing portion between the upper registration roller and the lower registration roller. It is transferred to the transfer paper to be paper. At this time, the transfer paper is supplied onto the transfer belt 14 in synchronism with the leading edge of the image at the facing portion between the upper registration roller and the lower registration roller. In addition, a predetermined transfer bias is applied during transfer onto the transfer paper. The transfer paper onto which the toner image has been transferred is separated from the photoreceptor 3 and conveyed to a fixing device (not shown) as a fixing unit. By passing through the fixing device, the toner image is fixed on the transfer paper by the action of heat and pressure, and the transfer paper is discharged out of the apparatus.
一方、転写後の感光体３の表面は、クリーニング装置６で転写後の残留トナーが除去され、潤滑剤塗布装置１０によって潤滑剤が塗布された後、除電ランプで除電される。 On the other hand, after the transfer, the surface of the photoreceptor 3 is removed by the cleaning device 6 to remove the residual toner. After the lubricant is applied by the lubricant application device 10, the surface of the photoreceptor 3 is discharged by the charge removal lamp.
なお、以上説明した例は感光体３から転写体としての転写紙にトナー像を直接転写される方式を採用した実施形態であるが、本発明はこれに何ら限定されるものではない。即ち、感光体３から中間転写体としての中間転写ベルトにトナー像を１次転写し、この中間転写ベルト上のトナー像を転写紙に２次転写する、所謂中間転写方式を採用しても良い。
この他、各色に対応した複数の現像装置５を有しカラー画像を形成する、周知慣用のカラー画像形成方式を採用したカラー画像形成装置としても良い。
The example described above is an embodiment that employs a system in which a toner image is directly transferred from a photosensitive member 3 to a transfer sheet as a transfer member. However, the present invention is not limited to this. That is, a so-called intermediate transfer method may be employed in which the toner image is primarily transferred from the photoreceptor 3 to an intermediate transfer belt as an intermediate transfer member, and the toner image on the intermediate transfer belt is secondarily transferred to transfer paper. .
In addition, a color image forming apparatus employing a well-known and commonly used color image forming system that has a plurality of developing devices 5 corresponding to the respective colors and forms a color image may be used.
また、本プリンタにおいては、感光体３と、プロセス手段として帯電装置４、現像装置５、クリーニング装置６、潤滑剤塗布装置１０などが枠体２に収められており、プロセスカートリッジ１として装置本体から一体的に着脱可能となっている。なお、本実施形態では、プロセスカートリッジ１としての感光体３とプロセス手段とを一体的に交換するようになっているが、感光体３、帯電装置４、現像装置５、クリーニング装置６、潤滑剤塗布装置１０のような単位で新しいものと交換するような構成でもよい。 Further, in this printer, the photosensitive member 3, the charging device 4, the developing device 5, the cleaning device 6, the lubricant applying device 10 and the like as process means are housed in the frame 2, and the process cartridge 1 is provided from the main body of the apparatus. It is detachable integrally. In this embodiment, the photosensitive member 3 as the process cartridge 1 and the process means are integrally replaced. However, the photosensitive member 3, the charging device 4, the developing device 5, the cleaning device 6, and the lubricant are used. The structure which replaces | exchanges for a new thing in units like the coating device 10 may be sufficient.
〔トナー〕
次に、本プリンタに好適なトナーについて説明する。
本プリンタに用いるトナーとしては、画質向上のために、高円形化、小粒径化がし易い懸濁重合法、乳化重合法、分散重合法により製造された重合トナーを用いるのが好ましい。特に、円形度が０．９７以上、体積平均粒径５．５［μｍ］以下の重合トナーを用いるのが好ましい。平均円形度が０．９７以上、体積平均粒径５．５［μｍ］のものを用いることにより、より高解像度の画像を形成することができる。
〔toner〕
Next, a toner suitable for the printer will be described.
As the toner used in the printer, it is preferable to use a polymerized toner produced by a suspension polymerization method, an emulsion polymerization method, or a dispersion polymerization method, which can easily increase the circularity and reduce the particle size in order to improve the image quality. In particular, it is preferable to use a polymerized toner having a circularity of 0.97 or more and a volume average particle size of 5.5 [μm] or less. By using a material having an average circularity of 0.97 or more and a volume average particle size of 5.5 [μm], a higher resolution image can be formed.
ここでいう「円形度」は、フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２０００（東亜医用電子社製、商品名）により計測した平均円形度である。具体的には、容器中の予め不純固形物を除去した水１００〜１５０［ｍｌ］中に、分散剤として界面活性剤好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩を０．１〜０．５［ｍｌ］加え、更に測定試料（トナー）を０．１〜０．５［ｇ］程度加える。その後、このトナーが分散した懸濁液を、超音波分散器で約１〜３分間分散処理し、分散液濃度が３０００〜１［万個／μｌ］となるようにしたものを上述の分析装置にセットして、トナーの形状及び分布を測定する。そして、この測定結果に基づき、図7（ａ）に示す実際のトナー投影形状の外周長をＣ１、その投影面積をＳとし、この投影面積Ｓと同じ図7（ｂ）に示す真円の外周長をＣ２としたときのＣ２／Ｃ１を求め、その平均値を円形度とした。 The “circularity” here is an average circularity measured by a flow type particle image analyzer FPIA-2000 (trade name, manufactured by Toa Medical Electronics Co., Ltd.). Specifically, in 100 to 150 [ml] of water from which impure solids have been removed in advance in a container, 0.1 to 0.5 [ml] of a surfactant, preferably alkylbenzene sulfonate, is added as a dispersant, Further, about 0.1 to 0.5 [g] of a measurement sample (toner) is added. Thereafter, the suspension in which the toner is dispersed is subjected to a dispersion treatment with an ultrasonic disperser for about 1 to 3 minutes so that the concentration of the dispersion becomes 3000 to 1 [10,000 / μl]. To measure the shape and distribution of the toner. Based on the measurement result, the outer peripheral length of the actual toner projection shape shown in FIG. 7A is C1, and the projection area is S. The outer circumference of the perfect circle shown in FIG. C2 / C1 was determined when the length was C2, and the average value was defined as the circularity.
体積平均粒径については、コールターカウンター法によって求めることが可能である。具体的には、コールターマルチサイザー２ｅ型（コールター社製）によって測定したトナーの個数分布や体積分布のデータを、インターフェイス（日科機社製）を介してパーソナルコンピューターに送って解析するのである。より詳しくは、１級塩化ナトリウムを用いた１％ＮａＣｌ水溶液を電解液として用意する。そして、この電解水溶液１００〜１５０［ｍｌ］中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩を０．１〜５［ｍｌ］加える。更に、これに被検試料としてのトナーを２〜２０［ｍｇ］加え、超音波分散器で約１〜３分間分散処理する。そして、別のビーカーに電解水溶液１００〜２００［ｍｌ］を入れ、その中に分散処理後の溶液を所定濃度になるように加えて、上記コールターマルチサイザー２ｅ型にかける。
アパーチャーとしては、１００［μｍ］のものを用い、５０，０００個のトナー粒子の粒径を測定する。チャンネルとしては、２．００〜２．５２［μｍ］未満；２．５２〜３．１７［μｍ］未満；３．１７〜４．００［μｍ］未満；４．００〜５．０４［μｍ］未満；５．０４〜６．３５［μｍ］未満；６．３５〜８．００［μｍ］未満；８．００〜１０．０８［μｍ］未満；１０．０８〜１２．７０［μｍ］未満；１２．７０〜１６．００［μｍ］未満；１６．００〜２０．２０［μｍ］未満；２０．２０〜２５．４０［μｍ］未満；２５．４０〜３２．００［μｍ］未満；３２．００〜４０．３０［μｍ］未満の１３チャンネルを使用し、粒径２．００［μｍ］以上３２．０［μｍ］以下のトナー粒子を対象とする。
そして、「体積平均粒径＝ΣＸｆＶ／ΣｆＶ」という関係式に基づいて、体積平均粒径を算出する。但し、Ｘは各チャンネルにおける代表径、Ｖは各チャンネルの代表径における相当体積、ｆは各チャンネルにおける粒子個数である。
The volume average particle diameter can be determined by a Coulter counter method. Specifically, the toner number distribution and volume distribution data measured by the Coulter Multisizer 2e type (manufactured by Coulter) are sent to a personal computer via an interface (manufactured by Nikkaki Co., Ltd.) for analysis. More specifically, a 1% NaCl aqueous solution using first grade sodium chloride is prepared as an electrolytic solution. Then, 0.1 to 5 [ml] of a surfactant, preferably alkylbenzene sulfonate, is added as a dispersant to 100 to 150 [ml] of the electrolytic aqueous solution. Further, 2 to 20 [mg] of toner as a test sample is added thereto, and the dispersion treatment is performed for about 1 to 3 minutes using an ultrasonic disperser. Then, 100 to 200 [ml] of the electrolytic aqueous solution is put into another beaker, and the solution after the dispersion treatment is added to the beaker so as to have a predetermined concentration, and then applied to the Coulter Multisizer 2e type.
The aperture is 100 [μm], and the particle size of 50,000 toner particles is measured. As a channel, it is less than 2.00-2.52 [micrometer]; 2.52-less than 3.17 [micrometer]; 3.17-less than 4.00 [micrometer]; 4.00-5.04 [micrometer] Less than 5.04 to 6.35 [μm]; 6.35 to less than 8.00 [μm]; 8.00 to less than 10.08 [μm]; 10.08 to less than 12.70 [μm]; 12.70 to less than 16.00 [μm]; 16.00 to less than 20.20 [μm]; 20.20 to less than 25.40 [μm]; 25.40 to less than 32.00 [μm]; Using 13 channels of 00 to less than 40.30 [μm], toner particles with a particle size of 2.00 [μm] or more and 32.0 [μm] or less are targeted.
Then, the volume average particle diameter is calculated based on the relational expression “volume average particle diameter = ΣXfV / ΣfV”. However, X is the representative diameter in each channel, V is the equivalent volume in the representative diameter of each channel, and f is the number of particles in each channel.
実施例及び比較例をあげて本発明をより具体的に説明する。ここでの部は質量基準である。
表面層６２３の材質、層厚、含浸処理をそれぞれ変化させて、耐久試験を行った。なお、弾性体ブレード６２２としては、リコー社製ｉｍａｇｉｏ Ｎｅｏ Ｃ４５００で用いられているポリウレタン製のクリーニングブレードを使用した。
The present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. The part here is based on mass.
The durability test was performed by changing the material, the layer thickness, and the impregnation treatment of the surface layer 623. As the elastic blade 622, a polyurethane cleaning blade used in imgio Neo C4500 manufactured by Ricoh Company was used.
＜アクリレート材料の組成＞
アクリレート重合体を形成するためのアクリレート材料として、アクリレート材料１〜３を用意した。
（アクリレート材料１）
・日本化薬社製ＫＡＹＡＲＡＤ ＤＰＣＡ−１２０ ２５部
・チバケミカル社製Ｉ−１８４ １部
・２―ブタノール ７４部
（アクリレート材料２）
・日本化薬社製ＫＡＹＡＲＡＤ ＴＭＰＴＡ ２５部
・チバケミカル社製Ｉ−１８４ １部
・２―ブタノール ７４部
（アクリレート材料３）
・日本化薬社製ＫＡＹＡＲＡＤ Ｒ−５２６ ２５部
・チバケミカル社製Ｉ−１８４ １部
・２―ブタノール ７４部
<Composition of acrylate material>
As acrylate materials for forming the acrylate polymer, acrylate materials 1 to 3 were prepared.
(Acrylate material 1)
-Nippon Kayaku Co., Ltd. KAYARAD DPCA-120 25 parts-Ciba Chemical Co., Ltd. I-184 1 part-2-butanol 74 parts (acrylate material 2)
・ Nippon Kayaku Co., Ltd. KAYARAD TMPTA 25 parts ・ Ciba Chemical Co., Ltd. I-184 1 part ・ 2-butanol 74 parts (acrylate material 3)
・ Nippon Kayaku KAYARAD R-526 25 parts ・ Ciba Chemical I-184 1 part ・ 2-butanol 74 parts
＜アクリレート重合体の含浸の深さの測定＞
実施例１〜６および比較例１〜４のそれぞれについて、同一条件で作製したクリーニングブレードを二本準備し、一本の長手方向中央をクライオミクロトームで厚さ４００ｎｍの切片を作製し、シリコンウェハ上に切片を載せ、光学顕微鏡及びＳＥＭにより当接面表面層の膜厚を測定した。また、クリーニングブレードの端部より当接面に沿って５ｍｍの箇所から内側に向かって、顕微ＩＲ（透過法）により測定を行い、アクリレート重合体の含浸の深さを測定した。アクリレート重合体の含浸の深さは、前記Ａ／ＢのＡ０／Ｂ０に対する比率〔（Ａ／Ｂ）／（Ａ０／Ｂ０）〕が１．１に達した箇所で評価した。
<Measurement of depth of impregnation of acrylate polymer>
For each of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 4, two cleaning blades prepared under the same conditions were prepared, and a section having a thickness of 400 nm was prepared with a cryomicrotome at the center in the longitudinal direction. The slice was placed on the film, and the thickness of the contact surface layer was measured with an optical microscope and SEM. Further, the depth of impregnation of the acrylate polymer was measured by microscopic IR (transmission method) from the end of the cleaning blade along the contact surface toward the inside from a location of 5 mm. The depth of impregnation of the acrylate polymer was evaluated at a point where the ratio [(A / B) / (A0 / B0)] of A / B to A0 / B0 reached 1.1.
〔実施例１〕
スプレー塗工により当接先端部に表面層を形成した。
スプレー装置は、オリンポス社製ＰＣ−３０８ＷＩＤＥを用い、当接先端部から４０［ｍｍ］離れたところから、０．５［ＭＰａ］の圧力で７［ｍｍ／ｓ］の速度でスプレーガンを移動させながら所定の層厚となるように吐出量を調整して塗工した。その後、５分間放置後、３０℃で１０分間真空乾燥を行った後、紫外線（ＵＶ）照射（１０００ｍＪ／ｃｍ２）を行い、表面層を形成すると共に含浸した重合性アクリレートモノマーを重合させた。
スプレー塗工液に用いた薬品は、全て凍結真空脱気を行い、酸素を除去したものを用いた。スプレー塗工、乾燥は、ガラス製容器内で酸素濃度が１００ｐｐｍ以下の環境で行った。結果は次ぎのとおりであった。
アクリレート重合体１（アクリレート材料１が重合したもの）
表面層の厚み ：１μｍ
アクリレート重合体１の含浸深さ：７．５μｍ
[Example 1]
A surface layer was formed at the contact tip by spray coating.
PC-308WIDE made by Olympus is used as the spray device, and the spray gun is moved at a speed of 7 [mm / s] at a pressure of 0.5 [MPa] from a distance of 40 [mm] from the contact tip. The coating amount was adjusted so as to obtain a predetermined layer thickness. Thereafter, after standing for 5 minutes, vacuum drying was performed at 30 ° C. for 10 minutes, followed by ultraviolet (UV) irradiation (1000 mJ / cm 2) to form a surface layer and polymerize the impregnated polymerizable acrylate monomer.
The chemicals used for the spray coating solution were all freezing vacuum degassed and oxygen removed. Spray coating and drying were performed in an environment with an oxygen concentration of 100 ppm or less in a glass container. The results were as follows.
Acrylate polymer 1 (polymerized from acrylate material 1)
Surface layer thickness: 1μm
Impregnation depth of acrylate polymer 1: 7.5 μm
〔実施例２〕
実施例１のアクリレート材料１の代わりに、アクリレート材料２を用いた以外は実施例１と同様にして当接先端部に表面層を形成した。結果は次ぎのとおりであった。
アクリレート重合体２（アクリレート材料２が重合したもの）
表面層の厚み ：０．６μｍ
アクリレート重合体２の含浸深さ：１０.５μｍ
[Example 2]
A surface layer was formed at the contact tip in the same manner as in Example 1 except that the acrylate material 2 was used instead of the acrylate material 1 of Example 1. The results were as follows.
Acrylate polymer 2 (polymerized from acrylate material 2)
Surface layer thickness: 0.6 μm
Impregnation depth of acrylate polymer 2: 10.5 μm
〔実施例３〕
実施例１のアクリレート材料１の代わりに、アクリレート材料３を用いた以外は実施例１と同様にして当接先端部に表面層を形成した。結果は次ぎのとおりであった。
アクリレート重合体３（アクリレート材料３が重合したもの）
表面層の厚み ：０．６μｍ
アクリレート重合体３の含浸深さ：１３．５μｍ
Example 3
A surface layer was formed at the contact tip in the same manner as in Example 1 except that the acrylate material 3 was used instead of the acrylate material 1 of Example 1. The results were as follows.
Acrylate polymer 3 (polymerized from acrylate material 3)
Surface layer thickness: 0.6 μm
Impregnation depth of acrylate polymer 3: 13.5 μm
〔実施例４〕
弾性体ブレードを入れたガラス製容器内を１０ｍｍＨｇまで減圧し、容器内を減圧した状態で、弾性体ブレードの所望の箇所にアクリレート材料１が含浸するようにアクリレート材料１を容器内に注入し、３０秒間その状態を保持した。容器内を常圧にし、弾性体ブレード表面のアクリレート材料１をマイクロワイプによりふき取った後、実施例１と同様に乾燥、ＵＶ照射を行い、表面層を形成すると共に含浸した重合性アクリレートモノマーを重合させた。結果は次ぎのとおりであった。
アクリレート重合体１（アクリレート材料１が重合したもの）
表面層の厚み ：０．１μｍ
アクリレート重合体１の含浸深さ：３１.５μｍ
Example 4
The inside of the glass container containing the elastic blade is depressurized to 10 mmHg, and the acrylate material 1 is injected into the container so that the desired position of the elastic blade is impregnated with the acrylate material 1 while the container is depressurized. The state was maintained for 30 seconds. After the inside of the container is under normal pressure and the acrylate material 1 on the surface of the elastic blade is wiped off with a micro wipe, drying and UV irradiation are performed in the same manner as in Example 1 to form a surface layer and polymerize the impregnated polymerizable acrylate monomer. I let you. The results were as follows.
Acrylate polymer 1 (polymerized from acrylate material 1)
Surface layer thickness: 0.1 μm
Impregnation depth of acrylate polymer 1: 31.5 μm
〔実施例５〕
実施例４おいて、アクリレート材料１を容器内に注入した後、２分間その状態を保持する以外は実施例４と同様に乾燥、ＵＶ照射を行い、表面層を形成すると共に含浸した重合性アクリレートモノマーを重合させた。結果は次ぎのとおりであった。
アクリレート重合体１（アクリレート材料１が重合したもの）
表面層の厚み ：０．１μｍ
アクリレート重合体１の含浸深さ：８５.５μｍ
Example 5
In Example 4, after the acrylate material 1 was poured into the container, it was dried and UV-irradiated to form a surface layer and impregnated polymerizable acrylate in the same manner as in Example 4 except that the state was maintained for 2 minutes. The monomer was polymerized. The results were as follows.
Acrylate polymer 1 (polymerized from acrylate material 1)
Surface layer thickness: 0.1 μm
Impregnation depth of acrylate polymer 1: 85.5 μm
〔実施例６〕
実施例３において、ＵＶ照射を行う際、酸素濃度が、１．８％の環境で行う以外は、実施例３と同様にクリーニングブレードを作製した。結果は次ぎのとおりであった。
アクリレート重合体３（アクリレート材料３が重合したもの）
表面層の厚み ：０．６μｍ
アクリレート重合体の含浸深さ：１０.５μｍ
Example 6
In Example 3, a cleaning blade was produced in the same manner as in Example 3 except that the UV irradiation was performed in an environment where the oxygen concentration was 1.8%. The results were as follows.
Acrylate polymer 3 (polymerized from acrylate material 3)
Surface layer thickness: 0.6 μm
Acrylic polymer impregnation depth: 10.5 μm
〔比較例１〕
母体の弾性体ブレードの未処理品をそのままクリーニングブレードとした。
[Comparative Example 1]
The untreated product of the base elastic blade was directly used as a cleaning blade.
〔比較例２〕
実施例１において、アクリレート材料１の２−ブタノールを７４部から１４０部とする以外は実施例１と同様にしてクリーニングブレードを作製した。結果は次ぎのとおりであった。
アクリレート重合体１（アクリレート材料１が重合したもの）
表面層の厚み：０．１μｍ
アクリレート重合体の含浸深さ：４.５μｍ
[Comparative Example 2]
A cleaning blade was produced in the same manner as in Example 1 except that the amount of 2-butanol in the acrylate material 1 was changed from 74 parts to 140 parts in Example 1. The results were as follows.
Acrylate polymer 1 (polymerized from acrylate material 1)
Surface layer thickness: 0.1 μm
Acrylic polymer impregnation depth: 4.5 μm
〔比較例３〕
実施例４において、アクリレート材料１の代わりに、アクリレート材料３を用い、アクリレート材料３を容器内に注入した後、２０分間その状態を保持する以外は実施例４と同様に乾燥、ＵＶ照射を行い、表面層を形成すると共に含浸した重合性アクリレートモノマーを重合させた。結果は次ぎのとおりであった。
アクリレート重合体３（アクリレート材料３が重合したもの）
表面層の厚み：０．１μｍ
アクリレート重合体の含浸深さ：１３０.５μｍ
[Comparative Example 3]
In Example 4, instead of the acrylate material 1, the acrylate material 3 was used, and after the acrylate material 3 was poured into the container, the state was maintained for 20 minutes, followed by drying and UV irradiation in the same manner as in Example 4. The polymerizable acrylate monomer impregnated while forming the surface layer was polymerized. The results were as follows.
Acrylate polymer 3 (polymerized from acrylate material 3)
Surface layer thickness: 0.1 μm
Acrylic polymer impregnation depth: 130.5 μm
〔比較例４〕
実施例３において、アクリレート材料３の２−ブタノールを７４部から１００部とし、スプレー塗工、乾燥、ＵＶ照射を全て大気中で行い、表面層を形成すると共に含浸した重合性アクリレートモノマーを重合させた以外は実施例３と同様に、クリーニングブレードを作製した。結果は次ぎのとおりであった。
アクリレート重合体３（アクリレート材料３が重合したもの）
表面層の厚み：０．５μｍ
アクリレート重合体の含浸深さ：１．５μｍ
[Comparative Example 4]
In Example 3, 2-butanol of acrylate material 3 is changed from 74 parts to 100 parts, and spray coating, drying, and UV irradiation are all performed in the air to form a surface layer and polymerize the impregnated polymerizable acrylate monomer. A cleaning blade was produced in the same manner as in Example 3 except that. The results were as follows.
Acrylate polymer 3 (polymerized from acrylate material 3)
Surface layer thickness: 0.5 μm
Acrylic polymer impregnation depth: 1.5 μm
［検証実験］
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。
上記のクリーニングブレードをリコー社製カラー複合機リコー製ｉｍａｇｉｏ ＮｅｏＣ４５００に取り付け、実施例１〜実施例６、比較例１〜比較例４の画像形成装置を作製した。また、トナーは重合法により作製したトナーを用いた。なお、トナーの物性は、以下のとおりである。
[Verification experiment]
Next, the configuration of the image forming apparatus for which the verification experiment was performed will be described.
The above-described cleaning blade was attached to a color composite machine Ricoh's imgio NeoC4500, and image forming apparatuses of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 4 were produced. As the toner, a toner prepared by a polymerization method was used. The physical properties of the toner are as follows.
トナー母体：（円形度０．９８、平均粒径４．９［μｍ］） ９７部
外添剤 ：小粒径シリカ（クラリアント社製Ｈ２０００） １．５部
小粒径酸化チタン（テイカ社製ＭＴ−１５０ＡＩ） ０．５部
大粒径シリカ（電気化学工業社製ＵＦＰ−３０Ｈ） １．０部
Toner base: (roundness 0.98, average particle size 4.9 [μm]) 97 parts External additive: small particle size silica (H2000 manufactured by Clariant) 1.5 parts
0.5 parts of small particle size titanium oxide (MT-150AI manufactured by Teika)
Large particle size silica (UFP-30H manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) 1.0 part
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、以下の項目を評価した。 The verification experiment was performed in a laboratory environment: 21 [° C.] · 65 [% RH], paper feeding condition: image area ratio 5% chart with 3 prints / job at 50,000 sheets (A4 landscape). And the following items were evaluated.
［評価項目］
クリーニング不良発生：有無（目視観察：良好なものから順に◎、○、△、×、××で評価し、◎及び○を合格とした。）
評価時画像：縦帯パターン（紙進行方向に対して）４３［ｍｍ］幅、３本チャート出力２０枚（Ａ４横）
クリーニングブレードエッジ摩耗幅、摩耗形態：図8に示すようにクリーニングブレード下面側からみた摩耗幅、摩耗形態
[Evaluation item]
Occurrence of cleaning failure: Presence / absence (visual observation: ◎, ○, △, ×, XX were evaluated in order from the best, and ◎ and ○ were accepted)
Evaluation image: Vertical belt pattern (with respect to the paper traveling direction) 43 [mm] width, 3 chart output 20 sheets (A4 landscape)
Cleaning blade edge wear width and wear form: As shown in Fig. 8, the wear width and wear form seen from the bottom side of the cleaning blade
以下に実施例１〜実施例６、比較例１〜比較例４のクリーニングブレードの検証実験結果を示す。なお、表面層の層厚は、キーエンス社製マイクロスコープＶＨＸ−１００を用い、別途同様に塗工した弾性体ブレードの断面により測定した。試料は日進ＥＭ社製ＳＥＭ試料作製用トリミングカミソリを用い断面を切断したものとした。 The verification experiment results of the cleaning blades of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 4 are shown below. In addition, the layer thickness of the surface layer was measured by using a microscope VHX-100 manufactured by Keyence Co., Ltd., by a cross section of an elastic blade separately coated. The sample was a cross-section cut using a trimming razor for SEM sample preparation manufactured by Nisshin EM.
上記表１は、実施例１〜実施例６、比較例１〜比較例４の検証実験の結果をまとめたものである。
実施例１〜実施例６においては、いずれも、経時にわたり良好なクリーニング性を維持することができた。また摩耗形態も未処理品の比較例１はえぐれが発生していたが、実施例１〜６はえぐれは発生しておらず、エッジから綺麗な摩耗をしていた。また、摩耗幅も未処理品と比べて小さくなっており、耐摩耗性が向上している事が確認できた。それに対して、比較例２〜３は、未処理品と同様にえぐれが発生しており、摩耗幅も未処理品と同等レベルであった。また、比較例４は、欠けが多く発生しておりそれによってクリーニング性が大幅に悪化していた。
The above Table 1 summarizes the results of verification experiments of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 4.
In each of Examples 1 to 6, good cleaning properties could be maintained over time. In addition, in the comparative example 1 of the untreated product, there was an occurrence of pitting, but in Examples 1 to 6, no pitting occurred and the edge was cleanly worn. In addition, the wear width was smaller than that of the untreated product, and it was confirmed that the wear resistance was improved. On the other hand, in Comparative Examples 2 to 3, chipping occurred similarly to the untreated product, and the wear width was at the same level as the untreated product. Further, in Comparative Example 4, many chips were generated, and the cleaning property was greatly deteriorated.
１ プロセスカートリッジ
２ 枠体
３ 感光体
４ 帯電装置
５ 現像装置
６ クリーニング装置
７ 転写装置
１０ 潤滑剤塗布装置
１４ 転写ベルト
５１ 現像ローラ
５２ 供給スクリュ
５３ 攪拌スクリュ
５４ ドクタ
６２ クリーニングブレード
６２ａ 先端面
６２ｂ ブレード下面
６２ｃ 先端稜線部
１０１ ファーブラシ
１０３ 固形潤滑剤
２６２ クリーニングブレード
２６２ａ 先端面
２６２ｂ ブレード下面
２６２ｃ 先端稜線部
６２１ ホルダー
６２２ 弾性体ブレード
６２３ 表面層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Process cartridge 2 Frame 3 Photoconductor 4 Charging device 5 Developing device 6 Cleaning device 7 Transfer device 10 Lubricant coating device 14 Transfer belt 51 Developing roller 52 Supply screw 53 Stirring screw 54 Doctor 62 Cleaning blade 62a Tip surface 62b Blade lower surface 62c Tip edge portion 101 Fur brush 103 Solid lubricant 262 Cleaning blade 262a Tip surface 262b Blade lower surface 262c Tip edge portion 621 Holder 622 Elastic blade 623 Surface layer
Claims (5)
A process cartridge used in the image forming apparatus according to claim 1, further comprising a cleaning unit.
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