JP6488802B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
像担持体と、
前記像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、
帯電された前記像担持体を露光して前記像担持体の表面に静電潜像を形成する露光手段と、
トナーを用いて前記静電潜像を現像して前記像担持体の表面に可視像を形成する現像手段と、
前記可視像を中間転写体の表面に転写する第1転写手段と、
前記中間転写体の表面に転写された前記可視像を記録媒体に転写する第2転写手段と、
前記中間転写体の表面に残留するトナーを除去する中間転写体クリーニング手段と、
を有する画像形成装置であって、
前記中間転写体が、熱可塑性樹脂と、導電性フィラーと、ポリエーテル共重合体とを含有し、
前記中間転写体が、前記中間転写体におけるテトラヒドロフラン可溶分のうち分子量2,000以上の成分を10質量%以下含有し、
前記中間転写体クリーニング手段が、マルテンス硬度4.5以上20.0以下の中間転写体クリーニングブレードであることを特徴とする。
本発明の画像形成装置は、像担持体と、帯電手段と、露光手段と、現像手段と、第1転写手段と、第2転写手段と、像担持体クリーニング手段と、中間転写体クリーニング手段とを有し、更に必要に応じて適宜選択したその他の手段を有してなる。なお、前記帯電手段と前記露光手段を合わせて静電潜像形成手段と称することもある。
前記像担持体(以下、「電子写真感光体」、「感光体」と称することがある)としては、その材質、形状、構造、大きさ等について特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができる。前記像担持体の形状としては、例えば、ドラム状、ベルト状等が挙げられる。前記像担持体の材質としては、例えば、アモルファスシリコン、セレン等の無機感光体、ポリシラン、フタロポリメチン等の有機感光体(OPC)等が挙げられる。
前記帯電手段は、前記像担持体の表面を帯電させる手段である。前記帯電手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、導電性又は半導電性のローラ、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を備えたそれ自体公知の接触帯電器、コロトロン、スコロトロン等のコロナ放電を利用した非接触帯電器等が挙げられる。
前記帯電器が像担持体に接触乃至非接触状態で配置され、直流及び交流電圧を重畳印加することによって像担持体表面を帯電するものが好ましい。
また、帯電器が、像担持体にギャップテープを有し非接触に近接配置された帯電ローラであり、該帯電ローラに直流並びに交流電圧を重畳印加することによって像担持体表面を帯電するものも好ましい。
前記露光手段は、帯電された前記像担持体を露光して静電潜像を形成する手段である。
前記露光における光学系は、アナログ光学系とデジタル光学系とに大別される。前記アナログ光学系は、原稿を光学系により直接像担持体上に投影する光学系であり、前記デジタル光学系は、画像情報が電気信号として与えられ、これを光信号に変換して電子写真感光体を露光し静電潜像を形成する光学系である。
なお、本発明においては、前記像担持体の裏面側から像様に露光を行う光背面方式を採用してもよい。
前記現像手段は、トナーを用いて前記静電潜像を現像して前記像担持体の表面に可視像を形成する手段である。
前記現像手段は、例えば、前記トナーを用いて現像することができる限り、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができる。例えば、前記トナーを収容し、前記静電潜像に該トナーを接触又は非接触的に付与可能な現像器を少なくとも有するものが好適に挙げられる。
前記第1転写手段は、前記可視像を前記中間転写体の表面に転写する手段である。前記第2転写手段は、前記中間転写体の表面に転写された前記可視像を記録媒体に転写する手段である。
前記トナーとして二色以上、好ましくはフルカラートナーを用い、前記第1転写手段が、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する態様がより好ましく、前記第2転写手段が、該複合転写像を記録媒体上に転写する態様がより好ましい。
なお、前記記録媒体としては、代表的には普通紙であるが、現像後の未定着像を転写可能なものなら、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、OHP用のPETベース等も用いることができる。
本発明の中間転写体は、熱可塑性樹脂と、導電性フィラーと、ポリエーテル共重合体とを含有し、更に必要に応じて、その他の成分を含有する。
前記熱可塑性樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて公知の熱可塑性樹脂の中から適宜選択することができる。
前記熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、熱可塑性ポリアミド(PA)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(ABS)樹脂、熱可塑性ポリアセタール(POM)、熱可塑性ポリアリレート(PAR)、熱可塑性ポリカーボネート(PC)、熱可塑性ウレタン、ポリエチレンナフタレート(PEN)樹脂、ポリブチレンナフタレート(PBN)樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂、グリコール変性PET(PETG)樹脂、ポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂等のポリアルキレンテレフタレート樹脂、ポリフェニレンスルフィド(PPS)樹脂、ポリエーテルイミド(PEI)樹脂、その他のフッ素樹脂等が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。前記熱可塑性樹脂としては市販品を用いることができ、前記市販品としては、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)として、kynar720(アルケマ株式会社製)等が挙げられる。
前記熱可塑性樹脂の含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、65質量%〜85質量%が好ましく、70質量%〜80質量%がより好ましい。
前記導電性フィラーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、金属酸化物、イオン導電剤などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、前記カーボンブラックが好ましい。
前記ポリエーテル共重合体としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のポリエーテル共重合体の中から適宜選択することができる。
これらの中でも、ポリエーテルアミドユニット、及びポリエーテルエステルアミドユニットを含むポリエステル−エーテルブロック共重合体が好適である。
前記ポリエーテルアミドユニット及びポリエーテルエステルアミドユニットとしては、例えば、ポリエーテルユニットが(−CH2−CH2−O−)を含有し、ポリアミドユニットがポリアミド12(PA12)又はポリアミド6(PA6)を含有するものが特に好ましい。
有機基、R3は置換又は無置換の2価の鎖状炭化水素基を表し、n1は20以上の自然数
を表し、p、q、及びrは、該共重合体の重量平均分子量を10,000以上50,000以下の範囲とする1以上の自然数を表し、p:q:rはモル比で100:10〜100:1〜80である。)
前記中間転写体におけるテトラヒドロフラン可溶分とは、前記中間転写体のテトラヒドロフラン(THF)溶媒に可溶である低分子量成分をいう。より具体的には、テトラヒドロフラン可溶分とは、前記中間転写体を15mm×50mmの短冊に切り出し、テトラヒドロフラン5mlに3日間、23℃で浸漬させて溶出された低分子量成分をいう。前記中間転写体は、テトラヒドロフラン可溶分のうち分子量2,000以上の成分が10質量%以下であり、7質量%以下が好ましい。
そこで、本発明は、上記知見に基づき、テトラヒドロフラン可溶分のうち、分子量が2,000以上の成分に着目し、その含有割合を10質量%以下に規定することによって、クリーニング性に優れた中間転写体を提供するものである。
本発明において、前記テトラヒドロフラン可溶分のうち、分子量が2,000以上の成分の割合を10質量%以下とするためには、成型後の樹脂組成物の表層を研磨してもよい。研磨に代えて、熱分解させない温度で樹脂組成物を成型してもよく、或いは、せん断力をかけすぎないように樹脂組成物を成型してもよい。
前記中間転写体の平均除去厚みは、0.5μmより大きく2.5μm未満であるのが好ましく、1.5μmより大きく2.5μm未満であるのがより好ましい。前記平均除去厚みが0.5μm以下であると、中間転写体の表層に配向する分子量の大きい成分を十分に除去することができない。平均除去厚みが2.5μm以上であると、研磨の手間がかかり、中間転写体の製造コストが上がってしまう。
前記その他の成分は、特に制限はなく、目的に応じて公知の成分の中から適宜選択することができ、例えば、熱安定剤、補強剤、滑剤、相容化剤、着色剤、改質剤などの各種添加剤が挙げられる。
本発明の中間転写体の製造方法は、ペレット形成工程と、膜状形成物形成工程と、研磨工程とを有し、必要に応じてその他の工程を有してなる。
前記ペレット形成工程は、前記熱可塑性樹脂と、前記導電性フィラーと、前記ポリエーテル共重合体と必要に応じてその他の成分を混練してペレットを形成する工程である。前記混練する手段は、特に制限はなく、目的に応じて公知の混練する手段の中から適宜選択することができ、例えば、二軸溶融混練機による混練が挙げられる。
前記膜状形成物形成工程は、前記ペレットを押出形成して膜状形成物を押出形成する工程である。前記押出形成する手段は、特に制限はなく、目的に応じて公知の前記膜状形成物を押出形成する手段の中から適宜選択することができる。前記押出形成する手段としては、例えば、前記ペレットを一軸混練機で押出し、スパイラル円筒ダイに流し込み、次いで引き取ることにより膜状形成物を形成する手段が挙げられる。
前記研磨工程は、前記膜状形成物の表面を研磨する工程である。前記研磨する手段は、特に制限はなく、目的に応じて公知の研磨する手段の中から適宜選択することができ、例えば、バフによる研磨が挙げられる。
前記中間転写体クリーニング手段は、前記中間転写体上に残留する前記トナーを除去する手段である。前記トナー以外の残留物を併せて除去してもよい。
前記中間転写体クリーニング手段としては、マルテンス硬度4.5以上20.0以下のクリーニングブレードが用いられる。
前記クリーニングブレードのマルテンス硬度は、7.5以上であるのがさらに好ましい。マルテンス硬度が7.5以上であると、クリーニング性がさらに向上する。
本発明において、マルテンス硬度は次のように計測する。クリーニングブレードの先端稜線部から弾性部材の厚み方向に20[μm]離れた位置を、微小硬度計を用いて、ビッカース圧子5.0[mN]の力で10秒間押し込み、5秒間保持し、5.0[mN]の力で10秒かけて抜き、マルテンス硬度を計測する。前記微小硬度計としては、HM−2000(フィッシャーインストルメンツ社製)を用いた。
前記像担持体クリーニング手段は、前記像担持体上に残留する前記トナーを除去する手段である。前記トナー以外の残留物を併せて除去してもよい。前記像担持体クリーニング手段は、前記中間転写体と同様の構成を有してもよい。
前記その他の手段としては、例えば、定着手段、除電手段、リサイクル手段、制御手段等が挙げられる。
前記定着手段は、記録媒体に転写されたトナー像を定着させる手段である。なお、2色以上のトナーを用いる場合は、各色のトナーが記録媒体に転写される毎に定着させてもよいし、全色のトナーが記録媒体に転写されて積層された状態で定着させてもよい。定着手段としては、特に限定されず、公知の加熱加圧手段を用いた熱定着方式を採用することができる。加熱加圧手段としては、加熱ローラと加圧ローラを組合せたもの、加熱ローラと加圧ローラと無端ベルトを組合せたもの等が挙げられる。このとき、加熱温度は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、80℃〜200℃が好ましい。なお、必要に応じて、定着手段と共に、例えば、公知の光定着器を用いてもよい。
前記除電手段は、前記像担持体に対し除電バイアスを印加して除電を行う手段である。
前記除電手段としては、特に制限はなく、前記像担持体に対し除電バイアスを印加することができればよく、公知の除電器の中から適宜選択することができ、例えば、除電ランプ等が好適に挙げられる。
前記リサイクル手段は、前記クリーニング工程により除去した前記トナーを前記現像手段にリサイクルさせる手段である。
前記リサイクル手段としては、特に制限はなく、公知の搬送手段等が挙げられる。
前記制御手段としては、前記各手段の動きを制御することができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シークエンサー、コンピュータ等の機器が挙げられる。
本発明の画像形成装置において用いられるクリーニングブレードは、被清掃部材である本発明の中間転写体の表面に当接して、該被清掃部材表面に付着した残留物を除去する弾性部材を有してなり、支持部材、更に必要に応じてその他の部材を有してなる。
前記クリーニングブレードは、支持部材と、該支持部材に一端が連結され、他端に所定長さの自由端部を有する平板状の弾性部材とからなることが好ましい。前記クリーニングブレードは、前記弾性部材の自由端側の一端である当接部が前記被清掃部材表面に長手方向に沿って当接するように配置されている。
前記残留物としては、被清掃部材表面に付着しており、前記クリーニングブレードの除去対象となるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、トナー、潤滑剤、無機微粒子、有機微粒子、ゴミ、埃又はこれらの混合物等が挙げられる。
前記支持部材としては、その形状、大きさ、及び材質等については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記支持部材の形状としては、例えば、平板状、短冊状、シート状等が挙げられる。前記支持部材の大きさとしては、特に制限はなく、前記被清掃部材の大きさに応じて適宜選択することができる。
前記支持部材の材質としては、例えば、金属、プラスチック、セラミック等が挙げられる。これらの中でも、強度の点から金属板が好ましく、ステンレススチール等の鋼板、アルミニウム板、リン青銅板が特に好ましい。
前記弾性部材は、その形状、材質、大きさ、構造等について特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記中間転写体表面に対して、10N/m〜100N/mの押圧力で当接することが好ましい。前記押圧力が、10N/m以上であると、クリーニングブレードの弾性部材が中間転写体表面に当接する当接部位のトナー通過によるクリーニング不良の発生を抑制し易くなる。また、100N/m以下であると、当接部位の摩擦力の増加によりクリーニングブレードが捲れ上がるのを抑制できる。前記押圧力は、10N/m〜50N/mがより好ましい。
前記押圧力は、例えば、共和電業社製 小型圧縮型ロードセルを組み込んだ測定装置を用いて測定することができる。
例えば、ポリオール化合物とポリイソシアネート化合物とを用いてポリウレタンプレポリマーを調製する。次いで、該ポリウレタンプレポリマーに硬化剤、及び必要に応じて硬化触媒を加えて、所定の型内にて架橋し、炉内にて後架橋させたものを遠心成型によりシート状に成型する。その後、シート状に成型されたものを、常温放置、熟成したものを所定の寸法にて、平板状に裁断することにより、製造される。
前記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;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等の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挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記硬化触媒の含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0.01質量部〜0.5質量部が好ましく、0.05質量部〜0.3質量部がより好ましい。
前記弾性部材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、JIS−A硬度の異なる2種類以上のゴムを一体成型した積層物を用いることが、耐摩耗性と追随性を両立できる点で好ましい。
ここで、前記弾性部材のJIS−A硬度は、例えば、マイクロゴム硬度計 MD−1(高分子計器株式会社製)等を用いて測定することができる。
ここで、前記弾性部材の反発弾性係数は、例えば、JIS K6255規格に準拠し、23℃において、No.221レジリエンステスタ(株式会社東洋精機製作所製)を用いて測定することができる。
前記弾性部材の平均厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、1.0mm〜3.0mmが好ましい。
紫外線硬化性組成物の硬化物は、前記弾性部材の表面だけでなく内部に含まれてもよく、前記弾性部材に表面層を形成した場合には、前記弾性部材の内部に含まれており、かつ弾性部材に表面層を形成している場合等も含まれる。
前記紫外線硬化性組成物は、(メタ)アクリレート化合物を含有し、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
前記紫外線硬化性組成物は、(メタ)アクリレート化合物を含有しており、メタクリル基またはアクリレート基を有する化合物であれば特に制限はなく選択できる。分子量が小さいと前記当接部に含浸されやすいため、効率よく改質することができ、特に、分子量が100〜1,500の(メタ)アクリレート化合物が好ましく、500以下がさらに好ましい。分子量500以上だと分子サイズが大きくなるためクリーニングブレードに含浸しにくく高硬度化が困難である。
前記分子量が100〜1,500の(メタ)アクリレート化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
例えば、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールエトキシテトラ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンエトキシトリ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化エトキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクレリート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,5−ペンタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,7−ヘプタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,8−オクタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、1,10−デカンジオールジ(メタ)アクリレート、1,11−ウンデカンジオールジ(メタ)アクリレート、1,18−オクタデカンジオールジ(メタ)アクリレート、グリセリンプロポキシトリ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、PO変性ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、PEG600ジ(メタ)アクリレート、PEG400ジ(メタ)アクリレート、PEG200ジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコール・ヒドロキシピバリン酸エステルジ(メタ)アクリレート、オクチル/デシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、エトキシ化フェニル(メタ)アクリレート、9,9−ビス[4−(2−(メタ)アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]フルオレン等が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、官能基数が3〜6のペンタエリスリトールトリアクリレート構造を有する化合物が好ましい。
前記官能基数が3〜6のペンタエリスリトールトリアクリレート構造を有する化合物としては、例えば、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等が挙げられる。
前記分子内に炭素数6以上の脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物は、分子内に嵩高い特殊な脂環構造を有しているので、官能基数が少なく、かつ分子量が小さい(メタ)アクリレート化合物を用いることができる。このため、前記弾性部材の当接部に含浸されやすく、前記当接部の硬度を効率よく向上させることができる。また、当接部に表面層を設けた場合には表面層の割れや剥がれを防止できる。
前記分子内に炭素数6以上の脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物の官能基数は、2〜6が好ましく、2〜4がより好ましい。前記官能基数が、2以上であることにより、当接部の硬度が十分に高くなり、6以下であることにより、立体障害が起きる可能性が少なくなる。
前記トリシクロデカン構造を有する(メタ)アクリレート化合物としては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。該市販品としては、例えば、商品名:A−DCP(新中村化学工業株式会社製)等が挙げられる。
前記アダマンタン構造を有する(メタ)アクリレート化合物としては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。該市販品としては、例えば、商品名:X−DA(出光興産株式会社製)、商品名:X−A−201(出光興産株式会社製)、商品名:ADTM(三菱ガス化学株式会社製)等が挙げられる。
前記(メタ)アクリレート化合物は、特に、トリシクロデカン構造を有する(メタ)アクリレート化合物又はアダマンタン構造を有する(メタ)アクリレート化合物が好ましい。
前記分子内に炭素数6以上の脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物が、前記弾性部材の前記被清掃部材の表面に当接する当接部に含まれていることは、例えば、赤外顕微鏡、又は液体クロマトグラフィーにより分析することができる。
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、光重合開始剤、重合禁止剤、希釈剤等が挙げられる。
前記光重合開始剤としては、光のエネルギーによって、ラジカルやカチオン等の活性種を生成し、重合を開始させるものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、光ラジカル重合開始剤、光カチオン重合開始剤等が挙げられる。これらの中でも、光ラジカル重合開始剤が特に好ましい。
前記重合禁止剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、p−メトキシフェノール、クレゾール、t−ブチルカテコール、ジ−t−ブチルパラクレゾール、ヒドロキノンモノメチルエーテル、α−ナフトール、3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシトルエン、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−エチル−6−ブチルフェノール)、4,4’−チオビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)等のフェノール化合物;p−ベンゾキノン、アントラキノン、ナフトキノン、フェナンスラキノン、p−キシロキノン、p−トルキノン、2,6−ジクロロキノン、2,5−ジフェニル−p−ベンゾキノン、2,5−ジアセトキシ−p−ベンゾキノン、2,5−ジカプロキシ−p−ベンゾキノン、2,5−ジアシロキシ−p−ベンゾキノン、ヒドロキノン、2,5−ジ−ブチルヒドロキノン、モノ−t−ブチルヒドロキノン、モノメチルヒドロキノン、2,5−ジ−t−アミルヒドロキノン等のキノン化合物;フェニル−β−ナフチルアミン、p−ベンジルアミノフェノール、ジ−β−ナフチルパラフェニレンジアミン、ジベンジルヒドロキシルアミン、フェニルヒドロキシルアミン、ジエチルヒドロキシルアミン等のアミン化合物;ジニトロベンゼン、トリニトロトルエン、ピクリン酸等のニトロ化合物;キノンジオキシム、シクロヘキサノンオキシム等のオキシム化合物;フェノチアジン等の硫黄化合物等が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記希釈剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、トルエン、キシレン等の炭化水素系溶媒;酢酸エチル、酢酸n−ブチル、メチルセロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエステル系溶媒;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン等のケトン系溶媒;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のエーテル系溶媒;エタノール、プロパノール、1−ブタノール、イソプロピルアルコール、イソブチルアルコール等のアルコール系溶媒等が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
(1)前記弾性部材の当接部に、前記紫外線硬化性組成物をハケ塗り、ディップ塗工等で含浸させた後、紫外線を照射して硬化させる方法
(2)前記弾性部材の当接部に紫外線硬化性組成物をハケ塗り、ディップ塗工等で含浸させた後、当接部に紫外線硬化性組成物をスプレー塗工して表面層を形成し、紫外線を照射し硬化させる方法
(3)前記弾性部材の当接部に紫外線硬化性組成物をハケ塗り、ディップ塗工等で含浸させた後、紫外線を照射し硬化させ、その後、当接部に紫外線硬化性組成物をスプレー塗工して表面層を形成する方法
これらの中でも、前記(1)の方法が好ましい。
前記紫外線の照射条件については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、積算光量が500mJ/cm2〜5,000mJ/cm2が好ましい。
前記なす角度が、65°以上であると、クリーニングブレードの捲れ上りを防止することができ、85°以下であると、クリーニング不良の発生を抑制できる。
また、4つの作像ユニット1の下方に光書込ユニット40が配設されている。潜像形成手段たる光書込ユニット40は、画像情報に基づいて発したレーザ光Lを、各作像ユニット1Y,1C,1M,1Kの感光体3Y,3C,3M,3Kに照射する。これにより、感光体3Y,3C,3M,3K上にY,C,M,K用の静電潜像が形成される。なお、光書込ユニット40は、光源から発したレーザ光Lを、モータによって回転駆動されるポリゴンミラー41によって偏光させながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体3Y,3C,3M,3Kに照射するものである。前記構成のものに代えて、LEDアレイによる光走査を行うものを採用することもできる。
図3に示すように、作像ユニット1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よい。
感光体3の周囲には、帯電ローラ4、現像装置5、一次転写ローラ7、クリーニング装置6、潤滑剤塗布装置10、及び図示しない除電ランプ等が配置されている。帯電ローラ4は、帯電手段としての帯電装置が備える帯電部材であり、現像装置5は、感光体3の表面上に形成された潜像をトナー像化する現像手段である。一次転写ローラ7は、感光体3の表面上のトナー像を中間転写ベルト14に転写する一次転写手段としての一次転写装置が備える一次転写部材である。クリーニング装置6は、トナー像を中間転写ベルト14に転写した後の感光体3上に残留するトナーをクリーニングする感光体クリーニング手段である。潤滑剤塗布装置10は、クリーニング装置6がクリーニングした後の感光体3の表面上に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段である。図示しない除電ランプは、クリーニング後の感光体3の表面電位を除電する除電手段である。
潤滑剤塗布装置10は、固形潤滑剤103や潤滑剤加圧スプリング103a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、ブラケット103bに保持され、潤滑剤加圧スプリング103a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3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。
光書込ユニット40の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(LD)、エレクトロルミネッセンス(EL)等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等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、及び半導体レーザは照射エネルギーが高く、また600nm〜800nmの長波長光を有するため、良好に使用される。
まず、図示しない操作部等からプリント実行の信号を受信すると、帯電ローラ4及び現像ローラ51に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。同様に、光書込ユニット40及び除電ランプ等の光源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(図示しない)により感光体3が図2において矢印方向に回転駆動される。
このように、画像形成装置500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。
中間転写ベルト14上に形成された4色トナー像は、第一給紙カセット151又は第二給紙カセット152から給紙され、レジストローラ対55のローラ間を経て、二次転写ニップに給紙される記録媒体Pに転写される。このとき、記録媒体Pはレジストローラ対55に挟まれた状態で一旦停止し、中間転写ベルト14上の画像先端と同期を取って二次転写ニップに供給される。トナー像が転写された記録媒体Pは中間転写ベルト14から分離され、定着ユニット80へ搬送される。そして、トナー像が転写された記録媒体Pが定着ユニット80を通過することにより、熱と圧力の作用でトナー像が記録媒体P上に定着されて、トナー像が定着された記録媒体Pは画像形成装置500の外に排出され、スタック部88にスタックされる。
また、一次転写ニップで中間転写ベルト14に各色のトナー像を転写した感光体3の表面は、クリーニング装置6によって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。
ポリフッ化ビニリデン91.5質量部、ポリエーテルエステルオレフィン1質量部、及びカーボンブラック7.5質量部を計量し、ヘンシェルミキサーでドライブレンドを行った。
前記ポリフッ化ビニリデンとしては、kynar720(アルケマ株式会社製)を使用した。前記ポリエーテルエステルオレフィンとしては、ペレクトロンPVH(三洋化成工業株式会社製)を使用した。前記カーボンブラックとしては、デンカブラック(電気化学工業株式会社製)を使用した。
前記シームレス中間転写ベルトを15mm×50mmの短冊に切り出し、TFH(テトラヒドロフラン)溶媒5mlに3日間、23℃で浸漬させた。得られたテトラヒドロフラン可溶分について、以下のようにしてGPC測定を行った。
分子量は、通常のGPC(gel permeation chromatography)によって以下の条件で測定した。
・装置:HLC−8220GPC(東ソー株式会社製)
・カラム:TSKgel SuperHZM−M x 3
・温度:40℃
・溶媒:THF(テトラヒドロフラン)
・流速:0.35mL/分
以上の条件で測定した分子量分布から単分散ポリスチレン標準試料により作製した分子量校正曲線を使用して質量平均分子量Mwを算出した。単分散ポリスチレン標準試料としては、5.8×102〜7.5×106の範囲のものを10点使用した。
前記クリーニングブレード1を、次のように作製した。
−−弾性部材1の作製−−
特開2011−141449号公報の実施例1に記載のクリーニングブレードの作製方
法を参照して、平均厚み1.8mmであり、縦13.5mm及び横33.5cmである平板状の弾性部材1を作製した。
下記の組成から、常法により紫外線硬化性組成物1を調製した。
・下記構造式で表されるトリシクロデカンジメタノールジアクリレート(商品名:A−DCP、新中村化学工業株式会社製、官能基数2、分子量304) 80質量部
(イルガキュア184、チバ・スペシャリティケミカルズ株式会社製)
・希釈剤(シクロヘキサノン)・・・・・・・・・・・・・・・・20質量部
次に、表面硬化処理後の弾性部材1を支持部材としての板金ホルダーに接着剤により固定し、クリーニングブレード1を作製した。
作製したクリーニングブレード1のマルテンス硬度を次のように測定した。微小硬度計を用いて、クリーニングブレードの先端稜線部から弾性部材の厚み方向に20[μm]離れた位置をビッカース圧子5.0[mN]の力で10秒間押し込み、5秒間保持し、5.0[mN]の力で10秒かけて抜き、マルテンス硬度を計測した。前記微小硬度計としては、HM−2000(フィッシャーインストルメンツ社製)を用いた。
作製された前記シームレス中間転写ベルトの他の1本を、クリーニングブレード1を用いて下記のクリーニング性評価を行った。結果を表1に示した。
前記弾性部材1の像担持体と当接する側の先端から2mmの部分を前記紫外線硬化性組成物1の液中に浸漬する時間がより長いほど前記マルテンス硬度がより高くなり、浸漬する時間がより短いほど前記マルテンス硬度がより低くなる。
実施例1以外の実施例及び比較例においては、前記弾性部材1の像担持体と当接する側の先端から2mmの部分を前記紫外線硬化性組成物1の液中に浸漬する時間を調整することにより、表1に記載のマルテンス硬度を持つクリーニングブレードを作製した。
得られたシームレス中間転写ベルトの表面抵抗率は500V印加で1.0×1011.3(Ω/□)であった。前記表面抵抗率は、JIS K6911−2006「熱硬化性プラスチック一般試験法」に基づいて、リング電極法による表面抵抗率を測定した。
得られたシームレス中間転写ベルトの体積抵抗率は100Vで1.0×1011(Ω・cm)であった。前記体積抵抗率は、次のとおり測定した。すなわち、JIS K6911−2006「熱硬化性プラスチック一般試験法」に基づいて、リング電極法による体積抵抗率を測定した。体積抵抗率ρvは、抵抗率計(ハイレスタUP、三菱化学株式会社製)を用いて測定した。測定は、リング状プローブと測定ステージ(レジテーブルFL、三菱化学株式会社製)との間に試料を挟み、約30Nの荷重で押さえつつ、プローブの内側電極と測定ステージとの間に100Vの電圧を10秒間印加することにより行った。前記リング状プローブとしては、URSプローブ(三菱化学株式会社製;内側電極の直径5.9mm、外側電極の内径11.0mm、外側電極の外径17.8mm)を用いた。プローブの内側の電極と測定ステージの表面に、各々の電極サイズと同じサイズの導電性ゴム(REP−2、株式会社コクゴ製、厚み1mm、体積抵抗率0.87Ω・cm)を導電性粘着シート(T−9181、応研商事株式会社製、厚み0.13mm)で貼り付けてある。体積抵抗率の値を測定すべき試料のA4サイズ当たり任意に選んだ21点を測定し、その平均値を高温高湿(HH)(27℃/80%Rh)、低温低湿(LL)(10℃/15%Rh)の2環境でそれぞれ求めた。
作製したシームレス中間転写ベルトを中間転写ベルトを用いて、複写機のMPC2503(株式会社リコー製)に設置し、1ページ/ジョブで0.5%dutyの4色画像を1,000枚印字した。使用した紙はHigh White(株式会社大塚商会製)を使用した。100枚ごとに二次転写電流をoffにして50%dutyのチェックパターンを印字した。クリーニングブレード通過後のシームレス中間転写ベルト上を、テープ(プリンタック C、日東電工株式会社製)にテープ転写して残留物の有無を観察し、以下の評価基準でクリーニング性を評価した。
残留物のテープ転写が全く認められなかったものを◎とし、残留物のテープ転写が僅かに認められたものを○とし、明らかにすり抜けが認められた、即ち残留物のテープ転写が明らかに認められたものを×とした。
実施例1において、前記ポリフッ化ビニリデン、前記ポリエーテルエステルオレフィン、及び前記カーボンブラックの組成を、それぞれ85.5質量部、7質量部、7.5質量部に変更した以外は、実施例1と同様にして、シームレス中間転写ベルトを得た。
前記シームレス中間転写ベルトを2本作製し、実施例1と同様にして平均除去厚みを測定し、1本は上記のとおりテトラヒドロフラン可溶分をGPC測定し、1本はマルテンス硬度4.5のクリーニングブレードを用いて上記クリーニング性評価を行った。結果を表1に示した。
実施例1において、前記ポリフッ化ビニリデン、前記ポリエーテルエステルオレフィン、及び前記カーボンブラックの組成を、それぞれ82.5質量部、10質量部、7.5質量部に変更した以外は、実施例1と同様にして、シームレス中間転写ベルトを得た。
前記シームレス中間転写ベルトを2本作製し、実施例1と同様にして平均除去厚みを測定し、1本は上記のとおりテトラヒドロフラン可溶分をGPC測定し、1本はマルテンス硬度4.5のクリーニングブレードを用いて上記クリーニング性評価を行った。結果を表1に示した。
実施例2において、平均除去厚みを1.5μm(30点平均値)に変更した以外は、実施例2と同様にして、シームレス中間転写ベルトを得た。
前記シームレス中間転写ベルトを2本作製し、実施例1と同様にして平均除去厚みを測定し、1本は上記のとおりテトラヒドロフラン可溶分をGPC測定し、1本はマルテンス硬度4.5のクリーニングブレードを用いて上記クリーニング性評価を行った。結果を表1に示した。
実施例2において、前記クリーニングブレードをマルテンス硬度7.5のクリーニングブレードに変更した以外は、実施例2と同様にしてクリーニング性評価を行った。結果を表1に示した。
実施例1において、前記クリーニングブレードをマルテンス硬度6.0のクリーニングブレードに変更した以外は、実施例1と同様にしてクリーニング性評価を行った。結果を表1に示した。
実施例2において、前記クリーニングブレードをマルテンス硬度9.0のクリーニングブレードに変更した以外は、実施例2と同様にしてクリーニング性評価を行った。結果を表1に示した。
実施例2において、前記クリーニングブレードをマルテンス硬度12.0のクリーニングブレードに変更した以外は、実施例2と同様にしてクリーニング性評価を行った。結果を表1に示した。
実施例2において、前記クリーニングブレードをマルテンス硬度15.0のクリーニングブレードに変更した以外は、実施例2と同様にしてクリーニング性評価を行った。結果を表1に示した。
実施例4において、平均除去厚みを0.5μm(30点平均値)に変更した以外は、実施例4と同様にして、シームレス中間転写ベルトを得た。
前記シームレス中間転写ベルトを2本作製し、実施例1と同様にして平均除去厚みを測定し、1本は上記のとおりテトラヒドロフラン可溶分をGPC測定し、1本はマルテンス硬度4.5のクリーニングブレードを用いてクリーニング性評価を行った。結果を表1に示した。
実施例2において、前記クリーニングブレードをマルテンス硬度2.5のクリーニングブレードに変更した以外は、実施例2と同様にして、クリーニング性評価を行った。結果を表1に示した。
さらに、実施例1〜9のクリーニングブレードは、本発明の、マルテンス硬度が4.5以上20.0以下であるという構成要件も満たす。
表1の結果から、実施例1〜9においては、経時使用後においても、シームレス中間転写ベルトの良好なクリーニング性を維持できることがわかる。
<1> 像担持体と、
前記像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、
帯電された前記像担持体を露光して前記像担持体の表面に静電潜像を形成する露光手段と、
トナーを用いて前記静電潜像を現像して前記像担持体の表面に可視像を形成する現像手段と、
前記可視像を中間転写体の表面に転写する第1転写手段と、
前記中間転写体の表面に転写された前記可視像を記録媒体に転写する第2転写手段と、
前記中間転写体の表面に残留するトナーを除去する中間転写体クリーニング手段と、
を有する画像形成装置であって、
前記中間転写体が、熱可塑性樹脂と、導電性フィラーと、ポリエーテル共重合体とを含有し、
前記中間転写体が、前記中間転写体におけるテトラヒドロフラン可溶分のうち分子量2,000以上の成分を10質量%以下含有し、
前記中間転写体クリーニング手段が、マルテンス硬度4.5以上20.0以下の中間転写体クリーニングブレードであることを特徴とする画像形成装置である。
<2> テトラヒドロフラン可溶分の重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)が1.45以下である前記<1>に記載の画像形成装置である。
<3> テトラヒドロフラン可溶分の重量平均分子量(Mw)が800以下である前記<1>から<2>のいずれかに記載の画像形成装置である。
<4> 中間転写体の平均除去厚みが0.5μmより大きく2.5μm未満である前記<1>から<3>のいずれかに記載の画像形成装置である。
<5> ポリエーテル共重合体がポリエーテルエステルアミドであり、前記ポリエーテルエステルアミドのアミドがポリアミド12(PA12)である前記<1>から<4>のいずれかに記載の画像形成装置である。
<6> ポリエーテル共重合体が、下記一般式(a)、(b)、及び(c)で表される骨格を有する前記<1>から<5>のいずれかに記載の画像形成装置である。
有機基、R3は置換又は無置換の2価の鎖状炭化水素基を表し、n1は20以上の自然数
を表し、p、q、及びrは、該共重合体の重量平均分子量を10,000以上50,000以下の範囲とする1以上の自然数を表し、p:q:rはモル比で100:10〜100:1〜80である。)
<7> 中間転写体が転写ベルトである前記<1>から<6>のいずれかに記載の画像形成装置である。
<8> 中間転写体クリーニングブレードが、中間転写体の表面に当接する弾性部材を有し、
前記弾性部材が、分子内に炭素数6以上の脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物を含有する紫外線硬化性組成物の硬化物を含む前記<1>から<7>のいずれかに記載の画像形成装置である。
<9> (メタ)アクリレート化合物の官能基数が2以上6以下である前記<8>に記載の画像形成装置である。
<10> 前記中間転写体クリーニング手段が、マルテンス硬度7.5以上20.0以下の中間転写体クリーニングブレードである前記<1>から<9>のいずれかに記載の画像形成装置である。
3 感光体
4 帯電ローラ
5 現像装置
6 感光体クリーニング装置
7 一次転写ローラ
14 中間転写ベルト
40 光書込ユニット
51 現像ローラ
60 転写ユニット
62 感光体クリーニングブレード
160 ベルトクリーニングユニット
162 クリーニングブレード
162c 当接部(先端稜線部)
162d 含浸部分
500 画像形成装置
621 支持部材
622 弾性部材
L レーザ光
P 記録媒体
Claims (7)
- 像担持体と、
前記像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、
帯電された前記像担持体を露光して前記像担持体の表面に静電潜像を形成する露光手段と、
トナーを用いて前記静電潜像を現像して前記像担持体の表面に可視像を形成する現像手段と、
前記可視像を中間転写体の表面に転写する第1転写手段と、
前記中間転写体の表面に転写された前記可視像を記録媒体に転写する第2転写手段と、
前記中間転写体の表面に残留するトナーを除去する中間転写体クリーニング手段と、
を有する画像形成装置であって、
前記中間転写体が、熱可塑性樹脂と、導電性フィラーと、ポリエーテル共重合体とを含有し、
前記中間転写体が、前記中間転写体におけるテトラヒドロフラン可溶分のうち分子量2,000以上の成分を10質量%以下含有し、
前記中間転写体クリーニング手段が、マルテンス硬度4.5以上20.0以下の中間転写体クリーニングブレードであることを特徴とする画像形成装置。 - テトラヒドロフラン可溶分の重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)が1.45以下である請求項1に記載の画像形成装置。
- 中間転写体の平均除去厚みが0.5μmより大きく2.5μm未満である請求項1から2のいずれかに記載の画像形成装置。
- 中間転写体が転写ベルトである請求項1から3のいずれかに記載の画像形成装置。
- 中間転写体クリーニングブレードが、中間転写体の表面に当接する弾性部材を有し、
前記弾性部材が、分子内に炭素数6以上の脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物を含有する紫外線硬化性組成物の硬化物を含む請求項1から4のいずれかに記載の画像形成装置。 - (メタ)アクリレート化合物の官能基数が2以上6以下である請求項5に記載の画像形成装置。
- 前記中間転写体クリーニング手段が、マルテンス硬度7.5以上20.0以下の中間転写体クリーニングブレードである請求項1から6のいずれかに記載の画像形成装置。
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