JPH1031401A

JPH1031401A - クリーニング部材及びその製造方法

Info

Publication number: JPH1031401A
Application number: JP18757196A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Hirai; 義浩平井; Jun Toda; 純戸田
Original assignee: Canon Chemicals Inc
Current assignee: Canon Chemicals Inc
Priority date: 1996-07-17
Filing date: 1996-07-17
Publication date: 1998-02-03

Abstract

(57)【要約】【課題】長期間に渡ってブレードめくれを起こさず、
かつ１μｍ以下のエッジ精度を常に確保しクリーニング
不良を確実に防止できるクリーニング部材及びその製造
方法を提供する。【解決手段】平均粒径が１μｍ以下の劈開性固体潤滑
剤をクリーニング部材の少なくとも先端部であって、感
光体と当接する部位に存在させるたクリーニング部材、
及び平均粒径が１μｍ以下の劈開性固体潤滑剤を感光体
と当接するクリーニング部位全体に存在させるクリーニ
ング部材の製造方法において、劈開性固体潤滑剤を離型
剤または揮発性溶剤に均一に分散した後、クリーニング
ブレード成形面へ均一に塗布または噴霧する工程と、ブ
レード材料を上記成形金型に注入し成形する工程とを有
するクリーニング部材の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、クリーニング部材
及びその製造方法に関し、特には静電複写機、プリンタ
ー、ファクシミリ等の静電記録プロセスを利用する画像
形成装置に用いるクリーニング装置のクリーニング部材
及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】静電的に形成したトナー像を表面に形成
して走行する感光体に、紙等の転写材を当接して該トナ
ー像を転写材に転写する工程を繰り返す周知の画像形成
装置においては、転写の際に転写材に転移しなかったト
ナーを感光体からその都度除去することが必須であり、
このためにクリーニング手段として、ポリウレタン等の
弾性材料からなるクリーニングブレードのひとつのエッ
ジを、通常、感光体の走行方向に対してカウンター方向
に圧接して未転写トナーを除去するようなものが広く実
用されている。

【０００３】クリーニングブレードの感光体への圧接エ
ッジは、エッジ稜線寸法バラツキが１μｍ以下に抑えら
れており、感光体当接面の表面粗さも１μｍ以下で管理
されている。また、該ブレードが圧接する感光体表面も
プラスチックのような感光材をコーティングして構成さ
れており、その表面粗さもサブミクロンオーダの良好な
表面性を備えている。このため、これら両者を圧接し
て、感光体を回転させると摩擦抵抗が大きくなりクリー
ニングブレードのエッジが感光体の回転方向に引きずら
れてエッジがめくれ上がりクリーニング不能の状態とな
ってしまう問題点を有している。

【０００４】そこで、通常はクリーニングブレードのエ
ッジ部と感光体との当接部に固体潤滑剤を存在させるこ
とにより上記問題点を解決している。

【０００５】固体潤滑剤をクリーニングブレードのエッ
ジ部に存在させる方法としては、回転する成形ドラム型
にブレード材料を注入した後に、固体潤滑剤をシリコー
ンオイルに均一分散して懸濁液とし噴霧することでポリ
ウレタンのブレード部材表面もしくは内部に存在させる
方法（特開昭６１−４８８１号公報、特開昭６１−４８
８２号公報及び特開平７−２８７４９４号公報）、固体
潤滑剤を、ポリウレタンの原料であるポリオール及びポ
リイソシアネートに添加、混合して均一分散させた後、
これを重合、成形しポリウレタンのブレード部材内部に
存在させる方法、ポリウレタンのブレード部材を成形し
た後、固体潤滑剤を分散した揮発性溶液をブレード表面
に塗布する方法（特開昭６１−２４０２６９号公報及び
特開平２−８２２８３号公報）等がある。

【０００６】また、これらに使用される固体潤滑剤は、
クリーニングブレードのエッジ部と感光体との当接部で
転がりながら存在させることにより摩擦抵抗を低減させ
る非層状物質であって、例えばポリフッ化ビニリデン、
ポリテトラフルオロエチレン等の低摩擦係数を有する微
粒子等が多く使用されている。

【０００７】しかし、上記従来例のようなクリーニング
ブレードのエッジ部と感光体との当接部に固体潤滑剤を
存在させる方法では、固体潤滑剤とクリーニングブレー
ドとの密着性が悪く該固体潤滑剤がブレード表面から剥
離して感光体上に付着し帯電、露光を害して画像不良を
引き起こしたり、剥離に伴う固体潤滑剤の減少で初期画
像出し１００枚程度しかブレードめくれを抑制する効果
を奏さないといった問題が生じている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、平均粒径１
μｍ以下の劈開性固体潤滑剤を用いることで、画像形成
装置を使い切るまでブレードめくれを起こさず、かつ１
μｍ以下のエッジ精度を常に確保しクリーニング不良を
確実に防止できるクリーニング部材及びその製造方法を
提供する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、平均粒
径が１μｍ以下の劈開性固体潤滑剤をクリーニング部材
の少なくとも先端部であって、感光体と当接する部位に
存在させることを特徴とするクリーニング部材である。
また、本発明は、平均粒径が１μｍ以下の劈開性固体潤
滑剤を感光体と当接するクリーニング部位全体に存在さ
せるクリーニング部材の製造方法において、劈開性固体
潤滑剤を離型剤または揮発性溶剤に均一に分散した後、
クリーニングブレード成形面へ均一に塗布または噴霧す
る工程と、ブレード材料を上記成形金型に注入し成形す
る工程とを有することを特徴とするクリーニング部材の
製造方法である。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。

【００１１】本発明において用いられる劈開性固体潤滑
剤は、原子または原子団で平面状に配列しシート構造を
作り、この平面に垂直な方向にシート構造の繰り返しが
見られるような層状構造または層構造、あるいは層状格
子の結晶構造を有している。

【００１２】本発明に用いる劈開性固体潤滑剤として
は、二硫化モリブデン、セレン化タングステン(IV)、二
硫化ジルコニア、セレン化ハフニウム(IV)、セレン化ス
ズ(IV)、二硫化バナジウム、二硫化ニオブ、二硫化タン
タル、二硫化タングステン、二硫化レニウム、セレン化
モリブデン(IV)、セレン化ニオブ(IV)、二硫化スズ等の
金属ジカルコゲナイド、ヨウ化カドミウム(II)、ヨウ化
鉛(II)、ヨウ化水銀(II)、塩化カドミウム(II)等の金属
ジハライド、ヨウ化ビスマス(III) 、ヨウ化アンチモン
(III) 等の金属トリハライド、水酸化マンガン(II)、水
酸化マグネシウム(II)、水酸化カルシウム(II)、水酸化
亜鉛(II)等の金属二価水酸化物、硫化ガリウム、セレン
化ガリウム、セレン化インジウム、テルル化ガリウム等
の IIIＢ族−IVＢ族化合物、黒リン、酸化グラファイ
ト、テルル化ビスマス、酸化鉛、黒鉛、窒化ホウ素、フ
ッ化黒鉛、窒化ホウ素、雲母、酸化アンチモン、フタロ
シアニン等を適宜用いることができる。

【００１３】また、本発明で使用される固体潤滑剤の平
均粒径は１μｍ以下である。１μｍを超える場合は、ト
ナーの平均粒径と同等の領域となり、使用すると感光体
とクリーニングブレードの当接する部位に隙間があきク
リーニング不良が発生する原因となる。

【００１４】クリーニング部材としては、例えばポリウ
レタンゴム、シリコンゴム、ニトリルゴム、クロロプレ
ンゴム等のゴム弾性を持つものが挙げられるが、耐摩耗
性及び永久変形性の点からポリウレタンゴムが好まし
い。更に、ポリウレタンゴムの場合、永久歪が小さいこ
とから２液性熱硬化型ポリウレタン材料が特に好まし
い。硬化剤としては、１，４−ブタンジオール、１，６
−ヘキサンジオール、ハイドロキノンジエチロールエー
テル、ビスフェノールＡ、トリメチロールプロパン、ト
リメチロールエタン等の一般的なウレタン硬化剤を用い
ることができる。

【００１５】本発明のクリーニング部材を製造する場
合、劈開性固体潤滑剤を離型剤もしくは揮発性溶剤に均
一に分散する。この場合の離型剤または揮発性溶剤とし
ては、劈開性固体潤滑剤が均一に分散されればよく、例
えば離型剤であればシリコーンオイル、揮発性溶剤であ
れば炭化水素類、アルコール類、エーテル類、ケトン
類、パーフルオロアルキル類等が挙げられる。また、劈
開性固体潤滑剤は、クリーニング部材の少なくとも先端
部であって、感光体と当接する部位の成形金型面へ均一
に塗布もしくは噴霧し、ブレード材料を成形金型に注入
し熱硬化成形することで、該劈開性固体潤滑剤を成形金
型表面からクリーニング部材表面に転移させる。

【００１６】本発明におけるクリーニング部材の少なく
とも先端部であって、感光体と当接する部位とは図３に
示すもので、矢印Ａ方向に走行する感光体１へ、クリー
ニング装置に取り付けられたクリーニングブレード１４
の一方の端縁のひとつのエッジ１４ａがカウンタ方向に
線接触で圧接している領域を示す。

【００１７】なお、クリーニング部材への劈開性固体潤
滑剤の存在状態は、クリーニング部材の中に含浸される
部分があってもよいが、必ず該劈開性固体潤滑剤の一部
がクリーニング部材表面に析出した状態で存在している
ことで、析出した部分が劈開を繰り返すことにより滑り
性が向上する。

【００１８】また、劈開性固体潤滑剤が劈開を繰り返す
ことで滑り性が向上するが、劈開の結果生成する固体潤
滑剤の断片がブレード上だけでなく感光体周面上全域に
存在してもよく、それにより潤滑性は更に向上する。

【００１９】また、転移するとは、クリーニング部材の
中に劈開性固体潤滑剤が入り込んでしまうとクリーニン
グ面と感光体表面との滑りを向上せしめる効果が不十分
となるため、離型剤もしくは揮発性溶剤の液架橋で金型
表面に付着した力よりも強いクリーニング部材の中に含
浸されて固定された力で劈開性固体潤滑剤をクリーニン
グ部材表面に析出させた状態で成形金型から取り出すこ
とにより、劈開性固体潤滑剤の一部を確実にクリーニン
グ部材の少なくとも先端部であって、感光体と当接する
部位に効率的に存在させることをいう。

【００２０】

【実施例】図１は、本発明を適用するに適したレーザー
ビームプリンターの構成を示す概略側面図である。

【００２１】この画像形成装置は、感光体１、帯電ロー
ラ２、現像装置７、クリーニング部材１４のプロセス装
置が組み込まれているプロセスカートリッジ４３と転写
ローラ１３、定着装置１５、光学系としてレーザースキ
ャナー４、ミラー６等が配設されている。

【００２２】この画像形成装置の画像形成工程を以下に
説明する。この画像形成装置は、被帯電体（像担持体）
としての感光体１を備えている。感光体１はφ３０であ
り、またアルミニウム製の導電性支持体１ｂの表面に光
導電性の感光層１ａを積層して構成し、図示矢印Ａ方向
に４７ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピードを持って回転駆
動される。

【００２３】また、感光体１は、回転過程において帯電
ローラ２により負極性の均一帯電を受け、次いで、ビデ
オコントローラ（不図示）から送られる画像情報の時系
列電気デジタル画像信号に対応したレーザー光５がレー
ザースキャナー４により出力され、６００ｄｐｉの解像
度を持って走査露光がなされ、画像形成装置本体に設置
されているミラー６を介して、表面に静電潜像が形成さ
れる。

【００２４】上記感光体１の静電潜像は、現像装置７内
のトナー担持体である現像スリーブ１０上に担持された
トナー８により反転現像され顕像化される。

【００２５】該トナー像は転写ローラ１３の作用によっ
て転写紙Ｐ上に転写される。トナー像の転写を受けた転
写紙Ｐは、上記感光体１から分離されて定着装置１５へ
導入され、そこでトナー像の定着を受けた後画像形成装
置本体から排出される。

【００２６】なお、トナー像転写後の感光体１上に残っ
た転写残りトナーは、クリーニング部材１４により除去
され、次の像形成プロセスが行われる。

【００２７】このような画像形成装置において、本発明
においては、前記クリーニング部材１４の、特に感光体
に圧接する少なくとも先端部に劈開性固体潤滑剤を存在
させるものとする。

【００２８】次に、本発明の画像形成装置用ブレード部
材及びその製造方法を実施例に基づいて更に詳細に説明
するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるもので
はない。

【００２９】（実施例１）ブレード部材を成形型から離
型し易くするために用いる離型剤（シリコーンオイル、
東レ・シリコーン（株）製）に劈開性固体潤滑剤（二硫
化モリブデン、日立粉末冶金（株）製ヒタゾルＭＤ−４
０、平均粒子径：０．５μｍ）を分散比率２０ｗｔ％で
混合、マグネットスターラーで１０分間分散する。

【００３０】この劈開性固体潤滑剤を分散した離型剤を
スプレーガンで成形金型のブレード部材が感光体と当接
する成形面に均一に噴霧する。その後、熱硬化炉の中で
約１時間、金型温度が１５０℃程度になるよう予め温め
ておいた成形金型の中に、加熱溶解したウレタンプレポ
リマーに硬化剤である１，４−ブタンジオールとトリメ
チロールプロパンを混合し予め板金を装着した成形金型
に注型し加熱硬化させた後、切断しクリーニングブレー
ドを製造した。このクリーニングブレードの断面図を図
２に示すように、クリーニング部材への劈開性固体潤滑
剤６の存在状態は、クリーニング部材の中に含浸される
部分があってもよいが、必ず該劈開性固体潤滑剤の一部
がクリーニング部材表面に析出した状態で存在している
ことで、析出した部分が劈開を繰り返すことにより滑り
性が向上する。

【００３１】ゴム弾性層成形材料としては、以下の材料
を使用し、エチレンアジペート系ウレタンプレポリマー１００重量部（日本ポリウレタン工業社製、Ｍｎ１５００、ＮＣＯ含有量６．２重量％）硬化剤としては、以下の材料を使用した。

【００３２】１，４−ブタンジオール３．９重量部トリメチロールプロパン２．１重量部

【００３３】（実施例２）劈開性固体潤滑剤として二硫
化モリブデン（日立粉末冶金（株）製ヒタゾルＭＤ−１
０８、平均粒子径：０．８μｍ）を使用した以外は、実
施例１と同様にしてクリーニングブレードを製造した。

【００３４】（実施例３）劈開性固体潤滑剤として窒化
ホウ素（電気化学工業（株）製デンカボロンナイトライ
ドＳＰ−１、平均粒子径：０．６μｍ）を使用した以外
は、実施例１と同様にしてクリーニングブレードを製造
した。

【００３５】（実施例４）劈開性固体潤滑剤としてフッ
化黒鉛（セントラル硝子（株）製セフボン−ＣＭＦ、平
均粒子径：０．１μｍ）を使用した以外は、実施例１と
同様にしてクリーニングブレードを製造した。

【００３６】（比較例１）固体潤滑剤としてシリコーン
樹脂微粉末（東芝シリコーン（株）製トスパールＸＣ９
９−Ａ８８０８、平均粒子径：０．７μｍ）を使用した
以外は、実施例１と同様にしてクリーニングブレードを
製造した。

【００３７】（比較例２）固体潤滑剤としてポリフッ化
ビニリデン（米国ペンウォルト社製カイナー５００、平
均粒子径：０．３μｍ）を使用した以外は、実施例１と
同様にしてクリーニングブレードを製造した。

【００３８】（比較例３）固体潤滑剤としてシリコーン
樹脂微粉末（東芝シリコーン（株）製トスパール３１２
０、平均粒子径：１２μｍ）を使用した以外は、実施例
１と同様にしてクリーニングブレードを製造した。

【００３９】以上により製造したクリーニングブレード
をカートリッジ（キヤノン社製、ＥＰ−Ｅ）に搭載し、
該カートリッジをレーザービームプリンター（キヤノン
社製、ＬａｓｅｒＳｈｏｔＡ４０８Ｇ）に装着して
初期及び通紙耐久でのめくれ性、クリーニング性及び画
像を評価した。その評価結果を表１に示す。

【００４０】

【００４１】以上の結果から分かるように、本発明にお
ける１μｍ以下の劈開性固体潤滑剤を使用したクリーニ
ング部材は、初期ブレードめくれが発生しないのは当然
で、耐久１０００枚以上においても潤滑材の効果を発揮
する、かつクリーニング不良の発生も全くないため、初
期より良好な画像が得られる。

【００４２】一方、比較例１〜３の場合は、劈開する物
質でないため摩擦係数が高く初期は問題ないが、耐久す
ることでブレードめくれが発生してしまう。また、比較
例３は平均粒子径１２μｍのものを使用したがトナー粒
子径よりも潤滑剤の粒子径が大きいことと、ブレード先
端を加工する際、切断する部分にある潤滑剤が欠落しブ
レード先端の精度を１μｍ以下に抑えることができない
ため、初期の画像に縦スジ状のクリーニング不良となっ
てしまう。

【００４３】また、劈開性固体潤滑剤を感光体と当接す
るクリーニング部材の少なくとも先端に存在させるため
の製造方法として、実施例１とその他の製造方法の比較
を行う。

【００４４】（比較例４）劈開性固体潤滑剤を分散、混
合する材料をウレタンプレポリマーに代えた以外は、実
施例１と同様にしてクリーニングブレードを製造するこ
とで、固体潤滑剤がブレード部材内全体に均一に分散し
たクリーニングブレードが得られた。離型剤、劈開性固
体潤滑剤、ゴム弾性層成形材料は、実施例１と同様なも
のを使用した。

【００４５】（比較例５）劈開性固体潤滑剤を分散、混
合する材料を硬化剤に代えた以外は、実施例１と同様に
してクリーニングブレードを製造することで、固体潤滑
剤がブレード部材内全体に均一に分散したクリーニング
ブレードが得られた。離型剤、劈開性固体潤滑剤、ゴム
弾性層成形材料は、実施例１と同様なものを使用した。

【００４６】（比較例６）劈開性固体潤滑剤を含まない
離型剤を成形金型に噴霧した以外は、実施例１と同様に
してクリーニングブレードを製造し、その後、クリーニ
ングブレードが感光体と当接する部分に劈開性固体潤滑
剤を粉体のままで擦りつける。離型剤、劈開性固体潤滑
剤、ゴム弾性層成形材料は、実施例１と同様なものを使
用した。

【００４７】以上により製造したクリーニングブレード
をカートリッジ（キヤノン社製、ＥＰ−Ｅ）に搭載し、
該カートリッジをレーザービームプリンター（キヤノン
社製、ＬａｓｅｒＳｈｏｔＡ４０８Ｇ）に装着して
初期めくれ性を評価した。その評価結果を表２に示す。

【００４８】

【００４９】以上の結果から比較例４〜５は、潤滑剤が
感光体と当接するクリーニング部材の少なくとも先端に
均一に存在させることができず、かつ表面に析出しない
でポリウレタン被膜を表面に被っている部分があるため
劈開という材料の特徴を生かせなくなってしまい摩擦係
数が高くなったことで、初期ブレードめくれが発生して
しまう。また、比較例６は、クリーニングブレードから
凝集した潤滑剤が剥がれて行ったことで帯電ローラによ
る負帯電は均一にできるが感光体上に付着した潤滑剤で
レーザー光が蹴られ、その部分の静電潜像が形成されな
いため画像上白ポチが発生してしまう。

【００５０】

【発明の効果】本発明のクリーニング部材によれが、摩
擦係数を著しく低減することができ、初期及び耐久にお
けるブレードめくれがなくなる。また、クリーニングブ
レードからはがれ落ちる量も激減し初期より良好な画像
が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いる画像形成装置の概略構成断面
図。

【図２】本発明の実施例１に係るクリーニングブレード
の概略構成断面図。

【図３】本発明の実施例１に係るクリーニングブレード
が感光体と当接する領域の説明図。

【符号の説明】

１感光体１ａ感光層１ｂ導電性支持体２帯電ローラ４レーザースキャナー５レーザー光６ミラー７現像装置８トナー１０現像スリーブ１３転写ローラ１４クリーニング部材１４ａクリーニング部材エッジ部１５定着装置１６劈開性固体潤滑剤４３プロセスカートリッジ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平均粒径が１μｍ以下の劈開性固体潤滑
剤をクリーニング部材の少なくとも先端部であって、感
光体と当接する部位に存在させることを特徴とするクリ
ーニング部材。
【請求項２】劈開性固体潤滑剤の原子または原子団
が、平面状に配列しシート構造を形成し、該平面に垂直
な方向にシート構造をり返す層構造、層状構造、または
層状格子の結晶構造を有する請求項１記載のクリーニン
グ部材。
【請求項３】劈開性固体潤滑剤が、劈開後の層構造、
層状構造、または層状格子の結晶で感光体上に常に存在
する請求項１記載のクリーニング部材。
【請求項４】劈開性固体潤滑剤がカルコゲナイトであ
る請求項１記載のクリーニング部材。
【請求項５】劈開性固体潤滑剤がハロゲン化物である
請求項１記載のクリーニング部材。
【請求項６】劈開性固体潤滑剤が窒化物である請求項
１記載のクリーニング部材。
【請求項７】カルコゲナイトが二硫化モリブデンであ
る請求項４記載のクリーニング部材。
【請求項８】ハロゲン化物がフッ化炭素である請求項
５記載のクリーニング部材。
【請求項９】窒化物が窒化ホウ素である請求項６記載
のクリーニング部材。
【請求項１０】平均粒径が１μｍ以下の劈開性固体潤
滑剤を感光体と当接するクリーニング部位全体に存在さ
せるクリーニング部材の製造方法において、劈開性固体
潤滑剤を離型剤または揮発性溶剤に均一に分散した後、
クリーニングブレード成形面へ均一に塗布または噴霧す
る工程と、ブレード材料を上記成形金型に注入し成形す
る工程とを有することを特徴とするクリーニング部材の
製造方法。