JP7206743B2 - Cleaning blade, cleaning device, process cartridge, and image forming apparatus - Google Patents
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- Cleaning In Electrography (AREA)
Description
本発明は、クリーニングブレード、クリーニング装置、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置に関する。 The present invention relates to cleaning blades, cleaning devices, process cartridges, and image forming apparatuses.
従来から、電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ等において、像保持体等の被クリーニング部材の表面を清掃して残存トナー等の清掃対象を清掃するためのクリーニング手段として、クリーニングブレードが用いられている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in electrophotographic copiers, printers, facsimiles, etc., a cleaning blade has been used as a cleaning means for cleaning the surface of a member to be cleaned such as an image carrier to remove residual toner and other objects to be cleaned. ing.
例えば、特許文献1には、「被清掃部材の表面に当接して、該被清掃部材表面から粉体をクリーニングするクリーニングブレードにおいて、短冊形状の弾性体ブレードと、前記弾性体ブレードの先端稜線部を覆い、鉛筆硬度が7H以上、摩擦係数が0.1以上0.3以下の表面層とで構成したことを特徴とするクリーニングブレード。」が記載されている。 For example, in Patent Document 1, ``A cleaning blade that contacts the surface of a member to be cleaned to clean powder from the surface of the member to be cleaned includes a strip-shaped elastic blade and a ridge at the tip of the elastic blade. and a surface layer having a pencil hardness of 7H or more and a coefficient of friction of 0.1 or more and 0.3 or less."
また、特許文献2には、「画像形成装置に備えられ、回転駆動される像担持体の表面よりトナーを除去するクリーニング装置であって、像担持体の表面にエッジ部分を当接させてトナーを除去するブレードが備えられると共に、該ブレードにおける像担持体の回転方向上流側に、像担持体の表面にブラシの先端を接触させて潤滑剤を供給する回転ブラシが備えられ、上記ブレードのブレード材質は反発弾性10~45%で、ヤング率5~11MPaであることを特徴とするクリーニング装置。」が記載されている。 Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-200000 discloses a cleaning device provided in an image forming apparatus for removing toner from the surface of a rotationally driven image carrier, wherein the edge portion is brought into contact with the surface of the image carrier to clean the toner. A rotating brush is provided on the upstream side of the blade in the rotation direction of the image carrier to supply lubricant by bringing the tip of the brush into contact with the surface of the image carrier, and the blade of the blade A cleaning device characterized in that the material has an impact resilience of 10 to 45% and a Young's modulus of 5 to 11 MPa.
また、特許文献3には、「ゴム状弾性体からなる板状基材の表面の少なくとも一部に、酸素とガリウム元素を含んで構成される表面層を有し、且つ、該表面層の酸素の含有量が15原子%以上であることを特徴とする画像形成装置用ブレード。」が記載されている。 In addition, Patent Document 3 discloses that "at least a part of the surface of a plate-like substrate made of a rubber-like elastic body has a surface layer containing oxygen and gallium elements, and oxygen in the surface layer A blade for an image forming apparatus, wherein the content of is 15 atomic % or more.".
クリーニングブレードを用いたクリーニング手段においては、例えば、クリーニングブレードを被クリーニング部材(例えば像保持体)の表面に押し当て、被クリーニング部材上に存在する清掃対象物(例えば残留トナー)を堰き止めて掻き落とすことで除去する。
ここで、例えば、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重合トナーが用いられることがある。そして、像保持体の表面に残留した重合トナーをクリーニングブレードで除去する場合、クリーニングブレードと像保持体の表面との間の隙間を重合トナーがすり抜け、クリーニング不良が発生することがある。
In cleaning means using a cleaning blade, for example, the cleaning blade is pressed against the surface of a member to be cleaned (for example, an image carrier) to dam up and scrape off an object to be cleaned (for example, residual toner) present on the member to be cleaned. Remove by dropping.
Here, for example, in order to meet the recent demand for higher image quality, polymerized toner having a small particle size and a nearly spherical shape formed by a polymerization method or the like is sometimes used. When removing the polymerized toner remaining on the surface of the image carrier with a cleaning blade, the polymerized toner may slip through the gap between the cleaning blade and the surface of the image carrier, resulting in poor cleaning.
上記すり抜けによるクリーニング不良を抑制する方法として、クリーニングブレードの硬度を下げつつ被クリーニング部材に対する圧力を高める方法が挙げられる。しかし、上記方法では、被クリーニング部材に対するクリーニングブレードの摺擦力が上がることでクリーニングブレード及び被クリーニング部材の摩耗が促進されることがある。
一方、被クリーニング部材への摺擦力を低下させる方法として、金属酸化物を含む表面層をクリーニングブレードの表面に設ける方法が挙げられる。上記表面層が設けられたクリーニング部材を用いると、被クリーニング部材への摺擦力が低下し摩耗が抑制されるものの、クリーニングブレードの硬度が上がることで初期のクリーニング性が得られにくくなることがある。
As a method of suppressing the cleaning failure due to slip-through, there is a method of increasing the pressure on the member to be cleaned while decreasing the hardness of the cleaning blade. However, in the above method, the abrasion of the cleaning blade and the member to be cleaned may be accelerated due to the increased frictional force of the cleaning blade on the member to be cleaned.
On the other hand, as a method of reducing the rubbing force on the member to be cleaned, there is a method of providing a surface layer containing a metal oxide on the surface of the cleaning blade. When a cleaning member provided with the above-described surface layer is used, the sliding friction force on the member to be cleaned is reduced and wear is suppressed, but the hardness of the cleaning blade increases, making it difficult to obtain initial cleaning performance. be.
そこで、本発明の課題は、金属酸化物を含む第一層と永久伸びが2%以下の弾性層である第三層とが直接接して設けられたクリーニングブレードに比べ、初期のクリーニング性と経時のクリーニング維持性とが両立されるクリーニングブレードを提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to improve the initial cleaning performance and aging performance compared to a cleaning blade in which the first layer containing a metal oxide and the third layer, which is an elastic layer having a permanent elongation of 2% or less, are in direct contact with each other. To provide a cleaning blade which satisfies both the maintenance of cleaning and the maintenance of cleaning.
上記課題は、以下の手段により解決される。 The above problems are solved by the following means.
<1>
金属酸化物を含む第一層と、
ヤング率が4MPa以上8MPa以下の弾性層である第二層と、
永久伸びが2%未満の弾性層である第三層と、
がこの順に設けられたクリーニングブレード。
<1>
a first layer comprising a metal oxide;
a second layer which is an elastic layer having a Young's modulus of 4 MPa or more and 8 MPa or less;
a third layer, which is an elastic layer having a permanent elongation of less than 2%;
are provided in this order.
<2>
前記第一層の厚みが0.1μm以上5.0μm以下である<1>に記載のクリーニングブレード。
<2>
The cleaning blade according to <1>, wherein the first layer has a thickness of 0.1 μm or more and 5.0 μm or less.
<3>
前記第一層の厚みが0.5μm以上5.0μm以下である<2>に記載のクリーニングブレード。
<3>
The cleaning blade according to <2>, wherein the first layer has a thickness of 0.5 μm or more and 5.0 μm or less.
<4>
前記第二層の厚みは、前記第一層の厚みの20倍以上10000倍以下である<1>~<3>のいずれか1つに記載のクリーニングブレード。
<4>
The cleaning blade according to any one of <1> to <3>, wherein the thickness of the second layer is 20 to 10000 times the thickness of the first layer.
<5>
前記金属酸化物は、第13族元素の酸化物である<1>~<4>のいずれか1つに記載のクリーニングブレード。
<5>
The cleaning blade according to any one of <1> to <4>, wherein the metal oxide is an oxide of a Group 13 element.
<6>
前記金属酸化物は、酸化ガリウムである<5>に記載のクリーニングブレード。
<6>
The cleaning blade according to <5>, wherein the metal oxide is gallium oxide.
<7>
前記第二層のヤング率は、4MPa以上5.5MPa以下である<1>~<6>のいずれか1つに記載のクリーニングブレード。
<7>
The cleaning blade according to any one of <1> to <6>, wherein the second layer has a Young's modulus of 4 MPa or more and 5.5 MPa or less.
<8>
動摩擦係数が0.05以上0.5以下であり、ヤング率が10MPa以上200,000MPa以下である第一層と、
ヤング率が4MPa以上8MPa以下の弾性層である第二層と、
永久伸びが2%未満の弾性層である第三層と、
がこの順に設けられたクリーニングブレード。
<8>
a first layer having a dynamic friction coefficient of 0.05 or more and 0.5 or less and a Young's modulus of 10 MPa or more and 200,000 MPa or less;
a second layer which is an elastic layer having a Young's modulus of 4 MPa or more and 8 MPa or less;
a third layer, which is an elastic layer having a permanent elongation of less than 2%;
are provided in this order.
<9>
<1>~<8>のいずれか1つに記載のクリーニングブレードを備えたクリーニング装置。
<9>
A cleaning device comprising the cleaning blade according to any one of <1> to <8>.
<10>
<9>に記載のクリーニング装置を備え、画像形成装置に対して着脱されるプロセスカートリッジ。
<10>
A process cartridge including the cleaning device according to <9> and detachable from an image forming apparatus.
<11>
像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
帯電した前記像保持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
トナーを含む現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、
前記像保持体の表面をクリーニングする、<9>に記載のクリーニング装置と、
を備える画像形成装置。
<11>
an image carrier;
charging means for charging the surface of the image carrier;
electrostatic latent image forming means for forming an electrostatic latent image on the surface of the charged image carrier;
developing means for developing an electrostatic latent image formed on the surface of the image carrier with a developer containing toner to form a toner image;
a transfer means for transferring the toner image onto the surface of a recording medium;
the cleaning device according to <9>, which cleans the surface of the image carrier;
An image forming apparatus comprising:
<1>、<5>、又は<6>に係る発明によれば、金属酸化物を含む第一層と永久伸びが2%未満の弾性層である第三層とが直接接して設けられたクリーニングブレードに比べ、初期のクリーニング性と経時のクリーニング維持性とが両立されるクリーニングブレードが提供される。 According to the invention according to <1>, <5>, or <6>, the first layer containing a metal oxide and the third layer, which is an elastic layer having a permanent elongation of less than 2%, are provided in direct contact with each other. Provided is a cleaning blade that achieves both initial cleaning performance and cleaning maintenance over time compared to a cleaning blade.
<2>に係る発明によれば、第一層の厚みが5.0μmを超える場合に比べ、第一層の割れに起因するクリーニング性の低下が抑制されるクリーニングブレードが提供される。 According to the invention relating to <2>, there is provided a cleaning blade that suppresses deterioration in cleaning performance due to cracks in the first layer, compared to the case where the thickness of the first layer exceeds 5.0 μm.
<3>に係る発明によれば、第一層の厚みが0.5μm以上5.0μm以下であっても、金属酸化物を含む第一層と永久伸びが2%未満の弾性層である第三層とが直接接して設けられたクリーニングブレードに比べ、初期のクリーニング性と経時のクリーニング維持性とが両立されるクリーニングブレードが提供される。 According to the invention according to <3>, even if the thickness of the first layer is 0.5 μm or more and 5.0 μm or less, the first layer containing a metal oxide and the elastic layer having a permanent elongation of less than 2% Provided is a cleaning blade that achieves both initial cleaning performance and cleaning maintenance over time compared to a cleaning blade provided in direct contact with the three layers.
<4>に係る発明によれば、第二層の厚みが第一層の厚みの10000倍を超える場合に比べ、第一層の割れに起因するクリーニング性の低下が抑制されるクリーニングブレードが提供される。 According to the invention according to <4>, there is provided a cleaning blade in which deterioration of cleaning performance due to cracks in the first layer is suppressed compared to the case where the thickness of the second layer exceeds 10000 times the thickness of the first layer. be done.
<7>に係る発明によれば、第二層のヤング率が5.5MPaを超える場合に比べ、初期のクリーニング性に優れたクリーニングブレードが提供される。 According to the invention according to <7>, a cleaning blade is provided that is superior in initial cleaning performance compared to the case where the second layer has a Young's modulus of more than 5.5 MPa.
<8>に係る発明によれば、動摩擦係数が0.05以上0.5以下であり、ヤング率が10MPa以上200,000MPa以下である第一層と永久伸びが2%未満の弾性層である第三層とが直接接して設けられたクリーニングブレードに比べ、初期のクリーニング性と経時のクリーニング維持性とが両立されるクリーニングブレードが提供される。 According to the invention according to <8>, the first layer has a dynamic friction coefficient of 0.05 or more and 0.5 or less and a Young's modulus of 10 MPa or more and 200,000 MPa or less, and the elastic layer has a permanent elongation of less than 2%. Provided is a cleaning blade that achieves both initial cleaning performance and cleaning maintenance over time compared to a cleaning blade provided in direct contact with the third layer.
<9>、<10>、又は<11>に係る発明によれば、金属酸化物を含む第一層と永久伸びが2%未満の弾性層である第三層とが直接接して設けられたクリーニングブレードを備えた場合に比べ、初期のクリーニング性と経時のクリーニング維持性とが両立されるクリーニングブレードを備えたクリーニング装置、プロセスカートリッジ、又は画像形成装置が提供される。 According to the invention according to <9>, <10>, or <11>, the first layer containing the metal oxide and the third layer, which is an elastic layer having a permanent elongation of less than 2%, are provided in direct contact with each other. A cleaning device, a process cartridge, or an image forming apparatus equipped with a cleaning blade that achieves both initial cleaning performance and maintenance of cleaning performance over time as compared with a cleaning blade is provided.
以下、本発明の一例である実施形態について説明する。
なお、「質量部」及び「質量%」との記載は、それぞれ、「重量部」及び「重量%」と同義である。
An embodiment that is an example of the present invention will be described below.
The descriptions of "parts by mass" and "% by mass" are synonymous with "parts by weight" and "% by weight", respectively.
[クリーニングブレード]
<第1の態様>
第1の態様に係るクリーニングブレードは、金属酸化物を含む第一層と、ヤング率が4MPa以上8MPa以下の弾性層である第二層と、永久伸びが2%未満の弾性層である第三層と、がこの順に設けられたものである。
図1に、第1の態様に係るクリーニングブレードの層構成の一例を示す。図1に示すクリーニングブレード10は、金属酸化物を含む第一層14と、ヤング率が4MPa以上8MPa以下の弾性層である第二層16と、永久伸びが2%未満の弾性層である第三層18と、で構成されている。
なお、図1に示すクリーニングブレード10は、第一層14、第二層16、及び第三層18が互いに直接接して配置されているが、これに限られるものではない。第1の態様に係るクリーニングブレードは、少なくとも上記第一層、第二層、第三層をこの順に有していればよく、必要に応じて他の層(例えば接着層等)をさらに有していてもよい。
[Cleaning blade]
<First Aspect>
A cleaning blade according to a first aspect includes a first layer containing a metal oxide, a second layer that is an elastic layer having a Young's modulus of 4 MPa or more and 8 MPa or less, and a third layer that is an elastic layer having a permanent elongation of less than 2%. and are provided in this order.
FIG. 1 shows an example of the layer structure of the cleaning blade according to the first aspect. The
Although the
次に、第1の態様に係るクリーニングブレードの使用時における配置について説明する。クリーニングブレードの使用時には、例えば、クリーニングブレードの端部を被クリーニング部材(例えば像保持体)の表面に押し当て、被クリーニング部材上の清掃対象物(例えば残留トナー)を堰き止めて掻き落とすことで除去する。つまり、クリーニングブレードは、使用時において、被クリーニング部材の表面に接触するよう配置されて用いられる。 Next, the arrangement of the cleaning blade according to the first aspect during use will be described. When using the cleaning blade, for example, the end of the cleaning blade is pressed against the surface of the member to be cleaned (for example, the image carrier) to block and scrape off the cleaning target (for example, residual toner) on the member to be cleaned. Remove. That is, the cleaning blade is arranged and used so as to come into contact with the surface of the member to be cleaned during use.
図2に、第1の態様に係るクリーニングブレードの使用時における配置の一例を模式的に示す。
図2に示すように、クリーニングブレード10の使用時は、クリーニングブレード10の第一層14における端部12が、局所的に反った状態(すなわちタックした状態)で被クリーニング部材20に接触している。そして、端部12が被クリーニング部材20に接触したまま、被クリーニング部材20が矢印G方向に移動することで、被クリーニング部材20の表面に存在する清掃対象物Tが、クリーニングブレード10の端部12によって掻き取られ、除去される。
FIG. 2 schematically shows an example of the arrangement of the cleaning blade according to the first aspect when in use.
As shown in FIG. 2, when the
第1の態様に係るクリーニングブレードは、前記構成であることにより、初期のクリーニング性と経時のクリーニング維持性とが両立される。その理由は定かではないが、以下のように推測される。 Since the cleaning blade according to the first aspect has the above configuration, both initial cleaning performance and cleaning maintenance performance over time are achieved. Although the reason is not clear, it is presumed as follows.
例えば、重合法等により形成された小粒径で球形に近い重合トナーを用いて画像形成を行った後、像保持体の表面に残留した重合トナーをクリーニングブレードで除去する場合、クリーニングブレードと像保持体の表面との間の隙間を重合トナーがすり抜け、クリーニング不良が発生することがある。 For example, when an image is formed using a polymerized toner having a small particle size and a nearly spherical shape formed by a polymerization method or the like, and then the polymerized toner remaining on the surface of the image carrier is to be removed by a cleaning blade, the cleaning blade and the image are formed. The polymerized toner may slip through the gap between the surface of the holder and the cleaning failure.
上記すり抜けによるクリーニング不良を抑制する方法として、クリーニングブレードの硬度を下げつつ被クリーニング部材に対する圧力を高める方法が挙げられる。上記方法では、上記すり抜けが抑制され初期には良好なクリーニング性が得られるものの、被クリーニング部材に対するクリーニングブレードの摺擦力が上がることで、クリーニングブレード及び被クリーニング部材の摩耗が促進されることがある。そして、前記摩耗が促進されると、良好なクリーニング性が維持されにくいことがある。
一方、被クリーニング部材への摺擦力を低下させる方法として、金属酸化物を含む表面層をクリーニングブレードの表面に設ける方法が挙げられる。上記表面層が設けられたクリーニング部材を用いると、クリーニングブレードの硬度が上がることで、クリーニングブレードの端部が局所的に反りにくく、被クリーニング部材への接触面積が小さくなることで、初期のクリーニング性が得られにくくなることがある。
As a method of suppressing the cleaning failure due to slip-through, there is a method of increasing the pressure on the member to be cleaned while decreasing the hardness of the cleaning blade. In the above method, although the slip-through is suppressed and good cleaning performance can be obtained in the initial stage, the abrasion of the cleaning blade and the member to be cleaned increases due to the increase in the frictional force of the cleaning blade against the member to be cleaned, which accelerates the wear of the cleaning blade and the member to be cleaned. be. Further, when the abrasion is accelerated, it may be difficult to maintain good cleanability.
On the other hand, as a method of reducing the rubbing force on the member to be cleaned, there is a method of providing a surface layer containing a metal oxide on the surface of the cleaning blade. When the cleaning member provided with the surface layer is used, the hardness of the cleaning blade is increased, so that the edge of the cleaning blade is less likely to warp locally, and the contact area with the member to be cleaned is reduced, thereby improving the initial cleaning performance. It may become difficult to obtain sexuality.
これに対して、第1の態様では、金属酸化物を含む第一層と永久伸びが前記範囲の弾性層である第三層との間に、ヤング率が前記範囲の弾性層である第二層を設けている。
そのため、第一層を被クリーニング部材に接触させて残留物の除去を行うと、第一層の低い摩擦係数により被クリーニング部材への摺擦力が低下しつつ、第二層の低いヤング率により被クリーニング部材への接触面積が大きくなると考えられる。つまり、第1の態様におけるクリーニングブレードは、ヤング率の低い第二層を備えることで、被クリーニング部材に接触する表面(すなわち第一層)の硬度が高くても、端部における局所的な反りが起こりやすく、接触面積が大きくなると考えられる。それにより、すり抜けに伴うクリーニング不良が起こりにくく、かつ、被クリーニング部材及びクリーニングブレードの摩耗に伴うクリーニング性の低下も起こりにくくなるため、初期のクリーニング性と経時のクリーニング維持性とが両立される。
On the other hand, in the first aspect, the second layer, which is an elastic layer whose Young's modulus is in the above range, is interposed between the first layer containing a metal oxide and the third layer, which is an elastic layer whose elongation set is in the above range. It has layers.
Therefore, when the residue is removed by bringing the first layer into contact with the member to be cleaned, the frictional force on the member to be cleaned is reduced due to the low coefficient of friction of the first layer, while the low Young's modulus of the second layer reduces It is considered that the contact area with the member to be cleaned is increased. That is, the cleaning blade in the first aspect is provided with the second layer having a low Young's modulus, so that even if the hardness of the surface in contact with the member to be cleaned (that is, the first layer) is high, local warpage at the end portion can be prevented. is likely to occur, and the contact area is considered to be large. As a result, poor cleaning due to passing through is less likely to occur, and deterioration of cleaning performance due to wear of the member to be cleaned and the cleaning blade is less likely to occur.
加えて、第三層の永久伸びが低いことにより、長期に亘ってクリーニングブレードを使用し、使用時にクリーニングブレードの先端が局所的に反っても、へたりに起因する清掃対象物のすり抜けが起こりにくい。つまり、長期使用によりクリーニングブレードのへたりが生じると、被クリーニング部材への接触圧力が低下することで、清掃対象物のすり抜けが起こりやすくなることがあるが、本実施形態ではクリーニングブレードのへたりが生じにくいため、経時のクリーニング維持性が良好になると考えられる。 In addition, due to the low elongation set of the third layer, even if the cleaning blade is used for a long period of time and the tip of the cleaning blade is locally warped during use, the object to be cleaned may slip through due to fatigue. Hateful. In other words, when the cleaning blade wears out due to long-term use, the contact pressure on the member to be cleaned decreases, which may make it easier for the object to be cleaned to slip through. It is considered that the cleaning maintainability over time is improved because the occurrence of the
以上のことから、第1の態様では、初期のクリーニング性と経時のクリーニング維持性とが両立されると推測される。 From the above, it is presumed that in the first aspect, both the initial cleanability and the cleaning maintainability over time are achieved.
<第2の態様>
第2の態様に係るクリーニングブレードは、動摩擦係数が0.05以上0.5以下であり、ヤング率が10MPa以上200,000MPa以下である第一層と、ヤング率が4MPa以上8MPa以下の弾性層である第二層と、永久伸びが2%未満の弾性層である第三層と、がこの順に設けられたものである。
第2の態様に係るクリーニングブレードは、上記第一層、第二層、及び第三層が互いに直接接して配置されていてもよく、必要に応じて他の層(例えば接着層等)をさらに有していてもよい。
第2の態様に係るクリーニングブレードの層構成及び使用時における配置等については、第1の態様と同様であるため、説明を省略する。
<Second Aspect>
A cleaning blade according to a second aspect includes a first layer having a coefficient of dynamic friction of 0.05 or more and 0.5 or less and a Young's modulus of 10 MPa or more and 200,000 MPa or less, and an elastic layer having a Young's modulus of 4 MPa or more and 8 MPa or less. and a third layer, which is an elastic layer having a permanent elongation of less than 2%, are provided in this order.
In the cleaning blade according to the second aspect, the first layer, the second layer, and the third layer may be arranged in direct contact with each other, and if necessary, another layer (for example, an adhesive layer, etc.) may be further added. may have.
The layer structure and arrangement of the cleaning blade according to the second aspect are the same as those of the first aspect, and thus the description thereof is omitted.
第2の態様に係るクリーニングブレードは、上記構成であることにより、初期のクリーニング性と経時のクリーニング維持性とが両立される。その理由は定かではないが、第1の態様と同じ作用によるものであると推測される。
具体的には、第一層と第三層との間にヤング率が前記範囲の弾性層である第二層を設けることで、第一層の低い摩擦係数により被クリーニング部材への摺擦力が低下しつつ、第二層の低いヤング率により被クリーニング部材への接触面積が大きくなると考えられる。それにより、すり抜けに伴うクリーニング不良が起こりにくく、かつ、被クリーニング部材及びクリーニングブレードの摩耗に伴うクリーニング性の低下も起こりにくくなるため、初期のクリーニング性と経時のクリーニング維持性とが両立される。加えて、第三層の永久伸びが低いことにより、長期にわたってクリーニングブレードを使用し、使用時にクリーニングブレードの先端が局所的に反っても、へたりに起因する清掃対象物のすり抜けが起こりにくく、経時のクリーニング維持性が良好になると考えられる。
以上のことから、第2の態様では、初期のクリーニング性と経時のクリーニング維持性とが両立されると推測される。
Since the cleaning blade according to the second aspect has the above configuration, both initial cleaning performance and cleaning maintenance performance over time are achieved. Although the reason is not clear, it is presumed to be due to the same action as in the first mode.
Specifically, by providing the second layer, which is an elastic layer having a Young's modulus in the above range, between the first layer and the third layer, the low coefficient of friction of the first layer provides a sliding friction force on the member to be cleaned. It is thought that the low Young's modulus of the second layer increases the contact area with the member to be cleaned while the is decreased. As a result, poor cleaning due to passing through is less likely to occur, and deterioration of cleaning performance due to wear of the member to be cleaned and the cleaning blade is less likely to occur. In addition, due to the low elongation set of the third layer, even if the cleaning blade is used for a long period of time and the tip of the cleaning blade is locally warped during use, it is difficult for the object to be cleaned to slip through due to fatigue. It is considered that the maintenance of cleaning over time is improved.
From the above, it is presumed that in the second aspect, both the initial cleanability and the long-term cleaning maintainability are achieved.
以下、第1の態様及び第2の態様の総称として、「本実施形態」という場合がある。
本実施形態におけるクリーニングブレードを構成する各層について、詳細に説明する。
Hereinafter, the first aspect and the second aspect may be collectively referred to as "this embodiment".
Each layer constituting the cleaning blade in this embodiment will be described in detail.
<第一層>
第1の態様においては、第一層が少なくとも金属酸化物を含み、第2の態様においては、第一層が金属酸化物を含むことが好ましい。また、第一層は、金属酸化物を主成分(すなわち最も含有量の多い成分)として含む層であることが好ましく、金属酸化物の層状物であることがより好ましい。
金属酸化物の層状物としては、例えば、金属酸化物のCVD膜、金属酸化物の蒸着膜、金属酸化物のスパッタ膜等が挙げられる。金属酸化物の層状物は、必要に応じて、水素原子及び炭素原子から選ばれる少なくとも一種を含む層であってもよい。
<First layer>
In the first aspect, the first layer preferably contains at least a metal oxide, and in the second aspect, the first layer preferably contains a metal oxide. Moreover, the first layer is preferably a layer containing a metal oxide as a main component (that is, the component with the highest content), and more preferably a layered material of a metal oxide.
Examples of the metal oxide layered material include a metal oxide CVD film, a metal oxide deposition film, a metal oxide sputter film, and the like. The layered material of metal oxide may be a layer containing at least one selected from hydrogen atoms and carbon atoms, if necessary.
金属酸化物としては、第13族元素及び酸素を含有する金属酸化物(すなわち、第13族元素の酸化物)が好ましい。
第13族元素及び酸素を含有する金属酸化物としては、例えば、酸化ガリウム、酸化アルミニウム、酸化インジウム、酸化ホウ素等の金属酸化物、又はこれらの混晶が挙げられ、その中でも特に酸化ガリウムが好ましい。
第13族元素及び酸素を含有する金属酸化物の層状物は、必要に応じて、他の元素(例えば、Zn、C、Si、Ge、Sn、N、Be、Mg、Ca、Sr等)を含んでもよい。
第13族元素及び酸素を含有する金属酸化物の層状物は、前記層状物を構成する全元素に対する、第13族元素、酸素、及び水素の元素構成比率の和が90原子%以上であることが好ましい。また、上記元素構成比率の和は、95原子%以上が好ましく、96原子%以上がより好ましく、97原子%以上が更に好ましい。
As the metal oxide, a metal oxide containing a Group 13 element and oxygen (that is, an oxide of a Group 13 element) is preferable.
Examples of metal oxides containing a Group 13 element and oxygen include metal oxides such as gallium oxide, aluminum oxide, indium oxide, and boron oxide, or mixed crystals thereof, among which gallium oxide is particularly preferred. .
The metal oxide layer containing a Group 13 element and oxygen may optionally contain other elements (e.g., Zn, C, Si, Ge, Sn, N, Be, Mg, Ca, Sr, etc.). may contain.
In the layered material of a metal oxide containing a Group 13 element and oxygen, the sum of the element composition ratios of the Group 13 element, oxygen, and hydrogen with respect to all the elements constituting the layered material is 90 atomic % or more. is preferred. In addition, the sum of the above element composition ratios is preferably 95 atomic % or more, more preferably 96 atomic % or more, and even more preferably 97 atomic % or more.
ここで、前記層状物における各元素の確認、元素構成比率等は、ラザフォードバックスキャタリング(以下、「RBS」と称する)により求められる
なお、RBSでは、加速器としてNEC社 3SDH Pelletron、エンドステーションとしてCE&A社 RBS-400、システムとして3S-R10を用いる。解析にはCE&A社のHYPRAプログラム等を用いる。
RBSの測定条件は、He++イオンビームエネルギーは2.275eV、検出角度160°、入射ビームに対してGrazing Angleは109°とする。
Here, the confirmation of each element in the layered material, the element composition ratio, etc. are obtained by Rutherford back scattering (hereinafter referred to as "RBS"). Company RBS-400, using 3S-R10 as the system. For the analysis, CE&A's HYPRA program or the like is used.
The RBS measurement conditions are a He++ ion beam energy of 2.275 eV, a detection angle of 160°, and a grazing angle of 109° with respect to the incident beam.
RBS測定は、具体的には以下のように行う
まず、He++イオンビームを試料に対して垂直に入射し、検出器をイオンビームに対して、160°にセットし、後方散乱されたHeのシグナルを測定する。検出したHeのエネルギーと強度から組成比と膜厚を決定する。組成比及び膜厚を求める精度を向上させるために二つの検出角度でスペクトルを測定してもよい。深さ方向分解能や後方散乱力学の異なる二つの検出角度で測定しクロスチェックすることにより精度が向上する。
ターゲット原子によって後方散乱されるHe原子の数は、1)ターゲット原子の原子番号、2)散乱前のHe原子のエネルギー、3)散乱角度の3つの要素のみにより決まる。 測定された組成から密度を計算によって仮定して、これを用いて厚みを算出する。密度の誤差は20%以内である。
Specifically, the RBS measurement is performed as follows. First, a He++ ion beam is vertically incident on the sample, the detector is set at 160° with respect to the ion beam, and the backscattered He signal is to measure. The composition ratio and film thickness are determined from the detected energy and intensity of He. Spectra may be measured at two detection angles to improve the accuracy of composition ratio and film thickness determinations. Accuracy is improved by measuring and cross-checking at two detection angles with different depth resolution and backscattering dynamics.
The number of He atoms backscattered by a target atom depends only on three factors: 1) the atomic number of the target atom, 2) the energy of the He atom before scattering, and 3) the scattering angle. The density is assumed by calculation from the measured composition and used to calculate the thickness. Density error is within 20%.
なお、水素の元素構成比率は、ハイドロジェンフォワードスキャタリング(以下、「HFS」と称する)により求められる。
HFS測定では、加速器としてNEC社 3SDH Pelletron、エンドステーションとしてCE&A社 RBS-400を用い、システムとして3S-R10を用いる。解析にはCE&A社のHYPRAプログラムを用いる。そして、HFSの測定条件は、以下の通りである。
・He++イオンビームエネルギー:2.275eV
・検出角度:160°入射ビームに対してGrazing Angle30°
The element composition ratio of hydrogen is obtained by hydrogen forward scattering (hereinafter referred to as "HFS").
In the HFS measurement, NEC's 3SDH Pelletron is used as an accelerator, CE&A's RBS-400 is used as an end station, and 3S-R10 is used as a system. The HYPRA program from CE&A is used for the analysis. The HFS measurement conditions are as follows.
・He++ ion beam energy: 2.275 eV
・Detection angle: Grazing
HFS測定は、He++イオンビームに対して検出器が30°に、試料が法線から75°になるようにセットすることにより、試料の前方に散乱する水素のシグナルを拾う。この時検出器をアルミ箔で覆い、水素とともに散乱するHe原子を取り除くことがよい。定量は参照用試料と被測定試料との水素のカウントを阻止能で規格化した後に比較することによって行う。参照用試料としてSi中にHをイオン注入した試料と白雲母を使用する。
白雲母は水素濃度が6.5原子%であることが知られている。
最表面に吸着しているHは、例えば、清浄なSi表面に吸着しているH量を差し引くことによって補正を行う。
HFS measurements pick up the signal of hydrogen scattered in front of the sample by setting the detector at 30° to the He++ ion beam and the sample at 75° from normal. At this time, the detector should be covered with aluminum foil to remove He atoms scattered with hydrogen. Quantification is performed by normalizing the hydrogen counts of the reference sample and the sample to be measured by the stopping power and then comparing them. A sample obtained by implanting H ions into Si and muscovite mica are used as reference samples.
Muscovite is known to have a hydrogen concentration of 6.5 atomic percent.
The H adsorbed on the outermost surface is corrected by, for example, subtracting the amount of H adsorbed on the clean Si surface.
第一層の厚みは、例えば0.1μm以上5.0μm以下の範囲が挙げられる。第一層の割れ抑制の観点からは、0.1μm以上3.0μm以下が好ましく、0.1μm以上1.0μm以下がより好ましく、0.1μm以上0.5μm以下がさらに好ましい。
なお、第一層が厚すぎると、端部が反った状態になりにくく、被クリーニング部材との接触面積が少なくなることがある。しかし、本実施形態では前記第二層を有するため、第二層を有さない場合に比べて第一層が厚くても端部が反りやすく、被クリーニング部材に対する接触面積が確保され、クリーニング性が良好となりやすい。その観点から、第一層の厚みは、0.5μm以上5.0μm以下であってもよく、0.6μm以上5.0μm以下であってもよく、1.0μm超え5.0μm以下であってもよい。
第一層の厚みは、例えば、クリーニングブレードの断面をマイクロスコープ(キーエンス社製、デジタルマイクロスコープVHX-200)で観察し、5箇所の測定値を平均することで算出される。
The thickness of the first layer is, for example, in the range of 0.1 μm or more and 5.0 μm or less. From the viewpoint of suppressing cracking of the first layer, the thickness is preferably 0.1 μm or more and 3.0 μm or less, more preferably 0.1 μm or more and 1.0 μm or less, and even more preferably 0.1 μm or more and 0.5 μm or less.
If the first layer is too thick, the edges are less likely to warp, and the contact area with the member to be cleaned may be reduced. However, since the present embodiment has the second layer, even if the first layer is thick, the end portion is likely to warp compared to the case where the second layer is not provided. is likely to be good. From that point of view, the thickness of the first layer may be 0.5 μm or more and 5.0 μm or less, 0.6 μm or more and 5.0 μm or less, or more than 1.0 μm and 5.0 μm or less. good too.
The thickness of the first layer is calculated, for example, by observing the cross section of the cleaning blade with a microscope (manufactured by Keyence Corporation, Digital Microscope VHX-200) and averaging the measured values at five locations.
なお、第一層は、少なくとも被クリーニング部材との接触領域に設けられていればよいが、製造容易性の観点から、第二層における第三層と反対側の面全体を覆うように設けられていてもよい。 The first layer may be provided at least in the contact area with the member to be cleaned, but from the viewpoint of ease of manufacture, the first layer should be provided so as to cover the entire surface of the second layer opposite to the third layer. may be
(第一層の特性)
第1の態様においては、第一層の動摩擦係数が0.05以上0.5以下、かつ、第一層のヤング率が10MPa以上200,000MPa以下であることが好ましい。また、第2の態様においては、第一層の動摩擦係数が0.05以上0.5以下、かつ、第一層のヤング率が10MPa以上200,000MPa以下である。
動摩擦係数及びヤング率がいずれも上記範囲である層としては、例えば、前述の金属酸化物を含む層が挙げられる。
(Characteristics of first layer)
In the first aspect, it is preferable that the coefficient of dynamic friction of the first layer is 0.05 or more and 0.5 or less and the Young's modulus of the first layer is 10 MPa or more and 200,000 MPa or less. In the second aspect, the dynamic friction coefficient of the first layer is 0.05 or more and 0.5 or less, and the Young's modulus of the first layer is 10 MPa or more and 200,000 MPa or less.
Examples of the layer having both the coefficient of dynamic friction and the Young's modulus within the above range include the layer containing the aforementioned metal oxide.
第一層の動摩擦係数は、0.1以上0.4以下であることがより好ましく、0.1以上0.2以下であることがさらに好ましい。第一層の動摩擦係数が上記範囲であることにより、上記範囲よりも大きい場合に比べ、被クリーニング部材への摺擦力が低下し、クリーニングブレードの摩耗が抑制され、経時のクリーニング維持性が良好となる。
また、第一層のヤング率は、20MPa以上200,000MPa以下であることがより好ましく、50MPa以上200,000MPa以下であることがさらに好ましい。本実施形態では、第二層を有するため、第一層のヤング率が上記範囲であっても、クリーニングブレードの端部が局所的に反りやすく、被クリーニング部材への接触面積が小さくなりにくい。
The dynamic friction coefficient of the first layer is more preferably 0.1 or more and 0.4 or less, more preferably 0.1 or more and 0.2 or less. When the coefficient of dynamic friction of the first layer is within the above range, compared with the case where the coefficient of dynamic friction is larger than the above range, the frictional force on the member to be cleaned is reduced, the wear of the cleaning blade is suppressed, and the cleaning maintainability over time is good. becomes.
The Young's modulus of the first layer is more preferably 20 MPa or more and 200,000 MPa or less, and even more preferably 50 MPa or more and 200,000 MPa or less. In this embodiment, since the second layer is provided, even if the Young's modulus of the first layer is within the above range, the end of the cleaning blade tends to warp locally, and the contact area with the member to be cleaned is less likely to decrease.
なお、第一層の動摩擦係数は、第一層における第二層と反対側の面の動摩擦係数であり、上記動摩擦係数は、ヘイドン式摩擦係数測定機(ヘイドン社製)によって、温度22℃、湿度55%の環境で測定した値が用いられる。 The coefficient of dynamic friction of the first layer is the coefficient of dynamic friction of the surface of the first layer opposite to the second layer. Values measured in an environment with a humidity of 55% are used.
また、上記ヤング率は、ナノインデンテーション法を用いて測定される。具体的には、(株)フィッシャー・インストルメンツ製、PICODENTOR HM500、及び、Berkovich型ダイヤモンド圧子を用い、押込み深さ-荷重曲線を測定し、負荷を最大押込み深さ1000nmで与え、続いて除荷をした場合の除荷曲線の傾きをヤング率として求める。 Also, the Young's modulus is measured using a nanoindentation method. Specifically, PICODENTOR HM500 manufactured by Fisher Instruments Co., Ltd. and a Berkovich type diamond indenter are used to measure the indentation depth-load curve, apply a load at a maximum indentation depth of 1000 nm, and then unload. Determine the slope of the unloading curve when , as Young's modulus.
(第一層の形成方法)
第一層の形成には、例えば、各種蒸着法(例えば、PVD:物理気相成長法、CVD:化学気相成長法)が用いられる。具体的には、例えば、プラズマCVD法(例えば、マイクロ波プラズマCVD法、直流プラズマCVD法、高周波プラズマCVD法、有磁場プラズマCVD法等)、イオンビーム・スパッタ法、イオンビーム蒸着法、反応性プラズマ・スパッタ法、アンバランスドマグネトロンスパッタ法、分子線エキタピシー法、等が挙げられる。これらの中でも、製膜速度が速く、被覆性が高いという観点から、プラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)法が好ましい。
(Method of forming the first layer)
For example, various vapor deposition methods (eg, PVD: physical vapor deposition method, CVD: chemical vapor deposition method) are used to form the first layer. Specifically, for example, plasma CVD method (e.g., microwave plasma CVD method, DC plasma CVD method, high frequency plasma CVD method, magnetic field plasma CVD method, etc.), ion beam sputtering method, ion beam vapor deposition method, reactivity A plasma sputtering method, an unbalanced magnetron sputtering method, a molecular beam epitaxy method, and the like can be mentioned. Among these, the plasma CVD (Chemical Vapor Deposition) method is preferable from the viewpoint of high film forming speed and high coverage.
第一層は、例えば、第二層及び第三層が積層した基材(例えば板状基材)における第二層側の表面に、上記気相成膜法等によって形成される。
以下、第一層の形成に用いる成膜装置の一例を図面に示しつつ具体例を挙げて説明する。なお、以下の説明は、ガリウム、酸素、及び水素を含んで構成された層の形成方法について示すが、これに限られず、目的とする層の組成に応じて、周知の形成方法を適用すればよい。
The first layer is formed, for example, on the second layer side surface of the base material (for example, plate-like base material) in which the second layer and the third layer are laminated, by the vapor phase film forming method or the like.
Hereinafter, an example of a film forming apparatus used for forming the first layer will be described with a specific example shown in the drawings. Although the following description shows a method for forming a layer containing gallium, oxygen, and hydrogen, the present invention is not limited to this, and a well-known forming method may be applied depending on the composition of the target layer. good.
図3は、上記第一層の形成に用いられる成膜装置の一例を示す概略模式図である。
図3に示されるように、成膜装置100は、仕切り部101aを有する真空容器101と、板状基材112を保持する成膜ジグ103と、高周波電源部105a及び放電電極105bからなる放電部105と、プロセスガスを供給する供給口107aと接続するプロセスガス供給部107と、材料ガスを供給する供給口109aを接続する材料ガス供給部109と、排気口111aと接続する排気装置111と、を有する。
FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of a film forming apparatus used for forming the first layer.
As shown in FIG. 3, the
図3に示される成膜装置において、真空容器101の一端には、排気口111aを介して排気装置111が設けられており、また、真空容器101の排気装置111(排気口111a)が設けられた側と反対側に、プロセスガスを供給する供給口107a、材料ガスを供給する供給口109a、及び放電部105が設けられている。
また、真空容器101内には、板状基材112を保持する成膜ジグ103が設けられている。この成膜ジグ103は、多角形断面を有しており、この辺に板状基材112を保持する機能を有する。また、成膜ジグ103は、図示されない回転装置により、板状基材112を保持したまま矢印方向に回転される。
In the film forming apparatus shown in FIG. 3, an
A
放電部105は、放電面が排気装置111(排気口111a)側に設けられた放電電極105bと、放電電極105bの放電面と反対側の面に接続された高周波電源部105aとから構成されている。
また、放電電極105bに近接して、プロセスガスを供給するための供給口107aが設けられており、この供給口107aはプロセスガス供給部107に接続されている。
更に、仕切り部101aに対して、供給口107aとは反対の箇所には、材料ガスを供給するための供給口109aが設けられており、この供給口109aは材料ガス供給部109に接続されている。
The
A
Further, a
真空容器101は、一端が真空容器101の内壁に固定され、他端が回転する成膜ジグ103とこれに保持される板状基材112と接触しないよう微小な間隔をもって成膜ジグ103に対向する仕切り部101aを有する。
この仕切り部101aは、真空容器101内部の放電電極105b及びプロセスガスが供給口107aより供給される領域と、材料ガスが供給口109aより供給される領域とを、前記微小な間隔を除いて空間的に分離することに用いられる。なお、この仕切り部101aの位置は、成膜ジグ103の一辺の長さ(板状基材112の大きさ)に応じて設定され、真空容器101の中央である必要はない。
One end of the
This
第一層の形成は、例えば、以下のように実施する。
まず、プロセスガスを供給口107aからに導入すると共に、高周波電源部105aから放電電極105bに、例えば、周波数13.56MHzの高周波電力を供給する。この際、放電電極105bの放電面側から排気口111a側へと発光領域が放射状に広がるようにプラズマが形成される。ここで、供給口107aから導入されたプロセスガスは真空容器101内を、放電電極105bを含む領域から排気口111a側へと流れる。
なお、放電電極105bは電極の周りをアースシールドで囲んだものでもよい。
Formation of the first layer is performed, for example, as follows.
First, a process gas is introduced from the
The
ここで、プロセスガスには、少なくとも酸素を含み、窒素、水素、ヘリウムやアルゴンなどの希ガスが用いられる。 Here, the process gas includes at least oxygen and is nitrogen, hydrogen, or a rare gas such as helium or argon.
次に、例えば、水素をキャリアガスとして用いて希釈したトリメチルガリウム(材料ガス)を供給口109aから導入することによって、板状基材112表面にガリウムと酸素を含む非単結晶膜が成膜される。
Next, a non-single-crystal film containing gallium and oxygen is formed on the surface of the plate-
成膜時の表面層の形成温度は特に限定されないが、板状基材112表面の温度が、10℃~100℃の範囲が好ましく、20℃~60℃の範囲内で形成することが好ましい。
板状基材112表面の温度は加熱及び冷却手段の少なくとも一方(図中、不図示)によって制御してもよいし、放電時の自然な温度の上昇に任せてもよい。板状基材112を加熱する場合にはヒータを板状基材112の隣接した箇所に設置してもよい。板状基材112を冷却する場合には板状基材112を保持する成膜ジグ103の内側に冷却用の気体又は液体を循環させてもよい。
放電による板状基材112表面の温度の上昇を避けたい場合には、板状基材112表面に当たる高エネルギーの気体流を調節することが効果的である。この場合、ガス流量や放電出力、圧力などの条件を所要温度となるように調整する。また、放電による放電電極105b自体の温度上昇にともなう板状基材112の温度上昇を防ぐため、放電電極の内部に冷却用の気体又は液体を循環させてもよい。
The temperature at which the surface layer is formed during film formation is not particularly limited, but the surface temperature of the plate-
The temperature of the surface of the plate-
If it is desired to avoid an increase in the temperature of the surface of the plate-
ここで、材料ガスとしては、ガリウムを含む有機金属化合物として、トリメチルガリウム、トリエチルガリウム、t-ブチルガリウムなどが用いられる。
これらの液体や固体を気化して単独又はキャリアガスでバブリングすることによる混合状態で使用する。
また、これらを2種類以上混合してもよい。
Here, as the material gas, an organometallic compound containing gallium such as trimethylgallium, triethylgallium, or t-butylgallium is used.
These liquids and solids are vaporized and used alone or in a mixed state by bubbling with a carrier gas.
Moreover, you may mix two or more types of these.
なお、ガリウムと酸素とを主に含む表面層を形成する場合、真空容器101内には活性水素が存在することが好ましい。活性水素は、キャリアガスとして使用する水素ガスや有機金属化合物に含まれる水素原子から供給されるものでもよい。
When forming the surface layer mainly containing gallium and oxygen, it is preferable that active hydrogen exists in the
図3に示される成膜装置100のプラズマ発生手段は、高周波電源部を用いたものであるが、これに限定されるものではなく、例えば、マイクロ波発振装置を用いてもよく、エレクトロサイクロトロン共鳴方式やヘリコンプラズマ方式の装置を用いてもよい。また、高周波発振装置の場合は、誘導型でも容量型でもよい。
更に、これらの装置を2種類以上組み合わせて用いてもよく、例えば、プロセスガス供給口107aより活性水素を供給するリモートプラズマ装置を付加してもよい。また、同種の装置を2つ以上用いてもよい。プラズマの照射による板状基材112表面の温度上昇を抑制するためには高周波発振装置が好ましいが、熱の照射を防止する装置を設けてもよい。
The plasma generating means of the
Furthermore, two or more of these devices may be used in combination. For example, a remote plasma device that supplies active hydrogen from the process
2種類以上の異なるプラズマ発生装置(プラズマ発生手段)を用いる場合には、同じ圧力で同時に放電が生起するようにしてもよい。また、放電する領域と、成膜する領域(板状基材が設置された部分)とに圧力差を設けてもよい。これらの装置は、成膜装置内をガスが導入される部分から排出される部分へと形成されるガス流に対して直列に配置してもよいし、いずれの装置も基体の成膜面に対向するように配置してもよい。 When two or more different plasma generators (plasma generating means) are used, discharge may be generated at the same pressure at the same time. Also, a pressure difference may be provided between the discharging area and the film-forming area (the portion where the plate-like substrate is installed). These devices may be arranged in series with respect to the gas flow formed in the film forming apparatus from the portion into which the gas is introduced to the portion from which the gas is discharged. You may arrange|position so that it may oppose.
また、異なる2種類のプラズマ発生装置を同一の圧力下で利用する場合、例えば、マイクロ波発振装置と高周波発振装置とを用いる場合、励起種の励起エネルギーを大きく変えてもよく、膜質の制御がしやすくなる。また、放電は大気圧近傍(300~1200hPaの範囲)で行ってもよい。大気圧近傍で放電を行う場合にはキャリアガスとしてHeを使用することが望ましい。 Further, when two different types of plasma generators are used under the same pressure, for example, when a microwave oscillator and a high-frequency oscillator are used, the excitation energy of the excited species may be greatly changed, and the film quality can be controlled. easier to do. Further, discharge may be performed at near atmospheric pressure (range of 300 to 1200 hPa). It is desirable to use He as a carrier gas when discharging near atmospheric pressure.
<第二層>
第二層は、ヤング率が4MPa以上8MPa以下の弾性層であれば、特に限定されるものではない。
第二層に用いる材料としては、例えばゴム弾性体が挙げられ、具体的には、例えば、ポリウレタンゴム、ポリイミドゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、クロロプレンゴム、ブタジエンゴム等が挙げられる。ゴム弾性体は、耐摩耗性、機械的強度、耐油性、及び耐オゾン性の観点から、ポリウレタンゴムを含むことが好ましい。
また、第二層に用いる材料と第三層に用いる材料とは、第二層と第三層との接着性の観点から、同種の材料であることが好ましい。同種の材料であることにより、第二層と第三層とが直接接触し高い接着力で両者が接着したクリーニングブレードが得られやすい。
同種の材料としては、例えば、ポリウレタンゴム同士、ポリイミドゴム同士、シリコーンゴム同士、フッ素ゴム同士、クロロプレンゴム同士、ブタジエンゴム同士が挙げられる。その中でも、第二層に用いる材料及び第三層に用いる材料のいずれもがポリウレタンゴムであることが好ましい。
ポリウレタンゴムの詳細については、後述する。
<Second layer>
The second layer is not particularly limited as long as it is an elastic layer having a Young's modulus of 4 MPa or more and 8 MPa or less.
Examples of materials used for the second layer include rubber elastic bodies, and specific examples include polyurethane rubber, polyimide rubber, silicone rubber, fluororubber, chloroprene rubber, and butadiene rubber. From the viewpoint of wear resistance, mechanical strength, oil resistance, and ozone resistance, the rubber elastic body preferably contains polyurethane rubber.
Moreover, the material used for the second layer and the material used for the third layer are preferably the same type of material from the viewpoint of adhesion between the second layer and the third layer. By using the same kind of material, it is easy to obtain a cleaning blade in which the second layer and the third layer are in direct contact and adhered to each other with high adhesive strength.
Materials of the same type include, for example, polyurethane rubbers, polyimide rubbers, silicone rubbers, fluororubbers, chloroprene rubbers, and butadiene rubbers. Among them, both the material used for the second layer and the material used for the third layer are preferably polyurethane rubber.
The details of the polyurethane rubber will be described later.
(第二層の特性)
第二層のヤング率は、4MPa以上8MPa以下であり、4MPa以上5.5MPa以下が好ましく、4MPa以上5MPa未満がより好ましい。第二層のヤング率が上記範囲であることにより、上記範囲よりも大きい場合に比べて被クリーニング部材との接触面積が大きくなり、上記範囲よりも小さい場合に比べて被クリーニング部材との接触面積が大きくなりすぎることによる鳴きが抑制される。
第二層のヤング率を上記範囲とする実現手段は、第二層の材料等によっても異なるが、例えば、第二層の形成時における配合比を調整する方法が挙げられる。具体的には、例えば第二層の材料が後述するポリウレタンゴムである場合、ポリイソシアネート化合物の比率を下げることで、第二層のヤング率を小さくする方法が挙げられる。
(Characteristics of second layer)
The Young's modulus of the second layer is 4 MPa or more and 8 MPa or less, preferably 4 MPa or more and 5.5 MPa or less, and more preferably 4 MPa or more and less than 5 MPa. When the Young's modulus of the second layer is within the above range, the contact area with the member to be cleaned is larger than when it is larger than the above range, and the contact area with the member to be cleaned is larger than when it is smaller than the above range. is suppressed.
The means for achieving the Young's modulus of the second layer within the above range varies depending on the material of the second layer and the like, but for example, a method of adjusting the compounding ratio at the time of forming the second layer can be mentioned. Specifically, for example, when the material of the second layer is a polyurethane rubber to be described later, a method of decreasing the Young's modulus of the second layer by decreasing the ratio of the polyisocyanate compound can be mentioned.
第二層の永久伸びは、特に限定されるものではなく、例えば0.1%以上5%以下が挙げられる。本実施形態では、第三層の永久伸びが小さいため、第二層の永久伸びが第三層の永久伸びよりも大きくても経時のクリーニング維持性が得られる。その観点から、第二層の永久伸びは、1%超え5%以下であってもよく、1.5%超え5%以下であってもよく、2%以上5%以下であってもよい。 The elongation set of the second layer is not particularly limited, and is, for example, 0.1% or more and 5% or less. In this embodiment, since the elongation set of the third layer is small, even if the elongation set of the second layer is larger than the elongation set of the third layer, the cleaning maintainability over time can be obtained. From that point of view, the elongation set of the second layer may be more than 1% and 5% or less, more than 1.5% and 5% or less, or 2% or more and 5% or less.
ここで、上記永久伸び(%)の測定方法について説明する。
具体的には、JIS K6262(1997年)に準拠して、短冊状試験片を用い、100%引張りひずみを与えて24時間放置し、下記式の通り標線間距離より求められる。
Ts=(L2-L0)/(L1-L0)×100
Ts:永久伸び
L0:引張り前の標線間距離
L1:引張り時の標線間距離
L2:引張り後の標線間距離
尚、測定対象の試料がJIS K6262に規定の短冊状試験片の寸法以上の大きさである場合には、該試料から短冊状試験片の寸法のものを切り出すことで、上記の測定が行われる。一方、試料が短冊状試験片の寸法未満の大きさである場合には、該試料と同じ材料によって短冊状試験片を形成し、この短冊状試験片について上記の測定が行われる。
Here, a method for measuring the permanent elongation (%) will be described.
Specifically, according to JIS K6262 (1997), a strip-shaped test piece is used, 100% tensile strain is applied and left for 24 hours.
Ts = (L2-L0)/(L1-L0) x 100
Ts: Permanent elongation
L0: Distance between gauge lines before pulling
L1: Distance between gauge lines when pulling
L2: Distance between marked lines after pulling If the sample to be measured is larger than the strip-shaped test piece specified in JIS K6262, cut out the strip-shaped test piece from the sample. Thus, the above measurements are performed. On the other hand, if the size of the sample is smaller than the size of the strip-shaped test piece, a strip-shaped test piece is formed from the same material as the sample, and the above measurement is performed on this strip-shaped test piece.
第二層の厚みは、例えば100μm以上1000μm以下が挙げられ、200μm以上800μm以下が好ましく、300μm以上500μm以下がより好ましい。第二層の厚みが上記範囲であることにより、上記範囲よりも厚い場合に比べて第一層の割れが抑制されやすく、上記範囲よりも薄い場合に比べて被クリーニング部材との接触面積が大きくクリーニング性が良好となりやすい。
第二層の厚みは、例えば、クリーニングブレードの断面をマイクロスコープ(キーエンス社製、デジタルマイクロスコープVHX-200)で観察し、5箇所の測定値を平均することで算出される。
The thickness of the second layer is, for example, 100 μm or more and 1000 μm or less, preferably 200 μm or more and 800 μm or less, and more preferably 300 μm or more and 500 μm or less. When the thickness of the second layer is within the above range, cracking of the first layer is more likely to be suppressed than when it is thicker than the above range, and the contact area with the member to be cleaned is larger than when it is thinner than the above range. Cleanability tends to be good.
The thickness of the second layer is calculated, for example, by observing the cross section of the cleaning blade with a microscope (manufactured by Keyence Corporation, Digital Microscope VHX-200) and averaging the measured values at five locations.
第二層の厚みは、第一層の厚みの20倍以上200,000倍以下であることが好ましく、200倍以上100,000倍以下であることがより好ましい。第二層の厚みにおける第一層の厚みに対する比率が上記範囲であることにより、上記範囲よりも大きい場合に比べて第一層の割れが抑制されやすく、上記範囲よりも小さい場合に比べて被クリーニング部材との接触面積が大きくクリーニング性が良好となりやすい。 The thickness of the second layer is preferably 20 to 200,000 times the thickness of the first layer, more preferably 200 to 100,000 times. When the ratio of the thickness of the second layer to the thickness of the first layer is within the above range, cracking of the first layer is more likely to be suppressed than when it is larger than the above range, and the thickness is less than when it is smaller than the above range. The contact area with the cleaning member is large, and the cleaning property tends to be good.
第二層の厚みは、後述する第三層の厚みよりも薄いことが好ましい。
第二層の厚みは、第三層の厚みの1.1倍以上20倍以下であることが好ましく、2倍以上10倍以下であることがより好ましく、3倍以上6倍以下であることが好ましく、
第三層の厚みも同様に、例えば、クリーニングブレードの断面をマイクロスコープ(キーエンス社製、デジタルマイクロスコープVHX-200)で観察し、5箇所の測定値を平均することで算出される。
The thickness of the second layer is preferably thinner than the thickness of the third layer described later.
The thickness of the second layer is preferably 1.1 to 20 times the thickness of the third layer, more preferably 2 to 10 times, and preferably 3 to 6 times the thickness of the third layer. preferably
Similarly, the thickness of the third layer is calculated by, for example, observing the cross section of the cleaning blade with a microscope (manufactured by Keyence Corporation, Digital Microscope VHX-200) and averaging the measured values at five locations.
(ポリウレタンゴム)
以下、ポリウレタンゴムについて説明する。
ポリウレタンゴムは、例えば、ポリイソシアネートとポリオールとを重合することで合成される。また、ポリオール以外にイソシアネート基と反応し得る官能基を有する樹脂を用いてもよい。尚、ポリウレタンゴムはハードセグメントとソフトセグメントとを有していることが望ましい。
ここで、「ハードセグメント」及び「ソフトセグメント」とは、ポリウレタンゴム材料中で、前者を構成する材料の方が、後者を構成する材料よりも相対的に硬い材料からなり、後者を構成する材料の方が前者を構成する材料よりも相対的に柔らかい材料からなるセグメントを意味する。
(polyurethane rubber)
The polyurethane rubber will be described below.
Polyurethane rubber is synthesized, for example, by polymerizing polyisocyanate and polyol. Moreover, you may use resin which has a functional group which can react with an isocyanate group other than a polyol. In addition, it is desirable that the polyurethane rubber has a hard segment and a soft segment.
Here, the terms "hard segment" and "soft segment" refer to the material that constitutes the former in the polyurethane rubber material, and the material that constitutes the latter is relatively harder than the material that constitutes the latter. means a segment made of a material that is relatively softer than the material that constitutes the former.
ハードセグメントを構成する材料(ハードセグメント材料)とソフトセグメントを構成する材料(ソフトセグメント材料)との組み合わせとしては、特に限定されず、一方が他方に対して相対的に硬く、他方が一方に対して相対的に柔らかい組み合わせとなるよう公知の樹脂材料から選択し得るが、本実施形態においては、以下の組み合わせが好適である。 The combination of the material constituting the hard segment (hard segment material) and the material constituting the soft segment (soft segment material) is not particularly limited. Although it is possible to select from known resin materials so as to obtain a relatively soft combination in terms of strength, the following combinations are preferable in this embodiment.
・ソフトセグメント材料
ソフトセグメント材料としては、ポリエーテルポリオールが好適に用いられる。ポリエーテルポリオールとしては、特に制限されるものではなく、例えばポリカプロラクトン、ポリエチレングリコール、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が挙げられる。
ゴムの柔軟性と微小結晶の制御のし易さから、ポリオキシテトラメチレングリコールが好ましい。尚、前記ポリオキシテトラメチレングリコールの数平均分子量は、500以上5000以下の範囲が好ましい。数平均分子量が500以上であることにより、クリーニングブレードの機械的強度が得られる。また、数平均分子量が5000以下であることにより、クリーニングブレードの機械的強度が高くなりすぎず、また材料の粘度上昇による作業性の低下が抑制される。
- Soft segment material Polyether polyol is preferably used as the soft segment material. Polyether polyols are not particularly limited and include, for example, polycaprolactone, polyethylene glycol, polyoxytetramethylene glycol, polyoxypropylene glycol and the like.
Polyoxytetramethylene glycol is preferred due to the flexibility of the rubber and ease of control of microcrystals. In addition, the number average molecular weight of the polyoxytetramethylene glycol is preferably in the range of 500 or more and 5000 or less. When the number average molecular weight is 500 or more, the mechanical strength of the cleaning blade can be obtained. Further, when the number average molecular weight is 5000 or less, the mechanical strength of the cleaning blade does not become too high, and the decrease in workability due to the viscosity increase of the material is suppressed.
ソフトセグメント材料としては、その他のポリオールを用いてもよく、該ポリオールとしては、ジオールと二塩基酸との脱水縮合で得られるポリエステルポリオール、ジオールとアルキルカーボネートの反応により得られるポリカーボネートポリオール、カプロラクトン系のポリオール等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。 As the soft segment material, other polyols may be used, and the polyols include polyester polyols obtained by dehydration condensation of diols and dibasic acids, polycarbonate polyols obtained by reaction of diols and alkyl carbonates, and caprolactone-based polyols. polyols and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
・ハードセグメント材料
ハードセグメント材料としては、鎖延長剤が好適に用いられる。
鎖延長剤としては、従来公知のものであれば特に限定されるものではなく、例えば、1,4-ブタンジオール(1,4-BD)、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ヘキサンジオール、1,4-シクロヘキサンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、キシレングリコール、トリエチレングリコール、トリメチロールプロパン(TMP)、グリセリン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、1,2,6-ヘキサントリオール等の、分子量300以下のポリオールが挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
- Hard segment material A chain extender is preferably used as the hard segment material.
The chain extender is not particularly limited as long as it is conventionally known, and examples thereof include 1,4-butanediol (1,4-BD), ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, and hexane. Molecular weights of diols, 1,4-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, xylene glycol, triethylene glycol, trimethylolpropane (TMP), glycerin, pentaerythritol, sorbitol, 1,2,6-hexanetriol, etc. 300 or less polyols. These may be used alone or in combination of two or more.
またハードセグメント材料としては、イソシアネート基に対して反応し得る官能基を有する樹脂を用いることも望ましい。また、柔軟性のある樹脂であることが望ましく、柔軟性の点から直鎖構造を有する脂肪族系の樹脂であることがより望ましい。具体例としては、2つ以上のヒドロキシル基を含むアクリル樹脂や、2つ以上のヒドロキシル基を含むポリブタジエン樹脂、2つ以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂等を用いることが望ましい。 As the hard segment material, it is also desirable to use a resin having a functional group capable of reacting with an isocyanate group. Moreover, it is preferably a flexible resin, and more preferably an aliphatic resin having a linear structure from the viewpoint of flexibility. As specific examples, it is desirable to use an acrylic resin containing two or more hydroxyl groups, a polybutadiene resin containing two or more hydroxyl groups, an epoxy resin containing two or more epoxy groups, or the like.
ハードセグメント材料及びソフトセグメント材料を用いる場合、ハードセグメント材料及びソフトセグメント材料の総量に対するハードセグメントを構成する材料の質量比(以下「ハードセグメント材料比」と称す)が10質量%以上30質量%以下の範囲内であることが望ましく、13質量%以上23質量%以下の範囲内であることがより望ましく、15質量%以上20質量%以下の範囲内であることが更に望ましい。
ハードセグメント材料比が、上記範囲であることにより、上記範囲よりも少ない場合に比べて第一層の割れが抑制されて長期に渡って良好なクリーニング性が維持され、上記範囲よりも多い場合に比べて硬くなり過ぎることがなく、柔軟性や伸張性が得られ、被クリーニング部材との接触面積が大きくなりやすくなる。
When using a hard segment material and a soft segment material, the mass ratio of the material constituting the hard segment to the total amount of the hard segment material and soft segment material (hereinafter referred to as "hard segment material ratio") is 10% by mass or more and 30% by mass or less. is preferably within the range of 13% by mass or more and 23% by mass or less, more preferably 15% by mass or more and 20% by mass or less.
When the hard segment material ratio is within the above range, cracking of the first layer is suppressed compared to when it is less than the above range, and good cleaning performance is maintained over a long period of time. It does not become too hard compared to other materials, provides flexibility and extensibility, and tends to increase the contact area with the member to be cleaned.
・ポリイソシアネート
ポリイソシアネートとしては、例えば、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、2,6-トルエンジイソシアネート(TDI)、1,6-ヘキサンジイソシアネート(HDI)、1,5-ナフタレンジイソシアネート(NDI)、及び3,3-ジメチルビフェニル-4,4-ジイソシアネート(TODI)などが挙げられる。
尚、求められる大きさ(粒子径)のハードセグメント凝集体の形成し易さという点から、ポリイソシアネートとしては、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、1,5-ナフタレンジイソシアネート(NDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)がより望ましい。
- Polyisocyanate Polyisocyanates include, for example, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI), 2,6-toluene diisocyanate (TDI), 1,6-hexane diisocyanate (HDI), and 1,5-naphthalene diisocyanate (NDI). , and 3,3-dimethylbiphenyl-4,4-diisocyanate (TODI).
In terms of ease of forming hard segment aggregates of the required size (particle diameter), polyisocyanates include 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI), 1,5-naphthalenediisocyanate (NDI), Hexamethylene diisocyanate (HDI) is more preferred.
ポリイソシアネートの含有量は、ポリウレタンゴム全体に対し、10質量%以上40質量%以下が好ましく15質量%以上35質量%以下がより好ましく、20質量%以上30質量%以下がさらに好ましい。
ポリイソシアネートの含有量が、上記範囲であることにより、上記範囲よりも少ない場合に比べてウレタン結合量が確保されて求められる硬度が得られやすく、上記範囲よりも多い場合に比べて伸張性が得られ、被クリーニング部材との接触面積が大きくなりやすくなる。
The polyisocyanate content is preferably 10% by mass or more and 40% by mass or less, more preferably 15% by mass or more and 35% by mass or less, and even more preferably 20% by mass or more and 30% by mass or less, relative to the entire polyurethane rubber.
When the content of the polyisocyanate is within the above range, the amount of urethane bonds is secured and the desired hardness can be easily obtained compared to the case where the content is less than the above range, and the extensibility is improved compared to the case where it is more than the above range. As a result, the contact area with the member to be cleaned tends to increase.
・架橋剤
架橋剤としては、ジオール(2官能)、トリオール(3官能)、テトラオール(4官能)等が挙げられ、これらを併用してもよい。また、架橋剤としてアミン系化合物を用いてもよい。尚、3官能以上の架橋剤を用いて架橋されたものであることが望ましい。3官能の架橋剤としては、例えば、トリメチロールプロパン、グリセリン、トリイソプロパノールアミン等が挙げられる。
Cross-linking agent Examples of the cross-linking agent include diols (bifunctional), triols (trifunctional), tetraols (tetrafunctional), etc. These may be used in combination. Moreover, you may use an amine compound as a crosslinking agent. In addition, it is desirable to be crosslinked using a trifunctional or higher crosslinking agent. Examples of trifunctional cross-linking agents include trimethylolpropane, glycerin, and triisopropanolamine.
架橋剤の含有量は、ポリウレタンゴム全体に対し、2質量%以下が好ましく、1.5質量%以下がより好ましく、1.0質量%以下がさらに好ましい。架橋剤の含有量が、上記範囲であることにより、上記範囲よりも多い場合に比べて、分子運動が化学架橋で拘束されにくく、求められる硬度が得やすくなる。 The content of the cross-linking agent is preferably 2% by mass or less, more preferably 1.5% by mass or less, and even more preferably 1.0% by mass or less, relative to the entire polyurethane rubber. When the content of the cross-linking agent is within the above range, molecular motion is less likely to be restrained by chemical cross-linking than when the content is above the above range, making it easier to obtain the required hardness.
・触媒
触媒としては、第三級アミン等のアミン系化合物、第四級アンモニウム塩、有機錫化合物等の有機金属化合物等が挙げられる。
上記第三級アミンとしては、例えば、トリエチルアミン等のトリアルキルアミン、N,N,N’,N’-テトラメチル-1,3-ブタンジアミン等のテトラアルキルジアミン、ジメチルエタノールアミン等のアミノアルコール、エトキシル化アミン、エトキシル化ジアミン、ビス(ジエチルエタノールアミン)アジペート等のエステルアミン、トリエチレンジアミン(TEDA)、N,N-ジメチルシクロヘキシルアミン等のシクロヘキシルアミン誘導体、N-メチルモルホリン、N-(2-ヒドロキシプロピル)-ジメチルモルホリン等のモルホリン誘導体、N,N’-ジエチル-2-メチルピペラジン、N,N’-ビス-(2-ヒドロキシプロピル)-2-メチルピペラジン等のピペラジン誘導体等が挙げられる。
- Catalyst Examples of catalysts include amine compounds such as tertiary amines, quaternary ammonium salts, and organic metal compounds such as organic tin compounds.
Examples of the tertiary amine include trialkylamines such as triethylamine, tetraalkyldiamines such as N,N,N',N'-tetramethyl-1,3-butanediamine, aminoalcohols such as dimethylethanolamine, Ethoxylated amines, ethoxylated diamines, ester amines such as bis(diethylethanolamine) adipate, triethylenediamine (TEDA), cyclohexylamine derivatives such as N,N-dimethylcyclohexylamine, N-methylmorpholine, N-(2-hydroxy morpholine derivatives such as propyl)-dimethylmorpholine; piperazine derivatives such as N,N'-diethyl-2-methylpiperazine and N,N'-bis-(2-hydroxypropyl)-2-methylpiperazine;
上記第四級アンモニウム塩としては、例えば、2-ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウム・オクチル酸塩、1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]ノネン-5(DBN)・オクチル酸塩、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン-7(DBU)-オクチル酸塩、DBU-オレイン酸塩、DBU-p-トルエンスルホン酸塩、DBU-蟻酸塩、2-ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウム・蟻酸塩等が挙げられる。 Examples of the quaternary ammonium salts include 2-hydroxypropyltrimethylammonium octylate, 1,5-diazabicyclo[4.3.0]nonene-5(DBN) octylate, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7(DBU)-octylate, DBU-oleate, DBU-p-toluenesulfonate, DBU-formate, 2-hydroxypropyltrimethylammonium-formate and the like. be done.
上記有機錫化合物としては、例えば、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジ(2-エチルヘキソエート)等のジアルキル錫化合物や、2-エチルカプロン酸第1錫、オレイン酸第1錫等が挙げられる。 Examples of the organic tin compounds include dialkyltin compounds such as dibutyltin dilaurate and dibutyltin di(2-ethylhexoate), stannous 2-ethylcaproate, and stannous oleate.
これら触媒の中でも、耐加水分解性の点では第三級アンモニウム塩のトリエチレンジアミン(TEDA)が用いられ、加工性の点で第四級アンモニウム塩が好適に用いられる。第四級アンモニウム塩の中でも、高反応活性である1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]ノネン-5(DBN)・オクチル酸塩、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン-7(DBU)-オクチル酸塩、DBU-蟻酸塩が好適に用いられる。 Among these catalysts, the tertiary ammonium salt triethylenediamine (TEDA) is used from the viewpoint of hydrolysis resistance, and the quaternary ammonium salt is preferably used from the viewpoint of workability. Among quaternary ammonium salts, 1,5-diazabicyclo[4.3.0]nonene-5(DBN) octylate, 1,8-diazabicyclo[5.4.0]undecene-, which have high reaction activity 7(DBU)-octylate and DBU-formate are preferably used.
上記触媒の含有量は、ポリウレタンゴム全体の0.0005質量%以上0.03質量%以下の範囲が好ましく、特に好ましくは0.001質量%以上0.01質量%以下である。
これらは単独で又は2種以上併せて用いられる。
The content of the catalyst is preferably in the range of 0.0005% by mass to 0.03% by mass, more preferably 0.001% by mass to 0.01% by mass, based on the total polyurethane rubber.
These are used alone or in combination of two or more.
・ポリウレタンゴムの製造方法
本実施形態における前記接触部材を構成するポリウレタンゴム部材の製造は、プレポリマー法やワンショット法など、ポリウレタンの一般的な製造方法が用いられる。プレポリマー法は強度、耐摩耗性に優れるポリウレタンが得られるため本実施形態には好適であるが、製法により制限されるものではない。
-Method for Producing Polyurethane Rubber A general method for producing polyurethane, such as a prepolymer method or a one-shot method, is used to produce the polyurethane rubber member constituting the contact member in the present embodiment. The prepolymer method is suitable for this embodiment because it yields a polyurethane having excellent strength and abrasion resistance, but is not limited by the manufacturing method.
ポリウレタンゴムは、例えば、上述したポリオール(例えばハードセグメント材料及びソフトセグメント材料)に、イソシアネート化合物、架橋剤、及び触媒等を配合して得られる組成物を成形することで得られる。
なお、ポリオール、ポリイソシアネート、架橋剤、及び触媒の添加量、比率等は求められる範囲に調整する。
Polyurethane rubber can be obtained, for example, by molding a composition obtained by blending an isocyanate compound, a cross-linking agent, a catalyst, and the like with the above-described polyol (eg, hard segment material and soft segment material).
The amounts and ratios of the polyol, polyisocyanate, cross-linking agent, and catalyst to be added are adjusted within the required range.
ポリウレタンゴムの重量平均分子量は、1000以上4000以下の範囲内であることが望ましく、1500以上3500以下の範囲内であることがより望ましい。
なお、重量平均分子量の測定は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)により行われる。具体的には、測定装置として東ソー社製、HPLC1100を用い、東ソー製カラム・TSKgel GMHHR-M+TSKgel GMHHR-M(7.8mmI.D.30cm)を使用し、クロロホルム溶媒を用いて測定する。重量平均分子量は、この測定結果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算出される。
The weight average molecular weight of the polyurethane rubber is desirably in the range of 1,000 to 4,000, more desirably in the range of 1,500 to 3,500.
In addition, the measurement of a weight average molecular weight is performed by a gel permeation chromatography (GPC). Specifically, HPLC1100 manufactured by Tosoh Corporation is used as a measuring apparatus, a column TSKgel GMHHR-M+TSKgel GMHHR-M (7.8
<第三層>
第三層は、永久伸びが2%未満の弾性層であれば、特に限定されるものではない。
第三層に用いる材料としては、例えばゴム弾性体が挙げられ、具体的には、例えば、ポリウレタンゴム、ポリイミドゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、プロピレンゴム、ブタジエンゴム等が挙げられる。ゴム弾性体は、耐摩耗性、機械的強度、耐油性、及び耐オゾン性の観点から、ポリウレタンゴムを含むことが好ましい。
ポリウレタンゴムの詳細は、前述の通りである。
ただし、第三層がポリウレタンゴムを含む場合、第三層に含まれるポリウレタンゴムの重量平均分子量としては、例えば2000以上3500以下が挙げられ、2500以上3000以下が好ましい。また、第三層に含まれるポリウレタンゴムの架橋剤含有量は、1質量%以上2質量%未満が好ましく、1質量%以上1.5質量%未満がより好ましい。
<Third layer>
The third layer is not particularly limited as long as it is an elastic layer having a permanent elongation of less than 2%.
Examples of the material used for the third layer include rubber elastic bodies, and specific examples include polyurethane rubber, polyimide rubber, silicone rubber, fluororubber, propylene rubber, and butadiene rubber. From the viewpoint of wear resistance, mechanical strength, oil resistance, and ozone resistance, the rubber elastic body preferably contains polyurethane rubber.
The details of the polyurethane rubber are as described above.
However, when the third layer contains polyurethane rubber, the weight average molecular weight of the polyurethane rubber contained in the third layer is, for example, 2000 or more and 3500 or less, preferably 2500 or more and 3000 or less. The content of the cross-linking agent in the polyurethane rubber contained in the third layer is preferably 1% by mass or more and less than 2% by mass, more preferably 1% by mass or more and less than 1.5% by mass.
(第三層の特性)
第三層の永久伸びは、2%未満であり、0.1%以上2%未満が好ましく、0.1%以上1.5%以下がより好ましく、0.1%以上1%以下がさらに好ましい。第三層の永久伸びが上記範囲であることにより、上記範囲よりも大きい場合に比べて、クリーニングブレードが経時的にへたることで接触圧が低下することに起因する清掃対象物のすり抜けが抑制される。第三層の永久伸びは、第二層の永久伸びよりも小さいことが好ましい。なお、第三層の永久伸びは小さいほど好ましいが、永久伸びが0.1%未満である層を形成することは困難である。
第三層の永久伸びを上記範囲とする実現手段は、第三層の材料等によっても異なるが、例えば、第三層の形成時における配合比や分子量を調整する方法が挙げられる。具体的には、例えば第三層の材料が前述のポリウレタンゴムである場合、架橋剤の含有量、ソフトセグメント材料として用いるポリオールの分子量等を変えることで、永久伸びの値が変動する傾向にある。
(Characteristics of third layer)
The elongation set of the third layer is less than 2%, preferably 0.1% or more and less than 2%, more preferably 0.1% or more and 1.5% or less, further preferably 0.1% or more and 1% or less. . When the elongation set of the third layer is within the above range, compared with the case where the elongation set of the third layer is larger than the above range, it is possible to prevent the cleaning blade from slipping through the object to be cleaned due to the decrease in the contact pressure caused by the cleaning blade weakening over time. be done. Preferably, the elongation set of the third layer is less than the elongation set of the second layer. It should be noted that the smaller the permanent elongation of the third layer, the better, but it is difficult to form a layer with a permanent elongation of less than 0.1%.
Means for achieving the above range of elongation set of the third layer vary depending on the material of the third layer, but for example, a method of adjusting the compounding ratio and molecular weight at the time of forming the third layer can be mentioned. Specifically, for example, when the material of the third layer is the aforementioned polyurethane rubber, the elongation set value tends to vary by changing the content of the cross-linking agent, the molecular weight of the polyol used as the soft segment material, and the like. .
第三層のヤング率は、特に限定されるものではなく、例えば3MPa以上10MPa以下が挙げられ、5MPa以上8MPa以下が好ましく、5MPa以上6MPaがより好ましい。
第三層のヤング率が上記範囲であることにより、上記範囲よりも大きい場合に比べて感光体へ十分当接できるという利点があり、上記範囲よりも小さい場合に比べてブレード全体のめくれが防止できるという利点がある。
The Young's modulus of the third layer is not particularly limited, and is, for example, 3 MPa or more and 10 MPa or less, preferably 5 MPa or more and 8 MPa or less, more preferably 5 MPa or more and 6 MPa.
When the Young's modulus of the third layer is within the above range, there is an advantage that it can sufficiently contact the photoreceptor compared to the case where it is larger than the above range, and the entire blade is prevented from turning over compared to when it is smaller than the above range. It has the advantage of being able to
第三層の厚みは、例えば1000μm以1800μm以下が挙げられ、1200μm以上1700μm以下が好ましく、1300μm以上1500μm以下がより好ましい。
なお、第一層、第二層、及び第三層の合計厚みは、1.4mm以上2.5mm以下が好ましく、1.5mm以上2.2mm以下がより好ましく、1.6mm以上2.0mm以下がさらに好ましい。
The thickness of the third layer is, for example, 1000 μm or more and 1800 μm or less, preferably 1200 μm or more and 1700 μm or less, and more preferably 1300 μm or more and 1500 μm or less.
The total thickness of the first layer, the second layer, and the third layer is preferably 1.4 mm or more and 2.5 mm or less, more preferably 1.5 mm or more and 2.2 mm or less, and 1.6 mm or more and 2.0 mm or less. is more preferred.
<クリーニングブレードの製造方法>
本実施形態に係るクリーニングブレードは、例えば、第二層及び第三層が積層したものを基材とし、前述の方法で、基材における第二層側の表面に第一層を形成する。
第二層及び第三層が積層した基材の製造方法は、例えば、第二層と第三層とをそれぞれ製造した後に、両面テープ、各種接着剤等により相互に貼り合わせる方法が挙げられる。また、第二層を形成するための材料(例えば第二層形成用組成物)及び第三層を形成するための材料(例えば第三層形成用組成物)を、それぞれ時間差をおいて金型に流し込んだ後に成型することで、材料間で結合させ、第二層及び第三層が積層した基材を得てもよい。
<Method for manufacturing cleaning blade>
For the cleaning blade according to the present embodiment, for example, a laminate of a second layer and a third layer is used as a base material, and the first layer is formed on the surface of the base material on the second layer side by the method described above.
Examples of the method for producing the base material in which the second layer and the third layer are laminated include a method in which the second layer and the third layer are produced respectively, and then bonded to each other using a double-sided tape, various adhesives, or the like. In addition, a material for forming the second layer (e.g., second layer-forming composition) and a material for forming the third layer (e.g., third layer-forming composition) are placed in a mold at different times. By molding after pouring into the substrate, bonding between materials may be obtained to obtain a substrate in which the second layer and the third layer are laminated.
<用途>
本実施形態に係るクリーニングブレードによるクリーニングの対象となる被クリーニング部材としては、表面のクリーニングが要求される部材であれば特に限定されない。例えば、画像形成装置に用いられる場合であれば、像保持体、中間転写体、帯電ロール、転写ロール、被転写材搬送ベルト、用紙搬送ロール等が挙げられ、また像保持体からトナーを除去するクリーニングブラシから更にトナーを除去するデトーニングロール等も挙げられる。本実施形態においては、被クリーニング部材が像保持体であることが特に好ましい。
<Application>
The member to be cleaned by the cleaning blade according to the present embodiment is not particularly limited as long as it requires surface cleaning. For example, if it is used in an image forming apparatus, it may be an image carrier, an intermediate transfer member, a charging roll, a transfer roll, a transfer material transport belt, a paper transport roll, etc., and remove toner from the image carrier. Also included are detoning rolls and the like that further remove toner from the cleaning brush. In this embodiment, it is particularly preferable that the member to be cleaned is an image carrier.
[クリーニング装置、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置]
次に、本実施形態に係るクリーニングブレードを用いたクリーニング装置、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置について説明する。
本実施形態のクリーニング装置は、被クリーニング部材表面に接触し、被クリーニング部材表面をクリーニングするクリーニングブレードとして、本実施形態のクリーニングブレードを備えたものであれば特に限定されない。例えば、クリーニング装置の構成例としては、被クリーニング部材側に開口部を有するクリーニングケース内に、エッジ先端が開口部側となるようクリーニングブレードを固定すると共に、クリーニングブレードにより被クリーニング部材表面から回収された廃トナー等の異物を異物回収容器に導く搬送部材を備えた構成などが挙げられる。また、本実施形態のクリーニング装置には、本実施形態のクリーニングブレードが2つ以上用いられていてもよい。
[Cleaning Device, Process Cartridge, and Image Forming Apparatus]
Next, a cleaning device, a process cartridge, and an image forming apparatus using the cleaning blade according to this embodiment will be described.
The cleaning device of this embodiment is not particularly limited as long as it includes the cleaning blade of this embodiment as a cleaning blade that contacts the surface of the member to be cleaned and cleans the surface of the member to be cleaned. For example, as an example of the configuration of the cleaning device, a cleaning blade is fixed in a cleaning case having an opening on the side of the member to be cleaned so that the tip of the edge faces the opening, and the cleaning blade recovers from the surface of the member to be cleaned. Another example is a configuration including a conveying member that guides foreign matter such as waste toner to a foreign matter collection container. Further, two or more cleaning blades of the present embodiment may be used in the cleaning device of the present embodiment.
一方、本実施形態のプロセスカートリッジは、像保持体や像保持体等の1つ以上の被クリーニング部材表面に接触し、被クリーニング部材表面をクリーニングするクリーニング装置として、本実施形態のクリーニング装置を備えたものであれば特に限定されない。例えば、像保持体と、この像保持体表面をクリーニングする本実施形態のクリーニング装置とを含み、画像形成装置に対して着脱自在な態様等が挙げられる。例えば、各色のトナーに対応した像保持体を有するいわゆるタンデム機であれば、各々の像保持体毎に本実施形態のクリーニング装置を設けてもよい。加えて、本実施形態のクリーニング装置の他に、クリーニングブラシ等を併用してもよい。 On the other hand, the process cartridge of this embodiment includes the cleaning device of this embodiment as a cleaning device that contacts the surface of one or more members to be cleaned, such as an image carrier and an image carrier, and cleans the surface of the member to be cleaned. It is not particularly limited as long as it is For example, an image forming apparatus including an image carrier and the cleaning device of the present embodiment for cleaning the surface of the image carrier can be detachably attached to the image forming apparatus. For example, in the case of a so-called tandem machine having image carriers corresponding to toners of different colors, the cleaning device of this embodiment may be provided for each image carrier. In addition, a cleaning brush or the like may be used together with the cleaning device of the present embodiment.
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体と、前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、帯電した前記像保持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、トナーを含む現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、前記像保持体の表面をクリーニングする、本実施形態に係るクリーニング装置と、を備える。 An image forming apparatus according to this embodiment includes an image carrier, charging means for charging the surface of the image carrier, and electrostatic latent image forming means for forming an electrostatic latent image on the charged surface of the image carrier. , developing means for developing an electrostatic latent image formed on the surface of the image carrier with a developer containing toner to form a toner image, and transfer means for transferring the toner image onto the surface of a recording medium. and a cleaning device according to the present embodiment for cleaning the surface of the image carrier.
本実施形態のクリーニングブレードを像保持体のクリーニングに利用する場合、清掃対象物である残留トナーのクリーニングを良好に行いつつかつ潤滑剤(外添剤)のすり抜けも良好に行わせクリーニングブレードの摩耗を抑制する観点から、クリーニングブレードが像保持体に押し付けられる力NF(Normal Force)は1.3gf/mm以上2.3gf/mm以下の範囲であることが好ましく、1.6gf/mm以上2.0gf/mm以下の範囲であることがより好ましい。 When the cleaning blade of the present embodiment is used for cleaning the image carrier, the cleaning blade is worn while effectively cleaning residual toner, which is an object to be cleaned, and also allowing the lubricant (external additive) to pass through well. NF (Normal Force) with which the cleaning blade is pressed against the image carrier is preferably in the range of 1.3 gf/mm to 2.3 gf/mm, more preferably 1.6 gf/mm to 2.3 gf/mm. It is more preferably in the range of 0 gf/mm or less.
ここで、クリーニングブレードの押し付け力NFは、次式で算出される。
・式:N=dEt3/4L3
式中、dは図6に示されるクリーニングブレードの食い込み量dを、Eはクリーニングブレードのヤング率を、tは図6に示されるクリーニングブレード厚みtを、Lは図6に示されるクリーニングブレードの自由長(固定具346によって固定されていない領域の長さ)を表す。
Here, the pressing force NF of the cleaning blade is calculated by the following equation.
・Formula: N=dEt 3 /4L 3
6, E is the Young's modulus of the cleaning blade, t is the thickness t of the cleaning blade shown in FIG. 6, and L is the thickness of the cleaning blade shown in FIG. It represents the free length (the length of the area not fixed by the fixture 346).
図6に示されるクリーニングブレードの像保持体への食い込み量dは0.8mm以上1.2mm以下の範囲であることが好ましく、0.9mm以上1.1mm以下の範囲であることがより好ましい。
図6に示されるクリーニングブレードと像保持体との接触部分における角度α(W/A、Working Angle)は8°以上14°以下の範囲であることが好ましく、10°以上12°以下の範囲であることがより好ましい。
図6に示されるクリーニングブレードの像保持体に対する設定角度θは、10°以上25°以下が好ましく、より好ましくは12°以上25°以下であり、さらに好ましくは15°以上25°以下である。なお、この設定角度θは、像保持体に対してクリーニングブレードを接触させた状態において、クリーニングブレードの腹面の非屈曲部に沿った仮想線と、前記仮想線が被クリーニング部材の表面と接する点の接線とが交差する角度(鋭角)を意味する。
The biting amount d of the cleaning blade shown in FIG. 6 into the image carrier is preferably in the range of 0.8 mm or more and 1.2 mm or less, more preferably in the range of 0.9 mm or more and 1.1 mm or less.
The angle α (W/A, working angle) at the contact portion between the cleaning blade and the image carrier shown in FIG. It is more preferable to have
The set angle θ of the cleaning blade shown in FIG. 6 with respect to the image carrier is preferably 10° or more and 25° or less, more preferably 12° or more and 25° or less, and still more preferably 15° or more and 25° or less. The set angle θ is defined by a virtual line along the non-bent portion of the cleaning blade's ventral surface and a point where the virtual line contacts the surface of the member to be cleaned when the cleaning blade is in contact with the image carrier. means the angle (acute angle) at which the tangent line of
<画像形成装置、クリーニング装置の具体例>
次に、本実施形態のクリーニングブレードを用いた画像形成装置及びクリーニング装置の具体例について、図面を用いてより詳細に説明する。
図4は、本実施形態の画像形成装置の一例を示す概略模式図であり、いわゆるタンデム型の画像形成装置について示したものである。
図4中、21は本体ハウジング、22、22a乃至22dは作像ユニット、23はベルトモジュール、24は記録媒体供給カセット、25は記録媒体搬送路、30は各感光体ユニット、31は被クリーニング部材としての感光体ドラム、33は各現像ユニット、34はクリーニング装置、35、35a乃至35dはトナーカートリッジ、40は露光ユニット、41はユニットケース、42はポリゴンミラー、51は一次転写装置、52は二次転写装置、53はベルトクリーニング装置、61は送出しロール、62は搬送ロール、63は位置合わせロール、66は定着装置、67は排出ロール、68は排紙部、71は手差し供給装置、72は送出しロール、73は両面記録用ユニット、74は案内ロール、76は搬送路、77は搬送ロール、230は中間転写ベルト、231、232は支持ロール、521は二次転写ロール、531はクリーニングブレードを表す。
<Specific Examples of Image Forming Apparatus and Cleaning Device>
Next, specific examples of an image forming apparatus and a cleaning device using the cleaning blade of the present embodiment will be described in more detail with reference to the drawings.
FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of the image forming apparatus of this embodiment, and shows a so-called tandem image forming apparatus.
In FIG. 4, 21 is a main body housing, 22, 22a to 22d are image forming units, 23 is a belt module, 24 is a recording medium supply cassette, 25 is a recording medium conveying path, 30 is each photoreceptor unit, and 31 is a member to be cleaned. 33, each developing unit; 34, a cleaning device; 35, 35a to 35d, toner cartridges; 40, an exposure unit; 41, a unit case; 61 is a delivery roll; 62 is a transport roll; 63 is a positioning roll; 66 is a fixing device; 67 is a discharge roll; 74 is a guide roll; 76 is a transport path; 77 is a transport roll; 230 is an intermediate transfer belt; represents a blade.
図4に示すタンデム型画像形成装置は、本体ハウジング21内に四つの色(本実施形態ではイエロ、マゼンタ、シアン、ブラック)の作像ユニット22(具体的には22a乃至22d)を配列し、その上方には各作像ユニット22の配列方向に沿って循環搬送される中間転写ベルト230が含まれるベルトモジュール23を配設する一方、本体ハウジング21の下方には用紙等の記録媒体(図示せず)が収容される記録媒体供給カセット24を配設すると共に、この記録媒体供給カセット24からの記録媒体の搬送路となる記録媒体搬送路25を垂直方向に配置したものである。
The tandem-type image forming apparatus shown in FIG. 4 has image forming units 22 (specifically 22a to 22d) of four colors (yellow, magenta, cyan, and black in this embodiment) arranged in a
本実施形態において、各作像ユニット22(22a乃至22d)は、中間転写ベルト230の循環方向上流側から順に、例えばイエロ用、マゼンタ用、シアン用、ブラック用(配列は必ずしもこの順番とは限らない)のトナー像を形成するものであり、各感光体ユニット30と、各現像ユニット33と、共通する一つの露光ユニット40とを備えている。
ここで、感光体ユニット30は、例えば感光体ドラム31と、この感光体ドラム31を予め帯電する帯電装置(帯電ロール)32と、感光体ドラム31上の残留トナーを除去するクリーニング装置34とを一体的にサブカートリッジ化したものである。
In this embodiment, the image forming units 22 (22a to 22d) are arranged in order from the upstream side in the circulation direction of the
Here, the
また、現像ユニット33は、帯電された感光体ドラム31上に露光ユニット40にて露光形成された静電潜像を対応する色トナー(本実施形態では例えば負極性)で現像するものであり、例えば感光体ユニット30からなるサブカートリッジと一体化されてプロセスカートリッジ(所謂Customer Replaceable Unit)を構成している。
なお、感光体ユニット30を現像ユニット33から切り離して単独のプロセスカートリッジとしてもよいことは勿論である。また、図4中、符号35(35a乃至35d)は各現像ユニット33に各色成分トナーを補給するためのトナーカートリッジである(トナー補給経路は図示せず)。
The developing
It goes without saying that the
一方、露光ユニット40は、ユニットケース41内に例えば四つの半導体レーザ(図示せず)、一つのポリゴンミラー42、結像レンズ(図示せず)及び各感光体ユニット30に対応するそれぞれミラー(図示せず)を格納し、各色成分毎の半導体レーザからの光をポリゴンミラー42で偏向走査し、結像レンズ、ミラーを介して対応する感光体ドラム31上の露光ポイントに光像を導くよう配置したものである。
On the other hand, the
また、本実施形態において、ベルトモジュール23は、例えば一対の支持ロール(一方が駆動ロール)231,232間に中間転写ベルト230を掛け渡したものであり、各感光体ユニット30の感光体ドラム31に対応した中間転写ベルト230の裏面には一次転写装置(本例では一次転写ロール)51が配設され、この一次転写装置51にトナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加することで、感光体ドラム31上のトナー像を中間転写ベルト230側に静電的に転写する。更に、中間転写ベルト230の最下流作像ユニット22dの下流側の支持ロール232に対応した部位には二次転写装置52が配設されており、中間転写ベルト230上の一次転写像を記録媒体に二次転写(一括転写)する。
Further, in the present embodiment, the
本実施形態では、二次転写装置52は、中間転写ベルト230のトナー像保持面側に圧接配置される二次転写ロール521と、中間転写ベルト230の裏面側に配置されて二次転写ロール521の対向電極をなす背面ロール(本例では支持ロール232を兼用)とを備えている。そして、例えば二次転写ロール521が接地されており、また、背面ロール(支持ロール232)にはトナーの帯電極性と同極性のバイアスが印加されている。
更にまた、中間転写ベルト230の最上流作像ユニット22aの上流側にはベルトクリーニング装置53が配設されており、中間転写ベルト230上の残留トナーを除去する。
In this embodiment, the
Furthermore, a
また、記録媒体供給カセット24には記録媒体を送り出す送出しロール61が設けられ、この送出しロール61の直後には記録媒体を送出する搬送ロール62が配設されると共に、二次転写部位の直前に位置する記録媒体搬送路25には記録媒体を定められたタイミングで二次転写部位へ供給する位置合わせロール63が配設されている。一方、二次転写部位の下流側に位置する記録媒体搬送路25には定着装置66が設けられ、この定着装置66の下流側には記録媒体排出用の排出ロール67が設けられており、本体ハウジング21の上部に形成された排紙部68に排出記録媒体が収容される。
Further, the recording
更に、本実施形態では、本体ハウジング21の側方には手差し供給装置(MSI)71が設けられており、この手差し供給装置71上の記録媒体は送出しロール72及び搬送ロール62にて記録媒体搬送路25に向かって送出される。
更にまた、本体ハウジング21には両面記録用ユニット73が付設されており、この両面記録用ユニット73は、記録媒体の両面に画像記録を行う両面モード選択時に、片面記録済みの記録媒体を排出ロール67を逆転させ、かつ、入口手前の案内ロール74にて内部に取り込み、搬送ロール77にて内部の記録媒体戻し搬送路76に沿って記録媒体を搬送し、再度位置合わせロール63側へと供給するものである。
Further, in this embodiment, a manual feeding device (MSI) 71 is provided on the side of the
Further, a double-
次に、図4に示すタンデム型画像形成装置内に配置されたクリーニング装置34について詳述する。
図5は、本実施形態のクリーニング装置の一例を示す模式断面図であり、図4中に示すクリーニング装置34と共にサブカートリッジ化された感光体ドラム31、帯電ロール32や、現像ユニット33も示した図である。
図5中、32は帯電ロール(帯電装置)、331はユニットケース、332は現像ロール、333はトナー搬送部材、334は搬送パドル、335はトリミング部材、341はクリーニングケース、342はクリーニングブレード、344はフィルムシール、345は搬送部材を表す。
Next, the
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an example of the cleaning device of the present embodiment, showing the
5, 32 is a charging roll (charging device), 331 is a unit case, 332 is a developing roll, 333 is a toner conveying member, 334 is a conveying paddle, 335 is a trimming member, 341 is a cleaning case, 342 is a cleaning blade, and 344 denotes a film seal, and 345 denotes a conveying member.
クリーニング装置34は、残留トナーが収容され且つ感光体ドラム31に対向して開口するクリーニングケース341を有し、このクリーニングケース341の開口下縁には感光体ドラム31に接触配置されるクリーニングブレード342を図示外のブラケットを介して取り付ける一方、クリーニングケース341の開口上縁には感光体ドラム31との間が気密に保たれるフィルムシール344を取り付けたものである。なお、符号345はクリーニングケース341内に収容された廃トナーを側方の廃トナー容器に導く搬送部材である。
The
なお、本実施形態では、各作像ユニット22(22a乃至22d)の全てのクリーニング装置34において、クリーニングブレード342として本実施形態のクリーニングブレードが用いられているほか、ベルトクリーニング装置53で用いられるクリーニングブレード531も本実施形態のクリーニングブレードが用いられてもよい。
In this embodiment, the cleaning blade of this embodiment is used as the
また、本実施形態で用いられる現像ユニット(現像装置)33は、例えば図5に示すごとく、現像剤が収容され且つ感光体ドラム31に対向して開口するユニットケース331を有している。ここで、このユニットケース331の開口に面した箇所に現像ロール332が配設されると共に、ユニットケース331内には現像剤攪拌搬送のためのトナー搬送部材333が配設されている。更に、現像ロール332とトナー搬送部材333との間には搬送パドル334を配設してもよい。
現像に際しては、現像ロール332に現像剤を供給した後、例えばトリミング部材335にて現像剤を層厚規制した状態で、感光体ドラム31に対向する現像領域に搬送される。
Further, the developing unit (developing device) 33 used in the present embodiment has a
During development, after the developer is supplied to the developing
本実施形態では、現像ユニット33としては、例えばトナーとキャリアとからなる二成分現像剤を使用しても、トナーのみからなる一成分現像剤を使用してもよい。
In this embodiment, as the developing
・トナー
本実施形態で用いられるトナーとしては、トナー粒子に対し、少なくとも外添剤として潤滑剤が外添されたトナーが好ましく用いられる。
また、本実施形態に用いられるトナーは、粉砕トナー等の乾式トナーであってもよいが、湿式トナーであることが好ましい。湿式トナーとしては、特に限定されず、公知の溶融懸濁法、乳化凝集・合一法、溶解懸濁法等により得られたトナーであればよい。
湿式トナーは乾式トナーよりも粒径が小さい場合が多く、また、粒子の球形度が高い場合が多い。本開示に係るクリーニングブレードによれば、めくれの発生が抑制されることにより、上記湿式トナーを用いた場合であっても、画像汚れ等の画像欠陥が抑制されやすい。
Toner As the toner used in the present embodiment, a toner in which at least a lubricant is externally added as an external additive to toner particles is preferably used.
Further, the toner used in the present embodiment may be a dry toner such as pulverized toner, but is preferably a wet toner. The wet toner is not particularly limited as long as it is obtained by a known melt suspension method, emulsion aggregation/coalescing method, dissolution suspension method, or the like.
Liquid toners often have a smaller particle size than dry toners, and often have higher sphericity. According to the cleaning blade according to the present disclosure, by suppressing the occurrence of curling, image defects such as image contamination are easily suppressed even when the wet toner is used.
トナー粒子の体積平均粒径(D50v)としては、2μm以上10μm以下が好ましく、4μm以上8μm以下がより好ましい。 The volume average particle size (D50v) of the toner particles is preferably 2 μm or more and 10 μm or less, more preferably 4 μm or more and 8 μm or less.
なお、トナー粒子の各種平均粒径は、コールターマルチサイザーII(ベックマン・コールター社製)を用い、電解液はISOTON-II(ベックマン・コールター社製)を使用して測定される。
測定に際しては、分散剤として、界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムが好ましい)の5%水溶液2ml中に測定試料を0.5mg以上50mg以下加える。これを電解液100ml以上150ml以下中に添加する。
試料を懸濁した電解液は超音波分散器で1分間分散処理を行い、コールターマルチサイザーIIにより、アパーチャー径として100μmのアパーチャーを用いて2μm以上60μm以下の範囲の粒径の粒子の粒度分布を測定する。なお、サンプリングする粒子数は50000個である。
測定される粒度分布を基にして分割された粒度範囲(チャンネル)に対して体積を小径側から累積分布を描いて、累積50%となる粒径を体積平均粒径D50vと定義する。
Various average particle diameters of toner particles are measured using Coulter Multisizer II (manufactured by Beckman Coulter, Inc.) and using ISOTON-II (manufactured by Beckman Coulter, Inc.) as an electrolytic solution.
In the measurement, 0.5 mg or more and 50 mg or less of the measurement sample is added to 2 ml of a 5% aqueous solution of a surfactant (preferably sodium alkylbenzenesulfonate) as a dispersant. This is added to 100 ml or more and 150 ml or less of the electrolytic solution.
The electrolytic solution in which the sample was suspended was subjected to dispersion treatment for 1 minute with an ultrasonic disperser, and the particle size distribution of particles having a particle size in the range of 2 μm to 60 μm was measured by Coulter Multisizer II using an aperture with an aperture diameter of 100 μm. Measure. Note that the number of particles to be sampled is 50,000.
Based on the measured particle size distribution, a cumulative distribution is drawn from the smaller diameter side for the particle size range (channel) divided based on the measured particle size distribution.
トナー粒子に外添される潤滑剤としては、例えば、シリカ粒子、高級脂肪酸金属塩粒子(例えばステアリン酸亜鉛粒子)、フッ素樹脂粒子(例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)粒子)、窒化ホウ素粒子等が挙げられる。 Examples of the lubricant externally added to the toner particles include silica particles, higher fatty acid metal salt particles (eg, zinc stearate particles), fluororesin particles (eg, polytetrafluoroethylene (PTFE) particles), boron nitride particles, and the like. mentioned.
トナー粒子に外添される各粒子は、表面に疎水化処理が施されていてもよい。 Each particle externally added to the toner particles may be subjected to a hydrophobic treatment on the surface.
トナー粒子に外添される潤滑剤の平均径は、50nm以上1000nm以下であることが好ましく、100nm以上500nm以下であることがより好ましく、100nm以上350nm以下であることが更に好ましい。 The average diameter of the lubricant externally added to the toner particles is preferably 50 nm or more and 1000 nm or less, more preferably 100 nm or more and 500 nm or less, and even more preferably 100 nm or more and 350 nm or less.
潤滑剤の平均径は、粒径100μmの樹脂粒子(ポリエステル、重量平均分子量Mw=50000)に潤滑剤を分散させた後の一次粒子100個をSEM(Scanning Electron Microscope)装置により観察し、一次粒子の画像解析によって得られた円相当径の累積頻度における50%径(D50v)である、円相当平均径を意味する。 The average diameter of the lubricant is obtained by observing 100 primary particles after dispersing the lubricant in resin particles (polyester, weight average molecular weight Mw = 50000) having a particle diameter of 100 µm with a SEM (Scanning Electron Microscope) device. Equivalent circle mean diameter, which is the 50% diameter (D50v) in the cumulative frequency of equivalent circle diameters obtained by image analysis of .
外添剤の外添量としては、例えば、トナー粒子に対して、0.01質量%以上5質量%以下が好ましく、0.01質量%以上2.0質量%以下がより好ましい。 The external addition amount of the external additive is, for example, preferably 0.01% by mass or more and 5% by mass or less, more preferably 0.01% by mass or more and 2.0% by mass or less, relative to the toner particles.
次に、本実施形態に係る画像形成装置の作動を説明する。先ず、各作像ユニット22(22a乃至22d)が各色に対応した単色トナー像を形成すると、各色の単色トナー像は中間転写ベルト230表面に、元の原稿情報と一致するよう順次重ね合わせて一次転写される。続いて、中間転写ベルト230表面に転写されたカラートナー像は、二次転写装置52にて記録媒体表面に転写され、カラートナー像が転写された記録媒体は定着装置66による定着処理を経た後、排紙部68へと排出される。
一方、各作像ユニット22(22a乃至22d)において、感光体ドラム31上の残留トナーはクリーニング装置34にて清掃され、また、中間転写ベルト230上の残留トナーはベルトクリーニング装置53にて清掃される。
こうした作像過程において、夫々の残留トナーはクリーニング装置34(又はベルトクリーニング装置53)によって清掃される。
Next, the operation of the image forming apparatus according to this embodiment will be described. First, when each image forming unit 22 (22a to 22d) forms a single-color toner image corresponding to each color, the single-color toner image of each color is sequentially superimposed on the surface of the
On the other hand, in each image forming unit 22 (22a to 22d), residual toner on the
In such an image forming process, each residual toner is cleaned by the cleaning device 34 (or the belt cleaning device 53).
なお、クリーニングブレード342は、図5に示されるごとくクリーニング装置34内のフレーム部材に直接固定するのではなく、バネ材を介して固定されてもよい。
The
以下、実施例により本実施形態を詳細に説明するが、本実施形態は、これら実施例に何ら限定されるものではない。なお、以下の説明において、特に断りのない限り、「部」及び「%」はすべて質量基準である。 EXAMPLES The present embodiment will be described in detail below with reference to Examples, but the present embodiment is not limited to these Examples. In the following description, "parts" and "%" are all based on mass unless otherwise specified.
[実施例1]
<第三層形成用組成物1の調製>
ポリオール成分のソフトセグメント材料として、ポリオキシテトラメチレングリコール[PTMG](保土谷化学工業株式会社製、PTG2000、平均分子量2000、水酸基価56.5KOHmg/g)を用いた(表中「PTMG」と示す)。
鎖延長剤(すなわち、ハードセグメント材料)として、1,4-ブタンジオール(三菱ケミカル株式会社製)を用いた(表中「BD」と示す)。
ポリイソシアネートとして、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI、日本ポリウレタン工業株式会社製、ミリオネートMT)を用いた(表中「MDI」と示す)。
架橋剤として、トリメチロールプロパン(三菱ガス化学株式会社製)を用いた(表中「TMP」と示す)。
触媒として、1,8-ジアザビシクロ(5.4.0)ウンデセン-7〕-オクチル酸塩(DBU、サンアプロ株式会社製、-U-CAT SA 102)を用いた。
[Example 1]
<Preparation of Third Layer Forming Composition 1>
Polyoxytetramethylene glycol [PTMG] (manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd., PTG2000, average molecular weight 2000, hydroxyl value 56.5 KOHmg/g) was used as the soft segment material of the polyol component (indicated as "PTMG" in the table). ).
1,4-butanediol (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) was used as a chain extender (that is, hard segment material) (indicated by "BD" in the table).
As the polyisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI, manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd., Millionate MT) was used (indicated as “MDI” in the table).
Trimethylolpropane (manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc.) was used as a cross-linking agent (shown as "TMP" in the table).
As a catalyst, 1,8-diazabicyclo(5.4.0)undecene-7]-octylate (DBU, manufactured by San-Apro Co., Ltd., -U-CAT SA 102) was used.
上記ソフトセグメント材料(PTMG)とハードセグメント材料(1,4-ブタンジオール)との混合物に対して、ポリイソシアネート(MDI)を加えて、窒素雰囲気下において70℃で6時間反応させ、プレポリマー1を得た。
なお、ソフトセグメント材料、ハードセグメント材料、及びポリイソシアネートの各添加量は、モル比が表1に示す値となるように調整した。
Polyisocyanate (MDI) is added to the mixture of the soft segment material (PTMG) and the hard segment material (1,4-butanediol), and reacted at 70 ° C. for 6 hours in a nitrogen atmosphere to obtain prepolymer 1. got
The addition amounts of the soft segment material, the hard segment material, and the polyisocyanate were adjusted so that the molar ratios were the values shown in Table 1.
次に、このプレポリマー1を100℃に昇温し、減圧下で1時間脱泡した。その後、プレポリマー1に対し、架橋剤(トリメチロールプロパン)及び触媒(DBU)を加え、3分間泡を巻きこまないように混合し、第三層形成用組成物1を調製した。
なお、架橋剤の添加量は、モル比が表1に示す値となるように調整した。
また、触媒の添加量は、プレポリマー1の100部に対し0.005部とした。
Next, this prepolymer 1 was heated to 100° C. and defoamed under reduced pressure for 1 hour. Thereafter, a cross-linking agent (trimethylolpropane) and a catalyst (DBU) were added to the prepolymer 1, and mixed for 3 minutes without entraining bubbles to prepare a composition 1 for forming a third layer.
The amount of the cross-linking agent added was adjusted so that the molar ratio would be the value shown in Table 1.
The amount of catalyst added was 0.005 parts per 100 parts of prepolymer 1.
<第二層形成用組成物1の調製>
ポリオール成分のソフトセグメント材料として、ポリカプロラクトンポリオール(株式会社ダイセル製、プラクセル240、平均分子量4155、水酸基価27KOHmg/g)を用いた(表中「CL」と示す)。
鎖延長剤(すなわち、ハードセグメント材料)として、1,4-ブタンジオール(三菱化学株式会社製)を用いた(表中「BD」と示す)。
ポリイソシアネートとして、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI、日本ポリウレタン工業株式会社製、ミリオネートMT)を用いた(表中「MDI」と示す)。
架橋剤として、トリメチロールプロパン(三菱ガス化学株式会社製)を用いた(表中「TMP」と示す)。
触媒として、1,8-ジアザビシクロ(5.4.0)ウンデセン-7〕-オクチル酸塩(DBU、サンアプロ株式会社製、-U-CAT SA 102)を用いた。
<Preparation of Second Layer Forming Composition 1>
As a soft segment material of the polyol component, polycaprolactone polyol (PLAXEL 240 manufactured by Daicel Corporation, average molecular weight 4155, hydroxyl value 27 KOHmg/g) was used (indicated as "CL" in the table).
1,4-butanediol (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) was used as a chain extender (that is, hard segment material) (indicated by "BD" in the table).
As the polyisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI, manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd., Millionate MT) was used (indicated as “MDI” in the table).
Trimethylolpropane (manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc.) was used as a cross-linking agent (shown as "TMP" in the table).
As a catalyst, 1,8-diazabicyclo(5.4.0)undecene-7]-octylate (DBU, manufactured by San-Apro Co., Ltd., -U-CAT SA 102) was used.
上記ソフトセグメント材料(ポリカプロラクトンポリオール)とハードセグメント材料(1,4-ブタンジオール)との混合物に対して、ポリイソシアネート(MDI)を加えて、窒素雰囲気下において80℃で2時間反応させ、プレポリマー2を得た。
なお、ソフトセグメント材料、ハードセグメント材料、及びポリイソシアネートの各添加量は、モル比が表1に示す値となるように調整した。
Polyisocyanate (MDI) is added to the mixture of the soft segment material (polycaprolactone polyol) and the hard segment material (1,4-butanediol), reacted at 80 ° C. for 2 hours under a nitrogen atmosphere, and pre-treated. Polymer 2 was obtained.
The addition amounts of the soft segment material, the hard segment material, and the polyisocyanate were adjusted so that the molar ratios were the values shown in Table 1.
その後、プレポリマー2に対し、架橋剤(トリメチロールプロパン)及び触媒(DBU)を加えて混合し、第二層形成用組成物1を調製した。
なお、架橋剤の添加量は、モル比が表1に示す値となるように調整した。
また、触媒の添加量は、プレポリマー2の100部に対し0.005部とした。
Thereafter, a cross-linking agent (trimethylolpropane) and a catalyst (DBU) were added to the prepolymer 2 and mixed to prepare a composition 1 for forming a second layer.
The amount of the cross-linking agent added was adjusted so that the molar ratio would be the value shown in Table 1.
The amount of catalyst added was 0.005 parts per 100 parts of prepolymer 2.
<第二層及び第三層が積層した基材の作製>
140℃に金型を調整した遠心成形機に、上記第三層形成用組成物及び第二層形成用組成物を順に、各厚みが表1に記載の通りになるように流し込み、1時間硬化反応させた。次いで、110℃で24時間熟成加熱し、冷却した後、切断して、幅8mm、厚さ2mmの板状基材1を得た。
なお、第二層におけるポリウレタンゴムの重量平均分子量は4000、第三層におけるポリウレタンゴムの重量平均分子量は3000であった。
<Preparation of a base material in which the second layer and the third layer are laminated>
The composition for forming the third layer and the composition for forming the second layer are poured in order into a centrifugal molding machine whose mold is adjusted to 140 ° C. so that each thickness is as shown in Table 1, and cured for 1 hour. reacted. Then, it was aged and heated at 110° C. for 24 hours, cooled, and then cut to obtain a plate-like substrate 1 having a width of 8 mm and a thickness of 2 mm.
The weight average molecular weight of the polyurethane rubber in the second layer was 4,000, and the weight average molecular weight of the polyurethane rubber in the third layer was 3,000.
<第一層の形成>
得られた板状基材1における第二層側の面に対し、水素を含む酸化ガリウムで構成された第一層を形成した。この第一層の形成は、成膜装置(図3に示す成膜装置100)を用いて行った。
まず、板状基材1を、成膜装置の成膜室(図3の真空容器101)の基体支持部材(図3の成膜ジグ103)に載せ、排気口を介して成膜室内を、圧力が0.1Paになるまで真空排気した。なお、この真空排気は、上記高濃度酸素含有気体の置換終了後、5分以内に行った。
<Formation of first layer>
A first layer made of hydrogen-containing gallium oxide was formed on the second layer side surface of the obtained plate-like substrate 1 . The first layer was formed using a film forming apparatus (
First, the plate-like substrate 1 is placed on a substrate supporting member (
次に、He希釈40%酸素ガス(流量1.6sccm)、及び水素ガス(流量50sccm)を、ガス導入管(図3の供給口109a)から直径85mmの平板電極(図3の放電電極105b)が設けられた成膜室内に導入し、高周波電力供給部(図3の高周波電源部105a)及びマッチング回路(図3中不図示)により、13.56MHzのラジオ波を出力150Wにセットしチューナでマッチングを取り平板電極から放電を行った。この時の反射波は0Wであった。
次に、トリメチルガリウムガス(流量1.9sccm)を、ガス導入管を介してシャワーノズルから成膜室に導入した。この時、バラトロン真空計で測定した成膜室内の反応圧力は5.3Paであった。この状態で、板状基材1を500rpmの速度で回転させながら68分間成膜し、板状基材1の表面に膜厚0.2μmの第一層を形成した。
以上のようにして、クリーニングブレードを得た。
Next, He-diluted 40% oxygen gas (flow rate 1.6 sccm) and hydrogen gas (flow rate 50 sccm) were supplied from the gas introduction pipe (
Next, trimethylgallium gas (flow rate: 1.9 sccm) was introduced into the film formation chamber from a shower nozzle through a gas introduction pipe. At this time, the reaction pressure in the deposition chamber measured by a Barathron vacuum gauge was 5.3 Pa. In this state, the plate-like substrate 1 was rotated at a speed of 500 rpm to form a film for 68 minutes to form a first layer having a thickness of 0.2 μm on the surface of the plate-like substrate 1 .
A cleaning blade was obtained as described above.
[実施例2~実施例5]
第三層形成用組成物の調製及び第二層形成用組成物の調製に用いるソフトセグメント材料、ハードセグメント材料、ポリイソシアネート、及び架橋剤の種類及び添加量を表1に示す通りにし、各層の厚みが表1に示す通りになるようにした以外は、実施例1と同様にしてクリーニングブレードを得た。
なお、実施例2の第二層形成用組成物の調製に用いたハードセグメント材料(鎖延長剤)は、1,3-プロパンジオール(三菱ケミカル株式会社製)を用いた(表中「PD」と示す)
[Examples 2 to 5]
The types and amounts of the soft segment material, hard segment material, polyisocyanate, and cross-linking agent used for the preparation of the third layer-forming composition and the second layer-forming composition are shown in Table 1, and each layer A cleaning blade was obtained in the same manner as in Example 1, except that the thickness was as shown in Table 1.
The hard segment material (chain extender) used in the preparation of the composition for forming the second layer of Example 2 was 1,3-propanediol (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) ("PD" in the table )
[比較例1]
第一層を設けなかった以外は、実施例1と同様にしてクリーニングブレードを得た。
[Comparative Example 1]
A cleaning blade was obtained in the same manner as in Example 1, except that the first layer was not provided.
[比較例2~比較例4]
第三層形成用組成物の調製及び第二層形成用組成物の調製に用いるソフトセグメント材料、ハードセグメント材料、ポリイソシアネート、及び架橋剤の種類及び添加量を表2に示す通りにし、各層の厚みが表2に示す通りになるようにした以外は、実施例1と同様にしてクリーニングブレードを得た。
[Comparative Examples 2 to 4]
The types and amounts of the soft segment material, hard segment material, polyisocyanate, and cross-linking agent used for preparing the third layer-forming composition and the second layer-forming composition are shown in Table 2, and each layer A cleaning blade was obtained in the same manner as in Example 1, except that the thickness was as shown in Table 2.
[比較例5]
第一層を形成する代わりに、下記イソシアネート処理を行った以外は、実施例1と同様にしてクリーニングブレードを得た。
<イソシアネート処理>
得られた板状基材1を、80℃に溶融したMDI(ジフェニルメタンジイソシアネート)に10分間浸漬させることでイソシアネート処理を行い、板状基材1における第二層側の面にイソシアネート処理層を形成した。
[Comparative Example 5]
A cleaning blade was obtained in the same manner as in Example 1, except that the following isocyanate treatment was performed instead of forming the first layer.
<Isocyanate treatment>
The resulting plate-like substrate 1 is immersed in MDI (diphenylmethane diisocyanate) melted at 80° C. for 10 minutes to perform isocyanate treatment, thereby forming an isocyanate-treated layer on the surface of the plate-like substrate 1 on the second layer side. bottom.
[比較例6]
第二層形成用組成物を用いずに第三層からなる基材を作製し、板状基材1に代えて第三層からなる基材に第一層を設けた以外は、実施例1と同様にしてクリーニングブレードを得た。
[Comparative Example 6]
Example 1 except that a base material consisting of the third layer was produced without using the composition for forming the second layer, and the first layer was provided on the base material consisting of the third layer instead of the plate-shaped base material 1. A cleaning blade was obtained in the same manner as above.
[測定]
第一層、第二層、及び第三層の各厚みを、前述の方法により求めた。
第一層の動摩擦係数を、前述の方法により求めた。
第一層、第二層、及び第三層のヤング率を、前述の方法により求めた。
第二層及び第3層の永久伸びを、前述の方法により求めた。
得られた結果を、表3及び表4に示す。
[measurement]
Each thickness of the first layer, the second layer, and the third layer was determined by the method described above.
The dynamic friction coefficient of the first layer was determined by the method described above.
The Young's moduli of the first layer, second layer and third layer were determined by the method described above.
The elongation set of the second and third layers was determined by the method described above.
The results obtained are shown in Tables 3 and 4.
[評価]
<クリーニング性の評価>
得られたクリーニングブレードを富士ゼロックス社製白黒画像形成装置Docu Centre III C3300に装着し、押し付け力NF(Normal Force)を2.0gf/mm、角度W/A(Working Angle)を10°に設定した。
また、現像剤として、トナー粒子の体積平均粒径が6μmのトナーを含む現像剤を使用した。
高温高湿環境下(温度28℃、湿度85%RH)において、A4用紙(210×297mm、富士ゼロックス社製、P紙)に画像濃度40%の全面ハーフトーン画像を1000枚形成した後の感光体の表面及び1000枚目の画像、並びに画像濃度40%の全面ハーフトーン画像を10000枚形成した後の感光体の表面及び10000枚目の画像を、それぞれ目視にて観察し、下記基準で評価した。結果を表3及び表4に示す。
[evaluation]
<Evaluation of cleanability>
The resulting cleaning blade was mounted on a black-and-white image forming apparatus Docu Center III C3300 manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd., and the pressing force NF (Normal Force) was set to 2.0 gf/mm and the angle W/A (Working Angle) was set to 10°. .
Further, a developer containing toner particles having a volume average particle diameter of 6 μm was used as the developer.
Photosensitivity after forming 1000 sheets of A4 paper (210 × 297 mm, Fuji Xerox Co., Ltd., P paper) with an image density of 40% in a high-temperature and high-humidity environment (temperature 28 ° C., humidity 85% RH). The surface of the body and the image on the 1000th sheet, and the surface of the photoreceptor and the image on the 10000th sheet after forming 10000 sheets of full-surface halftone images with an image density of 40% were visually observed and evaluated according to the following criteria. bottom. Tables 3 and 4 show the results.
-評価基準-
A:クリーニング性問題なし
B:微細なトナーすり抜けがあるが画質上問題なし
C:トナーすり抜けがあり、画像の白抜けがわずかに生じているが、画質上許容範囲
D:トナーすり抜けがあり、画質上筋が発生
-Evaluation criteria-
A: No problem in cleanability B: Fine toner slipping through, but no problem in terms of image quality C: Toner slipping through, slight white spots in the image, but acceptable range for image quality D: Toner slipping through, image quality Upper muscle occurs
<ブレード摩耗評価>
得られたクリーニングブレードを富士ゼロックス社製白黒画像形成装置Docu Centre III C3300に装着し、押し付け力NF(Normal Force)を2.0gf/mm、角度W/A(Working Angle)を10°に設定した。
また、現像剤として、高分子樹脂粒子、ステアリン酸亜鉛粒子、及びシリカ粒子がトナー粒子に外添されたトナーを含む現像剤を使用した。
高温高湿環境下(温度28℃、湿度85%RH)において、A4用紙(210×297mm、富士ゼロックス社製、P紙)を用い、テストプリント(1色当たりの面積率5%)の画像の印刷を10,000枚行った。クリーニングブレードの端部における摩耗深さをクリーニングブレードの断面側からキーエンス社製、レーザ顕微鏡VK-8510により観察し、感光体表面側のエッジ欠落部最大深さを測定し、下記評価基準で評価した。尚、許容範囲はA及びBである。結果を表3及び表4に示す。
<Blade wear evaluation>
The resulting cleaning blade was mounted on a black-and-white image forming apparatus Docu Center III C3300 manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd., and the pressing force NF (Normal Force) was set to 2.0 gf/mm and the angle W/A (Working Angle) was set to 10°. .
As the developer, a developer containing a toner in which polymer resin particles, zinc stearate particles, and silica particles are externally added to toner particles was used.
In a high temperature and high humidity environment (temperature 28 ° C, humidity 85% RH), using A4 paper (210 × 297 mm, manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd., P paper), test print (5% area ratio per color) Image of 10,000 prints were made. The depth of wear at the edge of the cleaning blade was observed from the cross-sectional side of the cleaning blade with a laser microscope VK-8510 manufactured by Keyence Corporation, and the maximum depth of the edge missing portion on the photoreceptor surface side was measured and evaluated according to the following evaluation criteria. . Note that A and B are allowable ranges. Tables 3 and 4 show the results.
-評価基準-
A:先端部摩耗深さ :3μm以下且つ摩耗跡無し
クリーニング不良:未発生
B:先端部摩耗深さ :3μmを超え、5μm以下
クリーニング不良:未発生
C:先端部摩耗深さ :5μmを超える
クリーニング不良:発生
-Evaluation criteria-
A: Tip wear depth: 3 µm or less and no wear marks Cleaning failure: Not occurred B: Tip wear depth: More than 3 µm and 5 µm or less Cleaning failure: Not occurred C: Tip wear depth: More than 5 µm Cleaning Defective: occurred
<ブレード鳴き評価>
得られたクリーニングブレードを富士ゼロックス社製白黒画像形成装置Docu Centre III C3300に装着し、押し付け力NF(Normal Force)を2.0gf/mm、角度W/A(Working Angle)を10°に設定、28℃/85%RHの環境下において、A4サイズの用紙に、ハーフトーン画像(画像濃度1%)を100枚出力し、その際のクリーニングブレードが振動することにより発生する高周波の異音の大きさを、以下の基準に従って評価した。結果を表3及び表4に示す。
<Blade squeal evaluation>
The obtained cleaning blade was mounted on a black-and-white image forming apparatus Docu Center III C3300 manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd., and the pressing force NF (Normal Force) was set to 2.0 gf/mm and the angle W/A (Working Angle) was set to 10°. 100 sheets of halftone images (image density 1%) are printed on A4 size paper in an environment of 28°C/85% RH. The hardness was evaluated according to the following criteria. Tables 3 and 4 show the results.
-評価基準-
A:装置駆動音のみ聞こえる
B:装置駆動音以外わずかにクリーニングブレードの鳴きが聞こえる程度
C:クリーニングブレードの鳴きがひどく誰が確認しても耳障りと判断される水準
-Evaluation criteria-
A: Only the device driving sound can be heard
B: Slightly audible squeal of the cleaning blade other than the driving sound of the device.
<経時のクリーニング維持性評価>
得られたクリーニングブレードを富士ゼロックス社製白黒画像形成装置Docu Centre III C3300に装着し、押し付け力NF(Normal Force)を2.0gf/mm、角度W/A(Working Angle)を10°に設定した。
また、現像剤として、高分子樹脂粒子、ステアリン酸亜鉛粒子、及びシリカ粒子がトナー粒子に外添されたトナーを含む現像剤を使用した。
高温高湿環境下(温度28℃、湿度85%RH)において、A4用紙(210×297mm、富士ゼロックス社製、P紙)を用い、テストプリント(1色当たりの面積率5%)の画像の印刷を10,000枚行った。
<Evaluation of cleaning maintainability over time>
The resulting cleaning blade was mounted on a black-and-white image forming apparatus Docu Center III C3300 manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd., and the pressing force NF (Normal Force) was set to 2.0 gf/mm and the angle W/A (Working Angle) was set to 10°. .
As the developer, a developer containing a toner in which polymer resin particles, zinc stearate particles, and silica particles are externally added to toner particles was used.
In a high temperature and high humidity environment (temperature 28 ° C, humidity 85% RH), using A4 paper (210 × 297 mm, manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd., P paper), test print (5% area ratio per color) Image of 10,000 prints were made.
その後におけるクリーニングブレードの永久変形量(μm)を次のようにして測定した。具体的には、感光体(像保持体)の表面に前記各例のクリーニングブレードを食い込ませて接触配置するよう取り付けたプロセスカートリッジを、高温・高湿環境(45℃、95%RH)の恒温・恒湿槽に1週間放置し、放置前後のクリーニングブレードの食込み量の差を永久変形量とした。なお、食込み量の測定は、感光体の中心からクリーニングブレードのエッジ先端までの距離を計測可能な非接触のレーザー変位計(キーエンス社製、商品名:LK-035)にて測定し、食込み量の変化を求めた。
また、10000目の画像における色スジの画質欠陥の発生状態(画質)を、下記の基準で目視により評価した。
-評価基準-
A:スジが確認されない
B:画像にスジが僅かに確認されるが許容範囲
C:画像にスジが確認され、許容し得ない
The amount of permanent deformation (μm) of the cleaning blade after that was measured as follows. Specifically, the process cartridge with the cleaning blade of each of the above examples attached so as to be in contact with the surface of the photoreceptor (image carrier) was placed in a constant temperature and high humidity environment (45° C., 95% RH). - It was left in a constant humidity bath for one week, and the difference in the biting amount of the cleaning blade before and after being left was taken as the amount of permanent deformation. The amount of encroachment was measured using a non-contact laser displacement meter (trade name: LK-035, manufactured by Keyence Corporation) capable of measuring the distance from the center of the photoreceptor to the tip of the edge of the cleaning blade. asked for a change in
In addition, the state of occurrence of image quality defects such as color streaks (image quality) in the 10000th image was visually evaluated according to the following criteria.
-Evaluation criteria-
A: No streaks were observed B: Slight streaks were observed in the image, but within an acceptable range C: Streaks were observed in the image and were unacceptable
以上の結果から、実施例では、比較例に比べ、初期のクリーニング性と経時のクリーニング維持性とが両立されることがわかる。 From the above results, it can be seen that in the examples, compared to the comparative examples, both the initial cleaning property and the cleaning maintenance property over time are achieved.
10 クリーニングブレード、12 端部、14 第一層、16 第二層、18 第三層、20 被クリーニング部材、21 本体ハウジング、22、22a乃至22d 作像ユニット、23 ベルトモジュール、24 記録媒体供給カセット、25 記録媒体搬送路、30 感光体ユニット、31 感光体ドラム(像保持体/被クリーニング部材)、32 帯電ロール、33 現像ユニット、34 クリーニング装置、35、35a乃至35d トナーカートリッジ、40 露光ユニット、41 ユニットケース、42 ポリゴンミラー、51 一次転写装置、52 二次転写装置、53 ベルトクリーニング装置、61 送出しロール、62 搬送ロール、63 位置合わせロール、66 定着装置、67 排出ロール、68 排紙部、71 手差し供給装置、72 送出しロール、73 両面記録用ユニット、74 案内ロール、76 搬送路、77 搬送ロール、100 成膜装置、101 真空容器、101a 仕切り部、103 成膜ジグ、105 放電部、105a 高周波電源部、105b 放電電極、107 プロセスガス供給部、107a プロセスガスを供給する供給口、109 材料ガス供給部、109a 材料ガスを供給する供給口、111 排気装置、111a 排気口、112 板状基材、230 中間転写ベルト、231、232 支持ロール、331 ユニットケース、332 現像ロール、333 トナー搬送部材、334 搬送パドル、335 トリミング部材、341 クリーニングケース、342 クリーニングブレード、344 フィルムシール、345 搬送部材、346 固定具、521 二次転写ロール、531 クリーニングブレード、T 清掃対象物 10 cleaning blade 12 end 14 first layer 16 second layer 18 third layer 20 member to be cleaned 21 main body housing 22, 22a to 22d image forming unit 23 belt module 24 recording medium supply cassette , 25 recording medium transport path, 30 photoreceptor unit, 31 photoreceptor drum (image carrier/member to be cleaned), 32 charging roll, 33 developing unit, 34 cleaning device, 35, 35a to 35d toner cartridge, 40 exposure unit, 41 unit case, 42 polygon mirror, 51 primary transfer device, 52 secondary transfer device, 53 belt cleaning device, 61 delivery roll, 62 transport roll, 63 alignment roll, 66 fixing device, 67 discharge roll, 68 paper discharge section , 71 manual supply device, 72 delivery roll, 73 double-sided recording unit, 74 guide roll, 76 transport path, 77 transport roll, 100 film forming device, 101 vacuum container, 101a partition, 103 film forming jig, 105 discharge unit , 105a high-frequency power supply unit, 105b discharge electrode, 107 process gas supply unit, 107a supply port for supplying process gas, 109 material gas supply unit, 109a supply port for supplying material gas, 111 exhaust device, 111a exhaust port, 112 plate 230 intermediate transfer belt 231, 232 support roll 331 unit case 332 developing roll 333 toner conveying member 334 conveying paddle 335 trimming member 341 cleaning case 342 cleaning blade 344 film seal 345 conveying Member 346 Fixing tool 521 Secondary transfer roll 531 Cleaning blade T Object to be cleaned
Claims (10)
ヤング率が4MPa以上8MPa以下の弾性層である第二層と、
永久伸びが2%未満の弾性層である第三層と、
がこの順に設けられ、
前記第一層の動摩擦係数が0.05以上0.5以下であり、ヤング率が10MPa以上200,000MPa以下であり、
前記第三層がポリウレタンゴムを含み、
前記ポリウレタンゴムは、ハードセグメントとソフトセグメントとを有し、
前記ソフトセグメントを構成する材料がポリエーテルポリオールを含む、クリーニングブレード。 a first layer comprising a metal oxide;
a second layer which is an elastic layer having a Young's modulus of 4 MPa or more and 8 MPa or less;
a third layer, which is an elastic layer having a permanent elongation of less than 2%;
are provided in this order,
The first layer has a dynamic friction coefficient of 0.05 or more and 0.5 or less, and a Young's modulus of 10 MPa or more and 200,000 MPa or less ,
the third layer comprises polyurethane rubber;
The polyurethane rubber has a hard segment and a soft segment,
A cleaning blade , wherein the material constituting the soft segment contains polyether polyol .
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
帯電した前記像保持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
トナーを含む現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、
前記像保持体の表面をクリーニングする、請求項8に記載のクリーニング装置と、
を備える画像形成装置。 an image carrier;
charging means for charging the surface of the image carrier;
electrostatic latent image forming means for forming an electrostatic latent image on the surface of the charged image carrier;
developing means for developing an electrostatic latent image formed on the surface of the image carrier with a developer containing toner to form a toner image;
a transfer means for transferring the toner image onto the surface of a recording medium;
The cleaning device according to claim 8, which cleans the surface of the image carrier;
An image forming apparatus comprising:
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