JP4530355B2

JP4530355B2 - 現像剤量規制ブレード

Info

Publication number: JP4530355B2
Application number: JP2005018739A
Authority: JP
Inventors: 智佐伯
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2005-01-26
Filing date: 2005-01-26
Publication date: 2010-08-25
Anticipated expiration: 2025-01-26
Also published as: JP2006208596A

Description

本発明は現像剤量規制ブレード（以下、単に「ブレード」とも言う）に関し、詳しくは複写機、プリンター、ファクシミリ等の各種画像形成装置において、像保持体上に形成された静電潜像を現像して可視化するのに使用する現像剤の量を規制する現像剤量規制ブレードに関するものである。

複写機、ファクシミリ、プリンター等の電子写真方式あるいは静電記録方式の画像形成装置において、特にカラー用のものに関しては、非磁性現像剤を帯電させ、その電荷により感光ドラムに現像剤を転写する方式が採用されていて、この方式においては、現像ローラの外周上に現像剤を担持させ、現像ローラ外周面と対向させた状態で取り付けられたブレードにより現像剤の量を規制するとともに、このブレードで現像剤を摩擦帯電させて行われている。

図４は、ブレードを画像形成装置に取り付けた状態を示す断面図であり、ブレード１０１は、薄肉帯状の板バネ部１０２と該板バネ部の長さ方向に延在するゴム部１０３とからなる弾性部材１０４と、支持部材１０５とからなる。板バネ部１０２は、通常、金属、例えばステンレスよりなり、また、ゴム部１０３は板バネ部１０２の厚さ方向一方の面だけに貼り付けられている（特許文献１参照）。

ブレード１０１は、ゴム部１０３が設けられた板バネ部１０２の前記一方の面を現像ローラ１０６の周面に対向させた状態で取り付けられ、現像ローラ１０６の回転によってその周面に載って運ばれる現像剤の量をゴム部１０３により規制するように作用する。

このようなブレード１０１を構成する弾性部材１０３を製造する際、ゴム部１０３が、シリコーンゴムのように熱硬化性のものである場合には、板バネ部１０２を装填した高温の金型キャビティにゴム材料を注入してキャビティ内で熱硬化させ、その後、板バネ部と一体的に冷却して弾性部材１０４を形成する。また、ゴム部１０３が熱可塑性のものである場合には、昇温させて流動化したゴム材料を、同様に板バネ部を装填した金型キャビティ内に注入した後、板バネ部１０２と一体的に冷却固化させて弾性部材１０４を形成する。

このようにして形成された弾性部材１０４において、ゴム部１０３は熱膨張した状態で板バネ部１０２と一体化されるため、冷却過程で熱収縮し、薄肉の板バネ部１０２の、ゴム部１０３が貼り付けられた一方の面を収縮させるが、ゴム部が貼り付けられていない他方の面には収縮力が作用しないため、脱型後に室温まで下がった状態では、水平面上に静置した状態の弾性部材１０４は、図５に示した（ａ）正面図および（ｂ）断面図のように、弾性部材１０４に前記一方の面を内側にした反りが発生し、長さ方向両側が浮き上がった形状となる。

このように弾性部材１０４が長さ方向両側に浮き上がった形状になると、長さ方向の両端部でトナーを押しつける圧力が中心部よりも大きくなり、現像ローラ両端部のトナー層が均一とならず、両端部に濃度ムラが発生してしまう。このため、ブレード１０１は、弾性部材１０４を剛性の高い支持部材１０５とビス留め、接着剤、溶接等により接合することで形成され、これにより弾性部材を真直ぐに保ち、現像ローラとの当接圧の長手方向での一定化が図られてきた。

また、ブレードに関する改良技術として、例えば、特許文献２には、圧力を規制する支持層上に、帯電量を規制する弾性層を有している現像剤量規制部材であって、その長手方向の両端部が弾性層側に円弧状に反っている形状に形成することにより、現像剤量規制部材の長手方向の両端部でトナーを押しつける圧力が中心部よりも低下するのを防ぎ、トナーの漏れなどがおこる両端部でのトナーの均一塗布が可能となる技術が開示されている。
特開２００１−１１７３５８号公報特許第３２７５２２６号明細書

しかしながら、反りが生じた弾性部材を、単に高剛性の支持部材と接合するのみでは、得られるブレードにおいて十分に反りを解消することはできなかった。また、特許文献２記載のように、支持部材を用いず、意図的に弾性部材の形状を反っている状態にする技術においても、必ずしもブレード両端部と中心部とで均一なトナーの塗布状態が得られるものではなく、両端部の当接圧が中央部と比べて強くなることで現像ローラ両端部のトナー層が薄くなってしまう場合があり、これにより両端部に濃度ムラが発生するという問題を十分解消することができるものではなかった。また、弾性部材の反りは、ハンドリング性を悪化させ、更に支持部材を取り付ける作業効率も悪化する。

そこで、本発明の目的は、現像剤量規制ブレードと現像ローラとの当接圧を長手方向にわたり均一にして、現像剤量規制ブレード長手方向における濃度ムラのない良好な画像を得ることができ、製造過程の作業効率にも優れた現像剤量規制ブレードを提供することにある。

本発明者は、上記課題に鑑み鋭意検討した結果、弾性部材の反り量を一定の値未満にすることにより、上記課題を解決することを見出し、本発明を完成させるに至った。

即ち、本発明の現像剤量規制ブレードは、薄肉帯状の板バネ部の幅方向の一方の端部に、長手方向に沿ってゴム部が一体成形により固着されてなる弾性部材と、前記弾性部材の板バネ部の幅方向の他方の端部を長手方向に沿って厚み方向の両側から挟持する支持部材と、からなる現像剤量規制ブレードにおいて、前記弾性部材は、現像剤量規制ブレード用として製造された一体成形品を、その板バネ部の長手方向中央が着地し両端部が略同寸法にゴム部側に反り上がるように定盤上に載置したときの片側端部の反り量として計測された値が、０ｍｍ以上５．０ｍｍ未満であり、前記板バネ部が、ステンレス製であり、かつ前記板バネ部の厚みが０．０８〜０．１２ｍｍであり、前記ゴム部が、シリコーンゴム製であり、かつ前記ゴム部の厚みが１．０〜２．０ｍｍであり、前記ゴム部の１０％延伸時の引張弾性率が０．６ＭＰａ以上２．０ＭＰａ未満であり、板バネ部の弾性率と自重が、ゴム部の弾性率に勝ることを特徴とするものである。

本発明の現像剤量規制ブレードは、好ましくは前記ゴム部のマイクロ硬度が７０°未満である。更に好ましくは、前記ゴム部のオイル含有量が２．０重量％以下であり、また、前記弾性部材の厚みが一定である。

本発明によれば、弾性部材の反り量を一定の値未満にすることにより、現像ローラとの当接圧を均一とすることができ、ブレード長手方向で濃度ムラのない良好な画像を得ることができる。また、同時に弾性部材の反り量が少ないため、ハンドリング性を向上させることができ、支持部材を取り付ける作業効率も向上させることができる。

以下、本発明の現像剤量規制ブレードの一実施形態について詳細に説明する。
図１は現像剤量規制ブレードの斜視図を示す。現像剤量規制ブレード１は薄肉帯状の板バネ部２の幅方向の一方の端部に、長手方向に沿って一体成形によりゴム部３が固着されてなる弾性部材４と、板バネ部２の幅方向の幅方向の他方の端部を長手方向に沿って挟持する支持部材５とからなる。図２は、このうち弾性部材を取り出して示す正面図である。

図２中、Ｄは、図示するように定盤６上に板バネ部２側を下として静置した際の前記弾性部材４の長手方向の反り量を表す。より詳しくは、Ｄは、現像剤量規制ブレード用として製造された前記弾性部材４の一体成形品を、その板バネ部２の長手方向中央が着地し両端部が略同寸法にゴム部３側に反り上がるように定盤６上に載置したときの片側端部の反り量として計測された値である。本発明は、支持部材により挟持される前の弾性部材４の反り量Ｄが０ｍｍ以上５．０ｍｍ未満であることを特徴とするものであり、反り量Ｄが限りなく０に近いことが好ましい。支持部材と一体化させる前の反り量が５．０ｍｍ以上であると、支持部材と一体化させて現像剤量規制ブレードを構成した際の弾性部材の反り量（ブレードの反り量）が大きくなり、これに従いブレード両端部の現像ローラに対する当接圧が中央部と比較し強くなって、画像ローラ両端部のトナー層が薄くなってしまう。その結果、両端部の画像濃度が薄くなって、長手方向に濃度ムラが発生することになる。
２．０ｍｍの範囲内であることが好ましい。

また、現像剤量規制ブレードの長さは、好ましくはＡ４版対応を考慮し、２００〜２３０ｍｍ程度である。

ゴム部３は、板バネ部２に対し一体成形により固着されるものであるが、板バネ部２とゴム部３との間には、必要に応じて接着剤層を設けてもよい。板バネ部２は金属や樹脂により形成することができ、金属としては、例えば、鉄、銅、洋白、ステンレス、リン青銅などが挙げられ、現像ローラへの圧接力制御上、好ましくは厚み０．０８〜０．１２ｍｍである。

また、ゴム部３の材料としては、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、アクリロニトリル・ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、エチレン・プロピレンゴム、エチレン・プロピレンターポリマー（ＥＰＤＭ）、ブチルゴム、アクリルゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ポリエーテルゴム、エピクロルヒドリンゴム、ウレタンゴム等のゴム材料や、ポリウレタン、シリコーン、ポリスチレン・ポリブタジエンブロック重合体、ポリオレフィン、ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体等のエラストマーなどが挙げられ、好ましくはシリコーンゴムを用いる。また、ゴム部３の厚みは１．０〜２．０ｍｍの範囲内であることが好ましい。

なお、ゴム部３の室温における１０％延伸時の引張弾性率（ヤング率）は、２．０ＭＰａ未満であることが好ましく、更に好ましくは０．５〜１．８ＭＰａである。より好ましくは０．６ＭＰａ以上である。これにより、板バネ部の弾性率と自重がゴムの弾性率に勝るため、弾性部材の反り量を小さくすることが可能となる。本発明においてゴム部３の引張弾性率とは、一体成形により得られた弾性部材４のゴム部３を、板バネ部２から剥がして、測定した値である。また、ゴム部３のマイクロ硬度が４４°以上７０°未満であることが好ましく、マイクロ硬度の測定は高分子計器（株）製のマイクロ硬度計ＭＤ−１型（タイプＡ）等を用いることにより測定を行うことができる。

また、ゴム部３には、必要に応じてカーボン等の充填剤やオイル等の可塑剤等を含ませることができる。この場合、ゴム部のオイル含有量は２．０重量％以下、特には限りなく０に近いことが好ましく、これにより、弾性率が２．０ＭＰａ未満であるゴム部を使用し、圧縮される体積が大きくなった場合にも、ゴム部材からのオイルの染み出しによる現像ローラの汚染を防止することができる。なお、オイル含有量には、重合過程で含まれるオイルも含まれる。

支持部材５は、高剛性の材料により形成することが必要であり、具体的には、例えば、前述の板バネ部２に用いたのと同様の金属を挙げることができる。この厚みとしては、１．０〜２．０ｍｍ程度である。

弾性部材の製造に際しては、ゴム部が、例えば、シリコーンゴムのように熱硬化性のものである場合には、液状シリコーンゴムを、板バネ部を予め装填した高温の金型キャビティ内に注入して熱硬化させた後、板バネ部と一体的に冷却して弾性部材を成形する。また、ゴム部が熱可塑性のものである場合には、同様に昇温させて流動化したゴム材料を、板バネ部を装填した金型キャビティ内に注入した後、板バネ部と一体的に冷却固化させて弾性部材を形成する。弾性部材の一好適製造例を以下に説明する。図３（ａ）は、弾性部材４を成形する二本取り用金型を示す断面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ断面を示す断面図である。なお、図３は二本取り用金型であるが、特に二本取りに制限されるものではなく、一本取りであっても良い。

金型１１は、矢印Ｔ₃に沿って相互に離隔接近変位する本型１３およびインサート型１４と、これらの型１３、１４に対して矢印Ｔ₁に沿って相対的に離隔接近変位するスプルー板１５とを備えてなり、スプルー板１５には、射出された液状シリコーンゴムを通過させるための第一スプルー２２とランナ２３とが設けられており、本型１３には、ゴム部３に対応するキャビティ１７と、このキャビティ１７に液状シリコーンゴムを注入するためのゲート２５および第二スプルー２４とが設けられている。また、インサート型１４には、板バネ部２を配置するための凹部２１が設けられている。

また、図中、符号１２は、液状シリコーンゴムを射出する成形機のインジェクションヘッドであり、符号１９は液状シリコーンゴム用管路である。インジェクションヘッド１２は、スプルー板１５に対して矢印Ｔ₂に沿って相対的に離隔接近変位し、スプルー板１５と当接する位置において、液状シリコーンゴム用管路１９と第一スプルー２２とが連通するように配置されている。

これら本型１３、インサート型１４、スプルー板１５およびインジェクションヘッド１２を互いに離隔して配置し、まず、板バネ部２を、インサート型１４の凹部２１に配置する。

次に、本型１３およびインサート型１４を相互に接近させ、更に、スプルー板１５をこれらの型１３、１４に接近させて、金型１１を閉じる。次いで、インジェクションヘッド１２をスプルー板１５に当接させ、この状態で液状シリコーンゴムを射出する。射出された液状シリコーンゴムは、液状シリコーン用ゴム管路１９、第一スプルー２２、ランナ２３、第二スプルー２４およびゲート２５を順に通過し、キャビティ１７に注入される。その後、熱硬化させることにより弾性部材４を得ることができる。

以下、本発明を実施例に従い、詳細に説明する。
実施例１
板バネ部２として厚さ０．１ｍｍのステンレスの金属箔（ＳＵＳ３０１）の幅方向の一方の端部に、長手方向に沿って、厚さ１．５ｍｍのシリコーンゴム（１０％延伸時の引張弾性率０．６ＭＰａ、マイクロ硬度４４°）からなるゴム部３を一体成形により形成して、弾性部材４を得た。

弾性部材４の製造に際しては、板バネ部２をインサートした図３に示した高温の金型に液状シリコーンゴムを注入して熱硬化させ成形を行った。

得られた弾性部材４を、図２に示すように、板バネ部２側を下として静置した際の弾性部材４の反り量Ｄ、および、図１に示すように、弾性部材４を支持部材５（亜鉛メッキ鋼板）と一体化させて得られた現像剤量規制ブレード１の反り量を下記表１に示す。なお、ゴム部３の１０％延伸時の引張弾性率は、板バネ部２より剥がしたゴム部３から長さ５０〜１００ｍｍのサンプルを切り出し、引張試験機で室温において測定した値である（以下においても同様）。

実施例２
ゴム部３を、１０％延伸時の引張弾性率１．８ＭＰａ、マイクロ硬度６８°のシリコーンゴムとして形成した以外は実施例１と同様にして、弾性部材４を作製した。

実施例１と同様に測定した弾性部材の反り量、および現像剤量規制ブレード１の反り量を下記表１に示す。

比較例１
ゴム部３を、１０％延伸時の引張弾性率２．０ＭＰａ、マイクロ硬度７０°のシリコーンゴムとして形成した以外は実施例１と同様にして、弾性部材４を作製した。

比較例２
ゴム部３を、１０％延伸時の引張弾性率３．５ＭＰａ、マイクロ硬度７９°のシリコーンゴムとして形成した以外は実施例１と同様にして、弾性部材４を作製した。

実施例および比較例により得られた現像剤量規制ブレードを市販のプリンターに装着し、印字操作を繰り返し行い、Ａ４用紙２００００枚の耐久試験を行った。その結果を画像性につき評価し、下記表１に示す。併せて、ゴム部のオイル含有量およびゴム部材からのオイルの染み出しによる現像ローラの汚染の有無を示す。

上記表１に示されるように、弾性部材の反り量を０．６ｍｍ、４．０ｍｍとした実施例１および２においては良好な画像を得ることができたが、弾性部材の反り量を５．０ｍｍ、１０．０ｍｍとした比較例１および２においては画像両端部で濃度が薄くなり、濃度ムラが生じてしまった。また、オイル含有量を２．０重量％以下とすることにより、現像ローラ汚染を防止することができることが確認された。

この発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等の電子写真方式あるいは静電記録方式の画像形成装置に用いられる現像剤量規制ブレードに適用することができる。

本発明の現像剤量規制ブレードの斜視図である。本発明の弾性部材を示す正面図である。本発明の弾性部材を成形する二本取り用金型を示す断面図である。従来の現像剤量規制ブレードを、画像形成装置に取り付けた状態を示す断面図である。従来の現像剤量規制ブレードを示す正面図および断面図である。

符号の説明

１１０１現像剤量規制ブレード（ブレード）
２１０２板バネ部
３１０３ゴム部
４１０４弾性部材
５１０５支持部材
６定盤
１１金型
１２インジェクションヘッド
１３本型
１４インサート型
１５スプルー板
１７キャビティ
１９液状シリコーンゴム用管路
２１凹部
２２第一スプルー
２３ランナ
２４第二スプルー
２５ゲート
１０６現像ローラ

Claims

薄肉帯状の板バネ部の幅方向の一方の端部に、長手方向に沿ってゴム部が一体成形により固着されてなる弾性部材と、前記弾性部材の板バネ部の幅方向の他方の端部を長手方向に沿って厚み方向の両側から挟持する支持部材と、からなる現像剤量規制ブレードにおいて、
前記弾性部材は、現像剤量規制ブレード用として製造された一体成形品を、その板バネ部の長手方向中央が着地し両端部が略同寸法にゴム部側に反り上がるように定盤上に載置したときの片側端部の反り量として計測された値が、０ｍｍ以上５．０ｍｍ未満であり、
前記板バネ部が、ステンレス製であり、かつ前記板バネ部の厚みが０．０８〜０．１２ｍｍであり、
前記ゴム部が、シリコーンゴム製であり、かつ前記ゴム部の厚みが１．０〜２．０ｍｍであり、
前記ゴム部の１０％延伸時の引張弾性率が０．６ＭＰａ以上２．０ＭＰａ未満であり、
板バネ部の弾性率と自重が、ゴム部の弾性率に勝る
ことを特徴とする現像剤量規制ブレード。
前記ゴム部のマイクロ硬度が４４°以上７０°未満である請求項１記載の現像剤量規制ブレード。
前記ゴム部のオイル含有量が２．０重量％以下である請求項１または２記載の現像剤量規制ブレード。
前記弾性部材の厚みが一定である請求項１〜３のうちいずれか一項記載の現像剤量規制ブレード。