JP2001255738A - トナー規制ブレード及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】接着工程や構成部材の位置合わせの工数が少な
く、従って製造工程が簡略であり、かつブレード自体の
製造も量産が可能であって、低コストであるトナー規制
ブレードを提供する。 【解決手段】静電転写プロセスによる画像形成装置にお
いて使用するトナー規制ブレードであって、高剛性樹脂
支持体層の片面全面に弾性体層を、他の面全面にホット
メルト接着剤層を備えた少なくとも３層からなる構成と
する。このトナー規制ブレードは高剛性樹脂支持体層の
片面に弾性体溶液を塗布、乾燥して弾性体層を形成する
弾性体層形成工程、他の面にホットメルト接着剤を溶
融、積層してホットメルト接着剤層を形成する接着剤層
形成工程、及び所定形状に裁断する裁断工程を有する製
造方法により製造可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、静電転写プロセス
による画像形成装置において使用するトナー規制ブレー
ド及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】静電転写プロセスによる画像形成装置に
おいて、トナー規制ブレードはその弾性体層の面にて現
像ローラーに所定の当接圧にて当接し、その表面に確実
に帯電したトナーの薄層を形成する作用を有する部材で
ある（電子写真学会編「続電子写真技術の基礎と応用」
コロナ社）。かかる当接圧は、可とう性のトナーブレー
ドの幅方向の曲げ弾性を利用して発現される。

【０００３】トナー規制ブレードを開示したものとして
は、特開平６−３４８１１９号公報が公知である。この
公報に開示されているトナー規制ブレードは、金属薄板
の片面に、その金属薄板の幅より狭いゴム弾性層がベル
ト状に設けられたものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の公知の
トナー規制ブレードには、下記のような問題がある。 （１）トナー規制ブレードは、上記のように、現像ロー
ラーに当接し、その表面に確実に帯電したトナーの薄層
を形成する機能を発揮するものであり、そのために所定
の当接圧にて現像ローラーに当接する必要がある。かか
る当接圧は、金属薄板の曲げ弾性によるものであり、薄
過ぎると十分な圧接力が得られないため、金属薄板はあ
る程度の厚みが必要である。

【０００５】従って、上記の公報に開示されたトナー規
制ブレードは、まず金属薄板を作製し、次いで各金属薄
板上に予め作製したゴム弾性体層を接着剤を用いてゴム
弾性体と金属薄板の位置合わせをした上で接着するか、
もしくは金属薄板上に反応製のゴム弾性層形成材料を積
層した後、硬化反応をさせてゴム弾性体層とする工程が
必要であり、いずれの場合も位置合わせを含めて工程が
多く、コスト的に高く、低コスト化の要求に対応できな
い。

【０００６】（２）トナー規制ブレードは、接着剤、多
くはテープ状のホットメルト接着剤を使用し、所定の自
由端を形成するようにして支持部材に固定してトナー規
制部材とし、その支持部材を装置に固定することにより
上記のように、トナー規制ブレードの自由端の曲げ変形
により得られる所定の当接圧を付与した状態で現像ロー
ラーに当接する。

【０００７】しかるに、この自由端の長さは、使用する
材料の硬度や弾性率、厚さ、装着時の設計当接圧、支持
部材を装着するフレームと現像ローラーとの距離等を考
慮して設定されるものであり、同一幅のトナー規制ブレ
ードを使用しても、適用する機種ごとに異なるものであ
る。従って、従来は、同一幅、同一厚みのトナー規制ブ
レードを使用する場合であっても、自由端の長さに応じ
て幅の異なるホットメルト接着剤テープを準備し、機種
ごとにトナー規制ブレード、支持部材のいずれか一方に
テープ状のホットメルト接着剤を位置合わせをし、次い
で残りの部材を位置合わせをした上で接着することによ
ってトナー規制部材を製造する必要があった。

【０００８】本発明の目的は、接着工程や構成部材の位
置合わせの工数が少なく、従って製造工程が簡略であ
り、かつブレード自体の製造も量産が可能であって、低
コストであるトナー規制ブレードを提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、静電転写プロ
セスによる画像形成装置において使用するトナー規制ブ
レードであって、高剛性樹脂支持体層の片面全面に弾性
体層を、他の面全面にホットメルト接着剤層を備えた少
なくとも３層からなることを特徴とする。

【００１０】高剛性の支持体層を設けることにより、ブ
レードとしての剛性と可とう性が確保され、所望の現像
ローラーとの当接圧が簡便に実現可能である。

【００１１】さらに、金具等の支持部材との接着面全面
にホットメルト接着剤層を設けておくことにより、同じ
トナー規制ブレードを使用して、任意の自由端の長さに
て支持部材と接着してトナー規制部材とすることが可能
となり、接着幅に応じたテープ状のホットメルト接着剤
の準備が不要で、接着工程においてホットメルト接着剤
を個々のトナー規制ブレードもしくは支持部材の一方に
正確に位置合わせをして貼着する工程が省略でき、位置
合わせを行う部材数、回数が低減され、製造工程が簡略
化される。

【００１２】上述のトナー規制ブレードにおいては、前
記弾性体層が熱可塑性エラストマー層であることが、支
持体層と弾性体層の積層が容易に行え、好適である。

【００１３】また別の本発明は、静電転写プロセスによ
る画像形成装置において使用するトナー規制ブレードの
製造方法であって、前記トナー規制ブレードは高剛性樹
脂支持体層の片面全面に弾性体層を、他の面全面にホッ
トメルト接着剤層を備えた少なくとも３層からなり、前
記高剛性樹脂支持体層の片面に弾性体溶液を塗布、乾燥
して弾性体層を形成する弾性体層形成工程、他の面にホ
ットメルト接着剤を溶融、積層してホットメルト接着剤
層を形成する接着剤層形成工程、及び所定形状に裁断す
る裁断工程を有することを特徴とする。

【００１４】上記の製造方法においては、弾性体層形成
工程を、高剛性樹脂支持体層の片面に弾性体を溶融、積
層して弾性体層を形成する弾性体層形成工程、としても
よい。

【００１５】いずれの製造方法においても、十分に大き
な支持体層を使用し、その片面に弾性体層を、他の面に
ホットメルト接着剤層を形成し、これを裁断して所定の
形状のトナー規制ブレードとするため、片面全面にホッ
トメルト接着剤層が形成される。また支持体層を樹脂で
構成することにより、弾性体層／支持体層／接着剤層の
３層構造を有する面積の大きなトナー規制ブレード原反
を製造した後、裁断により個々のトナー規制ブレードを
製造することができ、ブレード自体の製造も低コスト化
が図れる。

【００１６】弾性体層を溶融した熱可塑性エラストマー
を積層することにより形成する製造方法においては、ホ
ットメルト接着剤を押し出す第１の押出機と熱可塑性エ
ラストマーを押し出す第２の押出機を使用し、第１押出
機から前記ホットメルト接着剤を溶融状態で供給するホ
ットメルト接着剤供給流路、第２押出機から前記熱可塑
性エラストマーを溶融状態で供給する熱可塑性エラスト
マー供給流路、及び前記高剛性支持体を案内する支持体
案内スリットとを備えたダイを使用し、前記高剛性支持
体を前記支持体案内スリットを通して連続的に供給しつ
つその片面に前記ホットメルト接着剤層を、他の面に弾
性体層を、それぞれ溶融状態で積層して形成すること
が、１個のダイを使用し、１工程で３層のトナー規制ブ
レードの原反が製造でき、特に好ましい。このトナー規
制ブレードの原反を裁断することにより、簡便にトナー
規制ブレードを製造することが可能となる。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明のトナー規制ブレードの各
層の構成材料として好適な材料は以下の通りである。支
持体層構成材料は、裁断が容易であり、薄くしても感光
体との十分な当接圧が得られるため、高剛性の樹脂材料
は限定なく使用可能である。具体的には、ポリエチレン
テレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエ
ステル系樹脂、ナイロン−６等のポリアミド系樹脂、ポ
リカーボネート、アクリル系樹脂、アラミド樹脂、その
他エンジニアリングプラスチックないしスーパーエンジ
ニアリングプラスチック材のシート、フィルム等が例示
される。支持体層の厚さは、使用する素材により、また
要求される特性により異なるが、一般的には５０μｍ〜
５００μｍ程度である。厚過ぎると剛性が高くなり過
ぎ、薄過ぎると所定の当接圧を得ることが困難になる。

【００１８】支持体には、必要に応じて弾性体、ホット
メルト接着剤との接着性を高めるための表面処理をほど
こすことは好適な態様である。かかる表面処理として
は、コロナ放電処理、化学物質によるエッチング処理、
プライマー処理等が例示される。

【００１９】弾性体層を構成する樹脂としては、従来か
らトナー規制ブレードに使用される樹脂は限定なく使用
可能であり、具体的にはポリエステル系エラストマー、
ポリオレフィン系エラストマー、ポリウレタンエラスト
マー、ポリアミドエラストマー等が例示されるが、耐久
性の点でポリウレタンエラストマーの使用が最も好まし
い。弾性体は、ショアＡ硬度で６０〜９０であることが
好ましい。また弾性体層の厚さは、１０〜８００μｍで
あることが好ましく、５０〜５００μｍであることがよ
り好ましい。薄過ぎるとトナー規制ブレードとしての寿
命が短くなり、厚過ぎると弾性体の圧縮永久歪の影響が
表れ、長時間の使用により現像ローラーへの当接圧が低
下する場合がある。

【００２０】ポリウレタンエラストマーとしては、反応
硬化性ポリウレタンエラストマー、熱可塑性ポリウレタ
ンエラストマーのいずれでもよいが、上述のように熱可
塑性のエラストマーの使用がより好ましい。

【００２１】熱可塑性ポリウレタンエラストマーとして
は、公知の熱可塑性ポリウレタンエラストマーは限定な
く使用可能であり、ポリエーテル系ポリウレタン、ポリ
エステル系ポリウレタン、ポリカーボネート系ポリウレ
タン等の他にポリエーテルポリオールとポリエステルポ
リオールを併用したポリウレタンや共重合ポリオールを
使用したポリウレタン等が例示される。ポリエーテル系
ポリウレタンの構成成分であるポリエーテルポリオール
としては、ポリオキシプロピレンポリオール、ポリオキ
シテトラメチレンポリオール等が使用される。またポリ
エステルポリオールとしては、アジピン酸、アゼライン
酸等の脂肪族ジないしポリカルボン酸とエチレングリコ
ール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオ
ール、ネオペンチルグリコール、スピログリコール、
１，４−シクロヘキサンジオール、等の多価アルコール
類とのポリエステルやε−カプロラクトンの開環重合体
ポリエステル等が例示される（岩田、ポリウレタン樹脂
ハンドブック、（日刊工業新聞））。

【００２２】熱可塑性ポリウレタンエラストマーとして
は、製造に際してイソシアネート基と水酸基の当量比を
１以上、好ましくは１．０５〜１．２０程度のイソシア
ネート過剰にて重合し、重合体中にイソシアネーと基が
残存したいわゆる不完全熱可塑タイプのポリウレタンエ
ラストマー、ないしイソシアネート基と水酸基の当量比
を０．９５〜１程度で重合した後、ポリイソシアネート
化合物を添加したものを使用することが好ましい。

【００２３】かかる熱可塑性ポリウレタンエラストマー
は、重合体中に残存する低分子量成分が少なく、また加
工中の低分子量成分の発生を抑制することができ、感光
体等への低分子量成分の付着による問題の発生等が防止
される。

【００２４】熱可塑性エラストマー、とりわけ熱可塑性
ポリウレタンエラストマーを溶液で積層する場合には、
該熱可塑性エラストマーを溶解する適宜の有機溶剤を使
用する。かかる有機溶剤としては、ジメチルホルムアミ
ド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン等の
アミド類、ジオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテ
ル類、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケト
ン類、酢酸ｎ−ブチル等のエステル類、トルエン、キシ
レン等の芳香族炭化水素が例示される。これらに加えて
貧溶媒であるアルコール類、脂肪族ないし脂環式炭化水
素類を併用することも好適な態様である。

【００２５】被覆に際しては、ロールコーター、コンマ
コーター、ドクターブレード等の公知のコーターを使用
する。

【００２６】また反応硬化性ポリウレタンエラストマー
も、上記のポリウレタンエラストマー原料をいわゆるワ
ンショット法、プレポリマー法、セミプレポリマー法等
に使用される反応組成物として溶液状態で支持部材に被
覆し、乾燥、硬化させて弾性体層を形成する。使用する
溶剤は、熱可塑性エラストマーの溶剤として例示したも
のから選択使用する。

【００２７】反応硬化性ポリウレタンエラストマーによ
る弾性体層も、重合に際してイソシアネート基と水酸基
の当量比を１以上、好ましくは１．０５〜１．２０程度
のイソシアネート過剰にて反応させることが、ブレード
中に残存する未反応成分や低分子量成分が少なく、好適
である。

【００２８】ホットメルト接着剤層構成材料は、支持部
材構成材料との接着性、弾性体層構成材料との接着性を
考慮して選択して使用される。ホットメルト接着剤を構
成する樹脂の具体的な例としては、ポリエステル系樹
脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ＥＶＡ樹
脂、ポリオレフィン系樹脂等が挙げられる。

【００２９】弾性体構成樹脂、接着剤構成樹脂のそれぞ
れの溶融温度（軟化温度）の関係は、接着時に弾性体層
が変形してはならないため、弾性体構成樹脂＞接着剤構
成樹脂の関係を充たすことが必要である。

【００３０】トナー規制ブレードは、トナーを帯電させ
る条件に応じて導電性が要求されたり、逆に摩擦帯電す
るように高い絶縁性が要求されたりする。従って、支持
体層構成材料、弾性体層構成材料、ホットメルト接着剤
層構成材料は、要求される特性に応じた電気特性を備え
た材料が適宜選択される。上記に例示の各構成材料は一
般的にはいずれも絶縁性であり、導電性が要求される場
合には、各構成材料に導電性充填材を添加して体積固有
抵抗等を所定の値にして使用される。

【００３１】かかる導電性付与のための充填材は公知の
導電性材料から適宜選択し要される。具体的には、カー
ボンブラック、グラファイト、インジウム・錫酸化物
（ＩＴＯ）等の電子伝導性材料、過塩素酸リチウム、チ
オシアン酸アンモニウム等のイオン導電性材料等が例示
される。

【００３２】図１には本発明の３層構造のトナー規制ブ
レードとこのトナー規制ブレードを支持部材に接着した
トナー規制部材の断面形状を示した。トナー規制ブレー
ド２は、図１（ａ）に示したように、支持体９の片面全
面に弾性体層１２が設けられており、他の面全面にホッ
トメルト接着剤層１４が設けられており、弾性体層表面
にて感光体と弾接する。図１（ｂ）には、図１（ａ）に
示したトナー規制ブレード２を支持部材２８に接着固定
したトナー規制部材２１を示した。自由端の長さをＬで
示した。

【００３３】本発明のトナー規制ブレードの製造方法
を、弾性体として熱可塑性エラストマーを使用し、これ
を溶融状態で高剛性樹脂支持体層に積層して製造する方
法を例として説明する。

【００３４】図２には、Ｔダイを使用したトナー規制ブ
レード原反の製造方法の例を示した。熱可塑性エラスト
マーを押し出す押出機３１にはＴダイ３３が装着されて
いる。支持体９はロール３５によりＴダイ３３の溶融樹
脂吐出孔近傍に供給され、押出機３１にて溶融された熱
可塑性エラストマーがＴダイ３３より支持体９上に吐出
・積層され、弾性体層１４が形成されて２層の原反３６
となる。この原反３６の裏面側にホットメルトアプリケ
ーターもしくは押出機にてホットメルト接着剤を積層す
ることによってトナー規制ブレードの原反が製造され
る。

【００３５】図３は、トナー規制ブレード原反の製造装
置の別の例を示したものであり、図３（ａ）は上面図、
図３（ｂ）は、図３（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。

【００３６】この製造装置は第１押出機３、第２押出機
５の２台の押出機を備えており、ダイ７に接続されてい
る。ダイ７は、第１押出機から供給される溶融状態のホ
ットメルト接着剤を積層すべき高剛性樹脂支持体層の幅
方向に広げて供給するキャビティーＬａと、第２押出機
５から溶融状態で供給される弾性体を積層すべき高剛性
樹脂支持体層の幅方向に広げて供給するキャビティーＬ
ｂとが形成されている。各キャビティーＬａ，Ｌｂは、
溶融樹脂の吐出口方向に幅が狭くかつ高剛性樹脂支持体
層とほぼ同じ幅で、それぞれ最終的には所定のホットメ
ルト接着剤層１２、弾性体層１４の積層厚みとなるよう
に形成されている。

【００３７】接着剤層形成工程と弾性体層形成工程は、
ほぼ同時に行われる。即ち、高剛性樹脂支持体層９は、
原反ロール１０から連続的に供給され、ダイ７に設けら
れた支持体案内スリット８よりダイ７内に連続的に送入
される。高剛性支持体９の片面にはダイ７のクリアラン
スＣａにより所定厚みのホットメルト接着剤層１２が形
成され、また高剛性支持体９の他の面にはダイ７のクリ
アランスＣｂにより所定厚みの弾性体層１２が形成され
る。

【００３８】なお、この例においては、弾性体層１２と
ホットメルト接着剤層１４をダイ７内の同じ位置にて支
持体９に積層する例を示したが、積層位置は異なってい
てもよい。

【００３９】弾性体層１２と接着剤層１４は、高温融点
材料を使用する層、即ち、弾性体層１２を先に形成する
ことが、先に形成された層が後に積層する際の温度の影
響を受けて変形することがなく、好ましい。

【００４０】上述の工程により、トナー規制ブレードの
原反が製造され、これを所定サイズに裁断することによ
ってトナー規制ブレードが得られる。裁断方法は特に限
定されるものではなく、回転ないしは非回転の切断刃に
よる切断、トムソン刃等を使用した打ち抜き裁断、レー
ザー光による裁断、ウォータージェットによる裁断等が
例示される。

【００４１】裁断工程はトナー規制ブレード原反製造工
程とは別個に設けてもよいが、原反製造工程に続けてス
リッターを設け、トナー規制ブレードの所定幅のリボン
状の製品とし、これを所定長さに切断する工程としても
よい。

【００４２】

【実施例】以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実
施例等について説明する。この例においては、弾性体層
を押出機にて積層し、ホットメルト接着剤層はホットメ
ルトアプリケーターを使用して形成した。

【００４３】（実施例１）Ｔダイを備えた押出機を使用
し、幅１ｍ、厚さ２５０μｍのポリエステルフィルム
（ルミラーＥ２２，東レ製）を供給しつつその表面に熱
可塑性ポリウレタンエラストマー エラストラン１１８
０Ａ（武田バーディッシュウレタン社製）を該Ｔダイよ
り溶融状態で押し出しつつ圧着・積層し、厚さ３００μ
ｍの弾性体層を形成し、巻き取った。

【００４４】次いでこの積層体を巻き戻しつつ、弾性体
層の反対面にポリエステル系のホットメルト接着剤マク
ロメルト６８０１（ヘンケル社）を押出機で押し出しつ
つ積層し、厚さ１００μｍのホットメルト接着剤層を形
成し、トナー規制ブレード原反を得た。

【００４５】このトナー規制ブレード原反をトムソン刃
とプレス機を使用して打ち抜き、幅１．５ｃｍ，長さ２
３．７ｃｍのトナー規制ブレードサンプル１を作製し
た。

【００４６】（実施例２）実施例１と同様にして、幅１
ｍ、厚さ１８８μｍのポリエステルフィルム（ルミラー
Ｅ２２，東レ製）を供給しつつその表面にシリコン変性
熱可塑性ポリウレタンエラストマー（ショアＡ硬度６
５）を圧着・積層し、厚さ２００μｍの弾性体層を形成
し、巻き取った。

【００４７】次いでこの積層体を巻き戻しつつ、弾性体
層の反対面にポリエステル系ホットメルト接着剤クラン
ベターＧ−５（クラボウ製）を押出機で押し出しつつ積
層し、厚さ１００μｍのホットメルト接着剤層を形成
し、トナー規制ブレード原反を得た。

【００４８】このトナー規制ブレード原反をトムソン刃
とプレス機を使用して打ち抜き、幅１．５ｃｍ，長さ２
３．７ｃｍのトナー規制ブレードサンプル２を作製し
た。

【００４９】〔評価〕トナー規制ブレードにおいては当
接圧が変化しないことが重要な特性であり、その代用特
性として、曲げ変形を与えたときの永久歪として残留歪
を測定した。図４に示したトナー規制部材を作製し、ト
ナー規制ブレードの先端をδ＝１ｍｍ変形させ、温度４
０℃、相対湿度９５％にて３日間放置し、歪を開放した
後温度２０℃、相対湿度５０％にて１日間放置し、永久
歪δ’を残留歪として測定した。

【００５０】結果を、表１に示した。併せて、トナー規
制ブレード原反の製造速度も示した。製造速度は、本発
明については連続生産可能である。この結果から、本発
明のトナー規制ブレードは、永久歪が殆ど発生せず、生
産性も優れたものであることが分かる。また、同じトナ
ー規制ブレードを使用して、自由端の長さの異なるトナ
ー規制部材を容易に製造することができることも明らか
である。

【００５１】

【表１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のトナー規制ブレードの構成並びに支持
部材と接着した構造を示す断面図

【図２】トナー規制ブレード原反の製造工程の例を示し
た図

【図３】トナー規制ブレード原反の別の製造装置とこれ
を使用した製造工程の例を示した図

【図４】トナー規制ブレードの永久歪の測定方法を示し
た図

【符号の説明】

２ トナー規制ブレード ９ 支持体層 １２ 弾性体層 １４ ホットメルト接着剤層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大谷 耕三 大阪府大阪市西区江戸堀１丁目17番18号 東洋ゴム工業株式会社内 (72)発明者 井上 薫 大阪府大阪市西区江戸堀１丁目17番18号 東洋ゴム工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2H077 AD06 AD13 AD17 AD23 AE03 AE04 FA00 FA13 FA22 4F006 AA22 AA35 AA36 AA38 AA39 AB13 AB14 AB35 AB37 AB38 BA01 BA07 BA09 CA08 DA04 EA03

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静電転写プロセスによる画像形成装置に
   おいて使用するトナー規制ブレードであって、 高剛性樹脂支持体層の片面全面に弾性体層を、他の面全
   面にホットメルト接着剤層を備えた少なくとも３層から
   なることを特徴とするトナー規制ブレード。
2. 【請求項２】 前記弾性体層が熱可塑性エラストマー層
   である請求項１に記載のトナー規制ブレード。
3. 【請求項３】 静電転写プロセスによる画像形成装置に
   おいて使用するトナー規制ブレードの製造方法であっ
   て、 高剛性樹脂支持体層の片面に弾性体溶液を塗布、乾燥し
   て弾性体層を形成する弾性体層形成工程、他の面にホッ
   トメルト接着剤を溶融、積層してホットメルト接着剤層
   を形成する接着剤層形成工程、及び所定形状に裁断する
   裁断工程を有する、高剛性樹脂支持体層の片面全面に弾
   性体層を、他の面全面にホットメルト接着剤層を備えた
   少なくとも３層からなるトナー規制ブレードの製造方
   法。
4. 【請求項４】 静電転写プロセスによる画像形成装置に
   おいて使用するトナー規制ブレードの製造方法であっ
   て、 前記高剛性樹脂支持体層の片面に弾性体を溶融、積層し
   て弾性体層を形成する弾性体層形成工程と、他の面にホ
   ットメルト接着剤を溶融、積層してホットメルト接着剤
   層を形成する接着剤層形成工程、及び所定形状に裁断す
   る裁断工程を有する、高剛性樹脂支持体層の片面全面に
   弾性体層を、他の面全面にホットメルト接着剤層を備え
   た少なくとも３層からなるトナー規制ブレードの製造方
   法。