JP2006234937A

JP2006234937A - 電子写真機器用ブレード部材の製法

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Publication number: JP2006234937A
Application number: JP2005045777A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Mori; 宏之森; Fumio Misumi; 史雄三隅; Takashi Endo; 剛史遠藤; Kazuhiro Iida; 和広飯田
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 2005-02-22
Filing date: 2005-02-22
Publication date: 2006-09-07

Abstract

【課題】樹脂コーティングされた保持体を用いても、適正にブレード弾性体を形成することができる電子写真機器用ブレード部材の製法を提供する。
【解決手段】ブレード弾性体形成用の成形空間を有する成形用金型内に保持体をセットし、上記成形空間にブレード弾性体用の液状材料を注入して硬化させ、上記保持体の一側縁部にブレード弾性体を一体に形成する電子写真機器用ブレード部材の製法であって、上記保持体が樹脂コーティングされ、その樹脂コーティング層の表面の十点平均粗さ（Ｒｚ）が３〜１５μｍの範囲内に形成され、上記ブレード弾性体用の液状材料の注入時の粘度が１０００ｍＰａ・ｓ以下に設定されている。
【選択図】なし

Description

本発明は、複写機，プリンター等の電子写真機器に用いられるクリーニングブレード，層形成ブレード，転写ブレード等の電子写真機器用ブレード部材の製法に関するものである。

電子写真機器に用いられるクリーニングブレード等の電子写真機器用ブレード部材は、通常、板状の保持体の長手方向に沿う一側縁部に、板状のブレード弾性体が一体的に取り付けられ構成されている。

このような電子写真機器用ブレード部材は、通常、つぎのようにして作製される。すなわち、図１に示すように、長手方向に傾斜された成形用金型１を準備し、図２（図１のＸ−Ｘ断面図）に示すように、２個の保持体２０を、長手方向に沿う一側縁部２０ａを対向させた状態で、上記成形用金型１にセットする。ついで、ブレード弾性体用の液状材料を、成形空間１ｃ内に注入し、加熱成形した後、脱型する。これにより、図３に示すように、上記ブレード弾性体３０の幅の２倍の幅のブレード基体３０ａにより２個の保持体２０が一体化したものが得られる。その後、そのブレード基体３０ａの中心（切断面Ｃ）を切断し、２個の電子写真機器用ブレード部材に分離する（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−５１５６５号公報（図２）

ところで、本発明者らの研究によれば、従来、上記保持体２０は、表面にクロムめっき層が形成されており、その表面の十点平均粗さ（Ｒｚ）は、通常、４〜５μｍ程度になっている。この表面粗さにより、上記製法では、保持体２０の表面と成形用金型１との間は、完全に密閉せず、クロムめっき層表面の粗面の凹部と成形用金型１との間に適度な微小隙間ができ、上記液状材料を注入した際に、成形空間１ｃ内の空気が保持体２０と成形用金型１との微小隙間から外部に押し出されて、残存空気による気泡の発生が防止されていることがわかった。

しかしながら、最近では、環境問題の観点から、クロムの使用が抑制されている。そこで、上記保持体２０では、上記クロムめっきに代えて樹脂コーティングすることが企図されている。本発明者らの研究によれば、この樹脂コーティング層の表面の十点平均粗さ（Ｒｚ）は２μｍ程度と平滑であり、しかも、その樹脂コーティング層は弾性を有するため、上記製法において、保持体２０を成形用金型１にセットした状態では、保持体２０と成形用金型１との間にエア抜き用の微小隙間が殆どなくなり、ブレード弾性体３０用の液状材料を注入した際に、成形空間１ｃ内の空気が保持体２０と成形用金型１との間の微小隙間から外部に抜け難くなり、残存空気による気泡の発生が生じる。

すなわち、図４（図１のＹ−Ｙ断面図）に示すように、成形空間１ｃ内にブレード弾性体３０（図３参照）用の液状材料３１を成形用金型１（図１参照）の上方から注入すると、成形空間１ｃ内に空気溜まり３２が発生（特に、保持体２０の下方の角部分に発生）し、それが気泡となって、液状材料が硬化するまでに液状材料中を徐々に上昇し、硬化の進行により途中で止まる。そして、図５に示すように、その液状材料が硬化してブレード弾性体３０が形成されると、その気泡部分がブレード弾性体３０の欠損部分３３となる。この欠損部分３３が形成された電子写真機器用ブレード部材を実機に組み込むと、欠損部分３３が形成されたブレード弾性体３０の部分は、電子写真機器用ブレード部材が当接する被当接部材に対して当接圧力が弱くなり、例えば、電子写真機器用ブレード部材がクリーニングブレードである場合には、クリーニング不良が発生するのである。

本発明は、このような知見に鑑みなされたもので、樹脂コーティングされた保持体を用いても、適正にブレード弾性体を形成することができる電子写真機器用ブレード部材の製法の提供をその目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の電子写真機器用ブレード部材の製法は、ブレード弾性体形成用の成形空間を有する成形用金型内に保持体をセットし、上記成形空間にブレード弾性体用の液状材料を注入して硬化させ、上記保持体の一側縁部にブレード弾性体を一体に形成する電子写真機器用ブレード部材の製法であって、上記保持体が樹脂コーティングされ、その樹脂コーティング層の表面の十点平均粗さ（Ｒｚ）が３〜１５μｍの範囲内に形成され、上記ブレード弾性体用の液状材料の注入時の粘度が１０００ｍＰａ・ｓ以下に設定されているという構成をとる。

本発明者らは、樹脂コーティングされた保持体を用いても、適正にブレード弾性体を形成することができるようにすべく、先の知見に基づき、さらに研究を重ねた。その研究の過程で、樹脂コーティング層の表面の十点平均粗さ（Ｒｚ）が３μｍ以上であると、成形の際、エア抜きが行われ、残存空気による気泡の発生が防止される。逆に、樹脂コーティング層の表面の十点平均粗さ（Ｒｚ）が１５μｍを越えると、ブレード弾性体用の液状材料が保持体表面の粗面の凹部と成形用金型との間の微小隙間に浸透して「ばり」となることも突き止めた。さらに、上記ブレード弾性体用の液状材料の注入時の粘度を１０００ｍＰａ・ｓ以下にすると、粘度が低いため、成形用金型の成形空間内への液状材料の充填が速くかつ確実に行われ、ブレード弾性体に、充填不足による欠損部分が生じないことも突き止めた。すなわち、上記保持体の表面の十点平均粗さ（Ｒｚ）が３〜１５μｍの範囲内で、かつ上記ブレード弾性体用の液状材料の注入時の粘度が１０００ｍＰａ・ｓ以下であると、ブレード弾性体に「ばり」が殆ど発生せず、しかも欠損部分も生じない電子写真機器用ブレード部材を生産できることを見出し、本発明に到達した。

本発明の電子写真機器用ブレード部材の製法は、保持体の樹脂コーティング層の表面の十点平均粗さ（Ｒｚ）が３μｍ以上であるため、成形空間内の残存空気が、保持体の樹脂コーティング層の粗面の凹部と金型との間の微小隙間から外部に抜けるようになっている。このため、ブレード弾性体に欠損部分が発生しない。また、上記十点平均粗さ（Ｒｚ）が１５μｍ以下であるため、ブレード弾性体用の液状材料が保持体の樹脂コーティング層の粗面の凹部と金型との間の微小隙間に浸透しない。このため、ブレード弾性体に「ばり」が殆ど発生しない。さらに、上記ブレード弾性体用の液状材料の注入時の粘度が１０００ｍＰａ・ｓ以下であるため、成形用金型の成形空間内への液状材料の充填が充分に行われ、充填不足による欠損不具合が生じない。このため、電子写真機器用ブレード部材の生産性を高めることができる。

つぎに、本発明の実施の形態を図面にもとづいて詳しく説明する。

本発明の電子写真機器用ブレード部材の製法の一実施の形態は、図１〜図３に示すようにして行われる。すなわち、保持体２として、樹脂コーティングされたものを用い、その樹脂コーティング層（図示せず）の表面の十点平均粗さ（Ｒｚ）を３〜１５μｍの範囲内に設定している。さらに、ブレード弾性体３用の液状材料として、注入時の粘度が１０００ｍＰａ・ｓ以下に設定されているものを用いている。なお、上記保持体２の十点平均粗さ（Ｒｚ）は、表面粗さ計（東京精密社製、サーフコム１４００Ｄ）を用いて確認することができる。また、上記ブレード弾性体３用の液状材料の粘度は、粘度計を用いて確認することができる。

ここで、上記製法に用いる成形用金型１，保持体２およびブレード弾性体３用の液状材料について説明する。

上記製法に用いる成形用金型１は、上下２分割可能になっており、その上下部分１ａ，１ｂで２個の保持体２を挟持することができるようになっている（図２参照）。そして、その挟持された状態では、２個の保持体２の長手方向に沿う一側縁部２ａが、対向するようになるとともに、ブレード弾性体３を形成する成形空間１ｃ内に位置決めされるようになっている。また、成形用金型１は、保持体２の長手方向に傾斜されて設置されている。そして、その傾斜した成形用金型１の上部には、ブレード弾性体３用の液状材料を成形空間１ｃ内に上方から注入するための注入口（図示せず）が形成されており、その注入口から注入された液状材料は、成形用金型１の傾斜により、成形空間１ｃの下方まで流れるようになっている。なお、上記傾斜角度θは、通常、５〜４５度の範囲内に設定される。また、保持体２を挟持した状態において保持体２と当接している成形用金型１の部分の十点平均粗さ（Ｒｚ）は、１〜６μｍの範囲内になっている。

上記保持体２は、金属板と、その表面にコーティングされた樹脂コーティング層とからなり、その樹脂コーティング層の表面の十点平均粗さ（Ｒｚ）は、金属板の表面を研磨した後に樹脂コーティングする方法や、樹脂コーティング層の表面にバフ掛け，研磨等を施す方法等により、３〜１５μｍの範囲内に設定されている。上記金属板の材料としては、銅板表面に亜鉛めっき層が形成されたもの，ステンレス，アルミニウム等があげられる。また、樹脂コーティングに用いる樹脂としては、アクリル樹脂，ウレタン樹脂，エポキシ樹脂，ポリエステル樹脂等があげられ、その樹脂コーティング層の厚みは、０．５〜５．０μｍの範囲内に設定されている。

上記ブレード弾性体３用の液状材料としては、例えば、電子写真機器用ブレード部材がクリーニングブレードの場合は、通常、ポリウレタンゴム，シリコーンゴム等の主材料に、界面活性剤，難燃剤，着色剤，充填剤，可塑剤，安定剤，離型剤等の各種の添加剤を適宜に配合したものが用いられる。そして、その液状材料の注入時の粘度は、１０００ｍＰａ・ｓ以下に設定され、好ましくは、１００〜５００ｍＰａ・ｓの範囲内に設定される。上記粘度の設定は、上記液状材料によって異なり、例えば、液状材料にポリオールを用いる場合は、そのポリオール分子量を調節することにより行われる。そして、上記成形用金型１の成形空間１ｃ内に注入される際の上記ブレード弾性体３用の液状材料の温度は、通常、５０〜１００℃の範囲内に設定される。

つぎに、上記成形用金型１，保持体２およびブレード弾性体３用の液状材料を用いた、電子写真機器用ブレード部材の製法について説明する。

まず、２個の保持体２を、長手方向に沿う一側縁部２ａを対向させ、成形用金型１にセットする。この状態では、保持体２における樹脂コーティング層の表面粗さ〔十点平均粗さ（Ｒｚ）３〜１５μｍ〕により、保持体２（樹脂コーティング層）の表面の粗面の凹部と成形用金型１との間に適正な微小隙間ができており、その微小隙間は、空気を通し、ブレード弾性体３用の液状材料を浸透させない寸法になっている。

ついで、上記ブレード弾性体３用の液状材料を上記成形用金型１の成形空間１ｃ内に上方から注入する。これにより、液状材料は、成形用金型１の傾斜により、成形空間１ｃの下方まで流れ、成形空間１ｃ内が液状材料で満たされる。このとき、成形空間１ｃ内の空気は、上記保持体２（樹脂コーティング層）の表面の粗面の凹部と成形用金型１との間の微小隙間から外部に押し出され、成形空間１ｃ内には空気（空気溜まり，気泡等）が残存しない状態になる。しかも、注入された液状材料は、上記微小隙間には浸透しない。

つぎに、上記成形用金型１全体を１３０〜１５０℃の範囲内の任意の温度に設定し、加熱成形する。これにより、上記ブレード弾性体３の幅の２倍の幅のブレード基体３ａが形成され、そのブレード基体３ａにより２個の保持体２が一体化したものが形成される。

そして、脱型後、そのブレード基体３ａを幅方向の中心（切断面Ｃ）で長手方向に沿って切断し、２個の電子写真機器用ブレード部材（保持体２と、この保持体２の長手方向に沿う一側縁部２ａに一体的に取り付けられたブレード弾性体３とで構成されている）を得る。

このようにして得られた電子写真機器用ブレード部材には、ブレード弾性体３に、欠損部分３３（図５参照）が発生していず、「ばり」も殆ど発生していない〔「ばり」は、全く発生していないか、または発生したとしても、実用上悪影響のない寸法（幅２ｍｍ未満）である〕。

このように、ブレード弾性体３に欠損部分３３（図５参照）が発生しないため、電子写真機器用ブレード部材が当接する被当接部材に対しては、当接圧力が長手方向に均一となり、例えば、電子写真機器用ブレード部材がクリーニングブレードである場合には、均一なクリーニングが可能となる。また、ブレード弾性体３に「ばり」が殆ど発生しないため、その「ばり」を除去する作業が不要となるか、または軽減される。

なお、上記実施の形態では、２個の電子写真機器用ブレード部材を一度に作製する方法について説明したが、１個ずつ作製するようにしても、同様の作用・効果を奏する。

上記電子写真機器用ブレード部材は、複写機，プリンター等の電子写真機器において、クリーニングブレード，層形成ブレード，転写ブレード等に用いられる。

つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。

下記のように、保持体，ブレード弾性体用の液状材料等を用いて、保持体の長手方向に沿う一側縁部にブレード弾性体を形成し、クリーニングブレードを作製した。

〔保持体〕
ステンレス製金属板〔２５０ｍｍ×３０ｍｍ×１．６ｍｍ（厚み）〕を研磨した後、全体にアクリル樹脂層（厚み１μｍ）を形成し、その表面の十点平均粗さ（Ｒｚ）を３μｍにした。この十点平均粗さ（Ｒｚ）は、表面粗さ計（東京精密社製、サーフコム１４００Ｄ）を用いて確認した。以下の十点平均粗さ（Ｒｚ）についても同様である。

〔ブレード弾性体用の液状材料の調製〕
ポリブチレンアジペート（Ｎ４０１０、日本ポリウレタン工業社製）４４重量部、ＭＤＩ（ミリオネートＭＴ、日本ポリウレタン工業社製）５６重量部を、窒素ガス雰囲気（８０℃）下で３時間攪拌し、ＮＣＯ％が１７．０％の主剤を調整した。一方、ポリブチレンアジペート（Ｎ４０１０、日本ポリウレタン工業社製）８７重量部、低分子ポリオール（１４ＢＤ／ＴＭＰ＝６０／４０）１３重量部、これら両者に対してトリエチレンジアミン（三共エアプロダクツ社製）１００ｐｐｍ、を、８０℃、１．３ｋＰａ（絶対圧）の環境下で２時間攪拌し、ＯＨ価２１０の硬化剤を調整した。そして、上記主剤１００重量部に対して、上記硬化剤を１００重量部の割合で配合し、７０℃（成形用金型の成形空間内に注入される際の温度）における粘度が１７０ｍＰａ・ｓの、ブレード弾性体用の液状材料を調製した。この粘度は、粘度計（Ｂ型粘度計，東京計器社製）を用いて確認した。以下の粘度についても同様である。

〔クリーニングブレードの作製〕
上記実施の形態と同様にして、成形用金型に上記保持体を２個セットし、成形空間内に上記ブレード弾性体用の液状材料（注入時７０℃）を充填した後、加熱成形した（１４０℃×３０分間）。これにより、ブレード基体〔２５０ｍｍ×２０ｍｍ×２ｍｍ（ゴム厚み）〕で２個の保持体が一体化したものが形成された。そして、脱型後、そのブレード基体を幅方向の中心で長手方向に沿って切断し、２個のクリーニングブレードを得た。

上記実施例１において、保持体として、アクリル樹脂層の表面の十点平均粗さ（Ｒｚ）を、バフ掛けにより、９μｍにしたものを用いた。それ以外は、上記実施例１と同様にした。

上記実施例１において、保持体として、アクリル樹脂層の表面の十点平均粗さ（Ｒｚ）を、バフ掛けにより、１５μｍにしたものを用いた。それ以外は、上記実施例１と同様にした。

上記実施例１において、ブレード弾性体用の液状材料を、ポリオール分子量の変更により、その液状材料の７０℃における粘度を５３０ｍＰａ・ｓに設定した。それ以外は、上記実施例１と同様にした。

上記実施例４において、保持体として、アクリル樹脂層の表面の十点平均粗さ（Ｒｚ）を、バフ掛けにより、９μｍにしたものを用いた。それ以外は、上記実施例４と同様にした。

上記実施例４において、保持体として、アクリル樹脂層の表面の十点平均粗さ（Ｒｚ）を、バフ掛けにより、１５μｍにしたものを用いた。それ以外は、上記実施例４と同様にした。

上記実施例１において、ブレード弾性体用の液状材料を、ポリオール分子量の変更により、その液状材料の７０℃における粘度を１０００ｍＰａ・ｓに設定した。それ以外は、上記実施例１と同様にした。

上記実施例７において、保持体として、アクリル樹脂層の表面の十点平均粗さ（Ｒｚ）を、バフ掛けにより、９μｍにしたものを用いた。それ以外は、上記実施例７と同様にした。

上記実施例７において、保持体として、アクリル樹脂層の表面の十点平均粗さ（Ｒｚ）を、バフ掛けにより、１５μｍにしたものを用いた。それ以外は、上記実施例７と同様にした。

〔比較例１〕
上記実施例１において、保持体として、アクリル樹脂層の表面の十点平均粗さ（Ｒｚ）を、バフ掛けにより、２μｍにしたものを用いた。それ以外は、上記実施例１と同様にした。

〔比較例２〕
上記実施例１において、保持体として、アクリル樹脂層の表面の十点平均粗さ（Ｒｚ）を、バフ掛けにより、１６μｍにしたものを用いた。それ以外は、上記実施例１と同様にした。

〔比較例３〕
上記比較例１において、ブレード弾性体用の液状材料を、ポリオール分子量の変更により、その液状材料の７０℃における粘度を５３０ｍＰａ・ｓに設定した。それ以外は、上記比較例１と同様にした。

〔比較例４〕
上記比較例３において、保持体として、アクリル樹脂層の表面の十点平均粗さ（Ｒｚ）を、バフ掛けにより、１６μｍにしたものを用いた。それ以外は、上記比較例３と同様にした。

〔比較例５〕
上記比較例１において、ブレード弾性体用の液状材料を、ポリオール分子量の変更により、その液状材料の７０℃における粘度を１０００ｍＰａ・ｓに設定した。それ以外は、上記比較例１と同様にした。

〔比較例６〕
上記比較例５において、保持体として、アクリル樹脂層の表面の十点平均粗さ（Ｒｚ）を、バフ掛けにより、１６μｍにしたものを用いた。それ以外は、上記比較例５と同様にした。

〔比較例７〕
上記比較例１において、ブレード弾性体用の液状材料を、ポリオール分子量の変更により、その液状材料の７０℃における粘度を１２００ｍＰａ・ｓに設定した。それ以外は、上記比較例１と同様にした。

〔比較例８〕
上記比較例７において、保持体として、アクリル樹脂層の表面の十点平均粗さ（Ｒｚ）を、バフ掛けにより、３μｍにしたものを用いた。それ以外は、上記比較例７と同様にした。

〔比較例９〕
上記比較例７において、保持体として、アクリル樹脂層の表面の十点平均粗さ（Ｒｚ）を、バフ掛けにより、９μｍにしたものを用いた。それ以外は、上記比較例７と同様にした。

〔比較例１０〕
上記比較例７において、保持体として、アクリル樹脂層の表面の十点平均粗さ（Ｒｚ）を、バフ掛けにより、１５μｍにしたものを用いた。それ以外は、上記比較例７と同様にした。

〔比較例１１〕
上記比較例７において、保持体として、アクリル樹脂層の表面の十点平均粗さ（Ｒｚ）を、バフ掛けにより、１６μｍにしたものを用いた。それ以外は、上記比較例７と同様にした。

〔ブレード弾性体の欠損部分の有無〕
このようにして得られた実施例１〜９および比較例１〜１１の各クリーニングブレードに対して、ブレード弾性体の欠損部分の有無を目視により確認した。その結果、ブレード弾性体に欠損部分が無かったものを○、ブレード弾性体に欠損部分が有るものを×と評価し、下記の表１に併せて表記した。

〔ブレード弾性体の「ばり」の発生度合い〕
また、ブレード弾性体の「ばり」の発生度合いを目視により確認した。その結果、ブレード弾性体に「ばり」が発生していないか、発生していたとしても幅２ｍｍ未満のものを○、幅２〜５ｍｍの「ばり」が発生していたものを△、幅５ｍｍを越える「ばり」が発生していたものを×と評価し、下記の表１に併せて表記した。

上記表１の結果から、保持体におけるアクリル樹脂層の表面の十点平均粗さ（Ｒｚ）が３〜１５μｍの範囲内にあり、ブレード弾性体用の液状材料の粘度が１０００ｍＰａ・ｓ以下に設定されて形成された実施例１〜９のクリーニングブレードは、ブレード弾性体に欠損部分が発生せず、「ばり」も殆ど発生しないことがわかる。これに対して、保持体におけるアクリル樹脂層の表面の十点平均粗さ（Ｒｚ）が３μｍを下回る比較例１，３，５，７のクリーニングブレードは、ブレード弾性体に欠損部分が発生し易く、上記十点平均粗さ（Ｒｚ）が１５μｍを上回る比較例２，４，６，１１のクリーニングブレードは、「ばり」が発生し易いことがわかる。さらに、上記十点平均粗さ（Ｒｚ）が３〜１５μｍの範囲内にあっても、ブレード弾性体用の液状材料の粘度が１０００ｍＰａ・ｓを上回る比較例８〜１０のクリーニングブレードは、ブレード弾性体に欠損部分が発生している。これは、ブレード弾性体用の液状材料の粘度が高いため、成形空間内への充填が充分に行われなかったためである。

本発明および従来の電子写真機器用ブレード部材の製法を模式的に示す側面図である。図１のＸ−Ｘ断面図である。上記電子写真機器用ブレード部材の製法を模式的に示す説明図である。従来の電子写真機器用ブレード部材の製法の欠点を示す図であり、図１のＹ−Ｙ断面に相当する図である。従来の電子写真機器用ブレード部材の欠点を模式的に示す平面図である。

Claims

ブレード弾性体形成用の成形空間を有する成形用金型内に保持体をセットし、上記成形空間にブレード弾性体用の液状材料を注入して硬化させ、上記保持体の一側縁部にブレード弾性体を一体に形成する電子写真機器用ブレード部材の製法であって、上記保持体が樹脂コーティングされ、その樹脂コーティング層の表面の十点平均粗さ（Ｒｚ）が３〜１５μｍの範囲内に形成され、上記ブレード弾性体用の液状材料の注入時の粘度が１０００ｍＰａ・ｓ以下に設定されていることを特徴とする電子写真機器用ブレード部材の製法。