JP2007065472A - Blade for restricting developer amount - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真複写機、レーザービームプリンター、ファクシミリ等の電子写真装置の画像成型工程における現像装置に設けられる現像剤量規制ブレードに関するものである。 The present invention relates to a developer amount regulating blade provided in a developing device in an image forming process of an electrophotographic apparatus such as an electrophotographic copying machine, a laser beam printer, and a facsimile machine.
従来から、電子写真複写機、レーザービームプリンター、ファクシミリ等の電子写真装置の画像成型工程における現像装置としては、現像剤(トナー)を蓄える現像剤容器の開口部に、一部を露出して設けられるローラーなどの現像剤担持体と、この現像剤担持体の表面に当接するゴム材などで形成されたブレード部材を備えた現像剤量規制ブレードとを有するものが多用されている。このような現像装置においては、表面に現像剤を担持した現像剤担持体が回転することにより、現像剤容器から露出する部分でこれに接触・回転する電子写真感光体表面に現像剤を搬出するようになっている。現像剤が現像剤担持体と現像剤量規制ブレードのブレード部材間を通過する際、現像剤担持体の表面からその余剰分が除去されて現像剤容器内に戻されると共に、ブレード部材との摩擦により、電子写真感光体の表面に形成される静電潜像と逆の極性の摩擦電荷(トリボとも言う)を付与され、現像剤担持体表面に薄膜状となってその一定量が付着する。そして、現像剤担持体と電子写真感光体との接触部分において、現像剤が静電潜像に静電的に引き寄せられて現像剤担持体表面から電子写真感光体表面へ移動して静電潜像が現像されるようになっている。 Conventionally, as a developing device in an image forming process of an electrophotographic apparatus such as an electrophotographic copying machine, a laser beam printer, a facsimile, etc., a part of the developing device is provided in an opening of a developer container for storing developer (toner). A developer having a developer carrying member such as a roller and a developer amount regulating blade provided with a blade member formed of a rubber material that comes into contact with the surface of the developer carrying member is widely used. In such a developing device, the developer carrying member carrying the developer on the surface rotates, and the developer is carried out to the surface of the electrophotographic photosensitive member that contacts and rotates at a portion exposed from the developer container. It is like that. When the developer passes between the developer carrier and the blade member of the developer amount regulating blade, the excess is removed from the surface of the developer carrier and returned to the developer container, and the friction with the blade member. As a result, a triboelectric charge (also referred to as tribo) having a polarity opposite to that of the electrostatic latent image formed on the surface of the electrophotographic photosensitive member is imparted, and a certain amount of the toner adheres to the surface of the developer carrying member. Then, at the contact portion between the developer carrying member and the electrophotographic photosensitive member, the developer is electrostatically attracted to the electrostatic latent image and moved from the surface of the developer carrying member to the surface of the electrophotographic photosensitive member. The image is developed.
このような現像剤量規制ブレードとしては、上記現像剤担持体表面に当接されるブレード部材と、これを所定位置に支持する支持部材とから構成され、ネガ系現像剤に対しては、例えば、ウレタン樹脂、ポリアミドエラストマー等の板材のブレード部材が金属板等の支持部材に取り付けられて用いられ、ポジ系現像剤に対しては、シリコンゴム等の板材のブレード部材が金属板等の支持部材に取り付けられて用いられている。ブレード部材の現像剤担持体に当接、圧接される面は、現像剤の摩擦電荷を制御する機能を有していることから、電荷制御面と呼ばれ、その表層は電荷制御層と呼ばれることもある。 Such a developer amount regulating blade is composed of a blade member that is in contact with the surface of the developer carrying member and a support member that supports the developer member in a predetermined position. For a negative developer, for example, A blade member of a plate material such as urethane resin or polyamide elastomer is used by being attached to a support member such as a metal plate. For positive developers, a blade member of a plate material such as silicon rubber is a support member such as a metal plate. It is attached to and used. The surface of the blade member that is in contact with or pressed against the developer carrier has a function of controlling the triboelectric charge of the developer, so it is called a charge control surface, and its surface layer is called a charge control layer. There is also.
近年、電子写真プロセスにおいて、より高画質化、高速度化が進み、現像装置においては、現像剤担持体の回転速度の高速化が行なわれているが、それに伴い現像剤担持体とブレード部材との接触部において、ブレード部材が跳ねるというバンピング現象が起こる場合がある。バンピング現象により現像剤担持体による現像剤の搬送量が適切に行なわれない状況が発生し、これに起因する画像ムラや画像スジ、ゴーストを抑制する技術の開発が行なわれている。 In recent years, in the electrophotographic process, higher image quality and higher speed have been advanced, and in the developing device, the rotation speed of the developer carrier has been increased. There may be a bumping phenomenon that the blade member bounces at the contact portion. A situation in which the amount of developer transported by the developer carrying member is not properly performed due to the bumping phenomenon has occurred, and a technique for suppressing image unevenness, image streaks, and ghosts resulting from this has been developed.
具体的には、現像剤量規制ブレードにおいて弾性体の常温における動的な損失係数(tanδ)を特定の範囲とすることによって、高速化におけるバンピング現象や磨耗を防止することができ、良好な画像を得ることができることが報告されている(特許文献1)。しかし、常温における損失係数(tanδ)を特定の範囲とするのみでは、低温時や高温時にトナーの付着や融着が発生する場合があり、画像スジの問題が発生する。 Specifically, by setting the dynamic loss coefficient (tan δ) of the elastic body at room temperature to a specific range in the developer amount regulating blade, it is possible to prevent bumping phenomenon and wear at high speed, and a good image Has been reported (Patent Document 1). However, if the loss coefficient (tan δ) at normal temperature is set within a specific range, toner adhesion or fusion may occur at low or high temperatures, resulting in image streak problems.
また、ポリウレタン中にパーフルオロアルキル成分を含有させ、損失係数(tanδ)のピーク温度と55℃における損失係数(tanδ)を特定の範囲とすることにより、機械特性が高いブレードが得られることが報告されている(特許文献2)。しかし、低温時においてブレードへのトナーの付着が発生したり、当接圧が低くトナーに対して均一にトリボが付与されないので、画像ムラやゴーストが発生する。
本発明は、電子写真プロセスの高速度化に伴い、現像装置における現像剤担持体の高速回転化に伴い生じる画像ムラ、画像スジ、ゴースト等を抑制し、現像剤担持体の高速回転による画像欠陥の発生を長期に亘って抑制することができる現像剤量規制ブレードを提供することを目的とする。 The present invention suppresses image unevenness, image streaks, ghosts, and the like caused by high-speed rotation of a developer carrier in a developing device as the electrophotographic process increases in speed, and causes image defects due to high-speed rotation of the developer carrier. It is an object of the present invention to provide a developer amount regulating blade capable of suppressing the occurrence of toner over a long period of time.
本発明者は、現像剤担持体の高速回転化に伴う画像ムラ、画像スジ、ゴーストの発生の要因となる、現像剤量規制ブレード表面への現像剤の付着や融着について検討した。現像剤による現像剤量規制ブレード表面への付着が発生する場合、ブレード部材の粘性や現像剤の粘性が要因となって生じる。現像剤が付着したブレード部材により現像を行うと画像スジや画像ムラが発生してしまう。このブレード部材への現像剤の付着は、電子写真装置による画像形成を開始後、初期の段階で生じることが分かった。この状態からさらに画像形成を進行させると、電子写真装置により出力される画像において画像スジ等が改善されることから、ブレード部材に一旦付着した現像剤が、電子写真装置による画像形成の進行に伴い、ブレード部材表面から脱落することの知見を得た。一方、電子写真装置による画像形成中に、現像剤が融着しブレード部材表面に一旦付着すると、固化した現像剤はブレード部材表面から落ちにくく、現像剤に充分な摩擦電荷を付与することができず、画像形成を進行させても、画像スジ等の改善は見られず、悪化する傾向にあることの知見を得た。このため、電子写真装置における画像形成開始後の初期の段階において、現像剤のブレード部材への付着を抑制し、更に、画像形成を進行させたときの現像剤の融着を抑制することにより、電子写真装置による画像形成においてブレード部材における現像剤への付着、固着を抑制し、画像ムラ、画像スジ等のトラブルの発生を抑制することができることの知見を得た。本発明者は、ブレード部材において、15℃と40℃における特定周波数の電荷に対し、特定の損失係数(tanδ)を有するものとすることにより、現像剤のブレード部材への付着、融着・固化を抑制することができ、その結果電子写真装置からの出力画像における画像ムラ、画像スジ、ゴーストなどを抑制することができることを見い出した。この理由として、ブレード部材のtanδを特定の範囲とすることにより、ブレード部材の15℃における粘性率を特定の範囲にすることができるため、ブレード部材表面への現像剤の付着を防止することができる。また、ブレード部材の40℃における弾性率を特定の範囲にすることができるため、当接圧を適切な範囲とし現像剤を必要以上に押し付けることがなく、これにより現像剤の融着を抑制することができることを挙げることができ、かかる知見に基き、本発明を完成するに至った。 The inventor examined the adhesion and fusion of the developer to the surface of the developer amount regulating blade, which causes image unevenness, image streaks, and ghosts accompanying the high speed rotation of the developer carrying member. When the developer amount adheres to the surface of the blade by the developer, the viscosity of the blade member or the viscosity of the developer is caused as a factor. When development is performed with the blade member to which the developer is attached, image streaks and image unevenness occur. It has been found that the developer adheres to the blade member at an early stage after the start of image formation by the electrophotographic apparatus. When image formation is further advanced from this state, image streaks and the like are improved in the image output by the electrophotographic apparatus. Therefore, the developer once adhered to the blade member is accompanied with the progress of image formation by the electrophotographic apparatus. The knowledge of falling off from the blade member surface was obtained. On the other hand, once the developer fuses and adheres to the blade member surface during image formation by the electrophotographic apparatus, the solidified developer is unlikely to fall off the blade member surface and can impart sufficient frictional charge to the developer. In addition, even when image formation was advanced, the image streaks and the like were not improved, and it was found that they tend to deteriorate. For this reason, in the initial stage after the start of image formation in the electrophotographic apparatus, by suppressing the adhesion of the developer to the blade member, and further, by suppressing the fusion of the developer when the image formation proceeds, In the image formation by the electrophotographic apparatus, it has been found that adhesion and sticking to the developer on the blade member can be suppressed, and troubles such as image unevenness and image streaks can be suppressed. The present inventor assumes that the blade member has a specific loss factor (tan δ) with respect to charges of a specific frequency at 15 ° C. and 40 ° C., so that the developer adheres to the blade member, and is fused and solidified. As a result, it has been found that image unevenness, image streaks, ghosts and the like in the output image from the electrophotographic apparatus can be suppressed. The reason for this is that by setting the tan δ of the blade member in a specific range, the viscosity of the blade member at 15 ° C. can be set in a specific range, so that adhesion of the developer to the blade member surface can be prevented. it can. Further, since the elastic modulus at 40 ° C. of the blade member can be set within a specific range, the contact pressure is set within an appropriate range, and the developer is not pressed more than necessary, thereby suppressing the fusion of the developer. Based on this knowledge, the present invention has been completed.
即ち、本発明は、電子写真装置の現像装置内に備えられ、現像剤容器に収納される現像剤を担持して静電潜像へ供給する現像剤担持体に当接するブレード部材と、該ブレード部材を支持する支持部材とを備え、該現像剤担持体が担持する該現像剤を一定量にすると共に、該現像剤に所定の摩擦電荷を付与する現像剤量規制ブレードにおいて、ブレード部材が、周波数10Hzに対し、15℃で1.0以下、40℃で0.03以上のtanδを有することを特徴とする現像剤量規制ブレードに関する。 That is, the present invention provides a blade member that is provided in a developing device of an electrophotographic apparatus and that contacts a developer carrying member that carries a developer contained in a developer container and supplies the developer to an electrostatic latent image, and the blade In the developer amount regulating blade for providing a predetermined triboelectric charge to the developer, the blade member comprising: a support member that supports the member; and a constant amount of the developer carried by the developer carrier. The present invention relates to a developer amount regulating blade having a tan δ of 1.0 or less at 15 ° C. and 0.03 or more at 40 ° C. for a frequency of 10 Hz.
本発明の現像剤量規制ブレードは、表面への現像剤の付着・融着の発生を抑制することができ、充分な摩擦電荷(トリボ)を現像剤に付与することができ、電子写真プロセスの高速度化に伴い、現像装置における現像剤担持体の高速回転化に伴い生じる画像ムラ、画像スジ、ゴースト等を抑制し、現像剤担持体の高速回転による画像欠陥の発生を長期に亘って抑制することができる。 The developer amount regulating blade of the present invention can suppress the occurrence of adhesion and fusion of the developer to the surface, and can impart a sufficient triboelectric charge (tribo) to the developer. Along with higher speeds, image irregularities, image streaks, ghosts, etc. caused by high speed rotation of the developer carrier in the developing device are suppressed, and image defects due to high speed rotation of the developer carrier are suppressed over a long period of time. can do.
本発明の現像剤量規制ブレードは、電子写真装置の現像装置内に備えられ、現像剤容器に収納される現像剤を担持して静電潜像へ供給する現像剤担持体に当接するブレード部材と、該ブレード部材を支持する支持部材とを備え、現像剤担持体が担持する現像剤を一定量にすると共に、現像剤に所定の摩擦電荷を付与する現像剤量規制ブレードにおいて、ブレード部材が、周波数10Hzに対し、15℃で1.0以下、40℃で0.03以上のtanδを有するものであれば、特に制限されるものではない。 The developer amount regulating blade of the present invention is provided in a developing device of an electrophotographic apparatus, and is a blade member that contacts a developer carrying member that carries a developer contained in a developer container and supplies it to an electrostatic latent image. And a support member that supports the blade member, and a developer amount regulating blade that applies a predetermined triboelectric charge to the developer while maintaining a constant amount of developer carried by the developer carrier, the blade member includes: As long as it has a tan δ of 1.0 or less at 15 ° C. and 0.03 or more at 40 ° C. for a frequency of 10 Hz, there is no particular limitation.
本発明の現像剤量規制ブレードは、電子写真装置の現像装置内に備えられるものであり、かかる電子写真装置としては、電子写真プロセスを利用して画像形成を行うものであれば、いずれのものであってもよく、具体的には、電子写真複写機、レーザービームプリンター、ファクシミリ等を挙げることができる。 The developer amount regulating blade of the present invention is provided in a developing device of an electrophotographic apparatus, and as such an electrophotographic apparatus, any apparatus can be used as long as it forms an image using an electrophotographic process. Specifically, an electrophotographic copying machine, a laser beam printer, a facsimile, etc. can be mentioned.
また、これらの電子写真装置の現像装置としては、現像剤容器に収納される現像剤を担持して静電潜像へ供給する現像剤担持体と、これに当接するブレード部材と、該ブレード部材を支持する支持部材とを備えた現像剤量規制ブレードとを備えたものであればよく、その一例として、例えば、図1の概略構成図に示すように、一成分の現像剤(トナー)を蓄える現像剤容器10と、該現像剤容器の開口部に、一部を現像剤容器外に露出して、この露出部分において、表面部分に静電潜像が形成された電子写真感光体12などの被現像体に接触するように配置されたローラー状の現像剤担持体11と、該現像剤担持体の表面に当接するゴム材などで形成されたブレード部材を備えた現像剤量規制ブレード13とを有するものを挙げることができる。
Further, as a developing device of these electrophotographic apparatuses, a developer carrying member that carries a developer contained in a developer container and supplies the developer to an electrostatic latent image, a blade member that contacts the developer carrying member, and the blade member And a developer amount regulating blade provided with a supporting member for supporting the toner. As an example, for example, as shown in the schematic configuration diagram of FIG. A
本発明の現像剤量規制ブレードとして、図2に現像剤担持体に摺動するブレード部材20と、ブレード部材が接着される支持部材21とからなる現像剤量規制ブレードの例を示す。ここで20と21の間においてブレード部材20が支持部材21に接着され、25は現像担持体とブレード部材に現像剤が摺動される面(摺動面)であると共に、現像剤の電荷を制御する面(電荷制御面)である。さらに、このようなブレード部材20及び支持部材21を積層して作製された現像剤量規制ブレード22が現像剤容器に固定されており、摺動面25において現像担持体11に圧接され、摺動面25を通過する現像剤粒子の量を規制するようになっている。
As an example of the developer amount regulating blade of the present invention, FIG. 2 shows an example of a developer amount regulating blade comprising a
現像担持体11が矢印の方向に回転されることにより、現像剤粒子23が摺動面25に搬送される。この時現像担持体11に現像剤量規制ブレード22の電荷を制御する面(電荷制御面)が当接しているため、現像剤粒子に所定の摩擦帯電を付与させ、さらに摺動面25をすり抜け感光体まで搬送される現像剤粒子の量を規制することができる。
As
上記現像剤量規制ブレードの支持部材21としては、ブレード部材を支持するものであれば、いずれのものであってもよく、材質も、金属、セラミック、樹脂等いずれのものであってもよいが、クロメート処理や、潤滑樹脂等の表面処理を行なった鋼板、リン青銅、ばね鋼等の弾性金属板、プラスチックや、セラミックなどを具体的に挙げることができる。
As the
また、上記現像剤量規制ブレードのブレード部材20としては、現像剤担持体11表面に圧接して設けられるものであり、現像剤担持体が担持する現像剤の余剰分を現像剤担持体の表面から除去し一定量とすると共に、現像剤担持体との間を通過する現像剤のトナー粒子を、電子写真装置の感光体に形成される静電潜像と逆の極性に所定の摩擦荷電を付与するものである。
Further, the
このようなブレード部材としては、周波数10Hzの電荷に対して、15℃で1.0以下、40℃で0.03以上のtanδを有するものである。周波数10Hzの電荷に対して、15℃におけるtanδが1.0以下であると、ブレード部材の粘性を低く抑えることができ、トナー粒子がブレード部材表面に付着して静電潜像への移動が滞ることがなく、その結果、電子写真装置から出力される画像に画像スジが発生するのを抑制することができる。さらに、現像剤以外の添加剤や潤滑剤等の付着も抑制することができるため、現像担持体の表面を損傷させることを抑制することができる。また、ブレード部材の反発弾性を維持することができ、現像担持体に対する当接圧を高く維持することができ、現像剤のトナー粒子に充分な電荷を付与することができ、ゴーストや画像ムラの発生を抑制することができる。 Such a blade member has a tan δ of 1.0 or less at 15 ° C. and 0.03 or more at 40 ° C. with respect to a charge of a frequency of 10 Hz. When the tan δ at 15 ° C. is 1.0 or less with respect to a charge of 10 Hz, the viscosity of the blade member can be kept low, and the toner particles adhere to the blade member surface and move to the electrostatic latent image. As a result, the occurrence of image streaks in the image output from the electrophotographic apparatus can be suppressed. Furthermore, since it is possible to suppress adhesion of additives and lubricants other than the developer, it is possible to suppress damage to the surface of the development carrier. Further, the impact resilience of the blade member can be maintained, the contact pressure with respect to the developing carrier can be maintained high, a sufficient charge can be imparted to the toner particles of the developer, and ghost and image unevenness can be prevented. Occurrence can be suppressed.
また、周波数10Hzの電荷に対して、40℃におけるtanδが0.03以下であるとブレード部材の反発弾性の過度の上昇を抑制することができ、現像担持体に対する当接圧を適度に維持することができ、ブレード部材表面への現像剤の融着を抑制し、画像スジ等の発生を抑制することができる。電子写真プロセスにおいては、一般的に周波数100〜10000Hz程度の振動がブレード部材に負荷されるが、周波数100〜10000Hzの電荷を付与してtanδを測定することは困難であるところから、一般的に実測可能な10Hzの電荷によるtanδを指標として、ブレード部材表面への現像剤の付着、融着・固化の有無を判断することができ、10Hzの電荷によるtanδが上記範囲を有するブレード部材とすることにより、ブレード部材への現像剤の付着、融着を抑制することができる。 In addition, when the tan δ at 40 ° C. is 0.03 or less with respect to a charge of a frequency of 10 Hz, an excessive increase in the resilience of the blade member can be suppressed, and the contact pressure against the developing carrier is appropriately maintained. It is possible to suppress the adhesion of the developer to the blade member surface and to suppress the occurrence of image streaks. In the electrophotographic process, vibrations with a frequency of about 100 to 10000 Hz are generally applied to the blade member. However, it is generally difficult to measure tan δ by applying a charge with a frequency of 100 to 10000 Hz. Whether the developer adheres to the blade member surface, whether it is fused or solidified, and whether it is solidified can be determined using tan δ due to the 10 Hz charge that can be measured as an index, and the tan δ due to the 10 Hz charge is within the above range. Thus, it is possible to suppress the adhesion and fusion of the developer to the blade member.
tanδは、粘弾性測定機、例えばセイコーインスツルメンツ社製DMS6100などで、測定温度−50℃〜130℃、測定周波数10Hzで測定する方法で求めることができる。 tan δ can be obtained by a method of measuring at a measurement temperature of −50 ° C. to 130 ° C. and a measurement frequency of 10 Hz with a viscoelasticity measuring device such as DMS6100 manufactured by Seiko Instruments Inc.
さらに、本発明における現像剤量規制ブレードのブレード部材の国際ゴム硬度(IRHD)は60°以上80°以下であることが好ましい。硬度が60°以上であると、現像担持体に対し、現像剤に充分な電荷を付与することができる当接圧を有することになり、得られる画像においてゴーストや画像ムラの発生を抑制することができる。また、80°以下であれば、現像剤担持体へ均一な膜厚で現像剤の薄膜を形成することができ、且つ、ブレード部材表面への現像剤の融着が生じるような当接圧とならず、得られる画像において画像スジの発生を抑制することができる。 Furthermore, the international rubber hardness (IRHD) of the blade member of the developer amount regulating blade in the present invention is preferably 60 ° or more and 80 ° or less. When the hardness is 60 ° or more, the developer carrying member has a contact pressure capable of imparting a sufficient charge to the developer, and suppresses the occurrence of ghost and image unevenness in the obtained image. Can do. Further, if it is 80 ° or less, a contact pressure that can form a thin film of the developer with a uniform film thickness on the developer carrying member and that causes the developer to be fused to the blade member surface. In addition, image streaks can be suppressed in the obtained image.
ゴム硬度の硬度は、微小硬度計を用い、JIS K 6253に基づいて測定した値とすることができる。 The hardness of the rubber hardness can be a value measured based on JIS K 6253 using a micro hardness tester.
上記ブレード部材の材質としては、耐磨耗性の力学的特性の点からゴム弾性を有する熱硬化性ポリウレタン、シリコンゴム、液状ゴム等を挙げることができ、現像剤を摩擦帯電する極性により適宜選択することができ、ネガ系現像剤に対して、ブレード部材の材質としては、ウレタンエラストマーを含むことが特に好ましい。 Examples of the material of the blade member include thermosetting polyurethane, silicone rubber, liquid rubber, etc. having rubber elasticity from the viewpoint of mechanical properties of wear resistance, and are appropriately selected depending on the polarity with which the developer is frictionally charged. The material of the blade member with respect to the negative developer is particularly preferably a urethane elastomer.
このような現像剤量規制ブレードの製造方法としては、上記各材料を用い、常法に準ずる方法、具体的には、プレポリマー法、セミワンショット法、ワンショット法などを挙げることができ、ブレード部材に使用する材料などにより適宜選択することができる。ブレード部材の材料としてウレタンエラストマーを含む場合を、具体的に例示して説明する。 As a method for producing such a developer amount regulating blade, using the above materials, a method according to a conventional method, specifically, a prepolymer method, a semi-one-shot method, a one-shot method, etc. It can be appropriately selected depending on the material used for the blade member. The case where a urethane elastomer is included as the material of the blade member will be specifically described as an example.
ブレード部材に用いるウレタンエラストマーの製造方法としては、先ず、ポリイソシアネートと高分子量ポリオールとを部分的に重合したウレタンゴム用プレポリマーと、硬化触媒を含む硬化剤とを混合攪拌し、ゴム原材料の流動性のイソシアネート組成物を調製する。 As a method for producing a urethane elastomer used for the blade member, first, a urethane rubber prepolymer obtained by partially polymerizing a polyisocyanate and a high molecular weight polyol and a curing agent containing a curing catalyst are mixed and stirred to flow the rubber raw material. A neutral isocyanate composition is prepared.
上記ウレタンゴム用プレポリマーの調製に用いるポリイソシアネートとしては、具体的には、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、イソホロンジイソシアネート、4,4′−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、カルボジイミド変性MDI、ポリメチレンフェニルポリイソシアネート、オルトトルイジンジイソシアネート、ナフチレンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、パラフェニレンジイソシアネート、リジンジイソシアネートメチルエステル、ジメチルジイソシアネート等を挙げることができるが、得られるウレタンゴム成型品の特性バランスの観点からMDIが好ましい。 Specific examples of the polyisocyanate used in the preparation of the urethane rubber prepolymer include 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI), isophorone diisocyanate, 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, and tolylene diene. Examples include isocyanate, carbodiimide-modified MDI, polymethylene phenyl polyisocyanate, orthotoluidine diisocyanate, naphthylene diisocyanate, xylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, paraphenylene diisocyanate, lysine diisocyanate methyl ester, dimethyl diisocyanate, and the urethane rubber obtained MDI is preferred from the viewpoint of the balance of properties of the molded product.
また、上記ウレタンゴム用プレポリマーの調製に用いる高分子量ポリオールとしては、ポリエステル系ポリオールであることが好ましく、ポリエステル系ポリオールとしては、具体的には、ポリエチレンアジペート(PEA)、ポリブチレンアジペート(PBA)、ポリヘキシレンアジペート、エチレンアジペートとブチレンアジペートとの共重合体等を挙げることができる。また、ポリエステル系ポリオールの重量平均分子量は1500以上3000以下が好ましい。 The high molecular weight polyol used for the preparation of the urethane rubber prepolymer is preferably a polyester polyol, and specific examples of the polyester polyol include polyethylene adipate (PEA) and polybutylene adipate (PBA). And polyhexylene adipate, a copolymer of ethylene adipate and butylene adipate, and the like. The weight average molecular weight of the polyester polyol is preferably 1500 or more and 3000 or less.
上記ウレタンゴム用プレポリマーと混合攪拌してゴム原材料を調製するのに用いる硬化剤としては、分子量300以下の低分子量ポリオールを用いることができるが、上記の高分子量ポリオールと併用することもできる。低分子量ポリオールとしては、例えば、エチレングリコール(EG)、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、トリメチロールプロパン(TMP)、3,3−ジクロロ−4,4−ジアミノフェニルメタン、ヒドロキノン−ビス(β−ヒドロキシエチル)エーテル等を使用することができる。なお、必要に応じて、これらの低分子量ポリオールを2種類以上使用することもできる。 As a curing agent used for preparing a rubber raw material by mixing and stirring with the urethane rubber prepolymer, a low molecular weight polyol having a molecular weight of 300 or less can be used, but it can also be used in combination with the above high molecular weight polyol. Examples of the low molecular weight polyol include ethylene glycol (EG), 1,4-butanediol, 2,3-butanediol, trimethylolpropane (TMP), 3,3-dichloro-4,4-diaminophenylmethane, and hydroquinone. -Bis (β-hydroxyethyl) ether or the like can be used. If necessary, two or more kinds of these low molecular weight polyols can be used.
また、上記ゴム原材料を調製するのに用いる硬化触媒としては、三級アミン等のアミン系化合物、有機金属化合物等が挙げられる。上記三級アミンとしては、トリエチルアミン等のトリアルキルアミンや、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や、ジメチルエタノールアミン等のアミノアルコールや、エトキシル化アミンや、エトキシル化ジアミンや、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やトリエチルジアミンや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や、N−メチルホルマリン、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や、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を挙げることができる。 Examples of the curing catalyst used to prepare the rubber raw material include amine compounds such as tertiary amines and organometallic 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, cyclohexylamine derivatives such as triethyldiamine and N, N-dimethylcyclohexylamine, N-methyl formalin, N- (2-hydroxy Morpholine derivatives such as propyl) -dimethylmorpholine, and piperazine derivatives such as N, N′-diethyl-2-methylpiperazine and N, N′-bis- (2-hydroxypropyl) -2-methylpiperazine. .
また、必要に応じて、上記ゴム原材料のイソシアネート組成物には、各種充填剤を添加することができる。充填剤としては、カーボンブラック等の機械特性改良剤、三酸化アンチモン等の耐熱性改良剤、ポリフッ化ビニリデン等の摺動性改良剤、酸化チタン等の着色剤等を使用することができる。 Moreover, various fillers can be added to the isocyanate composition of the rubber raw material as necessary. As the filler, a mechanical property improver such as carbon black, a heat resistance improver such as antimony trioxide, a slidability improver such as polyvinylidene fluoride, and a colorant such as titanium oxide can be used.
得られたゴム原材料を遠心成型機に注入して加熱成型し、ウレタンエラストマーを得て、これを所定寸法に裁断してブレード部材とする。得られたブレード部材を、準備した支持部材に接着などの方法により固定して現像剤量規制ブレードを得ることができる。 The obtained rubber raw material is poured into a centrifugal molding machine and heat-molded to obtain a urethane elastomer, which is cut into a predetermined dimension to obtain a blade member. The obtained blade member can be fixed to the prepared support member by a method such as adhesion to obtain a developer amount regulating blade.
上記現像剤量規制ブレード部材の他の製造方法としては、例えば、支持部材を金型にインサートして、ブレード部材を成形するゴム原材料を射出して一体成形ブレードを作製する方法、または支持部材をブレード部材成形金型に保持し、この金型に上記ゴム原材料を注入し硬化反応させ同時に接着する成形方法、成形ドラムの外周面に彫り込まれた溝部に上記ゴム原材料を注入し加熱硬化する方法等を挙げることができる。 Other manufacturing methods for the developer amount regulating blade member include, for example, a method in which a support member is inserted into a mold and a rubber raw material for molding the blade member is injected to produce an integrally molded blade, or a support member is used. A molding method in which the rubber raw material is poured into the mold and cured and reacted at the same time by being cured and held at the blade member molding die, a method of injecting the rubber raw material into a groove carved in the outer peripheral surface of the molding drum, and heat curing. Can be mentioned.
このような現像剤量規制ブレードの現像装置における作用について説明する。 The operation of such a developer amount regulating blade in the developing device will be described.
現像剤担持体11が図示のb方向に回転することにより、現像剤に含まれるトナー粒子23が、現像剤担持体11とブレード部材20間の摺動部25を通過する際、現像剤担持体の表面に誘導された余剰分が現像剤担持体の表面から除去されて現像剤容器10内に戻されると共に、電子写真感光体12に形成された静電潜像と逆の極性に摩擦帯電され、その一定量が薄膜状となって現像剤担持体表面に付着される。現像剤担持体が更に回転し、現像剤担持体と電子写真感光体との接触部において、現像剤担持体に薄膜となって担持されて搬出された現像剤が電子写真感光体表面の静電潜像に静電気的に引き寄せられて移動し、静電潜像を現像する。
When the
このとき、現像剤量規制ブレードは、周波数10Hzの電荷に対する15℃におけるtanδが適切な値を有するため、現像担持体に適度な圧力で当接され、現像剤量規制ブレードの電荷制御面の粘性が高く、現像剤の付着が抑制され、現像される画像において画像スジの発生が抑制される。また、周波数10Hzの電荷に対する40℃におけるtanδが適切な値を有するため、現像剤量規制ブレードが現像剤担持体に適切な圧力で当接され、現像剤量規制ブレード表面への現像剤の融着が抑制され、現像剤に充分な帯電電荷(トリボ)を付与することができる。このため、電子写真装置の出力画像において画像ムラや画像スジ、ゴーストの発生が抑制される。 At this time, since the developer amount regulating blade has an appropriate value of tan δ at 15 ° C. with respect to the charge of the frequency of 10 Hz, the developer amount regulating blade is brought into contact with the developing carrier at an appropriate pressure, and the viscosity of the charge control surface of the developer amount regulating blade is Is high, the adhesion of the developer is suppressed, and the occurrence of image streaks in the developed image is suppressed. In addition, since tan δ at 40 ° C. with respect to a frequency of 10 Hz has an appropriate value, the developer amount regulating blade is brought into contact with the developer carrying member at an appropriate pressure, and the developer is fused to the surface of the developer amount regulating blade. Adhesion is suppressed, and a sufficiently charged charge (tribo) can be imparted to the developer. For this reason, the occurrence of image unevenness, image streaks, and ghosts in the output image of the electrophotographic apparatus is suppressed.
以下に、本発明の実施例について説明するが、本発明の技術的範囲はこれら実施例のみに限定されるものではない。なお、特に明記しない限り、試薬等は市販の高純度品を用いた。
[実施例1]
本発明の現像剤量規制ブレードを以下のように作製した。
Examples of the present invention will be described below, but the technical scope of the present invention is not limited to these examples. Unless otherwise specified, commercially available high-purity products were used as reagents.
[Example 1]
The developer amount regulating blade of the present invention was produced as follows.
支持部材としてウレタン変性オレフィン樹脂及びアクリル変性オレフィン樹脂を含む非クロム表面処理層を有する電気亜鉛メッキ鋼板ジンコート21(商品名:新日本製鐵(株)製)を使用し、これに、フィルム状ホットメルト接着剤エルファン−UH(商品名:日本マタイ(株)製)を仮接着した。 As a support member, an electrogalvanized steel sheet gin coat 21 (trade name: manufactured by Nippon Steel Co., Ltd.) having a non-chromium surface treatment layer containing a urethane-modified olefin resin and an acrylic-modified olefin resin is used. Melt adhesive Elfan-UH (trade name: manufactured by Nippon Matai Co., Ltd.) was temporarily bonded.
次いで、アジペート系ウレタンプレポリマー100質量部(Mn2000、NCO含有量7.0質量%)と、1,4−ブタンジオール3.7質量部、トリメチロールプロパン1.9質量部を注型機ミキシングチャンバー内で混合攪拌してゴム原料混合物を得た。得られたゴム原料混合物を遠心成型機に注入して130℃で1時間加熱成型し、脱型し加熱硬化させたシート状のポリウレタンエラストマーを得た。得られたポリウレタンエラストマーを所定寸法に裁断し、ブレード部材とし、このブレード部材と上記ホットメルト接着剤を仮接着した支持板金とを加熱接着し、現像剤量規制ブレードを得た。 Next, 100 parts by mass of adipate-based urethane prepolymer (Mn2000, NCO content 7.0% by mass), 3.7 parts by mass of 1,4-butanediol, and 1.9 parts by mass of trimethylolpropane were mixed in a casting machine. The rubber raw material mixture was obtained by mixing and stirring inside. The obtained rubber raw material mixture was poured into a centrifugal molding machine, heat-molded at 130 ° C. for 1 hour, demolded and heat-cured to obtain a sheet-like polyurethane elastomer. The obtained polyurethane elastomer was cut into a predetermined size to form a blade member, and this blade member and a support metal plate temporarily bonded with the hot melt adhesive were heated and bonded to obtain a developer amount regulating blade.
このようにして作製した現像剤量規制ブレードについて、LASER SHOT−LBP(キヤノン社製)用カートリッジに組み込み、ゴースト、画像スジについて評価を行った。ゴーストについては、発生のなかったものを〇、僅かにゴーストが確認されたものを△、はっきりゴーストが確認されたものを×とした。画像スジにおいては画像スジの発生が見られなかったものを〇、多少の画像スジが確認できたものの実用上問題ないレベルであるものを△、画像スジの発生が確認でき実用上問題あるレベルであったものを×とした。結果を表1に示す。 The developer amount regulating blade thus produced was incorporated into a cartridge for LASER SHOT-LBP (manufactured by Canon Inc.), and ghosts and image stripes were evaluated. For ghosts, ◯ indicates that no ghost occurred, △ indicates that a slight ghost was confirmed, and × indicates that a ghost was clearly confirmed. Among image streaks, ○ indicates that no image streak was observed, △ indicates that some image streak was confirmed, but a level that is not a problem for practical use, and occurrence of image streak can be confirmed for a practically problematic level. What was there was marked as x. The results are shown in Table 1.
tanδピーク温度の測定は、セイコーインスツルメンツ社製 DMS 6100を使用し、次のようにして測定した。まず、作成したブレード部材より短冊状の試験片を準備した。次にこの試験片を測定長さが20 mmとなるように固定した後、この試験片に振幅5 μm周波数10Hzで歪みをかけ、昇温スピード2 ℃/minにて、約0.5℃ごとにtanδを測定した。そして0 ℃、40℃の時のtanδの値を測定した。 The tan δ peak temperature was measured using a Seiko Instruments DMS 6100 as follows. First, a strip-shaped test piece was prepared from the created blade member. Next, after fixing this test piece so that the measurement length is 20 mm, the test piece is distorted at an amplitude of 5 μm and a frequency of 10 Hz, and at about 0.5 ° C. at a heating rate of 2 ° C./min. Tan δ was measured. The value of tan δ at 0 ° C. and 40 ° C. was measured.
国際ゴム硬度(IRHD)の測定は、ウォーレス(H.W.WALLACE)社製ウォーレス微小硬度計を用い、JIS K 6253に基づいて行った。得られた結果を表1に示した。
[実施例2]
混合比を1,4−ブタンジオール3.4質量部、トリメチロールプロパン2.2質量部とした他は実施例1と同様にして、現像剤量規制ブレードを作製し、実施例1と同様に、tanδ、ゴム硬度を測定し、実機に搭載し現像剤の付着・融着の有無、画像の評価を行った。結果を表1に示す。
[実施例3]
ポリウレタンエラストマーを硬化するときの加熱成型時間を130℃、30分に変更し、硬度が異なるものとした他は実施例1と同様にして、現像剤量規制ブレードを作製し、実施例1と同様に、tanδ、ゴム硬度を測定し、実機に搭載し現像剤の付着・融着の有無、画像の評価を行った。結果を表1に示す。
[実施例4]
ポリウレタンエラストマーを硬化するときの加熱成型時間を130℃、5時間に変更し、硬度が異なるものとした他は実施例1と同様にして、現像剤量規制ブレードを作製し、実施例1と同様に、tanδ、ゴム硬度を測定し、実機に搭載し現像剤の付着・融着の有無、画像の評価を行った。結果を表1に示す。
[実施例5]
ブレード部材をシリコンとした他は実施例1と同様にして、現像剤量規制ブレードを作製し、実施例1と同様に、tanδ、ゴム硬度を測定し、実機に搭載し現像剤の付着・融着の有無、画像の評価を行った。結果を表1に示す。
[比較例1〜3]
用いたアジペート系ウレタンプレポリマーをMn2000、NCO含有量6.25質量%とした他は実施例1と同様にして、現像剤量規制ブレードを作製し、実施例1と同様に、tanδ、ゴム硬度を測定し、実機に搭載し現像剤の付着・融着の有無、画像の評価を行った。結果を表1に示す。
The measurement of international rubber hardness (IRHD) was performed based on JIS K 6253 using a Wallace microhardness meter manufactured by H. WALLACE. The obtained results are shown in Table 1.
[Example 2]
A developer amount regulating blade was prepared in the same manner as in Example 1 except that the mixing ratio was 3.4 parts by mass of 1,4-butanediol and 2.2 parts by mass of trimethylolpropane. , Tan δ, and rubber hardness were measured and mounted on an actual machine, and the presence or absence of adhesion and fusion of the developer and the image were evaluated. The results are shown in Table 1.
[Example 3]
A developer amount regulating blade was prepared in the same manner as in Example 1 except that the heat molding time for curing the polyurethane elastomer was changed to 130 ° C. and 30 minutes and the hardness was changed, and the same as in Example 1. In addition, tan δ and rubber hardness were measured and mounted on an actual machine to evaluate the presence / absence of adhesion and fusion of the developer and the image. The results are shown in Table 1.
[Example 4]
A developer amount regulating blade was prepared in the same manner as in Example 1 except that the heat molding time for curing the polyurethane elastomer was changed to 130 ° C. for 5 hours and the hardness was changed, and the same as in Example 1. In addition, tan δ and rubber hardness were measured and mounted on an actual machine to evaluate the presence / absence of adhesion and fusion of the developer and the image. The results are shown in Table 1.
[Example 5]
A developer amount regulating blade was prepared in the same manner as in Example 1 except that the blade member was made of silicon, and tan δ and rubber hardness were measured and mounted on the actual machine in the same manner as in Example 1 to attach and melt the developer. The presence or absence of clothes and the evaluation of images were performed. The results are shown in Table 1.
[Comparative Examples 1-3]
A developer amount regulating blade was prepared in the same manner as in Example 1 except that the adipate-based urethane prepolymer used was Mn2000 and the NCO content was 6.25% by mass. As in Example 1, tan δ, rubber hardness Was measured and mounted on an actual machine, and the presence or absence of adhesion or fusion of the developer and the image were evaluated. The results are shown in Table 1.
上記の結果から、実施例1及び実施例2ではトナーの付着・融着が見られず、画像スジ、ゴーストの発生がない良好な画像が得られた。また、硬度が低い実施例3では多少のゴーストが見られたが、画像上問題ないレベルであった。逆に硬度が高い実施例4では画像スジ、ゴーストとも多少の発生が確認されたが画像上問題ないレベルであった。さらに、ブレード部材としてシリコンを使用した実施例5でも画像スジ、ゴーストとも多少の発生が確認されたが画像上問題ないレベルであった。これに対して、比較例1、比較例4の15℃におけるtanδが1.0以上であるものは、15℃環境においてトナーの付着が見られ、画像スジが発生した。また比較例2、比較例4の40℃におけるtanδが0.03以下であるものは、40℃環境においてトナーの融着が見られ、画像スジが発生した。 From the above results, in Examples 1 and 2, no toner adhesion / fusion was observed, and good images without image streaks and ghosts were obtained. In Example 3 having a low hardness, a slight ghost was observed, but it was at a level causing no problem on the image. On the contrary, in Example 4 where the hardness is high, some occurrences of image streaks and ghosts were confirmed, but they were at a level with no problem on the image. Further, even in Example 5 in which silicon was used as the blade member, some image streaks and ghosts were confirmed, but the level was satisfactory in terms of image. In contrast, in Comparative Examples 1 and 4, in which tan δ at 15 ° C. was 1.0 or more, toner adhesion was observed in a 15 ° C. environment, and image streaks occurred. In Comparative Example 2 and Comparative Example 4 where tan δ at 40 ° C. was 0.03 or less, toner fusion was observed in an environment of 40 ° C., and image streaks occurred.
10 現像剤容器
11 現像剤担持体
12 感光体
13 現像剤量規制ブレード
20 ブレード部材
21 支持部材
23 現像剤(トナー粒子)
25 摺動部
DESCRIPTION OF
25 Sliding part
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