JP2007293093A - 現像剤量規制ブレード - Google Patents

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圭子 多賀
Naohiko Nakano
直彦 仲野
Kazuaki Iwata
和明 岩田
Toru Ishigaki
亨 石垣
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Abstract

【課題】現像バイアスの印加によりトナーへの十分な電荷付与が可能で高い画像濃度が得られ、長期にわたり逆帯電トナーが発生しにくく、トナー劣化が小さく、より優れた画像が得られる現像剤量規制ブレードを、より簡略な工程で提供する。
【解決手段】現像剤担持体と当接して設置され、現像剤容器から該現像剤担持体によって搬出される現像剤の量を規制する現像剤量規制ブレードにおいて、少なくとも該現像剤担持体との当接部が、支持部材上に接着層を介して厚さ10μm以上100μm以下のブレード部材を積層した構成を有し、該ブレード部材は、イオン導電剤と、ポリエーテル構造を含むブロック共重合体とを含む、ショアーD硬度が40°以上60°以下である熱可塑性エラストマー組成物から構成されており、該接着層は、体積固有抵抗率が106Ω・cm以上108Ω・cm以下のイオン導電性接着剤から構成されている。
【選択図】なし

Description

本発明は、像担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される一成分非磁性現像剤の量を規制するブレードに関する。
現像剤担持体が現像部に担持搬送する一成分非磁性現像剤(以下トナーとも言う)の層厚を薄層に規制する手段として、現像剤量規制ブレードが挙げられる。そして、現像剤担持体に現像剤量規制ブレードを当接させ、この現像剤量規制ブレードと現像剤担持体との当接部の間を、トナーを通過させてトナー層厚を規制する。このことにより、現像剤担持体にトナーの薄層を形成し、且つ当接部での摩擦でトナーに潜像を現像するための摩擦電荷(トリボ)を付与させる方法等が公知である。
こうした現像剤量規制ブレードとしては、ゴム板や金属製の薄板等の他に、樹脂薄板など(ブレード部材)を金属やゴム等の基材(支持部材)上に積層したものがある。金属製の場合、トナーに対するストレスが大きくトナーが劣化しやすいことから、ゴムまたは樹脂等のブレード部材が採用されている。
さらに、トナーに対し帯電付与性を有するブレード部材および支持部材を同一形状で積層されてなる現像剤量規制ブレードが報告されており、この形態を用いた場合、長期に渡りトナーに対し、均一な圧接力で摩擦帯電が付与される(特許文献1)。
ところで、近年、高画質化を達成するために、トナー粒子径を小さくする方法が提案されている。このようなトナーは、極微小ドット潜像を忠実に現像できる一方、現像剤量規制ブレードと現像剤担持体に十分に接触しないまま現像部に運ばれるトナーが発生し、電荷量不足により高い画像濃度が得られなくなる問題が生じた。この問題を改善するために、現像剤量規制ブレードの現像剤担持体への当接圧を高めて、トナーを現像剤担持体に強く押し付ける方法がある。しかし、この方法では、現像剤担持体上のトナーコート量が十分に得られにくく、また、現像剤量規制ブレードと当接箇所のニップ部にトナーが固着し、画像にスジ上のムラが発生させやすい。
そこで、現像剤量規制ブレードに電圧を印加することによって、現像剤担持体と現像剤量規制ブレードとの間に電位差を生じさせることにより、積極的にトナーへ電荷注入する手法が提案されている(特許文献2)。しかしこの方法では、ブレード部材に加硫ゴムを用いており、加硫ゴムはリサイクルできないという問題がある。また、加硫ゴム製の現像剤量規制ブレードを長期間使用した場合、現像剤担持体との圧接により、ゴムによる撓みや永久変形(へたり)が生じ、トナー層を均一に保つことができないといった問題点があった。また、金属薄板をブレード部材に用いて、電圧を印加した場合、前述したトナー劣化による融着が発生し、画像に縦スジが生じる問題があった。
そこで、中抵抗かつ融着しにくいとされるポリアミド樹脂を、弾性を有する支持部材に薄く積層することで、長期にわたりトナー層を均一に形成できる手法が提案されている(特許文献3、4)。
また、金属製支持部材とブレード部材とを接着層を介して接着することにより、その間の導通が接着層で遮断されるという問題がある。そこで、金属製支持部材とブレード部材の導通を図るために、ブレード部材の表面から支持部材にかけての箇所に、導電剤を含有する熱可塑性エラストマーを被せる手法が提案されている(特許文献5)。
また、現像剤担持体に圧接される現像剤量規制部材の先端部を、支持部材との非接着領域を設けることにより、圧接状態で弾性変形により、支持部材と接触通電させる手法が提案されている(例えば、特許文献6)。
特開2004−117996号公報 特開平9−160380号公報 特開平8−106212号公報 特開2003−207940号公報 特開2002−40896号公報 特開2003−302830号公報
しかし、特許文献3、4で提案されている方法では、現像剤量規制ブレードの抵抗値を効果的に下げる方法についての記載が不十分であった。また、特許文献5で提案されている方法では、熱可塑性エラストマーを立体的に塗布することが必要で、工程が複雑な上、ブレード部材にかかる熱可塑性エラストマーのはみ出し位置が厳しく規制されて、生産性が低いと考えられる。また、特許文献6で提案されている方法では、導電グリースによりブレード部材が移動しやすく、ブレード部材の厚みが、現像剤担持体との摺擦により偏りを生じやすく、連続使用時に、均一なトナー層を形成することは困難であった。
本発明は、現像剤量規制ブレードにおける上記問題を解決するためになされたものである。すなわち、現像バイアスの印加によりトナーへの十分な電荷付与が可能で高い画像濃度が得られ、長期にわたり逆帯電トナーが発生しにくく、トナー劣化が小さく、より優れた画像が得られる現像剤量規制ブレードを、より簡略な工程で提供することを目的とする。
本発明は、現像剤担持体と当接して設置され、現像剤容器から該現像剤担持体によって搬出される現像剤の量を規制する現像剤量規制ブレードにおいて、
少なくとも該現像剤担持体との当接部が、支持部材上に接着層を介して厚さ10μm以上100μm以下のブレード部材を積層した構成を有し、
該ブレード部材は、イオン導電剤と、ポリエーテル構造を含むブロック共重合体とを含む、ショアーD硬度が40°以上60°以下である熱可塑性エラストマー組成物から構成されており、
該接着層は、体積固有抵抗率が106Ω・cm以上108Ω・cm以下のイオン導電性接着剤から構成されている事を特徴とする現像剤量規制ブレードに関する。
また本発明は、該ポリエーテル構造を含むブロック共重合体が、ポリアミド構造またはポリエステル構造をさらに有する事を特徴とする上記記載の現像剤量規制ブレードに関する。
また本発明は、全体の厚さが100μm以上450μm以下であり、該支持部材の厚さが80μm以上150μm以下である事を特徴とする上記記載の現像剤量規制ブレードに関する。
また本発明は、該ブレード部材の、接着層と接する表面の算術平均粗さ(Ra[μm])および凹凸の平均間隔(Sm[μm])が、下記式(a)及び式(b)の条件を満たす事を特徴とする上記記載の現像剤量規制ブレードに関する。
2≦Ra・Sm≦25 (a)
0.1≦Ra≦1.0 (b)
また本発明は、該ブレード部材に含まれるイオン導電剤が、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の過塩素酸塩である事を特徴とする上記記載の現像剤量規制ブレードである。
本発明による現像剤量規制ブレードを用いることで、現像バイアスの印加によりトナーへの十分な電荷付与が可能で高い画像濃度が得られ、長期にわたり逆帯電トナーが発生しにくく、トナー劣化が小さく、より優れた画像が得られる。また、この現像剤量規制ブレードをより簡略な工程で提供できる。
本発明は、現像剤担持体と当接して設置され、現像剤容器から該現像剤担持体によって搬出される現像剤の量を規制する現像剤量規制ブレードであり、以下の特徴を有するものである。
(1)少なくとも該現像剤担持体との当接部が、支持部材上に接着層を介して厚さ10μm以上100μm以下のブレード部材を積層した構成を有する。
(2)該ブレード部材は、イオン導電剤と、ポリエーテル構造を含むブロック共重合体とを含む、ショアーD硬度が40°以上60°以下である熱可塑性エラストマー組成物から構成されている。
(3)該接着層は、体積固有抵抗率が106Ω・cm以上108Ω・cm以下のイオン導電性接着剤から構成されている。
以下、本発明を詳細に説明する。なお、実施例は本発明を説明するものではあるが、本発明はこれら実施例のみに限定するものではない。
図1に、本発明の現像剤量規制ブレードにおけるブレード部材の製造方法の一例として、Tダイ押出し法を利用した方法を示す。まず、面転写用シート64をロール62に装着し、この面転写用シート64上にブレード部材用組成物65をノズル61より、所定の間隔に調整されたロール62および63上に注送してその間隙を経由させて、面転写用シート64上に均一にコートする。その後、固化させることで、面転写用シート64上に形成されたブレード部材が得られる。ブレード部材の電荷制御面側には、面転写用シートが被覆されることから、面転写シートの非常に滑らかな面が転写される。なお、面転写シートの表面は非常に滑らかであるが、その面粗度の適正値は現像剤粒子径との関係で適宜決定される。
上記面転写用シートとしては、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、これらの共重合体、およびこれらのアロイ等から形成されたシートを使用することができる。中でも、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−2,6−ナフタレート、これらの共重合体、またはこれらのアロイから形成されたシートが好ましい。面転写用シートの厚さは、一般的には、1μm以上が好ましく、50μm以上が更に好ましく、一方、200μm以下が好ましい。
そして、本発明に使用するブレード部材は、上記シートから公知の加工方法を用いて所定の形状に加工して作製することができる。
ブレード部材用シートの厚さは、現像剤量規制ブレードとしての十分な機能を実現させるために、5μm以上が好ましく、10μm以上がより好ましく、50μm以上とする場合もあれば、100μm以上とする場合もある。しかしながら、適度な当接圧を実現し、現像剤を均一に帯電し、磨耗を抑制するために、100μm以下が好ましく、50μm以下がより好ましい。なお、150μmを超えた場合は、ブレード部材用シートの劣化および現像剤担持体とのセットが悪化する場合があるので好ましくない。
ブレード部材用組成物65としては、体積固有抵抗率が105〜1010Ω・cmの中抵抗領域となるようにイオン導電剤を分散させた、ポリエーテル構造を含むブロック共重合体を含む熱可塑性エラストマー組成物を使用する。ポリエーテル構造を骨格に有するブロック共重合体を含む熱可塑性エラストマー組成物を使用することにより、金属塩等のイオンを安定化し、電気抵抗を効果的に低減することができる。その上、現像剤量規制ブレードとして用いる場合、弾性が良好なため、添加剤等を添加せずにでも使用できる。
エラストマー成分として使用する、ポリエーテル構造を含むブロック共重合体としては、ハードセグメントとして、ポリアミド構造やポリエステル構造を含むエラストマーが好適に用いられる。これらは、トナーに対して良好な摩擦帯電能力を有する。これらのエラストマー成分で商品化され、市販されているものとして、ポリアミド系では、例えばダイアミドシリーズ(ダイセル・デグサ社製商品名)、ペバックスシリーズ(アトフィナ・ジャパン社製商品名)等が挙げられる。また、ポリエステル系では、例えばペルプレンシリーズ(東洋紡績社製商品名)、ハイトレルシリーズ(東レ・デュポン社製)、プリマロイシリーズ(三菱化学社製商品名)等が挙げられる。
さらに、これら絶縁性のエラストマー成分に導電剤を分散させる手段として、カーボンブラックやイオン導電剤、金属粉,金属酸化物粉などのフィラー系導電材料を適宜添加する手段が知られている。その中でも、中抵抗領域における抵抗調整が容易であり、さらにはブレード部材の厚さを薄く構成する必要があることより、分散が良好なイオン導電剤が好適である。
イオン導電剤の種類については特に制限はなく、例えばテトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、ラウリルトリメチルアンモニウムなどのドデシルトリメチルアンモニウム、ステアリルトリメチルアンモニウムなどのオクタデシルトリメチルアンモニウム、ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、ベンジルトリメチルアンモニウム、変性脂肪族ジメチルエチルアンモニウムなどの、過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、硫酸塩、アルキル硫酸塩、カルボン酸塩、スルホン酸塩などのアンモニウム塩;リチウム、ナトリウム、カルシウム、マグネシウムなどのアルカリ金属又はアルカリ土類金属の過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、トリフルオロメチル硫酸塩、スルホン酸塩などが挙げられる。中でも、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の過塩素酸塩が好ましい。特に、Li+の塩および4級アンモニウム塩は導電性付与効果が大きく、環境による抵抗変動が小さいので好適である。イオン導電剤は一種用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
イオン導電剤の配合量は特に制限はなく、各種状況に応じて適宜選定される。通常、ポリエーテル構造を含むブロック共重合体100質量部に対し、イオン導電剤は0.01〜20質量部の割合で配合され、好ましくは0.1〜10質量部である。これにより、105〜1010Ω・cmの中抵抗領域で、電気抵抗の位置ばらつきが少なく、かつ電気抵抗の電圧依存性が少ない上、環境変化に対する抵抗の変動が少ないブレード部材用組成物が得られる。
イオン導電剤を分散させたブレード部材用組成物の硬度は、トナー融着抑制の観点から、ショアーD硬度で40°〜60°が好ましい。すなわち、この範囲であれば、現像剤担持体もしくは現像剤との摩擦を良好な状態に保持し、かつトナーへのストレスを軽減できることから劣化を防止することができる。そして、長期使用時におけるトナーの潰れや外添剤の付着に基づくトナー融着が原因の画像スジの発生をより効果的に抑えることができる。ショアーD硬度が40°未満の場合、低分子量の未反応性分がブリードアウトしやすく、ショアーD硬度が60°より大きいと、トナーへのストレスを低減することができない。このブレード部材用組成物のショアーD硬度は、ポリアミド構造やポリエステル構造等から成るハードセグメント成分、およびポリエーテル構造からなるソフトセグメント成分の配合比によって調節できる。
熱可塑性エラストマー組成物のMFR(200℃,10kgf(98N))は0.5g/10min以上が好ましく、特に0.5〜10g/10minであることが好ましい。MFR値がこの範囲であるとき、良好な溶融流動性を維持することができ、これにより成形加工性を低下させることがない。0.5g/10min未満であると、粘度が過度に高く、メルトフラクチャーが発生することがある。また10g/10min以上であると押出成形によりを成形しようとしたときにドローダウンが発生して均一なブレード部材厚みが得られないことがある。
これら導電剤のエラストマー成分への分散は、ロールミル、バンバリーミキサ、加圧ニーダーまたは二軸押出し機等を用いて行うことができる。
ブレード部材の電荷制御面と逆の面(接着面ともいう)は、粗面化されたロール63の表面形状を転写することで、接着面の表面粗さのプロファイルを所定の範囲内とすることが可能である。ロール63の表面プロファイルの形成手段は、物理的手法または化学的手法などが挙げられる。例えば、物理的手法としては、サンドブラスト法、ショットブラスト法、サンドペーパーなどを用いた表面研削手段などが挙げられる。一方、化学的手法としては、エッチング法、粗粒子を含む被膜を形成させる方法などが挙げられる。ただし、ロール63の表面プロファイルの形成手段は、これに限定されず、本発明に示した目的が達成されるような手段が採用される。
上記粗面が形成されたロール63を用いる等により、ブレード部材の接着面は、算術平均粗さ(Ra[μm])および凹凸の平均間隔(Sm[μm])が下記式(a)及び式(b)の条件を満たすように形成されることが好ましい。
2≦Ra・Sm≦25 (a)
0.1≦Ra≦1.0 (b)
算術平均粗さが0.1μmより小さいと、接着剤に対する接着性が低下し易い。算術平均粗さが1.0μmを超えると、接着性は優れるものの、ブレード部材の電荷制御面は接着剤の凹凸間に生じる弾性差の影響をうけ、トナーが融着し易くなる。算術平均粗さは0.1μm以上1.0μm以下がより好ましい。
凹凸の平均間隔が2μmより小さいと、接着剤に対する接着性が低下し易い。また、凹凸の平均間隔が250μmより大きいと、算術平均粗さが小さければ接着性が低下し、算術平均粗さが1.0μmに近くなると電荷制御面に凹凸の影響が出やすくなり、トナーを塊の状態で通過させやすく個々のトナーに十分な摩擦帯電が行われにくい。また長期耐久により劣化したトナーは外添剤等の微粉末を含んでいるため、これが表面に出た凹凸にひっかかり、滞留・堆積し、トナー融着が起こりやすくなる。したがって、算術平均粗さ(Ra[μm])と凹凸の平均間隔(Sm[μm])との積(Ra・Sm[μm2])が上記式(1)を満たすことが好ましい。Ra・Smの値は、2以上25以下がより好ましい。
なお、算術平均粗さ(Ra)および凹凸の平均間隔(Sm)は、例えば、小坂研究所製サーフコーダSE3500(商品名)などを使用して測定できる。ここで、RaおよびSmとは、JIS B 0601(1994年)およびISO468に記載される中心線平均粗さおよび凹凸の平均間隔を規定する値であり、次式により求められる。
Ra=1/l∫|f(x)|dx
Sm=1/nΣSmi
本発明の現像剤量規制ブレードは、図3にその構成を示すように、ブレード部材30を支持部材31に接着し、作製することができる。なお、面転写用シートは、使用直前に剥離しても良い。
ブレード部材および支持部材の接着は、ブレード部材の接着面および/または支持部材表面に、接着剤塗膜を形成し、ブレード部材と支持部材を貼合せることにより行うことができる。
より具体的には、例えば、支持部材上に体積固有抵抗率が105〜1010Ω・cmとなるように導電剤を分散させたウレタン系接着剤を塗布し、ブレード部材を圧着することにより現像剤量規制ブレードを作製することができる。支持部材上に液状の接着剤を塗布することにより、両者の濡れ性が向上し、高い接着力が得られる。
ここで、接着剤に分散させる導電剤としては、中抵抗域の調整および分散性が良好なイオン導電剤が用いられる。そして、イオン導電剤の添加により、接着力を維持し、かつ支持部材からブレード部材に注入される電圧を阻害しない程度の抵抗値を模索した結果、体積固有抵抗率106〜108Ω・cmに調整する。こうすることで、支持部材とブレード部材間の接着力を維持することができる。そのため、イオン導電剤は、例えばウレタン系接着剤100質量部に対し通常0.2〜8質量部、好ましくは1〜5質量部の割合で配合される。
接着剤により形成する接着層の厚さは、十分な接着性を実現させるために5μm以上が好ましく、10μm以上がさらに好ましく、一方、50μm以下が好ましい。接着層の厚さが50μmを超えると、硬化ムラを起こしやすく、また接着層内で凝集破壊が起こることがある。
支持部材は、金属平板、より具体的には、ステンレススチール板、りん青銅板、アルミ板等から公知の加工方法を用いて所定の形状の支持部材を作製することができる。例えば、支持部材は、支持部材の形状に、プレス、またはカッター等で切断することにより、精度よく、生産性良好に製作することができる。
支持部材の厚さは、現像剤量規制ブレードとしての十分な機能を実現させるために、50μm以上が好ましく、80μm以上がより好ましく、90μm以上がさらに好ましく、100μm以上が最も好ましく、一方、150μm以下が好ましい。
支持部材の接着側表面は、算術平均粗さ(Ra[μm])および凹凸の平均間隔(Sm[μm])が下記の関係を満たすことが好ましい。
1≦Ra・Sm≦10
また、この算術平均粗さ(Ra)は、0.01≦Ra≦0.5を満たすことが好ましい。
現像剤量規制ブレード全体の厚さは、100〜450μmとすることが好ましい。
以上のように製造された現像剤量規制ブレードの面転写シートは、現像装置の所定位置へ現像剤量規制ブレードを装着する直前まで剥離をせず、現像剤量規制ブレードを部品(商品)として保存し、輸送することが望ましい。これにより、面転写用シートは、現像剤量規制ブレードの保護シートとしての役割を果たすことができる。
図2に、本発明の現像剤量規制ブレードを用いた現像装置の例を示した。12は、例えば一成分の現像剤16を収容した現像剤容器である。本現像装置は、現像剤容器12と、図中矢印a方向に回転する像担持体の電子写真感光体11と対向設置した現像材担持体13とを備え、電子写真感光体11上の静電潜像を現像し、トナー像として可視化するようになっている。現像剤担持体13は、図で見て右略半周面を現像剤容器12内に突入し、左略半周面を現像剤容器12外へ露出して、電子写真感光体11に対向するように、回転自在に横設されている。現像剤担持体13と電子写真感光体11との間には微小間隔が設けられる。現像剤担持体13は、電子写真感光体11の回転方向aに対し、矢印b方向に回転駆動される。
現像剤容器12内には、現像剤担持体13の上方位置に本発明の現像剤量規制ブレード14が設けられ、現像剤量規制ブレード14よりも現像材担持体13の回転方向上流側の位置に弾性ローラ15が設けられる。現像剤量規制ブレード14は、現像材担持体13の回転方向上流側に向けて下がる向きに傾斜して設けられ、現像材担持体13の上部外周面に回転方向に対向して当接される。弾性ローラ15は、現像材担持体13の電子写真感光体11と反対側の部分に当接され、且つ回転可能に支持される。
現像装置は、上記構成にて、弾性ローラ15が矢印c方向に回転し、弾性ローラ15の回転によりトナー(現像剤)16を担持して現像材担持体13の近傍に供給する。現像材担持体13と弾性ローラ15とが当接する当接部(ニップ部)において、弾性ローラ15上のトナー16が現像材担持体13と摺擦されることにより、現像材担持体13上に付着する。
また、現像装置は、現像剤担持体13に対して電圧を印加する第1電圧印加手段(不図示)と、本発明の現像剤量規制ブレード14に対して電圧を印加する第2電圧印加手段(不図示)とを備える。そして、少なくとも現像実行時には、現像剤担持体に印加される電圧の絶対値以上の絶対値を有する電圧が、現像剤量規制ブレード14に印加される。具体的には、現像バイアスに印加する電圧は、−100〜−300[V]分の電位差を有することが好ましい。
その後、現像材担持体13の回転に伴い、現像材担持体13上に付着したトナー16は、現像剤量規制ブレード14と現像材担持体13との当接部でこれらの間に進入する。ここを通過する際に現像材担持体13の表面と現像剤量規制ブレード14の両者により摺擦されて、十分に摩擦帯電を受ける。
帯電されたトナー16は、現像剤量規制ブレード14および現像材担持体13の当接部を抜け出して、現像材担持体13上で薄層を形成し、電子写真感光体11と微小間隙を開けて対向した現像部へと搬送される。そして現像部において現像材担持体13と電子写真感光体11との間に、現像バイアスとして、例えば直流に交流を重畳した交互電圧を印加する。このことにより、現像材担持体13上のトナー16が電子写真感光体11の静電潜像に対応して転移し、静電潜像に付着、現像してトナー像として可視化する。
現像部において現像に消費されずに現像材担持体13上に残存したトナー16は、現像材担持体13の回転と共に現像材担持体13の下部より現像剤容器12内に回収される。回収されたトナー16は、弾性ローラ15によって現像材担持体13との当接部で現像材担持体13から剥ぎ取られる。同時に弾性ローラ15の回転により現像材担持体13上に新たなトナー16が供給され、新たなトナー16は、再び現像材担持体13と現像剤量規制ブレード14との当接部へ搬送される。一方、剥ぎ取られたトナー16の大部分は、弾性ローラ15の回転に伴い現像剤容器12内のトナー16中に搬送されて混ざり合い、剥ぎ取られたトナー16の帯電電荷が分散される。
図4には、本発明の現像装置を採用するのに適した電子写真装置の一例を示した。51は像担持体としての感光体であり、本例のものはアルミニウムなどの導電性支持体と、その外周面に形成した感光層を基本構成層とするドラム型の電子写真感光体である。支軸を中心に図面上時計方向に所定の周速度をもって回転駆動される。
帯電部材52は、この感光体51面に接して感光体面を所定の極性、電位に様に一次帯電処理するコロナ放電器である。これは、帯電ローラであっても良い。帯電部材52で均一に帯電処理を受けた感光体51面は、次いで、露光手段Lにより目的画像情報の露光(レーザービーム走査露光,原稿画像のスリット露光など)を受けることで、その周面に目的の画像情報に対応した静電潜像53が形成される。その潜像は、次いで、現像装置54によりトナー画像として順次に可視像化されていく。
このトナー画像は、次いで、転写手段55により不図示の給紙手段部から感光体51の回転と同期取りされて適正なタイミングをもって感光体51と転写手段55との間の転写部へ搬送された転写材Pの面に、順次に転写されていく。本例の転写手段55はコロナ放電器(ローラタイプであっても良い)であり、転写材Pの裏からトナーと逆極性の帯電を行うことで感光体51面側のトナー画像が転写材Pの表面側に転写されていく。また、4色のトナーを用いてカラー画像を出力するカラーLBPなどにおいては、4色のカラー画像をそれぞれ現像し可視化するために、一旦ローラやベルト等の中間転写体にトナーを転写し、トナー画像が転写材Pの表面側に転写されていく。
トナー画像の転写を受けた転写材Pは、感光体51面から分離されて加熱定着ロール58へ先送されて像定着を受け、画像形成物として出力される。像転写後の感光体51面は、クリーニング手段56で転写残りトナーなどの付着汚染物の除去を受けて洗浄面化されて繰り返して作像に供される。
なお、感光体、帯電部材、現像装置およびクリーニング手段のような電子写真装置の複数の要素をプロセスカートリッジに一体的に組み込ませることもできる。そうすることで、プロセスカートリッジは、装置本体に対して着脱可能とすることができる。例えば、感光体および現像装置と必要に応じて帯電部材およびクリーニング手段等をプロセスカートリッジに一体的に組み込み、装置本体のレールなどの案内手段を用いて着脱自在に構成できる。
本発明の現像装置を使用しうる電子写真装置としては、複写機、レーザービームプリンター、LEDプリンタ、あるいは、電子写真製版システムなどの電子写真応用装置などを挙げることができる。
以下に、具体的な実施例を挙げて本説明をさらに詳細に説明する。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例中の「部」は「質量部」を意味する。
〔実施例1〕
(ブレード部材の作製)
ブレード部材の原料である熱可塑性エラストマー組成物として、以下の成分を配合したものを使用した。
・エラストマー成分
ポリアミド−ポリエーテルブロック共重合エラストマー(PA−PEt)
E40X S−3(ダイセル・デグサ社製商品名) 100部
・イオン導電剤
過塩素酸リチウム(和光純薬社製) 2部
エラストマー成分を200℃に加熱し、イオン導電剤を一括投入し、ニーダーで20分間混練して、熱可塑性エラストマー組成物を得た。次に、この熱可塑性エラストマー組成物を1軸押出し機に投入し、160℃〜210℃で溶融し、冷却および切断を行いペレット化した。
ペレット化された熱可塑性エラストマー組成物を250℃で溶融し、面転写シート上に、固化後のブレード部材の厚さ50μmになるように押出し、両者併せて厚さ150μmの2層シートを、Tダイ押出し法により作製した。面転写シートとしては、押出成形により製作された、厚さが100μmのポリプロピレンフィルムを使用している。この面転写シートと反対側(ブレード部材側の接着面)の表面粗さを、小坂研究所製サーフコーダSE3500(商品名)を使用して測定したところ、凹凸の平均間隔(Sm)が10μm、算術平均粗さ(Ra)が0.5μmであった。
(現像剤量規制ブレードの作製)
ウレタン系接着剤(東洋モートン社製、商品名:AD76−P1)に、イオン導電剤として過塩素酸リチウム塩(日本カーリット社製、商品名:PEL−20A)を5質量%分散させた接着剤を調製した。
上記2層シートのブレード部材と、支持部材としての厚さが100μmのリン青銅シートとを、その間に上記接着剤により厚さ15μmの接着層を形成するように貼り合わせた。その後、長手方向の長さLDが200mm、幅SDが20mmの寸法に、面転写用シート側からプレス切断し、現像剤量規制ブレードを作製した。
(ブレード部材及び接着層の体積固有抵抗率の測定)
上記熱可塑性エラストマー組成物及び上記接着剤を、厚みが2mmになるように乾燥および固化させ、体積固有抵抗率をハイレスタ(ダイアインスツルメンツ社製)にて、常温常湿環境下(25℃、50RH%)、印加電圧250V下で測定した。熱可塑性エラストマー組成物(ブレード部材)及び接着剤(接着層)の体積固有抵抗率は、それぞれ108Ω・cm、107Ω・cmであった。
(ブレード部材のショアーD硬度の測定)
ブレード部材の硬度は、ASTM D 2240に基づき測定した。ブレード部材のショアーD硬度は、45°であった。
(画像評価)
作製した現像剤量規制ブレードを、負荷電性トナーを使用するレーザービームプリンターLasershot(キヤノン(株)製、商品名:Satela)に搭載した。そして、高温高湿条件の環境下(温度32℃、湿度90RH%)でベタ黒画像を出力した際の画像濃度をマクベス濃度計により測定した。また、現像剤量規制ブレードを高温高湿条件の環境下(温度32℃、湿度90RH%)に2週間放置し、ブリードの有無を目視観察した。さらに、上記環境保管後の現像剤量規制ブレードにおける接着剤の剥がれ・浮き等の有無を目視観察した。
なお、ベタ黒画像の評価は、○:マクベス濃度計測定値が1.4以上、△:1.0以上1.4未満、×:1.0未満、の3段階で評価した。ブリードの評価は、○:ブリードが全く見られない、△:ややブリードが発生している、×:明らかにブリードアウトしたものが表面を覆っている、の3段階で評価した。接着性の評価は、○:剥がれ、浮きが全く見られない、△:ブレード部材にシワおよび波うちが発生している、×:当接領域で剥がれ・浮き・割れ等が見られる、の3段階で評価した。これらの結果を表1に示した。
〔実施例2〕
ブレード部材の原料である熱可塑性エラストマー組成物として以下のものを使用した以外は、実施例1と同様に現像剤量規制ブレードを作製した。
・熱可塑性エラストマー組成物
過塩素酸リチウム塩分散ポリエステル−ポリエーテルブロック共重合エラストマー
HTD176(東レ・デュポン社製商品名)
この熱可塑性エラストマー組成物中のエラストマー成分は、ポリエステル−ポリエーテルブロック共重合エラストマー(PEs−PEt)である。
また、実施例1と同様の評価を行った。結果を表1に示した。
〔実施例3〕
エラストマー成分として以下のものを使用した以外は、実施例1と同様に現像剤量規制ブレードを作製した。
・エラストマー成分
ポリウレタン−ポリエーテルブロック共重合エラストマー(PU−PEt)
T−8195N(DIC バイエルポリマー社製商品名) 100部
また、実施例1と同様の評価を行った。結果を表1に示した。
〔比較例1〕
エラストマー成分として以下のものを使用した以外は、実施例1と同様に現像剤量規制ブレードを作製した。
・エラストマー成分
エチレン−プロピレン系共重合エラストマー(PE−PP)
サントプレーン 203−40(東洋紡社製商品名) 100部
また、実施例1と同様の評価を行った。結果を表1に示した。
〔比較例2〕
ウレタン系接着剤(東洋モートン社製、商品名:AD76−P1)にイオン導電剤として過塩素酸リチウム塩(日本カーリット社製、商品名:PEL−20A)を15質量%分散させた接着剤を調製した。この接着剤の体積固有抵抗率を実施例1と同様に測定したところ105Ω・cmであった。
上記接着剤を使用した以外は、実施例1と同様に現像剤量規制ブレードを作製した。また、実施例1と同様の評価を行った。結果を表1に示した。
〔比較例3〕
ウレタン系接着剤(東洋モートン社製、商品名:AD76−P1)にイオン導電剤として過塩素酸リチウム塩(日本カーリット社製、商品名:PEL−20A)を1質量%分散させた接着剤を調製した。この接着剤の体積固有抵抗率を実施例1と同様に測定したところ1010Ω・cmであった。
上記接着剤を使用した以外は、実施例1と同様に現像剤量規制ブレードを作製した。また、実施例1と同様の評価を行った。結果を表1に示した。
Figure 2007293093
〔実施例4〕
(ブレード部材の作製)
エラストマー成分として以下の成分を配合したものを使用し、ブレード部材の厚さを10μmとした以外は、実施例1と同様に現像剤量規制ブレードを作製した。
・エラストマー成分
ポリエステル−ポリエーテルブロック共重合エラストマー
ハイトレル 4047(東レ・デュポン社製商品名) 100部
(トナー融着性評価)
作製した現像剤量規制ブレードを実施例1と同じプリンタに搭載し、高温高湿条件の環境下(温度32℃、湿度90RH%)で1万枚の画像を形成した後、現像装置から現像剤量規制ブレードを取り外し、融着の発生を目視評価した。融着の評価は、○:トナー融着が全く見られない、△:ニップ部に軽微な融着が発生している、×:トナー融着が発生し、対応する箇所について画像にスジが発生、の3段階で評価した。結果を表2に示した。
〔実施例5〕
ブレード部材の厚さを100μmとした以外は、実施例4と同様に現像剤量規制ブレードを作製した。また、実施例4と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
〔実施例6〕
エラストマー成分として以下の成分を配合したものを使用し、ブレード部材の厚さを30μmとした以外は、実施例1と同様に現像剤量規制ブレードを作製した。
・エラストマー成分
ポリエステル−ポリエーテルブロック共重合エラストマー
ハイトレル 6347(東レ・デュポン社製商品名) 100部
また、実施例4と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
〔比較例4〕
ブレード部材の厚さを150μmとした以外は、実施例4と同様に現像剤量規制ブレードを作製した。また、実施例4と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
〔比較例5〕
エラストマー成分として以下の成分を配合したものを使用し、ブレード部材の厚さを30μmとした以外は、実施例1と同様に現像剤量規制ブレードを作製した。
・エラストマー成分
ポリエステル−ポリエーテルブロック共重合エラストマー
ハイトレル 7247(東レ・デュポン社製商品名) 100部
また、実施例4と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
Figure 2007293093
本発明の現像剤量規制ブレードの、ブレード部材の作製に使用することのできる製造方法を説明するための模式的断面図である。 本発明の現像剤量規制ブレードを用いた現像装置を説明するための、模式的断面図である。 本発明の現像剤量規制ブレードを説明するための模式的上面図(a)、断面図(b)及び下面図(c)である。 電子写真装置を説明するための模式的断面図である。
符号の説明
11 電子写真感光体
12 現像剤容器
13 現像剤担持体
14 現像剤量規制ブレード
15 弾性ローラ
16 現像剤(トナー)
30 ブレード部材
31 支持部材
51 感光体
52 帯電部材
53 静電潜像
54 現像装置
55 転写手段
56 クリーニング手段
58 定着ローラ
61 ノズル
62 ロール
63 ロール
64 面転写用シート
65 ブレード部材用組成物
SD 配向方向
LD 長手方向
L 露光手段
P 転写材

Claims (5)

  1. 現像剤担持体と当接して設置され、現像剤容器から該現像剤担持体によって搬出される現像剤の量を規制する現像剤量規制ブレードにおいて、
    少なくとも該現像剤担持体との当接部が、支持部材上に接着層を介して厚さ10μm以上100μm以下のブレード部材を積層した構成を有し、
    該ブレード部材は、イオン導電剤と、ポリエーテル構造を含むブロック共重合体とを含む、ショアーD硬度が40°以上60°以下である熱可塑性エラストマー組成物から構成されており、
    該接着層は、体積固有抵抗率が106Ω・cm以上108Ω・cm以下のイオン導電性接着剤から構成されている事を特徴とする現像剤量規制ブレード。
  2. 該ポリエーテル構造を含むブロック共重合体が、ポリアミド構造またはポリエステル構造をさらに有する事を特徴とする請求項1記載の現像剤量規制ブレード。
  3. 全体の厚さが100μm以上450μm以下であり、該支持部材の厚さが80μm以上150μm以下である事を特徴とする請求項1または2記載の現像剤量規制ブレード。
  4. 該ブレード部材の、接着層と接する表面の算術平均粗さ(Ra[μm])および凹凸の平均間隔(Sm[μm])が、下記式(a)及び式(b)の条件を満たす事を特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の現像剤量規制ブレード。
    2≦Ra・Sm≦25 (a)
    0.1≦Ra≦1.0 (b)
  5. 該ブレード部材に含まれるイオン導電剤が、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の過塩素酸塩である事を特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載の現像剤量規制ブレード。
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