JP2564516B2 - Doctor blade - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁気テープ、磁気被覆紙等への磁性粉塗布
および磁性トナーを用いる現像装置のトナー制御に使用
されるドクターブレードに関するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a doctor blade used for applying magnetic powder to magnetic tape, magnetic coated paper, etc. and controlling toner in a developing device using magnetic toner. .
磁性粉被覆方法の一例を示すと、例えば厚さ10〜20ミ
クロンのポリエステルフィルム上に、ガンマヘタイト、
Coフェライト等の磁性粉をバインダと混合し塗布する。
かかる状態では、被覆層の厚さにばらつきが生じ、磁気
特性が悪くなるため、ドクターブレードと呼ばれる端面
をなめらかにかつ平面度よく仕上げられた工具により表
面をすり切る。このようにして、磁性粉の厚みを安定し
た、特性の優れた磁性粉被覆層が得られる。このドクタ
ーブレードの材料としては、12Cr系ステンレスが主に用
いられている。An example of the magnetic powder coating method is, for example, on a polyester film having a thickness of 10 to 20 microns, gamma-hetite,
Co magnetic powder such as ferrite is mixed with binder and applied.
In such a state, the thickness of the coating layer varies, and the magnetic characteristics deteriorate. Therefore, the end surface called a doctor blade is cut off smoothly with a tool having a good flatness. In this way, a magnetic powder coating layer having a stable magnetic powder thickness and excellent characteristics can be obtained. 12Cr-based stainless steel is mainly used as the material for this doctor blade.
また現像装置に使用されるドクターブレードは、非磁
性スリーブと該ドクターブレードとの間隙（以下ドクタ
ーキャップという）を厳密に調整して、非磁性スリーブ
上への磁性トナーの供給量を一定に制御する目的で使用
されている。このドクターブレードは硬い磁性トナーの
粒子による摩耗を防止するために、主に真ちゅう、オー
ステナイト系ステンレス鋼で作られている。Further, in the doctor blade used in the developing device, the gap between the non-magnetic sleeve and the doctor blade (hereinafter referred to as the doctor cap) is strictly adjusted to control the supply amount of the magnetic toner onto the non-magnetic sleeve to be constant. It is used for the purpose. This doctor blade is mainly made of brass and austenitic stainless steel in order to prevent abrasion due to hard magnetic toner particles.
しかしながら、従来の12Cr系ステンレスからなる磁性
粉被覆用ドクターブレードでは、端面の摩耗及び腐食が
比較的早期に起こり、面性状、精度等に支障をきたすた
め、交換の頻度が高く、必ずしも十分とは言えなかっ
た。However, in the conventional doctor blade for magnetic powder coating made of 12Cr stainless steel, wear and corrosion of the end surface occur relatively early, and the surface quality and accuracy are hindered, so the frequency of replacement is high and not always sufficient. I could not say.
また現像装置に使用されている従来の真ちゅう、オー
ステナイト系ステンレス鋼製のドクターブレードも長時
間使用していると端面の摩耗によりドクターギャップの
不均一を生じ現像ムラなどの問題を生じることがあっ
た。In addition, the conventional brass and austenitic stainless steel doctor blades used in the developing device may cause problems such as uneven development of the doctor gap due to wear of the end surface, which may cause uneven development when used for a long time. .
本発明は、以上の問題点を解決し、長時間安定した面
性状、直線度を維持し磁気特性の優れた磁性粉被覆を行
なったり、均一なドクターキャップを保持できるドクタ
ーブレードの提供を目的とする。The present invention solves the above problems, stable surface properties for a long time, or to perform a magnetic powder coating excellent magnetic properties to maintain linearity, and to provide a doctor blade capable of holding a uniform doctor cap To do.
本発明は、母材がZrO2系セラミックスからなり、Ti、
Zr、Hf、Ｖ、Nbの窒化物、炭化物および炭窒化物の１種
又は２種以上よりなる被覆層を有することを特徴とする
ドクターブレードである。なお、前記被覆層は厚すぎる
と靭性が劣化し剥離による摩耗が生じ易くなるので10μ
ｍ以下にするとよい。In the present invention, the base material is made of ZrO 2 -based ceramic, Ti,
A doctor blade having a coating layer composed of one or more of Zr, Hf, V, and Nb nitrides, carbides, and carbonitrides. Note that if the coating layer is too thick, the toughness deteriorates and wear due to peeling easily occurs.
It is better to set it to m or less.
母材であるZrO2系セラミックスとしては、Y2O3を２〜
５モル％含有するZrO2系セラミックス又はY2O3を２〜５
モル％含有するZrO240〜90重量％、残部が主としてAl2O
3であることが望ましい。As the base material ZrO 2 -based ceramics, Y 2 O 3 can
2 to 5 ZrO 2 based ceramics or Y 2 O 3 containing 5 mol%
ZrO 2 40 to 90 percent by weight molar%, the balance being mainly Al 2 O
3 is desirable.
また、ZrO2セラミックスの結晶相としては、主として
正方晶からなり、かつ焼結体の結晶粒の平均粒径が３ミ
クロン以下であることが好ましい。The crystal phase of the ZrO 2 ceramics is preferably mainly tetragonal, and the average grain size of the crystal grains of the sintered body is preferably 3 μm or less.
本発明者は、まずドクターブレード材として、耐摩耗
性、耐食性の２点から最適な材質の選択をするべく種々
の検討を行なった。The present inventor first conducted various studies as a doctor blade material in order to select an optimum material from the viewpoint of wear resistance and corrosion resistance.
第１図、第２図は、各種セラミックス、超硬合金、ス
テライト合金を用いて摩耗試験を行なった結果である。FIG. 1 and FIG. 2 show the results of wear tests using various ceramics, cemented carbides and stellite alloys.
なお、図中の試験番号の内訳は以下の通りである。 The breakdown of the test numbers in the figure is as follows.
第１図は、磁性粉（Fe2O3）粒径１ミクロンのスラリ
ー中（PH濃度8.8）で、各試料を５時間、720cm/secの相
対速度で運動させた後の摩耗量（mm3）を測定し行なっ
た結果を示す。 Fig. 1 shows the amount of wear (mm 3 after moving each sample for 5 hours at a relative speed of 720 cm / sec in a slurry with a magnetic powder (Fe 2 O 3 ) particle size of 1 micron (PH concentration 8.8). ) Is shown and the result of having performed is shown.
第１図からZrO2系セラミックスは、ステライトと同等
以上の優れた耐摩耗性を有することがわかる。本実験
は、スラリーのPH濃度2.2であり、腐食が摩耗に進展す
る腐食摩耗も生じるが、本発明のZrO2系セラミックスN
o.1ないしNo.3は、いずれも摩耗量が少なく、耐食性、
耐摩耗性に優れていることがわかる。It can be seen from FIG. 1 that the ZrO 2 based ceramics has excellent wear resistance equal to or higher than that of stellite. In this experiment, the PH concentration of the slurry was 2.2, and although corrosion wear in which corrosion progressed to wear also occurred, the ZrO 2 -based ceramics N of the present invention
o.1 to No.3 all have a small amount of wear, corrosion resistance,
It can be seen that it has excellent wear resistance.
第２図は上述の実験と同じ方法で、粒径300ミクロン
のAl2O3粉末のスラリーを用いて摩耗試験を行なった結
果であるが、この結果でもZrO2系セラミックスは、超硬
合金と同等以上の耐摩耗性を示し、他のセラミックスよ
り優れていることがわかる。特に、Y2O3を含有する試料
番号No.1とNo.2の耐摩耗性が優れている。Fig. 2 shows the result of the abrasion test using the slurry of Al 2 O 3 powder with a particle size of 300 microns by the same method as the above experiment. In this result as well, ZrO 2 system ceramics are It shows that the wear resistance is equal to or higher than that of other ceramics and that it is superior to other ceramics. In particular, sample Nos. 1 and 2 containing Y 2 O 3 have excellent wear resistance.
本発明者は以上の評価に基づき、ドクターブレードの
母材としてZrO2系セラミックスを選定したものである。The present inventor has selected ZrO 2 based ceramics as a base material of a doctor blade based on the above evaluation.
本発明は、以上のようにドクターブレードとして耐摩
耗性、耐食性に優れるZrO2系セラミックスに更にTi、Z
r、Hf、Ｖ、Nbの窒化物、炭化物および炭窒化物の１種
又は２種以上よりなる被覆層を形成しより一層の耐摩耗
性、耐食性向上を図ったものである。前記被覆層は高硬
度であり、またZrO2系セラミックスと良好な密着性を有
する。The present invention is, as described above, wear resistance as a doctor blade, ZrO 2 based ceramics excellent in corrosion resistance, further Ti, Z
A coating layer made of one or more of r, Hf, V, and Nb nitrides, carbides, and carbonitrides is formed to further improve wear resistance and corrosion resistance. The coating layer has a high hardness and has good adhesion to the ZrO 2 ceramics.
この被覆層は種々蒸着法によって形成されるが、蒸着
の際に金属蒸気がZrO2と反応して金属酸化物を形成し、
これらと蒸着物質であるTiNやTiCが強固に結合するため
に良好な密着性を示すものと考えられる。なお、被覆層
の厚みはあまり大きすぎると靭性が低下し剥離による摩
耗が生じ易くなるので10μｍ以下とするとよい。This coating layer is formed by various vapor deposition methods, but during vapor deposition, metal vapor reacts with ZrO 2 to form a metal oxide,
Since these and TiN and TiC, which are vapor deposition materials, are strongly bonded, it is considered that they exhibit good adhesion. If the thickness of the coating layer is too large, the toughness deteriorates and abrasion due to peeling easily occurs, so the thickness is preferably 10 μm or less.
次に成分限定理由について述べる。 Next, the reasons for limiting the components will be described.
ZrO2に含有されるY2O3の量は、ZrO2に対し２〜５モル
％が良く、これ以下では単斜晶、これ以上では立方晶が
増加するため、強靭化に必要な正方晶の割合が低下し耐
摩耗性が劣ってくる。The amount of Y 2 O 3 contained in ZrO 2 is preferably 2 to 5 mol% with respect to ZrO 2 , and if it is less than this, monoclinic crystals increase, and if it exceeds this, cubic crystals increase. The wear resistance is deteriorated.
Al2O3の含有量は、10％未満では耐摩耗性向上に寄与
せず、また60％を越えると硬度は向上するが、強靭性が
低下するため耐摩耗性が十分でない。よって、10〜50重
量％とした。When the content of Al 2 O 3 is less than 10%, it does not contribute to the improvement of wear resistance, and when it exceeds 60%, the hardness is improved, but the toughness decreases, so that the wear resistance is insufficient. Therefore, it is set to 10 to 50% by weight.
以下本発明を実施例に基づき説明する。 The present invention will be described below based on examples.
第３図に示す形態のドクターブレード１を12Cr系合金
台金２に接着し、磁性粉被覆を行なった。ドクターブレ
ード１を母材がY2O33モル％含有するZrO2系セラミック
スで２μｍのTiN被覆層を有するもの（本発明；ブレー
ドＡ）、母材がY2O33モル％含有するZrO280重量％、Al2
O320重量％のZrO2系セラミックスで２μｍのTiC被覆層
を有するもの（本発明；ブレードＢ）、JIS K20相当の
超硬合金（比較材；ブレードＣ）、12Cr系ステンレス
（従来材；ブレードＤ）にて作成した。A doctor blade 1 having the form shown in FIG. 3 was adhered to a 12Cr alloy base metal 2 and coated with magnetic powder. ZrO 2 based ceramics whose base material contains Y 2 O 3 3 mol% as a doctor blade 1 and which has a TiN coating layer of 2 μm (the present invention; blade A), ZrO whose base material contains 3 mol% Y 2 O 3 2 80% by weight, Al 2
20 wt% O 3 ZrO 2 ceramics with a 2 μm TiC coating layer (invention; blade B), JIS K20 equivalent cemented carbide (comparative material; blade C), 12Cr stainless steel (conventional material; blade) It was created in D).
これら４種のドクターブレードを用い、ポリエステル
フィルム上にガンマヘタイト（粒径0.2〜0.5ミクロン）
をバインダーに混合し塗布し、磁性粉被覆層のすり切り
を行ない評価した。その結果、寿命に至るまでの時間
は、従来材のブレードＤを基準とした場合、ブレードＡ
が22倍、ブレードＢが31倍でブレードＣの７倍に比べ、
さらに耐久性に優れていることがわかる。また、寿命に
至った際の表面粗さ（Rmax）を測定すると、ブレード
Ａ、Ｂが0.3μｍ、ブレードＣが0.8μｍ、ブレードＤが
1.2μｍであった。なお、すり切り試験前のドクターブ
レードの表面粗さは0.05μｍである。Gammahetite (particle size 0.2-0.5 micron) on polyester film using these 4 types of doctor blades
Was mixed with a binder and applied, and the magnetic powder coating layer was ground and evaluated. As a result, the time until the end of life is
22 times, blade B 31 times, compared to blade C 7 times,
It can be seen that the durability is excellent. Further, when the surface roughness (Rmax) at the end of the life is measured, the blades A and B are 0.3 μm, the blade C is 0.8 μm, and the blade D is
It was 1.2 μm. The surface roughness of the doctor blade before the abrasion test is 0.05 μm.
また、第４図に示すような現像装置において、本発明
のブレードＡ、Ｂと同一の材質を適用した結果、従来材
（真ちゅう、オーステナイト系ステンレス鋼）のドクタ
ーブレードに比較して、それぞれ３倍、４倍の寿命を得
ることができた。In addition, as a result of applying the same material as the blades A and B of the present invention in the developing device as shown in FIG. 4, as compared with the doctor blade of the conventional material (brass, austenitic stainless steel), it is three times as large as each blade. It was possible to obtain a life of 4 times.
本発明の実施例としては、Y2O3を含有したZrO2系セラ
ミックス、Y2O3を含有したZrO2とAl2O3からなるZrO2系
セラミックスを用いたドクターブレードの例を示した
が、本発明ではこれらに限定されず、MgO、CaO、CeO2等
を含有したZrO2系セラミックス、またはこれらにAl2O3
を添加させた他のZrO2系セラミックスを用いても良い。As an example of the present invention, an example of a doctor blade with Y 2 O 3 ZrO 2 based ceramics containing, Y 2 O 3 ZrO 2 based ceramic consisting of ZrO 2 and Al 2 O 3 containing the However, the present invention is not limited thereto, ZrO 2 -based ceramics containing MgO, CaO, CeO 2, etc., or Al 2 O 3
Other ZrO 2 based ceramics to which is added may be used.
本発明によるドクターブレードは、長時間使用しても
端面の腐食及び摩耗が非常に少なく、磁性粉塗布に使用
すれば従来材と比較して10倍以上の寿命を有するので、
ドクターブレードの交換頻度を減らすことができる。さ
らにドクターブレードの端面の表面粗さを長時間極小、
かつ均一に保てるので磁性粉の均一塗布が可能となり、
磁気特性のバラツキのない磁気テープ、磁気被覆紙の提
供ができる。また、磁性トナーを用いる現像装置のドク
ターブレードに使用しても、従来材と比較して少なくと
も３倍以上に寿命を伸ばすことができ、ドクターギャッ
プを長時間一定に保てるので、安定した複写画像を得る
ことができる。The doctor blade according to the present invention has very little corrosion and wear of the end surface even when used for a long time, and has a life of 10 times or more compared to conventional materials when used for magnetic powder coating,
The frequency of replacement of the doctor blade can be reduced. Furthermore, the surface roughness of the end surface of the doctor blade is minimized for a long time,
And since it can be kept uniform, it is possible to apply magnetic powder evenly,
It is possible to provide magnetic tapes and magnetic coated papers with no variation in magnetic characteristics. Even when used as a doctor blade of a developing device using magnetic toner, the life can be extended at least three times as long as that of conventional materials, and the doctor gap can be kept constant for a long time, so that a stable copy image can be obtained. Obtainable.
さらにZrO2系セラミックスは、非磁性材料であるた
め、磁性粉被覆層に磁気的影響を与えることなく、安定
した磁気特性の磁性粉被覆が可能である。Furthermore, since ZrO 2 -based ceramics is a non-magnetic material, it is possible to coat magnetic powder with stable magnetic characteristics without magnetically affecting the magnetic powder coating layer.
第１図および第２図は、それぞれFe2O3およびAl2O3粉末
スラリー中で行なった摩耗試験の結果を示すグラフであ
る。 また第３図は、磁性粉被覆用のドクターブレードの概
要を示す図、第４図は現像装置の概略図である。 1:ドクターブレード、2:台金。FIG. 1 and FIG. 2 are graphs showing the results of wear tests carried out in Fe 2 O 3 and Al 2 O 3 powder slurries, respectively. Further, FIG. 3 is a diagram showing an outline of a doctor blade for coating magnetic powder, and FIG. 4 is a schematic diagram of a developing device. 1: Doctor blade, 2: Base metal.
Claims (5)
Zr、Hf、Ｖ、Nbの窒化物、炭化物および炭窒化物の１種
又は２種以上よりなる被覆層を有することを特徴とする
ドクターブレード。1. A base material comprising ZrO 2 -based ceramics, Ti,
A doctor blade having a coating layer composed of one or more of Zr, Hf, V, and Nb nitrides, carbides, and carbonitrides.
の範囲第１項記載のドクターブレード。2. The doctor blade according to claim 1, wherein the coating layer has a thickness of 10 μm or less.
％含有するZrO2である特許請求の範囲第１項または２項
記載のドクターブレード。3. The doctor blade according to claim 1 or 2, wherein the ZrO 2 -based ceramic is ZrO 2 containing 2 to 5 mol% of Y 2 O 3 .
％含有するZrO240〜90重量％と残部が主としてAl2O3で
ある特許請求の範囲第１項または２項記載のドクターブ
レード。4. The ZrO 2 -based ceramics according to claim 1, wherein 40 to 90% by weight of ZrO 2 containing 2 to 5 mol% of Y 2 O 3 and the balance mainly Al 2 O 3. The listed doctor blade.
晶からなり、かつ焼結体結晶粒の平均粒径が３ミクロン
以下である特許請求の範囲第１項ないし第４項いずれか
記載のドクターブレード。5. The doctor according to claim 1, wherein the crystal phase of the ZrO 2 ceramics is mainly tetragonal and the average grain size of the sintered crystal grains is 3 μm or less. blade.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61110093A JP2564516B2 (en) | 1986-05-14 | 1986-05-14 | Doctor blade |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP61110093A JP2564516B2 (en) | 1986-05-14 | 1986-05-14 | Doctor blade |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62266158A JPS62266158A (en) | 1987-11-18 |
| JP2564516B2 true JP2564516B2 (en) | 1996-12-18 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2564516B2 (en) |
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1986
- 1986-05-14 JP JP61110093A patent/JP2564516B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPS62266158A (en) | 1987-11-18 |
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