JP3443600B2 - 電子写真装置用ブレード体 - Google Patents
電子写真装置用ブレード体Info
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Description
ミリ、プリンター等の電子写真装置において、感光体や
現像スリーブなどの剛性体と圧接させて使用されるブレ
ード体に関する。また、本発明は、感光体や現像スリー
ブなどの剛性体への圧接によるへたりの少ない電子写真
装置用ブレード体に関する。
−などの電子写真装置においては、一般に感光体の表面
を帯電させ、静電荷を与え、その上に画像を露光して静
電潜像を形成し、トナーを静電潜像に付着させて現像
し、そのトナー像を記録紙上に転写し定着させることに
よって、上記画像を記録する。従って、複数枚の記録紙
に順次、画像を記録するためには、上記工程において、
感光体に残留するトナーを除去したり、また、現像ロー
ラ上のトナーの層厚を規制したり、帯電させるために種
々のブレ−ド体が使用されている。このようなブレード
体としては、ポリウレタンエラストマーからなる板状成
形物を所定寸法に裁断してブレード部材とし、これを接
着剤を介して鋼製の支持体に接着一体化したものが一般
的に用いられている。また、予め支持体に接着剤を塗
布、乾燥しておき、これを金型に取付け、金型内にポリ
ウレタンエラストマー形成液を注入し、架橋硬化させ
て、硬化と同時にポリウレタンエラストマーからなるブ
レード部材を支持体に接着してなるものも知られてい
る。
帯電性やトナー帯電性等の機能を果たすため、通常感光
体や現像スリーブ等の相手部材に圧接して用いられるの
が普通である。圧接して用られる場合、上記機能を長期
に亘って発揮するためには、圧接力の経時変化(低下)
を小さく押さえることが必要であり、そのためブレード
部材そのものを永久歪みの少ない、すなわち、へたりの
少ないものにする試みが種々なされてきた。しかし、解
像度を上げるためトナーが小粒径になるにつれ、強く均
一な圧接力が要求されてきていることに対してブレード
部材の素材の改良や板状弾性体を鋼製支持体に接着させ
ただけの構成のブレート体では限度があり、対応が困難
になってきた。特に、高温高湿条件においてへたり大き
く、問題になっている。
明では、画像の解像度を高めるため、小粒径で球形のト
ナーを採用しようとする傾向に対応してブレード体とし
てのへたりを一定範囲に押さえることにより、圧接力の
低下を小さくするため、ブレード体としてのへたりの原
因を追求し、ヘたりが接着剤層からも生じていることに
着目して、特定の接着剤にすることや弾性ブレ−ドの形
状を変えることにより接着剤層への応力集中を緩和する
ことによってへたりを押さえたブレード体を提供しよう
とするものである。すなわち、本発明では、電子写真装
置の感光体周辺の低温/低湿から高温/高湿条件、特に
高温/高湿条件において、必要な接着力が確保でき、相
手部材への圧接に対し、圧接力の低下の小さい、すなわ
ち、へたり(永久歪み)の少ないブレート体を提供する
ことを課題とする。
発明では、ポリウレタンエラストマーを素材とする弾性
ブレ−ドと支持体とを二液反応硬化型の接着剤からな
り、架橋構造を有する弾性体である接着剤層を介して接
合してなり、剛性を有する相手部材に圧接させて用いる
電子写真装置用ブレード体であって、二液反応硬化型の
接着剤として、熱硬化性ポリウレタン系接着剤を用い、
弾性ブレードの圧接側の表裏両面が平行部を有し、ブレ
ード体を圧接角度32°で、圧接させ、43℃で90%
RH環境で72時間保管後常温に戻した時の、圧接変位
量に対するへたり量が8%以下であることを特徴とする
電子写真装置用ブレード体、とした。このようにするこ
とにより、へたりによる圧接力の低下を小さくできるの
で、トナーすり抜けのない安定したクリーニングやトナ
ー薄層の安定形成が可能となり、感光体やトナーの帯電
量低下を防止することができる。また、接着剤層を、二
液反応硬化型の接着剤からなり、架橋構造を有する弾性
体とすることにより、剛性を有する相手部材への圧接に
より接着部にかかる力(支持体側で引っ張り、非接合側
で圧縮)に架橋網目構造の変形応力で対抗し、かつ接着
剤自身が塑性流動せず変形回復するので、へたりが小さ
くなる。変形応力と復元性のバランスより、架橋構造を
有する弾性体としては、JIS A硬度50〜90で弾性ブ
レードと硬度が同程度のものが好ましい。特にポリウレ
タンエラストマーを素材とする弾性ブレードと熱硬化性
ポリウレタン系接着剤の組合せが良い。
熱硬化性ポリウレタン系接着剤を用いることにより、JI
S A硬度50〜90のものが得られやすく、変形応力が
大きく、変形回復性に優れ、しかも弾性ブレード及び支
持体との接着性に優れたものにできる。さらにまた、弾
性ブレードが、平面視長方形で、軸長に直角な断面が肉
厚部と肉薄部とからなり、該肉厚部の幅より小さい幅で
肉厚部を支持体と接着させ、肉薄部を非接着(自由)に
し、しかも肉薄部の幅(相手部材との接触端から肉厚部
と肉薄部の境界まで)を3〜10mmにしているので、圧
接変形は主に肉薄部で受け持つようにでき、圧接応力は
段差部で吸収されるので、圧接に起因する接着部への応
力集中を緩和出来る。従って従来から用いられているホ
ットメルト接着剤等を用いても接着剤層の塑性流動によ
る永久歪みが小さくなりブレード体全体としてのへたり
を抑えることができ、小粒径トナーを用いる場合でも、
圧接力の低下に基づくクリーニング不良や帯電不良を引
き起こしにくくなる。弾性ブレード部材の肉厚部の接合
部における支持体に対する接合の上下関係はどちらも採
用でき、全面平坦側と段差面側のいずれを接合側にして
もよい。
て説明する。図1、図2は、本発明のブレード体の構成
を示し、1は弾性ブレード、2は支持体、3は接着剤層
である。また、図2は、請求項2に対応するブレード体
で、弾性ブレード1のうち1aは肉厚部を、1bは肉薄
部を示す。本発明の電子写真装置用ブレ−ト体は、画像
の解像度を高めるため、小物径で球形のトナ−を採用し
ようとする傾向に対してブレード体としてのへたりを一
定範囲に押さえることにより、圧接力の低下を小さくし
たものである。すなわち、本発明のブレード体は、弾性
ブレードと支持体とを接着剤層を介して接合してなり、
剛性を有する相手部材に圧接させて用いる電子写真装置
用ブレード体であって、弾性ブレードの圧接側の表裏両
面が平行部を有し、ブレード体を圧接角度32°で、圧
接させ、43℃で90%RH環境で保管後常温に戻した
時の、圧接変位量に対するへたり量が8%以下であるこ
とを特徴とするものである。また、本発明では、ブレー
ト体としてのへたりの原因を追求し、へたりが接着剤層
からも生じていることに着目して、接着剤層を特定の接
着剤として二液反応硬化型の接着剤である熱硬化性ポリ
ウレタン系接着剤にすることによりへたりを押さえたも
のである。
肉の稜線(エッジともいう)側と厚肉の接着側の段差付
きにしたものを示す(請求項2)。l 1 は接合部の幅、
l 2は肉厚部の幅、l 3 は弾性ブレ−ドの総幅を示し、
t1 及びt2 はそれぞれ薄肉部及び厚肉部の厚さを示
す。各寸法(単位:mm)は、通常、下記式 l 1 ≦l 2 で かつ、3 ≦l 3 −l 2 ≦10 及び、0.7 ≦t1 <t2 ≦3 に設定される。薄肉部から厚肉部に立ち上がる角隅は、
応用集中を避けるため円弧又は面取りに隅詰めされる。
このような寸法、形状にすることにより、剛性の相手部
材に厚接することによる変形及び応力を主に薄肉部及び
段差部に負担させ、厚肉部には及びにくくできる。その
結果、弾性ブレードと支持体の接合部には、圧接の影響
を軽減でき、ブレード体としてへたりを小さくできる。
好ましくは、接着剤を特定の接着剤、特に二液反応硬化
型の接着剤、例えば熱硬化性ポリウレタン系接着剤の仕
様にし、弾性ブレードの形状、接着位置を弾性ブレード
が、平面視長方形で、軸長に直角な断面が肉厚部と肉薄
部とからなり、該肉厚部が支持体に接合され、該肉薄部
が非接合とされ、幅3〜10mmの平行面をなすようにし
たものである。
とは、電子写真装置、特にプリンタの上記した傾向に対
応するため、本願発明者らが、研究している中で、特に
高温/高湿条件でへたりが出やすい点に着目して見い出
したものである。へたり量の測定は、図3に示す治具を
用いて測定する。すなわち、ブレード体から切り出した
試料4をホルダ5に固定し、弾性ブレードの接合してな
い端面(稜線もしくはエッジともいう)に平行な面を有
し、該端面に直角にスライドするブロック6をマイクロ
メータ7によりスライドさせて所定の圧接変位を与え、
温度43℃/相対湿度90%の環境で72時間保管した
のち常温に戻し、弾性ブレードの接合してない端面とス
ライドブロックの接触開始位置を測定して行う。
位Hで保管後の接触開始位置をA2としたとき へたり量(mm)=A2 −A0 へたり率(%)={(A2 −A0 )/H}×100−−−−−−−(1) で求める。
/相対湿度90%の環境で72時間)は、電子写真装置
における上記したへたりの発生しやすい使用状況を調査
し、設定したものである。へたり率が8%より大きくな
ると画像出しの進展につれトナーのすり抜けが発生する
傾向があり、12%を越えると、100〜200枚程度
でもすり抜けが発生する。好ましくは6%以下である。
性、圧接応力及び変形回復性にすぐれ感光体汚染を引き
起こしにくい点でポリウレタンエラストマーが好ましく
用いられる。ポリウレタンエラストマーの場合、イソシ
アネート末端プレポリマとポリオール硬化剤を混合した
液状体を遠心成形や連続注入成形の金型に注入し硬化さ
せて形成すればよい。特に請求項2に用いる肉厚部と肉
薄部からなる弾性ブレードは、断面に合わせた溝を回転
ドラム外周に一本設けるだけで量産できる点で連続注入
成形によるのが好ましい。なお、連続注入成形について
は、本願出願人により、既に出願されている(特開平9
−274416)。
れてきた、リン酸亜鉛処理、クロメート処理や潤滑樹脂
処理などの表面処理鋼鈑等を適宜用いればよい。本発明
において、弾性ブレードを支持体に接合するのに用いる
接着剤は、弾性ブレードが凹凸のない平板状の場合は、
前記した二液反応硬化型で、架橋構造をとる弾性体から
なる熱硬化性ポリウレタン系接着剤を用いることが必要
である。接着方法は、二液反応硬化型接着剤の場合、主
剤と硬化剤を各々のタンクからポンプ等で供給し、ミキ
シングヘッドで混合して、支持体もしくは弾性ブレード
の接着部分に厚さ10〜300μmに吐出塗布して重ね
合わせ、60〜120℃で0.5〜2分加熱硬化させれ
ばよい。次に本発明を実施例で説明するが、本発明は実
施例の記載等に限定されるものではない。
エチレンアジペ−ト系プレポリマ−(NCO含有量1
6.5%)100部と、硬化剤としてポリエチレンアジ
ペ−ト/1,4ブタンジオ−ル/トリメチロ−ルプロパ
ンを混合比88.6/6.8/4.6で混合した混合液
状物104部を、予め150℃に予熱し、250rpm
で回転する遠心成形金型に注入し、600rpm/15
0℃/30分硬化させ、厚さ2.0mmの円筒状シ−ト
を得た。この円筒状シ−トを切り開き120℃−6時間
で後加熱し、2日吊り下げ放置した後、遠心成形の回転
方向が長さ方向になるように切断し、長さ305mm−
幅11.5mmのポリウレタンからなる弾性ブレ−ドを
得た。一方、二液反応硬化型のポリウレタン接着剤とし
て、主剤(末端NCO基のプレポリマー、イーテック社
製:マイティグリップ4000)及び硬化剤(末端OH
基のポリオール、イーテック社製:マイティグリップ4
044)を各々ギヤポンプでNCO基/OH基が1.0
5になるよう計量・移送し、混合へッドで混合して弾性
ブレードの接着予定部に幅4mmで塗布し、予め100℃
に予熱した潤滑樹脂処理鋼鈑からなる支持体を重ね合わ
せ、30秒間加熱のまま保持した後冷却し本発明のクリ
ーニングブレードを得た。このクリーニングブレードよ
り弾性ブレードのエッジ長さ10mm、非接着部幅7.5
mmの試験片を湿式高速カッタで切り出し、図3に示すへ
たり治具の試料ホルダーに当接面に対し圧接角32度に
なるように固定した。マイクロメータを回転し圧接用ス
ライドブロックが弾性ブレードのエッジに接触開始する
時のマイクロメータの目盛り(A0)を読み、その点か
ら1.25mmスライドブロックをエッジ側に移動させて
圧接変位(H)を与え、試験装置全体を、温度43℃、
相対湿度90%の環境に72時間保管し、常温(23
℃)に約5時間放置した。スライドブロックを逆方向に
スライドさせて、エッジを当接面より離し、再度接触開
始する時のマイクロメータの目盛り(A2)を読み取
り、前記式(1)よりへたり率を求めたところ、4.6
%であった。
14mm×長さ305mmとした以外は実施例1と同様にし
て、現像ブレードを得た。この現像ブレードを、実施例
1と同様にへたり試験装置に取り付け、ヘたり率を測定
した。上記実施例1のクリーニングブレード及び実施例
2の現像ブレードを、一成分磁性トナーを用いた一体型
カートリッジに組込み、43℃、90%RHの環境で7
日間保管後、常温に戻し、カートリッジをプリンタ(リ
コー社製:イプシオNX700 )に組み込み、A4サイズ
の文字チャートを8000枚まで画像出しを行った結
果、トナーすり抜けによる画像汚れやトナー帯電不足に
よる文字やせ等は認められなかった。また、上記画像評
価と同一圧接と環境で、30日まで保管した時の、接着
部の状況を目視で観察したが接着剥離は認められなかっ
た。各評価結果を表1に示す。
で用いた硬化剤100部に促進剤として1.2 ジメチルイ
ミダゾール0.14部を混入した硬化剤を別々の原料タ
ンクに準備し、タンク下部より計量ポンプを介してプレ
ポリマーと促進剤含有硬化剤を1:1の重量比でミキシ
ングヘツドに供給し、ローターで混合後、予め145℃
に予熱され、80秒/1回転の速度で回転するドラムの
全外周に刻設された段付成形溝に、ポリウレタン形成用
の上記混合液を吐出した。吐出された液は、エンドレス
ベルトがドラムに当接する点で成形溝を充満し、回転移
動しながら約50秒で硬化し、連続した帯状シートとし
てドラムから離した(脱型)。帯状シートをコンベヤで
搬送しつつ常温に冷却後、カットして長さ305mm、幅
14mmで、断面が厚さ3.0mm×幅6.0mmの肉厚部
と、厚さ2.0mm×幅5.5mmの肉薄部からなる弾性ブ
レードを得た。潤滑樹脂処理を施した鋼鈑からなり、接
着予定部に4mm幅のウレタン系ホットメルト接着剤(武
田薬品社製:タケメルトXM223)を固定した支持体
を、厚肉部で段付きでない面を上にして真空吸引して治
具に固定した弾性ブレードに上方から重ねて固定し、高
周波加熱により溶融接着させてクリーニングブレードを
得た。このクリーニングブレードからの試料を、実施例
1と同様にへたり試験装置に取り付け、へたり率を測定
した。
0mm、肉薄部厚さ1.0mm×幅8.0mm、総幅14mm×
総長さ)にした以外は参考例1と同様にして弾性ブレー
ドを得た。この弾性ブレードを参考例1と同様に潤滑樹
脂処理を施した鋼鈑に、接着幅4mm幅のウレタン系ホッ
トメルト接着剤で接合して現像ブレードを得た。実施例
1と同様に現像ブレードから切り出した試料を、ヘたり
試験装置に取り付け、へたり率を測定した。上記参考例
1のクリーニングブレード及び参考例2の現像ブレード
を、一成分磁性トナーを用いた一体型カートリッジに組
込み、43℃、90%RHの環境で7日間保管後、常温
に戻し、カートリッジをプリンタ(リコー社製:イプシ
オNX700)に組み込み、A4サイズの文字チャートを
8000枚まで画像出しを行ない画像評価を行った。ま
た、上記画像評価と同一圧接と環境で、30日まで保管
した時の、接着部の状況を目視で観察した。各評価結果
を表1に示す。
を、ウレタン系ホットメルト接着剤にした以外、実施例
1と同様にしてクリーニングブレードを得、ヘタリ率を
評価した。結果を表1に示す。
を、ウレタン系ホットメルト接着剤にした以外、実施例
2と同様にしてクリーニングブレードを得、へたり率を
評価した。結果を表1に示す。
明の二液反応型の熱硬化性ポリウレタン接着剤の、へた
り量の少ない接着剤を採用した場合に画像不良を生じな
いが、へたり量のより大きいホットメルト接着剤の使用
の場合にへたりによる圧接力低下でクリ−ニング不良を
生じやすいことを示している。また、比較例1のクリ−
ニング不良は、弾性ブレ−ド部材の断面が従来の平坦な
長方形なので、高温高湿で保管中に接着部に応力が集中
し、ブレ−ドにへたりが生じた。
り(永久歪み)が小さく、電子写真装置の高温高湿条件
においても、圧接力の低下が小さく、長時間の使用にお
いても均一で、鮮明な複写画像を与えることができる。
本発明のブレード体は、現像ブレ−ド及びクリーニング
ブレードとして使用したとき、支持体とブレード部材と
の接合部において、接着剤の剥離が起こらず、接着接合
部が脆弱化することなく、ブレードにへたりが生じるこ
とを防止するもので、それによりブレード体の接着接合
部の使用寿命を長くし、また、へたりの防止により、現
像ロ−ラ上に均質で安定した現像トナー膜を形成でき、
均一な帯電賦与もなされ、感光ドラム外周上の残余の不
要トナーを均一に完全に除去できる点で顕著な効果を奏
する。
用される圧接角とくい込み量に調整し、保持できる治具
の概略図
例
Claims (2)
- 【請求項1】 ポリウレタンエラストマーを素材とする
弾性ブレ−ドと支持体とを二液反応硬化型の接着剤から
なり、架橋構造を有する弾性体である接着剤層を介して
接合してなり、剛性を有する相手部材に圧接させて用い
る電子写真装置用ブレード体であって、二液反応硬化型
の接着剤として、熱硬化性ポリウレタン系接着剤を用
い、弾性ブレードの圧接側の表裏両面が平行部を有し、
ブレード体を圧接角度32°で、圧接させ、43℃で9
0%RH環境で72時間保管後常温に戻した時の、圧接
変位量に対するへたり量が8%以下であることを特徴と
する電子写真装置用ブレード体。 - 【請求項2】 弾性ブレードが、平面視長方形で、軸長
に直角な断面が肉厚部と肉薄部とからなり、該肉厚部が
支持体に接合され、該肉薄部が非接合とされ、幅3〜1
0mmの平行面をなしていることを特徴とする請求項1記
載の電子写真装置用ブレード体。
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---|---|---|---|
JP19999599A JP3443600B2 (ja) | 1999-07-14 | 1999-07-14 | 電子写真装置用ブレード体 |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP19999599A JP3443600B2 (ja) | 1999-07-14 | 1999-07-14 | 電子写真装置用ブレード体 |
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---|---|
JP2001027870A JP2001027870A (ja) | 2001-01-30 |
JP3443600B2 true JP3443600B2 (ja) | 2003-09-02 |
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Family Applications (1)
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JP19999599A Expired - Fee Related JP3443600B2 (ja) | 1999-07-14 | 1999-07-14 | 電子写真装置用ブレード体 |
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-
1999
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