JP3889891B2

JP3889891B2 - ブレード

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Publication number: JP3889891B2
Application number: JP01332299A
Authority: JP
Inventors: 剛紀笹川; 真人小笠原
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba TEC Corp
Priority date: 1999-01-21
Filing date: 1999-01-21
Publication date: 2007-03-07
Anticipated expiration: 2019-01-21
Also published as: US6483034B1; JP2000214659A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブレードに関し、特に、電子写真感光体、転写プロセスに用いる転写ドラム及び転写ベルト、又は中間搬送ベルトの帯電・除電・クリーニングに用いられるブレード、並びに現像プロセスに用いられる現像ブレード等の電荷平坦化、除電及び帯電をするために用いて好適なブレードに関する。
【０００２】
【従来の技術】
帯電装置には、コロナ放電を利用したコロナチャージャや接触帯電装置が知られている。コロナチャージャは４〜８kVの高電圧をワイヤに印加する必要があり、ワイヤからワイヤを囲むケースに電流がリークするのを防ぐためにワイヤとケースとを離す必要があり、大型になってしまう。また、ワイヤの放電電流の大半はケースに流れ込み、感光体側に必要な電流量を確保するには大量の放電が必要である。よって、オゾンの発生量が多く、装置構成部を酸化するとともに感光体表面を劣化させ画像ぼけを生じやすく、また、人体に害をおよぼす危険がある。
【０００３】
そこで、近年はこれらのコロナチャージャの欠点を克服すべく、接触帯電装置が用いられることが多くなった。
【０００４】
接触帯電装置は、コロナチャージャと比較して低電圧で感光体などの被帯電体を帯電することができ、コロナチャージャと比較して小型化が可能で、装置のコンパクト化に貢献している。また、オゾンの発生量がコロナチャージャの１／１０〜１／１００程度と少量である。接触帯電装置には、導電性ブラシや単層構造のローラや、複層構造のローラやブレードが知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、レーヨンなどの繊維にカーボンを含有させた導電性ブラシを用いたブラシ帯電装置では、ブラシの毛抜けが避けられず、他の帯電装置に電流がリークする原因を作ったり、使用とともに毛が広がっていき近接部に電流がリークする可能性がある。また、帯電が不均一になりがちで、感光体表面に電位の微小な凹凸が生じ、画像に白筋や黒筋の欠陥を発生させる。
【０００６】
一方、単層の導電部材は、感光体に傷などの欠陥があるときに印加した電圧が感光体にリークする問題がある。また、基材に添加した導電剤の量に敏感に依存して抵抗のコントロールが困難である。
【０００７】
また、チューブで皮膜したローラなどの複層構造の導電部材は、構造が複雑で高価である。
さらに、導電性の基材に絶縁層を塗布したり、貼り付けを行ったブレードなどの導電部材は、絶縁層が摩耗した時に導電剤の剥き出しや剥がれが起きる虞がある。また、絶縁性の基材に導電層を塗布したブレードも同様に導電層の剥がれが起きる虞がある。また、単体構造よりも高価である。
【０００８】
また、親水性の接着剤でゴムブレードを金属ホルダと接着した場合、湿度による水分で接着部に錆が発生して接着強度が低下するという問題がある。
【０００９】
特にイオン性導電剤を含むゴムブレード部材を用いる場合、金属製のホルダとの接着部に錆等が容易に発生して接着強度が低下するという問題がある。
【００１０】
さらに、表面が絶縁性のブレードでは、電源との導通が十分にとれずに、感光体の帯電及び除電を十分に行うことができないという問題がある。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑み、ゴムブレードとホルダとの接着が長期に亘って保持され、ゴムブレードが導電性であれば電源との導通を確実に取ることを可能とし、感光体などの被帯電体の帯電及び除電を確実に行うことができるブレードを提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決する本発明の第１の態様は、幅方向一方側の一端部が被接触体に摺接されるブレード部材と、ブレード部材の幅方向他方側に長手方向に亘って接着されるホルダとを有するブレードにおいて、前記ブレード部材と前記ホルダとの間の接着面の外部開放部の前記ブレード部材の前記被接触体と接触する一端部とは幅方向反対側の端部に防水処理が施してあることを特徴とするブレードにある。
【００１４】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記防水処理が、疎水性塗料の塗布であることを特徴とするブレードにある。
【００１５】
本発明の第３の態様は、第１又は２の態様において、前記ブレード部材と前記ホルダとを接着する接着剤の少なくとも一部が親水性であることを特徴とするブレードにある。
【００１６】
本発明の第４の態様は、第1〜３の何れかの態様において、前記ブレード部材が導電性を有し、前記ブレード部材の基材に対して不溶性導電剤としてカーボンブラック及び金属粉から選択される少なくとも一種が含まれていることを特徴とするブレードにある。
【００１７】
本発明の第５の態様は、第４の態様において、前記ブレード部材にはさらに、イオン性導電剤が含まれていることを特徴とするブレードにある。
【００１８】
本発明の第６の態様は、第４又は５の態様において、前記ブレード部材が前記基材で一体構造に形成され且つ前記被接触体と接触する一端部には前記不溶性導電剤が実質的に含まれていないが厚さ方向他端部には前記不溶性導電剤が含まれていることを特徴とするブレードにある。
【００１９】
本発明の第７の態様は、第４〜６の何れかの態様において、疎水性バインダ及び当該バインダに不溶性の不溶性導電剤を少なくとも含む導電性バインダを、前記ブレード部材の前記被接触体と接触する一端部とは幅方向反対側の端部の少なくとも一部と前記ホルダとの間を接続するように設けたことを特徴とするブレードにある。
【００２０】
本発明の第８の態様は、第７の態様において、前記ブレード部材の前記被接触体と接触する一端部の体積抵抗ρｖと、当該一端部とは厚さ方向反対側の他端部の表面抵抗ρｓとが、前記導電性バインダの塗布端と前記被接触体との接触部までの距離をＬとし、前記ブレード部材の厚さをｄとした場合に、ρｓ・Ｌ＜ρｖ・ｄ／Ｌの関係を満たすことを特徴とするブレードにある。
【００２１】
本発明の第９の態様は、第４〜８の何れかの態様において、前記ブレード部材に含有される前記不溶性導電剤の粒度分布により、前記ブレード部材の前記被接触体と接触する一端部とは厚さ方向反対側の他端部の表面抵抗を調整したことを特徴とするブレードにある。
【００２２】
本発明の第１０の態様は、第４〜９の何れかの態様において、前記ブレード部材の前記被接触体と接触する一端部とは厚さ方向反対側の他端部の表面抵抗が、１０⁷Ω□以下であることを特徴とするブレードにある。
【００２３】
本発明の第１１の態様は、第１〜１０の何れかの態様において、前記ブレード部材は、絶縁性又は半導電性の高分子基材からなることを特徴とするブレードにある。
【００２４】
本発明の第１２の態様は、第１〜１１の何れかの態様において、ブレードにイオン導電性の導電剤を含み、ブレード部材とホルダの間にイオンを遮断する層を有することを特徴とするブレードにある。
【００２６】
本発明のブレードは、ブレード部材とホルダとの接着部を防水処理を施すことにより、ブレード部材とホルダとの接着強度が長期に亘って確実に保持される。
【００２７】
また、感光体などの被帯電体と接触させて用いるブレードでは、被帯電体との接触部に絶縁層を持つことで電圧を印加したときに感光体などの被帯電体の傷への電圧のリークを防止することができることは知られているが、特に、高分子基材の単体構造で被接触体（＝感光体などの被帯電体）との接触部が他部よりも導電剤の分布密度が低いかもしくは導電剤が実質的に存在しないようにしたものを用いることにより、電圧のリークを有効に防止する。
【００２８】
これは、導電剤の分布密度が大きい部分の電気抵抗に依らず、導電剤の分布密度が小さい部分の厚さでブレード部材の電気抵抗をコントロールすることができるという知見に基づいたものであり、これにより、容易に所望の電気抵抗のブレード部材が作成できるようになった。導電剤の分布密度が小さいか存在しない部分は、導電剤の分布密度が大きい部分に対して電気抵抗が十分に高ければ（例えば体積抵抗で２桁以上）、ブレード部材の抵抗は導電剤の分布密度が小さい部分の電気抵抗に支配されるようになる。したがって、本発明のブレード部材の電気抵抗は、導電剤の分布密度が大きい部分の電気抵抗に影響を受け難いので、含有させる導電剤の量を厳密にする必要がなく、コントロールするのが容易である。
【００２９】
また、上述した構造では、導電剤の分布密度が小さいか存在しない部分が感光体などの被帯電体と接触するために、絶縁性基材の本来の摩擦に対する耐久性を引き出すことができる。さらに、被帯電体との接触による導電部材の摩耗に対して、導電剤が欠落して被帯電体を傷つけることを防止することが可能である。単体構造であるために構造が簡単で安価であり、剥がれなどの問題を防止できる。
【００３０】
本発明のブレードは、ブレード部材がトレール当接又はアゲンスト当接の何れも用いることができる。また、図１には、本発明のブレード部材の構成例を示す。図１（Ａ）には、ブレード部材１０Ａは、導電部１１Ａの厚さ方向の一端面に非導電部１２Ａを有するものである。なお、このブレード部材１０Ａは、非導電部１２Ａを感光体１に接触させるようにすればその接触の状態は特に限定されず、図中、感光体１が時計回り方向に回転するトレール当接でも、感光体１が半時計回り方向に回転するアゲインスト当接でもよい。
【００３１】
（Ｂ）のブレード部材１０Ｂは、ブレード状のものであるが、導電部１１Ｂの長手方向の一端部に非導電部１２Ｂを有するものである。なお、使用態様は導電部材１０Ａと同様である。
【００３２】
本発明のブレード部材に用いられる導電剤は、カーボンブラック、金属粉など電気伝導性を有し且つゴム部材などの高分子基材に不溶なものなら何れでもよい。特に、カーボンブラックは比較的に安価で立体構造が取り易く、金属粉よりも比較的に少量で導電性を発現できる。カーボンブラックは、導電性が温度湿度に影響を受け難いというメリットがある。また、カーボンブラックの種類は特に限定されず、例えば、ケッチンブラック（ライオン社製）、トーカブラック＃５５００（東海カーボン社製）などが挙げられる。
【００３３】
一方、カーボンブラックや金属粉はフィラー同士の直接触で導電性が発現するために比較的に多量含有させる必要があり、ゴム部材の物性を低下させる虞がある。これに対して、イオン導電剤は少量の添加で導電性を発現することができて、導電剤を含有する基材の物性を低下させないメリットがある。このため、カーボンブラックや金属粉単独では導電性が不十分である場合には、イオン導電剤を補助的に用いることが出来る。イオン導電剤は特に限定されず、たとえば過塩素酸リチウムなどが挙げられる。また、イオン導電剤の他にカーボンブラック分散剤を用いても良い。カーボン分散剤としては、ディスパロンＤＡ−７０３−５０（商品名：楠本化成社製）などを挙げることができる。イオン導電剤及びカーボンブラック分散剤はそれぞれ単独で用いても良いし、複数併用しても良い。
【００３４】
カーボンブラックとイオン導電剤若しくはカーボンブラック導電剤の両者を併せて用いる場合には、カーボンブラックを単独使用するよりも少量の添加で導電性を発現することができ、基材の物性を低下させず、且つ、カーボンブラックのメリットである温度湿度に導電性が影響を受け難い特性を併せ持つことができる。つまり、カーボンブラック単独で導電性を発現させるか、両者を併せて用いるのがそれぞれ好ましい。
【００３５】
ブレード部材の高分子基材は、絶縁性又は半導電性であれば、剛体でも構わないが、感光体などの被帯電体と接触を確実にするために弾性体か可撓性の材料が好ましい。弾性体としては、各種エラストマー、ポリウレタンやシリコーンゴム、その他のゴム材を挙げることができる。可撓性の材料としては、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエステル、その他の有機材料が挙げられる。
【００３６】
また、高分子基材は、導電材料を良好に分散させることができるものであり、この点からは、液状の熱硬化性エラストマー、液状ポリウレタン、液状シリコーンゴムが好ましい。
【００３７】
また、ゴム材料は可塑剤を含有するものが多く、被帯電体と接触放置させると可塑剤汚染を発生させる危険性があるので、被帯電体が感光体であるときは、ポリウレタンやシリコーンゴムが好ましい。ただし、シリコーンゴムも低分子体のオリゴマーが徐々に染み出す危険性があるので、この点ではポリウレタンがもっとも好ましい。
【００３８】
ここで、ポリウレタンとしては、特に、注型タイプの液状ポリウレタンが好ましい。かかるポリウレタンは、高分子量ポリオール、イソシアネート化合物、鎖延長剤及び架橋剤などを熱硬化することにより得ることができる。ポリオールとしては、例えば、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートエーテルポリオールなどを挙げることができる。また、イソシアネート化合物としては、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、２，６−トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、１，５−ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、３，３−ジメチルジフェニル−４−ジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、パラフェニレンジイソシアネート（ＰＰＤＩ）などが挙げられる。さらに鎖延長剤としては、例えば、ブタンジオール、エチレングリコール、トリメチロールプロパン、グリセリンなどの多価アルコールを挙げることができる。また、架橋剤としては、例えば、芳香族ジアミン系架橋剤を挙げることができる。
【００３９】
感光体などの被帯電体との接触部分に導電剤の分布密度が他部よりも小さいか実質的に零の導電部材を製造する方法は特に限定されないが、遠心成形法を用いるのが好ましい。導電剤の真密度を基材の比重よりも大きくすると静的な成形でも導電剤は沈降する。しかしながら、基材の粘度が大きい場合や、導電剤の比表面積が大きい場合や、基材の硬化速度が導電剤の沈降速度よりも速い場合には導電剤の沈降が進まないで、導電剤の分布密度が十分低い部分を得ることができないので、このような場合には遠心成形が好ましい。なお、ここでいう真密度とは，カーボンブラックなど凹凸の大きい粒子の見かけ上の体積における嵩密度ではなく、隙間を全てなくした場合の体積における密度である。
【００４０】
遠心成形法では、導電剤の沈降を促進するために、遠心成形機の回転ドラムに成形材料を投入して、ドラムを所定の回転数で回転しながら成形する。すなわち、回転ドラムに材料を投入して、ドラムを所定の回転数で回転しながら成形すればよい。なお、ドラム内に型面を形成するための下地層を形成したのち、成形材料を投入してもよい。
【００４１】
ここで、遠心成形装置の一例を図２に示す。図２に示すように、この遠心成形装置は、モータ２１により回転駆動される回転軸２２の一端に底部の中央部が固定された円筒型２３を有する。円筒型２３は、箱形の加熱ジャケット２４内に保持され、加熱ジャケット２４の開口は蓋２５で塞がれるようになっている。また、加熱ジャケット２４の外周には、加熱用流体を流すための加熱用通路２６が設けられ、その外側は保温層２７で覆われている。
【００４２】
このような装置を用い、円筒型２３内に、高分子基材にカーボンブラック導電剤を混合した材料を投入して、この円筒型２３を回転させると、この回転による遠心力で真密度の大きい導電剤の円筒型２３の内面側への速やかな移動が促進される。すなわち、導電剤の真密度を基材の密度よりも大きくすると、ブレード部材のドラム金型面側にいくほど導電剤の分布密度が大きくなり、エアー面側で分布密度が十分に小さいか又は導電剤が実質的に存在しなくなる。従って、ブレード部材を遠心成形した場合には、導電部材のエアー面側を感光体などの被帯電体に接触させるようにする。
【００４３】
また、ドラム金型面側の導電部材表面はドラム金型面の凹凸を拾うのに対し、ドラムエアー面は凹凸がないので、被帯電体との接触が確実になって好ましい。
【００４４】
なお、ドラムの回転を停止したのち、一端を切断してシート状にし、必要に応じて熟成させた後、特に、導電部材の長手方向が円周方向に沿うように切断すれば厚さが均一なブレード部材を得ることができる。また，ブレード部材の肉厚はドラムに投入する材料の量でコントロールすることができる。
【００４５】
また、遠心成形法では、導電剤が相対的に多量に入った材料を第一層として投入し、半硬化状態で導電剤が相対的に少ない又は入っていない材料を投入することによっても、単一構造で一表面側で分布密度が十分に小さいか存在しなくなるブレード部材を得ることができる。さらには、同様に、二種類の材料を型に積層状態で投入してプレス成形することによっても、単一構造で一表面側で分布密度が十分に小さいか存在しなくなるブレード部材を得ることができる。
【００４６】
本発明のブレード部材で導電剤の分布密度が小さいか導電剤が実質的に存在しない部分の範囲は、高分子基材の粘度及び硬化速度、高分子基材と導電剤との比重差及び親和性、導電剤の粒径及び形状、導電剤の種類及び配合量等、さらに、遠心成形の場合には、ドラムの回転により生じる遠心力の大きさにより制御することができる。
【００４７】
このような構造のブレード部材では、耐摩耗性の向上や電圧リークを防止するために、感光体に接触する面に、カーボンなどの不溶性の導電剤が実質的に存在しない領域が１０〜４０μｍの厚さで存在するのが好ましい。これは、接触部の厚さ方向の電気抵抗は、不溶性の導電剤が実質的に存在しない領域の厚さで決定されるからである。また、接触部の厚さ方向反対側（すなわち、裏面側）の電気抵抗は、裏面側の表面部分のカーボン等の不溶性の導電剤の量で決定される。なお、このような表面側及び裏面側の不溶性の導電剤の量は、分散させる導電剤の量及び粒度分布並びに製造条件を変更することにより調整することができる。
【００４８】
導電剤の添加量を同一とした場合でも、粒度分布を広いものを用いると導電剤が実質的に存在しない部分の厚さが大きくなり、その表面の電気抵抗が高くなり、一方、粒度分布が狭いものを用いると、導電剤が存在しない表層の厚さが小さくなり、電気抵抗が小さくなる。従って、粒度分布の異なる二種を混合してその混合比を調整することにより、導電剤が存在しない表層の厚さ及び電気抵抗を容易に調整することができる。
【００４９】
なお、従来のブレード部材は、基材に含有させる導電剤の量に電気抵抗が敏感に影響を受けて、電気抵抗をコントロールするのが困難であった。また、従来の導電部材には、導電性の基材に絶縁層を付着したものがある。例えば、絶縁層を塗布したり貼り付けたブレードが挙げられる。しかしながら、絶縁層を塗布や貼り付けすることで、導電部材の構造が複雑で高価になり、摩耗時に絶縁層の剥がれが発生する虞がある。また絶縁体の基材に導電層を皮膜したり塗布や貼り付けすることも同様な虞がある。
【００５０】
本発明のブレードは、かかるブレード部材を金属、或いは樹脂等のホルダに接着してブレードとする。この場合、ブレードの幅方向一端部を自由長として幅方向他端部をホルダと接着するようにする。
【００５１】
かかるホルダとしては、導電性のホルダ、好ましくは金属製のホルダを用い、ホルダを介して導電性ブレード部材と電源との電気的導通を図るのが好ましい。また、一般的にはブレード部材をホルダへ接着する接着剤は絶縁性であるため、ブレード部材とホルダとを電気的に接続するための導電性ペーストの塗布層を設けるか、導電性の板状部材又は線状部材などの導電性部材を設けるようにするのが好ましい。
【００５２】
かかる導電性ブレードの一例の断面図を図３に示す。かかる導電性ブレード７０は、導電部７１及び非導電部７２が一体的に形成されたゴムブレード７３と、ホルダ７４とを有し、両者は、接着層７５で接着されている。また、接着層７５の被接触体である感光体１との接触端とは反対側の端部を覆うように長手方向に亘って導電ペースト７６が設けられている。このように導電ペースト７６を設けると、ホルダ７４と導電部７１とは、導電ペースト７６を介して導通される。
【００５３】
また、このようにブレード部材とホルダとの電気的導通を図る場合、導電性ペーストの塗布層又は導電性部材の配置は、ブレード部材のホルダとは接触していない自由長の部分に跨るように設けるのは好ましくない。すなわち、図４に示すように、導電性ペースト又は導電性部材７７をゴムブレード７３の自由長部分７３ａに跨るように設けるのは好ましくない。これは導電性ペースト又は導電性部材７７の自由長部分７３ａに跨る部分７７ａがゴムブレード７３の先端にうねりを生じさせたり、感光体との当接圧力を変化させたりするので、好ましくない。
【００５４】
従って、図３に示すように、ブレード部材の自由長部分を除いた部分で電気的導通を図るのが好ましく、ブレード部材の自由長とは幅方向反対側の端部とホルダとの間に導電性ペーストの塗布層を設けるのが好ましい。
【００５５】
本発明のブレードは、このように導電性ペースト又は導電性部材を設けることにより、被接触体との接触部と電源との導通を良好にし、感光体を帯電及び除電する機能を十分に発揮するようにすることができる。
【００５６】
例えば、プロセススピードが２４ｍｍ／ｓのプリンタでの抵抗と帯電・除電能力との関係を調べたところ、厚さ２ｍｍのブレードが帯電手段として機能するためには厚さ方向の電気抵抗が１×１０⁸Ωｃｍ以下が好ましく、除電手段として機能するためには５×１０⁸Ωｃｍ以下が好ましいことがわかった。このような導通を図るためには、例えば、導電剤を含まない部分のウレタンの電気抵抗値が１０¹⁰〜１０¹²Ωｃｍであることを考えると、非導電部の表面から直接導通を取ることは困難である。しかしながら、導電部とホルダとの導通を図り、接触部の厚さ方向の電的抵抗を一定の範囲にして、ゴムブレードの裏面表面層の不溶性導電剤が多く、電気抵抗が低い部分を電流が通るようにすれば、良好な導通を確保することができる。このような電流の流れＩを図５に示す。
【００５７】
このような点から、導電部、特に裏面側表面の表面抵抗を１０⁷Ω□以下とするのが好ましい。また、ブレード部材の前記被接触体と接触する一端部の体積抵抗ρｖと、当該一端部とは厚さ方向反対側の他端部の表面抵抗ρｓとが、前記導電性バインダの塗布端と前記被接触体との接触部までの距離をＬとし（図５）参照、前記ブレード部材の厚さをｄとした場合に、ρｓ・Ｌ＜ρｖ・ｄ／Ｌの関係を満たすことが重要となる。
【００５８】
例えば、ブレード部材の厚さｄが０．２ｃｍ、Ｌ＝１．６ｃｍのときに、帯電機能を満足する厚さ方向の抵抗上限を上述した１．３×１０⁸Ωｃｍとすると、裏面の表面抵抗は１．１×１０⁷Ω□以下でなくてはならない。また、除電機能を満足するための厚さ方向の抵抗上限を５×１０⁸Ωｍとすると、裏面の表面抵抗は６．３×１０⁷Ω□でなければならない。
【００５９】
一方、ブレード部材と導電性、特に金属製ホルダとを接着して用いる場合、錆の発生により接着強度が低下するという問題があることを知見した。本発明はかかる問題を解消するために、両者の接着部に防水処理を施す。かかる防水処理は接着部に水分が侵入するのを防止するものであればよいが、好適には、疎水性の塗料を塗布することにより行うことができる。
【００６０】
このような錆の問題は、特に親水性の接着剤を用いた場合、例えば、シランカップリング剤からなるプライマをホルダに塗布した後にブレード部材をホットメルト接着する場合に、親水性の接着剤を介して水分が侵入し易いので生じやすいが、この場合には、親水性の接着剤層の端部が外気に開放される部分を疎水性の塗料層で覆うようにすればよい。また、ブレード部材の被接触体との接触部とは幅方向反対側の端部に力が最も大きく加わるため、その部分を覆うように疎水性の塗料を設けるのが好ましい。このようなブレードの一例を図６に示す。この場合、ブレード部材７３に最も力が加わる部分は図中上端部７３ａであり、その上端部７３ａを覆うように疎水性塗料７８が設けられている。
【００６１】
また、錆の発生は、導電剤としてブレード部材のベース部材にカーボンなどの不溶性の導電剤の他に、例えば、過塩素酸リチウムなどのイオン性導電剤を用いた場合に促進される。それは、ブレード部材からイオン性導電剤の一部が漏れ出し、接着剤を通過してホルダに達するからである。この場合には、ブレード部材とホルダの間にイオンを遮断する層を設けるのが好ましい。例えば、ホルダと接着剤の両者に親和性の良い材料をイオン遮断層として選択し、ホルダにコーティングする。イオン遮断層の材料にはエポキシ系樹脂又はアクリル系樹脂が挙げられる。
【００６２】
イオン性導電剤を含むブレード部材をイオン遮断層を介してホルダに接着し、かつ、前述のように疎水性塗料を接着部に塗布すると更に接着強度の維持に効果が見られる。
【００６３】
なお、疎水性の塗料の代わりに、疎水性レジンにカーボン等の導電剤を分散させた導電性ペーストを用いることにより、上述した導電性ペーストと防水処理を兼ねることができる。
【００６４】
本発明のブレードの機能としては、感光体などの被帯電体に接触して被帯電体上の電荷をならして平滑化する、除電・帯電することが挙げられる。
【００６５】
このような機能を被帯電体を感光体とし、図７に基づいて説明する。本発明のブレードを電気的にフロートにして感光体に接触させると、感光体の表面に局部的に電荷の載る状態が周囲と極端に異なる部分があった場合に、ブレードは電荷の載る状態が周囲となじむように働きかけて、電荷が平滑化される。例えば、マイナス極性の一次帯電を行う反転現像でプラス極性の転写が過剰の場合に、図(a-1)に示すように、転写材の外側に相当する感光体表面にプラス極性の電荷が載り、転写材の内側に相当する感光体表面にマイナス極性の電荷が載り、転写材の端部に相当する感光体表面の電位Ｖに段差Ｖaができる。プラス極性の電荷が載った部分は次の一次帯電のときに所望の電位まで立ち上がることができず、感光体上に不必要なトナーが付着したり、画像上にかぶりや中間調の濃度ムラが生じる。しかしながら、電気的にフロートな導電部材を感光体に接触させることで、図(a-2)に示すように、プラス極性の電荷が載った部分とマイナス極性の電荷が載った部分で、電荷が平滑化されて感光体上に不必要なトナーが付着したり、画像上のかぶりや中間調に濃度ムラが生じるのを緩和することができる。
【００６６】
また、ブレードを電気的にＧＮＤに導通させて感光体に接触させると、感光体上の電荷をＧＮＤ方向に移動する方向に働き（＝除去）、電荷を平滑化するとともに感光体表面電位を０Ｖに近づける。前述のようにマイナス極性の一次帯電を行う反転現像での転写で感光体にプラス極性の電荷が載った場合に（図(b-1)）、電荷を平坦化することができ（図(b-1)）、感光体上に不必要なトナーが付着したり、画像上にかぶりや中間調に濃度ムラが生じるのを緩和することができる。
【００６７】
さらに、本発明のブレードに電圧印加手段（＝高電圧トランス）を接続して感光体に接触させると（図(c-1)）、図(c-2)に示すように、前述した方法よりも確実に感光体上の電荷の除去が可能で、感光体上に不必要なトナーが付着したり、画像上にかぶりや中間調に濃度ムラが生じるのを防止することができる。
【００６８】
つまり、導電部材で感光体上の電荷を平滑化したり除去する能力は、電圧を印加する、ＧＮＤに接続する、フロートにするの順で有効で、目的によって使い分ければよい。
【００６９】
なお、ブレードに電圧を印加する場合は、一次帯電手段として使用することができる。感光体などの被帯電体を表面電位Ｖ₀にするために直流電圧を印加する場合は、Ｖ₀に帯電開始電圧を加えた電圧を印加すればよい。また、交流電圧を重畳する場合は、直流電圧をＶ₀で交流電圧を帯電開始電圧の２倍以上のピーク間電圧にすればよい。
【００７０】
被帯電体は、感光体に限らず電荷を平滑化するか帯電したい部材のどれでも構わない。
【００７１】
例えば、紙などの転写材を介して感光体に接触する転写ベルトや中間転写体の電荷の平滑化や除電・帯電、転写材の背面から感光体に接触して感光体上のトナーを転写材に転写しても構わない。
【００７２】
このような使用態様の例を図８に示す。（Ａ）は、複数の感光体３１を回転駆動される転写ベルト３２に接触させて設け、感光体３１の転写ベルト３２を挟んだ反対側に転写ローラ３３を設けたものであり、本発明の導電部材３０は、例えば、転写ベルト３２に接触するように配置される。
【００７３】
また、（Ｂ）は、感光体３１に転写ローラ３３Ａを挟んで中間転写体３４を接触するように設けたものであり、転写材３５は転写ローラ３３Ｂにより中間転写体３４に接触される。かかる構成では、現像器３６により形成された画像は中間転写体３４を介して転写材３５に転写されるが、本発明の導電部材３０は、例えば、中間転写体３４の内側に接触するように配置される。
【００７４】
さらに、（Ｃ）は、感光体３１に直接、転写材３５を接触させ、現像器３６により形成された画像を転写材３５に転写するものであり、本発明の導電部材３０は、例えば、転写材３５の感光体３１とは反対側に接触するように設けられる。
【００７５】
また、図９にはさらに他の使用態様を示す。かかる態様では、転写材搬送手段３７を介して供給される転写材３５は、感光体３１と転写材ローラ３８との間を搬送された後、定着手段３９の一対の定着ローラ３９ａの間を搬送される。このような場合において、本発明の導電部材は、例えば、転写材３５に直接接触させてもよいし（導電部材３０Ａ）、転写材搬送手段３７に接触させて設けてもよいし（導電部材３０Ｂ）、定着ローラ３９ａと接触させて設けてもよく（導電部材３０Ｃ）、何れの場合も、電荷の平滑化や除電・帯電を行うことができる。
【００７６】
さらに、図１０には、他の使用態様を示す。かかる態様は、一成分現像装置における現像ブレードとしての使用を示す。ここで、現像器３６は、トナーが保持されるトナー容器４１内に設けられたトナー供給ロール４２と接触して設けられ、且つ当該現像器３６に接触するように感光体３１が設けられる。導電部材３０は、現像器３６のトナー容器４１出口側に接触するように配置されて現像器３６に形成されるトナー層の厚さを規制するための現像ブレードとして用いられる。また、この場合、現像バイアス（例えば、負極性）と同一バイアスを導電部材３０に印加することで、逆極性のトナーが現像器３６に付着するのが防止される。さらに、導電部材３０の現像器３６との摺接部分に導電剤の分布密度が低いかもしくは導電剤が存在しないので、現像器３６の傷への電圧のリークが防止され且つ耐久性に優れるという利点がある。
【００７７】
なお、本発明の導電部材を清掃装置として用いる場合には、感光体上の残留トナーを清掃するために当接圧力を強める必要があり、摩耗に対して耐久性が必要である。本発明のように、導電剤の分布密度が小さいか存在しない部分が感光体に接触することで、基材に使用したポリウレタン等の高分子基材の摩耗に対する耐久性能を引き出すことができる。また、従来のようにブレード状の基材に絶縁層を貼り合わせたものは、感光体とブレードの摩擦で貼り合わせの剥がれが生じ易い、製造工程が複雑である等の問題があり、この点で本発明のように単体構造であるのが有利である。
【００７８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００７９】
（実施例１）
ポリエステルポリオール（ＰＣＬ２２０Ｎ：Ｐ−２０１０＝６７：２６．６）１０３．６重量部を加熱溶解し、これにカーボンブラック（トーカブラック＃５５００：東海カーボン社製）１．４重量部と、イオン性導電剤としての過塩素酸リチウム０．５重量部とを分散させ、これに、１，４−ジフェニルメタンジオール（ＭＤＩ）を反応させてプレポリマーを調製した。これに、１，４−ブタンジオール及びトリメチロールプロパンを下記配合比で混合した後、これを予め加熱しておいた遠心成形ドラムに注型し、高速（遠心力３６０Ｇ）で回転させながら加熱硬化させた。
【００８０】
成形後、所定寸法に切断してゴムブレードとし、これを金属製ホルダに接着した。接着剤硬化後、ゴムブレードとホルダとを、導電性カーボンペーストで導通をとり、導電性ブレードとした。
【００８１】
なお、ポリオールＰＣＬ２２０Ｎは、ダイセル化学社製のエステル系ポリオール（Ｍｎ＝２０００）、Ｐ−２０１０は、クラレ社製のエステル系ポリオール（Ｍｎ＝２０００）である。
【００８２】
かかる導電性ブレードは図３に示す構造のものである。かかる導電性ブレード７０は、導電部７１及び非導電部７２が一体的に形成されたゴムブレード７３と、ホルダ７４とを有し、両者は、接着層７５で接着されている。また、接着層７５の被接触体である感光体１との接触端とは反対側の端部を覆うように長手方向に亘って導電性ペースト７６が設けられている。導電性ペースト７６は、疎水性レジンにカーボンを添加したものであり、防水処理を兼ねるものである。
【００８３】
なお、防水処理の観点からは、導電ペースト７６は、ゴムブレード７３の長手方向両側の端部も覆うように設けるのが好ましい。また、非導電部７２の端部表面を覆うように設けてもよいが、ホルダ７４との接着部を越えて自由長にかかるまで設けるのは好ましくない。また、例えば、導通を図る導電性ペーストと防水処理のための膜とは別途設けてもよく、例えば、導電性ペーストを長手方向全体、または長手方向の一部のみに設け、その上に防水処理を施してもよい。
【００８４】
このように導電ペースト７６を設けると、ホルダ７４と導電部７１とは、導電性ペースト７５を介して導通される。従って、ホルダ７４から流した電流は、感光体１との接触部近傍まで流れ、そこからブレードの厚さ方向に流れて感光体１に達する。
【００８５】
（実施例２）
粒度分布の異なるカーボンブラックを用いた以外は実施例１と同様にしてブレードを製造した。
【００８６】
（試験例）
実施例１及び２のブレードについて、ブラックカーボンが実質的に存在しない非導電層の厚さ、及び表面の電気抵抗を測定したところ、下記の結果が得られた。なお、実施例１及び２に用いたカーボンブラックの粒度に関するデータを併せて示す。
【００８７】
【表１】

【００８８】
この結果、粒度分布が広いカーボンブラックを用いると、表層の厚さが厚くなり、ブレードの表面抵抗が高くなることが確認された。
【００８９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のブレードは、防水処理により錆による接着強度の低下がなく、導電性ペースト等によりホルダを介して電気的導通をはかることができるという効果を奏する。特に、単体構造で被接触体（＝感光体などの被帯電体）との接触部で他部よりも導電剤の分布密度が低い若しくは導電剤が存在しないようにすることにより、感光体などの被帯電体の傷にリークせず、接触部分での導電剤の欠落が無く、また、その部分の厚さで導電部材の電気抵抗をコントロールすることが容易であるという効果を奏する。また、単体構造で構造が簡単で安価であり、剥がれなどの問題が防止できる。さらに、高分子基材に、特に、液状ポリウレタンを用いることで遠心成形が可能で可塑剤の染み出しを生じることがないという効果を奏する。
【００９０】
本発明のブレードは、感光体などの被帯電体に接触して被帯電体上の電荷をならして平滑化したり、除電・帯電することができる。また、電気的な機能にクリーニングなどの他の機能を付加することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のブレード部材の形状の例を示す図である。
【図２】本発明のブレード部材の製造装置の一例を示す図である。
【図３】本発明のブレードの一例を示す断面図である。
【図４】本発明のブレードの好ましくない一例を示す断面図である。
【図５】本発明のブレードの一例における電流の流れを示す断面図である。
【図６】本発明のブレードの一例を示す斜視図である。
【図７】本発明のブレードの機能を説明するための図である。
【図８】本発明のブレードの使用態様の例を示す図である。
【図９】本発明のブレードの使用態様の例を示す図である。
【図１０】本発明のブレードの使用態様の例を示す図である。
【符号の説明】
１，３１感光体
１０Ａ〜１０Ｄ，３０，３０Ａ〜３０Ｃブレード部材
１１Ａ〜１１Ｄ導電部
１２Ａ〜１２Ｄ非導電部
３２転写ベルト
３３，３３Ａ，３３Ｂ転写ローラ
３４中間転写体
３５転写材
３６現像器
３７転写材搬送手段
３８転写材ローラ
３９定着手段
７０ブレード
７１導電部
７２非導電部
７３ゴムブレード
７４ホルダ
７５接着層
７６導電ペースト
７８疎水性塗料

Claims

幅方向一方側の一端部が被接触体に摺接されるブレード部材と、ブレード部材の幅方向他方側に長手方向に亘って接着されるホルダとを有するブレードにおいて、前記ブレード部材と前記ホルダとの間の接着面の外部開放部の前記ブレード部材の前記被接触体と接触する一端部とは幅方向反対側の端部に防水処理が施してあることを特徴とするブレード。
請求項１において、前記防水処理が、疎水性塗料の塗布であることを特徴とするブレード。
請求項１又は２において、前記ブレード部材と前記ホルダとを接着する接着剤の少なくとも一部が親水性であることを特徴とするブレード。
請求項1〜３の何れかにおいて、前記ブレード部材が導電性を有し、前記ブレード部材の基材に対して不溶性導電剤としてカーボンブラック及び金属粉から選択される少なくとも一種が含まれていることを特徴とするブレード。
請求項４において、前記ブレード部材にはさらに、イオン性導電剤が含まれていることを特徴とするブレード。
請求項４又は５において、前記ブレード部材が前記基材で一体構造に形成され且つ前記被接触体と接触する一端部には前記不溶性導電剤が実質的に含まれていないが厚さ方向他端部には前記不溶性導電剤が含まれていることを特徴とするブレード。
請求項４〜６の何れかにおいて、疎水性バインダ及び当該バインダに不溶性の不溶性導電剤を少なくとも含む導電性バインダを、前記ブレード部材の前記被接触体と接触する一端部とは幅方向反対側の端部の少なくとも一部と前記ホルダとの間を接続するように設けたことを特徴とするブレード。
請求項７において、前記ブレード部材の前記被接触体と接触する一端部の体積抵抗ρｖと、当該一端部とは厚さ方向反対側の他端部の表面抵抗ρｓとが、前記導電性バインダの塗布端と前記被接触体との接触部までの距離をＬとし、前記ブレード部材の厚さをｄとした場合に、ρｓ・Ｌ＜ρｖ・ｄ／Ｌの関係を満たすことを特徴とするブレード。
請求項４〜８の何れかにおいて、前記ブレード部材に含有される前記不溶性導電剤の粒度分布により、前記ブレード部材の前記被接触体と接触する一端部とは厚さ方向反対側の他端部の表面抵抗を調整したことを特徴とするブレード。
請求項４〜９の何れかにおいて、前記ブレード部材の前記被接触体と接触する一端部とは厚さ方向反対側の他端部の表面抵抗が、１０⁷Ω□以下であることを特徴とするブレード。
請求項１〜１０の何れかにおいて、前記ブレード部材は、絶縁性又は半導電性の高分子基材からなることを特徴とするブレード。
請求項１〜１１の何れかにおいて、ブレードにイオン導電性の導電剤を含み、ブレード部材とホルダの間にイオンを遮断する層を有することを特徴とするブレード。