JP5461825B2 - Ｏａ用ブレード - Google Patents

Description

本発明は、長尺薄肉の金属板などによる硬質のプレートの片面に、ゴム材などの弾性部材を接着してあるＯＡ用ブレードに関する。

複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写真方式あるいは静電記録方式の画像形成装置（以下、これらを総称して「ＯＡ装置」と称す）においては、現像ローラの外周上に現像剤を担持させ回転する現像ローラによって供給される現像剤の量を規制するための現像ブレードや、感光ドラム或いはベルト上のクリーニングを用途とするクリーニングブレードや、転写ブレード、などのＯＡ用ブレードが用いられている。

そして、このようなＯＡ用ブレードとして、現像剤が通過する隙間を形成するのに十分な柔軟性と、現像剤を摩擦帯電させるのに必要な特性とを有するゴム部材を長尺形状の金属などのプレート上に接着した形態のものが広く採用されている。

このような現像剤の量規制をするＯＡ用ブレードは、例えば接着剤を予め塗布した金属プレートを金型内の所定位置にセットし、トランスファー成形法や射出成形法を用いて材料を金型のキャビティに注入して、金型内で金属プレートにシリコーンゴムなどのゴム部材を貼付けた状態に成型する製造方法が採用されている。

例えば特許文献１で示すように、金型が上型と下型とで構成されている。そして、この上型あるいは下型には金属プレートに貼付けるゴム部材に対応した形状にキャビティが設けられている。このキャビティの所定位置に上記金属プレートをインサート（セット）して、ゴム部材の材料を流し込んで硬化させることで長尺な金属プレートの長手方向に沿ってゴム部材を設けたＯＡ用ブレードを製造できる。
特開２００６−３１５１８５号公報

ところで、前述したようにＯＡ用ブレードは金属プレートに貼付けられたゴム部材などを現像剤に接触することにより厚さ規制や摩擦帯電の機能を果たしている。よって、ゴム部材のエッジレベルが適正に形成された形状、すなわちシャープな形状に製造することへの要請が極めて高い。更には、上記のようなＯＡ用ブレードは装置側の種々の要求によって複雑な形状に変更される場合も多い。

図７はＯＡ用ブレードＢＬの金属プレートＭＰ上に貼付けられるゴム部材ＧＭの一部を拡大して示した図である。図７（ａ）は、ＯＡ用ブレードＢＬの端部で金属プレートＭＰ上に貼付けるゴム部材ＧＭが未充填となってショートショット部分（以下、単に、ショートと称す）ＳＨを発生させた様子を模式的に示している斜視図である。図７（ｂ）は図７（ａ）についての平面図である。

これらの図７（ａ）、（ｂ）で示すように、キャビティの端部では、金属プレートＭＰとの接触面（境界面）で混入したガス（主に外部に排出されずに残留した空気）の滞留によって充填されるべきゴム部材がショートＳＨを発生させる場合がある。また、図７（ｃ）で示すＯＡ用ブレードＢＬのように、装置側の要求よって端部に切欠部ＨＧを有する更に複雑な形状となる場合もある。このような場合にはより多くの箇所にショートＳＨが発生してしまう。このようなショートＳＨが発生すると製造したＯＡ用ブレードが不良品となってしまう。その結果として製品の歩留りが低下するので、適切なショート防止対処が望まれる。

そこで、従来にあっては、図８で示すように、例えば従来の金型１００ではショートＳＨが発生し易い部分にガス逃げ部（ガスベント部）ＧＶを設置するなどの対策が一般的に取られていた。しかし、このようなガス逃げ部を設置すると、金型の構造が複雑化するだけでなく、バリが発生し易くなるという新たな問題を招来することにもなる。

よって、本発明の目的は、ショートだけでなく、バリの発生も抑制して効率良く製造できるように設計したＯＡ用ブレードを提案することである。

上記目的は、長尺形状のプレートを金型内にセットした後にゴム材を金型のキャビティに注入して硬化させることにより、前記プレート上に弾性部材としてのゴム部材を長手方向に沿って設けたＯＡ用ブレードであって、前記プレートの表面に粗面加工が施してあることを特徴とするＯＡ用ブレードによって達成できる。

ここで、前記プレート表面粗さについてのＲａ値は０．１μｍ以上である必要がある。また、前記プレート表面粗さについてのＲａ値は０．５μｍ以下である必要がある。これにより、キャビティ内に滞留した不要なガスを確実に追い出す粗面加工を実現でき、また粗面加工処理が過度となって、バリの発生を招来する事態の発生を予防できる。

また、前記プレート表面についてのＲｓｋ値は正値である必要がある。これにより、ショートの発生を確実に防止して、材料の充填率を更に向上できる。なお、ゴム材は熱硬化性材料とするのが望ましい。

本発明によると、プレートの表面に粗面加工が施してあるので、これをＯＡ用ブレードの製造に際して金型の所定位置にセットすると、キャビティ内に滞留していた不要ガスを排出するのに役立つガス逃げ機構として機能する。よって、ショートの発生を確実に防止して、製品の歩留り向上を図ることができる。また、このような粗面加工を微細に形成することで材料の通過を抑制しつつガスだけを逃がすことができる。よって、ショートだけでなく、バリの発生も抑制して効率良くＯＡ用ブレードを製造できる。

以下、本発明にかかる一実施形態を、図を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施形態では、現像ブレードを例にとって説明するが適用できるＯＡ用ブレードはこれに限るものではない。
図１は、本実施形態に係るＯＡ用ブレードをＯＡ装置に取付けたときの様子を示している模式図である。また、図２は本実施形態に係るＯＡ用ブレードの構造例を示した平面図である。

ＯＡ用ブレード１は、薄肉で長尺形状なプレートとしての金属プレート２と、その片面２ａの一部に配置された弾性部材としてのゴム部材３とを含んで構成されている。このようなゴム部材３としては、例えば２液硬化性ポリウレタン、フッ素ゴム、クロロプレンゴム、ミラブルシリコーン、液状シリコーンゴムなどの熱硬化性のゴム材を好適に採用することができるが、生産性に優れているという点から液状シリコーンゴムを採用するのが好ましい。

金属プレート２は、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ）やリン青銅などで形成することができる。また、ゴム部材３は、金属プレート２の長手方向に沿って又はプライマにより接着固定されている。このＯＡ用ブレード１の両側にはブランクエリアＢＡが設定されており、このブランクエリアＢＡ間の中央部にゴム部材３が接着されている。

なお、図１で示すようにＯＡ用ブレード１は、回転する現像ローラ１００の周面に当接する姿勢、もしくは、周面と僅かの隙間を有する姿勢で配置され、現像ローラ周面１００ａ上の現像剤１０１の層厚さを規制するように機能する。

そして、図２で示すように、ＯＡ用ブレード１に貼付けるゴム部材３の外形形状は、必要に応じて端部や周縁部に外側に出た凸部や内側にへこんだ凹部が適宜に設けられる。すなわち、図２で示すＯＡ用ブレード１は、ゴム部材３の両端に切欠部ＨＧが存在し、またこの両端で上方へ突出した突出部３ＴＡ−１と３ＴＡ−２が形成されている。ここで、例示の構造は、後述する金型で右端側の内側（非接触側）に突出して配置されるゲート用突出部に応じて形成された突出部３ＴＡ−１である。

さて、図３は、上記のようなＯＡ用ブレード１を金型ＭＬで製造するときの様子を概略的に例示した図である。このこの金型ＭＬは下型１０と上型１５とにより構成され、下型１０側に上記ゴム部材を形成するための材料ＭＡを流し込むキャビティＣＡが設定してある。そして、このような金型ＭＬでは、図示のように金属プレート２が下型１０と上型１５との間にセットされ、ここでは一部が図示されたランナＲＮやゲートＧＡを介してキャビティＣＡ内に材料ＭＡが流し込まれることになる。なお、金属プレート２の所定位置には貫通孔２ＨＬが形成されており、下型１０のキャビティＣＡに材料ＭＡを流し込むようにしている。

この図３で例示しているのは、金属プレート２の下側にキャビティＣＡを設定した構造であるので、金属プレート２下面２ＳＦの端部にガスが滞留し易くなる。よって、課題で指摘したように金属プレート２とゴム部材との境界面にショートＳＨが発生することになる。従来にあっては滞留するガスを逃がすガスベント構造を設けるのが一般的な対処であったが、先に指摘したようにガスベント構造の採用はバリの発生を誘発する。

上記に対して、本発明に係るＯＡ用ブレード１は製造時にあって上記のようなショートの発生を抑制するだけでなく、バリの発生をも抑制して効率良く製造できるように設計してある。そのために、本発明に係るＯＡ用ブレード１で用いる金属プレート２の表面には所定の粗面加工が施してある。ここで言う粗面加工とは、その作用的な面から、ショート発生の原因となるような不要なガスは逃がす（通す）構造であるが、ゴム部材の材料は通さないように設定した構造であると理解されるものである。

そして、上記のように機能する粗面加工は、金属プレート２とゴム部材との境界面からガスを逃がすための微細な凹凸構造として得られるもので、金属プレート２の表面を荒らし処理することによって形成したものである。ここでの微細な凹凸構造は、キャビティＣＡから外れた位置でガスを貯留するバッファ構造のように機能するものでもよいし、ガスを金型外へ放出する放出経路の一部として機能するものであってもよい。このように不要ガスをキャビティＣＡ内から待避させるように作用する構造を、ここではガス逃げ機構と称することとする。

従来、一般的なＯＡ用ブレードで採用している金属プレートは表面が一定以上の平滑性を備えており、その表面粗さを示すＲａ値（中心線平均粗さ、算術平均粗さ：平均線から絶対値偏差の平均値）は０．１μｍ未満程度であった。これに対して、本発明に係る金属プレート２の場合は、その表面を意図的に荒らした粗面加工が施されている。例えば金属プレート２表面のＲａ値は０．１μｍ以上であるのが望ましく、また、このＲａ値は０．５μｍ以下であるのが望ましい。
表面粗さを示す指標には、上記Ｒａ値の他、Ｒｙ値（最大高さ：基準長さ毎の最低谷底から最大山頂までの高さ）もある。一般的なＯＡ用ブレードでのＲｙ値は、０．６〜１．５μｍ程度であった。これに対して、本発明に係る金属プレート２の場合、例えば表面のＲｙ値は１．０μｍ以上であるのが望ましく、また、このＲｙ値は５．０μｍ以下であるのが望ましい。
上記Ｒａ値およびＲｙ値の少なくとも一方が、上記の条件を満たすようにして金属プレート２表面に微細な凹凸形状が形成すると、この部分が前述したようにガス逃げ機構として機能するのでキャビティ内から不要ガスを除くことができる。

そして、より好ましくは、表面粗さに関する他のパラメータＲｓｋ（スキューネス（skewness）：粗さ平均値のまわりの非対称性を示す指標）が正（プラス）の値（正値）となるように、表面加工されていることが好ましい。
上記パラメータＲｓｋは、表面のゆがみ（偏り）を示す指標であり、これが正値であると表面の凹凸曲線が谷側へと偏るためプレート表面の金型との接触面積が負値と比較して小さく、エアが抜け易くなる。よって、パラメータＲｓｋは正値であることが望ましく、この条件を満たすように金属プレート２の表面を加工すると、ショートの原因となる不要ガスがキャビティ内に滞留することをより確実に防止し充填率を更に向上させることができる。

以上で説明した金属プレート２の表面を粗面加工するための処理技術は、従来において公知の表面処理技術を採用できる。例えば、ローレット加工、アヤメ加工、サンドブラスト加工などの物理的な粗面加工を採用してもよいし、シボ加工などのように化学腐食（エッチング）による粗面加工を採用してもよい。更には放電加工など電気的或いは光学的な粗面加工技術を採用してもよい。そして、前述した金属プレート２表面について、前述した粗さの所定条件が得られるように複数の粗面加工技術を組み合わせてもよい。また、上記金属プレート２をコイル状としたプレート材料から形成してもよく、この場合にプレート材料の圧延時にコイルに上述した粗面加工を施してもよい。

なお、不要なガスを除去してショートの発生を防止するという観点からは、ガスが滞留し易いゴム部材の外縁部（ゴム部材の外周縁）が位置することが予想される金属プレート２表面（ゴム部材が貼付けられる面）の一部のみに、前述したような粗面加工を施してもよい。
また、ゴム部材を表面に確実に貼付けるためプライマを金属プレート２表面に塗布して金型内にセットする場合がある。また、金属プレート２の片面（図３では下面）全体に粗面加工を施すのが好ましい。プレート表面に凹凸が形成されるとアンカー効果により接着力を増加させることができる。

以上で説明したＯＡ用ブレード１は、前述したような粗面加工を施した金属プレート（プレート）２を採用している。これにより、製造工程においてキャビティＣＡ内に材料を注入したときにエアが混入していたような場合であっても、前述したように粗面加工した部分が不要ガス待避構造として作用することによりキャビティ内から不要なガスを確実に除くことができるのでショートの発生を防止できる。さらに、粗面加工の部分は極微細であり、ガスの通過は許容するがゴム部材の材料は通過させない。よって、以上で説明したＯＡ用ブレード１は、製造時においてショートだけでなくバリの発生も抑制するので、効率良く製造できることになる。

上記ＯＡ用ブレードを製造するのに好適であるＯＡ用ブレード用金型について、以下説明する。図４は、ＯＡ用ブレード１を製造する際に使用する金型の片方である下型１０の構造を模式的に示した平面図である。ここでは図示しない上型は下型１０と対応した形状を有しており、下型１０の上に載置されると内部にＯＡ用ブレード１と対応する形状が形成されている。

図４で例示する下型１０は、ＯＡ用ブレード１（図２参照）を複数同時に製造できるように設計されている。この下型１０は、複数個取り（図４の例示は４個取り）するように設計されている。図４では、４個のＯＡ用ブレードを同時に製造するように下型１０内に４個のキャビティＣＡ−１〜ＣＡ−４が形成されている。この下型１０の所定位置に金属プレート２（図２参照）がセットされる。このときに、金属プレート２の下側に各キャビティＣＡ−１〜ＣＡ−４が存在する状態になる。よって、プライマを予め塗布した金属プレート２をセットしてから図示しない上型で上方を閉止し、各キャビティＣＡ−１〜ＣＡ−４内に材料を充填し、これを硬化させるとゴム部材３を所定位置に備えたＯＡ用ブレード１を製造できる。

この下型１０に適用されている特徴的な構造について詳細に説明する。この下型１０には金属プレート２がセットされる浅めの凹部ＤＥ−１〜ＤＥ−４が４個形成されており、その中央部には更に深く凹状に形成した上記キャビティＣＡ−１〜ＣＡ−４が存在している。なお、下型１０に設けた上記浅めの凹部ＤＥ−１〜ＤＥ−４は省略することもできる。

なお、金属プレート用の材料としてはステンレス鋼（ＳＵＳ）やリン青銅などが採用されるが、金型の場合はこれとは異なる材料（例えば、鋼材、ＳＫＤ系、ＳＵＳ系のプリハードン鋼や焼き入れ焼き戻し鋼など）を採用するのが望ましい。

図５は、上下型の間に金属プレートをセットした状態とした金型を示した図である。この金型５は上記で図示を省略していた上型１５が図示され、コールドランナ構造、オーバーフロー構造、また真空引きの構造などを備えることが好ましい構造が示してある。

図５に示すように、ランナ部２３、２４の一部は冷却ジャケット２６により囲まれており、冷却可能なコールドランナとして構成される。筒状空間をなすランナ部２４は、これを形成するブッシュ２５を介して筒状の冷却ジャケット２６に接していて、冷却ジャケット２６には、冷却媒体、例えば冷却水を通過させる冷却管路２７が設けられ、この冷却媒体を冷却管路２７に導いて通過させることにより、冷却ジャケット２６の筒内に設けられたランナ部２４を冷却して、ここを通過する液状シリコーンなどの熱硬化性材料ＭＡの硬化が進み難い温度に維持して硬化させないようにしている。なお、図５でＰＬがパーティングラインであり、これより上側が上型１５、下側が下型１０である。

下型１０のキャビティＣＡの周囲にはキャビティＣＡに注入された熱硬化性の材料ＭＡを硬化させるためのヒータ３２が、下型１０だけでなく上型１５の下側にも配備されている。その一方で上型１５にはランナ部２３、２４に材料ＭＡが滞留していても、これを硬化させることがないように冷却管路３１が設けられている。この冷却管路３１はランナ部２４周辺のコールドランナ構造とは別に上型１５の上側全体を冷却する。上型１５の中段には、熱効率を高めるための好ましい構造として断熱層２８、２９が配備してある。

再度、図４も参照して説明する。金型５ではゴム部材３を形成する材料として熱硬化性の液状シリコーンが採用される。このような材料は、外部の注入装置４０からゲート１４を介してゴム部材３の形状に形成したキャビティＣＡ（空間）内へ充填（射出）される。ここで、キャビティ内に不要ガスが滞留しないようにしながら材料を充満させることによって、シャープな形状のゴム部材３を備えたＯＡ用ブレードを製造できる。

金型５が備えておくのが好ましい構造を、図４を参照して更に説明する。下型１０にはキャビティＣＡ−１〜ＣＡ−４の周囲には密閉用のパッキン１７が配備されると共に、当該パッキン１７の内側に（図４ではパッキンの下側をくぐって）真空引き部１８が設けられている。この真空引き部１８は、外部のガス吸引装置１９に接続されてパッキン１７内にあるキャビティの周囲を真空引きできるように構成してある。このように真空引の構造を更に備えていると、キャビティの周囲を低圧に調整できるので、粗面加工によって形成された不要ガス待避構造へ不要ガスの誘導をスムーズに流すことでショートの発生を確実に防止できる。

以下では、粗面加工を施した金属プレートを採用してＯＡ用ブレードを製造した場合の実施例を説明する。

（実施例）
図６は、表面粗さについてのＲａ値およびＲｙ値、並びにＲｓｋ値を変更した金属プレートを複数準備し、これを用いてＯＡ用ブレードを製造した場合の他の実施例について示した図である。この実施例では切欠部のある複雑形状のＯＡ用ブレードとした場合である。
この実施例でも、Ｒａ値が０．１μｍ以上かつＲｙ値が１．０μｍ以上で、Ｒｓｋ値が正値であると、金属プレートの境界面に発生するショートＳＨを抑制できることが確認できる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

以上の説明から明らかなように、この発明によればショートやバリなどの発生を抑制しつつ製造可能な、ＯＡ装置用のブレードを提供できる。このようなＯＡ用ブレードは製品の歩留まり向上に寄与する。

本実施形態の金型を用いて製造されるＯＡ用ブレードをＯＡ装置に取付けた状態を示している模式図である。 本実施形態に係るＯＡ用ブレードの構造例を示した平面図である。 本実施形態に係るＯＡ用ブレードを金型で製造するときの様子を概略的に例示した図である。 ＯＡ用ブレードを製造する際に使用する金型の片方である下型の構造を模式的に示した平面図である。 上下型の間に金属プレートをセットした状態とした金型を示した図である。 表面粗さについてのＲａ値、Ｒｓｋ値を変更した金属プレートを複数準備し、これを用いてＯＡ用ブレードを製造した実施例について示した図である。 従来ＯＡ用ブレードの金属プレート上に貼付けられるゴム部材の一部を拡大して示した図である。 従来の金型でショートが発生し易い部分にガス逃げ部を設置する場合について示した図である。

符号の説明

１ ＯＡ用ブレード
２ 金属プレート（プレート）
３ ゴム部材（弾性部材）
５ 金型
１０ 下型
１４ ゲート
１５ 上型
１８、１９ 真空引き構造
ＣＡ（ＣＡ−１〜ＣＡ−４） キャビティ
ＳＨ ショート

Claims (2)

1. 長尺形状のプレートを金型内にセットした後にゴム材を金型のキャビティに注入して硬化させることにより、前記プレート上に弾性部材としてのゴム部材を長手方向に沿って設けたＯＡ用ブレードであって、
   前記プレートの表面に粗面加工が施してあり、
   前記プレート表面粗さについてのＲａ値が０．１μｍ以上０．５μｍ以下であり、
   前記プレート表面についてのＲｓｋ値が正値である、ことを特徴とするＯＡ用ブレード。
2. 前記ゴム材は熱硬化性材料であることを特徴とする請求項１に記載のＯＡ用ブレード。

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