JP7236786B2 - 現像ブレード及びその製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、現像ブレード及びその製造装置に関する。

特許文献１には、レーザプリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子写真画像形成装置の現像装置に用いられる現像ブレードが開示されている。この現像ブレードは、支持部材の端側部にブレード部材を有するものである。ブレード部材は、シリコーンゴムを主成分として構成されており、シリコーンゴムの表面に摩擦係数を低減させるためのコーティング膜が形成されている。

特許文献２には、長尺形状の硬質プレート上の長手方向の両側にブランクエリアを確保し、その間に現像剤と接触させる弾性部材を接着した現像ブレード、及びその製造に用いる金型が開示されている。現像ブレード用金型では、弾性部材に対応する形状に形成されたメインキャビティと空間として連続してオーバーフローした材料を回収するオーバーフロー部が、両ブランクエリア間に対応する所定領域内に設けてある。現像ブレードでは、両ブランクエリア間の所定領域内に、弾性部材に連続してオーバーフロー部に対応する弾性部材の付加部が存在している。

特許文献２の現像ブレード用金型において、メインキャビティと連通するオーバーフロー部は、メインキャビティより小容量のサブキャビティと、メインキャビティとサブキャビティを接続するとともに両キャビティ間の流路断面積を絞った絞り部とから構成されている。メインキャビティからオーバーフローした材料をオーバーフロー部（サブキャビティ、絞り部）にて回収することで、残存する材料の除去作業を不要として効率良く現像ブレードを製造することができる。

特開２００７－２９３００９号公報 特許第５３９９６６６号公報

しかしながら、特許文献２は、弾性部材の材料の流れが必ずしも一定ではないため、メインキャビティとサブキャビティと絞り部における材料の充填量にバラツキが生じるという問題がある。例えば、メインキャビティとサブキャビティと絞り部の一部にだけ材料の充填量が多すぎる場合、弾性部材にバリが発生してしまう。一方で、メインキャビティとサブキャビティと絞り部の一部にだけ材料の充填量が少なすぎる場合、弾性部材が不安定となり、例えば、オーバーフロー部（サブキャビティ、絞り部）に対応する弾性部材の付加部が脱落する成形不良が発生してしまう。また、オーバーフロー部（サブキャビティ、絞り部）に対応する弾性部材の付加部の脱落防止構造（例えば成形時の真空引き構造）を施した場合、現像ブレード及びその製造装置の構造の複雑化、部品点数の増加、高コスト化及びレイアウト性の低下（例えば他部材との干渉）を招いてしまう。ここで述べた技術課題は、材料の流動性が不安定になりやすい多数個取り（単一の金型から複数の成形品を取り出す）の製造装置において、顕著に現れる。

本発明は、以上の問題意識に基づいてなされたものであり、弾性部材の安定性を確保すると共にバリの発生を抑制することができる現像ブレード及びその製造装置を提供することを目的とする。

本実施形態の現像ブレードは、支持部材と、前記支持部材に支持される弾性部材と、を有し、前記弾性部材は、第１肉部と、第２肉部と、前記第１肉部と前記第２肉部を接続する接続部と、を有し、前記第２肉部は、前記接続部から離れるに連れて拡張することで前記第２肉部の部分体積を漸増させる拡張部を有し、前記第１肉部と前記第２肉部は、長手方向に延びると共に短手方向に離間し、前記接続部は、前記第１肉部の前記長手方向の一端部から前記短手方向に突出する突出部を有し、前記拡張部は、前記突出部から前記長手方向と前記短手方向の少なくとも一方を基準として傾斜するテーパ部を有する、ことを特徴としている。

前記テーパ部のテーパ角度をＴと定義したとき、５°＜Ｔ＜５０°、より好ましくは１０°＜Ｔ＜３５°を満足してもよい。

前記第１肉部は、現像ローラとの摩擦帯電によって前記現像ローラの周面上に現像剤を担持させる機能を有し、前記第２肉部は、前記第１肉部の機能を有しなくてもよい。

前記第２肉部は、前記第１肉部の成形時に前記第１肉部からオーバーフローした前記弾性部材の材料を回収したものであってもよい。

本実施形態の現像ブレードの製造装置は、上述したいずれかの現像ブレードの製造装置であって、前記弾性部材の材料を注入するキャビティとして、前記第１肉部を形成するための第１肉部用キャビティと、前記第２肉部を形成するための第２肉部用キャビティと、前記接続部を形成するための接続部用キャビティと、を有する、ことを特徴としている。

本実施形態によれば、弾性部材の安定性を確保すると共にバリの発生を抑制することができる現像ブレード及びその製造装置を提供することができる。

本実施形態の現像ブレードを搭載した現像装置の一例を示す図である。 本実施形態の現像ブレードの全体構造の一例を示す図である。 本実施形態の現像ブレードの長手方向の一端部を拡大して示す図である。 第２肉部に設けた拡張部としてのテーパ部の第１の例を示す図である。 第２肉部に設けた拡張部としてのテーパ部の第２の例を示す図である。 第２肉部に設けた拡張部としてのテーパ部の第３の例を示す図である。 第２肉部に設けた拡張部としてのテーパ部の第４の例を示す図である。 第２肉部に設けた拡張部としてのテーパ部の第５の例を示す図である。 本実施形態の現像ブレードの製造装置の一例を示す図である。

図１は、本実施形態の現像ブレード１０を搭載した現像装置１の一例を示す図である。現像装置１は、例えば、レーザプリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子写真画像形成装置の現像装置とすることができる。現像装置１は、例えば、電子写真画像形成プロセスを用いた画像形成装置において、感光体ドラム６上に形成された潜像を現像するためのものである。

現像装置１は、ホッパ２と、現像ローラ３と、攪拌板４とを有している。ホッパ２の内部の現像剤５が攪拌板４の回動により現像ローラ３に供給され、現像ブレード１０と現像ローラ３の摩擦帯電により現像ローラ３の周面上に現像剤５が薄層で均一に担持される。そして、潜像が形成されている感光体ドラム６に現像ローラ３から現像剤５が移行して現像が行われる。

図２は、本実施形態の現像ブレード１０の全体構造の一例を示す図である。現像ブレード１０は、長手方向（図中の左右方向）に延びる支持部材２０と、長手方向（図中の左右方向）に延びると共に支持部材２０に支持される弾性部材３０とを有している。

支持部材２０は、例えば、ステンレス、リン青銅等を含んだ金属基板の他、セラミック基板や樹脂基板を用いることができる。但し、支持部材２０の構成材料には自由度があり、種々の設計変更が可能である。

弾性部材３０は、例えば、シリコーンゴム、２液硬化性ポリウレタン、フッ素ゴム、クロロプレンゴム等の熱硬化性の弾性材料を用いることができる。成形の際にはシリコーンゴムであれば液状シリコーンゴムを用いることができる。但し、弾性部材３０の構成材料には自由度があり、種々の設計変更が可能である。弾性部材３０の表面には、摩擦係数を低減するためのコーティング膜が形成されていてもよい。

弾性部材３０は、例えば、支持部材２０の長手方向（図中の左右方向）の中央部（中間部）にプライマにより接着固定あるいはゴム加硫接着されている。支持部材２０は、弾性部材３０の長手方向（図中の左右方向）の両側に一対のブランクエリア２１を有している（ブランクエリア２１の間に弾性部材３０が位置している）。なお、支持部材２０のブランクエリア２１を省略して、支持部材２０の長手方向（図中の左右方向）の全体に亘って弾性部材３０が支持されていてもよい。また、図示は省略しているが、支持部材２０の左端部近傍（左側のブランクエリア２１よりやや右側の部位）には、後述する製造装置４０のゲート部付きキャビティ４８のゲート部４８Ｇと連通して弾性部材３０の材料を注入するための注入口が形成されていてもよい。

図３は、本実施形態の現像ブレード１０の長手方向の一端部（図２中の右端部）を拡大して示す図である。

図３に示すように、弾性部材３０は、第１肉部３１と、第２肉部３２と、第１肉部３１と第２肉部３２を接続する接続部３３とを有している。第１肉部３１と第２肉部３２は、長手方向に延びると共に短手方向に離間している。第１肉部３１は、第２肉部３２と比べて、長手方向の延在量及び体積が大きくなっている。第２肉部３２は、第１肉部３１と比べて、長手方向の延在量及び体積が小さくなっている。第２肉部３２は、第１肉部３１の長手方向の一端部（図中の右端部）寄りの上方に位置している。

接続部３３は、突出部３４と、絞り部３５とを有している。突出部３４は、第１肉部３１の長手方向の一端部（図中の右端部）から短手方向（図中の上方向）に突出している。絞り部３５は、突出部３４から長手方向の他端部（図中の左端部）に向かって第２肉部３２に延びている。絞り部３５は、長手方向（図中の左右方向）に位置する第２肉部３２と突出部３４と比べて、体積（断面積）が大幅に低減された形状を有している。

第１肉部３１は、現像ローラ３との摩擦帯電により現像ローラ３の周面上に現像剤５を担持させる機能（いわば現像ブレード１０の本質的機能）を有している。これに対して、第２肉部３２は、上述した第１肉部３１の機能（いわば現像ブレード１０の本質的機能）を有していない。すなわち、第２肉部３２は、第１肉部３１の成形時に第１肉部３１からオーバーフローした弾性部材３０の材料を回収したものである。

ここで、上述した特許文献２に代表される従来の現像ブレードは、サブキャビティ及びこれに対応する弾性部材の付加部が直方体形状を有しているのが一般的である。しかし、本発明者の鋭意研究によると、サブキャビティ及びこれに対応する弾性部材の付加部が直方体形状である場合、弾性部材の材料の流れが必ずしも一定ではないため、メインキャビティとサブキャビティと絞り部における材料の充填量にバラツキが生じるという問題がある。例えば、メインキャビティとサブキャビティと絞り部の一部にだけ材料の充填量が多すぎる場合、弾性部材にバリが発生してしまう。一方で、メインキャビティとサブキャビティと絞り部の一部にだけ材料の充填量が少なすぎる場合、弾性部材が不安定となり、例えば、オーバーフロー部（サブキャビティ、絞り部）に対応する弾性部材の付加部が脱落する成形不良が発生してしまう。また、オーバーフロー部（サブキャビティ、絞り部）に対応する弾性部材の付加部の脱落防止構造（例えば成形時の真空引き構造）を施した場合、現像ブレード及びその製造装置の構造の複雑化、部品点数の増加、高コスト化及びレイアウト性の低下（例えば他部材との干渉）を招いてしまう。ここで述べた技術課題は、材料の流動性が不安定になりやすい多数個取り（単一の金型から複数の成形品を取り出す）の製造装置において、顕著に現れる。

とりわけ、体積（断面積）が大幅に低減された絞り部からサブキャビティに弾性部材の材料が供給されるとき、絞り部からの弾性部材の材料は流れやすい方向に逃げるので、サブキャビティの天井面に向かって噴出する結果、硬質プレートのプライマ処理面に接触しないおそれがある。この場合、オーバーフロー部の弾性材料が硬質プレートに接着せず、脱落しやすい状態となる。仮に脱落した場合、当該脱落部分が現像ロールと現像ブレードの隙間に噛み込んで、印字不良等を引き起こすおそれがある。一方、サブキャビティに適量の材料が充填されれば、このような懸念はないが、サブキャビティに材料が過剰供給されると、バリの発生に繋がり、オーバーフロー部の本来の役割（バリ仕上げ不要）が失われてしまう。

オーバーフロー部の容量を増やす方法として、サブキャビティの容量を大きくする（例えば長手方向に長くする）ことが考えられるが、サブキャビティが押し出しピンと干渉するおそれがあり、好ましくない。あるいは、オーバーフロー部の容量を増やすために、絞り部とサブキャビティの幅（断面積）を同一とすることが考えられるが、オーバーフロー部の本来の機能が損なわれてしまう。

本実施形態では、以上の問題を重要な技術課題として捉えて、第２肉部３２に、接続部３３（突出部３４又は絞り部３５）から離れるに連れて拡張することで第２肉部３２の部分体積を漸増させる拡張部（図４～図９を参照して後述するテーパ部３２Ａ～３２Ｅ）を設けている。

ここで、「第２肉部３２の部分体積」は、第２肉部３２の体積のうち、拡張部（テーパ部３２Ａ～３２Ｅ）の内側領域（例えば三角柱又は三角錐等）が占める体積のことを意味する。

第２肉部３２に拡張部（テーパ部３２Ａ～３２Ｅ）を設けることによって、接続部３３（突出部３４又は絞り部３５）から第２肉部３２に供給された弾性部材３０の材料が支持部材２０に良好に接触（接着）するので、弾性部材３０の一部が支持部材２０から脱落するのを効果的に防止することができる。なお、第２肉部３２に拡張部（テーパ部３２Ａ～３２Ｅ）を設けると、第２肉部３２の容量が減少してしまうため、第２肉部３２の高さを従来よりも大きくすることで、第２肉部３２の容量を調整してもよい。

図４Ａ、図４Ｂは、第２肉部３２に設けた拡張部としてのテーパ部３２Ａの第１の例を示す図である。図４Ｂは、図４ＡのIVB－IVB線に沿う断面図である。

図４Ａ、図４Ｂに示すように、テーパ部３２Ａは、絞り部３５から短手方向（図中の上下方向）を基準（中心軸線）として傾斜している。すなわち、テーパ部３２Ａの傾斜方向（高い箇所から低い箇所に向かう方向）は、絞り部３５から短手方向（図中の上下方向）に延びている。テーパ部３２Ａは、図４Ａの平面図において右斜め上がりに傾斜している。

図５Ａ、図５Ｂは、第２肉部３２に設けた拡張部としてのテーパ部３２Ｂの第２の例を示す図である。図５Ｂは、図５ＡのVB－VB線に沿う断面図である。

図５Ａ、図５Ｂに示すように、テーパ部３２Ｂは、絞り部３５から長手方向と短手方向（図中の左右方向と上下方向）を基準（中心軸線）として傾斜している。すなわち、テーパ部３２Ｂの傾斜方向（高い箇所から低い箇所に向かう方向）は、絞り部３５から長手方向と短手方向（図中の左右方向と上下方向）に延びている。テーパ部３２Ｂは、図５Ａの平面図において右斜め上がりに傾斜しており、図５Ｂの断面図において右斜め下がりに傾斜している。

図６Ａ、図６Ｂは、第２肉部３２に設けた拡張部としてのテーパ部３２Ｃの第３の例を示す図である。図６Ｂは、図６ＡのVIB－VIB線に沿う断面図である。

図６Ａ、図６Ｂに示すように、テーパ部３２Ｃは、絞り部３５から長手方向（図中の左右方向）を基準（中心軸線）として傾斜している。すなわち、テーパ部３２Ｃの傾斜方向（高い箇所から低い箇所に向かう方向）は、絞り部３５から長手方向（図中の左右方向）に延びている。テーパ部３２Ｃは、図６Ｂの断面図において右斜め下がりに傾斜している。

図７Ａ、図７Ｂは、第２肉部３２に設けた拡張部としてのテーパ部３２Ｄの第４の例を示す図である。図７Ｂは、図７ＡのVIIB－VIIB線に沿う断面図である。

図７Ａ、図７Ｂに示すように、テーパ部３２Ｄは、絞り部３５から長手方向（図中の左右方向）を基準（中心軸線）として傾斜している。すなわち、テーパ部３２Ｄの傾斜方向（高い箇所から低い箇所に向かう方向）は、絞り部３５から長手方向（図中の左右方向）に延びている。テーパ部３２Ｄは、図７Ｂの断面図において右斜め下がりに傾斜している。図７Ａ、図７Ｂのテーパ部３２Ｄは、図６Ａ、図６Ｂのテーパ部３２Ｃと基本的に同じ構成であるが、図７Ａ、図７Ｂのテーパ部３２Ｄの方が、図６Ａ、図６Ｂのテーパ部３２Ｃよりも、テーパ率が低く（勾配が小さく緩やかと）なっている（テーパ角度が小さくなっている）。このように、テーパ部のテーパ率を低く（テーパ角度を小さく）する場合、接続部３３に絞り部３４を設けることがより好ましい。

図８Ａ、図８Ｂは、第２肉部３２に設けた拡張部としてのテーパ部３２Ｅの第５の例を示す図である。図８Ｂは、図８ＡのVIIIB－VIIIB線に沿う断面図である。

図８Ａ、図８Ｂでは、接続部３３の絞り部３５が省略されて、接続部３３の突出部３４から第２肉部３２のテーパ部３２Ｅが延びている。なお、接続部３３の絞り部３５の長さには自由度があり、種々の設計変更が可能である。図８Ａ、図８Ｂは、接続部３３の絞り部３５の長さがゼロの場合と捉えることもできる。図８Ａ、図８Ｂに示すように、テーパ部３２Ｅは、突出部３４から長手方向（図中の左右方向）を基準（中心軸線）として傾斜している。すなわち、テーパ部３２Ｅの傾斜方向（高い箇所から低い箇所に向かう方向）は、絞り部３５から長手方向（図中の左右方向）に延びている。テーパ部３２Ｅは、図８Ｂの断面図において右斜め下がりに傾斜している。

図４～図８に示すように、テーパ部（拡張部）３２Ａ～３２Ｅは、長手方向と短手方向（図中の左右方向と上下方向）の少なくとも一方を基準（中心軸線）として傾斜していればよい。

図４～図８では、第２肉部３２に設ける拡張部をテーパ部３２Ａ～３２Ｅとして実現する場合を例示して説明した。しかし、第２肉部３２に設ける拡張部は、例えば、曲面部として実現してもよいし、曲面部とテーパ部の組み合わせとして実現してもよい。すなわち、接続部３３（突出部３４又は絞り部３５）から離れるに連れて拡張することで第２肉部３２の部分体積を漸増させるという機能を実現する限り、第２肉部３２に設ける拡張部の形状は制限されない。

図５Ｂに例示的に符号を付したが、第２肉部３２に設ける拡張部としてのテーパ部３２Ｂの特性（パラメータ）には、好ましい範囲がある。

第２肉部３２に設ける拡張部としてのテーパ部３２Ｂのテーパ角度をＴと定義したとき、５°＜Ｔ＜５０°を満足することが好ましい。さらに好ましくは１０°＜Ｔ＜３５°である。この条件式を満足することで、弾性部材３０の材料の充填量のバラつきを許容し、バリ発生の抑制効果を維持したまま、第２肉部３２の脱落防止効果が得られる。この条件式の上限を超えると、第２肉部３２の脱落防止効果を得ることができない。この条件式の下限を超えると、バリ発生を抑制する事ができない。

図９は、本実施形態の現像ブレード１０の製造装置（金型）４０の一例を示す図である。図９は、３個の現像ブレード１０を同時に成形する３個取りの製造装置４０を例示しているが、１個、２個または４個以上の現像ブレード１０を成形するタイプにも適用可能である。また、図９では、作図の便宜上、製造装置４０を簡略化して描いている。

製造装置４０は、現像ブレード１０の支持部材２０を載置するための載置部４１を有している。

製造装置４０は、弾性部材３０の材料を注入するキャビティとして、第１肉部３１を形成するための第１肉部用キャビティ４３と、第２肉部３２を形成するための第２肉部用キャビティ４４と、接続部３３を形成するための接続部用キャビティ４５とを有している。接続部用キャビティ４５は、突出部３４を形成するための突出部用キャビティ４６と、絞り部３５を形成するための絞り部用キャビティ４７とを有している。

図９では、第２肉部用キャビティ４４を平面視略矩形となるように描いているが、これは作図の便宜上のものであり、第２肉部用キャビティ４４は、第２肉部３２（例えば上述した拡張部（テーパ部３２Ａ～３２Ｅ）を含む）の形状に対応する形状を有している。

第１肉部用キャビティ４３の左端部には、ゲート部付きキャビティ４８が上方に突出するように形成されており、このゲート部付きキャビティ４８に、支持部材２０の注入口（図示略）と協働して（位置合わせされて）弾性部材３０の材料を注入するゲート部４８Ｇが形成されている。ここで、ゲート部４８Ｇをどこにどのように設けるかには自由度があり、種々の設計変更が可能である。例えば、ゲート部４８Ｇは、支持部材２０を貫通して当該支持部材２０の裏側から弾性部材３０の材料を注入する態様であってもよいし、支持部材２０の側方から弾性部材３０の材料を注入する態様であってもよい。

本実施形態の現像ブレード１０では、弾性部材３０が、第１肉部３１と、第２肉部３２と、第１肉部３１と第２肉部３２を接続する接続部３３（突出部３４、絞り部３５）と、を有し、第２肉部３２が、接続部３３（突出部３４、絞り部３５）から離れるに連れて拡張することで第２肉部３２の部分体積を漸増させる拡張部（テーパ部３２Ａ～３２Ｅ）を有する。これにより、弾性部材３０の安定性を確保すると共にバリの発生を抑制することができる。

本実施形態の現像ブレード及びその製造装置は、例えば、レーザプリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子写真画像形成装置の現像装置に適用することができる。

１ 現像装置
２ ホッパ
３ 現像ローラ
４ 攪拌板
５ 現像剤
６ 感光体ドラム
１０ 現像ブレード
２０ 支持部材
２１ ブランクエリア
３０ 弾性部材
３１ 第１肉部
３２ 第２肉部
３２Ａ ３２Ｂ ３２Ｃ ３２Ｄ ３２Ｅ テーパ部（拡張部）
３３ 接続部
３４ 突出部
３５ 絞り部
４０ 現像ブレードの製造装置（金型）
４１ 載置部
４３ 第１肉部用キャビティ
４４ 第２肉部用キャビティ
４５ 接続部用キャビティ
４６ 突出部用キャビティ
４７ 絞り部用キャビティ
４８ ゲート部付きキャビティ
４８Ｇ ゲート部

Claims (5)

1. 支持部材と、
   前記支持部材に支持される弾性部材と、
   を有し、
   前記弾性部材は、
   第１肉部と、
   第２肉部と、
   前記第１肉部と前記第２肉部を接続する接続部と、
   を有し、
   前記第２肉部は、前記接続部から離れるに連れて拡張することで前記第２肉部の部分体積を漸増させる拡張部を有し、
   前記第１肉部と前記第２肉部は、長手方向に延びると共に短手方向に離間し、
   前記接続部は、前記第１肉部の前記長手方向の一端部から前記短手方向に突出する突出部を有し、
   前記拡張部は、前記突出部から前記長手方向と前記短手方向の少なくとも一方を基準として傾斜するテーパ部を有する、
   ことを特徴とする現像ブレード。
2. 前記テーパ部のテーパ角度をＴと定義したとき、５°＜Ｔ＜５０°を満足する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の現像ブレード。
3. 前記第１肉部は、現像ローラとの摩擦帯電によって前記現像ローラの周面上に現像剤を担持させる機能を有し、
   前記第２肉部は、前記第１肉部の機能を有しない、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の現像ブレード。
4. 前記第２肉部は、前記第１肉部の成形時に前記第１肉部からオーバーフローした前記弾性部材の材料を回収したものである、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の現像ブレード。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の現像ブレードの製造装置であって、
   前記弾性部材の材料を注入するキャビティとして、前記第１肉部を形成するための第１肉部用キャビティと、前記第２肉部を形成するための第２肉部用キャビティと、前記接続部を形成するための接続部用キャビティと、を有する、
   ことを特徴とする現像ブレードの製造装置。

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