JPH11352776A - 層形成ブレ―ドおよびその製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】低硬度のゴム材料等を用いながらも、耐摩耗性
に優れた層形成ブレードを提供する。 【解決手段】表面層とその内側に形成された内部層とを
備えた層形成ブレード７であり、表面層が内部層より高
硬度に形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真複写機、
プリンター、ファクシミリ等に用いられる層形成ブレー
ドおよびその製法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子写真複写機による複写はつ
ぎのようにして行われる。すなわち、回転する感光ドラ
ムに原稿像を静電潜像として形成し、これにトナーを付
着させてトナー像を形成し、このトナー像を複写紙に転
写することにより複写を行うものである。この場合、上
記感光ドラム表面に対して静電潜像を形成させるために
は、予め感光ドラム表面を帯電させ、この帯電部分に対
して原稿像を光学系を介して投射し、光の当たった部分
の帯電を打ち消すことにより静電潜像をつくるというこ
とが行われている。そして、感光ドラム上の静電潜像を
現像し、可視像を形成する現像方法としては、その使用
する現像剤の種類に応じて、従来より各種の方法が提案
されている。その一例として、トナーのみを現像剤とし
て用いる一成分現像方式が知られている。

【０００３】上記一成分現像方式に用いられる現像装置
としては、例えば、図６に示すような現像装置１が提案
されている。この現像装置１では、一成分現像剤（トナ
ー）２を担持する現像ロール３が感光ドラム４と所定間
隔で対設されており、かつ感光ドラム４側に開口したト
ナーボックス５の内部に収容されている。また、上記現
像ロール３は、ポリウレタンフォーム，スポンジ等から
なる発泡体を用いた弾性ロール６に当接しており、この
弾性ロール６のつれ回りにより、トナー２が供給される
ようになっている。一方、上記トナーボックス５には、
その開口部５ａの上端に層形成部材９がねじ１０止めさ
れている。この層形成部材９は、シリコーンゴム製平板
等からなる層形成ブレード７と、金属製平板等からなる
支持ホルダー８とからなり、この支持ホルダー８の一端
部がトナーボックス５の開口部５ａの上端にねじ１０止
めされているとともに、他端部の一側面（現像ロール３
に対向する面）に層形成ブレード７が接着されている。
そして、この層形成ブレード７が現像ロール３の外周面
に圧接している。

【０００４】このような現像装置１において、つぎのよ
うにして感光ドラム４の外周面にトナー像が形成され
る。すなわち、まず現像ロール３と感光ドラム４とが図
示のとおり回転するとともに、層形成ブレード７と現像
ロール３の外周面の摩擦によりトナー２が摩擦帯電し、
かつ現像ロール３の外周面に均一なトナー層が形成され
る。そして、このトナー層のトナー２が、感光ドラム４
の外周面に形成された静電潜像（上記トナー２とは逆の
極性に帯電されている）の電気的吸引力によって飛翔
し、静電潜像がトナー像として顕在化する。このように
して、感光ドラム４の外周面にトナー像が形成される。

【０００５】このため、上記層形成ブレード７には、現
像ロール３の外周面に接触してトナー２を摩擦帯電さ
せ、かつ現像ロール３の外周面上のトナー層を制御する
機能が要求されている。また、低融点化しているトナー
を押し付ける力を弱くし、トナーフィルミングを防止す
るという観点から、上記層形成ブレード７として、ゴム
硬度（ＭＤ−１硬度）が５０度より低い低硬度ゴムを用
い、これにより、現像ロール３との接触面積（ニップ
幅）を確保しつつ、現像ロール３との接触抵抗を低減す
るようにしている。これに対し、上記層形成ブレード７
として、高硬度のゴムを用いると、トナーを押し付ける
力を小さくするために、現像ロール３に層形成ブレード
７を軽く当てなければならなくなり、ニップ幅が小さく
なってトナーの摩擦帯電が不足する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記層
形成ブレード７を低硬度のシリコーンゴム等で作製する
と、この低硬度のシリコーンゴム等が耐摩耗性に乏しい
ため、ニップ部の削れが大きくなる。また、シリコーン
ゴム等を低硬度にする必要性から、補強剤のシリカ添加
量を少なくし、架橋密度を低めに抑えている。これがシ
リコーンゴム等の強度低下につながり、耐摩耗性が一層
悪くなる。

【０００７】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、低硬度のゴム材料等を用いながらも、耐摩耗性
に優れた層形成ブレードおよびその製法の提供をその目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、表面層とその内側に形成された内部層と
を備え、表面層が内部層より高硬度に形成されている層
形成ブレードを第１の要旨とし、層形成ブレード用成形
型を準備し、この層形成ブレード用成形型内にゴム材料
を導入し成形して架橋硬化させ、ついでこの硬化体を脱
型する層形成ブレードの製法であって、上記硬化体の表
面に紫外線照射を行うようにした層形成ブレードの製法
を第２の要旨とし、層形成ブレード用成形型を準備し、
この層形成ブレード用成形型内にゴム材料を導入し成形
して架橋硬化させ、ついでこの硬化体を脱型する層形成
ブレードの製法であって、上記硬化体の表面に高硬度樹
脂による膜形成を行うようにした層形成ブレードの製法
を第３の要旨とする。

【０００９】すなわち、本発明の層形成ブレードは、表
面層が内部層より高硬度に形成されているため、内部層
を低硬度のゴム材料等で作製しながらも、表面層の耐摩
耗性を向上させることができる。したがって、現像ロー
ルの回転トルクを低減すると同時に、層形成ブレードを
現像ロールに全体的に押し付けてニップ幅を確保しなが
らも、ニップ部の削れをなくすことができる。しかも、
層形成ブレードを現像ロールに接触させた状態で放置し
たのち画出しを行っても、黒べた画像に白い横すじが発
生するのを抑えることができるという効果をも奏する。
これは、上記横すじの発生原因がシリコーン中のオリゴ
マーがブリードアウトし、トナーが汚染されることにあ
るのに対し、表面層を高硬度にすることで、この表面層
がバリアー層となり、オリゴマーのブリードアウトを抑
えることができるためである。

【００１０】また、本発明の層形成ブレードにおいて、
表面でのＭＤ−１硬度（Ａ）と表面から０．５ｍｍの深
さでのＭＤ−１硬度（Ｂ）とが下記の不等式（１）を満
たしている場合には、上述の効果を確実に奏する。一
方、（Ａ）−（Ｂ）が０．２度を下回る場合には、表面
層の耐摩耗性に劣るという問題があり、７．０度を上回
る場合には、表面層の硬度が高くなりすぎ、層形成ブレ
ードのセット時までに加えられる変形に、層形成ブレー
ド自体が追従できず、表面に割れが発生してしまうとい
う問題がある。

【００１１】

【数２】 ０．２度≦（Ａ）−（Ｂ）≦７．０度……（１）

【００１２】また、本発明において、内部層のＭＤ−１
硬度が３０〜５０度である場合には、現像ロールの回転
トルクを低減させ、かつ、充分なニップ幅を確保するこ
とができる。

【００１３】一方、本発明の層形成ブレードの製法で
は、層形成ブレード用成形型で得られた硬化体の表面に
紫外線照射を行うようにしている。このものでは、紫外
線照射により硬化体の表面層を内部層より高硬度に形成
することができる。すなわち、紫外線照射を行った硬化
体の表面で硬度が最も上昇し、内部にゆくにつれて照射
エネルギーが減衰し、硬度上昇が緩和される。そして、
表面で硬度が最も高く、内部にゆくにしたがって硬度が
徐々に低くなる硬度傾斜材料が得られる。この製法で得
られた層形成ブレードは、上述したように、表面層が内
部層より高硬度に形成されているため、内部層を低硬度
のゴム材料で作製しながらも、表面層の耐摩耗性を向上
させることができる。さらに、紫外線照射によると、ゴ
ム表面の架橋度がアップし、樹脂化が生じるため、ゴム
表面の樹脂層がバリアー層となり、オリゴマーのブリー
ドアウトを抑えることができる。したがって、横すじが
発生するのを防ぐことができる。また、紫外線照射は簡
易な設備で行えるという利点もある。

【００１４】また、本発明の層形成ブレードの製法で
は、層形成ブレード用成形型で得られた硬化体の表面に
高硬度樹脂による膜形成を行うようにしている。このも
のでも、高硬度樹脂からなる表面層が内部層より高硬度
に形成されているため、内部層を低硬度のゴム材料で作
製しながらも、表面層の耐摩耗性を向上させることがで
きる。しかも、高硬度樹脂からなる表面層がバリアー層
となり、オリゴマーのブリードアウトを抑えて、横すじ
の発生を防ぐことができる。

【００１５】つぎに、本発明を詳しく説明する。

【００１６】本発明の層形成ブレードは、内部層と、こ
の内部層より高硬度に形成された表面層とを備えてい
る。

【００１７】上記内部層を構成する材料としては、シリ
コーンゴム，ウレタンゴム，ＥＰＤＭ（エチレン・プロ
ピレン・ジエン共重合体）等のゴム材が好適に用いられ
る。このようなゴム材料のゴム硬度は、ＭＤ−１硬度が
３０〜５０度に設定されており、好適には、３５〜４５
度に設定されている。３０度を下回ると、トナーの摩擦
帯電が不足するという問題があり、５０度以上である
と、トナーフィルミングを防止するために、現像ロール
に軽く当てなければならなくなり、ニップ幅が小さくな
ってトナーの摩擦帯電が不足するという問題がある。ま
た、ＭＤ−１硬度が３５〜４５度の範囲内に設定されて
いると、トナーの摩擦帯電性と耐摩耗性の両立という利
点がある。

【００１８】上記シリコーンゴムとしては、特に限定さ
れるものではなく、高温加硫型（ＨＴＶ）シリコーンゴ
ムや、室温加硫型（ＲＴＶ）、低温加硫型（ＬＴＶ）の
液状シリコーンゴムが用いられる。なかでも、硬化時に
副生成物を生じない、付加反応型液状シリコーンゴムが
好ましい。

【００１９】上記表面層を内部層より高硬度に形成する
方法としては、層形成ブレードの製造時に得られる硬化
体の表面に紫外線照射を行う方法や、高硬度樹脂による
膜形成を行う方法がある。紫外線照射を行う場合には、
通常の紫外線照射装置により行うことができる。また、
電子線等の有効な電磁波を照射してもよいが、簡易な装
置で行える点で、紫外線照射が望ましい。一方、高硬度
樹脂による膜形成を行う場合には、スプレー，ディッピ
ング等の一般的なコーティング方法でよい。

【００２０】また、本発明に用いる層形成ブレード用成
形型は、従来から層形成ブレードの製造に用いられるも
のであれば、どのようなものであっても差し支えない。

【００２１】このような層形成ブレードの寸法は、特に
限定されるものではないが、通常の現像装置に用いる場
合には、厚みが０．１〜１０ｍｍ程度で、幅が１〜２０
ｍｍ程度のものが好ましい。

【００２２】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態を図
面にもとづき説明する。

【００２３】図１および図２は本発明の一実施の形態で
ある層形成ブレード７を用いた層形成部材９を示してい
る。この実施の形態では、層形成部材９は、シリコーン
ゴム（ＭＤ−１硬度が４０度である）製平板体からなる
層形成ブレード７と、断面Ｌ字状に形成された金属製板
体（アングルプレート）からなる支持ホルダー８とから
なり、この支持ホルダー８のＬ字状の一片８ａにねじ挿
通孔（図示せず）が穿設されている。また、上記支持ホ
ルダー８のＬ字状の他片８ｂに層形成ブレード７が、そ
の先端側が上記Ｌ字状の他片８ｂの先端面から突出した
状態で接着，固定されている。このような層形成ブレー
ド７の表面層の硬度は、内部層の硬度より高硬度に形成
されている。

【００２４】上記の層形成ブレード７を、つぎのように
して製造することができる。すなわち、まず、所定の層
形成ブレード用成形型（図示せず）を準備する。つい
で、シリコーンゴム組成物を成形型内に導入し、成形型
内を温度１５０〜２００℃に加熱して架橋硬化させる。
つぎに、この硬化体を成形型から取り出す。そののち、
上記硬化体の表面のうち、現像ロール３（図７参照）に
当接する部分に対し、紫外線照射を行う。このようにし
て層形成ブレード７を製造することができる。このよう
にして製造された層形成ブレード７を、適宜の方法で支
持ホルダー８のＬ字状の他片８ｂに接着することによ
り、層形成部材９が作製される。

【００２５】このような層形成ブレード７は、上記紫外
線照射により、表面の硬度が最も高く、内部にゆくにし
たがって硬度が低くなる硬度傾斜材料となっているた
め、ＭＤ−１硬度が４０度であるシリコーンゴムを用い
て層形成ブレード７を作製しながらも、表面層の硬度を
高くして耐摩耗性を向上することができる。このため、
現像ロール３とのニップ幅を確保しつつ、ニップ部の削
れがなくなる。しかも、層形成ブレード７を現像ロール
３に接触した状態で放置したのち画出しを行っても、画
に横すじが発生するのを抑えることができる。

【００２６】つぎに、実施例について比較例と併せて説
明する。

【００２７】

【実施例１〜６、比較例１〜３】まず、断面Ｌ字状に形
成された板金製支持ホルダー８を準備し、この板金製支
持ホルダー８の片面にプライマーＸＰ８１−Ｂ００１６
（東芝シリコーン社製）を塗工した。ついで、この支持
ホルダー８を１８０℃の金型にセットしたのち、金型内
にゴム材料を射出成形し、支持ホルダー８の片面にゴム
製硬化体を固着した層形成部材９を作製した（図１およ
び図２参照）。上記ゴム材料として、実施例１〜６およ
び比較例１，３では、液状シリコーンゴム ＫＥ１９５
０−４０（信越化学工業製、ＭＤ−１硬度：４０度）を
用い、比較例２では、液状シリコーンゴム ＫＥ１９５
０−５０（信越化学工業製、ＭＤ−１硬度：５０度）を
用いた。そののち実施例１〜３，５，６および比較例３
では、下記の表１〜表３に示す条件で、上記ゴム製硬化
体の表面（現像ロール３への当接面）を紫外線照射し、
層形成ブレード７を得た。この紫外線照射には、ランプ
として、紫外線硬化用高圧水銀ランプＨＯ１５−Ｌ２１
２ １．５ｋｗ（岩崎電気社製）を使用した。また、実
施例４では、上記硬化体をシリコーン樹脂 ＫＲ２７０
６（信越化学工業製）の溶液中にディップしてその表面
に膜厚５μｍの樹脂層を形成し、層形成ブレード７を得
た。このような各層形成部材９において、層形成ブレー
ド７の、支持ホルダー８からの突出量を１３ｍｍに設定
した。

【００２８】このようにして得られた実施例１品〜６品
および比較例１品〜３品について、ＭＤ−１硬度，線圧
を測定し、トナーフィルミング，摩耗性，表面割れ発生
の有無および横すじを判定し、その結果を下記の表１〜
表３に示した。なお、各測定方法は以下の通りである。

【００２９】〔ＭＤ−１硬度測定法〕高分子計器社製の
ＭＤ−１硬度計により測定した。また、表面から０．５
ｍｍ厚を削ぎ落とす作業は、フォーチュナ社のバンドナ
イフスプリティングマシンＡＢ３２０Ｄにより行った。
そして、表面の硬度をＭＤ−１硬度計により測定したも
のを（Ａ）とし、０．５ｍｍ厚で削ぎ落とし面の硬度を
ＭＤ−１硬度計により測定したものを（Ｂ）とした。

【００３０】〔ブレード線圧測定法〕図３〜図５に示す
ように、層形成ブレード７を幅１０ｍｍでカットし、支
持ホルダー８の他片８ｂのエッジより９ｍｍ離れた位置
にロードセル１５の蒲鉾状端子１５ａを接触させ、層形
成ブレード７に対し垂直方向にロードセル１５の端子１
５ａを２ｍｍ押し込む（図５の端子１５ｂ参照）。その
ときの力を測定し、線圧とした。

【００３１】〔トナーフィルミング判定〕上記のように
して層形成部材９を実機に組み付けたのち、５０００枚
の耐久画出しを行い、層形成ブレード７表面へのトナー
フィルミングの発生の有無を目視で判定した。そして、
トナーフィルミングが発生しなかったものを○、トナー
フィルミングが発生したものを×として表した。

【００３２】〔摩耗性判定〕上記のようにして層形成部
材９を実機に組み付けたのち、１万枚の耐久画出しを行
い、その耐久前後の画質変化の有無を目視で判定した。
そして、変化の見られなかったもののうち、画質の良好
なものを○、変化の見られたものを×として表した。

【００３３】〔表面割れ発生の有無〕プリンターに層形
成部材９を組み付けたのち、プリンターを動かして複写
画像の乱れを調べた（サンプル数１０００枚）。そし
て、画像の乱れを生じたものについて、層形成ブレード
７の表面を肉眼で調べ、その表面に発生している割れの
発生率を求めた。そして、表面割れの発生率１％未満の
ものを○、発生率１％を超えるものを×として表わし
た。

【００３４】〔横すじ判定〕上記のようにして層形成部
材９を実機に組み付けたのち、温度３０℃，湿度９０％
の環境下で７日間放置した。そののち、黒ベタの画出し
を行い、横すじの発生の有無を目視で判定した。横すじ
のなかったものを○として、横すじのあったものを×と
して表した。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【表２】

【００３７】

【表３】

【００３８】上記実施例１品〜４品は全て、線圧が小さ
く、トナーフィルミング判定および摩耗性判定が良好
で、表面割れおよび横すじがなかったことが判る。ま
た、実施例５，６では、線圧および（Ａ）−（Ｂ）の値
が大きいものの、トナーフィルミング判定および摩耗性
判定が良好で、表面割れおよび横すじが発生しなかった
ことが判る。このように、線圧が２６ｇｆ／ｃｍ程度
で、（Ａ）−（Ｂ）の値が６．８度程度であっても、良
好な結果が得られた。これに対して、比較例１品は、摩
耗性判定が不良で、横すじがあり、比較例２品は、トナ
ーフィルミング判定が不良で、横すじがあったことが判
る。また、比較例３品は、（Ａ）−（Ｂ）の値が８．７
度であるため、横すじがないものの、表面割れが発生し
ていることが判る。

【００３９】

【発明の効果】以上のように、本発明の層形成ブレード
によれば、表面層が内部層より高硬度に形成されている
ため、内部層を低硬度のゴム材料等で作製しながらも、
表面層の耐摩耗性を向上させることができる。したがっ
て、低融点トナーのフィルミングを防止すると同時に、
層形成ブレードを現像ロールに全体的に押し付けてニッ
プ幅を確保しながらも、ニップ部の削れをなくすことが
できる。しかも、層形成ブレードを現像ロールに接触さ
せた状態で放置したのち画出しを行っても、黒べた画像
に白い横すじが発生するのを抑えることができるという
効果をも奏する。これは、上記横すじの発生原因がシリ
コーン中のオリゴマーがブリードアウトし、トナーが汚
染されることにあるのに対し、表面層を高硬度にするこ
とで、この表面層がバリアー層となり、オリゴマーのブ
リードアウトを抑えることができるためである。

【００４０】また、本発明の層形成ブレードにおいて、
表面でのＭＤ−１硬度（Ａ）と表面から０．５ｍｍの深
さでのＭＤ−１硬度（Ｂ）とが上記の不等式（１）を満
たしている場合には、上述した効果を確実に奏する。

【００４１】また、本発明において、内部層のＭＤ−１
硬度が３０〜５０度である場合には、トナーのフィルミ
ングを防止し、かつ、充分なニップ幅を確保することが
できる。

【００４２】一方、本発明の層形成ブレードの製法で
は、層形成ブレード用成形型で得られた硬化体の表面に
紫外線照射を行うようにしている。このものでは、紫外
線照射により硬化体の表面層を内部層より高硬度に形成
することができる。すなわち、紫外線照射を行った硬化
体の表面で硬度が最も上昇し、内部にゆくにつれて照射
エネルギーが減衰し、硬度上昇が緩和される。そして、
表面で硬度が最も高く、内部にゆくにしたがって硬度が
徐々に低くなる硬度傾斜材料が得られる。この製法で得
られた層形成ブレードは、上述したように、表面層が内
部層より高硬度に形成されているため、内部層を低硬度
のゴム材料で作製しながらも、表面層の耐摩耗性を向上
させることができる。さらに、紫外線照射によると、ゴ
ム表面の架橋度がアップし、樹脂化が生じるため、ゴム
表面の樹脂層がバリアー層となり、オリゴマーのブリー
ドアウトを抑えることができる。したがって、横すじが
発生するのを防ぐことができる。また、紫外線照射は簡
易な設備で行えるという利点もある。

【００４３】また、本発明の層形成ブレードの製法で
は、層形成ブレード用成形型で得られた硬化体の表面に
高硬度樹脂による膜形成を行うようにしている。このも
のでも、高硬度樹脂からなる表面層が内部層より高硬度
に形成されているため、内部層を低硬度のゴム材料で作
製しながらも、表面層の耐摩耗性を向上させることがで
きる。しかも、高硬度樹脂からなる表面層がバリアー層
となり、オリゴマーのブリードアウトを抑えることがで
き、横すじが発生するのを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の層形成ブレードを用いた層形成部材を
示す側面図である。

【図２】上記層形成部材の正面図である。

【図３】ブレード線圧測定法の説明図である。

【図４】ブレード線圧測定法の説明図である。

【図５】ブレード線圧測定法の説明図である。

【図６】上記層形成部材の使用状態を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

７ 層形成ブレード

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面層とその内側に形成された内部層と
   を備え、表面層が内部層より高硬度に形成されているこ
   とを特徴とする層形成ブレード。
2. 【請求項２】 表面でのＭＤ−１硬度（Ａ）と表面から
   ０．５ｍｍの深さでのＭＤ−１硬度（Ｂ）とが下記の不
   等式（１）を満たしている請求項１記載の層形成ブレー
   ド。 【数１】 ０．２度≦（Ａ）−（Ｂ）≦７．０度……（１）
3. 【請求項３】 内部層のＭＤ−１硬度が３０〜５０度で
   ある請求項１または２記載の層形成ブレード。
4. 【請求項４】 層形成ブレード用成形型を準備し、この
   層形成ブレード用成形型内にゴム材料を導入し成形して
   架橋硬化させ、ついでこの硬化体を脱型する層形成ブレ
   ードの製法であって、上記硬化体の表面に紫外線照射を
   行うようにしたことを特徴とする層形成ブレードの製
   法。
5. 【請求項５】 層形成ブレード用成形型を準備し、この
   層形成ブレード用成形型内にゴム材料を導入し成形して
   架橋硬化させ、ついでこの硬化体を脱型する層形成ブレ
   ードの製法であって、上記硬化体の表面に高硬度樹脂に
   よる膜形成を行うようにしたことを特徴とする層形成ブ
   レードの製法。