(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状部材と、該板状部材に固着された弾性層とを備え、該弾性層で現像ローラに当接して、該現像ローラ上に担持されたトナーの量を規制するとともに該トナーを帯電させる現像ブレードにおいて、
前記弾性層が、弾性材料１００質量部に対し、シリカ５〜２０質量部と、ケイ酸系充填材１０〜４０質量部とを含有することを特徴とする現像ブレード。
【請求項２】
前記シリカの平均粒径が１μｍ〜５０μｍである請求項１記載の現像ブレード。
【請求項３】
前記ケイ酸系充填材の平均粒径が５μｍ〜１００μｍである請求項１または２記載の現像ブレード。
【請求項４】
前記ケイ酸系充填材がクレーまたはタルクである請求項１〜３のうちいずれか一項記載の現像ブレード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は現像ブレードに関し、詳しくは、複写機やプリンタ等の各種画像形成装置における現像部に用いられる現像ブレードに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機やファクシミリ、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においては、非磁性トナーを帯電させ、その電荷により感光ドラムにトナー（現像剤）を転写する方式が採用されている。この方式においては、現像ローラ上にトナーを担持させて、その外周面と対向させた状態で取り付けられた現像ブレードにより、現像ローラ上のトナー量を規制するとともに、トナーの摩擦帯電を行っている。
【０００３】
かかる現像ブレードとしては、従来、金属のみからなるものと、現像ローラに当接する部分をゴム等の弾性材料により形成したものとが知られている。このうち後者の弾性材料を用いた現像ブレードの一例を図１に示す。図示する現像ブレード１０は、弾性材料を主成分とする弾性層１１と、弾性層１１を支持する板状部材１２とからなり、図示するように、弾性層１１において現像ローラ１に当接して、現像ローラ１の回転によりその周面に担持されて運ばれるトナーの量の規制、および、トナーの摩擦帯電を行うものである。
【０００４】
現像ブレードに関する改良技術としては、例えば、特許文献１に、部材の摩耗を低減して低分子シロキサン等の染み出しを抑制することを目的として、シリコーン系ゴム中に粒子径３〜２０μｍ、体積分率１０〜５０％の範囲の充填材を配合した材料を用いて成形した現像剤量規制部材が開示されており、充填材として、酸化ケイ素等の金属酸化物、金属炭酸塩、金属水酸化物、ガラス、マイカ、珪藻土、クレー、タルクよりなる群の一種または複数の混合物が用いられることも開示されている。この技術は、現像剤量規制部材に充填材を配合した材料を用いることにより、現像剤担持体との周動部分で現像剤担持体と充填材とが接触する機会を増やし、シリコーン成分が現像剤担持体と直接接触する機会を著しく減少させることで、部材全体の摩耗やオイル染み出しを少なくするものであって、使用する充填材としては、一般的に用いられるシリカ等のフィラーと比較して大きな粒子径を有する上記列挙のものを用いる旨開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３７２８５７号公報（特許請求の範囲，［００１２］等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年のプリンタの小型化に伴って、内部に収納される現像ローラの駆動モータを小さくすることが必要となっており、現像ローラと現像ブレードとの摩擦力を低下させて、トルクを低下させることが求められている。現像ブレードの摩擦力を低減するためには、弾性層を構成する弾性材料に無機系充填材を充填させることが有効であるが、充填材としてシリカを多量に配合すると、弾性材料のクリープが大きくなってしまい、画像不具合が発生する場合があった。したがって、かかる問題を生ずることなく、摩擦力を低減した現像ブレードの実現が求められていた。
【０００７】
そこで本発明の目的は、上記問題を解消して、弾性層に用いる弾性材料のクリープの増大を防止しつつ、弾性層と現像ローラとの間の摩擦力の低減を図った現像ブレードを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は鋭意検討した結果、弾性層を構成する弾性材料中に、シリカとともにケイ酸系充填材を所定量にて配合し、かつ、シリカの配合量を特定の範囲とすることで、上記問題を解消できることを見出して、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明の現像ブレードは、板状部材と、該板状部材に固着された弾性層とを備え、該弾性層で現像ローラに当接して、該現像ローラ上に担持されたトナーの量を規制するとともに該トナーを帯電させる現像ブレードにおいて、
前記弾性層が、弾性材料１００質量部に対し、シリカ５〜２０質量部と、ケイ酸系充填材１０〜４０質量部とを含有することを特徴とするものである。
【００１０】
本発明においては、前記シリカの平均粒径が１μｍ〜５０μｍであることが好ましく、前記ケイ酸系充填材の平均粒径が５μｍ〜１００μｍであることも好ましい。また、前記ケイ酸系充填材としては、クレーまたはタルクを好適に用いることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、上記構成としたことで、弾性層と現像ローラとの間の摩擦力を低下させつつ、弾性層に用いる弾性材料のクリープの増大を抑制することができ、画像不具合の問題を生じない現像ブレードを実現することが可能となった。なお、特許文献１には、シリコーン系ゴム中に、シリカに代えて、より大粒径の充填材を配合することは記載されているが、所定量のシリカとケイ酸系充填材との組み合わせにより、摩擦を低減するとともにクリープを抑制して、画像不具合を抑制する効果が得られることについては開示されていない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る現像ブレードを現像ローラに当接させた状態を示す概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１に示すように、本発明の現像ブレードは、板状部材１２と、板状部材１２に固着された弾性層１１とを備え、弾性層１１で現像ローラ１に当接して、現像ローラ１上に担持されたトナーの量を規制するとともにトナーを帯電させるものである。
【００１４】
本発明の現像ブレードにおいては、弾性層１１が、弾性材料１００質量部に対し、シリカ５〜２０質量部と、ケイ酸系充填材１０〜４０質量部とを含有する点が重要である。弾性材料に対し、所定量のシリカおよびケイ酸系充填材を配合して弾性層を形成したことで、シリカの配合に伴う弾性層のクリープの増大を抑えて画像品質を維持しつつ、現像ローラとの間の摩擦力を低減してトルクを低減することが可能となった。
【００１５】
弾性層１１におけるシリカの配合量が、少なすぎると摩擦力低下の効果が得られず、多すぎるとクリープが増大してしまい、いずれも本発明の所期の効果を得ることができない。また、弾性層１１におけるケイ酸系充填材の配合量が、少なすぎると摩擦力低下の効果が得られず、多すぎるとクリープが増大してしまい、いずれも本発明の所期の効果を得ることができない。シリカの配合量は、好適には弾性材料１００質量部に対し１０〜１５質量部であり、ケイ酸系充填材の配合量は、好適には弾性材料１００質量部に対し２０〜３０質量部である。
【００１６】
本発明の現像ブレードにおいては、弾性層１１中に上記所定量のシリカおよびケイ酸系充填材を配合する以外の点については特に制限されず、所望に応じ適宜構成することができる。
【００１７】
本発明の弾性層１１に用いる弾性材料としては、従来現像ブレードの弾性層用材料として用いられている材料を適宜用いることができる。具体的には例えば、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、アクリロニトリル・ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、エチレン・プロピレンゴム、エチレン・プロピレンターポリマー（ＥＰＤＭ）、ブチルゴム、アクリルゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ポリエーテルゴム、エピクロルヒドリンゴム、ウレタンゴム等のゴム材料や、ポリウレタン、シリコーン、ポリスチレン・ポリブタジエンブロック重合体、ポリオレフィン、ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体等のエラストマーなどが挙げられ、好ましくはシリコーン系ゴムを用いる。
【００１８】
シリカとしては、例えば、湿式シリカ（含水ケイ酸）、乾式シリカ（無水ケイ酸）が挙げられるが、本発明においてはいずれのものを用いてもよい。また、その粒径としては、平均粒径で１μｍ〜５０μｍ、特には３μｍ〜３０μｍ、さらには５μｍ〜２０μｍのものを好適に用いることができ、これにより、摩擦力の低減およびクリープ増大の抑制に、より効果的である。さらに、かかるシリカは、ＢＥＴ法による窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が４００ｍ２／ｇ以下であるものが、加工性を維持する点で好ましい。なお、上記ＢＥＴ法による平均比表面積は、シリカ粉体を３００℃で１時間乾燥後、ＡＳＴＭ  Ｄ４８２０−９３に準拠して測定した値である。
【００１９】
また、ケイ酸系充填材としては、具体的には例えば、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸マグネシウムカルシウムの他、クレー（Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２・２Ｈ２Ｏ）、タルク（３ＭｇＯ・４ＳｉＯ２・Ｈ２Ｏ）、カオリン（Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２・２Ｈ２Ｏ）、パイロフィライト（Ａｌ２Ｏ３・４ＳｉＯ２・Ｈ２Ｏ）、ベントナイト（Ａｌ２Ｏ３・４ＳｉＯ２・２Ｈ２Ｏ）、アタパルジャイト（５ＭｇＯ・８ＳｉＯ２・９Ｈ２Ｏ）等を挙げることができ、好適には、クレーまたはタルクを用いる。また、その粒径としては、平均粒径で５μｍ〜１００μｍ、特には３０μｍ〜８０μｍのものを好適に用いることができ、これにより、摩擦力の低減およびクリープ増大の抑制に、より効果的である。
【００２０】
本発明の現像ブレードを構成する板状部材１２は、金属や樹脂により形成することができ、金属としては、例えば、アルミニウム、鉄、銅、洋白、ステンレス、リン青銅などが挙げられ、この場合、現像ローラへの圧接力を制御する上で、好ましくは厚み０．１ｍｍ程度とする。また、樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリウレタン、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステル、フェノール樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、尿素樹脂等の合成樹脂が挙げられ、好ましくは、厚み０．５〜１．０ｍｍとすることができる。
【００２１】
本発明の現像ブレードにおいて、弾性層１１および板状部材１２の形状および構造については、画像形成装置の装置構成や設置条件等により常法に従い適宜決定することができ、特に制限されるものではない。
【００２２】
本発明の現像ブレード１０の製造方法としては、特に制限されるものではなく、弾性層１１を板状部材１２に対し一体成形にて固着する方法や、別途成形した弾性層１１を接着剤等により板状部材１２に固着する方法など、従来公知の手法を適宜用いることが可能である。公知の成形方法としては、例えば、トランスファー成形法、射出成形法等が挙げられる。特に、弾性層１１をシリコーンゴムにて形成する場合には、板状部材１２に対し弾性層１１の最終形状を決定する金型を固定して、金型内に液状シリコーンゴム配合物を射出し、加硫することにより板状部材１２に弾性層１１を固着する、いわゆるＬＩＭ成形（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｍｏｌｄｉｎｇ（リキッドインジェクションモールディング）、液状シリコーンゴム射出成形）の手法を好適に用いることができる。ＬＩＭ成形によれば、多様な形状に精度良く対応が可能であって、所望の形状を高精度で得ることができるメリットがある。
【００２３】
なお、ＬＩＭ成形に用いる液状シリコーンゴムは、下式、
0005460260.tif 000002
で示されるビニル末端を有するポリジメチルシロキサン（Ａ液）に、下式、
0005460260.tif 000003
で示されるケイ素原子結合水素原子を有するポリメチルシロキサン（Ｂ液）が付加することにより硬化する。過酸化物加硫と異なり付加反応であるため反応副生物の生成がなく、二次加硫は原則として不要である。混合前のＡ液、Ｂ液は室温では６ケ月以上放置しても安定なシェルフライフを有しているが、２液混合後は硬化が進行する。硬化速度は高温になるほど速くなる。Ａ液とＢ液との混合比率は１：１であるが、プラスマイナス１０％程度の変動があっても物性にはほとんど影響しない。
【実施例】
【００２４】
以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
板状部材（厚さ０．１ｍｍ，長さ２４０ｍｍ，幅２０ｍｍ，材質：ＳＵＳ３０１）の幅方向の一方の端部に、長手方向に沿って、厚さ１．５ｍｍにて、下記表中に示す配合の弾性層を一体成形により形成して、各実施例および比較例の現像ブレードを得た。得られた各現像ブレードに関し、下記に従い、摩擦抵抗および硬度緩和（クリープ性の代替評価）の測定を行った。その結果を、下記の表中に併せて示す。
【００２５】
＜摩擦抵抗の測定＞
金属板に各弾性層材料からなる試験片（厚さ２ｍｍ，長さ１２０ｍｍ、幅２５ｍｍ）を貼り付けた状態で、この試験片を、アクリル樹脂ロールに接触させながら、アクリル樹脂ロールの長手方向に対し垂直に、５００ｍｍ／ｍｉｎにて移動させたときの摩擦力を測定して、摩擦抵抗とした。摩擦抵抗の値が小さいほど良好であり、基準としては、１６０以下であればよい。
【００２６】
＜硬度緩和（クリープ特性）＞
各弾性層材料からなる試験片（厚さ２ｍｍ，長さ１２０ｍｍ、幅２５ｍｍ）につき、硬度計（高分子計器（株）製，マイクロゴム硬度計ＭＤ−２）を用いて、高さ０．５ｍｍ，φ１．６ｍｍの円柱プローブを８．０ｍｍ／ｓｅｃの速度で、試験片に対し垂直に０．５ｍｍ押し込むことにより、９０秒間連続で硬度の測定を行い、最大値と最小値との差を硬度緩和とした。硬度緩和の値が小さいほど良好であり、基準としては、３．０以下であればよい。
【００２７】
【表１】
0005460260.tif 000004
＊１）シリコーンゴム（東レ・ダウコーニング（株）製，品名ＤＹ３５−７００））
＊２）ケイ酸アルミニウム（ソフトクレー，旭工業（株）製，品名アルミナフレーク，平均粒径４０μｍ）
＊３）シリカ（東ソーシリカ（株）製，品名ＥＲ，平均粒径２５μｍ，Ｎ２ＳＡ＝１００ｍ２／ｇ）
【００２８】
【表２】
0005460260.tif 000005
【００２９】
【表３】
0005460260.tif 000006
【００３０】
【表４】
0005460260.tif 000007
【００３１】
上記表中の結果より、同種の充填材の単独または組み合わせ使用時には、充填材の配合量を増やすほど摩擦力が低下する傾向にあることは明らかであるが、ケイ酸系充填材およびシリカのいずれかが多すぎたり少なすぎたりして両者の配合量比率が極端である場合や、これら以外の充填材を用いた場合には、摩擦抵抗および硬度緩和のいずれかが増大して、十分良好な性能が得られていない。これに対し、ケイ酸系充填材とシリカとを本発明に係る所定量範囲で組み合わせた場合には、摩擦抵抗および硬度緩和をともに低減させて、両性能をバランス良く備えた現像ブレードが得られていることがわかる。なお、ケイ酸系充填材としてのソフトクレーを単独で充填材として用いた場合、炭酸カルシウムや水酸化アルミニウムなどの他の充填材を単独で用いた場合と比較して、組成物の粘度上昇も緩やかであった。
【符号の説明】
【００３２】
１  現像ローラ
１０  現像ブレード
１１  弾性層
１２  板状部材
【図１】
0005460260.tif 000008