(57)【要約】【課題】エラストマーとホルダーとを接着剤で接合していた従来の現像ブレードの接着成分の溶解による接着強度の低下や接合部分の分離を防止した現像ブレードを提供する。【解決手段】エラストマーとホルダーとを機械的に一体化することで上記の課題を解決し、特にエラストマーのブレードに凸形状の突起を有することで、一段と接合強度を向上させ、トナーに必要量の帯電を安定かつ確実に与えることができる現像ブレードとした。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真方式による画像形成装置における現像剤担持体に当接してトナーの層厚を規制するための現像ブレードであって、エラストマーからなるブレードと、金属からなるホルダーを、機械的に一体化してなることを特徴とする現像ブレード。
【請求項２】
請求項１に記載の現像ブレードにおいて、エラストマーからなるブレードが凸形状の突起物を有し、そのブレードと金属からなるホルダーを、機械的に一体化してなることを特徴とする現像ブレード。
【請求項３】
請求項１に記載の現像ブレードにおいて、ホルダーにおける凹部のＸの長さに対して、ブレードにおける凸部のＸの長さが、−５．０〜０．０％であり、ホルダーにおける凹部のＸ’の長さに対して、ブレードにおける凸部のＸ’の長さが、−９０．０〜−０．５％であり、さらにホルダーにおける凹部のＹの長さに対して、ブレードにおける凸部のＹの長さが、０．０〜５．０％であることを特徴とする現像ブレード。
【請求項４】
請求項１に記載の現像ブレードにおいて、ブレードの使用温度が３０〜８０℃での領域において、常温（２０℃）の時より機械的な接合度が向上することを特徴とする現像ブレード。
【請求項５】
請求項１および２、３、４に記載の現像ブレードを使用する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式によるファクシミリ、プリンター、又は複写機等に使用される現像装置に関し、より詳しくは、現像装置中の現像剤担持体に接して用いられる現像ブレードの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真の現像方式は一成分のトナーを使用する方式と、二成分のトナーを使用する方式とに分類され、一成分のトナーを使用する方式は非磁性一成分タイプと、磁性一成分タイプとにさらに分けられる。これらのタイプによるトナーへの帯電は、いずれのタイプでも帯電メカニズム上、二成分のトナーを使用する方式のようにトナーとキャリヤとの混合による帯電がないことから、トナー以外の摩擦部材との摩擦による静電的な力が必要とされる。帯電のメカニズムとしては、トナーと現像ブレードとの摩擦帯電によるもの、トナー同士の摩擦帯電によるもの、並びにトナーと現像ブレード及びスリーブとの摩擦帯電によるものに分類することができ、これらの力の総和によりトナーに対する帯電が行われる。
【０００３】
このような現像方式において、感光ドラムへのトナーの搬送は次のように行われる。まずホッパー内に貯留するトナーはトナー搬送ロールで現像ロール上へ搬送される。ジャンピング方式などのような磁性トナーを用いる場合は、マグネットロールが収納される現像スリーブ上にトナーが搬送される。次いで現像ロール上に接している層厚規制用の現像ブレードで均一なトナー薄層を形成する。このとき現像ブレードはトナー粒子に摩擦帯電により電荷を与える。この際、トナー同士の摩擦も帯電に寄与するし、また磁性トナーの場合は現像スリーブとの摩擦によっても帯電される。電荷を与えられたトナー薄層は、感光ドラムと接して感光ドラム上の静電潜像に静電的に結合し、潜像を可視化する。このようなトナーの層厚規制用の現像ブレードは、ある程度の硬度とゴム弾性を持ったシリコーンゴムやウレタンゴムなどを素材とするブレード部に、支持部を固定させて一体化し、現像ローラの外周面に適当な押圧力で面接触または線接触で圧接される。
【０００４】
そしてこれらの現像ブレードの構成は、金属製の支持ホルダーと、この支持ホルダーに装着されるシリコーンゴムやウレタンゴムなどを素材とするブレード部とを接着剤にて接合していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の経緯から層厚規制用の現像ブレードのブレード部は、トナーに接して層厚を規制すると共に摩擦帯電を行うことから、ゴム弾性を持つエラストマーが用いられてきた。このようなエラストマー材料の例としてウレタンゴム、シリコーンゴムなどが挙げられる。エラストマーを用いた現像ブレードの場合、トナーへの電荷の付与は摩擦帯電によるものなので、エラストマー自体の帯電特性が重要となってくる。しかし従来のブレードは、エラストマーとホルダーとを接着剤で接合していた為に、一定期間使用し続けることによる動的要因と、そのことで生じる温度上昇で、接合部分の接着剤の成分が溶解するため、接着強度が低下もしくは接合部分が分離たり、またブレードのゴム表面に溶解成分が付着するなどの問題があり、一定の帯電を付与し続けることが困難であり、帯電量不足によるカブリの発生などの問題が発生し、印刷物の画像に悪影響を与えていた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明は従来の現像ブレードに存在する上記の欠点を解決し、トナーに必要量の帯電を安定かつ確実に与えるホルダーとブレードとを機械的に一体化してなることを特徴とする現像ブレードを提供するものである。
【０００７】
【発明の構成】
【発明の実施形態】
以下本発明について詳細に説明する。
本発明に使用されるホルダーは、現像ロールにゴム製のブレードを適切な圧力で接触させる必要上、ある程度の強度がある材質であれば良いが、その使用される環境下での一定の剛性が必要であるため、金属、セラミックおよび炭素繊維系の素材が好ましく、その中でも加工性、価格性の面から、金属がより好ましく用いられており、ステンレス合金、アルミ合金等があげられる。
また、ブレード部分には弾力性のある素材であれば良いが、その必要特性において帯電性が重要であることから、シリコーンゴム系が好適に使用されている。
【０００８】
シリコーン系ゴムは、ビニル基含有ジメチルシリコーン、ビニル基含有メチルフェニルシリコーン、又はビニル基含有フルオロシリコーン等に、煙霧質シリカ、沈降性シリカ等の補強性シリカ充填剤を添加したシリコーンゴムコンパウンドや室温硬化形シリコーン（ＲＴＶ）や液状シリコーン射出成形システム（ＬＩＭＳ）等の液状シリコーンゴムやこれに補強性シリカ等の充填剤を添加したもの等、シリコーン系ゴムとして一般に用いられるゴムで良い。また、これに耐摩耗性等の耐久性向上のため、アルミナや珪藻土等の酸化物やクレー、マイカ、ガラスビーズ等のケイ酸塩、又窒化アルミニウム、チタン酸ジルコニウム等の無機系の充填剤、又はテフロン粉やシリコーン粉等の有機系の充填剤等を適宜加えても良い。また、帯電性調整のため、アセチレンブラック、ファーネスブラック、サーマルブラック等のカーボンブラックや黒鉛、ニッケル、アルミニウム、銅等の金属粉末、酸化錫、酸化亜鉛等の金属酸化物等の導電性付与剤を併用することもできる。
【０００９】
これらをブレード用の組成物に配合する際の混合には、通常用いられているシリコーンゴムコンパウンドの混練方法で行えばよく、例えば加圧ニーダー、バンバリーミキサー、ミキシングロール、プラネタリーミキサーなどが挙げられる。
この組成物を成形硬化させるには、金型などで本発明のブレード形状にプレス成形機によってプレス成形するのが一般的であるが、シリコーンゴムのベース材料としてＬＩＭＳ法に規定された液状シリコーンを使用した射出成形法を用いてもよく、これらのどちらかの成形方法でも性能は十分に満たされる。
【００１０】
また、本発明はブレードと、ホルダーを、機械的に一体化してなることを特徴とすることから、図・１のｂ−１タイプにおいては、ホルダーにおける凹部のＸの長さに対して、ブレードにおける凸部のＸの長さが、−５．０〜０．０％であることが望ましい。
これは、−５．０％未満だと、突起部分が完全にホルダーから出ず、接合が不完全になり、０．０％以上であると接合部分に隙間ができてしまい、どちらも接合強度および接合精度が低下してしまう。
【００１１】
図・１のｂ−２タイプにおいては、ホルダーにおける凹部のＸ’の長さに対して、ブレードにおける凸部のＸ’の長さが、−９０．０〜−０．５％であることが望ましい。
これは、−９０．０％未満だと、ホルダーへの接合部分が少なく、接合が不完全になり、−０．５％以上であるとブレードが、使用中の熱膨張により、反対側のブレード部分に接触してしまい、どちらも接合強度および接合精度が低下してしまう。
【００１２】
更に、ホルダーにおける凹部のＹ（Ｙ’）の長さに対して、ブレードにおける凸部のＹ（Ｙ’）の長さが、０．０〜５．０％であることが望ましい。　これは０．０％未満だと接合部分に隙間ができてしまい、５．０％以上であると接合の際にブレードに歪みが生じてしまい、どちらも接合強度および接合精度が低下してしまう。　なおこれらはブレードを成形後、１時間以上２０℃の常温で安定させた時の数値である。
【００１３】
【発明を解決するための手段】
【実施例１】
シリコ−ンゴムコンパウンド「ＫＥ−９５１Ｕ」（信越化学工業株式会社製、商品名）１００質量部に対して、有機過酸化物加硫剤「Ｃ−８」（同、商品名）　２質量部を配合したシリコーンゴム組成物を、圧力３０ｋｇ／ｃｍ２、加熱温度　１７５℃で、５分間ホルダーに対して、ブレードの寸法Ｘを０．０％、Ｙを５．０％になる専用金型でプレス成形し、本発明の代表的形状である、図１のｂ−１の凸型ブレードを成形する。
【００１４】
成形したブレードを２００℃、２時間、乾燥機で追加加熱処理し、常温にて１時間以上放置後、凹型ステンレス合金製のホルダーに接合し、現像ブレードを作製する。
作製した現像ブレードを、下記した接合強度測定試験方法により、２０℃に設定された環境試験室で１時間放置した後測定した値を接合強度▲１▼、同様にして作製したものを、３０℃に設定された環境試験室で１時間放置した後測定した値を接合強度▲２▼、８０℃に設定された環境試験室で２週間放置した後測定した値を接合強度▲３▼とし、それぞれ得られた値を表１に記す。
【００１５】
【実施例２】
ブレードの寸法Ｘを０．０％、Ｙを０．０％にする以外は、実施例１と同様に現像ブレードを成形し、接合強度を測定した。
得られた値を表１に記す。
【００１６】
【実施例３】
ブレードの寸法Ｘを−５．０％、Ｙを５．０％にする以外は、実施例１と同様に現像ブレードを成形し、接合強度を測定した。
得られた値を表１に記す。
【００１７】
【実施例４】
ブレードの寸法Ｘを−５．０％、Ｙを０．０％にする以外は、実施例１と同様に現像ブレードを成形し、接合強度を測定した。
得られた値を表１に記す。
【００１８】
【比較例１】
ブレードとホルダーを平面型にし、エチルアクリレート系の接着剤で接合する以外は、実施例１と同様に現像ブレードを成形し、接合強度を測定した。
得られた値を表１に記す。
【００１９】
【比較例２】
ブレードの寸法Ｘを１．０％、Ｙを０．０％にする以外は、実施例１と同様に現像ブレードを成形し、接合強度を測定した。
得られた値を表１に記す。
【００２０】
【比較例３】
ブレードの寸法Ｘを−６．０％、Ｙを０．０％にする以外は、実施例１と同様に現像ブレードを成形し、接合強度を測定した。
得られた値を表１に記す。
【００２１】
【比較例４】
ブレードの寸法Ｘを０．０％、Ｙを６．０％にする以外は、実施例１と同様に現像ブレードを成形し、接合強度を測定した。
得られた値を表１に記す。
【００２２】
【比較例５】
ブレードの寸法Ｘを０．０％、Ｙを−１．０％にする以外は、実施例１と同様に現像ブレードを成形し、接合強度を測定した。
得られた値を表１に記す。
【００２３】
【表１】
2004118116.tif 000002
【００２４】
【比較例６】
１０℃に設定された環境試験室で２週間放置した後測定する以外は、実施例１と同様に現像ブレードを成形し、接合強度を測定した。
得られた値を表２に記す。
【００２５】
【比較例７】
１００℃に設定された環境試験室で２週間放置した後測定する以外は、実施例・１と同様に現像ブレードを成形し、接合強度を測定した。
得られた値を表２に記す。
【００２６】
【表２】
2004118116.tif 000003
【００２７】
【接合強度測定試験方法】
測定用現像ブレードのホルダーからブレードの片側を位置決め穴（Ｅ）のところまで剥離させる。剥離させた部分の穴にテンションゲージを引っ掛け、Ａ方向（１８０゜剥離）へ１０〜５０ｍｍ／ｓｅｃの速度で１０ｃｍ剥離させその範囲における最大値と最小値を読みとる。
さらに、読みとった値の平均値を接合面積（０．５ｃｍ×１０．０ｃｍ）で割り、ｋｇｆ／ｃｍ２単位にする。
【００２８】
【発明の効果】
本発明は、ホルダーとブレードとを機械的に一体化してなることにより、従来の現像ブレードに存在するホルダーとブレードの接合における、接着剤のブレード表面への影響を解決し、トナーに必要量の帯電を安定かつ確実に長期間与えることを特徴とする現像ブレードを提供するものである。
【００２９】
【図面の簡単な説明】
【図１】現像ブレード正面図
【図２】片側接合の場合の現像ブレードをＡ方向から見たときの側面図
【図３】両面接合の場合の現像ブレードをＢ方向から見たときの側面図
【図４】図２のＣ部分を拡大した図
【図５】図３のＤ部分を拡大した図
【図６】本発明の現像ブレードにおけるホルダーの形状
【図７】〃
【図８】〃
【図９】本発明の現像ブレードが使用されている、プリンター等における画像形成装置の主要部分の概略図
【図１０】接合強度試験の際にテンションゲージを引っ掛ける位置の規定
Ｄ…ブレードの幅の中心部
Ｅ…Ｄ面から１ｃｍ部分
Ｆ…　　　　〃
Ｇ…テンションゲージを引っ掛ける位置
【図１１】ブレードとホルダーとの接着強度を測定する試験方法
【符号の説明】
▲１▼　ホルダー部材
▲２▼　ブレード部材
▲３▼　トナー
▲４▼　現像ローラ
▲５▼　感光ドラム
▲６▼　テンションゲージ
▲７▼　ホルダー移動方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2004118116.tif 000011
【図９】
2004118116.tif 000012
【図１０】
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【図１１】
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