(57)【要約】【課題】摩擦によりトナーに充分な帯電量を付与することができ、そのため高い画質を提供することができる帯電部材及び現像ブレードを提供する。【解決手段】ポリウレタンエラストマーからなる帯電部材であって、その表面の少なくとも１部に、帯電序列が前記ポリウレタンエラストマーよりプラスである帯電物質が前記ポリウレタンエラストマー中に分散している帯電リッチ層を有する帯電部材。【選択図】          なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリウレタンエラストマーからなる帯電部材であって、その表面の少なくとも１部に、帯電序列が前記ポリウレタンエラストマーよりプラスである帯電物質が前記ポリウレタンエラストマー中に分散している帯電リッチ層を有することを特徴とする帯電部材。
【請求項２】
帯電物質は、アクリル樹脂であることを特徴とする請求項１記載の帯電部材。
【請求項３】
帯電物質は、シリカ化合物であることを特徴とする請求項１記載の帯電部材。
【請求項４】
帯電リッチ層の厚さは、帯電部材の総厚さの１〜２０％であることを特徴とする請求項１、２又は３記載の帯電部材。
【請求項５】
帯電リッチ層が遠心成形により形成されたことを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の帯電部材。
【請求項６】
請求項１、２、３、４又は５記載の帯電部材を用いてなる現像ブレードであって、帯電リッチ層が前記帯電部材と現像ローラとが接する箇所に形成されていることを特徴とする現像ブレード。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、摩擦によりトナーに充分な帯電量を付与することができ、そのため高い画質を提供することができる帯電部材及び現像ブレードに関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写真装置の現像部においては、図４に示すように、現像ローラ５との摩擦によりトナーを薄層化してマイナスに帯電させる現像ブレード１が用いられている。このような現像ブレードとしては、一般に、相手部材汚染が少なく、永久歪みが小さく、耐磨耗性に優れている点から、ポリウレタンエラストマーからなる帯電部材と、支持部材とから構成されているものが用いられている。
【０００３】
このような現像ブレードには、近年、高い画質を実現するために、摩擦によりトナーに充分な帯電量を付与することができる高い帯電性能が求められている。
しかしながら、帯電部材がポリウレタンエラストマーからなる現像ブレードを用いた場合は、トナーの帯電量が不充分なためにトナー粒子の被着体への付着精度が低く、所謂「かぶり」と称される画質不良が発生しやすいという問題があった。
【０００４】
このため、現像ブレードの帯電部材の材質を、ポリウレタンエラストマーよりもトナーをマイナスに帯電させやすいシリコーンゴムに置き換えることが検討されている（特許文献１参照）。しかしながら、帯電部材の材質をシリコーンゴムに置き換えるという手段には、シリコーンゴムのコストが高いという問題があった。また、シリコーンゴムは支持部材との接着性が悪いため、現像ブレードを製造する際には、支持部材とシリコーンゴムとを架橋時に同時に接着させる一体成形の手段をとらざるを得ず、製造工程における制約が大きいという問題もあった。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２５８９９４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記現状に鑑み、摩擦によりトナーに充分な帯電量を付与することができ、そのため高い画質を提供することができる帯電部材及び現像ブレードを提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ポリウレタンエラストマーからなる帯電部材であって、その表面の少なくとも１部に、帯電序列が前記ポリウレタンエラストマーよりプラスである帯電物質が前記ポリウレタンエラストマー中に分散している帯電リッチ層を有する帯電部材である。
以下に本発明を詳述する。
【０００８】
本発明の帯電部材は、ポリウレタンエラストマーからなるものである。
上記ポリウレタンエラストマーは、ポリオール成分とイソシアナート成分とを反応させることにより得られる。
【０００９】
上記ポリオール成分としては特に限定されず、例えば、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポリブチレングリコール等のポリエーテルポリオール；ポリカーボネートジオール、ネオペンチルグリコール、ポリエチレンアジペートエステル、ポリエチレンブチレンアジペートエステル、ポリブチレンアジペートエステル、カプロラクトンエステルジオール等のポリエステルポリオール等を挙げることができる。これらは単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００１０】
上記イソシアナート成分としては特に限定されず、芳香族系イソシアナート、脂肪族系イソシアナート、脂環族系イソシアナート等を挙げることができ、例えば、メチレンジイソシアナート、ｐ−フェニレンジイソシアナート、１，５−ナフタレンジイソシアナート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアナート、トリレンジイソシアナート（異性体の混合物を含む）、トルイジンジイソシアナート、１，４−シクロヘキサンジイソシアナート、１，６−ヘキサンジイソシアナート、イソホロンジイソシアナート等のジイソシアナート類又はそれらの変性体等のポリイソシアナート類等を用いることができる。これらは単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００１１】
上記ポリオール成分と、イソシアナート成分とを反応させて得られたプレポリマーに対して、更に架橋剤を反応させることにより、上記ポリウレタンエラストマーが得られる。上記架橋剤としては特に限定されず、例えば、エチレングリコール、１，４−ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリメチロールプロパン、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール等の低分子ジオール；エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、イソホロンジアミン等のジアミン等を挙げることができる。これらは単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００１２】
本発明の帯電部材は、その表面の少なくとも１部に、帯電序列がポリウレタンエラストマーよりプラスである帯電物質がポリウレタンエラストマー中に分散している帯電リッチ層を有する。
上記帯電物質としては、具体的には、例えば、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、シリカ化合物等を挙げることができる。なかでも、ポリウレタンエラストマーとの接着性の点から、アクリル樹脂やシリカ化合物が好適に用いられる。これらは単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００１３】
上記帯電物質の形態としては特に限定されないが、例えば、微粒子の形態でポリウレタンエラストマー中に分散される。
上記微粒子の粒子径としては、例えば、シリカ化合物の場合は０．２〜５０μｍであることが好ましく、アクリル樹脂の場合は０．２〜１００μｍであることが好ましい。微粒子の粒子径がこの範囲内であると、ポリウレタンエラストマー中に密に充填することができる。
上記微粒子は、単一の粒子径を有するものであってもよく、異なる粒子径を有するものを併用してもよい。
【００１４】
上記帯電物質が密になる帯電リッチ層の厚さとしては、帯電部材の総厚さの１〜２０％であることが好ましい。即ち、例えば帯電部材の総厚さが１．５ｍｍである場合、帯電リッチ層の厚さは２０〜３００μｍであることが好ましい。上記帯電リッチ層の厚さがこの範囲内であると、得られた帯電部材を現像ブレードに用いた場合、磨耗しにくく充分な耐久性を有し、また、反発弾性が高くなりすぎずトナーを損傷しにくい。
【００１５】
上記帯電リッチ層は、本発明の帯電部材の表面の少なくとも１部に形成されていればよく、帯電部材の全面に形成されていても、現像ブレードに用いた場合に帯電部材と現像ローラとが接する側の面のみに形成されていてもよいが、少なくとも、現像ブレードに用いた場合に帯電部材と現像ローラとが接する箇所に形成されていることが好ましい。
【００１６】
上記帯電リッチ層が、本発明の帯電部材を現像ブレードに用いた場合に帯電部材と現像ローラとが接する箇所に形成されている場合、このような帯電部材を用いて得られた現像ブレードを使用して、トナーを薄層化して摩擦により帯電させると、ポリウレタンエラストマーのみからなる現像ブレードを用いた場合に比べて、トナーが良好に帯電し、また、これによりトナーの現像ローラからの剥離性も良好となるので、精度良くトナーを被着体に付着することができ、これらの結果として高い画質を得ることができる。
【００１７】
本発明の帯電部材は、引張弾性率が３〜２０ＭＰａであることが好ましい。３ＭＰａ未満であると充分な摩擦力を与えられず、トナーの帯電量が少なくなり、２０ＭＰａを超えると、硬すぎるため、トナー添加剤をそぎ取ってしまい、帯電ローラを傷つけ、トナーをつぶして変形させてしまい、また、回転トルクを上昇させてしまうことがある。より好ましい下限は３．９２ＭＰａであり、より好ましい上限は１１．７６ＭＰａである。
【００１８】
本発明の帯電部材の製造方法としては特に限定されないが、例えば、以下のような方法等を挙げることができる。
（１）ウレタンプレポリマーと架橋剤との混合物に帯電物質を添加し、得られた混合物を金型に注入することにより、ウレタンプレポリマーと帯電物質との比重の違いを利用して帯電物質を沈降させて、上記帯電リッチ層が一面に形成されている帯電部材を製造する方法。
（２）方法（１）より少量のウレタンプレポリマーを用いて（１）と同様にして上記帯電リッチ層が一面に形成されているシートを作成した後、その上に残りのウレタンプレポリマーを注入して所定の厚みを有する帯電部材を製造する方法。
（３）方法（２）と同様にして上記帯電リッチ層が一面に形成されているシートを作成し、別途ポリウレタンエラストマーシートを作成し、両者を貼り合わせて所定の厚みを有する帯電部材を製造する方法。
（４）ポリウレタンエラストマーのみからなる帯電部材を形成した後、これに帯電物質を含浸させる方法。
（５）ポリウレタンエラストマーのみからなる帯電部材を形成した後、その表面に帯電物質を塗工する方法。
上記（１）、（２）及び（３）の製造方法においては、少なくとも上記帯電リッチ層は、遠心成形により形成することが好ましい。遠心成形により形成することにより均一な厚さの帯電リッチ層を容易に形成することができる。なかでも、遠心成形法を用いて方法（２）を実施し、本発明の帯電部材を製造することが好ましい。方法（１）では帯電リッチ層の厚みによっては均一な帯電リッチ層を形成することが難しく、方法（３）では別途貼り合わせ工程が必要となり製造工程が煩雑となる。
【００１９】
本発明の帯電部材の用途としては特に限定されないが、現像ブレードの部材として好適に用いることができる。本発明の帯電部材を用いてなる現像ブレードもまた、本発明の１つである。
図１は本発明の現像ブレードの一例を示す模式図である。現像ブレード１は支持部材４と帯電部材２とから構成されており、帯電部材２は支持部材４に固定されている。帯電部材２の片面には帯電リッチ層３が形成されており、帯電リッチ層３がトナーと接することにより摩擦でトナーが良好に帯電する。
【００２０】
本発明の現像ブレードは、例えば、本発明の帯電部材を支持部材に接着させることにより作成することができる。
上記支持部材としては特に限定されず、例えば、剛体の金属、弾性を有する金属；プラスチック、セラミック等からなるもの等を挙げることができる。これらのなかでも、剛体の金属からなるものが好適に用いられる。
本発明の帯電部材と上記支持部材との接着方法としては特に限定されず、例えば、ポリアミド系、ポリウレタン系等のホットメルト接着剤；ウレタン系２液反応硬化型接着剤；エポキシ系、フェノール系等の接着剤を用いる方法を挙げることができる。これらのなかでも、ウレタン系２液反応硬化型接着剤、ホットメルト接着剤を用いる接着方法が好ましい。
【００２１】
本発明の帯電部材は、少なくともその表面の１部に、帯電序列がポリウレタンエラストマーよりプラスである帯電物質がポリウレタンエラストマー中に分散している帯電リッチ層を有するので、現像ブレードの部材として用いた場合に、摩擦によりトナーに充分な帯電量を付与することができ、また、これによりトナーの現像ローラからの剥離性も良好となるので、トナーを精度良く被着体に付着することができ、その結果、高い画質を提供することができる。
【００２２】
【実施例】
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
【００２３】
実施例１
ポリオールとしてポリエチレンアジペート（三洋化成工業社製、サンエスター２６２０、Ｍｎ＝２０００）を用いた。これを１１０℃で２時間減圧脱水させた。このポリオール１００重量部に対し、ポリイソシアナートとして４，４−ジフェニルメタンジイソシアネート（日本ポリウレタン工業社製、ミリオネートＭＴ）を２５２重量部加え、１００℃で６時間、窒素雰囲気下で合成し、プレポリマーを得た。このプレポリマーを１００℃で１時間減圧脱泡後、架橋剤として１，４−ブタンジオール６０重量％とトリメチロールプロパン４０重量％とを混合したものをプレポリマー１００重量部に対し、６．６重量部加え、２〜３分混合した。得られたプレポリマー混合液１００重量部にポリメチルメタクリレート製の微粒子（粒子径４０μｍ）を２０重量部加えた後、１３５℃に保持した遠心成形機に取り付けた円筒状の金型を２５０ｒｐｍで回転しながら流し込み回転数を９００ｒｐｍに上げて９０秒硬化させ、次いで２５０ｒｐｍまで回転数を下げた後残りのプレポリマー混合液３００重量部を流し込み再び回転数を９００ｒｐｍに上げて６０分間硬化させた。得られた円筒状シートを取り出し、２５℃で１時間架橋した後、１２０℃で１２時間熟成した。得られたシート（総厚さ１．５ｍｍ、帯電リッチ層の厚さ１５０μｍ）を幅１５ｍｍ、長さ３２５ｍｍの短冊状にカットして、帯電部材を得た。
実施例１で得られた帯電部材の帯電リッチ層の断面の写真（Ａ）及び帯電リッチ層の表面の写真（Ｂ）を図２に示した。
【００２４】
実施例２
ポリメチルメタクリレート製の微粒子として粒子径４０μｍのものに代えて、粒子径２μｍのものを３重量部使用し、帯電リッチ層の厚さを２０μｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして帯電部材を製造した。
【００２５】
実施例３
ポリメチルメタクリレート製の微粒子に代えて、ガラスビーズ（粒子径０．３μｍ）を２０重量部使用し、帯電リッチ層の厚さを１００μｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして帯電部材を製造した。
実施例３で得られた帯電部材の帯電リッチ層の断面の写真（Ａ）及び帯電リッチ層の表面の写真（Ｂ）を図３に示した。
【００２６】
比較例１
ポリメチルメタクリレート製の微粒子を添加せず、プレポリマー混合液の全量を一度に遠心成形機に注入したこと以外は実施例１と同様にして帯電部材を製造した。
【００２７】
上記実施例及び比較例により得られた帯電部材を接着剤により支持部材に接着し、図１に示す形状の現像ブレードを作製した。上記支持部材としてはポリエチレン皮膜鋼板（神戸製鋼所社製、コーベジンク・グリーンコート（ｔ＝１．６））を使用した。また、上記接着は、ポリアミド系ホットメルト接着剤（ヘンケルジャパン社製、マクロメルト６２３８）を支持部材側に塗布し、帯電部材の接着部を重ね合わせた後、高周波により融着させる方法により行った。
【００２８】
［評価］
（１）帯電部材の圧接性評価
上記実施例及び比較例により得られた帯電部材について、ＪＩＳ  Ｋ  ７３１２に準じて引張弾性率（ＭＰａ）を測定した。結果を表１に示した。
【００２９】
（２）トナー帯電性評価
得られた現像ブレードを市販の電子写真装置に装着し、トナーとして富士ゼロックス社製市販プリンタＣ−２２２０用純正黒トナーを使用して、トナーを摩擦帯電させ、帯電したトナーの帯電量を測定した。結果を表１に示した。
【００３０】
（３）画像出し試験
得られた現像ブレードを市販の電子写真装置に装着し、１０，０００枚の画像出し試験を行ない、得られた画像を目視にて確認した。結果を表１に示した。
【００３１】
【表１】
2004301935.tif 000002
【００３２】
上記現像ブレードの性能試験を行った結果、実施例において製造された現像ブレードを用いた場合には、いずれの場合にも現像ローラ表面に充分帯電量を有する均一なトナー薄層を形成することができ、高い画質を得ることができ、１０，０００枚印刷を行った後も、画質の変化は殆ど認められなかった。一方、比較例１では、トナーの帯電量が不充分なため、初期からかぶりが発生した。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の帯電部材は、上述の構成よりなるので、現像ブレードの部材として用いた場合に、摩擦によりトナーに充分な帯電量を付与することができ、また、これによりトナーの現像ローラからの剥離性も良好となるので、トナーを精度良く被着体に付着することができ、その結果、鮮明な画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の現像ブレードの一例を示す模式図である。
【図２】実施例１で得られた帯電部材の帯電リッチ層の断面（Ａ）及び帯電リッチ層の表面（Ｂ）を示す図である。
【図３】実施例３で得られた帯電部材の帯電リッチ層の断面（Ａ）及び帯電リッチ層の表面（Ｂ）を示す図である。
【図４】電子写真装置に装着した現像ブレードを示す模式図である。
【符号の説明】
１  現像ブレード
２  帯電部材
３  帯電リッチ層
４  支持部材
５  現像ローラ
６  感光体
【図１】
2004301935.tif 000003
【図２】
2004301935.tif 000004
【図３】
2004301935.tif 000005
【図４】
2004301935.tif 000006