JP4632274B2

JP4632274B2 - ブレード用ゴム部材の製造方法

Info

Publication number: JP4632274B2
Application number: JP2000177529A
Authority: JP
Inventors: 剛紀笹川
Original assignee: Synztec Co Ltd
Current assignee: Synztec Co Ltd
Priority date: 2000-06-13
Filing date: 2000-06-13
Publication date: 2011-02-16
Anticipated expiration: 2020-06-13
Also published as: JP2001356566A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真感光体、転写プロセスに用いる転写ドラム及び転写ベルト、又は中間搬送ベルトの帯電・除電・クリーニングに用いられるブレード用ゴム部材及びブレード、並びに現像プロセスに用いられる現像ブレード等の電荷平坦化、除電及び帯電をするために用いて好適なブレード用ゴム部材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真複写機、プリンタ、ファクシミリ等においては、感光体表面に残存するトナーを除去清掃する手段として、ウレタンゴム等の弾性ゴム素材を金属ホルダー等に固着した、いわゆるクリーニングブレードを回転する感光体に物理的に接触させ、感光体とクリーニングブレードとの間の隙間をなくしてトナー擦り抜け防止を図り、残存しているトナーを掻き取る方式が一般的に採用されている。
【０００３】
一方、帯電装置としては、コロナ放電を利用したコロナチャージャや接触帯電装置が知られている。コロナチャージャは４〜８kVの高電圧をワイヤに印加する必要があり、ワイヤからワイヤを囲むケースに電流がリークするのを防ぐためにワイヤとケースとを離す必要があり、大型になってしまう。また、ワイヤの放電電流の大半はケースに流れ込み、感光体側に必要な電流量を確保するには大量の放電が必要である。よって、オゾンの発生量が多く、装置構成部を酸化するとともに感光体表面を劣化させ画像ぼけを生じやすく、また、人体に害をおよぼす危険がある。
【０００４】
そこで、近年はこれらのコロナチャージャの欠点を克服すべく、接触帯電装置が用いられることが多くなった。
【０００５】
接触帯電装置は、コロナチャージャと比較して低電圧で感光体などの被帯電体を帯電することができ、コロナチャージャと比較して小型化が可能で、装置のコンパクト化に貢献している。また、オゾンの発生量がコロナチャージャの１／１０〜１／１００程度と少量である。接触帯電装置には、導電性ブラシや単層構造のロールや、複層構造のロールやブレードが知られている。
【０００６】
このようなクリーニング又は帯電等に用いられるブレード用ゴム部材は、一般的に複層構造、例えば、二層構造を有し、下層を遠心成型法によって形成し、この下層が完全に硬化しないうちに上層を注型して積層することにより形成されている。また、ゴム部材に導電性を付与する場合には、遠心成型法により下層を形成する際にカーボンブラック等の導電剤を遠心力によって傾斜させ、鏡面近傍にカーボンブラックを存在させない層を形成させている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなゴム部材は、遠心成型法あるいは注型によって、下層及び上層を形成しているため、下層・上層共に、その肉厚が比較的厚くなってしまうという問題がある。
【０００８】
また、遠心成型機によって下層を形成するため、バッチ生産となってしまい生産性が低く製造コストが嵩むという欠点がある。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑み、表層に比較的厚さの薄い薄肉層を形成できると共に、生産性を向上して製造コストを低減したブレード用ゴム部材の製造方法を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決させるための手段】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、所定配合のポリウレタンからなる第１のゴム層と、この第１のゴム層とは異なる配合のゴム部材からなり前記第１のゴム層上に積層された第２のゴム層とを有するブレード用ゴム部材の製造方法であって、硬化状態又は半硬化状態の前記第１のゴム層上に液状の原料を塗布した後、当該原料を電熱ロールによって加圧しながら連続加熱硬化させることにより前記第２のゴム層を形成することを特徴とするブレード用ゴム部材の製造方法にある。
【００１２】
本発明の第２の態様は、前記第２のゴム層を、マスクパターンによって前記第１のゴム層上の長手方向の一部に積層することを特徴とする第１の態様のブレード用ゴム部材の製造方法にある。
【００１３】
本発明の第３の態様は、前記第１のゴム層又は第２のゴム層の少なくとも一方の厚さを、０．５ｍｍ以下とすることを特徴とする第１又は２の態様のブレード用ゴム部材の製造方法にある。
【００１４】
本発明の第４の態様は、前記第１のゴム層又は第２のゴム層の何れか一方のゴム層を、導電性を有する材料で形成することを特徴とする第１〜３の何れか一つの態様のブレード用ゴム部材の製造方法にある。
【００１５】
本発明の第５の態様は、他方のゴム層の体積抵抗率が、１．０×１０⁸Ω・ｃｍ以上となるようにすることを特徴とする第４の態様のブレード用ゴム部材の製造方法にある。
【００１７】
かかる本発明では、表層に比較的厚さの薄い薄肉層を有するブレード用ゴム部材を比較的容易に形成でき、安定した特性が得られるブレードを提供することができると共に、生産性を向上して製造コストを低減することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施の形態に基づいて図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は、本発明に係るブレードの一例を示す概略図であり、図２は、ブレードの他の例を示す概略図であり、図３は、製造工程の一例を示す上面図であり、図４は、製造工程の他の例を示す概略図である。
【００２０】
本発明に係るブレード１０は、例えば、図１に示すように、感光体２０の表面に当接させて残存するトナーを除去清掃するクリーニングブレード等として用いられ、第１のゴム層１１とこの第１のゴム層１１上に積層される第２のゴム層１２とからなるゴム部材１３と、例えば、金属等で形成されてこのゴム部材１３を保持固定する固定部材１４とを有する。
【００２１】
このようなゴム部材１３を構成する第１のゴム層１１は、所定の配合のポリウレタンからなり、一方、第２のゴム層１２は第１のゴム層１１とは異なる配合の各種ゴム部材からなる。なお、この各種ゴム部材としては、例えば、他の配合のポリウレタン、ＥＰＤＭ及びシリコーンゴム等、所定配合のポリウレタンと相溶性のよいゴム材料が挙げられる。また、このような第２のゴム層１２は、詳しくは後述するが、第１のゴム層１１上に積層することにより形成されており、これら第１のゴム層１１と第２のゴム層１２との境界は明確になっている。
【００２２】
ここで、クリーニングブレードは、残留トナーと共に、紙粉、高圧コロナ放電により発生するコロナ生成物等を除去するために、第１のゴム層又は薄肉ゴム層の何れか一方は、導電付与剤等を配合することにより導電性を付与しておくことが望ましい。例えば、図１に示すブレード１０は、第１のゴム層１１が導電性を有するものであり、この場合には、第２のゴム層１２の端部が感光体２０に当接するようにする。すなわち、第１のゴム層１１表面の自由端側の端部を覆うように第２のゴム層１２を形成し、第２のゴム層１２の自由端側の端部１２ａが感光体２０と当接するように配置する。また、この場合には、感光体２０が第２のゴム層１２と第１のゴム層１１側から摺接するようにブレード１０を配置することが好ましい。
【００２３】
なお、第２のゴム層１２が導電性を有する場合には、図２に示すように、第１のゴム層１１表面の自由端側の端部近傍には第２のゴム層１２を形成せずに第１のゴム層１１の表面が露出するようにし、第１のゴム層１１の第２のゴム層１２側の角部１１ａが感光体２０に当接するようにする。この場合、感光体２０が第１のゴム層１１と第２のゴム層１２側から摺接するようにブレード１０を配置することが好ましい。
【００２４】
また、このような構成では、第１のゴム層１１のみが感光体２０に接触しており、第２のゴム層１２と感光体２０との隙間で放電が生じることにより通電する。このため、第２のゴム層１２と感光体２０との間隔Ｄは、１ｍｍ以下となるようにするのが好ましい。これにより、第２のゴム層１２と感光体２０との間に確実に放電が生じる。
【００２５】
なお、この間隔Ｄとは、第２のゴム層１２と感光体２０との最短の間隔であり、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、感光体２０に対するブレード１０の配置、すなわち第２のゴム層１２が感光体２０に接触する角度によって異なる。そのため、ブレード１０の配置に応じて、第１のゴム層１１上に形成する第２のゴム層１２の端部１２ａの位置を適宜調整するのが好ましい。
【００２６】
以下に、このようなブレードの製造方法の一例について説明する。
【００２７】
本実施例のブレード１０の製造工程としては、カーボンブラック等の導電付与剤を配合したポリエステルポリオールを加熱溶解し、これに、１，４−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）を反応させてプレポリマーを調製した。そして、このプレポリマーに、１，４−ブタンジオール及びトリメチロールプロパンを混合した後、これを予め加熱しておいた遠心成形ドラムに注型し、遠心力３６０Ｇで回転させながら加熱硬化させることにより、第１のゴム層１１となる厚さ２ｍｍのシートを形成した。
【００２８】
なお、第１のゴム層１１となるシートに混合される導電付与剤としては、公知のものを通常用いられる添加量で使用でき、例えば、過塩素酸リチウムなどの無機塩、第四級アンモニウム塩、導電性カーボンブラックなどを挙げることができる。
【００２９】
次に、このように形成したシート１１Ａの表面に、図３（ａ）に示すように、例えば、フッ素樹脂等によって所定のマスクパターン３０を形成し、このマスクパターン３０を用いて第１のゴム層１１とは異なる配合の各種ゴム材料、本実施形態では、ポリウレタンからなる第２のゴム層１２を形成する。すなわち、マスクパターン３０上に第２のゴム層１２となる原料１２Ａを塗布、あるいはスプレーコートし、図示しない規制スキージー等で余分な原料を掻き取って表面を平坦化した後、加熱硬化させることにより第２のゴム層１２とする。これにより、第１のゴム層１１のシート１１Ａ上にマスクパターン３０の厚さで第２のゴム層１２が形成されることになる。なお、本実施形態では、第２のゴム層１２を２０μｍの厚さで形成した。
【００３０】
ここで、本実施例のように第１のゴム層１１が導電性を有する場合には、第２のゴム層１２は、その体積抵抗率が比較的高い、例えば、１．０×１０⁸Ω・ｃｍ以上であることが好ましい。すなわち、第２のゴム層１２の厚さを比較的薄く形成することが好ましい。上述したような工程で第２のゴム層１２を形成すれば、厚さを０．５ｍｍ以下と従来よりも著しく薄く形成することができる。
【００３１】
その後、マスクパターン３０を除去し、シート１１Ａを所定の位置で切断することにより所望の形状のゴム部材１３を得る。例えば、図３（ｂ）に示すように、シート１１Ａを第２のゴム層１２に対応する領域（図３（ｂ）中Ａ−Ａ’線）で切断することにより、第１のゴム層１１表面の端部を第２のゴム層１２で覆ったゴム部材１３が得られる（図１参照）。
【００３２】
なお、ここでは、第１のゴム層１１が導電性を有するゴム部材１３の製造工程について説明したが、第２のゴム層１２が導電性を有するゴム部材１３とする場合には、第１のゴム層１１となる原料に導電付与剤を配合する替わりに、第２のゴム層１２となる原料に導電付与剤を配合すればよい。また、この場合には、図３（ｂ）に示すように、シート１１Ａを切断する際に、マスクパターン３０に対応する領域（図３（ｂ）中Ｂ−Ｂ’線）で切断することにより、第１ゴム層１１表面の端部が露出されたゴム部材１３を形成することができる（図２参照）。
【００３３】
また、このようなゴム部材１３の製造方法は、上述した方法に限定されるわけではない。例えば、図４に示すように、上述した配合したプレポリマーを、例えば、連続成型することにより第１のゴム層１１のシートの１１Ｂを形成する。そして、このシート１１Ｂ上に第２のゴム層１２となる原料１２Ｂを塗布し、規制スキージー４０等によってその原料１２Ｂをシート１１Ｂ表面に薄く延ばした後、電熱ロール５０によって連続加熱硬化させることにより、第２のゴム層１２を形成するようにしてもよい。その後、所定の形状にシート１１Ｂを切断することにより所望の形状のゴム部材１３が得られる。なお、単独電熱加硫ブレスによっても形成することができる。
【００３４】
このような製造方法は、ゴム部材１３を連続成型によって形成することができ、生産性が向上し、製造コストを低減することができる。
【００３５】
なお、何れの製造方法でゴム部材１３を形成するにしても、第１のゴム層１１となるシート１１Ａ，１１Ｂ上に第２のゴム層１２の原料１２Ａ，１２Ｂを塗布する際には、シート１１Ａ，１１Ｂが硬化状態又は半硬化状態であることが好ましく、特に、半硬化状態であることが望ましい。これにより、第１のゴム層１１と第２のゴム層１２との密着性が向上する。
【００３６】
このように形成したブレード１０の特性を調べるために以下に説明する試験を行った。なお、試験データを比較するために、第１及び第２のゴム層の配合は上述の実施例と同様とし、従来の遠心成型法によって、厚さ２ｍｍの第１のゴム層上に、厚さ１０〜３０μｍの第２のゴム層を積層してゴム部材を形成し、このゴム部材を実施例と同様の固定部材に固着することにより比較例のブレードを形成した。
【００３７】
このようなブレードの特性を調べる試験として、これら実施例及び比較例のブレードをそれぞれ５個ずつ用意し、温度２３℃、湿度５５％の条件下で各ブレードに電圧２０Ｖを５分間印加し、時間経過に伴う電気抵抗値の変化を測定した。その結果を図５に示す。なお、図５（ａ）は、実施例のブレードの電気抵抗値を示すグラフであり、図５（ｂ）は比較例のブレードの電気抵抗値を示すグラフである。
【００３８】
この試験結果から明らかなように、実施例のブレードは、比較例のブレードと比較してそのばらつきが著しく小さく、安定性した特性を得ることができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明では、ポリウレタンからなる第１のゴム層上に第１のゴム層とは異なる配合のゴム部材からなる第２のゴム層を積層するようにしたので、第１のゴム層と第２のゴム層との境界が明確となる。また、第１のゴム層に十分な量のカーボンブラック等の導電付与剤を配合して形成すると共に第２のゴム層を比較的高い抵抗率となるように形成することにより、電気抵抗のばらつきの比較的小さいゴム部材を得ることができる。さらに、このようなゴム部材をブレードに形成することにより、密着性が良好な導電性ブレードを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係るブレードの使用状態を示す概略図である。
【図２】本発明の一実施例に係る他のブレードの使用状態を示す概略図である。
【図３】本発明の一実施例に係るブレード用ゴム部材の製造工程を示す上面図である。
【図４】本発明の一実施例に係るブレード用ゴム部材の他の製造工程を示す概略図である。
【図５】実施例及び比較例の電気抵抗値を示すグラフである。
【符号の説明】
１０ブレード
１１第１のゴム層
１２第２のゴム層
１３ゴム部材
１４固定部材
２０感光体

Claims

所定配合のポリウレタンからなる第１のゴム層と、この第１のゴム層とは異なる配合のゴム部材からなり前記第１のゴム層上に積層された第２のゴム層とを有するブレード用ゴム部材の製造方法であって、
硬化状態又は半硬化状態の前記第１のゴム層上に液状の原料を塗布した後、当該原料を電熱ロールによって加圧しながら連続加熱硬化させることにより前記第２のゴム層を形成することを特徴とするブレード用ゴム部材の製造方法。
前記第２のゴム層を、マスクパターンによって前記第１のゴム層上の長手方向の一部に積層することを特徴とする請求項１に記載のブレード用ゴム部材の製造方法。
前記第１のゴム層又は第２のゴム層の少なくとも一方の厚さを、０．５ｍｍ以下とすることを特徴とする請求項１又は２に記載のブレード用ゴム部材の製造方法。
前記第１のゴム層又は第２のゴム層の何れか一方のゴム層を、導電性を有する材料で形成することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のブレード用ゴム部材の製造方法。
他方のゴム層の体積抵抗率が、１．０×１０⁸Ω・ｃｍ以上となるようにすることを特徴とする請求項４に記載のブレード用ゴム部材の製造方法。