WIPO专利WO1989005000A1 Blade for electrophotographic apparatus

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公开号:WO1989005000A1
申请号:PCT/JP1988/000946
申请日:1988-09-16
公开日:1989-06-01
发明作者:Shinji; Horie；Hideto; Shimizu；Michio; Ohmori；Hiroshi; Yui
申请人:Mitsubishi Petrochemical Company Ltd.；Ricoh Company Ltd.；
IPC主号:G03G21-00

专利说明:
[0001] 明細書
[0002] 電子写真装置用ブレード
[0003] 技術分野
[0004] 本発明はトナーを使用する電子写真装置の電子写真装置用ブレードに関し、特に電子写真装置におけるトナ一の摩擦帯電調整、感光体へのトナー供給量の調整薄層化、トナーのかき落しによる感光体のクリーニングなどを行なう電子写真装置用ブレ — ドに関するものである。
[0005] 背景技術
[0006] 従来、 .電子写真装置用ブレード（以下、単にブレードともいう）は、乾式静電複写機などの現像部におけるトナーの帯電調整、，トナ一供給ローラーに静電吸着されたトナーの薄層化や転写後の感光体上の残留トナーのかき落しクリーニングなどを行なうため、金属板を接着した樹脂材料により製作されている。
[0007] このような電子写真装置用ブレード（以下、単にブレードともいう）に用いられる樹脂材料としては、一般にウレタンゴムゃシリコーンゴムなどが使用されている。
[0008] 該ブレードの具体的な形状としては、第 20図に示すような、板状の金属ホルダ 21に板状の樹脂ブレード 22を接着面 23で貼り合わせたものなどであり、このような形状の従来の電子写真装置用ブレードは、金属ホルダ 21に樹脂板 22を接着してから、現像ローラや感光体に接する樹脂部分 22を力ッティング及び研磨によって後加工仕上して製造されていた。
[0009] このような電子写真装置用ブレードに用いられる素材は、帯電特性のほか、トナーなどの接触物をはじく性質や浸み込ませない性質が要求され、かつ、後加工などの工程が不要なプロセスで製作できるものが要求されてきた。
[0010] しかしながら、従来の電子写真装置用ブレードにおいて用いられているウレタンゴムは、帯電特性及びトナーの付着などの点に問題がある。また、シリコーンゴムにおいても帯電特性の点で問題があり、特開昭 61 - 173270 号公報に記載さ—れている帯電降下剤の配合により若干の改良が見られるものもあるが、該帯電降下剤の添加によってブレード自体がもろくなるなどの新たな問題がある。また、該シリコーンゴムは架橋構造を持つ熱硬化型の樹脂であるために、後加工が必須となるなどの問題点力、'ある。
[0011] 後加工は、カツティングゃ切削加工によりブレードの先端の寸法精度を出すものであり、この寸法精度はトナーの ¾層化などに影響し、ひいては画像に大きく影響するので、望みの寸法精度のブレードを得るためのこの後加工は手間がかかり、非効率で不経済であるといった問題がある。
[0012] . 発明の開示
[0013] 本発明者らは、前記問題点に対して鋭意検討した結果、特定の樹脂に特異な微粉末を配合した組成物をブレードの材料として用いることによりこれらの問題を一挙に解決したもので、本発明は簡易な成形法により得られる、極めて高性能で、高度の寸法精度を有するブレードを提供するものである。
[0014] すなわち、本発明は、トナーを使用する電子写真装置の電子写真装置用ブレードにおいて、該電子写真装置用ブレードがフルォ口カーボン重合体 60〜95重量％と平均粒径が 5 卿以下の正帯電性かつ非導電性無機フィラ一 40〜 5重量％およびこれらの 100 重量部に対して 0 〜25重量部の平均粒径 5 以下である導電性フィラーからなるフルォロカーボン重体組成物より構成されていることを特徴とする電子写真装置用ブレードである。フルォロカ一ボン重合体
[0015] 本発明の電子写真装置用ブレードに用いられるフルォロカーボン重合体としては、例えば、ポリフッ化ビ二ル、ポリフッ化ビニリデン、ポリクロロトリフノレオ口エチレン、エチレン ' テトラフルォロエチレン共重合体、エチレン · クロ口トリフルォ口エチレン共重合体、テトラフゾレオ口エチレン · へキサフリレオ π プロピレン共重合体、テトラフルォロエチレン · プロピレン共重合体、テトラフルォロヱチレン · ベルフルォロアルキルビ . 二ルェ一テル共重合体、フッ化ビニリデン · へキサフルォロプロビレン共重合体、フッ化ビニリデン ' へキサフルォロプロピレン . テトラフルォロエチレン共重合体などの市販のフルォロカーボン重合体を適宜使用することができるが、耐熱性及び帯電性の観点からテトラフルォ口エチレン、へキサフルォロプロピレンの如きフッ素原子を多量に舍むもの、例えば、フッ化ビ二リデン · へキサフルォロプロピレン共重合体、エチレン · テトラフルォロエチレン共重合体、テトラフノレォロエチレン ' ベルフルォロアルキルビニルエーテル共重合体を用いることが好ましい。また、成形性の容易さから熱可塑性のものが好ましい。
[0016] これらは柔軟性等の物性を調整するなどの目的のため、 2種あるいはそれ以上を組合わせて使用することもできる。
[0017] ¾電性無フイラニ
[0018] ' 本発明において用いられる非導電性無機フィラーとしては、均一混和性、成彤品外観、液体の浸み込み難さなどの観点から、平均粒径が 5 以下、好ましくは 3 以下のものが使用される。 5 より大きな平均粒径のものでは成彤された製品の表面に凹凸を生じ易く好ましくない。
[0019] また、該無機フィラ一は正帯電性を有していることが必要である。ここで正帯電性とは、粉体での帯電量測定法であるプロ一オフ法（小口ほか：「電子写真」 1^, 52 , 1977参照）による測定値がマィナス値又は零マイク口クーロン/グラム（ i/ C/g)以外のものを指す。これら正帯電性無機フィラーの中では、 5
[0020] C/ g 以上の正帯電性を有しているものが好ましい。
[0021] このような正帯電性を有している無機フィラーとしては、例えば、酸化マグネシウム、 '酸化亜鉛、酸化鉛、酸化アルミニゥム、酸化鉄、酸化コバルト、雲母、アスペスト、タルク、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、硫酸バリウムや、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、窒化珪素、炭化珪素などのセラミックスなどがある。特に、これらの中では酸化亜鉛、酸化マグネシゥムを用いるのが好ましい。これらの無機フイラ一は、成形加工時に高温でフルォロカーボン重合体と接触するので、フッ素樹脂に対して安定なものであることが必要である。
[0022] また、これら無機フィラーは帯電性の制御、成形加工性の制御などの目的のために 2種あるいはそれ以上を組合わせて使用しても良い。
[0023] ¾雷性フイラ一 .
[0024] 次に、本発明で使用する導電性フイラ一は、平均粒径 5 卿以下のものである限り、カーボンブラック ' 力一ポンファイノ一 • グラフアイト等のカーボン系フイラ一、金属微粉末 ' 金属フレーク · 金属繊等の金属系フィラーの外、.非導電性または導電性フィラーの表面を金属等導電性物質で被覆したものなどを用いることができる。
[0025] 具体的には、例えば、アセチレンブラック、オイノレファーネスブラック、サーマルブラック、チャンネルブラック、ピッチ系カーボンファイバ一、 PAN 系カーボンファイバ一、天然ダラファイト、人工グラフアイト、銅粉、銀粉、ニッケル粉く鉄粉、アルミニウム粉、アモルファス鉄粉、アルミニウムフレーク、同繊維、ニッケル繊維、ステンレス繊維、金属表面コ一トガラスビーズ、金属メツキカーボンブラック等であり、粒状、板状、. 繊維状等形伏を問わない。平均粒径が 5 をこえるものは、後に成形された製品の表面に凹凸を生じ易く、帯電付与性の低下がみられるようになり好ましくない。好ましい平均粒径 3 卿以下、特に 1 /πη以下が均一混和性、成形品外観、帯電付与性、液体の浸み込み難さの点から良い。
[0026] これらの中でもカーボン系フィラーが優れており、カーボンブラックが良い。特に BET 法で N₂吸着量より測定した比表面積が 900 mZ g以上のものは少量の添加量で組成物に必要な導電性を付与できるので好ましい。
[0027] とりわけ、アセチレンブラック、ファーネスブラックは不純物が少なく、また、導電性に優れて好ましく、特にファーネスブラ V ク 0XCF(Extra Conductive Furnace SCF (Super Cond - uctive Furnace) CF (Conductive Furnace)および SAF(Super
[0028] '·' i Abrasion Furnace) は中でも好ましい。 XCF としては日本ィーシ一社の「ケッチェンブラック EC j や Cabo t 社の「ノルカン XC -72 j 等があり、 SCF としては Cabot 社の「バルカン SC j 、「バルカン P」や Degtissa 社の「コーラックス L」等があり、としては Cabot 社の「ノルカン C j や Columbian 社の「コンダクテックス SC」等があり、また、 SftF としては旭カーボン社の「旭 #90」、三菱化成工業社の「ダイヤブラック A j や Cabot 社の「バルカン 9 j 等がある。
[0029] これらの導電性フィラーは、高温でフロロカーボン重合体と接触するので、フッ素樹脂に対して安定なものである必要がある。例えば舍有水分の量ば 0.5 重量％以下、好ましくは 0.2 重量％以下のものが適当である。また、平均粒径ゃ舍有水分量等. の条件が適当であれば、これら異種の導電性フィラー、例えば、カーボンブラックと、黒鉛または炭素織維とを併用することができる。
[0030] フルォロカーボン重合体組成物
[0031] 上記フルォ口カーボン重合体と非導電性無機フィラーおよび場合により導電性フィラ一とを特定な割合で配合することによつてフルォロカーボン重合体組成物を製造する。その際の 3者の配合割合は、該重合体が 60〜95重量％、好ましくは 65〜92重量％で、非導電性無機フィラーが 40〜 5重量％、好ましくは 35 〜 8重量％ぉよびこれらの 100 重量部に対して導電性フイラ一が 0〜25重量部、好ましくは 2〜20重量部の範囲内である。前記非導電性無機フィラーが 5重量％未潢、即ち、該重合体が 95 重量％超過では帯電特性への効果が無く .. 一方、 40重量％を超 η える、即ち、該重合体が 60重量％未満では該フルォロカーボン重合体中への均一な分散が困難となり、成形体表面外観の悪化なども生じて好 _ましくない。また、導電性フィラ一を上記範囲内で添加すると本発明の効果が更に発揮されるが、上記範囲を超えて添加するとブレードに要求される電気特性の範囲を逸脱してしまい好ましくない。
[0032] 本発明のフルォロカ一ボン重合体組成物には、本発明の効果を著しく損なわない範囲で他の付加的成分を加えることができる。特に、フルォロカ一ボン重合体組成物の帯電特性、該重合体と無機フィラーとの相溶性、成形加工性（流動性）などをさらに改善するために耐熱性のオリゴマー、例えば、プラス帯電性のシリコーンオイルゃマイナス帯電性のフルォロカーボン系. オリゴマーを 5重量％以下、好ましくは 0. 01〜 3重量％添加することができる。
[0033] 本発明の電子写真装置用ブレードで使用されるフルォ口力一ボン重合体組成物は、上記成分を通常の混合ないし混練装置や方法、例えばロール、ブラベンダ一ブラストグラフ、押出機などを用いて製造することができる。
[0034] この製造の際、各成分の舍有水分については十分制御する必要がある。各成分の舍有水分は、 0. 5重量％以下、好ましくは
[0035] 0. 2 重量％以下、特に 500ppm以下が良い。この範囲を超えた場合は、帯電特性等に悪影響が及ぶ場合がある。また、製造後の組成物の保管時も水分に注意する必要があり、組成物自体 0. 5 重量％以下に舍有水分を抑制するのがよい。これらの為に、熱風乾燥または減圧乾燥等の強制乾燥を取る事が必要な場合もある。
[0036] 本発明の電子写真装置用ブレードは一般に金属ホルダと複合化して使用される。使用される金属ホルダは、その材料として一般によく使用されている金属、例えばアルミニウム、鉄、ステンレス鐧、銅、黄銅などを使用して製造され、精度、強度、コスト等の観点から選択される。通常、アルミニウムかステンレス鐧、あるいは鉄にメツキを施したものが使用される。
[0037] 前記金属ホルダと樹脂ブレードは一体成形されていることが好ましいが、単に貼合せたものであっても良い。一体成形の場合は金属ホルダと樹脂ブレードが嵌合された構造を持つように- 金属ホルダの突起部.を溶融された樹脂で被覆して、または金属ホルダの凹部に樹脂を充填して冷却することによ 2て形成され. る。このような構造により金属ホルダと樹脂ブレードは脱離が P方止され、かつ、ブレードの精度を高く維持することができる , したがって、一体成形の場合は樹脂ブレードが金属ホルダと嵌合した構造が得られる成形方法であればいかなる方法であつても良い。
[0038] 樹脂ブレードが金属ホルダと嵌合した構造の例としては次のようなものがある。
[0039] (1) 樹脂ブレードと樹脂ブレードを保持する金属ホルダとよりなる電子写真装置用ブレ一ドにおいて、金属ホルダに設けられた、端部の拡大された凸部を包接して樹脂ブレードが一体成型されていることを特徴とする電子写真装置用ブレード。
[0040] (2) 樹脂ブレードと該樹脂ブレードを保持する金属ホルダとから構成される電子写真装置用ブレードにおいて、前記樹脂ブレードが金属ホルダと一体成形され、該樹脂ブレードの一部が前記金属ホルダに設けられた、内部の拡大された凹部に充塡して、金属ホルダに保持されていることを特徴とする電子写真装置用ブレード。
[0041] (3) 樹脂ブレードと該樹脂ブレードを保持する金属ホルダとから構成される電子写真装置に用いられるブレードにおいて、前記樹脂ブレ一ドが金属ホルダと一体成形され、該金属ホルダにはブレードの離脱方向と異なる方向に穿孔された穿孔部が穿設されており、一体成形によって前記樹脂ブレードの一部が該穿孔部に充塡されて、金属ホルダに保持されていることを特徴とする電子写真装置用一体成形ブレード。
[0042] (4) 樹脂ブレードと該樹脂ブレードを保持す金属ホルダと，から構成される電子写真装置用ブレードにおいて、前記樹脂ブレードが金属ホルダと一体成形され、該金属ホルダが樹脂ブレード材料により包み込まれていることを特徴とする電子写真装置用ブレード。
[0043] このような一体成形の製品は、貼り合わせの製品に比べて製造'工程が簡単であるばかりでなく、精密な金型の使用により、成形後の仕上加工を要せず、かつ、加工精度が高い。加えて、樹脂ブレ一ド部が金属ホルダから離脱し難い構造となっているので、使用中の剝離等による部品交換の問題が生ぜず、本考案のブレードを部品として用いた商品のアフターサービスの点からも有利である。特に、金属ホルダを樹脂ブレード材料により包み込んで成形した上記 (4)の例のものは、金厲ホルダの形状をあまり考慮しなくて良いので好ましい _s このような一体成形 & 方法としては、押出成形、射出成形（ィンサート成形）、圧縮成形、トランスファー成形などがある。特に射出成形は経済性及び寸法精度の観点から好ましいものである。
[0044] 図面の簡単な説明
[0045] 第 1図、第 8図、第 12図、第 19図および第 20図は、本発明の電子写真装置用ブレードの例の斜視図または一部切り欠き斜視図を表わす。第 2〜 5図および第 9図は、本発明 0電子写真装置用ブレードの例の断面図を表わす。
[0046] また、第 6図、第 7図、第 10図、第 11図および第 13〜18図は金属ホルダ一部切り欠き斜視図を表わす。
[0047] ここで、第 1〜 7図は端部の拡大された凸部を有する金属ホルダを用いて一体成形するタィプの例.、. 第 8〜11図は内部の拡. 大された凹部を有する金属ホルダを用いて一体成形するタイプの例、第 12〜 18図は穿孔部が穿設された金属ホルダを用いて一体成形するタイプの例、第 19図は金属ホルダを樹脂ブレード材料で包み込んで一体成形するタイプの例、および、第 20図は金属ホルダと樹脂ブレードを貼り合わせるタィプの例にそれぞれ分類される。
[0048] 1 電子写真装置用ブレ 2 ：金属ホルダ，
[0049] 2a 突起部， 2b ：凹部，
[0050] 3 樹脂組成物， 5 ：穿孔部， ' 6 係止部， 7 ：ブレードの離脱方向， 8 直角の方向- 9 ：凹部-
[0051] 21 板上の金属ホルダ， 22 ：板上の樹脂ブレ一ド
[0052] 23 発明を実施するための最良の形態
[0053] 実施例 1 〜 2および bh較例 1 〜 2 .
[0054] 予め樹脂成分については熱風乾燥によつて付着水分を 500ppm 以下とし、また、非導電性無機フイラ一成分については 120°C における減圧乾燥により水分舍量を 500ppm以下とした。
[0055] フッ化ビニリデン重合体（ペンウォルト社製「カイナー 720」 ) ペレツト 83.3重量％、予め冷凍粉砕した同様のフッ化ビニリデン重合体 11.1重量％及びフッ素ゴム（デュポン社製、バイトン B-50) 5.6 重量％ょりなる樹脂成分と、正帯電性である酸化マグネシゥム（平均粒径 1 卿） 20重量％及び酸化亜鉛（平均粒径
[0056] 0.5 卿） 80重量％よりなる非導電性無機フィラー成分とを第 1 表に示す割合でドライブレンドし、このドライブレンド物を、 - 30mm ø ベント付ニ軸押出機にて 245 'Cで混練して樹脂組成物のペレットを製造した。
[0057] 一方、予め第 1図に示すような突起部 2aを有するステンレス鐧（SUS403)製の金属ホルダ 2 を製作し、この金属ホルダ 2 に、射出成形機（名機 80T 成形機）により前記樹脂組成物ペレツトを射出成形し、該金属ホルダ 2 の突起部 2aを前記樹脂組成物 3 により被覆した構造を持つ電子写真装置用ブレード 1 を成形した。
[0058] この成形品を電子写真装置に用いてテストを行なった。該テストは、現像ローラーと上記成形品に 450gの荷重をかけながら圧接させたブレードとの界面にトナーを通過させ、該ブレードとトナーの摩擦によるトナーのブレードへの付着溶融固化による固着状態及び帯電化したトナーの電荷量を測定した。また、成形品の寸法精度については先端の平面の真直度がトナ一の薄層化にどの程度影響するかを現像ローラ一と上記ブレ一ドの界面にトナーを通過させてトナ一を薄層化させたときの状態を粘着テープに移し取り、トナ一の量の濃淡及び白すじの発生を評価した。この濃淡や白すじは画像に同様な状態で現われるので好ましくないものである。これらの結果を第 1表に示
[0059] 荬施例 3 〜 4および fch較例 3 〜 4
[0060] フツイ匕ビニリデン一へキサフルォロプロピレン共重合体（ぺンウォルト社製「カイナー 2800」）、正帯電性である平均粒径約 0 . 5 の酸化亜鉛を乾燥して水分 200ppm以下としたものおよび導電性フイラ一として力一ボンブラック（「ケッチェンブラック EC」）の水分を 0 . 5重量％以下としたものをそれぞれ第 2 表に示した割合でドライブレンドした。次に、 30顏径ベルト付 2軸押出機にて 245てで混練して平均粒径約 3 譲のペレツトとした。
[0061] このペレツトを用いて前記実施例 1 と同様にして金属ホルダに射出成形し、電子写真装置用ブレード 1 を成形した。このものを実施例 1 と同様にして評価した。これらの結果を第 2表に, 示す。
[0062] 第 2 表
[0063]
[0064] (注）（a)成分と（b)成分の量は（a) + (b) 基準。
[0065] (c)成分は（a) + (b) 100重量部に対する量。
[0066] 産業上の利用可能性
[0067] 本発明の電子写真装置用ブレードは、フルォロカーボン重合体樹，脂と正帯電性無機フィラーおよび場合により導電性フィラ一の相互作用を利用して高度の分散性を得た素材を用い、熱可塑性であることの特徴を最大限に生かして簡易なプロセスで高度の寸法精度で製造することができる。しかも.、その優れた分散性により安定な帯電特性、トナー固着防止性を有し、また簡易な成形法により金属ホルダーと一体成形できるため、プロセス上のメリットにより高度の寸法精度を有する高機能高性能ブレードを大量かつ低コストで得ることができる。

权利要求:
Claims請求の範囲
(1) トナーを使用する電子写真装置の電子写真装置用ブレードにおいて、該電子写真装置用ブレードがフルォロカ一ボン重合体 60〜95重量％と平均粒径が 5 以下の正帯電性かつ非導電性無機フイラ一 40〜 5重量％およびこれらの 100重量部に対して 0〜25重量部の平均粒径 5 以下である導電性フィラーからなるフルォロカーボン重合体組成物より構成されていることを特徴とする電子写真装置用ブレード。
(2) フルォ口カーボン重合体が、フッ化ビニリデン ' へキサ . フルォロプロピレン共重合体、エチレン ' テトラフルォロェチレン共重合体またはテトラフルォロエチレン · ペルフルォロア , ルキルビュルエーテル共重合体である請求項 1 のブレード。 .
(3) 正帯電性かつ非導電性無機フィラーが、酸化亜鉛または酸化マグネシウムである請求項 1又は 2 のブレード。
(4) 導電性フィラーが、カーボン系フイラ一である請求項 1 ,
2又は 3 のブレード。
(5) カーボン系フイラ一が、アセチレンブラック又はファ一ネス-ブラックである請求項 4 のブレード。
(6) ファ一ネスブラック力く、 XCF (Extra Conductive Furnace) SCF (Super Conductive Furnace)、 CF (Conduc t i e Furnace)又 ttSAF (Super Abrasion Furnace) である請求項 5 のブレード-。
(7) ブレードが、金属ホルダと一体成^されている請求項 1 〜 6 のいずれかのブレード。
(8) ブレードが、金属ホルダに設けられた、端部の拡大された凸部を包接して一体成型されている請求項 7 のブレード。
(9) ブレードが、そのブレードの一部が金属ホルダに設けられた、内部の拡大された凹部に充塡して一体成形されている請求項 7 のブレ一ド。
(10) ブレードが、そのブレードの一部が金属ホルダに穿設された、ブレードの離脱方向と異なる方向に穿孔された穿孔部に充塡して一体成形されている請求項 7 のブレード。
(11) ブレードが、金属ホルダを包み込んで一体成形されている請求項 7 のブレード。

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