ブレード部材及びその製造方法、ブレード部材の評価方法並びにブレード部材装置
【課題】 ブレードの使用状態を精密に評価することができるブレード部材及びその製造方法、ブレード部材の評価方法並びにブレード部材装置を提供する。
【解決手段】 ゴム状弾性層１２に変形検出手段１３が埋設されている。
【解決手段】 ゴム状弾性層１２に変形検出手段１３が埋設されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレード部材及びその製造方法、ブレード部材の評価方法並びにブレード部材装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に電子写真プロセスでは、電子写真感光体に対して、少なくとも帯電、露光、現像、転写およびクリーニングの各プロセスが実行される。かかる電子写真プロセスでは、転写感光体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クリーニングブレード、並びに現像プロセスに用いられて電荷平坦化、除電及び帯電をするための現像ブレード、さらにはトナー規制ブレード等の複数のブレードが用いられている。
【０００３】
従来、これらのブレードの評価は、実際にブレードが使用される装置（実機）や試験機にブレードを搭載し、ブレードを実際の被当接体に当接させて所定時間使用した後、ブレードの摩耗状態を観察して、摩耗量を比較することにより行われていた。
【０００４】
かかる評価方法では、耐摩耗性を評価することはできるが、ブレードの使用時の特性を評価することができないという課題があった。
【０００５】
ところで、ブレードの表面にひずみゲージを取付けたクリーニング装置が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１に記載されたクリーニング装置は、ブレードが感光体の回転方向にわん曲変形する状態が生じたときに、わん曲変形を検出し、ブレードを元の状態に復帰させるというものである。
【０００６】
なお、特許文献１に記載のブレードは、わん曲変形を検出するには好適なものであるが、ブレードの使用時の特性を評価するには不適切なものである。具体的には、ブレード表面にひずみゲージを接着剤により貼り付けているため、接着剤の影響によりブレード自体の変形を適切に観察することができないという問題や、被接触体と接触するエッジ近傍の変形を観察することができないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−２３０２３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑み、ブレード部材の使用時の特性を精密に評価することができるブレード部材及びその製造方法、ブレード部材の評価方法並びにブレード部材装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、被接触体と当接するゴム状弾性層を備えるブレード部材であって、前記ゴム状弾性層に変形検出手段が埋設されていることを特徴とするブレード部材にある。
【００１０】
本発明の第２の態様は、前記変形検出手段がひずみゲージであり、前記ひずみゲージの本体が前記ゴム状弾性層に埋設され、前記本体に接続する配線を前記ゴム状弾性層の表面に露出させたものであることを特徴とする第１の態様に記載のブレード部材にある。
【００１１】
本発明の第３の態様は、前記変形検出手段は、前記被接触体と当接するエッジ面側に埋設されていることを特徴とする第１又は第２の態様に記載のブレード部材にある。
【００１２】
本発明の第４の態様は、前記ゴム状弾性層はエッジ層と背面層とからなり、前記エッジ層と前記背面層との境界面に前記変形検出手段が設けられていることを特徴とする第１〜３のいずれか一つの態様に記載のブレード部材にある。
【００１３】
本発明の第５の態様は、成形金型にゴム状弾性層を形成するゴム材料を投入し、前記ゴム材料の少なくとも一部が硬化した状態で変形検出手段を載置し、さらに前記ゴム材料と同一又は異なるゴム材料を投入して硬化させることにより、ゴム状弾性層からなるブレード部材を形成することを特徴とするブレード部材の製造方法にある。
【００１４】
本発明の第６の態様は、第１〜４のいずれか一つの態様に記載のブレード部材を被接触体に当接させ、前記変形検出手段によりブレード部材の変形を連続的に計測して、前記ブレード部材を評価することを特徴とするブレード部材の評価方法にある。
【００１５】
本発明の第７の態様は、第１〜４のいずれか一つの態様に記載のブレード部材と、このブレード部材を被接触体に所定の当接圧で当接させて保持する保持手段と、前記ブレード部材と前記被接触体との当接圧を検出する接圧検出手段と、を具備することを特徴とするブレード部材装置にある。
【００１６】
本発明の第８の態様は、前記接圧検出手段により検出された検出結果を表示する表示手段をさらに具備することを特徴とする第７の態様に記載のブレード部材装置にある。
【００１７】
本発明の第９の態様は、前記接圧検出手段が検出する検出信号が予め設定した値に達した際に通報する通報手段をさらに具備することを特徴とする第７又は第８の態様に記載のブレード部材装置にある。
【００１８】
本発明の第１０の態様は、前記接圧検出手段が検出する検出信号が予め設定した所定範囲内となるように前記保持手段の保持状態を調整する制御手段をさらに具備することを特徴とする第７〜９のいずれか一つの態様に記載のブレード部材装置にある。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ゴム状弾性層に変形検出手段を埋設させることにより、ブレード部材の使用時の特性を精密に評価することができるブレード部材及びその製造方法、ブレード部材の評価方法並びにブレード部材装置を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係るブレードの横断面図及び分解横断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るブレード部材の概略斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るブレード部材装置の説明図である。
【図４】試験例１の結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を実施形態に基づいて説明する。
【００２２】
（実施形態１）
図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係るブレードの横断面図であり、図１（ｂ）は、本発明の一実施形態に係るブレードの分解横断面図である。図２は、本発明の一実施形態に係るブレード部材の概略斜視図である。
【００２３】
図示するように、ブレード１０は、ゴム状弾性層１２からなるブレード部材１１を備えており、ゴム状弾性層１２の一端側に支持部材２０が接着されている。そして、ブレード部材１１は、ゴム状弾性層１２の内部に変形検出手段であるひずみゲージ１３が埋設されている。
【００２４】
ひずみゲージ１３は、ひずみゲージ本体１３Ａと、ひずみゲージ本体１３Ａに接続される配線１３Ｂとからなり、ひずみゲージ本体１３Ａがゴム状弾性層１２に埋設されている。そして、ひずみゲージ本体１３Ａに接続する配線１３Ｂは、ブレード部材１１の表面に露出し、図示しない変形検出装置に接続できるようになっている。本実施形態では、ブレード部材１１と支持部材２０は、絶縁性の接着部材１４を介して固着されており、ブレード部材１１の背面側に露出した配線１３Ｂは、この絶縁性の接着部材１４及び図示しない保護テープにより支持部材２０と接触しないように構成されている。これにより、配線１３Ｂを、支持部材２０と導通させることなくゴム状弾性層１２の基端部側に露出させている。
【００２５】
このブレード１０は、実機や試験機に搭載することにより、ブレード部材１１の実機での使用時の特性を精密に評価することができる。ブレード部材１１を評価する際には、ブレード部材１１のひずみゲージ本体１３Ａに接続される配線１３Ｂを検出装置に接続し、ブレード部材１１を感光体等の被接触体に当接させた後、ひずみゲージ１３によりブレード部材１１の変形を計測することにより、ブレード部材１１の特性を評価する。ひずみゲージ１３により検出されるブレード部材１１のひずみ量から、ブレード部材１１の使用時の特性、具体的には、変形量、当接圧等を推測することができる。これにより、ブレード部材１１の摩擦特性等を評価することもできる。例えば、基準となるひずみ量と摩擦の関係を予め計測しておくことにより、ひずみゲージ１３により検出されるひずみ量からブレード部材１１の摩擦特性を評価することができる。
【００２６】
ブレードに接着剤によりひずみゲージ１３を固着した場合は、接着剤が剛体となりブレード部材１１の変形量に影響を与えてしまうが、本実施形態では、接着剤等を使用することなくゴム状弾性層１２に変形検出手段を設けていることにより、ブレード部材１１を構成するゴム状弾性層１２自体の使用状態を適切に評価することができる。
【００２７】
また、本実施形態のブレード部材１１は、任意の位置に変形検出手段であるひずみゲージ１３を設けることができ、ブレード部材１１の所望の位置の変形を精密に検出することができる。また、ブレード部材１１ではひずみゲージ１３を埋設させていることにより、ひずみゲージ１３が周辺部品と接触する虞がない。ひずみゲージをブレード部材表面に設けた場合は、ひずみゲージが周辺部品と接触する虞があるだけではなく、ブレード部材の変形を適切に検出することができなくなってしまう。例えば、被接触体と接触するエッジ面に変形検出手段を設けた場合は、被接触体と接触しない位置にひずみゲージを設けることになるため、エッジ近傍の変形を計測することができない。一方、被接触体と接触するエッジ面とは反対側の背面に変形手段を設けた場合は、エッジ近傍の変形を適切に計測することができない。
【００２８】
本実施形態では、変形検出手段としてひずみゲージ１３を用いていることにより、ひずみを電気信号として検出することができ、客観的にひずみ量を評価することができる。
【００２９】
ゴム状弾性層１２のひずみゲージ１３を埋設する位置は特に限定されず、変形を計測したい部位に設ければよい。言い換えれば、本発明によれば、ブレード部材１１の任意の位置の変形を精密に評価することができる。特に、本実施形態にかかるブレード部材１１は、ブレード部材１１のエッジ近傍の変形を精密に計測するのに好適なものである。
【００３０】
エッジ近傍の変形を計測する際には、ひずみゲージ１３は、ゴム状弾性層１２のエッジ近傍に設ければよく、例えば、ゴム状弾性層１２の被接触体と当接するエッジ面からその反対側の面である背面までの肉厚を１００％とした場合、ゴム状弾性層１２の肉厚のエッジ面側から５０％以下の領域で且つゴム状弾性層１２の先端部側に設ければよい。言い換えれば、ひずみゲージ１３が近い面をエッジ面として用いればよい。また、肉厚のエッジ面側から１０〜４０％の領域に埋設することにより、ブレード部材１１のゴム状弾性層１２の最大変形部分の変形を計測することができる。
【００３１】
本実施形態では、ゴム状弾性層１２は単層からなるものとしたが、エッジ層と背面層との二層からなるものであってもよい。エッジ層と背面層との二層の場合は、エッジ層と背面層との境界面にひずみゲージ１３を設けることにより、エッジ層と背面層の境界面における変形を計測することができる。すなわち、本発明の構成によれば、エッジ近傍の変形だけでなく、複数層の界面における変形を計測することができる。
【００３２】
本実施形態では、ブレード部材１１の背面側に、ひずみゲージ１３の配線１３Ｂを露出させたが、配線１３Ｂは、被接触体と当接するエッジ近傍から離れていれば、エッジ面側に露出させてもよい。
【００３３】
本実施形態では、ゴム状弾性層１２にひずみゲージ１３を１つ設けたが、ひずみゲージ１３は複数設けてもよく、向きも特に限定されるものではない。例えば、ひずみゲージ１３を長手方向端部及び中央に埋設して、各部位の変形を計測することもできる。
【００３４】
ここで、本発明のブレード部材の製造方法について詳細に説明する。
まず、遠心成形機の回転感光体ドラムを所定の回転数で回転させながら、ゴム材料の一部（第１ゴム材料）を遠心成形機に投入して、感光体ドラムを所定の回転数で回転させながら硬化させる。
【００３５】
そして、第１ゴム材料の少なくとも一部が硬化した状態、すなわち、第１ゴム材料が完全に硬化する前に、ひずみゲージ１３を第１ゴム材料の表面に載置する。このとき、ひずみゲージ１３の配線１３Ｂはエアー面側へ屈曲させておく。
【００３６】
次に、ゴム材料の残り（第２ゴム材料）を投入して硬化させる。
第２ゴム材料が硬化したところで、感光体ドラムの回転を停止し、脱型及び冷却を行う。そして、一端を切断してシート状にし、必要に応じて熟成させた後、ブレード部材の長手方向が円周方向又は遠心成形金型の奥行き方向に沿うように切断することで、ブレード部材を得ることができる。なお、エアー面、すなわち後に成形した第２ゴム材料の表面が、ブレード部材の背面側となり、図２に示すように、ゴム状弾性層１２の背面側にひずみゲージ１３の配線１３Ｂが露出したブレード部材１１となる。
【００３７】
上述した製造方法では、第１ゴム材料が完全に硬化しないうちに、第２ゴム材料を投入することにより一体的に成形して、単層のゴム状弾性層１２を形成することができる。
【００３８】
本発明のブレード部材の製造方法は、上述したように、遠心成形法によりゴム状弾性層１２にひずみゲージ１３を埋設したブレード部材１１を容易に製造することができるものである。このように、本発明のブレード部材の製造方法は、容易にブレード部材の使用時の特性を精密に評価することができるブレード部材を成形することができる。
【００３９】
また、本発明のブレード部材の製造方法は、感光体ドラムに投入する第１ゴム材料及び第２ゴム材料の量をコントロールすることで、ひずみゲージ１３の位置を容易に制御することができる。具体的には、第１ゴム材料の量を少なくすることで、エッジ近傍にひずみゲージ１３を埋設することができる。すなわち、本発明の製造方法によれば、任意の位置にひずみゲージ１３を埋設させたブレード部材を成形することができる。
【００４０】
上述した製造方法では、第２ゴム材料の表面が背面側となるようにしたが、第２ゴム材料の表面がエッジ層となるようにしてもよい。この場合は、ブレード部材１１のエッジ面側にひずみゲージ１３の配線１３Ｂが露出したものとなる。
【００４１】
また、本実施形態では、第１ゴム材料と第２ゴム材料を同一のものとすることにより、単層のゴム状弾性層１２を形成したが、第１ゴム材料と第２ゴム材料が異なるものとしてもよい。これにより、エッジ層と背面層の二層からなり、エッジ層と背面層との境界面に変形検出手段が設けられているブレード部材を製造することができる。この場合は、第１ゴム材料としてエッジ層を形成するゴム材料を用い、第２ゴム材料として背面層を形成するゴム材料を用いるのが好ましい。
【００４２】
ブレード部材の製造方法として、遠心成形機を使用する製造方法を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。遠心成形機以外の他の成形金型を使用して製造する際、例えば、プレス成形の場合も同様に、成形金型にゴム状弾性層を形成するゴム材料の一部を投入し、ゴム材料の少なくとも一部が硬化した状態で変形検出手段を載置した後、ゴム材料の残りを投入して積層状態で硬化させることにより、ゴム状弾性層からなるブレード部材を形成することができる。
【００４３】
本実施形態では、変形検出手段としてひずみゲージ１３を設けたがこれに限定されず、ゴム状弾性層１２の変形を検出できるものであればよい。
【００４４】
本発明のブレード部材は、ブレード部材の評価に用いるのに好適なものである。本発明のブレード部材を用いれば、ブレード部材の実機における使用時の特性を精密に評価することができる。このブレード部材を用いることにより、異なるシステム、評価条件、環境下においても使用時の特性を精密に且つ客観的に評価することができる。
【００４５】
また、本発明のブレード部材を用いることにより、評価設備を容易に実機と同様の評価条件・環境条件とすることもできる。例えば、試験機において実機の条件を再現する際に、予め実機におけるブレード部材の出力値を計測しておけば、試験機でその出力値となるように条件を合わせることで、実機の再現をすることができる。
【００４６】
さらに、本発明のブレード部材を用いれば、所望の摺動状態となるようにブレード部材を設置することができる。ブレード部材の設置方法としては、ゴム状弾性層に変形検出手段が埋設されている測定ブレード部材を被接触体に当接させて、変形検出手段により測定ブレード部材の変形を計測し、計測結果に基づいて被接触体と当接する測定ブレード部材の摺動状態を把握して、測定ブレード部材又は非測定ブレード部材を所定の摺動状態となるように設置する方法が挙げられる。
【００４７】
まず、ゴム状弾性層に変形検出手段が埋設されている測定ブレード部材を被接触体に当接させて、変形検出手段により作動時の測定ブレード部材の変形を連続的に計測する。
【００４８】
次に、この計測結果から、測定ブレード部材の実機における使用時（被接触体との当接時）の摺動状態を把握する。変形検出手段としてひずみゲージを用いることにより、測定ブレード部材の変形の大きさや変形の経時変化を数値化して観察することができ、ブレード部材の摺動状態を精密且つ客観的に把握することができる。これにより、接触角、当接圧等の設置条件を変更して、ブレード部材が所定の変形となる（すなわち、所定の摺動状態となる）条件を見つけることができる。
【００４９】
得られた条件に基づいて、ブレード部材が所定の摺動状態となるように装置に設置する。装置に設置するブレード部材は、測定ブレード部材でも、非測定ブレード部材でもよい。非測定ブレード部材としては、測定ブレード部材と同材質からなり且つ変形検出手段が埋設されていないものが挙げられる。なお、測定ブレード部材を装置に設置する場合は、設置後に変形検出手段によりブレード部材の変形を計測し、所定の出力値が得られるか否かを判断することにより、設置条件が適切か否かを判断することができる。
【００５０】
本発明のブレード部材は、上述したように、評価試験用のブレード部材として好適に用いることができるものであるが、勿論、通常のブレード部材と同様の使用をしてもよい。例えば、本発明のブレード部材は、電子写真感光体、転写プロセスに用いる転写感光体ドラム及び転写ベルト、又は中間搬送ベルトのクリーニングに用いられるクリーニングブレード部材に用いて好適なものであるが、これに限定されず、例えば、トナー規制ブレード等に用いて好適なものである。
【００５１】
（実施形態２）
図３を用いて、本発明の一実施形態に係るブレード部材装置について説明する。
【００５２】
図３に示すように、本実施形態のブレード部材装置１００は、ブレード部材１１を具備するブレード１０と、ブレード部材１１を保持する保持手段３０と、制御部４０と、表示部５０と、通報部６０と、を備えている。
【００５３】
ブレード部材１１は、実施形態１で説明したものと同様のものを用いることができる。具体的には、ブレード１０は、ゴム状弾性層１２に変形検出手段であるひずみゲージ１３が埋設されたブレード部材１１と、ゴム状弾性層１２の一端側に設けられた支持部材２０とからなる。なお、実施形態１のブレード部材１１と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００５４】
このブレード部材１１は、被接触体である感光体ドラム２００に所定の圧力で当接するように保持手段３０により保持されている。本実施形態では、保持手段３０は、アクチュエーターを具備しており（図示なし）、アクチュエーターの駆動によりブレード１０の保持状態を調整できるようになっている。具体的には、アクチュエーターが駆動することにより、ブレード部材１１の感光体ドラム２００との距離やブレード部材１１の傾きが変化して、保持手段３０の保持状態の調整ができるようになっている。
【００５５】
ブレード部材１１のひずみゲージ１３は、配線を介して制御部４０の接圧検出手段４１に電気的に接続されている。制御部４０は、ＣＰＵ機能を含むものであり、ブレード部材装置１００の全体の作動を制御する。本実施形態では、制御部４０は、ブレード部材１１の感光体ドラム２００との当接圧を検出する接圧検出手段４１と、保持手段３０の保持状態を調整する制御手段４２とを有している。
【００５６】
表示部５０は、接圧検出手段４１で検出した検出結果を表示するものである。なお、検出結果の表示方法は、検出結果等を視覚的に表示できるものであればよく、特に限定されない。
【００５７】
ブレード部材１１が感光体ドラム２００に接触して変形すると、ひずみゲージ１３が出力信号Ｓ１を接圧検出手段４１へ送信する。そして、接圧検出手段４１は、予め計測した出力信号Ｓ１と当接圧との関係に基づいて、出力信号Ｓ１から当接圧（接圧）を検出する。本実施形態では、接圧検出手段４１は、当接圧を検出すると、検出信号Ｓ２を生成し、生成した検出信号Ｓ２を表示部５０及び制御手段４２に送信する。これにより、表示部５０は、接圧の検出結果を表示する。
【００５８】
一方、制御手段４２は、検出信号Ｓ２が、予め設定した所定範囲外である場合は、必要に応じて所定の信号を生成する。検出信号Ｓ２が予め設定した範囲Ｓａ＜Ｓ２＜Ｓｂの場合は、信号を生成しないが、Ｓｂ≦Ｓ２＜Ｓｃの場合は、アクチュエーターを駆動するための駆動信号Ｓ３を生成する。このとき、駆動信号Ｓ３は、予め制御手段４２が有するテーブルデータに応じて、検出信号Ｓ２の値から所定の駆動信号が選択されるようになっている。また、Ｓｃ≦Ｓ２の場合は、駆動信号Ｓ４を生成する。言い換えれば、制御手段４２は、検出信号Ｓ２が、予め設定した値Ｓｃに達した際に駆動信号Ｓ４を生成する。
【００５９】
駆動信号Ｓ３が生成されると、保持手段３０のアクチュエーターに送信される。これにより、アクチュエーターが駆動する。これにより、検出信号Ｓ２が予め設定した所定範囲内となるように、保持手段３０の位置が所定方向に移動したり、所定向きに傾いたりして、保持手段３０の保持状態が調整される。
【００６０】
一方、駆動信号Ｓ４が生成されると、通報部６０に送信される。通報部６０は、駆動信号Ｓ４が入力された際、すなわち、検出信号Ｓ２が予め設定した値に達した際に、通報をするようになっている。通報の方法は、特に限定されるものではないが、例えば、ランプの点灯、警報音の発生が挙げられる。かかる通報手段により、使用者はブレード部材１１の当接圧の変化を感知して、感光体ドラム２００等の駆動を停止することができるようになっている。なお、本実施形態では、制御手段４２は検出信号Ｓ２が予め設定した値に達したか否かを判断する機能を備えており、「通報手段」は、制御手段４２と通報部６０とから構成されている。
【００６１】
本実施形態では、ブレード１０のゴム状弾性層１２の内部にひずみゲージ１３が埋設されているため、ブレード部材１１と感光体ドラム２００との接圧を高精度に検出することができ、接圧の微調整をすることができる。ブレードの表面にひずみゲージを設けたブレードを用いた場合、ひずみゲージをエッジ近傍に設けることができず、また、かかるひずみゲージの変形量はブレードのゴム状弾性層内部の変形量と同一ではないため、ブレードの変形を正確に検出することができず、接圧を正確に求めることができない。これに対し、本実施形態では、ブレード１０のゴム状弾性層１２にひずみゲージ１３が埋設されていることにより、ひずみゲージ１３をブレード１０のエッジ近傍に埋設することができ、さらに、ひずみゲージ１３がブレード１０のゴム状弾性層１２と共に変形をする、すなわち、ゴム状弾性層１２と同一の変形をする。これにより、ブレード１０のゴム状弾性層の変形を正確に検出することができ、ブレード１０の接圧を正確に求めることができる。
【００６２】
上述したように、本実施形態では、接圧検出手段４１の検出結果に基づいて、ブレード部材１１の感光体ドラム２００との当接圧が予め設定した所定範囲内となるように、保持手段３０の保持状態が調整できるようになっている。ブレード部材１１を長期間に亘って使用すると、へたりが発生して感光体ドラム２００との接圧が弱くなるが、本実施形態では、保持手段３０を感光体ドラム２００方向へ移動させるように調整することにより、ブレード部材１１の接圧を所定範囲内に維持することができる。したがって、ブレード部材１１の感光体ドラム２００との接触不良を抑制することができる。従来は、ブレード部材１１は、バネ等により感光体ドラム２００に所定の当接圧で当接させていたため必要以上に高い当接圧で当接させていたが、本実施形態によれば、当接圧を高精度に制御することができるため、適切な当接圧で当接させることができる。これにより、ブレード部材１１の摩耗やへたりを抑制することができ、ブレード部材を長期間に亘って使用することができるようになる。
【００６３】
また、本実施形態では、通報手段を備えていることにより、ブレード部材１１の摩耗等の不具合により予め設定した値に達した場合、すなわち、保持手段３０の調整によりブレード部材１１と感光体ドラム２００との当接圧を制御することができなくなった場合には、操作者がブレード部材１１の不具合を発見することができる。したがって、ブレード部材１１のメクレの発生を事前に防ぐことができる。また、ブレード部材１１の寿命を正確に判断することができ、適切な交換時期を判別することができる。
【００６４】
なお、通報手段は設けなくてもよい。通報手段を設けない場合は、接圧検出手段４１の検出結果を表示する表示部５０の表示に基づいて、検出結果が所定範囲内であるか否かを確認すればよい。
【００６５】
また、通報部６０を設けずに、表示部５０が通報手段の一部を構成するようにしてもよい。例えば、検出信号Ｓ２が予め設定した値に達した際に、制御手段４２が生成する駆動信号Ｓ４を表示部５０に送信するようにし、表示部５０は、駆動信号Ｓ４が入力されると、「異常」等の通報に関する情報が表示されるようにしてもよい。なお、通報に関する表示は、操作者が視覚的に認識しやすい表示方法であればよく、特に限定されない。
【００６６】
また、制御手段４２は設けなくてもよい。制御手段４２及び通報手段を設けない場合は、接圧検出手段４１の検出結果を表示する表示部５０の表示に基づいて、保持手段３０の位置を調整し、調整後に接圧検出手段４１が検出する検出結果が所定範囲内であるか否かを確認すればよい。
【００６７】
また、表示部５０を設けなくてもよい。表示部５０を設けない場合も、制御手段４２により、ブレード部材装置１００の全体の作動を制御することができ、また、制御手段４２及び通報部６０により、接圧検出手段４１が検出する検出信号Ｓ２が予め設定した値に達した際に操作者が感知することができる。
【００６８】
以下、本発明のブレード部材を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００６９】
（実施例１）
遠心成形機の回転感光体ドラムを所定の回転数で回転させながら、ポリウレタン組成物の一部（第１ゴム材料）を遠心成形機に投入して、感光体ドラムを所定の回転数で回転させながら硬化させた。そして、第１ゴム材料が完全に硬化する前に、ひずみゲージ（共和電業社製）を第１ゴム材料の表面に載せて固定した。第１ゴム材料が完全に硬化する前にポリウレタン組成物の残り（第２ゴム材料）を投入して硬化させた。その後、脱型及び冷却を行い、所定形状に切断することで、実施例１のブレード部材を得た。これに、支持部材を固着して、実施例１のブレードとした。
【００７０】
（実施例２）
実施例１のブレード部材表面に潤滑剤を塗布した以外は実施例１と同様にして、実施例２のブレードを得た。
【００７１】
（試験例１）
各実施例のブレード部材をクリーニングブレードとして感光体とブレードを備えた試験機において、温度２５℃×湿度６０％の環境下で、感光体を静止させている状態から線速３５３ｍｍ／ｓｅｃで約８〜１０ｓｅｃ回転させたときのひずみを測定した。結果を図４に示す。
【００７２】
（結果のまとめ）
図４に示すように、当接させた感光体ドラムの回転開始及び回転停止時には、実施例１及び２のブレード部材のひずみゲージのひずみが０となっており、ブレードのひずみに対応して出力値が変化していることが確認された。
【００７３】
また、潤滑剤を表面に塗布した実施例２のブレード部材は、実施例１のブレード部材よりも出力変化が小さくなることが確認された。これより、変形検出手段であるひずみゲージの出力変化により、ブレード部材の摩擦の違いが的確に判断できることが確認された。
【符号の説明】
【００７４】
１０ ブレード
１１ ブレード部材
１２ ゴム状弾性層
１３ ひずみゲージ
１３Ａ ひずみゲージ本体
１３Ｂ 配線
２０ 支持部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレード部材及びその製造方法、ブレード部材の評価方法並びにブレード部材装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に電子写真プロセスでは、電子写真感光体に対して、少なくとも帯電、露光、現像、転写およびクリーニングの各プロセスが実行される。かかる電子写真プロセスでは、転写感光体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クリーニングブレード、並びに現像プロセスに用いられて電荷平坦化、除電及び帯電をするための現像ブレード、さらにはトナー規制ブレード等の複数のブレードが用いられている。
【０００３】
従来、これらのブレードの評価は、実際にブレードが使用される装置（実機）や試験機にブレードを搭載し、ブレードを実際の被当接体に当接させて所定時間使用した後、ブレードの摩耗状態を観察して、摩耗量を比較することにより行われていた。
【０００４】
かかる評価方法では、耐摩耗性を評価することはできるが、ブレードの使用時の特性を評価することができないという課題があった。
【０００５】
ところで、ブレードの表面にひずみゲージを取付けたクリーニング装置が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１に記載されたクリーニング装置は、ブレードが感光体の回転方向にわん曲変形する状態が生じたときに、わん曲変形を検出し、ブレードを元の状態に復帰させるというものである。
【０００６】
なお、特許文献１に記載のブレードは、わん曲変形を検出するには好適なものであるが、ブレードの使用時の特性を評価するには不適切なものである。具体的には、ブレード表面にひずみゲージを接着剤により貼り付けているため、接着剤の影響によりブレード自体の変形を適切に観察することができないという問題や、被接触体と接触するエッジ近傍の変形を観察することができないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−２３０２３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑み、ブレード部材の使用時の特性を精密に評価することができるブレード部材及びその製造方法、ブレード部材の評価方法並びにブレード部材装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、被接触体と当接するゴム状弾性層を備えるブレード部材であって、前記ゴム状弾性層に変形検出手段が埋設されていることを特徴とするブレード部材にある。
【００１０】
本発明の第２の態様は、前記変形検出手段がひずみゲージであり、前記ひずみゲージの本体が前記ゴム状弾性層に埋設され、前記本体に接続する配線を前記ゴム状弾性層の表面に露出させたものであることを特徴とする第１の態様に記載のブレード部材にある。
【００１１】
本発明の第３の態様は、前記変形検出手段は、前記被接触体と当接するエッジ面側に埋設されていることを特徴とする第１又は第２の態様に記載のブレード部材にある。
【００１２】
本発明の第４の態様は、前記ゴム状弾性層はエッジ層と背面層とからなり、前記エッジ層と前記背面層との境界面に前記変形検出手段が設けられていることを特徴とする第１〜３のいずれか一つの態様に記載のブレード部材にある。
【００１３】
本発明の第５の態様は、成形金型にゴム状弾性層を形成するゴム材料を投入し、前記ゴム材料の少なくとも一部が硬化した状態で変形検出手段を載置し、さらに前記ゴム材料と同一又は異なるゴム材料を投入して硬化させることにより、ゴム状弾性層からなるブレード部材を形成することを特徴とするブレード部材の製造方法にある。
【００１４】
本発明の第６の態様は、第１〜４のいずれか一つの態様に記載のブレード部材を被接触体に当接させ、前記変形検出手段によりブレード部材の変形を連続的に計測して、前記ブレード部材を評価することを特徴とするブレード部材の評価方法にある。
【００１５】
本発明の第７の態様は、第１〜４のいずれか一つの態様に記載のブレード部材と、このブレード部材を被接触体に所定の当接圧で当接させて保持する保持手段と、前記ブレード部材と前記被接触体との当接圧を検出する接圧検出手段と、を具備することを特徴とするブレード部材装置にある。
【００１６】
本発明の第８の態様は、前記接圧検出手段により検出された検出結果を表示する表示手段をさらに具備することを特徴とする第７の態様に記載のブレード部材装置にある。
【００１７】
本発明の第９の態様は、前記接圧検出手段が検出する検出信号が予め設定した値に達した際に通報する通報手段をさらに具備することを特徴とする第７又は第８の態様に記載のブレード部材装置にある。
【００１８】
本発明の第１０の態様は、前記接圧検出手段が検出する検出信号が予め設定した所定範囲内となるように前記保持手段の保持状態を調整する制御手段をさらに具備することを特徴とする第７〜９のいずれか一つの態様に記載のブレード部材装置にある。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ゴム状弾性層に変形検出手段を埋設させることにより、ブレード部材の使用時の特性を精密に評価することができるブレード部材及びその製造方法、ブレード部材の評価方法並びにブレード部材装置を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係るブレードの横断面図及び分解横断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るブレード部材の概略斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るブレード部材装置の説明図である。
【図４】試験例１の結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を実施形態に基づいて説明する。
【００２２】
（実施形態１）
図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係るブレードの横断面図であり、図１（ｂ）は、本発明の一実施形態に係るブレードの分解横断面図である。図２は、本発明の一実施形態に係るブレード部材の概略斜視図である。
【００２３】
図示するように、ブレード１０は、ゴム状弾性層１２からなるブレード部材１１を備えており、ゴム状弾性層１２の一端側に支持部材２０が接着されている。そして、ブレード部材１１は、ゴム状弾性層１２の内部に変形検出手段であるひずみゲージ１３が埋設されている。
【００２４】
ひずみゲージ１３は、ひずみゲージ本体１３Ａと、ひずみゲージ本体１３Ａに接続される配線１３Ｂとからなり、ひずみゲージ本体１３Ａがゴム状弾性層１２に埋設されている。そして、ひずみゲージ本体１３Ａに接続する配線１３Ｂは、ブレード部材１１の表面に露出し、図示しない変形検出装置に接続できるようになっている。本実施形態では、ブレード部材１１と支持部材２０は、絶縁性の接着部材１４を介して固着されており、ブレード部材１１の背面側に露出した配線１３Ｂは、この絶縁性の接着部材１４及び図示しない保護テープにより支持部材２０と接触しないように構成されている。これにより、配線１３Ｂを、支持部材２０と導通させることなくゴム状弾性層１２の基端部側に露出させている。
【００２５】
このブレード１０は、実機や試験機に搭載することにより、ブレード部材１１の実機での使用時の特性を精密に評価することができる。ブレード部材１１を評価する際には、ブレード部材１１のひずみゲージ本体１３Ａに接続される配線１３Ｂを検出装置に接続し、ブレード部材１１を感光体等の被接触体に当接させた後、ひずみゲージ１３によりブレード部材１１の変形を計測することにより、ブレード部材１１の特性を評価する。ひずみゲージ１３により検出されるブレード部材１１のひずみ量から、ブレード部材１１の使用時の特性、具体的には、変形量、当接圧等を推測することができる。これにより、ブレード部材１１の摩擦特性等を評価することもできる。例えば、基準となるひずみ量と摩擦の関係を予め計測しておくことにより、ひずみゲージ１３により検出されるひずみ量からブレード部材１１の摩擦特性を評価することができる。
【００２６】
ブレードに接着剤によりひずみゲージ１３を固着した場合は、接着剤が剛体となりブレード部材１１の変形量に影響を与えてしまうが、本実施形態では、接着剤等を使用することなくゴム状弾性層１２に変形検出手段を設けていることにより、ブレード部材１１を構成するゴム状弾性層１２自体の使用状態を適切に評価することができる。
【００２７】
また、本実施形態のブレード部材１１は、任意の位置に変形検出手段であるひずみゲージ１３を設けることができ、ブレード部材１１の所望の位置の変形を精密に検出することができる。また、ブレード部材１１ではひずみゲージ１３を埋設させていることにより、ひずみゲージ１３が周辺部品と接触する虞がない。ひずみゲージをブレード部材表面に設けた場合は、ひずみゲージが周辺部品と接触する虞があるだけではなく、ブレード部材の変形を適切に検出することができなくなってしまう。例えば、被接触体と接触するエッジ面に変形検出手段を設けた場合は、被接触体と接触しない位置にひずみゲージを設けることになるため、エッジ近傍の変形を計測することができない。一方、被接触体と接触するエッジ面とは反対側の背面に変形手段を設けた場合は、エッジ近傍の変形を適切に計測することができない。
【００２８】
本実施形態では、変形検出手段としてひずみゲージ１３を用いていることにより、ひずみを電気信号として検出することができ、客観的にひずみ量を評価することができる。
【００２９】
ゴム状弾性層１２のひずみゲージ１３を埋設する位置は特に限定されず、変形を計測したい部位に設ければよい。言い換えれば、本発明によれば、ブレード部材１１の任意の位置の変形を精密に評価することができる。特に、本実施形態にかかるブレード部材１１は、ブレード部材１１のエッジ近傍の変形を精密に計測するのに好適なものである。
【００３０】
エッジ近傍の変形を計測する際には、ひずみゲージ１３は、ゴム状弾性層１２のエッジ近傍に設ければよく、例えば、ゴム状弾性層１２の被接触体と当接するエッジ面からその反対側の面である背面までの肉厚を１００％とした場合、ゴム状弾性層１２の肉厚のエッジ面側から５０％以下の領域で且つゴム状弾性層１２の先端部側に設ければよい。言い換えれば、ひずみゲージ１３が近い面をエッジ面として用いればよい。また、肉厚のエッジ面側から１０〜４０％の領域に埋設することにより、ブレード部材１１のゴム状弾性層１２の最大変形部分の変形を計測することができる。
【００３１】
本実施形態では、ゴム状弾性層１２は単層からなるものとしたが、エッジ層と背面層との二層からなるものであってもよい。エッジ層と背面層との二層の場合は、エッジ層と背面層との境界面にひずみゲージ１３を設けることにより、エッジ層と背面層の境界面における変形を計測することができる。すなわち、本発明の構成によれば、エッジ近傍の変形だけでなく、複数層の界面における変形を計測することができる。
【００３２】
本実施形態では、ブレード部材１１の背面側に、ひずみゲージ１３の配線１３Ｂを露出させたが、配線１３Ｂは、被接触体と当接するエッジ近傍から離れていれば、エッジ面側に露出させてもよい。
【００３３】
本実施形態では、ゴム状弾性層１２にひずみゲージ１３を１つ設けたが、ひずみゲージ１３は複数設けてもよく、向きも特に限定されるものではない。例えば、ひずみゲージ１３を長手方向端部及び中央に埋設して、各部位の変形を計測することもできる。
【００３４】
ここで、本発明のブレード部材の製造方法について詳細に説明する。
まず、遠心成形機の回転感光体ドラムを所定の回転数で回転させながら、ゴム材料の一部（第１ゴム材料）を遠心成形機に投入して、感光体ドラムを所定の回転数で回転させながら硬化させる。
【００３５】
そして、第１ゴム材料の少なくとも一部が硬化した状態、すなわち、第１ゴム材料が完全に硬化する前に、ひずみゲージ１３を第１ゴム材料の表面に載置する。このとき、ひずみゲージ１３の配線１３Ｂはエアー面側へ屈曲させておく。
【００３６】
次に、ゴム材料の残り（第２ゴム材料）を投入して硬化させる。
第２ゴム材料が硬化したところで、感光体ドラムの回転を停止し、脱型及び冷却を行う。そして、一端を切断してシート状にし、必要に応じて熟成させた後、ブレード部材の長手方向が円周方向又は遠心成形金型の奥行き方向に沿うように切断することで、ブレード部材を得ることができる。なお、エアー面、すなわち後に成形した第２ゴム材料の表面が、ブレード部材の背面側となり、図２に示すように、ゴム状弾性層１２の背面側にひずみゲージ１３の配線１３Ｂが露出したブレード部材１１となる。
【００３７】
上述した製造方法では、第１ゴム材料が完全に硬化しないうちに、第２ゴム材料を投入することにより一体的に成形して、単層のゴム状弾性層１２を形成することができる。
【００３８】
本発明のブレード部材の製造方法は、上述したように、遠心成形法によりゴム状弾性層１２にひずみゲージ１３を埋設したブレード部材１１を容易に製造することができるものである。このように、本発明のブレード部材の製造方法は、容易にブレード部材の使用時の特性を精密に評価することができるブレード部材を成形することができる。
【００３９】
また、本発明のブレード部材の製造方法は、感光体ドラムに投入する第１ゴム材料及び第２ゴム材料の量をコントロールすることで、ひずみゲージ１３の位置を容易に制御することができる。具体的には、第１ゴム材料の量を少なくすることで、エッジ近傍にひずみゲージ１３を埋設することができる。すなわち、本発明の製造方法によれば、任意の位置にひずみゲージ１３を埋設させたブレード部材を成形することができる。
【００４０】
上述した製造方法では、第２ゴム材料の表面が背面側となるようにしたが、第２ゴム材料の表面がエッジ層となるようにしてもよい。この場合は、ブレード部材１１のエッジ面側にひずみゲージ１３の配線１３Ｂが露出したものとなる。
【００４１】
また、本実施形態では、第１ゴム材料と第２ゴム材料を同一のものとすることにより、単層のゴム状弾性層１２を形成したが、第１ゴム材料と第２ゴム材料が異なるものとしてもよい。これにより、エッジ層と背面層の二層からなり、エッジ層と背面層との境界面に変形検出手段が設けられているブレード部材を製造することができる。この場合は、第１ゴム材料としてエッジ層を形成するゴム材料を用い、第２ゴム材料として背面層を形成するゴム材料を用いるのが好ましい。
【００４２】
ブレード部材の製造方法として、遠心成形機を使用する製造方法を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。遠心成形機以外の他の成形金型を使用して製造する際、例えば、プレス成形の場合も同様に、成形金型にゴム状弾性層を形成するゴム材料の一部を投入し、ゴム材料の少なくとも一部が硬化した状態で変形検出手段を載置した後、ゴム材料の残りを投入して積層状態で硬化させることにより、ゴム状弾性層からなるブレード部材を形成することができる。
【００４３】
本実施形態では、変形検出手段としてひずみゲージ１３を設けたがこれに限定されず、ゴム状弾性層１２の変形を検出できるものであればよい。
【００４４】
本発明のブレード部材は、ブレード部材の評価に用いるのに好適なものである。本発明のブレード部材を用いれば、ブレード部材の実機における使用時の特性を精密に評価することができる。このブレード部材を用いることにより、異なるシステム、評価条件、環境下においても使用時の特性を精密に且つ客観的に評価することができる。
【００４５】
また、本発明のブレード部材を用いることにより、評価設備を容易に実機と同様の評価条件・環境条件とすることもできる。例えば、試験機において実機の条件を再現する際に、予め実機におけるブレード部材の出力値を計測しておけば、試験機でその出力値となるように条件を合わせることで、実機の再現をすることができる。
【００４６】
さらに、本発明のブレード部材を用いれば、所望の摺動状態となるようにブレード部材を設置することができる。ブレード部材の設置方法としては、ゴム状弾性層に変形検出手段が埋設されている測定ブレード部材を被接触体に当接させて、変形検出手段により測定ブレード部材の変形を計測し、計測結果に基づいて被接触体と当接する測定ブレード部材の摺動状態を把握して、測定ブレード部材又は非測定ブレード部材を所定の摺動状態となるように設置する方法が挙げられる。
【００４７】
まず、ゴム状弾性層に変形検出手段が埋設されている測定ブレード部材を被接触体に当接させて、変形検出手段により作動時の測定ブレード部材の変形を連続的に計測する。
【００４８】
次に、この計測結果から、測定ブレード部材の実機における使用時（被接触体との当接時）の摺動状態を把握する。変形検出手段としてひずみゲージを用いることにより、測定ブレード部材の変形の大きさや変形の経時変化を数値化して観察することができ、ブレード部材の摺動状態を精密且つ客観的に把握することができる。これにより、接触角、当接圧等の設置条件を変更して、ブレード部材が所定の変形となる（すなわち、所定の摺動状態となる）条件を見つけることができる。
【００４９】
得られた条件に基づいて、ブレード部材が所定の摺動状態となるように装置に設置する。装置に設置するブレード部材は、測定ブレード部材でも、非測定ブレード部材でもよい。非測定ブレード部材としては、測定ブレード部材と同材質からなり且つ変形検出手段が埋設されていないものが挙げられる。なお、測定ブレード部材を装置に設置する場合は、設置後に変形検出手段によりブレード部材の変形を計測し、所定の出力値が得られるか否かを判断することにより、設置条件が適切か否かを判断することができる。
【００５０】
本発明のブレード部材は、上述したように、評価試験用のブレード部材として好適に用いることができるものであるが、勿論、通常のブレード部材と同様の使用をしてもよい。例えば、本発明のブレード部材は、電子写真感光体、転写プロセスに用いる転写感光体ドラム及び転写ベルト、又は中間搬送ベルトのクリーニングに用いられるクリーニングブレード部材に用いて好適なものであるが、これに限定されず、例えば、トナー規制ブレード等に用いて好適なものである。
【００５１】
（実施形態２）
図３を用いて、本発明の一実施形態に係るブレード部材装置について説明する。
【００５２】
図３に示すように、本実施形態のブレード部材装置１００は、ブレード部材１１を具備するブレード１０と、ブレード部材１１を保持する保持手段３０と、制御部４０と、表示部５０と、通報部６０と、を備えている。
【００５３】
ブレード部材１１は、実施形態１で説明したものと同様のものを用いることができる。具体的には、ブレード１０は、ゴム状弾性層１２に変形検出手段であるひずみゲージ１３が埋設されたブレード部材１１と、ゴム状弾性層１２の一端側に設けられた支持部材２０とからなる。なお、実施形態１のブレード部材１１と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００５４】
このブレード部材１１は、被接触体である感光体ドラム２００に所定の圧力で当接するように保持手段３０により保持されている。本実施形態では、保持手段３０は、アクチュエーターを具備しており（図示なし）、アクチュエーターの駆動によりブレード１０の保持状態を調整できるようになっている。具体的には、アクチュエーターが駆動することにより、ブレード部材１１の感光体ドラム２００との距離やブレード部材１１の傾きが変化して、保持手段３０の保持状態の調整ができるようになっている。
【００５５】
ブレード部材１１のひずみゲージ１３は、配線を介して制御部４０の接圧検出手段４１に電気的に接続されている。制御部４０は、ＣＰＵ機能を含むものであり、ブレード部材装置１００の全体の作動を制御する。本実施形態では、制御部４０は、ブレード部材１１の感光体ドラム２００との当接圧を検出する接圧検出手段４１と、保持手段３０の保持状態を調整する制御手段４２とを有している。
【００５６】
表示部５０は、接圧検出手段４１で検出した検出結果を表示するものである。なお、検出結果の表示方法は、検出結果等を視覚的に表示できるものであればよく、特に限定されない。
【００５７】
ブレード部材１１が感光体ドラム２００に接触して変形すると、ひずみゲージ１３が出力信号Ｓ１を接圧検出手段４１へ送信する。そして、接圧検出手段４１は、予め計測した出力信号Ｓ１と当接圧との関係に基づいて、出力信号Ｓ１から当接圧（接圧）を検出する。本実施形態では、接圧検出手段４１は、当接圧を検出すると、検出信号Ｓ２を生成し、生成した検出信号Ｓ２を表示部５０及び制御手段４２に送信する。これにより、表示部５０は、接圧の検出結果を表示する。
【００５８】
一方、制御手段４２は、検出信号Ｓ２が、予め設定した所定範囲外である場合は、必要に応じて所定の信号を生成する。検出信号Ｓ２が予め設定した範囲Ｓａ＜Ｓ２＜Ｓｂの場合は、信号を生成しないが、Ｓｂ≦Ｓ２＜Ｓｃの場合は、アクチュエーターを駆動するための駆動信号Ｓ３を生成する。このとき、駆動信号Ｓ３は、予め制御手段４２が有するテーブルデータに応じて、検出信号Ｓ２の値から所定の駆動信号が選択されるようになっている。また、Ｓｃ≦Ｓ２の場合は、駆動信号Ｓ４を生成する。言い換えれば、制御手段４２は、検出信号Ｓ２が、予め設定した値Ｓｃに達した際に駆動信号Ｓ４を生成する。
【００５９】
駆動信号Ｓ３が生成されると、保持手段３０のアクチュエーターに送信される。これにより、アクチュエーターが駆動する。これにより、検出信号Ｓ２が予め設定した所定範囲内となるように、保持手段３０の位置が所定方向に移動したり、所定向きに傾いたりして、保持手段３０の保持状態が調整される。
【００６０】
一方、駆動信号Ｓ４が生成されると、通報部６０に送信される。通報部６０は、駆動信号Ｓ４が入力された際、すなわち、検出信号Ｓ２が予め設定した値に達した際に、通報をするようになっている。通報の方法は、特に限定されるものではないが、例えば、ランプの点灯、警報音の発生が挙げられる。かかる通報手段により、使用者はブレード部材１１の当接圧の変化を感知して、感光体ドラム２００等の駆動を停止することができるようになっている。なお、本実施形態では、制御手段４２は検出信号Ｓ２が予め設定した値に達したか否かを判断する機能を備えており、「通報手段」は、制御手段４２と通報部６０とから構成されている。
【００６１】
本実施形態では、ブレード１０のゴム状弾性層１２の内部にひずみゲージ１３が埋設されているため、ブレード部材１１と感光体ドラム２００との接圧を高精度に検出することができ、接圧の微調整をすることができる。ブレードの表面にひずみゲージを設けたブレードを用いた場合、ひずみゲージをエッジ近傍に設けることができず、また、かかるひずみゲージの変形量はブレードのゴム状弾性層内部の変形量と同一ではないため、ブレードの変形を正確に検出することができず、接圧を正確に求めることができない。これに対し、本実施形態では、ブレード１０のゴム状弾性層１２にひずみゲージ１３が埋設されていることにより、ひずみゲージ１３をブレード１０のエッジ近傍に埋設することができ、さらに、ひずみゲージ１３がブレード１０のゴム状弾性層１２と共に変形をする、すなわち、ゴム状弾性層１２と同一の変形をする。これにより、ブレード１０のゴム状弾性層の変形を正確に検出することができ、ブレード１０の接圧を正確に求めることができる。
【００６２】
上述したように、本実施形態では、接圧検出手段４１の検出結果に基づいて、ブレード部材１１の感光体ドラム２００との当接圧が予め設定した所定範囲内となるように、保持手段３０の保持状態が調整できるようになっている。ブレード部材１１を長期間に亘って使用すると、へたりが発生して感光体ドラム２００との接圧が弱くなるが、本実施形態では、保持手段３０を感光体ドラム２００方向へ移動させるように調整することにより、ブレード部材１１の接圧を所定範囲内に維持することができる。したがって、ブレード部材１１の感光体ドラム２００との接触不良を抑制することができる。従来は、ブレード部材１１は、バネ等により感光体ドラム２００に所定の当接圧で当接させていたため必要以上に高い当接圧で当接させていたが、本実施形態によれば、当接圧を高精度に制御することができるため、適切な当接圧で当接させることができる。これにより、ブレード部材１１の摩耗やへたりを抑制することができ、ブレード部材を長期間に亘って使用することができるようになる。
【００６３】
また、本実施形態では、通報手段を備えていることにより、ブレード部材１１の摩耗等の不具合により予め設定した値に達した場合、すなわち、保持手段３０の調整によりブレード部材１１と感光体ドラム２００との当接圧を制御することができなくなった場合には、操作者がブレード部材１１の不具合を発見することができる。したがって、ブレード部材１１のメクレの発生を事前に防ぐことができる。また、ブレード部材１１の寿命を正確に判断することができ、適切な交換時期を判別することができる。
【００６４】
なお、通報手段は設けなくてもよい。通報手段を設けない場合は、接圧検出手段４１の検出結果を表示する表示部５０の表示に基づいて、検出結果が所定範囲内であるか否かを確認すればよい。
【００６５】
また、通報部６０を設けずに、表示部５０が通報手段の一部を構成するようにしてもよい。例えば、検出信号Ｓ２が予め設定した値に達した際に、制御手段４２が生成する駆動信号Ｓ４を表示部５０に送信するようにし、表示部５０は、駆動信号Ｓ４が入力されると、「異常」等の通報に関する情報が表示されるようにしてもよい。なお、通報に関する表示は、操作者が視覚的に認識しやすい表示方法であればよく、特に限定されない。
【００６６】
また、制御手段４２は設けなくてもよい。制御手段４２及び通報手段を設けない場合は、接圧検出手段４１の検出結果を表示する表示部５０の表示に基づいて、保持手段３０の位置を調整し、調整後に接圧検出手段４１が検出する検出結果が所定範囲内であるか否かを確認すればよい。
【００６７】
また、表示部５０を設けなくてもよい。表示部５０を設けない場合も、制御手段４２により、ブレード部材装置１００の全体の作動を制御することができ、また、制御手段４２及び通報部６０により、接圧検出手段４１が検出する検出信号Ｓ２が予め設定した値に達した際に操作者が感知することができる。
【００６８】
以下、本発明のブレード部材を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００６９】
（実施例１）
遠心成形機の回転感光体ドラムを所定の回転数で回転させながら、ポリウレタン組成物の一部（第１ゴム材料）を遠心成形機に投入して、感光体ドラムを所定の回転数で回転させながら硬化させた。そして、第１ゴム材料が完全に硬化する前に、ひずみゲージ（共和電業社製）を第１ゴム材料の表面に載せて固定した。第１ゴム材料が完全に硬化する前にポリウレタン組成物の残り（第２ゴム材料）を投入して硬化させた。その後、脱型及び冷却を行い、所定形状に切断することで、実施例１のブレード部材を得た。これに、支持部材を固着して、実施例１のブレードとした。
【００７０】
（実施例２）
実施例１のブレード部材表面に潤滑剤を塗布した以外は実施例１と同様にして、実施例２のブレードを得た。
【００７１】
（試験例１）
各実施例のブレード部材をクリーニングブレードとして感光体とブレードを備えた試験機において、温度２５℃×湿度６０％の環境下で、感光体を静止させている状態から線速３５３ｍｍ／ｓｅｃで約８〜１０ｓｅｃ回転させたときのひずみを測定した。結果を図４に示す。
【００７２】
（結果のまとめ）
図４に示すように、当接させた感光体ドラムの回転開始及び回転停止時には、実施例１及び２のブレード部材のひずみゲージのひずみが０となっており、ブレードのひずみに対応して出力値が変化していることが確認された。
【００７３】
また、潤滑剤を表面に塗布した実施例２のブレード部材は、実施例１のブレード部材よりも出力変化が小さくなることが確認された。これより、変形検出手段であるひずみゲージの出力変化により、ブレード部材の摩擦の違いが的確に判断できることが確認された。
【符号の説明】
【００７４】
１０ ブレード
１１ ブレード部材
１２ ゴム状弾性層
１３ ひずみゲージ
１３Ａ ひずみゲージ本体
１３Ｂ 配線
２０ 支持部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被接触体と当接するゴム状弾性層からなるブレード部材であって、前記ゴム状弾性層に変形検出手段が埋設されていることを特徴とするブレード部材。
【請求項２】
前記変形検出手段がひずみゲージであり、前記ひずみゲージの本体が前記ゴム状弾性層に埋設され、前記本体に接続する配線を前記ゴム状弾性層の表面に露出させたものであることを特徴とする請求項１に記載のブレード部材。
【請求項３】
前記変形検出手段は、前記被接触体と当接するエッジ面側に埋設されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のブレード部材。
【請求項４】
前記ゴム状弾性層はエッジ層と背面層とからなり、前記エッジ層と前記背面層との境界面に前記変形検出手段が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のブレード部材。
【請求項５】
成形金型にゴム状弾性層を形成するゴム材料を投入し、前記ゴム材料の少なくとも一部が硬化した状態で変形検出手段を載置し、さらに前記ゴム材料と同一又は異なるゴム材料を投入して硬化させることにより、ゴム状弾性層からなるブレード部材を形成することを特徴とするブレード部材の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のブレード部材を被接触体に当接させ、前記変形検出手段によりブレード部材の変形を連続的に計測して、前記ブレード部材を評価することを特徴とするブレード部材の評価方法。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のブレード部材と、このブレード部材を被接触体に所定の当接圧で当接させて保持する保持手段と、前記ブレード部材と前記被接触体との当接圧を検出する接圧検出手段と、を具備することを特徴とするブレード部材装置。
【請求項８】
前記接圧検出手段により検出された検出結果を表示する表示手段をさらに具備することを特徴とする請求項７に記載のブレード部材装置。
【請求項９】
前記接圧検出手段が検出する検出信号が予め設定した値に達した際に通報する通報手段をさらに具備することを特徴とする請求項７又は８に記載のブレード部材装置。
【請求項１０】
前記接圧検出手段が検出する検出信号が予め設定した所定範囲内となるように前記保持手段の保持状態を調整する制御手段をさらに具備することを特徴とする請求項７〜９のいずれか一項に記載のブレード部材装置。
【請求項１】
被接触体と当接するゴム状弾性層からなるブレード部材であって、前記ゴム状弾性層に変形検出手段が埋設されていることを特徴とするブレード部材。
【請求項２】
前記変形検出手段がひずみゲージであり、前記ひずみゲージの本体が前記ゴム状弾性層に埋設され、前記本体に接続する配線を前記ゴム状弾性層の表面に露出させたものであることを特徴とする請求項１に記載のブレード部材。
【請求項３】
前記変形検出手段は、前記被接触体と当接するエッジ面側に埋設されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のブレード部材。
【請求項４】
前記ゴム状弾性層はエッジ層と背面層とからなり、前記エッジ層と前記背面層との境界面に前記変形検出手段が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のブレード部材。
【請求項５】
成形金型にゴム状弾性層を形成するゴム材料を投入し、前記ゴム材料の少なくとも一部が硬化した状態で変形検出手段を載置し、さらに前記ゴム材料と同一又は異なるゴム材料を投入して硬化させることにより、ゴム状弾性層からなるブレード部材を形成することを特徴とするブレード部材の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のブレード部材を被接触体に当接させ、前記変形検出手段によりブレード部材の変形を連続的に計測して、前記ブレード部材を評価することを特徴とするブレード部材の評価方法。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のブレード部材と、このブレード部材を被接触体に所定の当接圧で当接させて保持する保持手段と、前記ブレード部材と前記被接触体との当接圧を検出する接圧検出手段と、を具備することを特徴とするブレード部材装置。
【請求項８】
前記接圧検出手段により検出された検出結果を表示する表示手段をさらに具備することを特徴とする請求項７に記載のブレード部材装置。
【請求項９】
前記接圧検出手段が検出する検出信号が予め設定した値に達した際に通報する通報手段をさらに具備することを特徴とする請求項７又は８に記載のブレード部材装置。
【請求項１０】
前記接圧検出手段が検出する検出信号が予め設定した所定範囲内となるように前記保持手段の保持状態を調整する制御手段をさらに具備することを特徴とする請求項７〜９のいずれか一項に記載のブレード部材装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−６８５０２（Ｐ２０１２−６８５０２Ａ）
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１４０９６（Ｐ２０１０−２１４０９６）
【出願日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【出願人】（０００２２７４１２）シンジーテック株式会社 (99)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【出願人】（０００２２７４１２）シンジーテック株式会社 (99)
【Ｆターム（参考）】
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