DE69434644T2

DE69434644T2 - Reinigungsklinge, Verfahrenskartusche, die diese enthält, und elektrophotographisches Gerät, welches diese einsetzt

Info

Publication number: DE69434644T2
Application number: DE69434644T
Authority: DE
Inventors: Masahiro c/o Canon K.K. Ohta-ku Watabe; Toshinaric/o Canon Kabushiki Kaisha Ohta-ku Miura
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-04-30
Filing date: 1994-04-28
Publication date: 2006-12-21
Anticipated expiration: 2014-04-29
Also published as: EP0622709B1; DE69434644D1; EP0622709A3; EP0622709A2; US5510887A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG UND VERWANDTER STAND DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Reinigungsklinge, insbesondere auf eine Reinigungsklinge für die Elektrophotographie, und bezieht sich zudem auf eine Verfahrenskartusche, welche die Reinigungsklinge enthält, sowie auf ein elektrophotographisches Gerät, welches die Reinigungsklinge einsetzt.
Elektrophotographische Kopiergeräte und Laserstrahldrucker liefern ein Bild, indem Elektrophotographie ausgenutzt wird, wobei ein auf einer lichtempfindlichen Trommel erzeugtes elektrostatisches latentes Bild mit einem Toner entwickelt wird, um ein Tonerbild zu erzeugen, und dann das Tonerbild auf ein Übertragungsmaterial (z. B. Papier) übertragen wird, um das Tonerbild darauf zu fixieren.
Nach dem Kopiervorgang werden rückständige Tonerteilchen auf der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel im Allgemeinen mittels eines Reinigers wie etwa einer Reinigungsklinge entfernt.
Um die rückständigen Tonerteilchen zu entfernen, ist eine Reinigungsklinge auf solch eine Weise eingesetzt worden, dass die Reinigungsklinge unter einem festgelegten Druck in Kontakt mit der lichtempfindlichen Trommel gehalten wird, was zum Auftreten eines Kriechphänomens führt (d. h. zu einer Verformung mit der Zeit). Im Ergebnis ist der festgelegte Druck allmählich verringert worden, was zu einer Verringerung der Fähigkeit der Reinigungsklinge zum Entfernen von Toner führte, so dass das resultierende Tonerbild nachteilig beeinflusst wurde (z. B. eine Verschmutzung oder Verunreinigung des Bildes).
Die Reinigungsklinge wird im Allgemeinen an einem Endabschnitt von ihr durch Abrieb oder Verschleiß zwischen der Reinigungsklinge und der lichtempfindlichen Trommel während eines normalen Kopiervorgangs abgerieben oder reißt, und die Fähigkeit zum Entfernen von rückständigen Tonerteilchen auf der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel nimmt ab. Im Ergebnis ist ein ausgegebenes Bild mit den rückständigen Tonerteilchen verschmutzt. Wenn die Reinigungsklinge eingesetzt wird, ist dementsprechend die Anzahl an kopierten Blättern auf Grund des vorstehend erwähnten Kriechphänomens beschränkt. Zusätzlich wird solch ein Kriechphänomen zum Zeitpunkt einer Unterbrechung im Kopiervorgang hervorgerufen, so dass die Anzahl an akzeptablen kopierten Blättern nach einem langen Zeitraum der Unterbrechung beträchtlich herabgesetzt ist.
Bisher bestand eine Reinigungsklinge im Hinblick auf ihren guten Abriebwiderstand etc. im Allgemeinen aus einem Polyurethanelastomer. Allerdings hat es solch eine Reinigungsklinge nicht vermocht, das Kriechphänomen in zufriedenstellender Weise zu unterdrücken. Es sind Reinigungsklingen bekannt gewesen, die ein Polyurethanelastomer umfassen, welches einen dreiwertigen Alkohol wie etwa Trimethylolpropan (TMP) als ein Härtemittel (oder Härtungsmittel) einsetzen, wie es in der offengelegten japanischen Patentanmeldung (JP-A) Nr. 62-11719 offenbart ist. Solche Reinigungsklingen haben geringfügig verbesserte Kriecheigenschaften wie etwa permanente Verformung. Allerdings gab es Raum für weitere Verbesserungen der Kriecheigenschaften, für eine Reinigungsfunktion insbesondere bei niedrigerer Temperatur, etc.
US-A-S 157 098 offenbart eine Reinigungsklinge aus einem Polyurethanelastomer, das durch Reaktion eines Polytetramethylenetherglykols und eines Diisocyanats sowie eines Vernetzungsmittels einschließlich Trimethylolpropan (TMP) erhalten wird.
JP-A-3 004 291 offenbart, dass bei einer Reinigungsklinge aus einem elastischen Kautschukmaterial die Kriecheigenschaft in Beziehung zu dem Verlustfaktor tanδ steht und die Haltbarkeit am größten wird, wenn die Spitzentemperatur von tanδ unterhalb von 0°C liegt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Reinigungsklinge mit hervorragenden Kriecheigenschaften, Abriebfestigkeit und Haltbarkeit und mit einer guten Reinigungsfunktion selbst bei einer niedrigeren Temperatur bereitzustellen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verfahrenskartusche einschließlich der Reinigungsklinge bereitzustellen.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektrophotographisches Gerät einschließlich der Reinigungsklinge bereitzustellen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Reinigungsklinge umfassend ein Polyurethanelastomer, das durch Umsetzen eines Vorpolymers, das durch Umsetzen eines Diphenylmethan-4,4'-diisocyanats mit einem Polyesterdiol, erhalten aus Adipinsäure und irgendeinem oder beiden von Ethylenglykol und Butylenglykol, erhalten ist, mit einer Härtemittelzusammensetzung, die Trimethylolpropan und 1,4-Butylenglykol umfasst, erhalten ist, wobei das Polyurethanelastomer eine Trimethylolpropankonzentration von wenigstens 0,10 mM/g aufweist, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale (1) bis (3) des Polyurethanelastomers:

(1) die Trimethylolpropankonzentration von wenigstens 0,10 mM/g,
(2) eine Urethangruppenkonzentration von wenigstens 2,20 mM/g und
(3) eine bei einem Maximum von tanδ gegebene Temperatur bzw. eine ein Maximum von tanδ ergebende Temperatur von höchstens 12°C.

Die vorliegende Erfindung stellt die vorstehend beschriebene Reinigungsklinge zur Verwendung in der Elektrophotographie bereit.
Die vorliegende Erfindung stellt zudem eine Verfahrenskartusche bereit, umfassend: wenigstens die vorstehend erwähnte Reinigungsklinge und ein elektrophotographisches lichtempfindliches Element, die einstückig ausgebildet sind, so dass sie eine einzelne Kartusche bilden, die mit dem Gerätkörper eines bilderzeugenden Geräts wie erwünscht verbunden oder davon gelöst werden kann.
Die vorliegende Erfindung stellt des Weiteren ein elektrophotographisches Gerät bereit, umfassend: ein elektrophotographisches lichtempfindliches Element, Einrichtungen zur Erzeugung eines elektrostatischen latenten Bildes, Einrichtungen zur Entwicklung des erzeugten elektrostatischen latenten Bildes, Einrichtungen zur Übertragung des entwickelten Bildes auf ein übertragungsaufnehmendes Material und die vorstehend erwähnte Reinigungsklinge.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden bei einer Berücksichtigung der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zusammengenommen mit den begleitenden Zeichnungen ersichtlicher werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die 1 bis 3 sind schematische Ansichten zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Bewertung der Kriecheigenschaften eines Polyurethanelastomers, wobei die 1 einen Zustand des Polyurethanelastomers in Kontakt mit einer Druckplatte zeigt, die 2 einen Zustand des Polyurethanelastomers zeigt, in dem es gegen die Druckplatte gedrückt wird, und die 3 einen Zustand des Polyurethanelastomers zeigt, in dem es nach dem in 2 gezeigten Druckvorgang mit der Druckplatte in Kontakt steht.
Die 4 ist eine schematische Strukturansicht eines übertragungsartigen elektrophotographischen Geräts, welches die Reinigungsklingen gemäß der vorliegenden Erfindung einsetzt.
Die 5 ist ein Blockdiagramm eines Faksimilegeräts, welches ein elektrophotographisches Gerät gemäß der vorliegenden Erfindung als einen Drucker einsetzt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Reinigungsklinge gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie ein spezielles Polyurethanelastomer mit den folgenden charakteristischen Merkmalen (1) bis (3) umfasst:

(1) eine Trimethylolpropan-(TMP)-Konzentration von wenigstens 0,10 mM/g,
(2) eine Urethangruppenkonzentration von wenigstens 2,20 mM/g und
(3) eine bei einem Maximum von tanδ gegebene Temperatur von höchstens 12°C.

Das in der vorliegenden Erfindung eingesetzte Polyurethanelastomer weist eine TMP-Konzentration von wenigstens 0,10 mM/g, bevorzugt von 0,10 bis 0,25 mM/g und mehr bevorzugt von 0,11 bis 0,22 mM/g auf, wodurch die Kriecheigenschaften verbessert werden, so dass ein Reinigungsfehler selbst nach einem langen Zeitraum der Unterbrechung unterdrückt wird. Dies kann einer dichteren dreidimensionalen Netzwerkstruktur des Polyurethanelastomers zuzuschreiben sein, die durch Erhöhen der Konzentration von Trimethylolpropan erzeugt wird, welches eine vernetzte oder verzweigte Struktur ermöglichen kann, wodurch die Gestalt des Polyurethanelastomers leicht in ihre ursprüngliche Gestalt zurückkehren kann, wenn das Polyurethanelastomer durch Spannung verformt wird.
Das Polyurethanelastomer weist eine Urethangruppenkonzentration von wenigstens 2,20 mM/g, bevorzugt von 2,20 bis 2,60 mM/g und mehr bevorzugt von 2,22 bis 2,52 mM/g auf, wodurch es eine Haltbarkeit beim Kopieren von wenigstens 5.000 Blättern zeigt. Dies kann einer Abriebfestigkeit des Polyurethanelastomers zuzuschreiben sein, die durch Erhöhen der Konzentration an Urethangruppen mit der Funktion des Aggregierens von Polyurethanmolekülen aneinander verbessert wird, so dass ein hartes Segment aus dem Polyurethanelastomer ausgebildet wird. Zudem ist es durch Einhalten der vorstehend erwähnten Urethangruppenkonzentration möglich, eine Verringerung der Härte auf Grund einer erhöhten TMP-Konzentration zu kompensieren.
Um eine Reinigungsfunktion bei einer niedrigeren Temperatur beizubehalten, ist es für das Polyurethanelastomer erforderlich, dass es innerhalb eines Temperaturbereichs, in dem ein Kopiergerät im Allgemeinen eingesetzt wird, eine ausreichende Kautschukelastizität aufweist. Unsere Forschergruppe hat gefunden, dass eine für eine Reinigung bei der niedrigeren Temperatur ausreichende Elastizität beibehalten werden kann, indem die bei einem Maximum von tanδ gegebene Temperatur, welche eine der dynamischen Viskoelastizitätseigeschaften ist, von höchstens 12°C, bevorzugt 0 bis 12°C und mehr bevorzugt 0,5 bis 11,6°C vorgesehen wird. Im Allgemeinen kann die Härte des Polyurethanelastomers bei einer Temperatur unterhalb einer Temperatur bei einem gegebenen Maximum von tanδ von diesem verglichen mit dem Fall einer Temperatur höher als der bei einem Maximum von tanδ gegebenen Temperatur leicht in beträchtlicher Weise zunehmen, so dass es seine Elastizität verliert. Im Ergebnis verliert das Polyurethanelastomer die Fähigkeit, rückständige Tonerteilchen auf einer lichtempfindlichen Trommel zu entfernen. Dementsprechend ist es möglich, selbst unter der Bedingung einer niedrigen Temperatur eine Reinigungsfunktion beizubehalten, indem eine bei einem Maximum von tanδ gegebene Temperatur von höchstens 12°C vorgesehen wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Polyurethanelastomer charakteristische Merkmale einschließlich einer TMP-Konzentration von wenigstens 0,11 mM/g, einer Urethangruppenkonzentration von wenigstens 0,22 mM/g und einer bei einem Maximum von tanδ gegebenen Temperatur von höchstens 11,6°C auf.
Hier werden die TMP-Konzentration, die Urethangruppenkonzentration und die bei einem Maximum von tanδ gegebene Temperatur auf die folgende Weise bestimmt oder gemessen.
TMP-Konzentration
Die TMP-Konzentration kann bestimmt werden, indem ein Gewicht (g) des Polyurethanelastomers in die Anzahl an Millimolen an Trimethylolpropan (TMP) unterteilt wird. TMP hat ein Molekulargewicht von 134,17, und dementsprechend wird die TMP-Konzentration durch die folgende Gleichung erhalten.
TMP-Konzentration (mM/g) = (Gewicht (g) des TMP/134,17) × 1000/(Gewicht (g) des Vorpolymers + Gewicht (g) eines Diols (z. B. Ethylenglykol, Butylenglykol) + Gewicht (g) des TMP)
Urethangruppenkonzentration
In dem Fall, dass die Molzahl der nicht umgesetzten Isocyanatgruppen, unterteilt in die Anzahl an Molen aller Hydroxygruppen innerhalb eines Härtemittels, nicht mehr als 1 beträgt, ist die Anzahl der innerhalb eines Polyurethanelastomers erzeugten Urethangruppen gleich der Anzahl an Hydroxygruppen (-OH), die in einem Polyesterdiol und einer Härtemittelzusammensetzung bestehend aus einem Diol (z. B. 1,4-Butylenglykol) und Trimethylolpropan enthalten waren. Die Urethangruppenkonzentration kann erhalten werden, indem die Anzahl an Millimolen der Urethangruppen innerhalb des Polyurethanelastomers durch das Gewicht (g) des Polyurethanelastomers wie folgt geteilt wird.
Urethangruppenkonzentration (mM/g) = (Anzahl an Molen von -OH innerhalb eines Polyesterdiols + Anzahl an Molen von -OH innerhalb eines Diols + Anzahl an Molen von -OH innerhalb des TMP) × 1000/(Gewicht (g) des Polyesterdiols + Gewicht (g) eines Diisocyanats (z. B. Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat) + Gewicht (g) des Diols + Gewicht (g) des TMP)
In der vorstehenden Gleichung wird jede der Anzahlen an Molen von -OH der vorstehenden drei Substanzen durch die folgenden Gleichungen erhalten.
Anzahl an Molen von -OH innerhalb des Polyesterdiols (M/g) = (Gewicht (g) des Polyesterdiols × Hydroxywert (mgKOH/g) des Polyesterdiols)/(Molekulargewicht des Polyesterdiols; z. B. 1000 für das im hiernach auftauchenden Beispiel 1 eingesetzte Polyesterdiol) × 56,11 (d. h. Formelgewicht von KOH).
Anzahl an Molen von -OH innerhalb des Diols (M/g) = 2 × (Gewicht (g) des Diols)/(Molekulargewicht des Diols; z. B. 90,12 für 1,2-Butandiol)
Anzahl an Molen von -OH innerhalb des TMP = 3 × (Gewicht (g) von TMP)/134,17 (d. h. Molekulargewicht von TMP)
Bei einem Maximum von tanδ gegebene Temperatur
Eine Temperatur, die eine Spitze von tanδ ergibt, kann mit einem die dynamische Viskoelastizität messenden Gerät gemessen werden („RSA II", hergestellt von Rheometrics Far East Co.; kurz: Rhios).
Spezieller wurde ein Teststück (Schnitt von 1,5 mm × 6 mm, Länge von 22,5 mm) eines Polyurethanelastomers hergestellt und an dem Messgerät an zwei Positionen fixiert, die sich jeweils 6 mm entfernt vom Ende des Teststücks befanden. Dann wurde eine festgelegte Spannung auf Grund einer festegelegten Last (200 g) auf das Teststück ausgeübt, und das Teststück wurde mit einer Frequenz von 10 Hz verformt. Die resultierende Spannung wurde gemessen und in ihre Komponenten aufgelöst, welche eine elastische Spannung und eine viskose Spannung umfassen, aus denen ein Speicherelastizitätsmodul (E') und ein Verlustelastizitätsmodul (E'') erhalten wurden. Ein Wert einer Verlusttangente (tanδ) wurde erhalten, indem E'' durch E' bei einer festgelegten Temperatur dividiert wurde (d. h. E''/E'). Die vorstehende Messung wurde von der Seite geringerer Temperatur zu der Seite höherer Temperatur unter Erhöhen der Temperatur mit einer Geschwindigkeit von 0,1 °C/min von der Seite der niedrigeren Temperatur her durchgeführt, wodurch eine bei einem Maximum der Verlusttangente (tanδ) gegebene Temperatur erhalten wurde (hier wird auf solch eine Temperatur manchmal als „tanδ-Spitzentemperatur" Bezug genommen). Im Übrigen wurde das Teststück aus dem Polyurethanelastomer verformt, indem eine weitere Spannung auf Grund einer weiteren Last von ±a (g) zusätzlich zu der festgelegten Spannung auf Grund der festgelegten Last von 200 (g) unter einer Frequenz von 10 Hz darauf ausgeübt wurde. Der Wert von a wurde in Abhängigkeit von der Messtemperatur verändert und in Übereinstimmung mit einem Auto-Verformungsmodus eingestellt.
Das zur Ausbildung der Reinigungsklinge gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzte Polyurethanelastomer kann auf verschiede Arten hergestellt werden, die in der Technik der Polyurethansynthese weitreichend bekannt sind. Z. B. kann das in der vorliegenden Erfindung eingesetzte Polyurethanelastomer hergestellt werden, indem ein Vorpolymer mit einer Härtemittelzusammensetzung umgesetzt wird, die wenigstens Trimethylolpropan (TMP) umfasst. Das Vorpolymer kann bevorzugt ein Vorpolymer auf Polyesterbasis sein, das durch Umsetzen eines Polyesterdiols, erhalten aus einer Dicarbonsäure und einem Diol, mit einem Diisocyanat erhalten wird. Beispiele für die Dicarbonsäure können einschließen: gesättigte oder ungesättigte zweibasige Säuren wie etwa Adipinsäure, Sebacinsäure, Terephthalsäure, Isophthalsäure, Maleinsäure und Fumarsäure, Säureanhydride wie etwa Maleinsäureanhydrid und Phthalsäureanhydrid und Dialkylester wie etwa Dimethylterephthalat.
Beispiele für das Diol können Glykole wie etwa Ethylenglykol, Butylenglykol, Propylenglykol, Diethylenglykol, Dipropylenglykol, Neopentylglykol und 1,6-Hexylenglykol einschließen.
Beispiele für das Diisocyanat können Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat (MDI), Hexamethylendiisocyanat (HMDI), Isophorondiisocynat, Dicyclohexylmethan-4,4'-diisocyanat, 2,4-Tolylendiisocyanat (2,4-TDI), 2,6-Tolylendiisocyanat (2,6-TDI), Carbodiimid-modifiziertes MDI, Polymethylenpolyphenylisocyanat (PAPI), ortho-Toluidindiisocyanat (TODI), Naphthylendiisocyanat (NDI), und Xylylendiisocyanat (XDI) einschließen.
Das in der vorliegenden Erfindung eingesetzte Polyesterdiol kann ein Molekulargewicht von 750 bis 3.000 und bevorzugt 1.000 bis 2.000 aufweisen. Dieses Molekulargewicht wird aus der folgenden Gleichung erhalten:
Molekulargewicht des Polyesterdiols = 1.000 × 2 × 56,11. (Formelgewicht von KOH)/Hydroxywert des Polyesterdiols (mgKOH/g).
Die in der vorliegenden Erfindung eingesetzte Härtemittelzusammensetzung umfasst TMP und wenigstens ein weiteres Härtemittel. Beispiele für das weitere Härtemittel können 1,4-Butylenglykol, Ethylenglykol, Diethylenglykol, Propylenglykol, Dipropylenglykol, Hexandiol, Glycerin, Pentaerythritol, Sorbitol, 1,4-Cyclohexandiol, 1,4-Cyclohexandimethanol und Xylylenglykol einschließen.
Das in der vorliegenden Erfindung eingesetzte Polyurethanelastomer kann bevorzugt hergestellt werden, indem ein Vorpolymer, das durch Umsetzen von Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat (MDI) mit einem Polyesterdiol, erhalten aus Adipinsäure und entweder einem oder beiden von Ethylenglykol und Butylenglykol, erhalten ist, mit einer Härtemittelzusammensetzung umfassend Trimethylolpropan (TMP) und 1,4-Butylenglykol (1,4-BG) umgesetzt wird.
Die 4 zeigt eine schematische Strukturansicht eines elektrophotographischen Geräts, welches ein bilderzeugendes Gerät ist, das eine Reinigungsklinge der Erfindung einsetzt. Beispiele für das elektrophotographische Gerät können ein Kopiergerät und einen Laserstrahldrucker einschließen. Bezugnehmend auf 4 wird eine lichtempfindliche Trommel (d. h. ein lichtempfindliches Element) 11 als ein bildtragendes Element um eine Achse 11a herum mit einer festgelegten Umfangsgeschwindigkeit in der Richtung des innerhalb der lichtempfindlichen Trommel 11 gezeigten Pfeils gedreht. Die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel wird mittels einer Aufladungseinrichtung 12 gleichmäßig aufgeladen, so dass sie ein festgelegtes positives oder negatives Potenzial aufweist. An einem Belichtungsteil 13 wird die lichtempfindliche Trommel 11 unter Verwendung einer Bildbelichtungseinrichtung (nicht gezeigt) Licht L ausgesetzt (durch Schlitzbelichtung oder durch Belichtung mit Laserstrahlabtastung), wodurch nachfolgend auf der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 11 ein dem Belichtungslicht entsprechendes elektrostatisches latentes Bild erzeugt wird. Das elektrostatische latente Bild wird durch eine Entwicklungseinrichtung 14 entwickelt, um ein Tonerbild zu erzeugen. Das Tonerbild wird nachfolgend auf ein übertragungsaufnehmendes Material P (z. B. Papier) übertragen, welches von einem Zufuhrteil (nicht gezeigt) zu einer Position zwischen der lichtempfindlichen Trommel 11 und einer Übertragungsaufladungseinrichtung 15 synchron mit der Drehgeschwindigkeit der lichtempfindlichen Trommel 11 mittels der Übertragungsaufladungseinrichtung 15 zugeführt wird. Das übertragungsaufnehmende Material P mit dem Tonerbild darauf wird von der lichtempfindlichen Trommel 11 abgetrennt, um zu einer Fixiervorrichtung 18 befördert zu werden, gefolgt von Bildfixierung, um das übertragungsaufnehmende Material P als eine Kopie aus dem elektrophotographischen Gerät auszudrucken. Nach der Übertragung werden rückständige Tonerteilchen auf der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 11 mittels eines Reinigers 16 (d. h. einer Reinigungsklinge) entfernt, um eine gereinigte Oberfläche bereitzustellen, und rückständige Ladung auf der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 11 wird durch eine Vorbelichtungseinrichtung 17 beseitigt, um sie für den nächsten Durchgang vorzubereiten. Für die Aufladungseinrichtung 12 zum gleichmäßigen Aufladen der lichtempfindlichen Trommel 11 wird im Allgemeinen weitreichend eine Coronaaufladungseinrichtung eingesetzt. Für die Übertragungsaufladungseinrichtung 15 wird im Allgemeinen solch eine Coronaaufladungseinrichtung ebenfalls weitreichend eingesetzt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es in dem elektrophotographischen Gerät möglich, eine Verfahrenskartusche vorzusehen, welche vielzählige Einrichtungen einschließlich oder ausgewählt aus dem lichtempfindlichen Element 11 (lichtempfindliche Trommel), der Aufladungseinrichtung 12, der Entwicklungseinrichtung 14, der Reinigungsklinge 16, etc. einschließt, um wie erwünscht angebracht oder entfernt zu werden. Die Verfahrenskartusche kann z. B. aus dem lichtempfindlichen Element und wenigstens einer Vorrichtung von der Aufladungseinrichtung, der Entwicklungseinrichtung und der Reinigungseinrichtung bestehen, die einstückig getragen werden, um eine einzelne Kartusche auszubilden, die unter Einsatz einer Führungseinrichtung wie etwa einer Schiene in dem Körper an den Körper des elektrophotographischen Geräts angebracht (oder damit verbunden) oder davon entfernt (oder abgenommen) werden kann.
In dem Fall, dass das elektrophotographische Gerät als ein Kopiergerät oder ein Drucker eingesetzt wird, kann die Belichtung mit Bildlicht L durchgeführt werden, indem von einem Original reflektiertes oder durchgelassenes Licht verwendet wird, oder indem Daten des Originals durch einen Sensor eingelesen, die Daten in ein Signal umgewandelt und dann ein Abtasten mit einem Laserstrahl, ein Antrieb einer LED-Anordnung oder ein Antrieb einer Flüssigkristall-Verschlussanordnung gemäß dem Signal durchgeführt wird.
In dem Fall, dass das elektrophotographische Gerät gemäß der vorliegenden Erfindung als ein Drucker eines Faksimilegeräts eingesetzt wird, wird die Belichtung mit Bildlicht L als eine Belichtung zum Ausdrucken empfangener Daten eingesetzt. Die 5 zeigt ein Blockdiagramm einer Ausführungsform zur Erläuterung dieses Falls. Bezugnehmend auf 5 steuert eine Steuerung 111 einen Bildleseteil 110 und einen Drucker 119. Die gesamte Steuerung 111 wird durch eine CPU (central processing unit) 117 gesteuert. Von dem Bildleseteil eingelesene Daten werden über einen Übertragungskreis 113 an eine Partnerstation übertragen, und andererseits werden die von der Partnerstation empfangenen Daten über einen Empfangskreis 112 an den Drucker 119 gesendet. Ein Bildspeicher 116 speichert festgelegte Bilddaten. Eine Druckersteuerung 118 steuert den Drucker 119, und das Bezugszeichen 114 bezeichnet einen Telefonhörer.
Das durch einen Anschluss oder einen Kreis 115 empfangene Bild (die von dem verbundenen entfernten Ende durch den Anschluss gesendeten Bilddaten) wird mittels eines Empfangskreis 112 demoduliert und nach einer Signalverarbeitung zur Wiederherstellung der Bilddaten nacheinander in einem Bildspeicher 116 gespeichert. Wenn ein Bild für wenigstens eine Seite in dem Bildspeicher 116 gespeichert ist, wird das Bild dieser Seite aufgezeichnet. Die CPU 117 liest die Bilddaten für eine Seite aus dem Bildspeicher 116 aus und sendet die Bilddaten für eine Seite, die der Verarbeitung zur Wiederherstellung des Signals unterzogen sind, an die Druckersteuerung 118. Die Druckersteuerung 118 empfängt die Bilddaten für eine Seite von der CPU 117 und steuert den Drucker 119, um ein Aufzeichnen der Bilddaten zu bewirken. Des Weiteren wird dafür gesorgt, dass die CPU 117 während des Aufzeichnens durch den Drucker 119 ein Bild für eine nachfolgende Seite empfängt. Wie vorstehend beschrieben wird das Empfangen und Aufzeichnen des Bildes durchgeführt.
Hiernach wird die vorliegende Erfindung spezieller mit Bezug auf Beispiele beschrieben.
Beispiel 1
181,2 g eines Diols auf Polyesterbasis (Molekulargewicht = 1.000, Hydroxywert = 112,22 (mgKOH/g)), erhalten aus Adipinsäure und 1,4-Butylenglykol (1,4-BG), und 100 g Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat (MDI) wurden für 2 Stunden bei 80°C unter Stickstoffatmosphäre miteinander umgesetzt, um ein Urethanvorpolymer auf Polyesterbasis mit einem Gehalt an freiem Isocyanat (NCO %) von 6,5 % zu erhalten.
Dann wurden 100 g des Urethanvorpolymers auf Polyesterbasis mit einer Härtemittelzusammensetzung vermischt, die 4,07 g 1,4-Butylenglykol (1,4-BG) und 2,19 g 1,1,1-Trimethylolpropan (TMP) umfasste (65:35 im Gewicht), gefolgt von Rühren, Entschäumen und Erhitzen für 3 Stunden bei 130°C, um ein Polyurethanelastomer herzustellen.
Das so hergestellte Polyurethanelastomer wurde hinsichtlich einiger Leistungsmerkmale bewertet, die für die Reinigungsklinge erforderlich sind.
Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 1 zusammen mit der Formulierung und einigen Eigenschaften gezeigt.
Hier wurden die Leistungsmerkmale des Polyurethanelastomers wie folgt bewertet.
Haltbarkeit
Eine Reinigungsklinge wurde in einen Laserstrahldrucker („Laser Jet III Si", hergestellt von Hewlett-Packart Co.), eingesetzt und einem nachfolgenden Kopiertest von 5.000 Blättern bei normaler Temperatur und normaler Feuchtigkeit unterzogen.

o:: kein Problem
x:: nicht akzeptabel (z. B. war die Reinigungsklinge teilweise gerissen und somit wurde ein Auftreten von schwarzen Streifen in der Längsrichtung (oder vertikal) auf einem resultierenden Bild hervorgerufen).

Kriecheigenschaften (Kriechwiderstand)
Wie in 1 gezeigt, wurde ein Teststück aus einem Polyurethanelastomer 1 (Länge = 20 mm, Breite = 10 mm, Dicke = 2 mm) hergestellt und mit einer Befestigung (oder einem Fixierelement) 2 fixiert, so dass sich ein Winkel von 25 Grad ergab, der zwischen der angegebenen Mittellinie des Polyurethanelastomers 1 und einer verlängerten Linie der Oberfläche einer Druckplatte 3 ausgebildet war. Die Druckplatte 3 wurde in Richtung des Teststücks (Polyurethanelastomer) aus einer ausreichend entfernten Position angenähert und kam mit einer Ecke des Teststücks in Kontakt, ohne dass das Teststück verformt wurde. Zu diesem Zeitpunkt wurde der Wert auf einer Skala eines Mikrometers 4 abgelesen (Wert = a).
Wie in 2 gezeigt, wurde dann die Druckplatte 3 aus der Position, die in 1 gezeigt ist, des Weiteren um 1,5 mm in der Aufwärtsrichtung (d. h. der Richtung senkrecht zu der Oberfläche der Druckplatte 3) bewegt. Zu diesem Zeitpunkt wurde ein Wert auf der Skala des Mikrometers 4 abgelesen (Wert = b). Man ließ das Teststück für 5 Tage bei 45°C in diesem Zustand stehen und ließ es des Weiteren für 5 Stunden bei Raumtemperatur stehen. Dann wurde die Druckplatte 3 um mehr als 1,5 mm in der Rückwärtsrichtung bewegt, so dass sie nicht mit dem Teststück in Kontakt war, und man ließ sie für 1 Stunde stehen.
Danach wurde die Druckplatte 3 erneut in Richtung des Teststücks bewegt und wurde mit einer Ecke des Teststücks in Kontakt gebracht, ohne das Teststück zu verformen, wie es in 3 gezeigt ist. Zu diesem Zeitpunkt wurde ein Wert der Skala des Mikrometers 4 abgelesen (Wert = c).
Ein Ausmaß δ (%) der Verformung wurde aus der folgenden Gleichung erhalten: δ (%) = 100 × (c-a)/(b-a).

o:: δ betrug höchstens 10 %.
x:: δ betrug mehr als 10 %.

Reinigungseigenschaft bei niedriger Temperatur
Eine Reinigungsklinge mit einer festgelegten Größe wurde hergestellt und ausreichend bei 12°C stehen gelassen (24 Stunden). Danach wurde die Reinigungsklinge einem Reinigungstest unterzogen.

o:: kein Problem
x:: ein Reinigungsfehler trat auf (z. B. war die Elastizität der Reinigungsklinge herabgesetzt und ein Auftreten eines Durchlasses von Tonerteilchen wurde hervorgerufen, was zu schwarzen Streifen in der Breite oder lateral auf einem resultierenden Bild führte).

Gesamtbewertung

o:

alle der vorstehenden Punkte waren gut.

x:

wenigstens einer der vorstehenden Punkte war nicht gut.

Beispiele 2 bis 23 und Vergleichsbeispiele 1 bis 58
Reinigungsklingen wurden unter Verwendung von Polyurethanelastomeren hergestellt, die jeweils auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 hergestellt waren, mit der Ausnahme, dass die Komponenten einschließlich Ethylenglykol (EG) eingesetzt wurden, die in den Tabellen 1 und 2 gezeigt sind. Jede Reinigungsklinge wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 bewertet. Die Ergebnisse sind ebenfalls in den Tabellen 1 und 2 gezeigt.
Wie hier vorstehend beschrieben wurde, ist es gemäß der vorliegenden Anmeldung durch Erhöhen der TMP-Konzentration (wenigstens 0,10 mM/g) einer Härtemittelzusammensetzung innerhalb eines Polyurethanelastomers, um eine Vernetzungsdichte des Elastomers zu erhöhen, und durch Erhöhen einer Urethangruppenkonzentration (wenigstens 2,20 mM/g) innerhalb des Elastomers, um eine Verringerung der Härte (oder der mechanischen Festigkeit) zu verhindern und die Abriebfestigkeit zu verbessern, und des Weiteren durch Vorsehen einer tanδ-Spitzentemperatur (höchstens 12°C), um eine zweckmäßige Elastizität und Härte beizubehalten, möglich, eine Reinigungsklinge mit einem hervorragenden Kriechwiderstand, Haltbarkeit nach wiederholter Verwendung über einen langen Zeitraum oder nach einem langen Zeitraum der Unterbrechung (oder Ruhe) bzw. einer Reinigungsfunktion bei einer geringeren Temperatur bereitzustellen.

Claims

Reinigungsklinge umfassend ein Polyurethanelastomer, das durch Umsetzen eines Vorpolymers, das durch Umsetzen eines Diphenylmethan-4,4'-diisocyanats mit einem Polyesterdiol, erhalten aus Adipinsäure und irgendeinem oder beiden von Ethylenglykol und Butylenglykol, erhalten ist, mit einer Härtemittelzusammensetzung, die Trimethylolpropan und 1,4-Butylenglykol umfasst, erhalten ist, wobei das Polyurethanelastomer eine Trimethylolpropankonzentration von wenigstens 0,10 mM/g aufweist, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale (1) bis (3) des Polyurethanelastomers: (1) die Trimethylolpropankonzentration von wenigsten 0,10 mM/g, (2) eine Urethangruppenkonzentration von wenigstens 2,20 mM/g und (3) eine bei einem Maximum von tanδ gegebene Temperatur von höchstens 12°C.
Klinge nach Anspruch 1, wobei das Polyurethanelastomer eine Trimethylolpropankonzentration von 0,11 bis 0,22 mM/g aufweist.
Klinge nach Anspruch 1, wobei das Polyurethanelastomer eine Urethangruppenkonzentration von 2,22 bis 2,52 mM/g aufweist.
Klinge nach Anspruch 1, wobei das Polyurethanelastomer eine bei einem Maximum von tanδ gegebene Temperatur von 0,5 bis 11,6°C aufweist.
Klinge nach Anspruch 1, wobei das Polyurethanelastomer eine Trimethylolpropankonzentration von wenigstens 0,11 mM/g, eine Urethangruppenkonzentration von wenigstens 2,22 mM/g und eine bei einem Maximum von tanδ gegebene Temperatur von höchstens 11,6°C aufweist.
Verfahrenskartusche umfassend wenigstens eine Reinigungsklinge nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element, die einstückig ausgebildet sind, so dass sie eine einzelne Kartusche bilden, die mit dem Gerätekörper eines bilderzeugenden Geräts wie erwünscht verbunden oder davon gelöst werden kann.
Elektrofotographisches Gerät umfassend: ein elektrofotographisches lichtempfindliches Element, Einrichtungen zur Erzeugung eines elektrostatischen latenten Bildes, Einrichtungen zur Entwicklung des erzeugten elektrostatischen latenten Bildes, Einrichtungen zur Übertragung des entwickelten Bildes auf ein übertragungsaufnehmendes Material und eine Reinigungsklinge nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
Verwendung einer Reinigungsklinge nach Anspruch 1 zum Entfernen von auf der Oberfläche einer lichtempfindlichen Trommel zurückbleibenden Tonerteilchen bei der Elektrofotografie.
Verwendung einer Klinge nach Anspruch 8, wobei das Polyurethanelastomer eine Trimethylolpropankonzentration von wenigstens 0,11 mM/g, eine Urethangruppenkonzentration von wenigstens 2,22 mM/g und eine bei einem Maximum von tanδ gegebene Temperatur von höchstens 11,6°C aufweist.
Verwendung einer Klinge nach Anspruch 8 oder 9, wobei das Polyurethanelastomer durch Umsetzen eines Vorpolymers, das durch Umsetzen eines Diisocyanats mit einem Polyesterdiol, erhalten aus einer Dicarbonsäure und einem Diol, erhalten ist, mit einer Härtemittelzusammensetzung, die wenigstens Trimethylolpropan umfasst, erhalten ist.
Verwendung einer Klinge nach Anspruch 10, wobei die Dicarbonsäure Adipinsäure ist, das Diol entweder eines oder beide von Ethylenglykol und Butylenglykol ist, das Diisocyanat Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat ist und die Härtemittelzusammensetzung Trimethylolpropan und 1,4-Butylenglykol umfasst.