JP2000235337A - クリーニングブレード - Google Patents
クリーニングブレードInfo
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Abstract
グ性を備えたクリーニングブレードを提供する。 【解決手段】ポリイソシアネートおよびポリオールを含
有するポリウレタン組成物の硬化体からなるクリーニン
グブレード11において、上記硬化体におけるアロファ
ネート結合量を5.0×10-5mol/g以上に設定
し、tanδピーク温度を10℃以下に設定するように
した。
Description
の感光体外周面に残留するトナーを除去するためのクリ
ーニングブレードに関するものである。
感光ドラムを備え、この感光ドラムの外周面を一様に帯
電させ、ついで被複写体の複写画像を介してその外周面
を露光することにより上記外周面上に静電潜像を形成
し、この静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成
し、これを複写紙等に転写することにより複写を行うも
のである。そして、上記複写後には、図2に示すよう
に、感光ドラム1の外周面上にトナー2が残留するた
め、このトナー2の除去を、クリーニングブレード3の
弾性を利用してその先端部を感光ドラム1の外周面に摺
接させることにより行っている。なお、図において、ク
リーニングブレード3は、板状保持具4に支持されてお
り、この板状保持具4の一端(クリーニングブレード3
を支持している端部と反対側の端部)が、樹脂ケース5
に取り付けられている。
が、摺接による摩耗や欠損といった物理的要因や、トナ
ーに対する耐汚染性といった化学的要因によって判断さ
れており、これらの要因に対して優れた性質を備えたウ
レタンゴムが形成材料として賞用されている。しかしな
がら、上記ウレタンゴムでは、長期使用による経時的摩
耗が顕在化して、複写画像にかぶり(イメージのないと
ころにトナー画像が形成されること)、白抜け等を発生
させてしまうという問題が生じる。そこで、耐摩耗性を
向上させる試みがなされており、例えばウレタンゴムの
硬度を向上させる方法(特開平2−208687号公報
等)が開示されている。
法によって得られるクリーニングブレードは、耐摩耗性
に関してある程度の向上効果が得られるものの、硬度が
高すぎて感光ドラムを損傷させてしまうという問題があ
る。そこで、耐摩耗性を高めるために、ウレタンゴム
に潤滑剤を分散させたり(特開平7−306616号公
報等)、ウレタンゴムをシリコーン変性させたり(特
開平5−224573号公報)、ウレタンゴム硬化体
表面にコーティングを施したり(特開平4−26008
4号公報等)、ソフトセグメントの規則性(結晶性)
を乱したり(特開平8−44264号公報)することが
提案されている。しかしながら、〜の手法では潤滑
剤の添加等の新たな工程が余分に必要となり、またの
手法ではクリーニングブレード成形用の液状組成物の粘
度が高くなって作業性が悪くなるため、それぞれコスト
アップに繋がるという問題がある。
をより高めるという点から、常温環境下だけでなく、低
温環境下であっても良好に画出しが行えることが要求さ
れている。このため、低温環境下でのクリーニング性
(低温クリーニング性)が良好であることも重要であ
る。
もので、耐摩耗性に優れ、しかも良好な低温クリーニン
グ性を備えたクリーニングブレードの提供をその目的と
する。
め、本発明のクリーニングブレードは、ポリイソシアネ
ートおよびポリオールを含有するポリウレタン組成物の
硬化体からなるクリーニングブレードであって、上記硬
化体におけるアロファネート結合量が5.0×10-5m
ol/g以上に設定され、tanδピーク温度が10℃
以下に設定されているという構成をとる。
好な低温クリーニング性を備えたクリーニングブレード
を得るため、一連の研究を重ねた。その過程で、クリー
ニングブレードの耐摩耗性は、硬化体の分子構造に左右
されるとの知見を得た。すなわち、硬化体の分子構造
は、ウレタン直鎖と、アロファネート結合等のウレタン
分岐結合によって決定され、このウレタン分岐結合が多
くなり硬化体の架橋密度が高くなると、耐摩耗性が良好
になることが判明した。そこで、本発明者らは、クリー
ニングブレードを構成する硬化体の分子構造について鋭
意研究を重ねた結果、その硬化体におけるアロファネー
ト結合量を5.0×10-5mol/g以上にすればよい
ことを突き止めた。しかし、適正と思われるアロファネ
ート結合量を備えたクリーニングブレードであっても、
低温環境での動作時に、クリーニング性が悪化すること
を突き止めた。そこで、本発明者らは、さらに研究を重
ねた結果、硬化体のアロファネート結合量と、tanδ
ピーク温度とをそれぞれ特定の範囲に設定すれば、所期
の目的を達成できることを見いだし、本発明に到達し
た。このように、tanδピーク温度を特定の範囲に設
定することにより、低温クリーニング性が良好になるの
は、必ずしも明らかではないが、つぎのような理由によ
るものと考えられる。すなわち、ポリウレタン組成物の
硬化体はtanδピーク温度以下の環境に晒されると、
硬度が増大する傾向がある。特に、架橋密度が大きいほ
どその傾向が顕著になる。よって、低温環境下では、へ
たりが発生しやすくなり、クリーニング性が悪化すると
考えられる。
は、5.0×10-5mol/g以上で10.0×10-5
mol/g未満に設定されていることが、クリーニング
ブレードの特性の観点から特に好ましいことを突き止め
た。また、上記tanδピーク温度としては、4〜10
℃の範囲に設定されていることが、クリーニングブレー
ドの特性の観点から特に好ましいことを突き止めた。
いて説明する。
ば、図1に示すように、板状保持具4に支持されて、そ
の使用に供される。
としては、ポリイソシアネートおよびポリオールを含有
するポリウレタン組成物が用いられる。
定するものではなく、例えば、4,4′−ジフェニルメ
タンジイソシアネート(MDI)、2,4−トリレンジ
イソシアネート(2,4−TDI)、2,6−トリレン
ジイソシアネート(2,6−TDI)、3,3′−ビト
リレン−4,4′−ジイソシアネート、3,3′−ジメ
チルジフェニルメタン−4,4′−ジイソシアネート、
2,4−トリレンジイソシアネートウレチジンジオン
(2,4−TDIの二量体)、1,5−ナフチレンジイ
ソシアネート、メタフェニレンジイソシアネート、ヘキ
サメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネ
ート、4,4′−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネ
ート(水添MDI)、カルボジイミド変性MDI、オル
トトルイジンジイソシアネート、キシレンジイソシアネ
ート、パラフェニレンジイソシアネート、リジンジイソ
シアネートメチルエステル等のジイソシアネート、トリ
フェニルメタン−4,4′,4″−トリイソシアネート
等のトリイソシアネート、ポリメリックMDI等があげ
られる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いら
れる。なかでも、耐摩耗性の観点から、MDIが好まし
い。
るポリオールとしては、ポリエステルジオール、ポリエ
ステルトリオール等のポリエステルポリオールや、ポリ
カプロラクトン、ポリカーボネート、ポリオキシテトラ
メチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール
等のポリエーテルポリオール等があげられる。これらは
単独でもしくは2種以上併せて用いられる。そして、こ
のポリオールの数平均分子量(Mn、以下単に「分子
量」という)は、1500〜3000の範囲に設定され
ていることが好ましい。より好ましくは、1500〜2
500の範囲である。すなわち、上記分子量が1500
未満であると、得られるクリーニングブレード11の物
性が低下する傾向がみられ、逆に上記分子量が3000
を超えると、作業性が悪くなる傾向がみられるからであ
る。なお、この分子量は、ポリオールの水酸基価(mg
KOH/g)に基づいて下記の数式(1)により算出さ
れたものである。
塩基性有機酸とポリオールとから製造され、水酸基を末
端基とする、ヒドロキシルポリエステルポリオールが好
ましい。
るものではなく、シュウ酸、コハク酸、グルタル酸、ア
ジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セ
バシン酸、イソセバシン酸等の飽和脂肪酸や、マレイン
酸、フマル酸等の不飽和脂肪酸や、フタル酸、イソフタ
ル酸、テレフタル酸等の芳香族酸等のジカルボン酸があ
げられる。また、無水マレイン酸、無水フタル酸等の酸
無水物や、テレフタル酸ジメチル等のジアルキルエステ
ル等を用いることもできる。さらに、不飽和脂肪酸の二
量化によって得られる、ダイマー酸を用いることもでき
る。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられ
る。
ールとしては、特に限定するものではなく、エチレング
リコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコ
ール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコー
ル、ブチレングリコール、ネオペンチルグリコール、
1,6−ヘキシレングリコール等のジオールや、トリメ
チロールエタン、トリメチロールプロパン、ヘキサント
リオール、グリセリン等のトリオールや、ソルビトール
等のヘキサオール等があげられる。これらは単独でもし
くは2種以上併せて用いられる。
は、環状エーテルの開環重合または共重合によって製造
されるものが好ましい。
ものではなく、エチレンオキサイド、プロピレンオキサ
イド、トリメチレンオキサイド、ブチレンオキサイド、
α−メチルトリメチレンオキサイド、3,3′−ジメチ
ルトリメチレンオキサイド、テトラヒドロフラン、ジオ
キサン、ジオキサミン等があげられる。
アネートとともに用いられるポリオールとしては、上記
一連のもののなかでも、耐加水分解性に優れる、ポリブ
チレンアジペート(PBA)が好ましい。
上記ポリイソシアネートおよびポリオール以外に、鎖延
長剤、発泡剤、界面活性剤、難燃剤、着色剤、充填剤、
可塑剤、安定剤、離型剤、触媒等を含有させてもよい。
あれば特に限定されるものではなく、例えば、1,4−
ブタンジオール(1,4−BD)、エチレングリコー
ル、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジ
プロピレングリコール、ヘキサンジオール、1,4−シ
クロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタ
ノール、キシレングリコール、トリエチレングリコー
ル、トリメチロールプロパン(TMP)、グリセリン、
ペンタエリスリトール、ソルビトール、1,2,6−ヘ
キサントリオール等の、分子量300以下のポリオール
があげられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以
上併用してもよい。
系化合物、有機錫化合物等の有機金属化合物等があげら
れる。なかでも、アミン系化合物が好ましい。
ン等のトリアルキルアミンや、N,N,N′,N′−テ
トラメチル−1,3−ブタンジアミン等のテトラアルキ
ルジアミンや、ジメチルエタノールアミン等のアミノア
ルコールや、エトキシル化アミンや、エトキシル化ジア
ミンや、ビス(ジエチルエタノールアミン)アジペート
等のエステルアミンや、トリエチレンジアミンや、N,
N−ジメチルシクロヘキシルアミン等のシクロヘキシル
アミン誘導体や、N−メチルモルホリン、N−(2−ヒ
ドロキシプロピル)−ジメチルモルホリン等のモルホリ
ン誘導体や、N,N′−ジエチル−2−メチルピペラジ
ン、N,N′−ビス−(2−ヒドロキシプロピル)−2
−メチルピペラジン等のピペラジン誘導体等があげられ
る。
ラウレート、ジブチル錫ジ(2−エチルヘキソエート)
等のジアルキル錫化合物があげられる。また、2−エチ
ルカプロン酸第1錫、オレイン酸第1錫等があげられ
る。
記各材料を用い、常法に準じて製造することができる。
具体的には、プレポリマー法、セミワンショット法、ワ
ンショット法に準じて製造できる。なかでも、加工性に
優れるという観点から、セミワンショット法が好適に用
いられる。
のクリーニングブレード11は、例えばつぎのようにし
て製造される。すなわち、まず、上記ポリイソシアネー
トおよびポリオールを準備し、両者を適宜の配合割合で
配合し、適宜の反応条件で反応させてウレタンプレポリ
マー(主剤液)を調製する。一方、上記ポリオールと、
鎖延長剤、触媒等とを準備し、これらを適宜の配合割合
で配合し、適宜の混合条件で混合して硬化剤液を調製す
る。つぎに、上記主剤液および硬化剤液を適宜の配合割
合で配合して混合し、この混合液を、板状保持具4が保
持されたクリーニングブレード成形用金型内に注入し
て、反応硬化させる。そして、得られた硬化体を成形型
から取り出し、所定の形状に加工する。このようにし
て、図1に示すような、板状保持具4と一体成形された
クリーニングブレード11を得ることができる。
硬化体のアロファネート結合量は、5.0×10-5mo
l/g以上に設定されている必要がある。好適には、
5.0×10-5mol/g以上で、10.0×10-5m
ol/g未満である。すなわち、上記アロファネート結
合量が5.0×10-5mol/g未満であると、耐摩耗
性の向上が見られないからである。なお、上記アロファ
ネート結合量は、硬化体から切り出した試料とアミン化
合物(仕込みアミン)とを反応させた後、ガスクロマト
グラフィー等を用いて残余のアミン量を求め、この残余
のアミン量を上記仕込みアミン量から減ずることによっ
て求められる値である。
成する硬化体のtanδピーク温度は、10℃以下に設
定されている必要がある。好適には、4〜10℃の範囲
内であり、さらに好適には5〜9℃の範囲内である。す
なわち、上記tanδピーク温度が、10℃を超える
と、クリーニングブレード11の低温クリーニング性の
悪化が見られるからである。なお、上記tanδピーク
温度は、動的粘弾性特性の一つであって、動的粘弾性測
定機によって測定されるtanδ(損失正接)が最大
(ピーク)となる温度である。
1は、アロファネート結合量、tanδピーク温度がそ
れぞれ特定の範囲に設定されているため、耐摩耗性に優
れ、良好な低温クリーニング性を備えたものとなる。
は、図1に示すように、必ずしも板状保持具4と一体成
形する必要はなく、例えば板状保持具4の表面に、あと
から接着するようにしてもよい。
明する。
下「部」と略す)とMDIを43部準備し、まずPBA
を80℃×1時間の条件で真空脱泡した。ついで、この
真空脱泡したPBA中にMDIを添加した。そして、窒
素雰囲気下、80℃×3時間の条件で反応させることに
より、NCO末端の主剤液(プレポリマー)を調製し
た。
1,4−BDを7部とTMPを6部とアミン系触媒0.
01部を準備し、まずPBAを80℃×1時間の条件で
真空脱泡した。ついで、この真空脱泡したPBA中に
1,4−BDおよびTMPを添加し、混合した。その
後、アミン系触媒を添加し、窒素雰囲気下、80℃×1
時間の条件で混合して、OH末端の硬化剤液を調製し
た。
℃)に、上記硬化剤液(液温70℃)を加え、真空脱泡
しながら攪拌羽根で30秒間混合した後、板状保持金具
が配置されたクリーニングブレード用成形型(140
℃)内に注入して硬化させた。その後、脱型し、所定の
形状に加工して板状保持金具付クリーニングブレードを
得た。なお、下記に示す方法にて求められるアロファネ
ート結合量は、5.5×10-5mol/gであった。ま
た、下記に示す方法にて求められるtanδピーク温度
は、8℃であった。
ングブレードを構成する硬化体から試料0.1gを切り
出し、この試料を、ジ−n−ブチルアミン0.01mo
l/l,ナフタリン0.01mol/lに濃度調整した
N−メチルピロリドン溶液2ml中に浸漬し、共栓付試
験管中で80℃×4時間の条件で分解させた。ついで、
無水酢酸を10μl添加して混合し、さらにジ−n−プ
ロピルアミンを50μl添加して混合した。そして、得
られた溶液中のジ−n−ブチルアセトアミドのモル数を
下記条件のガスクロマトグラフィーにより、ナフタリン
を内部標準として求めた。ついで、試料を入れないで同
様にしてジ−n−ブチルアセトアミドのモル数を求めレ
ファレンスとした。そして、レファレンスとの差から、
アロファネート結合量を導出した。 (条件) 装 置:Shimadzu GC-17A 型(島津製作所社製) カ ラ ム:10% PEG-20 M on Chromosorb WAW DMCS 60
/80 mesh(ガスクロ工業社製) ガラスカラム 3mmφ×2m カラム温度:50〜350℃(昇温)
グブレードを構成する硬化体を1.6mm×1.6mm
×30.0mmに成形採寸して、試料を準備した。つい
で、この試料を、レオロジ社製のDVEレオスペクトラ
ーに、引張治具のチャック間が20.0mmになるよう
にセットし、変位振幅±10μm、周波数10Hzの正
弦波歪を与え、−20℃〜50℃の範囲におけるtan
δ(損失正接)を、昇温速度3℃/minで1℃毎に測
定した。そして、このtanδの値が最大(ピーク)と
なる温度をtanδピーク温度とした。
000)52部とMDIを48部用い、硬化剤液用の材
料として、PBA(Mn:2000)78部と1,4−
BDを6部とTMPを4部とアミン系触媒0.01部を
用いたこと以外は、実施例1と同様にして板状保持金具
付クリーニングブレードを得た。なお、上記と同様にし
て求められるアロファネート結合量は、8.9×10-5
mol/gであった。また、上記と同様にして求められ
るtanδピーク温度は、8℃であった。
000)57部とMDIを43部用い、硬化剤液用の材
料として、PBA(Mn:2000)89部と1,4−
BDを8部とTMPを6部とアミン系触媒0.01部を
用いたこと以外は、実施例1と同様にして板状保持金具
付クリーニングブレードを得た。なお、上記と同様にし
て求められるアロファネート結合量は、1.5×10-5
mol/gであった。また、上記と同様にして求められ
るtanδピーク温度は、5℃であった。
000)57部とMDIを43部用い、硬化剤液用の材
料として、PBA(Mn:2000)70部と1,4−
BDを6部とTMPを5部とアミン系触媒0.01部を
用いたこと以外は、実施例1と同様にして板状保持金具
付クリーニングブレードを得た。なお、上記と同様にし
て求められるアロファネート結合量は、10.0×10
-5mol/gであった。また、上記と同様にして求めら
れるtanδピーク温度は、12℃であった。
クリーニングブレードを市販のレーザープリンター(L
BP)に組み込み、常温常湿環境下(25℃×60%R
H)にて、A4サイズで3万枚画出ししたのち、下記に
示す方法にてクリーニングブレードの摩耗量を測定し、
併せて初期および3万枚複写後の画像を下記に示す基準
で評価した。また、上記各板状保持金具付クリーニング
ブレードを上記と同様のLBPに組み込み、低温低湿環
境下(LL環境下:5℃×15%RH)にて、A4サイ
ズで6000枚画出しを行い、6000枚複写後の画像
を下記に示す基準で評価した。
ングブレードのエッジ部の摩耗量を観察し、摩耗した部
分の断面積(Uμm2 )と、先端部の単位長さ(Xμ
m)を測定し、下記の数式(2)により、摩耗量(Wμ
m3 )を算出した。なお、この摩耗量が小さいほど、耐
摩耗性に優れているといえる。
視評価した。すなわち、文字を複写し、複写画像に問題
がなく、細線が鮮明に複写されたものを○、かぶり、白
抜け等が多量に発生して複写画像に不具合が見られるも
のを×としてそれぞれ表示した。
品は、比較例1品(アロファネート結合量が5.0×1
0-5mol/g未満のもの)に比べ摩耗量が小さく、耐
摩耗性が良好であることが確認できる。しかも、比較例
2品(tanδピーク温度が10℃を超えるもの)に比
べLL環境下での複写画像が良好であるため、低温クリ
ーニング性に優れていることも確認できる。したがっ
て、実施例1品および2品は、耐摩耗性に優れ、良好な
低温クリーニング性を備えていることがわかる。
レードは、アロファネート結合量、tanδピーク温度
がそれぞれ特定の範囲に設定された硬化体からなってい
る。このため、耐摩耗性に優れ、低温クリーニング性が
良好になる。したがって、電子写真複写機に組み込んで
画出しを行った場合、高画質な複写画像を長期に渡り、
広い温度域で得ることができるという利点を有する。
は、5.0×10-5mol/g以上で10.0×10-5
mol/g未満に設定されていることが、耐摩耗性の観
点からより一層好ましい。また、上記tanδピーク温
度としては、4〜10℃の範囲に設定されていること
が、低温クリーニング性の観点からより一層好ましい。
る。
す説明図である。
8)
Claims (3)
- 【請求項1】 ポリイソシアネートおよびポリオールを
含有するポリウレタン組成物の硬化体からなるクリーニ
ングブレードであって、上記硬化体におけるアロファネ
ート結合量が5.0×10-5mol/g以上に設定さ
れ、tanδピーク温度が10℃以下に設定されている
ことを特徴とするクリーニングブレード。 - 【請求項2】 上記アロファネート結合量が、5.0×
10-5mol/g以上で10.0×10-5mol/g未
満である請求項1記載のクリーニングブレード。 - 【請求項3】 上記tanδピーク温度が、4〜10℃
である請求項1または2記載のクリーニングブレード。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03769599A JP3687390B2 (ja) | 1999-02-16 | 1999-02-16 | クリーニングブレード |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03769599A JP3687390B2 (ja) | 1999-02-16 | 1999-02-16 | クリーニングブレード |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000235337A true JP2000235337A (ja) | 2000-08-29 |
JP3687390B2 JP3687390B2 (ja) | 2005-08-24 |
Family
ID=12504699
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03769599A Expired - Lifetime JP3687390B2 (ja) | 1999-02-16 | 1999-02-16 | クリーニングブレード |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3687390B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100413996B1 (ko) * | 2001-03-29 | 2004-01-13 | 캐논 가세이 가부시끼가이샤 | 세척 블레이드 및 이를 이용한 전자사진 장치 |
US8275302B2 (en) | 2007-01-29 | 2012-09-25 | Bando Chemical Industries, Ltd. | Blade for electrophotographic device with elastic rubber member constituted by edge/nip and base portions of different materials |
-
1999
- 1999-02-16 JP JP03769599A patent/JP3687390B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100413996B1 (ko) * | 2001-03-29 | 2004-01-13 | 캐논 가세이 가부시끼가이샤 | 세척 블레이드 및 이를 이용한 전자사진 장치 |
US8275302B2 (en) | 2007-01-29 | 2012-09-25 | Bando Chemical Industries, Ltd. | Blade for electrophotographic device with elastic rubber member constituted by edge/nip and base portions of different materials |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3687390B2 (ja) | 2005-08-24 |
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