JP2001290403A - クリーニングブレード及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】簡便かつ低コストにて製造可能であり、しかも
安定した当接圧を実現できるクリーニングブレード、取
付部材との位置合わせの容易なクリーニングブレードを
提供する。 【解決手段】高剛性樹脂にて形成された支持体層９の片
面全面に弾性体層１２を備えた２層構造を有する、静電
複写プロセスを利用した画像形成装置に使用するクリー
ニングブレード１とする。このクリーニングブレード１
は、支持体層９の一方の表面に弾性体層形成原料を流動
状態にて積層して弾性体層１２を形成してクリーニング
ブレード原反を作製する積層工程、及びこの原反を裁断
してクリーニングブレード１を作製する裁断工程を有
し、弾性体が反応硬化性弾性体であり、積層工程が反応
硬化性弾性体を形成する反応組成物をニート又は溶液に
て被覆して弾性体層を形成することにより製造される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、普通紙複写機、普
通紙ファクシミリ、レーザービームプリンター等の静電
方式の画像形成装置において、感光体や転写ベルト等の
表面の残存トナーを除去するクリーニングブレード及び
その製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】静電方式の画像形成装置においてトナー
画像を用紙等に転写した後の感光体表面に残存するトナ
ーを拭き取り、除去するために、従来から、周知のよう
に厚さが約１〜３ｍｍ程度のポリウレタン系の弾性体の
シートから裁断して形成されるクリーニングブレードが
使用されていた。

【０００３】かかる弾性体クリーニングブレードは、そ
の幅方向の曲げ弾性を利用して感光体に弾接することで
クリーニングを行うものであり、十分なクリーニング能
力を発揮させるためには、感光体に対する所定の当接圧
を必要とする。一方、弾性体クリーニングブレードはク
リーニングを行っても感光体を傷つけるものであっては
ならないため、通常はショアＡ硬度が６０〜９０の比較
的低剛性の弾性体が使用される。

【０００４】従って、クリーニングブレードとして必要
な曲げ弾性を付与するにはある程度以上の厚みが必要で
あり、ブレードの薄肉化には限界がある。また弾性体材
料は圧縮永久歪が大きく、長期の使用により感光体との
当接圧が低下するという問題をも有している。これらの
問題を解決するために、高剛性の支持体と、弾性体層と
からなる２層構造のクリーニングブレードとする技術が
知られている（特開平１１−２１９０８２号公報）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記公報に記
載のクリーニングブレードは、金属板と弾性体が積層さ
れたものであり、支持体である金属板を作製する工程と
弾性体層を作製してこれを接着する工程もしくは支持体
の上に反応硬化して弾性体を形成する反応組成物を適用
して反応硬化させる弾性体層形成工程の２つの工程が必
要であり、工程数が多くて生産効率が悪く、コスト的に
高いものであるという問題を有している。また、クリー
ニングブレードは取付部材に固着してクリーニング部材
として供給されるが、かかる固着に際しては、感光体と
クリーニングブレードの適切な弾接を実現するために適
用装置、使用するクリーニングブレードの材質等に応じ
て設定される突き出し長さ（自由端長さ）を満足するよ
うに取付部材とクリーニングブレードの位置合わせをす
る工程も要求される。

【０００６】本発明の目的は、簡便かつ低コストにて製
造可能であり、しかも安定した当接圧を実現できるクリ
ーニングブレードを提供することにある。

【０００７】また本発明は、取付部材との位置合わせの
容易なクリーニングブレードを提供することにも有る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、静電転写プロ
セスを利用した画像形成装置に使用するクリーニングブ
レードであって、高剛性樹脂にて形成された支持体層の
片面全面に弾性体層を備えた２層構造を有することを特
徴とする。

【０００９】支持体層として高剛性樹脂のシートないし
フィルムを使用し、その片面全面に弾性体層を設けるこ
とによって永久歪による経時変化がなく、安定した感光
体との当接圧を有するクリーニングブレードが得られ
る。また、大きなシート状の連続生産可能なクリーニン
グブレードの原反から裁断して切り出すことにより簡便
かつ低コストにて製造可能となる。

【００１０】本発明のクリーニングブレードは、前記弾
性体層が熱可塑性エラストマー層であることが好適であ
る。熱可塑性エラストマーは、押出機やカレンダー等を
使用すること等により、容易に支持体層に弾性体層を積
層することができ、従って、連続的にクリーニングブレ
ード原反を製造し、この原反から裁断して切り出すこと
により各クリーニングブレードとすることが可能で、低
コスト化を図ることができる。

【００１１】上述のクリーニングブレードにおいては、
長さ方向に複数の貫通孔が設けらてていることが好適で
ある。

【００１２】クリーニングブレードを取付部材に固着す
る場合、ないしは画像形成装置に直接装着する場合、自
由端長さを設定値にするための位置決め作業を容易に行
うことができる。即ち、金属あるいは高剛性樹脂にて作
成される取付部材に突起を形成しておき、この取付部材
の突起とクリーニングブレードに設けられた貫通孔を嵌
合させることにより、位置決め操作が極めて容易かつ確
実に行うことができる。

【００１３】本発明は、高剛性樹脂にて形成された支持
体層の片面全面に弾性体層を備えた２層構造を有し、静
電転写プロセスを利用した画像形成装置に使用するクリ
ーニングブレードの製造方法であって、前記支持体層の
一方の表面に弾性体層形成原料を流動状態にて積層して
前記弾性体層を形成してクリーニングブレード原反を作
製する積層工程、及び前記クリーニングブレード原反を
裁断してクリーニングブレードを作製する裁断工程を有
し、前記弾性体が反応硬化性弾性体であり、前記積層工
程が前記反応硬化性弾性体を形成する反応組成物をニー
ト又は溶液にて被覆して前記弾性体層を形成することを
特徴とする。

【００１４】上記の製造方法においては、前記弾性体が
熱可塑性弾性体であり、前記積層工程が、前記熱可塑性
弾性体を溶融状態にてニート状で積層を行うか、又は溶
液にて被覆して乾燥することにより行う工程であっても
よい。

【００１５】かかる製造方法により、クリーニングブレ
ードを多数作成可能な程度に十分な大きさのクリーニン
グブレード原反を連続的に製造し、これを所定寸法に裁
断することによってクリーニングブレードを高能率、低
コストにて製造することが可能となる。

【００１６】請求項４に記載の構成によれば、反応硬化
タイプの弾性体層が、また請求項５の構成によれば熱可
塑性タイプの弾性体層が、それぞれ形成される。

【００１７】上記の製造方法においては、貫通孔加工工
程が設けられていることが好ましい。貫通孔加工工程は
裁断工程の前であってもよく、また裁断工程の後であっ
てもよい。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明のクリーニングブレードの
各層の構成材料として好適な材料は以下の通りである。
支持体層構成材料は、裁断が容易であり、薄くしても感
光体との十分な当接圧が得られるため、高剛性の樹脂材
料は限定なく使用可能である。具体的には、ポリエチレ
ンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリ
エステル系樹脂、ナイロン−６等のポリアミド系樹脂、
ポリカーボネート、アクリル系樹脂、アラミド樹脂、そ
の他エンジニアリングプラスチックないしスーパーエン
ジニアリングプラスチック材のシート、フィルム等が例
示される。支持体層の厚さは、使用する素材により、ま
た要求される特性により異なるが、一般的には５０μｍ
〜５００μｍ程度である。厚過ぎると剛性が高くなり過
ぎ、薄過ぎると所定の当接圧を得ることが困難になる。

【００１９】上記に例示されたなかでも、支持体は熱可
塑性樹脂にて構成されることが、突起を所定位置に正確
に設けることができ、好ましい。即ち、金型に突起を形
成するキャビティーを設け、例えば射出成形により取付
部材を成形すれば、かかる突起を有する取付部材が容易
に製造できる。

【００２０】支持体には、弾性体形成原料との接着性を
高めるための表面処理をほどこすことは好適な態様であ
る。かかる表面処理としては、コロナ放電処理、化学物
質によるエッチング処理、プライマー処理等が好適な表
面処理として例示される。特にポリエステル系の接着性
樹脂を０．５〜１００μｍの厚さに塗布することが好ま
しい態様である。

【００２１】弾性体層を構成する樹脂としては、従来か
らクリーニングブレードに使用される樹脂は限定なく使
用可能であり、具体的にはポリエステル系エラストマ
ー、ポリオレフィン系エラストマー、ポリウレタンエラ
ストマー、ポリアミドエラストマー等が例示されるが、
耐久性の点でポリウレタンエラストマーの使用が最も好
ましい。弾性体は、ショアＡ硬度で６０〜９０であるこ
とが好ましい。また弾性体層の厚さは、１０〜８００μ
ｍであることが好ましく、２０〜５００μｍであること
がより好ましい。薄過ぎるとクリーニングブレードとし
ての寿命が短くなり、厚過ぎると弾性体の圧縮永久歪の
影響が表れる。

【００２２】ポリウレタンエラストマーとしては、反応
硬化性ポリウレタンエラストマー、熱可塑性ポリウレタ
ンエラストマーのいずれでもよいが、上述のように熱可
塑性エラストマーの使用がより好ましい。

【００２３】熱可塑性ポリウレタンエラストマーとして
は、公知の熱可塑性ポリウレタンエラストマーは限定な
く使用可能であり、ポリエーテル系ポリウレタン、ポリ
エステル系ポリウレタン、ポリカーボネート系ポリウレ
タン等の他にポリエーテルポリオールとポリエステルポ
リオールを併用したポリウレタンや共重合ポリオールを
使用したポリウレタン等が例示される。ポリエーテル系
ポリウレタンの構成成分であるポリエーテルポリオール
としては、ポリオキシプロピレンポリオール、ポリオキ
シテトラメチレンポリオール等が使用される。またポリ
エステルポリオールとしては、アジピン酸、アゼライン
酸等の脂肪族ジないしポリカルボン酸とエチレングリコ
ール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオ
ール、ネオペンチルグリコール、スピログリコール、
１，４−シクロヘキサンジオール、等の多価アルコール
類とのポリエステルやε−カプロラクトンの開環重合体
ポリエステル等が例示される（岩田、ポリウレタン樹脂
ハンドブック、（日刊工業新聞））。

【００２４】熱可塑性ポリウレタンエラストマーとして
は、製造に際してイソシアネート基と水酸基の当量比を
１以上、好ましくは１．０５〜１．２０程度のイソシア
ネート過剰にて重合し、重合体中にイソシアネーと基が
残存したいわゆる不完全熱可塑タイプのポリウレタンエ
ラストマー、ないしイソシアネート基と水酸基の当量比
を０．９５〜１．０程度で重合した後、ポリイソシアネ
ート化合物を添加した未反応イソシアネート基を含有さ
せたものを使用することが好ましい。

【００２５】かかる熱可塑性ポリウレタンエラストマー
は、重合体中に残存する低分子量成分が少なく、また加
工中の低分子量成分の発生を抑制することができ、感光
体等への低分子量成分の付着による問題の発生等が防止
される。

【００２６】熱可塑性エラストマー、とりわけ熱可塑性
ポリウレタンエラストマーを溶液で積層する場合には、
該熱可塑性エラストマーを溶解する適宜の有機溶剤を使
用する。かかる有機溶剤としては、ジメチルホルムアミ
ド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン等の
アミド類、ジオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテ
ル類、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケト
ン類、酢酸ｎ−ブチル等のエステル類、トルエン、キシ
レン等の芳香族炭化水素が例示される。これらに加えて
貧溶媒であるアルコール類、脂肪族ないし脂環式炭化水
素類を併用することも好適な態様である。

【００２７】溶液状態の原料を使用して弾性体層を形成
する方法としては、公知のコーターを使用することが可
能であり、ロールコーター、ドクターブレード、コンマ
コーター等が好適な被覆装置として例示される。

【００２８】また反応硬化性ポリウレタンエラストマー
も、上記のポリウレタンエラストマー原料をいわゆるワ
ンショット法、プレポリマー法、セミプレポリマー法等
に使用される反応組成物として溶液状態で支持部材に被
覆し、乾燥、硬化させて弾性体層を形成する。使用する
溶剤は、熱可塑性エラストマーの溶剤として例示したも
のから選択使用する。反応硬化性ポリウレタンエラスト
マーの場合も、重合反応におけるイソシアネート基／水
酸基（活性水素基）の当量比は、０．９５〜１．２０程
度であることが好ましい。

【００２９】弾性体層を構成する材料には必要に応じて
充填剤を添加することは好適な態様である。添加剤は用
途・目的に応じて適宜選択されるが、下記の添加剤が例
示される。 導電性材料：カーボンブラック（ケッチェンブラック、
アセチレンブラック、ＨＡＦカーボン等）、導電性酸化
チタン、ＩＴＯ、グラファイト、過塩素酸リチウム、チ
オシアン酸アンモニウム等 潤滑性材料：ポリ四フッ化エチレン、窒化ホウ素、グラ
ファイト、二硫化モリブデン、ポリジメチルシロキサン
等のシリコン化合物等 その他：酸化防止剤、着色剤等 上記の添加剤は、単独で使用してもよく、２種以上を併
用してもよい。

【００３０】また上記の添加剤のなかでも弾性体層構成
材料に溶解しない粉末状の添加剤は、溶剤系の弾性体層
形成原料もしくはニートの熱可塑性弾性体に添加するこ
とが粉末状材料の添加による弾性体層形成原料の粘度上
昇による積層工程上の問題を生じることが少なく、好適
である。

【００３１】図１には、本発明のクリーニングブレード
を取付部材に固着したクリーニング部材の例を示した。
図１（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は（ｂ）
におけるＸ−Ｘ断面図である。クリーニング部材３はク
リーニングブレード１、取付部材５が自由端長さＬを形
成するように接着剤層１４を介して固着されており、ク
リーニングブレード１は、支持体層９とその片面全面に
形成された弾性体層１２とから構成されている。

【００３２】クリーニングブレード１には、長さ方向に
４個の貫通孔７が設けられており、一方取付部材には円
柱状の突起１１が形成されている。突起１１と貫通孔７
を嵌合させることにより、自由端長さＬが容易に設定可
能である。この例では貫通孔７は、クリーニングブレー
ド１の長さ方向に直線的に等間隔で配置されているが、
これに限定されるものではない。少なくとも長さ方向に
複数設けられていれば、等間隔でなくてもよく、さらに
幅方向に並ぶよう配設された貫通孔があってもよい。

【００３３】取付部材５のクリーニングブレード１装着
面には突起１１が設けられており、クリーニングブレー
ド１の前記貫通孔に嵌合している。かかる嵌合により、
クリーニングブレード１と取付部材５の固着時における
自由端長さＬを容易に設定値とすることができ、しかも
クリーニングブレード１と取付部材５のずり応力による
位置ズレを防止する効果も得られる。

【００３４】図２には、図１とは異なった断面形状を有
する取付部材６を使用したクリーニング部材を示した。
このクリーニング部材の特徴は取付部材６に設けられた
突起はクリーニングブレード１の厚さよりも高く形成さ
れ、貫通孔７に挿通した後、突起先端をかしめることに
より係止部１５を形成した点にある。

【００３５】かかるかしめによりクリーニングブレード
１と取付部材６とが、より強固に固着される。取付部材
６は、この場合においても金属であってもよいが、かし
めが容易に行え、係止部１５が一定形状に形成可能であ
ることから、熱可塑性樹脂製であることがより好まし
い。

【００３６】本発明のクリーニングブレードの製造方法
を、弾性体として熱可塑性エラストマーを使用し、これ
を溶融状態で高剛性樹脂支持体層に積層して製造する方
法を例として説明する。

【００３７】図３には、Ｔダイを使用したクリーニング
ブレード原反の製造方法の例を示した。熱可塑性エラス
トマーを押し出す押出機３１にはＴダイ３３が装着され
ている。支持体９はロール３５によりＴダイ３３の溶融
樹脂吐出孔近傍に供給され、押出機３１にて溶融された
熱可塑性エラストマーがＴダイ３３より支持体９上に吐
出・積層され、弾性体層１４が形成されて２層のクリー
ニングブレード原反３６が製造される。

【００３８】上述の工程により、クリーニングブレード
原反が製造され、これを所定サイズに裁断することによ
ってクリーニングブレードが得られる。裁断方法は特に
限定されるものではなく、回転ないしは非回転の切断刃
による切断、トムソン刃等を使用した打ち抜き裁断、レ
ーザー光による裁断等が例示される。

【００３９】裁断工程はクリーニングブレード原反製造
工程とは別個に設けてもよいが、原反製造工程に続けて
スリッターを設け、クリーニングブレードの所定幅のリ
ボン状の製品とし、これを所定長さに切断する工程とし
てもよい。スリッターによる裁断を行うと、カウンター
方式に使用するに適したエッジ精度が得られ、好適であ
る。

【００４０】

【実施例】以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実
施例等について説明する。

【００４１】（実施例１）Ｔダイを備えた押出機を使用
し、幅１ｍ、厚さ２５０μｍのポリエステル接着性樹脂
層を有するポリエステルフィルム（コスモシャインＡ４
３００，東洋紡績製）を供給しつつその表面に熱可塑性
ポリウレタンエラストマー エラストラン１１８０Ａ
（武田バーディッシュウレタン社製）を該Ｔダイより溶
融状態で押し出しつつ圧着・積層し、厚さ３００μｍの
弾性体層を形成し、巻き取り、クリーニングブレード原
反を得た。

【００４２】このクリーニングブレード原反をトムソン
刃とプレス機を使用して打ち抜き、幅１．５ｃｍ，長さ
２３．７ｃｍのクリーニングブレードサンプル１を作製
した。

【００４３】（実施例２）実施例１と同様にして、幅１
ｍ、厚さ１８８μｍのポリエステル接着性樹脂層を有す
るポリエステルフィルム（コスモシャインＡ４１００，
東洋紡績製）を供給しつつその表面にシリコン変性熱可
塑性ポリウレタンエラストマー（ショアＡ硬度６５）を
圧着・積層して厚さ２００μｍの弾性体層を形成し、冷
水中を通過させて冷却する。冷却槽には、パンチング装
置とスリッターが連設されており、冷却後のクリーニン
グブレード原反に直径２ｍｍの円形の貫通孔を４ｃｍ間
隔で５個形成すると共に幅１．５ｃｍのリボン状原反と
して巻き取った。

【００４４】このクリーニングブレード原反をトムソン
刃とプレス機を使用して打ち抜き、長さ２３．７ｃｍの
クリーニングブレードサンプル２を作製した。

【００４５】（比較例１）ポリエステル系の熱硬化性ポ
リウレタン製の厚さ２ｍｍの原反シート（ショアＡ硬度
６５）を実施例１と同じサイズに裁断し、比較例として
のクリーニングブレード３とした。この原反シートは、
反応硬化性のポリウレタン原液を使用して遠心成形法に
て製造されたものである。

【００４６】〔評価〕図４に示したクリーニングブレー
ド１と支持体２８とからなる試験用クリーニング部材を
作製し、クリーニングブレード１の先端をδ＝１ｍｍ変
形させ、温度４０℃、相対湿度９５％にて３日間放置
し、歪を開放した後温度２０℃、相対湿度５０％にて１
日間放置し、永久歪δ’を残留歪として測定した。

【００４７】結果を、表１に示した。併せて、クリーニ
ングブレード原反の製造速度も示した。製造速度は、本
発明については連続生産可能であり、ライン速度である
が、従来のポリウレタン製のクリーニングブレードはド
ラム状の遠心成形により行われるため、成形機１台当り
の生産速度である。本発明のクリーニングブレードは、
永久歪が殆ど発生せず、生産性も優れたものであること
が分かる。また、同じクリーニングブレードを使用し
て、自由端の長さの異なるクリーニング部材を容易に製
造することができることも明らかである。

【００４８】

【表１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のクリーニングブレードを使用したクリ
ーニング部材の例を示した図

【図２】別実施形態のクリーニング部材を示した図

【図３】クリーニングブレード原反の製造工程の例を示
した図

【図４】クリーニングブレードの永久歪の測定方法を示
した図

【符号の説明】

１ クリーニングブレード ９ 支持体層 １２ 弾性体層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大谷 耕三 大阪府大阪市西区江戸堀１丁目17番18号 東洋ゴム工業株式会社内 (72)発明者 井上 薫 大阪府大阪市西区江戸堀１丁目17番18号 東洋ゴム工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2H034 AA01 AA06 BD01 BD02 BD03

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静電転写プロセスを利用した画像形成装
   置に使用するクリーニングブレードであって、 高剛性樹脂にて形成された支持体層の片面全面に弾性体
   層を備えた２層構造を有するクリーニングブレード。
2. 【請求項２】 前記弾性体層が熱可塑性エラストマー層
   である請求項１に記載のクリーニングブレード。
3. 【請求項３】 長さ方向に複数の貫通孔が設けられた請
   求項１又は２に記載のクリーニングブレード。
4. 【請求項４】 高剛性樹脂にて形成された支持体層の片
   面全面に弾性体層を備えた２層構造を有し、静電転写プ
   ロセスを利用した画像形成装置に使用するクリーニング
   ブレードの製造方法であって、 前記支持体層の一方の表面に弾性体層形成原料を流動状
   態にて積層して前記弾性体層を形成してクリーニングブ
   レード原反を作製する積層工程、及び前記クリーニング
   ブレード原反を裁断してクリーニングブレードを作製す
   る裁断工程を有し、前記弾性体が反応硬化性弾性体であ
   り、前記積層工程が前記反応硬化性弾性体を形成する反
   応組成物をニート又は溶液にて被覆して前記弾性体層を
   形成するものであるクリーニングブレードの製造方法。
5. 【請求項５】 前記弾性体が熱可塑性弾性体であり、前
   記積層工程が、前記熱可塑性弾性体を溶融状態にてニー
   ト状で積層を行うか、又は溶液にて被覆して乾燥するこ
   とにより行うものである請求項４に記載のクリーニング
   ブレードの製造方法。