JP2004233818A

JP2004233818A - 電子写真機用ブレードおよびその製法

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Publication number: JP2004233818A
Application number: JP2003024118A
Authority: JP
Inventors: Kunio Ito; 邦夫伊東; Hirobumi Okuda; 博文奥田; Fumio Misumi; 史雄三隅; Hiroyuki Mori; 宏之森
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 2003-01-31
Filing date: 2003-01-31
Publication date: 2004-08-19

Abstract

【課題】優れた低摩擦性および耐摩耗性を長期間にわたって維持することのできる寸法精度の高い電子写真機用ブレードを提供する。
【解決手段】板状保持具２に支持され、被当接部材と当接して使用される電子写真機用ブレードである。そして、上記ブレード１がウレタンゴム組成物を用いた弾性体からなり、上記ブレード１の当接部３が、下記の（Ａ）および（Ｂ）を備えている。
（Ａ）上記ブレード１の当接部３の表面層から内部に向かってシリコン含有量が小さくなっているシリコン層に形成されている。
（Ｂ）上記シリコン層の表面層が硬化層に形成されている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、電子写真複写機等の感光ドラム外周面に残留するトナーを除去するクリーニングブレードや、現像ロール外周面に均一なトナー層を形成する層形成ブレード等に用いられる電子写真機用ブレードおよびその製法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真複写機としては、感光ドラム外周面を一様に帯電させ、ついで被複写体の複写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、帯電されたトナーを付着させてトナー像を形成し複写紙等に転写することにより複写を行う形式のものが一般的である。
【０００３】
このような電子写真複写機の機構においては各種ブレードが用いられている。例えば、トナー像の転写後に、感光ドラム外周面上にトナーが残留するため、上記感光ドラム外周面に、クリーニングブレードを摺接し、残留トナーをこれで掻き落として除去することが行われている。また、現像ロール表面にトナーを薄層化して担持させるために現像ロール表面に層形成ブレードを摺接し、トナー層を形成することが行われている。このようなクリーニングブレードや層形成ブレードは、例えば、図１に示すように、ブレード１が板状保持具２に支持され使用に供される。
【０００４】
上記ブレード１としては、従来から、耐摩耗性等の力学的特性に優れるポリウレタン樹脂からなる弾性体が賞用されている。しかしながら、このようなポリウレタン樹脂からなるブレード１は、通常、長期間にわたって継続使用するために、耐摩耗性および耐欠け性等の耐久性が必要とされる。
【０００５】
そこで、上記ブレード１の耐久性を向上させるために、例えば、ポリウレタンエラストマーからなるブレード部材の、被当接部材との当接部分を紫外線照射して硬化させたものを用いることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、上記紫外線処理以外に、プラズマ処理やコロナ処理等を行ったり、上記当接部分に特定の塗膜を形成して低摩擦化を図ることも提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平９−９６９９６号公報
【特許文献２】
特開平１１−５２７１７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記各種処理方法による低摩擦化は、ブレードの僅か数μｍ程度の表面部分のみがその処理により低摩擦化しているだけであって、長期間の使用によりその表面部分が摩耗して耐久性に劣るという問題がある。また、上記各種処理を長時間行うと、ウレタン物性が低下して摩耗量が増加するという問題がある。さらに、上記ブレードの当接部分に塗膜を形成する方法は、塗膜形成材料に含まれる溶剤がブレード内に含浸されウレタン物性が低下したり、ブレードの寸法精度が悪化するという問題がある。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、優れた低摩擦性および耐摩耗性を長期間にわたって維持することのできる寸法精度の高い電子写真機用ブレードおよびその製法の提供をその目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、被当接部材と当接して用いられる電子写真機用ブレードであって、上記ブレードがウレタンゴム組成物を用いた弾性体からなり、上記ブレードの少なくとも当接部が、下記の（Ａ）および（Ｂ）を備えている電子写真機用ブレードを第１の要旨とする。
（Ａ）上記ブレード当接部の表面層から内部に向かってシリコン含有量が小さくなっているシリコン層に形成されている。
（Ｂ）上記シリコン層の表面層が硬化層に形成されている。
【００１０】
また、本発明は、被当接部材と当接して使用されるブレード体を、ウレタンゴム組成物を用いて作製する工程と、上記ブレード体にシリコン含有の紫外線硬化材料を含浸させてブレード体を膨潤させる工程と、上記膨潤させたブレード体の少なくとも当接部を紫外線照射処理してブレード体当接部の表面に硬化層を形成する工程とを備えた電子写真機用ブレードの製法を第２の要旨とする。
【００１１】
すなわち、本発明者らは、優れた低摩擦性および耐摩耗性を長期間にわたって維持することのできるブレードを得るべく、鋭意研究を重ねた。その研究の過程で、従来のような、ブレードの薄層となる表面部分のみを改質して低摩擦性および耐摩耗性を付与するだけでは長期にわたる耐久性に劣ることから、ある程度ブレード内部にまでその改質効果を及ぼした構成とすることを想起した。その結果、ウレタンゴム組成物を用いた弾性体からなるブレードの当接部表面を硬化層に形成すると、摩擦係数が小さくなり、低摩擦化を図ることができることを突き止めた。さらに、ブレード当接部表面から内部にかけてシリコンの含有量が徐々に少なくなる傾斜状態にシリコン層を形成すると、表面層が摩耗してもこのシリコン層が随時露呈し優れた耐久性が得られることを見出し本発明に到達した。
【００１２】
そして、このようなブレードを得る方法として、ウレタンゴム組成物を用いてブレード体を作製し、改質材料であるシリコン含有の紫外線硬化材料に上記ブレード体を含浸させてブレード体を膨潤させた後、このブレード体当接部に対して紫外線照射処理を行うと、ブレード体の当接部表面に硬化層が形成されるとともに、上記シリコン含有の紫外線硬化材料のブレード体内部への含浸・膨潤の度合いにより、ブレード表面から内部に向かってシリコン含有量が徐々に少なくなる傾斜状態のシリコン層が形成されたブレードが得られることを見出し本発明に到達した。
【００１３】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態について説明する。
【００１４】
本発明の電子写真機用ブレードは、例えば、図１に示すように、ウレタンゴム組成物からなる弾性体（ブレード）１からなり、板状保持具２に支持されて、その使用に供されるものである。そして、本発明は、弾性体（ブレード）１の、被当接部材と当接する当接部（エッジ部）３が、表面層から内部に向かってシリコン含有量が徐々に小さくなる傾斜状態のシリコン層に形成され、かつ上記シリコン層の表面層が硬化層に形成されていることが最大の特徴である。これにより、表面層が摩耗してもシリコン層が随時露呈し耐摩耗性等の優れた耐久性が得られるようになる。
【００１５】
上記弾性体（ブレード）１の形成材料であるウレタンゴム組成物は、ポリイソシアネートと、ポリオールとを用いて得られる。
【００１６】
上記ポリイソシアネートとしては、特に限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。これらポリイソシアネートのなかでも、耐摩耗性の観点から、ＭＤＩが好適に用いられる。
【００１７】
上記ポリイソシアネートとともに用いられるポリオールとしては、特に限定するものではなく、例えば、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、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。
【００１８】
上記ポリエステルポリオールとしては、多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適に用いられる。上記多塩基性有機酸としては、例えば、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、マレイン酸，フマル酸等の不飽和脂肪酸、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、無水マレイン酸，無水フタル酸等の酸無水物、テレフタル酸ジメチル等のジアルキルエステル、不飽和脂肪酸の二量化によって得られるダイマー酸等があげられる。上記多塩基性有機酸とともに用いるポリオールとしては、例えば、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。
【００１９】
また、上記ポリエーテルポリオールとしては、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適に用いられる。上記環状エーテルとしては、例えば、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。
【００２０】
そして、本発明において、上記ポリイソシ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、耐摩耗性の観点から、ポリブチレンアジペート（ＰＢＡ）が好適に用いられる。
【００２１】
上記ポリイソシアネートとともに用いられるポリオールの数平均分子量（Ｍｎ）は、５００〜１００００の範囲が好ましく、特に好ましくは１０００〜５０００である。すなわち、上記ポリオールのＭｎが５００未満であると、得られるクリーニングブレードの物性が低下する傾向がみられ、逆にＭｎが１００００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。
【００２２】
なお、上記弾性体（ブレード）１の形成材料となるウレタンゴム組成物には、ポリイソシアネート、ポリオールに加えて、鎖延長剤、触媒、発泡剤、界面活性剤、難燃剤、着色剤、充填剤、可塑剤、安定剤、離型剤等を適宜配合して用いることも可能である。
【００２３】
上記鎖延長剤としては、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。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。
【００２４】
上記触媒としては、第三級アミン等のアミン系化合物、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適に用いられる。
【００２５】
上記第三級アミンとしては、例えば、トリエチルアミン等のトリアルキルアミン；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；ジメチルエタノールアミン等のアミノアルコール；エトキシル化アミン；エトキシル化ジアミン；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；トリエチレンジアミン；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；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；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。
【００２６】
上記有機錫化合物としては、例えば、ジブチル錫ジラウレート、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や、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。
【００２７】
本発明の電子写真機用ブレードは、上記各材料を用い、つぎのようにして製造することができる。まず、上記各材料を用い、常法に準じてブレード体を作製する。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作製する。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。
【００２８】
上記セミワンショット法によるブレード体の製造を詳しく説明する。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、所定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、上記鎖延長剤、触媒等を準備し、これらを適宜の配合割合で配合し、所定の混合条件で混合して架橋剤液を調製する。つぎに、上記主剤液および架橋剤液を所定の配合割合で配合して混合し、この混合液を、板状保持具が保持されたブレード成形用金型内に注入して、反応架橋させる。そして、得られた架橋体を成形型から取り出し、所望の形状に加工する。
【００２９】
ついで、上記ブレード体をシリコン含有の紫外線硬化材料に浸漬して上記ブレード体を膨潤させる。膨潤させた後、ブレード体の当接部（エッジ部）に対して紫外線照射処理を行う。このようにして、図１に示すような、板状保持具２と一体成形された電子写真機用ブレード１を得ることができる。
【００３０】
上記シリコン含有の紫外線硬化材料としては、無溶剤タイプの液状を示すものであって、例えば、シリコンアクリレートのモノマーやオリゴマー、あるいはそれらのポリエーテル，ポリエステル，ポリウレタン変性体等、より具体的には、ポリエーテル変性アクリル基含有ポリジメチルシロキサン，ポリエステル変性アクリル基含有ポリジメチルシロキサン等があげられる。そして、上記シリコンの含有量は、紫外線硬化材料全体の０．５〜８０重量％の範囲であることが好ましい。
【００３１】
そして、このようなシリコン含有の紫外線硬化材料としては、数平均分子量が１００〜２００００の範囲内であることが好ましい。このような数平均分子量の範囲内であると、ブレード体の内部深くまで浸透して膨潤しないため、紫外線硬化材料の含浸量が、ブレード体表面から内部に向かって徐々に少なくなった状態（傾斜状態）となる。すなわち、ブレード当接部表面が使用により摩耗して内部が露呈しても、シリコンがブレード内部にまで存在するため硬度は上がっており、結果、耐摩耗性の向上効果が得られる。
【００３２】
さらに、上記化合物に加えて、光重合開始剤が配合される。上記光重合開始剤としては、例えば、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン、１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン、ベンゾフェノンと１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトンの混合物、１−〔４−（２−ヒドロキシエトキシ）−フェニル〕−２−ヒドロキシ、２−メチル−１〔４−（メチルチオ）フェニル〕−２−モルフォリノプロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン−１、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルフォスフィンオキサイド、ビス（２，６−ジメトキシベンゾイル）−２，４，４−トリメチル−ペンチルフォスフィンオキサイド、ビス（η^５−２，４−シクロペンタジエン−１−イル）−ビス〔２，６−ジフルオロ−３−（１Ｈ−ピロール−１−イル）−フェニル〕チタニウム等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。
【００３３】
上記光重合開始剤の配合量は、シリコン含有の紫外線硬化材料１００重量部（以下「部」と略す）に対して０．５〜１０部の範囲に設定することが好ましい。特に好ましくは１〜５部である。
【００３４】
そして、ブレード体に対する上記紫外線照射処理は、例えば、紫外線照射機（ＵＢ０３１−２Ａ／ＢＭ、アイグラフィックス社製）を用い、距離３００ｍｍにて、１００Ｊ／ｍ^２の積算光量（紫外線）を照射することにより行われる。
【００３５】
このようにして得られる電子写真機用ブレードは、上記ブレードの少なくとも当接部が、上記シリコン含有の紫外線硬化材料の含浸・膨潤、さらに紫外線照射処理により、下記の（Ａ）および（Ｂ）を備えている。
（Ａ）ブレード当接部の表面層から内部に向かってシリコン含有量が小さくなっている（傾斜状態）シリコン層が形成されている。
（Ｂ）上記シリコン層の表面層が硬化層に形成されている。
【００３６】
そして、上記ブレード当接部の表面層から内部に向かってシリコン含有量が小さくなっている傾斜状態の度合いとしては、ブレード当接部の表面層から内部に向かって深さ５０μｍ領域のシリコン含有量（Ｓ１）と、ブレード当接部の表面層から内部に向かって深さ１０００μｍ領域のシリコン含有量（Ｓ２）の関係が下記の不等式を満足することが好ましい。このような関係を満足することにより、より一層長期にわたって優れた耐久性が得られる。
【００３７】
【数２】

【００３８】
なお、上記ブレード内部のシリコン含有量の測定は、例えば、つぎのようにして行われる。すなわち、電子線マイクロアナライザーを用いた元素ライン分析を表面層から深さ１０００μｍまで行い、Ｓｉを検出する（加速電圧１５ｋＶ、ビームサイズ１μｍ、電流０．１μＡ）。そして、表面層から内部に向かい深さ５０μｍ領域の検出強度Ｓ_１〔ｃｐｓ〕と、深さ１０００μｍ領域の検出強度Ｓ_２〔ｃｐｓ〕から、Ｓ_１〔ｃｐｓ〕／Ｓ_２〔ｃｐｓ〕を測定・算出する。
【００３９】
また、本発明の電子写真機用ブレードは、図１に示すように、必ずしも板状保持具２と一体成形する必要はなく、例えば、ブレード自身を製造した後、これを板状保持具２の表面に接着し取り付けてもよい。
【００４０】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。
【００４１】
【実施例１】
〔主剤液（ウレタンプレポリマー）の調製〕
あらかじめ、８０℃にて１時間真空脱泡したＰＢＡ（日本ポリウレタン工業社製のＮ４０１０、数平均分子量Ｍｎ：２０００）１００部に対し、ＭＤＩ（日本ポリウレタン工業社製、ミリオネートＭＴ）４４部を添加し、窒素雰囲気下で、８０℃にて１時間脱泡処理した後、さらに８０℃にて３時間脱泡混合反応させ、主剤液（末端にＮＣＯ基を７．３重量％有するウレタンプレポリマー）を得た。
【００４２】
〔架橋剤液の調製〕
まず、１，４−ブタンジオール（１，４−ＢＤ）６０部、トリメチロールプロパン（ＴＭＰ）４０部、および触媒としてトリエチレンジアミン（片山化学社製、試薬１級）０．１部を配合し、窒素雰囲気下で、８０℃にて１時間脱泡処理した後、さらに８０℃にて１時間脱泡混合処理することにより架橋剤液を調製した。
【００４３】
〔ブレードの作製〕
まず、ブレード成形用金型を準備し、この金型の所定の位置に板状保持具を配置した後、１２０℃に予備加熱した。ついで、上記主剤液（液温：７０℃）と架橋剤液（液温：７０℃）を１００：７．１の重量比で配合し、７０℃にて１時間脱泡処理した後、さらに７０℃にて攪拌羽根で３０秒間攪拌混合してウレタンゴム組成物（ＮＣＯインデックス：１１０）を調製した。つぎに、このウレタンゴム組成物を、上記金型内に注入し、１２０℃で６０分間反応させることで硬化させ硬化体を得た。その後、脱型し、これをナイフを用いて所定形状のブレード体を作製した。
【００４４】
ついで、上記ブレード体に、シリコン含有の紫外線硬化材料であるポリエーテル変性アクリル基含有ポリジメチルシロキサン（数平均分子量２０００、ビックケミージャパン社製、ＵＶ３５００）１００部と光重合開始剤である２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン（チバスペシャリティーケミカルズ社製、ダロキュア１１７３）２部を配合し混合した含浸材料を含浸させ、常温（２５℃）にて１２時間の条件でブレード体を膨潤させた。ついで、上記膨潤させたブレード体のエッジ部（当接部）に対して、以下に示す条件の紫外線照射処理を行い、目的とする電子写真機用ブレードを得た。
【００４５】
〔紫外線照射処理〕
紫外線照射機（ＵＢ０３１−２Ａ／ＢＭ、アイグラフィックス社製）を用い、距離３００ｍｍにて、１００Ｊ／ｍ^２の積算光量（紫外線）を照射した。
【００４６】
【実施例２】
主剤液（ウレタンプレポリマー）の調製において、ＰＢＡ（日本ポリウレタン工業社製のＮ４０１０、数平均分子量Ｍｎ：２０００）に代えてＰＥＡ（大日本インキ社製のＯＤ−Ｘ−１０２、数平均分子量Ｍｎ：２０００）を用いた。それ以外は実施例１と同様にして目的とする電子写真機用ブレードを得た。
【００４７】
【実施例３】
主剤液（ウレタンプレポリマー）の調製において、ＰＢＡ（日本ポリウレタン工業社製のＮ４０１０、数平均分子量Ｍｎ：２０００）に代えてＰＨＡ（大日本インキ社製のＯＤ−Ｘ２０６８、数平均分子量Ｍｎ：２０００）を用いた。それ以外は実施例１と同様にして目的とする電子写真機用ブレードを得た。
【００４８】
【実施例４】
シリコン含有の紫外線硬化材料であるポリエーテル変性アクリル基含有ポリジメチルシロキサン（数平均分子量２０００、ビックケミージャパン社製、ＵＶ３５００）に代えて、ポリエステル変性アクリル基含有ポリジメチルシロキサン（数平均分子量５００、ビックケミージャパン社製、ＵＶ３５７０）を用いた。それ以外は実施例１と同様にして目的とする電子写真機用ブレードを得た。
【００４９】
【実施例５】
シリコン含有の紫外線硬化材料を用いた含浸材料の含浸時間を１２時間から０．５時間に変えた。それ以外は実施例１と同様にして目的とする電子写真機用ブレードを得た。
【００５０】
【比較例１】
〔主剤液（ウレタンプレポリマー）の調製〕
あらかじめ、８０℃にて１時間真空脱泡したＰＢＡ（日本ポリウレタン工業社製のＮ４０１０、数平均分子量Ｍｎ：２０００）１００部に対し、ＭＤＩ（日本ポリウレタン工業社製、ミリオネートＭＴ）４３．７部を添加し、窒素雰囲気下で、８０℃にて１時間脱泡処理した後、さらに８０℃にて３時間脱泡混合反応させ、主剤液（末端にＮＣＯ基を７．３重量％有するウレタンプレポリマー）を得た。
【００５１】
〔架橋剤液の調製〕
まず、１，４−ブタンジオール（１，４−ＢＤ）６０部、トリメチロールプロパン（ＴＭＰ）４０部、および触媒としてトリエチレンジアミン（片山化学社製、試薬１級）０．１部を配合し、窒素雰囲気下で、８０℃にて１時間脱泡処理した後、さらに８０℃にて１時間脱泡混合処理することにより架橋剤液を調製した。
【００５２】
〔ブレードの作製〕
まず、ブレード成形用金型を準備し、この金型の所定の位置に板状保持具を配置した後、１２０℃に予備加熱した。ついで、上記主剤液（液温：７０℃）と架橋剤液（液温：７０℃）を１００：７．１の重量比で配合し、７０℃にて１時間脱泡処理した後、さらに７０℃にて攪拌羽根で３０秒間攪拌混合してウレタンゴム組成物（ＮＣＯインデックス：１１０）を調製した。つぎに、このウレタンゴム組成物を、上記金型内に注入し、１２０℃で６０分間反応させることで硬化させ硬化体を得た。その後、脱型し、これをナイフを用いて電子写真機用ブレードを作製した。
【００５３】
【比較例２】
上記比較例１と同様にして主剤液（ウレタンプレポリマー）および架橋剤液をそれぞれ調製した。ついで、上記主剤液（ウレタンプレポリマー）および架橋剤液を用いて、比較例１と同様にしてブレード体を作製した。
【００５４】
つぎに、上記ブレード体のエッジ部（当接部）に対して、以下に示す条件の紫外線照射処理を行い、電子写真機用ブレードを得た。
【００５５】
〔紫外線照射処理〕
紫外線照射機（ＵＢ０３１−２Ａ／ＢＭ、アイグラフィックス社製）を用い、距離３００ｍｍにて、１００Ｊ／ｍ^２の積算光量（紫外線）を照射した。
【００５６】
【比較例３】
上記比較例１と同様にして主剤液（ウレタンプレポリマー）および架橋剤液をそれぞれ調製した。ついで、上記主剤液（ウレタンプレポリマー）および架橋剤液を用いて、比較例１と同様にしてブレード体を作製した。
【００５７】
つぎに、上記ブレード体のエッジ部（当接部）に対して、以下に示す条件のプラズマ放電処理を行い、電子写真機用ブレードを得た。
【００５８】
〔プラズマ放電処理〕
プラズマ処理装置（ＰＪ−１、春日電機社製）を用い、距離５０ｍｍ、２０ｍｍ／秒で移動させる放電処理を２０回繰り返した。
【００５９】
【比較例４】
上記比較例１と同様にして主剤液（ウレタンプレポリマー）および架橋剤液をそれぞれ調製した。ついで、上記主剤液（ウレタンプレポリマー）および架橋剤液を用いて、比較例１と同様にしてブレード体を作製した。
【００６０】
つぎに、上記ブレード体のエッジ部（当接部）に対して、以下に示す条件のコロナ放電処理を行い、電子写真機用ブレードを得た。
【００６１】
〔コロナ放電処理〕
高周波電源装置（ＡＧＩ−０２０Ｓ、春日電機社製）を用い、０．２５ｋＷの出力により、コロナ放電を発生させ、電極との距離３ｍｍ、角度１５°にて６０秒間コロナ放電処理を行った。
【００６２】
【比較例５】
上記比較例１と同様にして主剤液（ウレタンプレポリマー）および架橋剤液をそれぞれ調製した。ついで、上記主剤液（ウレタンプレポリマー）および架橋剤液を用いて、比較例１と同様にしてブレード体を作製した。
【００６３】
つぎに、上記ブレード体のエッジ部（当接部）表面に、下記に示す塗料を浸漬塗布し、常温乾燥にて厚み２０μｍのコート層を形成した。このようにして電子写真機用ブレードを得た。
【００６４】
〔塗料組成〕
シリコーン樹脂（信越化学社製、Ｘ−４０−２１４１）２５部
キシレン１００部
【００６５】
このようにして得られた実施例品および比較例品の電子写真機用ブレードを用いて、下記の基準に従い、各特性の評価を行った。これらの結果を後記の表１および表２に併せて示した。
【００６６】
〔シリコン含有量〕
各ブレードエッジ部（当接部）の表面層から内部に向かって深さ５０μｍ領域のシリコン含有量（Ｓ１）、および、ブレードエッジ部（当接部）の表面層から内部に向かって深さ１０００μｍ領域のシリコン含有量（Ｓ２）をつぎのようにして測定した。すなわち、電子線マイクロアナライザーを用いた元素ライン分析を表面層から深さ１０００μｍまで行い、Ｓｉを検出した（加速電圧１５ｋＶ、ビームサイズ１μｍ、電流０．１μＡ）。そして、表面層から内部に向かい深さ５０μｍ領域の検出強度Ｓ_１〔ｃｐｓ〕と、深さ１０００μｍ領域の検出強度Ｓ_２〔ｃｐｓ〕から、Ｓ_１〔ｃｐｓ〕／Ｓ_２〔ｃｐｓ〕を測定・算出した。
【００６７】
〔硬度〕
ウォーレス（Ｈ．Ｗ．ＷＡＬＬＡＣＥ）社製のウォーレス測微硬度計を用い、ＪＩＳＫ６２５３に基づき、ウォーレス硬度測定した。
【００６８】
〔摩擦係数〕
図２に示す装置を用いて、摩擦係数を測定した。すなわち、得られた各ブレードのエッジ部をウレタンチップ１１（大きさ１０ｍｍ×１０ｍｍ、厚み１．５ｍｍ）として切り出し、一方の端部に板状保持材１２を接着したうえで、他方の先端角部を平滑なポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製板状体１６の表面に圧接し、上記ＰＥＴ製板状体１６を矢印Ｙ方向（ドクター方向）に一定速度で走行させて、このときに生ずる摩擦係数を測定した。
【００６９】
〔耐摩耗性〕
各ブレードを市販のレーザープリンター（ＬＢＰ）にクリーニングブレードとして組み込み、高温高湿環境下（３５℃×８５％ＲＨ）にて、Ａ３サイズで６０００枚画出ししたのち、走査型電子顕微鏡にてクリーニングブレードの当接部（エッジ部）の摩耗量を観察した。そして、摩耗した部分の断面積（Ｕμｍ^２）と、先端部の単位長さ（Ｘμｍ）を測定し、数式：Ｗ＝Ｕ×Ｘにより、摩耗量（Ｗμｍ^３）を算出した。評価基準は、摩耗量が５０μｍ^３未満のものを○、５０μｍ^３以上のものを×とした。
【００７０】
〔初期画出し評価〕
初期画出し評価によるクリーニング性判定において、トナーすり抜けが発生し画像汚れが生じたものを×、画像汚れが生じなかったものを○とした。
【００７１】
〔耐久性〕
各ブレードを市販のレーザープリンター（ＬＢＰ）にクリーニングブレードとして組み込み、高温高湿環境下（３５℃×８５％ＲＨ）にて、Ａ３サイズで６千枚画出しを行った。そして、３０００枚および６０００枚画出し後のクリーニングブレードのエッジ部の欠けの有無を、顕微鏡を用いて倍率５００倍で観察した。なお、欠けがないものを○、欠けが小さく実用上問題がないものを△、欠けが大きく実用上問題があるものを×として評価した。
【００７２】
【表１】

【００７３】
【表２】

【００７４】
上記表１および表２の結果から、実施例品の各ブレードはいずれも、シリコン含有の紫外線硬化層の表面層から内部に向かって深さ５０μｍ領域のシリコン含有量が、シリコン含有の紫外線硬化層の表面層から内部に向かって深さ１０００μｍ領域のシリコン含有量の２倍以上であることがわかる。また、実施例品の各ブレードはいずれも、高硬度で摩擦係数が小さく、かつ摩耗量も小さく寸法精度も高い。そして、耐久性においても優れていることがわかる。
【００７５】
これに対して、比較例１〜５品の各ブレードは、実施例品と同程度の硬度を有し、摩擦係数および摩耗量に関しても略同程度の結果が得られている。しかし、そのエッジ部（当接部）がシリコン含有の紫外線硬化材料含浸による硬化ではないため、耐久性に劣り、さらに、比較例３，５品では、クリーニング性に劣ることがわかる。
【００７６】
【発明の効果】
以上のように、本発明の電子写真機用ブレードは、そのブレードの少なくとも当接部が、上記ブレード当接部の表面層から内部に向かってシリコン含有量が小さくなっているシリコン層に形成され（Ａ）、かつ上記シリコン層の表面層が硬化層に形成されている（Ｂ）。すなわち、ブレード当接部表面がシリコン層の形成とともに硬化層が形成されるため、摩擦係数が小さくなり低摩擦化が実現する。しかも、ブレード当接部表面から内部にかけて上記紫外線硬化材料の浸透度合いによりシリコンの含有量が徐々に少なくなる傾斜状態にシリコン層が形成されるため、表面層が摩耗してもシリコン層が随時露呈し耐摩耗性等の優れた耐久性が得られる。したがって、本発明のブレードを電子写真機に組み込んで使用した場合、優れた画像を長期にわたって得ることができるようになる。
【００７７】
そして、上記ブレード当接部の表面層から内部に向かって深さ５０μｍ領域のシリコン含有量（Ｓ１）と、ブレード当接部の表面層から内部に向かって深さ１０００μｍ領域のシリコン含有量（Ｓ２）の関係が前記不等式を満足すると、より一層長期にわたっての耐摩耗性等の優れた耐久性が得られる。
【００７８】
また、本発明の電子写真機用ブレードは、ウレタンゴム組成物を用いてブレード体を作製し、シリコン含有の紫外線硬化材料に上記ブレード体を含浸させてブレード体を膨潤させた後、このブレード体当接部を紫外線照射処理して、ブレード体表面に硬化層が形成することにより得られる。このような製造工程を経由することにより、ブレード当接部表面がシリコン層とともに硬化層が形成され、上記シリコン含有の紫外線硬化材料のブレード内部への含浸・膨潤の度合いにより、ブレード表面から内部に向かってシリコン含有量が徐々に少なくなる傾斜状態のシリコン層が形成されたブレードが得られる。
【００７９】
また、上記シリコン含有の紫外線硬化材料が、数平均分子量１００〜２００００の範囲内であると、ブレード体内部深くまで浸透して膨潤しないため、紫外線硬化材料の含浸量が、ブレード体表面から内部に向かって徐々に少なくなる状態（傾斜状態）となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子写真機用ブレードの一例を示す縦断面図である。
【図２】電子写真機用ブレードの摩擦係数を測定するための装置の構成図である。
【符号の説明】
１弾性体（ブレード）
２板状保持具
３当接部（エッジ部）

Claims

被当接部材と当接して用いられる電子写真機用ブレードであって、上記ブレードがウレタンゴム組成物を用いた弾性体からなり、上記ブレードの少なくとも当接部が、下記の（Ａ）および（Ｂ）を備えていることを特徴とする電子写真機用ブレード。
（Ａ）上記ブレード当接部の表面層から内部に向かってシリコン含有量が小さくなっているシリコン層に形成されている。
（Ｂ）上記シリコン層の表面層が硬化層に形成されている。
ブレード当接部の表面層から内部に向かって深さ５０μｍ領域のシリコン含有量（Ｓ１）と、ブレード当接部の表面層から内部に向かって深さ１０００μｍ領域のシリコン含有量（Ｓ２）の関係が下記の不等式を満足している請求項１記載の電子写真機用ブレード。
被当接部材と当接して使用されるブレード体を、ウレタンゴム組成物を用いて作製する工程と、上記ブレード体にシリコン含有の紫外線硬化材料を含浸させてブレード体を膨潤させる工程と、上記膨潤させたブレード体の少なくとも当接部を紫外線照射処理してブレード体当接部の表面に硬化層を形成する工程とを備えたことを特徴とする電子写真機用ブレードの製法。
上記紫外線硬化材料の数平均分子量が１００〜２００００の範囲である請求項３記載の電子写真機用ブレードの製法。