JP2005292216A - クリーニング部材およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ポリウレタンクリーニング部材表面の摩擦係数を均一に低くくし、また、耐久性にも優れたポリウレタンゴムクリーニング部材を提供すること。
【解決手段】 ポリウレタン系ゴムからなるクリーニング部材であって、その少なくとも被クリーニング面と接触する部分に貴金属化合物触媒と金属捕捉能を持つ官能基を有するシランカップリング剤により前処理し、無電解ニッケルめっきして金属被覆層を形成したクリーニング部材。
【選択図】 なし

Description

本発明は、電子写真方式による複写機等に使用される感光体等のクリーニング部材に関する。

電子写真方式は、帯電させた感光体上に露光により潜像を形成させ、これにトナーを接触させて現像し、形成されたトナー像を感光体から複写紙などに転写して、複製画像を得るというものである。その後、感光体は再び放電により電荷を付与されて、前記の過程を反復するのであるが、トナー像を転写後、感光体には、トナーが残留する。この残留トナーは、形成画像の品質を低下させるので、感光体に接して設けられるクリーニング部材により感光体の表面より除去されている。

こうしたクリーニング部材として、従来より、ポリウレタンゴム製のブレード部材が知られている。しかし、ポリウレタンゴムは総じて摩擦係数が高く、クリーニング部材が変形を受けるため、感光体表面から残留トナーを十分に除去することができない、あるいは感光体の磨耗を早める、さらにクリーニング部材自体の耐久性も損なうといった問題があった。
これらの問題点は、基本的には、ポリウレタンゴム製のクリーニング部材の摩擦係数が大きいことに起因している。したがって、これらの問題の解決には、ポリウレタンゴム製のクリーニング部材の摩擦係数を低減することが重要となる。

このポリウレタンゴムの摩擦係数を低下させて前記問題を改善する提案もすでになされている。
例えば、特許文献１では、クリーニング部材を内層のポリウレタンゴムとその上をコーティングした外層の２層から構成し、その外層をマット剤、フッ素樹脂からなるフッ素系改質剤を添加したポリウレタン塗料をコーティングすることにより形成して摩擦係数を低下させることが提案されている。
また、特許文献２では、ポリウレタンゴム中に、シリコーン、フッ素系樹脂等の樹脂微粒子を分散させることが提案されている。
さらに、特許文献３では、原料ポリオールとしてポリカプロラクトンエステル及びポリブチレンアジペートなど２種以上の組合せを用いてポリウレタンゴムそれ自体の分子構造を改良してその粘性を低くし、クリーニング部材が変形を受けても原型に復帰する性質を強めることで、クリーニング性を向上させることが提案されている。
特開２００２−３４１６１４ 特開２００３−１９５７１１ 特開平１１−２６５１３４号公報

しかしながら、前記のクリーニング部材の塗装による改良は、ポリウレタンゴムと塗膜との密着性が低く、剥離しやすい結果クリーニング部材の耐久性、耐磨耗性が問題となる。また、樹脂微粒子を分散する方法は、均一に分散することが難しく、その分散にムラが生じれば摩擦係数にもムラが生じる。さらに、ポリウレタンゴムの原料成分の選択による方法では、コスト的に明らかに不利である。
本発明は、こうした実情の下に、新たな手段によりポリウレタンクリーニング部材表面の摩擦係数を均一に低くくし、また、耐久性にも優れたポリウレタンゴムクリーニング部材を提供することを目的とする。

本発明者は、鋭意検討した結果、クリーニング部材の電子写真用感光体などの被クリーニング面に接触する部分に金属を被覆することがクリーニング部材の摩擦係数の大幅な低減に寄与することを知見し、本発明に至った。
すなわち、本発明は、
（１） ポリウレタン系ゴムからなるクリーニング部材であって、その少なくとも被クリーニング面と接触する部分に金属被覆層を有することを特徴とするクリーニング部材、
（２） 金属被覆層が厚さ０．０１μｍ〜２μｍのニッケルであることを特徴とする前記（１）記載のクリーニング部材、
（３） 金属被覆層が無電解めっき法により形成される前記（２）記載のクリーニング部材、
（４） 無電解めっき法の前処理剤として金属捕捉能を持つ官能基を有するシランカップリング剤と貴金属化合物を用いることを特徴とする前記（３）記載のクリーニング部材、
（５） 金属捕捉能を持つ官能基がイミダゾール基であることを特徴とする前記（４）記載のクリーニング部材、
（６） 貴金属化合物がパラジウム化合物または銀化合物であることを特徴とする前記（４）または（５）記載のクリーニング部材、
に関する。

本発明のクリーニング部材は、被クリーニング面との接触面に金属被覆層を有することにより、その摩擦係数を均一に低下させることができる。しかもその金属被覆層はポリウレタンゴム表面上に密着性よく形成できるので、使用中に剥離することなく、クリーニング部材は耐久性にも優れている。

本発明のクリーニング部材は、従来のポリウレタンゴムの表面に、少なくとも被クリーニング面と接触してその表面を清掃するポリウレタンゴム表面に金属被覆層を有することが重要である。もちろん、被覆方法やクリーニング部材の製造方法の都合等により、部材全体を被覆しても構わない。
本発明において使用する前記ポリウレタンゴムに関しては、特に制限はなく、クリーニング部材として適切な従来より知られている材料でよい。また、本発明のクリーニング部材の形状についても特に制限はなく、被クリーニング面の清浄に適した形状であればよい。例えば、ブレード、ローラー、ベルトなどである。

本発明における前記金属被覆層は、無電解めっき法により形成することが好ましい。無電解めっき法は、通常被めっき面に触媒としての貴金属化合物を付着させる活性化処理を施した後、無電解めっきされるが、本発明においては特にその前処理において、貴金属化合物と共に金属捕捉能を持つ官能基を有するシランカップリング剤を使用することが好ましい。このシランカップリング剤は、被めっき面に対して触媒としての貴金属化合物を安定して、確実に付着させることに寄与することができる。その結果、被めっき面に、すなわち、ポリウレタンゴム製クリーニング部材に、均一に密着性よく金属被覆層を形成することができる。同時に、その金属被覆層により、ポリウレタンゴム製クリーニング部材の摩擦係数も大幅に低減することができる。

このような金属捕捉能を持つ官能基を有するカップリング剤は、すでに知られており、例えばＷＯ ０１／４９８９８に開示されている。このシランカップリング剤は、好ましくはアゾール基を分子内に有するシランカップリング剤である。
その具体的な例として、以下のものを挙げることができる。
アゾール基としては、イミダゾール、オキサゾール、チアゾール、セレナゾール、ピラゾール、イソオキサゾール、イソチアゾール、トリアゾール、オキサゾール、チアジアゾール、テトラゾール、オキサトリアゾール、チアトリアゾール、ベンダゾール、インダゾール、ベンズイミダゾール、ベンゾトリアゾール、インダゾールなどが挙げられる。これらに制限されるものではないが、イミダゾール環が特に好ましい。

また前記シランカップリング剤とは−ＳｉＸ₁Ｘ₂Ｘ₃基を有する化合物であり、Ｘ₁、Ｘ₂、Ｘ₃はアルキル基、ハロゲンやアルコキシ基などを意味し、被めっき物への固定が可能な官能基であれば良い。Ｘ₁、Ｘ₂、Ｘ₃は同一でもまた異なっていても良い。例えば、アゾール系化合物とエポキシシラン系化合物との反応で得られたシランカップリング剤を例示することができる（特開平６−２５６３５８号公報）。

前記貴金属化合物としては、無電解めっき液から被めっき物表面に銅やニッケルなどの金属を析出させる際の触媒効果を示すパラジウム、銀、白金、金などの塩化物、水酸化物、酸化物、硫酸塩、アンモニウム塩などのアンミン錯体などが挙げられるが、特に塩化パラジウムが好ましい。

本発明に使用する無電解めっき法においては、被めっき物に前記の前処理をすることが好ましい。この前処理は、無電解めっきする下地を、すなわち、ポリウレタンゴムクリーニング部材を前記したような一分子中にアゾールを有するシランカップリング剤と貴金属化合物をあらかじめ混合もしくは反応させた液で表面処理するが、その場合、この液は適当な溶媒、例えば、水、メチルアルコール、エチルアルコール、２−プロパノール、アセトン、トルエン、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジオキサンなどやこれらを混合した溶液などに溶解させた溶液で使用できる。板状の下地に対しては、浸漬処理や刷毛塗り等で表面コートした後に溶媒を揮発させる方法が一般的であるが、これに限定されるものではなく表面に均一にシランカップリング剤を付着させる方法であればよい。

処理する溶液中の一分子中にアゾールを有するシランカップリング剤の濃度はこれに限ったものではないが、０．００１〜１０重量％が好ましい。０．００１重量％未満の場合、基材の表面に付着する化合物量が低くなりやすく、効果が得にくい。また、１０重量％を超えると付着量が多すぎて乾燥しにくい。

表面処理後に使用した溶剤を揮発させるにはこの溶媒の揮発温度以上に加熱して表面を乾燥すれば十分であるが、さらに６０−１２０℃で３−６０分間の加熱することが好ましい。

溶剤として水を用いた場合は乾燥工程を省略し表面処理後水洗するだけでめっきを行うことも可能である。ただしこの際、触媒をめっき液に持ち込まないようにするため水洗を十分に行う必要がある。

前処理をする温度は室温で十分であるが、被めっき物によっては加熱することが有効な場合もある。
当然のことながらめっき前処理を行う前に、被めっき物の洗浄を行っても良い。特に密着性を要求される場合は従来のクロム酸などによるエッチング処理を用いても良い。

めっきを行う前に還元剤を含む溶液で処理することが有効である場合もある。
特に銅めっきの場合は、還元剤としてジメチルアミン−ボラン溶液などで処理すると良い。

本発明により無電解めっきにより銅、ニッケル、コバルト、スズ、金などの金属をめっきすることが出来るが、特にニッケルが好ましい。金属被覆層の厚みは０．０１μｍ〜２μｍが好ましい。
以下に本発明を実施例により具体的に説明する。

実施例１
イミダゾールとγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランとの等モル反応生成物であるシランカップリング剤を９０ｍｇ／Ｌ、塩化パラジウムを４０ｍｇ／Ｌ（関東化学製、パラジウム換算２４ｍｇ／Ｌ）含んだ水溶液を調製し、そこにポリウレタンゴム片を６０℃で浸漬した。水洗後、無電解ニッケルめっき（日鉱メタルプレーティング社製めっき液を使用）を６０℃で０．５μｍ厚施した。次いで、該めっき皮膜の接着テープ剥離試験を行った。その結果、全く剥離が見られず、密着性に優れていることが確認された。また、動摩擦係数を新東科学（株）製表面性測定機ＨＥＩＤＯＮ−１４Ｄで相手材はアクリル板材で測定したところ、０．４と低いものであり、電子写真感光体のクリーニング部材等として十分に低減することができた。また、クリーニング部材としての耐磨耗性にも優れたものであった。なお、被覆しない前記ポリウレタンゴム片は、前記の測定機では動摩擦係数の値が高すぎるため、その測定ができなかった。

比較例
実施例１に使用したポリウレタンゴム片に、通常入手可能なウレタンベース樹脂１００重量部にフッ素系改質材を５重量部添加し、ＭＥＫなどの溶媒を加えて塗料としたウレタン塗装を約１０μｍ厚で施した。その接着テープ剥離試験では、６０％以上の剥離が見られた。

Claims (6)

1. ポリウレタン系ゴムからなるクリーニング部材であって、その少なくとも被クリーニング面と接触する部分に金属被覆層を有することを特徴とするクリーニング部材。
2. 金属被覆層が厚さ０．０１μｍ〜２μｍのニッケルであることを特徴とする請求項１記載のクリーニング部材。
3. 金属被覆層が無電解めっき法により形成される請求項２記載のクリーニング部材。
4. 無電解めっき法の前処理剤として金属捕捉能を持つ官能基を有するシランカップリング剤と貴金属化合物を用いることを特徴とする請求項３記載のクリーニング部材。
5. 金属捕捉能を持つ官能基がイミダゾール基であることを特徴とする請求項４記載のクリーニング部材。
6. 貴金属化合物がパラジウム化合物または銀化合物であることを特徴とする請求項４または５記載のクリーニング部材。