JP2006198887A - Manufacturing method of blade - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真装置に用いられるブレードの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a blade used in an electrophotographic apparatus.
一般に、電子写真装置では、記録用紙に転写を行った後、感光体上に残存するトナーを除去して繰り返し複写を行うために、支持体にブレード部材が接合されたクリーニングブレードや、現像器内でトナーを摩擦帯電させながら薄膜を形成する現像ブレード等の、支持体に弾性部材が接合されたブレードが設けられている。 In general, in an electrophotographic apparatus, after transferring to a recording sheet, in order to remove the toner remaining on the photosensitive member and perform copying repeatedly, a cleaning blade in which a blade member is bonded to a support, A blade having an elastic member bonded to a support, such as a developing blade that forms a thin film while frictionally charging toner is provided.
クリーニングブレードは、装置等にブレードを取り付ける金属製のホルダーと、そのホルダーの片端部に弾性体からなるブレード部材とが一体化して形成されており、ブレード部材は、耐摩耗性や永久歪みの程度等に優れていることから、ポリウレタンエラストマーが通常使用される。 The cleaning blade is formed by integrating a metal holder that attaches the blade to the apparatus and the like, and a blade member made of an elastic body at one end of the holder, and the blade member has a degree of wear resistance and permanent distortion. For example, polyurethane elastomer is usually used.
ところで、このようなポリウレタン製のブレード部材を有してなるクリーニングブレードは、従来から、ポリウレタン形成材料を用いた注型成形操作を行うことによって、製造されている。すなわち上型と下型で構成されるクリーニングブレード用成形型を準備し、片端部に接着剤を塗布したホルダーを、金型キャビティ内にホルダーの接着剤塗布部分が突出した状態で配置し、この成形型内に、ポリイソシアネートとポリオールとを部分的に重合したプレポリマーと硬化剤を含有する液状組成物を注入し、これを硬化反応させ、ついで硬化物を脱型することによりクリーニングブレードを製造することができる。 By the way, a cleaning blade having such a polyurethane blade member is conventionally manufactured by performing a cast molding operation using a polyurethane-forming material. In other words, a cleaning blade mold composed of an upper mold and a lower mold was prepared, and a holder with an adhesive applied to one end was placed in a mold cavity with the adhesive applied portion of the holder protruding. A cleaning blade is manufactured by injecting a liquid composition containing a prepolymer obtained by partially polymerizing polyisocyanate and polyol and a curing agent into a mold, curing it, and then demolding the cured product. can do.
また、生産効率を上げるため、以下のような方法でも製造される。片端部に接着剤を塗布したホルダーを、金型キャビティ内にホルダーの接着剤塗布部分を突出した状態で2本向かい合わせて配置し、この成型型内に、ポリイソシアネートとポリオールとを部分的に重合したプレポリマーと硬化剤を含有する液状組成物を注入し、これを硬化反応させ、ホルダー2本がポリウレタンエラストマーによって一体化した成形品を得る。そして、この成形品の上記ウレタン部分を切断して2個に分離し、更に、ホルダーの長手方向両端部に沿ってウレタン部分を切断除去することにより、2個のクリーニングブレードを製造することができる。ところが、硬化反応は120〜150℃で行われるため、熱収縮による歪みが残る。このとき、熱収縮量は、金属製であるホルダーよりもポリウレタンエラストマーの方が大きいため、ホルダーに接着されている部分は、収縮しようとしても熱収縮量の小さい金属製ホルダーに固定されているため抑制されるが、ホルダーに固定されていない部分は大きく収縮する。 Moreover, in order to raise production efficiency, it manufactures also with the following methods. Two holders with adhesive applied to one end are placed facing each other in the mold cavity with the adhesive application part of the holder protruding, and the polyisocyanate and polyol are partially placed in this mold. A liquid composition containing a polymerized prepolymer and a curing agent is poured, and a curing reaction is performed to obtain a molded product in which two holders are integrated with a polyurethane elastomer. Then, by cutting the urethane part of the molded product into two parts, and further removing the urethane part along both longitudinal ends of the holder, two cleaning blades can be manufactured. . However, since the curing reaction is performed at 120 to 150 ° C., distortion due to heat shrinkage remains. At this time, the amount of heat shrinkage is larger in polyurethane elastomer than the holder made of metal, so the part bonded to the holder is fixed to the metal holder with small heat shrinkage even if trying to shrink Although it is suppressed, the portion not fixed to the holder contracts greatly.
このため、切断後のブレードは、ブレード長手方向の端部から中央部に向かって収縮して両端部付近がはね上がった形状となる。このため、図1で示されるホルダーの短手方向の基準となる線からブレード部材3のエッジまでの長さA(図1の5)が、長手方向において不均一で、両端部が長いものとなる。
For this reason, the blade after cutting has a shape in which the vicinity of both ends is raised by contracting from the end in the longitudinal direction of the blade toward the center. Therefore, the length A (5 in FIG. 1) from the reference line in the short direction of the holder shown in FIG. 1 to the edge of the
このため、クリーニングブレードを感光ドラムに押し付けた際、クリーニングブレードの長手方向でブレードニップ幅にバラツキが生じ、均一なクリーニング性が得られないという問題が生じる。特に、最近では、レーザビームプリンタのフルカラー化に伴いトナー粒径が縮小されたため、ブレード部材3の長手方向に対するエッジ位置が高精度なクリーニングブレードが求められている。また、ブレード長手方向の両端の寸法A(図1の5)が長いため、長手方向の両端部は、より強くドラムに押し付けられるため、めくれ易いという問題がある。このような問題に対し、ホルダーのウレタン接合部の長手方向両端に切り欠きを入れる方法や、中央部から端部に向かってテーパーを付ける方法が提案されている(例えば、特許文献1)。しかしながら、この方法では、ホルダーの形状が複雑になるため、ホルダーの精度を出すことが困難になることや、コストアップにつながるという問題がある。また、ホルダー自体の精度が低くなるとブレード自体の寸法精度も低くなってしまうという問題がある。
本発明の目的は、2本同時に製造する場合であって、切断方向で寸法精度が良いブレードの製造方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a blade, which is a case where two blades are manufactured at the same time and has good dimensional accuracy in the cutting direction.
本発明は、以下の手段により、其の目的を達成する。 The present invention achieves the object by the following means.
本発明の第1の形態は、2本のホルダーを向かい合わせて配置し、熱硬化性樹脂でブレード部材3を形成し、ブレード部材3を切断することにより2分割して得るブレードの製造方法であって、該ホルダー2本と該ブレード部材3を有する一体成型品が、一方のホルダーの熱硬化性樹脂接合部分での切断線方向先端部6から対向する他方のホルダーに向けた切断線7との垂線8上から、対向する他方のホルダーの先端部6がずれていることを特徴とするブレードの製造方法である。
The first embodiment of the present invention is a blade manufacturing method obtained by dividing two holders by arranging two holders facing each other, forming a
本発明の第2の形態は、対向するホルダーでの熱硬化性樹脂接合部分の切断方向先端部のずれ量が3〜100mmであるブレードの製造方法である。 The 2nd form of this invention is a manufacturing method of the braid | blade whose deviation | shift amount of the cutting direction front-end | tip part of the thermosetting resin joining part in an opposing holder is 3-100 mm.
本発明の第3の形態は、熱硬化性樹脂がポリウレタンエラストマーであるブレードの製造方法である。 The third aspect of the present invention is a method for manufacturing a blade in which the thermosetting resin is a polyurethane elastomer.
本発明により、切断方向で寸法精度が良いブレードを生産効率良く製造することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to manufacture a blade with good dimensional accuracy in the cutting direction with high production efficiency.
以下に本発明の実施形態を詳述する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
本発明において製造される電子写真装置用ブレードは、金属製のホルダーとブレード部材であるポリウレタンエラストマーからなっている。これらは、上型と下型で構成されるクリーニングブレード用成形型を準備し、ホルダーの片端部に接着剤を塗布し、金型のブレード部形成用のキャビティ内にこの部分を突出させた状態で2本向かい合わせて配置し、この成形型内に、プレポリマーと硬化剤とを含有する液状組成物を注入し、これを120℃〜150℃で硬化反応させ、ホルダー2本がポリウレタンエラストマーによって一体化した成形品を得る。そして、この成形品の上記ウレタン部分の短手方向中央部を切断して2個に分離し、更に、ホルダーの長手方向両端部に沿ってウレタン部分を切断除去することにより、2個のクリーニングブレードを製造することができる。 The electrophotographic apparatus blade manufactured in the present invention is made of a metal holder and a polyurethane elastomer as a blade member. In these, a cleaning blade mold composed of an upper mold and a lower mold is prepared, an adhesive is applied to one end of the holder, and this portion protrudes into the cavity for forming the blade of the mold. The liquid composition containing the prepolymer and the curing agent is injected into the mold, and the curing reaction is performed at 120 ° C. to 150 ° C., and the two holders are made of polyurethane elastomer. An integrated molded product is obtained. Then, by cutting the central portion of the urethane part of the molded product in the short direction and separating it into two parts, and further cutting and removing the urethane part along both longitudinal ends of the holder, two cleaning blades Can be manufactured.
このホルダーを配置するときに、ホルダーのウレタン接合部分での切断方向先端部6から、対向するホルダーに向けた切断線との垂線上から、対向するホルダーの接合部分での切断方向先端部6をずらすことにより、ホルダーの短手方向の基準となる線からブレード部材3のエッジまでの長さAを長手方向で精度良くすることができる。ホルダーの接合部分での切断方向先端部6から、対向するホルダーに向けた、切断線との垂線上に対向するホルダーの接合部分での切断方向先端部6がある場合には、ホルダー2本がポリウレタンエラストマーによって一体化した成形品のウレタン部分は、ブレード長手方向で両端から中央部に向かって収縮する。しかし、ホルダーの接合部分での切断方向先端部6をずらすことにより、向かい合うホルダーの長手方向での端部の環境が変わり、ブレード長手方向で端部の収縮の方向が分散するため、ホルダー長手方向の両端部付近での跳ね上がりが軽減されると思われる。
When this holder is placed, the
ずれる距離は3〜100mmが好ましく、3mm未満ではホルダー基準からエッジまでの距離を精度良くする効果が殆ど無く、100mmを超えると、効果はあるものの、製品としては使えない長手方向両端部のウレタン量が増えてしまうことや、金型が大きくなり過ぎるため、好ましくない。また、ホルダーの形状は、向かい合わせる2本が同一の形状でもよく、そうでなくてもよい。例えば、ホルダー長手方向の長さ違いのものを向かい合わせて金型に配置し、注型してもよい。 The shift distance is preferably 3 to 100 mm. If it is less than 3 mm, there is almost no effect of improving the distance from the holder reference to the edge, and if it exceeds 100 mm, there is an effect, but the amount of urethane at both ends in the longitudinal direction that cannot be used as a product Is unfavorable because of an increase in the size and the mold becomes too large. In addition, the shape of the holder may be the same shape for the two facing each other or not. For example, the holders of different lengths in the longitudinal direction of the holder may be placed facing each other in a mold and cast.
ブレード部を形成するポリウレタンとしては、ポリイソシアネート、ポリオールからなるプレポリマーとポリオール、鎖延長剤、及び触媒からなる硬化剤の混合物である。 The polyurethane forming the blade part is a mixture of a polyisocyanate, a prepolymer comprising a polyol and a curing agent comprising a polyol, a chain extender, and a catalyst.
ポリイソシアネートとしては、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)、キシレンジイソシアネート(XDI)、1,5−ナフチレンジイソシアネート(1,5−NDI)、p−フェニレンジイソシアネート(PPDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(水添MDI)、テトラメチルキシレンジイソシアネート(TMXDI)、カルボジイミド変性MDI、ポリメチレンフェニルポリイソシアネート(PAPI)等が挙げられる。これらの中でも、MDIを用いることが好ましい。 Examples of the polyisocyanate include 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI), 2,4-tolylene diisocyanate (2,4-TDI), 2,6-tolylene diisocyanate (2,6-TDI), and xylene diisocyanate. (XDI), 1,5-naphthylene diisocyanate (1,5-NDI), p-phenylene diisocyanate (PPDI), hexamethylene diisocyanate (HDI), isophorone diisocyanate (IPDI), 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate (water) And MDI), tetramethylxylene diisocyanate (TMXDI), carbodiimide-modified MDI, polymethylenephenyl polyisocyanate (PAPI), and the like. Among these, it is preferable to use MDI.
ポリオールとしては、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、カプロラクトンエステルポリオール、ポリカーボネートエステルポリオール、シリコーンポリオール等を挙げることができ、数平均分子量1500〜5000であることが好ましい。これは、1500未満であると、得られるウレタンゴムの物性が低下する傾向が見られ、また5000を超えると、プレポリマーの粘度が高くなりハンドリングが困難になる傾向が見られるからである。 Examples of the polyol include polyester polyols, polyether polyols, caprolactone ester polyols, polycarbonate ester polyols, silicone polyols, and the like, and the number average molecular weight is preferably 1500 to 5000. This is because if it is less than 1500, the physical properties of the resulting urethane rubber tend to be reduced, and if it exceeds 5000, the viscosity of the prepolymer tends to increase and handling tends to be difficult.
鎖延長剤としては、例えば、グリコールが使用され、このようなグリコールとしては、エチレングリコール(EG)、ジエチレングリコール(DEG)、プロピレングリコール(PG)、ジプロピレングリコール(DPG)、1,4−ブタンジオール(1,4−BD)、1,6−ヘキサンジオール(1,6−HD)、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、キシリレングリコール(テレフタリルアルコール)及びトリエチレングリコール等が挙げられる。また、上記グリコールの他に、多価アルコールが使用され、このような多価アルコールとしては、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール及びソルビトール等が挙げられる。 As the chain extender, for example, glycol is used. Examples of such glycol include ethylene glycol (EG), diethylene glycol (DEG), propylene glycol (PG), dipropylene glycol (DPG), and 1,4-butanediol. (1,4-BD), 1,6-hexanediol (1,6-HD), 1,4-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, xylylene glycol (terephthalyl alcohol), triethylene glycol, and the like Is mentioned. In addition to the above glycols, polyhydric alcohols are used, and examples of such polyhydric alcohols include trimethylolpropane, glycerin, pentaerythritol, and sorbitol.
触媒としては、一般に用いられるポリウレタン硬化用のものを使用することができ、例えば三級アミン触媒が挙げられる。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、トリエチレンジアミン、ピペラジン系、トリアジン系、4級アミンの有機酸塩、フェノール塩等が例示できる。また、酢酸カリウムやオクチル酸カリウムアルカリ等の金属の有機酸塩を用いてもよい。また、通常、ウレタンに用いられる金属触媒でもよく、ジブチル錫ジラウレート等を例示することができる。これらは単独で用いてもよく、何種類か混合してもよい。 As the catalyst, those generally used for curing polyurethane can be used, and examples thereof include a tertiary amine catalyst. Trialkylamines such as triethylamine, tetraalkyldiamines such as N, N, N ′, N′-tetramethyl-1,3-butanediamine, aminoalcohols such as dimethylethanolamine, triethylenediamine, piperazine, triazine, 4 Examples thereof include organic acid salts and phenol salts of secondary amines. Alternatively, an organic acid salt of a metal such as potassium acetate or potassium octylate alkali may be used. Moreover, the metal catalyst normally used for urethane may be sufficient and a dibutyl tin dilaurate etc. can be illustrated. These may be used alone or in combination.
硬化剤には必要に応じて、触媒、顔料、可塑剤、防水剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤等の添加剤を配合することができる。 If necessary, additives such as catalysts, pigments, plasticizers, waterproofing agents, antioxidants, ultraviolet absorbers, and light stabilizers can be added to the curing agent.
本発明に係るブレード部材のポリウレタンエラストマーは、上記材料を用い、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。 The polyurethane elastomer of the blade member according to the present invention can be produced according to a conventional method using the above materials. Specifically, it can be produced according to a prepolymer method, a semi one-shot method, or a one-shot method.
本発明に用いられるホルダーとしては、一般に電子写真装置用ブレードに用いられるものであればよく、剛性の高い鋼板、ステンレス鋼板、亜鉛メッキクロメート皮膜鋼板及びクロムフリー鋼板等が挙げられる。 The holder used in the present invention is not particularly limited as long as it is generally used for a blade for an electrophotographic apparatus, and examples thereof include a highly rigid steel plate, stainless steel plate, galvanized chromate coated steel plate, and chromium-free steel plate.
本発明に使用することのできる接着剤は、一般的なポリウレタンと金属との接着剤であればよく、フェノール系やウレタン系等が挙げられる。 The adhesive that can be used in the present invention may be a general polyurethane-metal adhesive, and examples thereof include phenol-based and urethane-based adhesives.
以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
(実施例1)
<熱硬化性ポリウレタン原料の調製>
イソシアネートとして4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートを用い、ポリオールとして、数平均分子量2000のアジペート系ポリエステルポリオールを用いたNCO%が7.0%のプレポリマーと、1,4−ブタンジオールとトリメチロールプロパンの質量比が65:35の混合物にP15(エアープロダクツジャパン社製)1000ppm、トリエチレンジアミン(TEDA)3000ppmを加えた硬化剤を準備した。
Example 1
<Preparation of thermosetting polyurethane raw material>
4,4'-diphenylmethane diisocyanate as the isocyanate, a prepolymer having an NCO% of 7.0% using an adipate-based polyester polyol having a number average molecular weight of 2000 as the polyol, 1,4-butanediol and trimethylolpropane A curing agent was prepared by adding 1000 ppm of P15 (manufactured by Air Products Japan) and 3000 ppm of triethylenediamine (TEDA) to a mixture having a mass ratio of 65:35.
<クリーニングブレードの成型>
上型と下型で構成されるクリーニングブレード用成形型を準備し、ホルダーの片端部にフェノール系接着剤を塗布し、金型のブレード部形成用のキャビティ内にこの部分を突出した状態で2本向かい合わせて配置した。このとき、注入口側を上に、エッジ面を手前にした状態で、左側のホルダーを(1)、右側のホルダーを(2)とすると、ホルダー(1)のウレタンが接合する切断方向での先端部(注入口側)を、ホルダー(2)に対し、10mm注入口側に配置した。この成形型内に、プレポリマーと硬化剤とを含有する液状組成物を注入し、これを120℃〜150℃で硬化反応させ、ホルダー2本がポリウレタンエラストマーによって一体化した成形品を得た。そして、この成形品の上記ウレタン部分を中央部で切断して2個に分離し、更に、ホルダーの長手方向両端部に沿って、ブレード部材を切断除去することにより、2個のクリーニングブレード(1)、(2)を得た。
<Molding of cleaning blade>
Prepare a cleaning blade mold consisting of an upper mold and a lower mold, apply phenolic adhesive to one end of the holder, and project this part into the cavity for forming the blade of the mold. They were placed facing each other. At this time, assuming that the left side holder is (1) and the right side holder is (2) with the inlet side facing up and the edge side facing forward, the cutting direction in which the urethane in the holder (1) is joined The tip (inlet side) was placed on the 10 mm inlet side with respect to the holder (2). A liquid composition containing a prepolymer and a curing agent was injected into the mold, and this was subjected to a curing reaction at 120 ° C. to 150 ° C. to obtain a molded product in which two holders were integrated with a polyurethane elastomer. Then, the urethane part of the molded product is cut at the center portion to be separated into two pieces, and further, the blade member is cut and removed along both longitudinal end portions of the holder, whereby two cleaning blades (1 ) And (2) were obtained.
<エッジ位置の測定>
得られたクリーニングブレード(1)、(2)の、ブレード部材3の長手方向両端部(図4の10、11)と中央の位置(図4の12)における、ホルダーの短手方向の基準となる線からブレード部材3のエッジまでの長さAを測定し、長手方向両端部と中央部での距離Aの差を計算した。その差がブレードの両端とも30μm以下なら◎、片方でも31〜50μmの場合は〇、片方でも51μm以上の場合は×、とした。結果を表1に示す。
<Measurement of edge position>
In the cleaning blades (1) and (2) obtained, the reference in the short direction of the holder at both longitudinal ends (10 and 11 in FIG. 4) and the center position (12 in FIG. 4) of the
(実施例2)
ホルダー(1)のウレタンが接合する長手方向での端部(注入口側)を、ホルダー(2)に対し、10mm注入口側の実施例1と逆側に配置した以外は実施例1と同様にして行った。結果を表1に示す。
(Example 2)
Example 1 is the same as Example 1 except that the end (inlet side) in the longitudinal direction where the urethane of the holder (1) is joined is arranged on the opposite side of Example 1 on the 10 mm inlet side with respect to the holder (2). I went there. The results are shown in Table 1.
(実施例3)
ホルダー(1)のウレタンが接合する長手方向での端部(注入口側)を、ホルダー(2)に対し、3mm注入口側に配置した以外は実施例1と同様にして行った。結果を表1に示す。
(Example 3)
The same procedure as in Example 1 was performed except that the end (injection port side) in the longitudinal direction where the urethane of the holder (1) was joined was arranged on the 3 mm injection port side with respect to the holder (2). The results are shown in Table 1.
(実施例4)
ホルダー(1)のウレタンが接合する長手方向での端部(注入口側)を、ホルダー(2)に対し、100mm注入口側に配置した以外は実施例1と同様にして行った。結果を表1に示す。
Example 4
The same procedure as in Example 1 was performed, except that the end (injection port side) in the longitudinal direction where the urethane of the holder (1) was bonded was arranged on the 100 mm injection port side with respect to the holder (2). The results are shown in Table 1.
(比較例1)
ホルダー(1)のウレタンが接合する長手方向での端部(注入口側)を、ホルダー(2)と同じ位置に配置した以外は実施例1と同様にして行った。結果を表1に示す。
(Comparative Example 1)
The same procedure as in Example 1 was performed except that the end (injection port side) in the longitudinal direction where the urethane of the holder (1) was joined was disposed at the same position as the holder (2). The results are shown in Table 1.
表1からわかるように、端部と中央の差が、実施例1〜4では小さく、ホルダーの短手方向の基準となる線からブレード部材3のエッジまでの長さAが、長手方向で精度が良いことがわかる。これに対し、比較例1では端部と中央の差が大きく、ホルダーの短手方向の基準となる線からブレード部材3のエッジまでの長さAが、長手方向での両端が長く、精度が低いことがわかる。
As can be seen from Table 1, the difference between the end and the center is small in Examples 1 to 4, and the length A from the reference line in the short direction of the holder to the edge of the
1 電子写真装置用ブレード
2 ホルダー
3 ブレード部材
4 ホルダーの短手方向の基準となる線
5 ホルダーの短手方向の基準となる線からブレード部材3のエッジまでの長さA
6 ホルダーの熱硬化性樹脂接合部分での切断線方向先端部
7 切断線
8 切断線との垂線
9 注入口側
10 寸法Aの測定個所であるブレード部材の左端
11 寸法Aの測定個所であるブレード部材の右端
12 寸法Aの測定個所であるブレード部材の中央
DESCRIPTION OF
6 Cutting line direction
Claims (3)
The blade manufacturing method according to claim 1, wherein the thermosetting resin is a polyurethane elastomer.
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