JP2008139743A - Cleaning blade - Google Patents

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Kenichi Mochizuki
健一 望月
Akishi Inoue
晶司 井上
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cleaning blade having good cleaning performance even to spherical toner. <P>SOLUTION: The cleaning blade is disposed in an image forming apparatus using an electrostatic transfer process so as to remove residual toner on a photosensitive drum loaded in the image forming apparatus by rubbing, and has a blade member comprising a polyurethane elastomer, wherein the polyurethane elastomer satisfies (1) a 100% modulus in a tensile test of 3.0-5.0 MPa, (2) a breaking extension in the tensile test of ≤300%, (3) a hardness (IRHD) of 65-75° and (4) a peak temperature of tanδ in a dynamic viscoelasticity test of ≤0°C. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、電子写真複写機、レーザービームプリンター、ファクシミリ等の静電転写プロセスを利用した画像形成装置に用いられるクリーニングブレードに関するものである。   The present invention relates to a cleaning blade used in an image forming apparatus using an electrostatic transfer process such as an electrophotographic copying machine, a laser beam printer, and a facsimile machine.

電子写真複写機やレーザービームプリンターは、感光ドラム上に形成された静電潜像上にトナーを付着させて、これを複写紙に転写させて複写や印字を行うものである。その転写後に感光ドラム上に残った残留トナーを除去する方法の一つにウレタンエラストマーからなるブレード部材と支持金具(ホルダー)からなるクリーニングブレードを用いる方式が実用化されている。   Electrophotographic copying machines and laser beam printers perform copying and printing by attaching toner onto an electrostatic latent image formed on a photosensitive drum and transferring the toner onto copying paper. As one of methods for removing residual toner remaining on the photosensitive drum after the transfer, a system using a blade member made of urethane elastomer and a cleaning blade made of a support fitting (holder) has been put into practical use.

従来、このブレード部材に用いられる材料としては、耐磨耗性等の機械的強度に優れ、かつクリープ性(当接応力による永久変形)の少ないポリエステル系ウレタンエラストストマー、中でも熱硬化性ウレタンエラストマーが用いられてきた。   Conventionally, as a material used for the blade member, a polyester urethane elastomer having excellent mechanical strength such as wear resistance and low creep property (permanent deformation due to contact stress), particularly a thermosetting urethane elastomer is used. Has been used.

上記ウレタンエラストマーは、ポリイソシアネート、ポリオール、鎖延長剤および触媒を用い、プレポリマー法、セミワンショット法、ワンショット法等により製造される。   The urethane elastomer is produced by a prepolymer method, a semi one-shot method, a one-shot method or the like using a polyisocyanate, a polyol, a chain extender and a catalyst.

例えば、プレポリマー法によりクリーニングブレードを製造する場合は、ポリイソシアネートとポリオールを用いてプレポリマーを調製し、このプレポリマーに鎖延長剤及び触媒を添加したのち、これを成形用の金型に注入して硬化させて製造される。   For example, when manufacturing a cleaning blade by the prepolymer method, a prepolymer is prepared using a polyisocyanate and a polyol, a chain extender and a catalyst are added to the prepolymer, and this is then injected into a molding die. And cured.

クリーニングブレードにより感光ドラム上の残留トナーを完全に除去するためには、感光ドラム外周面上へのブレード部材の接触が、常に一定の状態に保たれている必要がある。そのため、クリーニングブレードと感光ドラムの位置関係を規制したり、支持金具をバネで加圧したりする方法が一般的に行われている。しかしながら、近年、電子写真複写機、レーザービームプリンターの高画質化に伴い、従来よりも粒径が小さく、球形のトナーが使用されるようになった。これに伴い、従来に比べトナーが、感光ドラムとブレード部材との間をすり抜け易くなり、クリーニング不良が発生し易くなっている。また、クリーニング不良は、ブレード部材に用いられているウレタンエラストマーのゴム性の低下により、低温環境下(0 ℃)でさらに悪化する傾向がある。電子写真複写機やレーザービームプリンターの普及に伴い、様々な環境で使用されるようになっている。   In order to completely remove the residual toner on the photosensitive drum by the cleaning blade, it is necessary that the contact of the blade member on the outer peripheral surface of the photosensitive drum is always kept constant. For this reason, methods are generally used in which the positional relationship between the cleaning blade and the photosensitive drum is restricted, or the support fitting is pressed with a spring. However, in recent years, with the improvement in image quality of electrophotographic copying machines and laser beam printers, spherical toner having a smaller particle size than the conventional one has come to be used. As a result, the toner is more likely to slip between the photosensitive drum and the blade member as compared with the conventional case, and cleaning failure is likely to occur. In addition, poor cleaning tends to be further deteriorated in a low temperature environment (0 ° C.) due to a decrease in the rubber property of the urethane elastomer used for the blade member. With the spread of electrophotographic copying machines and laser beam printers, they are used in various environments.

そこで、球形トナーに対するクリーニング不良を防止する対策として、例えば感光ドラム表面にかかるブレードエッジ部の線圧を上昇させることが挙げられる。しかし、単なる線圧の上昇による対策では、ブレードエッジ部の磨耗またはブレードの当接によるドラムの磨耗が促進されたり、ブレードのビビリ振動による異音が発生したりする等の技術的問題がある。   In view of this, as a measure for preventing the defective cleaning with respect to the spherical toner, for example, the linear pressure of the blade edge portion on the surface of the photosensitive drum can be raised. However, the countermeasures based on the mere increase in the linear pressure have technical problems such as the abrasion of the blade edge or the abrasion of the drum due to the contact of the blade, or the generation of abnormal noise due to the chatter vibration of the blade.

また、球形トナーと不定形トナーとを特定の割合で混合させて使用する方法(例えば、特許文献1,2)が提案されている。しかしながら、このような方法の場合であっても、球形トナーが不定形トナーの隙間をすり抜け、ブレードエッジ部に進みすり抜けることがあるため、球形トナーに対するクリーニング不良の改善は十分になされていない。
特開平08−62893号公報 特開平08−95286号公報
In addition, a method (for example, Patent Documents 1 and 2) in which spherical toner and irregular toner are mixed and used at a specific ratio has been proposed. However, even in such a method, since the spherical toner may pass through the gaps of the irregular toner and may pass through the blade edge portion, the cleaning failure for the spherical toner is not sufficiently improved.
JP 08-62893 A Japanese Patent Laid-Open No. 08-95286

本発明は、上記現状に鑑み、球形トナーに対しても良好なクリーニング性能を有するクリーニングブレードを提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a cleaning blade that has good cleaning performance even for spherical toner.

上記課題を解決する本発明は、静電転写プロセスを利用した画像形成装置に配置され、該画像形成装置が具備する感光ドラム上の残留トナーを摺擦して除去するための、ポリウレタンエラストマーからなるブレード部材を有するクリーニングブレードにおいて、前記ポリウレタンエラストマーが、下記(1)乃至(4)を満たしていることを特徴とするクリーニングブレードである。
(1)引張り試験における100%モジュラスが3.0MPa以上5.0MPa以下
(2)引張り試験における破断時伸びが300%以下
(3)硬度が65°以上75°以下(IRHD)
(4)動的粘弾性試験におけるtanδのピーク温度が0℃以下
すなわち、本発明者らは、球形トナーに対しても良好なクリーニング性能を有するクリーニングブレードを得るため、種々の検討を行った。その過程において、球形トナーに対するクリーニング性能を表す指標として、引張り試験における100%モジュラスと破断時の伸び、硬度、tanδピーク温度が重要な指標となることを見出した。そして、これらを適切に設定することにより、所期の目的を達成することができることを見出し、本発明に至った。
The present invention that solves the above-described problems comprises a polyurethane elastomer that is disposed in an image forming apparatus using an electrostatic transfer process, and that removes residual toner on a photosensitive drum included in the image forming apparatus by rubbing. In the cleaning blade having a blade member, the polyurethane elastomer satisfies the following (1) to (4).
(1) 100% modulus in tensile test is 3.0 MPa or more and 5.0 MPa or less (2) Elongation at break in tensile test is 300% or less (3) Hardness is 65 ° or more and 75 ° or less (IRHD)
(4) The peak temperature of tan δ in the dynamic viscoelasticity test is 0 ° C. or lower In other words, the present inventors conducted various studies in order to obtain a cleaning blade having good cleaning performance even for spherical toner. In the process, it has been found that 100% modulus, elongation at break, hardness, and tan δ peak temperature in the tensile test are important indexes as indicators of cleaning performance for spherical toner. And it discovered that an intended purpose could be achieved by setting these appropriately, and reached the present invention.

引張り試験時の100%モジュラスが3.0MPa未満である場合、感光ドラム表面にかかるブレードエッジ部の線圧が不十分であり、トナーがすり抜け、クリーニング不良が発生し易くなり、またブレードエッジが変形しやすくなるため、欠けを生じ易くなる。5.0MPaを超える場合、感光ドラム表面にかかるブレードエッジの線圧が高くなり、ブレードエッジまたは感光ドラム表面の磨耗が発生しやすくなる。また、引張り試験時の破断時伸びが300%を超える場合、感光ドラムとの摺擦によるブレードエッジの欠けが生じた際、欠けが大きくなり易く、クリーニング不良の発生原因となる。   When the 100% modulus at the time of the tensile test is less than 3.0 MPa, the linear pressure at the blade edge applied to the surface of the photosensitive drum is insufficient, the toner is likely to slip through, and cleaning failure is likely to occur, and the blade edge is deformed. Since it becomes easy to do, it becomes easy to produce a chip. When the pressure exceeds 5.0 MPa, the linear pressure of the blade edge applied to the surface of the photosensitive drum is increased, and wear of the blade edge or the surface of the photosensitive drum is likely to occur. Further, when the elongation at break in the tensile test exceeds 300%, when the blade edge is chipped due to rubbing against the photosensitive drum, the chip is likely to be large, which causes a cleaning failure.

硬度が65°(IRHD)未満の場合、ブレードエッジがやわらかくトナーがすり抜けやすい。硬度が75°(IRHD)を超える場合、ブレードエッジが固くなりすぎ、感光ドラムの磨耗が速くなる。   When the hardness is less than 65 ° (IRHD), the blade edge is soft and the toner tends to slip through. When the hardness exceeds 75 ° (IRHD), the blade edge becomes too hard and the photosensitive drum wears quickly.

動的粘弾性試験におけるtanδピーク温度が、0℃より大きい場合、低温(0〜10℃)環境下において、ウレタンエラストマーのゴム性が減少し、ドラムに対して均一に当接できなくなるため、クリーニング不良が発生しやすくなる。   When the tan δ peak temperature in the dynamic viscoelasticity test is higher than 0 ° C, the rubber property of the urethane elastomer is reduced in a low temperature (0 to 10 ° C) environment and cannot be uniformly contacted with the drum. Defects are likely to occur.

また、前記ポリウレタンエラストマーが下記(A)から(E)の材料を含有し、且つ下記式(I)で算出される(A)ポリイソシアネートの濃度が1.00ミリモル/g以上、1.15ミリモル/g以下であることを特徴とするクリーニングブレードである。
(A)ポリイソシアネート
(B)数平均分子量が2000以上、4000以下のポリオール
(C)分子量が200以下の鎖延長剤
(D)数平均分子量が200より大きく、2000より小さいポリオール
(E)硬化用触媒
(A)ポリイソシアネートの濃度(ミリモル/g)
=Wiso/(Mniso×Wall)×1000 (I)
(ただし、式(I)中、Wisoは(A)ポリイソシアネートの仕込み量(g)、Mnisoは(A)ポリイソシアネートの数平均分子量、Wallは(A)から(E)の材料の合計質量(g)を表す)。
The polyurethane elastomer contains the following materials (A) to (E), and the concentration of (A) polyisocyanate calculated by the following formula (I) is 1.00 mmol / g or more and 1.15 mmol. / G or less.
(A) Polyisocyanate (B) Polyol having a number average molecular weight of 2000 or more and 4000 or less (C) Chain extender having a molecular weight of 200 or less (D) Polyol (E) for curing a polyol (E) having a number average molecular weight of more than 200 and less than 2000 Catalyst (A) Concentration of polyisocyanate (mmol / g)
= W iso / (Mn iso × W all ) × 1000 (I)
(In the formula (I), W iso is the charged amount of (A) polyisocyanate (g), Mn iso is the number average molecular weight of (A) polyisocyanate, and W all is the material of (A) to (E). Represents total mass (g)).

ブレード部材を製造する場合、所定の量に調整、混合されたウレタンエラストマー用の原料を成形用の金型に注入し、硬化させて製造される。ここで、金型に注入してから硬化・脱型するまでの時間、すなわち硬化時間は、製造効率に大きく影響する。硬化時間が長ければ、金型数を増やさなければならず、膨大な投資が必要となる。このため、硬化時間を短縮しようと様々な検討がなされている。   When manufacturing a blade member, the raw material for urethane elastomer adjusted and mixed to a predetermined amount is poured into a molding die and cured. Here, the time from the injection to the mold until the curing / demolding, that is, the curing time greatly affects the production efficiency. If the curing time is long, the number of molds must be increased, and enormous investment is required. For this reason, various studies have been made to shorten the curing time.

そこで、硬化時間を短縮するために、ウレタン硬化用の触媒を増量することが挙げられる。しかし、金型内にウレタンエラストマー用の原料が行き渡らなかったり、また、数平均分子量が2000〜4000のポリオールと分子量200以下の鎖延長剤とを組み合わせて用いると、分子量が大きく違うことから反応が不均一になりやすかったりする。その結果、成形品のゆがみ、収縮ムラに起因する表面模様が発生したりするという問題があった。そこで、上記(A)〜(E)を含有するポリウレタン原料組成物を用いることにより、金型への流れ性がよく、収縮ムラに起因する表面模様が発生しないため、生産効率を高めることができる。ここで、ポリウレタンエラストマーを構成するポリエステルポリオールを少なくとも2種類以上にすることによって、ポリウレタンエラストマーのソフトセグメントの結晶性を低下させ、tanδのピーク温度を低温化することができる。   Therefore, in order to shorten the curing time, it is possible to increase the amount of urethane curing catalyst. However, when the raw material for urethane elastomer is not distributed in the mold, or when a polyol having a number average molecular weight of 2000 to 4000 and a chain extender having a molecular weight of 200 or less are used in combination, the reaction is caused because the molecular weight is greatly different. It tends to be uneven. As a result, there has been a problem that a surface pattern resulting from distortion of the molded product and unevenness of shrinkage occurs. Therefore, by using the polyurethane raw material composition containing the above (A) to (E), the flowability to the mold is good and the surface pattern due to shrinkage unevenness does not occur, so that the production efficiency can be increased. . Here, by using at least two kinds of polyester polyols constituting the polyurethane elastomer, the crystallinity of the soft segment of the polyurethane elastomer can be lowered, and the peak temperature of tan δ can be lowered.

また、(A)ポリイソシアネートの濃度が1.00ミリモル/g未満であると、ポリウレタンエラストマー中のハードセグメント量が少なくなり軟らかくなるため、上記条件(1)〜(4)を満たさなくなる場合がある。一方、(A)ポリイソシアネート濃度が1.30ミリモル/gを超えると、ポリウレタンエラストマー中のハードセグメント量が多くなり過ぎ、硬くなるため、上記条件(1)〜(4)の物性を満たさなくなる場合がある。   In addition, when the concentration of (A) polyisocyanate is less than 1.00 mmol / g, the amount of hard segments in the polyurethane elastomer is reduced and softened, so the above conditions (1) to (4) may not be satisfied. . On the other hand, when the polyisocyanate concentration exceeds (A) 1.30 mmol / g, the amount of hard segments in the polyurethane elastomer becomes too large and hard, so that the physical properties of the above conditions (1) to (4) are not satisfied. There is.

本発明によれば、球形トナーに対しても良好なクリーニング性能を有するクリーニングブレードを得ることができる。   According to the present invention, it is possible to obtain a cleaning blade having good cleaning performance even for spherical toner.

本発明のクリーニングブレードは、ポリイソシアネート、ポリオール、鎖延長剤およびウレタン硬化用触媒を含有する液状組成物を、支持部材を配置したクリーニングブレード用成形型に注入し硬化させ、脱型した後所定の寸法に切断して作製することができる。   In the cleaning blade of the present invention, a liquid composition containing a polyisocyanate, a polyol, a chain extender, and a urethane curing catalyst is injected into a mold for cleaning blade on which a support member is disposed, cured, and after demolding, a predetermined composition is obtained. It can be made by cutting into dimensions.

上記ポリイソシアネートとしては、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)が好ましいが、特に制限されるものではなく以下のポリイソシアネートも使用できる。例えば、イソホロンジイソシアネート、4,4’−ジシクロヘキシルジイソシネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、カルボジイミド変性ジイソシアネート、ポリメチレンフェニルポリイソシアネート、オルトトルイジンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、キシ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、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、ジメチルジイソシアネート等が挙げられる。これらは単独で用いても、二種以上併用してもよい。   As the polyisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI) is preferable, but is not particularly limited, and the following polyisocyanates can also be used. For example, isophorone diisocyanate, 4,4′-dicyclohexyl diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, tolylene diisocyanate, carbodiimide modified diisocyanate, polymethylene phenyl polyisocyanate, orthotoluidine diisocyanate, naphthalene diisocyanate, xylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, paraphenylene Examples include diisocyanate, lysine diisocyanate methyl ester, and dimethyl diisocyanate. These may be used alone or in combination of two or more.

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、特に制限されるものではなく、例えば従来公知のポリオールを使用できる。具体例としては、ポリエチレンアジペートポリエステルポリオール、ポリブチレンアジペートポリエステルポリオール、ポリヘキシレンアジペートポリエステルポリオール、ポリエチレン−プロピレンアジペートポリエステルポリオール、ポリエチレン−ブチレンアジペートポリエステルポリオール、ポリエチレン−ネオペンチレンアジペートポリエステルポリオールなどのアジペート系ポリエステルポリオールなどが挙げられる。また、カプロラクトンを開環重合して得られるポリカプロラクトン系ポリエステルポリオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなどのポリエーテルポリオールが挙げられる。また、ポリカーボネートジオールを用いても良い。これらは単独で用いても、二種以上併用してもよい。   The polyol used together with the polyisocyanate is not particularly limited, and for example, a conventionally known polyol can be used. Specific examples include adipate polyesters such as polyethylene adipate polyester polyol, polybutylene adipate polyester polyol, polyhexylene adipate polyester polyol, polyethylene-propylene adipate polyester polyol, polyethylene-butylene adipate polyester polyol, and polyethylene-neopentylene adipate polyester polyol. A polyol etc. are mentioned. Moreover, polyether polyols, such as polycaprolactone type | system | group polyester polyol obtained by ring-opening polymerization of caprolactone, polyethyleneglycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol, are mentioned. Polycarbonate diol may also be used. These may be used alone or in combination of two or more.

上記鎖延長剤としては、特に制限されるものではなく、例えば従来公知のポリオールを使用できる。具体的には、1,4−ブタンジオール、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、へキサンジオール、1,4−シクロへキサンジオール、1,4−シクロへキサンジメタノール、キシリレングリコール、トリエチレングリコール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、1,2,6−へキサントリオール等の分子量200以下のポリオールが挙げられる。これらは単独で用いても、二種以上併用してもよい。   The chain extender is not particularly limited, and for example, a conventionally known polyol can be used. Specifically, 1,4-butanediol, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, hexanediol, 1,4-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, xylylene glycol And polyols having a molecular weight of 200 or less, such as triethylene glycol, trimethylolpropane, glycerin, pentaerythritol, sorbitol, 1,2,6-hexanetriol. These may be used alone or in combination of two or more.

上記ウレタン硬化用触媒としては、三級アミン等のアミン系化合物、有機金属化合物等が挙げられる。ウレタン硬化用触媒は、イソシアヌレート化触媒とウレタン化触媒に大別される。ウレタン硬化用触媒として、イソシアヌレート化触媒とウレタン化触媒を併用することが好ましい。   Examples of the urethane curing catalyst include amine compounds such as tertiary amines and organometallic compounds. Urethane curing catalysts are roughly classified into isocyanurate-forming catalysts and urethane-forming catalysts. As the urethane curing catalyst, it is preferable to use an isocyanurate-forming catalyst and a urethane-forming catalyst in combination.

イソシアヌレート化触媒としては、例えば、N−エチルピペリジン、N,N′−ジメチルピペラジン、N−エチルモルフォリン等の第3級アミン;テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム等のテトラアルキルアンモニウムのハイドロオキサイドや有機弱酸塩;トリメチルヒドロキシプロピルアンモニウム、トリエチルヒドロキシプロピルアンモニウム等のヒドロキシアルキルアンモニウムのハイドロオキサイドや有機弱酸塩;酢酸、プロピオン酸、酪酸、カプロン酸、カプリン酸、吉草酸、オクチル酸、ミリスチン酸、ナフテン酸等のカルボン酸のアルカリ金属塩の中の1種類、またはその混合物が挙げられる。この中では、成型後にブルームして他のパーツに影響を及ぼすことのないカルボン酸のアルカリ金属塩が好ましい。これらは単独で用いても、二種以上併用してもよい。   Examples of the isocyanuration catalyst include tertiary amines such as N-ethylpiperidine, N, N′-dimethylpiperazine and N-ethylmorpholine; tetraalkylammonium such as tetramethylammonium, tetraethylammonium and tetrabutylammonium. Hydroxides and weak organic acid salts; Hydroxyalkylammonium hydroxides and weak organic acid salts such as trimethylhydroxypropylammonium and triethylhydroxypropylammonium; acetic acid, propionic acid, butyric acid, caproic acid, capric acid, valeric acid, octylic acid, myristic acid , One of alkali metal salts of carboxylic acids such as naphthenic acid, or a mixture thereof. Among these, alkali metal salts of carboxylic acids that do not bloom after molding and do not affect other parts are preferable. These may be used alone or in combination of two or more.

ウレタン化触媒としては、一般に用いられるポリウレタン硬化用の触媒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。具体的には、ジメチルエタノールアミン、N、N,N’−トリメチルアミノプロピルエタノールアミンなどのアミノアルコール;トリエチルアミンなどのトリアルキルアミン;N,N,N’,N’−テトラメチル−1,3−ブタンジアミンなどのテトラアルキルジアミン;トリエチレンジアミン、ピペラジン系、トリアジン系などが例示できる。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などを例示することができる。この中では、反応性とともに、成形後にブルームして他の部品に影響の及ぼすことのないアミノアルコールが好ましい。さらに好ましくは、N、N,N’−トリメチルアミノプロピルエタノールアミンである。これらは単独で用いても、二種以上併用してもよい。   As the urethanization catalyst, a commonly used polyurethane curing catalyst can be used, and examples thereof include a tertiary amine catalyst. Specifically, amino alcohols such as dimethylethanolamine and N, N, N′-trimethylaminopropylethanolamine; trialkylamines such as triethylamine; N, N, N ′, N′-tetramethyl-1,3- Examples include tetraalkyl diamines such as butane diamine; triethylene diamine, piperazine, and triazine. Moreover, the metal catalyst normally used for urethane may be sufficient and a dibutyltin dilaurate etc. can be illustrated. Of these, amino alcohols that are reactive and bloom after molding without affecting other parts are preferred. More preferred is N, N, N'-trimethylaminopropylethanolamine. These may be used alone or in combination of two or more.

本発明のクリーニングブレードのブレード部材に使用される各成分の種類及び配合量は、ポリウレタンエラストマーが後述する(A)乃至(E)を含有することが好ましい。且つ、下記式(I)で算出される(A)ポリイソシアネートの濃度が1.00ミリモル/g以上、1.15ミリモル/g以下を満たすように適宜選択して形成することが好ましい。以下、その好ましい形態を説明する。
(A)ポリイソシアネート
(B)数平均分子量が2000以上、4000以下のポリオール
(C)分子量が200以下の鎖延長剤
(D)数平均分子量が200より大きく、2000より小さいポリオール
(E)硬化用触媒
(A)ポリイソシアネートの濃度(ミリモル/g)
=Wiso/(Mniso×Wall)×1000 (I)
(ただし、式(I)中、Wisoは(A)ポリイソシアネートの仕込み量(g)、Mnisoは(A)ポリイソシアネートの数平均分子量、Wallは(A)から(E)の材料の合計質量(g)を表す)
ここで、(A)ポリイソシアネートの濃度が、1.00ミリモル/g未満であるとポリウレタンエラストマー中のハードセグメント量が少なくなり軟らかくなるため、上記条件(1)〜(4)を満たさなくなる場合がある。一方、(A)ポリイソシアネート濃度が1.15ミリモル/gを超えると、ポリウレタンエラストマー中のハードセグメント量が多くなり過ぎ、硬くなるため、上記条件(1)〜(4)の物性を満たさなくなる場合がある。
As for the kind and the compounding quantity of each component used for the blade member of the cleaning blade of the present invention, the polyurethane elastomer preferably contains (A) to (E) described later. In addition, it is preferable to select and form the polyisocyanate so that the concentration of (A) polyisocyanate calculated by the following formula (I) satisfies 1.00 mmol / g or more and 1.15 mmol / g or less. Hereinafter, the preferable form is demonstrated.
(A) Polyisocyanate (B) Polyol having a number average molecular weight of 2000 or more and 4000 or less (C) Chain extender having a molecular weight of 200 or less (D) Polyol (E) for curing a polyol (E) having a number average molecular weight of more than 200 and less than 2000 Catalyst (A) Concentration of polyisocyanate (mmol / g)
= W iso / (Mn iso × W all ) × 1000 (I)
(In the formula (I), W iso is the charged amount of (A) polyisocyanate (g), Mn iso is the number average molecular weight of (A) polyisocyanate, and W all is the material of (A) to (E). (Represents total mass (g))
Here, when the concentration of the polyisocyanate (A) is less than 1.00 mmol / g, the amount of hard segments in the polyurethane elastomer is reduced and softened, so the above conditions (1) to (4) may not be satisfied. is there. On the other hand, when the polyisocyanate concentration exceeds (A) 1.15 mmol / g, the amount of hard segments in the polyurethane elastomer increases and becomes too hard, so the physical properties of the above conditions (1) to (4) are not satisfied. There is.

(A)ポリイソシアネートとしては、前述したポリイソシアネートを用いることができる。4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートが好ましい。(A)〜(D)の合計100質量部に対して、(A)ポリイソシアネートを25〜30質量部使用することが好ましい。   (A) As polyisocyanate, the polyisocyanate mentioned above can be used. 4,4'-diphenylmethane diisocyanate is preferred. It is preferable to use 25-30 mass parts of (A) polyisocyanate with respect to a total of 100 mass parts of (A)-(D).

(B)ポリオールとしては、ポリオール全体の数平均分子量が2000以上4000以下のものを使用する。(B)ポリオール全体の数平均分子量は2000〜2800が好ましい。(A)〜(D)の合計100質量部に対して、(B)ポリオールを52〜60質量部使用することが好ましい。   (B) As the polyol, a polyol having a number average molecular weight of 2000 or more and 4000 or less is used. (B) As for the number average molecular weight of the whole polyol, 2000-2800 are preferable. It is preferable to use 52 to 60 parts by mass of (B) polyol with respect to 100 parts by mass in total of (A) to (D).

(A)ポリイソシアネートと(B)ポリオールとは、あらかじめプレポリマー化して使用する。プレポリマー化する際に使用する(A)ポリイソシアネートと(B)ポリオールとの質量比は、30/70〜40/60が好ましい。   (A) Polyisocyanate and (B) polyol are prepolymerized before use. The mass ratio of (A) polyisocyanate and (B) polyol used for prepolymerization is preferably 30/70 to 40/60.

(C)鎖延長剤としては、前述した分子量200以下の鎖延長剤を用いることができる。1,4−ブタンジオールとトリメチレングリコールが好ましい。(A)〜(D)の合計100質量部に対して、(C)鎖延長剤を3〜5質量部使用することが好ましい。   (C) As the chain extender, the above-described chain extender having a molecular weight of 200 or less can be used. 1,4-butanediol and trimethylene glycol are preferred. It is preferable to use 3 to 5 parts by mass of the chain extender (C) with respect to 100 parts by mass in total of (A) to (D).

(D)ポリオールとしては、数平均分子量が200よりも大きく、2000よりも小さいポリオールを使用する。具体的には、(D)ポリオール全体の数平均分子量は500〜1500が好ましい。(A)〜(D)の合計100質量部に対して、(D)ポリオールを9〜15質量部使用することが好ましい。   (D) As the polyol, a polyol having a number average molecular weight larger than 200 and smaller than 2000 is used. Specifically, (D) The number average molecular weight of the whole polyol is preferably 500 to 1500. It is preferable to use 9 to 15 parts by mass of (D) polyol with respect to 100 parts by mass in total of (A) to (D).

(E)ウレタン硬化用触媒としては、全樹脂したウレタン硬化用触媒を用いることができる。イソシアヌレート化触媒とウレタン化触媒を併用することが好ましい。(A)〜(D)の合計100質量部に対して、(E)ウレタン硬化用触媒を0.04〜0.06質量部使用することが好ましい。   (E) As the urethane curing catalyst, an all-resin urethane curing catalyst can be used. It is preferable to use an isocyanurate catalyst and a urethanization catalyst in combination. It is preferable to use 0.04 to 0.06 parts by mass of the catalyst for urethane curing (E) with respect to 100 parts by mass in total of (A) to (D).

本発明では、プレポリマー法に準じて、例えば次のようにしてクリーニングブレードを製造する。まず、クリーニングブレード用成形型を準備し、支持部材となるホルダーを配置する。次にポリオール(好ましくはポリイソシアネートとポリエステルポリオール)を部分的に重合したウレタンゴム用プレポリマー並びにウレタン硬化用触媒及び鎖延長剤を含有し硬化剤を注型機に投入し、ミキシングチャンバー内で攪拌し液状混合物を得る。これを上記成形型内に注入、反応硬化させ、次いで硬化物を脱型し、所定の寸法に切断することにより、ホルダー上にポリウレタンエラストマーからなるブレード部材が成形されたクリーニングブレードを製造することができる。ホルダーのブレード部材を成形する部位には、接着剤を塗布しておくことが好ましい。   In the present invention, a cleaning blade is produced in the following manner, for example, according to the prepolymer method. First, a cleaning blade mold is prepared, and a holder to be a support member is disposed. Next, a urethane rubber prepolymer partially polymerized with a polyol (preferably polyisocyanate and polyester polyol), a urethane curing catalyst and a chain extender is added to the casting machine and stirred in the mixing chamber. A liquid mixture is obtained. A cleaning blade in which a blade member made of polyurethane elastomer is molded on a holder can be manufactured by pouring this into the mold, reaction curing, then removing the cured product, and cutting to a predetermined size. it can. It is preferable to apply an adhesive to the portion of the holder where the blade member is molded.

図1に本発明のクリーニングブレードの構成例を示した。図1に示すクリーニングブレードでは、自由長方向110及びクリーニングブレードの厚み方向120にL字の断面形状を有するブレード部材150が、ホルダー130の長手方向100に対して一様に形成されている。なお、クリーニングブレードにおけるブレード部材の形成位置や形状は、ブレード部材が感光ドラムと当接可能なように適宜選択できる。   FIG. 1 shows a configuration example of the cleaning blade of the present invention. In the cleaning blade shown in FIG. 1, a blade member 150 having an L-shaped cross section in the free length direction 110 and the thickness direction 120 of the cleaning blade is uniformly formed in the longitudinal direction 100 of the holder 130. The formation position and shape of the blade member in the cleaning blade can be appropriately selected so that the blade member can come into contact with the photosensitive drum.

このようにして得られるクリーニングブレードが有するブレード部材において、以下の条件を満たしていなければならない。
(1)引張り試験における100%モジュラスが3.0MPa以上5.0MPa以下
(2)引張り試験における破断時伸びが300%以下
(3)硬度が65°以上75°以下(IRHD)
(4)動的粘弾性試験におけるtanδのピーク温度が0℃以下
引張り試験時の100%モジュラスが3.0MPa未満である場合、感光ドラム表面にかかるブレードエッジ部の線圧が不十分であり、トナーがすり抜け、クリーニング不良が発生し易くなり、またブレードエッジが変形しやすくなるため、欠けを生じ易くなる。5.0MPaを超える場合、感光ドラム表面にかかるブレードエッジの線圧が高くなり、ブレードエッジまたは感光ドラム表面の磨耗が発生しやすくなる。好ましくは、4.0〜4.5MPaである。
The blade member possessed by the cleaning blade thus obtained must satisfy the following conditions.
(1) 100% modulus in tensile test is 3.0 MPa or more and 5.0 MPa or less (2) Elongation at break in tensile test is 300% or less (3) Hardness is 65 ° or more and 75 ° or less (IRHD)
(4) The peak temperature of tan δ in the dynamic viscoelasticity test is 0 ° C. or less. When the 100% modulus during the tensile test is less than 3.0 MPa, the linear pressure at the blade edge portion on the surface of the photosensitive drum is insufficient, Since the toner slips through, cleaning defects are likely to occur, and the blade edge is likely to be deformed, so that chipping is likely to occur. When the pressure exceeds 5.0 MPa, the linear pressure of the blade edge applied to the surface of the photosensitive drum is increased, and wear of the blade edge or the surface of the photosensitive drum is likely to occur. Preferably, it is 4.0-4.5 MPa.

また、引張り試験時の破断時伸びが300%を超える場合、感光ドラムとの摺擦によるブレードエッジの欠けが生じた際、欠けが大きくなり易く、クリーニング不良の発生原因となる。好ましくは、250%以下である。また、耐磨耗性の観点から、引張り試験時の破断時伸びは150%以上であることが好ましい。   Further, when the elongation at break in the tensile test exceeds 300%, when the blade edge is chipped due to rubbing against the photosensitive drum, the chip is likely to be large, which causes a cleaning failure. Preferably, it is 250% or less. From the viewpoint of wear resistance, the elongation at break during the tensile test is preferably 150% or more.

硬度が65°(IRHD)未満の場合、ブレードエッジがやわらかくトナーがすり抜けやすい。硬度が75°(IRHD)を超える場合、ブレードエッジが固くなりすぎ、感光ドラムの磨耗が速くなる。好ましくは、67〜73°(IRHD)である。   When the hardness is less than 65 ° (IRHD), the blade edge is soft and the toner tends to slip through. When the hardness exceeds 75 ° (IRHD), the blade edge becomes too hard and the photosensitive drum wears quickly. Preferably, it is 67-73 degrees (IRHD).

動的粘弾性試験におけるtanδピーク温度が、0℃より大きい場合、低温(0〜10℃)環境下において、ウレタンエラストマーのゴム性が減少し、ドラムに対して均一に当接できなくなるため、クリーニング不良が発生しやすくなる。好ましくは、−5℃以下である。また、高温領域でのクリーニングの観点から、動的粘弾性試験におけるtanδピーク温度は−15℃以上であることが好ましい。   When the tan δ peak temperature in the dynamic viscoelasticity test is higher than 0 ° C, the rubber property of the urethane elastomer is reduced in a low temperature (0 to 10 ° C) environment and cannot be uniformly contacted with the drum. Defects are likely to occur. Preferably, it is −5 ° C. or lower. Further, from the viewpoint of cleaning in a high temperature region, the tan δ peak temperature in the dynamic viscoelasticity test is preferably −15 ° C. or higher.

そして、ブレード部材を構成するポリウレタンエラストマーの100%モジュラス、破断時伸び、硬度、tanδピーク温度を設定することにより、球形トナーに対しても、良好なクリーニング性能を有するクリーニングブレードを得ることができる。なお、これらの物性の測定方法については、後述の実施例において説明する。   By setting the 100% modulus, elongation at break, hardness, and tan δ peak temperature of the polyurethane elastomer constituting the blade member, a cleaning blade having good cleaning performance can be obtained even for spherical toner. In addition, about the measuring method of these physical properties, it demonstrates in the below-mentioned Example.

図2は、本発明のクリーニングブレードを適用し得る画像形成装置の一例である。   FIG. 2 is an example of an image forming apparatus to which the cleaning blade of the present invention can be applied.

図2は、本発明のクリーニングブレードを適用し得る画像形成装置の一例である。   FIG. 2 is an example of an image forming apparatus to which the cleaning blade of the present invention can be applied.

図2に示す画像形成装置では、感光ドラムなどの像担持体51が、支軸を中心に図面上時計方向に所定の周速度をもって回転駆動される。この像担持体51の表面は、コロナ放電器や帯電ローラなどの帯電部材52により所定の極性、電位に様に一次帯電処理される。均一に帯電処理を受けた像担持体51の表面は、次いで、露光手段Lにより目的画像情報の露光(レーザービーム走査露光,原稿画像のスリット露光など)を受け、目的の画像情報に対応した静電潜像53が形成される。その静電潜像53は、次いで、現像手段54によりトナー画像として順次に可視像化される。   In the image forming apparatus shown in FIG. 2, an image carrier 51 such as a photosensitive drum is rotationally driven around the support shaft in the clockwise direction in the drawing at a predetermined peripheral speed. The surface of the image carrier 51 is subjected to a primary charging process so as to have a predetermined polarity and potential by a charging member 52 such as a corona discharger or a charging roller. The surface of the image carrier 51 that has been uniformly charged is then subjected to exposure of target image information (laser beam scanning exposure, slit exposure of a document image, etc.) by the exposure means L, and a static image corresponding to the target image information. An electrostatic latent image 53 is formed. Then, the electrostatic latent image 53 is sequentially visualized as a toner image by the developing unit 54.

像担持体51の表面に形成されたトナー画像は、次いで、転写手段55により転写材Pの表面側に転写されていく。なお、転写材Pは、不図示の給紙手段部から像担持体51の回転と同期取りされて適正なタイミングをもって像担持体51と転写手段55との間の転写部へ搬送される。本例の転写手段55はコロナ放電器であり、転写材Pの裏からトナーと逆極性の帯電を行うことで像担持体51表面のトナー画像が転写材Pの表面側に転写されていく。転写手段55は、ローラタイプであっても良い。また、4色のトナーを用いてカラー画像を出力するカラーLBPなどにおいては、4色のカラー画像をそれぞれ現像し可視化するために、例えば、一旦ローラやベルト等の中間転写体にトナーを転写し、トナー画像が転写材Pの表面側に転写される。トナー画像の転写を受けた転写材Pは、像担持体55から分離されて加熱定着ロールなどの定着手段58へ先送されて像定着を受け、画像形成物として出力される。   The toner image formed on the surface of the image carrier 51 is then transferred to the surface side of the transfer material P by the transfer means 55. The transfer material P is conveyed from an unillustrated paper feeding unit to the transfer unit between the image carrier 51 and the transfer unit 55 at an appropriate timing in synchronization with the rotation of the image carrier 51. The transfer means 55 in this example is a corona discharger, and the toner image on the surface of the image carrier 51 is transferred to the surface side of the transfer material P by charging the reverse polarity of the toner from the back of the transfer material P. The transfer means 55 may be a roller type. In addition, in a color LBP that outputs a color image using four color toners, for example, the toner is temporarily transferred to an intermediate transfer member such as a roller or a belt in order to develop and visualize the four color images. The toner image is transferred to the surface side of the transfer material P. The transfer material P that has received the transfer of the toner image is separated from the image carrier 55 and is forwarded to fixing means 58 such as a heat fixing roll to receive image fixing and output as an image formed product.

転写後の像担持体51の表面は、クリーニング手段56で残留トナーなどの付着汚染物の除去を受けて洗浄面化され、繰り返して作像に供される。このクリーニング手段56として、本発明のクリーニングブレードが好適に使用できる。   After the transfer, the surface of the image carrier 51 is cleaned by the cleaning means 56 after removal of attached contaminants such as residual toner, and is repeatedly used for image formation. As the cleaning means 56, the cleaning blade of the present invention can be preferably used.

本発明のクリーニングブレードを適用し得る画像形成装置としては、電子写真複写機、レーザービームプリンター、ファクシミリ等の静電転写プロセスを利用した画像形成装置を挙げることができる。また、像担持体、帯電手段、現像手段およびクリーニング手段のような画像形成装置における構成物品のうち、複数の要素を一体的に組み込んだプロセスカートリッジとし、プロセスカートリッジを装置本体に対して着脱可能とすることもできる。   Examples of the image forming apparatus to which the cleaning blade of the present invention can be applied include an image forming apparatus using an electrostatic transfer process such as an electrophotographic copying machine, a laser beam printer, and a facsimile. Further, among the components in the image forming apparatus such as the image carrier, the charging unit, the developing unit, and the cleaning unit, a process cartridge in which a plurality of elements are integrally incorporated, and the process cartridge can be attached to and detached from the apparatus main body. You can also

次に、本発明の実施例および比較例を示す。本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。   Next, examples and comparative examples of the present invention will be shown. The present invention is not limited only to these examples.

実施例1
(熱硬化性ポリウレタン原料組成物の調製)
表1に示す割合にて、(A)4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)と、(B)ポリブチレンアジペートポリエステルポリオール(PBA,数平均分子量2000)とを80℃窒素雰囲気下120分間反応させ、プレポリマーを得た。また、表1に示す割合にて、(C)1,4−ブタンジオール(1,4−BD)及びトリメチロールプロパン(TMP)、(D)ポリへキシレンアジペートポリエステルポリオール(PHA,数平均分子量1000)並びに(E)触媒を混合し、硬化剤を得た。
Example 1
(Preparation of thermosetting polyurethane raw material composition)
In the ratio shown in Table 1, (A) 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI) and (B) polybutylene adipate polyester polyol (PBA, number average molecular weight 2000) were reacted for 120 minutes in an 80 ° C. nitrogen atmosphere. A prepolymer was obtained. Moreover, in the ratio shown in Table 1, (C) 1,4-butanediol (1,4-BD) and trimethylolpropane (TMP), (D) polyhexylene adipate polyester polyol (PHA, number average molecular weight 1000) ) And (E) catalyst were mixed to obtain a curing agent.

上記プレポリマーと上記硬化剤とを用いてブレード部材の成形を行うとき、イソシアネート基に対する水酸基の比(α値)が0.65になる割合にて混合したポリウレタン原料組成物を調製した。また、数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)用の単分散ポリスチレンをGPCにより、そのピークカウント数と単分散ポリスチレンの数平均分子量 との検量線を作成し、常法に従って算出する。かかるサンプルの測定条件は、カラム:G3000PWXL×2本(東ソー社製)、溶出溶媒:20mMリン酸緩衝液、検出器:示差屈折計、流速:0.5mL/分、試料溶液使用量:10μL、およびカラム温度:45℃とした。)
(クリーニングブレードの製造)
あらかじめ支持部材としてホルダーを用意し、このホルダーの片端面に接着剤を塗布した。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に、上記ホルダーに接着剤を塗布した片端部がキャビティ内に突出した状態で配置し、上記熱硬化性ポリウレタン原料組成物をキャビティ内に注入した。これを130℃の加熱温度で反応硬化させ、次いで硬化物を脱型し、所定の寸法に切断することで、ホルダー上にブレード部材が成形されたクリーニングブレードを作製した。
When the blade member was molded using the prepolymer and the curing agent, a polyurethane raw material composition was prepared in which the ratio of hydroxyl groups to isocyanate groups (α value) was 0.65. The number average molecular weight is calculated according to a conventional method by preparing a calibration curve between the peak count number and the number average molecular weight of the monodisperse polystyrene by GPC using monodisperse polystyrene for gel permeation chromatography (GPC). The measurement conditions of such a sample are as follows: Column: G3000PWXL × 2 (manufactured by Tosoh Corporation), elution solvent: 20 mM phosphate buffer, detector: differential refractometer, flow rate: 0.5 mL / min, sample solution usage: 10 μL, The column temperature was 45 ° C. )
(Manufacture of cleaning blades)
A holder was prepared as a support member in advance, and an adhesive was applied to one end surface of the holder. Placed in a mold for cleaning blade consisting of upper mold and lower mold with one end of adhesive applied to the holder protruding into the cavity and injecting the thermosetting polyurethane raw material composition into the cavity did. This was reaction-cured at a heating temperature of 130 ° C., and then the cured product was removed from the mold and cut into a predetermined size to produce a cleaning blade in which a blade member was molded on the holder.

このように作製したクリーニングブレードについて、引張り試験における100%モジュラス及び破断時の伸びの測定、硬度の測定、tanδピーク温度の測定、並びに画像評価、流れ性評価、凹み模様評価を行った。   The cleaning blade thus prepared was subjected to measurement of 100% modulus and elongation at break, measurement of hardness, measurement of tan δ peak temperature, image evaluation, flowability evaluation, and dent pattern evaluation in a tensile test.

[100%モジュラス(M100)の測定]
作製したクリーニングブレードを構成するブレード部材の100%モジュラスの測定は、上島製作所製の引張り試験機(商品名:ユニトロンTS−3013)を用い、JIS K6251に基づいて行った。結果を表3に示す。
[Measurement of 100% modulus (M100)]
The measurement of the 100% modulus of the blade member constituting the produced cleaning blade was performed based on JIS K6251 using a tensile tester (trade name: Unitron TS-3013) manufactured by Ueshima Seisakusho. The results are shown in Table 3.

[破断時伸び(EB)の測定]
作製したクリーニングブレードを構成するブレード部材の破断時伸びの測定は、上島製作所製の引張り試験機(商品名:ユニトロンTS−3013)を用い、JIS K6251に基づいて行った。結果を表3に示す。
[Measurement of Elongation at Break (EB)]
The elongation at break of the blade member constituting the produced cleaning blade was measured using a tensile tester (trade name: Unitron TS-3013) manufactured by Ueshima Seisakusho based on JIS K6251. The results are shown in Table 3.

[硬度の測定]
作製したクリーニングブレードを構成するブレード部材の国際ゴム硬さの測定は、ウォーレス(H.W.WALLACE)社製の硬度計を用い、JIS K6253に基づいて行った。結果を表3に示す。
[Measurement of hardness]
The measurement of the international rubber hardness of the blade member constituting the produced cleaning blade was performed based on JIS K6253 using a hardness meter manufactured by HW WALLACE. The results are shown in Table 3.

[tanδピーク温度の測定]
作製したクリーニングブレードを構成するブレード部材のtanδピーク温度の測定は、セイコーインスツルメンツ社製DMS6100(商品名)を使用し、次のようにして測定した。まず、作製したクリーニングブレードのブレード部材から短冊状の試験片を準備した。次にこの試験片を測定長さが20mmとなるように固定した後、この試験片に振幅5μm、周波数10Hzで歪みをかけ、昇温スピード2℃/minにて、約0.5℃ごとに−30℃から60℃までのtanδを測定した。そして、このtanδの値が最大になる温度をtanδのピーク温度とした。
[Measurement of tan δ peak temperature]
The tan δ peak temperature of the blade member constituting the produced cleaning blade was measured using DMS6100 (trade name) manufactured by Seiko Instruments Inc. as follows. First, a strip-shaped test piece was prepared from the blade member of the produced cleaning blade. Next, after fixing this test piece so that the measurement length is 20 mm, the test piece is distorted at an amplitude of 5 μm and a frequency of 10 Hz, and at a heating rate of 2 ° C./min, about every 0.5 ° C. Tan δ from −30 ° C. to 60 ° C. was measured. The temperature at which the value of tan δ is maximum is taken as the peak temperature of tan δ.

[画像評価]
作製したクリーニングブレードをキヤノン社製LASER SHOT LBP−2510(商品名)に組込みクリーニング性の試験を行い、クリーニング性を観察した(10℃/30%,23℃/55%環境下)。ここで、クリーニング性が良好なものを〇、クリーニング不良が発生したものについて、その程度に応じて△(軽微なもの)もしくは×(顕著なもの)で示した。結果を表3に示す。
[Image evaluation]
The prepared cleaning blade was incorporated into a Canon LASER SHOT LBP-2510 (trade name) manufactured by Canon, and a cleaning property test was performed to observe the cleaning property (under 10 ° C./30%, 23 ° C./55% environment). Here, “Good” indicates that the cleaning property is good, and “No” (minor) or × (noticeable) indicates that the cleaning failure occurred depending on the degree. The results are shown in Table 3.

[流れ性評価]
クリーニングブレード成形金型への流れ性として、反応硬化させて成形したクリーニングブレードを目視で観察し、流れ不良による未充填部位の有無を検査し、次の基準で型への流れ性を評価した。
[Flowability evaluation]
As the flowability to the cleaning blade mold, the cleaning blade formed by reaction curing was visually observed, the presence or absence of unfilled parts due to flow failure was inspected, and the flowability to the mold was evaluated according to the following criteria.

○:未充填部位が見られなかった。   ○: No unfilled site was found.

×:未充填部位が認められた。   X: The unfilled site | part was recognized.

[凹み模様評価]
反応硬化させて成形した100個のクリーニングブレードについて目視で外観を観察し、ブレード部材に凹み模様の発生の見られたクリーニングブレードの数を求め、次の基準で評価した。
[Evaluation of dent pattern]
The appearance of 100 cleaning blades formed by reaction curing was visually observed, and the number of cleaning blades in which a dent pattern was found on the blade member was determined and evaluated according to the following criteria.

○:凹み模様の認められたものの数が0個であった。   ○: The number of dent patterns was 0.

△:凹み模様の認められたものの数が1〜30個であった。   (Triangle | delta): The number of what the dent pattern was recognized was 1-30.

×:凹み模様の認められたものの数が31個以上であった。   X: The number of the thing in which the dent pattern was recognized was 31 or more.

実施例2
表1に示す配合でプレポリマーおよび硬化剤を調製し、α値を0.6とした以外は、実施例1と同様にしてクリーニングブレードを作製し、評価を行った。結果を表3に示す。
Example 2
A cleaning blade was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that a prepolymer and a curing agent were prepared according to the formulation shown in Table 1 and the α value was 0.6. The results are shown in Table 3.

比較例1
(D)ポリオールを使用せず、表2に示す配合でプレポリマーおよび硬化剤を調製し、α値を0.65にした以外は、実施例1と同様にしてクリーニングブレードを作製し、評価を行った。結果を表3に示す。
Comparative Example 1
(D) A cleaning blade was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that a prepolymer and a curing agent were prepared with the formulation shown in Table 2 without using a polyol, and the α value was 0.65. went. The results are shown in Table 3.

比較例2
表2に示す配合でプレポリマーおよび硬化剤を調製し、α値を0.8にした以外は、実施例1と同様にしてクリーニングブレードを作製し、評価を行った。結果を表3に示す。
Comparative Example 2
A cleaning blade was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that a prepolymer and a curing agent were prepared with the formulation shown in Table 2 and the α value was set to 0.8. The results are shown in Table 3.

Figure 2008139743
Figure 2008139743

Figure 2008139743
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なお、表1および表2中のMDI、PBA、PHA、1,4−BD、TMP、並びに(E)触媒であるヌレート化触媒及びウレタン化触媒の欄中の数字は質量部を表す。   In Tables 1 and 2, the numbers in the columns of MDI, PBA, PHA, 1,4-BD, TMP, and (E) the nurating catalyst and the urethanizing catalyst represent parts by mass.

また、上記各構成材料としては以下のものを用いた。
・4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI):ミリオネートMT(商品名)、日本ポリウレタン工業(株)製
・ポリブチレンアジペートポリエステルポリオール(PBA):ニッポラン4010(商品名)、日本ポリウレタン工業(株)製
・1,4−ブタンジオール(1,4−BD):三菱化学(株)製
・トリメチロールプロパン(TMP):三菱ガス化学(株)製
・ポリヘキシレンアジペートポリエステルポリオール(PHA):ニッポラン164(商品名)、日本ポリウレタン工業(株)製
・ウレタン硬化用触媒(ウレタン化触媒):POLYCAT 17(商品名)、東ソー(株)製
・ウレタン硬化用触媒(ヌレート化触媒):P15(商品名)、エアプロダクツジャパン社製
Moreover, the following were used as each said constituent material.
・ 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI): Millionate MT (trade name), manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.・ 1,4-Butanediol (1,4-BD): manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation ・ Trimethylolpropane (TMP): manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd. ・ Polyhexylene adipate polyester polyol (PHA): NIPPOLAN 164 ( (Trade name), Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd., urethane curing catalyst (urethane catalyst): POLYCAT 17 (trade name), Tosoh Corporation, urethane curing catalyst (nurate catalyst): P15 (trade name) Made by Air Products Japan

Figure 2008139743
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表3に示す結果から分かるように、実施例1〜2で作製したクリーニングブレードにおいては、クリーニング不良が発生せず良好なクリーニング性能を示した。また、(D)ポリオールを用いているため、型への流れ性,凹み模様にも問題がなかった。これに対し、比較例1で作製したクリーニングブレードにおいては、ポリウレタンエラストマーの100%モジュラスおよびtanδのピーク温度が本発明の範囲外であり、10℃/30%の低温低湿環境下において、クリーニング不良による画像不良が発生した。また、(D)ポリオールを使用していないため、型への流れ性不良、凹み模様が発生した。比較例2で作製したクリーニングブレードにおいては、ポリウレタンエラストマーの100%モジュラスおよび破断時伸びが本発明の範囲外であるため、感光ドラムに対する十分な当接圧が得られず、また、大きな欠けが発生したため、クリーニング不良が発生した。   As can be seen from the results shown in Table 3, the cleaning blades produced in Examples 1 and 2 exhibited good cleaning performance with no cleaning failure. Moreover, since (D) polyol was used, there was no problem in the flowability to the mold and the dent pattern. On the other hand, in the cleaning blade produced in Comparative Example 1, the 100% modulus and the tan δ peak temperature of the polyurethane elastomer are outside the scope of the present invention, and due to poor cleaning in a low temperature and low humidity environment of 10 ° C / 30%. An image defect occurred. Moreover, (D) Since the polyol was not used, poor flowability to the mold and a dent pattern occurred. In the cleaning blade produced in Comparative Example 2, the 100% modulus and elongation at break of the polyurethane elastomer are outside the scope of the present invention, so that sufficient contact pressure against the photosensitive drum cannot be obtained, and a large chip occurs. As a result, a cleaning failure occurred.

本発明の一実施形態にかかるクリーニングブレードの概略構成を示す模式的斜視図である。It is a typical perspective view showing a schematic structure of a cleaning blade concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態にかかるクリーニングブレードを適用し得る画像形成装置の概略構成を示す模式的断面図である。1 is a schematic cross-sectional view showing a schematic configuration of an image forming apparatus to which a cleaning blade according to an embodiment of the present invention can be applied.

符号の説明Explanation of symbols

51 像担持体
52 帯電手段
53 静電潜像
54 現像手段
55 転写手段
56 クリーニング手段
58 定着手段
130 ホルダー
150 ブレード部材
L 露光手段
P 転写材
51 Image carrier 52 Charging means 53 Electrostatic latent image 54 Developing means 55 Transfer means 56 Cleaning means 58 Fixing means 130 Holder 150 Blade member L Exposure means P Transfer material

Claims (5)

静電転写プロセスを利用した画像形成装置に配置され、該画像形成装置が具備する感光ドラム上の残留トナーを摺擦して除去するための、ポリウレタンエラストマーからなるブレード部材を有するクリーニングブレードにおいて、前記ポリウレタンエラストマーが、下記(1)乃至(4)を満たしていることを特徴とするクリーニングブレード。
(1)引張り試験における100%モジュラスが3.0MPa以上5.0MPa以下
(2)引張り試験における破断時伸びが300%以下
(3)硬度が65°以上75°以下(IRHD)
(4)動的粘弾性試験におけるtanδのピーク温度が0℃以下
A cleaning blade that is disposed in an image forming apparatus using an electrostatic transfer process and has a blade member made of polyurethane elastomer for rubbing and removing residual toner on a photosensitive drum included in the image forming apparatus. A cleaning blade, wherein the polyurethane elastomer satisfies the following (1) to (4).
(1) 100% modulus in tensile test is 3.0 MPa or more and 5.0 MPa or less (2) Elongation at break in tensile test is 300% or less (3) Hardness is 65 ° or more and 75 ° or less (IRHD)
(4) Tan δ peak temperature in dynamic viscoelasticity test is 0 ° C or less
前記ウレタンエラストマーが少なくとも下記(A)から(E)の材料を含有し、且つ下記式(I)で算出される(A)ポリイソシアネート濃度が1.00ミリモル/g以上、1.15ミリモル/g以下であることを特徴とする請求項1記載のクリーニングブレード。
(A)ポリイソシアネート
(B)数平均分子量が2000以上、4000以下のポリオール
(C)分子量が200以下の鎖延長剤
(D)数平均分子量が200より大きく2000より小さいポリオール
(E)硬化用触媒
(A)ポリイソシアネートの濃度(ミリモル/g)
=Wiso/(Mniso×Wall)×1000 (I)
(ただし、式(I)中、Wisoは(A)ポリイソシアネートの仕込み量(g)、Mnisoは(A)ポリイソシアネートの数平均分子量、Wallは(A)から(E)の材料の合計質量(g)を表す)
The urethane elastomer contains at least the following materials (A) to (E), and (A) the polyisocyanate concentration calculated by the following formula (I) is 1.00 mmol / g or more and 1.15 mmol / g. The cleaning blade according to claim 1, wherein:
(A) Polyisocyanate (B) Polyol having a number average molecular weight of 2000 or more and 4000 or less (C) Chain extender having a molecular weight of 200 or less (D) Polyol (E) curing catalyst having a number average molecular weight of more than 200 and less than 2000 (A) Polyisocyanate concentration (mmol / g)
= W iso / (Mn iso × W all ) × 1000 (I)
(In the formula (I), W iso is the charged amount of (A) polyisocyanate (g), Mn iso is the number average molecular weight of (A) polyisocyanate, and W all is the material of (A) to (E). (Represents total mass (g))
前記(B)数平均分子量が2000以上、4000以下のポリオールが、ポリブチレンアジペートポリエステルポリオール及びポリヘキシレンアジペートポリエステルポリオールの少なくとも一方を含み、数平均分子量が2000以上、4000以下であり、
前記(D)数平均分子量が200より大きく、2000より小さいポリオールが、ポリブチレンアジペートポリエステルポリオール及びポリヘキシレンアジペートポリエステルポリオールの少なくとも一方を含み、数平均分子量が200より大きく、2000より小さく、
前記ポリウレタンエラストマーが、少なくとも前記(A)及び(B)から得られるプレポリマーと、少なくとも前記(C)乃至(E)を含む硬化剤とを、ポリブチレンアジペートポリエステルポリオールとポリヘキシレンアジペートポリエステルポリオールとの両者を含み、イソシアネート基に対する水酸基のモル比(α値)が0.5以上0.7以下となるように混合し硬化して得られることを特徴とする請求項2記載のクリーニングブレード。
The (B) polyol having a number average molecular weight of 2000 or more and 4000 or less contains at least one of polybutylene adipate polyester polyol and polyhexylene adipate polyester polyol, and the number average molecular weight is 2000 or more and 4000 or less,
The (D) polyol having a number average molecular weight of greater than 200 and less than 2000 includes at least one of polybutylene adipate polyester polyol and polyhexylene adipate polyester polyol, and the number average molecular weight is greater than 200 and less than 2000.
The polyurethane elastomer comprises at least a prepolymer obtained from the above (A) and (B) and a curing agent containing at least the above (C) to (E), a polybutylene adipate polyester polyol, a polyhexylene adipate polyester polyol, The cleaning blade according to claim 2, wherein the cleaning blade is obtained by mixing and curing so that the molar ratio (α value) of the hydroxyl group to the isocyanate group is 0.5 or more and 0.7 or less.
前記(A)ポリイソシアネートが4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートであることを特徴とする請求項2または3記載のクリーニングブレード。   4. The cleaning blade according to claim 2, wherein the (A) polyisocyanate is 4,4'-diphenylmethane diisocyanate. 前記(E)ウレタン硬化用触媒が、イソシアヌレート化触媒とウレタン化触媒とを含むことを特徴とする請求項2乃至4のいずれかに記載のクリーニングブレード。   The cleaning blade according to claim 2, wherein the (E) urethane curing catalyst contains an isocyanurate-forming catalyst and a urethanization catalyst.
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