JP2009080167A - Manufacturing method for urethane blade member for electrophotographic image forming apparatus, and the urethane blade member for electrophotographic image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真式画像形成装置の感光体の外周面に転写されずに残ったトナーを除去するための電子写真式画像形成装置用ウレタンブレード部材の製造方法及び電子写真式画像形成装置用ウレタンブレード部材に関するものである。 The present invention relates to a method for producing a urethane blade member for an electrophotographic image forming apparatus for removing toner remaining without being transferred to the outer peripheral surface of a photoreceptor of the electrophotographic image forming apparatus, and for the electrophotographic image forming apparatus. The present invention relates to a urethane blade member.
従来より、複写機やプリンタ、ファクシミリ、及びそれらの複合機等の電子写真式画像形成装置には、クリーニングブレードが取り付けられている。かかるクリーニングブレードは、一般に、感光体の外周面に摺接せしめられる弾性体材料からなるブレードと、かかるブレードを保持して、電子写真式画像形成装置内に内蔵されるクリーニング装置等にブレードを取り付ける金属板等からなる保持部材とを有して構成されており、そのようなクリーニングブレードを構成するブレードのエッジ部が感光体の外周面に摺接されることによって、トナー像の転写後に感光体の外周面に残留したトナーが掻き取られて、除去されるようになっている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a cleaning blade is attached to an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, or a complex machine thereof. Such a cleaning blade is generally a blade made of an elastic material that is brought into sliding contact with the outer peripheral surface of the photosensitive member, and the blade is attached to a cleaning device or the like built in the electrophotographic image forming apparatus while holding the blade. A holding member made of a metal plate or the like, and the edge portion of the blade constituting such a cleaning blade is brought into sliding contact with the outer peripheral surface of the photosensitive member, whereby the photosensitive member is transferred after the toner image is transferred. The toner remaining on the outer peripheral surface is scraped off and removed.
そして、感光体表面に残留するトナーの掻き取り性を向上させて、残留トナーを確実に除去するには、感光体表面に残留する数μm〜数十μmの微細なトナーがブレードをすり抜けないように、弾性体材料からなるブレードを高い押し付け力で感光体表面に摺接せしめる必要があり、そのために、従来より、ブレードを構成する弾性体材料の硬度を高める対策が施されてきているのであるが、弾性体材料全体の硬度を高め過ぎると、ブレードと感光体との摺接によって、異音(鳴き)が発生したり、更には感光体の外周面に傷がつくといった問題や、高い押し付け力で押し付けることによって、感光体からブレードに対する押し付け抗力も大きなものとなって、ブレードが摩耗しやすくなったり、摺接部(特に、エッジ部)に欠けが生じやすくなって、クリーニング不良が惹起されるといった問題があった。一方、ブレードを構成する弾性体材料全体の硬度を低くすると、感光体への押し付け力が低くなって、異音の発生が抑制され得るものの、トナーの掻き取り性が低下して、残留トナーがブレードをすり抜けやすくなって、画像不良が惹起せしめられるといった問題や、ブレード全体が柔らかいことに起因して摺接部に欠けが生じるといった問題があった。このため、相反する条件を両立し得るブレード部材、即ち、異音や感光体の損傷を生ずることなく、トナーのすり抜けを防止することができ、しかも、感光体からの押し付け抗力によって摺接部に摩耗や欠け等が惹起されることのないブレード部材が、求められているのである。 In order to improve the scraping property of the toner remaining on the surface of the photoconductor and reliably remove the residual toner, the fine toner of several μm to several tens of μm remaining on the surface of the photoconductor does not slip through the blade. In addition, it is necessary to bring the blade made of the elastic material into sliding contact with the surface of the photosensitive member with a high pressing force. For this reason, measures for increasing the hardness of the elastic material constituting the blade have been conventionally taken. However, if the hardness of the entire elastic material is increased too much, abnormal noise (squeaking) may occur due to sliding contact between the blade and the photoconductor, or the outer peripheral surface of the photoconductor may be damaged, or high pressure may be applied. By pressing with force, the pressing force against the blade from the photoconductor also increases, and the blade tends to wear out and the sliding contact part (especially the edge part) tends to chip. As a result, there was a problem that poor cleaning was caused. On the other hand, if the hardness of the entire elastic material constituting the blade is lowered, the pressing force to the photosensitive member is lowered and the generation of abnormal noise can be suppressed, but the scraping property of the toner is lowered and the residual toner is reduced. There is a problem that the blade easily slips through and causes an image defect, and a problem that the sliding contact portion is chipped due to the softness of the entire blade. For this reason, the blade member capable of satisfying contradictory conditions, i.e., can prevent the toner from slipping out without causing abnormal noise or damage to the photosensitive member, and can be applied to the sliding contact portion by the pressing resistance from the photosensitive member. There is a need for a blade member that does not cause wear or chipping.
また、上述せる如きクリーニングブレードのブレードを構成する弾性体材料としては、従来より、耐摩耗性等の特性に優れたポリウレタンゴム材料が広く用いられているのであるが、かかるポリウレタンゴム材料は、一般に、低温で樹脂化(高硬度化して弾性悪化)し、高温でゴム化(低硬度化して過剰弾性)する傾向が強く、トナー掻き取り性が、使用する温度環境によって大きく変化するといった問題がある。一方、近年においては、プリンタ等の電子写真式画像形成装置の使用環境の多様化に伴い、ブレード部材には、低温(10℃程度)から高温(32℃程度)までの広い温度域において、良好なトナー掻き取り性を確保することも、要請されてきている。 Further, as an elastic material constituting the blade of the cleaning blade as described above, conventionally, a polyurethane rubber material having excellent properties such as wear resistance has been widely used. However, there is a strong tendency to resinize at low temperatures (higher hardness and deteriorate elasticity), to rubberize at higher temperatures (lower hardness and excessive elasticity), and the toner scraping property varies greatly depending on the temperature environment used. . On the other hand, in recent years, with the diversification of the usage environment of electrophotographic image forming apparatuses such as printers, the blade member is good in a wide temperature range from a low temperature (about 10 ° C.) to a high temperature (about 32 ° C.). It has also been requested to ensure a good toner scraping property.
かかる状況下、特許文献1(特開2007−3882公報)には、電子写真装置用クリーニングブレードを構成する弾性ゴム部材(ブレード)として、23℃におけるJIS A硬さが50°〜65°である材料からなるエッジ層と、23℃におけるJIS A硬さが70°〜99°である材料からなるベース層との2層構造のものが明らかにされており、このような2層構造の弾性ゴム部材を採用することによって、像担持体表面の残留トナーのすり抜けが防止され得ることが明らかにされている。そして、かかる文献では、そのような2層構造の弾性ゴム部材を形成せしめるために、2種類の異なるポリウレタンゴム原料が用いられ、そのうちの一方の原料で低硬度のエッジ層を形成せしめた後、他方の原料で高硬度のベース層を積層形成する手法を提案しているのであるが、そのような手法では、エッジ層とベース層とを順次形成せしめなければならず、作業が煩雑なものとなり、作業性が良好であるとは言い難いものであった。また、エッジ層とベース層が異なる原料を用いて形成されているところから、採用するポリウレタンゴム原料の組合せ等によっては、エッジ層とベース層との間の界面で、剥離が生じやすくなるおそれがあり、更なる改善の余地を有するものであった。 Under such circumstances, Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-3882) discloses that a JIS A hardness at 23 ° C. is 50 ° to 65 ° as an elastic rubber member (blade) constituting a cleaning blade for an electrophotographic apparatus. A two-layer structure of an edge layer made of a material and a base layer made of a material having a JIS A hardness of 70 ° to 99 ° at 23 ° C. has been clarified. It has been clarified that the use of the member can prevent the toner remaining on the surface of the image carrier from slipping through. In such a document, in order to form such a two-layer elastic rubber member, two types of different polyurethane rubber raw materials are used, and after forming a low hardness edge layer with one of the raw materials, We have proposed a method of stacking and forming a base layer with high hardness using the other raw material. However, in such a method, the edge layer and the base layer must be formed sequentially, which makes the work complicated. It was difficult to say that workability was good. In addition, since the edge layer and the base layer are formed using different raw materials, depending on the combination of the polyurethane rubber raw materials used, there is a risk that peeling is likely to occur at the interface between the edge layer and the base layer. There was room for further improvement.
ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為されたものであって、その解決すべき課題とするところは、異音の発生や、エッジ部の欠け等を生じることなく、トナー掻き取り性を向上させたウレタンブレード部材を、良好なる作業性をもって有利に製造することができる方法を提供すること、並びに、充分な押し付け力で感光体に摺接して、トナーのすり抜けを防止することができ、しかも、異音を生ずることなく、摺接部の摩耗や欠けの発生が有利に防止され得るウレタンブレード部材を提供することにある。 Here, the present invention has been made in the background of such circumstances, and the problem to be solved is that the toner is scraped without causing abnormal noise or chipping of the edge portion. To provide a method capable of advantageously producing a urethane blade member with improved workability with good workability, and to prevent the toner from slipping through sliding contact with the photosensitive member with a sufficient pressing force. Another object of the present invention is to provide a urethane blade member that can advantageously prevent wear and chipping of the sliding contact portion without causing abnormal noise.
そして、本発明者が、クリーニングブレードとして用いられるウレタンブレード部材について鋭意検討を重ねた結果、注型成形操作に先立って、成形金型の成形キャビティ面に硬化触媒を塗布した後、通常の注型成形操作を行うようにすると、硬化時に、硬化触媒に接した表面近傍のウレタン結合の生成が促進されて、未反応のイソシアネート基が効果的に低減せしめられ、その結果、ウレタン結合よりも固いウレア結合の形成が抑制されて、硬化触媒に接した部位を、硬化触媒に接していない本体部よりも低硬度化することができることを見出し、本発明を完成するに至ったのである。 And, as a result of the present inventor's earnest examination about the urethane blade member used as a cleaning blade, after applying the curing catalyst to the molding cavity surface of the molding die prior to the casting molding operation, the normal casting When the molding operation is performed, the generation of urethane bonds in the vicinity of the surface in contact with the curing catalyst is accelerated during curing, and unreacted isocyanate groups are effectively reduced. As a result, urea that is harder than urethane bonds is formed. The formation of the bond was suppressed, and it was found that the part in contact with the curing catalyst can be made lower in hardness than the main body part not in contact with the curing catalyst, and the present invention has been completed.
すなわち、本発明は、感光体の外周面に摺接せしめられて、該感光体の外周面に残留するトナーを除去する電子写真式画像形成装置用ウレタンブレード部材を、ポリウレタンゴム原料を用いた注型成形操作によって製造するに際し、少なくとも成型金型の、前記感光体の外周面に摺接される前記ウレタンブレード部材のエッジ部を与える内面に、前記ポリウレタンゴム原料の硬化触媒を塗布又は吹き付けた後、該ポリウレタンゴム原料を、該成型金型の成型キャビティ内に注入して、硬化せしめることにより、該硬化触媒に接したポリウレタンゴム原料の硬化反応を促進せしめて、該硬化触媒に接した部位の硬度を、該硬化触媒に接していない本体部の硬度よりも低く形成したことを特徴とする電子写真式画像形成装置用ウレタンブレード部材の製造方法を、その要旨とするものである。 That is, according to the present invention, a urethane blade member for an electrophotographic image forming apparatus, which is brought into sliding contact with the outer peripheral surface of a photoconductor and removes toner remaining on the outer peripheral surface of the photoconductor, is obtained using a polyurethane rubber material. After the polyurethane rubber raw material curing catalyst is applied or sprayed to the inner surface of the molding die, which provides at least the edge of the urethane blade member that is in sliding contact with the outer peripheral surface of the photoreceptor, The polyurethane rubber raw material is injected into the molding cavity of the molding die and cured to accelerate the curing reaction of the polyurethane rubber raw material in contact with the curing catalyst, and at the site in contact with the curing catalyst. Urethane blade portion for an electrophotographic image forming apparatus, wherein the hardness is lower than the hardness of the main body portion not in contact with the curing catalyst The method of manufacturing, it is an gist thereof.
なお、本発明に従う電子写真式画像形成装置用ウレタンブレード部材の製造方法における好ましい態様の一つによれば、前記硬化触媒が、離型剤に混合されて、前記成型金型の成型キャビティ面に塗布又は吹き付けられる。 According to one of the preferred embodiments of the method for producing a urethane blade member for an electrophotographic image forming apparatus according to the present invention, the curing catalyst is mixed with a mold release agent to form a molding cavity surface of the molding die. Applied or sprayed.
また、本発明は、感光体の外周面に摺接せしめられて、該感光体の外周面に残留するトナーを除去する電子写真式画像形成装置用ウレタンブレード部材であって、少なくとも前記感光体の外周面に摺接されるエッジ部に、本体部と同一のポリウレタンゴム原料を用いた注型成形操作によって形成され且つウレア結合の生成を抑制することにより該本体部よりも硬度が低くされた、低硬度部が形成されていることを特徴とする電子写真式画像形成装置用ウレタンブレード部材をも、その要旨とするものである。 The present invention also provides a urethane blade member for an electrophotographic image forming apparatus that is slidably contacted with an outer peripheral surface of a photoconductor and removes toner remaining on the outer peripheral surface of the photoconductor. The edge portion that is in sliding contact with the outer peripheral surface is formed by a casting operation using the same polyurethane rubber raw material as the main body portion, and the hardness is lower than the main body portion by suppressing the generation of urea bonds, The gist of the urethane blade member for an electrophotographic image forming apparatus, characterized in that a low hardness portion is formed.
このように、本発明に従う電子写真式画像形成装置用ウレタンブレード部材の製造方法においては、ポリウレタンゴム原料を成形金型の成形キャビティ内に注入するのに先立って、少なくとも成型金型の、感光体の外周面に摺接されるウレタンブレード部材のエッジ部を与える内面に、ポリウレタンゴム原料の硬化触媒を塗布又は吹き付けるようにしているところから、硬化触媒に接したポリウレタンゴム原料の硬化反応が促進せしめられて、硬化触媒に接した部位の硬度が、即ち、少なくともエッジ部の硬度が、硬化触媒に接していない本体部の硬度よりも低くなるのである。 Thus, in the method for producing a urethane blade member for an electrophotographic image forming apparatus according to the present invention, prior to injecting the polyurethane rubber material into the molding cavity of the molding die, at least the photosensitive member of the molding die. The polyurethane rubber raw material curing catalyst is applied or sprayed to the inner surface that gives the edge of the urethane blade member that is in sliding contact with the outer peripheral surface of the polyurethane rubber. This accelerates the curing reaction of the polyurethane rubber raw material in contact with the curing catalyst. Thus, the hardness of the portion in contact with the curing catalyst, that is, the hardness of at least the edge portion is lower than the hardness of the main body portion not in contact with the curing catalyst.
より具体的には、ブレードを形成する架橋直後のポリウレタンゴムには、一般に、未反応のイソシアネート基が残存するため、架橋後においては、通常、養生が行われる。この養生の際、ポリウレタンゴム中の未反応イソシアネート基が、空気中の水分等と反応することによって、ウレタン結合よりも固いウレア結合が形成されて、ブレードを与えるポリウレタンゴムの硬度が目的とする硬度まで高められるようになっているのである。このような状況の下、本発明においては、上述せるように、硬化触媒に接したポリウレタンゴム原料の硬化反応が促進せしめられるようになっているところから、硬化触媒に接した部位では、硬化触媒に接していない部位よりも、未反応のイソシアネート基が効果的に低減せしめられる。それ故、硬化触媒に接した部位では、養生時に、結合力の高いウレア結合の生成が抑制されて、ウレア結合による硬度の上昇が抑制されるようになっているのである。その結果、硬化触媒に接していない本体部(マトリックス部)と硬化触媒に接した表面及びその近傍とでは、結合形態が変化し、つまり、ウレア結合の生成の程度が異なり、ウレア結合の生成が抑制された部位(硬化触媒に接した部位)の硬度が低くなるのである。 More specifically, since unreacted isocyanate groups generally remain in the polyurethane rubber immediately after crosslinking that forms the blade, curing is usually performed after crosslinking. During this curing, the unreacted isocyanate group in the polyurethane rubber reacts with moisture in the air to form a urea bond that is harder than the urethane bond, and the hardness of the polyurethane rubber that gives the blade is the desired hardness. It can be raised to. Under such circumstances, in the present invention, as described above, the curing reaction of the polyurethane rubber material in contact with the curing catalyst is promoted. The unreacted isocyanate group can be effectively reduced as compared with the portion not in contact with. Therefore, at the site in contact with the curing catalyst, generation of a urea bond having a high binding force is suppressed during curing, and an increase in hardness due to the urea bond is suppressed. As a result, the bond form changes between the main body part (matrix part) that is not in contact with the curing catalyst and the surface in contact with the curing catalyst and the vicinity thereof, that is, the degree of formation of urea bonds is different, and the formation of urea bonds is different. The hardness of the suppressed part (part in contact with the curing catalyst) is lowered.
このため、本発明に従う電子写真式画像形成装置用ウレタンブレード部材の製造方法によれば、複数のポリウレタンゴム材料を用いることなく、同一のポリウレタンゴム材料を用いた一回の注型成形操作によって、高硬度の本体部と低硬度の低硬度部を、同時に形成せしめることができるのである。このため、本発明手法によれば、従来技術のように、低硬度層(エッジ層)と高硬度層(ベース層)を、異なるポリウレタンゴム原料を用いて、1層ずつ順番に形成する必要が無くなるのであり、これにより、作業性が大幅に向上せしめられるようになる。 For this reason, according to the method for producing a urethane blade member for an electrophotographic image forming apparatus according to the present invention, without using a plurality of polyurethane rubber materials, by a single cast molding operation using the same polyurethane rubber material, A high-hardness main body part and a low-hardness low-hardness part can be formed simultaneously. Therefore, according to the method of the present invention, as in the prior art, it is necessary to form the low hardness layer (edge layer) and the high hardness layer (base layer) one by one using different polyurethane rubber raw materials in order. As a result, workability is greatly improved.
また、本発明手法によれば、上述せる如き低硬度部が、成型金型の内面に塗布又は吹き付けられた硬化触媒に接したブレードの表面のみに形成され、ブレードの内側の本体部の硬度は適度に高い硬度に維持されることとなる。このように、ブレード全体の硬度を高く維持しつつ、表面のみを低硬度化できるため、充分な押し付け力でブレードを感光体の外周面に摺接せしめて、トナーの掻き取り性を向上せしめることができる一方、過剰な押し付け力が感光体の外周面に付与されるようなことが有利に防止されて、異音の発生や、エッジ部の摩耗、欠け等が防止され得て、耐久性に優れたウレタンブレード部材を製造することが可能となっている。 Further, according to the method of the present invention, the low hardness portion as described above is formed only on the surface of the blade in contact with the curing catalyst applied or sprayed on the inner surface of the molding die, and the hardness of the main body portion inside the blade is A moderately high hardness will be maintained. In this way, the hardness of the entire blade can be kept high while the hardness of only the surface can be reduced, so that the blade can be brought into sliding contact with the outer peripheral surface of the photoreceptor with sufficient pressing force to improve the toner scraping property. On the other hand, excessive pressing force can be advantageously prevented from being applied to the outer peripheral surface of the photoconductor, which can prevent abnormal noise generation, edge wear, chipping, etc. An excellent urethane blade member can be manufactured.
従って、本発明に従う電子写真式画像形成装置用ウレタンブレード部材の製造方法によれば、異音の発生や、エッジ部の欠け等を生じることなく、トナー掻き取り性を向上させたウレタンブレード部材を、良好なる作業性をもって有利に製造することができる。 Therefore, according to the method for producing a urethane blade member for an electrophotographic image forming apparatus according to the present invention, a urethane blade member having improved toner scraping performance without generating abnormal noise or chipping of an edge portion. Thus, it can be advantageously produced with good workability.
また、本発明に従う電子写真式画像形成装置用ウレタンブレード部材にあっては、少なくとも感光体の外周面に摺接されるエッジ部に、ウレア結合の生成を抑制することによって、本体部よりも硬度が低くされた低硬度部が形成されているところから、過剰な押し付け力で感光体に摺接せしめられるようなことが有利に防止されているのである。従って、本発明に従う電子写真式画像形成装置用ウレタンブレード部材は、適度に充分な押し付け力で感光体に摺接せしめられ、トナーのすり抜けを防止することができると共に、異音の発生や、摺接部に摩耗や欠け等が発生するようなことも有利に防止され得る。 Further, in the urethane blade member for an electrophotographic image forming apparatus according to the present invention, the hardness is higher than that of the main body portion by suppressing the formation of urea bonds at least at the edge portion that is in sliding contact with the outer peripheral surface of the photoreceptor. Since the low-hardness portion having a reduced thickness is formed, it is advantageously prevented from being brought into sliding contact with the photosensitive member with an excessive pressing force. Therefore, the urethane blade member for an electrophotographic image forming apparatus according to the present invention is slidably brought into contact with the photosensitive member with an adequately sufficient pressing force, and can prevent the toner from slipping through. It is also possible to advantageously prevent the contact portion from being worn or chipped.
さらに、本発明に従う電子写真式画像形成装置用ウレタンブレード部材にあっては、本体部と同一のポリウレタンゴム原料を用いた注型成形操作によって形成されているところから、異なるポリウレタンゴム原料で本体部と低硬度部をそれぞれ形成する場合とは異なって、本体部と低硬度部との間に界面は何等形成されないのであり、それ故、界面で剥離が生じて、耐久性が低下するようなこともない。 Furthermore, the urethane blade member for an electrophotographic image forming apparatus according to the present invention is formed by a casting operation using the same polyurethane rubber raw material as that of the main body. Unlike the case of forming the low-hardness part, no interface is formed between the main body part and the low-hardness part. Therefore, peeling occurs at the interface and durability is reduced. Nor.
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明に係る電子写真式画像形成装置用ウレタンブレード部材の構成、並びにその製造方法について、図面を参照しつつ、詳細に説明することとする。 Hereinafter, in order to clarify the present invention more specifically, the configuration of a urethane blade member for an electrophotographic image forming apparatus according to the present invention and a manufacturing method thereof will be described in detail with reference to the drawings. To do.
先ず、図1には、本発明手法に従って製造される電子写真式画像形成装置用ウレタンブレード部材の一実施形態である電子写真複写機におけるクリーニングブレードが、断面形態において、概略的に示されている。そして、この図1からも明らかなように、本実施形態のクリーニングブレード10は、従来品と同様に、電子写真複写機内の感光体の外周面に摺接せしめられて、そこに残留するトナー等を掻き落とす長手板状のブレード12と、かかるブレード12を保持する保持部材としてのホルダ14とを有して構成されている。
First, FIG. 1 schematically shows a cleaning blade in an electrophotographic copying machine, which is an embodiment of a urethane blade member for an electrophotographic image forming apparatus manufactured according to the method of the present invention, in a sectional form. . As is apparent from FIG. 1, the
より具体的には、このクリーニングブレード10を構成するブレード12は、ポリウレタンゴム材料からなり、全体として、所定の厚さと比較的に狭い幅とを備えた長手の帯板状形態を呈している。そして、このようなブレード12の幅方向(図1中、左右方向)の一端側のエッジ部20(図1中、ホルダ14が突出していない左下側のエッジ部)が、図2に示されるように、感光体16の外周面18に摺接する摺接部21とされているのである。
More specifically, the
一方、ホルダ14は、所定の厚さと所定の幅とを有する略長手矩形形状の金属平板をL字状に屈曲してなる構造とされている。そして、そのL字状の長手の部分の先端部15が、ブレード12の幅方向における摺接部21側とは反対側の端面からブレード12内部に挿入された状態で、一体的に形成されることによって、ブレード12を保持し得るようになっている。また、このようなホルダ14の長さ方向(図1中、紙面に垂直な方向)の両端部には、所定のビスが挿通せしめられるビス孔(図示せず)が設けられており、ホルダ14が、電子写真複写機におけるクリーニング装置の所定部位にビス止めされることによって、ブレード12のエッジ部20が電子写真複写機内の感光体16の外周面18に摺接せしめられる位置において、ホルダ14がクリーニング装置に取り付けられ、以て、転写後に感光体16の外周面18上に残留するトナー等を、ブレード12のエッジ部20(摺接部21)にて掻き落とし得るようになっているのである。
On the other hand, the
而して、このような構造を有する本実施形態のクリーニングブレード10にあっては、特に、ブレード12が、同一のポリウレタンゴム材料を用いた注型成形操作によって形成されていると共に、ブレード12のエッジ部20を含む、厚さ方向(図1中、上下方向)の一端側の表面乃至は表層部に、本体部(マトリックス部)22よりも硬度が低い低硬度部24(図1中、一点鎖線よりも下方側の部位)が形成されている。つまり、本実施形態のクリーニングブレード10にあっては、本体部22と同一のポリウレタンゴム原料を用いた注型成形操作によって形成されているにも拘わらず、本体部22よりも硬度が低くされた低硬度部24が、ブレード12のエッジ部20を含むブレード表面に形成されているのである。また、かかる低硬度部24は、後述する手法によって形成されるところから、ブレード表面から内部に向かうに従って、徐々に硬度が変化し、低硬度部24と本体部22との間に明確な境界がないといった特徴をも有している。
Thus, in the
このように、本実施形態に係るクリーニングブレード10にあっては、本体部22よりも硬度が低くされた低硬度部24が、感光体16の外周面18に摺接されるブレード12のエッジ部20に、比較的に薄い厚さで形成されているところから、図3に拡大して示されるように、所定の方向(ここでは、時計回り。図中、アに示される方向)に回転する感光体16の外周面18に、所定の角度で設置された際に、エッジ部20が感光体16の回転方向の前方側に巻き込まれた状態で、感光体16の外周面18に摺接される。この際、感光体16の外周面18には、先ず、高硬度の本体部22が小さな接触幅で接し、この本体部22で、感光体16の外周面18に残留するトナーの大部分が掻き取られる。その後、低硬度部24が本体部22よりも大きな接触幅で接触し、この低硬度部24で、本体部22をすり抜けたトナーが確実に掻き取られるようになっている。このように、本実施形態に係るクリーニングブレード10にあっては、高硬度の本体部22による掻き取り作用と、低硬度の低硬度部24による掻き取り作用で、感光体16の外周面18に残留するトナーのすり抜けが効果的に防止され得るようになっているのである。
As described above, in the
また、本実施形態に係るクリーニングブレード10にあっては、感光体16との摺接時に大きな接触幅で接するエッジ部20の硬度が低くされているところから、過剰な押し付け力が感光体16の外周面18に加えられるようなことが有利に防止され得るようになっている。このため、本実施形態に係るクリーニングブレード10にあっては、感光体16との摺接によって異音が誘発されたり、摺接部21に摩耗や欠けが生じるようなことが有利に防止されているのであり、以て耐久性に優れたものとなっている。加えて、本体部22と低硬度部24との間に界面が何等形成されていないところから、界面で剥離が生じるようなこともないのである。
Further, in the
ここにおいて、かかる低硬度部24は、その硬度が本体部22の硬度よりも低くされておればよいのであるが、好適には、本体部22の硬度よりも、MD−1硬度が、好ましくは3°〜9°程度、更に好ましくは3°〜6°程度低くされていることが望ましい。これは、低硬度部24と本体部22の硬度差が小さ過ぎると、目的とする効果が充分に得られず、異音が発生したり、摺接部21に摩耗や欠けが生ずるおそれがあるからであり、逆に硬度差が大き過ぎると、却ってトナーの掻き取り性が低下するようになるおそれがあるからである。
Here, the
また、低硬度部24の表面硬度(MD−1硬度)は、好ましくは65°〜73°程度、更に好ましくは67°〜70°程度とされていることが望ましく、このような硬度に設定することによって、感光体16への押し付け力が過剰となるようなことが有利に防止される。
The surface hardness (MD-1 hardness) of the
また、低硬度部24は、上述のように、表面から内部に向かうに従って、徐々に硬度が上昇するところから、従来の低硬度層と高硬度層とからなる2層構造のブレードとは異なり、本体部22と低硬度部24との間に、それら本体部22と低硬度部24を明確に分ける境界は存在しない。このため、従来のように、低硬度部24の厚みを正確に測定することは困難であるが、好適には、上記本体部22のMD−1硬度よりも3°以上低いMD−1硬度を有する低硬度部24の厚みが、10μm〜100μm程度、より好ましくは10μm〜60μm程度とされていることが望ましい。なぜなら、低硬度部24が薄過ぎると、感光体16への押し付け力が過剰となって、摺接部21(特に、エッジ部20)に摩耗や欠けが生じて、耐久性が低下したり、異音が発生するおそれがあるからであり、逆に厚過ぎると、感光体への押し付け力が小さくなって、トナーの掻き取り性が悪化し、残留トナーがブレード12をすり抜け、画像不良が惹起せしめられるおそれがあるからである。
Further, as described above, the
ところで、本発明手法に従って、かくの如き構造とされたクリーニングブレード10を製造するに際しては、先ず、図4に示されるように、少なくとも、ブレード12を成形する成形金型26の、感光体16の外周面18に摺接されるエッジ部20を形成する内面に、ポリウレタンゴム原料の硬化触媒34を塗布又は吹き付けるのである。
By the way, when manufacturing the
より具体的には、成形金型26は、上型28と下型30とを有し、図5に示されるように、上型28と下型30との型閉じ状態下において、目的とするクリーニングブレード10の二個取りが可能なように、クリーニングブレード10のブレード12を与える成形キャビティ38が、かかるブレード12の二つ分の大きさを有して形成されている。また、成形キャビティ38の互いに対向する幅方向(図5中、左右方向)の両側には、クリーニングブレード10のホルダ14が挿入配置されるホルダ収容部40,40が、それぞれ長手方向(図5中、紙面に垂直な方向)に延びるように形成されている。
More specifically, the molding die 26 has an
そして、本発明においては、図4に示されるように、そのような成形金型26の内面のうち、少なくとも、エッジ部20(図4中、一点鎖線でクリーニングブレード10を示す)を与える下型30の成形キャビティ面32に、ポリウレタンゴム原料の硬化触媒34を塗布又は吹き付けるのである。なお、ここでは、公知の構造のスプレーガン36を用いて、エッジ部20を形成する下型30の成形キャビティ面32の全面に亘って、硬化触媒34を吹き付けている。
In the present invention, as shown in FIG. 4, among the inner surfaces of such a
ここにおいて、上記ポリウレタンゴム原料の硬化触媒34としては、それ自身はポリウレタンゴム原料と反応せず、ポリウレタンゴム原料の硬化速度を増大せしめて、ウレタン結合の生成を促進させる物質であれば、従来から公知のものが採用され得るのであり、例えば、第三級アミン等のアミン系化合物や有機錫化合物等の有機金属化合物等を挙げることができる。
Here, as the curing
具体的には、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−メチルモノホリン;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′−ビスー(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を挙げることができる。また一方、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一錫、オレイン酸第一錫等を挙げることができる。これらの中でも、特に、トリエチレンジアミンにあっては、ポリウレタンゴム原料の硬化速度の増大に対する寄与が大きいところから、好適に採用され得る。 Specifically, the tertiary amine includes, for example, a trialkylamine such as triethylamine; a tetraalkyldiamine such as N, N, N ′, N′-tetramethyl-1,3-butanediamine; and dimethylethanolamine. Ethoxylated amines; ethoxylated diamines; ester amines such as bis (diethylethanolamine) adipate; triethylenediamine; cyclohexylamine derivatives such as N, N-dimethylcyclohexylamine; N-methylmonophorin; N- ( Morpholine derivatives such as 2-hydroxypropyl) -dimethylmorpholine; piperazine derivatives such as N, N′-diethyl-2-methylpiperazine and N, N′-bis- (2-hydroxypropyl) -2-methylpiperazine Can do. On the other hand, examples of the organic tin compound include dialkyltin compounds such as dibutyltin dilaurate and dibutyltin di (2-ethylhexoate), stannous 2-ethylcaproate and stannous oleate. Can be mentioned. Among these, in particular, triethylenediamine can be suitably employed because it contributes greatly to the increase in the curing rate of the polyurethane rubber raw material.
なお、上述せる如きポリウレタン原料の硬化触媒34は、常温で固体状であれば、容易に塗布又は吹き付けを行い得るように、メチルエチルケトン、トルエン、アセトン、テトラヒドロフラン、ヘキサン等の有機溶媒に適宜に溶解されて用いられる一方、常温で液体状であれば、そのまま或いは上述の如き溶媒に適宜に希釈されて、下型30の成形キャビティ面32に塗布又は吹き付けられる。より好適には、シリコーン系及び/又はフッ素系の離型剤等、従来からウレタンブレードを製造する際に成形金型に一般的に使用されている離型剤に混合されて、成形キャビティ面32に塗布又は吹き付けられることが望ましく、こうすることによって、離型剤と硬化触媒34とを、一回の塗布乃至は吹き付け作業で、同時に成形キャビティ面32に塗布又は吹き付けることが可能となって、作業性がより一層向上すると共に、余分な溶媒の使用を抑えることができるようになる。
The polyurethane raw
また、かかるポリウレタン原料の硬化触媒34の塗布量又は吹き付け量は、使用する硬化触媒に応じて、その触媒能等を勘案して適宜に設定され得るものの、好ましくは0.1μg/mm2 〜10μg/mm2 、より好ましくは0.2μg/mm2 〜5μg/mm2 とされることが望ましい。なぜなら、硬化触媒34の塗布量又は吹き付け量が上記範囲よりも少なくなり過ぎると、硬化触媒34による反応促進効果が充分に得られなくなるからであり、また上記範囲を遙かに超えるようになると、硬化触媒34が過剰となって、低硬度部24が必要以上に厚く形成されてしまうおそれがあるからである。
Further, the coating amount or the spraying amount of the polyurethane raw
さらに、硬化触媒34を離型剤に混合して用いる場合、離型剤に対する硬化触媒34の配合量は、使用する硬化触媒34や離型剤に応じて適宜に設定され、特に限定されるものではないものの、離型剤による離型作用と硬化触媒34による触媒作用が共に有利に得られるように、好ましくは0.01重量%〜0.1重量%、より好ましくは0.05重量%〜0.1重量%の範囲で使用することが望ましい。この理由は、硬化触媒34の配合量が少な過ぎる場合には、多量の離型剤を成形キャビティ面32に塗布又は吹き付けないと、硬化触媒34による触媒効果が得られなくなるからであり、また、硬化触媒34の配合量が多過ぎる場合には、離型剤の塗布量乃至は吹き付け量を少なくしないと、硬化触媒34が過剰となるからである。
Further, when the curing
かくして、上述のようにして、成形金型26の内面の所定の部位に硬化触媒34を塗布又は吹き付けた後、図5に示されるように、成形金型26の上型28及び下型30のうちの少なくとも何れか一方を、他方に対して、上下方向に相対的に接近せしめて、型閉じする。これにより、成形金型26の上型28と下型30との間に、成形キャビティ38と二つのホルダ収容部40,40とが形成される。そして、各ホルダ収容部40内に、図6に示されるように、プレス加工等によって断面L字状に成形された金属平板からなる二つのホルダ14,14を、そのL字状の長手の部分の先端部15が成形キャビティ38内に位置するように、各ホルダ収容部40内にそれぞれ収容せしめて、セットする。
Thus, after applying or spraying the curing
次いで、図7に示される如く、二つのホルダ14,14を成形キャビティ38内に挿入した状態で、成形金型26の成形キャビティ38内に、図示しない注入口を通じて、ポリウレタンゴム原料42を注入し、反応せしめて硬化せしめる。この際、ポリウレタンゴム原料42の加熱温度や加熱時間としては、従来と同様な温度及び時間が採用され得るのであり、加熱温度は、一般に、110℃〜150℃程度、加熱時間は、一般に、3分〜20分とされる。
Next, as shown in FIG. 7, with the two
ここにおいて、本発明において用いられるポリウレタンゴム原料42としては、特に限定されるものではなく、従来からウレタンブレードの製造に用いられている公知の液状組成物が、適宜に選択されて用いられる。かかるポリウレタンゴム原料42は、一般に、主剤(ポリイソシアネート含有成分)及び硬化剤(ポリオール成分)を有して構成される。
Here, the polyurethane rubber
ここで、上記主剤としては、従来から公知のポリイソシアネート含有成分を採用することができ、例えば、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、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、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート(NBDI)、トリレンジイソシアネート(TDI)、フェニレンジイソシアネート、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、1,5−ナフタレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート(XDI)、カルボジイミド変性のMDI、ウレタン変性のMDI等、また、これらポリイソシアネート含有成分のうちの少なくとも1種とポリエステルポリオールとからなるプレポリマー、更には、ヘキサメチレンジイソシアネートやイソホロンジイソシアネート等のイソシアヌレート体、ビウレット体、アダクト体の変性体等を挙げることができ、これらのうちの1種が単独で、或いは2種以上が組み合わされて用いられる。これらの中でも、MDIとポリエステルポリオールとからなるプレポリマーが、好適に採用される。 Here, as the main agent, a conventionally known polyisocyanate-containing component can be employed. For example, 1,6-hexamethylene diisocyanate (HDI), 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate, Isophorone diisocyanate (IPDI), 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate, 1,4-cyclohexane diisocyanate, norbornane diisocyanate (NBDI), tolylene diisocyanate (TDI), phenylene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI), 1 , 5-naphthalene diisocyanate, xylylene diisocyanate (XDI), carbodiimide-modified MDI, urethane-modified MDI and the like, and these polyisocyanates A prepolymer composed of at least one of the above-mentioned components and a polyester polyol, and isocyanurate bodies such as hexamethylene diisocyanate and isophorone diisocyanate, biuret bodies, modified adduct bodies, and the like. One of them is used alone, or two or more of them are used in combination. Among these, a prepolymer composed of MDI and polyester polyol is preferably employed.
一方、硬化剤としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、ジエチレングリコール、グリセリン、ポリエチレンアジペートやポリブチレンアジペート等のポリエステルポリオール等を挙げることができ、これらのうちの1種が単独で、或いは2種以上が組み合わされて用いられる。これらの中でも、1,4−ブタンジオール、トリメチロールプロパン及びポリエステルポリオールの混合物が、好適に採用される。 On the other hand, examples of the curing agent include ethylene glycol, propylene glycol, butanediol, hexanediol, trimethylolpropane, diethylene glycol, glycerin, polyester polyols such as polyethylene adipate and polybutylene adipate, and the like. Are used alone or in combination of two or more. Among these, a mixture of 1,4-butanediol, trimethylolpropane and polyester polyol is preferably employed.
また、それら主剤と硬化剤との混合比率、つまり、NCOインデックス(OH基の100当量に対するNCO基の当量)は、特に限定されるものではなく、従来のウレタンブレードと同様な比率が採用され得るのであるが、その中でも、100〜130の範囲に設定されることが望ましく、このようなNCOインデックスとすることによって、低硬度部24と本体部22の硬度差を、より一層有利に、上述せる如き好適な範囲とすることが可能となる。また更に、主剤と硬化剤とを有して構成されるポリウレタンゴム原料42には、必要に応じて、難燃剤、充填剤、着色剤、可塑剤、安定剤、硬化触媒、離型剤等の公知の各種の添加剤が添加されてもよい。
Further, the mixing ratio of the main agent and the curing agent, that is, the NCO index (equivalent of NCO group to 100 equivalent of OH group) is not particularly limited, and a ratio similar to that of a conventional urethane blade can be adopted. However, among these, it is desirable to set in the range of 100 to 130. By using such an NCO index, the hardness difference between the
かくして、このようなポリウレタンゴム原料42を注入し、硬化せしめることによって、図8に示されるように、成形キャビティ38内で、ブレード12の二つ分の大きさを有するポリウレタンゴムのブロック体44が形成されると共に、ポリウレタンゴムのブロック体44とホルダ14とが強固に固着されて、一体化せしめられる。
Thus, by injecting and curing such a polyurethane rubber
このとき、本発明においては、下型30の成形キャビティ面32に、硬化触媒34が塗布又は吹き付けられているところから、成形キャビティ38内に注入されたポリウレタンゴム原料42のうち、下型30の成形キャビティ面32に接触した部位、つまり、硬化触媒34に接した部位は、硬化触媒34に接していない本体部に比べて、硬化速度が効果的に高められて、ウレタン結合の生成反応が促進されるようになっているのである。
At this time, in the present invention, the curing
そして、所定の時間、架橋した後、成形金型26を型開きして、二つのホルダ14,14が一体化されたポリウレタンゴムのブロック体44を脱型する。このようにして脱型された架橋直後のポリウレタンゴムのブロック体44にあっては、通常、ブロック体44中に未反応のイソシアネート基(NCO基)が残存して、未だ充分に硬化していないところから、脱型後、ポリウレタンゴムのブロック体44を、室温環境下(温度:23℃前後、湿度:58%前後)で放置して、養生を行うのである。そして、この養生で、ブロック体44中の未反応のNCO基が空気中の水分と反応することによって、ポリウレタンゴムのブロック体44の硬度が、目的とする硬度まで高められるのである。より具体的には、ブロック体44中の未反応のNCO基が空気中の水分等と反応することにより、アミン(−NH2 )が生成し、更にこのアミンが未反応のNCO基と反応することによって、ウレタン結合よりも硬いウレア結合が形成されて、ポリウレタンゴムのブロック体の硬度が目的とする硬度にまで高められると推察されるのである。
Then, after crosslinking for a predetermined time, the molding die 26 is opened, and the polyurethane
この際、本発明手法に従って形成されたポリウレタンゴムのブロック体44にあっては、下型30の成形キャビティ面32に接触した部位、つまり、硬化触媒34に接した部位のウレタン化反応が促進されているところから、NCO基がより多く消費され、その部分に存在する未反応のNCO基が、硬化触媒34に接していない本体部に比べて、効果的に低減されているのである。このため、硬化触媒34に接した部位では、養生時に、上述の如きウレア結合の生成が抑制されて、ウレア結合による硬度の上昇が抑制されるようになっているのである。その結果、硬化触媒34に接していない本体部よりも、硬化触媒34に接した部位の硬度が低くされ、以て、同一のポリウレタンゴム原料42から、硬度の高い本体部22と硬度の低い低硬度部24が形成されるようになっているのである。
At this time, in the polyurethane
そして、このようにして養生が行われたポリウレタンゴムのブロック体44を、所定の寸法となるように、幅方向の中央部で二つに切断することにより、ポリウレタンゴム製のブレード12が、ホルダ14に対して一体的に形成されてなる、目的とするクリーニングブレード10の二つが、同時に製造されるようになっているのである。
Then, the polyurethane
このようにして製造されたクリーニングブレード10にあっては、図1に示されるように、感光体16の外周面18に摺接されるエッジ部20を含む、厚さ方向の一端側の表面乃至は表層部に、本体部22と同一のポリウレタンゴム材料から形成され、且つウレア結合の生成が抑制されることによって本体部22よりも硬度が低くされた低硬度部24が、薄く形成されているのである。また一方、ポリウレタンゴムのブロック体44の切断によって形成された切断面13は、その大部分が高硬度の本体部22とされているのである。
In the
このように、本実施形態では、ポリウレタンゴム原料を成形金型の成形キャビティ内に注入するのに先立って、少なくとも成形金型26の、感光体16の外周面18に摺接されるエッジ部20を与える成形キャビティ面32に、ポリウレタンゴム原料42の硬化触媒34を塗布又は吹き付けるだけで、複数のポリウレタンゴム材料を用いることなく、同一のポリウレタンゴム材料を用いた一回の注型成形操作によって、硬化触媒34に接した表面に、本体部22よりも硬度が低くされた低硬度部24を形成することができるのである。このため、本実施形態によれば、上述の如き優れた特性を有するポリウレタンブレード部材を、良好なる作業性をもって有利に製造することができるのである。
As described above, in the present embodiment, prior to injecting the polyurethane rubber material into the molding cavity of the molding die, at least the
また、ポリウレタンゴム原料42の硬化触媒34を離型剤に混ぜて、成形金型26の内面の所定部位に塗布又は吹き付けるようにすれば、離型剤と硬化触媒34とを、一回の塗布乃至は吹き付け作業で、同時に成形キャビティ面32に塗布又は吹き付けることが可能となって、作業性が更に向上するようになる。
Further, if the curing
以上、本発明の代表的な実施形態について詳述してきたが、それは、あくまでも例示に過ぎないものであって、本発明は、そのような実施形態に係る具体的な記述によって、何等限定的に解釈されるものではないことが、理解されるべきである。 The exemplary embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the embodiments are merely examples, and the present invention is limited in any way by specific descriptions according to such embodiments. It should be understood that it is not interpreted.
例えば、上例では、図4に示されるように、ポリウレタンゴム原料の硬化触媒34を、スプレーガン36を用いて、エッジ部20を与える成形キャビティ面32に吹き付けていたが、硬化触媒34の塗布乃至は吹き付け方法は、特に制限されるものではなく、従来から公知の塗布乃至は吹き付け方法が採用され得るのであって、例えば、刷毛やローラ等を用いて硬化触媒34を塗布することも、勿論、可能である。
For example, in the above example, as shown in FIG. 4, the curing
また、ポリウレタン原料の硬化触媒34を成形金型26の内面に塗布又は吹き付ける範囲も、上例に何等限定されるものではない。具体的には、上例では、ポリウレタンゴム原料の硬化触媒34を、エッジ部20を形成する下型30の成形キャビティ面32の全面に吹き付けるようにしていたが、少なくともエッジ部20を与える部位、即ち、下型30の成形キャビティ面32の幅方向(図4中、左右方向)の中央部に、長手方向に延びるように硬化触媒34を直線状に塗布乃至は吹き付けるようにすれば、エッジ部20及びその近傍に低硬度部24が形成されて、所望とする効果が得られることとなる。このため、少なくともエッジ部20を与える部位(成形キャビティ面32の一部)に硬化触媒34を吹き付ければよく、必ずしも上例のように下型30の成形キャビティ面32の全面に亘って硬化触媒34を吹き付ける必要はない。また逆に、エッジ部20(摺接部21)を形成する下型30の成形キャビティ面32だけでなく、エッジ部20を形成しない上型28の成形キャビティ面29に硬化触媒34を吹き付けるようにしても何等差し支えないのである。
The range in which the polyurethane raw
加えて、前記実施形態では、ホルダ14の先端部15を成形キャビティ38内にインサートした状態で注型成形操作を実施することによって、ブレード12とホルダ14とが一体化されていたが、ブレード12を成形した後、ブレード12の所定の部位に、ホルダ14を接着して、それらブレード12とホルダ14とを一体化せしめることも、勿論、可能である。
In addition, in the above embodiment, the
また、上記実施形態では、ブレード12の二つ分の大きさを有する成形キャビティ38とホルダ14が一つずつ収容される二つのホルダ収容部40,40とを有する成形金型26を用いて、一回の成形操作で、目的とするクリーニングブレード10を、同時に二つ製造するようにしていたが、一つのブレード12に対応した形状を有する成形キャビティと一つのホルダ収容部のみが形成される成形金型を用いて、一回の成形操作で、目的とするクリーニングブレード10を一つだけ製造するように為すことも、勿論可能である。
Moreover, in the said embodiment, using the shaping | molding die 26 which has the
さらに、ブレード12やホルダ14の形状、更にはクリーニングブレード10の全体形状等が、前記実施形態に示されるものに、何等限定されるものでないことは、言うまでもないところである。
Furthermore, it goes without saying that the shape of the
また、前記実施形態では、電子写真複写機におけるクリーニングブレードとその製造方法に対して、本発明を適用したものの具体例を示したが、本発明は、その他、プリンタやファクシミリ、及びそれらの複合機等の電子写真式画像形成装置において、クリーニングブレードとして装着される電子写真式画像形成装置用ウレタンブレード部材とその製造方法の何れに対しても、有利に適用され得るものである。 In the above-described embodiment, specific examples of applying the present invention to the cleaning blade and the manufacturing method thereof in the electrophotographic copying machine have been shown. However, the present invention is not limited to printers, facsimiles, and multifunction devices thereof. In the electrophotographic image forming apparatus such as the above, it can be advantageously applied to any of the urethane blade member for an electrophotographic image forming apparatus mounted as a cleaning blade and the manufacturing method thereof.
その他、一々列挙はしないが、本発明が、当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施の態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、何れも、本発明の範疇に属するものであることは、言うまでもないところである。 In addition, although not enumerated one by one, the present invention can be carried out in a mode with various changes, modifications, improvements, etc. based on the knowledge of those skilled in the art. It goes without saying that any one of them falls within the scope of the present invention without departing from the spirit of the present invention.
以下に、本発明の実施例を幾つか示し、本発明を更に具体的に明らかにすることとするが、本発明が、そのような実施例の記載によって、何等の制約をも受けるものでない。 Several examples of the present invention will be shown below to clarify the present invention more specifically. However, the present invention is not limited by the description of such examples.
先ず、成形金型として、二つ分のブレードの大きさを有する成形キャビティと、二つのホルダが収容可能なホルダ収容部とを有する図4〜図8に示される構造の金型を準備した。また、成形キャビティ面に吹き付けられるポリウレタンゴム原料の硬化触媒として、アミン系触媒であるN−2−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウム2−エチルヘキサノエート(DABCO TMR、三共エアプロダクツ社製)を準備し、これを、下記表1の混合率となるように、シリコーン系離型剤に混合した。 First, as a mold, a mold having a structure shown in FIGS. 4 to 8 having a molding cavity having a size of two blades and a holder accommodating portion capable of accommodating two holders was prepared. In addition, N-2-hydroxypropyltrimethylammonium 2-ethylhexanoate (DABCO TMR, manufactured by Sankyo Air Products), which is an amine catalyst, was prepared as a curing catalyst for the polyurethane rubber raw material sprayed on the molding cavity surface. Was mixed with a silicone-based mold release agent so as to have a mixing ratio shown in Table 1 below.
そして、成形金型を、予め130℃に加熱した後、エッジ部(摺接部)を与える下型の内面に、上記アミン系触媒が所定の割合で混合されたシリコーン系離型剤を、スプレーガンを用いて、供給量:0.15g/10秒、速度(=ガン移動距離/時間):350mm/2.1秒の条件で吹き付ける一方、上型の内面には、アミン系触媒が配合されていない上記シリコーン系離型剤を、同じ条件で吹き付けた。また、比較のために、下記表1に示される比較例1〜3に係る成形金型の上・下型の内面には、アミン系触媒が配合されていない上記シリコーン系離型剤を、上記と同様の条件で吹き付けた。 Then, after the mold is heated to 130 ° C. in advance, the silicone mold release agent in which the amine catalyst is mixed at a predetermined ratio is sprayed on the inner surface of the lower mold that gives the edge part (sliding contact part). While spraying using a gun under the conditions of supply amount: 0.15 g / 10 seconds and speed (= gun movement distance / hour): 350 mm / 2.1 seconds, an amine-based catalyst is blended on the inner surface of the upper mold. The above silicone mold release agent was sprayed under the same conditions. For comparison, the silicone mold release agent not containing an amine catalyst is added to the inner surfaces of the upper and lower molds according to Comparative Examples 1 to 3 shown in Table 1 below. Sprayed under the same conditions.
その後、離型剤が吹き付けられた成形金型の二つのホルダ収容部のそれぞれに、長手の平板を屈曲せしめることにより、L字形状とされた亜鉛メッキ鋼板からなるホルダをセットした。 Then, the holder which consists of a galvanized steel plate made into the L shape was set to each of two holder accommodating parts of the shaping die sprayed with the mold release agent by bending a long flat plate.
一方、ポリウレタンゴム原料として、材料粘度が0.5〜1.0Pa・sの二液型ポリウレタン原料を準備した。より具体的には、主剤として、MDIとポリエチレンアジペートを反応させて得られるプレポリマーを準備する一方、硬化剤として、1,4−ブタンジオール、トリメチロールプロパン、及びポリブチレンアジペートとの混合物を準備した。また、硬化剤に、混合後の硬化反応速度が2分/100Pa・sとなるように、アミン系触媒であるN−2−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウム2−エチルヘキサノエート(DABCO TMR、三共エアプロダクツ社製)を、80ppmとなるように混合した。そして、これら主剤と硬化剤とをそれぞれ80℃に予備加温して、100Paで、それぞれ、1時間以上脱泡した後、主剤と硬化剤とを、下記表1に示されるNCOインデックスとなるように混合して、ポリウレタン原料を準備した。 On the other hand, a two-component polyurethane raw material having a material viscosity of 0.5 to 1.0 Pa · s was prepared as a polyurethane rubber raw material. More specifically, a prepolymer obtained by reacting MDI and polyethylene adipate is prepared as a main agent, while a mixture of 1,4-butanediol, trimethylolpropane, and polybutylene adipate is prepared as a curing agent. did. In addition, N-2-hydroxypropyltrimethylammonium 2-ethylhexanoate (DABCO TMR, Sankyo Air Products) which is an amine catalyst is used so that the curing reaction rate after mixing with the curing agent is 2 minutes / 100 Pa · s. Were mixed so as to be 80 ppm. The main agent and the curing agent are each preliminarily heated to 80 ° C. and defoamed at 100 Pa for 1 hour or longer, respectively, and then the main agent and the curing agent have NCO indexes shown in Table 1 below. To prepare a polyurethane raw material.
そして、混合直後のポリウレタン原料を、二つのホルダがセットされた成形金型の成形キャビティ内に注入して、130℃で10分反応させることにより、成形キャビティ内のポリウレタンゴム原料を硬化せしめた。その後、成形キャビティ内で硬化されたポリウレタンゴムのブロック体を脱型し、48時間、室温環境下で放置することにより、養生を行った。そして、養生後のポリウレタンゴムのブロック体を、二つに切断することにより、長さ:330mm、幅:約8mm、厚さ:約2mmのブレード12を有するクリーニングブレード(実施例1〜4及び比較例1〜3)を得た。
Then, the polyurethane raw material immediately after mixing was poured into a molding cavity of a molding die on which two holders were set, and reacted at 130 ° C. for 10 minutes to cure the polyurethane rubber raw material in the molding cavity. Thereafter, the polyurethane rubber block body cured in the molding cavity was removed from the mold and allowed to stand in a room temperature environment for 48 hours for curing. Then, the polyurethane rubber block body after curing is cut into two, and thereby a cleaning
そして、このようにして製造されたクリーニングブレード(実施例1〜4及び比較例1〜3)について、以下の各測定を行い、得られた結果を、下記表1に併せて示した。なお、後述する測定は、特記しない限り、室温(23℃)環境下で実施した。 And about the cleaning blade (Examples 1-4 and Comparative Examples 1-3) manufactured in this way, the following each measurement was performed and the obtained result was combined with following Table 1, and was shown. In addition, the measurement mentioned later was implemented in room temperature (23 degreeC) environment unless it mentions specially.
−MD−1硬度−
摺接部(図1中、ブレード下面のエッジ部近傍)と、本体部(図1中、ブレード上面)のMD−1硬度を、マイクロゴム硬度計(マイクロデュロメーター MD−1 UPX533M−A、高分子計器株式会社製)を用いて、それぞれ、5箇所ずつ測定し、その平均値を求めた。
-MD-1 hardness-
The MD-1 hardness of the sliding contact portion (in FIG. 1, near the edge portion on the lower surface of the blade) and the main body portion (in FIG. 1, the upper surface of the blade) is measured with a micro rubber hardness meter (microdurometer MD-1 UPX533M-A, polymer Using an instrument company), five points were measured, and the average value was obtained.
−感光体への押し付け力−
得られたクリーニングブレードを、円柱形の仮想感光体(外径:30mm、外周幅:350mm)の外周面に対し、その接線から24°傾けた状態で当接させた後、接線に直交する方向(径方向)に1mm押し込み、その状態での、上記仮想感光体の受けた押し付け力を、ロードセルにて測定した。
-Pressing force against photoconductor-
The obtained cleaning blade is brought into contact with the outer peripheral surface of a cylindrical virtual photosensitive member (outer diameter: 30 mm, outer peripheral width: 350 mm) in a state inclined by 24 ° from the tangent, and then perpendicular to the tangent. The pressing force received by the virtual photoconductor in this state was measured with a load cell.
−画像評価及び耐欠け性−
得られたクリーニングブレードを、市販のレーザープリンタ(LASER−SHOT LBP−2710、トナーカートリッジ:EP−86CRG、キヤノン製)に組み込み、10℃(低温)、23℃(室温)及び32℃(高温)の各温度環境下にて、それぞれ、2万枚画出しを行った。そして、2万枚印刷後の画像を目視にて観察し、トナーのすり抜けによるスジ等が発生していないものを○、スジ等が発生したものを×として評価した。また、2万枚印刷後のクリーニングブレードのエッジ部(摺接部)の欠けの有無を、走査型電子顕微鏡を用いて、拡大率:50倍で観察し、欠けが全くないもの、或いは、10μm以下の欠けがあるものを○、10μmを超える大きさの欠けがあるものを×として評価した。
-Image evaluation and chipping resistance-
The obtained cleaning blade was incorporated into a commercially available laser printer (LASER-SHOT LBP-2710, toner cartridge: EP-86CRG, manufactured by Canon) at 10 ° C. (low temperature), 23 ° C. (room temperature), and 32 ° C. (high temperature). Under each temperature environment, 20,000 images were printed. The image after printing 20,000 sheets was visually observed, and the case where no streak or the like due to toner slipping occurred was evaluated as ◯, and the case where the streak or the like was generated was evaluated as ×. Also, the edge of the cleaning blade (sliding contact portion) after printing 20,000 sheets was observed with a scanning electron microscope at an enlargement ratio of 50 times, and there was no chipping at all, or 10 μm A sample having the following chip was evaluated as x, and a sample having a chip exceeding 10 μm was evaluated as x.
−異音の評価−
得られたクリーニングブレードを、市販のレーザープリンタ(LASER−SHOT LBP−2710、キヤノン製)に組み込み、印刷を行った。印刷中、レーザープリンタから、クリーニングブレードと感光体の摺擦による音が聞こえなかった場合を○、聞こえた場合を×として評価した。
-Evaluation of abnormal noise-
The obtained cleaning blade was incorporated into a commercially available laser printer (LASER-SHOT LBP-2710, manufactured by Canon Inc.) for printing. During printing, a case where no sound was heard from the laser printer due to rubbing between the cleaning blade and the photosensitive member was evaluated as ◯, and a case where it was heard was evaluated as ×.
かかる表1の結果からも明らかなように、実施例1〜4に係るクリーニングブレードにあっては、何れも、金型の成形キャビティ面に吹き付けられた硬化触媒に接した摺接部のMD−1硬度が、本体部のMD−1硬度よりも3°〜7°程度低くなっており、摺接部に、本体部よりも硬度の低い低硬度部が形成されていることがわかる。また、そのような低硬度部が形成された実施例1〜4に係るクリーニングブレードにあっては、異音の発生がなく、また、10℃、23℃及び32℃の何れの環境下にあっても、耐欠け性及び画像評価が○となっており、低温(10℃程度)から高温(32℃程度)までの広い温度域において、トナー掻き取り性が良好に付与されていることが認められる。 As is clear from the results in Table 1, in each of the cleaning blades according to Examples 1 to 4, the MD− of the sliding contact portion in contact with the curing catalyst sprayed on the molding cavity surface of the mold was used. 1 hardness is lower by about 3 ° to 7 ° than the MD-1 hardness of the main body portion, and it can be seen that a low hardness portion lower in hardness than the main body portion is formed in the sliding contact portion. Further, in the cleaning blades according to Examples 1 to 4 in which such a low hardness portion was formed, no abnormal noise was generated, and the cleaning blades were in any environment of 10 ° C, 23 ° C, and 32 ° C. However, the chipping resistance and image evaluation are good, and it is recognized that the toner scraping property is imparted well in a wide temperature range from a low temperature (about 10 ° C.) to a high temperature (about 32 ° C.). It is done.
これに対し、低硬度部が形成されていない比較例1〜3に係るクリーニングブレードは、耐欠け性及び画像評価が良好でないことがわかる。また、摺接部のMD−1硬度が、実施例1〜4の摺接部の硬度よりも高い比較例1及び2にあっては、異音が発生している。 On the other hand, it can be seen that the cleaning blades according to Comparative Examples 1 to 3 in which the low hardness portion is not formed have poor chipping resistance and image evaluation. Further, in Comparative Examples 1 and 2 in which the MD-1 hardness of the sliding contact portion is higher than the hardness of the sliding contact portions of Examples 1 to 4, abnormal noise is generated.
−微小変位硬度測定−
また、上記で得られたクリーニングブレード(実施例1〜4及び比較例2)の微小変位硬度測定を行い、得られた結果を図9のグラフにプロットした。具体的には、ビッカース針が取り付けられた微小変位硬度計(Fischer scope H100C、(株)Fischer製)を用い、下型の成形キャビティ面に接した側(摺接部側)に、10秒間で0mNから100mNまで荷重を負荷した。このときの荷重に対する針の挿入深さを示す曲線を、図9に実線で示した。
-Micro displacement hardness measurement-
Moreover, the micro displacement hardness measurement of the cleaning blade (Examples 1-4 and the comparative example 2) obtained above was performed, and the obtained result was plotted on the graph of FIG. Specifically, using a micro displacement hardness meter (Fischer scope H100C, manufactured by Fischer Co., Ltd.) to which a Vickers needle is attached, on the side (sliding part side) in contact with the molding cavity surface of the lower mold in 10 seconds. A load was applied from 0 mN to 100 mN. A curve indicating the insertion depth of the needle with respect to the load at this time is shown by a solid line in FIG.
かかる図9からも明らかなように、実施例1〜4のクリーニングブレードは、低硬度部が形成されていない比較例2に係るクリーニングブレードと比べて、立ち上がり時(荷重:0〜20mN付近)の傾きが大きくなっており、比較例2によりも表面が柔らかくなっていることが認められる。一方、荷重30〜100mNにおいては、何れのクリーニングブレードも、略同様な傾きとなっており、内部(本体部)は、同程度の硬さとなっていると考えられる。また、実施例1から実施例4まで、立ち上がり時の傾きが徐々に大きくなっているところから、硬化触媒の塗布量が増える程、低硬度部の厚みも厚くなっていることがわかる。 As is clear from FIG. 9, the cleaning blades of Examples 1 to 4 are at the time of rising (load: around 0 to 20 mN) as compared with the cleaning blade according to Comparative Example 2 in which the low hardness portion is not formed. It is recognized that the inclination is large and the surface is softer than in Comparative Example 2. On the other hand, at a load of 30 to 100 mN, all of the cleaning blades have substantially the same inclination, and the inside (main body portion) is considered to have the same degree of hardness. Moreover, it can be seen from Examples 1 to 4 that the slope at the time of rising gradually increases, and that the thickness of the low-hardness portion increases as the coating amount of the curing catalyst increases.
10 クリーニングブレード 12 ブレード
14 ホルダ 15 先端部
16 感光体 18 外周面
20 エッジ部 21 摺接部
22 本体部 24 低硬度部
26 成形金型 28 上型
30 下型 32 下型の成形キャビティ面
34 硬化触媒 36 スプレーガン
38 成形キャビティ 40 ホルダ収容部
42 ポリウレタンゴム原料 44 ポリウレタンゴムのブロック体
DESCRIPTION OF
Claims (3)
少なくとも成型金型の、前記感光体の外周面に摺接される前記ウレタンブレード部材のエッジ部を与える内面に、前記ポリウレタンゴム原料の硬化触媒を塗布又は吹き付けた後、該ポリウレタンゴム原料を、該成型金型の成型キャビティ内に注入して、硬化せしめることにより、該硬化触媒に接したポリウレタンゴム原料の硬化反応を促進せしめて、該硬化触媒に接した部位の硬度を、該硬化触媒に接していない本体部の硬度よりも低く形成したことを特徴とする電子写真式画像形成装置用ウレタンブレード部材の製造方法。 A urethane blade member for an electrophotographic image forming apparatus that is brought into sliding contact with the outer peripheral surface of the photosensitive member and removes toner remaining on the outer peripheral surface of the photosensitive member is manufactured by a cast molding operation using a polyurethane rubber raw material. On the occasion
After applying or spraying a curing catalyst of the polyurethane rubber raw material to at least an inner surface of the molding die that provides an edge portion of the urethane blade member that is in sliding contact with the outer peripheral surface of the photoreceptor, the polyurethane rubber raw material is By injecting into the molding cavity of the molding die and curing, the curing reaction of the polyurethane rubber material in contact with the curing catalyst is promoted, and the hardness of the portion in contact with the curing catalyst is brought into contact with the curing catalyst. A method for producing a urethane blade member for an electrophotographic image forming apparatus, wherein the urethane blade member is formed to have a lower hardness than a non-main body.
少なくとも前記感光体の外周面に摺接されるエッジ部に、本体部と同一のポリウレタンゴム原料を用いた注型成形操作によって形成され且つウレア結合の生成を抑制することにより該本体部よりも硬度が低くされた、低硬度部が形成されていることを特徴とする電子写真式画像形成装置用ウレタンブレード部材。
A urethane blade member for an electrophotographic image forming apparatus that is slidably contacted with an outer peripheral surface of a photoconductor to remove toner remaining on the outer peripheral surface of the photoconductor,
At least at the edge portion that is in sliding contact with the outer peripheral surface of the photoconductor, it is formed by a cast molding operation using the same polyurethane rubber raw material as the main body portion, and has a hardness higher than that of the main body portion by suppressing the formation of urea bonds. A urethane blade member for an electrophotographic image forming apparatus, wherein a low-hardness portion having a reduced hardness is formed.
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