JP2012032737A - ブレード部材 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、硬度、モジュラスの低下及びイオン導電剤のブリードの発生が抑制されたブレード部材を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、像担持体に当接して残留したトナーを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であって、前記ポリウレタンエラストマーは、少なくとも、ポリイソシアネート、アジペート系ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、及びイミドリチウム塩からなり、前記イミドリチウム塩の含有量は前記ポリウレタンエラストマー中0.1〜5質量%であり、前記ポリウレタンエラストマーの体積抵抗率は1×10^5〜1×10^12Ω・cmであることを特徴とするブレード部材である。
【選択図】なし
【解決手段】本発明は、像担持体に当接して残留したトナーを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であって、前記ポリウレタンエラストマーは、少なくとも、ポリイソシアネート、アジペート系ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、及びイミドリチウム塩からなり、前記イミドリチウム塩の含有量は前記ポリウレタンエラストマー中0.1〜5質量%であり、前記ポリウレタンエラストマーの体積抵抗率は1×10^5〜1×10^12Ω・cmであることを特徴とするブレード部材である。
【選択図】なし
Description
本発明は、電子写真装置において、像担持体に残るトナーを除去するために用いられるブレード部材に関する。
一般に、電子写真装置には、トナー像転写後に像担持体上に残るトナーを除去するために、該像担持体に当接させてクリーニングブレードが設けられている。このクリーニングブレードは、通常、装置に取り付ける金属製のホルダーと、像担持体に当接し、残存トナーを除去するための弾性体からなるブレード部材からなっている。そして、このブレード部材としては、耐摩耗性が良く、永久歪みが小さいことから、通常は、ポリウレタンエラストマーから形成される。
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、かつ形状がより球形であるトナーが使用されるようになった。これに伴い、トナーが像担持体とブレード部材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、像担持体に残ったトナーは電荷を帯びているため、像担持体との電気的吸着が強くて除去が容易でなかったり、掻き取ったトナーがブレードに付着して回収できなかったりする等の問題があった。これらの問題を解決すべく、ブレード部材に導電性を付与することが提案されている。
ポリウレタンからなるブレード部材に導電性を付与する方法として、ポリウレタン中にカーボンブラックやカーボン繊維、カーボンフレーク、金属粉末、金属繊維等の電子伝導性物質を添加して成型する等の手段がある。しかしながら、カーボンブラックや金属粉末等を添加して分散させる方法では、これらの物質の添加量の僅かな誤差、材料温度や成型時間等の条件の僅かな変化によって導電パスの形態が変化するため、導電性が大きく変動する場合があった。そのため、ばらつきなく安定した導電性をブレード部材に付与することが困難な場合があった。
また、ポリウレタンからなるブレード部材に導電性を付与する方法として、過塩素酸塩、アンモニウム塩等のイオン導電性物質をウレタン中に添加して溶解させる方法もある。しかし、所望の導電性を得るには、比較的多量のイオン導電性物質を添加する必要がある。そのため、コストが高くなる傾向があり、また成型物自体の硬度、モジュラスを低下させたり、イオン導電性物質がブリードする等の問題があった。
一方、ブレード部材に用いられるポリウレタンとしては、耐摩耗性等の機械的強度に優れ、且つクリープ性(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マーが用いられてきた。しかしながら、ポリエステルポリオールはイオン導電剤との相溶性があまりよくないため、イオン導電剤を均一に混合するのが困難な場合がある。
特許文献1では、非エーテル系ポリウレタン及びビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドリチウムからなる組成物を成型してなるブレード部材が開示されている。
しかし、特許文献1におけるブレード部材では、イミドリチウム塩のような塩類はポリエステルポリオールには相溶性が低いため、成形後、ウレタンの表面にブルームしてしまい、他のパーツを汚染することがあった。また、相溶性が低いためにウレタンに対しての分散性が低く、抵抗が安定しない場合があった。
そこで、本発明は、像担持体に当接して残留したトナーを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であって、
前記ポリウレタンエラストマーは、少なくとも、ポリイソシアネート、アジペート系ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、及びイミドリチウム塩からなり、
前記イミドリチウム塩の含有量は前記ポリウレタンエラストマー中0.1〜5質量%であり、
前記ポリウレタンエラストマーの体積抵抗率は1×10^5〜1×10^12Ω・cmであることを特徴とするブレード部材である。
前記ポリウレタンエラストマーは、少なくとも、ポリイソシアネート、アジペート系ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、及びイミドリチウム塩からなり、
前記イミドリチウム塩の含有量は前記ポリウレタンエラストマー中0.1〜5質量%であり、
前記ポリウレタンエラストマーの体積抵抗率は1×10^5〜1×10^12Ω・cmであることを特徴とするブレード部材である。
本発明によれば、ポリエーテルポリオールのみを用いた場合に比べて、硬度、モジュラスの低下及びイオン導電剤のブリードの発生が抑制されたブレード部材を提供することができる。また、ばらつきなく安定した導電性を有するブレード部材を提供することができる。また、小粒径・球形トナーに対しても良好なクリーニング性を有するブレード部材を提供することができる。
本発明は、電子写真装置に搭載される像担持体に当接して残留したトナーを除去するためのブレード部材に関する。該ブレード部材はポリウレタンエラストマーからなる。該ポリウレタンエラストマーは、少なくとも、ポリイソシアネート、ポリオールとして少なくともアジペート系ポリエステルポリオールとポリエーテルポリオール、及びイミドリチウム塩からなる。また、前記イミドリチウム塩の含有量は、前記ポリウレタンエラストマー中0.1〜5質量%(0.1質量%以上5質量%以下)である。また、前記ポリウレタンエラストマーの体積抵抗率は1×10^5〜1×10^12Ω・cm(10^5(Ω・cm)以上10^12(Ω・cm)以下)である。
本発明のブレード部材を構成するポリウレタンエラストマーは、ポリイソシアネートと、アジペート系ポリエステルポリオール及びポリエーテルポリオールを含むポリオールと、イミドリチウム塩とを含有する液状組成物を構成材料として用いる。この液状組成物は、上記材料以外にも、鎖伸長剤や触媒等を含むことができる。
(ポリイソシアネート)
ポリイソシアネートとしては、特に制限されるものではなく、例えば、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、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アネート、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、二種類以上併用してもよい。これらの中でも、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートが好ましい。
ポリイソシアネートとしては、特に制限されるものではなく、例えば、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、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アネート、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、二種類以上併用してもよい。これらの中でも、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートが好ましい。
(ポリオールについて)
本発明において、イミドリチウム塩を用いることにより、硬度、モジュラスの低下が小さく、所望の抵抗が得られる。また、ポリエーテルポリオールを用いることにより、イミドリチウム塩を良好に分散させることができる。また、アジペート系ポリエステルポリオールを用いることにより、クリーニングに必要な硬度、モジュラスを保持させることができる。
本発明において、イミドリチウム塩を用いることにより、硬度、モジュラスの低下が小さく、所望の抵抗が得られる。また、ポリエーテルポリオールを用いることにより、イミドリチウム塩を良好に分散させることができる。また、アジペート系ポリエステルポリオールを用いることにより、クリーニングに必要な硬度、モジュラスを保持させることができる。
<アジペート系ポリエステルポリオール>
アジペート系ポリエステル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、ポリエチレンアジペートエステルポリオール、ポリブチレンアジペートエステルポリオール、ポリヘキシレンアジペート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エステルポリオール、ポリエチレン−ブチレンアジペート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エステルポリオールなどが挙げられる。これらは単独でまたは2種以上の共重合および混合により用いられる。これらの中でも、分子量1000〜3000程度のものを用いることが好ましい。分子量1000以上のものを用いることにより、得られるポリウレタンエラストマーの硬度、モジュラスを向上し易くなる。また、分子量3000以下のものを用いることにより、粘度が高くなりすぎるのを防ぎ、ハンドリングを容易にし易くなる。
アジペート系ポリエステル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、ポリエチレンアジペートエステルポリオール、ポリブチレンアジペートエステルポリオール、ポリヘキシレンアジペート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エステルポリオール、ポリエチレン−ブチレンアジペート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エステルポリオールなどが挙げられる。これらは単独でまたは2種以上の共重合および混合により用いられる。これらの中でも、分子量1000〜3000程度のものを用いることが好ましい。分子量1000以上のものを用いることにより、得られるポリウレタンエラストマーの硬度、モジュラスを向上し易くなる。また、分子量3000以下のものを用いることにより、粘度が高くなりすぎるのを防ぎ、ハンドリングを容易にし易くなる。
<ポリエーテルポリオール>
ポリエーテル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、ポリカプロラクトン、ポリエチレングリコール、ポリオキシテトラメチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール等が挙げられる。これらは単独でまたは2種以上混合して用いられる。ポリエーテルポリオールの分子量は、イオン導電剤との相溶性を良くする観点から、低分子量のものを用いることが好ましく、分子量500〜3000程度のものを用いることがより好ましい。分子量が500以上のものを用いることにより、得られるポリウレタンエラストマーの硬度、モジュラスを向上し易くなる。また、分子量が3000以下のものを用いることにより、粘度が高くなりすぎるのを防ぎ、イミドリチウム塩と均一に混合し易くなる。
ポリエーテル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、ポリカプロラクトン、ポリエチレングリコール、ポリオキシテトラメチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール等が挙げられる。これらは単独でまたは2種以上混合して用いられる。ポリエーテルポリオールの分子量は、イオン導電剤との相溶性を良くする観点から、低分子量のものを用いることが好ましく、分子量500〜3000程度のものを用いることがより好ましい。分子量が500以上のものを用いることにより、得られるポリウレタンエラストマーの硬度、モジュラスを向上し易くなる。また、分子量が3000以下のものを用いることにより、粘度が高くなりすぎるのを防ぎ、イミドリチウム塩と均一に混合し易くなる。
<アジペート系ポリエステルポリオールとポリエーテルポリオールの配合>
また、本発明では、イミドリチウム塩を添加してブレード部材に導電性を付与する際、アジペート系ポリエステルポリオールとポリエーテルポリオールを適切な配合で併用することによって、良好な硬度、モジュラスを有するブレード部材を得ることができる。また、適切な配合で併用することにより、イミドリチウム塩のブリードの発生を抑制でき、また、ばらつきなく安定した導電性を付与することができる。
また、本発明では、イミドリチウム塩を添加してブレード部材に導電性を付与する際、アジペート系ポリエステルポリオールとポリエーテルポリオールを適切な配合で併用することによって、良好な硬度、モジュラスを有するブレード部材を得ることができる。また、適切な配合で併用することにより、イミドリチウム塩のブリードの発生を抑制でき、また、ばらつきなく安定した導電性を付与することができる。
そのような観点から、アジペート系ポリエステルポリオールとポリエーテルポリオールの質量比(アジペート系ポリエステルポリオール):(ポリエーテルポリオール)は、95:5〜70:30の範囲であることが好ましい。ポリエーテルポリオールの配合量を上述の質量比において95:5以上とすることにより、イミドリチウム塩とポリオールとの相溶性が向上し、均一な混合を容易にすることができる。また、ポリエーテルポリオールの配合量を上述の質量比において70:30以下とすることにより、ブレード部材に硬度、モジュラス必要を有効に保持させることができる。
また、アジペート系ポリエステルポリオールは機械的強度が大きなブレード部材を得ることができる。そのため、アジペート系ポリエステルポリオールを上述の質量比において95:5〜70:30の範囲内で用いることで、国際ゴム硬さおよび100%モジュラスを好ましい範囲とすることができる。本発明において、ブレード部材を構成するポリウレタンエラストマーの国際ゴム硬さ(IRHD)の好ましい範囲は65〜80度である。また、ポリウレタンエラストマーの100%モジュラスの好ましい範囲は3.0〜5.0MPaである。
(イオン導電剤)
本発明は、イオン導電剤としてイミドリチウム塩を用いる。イミドリチウム塩としては、特に限定されるものではないが、例えば、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドリチウムを用いることができる。
本発明は、イオン導電剤としてイミドリチウム塩を用いる。イミドリチウム塩としては、特に限定されるものではないが、例えば、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドリチウムを用いることができる。
イミドリチウム塩の含有量は、ポリウレタンエラストマー中0.1〜5質量%であることが好ましい。イミドリチウム塩の含有量を0.1質量%以上とすることにより、イオン導電剤としての効果を十分も発揮し易い。また、イミドリチウム塩の含有量を5質量%以下とすることにより、イオン導電剤を短時間で十分に混合し易くなり、また、硬度、モジュラスの低下を防ぎ易い。
(体積抵抗率)
ブレード部材の体積抵抗率は、機能上、1×10^5〜1×10^12Ω・cmとする必要がある。ブレード部材の体積抵抗率が1×10^5Ω・cm未満であると、電流が流れすぎてリークしてしまうことにより、感光体を汚染する場合がある。また、ブレード部材の体積抵抗率が1×10^12Ω・cmを超えると、十分な導電性が発揮されない場合がある。
ブレード部材の体積抵抗率は、機能上、1×10^5〜1×10^12Ω・cmとする必要がある。ブレード部材の体積抵抗率が1×10^5Ω・cm未満であると、電流が流れすぎてリークしてしまうことにより、感光体を汚染する場合がある。また、ブレード部材の体積抵抗率が1×10^12Ω・cmを超えると、十分な導電性が発揮されない場合がある。
体積抵抗率は、JIS K− 6911に基づいて測定することができる。
(鎖伸長剤)
鎖伸長剤としては、特に限定されるものではなく、例えば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300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よいし、二種類以上併用してもよい。
鎖伸長剤としては、特に限定されるものではなく、例えば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300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よいし、二種類以上併用してもよい。
(触媒)
また、ポリウレタンエラストマーを製造する際には触媒を用いても良い。触媒としては、例えば、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。触媒を用いることにより、硬化反応速度が速くなり、成形サイクルが短縮されることにより、ブレード部材の製造効率を向上することができる。
また、ポリウレタンエラストマーを製造する際には触媒を用いても良い。触媒としては、例えば、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。触媒を用いることにより、硬化反応速度が速くなり、成形サイクルが短縮されることにより、ブレード部材の製造効率を向上することができる。
アミン系化合物としては、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、トリエチルジアミン、N,N’−ビス−(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−メチルホルマリン、N−(2−ヒドロキシプロピル)−ジメチルホルマ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’−ジエチル−2−メチルピペラジン、N,N’−ビス−(2−ヒドロキシプロピル)−2−メチルピペラジン等のピペラジン誘導体等が挙げられる。
有機金属触媒としては、例えば、オクチル酸錫、ジブチル錫ジラウレート、オクチル酸鉛、ナフテン酸鉛、酢酸カリウム等が挙げられる。
(ブレード部材の製造)
ブレード部材は、例えば、プレポリマー法、セミワンショット法、ワンショット法を用いて製造できる。
ブレード部材は、例えば、プレポリマー法、セミワンショット法、ワンショット法を用いて製造できる。
本発明では、例えば、プレポリマー法に準じて、以下のようにブレード部材を製造することができる。まず、ブレード成形型を準備する。次に、イソシアネートとポリオール(ポリエーテルポリオール、アジペート系ポリエステルポリオール)を準備し、両者を適当な配合で混合し、適当な反応条件で部分的に重合したポリウレタンゴム用プレポリマーを調製する。また、鎖伸長剤と触媒およびイオン導電剤(イミドリチウム塩)を準備し、これらを適当な配合で混合し、適当な条件で混合して硬化剤を調製する。次に、ポリウレタンゴム用プレポリマーおよび硬化剤を適当な配合で混合し、この混合液をブレード成形型に注入し、反応硬化させる。次に、硬化物を脱型し、所定の寸法に切断することにより、ブレード部材を得ることができる。
また、本発明のブレード部材は、例えば、薄板上の金属薄板の先端に成形することもできる。
(国際ゴム硬さ)
ブレード部材としては、クリーニング性の関係から、通常、その硬さが国際ゴム硬さ(IRHD)で65〜80度(65度以上80度以下)であることが好ましい。なお、ブレード部材の国際ゴム硬さが65度以上とすることにより、ブレードエッジを適度な硬さにし易く、トナーのすり抜けを抑制し易い。また、ブレード部材の国際ゴム硬さが80度以下とすることにより、ブレードエッジが硬くなりすぎるのを防ぎ、像担持体の摩耗を抑制し易くなる。
ブレード部材としては、クリーニング性の関係から、通常、その硬さが国際ゴム硬さ(IRHD)で65〜80度(65度以上80度以下)であることが好ましい。なお、ブレード部材の国際ゴム硬さが65度以上とすることにより、ブレードエッジを適度な硬さにし易く、トナーのすり抜けを抑制し易い。また、ブレード部材の国際ゴム硬さが80度以下とすることにより、ブレードエッジが硬くなりすぎるのを防ぎ、像担持体の摩耗を抑制し易くなる。
(100%モジュラス)
ブレード部材の100%モジュラスは3.0〜5.0MPaであることが好ましい。ブレード部材の100%モジュラスを3.0MPa以上とすることにより、感光ドラム表面にかかるブレードエッジ部の線圧を向上することができる。そのため、トナーのすり抜けやクリーニング不良が発生し難くなる。また、ブレードエッジが変形し難くなるため、欠けの発生を抑制することができる。また、5.0MPa以下とすることにより、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すぎるのを防ぎ、感光ドラム表面の磨耗を抑制し易くなる。
ブレード部材の100%モジュラスは3.0〜5.0MPaであることが好ましい。ブレード部材の100%モジュラスを3.0MPa以上とすることにより、感光ドラム表面にかかるブレードエッジ部の線圧を向上することができる。そのため、トナーのすり抜けやクリーニング不良が発生し難くなる。また、ブレードエッジが変形し難くなるため、欠けの発生を抑制することができる。また、5.0MPa以下とすることにより、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すぎるのを防ぎ、感光ドラム表面の磨耗を抑制し易くなる。
(実施例)
以下、実施例を挙げて本発明を説明する。本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。
以下、実施例を挙げて本発明を説明する。本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。
(実施例1)
<クリーニングブレードの成形>
支持部材として金属製のホルダーを用意し、ホルダーのブレード部材が形成される部分に接着剤を塗布した。そして、接着剤を塗布した部分がキャビティ内に突出した状態でホルダーをブレード用成形型に配置した。
<クリーニングブレードの成形>
支持部材として金属製のホルダーを用意し、ホルダーのブレード部材が形成される部分に接着剤を塗布した。そして、接着剤を塗布した部分がキャビティ内に突出した状態でホルダーをブレード用成形型に配置した。
以下の材料を80℃で3時間反応し、NCO%が8.00%であるプレポリマー1を得た。
・4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI) 322.5g
・数平均分子量2000のエチレンアジペートポリエステルポリオール 677.5g
このプレポリマーに以下の組成からなる硬化剤(硬化剤1)を混合し、成形型に注入し、硬化反応させた。硬化反応は2分間、130℃行った。
・1,4−ブタンジオール 18.2g
・トリメチロールプロパン 33.9g
・数平均分子量650のポリテトラメチレングリコール 86.8g
・DABCO P15(酢酸カリウムのEG溶液、エアープロダクツジャパン社製) 0.13g
・触媒であるトリエチレンジアミン(TEDA) 0.42g
・リチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド 5.1g
その後、脱型して、クリーニングブレード1を得た。得られたクリーニングブレード1の各種測定及び使用評価を下記方法により行った。結果を表1に示す。
・4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI) 322.5g
・数平均分子量2000のエチレンアジペートポリエステルポリオール 677.5g
このプレポリマーに以下の組成からなる硬化剤(硬化剤1)を混合し、成形型に注入し、硬化反応させた。硬化反応は2分間、130℃行った。
・1,4−ブタンジオール 18.2g
・トリメチロールプロパン 33.9g
・数平均分子量650のポリテトラメチレングリコール 86.8g
・DABCO P15(酢酸カリウムのEG溶液、エアープロダクツジャパン社製) 0.13g
・触媒であるトリエチレンジアミン(TEDA) 0.42g
・リチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド 5.1g
その後、脱型して、クリーニングブレード1を得た。得られたクリーニングブレード1の各種測定及び使用評価を下記方法により行った。結果を表1に示す。
<体積抵抗率>
ブレード部材の体積抵抗率は、厚さ2mmの試験片でダイアインスツルメンツ社製のハイレスタ抵抗測定機を用い、印加電圧250Vとして、JIS K 6911に基づいて測定した。
ブレード部材の体積抵抗率は、厚さ2mmの試験片でダイアインスツルメンツ社製のハイレスタ抵抗測定機を用い、印加電圧250Vとして、JIS K 6911に基づいて測定した。
<硬さ試験>
ブレード部材の国際ゴム硬さは、H.W.WALLACE社製の硬度計を用い、JIS K 6253に基づいて測定した。
ブレード部材の国際ゴム硬さは、H.W.WALLACE社製の硬度計を用い、JIS K 6253に基づいて測定した。
<100%モジュラス>
作製したクリーニングブレードの100%モジュラスは、上島製作所製の引張り試験機(ユニトロン TS−3013)を用い、JIS K 6251に基づいて行った。
作製したクリーニングブレードの100%モジュラスは、上島製作所製の引張り試験機(ユニトロン TS−3013)を用い、JIS K 6251に基づいて行った。
<混合時間>
イオン導電剤(イミドリチウム塩)を硬化剤に十分に分散させるのにかかる混合時間は、以下の基準で評価を行った。
○:30秒以内で容易に混合できるため問題なし
△:混合に多少の時間を要するが1分以内で十分に混合できるので製造上の問題はなし
×:混合に1分以上を要し、製造効率が低い
<実機評価>
得られたクリーニングブレードを、レーザービームプリンター「キヤノンLBP2510」(商品名、キヤノン株式会社製)にクリーニングブレードとして組み込み、15℃、50%RHの環境下で、1200Vの電圧を印加し、耐久試験を行った。なお、トナーとして、平均粒径6μmの球形トナーを用いた。得られたコピーの10,000枚目を目視により、クリーニング不良に基づく不良が発生していないかどうかを確認し、以下の基準で、低温でのクリーニング性の評価を行った。
〇:クリーニング不良がないと判断できる
△:クリーニング不良が発生していると判断されるが、実用上問題なし
×:クリーニング不良が明らかに発生していると判断される
(実施例2)
硬化剤を以下の組成(硬化剤2)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2を得た。
・1,4−ブタンジオール 19.9g
・トリメチロールプロパン 37.0g
・数平均分子量650のポリテトラメチレングリコール 51.7g
・DABCO P15(酢酸カリウムのEG溶液、エアープロダクツジャパン社製) 0.10g、
・TEDA 0.33g
・リチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド 5.1g
得られたクリーニングブレード2の各種測定及び使用評価を下記により行った。結果を表1に示す。
イオン導電剤(イミドリチウム塩)を硬化剤に十分に分散させるのにかかる混合時間は、以下の基準で評価を行った。
○:30秒以内で容易に混合できるため問題なし
△:混合に多少の時間を要するが1分以内で十分に混合できるので製造上の問題はなし
×:混合に1分以上を要し、製造効率が低い
<実機評価>
得られたクリーニングブレードを、レーザービームプリンター「キヤノンLBP2510」(商品名、キヤノン株式会社製)にクリーニングブレードとして組み込み、15℃、50%RHの環境下で、1200Vの電圧を印加し、耐久試験を行った。なお、トナーとして、平均粒径6μmの球形トナーを用いた。得られたコピーの10,000枚目を目視により、クリーニング不良に基づく不良が発生していないかどうかを確認し、以下の基準で、低温でのクリーニング性の評価を行った。
〇:クリーニング不良がないと判断できる
△:クリーニング不良が発生していると判断されるが、実用上問題なし
×:クリーニング不良が明らかに発生していると判断される
(実施例2)
硬化剤を以下の組成(硬化剤2)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2を得た。
・1,4−ブタンジオール 19.9g
・トリメチロールプロパン 37.0g
・数平均分子量650のポリテトラメチレングリコール 51.7g
・DABCO P15(酢酸カリウムのEG溶液、エアープロダクツジャパン社製) 0.10g、
・TEDA 0.33g
・リチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド 5.1g
得られたクリーニングブレード2の各種測定及び使用評価を下記により行った。結果を表1に示す。
(実施例3)
以下の材料を80℃で3時間反応し、NCO%が8.80%であるプレポリマー2を得た。
・4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI) 343.6g
・数平均分子量2000のエチレンアジペートポリエステルポリオール 656.4g
このプレポリマー2に以下の組成からなる硬化剤(硬化剤3)を混合し、成形型に注入し、硬化反応させた。硬化反応は2分間、130℃行った。
・1,4−ブタンジオール 14.6g
・トリメチロールプロパン 27.1g
・数平均分子量650のポリエーテルポリオール 208.49g
・DABCO P15(酢酸カリウムのEG溶液、エアープロダクツジャパン社製) 0.23g
・TEDA 0.75g
・リチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド 5.1g
その後、脱型して、クリーニングブレード3を得た。得られたクリーニングブレード3の各種測定及び使用評価を下記により行った。結果を表1に示す。
以下の材料を80℃で3時間反応し、NCO%が8.80%であるプレポリマー2を得た。
・4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI) 343.6g
・数平均分子量2000のエチレンアジペートポリエステルポリオール 656.4g
このプレポリマー2に以下の組成からなる硬化剤(硬化剤3)を混合し、成形型に注入し、硬化反応させた。硬化反応は2分間、130℃行った。
・1,4−ブタンジオール 14.6g
・トリメチロールプロパン 27.1g
・数平均分子量650のポリエーテルポリオール 208.49g
・DABCO P15(酢酸カリウムのEG溶液、エアープロダクツジャパン社製) 0.23g
・TEDA 0.75g
・リチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド 5.1g
その後、脱型して、クリーニングブレード3を得た。得られたクリーニングブレード3の各種測定及び使用評価を下記により行った。結果を表1に示す。
(実施例4)
リチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドを0.19g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4を作製した。得られたクリーニングブレード4を実施例1と同様に評価した。結果を表1に示す。
リチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドを0.19g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4を作製した。得られたクリーニングブレード4を実施例1と同様に評価した。結果を表1に示す。
(実施例5)
リチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドを48.5g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5を作製した。得られたクリーニングブレード5を実施例1と同様に評価した。結果を表1に示す。
リチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドを48.5g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5を作製した。得られたクリーニングブレード5を実施例1と同様に評価した。結果を表1に示す。
(比較例1)
プレポリマー1に以下の組成からなる硬化剤(硬化剤4)を混合し、成形型に注入し、硬化反応させた。硬化反応は2分間、130℃行った。
・1,4−ブタンジオール 22.4g
・トリメチロールプロパン 41.6g
・DABCO P15(酢酸カリウムのEG溶液、エアープロダクツジャパン社製) 0.06g、
・TEDA 0.19g
・リチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド 5.1g
その後、脱型して、クリーニングブレード6を得た。得られたクリーニングブレード6を実施例1と同様に評価した。結果を表2に示す。
プレポリマー1に以下の組成からなる硬化剤(硬化剤4)を混合し、成形型に注入し、硬化反応させた。硬化反応は2分間、130℃行った。
・1,4−ブタンジオール 22.4g
・トリメチロールプロパン 41.6g
・DABCO P15(酢酸カリウムのEG溶液、エアープロダクツジャパン社製) 0.06g、
・TEDA 0.19g
・リチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド 5.1g
その後、脱型して、クリーニングブレード6を得た。得られたクリーニングブレード6を実施例1と同様に評価した。結果を表2に示す。
(比較例2)
以下の材料を80℃で3時間反応し、NCO%が8.00%であるプレポリマー3を得た。
・4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI) 322.5
・数平均分子量2000のポリエーテルポリオール677.5g
次に、プレポリマー3に以下の組成からなる硬化剤(硬化剤5)を混合し、成形型に注入し、硬化反応させた。硬化反応は2分間、130℃行った。
・1,4−ブタンジオール 18.2g
・トリメチロールプロパン 33.9g
・数平均分子量650のポリエーテルポリオール 86.8g
・DABCO P15(酢酸カリウムのEG溶液、エアープロダクツジャパン社製) 0.13g
・TEDA 0.42g
・リチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド 5.1g
その後、脱型して、クリーニングブレード7を得た。得られたクリーニングブレード7を実施例1と同様に評価した。結果を表2に示す。
以下の材料を80℃で3時間反応し、NCO%が8.00%であるプレポリマー3を得た。
・4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI) 322.5
・数平均分子量2000のポリエーテルポリオール677.5g
次に、プレポリマー3に以下の組成からなる硬化剤(硬化剤5)を混合し、成形型に注入し、硬化反応させた。硬化反応は2分間、130℃行った。
・1,4−ブタンジオール 18.2g
・トリメチロールプロパン 33.9g
・数平均分子量650のポリエーテルポリオール 86.8g
・DABCO P15(酢酸カリウムのEG溶液、エアープロダクツジャパン社製) 0.13g
・TEDA 0.42g
・リチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド 5.1g
その後、脱型して、クリーニングブレード7を得た。得られたクリーニングブレード7を実施例1と同様に評価した。結果を表2に示す。
(比較例3)
リチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドを0.49g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8を作製した。得られたクリーニングブレード8を実施例1と同様に評価した。結果を表2に示す。
リチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドを0.49g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8を作製した。得られたクリーニングブレード8を実施例1と同様に評価した。結果を表2に示す。
(比較例4)
リチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドを61.2g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9を作製した。得られたクリーニングブレード9を実施例1と同様に評価した。結果を表2に示す。
リチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドを61.2g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9を作製した。得られたクリーニングブレード9を実施例1と同様に評価した。結果を表2に示す。
なお、表1、表2中のポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオールの欄の数字はポリエステルポリオール:ポリエーテルポリオールの質量比を表す。
表1に見られるように、実施例1〜5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。
表2に見られるように、比較例1におけるポリエステルポリオールのみの場合、イミドリチウム塩との相溶性が低下し、均一な混合が難しいため、抵抗を下げる効果を十分に得られず、掻き取ったトナーがブレードに溜まり、すり抜けが発生した。
比較例2におけるポリエーテルポリオールのみの場合、M100が2.8MPaと低く、十分な当接圧がでないため、すり抜けが発生した。
比較例3はイミドリチウム塩の添加量が少なすぎる場合、抵抗を下げる効果が十分に得られず、掻き取ったトナーがブレードに溜まり、すり抜けが発生した。
比較例4では、10^5(Ω・cm)まで抵抗は下がったが、イミドリチウム塩を多量に添加すると、十分な分散状態にするまでの混合時間が長くなるため、製造効率が低下した。また、硬度、モジュラスも低下してブレードエッジが欠けやすくなり、クリーニング不良が発生した。
Claims (4)
- 像担持体に当接して残留したトナーを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であって、
前記ポリウレタンエラストマーは、少なくとも、ポリイソシアネート、アジペート系ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、及びイミドリチウム塩からなり、
前記イミドリチウム塩の含有量は前記ポリウレタンエラストマー中0.1〜5質量%であり、
前記ポリウレタンエラストマーの体積抵抗率は1×10^5〜1×10^12Ω・cmであることを特徴とするブレード部材。 - 前記アジペート系ポリエステルポリオールと前記ポリエーテルポリオールの質量比が95:5〜70:30である請求項1に記載のブレード部材。
- 前記ポリウレタンエラストマーの国際ゴム硬さ(IRHD)が65〜80度である請求項1又は2に記載のブレード部材。
- 前記ポリウレタンエラストマーの100%モジュラスが3.0〜5.0MPaである請求項3に記載のブレード部材。
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