JP2871549B2 - 電子写真装置用クリーニングブレード - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、広範囲の温度領域
において長期的に安定したクリーニング性を有する電子
写真装置用クリーニングブレードに関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真装置は、表面に光導電体層を設
けた感光体を有しており、作動の際、上記感光体の外周
面が一様に帯電され、ついで被模写体の被模写像を介し
てその外周面を露光することにより、静電潜像を形成
し、この静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成
し、これを紙等に転写し、定着させるものである。

【０００３】この過程において、転写後の感光体の外周
にはトナーが一部残留するので、この残留トナーを除去
する必要がある。このようなトナーの除去は、クリーニ
ングブレードにより行われている。クリーニングブレー
ドは、通常、金属板からなる支持部材、弾性体からなる
ブレード部材、及び、支持部材にブレード部材を取り付
けるための接着剤層より形成されている。

【０００４】上記ブレード部材は、感光体に当接して残
留トナーを除去するものであるので、感光体へ与えるダ
メージが少く、クリーニング時に適度な圧接力を有し、
耐磨耗性に優れていること等が求められる。従来、この
ようなブレード部材には、ＪＩＳ Ａ硬度６５〜８０の
ポリウレタンエラストマーからなる弾性体が、機械的強
度、耐磨耗性等に優れたものとして使用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、クリーニン
グブレードの使用時には、ビビリ音（鳴き）が生じる場
合がある。このビビリ音は、反発弾性と相関があり、反
発弾性が７５％を超えると発生しやすくなることがわか
っている。

【０００６】通常、電子写真装置は、５〜４０℃の環境
下で使用され、このとき装置内温度は５〜６０℃になる
ので、ブレード部材には、この装置内温度、特に６０℃
での反発弾性が７５％以下であることが要求される。

【０００７】ポリウレタンエラストマーが有する優れた
機械的強度や耐磨耗性は、ウレタン結合の強固な物理結
合に依るものである。しかし、一方では、この物理結合
が支配的であるために、反発弾性は温度依存性が大き
く、反発弾性を前記装置内温度の全域で７５％以下に制
御することは難しい。

【０００８】このようなブレード部材の特性の温度依存
性については例えば特開昭５９−３０５７４号公報に、
ポリオール成分として平均分子量１０００〜４０００の
ポリカプロラクトンエステルポリオールを使用して得ら
れるポリウレタンエラストマーからなる電子写真複写機
用クリーニングブレードにより温度変化に対する安定
性、熱的耐久性、長期にわたる良好なクリーニング性等
の効果が得られることが開示されている。

【０００９】しかし、開示されたこの電子写真用クリー
ニングブレードは、前記したような強固な物理結合に依
る点においては、従来と変わらず、特に装置内温度の高
温域（５０〜６０℃）における反発弾性を７５％以下に
制御し、ビビリ音の発生を抑制することは困難であっ
た。

【００１０】本発明は、上記現状に鑑み、ブレード部材
の粘弾性挙動に関する一連の研究よりなされたもので上
記装置内温度域での反発弾性を７５％以下に制御でき、
前記装置内温度域で安定したクリーニング性を有する電
子写真装置用クリーニングブレードを提供することを目
的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、ブレー
ド部材と、支持部材と、接着剤層とからなる電子写真装
置用クリーニングブレードにおいて、前記ブレード部材
が、分子量７００以下のポリオールと、分子量４５００
以上のポリオールとの混合物をポリオール成分とするポ
リウレタンエラストマーからなるものであるところに存
する。以下に本発明を詳述する。

【００１２】本発明で使用されるポリウレタンエラスト
マーは、分子量７００以下のポリオールと、分子量４５
００以上のポリオールとの混合物をポリオール成分とす
るものである。

【００１３】本発明においては、上記分子量７００以下
のポリオールと上記分子量４５００以上のポリオールと
を混合し高分子量ポリオールの長鎖の間に低分子量ポリ
オールが介在した構成とすることにより構造の多様化が
図れるので、緩和機構が非常に多くなり、上記ポリウレ
タンエラストマーからなるブレード部材は、広い温度領
域での温度依存性が小さく、高温での反発弾性の制御が
可能となる。

【００１４】低分子量ポリオールの分子量が７００より
大きくなったり、高分子量ポリオールの分子量が４５０
０より小さくなると、得られるポリウレタンエラストマ
ーの６０℃における反発弾性が７５％より大きくなり、
クリーニングブレードとして用いた場合、ビビリ音（鳴
き）が発生する可能性が大きくなるので本発明のクリー
ニングブレードのブレード部材を形成するポリウレタン
エラストマーは、分子量７００以下の低分子量ポリオー
ルと、分子量４５００以上の高分子量ポリオールとの混
合物をポリオール成分とするものに限定される。上記ポ
リオールの分子量は、（ポリオールの分子量）＝（５６
１００）／（水酸基価）×（ポリオールの官能基数）に
より計算することができる。

【００１５】これら高分子量ポリオール及び低分子量ポ
リオールとしては、例えば、ポリエチレンアジペート、
ポリブチレンアジペート、ポリヘキサンアジペート、ポ
リカプロラクトン等のポリエステルアジペートが用いら
れ、混合する高分子量ポリオールと低分子量ポリオール
は、同種のものが好ましく用いられるが、異なってもよ
い。

【００１６】上記分子量４５００以上の高分子量ポリオ
ールに対する分子量７００以下の低分子量ポリオールの
混合量は、５〜３０重量％、好ましくは、１０〜２５重
量％とされる。

【００１７】本発明の電子写真装置用クリーニングブレ
ードは、上記した分子量７００以下のポリオールと分子
量４５００以上のポリオールとの混合ポリオールに、ポ
リイソシアネートを反応させてプレポリマーを調製し、
硬化剤（架橋剤ともいう）を加えた反応液を金型に注入
し、遠心成形等により熱硬化させて形成した厚さ２ｍｍ
前後のポリウレタンエラストマーからなるシートを所定
寸法にカットしブレード部材を得、これを支持部材に接
着させて得られる。また、反応液を金型に注入する前
に、金型内に接着処理した支持部材を配置しておき、注
入した反応液が熱硬化すると同時に接着一体化してもよ
い。

【００１８】混合ポリオールと反応し、プレポリマーを
形成するためのポリイソシアネートとしては特に限定さ
れないが、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネー
ト（以下ＭＤＩという）が好ましく用いられる。また、
前記プレポリマーに混合して熱硬化反応を生ずる硬化剤
としては、特に限定されないが、１，４−ブタンジオー
ル（以下１４ＢＧという）、１，６−ヘキサンジオール
（以下１６ＨＧという）、トリメチロールプロパン（以
下ＴＭＰという）等の低分子量ポリオール、特に１４Ｂ
ＧとＴＭＰの混合物（以下１４ＢＧ／ＴＭＰと表す）及
び１６ＨＧ、１４ＢＧ及びＴＭＰの混合物が好ましく用
いられる。

【００１９】ブレード部材と支持部材を一体化する接着
剤としては、フェノール系やエポキシ系の液状接着剤や
ダイマー酸系、エチレン酢酸ビニル系、ポリウレタン系
等のホットメルト接着剤が好ましく用いられる。支持部
材としては、表面処理鋼板、ステンレス、アルミ等の板
が好ましく用いられる。

【００２０】

【実施例】以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説
明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるもの
ではない。

【００２１】実施例１ポリエチレンアジペートエステルの合成 高分子量ポリオールの合成として、アジピン酸４１９０
重量部、エチレングリコール１８４１重量部仕込み、１
８０℃で２４時間脱水縮合反応を行った。得られたポリ
オールの水酸基価は２２．５ＫＯＨｍｇ／ｇ、酸価は
０．８ＫＯＨｍｇ／ｇであった。分子量は、４９８７で
あった。次に、低分子量ポリオールの合成としてアジピ
ン酸３７１重量部、エチレングリコール２２０重量部仕
込み１８０℃にて５時間脱水反応を行った。得られたポ
リオールの水酸基価は２２５ＫＯＨｍｇ／ｇ、酸価は
０．３ＫＯＨｍｇ／ｇであった。上記式よりこのポリオ
ールの分子量は、４９９であった。

【００２２】プレポリマーの合成 上記ポリオールの低分子量成分、高分子量成分を表１に
示した配合で、平均分子量２０００になるように混合し
７０℃で１２時間減圧乾燥した。これをコルベンに仕込
みポリオール１００重量部に対し４，４′−ジフェニル
メタンジイソシアネートを３９．５ｇ投入して７０℃で
３時間窒素雰囲気下にて反応させ、プレポリマーを合成
した。

【００２３】ブレード部材及び評価試料の作製 上記プレポリマーを１００℃で減圧脱泡後、プレポリマ
ー１００重量部に対し１，４−ブタンジオールとトリメ
チロールプロパンの混合物（重量比＝７５／２５）を
６．６２ｇ加え、２〜３分混合後１４０℃に保持した遠
心成形機に回転数２５０ｒｐｍで回転している金型に投
入し、１０００ｒｐｍに回転数を上げて、６０分反応さ
せた。約２ｍｍ厚に成形した円筒状のシートを取り出し
カットして開いた状態で１２０℃で１２時間アフターキ
ュアーし、室温で７日熟成した後所定の寸法にカットし
てブレード部材を得た。

【００２４】上記遠心成形機の金型に投入したのと同じ
混合液を１４０℃に保持した反発弾性測定試料用金型に
注入し、６０分反応させ脱型後１２０℃で１２時間アフ
ターキュアーし、室温で７日熟成して反発弾性測定用試
料を得た。また、ブレード部材を３枚重ね（約６ｍｍ
厚）、硬度測定用試料とした。

【００２５】クリーニングブレードの作製 りん酸塩処理した鋼板の接着箇所にダイマー酸ベースの
ポリアミド系ホットメルト接着剤をアプリケータにて溶
融塗布し、その上に上記ブレード部材を重ね、高周波加
熱によりブレード部材を支持部材に接着一体化してクリ
ーニングブレードを得た。

【００２６】ブレード部材及びクリーニングブレードの
評価 上記のようにして得られたブレード部材及びクリーニン
グブレードを次のようにして評価した。 １）反発弾性は、ＪＩＳ−Ｋ ６３０１に従い、５℃、
２５℃、５０℃、６０℃の雰囲気中に２時間放置後測定
した。２）ＪＩＳ−Ａ硬度は、ＪＩＳ−Ａスプリング式
硬度計により測定した。３）クリーニングブレードのビ
ビリ音及びクリーニング性は、松下電器社製Ｐ−５４０
０プリンターに上記で得られたクリーニングブレードを
取り付け、５℃（×３０％ＲＨ）及び４０℃（×８０％
ＲＨ）で連続印刷を行い、２０，０００枚までのビビリ
音（鳴き）の有無及びクリーニング性の評価を行った。
結果を表１に示した。

【００２７】表中、「ＰＣＬ」は、ポリカプロラクトン
ポリオールを表す。「ＰＥＡ」は、ポリエチレンアジペ
ートを表す。「ＰＢＡ」は、ポリブチレンアジペートを
表す。「ＰＢＨＡ」は、ポリブチレンヘキサンアジペー
トを表す。「ＭＤＩ」は、４，４′−ジフェニルメタン
ジイソシアネートを表す。「１４ＢＧ／ＴＭＰ」は、
１，４−ブタンジオール／トリメチロールプロパン混合
物（７５／２５）を表す。また、クリーニングブレード
の評価中、×は、クリーニング不良を、△は、ブレード
部材エッジ部の磨耗不良を表す。

【００２８】実施例２ポリブチレンアジペートエステルの合成 高分子ポリオールの合成として、アジピン酸３６５７重
量部、ブチレングリコール２３８５重量部を仕込み、１
８０℃で２４時間脱水反応を行った。得られたポリオー
ルの水酸基価は２２．３ＫＯＨｍｇ／ｇ、酸価は０．８
ＫＯＨｍｇ／ｇであった。分子量は、５０３１であっ
た。次に、低分子量ポリオールの合成としてアジピン酸
２９９重量部、ブチレングリコール２７５重量部を仕込
み１８０℃で５時間脱水縮合反応を行った。得られたポ
リオールの水酸基価は２２６ＫＯＨｍｇ／ｇ、酸価は
０．４ＫＯＨｍｇ／ｇであった。分子量は、４９６であ
った。実施例１と同様にしてプレポリマーの合成、ブレ
ード部材及び評価試料の作製、クリーニングブレードの
作製及びそれらの評価を行い結果を表１に示した。

【００２９】実施例３ポリブチレンヘキサンアジペートエステルの合成 高分子ポリオールの合成として、アジピン酸３１３９重
量部、ブチレングリコール１０１３重量部、ヘキサング
リコール１３２８重量部を仕込み、１８０℃で２０時間
脱水縮合反応を行った。得られたポリオールの水酸基価
は２４．４ＫＯＨｍｇ／ｇ、酸価は０．７ＫＯＨｍｇ／
ｇであった。分子量は、４６００であった。次に、低分
子量ポリオールの合成としてアジピン酸３３６重量部、
ブチレングリコール１４９重量部、ヘキサングリコール
１９５重量部を仕込み１８０℃で５時間脱水反応を行っ
た。得られたポリオールの水酸基価は１８９ＫＯＨｍｇ
／ｇ、酸価は０．５ＫＯＨｍｇ／ｇであった。分子量
は、５９３であった。実施例１と同様にしてプレポリマ
ーの合成、ブレード部材及び評価試料の作製、クリーニ
ングブレードの作製及びそれらの評価を行い結果を表１
に示した。

【００３０】実施例４ポリカプロラクトンエステルの合成 フラスコにεカプロラクトン５８９０重量部、エチレン
グリコールを６２重量部、テトラブチルチタネート０．
０５重量部を仕込み、１７０℃で４時間反応させて水酸
基価１８．９ＫＯＨｍｇ／ｇ、酸価０．８ＫＯＨｍｇ／
ｇのポリカプロラクトンジオールを得た。上記式よりこ
のポリオールの分子量は、５９３７であった。次に、低
分子量ポリオールの合成として同様にεカプロラクトン
４６５重量部、エチレングリコールを６２重量部、テト
ラブチルチタネート０．０１重量部を仕込み、１７０℃
で４時間反応させて水酸基価２１３ＫＯＨｍｇ／ｇ、酸
価０．５ＫＯＨｍｇ／ｇのポリカプロラクトンジオール
を得た。分子量は、５２７であった。実施例１と同様に
してプレポリマーの合成、ブレード部材及び評価試料の
作製、クリーニングブレードの作製及びそれらの評価を
行い結果を表１に示した。

【００３１】比較例１ ポリオールとして、ポリエチレンアジペート「ニッポラ
ン４０４０」（日本ポリウレタン社製、水酸基価＝５
６．０ＫＯＨｍｇ／ｇ、酸価＝０．５ＫＯＨｍｇ／ｇ、
分子量：２００４）を用い、実施例１と同様にしてプレ
ポリマーの合成、ブレード部材及び評価試料の作製、ク
リーニングブレードの作製及びそれらの評価を行い結果
を表１に示した。

【００３２】比較例２ ポリオールとして、ポリブチレンアジペート「ニッポラ
ン４０１０」（日本ポリウレタン社製、水酸基価＝５
５．５ＫＯＨｍｇ／ｇ、酸価＝０．４ＫＯＨｍｇ／ｇ、
分子量：２０２２）を用い、実施例１と同様にしてプレ
ポリマーの合成、ブレード部材及び評価試料の作製、ク
リーニングブレードの作製及びそれらの評価を行い結果
を表１に示した。

【００３３】比較例３ ポリオールとして、ポリブチレンヘキサンアジペート
「ＯＤ−Ｘ−２１０８」（大日本インキ化学工業社製、
水酸基価＝５６．０ＫＯＨｍｇ／ｇ、酸価＝０．４ＫＯ
Ｈｍｇ／ｇ、分子量：２００４）を用い、実施例１と同
様にしてプレポリマーの合成、ブレード部材及び評価試
料の作製、クリーニングブレードの作製及びそれらの評
価を行い結果を表１に示した。

【００３４】比較例４ ポリオールとして、ポリカプロラクトンポリオール「プ
ラクセル２２０」（ダイセル化学工業社製、水酸基価＝
５６．５ＫＯＨｍｇ／ｇ、酸価＝０．５ＫＯＨｍｇ／
ｇ、分子量：１９８６）を用い、実施例１と同様にして
プレポリマーの合成、ブレード部材及び評価試料の作
製、クリーニングブレードの作製及びそれらの評価を行
い結果を表１に示した。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【発明の効果】本発明の電子写真装置用クリーニングブ
レードは、上述した構成からなるので、電子写真装置の
装置内温度域での反発弾性を７５％以下に制御できるの
でビビリ音がなく安定したクリーニング性を有する。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブレード部材と、支持部材とを、接着剤
   層を介して接合してなる電子写真装置用クリーニングブ
   レードにおいて、 前記ブレード部材は、分子量７００以下のポリオールと
   分子量４５００以上のポリオールとの混合物と、ポリイ
   ソシアネートとを反応させた後、更に硬化剤を加え熱硬
   化させて得たポリウレタンエラストマーからなるもので
   あることを特徴とする電子写真装置用クリーニングブレ
   ード。