JP3602920B2 - 電子写真装置用クリーニングブレード - Google Patents
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Description
【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維持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上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、金属板よりなる支持部材、弾性体よりなるブレード部材、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より形成されている。
【0004】
上記ブレード部材は、感光体との摺擦による摩擦、永久歪みが少なく、接着時の加圧、接着剤の溶剤による変形が小さい等の特性を必要とし、感光体へダメージを与えず、かつ、クリーニング時に適度な圧接力を要することより、硬さ65〜80度(JIS−A)が好ましい。
【0005】
これらの特性を満足させるために、ブレード部材としては通常ウレタンエラストマーが使用される。ブレード部材に用いられるウレタンエラストマーは、ポリイソシアネート化合物及び高分子量ポリオール、並びに、1,4−ブタンジオール、トリメチロールプロパン等の低分子量ジオールやトリオール等の架橋剤の熱硬化反応によって製造される。
【0006】
通常、電子写真装置は5〜40℃の環境下で使用される。このとき装置内の温度は、5〜60℃になるので、ブレード部材には、この温度範囲内での耐磨耗性、耐欠け性及び良好なクリーニング性が要求される。
【0007】
クリーニングブレードの低温でのクリーニング性を向上させるためには、1,4−ブタンジオールを大量に配合すればよいが、そうすると永久歪みが大きくなり、長期間使用するとブレード部材の変形(へたり)を生じ、感光体への圧接力が保てなくなりクリーニング不良を生じ、また、高温での反発弾性が大きくなり、高温使用時にブレード部材のビビリ音(鳴き)を生じる結果となる。逆に、クリーニングブレードの永久歪み及び高温での反発弾性を小さくし、かつ、耐磨耗性、耐欠け性等の耐久性を向上させるためには、トリメチロールプロパンを多量に配合すればよいが、そうするとガラス転移温度を上昇させ、低温でのグリーニング性に劣る結果となり、低温でのクリーニング性と永久歪み、耐久性及び高温でのビビリ音防止とを両立させることができない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記に鑑み、低温でのクリーニング性に優れ、高温でビビリ音が発生せず、しかも、長期にわたり広範囲の温度条件下で安定したクリーニング性を発揮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。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、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、上記ブレード部材は、分子量1200以下のポリオールAと、分子量4000以上のポリオールBとの混合物をポリオール成分とする熱硬化性ウレタンエラストマーからなるものであり、上記ポリオールA及び上記ポリオールBのうち一方は、ポリエチレンブチレンアジペート又はポリエチレンヘキセンアジペートのポリエステルポリオールであり、上記ポリエチレンブチレンアジペート又は上記ポリエチレンヘキセンアジペートは、アジピン酸と、エチレングリコールと、1,4−ブタンジオール又は1,6−ヘキサンジオールとからなり、上記エチレングリコールと、上記1,4−ブタンジオール又は上記1,6−ヘキサンジオールとの混合比が、モル比で5:5〜2:8のものであり、上記ポリオールA及び上記ポリオールBのうちもう一方は、ポリエチレンアジペート、ポリブチレンアジペート又はポリエチレンブチレンアジペートのポリエステルポリオールである電子写真装置用クリーニングブレードである。
【0011】
以下に本発明を詳述する。
【0012】
本発明で使用される熱硬化性ウレタンエラストマーは、分子量1200以下のポリオールAと、分子量4000以上のポリオールBとの混合物をポリオール成分とするものである。
【0013】
上記分子量1200以下のポリオールAと上記分子量4000以上のポリオールB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造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、上記熱硬化性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】
上記ポリオールAの分子量が1200を超えると、得られる熱硬化性ウレタンエラストマーの高温時の反発弾性が大きくなり、ビビリ音(鳴き)の発生原因となり、上記ポリオールBの分子量が4000未満であると、得られる熱硬化性ウレタンエラストマーのガラス転移温度が上昇し、低温でのクリーニング性に劣るので、上記熱硬化性ウレタンエラストマーは、分子量1200以下の低分子量ポリオールと、分子量4000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。
【0015】
本発明においては、上記ポリオールA及び上記ポリオールBのうち少なくとも一方は、二塩基酸とエチレングリコール及び下記一般式(1)で表されるジオールからなるポリエステルポリオールである。
【0016】
【化3】
【0017】
上記一般式(1)中、nは、3以上の整数である。
上記二塩基酸としては特に限定されず、例えば、アジピン酸、フタル酸、アクリル酸、ダイマー酸等が挙げられる。
上記一般式(1)で表されるジオールの具体例としては特に限定されず、例えば、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール等が挙げられる。
【0018】
上記エチレングリコールと上記一般式(1)で表されるジオールとの混合比は、モル比で5:5〜2:8である。この範囲をはずれ、上記一般式(1)で表されるジオールの量が多くなると、得られる熱硬化性ウレタンエラストマーの結晶性が大きく阻害され、使用時の耐磨耗性、耐欠け性が悪くなり、長期にわたって安定したクリーニング性を維持することができなくなり、上記一般式(1)で表されるジオールの量が少なくなると、ガラス転移温度が上昇し、低温でのクリーニング性が劣るので、上記範囲に限定される。
【0019】
本発明において、上記ポリオールAに対する上記ポリオールBの混合量は、100〜500重量%、好ましくは、150〜300重量%である。
【0020】
本発明に係るブレード部材は、上記ポリオールA及び上記ポリオールBを混合し、これにイソシアネート化合物を反応させてプレポリマーを合成した後、これに架橋剤を添加混合したポリウレタン生成液を予熱した金型に注入して熱硬化させて製造される。
【0021】
上記イソシアネート化合物としては特に限定されず、例えば、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、トリレンジイソシアネート(TDI)、ナフタレンジイソシアネート(NDI)、トリジンジイソシアネート(TODI)、パラフェニレンジイソシアネート(PPDI);これらの異性体、変性体等が挙げられる。
【0022】
上記架橋剤としては特に限定されず、例えば、エチレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール等の低分子量グリコール;トリメチロールプロパン、グリセリン等の低分子量トリオール等が挙げられる。これらは単独で用いても併用してもよい。
【0023】
本発明に係る支持部材としては特に限定されず、例えば、剛体の金属、弾性を有する金属;プラスチック、セラミック等から製造されたもの等を挙げることができ、通常は、無処理の鋼板;リン酸亜鉛処理、クロメート処理等の表面処理が施された鋼板等から製造されたもの等を用いることができる。
本発明の電子写真装置用クリーニングブレードの製造においては、上記支持部材は、溶剤等により脱脂処理を行って使用するのが好ましい。
【0024】
本発明の電子写真装置用クリーニングブレードの製造方法としては、通常用いられる方法で行われ、例えば、遠心成形等により得られる熱硬化性ポリウレタンエラストマー製のシートを所定サイズに裁断してブレード部材を得た後、上記支持部材に、通常用いられる接着剤を塗布し、その上にブレード部材を貼り合わせ加熱加圧して接着する方法、接着剤を塗布した支持部材をブレード部材成形用金型に保持し、接着部周辺にポリウレタン生成液を注入し、硬化反応と同時に接着する方法等を採用することができる。この場合において、貼り合わせ接着に用いられる接着剤としては特に限定されず、例えば、ホットメルト接着剤等が挙げられる。また、硬化同時接着に用いられる接着剤としては特に限定されず、例えば、フェノール系溶液接着剤等が挙げられる。
【0025】
本発明に係るブレード部材は、電子写真装置等において現像ロールの外周上にトナーを薄層で担持させるためにトナー層厚を規制する現像ブレード等にも適用することができる。
【0026】
【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。
【0027】
実施例1
エチレングリコールと1,4−ブタンジオールとのモル比3:7の混合物と、アジピン酸との脱水縮合により、平均分子量5000に調整したポリエチレンブチレンアジペートを得た。これに平均分子量750のポリブチレンアジペート(ニッポラン4056、日本ポリウレタン工業社製)を、混合後のOH価=56.1になるように混合し、ポリエステルポリオールを得た。
得られたポリエステルポリオールにMDI(ミリオネートMT、日本ポリウレタン工業社製)を加え、窒素雰囲気下、70℃で3時間反応させ、イソシアネート基を6.5重量%含有するプレポリマーを得た。
このプレポリマーを100℃に昇温し、減圧下で1時間脱泡後、硬化剤として1,4−ブタンジオールとトリメチロールプロパンとの混合物(混合比=60/40)を硬化剤のOH基とプレポリマーのNCO基との比が0.9になるように加え、3分間混合後、金型温度を140℃に調整した遠心成形機に投入し、1時間硬化させた後金型より円筒状シート材を取り出し、120℃で12時間架橋後室温に冷却し、所定寸法にカットしてブレード部材を得た。
得られたブレード部材の硬さ及びガラス転移温度、並びに、ブレード部材を支持部材にホットメルト接着剤で接着させたクリーニングブレードの低温クリーニング性、鳴き及び耐久性について、下記方法により評価した。結果を表1に示した。
【0028】
評価方法
(1)硬さ
JIS−Aスプリング硬度計にて測定した。
(2)ガラス転移温度
5%伸長10Hzの条件で、温度分散スペクトロメータにて測定したtanδのピーク値を求めた。
(3)低温クリーニング性
ミノルタ社製複写機EP870を用いて、5℃、15%RHの環境下に24時間放置後の初期クリーニング性を確認した。
(4)鳴き
ミノルタ社製複写機EP870を用いて、35℃、85%RHの環境下で1000枚連続通紙し、鳴き発生の有無を確認した。
(5)耐久性
ミノルタ社製複写機EP870を用いて、25℃、60%RHの環境下で10万枚連続通紙し、耐久性を確認した。
【0029】
実施例2
エチレングリコールと1、4−ブタンジオールとのモル比を5:5とし、また、ニッポラン4056の代わりに平均分子量が1200のポリエチレンアジペート(ニッポラン4002、日本ポリウレタン工業社製)を用いたこと以外は、実施例1と同様にしてブレード部材及びクリーニングブレードを得、評価した。結果を表1に示した。
【0030】
実施例3
エチレングリコールと1,4−ブタンジオールとのモル比3:7の混合物と、アジピン酸との脱水縮合により、平均分子量1000に調整したポリエチレンブチレンアジペートを得た。これをニッポラン4056の代わりに用いたこと以外は、実施例1と同様にしてブレード部材及びクリーニングブレードを得、評価した。結果を表1に示した。
【0031】
実施例4
エチレングリコールと1,4−ブタンジオールとのモル比3:7の混合物と、アジピン酸との脱水縮合により、平均分子量1000に調整したポリエチレンブチレンアジペートを得た。これに平均分子量5400のポリブチレンアジペート(ニッポラン4009、日本ポリウレタン工業社製)を混合し、OH価56.1のポリエステルポリオールを得た。これを用いたこと以外は、実施例1と同様にしてブレード部材及びクリーニングブレードを得、評価した。結果を表1に示した。
【0032】
実施例5
エチレングリコールと1,6−ヘキサンジオールのモル比3:7の混合物と、アジピン酸との脱水縮合により、平均分子量4000に調整したポリエチレンヘキセンアジペートを得た。これに平均分子量750のポリブチレンアジペート(ニッポラン4056、日本ポリウレタン工業社製)を混合し、ポリエステルポリオールを得た。これを用いたこと以外は、実施例1と同様にしてブレード部材及びクリーニングブレードを得、評価した。結果を表1に示した。
【0033】
比較例1
エチレングリコールと1,4−ブタンジオールとのモル比を6:4にしたこと以外は、実施例1と同様にしてブレード部材及びクリーニングブレードを得、評価した。結果を表1に示した。
【0034】
比較例2
エチレングリコールと1,4−ブタンジオールとのモル比を1:9にしたこと以外は、実施例1と同様にしてブレード部材及びクリーニングブレードを得、評価した。結果を表1に示した。
【0035】
比較例3
ニッポラン4056の代わりに平均分子量2000のポリブチレンアジペート(ニッポラン4010、日本ポリウレタン工業社製)を用いたこと以外は、実施例1と同様にしてブレード部材及びクリーニングブレードを得、評価した。結果を表1に示した。
【0036】
比較例4
エチレングリコールと1,4−ブタンジオールのモル比3:7の混合物と、アジピン酸との脱水縮合により、平均分子量3000に調整したポリエチレンブチレンアジペートを得た。これに平均分子量750のポリブチレンアジペート(ニッポラン4056、日本ポリウレタン工業社製)を混合し、ポリエステルポリオールを得た。これを用いたこと以外は、実施例1と同様にしてブレード部材及びクリーニングブレードを得、評価した。結果を表1に示した。
【0037】
【表1】
【0038】
【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、上述の構成からなるので、低温でのクリーニング性に優れ、高温でビビリ音が発生せず、高耐久性を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】貼り合わせ接着により製造されたクリーニングブレードの一例を示す図。
【符号の説明】
1 ブレード部材
2 接着剤層
3 支持部材
Claims (1)
- 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、
前記ブレード部材は、分子量1200以下のポリオールAと、分子量4000以上のポリオールBとの混合物をポリオール成分とする熱硬化性ウレタンエラストマーからなるものであり、
前記ポリオールA及び前記ポリオールBのうち一方は、ポリエチレンブチレンアジペート又はポリエチレンヘキセンアジペートのポリエステルポリオールであり、
前記ポリエチレンブチレンアジペート又は前記ポリエチレンヘキセンアジペートは、アジピン酸と、エチレングリコールと、1,4−ブタンジオール又は1,6−ヘキサンジオールとからなり、前記エチレングリコールと、前記1,4−ブタンジオール又は前記1,6−ヘキサンジオールとの混合比が、モル比で5:5〜2:8のものであり、
前記ポリオールA及び前記ポリオールBのうちもう一方は、ポリエチレンアジペート、ポリブチレンアジペート又はポリエチレンブチレンアジペートのポリエステルポリオールである
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。
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JP19396396A JP3602920B2 (ja) | 1996-07-03 | 1996-07-03 | 電子写真装置用クリーニングブレード |
Applications Claiming Priority (1)
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JP19396396A JP3602920B2 (ja) | 1996-07-03 | 1996-07-03 | 電子写真装置用クリーニングブレード |
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JPH1020733A JPH1020733A (ja) | 1998-01-23 |
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1996
- 1996-07-03 JP JP19396396A patent/JP3602920B2/ja not_active Expired - Fee Related
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