JP3856434B2 - Blade for image forming apparatus and method for manufacturing the same - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、普通紙複写機、普通紙ファクシミリ、レーザービームプリンター等の静電方式の画像形成装置において、感光体や転写ベルト等のトナーを担持し或いはトナー担持面と接触する部材表面の残存トナーを除去するクリーニングブレード及びその製造方法、並びにクリーニングブレードの固定方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
静電方式の画像形成装置においてトナー画像を用紙等に転写した後の感光体、転写ベルト等の表面に残存するトナーを拭き取り、除去するために、従来から、周知のように厚さが約1〜3mm程度のポリウレタン系の弾性体のシートから裁断して形成されるクリーニングブレードが使用されていた。
【0003】
かかる弾性体クリーニングブレードは、その幅方向の曲げ弾性を利用して感光体に弾接することでクリーニングを行うものであり、十分なクリーニング能力を発揮させるためには、感光体に対する所定の当接圧を必要とする。一方、弾性体クリーニングブレードはクリーニングを行っても感光体や転写ベルトの表面等を傷つけるものであってはならないため、現実的にはショアA硬度が60〜80の比較的低剛性の弾性体が使用される。
【0004】
従って、クリーニングブレードとして必要な曲げ弾性を付与するにはある程度以上の厚さが必要であり、ブレードの薄肉化には限界がある。また弾性体材料は圧縮永久歪が大きく、長期の使用により感光体との当接圧が低下するという問題をも有している。これらの問題を解決するために、金属製の支持体と、弾性体層とからなる2層構造のクリーニングブレードとする技術が知られている(特開平11−219082号公報)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報に記載のクリーニングブレードは、金属板と弾性体が積層されたものであり、支持体である金属板を作製する工程と弾性体層を作製してこれを接着する工程もしくは支持体の上に反応硬化して弾性体を形成する反応組成物を適用して反応硬化させる弾性体層形成工程の2つの工程が必要であり、工程数が多くて生産効率が悪く、コスト的に高いものであるという問題を有している。
【0006】
また、クリーニングブレードは取付部材に固着してクリーニング部材として供給されるが、かかる固着に際しては、感光体とクリーニングブレードの適切な弾接を実現するために適用装置、使用するクリーニングブレードの材質等に応じて設定される突き出し長さ(自由端長さ)を満足するように取付部材とクリーニングブレードの位置合わせをする工程も要求され、コスト低減の要求に対応するには限界がある。
【0007】
上記問題点を解決するものとして、PETフィルムの上に熱可塑性エラストマー層、特に従来クリーニングブレードとして使用され、あるいは公知であるショアA硬度が60以上80未満のポリエステル系ないしポリカーボネート系ポリウレタンエラストマー層を積層した複層構造のクリーニングブレードを作製評価したところ、予想に反してクリーニングの耐久性が十分得られないことが判明した。
【0008】
本発明の目的は、簡便かつ低コストにて製造可能であって安定した当接圧を実現でき、耐久性に優れたクリーニングブレード並びにその製造方法を提供することにある。
【0009】
また本発明は、取付部材との位置合わせの容易なクリーニングブレードを提供することにも有る。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成すべく、高剛性支持部材に積層する弾性材料について鋭意研究したところ、特定の熱可塑性ポリウレタンエラストマーの使用により、実用的な耐久性を有するクリーニングブレードが得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0011】
本発明は、静電転写プロセスを利用した画像形成装置に使用するクリーニングブレードであって、高剛性樹脂にて形成された支持体層の片面全面に熱可塑性ポリウレタンエラストマー層を備えた複層構造を有し、前記熱可塑性ポリウレタンエラストマーは、ポリカーボネートジオールをポリオール成分として含み、芳香族ポリイソシアネートをイソシアネート成分として含み、硬度がショアAにて80〜95(20℃)、100%伸長モジュラスの20℃の値M 100 (20)が6MPa以上、50℃の値M 100 (50)が4MPa以上であり、M 100 (20)とM 100 (50)の比M 100 (20)/M 100 (50)が1.5以下であることを特徴とする。
【0012】
上記の構成により、簡便かつ低コストにて製造可能であって安定した当接圧を実現でき、しかも耐久性に優れたクリーニングブレードが得られた。
【0013】
従来のポリウレタンエラストマーのみにて構成されるクリーニングブレードでは、実用上、感光体の磨耗を抑制するために硬度はショアAにて80未満の材料が使用されるが、本発明の複層構造のクリーニングブレードでは、硬度がショアAにて80〜95(20℃)の材料を使用することにより、耐久性が改善された。
【0014】
本発明のクリーニングブレードを使用すると、理由は明らかではないが、現在実用化されつつあって、従来の単層型のクリーニングブレードでは十分なクリーニングが行えなかった重合トナーを使用した場合においても有効にクリーニングが行える。重合トナーのクリーニングにおいては、ポリウレタンエラストマーの硬度は高い方が好ましい。
【0015】
上記のクリーニングブレードにおいては、前記熱可塑性ポリウレタンエラストマーは、100%伸長モジュラスの20℃の値M100 (20)と50℃値M100 (50)の比M100 (20)/M100 (50)が1.5以下であることが好ましい。
【0016】
係る特性を有する熱可塑性ポリウレタンエラストマーを使用することにより、特に耐久性に優れたクリーニングブレードが得られた。
【0017】
また上記熱可塑性ポリウレタンエラストマーは、M100 (20)は6MPa以上、50℃値M100 (50)は4MPa以上であることが好ましく、300%伸長モジュラスは20℃において(M300 (20))20MPa以上であり、50℃において(M300 (50))10MPa以上であることが好ましい。
【0018】
重合トナーのクリーニングにおいては、理由は明らかではないが、M100 、M300 は高い方が好ましい。
【0019】
モジュラスが所定値以上であることが好ましい理由は明らかではないが、感光体と接触するポリウレタンエラストマーには、感光体の回転により引張り応力が作用するため、所定のモジュラスを有していないと部分的な材料の破壊が起こる場合があることによるものと考えられる。
【0020】
本発明のクリーニングブレードを構成する前記熱可塑性ポリウレタンエラストマーは、イソシアネート成分を結合するグリコール成分として、ビス(β−ヒドロキシエトキシ)ベンゼンを含有することが好ましい。
【0021】
ビス(β−ヒドロキシエトキシ)ベンゼンを構成成分として使用することにより、安定した当接圧を有し、しかも耐久性に優れたクリーニングブレードが得られる。
【0022】
上述のクリーニングブレードは、長さ方向に複数の貫通孔が設けられたものであることが好ましい。
【0023】
クリーニングブレードを取付部材に固着する場合、ないしは画像形成装置に直接装着する場合、自由端長さを設定値にするための位置決め作業を容易に行うことができる。即ち、金属あるいは高剛性樹脂にて作成される取付部材に突起を形成しておき、この取付部材の突起とクリーニングブレードに設けられた貫通孔を嵌合させることにより、位置決め操作が極めて容易かつ確実に行うことができる。
【0024】
別の本発明は、高剛性樹脂にて形成された支持体層の片面全面に熱可塑性エラストマー層を備えた複層構造を有し、静電転写プロセスを利用した画像形成装置に使用するクリーニングブレードの製造方法であって、前記支持体層の一方の表面に熱可塑性ポリウレタンエラストマーを流動状態にて積層してクリーニングブレード原反を作製する積層工程、及び前記クリーニングブレード原反を裁断してクリーニングブレードを作製する裁断工程を有し、前記積層工程が、前記熱可塑性ポリウレタンエラストマーを溶融状態にてニート状で積層を行うか、又は溶液にて被覆して乾燥することにより行うものであり、前記熱可塑性ポリウレタンエラストマーは、ポリカーボネートジオールをポリオール成分として含み、芳香族ポリイソシアネートをイソシアネート成分として含み、硬度がショアAにて80〜95(20℃)、100%伸長モジュラスの20℃の値M 100 (20)が6MPa以上、50℃の値M 100 (50)が4MPa以上であり、M 100 (20)とM 100 (50)の比M 100 (20)/M 100 (50)が1.5以下であることを特徴とする。
【0025】
上記の製造方法により、安定した当接圧を有し、耐久性に優れたクリーニングブレードを、簡便かつ低コストにて製造することができる。
【0026】
上記の製造方法において使用する前記熱可塑性ポリウレタンエラストマーは、100%伸長モジュラスの20℃の値M100 (20)と50℃値M100 (50)の比M100 (20)/M100 (50)が1.5以下であることが好ましい。
【0027】
また上記熱可塑性ポリウレタンエラストマーは、M100 (20)は6MPa以上、50℃値M100 (50)は4MPa以上であることが好ましく、300%伸長モジュラスは20℃において(M300 (20))20MPa以上であり、50℃において(M300 (50))10MPa以上であることが好ましい。
【0028】
また前記熱可塑性ポリウレタンエラストマーは、イソシアネート成分を結合するグリコール成分として、ビス(β−ヒドロキシエトキシ)ベンゼンを含有することが好ましい。
【0029】
本発明のクリーニングブレードは、高剛性支持部材と熱可塑性ポリウレタンエラストマー層にて構成されたものであってもよく、高剛性支持部材の裏面層に別のエラストマー層を設けたものであってもよい。
【0030】
裏面層に別のエラストマー層を設けることにより、ブレードに発生する反りなどの歪を有効に防止できる場合が有る。
【0031】
かかるエラストマー層は、熱硬化性エラストマーであってもよく、熱可塑性エラストマー層であってもよい。熱可塑性エラストマーは、公知の熱可塑性エラストマーが限定なく使用可能であるが、表面層と同じ熱可塑性ポリウレタンエラストマー層であってもよい。
【0032】
上述のクリーニングブレードの製造方法においては、さらに所定位置に所定サイズの貫通孔を形成する貫通孔形成工程を設けることが好ましい態様である。
【0033】
貫通孔形成工程は原反を製造する積層工程の後に設けてもよく、裁断工程の後に設けてもよい。本発明のクリーニングブレードは、高剛性樹脂にて形成された支持体層を有するために、貫通孔が位置、大きさ共に正確に形成可能である。
【0034】
上述の長さ方向に複数の貫通孔が設けられたクリーニングブレードは、2個以上の位置合わせ突起が設けられている取付部材に、前記クリーニングブレードの貫通孔に取付部材の突起にクリーニングブレードを嵌合し、さらに前記クリーニングブレードの貫通孔に対応した位置に貫通孔を有する高剛性挟持部材を嵌合した後に他の貫通孔を使用してビス止めする固定方法により、取付部材に固定することができる。
【0035】
また本発明の長さ方向に複数の貫通孔が設けられたクリーニングブレードは、前記クリーニングブレードを固定する取付部材を熱可塑性樹脂で形成すると共に前記クリーニングブレードの貫通孔に対応する位置に突起を設け、前記取付部材の突起にクリーニングブレードを嵌合し、さらに高剛性挟持部材を嵌合した後に前記突起の先端部を溶融してかしめる固定方法により、取付部材に固定することができる。
【0036】
いずれの固定方法によっても、位置合わせの工数が必要なく、簡便かつ低コストにて取付部材に固定することができる。またクリーニングブレードが高剛性挟持部材により、長さ方向に均一な力で保持され、当接面にうねりが発生しにくい。
【0037】
特に本発明のクリーニングブレードは、高剛性樹脂にて形成された支持体層を有するために、貫通孔を設けた場合にその位置精度が高く、従って取付部材に突起を2個以上形成してクリーニングブレードの貫通孔に嵌合させることにより、高精度の位置合わせが簡便に行える。
【0038】
ここにいう取付部材は、このクリーニングブレードを装着する部材をいい、従来のクリーニング部材においてクリーニングブレードを固定する、いわゆる金具、ホルダー等と称される部材でもよいが、装置のハウジングであってもよく、また現像部のケースやフレームの一部であってもよい。
【0039】
【発明の実施の形態】
本発明のクリーニングブレードの各層の構成材料として好適な材料は以下の通りである。
支持体層構成材料は、裁断が容易であり、薄くしても感光体との十分な当接圧が得られるため、高剛性の樹脂材料は限定なく使用可能である。具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂、ナイロン−6等のポリアミド系樹脂、ポリカーボネート、アクリル系樹脂、アラミド樹脂、その他ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンサルファイド等のエンジニアリングプラスチックないしスーパーエンジニアリングプラスチック材のシート、フィルム等が例示される。支持体層の厚さは、使用する素材により、また要求される特性により異なるが、一般的には50μm〜500μm程度である。厚過ぎると剛性が高くなり過ぎ、薄過ぎると所定の当接圧を得ることが困難になる。
【0040】
上記の支持体層構成材料は、複層構造であってもよく、例えば接着性、耐クリープ性の一方又は双方を有する樹脂層を介して2枚のフィルムを貼合した3層構造を有する支持体層としてもよい。かかる複層構造フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレートフィルムを耐クリープ性と接着性とを有する樹脂層を介して積層したダイアラミー(三菱樹脂製)が市販されており、使用可能である。
【0041】
支持体には、熱可塑性エラストマー形成原料との接着性を高めるための表面処理を施したり、接着層を設けることは好適な態様である。かかる表面処理としては、コロナ放電処理、化学物質によるエッチング処理等が、また接着層を設ける構成としてはプライマーコートやホットメルト接着剤層を設ける構成等が例示される。
【0042】
弾性体層を構成する熱可塑性ポリウレタンエラストマーは、ポリカーボネートジオールをポリオール主成分とし、芳香族ポリイソシアネートをイソシアネート主成分とする。ポリオール成分をポリカーボネートジオールのみとし、イソシアネート成分を芳香族ポリイソシアネートのみとしてもよい。
【0043】
上記のポリカーボネートポリオールとしては、例えば、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、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の様なジオールとホスゲン、ジアリルカーボネート(例えばジフェニルカーボネート)もしくは環式カーボネート(例えばプロピレンカーボネート)との反応により製造された生成物が使用可能である。ジオールは単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
【0044】
芳香族ポリイソシアネートは、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート(TDI)、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、トリジンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート等が例示され、単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
【0045】
本発明において使用する熱可塑性ポリウレタンエラストマーは、ポリカーボネートジオールをポリオール成分の主成分とし、芳香族ポリイソシアネートをイソシアネート成分の主成分とするものであるが、その特性を損なわない範囲でポリウレタンの技術分野において公知の他のポリオール成分、ポリイソシアネート成分を併用してもよい。ポリカーボネートジオールは、3官能以上のポリオールを含有してもよい。
【0046】
ポリイソシアネート成分と結合してポリウレタンのハードセグメントを構成する鎖延長剤としては、公知の化合物が使用可能であり、エチレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−ビス(β−ヒドロキシエトキシ)ベンゼン等のグリコール類、トリメチロールプロパン等の取りオール類、メチレンビス−o−クロルアニリン(MOCA)等のジアミン類が使用可能である。これらの中でも、上述のように1,4−ビス(β−ヒドロキシエトキシ)ベンゼンを使用することが好ましく、これと他の鎖延長剤を硬度等の物理特性調整のために使用してもよい。
【0047】
熱可塑性ポリウレタンエラストマーとしては、上記の組成を有するものは限定なく使用可能であるが、製造に際してイソシアネート基と水酸基の当量比を1以上、好ましくは1.05〜1.20程度のイソシアネート過剰にて重合し、重合体中にイソシアネーと基が残存したいわゆる不完全熱可塑タイプのポリウレタンエラストマー、ないしイソシアネート基と水酸基の当量比を0.95〜1.0程度で重合した後、ポリイソシアネート化合物を添加した未反応イソシアネート基を含有させたものを使用することが好ましい。
【0048】
かかる熱可塑性ポリウレタンエラストマーは、重合体中に残存する低分子量成分が少なく、また加工中の低分子量成分の発生を抑制することができ、感光体等への低分子量成分の付着による問題の発生等が防止される。
【0049】
熱可塑性ポリウレタンエラストマーとしては、上記の構成、即ちポリカーボネートポリオールを使用した市販品を使用することも好ましく、ミラクトランE995,AH9P1015(日本ミラクトラン製)が好適な市販品として例示できる。
【0050】
また熱可塑性ポリウレタンエラストマー層の厚さは、10〜800μmであることが好ましく、20〜500μmであることがより好ましい。薄過ぎるとクリーニングブレードとしての寿命が短くなり、厚過ぎると熱可塑性エラストマーの圧縮永久歪の影響が表れる。
【0051】
高剛性支持部材の厚さを1とした場合、熱可塑性ポリウレタンエラストマー(TPU)層の厚さは、1.5以下であることが好ましく、1.0以下であることがより好ましい。
【0052】
TPU層の厚さが高剛性支持部材の厚さの1.5倍を超えると、ブレードに反りが発生する場合がある。
【0053】
熱可塑性ポリウレタンエラストマーを溶液で高剛性支持体層に積層する場合には、該熱可塑性エラストマーを溶解する適宜の有機溶剤を使用する。かかる有機溶剤としては、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等のアミド類、ジオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル類、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸n−ブチル等のエステル類、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素が例示される。これらに加えて貧溶媒であるアルコール類、脂肪族ないし脂環式炭化水素類を併用することも好適な態様である。
【0054】
溶液状態の原料を使用して熱可塑性エラストマー層を形成する方法としては、公知のコーターを使用することが可能であり、ロールコーター、ドクターブレード、コンマコーター等が好適な被覆装置として例示される。またスプレー塗装法、ディッピング法、スピンコート法等による塗装によって形成してもよい。
【0055】
熱可塑性エラストマー層を構成する材料には必要に応じて充填剤を添加することは好適な態様である。添加剤は用途・目的に応じて適宜選択されるが、下記の添加剤が例示される。
導電性材料:カーボンブラック(ケッチェンブラック、アセチレンブラック、HAFカーボン等)、導電性酸化チタン、ITO、グラファイト、過塩素酸リチウム、チオシアン酸アンモニウム等
潤滑性材料:ポリ四フッ化エチレン、窒化ホウ素、グラファイト、二硫化モリブデン、ポリジメチルシロキサン等のシリコン化合物等
その他:酸化防止剤、着色剤等
上記の添加剤は、単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
【0056】
図1には、本発明のクリーニングブレードを取付部材に固着したクリーニング部材の例を示した。図1(a)は斜視図、(b)は平面図、(c)は(b)におけるX−X断面図である。クリーニング部材3はクリーニングブレード1、取付部材5が自由端長さLを形成するように接着剤層14を介して固着されており、クリーニングブレード1は、支持体層9とその片面全面に形成された熱可塑性エラストマー層12とから構成されている。
【0057】
クリーニングブレード1には、長さ方向に4個の貫通孔7が設けられており、一方取付部材には円柱状の突起11が形成されている。突起11と貫通孔7を嵌合させることにより、自由端長さLが容易に設定可能である。この例では貫通孔7は、クリーニングブレード1の長さ方向に直線的に等間隔で配置されているが、これに限定されるものではない。少なくとも長さ方向に複数設けられていれば、等間隔でなくてもよく、さらに幅方向に並ぶよう配設された貫通孔があってもよい。
【0058】
取付部材5のクリーニングブレード1装着面には突起11が設けられており、クリーニングブレード1の前記貫通孔に嵌合している。かかる嵌合により、クリーニングブレード1と取付部材5の固着時における自由端長さLを容易に設定値とすることができ、しかもクリーニングブレード1と取付部材5のずり応力による位置ズレを防止する効果も得られる。
【0059】
図2には、図1とは異なった断面形状を有する取付部材6を使用したクリーニング部材を示した。このクリーニング部材の特徴は取付部材6に設けられた突起はクリーニングブレード1の厚さよりも高く形成され、貫通孔7に挿通した後、突起先端をかしめることにより係止部15を形成した点にある。
【0060】
かかるかしめによりクリーニングブレード1と取付部材6とが、より強固に固着される。取付部材6は、この場合においても金属であってもよいが、かしめが容易に行え、係止部15が一定形状に形成可能であることから、熱可塑性樹脂製であることがより好ましい。即ち、金型に突起を形成するキャビティーを設け、例えば射出成形により取付部材を成形すれば、かかる突起を有する取付部材が容易に製造できる。
【0061】
本発明のクリーニングブレードの製造方法を、熱可塑性エラストマーを溶融状態で高剛性樹脂支持体層に積層して製造する方法を例として説明する。
【0062】
図3には、Tダイを使用したクリーニングブレード原反の製造方法の例を示した。熱可塑性エラストマーを押し出す押出機31にはTダイ33が装着されている。支持体9はロール35によりTダイ33の溶融樹脂吐出孔近傍に供給され、押出機31にて溶融された熱可塑性エラストマーがTダイ33より支持体9上に吐出・積層され、熱可塑性エラストマー層14が形成されて2層のクリーニングブレード原反36が製造される。
【0063】
上述の工程により、クリーニングブレード原反が製造され、これを所定サイズに裁断することによってクリーニングブレードが得られる。裁断方法は特に限定されるものではなく、回転ないしは非回転の切断刃による切断、トムソン刃等を使用した打ち抜き裁断、レーザー光による裁断等が例示される。感光体や転写ベルトに当接し、高精度が要求されるエッジ部を形成するための裁断装置とその他の部分を形成する裁断装置とを異なるものとしてもよい。
【0064】
裁断工程はクリーニングブレード原反製造工程とは別個に設けてもよいが、原反製造工程に続けてスリッターを設け、クリーニングブレードの所定幅のリボン状の製品とし、これを所定長さに切断する工程としてもよい。スリッターによる裁断を行うと、カウンター方式に使用するに適したエッジ精度が得られ、好適である。
【0065】
図4には、複数の貫通孔を有するクリーニングブレードを、取付部材の1例である熱可塑性樹脂製のハウジングに高剛性挟持部材を使用して固定する方法を例示した。ハウジング51の取付部には、突起11が形成されている。高剛性挟持部材53もクリーニングブレード1と同様に突起11に対応した貫通孔55を有している。クリーニングブレード1は、複数形成された貫通孔7をハウジング51の突起11に嵌合させ、さらに高剛性挟持部材53を嵌合した後に前記突起11の先端部を溶融してかしめることにより固定される(図4(b))。
【0066】
図5には、複数の貫通孔を有するクリーニングブレードを、取付部材の1例であるハウジング51に高剛性挟持部材53を使用して固定する別の態様を例示した。ハウジング51の取付部には、位置合わせ用突起11aが2個形成されている。高剛性挟持部材53もクリーニングブレード1と同様に突起11に対応した貫通孔55を有している。クリーニングブレード1と高剛性挟持部材53とには、位置合わせ用の貫通孔7aとビス止め用の貫通孔7がそれぞれ設けられている。
【0067】
ハウジング51の位置合わせ用突起11にクリーニングブレード1を嵌合させ、さらに高剛性挟持部材53を嵌合した後に残りの貫通孔7を使用してビス止めすることにより、クリーニングブレード1がハウジング51に固定される(図5(b))。ビスは、ハウジングに直接形成したビス孔に固定してもよく、またナットを使用して固定してもよい。
【0068】
ハウジングに直接固定することにより、図2に示した場合と比較して、ホルダーと称される取付部材が不要となり、部材数が低減されると共に組み付け工数も低減可能となって、装置全体として低コスト化が図れる。また高剛性挟持部材の使用により、図2に示した場合より、固定後のクリーニングブレードの取付寸法精度が向上する。
【0069】
クリーニングブレードの貫通孔7のうち、位置合わせ用突起に嵌合する位置合わせ用の貫通孔7aは、ビス止め用貫通孔7より寸法精度を高くし、位置合わせ用の突起とのクリアランスを小さく形成することが好ましい。また位置合わせ用の貫通孔7aの1個は、クリーニングブレードの自由端長さを決定する方向(幅方向)に寸法精度が高く、長さ方向に長い長円形であることも好ましい態様であり、かかる構成とすることにより、温度変化によりクリーニングブレードが熱膨張ないし熱収縮した場合でも、精度よく固定可能である。なお、ビス止め用貫通孔7は、長さ方向に長い楕円形ないし長円形であってもよい。
【0070】
貫通孔の形成は、公知の方法で行うことができる。具体的にはドリルを使用する方法、トムソン刃等の刃物にて打ち抜く方法、レーザー光により焼き切る方法等が例示される。
【0071】
高剛性挟持部材53は、鉄、アルミニウム、ステンレス、真鍮等の金属、支持体層構成材料として例示した高剛性の熱可塑製樹脂にて形成される。また高剛性挟持部材53には、取付部材の突起11に対応した孔、溝などが設けられる。
【0072】
【実施例】
以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。
〔クリーニングブレードの作製〕
(実験例1)
Tダイを備えた押出機を使用し、易接着性樹脂層を有する幅1m、厚さ250μmのポリエステルフィルム(コスモシャインA4300,東洋紡績製)を供給しつつその表面に熱可塑性ポリウレタンエラストマーであるミラクトランAH9P1015(日本ミラクトラン社製)を該Tダイより溶融状態で押し出しつつ圧着・積層し、厚さ200μmの熱可塑性エラストマー層を形成し、巻き取り、クリーニングブレード原反を得た。このクリーニングブレード原反の連続生産における製造速度は、ライン速度にて1800m2 /hであり、効率的な生産が可能であった。またPETフィルムの厚さ1に対する熱可塑性ポリウレタンエラストマー層の厚さは0.80であった。
【0073】
(実験例2)
実施例1と同様にして、易接着性樹脂層を有する幅1m、厚さ188μmのポリエステルフィルム(コスモシャインA4100,東洋紡績製)を供給しつつその表面に熱可塑性ポリウレタンエラストマーミラクトランE995(日本ミラクトラン社製)を溶融状態で押し出しつつ圧着・積層して厚さ100μmの熱可塑性エラストマー層を形成し、巻き取ってクリーニングブレード原反を得た。このクリーニングブレード原反の連続生産における製造速度も、ライン速度にて1800m2 /hであり、実施例1と同様に効率的な生産が可能であった。またPETフィルムの厚さ1に対する熱可塑性ポリウレタンエラストマー層の厚さは0.53であった。
【0074】
(実験例3)
熱可塑性ポリウレタンエラストマーとして、ミラクトランAH9P1015に代えてポリカプロラクトンポリオールを使用したミラクトランE595(日本ミラクトラン社製)を使用した以外は実施例1と同様にしてクリーニングブレード原反を得た。
【0075】
〔モジュラス、硬度の測定〕
上記実験例のクリーニングブレードの作製に使用した熱可塑性ポリウレタンエラストマーの厚さが300μmのシートを作製し、このシートから幅5mm、長さ30mmの短冊状の測定サンプルを切り出し、測定に使用した。
モジュラスの測定は、JIS K6254に準拠して行った。
【0076】
硬度はの測定は、JIS K6253に準拠して行った。
【0077】
〔評価〕
(耐久性評価)
実験例1〜3の原反から幅15mm,長さ300mmのブレードを裁断して作製し、取付部材である金具にホットメルト接着剤を使用して固定してクリーニングブレードを作製した。このクリーニングブレードを市販の複写機において感光体に所定の当接圧となるように固定し、標準原稿画像を使用して連続して複写画像形成を行い、一定枚数終了時にの画像評価を行い、複写画像に黒筋が認められた枚数を実機耐久性とした。評価の結果はモジュラスや硬度の測定結果と共に表1に示した。
【0078】
【表1】

Figure 0003856434
上記表1の結果から、本発明の構成を充たすクリーニングブレードは耐久性に優れたものであり、実験例1のブレードが特に優れた特性を有することが明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のクリーニングブレードを使用したトナー規制部材の例を示した図
【図2】取付部材の形状が異なるトナー規制部材の例を示した図
【図3】クリーニングブレード原反の製造工程の例を示した図
【図4】クリーニングブレードの取付部材(ハウジング)への固定方法を例示した図
【図5】クリーニングブレードの取付部材(ハウジング)への固定方法の別の態様を例示した図
【符号の説明】
1 クリーニングブレード
9 支持体層
12 熱可塑性ポリウレタンエラストマー層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a residual toner on the surface of a member that carries a toner such as a photoreceptor or a transfer belt or contacts a toner carrying surface in an electrostatic image forming apparatus such as a plain paper copier, a plain paper facsimile, or a laser beam printer. The present invention relates to a cleaning blade that removes water, a method for manufacturing the same, and a method for fixing the cleaning blade.
[0002]
[Prior art]
In order to wipe off and remove toner remaining on the surface of a photoconductor, a transfer belt, and the like after a toner image is transferred to a sheet or the like in an electrostatic image forming apparatus, a thickness of about 1 is conventionally known. A cleaning blade formed by cutting from a polyurethane-based elastic sheet of about ˜3 mm has been used.
[0003]
Such an elastic cleaning blade performs cleaning by making elastic contact with the photoconductor using the bending elasticity in the width direction, and in order to exhibit sufficient cleaning capability, a predetermined contact pressure against the photoconductor. Need. On the other hand, the elastic cleaning blade should not damage the surface of the photosensitive member or the transfer belt even after cleaning. Therefore, in reality, a relatively low rigidity elastic member having a Shore A hardness of 60 to 80 is used. used.
[0004]
Therefore, in order to give the bending elasticity necessary for the cleaning blade, a thickness of a certain level or more is required, and there is a limit to thinning the blade. Further, the elastic material has a problem that the compression set is large, and the contact pressure with the photosensitive member is lowered by long-term use. In order to solve these problems, a technique of using a cleaning blade having a two-layer structure comprising a metal support and an elastic layer is known (Japanese Patent Laid-Open No. 11-219082).
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The cleaning blade described in the above publication is formed by laminating a metal plate and an elastic body. The cleaning blade includes a step of producing a metal plate as a support and a step of producing an elastic body layer and adhering the layer or above the support. It requires two steps of forming an elastic body layer that is reactively cured by applying a reaction composition that forms an elastic body by reaction curing, and has a large number of processes, poor production efficiency, and high cost. There is a problem that there is.
[0006]
The cleaning blade is fixed to the mounting member and supplied as a cleaning member. In such fixing, the application device, the material of the cleaning blade to be used, etc. are used in order to realize appropriate elastic contact between the photosensitive member and the cleaning blade. A process for aligning the mounting member and the cleaning blade so as to satisfy the protruding length (free end length) set accordingly is also required, and there is a limit in meeting the demand for cost reduction.
[0007]
In order to solve the above problems, a thermoplastic elastomer layer, particularly a conventionally used polyester or polycarbonate polyurethane elastomer layer having a Shore A hardness of 60 or more and less than 80 is laminated on a PET film. When the cleaning blade having the multilayer structure was manufactured and evaluated, it was found that the cleaning durability could not be obtained sufficiently contrary to expectation.
[0008]
An object of the present invention is to provide a cleaning blade that can be manufactured easily and at low cost, can realize a stable contact pressure, and has excellent durability, and a manufacturing method thereof.
[0009]
The present invention also provides a cleaning blade that can be easily aligned with the mounting member.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned object, the present inventors diligently researched an elastic material laminated on a high-rigidity support member, and a cleaning blade having practical durability can be obtained by using a specific thermoplastic polyurethane elastomer. As a result, the present invention has been completed.
[0011]
The present invention is a cleaning blade used in an image forming apparatus utilizing an electrostatic transfer process, and has a multilayer structure including a thermoplastic polyurethane elastomer layer on the entire surface of one side of a support layer formed of a highly rigid resin. The thermoplastic polyurethane elastomer has a polycarbonate diol as a polyol component, an aromatic polyisocyanate as an isocyanate component, and has a hardness of 80 to 95 (20 ° C.) at Shore A., 20 ° C. value of 100% elongation modulus 100 (20) is a value M of 6 MPa or more and 50 ° C. 100 (50) is 4 MPa or more, M 100 (20) and M 100 Ratio M of (50) 100 (20) / M 100 (50) is 1.5 or lessIt is characterized by being.
[0012]
With the above configuration, a cleaning blade that can be manufactured easily and at low cost, can realize a stable contact pressure, and has excellent durability can be obtained.
[0013]
In a conventional cleaning blade composed only of a polyurethane elastomer, a material having a hardness of less than 80 is used in Shore A in order to suppress the wear of the photosensitive member. In the blade, durability was improved by using a material having a hardness of 80 to 95 (20 ° C.) at Shore A.
[0014]
Although the reason is not clear when the cleaning blade of the present invention is used, it is effective even in the case of using a polymerized toner which has been put into practical use and could not be sufficiently cleaned by the conventional single-layer type cleaning blade. Cleaning is possible. In cleaning the polymerization toner, it is preferable that the polyurethane elastomer has a high hardness.
[0015]
In the cleaning blade, the thermoplastic polyurethane elastomer has a value M of 20 ° C. of 100% elongation modulus.100 (20) and 50 ° C value M100 Ratio M of (50)100 (20) / M100 (50) is preferably 1.5 or less.
[0016]
By using a thermoplastic polyurethane elastomer having such characteristics, a cleaning blade having particularly excellent durability was obtained.
[0017]
The thermoplastic polyurethane elastomer is M100 (20) is 6 MPa or more, 50 ° C. value M100 (50) is preferably 4 MPa or more, and the 300% elongation modulus at 20 ° C. (M300 (20)) 20 MPa or more, at 50 ° C. (M300 (50)) It is preferably 10 MPa or more.
[0018]
In the cleaning of polymerized toner, the reason is not clear, but M100 , M300 Is preferably higher.
[0019]
The reason why it is preferable that the modulus is equal to or greater than a predetermined value is not clear, but a tensile stress acts on the polyurethane elastomer that contacts the photoconductor due to the rotation of the photoconductor. This is thought to be due to the fact that the destruction of various materials may occur.
[0020]
The thermoplastic polyurethane elastomer constituting the cleaning blade of the present invention preferably contains bis (β-hydroxyethoxy) benzene as a glycol component that binds an isocyanate component.
[0021]
By using bis (β-hydroxyethoxy) benzene as a constituent component, a cleaning blade having a stable contact pressure and excellent durability can be obtained.
[0022]
The above-described cleaning blade is preferably provided with a plurality of through holes in the length direction.
[0023]
When the cleaning blade is fixed to the attachment member or directly attached to the image forming apparatus, the positioning operation for setting the free end length to the set value can be easily performed. That is, by forming protrusions on a mounting member made of metal or high-rigidity resin and fitting the protrusions of the mounting member and the through holes provided in the cleaning blade, positioning operation is extremely easy and reliable. Can be done.
[0024]
Another aspect of the present invention is a cleaning blade for use in an image forming apparatus using an electrostatic transfer process, which has a multilayer structure including a thermoplastic elastomer layer on one entire surface of a support layer formed of a highly rigid resin. A method for producing a cleaning blade original fabric by laminating a thermoplastic polyurethane elastomer in a fluidized state on one surface of the support layer, and cutting the cleaning blade original fabric into a cleaning blade And the laminating step is performed by laminating the thermoplastic polyurethane elastomer in a neat state in a molten state, or by coating and drying with a solution, and the heat The plastic polyurethane elastomer contains a polycarbonate diol as a polyol component and contains an aromatic polyisocyanate. Wherein the isocyanate component, 80 to 95 hardness of at Shore A (20 ° C.), 20 ° C. value of 100% elongation modulus 100 (20) is a value M of 6 MPa or more and 50 ° C. 100 (50) is 4 MPa or more, M 100 (20) and M 100 Ratio M of (50) 100 (20) / M 100 (50) is 1.5 or lessIt is characterized by being.
[0025]
By the above manufacturing method, a cleaning blade having a stable contact pressure and excellent durability can be manufactured easily and at low cost.
[0026]
The thermoplastic polyurethane elastomer used in the above production method has a value M of 20 ° C. of 100% elongation modulus.100 (20) and 50 ° C value M100 Ratio M of (50)100 (20) / M100 (50) is preferably 1.5 or less.
[0027]
The thermoplastic polyurethane elastomer is M100 (20) is 6 MPa or more, 50 ° C. value M100 (50) is preferably 4 MPa or more, and the 300% elongation modulus at 20 ° C. (M300 (20)) 20 MPa or more, at 50 ° C. (M300 (50)) It is preferably 10 MPa or more.
[0028]
Moreover, it is preferable that the said thermoplastic polyurethane elastomer contains bis ((beta) -hydroxyethoxy) benzene as a glycol component which couple | bonds an isocyanate component.
[0029]
The cleaning blade of the present invention may be composed of a high-rigidity support member and a thermoplastic polyurethane elastomer layer, or may be provided with another elastomer layer on the back surface layer of the high-rigidity support member. .
[0030]
By providing another elastomer layer on the back layer, there is a case where distortion such as warpage generated in the blade can be effectively prevented.
[0031]
Such an elastomer layer may be a thermosetting elastomer or a thermoplastic elastomer layer. As the thermoplastic elastomer, a known thermoplastic elastomer can be used without limitation, but it may be the same thermoplastic polyurethane elastomer layer as the surface layer.
[0032]
In the above-described cleaning blade manufacturing method, it is preferable to provide a through hole forming step of forming a through hole of a predetermined size at a predetermined position.
[0033]
A through-hole formation process may be provided after the lamination process which manufactures an original fabric, and may be provided after a cutting process. Since the cleaning blade of the present invention has a support layer formed of a highly rigid resin, the through holes can be accurately formed in both position and size.
[0034]
In the cleaning blade provided with a plurality of through holes in the length direction, the cleaning blade is fitted to the protrusion of the attachment member in the through hole of the cleaning blade on the attachment member provided with two or more alignment protrusions. In addition, after fixing a high-rigidity holding member having a through hole at a position corresponding to the through hole of the cleaning blade, it can be fixed to the mounting member by a fixing method using other through holes and screwing. it can.
[0035]
In the cleaning blade having a plurality of through holes in the length direction of the present invention, a mounting member for fixing the cleaning blade is formed of a thermoplastic resin and a protrusion is provided at a position corresponding to the through hole of the cleaning blade. The fixing blade can be fixed to the mounting member by a fixing method in which a cleaning blade is fitted to the projection of the mounting member and a high-rigidity clamping member is fitted and then the tip of the projection is melted and caulked.
[0036]
Either fixing method does not require alignment man-hours, and can be fixed to the mounting member simply and at low cost. Further, the cleaning blade is held by the high-rigidity clamping member with a uniform force in the length direction, and the contact surface is unlikely to be wavy.
[0037]
In particular, since the cleaning blade of the present invention has a support layer formed of a highly rigid resin, when the through hole is provided, the positioning accuracy is high. Therefore, two or more protrusions are formed on the mounting member for cleaning. By fitting in the through hole of the blade, highly accurate positioning can be easily performed.
[0038]
The attachment member here refers to a member to which the cleaning blade is attached, and may be a member called a metal fitting or a holder that fixes the cleaning blade in a conventional cleaning member, but may be a housing of the apparatus. Further, it may be a case of the developing unit or a part of the frame.
[0039]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Suitable materials for the layers of the cleaning blade of the present invention are as follows.
The support layer constituent material is easy to cut, and even if it is thin, sufficient contact pressure with the photoreceptor can be obtained. Therefore, a highly rigid resin material can be used without limitation. Specifically, polyester resins such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, polyamide resins such as nylon-6, polycarbonate, acrylic resins, aramid resins, other engineering plastics or super engineering plastic materials such as polyphenylene oxide and polyphenylene sulfide The sheet | seat, film, etc. are illustrated. The thickness of the support layer varies depending on the material used and the required properties, but is generally about 50 μm to 500 μm. If it is too thick, the rigidity becomes too high, and if it is too thin, it becomes difficult to obtain a predetermined contact pressure.
[0040]
The support layer constituent material may have a multilayer structure, for example, a support having a three-layer structure in which two films are bonded via a resin layer having one or both of adhesiveness and creep resistance. It may be a body layer. As such a multilayer structure film, a dialymy (manufactured by Mitsubishi Plastics) in which a polyethylene terephthalate film is laminated through a resin layer having creep resistance and adhesiveness is commercially available and can be used.
[0041]
It is preferable that the support is subjected to a surface treatment for improving the adhesion to the thermoplastic elastomer forming raw material or an adhesive layer is provided. Examples of such surface treatment include corona discharge treatment, etching treatment with chemical substances, and the like, and examples of the configuration in which an adhesive layer is provided include a configuration in which a primer coat or a hot melt adhesive layer is provided.
[0042]
The thermoplastic polyurethane elastomer constituting the elastic layer has polycarbonate diol as the main component of polyol and aromatic polyisocyanate as the main component of isocyanate. The polyol component may be only polycarbonate diol, and the isocyanate component may be only aromatic polyisocyanate.
[0043]
Examples of the polycarbonate polyol include 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, diethylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, and diols such as polytetramethylene glycol, phosgene, and diallyl. Products produced by reaction with carbonates (eg diphenyl carbonate) or cyclic carbonates (eg propylene carbonate) can be used. A diol may be used independently and may use 2 or more types together.
[0044]
Aromatic polyisocyanates are 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate (TDI), 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI), 1,5-naphthalene diisocyanate, tolidine diisocyanate, p-phenylene diisocyanate. Etc., and may be used alone or in combination of two or more.
[0045]
The thermoplastic polyurethane elastomer used in the present invention has polycarbonate diol as the main component of the polyol component and aromatic polyisocyanate as the main component of the isocyanate component, but in the technical field of polyurethane as long as its properties are not impaired. Other known polyol components and polyisocyanate components may be used in combination. The polycarbonate diol may contain a trifunctional or higher functional polyol.
[0046]
As the chain extender that is combined with the polyisocyanate component to form the hard segment of the polyurethane, known compounds can be used, such as ethylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, 1,4- Diols such as glycols such as bis (β-hydroxyethoxy) benzene, taking-alls such as trimethylolpropane, and methylenebis-o-chloroaniline (MOCA) can be used. Among these, it is preferable to use 1,4-bis (β-hydroxyethoxy) benzene as described above, and this and other chain extenders may be used for adjusting physical properties such as hardness.
[0047]
As the thermoplastic polyurethane elastomer, those having the above-mentioned composition can be used without limitation, but the equivalent ratio of isocyanate group to hydroxyl group is 1 or more, preferably about 1.05 to 1.20 in excess of isocyanate during production. Polymerization, so-called incomplete thermoplastic polyurethane elastomer with isocyanate and groups remaining in the polymer or polymerized with an equivalent ratio of isocyanate group to hydroxyl group of about 0.95 to 1.0, and then added polyisocyanate compound It is preferable to use those containing unreacted isocyanate groups.
[0048]
Such thermoplastic polyurethane elastomer has few low molecular weight components remaining in the polymer, can suppress the generation of low molecular weight components during processing, and causes problems due to the adhesion of low molecular weight components to the photoreceptor, etc. Is prevented.
[0049]
As the thermoplastic polyurethane elastomer, it is also preferable to use a commercially available product having the above-described configuration, that is, a polycarbonate polyol, and milactolan E995, AH9P1015 (manufactured by Nippon Milactolan) can be exemplified as a suitable commercially available product.
[0050]
Moreover, it is preferable that it is 10-800 micrometers, and, as for the thickness of a thermoplastic polyurethane elastomer layer, it is more preferable that it is 20-500 micrometers. If it is too thin, the life of the cleaning blade is shortened, and if it is too thick, the effect of compression set of the thermoplastic elastomer appears.
[0051]
When the thickness of the high-rigidity support member is 1, the thickness of the thermoplastic polyurethane elastomer (TPU) layer is preferably 1.5 or less, and more preferably 1.0 or less.
[0052]
When the thickness of the TPU layer exceeds 1.5 times the thickness of the highly rigid support member, the blade may be warped.
[0053]
When the thermoplastic polyurethane elastomer is laminated on the high-rigidity support layer with a solution, an appropriate organic solvent that dissolves the thermoplastic elastomer is used. Examples of the organic solvent include amides such as dimethylformamide, dimethylacetamide, and N-methylpyrrolidone, ethers such as dioxane and tetrahydrofuran, ketones such as methyl ethyl ketone and cyclohexanone, esters such as n-butyl acetate, toluene, xylene and the like. The aromatic hydrocarbons are exemplified. In addition to these, it is also a preferred aspect to use alcohols and aliphatic or alicyclic hydrocarbons which are poor solvents in combination.
[0054]
As a method for forming a thermoplastic elastomer layer using a raw material in a solution state, a known coater can be used, and a roll coater, a doctor blade, a comma coater and the like are exemplified as a suitable coating apparatus. Further, it may be formed by painting by a spray coating method, a dipping method, a spin coating method or the like.
[0055]
It is a preferred embodiment to add a filler to the material constituting the thermoplastic elastomer layer as necessary. The additive is appropriately selected according to the use and purpose, and the following additives are exemplified.
Conductive material: carbon black (Ketjen black, acetylene black, HAF carbon, etc.), conductive titanium oxide, ITO, graphite, lithium perchlorate, ammonium thiocyanate, etc.
Lubricating materials: Silicon compounds such as polytetrafluoroethylene, boron nitride, graphite, molybdenum disulfide, polydimethylsiloxane, etc.
Others: antioxidants, colorants, etc.
Said additive may be used independently and may use 2 or more types together.
[0056]
FIG. 1 shows an example of a cleaning member in which the cleaning blade of the present invention is fixed to a mounting member. 1A is a perspective view, FIG. 1B is a plan view, and FIG. 1C is a sectional view taken along line XX in FIG. The cleaning member 3 is fixed to the cleaning blade 1 and the attachment member 5 via an adhesive layer 14 so that the free end length L is formed. The cleaning blade 1 is formed on the support layer 9 and the entire surface of one side thereof. And a thermoplastic elastomer layer 12.
[0057]
The cleaning blade 1 is provided with four through holes 7 in the length direction, while a cylindrical protrusion 11 is formed on the attachment member. By fitting the protrusion 11 and the through hole 7, the free end length L can be easily set. In this example, the through holes 7 are linearly arranged at equal intervals in the length direction of the cleaning blade 1, but are not limited thereto. As long as a plurality of them are provided in the length direction, they may not be equally spaced, and there may be through-holes arranged so as to be arranged in the width direction.
[0058]
A protrusion 11 is provided on the mounting surface of the mounting member 5 on the cleaning blade 1 and is fitted in the through hole of the cleaning blade 1. By this fitting, the free end length L when the cleaning blade 1 and the attachment member 5 are fixed can be easily set to a set value, and the effect of preventing the positional deviation due to the shear stress between the cleaning blade 1 and the attachment member 5 is achieved. Can also be obtained.
[0059]
FIG. 2 shows a cleaning member using a mounting member 6 having a cross-sectional shape different from that in FIG. This cleaning member is characterized in that the protrusion provided on the mounting member 6 is formed to be higher than the thickness of the cleaning blade 1 and is inserted into the through hole 7 and then the locking portion 15 is formed by caulking the tip of the protrusion. is there.
[0060]
By such caulking, the cleaning blade 1 and the attachment member 6 are more firmly fixed. In this case, the attachment member 6 may be a metal, but it is more preferable that the attachment member 6 is made of a thermoplastic resin because it can be easily caulked and the locking portion 15 can be formed in a fixed shape. That is, if a cavity for forming a protrusion is provided in the mold and the attachment member is formed by, for example, injection molding, the attachment member having such a protrusion can be easily manufactured.
[0061]
The method for producing the cleaning blade of the present invention will be described by taking as an example a method for producing a thermoplastic elastomer by laminating it on a highly rigid resin support layer in a molten state.
[0062]
In FIG. 3, the example of the manufacturing method of the cleaning blade original fabric which uses T die was shown. A T-die 33 is attached to an extruder 31 for extruding the thermoplastic elastomer. The support 9 is supplied to the vicinity of the molten resin discharge hole of the T die 33 by the roll 35, and the thermoplastic elastomer melted by the extruder 31 is discharged and laminated on the support 9 from the T die 33, and the thermoplastic elastomer layer 14 is formed, and a two-layer cleaning blade original fabric 36 is manufactured.
[0063]
The cleaning blade original fabric is manufactured by the above-described process, and the cleaning blade is obtained by cutting the raw material into a predetermined size. The cutting method is not particularly limited, and examples include cutting with a rotating or non-rotating cutting blade, punching cutting using a Thomson blade or the like, cutting with a laser beam, and the like. A cutting device for forming an edge portion that is in contact with the photosensitive member or the transfer belt and requires high accuracy may be different from a cutting device for forming other portions.
[0064]
The cutting step may be provided separately from the cleaning blade original fabric manufacturing step, but a slitter is provided following the original fabric manufacturing step to form a ribbon-shaped product having a predetermined width of the cleaning blade, and this is cut into a predetermined length. It is good also as a process. Cutting with a slitter is preferable because edge accuracy suitable for use in the counter method can be obtained.
[0065]
FIG. 4 illustrates a method of fixing a cleaning blade having a plurality of through holes to a thermoplastic resin housing, which is an example of an attachment member, using a high-rigidity clamping member. A protrusion 11 is formed on the mounting portion of the housing 51. Similarly to the cleaning blade 1, the high-rigidity clamping member 53 also has a through hole 55 corresponding to the protrusion 11. The cleaning blade 1 is fixed by fitting a plurality of formed through-holes 7 to the projections 11 of the housing 51, and further fitting the high-rigidity clamping member 53 and then melting and caulking the tip of the projections 11. (FIG. 4B).
[0066]
FIG. 5 illustrates another mode in which a cleaning blade having a plurality of through holes is fixed to a housing 51 which is an example of an attachment member using a high-rigidity clamping member 53. Two positioning protrusions 11 a are formed on the mounting portion of the housing 51. Similarly to the cleaning blade 1, the high-rigidity clamping member 53 also has a through hole 55 corresponding to the protrusion 11. The cleaning blade 1 and the high-rigidity holding member 53 are provided with a through hole 7a for alignment and a through hole 7 for screwing, respectively.
[0067]
The cleaning blade 1 is fitted to the alignment projection 11 of the housing 51, and further, the high-rigidity clamping member 53 is fitted, and then screwed using the remaining through holes 7, whereby the cleaning blade 1 is attached to the housing 51. It is fixed (FIG. 5B). The screw may be fixed in a screw hole directly formed in the housing, or may be fixed using a nut.
[0068]
By fixing directly to the housing, compared to the case shown in FIG. 2, there is no need for a mounting member called a holder, the number of members can be reduced and the number of assembling steps can be reduced. Cost can be reduced. Further, the use of the high-rigidity clamping member improves the mounting dimension accuracy of the cleaning blade after being fixed as compared with the case shown in FIG.
[0069]
Among the through holes 7 of the cleaning blade, the alignment through hole 7a fitted to the alignment protrusion has higher dimensional accuracy than the screw fixing through hole 7 and formed a small clearance with the alignment protrusion. It is preferable to do. In addition, one of the through holes 7a for alignment is a preferable aspect in which the dimensional accuracy is high in the direction (width direction) for determining the free end length of the cleaning blade, and the oval shape is long in the length direction. With this configuration, even when the cleaning blade is thermally expanded or contracted due to a temperature change, it can be fixed with high accuracy. The screwing through hole 7 may be oval or oval long in the length direction.
[0070]
Formation of the through hole can be performed by a known method. Specifically, a method using a drill, a method of punching with a blade such as a Thomson blade, a method of burning off with a laser beam, and the like are exemplified.
[0071]
The high-rigidity clamping member 53 is formed of a metal such as iron, aluminum, stainless steel, brass, or the like, or a high-rigidity thermoplastic resin exemplified as a support layer constituent material. The high-rigidity clamping member 53 is provided with holes, grooves, etc. corresponding to the protrusions 11 of the mounting member.
[0072]
【Example】
Examples and the like specifically showing the configuration and effects of the present invention will be described below.
[Production of cleaning blade]
(Experimental example 1)
Using an extruder equipped with a T-die, while supplying a polyester film (Cosmo Shine A4300, manufactured by Toyobo Co., Ltd.) having a width of 1 m and a thickness of 250 μm with an easily adhesive resin layer, milactolan, which is a thermoplastic polyurethane elastomer, on the surface AH9P1015 (manufactured by Nippon Milactolan) was pressed and laminated while being extruded from the T die in a molten state to form a 200 μm-thick thermoplastic elastomer layer, which was wound up to obtain a cleaning blade stock. The production speed for continuous production of this cleaning blade is 1800 m at the line speed.2 / H, and efficient production was possible. Moreover, the thickness of the thermoplastic polyurethane elastomer layer with respect to the thickness 1 of the PET film was 0.80.
[0073]
(Experimental example 2)
In the same manner as in Example 1, while supplying a polyester film (Cosmo Shine A4100, manufactured by Toyobo Co., Ltd.) having a width of 1 m and a thickness of 188 μm having an easily adhesive resin layer, a thermoplastic polyurethane elastomer milactolan E995 (Nippon milactolan) on the surface thereof. A thermoplastic elastomer layer having a thickness of 100 μm was formed by pressing and laminating while being extruded in a molten state, and wound up to obtain an original cleaning blade. The production speed for the continuous production of this cleaning blade is also 1800m at the line speed.2 / H, and efficient production was possible as in Example 1. Further, the thickness of the thermoplastic polyurethane elastomer layer with respect to the thickness 1 of the PET film was 0.53.
[0074]
(Experimental example 3)
A raw material for the cleaning blade was obtained in the same manner as in Example 1 except that, as the thermoplastic polyurethane elastomer, milactolan E595 (manufactured by Nihon Milactolan) using polycaprolactone polyol was used in place of milactolan AH9P1015.
[0075]
[Measurement of modulus and hardness]
A sheet having a thickness of 300 μm of the thermoplastic polyurethane elastomer used for the production of the cleaning blade of the above experimental example was produced, and a strip-shaped measurement sample having a width of 5 mm and a length of 30 mm was cut out from this sheet and used for measurement.
The modulus was measured according to JIS K6254.
[0076]
The hardness was measured according to JIS K6253.
[0077]
[Evaluation]
(Durability evaluation)
A blade having a width of 15 mm and a length of 300 mm was cut from the raw materials of Experimental Examples 1 to 3, and a cleaning blade was prepared by fixing to a metal fitting serving as an attachment member using a hot melt adhesive. This cleaning blade is fixed to a photosensitive member at a predetermined contact pressure in a commercially available copying machine, a copy image is continuously formed using a standard original image, and an image evaluation at the end of a certain number of sheets is performed. The number of copies with black streaks in the copied image was regarded as the actual machine durability. The evaluation results are shown in Table 1 together with the measurement results of modulus and hardness.
[0078]
[Table 1]
Figure 0003856434
From the results of Table 1 above, it is clear that the cleaning blade satisfying the configuration of the present invention has excellent durability, and the blade of Experimental Example 1 has particularly excellent characteristics.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing an example of a toner regulating member using a cleaning blade of the present invention.
FIG. 2 is a view showing an example of a toner regulating member having a different mounting member shape
FIG. 3 is a view showing an example of a manufacturing process of a cleaning blade original fabric
FIG. 4 is a diagram illustrating a method for fixing a cleaning blade to a mounting member (housing).
FIG. 5 is a diagram illustrating another aspect of a method of fixing the cleaning blade to the mounting member (housing).
[Explanation of symbols]
1 Cleaning blade
9 Support layer
12 Thermoplastic polyurethane elastomer layer

Claims (5)

静電転写プロセスを利用した画像形成装置に使用するクリーニングブレードであって、高剛性樹脂にて形成された支持体層の片面全面に熱可塑性ポリウレタンエラストマー層を備えた複層構造を有し、前記熱可塑性ポリウレタンエラストマーは、ポリカーボネートジオールをポリオール成分として含み、芳香族ポリイソシアネートをイソシアネート成分として含み、硬度がショアAにて80〜95(20℃)、100%伸長モジュラスの20℃の値M 100 (20)が6MPa以上、50℃の値M 100 (50)が4MPa以上であり、M 100 (20)とM 100 (50)の比M 100 (20)/M 100 (50)が1.5以下であるクリーニングブレード。A cleaning blade used in an image forming apparatus using an electrostatic transfer process, having a multilayer structure including a thermoplastic polyurethane elastomer layer on the entire surface of one side of a support layer formed of a highly rigid resin, thermoplastic polyurethane elastomers include polycarbonate diol as the polyol component comprises an aromatic polyisocyanate as an isocyanate component, 80 to 95 (20 ° C.) hardness at Shore a, of 20 ° C. and 100% elongation modulus value M 100 ( 20) is more than 6 MPa, the 50 ° C. value M 100 (50) is at least 4 MPa, M 100 (20) and the ratio M 100 (20 of M 100 (50)) / M 100 (50) of 1.5 or less Is a cleaning blade. 前記熱可塑性ポリウレタンエラストマーは、イソシアネート成分結合するグリコール成分として、1,4−ビス(β−ヒドロキシエトキシ)ベンゼンを含有する請求項1に記載のクリーニングブレード。The thermoplastic polyurethane elastomer, a glycol component that binds with the isocyanate component, 1,4-bis (beta-hydroxyethoxy) cleaning blade according to claim 1 containing benzene. 長さ方向に複数の貫通孔が設けられた請求項1又は2に記載のクリーニングブレード。The cleaning blade according to claim 1, wherein a plurality of through holes are provided in the length direction. 高剛性樹脂にて形成された支持体層の片面全面に熱可塑性エラストマー層を備えた複層構造を有し、静電転写プロセスを利用した画像形成装置に使用するクリーニングブレードの製造方法であって、前記支持体層の一方の表面に熱可塑性ポリウレタンエラストマーを流動状態にて積層してクリーニングブレード原反を作製する積層工程、及び前記クリーニングブレード原反を裁断してクリーニングブレードを作製する裁断工程を有し、前記積層工程が、前記熱可塑性ポリウレタンエラストマーを溶融状態にてニート状で積層を行うか、又は溶液にて被覆して乾燥することにより行うものであり、前記熱可塑性ポリウレタンエラストマーは、ポリカーボネートジオールをポリオール成分として含み、芳香族ポリイソシアネートをイソシアネート成分として含み、硬度がショアAにて80〜95(20℃)、100%伸長モジュラスの20℃の値M 100 (20)が6MPa以上、50℃の値M 100 (50)が4MPa以上であり、M 100 (20)とM 100 (50)の比M 100 (20)/M 100 (50)が1.5以下であるクリーニングブレードの製造方法。A method of manufacturing a cleaning blade for use in an image forming apparatus using an electrostatic transfer process, having a multilayer structure including a thermoplastic elastomer layer on one entire surface of a support layer formed of a highly rigid resin. A laminating step of laminating a thermoplastic polyurethane elastomer in a fluidized state on one surface of the support layer to produce a cleaning blade original fabric, and a cutting step of producing a cleaning blade by cutting the cleaning blade original fabric And the laminating step is performed by neatly laminating the thermoplastic polyurethane elastomer in a molten state, or by coating and drying with a solution, and the thermoplastic polyurethane elastomer is a polycarbonate. Diol as a polyol component and aromatic polyisocyanate as isocyanate Wherein a minute, 80~95 (20 ℃) hardness at Shore A, 100% elongation modulus of 20 ° C. value M 100 (20) is more than 6 MPa, the value M 100 (50) of 50 ° C. There are at least 4MPa , M 100 (20) to M 100 (50) The ratio M 100 (20) / M 100 (50) is a manufacturing method of a cleaning blade which is 1.5 or less . 前記熱可塑性ポリウレタンエラストマーは、イソシアネート成分と結合するグリコール成分として、1,4−ビス(β−ヒドロキシエトキシ)ベンゼンを含有する請求項4に記載のクリーニングブレードの製造方法。The said thermoplastic polyurethane elastomer is a manufacturing method of the cleaning blade of Claim 4 containing 1, 4 -bis ((beta) -hydroxyethoxy) benzene as a glycol component couple | bonded with an isocyanate component.
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