JP3885424B2

JP3885424B2 - Electrophotographic blade

Info

Publication number: JP3885424B2
Application number: JP26263999A
Authority: JP
Inventors: 均吉川; 博文奥田; 智志鈴木; 昭二有村; 邦夫伊東; 政成梅田
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 1999-09-16
Filing date: 1999-09-16
Publication date: 2007-02-21
Anticipated expiration: 2019-09-16
Also published as: JP2001083797A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真複写機，プリンター，ファクシミリ等の電子写真装置に用いられる、層形成ブレード等の電子写真用ブレードに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電子写真複写機による複写はつぎのようにして行われる。すなわち、回転する感光ドラムに原稿像を静電潜像として形成し、これにトナーを付着させてトナー像を形成し、このトナー像を複写紙に転写することにより複写を行うものである。この場合、上記感光ドラム表面に対して静電潜像を形成させるためには、予め感光ドラム表面を帯電させ、この帯電部分に対して原稿像を光学系を介して投射し、光の当たった部分の帯電を打ち消すことにより静電潜像をつくるということが行われている。そして、感光ドラム上の静電潜像を現像し、可視像を形成する現像方法としては、その使用する現像剤の種類に応じて、従来より各種の方法が提案されている。その一例として、トナーのみを現像剤として用いる一成分現像方式が知られている。
【０００３】
上記一成分現像方式に用いられる現像装置としては、例えば、図１に示すような現像装置１が提案されている。この現像装置１では、一成分現像剤（トナー）２が、感光ドラム４側に開口したトナーボックス５の内部に収容されており、上記一成分現像剤（トナー）２を担持する現像ロール３が、感光ドラム４と所定間隔で対設している。上記現像ロール３は、ポリウレタンフォーム，スポンジ等の発泡体からなるトナー供給ロール６に当接しており、このトナー供給ロール６の矢印方向への回転により、現像ロール３にトナー２が供給されるようになっている。一方、上記トナーボックス５の開口部５ａの上端には、層形成部材９がねじ１０止めされている。この層形成部材９は、平板状の層形成ブレード７と、金属製平板状の支持ホルダー８とからなり、この支持ホルダー８の一端部がトナーボックス５の開口部５ａの上端にねじ１０止めされている。上記支持ホルダー８の他端部の一側面（現像ロール３に対向する面）には、層形成ブレード７が接着されており、この層形成ブレード７は、現像ロール３の外周面に圧接されている。
【０００４】
このような現像装置１において、つぎのようにして感光ドラム４の外周面にトナー像が形成される。すなわち、まず現像ロール３と感光ドラム４とが図示のとおり回転するとともに、層形成ブレード７と現像ロール３の外周面の摩擦によりトナー２が摩擦帯電し、かつ現像ロール３の外周面に均一なトナー層が形成される。そして、このトナー層のトナー２が、感光ドラム４の外周面に形成された静電潜像（上記トナー２とは逆の極性に帯電されている）の電気的吸引力によって飛翔し、静電潜像がトナー像として顕在化する。このようにして、感光ドラム４の外周面にトナー像が形成される。
【０００５】
このため、上記層形成ブレード７には、現像ロール３の外周面に接触してトナー２を摩擦帯電させ、かつ現像ロール３の外周面上のトナー層を制御する機能が要求されている。上記層形成ブレード７の形成材料としては、トナーの摩擦帯電特性に優れ、トナー付着が小さく、トナー離型性に優れたシリコーンゴムが用いられている。また、シリコーンゴム以外の材料としては、耐摩耗性に優れたウレタンエラストマーが用いられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記シリコーンゴムは、その特異的な分子構造に起因して分子間力が弱いため、シリコーンゴムを用いた層形成ブレード７は、強度が弱く、耐摩耗性に劣るという難点がある。加えて、現像ロール３の回転トルクを小さくしたり、トナー付着を抑制するという観点から、上記層形成ブレード７として、低硬度のシリコーンゴムを用い、これにより、現像ロール３との接触面積（ニップ幅）を確保しつつ、現像ロール３との接触抵抗を低減するようにしている。このように、シリコーンゴムの低硬度化のためには、シリコーンゴム中への補強剤（シリカ等）の添加量を少なくしたり、架橋密度を低く抑えたりする必要があり、このことが層形成ブレード７の強度の低下につながり、耐摩耗性がより一層悪くなっている。このように、耐摩耗性に劣る層形成ブレード７を用いた場合は、ニップ部の削れが大きいため、耐久により画像濃度が低下する。また、シリコーンゴムは、滲み出し成分となる低分子量成分を多く含有するため、このシリコーンゴムを用いた層形成ブレード７を現像装置１に組み込んで放置すると、シリコーンゴムから低分子量成分が滲み出し、画像に横すじとなって現れる等の難点もある。
【０００７】
一方、上記ウレタンエラストマーは、シリコーンゴムに比べて架橋時間を長く必要とするため成形性に劣るとともに、離型性に劣るためトナーフィルミング（トナーの固着）が生じやすい等の難点がある。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、耐摩耗性に優れ、横すじの発生を防止できるとともに、成形性に優れ、トナーフィルミングの発生を防止することができる電子写真用ブレードの提供をその目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の電子写真用ブレードは、下記の（Ａ）〜（Ｃ）成分を含有する液状ゴム組成物の硬化体からなるという構成をとる。
（Ａ）主鎖を構成する繰り返し単位がオキシアルキレン単位で、主鎖の少なくとも一方の末端にアルケニル基を有する液状ゴム。
（Ｂ）下記の一般式（１）で表される化合物、下記の一般式（２）で表される化合物および下記の一般式（３）で表される化合物からなる群から選ばれた少なくとも一つのヒドロシリル硬化剤。
【００１０】
【化４】

【００１１】
【化５】

【００１２】
【化６】

【００１３】
すなわち、本発明者らは、所望の電子写真用ブレードを得るべく鋭意研究を重ねた。そして、シリコーンゴムに代えて上記特定の液状ゴム（Ａ成分）を用いると、分子間力が増大して強度が上がるため、耐摩耗性に優れるとともに、シリコーンゴムのような低分子量成分を含有しないため、滲み出しによる横すじの発生を防止することができることを突き止めた。その結果、上記特定の液状ゴム（Ａ成分）と、特定のヒドロシリル硬化剤（Ｂ成分）と、ヒドロシリル化触媒（Ｃ成分）を含有する液状ゴム組成物の硬化体からなる電子写真用ブレードは、耐摩耗性に優れ、横すじの発生を防止できるともに、成形性に優れ、トナーフィルミングの発生を防止することができることを見出し、本発明に到達した。
【００１４】
なお、本発明において、電子写真用ブレードとは、層形成ブレード、帯電ブレードおよび除電ブレードを意味する。
【００１５】
そして、上記特定のヒドロシリル硬化剤（Ｂ成分）として、前記一般式（１）〜（３）で表される特定の構造のものを用いると、液状ゴム（Ａ成分）への相溶性が良好となり、容易に硬化剤を均一に混合できるようになる。また、長期保管安定性の点でも、硬化剤が液状ゴム（Ａ成分）から分離することがなく、均一性が確保でき有利となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態について説明する。
【００１７】
本発明の電子写真用ブレードは、特定の液状ゴム（Ａ成分）と、特定のヒドロシリル硬化剤（Ｂ成分）と、ヒドロシリル化触媒（Ｃ成分）を含有する液状ゴム組成物の硬化体からなるものである。
【００１８】
上記特定の液状ゴム（Ａ成分）は、主鎖を構成する繰り返し単位がオキシアルキレン単位で、主鎖の少なくとも一方の末端にアルケニル基を有するものである。
【００１９】
上記特定の液状ゴム（Ａ成分）のうち、主鎖を構成する繰り返し単位がオキシアルキレン単位である場合の主鎖（オキシアルキレン系重合体）は、例えば、つぎの方法により製造することができる。すなわち、出発物質として活性水素を２個以上有する化合物、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ビスフェノール系化合物、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等を用い、エチレンオキサイド，プロピレンオキサイド，ブチレンオキサイド等の炭素数２〜４のアルキレンオキサイドを重合させることにより製造することができる。
【００２０】
なお、上記主鎖となるオキシアルキレン系重合体へのアルケニル基の導入方法としては、重合後にアルケニル基を導入する方法と、重合中にアルケニル基を導入する方法に大別されるが、重合後にアルケニル基を導入する方法が好ましい。なお、アルケニル基とは、二重結合をもつ脂肪族炭化水素から水素１原子を除いた一価基をいう。
【００２１】
上記重合後にアルケニル基を導入する方法としては、例えば、オキシアルキレン系重合体の末端の水酸基を−ＯＮａや−ＯＫ等の基にした後、下記の一般式（Ａ）で表される有機ハロゲン化合物を反応させる方法があげられる。これにより、末端にアルケニル基を有するオキシアルキレン系重合体を製造することができる。
【００２２】
【化７】

【００２３】
上記一般式（Ａ）において、Ｙで表されるハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が好ましい。また、上記Ｒ ³ で表される炭素数１〜２０の２価の炭化水素基としては、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、アラルキレン基が好ましく、これらのなかでも、−ＣＨ ₂ −または下記の一般式（Ｂ）で表される基が特に好ましい。
【００２４】
【化８】

【００２５】
上記特定の液状ゴム（Ａ成分）の数平均分子量（Ｍｎ）は、ヒドロシリル硬化剤（Ｂ成分）との反応性を考慮して、５００〜５０，０００の範囲に設定することが好ましく、特に好ましくは１，０００〜２０，０００である。
【００２６】
上記特定の液状ゴム（Ａ成分）の粘度は、１００〜３００万（ｃＳｔ／２５℃）の範囲が好ましく、特に好ましくは１，０００〜５０万（ｃＳｔ／２５℃）である。
【００２７】
上記特定の液状ゴム（Ａ成分）とともに用いられる特定のヒドロシリル硬化剤（Ｂ成分）としては、分子中にヒドロシリル基を少なくとも２つ以上有するものであって、液状ゴム（Ａ成分）への相溶性が良好となり、均一混合性、長期保管安定性の点で、下記の一般式（１）〜（３）で表されるヒドロシリル化合物が好適に用いられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。なお、各繰り返し単位ｍ，ｎ，ｐ，ｑ部分は、ランダム重合、ブロック重合等のいかなる重合形態であってもよい。なお、ヒドロシリル基とは、珪素原子の４つの結合手のうち少なくとも１つに水素原子が結合したものをいう。
【００２８】
また、上記ヒドロシリル硬化剤（Ｂ成分）の重合度は、特に限定されないが、通常、２５℃における粘度が２３〜１０，０００センチストークスの範囲内のものが好ましい。
【００２９】
【化９】

【００３０】
【化１０】

【００３１】
【化１１】

【００３２】
そして、上記一般式（１）〜（３）で表されるヒドロシリル化合物は、例えば、下記の(i) 〜(iv)に示す方法によって製造することができ、比較的簡便に実施できる点で、(iii) に示す方法が特に好適である。
【００３３】
(i) 分子構造中にクロロシリル基（ＳｉＣｌ）を有する炭化水素系化合物を、還元剤（ＬｉＡｌＨ₄，ＮａＢＨ₄等）を用いて処理することにより、クロロシリル基をヒドロシリル基に還元して製造する方法。
【００３４】
(ii)官能基を有する炭化水素系化合物と、上記官能基と反応し得る官能基およびヒドロシリル基の双方を有する化合物とを反応させることにより製造する方法。
【００３５】
(iii) アルケニル基を有する炭化水素系化合物と、ポリヒドロシラン化合物とを、得られる反応物の分子構造中にヒドロシリル基が残存するように反応させることにより製造する方法。
【００３６】
(iv)ヒドロシリル基を有する環状シロキサンと、炭化水素基を有する環状シロキサンを反応させることにより製造する方法。
【００３７】
このようにして得られるヒドロシリル化合物のなかでも、下記の構造式（４）〜（８）で表わされるものが特に好ましい。なお、各繰り返し単位は、ランダム重合、ブロック重合等のいかなる重合形態であってもよい。
【００３８】
【化１２】

【００３９】
【化１３】

【００４０】
【化１４】

【００４１】
【化１５】

【００４２】
【化１６】

【００４３】
そして、上記構造式（４）で表されるヒドロシリル化合物は、例えば、下記に示す反応によって製造することができる。
【００４４】
【化１７】

【００４５】
上記ヒドロシリル硬化剤（Ｂ成分）の配合割合は、上記液状ゴム（Ａ成分）１００部に対して、１〜３０部の範囲に設定することが好ましく、特に好ましくは２〜１０部である。すなわち、１部未満であると、液状ゴム（Ａ成分）の架橋が不充分となり強度が弱く、耐摩耗性に劣る傾向がみられ、逆に３０部を超えると、液状ゴム（Ａ成分）の架橋が進みすぎ、硬くて脆くなるからである。
【００４６】
上記特定の液状ゴム（Ａ成分）およびヒドロシリル硬化剤（Ｂ成分）とともに用いられるヒドロシリル化触媒（Ｃ成分）としては、架橋反応に対し触媒機能を発揮できるものであれば特に限定はなく、例えば、塩化白金酸、塩化白金酸とアルコール，アルデヒド，ケトン等との錯体、白金／ビニルシロキサン錯体、白金／オレフィン錯体、白金／ホスファイト錯体、白金，アルミナ，シリカ，カーボンブラック等の担体に固体白金を担持させたもの等があげられる。また、白金化合物以外の触媒としては、パラジウム化合物、ロジウム化合物、イリジウム化合物、ルテニウム化合物等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。
【００４７】
上記ヒドロシリル化触媒（Ｃ成分）の配合割合は、液状ゴム（Ａ成分）やヒドロシリル硬化剤（Ｂ成分）の種類等によって適宜設定されるが、上記液状ゴム（Ａ成分）１００部に対して、０．０００１〜０．０３部の範囲に設定することが好ましい。
【００４８】
なお、上記液状ゴム組成物には、上記Ａ〜Ｃ成分に加えて、シリカ，石英，炭酸カルシウム，タルク，マイカ等の充填剤や、可塑剤、架橋促進剤、架橋遅延剤、老化防止剤等を適宜配合してもよい。
【００４９】
上記液状ゴム組成物は、例えば、つぎのようにして調製することができる。すなわち、まず、液状ゴム（Ａ成分）およびヒドロシリル化触媒（Ｃ成分）を所定の割合で配合して液状主剤を調製するとともに、ヒドロシリル硬化剤（Ｂ成分）を含む液状硬化剤を調製する。なお、必要に応じて、他の成分を、上記液状主剤中および液状硬化剤中に添加してもよい。そして、使用に際し、液状主剤と液状硬化剤とを混合することにより調製することができる。このように上記液状ゴム組成物は、貯蔵安定性の観点から、液状主剤と液状硬化剤を別々に保存し、使用の際に両液を混合して調製することが好ましい。
【００５０】
本発明の電子写真用ブレードは、前述のように、層形成ブレード、帯電ブレードおよび除電ブレードとして用いられる。上記層形成ブレードは、例えば、つぎのようにして作製することができる。すなわち、まず、上記と同様にして、液状主剤および液状硬化剤を調製する。一方、所定の層形成ブレード用成形型を準備する。ついで、上記液状主剤と液状架橋剤を混合して液状ゴム組成物を調製し、これを上記成形型内に充填し、所定の条件（１５０〜２００℃×５秒〜３分）で加熱して架橋硬化させる。その後、この硬化体を成形型から取り出すことにより、目的とする層形成ブレードを作製することができる。
【００５１】
このようにして得られる層形成ブレードは、前述のように、支持ホルダーの一端側に接着され、層形成部材の態様で、電子写真複写機，プリンター，ファクシミリ等の電子写真装置に組み込んで用いられ、例えば、前記図１に示したような、一成分現像方式の現像装置１に用いられる。
【００５２】
なお、上記層形成ブレードの寸法は、特に限定されるものではないが、通常の現像装置に用いる場合、厚みが０．１〜１０ｍｍ程度で、幅が１〜２０ｍｍ程度のものが好ましい。
【００５３】
なお、除電ブレードおよび帯電ブレードも、上記層形成ブレードと同様の方法で作製することができる。上記除電ブレードは、例えば、上記液状ゴム組成物をを所定の除電ブレード用成形型内に充填し、所定の条件で加熱して架橋硬化させた後、この硬化体を成形型から取り出すことにより作製することができる。また、上記帯電ブレードは、例えば、上記液状ゴム組成物を所定の帯電ブレード用成形型内に充填し、所定の条件で加熱して架橋硬化させた後、この硬化体を成形型から取り出すことにより作製することができる。
【００５４】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。
【００５５】
まず、実施例および比較例に先立ち、下記に示す材料を準備した。
【００５６】
〔Ａ成分：液状ゴム(1) 〕
両末端にアルケニル基を有するポリプロピレングリコール化合物（鐘淵化学工業社製、サイリルＡＣＸ００９Ａ）
【００５７】
〔Ｂ成分：ヒドロシリル硬化剤(a) 〕
前記構造式（４）で表されるヒドロシリル硬化剤
【００５８】
〔Ｃ成分：ヒドロシリル化触媒〕
白金カルボニル錯体（アヅマックス社製、ＳＩＰ６８２９．０）
【００５９】
〔層形成ブレードの作製〕
【実施例１】
液状ゴム(1) １００部と、ヒドロシリル化触媒０．００３部とを混合して液状主剤を調製するとともに、ヒドロシリル硬化剤(a) ５部からなる液状架橋剤を調製した。一方、断面Ｌ字状に形成された金属製平板からなる支持ホルダーを準備し、この支持ホルダーの片面に、プライマーＸ（東レ・ダウコーニングシリコーン社製）とプライマーＹ（東レ・ダウコーニングシリコーン社製）の等重量混合液を塗工した後、この支持ホルダーを、予備加熱された層形成ブレード用成形型内にセットした。ついで、上記液状主剤と液状架橋剤を混合して液状ゴム組成物Ａを調製し、これを上記成形型内に１７０℃×１分の条件で射出成形し、上記支持ホルダーの片面に液状ゴム組成物硬化体からなるブレードを固着させ、支持ホルダー付き層形成ブレードを作製した。
【００６０】
【比較例１】
液状シリコーンゴム（信越化学工業社製、ＫＥ１９５０−４０、ＪＩＳＡ硬度：４０度）からなる液状ゴム組成物ａを用いて、実施例１と同様にして層形成ブレードを作製した。
【００６１】
【比較例２】
ポリエチレンアジペート（Ｍｎ：２０００）５５．２部と、４，４′−ＭＤＩ３３．６部と、２，４′−ＭＤＩ１４．４部からなる主剤と、ポリエチレンアジペート（Ｍｎ：２０００）５０．７部と、１，４−ブタンジオール８．２部と、トリメチロールプロパン４．０部と、触媒（トリエチレンジアミン）０．０３３部とからなる硬化剤とを別々に調製した。そして、実施例１と同様の支持ホルダーおよび成形型を準備し、上記支持ホルダーにはプライマー塗工をせずに、そのまま予備加熱された成形型にセットした。ついで、上記主剤および硬化剤を混合して液状ゴム組成物ｂをつくり、これを上記成形型内に１４０℃×５分の条件で射出成形し、上記支持ホルダーの片面に液状ゴム組成物硬化体からなるブレードを固着させ、支持ホルダー付き層形成ブレードを作製した。
【００６２】
このようにして得られた実施例品および比較例品について、下記の基準に従い、各特性の評価を行った。これらの結果を後記の表１に併せて示した。
【００６３】
〔硬度〕
ＪＩＳＫ６３０１に準じ、ＪＩＳＡによる硬度を測定した。
【００６４】
〔溶剤浸漬抽出量〕
得られた層形成ブレードのゴム製硬化体の部分を、溶剤（比較例２のみメタノールで、それ以外はトルエン）中に２４時間浸漬した。そして、下記の式に従い、溶剤浸漬抽出量を算出した。なお、式中、Ｗは抽出前のゴム製硬化体の重量を示し、Ｗ₀は抽出後のゴム製硬化体の乾燥重量を示す。
溶剤浸漬抽出量（重量％）＝〔（Ｗ−Ｗ₀）／Ｗ〕×１００
【００６５】
〔耐摩耗性〕
層形成ブレードを市販のレーザービームプリンター（ヒューレットパッカード社製、レーザージェット４）に組み付けた後、１万枚の耐久画出しを行い、耐久前後の黒ベタ画像濃度変化の有無をマクベス濃度計を用いて判定した。なお、評価基準は以下のように設定した。
○：耐久前後の濃度差が０．１未満のもの
×：耐久前後の濃度差が０．１以上のもの
【００６６】
〔横すじ〕
上記のようにして層形成ブレードを実機に組み付けたのち、温度３０℃×湿度９０％の環境下で７日間放置した。そののち、黒ベタの画出しを行い、横すじの発生の有無を目視で判定した。なお、評価基準は以下のように設定した。
○：横すじの発生なし
×：横すじの発生あり
【００６７】
〔トナーフィルミング〕
上記のようにして層形成ブレードを実機に組み付けたのち、６０００枚の耐久画出しを行い、層形成ブレード表面へのトナーフィルミングの発生の有無を以下の基準で目視判定した。
○：ブレードに付着したトナーがテープ（３Ｍ社製、スコッチメンディングテープ）にて除去できたもの
×：テープ除去を５回繰り返しても、トナーを除去できなかったもの
【００６８】
〔成形性（成形タクト）〕
ロータレスレオメータ（東洋精機社製、ＲＬＭ−２）を用いて、１３０℃でのｔ９０値（トルク定常値の９０％の高さの点に達するまでの時間）を測定した。なお、評価基準は以下のように設定した。
○：３分以内
△：３〜１０分以内
×：１０分以上
【００６９】
【表１】

【００７０】
上記表１の結果から、実施例品は、耐摩耗性に優れ、横すじが発生せず、トナーフィルミングも生じず、成形性に優れていることがわかる。
【００７１】
これに対して、比較例１品は、シリコーンゴムを用いているため、耐摩耗性に劣るとともに、溶剤に抽出される低分子量成分を多く含有しているため、横すじが発生することもわかる。比較例２品は、ウレタンエラストマーを用いているため、トナーフィルミングが生じ、また成形性に劣ることがわかる。
【００７２】
【実施例２、比較例３，４】
まず、実施例１および比較例１，２と同様にして、液状ゴム組成物Ａおよび液状ゴム組成物ａ，ｂを調製した。そして、各液状ゴム組成物を金型内に所定の条件で射出成形して、目的とするブレードを作製した。
【００７３】
このようにして得られた実施例品および比較例品を用いて、下記の基準に従い、各特性を評価した。これらの結果を後記の表２に併せて示した。
【００７４】
〔帯電特性〕
帯電ブレードとして市販のレーザービームプリンター（ヒューレットパッカード社製、レーザージェット４）に組み付けを行い、画出し評価を行った。なお、評価基準は以下のように設定した。
○：画像に問題がなく、細線が鮮明に画出しされたもの
×：かぶり、白抜け、濃度むら等が発生して、画像に不具合が見られるもの
【００７５】
〔除電特性〕
除電ブレードとして市販のレーザービームプリンター（ヒューレットパッカード社製、レーザージェット４）に組み付けを行い、画出し評価を行った。なお、評価基準は以下のように設定した。
○：画像に問題がなく、細線が鮮明に画出しされたもの
×：かぶり、白抜け、濃度むら等が発生して、画像に不具合が見られるもの
【００７６】
【表２】

【００７７】
上記表２の結果から、実施例品のブレードは、帯電特性および除電特性の双方の特性に優れているため、帯電ブレード、除電ブレードとして好適に使用することができる。これに対して、比較例品のブレードは、帯電特性および除電特性に劣るため、帯電ブレード、除電ブレードとして使用することができない。
【００７８】
【発明の効果】
以上のように、本発明の電子写真用ブレードは、上記特定の液状ゴム（Ａ成分）と、特定のヒドロシリル硬化剤（Ｂ成分）と、ヒドロシリル化触媒（Ｃ成分）を含有する液状ゴム組成物の硬化体からなるものである。このように、シリコーンゴムに代えて上記特定の液状ゴム（Ａ成分）を用いると、分子間力が増大して強度が上がるため、耐摩耗性に優れるとともに、シリコーンゴムのような低分子量成分を含有しないため、滲み出しによる横すじの発生を防止することができる。また、成形性に優れ、トナーフィルミングの発生を防止することができる。
【００７９】
そして、上記特定のヒドロシリル硬化剤（Ｂ成分）として、前記一般式（１）〜（３）で表される特定の構造のものを用いると、液状ゴム（Ａ成分）への相溶性が良好となり、均一混合性が確保でき、また長期保管安定性においても優れたものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】層形成ブレードを組み込んだ現像装置の一例を示す構成図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrophotographic blade such as a layer forming blade used in an electrophotographic apparatus such as an electrophotographic copying machine, a printer, or a facsimile.
[0002]
[Prior art]
In general, copying by an electrophotographic copying machine is performed as follows. That is, a document image is formed as an electrostatic latent image on a rotating photosensitive drum, and a toner image is formed by attaching toner to the image, and copying is performed by transferring the toner image onto a copy sheet. In this case, in order to form an electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum, the surface of the photosensitive drum is charged in advance, and a document image is projected onto the charged portion via the optical system, and is exposed to light. An electrostatic latent image is formed by canceling the charging of the portion. As developing methods for developing an electrostatic latent image on a photosensitive drum and forming a visible image, various methods have been proposed conventionally depending on the type of developer used. As an example, a one-component development system using only toner as a developer is known.
[0003]
As a developing device used in the one-component developing method, for example, a developing device 1 as shown in FIG. 1 has been proposed. In the developing device 1, a one-component developer (toner) 2 is accommodated in a toner box 5 that is open to the photosensitive drum 4, and a developing roll 3 that carries the one-component developer (toner) 2 is provided. The photoconductive drum 4 is disposed at a predetermined interval. The developing roll 3 is in contact with a toner supply roll 6 made of a foam such as polyurethane foam or sponge, and the toner 2 is supplied to the developing roll 3 by the rotation of the toner supply roll 6 in the arrow direction. It has become. On the other hand, a layer forming member 9 is fixed to the upper end of the opening 5 a of the toner box 5 with a screw 10. The layer forming member 9 includes a flat layer forming blade 7 and a metal flat plate support holder 8, and one end of the support holder 8 is screwed to the upper end of the opening 5 a of the toner box 5. ing. A layer forming blade 7 is bonded to one side surface (the surface facing the developing roll 3) of the other end of the support holder 8. The layer forming blade 7 is pressed against the outer peripheral surface of the developing roll 3. Yes.
[0004]
In such a developing device 1, a toner image is formed on the outer peripheral surface of the photosensitive drum 4 as follows. That is, first, the developing roll 3 and the photosensitive drum 4 are rotated as shown in the figure, and the toner 2 is frictionally charged by friction between the layer forming blade 7 and the outer peripheral surface of the developing roll 3, and is uniform on the outer peripheral surface of the developing roll 3. A toner layer is formed. Then, the toner 2 in the toner layer flies by an electrostatic attraction force of an electrostatic latent image (charged with a polarity opposite to that of the toner 2) formed on the outer peripheral surface of the photosensitive drum 4, and electrostatically The latent image becomes visible as a toner image. In this way, a toner image is formed on the outer peripheral surface of the photosensitive drum 4.
[0005]
Therefore, the layer forming blade 7 is required to have a function of contacting the outer peripheral surface of the developing roll 3 to frictionally charge the toner 2 and controlling the toner layer on the outer peripheral surface of the developing roll 3. As a material for forming the layer forming blade 7, silicone rubber having excellent frictional charging characteristics of toner, small toner adhesion, and excellent toner releasability is used. Further, as materials other than silicone rubber, urethane elastomers having excellent wear resistance are used.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the silicone rubber has a weak intermolecular force due to its specific molecular structure, the layer forming blade 7 using the silicone rubber has a drawback that it has a low strength and is inferior in wear resistance. In addition, from the viewpoint of reducing the rotational torque of the developing roller 3 and suppressing toner adhesion, low-hardness silicone rubber is used as the layer forming blade 7, and thereby the contact area (nip) with the developing roller 3 is reduced. The contact resistance with the developing roll 3 is reduced while ensuring the width. Thus, in order to reduce the hardness of silicone rubber, it is necessary to reduce the amount of reinforcing agent (silica, etc.) added to the silicone rubber and to keep the crosslinking density low. This leads to a decrease in the strength of the blade 7 and the wear resistance is further deteriorated. As described above, when the layer forming blade 7 inferior in wear resistance is used, the nip portion is greatly scraped, so that the image density decreases due to durability. In addition, since the silicone rubber contains a large amount of low molecular weight components that are exuded components, when the layer forming blade 7 using the silicone rubber is incorporated in the developing device 1 and left, the low molecular weight components exude from the silicone rubber, There are also problems such as appearing as horizontal stripes in the image.
[0007]
On the other hand, the urethane elastomer is inferior in moldability because it requires a longer crosslinking time than silicone rubber, and has a drawback that toner filming (toner fixation) is likely to occur due to inferior releasability.
[0008]
The present invention has been made in view of such circumstances, and is an electrophotographic blade that has excellent wear resistance, can prevent the occurrence of horizontal streaks, has excellent moldability, and can prevent toner filming. The purpose is to provide
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned object, the electrophotographic blade of the present invention is constituted by a cured product of a liquid rubber composition containing the following components (A) to (C).
(A) a repeating unit Gao Kishiarukiren units constituting the main chain, a liquid rubber having at least one terminal alkenyl group in the main chain.
(B) At least one selected from the group consisting of a compound represented by the following general formula (1), a compound represented by the following general formula (2), and a compound represented by the following general formula (3) One hydrosilyl curing agent.
[0010]
[Formula 4]

[0011]
[Chemical formula 5]

[0012]
[Chemical 6]

[0013]
That is, the present inventors have intensively studied to obtain a desired electrophotographic blade. When the specific liquid rubber (component A) is used in place of silicone rubber, the intermolecular force increases and the strength increases, so that it has excellent wear resistance and does not contain a low molecular weight component such as silicone rubber. Therefore, it has been found that it is possible to prevent the occurrence of horizontal streaks due to bleeding. As a result, an electrophotographic blade comprising a cured product of a liquid rubber composition containing the specific liquid rubber (component A), a specific hydrosilyl curing agent (component B), and a hydrosilylation catalyst (component C), The present inventors have found that it has excellent wear resistance and can prevent the occurrence of horizontal stripes, has excellent moldability, and can prevent the occurrence of toner filming.
[0014]
In the present invention, the electrophotographic blade means a layer forming blade, a charging blade, and a static elimination blade.
[0015]
And if the thing of the specific structure represented by the said General formula (1)-(3) is used as said specific hydrosilyl hardening | curing agent (B component), compatibility with liquid rubber (A component) will become favorable. The hardener can be easily mixed uniformly. Further, in terms of long-term storage stability, the curing agent is not separated from the liquid rubber (component A), which is advantageous because it can ensure uniformity.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment of the present invention will be described.
[0017]
The electrophotographic blade of the present invention comprises a cured product of a liquid rubber composition containing a specific liquid rubber (component A), a specific hydrosilyl curing agent (component B), and a hydrosilylation catalyst (component C). It is.
[0018]
The specific liquid rubber (A component), a repeating unit Gao Kishiarukiren units constituting the main chain are those having an alkenyl group at least at one end of the main chain.
[0019]
These types Symbol specific liquid rubber (A component), the main chain when the repeating units constituting the main chain is an oxyalkylene units (oxyalkylene based polymer), for example, can be produced by the following method . That is, a compound having two or more active hydrogens as a starting material, for example, ethylene glycol, propylene glycol, bisphenol compounds, glycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol, etc., and the number of carbon atoms such as ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide It can be produced by polymerizing 2 to 4 alkylene oxides.
[0020]
The method for introducing an alkenyl group into the main chain oxyalkylene polymer is roughly divided into a method for introducing an alkenyl group after polymerization and a method for introducing an alkenyl group during polymerization. A method of introducing an alkenyl group is preferred. The alkenyl group refers to a monovalent group obtained by removing one hydrogen atom from an aliphatic hydrocarbon having a double bond.
[0021]
Examples of the method for introducing an alkenyl group after the polymerization include, for example, an organic halogen compound represented by the following general formula (A) after the terminal hydroxyl group of the oxyalkylene polymer is changed to a group such as —ONa or —OK. Is a method of reacting. Thereby, the oxyalkylene-type polymer which has an alkenyl group at the terminal can be manufactured.
[0022]
[Chemical 7]

[0023]
In the general formula (A), the halogen atom represented by Y is preferably a chlorine atom, a bromine atom, or an iodine atom. The divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R ^3, an alkylene group, cycloalkylene group, arylene group, aralkylene group are preferable, Of these, -CH ₂ - or the following The group represented by the general formula (B) is particularly preferable.
[0024]
[Chemical 8]

[0025]
The number average molecular weight (Mn) of the specific liquid rubber (component A) is preferably set in the range of 500 to 50,000, particularly preferably in consideration of the reactivity with the hydrosilyl curing agent (component B). Is 1,000 to 20,000.
[0026]
The viscosity of the specific liquid rubber (component A) is preferably in the range of 1 to 3 million (cSt / 25 ° C.), particularly preferably 1,000 to 500,000 (cSt / 25 ° C.).
[0027]
The specific hydrosilyl curing agent (component B) used together with the specific liquid rubber (component A) has at least two hydrosilyl groups in the molecule and is compatible with the liquid rubber (component A). The hydrosilyl compounds represented by the following general formulas (1) to (3) are preferably used in terms of uniform mixing properties and long-term storage stability. These may be used alone or in combination of two or more. In addition, each repeating unit m, n, p, q part may be in any polymerization form such as random polymerization or block polymerization. The hydrosilyl group refers to a group in which a hydrogen atom is bonded to at least one of four bonds of a silicon atom.
[0028]
Also, the polymerization degree of the hydrosilylation curing agent (B component) is not particularly limited, the reaction is generally preferably within the scope viscosity of 23～10,000 centistokes at 25 ° C..
[0029]
[Chemical 9]

[0030]
[Chemical Formula 10]

[0031]
Embedded image

[0032]
And the hydrosilyl compound represented by the said general formula (1)-(3) can be manufactured by the method shown to the following (i)-(iv), for example, and the point which can be implemented comparatively simply, The method shown in (iii) is particularly suitable.
[0033]
(i) A method for producing a hydrocarbon compound having a chlorosilyl group (SiCl) in the molecular structure using a reducing agent (LiAlH ₄ , NaBH _4, etc.) to reduce the chlorosilyl group to a hydrosilyl group .
[0034]
(ii) A method for producing a hydrocarbon-based compound having a functional group by reacting the compound having both a functional group capable of reacting with the functional group and a hydrosilyl group.
[0035]
(iii) A method for producing a hydrocarbon-based compound having an alkenyl group and a polyhydrosilane compound by reacting such that the hydrosilyl group remains in the molecular structure of the resulting reaction product.
[0036]
(iv) A method of producing by reacting a cyclic siloxane having a hydrosilyl group with a cyclic siloxane having a hydrocarbon group.
[0037]
Of the hydrosilyl compounds thus obtained, those represented by the following structural formulas (4) to (8) are particularly preferred. Each repeating unit may be in any polymerization form such as random polymerization or block polymerization.
[0038]
Embedded image

[0039]
Embedded image

[0040]
Embedded image

[0041]
Embedded image

[0042]
Embedded image

[0043]
And the hydrosilyl compound represented by the said Structural formula (4) can be manufactured by reaction shown below, for example.
[0044]
Embedded image

[0045]
The mixing ratio of the hydrosilyl curing agent (component B) is preferably set in the range of 1 to 30 parts, particularly preferably 2 to 10 parts, with respect to 100 parts of the liquid rubber (component A). That is, when the amount is less than 1 part, the liquid rubber (component A) is insufficiently crosslinked and weak in strength and tends to be inferior in wear resistance. This is because the crosslinking proceeds too much and becomes hard and brittle.
[0046]
The hydrosilylation catalyst (C component) used together with the specific liquid rubber (A component) and the hydrosilyl curing agent (B component) is not particularly limited as long as it can exhibit a catalytic function for the crosslinking reaction. Solid platinum on carriers such as chloroplatinic acid, complexes of chloroplatinic acid and alcohols, aldehydes, ketones, platinum / vinyl siloxane complexes, platinum / olefin complexes, platinum / phosphite complexes, platinum, alumina, silica, carbon black Examples include those supported. Examples of catalysts other than platinum compounds include palladium compounds, rhodium compounds, iridium compounds, ruthenium compounds and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
[0047]
The blending ratio of the hydrosilylation catalyst (component C) is appropriately set depending on the type of the liquid rubber (component A) and the hydrosilyl curing agent (component B), but with respect to 100 parts of the liquid rubber (component A), It is preferable to set it in the range of 0.0001 to 0.03 part.
[0048]
In addition to the components A to C, the liquid rubber composition includes fillers such as silica, quartz, calcium carbonate, talc, mica, plasticizers, crosslinking accelerators, crosslinking retarders, anti-aging agents, and the like. May be appropriately blended.
[0049]
The liquid rubber composition can be prepared, for example, as follows. That is, first, a liquid main agent is prepared by blending a liquid rubber (component A) and a hydrosilylation catalyst (component C) at a predetermined ratio, and a liquid curing agent containing a hydrosilyl curing agent (component B) is prepared. In addition, you may add another component in the said liquid main ingredient and a liquid hardening | curing agent as needed. And in use, it can prepare by mixing a liquid main ingredient and a liquid hardening | curing agent. Thus, from the viewpoint of storage stability, the liquid rubber composition is preferably prepared by storing the liquid main agent and the liquid curing agent separately and mixing the two liquids at the time of use.
[0050]
As described above, the electrophotographic blade of the present invention is used as a layer forming blade, a charging blade, and a static elimination blade. The layer forming blade can be produced, for example, as follows. That is, first, a liquid main agent and a liquid curing agent are prepared in the same manner as described above. On the other hand, a predetermined layer forming blade mold is prepared. Next, a liquid rubber composition is prepared by mixing the liquid main agent and a liquid crosslinking agent, and filled in the mold, and heated under predetermined conditions (150 to 200 ° C. × 5 seconds to 3 minutes). Crosslink and cure. Then, the target layer forming blade can be produced by removing the cured body from the mold.
[0051]
As described above, the layer forming blade thus obtained is bonded to one end of the support holder, and is used in the form of a layer forming member by being incorporated in an electrophotographic apparatus such as an electrophotographic copying machine, a printer, or a facsimile. For example, it is used in the developing device 1 of the one-component developing system as shown in FIG.
[0052]
The dimensions of the layer forming blade are not particularly limited, but when used in a normal developing device, those having a thickness of about 0.1 to 10 mm and a width of about 1 to 20 mm are preferable.
[0053]
The static elimination blade and the charging blade can also be produced by the same method as the layer forming blade. The static elimination blade is produced, for example, by filling the liquid rubber composition in a predetermined static elimination blade mold, heating and crosslinking and curing under predetermined conditions, and then removing the cured body from the mold. can do. In addition, the charging blade can be obtained, for example, by filling the liquid rubber composition into a predetermined charging blade mold, heating and curing under predetermined conditions, and then removing the cured body from the mold. Can be produced.
[0054]
Next, examples will be described together with comparative examples.
[0055]
First, prior to the examples and comparative examples, the following materials were prepared.
[0056]
[Component A: Liquid rubber (1)]
Polypropylene glycol compound having an alkenyl group at both ends (manufactured by Kaneka Chemical Co., Ltd., Silyl ACX009A)
[0057]
[Component B: Hydrosilyl Curing Agent (a)]
Hydrosilyl curing agent represented by the structural formula (4)
[C component: hydrosilylation catalyst]
Platinum carbonyl complex (AMAX Co., SIP 6829.0)
[0059]
[Production of layer forming blade]
[Example 1]
100 parts of liquid rubber (1) and 0.003 part of hydrosilylation catalyst were mixed to prepare a liquid main agent, and a liquid crosslinking agent consisting of 5 parts of hydrosilyl curing agent (a) was prepared. On the other hand, a support holder made of a flat metal plate having an L-shaped cross section was prepared. Primer X (manufactured by Toray Dow Corning Silicone) and primer Y (manufactured by Toray Dow Corning Silicone) were prepared on one side of the support holder. Then, the support holder was set in a preheated layer forming blade mold. Next, the liquid main component and the liquid crosslinking agent are mixed to prepare a liquid rubber composition A, which is injection molded in the mold at 170 ° C. for 1 minute, and the liquid rubber composition is formed on one side of the support holder. A blade made of a cured product was fixed to produce a layer forming blade with a support holder.
[0060]
[Comparative Example 1]
A layer forming blade was produced in the same manner as in Example 1 using a liquid rubber composition a made of liquid silicone rubber (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KE1950-40, JIS A hardness: 40 degrees).
[0061]
[Comparative Example 2]
A main component consisting of 55.2 parts of polyethylene adipate (Mn: 2000), 33.6 parts of 4,4'-MDI and 14.4 parts of 2,4'-MDI, and 50.7 parts of polyethylene adipate (Mn: 2000) Parts, 8.2 parts of 1,4-butanediol, 4.0 parts of trimethylolpropane, and 0.033 parts of catalyst (triethylenediamine) were separately prepared. Then, the same support holder and mold as in Example 1 were prepared, and the support holder was set as it was on the preheated mold as it was without primer coating. Next, the main agent and the curing agent are mixed to prepare a liquid rubber composition b, which is injection-molded in the mold at 140 ° C. for 5 minutes, and the liquid rubber composition cured body is formed on one side of the support holder. Then, a blade comprising a support holder was formed, and a layer forming blade with a support holder was produced.
[0062]
The example product and the comparative product obtained in this way were evaluated for their characteristics according to the following criteria. These results are also shown in Table 1 below.
[0063]
〔hardness〕
The hardness according to JIS A was measured according to JIS K 6301.
[0064]
[Solvent soak extraction amount]
The rubber-cured portion of the obtained layer forming blade was immersed in a solvent (only Comparative Example 2 was methanol, and the other was toluene) for 24 hours. And the amount of solvent immersion extraction was computed according to the following formula. In the formula, W represents the weight of the rubber cured body before extraction, and W ₀ represents the dry weight of the rubber cured body after extraction.
Solvent immersion extraction amount (% by weight) = [(W−W ₀ ) / W] × 100
[0065]
(Abrasion resistance)
After assembling the layer forming blade into a commercially available laser beam printer (Laser Jet 4 manufactured by Hewlett-Packard Company), 10,000 endurance images are taken out, and a Macbeth densitometer is used to check whether there is a change in the density of the black solid image before and after endurance. Judged using. The evaluation criteria were set as follows.
○: Concentration difference before and after endurance is less than 0.1 ×: Concentration difference before and after endurance is 0.1 or more
[Horizontal lines]
After assembling the layer forming blade to the actual machine as described above, it was left for 7 days in an environment of temperature 30 ° C. × humidity 90%. After that, a solid black image was drawn and the presence or absence of horizontal streaks was visually determined. The evaluation criteria were set as follows.
○: No occurrence of horizontal stripes ×: Generation of horizontal stripes [0067]
[Toner Filming]
After assembling the layer forming blade to the actual machine as described above, 6000 durable images were printed, and the presence or absence of toner filming on the surface of the layer forming blade was visually determined according to the following criteria.
○: The toner adhering to the blade could be removed with a tape (manufactured by 3M, Scotch Mending Tape) ×: The toner could not be removed even after repeating the tape removal 5 times.
[Moldability (molding tact)]
Using a rotorless rheometer (RLM-2, manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.), a t90 value at 130 ° C. (time required to reach a point having a height of 90% of the steady torque value) was measured. The evaluation criteria were set as follows.
○: Within 3 minutes Δ: Within 3 to 10 minutes ×: 10 minutes or more [0069]
[Table 1]

[0070]
From the results of Table 1 above, it can be seen that the example products have excellent wear resistance, no horizontal streaks, no toner filming, and excellent moldability.
[0071]
On the other hand, since the product of Comparative Example 1 uses silicone rubber, it is inferior in wear resistance and contains a large amount of low molecular weight components extracted into the solvent. . It can be seen that the product of Comparative Example 2 uses a urethane elastomer and thus causes toner filming and is inferior in moldability.
[0072]
[Example 2 and Comparative Examples 3 and 4]
First, in the same manner as in Comparative Examples 1 and 2 and Contact Example 1, the liquid rubber composition A contact and liquid rubber composition a, b were prepared. And each liquid rubber composition was injection-molded on the predetermined conditions in the metal mold | die, and the target braid | blade was produced.
[0073]
Using the example product and the comparative product thus obtained, each characteristic was evaluated according to the following criteria. These results are also shown in Table 2 below.
[0074]
(Charging characteristics)
As a charging blade, it was assembled into a commercially available laser beam printer (Laser Jet 4 manufactured by Hewlett-Packard Company), and image evaluation was performed. The evaluation criteria were set as follows.
○: There is no problem in the image, and fine lines are clearly drawn. ×: The image is defective due to fogging, white spots, density unevenness, etc.
(Charging characteristics)
As a static elimination blade, it was assembled into a commercially available laser beam printer (Laser Jet 4 manufactured by Hewlett-Packard Company), and image evaluation was performed. The evaluation criteria were set as follows.
○: There is no problem in the image, and fine lines are clearly drawn. ×: The image is defective due to fogging, white spots, density unevenness, etc.
[Table 2]

[0077]
From the results of Table 2 above, the blades of the examples are excellent in both charging characteristics and static elimination characteristics, and therefore can be suitably used as charging blades and static elimination blades. On the other hand, since the blade of the comparative example product is inferior in charging characteristics and charge removal characteristics, it cannot be used as a charge blade or charge removal blade.
[0078]
【The invention's effect】
As described above, the electrophotographic blade of the present invention is a liquid rubber composition containing the specific liquid rubber (component A), the specific hydrosilyl curing agent (component B), and the hydrosilylation catalyst (component C). It consists of a cured product. As described above, when the specific liquid rubber (component A) is used in place of the silicone rubber, the intermolecular force increases and the strength increases, so that the wear resistance is excellent, and a low molecular weight component such as silicone rubber is added. Since it does not contain, generation | occurrence | production of the horizontal streak by oozing can be prevented. Further, it is excellent in moldability and can prevent toner filming.
[0079]
And if the thing of the specific structure represented by the said General formula (1)-(3) is used as said specific hydrosilyl hardening | curing agent (B component), compatibility with liquid rubber (A component) will become favorable. In addition, uniform mixing properties can be secured, and excellent long-term storage stability can be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an example of a developing device incorporating a layer forming blade.

Claims

An electrophotographic blade comprising a cured product of a liquid rubber composition containing the following components (A) to (C):
(A) a repeating unit Gao Kishiarukiren units constituting the main chain, a liquid rubber having at least one terminal alkenyl group in the main chain.
(B) At least one selected from the group consisting of a compound represented by the following general formula (1), a compound represented by the following general formula (2), and a compound represented by the following general formula (3) One hydrosilyl curing agent.

(C) Hydrosilylation catalyst.