JPH0798558A

JPH0798558A - クリーニングブレード

Info

Publication number: JPH0798558A
Application number: JP5241831A
Authority: JP
Inventors: Yasuhito Suzuki; 康仁鈴木; Tomoshi Suzuki; 智志鈴木; Kenichi Ito; 研一伊藤; Kazuhide Tsuda; 一英津田; Hiroyuki Mori; 宏之森
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 1993-09-28
Filing date: 1993-09-28
Publication date: 1995-04-11
Anticipated expiration: 2014-02-03
Also published as: JP2853531B2

Abstract

(57)【要約】【目的】広範囲の温度帯で優れたクリーニング性およ
び耐久性を有するクリーニングブレードを提供する。【構成】板状保持材の一端側に板状ブレード部材を備
えたクリーニングブレードであって、上記板状ブレード
部材が、下記の（Ａ）および（Ｂ）からなるプレポリマ
ーと硬化剤とを反応硬化させてなるウレタンゴムにより
形成され、上記ウレタンゴムの硬度が６０〜７５（ＪＩ
ＳＡ）の範囲に、引張強度が３００ｋｇ／ｃｍ²以上
に、反発弾性が２０〜５０％の範囲にそれぞれ設定され
ている。（Ａ）ポリイソシアネート。（Ｂ）平均分子量１５００〜３０００のポリブチレンア
ジペートもしくは平均分子量１５００〜３０００のポリ
ヘキシレンアジペート。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電子写真複写機等の
感光ドラム外周面上に残留するトナーを除去するクリー
ニングブレードに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真複写機等において、転写紙への
複写はつぎのようにして行われる。すなわち、光導電体
表面層付きの感光ドラムの外周面を一様に帯電させ、被
複写体の被複写像を介してその外周面を露光することに
より上記外周面上に静電潜像を形成し、この静電潜像に
トナーを付着させてトナー像を形成し、これを複写紙等
に転写することにより複写が行われる。そして、上記複
写後、図２に示すように、感光ドラム１の外周面上にト
ナー２が残留するため、この残留帯電トナーを除去する
必要が生じ、通常、この除去をクリーニングブレード３
によって行っている。このクリーニングブレード３は、
図１に示すように、金属製の板状保持材４の一端側に弾
性体により形成された板状ブレード部材６が接着剤７に
より取り付けられて構成されている。そして、残留トナ
ーの除去は、この板状ブレード部材６が、回転する感光
ドラム１の外周面上に接触して上記トナーを掻き落とす
という物理的方法により行われている。このブレード部
材６の形成に用いられる弾性体としては、ウレタンゴ
ム，シリコーンゴム，フッ素ゴム，クロロプレンゴム，
ブタジエンゴム等が知られている。この中で、ウレタン
ゴムは、他のゴムに比べて、耐摩耗性等の力学的特性に
優れているため、賞用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】残留トナーを完全に除
去するためには、感光ドラム外周面上へのブレード部材
の接触が、常に一定の状態に保たれている必要がある。
しかしながら、ウレタンゴム製ブレード部材は、温度安
定性が低く、温度の変化により、良好なクリーニング性
および耐久性が得られなくなるという問題がある。とこ
ろが、電子写真複写機内部の定着用ヒーター，原稿露光
用ランプ，装置駆動モーター等の発熱やブレード部材の
摩擦による発熱さらに四季および一日を通した環境温度
の変化等により、ブレード部材の温度は約０℃〜５０℃
の広い範囲で変化する。したがって、ウレタンゴム製ブ
レード部材は、例えば、冬季の使用開始直後のような低
温条件や、夏季の連続使用時のような高温条件では、良
好なクリーニングを行うことが困難になるという問題を
有する。

【０００４】そこで、ウレタンゴム製ブレード部材の温
度依存性を改良する方法として、例えば、特開昭６３−
８６８５号公報には、ポリブチレンアジペート（ＰＢ
Ａ），ポリヘキシレンアジペート（ＰＨＡ）等から得ら
れるポリウレタンエラストマーが開示されている。この
ポリウレタンエラストマーは、耐摩耗性に優れるという
理由からクリーニングブレード用として賞用されてい
る。しかしながら、クリーニング性の耐久寿命に関する
知見は未だに不充分であり、この問題の解決が強く望ま
れている。

【０００５】この発明は、このような事情に鑑みなされ
たもので、温度安定性に優れたウレタンゴムにより形成
されたブレード部材を備え、広範囲の温度帯で優れたク
リーニング性および耐久性を有するクリーニングブレー
ドを提供することをその目的とする。

【０００６】

【課題を解決する手段】上記目的を達成するために、こ
の発明は、板状保持材の一端側に板状ブレード部材を備
えたクリーニングブレードであって、上記板状ブレード
部材が、下記の（Ａ）および（Ｂ）からなるプレポリマ
ーと硬化剤とを硬化反応させてなるウレタンゴムにより
形成され、上記ウレタンゴムの硬度が６０〜７５（ＪＩ
ＳＡ）の範囲に、引張強度が３００ｋｇ／ｃｍ²以上
に、反発弾性が２０〜５０％の範囲にそれぞれ設定され
ているという構成をとる。（Ａ）ポリイソシアネート。（Ｂ）平均分子量１５００〜３０００のポリブチレンア
ジペートもしくは平均分子量１５００〜３０００のポリ
ヘキシレンアジペート。

【０００７】

【作用】上記課題を解決するために、本発明者らは、ウ
レタンゴムの原料の一つであるポリオールを中心に一連
の研究を重ねた。その結果、上記ポリオールとして、平
均分子量が特定の範囲のポリブチレンアジペートもしく
はポリヘキシレンアジペートを使用してプレポリマーを
調製し、このプレポリマーを硬化剤を用いて硬化反応さ
せて、特定範囲の硬度，引張強度，反発弾性を有するウ
レタンゴムを形成した。そして、このウレタンゴムを用
いてブレード部材を形成すると、このブレード部材を備
えたクリーニングブレードは、広範囲の温度帯で優れた
クリーニング性と耐久性を有するようになることを見出
しこの発明に到達した。

【０００８】つぎに、この発明を詳しく説明する。

【０００９】この発明において、クリーニングブレード
のブレード部材の形成材料であるウレタンゴムは、ポリ
イソシアネート（Ａ）成分および特定の平均分子量を有
するポリオール成分（Ｂ）成分からなるプレポリマーを
硬化剤により硬化反応させて得ることができる。

【００１０】上記（Ａ）成分であるポリイソシアネート
は、特に制限されるものではなく、ウレタンゴムの形成
に一般に用いられるものを使用することが可能である。
このようなポリイソシアネートとしては、例えば、４，
４′−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、
イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、４，４′−
ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート（水添加ＭＤ
Ｉ）、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート（Ｔ
ＭＨＤＩ）、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、カ
ルボジイミド変性ＭＤＩ、ポリメチレンフェニルポリイ
ソシアネート（ＰＡＰＩ）、オルトトルイジンジイソシ
アネート（ＴＯＤＩ）、ナフチレンジイソシアネート
（ＮＤＩ）、キシレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、ヘ
キサメチレンジイソシアネート（ＨＭＤＩ）、パラフェ
ニレンジイソシアネート（ＰＤＩ）、リジンイソシアネ
ートメチルエステル（ＬＤＩ）、ジメリルジイソシアネ
ート（ＤＤＩ）があげられる。このなかでも、ＭＤＩ，
ＴＯＤＩ等を用いることが好ましい。

【００１１】ポリオール成分である上記（Ｂ）成分は、
平均分子量が１５００〜３０００のポリブチレンアジペ
ート（ＰＢＡ）またはポリヘキシレンアジペート（ＰＨ
Ａ）である。このように、ポリオール成分を限定するこ
とにより、温度安定性に優れたウレタンゴムを得ること
が可能となる。また、上記範囲に平均分子量を限定した
のは、平均分子量が１５００未満であると、得られるウ
レタンゴムの物性が低下する傾向がみられ、３０００を
超えると、ウレタンゴム製造の際の加工特性が低下する
傾向がみられるからである。

【００１２】上記（Ａ）成分および（Ｂ）成分を硬化反
応させる際に、硬化剤が使用される。このような硬化剤
としては、通常ポリオールが使用され、好ましくは、分
子量３００以下のポリオールである。このポリオールと
しては、グリコール類があげられ、具体的には、エチレ
ングリコール（ＥＧ）、ジエチレングリコール（ＤＥ
Ｇ）、プロピレングリコール（ＰＧ）、ジプロピレング
リコール（ＤＰＧ）、１，４−ブタンジオール（１４Ｂ
Ｄ）、ヘキサンジオール（ＨＤ）、１，４−シクロヘキ
サンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、
キシレングリコール（テレフタリルアルコール）、トリ
エチレングリコール等である。また、上記グリコールの
他に、その他の多価アルコールが使用され、このような
ものとしては、トリメチロールプロパン、グリセリン、
ペンタエリスリトール、ソルビトール等があげられる。
そして、その配合割合は、上記（Ａ）成分および（Ｂ）
成分の合計量１００重量部（以下「部」と略す）に対し
て、４〜１０部の範囲に設定され、好ましくは５〜８部
の範囲である。

【００１３】また、上記硬化剤には、ポリオールの他
に、必要に応じてアミン系触媒、好ましくはトリエチレ
ンジアミンを使用することが可能である。これを使用す
ることにより、硬化時間を短縮することができるように
なる。

【００１４】そして、クリーニングブレードのブレード
部材であるウレタンゴムは、上記の（Ａ）成分，（Ｂ）
成分および硬化剤を用いて、通常プレポリマー法により
作製される。

【００１５】上記プレポリマー法は、ポリイソシアネー
トとポリオールを予め反応させてプレポリマーを調製
し、ついで硬化剤をこれに配合して硬化反応させて、ウ
レタンゴムを作製するという方法である。具体的には、
以下に示すようにして行われる。すなわち、上記（Ａ）
成分と（Ｂ）成分を混合し、混合物を調製する。この時
の配合割合は、通常（Ａ）成分１００部に対し（Ｂ）成
分２５〜４５部の範囲に設定され、好ましくは３０〜４
０部の範囲である。ついで、この混合物を温度８０〜１
２０℃、反応時間３０〜９０分で反応させ、プレポリマ
ーを調製する。上記反応条件は、制限されるものではな
く、（Ａ）成分および（Ｂ）成分の配合割合等により適
宜決定されるものである。そして、このプレポリマー
に、硬化剤を配合し、温度１００〜１５０℃、反応時間
１５〜６０分で硬化反応させウレタンゴムを得ることが
できる。

【００１６】上記ウレタンゴムは、その硬度を６０〜７
５（ＪＩＳＡ）、好ましくは６５〜７０（ＪＩＳ
Ａ）の範囲に設定する必要がある。すなわち、７５を超
えると固くなり過ぎて感光ドラム表面に損傷を与えるよ
うになり、感光ドラムの寿命が短くなるという問題が生
じるからである。また、逆に、６０未満であると、上記
ドラム上のトナーを完全に掻きとることができなくな
り、残留トナーが発生する恐れがあるからである。

【００１７】また、上記ウレタンゴムは、その引張強度
を３００ｋｇ／ｃｍ²以上、好ましくは３５０ｋｇ／ｃ
ｍ²以上に設定する必要がある。すなわち３００ｋｇ／
ｃｍ ²未満ではクリーニングエッヂの摩耗が大きくなる
からである。

【００１８】さらに、上記ウレタンゴムは、その反発弾
性を２０〜５０％、好ましくは３０〜４０％の範囲に設
定する必要がある。すなわち、５０％を超えると、感光
ドラムとの密着が悪くなり、クリーニング性が低下する
傾向がみられ、逆に２０％未満では感光ドラム表面の凹
凸に追従しないため、クリーニング性が低下する傾向が
みられるからである。

【００１９】つぎに、ウレタンゴム製ブレード部材を備
えたクリーニングブレードの作製方法の一例を説明す
る。

【００２０】すなわち、まず、予め金属製板状保持材４
を、接着剤で処理しておく。そして、この処理したもの
を、図３に示すように、型の奥面にブレード部形成用の
成形空間８を有する成形型９内に、上記金属製板状保持
材４の一端側が上記成形空間８に位置するように配置す
る。一方、上記（Ａ）成分および（Ｂ）成分を用いて、
前記反応条件によりプレポリマーを調製する。このプレ
ポリマーと、硬化剤とを上記成形空間８に注入する。そ
して、前記の条件で硬化反応させた後、これを成形型９
から取り出すと、図１に示すような、ウレタンゴムによ
りブレード部材が形成されたクリーニングブレードを得
ることができる。

【００２１】

【発明の効果】以上のように、この発明のクリーニング
ブレードは、そのブレード部材が、平均分子量１５００
〜３０００のポリブチレンアジペートまたはポリヘキシ
レンアジペートをポリオールとして用い、これとポリイ
ソシアネートを反応させてプレポリマーを調製し、この
プレポリマーを硬化剤を用いて硬化反応させて得られる
ウレタンゴムにより形成され、上記ウレタンゴムの硬
度，引張強度，反発弾性がそれぞれ特定の範囲に設定さ
れている。したがって、このブレード部材は、優れた温
度安定性を備えているため、夏季の連続使用時のような
高温条件であっても、冬季の使用開始直後のような低温
条件であっても良好なクリーニング性および耐久性を有
している。その結果、この発明のクリーニングブレード
を使用した電子写真複写機は、汚れのない高画質の複写
画像を長期にわたって得ることが可能となる。

【００２２】つぎに、実施例について比較例と併せて説
明する。

【００２３】

【実施例１〜１１，比較例１〜９】下記の方法および下
記の表１〜表４の配合割合にしたがい、ウレタンゴムに
よりブレード部材が形成されたクリーニングブレードを
作製した。すなわち、まず、板状保持材の一端側を接着
剤で処理した。これを、図３に示すように、型の奥面に
ブレード部形成用の成形空間８を有する成形型９内に、
上記保持材４の一端が上記成形空間８に位置するように
配置した。一方、ポリイソシアネートである（Ａ）成分
およびポリオールである（Ｂ）成分を用いて、温度８０
℃、反応時間６０分でプレポリマーを調製した。このプ
レポリマーと硬化剤とを上記成形空間８に注入し、温度
１２０℃、硬化時間６０分で硬化反応させた。そして、
これを成形型９から取り出し、図１に示すような、ウレ
タンゴムにより形成されたブレード部材を備えたクリー
ニングブレードを得た。なお、全実施例および全比較例
において、ポリイソシアネートとして、１，４′−ジフ
ェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）を使用し、硬
化剤として、１，４−ブタンジオールおよびトリメチロ
ールプロパンを使用した。また、比較例５は、ポリオー
ルとしてポリエチレンアジペート（ＰＥＡ）を、比較例
６はポリオールとしてポリカプロラクトンポリオール
（ＰＣＬ）を使用した。

【００２４】

【表１】

【００２５】

【表２】

【００２６】

【表３】

【００２７】

【表４】

【００２８】以上のようにして得られた実施例品１〜１
１、比較例品１〜９のクリーニングブレードのウレタン
ゴム製ブレード部材の硬度，引張強度，反発弾性につい
て調べた。その結果を下記の表５〜表８に示す。なお、
上記硬度，引張強度，反発弾性は、ＪＩＳＫ６３０１
に準じて測定した。そして、実施例品１〜１１，比較例
品１〜９のクリーニングブレードを電子写真複写機（キ
ャノン社製，ＮＰ６０３０）に装着して通紙耐久寿命試
験を種々温度（０℃，２５℃，５０℃）で行った。その
結果も併せて下記の表５〜表８に示す。なお、上記通紙
耐久寿命試験は３００００枚複写してトナーの汚れ等の
異常が発生しなかったものを○で表した。また、異常が
発生した場合は、その枚数を示した。

【００２９】

【表５】

【００３０】

【表６】

【００３１】

【表７】

【００３２】

【表８】

【００３３】上記表５および表６より、全実施例品のウ
レタンゴム製ブレード部材は、低温（０℃）および高温
（５０℃）においても常温（２５℃）においても３００
００枚複写してもトナーの汚れ等の異常が発生しなかっ
たことがわかる。そして、３００００枚複写後も良好な
クリーニング性を有していた。これに対して上記表７お
よび表８より、比較例品のクリーニングブレードは、種
々温度においてクリーニング不良が発生したことがわか
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】クリーニングブレードの構成を示す断面図であ
る。

【図２】感光ドラム上の残留帯電トナーをクリーニング
ブレードにより除去する状態を示す説明図である。

【図３】クリーニングブレードのブレード部成形用型を
示す断面図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者津田一英愛知県小牧市大字北外山字哥津3600 東海ゴム工業株式会社内 (72)発明者森宏之愛知県小牧市大字北外山字哥津3600 東海ゴム工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】板状保持材の一端側に板状ブレード部材
を備えたクリーニングブレードであって、上記板状ブレ
ード部材が、下記の（Ａ）および（Ｂ）からなるプレポ
リマーと硬化剤とを硬化反応させてなるウレタンゴムに
より形成され、上記ウレタンゴムの硬度が６０〜７５
（ＪＩＳＡ）の範囲に、引張強度が３００ｋｇ／ｃｍ
²以上に、反発弾性が２０〜５０％の範囲にそれぞれ設
定されていることを特徴とするクリーニングブレード。（Ａ）ポリイソシアネート。（Ｂ）平均分子量１５００〜３０００のポリブチレンア
ジペートもしくは平均分子量１５００〜３０００のポリ
ヘキシレンアジペート。
【請求項２】硬化剤が、下記の（ａ）および（ｂ）か
らなる請求項１記載のクリーニングブレード。（ａ）分子量３００以下のポリオール。（ｂ）トリエチレンジアミン。