WO2017111061A1 - クリーニングブレード - Google Patents

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elastic body
treatment layer
mpa
elastic modulus
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河端　將
佐々木　憲司
靖 杉山
紘明 金田
奈津美 木村
克哉 下妻
浩司 西口
阿部　修士
秀知 向井
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Nok株式会社
シンジーテック株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a cleaning blade used in an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine and printer, or a toner jet copying machine and printer.
  • an electrophotographic process at least cleaning, charging, exposure, development, and transfer processes are performed on an electrophotographic photosensitive member.
  • a cleaning blade that removes and cleans toner remaining on the surface of the photosensitive drum, a conductive roll that imparts uniform charge to the photosensitive member, a transfer belt that transfers a toner image, and the like are used.
  • the cleaning blade is mainly made of a thermosetting polyurethane resin from the viewpoint of plastic deformation and wear resistance.
  • the friction coefficient between the blade member and the photosensitive drum is increased, the blade is turned over or abnormal noise is generated, and the driving torque of the photosensitive drum must be increased.
  • the tip of the cleaning blade is wound around a photosensitive drum or the like, stretched and cut, and the tip of the cleaning blade may be worn and damaged.
  • the required specifications differ between a cleaning blade incorporated in a general printer or the like and a cleaning blade incorporated in a process cartridge.
  • the cleaning blade incorporated in the process cartridge needs to have a high elastic modulus of the base material, and among them, it is required to have wear resistance, chipping resistance, reduction in film thickness reduction of the photoreceptor, and filming resistance. Is done.
  • an object of the present invention is to provide a cleaning blade that is excellent in anti-bake resistance and can simultaneously achieve suppression of filming and improvement of cleaning properties.
  • An aspect of the present invention that solves the above-described problem is a cleaning blade that includes an elastic body that is a molded body of a rubber base, and that has at least a surface treatment layer at a portion that contacts the contacted body of the elastic body,
  • the surface treatment layer is a cured product containing an isocyanate compound impregnated in a surface layer portion of the elastic body and is formed by reacting with the elastic body, and the elastic modulus of the surface treatment layer is 95 MPa or less, and the elastic body
  • the cleaning blade is characterized in that the elastic modulus is 20 MPa or more and 60 MPa, and the difference between the elastic modulus of the surface treatment layer and the elastic modulus of the elastic body is 1 MPa or more.
  • the surface treatment layer preferably has a thickness of 10 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less.
  • the thickness of the surface treatment layer is thin, even if the elastic modulus of the surface treatment layer is larger than the elastic modulus of the elastic body, it can follow the deformation of the elastic body, thereby further improving the anti-choke property.
  • the present invention it is possible to realize a cleaning blade that is excellent in anti-brick property and can simultaneously achieve suppression of filming and improvement of cleaning properties.
  • the thickness of the surface treatment layer is set to 10 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less, it is excellent in anti-choke property, and it is possible to reliably realize both suppression of filming and improvement of cleaning properties.
  • the cleaning blade 1 includes a blade body (also referred to as a cleaning blade itself) 10 and a support member 20, and the blade body 10 and the support member 20 are connected via an adhesive (not shown). It is joined.
  • the blade body 10 includes an elastic body 11 that is a molded body of a rubber base material.
  • the elastic body 11 has a surface treatment layer 12 formed on the surface layer portion thereof.
  • the surface treatment layer 12 is formed by impregnating a surface treatment liquid into the surface layer portion of the elastic body 11 and curing, and is a cured product containing an isocyanate compound contained in the surface treatment liquid and reacts with the elastic body 11. It is a thing.
  • the surface treatment layer 12 may be formed at least on the portion of the elastic body 11 that contacts the object to be cleaned, but in this embodiment, the surface treatment layer 12 is formed on the surface layer portion of the entire surface of the elastic body 11.
  • the elastic modulus of the surface treatment layer 12 (referred to here as volume elastic modulus; the same shall apply hereinafter) is 95 MPa or less.
  • the pressure is preferably 21 MPa or more.
  • the elastic modulus of the elastic body 11 is 20 MPa or more and 60 MPa or less.
  • the elastic modulus of the elastic body 11 is smaller than 20 MPa, the torque of the contacted object, that is, the photosensitive drum in the present embodiment is increased, and the filming suppressing effect is decreased.
  • the elastic modulus of the elastic body 11 is larger than 60 MPa, sufficient adhesion between the photosensitive drum and the cleaning blade cannot be obtained.
  • the difference between the elastic modulus of the surface treatment layer 12 and the elastic modulus of the elastic body 11 is 1 MPa or more. If the difference between the elastic modulus of the surface treatment layer 12 and the elastic modulus of the elastic body 11 is smaller than 1 MPa, the effect of suppressing filming cannot be obtained sufficiently. Note that if the difference between the elastic modulus of the surface treatment layer 12 and the elastic modulus of the elastic body 11 is excessively large, the anti-choke property tends to be lowered.
  • the elastic modulus of the surface treatment layer 12 is 95 MPa or less
  • the elastic modulus of the elastic body 11 is 20 MPa or more and 60 MPa or less
  • the difference between the elastic modulus of the surface treatment layer 12 and the elastic modulus of the elastic body 11 is 1 MPa.
  • the cleaning blade 1 is excellent in anti-caking property and can simultaneously achieve suppression of filming and improvement of cleaning properties.
  • the surface treatment layer 12 is preferably formed on the surface layer portion of the elastic body 11 with an extremely thin thickness, specifically, 10 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less. This thickness is extremely thin, about 1/10 of the thickness of the conventional surface treatment layer 12, but follows the deformation of the elastic body 11 even if the elastic modulus of the surface treatment layer is increased as described above. In addition, it is excellent in anti-bake resistance.
  • the surface treatment layer 12 preferably has a dynamic friction coefficient of 1.0 to 2.5. If the dynamic friction coefficient is less than 1.0, toner slips out, resulting in poor cleaning. On the other hand, when the coefficient of dynamic friction is larger than 2.5, the torque of the photosensitive drum increases, the toner aggregates on the photosensitive member, and the toner is fixed on the photosensitive drum by pressing the aggregated toner with a blade, and filming occurs. It will occur. For this reason, by setting the dynamic friction coefficient in the range of 1.0 to 2.5, it is possible to reduce the torque and suppress the occurrence of filming, and to suppress the cleaning failure.
  • the surface treatment layer 12 has excellent anti-choke resistance, It is possible to reliably realize both suppression of the ming and improvement of the cleaning property.
  • Such a surface treatment layer 12 having an extremely thin thickness can be formed on the surface layer portion of the elastic body 11 by using a surface treatment liquid having a high affinity with the elastic body 11.
  • a surface treatment liquid having a high affinity with the elastic body 11 When such a surface treatment liquid is used, the elastic body 11 is easily impregnated with the surface treatment liquid, and an excessive amount of the surface treatment liquid does not remain on the surface of the elastic body 11, thereby removing an excessive amount of the isocyanate compound as in the past. The removal process to perform becomes unnecessary.
  • the surface treatment liquid used for forming the surface treatment layer 12 contains an isocyanate compound and an organic solvent.
  • the isocyanate compounds contained in the surface treatment liquid include tolylene diisocyanate (TDI), 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI), paraphenylene diisocyanate (PPDI), naphthylene diisocyanate (NDI), and 3,3'-dimethyl. Examples thereof include isocyanate compounds such as biphenyl-4,4′-diyl diisocyanate (TODI), and multimers and modified products thereof.
  • a surface treatment liquid a mixed solution of an isocyanate compound, a polyol and an organic solvent, or an isocyanate group-containing compound having an isocyanate group at the end obtained by reacting an isocyanate compound and a polyol, that is, an isocyanate group-containing prepolymer. It is preferable to use a mixed solution of a polymer and an organic solvent.
  • a mixed solution is more preferable.
  • the bifunctional isocyanate compound and the trifunctional polyol react to form an isocyanate group in the step of impregnating and curing the surface treatment liquid.
  • An isocyanate group-containing prepolymer having an end is formed, and this is cured to become a cured product, and the cured product reacts with the elastic body 11.
  • the surface treatment layer 12 formed by using the surface treatment liquid that reacts with the bifunctional isocyanate compound and the trifunctional polyol to become an isocyanate group-containing prepolymer or contains the isocyanate group-containing prepolymer is thin.
  • the surface treatment liquid is appropriately selected in consideration of wettability to the elastic body 11, the degree of immersion, and the effective period of the surface treatment liquid.
  • Bifunctional isocyanate compounds include 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI), isophorone diisocyanate (IPDI), 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate (H-MDI), trimethylhexamethylene diisocyanate (TMHDI), tolylene diisocyanate ( TDI), carbodiimide-modified MDI, polymethylene polyphenyl polyisocyanate, 3,3'-dimethylbiphenyl-4,4'-diyl diisocyanate (TODI), naphthylene diisocyanate (NDI), xylene diisocyanate (XDI), lysine diisocyanate Examples include methyl ester (LDI), dimethyl diisocyanate, and multimers and modified products thereof.
  • MDI 4,4'-diphenylmethane diisocyanate
  • IPDI isophorone diisocyanate
  • H-MDI
  • bifunctional isocyanate compounds those having a molecular weight of 200 to 300 are preferably used.
  • 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI) and 3,3′-dimethylbiphenyl-4,4′-diyl diisocyanate (TODI) can be mentioned.
  • polyurethane when polyurethane is used as the elastic body 11, the affinity between the bifunctional isocyanate compound and the polyurethane is high, and integration due to the bonding of the surface treatment layer 12 and the elastic body 11 can be further increased.
  • trifunctional polyols examples include trifunctional aliphatic polyols such as glycerin, 1,2,4-butanetriol, trimethylolethane (TME), trimethylolpropane (TMP), 1,2,6-hexanetriol, and trifunctional fats.
  • TME trimethylolethane
  • TMP trimethylolpropane
  • 1,2,6-hexanetriol examples include polyether triols obtained by adding ethylene oxide, butylene oxide and the like to the aliphatic polyol, and polyester triols obtained by adding lactone and the like to the trifunctional aliphatic polyol.
  • the trifunctional polyols those having a molecular weight of 150 or less are preferably used.
  • trimethylolpropane (TMP) is mentioned.
  • a surface treatment layer having a high hardness and a high reaction with isocyanate can be obtained. Further, by containing a trifunctional polyol in the surface treatment liquid, a trifunctional hydroxyl group reacts with an isocyanate group, and a surface treatment layer 12 having a high crosslink density having a three-dimensional structure can be obtained.
  • the organic solvent is not particularly limited as long as it dissolves an isocyanate compound or polyol, but an organic solvent having no active hydrogen capable of reacting with the isocyanate compound is preferably used.
  • organic solvents include methyl ethyl ketone (MEK), methyl isobutyl ketone (MIBK), tetrahydrofuran (THF), acetone, ethyl acetate, butyl acetate, toluene, xylene and the like.
  • MEK methyl ethyl ketone
  • MIBK methyl isobutyl ketone
  • THF tetrahydrofuran
  • acetone ethyl acetate
  • butyl acetate butyl acetate
  • toluene xylene and the like.
  • the lower the boiling point of the organic solvent the higher the solubility, the faster drying after impregnation, and the uniform processing.
  • These organic solvents are appropriately selected
  • the elastic body 11 is made of a matrix having active hydrogen.
  • the matrix having active hydrogen include a matrix based on rubber, such as polyurethane, epichlorohydrin rubber, nitrile rubber (NBR), styrene rubber (SBR), chloroprene rubber, ethylene propylene diene rubber (EPDM). It can.
  • polyurethane is preferable in view of ease of reaction with an isocyanate compound.
  • the rubber base material made of polyurethane examples include those mainly composed of at least one selected from aliphatic polyether, polyester and polycarbonate.
  • the main component is a polyol containing at least one selected from these aliphatic polyethers, polyesters and polycarbonates, which can be bonded by a urethane bond, preferably a polyether-based polyurethane, Examples thereof include polyester-based polyurethane and polycarbonate-based polyurethane.
  • an elastic body bonded by a polyamide bond or an ester bond instead of a urethane bond can be used.
  • thermoplastic elastomers such as polyether amide and polyether ester can also be used.
  • the surface treatment layer 12 is formed on the surface layer portion of the elastic body 11 by impregnating the surface layer portion of the elastic body 11 with the surface treatment liquid and curing.
  • the method of impregnating the surface treatment liquid into the surface layer portion of the elastic body 11 and curing is not particularly limited.
  • a method in which the elastic body 11 is immersed in a surface treatment liquid and then heated, or a method in which the surface treatment liquid is applied to the surface of the elastic body 11 by spray coating or the like and impregnated, and then heated is exemplified.
  • the method to heat is not limited, For example, heat processing, forced drying, natural drying, etc. are mentioned.
  • the surface treatment layer 12 is formed during the impregnation of the surface treatment liquid into the surface layer portion of the elastic body 11. And the polyol react to prepolymerize and cure, and the isocyanate group reacts with the elastic body 11 to proceed.
  • the isocyanate compound and the polyol in the surface treatment liquid are reacted in advance according to predetermined requirements to make the surface treatment liquid a prepolymer having an isocyanate group at the terminal.
  • the formation of the surface treatment layer 12 proceeds by impregnating the surface treatment liquid into the surface layer portion of the elastic body 11 and then curing, and the isocyanate group reacts with the elastic body 11.
  • Such prepolymerization of an isocyanate compound and a polyol may occur while the surface treatment liquid is impregnated into the surface layer portion of the elastic body 11, and how much reaction is performed depends on the reaction temperature, the reaction time, It can be controlled by adjusting the leaving environment.
  • the surface treatment solution Preferably, it is carried out at a temperature of the surface treatment solution of 5 ° C. to 35 ° C. and a humidity of 20% to 70%.
  • a crosslinking agent, a catalyst, a curing agent, and the like are added to the surface treatment liquid as necessary.
  • the formation part of the surface treatment layer 12 of the elastic body 11 may include at least a part in contact with the contacted body. For example, you may form only in the front-end
  • the elastic member 11 may be formed only on the tip portion or on the surface layer portion of the entire elastic member in a state where the support member 20 is bonded to the elastic member 11 to form a cleaning blade.
  • the elastic body 11 may be cut after the surface treatment layer 12 is formed on one surface, both surfaces, or the entire surface of the rubber molded body before being cut into a blade shape.
  • the surface treatment layer 12 is excellent in anti-scratch property, filming suppression and cleaning property.
  • a cleaning blade capable of achieving the improvement at the same time can be realized.
  • the thickness of the surface treatment layer it is possible to reliably realize compatibility between suppression of filming and improvement of cleaning properties while being excellent in anti-bake properties.
  • cleaning blades having different elastic moduli of the surface treatment layer, elastic moduli of elastic bodies (hereinafter referred to as rubber elastic bodies), or differences in these elastic moduli were produced by the following procedure. Examples 1 to 11 and Comparative Example 1 ⁇ 8.
  • Example 1 (Production of rubber elastic body) After reacting 100 parts by mass of a caprolactone-based polyol (molecular weight 2,000) as a polyol and 55 parts by mass of 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI) as an isocyanate compound, 115 ° C. ⁇ 20 minutes, and then 1,4- 11.5 parts by mass of butanediol and 2.9 parts by mass of trimethylolpropane were mixed and cured by heating in a mold maintained at 140 ° C. for 40 minutes. After molding, it was cut into a width of 15 mm, a thickness of 2.0 mm, and a length of 350 mm to obtain a rubber elastic body. The resulting rubber elastic body had an elastic modulus of 20 MPa.
  • MDI 4,4′-diphenylmethane diisocyanate
  • the elastic modulus of the surface treatment layer and the rubber elastic body is an indentation elastic modulus according to ISO14577.
  • the indentation depth was measured under the conditions of a holding time of 5 s, a maximum test load of 0.98 N, and a load speed of 0.14 N / s by a load-unloading test using a dynamic ultra-micro hardness meter manufactured by Shimadzu Corporation. It was measured as 3 to 10 ⁇ m.
  • the thickness of the surface treatment layer was measured by the following method according to JIS Z2255 and ISO14577 using a Shimadzu dynamic ultra-micro hardness meter. First, the surface hardness of the rubber elastic body is measured, then the cross section of the surface-treated rubber elastic body is cut out, the hardness change from the surface layer of the cross section toward the inside of the rubber elastic body is measured, and the hardness at a distance of 10 ⁇ m from the surface layer The distance where the amount of change was 30% or less was measured, and the distance from the surface layer to the distance was defined as the thickness of the surface treatment layer.
  • Example 2 A rubber elastic body was obtained in the same procedure as in Example 1. The obtained rubber elastic body was 20 MPa. And the surface treatment of the rubber elastic body was performed in the same procedure as in Example 1 using the same surface treatment liquid as in Example 1 except that the concentration was 8% by mass. As a result, a cleaning blade having a surface treatment layer having an elastic modulus of 25 MPa and a thickness of 30 ⁇ m and having a difference in elastic modulus between the surface treatment layer and the rubber elastic body was obtained.
  • Example 3 A rubber elastic body was obtained in the same procedure as in Example 1 except that MDI was changed to 62 parts by mass, 1,4-butanediol 13.3 parts by mass, and trimethylolpropane 3.3 parts by mass.
  • the elastic modulus of the obtained rubber elastic body was 36 MPa.
  • the surface treatment of the rubber elastic body was performed in the same procedure as in Example 1 using the same surface treatment liquid as in Example 1 except that the concentration was 20% by mass.
  • a cleaning blade having a surface treatment layer having an elastic modulus of 64 MPa and a thickness of 30 ⁇ m and having an elastic modulus difference of 28 MPa between the surface treatment layer and the rubber elastic body was obtained.
  • Example 4 Rubber elasticity is the same as in Example 1, except that 69 parts by weight of MDI, 15.2 parts by weight of 1,4-butanediol, 3.8 parts by weight of trimethylolpropane and a mold maintained at 160 ° C. are used. Got the body. The elastic modulus of the obtained rubber elastic body was 42 MPa. And the surface treatment of the rubber elastic body was performed in the same procedure as in Example 1 using the same surface treatment liquid as in Example 1 except that the concentration was 15% by mass. A cleaning blade having a surface treatment layer with an elastic modulus of 63 MPa and a thickness of 30 ⁇ m and having an elastic modulus difference of 21 MPa between the surface treatment layer and the rubber elastic body was obtained.
  • Example 5 Rubber elasticity is the same as in Example 1, except that MDI is 71 parts by weight, 1,4-butanediol is 15.9 parts by weight, trimethylolpropane is 3.9 parts by weight, and a mold maintained at 170 ° C. is used. Got the body. The elastic modulus of the obtained rubber elastic body was 55 MPa. And the surface treatment liquid similar to Example 4 was used, and the rubber elastic body was surface-treated. A cleaning blade having a surface treatment layer having an elastic modulus of 87 MPa and a thickness of 30 ⁇ m and having a difference in elastic modulus between the surface treatment layer and the rubber elastic body of 32 MPa was obtained.
  • Example 6 Rubber elasticity is the same as in Example 1 except that MDI is 74 parts by weight, 1,4-butanediol is 16.6 parts by weight, trimethylolpropane is 4.1 parts by weight, and a mold maintained at 170 ° C. is used. Got the body. The elastic modulus of the obtained rubber elastic body was 60 MPa. And the surface treatment liquid similar to Example 4 was used, and the rubber elastic body was surface-treated. A cleaning blade having a surface treatment layer having an elastic modulus of 95 MPa and a thickness of 35 ⁇ m and having an elastic modulus difference of 35 MPa between the surface treatment layer and the rubber elastic body was obtained.
  • Example 1 A rubber elastic body was obtained in the same procedure as in Example 3.
  • the elastic modulus of the obtained rubber elastic body was 30 MPa. Further, the surface treatment was not performed, and a cleaning blade was obtained by bonding to a support member. In addition, the value of the rubber elastic body is shown in the surface layer elastic modulus shown in the table.
  • Example 2 A rubber elastic body was obtained in the same procedure as in Example 6.
  • the elastic modulus of the obtained rubber elastic body was 60 MPa. Further, the surface treatment was not performed, and a cleaning blade was obtained by bonding to a support member. In addition, the value of the rubber elastic body is shown in the surface layer elastic modulus shown in the table.
  • Example 3 A rubber elastic body was obtained in the same procedure as in Example 6.
  • the elastic modulus of the obtained rubber elastic body was 60 MPa.
  • the surface treatment of the rubber elastic body was performed in the same procedure as in Example 1 using the same surface treatment liquid as in Example 1 except that the concentration was 35% by mass.
  • Example 4 A rubber elastic body was obtained in the same procedure as in Example 1.
  • the elastic modulus of the obtained rubber elastic body was 20 MPa.
  • the surface treatment of the rubber elastic body was performed in the same procedure as in Example 1 using the same surface treatment liquid as in Example 1 except that the concentration was 1% by mass.
  • Test Example 1 Evaluation of Elastic Modulus of Surface Treatment Layer and Rubber Elastic Body and Difference of Elastic Modulus> Using the cleaning blades of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 4, evaluation of anti-bake property, filming suppression property and cleaning property was performed. These evaluations were performed using an A3 size color MFP 55 sheets / min.
  • Evaluation of chipping resistance is ⁇ when there is no chipping or wear after printing 100,000 sheets with the blade installed in the cartridge, ⁇ when there is only a small amount of chipping or wear, and when there is chipping or wear.
  • the evaluation of the cleaning property is as follows: ⁇ when there is no toner slipping after mounting a blade in the cartridge and printing 100,000 sheets, ⁇ when the toner slipping is slightly observed, and ⁇ when the toner slipping is observed. did. The results are shown in Table 1.
  • the elastic modulus of the surface treatment layer is 95 MPa or less (specified value), and the elastic modulus of the rubber elastic body is 20 MPa or more and 60 MPa or less.
  • the cleaning blades of Examples 1 to 6 in which the difference between the elastic modulus of the surface treatment layer and the elastic modulus of the rubber elastic body is 1 MPa or more (predetermined value) are In addition, both the evaluations of the cleaning property and the cleaning property were good.
  • Comparative Example 3 in which the elastic modulus of the surface treatment layer was larger than 95 MPa the evaluation of the anti-choke property and the cleaning property was x.
  • Comparative Example 4 in which the difference between the elastic modulus of the surface treatment layer and the elastic modulus of the rubber elastic body was less than 1 MPa, the cleaning property was x.
  • Comparative Examples 1 and 2 that were not subjected to the surface treatment, the evaluation of filming suppression was x.
  • the elastic modulus of the surface treatment layer, the elastic modulus of the rubber elastic body, and the difference between these elastic moduli within a predetermined range (Examples 1 to 4), it is excellent in anti-caking property, filming suppression and It was found that an improvement in cleaning performance can be achieved at the same time.
  • the cleaning blade according to the present invention is suitable for use in cleaning blades used in image forming apparatuses such as electrophotographic copying machines and printers, or toner jet copying machines and printers, but can also be used in other applications. . Examples of other applications include various blades and cleaning rolls.

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Abstract

ゴム基材の成形体である弾性体１１を有し、弾性体１１の被接触体と当接する部位に少なくとも表面処理層１２を有するクリーニングブレード１において、表面処理層１２は、イソシアネート化合物と有機溶剤とを含有する表面処理液を弾性体１１の表層部に含浸し硬化して形成され、表面処理層１２の弾性率は９５ＭＰａ以下であり、弾性体１１の弾性率は２０ＭＰａ以上６０ＭＰａ以下であり、表面処理層１２の弾性率と弾性体１１の弾性率との差は、１ＭＰａ以上である。

Description

クリーニングブレード
　本発明は、電子写真式複写機及びプリンタ、又はトナージェット式複写機及びプリンタ等の画像形成装置に用いられるクリーニングブレードに関する。
　一般に電子写真プロセスでは、電子写真感光体に対して、少なくともクリーニング、帯電、露光、現像及び転写の各プロセスが実行される。各プロセスでは、感光体ドラム表面に残存するトナーを除去清掃するクリーニングブレードや、感光体に一様な帯電を付与する導電性ロールや、トナー像を転写する転写ベルト等が用いられている。そして、クリーニングブレードは、塑性変形や耐摩耗性の観点から、主に熱硬化性ポリウレタン樹脂により製造される。
　しかしながら、例えば、ポリウレタン樹脂からなるクリーニングブレードを用いた場合、ブレード部材と感光体ドラムとの摩擦係数が大きくなり、ブレードのめくれや異音が発生したり、感光体ドラムの駆動トルクを大きくしなければならない場合があった。また、クリーニングブレードの先端が感光体ドラム等に巻き込まれ、引き延ばされて切断され、クリーニングブレードの先端が摩耗破損する場合もあった。
　このような問題を解決するため、従来からポリウレタン製ブレードの当接部を高硬度、且つ低摩擦にする試みが行われてきた。例えば、ポリウレタン製ブレードにイソシアネート化合物を含浸させ、ポリウレタン樹脂とイソシアネート化合物とを反応させることにより、ポリウレタン樹脂ブレードの表面及び表面近傍のみを高硬度化させ、且つ表面の低摩擦化を行う方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
　しかしながら、ブレード表面を高硬度化すると、カケが発生しやすくなるという問題がある。また、ブレード表面を低摩擦化すると、フィルミング（トナーが感光体ドラムに付着する現象）の発生を抑制することができるが、今度はトナーがすり抜けやすくなり、クリーニング不良が発生するという問題がある。
　他方、ポリウレタン樹脂ブレードの表面のダイナミック硬度や摩擦係数等を規定したクリーニングブレードが提案されている（例えば、特許文献２～５参照）。しかしながら、ブレード表面のダイナミック硬度や摩擦係数等を規定しても、必ずしも満足できるブレードを実現できておらず、長期の使用によるカケの発生やフィルミングの発生は十分抑制できていない。
　また、一般的なプリンタ等に組み込まれるクリーニングブレードと、プロセスカートリッジに組み込まれるクリーニングブレードとは、要求されるスペックが異なる。プロセスカートリッジに組み込まれるクリーニングブレードは、基材の弾性率が高いことが必要であり、その中で、耐摩耗性、耐カケ性、感光体の膜減り低減、耐フィルミング性を有することが要求される。
特開２００７－５２０６２号公報 特開２０１０－１５２２９５号公報 特開２０１０－２１０８７９号公報 特開２００９－６３９９３号公報 特開２０１１－１８０４２４号公報
　本発明は、このような事情に鑑み、耐カケ性に優れ、フィルミングの抑制及びクリーニング性の向上を同時に達成することができるクリーニングブレードを提供することを目的とする。
　上記課題を解決する本発明の態様は、ゴム基材の成形体である弾性体を有し、前記弾性体の被接触体と当接する部位に少なくとも表面処理層を有するクリーニングブレードであって、前記表面処理層は、前記弾性体の表層部に含浸したイソシアネート化合物を含む硬化物であって前記弾性体と反応したもので形成され、前記表面処理層の弾性率は９５ＭＰａ以下であり、前記弾性体の弾性率は２０ＭＰａ以上６０ＭＰａであり、前記表面処理層の弾性率と前記弾性体の弾性率との差は、１ＭＰａ以上であることを特徴とするクリーニングブレードにある。 
　かかる発明によれば、耐カケ性に優れ、フィルミングの抑制及びクリーニング性の向上を同時に達成することができるクリーニングブレードが実現される。
　また、前記表面処理層は、厚さが１０μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。
　これによれば、表面処理層の厚さが薄いため、表面処理層の弾性率が弾性体の弾性率より大きくても、弾性体の変形に追従できるため、耐カケ性がさらに向上する。
　本発明によれば、耐カケ性に優れ、フィルミングの抑制及びクリーニング性の向上を同時に達成することができるクリーニングブレードを実現することができる。また、表面処理層の厚さを１０μｍ以上５０μｍ以下とすることにより、耐カケ性に優れ、フィルミングの抑制及びクリーニング性の向上の両立を確実に実現できる。
本発明のクリーニングブレードの一例を示す断面図。
　以下に、本発明の画像形成装置のクリーニングブレードについて詳細に説明する。
　（実施形態１）
　図１に示すように、クリーニングブレード１は、ブレード本体（これ自体をクリーニングブレードともいう）１０と支持部材２０とを備えており、ブレード本体１０と支持部材２０とは図示されない接着剤を介して接合されている。ブレード本体１０は、ゴム基材の成形体である弾性体１１で構成される。弾性体１１は、その表層部に表面処理層１２が形成されている。表面処理層１２は、弾性体１１の表層部に表面処理液を含浸させ硬化することにより形成したものであり、表面処理液に含有されるイソシアネート化合物を含む硬化物であって弾性体１１と反応したものである。表面処理層１２は、弾性体１１のクリーニング対象と当接する部分に少なくとも形成すればよいが、本実施形態では、弾性体１１の表面全体の表層部に表面処理層１２を形成してある。
　このような表面処理層１２の弾性率（ここでは体積弾性率をいう。以下同様。）は９５ＭＰａ以下である。表面処理層１２の弾性率を９５ＭＰａより大きくすると、弾性体１１の変形に対して表面処理層１２が追従できなくなり、表面処理層１２のカケが生じてしまう。なお、表面処理層１２の弾性率があまり小さいと、表面処理層の効果が顕著に表れないので、好ましくは、２１ＭＰａ以上とするのが好ましい。
　また、弾性体１１の弾性率は２０ＭＰａ以上６０ＭＰａ以下である。弾性体１１の弾性率を２０ＭＰａより小さくすると、被接触体、即ち、本実施形態では感光体ドラムのトルクが上昇してしまい、フィルミングの抑制効果が低下してしまう。一方、弾性体１１の弾性率を６０ＭＰａより大きくすると、感光体ドラムとクリーニングブレードとの十分な密着性が得られなくなる。
　また、表面処理層１２の弾性率と弾性体１１の弾性率との差は、１ＭＰａ以上である。表面処理層１２の弾性率と弾性体１１の弾性率との差を１ＭＰａより小さくすると、フィルミングの抑制効果が十分得られなくなる。なお、表面処理層１２の弾性率と弾性体１１の弾性率との差を大きくしすぎると、耐カケ性が低下する傾向がでるため、例えば、３５ＭＰａ以下とするのが好ましい。
　このように、表面処理層１２の弾性率が９５ＭＰａ以下であり、弾性体１１の弾性率が２０ＭＰａ以上６０ＭＰａ以下であり、表面処理層１２の弾性率と弾性体１１の弾性率との差が１ＭＰａ以上であることにより、詳細は後述するが、耐カケ性に優れ、フィルミングの抑制及びクリーニング性の向上を同時に達成できるクリーニングブレード１となる。
　さらに、表面処理層１２は、弾性体１１の表層部に、極めて薄い厚さ、具体的には１０μｍ以上５０μｍ以下で形成されることが好ましい。この厚さは、従来の表面処理層１２の厚さの約１／１０と極めて薄いものであるが、上述したように表面処理層の弾性率を大きくしても、弾性体１１の変形に追従し、耐カケ性に優れたものとなる。
　また、表面処理層１２は、動摩擦係数が１．０～２．５であることが好ましい。動摩擦係数を１．０より小さくすると、トナーのすり抜けが発生しクリーニング不良が生じてしまう。一方、動摩擦係数を２．５より大きくすると、感光体ドラムのトルクが上昇し、トナーが感光体に凝集、さらにブレードで凝集トナーを押し付けることで感光体ドラム上にトナー固着が発生しフィルミングが生じてしまう。このため、動摩擦係数を１．０～２．５の範囲にすることにより、トルクを低下させてフィルミングの発生を抑制することができ、且つクリーニング不良を抑制することができる。
　したがって、表面処理層１２の弾性率、弾性体１１の弾性率及びこれらの弾性率の差、表面処理層１２の厚さ、動摩擦係数を所定の範囲とすることで、耐カケ性に優れ、フィルミングの抑制及びクリーニング性の向上の両立を確実に実現することができる。
　このような極めて薄い厚さの表面処理層１２は、弾性体１１との親和性が高い表面処理液を用いることにより、弾性体１１の表層部に形成することができる。このような表面処理液を用いると、表面処理液は弾性体１１に含浸され易く、弾性体１１の表面に余剰量の表面処理液が残留しなくなり、従来のような余剰量のイソシアネート化合物を除去する除去工程が不要となる。
　表面処理層１２を形成するために用いられる表面処理液は、イソシアネート化合物と有機溶剤とを含有する。表面処理液に含有されるイソシアネート化合物としては、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）、パラフェニレンジイソシアネート（ＰＰＤＩ）、ナフチレンジイソシアネート（ＮＤＩ）及び３，３′－ジメチルビフェニル－４，４′－ジイルジイソシアナート（ＴＯＤＩ）等のイソシアネート化合物、及びこれらの多量体及び変性体等を挙げることができる。
　このような表面処理液として、イソシアネート化合物とポリオールと有機溶剤との混合溶液、又はイソシアネート化合物とポリオールとを反応させることにより得られるイソシアネート基を末端に有するイソシアネート基含有化合物、即ち、イソシアネート基含有プレポリマーと有機溶剤との混合溶液を用いることが好ましい。これらの表面処理液中でも、２官能イソシアネート化合物と３官能ポリオールと有機溶剤との混合溶液、又は２官能イソシアネート化合物と３官能ポリオールとを反応させることにより得られるイソシアネート基含有プレポリマーと有機溶剤との混合溶液がより好ましい。ここで、２官能イソシアネート化合物と３官能ポリオールと有機溶剤との混合溶液を用いた場合、表面処理液を含浸させ硬化させる工程で、２官能イソシアネート化合物と３官能ポリオールとが反応してイソシアネート基を末端に有するイソシアネート基含有プレポリマーが形成され、これが硬化して硬化物となると共に硬化物が弾性体１１と反応することになる。
　このように、２官能イソシアネート化合物と３官能ポリオールとが反応してイソシアネート基含有プレポリマーとなる又はイソシアネート基含有プレポリマーを含有する表面処理液を用いることにより、形成した表面処理層１２は、薄くても高硬度で低摩擦となり、耐カケ性、フィルミングの抑制性及びクリーニング性に優れたものとなる。なお、表面処理液は、弾性体１１への濡れ性、浸漬程度や表面処理液の有効期間を考慮して適宜選定される。
　２官能イソシアネート化合物としては、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（Ｈ－ＭＤＩ）、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート（ＴＭＨＤＩ）、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、カルボジイミド変性ＭＤＩ、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、３，３′－ジメチルビフェニル－４，４′－ジイルジイソシアナート（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）、リジンジイソシアネートメチルエステル（ＬＤＩ）、ジメチルジイソシアネート及びこれらの多量体および変性体等が挙げられる。２官能イソシアネート化合物の中でも、分子量が２００以上３００以下のものを用いることが好ましい。上記の中では、４，４′－ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、３，３′－ジメチルビフェニル－４，４′－ジイルジイソシアナート（ＴＯＤＩ）が挙げられる。特に弾性体１１としてポリウレタンを用いた場合、２官能イソシアネート化合物とポリウレタンとの親和性が高く、表面処理層１２と弾性体１１との結合による一体化をより高めることができる。
　３官能ポリオールとしては、グリセリン、１，２，４－ブタントリオール、トリメチロールエタン（ＴＭＥ）、トリメチロールプロパン（ＴＭＰ）、１，２，６－ヘキサントリオール等の３官能脂肪族ポリオール、３官能脂肪族ポリオールにエチレンオキシド、ブチレンオキシド等を付加したポリエーテルトリオール、３官能脂肪族ポリオールにラクトン等を付加したポリエステルトリオール等が挙げられる。３官能ポリオールの中でも、分子量が１５０以下のものを用いることが好ましい。上記の中では、トリメチロールプロパン（ＴＭＰ）が挙げられる。分子量が１５０以下の３官能ポリオールを用いることにより、イソシアネートとの反応が速く、高硬度の表面処理層を得ることができる。また、表面処理液に３官能ポリオールを含有することにより、３官能の水酸基がイソシアネート基と反応し、３次元構造を持つ高架橋密度の表面処理層１２を得ることができる。
　有機溶剤は、イソシアネート化合物やポリオールを溶解するものであれば特に限定されないが、イソシアネート化合物と反応し得る活性水素を持たないものが好適に用いられる。例えば、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、アセトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、トルエン、キシレン等が挙げられる。有機溶剤は、低沸点である程、溶解性が高く、含浸後の乾燥を速くすることができ、均一に処理することができる。なお、これらの有機溶剤は、弾性体１１の膨潤程度により適宜選択され、好ましくはメチルエチルケトン（ＭＥＫ）、アセトン、酢酸エチルが用いられる。
　また、弾性体１１は活性水素を有するマトリックスからなる。ここで、活性水素を有するマトリックスとしては、ポリウレタン、エピクロルヒドリンゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、スチレンゴム（ＳＢＲ）、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）等をゴム基材としたマトリックスを挙げることができる。これらの中でも、イソシアネート化合物との反応のしやすさに鑑みるとポリウレタンが好ましい。
　ポリウレタンからなるゴム基材としては、脂肪族ポリエーテル、ポリエステル及びポリカーボネートから選択される少なくとも一種を主体とするものを挙げることができる。具体的には、これら脂肪族ポリエーテル、ポリエステル及びポリカーボネートから選択される少なくとも一種を含むポリオールを主体とし、これをウレタン結合により結合したものを挙げることができ、好適には、ポリエーテル系ポリウレタン、ポリエステル系ポリウレタン、ポリカーボネート系ポリウレタン等を挙げることができる。また、ウレタン結合の代わりにポリアミド結合あるいはエステル結合等により結合して弾性体としたものも用いることができる。さらに、ポリエーテルアミドやポリエーテルエステルなどの熱可塑性エラストマーを用いることもできる。また、ゴム基材として活性水素を有するものと併せて、又はその代わりに、充填剤、可塑剤として活性水素を有するものを用いてもよい。
　このような弾性体１１の表層部に表面処理液を含浸させ硬化することにより、弾性体１１の表層部に表面処理層１２が形成される。ここで、弾性体１１の表層部に表面処理液を含浸させ硬化する方法は特に限定されない。例えば、弾性体１１を表面処理液に浸漬し、次いで加熱する方法、又は表面処理液をスプレー塗布等により弾性体１１表面に塗布して含浸させ、次いで加熱する方法が挙げられる。また、加熱する方法は限定されず、例えば加熱処理、強制乾燥及び自然乾燥等が挙げられる。
　具体的に、表面処理液として、イソシアネート化合物とポリオールと有機溶剤との混合溶液を用いる場合、表面処理層１２の形成は、弾性体１１の表層部への表面処理液の含浸中に、イソシアネート化合物とポリオールが反応してプレポリマー化すると共に硬化し、且つイソシアネート基が弾性体１１と反応することで進行する。
　また、表面処理液として、プレポリマーを用いる場合、まず表面処理液中のイソシアネート化合物とポリオールとを所定の要件で予め反応させて、表面処理液をイソシアネート基を末端に有するプレポリマーとする。表面処理層１２の形成は、弾性体１１の表層部に表面処理液を含浸し、その後硬化すると共にイソシアネート基が弾性体１１と反応することで進行する。このようなイソシアネート化合物とポリオールとのプレポリマー化は、表面処理液を弾性体１１の表層部に含浸させる間に起こってもよく、どの程度の反応を行わせるかは、反応温度、反応時間、放置環境を調節することによって制御することができる。好ましくは、表面処理液の温度５℃～３５℃、湿度２０％～７０％下で行われる。なお、表面処理液には、必要に応じて架橋剤、触媒、硬化剤等が添加される。
　弾性体１１の表面処理層１２の形成部位は、少なくとも被接触体と当接する部位を含めばよい。例えば、弾性体１１の先端部のみに形成してもよいし、弾性体全体に形成してもよい。また、弾性体１１に支持部材２０を接着してクリーニングブレードとした状態で、先端部のみ、又は弾性体全体の表層部に形成してもよい。また、弾性体１１をブレード形状に切断する前のゴム成形体の一面、両面又は全面に表面処理層１２を形成した後、切断するようにしてもよい。
　本発明によれば、表面処理層１２の弾性率、弾性体１１の弾性率及びこれらの弾性率の差を所定の範囲とすることで、耐カケ性に優れ、フィルミングの抑制及びクリーニング性の向上を同時に達成することができるクリーニングブレードを実現することができる。さらに、表面処理層の厚さを規定することにより、耐カケ性に優れると共にフィルミングの抑制及びクリーニング性の向上の両立を確実に実現することができる。
　以下、本発明を実施例により説明するが、本発明を限定するものではない。
　まず、表面処理層の弾性率、弾性体（以下、ゴム弾性体という）の弾性率又はこれらの弾性率の差が異なるクリーニングブレードを以下の手順で作製し、実施例１～１１及び比較例１～８とした。
　（実施例１）
　（ゴム弾性体の作製）
　ポリオールとしてカプロラクトン系ポリオール（分子量２，０００）１００質量部とイソシアネート化合物として４，４’―ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）５５質量部とを１１５℃×２０分間反応させた後、架橋剤として１，４－ブタンジオール１１．５質量部、トリメチロールプロパン２．９質量部を混合し、１４０℃に保った金型で４０分間加熱硬化させた。成形後、幅１５ｍｍ、厚さ２．０ｍｍ、長さ３５０ｍｍに切断加工し、ゴム弾性体とした。得られたゴム弾性体は弾性率が２０ＭＰａであった。
　（表面処理液の調製）
　２官能イソシアネート化合物としてＭＤＩ（日本ポリウレタン工業（株）製、分子量２５０．２５）と、２官能ポリオールとしてＰＤＯ（東京化成工業（株）製、分子量７６．０９と、３官能ポリオールとしてＴＭＰ（三菱ガス化学（株）製、分子量１３４．１７）と、有機溶剤としてＭＥＫとを、イソシアネート基と水酸基との比率が１．２、また、２官能ポリオールと３官能ポリオールとの比率が８５／１５となるように混合し、濃度３質量％の表面処理液を調製した。ここで、表面処理液の濃度（質量％）は、表面処理液の全体の質量に対するイソシアネート化合物及びポリオールの質量の割合とする。
　（ゴム弾性体の表面処理）
　表面処理液を２３℃に保ったまま、ゴム弾性体を処理液に１０秒間浸漬後、５０℃で保たれたオーブンで１０分間加熱した。その後、表面処理されたゴム弾性体を支持部材に接着してクリーニングブレードとした。これにより、弾性率２１ＭＰａで厚さ３０μｍの表面処理層を有し、表面処理層とゴム弾性体との弾性率差１．０ＭＰａのクリーニングブレードを得た。
　表面処理層及びゴム弾性体の弾性率は、ＩＳＯ１４５７７に準じた押し込み弾性率とする。押し込み弾性率は、島津製作所製ダイナミック超微小硬度計を用いて、負荷－除荷試験により保持時間５ｓ、最大試験荷重０．９８Ｎ、負荷速度０．１４Ｎ／ｓの条件下で押し込み深さを３μｍ～１０μｍとして測定した。
　表面処理層の厚さは、島津製作所製ダイナミック超微小硬度計を用いて、ＪＩＳ　Ｚ２２５５、ＩＳＯ１４５７７に準じて以下の方法で測定した。まず、ゴム弾性体の表面硬度を測定し、次いで表面処理したゴム弾性体の断面を切り出し、断面の表層からゴム弾性体の内部に向けての硬度変化を測定し、表層からの距離１０μｍの硬度との変化量が３０％以下の距離を計測し、表層からその距離までを表面処理層の厚さとした。
　（実施例２）
　実施例１と同様の手順でゴム弾性体を得た。得られたゴム弾性体は２０ＭＰａであった。そして、濃度８質量％とした以外は、実施例１と同様な表面処理液を用い、実施例１と同様の手順でゴム弾性体の表面処理をおこなった。これにより、弾性率２５ＭＰａで厚さ３０μｍの表面処理層を有し、表面処理層とゴム弾性体との弾性率差５．０ＭＰａのクリーニングブレードを得た。
　（実施例３）
　ＭＤＩを６２質量部、１，４－ブタンジオール１３．３質量部、トリメチロールプロパン３．３質量部とした以外は実施例１と同様の手順でゴム弾性体を得た。得られたゴム弾性体の弾性率は３６ＭＰａであった。そして、濃度２０質量％とした以外は、実施例１と同様な表面処理液を用い、実施例１と同様の手順でゴム弾性体の表面処理をおこなった。弾性率６４ＭＰａで厚さ３０μｍの表面処理層を有し、表面処理層とゴム弾性体との弾性率差２８ＭＰａのクリーニングブレードを得た。
　（実施例４）
　ＭＤＩを６９質量部、１，４－ブタンジオール１５．２質量部、トリメチロールプロパン３．８質量部とし、１６０℃に保った金型を用いた以外は実施例１と同様の手順でゴム弾性体を得た。得られたゴム弾性体の弾性率は４２ＭＰａであった。そして、濃度１５質量％とした以外は、実施例１と同様な表面処理液を用い、実施例１と同様の手順でゴム弾性体の表面処理をおこなった。弾性率６３ＭＰａで厚さ３０μｍの表面処理層を有し、表面処理層とゴム弾性体との弾性率差２１ＭＰａのクリーニングブレードを得た。
　（実施例５）
　ＭＤＩを７１質量部、１，４－ブタンジオール１５．９質量部、トリメチロールプロパン３．９質量部とし、１７０℃に保った金型を用いた以外は実施例１と同様の手順でゴム弾性体を得た。得られたゴム弾性体の弾性率は５５ＭＰａであった。そして、実施例４と同様な表面処理液を用い、ゴム弾性体の表面処理をおこなった。弾性率８７ＭＰａで厚さ３０μｍの表面処理層を有し、表面処理層とゴム弾性体との弾性率差３２ＭＰａのクリーニングブレードを得た。
　（実施例６）
　ＭＤＩを７４質量部、１，４－ブタンジオール１６．６質量部、トリメチロールプロパン４．１質量部とし、１７０℃に保った金型を用いた以外は実施例１と同様の手順でゴム弾性体を得た。得られたゴム弾性体の弾性率は６０ＭＰａであった。そして、実施例４と同様な表面処理液を用い、ゴム弾性体の表面処理をおこなった。弾性率９５ＭＰａで厚さ３５μｍの表面処理層を有し、表面処理層とゴム弾性体との弾性率差３５ＭＰａのクリーニングブレードを得た。
　（比較例１）
　実施例３と同様の手順でゴム弾性体を得た。得られたゴム弾性体の弾性率は３０ＭＰａであった。また、表面処理は施さず、支持部材と接着してクリーニングブレードを得た。なお、表に示す表層弾性率にはゴム弾性体の値を示した。
　（比較例２）
　実施例６と同様の手順でゴム弾性体を得た。得られたゴム弾性体の弾性率は６０ＭＰａであった。また、表面処理は施さず、支持部材と接着してクリーニングブレードを得た。なお、表に示す表層弾性率にはゴム弾性体の値を示した。
　（比較例３）
　実施例６と同様の手順でゴム弾性体を得た。得られたゴム弾性体の弾性率は６０ＭＰａであった。そして、濃度３５質量％とした以外は、実施例１と同様な表面処理液を用い、実施例１と同様の手順でゴム弾性体の表面処理をおこなった。弾性率９９ＭＰａで厚さ３０μｍの表面処理層を有し、表面処理層とゴム弾性体との弾性率差３９ＭＰａのクリーニングブレードを得た。
　（比較例４）
　実施例１と同様の手順でゴム弾性体を得た。得られたゴム弾性体の弾性率は２０ＭＰａであった。そして、濃度１質量％とした以外は、実施例１と同様な表面処理液を用い、実施例１と同様の手順でゴム弾性体の表面処理をおこなった。弾性率２０．３ＭＰａで厚さ３０μｍの表面処理層を有し、表面処理層とゴム弾性体との弾性率差０．３ＭＰａのクリーニングブレードを得た。
　（試験例１）
＜表面処理層及びゴム弾性体の弾性率、並びにこれらの弾性率の差の評価＞
　実施例１～６及び比較例１～４のクリーニングブレードを用いて、耐カケ性、フィルミング抑制性及びクリーニング性の評価を行った。なお、これらの評価は、Ａ３サイズカラーＭＦＰ　５５枚／分機を用いて行った。
　耐カケ性の評価は、カートリッジにブレードを組み込み１０万枚印刷した後、カケや摩耗がなかった場合を○、カケや摩耗が少しだけ観察された場合を△、カケや摩耗があった場合を×とした。
　フィルミング抑制性の評価は、カートリッジにブレードを組み込み１０万枚印刷した後、トナーの固着がなかった場合を○、トナーの固着が少しだけ観察された場合を△、トナーの固着があった場合を×とした。
　クリーニング性の評価は、カートリッジにブレードを組み込み１０万枚印刷した後、トナーのすり抜けがなかった場合を○、トナーのすり抜けが少し観察された場合を△、トナーのすり抜けがあった場合を×とした。結果を表１に示す。
　表１に示すように、実施例１～６と比較例１～４とを比べると、表面処理層の弾性率が９５ＭＰａ以下（規定値）であり、ゴム弾性体の弾性率が２０ＭＰａ以上６０ＭＰａ以下（規定値）であり、表面処理層の弾性率とゴム弾性体の弾性率との差が１ＭＰａ以上（規定値）である実施例１～６のクリーニングブレードは、耐カケ性、フィルミング抑制性及びクリーニング性の評価がいずれも○となった。一方、表面処理層の弾性率が９５ＭＰａよりも大きい比較例３は、耐カケ性及びクリーニング性の評価が×となった。また、表面処理層の弾性率とゴム弾性体の弾性率との差が１ＭＰａより小さい比較例４は、クリーニング性が×となった。また、表面処理を施さなかった比較例１，２は、フィルミング抑制性の評価が×となった。これにより、表面処理層の弾性率、ゴム弾性体の弾性率及びこれらの弾性率の差を所定の範囲とすることで（実施例１～４）、耐カケ性に優れ、フィルミング抑制性及びクリーニング性の向上を同時に達成できることがわかった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　本発明に係るクリーニングブレードは、電子写真式複写機及びプリンタ、又はトナージェット式複写機及びプリンタ等の画像形成装置に用いられるクリーニングブレードに用いて好適であるが、その他の用途で用いることもできる。その他の用途としては、例えば、各種ブレード、クリーニングロール等が挙げられる。
　　１　クリーニングブレード
　１０　ブレード本体
　１１　弾性体
　１２　表面処理層
　２０　支持部材

Claims (2)

  1. 　ゴム基材の成形体である弾性体を有し、前記弾性体の被接触体と当接する部位に少なくとも表面処理層を有するクリーニングブレードであって、
    　前記表面処理層は、前記弾性体の表層部に含浸したイソシアネート化合物を含む硬化物であって前記弾性体と反応したもので形成され、
    　前記表面処理層の弾性率は９５ＭＰａ以下であり、
    　前記弾性体の弾性率は２０ＭＰａ以上６０ＭＰａ以下であり、
    　前記表面処理層の弾性率と前記弾性体の弾性率との差は、１ＭＰａ以上であることを特徴とするクリーニングブレード。 
  2. 　請求項１に記載のクリーニングブレードにおいて、
    　前記表面処理層は、厚さが１０μｍ以上５０μｍ以下であることを特徴とするクリーニングブレード。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7302263B2 (ja) * 2019-04-26 2023-07-04 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 クリーニングブレード、クリーニング装置、プロセスカートリッジ、および画像形成装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006017996A (ja) * 2004-07-01 2006-01-19 Hokushin Ind Inc クリーニングブレード部材
JP2008122821A (ja) * 2006-11-15 2008-05-29 Fuji Xerox Co Ltd クリーニングブレードおよび画像形成装置
JP2013109369A (ja) * 2006-12-22 2013-06-06 Bando Chem Ind Ltd 電子写真装置用クリーニングブレード及びその製造方法
WO2015093441A1 (ja) * 2013-12-16 2015-06-25 Nok株式会社 クリーニングブレード
WO2015093252A1 (ja) * 2013-12-16 2015-06-25 Nok株式会社 クリーニングブレード
JP2015215499A (ja) * 2014-05-12 2015-12-03 株式会社リコー ブレード部材、画像形成装置およびプロセスカートリッジ

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002072799A (ja) * 2000-08-25 2002-03-12 Fuji Xerox Co Ltd 潜像担持体用クリーニングブレード、並びに、画像形成装置および画像形成方法
JP3576990B2 (ja) * 2001-03-29 2004-10-13 キヤノン化成株式会社 クリーニングブレード、電子写真装置、クリーニングブレードの製造方法
JP2003122222A (ja) * 2001-10-17 2003-04-25 Canon Inc 画像形成装置
US7289759B2 (en) * 2004-08-27 2007-10-30 Canon Kabushiki Kaisha Cleaning apparatus
JP2007052062A (ja) 2005-08-15 2007-03-01 Canon Chemicals Inc クリーニングブレード及びその製造方法、電子写真装置
JP4900796B2 (ja) * 2005-12-19 2012-03-21 シンジーテック株式会社 クリーニングブレード部材
JP2007248912A (ja) * 2006-03-16 2007-09-27 Ricoh Co Ltd クリーニング装置、画像形成装置、画像形成方法、及びプロセスカートリッジ
JP2008139743A (ja) * 2006-12-05 2008-06-19 Canon Chemicals Inc クリーニングブレード
JP2008262022A (ja) * 2007-04-12 2008-10-30 Bando Chem Ind Ltd 電子写真装置用ブレード
US7805103B2 (en) * 2007-06-26 2010-09-28 Synztec Co., Ltd. Cleaning blade for removing toner
JP2009063993A (ja) 2007-08-10 2009-03-26 Canon Chemicals Inc 電子写真用クリーニングブレード
JP2009282160A (ja) * 2008-05-20 2009-12-03 Ricoh Co Ltd 像担持体保護剤、保護層形成装置、画像形成方法、画像形成装置及びプロセスカートリッジ
JP5532378B2 (ja) * 2008-06-13 2014-06-25 株式会社リコー クリーニングブレード、画像形成装置及びプロセスカートリッジ
CN101604138B (zh) * 2008-06-13 2011-04-13 株式会社理光 清洁刮板,图像形成装置,处理卡盒以及图像形成方法
JP2010210879A (ja) 2009-03-10 2010-09-24 Ricoh Co Ltd クリーニングブレード、画像形成装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成方法
JP5517047B2 (ja) 2010-03-02 2014-06-11 株式会社リコー クリーニングブレード、画像形成装置、及び、プロセスカートリッジ
JP2011203303A (ja) * 2010-03-24 2011-10-13 Fuji Xerox Co Ltd クリーニングブレードおよび画像形成装置
JP5958234B2 (ja) * 2012-09-25 2016-07-27 富士ゼロックス株式会社 画像形成装置用部材、プロセスカートリッジ、画像形成装置、およびクリーニングブレード
KR101911001B1 (ko) * 2012-11-30 2018-10-23 에이치피프린팅코리아 주식회사 클리닝 성능 및 내구성이 우수한 클리닝 블레이드, 이를 채용한 클리닝 유닛, 전자 사진 화상 형성장치, 및 전자사진 카트리지
US9170556B2 (en) * 2013-04-30 2015-10-27 Canon Kabushiki Kaisha Cleaning blade, method for manufacturing cleaning blade, process cartridge, and electrophotographic apparatus
JP6332730B2 (ja) * 2013-05-17 2018-05-30 株式会社リコー クリーニングブレード、画像形成装置およびプロセスカートリッジ
JP6098379B2 (ja) * 2013-06-05 2017-03-22 富士ゼロックス株式会社 クリーニングブレード、クリーニング装置、プロセスカートリッジ、および画像形成装置
JP6131744B2 (ja) * 2013-07-17 2017-05-24 株式会社リコー クリーニングブレード、画像形成装置、及びプロセスカートリッジ
US10376928B2 (en) 2015-06-24 2019-08-13 Synztec Co., Ltd. Cleaning blade

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006017996A (ja) * 2004-07-01 2006-01-19 Hokushin Ind Inc クリーニングブレード部材
JP2008122821A (ja) * 2006-11-15 2008-05-29 Fuji Xerox Co Ltd クリーニングブレードおよび画像形成装置
JP2013109369A (ja) * 2006-12-22 2013-06-06 Bando Chem Ind Ltd 電子写真装置用クリーニングブレード及びその製造方法
WO2015093441A1 (ja) * 2013-12-16 2015-06-25 Nok株式会社 クリーニングブレード
WO2015093252A1 (ja) * 2013-12-16 2015-06-25 Nok株式会社 クリーニングブレード
JP2015215499A (ja) * 2014-05-12 2015-12-03 株式会社リコー ブレード部材、画像形成装置およびプロセスカートリッジ

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3396467A4 *

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Publication number Publication date
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US10394180B2 (en) 2019-08-27
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EP3396467B1 (en) 2022-03-16
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