電子写真機器用クリーニングブレード
【課題】相手部材との当接部に高温下でめくれが発生しにくく、局部的な摩耗や、欠け等も発生し難く、良好な画像が得られる電子写真機器用クリーニングブレードを提供する。
【解決手段】相手部材と当接する当接部４を有するブレード部２を備え、前記当接部４に、複数の所定長さのスリット状凹部５が前記ブレード部４のエッジ長手方向に所定間隔で一列に配列されてなるスリット列６を、前記エッジ長手方向と並列に複数列設けて、電子写真機器用クリーニングブレード１を構成した。
【解決手段】相手部材と当接する当接部４を有するブレード部２を備え、前記当接部４に、複数の所定長さのスリット状凹部５が前記ブレード部４のエッジ長手方向に所定間隔で一列に配列されてなるスリット列６を、前記エッジ長手方向と並列に複数列設けて、電子写真機器用クリーニングブレード１を構成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を利用して画像を形成する複写機、プリンター、ファクシミリ等の電子写真機器に用いられ、感光体外周面に残留するトナーを除去するためのクリーニングブレードに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真機器は、感光体ドラムの外周面を帯電させてトナー像を形成し、紙等の被転写体に転写することで画像形成を行うものである。電子写真機器においてトナー像の転写を行った後、感光体ドラムの外周面上に残留するトナーは、クリーニングブレードを感光体ドラムの外周面に摺接させることで感光体ドラムから除去され、廃トナーボックス等に集められる。
【０００３】
クリーニングブレードは、ウレタンゴム等の弾性体から形成されたブレード部が金属等からなるホルダ部に支持されて構成されている。従来、ブレード部は、感光体等の相手部材と当接する部分は、Ｒｚが１μｍ以下の鏡面に形成されていた。
【０００４】
しかしながら、上記従来のクリーニングブレードは、一般にブレード部の表面が鏡面であると、相手部材との接触面積が大きく、高温下でめくれ、鳴きが発生し易いという問題があった。また、上記従来のクリーニングブレードは、相手部材との摩擦力が大きく、スティックスリップ現象のストロークが大きくなるという問題があった。クリーニングブレードのスティックスリップが大きくなると、特に球状の重合トナーを用いた電子写真システムにおいて、トナーすり抜けが発生し易くなるという問題がある。
【０００５】
上記問題を解決するために、ブレード部の相手部材との当接部に線状の溝を設けたクリーニングブレードが公知である（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２７６０１９号公報
【特許文献２】特開２００５−２６６２９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら上記従来のクリーニングブレードは、溝がエッジの先端と平行に均一に形成されているため、ドラムの回転によってゴムが引張られた際に、応力が集中し易く、局部的な摩耗や、欠け等が発生し易いということが判明した。
【０００８】
また、上記の摩耗や欠けの問題を解決するために、ブレード部の当接面に粗さを設けることや、溝をエッジと交差する方向に形成すること等が考えられる。しかし、クリーニングブレードの相手部材との当接面に粗さを形成したり、溝をエッジ長手方向と交差する方向に形成した場合、トナーすり抜けが発生し易くなって、画像の不具合が発生してしまうという問題がある。
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、上記従来技術の問題点を解決することにあり、相手部材との当接部に高温下でめくれが発生しにくく、局部的な摩耗や、欠け等も発生し難く、良好な画像が得られる電子写真機器用クリーニングブレードを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明に係る電子写真機器用クリーニングブレードは、相手部材と当接する当接部を有するブレード部を備えるクリーニングブレードであって、前記当接部に、複数の所定長さのスリット状凹部が前記ブレード部のエッジ長手方向に所定間隔で一列に配列されてなるスリット列が、前記エッジ長手方向と並列に複数列設けられていることを要旨とするものである。
【００１１】
本発明の電子写真機器用クリーニングブレードにおいて、前記スリット状凹部が、隣接するスリット列における前記エッジ長手方向の位置が異なるように形成されていることが好ましい。
【００１２】
本発明の電子写真機器用クリーニングブレードにおいて、前記スリット状凹部が、長さ０．５〜１０ｍｍ、幅７〜２０μｍ、深さ５〜２０μｍであり、隣接する前記スリット列の間隔が７〜２５μｍであることが好ましい。
【００１３】
本発明の電子写真機器用クリーニングブレードにおいて、前記ブレード部が、ＪＩＳ−Ａ硬度６５〜８０°のポリウレタンゴムからなることが好ましい。
【００１４】
本発明の電子写真機器用クリーニングブレードにおいて、前記ブレード部が、ＭＤＩ系イソシアネートとポリブチレンアジペートからなるポリウレタンを主体とするポリウレタンゴムからなることが好ましい。
【００１５】
本発明の電子写真機器用クリーニングブレードにおいて、前記スリット状凹部は、該スリット状凹部に対応する表面凹凸が形成された型を用いて、前記ブレード部の表面に転写されて形成されたものであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る電子写真機器用クリーニングブレードは、前記ブレード部の当接部に、複数の所定長さのスリット状凹部が前記ブレード部のエッジ長手方向に所定間隔で一列に配列されてなるスリット列が、前記エッジ長手方向と並列に複数列設けられているため、相手部材との当接部の柔軟性と耐久性が優れ、高温下でめくれが発生しにくく、局部的な摩耗や、欠け等も発生し難く、良好な画像が得られる優れた特性を有している。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の電子写真機器用クリーニングブレードの一例として電子写真複写機用クリーニングブレードを示す外観斜視図である。
【図２】電子写真機器用クリーニングブレードが感光体ドラムに摺接している状態を示す説明図である。
【図３】図１のブレード部の当接部を拡大して示した平面図である。
【図４】（ａ）は図３のＡ−Ａ線断面図であり、（ｂ）は図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】本発明のブレード部の他の例を示し、当接面の一部を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本実施形態に係る電子写真機器用クリーニングブレードについて詳細に説明する。図１は本発明の電子写真機器用クリーニングブレードの一例として電子写真複写機用クリーニングブレードを示す外観斜視図であり、図２は、クリーニングブレードが感光体ドラムに摺接している状態を示す説明図である。図１及び図２に示す電子写真機器用クリーニングブレード１（以下、単にクリーニングブレードということもある）は、相手部材である電子写真複写機内の感光体ドラム１０の表面と当接して、そこに残留するトナー等を掻き落とすためのブレード部２と、該ブレード部２に接合され、該ブレード部２を保持し、電子写真複写機に取付けるための金属金具等からなるホルダ部３とから構成されている。
【００１９】
ブレード部２は、図１に示すように型細長い平板状の直方体の形状を有する。またブレード部２は、ポリウレタンゴムの注型成型により形成されている。ブレード部２の長手方向の一面の平板面２ａが、感光体ドラム１０との当接面である。そしてブレード部２の平板面２aの一方の端部が、感光体ドラム１０の外周面に摺接せしめられる当接部４として形成されている。ブレード部２の当接部４に、複数個のスリット状凹部５が設けられている。
【００２０】
また図１に示すように、ブレード部２の平板面２aの他方の端部は、ホルダ部３に取り付けるための取付け部として形成されている。尚、図１のクリーニングブレード１は、ブレード部２の平板面２ａに当接部４が形成されているが、端面２ｂを当接面として、端面２ｂの端部に当接部を形成してもよい。
【００２１】
図３は、図１のブレード部の当接部を拡大して示した平面図であり、図４（ａ）は図３のＡ−Ａ線断面図であり、図４（ｂ）は図３のＢ−Ｂ線断面図である。図３に示すように、ブレード部２の当接部４には、ブレード部２のエッジ長手方向（図１，図３中、矢印Ｅで示す）に所定の長さ、幅、深さに形成された、複数個のスリット状凹部５が設けられている。スリット状凹部５は、複数のスリット状凹部５、５、５が、エッジ長手方向Ｅに所定の間隔で一列に配列されてスリット列６として形成されている。
【００２２】
更にスリット列６は、ブレード部２のエッジ長手方向Ｅと平行な方向に、所定間隔を持って並列に、複数本設けられている。図３では、スリット列６を２列形成した例を示した。
【００２３】
このようにクリーニングブレード１は、ブレード部２の当接部４に複数のスリット状凹部５が配列されたスリット列６が、複数列設けられていることにより、当接部にスリット状凹部が形成されてないブレード部と比較して、感光体ドラムと接触した際の高温下でのめくれ現象や鳴きを良好に防止でき、スティックスリップ現象によるトナーのすり抜けが防止でき、ブレード部自身の摩耗、破断、欠け等が防止できる。
【００２４】
ブレード部２に形成されている１つのスリット列６は、エッジ長手方向の全幅にわたる１本の溝と異なり、スリット状凹部５同士の間が非スリット部分として形成されている。このスリット列６は、前記特許文献１等に記載されているような１本の溝と比較して、スリット状凹部の間の非スリット部分を有することから、当接部の強度が高くなって、摩耗や欠けを良好に防止できる。
【００２５】
図３に示すように隣接するスリット列６、６において、その長手方向に配列されているスリット状凹部５は、長手方向の位置が異なるように配置されている。隣接するスリット列６、６では、スリット状凹部５の配置が、エッジ長手方向Ｅに所定の長さだけずらした状態に形成されている。すなわち、特定のスリット列６のスリット状凹部５が形成されていない非スリット部分に、隣接するスリット列６のスリット状凹部５が位置するようになっている。
【００２６】
このようにスリット状凹部５が、隣接するスリット列６において長手方向の位置が異なるように形成されていると、スリット列６の非スリット部分をすり抜けたトナーは、次のスリット列６のスリット状凹部５で掻き取られるので、トナーのすり抜けを更に良好に防止出来る。
【００２７】
図５は、本発明のブレード部の他の例を示す平面図である。図５に示すようにブレード部２の当接部４のスリット状凹部５は、隣接するスリット列６、６において、エッジ長手方向の位置が同じ位置になるように、配設してもよい。
【００２８】
図３に示すように、上記スリット状凹部５の長さＬは、０．５〜１０ｍｍに形成するのが好ましい。スリット状凹部５の長さＬが、０．５ｍｍ未満では、凹部を形成した効果が十分得られない恐れがあり、１０ｍｍを超えると、応力が集中し易くなって、局部的な摩耗や欠けが発生し易くなる恐れがある。
【００２９】
スリット状凹部の長さＬは、全てのスリット状凹部５を同じ長さに形成しても良いし、異なるようにしても良い。スリット状凹部の長さを異なるように形成する場合、１つのスリット列６の全部のスリット状凹部５が同じで長さであっても良いし、異なる長さでもいずれでもよい。また隣接するスリット列６で、スリット状凹部の長さが異なるようにしても良い。
【００３０】
上記スリット状凹部５の幅Ｗは、７〜２０μｍに形成するのが好ましい。スリット状凹部の幅Ｗが、７μｍ未満では、相手部材との接触面積が増加し、スティックスリップによる鳴きが発生する恐れがあり、２０μｍを超えると、クリーニング不良となる恐れがある。
【００３１】
図４（ａ）、（ｂ）に示すように、上記スリット状凹部５の深さＤは、５〜２０μｍに形成するのが好ましい。スリット状凹部５の深さＤが、５μｍ未満では鳴きが発生する恐れがあり、２０μｍを超えると、ブレードの欠けが発生する恐れがある。
【００３２】
図３に示すように、１本のスリット列６における、スリット状凹部５同士の長手方向の間隔Ｓは、０．２〜５ｍｍに形成するのが好ましい。スリット状凹部４の間隔が０．２ｍｍ未満では、ブレードの欠けが発生する恐れがあり、５ｍｍを超えると鳴きが発生する恐れがある。
【００３３】
複数のスリット列６、６は、ブレード部２のエッジ長手方向Ｅと平行に並列に設けられている。隣接するスリット列６の間隔である複数のスリット列６、６のピッチＰは、７〜２５μｍに形成するのが好ましい。スリット列６のピッチＰが、７μｍ未満では、クリーニング不良となる恐れがあり、２５μｍを超えると、鳴きが発生する恐れがある。
【００３４】
スリット列６の列数は、上記のスリット状凹部５の好ましい幅や、スリット列６の好ましいピッチ等に応じて、適宜、形成することができる。スリット列６の列数は、５〜３０本であるのが、欠け発生防止及び鳴き発生防止の観点から好ましい。
【００３５】
図３に示すように、ブレード部２において当接部４を形成する範囲Ｔは、複数のスリット状凹部５から構成されるスリット列６が並列に配置されている範囲である。この当接部４の形成範囲Ｔは、ブレード部２のエッジから内側に、０．２〜２ｍｍの幅で形成するのが好ましい。当接部４が、上記範囲内に形成されていると、相手部材との接触部すべてにスリットを設定でき、スリットを設ける効果がさらに大きくなる。
【００３６】
ブレード部２は、感光体ドラム１０の外周面に残留するトナーを除去可能であり、感光体ドラム１０と接触した際に、感光体ドラム１０を損傷させない適度な硬度を備え、適度な耐摩耗性を有する弾性体が用いられる。このようなブレード部２の材料としては、ポリウレタンゴムを用いることが好ましい。ブレード部２を構成するポリウレタンゴムは、ポリウレタン組成物を反応させて硬化させた硬化物である。
【００３７】
ブレード部２は、ＪＩＳ−Ａ硬度が６５〜８０のポリウレタンゴムから形成するのが好ましい。ブレード部２のポリウレタンゴムのＪＩＳ−Ａ硬度が６５未満の場合、硬度が低すぎて、クリーニングによるゴムの摩耗が大きくなる恐れがあり、スリット状凹部の消失による鳴きやめくれ等の不具合が発生しやすくなる。またブレード部２のポリウレタンゴムのＪＩＳ−Ａ硬度が８０超である場合、硬度が高くなりすぎて、ドラム感光体１０の削れが多くなり、ドラム感光体１０の寿命が短くなる等の恐れがある。
【００３８】
ブレード部２のポリウレタンゴムの硬度を上記範囲に形成するには、ポリウレタン組成物の組成を適宜選択すればよい。以下、ブレード部２を構成するポリウレタン組成物について説明する。
【００３９】
ポリウレタン組成物は、ジイソシアネート又はトリイソシアネート等のポリイソシアネートとジオール又はトリオール等のポリオールからなる
【００４０】
上記ポリイソシアネートとしては、特に限定するものではなく、例えば、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、２，４−トリレンジイソシアネート（２，４−ＴＤＩ）、２，６−トリレンジイソシアネート（２，６−ＴＤＩ）、３，３′−ビトリレン−４，４′−ジイソシアネート、３，３′−ジメチルジフェニルメタン−４，４′−ジイソシアネート、２，４−トリレンジイソシアネートウレチジンジオン（２，４−ＴＤＩの二量体）、１，５−ナフチレンジイソシアネート、メタフェニレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、４，４′−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート（水添ＭＤＩ）、カルボジイミド変性ＭＤＩ、オルトトルイジンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、パラフェニレンジイソシアネート、リジンジイソシアネートメチルエステル等のジイソシアネート、トリフェニルメタン−４，４′，４″−トリイソシアネート等のトリイソシアネート、ポリメリックＭＤＩ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。これらポリイソシアネートのなかでも、耐摩耗性及びコストの観点から、ＭＤＩ系イソシアネートが好適に用いられる。
【００４１】
上記ポリイソシアネートとともに用いられるポリオールとしては、特に限定するものではなく、例えば、ポリエステルジオール，ポリエステルトリオール等のポリエステルポリオール、ポリカプロラクトン，ポリカーボネート，ポリオキシテトラメチレングリコール，ポリオキシプロピレングリコール等のポリエーテルポリオール等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。
【００４２】
上記ポリエステルポリオールとしては、多塩基性有機酸とポリオールとから製造され、水酸基を末端基とするヒドロキシルポリエステルポリオールが好適に用いられる。上記多塩基性有機酸としては、例えば、シュウ酸，コハク酸，グルタル酸，アジピン酸，ピメリン酸，スベリン酸，アゼライン酸，セバシン酸，イソセバシン酸等の飽和脂肪酸、マレイン酸，フマル酸等の不飽和脂肪酸、フタル酸，イソフタル酸，テレフタル酸等の芳香族酸等のジカルボン酸、無水マレイン酸，無水フタル酸等の酸無水物、テレフタル酸ジメチル等のジアルキルエステル、不飽和脂肪酸の二量化によって得られるダイマー酸等があげられる。上記多塩基性有機酸とともに用いるポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ブチレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，６−ヘキシレングリコール等のジオールや、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール、グリセリン等のトリオールや、ソルビトール等のヘキサオール等があげられる。
【００４３】
また、上記ポリエーテルポリオールとしては、環状エーテルの開環重合または共重合によって製造されるものが好適に用いられる。上記環状エーテルとしては、例えば、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、トリメチレンオキサイド、ブチレンオキサイド、α−メチルトリメチレンオキサイド、３，３′−ジメチルトリメチレンオキサイド、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジオキサミン等があげられる。
【００４４】
ポリオールのなかでも、耐摩耗性の観点から、ジカルボン酸とジオールとから得られるポリエステルポリオールが、好適に用いられる。ポリオールは、好ましくは、ポリエチレンアジペート（ＰＥＡ）、ポリブチレンアジペート（ＰＢＡ）、ポリヘキシレンアジペート、エチレンアジペートとブチレンアジペートの共重合体である。中でもＰＢＡは、特に耐摩耗性が良好であることから、より好ましい。
【００４５】
上記ポリイソシアネートとともに用いられるポリオールの数平均分子量（Ｍｎ）は、１５００〜３０００の範囲が好ましく、特に好ましくは１５００〜２５００である。すなわち、上記ポリオールのＭｎが１５００未満であると、得られるクリーニングブレードの物性が低下する傾向がみられ、逆にＭｎが３０００を超えると、作業性が悪くなる傾向がみられるからである。
【００４６】
特にブレード部２のポリウレタンゴムは、ＭＤＩ系イソシアネートとポリブチレンアジペートからなるポリウレタンを主体とするポリウレタン組成物を反応・硬化させたポリウレタンゴムであるのが、耐摩耗性、コスト等 の点から好ましい。
【００４７】
ポリウレタン組成物には、ポリイソシアネート、ポリオールに加えて、鎖延長剤、触媒、発泡剤、界面活性剤、難燃剤、着色剤、充填剤、可塑剤、安定剤、離型剤等を適宜配合して用いることも可能である。
【００４８】
上記鎖延長剤としては、例えば、１，４−ブタンジオール（１，４−ＢＤ）、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ヘキサンジオール、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、トリエチレングリコール、トリメチロールプロパン（ＴＭＰ）、グリセリン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、１，２，６−ヘキサントリオール等の、分子量３００以下のポリオールがあげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。
【００４９】
上記触媒としては、１，８−ジアザビシクロ（５．４．０）−ウンデセン−７（ＤＢＵ）、１，５−ジアザビシクロ（４．３．０）−ノネン−５（ＤＢＮ）、ジアザビシクロアミン塩、第三級アミン等のアミン系化合物、有機錫化合物等の有機金属化合物等があげられる。なかでも、ＤＢＵ、ＤＢＮを触媒とし、その存在下で硬化させると、得られるクリーニングブレードは、低温でのクリーニング特性および高温での振動吸収特性に優れるようになり、永久歪みが小さくなるため好ましい。
【００５０】
上記第三級アミンとしては、例えば、トリエチルアミン等のトリアルキルアミン；Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメチル−１，３−ブタンジアミン等のテトラアルキルジアミン；ジメチルエタノールアミン等のアミノアルコール；エトキシル化アミン；エトキシル化ジアミン；ビス（ジエチルエタノールアミン）アジペート等のエステルアミン；トリエチレンジアミン（ＴＥＤＡ）；Ｎ，Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミン等のシクロヘキシルアミン誘導体；Ｎ−メチルモルホリン、Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル）−ジメチルモルホリン等のモルホリン誘導体；Ｎ，Ｎ′−ジエチル−２−メチルピペラジン、Ｎ，Ｎ′−ビス−（２−ヒドロキシプロピル）−２−メチルピペラジン等のピペラジン誘導体等があげられる。
【００５１】
上記有機錫化合物としては、例えば、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジ（２−エチルヘキソエート）等のジアルキル錫化合物や、２−エチルカプロン酸第１錫、オレイン酸第１錫等があげられる。
【００５２】
ブレード部２は、所定の位置に当接部４のスリット状凹部５に対応する凹凸形状が形成された成形用金型に、ポリウレタンゴムを形成するための組成物（ポリウレタン組成物ということもある）を注入する注型成形により形成されている。注型成形は、具体的には、プレポリマー法、セミワンショット法、ワンショット法に準じて製造できる。なかでも、加工性に優れ、かつ耐久性も良くなるという観点から、セミワンショット法が好適に用いられる。
【００５３】
以下、ブレード部２をセミワンショット法で製造する方法について説明する。まず、上記ポリイソシアネートおよびポリオールを準備し、両者を適宜の配合割合で配合し、適宜の反応条件で反応させてウレタンプレポリマー（主剤液）を調製する。一方、上記ポリオールおよび特定の化合物、必要に応じて鎖延長剤、触媒等を準備し、これらを適宜の配合割合で配合し、適宜の混合条件で混合して硬化剤液を調製する。
【００５４】
次いで上記主剤液および硬化剤液を所定の割合で配合して混合しポリウレタン組成物とする。このポリウレタン組成物を、成形用金型内に注入して、反応硬化させる。そして、得られた硬化体を成形型から取り出し、所定の形状に加工する。このようにして、ポリウレタン組成物の硬化体からなるブレード部２が得られる。
【００５５】
ブレード部２の当接部４には、スリット状凹部５に対応する表面凹凸が形成された成形用金型の表面凹凸が、前記ブレード部の表面に転写されることで、複数のスリット状凹部５が並列に設けられた複数のスリット列６が形成されている。
【００５６】
上記ポリウレタン組成物におけるポリイソシアネートの配合量は、ＮＣＯインデックス（イソシアネートインデックス）が１１５以上となるように設定することが好ましく、特に好ましくはＮＣＯインデックスが１１５〜１３０の範囲となるよう設定することである。なお、上記ＮＣＯインデックスとは、イソシアネート基と反応する水酸基を持つ原料成分の合計当量１００に対するイソシアネートの当量を意味する。ＮＣＯインデックスや、硬化剤のジオールとトリオールの比などを適宜選択することで、ポリウレタンゴムのＪＩＳＡ硬度を調節することができる。
【００５７】
ブレード部２を注型成形する場合、端面2ｂ側に長く伸びた板状体として形成し、前記端面部分で切断して、ブレード部２を形成してもよい。この場合、ブレード部２は、当接面である平板面２ａが成形型の表面と接する成型面となり、上記端面２ｂが切断面として形成される。
【００５８】
このように、成型面が当接面（平板面２a）となるように成形を行う場合、ブレード部２の成形の際に、成形型の表面に形成されているスリット状凹部５に対応する形状の凹凸を、ブレード部２の当接面の所定の箇所に転写して当接部４を形成することができるので、当接部４のスリット状凹部５の形成を容易に行うことができる。
【００５９】
ブレード部２の寸法は、特に限定されるものではないが、通常、端面２ｂの短手方向の長さが２〜４ｍｍ程度であり、平板面２ａの短手方向の長さが１０〜２０ｍｍ程度である。またエッジ長手方向Ｅの長さは、感光体ドラムの長さに応じて適宜長さに形成されるが、通常、２３０〜３５０ｍｍ程度である。
【００６０】
クリーニングブレード１のホルダ部３は、ホルダの強度確保のため金属板を短手方向（幅方向）に屈曲させて断面がＬ字状に形成されている。ホルダ部３は、例えば電気亜鉛メッキ鋼板等の金属板を曲げ加工やねじ穴を設ける加工等を施して所定の形状としたものを用いることができる。上記金属板の厚みは、１．２〜２ｍｍが好ましい。
【００６１】
ブレード部２をホルダ部３に取り付けるには、ブレード部２の成形型にホルダ部３を所定の位置に配設してブレード部２と一体に成形する方法、ホルダ部３にねじ穴等を設けて、ブレード部２をねじ止めする方法、ブレード部２とホルダ部３を接着する方法等が挙げられる。
【００６２】
本発明のクリーニングブレード１は、コピー機、プリンター等の電子写真複写機用のクリーニングブレードとして用いられるものであり、特に、フルカラーＬＢＰ（レーザービームプリンター）用として好適に用いることができる。
【実施例】
【００６３】
以下、本発明の実施例、比較例を示す。本発明は、これら実施例に限定されるものではない。まず、実施例および比較例に先立ち、下記に示す各材料を準備した。
【００６４】
〔ポリオール〕
ＰＢＡ：ポリブチレンアジペート、Ｍｎ：２０００（日本ポリウレタン工業社製、ニッポラン４０１０）
ＰＥＡ：ポリエチレンアジペート、Ｍｎ：２０００（日本ポリウレタン工業社製、ニッポラン４０４０）
ＰＣＬ：ポリカプロラクトンジオール、Ｍｎ：２０００（ダイセル化学工業社製、プラクセル２２０）
【００６５】
〔ＭＤＩ〕
日本ポリウレタン工業社製、ミリオネートＭＴ
【００６６】
〔１，４−ＢＤ〕
三菱化学社製、１，４−ブタンジオール
【００６７】
〔ＴＭＰ〕
広栄パーストープ社製、トリメチロールプロパン
【００６８】
〔触媒〕
トリエチレンジアミン（三共エアプロダクツ社製、ＤＡＢＣＯ）
【００６９】
実施例１
〔ポリウレタン組成物の調製〕
先ずポリウレタン組成物における主剤液（ウレタンプレポリマー）および硬化剤液を調製した。上記主剤液はＭＤＩとＰＢＡを用い、８０℃にて１時間真空脱泡したＰＢＡ；４４質量部にＭＤＩ；５６質量部を添加した後、窒素雰囲気下で８０℃×３時間の条件で反応させて調製して、末端にイソシアネート基を有するＮＣＯ含有量が１７質量％の主剤液を得た。また、上記硬化剤液は、ＰＢＡを窒素雰囲気下で、１５０℃にて１時間加熱し、これに１，４−ＢＤ、ＴＭＰを６／４で混合し、更にアミン系触媒を配合し、窒素雰囲気下で８０℃×１時間真空脱泡，脱水することにより、末端にヒドロキシル基を有するＯＨ価２１０の硬化剤液を得た。
【００７０】
〔ブレード部の作製〕
先ず、表１に示す実施例１のスリット長さ、スリット幅、スリット深さ、スリットピッチのスリット状凹部の凹凸に対応する形状の凹凸が所定の位置に形成されているクリーニングブレード成形用金型を準備した。上記主剤と硬化剤をＮＣＯインデックスが１１５になるように混合したポリウレタン組成物を、上記成形用金型（１４０℃）内に注入し、１４０℃で３０分間反応させることで硬化させて、金型から脱型することで、ＪＩＳ−Ａ硬度７５°のポリウレタンゴムからなり所定の形状のスリット状凹部が形成された実施例１のブレード部を作製した。尚、ブレード部は、エッジ長手方向長さ３３０ｍｍ×平板面の短手方向長さ１０ｍｍ×端面の短手方向長さ２ｍｍの大きさに形成した。
【００７１】
実施例２〜８
表１に示すスリット状凹部の寸法に対応する凹凸が形成された金型を用いた以外は実施例１と同じポリウレタン組成物を用いて同様に成形し、実施例１と同じ材質のポリウレタンゴムからなるが、スリット状凹部の形状がそれぞれ異なる実施例２〜８のブレード部を作製した。
【００７２】
実施例９〜１１
実施例９〜１１は、実施例１とはスリット列のスリットピッチが異なる以外は同じ寸法のスリット状凹部に対応する凹凸が形成された金型を用いた。そして実施例１０は実施例１と同じ組成のポリウレタン組成物を用いて、実施例１と同様に成形を行い、ＪＩＳ−Ａ硬度７５°のポリウレタンゴムからなる実施例１０のブレード部を作製した。また実施例９は、実施例１のポリウレタン組成物の１,４ＢＤ／ＴＭＰの混合比率、ＮＣＯインデックスを変更して、ＪＩＳ−Ａ硬度６５°のポリウレタンゴムからなる実施例９のブレード部を作製した。また実施例１１は、実施例１のポリウレタン組成物の１,４ＢＤ／ＴＭＰの混合比率、ＮＣＯインデックスを変更して、ＪＩＳ−Ａ硬度８０°のポリウレタンゴムからなる実施例１１のブレード部を作製した。すなわち、実施例９〜１１は、スリット状凹部の形状は同一であるが、ポリウレタンゴムのＪＩＳ−Ａ硬度が異なっている。
【００７３】
実施例１２
ポリオールとして、ＰＢＡをＰＥＡに代えたポリウレタン組成物を用いた以外は実施例１と同様にして、実施例１２のブレード部を作製した。
【００７４】
実施例１３
ポリオールとして、ＰＢＡをＰＣＬに代えたポリウレタン組成物を用いた以外は実施例１と同様にして、実施例１３のブレード部を作製した。
【００７５】
実施例１４〜２１
実施例１に対し、スリットピッチ（実施例１４、１５）、スリット深さ（実施例１６、１７）、スリット幅（実施例１８、１９）、スリット長さ（実施例１０、２１）を変更した以外は、実施例１と同様にして実施例１４〜実施例２１のブレード部を作製した。
【００７６】
実施例２２、２３
実施例９〜１１と同じ金型を用い、１,４ＢＤ／ＴＭＰの混合比率、ＮＣＯ インデックスを変更して、実施例２２はＪＩＳ−Ａ硬度６２のポリウレタンゴムからなる実施例２２のブレード部を作製した。また実施例２３は、同様にしてＪＩＳ−Ａ硬度８３のポリウレタンゴムからなる実施例２３のブレード部を作製した。すなわち、実施例２２、２３は、スリット状凹部の形状は実施例９〜１１と同一であるが、ポリウレタンゴムのＪＩＳ−Ａ硬度が異なっている。
【００７７】
比較例１
当接部にスリット状凹部を形成しなかった以外は、実施例１と同様にして比較例１のブレード部を作製した。
【００７８】
比較例２
実施例２１のスリット状凹部の代わりに、エッジ長手方向に連続する線状の溝からなる全体スリットを形成した以外は実施例２１と同様にして比較例２のブレード部を作製した。
【００７９】
このようにして得られた実施例１〜２３及び比較例１〜２のブレード部を用いて、印刷試験を行い、下記の基準に従い、鳴き、メクレ、ドラム削れ、画像（クリーニング性）、ゴム破断、欠け、当接部ゴム摩耗の特性について評価を行った。その結果を表１、表２に併せて示した。各評価において×は不合格、それ以外は合格と判定した。
【００８０】
〔画像〕
クリーニングブレードを市販のレーザープリンター（ＬＢＰ）に組み込み、３５℃×８０％ＲＨにて、Ａ４サイズで５０００枚印刷して印刷試験を行った。印刷した画像が異常なしの場合○とし、微小スジ又は微小画像汚れ発生を△とし、全体画像汚れ発生を×として評価した。
【００８１】
〔鳴き〕
上記印刷試験の際に、鳴き発生無しを○、微小な鳴き発生を△、大きな鳴き発生を×とした。
【００８２】
〔メクレ〕
上記印刷試験の際に、メクレ発生無しを○、メクレ発生を×とした。
【００８３】
〔ドラム削れ〕
上記印刷試験後において、１０００枚あたりのドラム摩耗量が、０．３μｍ未満を○とし、０．３〜０．５μｍを△とし、０．５μｍ超を×とした。
【００８４】
〔ゴム破断〕
上記印刷試験の際に、ブレード部のゴム破断無しを○とし、ゴム破断発生を×とした。
【００８５】
〔欠け〕
上記印刷試験後のブレード部の当接部を、レーザー顕微鏡（キーエンス社製：ＶＫ−９５００）を用いて、欠けの有無を観察した。その結果、深さ１０μｍ以上の欠けの個数が、０個を◎とし、１〜５個を○とし、６〜９個を△とし、１０個以上を×とした。
【００８６】
〔当接部ゴム摩耗〕
上記印刷試験後のブレード部の当接部を、レーザー顕微鏡（キーエンス社製：ＶＫ−９５００）を用いて観察し、ゴムの最大摩耗部の深さを測定した。その結果、最大摩耗部の深さが、５μｍ未満を◎とし、５μｍ以上〜１０μｍ未満を○とし、１０μｍ以上〜２０μｍ未満を△とし、２０μｍ以上を×とした。
【００８７】
【表１】
【００８８】
【表２】
【００８９】
表１及び表２に示すように、当接部に複数のスリット状凹部からなるスリット列が複数列設けられている実施例１〜２３は、いずれも鳴き、メクレ、ドラム削れ、画像、ゴム破断、欠け等の試験の結果、×（不合格）のないものであった。これに対し、表２に示すように、当接部にスリット状凹部が設けられていない比較例１は、鳴き、メクレ、画像（クリーニング性）等の試験結果が×（不合格）であった。また比較例２は、実施例２１に対し、スリット状凹部がエッジ長手方向全体に形成されている、欠けの試験結果が×（不合格）であった。
【符号の説明】
【００９０】
１ 電子写真機器用クリーニングブレード
２ ブレード部
４ 当接部
５ スリット状凹部
６ スリット列
１０ 感光体ドラム（相手部材）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を利用して画像を形成する複写機、プリンター、ファクシミリ等の電子写真機器に用いられ、感光体外周面に残留するトナーを除去するためのクリーニングブレードに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真機器は、感光体ドラムの外周面を帯電させてトナー像を形成し、紙等の被転写体に転写することで画像形成を行うものである。電子写真機器においてトナー像の転写を行った後、感光体ドラムの外周面上に残留するトナーは、クリーニングブレードを感光体ドラムの外周面に摺接させることで感光体ドラムから除去され、廃トナーボックス等に集められる。
【０００３】
クリーニングブレードは、ウレタンゴム等の弾性体から形成されたブレード部が金属等からなるホルダ部に支持されて構成されている。従来、ブレード部は、感光体等の相手部材と当接する部分は、Ｒｚが１μｍ以下の鏡面に形成されていた。
【０００４】
しかしながら、上記従来のクリーニングブレードは、一般にブレード部の表面が鏡面であると、相手部材との接触面積が大きく、高温下でめくれ、鳴きが発生し易いという問題があった。また、上記従来のクリーニングブレードは、相手部材との摩擦力が大きく、スティックスリップ現象のストロークが大きくなるという問題があった。クリーニングブレードのスティックスリップが大きくなると、特に球状の重合トナーを用いた電子写真システムにおいて、トナーすり抜けが発生し易くなるという問題がある。
【０００５】
上記問題を解決するために、ブレード部の相手部材との当接部に線状の溝を設けたクリーニングブレードが公知である（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２７６０１９号公報
【特許文献２】特開２００５−２６６２９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら上記従来のクリーニングブレードは、溝がエッジの先端と平行に均一に形成されているため、ドラムの回転によってゴムが引張られた際に、応力が集中し易く、局部的な摩耗や、欠け等が発生し易いということが判明した。
【０００８】
また、上記の摩耗や欠けの問題を解決するために、ブレード部の当接面に粗さを設けることや、溝をエッジと交差する方向に形成すること等が考えられる。しかし、クリーニングブレードの相手部材との当接面に粗さを形成したり、溝をエッジ長手方向と交差する方向に形成した場合、トナーすり抜けが発生し易くなって、画像の不具合が発生してしまうという問題がある。
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、上記従来技術の問題点を解決することにあり、相手部材との当接部に高温下でめくれが発生しにくく、局部的な摩耗や、欠け等も発生し難く、良好な画像が得られる電子写真機器用クリーニングブレードを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明に係る電子写真機器用クリーニングブレードは、相手部材と当接する当接部を有するブレード部を備えるクリーニングブレードであって、前記当接部に、複数の所定長さのスリット状凹部が前記ブレード部のエッジ長手方向に所定間隔で一列に配列されてなるスリット列が、前記エッジ長手方向と並列に複数列設けられていることを要旨とするものである。
【００１１】
本発明の電子写真機器用クリーニングブレードにおいて、前記スリット状凹部が、隣接するスリット列における前記エッジ長手方向の位置が異なるように形成されていることが好ましい。
【００１２】
本発明の電子写真機器用クリーニングブレードにおいて、前記スリット状凹部が、長さ０．５〜１０ｍｍ、幅７〜２０μｍ、深さ５〜２０μｍであり、隣接する前記スリット列の間隔が７〜２５μｍであることが好ましい。
【００１３】
本発明の電子写真機器用クリーニングブレードにおいて、前記ブレード部が、ＪＩＳ−Ａ硬度６５〜８０°のポリウレタンゴムからなることが好ましい。
【００１４】
本発明の電子写真機器用クリーニングブレードにおいて、前記ブレード部が、ＭＤＩ系イソシアネートとポリブチレンアジペートからなるポリウレタンを主体とするポリウレタンゴムからなることが好ましい。
【００１５】
本発明の電子写真機器用クリーニングブレードにおいて、前記スリット状凹部は、該スリット状凹部に対応する表面凹凸が形成された型を用いて、前記ブレード部の表面に転写されて形成されたものであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る電子写真機器用クリーニングブレードは、前記ブレード部の当接部に、複数の所定長さのスリット状凹部が前記ブレード部のエッジ長手方向に所定間隔で一列に配列されてなるスリット列が、前記エッジ長手方向と並列に複数列設けられているため、相手部材との当接部の柔軟性と耐久性が優れ、高温下でめくれが発生しにくく、局部的な摩耗や、欠け等も発生し難く、良好な画像が得られる優れた特性を有している。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の電子写真機器用クリーニングブレードの一例として電子写真複写機用クリーニングブレードを示す外観斜視図である。
【図２】電子写真機器用クリーニングブレードが感光体ドラムに摺接している状態を示す説明図である。
【図３】図１のブレード部の当接部を拡大して示した平面図である。
【図４】（ａ）は図３のＡ−Ａ線断面図であり、（ｂ）は図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】本発明のブレード部の他の例を示し、当接面の一部を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本実施形態に係る電子写真機器用クリーニングブレードについて詳細に説明する。図１は本発明の電子写真機器用クリーニングブレードの一例として電子写真複写機用クリーニングブレードを示す外観斜視図であり、図２は、クリーニングブレードが感光体ドラムに摺接している状態を示す説明図である。図１及び図２に示す電子写真機器用クリーニングブレード１（以下、単にクリーニングブレードということもある）は、相手部材である電子写真複写機内の感光体ドラム１０の表面と当接して、そこに残留するトナー等を掻き落とすためのブレード部２と、該ブレード部２に接合され、該ブレード部２を保持し、電子写真複写機に取付けるための金属金具等からなるホルダ部３とから構成されている。
【００１９】
ブレード部２は、図１に示すように型細長い平板状の直方体の形状を有する。またブレード部２は、ポリウレタンゴムの注型成型により形成されている。ブレード部２の長手方向の一面の平板面２ａが、感光体ドラム１０との当接面である。そしてブレード部２の平板面２aの一方の端部が、感光体ドラム１０の外周面に摺接せしめられる当接部４として形成されている。ブレード部２の当接部４に、複数個のスリット状凹部５が設けられている。
【００２０】
また図１に示すように、ブレード部２の平板面２aの他方の端部は、ホルダ部３に取り付けるための取付け部として形成されている。尚、図１のクリーニングブレード１は、ブレード部２の平板面２ａに当接部４が形成されているが、端面２ｂを当接面として、端面２ｂの端部に当接部を形成してもよい。
【００２１】
図３は、図１のブレード部の当接部を拡大して示した平面図であり、図４（ａ）は図３のＡ−Ａ線断面図であり、図４（ｂ）は図３のＢ−Ｂ線断面図である。図３に示すように、ブレード部２の当接部４には、ブレード部２のエッジ長手方向（図１，図３中、矢印Ｅで示す）に所定の長さ、幅、深さに形成された、複数個のスリット状凹部５が設けられている。スリット状凹部５は、複数のスリット状凹部５、５、５が、エッジ長手方向Ｅに所定の間隔で一列に配列されてスリット列６として形成されている。
【００２２】
更にスリット列６は、ブレード部２のエッジ長手方向Ｅと平行な方向に、所定間隔を持って並列に、複数本設けられている。図３では、スリット列６を２列形成した例を示した。
【００２３】
このようにクリーニングブレード１は、ブレード部２の当接部４に複数のスリット状凹部５が配列されたスリット列６が、複数列設けられていることにより、当接部にスリット状凹部が形成されてないブレード部と比較して、感光体ドラムと接触した際の高温下でのめくれ現象や鳴きを良好に防止でき、スティックスリップ現象によるトナーのすり抜けが防止でき、ブレード部自身の摩耗、破断、欠け等が防止できる。
【００２４】
ブレード部２に形成されている１つのスリット列６は、エッジ長手方向の全幅にわたる１本の溝と異なり、スリット状凹部５同士の間が非スリット部分として形成されている。このスリット列６は、前記特許文献１等に記載されているような１本の溝と比較して、スリット状凹部の間の非スリット部分を有することから、当接部の強度が高くなって、摩耗や欠けを良好に防止できる。
【００２５】
図３に示すように隣接するスリット列６、６において、その長手方向に配列されているスリット状凹部５は、長手方向の位置が異なるように配置されている。隣接するスリット列６、６では、スリット状凹部５の配置が、エッジ長手方向Ｅに所定の長さだけずらした状態に形成されている。すなわち、特定のスリット列６のスリット状凹部５が形成されていない非スリット部分に、隣接するスリット列６のスリット状凹部５が位置するようになっている。
【００２６】
このようにスリット状凹部５が、隣接するスリット列６において長手方向の位置が異なるように形成されていると、スリット列６の非スリット部分をすり抜けたトナーは、次のスリット列６のスリット状凹部５で掻き取られるので、トナーのすり抜けを更に良好に防止出来る。
【００２７】
図５は、本発明のブレード部の他の例を示す平面図である。図５に示すようにブレード部２の当接部４のスリット状凹部５は、隣接するスリット列６、６において、エッジ長手方向の位置が同じ位置になるように、配設してもよい。
【００２８】
図３に示すように、上記スリット状凹部５の長さＬは、０．５〜１０ｍｍに形成するのが好ましい。スリット状凹部５の長さＬが、０．５ｍｍ未満では、凹部を形成した効果が十分得られない恐れがあり、１０ｍｍを超えると、応力が集中し易くなって、局部的な摩耗や欠けが発生し易くなる恐れがある。
【００２９】
スリット状凹部の長さＬは、全てのスリット状凹部５を同じ長さに形成しても良いし、異なるようにしても良い。スリット状凹部の長さを異なるように形成する場合、１つのスリット列６の全部のスリット状凹部５が同じで長さであっても良いし、異なる長さでもいずれでもよい。また隣接するスリット列６で、スリット状凹部の長さが異なるようにしても良い。
【００３０】
上記スリット状凹部５の幅Ｗは、７〜２０μｍに形成するのが好ましい。スリット状凹部の幅Ｗが、７μｍ未満では、相手部材との接触面積が増加し、スティックスリップによる鳴きが発生する恐れがあり、２０μｍを超えると、クリーニング不良となる恐れがある。
【００３１】
図４（ａ）、（ｂ）に示すように、上記スリット状凹部５の深さＤは、５〜２０μｍに形成するのが好ましい。スリット状凹部５の深さＤが、５μｍ未満では鳴きが発生する恐れがあり、２０μｍを超えると、ブレードの欠けが発生する恐れがある。
【００３２】
図３に示すように、１本のスリット列６における、スリット状凹部５同士の長手方向の間隔Ｓは、０．２〜５ｍｍに形成するのが好ましい。スリット状凹部４の間隔が０．２ｍｍ未満では、ブレードの欠けが発生する恐れがあり、５ｍｍを超えると鳴きが発生する恐れがある。
【００３３】
複数のスリット列６、６は、ブレード部２のエッジ長手方向Ｅと平行に並列に設けられている。隣接するスリット列６の間隔である複数のスリット列６、６のピッチＰは、７〜２５μｍに形成するのが好ましい。スリット列６のピッチＰが、７μｍ未満では、クリーニング不良となる恐れがあり、２５μｍを超えると、鳴きが発生する恐れがある。
【００３４】
スリット列６の列数は、上記のスリット状凹部５の好ましい幅や、スリット列６の好ましいピッチ等に応じて、適宜、形成することができる。スリット列６の列数は、５〜３０本であるのが、欠け発生防止及び鳴き発生防止の観点から好ましい。
【００３５】
図３に示すように、ブレード部２において当接部４を形成する範囲Ｔは、複数のスリット状凹部５から構成されるスリット列６が並列に配置されている範囲である。この当接部４の形成範囲Ｔは、ブレード部２のエッジから内側に、０．２〜２ｍｍの幅で形成するのが好ましい。当接部４が、上記範囲内に形成されていると、相手部材との接触部すべてにスリットを設定でき、スリットを設ける効果がさらに大きくなる。
【００３６】
ブレード部２は、感光体ドラム１０の外周面に残留するトナーを除去可能であり、感光体ドラム１０と接触した際に、感光体ドラム１０を損傷させない適度な硬度を備え、適度な耐摩耗性を有する弾性体が用いられる。このようなブレード部２の材料としては、ポリウレタンゴムを用いることが好ましい。ブレード部２を構成するポリウレタンゴムは、ポリウレタン組成物を反応させて硬化させた硬化物である。
【００３７】
ブレード部２は、ＪＩＳ−Ａ硬度が６５〜８０のポリウレタンゴムから形成するのが好ましい。ブレード部２のポリウレタンゴムのＪＩＳ−Ａ硬度が６５未満の場合、硬度が低すぎて、クリーニングによるゴムの摩耗が大きくなる恐れがあり、スリット状凹部の消失による鳴きやめくれ等の不具合が発生しやすくなる。またブレード部２のポリウレタンゴムのＪＩＳ−Ａ硬度が８０超である場合、硬度が高くなりすぎて、ドラム感光体１０の削れが多くなり、ドラム感光体１０の寿命が短くなる等の恐れがある。
【００３８】
ブレード部２のポリウレタンゴムの硬度を上記範囲に形成するには、ポリウレタン組成物の組成を適宜選択すればよい。以下、ブレード部２を構成するポリウレタン組成物について説明する。
【００３９】
ポリウレタン組成物は、ジイソシアネート又はトリイソシアネート等のポリイソシアネートとジオール又はトリオール等のポリオールからなる
【００４０】
上記ポリイソシアネートとしては、特に限定するものではなく、例えば、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、２，４−トリレンジイソシアネート（２，４−ＴＤＩ）、２，６−トリレンジイソシアネート（２，６−ＴＤＩ）、３，３′−ビトリレン−４，４′−ジイソシアネート、３，３′−ジメチルジフェニルメタン−４，４′−ジイソシアネート、２，４−トリレンジイソシアネートウレチジンジオン（２，４−ＴＤＩの二量体）、１，５−ナフチレンジイソシアネート、メタフェニレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、４，４′−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート（水添ＭＤＩ）、カルボジイミド変性ＭＤＩ、オルトトルイジンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、パラフェニレンジイソシアネート、リジンジイソシアネートメチルエステル等のジイソシアネート、トリフェニルメタン−４，４′，４″−トリイソシアネート等のトリイソシアネート、ポリメリックＭＤＩ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。これらポリイソシアネートのなかでも、耐摩耗性及びコストの観点から、ＭＤＩ系イソシアネートが好適に用いられる。
【００４１】
上記ポリイソシアネートとともに用いられるポリオールとしては、特に限定するものではなく、例えば、ポリエステルジオール，ポリエステルトリオール等のポリエステルポリオール、ポリカプロラクトン，ポリカーボネート，ポリオキシテトラメチレングリコール，ポリオキシプロピレングリコール等のポリエーテルポリオール等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。
【００４２】
上記ポリエステルポリオールとしては、多塩基性有機酸とポリオールとから製造され、水酸基を末端基とするヒドロキシルポリエステルポリオールが好適に用いられる。上記多塩基性有機酸としては、例えば、シュウ酸，コハク酸，グルタル酸，アジピン酸，ピメリン酸，スベリン酸，アゼライン酸，セバシン酸，イソセバシン酸等の飽和脂肪酸、マレイン酸，フマル酸等の不飽和脂肪酸、フタル酸，イソフタル酸，テレフタル酸等の芳香族酸等のジカルボン酸、無水マレイン酸，無水フタル酸等の酸無水物、テレフタル酸ジメチル等のジアルキルエステル、不飽和脂肪酸の二量化によって得られるダイマー酸等があげられる。上記多塩基性有機酸とともに用いるポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ブチレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，６−ヘキシレングリコール等のジオールや、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール、グリセリン等のトリオールや、ソルビトール等のヘキサオール等があげられる。
【００４３】
また、上記ポリエーテルポリオールとしては、環状エーテルの開環重合または共重合によって製造されるものが好適に用いられる。上記環状エーテルとしては、例えば、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、トリメチレンオキサイド、ブチレンオキサイド、α−メチルトリメチレンオキサイド、３，３′−ジメチルトリメチレンオキサイド、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジオキサミン等があげられる。
【００４４】
ポリオールのなかでも、耐摩耗性の観点から、ジカルボン酸とジオールとから得られるポリエステルポリオールが、好適に用いられる。ポリオールは、好ましくは、ポリエチレンアジペート（ＰＥＡ）、ポリブチレンアジペート（ＰＢＡ）、ポリヘキシレンアジペート、エチレンアジペートとブチレンアジペートの共重合体である。中でもＰＢＡは、特に耐摩耗性が良好であることから、より好ましい。
【００４５】
上記ポリイソシアネートとともに用いられるポリオールの数平均分子量（Ｍｎ）は、１５００〜３０００の範囲が好ましく、特に好ましくは１５００〜２５００である。すなわち、上記ポリオールのＭｎが１５００未満であると、得られるクリーニングブレードの物性が低下する傾向がみられ、逆にＭｎが３０００を超えると、作業性が悪くなる傾向がみられるからである。
【００４６】
特にブレード部２のポリウレタンゴムは、ＭＤＩ系イソシアネートとポリブチレンアジペートからなるポリウレタンを主体とするポリウレタン組成物を反応・硬化させたポリウレタンゴムであるのが、耐摩耗性、コスト等 の点から好ましい。
【００４７】
ポリウレタン組成物には、ポリイソシアネート、ポリオールに加えて、鎖延長剤、触媒、発泡剤、界面活性剤、難燃剤、着色剤、充填剤、可塑剤、安定剤、離型剤等を適宜配合して用いることも可能である。
【００４８】
上記鎖延長剤としては、例えば、１，４−ブタンジオール（１，４−ＢＤ）、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ヘキサンジオール、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、トリエチレングリコール、トリメチロールプロパン（ＴＭＰ）、グリセリン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、１，２，６−ヘキサントリオール等の、分子量３００以下のポリオールがあげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。
【００４９】
上記触媒としては、１，８−ジアザビシクロ（５．４．０）−ウンデセン−７（ＤＢＵ）、１，５−ジアザビシクロ（４．３．０）−ノネン−５（ＤＢＮ）、ジアザビシクロアミン塩、第三級アミン等のアミン系化合物、有機錫化合物等の有機金属化合物等があげられる。なかでも、ＤＢＵ、ＤＢＮを触媒とし、その存在下で硬化させると、得られるクリーニングブレードは、低温でのクリーニング特性および高温での振動吸収特性に優れるようになり、永久歪みが小さくなるため好ましい。
【００５０】
上記第三級アミンとしては、例えば、トリエチルアミン等のトリアルキルアミン；Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメチル−１，３−ブタンジアミン等のテトラアルキルジアミン；ジメチルエタノールアミン等のアミノアルコール；エトキシル化アミン；エトキシル化ジアミン；ビス（ジエチルエタノールアミン）アジペート等のエステルアミン；トリエチレンジアミン（ＴＥＤＡ）；Ｎ，Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミン等のシクロヘキシルアミン誘導体；Ｎ−メチルモルホリン、Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル）−ジメチルモルホリン等のモルホリン誘導体；Ｎ，Ｎ′−ジエチル−２−メチルピペラジン、Ｎ，Ｎ′−ビス−（２−ヒドロキシプロピル）−２−メチルピペラジン等のピペラジン誘導体等があげられる。
【００５１】
上記有機錫化合物としては、例えば、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジ（２−エチルヘキソエート）等のジアルキル錫化合物や、２−エチルカプロン酸第１錫、オレイン酸第１錫等があげられる。
【００５２】
ブレード部２は、所定の位置に当接部４のスリット状凹部５に対応する凹凸形状が形成された成形用金型に、ポリウレタンゴムを形成するための組成物（ポリウレタン組成物ということもある）を注入する注型成形により形成されている。注型成形は、具体的には、プレポリマー法、セミワンショット法、ワンショット法に準じて製造できる。なかでも、加工性に優れ、かつ耐久性も良くなるという観点から、セミワンショット法が好適に用いられる。
【００５３】
以下、ブレード部２をセミワンショット法で製造する方法について説明する。まず、上記ポリイソシアネートおよびポリオールを準備し、両者を適宜の配合割合で配合し、適宜の反応条件で反応させてウレタンプレポリマー（主剤液）を調製する。一方、上記ポリオールおよび特定の化合物、必要に応じて鎖延長剤、触媒等を準備し、これらを適宜の配合割合で配合し、適宜の混合条件で混合して硬化剤液を調製する。
【００５４】
次いで上記主剤液および硬化剤液を所定の割合で配合して混合しポリウレタン組成物とする。このポリウレタン組成物を、成形用金型内に注入して、反応硬化させる。そして、得られた硬化体を成形型から取り出し、所定の形状に加工する。このようにして、ポリウレタン組成物の硬化体からなるブレード部２が得られる。
【００５５】
ブレード部２の当接部４には、スリット状凹部５に対応する表面凹凸が形成された成形用金型の表面凹凸が、前記ブレード部の表面に転写されることで、複数のスリット状凹部５が並列に設けられた複数のスリット列６が形成されている。
【００５６】
上記ポリウレタン組成物におけるポリイソシアネートの配合量は、ＮＣＯインデックス（イソシアネートインデックス）が１１５以上となるように設定することが好ましく、特に好ましくはＮＣＯインデックスが１１５〜１３０の範囲となるよう設定することである。なお、上記ＮＣＯインデックスとは、イソシアネート基と反応する水酸基を持つ原料成分の合計当量１００に対するイソシアネートの当量を意味する。ＮＣＯインデックスや、硬化剤のジオールとトリオールの比などを適宜選択することで、ポリウレタンゴムのＪＩＳＡ硬度を調節することができる。
【００５７】
ブレード部２を注型成形する場合、端面2ｂ側に長く伸びた板状体として形成し、前記端面部分で切断して、ブレード部２を形成してもよい。この場合、ブレード部２は、当接面である平板面２ａが成形型の表面と接する成型面となり、上記端面２ｂが切断面として形成される。
【００５８】
このように、成型面が当接面（平板面２a）となるように成形を行う場合、ブレード部２の成形の際に、成形型の表面に形成されているスリット状凹部５に対応する形状の凹凸を、ブレード部２の当接面の所定の箇所に転写して当接部４を形成することができるので、当接部４のスリット状凹部５の形成を容易に行うことができる。
【００５９】
ブレード部２の寸法は、特に限定されるものではないが、通常、端面２ｂの短手方向の長さが２〜４ｍｍ程度であり、平板面２ａの短手方向の長さが１０〜２０ｍｍ程度である。またエッジ長手方向Ｅの長さは、感光体ドラムの長さに応じて適宜長さに形成されるが、通常、２３０〜３５０ｍｍ程度である。
【００６０】
クリーニングブレード１のホルダ部３は、ホルダの強度確保のため金属板を短手方向（幅方向）に屈曲させて断面がＬ字状に形成されている。ホルダ部３は、例えば電気亜鉛メッキ鋼板等の金属板を曲げ加工やねじ穴を設ける加工等を施して所定の形状としたものを用いることができる。上記金属板の厚みは、１．２〜２ｍｍが好ましい。
【００６１】
ブレード部２をホルダ部３に取り付けるには、ブレード部２の成形型にホルダ部３を所定の位置に配設してブレード部２と一体に成形する方法、ホルダ部３にねじ穴等を設けて、ブレード部２をねじ止めする方法、ブレード部２とホルダ部３を接着する方法等が挙げられる。
【００６２】
本発明のクリーニングブレード１は、コピー機、プリンター等の電子写真複写機用のクリーニングブレードとして用いられるものであり、特に、フルカラーＬＢＰ（レーザービームプリンター）用として好適に用いることができる。
【実施例】
【００６３】
以下、本発明の実施例、比較例を示す。本発明は、これら実施例に限定されるものではない。まず、実施例および比較例に先立ち、下記に示す各材料を準備した。
【００６４】
〔ポリオール〕
ＰＢＡ：ポリブチレンアジペート、Ｍｎ：２０００（日本ポリウレタン工業社製、ニッポラン４０１０）
ＰＥＡ：ポリエチレンアジペート、Ｍｎ：２０００（日本ポリウレタン工業社製、ニッポラン４０４０）
ＰＣＬ：ポリカプロラクトンジオール、Ｍｎ：２０００（ダイセル化学工業社製、プラクセル２２０）
【００６５】
〔ＭＤＩ〕
日本ポリウレタン工業社製、ミリオネートＭＴ
【００６６】
〔１，４−ＢＤ〕
三菱化学社製、１，４−ブタンジオール
【００６７】
〔ＴＭＰ〕
広栄パーストープ社製、トリメチロールプロパン
【００６８】
〔触媒〕
トリエチレンジアミン（三共エアプロダクツ社製、ＤＡＢＣＯ）
【００６９】
実施例１
〔ポリウレタン組成物の調製〕
先ずポリウレタン組成物における主剤液（ウレタンプレポリマー）および硬化剤液を調製した。上記主剤液はＭＤＩとＰＢＡを用い、８０℃にて１時間真空脱泡したＰＢＡ；４４質量部にＭＤＩ；５６質量部を添加した後、窒素雰囲気下で８０℃×３時間の条件で反応させて調製して、末端にイソシアネート基を有するＮＣＯ含有量が１７質量％の主剤液を得た。また、上記硬化剤液は、ＰＢＡを窒素雰囲気下で、１５０℃にて１時間加熱し、これに１，４−ＢＤ、ＴＭＰを６／４で混合し、更にアミン系触媒を配合し、窒素雰囲気下で８０℃×１時間真空脱泡，脱水することにより、末端にヒドロキシル基を有するＯＨ価２１０の硬化剤液を得た。
【００７０】
〔ブレード部の作製〕
先ず、表１に示す実施例１のスリット長さ、スリット幅、スリット深さ、スリットピッチのスリット状凹部の凹凸に対応する形状の凹凸が所定の位置に形成されているクリーニングブレード成形用金型を準備した。上記主剤と硬化剤をＮＣＯインデックスが１１５になるように混合したポリウレタン組成物を、上記成形用金型（１４０℃）内に注入し、１４０℃で３０分間反応させることで硬化させて、金型から脱型することで、ＪＩＳ−Ａ硬度７５°のポリウレタンゴムからなり所定の形状のスリット状凹部が形成された実施例１のブレード部を作製した。尚、ブレード部は、エッジ長手方向長さ３３０ｍｍ×平板面の短手方向長さ１０ｍｍ×端面の短手方向長さ２ｍｍの大きさに形成した。
【００７１】
実施例２〜８
表１に示すスリット状凹部の寸法に対応する凹凸が形成された金型を用いた以外は実施例１と同じポリウレタン組成物を用いて同様に成形し、実施例１と同じ材質のポリウレタンゴムからなるが、スリット状凹部の形状がそれぞれ異なる実施例２〜８のブレード部を作製した。
【００７２】
実施例９〜１１
実施例９〜１１は、実施例１とはスリット列のスリットピッチが異なる以外は同じ寸法のスリット状凹部に対応する凹凸が形成された金型を用いた。そして実施例１０は実施例１と同じ組成のポリウレタン組成物を用いて、実施例１と同様に成形を行い、ＪＩＳ−Ａ硬度７５°のポリウレタンゴムからなる実施例１０のブレード部を作製した。また実施例９は、実施例１のポリウレタン組成物の１,４ＢＤ／ＴＭＰの混合比率、ＮＣＯインデックスを変更して、ＪＩＳ−Ａ硬度６５°のポリウレタンゴムからなる実施例９のブレード部を作製した。また実施例１１は、実施例１のポリウレタン組成物の１,４ＢＤ／ＴＭＰの混合比率、ＮＣＯインデックスを変更して、ＪＩＳ−Ａ硬度８０°のポリウレタンゴムからなる実施例１１のブレード部を作製した。すなわち、実施例９〜１１は、スリット状凹部の形状は同一であるが、ポリウレタンゴムのＪＩＳ−Ａ硬度が異なっている。
【００７３】
実施例１２
ポリオールとして、ＰＢＡをＰＥＡに代えたポリウレタン組成物を用いた以外は実施例１と同様にして、実施例１２のブレード部を作製した。
【００７４】
実施例１３
ポリオールとして、ＰＢＡをＰＣＬに代えたポリウレタン組成物を用いた以外は実施例１と同様にして、実施例１３のブレード部を作製した。
【００７５】
実施例１４〜２１
実施例１に対し、スリットピッチ（実施例１４、１５）、スリット深さ（実施例１６、１７）、スリット幅（実施例１８、１９）、スリット長さ（実施例１０、２１）を変更した以外は、実施例１と同様にして実施例１４〜実施例２１のブレード部を作製した。
【００７６】
実施例２２、２３
実施例９〜１１と同じ金型を用い、１,４ＢＤ／ＴＭＰの混合比率、ＮＣＯ インデックスを変更して、実施例２２はＪＩＳ−Ａ硬度６２のポリウレタンゴムからなる実施例２２のブレード部を作製した。また実施例２３は、同様にしてＪＩＳ−Ａ硬度８３のポリウレタンゴムからなる実施例２３のブレード部を作製した。すなわち、実施例２２、２３は、スリット状凹部の形状は実施例９〜１１と同一であるが、ポリウレタンゴムのＪＩＳ−Ａ硬度が異なっている。
【００７７】
比較例１
当接部にスリット状凹部を形成しなかった以外は、実施例１と同様にして比較例１のブレード部を作製した。
【００７８】
比較例２
実施例２１のスリット状凹部の代わりに、エッジ長手方向に連続する線状の溝からなる全体スリットを形成した以外は実施例２１と同様にして比較例２のブレード部を作製した。
【００７９】
このようにして得られた実施例１〜２３及び比較例１〜２のブレード部を用いて、印刷試験を行い、下記の基準に従い、鳴き、メクレ、ドラム削れ、画像（クリーニング性）、ゴム破断、欠け、当接部ゴム摩耗の特性について評価を行った。その結果を表１、表２に併せて示した。各評価において×は不合格、それ以外は合格と判定した。
【００８０】
〔画像〕
クリーニングブレードを市販のレーザープリンター（ＬＢＰ）に組み込み、３５℃×８０％ＲＨにて、Ａ４サイズで５０００枚印刷して印刷試験を行った。印刷した画像が異常なしの場合○とし、微小スジ又は微小画像汚れ発生を△とし、全体画像汚れ発生を×として評価した。
【００８１】
〔鳴き〕
上記印刷試験の際に、鳴き発生無しを○、微小な鳴き発生を△、大きな鳴き発生を×とした。
【００８２】
〔メクレ〕
上記印刷試験の際に、メクレ発生無しを○、メクレ発生を×とした。
【００８３】
〔ドラム削れ〕
上記印刷試験後において、１０００枚あたりのドラム摩耗量が、０．３μｍ未満を○とし、０．３〜０．５μｍを△とし、０．５μｍ超を×とした。
【００８４】
〔ゴム破断〕
上記印刷試験の際に、ブレード部のゴム破断無しを○とし、ゴム破断発生を×とした。
【００８５】
〔欠け〕
上記印刷試験後のブレード部の当接部を、レーザー顕微鏡（キーエンス社製：ＶＫ−９５００）を用いて、欠けの有無を観察した。その結果、深さ１０μｍ以上の欠けの個数が、０個を◎とし、１〜５個を○とし、６〜９個を△とし、１０個以上を×とした。
【００８６】
〔当接部ゴム摩耗〕
上記印刷試験後のブレード部の当接部を、レーザー顕微鏡（キーエンス社製：ＶＫ−９５００）を用いて観察し、ゴムの最大摩耗部の深さを測定した。その結果、最大摩耗部の深さが、５μｍ未満を◎とし、５μｍ以上〜１０μｍ未満を○とし、１０μｍ以上〜２０μｍ未満を△とし、２０μｍ以上を×とした。
【００８７】
【表１】
【００８８】
【表２】
【００８９】
表１及び表２に示すように、当接部に複数のスリット状凹部からなるスリット列が複数列設けられている実施例１〜２３は、いずれも鳴き、メクレ、ドラム削れ、画像、ゴム破断、欠け等の試験の結果、×（不合格）のないものであった。これに対し、表２に示すように、当接部にスリット状凹部が設けられていない比較例１は、鳴き、メクレ、画像（クリーニング性）等の試験結果が×（不合格）であった。また比較例２は、実施例２１に対し、スリット状凹部がエッジ長手方向全体に形成されている、欠けの試験結果が×（不合格）であった。
【符号の説明】
【００９０】
１ 電子写真機器用クリーニングブレード
２ ブレード部
４ 当接部
５ スリット状凹部
６ スリット列
１０ 感光体ドラム（相手部材）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相手部材と当接する当接部を有するブレード部を備えるクリーニングブレードであって、前記当接部に、複数の所定長さのスリット状凹部が前記ブレード部のエッジ長手方向に所定間隔で一列に配列されてなるスリット列が、前記エッジ長手方向と並列に複数列設けられていることを特徴とする電子写真機器用クリーニングブレード。
【請求項２】
前記スリット状凹部が、隣接するスリット列における前記エッジ長手方向の位置が異なるように形成されていることを特徴とする請求項１記載の電子写真機器用クリーニングブレード。
【請求項３】
前記スリット状凹部が、長さ０．５〜１０ｍｍ、幅７〜２０μｍ、深さ５〜２０μｍであり、隣接する前記スリット列の間隔が７〜２５μｍであることを特徴とする請求項１又は２記載の電子写真機器用クリーニングブレード。
【請求項４】
前記ブレード部が、ＪＩＳ−Ａ硬度６５〜８０°のポリウレタンゴムからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子写真機器用クリーニングブレード。
【請求項５】
前記ブレード部が、ＭＤＩ系イソシアネートとポリブチレンアジペートからなるポリウレタンを主体とするポリウレタンゴムからなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子写真機器用クリーニングブレード。
【請求項６】
前記スリット状凹部は、該スリット状凹部に対応する表面凹凸が形成された型を用いて、前記ブレード部の表面に転写されて形成されたものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電子写真機器用クリーニングブレード。
【請求項１】
相手部材と当接する当接部を有するブレード部を備えるクリーニングブレードであって、前記当接部に、複数の所定長さのスリット状凹部が前記ブレード部のエッジ長手方向に所定間隔で一列に配列されてなるスリット列が、前記エッジ長手方向と並列に複数列設けられていることを特徴とする電子写真機器用クリーニングブレード。
【請求項２】
前記スリット状凹部が、隣接するスリット列における前記エッジ長手方向の位置が異なるように形成されていることを特徴とする請求項１記載の電子写真機器用クリーニングブレード。
【請求項３】
前記スリット状凹部が、長さ０．５〜１０ｍｍ、幅７〜２０μｍ、深さ５〜２０μｍであり、隣接する前記スリット列の間隔が７〜２５μｍであることを特徴とする請求項１又は２記載の電子写真機器用クリーニングブレード。
【請求項４】
前記ブレード部が、ＪＩＳ−Ａ硬度６５〜８０°のポリウレタンゴムからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子写真機器用クリーニングブレード。
【請求項５】
前記ブレード部が、ＭＤＩ系イソシアネートとポリブチレンアジペートからなるポリウレタンを主体とするポリウレタンゴムからなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子写真機器用クリーニングブレード。
【請求項６】
前記スリット状凹部は、該スリット状凹部に対応する表面凹凸が形成された型を用いて、前記ブレード部の表面に転写されて形成されたものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電子写真機器用クリーニングブレード。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１３７５８２（Ｐ２０１２−１３７５８２Ａ）
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８９２３９（Ｐ２０１０−２８９２３９）
【出願日】平成２２年１２月２７日（２０１０．１２．２７）
【出願人】（０００２１９６０２）東海ゴム工業株式会社 (1,983)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２７日（２０１０．１２．２７）
【出願人】（０００２１９６０２）東海ゴム工業株式会社 (1,983)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]