説明

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

【課題】摩擦係数が小さく、優れたクリーニング性を有する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を提供する。
【解決手段】弾性ゴム部材、支持部材及び接着剤層を有する電子写真装置用クリーニングブレードであって、上記弾性ゴム部材は支持部材と接合していないクリーニング層及び支持部材と接着剤層を介して接合しているベース層からなる2層構造を有し、上記クリーニング層は23℃におけるJIS A 硬さが91°〜99°のポリウレタン、上記ベース層は23℃におけるJIS A 硬さが60°〜80°のポリウレタンからなるものであり、上記クリーニング層の厚み(a)とクリーニング層の厚み(a)及びベース層の厚み(b)の和(a+b)との比(a/(a+b))は1/3以下である電子写真装置用クリーニングブレード。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、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に関する。
【背景技術】
【0002】
普通紙を記録紙として用いる静電式電子写真複写機によれば、一般に、像担持体の表面に放電により静電荷を与え、その上に画像を露光して静電潜像を形成し、次に、帯電したトナーを静電潜像に付着させて現像し、そのトナー像を記録紙に転写し、最後に、トナー像が転写された記録紙を加熱加圧し、トナーを記録紙上に定着させることによって複写を行う。
【0003】
従って、複数枚の記録紙に順次複写を行うためには、上記の工程において、像担持体より記録紙にトナー像を転写した後、像担持体の表面に残留したトナーを除去する必要があり、このようなトナーの除去は、通常、電子写真装置用クリーニングブレードにより行われている。電子写真装置用クリーニングブレードは、通常、金属板よりなる支持部材、弾性ゴム部材及び支持部材と弾性ゴム部材とを接合するための接着剤層より形成されている。
【0004】
このような電子写真装置用クリーニングブレードには、小型化・低価格化、クリーニングブレードの潜在的問題である反転めくれ異常の防止、駆動系の簡素化、像担持体表面へのブレードの密着の防止等の要求がある。このような要求を満たすためには、ブレードと像担持体の表面との摩擦係数を低下させる方策が有効であると考えられるため、摩擦係数が小さいクリーニングブレードを提供することが望まれている。更に、上記のような性能を有するとともに、優れたクリーニング性も有するクリーニングブレードを生産性良く製造できることも望まれている。
【0005】
特許文献1には、JIS−A硬度90度以上の高硬度のウレタン樹脂からなるクリーニングエッジ側の層とJIS−A硬度80度以下の低高度のウレタン樹脂からなる層とが積層された材料層を有するクリーニングブレードが開示されており、これは、クリーニング性の改良、ブレード鳴きやブレード捲れ等の防止を目的とするものである。しかし、クリーニング性が満足できないこともあるため、更に改良することが望まれている。また、摩擦係数を詳細に検討したものでもない。
【0006】
特許文献2〜3には、JIS−A硬さが70〜85のポリウレタンからなるエッジ層及びJIS−A硬さが65〜70のポリウレタンからなるベース層からなる2層構造の弾性ゴム部材及び支持部材を有する電子写真装置用クリーニングブレードが開示されており、これは、掻き取り性、異音防止性を改良することを目的とするものである。しかし、クリーニング性が充分満足できない場合もあるため、更に改良することが望まれている。また、エッジ層の硬度、摩擦係数を詳細に検討したものでもない。
【0007】
特許文献4〜5には、ブレード部材の像担持体に当接する側を高硬度の層、他面側を低硬度の層としたクリーニングブレードが開示されているが、クリーニング性等の性能が満足できない場合がある。特許文献6には、2層構造のブレード部材を有する電子写真装置用クリーニングブレードが開示されており、このブレード部材は、像担持体に当接する側の層が他面側の層より低硬度なものである。このため、クリーニング性等の性能が満足できない場合がある。
【0008】
特許文献7には、部材の表面の一部を樹脂等によってコーティングすることにより得られるブレード部材、特許文献8には、部材の一部に他の成分を含浸することにより得られるブレード部材が開示されている。しかし、このような樹脂をコーティングしたブレード部材や他の成分を含浸したブレード部材は、2層構造のブレード部材と異なる構造を有するものである。また、クリーニング性等の性能が満足できない場合もある。
【特許文献1】特開2004−184462号公報
【特許文献2】特開2002−214989号公報
【特許文献3】特開2002−214990号公報
【特許文献4】特開昭63−226683号公報
【特許文献5】特開昭63−235977号公報
【特許文献6】特開昭60−165682号公報
【特許文献7】特開平9−127846号公報
【特許文献8】特開2003−122222号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明は、上記現状に鑑み、摩擦係数が小さく、優れたクリーニング性を有する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を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明は、弾性ゴム部材、支持部材及び接着剤層を有する電子写真装置用クリーニングブレードであって、上記弾性ゴム部材は、上記支持部材と接合していないクリーニング層及び上記支持部材と上記接着剤層を介して接合しているベース層からなる2層構造を有し、上記クリーニング層は、23℃におけるJIS A 硬さが91°〜99°のポリウレタンからなるものであり、上記ベース層は、23℃におけるJIS A 硬さが60°〜80°のポリウレタンからなるものであり、上記クリーニング層の厚み(a)と、上記クリーニング層の厚み(a)及び上記ベース層の厚み(b)の和(a+b)との比(a/(a+b))は、1/3以下であることを特徴とする電子写真装置用クリーニングブレードである。
【0011】
上記クリーニング層は、23℃におけるJIS A 硬さが92°〜98°のポリウレタンからなるものであることが好ましい。
上記ベース層は、23℃におけるJIS A 硬さが62°〜77°のポリウレタンからなるものであることが好ましい。
【0012】
上記クリーニング層と上記ベース層との間に、ウレタン結合が形成されているものであることが好ましい。
上記クリーニング層及び上記ベース層のポリウレタンは、ともにポリエステルポリオールをポリオール成分とするものであることが好ましい。
【0013】
上記クリーニング層及び上記ベース層のポリウレタンは、ともにポリカプロラクトンポリオール、ポリエチレンアジペート、ポリブチレンアジペート又はポリエチレンブチレンアジペートをポリオール成分とするものであることが好ましい。
【0014】
クリーニング層とベース層との2層構造を有する弾性ゴム部材を遠心成形法を用いて製造する工程(1)、及び、上記工程(1)で得られた弾性ゴム部材と支持部材とを接着させる工程(2)を含み、上記クリーニング層は、23℃におけるJIS A 硬さが91°〜99°のポリウレタンからなるものであり、上記ベース層は、23℃におけるJIS A 硬さが60°〜80°のポリウレタンからなるものであり、上記クリーニング層の厚み(a)と、上記クリーニング層の厚み(a)及び上記ベース層の厚み(b)の和(a+b)との比(a/(a+b))は、1/3以下であることを特徴とする電子写真装置用クリーニングブレードの製造方法でもある。
以下、本発明を詳細に説明する。
【0015】
本発明の電子写真装置用クリーニングブレード(以下、単に「クリーニングブレード」ともいう)は、支持部材と接合していないクリーニング層及び支持部材と接着剤層を介して接合しているベース層からなる2層構造の弾性ゴム部材を有するものである。また、上記クリーニング層は、23℃におけるJIS A 硬さが91°〜99°のポリウレタンからなるものであり、上記ベース層は、23℃におけるJIS A 硬さが60°〜80°のポリウレタンからなるものである。更に、上記クリーニング層の厚み(a)と、上記クリーニング層の厚み(a)及び上記ベース層の厚み(b)の和(a+b)との比(a/(a+b))は、1/3以下である。
【0016】
上記クリーニングブレードは、上述した構成であるため、これを用いた場合、弾性ゴム部材と像担持体の表面との摩擦係数を低下させることができる。従って、小型化・低価格化、反転めくれ異常の防止、駆動系の簡素化、像担持体表面へのブレードの密着の防止等の要求を満たすことが可能となる。
【0017】
クリーニングブレードの使用時において、像担持体の表面に対するエッジ部の当接圧力は、通常30〜70g/cmが適正範囲内である。これは、下限未満であると、トナーせき止め効果が低すぎてトナーのすり抜けが起こり、クリーニング不良が生じ、上限を超えると、エッジ部によって像担持体の表面が傷つけられたり、表面を削り取ったりしてしまい、像担持体の性能が低下して画像カブリを発生するためである。例えば、単層で高硬度の弾性ゴム部材を有するブレードの場合、ブレードの曲げバネ定数が非常に高いものとなり、エッジ部の当接圧力のバラツキを適正範囲内に抑えるために、ブレード取り付けのための各部寸法精度が非常に高く、不良率や組み付け時間の点で生産性を低下させてしまうが、本発明は上述した構成であるため、上記適正範囲内の当接圧力となるクリーニングブレードを生産性良く製造することができる。
【0018】
本発明のクリーニングブレードは、使用時において、像担持体の表面に対するエッジ部の当接圧力を適正範囲内に調整できるため、高いトナーせき止め効果が発揮されてトナーのすり抜けを良好に防止でき、その結果、優れたクリーニング性が発揮される。また、このような優れたクリーニング性は、球形(真球状、異形状)で、かつ、小粒径の重合法トナーを使用した場合においても発揮される。
【0019】
本発明のクリーニングブレードは、重量平均粒子径6〜8μmの小粒径の重合法トナーを使用した装置において良好に使用することができる。また、重量平均粒子径5〜6μmの重合法トナーを使用した装置であっても、良好に使用することができる。
【0020】
本発明のクリーニングブレードの使用時に、優れたクリーニング性が発揮されるのは、以下に述べる作用・機能も関与していると推察される。
本発明のクリーニングブレードは、弾性ゴム部材におけるクリーニング層が特定の硬さ(91°〜99°)のポリウレタンからなるものであるため、使用時のエッジ部が硬くなる。このため、押し付け荷重が変わらなければ、エッジ部の変形が小さくなって、ニップ面積が小さくなり、ニップ面積当たりの荷重が大きくなる。そして、その結果、トナーのすり抜けが防止され、クリーニング性を向上させることができると推察される。
【0021】
上記クリーニングブレードは、弾性ゴム部材、支持部材及び接着剤層を有するものである。
上記弾性ゴム部材は、上記クリーニングブレードの使用時に、像担持体表面のトナー及び外添剤等を掻き取るものであり、上記支持部材と接合していないクリーニング層及び上記支持部材と上記接着剤層を介して接合しているベース層からなる2層構造を有するものである。ここで、接合とは、接し合っていることを意味する。本発明では、後述する図1で示されているように、上記クリーニング層は支持部材と接し合っておらず(接合していない)、上記ベース層は接着剤層を介して支持部材と接し合っている(接合している)。
【0022】
上記弾性ゴム部材において、上記クリーニング層及びベース層は、特定の硬さを有するポリウレタンからなる2層構造を有するものである。これにより、弾性ゴム部材と像担持体の表面との摩擦係数を低下させることができ、優れたクリーニング性を発揮させることができる。また、生産性良くクリーニングブレードを製造することができる。
【0023】
上記クリーニング層は、後述する図1で示されているように、弾性ゴム部材を構成する層で、支持部材に接合していない層である。クリーニングブレードの使用時において、高硬度のクリーニング層のエッジ部を像担持体に当接させることにより、弾性ゴム部材と像担持体の表面との摩擦係数を低下させることができ、像担持体表面のトナー及び外添剤等を良好に掻き取ることが可能となる。
【0024】
上記クリーニング層は、23℃におけるJIS A 硬さが91°〜99°のポリウレタンからなるものである。上記範囲内であることにより、同一の当接圧力下において、像担持体との摩擦係数を大きく低下させることができる。これは、使用時のエッジ部の変形量が小さくなり、像担持体との接触面積が小さくなるためであると推察される。従って、小型化・低価格化、反転めくれ異常の防止、駆動系の簡素化、像担持体表面へのブレードの密着の防止等の性能を発揮させることができる。また、優れたクリーニング性を発揮するクリーニングブレードを生産性良く製造することも可能となる。
【0025】
上記クリーニング層の硬さが91°未満であると、同一の当接圧力下において、像担持体との摩擦係数が大きくなったり、クリーニング性が低下するおそれがある。99°を超えると、カットによるエッジ部形成が困難になるおそれがある。92°〜98°であることが好ましく、93°〜97°であることがより好ましい。
【0026】
上記クリーニング層は、23℃における反発弾性が25〜60%であることが好ましい。25%未満であると、像担持体の表面に追随して弾性変形したエッジ部の復元速度が遅く、回転する像担持体に巻き込まれた際に残留トナーがすり抜けて、スジ等の画像不良が生じるおそれがある。60%を超えると、摩擦係数が大きくなるおそれがある。また、電子写真装置の起動時及び停止時に、また、運転時連続的に、高温下で異音(鳴き)を発生しやすくなるおそれがある。35〜55%であることがより好ましい。
【0027】
上記クリーニング層は、100%モジュラスが15.3〜35.7MPaの範囲内のものであることが好ましい。上記範囲内であると、摩擦係数を低下させることができ、優れたクリーニング性が得られる。より好ましくは、17.5〜22.6MPaの範囲内である。
【0028】
上記ベース層は、後述する図1で示されているように、弾性ゴム部材を構成する層で、支持部材に接着剤層を介して接合している層である。クリーニングブレードの使用時において、低硬度のベース層を有する弾性ゴム部材を用いることで、エッジ部と像担持体との当接圧力を調整することが可能となる。
【0029】
上記ベース層は、23℃におけるJIS A 硬さが60°〜80°のポリウレタンからなるものである。これにより、弾性ゴム部材としての曲げバネ定数が大きくなりすぎることを防止し、当接圧力を適正範囲内にすることができる。また、優れたクリーニング性を発揮するクリーニングブレードを生産性良く製造することも可能となる。62°〜77°であることが好ましく、62°〜70°であることがより好ましい。
【0030】
上記ベース層は、23℃における反発弾性が5〜50%であることが好ましい。5%未満であると、ゴム弾性(エラストマー性)が乏しくなり、像担持体を圧接する力が弱くなりすぎ、残留トナーがすり抜けるおそれがある。50%を超えると、摩擦係数が大きくなるおそれがある。また、電子写真装置の起動時及び停止時に、また、運転時連続的に、高温下で異音(鳴き)を発生しやすくなるおそれがある。5〜35%であることがより好ましい。
【0031】
なお、本明細書において、上記JIS A 硬さは、JIS K 7312に準じて、スプリング式タイプA硬さ試験機により測定される値であり、上記反発弾性は、JIS K 7312の反発弾性試験に準じて、測定される値である。また、100%モジュラスは、JIS K 6301に準じて測定される値である(ダンベル状3号試験片)。本発明において、上述した硬さ、反発弾性、100%モジュラスを有するクリーニング層及びベース層は、クリーニング層、ベース層を構成するポリウレタンの材料を適当に選択することによって得ることができる。
【0032】
上記弾性ゴム部材において、上記クリーニング層の厚み(a)と、上記クリーニング層の厚み(a)及び上記ベース層の厚み(b)の和(a+b)との比(a/(a+b))は、1/3以下である。即ち、本発明における弾性ゴム部材は、弾性ゴム部材全体に対するクリーニング層の厚み(a)が相対的に小さい。このような構成からなる弾性ゴム部材を有するものであるため、弾性ゴム部材と像担持体の表面との摩擦係数を低下させることができる。また、当接圧力を適正範囲内とすることができ、クリーニング性を向上させることもできる。
【0033】
上記比(a/(a+b))が1/3を超える場合、像担持体表面の残留トナーや外添剤等のすり抜けが生じ、クリーニング性が低下するおそれがある。また、摩擦係数が大きくなるおそれもある。上記比(a/(a+b))は、1/3〜1/9であることが好ましく、1/4〜1/9であることがより好ましい。
【0034】
上記クリーニング層の厚み(a)は、0.1〜0.8mmであることが好ましい。上記範囲内であることにより、像担持体表面の残留トナーや外添剤等のすり抜けを防止し、クリーニング性を向上させることができる。また、摩擦係数を低下させることができる。0.5〜0.7mmであることがより好ましい。
【0035】
上記クリーニング層及び上記ベース層は、ともに特定硬さのポリウレタンからなるものであるため、像担持体表面の残留トナーや外添剤等のすり抜けを効果的に防止し、クリーニング性を向上させることができる。また、摩擦係数を低下させることができる。更に、上記クリーニングブレードを生産性良く製造することができる。上記ポリウレタンとしては、ポリオール、ポリイソシアネート及び必要に応じて架橋剤を反応させて得られるもの等を挙げることができる。
【0036】
上記ポリオールとしては特に限定されず、例えば、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール等を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。上記両層のポリウレタンは、ともにポリエステルポリオールをポリオール成分とするものが好ましい。
【0037】
上記ポリエステルポリオールとしては、例えば、ジカルボン酸とグリコールとを常法に従って反応させることにより得ることができるものを挙げることができる。
上記ジカルボン酸としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸等の脂肪族ジカルボン酸、オキシ安息香酸等のオキシカルボン酸、それらのエステル形成性誘導体等を挙げることができる。上記グリコールとしては、例えば、エチレングリコール、1,4−ブタンジオール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,9−ノナンジオール、トリエチレングリコール等の脂肪族グリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール等の脂環族グリコール、p−キシレンジオール等の芳香族ジオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のポリオキシアルキレングリコール等を挙げることができる。これらによるポリエステルポリオールは、線状構造であるが、3価以上のエステル形成成分を用いて分枝状ポリエステルであってもよい。なかでも、摩擦係数を低下させることができる点、クリーニング性を向上させることができる点から、上記ジカルボン酸としては、脂肪族ジカルボン酸が好ましく、アジピン酸がより好ましい。また、上記グリコールとしては、脂肪族グリコールが好ましく、エチレングリコール、1,4−ブタンジオール、エチレングリコール及び1,4−ブタンジオールの併用(これらをランダム共重合させる)がより好ましい。
【0038】
上記ポリエステルポリオールとしては、ポリカプロラクトンポリオールも挙げることができる。
上記ポリカプロラクトンポリオールとしては、触媒の存在下に低分子量グリコールを開始剤としてε−カプロラクトンを開環付加させることにより得られるものを使用することが好ましい。上記低分子量グリコールは、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−ブチレングリコール、ネオペンチルグリコール等の2価のアルコール、トリメチレングリコール、グリセリン等の3価のアルコールを使用することが好ましい。なかでも、摩擦係数を低下させることができる点、クリーニング性を向上させることができる点から、エチレングリコールを使用することがより好ましい。上記触媒は、テトラブチルチタネート、テトラプロピルチタネート、テトラエチルチタネート等の有機チタン系化合物、オクチル酸スズ、ジブチルスズオキシド、ジブチルスズラウレート、塩化第1スズ、臭化第1スズ等のスズ系化合物等を使用することが好ましい。なお、上記ε−カプロラクトン以外にもトリメチルカプロラクトンやバレロラクトンのような他の環状ラクトンを一部混合してもかまわない。
【0039】
上記ポリエーテルポリオールとしては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、それらの共重合体等のポリアルキレングリコール等を挙げることができる。
【0040】
上記クリーニング層及びベース層のポリウレタンを構成するポリオールとしては、上述したもののなかでも、摩擦係数を低下させることができる点、クリーニング性を向上させることができる点から、ともにポリカプロラクトンポリオール、ポリエチレンアジペート、ポリブチレンアジペート又はポリエチレンブチレンアジペートを使用することが特に好ましく、ともにポリカプロラクトンポリオールを使用することが最も好ましい。
【0041】
上記ポリオールは、数平均分子量が1000〜3000であることが好ましい。上記範囲内のポリオールを用いることにより、像担持体表面の残留トナーや外添剤等のすり抜けを効果的に防止し、クリーニング性を向上させることができる。また、摩擦係数を低下させることができる。なお、上記数平均分子量は、スチレンポリマーを標準とするGPC法において、決定される値である。
【0042】
上記ポリイソシアネートとしては特に限定されず、従来公知のものを使用することができ、例えば、脂肪族イソシアネート、脂環族イソシアネート、芳香族イソシアネート等を挙げることができる。なかでも、摩擦係数を低下させることができる点、クリーニング性を向上させることができる点から、芳香族イソシアネートが好ましい。
【0043】
上記脂肪族イソシアネートとしては、例えば、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート等が挙げられる。また、ヘキサメチレンジイソシアネートやイソホロンジイソシアネートのイソシアヌレート体、ビウレット体、アダクト体の変性体等を挙げることができる。上記脂環族イソシアネートとしては、例えば、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、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート(NBDI)等の脂環族ジイソシアネート等を挙げることができる。上記芳香族イソシアネートとしては、例えば、トリレンジイソシアネート(TDI)、フェニレンジイソシアネート、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、1,5−ナフタレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート(XDI)、カルボジイミド変性のMDI、ウレタン変性のMDI等を挙げることができる。上記ポリイソシアネートのなかでも、摩擦係数を低下させることができる点、クリーニング性を向上させることができる点から、MDI、ウレタン変性のMDIがより好ましく、MDIが特に好ましい。
【0044】
上記ポリウレタンにおいて、必要に応じて用いられる架橋剤としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ヒドラジン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、4,4′−ジアミノジフェニルメタン、4,4′−ジアミノジシクロヘキシルメタン、N,N−ビス(2−ヒドロキシプロピル)アニリン、水等を挙げることができる。なかでも、摩擦係数を低下させることができる点、クリーニング性を向上させることができる点から、エチレングリコール、1,4−ブタンジオール、トリメチロールプロパン、N,N−ビス(2−ヒドロキシプロピル)アニリンが好ましい。
【0045】
上記ポリウレタンは、上記原料を使用し公知の方法で製造することができ、例えば、適当な有機溶剤中で必要に応じて触媒を使用し、各原料の当量比をNCO/OH=0.9〜1.1に調整して反応させること、無溶剤で溶融反応させること等により製造することができる。また、全原料を同時に反応させる方法、プレポリマー方法等により製造することができる。
【0046】
上記ポリウレタンからなる弾性ゴム部材の成形方法としては特に限定されず、例えば、常圧注型成形、減圧注型成形、遠心成形、回転成形、押出成形、射出成形、反応射出成形(RIM)、スピンコーティング等を挙げることができる。なかでも、2層構造を有する弾性ゴム部材が良好に得られる点、優れたクリーニング性を有し、摩擦係数を低下させたブレードが好適に得られる点から、遠心成形によって製造することが好ましい。
【0047】
上記クリーニングブレードの弾性ゴム部材において、上記クリーニング層と上記ベース層との間に、ウレタン結合が形成されているものであることが好ましい。この場合、クリーニング層及びベース間に強固な結合力(密着性)を得ることができる。このため、クリーニング層及びベース層間を接着剤を用いて接着する必要がない。上記両層間にウレタン結合が形成されている弾性ゴム部材は、遠心成形法を用いることによって良好に製造することができる。遠心成形は、従来公知の方法で行うことができ、例えば、後述する製造方法に記載の方法で行うことができる。
【0048】
上記支持部材は、弾性ゴム部材を支持する機能を有するものである。上記支持部材としては特に限定されず、従来公知のものを使用することができ、例えば、剛体の金属、弾性を有する金属、プラスチック、セラミック等から製造されたもの等を挙げることができる。なかでも、剛体の金属が好ましい。
【0049】
上記接着剤層は、上記支持部材と上記弾性ゴム部材とを接着させる機能を有する層である。上記接着剤層は、例えば、EVA系、ポリアミド系、ポリウレタン系ホットメルト接着剤や、硬化型接着剤、若しくは両面テープによる接着方法又は板金による挟み込み等により形成することができる。なかでも、上記接着剤層はホットメルト接着剤を用いて形成されるものであることが好ましい。
【0050】
本発明の電子写真装置用クリーニングブレードは、例えば、図1に示した構成を有するものである。図1で示されたクリーニングブレードは、弾性ゴム部材1、支持部材2、及び、接着剤層3を有するものであり、上記弾性ゴム部材1は、高硬度のクリーニング層4及び低硬度のベース層5の2層構造を有するものである。上記高硬度のクリーニング層4におけるエッジ部6は、クリーニングブレードの使用時に、像担持体(図示せず)に当接させる部位である。図1のような構成のクリーニングブレードを使用すると、弾性ゴム部材2と像担持体の表面との摩擦係数を低下させることができ、優れたクリーニング性を発揮させることができる。また、上記構成であるため、適正範囲内の当接圧力となるクリーニングブレードを生産性良く製造することができる。
【0051】
本発明のクリーニングブレードは、摩擦速度1500mm/分におけるヘイドン式対OPCフィルム(像担持体)動摩擦係数が0.40〜0.70であることが好ましい。ヘイドン式対ガラス動摩擦係数は低い方が好ましいが、ポリウレタンの場合、実際上の下限は0.40である。0.70を超えると、ブレードの摺動面が摩減しやすく、感光体の駆動トルクが上昇し、回転が不安定になりやすい。0.45〜0.70であることがより好ましい
【0052】
上記ヘイドン式対OPCフィルム動摩擦係数は、図2に示すように、ヘイドン式表面性試験機を用い、20〜25℃、相対湿度40〜55%の環境下で、エッジ長さ20mmの試料7(弾性ゴム部材)を角度25°でOPCフィルム8の鏡面にブレード先端エッジより内側に5mmの位置に荷重0.98Nをかけて圧接し、OPCフィルム面を1500mm/分で移動したときの初期ピーク抵抗を除いた安定摺動時の摺動抵抗F(N)をロードセルで検出し、記録チャートをアナライザーで演算平均化処理した値である。
【0053】
本発明は、以下に述べる電子写真装置用クリーニングブレードの製造方法でもある。これにより、上述した本発明のクリーニングブレードを好適に製造することができる。
本発明の電子写真装置用クリーニングブレードの製造方法は、クリーニング層とベース層との2層構造を有する弾性ゴム部材を遠心成形法を用いて製造する工程(1)、及び、上記工程(1)で得られた弾性ゴム部材と支持部材とを接着させる工程(2)を含む方法である。また、上記製造方法において、上記クリーニング層は、23℃におけるJIS A 硬さが91°〜99°のポリウレタンからなるものであり、上記ベース層は、23℃におけるJIS A 硬さが60°〜80°のポリウレタンからなるものであり、上記クリーニング層の厚み(a)と、上記クリーニング層の厚み(a)及び上記ベース層の厚み(b)の和(a+b)との比(a/(a+b))は、1/3以下である。上記工程(1)において、遠心成形法により弾性ゴム部材を製造することによって、摩擦係数を低下させること、クリーニング性を向上させることが可能となる。また、適正範囲内の当接圧力となるクリーニングブレードを生産性良く製造することができる。
【0054】
上記製造方法において、クリーニング層及びベース層の2層構造を有する弾性ゴム部材は、上述したものと同様のものである。
上記工程(1)で弾性ゴム部材を製造する遠心成形法は、従来公知の方法により行うことができ、例えば、以下に示す方法により行うことができる。
【0055】
先ず、クリーニング層用材料を使用し、脱水処理を行ったポリオールとイソシアネートとを混合し、温度50〜140℃で10〜300分間反応させて得られるプレポリマーに、架橋剤等を加えて、130〜150℃に予熱した遠心成形機の金型内に注入し、2〜10分間硬化させる。上記硬化反応の後、同様に前処理したベース層用材料を、得られたクリーニング層上に注入し、30〜90分間硬化させる。上記硬化反応後、金型から取り出すことにより、厚さ1〜3mmの円柱状の2層構造シート体を得ることができる。これを幅8〜20mm、長さ220〜500mmの短冊状にカットすることにより、弾性ゴム部材を得ることができる。このような遠心成形法によって得られる弾性ゴム部材は、クリーニング層とベース層との間に、ウレタン結合が形成されている。この場合、両層間に強固な結合力(密着力)が生じるため、接着剤等で両層を接着しなくても良好なクリーニングブレードを製造することができる。
【0056】
上記工程(1)における遠心成形法においては、遠心成形機のクリーニング層用材料、ベース層用材料の投入順序を逆にすることも可能である。使用する遠心成形機の円筒金型内面の表面粗さが大きい場合、上述したように、遠心成形機の金型内面側をクリーニング層にすると、金型の表面粗さがクリーニング層表面に転写し、クリーニングブレードのエッジ精度が粗く、悪化する。従って、このような場合は、材料の投入順序を逆にすることによってエッジ精度の良好な弾性ゴム部材を製造することができる。
【0057】
上記製造方法では、上記工程(1)を行った後、上記工程(1)によって得られた弾性ゴム部材と支持部材とを接着させる工程(2)を行うものである。上記工程(2)は、従来公知の方法により行うことができ、例えば、上述した接着剤を用いて接着すること等により行うことができる。上記工程(2)で使用される支持部材は、上述したものと同様のものである。
【発明の効果】
【0058】
本発明の電子写真装置用クリーニングブレードは、上述した構成よりなるので、弾性ゴム部材と像担持体の表面との摩擦係数を低下させることができる。このため、小型化・低価格化、反転めくれ異常の防止、駆動系の簡素化、像担持体表面へのブレードの密着の防止等の要求を満たすことが可能となる。また、上記クリーニングブレードは、高いトナーせき止め効果を発揮させ、トナーのすり抜けを防止できるため、優れたクリーニング性が発揮される。更に、本発明においては、像担持体の表面に対するエッジ部の当接圧力が適正範囲内となるクリーニングブレードを生産性良く製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0059】
以下本発明について実施例を掲げて更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。また実施例中、「部」、「%」は特に断りのない限り「質量部」、「質量%」を意味する。
【0060】
実施例1〜6及び比較例1〜8 クリーニングブレードの製造
先ず、クリーニング層用材料を使用し、脱水処理を行ったポリオールとイソシアネートとを混合し、温度70℃で240分間反応させて得られるプレポリマーに、架橋剤を加えて、140℃に予熱した遠心成形機の金型内に注入し、10分間硬化させた。上記硬化反応の後、同様に前処理したベース層用材料を硬化したクリーニング層上に注入し、30分間硬化させた。上記硬化反応後、金型から取り出すことにより、厚さ2.00mmの円柱状の2層構造シート体を得ることができた。これを幅12mm、長さ330mmの短冊状にカットすることにより、弾性ゴム部材を得ることができた。
得られた弾性ゴム部材をメッキ鋼からなる支持部材に、ポリウレタン系ホットメルト接着剤を用いて接着し、クリーニングブレードを得た。
【0061】
使用したクリーニング層用材料、ベース層用材料、クリーニング層、ベース層の厚み(a)、(b)、a/(a+b)、硬さ(23℃)、反発弾性、永久伸びは、表1に示した通りである。クリーニング層及びベース層の硬さ、反発弾性、100%モジュラス、上述した方法により測定された値である。永久伸びは、表1に記載した方法により測定された値である。
【0062】
表1中のポリウレタンは、表2に示した配合からなるものである。
使用した材料の特性値は、以下のとおりである。
ポリエチレンアジペートエステルジオール:数平均分子量2000
ポリブチレンアジペートエステルジオール:数平均分子量2000
ポリカプロラクトンポリオール:数平均分子量2000
【0063】
(動摩擦係数の測定)
得られたクリーニングブレードを用いて、摩擦速度1500mm/分におけるヘイドン式対OPCフィルム動摩擦係数をヘイドン式表面性試験機(HEIDON−14DR型)を用いて測定した。なお、ヘイドン式対OPCフィルム動摩擦係数の測定は5回行い、最大値と最小値を除く3回の平均値を測定値とし、結果を表1に示した。
【0064】
(印字テスト)
実施例、比較例で得られたクリーニングブレードを市販の普通紙複写機(有機感光体使用、速度10枚/分)に装着し、印字テストを行った(テストは、23℃及び10℃の雰囲気下で行った)。印字テストは、100枚ごとにトナーのすり抜けが生じているか否かをチェックして、印刷物にトナーのすり抜けに起因するスジが認められた時点で終了とし、その印刷枚数を記録した。30000枚印刷してもスジが発生しなかったものはそこでテストを終了した。結果を表1に示した。
【0065】
【表1】

【0066】
【表2】

【0067】
表1から、実施例で得られたクリーニングブレードは、対OPCフィルムの動摩擦係数が小さい値を示していた。このため、実施例で得られたものは、小型化・低価格化、反転めくれ異常の防止、駆動系の簡素化、像担持体表面へのブレードの密着の防止等の要求を満たすものであると期待できた。また、印字テストの結果から実施例で得られたものは優れたクリーニング性を有するものであった。一方、比較例で得られたものは、動摩擦係数が大きい値を示すものであった。また、クリーニング性も劣っていた。
【産業上の利用可能性】
【0068】
本発明の電子写真装置用クリーニングブレードは、普通紙を記録紙として用いる静電式電子写真複写機に対して好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0069】
【図1】本発明の電子写真装置用クリーニングブレードの概略図の一例である。
【図2】ヘイドン式表面性試験機を用いた対OPCフィルム(像担持体)動摩擦係数測定法を示した模式図である。
【符号の説明】
【0070】
1 弾性ゴム部材
2 支持部材
3 接着剤層
4 クリーニング層
5 ベース層
6 エッジ部
7 試料(クリーニングブレード)
8 OPCフィルム(像担持体)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
弾性ゴム部材、支持部材及び接着剤層を有する電子写真装置用クリーニングブレードであって、
前記弾性ゴム部材は、前記支持部材と接合していないクリーニング層及び前記支持部材と前記接着剤層を介して接合しているベース層からなる2層構造を有し、
前記クリーニング層は、23℃におけるJIS A 硬さが91°〜99°のポリウレタンからなるものであり、
前記ベース層は、23℃におけるJIS A 硬さが60°〜80°のポリウレタンからなるものであり、
前記クリーニング層の厚み(a)と、前記クリーニング層の厚み(a)及び前記ベース層の厚み(b)の和(a+b)との比(a/(a+b))は、1/3以下である
ことを特徴とする電子写真装置用クリーニングブレード。
【請求項2】
クリーニング層は、23℃におけるJIS A 硬さが92°〜98°のポリウレタンからなるものである請求項1記載の電子写真装置用クリーニングブレード。
【請求項3】
ベース層は、23℃におけるJIS A 硬さが62°〜77°のポリウレタンからなるものである請求項1又は2記載の電子写真装置用クリーニングブレード。
【請求項4】
クリーニング層とベース層との間に、ウレタン結合が形成されているものである請求項1、2又は3記載の電子写真装置用クリーニングブレード。
【請求項5】
クリーニング層及びベース層のポリウレタンは、ともにポリエステルポリオールをポリオール成分とするものである請求項1、2、3又は4記載の電子写真装置用クリーニングブレード。
【請求項6】
クリーニング層及びベース層のポリウレタンは、ともにポリカプロラクトンポリオール、ポリエチレンアジペート、ポリブチレンアジペート又はポリエチレンブチレンアジペートをポリオール成分とするものである請求項1、2、3又は4記載の電子写真装置用クリーニングブレード。
【請求項7】
クリーニング層とベース層との2層構造を有する弾性ゴム部材を遠心成形法を用いて製造する工程(1)、及び、前記工程(1)で得られた弾性ゴム部材と支持部材とを接着させる工程(2)を含み、
前記クリーニング層は、23℃におけるJIS A 硬さが91°〜99°のポリウレタンからなるものであり、
前記ベース層は、23℃におけるJIS A 硬さが60°〜80°のポリウレタンからなるものであり、
前記クリーニング層の厚み(a)と、前記クリーニング層の厚み(a)及び前記ベース層の厚み(b)の和(a+b)との比(a/(a+b))は、1/3以下である
ことを特徴とする電子写真装置用クリーニングブレードの製造方法。

【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2008−70634(P2008−70634A)
【公開日】平成20年3月27日(2008.3.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−249660(P2006−249660)
【出願日】平成18年9月14日(2006.9.14)
【出願人】(000005061)バンドー化学株式会社 (429)
【Fターム(参考)】