JP3633390B2

JP3633390B2 - Cleaning blade

Info

Publication number: JP3633390B2
Application number: JP22615499A
Authority: JP
Inventors: 智志鈴木; 康仁鈴木; 晃宏前田; 史朗宮森; 知範早川
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 1999-08-10
Filing date: 1999-08-10
Publication date: 2005-03-30
Anticipated expiration: 2019-08-10
Also published as: JP2001051565A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真複写機等の感光ドラム外周面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】
電子写真複写機としては、感光ドラム外周面を一様に帯電させ、ついで被複写体の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、帯電されたトナーを付着させてトナー像を形成し複写紙等に転写することにより複写を行う形式のものが一般的である。
【０００３】
このような電子写真複写機では、トナー像の転写後に、感光ドラム外周面上にトナーが残留するため、上記感光ドラム外周面に、例えば図４に示すような板状保持具２２に支持されたクリーニングブレード２１を摺接し、残留トナーをこれで掻き落として除去することが行われている。
【０００４】
上記クリーニングブレード２１に用いられる弾性体としては、耐摩耗性等の力学的特性に優れるポリウレタン樹脂が賞用されている。しかしながら、このようなポリウレタン樹脂からなるクリーニングブレード２１は、長期間使用していると、感光ドラムに摺接するクリーニングブレード２１の先端部（感光ドラムと接触する部分）が摩耗してしまい、残留トナーの除去を良好に行えないという問題がある。
【０００５】
そこで、上記クリーニングブレード２１の耐摩耗性を向上させるために、ポリウレタン樹脂表面を低摩擦化させる方法として様々な試みがなされている。例えば、ポリウレタン樹脂表面をコーティングする方法（特開平４−２６００８４号公報、特開平４−２１２１９０号公報等）や、ポリウレタン樹脂内部に潤滑剤を分散させる方法（特開平７−３０６６１６号公報、特開平５−１５８３８９号公報、特開平５−１７３４６４号公報等）等があげられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記ポリウレタン樹脂表面をコーティングする方法は、初期の低摩擦化に効果はあるが、長期にわたって優れたエッジ精度が得られないため、クリーニング不良が起きるという問題がある。また、上記潤滑剤を分散させる方法は、ポリウレタン樹脂内部に潤滑剤を均一に分散・混合する工程等の新たな工程が余分に必要となって、製造効率の向上を図ることができないという問題がある。また、この時、固体潤滑剤を分散させる場合では、クリーニングブレード成形用のポリウレタン樹脂組成物の粘度が高くなってしまい、加工性が悪くなるという問題がある。他方、液体潤滑剤を分散させる場合では、上記液体潤滑剤のブリードアウト（滲み出し）により、画像に悪影響を及ぼすという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、優れたエッジ精度を備え、かつ、低摩擦性に優れたクリーニングブレードの提供をその目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明のクリーニングブレードは、ポリウレタン樹脂組成物硬化体製の板状体をカットして形成されるクリーニングブレードであって、上記カットにより形成されたクリーニングブレードの端面に、有機シロキサンの付着およびその付着後の酸素化処理によって珪素原子（Ｓｉ）が４ａｔｏｍ％以上存在しているという構成をとる。
【０００９】
すなわち、本発明者らは、優れたエッジ精度を備え、かつ、低摩擦性に優れたクリーニングブレードを得るべく、鋭意研究を重ねた。その結果、上記カットにより形成されたクリーニングブレードの端面に、例えば、ディッピングにより有機シロキサンを付着させ、その後、上記クリーニングブレードの端面に酸素化処理を施すことによって、上記端面に珪素原子（Ｓｉ）が４ａｔｏｍ％以上存在させるようにすると、所期の目的を達成できることを見出し、本発明に到達した。
【００１０】
ここで酸素化処理とは、紫外線照射処理，コロナ放電処理，プラズマ放電処理，オゾン雰囲気処理等の、活性酸素を発生させ、この活性酸素を利用し化学変化等を生起させる処理のことをいう。
【００１１】
また、有機シロキサンとは、メチルヒドロキシ・ポリシロキサン，メチルヒドロポリシロキサン，ポリジメチルシロキサン等のシリコーンを主成分とする有機物のことであり、そのまま使用されるか、あるいは溶剤に溶解して塗布液として使用される。ここで「主成分」とは、有機シロキサンを構成する主たる成分のことであって、組成物の特性に大きな影響を与えるもののことを意味し、全体が主成分のみからなる場合も含まれる。
【００１２】
上記クリーニングブレードの端面をこのようにすることにより、エッジ精度が良好となり、かつ、低摩擦性が促進されるのであるが、その理由は必ずしも明らかではない。しかし、つぎのような理由によるものと推察される。すなわち、上記クリーニングブレードの端面（カット面）に対して、ディッピング等により有機シロキサンを付着し、その後、上記クリーニングブレードの端面に、紫外線照射等の表面改質処理（酸素化処理）を施すと、上記クリーニングブレードの端面に付着する有機シロキサンが酸化され、シリカ（ＳｉＯ_２）状（ガラス調）に変化する。この際、珪素原子（Ｓｉ）を４ａｔｏｍ％以上存在させるように酸素化処理することにより、エッジ精度が良好になるとともに低摩擦性が向上するものと考えられる。
【００１３】
本発明によれば、上記酸素化処理によって、クリーニングブレードの端面のみが改質されるため、機械的強度や弾性圧接性等といったポリウレタンエラストマーが有する特性は損なわれず、クリーニング性能も低下しない。また、本発明のクリーニングブレードでは、上記端面における有機シロキサンは、上記酸素化処理によって有機シロキサンおよびポリウレタンの極性が増すことにより密着性を発揮すると考えられるため、元来、得ることが困難であった、有機シロキサンとポリウレタン樹脂組成物硬化体との密着性を充分に得ることができる。また、上記酸素化処理によって短時間の処理で効果を得ることができる。そのため、製造効率の向上効果も得られるようになる。
【００１４】
本発明においては、クリーニングブレードの端面に珪素原子（Ｓｉ）が４ａｔｏｍ％以上存在することが重要である。ここで、珪素原子（Ｓｉ）が４ａｔｏｍ％以上存在するとは、クリーニングブレードの端面に存在する全原子（対象元素：^３Ｌｉ〜^９８Ｃｆ）に占める珪素原子（Ｓｉ）の割合が４ａｔｏｍ％以上であることをいい、これは、Ｘ線光電子分光法〔ＥＳＣＡ〕により上記表面を分析することにより導出される値が４ａｔｏｍ％以上のことをいう。
【００１５】
特に、上記端面の酸素原子数（Ｏ）と炭素原子数（Ｃ）との比（Ｏ／Ｃ）が、クリーニングブレード内部のＯ／Ｃ比に対し、１．１５倍以上に設定すると、摩擦係数をより低下することができる。ここでの数値も、上記ＥＳＣＡ元素分析により導出される値である。ここで、クリーニングブレード内部の「内部」とは、クリーニングブレード表面の下の、酸素化処理を受けていない部分のことをいう。
【００１６】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態について説明する。
【００１７】
本発明のクリーニングブレード１は、例えば、図１に示すように、ポリウレタン樹脂組成物硬化体４からなり、板状保持具２に支持されて、その使用に供されるものであり、上記クリーニングブレード１の端面３には、先に述べたような処理がなされている。
【００１８】
上記クリーニングブレード１におけるポリウレタン樹脂組成物硬化体４の形成材料としては、ポリイソシアネートおよびポリオールを含有するポリウレタン樹脂組成物が用いられる。
【００１９】
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（水添加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。なかでも、耐摩耗性の観点から、ＭＤＩが好ましい。
【００２０】
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、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や、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。そして、このポリオールの数平均分子量（Ｍｎ、以下単に「分子量」という）は、１５００〜３０００の範囲に設定されていることが好ましい。より好ましくは、１５００〜２５００の範囲である。すなわち、上記分子量が１５００未満であると、得られるクリーニングブレード１の物性が低下する傾向がみられ、逆に上記分子量が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。なお、この分子量は、ポリオールの水酸基価（ｍｇＫＯＨ／ｇ）に基づいて下記の数式（１）により算出されたものである。
【００２１】
【数１】

【００２２】
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ましい。
【００２３】
上記多塩基性有機酸としては、特に限定するものではなく、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や、マレイン酸、フマル酸等の不飽和脂肪酸や、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があげられる。また、無水マレイン酸、無水フタル酸等の酸無水物や、テレフタル酸ジメチル等のジアルキルエステル等を用いることもできる。さらに、不飽和脂肪酸の二量化によって得られる、ダイマー酸を用いることもできる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。
【００２４】
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、特に限定するものではなく、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。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。
【００２５】
また、前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ましい。
【００２６】
上記環状エーテルとしては、特に限定するものではなく、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。
【００２７】
そして、本発明において、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、上記一連のもののなかでも、耐摩耗性に優れる、ポリブチレンアジペート（ＰＢＡ）が好ましい。
【００２８】
本発明で用いるポリウレタン樹脂組成物には、上記ポリイソシアネートおよびポリオール以外に、鎖延長剤、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、触媒等を含有させてもよい。
【００２９】
上記鎖延長剤としては、従来公知のものであれば特に限定されるものではなく、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。これらは単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。
【００３０】
上記触媒としては、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、アミン系化合物が好ましい。
【００３１】
上記三級アミンとしては、トリエチルアミン等のトリアルキルアミンや、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や、ジメチルエタノールアミン等のアミノアルコールや、エトキシル化アミンや、エトキシル化ジアミンや、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や、トリエチレンジアミンや、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や、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や、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。
【００３２】
上記有機錫化合物としては、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があげられる。また、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。
【００３３】
本発明のクリーニングブレード１は、上記各材料を用い、常法に準じて製造することができる。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、機械特性に優れるという観点から、プレポリマー法が好適に用いられる。
【００３４】
上記プレポリマー法に準じて、本発明のクリーニングブレード１は、例えばつぎのようにして製造される。すなわち、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、両者を所定の割合で配合し、所定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、上記ポリオールと、鎖延長剤、触媒等とを準備し、これらを所定の割合で配合し、所定の条件で混合して硬化剤液を調製する。
【００３５】
そして、上記主剤液および硬化剤液を所定の割合で配合・混合することによってポリウレタン樹脂組成物溶液をつくる。つぎに、図２（Ａ）に示すように、クリーニングブレード成形用金型５の内周面５ａに離型剤をスプレーで吹き付け、これに、クリーニングブレード１との接着処理（接着剤の塗布）を表面に施した板状保持具２を装着する。その状態で、上記ポリウレタン樹脂組成物溶液を金型５内に注入し、反応硬化させる。そして、得られたポリウレタン樹脂組成物硬化体４を、上記金型５から取り出し、図２（Ｂ）に示すように、破線Ｘの位置でカットし、２つのクリーニングブレードを得る。このカットにより形成されたクリーニングブレードの端面（カット面）に対して、後記の有機シロキサンの塗布および酸素化処理を行うことにより、図１に示すような、珪素原子（Ｓｉ）が特定の割合で存在する端面３を有するクリーニングブレード１を得ることができる。なお、上記クリーニングブレード１は板状保持具２と一体成形されている。
【００３６】
上記クリーニングブレード成形用金型５は、上記ポリウレタン樹脂組成物溶液を注入する前に、予備加熱されていることが望ましい。すなわち、上記金型５が予備加熱されることによって、成形性が向上するからである。そして、上記クリーニングブレード成形用金型５の内周面５ａには、上記のように、予め、離型剤が塗布されていることが望ましいが必須ではない。なお、上記離型剤は、特に限定されるものではなく、シリコーン系離型剤等の、従来公知のものでよい。
【００３７】
そして、上記ポリイソシアネートおよびポリオールを用いたウレタンプレポリマー（主剤液）の調製は、特に制限するものではなく、例えば、つぎのようにして調製される。すなわち、まず上記ポリイソシアネートとポリオールとを配合して混合し、反応させることにより、ウレタンプレポリマーを得る。このとき、上記ウレタンプレポリマーは、下記の数式（２）で算出されるＮＣＯ％の値が、４〜２０重量％の範囲になるように設定することが好ましい。すなわち、ＮＣＯ％の値が４重量％未満であると、ウレタンプレポリマーの粘度が充分に低下せず、成形型への注入が困難となるおそれがある。逆に、２０重量％を超えると、硬化反応が不均一となって、得られるウレタンゴムの物性が悪くなるという不都合を生じるからである。
【００３８】
【数２】

【００３９】
上記の方法により調製されたウレタンプレポリマー（主剤液）と上記硬化剤液が配合された液状組成物（ポリウレタン樹脂組成物）のＮＣＯインデックス（ＮＣＯ基／ＯＨ基）は、１００〜１４０の範囲に設定されていることが好ましい。すなわち、上記ＮＣＯインデックス（ＮＣＯ基／ＯＨ基）が１００未満であると、充分な架橋密度が得られずに耐摩耗性の向上がみられないからである。逆に、上記ＮＣＯインデックス（ＮＣＯ基／ＯＨ基）が１４０を超えると、クリーニングブレードの硬度が高くなりすぎ、感光ドラムを損傷させてしまい、画像不良を生じる傾向がみられるからである。
【００４０】
図２（Ｂ）に示すように破線Ｘの位置でカットすることにより形成された端面を有するクリーニングブレードに対して、上記端面に塗布される有機シロキサンとしては、特に限定されるものではなく、例えば、メチルヒドロキシ・ポリシロキサン，メチルヒドロポリシロキサン，ポリジメチルシロキサン等を主成分とするものがあげられる。これらは単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。なかでも、酸素化処理後の低摩擦化等を良好に図ることができる点から、ポリジメチルシロキサンを主成分とする有機シロキサンが好ましい。
【００４１】
上記有機シロキサンは、通常、液状であり、そのまま使用されるか、溶剤に溶解して塗布液として使用される。上記溶剤としては、例えば、メタノール，エタノール，イソプロピルアルコール等のアルコール類，メチルエチルケトン，トルエン，パラフィン系炭化水素等の炭化水素類，テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）、塩化メチレン等の塩素系溶剤があげられる。
【００４２】
なお、上記クリーニングブレードの端面に有機シロキサンを塗布する方法は特に限定されず、ディッピングのほかに、スプレー塗布等により付着させるようにしてもよい。
【００４３】
上記クリーニングブレードの端面（カット面）に対して、有機シロキサンを付着させた後、上記クリーニングブレードの端面に、酸素化処理が施される。上記酸素化処理としては、紫外線照射処理，コロナ放電処理，プラズマ放電処理，オゾン雰囲気処理のうちの一つが施される。上記紫外線照射処理としては、例えば、紫外線照射装置（ＵＢ０３１−２Ａ／ＢＭ、アイグラフィックス社製）を用い、距離３００ｍｍにて、紫外線を１，０００ｍＷ・ｍｉｎ／秒の積算光量を照射することにより行われる。上記コロナ放電処理としては、例えば、高周波電源装置（ＡＧＩ−０２０Ｓ、春日電機社製）を用い、０．２５ｋＷの出力により、コロナ放電を発生させ、電極との距離３ｍｍ、角度１５度にて６０秒間放電することにより行われる。また、上記プラズマ放電処理としては、例えば、プラズマジェット処理装置（ＰＪ−１、春日電機社製）を用い、距離５０ｍｍ、２０ｍｍ／秒で移動させる放電処理を２０回繰り返しすることにより行われる。また、上記オゾン雰囲気処理としては、例えば、ＵＶＣオゾンエージングテスター（ＰＰＨＭＵＶＣ−Ｄ、東洋精機製作所社製）を用い、オゾン濃度５０ｐｐｈｍ、温度４０℃の雰囲気下で、２４時間処理をすることにより行われる。
【００４４】
このようにして得られた本発明のクリーニングブレードの端面には珪素原子（Ｓｉ）が４ａｔｏｍ％以上存在している。より好ましくは５〜１５ａｔｏｍ％の範囲である。すなわち、珪素原子（Ｓｉ）が４ａｔｏｍ％未満であると、本発明の効果が得られないからである。
【００４５】
そして、上記酸素化処理によって形成された端面の酸素原子数（Ｏ）と炭素原子数（Ｃ）との比（Ｏ／Ｃ）が、クリーニングブレード内部のＯ／Ｃ比に対し、１．１５倍以上に設定すると、摩擦係数をより下げることができる。より好ましくは１．２〜３．５倍の範囲である。
【００４６】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。
【００４７】
【実施例１】
〔ウレタンプレポリマー（主剤液）の合成〕
あらかじめ、８０℃にて１時間真空脱泡したＰＢＡ（Ｎ４０１０、Ｍｎ：２０００、日本ポリウレタン工業社製）１００部に対し、ＭＤＩ（ミリオネートＭＴ、日本ポリウレタン工業社製）４４部を添加し、窒素雰囲気下で、８０℃にて３時間反応させ、ＮＣＯ％：７．３重量％となるＮＣＯ末端プレポリマーを得た。
【００４８】
〔硬化剤液の調製〕
１．４．−ブタンジオールおよびトリメチロールプロパンとの混合物（重量比で６０／４０）１００部に対して、触媒としてトリエチレンジアミン（ＤＡＢＣＯ、三共エアプロダクツ社製）を０．１部添加し、８０℃にて１時間真空脱水することで、硬化剤液を調製した。
【００４９】
〔ポリウレタン樹脂組成物溶液の調製〕
上記ウレタンプレポリマー（主剤液）を７０℃にて３０分間真空脱泡させたところに、上記硬化剤液をＮＣＯインデックスが１１０となるように加え、減圧下、攪拌羽根で６０秒間混合することによりポリウレタン樹脂組成物溶液を調製した。
【００５０】
〔ディッピング液（浸漬液）の調製〕
一方、ディッピング液として、ポリジメチルシロキサン〔ＳＨ２００オイル（５００ｍｍ^２／ｓ，２５℃）、東レ・ダウコーニング・シリコーン社製〕を炭化水素系溶液（ＩＰソルベント１６２０、出光石油化学社製）に０．１重量％の濃度になるよう溶解し調製した。
【００５１】
〔クリーニングブレードの成形〕
そして、図２（Ａ）に示すように、１４０℃に予備加熱されたクリーニングブレード成形用金型５の内周面５ａに離型剤をスプレーで吹き付けたうえで、クリーニングブレードとの接着処理（接着剤の塗布）を表面に施した板状保持具２を、上記金型５に装着する。ついで、上記ポリウレタン樹脂組成物溶液を金型５内に注入し、１４０℃で３０分間反応させることで硬化させ、硬化体４を得た。そして、図２（Ｂ）に示すように、上記硬化体４を、脱型後に破線Ｘの位置でカットした後、１００℃×１０時間の二次キュアを行い、２つのクリーニングブレード（厚み２ｍｍ×長手方向２４０ｍｍ×幅方向１０ｍｍ）を得た。
【００５２】
〔ディッピング液への浸漬および酸素化処理〕
上記ディッピング液に、上記クリーニングブレードの端面（カット面）３を浸漬し、その後風乾させた。つぎに、上記端面に対して酸素化処理を施した。上記酸素化処理は、以下に示す条件のコロナ処理で行った。
＜コロナ処理＞
高周波電源装置（ＡＧＩ−０２０Ｓ、春日電機社製）を用い、０．２５ｋＷの出力により、コロナ放電を発生させ、電極との距離３ｍｍ、角度１５度にて６０秒間コロナ処理を行った。
【００５３】
【実施例２】
上記酸素化処理を、以下に示す条件のプラズマ放電処理で行う以外は実施例１と同様にして、クリーニングブレードを作製した。
＜プラズマ放電処理＞
プラズマジェット処理装置（ＰＪ−１、春日電機社製）を用い、距離５０ｍｍ、２０ｍｍ／秒で移動させる処理を２０回繰り返した。
【００５４】
【実施例３】
上記酸素化処理を、以下に示す条件のオゾン雰囲気処理で行う以外は実施例１と同様にして、クリーニングブレードを作製した。
＜オゾン雰囲気処理＞
ＵＶＣオゾンエージングテスター（ＰＰＨＭＵＶＣ−Ｄ、東洋精機製作所社製）を用い、オゾン濃度５０ｐｐｈｍ、温度４０℃の雰囲気下で、２４時間処理を行った。
【００５５】
【実施例４】
上記酸素化処理を、以下に示す条件の紫外線照射処理で行う以外は実施例１と同様にして、クリーニングブレードを作製した。
＜紫外線照射処理＞
紫外線照射装置（ＵＢ０３１−２Ａ／ＢＭ、アイグラフィックス社製）を用い、距離３００ｍｍにて、紫外線を１，０００ｍＷ・ｍｉｎ／秒の積算光量を照射した。
【００５６】
【比較例１】
上記ディッピング液への浸漬処理を行わず、かつ、端面３に対する酸素化処理も行わない以外は、実施例１と同様にして、クリーニングブレードを作製した。
【００５７】
【比較例２】
上記ディッピング液への浸漬処理を行わない以外は実施例１と同様にして、クリーニングブレードを作製した。なお、端面３に対する酸素化処理は、実施例１と同条件のコロナ処理によって施された。
【００５８】
【比較例３】
端面３に対する酸素化処理を行わなかった以外は、実施例１と同様にしてクリーニングブレードを作製した。
【００５９】
このようにして得られた各クリーニングブレードについて、下記の基準で測定・評価し、その結果を後記の表１に示した。
【００６０】
〔珪素原子量（Ｓｉ）およびＯ／Ｃ比〕
得られた各クリーニングブレードの端面およびクリーニングブレード内部に対し、ＥＳＣＡシステム（ＰＨＩ５６００システム、アルバックファイ社製）を用いて、以下の測定条件により、酸素原子，炭素原子，窒素原子および珪素原子の割合を測定し、珪素原子量（Ｓｉ）およびＯ／Ｃ比を算出した。すなわち、Ａｌモノクロメータ（１４ｋＶ、１５０Ｗ）を使用してＸ線を照射し、電子中和銃により帯電補正を行いながら、測定領域：φ８００μｍ、光電子取り出し角：４５ｄｅｇ、解像度１８７．８５ｐａｓｓｅｎｅｒｇｙ、０．８ｅＶ／ｓｔｅｐ、２０ｔｉｍｅ／ｓｔｅｐの条件で測定を行った。
【００６１】
〔摩擦係数〕
図３に示す装置を用いて、摩擦係数を測定した。すなわち、得られた各クリーニングブレードの先端部をウレタンチップ１１として切り出し（厚み２ｍｍ×長手方向１０ｍｍ×幅方向１０ｍｍ）、一方の端部（各クリーニングブレードの端面であったところと反対の部位）に板状保持材１２を接着したうえで、他方の先端角部（各クリーニングブレードの端面であった部位）を平滑なＰＥＴ製板状体１６の表面に圧接し、上記ＰＥＴ製板状体１６を矢印Ｙ方向（ドクター方向）に一定速度で走行させて、このときに生ずる摩擦係数を測定した。
【００６２】
〔クリーニングブレードの摩耗量・エッジ直線性評価〕
得られたクリーニングブレードを市販のＡ４レーザービームプリンタ内に装着し、３０，０００枚の画出し評価を行った後の、ブレードエッジ部の摩耗量およびエッジ直線性を評価した。上記摩耗量は、走査型電子顕微鏡にてクリーニングブレードの先端部の摩耗状態を観察し、摩耗した部分の断面積（Ｕμｍ^２）と、先端部の単位長さ（Ｖμｍ）を測定し、下記の数式（３）により、摩耗量（Ｗμｍ^３）を算出した。
【００６３】
【数３】

【００６４】
また、耐久前後のエッジ直線性の変化は顕微鏡による目視で判定し、変化が見られなかったものを○、変化が見られたものを×としてあらわした。
【００６５】
【表１】

【００６６】
【表２】

【００６７】
上記表１〜表２の結果から、実施例品はいずれも摩耗量が少なく、優れた耐摩耗性を備えるクリーニングブレードであることがわかる。しかも、これらは、使用によってエッジ直線性が損なわれることがほとんどなく、低摩擦性も実現されている。これに対して比較例品は、摩耗が激しくエッジ直線性も損なわれやすく、摩擦係数も比較的高くなっていて、実施例品よりも性能が劣っている。
【００６８】
【発明の効果】
以上のように、本発明のクリーニングブレードは、ポリウレタン樹脂組成物硬化体製の板状体をカットして形成され、上記カットにより形成されたクリーニングブレードの端面に、有機シロキサンの付着およびその付着後の酸素化処理により、有機シロキサンの密着性を上げた形にして、珪素原子（Ｓｉ）を４ａｔｏｍ％以上存在させている。そして、上記付着後の酸素化処理により、クリーニングブレード端面の有機シロキサンがシリカ状に変化しているため、エッジ精度が良好となり、かつ、低摩擦性が向上する。特に、上記端面の酸素原子数（Ｏ）と炭素原子数（Ｃ）との比（Ｏ／Ｃ）が、クリーニングブレード内部のＯ／Ｃ比に対し、１．１５倍以上に設定したときには、摩擦係数をより下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のクリーニングブレードの一例を示す縦断面図である。
【図２】（Ａ）は、クリーニングブレード成形用金型に、２個の板状保持具を取り付けた状態の縦断面図であり、（Ｂ）は、上記金型によって形成された２組の板状保持具付きクリーニングブレードの縦断面図である。
【図３】クリーニングブレードの摩擦係数の測定装置の構成図である。
【図４】従来のクリーニングブレードの一例を示す部分破断構成である。
【符号の説明】
１クリーニングブレード
２板状保持具
３端面
４ポリウレタン樹脂組成物硬化体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cleaning blade for removing toner remaining on the outer peripheral surface of a photosensitive drum such as an electrophotographic copying machine.
[0002]
[Prior art]
As an electrophotographic copying machine, an electrostatic latent image is formed on the outer peripheral surface by uniformly charging the outer peripheral surface of the photosensitive drum and then exposing the outer peripheral surface via a copy image of the copy. In general, the electrostatic latent image is of a type in which a charged toner is attached to form a toner image and transferred to a copy paper to copy.
[0003]
In such an electrophotographic copying machine, since toner remains on the outer peripheral surface of the photosensitive drum after the toner image is transferred, it is supported on the outer peripheral surface of the photosensitive drum by, for example, a plate-like holder 22 as shown in FIG. A cleaning blade 21 is slidably contacted, and residual toner is scraped off and removed.
[0004]
As the elastic body used for the cleaning blade 21, a polyurethane resin excellent in mechanical properties such as abrasion resistance is used. However, when such a cleaning blade 21 made of a polyurethane resin is used for a long period of time, the tip of the cleaning blade 21 that comes into sliding contact with the photosensitive drum (the portion that comes into contact with the photosensitive drum) is worn away, and residual toner is removed. There is a problem that the removal cannot be performed well.
[0005]
Therefore, in order to improve the wear resistance of the cleaning blade 21, various attempts have been made as a method for reducing the friction of the polyurethane resin surface. For example, a method of coating the surface of a polyurethane resin (JP-A-4-260084, JP-A-4-212190, etc.), or a method of dispersing a lubricant in the polyurethane resin (JP-A-7-306616, JP-A-Hei. No. 5-158389, JP-A-5-173464, etc.).
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the method of coating the surface of the polyurethane resin is effective in reducing the initial friction, but has a problem that defective cleaning occurs because excellent edge accuracy cannot be obtained over a long period of time. Moreover, the method of dispersing the lubricant requires a new process such as a process of uniformly dispersing and mixing the lubricant inside the polyurethane resin, and thus cannot improve the production efficiency. is there. Further, at this time, when the solid lubricant is dispersed, there is a problem that the viscosity of the polyurethane resin composition for molding a cleaning blade is increased and the processability is deteriorated. On the other hand, when the liquid lubricant is dispersed, there is a problem in that the image is adversely affected by bleeding out of the liquid lubricant.
[0007]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a cleaning blade having excellent edge accuracy and excellent low friction.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the cleaning blade of the present invention is a cleaning blade formed by cutting a plate-like body made of a cured polyurethane resin composition, and is formed on the end face of the cleaning blade formed by the cutting. , Organosiloxane adhesion and After its adhesion A structure in which silicon atom (Si) is present at 4 atom% or more by oxygenation treatment is adopted.
[0009]
That is, the present inventors have intensively studied in order to obtain a cleaning blade having excellent edge accuracy and excellent low friction. As a result, for example, by attaching organic siloxane to the end face of the cleaning blade formed by the cutting by dipping and then performing oxygenation treatment on the end face of the cleaning blade, silicon atoms (Si) are formed on the end face. The present inventors have found that the intended purpose can be achieved when the content is 4 atom% or more, and the present invention has been achieved.
[0010]
Here, the oxygenation treatment refers to a treatment that generates active oxygen such as ultraviolet irradiation treatment, corona discharge treatment, plasma discharge treatment, ozone atmosphere treatment, etc., and causes a chemical change or the like using the active oxygen.
[0011]
The organic siloxane is an organic substance mainly composed of silicone such as methylhydroxy polysiloxane, methylhydropolysiloxane, polydimethylsiloxane, etc., and is used as it is or dissolved in a solvent as a coating solution. used. Here, the “main component” is a main component constituting the organosiloxane and means a component that greatly affects the properties of the composition, and includes the case where the whole consists of only the main component.
[0012]
By making the end face of the cleaning blade in this way, the edge accuracy is improved and the low friction property is promoted, but the reason is not necessarily clear. However, it is surmised that the reason is as follows. That is, when an organic siloxane is attached to the end face (cut face) of the cleaning blade by dipping or the like, and then subjected to a surface modification treatment (oxygenation treatment) such as ultraviolet irradiation on the end face of the cleaning blade, The organic siloxane adhering to the end face of the cleaning blade is oxidized, and silica (SiO ₂ ) Shape (glass tone). At this time, it is considered that by performing oxygenation treatment so that silicon atoms (Si) are present in an amount of 4 atom% or more, the edge accuracy is improved and the low friction property is improved.
[0013]
According to the present invention, since only the end face of the cleaning blade is modified by the oxygenation treatment, the properties of the polyurethane elastomer such as mechanical strength and elastic pressure contact property are not impaired, and the cleaning performance is not deteriorated. In the cleaning blade of the present invention, the organic siloxane on the end face is considered difficult to obtain because it is considered that the oxygenation treatment increases the polarity of the organic siloxane and polyurethane. Adhesiveness between the organic siloxane and the cured polyurethane resin composition can be sufficiently obtained. Moreover, an effect can be acquired by the process for a short time by the said oxygenation process. For this reason, an effect of improving the manufacturing efficiency can be obtained.
[0014]
In the present invention, it is important that silicon atoms (Si) are present at 4 atom% or more on the end face of the cleaning blade. Here, the presence of 4 atom% or more of silicon atoms (Si) means that all atoms present on the end face of the cleaning blade (target element: ³ Li ~ ⁹⁸ The proportion of silicon atoms (Si) in Cf) is 4 atom% or more, which means that the value derived by analyzing the surface by X-ray photoelectron spectroscopy [ESCA] is 4 atom% or more. Say.
[0015]
In particular, when the ratio (O / C) of the number of oxygen atoms (O) to the number of carbon atoms (C) on the end face is set to 1.15 times or more than the O / C ratio inside the cleaning blade, the friction coefficient Can be further reduced. The numerical value here is also a value derived by the ESCA elemental analysis. Here, the “inside” inside the cleaning blade refers to a portion below the surface of the cleaning blade that has not been subjected to oxygenation treatment.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment of the present invention will be described.
[0017]
The cleaning blade 1 of the present invention comprises, for example, a polyurethane resin composition cured body 4 as shown in FIG. 1, is supported by a plate-like holder 2, and is used for the use. 1 is subjected to the processing described above.
[0018]
As a material for forming the polyurethane resin composition cured body 4 in the cleaning blade 1, a polyurethane resin composition containing polyisocyanate and polyol is used.
[0019]
The polyisocyanate is not particularly limited. For example, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI), 2,4-tolylene diisocyanate (2,4-TDI), 2,6-tolylene diisocyanate (2 , 6-TDI), 3,3′-vitrylene-4,4′-diisocyanate, 3,3′-dimethyldiphenylmethane-4,4′-diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate uretidinedione (2,4- TDI dimer), 1,5-naphthylene diisocyanate, metaphenylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate (water-added MDI), carbodiimide-modified MDI, orthotoluidine diisocyanate Examples include diisocyanates such as xylene diisocyanate, paraphenylene diisocyanate, and lysine diisocyanate methyl ester, triisocyanates such as triphenylmethane-4,4 ′, 4 ″ -triisocyanate, and polymeric MDI. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, MDI is preferred from the viewpoint of wear resistance.
[0020]
Examples of the polyol used together with the polyisocyanate include polyester polyols such as polyester diol and polyester triol, and polyether polyols such as polycaprolactone, polycarbonate, polyoxytetramethylene glycol, and polyoxypropylene glycol. These may be used alone or in combination of two or more. The number average molecular weight (Mn, hereinafter simply referred to as “molecular weight”) of the polyol is preferably set in the range of 1500 to 3000. More preferably, it is the range of 1500-2500. That is, when the molecular weight is less than 1500, the physical properties of the resulting cleaning blade 1 tend to be reduced. Conversely, when the molecular weight exceeds 3000, the workability tends to deteriorate. The molecular weight is calculated by the following mathematical formula (1) based on the hydroxyl value (mgKOH / g) of the polyol.
[0021]
[Expression 1]

[0022]
The polyester polyol is preferably a hydroxyl polyester polyol produced from a polybasic organic acid and a polyol and having a hydroxyl group as a terminal group.
[0023]
The polybasic organic acid is not particularly limited, and is saturated fatty acid such as oxalic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, isosebacic acid, and maleic acid. And unsaturated fatty acids such as fumaric acid and dicarboxylic acids such as aromatic acids such as phthalic acid, isophthalic acid and terephthalic acid. In addition, acid anhydrides such as maleic anhydride and phthalic anhydride, and dialkyl esters such as dimethyl terephthalate can also be used. Furthermore, dimer acid obtained by dimerization of unsaturated fatty acid can also be used. These may be used alone or in combination of two or more.
[0024]
The polyol used together with the polybasic organic acid is not particularly limited, and ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, butylene glycol, neopentyl glycol, 1,6-hexylene glycol, etc. Diols, triols such as trimethylolethane, trimethylolpropane, hexanetriol and glycerin, and hexaols such as sorbitol. These may be used alone or in combination of two or more.
[0025]
Moreover, as said polyether polyol, what is manufactured by ring-opening polymerization or copolymerization of cyclic ether is preferable.
[0026]
The cyclic ether is not particularly limited, and ethylene oxide, propylene oxide, trimethylene oxide, butylene oxide, α-methyltrimethylene oxide, 3,3′-dimethyltrimethylene oxide, tetrahydrofuran, dioxane, dioxamine, and the like. can give.
[0027]
And in this invention, as a polyol used with the said polyisocyanate, polybutylene adipate (PBA) which is excellent in abrasion resistance among the said series is preferable.
[0028]
In addition to the above polyisocyanates and polyols, the polyurethane resin composition used in the present invention includes chain extenders, foaming agents, surfactants, flame retardants, colorants, fillers, plasticizers, stabilizers, mold release agents, catalysts. Etc. may be included.
[0029]
The chain extender is not particularly limited as long as it is a conventionally known one. For example, 1,4-butanediol (1,4-BD), ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, Hexanediol, 1,4-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, xylene glycol, triethylene glycol, trimethylolpropane (TMP), glycerin, pentaerythritol, sorbitol, 1,2,6-hexanetriol, etc. Examples include polyols having a molecular weight of 300 or less. These may be used alone or in combination of two or more.
[0030]
Examples of the catalyst include amine compounds such as tertiary amines and organometallic compounds such as organotin compounds. Of these, amine compounds are preferred.
[0031]
Examples of the tertiary amine include trialkylamines such as triethylamine, tetraalkyldiamines such as N, N, N ′, N′-tetramethyl-1,3-butanediamine, aminoalcohols such as dimethylethanolamine, Ethoxylated amines, ethoxylated diamines, ester amines such as bis (diethylethanolamine) adipate, triethylenediamine, cyclohexylamine derivatives such as N, N-dimethylcyclohexylamine, N-methylmorpholine, N- (2 Morpholine derivatives such as -hydroxypropyl) -dimethylmorpholine and piperazine derivatives such as N, N'-diethyl-2-methylpiperazine and N, N'-bis- (2-hydroxypropyl) -2-methylpiperazine It is done.
[0032]
Examples of the organic tin compound include dialkyltin compounds such as dibutyltin dilaurate and dibutyltin di (2-ethylhexoate). Further, stannous 2-ethylcaproate, stannous oleate and the like can be mentioned.
[0033]
The cleaning blade 1 of the present invention can be manufactured according to a conventional method using each of the above materials. Specifically, it can be produced according to a prepolymer method, a semi one-shot method, or a one-shot method. Of these, the prepolymer method is preferably used from the viewpoint of excellent mechanical properties.
[0034]
According to the prepolymer method, the cleaning blade 1 of the present invention is manufactured, for example, as follows. That is, first, the polyisocyanate and the polyol are prepared, both are blended at a predetermined ratio, and reacted under predetermined reaction conditions to prepare a urethane prepolymer (main agent liquid). On the other hand, the polyol, a chain extender, a catalyst and the like are prepared, blended at a predetermined ratio, and mixed under predetermined conditions to prepare a curing agent solution.
[0035]
Then, a polyurethane resin composition solution is prepared by blending and mixing the main agent liquid and the curing agent liquid in a predetermined ratio. Next, as shown in FIG. 2 (A), a release agent is sprayed onto the inner peripheral surface 5a of the cleaning blade molding die 5 and sprayed to the cleaning blade 1 (application of adhesive). The plate-like holder 2 having the surface is attached. In this state, the polyurethane resin composition solution is poured into the mold 5 and reaction-cured. And the obtained polyurethane resin composition hardening body 4 is taken out from the said metal mold | die 5, and as shown to FIG. 2 (B), it cuts in the position of the broken line X, and obtains two cleaning blades. By applying the organic siloxane described below and oxygenation treatment to the end face (cut surface) of the cleaning blade formed by this cutting, silicon atoms (Si) as shown in FIG. The cleaning blade 1 having the existing end face 3 can be obtained. The cleaning blade 1 is integrally formed with the plate-like holder 2.
[0036]
The cleaning blade molding die 5 is preferably preheated before the polyurethane resin composition solution is injected. That is, the moldability is improved by preheating the mold 5. In addition, as described above, a release agent is preferably applied to the inner peripheral surface 5a of the cleaning blade molding die 5 in advance, but it is not essential. The release agent is not particularly limited, and may be a conventionally known release agent such as a silicone-based release agent.
[0037]
And preparation of the urethane prepolymer (main agent liquid) using the said polyisocyanate and polyol is not restrict | limited in particular, For example, it prepares as follows. That is, first, the urethane prepolymer is obtained by mixing and reacting the polyisocyanate and the polyol. At this time, the urethane prepolymer is preferably set so that the value of NCO% calculated by the following mathematical formula (2) is in the range of 4 to 20% by weight. That is, when the value of NCO% is less than 4% by weight, the viscosity of the urethane prepolymer is not sufficiently lowered, and there is a possibility that injection into a mold becomes difficult. On the contrary, if it exceeds 20% by weight, the curing reaction becomes non-uniform so that the physical properties of the resulting urethane rubber are deteriorated.
[0038]
[Expression 2]

[0039]
The NCO index (NCO group / OH group) of the liquid composition (polyurethane resin composition) in which the urethane prepolymer (main agent liquid) prepared by the above method and the curing agent liquid are blended is in the range of 100 to 140. It is preferable that it is set. That is, if the NCO index (NCO group / OH group) is less than 100, sufficient crosslinking density cannot be obtained and no improvement in wear resistance is observed. On the other hand, if the NCO index (NCO group / OH group) exceeds 140, the cleaning blade becomes too hard, and the photosensitive drum tends to be damaged, which tends to cause image defects.
[0040]
As shown in FIG. 2B, for the cleaning blade having an end face formed by cutting at the position of the broken line X, the organic siloxane applied to the end face is not particularly limited. , Methylhydroxypolysiloxane, methylhydropolysiloxane, polydimethylsiloxane and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, organic siloxanes containing polydimethylsiloxane as the main component are preferred from the standpoint that the reduction of friction after the oxygenation treatment can be satisfactorily achieved.
[0041]
The organosiloxane is usually in a liquid state and is used as it is, or dissolved in a solvent and used as a coating solution. Examples of the solvent include alcohols such as methanol, ethanol and isopropyl alcohol, hydrocarbons such as methyl ethyl ketone, toluene and paraffin hydrocarbons, tetrahydrofuran (THF), N, N-dimethylformamide (DMF), N, N -Chlorinated solvents such as dimethylacetamide (DMAC) and methylene chloride.
[0042]
The method for applying the organosiloxane to the end face of the cleaning blade is not particularly limited, and it may be attached by spraying or the like in addition to dipping.
[0043]
After adhering organosiloxane to the end face (cut face) of the cleaning blade, the end face of the cleaning blade is subjected to oxygenation treatment. As the oxygenation treatment, one of ultraviolet irradiation treatment, corona discharge treatment, plasma discharge treatment, and ozone atmosphere treatment is performed. As the ultraviolet irradiation treatment, for example, by using an ultraviolet irradiation device (UB031-2A / BM, manufactured by Eye Graphics Co., Ltd.), an ultraviolet ray is irradiated with an integrated light amount of 1,000 mW · min / sec at a distance of 300 mm. Done. As the corona discharge treatment, for example, a high frequency power supply device (AGI-020S, manufactured by Kasuga Denki Co., Ltd.) is used to generate corona discharge with an output of 0.25 kW, and the distance from the electrode is 3 mm and the angle is 15 degrees. This is done by discharging for 2 seconds. In addition, the plasma discharge treatment is performed, for example, by using a plasma jet treatment apparatus (PJ-1, manufactured by Kasuga Denki Co., Ltd.) and repeating the discharge treatment moved at a distance of 50 mm and 20 mm / second 20 times. The ozone atmosphere treatment is performed by, for example, using a UVC ozone aging tester (PPHM UVC-D, manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.) for 24 hours in an atmosphere having an ozone concentration of 50 pphm and a temperature of 40 ° C. Is called.
[0044]
Silicon atoms (Si) are present at 4 atom% or more on the end face of the cleaning blade of the present invention thus obtained. More preferably, it is the range of 5-15 atom%. That is, when the silicon atom (Si) is less than 4 atom%, the effect of the present invention cannot be obtained.
[0045]
The ratio (O / C) of the number of oxygen atoms (O) and the number of carbon atoms (C) on the end face formed by the oxygenation treatment is 1.15 times the O / C ratio inside the cleaning blade. If it sets to the above, a friction coefficient can be lowered | hung more. More preferably, it is the range of 1.2 to 3.5 times.
[0046]
Next, examples will be described together with comparative examples.
[0047]
[Example 1]
[Synthesis of urethane prepolymer (main liquid)]
44 parts of MDI (Millionate MT, manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.) was added to 100 parts of PBA (N4010, Mn: 2000, manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.) that had been degassed at 80 ° C. for 1 hour in advance, and a nitrogen atmosphere Under the condition, the mixture was reacted at 80 ° C. for 3 hours to obtain an NCO-terminated prepolymer having NCO%: 7.3 wt%.
[0048]
(Preparation of curing agent solution)
1.4. -To 100 parts of a mixture of butanediol and trimethylolpropane (weight ratio 60/40), 0.1 part of triethylenediamine (DABCO, Sankyo Air Products Co., Ltd.) was added as a catalyst, and 1 part at 80 ° C was added. A curing agent solution was prepared by vacuum dehydration for a period of time.
[0049]
[Preparation of polyurethane resin composition solution]
When the urethane prepolymer (main agent liquid) was vacuum degassed at 70 ° C. for 30 minutes, the curing agent liquid was added so that the NCO index was 110, and the mixture was mixed with a stirring blade for 60 seconds under reduced pressure. A polyurethane resin composition solution was prepared.
[0050]
[Preparation of dipping liquid (immersion liquid)]
On the other hand, polydimethylsiloxane [SH200 oil (500 mm ² / S, 25 ° C.) manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co.] was dissolved in a hydrocarbon solution (IP Solvent 1620, manufactured by Idemitsu Petrochemical Co., Ltd.) to a concentration of 0.1% by weight.
[0051]
[Formation of cleaning blade]
Then, as shown in FIG. 2A, after spraying a release agent on the inner peripheral surface 5a of the cleaning blade molding die 5 preheated to 140 ° C. by spraying, an adhesion treatment with the cleaning blade ( A plate-like holder 2 having a surface coated with adhesive is attached to the mold 5. Next, the polyurethane resin composition solution was poured into the mold 5 and cured by reacting at 140 ° C. for 30 minutes to obtain a cured body 4. Then, as shown in FIG. 2 (B), the cured body 4 is cut at the position of the broken line X after demolding, and then subjected to secondary curing at 100 ° C. for 10 hours, and two cleaning blades (thickness 2 mm × (Longitudinal direction 240 mm × width direction 10 mm).
[0052]
[Immersion in dipping solution and oxygenation treatment]
The end surface (cut surface) 3 of the cleaning blade was immersed in the dipping solution and then air-dried. Next, the end surface was subjected to oxygenation treatment. The oxygenation treatment was performed by corona treatment under the following conditions.
<Corona treatment>
Using a high frequency power supply (AGI-020S, manufactured by Kasuga Denki Co., Ltd.), corona discharge was generated with an output of 0.25 kW, and a corona treatment was performed for 60 seconds at a distance of 3 mm from the electrode and an angle of 15 degrees.
[0053]
[Example 2]
A cleaning blade was produced in the same manner as in Example 1 except that the oxygenation treatment was performed by plasma discharge treatment under the following conditions.
<Plasma discharge treatment>
Using a plasma jet processing apparatus (PJ-1, manufactured by Kasuga Denki Co., Ltd.), the process of moving at a distance of 50 mm and 20 mm / second was repeated 20 times.
[0054]
[Example 3]
A cleaning blade was produced in the same manner as in Example 1 except that the oxygenation treatment was performed in an ozone atmosphere treatment under the following conditions.
<Ozone atmosphere treatment>
Using a UVC ozone aging tester (PPHM UVC-D, manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.), the treatment was performed for 24 hours in an atmosphere having an ozone concentration of 50 pphm and a temperature of 40 ° C.
[0055]
[Example 4]
A cleaning blade was produced in the same manner as in Example 1 except that the oxygenation treatment was performed by ultraviolet irradiation treatment under the following conditions.
<Ultraviolet irradiation treatment>
Using an ultraviolet irradiation device (UB031-2A / BM, manufactured by Eye Graphics Co., Ltd.), an integrated light amount of 1,000 mW · min / second was irradiated with ultraviolet rays at a distance of 300 mm.
[0056]
[Comparative Example 1]
A cleaning blade was produced in the same manner as in Example 1 except that the immersion treatment in the dipping solution was not performed and the oxygenation treatment on the end face 3 was not performed.
[0057]
[Comparative Example 2]
A cleaning blade was produced in the same manner as in Example 1 except that the dipping treatment was not performed. In addition, the oxygenation process with respect to the end surface 3 was performed by the corona treatment of the same conditions as Example 1. FIG.
[0058]
[Comparative Example 3]
A cleaning blade was produced in the same manner as in Example 1 except that the oxygenation treatment on the end face 3 was not performed.
[0059]
The cleaning blades thus obtained were measured and evaluated according to the following criteria, and the results are shown in Table 1 below.
[0060]
[Silicon atomic weight (Si) and O / C ratio]
Using the ESCA system (PHI5600 system, ULVAC-PHI), the ratio of oxygen atoms, carbon atoms, nitrogen atoms, and silicon atoms is measured with respect to the obtained end face of each cleaning blade and the inside of the cleaning blade under the following measurement conditions. Measured and calculated silicon atomic weight (Si) and O / C ratio. That is, while irradiating with X-rays using an Al monochromator (14 kV, 150 W) and correcting for charging with an electron neutralizing gun, measurement area: φ800 μm, photoelectron extraction angle: 45 deg, resolution 187.85 passage energy, 0.8 eV The measurement was conducted under the conditions of / step and 20 time / step.
[0061]
〔Coefficient of friction〕
The coefficient of friction was measured using the apparatus shown in FIG. That is, the tip of each cleaning blade obtained was cut out as a urethane tip 11 (thickness 2 mm × longitudinal direction 10 mm × width direction 10 mm), and at one end (the part opposite to the end face of each cleaning blade). After the plate-like holding material 12 is bonded, the other tip corner (the portion that was the end face of each cleaning blade) is pressed against the surface of the smooth PET plate-like body 16, and the PET plate-like body 16 is attached. Traveling at a constant speed in the arrow Y direction (doctor direction), the friction coefficient generated at this time was measured.
[0062]
[Evaluation of cleaning blade wear and edge linearity]
The obtained cleaning blade was mounted in a commercially available A4 laser beam printer, and after evaluating 30,000 images, the wear amount and edge linearity of the blade edge portion were evaluated. The amount of wear is determined by observing the state of wear of the tip of the cleaning blade with a scanning electron microscope and examining the cross-sectional area of the worn portion (U μm ² ) And the unit length (V μm) of the tip, and the wear amount (W μm) according to the following formula (3) ³ ) Was calculated.
[0063]
[Equation 3]

[0064]
In addition, the change in edge linearity before and after endurance was judged by visual observation with a microscope. The change was not observed, and the change was observed as x.
[0065]
[Table 1]

[0066]
[Table 2]

[0067]
From the results of Tables 1 and 2, it can be seen that all of the examples are cleaning blades that have a small amount of wear and have excellent wear resistance. In addition, the edge linearity is hardly impaired by use, and low friction is also realized. On the other hand, the comparative example product is severely worn and edge linearity is easily lost, the friction coefficient is relatively high, and the performance is inferior to that of the example product.
[0068]
【The invention's effect】
As described above, the cleaning blade of the present invention is formed by cutting a plate-like body made of a polyurethane resin composition cured body, and adhesion of organosiloxane and the end face of the cleaning blade formed by the above-described cutting are performed. After its adhesion By oxygenation treatment, the silicon siloxane (Si) is present in an amount of 4 atom% or more in a form in which the adhesion of the organosiloxane is increased. And ,the above After adhesion By oxygenation treatment , Cleaning blade end face Organosiloxane But Change to silica Shi Have Ruta Therefore, the edge accuracy is improved and the low friction property is improved. In particular When the ratio (O / C) of the number of oxygen atoms (O) to the number of carbon atoms (C) on the end face is set to 1.15 times or more than the O / C ratio inside the cleaning blade, the friction coefficient Can be lowered further.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an example of a cleaning blade of the present invention.
FIG. 2A is a longitudinal cross-sectional view of a state where two plate-shaped holders are attached to a cleaning blade molding die, and FIG. 2B is a diagram illustrating two sets formed by the die. It is a longitudinal cross-sectional view of the cleaning blade with a plate-shaped holder.
FIG. 3 is a configuration diagram of an apparatus for measuring a friction coefficient of a cleaning blade.
FIG. 4 is a partially broken configuration showing an example of a conventional cleaning blade.
[Explanation of symbols]
1 Cleaning blade
2 Plate holder
3 End face
4 Cured polyurethane resin composition

Claims

ポリウレタン樹脂組成物硬化体製の板状体をカットして形成されるクリーニングブレードであって、上記カットにより形成されたクリーニングブレードの端面に、有機シロキサンの付着およびその付着後の酸素化処理によって珪素原子（Ｓｉ）が４ａｔｏｍ％以上存在していることを特徴とするクリーニングブレード。A cleaning blade formed by cutting a plate-like body made of a cured polyurethane resin composition, wherein silicon siloxane is attached to the end face of the cleaning blade formed by the above-described cutting and oxygenation treatment after the attachment. A cleaning blade comprising 4 atom% or more of atoms (Si).

上記端面の酸素原子数（Ｏ）と炭素原子数（Ｃ）との比（Ｏ／Ｃ）が、クリーニングブレード内部のＯ／Ｃ比に対し、１．１５倍以上に設定されている請求項１記載のクリーニングブレード。2. The ratio (O / C) between the number of oxygen atoms (O) and the number of carbon atoms (C) on the end face is set to 1.15 times or more than the O / C ratio inside the cleaning blade. The cleaning blade described.

上記端面に施される酸素化処理が、紫外線照射処理，コロナ放電処理，プラズマ処理およびオゾン雰囲気処理のいずれかである請求項１または２記載のクリーニングブレード。 Oxygen treatment to be applied to the end surface, an ultraviolet irradiation treatment, corona discharge treatment, according to claim 1 or 2 cleaning blade according either plasma treatment and an ozone atmosphere processing.