JP3777930B2 - クリーニングブレード - Google Patents
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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３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、感光ドラムと摺接するクリーニングブレード２１のエッジ部が摩耗してしまい、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、長期間使用していると、感光ドラムと摺接するクリーニングブレードのエッジ部が摩耗したり、欠けが生じたりするため、長期にわたって優れたエッジ精度が得られず、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、優れた低摩擦性、耐摩耗性および耐欠け性を備え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、感光ドラムとの摺接によって感光ドラム上の残留トナーを除去するクリーニングブレードであって、上記クリーニングブレードが、ポリイソシアネートと、数平均分子量１５００〜３０００の範囲のポリオールと、下記（Ａ）のジオールと、ジアミノ化合物を含有し、上記ジオールとジアミノ化合物との混合比（モル比）が、ジオール／ジアミノ化合物＝９５／５〜４０／６０の範囲であるポリウレタン組成物の硬化体からなり、かつ、感光ドラムと摺接するクリーニングブレードのエッジ部が酸化処理されているという構成をとる。
（Ａ）１，４−ブタンジオール，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およびトリエチレングリコールからなる群から選ばれた少なくとも一つ。
【０００９】
本発明者らは、優れた低摩擦性、耐摩耗性および耐欠け性を備えたクリーニングブレードを得るべく、鋭意研究を重ねた。その研究の過程で、感光ドラムと摺接するクリーニングブレードのエッジ部に対して、紫外線照射処理等の酸化処理を行うと、表面が改質されて摩擦係数が小さくなり、低摩擦化を図ることができることを突き止めた。しかし、ポリウレタンに対して酸化処理を行った場合、ポリウレタン自身が脆くなり、長期の使用によってエッジ部に欠けが生じ、耐欠け性に著しく劣ることを突き止めた。そこで、低摩擦性、耐摩耗性および耐欠け性の特性の両立を図るべく、さらに研究開発を重ねた。その結果、従来は、イソシアネートとＯＨ基との硬化（架橋）反応によりポリウレタンを作製していたところ、ジアミノ化合物を併用し、このジアミノ化合物を用いて硬化反応を行わせ、ポリウレタンウレア構造とすることにより、弾性および硬度が適正範囲となるため、紫外線照射処理等の酸化処理に対してもエッジ部の欠けが生じることがなく、耐欠け性にも優れていることを見出し、本発明に到達した。
【００１０】
ここで酸化処理とは、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】
【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。
【００１２】
本発明のクリーニングブレードは、例えば、図１に示すように、ポリウレタン組成物硬化体１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る。そして、本発明は、クリーニングブレードのエッジ部３が、酸化処理されていることが最大の特徴である。
【００１３】
上記ポリウレタン組成物硬化体１の形成材料としては、ポリイソシアネートと、数平均 分子量１５００〜３０００の範囲のポリオールと、特定のジオールと、ジアミノ化合物を含有するウレタン組成物が用いられる。
【００１４】
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、耐摩耗性の観点から、ＭＤＩが好適に用いられる。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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、耐摩耗性の観点から、ポリブチレンアジペート（ＰＢＡ）が好適に用いられる。
【００１９】
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の範囲であり、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し、逆にＭｎが３０００を超えると、作業性が悪くなるからである。
【００２０】
上記ポリイソシアネートおよびポリオールとともに用いられるジアミノ化合物としては、特に限定するものではなく、例えば、下記の式（１）で表される２，２′，３，３′−テトラクロロ−４，４′−ジアミノジフェニルメタン、３，３′−ジクロロ−４，４′−ジアミノジフェニルメタン、トリメチレン−ビス（４−アミノベンゾエート）、４，４′−ジアミノ−３，３′−ジエチル−５，５′−ジメチルジフェニルメタン等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。これらのなかでも、加工性に優れる点で、上記式（１）で表される２，２′，３，３′−テトラクロロ−４，４′−ジアミノジフェニルメタンが好適に用いられる。
【００２１】
【化１】
【００２２】
上記ジアミノ化合物の含有量は、ポリウレタン組成物全体の１〜１０重量％の範囲に設定することが好ましく、特に好ましくは３〜７重量％である。すなわち、上記ジアミノ化合物の含有量が１重量％未満であると、ジアミノ化合物による充分な効果が得られず、逆に１０重量％を超えると、ｔａｎδピーク温度が上昇し、低温でのクリーニング性に劣る傾向がみられるからである。
【００２３】
上記ジアミノ化合物の数平均分子量（Ｍｎ）は、５０〜１０００の範囲が好ましく、特に好ましくは２００〜５００である。
【００２４】
なお、上記ポリウレタン組成物硬化体１の形成材料となる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、ジアミノ化合物に加えて、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。
【００２５】
上記鎖延長剤としては、例えば、下記（Ａ）のジオールや、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。
（Ａ）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およびトリエチレングリコールからなる群から選ばれた少なくとも一つ。
【００２６】
上記触媒としては、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、アミン系化合物が好適に用いられる。
【００２７】
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；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。
【００２８】
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。
【００２９】
なお、本発明においては、上記１，４−ブタンジオール等のジオールと、上記ジアミノ化合物との混合比（モル比）は、ジオール／ジアミノ化合物＝９５／５〜４０／６０の範囲に設定することが必要であり、好ましくはジオール／ジアミノ化合物＝８０／２０〜５０／５０である。すなわち、上記ジアミノ化合物のモル比が５未満であると、ジアミノ化合物による充分な効果が得られず、逆にジアミノ化合物のモル比が６０を超えると、ｔａｎδピーク温度が上昇し、低温でのクリーニング性に劣るからである。
【００３０】
本発明のクリーニングブレードは、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、加工性に優れるという観点から、セミワンショット法が好適に用いられる。
【００３１】
上記セミワンショット法に準じて、本発明のクリーニングブレードは、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ジアミノ化合物、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。つぎに、上記主剤液および硬化剤液を適宜の配合割合で配合して混合し、この混合液を、板状保持具２が保持されたクリーニングブレード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、所定の形状に加工した後、そのエッジ部３に対して酸化処理を行う。このようにして、図１に示すような、板状保持具２と一体成形されたクリーニングブレードを得ることができる。
【００３２】
上記酸化処理としては、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ものであれば特に限定はなく、例えば、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があげられる。
【００３３】
上記紫外線照射処理は、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、１０００ｍＷ・ｍｉｎ／秒の積算光量（紫外線）を照射することにより行われる。
【００３４】
上記コロナ放電処理は、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。
【００３５】
上記プラズマ放電処理は、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。
【００３６】
上記オゾン雰囲気処理は、例えば、ＵＶＣオゾンエージングテスター（ＰＰＨＭ ＵＶＣ−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。
【００３７】
このようにして得られるクリーニングブレードにおいて、上記硬化体におけるｔａｎδピーク温度は１０℃以下が好ましく、特に好ましくは、１．０〜１０℃の範囲である。すなわち、上記ｔａｎδピーク温度が１０℃を超えると、低温クリーニング性が悪化する傾向がみられるからである。なお、上記ｔａｎδピーク温度は、動的粘弾性特性の一つであって、動的粘弾性測定機によって測定されるｔａｎδ（損失正接）のうち、最大（ピーク）となるときの温度である。
【００３８】
なお、本発明のクリーニングブレードは、図１に示したように、必ずしも板状保持具２と一体成形する必要はなく、例えば板状保持具２の表面に、あとから接着するようにしてもよい。
【００３９】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。
【００４０】
【実施例１】
〔主剤液（ウレタンプレポリマー）の調製〕
あらかじめ、８０℃にて１時間真空脱泡したＰＢＡ（日本ポリウレタン工業社製のＮ４０１０、Ｍｎ：２０００）４３部に対し、ＭＤＩ（日本ポリウレタン工業社製、ミリオネートＭＴ）５７部を添加し、窒素雰囲気下で、８０℃にて３時間反応させ、主剤液（末端にＮＣＯ基を有するウレタンプレポリマー）を得た。
【００４１】
〔硬化剤液の調製〕
まず、ＰＢＡ（日本ポリウレタン工業社製のＮ４０１０、Ｍｎ：２０００）８７部に対し、ジアミノ化合物として前記式（１）で表される２，２′，３，３′−テトラクロロ−４，４′−ジアミノジフェニルメタン６．７部を添加し、窒素雰囲気下で、１５０℃にて１時間加熱し、ＰＢＡ中にジアミノ化合物を溶解させた。ついで、この溶解物に対し、１，４−ブタンジオール（１，４−ＢＤ）７．２部、トリメチロールプロパン（ＴＭＰ）４部、および触媒としてトリエチレンジアミン（三共エアプロダクツ社製、ＤＡＢＣＯ）を硬化物中の濃度が１００ｐｐｍとなるように配合し、窒素雰囲気下で、８０℃にて１時間混合した後、さらに８０℃にて１時間真空脱泡，脱水することで、末端にＯＨ基を有する硬化剤液を調製した。
【００４２】
〔クリーニングブレードの作製〕
まず、クリーニングブレード成形用金型を準備し、この金型の所定の位置に板状保持具を配置した後、１４０℃に予備加熱した。ついで、上記主剤液（液温：７０℃）と硬化剤液（液温：７０℃）を１００：１０４．９の重量比で配合し、真空脱泡しながら攪拌羽根で３０秒間混合したものを、上記金型内に注入し、１４０℃で３０分間反応させることで硬化させ硬化体を得た。その後、脱型し、これをナイフを用いて所定の形状に成形したもののエッジ部に対して、以下に示す条件のコロナ放電処理（酸化処理）を行い、目的とするクリーニングブレードを得た。
【００４３】
＜コロナ放電処理＞
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秒間コロナ放電処理を行った。
【００４４】
【実施例２】
上記酸化処理を、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。
【００４５】
【実施例３】
上記酸化処理を、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（ＰＰＨＭ ＵＶＣ−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。
【００４６】
【実施例４】
上記酸化処理を、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、１０００ｍＷ・ｍｉｎ／秒の積算光量（紫外線）を照射した。
【００４７】
【実施例５】
〔硬化剤液の調製〕
まず、ＰＢＡ（日本ポリウレタン工業社製のＮ４０１０、Ｍｎ：２０００）８７部に対し、ジアミノ化合物として３，３′−ジクロロ−４，４′−ジアミノジフェニルメタン５．３部を添加し、窒素雰囲気下で、１１０℃にて１時間加熱し、ＰＢＡ中にジアミノ化合物を溶解させた。ついで、この溶解物に対し、１，４−ＢＤ７．２部、ＴＭＰ４０部、および触媒としてトリエチレンジアミン（三共エアプロダクツ社製、ＤＡＢＣＯ）を硬化物中の濃度が１００ｐｐｍとなるように配合し、窒素雰囲気下で、８０℃にて１時間混合した後、さらに８０℃にて１時間真空脱泡，脱水することで、末端にＯＨ基を有する硬化剤液を調製した。
【００４８】
そして、この硬化剤液を用いる以外は、実施例４と同様にしてクリーニングブレードを作製した。なお、主剤液と硬化剤液の配合比は、重量比で、主剤液：硬化剤液＝１００：１０３．５であった。
【００４９】
【実施例６】
〔硬化剤液の調製〕
まず、ＰＢＡ（日本ポリウレタン工業社製のＮ４０１０、Ｍｎ：２０００）８７部に対し、ジアミノ化合物としてトリメチレン−ビス（４−アミノベンゾエート）１．６部を添加し、窒素雰囲気下で、１３０℃にて１時間加熱し、ＰＢＡ中にジアミノ化合物を溶解させた。ついで、この溶解物に対し、１，４−ＢＤ８．６部、ＴＭＰ４部、および触媒としてトリエチレンジアミン（三共エアプロダクツ社製、ＤＡＢＣＯ）を硬化物中の濃度が１００ｐｐｍとなるように配合し、窒素雰囲気下で、８０℃にて１時間混合した後、さらに８０℃にて１時間真空脱泡，脱水することで、末端にＯＨ基を有する硬化剤液を調製した。
【００５０】
そして、この硬化剤液を用いる以外は、実施例４と同様にしてクリーニングブレードを作製した。なお、主剤液と硬化剤液の配合比は、重量比で、主剤液：硬化剤液＝１００：１０１．２であった。
【００５１】
【実施例７】
〔硬化剤液の調製〕
まず、ＰＢＡ（日本ポリウレタン工業社製のＮ４０１０、Ｍｎ：２０００）８７部に対し、ジアミノ化合物として４，４′−ジアミノ−３，３′−ジエチル−５，５′−ジメチルジフェニルメタン１．４部を添加し、窒素雰囲気下で、９０℃にて１時間加熱し、ＰＢＡ中にジアミノ化合物を溶解させた。ついで、この溶解物に対し、１，４−ＢＤ８．６部、ＴＭＰ４部、および触媒としてトリエチレンジアミン（三共エアプロダクツ社製、ＤＡＢＣＯ）を硬化物中の濃度が１００ｐｐｍとなるように配合し、窒素雰囲気下で、８０℃にて１時間混合した後、さらに８０℃にて１時間真空脱泡，脱水することで、末端にＯＨ基を有する硬化剤液を調製した。
【００５２】
そして、この硬化剤液を用いる以外は、実施例４と同様にしてクリーニングブレードを作製した。なお、主剤液と硬化剤液の配合比は、重量比で、主剤液：硬化剤液＝１００：１０１であった。
【００５３】
【比較例１】
ジアミノ化合物を配合せず、その代わりに１，４−ＢＤの配合量を９部に増量する以外は、実施例１と同様にして硬化剤液を調製した。そして、この硬化剤液を用いて、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、主剤液と硬化剤液の配合比は、重量比で、主剤液：硬化剤液＝１００：１００であった。
【００５４】
【比較例２】
ジアミノ化合物を配合せず、その代わりに１，４−ＢＤの配合量を９部に増量する以外は、実施例２と同様にして硬化剤液を調製した。そして、この硬化剤液を用いて、実施例２と同様にしてクリーニングブレードを作製した。なお、主剤液と硬化剤液の配合比は、重量比で、主剤液：硬化剤液＝１００：１００であった。
【００５５】
【比較例３】
ジアミノ化合物を配合せず、その代わりに１，４−ＢＤの配合量を９部に増量する以外は、実施例３と同様にして硬化剤液を調製した。そして、この硬化剤液を用いて、実施例３と同様にしてクリーニングブレードを作製した。なお、主剤液と硬化剤液の配合比は、重量比で、主剤液：硬化剤液＝１００：１００であった。
【００５６】
【比較例４】
ジアミノ化合物を配合せず、その代わりに１，４−ＢＤの配合量を９部に増量する以外は、実施例４と同様にして硬化剤液を調製した。そして、この硬化剤液を用いて、実施例４と同様にしてクリーニングブレードを作製した。なお、主剤液と硬化剤液の配合比は、重量比で、主剤液：硬化剤液＝１００：１００であった。
【００５７】
【比較例５】
エッジ部に対する酸化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。
【００５８】
【比較例６】
エッジ部に対する酸化処理を行わない以外は、比較例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実施例品および比較例品のクリーニングブレードを用いて、下記の基準に従い、各特性の評価を行った。これらの結果を後記の表１および表２に併せて示した。
【００６０】
〔摩擦係数〕
図２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エッジ部をウレタンチップ１１（大きさ１０ｍｍ×１０ｍｍ、厚み１．５ｍｍ）として切り出し、一方の端部に板状保持材１２を接着したうえで、他方の先端角部を平滑な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。
【００６１】
〔耐めくれ性〕
各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、Ｈ／Ｈ環境下（３５℃×８５％ＲＨ）にて、Ａ３サイズで３万枚画出しを行った。上記３万枚画出し中にめくれが発生しなかったものを○、１万枚から３万枚未満の間にめくれが発生したものを△、１万枚未満でめくれが発生したものを×として評価した。なお、めくれとは、クリーニングブレードが高い摩耗係数のために感光ドラムの回転に帯同し反転してしまい、クリーニング不可となる現象をいう。
【００６２】
〔耐欠け性〕
各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、Ｈ／Ｈ環境下（３５℃×８５％ＲＨ）にて、Ａ３サイズで３万枚画出しを行った。そして、上記３万枚画出し後のクリーニングブレードのエッジ部の欠けの有無を、顕微鏡を用いて倍率５００倍で観察した。なお、欠けがないものを○、欠けが小さく実用上問題がないものを△、欠けが大きく実用上問題があるものを×として評価した。
【００６３】
【表１】
【００６４】
【表２】
【００６５】
上記表１および表２の結果から、実施例品のクリーニングブレードはいずれも、酸化処理を行っているため摩擦係数が小さいことがわかる。また、実施例品のクリーニングブレードはいずれも、ジアミノ化合物を用いて硬化したポリウレタンウレア構造をとるため、弾性および硬度が適正で、耐めくれ性および耐欠け性の双方の特性に優れていることがわかる。
【００６６】
これに対して、比較例１〜４品のクリーニングブレードは、酸化処理を行っているが、ジアミノ化合物を用いて硬化していないため、実施例品に比べて耐欠け性に著しく劣り、また摩擦係数が大きいことがわかる。比較例５品のクリーニングブレードは、酸化処理を行っていないため、実施例品に比べて摩擦係数が高く、また、耐めくれ性に劣ることがわかる。比較例６品のクリーニングブレードは、酸化処理を行っていないため、実施例品に比べて摩擦係数が非常に高く、また、ジアミノ化合物を用いて硬化していないため、耐めくれ性に著しく劣り、耐欠け性にも劣ることがわかる。
【００６７】
【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、そのエッジ部が紫外線照射処理等の酸化処理によって表面改質されているため、摩擦係数が小さく、耐摩耗性に優れている。しかも、本発明のクリーニングブレードは、ジアミノ化合物を用いて硬化してなるポリウレタンウレア構造をとるため、弾性および硬度が適正範囲となり、紫外線照射処理等の酸化処理に対してもエッジ部の欠けが生じることがなく、耐欠け性にも優れている。したがって、本発明のクリーニングブレードを実機に組み込んで耐久試験を行った場合、優れた画像を得ることができるようになる。
【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】 クリーニングブレードの摩擦係数を測定するための装置の構成図である。
【図３】 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図である。
【符号の説明】
１ ポリウレタン組成物硬化体
２ 板状保持具
３ エッジ部
【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３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、感光ドラムと摺接するクリーニングブレード２１のエッジ部が摩耗してしまい、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、長期間使用していると、感光ドラムと摺接するクリーニングブレードのエッジ部が摩耗したり、欠けが生じたりするため、長期にわたって優れたエッジ精度が得られず、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、優れた低摩擦性、耐摩耗性および耐欠け性を備え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、感光ドラムとの摺接によって感光ドラム上の残留トナーを除去するクリーニングブレードであって、上記クリーニングブレードが、ポリイソシアネートと、数平均分子量１５００〜３０００の範囲のポリオールと、下記（Ａ）のジオールと、ジアミノ化合物を含有し、上記ジオールとジアミノ化合物との混合比（モル比）が、ジオール／ジアミノ化合物＝９５／５〜４０／６０の範囲であるポリウレタン組成物の硬化体からなり、かつ、感光ドラムと摺接するクリーニングブレードのエッジ部が酸化処理されているという構成をとる。
（Ａ）１，４−ブタンジオール，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およびトリエチレングリコールからなる群から選ばれた少なくとも一つ。
【０００９】
本発明者らは、優れた低摩擦性、耐摩耗性および耐欠け性を備えたクリーニングブレードを得るべく、鋭意研究を重ねた。その研究の過程で、感光ドラムと摺接するクリーニングブレードのエッジ部に対して、紫外線照射処理等の酸化処理を行うと、表面が改質されて摩擦係数が小さくなり、低摩擦化を図ることができることを突き止めた。しかし、ポリウレタンに対して酸化処理を行った場合、ポリウレタン自身が脆くなり、長期の使用によってエッジ部に欠けが生じ、耐欠け性に著しく劣ることを突き止めた。そこで、低摩擦性、耐摩耗性および耐欠け性の特性の両立を図るべく、さらに研究開発を重ねた。その結果、従来は、イソシアネートとＯＨ基との硬化（架橋）反応によりポリウレタンを作製していたところ、ジアミノ化合物を併用し、このジアミノ化合物を用いて硬化反応を行わせ、ポリウレタンウレア構造とすることにより、弾性および硬度が適正範囲となるため、紫外線照射処理等の酸化処理に対してもエッジ部の欠けが生じることがなく、耐欠け性にも優れていることを見出し、本発明に到達した。
【００１０】
ここで酸化処理とは、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】
【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。
【００１２】
本発明のクリーニングブレードは、例えば、図１に示すように、ポリウレタン組成物硬化体１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る。そして、本発明は、クリーニングブレードのエッジ部３が、酸化処理されていることが最大の特徴である。
【００１３】
上記ポリウレタン組成物硬化体１の形成材料としては、ポリイソシアネートと、数平均 分子量１５００〜３０００の範囲のポリオールと、特定のジオールと、ジアミノ化合物を含有するウレタン組成物が用いられる。
【００１４】
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、耐摩耗性の観点から、ＭＤＩが好適に用いられる。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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、耐摩耗性の観点から、ポリブチレンアジペート（ＰＢＡ）が好適に用いられる。
【００１９】
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の範囲であり、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し、逆にＭｎが３０００を超えると、作業性が悪くなるからである。
【００２０】
上記ポリイソシアネートおよびポリオールとともに用いられるジアミノ化合物としては、特に限定するものではなく、例えば、下記の式（１）で表される２，２′，３，３′−テトラクロロ−４，４′−ジアミノジフェニルメタン、３，３′−ジクロロ−４，４′−ジアミノジフェニルメタン、トリメチレン−ビス（４−アミノベンゾエート）、４，４′−ジアミノ−３，３′−ジエチル−５，５′−ジメチルジフェニルメタン等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。これらのなかでも、加工性に優れる点で、上記式（１）で表される２，２′，３，３′−テトラクロロ−４，４′−ジアミノジフェニルメタンが好適に用いられる。
【００２１】
【化１】
上記ジアミノ化合物の含有量は、ポリウレタン組成物全体の１〜１０重量％の範囲に設定することが好ましく、特に好ましくは３〜７重量％である。すなわち、上記ジアミノ化合物の含有量が１重量％未満であると、ジアミノ化合物による充分な効果が得られず、逆に１０重量％を超えると、ｔａｎδピーク温度が上昇し、低温でのクリーニング性に劣る傾向がみられるからである。
【００２３】
上記ジアミノ化合物の数平均分子量（Ｍｎ）は、５０〜１０００の範囲が好ましく、特に好ましくは２００〜５００である。
【００２４】
なお、上記ポリウレタン組成物硬化体１の形成材料となる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、ジアミノ化合物に加えて、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。
【００２５】
上記鎖延長剤としては、例えば、下記（Ａ）のジオールや、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。
（Ａ）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およびトリエチレングリコールからなる群から選ばれた少なくとも一つ。
【００２６】
上記触媒としては、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、アミン系化合物が好適に用いられる。
【００２７】
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；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。
【００２８】
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。
【００２９】
なお、本発明においては、上記１，４−ブタンジオール等のジオールと、上記ジアミノ化合物との混合比（モル比）は、ジオール／ジアミノ化合物＝９５／５〜４０／６０の範囲に設定することが必要であり、好ましくはジオール／ジアミノ化合物＝８０／２０〜５０／５０である。すなわち、上記ジアミノ化合物のモル比が５未満であると、ジアミノ化合物による充分な効果が得られず、逆にジアミノ化合物のモル比が６０を超えると、ｔａｎδピーク温度が上昇し、低温でのクリーニング性に劣るからである。
【００３０】
本発明のクリーニングブレードは、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、加工性に優れるという観点から、セミワンショット法が好適に用いられる。
【００３１】
上記セミワンショット法に準じて、本発明のクリーニングブレードは、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ジアミノ化合物、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。つぎに、上記主剤液および硬化剤液を適宜の配合割合で配合して混合し、この混合液を、板状保持具２が保持されたクリーニングブレード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、所定の形状に加工した後、そのエッジ部３に対して酸化処理を行う。このようにして、図１に示すような、板状保持具２と一体成形されたクリーニングブレードを得ることができる。
【００３２】
上記酸化処理としては、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ものであれば特に限定はなく、例えば、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があげられる。
【００３３】
上記紫外線照射処理は、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、１０００ｍＷ・ｍｉｎ／秒の積算光量（紫外線）を照射することにより行われる。
【００３４】
上記コロナ放電処理は、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。
【００３５】
上記プラズマ放電処理は、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。
【００３６】
上記オゾン雰囲気処理は、例えば、ＵＶＣオゾンエージングテスター（ＰＰＨＭ ＵＶＣ−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。
【００３７】
このようにして得られるクリーニングブレードにおいて、上記硬化体におけるｔａｎδピーク温度は１０℃以下が好ましく、特に好ましくは、１．０〜１０℃の範囲である。すなわち、上記ｔａｎδピーク温度が１０℃を超えると、低温クリーニング性が悪化する傾向がみられるからである。なお、上記ｔａｎδピーク温度は、動的粘弾性特性の一つであって、動的粘弾性測定機によって測定されるｔａｎδ（損失正接）のうち、最大（ピーク）となるときの温度である。
【００３８】
なお、本発明のクリーニングブレードは、図１に示したように、必ずしも板状保持具２と一体成形する必要はなく、例えば板状保持具２の表面に、あとから接着するようにしてもよい。
【００３９】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。
【００４０】
【実施例１】
〔主剤液（ウレタンプレポリマー）の調製〕
あらかじめ、８０℃にて１時間真空脱泡したＰＢＡ（日本ポリウレタン工業社製のＮ４０１０、Ｍｎ：２０００）４３部に対し、ＭＤＩ（日本ポリウレタン工業社製、ミリオネートＭＴ）５７部を添加し、窒素雰囲気下で、８０℃にて３時間反応させ、主剤液（末端にＮＣＯ基を有するウレタンプレポリマー）を得た。
【００４１】
〔硬化剤液の調製〕
まず、ＰＢＡ（日本ポリウレタン工業社製のＮ４０１０、Ｍｎ：２０００）８７部に対し、ジアミノ化合物として前記式（１）で表される２，２′，３，３′−テトラクロロ−４，４′−ジアミノジフェニルメタン６．７部を添加し、窒素雰囲気下で、１５０℃にて１時間加熱し、ＰＢＡ中にジアミノ化合物を溶解させた。ついで、この溶解物に対し、１，４−ブタンジオール（１，４−ＢＤ）７．２部、トリメチロールプロパン（ＴＭＰ）４部、および触媒としてトリエチレンジアミン（三共エアプロダクツ社製、ＤＡＢＣＯ）を硬化物中の濃度が１００ｐｐｍとなるように配合し、窒素雰囲気下で、８０℃にて１時間混合した後、さらに８０℃にて１時間真空脱泡，脱水することで、末端にＯＨ基を有する硬化剤液を調製した。
【００４２】
〔クリーニングブレードの作製〕
まず、クリーニングブレード成形用金型を準備し、この金型の所定の位置に板状保持具を配置した後、１４０℃に予備加熱した。ついで、上記主剤液（液温：７０℃）と硬化剤液（液温：７０℃）を１００：１０４．９の重量比で配合し、真空脱泡しながら攪拌羽根で３０秒間混合したものを、上記金型内に注入し、１４０℃で３０分間反応させることで硬化させ硬化体を得た。その後、脱型し、これをナイフを用いて所定の形状に成形したもののエッジ部に対して、以下に示す条件のコロナ放電処理（酸化処理）を行い、目的とするクリーニングブレードを得た。
【００４３】
＜コロナ放電処理＞
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秒間コロナ放電処理を行った。
【００４４】
【実施例２】
上記酸化処理を、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。
【００４５】
【実施例３】
上記酸化処理を、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（ＰＰＨＭ ＵＶＣ−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。
【００４６】
【実施例４】
上記酸化処理を、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、１０００ｍＷ・ｍｉｎ／秒の積算光量（紫外線）を照射した。
【００４７】
【実施例５】
〔硬化剤液の調製〕
まず、ＰＢＡ（日本ポリウレタン工業社製のＮ４０１０、Ｍｎ：２０００）８７部に対し、ジアミノ化合物として３，３′−ジクロロ−４，４′−ジアミノジフェニルメタン５．３部を添加し、窒素雰囲気下で、１１０℃にて１時間加熱し、ＰＢＡ中にジアミノ化合物を溶解させた。ついで、この溶解物に対し、１，４−ＢＤ７．２部、ＴＭＰ４０部、および触媒としてトリエチレンジアミン（三共エアプロダクツ社製、ＤＡＢＣＯ）を硬化物中の濃度が１００ｐｐｍとなるように配合し、窒素雰囲気下で、８０℃にて１時間混合した後、さらに８０℃にて１時間真空脱泡，脱水することで、末端にＯＨ基を有する硬化剤液を調製した。
【００４８】
そして、この硬化剤液を用いる以外は、実施例４と同様にしてクリーニングブレードを作製した。なお、主剤液と硬化剤液の配合比は、重量比で、主剤液：硬化剤液＝１００：１０３．５であった。
【００４９】
【実施例６】
〔硬化剤液の調製〕
まず、ＰＢＡ（日本ポリウレタン工業社製のＮ４０１０、Ｍｎ：２０００）８７部に対し、ジアミノ化合物としてトリメチレン−ビス（４−アミノベンゾエート）１．６部を添加し、窒素雰囲気下で、１３０℃にて１時間加熱し、ＰＢＡ中にジアミノ化合物を溶解させた。ついで、この溶解物に対し、１，４−ＢＤ８．６部、ＴＭＰ４部、および触媒としてトリエチレンジアミン（三共エアプロダクツ社製、ＤＡＢＣＯ）を硬化物中の濃度が１００ｐｐｍとなるように配合し、窒素雰囲気下で、８０℃にて１時間混合した後、さらに８０℃にて１時間真空脱泡，脱水することで、末端にＯＨ基を有する硬化剤液を調製した。
【００５０】
そして、この硬化剤液を用いる以外は、実施例４と同様にしてクリーニングブレードを作製した。なお、主剤液と硬化剤液の配合比は、重量比で、主剤液：硬化剤液＝１００：１０１．２であった。
【００５１】
【実施例７】
〔硬化剤液の調製〕
まず、ＰＢＡ（日本ポリウレタン工業社製のＮ４０１０、Ｍｎ：２０００）８７部に対し、ジアミノ化合物として４，４′−ジアミノ−３，３′−ジエチル−５，５′−ジメチルジフェニルメタン１．４部を添加し、窒素雰囲気下で、９０℃にて１時間加熱し、ＰＢＡ中にジアミノ化合物を溶解させた。ついで、この溶解物に対し、１，４−ＢＤ８．６部、ＴＭＰ４部、および触媒としてトリエチレンジアミン（三共エアプロダクツ社製、ＤＡＢＣＯ）を硬化物中の濃度が１００ｐｐｍとなるように配合し、窒素雰囲気下で、８０℃にて１時間混合した後、さらに８０℃にて１時間真空脱泡，脱水することで、末端にＯＨ基を有する硬化剤液を調製した。
【００５２】
そして、この硬化剤液を用いる以外は、実施例４と同様にしてクリーニングブレードを作製した。なお、主剤液と硬化剤液の配合比は、重量比で、主剤液：硬化剤液＝１００：１０１であった。
【００５３】
【比較例１】
ジアミノ化合物を配合せず、その代わりに１，４−ＢＤの配合量を９部に増量する以外は、実施例１と同様にして硬化剤液を調製した。そして、この硬化剤液を用いて、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、主剤液と硬化剤液の配合比は、重量比で、主剤液：硬化剤液＝１００：１００であった。
【００５４】
【比較例２】
ジアミノ化合物を配合せず、その代わりに１，４−ＢＤの配合量を９部に増量する以外は、実施例２と同様にして硬化剤液を調製した。そして、この硬化剤液を用いて、実施例２と同様にしてクリーニングブレードを作製した。なお、主剤液と硬化剤液の配合比は、重量比で、主剤液：硬化剤液＝１００：１００であった。
【００５５】
【比較例３】
ジアミノ化合物を配合せず、その代わりに１，４−ＢＤの配合量を９部に増量する以外は、実施例３と同様にして硬化剤液を調製した。そして、この硬化剤液を用いて、実施例３と同様にしてクリーニングブレードを作製した。なお、主剤液と硬化剤液の配合比は、重量比で、主剤液：硬化剤液＝１００：１００であった。
【００５６】
【比較例４】
ジアミノ化合物を配合せず、その代わりに１，４−ＢＤの配合量を９部に増量する以外は、実施例４と同様にして硬化剤液を調製した。そして、この硬化剤液を用いて、実施例４と同様にしてクリーニングブレードを作製した。なお、主剤液と硬化剤液の配合比は、重量比で、主剤液：硬化剤液＝１００：１００であった。
【００５７】
【比較例５】
エッジ部に対する酸化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。
【００５８】
【比較例６】
エッジ部に対する酸化処理を行わない以外は、比較例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実施例品および比較例品のクリーニングブレードを用いて、下記の基準に従い、各特性の評価を行った。これらの結果を後記の表１および表２に併せて示した。
【００６０】
〔摩擦係数〕
図２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エッジ部をウレタンチップ１１（大きさ１０ｍｍ×１０ｍｍ、厚み１．５ｍｍ）として切り出し、一方の端部に板状保持材１２を接着したうえで、他方の先端角部を平滑な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。
【００６１】
〔耐めくれ性〕
各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、Ｈ／Ｈ環境下（３５℃×８５％ＲＨ）にて、Ａ３サイズで３万枚画出しを行った。上記３万枚画出し中にめくれが発生しなかったものを○、１万枚から３万枚未満の間にめくれが発生したものを△、１万枚未満でめくれが発生したものを×として評価した。なお、めくれとは、クリーニングブレードが高い摩耗係数のために感光ドラムの回転に帯同し反転してしまい、クリーニング不可となる現象をいう。
【００６２】
〔耐欠け性〕
各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、Ｈ／Ｈ環境下（３５℃×８５％ＲＨ）にて、Ａ３サイズで３万枚画出しを行った。そして、上記３万枚画出し後のクリーニングブレードのエッジ部の欠けの有無を、顕微鏡を用いて倍率５００倍で観察した。なお、欠けがないものを○、欠けが小さく実用上問題がないものを△、欠けが大きく実用上問題があるものを×として評価した。
【００６３】
【表１】
【表２】
上記表１および表２の結果から、実施例品のクリーニングブレードはいずれも、酸化処理を行っているため摩擦係数が小さいことがわかる。また、実施例品のクリーニングブレードはいずれも、ジアミノ化合物を用いて硬化したポリウレタンウレア構造をとるため、弾性および硬度が適正で、耐めくれ性および耐欠け性の双方の特性に優れていることがわかる。
【００６６】
これに対して、比較例１〜４品のクリーニングブレードは、酸化処理を行っているが、ジアミノ化合物を用いて硬化していないため、実施例品に比べて耐欠け性に著しく劣り、また摩擦係数が大きいことがわかる。比較例５品のクリーニングブレードは、酸化処理を行っていないため、実施例品に比べて摩擦係数が高く、また、耐めくれ性に劣ることがわかる。比較例６品のクリーニングブレードは、酸化処理を行っていないため、実施例品に比べて摩擦係数が非常に高く、また、ジアミノ化合物を用いて硬化していないため、耐めくれ性に著しく劣り、耐欠け性にも劣ることがわかる。
【００６７】
【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、そのエッジ部が紫外線照射処理等の酸化処理によって表面改質されているため、摩擦係数が小さく、耐摩耗性に優れている。しかも、本発明のクリーニングブレードは、ジアミノ化合物を用いて硬化してなるポリウレタンウレア構造をとるため、弾性および硬度が適正範囲となり、紫外線照射処理等の酸化処理に対してもエッジ部の欠けが生じることがなく、耐欠け性にも優れている。したがって、本発明のクリーニングブレードを実機に組み込んで耐久試験を行った場合、優れた画像を得ることができるようになる。
【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】 クリーニングブレードの摩擦係数を測定するための装置の構成図である。
【図３】 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図である。
【符号の説明】
１ ポリウレタン組成物硬化体
２ 板状保持具
３ エッジ部
Claims (2)
- 感光ドラムとの摺接によって感光ドラム上の残留トナーを除去するクリーニングブレードであって、上記クリーニングブレードが、ポリイソシアネートと、数平均分子量１５００〜３０００の範囲のポリオールと、下記（Ａ）のジオールと、ジアミノ化合物を含有し、上記ジオールとジアミノ化合物との混合比（モル比）が、ジオール／ジアミノ化合物＝９５／５〜４０／６０の範囲であるポリウレタン組成物の硬化体からなり、かつ、感光ドラムと摺接するクリーニングブレードのエッジ部が酸化処理されていることを特徴とするクリーニングブレード。
（Ａ）１，４−ブタンジオール，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およびトリエチレングリコールからなる群から選ばれた少なくとも一つ。 - 上記酸化処理が、紫外線照射処理、コロナ放電処理、プラズマ放電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記載のクリーニングブレード。
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