JP6282163B2 - クリーニングブレード、プロセスカートリッジ、電子写真装置およびポリエステル系ウレタンゴム - Google Patents

Description

本発明は、クリーニングブレード、クリーニングブレードを有するプロセスカートリッジおよび電子写真記録装置、ならびに、ポリエステル系ウレタンゴムに関する。

一般に、電子写真感光体（以下単に「感光体」とも表記する。）の表面（外周面）に形成されたトナー像が転写材または中間転写体に転写された後や、トナー像が中間転写体から転写材にさらに転写された後も、感光体および／または中間転写体の表面には、トナー（現像剤）の一部が残留しやすい。そのため、感光体や中間転写体の表面に残留しているトナー（転写残トナー）を除去する必要があり、通常、この除去は、クリーニングブレードによって行われている。

クリーニングブレードには、耐摩耗性や永久歪みの程度などに優れていることから、ウレタンゴムがよく用いられている。

通常、クリーニングブレードは、そのエッジ部分が被クリーニング部材（感光体や中間転写体など）に当接するように設置される。そして、クリーニングブレードと被クリーニング部材との摺擦により、該エッジ部分で被クリーニング部材の表面に残留しているトナーを掻き落とし、該トナーを被クリーニング部材の表面から除去する。そのため、クリーニングブレードと被クリーニング部材との間には、摩擦力が発生する。この摩擦力が大きいと、クリーニングブレードがめくれるなどの課題が生じやすくなる。

特許文献１には、ウレタンゴム製のクリーニングブレードを製造する際に使用する金型の内表面に、ウレタンゴムと反応する反応性要素と潤滑性要素とを併有するシロキサン化合物を塗布することが記載されている。そして、製造（成形）後のウレタンゴムの表面に該シロキサン化合物を付着させて、クリーニングブレードにおける被クリーニング部材との当接部の低摩擦化を図ることが記載されている。

また、特許文献２には、ウレタンゴム製のクリーニングブレードのエッジ部分の表面のイソシアヌレート基（イソシアヌレート結合）の濃度を、クリーニングブレードの内部のイソシアヌレート基の濃度よりも高くすることが記載されている。そうすることで、クリーニングブレードにおける被クリーニング部材との当接部の低摩擦化を図ることが記載されている。

特許第３２３９６０７号公報 特開２００１−７５４５１号公報

ウレタンゴム（ウレタンゴム製のクリーニングブレード）は、その表面にシロキサン化合物を付着させようとしても、濡れ性が低いため、シロキサン化合物をウレタンゴムの表面に付着させにくく、その結果、良好な潤滑性が得られにくかった。

そこで、特許文献１に記載の従来技術では、シロキサン化合物にウレタンゴムとの反応性要素を持たせることで、ウレタンゴムとシロキサン化合物の付着性を上げている。

しかしながら、本発明者らの検討の結果、ウレタンゴムとの反応性を有するシロキサン化合物を使用すると、シロキサン化合物の動きがウレタンゴムによって制限され、良好な潤滑性が得られない場合があることがわかった。

また、特許文献２に記載の従来技術のように、クリーニングブレードのエッジ部分の表面におけるイソシアヌレート基の濃度を高めると、エッジ部分の硬度が高くなる傾向がある。エッジ部分の硬度が高くなりすぎると、クリーニングブレードが被クリーニング部材の凹凸に追従しにくくなり、クリーニング不良が発生しやすくなる。このクリーニング不良は、小粒径のトナーのクリーニングを行う場合に、特に発生しやすい。

本発明の目的は、上述の課題を解決し、被クリーニング部材との当接部が低摩擦化されたクリーニングブレード、ならびに、該クリーニングブレードを有するプロセスカートリッジおよび電子写真装置を提供することにある。

また、本発明の目的は、シロキサン化合物の濡れ性が高いウレタンゴムを提供することにある。

本発明は、被クリーニング部材に当接させて該被クリーニング部材の表面をクリーニングするための、ポリエステル系ウレタンゴム製のクリーニングブレードであって、該クリーニングブレードの、該被クリーニング部材との当接部における該ポリエステル系ウレタンゴムの表面において、μＡＴＲ法でＩＲスペクトルを測定したとき、該ポリエステル系ウレタンゴム中のイソシアヌレート基由来のＣ−Ｎピーク（１４１１ｃｍ^−１）の強度（Ｉ_ＳＩ）と、該ポリエステル系ウレタンゴム中のエステル基由来のＣ＝Ｏピーク（１７２６ｃｍ^−１）の強度（Ｉ_ＳＥ）との比（Ｉ_ＳＩ／Ｉ_ＳＥ）が、０．６５以上２．５０以下であり、該当接部における該ポリエステル系ウレタンゴムの表面上には、下記式（１）で示されるシロキサン化合物が存在している

（式（１）中、Ｒ^１１〜Ｒ^１６は、それぞれ独立に、炭素数１〜４のアルキル基、または、フェニル基を示す。ｍは括弧内の構造の繰り返し数を示す。ｍが２以上である場合、ｍ個のＲ^１２は、同一であっても異なっていてもよく、ｍ個のＲ^１３は、同一であっても異なっていてもよい。）
ことを特徴とするクリーニングブレードである。

また、本発明は、上記クリーニングブレードと、上記クリーニングブレードによって表面がクリーニングされる被クリーニング部材である電子写真感光体と、を一体に支持し、電子写真装置の本体に着脱自在であることを特徴とするプロセスカートリッジである。

また、本発明は、上記クリーニングブレードと、上記クリーニングブレードによって表面がクリーニングされる被クリーニング部材である電子写真感光体と、を有する電子写真装置である。

また、本発明は、ポリエステル構造とウレタン結合とイソシアヌレート基とを有するポリエステル系ウレタンゴムであって、該ポリエステル系ウレタンゴムの表面において、μＡＴＲ法でＩＲスペクトルを測定したとき、該ポリエステル系ウレタンゴム中のイソシアヌレート基由来のＣ−Ｎピーク（１４１１ｃｍ^−１）の強度（Ｉ_ＳＩ）と、該ポリエステル系ウレタンゴム中のエステル基由来のＣ＝Ｏピーク（１７２６ｃｍ^−１）の強度（Ｉ_ＳＥ）との比（Ｉ_ＳＩ／Ｉ_ＳＥ）が、０．６５以上２．５０以下であることを特徴とするポリエステル系ウレタンゴムである。

本発明によれば、被クリーニング部材との当接部が低摩擦化されたクリーニングブレード、ならびに、該クリーニングブレードを有するプロセスカートリッジおよび電子写真装置を提供することができる。

また、本発明によれば、シロキサン化合物の濡れ性が高いウレタンゴムを提供することができる。

本発明のクリーニングブレードを有する電子写真装置の例を示す図である。 本発明のクリーニングブレードを有するプロセスカートリッジの例を示す図である。 本発明のクリーニングブレードを有するクリーニング部材の例を示す図である。 μＡＴＲ法によるＦＴ−ＩＲ測定位置を示す図である。 本発明のクリーニングブレードの例を示す図である。

上述のとおり、本発明のクリーニングブレードは、ポリエステル系ウレタンゴム製のクリーニングブレードである。本発明に係るポリエステル系ウレタンゴムは、ポリエステル構造とウレタン結合とイソシアヌレート基とを有している。

そして、クリーニングブレードの被クリーニング部材との当接部におけるポリエステル系ウレタンゴムの表面においてμＡＴＲ法でＩＲスペクトルを測定する。そのとき、本発明では、ポリエステル系ウレタンゴム中のイソシアヌレート基由来のＣ−Ｎピークの強度（Ｉ_ＳＩ）とエステル基由来のＣ＝Ｏピークの強度（Ｉ_ＳＥ）との比（Ｉ_ＳＩ／Ｉ_ＳＥ）が、０．６５以上２．５０以下であることを特徴としている。ＩＲスペクトルにおいて、イソシアヌレート基由来のＣ−Ｎピークは１４１１ｃｍ^−１の位置に出現し、エステル基由来のＣ＝Ｏピークは１７２６ｃｍ^−１の位置に出現する。この比（Ｉ_ＳＩ／Ｉ_ＳＥ）は、イソシアヌレート基の多寡に影響されないエステル基由来のＣ＝Ｏピークの強度を基準としている。そして、この基準とイソシアヌレート基由来のＣ−Ｎピークの強度とを比較することによって、イソシアヌレート基の多寡を定性的に測ることのできるパラメーターである。

さらに、本発明では、クリーニングブレードの被クリーニング部材との当接部におけるポリエステル系ウレタンゴムの表面上に、下記式（１）で示されるシロキサン化合物が存在していることを特徴としている。

上記式（１）中、Ｒ^１１〜Ｒ^１６は、それぞれ独立に、炭素数１〜４のアルキル基、または、フェニル基を示す。ｍは括弧内の構造の繰り返し数を示す。ｍが２以上である場合、ｍ個のＲ^１２は、同一であっても異なっていてもよく、ｍ個のＲ^１３は、同一であっても異なっていてもよい。

上記比（Ｉ_ＳＩ／Ｉ_ＳＥ）が０．６５以上であるということは、クリーニングブレードを構成するポリエステル系ウレタンゴムの表面の上記当接部において、イソシアヌレート基が十分に生成していることを意味する。これにより、ポリエステル系ウレタンゴムの表面の上記当接部における上記式（１）で示されるシロキサン化合物の付着性が向上する。ただし、上記比（Ｉ_ＳＩ／Ｉ_ＳＥ）が大きすぎると、すなわち、ポリエステル系ウレタンゴムの表面の上記当接部においてイソシアヌレート基が生成しすぎていると、上記当接部の硬度が高くなりやすい。上記当接部の硬度が高くなりすぎると、クリーニングブレードが被クリーニング部材の凹凸に追従しにくくなり、クリーニング不良が発生しやすくなる。そのため、本発明において、上記比（Ｉ_ＳＩ／Ｉ_ＳＥ）は、２．５０以下である。より好ましい上記比（Ｉ_ＳＩ／Ｉ_ＳＥ）の範囲は、０．８０以上２．５０以下である。

また、上記式（１）で示されるシロキサン化合物において、ｍの平均値は、１〜２５００の範囲にあることが好ましい。ｍの平均値が大きいほど、上記式（１）で示されるシロキサン化合物の粘度が大きくなり、ポリエステル系ウレタンゴムへの付着性が高まる傾向がある。また、ｍの平均値が小さいほど、上記式（１）で示されるシロキサン化合物の粘度が小さくなり、潤滑性が高まる傾向がある。

また、上記式（１）中のＲ^１１〜Ｒ^１６は、潤滑性の観点から、すべてメチル基であることが好ましい。上記式（１）中のＲ^１１〜Ｒ^１６がすべてメチル基であるシロキサン化合物は、ジメチルシロキサンと呼ばれる。

また、上記当接部におけるポリエステル系ウレタンゴムの表面より５００μｍ内部の位置において、μＡＴＲ法でＩＲスペクトルを測定する。そのとき、ポリエステル系ウレタンゴム中のイソシアヌレート基由来のＣ−Ｎピークの強度（Ｉ_ＩＩ）とエステル基由来のＣ＝Ｏピーク（１７２６ｃｍ^−１）の強度（Ｉ_ＩＥ）との比（Ｉ_ＩＩ／Ｉ_ＩＥ）は、０．００以上０．６４以下であることが好ましい。

上記比（Ｉ_ＩＩ／Ｉ_ＩＥ）が０．００であるということは、クリーニングブレードを構成するポリエステル系ウレタンゴムの内部（表面より５００μｍ内部）において、イソシアヌレート基が生成していないことを意味する。ポリエステル系ウレタンゴムにおけるイソシアヌレート基は、その量が多いほど、ポリエステル系ウレタンゴムの硬度を高め、弾性を小さくする傾向がある。ポリエステル系ウレタンゴムの内部におけるイソシアヌレート基が少ないほど、クリーニングブレード全体の弾性が高まり、転写残トナーの除去に必要な上記当接部を十分に形成しやすくなる。そのため、本発明において、上記比（Ｉ_ＩＩ／Ｉ_ＩＥ）は、０．６４以下であることが好ましい。より好ましい上記比（Ｉ_ＩＩ／Ｉ_ＩＥ）の範囲は、０．００以上０．６０以下である。

〈電子写真装置〉
図１は、本発明のクリーニングブレードを有する電子写真装置の例を示す図である。

図１に示す電子写真装置は、イエロー用のプロセスカートリッジＹ、マゼンタ用のプロセスカートリッジＭ、シアン用のプロセスカートリッジＣ、ブラック用のプロセスカートリッジＫを有している。プロセスカートリッジＹ、Ｍ、ＣおよびＫは、それぞれ、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナーおよびブラックトナーの各色のトナー像をそれぞれ形成するためのプロセスカートリッジである。また、図１に示す電子写真装置は、さらに、像露光装置１、給紙部２、転写装置３、定着装置４、および、排紙部５を有している。

以下に、電子写真装置による画像形成方法について説明する。

給紙部２から給紙ローラー２１および給紙パッド２２によって搬送された転写材としての紙２３が、転写材搬送ベルト３１に担持され、図１中の下方から上方に向かって（破線の矢印の向き）排紙部５まで搬送される。その間に、感光体６Ｙの表面に形成されたイエロートナー像、感光体６Ｍの表面に形成されたマゼンタトナー像、感光体６Ｃの表面に形成されたシアントナー像、感光体６Ｋの表面に形成されたブラックトナー像が、紙２３の表面に順次転写される。感光体の表面から紙の表面へのトナー像の転写は、転写バイアスによる。感光体６Ｙ、６Ｍ、６Ｃおよび６Ｋは、それぞれ、イエロー用、マゼンタ用、シアン用およびブラック用の感光体であり、いずれもドラム状（円筒状）の感光体である。

図１に示す電子写真装置に用いられるイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナーおよびブラックトナーは、いずれも、マイナスの電荷を帯びる性質を有するトナー（ネガトナー）である。また、感光体６Ｙ、６Ｍ、６Ｃおよび６Ｋは、いずれも、負帯電用の感光体である。

転写材搬送ベルト３１には、感光体６Ｙ、６Ｍ、６Ｃおよび６Ｋから紙２３に各色のトナー像を引き付けるためのバイアスとして、極性がプラスのバイアス（転写バイアス）が印加される。転写バイアスにより引き付けられたトナー像は紙２３の表面に付着し、紙２３は次の色の転写部に搬送される。このようにして順次各色のトナー像が重ねられ、フルカラートナー像が形成される。

なお、感光体６Ｙ、６Ｍ、６Ｃおよび６Ｋのそれぞれの表面において転写されずに残ったトナー（転写残トナー）は、クリーニングブレード７１Ｙ、７１Ｍ、７１Ｃおよび７１Ｋによって掻き落とされる。クリーニングブレード７１Ｙ、７１Ｍ、７１Ｃおよび７１Ｋは、感光体６Ｙ、６Ｍ、６Ｃおよび６Ｋのそれぞれの表面に当接するように配置されている。そして、掻き落とされた転写残トナーは、それぞれ、イエロー用の廃トナー容器７２Ｙ、マゼンタ用の廃トナー容器７２Ｍ、シアン用の廃トナー容器７２Ｃおよびブラック用の廃トナー容器７２Ｋに回収される。

表面にフルカラートナー像が形成された紙２３は、定着装置４に搬送される。定着装置４では、定着部における所定の温度および圧力に調節されたローラー対によって、紙２３の表面のフルカラートナー像が挟まれ、加熱および加圧される。このとき、フルカラートナー像を構成しているトナーは、紙繊維間で溶けて混合し、定着部を通過して冷えることで、紙の表面に定着する。フルカラートナー像が定着された紙２３は、排紙部５を経て電子写真装置外に排出される。
以上で１回の画像形成プロセスが完了する。
連続して画像形成が行われる場合は、上記プロセスが順次繰り返される。

〈プロセスカートリッジ〉
図２は、本発明のクリーニングブレードを有するプロセスカートリッジの例を示す図である。

図２に示すプロセスカートリッジは、ドラム状（円筒状）の感光体（電子写真感光体）６を有している。また、感光体６の周りには、帯電装置８、現像装置９およびクリーニング装置７が配置されており、それらが感光体６とともに一体に支持されて、プロセスカートリッジを構成している。そして、図２に示すプロセスカートリッジは、電子写真装置の本体に着脱自在となっている。

感光体６の表面には、帯電装置８としての帯電ローラーが接触して配置され、感光体６の回転に従動して回転するようになっている。帯電ローラーに所定のバイアスが印加され、帯電ローラーの表面と感光体６の表面との電位差によって放電が発生し、これにより、感光体６の表面は帯電される。

帯電された感光体６の表面は、感光体６の回転駆動により、像露光部に移動する。像露光部では、感光体６の表面のうち、像露光光が照射された部分の電位の絶対値が小さくなり、電位の絶対値が小さくならなかった部分（像露光光が照射されなかった部分）と合わせて、感光体６の表面には静電潜像が形成される。

像露光装置１の光源としては、例えば、半導体レーザーが挙げられる。像露光装置１の光源が半導体レーザーである場合、画像パターンに基づいて発光させたレーザー光を高速回転しているポリゴンミラーに反射させ、感光体６の表面を走査させる。

クリーニング装置７は、クリーニングブレード７１および廃トナー容器７２を有している。クリーニングブレード７１は、感光体６の表面に所定の角度と圧力で当接されており、転写残トナーを感光体６の表面から掻き落とし、掻き落とされた転写残トナーを廃トナー容器７２に収容する。

〈現像装置〉
静電潜像を現像してトナー像を形成することが現像装置９の機能である。図１に示す電子写真装置が有する４つの現像装置は、収容しているトナーの色が異なるのみで、その他は同様の構成である。

図２に示すプロセスカートリッジが有している現像装置９には、トナーが収容されているトナー容器９１がある。トナー容器９１内の撹拌羽根９２は、回転することによってトナーを撹拌するとともに、現像剤供給ローラー９３付近にトナーを搬送する。現像剤供給ローラー９３は、現像ローラー９４上にトナーを供給するとともに、現像されずに現像ローラー９４上に残ったトナーを剥ぎ取る。現像ローラー９４上に供給されたトナーは、現像ローラー９４の回転によって規制部に進入し、規制ブレード９５で厚さが規制され、厚さが均一なトナー層が形成される。このとき、トナーは、規制ブレード９５と現像ローラー９４との間で摺擦され、電荷を持つ。現像ローラー９４には、感光体６の表面の像露光光が照射された部分（照射部）の電位と照射されなかった部分（非照射部）の電位の中間程度の電位が外部電源より印加されている。それにより、現像ローラー９４上のトナー層は、現像部において感光体６の表面に移行し、静電潜像を現像する。

〈クリーニングブレード〉
図３は、本発明のクリーニングブレードを有するクリーニング部材の例を示す図である。

図３に示すクリーニング部材は、厚さ１ｍｍの鉄製の板金７１１および厚さ２ｍｍのポリエステル系ウレタンゴム製のクリーニングブレード７１２を有しており、両者は接着されている。

まず、ポリエステル系ウレタンゴム製のクリーニングブレードを得るためのポリエステル系ウレタンゴム板の製造方法の例を説明する。

鉄製の金型を、その表面温度が所定の温度となるようにオーブン内で加熱する。金型の内表面には、ポリエステル系ウレタンゴム板の表面に潤滑性を持たせるために、上記式（１）で示されるシロキサン化合物を塗布することができる。

また、金型の内表面には、上記式（１）で示されるシロキサン化合物のほか、製造されたポリエステル系ウレタンゴム板の金型からの離型を容易にするための離型剤や、ウレタンゴム合成用触媒を含有する触媒（触媒液）を塗布することができる。

また、ポリエステル系ウレタンゴムの原料として、例えば、以下の２種類の組成物を調製して用いることができる。

（１）ポリイソシアネートと該ポリイソシアネートのモル数に対して２０〜４０モル％のモル数の数平均分子量２０００〜３５００の第一の脂肪族ポリエステル系ポリオールと、を反応させて得られる第一の組成物。

（２）該第一の脂肪族ポリエステル系ポリオールと同一または異なる数平均分子量２０００〜３５００の第二の脂肪族ポリエステル系ポリオールと、ウレタンゴム合成用触媒と、を含有する第二の組成物。

上記第一の組成物に用いられるポリイソシアネートとしては、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）、キシレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、１，５−ナフチレンジイソシアネート（１，５−ＮＤＩ）、ｐ−フェニレンジイソシアネート（ＰＰＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、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（水添ＭＤＩ）、テトラメチルキシレンジイソシアネート（ＴＭＸＤＩ）、カルボジイミド変性ＭＤＩ、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート（ＰＡＰＩ）などが挙げられる。これらの中でも、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）が好ましい。

上記第一の組成物に用いられる第一の脂肪族ポリエステル系ポリオールとしては、例えば、エチレンブチレンアジペートポリエステルポリオール、ブチレンアジペートポリエステルポリオール、ヘキシレンアジペートポリエステルポリオール、ラクトン系ポリエステルポリオールなどが挙げられる。また、これらを混合して用いてもよい。また、これらの脂肪族ポリエステル系ポリオールの中でも、結晶性が高い点で、ブチレンアジペートポリエステルポリオール、ヘキシレンアジペートポリエステルポリオールが好ましい。脂肪族ポリエステル系ポリオールの結晶性が高いほど、得られるポリエステル系ウレタンゴム（ポリエステル系ウレタンゴム製のクリーニングブレード）の硬度が高くなり、クリーニングブレードの耐久性を高めることができる。

上記第一の組成物に用いられる第一の脂肪族ポリエステル系ポリオールは、数平均分子量が２０００〜３５００の範囲にあるものが好ましく、２０００〜３０００の範囲にあるものがより好ましい。２種以上の脂肪族ポリエステル系ポリオールを混合して用いる場合も同様である。

上記第二の組成物に用いられる第二の脂肪族ポリエステル系ポリオールとしては、例えば、エチレンブチレンアジペートポリエステルポリオール、ブチレンアジペートポリエステルポリオール、ヘキシレンアジペートポリエステルポリオール、ラクトン系ポリエステルポリオールなどを挙げられる。また、これらを混合して用いてもよい。また、これらの脂肪族ポリエステル系ポリオールの中でも、結晶性が高い点で、ブチレンアジペートポリエステルポリオール、ヘキシレンアジペートポリエステルポリオールが好ましい。脂肪族ポリエステル系ポリオールの結晶性が高いほど、得られるポリエステル系ウレタンゴム（ポリエステル系ウレタンゴム製のクリーニングブレード）の硬度が高くなり、クリーニングブレードの耐久性を高めることができる。

上記第二の組成物に用いられる第二の脂肪族ポリエステル系ポリオールは、数平均分子量が２０００〜３５００の範囲にあるものが好ましく、２０００〜３０００の範囲にあるものがより好ましい。２種以上の脂肪族ポリエステル系ポリオールを混合して用いる場合も同様である。

第一の脂肪族ポリエステル系ポリオールと第二の脂肪族ポリエステル系ポリオールとは、同一であってもよいし、異なっていてもよい。

また、第一の脂肪族ポリエステル系ポリオールおよび第二の脂肪族ポリエステル系ポリオールの全体の数平均分子量は、２０００〜３５００の範囲にあることが好ましく、２０００〜３０００の範囲にあることがより好ましい。脂肪族ポリエステル系ポリオールの全体の数平均分子量が大きいほど、得られるポリエステル系ウレタンゴム（ポリエステル系ウレタンゴム製のクリーニングブレード）の硬度が高くなる。また、数平均分子量が小さいほど、上記第一の組成物と上記第二の組成物との混合物の粘度が低くなり、ハンドリングが容易になる。

上記第二の組成物に用いられるウレタンゴム合成用触媒としては、ゴム化（樹脂化）や泡化を促進するためのウレタン化触媒（反応促進触媒）と、イソシアヌレート化触媒（イソシアネート三量化触媒）とに大別される。本発明においては、これらを混合して用いてもよい。

ウレタン化触媒としては、例えば、ジブチルチンジラウレート、スタナスオクトエートなどのスズ系のウレタン化触媒や、トリエチレンジアミン、テトラメチルグアニジン、ペンタメチルジエチレントリアミン、ジメチルイミダゾール、テトラメチルプロパンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリメチルアミノエチルエタノールアミンなどのアミン系のウレタン化触媒などが挙げられる。本発明においては、これらを混合して用いてもよい。これらのウレタン化触媒の中でも、ウレタン反応を特に促進する点で、トリエチレンジアミンが好ましい。

イソシアヌレート化触媒としては、例えば、Ｌｉ_２Ｏ、（Ｂｕ_３Ｓｎ）_２Ｏなどの金属酸化物や、ＮａＢＨ_４などのハイドライト化合物や、ＮａＯＣＨ_３、ＫＯ−（ｔ−Ｂｕ）、ホウ酸塩などのアルコキシド化合物や、Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５）_３、Ｎ（ＣＨ_３）_２ＣＨ_２Ｃ_２Ｈ_５、Ｎ_２Ｃ_６Ｈ_１２などのアミン化合物や、ＨＣＯ_２Ｎａ、ＣＯ_３Ｎａ_２、ＰｈＣＯ_２Ｎａ／ＤＭＦ、ＣＨ_３ＣＯ_２Ｋ、（ＣＨ_３ＣＯ_２）_２Ｃａ、アルカリ石鹸、ナフテン酸塩などのアルカリ性カルボキシレート塩化合物や、アルカリ性蟻酸塩化合物や、（（Ｒ^１）_３−ＮＲ^２ＯＨ）−ＯＯＣＲ^３などの四級アンモニウム塩化合物などが挙げられる。また、イソシアヌレート化触媒として用いられる組み合わせ触媒（共触媒）として、例えば、アミン／エポキシド、アミン／カルボン酸、アミン／アルキレンイミドなどが挙げられる。本発明においては、これらを混合して用いてもよい。

ウレタンゴム合成用触媒の中でも、本発明の製造方法に用いた場合に、単独でウレタン化触媒としての作用に加えてイソシアヌレート化触媒の作用も示す、Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリメチルアミノエチルエタノールアミンが好ましい。

上記第一の組成物および上記第二の組成物をそれぞれ６０〜８０℃に加温する。そして、上記第一の組成物および上記第二の組成物をそれぞれ所定の量となるよう秤量した後、両者を混合し、混合物を所定の温度に加熱された金型に注入し、所定の時間が経過した後、金型からポリエステル系ウレタンゴムを取り出す。

上記第一の組成物や上記第二の組成物などには、必要に応じて、顔料、可塑剤、防水剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤などの添加剤を含有させてもよい。

〈数平均分子量の測定方法〉
数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）法により、ＧＰＣ用の単分散ポリスチレンを用い、それらのピークカウント数と単分散ポリスチレンの数平均分子量とから検量線を作成し、常法に従って算出した。具体的には、本発明において、脂肪族ポリエステル系ポリオールの数平均分子量は、脂肪族ポリエステル系ポリオールをテトラヒドロフラン（溶媒）により溶解させ、溶解した成分を以下に示す装置等・条件で測定した値である。

ＧＰＣ装置：東ソー（株）製のＨＬＣ−８１２０ＧＰＣ（商品名）
カラム：東ソー（株）製のＴＳＫ−ＧＥＬ（商品名）、Ｇ−５０００ＨＸＬ（商品名）、Ｇ−４０００ＨＸＬ（商品名）、Ｇ−３０００ＨＸＬ（商品名）、Ｇ−２０００ＨＸＬ（商品名）
検出器：示差屈折計
溶媒：テトラヒドロフラン
溶媒濃度：０．５質量％
流速：１．０ｍｌ／ｍｉｎ

〈硬度（ゴム硬度）の測定方法〉
本発明において、ポリエステル系ウレタンゴム製のクリーニングブレード（ポリエステル系ウレタンゴム）の硬度（ゴム硬度）は、高分子計器（株）製のマイクロゴム硬度計（商品名：ＭＤ−１ｃａｐａ、タイプＡ）を用いて測定した。そして、被クリーニング部材との当接部における任意の３点での硬度の測定値の平均を、ポリエステル系ウレタンゴム製のクリーニングブレード（ポリエステル系ウレタンゴム）の硬度とした。

ポリエステル系ウレタンゴムの硬度（ゴム硬度）は、７５〜８６°の範囲にあることが好ましい。また、ポリエステル系ウレタンゴム製のクリーニングブレードの硬度（ゴム硬度）は、少なくとも上記当接部において、７５〜８６°の範囲にあることが好ましい。

〈μＡＴＲ法（顕微全反射法）によるＩＲスペクトルの測定方法〉
図４は、μＡＴＲ法によるＦＴ−ＩＲ測定位置を示す図である。
図４中の「５００μｍ内部位置」とは、被クリーニング部材との当接部におけるポリエステル系ウレタンゴムの表面より５００μｍ内部の位置を意味する。また、「当接部表面」とは、被クリーニング部材との当接部におけるポリエステル系ウレタンゴムの表面を意味する。７１２は、ポリエステル系ウレタンゴム製のクリーニングブレードである。

μＡＴＲ法によるＩＲスペクトル（赤外分光）の測定は、Ｖａｒｉａｎ社製のフーリエ変換型赤外分光光度計（商品名：ＦＴＳ７０００）および赤外顕微鏡（商品名：ＵＭＡ６００）を用いて行い、μＡＴＲ測定結晶には、ゲルマニウムを用いた。分解能は、２ｃｍ^−１であり、測定範囲は、４０００〜６５０ｃｍ^−１であり、積算回数は、４回とした。

以下に実施例を挙げて本発明を説明する。なお、本実施例において、「部」は「質量部」を意味する。

（実施例１）
イソシアヌレート化触媒である４級アンモニウムカルボキシレート塩（商品名：ＤＡＢＣＯ ＴＭＲ、Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．社製）とジメチルシロキサン（上記式（１）で示されるシロキサン化合物、Ｒ^１１〜Ｒ^１６がメチル基、ｍの平均値は１〜２５００の範囲内）（商品名：ＫＦ−９６Ａ−６ＣＳ、信越化学工業（株）製）とを質量比で１：１となるように混合して、混合物を得た。そして、この混合物を鉄製の金型の内表面にブレードコート法で塗布し、加熱用オーブン内にて金型の内表面の温度が１５０℃となるように金型を加熱した。
また、ポリエステル系ウレタンゴムの原料として、以下の２種類の組成物を調製した。

（１）４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）２９９部および数平均分子量２６００のブチレンアジペートポリエステルポリオール７６７．５部を８０℃で３時間反応させて得られた、ＮＣＯ基を７．２質量％含む第一の組成物。

（２）数平均分子量２０００のヘキシレンアジペートポリエステルポリオール２５０部に、ウレタンゴム合成用触媒としてのＮ，Ｎ，Ｎ’−トリメチルアミノエチルエタノールアミン０．２５部を加え、６０℃で１時間撹拌して得られた、第二の組成物。

上記第一の組成物および上記第二の組成物をそれぞれ８０℃に加温し、上記第一の組成物を８０部および上記第二の組成物２０部を自転・公転真空ミキサー（商品名：ＡＲＶ−３１０、シンキー社製）に入れた。そして、この自転・公転真空ミキサーを用い、公転速度：２０００ｒｐｍ、設定圧：０．２ｋＰａ、時間：２分の条件で、両組成物を混合・脱泡した後、すぐに金型に注入した。金型への注入から３０分経過した後、脱型し、ポリエステル系ウレタンゴム板を得た。

得られたポリエステル系ウレタンゴム板の硬度（ゴム硬度）は７５．５°であり、Ｉ_ＳＩ／Ｉ_ＳＥは０．８５であり、Ｉ_ＩＩ／Ｉ_ＩＥは０．５７であった。

得られたポリエステル系ウレタンゴム板の表面には、金型の内表面に塗布したジメチルシロキサンが転写され、付着していた。また、金型の内表面に接していたポリエステル系ウレタンゴム板の表面には、イソシアヌレート基が生成していた。また、ポリエステル系ウレタンゴム板の表面から内部方向に向かって連続的にイソシアヌレート基の濃度は減少し、表面から２００μｍの深さでほぼ一定の濃度となっていた。

図５は、本発明のクリーニングブレードの例を示す図である。

図５中の「ウレタン」とは、主としてポリエステル構造とウレタン結合を有する領域であり、「イソシアヌレート＋ウレタン」とは、主としてポリエステル構造とウレタン結合とイソシアヌレート基とを有する領域である。また、「シロキサン化合物」とは、上記式（１）で示されるシロキサン化合物を意味する。７１２は、ポリエステル系ウレタンゴム製のクリーニングブレードである。図５に示すように、クリーニングブレード７１２の表面（図５中の下方の表面）は、イソシアヌレート基が十分に生成しており、その表面に上記式（１）で示されるシロキサン化合物が存在している。そして、図５に示す例では、表面から内部に向かって連続的にイソシアヌレート基の濃度が減少し、表面から２００μｍの深さでほぼ一定の濃度となっている。

得られたポリエステル系ウレタンゴム板を３４０ｍｍ×１５ｍｍ×２ｍｍの寸法に切断してポリエステル系ウレタンゴム製のクリーニングブレードを得た後、これを厚さ１ｍｍの鉄製の板金に接着し、クリーニング部材を得た。

得られたポリエステル系ウレタンゴム製のクリーニングブレードの硬度（ゴム硬度）、Ｉ_ＳＩ／Ｉ_ＳＥおよびＩ_ＩＩ／Ｉ_ＩＥは、ポリエステル系ウレタンゴム板の硬度（ゴム硬度）、Ｉ_ＳＩ／Ｉ_ＳＥおよびＩ_ＩＩ／Ｉ_ＩＥと同じである。

得られたクリーニング部材をプロセスカートリッジに組み込み、該プロセスカートリッジを電子写真装置に装着し、クリーニング特性の評価を行ったところ、使用初期においてクリーニングブレードのめくれは発生しなかった。また、クリーニング中にトナーがすり抜けることもなかった。

（実施例２）
実施例１において、加熱用オーブン内にて金型の内表面の温度が１３０℃（１５０℃から１３０℃への変更）となるように金型を加熱した以外は、実施例１と同様にしてポリエステル系ウレタンゴム板を製造した。そして、得られたポリエステル系ウレタンゴム板を用いた以外は、実施例１と同様にしてポリエステル系ウレタンゴム製のクリーニングブレードを製造し、該クリーニングブレードを用いてクリーニング部材を製造した。

得られたポリエステル系ウレタンゴム板（ポリエステル系ウレタンゴム製のクリーニングブレード）の硬度（ゴム硬度）は８３．３°であり、Ｉ_ＳＩ／Ｉ_ＳＥは２．１０であり、Ｉ_ＩＩ／Ｉ_ＩＥは０．５６であった。

得られたクリーニング部材に関して、実施例１と同様にしてクリーニング特性の評価を行ったところ、使用初期においてクリーニングブレードのめくれは発生しなかった。また、クリーニング中にトナーがすり抜けることもなかった。

（実施例３）
実施例１において、加熱用オーブン内にて金型の内表面の温度が１１０℃（１５０℃から１１０℃への変更）となるように金型を加熱した以外は、実施例１と同様にしてポリエステル系ウレタンゴム板を製造した。そして、得られたポリエステル系ウレタンゴム板を用いた以外は、実施例１と同様にしてポリエステル系ウレタンゴム製のクリーニングブレードを製造し、該クリーニングブレードを用いてクリーニング部材を製造した。

得られたポリエステル系ウレタンゴム板（ポリエステル系ウレタンゴム製のクリーニングブレード）の硬度（ゴム硬度）は８５．９°であり、Ｉ_ＳＩ／Ｉ_ＳＥは１．８６であり、Ｉ_ＩＩ／Ｉ_ＩＥは０．５３であった。

得られたクリーニング部材に関して、実施例１と同様にしてクリーニング特性の評価を行ったところ、使用初期においてクリーニングブレードのめくれは発生しなかった。また、クリーニング中にトナーがすり抜けることもなかった。

（比較例１）
実施例３において、鉄製の金型の内表面にブレードコート法で塗布したものをジメチルシロキサンのみに変更した以外は、実施例１と同様にしてポリエステル系ウレタンゴム板を製造した。そして、得られたポリエステル系ウレタンゴム板を用いた以外は、実施例１と同様にしてポリエステル系ウレタンゴム製のクリーニングブレードを製造し、該クリーニングブレードを用いてクリーニング部材を製造した。

得られたポリエステル系ウレタンゴム板（ポリエステル系ウレタンゴム製のクリーニングブレード）の硬度（ゴム硬度）は７２．３°であり、Ｉ_ＳＩ／Ｉ_ＳＥは０．５１であり、Ｉ_ＩＩ／Ｉ_ＩＥは０．５２であった。

得られたクリーニング部材に関して、実施例１と同様にしてクリーニング特性の評価を試みたところ、感光体が回転し始めるとともにクリーニングブレードがめくれてしまった。これは、クリーニングブレードと感光体間の摩擦が非常に高かったためと考えられる。その理由は、クリーニングブレードのポリエステル系ウレタンゴムの表面においてイソシアヌレート基が十分に生成しなかったためであると考えられる。そして、金型の内表面に塗布したジメチルシロキサンがクリーニングブレードに十分に転写されず、クリーニングブレードの被クリーニング部材である感光体との当接部が十分に低摩擦化されなかったためであると考えられる。

（比較例２）
特許文献２（特開２００１−７５４５１号公報）の実施例１に記載されているとおりにしてウレタンゴム製のクリーニングブレード（ただし、寸法は３４０ｍｍ×１５ｍｍ×２ｍｍ）を製造し、これを厚さ１ｍｍの鉄製の板金に接着し、クリーニング部材を得た。

得られたウレタンゴム製のクリーニングブレードの硬度（ゴム硬度）は９０．０°であり、Ｉ_ＳＩ／Ｉ_ＳＥは５．００であり、Ｉ_ＩＩ／Ｉ_ＩＥは０．５３であった。

得られたクリーニング部材に関して、実施例１と同様にしてクリーニング特性の評価を行ったところ、使用初期においてクリーニングブレードのめくれは発生しなかった。ところが、クリーニング中にトナーが感光体の表面でスジ状となって抜けてしまう部分が発生した。これは、クリーニングブレードが硬度が高すぎて、被クリーニング部材である感光体の表面の凹凸に追従しにくくなり、トナーがすり抜けられる隙間ができてしまったためであると考えられる。

１ 像露光装置
２ 給紙部
２１ 給紙ローラー
２２ 給紙パッド
３ 転写装置
３１ 転写材搬送ベルト
４ 定着装置
５ 排紙部
６ 感光体
６Ｙ イエロー用の感光体
６Ｍ マゼンタ用の感光体
６Ｃ シアン用の感光体
６Ｋ ブラック用の感光体
７ クリーニング装置
７１ クリーニングブレード
７１１ 板金
７１２ ポリエステル系ウレタンゴム製のクリーニングブレード
７２Ｙ イエロー用の廃トナー容器
７２Ｍ マゼンタ用の廃トナー容器
７２Ｃ シアン用の廃トナー容器
７２Ｋ ブラック用の廃トナー容器
８ 帯電装置（帯電ローラー）
９ 現像装置
９１ トナー容器
９２ 撹拌羽根
９３ 現像剤供給ローラー
９４ 現像ローラー
９５ 規制ブレード
Ｙ イエロー用のプロセスカートリッジ
Ｍ マゼンタ用のプロセスカートリッジ
Ｃ シアン用のプロセスカートリッジ
Ｋ ブラック用のプロセスカートリッジ

Claims (11)

1. 被クリーニング部材に当接させて該被クリーニング部材の表面をクリーニングするための、ポリエステル系ウレタンゴム製のクリーニングブレードであって、該クリーニングブレードの、該被クリーニング部材との当接部における該ポリエステル系ウレタンゴムの表面において、μＡＴＲ法でＩＲスペクトルを測定したとき、該ポリエステル系ウレタンゴム中のイソシアヌレート基由来のＣ−Ｎピーク（１４１１ｃｍ^−１）の強度（Ｉ_ＳＩ）と、該ポリエステル系ウレタンゴム中のエステル基由来のＣ＝Ｏピーク（１７２６ｃｍ^−１）の強度（Ｉ_ＳＥ）との比（Ｉ_ＳＩ／Ｉ_ＳＥ）が、０．６５以上２．５０以下であり、該当接部における該ポリエステル系ウレタンゴムの表面上には、下記式（１）で示されるシロキサン化合物が存在している
   

   

   
   （式（１）中、Ｒ^１１〜Ｒ^１６は、それぞれ独立に、炭素数１〜４のアルキル基、または、フェニル基を示す。ｍは括弧内の構造の繰り返し数を示す。ｍが２以上である場合、ｍ個のＲ^１２は、同一であっても異なっていてもよく、ｍ個のＲ^１３は、同一であっても異なっていてもよい。）
   ことを特徴とするクリーニングブレード。
2. 前記比（Ｉ_ＳＩ／Ｉ_ＳＥ）が、０．８０以上２．５０以下である請求項１に記載のクリーニングブレード。
3. 前記クリーニングブレードの、前記被クリーニング部材との当接部における該ポリエステル系ウレタンゴムの表面より５００μｍ内部の位置において、μＡＴＲ法でＩＲスペクトルを測定したとき、前記ポリエステル系ウレタンゴム中のイソシアヌレート基由来のＣ−Ｎピーク（１４１１ｃｍ^−１）の強度（Ｉ_ＩＩ）と、前記ポリエステル系ウレタンゴム中のエステル基由来のＣ＝Ｏピーク（１７２６ｃｍ^−１）の強度（Ｉ_ＩＥ）との比（Ｉ_ＩＩ／Ｉ_ＩＥ）が、０．００以上０．６４以下である請求項１または２に記載のクリーニングブレード。
4. 前記比（Ｉ_ＩＩ／Ｉ_ＩＥ）が、０．００以上０．６０以下である請求項３に記載のクリーニングブレード。
5. 前記式（１）中のＲ^１１〜Ｒ^１６が、すべてメチル基である請求項１〜４のいずれか１項に記載のクリーニングブレード。
6. 前記クリーニングブレードの硬度が、少なくとも前記当接部において、７５〜８６°の範囲にある請求項１〜５のいずれか１項に記載のクリーニングブレード。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のクリーニングブレードと、該クリーニングブレードによって表面がクリーニングされる被クリーニング部材である電子写真感光体と、を一体に支持し、電子写真装置の本体に着脱自在であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
8. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のクリーニングブレードと、該クリーニングブレードによって表面がクリーニングされる被クリーニング部材である電子写真感光体と、を有する電子写真装置。
9. ポリエステル構造とウレタン結合とイソシアヌレート基とを有するポリエステル系ウレタンゴムであって、該ポリエステル系ウレタンゴムの表面において、μＡＴＲ法でＩＲスペクトルを測定したとき、該ポリエステル系ウレタンゴム中のイソシアヌレート基由来のＣ−Ｎピーク（１４１１ｃｍ^−１）の強度（Ｉ_ＳＩ）と、該ポリエステル系ウレタンゴム中のエステル基由来のＣ＝Ｏピーク（１７２６ｃｍ^−１）の強度（Ｉ_ＳＥ）との比（Ｉ_ＳＩ／Ｉ_ＳＥ）が、０．６５以上２．５０以下であることを特徴とするポリエステル系ウレタンゴム。
10. 前記比（Ｉ_ＳＩ／Ｉ_ＳＥ）が、０．８０以上２．５０以下である請求項９に記載のポリエステル系ウレタンゴム。
11. 前記ポリエステル系ウレタンゴムの硬度が、７５〜８６°の範囲にある請求項９または１０に記載のポリエステル系ウレタンゴム。

Images