(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレード部材と、支持部材と、接着剤層とからなる電子写真装置用クリーニングブレードにおいて、
前記ブレード部材は、分子量１２００以下のポリオールＡと、分子量４０００以上のポリオールＢとの混合物をポリオール成分とする熱硬化性ウレタンエラストマーからなるものであり、
前記ポリオールＡ及び前記ポリオールＢのうち一方は、ポリエチレンブチレンアジペート又はポリエチレンヘキセンアジペートのポリエステルポリオールであり、
前記ポリエチレンブチレンアジペート又は前記ポリエチレンヘキセンアジペートは、アジピン酸と、エチレングリコールと、１，４−ブタンジオール又は１，６−ヘキサンジオールとからなり、前記エチレングリコールと、前記１，４−ブタンジオール又は前記１，６−ヘキサンジオールとの混合比が、モル比で５：５〜２：８のものであり、
前記ポリオールＡ及び前記ポリオールＢのうちもう一方は、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のポリエステルポリオールである
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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、広範囲の温度領域において長期的に安定したクリーニング性を維持する電子写真装置用クリーニングブレードに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真装置は、表面に光導電体層を設けた感光体を有しており、作動の際、上記感光体の外周面が一様に帯電され、ついで被模写体の被模写像を介してその外周面を露光することにより、静電潜像を形成し、この静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成し、これを紙等に転写し、定着させるものである。
【０００３】
この過程において、転写後の感光体の外周上にはトナーが一部残留するので、この残留トナーを除去する必要がある。このようなトナーの除去は、クリーニングブレードにより行われている。クリーニングブレードは、通常、金属板よりなる支持部材、弾性体よりなるブレード部材、及び、支持部材にブレード部材を取り付けるための接着剤より形成されている。
【０００４】
上記ブレード部材は、感光体との摺擦による摩擦、永久歪みが少なく、接着時の加圧、接着剤の溶剤による変形が小さい等の特性を必要とし、感光体へダメージを与えず、かつ、クリーニング時に適度な圧接力を要することより、硬さ６５〜８０度（ＪＩＳ−Ａ）が好ましい。
【０００５】
これらの特性を満足させるために、ブレード部材としては通常ウレタンエラストマーが使用される。ブレード部材に用いられるウレタンエラストマーは、ポリイソシアネート化合物及び高分子量ポリオール、並びに、１，４−ブタンジオール、トリメチロールプロパン等の低分子量ジオールやトリオール等の架橋剤の熱硬化反応によって製造される。
【０００６】
通常、電子写真装置は５〜４０℃の環境下で使用される。このとき装置内の温度は、５〜６０℃になるので、ブレード部材には、この温度範囲内での耐磨耗性、耐欠け性及び良好なクリーニング性が要求される。
【０００７】
クリーニングブレードの低温でのクリーニング性を向上させるためには、１，４−ブタンジオールを大量に配合すればよいが、そうすると永久歪みが大きくなり、長期間使用するとブレード部材の変形（へたり）を生じ、感光体への圧接力が保てなくなりクリーニング不良を生じ、また、高温での反発弾性が大きくなり、高温使用時にブレード部材のビビリ音（鳴き）を生じる結果となる。逆に、クリーニングブレードの永久歪み及び高温での反発弾性を小さくし、かつ、耐磨耗性、耐欠け性等の耐久性を向上させるためには、トリメチロールプロパンを多量に配合すればよいが、そうするとガラス転移温度を上昇させ、低温でのグリーニング性に劣る結果となり、低温でのクリーニング性と永久歪み、耐久性及び高温でのビビリ音防止とを両立させることができない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記に鑑み、低温でのクリーニング性に優れ、高温でビビリ音が発生せず、しかも、長期にわたり広範囲の温度条件下で安定したクリーニング性を発揮する電子写真装置用クリーニングブレードを提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ブレード部材と、支持部材と、接着剤層とからなる電子写真装置用クリーニングブレードにおいて、上記ブレード部材は、分子量１２００以下のポリオールＡと、分子量４０００以上のポリオールＢとの混合物をポリオール成分とする熱硬化性ウレタンエラストマーからなるものであり、上記ポリオールＡ及び上記ポリオールＢのうち一方は、ポリエチレンブチレンアジペート又はポリエチレンヘキセンアジペートのポリエステルポリオールであり、上記ポリエチレンブチレンアジペート又は上記ポリエチレンヘキセンアジペートは、アジピン酸と、エチレングリコールと、１，４−ブタンジオール又は１，６−ヘキサンジオールとからなり、上記エチレングリコールと、上記１，４−ブタンジオール又は上記１，６−ヘキサンジオールとの混合比が、モル比で５：５〜２：８のものであり、上記ポリオールＡ及び上記ポリオールＢのうちもう一方は、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のポリエステルポリオールである電子写真装置用クリーニングブレードである。
【００１１】
以下に本発明を詳述する。
【００１２】
本発明で使用される熱硬化性ウレタンエラストマーは、分子量１２００以下のポリオールＡと、分子量４０００以上のポリオールＢとの混合物をポリオール成分とするものである。
【００１３】
上記分子量１２００以下のポリオールＡと上記分子量４０００以上のポリオールＢとを混合し高分子量ポリオールの長鎖の間に低分子量ポリオールが介在した構造とすることにより構造の多様化が図れるので、緩和機構が非常に多くなり、上記熱硬化性ウレタンエラストマーからなるブレード部材は、広い温度領域での温度依存性が小さく、高温での反発弾性の制御が可能となる。
【００１４】
上記ポリオールＡの分子量が１２００を超えると、得られる熱硬化性ウレタンエラストマーの高温時の反発弾性が大きくなり、ビビリ音（鳴き）の発生原因となり、上記ポリオールＢの分子量が４０００未満であると、得られる熱硬化性ウレタンエラストマーのガラス転移温度が上昇し、低温でのクリーニング性に劣るので、上記熱硬化性ウレタンエラストマーは、分子量１２００以下の低分子量ポリオールと、分子量４０００以上の高分子量ポリオールとの混合物をポリオール成分とするものに限定される。
【００１５】
本発明においては、上記ポリオールＡ及び上記ポリオールＢのうち少なくとも一方は、二塩基酸とエチレングリコール及び下記一般式（１）で表されるジオールからなるポリエステルポリオールである。
【００１６】
【化３】
0003602920.tif 000002
【００１７】
上記一般式（１）中、ｎは、３以上の整数である。
上記二塩基酸としては特に限定されず、例えば、アジピン酸、フタル酸、アクリル酸、ダイマー酸等が挙げられる。
上記一般式（１）で表されるジオールの具体例としては特に限定されず、例えば、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール等が挙げられる。
【００１８】
上記エチレングリコールと上記一般式（１）で表されるジオールとの混合比は、モル比で５：５〜２：８である。この範囲をはずれ、上記一般式（１）で表されるジオールの量が多くなると、得られる熱硬化性ウレタンエラストマーの結晶性が大きく阻害され、使用時の耐磨耗性、耐欠け性が悪くなり、長期にわたって安定したクリーニング性を維持することができなくなり、上記一般式（１）で表されるジオールの量が少なくなると、ガラス転移温度が上昇し、低温でのクリーニング性が劣るので、上記範囲に限定される。
【００１９】
本発明において、上記ポリオールＡに対する上記ポリオールＢの混合量は、１００〜５００重量％、好ましくは、１５０〜３００重量％である。
【００２０】
本発明に係るブレード部材は、上記ポリオールＡ及び上記ポリオールＢを混合し、これにイソシアネート化合物を反応させてプレポリマーを合成した後、これに架橋剤を添加混合したポリウレタン生成液を予熱した金型に注入して熱硬化させて製造される。
【００２１】
上記イソシアネート化合物としては特に限定されず、例えば、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、トリジンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、パラフェニレンジイソシアネート（ＰＰＤＩ）；これらの異性体、変性体等が挙げられる。
【００２２】
上記架橋剤としては特に限定されず、例えば、エチレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール等の低分子量グリコール；トリメチロールプロパン、グリセリン等の低分子量トリオール等が挙げられる。これらは単独で用いても併用してもよい。
【００２３】
本発明に係る支持部材としては特に限定されず、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、通常は、無処理の鋼板；リン酸亜鉛処理、クロメート処理等の表面処理が施された鋼板等から製造されたもの等を用いることができる。
本発明の電子写真装置用クリーニングブレードの製造においては、上記支持部材は、溶剤等により脱脂処理を行って使用するのが好ましい。
【００２４】
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としては、通常用いられる方法で行われ、例えば、遠心成形等により得られる熱硬化性ポリウレタンエラストマー製のシートを所定サイズに裁断してブレード部材を得た後、上記支持部材に、通常用いられる接着剤を塗布し、その上にブレード部材を貼り合わせ加熱加圧して接着する方法、接着剤を塗布した支持部材をブレード部材成形用金型に保持し、接着部周辺にポリウレタン生成液を注入し、硬化反応と同時に接着する方法等を採用することができる。この場合において、貼り合わせ接着に用いられる接着剤としては特に限定されず、例えば、ホットメルト接着剤等が挙げられる。また、硬化同時接着に用いられる接着剤としては特に限定されず、例えば、フェノール系溶液接着剤等が挙げられる。
【００２５】
本発明に係るブレード部材は、電子写真装置等において現像ロールの外周上にトナーを薄層で担持させるためにトナー層厚を規制する現像ブレード等にも適用することができる。
【００２６】
【実施例】
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
【００２７】
実施例１
エチレングリコールと１，４−ブタンジオールとのモル比３：７の混合物と、アジピン酸との脱水縮合により、平均分子量５０００に調整したポリエチレンブチレンアジペートを得た。これに平均分子量７５０のポリブチレンアジペート（ニッポラン４０５６、日本ポリウレタン工業社製）を、混合後のＯＨ価＝５６．１になるように混合し、ポリエステルポリオールを得た。
得られたポリエステルポリオールにＭＤＩ（ミリオネートＭＴ、日本ポリウレタン工業社製）を加え、窒素雰囲気下、７０℃で３時間反応させ、イソシアネート基を６．５重量％含有するプレポリマーを得た。
このプレポリマーを１００℃に昇温し、減圧下で１時間脱泡後、硬化剤として１，４−ブタンジオールとトリメチロールプロパンとの混合物（混合比＝６０／４０）を硬化剤のＯＨ基とプレポリマーのＮＣＯ基との比が０．９になるように加え、３分間混合後、金型温度を１４０℃に調整した遠心成形機に投入し、１時間硬化させた後金型より円筒状シート材を取り出し、１２０℃で１２時間架橋後室温に冷却し、所定寸法にカットしてブレード部材を得た。
得られたブレード部材の硬さ及びガラス転移温度、並びに、ブレード部材を支持部材にホットメルト接着剤で接着させたクリーニングブレードの低温クリーニング性、鳴き及び耐久性について、下記方法により評価した。結果を表１に示した。
【００２８】
評価方法
（１）硬さ
ＪＩＳ−Ａスプリング硬度計にて測定した。
（２）ガラス転移温度
５％伸長１０Ｈｚの条件で、温度分散スペクトロメータにて測定したｔａｎδのピーク値を求めた。
（３）低温クリーニング性
ミノルタ社製複写機ＥＰ８７０を用いて、５℃、１５％ＲＨの環境下に２４時間放置後の初期クリーニング性を確認した。
（４）鳴き
ミノルタ社製複写機ＥＰ８７０を用いて、３５℃、８５％ＲＨの環境下で１０００枚連続通紙し、鳴き発生の有無を確認した。
（５）耐久性
ミノルタ社製複写機ＥＰ８７０を用いて、２５℃、６０％ＲＨの環境下で１０万枚連続通紙し、耐久性を確認した。
【００２９】
実施例２
エチレングリコールと１、４−ブタンジオールとのモル比を５：５とし、また、ニッポラン４０５６の代わりに平均分子量が１２００のポリエチレンアジペート（ニッポラン４００２、日本ポリウレタン工業社製）を用いたこと以外は、実施例１と同様にしてブレード部材及びクリーニングブレードを得、評価した。結果を表１に示した。
【００３０】
実施例３
エチレングリコールと１，４−ブタンジオールとのモル比３：７の混合物と、アジピン酸との脱水縮合により、平均分子量１０００に調整したポリエチレンブチレンアジペートを得た。これをニッポラン４０５６の代わりに用いたこと以外は、実施例１と同様にしてブレード部材及びクリーニングブレードを得、評価した。結果を表１に示した。
【００３１】
実施例４
エチレングリコールと１，４−ブタンジオールとのモル比３：７の混合物と、アジピン酸との脱水縮合により、平均分子量１０００に調整したポリエチレンブチレンアジペートを得た。これに平均分子量５４００のポリブチレンアジペート（ニッポラン４００９、日本ポリウレタン工業社製）を混合し、ＯＨ価５６．１のポリエステルポリオールを得た。これを用いたこと以外は、実施例１と同様にしてブレード部材及びクリーニングブレードを得、評価した。結果を表１に示した。
【００３２】
実施例５
エチレングリコールと１，６−ヘキサンジオールのモル比３：７の混合物と、アジピン酸との脱水縮合により、平均分子量４０００に調整したポリエチレンヘキセンアジペートを得た。これに平均分子量７５０のポリブチレンアジペート（ニッポラン４０５６、日本ポリウレタン工業社製）を混合し、ポリエステルポリオールを得た。これを用いたこと以外は、実施例１と同様にしてブレード部材及びクリーニングブレードを得、評価した。結果を表１に示した。
【００３３】
比較例１
エチレングリコールと１，４−ブタンジオールとのモル比を６：４にしたこと以外は、実施例１と同様にしてブレード部材及びクリーニングブレードを得、評価した。結果を表１に示した。
【００３４】
比較例２
エチレングリコールと１，４−ブタンジオールとのモル比を１：９にしたこと以外は、実施例１と同様にしてブレード部材及びクリーニングブレードを得、評価した。結果を表１に示した。
【００３５】
比較例３
ニッポラン４０５６の代わりに平均分子量２０００のポリブチレンアジペート（ニッポラン４０１０、日本ポリウレタン工業社製）を用いたこと以外は、実施例１と同様にしてブレード部材及びクリーニングブレードを得、評価した。結果を表１に示した。
【００３６】
比較例４
エチレングリコールと１，４−ブタンジオールのモル比３：７の混合物と、アジピン酸との脱水縮合により、平均分子量３０００に調整したポリエチレンブチレンアジペートを得た。これに平均分子量７５０のポリブチレンアジペート（ニッポラン４０５６、日本ポリウレタン工業社製）を混合し、ポリエステルポリオールを得た。これを用いたこと以外は、実施例１と同様にしてブレード部材及びクリーニングブレードを得、評価した。結果を表１に示した。
【００３７】
【表１】
0003602920.tif 000003
【００３８】
【発明の効果】
本発明の電子写真装置用クリーニングブレードは、上述の構成からなるので、低温でのクリーニング性に優れ、高温でビビリ音が発生せず、高耐久性を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】貼り合わせ接着により製造されたクリーニングブレードの一例を示す図。
【符号の説明】
１  ブレード部材
２  接着剤層
３  支持部材
【図１】
0003602920.tif 000004