(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
均一なポリウレタンからなるエッジ部分と均一なポリウレタンからなるバックアップ部分とからなり、前記エッジ部分と前記バックアップ部分とが異なる組成から形成されるポリウレタン製ブレードにおいて、
エッジ部分を形成するポリウレタンがバックアップ部分を形成するポリウレタンよりも高硬度であって、
バックアップ部を形成するポリウレタンのＪＩＳ‐Ａ硬度が６５〜８０であり、
エッジ部を形成するポリウレタンが、（１）ＪＩＳ‐Ａ硬度が、７５〜１００かつｔａｎδピーク温度が−１５〜−８℃、又は、（２）ＪＩＳ‐Ａ硬度が９１〜１００かつｔａｎδピーク温度が−１５〜６０℃であることを、特徴とするブレード。
【請求項２】
エッジ部分を形成するポリウレタンがエステル系のポリウレタンからなり、バックアップ部分を形成するポリウレタンがエーテル系ポリウレタンもしくはエステル系ポリウレタンであることを、特徴とする請求項１記載のブレード。
【請求項３】
エッジ部分を形成するポリウレタンがエーテル系のポリウレタンからなり、バックアップ部分を形成するポリウレタンがエーテル系ポリウレタンであって、
バックアップ部を形成するポリウレタンのＪＩＳ‐Ａ硬度が６５〜８０であり、
エッジ部を形成するポリウレタンが、（１）ＪＩＳ‐Ａ硬度が、７５〜１００かつｔａｎδピーク温度が−１５〜−８℃であることを、特徴とする請求項１記載のブレード。
【請求項４】
エッジ部分を形成するエーテル系のポリウレタンが、ポリエーテルポリオールとしてポリテトラメチレングリコール、硬化剤として飽和脂肪酸アルカリ金属塩及び有機スズ化合物を用い、
バックアップ部分を形成するポリウレタンがエーテル系ポリウレタンとして、ポリエーテルポリオールとしてポリテトラメチレングリコール、硬化剤の一部としてアミン系化合物を用いたことを特徴とする請求項３記載のブレード。
【請求項５】
次の測定条件にて、トルクが０．８ｋｇｆ／ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のブレード。
測定条件
ブレードをＯＰＣドラムに接線方向に侵入させ、侵入方向に対
向する方向にＯＰＣドラムを線速２００ｍｍ／ｓになるように
回転させ、侵入量が１．２ｍｍのときＯＰＣドラムの回転軸の
負荷トルクとして計測される値
【請求項６】
エッジ部分がバックアップ層とは異なる色であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のブレード。
【請求項７】
エッジ部分の厚み×幅が０．０３〜０．４×０．０３〜４．０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のブレード。
【請求項８】
ブレードが、クリーニングブレード、現像ブレード又は帯電ブレードであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のブレード。
【請求項９】
均一なポリウレタンからなるエッジ部分と均一なポリウレタンからなるバックアップ部分とからなり、前記エッジ部分と前記バックアップ部分とが異なる組成から形成されるポリウレタン製ブレードにおいて、
エッジ部分を形成するポリウレタンがバックアップ部分を形成するポリウレタンよりも高硬度であって、
バックアップ部を形成するポリウレタンのＪＩＳ‐Ａ硬度が６５〜８０であり、
エッジ部を形成するポリウレタンが、（１）ＪＩＳ‐Ａ硬度が、７５〜１００かつｔａｎδピーク温度が−１５〜−８℃、又は、（２）ＪＩＳ‐Ａ硬度が９１〜１００かつｔａｎδピーク温度が−１５〜６０℃であるブレードを製造する方法であって、
成形溝を外周に備え、内部に加熱装置を備えた成形ドラムであって、該成形ドラムの外周に沿って、成形溝に合成樹脂供給手段、成形ドラムの成形溝を覆いながら成形ドラムの回転に同期して回走するエンドレスベルトを順次配置し、成形溝に供給した合成樹脂原料をエンドレスベルトと成形溝から形成される成形空間によって、所定の幅と厚さを有する帯状のブレード素材を成形ドラムの回転に従い製造する方法を用いたブレードの製法であって、
前記エッジ部を形成するポリウレタン原料を先に円筒状の金型に流し込み金型を回転しながら硬化させて、半硬化した後、バックアップ部を形成するポリウレタン原料を流しこみ回転させながら硬化させて帯状のブレード素材を取り出し、長さを定寸にカットした後に、エッジ部を含む端縁をカットして成型することを
特徴とするブレードの製造方法。
【請求項１０】
エッジ部分を形成するポリウレタンがエステル系のポリウレタンからなり、バックアップ部分を形成するポリウレタンがエーテル系ポリウレタンもしくはエステル系ポリウレタンであることを特徴とする請求項９記載のブレードの製造方法。
【請求項１１】
エッジ部分を形成するポリウレタンがエーテル系のポリウレタンからなり、バックアップ部分を形成するポリウレタンがエーテル系ポリウレタンであって、
バックアップ部を形成するポリウレタンのＪＩＳ‐Ａ硬度が６５〜８０であり、
エッジ部を形成するポリウレタンが、（１）ＪＩＳ‐Ａ硬度が、７５〜１００かつｔａｎδピーク温度が−１５〜−８℃であることを特徴とする請求項９記載のブレードの製造方法。
【請求項１２】
均一なポリウレタンからなるエッジ部分と均一なポリウレタンからなるバックアップ部分とからなり、前記エッジ部分と前記バックアップ部分とが異なる組成から形成されるポリウレタン製ブレードにおいて、エッジ部分を形成するポリウレタンがバックアップ部分を形成するポリウレタンよりも高硬度であって、エッジ部分を形成するポリウレタンがエステル系のポリウレタンからなり、バックアップ部分を形成するポリウレタンがエーテル系ポリウレタンもしくはエステル系ポリウレタンであって、バックアップ部を形成するポリウレタンのＪＩＳ‐Ａ硬度が、６５〜８０であり、エッジ部を形成するポリウレタンが、（１）ＪＩＳ‐Ａ硬度が、７５〜１００かつｔａｎδピーク温度が−１５〜−８℃、又は、（２）ＪＩＳ‐Ａ硬度が９１〜１００かつｔａｎδピーク温度が−１５〜６０℃であるブレードを製造する方法であって、
成形溝を外周に備え、内部に加熱装置を備えた成形ドラムであって、該成形ドラムの外周に沿って、成形溝に合成樹脂供給手段、成形ドラムの成形溝を覆いながら成形ドラムの回転に同期して回走するエンドレスベルトを順次配置し、成形溝に供給した合成樹脂原料をエンドレスベルトと成形溝から形成される成形空間によって、所定の幅と厚さを有する帯状のブレード素材を成形ドラムの回転に従い製造する方法を用いたブレードの製法であって、
前記エッジ部を形成するポリウレタン原料を先に円筒状の金型に流し込み金型を回転しながら硬化させて、半硬化した後、バックアップ部を形成するポリウレタン原料を流しこみ回転させながら硬化させて帯状のブレード素材を取り出し、長さを定寸にカットした後に、エッジ部を含む端縁をカットして成型することを
特徴とするブレードの製造方法。
【請求項１３】
均一なポリウレタンからなるエッジ部分と均一なポリウレタンからなるバックアップ部分とからなり、前記エッジ部分と前記バックアップ部分とが異なる組成から形成されるポリウレタン製ブレードにおいて、エッジ部分を形成するポリウレタンがバックアップ部分を形成するポリウレタンよりも高硬度であって、エッジ部分を形成するポリウレタンがエステル系のポリウレタンからなり、バックアップ部分を形成するポリウレタンがエーテル系ポリウレタンもしくはエステル系ポリウレタンであって、バックアップ部を形成するポリウレタンのＪＩＳ‐Ａ硬度が６５〜８０であり、エッジ部を形成するポリウレタンが、（１）ＪＩＳ‐Ａ硬度が、７５〜１００かつｔａｎδピーク温度が−１５〜−８℃、又は、（２）ＪＩＳ‐Ａ硬度が９１〜１００かつｔａｎδピーク温度が−１５〜６０℃であるブレードを製造する方法であって、
型部材を型組して形成されるキャビティー内へ液状のポリウレタン原料を注型し、重合硬化後脱型して製造する割型成型法を用いたブレードの製造方法において、
型組みする前に一方の割型の壁面に筋状にエッジ部形成する液状のポリウレタン原料を塗布し、
半硬化させた後に型組みし、
バックアップ層を形成するポリウレタン原料を注入し、
硬化させて脱型してブレード素材を得、
該ブレード素材の端縁をカットしてエッジ部を成型することを
特徴とするブレードの製造方法。
【請求項１４】
均一なポリウレタンからなるエッジ部分と均一なポリウレタンからなるバックアップ部分とからなり、前記エッジ部分と前記バックアップ部分とが異なる組成から形成されるポリウレタン製ブレードにおいて、エッジ部分を形成するポリウレタンがバックアップ部分を形成するポリウレタンよりも高硬度であって、エッジ部分を形成するポリウレタンがエステル系のポリウレタンからなり、バックアップ部分を形成するポリウレタンがエーテル系ポリウレタンもしくはエステル系ポリウレタンであって、バックアップ部を形成するポリウレタンのＪＩＳ‐Ａ硬度が６５〜８０であり、エッジ部を形成するポリウレタンが、（１）ＪＩＳ‐Ａ硬度が、７５〜１００かつｔａｎδピーク温度が−１５〜−８℃、又は、（２）ＪＩＳ‐Ａ硬度が９１〜１００かつｔａｎδピーク温度が−１５〜６０℃であるブレードを製造する方法であって、
型部材を型組して形成されるキャビティー内へ液状のポリウレタン原料を注型し、重合硬化後脱型して製造する割型成型法を用いたブレードの製造方法において、
前記エッジ部を含むブレードの先端を形成する側を底部側とする成型型であって、該成型型を鉛直方向から傾斜させた状態で、エッジ部形成する液状のポリウレタン原料を注型し、その後、鉛直に戻した状態でバックアップ層を形成するポリウレタン原料を注入して、硬化させた後脱型することを
特徴とするブレードの製造方法。
【請求項１５】
エッジ部分を形成するポリウレタン原料をエステル系ポリウレタン原料、バックアップ層を形成するポリウレタン原料をエーテル系ポリウレタン原料とすることを特徴とする請求項９、１０、１２〜１４のいずれかに記載のブレードの製造方法。
【請求項１６】
エッジ部硬度が８０度以上のポリウレタンには、硬化触媒に飽和脂肪酸アルカリ金属塩が使用されていることを特徴とする請求項９〜１５のいずれかに記載のブレードの製造方法。
【請求項１７】
エッジ部分を形成するポリウレタンとして、バックアップ層を形成するポリウレタンとは異なる色に着色したポリウレタンを用いることを特徴とする請求項９〜１６のいずれかに記載のブレードの製造方法。
【請求項１８】
ブレードが、クリーニングブレード、現像ブレード又は帯電ブレードであることを特徴とする請求項９〜１７のいずれかに記載のブレードの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
電子写真装置に使用される感光ドラム、転写ベルト、中間転写体等の像担持体に残留するトナーを除去するためのクリーニングブレードに関する。また、現像プロセスに用いられる現像ブレードに関する。さらに、像担持体に電荷を与える帯電ブレードに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ブレードとして使用されているものは、大部分が単層ブレード（単一種材料）であった。また、一部に遠心成型を利用した複層ブレード（複層材料の平板シートの積層）等があった。
これらのブレードは、低温下、高速印字、球形トナー等、クリーニングが困難な環境下においては、クリーニング不良の問題を抱え、高温・高湿下ではブレードのスティックスリップが大きくなり、ブレード鳴き・カケ等の問題を生じ寿命を満足できないため、マシン制御等で問題を補う処置がとられていた。
従来、ブレードに好んで使用される一般的なポリウレタンゴムの物性のうち、ｔａｎδピーク温度は、−３〜１１℃であり、低温・低湿下でのクリーニング性能を重視すると、ｔａｎδピーク値は−３℃（低温）であるほど良好である。一方、高温・高湿下での耐久性は、ｔａｎδピーク値は、１１℃（高温）であるほど、良好である。
そのため、単層ブレードの場合は、（個々のマシンでの取り扱いによるが、）低温クリーニング性能と耐久性のバランスを考えたブレードとなっていた。また、２層構造のブレードにおいては、例えばエッジ層に高温特性に優れるゴムを用い、バックアップ層に低温特性に優れるゴムを用いる設計がなされている。しかし、２層構造の設計では、期待するほどの機能分離ができず、単層ブレードと同様にマシン側での制御等で問題を補う処置がとられていた。
つまりは、低温、高速、球形トナーでクリーニングでき、かつ耐久性を兼ね備えたブレードは存在しなかった。
近年、ＯＰＣ（有機光導電体）皮膜は、耐久性向上を狙いとして、その皮膜硬度が高硬度化する傾向にある。また、転写ベルト等においては、コストダウンを目的として、代替物の検討もなされ、その結果その表面が粗くなってしまうこともある。また、高速印刷を目的とし、ＯＰＣドラム等の像担持体の駆動速度も上昇傾向にある。これらは、全てブレードに対して高負荷をかけることになり、従来の仕様のブレード（例  ＪＩＳ‐Ａ硬度８５度未満）では、ブレード反転等の問題を生じていた。これをブレードで解決するためには、ブレードそのものが持つ抵抗を下げること（低μ）が有効であり、望まれている。【０００３】
本出願人は、バックアップ層とエッジ部のポリウレタンの組成が異なる層からなる電子写真装置用のポリウレタン製のクリーニングブレードに関する発明を継続して提案してきた。
特許文献１（特開２００７−３０３８５号公報）では、連続成型法を用いた手法であって、外周に成形溝及び内部に加熱装置を備えた成形ドラムを用いて、合成樹脂を成形用原料とするブレードの素材を連続成形する方法において、２種以上の異なる液状合成樹脂原料を別々に注型することにより、異種材料を組み合わせたブレード素材を製造する方法を提案した。
特許文献２（特開２００７−１６３６７６号公報）では、注型法を用いた手法であって、割り金型の一方の金型に、部分層を形成する液状合成樹脂をビード状に注型した後、金型を組み、ベース層を形成する液状合成樹脂を注型して、加熱硬化してブレード素材を形成するブレードの製造方法を提案した。
特許文献３（特開２００９−３００５５１号公報）では、低温条件においても、トナーのすり抜けを防止することができるクリーニングブレードとして、材質が異なるエッジ部分とバックアップ層を備えた電子写真装置用のポリウレタン製のクリーニングブレードであって、エッジ部分の厚み×幅が０．０３〜０．４×０．０３〜４ｍｍであるクリーニングブレードを提案した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３０３８５号公報
【特許文献２】特開２００７−１６３６７６号公報
【特許文献３】特開２００９−３００５５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
像担持体の皮膜の硬度上昇や印刷速度が増加しても低温(１０℃)クリーニング性能を満足しブレード反転やブレード鳴きを生じないブレードを提供する。
さらに、エッジ部やニップ部としてエーテル系ポリウレタンを使用したブレードの開発を研究した。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のブレードは、像担持体等に接触するエッジ部のみに高硬度のポリウレタンを設け、バックアップ部分は従来の硬度のポリウレタンで構成したので、接触部分の摩擦を低くすることができ、弾性的な挙動はバックアップ部分で分担するものである。そして、特許請求の範囲に記載した特定の材質の異なるポリウレタンを用いることにより、実用に供することができるブレードを提供したものである。
１．エッジ部分とバックアップ部分とが異なる組成から形成されるポリウレタン製ブレードにおいて、エッジ部分を形成するポリウレタンがバックアップ部分を形成するポリウレタンよりも高硬度であって、バックアップ部を形成するポリウレタンのＪＩＳ‐Ａ硬度が６５〜８０であり、エッジ部を形成するポリウレタンが、（１）ＪＩＳ‐Ａ硬度が、７５〜１００かつｔａｎδピーク温度が−２０〜−１℃、又は、（２）ＪＩＳ‐Ａ硬度が８５〜１００かつｔａｎδピーク温度が−２０〜６０℃であることを、特徴とするブレード。
２．エッジ部分を形成するポリウレタンがエステル系のポリウレタンからなり、バックアップ部分を形成するポリウレタンがエーテル系ポリウレタンもしくはエステル系ポリウレタンであることを、特徴とする１．記載のブレード。
３．エッジ部分を形成するポリウレタンがエーテル系のポリウレタンからなり、バックアップ部分を形成するポリウレタンがエーテル系ポリウレタンであって、
バックアップ部を形成するポリウレタンのＪＩＳ‐Ａ硬度が６５〜８０であり、
エッジ部を形成するポリウレタンが、（１）ＪＩＳ‐Ａ硬度が、７５〜１００かつｔａｎδピーク温度が−２０〜−１℃であることを、特徴とする１．記載のブレード。
４．エッジ部分を形成するエーテル系のポリウレタンが、ポリエーテルポリオールとしてポリテトラメチレングリコール、硬化剤として飽和脂肪酸アルカリ金属塩及び有機スズ化合物を用い、バックアップ部分を形成するポリウレタンがエーテル系ポリウレタンとして、ポリエーテルポリオールとしてポリテトラメチレングリコール、硬化剤の一部としてアミン系化合物を用いたことを特徴とする３．記載のブレード。
５．次の測定条件にて、トルクが０．８ｋｇｆ／ｃｍ以下であることを特徴とする１．〜４．のいずれかに記載のブレード。
測定条件
ブレードをＯＰＣドラムに接線方向に侵入させ、侵入方向に対向する
方向にＯＰＣドラムを線速２００ｍｍ／ｓになるように回転させ、侵
入量が１．２ｍｍのときＯＰＣドラムの回転軸の負荷トルクとして計
測される値
６．エッジ部硬度が８０度以上のポリウレタンには、硬化触媒に飽和脂肪酸アルカリ金属塩が使用されていることを特徴とする１．〜５．のいずれかに記載のブレード。
７．エッジ部分がバックアップ層とは異なる色であることを特徴とする１．〜６．のいずれかに記載のブレード。
８．エッジ部分の厚み×幅が０．０３〜０．４×０．０３〜４．０ｍｍであることを特徴とする１．〜７．のいずれかに記載のブレード。
９．ブレードが、クリーニングブレード、現像ブレード又は帯電ブレードであることを特徴とする１．〜８．のいずれかに記載のブレード。
１０．エッジ部分とバックアップ部分とが異なる組成から形成されるポリウレタン製ブレードにおいて、エッジ部分を形成するポリウレタンがバックアップ部分を形成するポリウレタンよりも高硬度であって、バックアップ部を形成するポリウレタンのＪＩＳ‐Ａ硬度が６５〜８０であり、エッジ部を形成するポリウレタンが、（１）ＪＩＳ‐Ａ硬度が、７５〜１００かつｔａｎδピーク温度が−２０〜−１℃、又は、（２）ＪＩＳ‐Ａ硬度が８５〜１００かつｔａｎδピーク温度が−２０〜６０℃であるブレードを製造する方法であって、成形溝を外周に備え、内部に加熱装置を備えた成形ドラムであって、該成形ドラムの外周に沿って、成形溝に合成樹脂供給手段、成形ドラムの成形溝を覆いながら成形ドラムの回転に同期して回走するエンドレスベルトを順次配置し、成形溝に供給した合成樹脂原料をエンドレスベルトと成形溝から形成される成形空間によって、所定の幅と厚さを有する帯状のブレード素材を成形ドラムの回転に従い製造する方法を用いたブレードの製法であって、前記エッジ部を形成するポリウレタン原料を先に円筒状の金型に流し込み金型を回転しながら硬化させて、半硬化した後、バックアップ部を形成するポリウレタン原料を流しこみ回転させながら硬化させて帯状のブレード素材を取り出し、長さを定寸にカットした後に、エッジ部を含む端縁をカットして成型することを特徴とするブレードの製造方法。
１１．エッジ部分を形成するポリウレタンがエステル系のポリウレタンからなり、バックアップ部分を形成するポリウレタンがエーテル系ポリウレタンもしくはエステル系ポリウレタンであることを特徴とする請求項１０記載のブレードの製造方法。
１２．エッジ部分を形成するポリウレタンがエーテル系のポリウレタンからなり、バックアップ部分を形成するポリウレタンがエーテル系ポリウレタンであって、バックアップ部を形成するポリウレタンのＪＩＳ‐Ａ硬度が６５〜８０であり、エッジ部を形成するポリウレタンが、（１）ＪＩＳ‐Ａ硬度が、７５〜１００かつｔａｎδピーク温度が−２０〜−１℃であることを、特徴とする１０．記載のブレードの製造方法。
１３．エッジ部分とバックアップ部分とが異なる組成から形成されるポリウレタン製ブレードにおいて、エッジ部分を形成するポリウレタンがバックアップ部分を形成するポリウレタンよりも高硬度であって、エッジ部分を形成するポリウレタンがエステル系のポリウレタンからなり、バックアップ部分を形成するポリウレタンがエーテル系ポリウレタンもしくはエステル系ポリウレタンであって、バックアップ部を形成するポリウレタンのＪＩＳ‐Ａ硬度が、６５〜８０であり、エッジ部を形成するポリウレタンが、（１）ＪＩＳ‐Ａ硬度が７５〜１００かつｔａｎδピーク温度が−２０〜−１℃、又は、（２）ＪＩＳ‐Ａ硬度が８５〜１００かつｔａｎδピーク温度が−２０〜６０℃であるブレードを製造する方法であって、成形溝を外周に備え、内部に加熱装置を備えた成形ドラムであって、該成形ドラムの外周に沿って、成形溝に合成樹脂供給手段、成形ドラムの成形溝を覆いながら成形ドラムの回転に同期して回走するエンドレスベルトを順次配置し、成形溝に供給した合成樹脂原料をエンドレスベルトと成形溝から形成される成形空間によって、所定の幅と厚さを有する帯状のブレード素材を成形ドラムの回転に従い製造する方法を用いたブレードの製法であって、前記エッジ部を形成するポリウレタン原料を先に円筒状の金型に流し込み金型を回転しながら硬化させて、半硬化した後、バックアップ部を形成するポリウレタン原料を流しこみ回転させながら硬化させて帯状のブレード素材を取り出し、長さを定寸にカットした後に、エッジ部を含む端縁をカットして成型することを特徴とするブレードの製造方法。
１４．エッジ部分とバックアップ部分とが異なる組成から形成されるポリウレタン製ブレードにおいて、エッジ部分を形成するポリウレタンがバックアップ部分を形成するポリウレタンよりも高硬度であって、エッジ部分を形成するポリウレタンがエステル系のポリウレタンからなり、バックアップ部分を形成するポリウレタンがエーテル系ポリウレタンもしくはエステル系ポリウレタンであって、バックアップ部を形成するポリウレタンのＪＩＳ‐Ａ硬度が６５〜８０であり、エッジ部を形成するポリウレタンが、（１）ＪＩＳ‐Ａ硬度が７５〜１００かつｔａｎδピーク温度が−２０〜−１℃、又は、（２）ＪＩＳ‐Ａ硬度が８５〜１００かつｔａｎδピーク温度が−２０〜６０℃であるブレードを製造する方法であって、型部材を型組して形成されるキャビティー内へ液状のポリウレタン原料を注型し、重合硬化後脱型して製造する割型成型法を用いたブレードの製造方法において、型組みする前に一方の割型の壁面に筋状にエッジ部形成する液状のポリウレタン原料を塗布し、半硬化させた後に型組みし、バックアップ層を形成するポリウレタン原料を注入し、硬化させて脱型してブレード素材を得、該ブレード素材の端縁をカットしてエッジ部を成型することを特徴とするブレードの製造方法。
１５．エッジ部分とバックアップ部分とが異なる組成から形成されるポリウレタン製ブレードにおいて、エッジ部分を形成するポリウレタンがバックアップ部分を形成するポリウレタンよりも高硬度であって、エッジ部分を形成するポリウレタンがエステル系のポリウレタンからなり、バックアップ部分を形成するポリウレタンがエーテル系ポリウレタンもしくはエステル系ポリウレタンであって、バックアップ部を形成するポリウレタンのＪＩＳ‐Ａ硬度が６５〜８０であり、エッジ部を形成するポリウレタンが、（１）ＪＩＳ‐Ａ硬度が、７５〜１００かつｔａｎδピーク温度が−２０〜−１℃、又は、（２）ＪＩＳ‐Ａ硬度が８５〜１００かつｔａｎδピーク温度が−２０〜６０℃であるブレードを製造する方法であって、型部材を型組して形成されるキャビティー内へ液状のポリウレタン原料を注型し、重合硬化後脱型して製造する割型成型法を用いたブレードの製造方法において、前記エッジ部を含むブレードの先端を形成する側を底部側とする成型型であって、該成型型を鉛直方向から傾斜させた状態で、エッジ部形成する液状のポリウレタン原料を注型し、その後、鉛直に戻した状態でバックアップ層を形成するポリウレタン原料を注入して、硬化させた後脱型することを特徴とするブレードの製造方法。
１６．エッジ部分を形成するポリウレタン原料をエステル系ポリウレタン原料、バックアップ層を形成するポリウレタン原料をエーテル系ポリウレタン原料とすることを特徴とする１０．１１．１３．〜１５．のいずれかに記載のブレードの製造方法。
１７．エッジ部分を形成するポリウレタンとして、バックアップ層を形成するポリウレタンとは異なる色に着色したポリウレタンを用いることを特徴とする１０．〜１６．のいずれかに記載のブレードの製造方法。
１８．ブレードが、クリーニングブレード、現像ブレード又は帯電ブレードであることを特徴とする１０．〜１７．のいずれかに記載のブレードの製造方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のブレードは、像担持体等に接触するエッジ部のみに高硬度のポリウレタンを設け、バックアップ部分は従来の硬度のポリウレタンで構成したので、接触部分の摩擦を低くすることができ、弾性的な挙動はバックアップ部分で分担するものである。そして、請求の範囲に記載した特定の材質の異なるポリウレタンを用いることにより、実用に供することができるブレードを提供したものである。
本発明は、従来よりも高圧で接した場合でも、低摩擦を実現できるブレードを提供できた。本発明が実現したブレードは低いμを保有し、その結果、装置の消費電力の低減に寄与することができ、像担持体の寿命を延ばすことができ、装置の超寿命化を図ることができる。
本発明のブレードを用いることにより、像担持体の皮膜硬度を向上、また、印刷速度をアップした場合でも、ブレード反転やブレード鳴きが生ずることがない。また、像担持体の代用品である低コストで表面の粗さが低下した代替品のクリーニング性能も満足できる。低摩擦化は、駆動時の像担持体にかかる負荷を低減することができ、消費電力の低減につながり、マシンの超寿命化につながる。
特に、硬化触媒として飽和脂肪酸アルカリ金属塩を用いることにより、エッジ部に適した高硬度ポリウレタンを実現することができた。この触媒を用いることにより、ＪＩＳ‐Ａ硬度８０度以上、特に、１００度のポリウレタンを実現することができる。
バックアップ部と異なる着色をしたエッジ部を形成することにより、エッジ部の場所が検知しやすくなり、検査や組み付け作業を向上させることができる。好ましいエッジ部の範囲は厚み×幅が０．０３〜０．４×０．０３〜４ｍｍであり、両者とも透明とすると、見分けることが困難であるが、異なる着色がされていると、ブレード製造工程のみならず電子写真装置への組み付け及びその後の確認も容易であり、ミスの発生を抑制することができる。ポリウレタンとして、熱硬化性ポリウレタンが適しており、エッジ部分のポリウレタンとしてエステル系ポリウレタン、バックアップ層を形成するポリウレタンとしてエステル系ポリウレタンとエーテル系ポリウレタンが適している。特にエーテル系が適している。本発明の、ブレードの製造方法として、成形ドラムを用いた連続成形方法、注型型を用いた個別成形方法を提供する。また、注型型を用いる場合、傾斜させた状態でエッジ部形成用の液状ウレタンを注入することにより、断面三角形状のエッジ部を形成することができ、半硬化後直立状態に戻して、バックアップ部分を形成するポリウレタン原料を注型することにより、効率よくエッジ部を形成できる注型型による成形方法を提供することができる。
さらに、エッジ部あるいはニップ部にもエーテル系ポリウレタンを使用したブレードを提供できた。特に、成形ドラムを用いた連続成形方法を用いることにより、エーテル系ポリウレタンをエッジ部あるいはニップ部に用いたブレードを開発することができた。外周に成形用溝を備えた成形ドラムを用いて、エッジ部をＪＩＳ‐Ａ硬度７７〜７８度のエーテル系ポリウレタンにおいて、この永久歪み０．１ｍｍ以内を達成した。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】クリーニングブレードの断面を模式的に示す図。
【図２】クリーニングブレード装置の例を示す図。
【図３】クリーニングブレードを連続して製造する装置の例を示す図。
【図４】クリーニングブレード連続成形法におけるポリウレタンの硬化課程を示す図。
【図５】弧状に形成された部分層の例を示す図。
【図６】２倍幅の連続成形シートを２分割してブレードを得る概略図。
【図７】割金型構造の概略を示す断面図。
【図８】割金型の片方に部分層用のポリウレタン樹脂をビード状に形成する概略を示す図。
【図９】傾斜注型成型を用いた製造法を示す概略図。
【図１０】エッジ部のマトリックス表示。
【図１１】ブレード鳴き評価試験概略図。
【図１２】ＪＩＳ−Ａ硬度とＩＲＨＤ硬度の相関関係を示すグラフの図。
【図１３】永久歪み試験の概要を示す図。
【符号の説明】
【０００９】
１  部分層（エッジ部、ニップ部）
２  ベース層
３  ブレード
４  支持部材
５  ブレード断面
１０  外部加熱装置
１１  第一注型機ミキシングベルト
１２  第二注型機ミキシングベルト
１３  成形ドラム
１４  エンドレスベルト
１５  回転軸
１６  予熱ロール
１７  ガイドロール
１８  テンションロール
１９  冷却ロール
２０  冷却コンベヤ
２１  冷却装置
２２  弛み検知器
２３  送りロール
２４  裁断装置
２５  コンベア
２６  上側センサー
２７  下側センサー
１０１  帯状ブレード素材
１０３  定尺寸法ブレード部材
１０８  吐出ヘッド
１１０  金型
１１０ａ、１１０ｂ  分割金型
１１１  分割金型に注型する装置
１１２  スライド板
１１３  ベース板
１１４  側壁
１１５  傾斜側壁
１１６  型締め部材
２１０  金型
２０１  液状ポリウレタン樹脂
２０２  液状ポリウレタン
２０４  支持部材
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明のブレードは、像担持体等に接触するエッジ部のみに高硬度のポリウレタンを設け、バックアップ部分は従来の硬度のポリウレタンで構成したので、接触部分の摩擦を低くすることができ、弾性的な挙動はバックアップ部分で分担するものである。そして、特定の材質の異なるポリウレタンを用いることにより、実用に供することができるブレードを提供する。
【００１１】
＜ブレードの形状・構成＞
従来のブレード、例えば単層ブレードの場合、硬度を上げると、その弾性を失ってしまう。あるいは、複層ブレードとして、提案されるように２層構造にして、エッジ層の硬度を上げる方法も存在するが、十分にゴムの弾性を保持することができず、ブレード材として必要なエッジ先端部の、スティックスリップが充分ではなく、クリーニングブレードとして機能しない。
しかし、本発明は、エッジ部のみを極端に高硬度にした場合、大部分のバックアップ部のゴム物性に支配され、十分にゴムの弾性を保持することができるようになる。つまり、適度なスティックスリップを行うことができ、ブレードとしての十分な機能を発揮することができる。
さらに、エッジ部を高硬度（ＪＩＳ‐Ａで８５度以上）にすることにより、そのμは、従来一般的なブレードが保有するμを２０％以上低減でき、この場合、ｔａｎδピーク温度の値は、制約にならない。一方で、μを低下させるもう一つの手段は、ゴムが持つその弾性率をアップさせることが有効であり、ｔａｎδピーク温度が、−２０〜−１℃の範囲においては、ＪＩＳ‐Ａ硬度が７５度以上保有すれば、その効果を得ることができる。
そして、このように高硬度を容易に製作するには、速硬化性の触媒（酢酸Ｎａ）が有用である。酢酸Ｎａを適量使用することで、製作されるウレタン部にヌレート結合を多数生じ、これにより、高硬度が発現することができる。
【００１２】
成形ドラムを用いた連続成形方法を用いることにより、エーテル系ポリウレタンをエッジ部あるいはニップ部に用いた永久歪みが小さいクリーニング性に優れたブレードを開発した。成形ドラムを用いた連続成形方法では、樹脂注型後数十秒以内（例えば、３０〜６０秒程度）にシートとして取り出される程度に重合硬化が進む必要がある。エッジをエステル系ポリウレタンとしたブレードであって、エッジ硬度約８０程度であって永久歪みが小さなブレードを、成形ドラムを用いた連続成形方法で製造することは容易ではなかった。一方、エーテル系ポリウレタンは、対摩耗性が小さくエッジ部には適さないとされていたが、バックアップ部とは異なる硬化剤を選択して優れた印字性能を発揮できるブレードを提供した。
エッジ部分を形成するポリウレタンがエーテル系のポリウレタンが、ポリエーテルポリオールとしてポリテトラメチレングリコール（ＰＴＭＧ）、硬化剤の一部として飽和脂肪酸アルカリ金属塩及び有機スズ化合物を用い、バックアップ部分を形成するポリウレタンがエーテル系ポリウレタンとして、ポリエーテルポリオールとしてポリテトラメチレングリコール（ＰＴＭＧ）、硬化剤の一部としてアミン系化合物を用いることが好ましい。
【００１３】
永久歪みを本発明では、ブレードを製作後、ゴム部が１０ｍｍになるようにカットしてサンプル片を得る。サンプル片をブレード同様に板金に接合し、このサンプル片を専用の圧接保管用の治具にセットし、先端部が治具に接触する当接させて初期値（基準となる）とする。ここから、１．４ｍｍブレードを押し込み、ゴムを変形させ保管環境に３日間静置する。保管期間終了後変形を開放し、２３℃で４時間静置した後、１分後と４時間後にデータを採取した。
本発明では、この永久歪みを、０．１ｍｍ以内に抑えることができた。特に、外周に成形用溝を備えた成形ドラムを用いて、エッジ部をＪＩＳ‐Ａ硬度７７〜７８度のエーテル系ポリウレタンにおいて、この永久歪み０．１ｍｍ以内を達成した。
永久歪み試験方法については、概略を図１３に示す。
【００１４】
本発明のブレードは、金属製支持部材と接合されて、クリーニングブレード等に利用される。
本願発明のブレードの断面図を図１に示す。トナーを掻き取るために像担持体等の表面に圧着当接するエッジを中心に、エッジ部分とベースとなるバックアップ部分が異なるポリウレタンで形成されている。
エッジ部分を形成するポリウレタンがバックアップ部分を形成するポリウレタンよりも高硬度である。バックアップ部を形成するポリウレタンのＪＩＳ‐Ａ硬度が６５〜８０であり、エッジ部を形成するポリウレタンが、（１）ＪＩＳ‐Ａ硬度が、７５〜１００かつｔａｎδピーク温度が−２０〜−１℃、又は、（２）ＪＩＳ‐Ａ硬度が８５〜１００かつｔａｎδピーク温度が−２０〜６０℃であるブレードである。
エッジ部分は、エッジ部分を形成するポリウレタンがエステル系のポリウレタンであり、（１）ＪＩＳ‐Ａ硬度が、７５〜１００かつｔａｎδピーク温度が−２０〜−３℃、又は、（２）ＪＩＳ‐Ａ硬度が８５〜１００かつｔａｎδピーク温度が−３〜６０℃である。エッジ部分の大きさは、厚み×幅が０．０３〜０．４×０．０３〜４ｍｍが好ましい。さらには、厚み方向において、少なくとも３０μｍ以上であって、０．４ｍｍ以内、望ましくは０．２ｍｍ以内、さらに望ましくは０．１ｍｍ以内であること、幅方向において、少なくとも３０μｍ以上であって、４ｍｍ以内、望ましくは２ｍｍ以内、さらに望ましくは０．５ｍｍ以内とするものである。エッジ部分は、バックアップ部分と異なる色に着色すると識別ができ、トリミングや検査や組み付け作業が容易となる。エッジ部用のＪＩＳ‐Ａ硬度８０度以上の高硬度ポリウレタンの形成には、飽和脂肪酸アルカリ金属塩が硬化触媒として有効である。特に、飽和脂肪酸アルカリ金属塩（酢酸Ｎａ）が適している。他の触媒（有機スズ化合物、３級アミン化合物）の併用も可能である。
【００１５】
エッジ部分及びバックアップ部を形成するポリウレタンがエーテル系ポリウレタンの場合は、エッジ部分を形成するエーテル系のポリウレタンが、ポリエーテルポリオールとしてポリテトラメチレングリコール（ＰＴＭＧ）、硬化剤の一部として飽和脂肪酸アルカリ金属塩及び有機スズ化合物を用い、バックアップ部分を形成するポリウレタンがエーテル系ポリウレタンとして、ポリエーテルポリオールとしてポリテトラメチレングリコール（ＰＴＭＧ）、硬化剤の一部としてアミン系化合物を用いることが適している。 
【００１６】
バックアップ部分（ベース部分）は、エーテル系ポリウレタンもしくはエステル系ポリウレタンであって、ポリウレタンのＪＩＳ‐Ａ硬度が、表裏どちらの面から測定しても６５〜８０が好ましい。ＪＩＳ‐Ａ硬度８０までのポリウレタンゴムについては、エッジ部・バックアップ部に関わらず触媒種は限定しない。
本発明のブレードは、支持部材に取り付けて、クリーニングブレード、現像ブレード又は帯電ブレードとして利用することができる。電子写真装置に使用される感光ドラム、転写ベルト、中間転写体等の像担持体に残留するトナーを除去するためのクリーニングブレード、現像プロセスに用いられる現像ブレード、さらに、像担持体に電荷を与える帯電ブレードである。
例えば、図２に示すエッジ部分の部分層１とバックアップ層となるベース層２からなるポリウレタン製ブレード３を支持部材４に接着して構成される。本発明では、基本的にエッジ部にエステル系ポリウレタンを用い、ベース部にはエーテル系ポリウレタンを用いることが好ましい。あるいは、特殊が組み合わせのエーテル系ポリウレタンを用いることができる。
【００１７】
＜硬度について＞
ＪＩＳ‐Ａ硬度６５〜１００は、ＩＲＨＤ硬度と次の相関関係（図１２参照）にある。
ＪＩＳ‐Ａ硬度＝ ０．９０５２ ×（ＩＲＨＤ硬度）＋ ６．５６６１
【００１８】
＜ポリウレタンの種類＞
本発明に用いられるブレードは、熱硬化性ポリウレタン樹脂製が適している。
ウレタンの形成材料としては、ポリイソシアネート及びポリオールを含有するポリウレタン組成物が用いられる。
ポリオール成分として、エッジ部あるいはニップ部を含む層はエステル系ポリウレタンを用い、エッジ部やニップ部を含む層以外のベース部はエーテル系ポリウレタンの組み合わせを用いる。あるいは、エッジ部あるいはニップ部及びベース部には、エーテル系ポリウレタンを選択的に用いることができる。
本発明に用いられるポリウレタン原料は、非溶剤型の熱硬化性が望ましい。例えば、本出願人が、先に出願した特願２００７−１８１６２号に開示した、エステル系ポリウレタン、エーテル系ポリウレタンを用いることができる。エッジ部分用ポリウレタン樹脂に着色剤を添加してバックアップ層とは異なる色とすると、エッジ部分の大きさが明瞭に識別できる。ポリウレタンを硬化させた後にエッジの大きさをトリミングして形成するのが容易になる。
あるいは、エッジ部分及びバックアップ部を形成するポリウレタンがエーテル系ポリウレタンの場合は、エッジ部分を形成するポリウレタンがエーテル系のポリウレタンが、ポリエーテルポリオールとしてポリテトラメチレングリコール（ＰＴＭＧ）、硬化剤として飽和脂肪酸アルカリ金属塩及び有機スズ化合物を用い、バックアップ部分を形成するポリウレタンがエーテル系ポリウレタンとして、ポリエーテルポリオールとしてポリテトラメチレングリコール（ＰＴＭＧ）、硬化剤の一部としてアミン系化合物を用いることが適している。
【００１９】
（１）エステル系ポリオール 
エッジ層にはエステル系ポリウレタンが適している。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が適している。（ａ）ＪＩＳ‐Ａ硬度が、７５〜１００かつｔａｎδピーク温度が−２０〜−３℃、又は、（ｂ）ＪＩＳ‐Ａ硬度が８５〜１００かつｔａｎδピーク温度が−３〜６０℃である。エステル系ポリウレタンをバックアップ層として用いることもできるが、エッジ層よりも低硬度とする。
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る。ε−カプロラクタムの開環重合から得られるポリカプロラクトンジオール等のポリカプロラクトンポリオールも使用できる。
エッジ部硬度が８０度以上のポリウレタンについては、硬化触媒に飽和脂肪酸アルカリ金属塩（酢酸Ｎａ）を使用する。また、他の触媒（有機スズ化合物、３級アミン化合物）の併用も可能である。
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。
【００２０】
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、ポリブチレンアジペート（ＰＢＡ）、ポリエチレンアジペート等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。
【００２１】
（２）エーテル系ポリオール
エッジ部分及びバックアップ部を形成するポリウレタンがエーテル系ポリウレタンの場合は、エッジ部分を形成するエーテル系のポリウレタンが、ポリエーテルポリオールとしてポリテトラメチレングリコール（ＰＴＭＧ）、硬化剤の一部として飽和脂肪酸アルカリ金属塩及び有機スズ化合物を用い、バックアップ部分を形成するエーテル系ポリウレタンとして、ポリエーテルポリオールとしてポリテトラメチレングリコール（ＰＴＭＧ）、硬化剤の一部としてアミン系化合物を用いることが適している。
【００２２】
バックアップ層として用いられるエーテル系ウレタンには、次の例示がある。ポリオキシテトラメチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール（ＰＴＭＧ）、ポリプロピレングリコール等のポリエーテルポリオール。ポリエーテルポリオールとして、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、ジオキサミン等の環状エーテルがあげられる。
【００２３】
（３）ポリイソシアネート 
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。なかでも、耐摩耗性の観点から、ＭＤＩが好ましい。
【００２４】
（４）その他の素材
ポリウレタン組成物には、上記ポリイソシアネート及びポリオール以外に、鎖延長剤、界面活性剤、難燃剤、着色剤、充填剤、可塑剤、安定剤、触媒等通常用いられている剤を配合することができる。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
エッジ部硬度が８０度以上のポリウレタンについては、硬化触媒に飽和脂肪酸アルカリ金属塩（酢酸Ｎａ）を使用する。
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。
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。
エッジ部又はニップ部用のポリウレタンについては、硬化触媒に飽和脂肪酸アルカリ金属塩（酢酸Ｎａ）と有機錫化合物を組み合わせて使用することが好ましい。
【００２７】
（５）樹脂例
本発明で用いられる合成樹脂は、主に熱硬化性のポリウレタン樹脂である。特に、非溶剤型の２液性の熱硬化性ポリウレタンが適している。外周成型溝回転ドラムによる連続成型法は、注型から取り出しまでの時間が成形ドラムの一回転以内であり、３０〜６０秒程度で取り出し可能な程度に重合固化している必要がある。このような条件を満たすイソシアネートとポリオール、架橋剤、触媒を選定し設計する。取り出した後の工程において、２次架橋、熟成工程を施すことができる。割型を用いる場合も、エッジ部やニップ部となるエステル系ポリウレタンの初期硬化時間を短くすることが望ましい。
【００２８】
添加成分として、潤滑剤、導電性付与剤、研磨粒子等がある。
潤滑剤の例としては、ポリ四フッ化エチレン、窒化ホウ素、グラファイト、二硫化モリブデン、ポリジメチルシロキサン等のシリコン化合物がある。
導電性付与物質としては、特に限定されるものではないが、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、ファーネスブラック等のカーボンブラックや、グラファイト、金属フィラー、金属酸化物ウィスカー等の電子伝導性物質、金属石鹸、過塩素酸塩等のイオン伝導性物質等を単独で、もしくは２種以上の物質を組合わせて使用することができ、現像ブレードや帯電ブレードに適用される。
研磨粒子は、感光体等、当接する相手材の表面をリフレッシュする目的で使用されるブレードに適用される。
【００２９】
例えば、本願出願人が先に特許第３００４５８６号公報、特許第２９４２１８３号公報、特許第２６４５９８０号公報、特開２００２−２１４９８９号公報、特開２００２−２１４９９０号公報等に提案したポリウレタン樹脂を例示することができる。
ウレタンプレポリマーの液状物及び架橋剤との液状物のうち少なくとも一方に混合される高分子量ポリオールの成分が数平均分子量１０００〜３０００の２官能ポリオールと、数平均分子量９２〜９８０の３官能ポリオールとを平均官能基数が２．０２〜２．２０となるポリオールにイソシアネート基の含量が５〜２０％となる量のジイソシアネート化合物を混合してプレポリマーを調製し、そのプレポリマーに、ＯＨ基／ＮＣＯ基の当量比が０．３０〜１．０７となる量の架橋剤とを４０〜７０℃において混合してポリウレタン液状物（未硬化ポリウレタン組成物）を調製する。
【００３０】
本発明では熱硬化型ポリウレタンの原料成分であるウレタンプレポリマーの液状物と架橋剤の液状物との混合撹拌に使用する２液混合注型機には、市販のものを使用できる。また計量ポンプはその定量精度を考慮して、３連以上のプランジャータイプを使用することが好ましいがギアーポンプタイプも使用可能である。特に、本発明の製造装置では、脱型時に所定の硬度を得るために反応促進剤を使用して速硬化処方にする必要があるので、撹拌混合室は、特公平６−１１３８９号公報に開示されているような、混合室内での滞留を防ぎ、かつ反応熱による発熱を抑制した小容量のタイプが好ましい。
【００３１】
本発明で使用できるブレード用の樹脂としては、２液性の熱硬化性のポリウレタン樹脂が好ましいが、これに限られることはない。熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれも使用できる。加熱された回転する成型ドラムを使用するので、加熱硬化反応が注型直後から開始されるので、溶剤を含まない非溶剤型が好ましい。
【００３２】
これらの合成樹脂成分を配合して、部分層になる樹脂組成とベース層になる樹脂組成を作成して、使用する。一般に、エッジ部に使用される部分層となる合成樹脂は高硬度、ベース層に使用される樹脂はエッジ層よりも低硬度に設計される。
【００３３】
＜ブレードの製法＞
エッジ部のポリウレタン層とベース部層のポリウレタン層の２層に形成する方法は、（ａ）外周に溝を形成した回転成型ドラムを利用して連続成型する方法、（ｂ）割型による個別に成形する方法を利用することができる。割型を使用する成形方法では、型を組む前に一方の型にエッジ部分形成用ポリウレタン原料をビード状に塗布した後に型組みする方法と型組した後に傾斜させてエッジ形成用のコーナー部にエッジ用ポリウレタン原料を注入する方法がある。
【００３４】
（１）外周に溝を形成した回転成型ドラムを利用して連続成型する方法
この成型手段は、本出願人が先に提案した特開２００７−３０３８５号公報に開示した手段を利用することができる。ブレードに使用されている合成樹脂製の弾性ゴムからなるテープの幅と同一かそれよりやや大きい幅を有する合成樹脂製のテープを連続して製造し、その長尺テープを定寸にカットし、金属製の支持体の一側縁に接合して現像ブレード、クリーニングブレード等に仕上げる技術を基本製法とする。あるいは、特開２００９−５１０３７号公報図５に本出願人が開示したような幅広のブレード素材を２分割する手段を利用することができる。
この製法に用いる基本的な製造手段は、外周に成形溝を設けた成形ドラムを、水平軸を中心に回転させつつ、ポリウレタンの液状原料を頂点付近から成形溝に連続注型し、成形ドラムの回転動作中に重合させて、注型箇所より前の位置でテープ状となったポリウレタン製の連続成型物を剥離して、成形溝から取り出し、後工程に供給するものを用いるものである。テープ状の成型物が連続して産出されるので、後工程では、一本の定尺にカット、エッジ形成カット、金属支持体との接合と一連の作業を連続して実施でき、稼働に無駄がなく生産性が高い。
【００３５】
この連続成型法は、複数の注型機を備えたものである。それぞれの注型機から組成の異なる合成樹脂を成形ドラムの成形溝に連続供給することにより、エッジ部分を形成するポリウレタン層とバックアップ部分を形成するポリウレタン層を備えた合成樹脂製のブレード素材を製造する方法である。連続回転する成形ドラムの成形溝に対して、注型口を前後に配置した場合は、先に注型されたエッジ部分を形成するポリウレタンの上に後から注型されたバックアップ部分を形成するポリウレタンが被覆された状態で硬化して層が形成される。先に注型するポリウレタンの位置、供給量、ポリウレタンの組成や種類、成形ドラムの回転スピード等によって、ポリウレタンの位置と幅、厚さをコントロールすることができる。後から注型するポリウレタンは、全体を充填するのに必要な量を供給することとなり、バックアップ部分となるベース層を形成する。
先行するポリウレタンを成形溝のコーナー部に注型した場合は、エッジ部に異種材料を設けたブレード素材を製造することができる。
中間部に注型した場合は、ブレード素材の中間に異種材料を設けることができる。例えば、図６に示すように、２倍の幅のブレード素材を連続成形して、中央部にエッジ部を形成した場合には、中央で分割することにより、エッジ部の形成と同時に２枚のブレードを得ることができる。
【００３６】
連続成形方法の基本構成を図３に示す。
図３に示すように、弾性ゴム部材であるブレード素材の製造装置は、外周に成型用溝が形成された成形ドラム１３、樹脂を供給する供給口する第１注型機ミキシングヘッド１１、第２注型機ミキシングヘッド１２、スチール製の鏡面を備えたエンドレスベルト１４、冷却用コンベア２０、裁断装置２４、搬出用のコンベア２５等から構成される。
エッジ部に異種材料層を設けたブレード素材は、エッジ部を当接するクリーニングブレード等に適している。また、異種材料を組み合わせることにより、弾性ゴムの物性値をコントロールすることができるので、高温域や低温域等の温度変化適性、あるいは、摩耗耐性等を向上させることができる。また、この成形ドラムを用いたポリウレタン製合成樹脂シートの連続成形法は、本出願人が既に提案した各製法、構成要素を使用できるものである。
【００３７】
成形溝に注型された合成樹脂（ポリウレタン）は、成形ドラムの外周の一部に成形溝に蓋をする状態で設けられた回転する金属製のエンドレスベルトで覆われた領域において、成形ドラムから熱を受けて、硬化重合が進行し、エンドレスベルトが成形ドラムから離れる位置では、溝の断面形状を備えたシート状に形成されている。このシートを成形溝から引き出して連続した合成樹脂シートが得られることは、従来の提案と同様である。
この手法においては、樹脂注型後数十秒以内（例えば、３０〜６０秒程度）に成形溝から取り出されること、成形のために加圧されないこと、重合硬化は回転する成型ドラムの下半部が中心であること、成形溝からの引き剥がし角度を小さくすることができる等の成形条件であるので、成形溝底面からの剥離が比較的容易であり、必ずしも離型剤を使用する必要がない。トナーが微細化やカラー化することによって、離型剤が悪影響となることがあり、本発明の一形態として、離型剤を使用しない場合は、このような不都合も生じない。また、離型剤を用いる必要がないことは、他の表面処理剤を作用させることもでき、積極的に表面改質に利用することも可能である。
【００３８】
また、重合をコントロールするために、合成樹脂供給位置とエンドレスベルトで覆われるまでの間に、成形ドラムの溝に向けて加熱する外部加熱手段を講ずることもできる。シート取り出し部近傍では、剥離を容易にするために外部から冷風等を吹きつける冷却手段を講ずることもできる。本発明で得られる樹脂シートのサイズは、幅、厚みとも十分に従来から使用されている現像ブレードやクリーニングブレードの範囲を満足することができる。例えば、厚みが０．４０〜３．００ｍｍ程度のものは十分に製造できる。
【００３９】
成型課程の模式図を図４に示す。
図３に示される第１注型のＡ点からエンドレスベルト１４が被覆するＦ点までの成形過程を模式的に説明する。この図示の例では、弾性ゴム部材の面の中間部に筋状に部分層１を形成する例を示している。また、注型された液状ポリウレタン樹脂の硬化状態を斜線で示し、未硬化の部分は白抜きに標記している。ただし、この硬化進行状況はイメージ的表示であって、加熱されている成型溝の底面や壁面に接した部分から硬化が進行し、エンドレスベルトも加熱されているので、接触によって溝部開放側も硬化が促進されるというイメージである。
まず、Ａ点では、成形溝内に第１注型口１１ａから部分層１に相当するポリウレタ樹脂液を注型する。この例では、筋状になるような一定量を連続して供給する。重合に適した温度に加温された成形溝底面に接した樹脂は重合が始まり、Ｂ点では半硬化している状態を示している。Ｃ点においてベース層２を形成する樹脂を第２注型口１２ａから残りの成形溝断面を充填する量を連続して供給する。Ｄ点では成形溝底面や壁面の高温部に接触した部分から硬化が進行している状態を現している。エンドレスベルトが接触する直前のＥ点では、成形溝開放部表面側が流動状態を残し、下流側への流れ込みが生ずるため、やや盛り上がった状態を示している。Ｆ点では、エンドレスベルトの鏡面と接触し、予熱で高温とされたベルトと接触して、表面側も硬化が進行することとなる。なお、Ｆ点では全体に斜線が入っているが、重合硬化が完全に終了したことを意味するものではない。
このＦ点から取り出し位置（図３に示されるＧ点）までの間にさらに重合が進行し、シート状に引出可能とされる。
なお、Ｂ点付近やＤ点付近に外部加熱装置を配置すると、表面側の重合を促進することができる。また、Ｇ点の直前に冷風送風装置等の冷却装置を配置すると、成形溝からの剥離性を向上させることができる。また、離型剤や表面処理剤等を連続して供給する場合は、Ｇ点とＡ点の間に配置することができる。
このようにして得られた連続したポリウレタン弾性ゴム部材を定寸長にカットし、さらに、部分層１がエッジになるように所定の幅に切断成形することにより、所望のエッジの大きさを備えたブレードを製造することができる。エッジ部とベース部が異なる色に着色されていると切断位置の決定が容易である。
図５は、支持部材４にブレードを接合した状態を示しており、部分層１は断面弧状に形成されるので、エッジの大きさを考慮して、切断位置を決定するイメージを示している。図示は、部分層の１／２の幅でカットすることを表している。
【００４０】
図６に示す例は、図４に示す第１注入口の位置を成形溝の中央部とするものである。溝幅をブレード幅の２倍以上とすることにより、得られたポリウレタン帯体を幅方向中央から分割することにより、２枚のブレードを得ることができる様子を示している。すなわち、成形ドラム１３の周方向に形成された成形溝に充填されて形成されたベース層２と形成溝の中央部に配置された部分層（エッジ部）１がエンドレスベルト１４にて覆われた状態で硬化重合して成形される。連続シート状に製造されたブレード素材を中央部から２分割して、２枚のブレード３Ａ、３Ｂを製造する。
【００４１】
（２）割型による個別に成型する方法（割型成型法）
割型成型法は、１枚のポリウレタン製の弾性ブレードの大きさに相当するキャビティーを成型する２枚の型部材をあわせて、キャビティー内へ液状のポリウレタン原料を注型し、重合硬化後脱型して製造するものである。型組みする前に一方の割型の壁面に筋状にエッジ部を形成する液状のエステル系ポリウレタン原料を塗布し、半硬化させた後に型組みして、ベース部を形成するエーテル系ポリウレタン原料を注入して、硬化させて脱型して部分２層を形成したブレード素材を得る。
この割型による部分２層の成型方法は、本出願人が出願した特開２００７−１６３６７６号公報に開示した手段を用いることができる。
即ち、次のとおりである。
部分層に相当する位置に熱硬化性樹脂である液状のポリウレタン樹脂を吐出するヘッドを移動させるか、あるいは金型を移動させることにより熱硬化性樹脂をビード状に塗布するように注型した後、割り金型を組み、ベースとなる熱硬化性樹脂を注型して加熱炉で一体成形する。一体成形されたブレード素材は、割り金型を解体して取り出して所定のサイズに裁断されてブレードとして用いられる。金型を組むときに支持体の一部をキャビティー内部にセットして、ベース形成用樹脂を注型すると支持体とブレードゴム体を一体的に接合できる。
【００４２】
（ａ）ビード状部分層形成金型 
図７に割金型構造の概略を断面図として示す。
金型１１０は、左右の分割金型１１０ａ，１１０ｂから構成される。分割金型１１０ａ，１１０ｂの中間には支持部材となる芯金ＡＡを挟持する突出部材が形成されている。この分割型１１０ａ，１１０ｂは、ベース板１１３と該ベース板１１３の左右に立設された側壁１１４と傾斜側壁１１５の間に配置し、該傾斜側壁１１５側に楔状に型締め部材１１６を押し込むことにより、締め付けられて型組されるものである。両分割金型１１０ａ，１１０ｂの間に形成された空間にベースとなる合成樹脂を注型して、ブレードが成型される。
図７に示したものは、芯金ＡＡを配置して、樹脂の加熱成型と芯金との接合を同時に行う例を示している。芯金ＡＡを配置せずに樹脂を硬化したブレード素材を成型し、その後支持部材を接合して、ブレードを製造することもできる。
図８に分割金型の一方（１１０ａ又は１１０ｂ）に分割層を形成する樹脂を吐出ヘッド１０８から長手方向、ビード状に吐出する状態を示す。部分層の注型手段は、例えば、吐出ヘッドを移動させる方法と分割金型を移動させる２つの方法を採用することができる。
【００４３】
（３）金型傾斜注型による個別に成型する方法（傾斜注型成型法）
図９に金型を用いたエッジ部形成法の別法を示す。
金型２１０のキャビティー底面を傾けて、エッジ部分形成用の液状ポリウレタン樹脂２０１を注入して半硬化させた後、底面を水平に戻して、バックアップ部分形成用の液状ポリウレタン２０２を注入して、硬化させて、脱型してブレードを成形する方法である。
バックアップ部分形成用の液状ポリウレタンを注型する前に、支持部材２０４をセットすると、支持部材と一体化したブレードを成形することができる。
図示の例では、直立した状態でバックアップ部を注型する例を示しているが、金型を密閉した状態で注型する場合は、エッジ部の形成後に注型する姿勢はこれの限られるものではない。
【実施例】
【００４４】
クリーニングブレード用のブレードについて実施例を示す。製造手段は、外周に溝を形成した回転成形ドラムを利用して連続成型する方法を用いた。【００４５】
＜クリーニングブレード＞
ポリウレタン製弾性ゴム部材：厚さ２．０ｍｍ、幅１２．３ｍｍ、長さ３
２６ｍｍ
エッジ部の大きさ：表２に示す大きさとした
金属製支持体：厚さ１．２ｍｍの鋼板
接着処理：ダイマー酸ベースのホットメルト接着剤使用【００４６】
＜熱硬化型ポリウレタン＞
エッジ層あるいはベース層に用いたエステル系ウレタン、エーテル系ウレタンの配合は、表１に示したとおりである。表３にウレタンの組み合わせ及び評価を示す。【００４７】
【表１】
0005860393.tif 000002
【００４８】
＜印字評価試験＞ 
評価機：市販のプリンターを使用
（株）リコー ＣＸ９８００ 
評価パターン
・  耐久評価（２３℃×５３％）で通紙１０万枚
画像パターンは、エリアカバー５％プリントで実施 
トナーすり抜けによるクリーニング不良の発生有無、トナー融着有無
、ブレード磨耗深さの測定で実施
・  クリーニング性能評価（１０℃×１５％）で実施
画像パターンは、１５ｍｍ幅×２５０ｍｍ（×３箇所）の黒帯画像を
５０枚出力後、感光体上のすり抜けたトナーをメンディングテープで
採取し、すり抜けている幅を測定（すり抜け幅の少ないものが性能が
よい）【００４９】
＜ブレード鳴き評価試験＞ 
ブレードの鳴きは、ブレードにかかるストレス指数で評価することが可能である。下記の評価では、そのストレス指数をローラー軸上に生じるトルクを計測し評価する。
ブレードを侵入量の変量できる治具上に取り付け、相手材は、市販のＯＰＣドラムとする。
評価試験機の概要を図１０に示す。
図１０（ａ）に示す形状のブレードを用いて、図１０（ｂ）に示す試験機を用いて計測した。
ブレードを侵入量の変量できる治具上に取り付け、市販のＯＰＣドラム（リコーＣＸ９８００のドラムを使用）に接線方向に侵入させ、侵入方向に対向する方向にＯＰＣドラムを線速２００ｍｍ／ｓになるように回転させてＯＰＣドラムの軸上で生じたトルクを計測する。【００５０】
【表２】
0005860393.tif 000003
【００５１】
この試験の結果、トルクが、０．８ｋｇｆ／ｃｍ以上になると、ブレード鳴きを生じることが確認できた。
クリーニングブレードの通常の使用では、侵入量を１．０ｍｍとし、そのマージンとして、＋０．１ｍｍまでは鳴きを生じないことが必要となる。すなわち、侵入量が１．１ｍｍでも鳴きを生じないことが必要であり、侵入量のマージンが増える程、その性能はよいと、判断できる。
この試験結果から、エッジ部が高硬度になると低トルクとを実現できることが分かる。エッジ硬度を８５以上に設計すると侵入量が１．２ｍｍ以上でもトルクを０．８ｋｇｆ／ｃｍ以下を実現できることを知見できた。【００５２】
【表３】
0005860393.tif 000004
【００５３】
表３に示された結果をエッジ部について、ｔａｎδピーク温度（ｘ軸）と硬度（ｙ軸）としてマトリックス表示を図１１に示す。【００５４】
＜考察＞
事前に行った予備試験において、単層シートでの走行試験では、高硬度単層（８５度以上）は、金具とゴムの接着部でゴムが大きく変形してしまう。そのため、経時のプリント中に印字不良を生じる。(トナーすり抜け）これを抑制するために、バックアップに永久変形しにくい低硬度（エッジ部と比較して）のものを採用することとする。
トルク計測試験の結果から、概ねエッジ硬度が高くなるとμが低下する傾向があることが分かる。トルク値０．８ｋｇｆ／ｃｍ以上において、ブレードに鳴きが生ずることが知見され、侵入量１．０ｍｍでは、全試料とも０．８以下であるが、標準侵入量１．１ｍｍでは、エッジ部の硬度７６以上において、０．８以下であり、安全をみた１．２ｍｍ侵入量では実施例５のデータを除き、エッジ部の硬度８５以上において０．８ｋｇｆ／ｃｍ以下のトルク値を実現できることがわかった。
特に、エッジ部にエーテル系ポリウレタンを使用した実施例８〜１１においても、トルク値０．８ｋｇｆ／ｃｍ以上において、ブレードに鳴きが生ずることが知見され、侵入量１．０ｍｍでは、全試料とも０．８以下であるが、安全をみた標準侵入量１．２ｍｍ侵入量でも０．８ｋｇｆ／ｃｍ以下のトルク値を実現できた。【００５５】
印字テストの結果から次のことが判明した。
（１）硬度に着目すると、実施例５、６に示されるエッジ硬度８５、８６以上及び実施例１、２に示されるエッジ硬度９８において良好な結果を示している。エッジ硬度が８４である比較例４では、印字試験中にブレードの欠け及び鳴きが発生し、印字テスト３００００枚で不良となっている。硬度８５以上で良好な印字試験結果を示した、実施例１、２、５、６、７に関するｔａｎδピーク温度は、−１４〜４８℃である。比較例１ではエッジ成形の精度が不良であることを参照すると、ｔａｎδピーク温度は、−２０℃以上で有効と想定され、上限値は６０℃程度まで有効であると想定される。バックアップ部を構成するポリウレタンの硬度は、７１を採用したが、エッジ部のポリウレタン硬度よりも低いポリウレタンを選択することが好ましいので、バックアップ部のポリウレタン硬度は６５〜８０が適切である。
エッジ部にエーテル系ポリウレタンを使用した実施例８〜１１では、１０万枚まで良好な印字を行うことができた。エーテル系ポリウレタンにおいても、エッジ部がバックアップ部よりも高硬度のポリウレタンとすることが適している。
（２）また、エッジ硬度８５以下であっても、硬度７６の実施例３、４、８では良好な結果を示し、硬度７３の比較例２、３ではブレードのめくれや鳴きが発生し、不良となっている、これらの境界については、エッジポリウレタンＣＤＫＬは、境界であり微妙な差となるが、８５度よりかなり低硬度であるために、当接力を確保するために、他の試験例（硬度７１）よりもバックアップ層に若干硬いポリウレタンＩ（硬度７５）を採用している。この中で、エッジポリウレタンとして７５度以上の硬度を保有すれば、ｔａｎδピーク温度が低い為、μの上昇を抑制して、低摩擦を実現できると考えられる。一方で、７５度未満であれば、ｔａｎδピーク温度を低くしても低μを実現することができず、μが高くなりブレード鳴き・めくれを生じると考えられる。この結果、エッジポリウレタンは硬度７５以上、ｔａｎδピーク温度−２０℃〜−１℃であって、バックアップ部（ベース部）のポリウレタンは硬度７５以上が好ましい。
従って、全体を考察すると、エッジ部を形成するポリウレタンが、（１）ＪＩＳ‐Ａ硬度が、７５〜１００かつｔａｎδピーク温度が−２０〜−１℃、又は、（２）ＪＩＳ‐Ａ硬度が８５〜１００かつｔａｎδピーク温度が−２０〜６０℃であって、（３）バックアップ部（ベース部）を形成するポリウレタンが、ＪＩＳ‐Ａ硬度６５〜８０であることが適切である。
【図１】
0005860393.tif 000005
【図２】
0005860393.tif 000006
【図３】
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【図４】
0005860393.tif 000008
【図５】
0005860393.tif 000009
【図６】
0005860393.tif 000010
【図７】
0005860393.tif 000011
【図８】
0005860393.tif 000012
【図９】
0005860393.tif 000013
【図１０】
0005860393.tif 000014
【図１１】
0005860393.tif 000015
【図１２】
0005860393.tif 000016
【図１３】
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