(57)【要約】【課題】球状で従来よりもさらに粒子径の小さな重合トナーを使用した場合であってもクリーニング性が良好であり、フィルミング現象も発生しない弾性体クリーニングブレードを提供する。【解決手段】熱硬化性ポリウレタン弾性体からなり、ヤング率が１０ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下、伸びが２６０％以上３５０％以下、破断強度が２５ＭＰａ以上、反発弾性率が２０％以下、である画像形成装置用クリーニングブレードとする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱硬化性ポリウレタン弾性体からなり、
ヤング率が１０ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下、
伸びが２６０％以上３５０％以下、
破断強度が２５ＭＰａ以上、
反発弾性率が２０％以下
であることを特徴とする画像形成装置用クリーニングブレード。
【請求項２】
前記熱硬化性ポリウレタン弾性体を構成するポリオール成分がアジピン酸系エステルポリオールであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置用クリーニングブレード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、普通紙複写機、普通紙ファクシミリ、レーザービームプリンター等の静電方式の画像形成装置において感光体表面の残存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。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置において使用する弾性体クリーニングブレードとしては、ポリウレタンエラストマーを使用したクリーニングブレードが公知である（例えば特許文献１、２など）。
【０００３】
特許文献１には、長期にわたり広範囲の温度条件で安定したクリーニング性を有するクリーニングブレードとして、実施例において硬度が６４〜６６のジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）をイソシアネート成分とするポリウレタンエラストマーからなるクリーニングブレードが開示されている。
【０００４】
特許文献２には、やはり広範囲の温度条件で欠けを発生することなく安定したクリーニング性を有するクリーニングブレードとして、硬度が７５〜８０であり、特許文献１と同様にＭＤＩをイソシアネート成分とするポリウレタンエラストマーからなるクリーニングブレードが開示されている。
【０００５】
また特許文献３には、高温高湿下やオゾン雰囲気下においても耐久性に優れたクリーニングブレードとして、ポリウレタン弾性体からなり、ＪＩＳ  Ａ硬度が５０〜９０、ヤング率が４０〜９０ｋｇｆ／ｃｍ２、１００％モジュラスが２０〜６５ｋｇｆ／ｃｍ２、３００％モジュラスが７０〜１５０ｋｇｆ／ｃｍ２、引張り強さが２４０〜５００ｋｇｆ／ｃｍ２、伸び率が２９０〜５００％、反発弾性率が３０〜７０％、永久伸びが４％以下のクリーニングブレードが開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２３６４３８号公報
【特許文献２】特開２００１−２６５１９０号公報
【特許文献３】特許第３４４３７２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
画像形成装置においては、常に画像の質の向上が図られており、係る画像の質向上のために近年においては、球状でより粒子径の小さな重合トナーが使用されている。このため従来の微粒子トナーを使用した場合にクリーニング性が良好なクリーニングブレードであっても、重合トナーを使用した場合にはトナーのすり抜けによるクリーニング不良やフィルミング現象が発生し、更なる改良が求められている。
【０００８】
本発明は、球状で従来よりもさらに粒子径の小さな重合トナーを使用した場合であってもクリーニング性が良好であり、フィルミング現象も発生しない弾性体クリーニングブレードを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の画像形成装置用クリーニングブレードは、熱硬化性ポリウレタン弾性体からなり、
ヤング率が１０ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下、
伸びが２６０％以上３５０％以下、
破断強度が２５ＭＰａ以上、
反発弾性率が２０％以下、
であることを特徴とする。
【００１０】
係る構成のクリーニングブレードを使用すると、画像形成装置において、球状で従来よりもさらに粒子径の小さな重合トナーを使用した場合であってもクリーニング性が良好であり、フィルミング現象の発生が防止される。
【００１１】
弾性体クリーニングブレードのヤング率が１０ＭＰａ未満の場合には、ブレードのエッジが感光体を圧接する力が小さくなってトナーのすり抜けが発生し、２０ＭＰａを超えるとエッジが感光体に食い込みにくくなり、無理に食い込ませようとすると感光体の回転トルクが高くなる。弾性体クリーニングブレードの伸びが２６０％未満の場合にはエッジ欠けやフィルミングが発生する場合があり、３５０％を超える場合にはクリーニング性が低下する場合がある。破断強度が２５ＭＰａ未満の場合にはエッジ欠けが発生し易くなる。弾性体クリーニングブレードの反発弾性率が２０％を超えるとスティックスリップ現象が発生してトナーのすり抜けが発生し易くなる。
【００１２】
上述の画像形成装置用クリーニングブレードにおいては、前記熱硬化性ポリウレタン弾性体を構成するポリオール成分がアジピン酸系エステルポリオールであることが好ましい。
【００１３】
係る構成によれば、ヤング率、伸び、破断強度並びに反発弾性率が上述の範囲を充足する弾性体クリーニングブレードを容易に得ることができる。アジピン酸系エステルポリオールとは、ポリエステルポリオールを構成するジカルボン酸成分の８５モル％以上、好ましくは９０モル％以上がアジピン酸であることを意味し、酸成分はアジピン酸のみであってもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の画像形成装置用のポリウレタンエラストマー製弾性体ブレードを構成するポリオール成分としては、ポリウレタンエラストマー用のポリオール化合物を限定なく使用することができ、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオールなどが例示される。これらの中でも、ヤング率、伸び、破断強度並びに反発弾性率が上述の範囲を充足する弾性体クリーニングブレードを容易に得ることができることからアジピン酸エステルポリオールの使用が好ましい。
【００１５】
アジピン酸系エステルポリオールを構成するグリコール成分は公知のグリコールを使用することができ、具体的にはエチレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノールなどが例示される。これらのグリコールは単独で使用してもよく、２種以上を使用してもよい。これらの中でも、エステルポリオールを構成するグリコール成分はエチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール等の側鎖を有しないグリコールであることがより好ましい。
【００１６】
本発明のクリーニングブレードを構成するポリウレタン弾性体の形成成分であるジイソシアネート化合物としては、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、２，４−トルエンジイソシアネート、２，６−トルエンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、４，４’−フェニレンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート化合物、エチレンジイソシアネート、２，２，４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）等の脂肪族ジイソシアネート化合物、水素添加４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＨＭＤＩ）、１，４−シクロヘキサンジイソシアネート（ＣＨＤＩ）、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート、イソフォロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、水素添加ｍ−キシリレンジイソシアネート（ＨＸＤＩ）、ノルボルナンジイソシアネート等の脂環式ジイソシアネート化合物が例示できる。ジイソシアネート化合物も２種以上を併用することができる。これらの中でもＴＤＩ，ＭＤＩのいずれかを使用することがより好ましい。
【００１７】
本発明のクリーニングブレードを構成するポリウレタン弾性体の形成成分としては、鎖延長剤と架橋剤を使用する。鎖延長剤としては２官能のグリコールを使用することが好ましく、架橋剤としては、３又は４官能の多価アルコールを使用する。
【００１８】
鎖延長剤としては、上記アジピン酸系エステルポリオールの構成成分として例示したグリコールを使用することができる。また架橋剤としては具体的にはトリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトールなどの脂肪族多価アルコールなどを例示することができる。
【００１９】
本発明のクリーニングブレードのヤング率、伸び、破断強度は、ポリオール化合物の種類の選択、ポリオール化合物と（鎖延長剤＋架橋剤）の反応モル比、鎖延長剤と架橋剤の反応モル比などを調整することなどにより達成することができる。ポリオール化合物と（鎖延長剤＋架橋剤）の反応モル比は、０．２５〜０．３５であることが好ましく、（イソシアネート化合物＋鎖延長剤＋架橋剤）がポリウレタン弾性体の３５〜５０重量％であることが好ましく、４０〜５０重量％であることがより好ましい。また鎖延長剤／架橋剤の反応モル比は、４〜９であることが好ましく、５〜９であることがより好ましい。
【００２０】
上記のポリウレタンエラストマー原料を使用してポリウレタンエラストマーを形成する方法としては、各成分を所定量混合して（混合工程）反応原液組成物として該反応原液組成物を反応硬化させるワンショット法、ポリオール成分の少なくとも一部を予めイソシアネート成分と反応させてプレポリマーを作製し（プレポリマー製造工程）、該プレポリマーと少なくとも鎖延長剤と架橋剤とを混合して（混合工程）反応原液組成物とし、該反応原液組成物を反応硬化させるプレポリマー法とがあり、いずれの方法でもよいが、より物理特性の優れたポリウレタンエラストマーが得られることから上述のようにプレポリマー法によることが好ましい。硬化反応におけるＮＣＯ／ＯＨ当量比（ＮＣＯインデックス）は、１．０５〜１．３０であることが好ましい。
【００２１】
プレポリマー法には、ポリオール成分の全量とイソシアネート成分とを反応させてプレポリマーとし、該プレポリマーと鎖延長剤、架橋剤と反応させる完全プレポリマー法、ポリオール成分の一部とイソシアネート成分とを反応させてプレポリマーとし、該プレポリマーと残余のポリオール成分と鎖延長剤、架橋剤の混合物と反応させる疑似プレポリマー法とがあるが、いずれの方法も使用可能である。
【００２２】
画像形成装置用ブレードは、例えば以下の成形工程を有する製造方法により製造することができる。
＜１＞シート成形法
１）反応原液組成物をシート状に注型して反応硬化させて原反シートとし、該原反シートを裁断して（裁断工程）ブレードとする。シート成形においては、一般に遠心成形法が使用される。
２）ブレードを画像形成装置に装着するための基材（金具など）に接着などにより装着してブレードユニットとする。
＜２＞直接成形法
成形すべきブレードの形状のキャビティーを有する金型に必要に応じてブレードを画像形成装置に装着するための基材（金具など）を配設し、成形キャビティーに反応原液組成物を注型してブレードないしブレードユニットを成形する。
【実施例】
【００２３】
＜ポリウレタンエラストマーシート製造例＞
（実施例１）
２官能、平均分子量２０００のポリエチレンアジペート５６４ｇとジフェニルメタンジイソシアネート４３６ｇを常法により加熱、反応させて疑似プレポリマーＡを作製した。２官能、平均分子量２０００のポリエチレンアジペート１６７ｇ，１，４−ブタンジオール（ＢＤ）９２ｇ，トリメチロールプロパン（ＴＭＰ）１６ｇを混合した硬化剤組成物を作製し、疑似プレポリマーＡ１０００ｇと２７５ｇを混合し、遠心成形法により厚さ２ｍｍのポリウレタンエラストマーシートを作製した。ポストキュアと熟成を行った後に物性評価を行うと共に所定形状のクリーニングブレード作製し、実機評価を行った。
【００２４】
（実施例２）
２官能、平均分子量２０００のポリエチレンアジペート５６５ｇとジフェニルメタンジイソシアネート４３５ｇを常法により加熱、反応させて疑似プレポリマーＢを作製した。２官能、平均分子量２０００のポリブチレンアジペート１１６ｇ，１，４−ブタンジオール８９ｇ，トリメチロールプロパン２１ｇを混合した硬化剤組成物を作製し、疑似プレポリマーＢ１０００ｇと硬化剤組成物２２６ｇを混合し、実施例１と同様にしてポリウレタンエラストマーシートの作製と評価、及びクリーニングブレード作製と実機評価を行った。
【００２５】
（比較例１）
２官能、平均分子量３０００のポリε−カプロラクトンポリオール（プラクセル２３０ＣＰ：ダイセル化学工業）５９０ｇとジフェニルメタンジイソシアネート４１０ｇを常法により加熱、反応させて疑似プレポリマーＣを作製した。２官能、平均分子量２０００のポリε−カプロラクトンポリオール（プラクセル２２０Ｎ：ダイセル化学工業）１３２ｇ，１，４−ブタンジオール７７．１ｇ，トリメチロールプロパン３３．３ｇを混合した硬化剤組成物を作製し、疑似プレポリマーＣ１０００ｇと硬化剤組成物２４２．４ｇを混合し、実施例１と同様にしてポリウレタンエラストマーシートの作製と評価、及びクリーニングブレード作製と実機評価を行った。
【００２６】
（比較例２）
２官能、平均分子量２０００のポリε−カプロラクトンポリオール（プラクセル２２０Ｎ：ダイセル化学工業）１８８ｇ，１，４−ブタンジオール７７．８ｇ，トリメチロールプロパン３０．１ｇを混合した硬化剤組成物を作製し、上記実施例１にて作製した疑似プレポリマーＣ１０００ｇと硬化剤組成物２９５．９ｇを混合し、実施例１と同様にしてポリウレタンエラストマーシートの作製と評価、及びクリーニングブレード作製と実機評価を行った。
【００２７】
（比較例３）
２官能、平均分子量２０００のポリブチレンアジペート５７１ｇとジフェニルメタンジイソシアネート４２９ｇを常法により加熱、反応させて疑似プレポリマーＤを作製した。２官能、平均分子量２０００のポリブチレンアジペート１７５．５ｇ，１，４−ブタンジオール（ＢＤ）９８．２ｇ，トリメチロールプロパン（ＴＭＰ）１６．１ｇを混合した硬化剤組成物を作製し、疑似プレポリマーＤ１０００ｇと硬化剤組成物２９８．８ｇを混合し、遠心成形法により厚さ２ｍｍのポリウレタンエラストマーシートを作製した。ポストキュアと熟成を行った後に物性評価を行うと共に所定形状のクリーニングブレード作製し、実機評価を行った。
【００２８】
＜評価＞
（ヤング率、伸び、破断強度）
製造例において得たポリウレタン弾性体シートを使用してＪＩＳ  Ｋ  ６２５１に準拠して測定した。
【００２９】
（反発弾性率）
ＪＩＳ  Ｋ  ６２５５（リュプケ式）に準拠して２３℃の反発弾性を測定した。
（硬度）
硬度はＪＩＳ  Ｋ  ６２５３に準拠して、デュロメーター硬度計を使用してショアＡ硬度を測定した。測定は、製造例において得られた厚さ２．０ｍｍのポリウレタン弾性体シートを６枚重ねて厚さ１２．０ｍｍとしたサンプルについて行った。
【００３０】
（実機評価）
実施例並びに比較例にて作製したクリーニングブレードを所定の金具にホットメルト接着剤を使用して接着固定し、重合トナーを使用した市販のレーザービームプリンターＭＡＧＩＣＯＬＯＲ２３００ＤＬ（コニカミノルタ）に装着して画像形成テストを行った。テスト画像を５０００枚（５ｋ）プリントした後の５００１枚目の画像と感光体を目視にて評価した。
【００３１】
＜評価結果＞
評価結果は表１の下段に示した。この結果より、本発明のクリーニングブレードの評価結果はいずれも良好であったが、ヤング率と伸びの小さな比較例１のクリーニングブレードはフィルミングを発生し、ヤング率と破断強度が小さく、反発弾性率の大きすぎる比較例２のクリーニングブレードはフィルミングとエッジ欠けを発生した。また伸びが３５０％を超える比較例３のクリーニングブレードもフィルミングを発生した。
【００３２】
【表１】
2008076512.tif 000002