(57)【要約】【課題】重合体トナーを使用した画像形成装置のクリーニングに使用した場合においても、耐摩耗性に優れたクリーニングブレードとその製造方法並びにクリーニング方法を提供する。【解決手段】静電転写プロセスを利用した画像形成装置に使用するポリウレタン弾性体からなるクリーニングブレードであって、ポリウレタン弾性体は２官能のポリオール化合物（分子量Ｍｐ，配合量Ｗｐ）、ジイソシアネート化合物（分子量Ｍｉ，配合量Ｗｉ）、少なくとも１種の３官能以上の架橋剤（分子量Ｍｔ，配合量Ｗｔ）、及び２官能の鎖延長剤（分子量Ｍｄ，配合量Ｗｄ）を構成成分とするものであり、式（数３）にて定義されるＭｃが、２０００＜Ｍｃ≦８０００であるクリーニングブレードとする。（数１）Ｍｃ＝（Ｗｉ＋Ｗｐ＋Ｗｔ＋Ｗｄ）／（Ｗｔ／Ｍｔ）【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電転写プロセスを利用した画像形成装置に使用するポリウレタン弾性体からなるクリーニングブレードであって、
前記ポリウレタン弾性体は２官能のポリオール化合物（分子量Ｍｐ，配合量Ｗｐ）、ジイソシアネート化合物（分子量Ｍｉ，配合量Ｗｉ）、少なくとも１種の３官能以上の架橋剤（分子量Ｍｔ，配合量Ｗｔ）、及び２官能の鎖延長剤（分子量Ｍｄ，配合量Ｗｄ）を構成成分とするものであり、式（数１）にて定義されるＭｃが、
２０００＜Ｍｃ≦８０００
であることを特徴とするクリーニングブレード。
（数１）
Ｍｃ＝（Ｗｉ＋Ｗｐ＋Ｗｔ＋Ｗｄ）／（Ｗｔ／Ｍｔ）
【請求項２】
前記ポリオール化合物がポリエステルポリオールである請求項１に記載のクリーニングブレード。
【請求項３】
静電転写プロセスを利用した画像形成装置に使用するポリウレタン弾性体からなるクリーニングブレードの製造方法であって、
前記ポリウレタン弾性体を、２官能のポリオール化合物（分子量Ｍｐ，配合量Ｗｐ）、ジイソシアネート化合物（分子量Ｍｉ，配合量Ｗｉ）、少なくとも１種の３官能以上の架橋剤（分子量Ｍｔ，配合量Ｗｔ）、及び２官能の鎖延長剤（分子量Ｍｄ，配合量Ｗｄ）を反応させて形成する重合工程を有し、式（数２）にて定義されるＭｃが、
２０００＜Ｍｃ≦８０００
であることを特徴とするクリーニングブレードの製造方法。
（数２）
Ｍｃ＝（Ｗｉ＋Ｗｐ＋Ｗｔ＋Ｗｄ）／（Ｗｔ／Ｍｔ）
【請求項４】
前記ポリオール化合物がポリエステルポリオールである請求項３に記載のクリーニングブレードの製造方法。
【請求項５】
請求項１又は２に記載のクリーニングブレードを使用した画像形成装置のクリーニング方法。
【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、感光体や転写ベルト等のトナーを担持し或いはトナー担持面と接触する部材表面の残存トナーを除去するクリーニングブレード及びその製造方法並びに該クリーニングブレードを使用した画像形成装置のクリーニング方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
静電方式の画像形成装置においてトナー画像を用紙等に転写した後の感光体、転写ベルト等の表面に残存するトナーを拭き取り、除去するために、従来から、周知のように厚さが約１〜３ｍｍ程度のポリウレタン系弾性体のシートから裁断して形成されるクリーニングブレードが使用されていた。
【０００３】
かかる弾性体クリーニングブレードを構成するポリウレタン弾性体としては、２官能のポリオール化合物、ジイソシアネート化合物、３官能以上の架橋剤及び２官能の鎖延長剤を反応させたポリウレタンが公知である（特許文献１、２、３等）。
【０００４】
特許文献１に開示されたクリーニングブレードは、環境が変化しても十分に安定したクリーニング特性、帯電特性又は現像特性が得られる電子写真用ゴム部材を提供することを目的とし、クリーニングブレードを２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオール及びアジピン酸より合成されたポリオールと、ポリイソシアネートとから製造したポリウレタンで構成したゴム弾性体にて形成したものである。
【０００５】
特許文献２に開示された技術は、感光体を摩滅させることが少なく、また、紙粉の介在や微小トナーによるフイルミングが生じ難く、その結果画像形成装置の耐久性にすぐれる電子写真複写機用クリーニングブレードを製造する方法を提供することを目的とし、ポリイソシアネートと分子量１０００〜３０００のポリカプロラクトンエステルジオールとから調製したイソシアネート基含量８〜２０％の擬プレポリマーに分子量１０００〜３０００の高分子量ポリオールと分子量６０〜２５０の低分子量ポリオールとからなる硬化剤を水酸基／イソシアネート基当量比０．８〜０．９として混合撹拌し、予め加熱した型内に注入して、ＪＩＳ Ａ硬度６５〜８０、３００％モジユラス１３０〜２５０ｋｇ／ｃｍ2 、２０℃における反発弾性が４５％以上のクリーニングブレードとする製造方法である。
【０００６】
特許文献３に開示されたクリーニングブレードは、低温域から高温域にわたって、適正な反発弾性を有するクリーニングブレードを提供することを目的とし、ポリオール成分として、低級アルキル基を置換基として有するラクトンの開環ポリエステルポリオールを用い、ポリイソシアネート成分として、ｐ−フェニレンジイソシアネート及び／又は１，４−シクロヘキサンジイソシアネートを用い、これらを反応させて得られるウレタンプレポリマーを硬化剤にて硬化させることによって得られる、硬度（ＪＩＳ  Ａ）が６５〜８０、０〜６０℃の温度域において反発弾性が２５〜７０％、ガラス転移点が−１０℃以下であるクリーニングブレードである。
【特許文献１】特開２００１−８３８５５号公報
【特許文献２】特開平５−２７８０４５号公報
【特許文献３】特公平７−１１３８０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記特許文献１〜３に開示されたポリウレタン弾性体からなるクリーニングブレードを、画像の鮮明化の要請に対応して現在実用化されつつある重合トナーを使用した画像形成装置においてクリーニングに使用すると、耐摩耗性が十分ではないことが明らかとなった。
【０００８】
本発明は、重合体トナーを使用した画像形成装置のクリーニングに使用した場合においても、耐摩耗性に優れたクリーニングブレードとその製造方法及びクリーニング方法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】
本発明は、静電転写プロセスを利用した画像形成装置に使用するポリウレタン弾性体からなるクリーニングブレードであって、
前記ポリウレタン弾性体は２官能のポリオール化合物（分子量Ｍｐ，配合量Ｗｐ）、ジイソシアネート化合物（分子量Ｍｉ，配合量Ｗｉ）、少なくとも１種の３官能以上の架橋剤（分子量Ｍｔ，配合量Ｗｔ）、及び２官能の鎖延長剤（分子量Ｍｄ，配合量Ｗｄ）を構成成分とするものであり、式（数３）にて定義されるＭｃが、
２０００＜Ｍｃ≦８０００
であることを特徴とする。
（数３）は、
Ｍｃ＝（Ｗｉ＋Ｗｐ＋Ｗｔ＋Ｗｄ）／（Ｗｔ／Ｍｔ）
である。
【００１０】
係る構成のポリウレタン弾性体からなるクリーニングブレードは、重合体トナーを使用した画像形成装置のクリーニングに使用した場合においても、優れた耐摩耗性を有するものである。
【００１１】
Ｍｃが２０００以下の場合には、成形性が低下し、８０００を超える場合には架橋点の濃度が低下して架橋の効果が低下し、強度と耐摩耗性が低下する。
【００１２】
上述のクリーニングブレードにおいては、前記ポリオール化合物がポリエステルポリオールであることが好ましい。
【００１３】
ポリエステルポリオールを使用したポリウレタン弾性体からなるクリーニングブレードは、特に重合体トナーを使用した場合のクリーニング性に優れたものである。
【００１４】
別の本発明は、静電転写プロセスを利用した画像形成装置に使用するポリウレタン弾性体からなるクリーニングブレードの製造方法であって、
前記ポリウレタン弾性体を、２官能のポリオール化合物（分子量Ｍｐ，配合量Ｗｐ）、ジイソシアネート化合物（分子量Ｍｉ，配合量Ｗｉ）、少なくとも１種の３官能以上の架橋剤（分子量Ｍｔ，配合量Ｗｔ）、及び２官能の鎖延長剤（分子量Ｍｄ，配合量Ｗｄ）を反応させて形成する重合工程を有し、上記式（数３）にて定義されるＭｃが、
２０００＜Ｍｃ≦８０００
であることを特徴とする。
【００１５】
係る構成の製造方法によって、重合体トナーを使用した画像形成装置のクリーニングに使用した場合においても、優れた耐摩耗性を有するポリウレタン弾性体からなるクリーニングブレードを製造することができる。
【００１６】
上記のクリーニングブレードの製造方法においては、前記ポリオール化合物がポリエステルポリオールであることが好ましい。
【００１７】
本発明の画像形成装置のクリーニング方法は、請求項１又は２に記載のクリーニングブレードを使用することを特徴とする。
【００１８】
係る構成のクリーニング方法は、重合体トナーを使用した画像形成装置のクリーニングに使用した場合においても、画像の鮮明さの耐久性に優れたクリーニング方法である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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２官能ポリオール化合物としては、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール等があり、ポリエステルポリオールとしては、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、マレイン酸等のジカルボン酸の１種以上と、エチレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、１，８−オクタンジオール、１，１０−デカンジオール、ジエチレングリコール等のグリコールの１種以上を縮重合させて得られる縮合系ポリエステル、ラクトン類の開環重合により得られる開環重合系ポリエステルが例示できる。また、ポリエーテルポリオールとしては、水や上記のポリエステルポリオールの合成に使用するグリコールにエチレンオキサイド、オキセタン、テトラヒドロフラン等の環状エーテルを開環付加重合させて得られるものが例示できる。ポリオール化合物は、２種以上を併用することができる。
【００２０】
ポリエステルポリオール化合物の中でも、ε−カプロラクトンやバレロラクトンを開環重合させたラクトン系ポリオールを使用することは、優れた耐摩耗性を有するクリーニングブレードを得ることができるので、好適な態様である。ラクトン系ポリオール化合物としては、とりわけ分子量分布が小さいもの、具体的にはプラクセル−２２０Ｎ（カタログ記載のＭｗ／Ｍｎが２以下）の使用が好ましい。
【００２１】
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。
【００２２】
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３官能以上の架橋剤としては、トリメチロールプロパン、トリエチロールプロパン、ペンタエリスリトール、トリエタノールアミン等が例示される。架橋剤も２種以上を併用することができる。ｊ種の架橋剤を使用した場合、式（数３）は、ｊ種目の架橋剤の分子量をＭｔｊ、配合量をＷｔｊとして、
Ｗｔ／Ｍｔ＝Σ（Ｗｔｊ／Ｍｔｊ）
として計算する。
【００２３】
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２官能の鎖長延長剤としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール等が例示される。
【００２４】
クリーニングブレードの製造に際しては、ポリウレタン重合触媒を使用してもよく、係る重合触媒としては、ジブチル錫ジラウレートやオクチル酸錫等の有機錫系触媒、トリエチレンジアミン、Ｎ−メチルモルホリン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルヘキサメチレンジアミン、１，８−ジアザビシクロ［５，４，０］ウンデセン−７（ＤＢＵ）、ビス（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ−２−エチル）エーテル、ビス（２−ジメチルアミノエチル）エーテル等の第３級アミン系触媒、酢酸カリウム、オクチル酸カリウム等のカルボン酸金属塩触媒、イミダゾール系触媒等が例示される。これらの中でも、第３級アミン触媒の使用が好ましい。
【００２５】
クリーニングブレードの作製は、公知の方法で行うことができる。例えば、クリーニングブレードの製造方法は、ポリオール化合物とジイソシアネート化合物を反応させてイソシアネートプレポリマー又はイソシアネート擬似プレポリマーを製造するプレポリマー製造工程、イソシアネートプレポリマー又はイソシアネート擬似プレポリマーと架橋剤並びに鎖延長剤を含む成分と混合して反応性組成物とする混合工程、反応性組成物を金型等を使用して所定形状の成形体に成形する成形工程、成形体がシート状である場合には、該シートを所定のブレード形状に裁断する裁断工程を含む製造方法によりクリーニングブレードが製造可能である。
【００２６】
クリーニングブレードを使用したクリーニング方法は、公知の方法が使用可能である。例えば、感光体、転写ベルト、ローラー等の画像形成装置を構成するクリーニングを行う部材に、所定の角度と当接圧にて当接させてクリーニングを行う方法が例示される。
【実施例】
【００２７】
＜クリーニングブレードの作製＞
（実施例１）
２官能のポリオール化合物としてプラクセル２２０Ｎ（平均分子量２０００；ダイセル化学工業）を使用し、その１００ｇに対して４，４‘−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）７５．８１ｇを７０℃にて１時間反応させてＮＣＯ基末端プレポリマーを得た。８０℃に加熱した前記ＮＣＯ基末端プレポリマーに対して、プラクセル２２０Ｎを４３．９３ｇ、架橋剤としてトリメチロールプロパン（ＴＭＰ）を８．６４ｇ，及び鎖延長剤として１，４−ブタンジオール（ＢＤ）を１０．０１ｇ混合した組成物を硬化剤成分として添加、撹拌して反応性組成物とした後に真空脱泡を行い、内面が直径３４０ｍｍ、幅６００ｍｍの成形面である円筒状金型に反応性組成物をキャスティングして１５０℃にて１時間加熱反応させて硬化させた後に金型より脱型し、１２０℃にて６時間ポストキュアを行った後にさらに室温で７日放置、熟成して厚さ２．０ｍｍのポリウレタン弾性体シートを作製した。このポリウレタン弾性体の前述の式（数３）により計算したＭｃは３７００であった。
【００２８】
該ポリウレタン弾性体シートを裁断して幅１２．５ｍｍ，長さ３２６ｍｍのクリーニングブレードを作製し、ホットメルト接着剤を使用して所定の金具に貼着し、クリーニングブレードユニットとした。
【００２９】
（実施例２）
硬化剤成分としてプラクセル２２０Ｎを４９．３８ｇ、ＴＭＰを６．５３ｇ，及びＢＤを１１．８９ｇ混合した組成物を使用した以外は実施例１と同様にしてクリーニングブレードユニットを作製した。
【００３０】
こ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前述の式（数３）により計算したＭｃは５０００であった。
【００３１】
（実施例３）
硬化剤成分としてプラクセル２２０Ｎを５２．０４ｇ、ＴＭＰを５．５０ｇ，及びＢＤを１２．８１ｇ混合した組成物を使用した以外は実施例１と同様にしてクリーニングブレードユニットを作製した。
【００３２】
こ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前述の式（数３）により計算したＭｃは６００１であった。
【００３３】
（比較例１）
硬化剤成分としてプラクセル２２０Ｎを５８．９６ｇ、ＴＭＰを２．８３ｇ，及びＢＤを１５．１９ｇ混合した組成物を使用した以外は実施例１と同様にしてクリーニングブレードユニットを作製した。
【００３４】
こ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前述の式（数３）により計算したＭｃは１１９９８であった。
【００３５】
（比較例２）
硬化剤成分としてプラクセル２２０Ｎを５７．５４ｇ、ＴＭＰを３．３７ｇ，及びＢＤを１４．７１ｇ混合した組成物を使用した以外は実施例１と同様にしてクリーニングブレードユニットを作製した。
【００３６】
こ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前述の式（数３）により計算したＭｃは９９９９であった。
【００３７】
（比較例３）
硬化剤成分としてプラクセル２２０を１２．１６ｇ、ＴＭＰを８．７０ｇ及びＢＤを２．４６ｇ混合した組成物である硬化剤成分を使用した以外は実施例１と同様にしてクリーニングブレードを製造しようとしたが、円筒状金型に反応性組成物をキャスティングするポリウレタン弾性体シートの成形がうまく行えなかった。このポリウレタン弾性体の前述の式（数３）により計算したＭｃは１９００であった。
【００３８】
＜評価＞
重合体トナーであるカラートナーを使用したＩＰＳＩＯ  ＣＯＬＯＲ  ８０００（リコー）に実施例１〜３、比較例１、３のクリーニングブレードユニットを装着し、２０００枚の画像再生実験を行った。画像再生実験後にクリーニングブレードの感光体と当接する稜線（エッジ）部を光学顕微鏡又はレーザー顕微鏡により観察した。クリーニングブレード稜線部の摩耗量が１０μｍ以下のものを耐摩耗性について「良好」、１０μｍを超えるものを「不良」と評価した。表１にＭｃの計算結果と評価結果を併せて示した。
【００３９】
【表１】
2005345651.tif 000002
表１の結果より、本発明の範囲のクリーニングブレードは、真球状に近い重合体トナーを使用した比較的高速の画像形成装置に使用しても耐摩耗性に優れたものであった。