JP7621752B2 - Electrophotographic cleaning blade, process cartridge, and electrophotographic image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真装置に使用されるクリーニングブレード、プロセスカートリッジ、及び電子写真画像形成装置に関する。 The present invention relates to a cleaning blade, a process cartridge, and an electrophotographic image forming apparatus for use in an electrophotographic device.
電子写真装置では、感光体などの像担持体や中間転写体から被転写体上にトナー像を転写後、像担持体や中間転写体の表面に残留したトナーを除去するために、清掃部材を備えている。(以下、像担持体や中間転写体を被清掃部材ともいう。)これらの清掃部材の一つに、クリーニングブレードがある。 Electrophotographic devices are equipped with cleaning members to remove toner remaining on the surfaces of image carriers and intermediate transfer bodies after a toner image is transferred from the image carriers and intermediate transfer bodies, such as photoconductors, to a transferee. (Hereinafter, the image carriers and intermediate transfer bodies are also referred to as the members to be cleaned.) One of these cleaning members is a cleaning blade.
特許文献1には、ハードセグメントおよびソフトセグメントを含有するポリウレタン材料を含み且つ断面において直径0.3μm以上0.7μm以下の範囲のハードセグメント凝集体が占める面積の割合が2%以上10%以下であるポリウレタン部材で構成されるクリーニングブレードが開示されている。そして、このクリーニングブレードは、耐欠け性と耐摩耗性とを両立できることが開示されている。
本発明者らの検討によれば、特許文献1に係るクリーニングブレードは、耐欠け性において未だ改善の余地があった。具体的には、例えば、温度15℃、相対湿度10%の如き低温低湿環境下において長期に亘って使用した場合に、欠けが生じることがあった。
According to the inventors' investigations, there is still room for improvement in terms of chipping resistance of the cleaning blade disclosed in
本発明の一態様は、耐欠け性に優れ、優れたクリーニング性能を安定して発揮し得る電子写真用クリーニングブレードの提供に向けたものである。また、本発明の他の態様は、高品位な電子写真画像の安定的な形成に資するプロセスカートリッジの提供に向けたものである。さらに、本発明の他の態様は、高品位な電子写真画像を安定して形成することができる電子写真画像形成装置の提供に向けたものである。 One aspect of the present invention is directed to providing an electrophotographic cleaning blade that is highly resistant to chipping and can stably exhibit excellent cleaning performance. Another aspect of the present invention is directed to providing a process cartridge that contributes to the stable formation of high-quality electrophotographic images. Still another aspect of the present invention is directed to providing an electrophotographic image forming apparatus that can stably form high-quality electrophotographic images.
本発明の一態様によれば、
ポリウレタンを含む弾性部材と、該弾性部材を支持する支持部材と、を具備し、移動する被清掃部材の表面に該弾性部材の一部を当接させて、該被清掃部材の表面を清掃する電子写真用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清掃部材の表面と当接する側を該クリーニングブレードの先端側と定義したときに、
該弾性部材は、少なくとも該先端側において、該被清掃部材に面する主面と、該主面と共に先端側エッジを形成する先端面とを有する板形状を有し、
該先端面に、該先端側エッジと平行に、該先端側エッジとの距離が10μmである第1の線分を引いたと仮定し、該第1の線分の長さをLとし、該第1の線分上の一端側から1/8L、1/2L、7/8Lの点を各々、P0、P1、P2としたとき、
該第1の線分上の該P0、該P1及び該P2の各々を中心とする、該第1の線分上の1μmピッチで各70点における、SPMを用いて測定される該弾性部材の弾性率の平均値が、15MPa以上470MPa以下であり、
該弾性率の変動係数が、6.0%以下であり、
該P1の位置で測定される該弾性部材のマルテンス硬度をHM1とし、該弾性部材の、該P1を含む該先端面及び該先端側エッジに直交する断面に、該主面と該先端面とがなす角の二等分線を引いたと仮定したときの、該二等分線上の該先端側エッジからの距離が500μmの位置において測定される該弾性部材のマルテンス硬度をHM2としたとき、
該HM1と該HM2との差の絶対値が、0.10N/mm2以下であり、
該先端面の、該P0、該P1及び該P2の各々を重心とする、一辺の長さが1μmであり、かつ、一辺が該第1の線分と平行な正方形の観察領域の3つの各々におけるハードセグメントの全数(S1)に対する、円相当径が40nm以下のハードセグメントの数(S2)の占める割合〔(S2/S1)×100〕が、92%以上であり、
該S1が、300個以上1500個以下であり、
かつ、
該先端面に、該先端側エッジと平行に、該先端側エッジとの距離が0.5mmである第3の線分を引いたと仮定し、該第3の線分の長さをL’とし、該第3の線分上の一端側から1/8L’、1/2L’、7/8L’の点を各々、P0’、P1’、P2’とし、
該P0’、該P1’及び該P2’の各々においてサンプリングされる試料を、イオン化室内で加熱気化させ、試料分子をイオン化する直接試料導入方式の質量分析計を用いて、昇温速度10℃/sで1000℃まで加熱したときに得られる、全てのイオンの検出量をM1とし、ポリメリックMDIに由来するm/z値が380.5~381.5の範囲に対応する抽出イオンサーモグラムのピークの積分強度をM2とし、4,4’-MDIに由来するm/z値が249.5~250.5の範囲に対応する抽出イオンサーモグラムのピークの積分強度をM3とし、4,4’-MDIのイソシアヌレート体に由来するm/z値が749.5~750.5の範囲に対応する抽出イオンサーモグラムのピークの積分強度をM4としたとき、
M2/M1が、0.001~0.015であり、
M3/M1が、0.04~0.10であり、
M4/M1が、0.001以下であり、
該ポリウレタンにおける三官能アルコールの濃度が、0.22~0.39mmol/gであり、
該P0’、該P1’及び該P2’の各々においてサンプリングされる試料の示差走査熱量測定によって得られるDSCチャートにおいて、
唯一の吸熱ピークのピークトップ温度が、200℃以上であり、
該吸熱ピークの融解開始温度が、175℃以上であり、
該融解開始温度と該ピークトップ温度との差が15℃以上である、電子写真用クリーニングブレードが提供される。
According to one aspect of the present invention,
1. An electrophotographic cleaning blade comprising an elastic member containing polyurethane and a support member supporting the elastic member, the cleaning blade cleaning a surface of a moving member to be cleaned by bringing a part of the elastic member into contact with the surface of the member to be cleaned,
When the side of the cleaning blade that contacts the surface of the member to be cleaned is defined as the tip side of the cleaning blade,
the elastic member has a plate shape having a main surface facing the member to be cleaned at least at the tip side and a tip surface forming a tip edge together with the main surface,
Assuming that a first line segment is drawn on the tip surface in parallel to the tip edge with a distance of 10 μm from the tip edge , the length of the first line segment is L, and
an average value of the elastic modulus of the elastic member measured using an SPM at 70 points at a pitch of 1 μm on the first line segment, each of which is centered on P0, P1, and P2 on the first line segment , is 15 MPa or more and 470 MPa or less ;
The coefficient of variation of the elastic modulus is 6.0% or less,
The Martens hardness of the elastic member measured at the position P1 is defined as HM1 , and assuming that a bisector of an angle between the main surface and the tip surface is drawn on a cross section of the elastic member that includes P1 and is perpendicular to the tip surface and the tip edge, the Martens hardness of the elastic member measured at a position on the bisector that is 500 μm away from the tip edge is defined as HM2.
The absolute value of the difference between HM1 and HM2 is 0.10 N/mm2 or less ;
the ratio [(S2/S1)×100] of the number of hard segments (S2) having a circle equivalent diameter of 40 nm or less to the total number of hard segments (S1) in each of three square observation regions on the tip surface, each of which has a center of gravity at P0, P1, and P2, a side length of 1 μm, and a side parallel to the first line segment, is 92% or more;
The S1 is 300 or more and 1500 or less,
and,
Assume that a third line segment is drawn on the tip surface in parallel to the tip edge with a distance of 0.5 mm from the tip edge, the length of the third line segment is L', and
The samples sampled at P0', P1' and P2' are heated and vaporized in an ionization chamber, and a direct sample introduction type mass spectrometer is used to ionize the sample molecules. The samples are heated to 1000°C at a heating rate of 10°C/s, and the amount of all ions detected is taken as M1, the integral intensity of the peak in the extracted ion thermogram corresponding to the m/z value in the range of 380.5 to 381.5 derived from the polymeric MDI is taken as M2, the integral intensity of the peak in the extracted ion thermogram corresponding to the m/z value in the range of 249.5 to 250.5 derived from 4,4'-MDI is taken as M3, and the integral intensity of the peak in the extracted ion thermogram corresponding to the m/z value in the range of 749.5 to 750.5 derived from the isocyanurate of 4,4'-MDI is taken as M4.
M2/M1 is 0.001 to 0.015,
M3/M1 is 0.04 to 0.10,
M4/M1 is 0.001 or less,
The concentration of the trifunctional alcohol in the polyurethane is 0.22 to 0.39 mmol/g;
In a DSC chart obtained by differential scanning calorimetry of a sample sampled at each of the P0', the P1', and the P2',
The peak top temperature of the only endothermic peak is 200° C. or higher;
The melting onset temperature of the endothermic peak is 175° C. or higher;
The electrophotographic cleaning blade has a difference between the melting initiation temperature and the peak top temperature of 15° C. or more .
また、本発明の他の態様によれば、前記電子写真用クリーニングブレードを有するプロセスカートリッジが提供される。更に、本発明の他の態様によれば、前記電子写真用クリーニングブレードを有する電子写真画像形成装置が提供される。 According to another aspect of the present invention, a process cartridge having the electrophotographic cleaning blade is provided. According to another aspect of the present invention, an electrophotographic image forming apparatus having the electrophotographic cleaning blade is provided.
本発明の一態様によれば、耐欠け性に優れ、優れたクリーニング性能を安定して発揮し得るクリーニングブレードを得ることができる。また、本発明の他の態様によれば、高品位な電子写真像の形成に資するプロセスカートリッジを得ることができる。また、本発明の更に他の態様によれば、高品位な電子写真画像を安定して形成することができる電子写真画像形成装置を得ることができる。 According to one aspect of the present invention, a cleaning blade that is highly resistant to chipping and can stably exhibit excellent cleaning performance can be obtained. According to another aspect of the present invention, a process cartridge that contributes to the formation of high-quality electrophotographic images can be obtained. According to yet another aspect of the present invention, an electrophotographic image forming apparatus that can stably form high-quality electrophotographic images can be obtained.
本発明において、数値範囲を表す「XX以上YY以下」や「XX~YY」の記載は、特に断りのない限り、端点である下限及び上限を含む数値範囲を意味する。
数値範囲が段階的に記載されている場合、各数値範囲の上限及び下限は任意に組み合わせることができる。
本発明の一態様に係る電子写真用クリーニングブレード(以降、単に「クリーニングブレード」とも称する)が適用される被清掃部材としては、感光体などの像担持体、中間転写ベルトなどの無端状のベルト等が挙げられる。以下、被清掃部材として像担持体を例として、本発明の一態様に係るクリーニングブレードの実施形態について詳細に説明するが、これに限定されるものではない。
In the present invention, the expressions "XX or more and YY or less" and "XX to YY" representing a numerical range mean a numerical range including the endpoints, that is, the lower limit and the upper limit, unless otherwise specified.
When numerical ranges are stated in stages, the upper and lower limits of each numerical range can be combined in any way.
Examples of members to be cleaned to which the electrophotographic cleaning blade according to one aspect of the present invention (hereinafter also simply referred to as "cleaning blade") is applied include image carriers such as photoreceptors, endless belts such as intermediate transfer belts, etc. Hereinafter, an embodiment of the cleaning blade according to one aspect of the present invention will be described in detail, taking an image carrier as an example of the member to be cleaned, but is not limited thereto.
<クリーニングブレードの構成>
図1は、本発明の一態様に係るクリーニングブレード1の概略斜視図である。クリーニングブレード1は、弾性部材2と、弾性部材2を支持する支持部材3とを具備する。
<Configuration of cleaning blade>
1 is a schematic perspective view of a
図2は、本発明の一態様に係るクリーニングブレードが被清掃部材に接触している断面の状態を模式的に表した一例である。クリーニングブレードの被清掃部材の表面と当接する側をクリーニングブレードの先端側と定義する。弾性部材2は、被清掃部材6に面する主面4と、該主面4と共に先端側エッジを形成する先端面5を有する板形状を有する。Rは被清掃部材の回転方向を示す。そして、移動する被清掃部材の表面に弾性部材の一部を当接させて、被清掃部材の表面を清掃する。
Figure 2 is a schematic example of a cross-sectional state of a cleaning blade according to one embodiment of the present invention in contact with a member to be cleaned. The side of the cleaning blade that comes into contact with the surface of the member to be cleaned is defined as the tip side of the cleaning blade. The
本発明者らは、例えば、以下に述べる態様のクリーニングブレードが、耐欠け性に優れ、優れたクリーニング性能を発揮し得ることを見出した。 The inventors have found that, for example, the cleaning blade of the embodiment described below has excellent chipping resistance and can exhibit excellent cleaning performance.
ポリウレタンを含む弾性部材の先端面に、該先端側エッジと平行に、該先端側エッジとの距離が10μmである第1の線分を引いたと仮定したときに、
該第1の線分の長さをLとし、該第1の線分上の一端側から1/8L、1/2L、7/8Lの点を各々、P0、P1,P2とする(図3、図4、図5参照)。この第1の線分上のP0、P1及びP2の各々を中心とする、該第1の線分上の1μmピッチの各70点における、SPMを用いて測定される該弾性部材の弾性率の平均値が15MPa以上、470MPa以下である。
弾性率の平均値が、15MPa以上であれば、クリーニングに必要な当接圧を得ることができ、470MPa以下であれば、硬くなりすぎず、像担持体への追従性が良いので、クリーニング不良の発生を抑えることができる。
耐久枚数が多くなると、感光体などの像担持体は、細かい粒子を含むトナーが存在する状態で当接部材と摺擦されることで、表面が削れて周方向にスジ状の凹凸が出てくる。このため、追従性が悪いとクリーニング不良が発生しやすくなるが、弾性率の平均値が470MPa以下であれば、感光体などの像担持体の表面がスジ状の凹凸が付いた状態でも追従するので、クリーニング不良の発生を抑えることができる。
弾性率の平均値は、15MPa以上、60MPa以下であることが好ましい。
When it is assumed that a first line segment is drawn on a tip surface of an elastic member containing polyurethane, parallel to the tip edge and at a distance of 10 μm from the tip edge,
The length of the first line segment is L, and points 1/8L, 1/2L, and 7/8L from one end on the first line segment are designated as P0, P1, and P2, respectively (see Figs. 3, 4, and 5). The average value of the elastic modulus of the elastic member measured using an SPM at 70 points on the first line segment at a pitch of 1 µm, centered on each of P0, P1, and P2 on the first line segment, is 15 MPa or more and 470 MPa or less.
If the average elastic modulus is 15 MPa or more, the contact pressure required for cleaning can be obtained, and if it is 470 MPa or less, it is not too hard and has good conformability to the image carrier, thereby preventing the occurrence of cleaning defects.
When the number of sheets used increases, the surface of the image carrier such as the photoconductor is rubbed against the contact member in the presence of toner containing fine particles, causing stripe-like unevenness in the circumferential direction. Therefore, poor conformability makes cleaning defects more likely to occur, but if the average elastic modulus is 470 MPa or less, the surface of the image carrier such as the photoconductor will conform even when stripe-like unevenness is present, and the occurrence of cleaning defects can be suppressed.
The average elastic modulus is preferably 15 MPa or more and 60 MPa or less.
また、弾性部材の弾性率の変動係数は6.0%以下である。また、該変動係数は、3.4%以下であることが好ましい。
変動係数は以下の式(1)により算出される。
式(1) 変動係数(%)=標準偏差/弾性率の平均値×100
The elastic member has a coefficient of variation of elastic modulus of 6.0% or less, and preferably has a coefficient of variation of 3.4% or less.
The coefficient of variation is calculated by the following formula (1).
Equation (1) Coefficient of variation (%) = standard deviation / average value of elastic modulus × 100
ポリウレタン(具体的にはポリウレタンエラストマー)は、ハードセグメントとソフトセグメントからなり、補強効果を持つハードセグメント量を変えることで、機械的特性を変化させたポリウレタン(ポリウレタンエラストマー)を得られることが知られている。しかし、ハードセグメントの凝集が促進されると、ハードセグメントが大きくなり、その結果、ソフトセグメントとの接触面積が大きくなる。そのため、クリーニングブレードのエッジのような応力がかかった状態で使用される場合は、ハードセグメントがソフトセグメント部分から欠落しやすくなり、この欠落を起点にエッジの欠けにつながってしまう。高画質化への要請から進められているトナーの小径化・球形化に対応するためには、エッジ欠けは3μm未満に抑制することが好ましく、1μm未満がより好ましい。 Polyurethane (specifically polyurethane elastomer) is composed of hard segments and soft segments, and it is known that by changing the amount of hard segments, which have a reinforcing effect, polyurethane (polyurethane elastomer) with different mechanical properties can be obtained. However, when aggregation of the hard segments is promoted, the hard segments become larger, and as a result, the contact area with the soft segments increases. Therefore, when used under stress such as the edge of a cleaning blade, the hard segments are more likely to chip from the soft segment, and this chipping can lead to edge chipping. In order to respond to the trend toward smaller diameter and more spherical toners in response to demands for higher image quality, it is preferable to suppress edge chipping to less than 3 μm, and more preferably less than 1 μm.
ハードセグメントの凝集が進むと、同時に、ハードセグメントとソフトセグメントの分離が進む。その状態のクリーニングブレードを、後述するSPMを用いて1μmピッチで70点について弾性率を測定した場合、たとえ弾性率の平均値が上記の範囲になったとしても弾性率の変動係数は大きくなる。すなわち、変動係数が6.0%より大きいことでエッジ欠けの原因になるような、凝集が進んだハードセグメントの存在を示すことができる。 As the aggregation of the hard segments progresses, separation of the hard and soft segments also progresses. When the elastic modulus of a cleaning blade in this state is measured at 70 points at 1 μm pitch using the SPM described below, the coefficient of variation of the elastic modulus will be large even if the average value of the elastic modulus falls within the above range. In other words, a coefficient of variation greater than 6.0% indicates the presence of hard segments with advanced aggregation that may cause edge chipping.
一方、本開示のクリーニングブレードは、ハードセグメントの凝集が抑えられ、ハードセグメントが微細に分散しており、その分散は偏りがなく均一である。そのため、後述するSPMを使用して弾性率を測定した場合、測定数値間のばらつきが小さく、弾性率の変動係数が小さくなる。
ゆえに、上記線分上の特定箇所において、弾性率の平均値を15MPa以上、470MPa以下とした場合であっても、該弾性率の変動係数を6.0%以下にすることができる。弾性部材全体が、上記のように、ハードセグメントが微細に分散しており、その分散は偏りがなく均一であるため、ハードセグメントの欠落によるエッジ欠けが起こりにくい。また、低温環境下は、ウレタンエラストマーの温度特性上、粘性が大きくなり、当接圧が不足しやすいため、小さくてもエッジ欠けが存在すると、クリーニング不良になりやすい。本開示のクリーニングブレードは、エッジ欠けを抑制できるため、低温環境下でもクリーニング不良の発生を抑制できる。
On the other hand, in the cleaning blade of the present disclosure, the aggregation of the hard segments is suppressed, the hard segments are finely dispersed, and the dispersion is uniform without bias, so that when the elastic modulus is measured using the SPM described later, the variation between the measured values is small, and the coefficient of variation of the elastic modulus is small.
Therefore, even if the average value of the elastic modulus is set to 15 MPa or more and 470 MPa or less at a specific point on the line segment, the coefficient of variation of the elastic modulus can be 6.0% or less. As described above, the hard segments are finely dispersed throughout the entire elastic member, and the dispersion is uniform without bias, so that edge chipping due to loss of hard segments is unlikely to occur. In addition, in a low-temperature environment, the viscosity increases due to the temperature characteristics of the urethane elastomer, and the contact pressure is likely to be insufficient, so that even if the edge chipping is small, it is likely to cause cleaning defects. The cleaning blade of the present disclosure can suppress edge chipping, so that the occurrence of cleaning defects can be suppressed even in a low-temperature environment.
なお、ハードセグメント量を減らした場合、ソフトセグメント部分が多くなることで、変動係数が6.0%以下になる場合があるが、弾性率の値の平均値が15MPa未満となり、当接圧が十分にかからず、トナーがすりぬけることにより発生するスジ状の画像不良が起こる。 When the amount of hard segments is reduced, the soft segment portion increases, which may result in the coefficient of variation falling below 6.0%, but the average value of the elastic modulus will be less than 15 MPa, and the contact pressure will be insufficient, causing the toner to slip through and resulting in streaky image defects.
ハードセグメントに、規則性が低い、または、結晶性が低い構造を導入することで、ハードセグメントの凝集を抑制することができる。また、ソフトセグメントも結晶性が高くなると、ソフトセグメントが集まりやすくなり、その結果、ハードセグメントが分散しにくくなってしまう。このため、ソフトセグメントにも結晶性の低い構造を導入することで、ハードセグメントの凝集を抑制することができる。 By introducing a structure with low regularity or low crystallinity into the hard segments, it is possible to suppress the aggregation of the hard segments. In addition, if the soft segments also become highly crystalline, they tend to gather together, making it difficult for the hard segments to disperse. For this reason, by introducing a structure with low crystallinity into the soft segments, it is possible to suppress the aggregation of the hard segments.
さらに、弾性部材の先端面上に、エッジと平行に、エッジとの距離が10μmである線分を引いたと仮定したときに、該線分の長さをLとし、該線分上の一端側から1/2Lの点P1のマルテンス硬度をHM1とする。
また、P1を含む該先端面及び該先端側エッジに直交する断面に、該主面と該先端面と
がなす角の二等分線を引いたと仮定したときに、該二等分線上の該先端側エッジからの距離が500μmの位置において測定される該弾性部材のマルテンス硬度をHM2とする(図6参照)。本発明の弾性部材においては、マルテンス硬度HM1とマルテンス硬度HM2の差の絶対値が0.10N/mm2以下である。また、該マルテンス硬度HM1とマルテンス硬度HM2の差の絶対値は、0.05N/mm2以下であることが好ましい。
Furthermore, assuming that a line segment is drawn on the tip surface of the elastic member parallel to the edge and at a distance of 10 μm from the edge, the length of the line segment is L, and the Martens hardness of a point P1 that is 1/2L from one end side of the line segment is HM1.
Also, assuming that a bisector of the angle between the main surface and the tip surface is drawn on a cross section orthogonal to the tip surface and the tip edge including P1, the Martens hardness of the elastic member measured at a position on the bisector that is 500 μm away from the tip edge is defined as HM2 (see FIG. 6). In the elastic member of the present invention, the absolute value of the difference between Martens hardness HM1 and Martens hardness HM2 is 0.10 N/mm2 or less . Also, it is preferable that the absolute value of the difference between Martens hardness HM1 and Martens hardness HM2 is 0.05 N/mm2 or less .
当接圧を上げるために、表面処理によりブレード表面の硬度を高くするといった方法が行われるが、この場合は、処理層とブレード内部での硬度が変わるため、硬度の境界部分から欠けやすくなる。HM1とHM2の差の絶対値が0.10N/mm2以下であれば、内部と表面の硬度差が小さく、低温環境で当接圧を上げた場合に硬度境界領域で起こりやすいエッジ欠けを抑制することができる。 In order to increase the contact pressure, a method of increasing the hardness of the blade surface by surface treatment is used, but in this case, the hardness differs between the treated layer and the inside of the blade, making it prone to chipping at the boundary between hardness. If the absolute value of the difference between HM1 and HM2 is 0.10 N/mm2 or less , the difference in hardness between the inside and the surface is small, and edge chipping that is likely to occur at the hardness boundary region when the contact pressure is increased in a low-temperature environment can be suppressed.
ポリウレタンを含む弾性部材の先端面に、該先端側エッジと平行に、該先端側エッジとの距離が10μmである線分を引いたと仮定したときに、該線分の長さをLとし、該線分上の一端側から1/8L、1/2L、7/8Lの点を各々、P0、P1、P2とする。先端面上の、P0、P1及びP2の各々の点を重心とする、一辺の長さが1μmであり、かつ、一辺が該線分と平行な正方形を観察領域とする。その各々の観察領域における、ハードセグメントの全数(S1)に対する、円相当径が40nm以下のハードセグメントの数(S2)の占める割合((S2/S1)×100)が、92%以上であり、かつ、S1が300個以上1500個以下である(図7参照)。 Assuming that a line segment is drawn on the tip surface of the polyurethane-containing elastic member parallel to the tip edge at a distance of 10 μm from the tip edge, the length of the line segment is L, and points 1/8L, 1/2L, and 7/8L from one end on the line segment are P0, P1, and P2, respectively. The observation area is a square on the tip surface with a side length of 1 μm and one side parallel to the line segment, with each of the points P0, P1, and P2 as its center of gravity. In each observation area, the ratio ((S2/S1) x 100) of the number of hard segments with a circle equivalent diameter of 40 nm or less to the total number of hard segments (S1) is 92% or more, and S1 is 300 to 1500 (see Figure 7).
1μm2あたりのハードセグメントの全数S1が300個以上であり、かつ円相当径が40nm以下のハードセグメントの数(S2)の占める割合〔(S2/S1)×100〕が、92%以上であれば、ハードセグメントの凝集が抑えられて、微細に分散している状態になっている。そのため、ハードセグメント部分がソフトセグメント部分から欠落しにくくなっており、クリーニングブレードのエッジ欠けを抑制することができる。ハードセグメントの全数S1が1500個以下であれば、硬くなりすぎず、像担持体への追従性が良いので、クリーニング不良の発生を抑えることができる。
該〔(S2/S1)×100〕は、95%以上100%以下であることが好ましい。
該S1は、630個以上1380個以下であることが好ましい。
If the total number S1 of hard segments per 1 μm2 is 300 or more and the ratio (S2) of hard segments with a circle equivalent diameter of 40 nm or less is 92% or more [(S2/S1)×100], the aggregation of the hard segments is suppressed and the segments are finely dispersed. Therefore, the hard segments are less likely to fall off from the soft segment, and edge chipping of the cleaning blade can be suppressed. If the total number S1 of hard segments is 1500 or less, the hard segments are not too hard and have good conformability to the image carrier, so that the occurrence of cleaning defects can be suppressed.
The ratio [(S2/S1)×100] is preferably 95% or more and 100% or less.
The S1 is preferably 630 or more and 1,380 or less.
ポリウレタンを含む弾性部材の該先端面に、該先端側エッジと平行に、該先端側エッジとの距離が0.5mmである線分を引いたと仮定したときに、該線分の長さをL’とし、該線分上の一端側から1/8L’、1/2L’、7/8L’の点を各々、P0’、P1’、P2’とする。P0’、P1’及びP2’の各々において、サンプリングされる試料を、イオン化室内で加熱気化させ、試料分子をイオン化する直接試料導入方式の質量分析計を用いて、昇温速度10℃/s、1000℃まで加熱したときに得られる、
全てのイオンの検出量をM1、
ポリメリックMDIに由来するm/z値が380.5~381.5の範囲に対応する抽出イオンサーモグラムのピークの積分強度をM2、
4,4’-MDIに由来するm/z値が249.5~250.5の範囲に対応する抽出イオンサーモグラムのピークの積分強度をM3、
4,4’-MDIのイソシアヌレート体に由来するm/z値が749.5~750.5の範囲に対応する抽出イオンサーモグラムのピークの積分強度をM4としたとき、
M2/M1が0.001~0.015、
M3/M1が0.04~0.10、
M4/M1が0.001以下である。
Assuming that a line segment is drawn on the tip surface of the polyurethane-containing elastic member parallel to the tip edge at a distance of 0.5 mm from the tip edge, the length of the line segment is L', and points 1/8L', 1/2L', and 7/8L' from one end on the line segment are P0', P1', and P2', respectively. At each of P0', P1', and P2', the sample to be sampled is heated and vaporized in an ionization chamber, and heated to 1000°C at a heating rate of 10°C/s using a direct sample introduction type mass spectrometer that ionizes the sample molecules,
The amount of all ions detected is M1,
The integrated intensity of the peak in the extracted ion thermogram corresponding to the m/z value in the range of 380.5 to 381.5 derived from the polymeric MDI was designated as M2.
The integrated intensity of the peak in the extracted ion thermogram corresponding to the m/z value in the range of 249.5 to 250.5 derived from 4,4'-MDI was designated as M3.
When the integral intensity of the peak in the extracted ion thermogram corresponding to the m/z value in the range of 749.5 to 750.5 derived from the isocyanurate of 4,4'-MDI is defined as M4,
M2/M1 is 0.001 to 0.015,
M3/M1 is 0.04 to 0.10,
M4/M1 is 0.001 or less.
該ポリウレタンは、ジイソシアネート及び3官能以上の多官能イソシアネートを含むイソシアネート化合物、並びに、3官能以上の多官能アルコールを含むアルコールを含む組
成物の反応物を含むことが好ましい。
例えば、該ポリウレタンは、下記化学式(1)で示されるポリメリックMDI、及び、下記化学式(2)で示される4,4’-MDIを含有する組成物の重合体と三官能アルコールとの架橋反応物(アロファネート反応物)を含むことが好ましい。
なお、アルコール一分子中に、水酸基を三つ存在するものを三官能アルコールとよぶ。
The polyurethane preferably contains a reaction product of a composition containing an isocyanate compound including a diisocyanate and a polyfunctional isocyanate having three or more functional groups, and an alcohol including a polyfunctional alcohol having three or more functional groups.
For example, the polyurethane preferably contains a crosslinked reaction product (allophanate reaction product) between a polymer of a composition containing polymeric MDI represented by the following chemical formula (1) and 4,4'-MDI represented by the following chemical formula (2) and a trifunctional alcohol.
In addition, an alcohol that has three hydroxyl groups in one molecule is called a trifunctional alcohol.
ポリメリックMDIは以下の化学式(1)及び化学式(1)’で示される。
化学式(1)’におけるnは、1以上4以下であることが好ましい。
化学式(1)は、化学式(1)’においてnが1の場合である。
Polymeric MDI is represented by the following chemical formula (1) and chemical formula (1)'.
In the chemical formula (1)′, n is preferably 1 or more and 4 or less.
Chemical formula (1) corresponds to the case where n is 1 in chemical formula (1)′.
4,4’-MDIは以下の化学式(2)で示される。 4,4'-MDI is represented by the following chemical formula (2).
4,4’-MDIのイソシアヌレート体は以下の化学式(3)で示される。 The isocyanurate form of 4,4'-MDI is shown in the following chemical formula (3).
M2/M1が0.001以上であれば、ハードセグメントを形成するポリイソシアネートに、結晶性が低い、例えば、ポリメリックMDIに由来する構造が導入され、ハードセグメントの凝集を抑え、微細に分散することができる。このため、ハードセグメントがソフトセグメント部分から欠落することが抑制され、ハードセグメントの欠落が起点となるエッジの欠けを抑えることができる。M2/M1が0.015以下であれば、ポリメリックMDIに由来する架橋量が適度な範囲になることで、硬くなりすぎないため、像担持体への追従性が良く、クリーニング不良の発生を抑えることができる。
該M2/M1は、0.003~0.014であることが好ましい。
If M2/M1 is 0.001 or more, a structure derived from, for example, polymeric MDI, which has low crystallinity, is introduced into the polyisocyanate forming the hard segment, suppressing aggregation of the hard segment and allowing fine dispersion. Therefore, the hard segment is prevented from being chipped from the soft segment portion, and edge chipping caused by the chipping of the hard segment can be suppressed. If M2/M1 is 0.015 or less, the crosslinking amount derived from polymeric MDI is in a moderate range, so that the hard segment does not become too hard, and therefore the conformability to the image carrier is good, and the occurrence of cleaning defects can be suppressed.
The ratio M2/M1 is preferably 0.003 to 0.014.
二官能のポリイソシアネートは、三官能以上のポリイソシアネートに比べて、鎖延長しやすい構造を持っているので、高分子量化しやすく、耐摩耗性を向上させることができる。二官能のポリイソシアネートの中でも、4,4’-MDIは、二つのイソシアネート基の反応性が同等で高分子量化しやすく、好ましい。
なお、化合物一分子中に、イソシアネート基を1つ有するものを一官能のイソシアネートと表現し、イソシアネート基をn個有する場合は、n官能のイソシアネートと表現する。
Compared with trifunctional or higher functional polyisocyanates, difunctional polyisocyanates have a structure that is more easily chain extended, and therefore are more likely to be increased in molecular weight and have improved abrasion resistance. Among difunctional polyisocyanates, 4,4'-MDI is preferred because the reactivity of the two isocyanate groups is equivalent and it is easier to increase the molecular weight.
A compound having one isocyanate group in one molecule is referred to as a monofunctional isocyanate, and a compound having n isocyanate groups in one molecule is referred to as an n-functional isocyanate.
4,4’-MDIに由来するm/z値が249.5~250.5の範囲に対応する抽出イオンサーモグラムのピークの積分強度をM3としたときのM3/M1が0.04以上であれば、硬化反応において、高分子量化しやすく、耐摩耗性を向上させることができる。4,4’-MDIは対称性が高い構造のため、4,4’-MDI量が多いと、ハードセグ
メントが凝集しやすい。このため、M3/M1を0.10以下にすることで、ハードセグメントの凝集を抑制し、ハードセグメントの欠落が起点となるエッジの欠けを抑えることができる。
該M3/M1は、0.04~0.08であることが好ましい。
When M3 is the integrated intensity of the peak in the extracted ion thermogram corresponding to the m/z value in the range of 249.5 to 250.5 derived from 4,4'-MDI, if M3/M1 is 0.04 or more, the polymer is easily increased in the curing reaction, and the abrasion resistance can be improved. Since 4,4'-MDI has a highly symmetric structure, if the amount of 4,4'-MDI is large, the hard segments are easily aggregated. Therefore, by setting M3/M1 to 0.10 or less, aggregation of the hard segments can be suppressed, and edge chipping caused by loss of the hard segments can be suppressed.
The ratio M3/M1 is preferably 0.04 to 0.08.
4,4’-MDIのイソシアヌレート体構造を導入することで、4,4’-MDIのみのハードセグメントの凝集を抑制する効果が得られ、ハードセグメントの欠落が起点となるエッジの欠けを抑えることができる。しかし、4,4’-MDIのイソシアヌレート体構造が多くなりすぎると、応力緩和が大きくなり、その結果、当接圧低下によりクリーニング性が低下するため、M4/M1を0.001以下にすることで、このクリーニング性の低下を抑制することができる。 By introducing an isocyanurate structure of 4,4'-MDI, it is possible to suppress the aggregation of hard segments consisting only of 4,4'-MDI, and to suppress edge chipping caused by loss of hard segments. However, if there is too much isocyanurate structure of 4,4'-MDI, stress relaxation increases, resulting in a decrease in contact pressure and a decrease in cleaning performance. By setting M4/M1 to 0.001 or less, this decrease in cleaning performance can be suppressed.
ポリウレタンを含む弾性部材の該先端面に、該先端側エッジと平行に、該先端側エッジからの距離が0.5mmである線分を引いたと仮定したときに、該線分の長さをL’とし、該線分上の一端側から1/8L’、1/2L’、7/8L’の点を各々、P0’、P1’、P2’とし、P0’、P1’及びP2’の各々においてサンプリングされる試料の示差走査熱量測定によって得られるDSCチャートにおいて、
唯一の吸熱ピークのピークトップ温度が200℃以上であり、
該吸熱ピークの融解開始温度が175℃以上であり、かつ、
該融解開始温度と該ピークトップ温度との差が15℃以上である。
Assuming that a line segment is drawn on the tip surface of the elastic member containing polyurethane in parallel to the tip edge at a distance of 0.5 mm from the tip edge, the length of the line segment is L', and points 1/8L', 1/2L', and 7/8L' from one end on the line segment are P0', P1', and P2', respectively, and in a DSC chart obtained by differential scanning calorimetry of samples sampled at each of P0', P1', and P2',
The peak top temperature of the only endothermic peak is 200° C. or higher;
The melting onset temperature of the endothermic peak is 175° C. or higher, and
The difference between the melting initiation temperature and the peak top temperature is 15° C. or more.
該ポリウレタンは、上記化学式(1)で示されるポリメリックMDI、及び、上記化学式(2)で示される4,4’-MDIを含有する組成物の重合体と三官能アルコールとの架橋反応物(アロファネート反応物)を含むことが好ましい。 The polyurethane preferably contains a crosslinked reaction product (allophanate reaction product) between a polymer of a composition containing polymeric MDI represented by the above chemical formula (1) and 4,4'-MDI represented by the above chemical formula (2) and a trifunctional alcohol.
前述の通り、ハードセグメントの凝集が促進されるとエッジの欠けにつながるが、示差走査熱量測定によって得られるDSCチャートにおいて、200℃未満の吸熱ピークが存在する場合、ハードセグメントの凝集が融解する現象を表している。つまり、ハードセグメントの凝集が抑制された状態では、該融解現象が顕在化しないため、200℃未満の吸熱ピークは発生しない。
また、ハードセグメントの欠落によるエッジ欠けを抑制するためには、ハードセグメントが微分散状態であることが必要である。この微分散状態のハードセグメントの分子運動は、ポリウレタン構造中の水素結合由来のブロードな吸熱ピークとして存在する。そして、該ブロードな吸熱ピークとしては、吸熱ピークの融解開始温度が175℃以上であり、唯一の吸熱ピークのピークトップ温度が200℃以上である。また、該ブロードなピークにおいて、該融解開始温度と該ピークトップ温度との差が15℃以上である。
As described above, promotion of aggregation of the hard segments leads to chipping of edges, but in a DSC chart obtained by differential scanning calorimetry, the presence of an endothermic peak below 200° C. indicates the phenomenon of melting of the aggregation of the hard segments. In other words, in a state in which the aggregation of the hard segments is suppressed, the melting phenomenon does not become apparent, and therefore no endothermic peak below 200° C. is generated.
In order to prevent edge chipping due to loss of hard segments, the hard segments must be finely dispersed. The molecular motion of the finely dispersed hard segments is present as a broad endothermic peak derived from hydrogen bonds in the polyurethane structure. The broad endothermic peak has an endothermic peak melting onset temperature of 175° C. or higher, and the peak top temperature of the only endothermic peak is 200° C. or higher. In the broad peak, the difference between the melting onset temperature and the peak top temperature is 15° C. or higher.
ポリウレタンの示差走査熱量測定については、まず、80℃で4時間のアニール工程を行うことで、ソフトセグメントの凝集由来のピークを取り除くことが可能であり、ハードセグメント由来の吸熱ピークを正確に計測することができる。
該唯一の吸熱ピークのピークトップ温度は、210℃以上であることが好ましい。また、213℃以下であることが好ましい。
該吸熱ピークの融解開始温度は、182℃以上であることが好ましい。また、190℃以下であることが好ましい。
該融解開始温度と該ピークトップ温度との差は、22℃以上であることが好ましい。また、28℃以下であることが好ましい。
In differential scanning calorimetry of polyurethane, first, an annealing step is performed at 80° C. for 4 hours, which makes it possible to remove peaks due to aggregation of the soft segments and accurately measure endothermic peaks due to the hard segments.
The peak top temperature of the sole endothermic peak is preferably 210° C. or higher, and more preferably 213° C. or lower.
The melting onset temperature of the endothermic peak is preferably 182° C. or higher, and more preferably 190° C. or lower.
The difference between the melting onset temperature and the peak top temperature is preferably 22° C. or more, and more preferably 28° C. or less.
〔支持部材〕
本発明のクリーニングブレードの支持部材を構成する材料は特に限定されず、例えば以下の材料を挙げることができる。鋼板、ステンレス鋼板、亜鉛めっき鋼板、クロムフリー
鋼板の如き金属材料、6-ナイロン、6,6-ナイロンの如き樹脂材料等。また、支持部材の構造も特に限定されない。クリーニングブレードの弾性部材は、図2等に示すようにその一端が支持部材によって支持されている。
[Support member]
The material constituting the support member of the cleaning blade of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include the following materials: metal materials such as steel plate, stainless steel plate, zinc-plated steel plate, and chrome-free steel plate, and resin materials such as 6-nylon and 6,6-nylon. The structure of the support member is also not particularly limited. One end of the elastic member of the cleaning blade is supported by the support member, as shown in FIG. 2 etc.
〔弾性部材〕
弾性部材を構成するポリウレタンエラストマーは、主にポリオール、鎖延長剤、ポリイソシアネート、触媒、その他添加剤等の原料から得られる。以下に、これらの原料について詳細に説明する。
[Elastic member]
The polyurethane elastomer constituting the elastic member is obtained mainly from raw materials such as polyol, chain extender, polyisocyanate, catalyst, other additives, etc. These raw materials will be described in detail below.
上記ポリオールとしては、例えば以下のものが挙げられる。ポリエチレンアジペートポリオール、ポリブチレンアジペートポリオール、ポリヘキシレンアジペートポリオール、(ポリエチレン/ポリプロピレン)アジペートポリオール、(ポリエチレン/ポリブチレン)アジペートポリオール、(ポリエチレン/ポリネオペンチレン)アジペートポリオールなどのポリエステルポリオール;カプロラクトンを開環重合して得られるポリカプロラクトン系ポリオール;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなどのポリエーテルポリオール;ポリカーボネートジオールを挙げることができ、これらは単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。上記ポリオールの中でも機械的特性に優れたポリウレタンエラストマーが得られることからアジペートを用いたポリエステルポリオールが好ましい。 Examples of the polyols include the following: polyester polyols such as polyethylene adipate polyol, polybutylene adipate polyol, polyhexylene adipate polyol, (polyethylene/polypropylene) adipate polyol, (polyethylene/polybutylene) adipate polyol, and (polyethylene/polyneopentylene) adipate polyol; polycaprolactone-based polyols obtained by ring-opening polymerization of caprolactone; polyether polyols such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, and polytetramethylene glycol; and polycarbonate diols. These may be used alone or in combination of two or more. Among the above polyols, polyester polyols using adipate are preferred because they give polyurethane elastomers with excellent mechanical properties.
特にポリブチレンアジペートポリオールや、ポリヘキシレンアジペートポリオールなど、炭素数が4以上のグリコールを用いたものがより好ましい。また、ポリブチレンアジペートポリオールとポリヘキシレンアジペートポリオールなど、グリコールの炭素数が異なるポリオールを併用することが好ましい。異なる種類のポリオールが存在することで、ソフトセグメントの結晶化が抑制されることで、ハードセグメント凝集を抑制することができる。 In particular, those using glycols with 4 or more carbon atoms, such as polybutylene adipate polyol and polyhexylene adipate polyol, are more preferable. It is also preferable to use polyols with different glycol carbon numbers, such as polybutylene adipate polyol and polyhexylene adipate polyol. The presence of different types of polyols can suppress crystallization of the soft segment, thereby suppressing aggregation of the hard segment.
上記鎖延長剤としては、ポリウレタンエラストマー鎖を延長可能なグリコール、多価アルコールも使用することができる。グリコールとしては、例えば以下のものを挙げることができる。エチレングリコール(EG)、ジエチレングリコール(DEG)、プロピレングリコール(PG)、ジプロピレングリコール(DPG)、1,4-ブタンジオール(1,4-BD)、1,6-ヘキサンジオール(1,6-HD)、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、キシリレングリコール(テレフタリルアルコール)、トリエチレングリコール。3価以上の多価アルコールとしては、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、ソルビトールを挙げることができる。これらは単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。 As the chain extender, glycols and polyhydric alcohols capable of extending the polyurethane elastomer chain can also be used. Examples of glycols include the following: ethylene glycol (EG), diethylene glycol (DEG), propylene glycol (PG), dipropylene glycol (DPG), 1,4-butanediol (1,4-BD), 1,6-hexanediol (1,6-HD), 1,4-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, xylylene glycol (terephthalyl alcohol), and triethylene glycol. Examples of trihydric or higher polyhydric alcohols include trimethylolpropane, glycerin, pentaerythritol, and sorbitol. These can be used alone or in combination of two or more.
ポリウレタンエラストマーの弾性率を向上させる方法の一つとして、架橋を導入することを挙げることができる。架橋を導入する方法としては、上記の鎖延長剤に多価アルコールを用いることが好ましい。 One method for improving the elastic modulus of polyurethane elastomers is to introduce crosslinks. A preferred method for introducing crosslinks is to use a polyhydric alcohol as the chain extender.
また、分岐が多くなりすぎると、すべての水酸基を反応させることが難しく、意図した架橋度が得られにくいため、多価アルコールの中でも、三官能アルコールを用いることがより好ましい。その中でも、水酸基の隣にメチレン骨格をもつことで、分子構造的にフレキシブルな架橋構造が取れて、ハードセグメントの結晶性を抑制する効果もあるトリメチロールプロパン(TMP)がより好ましい。 In addition, if there are too many branches, it becomes difficult to react all the hydroxyl groups and to obtain the intended degree of crosslinking, so it is more preferable to use trifunctional alcohols among polyhydric alcohols. Among them, trimethylolpropane (TMP) is more preferable because it has a methylene skeleton next to the hydroxyl group, which allows for a flexible crosslinking structure in terms of molecular structure and also has the effect of suppressing the crystallinity of the hard segment.
以下の式(2)により算出される三官能アルコールの濃度は0.22~0.39mmol/gが好ましい。0.22mmol/g以上であれば、ハードセグメント凝集の抑制に非常に効果が高く、クリーニングブレードのエッジ欠けを、より抑えることができる。0
.39mmol/g以下であれば、架橋導入による弾性率が高くなりすぎないため、像担持体への追従性が非常に良いため、クリーニング不良の発生を、より抑えることができる。
The concentration of the trifunctional alcohol calculated by the following formula (2) is preferably 0.22 to 0.39 mmol/g. If it is 0.22 mmol/g or more, it is very effective in suppressing hard segment aggregation, and edge chipping of the cleaning blade can be further suppressed.
If the molecular weight is 0.39 mmol/g or less, the elastic modulus due to the introduction of crosslinks does not become too high, so that the conformability to the image bearing member is very good, and the occurrence of cleaning defects can be further suppressed.
式(2):三官能アルコールの濃度(mmol/g)=
〔三官能アルコール量(g)/三官能アルコール分子量×1000〕/〔ポリウレタン質量(g)〕
Equation (2): Concentration of trifunctional alcohol (mmol/g)=
[amount of trifunctional alcohol (g)/molecular weight of trifunctional alcohol×1000]/[mass of polyurethane (g)]
上記ポリイソシアネートとしては、例えば以下のものが挙げられる。4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(4,4’-MDI)、ポリメリック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。この中で、二つのイソシアネート基が同等の反応性を有し、高い機械的特性が得られる4、4’-MDIが好ましい。また、ハードセグメントを形成するポリイソシアネート自体に分岐構造を持つことから、ハードセグメントの凝集抑制効果が非常に高い、3官能以上の多官能イソシアネート、例えば、ポリメリックMDIを併用することがより好ましい。 Examples of the polyisocyanate include the following: 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (4,4'-MDI), polymeric MDI, 2,4-tolylene diisocyanate (2,4-TDI), 2,6-tolylene diisocyanate (2,6-TDI), xylene diisocyanate (XDI), 1,5-naphthylene diisocyanate (1,5-NDI), p-phenylene diisocyanate (PPDI), hexamethylene diisocyanate (HDI), isophorone diisocyanate (IPDI), 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate (hydrogenated MDI), tetramethylxylene diisocyanate (TMXDI), and carbodiimide-modified MDI. Of these, 4,4'-MDI is preferred because the two isocyanate groups have equal reactivity and provide high mechanical properties. In addition, since the polyisocyanate that forms the hard segment itself has a branched structure, it is more preferable to use a polyfunctional isocyanate with three or more functional groups, such as polymeric MDI, which has a very high effect of suppressing the aggregation of the hard segment.
上記触媒としては、一般的に用いられるポリウレタンエラストマー硬化用の触媒を使用することができ、例えば、三級アミン触媒が挙げられ、具体的には、以下のものを例示できる。ジメチルエタノールアミン、N,N,N’-トリメチルアミノプロピルエタノールアミン、N,N‘-ジメチルヘキサノールアミンの如きアミノアルコール;トリエチルアミンの如きトリアルキルアミン;N,N,N’N’-テトラメチル-1,3-ブタンジアミンの如きテトラアルキルジアミン;トリエチレンジアミン、ピペラジン系化合物、トリアジン系化合物。また、酢酸カリウム、オクチル酸カリウムアルカリなどの金属の有機酸塩も用いることができる。さらに、通常、ウレタン化に用いられる金属触媒、例えば、ジブチル錫ジラウレートも使用可能である。これらは単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。 As the catalyst, a catalyst generally used for curing polyurethane elastomers can be used, for example, a tertiary amine catalyst, specifically, the following can be mentioned. Aminoalcohols such as dimethylethanolamine, N,N,N'-trimethylaminopropylethanolamine, and N,N'-dimethylhexanolamine; trialkylamines such as triethylamine; tetraalkyldiamines such as N,N,N'N'-tetramethyl-1,3-butanediamine; triethylenediamine, piperazine-based compounds, and triazine-based compounds. In addition, organic acid salts of metals such as potassium acetate and potassium alkali octylate can also be used. Furthermore, metal catalysts generally used for urethane formation, such as dibutyltin dilaurate, can also be used. These can be used alone or in combination of two or more.
弾性部材を構成する原料には、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、光安定剤等の添加剤を配合することができる。 The raw materials that make up the elastic member can contain additives such as pigments, plasticizers, waterproofing agents, antioxidants, UV absorbers, and light stabilizers, as necessary.
<クリーニングブレードの製造方法>
本発明に係るクリーニングブレードの製造方法は、特に限定されず、公知の方法の中から適したものを選択すればよい。例えば、クリーニングブレード用金型内に支持部材を配置した後、上記ポリウレタン原料組成物をキャビティに注入し、加熱して硬化させることにより、板状のブレード部材と支持部材とが一体化したクリーニングブレードを得ることができる。また、上記ポリウレタン原料組成物からポリウレタンエラストマーシートを別途成型し、これから短冊状にカットして弾性部材を調製し、接着剤を塗布または貼着した支持部材の上に弾性部材の接着部を重ね合わせ加熱加圧して接着する方法を取ることもできる。
<Manufacturing Method of Cleaning Blade>
The method for producing the cleaning blade according to the present invention is not particularly limited, and an appropriate method may be selected from known methods. For example, after placing a support member in a mold for a cleaning blade, the polyurethane raw material composition is injected into the cavity and heated to harden, thereby obtaining a cleaning blade in which a plate-shaped blade member and a support member are integrated. Alternatively, a polyurethane elastomer sheet is separately molded from the polyurethane raw material composition, and cut into strips to prepare an elastic member, and the adhesive portion of the elastic member is superimposed on a support member to which an adhesive has been applied or attached, and the adhesive is bonded by heating and pressurizing.
表面処理を行うことで、クリーニングブレードの先端面におけるSPMを用いて測定した弾性率を増加させることができる。当該表面処理工程で用いる光源は、紫外線を発生するものである。特には、当該最大の発光ピークの波長が、254nm近傍、例えば、254±1nmの範囲にあることが好ましい。これは、上記波長域または上記波長の紫外線がポリウレタン表面を改質させる活性酸素を効率よく発生させることができるためである。
紫外線の発光ピークが複数存在する場合、そのうち一つが254nm近傍に存在することが好ましい。
By carrying out the surface treatment, the elastic modulus measured by SPM at the tip surface of the cleaning blade can be increased. The light source used in the surface treatment process generates ultraviolet light. In particular, it is preferable that the wavelength of the maximum emission peak is in the vicinity of 254 nm, for example, in the range of 254±1 nm. This is because ultraviolet light in the above wavelength range or with the above wavelength can efficiently generate active oxygen that modifies the polyurethane surface.
When there are multiple ultraviolet emission peaks, it is preferable that one of them is near 254 nm.
光源から発光される光の強度は特に限定されるものではなく、分光放射照度計(USR-40V/D ウシオ電機株式会社製)、紫外線積算光量計(UIT―150-A、UVD-S254、VUV-S172、VUV-S365 ウシオ電機株式会社製)等を用いて測定した値を採用することができる。また、表面処理工程でポリウレタンに照射される紫外線の積算光量は、得られる表面処理の効果に応じて適宜選択すればよい。光源からの光による照射時間、光源の出力、光源と距離等により行うことが可能で、例えば、10000mJ/cm2等所望の積算光量が得られるように決めればよい。
導電性部材に照射される紫外線の積算光量は以下の方法により算出することができる。
紫外線積算光量(mJ/cm2)=紫外線強度(mW/cm2)×照射時間(sec)
紫外線を発光する光源としては、例えば、高圧水銀ランプや低圧水銀ランプを好適に使用することができる。これらの光源は、照射距離による減衰が少ない好適な波長の紫外線を安定して発光することができ、表面を全体に亘り均一に容易に照射することができることから、好ましい。
The intensity of the light emitted from the light source is not particularly limited, and may be measured using a spectroradiometer (USR-40V/D, manufactured by Ushio Inc.), an ultraviolet ray integrating light meter (UIT-150-A, UVD-S254, VUV-S172, VUV-S365, manufactured by Ushio Inc.), or the like. The integrated amount of ultraviolet light irradiated to the polyurethane in the surface treatment step may be appropriately selected depending on the effect of the surface treatment to be obtained. This can be determined by the irradiation time of light from the light source, the output of the light source, the distance from the light source, and the like, and may be determined so as to obtain a desired integrated amount of light, such as 10,000 mJ/ cm2 .
The integrated amount of ultraviolet light irradiated onto the conductive member can be calculated by the following method.
UV integrated light quantity (mJ/cm 2 )=UV intensity (mW/cm 2 )×irradiation time (sec)
As a light source that emits ultraviolet light, for example, a high pressure mercury lamp or a low pressure mercury lamp can be suitably used. These light sources are preferable because they can stably emit ultraviolet light of a suitable wavelength that is less attenuated depending on the irradiation distance, and can easily irradiate the entire surface uniformly.
<プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置>
上記クリーニングブレードは、電子写真画像形成装置に着脱可能に構成されているプロセスカートリッジに組み込んで使用することができる。具体的には、例えば、被クリーニング部材としての像担持体と、像担持体の表面をクリーニング可能に配置されているクリーニングブレードとを具備しているプロセスカートリッジにおいて、クリーニングブレードとして本態様に係るクリーニングブレードを用いることができる。かかるプロセスカートリッジは、高品位な電子写真の安定的な形成に資するものである。
また、本発明の一態様に係る電子写真画像形成装置は、感光体の如き像担持体と、像担持体の表面をクリーニング可能に配置されたクリーニングブレードとを具備し、クリーニングブレードが本態様に係るクリーニングブレードである。かかる電子写真画像形成装置は、高品位な電子写真画像を安定して形成し得るものである。
<Process cartridge and electrophotographic image forming apparatus>
The cleaning blade can be incorporated into a process cartridge that is detachably attached to an electrophotographic image forming apparatus and used. Specifically, for example, in a process cartridge that includes an image carrier as a member to be cleaned and a cleaning blade that is arranged to be able to clean the surface of the image carrier, the cleaning blade according to the present embodiment can be used as the cleaning blade. Such a process cartridge contributes to the stable formation of high-quality electrophotographs.
An electrophotographic image forming apparatus according to one aspect of the present invention includes an image carrier such as a photoreceptor, and a cleaning blade arranged to be capable of cleaning the surface of the image carrier, the cleaning blade being the cleaning blade according to this aspect. Such an electrophotographic image forming apparatus can stably form high-quality electrophotographic images.
以下に製造例、実施例及び比較例によって本発明を説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。実施例及び比較例において表示した以外の原材料は、試薬または工業薬品を用いた。 The present invention will be explained below with reference to the following manufacturing examples, examples, and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples. Raw materials other than those shown in the examples and comparative examples were reagents or industrial chemicals.
この実施例においては、図1に示す一体成型タイプのクリーニングブレードを製造して評価した。各実施例の配合と評価結果を表1~表4に示す。 In this example, an integrally molded cleaning blade as shown in Figure 1 was manufactured and evaluated. The formulations and evaluation results for each example are shown in Tables 1 to 4.
<実施例1>
〔支持部材〕
厚さ1.6mmの亜鉛めっき鋼板を用意し、これを加工して、図2の符号3で示す、断面がL字形状の支持部材を得た。
なお、この支持部材の弾性部材が接触する箇所に、ウレタン-金属の一層型接着剤(商品名;ケムロック219、ロード・コーポレーション社製)を塗布した。
Example 1
[Support member]
A galvanized steel plate having a thickness of 1.6 mm was prepared and processed to obtain a support member having an L-shaped cross section, as shown by
A single layer urethane-metal adhesive (trade name: Chemlock 219, manufactured by Lord Corporation) was applied to the portions of the support member that would come into contact with the elastic member.
〔弾性部材用原料の調製〕
イソシアネートとして、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(商品名:ミリオネートMT、東ソー株式会社製)(以下4,4’-MDIと表す)353.6g、
ポリメリックMDI(商品名:ミリオネートMR-400、東ソー株式会社製)(以下MR400と表す)10.0g、
ポリオールとして、数平均分子量2500のブチレンアジペートポリエステルポリオー
ル(商品名:ニッポラン3027、東ソー株式会社製)(以下PBA2500と表す)636.4gを、
80℃で3時間反応させ、NCO含量が10.0質量%のプレポリマーを得た。
[Preparation of raw material for elastic member]
As an isocyanate, 353.6 g of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (product name: Millionate MT, manufactured by Tosoh Corporation) (hereinafter referred to as 4,4'-MDI)
Polymeric MDI (product name: Millionate MR-400, manufactured by Tosoh Corporation) (hereinafter referred to as MR400) 10.0 g,
As the polyol, 636.4 g of butylene adipate polyester polyol having a number average molecular weight of 2500 (product name: Nipporan 3027, manufactured by Tosoh Corporation) (hereinafter referred to as PBA2500) was used.
The reaction was carried out at 80° C. for 3 hours to obtain a prepolymer having an NCO content of 10.0% by mass.
続いて硬化剤として、1,4-ブタンジオール(東京化成工業株式会社製)(以下1,4-BDと表す)7.1g、
グリセリン(東京化成工業株式会社製)27.1g、
数平均分子量1000のヘキシレンアジペートポリエステルポリオール(商品名:ニッポラン164、東ソー株式会社製)(以下PHA1000と表す)250.9g、
Polycat46(商品名、エアープロダクツジャパン社製)0.13g、
N,N’-ジメチルヘキサノールアミン0.55g(商品名カオーライザーNo.25、花王社製)(以下No.25と表す)を混合して硬化剤を作製した。
Next, 7.1 g of 1,4-butanediol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) (hereinafter referred to as 1,4-BD) was used as a curing agent.
Glycerin (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 27.1 g,
250.9 g of hexylene adipate polyester polyol having a number average molecular weight of 1000 (product name: Nipporan 164, manufactured by Tosoh Corporation) (hereinafter referred to as PHA1000),
Polycat 46 (product name, manufactured by Air Products Japan Co., Ltd.) 0.13 g,
0.55 g of N,N'-dimethylhexanolamine (trade name Kao Raiser No. 25, manufactured by Kao Corporation) (hereinafter referred to as No. 25) was mixed therein to prepare a curing agent.
前述のプレポリマーにこの混合物(硬化剤)を添加、混合することでポリウレタンエラストマー組成物を得た。
上記支持部材の接着剤塗布箇所を、クリーニングブレード用成形金型のキャビティ内に突出する様に配置した。そして、クリーニングブレード用成形金型内に、前記ポリウレタンエラストマー組成物を注入し、130℃で2分間硬化させた後に脱型して、ポリウレタンと支持部材との一体成型体を得た。
This mixture (curing agent) was added to the above prepolymer and mixed to obtain a polyurethane elastomer composition.
The adhesive application portion of the support member was positioned so as to protrude into the cavity of a mold for forming a cleaning blade. The polyurethane elastomer composition was then injected into the mold for forming a cleaning blade, cured at 130° C. for 2 minutes, and then demolded to obtain an integrally molded body of polyurethane and the support member.
金型は、前記ポリウレタンエラストマー組成物を注入する前に、離型剤Aを塗布したものを用いた。離型剤Aは、ELEMENT14 PDMS 1000-JC 5.06g(商品名、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製)、ELEMENT14 PDMS 10K-JC 6.19g(商品名、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製)、SR1000 3.75g(商品名、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製)、EXXSOL DSP145/160 85gを混合したものを用いた。
この一体成型体を、適宜切断して、エッジの角度90度、ポリウレタンの短手方向、厚み方向および長手方向の距離をそれぞれ7.5mm、1.8mm、240mmとした。得られたクリーニングブレードは以下の方法によって評価した。
The mold used was one that had been coated with release agent A before the polyurethane elastomer composition was poured into it. The release agent A was a mixture of 5.06 g of ELEMENT14 PDMS 1000-JC (trade name, manufactured by Momentive Performance Materials), 6.19 g of ELEMENT14 PDMS 10K-JC (trade name, manufactured by Momentive Performance Materials), 3.75 g of SR1000 (trade name, manufactured by Momentive Performance Materials), and 85 g of EXXSOL DSP145/160.
This integrally molded body was appropriately cut to an edge angle of 90 degrees, and the lengths in the short direction, thickness direction and length direction of the polyurethane were 7.5 mm, 1.8 mm and 240 mm, respectively. The obtained cleaning blade was evaluated by the following method.
〔弾性率の測定方法〕
SPMによる弾性率は以下の方法により測定した。
走査型プローブ顕微鏡(SPM)は、MFP-3D-Origin(オックスフォード・インストゥルメンツ株式会社)を使用した。
測定サンプルの調製方法は以下の通りである。
得られたクリーニングブレードの先端面に、先端側エッジと平行に、先端側エッジとの距離が10μmである、長さLの第1の線分を引いたと仮定したときに、該線分上の一端側から1/8L、1/2L、7/8Lの各点P0、P1及びP2を重心とし、一辺が第1の線分と平行である2mm角の正方形の測定サンプルを3個切り出した。次いで、各測定サンプルから、クライオミクロトーム(UC-6(製品名)、ライカマイクロシステムズ社製)を用いて、P0、P1、P2を重心とし、一辺が第1の線分と平行な100μm角、厚みが1μmのポリウレタン薄片を-50℃で切り出した。こうして3個の測定サンプルを調製した。得られた測定サンプルの各々を、平滑なシリコンウエハ上に載せ、室温25℃湿度50%の環境下に24時間放置した。
[Method of measuring elastic modulus]
The elastic modulus by SPM was measured by the following method.
The scanning probe microscope (SPM) used was an MFP-3D-Origin (Oxford Instruments Ltd.).
The measurement sample was prepared as follows.
Assuming that a first line segment of length L was drawn on the tip surface of the obtained cleaning blade parallel to the tip edge and with a distance from the tip edge of 10 μm, three square measurement samples of 2 mm squares with one side parallel to the first line segment were cut out with points P0, P1, and P2 of 1/8L, 1/2L, and 7/8L from one end side of the line segment as the center of gravity. Next, from each measurement sample, a polyurethane thin piece of 100 μm square and 1 μm thick with one side parallel to the first line segment and with P0, P1, and P2 as the center of gravity was cut out at -50 ° C. using a cryomicrotome (UC-6 (product name), manufactured by Leica Microsystems). In this way, three measurement samples were prepared. Each of the obtained measurement samples was placed on a smooth silicon wafer and left in an environment of room temperature of 25 ° C. and humidity of 50% for 24 hours.
次に測定サンプルを載せたシリコンウエハをSPMステージにセットし、SPM観察した。なお、シリコン製のカンチレバー(商品名:OMCL-AC160、オリンパス社製、先端曲率半径:8nm)のバネ定数と比例定数(インボルス定数)は、あらかじめ本SPM装置搭載のサーマルノイズ法において以下であることを確認した(バネ定数:30.
22nN/nm、比例定数(インボルス定数):82.59nm/V)。
また、あらかじめカンチレバーのチューニングを実施し、カンチレバーの共振周波数を求めた(285KHz(1次)および1.60MHz(高次))。
SPMの測定モードはAM-FMモード、カンチレバーの自由振幅は3V(1次)および25mV(高次)、セットポイント振幅は2V(1次)とし、70μm×70μmの正方形の視野において、スキャン速度は1Hz、スキャン点数は縦256および横256の条件でスキャンを行い、位相像を取得した。なお、視野は、各測定サンプルのP0、P1及びP2が視野の中央に存在し、かつ、一辺が第1の線分と平行となる位置を選択した。
得られた位相像から、測定サンプルにおいて、フォースカーブ測定により弾性率測定を行う箇所を指定した。すなわち、第1の線分上のP0、P1及びP2の各々を中心として、第1の線分上に1μmピッチ(間隔)で各70点を指定した。
その後、すべての点においてコンタクトモードでのフォースカーブ測定を1回ずつ行った。なお、フォースカーブの取得は、以下の条件で行った。
フォースカーブ測定においては、カンチレバーの先端が試料表面に接触することによりたわみが一定値になったところで折り返すようカンチレバーの駆動源であるピエゾ素子を制御する。この際の折り返しポイントはトリガー値と呼ばれ、フォースカーブ開始時のディフレクション電圧から、どの程度電圧が増加したときにカンチレバーを折り返すかを表している。
今回の測定においては、トリガー値を0.2Vに設定してフォースカーブ測定を行った。その他のフォースカーブ測定条件としては、待機状態にあるカンチレバーの先端位置からトリガー値においてカンチレバーが折り返すまでの距離を500nm、スキャン速度を1Hz(探針が1往復する速さ)とした。
その後、得られたフォースカーブについて、1本ずつHertz理論に基づくフィッティングを行い、弾性率を算出した。
なお、Hertz理論による弾性率(ヤング率)は、下記計算式(*1)によって算出される。
Next, the silicon wafer with the measurement sample placed on it was set on the SPM stage and observed with the SPM. The spring constant and proportional constant (Invols constant) of the silicon cantilever (product name: OMCL-AC160, manufactured by Olympus Corporation, tip curvature radius: 8 nm) were previously confirmed to be as follows in the thermal noise method installed in this SPM device (spring constant: 30.
22 nN/nm, proportionality constant (Invols constant): 82.59 nm/V).
Furthermore, the cantilever was tuned in advance to determine the resonance frequency of the cantilever (285 KHz (first order) and 1.60 MHz (higher order)).
The measurement mode of the SPM was AM-FM mode, the free amplitude of the cantilever was 3 V (primary) and 25 mV (higher order), the set point amplitude was 2 V (primary), and a phase image was obtained by scanning in a square field of view of 70 μm×70 μm at a scan speed of 1 Hz and a number of scan points of 256 vertically and 256 horizontally. The field of view was selected so that P0, P1, and P2 of each measurement sample were in the center of the field of view and one side was parallel to the first line segment.
From the obtained phase image, the locations of the measurement sample where the elastic modulus was measured by force curve measurement were specified. That is, 70 points were specified at 1 μm pitch (interval) on the first line segment, centered on each of P0, P1, and P2 on the first line segment.
Then, the force curve was measured once at each point in contact mode under the following conditions:
In force curve measurements, the piezoelectric element that drives the cantilever is controlled so that the tip of the cantilever touches the sample surface and the deflection reaches a certain value, at which point the cantilever turns back. The turning point at this time is called the trigger value, and it indicates how much the voltage must increase from the deflection voltage at the start of the force curve before the cantilever turns back.
In this measurement, the force curve was measured with the trigger value set to 0.2 V. Other conditions for the force curve measurement were a distance of 500 nm from the tip position of the cantilever in a standby state to the point where the cantilever turns back at the trigger value, and a scan speed of 1 Hz (the speed at which the probe makes one round trip).
Thereafter, fitting based on the Hertz theory was performed for each of the obtained force curves to calculate the elastic modulus.
The elastic modulus (Young's modulus) according to the Hertz theory is calculated by the following formula (*1).
計算式(*1)
F=(4/3)E*R1/2d3/2
ここで、Fは、カンチレバーの折り返し時点におけるカンチレバーによってサンプルに加えられた力、E*は複合弾性率、Rはカンチレバーの先端の曲率半径(8nm)、dは、カンチレバーの折り返し時点での試料の変形量である。
Calculation formula (*1)
F=(4/3)E * R 1/2 d 3/2
where F is the force applied to the sample by the cantilever at the time when the cantilever is folded back, E * is the complex elastic modulus, R is the radius of curvature of the tip of the cantilever (8 nm), and d is the deformation of the sample at the time when the cantilever is folded back.
そして、dは下記計算式(*2)から算出される。
計算式(*2)
d=Δz-Dで算出する。
Δzは、カンチレバーの先端が試料に接したときから折り返すまでのピエゾ素子の変位量であり、Dはカンチレバーの折り返し時点におけるカンチレバーの反り量である。
そして、Dは、下記計算式(*3)から算出される。
And, d is calculated from the following formula (*2).
Calculation formula (*2)
Calculate d = Δz - D.
Δz is the displacement of the piezoelectric element from when the tip of the cantilever comes into contact with the sample until it is turned back, and D is the amount of warping of the cantilever at the time when it is turned back.
Then, D is calculated using the following formula (*3).
計算式(*3)
D=α・ΔVdeflection
計算式(*3)において、αは、カンチレバーの比例定数(インボルス定数)、ΔVdeflectionは、カンチレバーの試料に接触し始めてから折り返し時点までのディフレクション電圧の変化量を表す。
Calculation formula (*3)
D = α・ΔV deflection
In the calculation formula (*3), α is the proportional constant (Invols constant) of the cantilever, and ΔV deflection represents the amount of change in the deflection voltage from when the cantilever starts to contact the sample to the point of turning back.
さらに、Fは、下記計算式(*4)で算出される。
計算式(*4)
F=κ・D
κは、カンチレバーのバネ定数である。
ΔVdeflection及びΔzは実測値であるため、計算式(*1)~(*4)より、計算式(*1)中のE*が求まる。さらに、求める弾性率(ヤング率)Esは下記計算式(*5)から算出できる。
Furthermore, F is calculated using the following formula (*4).
Calculation formula (*4)
F = κ D
κ is the spring constant of the cantilever.
Since ΔV deflection and Δz are actual measured values, E * in formula (*1) can be calculated from formulas (*1) to (*4). Furthermore, the desired elastic modulus (Young's modulus) Es can be calculated from the following formula (*5).
計算式(*5)
1/E*=[(1-Vs2)/Es]-[(1-Vi2)/Ei]
Vs:試料のポアソン比(本実施例では、0.33で固定)
Vi:カンチレバー先端のポアソン比(本実施例では、ケイ素の値を使用)
Ei:カンチレバー先端のヤング率(本実施例では、ケイ素の値を使用)
Calculation formula (*5)
1/E * = [(1-Vs 2 )/Es] - [(1-Vi 2 )/Ei]
Vs: Poisson's ratio of the sample (fixed at 0.33 in this embodiment)
Vi: Poisson's ratio of the cantilever tip (in this embodiment, the value for silicon is used)
Ei: Young's modulus of the cantilever tip (in this embodiment, the value of silicon is used)
70点、3か所の、計210点のフォースカーブから算出した弾性率の値の平均値を弾性率とした。また、計210点の弾性率の値の平均値、及び、標準偏差から変動係数を算出した。算出した値を表1に示す。 The elastic modulus was determined as the average of the elastic modulus values calculated from the force curve at 70 points and 3 locations, totaling 210 points. The coefficient of variation was also calculated from the average elastic modulus values at 210 points and the standard deviation. The calculated values are shown in Table 1.
〔ハードセグメントの大きさ及び数の測定方法〕
上記弾性率の測定方法に記載した測定サンプルの調製方法と同様にして測定サンプルを調製した。また、視野のサイズを1μm×1μmとした以外は、上記弾性率の測定方法に記載の方法と同様にして位相像(256階調のグレースケール像)を3つ取得した。
得られた位相像の各々について、画像処理解析システム(商品名:Luzex-AP、ニレコ社製)を用いて2値化処理した。具体的には、該位相像を、該画像処理解析システムの2値化設定機能を用いて2値化した。なお、2値化設定機能における閾値は、85(256階調の85番目)に設定した。この操作により、ソフトセグメントが黒色で示され、ハードセグメントが白色で示された2値化像を得た。実施例1に係る弾性部材から得られた2値化像のうちのひとつを図11(a)に示す。
[Method of measuring size and number of hard segments]
A measurement sample was prepared in the same manner as described in the above-mentioned method for measuring the elastic modulus. In addition, three phase images (256-level grayscale images) were obtained in the same manner as described in the above-mentioned method for measuring the elastic modulus, except that the size of the field of view was set to 1 μm × 1 μm.
Each of the obtained phase images was binarized using an image processing analysis system (product name: Luzex-AP, manufactured by Nireco Corporation). Specifically, the phase images were binarized using the binarization setting function of the image processing analysis system. The threshold value in the binarization setting function was set to 85 (the 85th of 256 gradations). This operation resulted in a binarized image in which the soft segments were displayed in black and the hard segments were displayed in white. One of the binarized images obtained from the elastic member of Example 1 is shown in FIG. 11(a).
次いで、得られた2値化像中のハードセグメントの数、及び、ハードセグメントの大きさを、上記画像処理解析システムを用いて測定した。ハードセグメントの数は「粒子数」パラメータ、ハードセグメントの大きさは「円相当径」パラメータを用いて測定を行った。
ハードセグメントの全数(S1)に対する、円相当径が40nm以下のハードセグメントの数(S2)の占める割合〔(S2/S1)×100〕を、先端面の、P0、P1及びP2の各々を重心とする、一辺の長さが1μmであり、かつ、一辺が該線分と平行な正方形の観察領域の3つの各々において算出した値を表1に示す。
Next, the number and size of the hard segments in the obtained binarized image were measured using the above-mentioned image processing analysis system. The number of hard segments was measured using the "particle number" parameter, and the size of the hard segments was measured using the "circle equivalent diameter" parameter.
The ratio [(S2/S1) x 100] of the number of hard segments (S2) having an equivalent circle diameter of 40 nm or less to the total number of hard segments (S1) was calculated for each of three square observation regions on the tip surface, each of which has a center of gravity at P0, P1, and P2, with one side being 1 μm long and parallel to the line segment. The values are shown in Table 1.
〔マルテンス硬度の測定方法〕
マルテンス硬度は、以下の方法により測定することができる。
弾性部材の先端面上に、エッジと平行に、エッジとの距離が10μmである線分を引いたと仮定したときに、該線分の長さをLとし、該線分の一端側から1/2Lの点P1のマルテンス硬度をHM1とする。
また、P1を含む該先端面及び該先端側エッジに直交する断面に、該主面と該先端面とがなす角の二等分線を引いたと仮定したときに、該二等分線上の該先端側エッジからの距離が500μmの位置において測定される該弾性部材のマルテンス硬度をHM2とする(図6参照)。
|HM1-HM2|の数値を表1に示す。
微小硬度計:島津社製、形式:DUH-211S
測定環境:23±5℃
測定圧子:三角すい圧子115°(稜線角115°)
測定モード:深さ設定試験
深さ設定:2μm
負荷速度:0.03mN/s
保持時間:5s
計算式:マルテンス硬度=1000F/26.43h2〔N/mm2〕
F:試験力(mN)、h:押し込み深さ(μm)
[Method of measuring Martens hardness]
The Martens hardness can be measured by the following method.
Assuming that a line segment is drawn on the tip surface of the elastic member parallel to the edge and at a distance of 10 μm from the edge, the length of the line segment is L, and the Martens hardness of a point P1 that is 1/2L from one end of the line segment is HM1.
Furthermore, assuming that a bisector of the angle between the main surface and the tip surface is drawn on a cross section orthogonal to the tip surface and the tip edge, including P1, the Martens hardness of the elastic member measured at a position on the bisector that is 500 μm away from the tip edge is defined as HM2 (see FIG. 6 ).
The values of |HM1-HM2| are shown in Table 1.
Microhardness tester: Shimadzu Corporation, model: DUH-211S
Measurement environment: 23±5℃
Measuring indenter: triangular pyramid indenter 115° (ridge angle 115°)
Measurement mode: Depth setting test Depth setting: 2 μm
Load speed: 0.03mN/s
Holding time: 5 s
Calculation formula: Martens hardness = 1000F/ 26.43h2 [N/ mm2 ]
F: test force (mN), h: indentation depth (μm)
〔ポリメリックMDI、4,4’-MDI、4,4’-MDIのイソシアヌレート体の測定方法〕
サンプルを、ガスクロマトグラフ(GC)を通さずにイオン源に直接導入する直接試料導入法(DI法)で行った。
装置はサーモフィッシャーサイエンティフィック(株)製のPOLARIS Qを使用し、Direct Exposure Probe(DEP)を用いた。
先端面に、先端側エッジと平行に、先端側エッジとの距離が0.5mmである線分を引いたと仮定したときに、線分の長さをL’とし、該線分上の一端側から1/8L’、1/2L’、7/8L’の点(各々、P0’、P1’、P2’とよぶ)からポリウレタンを、バイオカッターで削り取る。
該P0’、該P1’及び該P2’の各々においてサンプリングされる試料約0.1μgをプローブの先端に位置するフィラメントに固定し、イオン化チャンバーの中に直接挿入する。その後、一定の昇温速度(10℃/s)で室温から1000℃まで急速に加熱し、気化したガスを質量分析計により検出した。
[Method of measuring polymeric MDI, 4,4'-MDI, and isocyanurate of 4,4'-MDI]
The direct sample introduction method (DI method) was used, in which the sample was directly introduced into the ion source without passing through a gas chromatograph (GC).
The apparatus used was POLARIS Q manufactured by Thermo Fisher Scientific Inc., and a Direct Exposure Probe (DEP) was used.
Assuming that a line segment is drawn on the tip surface parallel to the tip edge at a distance of 0.5 mm from the tip edge, the length of the line segment is L'. The polyurethane is scraped off with a biocutter from
Approximately 0.1 μg of the sample to be sampled at each of the P0′, P1′, and P2′ was fixed to a filament located at the tip of the probe and directly inserted into the ionization chamber, which was then rapidly heated from room temperature to 1000° C. at a constant heating rate (10° C./s), and the vaporized gas was detected by a mass spectrometer.
全てのイオンの検出量M1は得られたトータルイオンカレントサーモグラムにおいて全ピークの積分強度を合計したものとし、
ポリメリックMDIに由来するm/z値が380.5~381.5の範囲に対応する抽出イオンサーモグラムのピークの積分強度をM2、
4,4’-MDIに由来するm/z値が249.5~250.5の範囲に対応する抽出イオンサーモグラムのピークの積分強度をM3、
4,4’-MDIのイソシアヌレート体に由来するm/z値が749.5~750.5の範囲に対応する抽出イオンサーモグラムのピークの積分強度をM4とし、M2/M1、M3/M1、M4/M1を計算した。そして、該P0’、該P1’及び該P2’の各々において得られた数値の算術平均値を、本開示における、M2/M1の値、M3/M1の値、M4/M1の値とした。
The amount M1 of all ions detected is the sum of the integrated intensities of all peaks in the total ion current thermogram obtained,
The integrated intensity of the peak in the extracted ion thermogram corresponding to the m/z value in the range of 380.5 to 381.5 derived from the polymeric MDI was designated as M2.
The integrated intensity of the peak in the extracted ion thermogram corresponding to the m/z value in the range of 249.5 to 250.5 derived from 4,4'-MDI was designated as M3.
The integrated intensity of the peak in the extracted ion thermogram corresponding to the m/z value in the range of 749.5 to 750.5 derived from the isocyanurate of 4,4'-MDI was designated as M4, and M2/M1, M3/M1 and M4/M1 were calculated. The arithmetic average values of the values obtained for each of P0', P1' and P2' were designated as the values of M2/M1, M3/M1 and M4/M1 in the present disclosure.
〔三官能アルコール種、濃度の測定方法〕
熱分解GC/MSにより、三官能アルコールの検出を行った。測定条件を以下に示す。サンプリング位置:先端面に、先端側エッジと平行に、先端側エッジとの距離が0.5mmである線分を引いたと仮定したときに、線分の長さをL’とし、該線分上の一端側から1/8L’、1/2L’、7/8L’の点(各々、P0’、P1’、P2’とよぶ)からポリウレタンを、バイオカッターで切り取る。
該P0’、該P1’及び該P2’の各々においてサンプリングされる試料を下記方法にて測定した。そして、該P0’、該P1’及び該P2’の各々の試料において得られた数値の算術平均値を、本開示における測定値とした。
装置:
熱分解装置:商品名:EGA/PY-3030D、フロンティアラボ社製
ガスクロマトグラフィー装置:TRACE1310ガスクロマトグラフ、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製
質量分析装置:ISQLT、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製
熱分解温度:500℃
GCカラム:内径0.25mm×30m ステンレスキャピラリーカラム
固定相 5%フェニルポリジメチルシロキサン
昇温条件:50℃3分保持し、8℃/分で300℃まで昇温
MS条件:質量数範囲 m/z10~650
スキャン速度:1秒/スキャン
[Method of measuring trifunctional alcohol species and concentration]
The trifunctional alcohol was detected by pyrolysis GC/MS. The measurement conditions are as follows: Sampling position: Assuming that a line segment is drawn on the tip surface parallel to the tip edge at a distance of 0.5 mm from the tip edge, the length of the line segment is L', and the polyurethane is cut out with a biocutter from
The samples sampled at each of the P0', P1', and P2' were measured by the following method. The arithmetic mean values obtained for the samples at each of the P0', P1', and P2' were regarded as the measured values in this disclosure.
Device:
Pyrolysis apparatus: Product name: EGA/PY-3030D, manufactured by Frontier Labs Gas chromatography apparatus: TRACE1310 gas chromatograph, manufactured by Thermo Fisher Scientific Mass spectrometer: ISQLT, manufactured by Thermo Fisher Scientific Pyrolysis temperature: 500°C
GC column: 0.25 mm inner diameter x 30 m stainless steel capillary column
Stationary phase: 5% phenyl polydimethylsiloxane Heating conditions: Hold at 50°C for 3 minutes, then heat to 300°C at 8°C/min MS conditions: Mass range m/z 10-650
Scan speed: 1 second/scan
三官能アルコールの種類はGC/MSで定性。定性した三官能アルコール種の既知濃度のGC分析での検量線を作成し、GCピーク面積比から定量を行った。 The types of trifunctional alcohols were identified using GC/MS. A calibration curve was created using GC analysis of known concentrations of the identified trifunctional alcohol species, and quantification was performed from the GC peak area ratio.
<DSCの測定>
日本工業規格(JIS)K7121プラスチックの転移温度測定方法に従い、示差走査熱量計(商品名:TGA/DSC3+、メトラー製)を用いて、DSC測定を行った。
この際、アルミニウムパンに、試料を5.0mg秤量し、室温から昇温速度10℃/分にて80℃まで昇温した後4時間アニールし、5℃/分にて10℃まで冷却後、10℃から250℃まで昇温速度10℃/分にて昇温を行った。
得られたDSC曲線を微分して得られた微分曲線より、吸熱ピークのピークトップ温度を算出した。融解開始温度は、吸熱ピークの低温側のベースラインを高温側に延長した直線と吸熱ピークの低温側の曲線にこう配が最大になる点で引いた接線の交点の温度を算出した。
試料は、先端面に、先端側エッジと平行に、先端側エッジとの距離が0.5mmである線分を引いたと仮定したときに、該線分の長さをL’とし、該線分上の一端側から1/8L’、1/2L’、7/8L’の点を各々、P0’、P1’、P2’とし、該P0’、該P1’及び該P2’の各々においてサンプリングしたものを用いた。そして、該P0’、該P1’及び該P2’の各々の試料において得られた数値の算術平均値を、本開示における測定値とした。
<DSC Measurement>
DSC measurement was carried out using a differential scanning calorimeter (product name: TGA/DSC3+, manufactured by Mettler) according to the Japanese Industrial Standards (JIS) K7121 method for measuring transition temperatures of plastics.
In this case, 5.0 mg of the sample was weighed out and placed in an aluminum pan, and the sample was heated from room temperature to 80°C at a heating rate of 10°C/min, annealed for 4 hours, cooled to 10°C at 5°C/min, and then heated from 10°C to 250°C at a heating rate of 10°C/min.
The DSC curve was differentiated to obtain a differential curve, from which the peak top temperature of the endothermic peak was calculated. The melting onset temperature was calculated as the temperature at the intersection of a straight line extending the baseline on the low-temperature side of the endothermic peak to the high-temperature side and a tangent drawn at the point where the slope of the curve on the low-temperature side of the endothermic peak is maximum.
Assuming that a line segment is drawn on the distal end surface parallel to the distal end edge at a distance of 0.5 mm from the distal end edge, the length of the line segment is L', and points 1/8L', 1/2L', and 7/8L' from one end on the line segment are P0', P1', and P2', respectively, and samples were used at P0', P1', and P2'. The arithmetic average values of the values obtained for each sample at P0', P1', and P2' were used as the measured values in this disclosure.
<トナー1の製造方法>
なお、以下に於いて、「部」は特に断りが無い場合、すべて質量基準である。
(水系媒体1の調製工程)
撹拌機、温度計、還流管を具備した反応容器中にイオン交換水650.0部に、リン酸ナトリウム(ラサ工業社製・12水和物)14.0部を投入し、窒素パージしながら65℃で1.0時間保温した。
T.K.ホモミクサー(特殊機化工業株式会社製)を用いて、15000rpmにて攪拌しながら、イオン交換水10.0部に9.2部の塩化カルシウム(2水和物)を溶解した塩化カルシウム水溶液を一括投入し、分散安定剤を含む水系媒体を調製した。さらに、水系媒体に10質量%塩酸を投入し、pHを5.0に調整し、水系媒体1を得た。
(重合性単量体組成物の調製工程)
・スチレン :60.0部
・C.I.ピグメントブルー15:3 :6.5部
前記材料をアトライタ(三井三池化工機株式会社製)に投入し、さらに直径1.7mmのジルコニア粒子を用いて、220rpmで5.0時間分散させて、顔料分散液を調製した。前記顔料分散液に下記材料を加えた。
・スチレン :20.0部
・n-ブチルアクリレート :20.0部
・架橋剤(ジビニルベンゼン) :0.3部
・飽和ポリエステル樹脂 :5.0部
(プロピレンオキサイド変性ビスフェノールA(2モル付加物)とテレフタル酸との重縮合物(モル比10:12)、ガラス転移温度Tg=68℃、重量平均分子量Mw=10000、分子量分布Mw/Mn=5.12)
・フィッシャートロプシュワックス(融点78℃) :7.0部
これを65℃に保温し、T.K.ホモミクサー(特殊機化工業株式会社製)を用いて、500rpmにて均一に溶解、分散し、重合性単量体組成物を調製した。
<Method of
In the following, "parts" are all by mass unless otherwise specified.
(Preparation process of aqueous medium 1)
Into a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, and a reflux condenser, 650.0 parts of ion-exchanged water and 14.0 parts of sodium phosphate (12-hydrate, manufactured by Rasa Kogyo Co., Ltd.) were added, and the mixture was kept at 65° C. for 1.0 hour while purging with nitrogen.
Using T.K. Homomixer (manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.), while stirring at 15000 rpm, add calcium chloride aqueous solution in which 9.2 parts of calcium chloride (dihydrate) is dissolved in 10.0 parts of ion-exchanged water at once to prepare an aqueous medium containing a dispersion stabilizer.Furthermore, add 10% by mass hydrochloric acid to the aqueous medium, adjust pH to 5.0, and obtain
(Preparation of polymerizable monomer composition)
Styrene: 60.0 parts C.I. Pigment Blue 15:3: 6.5 parts The above materials were put into an attritor (manufactured by Mitsui Miike Chemical Engineering Co., Ltd.), and further dispersed for 5.0 hours at 220 rpm using zirconia particles having a diameter of 1.7 mm to prepare a pigment dispersion. The following materials were added to the pigment dispersion.
Styrene: 20.0 parts n-Butyl acrylate: 20.0 parts Crosslinking agent (divinylbenzene): 0.3 parts Saturated polyester resin: 5.0 parts (polycondensate of propylene oxide modified bisphenol A (2 mole adduct) and terephthalic acid (molar ratio 10:12), glass transition temperature Tg = 68 ° C, weight average molecular weight Mw = 10,000, molecular weight distribution Mw / Mn = 5.12)
Fischer-Tropsch wax (melting point 78° C.): 7.0 parts This was kept at 65° C. and uniformly dissolved and dispersed at 500 rpm using a T. K. Homomixer (manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.) to prepare a polymerizable monomer composition.
(造粒工程)
水系媒体1の温度を70℃、T.K.ホモミクサーの回転数を15000rpmに保ちながら、水系媒体1中に重合性単量体組成物を投入し、重合開始剤であるt-ブチルパーオキシピバレート10.0部を添加した。そのまま該撹拌装置にて15000rpmを維持しつつ10分間造粒した。
(重合・蒸留工程)
造粒工程の後、攪拌機をプロペラ撹拌羽根に換え150rpmで攪拌しながら70℃を保持して5.0時間重合を行い、85℃に昇温して2.0時間加熱することで重合反応を行った。
その後、反応容器の還流管を冷却管に付け替え、スラリーを100℃まで加熱することで、蒸留を6時間行い未反応の重合性単量体を留去し、トナー母粒子分散液を得た。
(Granulation process)
While maintaining the temperature of the
(Polymerization and distillation process)
After the granulation step, the agitator was replaced with a propeller agitator blade, and polymerization was carried out for 5.0 hours while stirring at 150 rpm and maintaining the temperature at 70° C., and then the temperature was raised to 85° C. and heated for 2.0 hours to carry out the polymerization reaction.
Thereafter, the reflux tube of the reaction vessel was replaced with a cooling tube, and the slurry was heated to 100° C. to perform distillation for 6 hours to distill off the unreacted polymerizable monomer, thereby obtaining a toner base particle dispersion liquid.
(有機ケイ素化合物の重合)
撹拌機、温度計を備えた反応容器に、イオン交換水60.0部を秤量し、10質量%の塩酸を用いてpHを4.0に調整した。これを撹拌しながら加熱し、温度を40℃にした。
その後、有機ケイ素化合物であるメチルトリエトキシシラン40.0部を添加して2時間以上撹拌して加水分解を行った。加水分解の終点は目視にて油水が分離せず1層になったことで確認を行い、冷却して有機ケイ素化合物の加水分解液を得た。
得られたトナー母粒子分散液の温度を55℃に冷却したのち、有機ケイ素化合物の加水分解液を25.0部添加して有機ケイ素化合物の重合を開始した。そのまま15分保持した後に、3.0質量%炭酸水素ナトリウム水溶液で、pHを5.5に調整した。55℃で撹拌を継続したまま、60分間保持したのち、3.0質量%炭酸水素ナトリウム水溶液を用いてpHを9.5に調整し、更に240分間保持してトナー粒子分散液を得た。
(Polymerization of Organosilicon Compounds)
60.0 parts of ion-exchanged water was weighed into a reaction vessel equipped with a stirrer and a thermometer, and the pH was adjusted to 4.0 with 10% by mass of hydrochloric acid. This was heated with stirring until the temperature reached 40°C.
Then, 40.0 parts of methyltriethoxysilane, an organosilicon compound, was added and stirred for 2 hours or more to carry out hydrolysis. The end point of hydrolysis was confirmed by visual inspection when the oil and water were not separated and became one layer, and the mixture was cooled to obtain a hydrolyzed liquid of the organosilicon compound.
The temperature of the obtained toner mother particle dispersion liquid was cooled to 55° C., and then 25.0 parts of the hydrolyzed liquid of the organosilicon compound was added to initiate polymerization of the organosilicon compound. After maintaining the mixture for 15 minutes, the pH was adjusted to 5.5 with a 3.0% by mass aqueous solution of sodium bicarbonate. After maintaining the mixture for 60 minutes while continuing stirring at 55° C., the pH was adjusted to 9.5 with a 3.0% by mass aqueous solution of sodium bicarbonate, and the mixture was maintained for a further 240 minutes to obtain a toner particle dispersion liquid.
(洗浄、乾燥工程)
重合工程終了後、トナー粒子分散液を冷却し、トナー粒子分散液に塩酸を加えpH=1.5以下に調整して1時間撹拌放置してから加圧ろ過器で固液分離し、トナーケーキを得た。これをイオン交換水でリスラリーして再び分散液とした後に、前述のろ過器で固液分離してトナーケーキを得た。
得られたトナーケーキを40℃の恒温槽にて72時間かけて乾燥・分級を行い、トナー1を得た。
(Washing and drying process)
After the polymerization process was completed, the toner particle dispersion was cooled, and hydrochloric acid was added to the toner particle dispersion to adjust the pH to 1.5 or less, and the dispersion was left to stand with stirring for 1 hour, and then the toner cake was subjected to solid-liquid separation using a pressure filter. This was reslurried in ion-exchanged water to make a dispersion again, and then the solid-liquid separation was performed using the above-mentioned filter to obtain a toner cake.
The obtained toner cake was dried in a thermostatic chamber at 40° C. for 72 hours and classified to obtain
<クリーニング性能の評価>
クリーニングブレード1をカラーレーザービームプリンター(商品名;HP LaserJet Enterprise Color M553dn、ヒューレット・パッカード社製)のシアンカートリッジに、被クリーニング部材である感光ドラムのクリーニングブレードとして組み込んだ。
また、該シアンカートリッジの現像機のトナーを、前述のトナー1に全量入れ替えた。
次いで、低温、低湿度環境(温度15℃、相対湿度10%)下で24時間放置した後、同環境下にて印刷可能枚数である1万2500枚の画像形成を行なった(以下、「通常評価」と称す)。
更に、使用した現像機を、トナーを全量トナー1に入れ替えた新しいシアンカートリッジの現像機に付け替え、再度印刷可能枚数である1万2500枚の画像形成を行った(以下、「2倍評価」と称す)。
また、廃トナーは適時、カートリッジ背面に穴を開けて吸い出しながら、評価を行った。得られた画像について以下の評価基準により性能をランク付けした。
A:クリーニングブレード起因の画像不良(画像上スジ)が通常評価でも2倍評価でも発生しない。
B:クリーニングブレード起因の画像不良(画像上スジ)が通常評価では発生せず、2倍評価でごく軽微に発生(スジ長さが5mm以下)。
C:クリーニングブレード起因の画像不良(画像上スジ)が通常評価では発生しないが、2倍評価で軽微に発生(スジ長さが5mmを超えるが10mm以下)。
D:クリーニングブレード起因の画像不良(画像上スジ)が通常評価では発生しないが、2倍評価では発生(10mmを超える)。
E:クリーニングブレード起因の画像不良(画像上スジ)が通常評価でも2倍評価でも発生する。
<Evaluation of cleaning performance>
The
Further, the toner in the developing machine of the cyan cartridge was entirely replaced with the above-mentioned
Next, after leaving it for 24 hours in a low temperature and low humidity environment (temperature 15° C., relative humidity 10%), image formation was performed on 12,500 sheets, which is the maximum number of sheets that can be printed, in the same environment (hereinafter referred to as "normal evaluation").
Furthermore, the used developing machine was replaced with a new developing machine of a cyan cartridge in which the toner was entirely replaced with
In addition, the evaluation was performed while the waste toner was periodically sucked out through a hole made in the rear surface of the cartridge. The obtained images were ranked according to the following evaluation criteria.
A: No image defects (streaks on the image) caused by the cleaning blade occurred in either the normal evaluation or the double evaluation.
B: Image defects (streaks on the image) caused by the cleaning blade did not occur in the normal evaluation, but occurred very slightly in the 2x evaluation (
C: Image defects (streaks on the image) caused by the cleaning blade did not occur in the normal evaluation, but slightly occurred in the 2x evaluation (streaks longer than 5 mm but 10 mm or less).
D: Image defects (streaks on the image) caused by the cleaning blade did not occur in the normal evaluation, but did occur in the 2x evaluation (exceeding 10 mm).
E: Image defects (streaks on the image) caused by the cleaning blade occur in both the normal evaluation and the double evaluation.
<クリーニングブレードのエッジ欠け評価>
上記、クリーニング性能評価終了後(2倍評価)に、クリーニングブレードをカートリッジから取り外し、デジタルマイクロスコープ(商品名:本体VHX-5000、レンズVH-ZST、キーエンス社製)にて1000倍に拡大して観察を行った。
クリーニングブレードの弾性部材の主面の先端部を観察面とし、図9に示すように支持部材が上方で弾性部材の先端部が下方となるように斜め45°に傾けた位置に設置し、長手方向の全域を観察した。図9の部分拡大図に示すように、エッジ欠け部の短手方向の距離の最大値を「エッジ欠け量」として測定し、以下の評価基準により性能をランク付けした。
A+:エッジ欠けは発生しない。
A:エッジ欠け量は0.5μm未満である。
B:エッジ欠け量は0.5μm以上1μm未満である。
C:エッジ欠け量は1μm以上3μm未満である。
D:エッジ欠け量は3μm以上である。
<Evaluation of cleaning blade edge chipping>
After the cleaning performance evaluation was completed (evaluation at 2x magnification), the cleaning blade was removed from the cartridge and observed at 1000x magnification using a digital microscope (product name: main body VHX-5000, lens VH-ZST, manufactured by Keyence Corporation).
The tip of the main surface of the elastic member of the cleaning blade was used as the observation surface, and the cleaning blade was placed in a position tilted at 45° so that the support member was on top and the tip of the elastic member was on the bottom as shown in Figure 9, and the entire area in the longitudinal direction was observed. As shown in the partially enlarged view of Figure 9, the maximum value of the distance in the short direction of the edge chipping was measured as the "amount of edge chipping," and the performance was ranked according to the following evaluation criteria.
A + : No edge chipping occurs.
A: The amount of edge chipping is less than 0.5 μm.
B: The amount of edge chipping is 0.5 μm or more and less than 1 μm.
C: The amount of edge chipping is 1 μm or more and less than 3 μm.
D: The amount of edge chipping is 3 μm or more.
<総合評価>
クリーニング性能の画像評価のランク、及びクリーニングブレードのエッジ欠け評価の評価結果のランクを基に、下記の通り総合評価を行った。
A:評価結果が、A/A+、A/A、A/B、B/A、B/A+の組合せである。実使用上は問題ない。
B:評価結果が、A/C、C/A、C/A+、B/B,B/C、C/Bの組合せである。実使用上は問題ない。
C:評価結果が、C/Cの組合せである。
D:評価結果にEは無いが、Dが1つ以上ある。
E:評価結果にEが1つ以上ある。
<Overall evaluation>
Based on the rank of the image evaluation of the cleaning performance and the rank of the evaluation result of edge chipping of the cleaning blade, a comprehensive evaluation was made as follows.
A: The evaluation results are combinations of A/A + , A/A, A/B, B/A, and B/A + . There are no problems in practical use.
B: The evaluation results are combinations of A/C, C/A, C/A + , B/B, B/C, and C/B. There are no problems in practical use.
C: The evaluation result is a combination of C/C.
D: There are no E's in the evaluation results, but there is one or more D's.
E: There is one or more E's in the evaluation results.
<実施例2>
イソシアネートとして、4,4’-MDIを345.5g、MR400 20.0g、ポリオールとして、PBA2500 634.5g、硬化剤として、1,4-BD 10.7g、グリセリン26.9g、PHA1000 275.7gとし、クリーニング性の評価を既存の現像機である通常トナーについても実施した以外は実施例1と同様に行った。
Example 2
The isocyanate used was 345.5 g of 4,4'-MDI, 20.0 g of MR400, the polyol used was 634.5 g of PBA2500, and the curing agents used were 10.7 g of 1,4-BD, 26.9 g of glycerin, and 275.7 g of PHA1000. The cleaning performance was evaluated using a normal toner from an existing developing machine, but the same procedure as in Example 1 was repeated.
<実施例3>
イソシアネートとして、4,4’-MDIを345.5g、MR400 20.0g、ポリオールとして、PBA2500 634.5g、硬化剤として、1、4-BD 7.0g、グリセリン42.2g、PHA1000 302.7gとした以外は、実施例1と同様に行った。
Example 3
The same procedure as in Example 1 was repeated except that the isocyanate was 345.5 g of 4,4'-MDI, 20.0 g of MR400, the polyol was 634.5 g of PBA2500, and the curing agents were 7.0 g of 1,4-BD, 42.2 g of glycerin, and 302.7 g of PHA1000.
<実施例4>
イソシアネートとして、4,4’-MDI 334.6g、MR400 40.0g、ポリオールとして、PBA2500 625.4g、NCO含量10.2質量%、硬化剤として、1,4-BD 10.9g、グリセリン27.5g、PHA1000 281.
2gとした以外は、実施例1と同様に行った。
Example 4
As isocyanates, 334.6 g of 4,4'-MDI and 40.0 g of MR400, as polyols, 625.4 g of PBA2500, NCO content 10.2 mass%, as curing agents, 10.9 g of 1,4-BD, 27.5 g of glycerin, and 281.0 g of PHA1000.
The same procedure as in Example 1 was carried out, except that the amount was 2 g.
<実施例5>
イソシアネートとして、4,4’-MDI 301.9g、MR400 80.0g、ポリオールとして、PBA2500 618.1g、硬化剤として、1,4-BD 11.6g、グリセリン29.4g、PHA1000 301.3gとした以外は、実施例4と同様に行った。
Example 5
The same procedure as in Example 4 was repeated except that the isocyanate was 301.9 g of 4,4'-MDI, 80.0 g of MR400, the polyol was 618.1 g of PBA2500, and the curing agents were 11.6 g of 1,4-BD, 29.4 g of glycerin, and 301.3 g of PHA1000.
<実施例6>
硬化剤として、1,4-BD 10.9g、グリセリン27.5g、PHA1000 281.2gとした以外は、実施例5と同様に行った。
Example 6
The same procedure as in Example 5 was repeated, except that the curing agents were 10.9 g of 1,4-BD, 27.5 g of glycerin, and 281.2 g of PHA1000.
<実施例7>
イソシアネートとして、4,4’-MDI 269.2g、MR400 120.0g、ポリオールとして、PBA2500 610.8g、硬化剤として、1,4-BD 13.8g、グリセリン27.7g、PHA1000 304.4gとした以外は、実施例4と同様に行った。
Example 7
The same procedure as in Example 4 was repeated except that the isocyanate was 269.2 g of 4,4'-MDI, 120.0 g of MR400, the polyol was 610.8 g of PBA2500, and the curing agents were 13.8 g of 1,4-BD, 27.7 g of glycerin, and 304.4 g of PHA1000.
<実施例8>
硬化剤として、1,4-BD 4.1g、グリセリン45.6g、PHA1000 364.5gとした以外は、実施例7と同様に行った。
Example 8
The same procedure as in Example 7 was repeated, except that the curing agents were 4.1 g of 1,4-BD, 45.6 g of glycerin, and 364.5 g of PHA1000.
<実施例9>
硬化剤として、1,4-BD 10.9g、グリセリン27.5g、PHA1000 281.2gとした以外は、実施例7と同様に行った。
<Example 9>
The same procedure as in Example 7 was repeated, except that the curing agents were 10.9 g of 1,4-BD, 27.5 g of glycerin, and 281.2 g of PHA1000.
<実施例10>
硬化剤として、1,4-BDを使用せず、グリセリン35.9g、PHA1000 263.5gとした以外は、実施例7と同様に行った。
Example 10
The same procedure as in Example 7 was repeated, except that 1,4-BD was not used as the curing agent, and 35.9 g of glycerin and 263.5 g of PHA1000 were used.
<実施例11>
硬化剤として、グリセリン30.8g、PHA1000 225.9gとした以外は、実施例10と同様に行った。
Example 11
The same procedure as in Example 10 was repeated, except that the curing agents were 30.8 g of glycerin and 225.9 g of PHA1000.
<実施例12>
硬化剤として、グリセリンを使用せず、トリメチロールプロパン(東京化成工業株式会社製)(以下TMPと表す)50.3g、PHA1000 285.0gとした以外は、実施例10と同様に行った。
Example 12
The same procedure as in Example 10 was repeated, except that, instead of using glycerin as the curing agent, 50.3 g of trimethylolpropane (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) (hereinafter referred to as TMP) and 285.0 g of PHA1000 were used.
<実施例13>
イソシアネートとして、4,4’-MDI 241.4g、ポリメリックMDI(商品名:ミリオネートMR-200、東ソー株式会社製)(以下MR200と表す)150.0g、ポリオールとして、PBA2500 608.6g、硬化剤として、TMP 50.3g、PHA1000 285.0gとした以外は、実施例12と同様に行った。
<Example 13>
The same procedure as in Example 12 was repeated except that the isocyanate used was 241.4 g of 4,4'-MDI, 150.0 g of polymeric MDI (product name: Millionate MR-200, manufactured by Tosoh Corporation) (hereinafter referred to as MR200), the polyol used was 608.6 g of PBA2500, and the curing agents used were 50.3 g of TMP and 285.0 g of PHA1000.
<実施例14>
イソシアネートとして、4,4’-MDI 220.2g、MR400 180.0g、ポリオールとして、PBA2500 599.8g、硬化剤として、TMP 50.3g、PHA1000 285.0gとした以外は、実施例12と同様に行った。
<Example 14>
The same procedure as in Example 12 was repeated except that the isocyanate was 220.2 g of 4,4'-MDI and 180.0 g of MR400, the polyol was 599.8 g of PBA2500, and the curing agents were 50.3 g of TMP and 285.0 g of PHA1000.
<実施例15>
硬化剤として、TMP 57.5g、PHA1000 325.7gとした以外は、実施例14と同様に行った。
Example 15
The same procedure as in Example 14 was repeated except that 57.5 g of TMP and 325.7 g of PHA1000 were used as the curing agents.
<実施例16>
硬化剤として、TMP 61.1g、PHA1000 346.1gとした以外は、実施例14と同様に行った。
<Example 16>
The same procedure as in Example 14 was repeated, except that 61.1 g of TMP and 346.1 g of PHA1000 were used as the curing agents.
<実施例17>
硬化剤として、PHA1000を、数平均分子量1000のブチレンアジペートポリエステルポリオール(商品名:ニッポラン4009、東ソー株式会社製)(以下PBA1000と表す)にした以外は、実施例16と同様に行った。
<Example 17>
The same procedure as in Example 16 was repeated, except that as the curing agent, a butylene adipate polyester polyol having a number average molecular weight of 1000 (product name: Nipporan 4009, manufactured by Tosoh Corporation) (hereinafter referred to as PBA1000) was used instead of PHA1000.
<実施例18>
イソシアネートとして、4,4’-MDI 217.5g、MR400 180.0g、ポリオールとして、PBA2500を、数平均分子量2600のヘキシレンアジペートポリエステルポリオール(商品名:ニッポラン136、東ソー株式会社製)(PHA2600と表すことがある)602.5gにした以外は、実施例16と同様に行った。
<Example 18>
The same procedure as in Example 16 was repeated, except that the isocyanate was 217.5 g of 4,4'-MDI and 180.0 g of MR400, and the polyol was 602.5 g of hexylene adipate polyester polyol (trade name: Nipponran 136, manufactured by Tosoh Corporation) having a number average molecular weight of 2600 (sometimes referred to as PHA2600) instead of PBA2500.
<実施例19>
硬化剤として、PHA1000をPBA1000にした以外は、実施例18と同様に行った。
<Example 19>
The same procedure as in Example 18 was repeated, except that the curing agent was changed from PHA1000 to PBA1000.
<実施例20>
イソシアネートとして、4,4’-MDI 236.5g、MR400 180.0g、ポリオールとして、PBA2500 583.5g、NCO含量10.8質量%、硬化剤として、TMP 64.7g、PHA1000 366.4gにした以外は、実施例16と同様に行った。
<Example 20>
The same procedure as in Example 16 was repeated except that the isocyanate was 236.5 g of 4,4'-MDI and 180.0 g of MR400, the polyol was 583.5 g of PBA2500 with an NCO content of 10.8 mass %, and the curing agent was 64.7 g of TMP and 366.4 g of PHA1000.
<実施例21>
イソシアネートとして、4,4’-MDI 191.1g、MR200 210.0g、ポリオールとして、PBA2500 598.9g、硬化剤として、TMP 61.1g、PHA1000 346.1gとした以外は、実施例16と同様に行った。
<Example 21>
The same procedure as in Example 16 was repeated except that the isocyanate was 191.1 g of 4,4'-MDI and 210.0 g of MR200, the polyol was 598.9 g of PBA2500, and the curing agent was 61.1 g of TMP and 346.1 g of PHA1000.
<実施例22>
イソシアネートとして、4,4’-MDI 187.5g、MR400 220.0g、ポリオールとして、PBA2500 592.5g、硬化剤として、TMP 57.5g、PHA1000 325.7gとした以外は実施例16と同様に行った。
<Example 22>
The same procedure as in Example 16 was repeated except that the isocyanate was 187.5 g of 4,4'-MDI and 220.0 g of MR400, the polyol was 592.5 g of PBA2500, and the curing agents were 57.5 g of TMP and 325.7 g of PHA1000.
<実施例23>
イソシアネートとして、4,4’-MDI 163.0g、MR400 250.0g、ポリオールとして、PBA2500 587.0gとした以外は実施例22と同様に行った。
<Example 23>
The same procedure as in Example 22 was repeated except that the isocyanate was 163.0 g of 4,4'-MDI, 250.0 g of MR400, and the polyol was 587.0 g of PBA2500.
<実施例24>
硬化剤として、TMP 50.3g、PHA1000 285.0gとした以外は実施例22と同様に行った。
<Example 24>
The same procedure as in Example 22 was repeated except that 50.3 g of TMP and 285.0 g of PHA1000 were used as the curing agents.
<実施例25>
硬化剤として、TMP 63.8g、PHA1000 255.3gとした以外は、実
施例24と同様に行った。
<Example 25>
The same procedure as in Example 24 was repeated except that 63.8 g of TMP and 255.3 g of PHA1000 were used as the curing agents.
<実施例26>
接着剤を注型用ウレタン樹脂と金属との一液型接着剤(商品名:メタロックUA、東洋化学研究所社製)とした以外は、実施例4と同様に行った。
<Example 26>
The same procedure was carried out as in Example 4, except that the adhesive used was a one-liquid adhesive for casting urethane resin and metal (product name: Metalock UA, manufactured by Toyo Kagaku Kenkyusho).
<実施例27>
離型剤を離型剤Bとした以外は、実施例4と同様に行った。離型剤Bは、ELEMENT14 PDMS 1000-JC 4.05g(商品名、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製)、ELEMENT14 PDMS 10K-JC 4.95g(商品名、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製)、SR1000 6.00g(商品名、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製)、EXXSOL DSP145/160 85gを混合したものを用いた。
<Example 27>
The same procedure was carried out as in Example 4, except that the release agent was changed to release agent B. Release agent B was a mixture of 4.05 g of ELEMENT14 PDMS 1000-JC (trade name, manufactured by Momentive Performance Materials), 4.95 g of ELEMENT14 PDMS 10K-JC (trade name, manufactured by Momentive Performance Materials), 6.00 g of SR1000 (trade name, manufactured by Momentive Performance Materials), and 85 g of EXXSOL DSP145/160.
<実施例28>
接着剤を注型用ウレタン樹脂と金属との一液型接着剤(商品名:メタロックUA、東洋化学研究所社製)とした以外は、実施例27と同様に行った。
<Example 28>
The same procedure was carried out as in Example 27, except that the adhesive used was a one-component adhesive for casting urethane resin and metal (product name: Metalock UA, manufactured by Toyo Kagaku Kenkyusho).
<実施例29>
離型剤を離型剤Cとした以外は、実施例4と同様に行った。離型剤Cは、フッ素樹脂含有金属離型剤(商品名:フロロサーフFG-5093F130-0.5、フロロテクノロジー社製)を用いた。ウレタン組成物を注入する前の金型に130℃で塗布し乾燥を行った。
<Example 29>
The same procedure as in Example 4 was carried out, except that the release agent was changed to release agent C. Release agent C was a fluororesin-containing metal release agent (product name: Fluorosurf FG-5093F130-0.5, manufactured by Fluoro Technology Co., Ltd.). It was applied to the mold before the urethane composition was poured therein and dried at 130°C.
<実施例30>
接着剤を注型用ウレタン樹脂と金属との一液型接着剤(商品名:メタロックUA、東洋化学研究所社製)とした以外は、実施例29と同様に行った。
<Example 30>
The same procedure was carried out as in Example 29, except that the adhesive used was a one-liquid adhesive for casting urethane resin and metal (product name: Metalock UA, manufactured by Toyo Kagaku Kenkyusho).
<実施例31>
実施例3で得られたクリーニングブレードに、紫外線強度32.8mW/cm2の紫外線照射処理装置を用いて、紫外線照射を15秒間行い、紫外線積算光量492mJ/cm2の表面処理を行った以外は、実施例3と同様に行った。
紫外線照射処理装置の光源は、254nmを最大発光ピークとする酸化チタン含有の石英ガラスを用いた低圧水銀オゾンレスランプ(東芝ライテック社製)を用いた。
<Example 31>
The cleaning blade obtained in Example 3 was irradiated with ultraviolet rays for 15 seconds using an ultraviolet ray irradiation treatment device with an ultraviolet ray intensity of 32.8 mW/ cm2 , and a surface treatment was performed with an ultraviolet ray integrated light quantity of 492 mJ/ cm2 . The same procedure as in Example 3 was performed, except that the surface treatment was performed.
The light source of the ultraviolet irradiation treatment device was a low-pressure mercury ozone-less lamp (manufactured by Toshiba Lighting & Technology Corporation) using titanium oxide-containing quartz glass with a maximum emission peak at 254 nm.
<実施例32>
実施例7で得られたクリーニングブレードに、紫外線強度32.8mW/cm2の紫外線照射処理装置を用いて、紫外線照射を60秒間行い、紫外線積算光量1968mJ/cm2の表面処理を行った以外は、実施例31と同様に行った。
<Example 32>
The cleaning blade obtained in Example 7 was irradiated with ultraviolet rays for 60 seconds using an ultraviolet ray irradiation treatment device with an ultraviolet ray intensity of 32.8 mW/ cm2 , and a surface treatment was performed with an ultraviolet ray integrated light quantity of 1968 mJ/ cm2 . The same procedure was carried out as in Example 31.
<実施例33>
実施例25で得られたクリーニングブレードに、紫外線強度32.8mW/cm2の紫外線照射処理装置を用いて、紫外線照射を120秒間行い、紫外線積算光量3936mJ/cm2の表面処理を行った以外は、実施例31と同様に行った。
<Example 33>
The cleaning blade obtained in Example 25 was irradiated with ultraviolet rays for 120 seconds using an ultraviolet irradiation treatment device with an ultraviolet intensity of 32.8 mW/ cm2 , and a surface treatment was performed with an ultraviolet integrated light quantity of 3936 mJ/ cm2 . The same procedure was carried out as in Example 31.
<比較例1>
イソシアネートとして、4,4’-MDI 334.7g、ポリオールとして、PBA2500 665.3g、硬化剤として、1,4-BD 19.4g、グリセリン15.5g、PBA1000 159.0gとした以外は、実施例1と同様に行った。比較例1に係る弾性部材から得られた2値化像を図11(b)に示す。
<Comparative Example 1>
Except for using 334.7 g of 4,4'-MDI as the isocyanate, 665.3 g of PBA2500 as the polyol, and 19.4 g of 1,4-BD, 15.5 g of glycerin, and 159.0 g of PBA1000 as the curing agent, the same procedure as in Example 1 was carried out. The binarized image obtained from the elastic member according to Comparative Example 1 is shown in Fig. 11(b).
<比較例2>
比較例1で得られたクリーニングブレードに、紫外線強度32.8mW/cm2の紫外線照射処理装置を用いて、紫外線照射を150秒間行い、紫外線積算光量4920mJ/cm2の表面処理を行った以外は、比較例1と同様に行った。
<Comparative Example 2>
The cleaning blade obtained in Comparative Example 1 was subjected to ultraviolet irradiation for 150 seconds using an ultraviolet irradiation treatment device with an ultraviolet intensity of 32.8 mW/ cm2 , and surface treatment was performed with an ultraviolet integrated light quantity of 4920 mJ/ cm2 . The same procedures as in Comparative Example 1 were carried out.
<比較例3>
イソシアネートとして、4,4’-MDI 296.6g、ポリオールとして、数平均分子量2000のブチレンアジペートポリエステルポリオール(商品名:ニッポラン4010、東ソー株式会社製)(以下PBA2000と表す) 703.4g、硬化剤として、1,4-BD 62.0g、グリセリン15.5g、触媒として、Polycat46を添加せず、No.25 0.23gとした以外は、実施例1と同様にして得られたクリーニングブレードを、130℃で60分間二次硬化を行った後、弾性部材の先端2mmを、80℃で溶解した4,4’-MDIに3分間浸漬した後、酢酸ブチルでブレード表面に付着した4,4’-MDIを洗浄した。その後、24時間エージングし、表面処理クリーニングブレードを得た。得られたクリーニングブレードを実施例1と同様に評価を行った。
<Comparative Example 3>
The cleaning blade obtained in the same manner as in Example 1 was subjected to secondary curing at 130° C. for 60 minutes, after which 2 mm of the tip of the elastic member was immersed in 4,4′-MDI dissolved at 80° C. for 3 minutes, and then the 4,4′-MDI attached to the blade surface was washed off with butyl acetate. The blade was then aged for 24 hours to obtain a surface-treated cleaning blade. The obtained cleaning blade was evaluated in the same manner as in Example 1.
<比較例4>
イソシアネートとして、4,4’-MDI 296.6g、ポリオールとして、PBA2000 703.4g、硬化剤として、1,4-BD 26.5g、グリセリン39.7g、触媒として、Polycat46を添加せず、No.25 0.23gとし、脱型後に130℃で60分間二次硬化を行った以外は、実施例1と同様に行った。
<Comparative Example 4>
The same procedure as in Example 1 was carried out except that 296.6 g of 4,4'-MDI was used as the isocyanate, 703.4 g of PBA2000 was used as the polyol, 26.5 g of 1,4-BD and 39.7 g of glycerin were used as the curing agent, Polycat46 was not added as the catalyst, and 0.23 g of No. 25 was used. After demolding, secondary curing was carried out at 130°C for 60 minutes.
1:クリーニングブレード、2:弾性部材、3:支持部材、4:被清掃部材に面する主面、5:主面と共に先端側エッジを形成する先端面、6:被清掃部材、R:被清掃部材の回転方向 1: cleaning blade, 2: elastic member, 3: support member, 4: main surface facing the member to be cleaned, 5: tip surface forming the tip edge together with the main surface, 6: member to be cleaned, R: rotation direction of the member to be cleaned
Claims (4)
該クリーニングブレードの該被清掃部材の表面と当接する側を該クリーニングブレードの先端側と定義したときに、
該弾性部材は、少なくとも該先端側において、該被清掃部材に面する主面と、該主面と共に先端側エッジを形成する先端面とを有する板形状を有し、
該先端面に、該先端側エッジと平行に、該先端側エッジとの距離が10μmである第1の線分を引いたと仮定し、該第1の線分の長さをLとし、該第1の線分上の一端側から1/8L、1/2L、7/8Lの点を各々、P0、P1、P2としたとき、
該第1の線分上の該P0、該P1及び該P2の各々を中心とする、該第1の線分上の1μmピッチの各70点における、SPMを用いて測定される該弾性部材の弾性率の平均値が、15MPa以上470MPa以下であり、
該弾性率の変動係数が、6.0%以下であり、
該P1の位置で測定される該弾性部材のマルテンス硬度をHM1とし、該弾性部材の、該P1を含む該先端面及び該先端側エッジに直交する断面に、該主面と該先端面とがなす角の二等分線を引いたと仮定したときの、該二等分線上の該先端側エッジからの距離が500μmの位置において測定される該弾性部材のマルテンス硬度をHM2としたとき、
該HM1と該HM2との差の絶対値が、0.10N/mm2以下であり、
該先端面の、該P0、該P1及び該P2の各々を重心とする、一辺の長さが1μmであり、かつ、一辺が該第1の線分と平行な正方形の観察領域の3つの各々におけるハードセグメントの全数(S1)に対する、円相当径が40nm以下のハードセグメントの数(S2)の占める割合〔(S2/S1)×100〕が、92%以上であり、
該S1が、300個以上1500個以下であり、
かつ、
該先端面に、該先端側エッジと平行に、該先端側エッジとの距離が0.5mmである第3の線分を引いたと仮定し、該第3の線分の長さをL’とし、該第3の線分上の一端側から1/8L’、1/2L’、7/8L’の点を各々、P0’、P1’、P2’とし、
該P0’、該P1’及び該P2’の各々においてサンプリングされる試料を、イオン化室内で加熱気化させ、試料分子をイオン化する直接試料導入方式の質量分析計を用いて、
昇温速度10℃/sで1000℃まで加熱したときに得られる、全てのイオンの検出量をM1とし、ポリメリックMDIに由来するm/z値が380.5~381.5の範囲に対応する抽出イオンサーモグラムのピークの積分強度をM2とし、4,4’-MDIに由来するm/z値が249.5~250.5の範囲に対応する抽出イオンサーモグラムのピークの積分強度をM3とし、4,4’-MDIのイソシアヌレート体に由来するm/z値が749.5~750.5の範囲に対応する抽出イオンサーモグラムのピークの積分強度をM4としたとき、
M2/M1が、0.001~0.015であり、
M3/M1が、0.04~0.10であり、
M4/M1が、0.001以下であり、
該ポリウレタンにおける三官能アルコールの濃度が、0.22~0.39mmol/gであり、
該P0’、該P1’及び該P2’の各々においてサンプリングされる試料の示差走査熱量測定によって得られるDSCチャートにおいて、
唯一の吸熱ピークのピークトップ温度が、200℃以上であり、
該吸熱ピークの融解開始温度が、175℃以上であり、
該融解開始温度と該ピークトップ温度との差が15℃以上である、ことを特徴とする電子写真用クリーニングブレード。 1. An electrophotographic cleaning blade comprising an elastic member containing polyurethane and a support member supporting the elastic member, the cleaning blade cleaning a surface of a moving member to be cleaned by bringing a part of the elastic member into contact with the surface of the member to be cleaned,
When the side of the cleaning blade that contacts the surface of the member to be cleaned is defined as the tip side of the cleaning blade,
the elastic member has a plate shape having a main surface facing the member to be cleaned at least at the tip side and a tip surface forming a tip edge together with the main surface,
Assuming that a first line segment is drawn on the tip surface in parallel to the tip edge with a distance of 10 μm from the tip edge , the length of the first line segment is L, and points 1/8L, 1/2L, and 7/8L from one end side on the first line segment are P0, P1, and P2, respectively,
an average value of the elastic modulus of the elastic member measured using an SPM at 70 points on the first line segment at a pitch of 1 μm and centered on each of the points P0, P1, and P2 on the first line segment is 15 MPa or more and 470 MPa or less ;
The coefficient of variation of the elastic modulus is 6.0% or less,
The Martens hardness of the elastic member measured at the position P1 is defined as HM1 , and assuming that a bisector of an angle between the main surface and the tip surface is drawn on a cross section of the elastic member that includes P1 and is perpendicular to the tip surface and the tip edge, the Martens hardness of the elastic member measured at a position on the bisector that is 500 μm away from the tip edge is defined as HM2.
The absolute value of the difference between HM1 and HM2 is 0.10 N/mm2 or less ;
the ratio [(S2/S1)×100] of the number of hard segments (S2) having a circle equivalent diameter of 40 nm or less to the total number of hard segments (S1) in each of three square observation regions on the tip surface, each of which has a center of gravity at P0, P1, and P2, a side length of 1 μm, and a side parallel to the first line segment, is 92% or more;
The S1 is 300 or more and 1500 or less,
and,
Assume that a third line segment is drawn on the tip surface in parallel to the tip edge with a distance of 0.5 mm from the tip edge, the length of the third line segment is L', and points 1/8L', 1/2L', and 7/8L' from one end side on the third line segment are P0', P1', and P2', respectively;
A direct sample introduction type mass spectrometer is used in which the samples sampled at each of P0', P1', and P2' are heated and vaporized in an ionization chamber, and the sample molecules are ionized.
When the amount of all ions detected when the sample is heated to 1000° C. at a heating rate of 10° C./s is M1, the integral intensity of the peak in the extracted ion thermogram corresponding to the m/z value in the range of 380.5 to 381.5 derived from the polymeric MDI is M2, the integral intensity of the peak in the extracted ion thermogram corresponding to the m/z value in the range of 249.5 to 250.5 derived from 4,4'-MDI is M3, and the integral intensity of the peak in the extracted ion thermogram corresponding to the m/z value in the range of 749.5 to 750.5 derived from the isocyanurate of 4,4'-MDI is M4,
M2/M1 is 0.001 to 0.015,
M3/M1 is 0.04 to 0.10,
M4/M1 is 0.001 or less,
The concentration of the trifunctional alcohol in the polyurethane is 0.22 to 0.39 mmol/g;
In a DSC chart obtained by differential scanning calorimetry of a sample sampled at each of the P0', the P1', and the P2',
The peak top temperature of the only endothermic peak is 200° C. or higher;
The melting onset temperature of the endothermic peak is 175° C. or higher;
a difference between the melting initiation temperature and the peak top temperature being 15° C. or more ;
3. An electrophotographic image forming apparatus comprising the electrophotographic cleaning blade according to claim 1 or 2 .
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