JPH0341833B2 - - Google Patents
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- JPH0341833B2 JPH0341833B2 JP57140486A JP14048682A JPH0341833B2 JP H0341833 B2 JPH0341833 B2 JP H0341833B2 JP 57140486 A JP57140486 A JP 57140486A JP 14048682 A JP14048682 A JP 14048682A JP H0341833 B2 JPH0341833 B2 JP H0341833B2
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- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
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- G03G21/0005—Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge for removing solid developer or debris from the electrographic recording medium
- G03G21/0011—Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge for removing solid developer or debris from the electrographic recording medium using a blade; Details of cleaning blades, e.g. blade shape, layer forming
- G03G21/0017—Details relating to the internal structure or chemical composition of the blades
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Description
本発明は、電子写真複写機用クリーニングブレ
ードに関するものである。
一般に電子写真複写機、特に普通紙を記録紙と
して用いる電子写真複写機においては、感光体に
形成された潜像をトナーにより現像しトナー像を
記録紙に転写させることにより、感光体を繰り返
して使用するようにしており、このため、1回の
電子写真プロセスの最終工程として、感光体をク
リーニングしてこれに付着している残留トナーを
除去することが必要である。斯かるクリーニング
の方式の一例として弾性体より成るクリーニング
ブレードを、感光体に対接せしめて相対的に摺擦
せしめるブレードクリーニング方式が知られてお
り、この方式は構成が非常に簡単である点で有利
である。
従来、このブレードクリーニング方式に用いら
れるブレードの材質としては、ウレタンゴム、シ
リコンゴム、フツ素ゴム、クロロプレンゴム、ブ
タジエンゴム等が知られているが、このうちウレ
タンゴムは他のゴムに比して、その力学的特性、
特に耐摩耗性がすぐれている点で極めて有用なも
のである。
従来、クリーニングブレードにおいては、例え
ばポリエチレンアジペートエステル、ポリオキシ
プロピレングリコール若しくはカプロラクトンエ
ステル等とポリイソシアネートとを反応せしめて
得られるウレタンゴムが材質として使用され得る
ことが例えば特開昭54−104840号公報に記載され
ている。しかしながら、このような物質群に属す
る物質が、その構造或いは分子量等の如何にかか
わらず、すべてクリーニングブレードとして好適
であるのではない。事実、本発明者等の研究によ
つても、温度安定性、機械的強度、耐湿性等の点
で必ずしも良好なクリーニング効果が得られず実
用上好適とは言い難いものも少なくないことが確
認されている。このような事情から、現在実用に
供されているクリーニングブレードとしては、ポ
リエチレンアジペートエステルを原料とし、4,
4′−ジメチレンジイソシアネート、1,5−ナフ
チレンジイソシアネート等をポリイソシアネート
原料とし、これらを硬化剤である1,4−ブタン
ジオール等のグリコールの作用により反応硬化せ
しめたものが用いられている。
この従来実用化されているクリーニングブレー
ド(以下「従来ブレード」という。)には次のよ
うな欠点がある。
第1の欠点は、従来ブレードは雰囲気温度の変
化によりその特性が大きく変化することである。
通常の電子写真複写機の内部においては、定着用
熱源、原稿露光用ランプ、装置駆動用モータ等よ
り相当多量の熱が発せされ、またクリーニングブ
レードそれ自体が感光体との摩擦によつて発熱す
るため、クリーニングブレードは複写機外の環境
温度よりも10〜20℃程度高くなる場合がある一
方、環境温度も通常0〜35℃程度の温度範囲内で
変化し、しかも複写機の使用開始時にはクリーニ
ングブレードも環境温度と略等しい温度状態とな
つている場合も多く、結局クリーニングブレード
は例えば5〜50℃と相等広い温度範囲内の温度状
態でクリーニングを行なうこととなる。そしてそ
の温度状態の如何にかかわらずに安定したクリー
ニング作用が発揮されることが必要であるが、従
来ブレードの材質のウレタンゴムは、温度安定性
が小さくて硬度、引張り強さ、反発弾性等の温度
による変化が大きいものであり、このため常に良
好なクリーニング作用を得ることができない。即
ち、ブレードクリーニング方式において良好なク
リーニング作用を得るためには、感光体の特性、
現像用トナーの特性、更には他のプロセス条件と
の関連において、クリーニングブレードが特定の
物性値例えば硬度(好ましくはJISK6301Aスケ
ール硬度で60〜95度)、引張り強さ(好ましくは
JISK6301による値が250Kg/cm2以上、より好まし
くは300Kg/cm2以上)、反発弾性(好ましくは
JISK6301による値が20%以上)等の物性値を有
し、しかも当該ブレードの厚さ、形状、取り付け
における感光体に対する押圧力等の条件が或る特
定の条件下にあることが必要であるが、温度変化
により上記物性値が仮に1つでも大きく変化する
と他の条件とのバランスが崩れ、結局良好なクリ
ーニング作用が得られる温度条件が限定されて常
に所期のクリーニングを行なうことができず、感
光体を損傷させる場合もある。
第2の欠点は、従来ブレードは、その特性の経
時的劣化が大きいことである。このため、従来ブ
レートは、その製品化後長期間に亘つて保存した
後に用いる場合、或いはコピー頻度が小さい複写
機に組み込まれた場合に、耐用コピー回数が大幅
に制限されることになる。従来ブレードのこの経
時的劣化は、その材質のウレタンゴムの加水分解
と結晶化の進行が主たる原因となつて生ずること
が究明された。そして加水分解は、クリーニング
ブレードの周囲雰囲気の湿度と温度が高い程大き
な速度で進行し、加水分解によつて結晶化し易い
状態となる。
この加水分解が進行すると当該ウレタンゴムの
前記物性値が低下し、弾性体としての強度が小さ
くなる。斯かる現像が生ずると、クリーニングブ
レードは初期装着時に比較して軟い状態となるた
め感光体との実際の接触面積が増大し、その結果
として単位面積当りの感光体に対する押圧力が減
少し、このために感光体上の残留トナーに対する
掻落し力が小さくなつてクリーニング不良の原因
となるものと考えられる。
また、従来ブレードのウレタンゴムが加水分解
の進行したものである場合に、当該従来ブレード
を比較的低い温度で使用するとウレタンゴムの結
晶化が進行し、その結果、当該ウレタンゴムは硬
度が高くなつて柔軟性を失うと共に脆いものとな
る。そしてこのような状態に陥ると、ブレードク
リーニング方式において不可欠な、ブレードの先
端エツジ部が均一な押圧力で感光体の全幅に当接
するという状態が得られなくなり、結局良好なク
リーニングを行なうことができなくなる。
本発明は、従来ブレードにおける以上の如き欠
点を軽減除去し、温度変化に対する安定性及び熱
的耐久性が大きく、しかも長期間に亘つて良好な
クリーニングを安定に行なうことができる電子写
真複写機用クリーニングブレードを提供すること
を目的とする。
以上の目的は、感光体の表面をこれと摺擦して
クリーニングする電子写真複写機用クリーニング
ブレードにおいて、30重量%以上のカプロラクト
ンエステル成分を含有し1000〜4000の平均分子量
を有するポリカプロラクトンエステルとポリイソ
シアネートとを反応硬化せしめて得られるウレタ
ンゴムを材質として構成した電子写真複写機用ク
リーニングブレードにより達成される。
本発明クリーニングブレードの材質であるウレ
タンゴムの特徴は、特定量(30重量%以上)のカ
プロラクトンエステル成分を含むポリカプロラク
トンエステルによるものである点にある。このよ
うな特徴を有するウレタンゴムを材質とするクリ
ーニングブレードは、良好な物性を有し、しかも
その物性の温度安定性並びに耐加水分解性、保存
中の経時変化等において優れた特性を有する。そ
の理由は明かではないが、カプロラクトン環の有
する高い反応エネルギーが結果的にクリーニング
ブレードとして特性の優れたウレタンゴムを形成
するに到るものと推擦される。本発明者等の研究
によれば、ポリカプロラクトンエステル中のカプ
ロラクトンエステル成分割合があまり低いと求め
る効果が得られず、少なくとも30重量%以上を含
有するポリカプロラクトンエステルを用いること
が必要である。そして、前記ポリカプロラクトン
エステルをポリイソシアネートと作用させて得ら
れる単なるウレタン結合体は必ずしも優れた特性
が得られないことが多く、さらに硬化剤により硬
化されたウレタンゴムが好ましく、特にその物性
値例えばJISK6301Aスケールによる硬度が60〜
95度、JISK6301による引張り強さが250Kg/cm2以
上、より好ましくは300Kg/cm2以上、JISK6301に
よる反発弾性が20%以上のウレタンゴムが望まし
い。
本発明クリーニングブレードの材質であるウレ
タンゴムの原料となるポリカプロラクトンエステ
ルは、平均分子量が1000〜4000の範囲のものであ
る。ここに平均分子量の測定法は、ポリカプロラ
クトンエステルに無水酢酸及びピリジンより成る
アセチル化試薬を加え、規定の反応温度及び一定
時間でアセチル化させ、生ずる酢酸を中和する要
する水酸化カリウムの量により末端OH基を定量
し、数平均分子量を測定したときの値である。
また実際上ポリカプロラクトンエステルは結合
状態の異つた多種の成分の混合体として得られる
ため、特定の構造式により規定することは必ずし
も適切ではないが、前記ポリカプロラクトンエス
テルを一般式〔〕で示すとすれば、ほぼ下記の
如きものと考えられる。
一般式〔〕
HO−〔X1〕−nR−〔X2〕−oOH
式中、X1、X2はカプロラクトン環の開裂残基
であつて互に同じでも異つてもよく、m、nの和
は2〜35、m:nが1:3〜3:1となるような
範囲である。RはX1、X2の連結基で炭素原子数
約300以下の2価の有機基である。また一般式
〔〕で示される化合物の平均分子量(前記測定
法に基く分子量)は1000〜4000であり、カプロラ
クトンエステル成分(X1+X2)の含有量は30重
量%以上である。
上記一般式〔〕で示されるポリカプロラクト
ンエステルを製造するためには、同種または異種
のカプロラクトン化合物2〜35モルに対して1モ
ルの重合開始剤を加え、温度150〜300℃の条件下
で開環付加重合せしめて平均分子量1000〜4000の
ポリカプロラクトンエステルを得る。前記重合開
始剤としては、例えば−OH基、−NH2基または
−SH基等の活性水素基を少なくとも2個有する
有機化合物が用いられる。
前記一般式〔〕におけるカプロラクトン環開
裂残基を形成するためのカプロラクトン化合物は
3〜7員ラクトン環を有し、炭素原子数が6個の
化合物であるが、ラクトン環を構成する炭素原子
にさらにメチル基またはエチル基等の低級アルキ
ル基が結合されたものも含まれる。
斯かるカプロラクトン化合物の具体例としては
次のものを挙げることができる。
また前記一般式〔〕における連結基Rを形成
するための重合開始剤としては、例えば下記の化
合物例を挙げることができる。
The present invention relates to a cleaning blade for an electrophotographic copying machine. In general, electrophotographic copying machines, especially electrophotographic copying machines that use plain paper as recording paper, develop the latent image formed on the photoreceptor with toner and transfer the toner image to the recording paper, thereby repeatedly printing the photoreceptor. Therefore, as a final step in a single electrophotographic process, it is necessary to clean the photoreceptor to remove residual toner adhering to it. As an example of such a cleaning method, a blade cleaning method is known in which a cleaning blade made of an elastic material is brought into contact with the photoreceptor and rubbed against the photoreceptor, and this method has the advantage of being very simple in structure. It's advantageous. Conventionally, known materials for blades used in this blade cleaning method include urethane rubber, silicone rubber, fluorine rubber, chloroprene rubber, butadiene rubber, etc. Among these, urethane rubber is more expensive than other rubbers. , its mechanical properties,
In particular, it is extremely useful in terms of its excellent wear resistance. Conventionally, in the cleaning blade, for example, urethane rubber obtained by reacting polyethylene adipate ester, polyoxypropylene glycol, caprolactone ester, etc. with polyisocyanate can be used as a material, as disclosed in JP-A-54-104840. Are listed. However, not all substances belonging to this group of substances are suitable as cleaning blades, regardless of their structure, molecular weight, etc. In fact, research conducted by the present inventors has confirmed that there are many products that do not necessarily provide good cleaning effects in terms of temperature stability, mechanical strength, moisture resistance, etc., and are therefore not suitable for practical use. has been done. Due to these circumstances, the cleaning blades currently in practical use are made from polyethylene adipate ester,
Polyisocyanate raw materials such as 4'-dimethylene diisocyanate and 1,5-naphthylene diisocyanate are used, which are reaction-cured by the action of a glycol such as 1,4-butanediol as a curing agent. This conventional cleaning blade (hereinafter referred to as "conventional blade") has the following drawbacks. The first drawback is that the characteristics of conventional blades change significantly due to changes in ambient temperature.
Inside an ordinary electrophotographic copying machine, a considerable amount of heat is emitted from the heat source for fixing, the lamp for exposing documents, the motor for driving the device, etc., and the cleaning blade itself generates heat due to friction with the photoreceptor. Therefore, the cleaning blade may be about 10 to 20 degrees Celsius higher than the environmental temperature outside the copying machine, while the environmental temperature usually changes within a temperature range of about 0 to 35 degrees Celsius, and the cleaning blade must not be cleaned when the copying machine is first used. In many cases, the blade is also at a temperature substantially equal to the environmental temperature, and as a result, the cleaning blade ends up cleaning within a relatively wide temperature range of, for example, 5 to 50°C. It is necessary to have a stable cleaning effect regardless of the temperature state, but urethane rubber, which is the material for conventional blades, has low temperature stability and has poor hardness, tensile strength, impact resilience, etc. It is subject to large temperature changes, and therefore cannot always provide a good cleaning effect. That is, in order to obtain a good cleaning effect in the blade cleaning method, the characteristics of the photoreceptor,
In relation to the characteristics of the developing toner and other process conditions, the cleaning blade has specific physical properties such as hardness (preferably 60 to 95 degrees on the JISK6301A scale hardness), tensile strength (preferably
Value according to JISK6301 is 250Kg/cm 2 or more, more preferably 300Kg/cm 2 or more), impact resilience (preferably
The blade must have physical properties such as 20% or more according to JISK6301, and the blade must meet certain conditions such as thickness, shape, and pressure against the photoreceptor during installation. If even one of the above physical property values changes significantly due to temperature change, the balance with other conditions will be disrupted, and the temperature conditions under which a good cleaning effect can be obtained will be limited, making it impossible to always perform the desired cleaning. It may also damage the photoreceptor. A second drawback is that conventional blades suffer from significant deterioration of their properties over time. For this reason, when the conventional plate is used after being stored for a long period of time after its commercialization, or when it is incorporated into a copying machine that makes fewer copies, the number of copies it can be used for is significantly limited. It has been determined that this deterioration of conventional blades over time is mainly caused by the progress of hydrolysis and crystallization of the urethane rubber material. The higher the humidity and temperature of the atmosphere surrounding the cleaning blade, the faster the hydrolysis progresses, and the more easily crystallization occurs due to hydrolysis. As this hydrolysis progresses, the physical properties of the urethane rubber decrease, and the strength as an elastic body decreases. When such development occurs, the cleaning blade becomes soft compared to when it is initially installed, so the actual contact area with the photoreceptor increases, and as a result, the pressing force per unit area against the photoreceptor decreases. It is believed that this reduces the force for scraping off the residual toner on the photoreceptor, causing poor cleaning. Additionally, if the urethane rubber of a conventional blade has undergone advanced hydrolysis, crystallization of the urethane rubber will progress if the conventional blade is used at a relatively low temperature, and as a result, the urethane rubber will become harder. It loses its flexibility and becomes brittle. If such a situation occurs, it will not be possible to achieve the condition in which the tip edge of the blade contacts the entire width of the photoreceptor with a uniform pressing force, which is essential in the blade cleaning method, and as a result, it will not be possible to perform good cleaning. It disappears. The present invention reduces and eliminates the above-mentioned drawbacks of conventional blades, has high stability against temperature changes and high thermal durability, and provides an electrophotographic copying machine that can stably perform good cleaning over a long period of time. The purpose is to provide cleaning blades. The above purpose is to use a cleaning blade for an electrophotographic copying machine that cleans the surface of a photoreceptor by rubbing it with the polycaprolactone ester containing a caprolactone ester component of 30% by weight or more and having an average molecular weight of 1000 to 4000. This is achieved by a cleaning blade for an electrophotographic copying machine made of urethane rubber obtained by reaction-curing with polyisocyanate. A feature of the urethane rubber that is the material of the cleaning blade of the present invention is that it is made of polycaprolactone ester containing a specific amount (30% by weight or more) of a caprolactone ester component. A cleaning blade made of urethane rubber having such characteristics has good physical properties, and has excellent physical properties such as temperature stability, hydrolysis resistance, and change over time during storage. The reason for this is not clear, but it is believed that the high reaction energy of the caprolactone ring results in the formation of urethane rubber with excellent properties as a cleaning blade. According to the research conducted by the present inventors, if the proportion of caprolactone ester component in the polycaprolactone ester is too low, the desired effect cannot be obtained, and it is necessary to use a polycaprolactone ester containing at least 30% by weight or more. A simple urethane bond obtained by reacting the polycaprolactone ester with a polyisocyanate often does not necessarily have excellent properties, and urethane rubber cured with a curing agent is preferable, especially its physical properties such as JISK6301A Hardness by scale is 60~
Urethane rubber with a tensile strength of 250 Kg/cm 2 or more, more preferably 300 Kg/cm 2 or more according to JISK6301, and a rebound resilience of 20% or more according to JISK6301 at 95 degrees is desirable. Polycaprolactone ester, which is a raw material for the urethane rubber that is the material of the cleaning blade of the present invention, has an average molecular weight in the range of 1,000 to 4,000. The average molecular weight is measured by adding an acetylating reagent consisting of acetic anhydride and pyridine to polycaprolactone ester, acetylating it at a specified reaction temperature and for a certain period of time, and then determining the amount of potassium hydroxide required to neutralize the acetic acid produced. This value is obtained by quantifying the terminal OH group and measuring the number average molecular weight. In addition, since polycaprolactone ester is actually obtained as a mixture of various components with different bonding states, it is not necessarily appropriate to define it by a specific structural formula, but if the polycaprolactone ester is represented by the general formula [] Then, it can be considered as something like the following. General formula [] HO-[X 1 ] -n R-[X 2 ] -o OH In the formula, X 1 and X 2 are cleavage residues of the caprolactone ring and may be the same or different, m, The sum of n is in the range of 2 to 35, and m:n is in the range of 1:3 to 3:1. R is a linking group for X 1 and X 2 and is a divalent organic group having about 300 or less carbon atoms. Further, the average molecular weight (molecular weight based on the above measurement method) of the compound represented by the general formula [] is 1000 to 4000, and the content of the caprolactone ester component (X 1 +X 2 ) is 30% by weight or more. In order to produce the polycaprolactone ester represented by the above general formula [], 1 mole of polymerization initiator is added to 2 to 35 moles of the same or different kind of caprolactone compound, and the polymerization is initiated at a temperature of 150 to 300°C. Cycloaddition polymerization is performed to obtain a polycaprolactone ester having an average molecular weight of 1000 to 4000. As the polymerization initiator, an organic compound having at least two active hydrogen groups such as -OH group, -NH2 group, or -SH group is used. The caprolactone compound for forming the caprolactone ring-cleaved residue in the above general formula [] has a 3- to 7-membered lactone ring and has 6 carbon atoms, but the carbon atoms constituting the lactone ring further contain Also included are those to which a lower alkyl group such as a methyl group or an ethyl group is bonded. Specific examples of such caprolactone compounds include the following. Further, examples of the polymerization initiator for forming the linking group R in the general formula [] include the following compounds.
【表】【table】
【表】
なお本発明クリーニングブレードに有利に用い
られるポリカプロラクトンエステルの市販品とし
て例えば下記商品名のものがある。
「NIAXPCP 0240」(ユニオンカーバイド社
製)
「CATA 220」(ラポルデ社製)
「ODX−640」(大日本インキ社製)
以上のポリカプロラクトンエステルは、硬化剤
の存在下にポリイソシアネートと反応して本発明
クリーニングブレードの材質であるウレタンゴム
を与えるが、ここにポリイソシアネートとして
は、例えば次のものを好適なものとして挙げるこ
とができる。[Table] As commercially available polycaprolactone esters that can be advantageously used in the cleaning blade of the present invention, there are, for example, those with the following trade names. "NIAXPCP 0240" (manufactured by Union Carbide) "CATA 220" (manufactured by LaPolde) "ODX-640" (manufactured by Dainippon Ink) The above polycaprolactone esters react with polyisocyanate in the presence of a curing agent. The urethane rubber which is the material of the cleaning blade of the present invention is provided, and the following polyisocyanates can be mentioned as suitable examples.
【表】【table】
【表】
デユポン
社製
[Front] Manufactured by DuPont
【表】【table】
【表】
また硬化剤の具体例としては、次のものを挙げ
ることができる。
以上のポリカプロラクトンエステル、ポリイソ
シアネート及び硬化剤を用いて、ウレタンゴムか
ら成る本発明クリーニングブレードを製造するに
は、次のようにするのが好適である。即ち脱水処
理を行なつたポリカプロラクトンエステルとポリ
イソシアネートとを混合し、温度70〜150℃で10
〜120分間反応させてウレタンプレポリマーを調
製し、このウレタンプレポリマーに対し、ポリイ
ソシアネートによるイソシアネート基のモル数
と、ポリエステル及び硬化剤による水酸基及び/
またはアミノ基のモル数との比が1.00〜1.30にな
るような割合で硬化剤を加えて液状のゴム組成物
を作り、このゴム組成物を例えば温度約140℃に
保温した遠心鋳造機に注入する。第1図は遠心鋳
造機の一例を示し、図中1は加熱室、2は加熱室
1を加熱するための加熱流体流路、3は断熱材
層、4は開閉扉、5は円筒状ロータ、6は駆動
軸、7はモータを示し、ゴム組成物は高速で回転
されているロータ5内に注入され、その回転によ
る遠心力によつて、ロータ5の内周面による鋳造
面上に均一な厚さに展延して円筒形の膜状体8
(鎖線で示す。)が形成される。この膜状体8は硬
化剤による架橋の進行と共に固化され、斯くして
形成されたウレタンゴム固化層は、鋳造面から剥
離され、その後熱処理及び数日間の熟成を経てブ
レード用ゴム板が形成され、このゴム板が、予定
の電子写真複写機の規格に合せて切断されてクリ
ーニングブレードが製造される。
斯くして得られるゴム板の物性値、即ち硬度は
JISK6301Aスケールで60〜95度、引張り強さは
JISK6301で250Kg/cm2以上、好ましくは300Kg/
cm2以上、反発弾性はJISK6301で20%以上である
ことが望ましい。
以上の遠心鋳造法のほか、例えばクリーニング
ブレードの形状の金型に注入固化する方法、或い
はそのような金型で加圧成形する方法等があり、
これらの何れの方法においても、ウレタンゴムか
ら成る本発明クリーニングブレードを有利に製造
することができる。
本発明クリーニングブレードは、以上のよう
に、従来ブレードとの比較においては、従来ブレ
ードの材質であるウレタンゴムのポリオール原料
であるポリエチレンジペートエステル等の代り
に、ポリカプロラクトンエステルを用いて得られ
るウレタンゴムを材質とするものであり、後述す
る実施例の説明からも明かなように、クリーニン
グブレードとして良好な物性を有し、温度変化に
よる弾性を始めとする物性の変化が小さくて温度
安定性が大きく、また高湿高温雰囲気における耐
久性が大きくて経時的劣化が僅かであり、結局電
子写真複写機用クリーニングブレードとして長期
間に亘つて良好な感光体クリーニングを安定に行
なうことができる。
本発明クニーリングブレードは、例えば次のよ
うにして用いられる。
即ち、反復転写式電子写真複写機においては、
例えば回動するセレン感光体ドラム上に帯電、露
光を施して静電荷像を形成し、これをトナーによ
り現像してトナー像を形成した後例えば静電的に
転写紙に転写して転写像を形成する。一方セレン
感光体ドラム上に残留トナーが付着しているの
で、このトナーを付着せしめているドラム上の電
荷を消去した後、クリーニングブレードをセレン
感光体ドラム面に当接させて前記残留トナーをク
リーニングし、次の像形成サイクルを行なうよう
にしている。
前記クリーニングブレードは保持部材により保
持されていてセレン感光体ドラム面に対しその上
流側に向くように例えば15〜25g重/cmの押圧力
で対接するのがよいが、直角または下流側に向く
ように当接させてもよい。
以下本発明を実施例により具体的に説明するが
本発明の実施の態様がこれらより限定されるもの
ではない。
実施例
第1表に示すところに従い、カプロラクトンと
重合開始剤とを計量混合し、温度150〜350℃で約
30〜180分間付加重合せしめて合計10種のポリカ
プロラクトンエステルPLE1〜PLE10を合成し
た。[Table] Specific examples of curing agents include the following. In order to manufacture the cleaning blade of the present invention made of urethane rubber using the above-mentioned polycaprolactone ester, polyisocyanate, and curing agent, it is preferable to proceed as follows. That is, polycaprolactone ester that has been dehydrated and polyisocyanate are mixed and heated at a temperature of 70 to 150°C for 10 minutes.
A urethane prepolymer is prepared by reacting for ~120 minutes, and the number of moles of isocyanate groups from the polyisocyanate and the number of moles of isocyanate groups from the polyester and curing agent and/or
Alternatively, make a liquid rubber composition by adding a curing agent at a ratio such that the ratio to the number of moles of amino groups is 1.00 to 1.30, and then inject this rubber composition into a centrifugal casting machine kept at a temperature of, for example, about 140°C. do. Figure 1 shows an example of a centrifugal casting machine, in which 1 is a heating chamber, 2 is a heating fluid flow path for heating the heating chamber 1, 3 is a heat insulating material layer, 4 is an opening/closing door, and 5 is a cylindrical rotor. , 6 is a drive shaft, and 7 is a motor. The rubber composition is injected into the rotor 5 which is rotating at high speed, and is uniformly spread over the casting surface by the inner peripheral surface of the rotor 5 due to the centrifugal force caused by the rotation. A cylindrical membrane-like body 8 is spread out to a thickness of
(indicated by a chain line) is formed. This film-like body 8 is solidified as the crosslinking by the curing agent progresses, and the thus formed solidified urethane rubber layer is peeled off from the casting surface, and then heat-treated and aged for several days to form a rubber plate for a blade. This rubber plate is cut to meet the specifications of the intended electrophotographic copying machine to produce a cleaning blade. The physical properties of the rubber plate obtained in this way, namely the hardness, are
60-95 degrees on JISK6301A scale, tensile strength is
JISK6301: 250Kg/cm 2 or more, preferably 300Kg/
cm 2 or more, and rebound resilience is preferably 20% or more according to JISK6301. In addition to the above-mentioned centrifugal casting method, there are other methods, such as injecting and solidifying into a mold in the shape of a cleaning blade, or press-forming with such a mold.
Any of these methods can advantageously produce the cleaning blade of the present invention made of urethane rubber. As mentioned above, in comparison with conventional blades, the cleaning blade of the present invention has a urethane rubber obtained by using polycaprolactone ester instead of polyethylene dipate ester, etc., which is a polyol raw material for urethane rubber, which is the material of conventional blades. It is made of rubber, and as is clear from the explanation of the examples below, it has good physical properties as a cleaning blade, and has small changes in physical properties such as elasticity due to temperature changes, so it is temperature stable. It is large in size, has great durability in a high-humidity, high-temperature atmosphere, and exhibits little deterioration over time, so that it can be used as a cleaning blade for electrophotographic copying machines to stably perform good photoreceptor cleaning over a long period of time. The kneading blade of the present invention is used, for example, in the following manner. That is, in a repeat transfer type electrophotographic copying machine,
For example, a rotating selenium photoreceptor drum is charged and exposed to form an electrostatic charge image, and this is developed with toner to form a toner image, which is then electrostatically transferred to transfer paper, for example, to form a transferred image. Form. On the other hand, since residual toner adheres to the selenium photoreceptor drum, after erasing the charge on the drum that causes this toner to adhere, a cleaning blade is brought into contact with the selenium photoreceptor drum surface to clean the residual toner. Then, the next image forming cycle is performed. The cleaning blade is held by a holding member and preferably faces the selenium photoreceptor drum surface with a pressing force of, for example, 15 to 25 g/cm so as to face upstream. It may be brought into contact with. EXAMPLES The present invention will be specifically explained below with reference to Examples, but the embodiments of the present invention are not limited thereto. Example According to what is shown in Table 1, caprolactone and a polymerization initiator were measured and mixed, and the mixture was heated at a temperature of 150 to 350°C.
A total of 10 types of polycaprolactone esters PLE1 to PLE10 were synthesized by addition polymerization for 30 to 180 minutes.
【表】【table】
【表】
これらの10種類のポリカプロラクトンエステル
並びにポリエチレンアジペートエステルに対し、
第2表に示すところに従い、ポリイソシアネート
を加え、温度約70℃で100分間反応せしめてポリ
ウレタンプレポリマーを合成し、これにさらに必
要量の架橋剤を加えて温度120℃で2分間反応せ
しめ、なお液状を呈しているゴム組成物を、第1
図に示した遠心鋳造機の温度140℃付近に保持さ
れたロータ内に注入し、ロータを約1000回転/分
で回転し、20〜120分間そのまま回転を続けて固
化ゴム層を形成し、これを剥離して取り出し、温
度約140℃の加熱炉で180分間熱処理した後更に室
温で6〜8日間熟成し、以つて内径204mmの円筒
状の合計11種のウレタンゴム板UR1〜UR11を得
た。[Table] For these 10 types of polycaprolactone ester and polyethylene adipate ester,
According to what is shown in Table 2, polyisocyanate was added and reacted at a temperature of about 70°C for 100 minutes to synthesize a polyurethane prepolymer, and a required amount of crosslinking agent was further added thereto and reacted at a temperature of 120°C for 2 minutes, Note that the rubber composition that is in a liquid state is
It is injected into the rotor of the centrifugal casting machine shown in the figure, which is kept at a temperature of around 140°C, and the rotor is rotated at approximately 1000 revolutions per minute, continuing to rotate for 20 to 120 minutes to form a solidified rubber layer. was peeled off, taken out, heat treated in a heating furnace at a temperature of approximately 140°C for 180 minutes, and then aged for 6 to 8 days at room temperature, resulting in a total of 11 types of urethane rubber plates UR1 to UR11 in a cylindrical shape with an inner diameter of 204 mm. .
【表】【table】
【表】
これらのウレタンゴム板の厚みの分布を調べた
ところ、誤差は何れも±15μmの精度を有してい
た。斯くして得られたこれらのウレタンゴム板を
電子写真複写機「U−Bix3000」(小西六写真工
業社製)の規格に合せて切断して合計11種のクリ
ーニングブレードCB1〜CB11を得た。
以上の11種のクリーニングブレードのうち、
CB2,CB3,CB6〜CB10は本発明に係るも
のであるが、CB1はそのウレタンゴムUR1のポ
リカプロラクトンエステルPLE1の平均分子量が
800と過小のもの、CB4は同4500と過大のもの、
CB5はそのウレタンゴムUR5のポリカプロラク
トンエステルPLE5におけるカプロラクトンエス
テル成分含有割合が25重量%と過小のもの、CB
11は従来実用化されているポリエチレンアジペ
ートエステル「デスモフエン2000M」(バイエル
社製)を用いて得られたウレタンゴムを材質とす
るものである。
これらの各クリーニングブレードCB1〜CB1
1を温度70℃、相対湿度100%の条件下で25日間
強制劣化された後、電子写真複写機「U−
Bix3000」に装着して温度20℃、相対湿度60%の
条件下でコピー操作を行ない、クリーニング性能
を調べた。
結果を第3表に示す。[Table] When the thickness distribution of these urethane rubber plates was investigated, the errors were all within ±15 μm. These urethane rubber plates thus obtained were cut according to the specifications of an electrophotographic copying machine "U-Bix3000" (manufactured by Konishiroku Photo Industry Co., Ltd.) to obtain a total of 11 types of cleaning blades CB1 to CB11. Among the above 11 types of cleaning blades,
CB2, CB3, CB6 to CB10 are according to the present invention, but CB1 has an average molecular weight of polycaprolactone ester PLE1 of its urethane rubber UR1.
800 is too small, CB4 is too large at 4500,
CB5 is the polycaprolactone ester PLE5 of the urethane rubber UR5 whose caprolactone ester component content is as low as 25% by weight, CB
Material No. 11 is made of urethane rubber obtained using polyethylene adipate ester "Desmofene 2000M" (manufactured by Bayer), which has been put into practical use. Each of these cleaning blades CB1 to CB1
1 was subjected to forced deterioration for 25 days at a temperature of 70°C and a relative humidity of 100%.
Bix3000" was installed and copy operations were performed under conditions of a temperature of 20°C and a relative humidity of 60%, and the cleaning performance was investigated. The results are shown in Table 3.
【表】【table】
【表】
またクリーニングブレードCB1〜CB6,CB
8〜CB11を用いて第4表に示す種々の環境条
件下でコピー操作を行つてクリーニング性能を調
べた。結果を併せて第4表に示す。
尚、各クリーニングブレードの電子写真複写機
に対する装着は、第2図に示すように、クリーニ
ングブレード19の先端接触部と感光体ドラム1
1の表面とのなす角度が上流側表面に対して160
度となる状態で押圧力Fが25g重/cmとなるよう
にホルダー20に保持せしめることにより行なつ
た。尚第2図中、12は帯電装置、13は原稿光
像露光機構、14は現像器、15は給紙ローラ
ー、Pは転写紙通路、16は転写電極、17は分
離用電極、18は電荷消去用露光機構、21はト
ナー回収容器を示す。
以上の結果より本発明のクリーニングブレード
を反復転写式電子写真複写機に装着して像形成に
供したとき、経時変化、耐熱、耐湿性等に特に優
れていることがわかる。
次に前記クリーニングブレードCB1〜CB6,
CB8〜CB11の各々について、これらを温度70
℃、相対湿度100%の条件下で保存したときの硬
度及び引張り強さの経時変化を、初期、15日間経
過後及び25日間経過後の3段階に亘つて調べた。
結果を第5表及び第6表に示す。[Table] Also cleaning blades CB1 to CB6, CB
Copying operations were performed using CB 8 to CB 11 under various environmental conditions shown in Table 4 to examine the cleaning performance. The results are also shown in Table 4. The attachment of each cleaning blade to the electrophotographic copying machine is as shown in FIG.
The angle made with the surface of 1 is 160 with respect to the upstream surface.
This was carried out by holding it in the holder 20 so that the pressing force F was 25 g/cm. In FIG. 2, 12 is a charging device, 13 is a document light image exposure mechanism, 14 is a developer, 15 is a paper feed roller, P is a transfer paper path, 16 is a transfer electrode, 17 is a separation electrode, and 18 is a charger. The erasing exposure mechanism and 21 indicate a toner collection container. From the above results, it can be seen that when the cleaning blade of the present invention is attached to a repetitive transfer type electrophotographic copying machine and used for image formation, it is particularly excellent in terms of aging, heat resistance, moisture resistance, etc. Next, the cleaning blades CB1 to CB6,
For each of CB8 to CB11, heat them at a temperature of 70
Changes in hardness and tensile strength over time when stored under conditions of 100% relative humidity and 100% were examined at three stages: initially, after 15 days, and after 25 days.
The results are shown in Tables 5 and 6.
【表】【table】
【表】【table】
【表】
次に前記クリーニングブレードCB1〜CB3,
CB6,CB8〜CB11の各々について、これら
を相対湿度60%、温度5℃、20℃、35℃及び50℃
の各条件下で1時間保存したときの反発弾性の変
化を調べた。結果を第7表に示す。[Table] Next, the cleaning blades CB1 to CB3,
For each of CB6, CB8 to CB11, these were heated at a relative humidity of 60% and a temperature of 5℃, 20℃, 35℃ and 50℃.
Changes in impact resilience were examined when stored for 1 hour under each condition. The results are shown in Table 7.
【表】
前記第5表より、カプロラクトンエステルを用
いたクリーニングブレードは、ポリエチレンアジ
ペートエステルを用いた従来のクリーニングブレ
ードCB11に比して硬度の経時変化が小さいこ
とがわかり、特にこの従来のクリーニングブレー
ドCB11は25日間経過後における硬度が56度と
なり、クリーニングブレードに通常要請される硬
度の下限値60度を下回り、実用性を失なうことが
わかる。
また第6表より、カプロラクトンエステルを用
いたクリーニングブレードであつても、このカプ
ロラクトンエステルの平均分子量が1000未満のク
リーニングブレードCB1、4000を越えるクリー
ニングブレードCB4、ポリカプロラクトンエス
テルにおけるカプロラクトンエステル成分が30重
量%未満であるクリーニングブレードCB5につ
いては、各々引張り強さが初期においてすでに不
足していて、クリーニングブレードに通常要請さ
れる引張り強さの下限値250Kg/cm2を下回ること
もあり、実用に供し得ないものであることがわか
る。これに対し、本発明のクリーニングブレード
CB2,CB3,CB6,CB8〜CB10は、高温
高湿下で25日間経過後においても引張り強さの経
時変化が小さく物性が優れていて実用に好適に供
し得ることがわかる。またポリエチレンアジペー
トエステルを用いた従来のクリーニングブレード
CB11は、初期においては十分な引張り強さを
有するものの25日間経過後は著しく低下して実用
に供し得ないものであることがわかる。
また第7表より、カプロラクトンエステルの平
均分子量が1000未満のクリーニングブレードCB
1及びポリエチレンアジペートエステルを用いた
従来のクリーニングブレードCB11は、温度変
化に対する反発弾性の変化が著しく大きく、温度
5℃においてはクリーニングブレードに通常要請
される反発弾性の下限値20Kg/cm2をはるかに下回
り、実用に供し得ないことがわかる。これに対し
て本発明のクリーニングブレードCB2,CB3,
CB6,CB8〜CB10は、温度変化に対する反
発弾性の変化が多少はあるにせよ温度5℃の低温
下においても実用に好適に供し得るものであるこ
とがわかる。[Table] From Table 5 above, it can be seen that the cleaning blade using caprolactone ester has a smaller change in hardness over time compared to the conventional cleaning blade CB11 using polyethylene adipate ester, especially this conventional cleaning blade CB11. It can be seen that the hardness after 25 days was 56 degrees, which is below the lower limit of 60 degrees of hardness normally required for cleaning blades, making it impractical. Furthermore, from Table 6, even if the cleaning blade uses caprolactone ester, the average molecular weight of the caprolactone ester is less than 1,000 (Cleaning Blade CB1), the cleaning blade (CB4) is more than 4,000, and the caprolactone ester component in the polycaprolactone ester is 30% by weight. Cleaning blades with a tensile strength of less than 250 kg/cm 2 are already insufficient in tensile strength at the initial stage, and may fall below the lower limit of 250 kg/cm 2 normally required for cleaning blades, making them unsuitable for practical use. I can see that it is something. In contrast, the cleaning blade of the present invention
It can be seen that CB2, CB3, CB6, CB8 to CB10 have excellent physical properties with little change in tensile strength over time even after 25 days at high temperature and high humidity, and can be suitably used for practical use. Also, conventional cleaning blades using polyethylene adipate ester
It can be seen that although CB11 had sufficient tensile strength at the initial stage, it significantly decreased after 25 days and could not be put to practical use. Also, from Table 7, cleaning blade CB with an average molecular weight of caprolactone ester of less than 1000
1 and the conventional cleaning blade CB11 using polyethylene adipate ester, the impact resilience changes significantly with temperature changes, and at a temperature of 5°C, the impact resilience is far above the lower limit of 20 kg/cm 2 normally required for cleaning blades. It can be seen that the result is too low to be of practical use. On the other hand, the cleaning blades CB2, CB3 of the present invention,
It can be seen that CB6, CB8 to CB10 can be suitably used for practical use even at a low temperature of 5°C, although there are some changes in rebound resilience with respect to temperature changes.
第1図は本発明クリーニングブレードの製造に
好適に用いることのできる遠心鋳造機の説明用断
面図、第2図はクリーニングブレードの使用の態
様を示す説明図である。
1……加熱室、2……加熱流体流路、3……断
熱材層、4……開閉扉、5……円筒状ロータ、6
……駆動軸、7……モータ、11……感光体ドラ
ム、12……帯電装置、13……原稿光像露光機
構、14……現像器、15……給紙ローラー、P
……通路、16……転写電極、17……分離用電
極、18……電荷消去用露光機構、19……クリ
ーニングブレード、20……ホルダー、21……
トナー回収容器。
FIG. 1 is an explanatory sectional view of a centrifugal casting machine that can be suitably used for manufacturing the cleaning blade of the present invention, and FIG. 2 is an explanatory view showing a mode of use of the cleaning blade. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Heating chamber, 2...Heating fluid flow path, 3...Insulating material layer, 4...Opening/closing door, 5...Cylindrical rotor, 6
... Drive shaft, 7 ... Motor, 11 ... Photosensitive drum, 12 ... Charging device, 13 ... Original light image exposure mechanism, 14 ... Developing device, 15 ... Paper feed roller, P
... Passageway, 16 ... Transfer electrode, 17 ... Separation electrode, 18 ... Exposure mechanism for charge erasing, 19 ... Cleaning blade, 20 ... Holder, 21 ...
Toner collection container.
Claims (1)
する電子写真複写機用クリーニングブレードにお
いて、30重量%以上のカプロラクトンエステル成
分を含有し1000〜4000の平均分子量を有するポリ
カプロラクトンエステルとポリイソシアネートと
を反応硬化せしめて得られるウレタンゴムを材質
として構成したことを特徴とする電子写真複写機
用クリーニングブレード。1. In a cleaning blade for an electrophotographic copying machine that cleans the surface of a photoconductor by rubbing it against the surface, a polycaprolactone ester containing a caprolactone ester component of 30% by weight or more and having an average molecular weight of 1000 to 4000 and a polyisocyanate are used. A cleaning blade for an electrophotographic copying machine, characterized in that it is made of urethane rubber obtained by reaction curing.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP14048682A JPS5930574A (en) | 1982-08-14 | 1982-08-14 | Cleaning blade for electrophotographic copying machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14048682A JPS5930574A (en) | 1982-08-14 | 1982-08-14 | Cleaning blade for electrophotographic copying machine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5930574A JPS5930574A (en) | 1984-02-18 |
| JPH0341833B2 true JPH0341833B2 (en) | 1991-06-25 |
Family
ID=15269723
Family Applications (1)
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Country Status (1)
| Country | Link |
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- 1982-08-14 JP JP14048682A patent/JPS5930574A/en active Granted
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