화상 형성 장치용 부재, 프로세스 카트리지, 화상 형성 장치, 및 클리닝 블레이드(MEMBER FOR IMAGE FORMING APPARATUS, PROCESS CARTRIDGE, IMAGE FORMING APPARATUS, AND CLEANING BLADE)
(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(45) 공고일자 2017년01월31일
(11) 등록번호 10-1700719
(24) 등록일자 2017년01월23일
(51) 국제특허분류(Int. Cl.)
G03G 21/06 (2006.01) G03G 21/00 (2006.01)
G03G 21/18 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2013-0064618
(22) 출원일자 2013년06월05일
심사청구일자 2015년06월05일
(65) 공개번호 10-2014-0039967
(43) 공개일자 2014년04월02일
(30) 우선권주장
JP-P-2012-210546 2012년09월25일 일본(JP)
(56) 선행기술조사문헌
JP2008233338 A*
JP2008070634 A*
JP2006184875 A*
JP2007004065 A
*는 심사관에 의하여 인용된 문헌
(73) 특허권자
후지제롯쿠스 가부시끼가이샤
일본 도쿄도 미나도구 아가사카 9 쵸메 7 반 3 고
(72) 발명자
다카하시 요시노리
일본국 가나가와켄 에비나시 혼고 2274 후지제롯
쿠스 가부시끼가이샤 내
(74) 대리인
문두현
전체 청구항 수 : 총 6 항 심사관 : 백남균
(54) 발명의 명칭 화상 형성 장치용 부재, 프로세스 카트리지, 화상 형성 장치, 및 클리닝 블레이드
(57) 요 약
본 발명은, 클리닝 블레이드의 마모가 억제된 화상 형성 장치용 부재를 제공하는 것을 과제로 한다.
이러한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 표면에 토너상이 형성되며 또한 당해 토너상을 기록 매체 위에 전사하
는 상유지체(31)와, 상유지체(31)의 표면에 선단의 접촉 각부(3A)를 접촉시켜서 당해 표면을 클리닝하며, 또한
상유지체(31)가 정지해 있는 상태에서의 접촉 각부(3A)의 위치를 기준으로 했을 경우의, 상유지체(31)가 구동하
고 있는 상태에서의 접촉 각부(3A)의 위치까지의 이동 거리가 10㎛ 이상 30㎛ 이하인 클리닝 블레이드(342A)를
구비하는 화상 형성 장치용 부재를 제공한다.
대 표 도 - 도1
등록특허 10-1700719
- 1 -
명 세 서
청구범위
청구항 1
표면에 토너상이 형성되며 또한 당해 토너상을 기록 매체 위에 전사하는 상유지체와,
상기 상유지체의 표면에 선단의 각부(角部)를 접촉시켜서 당해 표면을 클리닝하며, 상기 상유지체와 접촉하는
부분이, 소프트 세그먼트 재료로서의 폴리올과, 하드 세그먼트 재료로서의 수지인 이소시아네이트기에 대하여
반응할 수 있는 관능기를 갖는 수지와, 폴리이소시아네이트, 를 포함하는 조성물의 중합체인 폴리우레탄 부재이
며, 또한 상기 상유지체 표면과의 동마찰(動摩擦) 계수가 0.4 이상 1.2 이하이며, 영률(Young's modulus)이 12
㎫ 이상 28㎫ 이하인 폴리우레탄 부재로 구성되며, 상기 상유지체가 정지해 있는 상태에서의 상기 각부의 위치
를 기준으로 했을 경우의, 상기 상유지체가 구동하고 있는 상태에서의 상기 각부의 위치까지의 이동 거리가 10
㎛ 이상 30㎛ 이하인 클리닝 블레이드
를 구비하는 화상 형성 장치용 부재.
청구항 2
제1항에 있어서,
상기 클리닝 블레이드는, 적어도 상기 상유지체와 접촉하는 부분을 포함하는 영역을 구성하고, 상기 폴리우레탄
부재로 구성되는 접촉 부재와,
상기 접촉 부재 이외의 영역을 구성하고, 상기 접촉 부재와 다른 재료로 구성되며, 또한 25℃의 반발 탄성이
35% 이상 55% 이하인 비접촉 부재
를 갖는 화상 형성 장치용 부재.
청구항 3
제2항에 있어서,
상기 접촉 부재의 JIS A 경도보다 상기 비접촉 부재의 JIS A 경도가 작은 화상 형성 장치용 부재.
청구항 4
표면에 토너상이 형성되며 또한 당해 토너상을 기록 매체 위에 전사하는 상유지체와,
상기 상유지체의 표면에 선단의 각부를 접촉시켜서 상기 표면을 클리닝하며, 상기 상유지체와 접촉하는 부분이,
소프트 세그먼트 재료로서의 폴리올과, 하드 세그먼트 재료로서의 수지인 이소시아네이트기에 대하여 반응할 수
있는 관능기를 갖는 수지와, 폴리이소시아네이트, 를 포함하는 조성물의 중합체인 폴리우레탄 부재이며, 또한
상기 상유지체 표면과의 동마찰 계수가 0.4 이상 1.2 이하이며, 영률이 12㎫ 이상 28㎫ 이하인 폴리우레탄 부재
로 구성되며, 상기 상유지체가 정지해 있는 상태에서의 상기 각부의 위치를 기준으로 했을 경우의, 상기 상유지
체가 구동하고 있는 상태에서의 상기 각부의 위치까지의 이동 거리가 10㎛ 이상 30㎛ 이하인 클리닝 블레이드
를 구비하고, 화상 형성 장치에 대해서 탈착 자재(自在)인 프로세스 카트리지.
청구항 5
상유지체와,
상기 상유지체를 대전하는 대전 장치와,
대전한 상기 상유지체의 표면에 정전 잠상을 형성하는 정전 잠상 형성 장치와,
상기 상유지체의 표면에 형성된 정전 잠상을 토너에 의해 현상해서 토너상을 형성하는 현상 장치와,
상기 상유지체 위에 형성된 토너상을 기록 매체 위에 전사하는 전사 장치와,
등록특허 10-1700719
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상기 상유지체의 표면에 선단의 각부를 접촉시켜서 당해 표면을 클리닝하며, 상기 상유지체와 접촉하는 부분이,
소프트 세그먼트 재료로서의 폴리올과, 하드 세그먼트 재료로서의 수지인 이소시아네이트기에 대하여 반응할 수
있는 관능기를 갖는 수지와, 폴리이소시아네이트, 를 포함하는 조성물의 중합체인 폴리우레탄 부재이며, 또한
상기 상유지체 표면과의 동마찰계수가 0.4 이상 1.2 이하이며, 영률이 12㎫ 이상 28㎫ 이하인 폴리우레탄 부재
로 구성되며, 상기 상유지체가 정지해 있는 상태에서의 상기 각부의 위치를 기준으로 했을 경우의, 상기 상유지
체가 구동하고 있는 상태에서의 상기 각부의 위치까지의 이동 거리가 10㎛ 이상 30㎛ 이하인 클리닝 블레이드
를 구비하는 화상 형성 장치.
청구항 6
구동하는 상유지체에 접촉해서 상기 상유지체의 표면을 클리닝하는 접촉 각부와,
상기 접촉 각부가 1개의 변을 구성하며 또한 상기 상유지체의 구동 방향의 상류측을 향하는 선단면과,
상기 접촉 각부가 1개의 변을 구성하며 또한 상기 상유지체의 구동 방향의 하류측을 향하는 복면(腹面)과,
상기 선단면과 1개의 변을 공유하며 또한 상기 복면에 대향하는 배면(背面)을 갖고,
상기 접촉 각부로부터 상기 선단면이 형성되어 있는 측의 방향을 두께 방향으로 했을 경우에,
적어도 상기 접촉 각부를 포함하는 영역을 구성하고, 상기 상유지체와 접촉하는 부분이, 소프트 세그먼트 재료
로서의 폴리올과, 하드 세그먼트 재료로서의 수지인 이소시아네이트기에 대하여 반응할 수 있는 관능기를 갖는
수지와, 폴리이소시아네이트, 를 포함하는 조성물의 중합체인 폴리우레탄 부재이며, 동마찰 계수가 0.4 이상
1.1 이하이며, 영률이 12㎫ 이상 28㎫ 이하인 폴리우레탄 부재로 구성되는 접촉 부재와,
상기 접촉 부재 이외의 영역을 구성하고, 상기 접촉 부재와 다른 재료로 구성되며, 또한 25℃의 반발 탄성이
35% 이상 55% 이하인 비접촉 부재와,
상기 배면에 접착되며 또한 접착된 상태에서의 선단면측 단부로부터 상기 배면의 선단면측 단부까지의 길이가
6.0㎜ 이상 8.0㎜ 이하로 되도록 배치된 지지 부재를 갖고,
또한 상기 접촉 부재와 비접촉 부재로 이루어지는 부재의 두께 방향 길이가 1.5㎜ 이상 2.0㎜ 이하인 클리닝 블
레이드.
발명의 설명
기 술 분 야
본 발명은, 화상 형성 장치용 부재, 프로세스 카트리지, 화상 형성 장치, 및 클리닝 블레이드에 관한 것이다.[0001]
배 경 기 술
종래부터, 전자 사진 방식의 복사기, 프린터, 팩시밀리 등에 있어서는, 감광체 등의 상(像) 유지체의 표면의 잔[0002]
존 토너 등을 제거하기 위한 청소 수단으로서, 클리닝 블레이드가 사용되고 있다.
예를 들면 특허문헌 1에는, 상유지체를 클리닝하는 접촉 각부(角部)를 포함하는 영역인 접촉 부재의 경도 및 비[0003]
접촉 부재의 경도를 규정한 클리닝 블레이드가 개시되어 있다.
선행기술문헌
특허문헌
(특허문헌 0001) 일본국 특개2007-52062호 공보 [0004]
발명의 내용
해결하려는 과제
등록특허 10-1700719
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본 발명은, 클리닝 블레이드의 마모가 억제된 화상 형성 장치용 부재를 제공하는 것을 목적으로 한다[0005]
과제의 해결 수단
상기 목적을 달성하기 위하여, 이하의 발명이 제공된다.[0006]
제1 발명은,[0007]
표면에 토너상이 형성되며 또한 당해 토너상을 기록 매체 위에 전사하는 상유지체와,[0008]
상기 상유지체의 표면에 선단의 각부를 접촉시켜서 당해 표면을 클리닝하며, 또한 상기 상유지체가 정지해 있는[0009]
상태에서의 상기 각부의 위치를 기준으로 했을 경우의, 상기 상유지체가 구동하고 있는 상태에서의 상기 각부의
위치까지의 이동 거리가 10㎛ 이상 30㎛ 이하인 클리닝 블레이드
를 구비하는 화상 형성 장치용 부재이다.[0010]
제2 발명은,[0011]
상기 클리닝 블레이드는, 적어도 상기 상유지체와 접촉하는 부분을 포함하는 영역을 구성하고, 상기 상유지체[0012]
표면과의 동마찰(動摩擦) 계수가 0.4 이상 1.2 이하이며, 또한 영률(Young's modulus)이 12㎫ 이상 28㎫ 이하인
접촉 부재와,
상기 접촉 부재 이외의 영역을 구성하고, 상기 접촉 부재와 다른 재료로 구성되며, 또한 25℃의 반발 탄성이[0013]
35% 이상 55% 이하인 비접촉 부재
를 갖는 제1 발명의 화상 형성 장치용 부재이다.[0014]
제3 발명은,[0015]
상기 접촉 부재의 JIS A 경도보다 상기 비접촉 부재의 JIS A 경도가 작은 제1 발명 또는 제2 발명의 화상 형성[0016]
장치용 부재이다.
제4 발명은,[0017]
표면에 토너상이 형성되며 또한 당해 토너상을 기록 매체 위에 전사하는 상유지체와,[0018]
상기 상유지체의 표면에 선단의 각부를 접촉시켜서 당해 표면을 클리닝하며, 또한 상기 상유지체가 정지해 있는[0019]
상태에서의 상기 각부의 위치를 기준으로 했을 경우의, 상기 상유지체가 구동하고 있는 상태에서의 상기 각부의
위치까지의 이동 거리가 10㎛ 이상 30㎛ 이하인 클리닝 블레이드
를 구비하고, 화상 형성 장치에 대해서 탈착 자재(自在)인 프로세스 카트리지이다.[0020]
제5 발명은,[0021]
상유지체와,[0022]
상기 상유지체를 대전하는 대전 장치와,[0023]
대전한 상기 상유지체의 표면에 정전 잠상을 형성하는 정전 잠상 형성 장치와,[0024]
상기 상유지체의 표면에 형성된 정전 잠상을 토너에 의해 현상해서 토너상을 형성하는 현상 장치와,[0025]
상기 상유지체 위에 형성된 토너상을 기록 매체 위에 전사하는 전사 장치와,[0026]
상기 상유지체의 표면에 선단의 각부를 접촉시켜서 당해 표면을 클리닝하며, 또한 상기 상유지체가 정지해 있는[0027]
상태에서의 상기 각부의 위치를 기준으로 했을 경우의, 상기 상유지체가 구동하고 있는 상태에서의 상기 각부의
위치까지의 이동 거리가 10㎛ 이상 30㎛ 이하인 클리닝 블레이드
를 구비하는 화상 형성 장치이다.[0028]
제6 발명은,[0029]
구동하는 상유지체에 접촉해서 상기 상유지체의 표면을 클리닝하는 접촉 각부와,[0030]
상기 접촉 각부가 1개의 변을 구성하며 또한 상기 구동 방향의 상류측을 향하는 선단면과,[0031]
등록특허 10-1700719
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상기 접촉 각부가 1개의 변을 구성하며 또한 상기 구동 방향의 하류측을 향하는 복면(腹面)과,[0032]
상기 선단면과 1개의 변을 공유하며 또한 상기 복면에 대향하는 배면(背面)을 갖고,[0033]
상기 접촉 각부로부터 상기 선단면이 형성되어 있는 측의 방향을 두께 방향으로 했을 경우에,[0034]
적어도 상기 접촉 각부를 포함하는 영역을 구성하고, 동마찰 계수가 0.4 이상 1.1 이하이며, 또한 영률이 12㎫[0035]
이상 28㎫ 이하인 접촉 부재와,
상기 접촉 부재 이외의 영역을 구성하고, 상기 접촉 부재와 다른 재료로 구성되며, 또한 25℃의 반발 탄성이[0036]
35% 이상 55% 이하인 비접촉 부재와,
상기 배면에 접착되며 또한 접착된 상태에서의 선단면측 단부로부터 상기 배면의 선단면측 단부까지의 길이가[0037]
6.0㎜ 이상 8.0㎜ 이하로 되도록 배치된 지지 부재를 갖고,
또한 상기 접촉 부재와 비접촉 부재로 이루어지는 부재의 두께 방향 길이가 1.5㎜ 이상 2.0㎜ 이하인 클리닝 블[0038]
레이드이다.
발명의 효과
제1 발명에 의하면, 상기 이동 거리가 10㎛ 이상 30㎛ 이하의 범위에 없는 경우에 비하여, 클리닝 블레이드의[0039]
마모가 억제된 화상 형성 장치용 부재가 제공된다.
제2 발명에 의하면, 접촉 부재의 상유지체 표면과의 동마찰 계수, 및 영률, 및 비접촉 부재의 반발 탄성의 어느[0040]
하나라도 상기 범위에 없는 경우에 비하여, 클리닝 블레이드의 마모가 억제된 화상 형성 장치용 부재가 제공된
다.
제3 발명에 의하면, 접촉 부재의 JIS A 경도보다 비접촉 부재의 JIS A 경도가 큰 경우에 비하여, 클리닝 블레이[0041]
드의 마모가 억제된 화상 형성 장치용 부재가 제공된다.
제4 발명에 의하면, 상기 이동 거리가 10㎛ 이상 30㎛ 이하의 범위에 있는 클리닝 블레이드 및 상유지체를 구비[0042]
하지 않는 경우에 비하여, 클리닝 블레이드의 마모가 억제된 프로세스 카트리지가 제공된다.
제5 발명에 의하면, 상기 이동 거리가 10㎛ 이상 30㎛ 이하의 범위에 있는 클리닝 블레이드 및 상유지체를 구비[0043]
하지 않는 경우에 비하여, 경시(經時)에 있어서도 클리닝 성능이 우수한 화상 형성 장치가 제공된다.
제6 발명에 의하면, 접촉 부재의 동마찰 계수 및 영률, 비접촉 부재의 반발 탄성, 접착된 상태에서의 지지 부재[0044]
의 선단면측 단부로부터 배면의 선단면측 단부까지의 길이, 및 접촉 부재와 비접촉 부재로 이루어지는 부재의
두께 방향 길이의 어느 하나라도 상기 범위에 없는 경우에 비하여, 마모가 억제된 클리닝 블레이드가 제공된다.
도면의 간단한 설명
도 1은 본 실시형태에 있어서의 클리닝 블레이드의 일례를 나타내는 개략도.[0045]
도 2는 본 실시형태에 있어서의 클리닝 블레이드가 구동하고 있는 상유지체에 접촉해 있는 상태를 나타내는 개
략도.
도 3은 본 실시형태에 따른 화상 형성 장치의 일례를 나타내는 개략 모식도.
도 4는 본 실시형태에 있어서의 클리닝 장치의 일례를 나타내는 모식 단면도.
도 5는 본 실시형태에 있어서의 클리닝 블레이드의 다른 일례를 나타내는 개략도.
도 6은 본 실시형태에 있어서의 클리닝 블레이드의 다른 일례를 나타내는 개략도.
도 7은 본 실시형태에 있어서의 클리닝 블레이드가 지지 부재에 지지되어 있는 상태를 나타내는 개략도.
도 8은 본 실시형태에 있어서의 상유지체의 제1 태양을 나타내는 개략 부분 단면도.
도 9는 본 실시형태에 있어서의 상유지체의 제2 태양을 나타내는 개략 부분 단면도.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 상세히 설명한다.[0046]
등록특허 10-1700719
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<화상 형성 장치용 부재 및 클리닝 블레이드>[0047]
본 실시형태에 따른 화상 형성 장치용 부재는, 표면에 토너상이 형성되며 또한 당해 토너상을 기록 매체 위에[0048]
전사하는 상유지체와, 상기 상유지체의 표면에 선단의 각부(이하 「접촉 각부」라 칭함)를 접촉시켜서 당해 표
면을 클리닝하는 클리닝 블레이드를 구비한다. 상기 클리닝 블레이드는, 상기 상유지체가 정지해 있는 상태에
서의 접촉 각부의 위치를 기준으로 했을 경우의, 상기 상유지체가 구동하고 있는 상태에서의 접촉 각부의 위치
까지의 이동 거리가 10㎛ 이상 30㎛ 이하이다.
여기에서, 클리닝 블레이드의 각부에 대하여 설명한다. 이하에 있어서는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 클리닝[0049]
블레이드는, 구동하는 상유지체(감광체 드럼)(31)에 접촉해서 상유지체(31)의 표면을 클리닝하는 접촉 각부(3
A)와, 접촉 각부(3A)가 1개의 변을 구성하며 또한 상기 구동 방향(화살표(A) 방향)의 상류측을 향하는 선단면
(3B)과, 접촉 각부(3A)가 1개의 변을 구성하며 또한 상기 구동 방향(화살표(A) 방향)의 하류측을 향하는 복면
(3C)과, 선단면(3B)과 1개의 변을 공유하며 또한 복면(3C)에 대향하는 배면(3D)을 갖는다
또한, 접촉 각부(3A)와 평행한 방향을 깊이 방향으로, 접촉 각부(3A)로부터 선단면(3B)이 형성되어 있는 측의[0050]
방향을 두께 방향으로, 접촉 각부(3A)로부터 복면(3C)이 형성되어 있는 측의 방향을 폭 방향으로 칭한다.
또, 도 1에는 편의상, 상유지체(감광체 드럼)(31)가 구동하는 방향을 화살표(A)로서 묘사했지만, 도 1은 상유지[0051]
체(31)가 정지해 있는 상태를 나타내고 있다.
종래, 화상 형성 장치에 있어서 상유지체 표면을 청소하는 클리닝 블레이드에서는, 상유지체와의 접촉부에 있어[0052]
서 마모가 발생하는 경우가 있으며, 마모한 개소에서는 클리닝성이 떨어지는 경우가 있었다. 그 때문에, 클리
닝 블레이드에 있어서는, 초수명화(超壽命化)의 관점에서 마모의 억제가 요망되고 있었다.
이에 대하여 본 실시형태에 따른 화상 형성 장치용 부재에서는, 클리닝 블레이드의 상기 상유지체와의 접촉 각[0053]
부의 상기 이동 거리가 상기 범위로 제어되어 있다. 이동 거리가 특정한 범위로 억제되어 있음으로써, 클리닝
블레이드의 상유지체와의 접촉 영역의 상유지체 구동 방향 길이(소위 택량(tack amount))가 억제되며, 그 결과
클리닝 블레이드의 마모가 억제될 것으로 생각된다.
(이동 거리)[0054]
본 실시형태에 따른 화상 형성 장치용 부재에서는, 클리닝 블레이드의 상유지체가 정지해 있는 상태에서의 접촉[0055]
각부의 위치를 기준으로 했을 경우의, 상유지체가 구동하고 있는 상태에서의 접촉 각부의 위치까지의 이동 거리
가 10㎛ 이상 30㎛ 이하이다.
여기에서, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 상유지체(감광체 드럼)(31)가 구동했을 때에는 클리닝 블레이드[0056]
(342)와 상유지체(31)의 접촉부에 운동 마찰이 발생하여, 이 운동 마찰에 의해 클리닝 블레이드(342)의 상기 구
동 방향으로의 말려들어감(involution)이 발생한다. 이동 거리란, 도 1에 나타내는 상유지체(31)가 구동하고
있지 않은 상태에서의 접촉 각부(3A)의 위치와, 도 2에 나타내는 상유지체(31)가 구동하여 클리닝 블레이드
(342)의 구동 방향(화살표(A) 방향)으로의 말려들어감이 발생한 상태에서의 접촉 각부(3A)의 위치의 차(도 2 중
의 「T」)를 나타낸다.
이동 거리가 상기 상한값을 초과할 경우, 클리닝 블레이드의 마모 억제 효과가 얻어지지 않아, 경시에 있어서[0057]
클리닝 성능의 열화가 발생한다. 한편, 이동 거리가 상기 하한값 미만일 경우, 클리닝 블레이드의 클리닝 성능
이 충분히 유지되지 않는다.
또, 이동 거리는 10㎛ 이상 15㎛ 이하가 보다 더 바람직하다.[0058]
상기 이동 거리는, 이하의 방법에 의해 측정된다.[0059]
클리닝 블레이드의 복면(腹面)(도 1에 있어서의 3C)의 깊이 방향 중앙부에 있어서, 접촉각(도 1에 있어서의 3[0060]
A)으로부터 1㎜ 띄운 위치에 변형 게이지(교와덴교(주)제, KFG-1-1-20-C1-11/2M2R)를 첩부(貼付)한다. 또, 첩
부에는 접착제(고니시(주)제, 본드아론알파)를 사용하여, 클리닝 블레이드의 접촉 각부에는 접착제가 부착하지
않도록 첩부를 행한다. 상기 변형 게이지를 동변형(動變形) 측정기(교와덴교(주)제, DPM-602B)에 접속하고, 클
리닝 블레이드를 상유지체의 표면에 배치해서 상유지체를 구동시켜, 구동 전후에서의 클리닝 블레이드의 변형을
측정한다.
이동 거리에 대해서는, 사전에 클리닝 블레이드를 투명한 판에 압부(押付)하면서 당해 판을 천천히 이동시켜서[0061]
그때의 클리닝 블레이드의 이동 거리와 변형을 측정함으로써, 이동 거리와 변형의 관계를 검증해 둔다. 이 사
등록특허 10-1700719
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전에 검증한 관계, 및 전기의 측정된 변형으로부터, 이동 거리를 산출한다.
이동 거리를 제어하는 방법으로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 이하의 방법을 들 수 있다.[0062]
예를 들면, 클리닝 블레이드의 상유지체와 접촉하는 부분의 경도가 낮을수록, 이동 거리는 커지는 경향이 있다.[0063]
또한, 클리닝 블레이드와 상유지체의 마찰력이 클수록, 이동 거리는 커지는 경향이 있다.[0064]
또, 상기 마찰력은, 클리닝 블레이드의 상유지체와 접촉하는 부분의 재질, 클리닝 블레이드의 상유지체에의 압[0065]
부력, 클리닝 블레이드와 상유지체의 마찰 계수 등에 따라 조정된다.
또한, 상기 압부력은, 클리닝 블레이드가 상유지체에 파고드는(bite) 길이, 클리닝 블레이드와 상유지체의 접촉[0066]
부에 있어서의 각도 W/A(Working Angle), 클리닝 블레이드 전체의 반발 탄성, 클리닝 블레이드의 자유 길이, 클
리닝 블레이드의 두께 방향 길이, 클리닝 블레이드의 영률 등에 따라 조정된다.
- 화상 형성 장치 및 프로세스 카트리지의 구성 -[0067]
우선, 본 실시형태에 따른 화상 형성 장치용 부재가 적용되는, 화상 형성 장치 및 프로세스 카트리지의 구성에[0068]
대하여, 도면을 사용해서 일례를 들어 상세히 설명한다. 단, 본 실시형태에 따른 화상 형성 장치 및 프로세스
카트리지의 구성은, 도 3에 나타내는 태양으로 한정되는 것은 아니다.
도 3은, 본 실시형태의 화상 형성 장치의 일례를 나타내는 개략 모식도이며, 소위 탠덤형의 화상 형성 장치에[0069]
대하여 나타낸 것이다.
도 3 중, 21은 본체 하우징, 22, 22a 내지 22d는 작상(作像) 엔진, 23은 벨트 모듈, 24는 기록 매체 공급 카세[0070]
트, 25는 기록 매체 반송로, 30은 각 감광체 유닛, 31은 감광체 드럼(상유지체의 일종), 33은 각 현상 유닛(현
상 장치의 일종), 34는 클리닝 장치, 35, 35a 내지 35d는 토너 카트리지, 40은 노광 유닛, 41은 유닛 케이스,
42는 폴리곤 미러, 51은 1차 전사 장치, 52는 2차 전사 장치, 53은 벨트 클리닝 장치, 61은 송출 롤, 62는 반송
롤, 63은 위치 맞춤 롤, 66은 정착 장치, 67은 배출 롤, 68은 배지부(排紙部), 71은 수동 공급 장치, 72는 송출
롤, 73은 양면 기록용 유닛, 74는 안내 롤, 76은 반송로, 77은 반송 롤, 230은 중간 전사 벨트, 231, 232는 지
지 롤, 521은 2차 전사 롤, 531은 클리닝 블레이드를 나타낸다. 또, 1차 전사 장치(51)와 중간 전사 벨트(23
0)와 2차 전사 장치(52)에 의해 본 실시형태에 있어서의 전사 장치를 구성한다.
도 3에 나타내는 탠덤형 화상 형성 장치는, 본체 하우징(21) 내에 4개의 색(본 실시형태에서는 블랙, 옐로, 마[0071]
젠타, 시안)의 작상 엔진(22)(구체적으로는 22a 내지 22d)을 배열하고, 그 도 3 내에 있어서의 위쪽에는 각 작
상 엔진(22)의 배열 방향을 따라 순환 반송되는 중간 전사 벨트(230)가 포함되는 벨트 모듈(23)을 배설(配設)한
다. 한편, 본체 하우징(21)의 도 3 내에 있어서의 아래쪽에는 용지 등의 기록 매체(도시 생략)가 수용되는 기
록 매체 공급 카세트(24)를 배설한다. 또한, 이 기록 매체 공급 카세트(24)로부터의 기록 매체의 반송로로 되
는 기록 매체 반송로(25)를 수직 방향으로 배치한 것이다.
본 실시형태에 있어서, 각 작상 엔진(22)(22a 내지 22d)은, 중간 전사 벨트(230)의 순환 방향 상류측으로부터[0072]
차례로, 예를 들면 블랙용, 옐로용, 마젠타용, 시안용(배열은 반드시 이 순번이라고는 제한하지 않음)의 토너상
을 형성하는 것이며, 각 감광체 유닛(30)과, 각 현상 유닛(33)과, 공통하는 하나의 노광 유닛(40)을 구비하고
있다.
여기에서, 감광체 유닛(30)은, 예를 들면 감광체 드럼(상유지체)(31)과, 이 감광체 드럼(31)을 미리 대전하는[0073]
대전 롤(대전 장치)(32)과, 감광체 드럼(31) 위의 잔류 토너를 제거하는 클리닝 장치(34)를 일체로 서브 카트리
지화한 것이다.
또한, 현상 유닛(현상 장치)(33)은, 대전된 감광체 드럼(31) 위에 노광 유닛(40)에서 노광 형성된 정전 잠상을[0074]
대응하는 색 토너(본 실시형태에서는 예를 들면 부극성)로 현상하는 것이다. 또, 감광체 유닛(30)으로 이루어
지는 서브 카트리지와 현상 유닛(33)은, 일체화되어 프로세스 카트리지(소위 Customer Replaceable Unit)를 구
성하고 있다.
또한 도 3 중, 부호 35(35a 내지 35d)는 각 현상 유닛(33)에 각 색 성분 토너를 보급하기 위한 토너 카트리지이[0075]
다(토너 보급 경로는 도시 생략).
한편, 노광 유닛(40)은, 유닛 케이스(41) 내에 예를 들면 4개의 반도체 레이저(도시 생략), 하나의 폴리곤 미러[0076]
(42), 결상 렌즈(도시 생략) 및 각 감광체 유닛(30)에 대응하는 각각 미러(도시 생략)를 격납하고, 각 색 성분
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마다의 반도체 레이저로부터의 광(光)을 폴리곤 미러(42)로 편향 주사하여, 결상 렌즈, 미러를 통해서 대응하는
감광체 드럼(31) 위의 노광 포인트에 광 상을 유도하도록 배치한 것이다.
또한, 본 실시형태에 있어서, 벨트 모듈(23)은, 예를 들면 한 쌍의 지지 롤(한쪽이 구동 롤)(231, 232) 사이에[0077]
중간 전사 벨트(230)를 걸친(stride) 것이며, 각 감광체 유닛(30)의 감광체 드럼(31)에 대응한 중간 전사 벨트
(230)의 이면(裏面)에는 1차 전사 장치(본 예에서는 1차 전사 롤)(51)가 배설되며, 이 1차 전사 장치(51)에 토
너의 대전 극성과 역 극성의 전압을 인가함으로써, 감광체 드럼(31) 위의 토너상을 중간 전사 벨트(230)측에 정
전적으로 전사한다. 중간 전사 벨트(230)의 최하류 작상 엔진(22d)의 하류측의 지지 롤(232)에 대응한 부위에
는 2차 전사 장치(52)가 더 배설되어 있으며, 중간 전사 벨트(230) 위의 1차 전사 상을 기록 매체에 2차 전사
(일괄 전사)한다.
본 실시형태에서는 2차 전사 장치(52)는, 중간 전사 벨트(230)의 토너상 유지면측에 압접 배치되는 2차 전사 롤[0078]
(521)과, 중간 전사 벨트(230)의 이면측에 배치되어 2차 전사 롤(521)의 대향 전극을 이루는 배면 롤(본 예에서
는 지지 롤(232)을 겸용)을 구비하고 있다. 그리고, 예를 들면 2차 전사 롤(521)이 접지되고 있으며, 또한 배
면 롤(지지 롤(232))에는 토너의 대전 극성과 동(同) 극성의 바이어스가 인가되어 있다.
또한, 중간 전사 벨트(230)의 최상류 작상 엔진(22a)의 상류측에는 벨트 클리닝 장치(53)거 더 배설되어[0079]
있으며, 중간 전사 벨트(230) 위의 잔류 토너를 제거한다.
또한, 기록 매체 공급 카세트(24)에는 기록 매체를 픽업하는 송출 롤(61)이 마련되며, 이 송출 롤(61)의 직후에[0080]
는 기록 매체를 송출하는 반송 롤(62)이 배설됨과 함께, 2차 전사 부위의 직전에 위치하는 기록 매체 반송로
(25)에는 기록 매체를 정해진 타이밍으로 2차 전사 부위에 공급하는 레지스트레이션 롤(위치 맞춤 롤)(63)이 배
설되어 있다. 한편, 2차 전사 부위의 하류측에 위치하는 기록 매체 반송로(25)에는 정착 장치(66)가 마련되며,
이 정착 장치(66)의 하류측에는 기록 매체 배출용의 배출 롤(67)이 마련되어 있어, 본체 하우징(21)의 상부에
형성된 배지부(68)에 배출 기록 매체가 수용된다.
또한, 본 실시형태에서는 본체 하우징(21)의 옆쪽에는 수동 공급 장치(MSI)(71)가 마련되어 있으며, 이 수동 공[0081]
급 장치(71) 위의 기록 매체는 송출 롤(72) 및 반송 롤(62)로 기록 매체 반송로(25)를 향하여 송출된다.
또한, 본체 하우징(21)에는 양면 기록용 유닛(73)이 더 부설(附設)되어 있으며, 이 양면 기록용 유닛(73)은, 기[0082]
록 매체의 양면에 화상 기록을 행하는 양면 모드 선택 시에, 편면 기록이 완료된 기록 매체를, 배출 롤(67)을
역전(逆轉)시키며 또한 입구 전방의 안내 롤(74)로 내부로 도입하고, 반송 롤(77)로 내부의 기록 매체 복귀 반
송로(76)를 따라 기록 매체를 반송하여, 다시 위치 맞춤 롤(63)측에 공급하는 것이다.
[클리닝 장치][0083]
다음으로, 도 3에 나타내는 탠덤형 화상 형성 장치 내에 배치된 클리닝 장치(34)에 대하여 상술(詳述)한다.[0084]
도 4는, 본 실시형태의 클리닝 장치의 일례를 나타내는 모식 단면도이며, 도 3 중에 나타내는 클리닝 장치(34)[0085]
와 함께, 일체화되어 프로세스 카트리지화되어 있는 감광체 드럼(31), 대전 롤(32), 현상 유닛(33)을 나타낸 도
면이다.
도 4 중, 32는 대전 롤(대전 장치), 331은 유닛 케이스, 332는 현상 롤, 333은 토너 반송 부재, 334는 반송 패[0086]
들, 335는 트리밍 부재, 341은 클리닝 케이스, 342는 클리닝 블레이드, 344는 필름 씰, 345는 반송 부재를 나타
낸다.
클리닝 장치(34)는, 잔류 토너가 수용되며 또한 감광체 드럼(31)에 대향해서 개구하는 클리닝 케이스(341)를 갖[0087]
고, 이 클리닝 케이스(341)의 개구 하부 가장자리에는 감광체 드럼(31)에 접촉 배치되는 클리닝 블레이드(342)
를 도시하지 않은 브래킷을 통해서 부착하는 한편, 클리닝 케이스(341)의 개구 상부 가장자리에는 감광체 드럼
(31)과의 사이가 기밀하게 유지되는 필름 씰(344)을 부착한 것이다. 또, 부호 345는 클리닝 케이스(341) 내에
수용된 폐 토너를 옆쪽의 폐 토너 용기에 유도하는 반송 부재이다.
또, 본 실시형태에서는 각 작상 엔진(22)(22a 내지 22d)의 모든 클리닝 장치(34)에 있어서, 클리닝 블레이드로[0088]
서 본 실시형태의 클리닝 블레이드가 사용되어 있다. 또한, 클리닝 블레이드(342)는, 도 4에는 클리닝 장치
(34) 내의 프레임 부재에 직접 고정한 태양을 나타냈지만, 이것에 한하지 않으며, 스프링재를 통해서 고정되어
도 된다.
다음으로, 본 실시형태에 있어서의 클리닝 블레이드의 구성에 대하여 설명한다.[0089]
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본 실시형태의 클리닝 블레이드는, 상유지체가 정지해 있는 상태에서의 접촉 각부의 위치를 기준으로 했을 경우[0090]
의 상기 상유지체가 구동하고 있는 상태에서의 접촉 각부의 위치까지의 이동 거리가 10㎛ 이상 30㎛ 이하로 된
다.
또, 본 명세서에 있어서, 클리닝 블레이드의 상유지체와 접촉하는 부분을 포함하는 영역을 구성하는 부재를 「[0091]
접촉 부재」라 칭한다. 즉, 본 실시형태에 따른 클리닝 블레이드는 상기 접촉 부재만으로 이루어져 있어도 된
다.
또한, 클리닝 블레이드가, 상기 접촉 부재와 당해 접촉 부재 이외의 영역이 각각 다른 재료로 구성되어 있는 경[0092]
우에는, 접촉 부재 이외의 영역을 구성하는 부재를 「비접촉 부재」라 칭한다. 비접촉 부재는, 1종의 재료로
구성되어 있어도 되고, 재료가 다른 2종 이상의 부재로 구성되어 있어도 된다.
여기에서, 도면을 사용해서, 본 실시형태에 따른 클리닝 블레이드의 구성에 대하여 상술한다. 도 1은, 제1 실[0093]
시형태에 따른 클리닝 블레이드를 나타내는 개략도이며, 감광체 드럼의 표면에 접촉한 상태를 나타내는 도면이
다. 또한, 도 5는 제2 실시형태에 따른 클리닝 블레이드가, 도 6은 제3 실시형태에 따른 클리닝 블레이드가,
감광체 드럼의 표면에 접촉한 상태를 도시한 도면이다.
도 1에 나타내는 제1 실시형태에 따른 클리닝 블레이드(342A)는, 감광체 드럼(31)과 접촉하는 부분 즉 접촉 각[0094]
부(3A)를 포함해서, 전체가 단일한 재료로 구성되어 있으며, 즉 접촉 부재만으로 이루어지는 태양이다.
또, 본 실시형태에 따른 클리닝 블레이드는, 도 5에 나타내는 제2 실시형태와 같이, 감광체 드럼(31)과 접촉하[0095]
는 부분 즉 접촉 각부(3A)를 포함하고, 복면(3C)측 전면(全面)에 걸쳐서 형성되며 또한 접촉 부재로 이루어지는
제1 층(3421B)과, 당해 제1 층보다도 배면(3D)측에 형성되며 또한 접촉 부재와는 다른 재료로 이루어지는 배면
층으로서의 제2 층(3422B)이 마련된 2층 구성이어도 된다.
또한, 본 실시형태에 따른 클리닝 블레이드는, 도 6에 나타내는 제3 실시형태와 같이, 감광체 드럼(31)과 접촉[0096]
하는 부분 즉 접촉 각부(3A)를 포함하고, 1/4로 커트된 원주(圓柱)가 깊이 방향으로 연장된 형상을 가지며 당해
형상의 직각 부분이 접촉 각부(3A)를 형성하는, 접촉 부재로 이루어지는 접촉 부재(엣지 부재)(3421C)와, 접촉
부재(3421C)의 두께 방향의 배면(3D)측 및 폭 방향의 선단면(3A)과는 반대측을 덮으며, 즉 상기 접촉 부재
(3421C) 이외의 부분을 구성하는, 접촉 부재와는 다른 재료로 이루어지는 배면 부재(3422C)가 마련된 구성이어
도 된다.
또, 도 6에서는 접촉 부재로서 1/4로 커트된 원주 형상을 갖는 부재의 예를 나타냈지만, 이것으로 한정되는 것[0097]
은 아니다. 접촉 부재로서는, 예를 들면 타원상의 원주가 1/4로 커트된 형상이나, 정방형의 사각기둥, 장방형
의 사각기둥 등의 형상이어도 된다.
이하에 있어서는, 클리닝 블레이드에 있어서의 상기 이동 거리의 제어 방법에 대하여 설명한다.[0098]
(영률)[0099]
예를 들면, 클리닝 블레이드의 상유지체와 접촉하는 부분(접촉 부재)의 경도가 낮을수록, 이동 거리는 커지는[0100]
경향이 있다.
클리닝 블레이드의 접촉 부재에 있어서의 영률은, 12㎫ 이상 28㎫ 이하인 것이 바람직하다. 영률이 상기 하한[0101]
값 이상인 것에 의해, 클리닝 블레이드의 이동 거리가 억제되어 결과적으로 마모가 억제된다. 한편, 상기 상한
값 이하인 것에 의해, 접촉 부재가 지나치게 단단해져, 구동하는 상유지체에 대해서 클리닝 블레이드가 적당히
추종하여 양호한 클리닝성이 얻어진다.
또, 영률은, 15㎫ 이상 21㎫ 이하인 것이 보다 바람직하다.[0102]
또한, 클리닝 블레이드의 접촉 부재의 영률은, 인장 시험에 의해 측정된다. 인장 시험에서는, 일반적으로 봉상[0103]
혹은 판상의 시험편에 인장 하중을 가하여, 그 변위를 구하는 것에 의해 영률을 산출한다. 접촉 부재가 요구되
는 시험편보다도 큰 경우에는 그것으로부터 시험편을 잘라내고, 작은 경우에는 같은 재료를 사용해서 봉상 또는
판상의 시험편을 준비한다. 변위 계측 방법으로서, 변형 게이지(교와덴교(주)제, DPM-602B)를 사용하고, 영률
은 응력(하중)-변형(변위)선 도면의 경사로부터 산출된다.
접촉 부재에 있어서의 영률을 제어하는 방법으로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 이하의 방법[0104]
을 들 수 있다.
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예를 들면, 클리닝 블레이드의 접촉 부재의 재질이 폴리우레탄인 경우이면 당해 폴리우레탄의 결정성을 높이는[0105]
것에 의해, 영률은 높아지는 경향이 있다.
또한, NCO 인덱스(NCO/OH비)를 높게 하는 것이나, 가교제를 증량하는 것에 의해 영률은 높아지는 경향이 있다.[0106]
(마찰력)[0107]
또한, 클리닝 블레이드와 상유지체의 마찰력이 클수록, 이동 거리는 커지는 경향이 있다. 또, 상기[0108]
마찰력이란, 마찰 계수와 수직 항력의 곱에 의해 산출되는 물성이다.
본 실시형태에서는 클리닝 블레이드와 상유지체의 동마찰 계수가 0.4 이상 1.2 이하인 것이 바람직하다. 클리[0109]
닝 블레이드와 상유지체의 동마찰 계수가 상기 상한값 이하인 것에 의해, 클리닝 블레이드의 이동 거리가 억제
되어 결과적으로 마모가 억제된다. 한편, 상기 하한값 이상인 것에 의해, 구동하는 상유지체에 대해서 클리닝
블레이드가 적당히 추종하여 양호한 클리닝성이 얻어진다.
또, 클리닝 블레이드와 상유지체의 동마찰 계수는, 0.6 이상 0.8 이하인 것이 보다 바람직하다.[0110]
또한, 클리닝 블레이드의 접촉 부재 자체의 동마찰 계수는 0.4 이상 1.1 이하인 것이 바람직하며, 또한 0.45 이[0111]
상 1.05 이하가 보다 바람직하고, 0.49 이상 0.9 이하가 더 바람직하다. 접촉 부재 자체의 마찰 계수가 상기
범위이면, 화상 형성 장치에 있어서 일반적으로 사용되는 상유지체에 대해서 접촉시켰을 경우의 동마찰 계수를
상술한 범위로 제어할 수 있다.
또, 클리닝 블레이드와 상유지체의 동마찰 계수는, 이하의 방법으로 측정된다. 측정에 사용하는 장치로서, 신[0112]
토가가쿠 가부시키가이샤제의 HEIDON 표면성 측정기를 사용하며, 또한 상유지체 회전 기구, 상유지체 부착 스테
이지에 개조를 가하고, 제어 소프트웨어로서 트라이보 소프트웨어를 부가한 구성으로 한다. 측정은, 현상제를
공급한 상태에서, 10㎜×10㎜의 클리닝 블레이드편을 상유지체에 압부하고 상유지체를 회전시킨다. 회전시켰을
때의 마찰력을 측정하여, 수직 항력과의 나눗셈(=마찰력/수직 항력)에 의해 산출한다.
또한, 클리닝 블레이드 자체의 동마찰 계수는, 이하의 방법으로 측정된다. 장치로서 상기한 것을 사용하고, 측[0113]
정은, 상유지체의 표면에 폴리에틸렌 필름 씰을 첩부한 것을 상대재로 하여, 10㎜×10㎜의 클리닝 블레이드편을
상기 폴리에틸렌 필름 씰부에 압부하고 상유지체를 회전시킨다. 회전시켰을 때의 마찰력을 측정하여, 수직 항
력과의 나눗셈(=마찰력/수직 항력)에 의해 산출한다.
상기 동마찰 계수는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 클리닝 블레이드의 상유지체와 접촉하는 부분[0114]
의 재질, 상유지체 표면의 재질에 따라 조정된다.
또한, 상기 수직 항력은, 환언하면 클리닝 블레이드의 상유지체에의 수직 방향으로의 압부력이다. 당해 수직[0115]
항력은, 클리닝 블레이드가 상유지체에 파고드는 길이, 클리닝 블레이드와 상유지체의 접촉부에 있어서의 각도
W/A(Working Angle), 클리닝 블레이드 전체의 반발 탄성, 클리닝 블레이드의 자유 길이, 클리닝 블레이드의 두
께 방향 길이 등에 따라 조정된다.
본 실시형태에 있어서의 클리닝 블레이드는, 상유지체에 압부되는 힘 NF(Normal Force)가 1.35gf/㎜ 이상[0116]
3.15gf/㎜ 이하의 범위인 것이 바람직하며, 1.5gf/㎜ 이상 2.25gf/㎜ 이하의 범위인 것이 보다 바람직하다.
또, 상기 압부되는 힘 NF는, 클리닝 블레이드의 스프링 정수(gf/㎟)와 클리닝 블레이드를 상유지체에 압부했을[0117]
때의 상유지체에의 파고드는 양의 곱에 의해 산출된다.
또한, 클리닝 블레이드의 선단부가 상유지체에 파고드는 길이가 0.7㎜ 이상 1.5㎜ 이하의 범위인 것이 바람직하[0118]
며, 1.0㎜ 이상 1.4㎜ 이하의 범위인 것이 보다 바람직하다.
클리닝 블레이드와 상유지체의 접촉부에 있어서의 각도 W/A (Working Angle)는 6° 이상 15° 이하의 범위인 것[0119]
이 바람직하며, 8.5° 이상 12.5° 이하의 범위인 것이 보다 바람직하다.
도 4 및 도 7에 나타내는 바와 같이, 클리닝 블레이드(342)는 배면(3D)에 지지 부재(홀더)(3423)가 접착되어 지[0120]
지된다. 클리닝 블레이드(342)의 배면(3D)의 선단면(3B)측 단부로부터, 배면(3D)에 접착되어 있는 상태에서의
지지 부재(3423)의 선단면(3B)측 단부까지의 길이, 즉 배면(3D)에 있어서 지지 부재(3423)로 지지되어 있지 않
은 영역의 폭 방향 길이(소위 블레이드 자유 길이 (F))는 6.0㎜ 이상 8.0㎜ 이하의 범위인 것이 바람직하며, 7
㎜ 이상 7.5㎜ 이하의 범위인 것이 보다 바람직하다.
또, 통상은 지지 부재(3423)와 배면(3D)의 접착면은 그 전면에 접착제가 도포되어 서로 첩부된다. 그러나, 접[0121]
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착제가 지지 부재(3423)의 선단면(3B)측 단부보다도 선단면(3B)측으로 더 비어져나온 상태에서 첩부되어 있어도
되고, 반대로 지지 부재(3423)의 선단면(3B)측 단부에까지 접착제가 도포되어 있지 않은 상태, 즉 지지 부재
(3423)의 단부측에 접착되지 않은 영역을 갖고 있는 상태로 첩부되어 있어도 된다. 단, 상기 어느 경우이어도,
블레이드 자유 길이(F)는 접착제가 도포되어 있는 영역의 단부가 아니라 지지 부재(3423)의 선단면(3B)측 단부
를 기준으로 한다.
또한, 클리닝 블레이드(지지 부재를 포함하지 않음)의 두께(도 7에 나타내는 두께 방향 길이(T))는 1.5㎜ 이상[0122]
2.0㎜ 이하의 범위인 것이 바람직하며, 1.9㎜ 이상 2.0㎜ 이하의 범위인 것이 보다 바람직하다.
또, 클리닝 블레이드가 접촉 부재와 비접촉 부재로 이루어지는 경우에는, 클리닝 블레이드 전체의 반발 탄성을[0123]
조정해서, 상기 이동 거리를 상기 범위로 조정하는 관점에서, 접촉 부재의 JIS A 경도보다 비접촉 부재의 JIS A
경도가 작은 것이 바람직하다.
다음으로, 본 실시형태의 클리닝 블레이드에 있어서 적어도 상유지체와 접촉하는 부분을 구성하는 접촉 부재의[0124]
조성에 대하여 설명한다.
(접촉 부재)[0125]
본 실시형태에 따른 클리닝 블레이드에 있어서의 접촉 부재는, 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 폴리[0126]
우레탄 고무, 실리콘 고무, 불소 고무, 프로필렌 고무, 부타디엔 고무 등을 들 수 있다. 또, 상기한 이동 거리
의 요건을 만족시키는 관점에서, 폴리우레탄 고무가 바람직하며, 특히 고결정화된 폴리우레탄 고무가 보다 바람
직하다.
폴리우레탄의 결정성을 높이는 방법으로서는, 예를 들면 폴리우레탄에 있어서의 하드 세그먼트 응집체를 보다[0127]
성장시키는 방법을 들 수 있다. 구체적으로는, 폴리우레탄에 있어서의 가교 구조의 형성 시에 화학 가교(가교
제에 의한 가교)보다도 물리 가교(하드 세그먼트끼리의 수소 결합에 의한 가교)가 보다 효율적으로 진행하도록
조정함으로써, 하드 세그먼트 응집체가 보다 성장하기 쉬운 환경으로 된다. 또, 폴리우레탄의 중합 시에 중합
온도를 낮게 설정할수록 숙성 시간이 길어지며, 그 결과 물리 가교가 보다 많이 진행하는 경향이 있다.
·흡열 피크 톱(peak top) 온도[0128]
결정성의 지표로서는, 흡열 피크 톱 온도(용융 온도)를 들 수 있다. 본 실시형태에 있어서의 클리닝 블레이드[0129]
에서는, 시차(示差) 주사 열량 측정(DSC)에 의한 흡열 피크 톱 온도(용융 온도)가 180℃ 이상인 것이 바람직하
며, 또한 185℃ 이상인 것이 보다 바람직하고, 190℃ 이상인 것이 더 바람직하다. 또, 상한값으로서는 220℃
이하인 것이 바람직하며, 또한 215℃ 이하인 것이 보다 바람직하고, 210℃ 이하인 것이 더 바람직하다.
또, 흡열 피크 톱 온도(용융 온도)는, 시차 주사 열량 측정(DSC)으로 ASTM D3418-99에 준해서 행해진다. 측정[0130]
에는, 퍼킨 엘머사제 Diamond-DSC을 사용하며, 장치 검출부의 온도 보정은 인듐과 아연의 용융 온도를
사용하고, 열량의 보정에 대해서는 인듐의 융해열을 사용한다. 측정 샘플에는 알루미늄제 팬을 사용하고, 대조
용으로 빈 팬을 세트하여 측정을 행한다.
·하드 세그먼트 응집체의 입자경(粒子徑) 및 입도 분포[0131]
또한, 본 실시형태에서는 폴리우레탄 고무가 하드 세그먼트와 소프트 세그먼트를 갖고, 상기 하드 세그먼트의[0132]
응집체의 평균 입자경이 5㎛ 이상 20㎛ 이하인 것이 바람직하다.
하드 세그먼트의 응집체의 평균 입자경이 5㎛ 이상인 것에 의해, 블레이드 표면에서의 결정 면적이 늘어나, 슬[0133]
라이딩성 향상의 이점이 있다. 한편, 20㎛ 이하인 것에 의해, 저마찰화를 유지하면서, 인성(내흠집성)을 잃지
않는다는 이점이 있다.
상기 평균 입자경은, 또한 5㎛ 이상 15㎛ 이하인 것이 보다 바람직하며, 5㎛ 이상 10㎛ 이하인 것이 더 바람직[0134]
하다.
또한, 상기 하드 세그먼트의 응집체의 입도 분포(표준 편차 σ)가 2 이상인 것이 바람직하다.[0135]
하드 세그먼트의 응집체의 입도 분포(표준 편차 σ)가 2 이상인 것은, 즉 다양한 입자경의 것이 혼재해 있는 것[0136]
을 나타내며, 작은 응집체에 의해, 소프트 세그먼트와의 접촉 면적이 늘어나는 것에 따른 고경도화의 효과가 얻
어지고, 한편 큰 응집체에 의해, 슬라이딩성 향상의 효과가 얻어진다.
상기 입도 분포는, 또한 2 이상 5 이하인 것이 보다 바람직하며, 2 이상 3 이하인 것이 더 바람직하다.[0137]
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또, 하드 세그먼트 응집체의 평균 입자경 및 입도 분포는, 이하의 방법에 의해 측정된다. 편광현미경(올림푸스[0138]
제 BX51-P)을 사용하여, 배율 ×20으로 화상을 촬영하고, 화상 처리를 실시해서 화상을 2치화하여, 클리닝 블레
이드 1개에 대해 5점(1점에 대해 5개의 응집체를 측정), 클리닝 블레이드 20개에 대해서 입자경을 측정하여, 합
계 500개로부터 평균 입자경을 산출한다.
또, 화상의 2치화는, 화상 처리 소프트웨어 OLYMPUS Stream essentials(올림푸스사제)를 사용하여, 결정부를[0139]
흑, 비결정부를 백이 되도록 색상/채도/휘도의 역치(threshold)를 조정한다.
또한, 측정된 500개의 입자경으로부터 이하의 식에 의해 입도 분포(표준 편차 σ)를 산출한다.[0140]
표준 편차 σ=√{(X1-M)
2
(X2-M)
2
…[0141]
… (X500-M)
2
}/500[0142]
Xn…측정 입경 n(n=1 내지 500)[0143]
M…측정 입경의 평균값[0144]
하드 세그먼트 응집체의 입자경 및 입도 분포를 상기 범위로 제어하는 수단으로서는, 특별히 한정되는 것은 아[0145]
니지만, 예를 들면 촉매에 의한 반응 제어, 가교제에 의한 삼차원 네트워크 제어, 숙성 조건에 의한 결정 성장
제어 등의 방법을 들 수 있다.
폴리우레탄 고무는, 통상 폴리이소시아네이트와 폴리올을 중합함으로써 합성된다. 또한, 폴리올 이외에 이소시[0146]
아네이트기와 반응할 수 있는 관능기를 갖는 수지를 사용해도 된다. 또, 폴리우레탄 고무는 하드 세그먼트와
소프트 세그먼트를 갖고 있는 것이 바람직하다.
여기에서, 「하드 세그먼트」 및 「소프트 세그먼트」란, 폴리우레탄 고무 재료 중에서, 전자를 구성하는 재료[0147]
쪽이, 후자를 구성하는 재료보다도 상대적으로 단단한 재료로 이루어지고, 후자를 구성하는 재료쪽이 전자를 구
성하는 재료보다도 상대적으로 부드러운 재료로 이루어지는 세그먼트를 의미한다.
하드 세그먼트를 구성하는 재료(하드 세그먼트 재료)와 소프트 세그먼트를 구성하는 재료(소프트 세그먼트[0148]
재료)의 조합으로서는, 특별히 한정되지 않으며, 한쪽이 다른 쪽에 대해서 상대적으로 단단하고, 다른 쪽이 한
쪽에 대해서 상대적으로 부드러운 조합이 되도록 공지의 수지 재료에서 선택할 수 있지만, 본 실시형태에 있어
서는, 이하의 조합이 호적(好適)하다.
·소프트 세그먼트 재료[0149]
우선, 소프트 세그먼트 재료로서는, 폴리올로서, 디올과 이염기산의 탈수 축합으로 얻어지는 폴리에스테르폴리[0150]
올, 디올과 알킬카보네이트의 반응에 의해 얻어지는 폴리카보네이트폴리올, 폴리카프로락톤폴리올, 폴리에테르
폴리올 등을 들 수 있다. 또, 소프트 세그먼트 재료로서 사용되는 상기 폴리올의 시판품으로서는, 예를 들면
다이셀가가쿠사제의 프락셀 205이나 프락셀 240 등을 들 수 있다.
·하드 세그먼트 재료[0151]
또한, 하드 세그먼트 재료로서는, 이소시아네이트기에 대해서 반응할 수 있는 관능기를 갖는 수지를 사용하는[0152]
것이 바람직하다. 또한, 유연성이 있는 수지인 것이 바람직하며, 유연성의 점에서 직쇄(直鎖) 구조를 갖는 지
방족계의 수지인 것이 보다 바람직하다. 구체예로서는, 2개 이상의 히드록시기를 함유하는 아크릴 수지나, 2개
이상의 히드록시기를 함유하는 폴리부타디엔 수지, 2개 이상의 에폭시기를 갖는 에폭시 수지 등을 사용하는 것
이 바람직하다.
2개 이상의 히드록시기를 함유하는 아크릴 수지의 시판품으로서는, 예를 들면 소켄가가쿠제의 액트플로우(그레[0153]
이드…UMB-2005B, UMB-2005P, UMB-2005, UME-2005 등)를 들 수 있다.
2개 이상의 히드록시기를 함유하는 폴리부타디엔 수지의 시판품으로서는, 예를 들면 이데미쯔코산사제, R-45HT[0154]
등을 들 수 있다.
2개 이상의 에폭시기를 갖는 에폭시 수지로서는, 종래의 일반적인 에폭시 수지와 같이 단단하여 취성(脆性)을[0155]
갖는 것이 아닌, 종래의 에폭시 수지보다도 유연 강인성(强靭性)인 것이 바람직하다. 상기 에폭시 수지로서는,
예를 들면 분자 구조의 면에서는, 그 주쇄(主鎖) 구조 중에, 주쇄의 가동성을 높게 할 수 있는 구조(유연성 골
격)를 갖는 것이 호적하고, 유연성 골격으로서는, 알킬렌 골격이나, 시클로알칸 골격, 폴리옥시알킬렌 골격 등
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을 들 수 있으며, 특히 폴리옥시알킬렌 골격이 호적하다.
또한, 물성면에서는, 종래의 에폭시 수지와 비교해서, 분자량에 비하여 점도가 낮은 에폭시 수지가 호적하다.[0156]
구체적으로는, 중량 평균 분자량이 900±100의 범위 내이고, 25℃에 있어서의 점도가 15000±5000㎫·s의 범위
내인 것이 바람직하며, 15000±3000㎫·s의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 이 특성을 갖는 에폭시 수지의
시판품으로서는, 예를 들면 DIC제, EPLICON EXA-4850-150 등을 들 수 있다.
하드 세그먼트 재료 및 소프트 세그먼트 재료를 사용할 경우, 하드 세그먼트 재료 및 소프트 세그먼트 재료의[0157]
총량에 대한 하드 세그먼트를 구성하는 재료의 질량비(이하 「하드 세그먼트 재료비」라 칭함)가 10질량% 이상
30질량% 이하의 범위 내인 것이 바람직하며, 13질량% 이상 23질량% 이하의 범위 내인 것이 보다 바람직하고, 15
질량% 이상 20질량% 이하의 범위 내인 것이 더 바람직하다.
하드 세그먼트 재료비가, 10질량% 이상인 것에 의해, 내마모성이 얻어져 장기에 걸쳐서 양호한 클리닝성이 유지[0158]
된다. 한편, 하드 세그먼트 재료비가 30질량% 이하인 것에 의해, 지나치게 단단해지지 않아, 유연성이나 신장
성이 얻어지며, 흠집의 발생이 억제되어, 장기에 걸쳐서 양호한 클리닝성이 유지된다.
·폴리이소시아네이트[0159]
폴리우레탄 고무의 합성에 사용되는 폴리이소시아네이트로서는, 예를 들면 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트[0160]
(MDI), 2,6-톨루엔디이소시아네이트(TDI), 1,6-헥산디이소시아네이트(HDI), 1,5-나프탈렌디이소시아네이트(NDI)
및 3,3-디메틸페닐-4,4-디이소시아네이트(TODI) 등을 들 수 있다.
또, 요구되는 크기(입자경)의 하드 세그먼트 응집체의 형성 용이함이라는 점에서, 폴리이소시아네이트로서는,[0161]
4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트(MDI), 1,5-나프탈렌디이소시아네이트(NDI), 헥사메틸렌디이소시아네이트(HD
I)가 보다 바람직하다.
폴리이소시아네이트의 이소시아네이트기에 대해서 반응할 수 있는 관능기를 갖는 수지 100질량부에 대한 배합량[0162]
은, 20질량부 이상 40질량부 이하가 바람직하며, 또한 20질량부 이상 35질량부 이하가 보다 바람직하고, 20질량
부 이상 30질량부 이하가 더 바람직하다.
20질량부 이상인 것에 의해, 우레탄 결합량이 많이 확보되어 하드 세그먼트 성장하여 요구되는 경도가[0163]
얻어진다. 한편 40질량부 이하인 것에 의해, 하드 세그먼트가 지나치게 커지지 않아, 신장성이 얻어지며, 클리
닝 블레이드의 흠집의 발생이 억제된다.
·가교제[0164]
가교제로서는, 디올(2관능), 트리올(3관능), 테트라올(4관능) 등을 들 수 있으며, 이들을 병용해도 된다.[0165]
또한, 가교제로서 아민계 화합물을 사용해도 된다. 또, 3관능 이상의 가교제를 사용해서 가교된 것인 것이 바
람직하다. 3관능의 가교제로서는, 예를 들면 트리메틸올프로판, 글리세린, 트리이소프로판올아민 등을 들 수
있다.
가교제의 이소시아네이트기에 대해서 반응할 수 있는 관능기를 갖는 수지 100질량부에 대한 배합량은 2질량부[0166]
이하가 바람직하다. 2질량부 이하인 것에 의해, 분자 운동이 화학 가교로 구속되지 않으며, 숙성에 의한 우레
탄 결합 유래의 하드 세그먼트가 크게 성장하여, 요구되는 경도가 얻기 쉬워진다.
·폴리우레탄 고무의 제조 방법[0167]
본 실시형태에 있어서의 상기 접촉 부재를 구성하는 폴리우레탄 고무 부재의 제조는, 프리폴리머법이나 원숏법[0168]
등, 폴리우레탄의 일반적인 제조 방법이 사용된다. 프리폴리머법은 강도, 내마모성이 우수한 폴리우레탄이 얻
어지기 때문에 본 실시형태에는 호적하지만, 제법에 의해 제한되는 것은 아니다.
또, 접촉 부재에 있어서의 흡열 피크 톱 온도(용융 온도)를 상기 범위로 제어하는 수단으로서는, 폴리우레탄 부[0169]
재의 결정성을 높이면서 또한 적정한 범위로 제어하는 방법을 들 수 있으며, 예를 들면 폴리우레탄에 있어서의
하드 세그먼트 응집체를 보다 성장시키는 방법을 들 수 있다. 구체적으로는, 폴리우레탄에 있어서의 가교 구조
의 형성 시에 화학 가교(가교제에 의한 가교)보다도 물리 가교(하드 세그먼트끼리의 수소 결합에 의한 가교)가
보다 효율적으로 진행하도록 조정하는 방법을 들 수 있으며, 폴리우레탄의 중합 시에 중합 온도를 낮게 설정할
수록 숙성 시간이 길어지며, 그 결과 물리 가교가 보다 많이 진행하는 경향이 있다.
이러한 폴리우레탄 고무 부재는, 상술한 폴리올에, 이소시아네이트 화합물 및 가교제 등을 배합해서, 분자 배열[0170]
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의 불균일이 억제될 수 있는 성형 조건에서 성형한다.
구체적으로는, 폴리우레탄 조성물을 조정할 때에, 폴리올이나 프리폴리머의 온도를 낮게 하거나, 경화·성형의[0171]
온도를 낮게 하거나 하는 것에 의해, 가교의 진행이 늦어지도록 조정한다. 이들의 온도(폴리올이나 프리폴리머
의 온도, 경화·성형의 온도)를 낮게 설정해서 반응성을 낮추는 것에 의해, 우레탄 결합부가 응집하여, 하드 세
그먼트의 결정체가 얻어지므로, 하드 세그먼트 응집체의 입자경이 요구되는 결정경(結晶徑)으로 되도록 온도를
조정한다.
이에 따라, 폴리우레탄 조성물에 함유되는 분자가 나열된 상태로 되어, DSC를 측정했을 때에, 결정 융해 에너지[0172]
의 흡열 피크 톱 온도가 상기 범위의 결정체를 함유하는 폴리우레탄 고무 부재가 성형된다.
또, 폴리올, 폴리이소시아네이트, 및 가교제의 양이나, 가교제의 비율 등은 요구되는 범위로 조정한다.[0173]
또, 클리닝 블레이드의 성형은, 상기 방법에 의해 조제된 클리닝 블레이드 형성용의 조성물을, 예를 들면 원심[0174]
성형이나 압출 성형 등을 이용해서, 시트 형상으로 형성하고, 절단 가공 등을 실시하는 것에 의해 제작된다.
여기에서, 일례를 들어서, 접촉 부재의 제조 방법의 상세를 설명한다.[0175]
우선, 소프트 세그먼트 재료(예를 들면 폴리카프로락톤폴리올)와, 하드 세그먼트 재료(예를 들면 2개 이상의 히[0176]
드록시기를 함유하는 아크릴 수지)를 혼합(예를 들면 질량비 8:2)한다.
다음으로, 이 소프트 세그먼트 재료와 하드 세그먼트 재료의 혼합물에 대해서, 이소시아네이트 화합물(예를 들[0177]
면 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트)을 가해서, 예를 들면 질소 분위기 하에서 반응시킨다. 이때의 온도는 60
℃ 이상 150℃ 이하인 것이 바람직하며, 80℃ 이상 130℃ 이하인 것이 더 바람직하다. 또한 반응 시간은 0.1시
간 이상 3시간 이하인 것이 바람직하며, 1시간 이상 2시간 이하인 것이 더 바람직하다.
계속해서, 이소시아네이트 화합물을 더 가하여, 예를 들면 질소 분위기 하에서 반응시켜서 프리폴리머를[0178]
얻는다. 이때의 온도는 40℃ 이상 100℃ 이하인 것이 바람직하며, 60℃ 이상 90℃ 이하인 것이 더 바람직하다.
또한 반응 시간은 30분간 이상 6시간 이하인 것이 바람직하며, 1시간 이상 4시간 이하인 것이 더 바람직하다.
다음으로, 이 프리폴리머를 승온(昇溫)하여 감압 하에서 탈포한다. 이때의 온도는 60℃ 이상 120℃ 이하인 것[0179]
이 바람직하며, 80℃ 이상 100℃ 이하인 것이 더 바람직하다. 또한 반응 시간은 10분간 이상 2시간 이하인 것
이 바람직하며, 30분간 이상 1시간 이하인 것이 더 바람직하다.
그 후, 프리폴리머에 대해서, 가교제(예를 들면 1,4-부탄디올이나 트리메틸올프로판)을 가해서 혼합하여, 클리[0180]
닝 블레이드 형성용의 조성물을 조제한다.
다음으로, 원심 성형기의 금형에 상기 클리닝 블레이드 형성용의 조성물을 유입하여 경화 반응시킨다. 이때의[0181]
금형 온도는 80℃ 이상 160℃ 이하인 것이 바람직하며, 100℃ 이상 140℃ 이하인 것이 더 바람직하다. 또한 반
응 시간은 20분간 이상 3시간 이하인 것이 바람직하며, 30분간 이상 2시간 이하인 것이 더 바람직하다.
더 가교 반응시켜 냉각한 후에 커트하여 클리닝 블레이드가 형성된다. 이 가교 반응 시의 숙성 가열의 온도는[0182]
70℃ 이상 130℃ 이하인 것이 바람직하며, 80℃ 이상 130℃ 이하인 것이 보다 바람직하고, 100℃ 이상 120℃ 이
하인 것이 더 바람직하다. 또한 반응 시간은 1시간 이상 48시간 이하인 것이 바람직하며, 10시간 이상 24시간
이하인 것이 더 바람직하다.
·물성[0183]
상기 특정 부재에 있어서는, 폴리우레탄 고무 중에 있어서의 화학 가교(가교제에 의한 가교) 「1」에 대한 물리[0184]
가교(하드 세그먼트끼리의 수소 결합에 의한 가교)의 비율이, 1:0.8 내지 1:2.0인 것이 바람직하며, 1:1 내지
1:1.8인 것이 더 바람직하다.
화학 가교에 대한 물리 가교의 비율이 상기 하한값 이상인 것에 의해, 하드 세그먼트 응집체가 보다 성장되어[0185]
결정 유래의 저마찰성의 효과가 얻어진다. 한편, 상기 상한값 이하인 것에 의해, 인성 유지의 효과가
얻어진다.
또, 상기 화학 가교와 물리 가교의 비율은, 이하의 Moobey-Rivilin식 을 사용해서 산출한다.[0186]
σ=2C1(λ-1/λ
2
) 2C2(1-1/λ
3
)[0187]
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σ…응력, λ…변형, C1…화학 가교 밀도, C2…물리 가교[0188]
또, 인장 시험에 의한 응력-변형 곡선에서 10% 신장 시의 σ과 λ를 사용한다.[0189]
상기 특정 부재에 있어서는, 폴리우레탄 고무 중에 있어서의 소프트 세그먼트 「1」에 대한 하드 세그먼트의 비[0190]
율이, 1:0.15 내지 1:0.3인 것이 바람직하며, 1:0.2 내지 1:0.25인 것이 더 바람직하다.
소프트 세그먼트에 대한 하드 세그먼트의 비율이 상기 하한값 이상인 것에 의해, 하드 세그먼트 응집체 양도 늘[0191]
어나는 것에 의해 저마찰성의 효과가 얻어진다. 한편, 상기 상한값 이하인 것에 의해, 인성 유지의 효과가 얻
어진다.
또, 상기 소프트 세그먼트와 하드 세그먼트의 비율은,
1
H-NMR을 사용하여, 하드 세그먼트 성분으로서 이소시아네[0192]
이트, 쇄연장제(鎖延長劑), 소프트 세그먼트 성분으로서 폴리올의 스펙트럼 면적으로부터 조성비를 산출한다.
본 실시형태에 있어서의 상기 폴리우레탄 고무 부재의 중량 평균 분자량은, 1000 내지 4000의 범위 내인 것이[0193]
바람직하며, 1500 내지 3500의 범위 내인 것이 보다 바람직하다.
다음으로, 본 실시형태의 클리닝 블레이드가, 도 5에 나타내는 제2 실시형태나 도 6에 나타내는 제3 실시형태와[0194]
같이, 접촉 부재와 당해 접촉 부재 이외의 영역(비접촉 부재)이 각각 다른 재료로 구성되어 있는 경우에 있어서
의, 비접촉 부재의 조성에 대하여 설명한다.
(비접촉 부재)[0195]
본 실시형태에 따른 클리닝 블레이드에 있어서의 비접촉 부재는, 특별히 한정되지 않으며 공지의 어떠한 재료도[0196]
사용할 수 있다.
·반발 탄성[0197]
비접촉 부재는, 50℃의 반발 탄성이 70% 이하인 재료로 구성되는 것이 바람직하다. 더욱이는, 60% 이하인 것이[0198]
보다 바람직하며, 50% 이하인 것이 더 바람직하다. 또한, 그 하한값으로서는, 30% 이상인 것이 더 바람직하며,
40% 이상인 것이 보다 바람직하다.
50℃의 반발 탄성(%)의 측정은, JIS K6255(1996년)에 준해서 50℃ 환경 하에서 행해진다. 또, 클리닝 블레이드[0199]
의 비접촉 부재가 JIS K6255에 규정된 시험편의 치수 이상의 크기일 경우에는, 당해 부재로부터 시험편의 치수
의 것을 잘라냄으로써 상기한 측정이 행해진다. 한편, 비접촉 부재가 시험편의 치수 미만의 크기일 경우에는,
당해 부재와 같은 재료에 의해 시험편을 형성하고, 이 시험편에 대하여 상기한 측정이 행해진다.
비접촉 부재에 있어서의 50℃ 반발 탄성의 제어 방법으로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 비접[0200]
촉 부재가 폴리우레탄일 경우이면 폴리올의 저분자량화나 소수성화에 의해 유리 전이 온도(Tg)를 조정함으로써
커지는 경향이 있다.
·영구 신장[0201]
또한, 본 실시형태에 따른 클리닝 블레이드에 있어서의 비접촉 부재는, 100% 영구 신장이 1.0% 이하인 재료로[0202]
구성되는 것이 바람직하며, 0.5% 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.4% 이하인 것이 더 바람직하다. 또한, 그 하
한값으로서는, 0.1% 이상인 것이 더 바람직하고, 0.2% 이상인 것이 보다 바람직하다.
여기에서, 상기 100% 영구 신장(%)의 측정 방법에 대하여 설명한다.[0203]
JIS K6262(1997년)에 준거해서, 스트립 형상 시험편을 사용하여, 100% 인장 변형을 부여해서 24시간 방치하고,[0204]
하기 식과 같이 표선간(標線間) 거리로부터 구해진다.
Ts=(L2-L0)/ (L1-L0)×100[0205]
Ts…영구 신장[0206]
L0…인장 전의 표선간 거리[0207]
L1…인장 시의 표선간 거리[0208]
L2…인장 후의 표선간 거리[0209]
또, 클리닝 블레이드의 비접촉 부재가 JIS K6262에 규정된 스트립 형상 시험편의 치수 이상의 크기일 경우에는,[0210]
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당해 부재로부터 스트립 형상 시험편의 치수의 것을 잘라냄으로써 상기한 측정이 행해진다. 한편, 비접촉 부재
가 스트립 형상 시험편의 치수 미만의 크기일 경우에는, 당해 부재와 같은 재료에 의해 스트립 형상 시험편을
형성하고, 이 스트립 형상 시험편에 대하여 상기한 측정이 행해진다.
비접촉 부재에 있어서의 100% 영구 신장의 제어 방법으로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 가교[0211]
제 양이나, 비접촉 부재가 폴리우레탄일 경우이면 폴리올의 분자량을 조정함으로써 변동하는 경향이 있다.
비접촉 부재에 사용되는 재료로서는, 예를 들면 폴리우레탄 고무, 실리콘 고무, 불소 고무, 프로필렌 고무, 부[0212]
타디엔 고무 등을 들 수 있다. 이들 중에서, 폴리우레탄 고무가 좋다. 폴리우레탄 고무로서는, 에스테르계 폴
리우레탄, 에테르계 폴리우레탄을 들 수 있으며, 특히 에스테르계 폴리우레탄이 바람직하다.
또, 폴리우레탄 고무를 제조할 때에는, 폴리올과 폴리이소시아네이트를 사용하는 방법이 있다.[0213]
폴리올로서는, 폴리테트라메틸에테르글리콜, 폴리에틸렌아디페이트, 폴리카프로락톤 등을 들 수 있다.[0214]
폴리이소시아네이트로서는, 2,6-톨루엔디이소시아네이트(TDI), 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트(MDI), 파라페[0215]
닐렌디이소시아네이트(PPDI), 1,5-나프탈렌디이소시아네이트(NDI), 3,3-디메틸디페닐-4,4'-디이소시아네이트
(TODI) 등을 들 수 있다. 그 중에서도 MDI가 바람직하다.
또한, 폴리우레탄을 경화시키는 경화제로서, 1,4-부탄디올, 트리메틸올프로판, 에틸렌글리콜이나 이들의 혼합물[0216]
등의 경화제를 들 수 있다.
구체예를 일례로 들어서 설명하면, 예를 들면 탈수 처리한 폴리테트라메틸에테르글리콜에 디페닐메탄-4,4-디이[0217]
소시아네이트를 혼입하여 반응시켜 생성한 프리폴리머에, 경화제로서 1,4-부탄디올 및 트리메틸올프로판을 병용
한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 또, 반응 조정제 등의 첨가제를 첨가해도 된다.
비접촉 부재의 제작 방법은, 제작에 사용하는 원재료에 따라서, 종래 공지의 방법이 이용되며, 예를 들면 원심[0218]
성형이나 압출 성형 등을 이용해서 형성하여, 정해진 형상으로 절단 가공 등 하는 것에 의해 제작된다.
(클리닝 블레이드의 제조)[0219]
또, 도 5에 나타내는 2층 구성 등의 복수 층 구성의 경우에는, 접촉 부재로서의 제1 층 및 비접촉 부재로서의[0220]
제2 층(3층 이상의 층 구성일 경우에는 복수의 층)을, 상호 첩합(貼合)시키는 것에 의해 클리닝 블레이드가 제
작된다. 상기 첩합시키는 방법으로서는, 양면 테이프, 각종 접착제 등이 호적하게 사용된다. 또한, 성형 시에
시간차를 두고 각 층의 재료를 금형에 유입하여, 접착층을 마련하지 않고 재료간에 결합시키는 것에 의해 복수
의 층을 접착해도 된다.
또한, 도 6에 나타내는 접촉 부재(엣지 부재)와 비접촉 부재(배면 부재)를 갖는 구성의 경우에는, 도 6에 나타[0221]
내는 접촉 부재(3421C)를 2개, 복면(3C)측끼리를 중첩시킨 반원주(半圓柱)의 형상에 대응하는 공동(접촉 부재
형성용의 조성물을 유입하는 영역)을 갖는 제1 금형과, 접촉 부재(3421C) 및 비접촉 부재(3422C)를 2개, 복면
(3C)측끼리를 중첩시킨 형상에 대응하는 공동을 갖는 제2 금형을 준비한다. 상기 제1 금형의 상기 공동에 접촉
부재 형성용의 조성물을 유입하여 경화시켜 접촉 부재(3421C)가 2개 겹친 형상의 제1 성형물을 형성한다. 다음
으로, 상기 제1 금형을 제거한 후, 제2 금형의 공동의 내부에 상기 제1 성형물이 배치되도록, 제2 금형을 더 설
치한다. 그 후, 제2 금형의 공동 내에, 상기 제1 성형물을 덮도록 비접촉 부재 형성용의 조성물을 유입하여 경
화시켜, 상기 접촉 부재(3421C) 및 비접촉 부재(3422C)가 2개의 복면(3C)측끼리에서 겹친 형상의 제2 성형물을
형성한다. 다음으로, 형성된 제2 성형물을 한가운데, 즉 복면(3C)으로 되는 부분에서 절단해서, 반원주 형상의
접촉 부재가 한가운데에서 분단되어 1/4로 절단된 원주 형상이 되도록 커트하고, 정해진 치수로 더 커트함으로
써 도 6에 나타내는 클리닝 블레이드가 얻어진다.
[상유지체][0222]
다음으로, 도 3에 나타내는 탠덤형 화상 형성 장치 내에 배치된 상유지체(감광체 드럼)(31)에 대하여 상술한다.[0223]
본 실시형태에 있어서의 상유지체로서는, 예를 들면 기체(基體)와 감광층과 표면층을 갖는 태양을 들 수 있다.[0224]
여기에서, 본 실시형태에 있어서의 감광층은 전하 수송능(輸送能)과 전하 발생능(發生能)을 함께 갖는 기능 일[0225]
체형의 감광층이어도 되고, 전하 수송층과 전하 발생층을 포함하는 기능 분리형의 감광층이어도 된다. 더욱이
는, 언더코팅층 등의 그 외의 층을 마련해도 되고, 표면층을 갖지 않는 태양이어도 된다.
이하, 본 실시형태에 있어서의 상유지체의 구성에 대하여, 도 8 내지 도 9를 참조해서 설명하지만, 본 실시형태[0226]
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는 도 8 내지 도 9에 의해 한정되지 않는다.
도 8은, 본 실시형태에 있어서의 상유지체의 층 구성의 일례를 나타내는 모식 단면도이며, 도 8 중, 1은 기체[0227]
(基體), 2는 감광층, 2A는 전하 발생층, 2B은 전하 수송층, 4는 언더코팅층, 5는 표면층을 나타낸다.
도 8에 나타내는 상유지체는, 기체(1) 위에, 언더코팅층(4), 전하 발생층(2A), 전하 수송층(2B), 표면층(5)이[0228]
이 순서로 적층된 층 구성을 가지며, 감광층(2)은 전하 발생층(2A) 및 전하 수송층(2B)의 2층으로 구성된다(제1
태양).
도 9는, 본 실시형태에 있어서의 상유지체의 층 구성의 다른 예를 나타내는 모식 단면도이며, 도 9 중, 6은 기[0229]
능 일체형의 감광층을 나타내고, 다른 것은 도 8 중에 나타낸 것과 동의(同義)이다.
도 9에 나타내는 상유지체는, 기체(1) 위에, 언더코팅층(4), 감광층(6), 표면층(5)이 이 순서로 적층된 층 구성[0230]
을 가지며, 감광층(6)은, 도 8에 나타내는 전하 발생층(2A) 및 전하 수송층(2B)의 기능이 일체로 된 층이다(제2
태양).
이하, 본 실시형태에 있어서의 상유지체의 각 층에 대하여, 도 8에 나타내는 상유지체를 대표예로서 채택해서[0231]
설명한다.
(제1 태양)[0232]
제1 태양에 따른 상유지체는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 기체(1) 위에, 언더코팅층(4), 전하 발생층(2A), 전[0233]
하 수송층(2B), 표면층(5)이 이 순서로 적층된 층 구성을 갖는다
·기체[0234]
기체(1)로서는, 도전성을 갖는 기체가 사용되며, 예를 들면 알루미늄, 구리, 아연, 스테인리스, 크롬, 니켈, 몰[0235]
리브덴, 바나듐, 인듐, 금, 백금 등의 금속 또는 합금을 사용해서 구성되는 금속판, 금속 드럼, 및 금속 벨트,
또는 도전성 폴리머, 산화인듐 등의 도전성 화합물이나 알루미늄, 팔라듐, 금 등의 금속 또는 합금을 도포, 증
착 또는 라미네이트한 종이, 플라스틱 필름, 벨트 등을 들 수 있다. 여기에서, 「도전성」이란 체적 저항율이
10
13
Ω㎝ 미만인 것을 말한다.
제1 태양에 따른 상유지체가 레이저 프린터에 사용되는 경우이면, 기체(1)의 표면은 중심선 평균 거칠기 Ra로[0236]
0.04㎛ 이상 0.5㎛ 이하로 조면화(粗面化)하는 것이 바람직하다. 단, 비간섭 광을 광원으로 사용할 경우에는
조면화는 특별히 행하지 않아도 된다.
조면화의 방법으로서는, 연마제를 물에 현탁시켜서 지지체에 분무하는 것에 의해 행하는 습식 호닝, 또는 회전[0237]
하는 숫돌에 지지체를 접촉시켜, 연속적으로 연삭 가공을 행하는 센터리스 연삭, 양극 산화 처리 등이 바람직하
다.
또한, 다른 조면화의 방법으로서는, 기체(1) 표면을 조면화하지 않고, 도전성 또는 반도전성 분체(粉體)를 수지[0238]
중에 분산시켜서, 지지체 표면 위에 층을 형성하고, 그 층 중에 분산시키는 입자에 의해 조면화하는 방법도 바
람직하게 사용된다.
여기에서, 양극 산화에 의한 조면화 처리는, 알루미늄을 양극으로 하여 전해질 용액 중에서 양극 산화하는 것에[0239]
의해 알루미늄 표면에 산화막을 형성하는 것이다. 전해질 용액으로서는, 황산 용액, 옥살산 용액 등을 들 수
있다. 그러나, 양극 산화에 의해 형성된 다공질 양극 산화막은, 그대로의 상태에서는 화학적으로 활성이기 때
문에, 양극 산화막의 미세공을 가압 수증기 또는 비등수(沸騰水) 중(니켈 등의 금속염을 가해도 됨)에서 수화
반응에 의한 체적 팽창으로 막아, 보다 안정한 수화 산화물로 바꾸는 봉공(封孔) 처리를 행하는 것이 바람직하
다. 양극 산화막의 막 두께에 대해서는, 0.3㎛ 이상 15㎛ 이하가 바람직하다.
또한 기체(1)에는, 산성 수용액에 의한 처리 또는 베마이트 처리를 실시해도 된다.[0240]
인산, 크롬산 및 불산을 함유하는 산성 처리액에 의한 처리는 이하와 같이 해서 실시된다. 우선, 산성 처리액[0241]
을 조제한다. 산성 처리액에 있어서의 인산, 크롬산 및 불산의 배합 비율은, 인산이 10질량% 이상 11질량% 이
하의 범위, 크롬산이 3질량% 이상 5질량% 이하의 범위, 불산이 0.5질량% 이상 2질량% 이하의 범위이며, 이들의
산 전체의 농도는 13.5질량% 이상 18질량% 이하의 범위가 바람직하다. 처리 온도는 42℃ 이상 48℃ 이하가 바
람직하다. 피막의 막 두께는, 0.3㎛ 이상 15㎛ 이하가 바람직하다.
베마이트 처리는, 90℃ 이상 100℃ 이하의 순수 중에 5분간 이상 60분간 이하 침지하는 것, 또는 90℃ 이상 120[0242]
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℃ 이하의 가열 수증기에 5분간 이상 60분간 이하 접촉시키는 것에 의해 행해진다. 피막의 막 두께는, 0.1㎛
이상 5㎛ 이하가 바람직하다. 이것을 아디프산, 붕산, 붕산염, 인산염, 프탈산염, 말레산염, 벤조산염, 타르타
르산염, 시트르산염 등의 다른 종류에 비해 피막 용해성이 낮은 전해질 용액을 사용해서 더 양극 산화 처리해도
된다.
·언더코팅층[0243]
언더코팅층(4)은, 예를 들면 결착 수지에 무기 입자를 함유한 층으로서 구성된다.[0244]
무기 입자로서는, 분체 저항(체적 저항율) 10
2
Ω·㎝ 이상 10
11
Ω·㎝ 이하의 것이 바람직하게 사용된다.[0245]
그 중에서도 상기 저항값을 갖는 무기 입자로서는, 산화주석, 산화티타늄, 산화아연, 산화지르코늄 등의 무기[0246]
입자(도전성 금속 산화물)를 사용하는 것이 바람직하며, 특히 산화아연은 바람직하게 사용된다.
또한, 무기 입자는 표면 처리를 행한 것이어도 되고, 표면 처리가 다른 것, 또는 입자경이 다른 것 등 2종 이상[0247]
혼합해서 사용해도 된다. 무기 입자의 체적 평균 입경은 50㎚ 이상 2000㎚ 이하(바람직하게는 60㎚ 이상 1000
㎚ 이하)의 범위인 것이 바람직하다.
또한, 무기 입자로서는, BET법에 의한 비표면적이 10㎡/g 이상의 것이 바람직하게 사용된다.[0248]
또한 무기 입자에 더하여, 억셉터성 화합물을 함유시켜도 된다. 억셉터성 화합물로서는 어떠한 것이어도 사용[0249]
할 수 있지만, 예를 들면 클로라닐, 브로모아닐 등의 퀴논계 화합물, 테트라시아노퀴노디메탄계 화합물, 2,4,7-
트리니트로플루오레논, 2,4,5,7-테트라니트로-9-플루오레논 등의 플루오레논 화합물, 2-(4-비페닐)-5-(4-t-부틸
페닐)-1,3,4-옥사디아졸이나 2,5-비스(4-나프틸)-1,3,4-옥사디아졸, 2,5-비스(4-디에틸아미노페닐) 1,3,4-옥사
디아졸 등의 옥사디아졸계 화합물, 잔톤계 화합물, 티오펜 화합물, 3,3',5,5'테트라-t-부틸디페노퀴논 등의 디
페노퀴논 화합물 등의 전자 수송성 물질 등이 바람직하며, 특히 안트라퀴논 구조를 갖는 화합물이 바람직하다.
또한, 히드록시안트라퀴논계 화합물, 아미노안트라퀴논계 화합물, 아미노히드록시안토라퀴논계 화합물 등, 안트
라퀴논 구조를 갖는 억셉터성 화합물이 바람직하게 사용되며, 구체적으로는 안트라퀴논, 알리자린, 퀴니자린,
안트라루핀, 푸르푸린 등을 들 수 있다.
이들 억셉터성 화합물의 함유량은 임의로 설정해도 되지만, 바람직하게는 무기 입자에 대해서 0.01질량% 이상[0250]
20질량% 이하 함유된다. 0.05질량% 이상 10질량% 이하가 더 바람직하다.
억셉터 화합물은, 언더코팅층(4)의 도포 시에 첨가뿐이어도 되며, 무기 입자 표면에 미리 부착시켜 두어도[0251]
된다. 무기 입자 표면에 억셉터 화합물을 부여시키는 방법으로서는, 건식법, 또는 습식법을 들 수 있다.
건식법으로 표면 처리를 실시할 경우에는 무기 입자를 전단력이 큰 믹서 등으로 교반하면서, 직접 또는 유기 용[0252]
매에 용해시킨 억셉터 화합물을 적하, 건조 공기나 질소 가스와 함께 분무시키는 것에 의해 처리된다. 첨가 또
는 분무할 때에는 용제의 비점 이하의 온도에서 행해지는 것이 바람직하다. 첨가 또는 분무한 후, 100℃ 이상
에서 소부(燒付)를 더 행해도 된다. 소부의 온도, 시간에 대해서는 임의인 범위에서 실시된다.
습식법으로서는, 무기 입자를 용제 중에 교반하고, 초음파, 샌드 밀이나 애트라이터, 볼 밀 등을 사용해서 분산[0253]
하고, 억셉터 화합물을 첨가하여 교반 또는 분산한 뒤, 용제 제거함으로써 처리된다. 용제 제거 방법은 여과
또는 증류에 의해 유거(留去)된다. 용제 제거 후에는 100℃ 이상에서 소부를 더 행해도 된다. 소부의 온도,
시간에 대해서는 임의인 범위에서 실시된다. 습식법에 있어서는 표면 처리제를 첨가하기 전에 무기 입자 함유
수분을 제거해도 되며, 그 예로서 표면 처리에 사용하는 용제 중에서 교반 가열하면서 제거하는 방법, 용제와
공비(共沸)시켜서 제거하는 방법을 사용해도 된다.
또한, 무기 입자는 억셉터 화합물을 부여하기 전에 표면 처리를 실시해도 된다. 표면 처리제로서는, 공지의 재[0254]
료에서 선택된다. 예를 들면, 실란 커플링제, 티타네이트계 커플링제, 알루미늄계 커플링제, 계면활성제 등을
들 수 있다. 특히, 실란 커플링제가 바람직하게 사용된다. 또한 아미노기를 갖는 실란 커플링제도 바람직하게
사용된다.
아미노기를 갖는 실란 커플링제로서는 어떠한 것을 사용해도 되지만, 구체적 예로서는 γ-아미노프로필트리에톡[0255]
시실란, N-β-(아미노에틸)-γ-아미노프로필트리메톡시실란, N-β-(아미노에틸)-γ-아미노프로필메틸디메톡시실
란, N,N-비스(β-히드록시에틸)-γ-아미노프로필트리에톡시실란 등을 들 수 있다. 단, 이들로 한정되는 것은
아니다.
또한, 실란 커플링제는 2종 이상 혼합해서 사용해도 된다. 상기 아미노기를 갖는 실란 커플링제와 병용해서 사[0256]
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용해도 되는 실란 커플링제의 예로서는, 비닐트리메톡시실란, γ-메타크릴옥시프로필-트리스(β-메톡시에톡시)
실란, β-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, 비닐트리아세톡시실
란, γ-메르캅토프로필트리메톡시실란, γ-아미노프로필트리에톡시실란, N-β-(아미노에틸)-γ-아미노프로필트
리메톡시실란, N-β-(아미노에틸)-γ-아미노프로필메틸디메톡시실란, N,N-비스(β-히드록시에틸)-γ-아미노프로
필트리에톡시실란, γ-클로로프로필트리메톡시실란 등을 들 수 있다. 단, 이들로 한정되는 것은 아니다.
표면 처리 방법은 공지의 방법이면 어떠한 방법이어도 사용할 수 있지만, 건식법 또는 습식법을 사용하는 것이[0257]
좋다. 또한, 억셉터 부여와 커플링제 등에 의한 표면 처리를 병행해서 행해도 된다.
언더코팅층(4) 중의 무기 입자에 대한 실란 커플링제의 양은, 임의로 설정되지만, 무기 입자에 대해서 0.5질량%[0258]
이상 10질량% 이하가 바람직하다.
언더코팅층(4)에 함유되는 결착 수지로서는, 공지의 어떠한 것이어도 사용할 수 있지만, 예를 들면 폴리비닐부[0259]
티랄 등의 아세탈 수지, 폴리비닐알코올 수지, 카세인, 폴리아미드 수지, 셀룰로오스 수지, 젤라틴, 폴리우레탄
수지, 폴리에스테르 수지, 메타크릴 수지, 아크릴 수지, 폴리염화비닐 수지, 폴리비닐아세테이트 수지, 염화비
닐-아세트산비닐-무수말레산 수지, 실리콘 수지, 실리콘-알키드 수지, 페놀 수지, 페놀-포름알데히드 수지, 멜
라민 수지, 우레탄 수지 등의 공지의 고분자 수지 화합물, 또한 전하 수송성기를 갖는 전하 수송성 수지나 폴리
아닐린 등의 도전성 수지 등이 사용된다. 그 중에서도 상층의 도포 용제에 불용인 수지가 바람직하게
사용되며, 특히 페놀 수지, 페놀-포름알데히드 수지, 멜라민 수지, 우레탄 수지, 에폭시 수지 등이 바람직하게
사용된다. 이들을 2종 이상 조합시켜서 사용할 경우에는, 그 혼합 비율은 필요에 따라서 설정된다.
또, 언더코팅층 형성용 도포액 중의 억셉터성을 부여한 금속 산화물과 바인더 수지, 또는 무기 입자와 바인더[0260]
수지의 비율은 임의로 설정된다.
언더코팅층(4) 중에는 다양한 첨가제를 사용해도 된다. 첨가제로서는, 다환 축합계, 아조계 등의 전자 수송성[0261]
안료, 지르코늄킬레이트 화합물, 티타늄킬레이트 화합물, 알루미늄킬레이트 화합물, 티타늄알콕시드 화합물, 유
기 티타늄 화합물, 실란 커플링제 등의 공지의 재료가 사용된다. 실란 커플링제는 금속 산화물의 표면 처리에
사용되지만, 첨가제로서 도포액에 더 첨가해서 사용해도 된다. 여기에서 사용되는 실란 커플링제의 구체예로서
는, 비닐트리메톡시실란, γ-메타크릴옥시프로필-트리스(β-메톡시에톡시)실란, β-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸
트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, 비닐트리아세톡시실란,
γ-메르캅토프로필트리메톡시실란, γ-아미노프로필트리에톡시실란, N-β-(아미노에틸)-γ-아미노프로필트리메
톡시실란, N-β-(아미노에틸)-γ-아미노프로필메틸디메톡시실란, N,N-비스(β-히드록시에틸)-γ-아미노프로필트
리에톡시실란, γ-클로로프로필트리메톡시실란 등이다.
지르코늄킬레이트 화합물의 예로서, 지르코늄부톡시드, 지르코늄아세토아세트산에틸, 지르코늄트리에탄올아민,[0262]
아세틸아세토네이트지르코늄부톡시드, 아세토아세트산에틸지르코늄부톡시드, 지르코늄아세테이트, 지르코늄옥살
레이트, 지르코늄락테이트, 지르코늄포스포네이트, 옥탄산지르코늄, 나프텐산지르코늄, 라우르산지르코늄, 스테
아르산지르코늄, 이소스테아르산지르코늄, 메타크릴레이트지르코늄부톡시드, 스테아레이트지르코늄부톡시드, 이
소스테아레이트지르코늄부톡시드 등을 들 수 있다.
티타늄킬레이트 화합물의 예로서는, 테트라이소프로필티타네이트, 테트라n-부틸티타네이트, 부틸티타네이트 다[0263]
이머, 테트라(2-에틸헥실)티타네이트, 티타늄아세틸아세토네이트, 폴리티타늄아세틸아세토네이트, 티타늄옥틸렌
글리콜레이트, 티타늄락테이트암모늄염, 티타늄락테이트, 티타늄락테이트에틸에스테르, 티타늄트리에탄올아미네
이트, 폴리히드록시티타늄스테아레이트 등을 들 수 있다.
알루미늄킬레이트 화합물의 예로서는, 알루미늄이소프로필레이트, 모노부톡시알루미늄디이소프로필레이트, 알루[0264]
미늄부티레이트, 에틸아세토아세테이트알루미늄디이소프로필레이트, 알루미늄트리스(에틸아세토아세테이트) 등을
들 수 있다.
이들 화합물은 단독으로 혹은 복수의 화합물의 혼합물 또는 중축합물로서 사용해도 된다.[0265]
언더코팅층 형성용 도포액을 조제하기 위한 용매로서는 공지의 유기 용제, 예를 들면 알코올계, 방향족계, 할로[0266]
겐화탄화수소계, 케톤계, 케톤알코올계, 에테르계, 에스테르계 등에서 선택된다. 용매로서는, 예를 들면 메탄
올, 에탄올, n-프로판올, iso-프로판올, n-부탄올, 벤질알코올, 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 아세톤, 메틸에틸
케톤, 시클로헥산온, 아세트산메틸, 아세트산에틸, 아세트산n-부틸, 디옥산, 테트라히드로퓨란, 메틸렌클로라이
드, 클로로포름, 클로로벤젠, 톨루엔 등의 통상의 유기 용제가 사용된다.
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또한, 이들의 분산에 사용하는 용제는 단독 또는 2종 이상 혼합해서 사용해도 된다. 혼합할 때 사용되는 용제[0267]
로서는, 혼합 용제로서 바인더 수지를 녹일 수 있는 용제이면, 어떠한 것이어도 사용된다.
분산 방법으로서는, 롤 밀, 볼 밀, 진동 볼 밀, 애트라이터, 샌드 밀, 콜로이드 밀, 페인트 쉐이커 등의 공지의[0268]
방법이 사용된다. 또한 이 언더코팅층(4)을 마련할 때에 사용하는 도포 방법으로서는, 블레이드 도포법, 와이
어바 도포법, 스프레이 도포법, 침지 도포법, 비드 도포법, 에어나이프 도포법, 커튼 도포법 등의 일반적인 방
법이 사용된다.
이렇게 해서 얻어진 언더코팅층 형성용 도포액을 사용해서, 기체(1) 위에 언더코팅층(4)이 성막(成膜)된다.[0269]
또한, 언더코팅층(4)은, 비커스 강도가 35 이상으로 되어 있는 것이 바람직하다.[0270]
또한, 언더코팅층(4)은 어떠한 두께로 설정해도 되지만, 두께가 15㎛ 이상이 바람직하며, 바람직하게는 15㎛ 이[0271]
상 50㎛ 이하로 되어 있는 것이 더 바람직하다.
또한, 언더코팅층(4)의 표면 거칠기(10점 평균 거칠기)는 무아레 상 방지를 위해서, 사용되는 노광용 레이저 파[0272]
장 λ의 1/4n(n은 상층의 굴절율)으로부터 1/2λ까지 조정된다. 표면 거칠기 조정을 위해서 언더코팅층 중에
수지 등의 입자를 첨가해도 된다. 수지 입자로서는 실리콘 수지 입자, 가교형 폴리메타크릴산메틸 수지 입자
등이 사용된다.
또한, 표면 거칠기 조정을 위해서 언더코팅층을 연마해도 된다. 연마 방법으로서는, 버프(buff) 연마, 샌드 블[0273]
래스트 처리, 습식 호닝, 연삭 처리 등이 사용된다.
도포한 것을 건조시켜서 언더코팅층을 얻지만, 통상, 건조는 용제를 증발시켜, 제막(製膜)할 수 있는 온도에서[0274]
행해진다.
·전하 발생층[0275]
전하 발생층(2A)은, 적어도 전하 발생 재료 및 결착 수지를 함유하는 층인 것이 바람직하다.[0276]
전하 발생 재료로서는, 비스아조, 트리스아조 등의 아조 안료, 디브로모안트안트론 등의 축환 방향족 안료, 페[0277]
릴렌 안료, 피롤로피롤 안료, 프탈로시아닌 안료, 산화아연, 삼방정계(三方晶系) 셀레늄 등을 들 수 있다. 이
들 중에서도, 근적외역(近赤外域)의 레이저 노광에 대해서는, 금속 프탈로시아닌 안료나 무금속 프탈로시아닌
안료가 바람직하며, 특히, 일본국 특개평5-263007호 공보, 일본국 특개평5-279591호 공보 등에 개시된 히드록시
갈륨프탈로시아닌, 일본국 특개평5-98181호 공보 등에 개시된 클로로갈륨프탈로시아닌, 일본국 특개평5-
140472호 공보, 일본국 특개평5-140473호 공보 등에 개시된 디클로로주석프탈로시아닌, 일본국 특개평4-
189873호 공보, 일본국 특개평5-43823호 공보 등에 개시된 티타닐프탈로시아닌이 보다 바람직하다. 또한, 근자
외역(近紫外域)의 레이저 노광에 대해서는 디브로모안트안트론 등의 축환 방향족 안료, 티오인디고계 안료, 포
르피라진 화합물, 산화아연, 삼방정계 셀레늄 등이 보다 바람직하다. 전하 발생 재료로서는, 380㎚ 이상 500㎚
의 노광 파장의 광원을 사용할 경우에는 무기 안료가 바람직하며, 700㎚ 이하 800㎚의 노광 파장의 광원을 사용
할 경우에는, 금속 및 무금속 프탈로시아닌 안료가 바람직하다.
전하 발생 재료로서는, 600㎚ 이상 900㎚ 이하의 파장역에서의 분광 흡수 스펙트럼에 있어서, 810㎚ 이상 839㎚[0278]
이하의 범위로 최대 피크 파장을 갖는 히드록시갈륨프탈로시아닌 안료를 사용하는 것이 바람직하다. 이 히드록
시갈륨프탈로시아닌 안료는, 종래의 V형 히드록시갈륨프탈로시아닌 안료와는 다른 것이며, 분광 흡수 스펙트럼
의 최대 피크 파장을 종래의 V형 히드록시갈륨프탈로시아닌 안료보다도 단파장측으로 쉬프트시킨 것이다.
또한, 상기한 810㎚ 이상 839㎚ 이하의 범위로 최대 피크 파장을 갖는 히드록시갈륨프탈로시아닌 안료는, 평균[0279]
입경이 특정의 범위이며, 또한 BET 비표면적이 특정의 범위인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 평균 입경이
0.20㎛ 이하인 것이 바람직하며, 0.01㎛ 이상 0.15㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 한편, BET 비표면적이 45㎡
/g 이상인 것이 바람직하며, 50㎡/g 이상인 것이 보다 바람직하고, 55㎡/g 이상 120㎡/g 이하인 것이 특히 바람
직하다. 평균 입경은, 체적 평균 입경(d50 평균 입경)이며 레이저 회절 산란식 입도 분포 측정 장치(LA-700,
호리바세이사쿠쇼사제)로 측정한 값이다. 또한, BET식 비표면적 측정기(시마즈세이사쿠쇼제…플로우소브 Ⅱ
2300)를 사용해서 질소 치환법으로 측정한 값이다.
또한, 상기 히드록시갈륨프탈로시아닌 안료의 최대 입경(1차 입자경의 최대값)은, 1.2㎛ 이하인 것이 바람직하[0280]
며, 1.0㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 더 바람직하게는 0.3㎛ 이하이다.
또한, 상기 히드록시갈륨프탈로시아닌 안료는, 평균 입경이 0.2㎛ 이하, 최대 입경이 1.2㎛ 이하이며, 또한 비[0281]
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표면적값이 45㎡/g 이상인 것이 바람직하다.
또한, 상기한 히드록시갈륨프탈로시아닌 안료는, CuKα 특성 X선을 사용한 X선 회절 스펙트럼에 있어서, 브래그[0282]
각도(2θ±0.2°) 7.5°, 9.9°, 12.5°, 16.3°, 18.6°, 25.1° 및 28.3°로 회절 피크를 갖는 것이 바람직
하다.
또한, 상기한 히드록시갈륨프탈로시아닌 안료는, 25℃로부터 400℃까지 승온했을 때의 열 중량 감소율이 2.0%[0283]
이상 4.0% 이하인 것이 바람직하며, 2.5% 이상 3.8% 이하인 것이 보다 바람직하다.
전하 발생층(2A)에 사용되는 결착 수지로서는, 광범위한 절연성 수지에서 선택되며, 또한 폴리-N-비닐카르바졸,[0284]
폴리비닐안트라센, 폴리비닐피렌, 폴리실란 등의 유기 광도전성 폴리머에서 선택해도 된다. 바람직한 결착 수
지로서는, 폴리비닐부티랄 수지, 폴리아릴레이트 수지(비스페놀류와 방향족 2가 카르복시산의 중축합체 등), 폴
리카보네이트 수지, 폴리에스테르 수지, 페녹시 수지, 염화비닐-아세트산비닐 공중합체, 폴리아미드 수지, 아크
릴 수지, 폴리아크릴아미드 수지, 폴리비닐피리딘 수지, 셀룰로오스 수지, 우레탄 수지, 에폭시 수지, 카세인,
폴리비닐알코올 수지, 폴리비닐피롤리돈 수지 등을 들 수 있다. 이들 결착 수지는 1종을 단독으로 또는 2종 이
상을 혼합해서 사용된다. 전하 발생 재료와 결착 수지의 배합비는 질량비로 10:1로부터 1:10까지의 범위 내인
것이 바람직하다. 여기에서, 「절연성」이란, 체적 저항율이 10
13
Ωcm 이상인 것을 말한다.
전하 발생층(2A)은, 예를 들면 상기 전하 발생 재료 및 결착 수지를 용제 중에 분산된 도포액을 사용해서 형성[0285]
된다.
분산에 사용하는 용제로서는, 메탄올, 에탄올, n-프로판올, n-부탄올, 벤질알코올, 메틸셀로솔브,[0286]
에틸셀로솔브, 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥산온, 아세트산메틸, 아세트산n-부틸, 디옥산,
테트라히드로퓨란, 메틸렌클로라이드, 클로로포름, 클로로벤젠, 톨루엔 등을 들 수 있으며, 이들은 1종을 단독
으로 또는 2종 이상을 혼합해서 사용된다.
또한, 전하 발생 재료 및 결착 수지를 용제 중에 분산시키는 방법으로서는, 볼 밀 분산법, 애트라이터 분산법,[0287]
샌드 밀 분산법 등의 통상의 방법이 사용된다. 또한, 이 분산 시, 전하 발생 재료의 평균 입경을 0.5㎛ 이하,
바람직하게는 0.3㎛ 이하, 더 바람직하게는 0.15㎛ 이하로 하는 것이 유효하다.
또한, 전하 발생층(2A)을 형성할 때에는, 블레이드 도포법, 마이어 바 도포법, 스프레이 도포법, 침지 도포법,[0288]
비드 도포법, 에어나이프 도포법, 커튼 도포법 등의 통상의 방법이 사용된다.
이렇게 해서 얻어지는 전하 발생층(2A)의 막 두께는, 바람직하게는 0.1㎛ 이상 5.0㎛ 이하, 더 바람직하게는[0289]
0.2㎛ 이상 2.0㎛ 이하이다.
·전하 수송층[0290]
전하 수송층(2B)은, 적어도 전하 수송 재료와 결착 수지를 함유하는 층이거나, 또는 고분자 전하 수송재를 함유[0291]
하는 층인 것이 바람직하다.
전하 수송 재료로서는, p-벤조퀴논, 클로라닐, 브로마닐, 안트라퀴논 등의 퀴논계 화합물, 테트라시아노퀴노디[0292]
메탄계 화합물, 2,4,7-트리니트로플루오레논 등의 플루오레논 화합물, 잔톤계 화합물, 벤조페논계 화합물, 시아
노비닐계 화합물, 에틸렌계 화합물 등의 전자 수송성 화합물, 트리아릴아민계 화합물, 벤지딘계 화합물, 아릴알
칸계 화합물, 아릴 치환 에틸렌계 화합물, 스틸벤계 화합물, 안트라센계 화합물, 히드라존계 화합물 등의 정공
(正孔) 수송성 화합물을 들 수 있다. 이들 전하 수송 재료는 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 혼합해서 사용되
지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.
전하 수송 재료로서는 전하 이동도(移動度)의 관점에서, 하기 구조식(a-1)으로 표시되는 트리아릴아민 유도체,[0293]
및 하기 구조식(a-2)으로 표시되는 벤지딘 유도체가 바람직하다.
[0294]
(구조식(a-1) 중, R
8
은, 수소 원자 또는 메틸기를 나타냄. n은 1 또는 2를 나타냄. Ar
6
및 Ar
7
은 각각 독립적[0295]
으로 치환 혹은 미치환의 아릴기, -C6H4-C(R
9
)=C(R
10
)(R
11
), 또는 -C6H4-CH=CH-CH=C(R
12
)(R
13
)을 나타내고, R
9
내지
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R
13
은 각각 독립적으로 수소 원자, 치환 혹은 미치환의 알킬기, 또는 치환 혹은 미치환의 아릴기를 나타냄. 치
환기로서는 할로겐 원자, 탄소수 1 이상 5 이하의 알킬기, 탄소수 1 이상 5 이하의 알콕시기, 또는 탄소수 1 이
상 3 이하의 알킬기로 치환된 치환 아미노기를 나타냄)
[0296]
(구조식(a-2) 중, R
14
및 R
14'
는 동일해도 상이해도 되며, 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 탄소수 1 이[0297]
상 5 이하의 알킬기, 탄소수 1 이상 5 이하의 알콕시기를 나타냄. R
15
, R
15'
,R
16
, 및 R
16'
은 동일해도 상이해도
되며, 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 탄소수 1 이상 5 이하의 알킬기, 탄소수 1 이상 5 이하의 알콕
시기, 탄소수 1 이상 2 이하의 알킬기로 치환된 아미노기, 치환 혹은 미치환의 아릴기, -C(R
17
)=C(R
18
)(R
19
), 또
는 -CH=CH-CH=C(R
20
)(R
21
)을 나타내며, R
17
내지 R
21
은 각각 독립적으로 수소 원자, 치환 혹은 미치환의 알킬기,
또는 치환 혹은 미치환의 아릴기를 나타냄. m', m'', n', 및 n''은 각각 독립적으로 0 이상 2 이하의 정수를
나타냄)
여기에서, 상기 구조식(a-1)으로 표시되는 트리아릴아민유도체, 및 상기 구조식(a-2)으로 표시되는 벤지딘 유도[0298]
체 중, 특히, 「-C6H4-CH=CH-CH=C(R
12
)(R
13
)」을 갖는 트리아릴아민 유도체, 및 「-CH=CH-CH=C(R
20
)(R
21
)」을 갖는
벤지딘 유도체가 바람직하다.
전하 수송층(2B)에 사용하는 결착 수지는, 폴리카보네이트 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리아릴레이트 수지, 메[0299]
타크릴 수지, 아크릴 수지, 폴리염화비닐 수지, 폴리염화비닐리덴 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리비닐아세테이트
수지, 스티렌-부타디엔 공중합체, 염화비닐리덴-아크릴로니트릴 공중합체, 염화비닐-아세트산비닐 공중합체, 염
화비닐-아세트산비닐-무수말레산 공중합체, 실리콘 수지, 실리콘알키드 수지, 페놀-포름알데히드 수지, 스티렌-
알키드 수지, 폴리-N-비닐카르바졸, 폴리실란 등을 들 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 일본국 특개평8-
176293호 공보, 일본국 특개평8-208820호 공보에 개시되어 있는 폴리에스테르계 고분자 전하 수송재 등의 고분
자 전하 수송재를 사용해도 된다. 이들 결착 수지는 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 혼합해서 사용된다. 전
하 수송 재료와 결착 수지의 배합비는 질량비로 10:1로부터 1:5까지가 바람직하다.
결착 수지로서는, 특별히 한정되지 않지만, 점도 평균 분자량 50000 이상 80000 이하의 폴리카보네이트 수지,[0300]
및 점도 평균 분자량 50000 이상 80000 이하의 폴리아릴레이트 수지의 적어도 1종이 바람직하다.
또한, 전하 수송 재료로서 고분자 전하 수송재를 사용해도 된다. 고분자 전하 수송재로서는, 폴리-N-비닐카르[0301]
바졸, 폴리실란 등의 전하 수송성을 갖는 공지의 것이 사용된다. 특히, 일본국 특개평8-176293호 공보, 일본국
특개평8-208820호 공보 등에 개시되어 있는 폴리에스테르계 고분자 전하 수송재는 특히 바람직하다. 고분자 전
하 수송재는 그것만으로도 성막할 수 있는 것이지만, 상술한 결착 수지와 혼합해서 성막해도 된다.
전하 수송층(2B)은, 예를 들면 상기 구성 재료를 함유하는 전하 수송층 형성용 도포액을 사용해서 형성된다.[0302]
전하 수송층 형성용 도포액에 사용하는 용제로서는, 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 클로로벤젠 등의 방향족
탄화수소류, 아세톤, 2-부탄온 등의 케톤류, 염화메틸렌, 클로로포름, 염화에틸렌 등의 할로겐화 지방족 탄화수
소류, 테트라히드로퓨란, 에틸에테르 등의 환상 혹은 직쇄상의 에테르류 등의 통상의 유기 용제를 단독 또는 2
종 이상 혼합해서 사용된다. 또한, 상기 각 구성 재료의 분산 방법으로서는, 공지의 방법이 사용된다.
전하 수송층 형성용 도포액을 전하 발생층(2A) 위에 도포할 때의 도포 방법으로서는, 블레이드 도포법, 마이어[0303]
바 도포법, 스프레이 도포법, 침지 도포법, 비드 도포법, 에어나이프 도포법, 커튼 도포법 등의 통상의 방법이
사용된다.
전하 수송층(2B)의 막 두께는, 바람직하게는 5㎛ 이상 50㎛ 이하, 보다 바람직하게는 10㎛ 이상 30㎛ 이하이다.[0304]
·표면층[0305]
표면층(5)은, 적어도 불소 함유 수지 및 전하 수송성 재료가 축합 중합된 중합체를 함유한다.[0306]
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〔불소 함유 수지〕[0307]
불소 함유 수지로서는, 4불화에틸렌 수지(PTFE), 3불화염화에틸렌 수지, 6불화프로필렌 수지, 불화비닐 수지,[0308]
불화비닐리덴 수지, 2불화2염화에틸렌 수지 및 그들의 공중합체 등을 들 수 있으며, 이들 중에서 1종 혹은 2종
이상을 선택해서 사용한다. 또, 보다 바람직하게는 4불화에틸렌 수지, 불화비닐리덴 수지이며, 특히 바람직하
게는 4불화에틸렌 수지이다.
사용하는 불소 함유 수지의 평균 1차 입경은 0.05㎛ 이상 1㎛ 이하가 바람직하며, 더 바람직하게는 0.1㎛ 이상[0309]
0.5㎛ 이하이다.
또, 상기 불소 함유 수지의 평균 1차 입경은, 레이저 회절식 입도 분포 측정 장치 LA-700(호리바세이사쿠쇼제)[0310]
을 사용해서, 불소 함유 수지가 분산된 분산액과 같은 용제에 희석한 측정액을 굴절율 1.35로 측정한 값을 말한
다.
불소 함유 수지의 함유량은, 표면층의 전(全) 고형분에 대해서, 5질량% 이상 12질량% 이하인 것이 바람직하며,[0311]
더 바람직하게는 7질량% 이상 10질량% 이하이다.
〔전하 수송성 재료가 축합 중합된 중합체〕[0312]
축합 중합되는 전하 수송성 재료란, 적어도 1개의 반응성 관능기를 갖는 전하 수송성 재료를 들 수 있으며, 예[0313]
를 들면 당해 반응성 관능기로서는 -OH, -OCH3, -NH2, -SH, -COOH 등을 들 수 있다. 이들 반응성 관능기를 적
어도 2개 갖는 것을 호적하게 들 수 있으며, 더욱이는 3개 이상 갖는 것을 호적하게 들 수 있다.
반응성 관능기를 갖는 전하 수송성 재료로서는, 특히 하기 일반식(I)으로 표시되는 화합물이 바람직하다.[0314]
F-((-R
7
-X)n1(R
8
)n3-Y)n2 (I)[0315]
일반식(I) 중, F는 정공 수송능을 갖는 화합물로부터 유도되는 유기기를 나타내며, R
7
및 R
8
은 각각 독립적으로[0316]
탄소수 1 이상 5 이하의 직쇄상 혹은 분쇄상(分鎖狀)의 알킬렌기를 나타내고, n1은 0 또는 1을 나타내며, n2는
1 이상 4 이하의 정수를 나타내고, n3은 0 또는 1을 나타낸다. X는 산소, NH, 또는 황 원자를 나타내며, Y는
-OH, -OCH3, -NH2, -SH, 또는 -COOH를 나타낸다.
일반식(I) 중, F로 표시되는 정공 수송능을 갖는 화합물로부터 유도되는 유기기에 있어서의 정공 수송능을 갖는[0317]
화합물로서는, 아릴아민 유도체를 호적하게 들 수 있다. 아릴아민 유도체로서는, 트리페닐아민 유도체, 테트라
페닐벤지딘 유도체를 호적하게 들 수 있다.
그리고, 일반식(I)으로 표시되는 화합물은, 하기 일반식(Ⅱ)으로 표시되는 화합물인 것이 더 바람직하다.[0318]
[0319]
일반식(Ⅱ) 중, Ar
1
내지 Ar
4
는, 동일해도 상이해도 되며, 각각 독립적으로 치환 혹은 미치환의 아릴기를 나타내[0320]
고, Ar
5
는 치환 혹은 미치환의 아릴기 또는 치환 혹은 미치환의 아릴렌기를 나타내고, D는 -(-R
7
-X)n1(R
8
)n3-Y를
나타내고, c는 각각 독립적으로 0 또는 1을 나타내고, k는 0 또는 1을 나타내고, D의 총 수는 1 이상 4 이하이
다. 또한, R
7
및 R
8
은 각각 독립적으로 탄소수 1 이상 5 이하의 직쇄상 혹은 분쇄상의 알킬렌기를 나타내고, n1
은 0 또는 1을 나타내고, n3은 0 또는 1을 나타내고, X는 산소, NH, 또는 황 원자를 나타내고, Y는 -OH, -OCH3,
-NH2, -SH, 또는 -COOH를 나타낸다.
일반식(Ⅱ) 중, D를 나타내는 「-(-R
7
-X)n1(R
8
)n3-Y」는, 일반식(I)과 동의이고, R
7
및 R
8
은 각각 독립적으로 탄소[0321]
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수 1 이상 5 이하의 직쇄상 혹은 분쇄상의 알킬렌기이다.
또, 특히 n1이 0, n3이 1인 것이 바람직하며, 그 경우의 R
8
은 메틸렌기, 에틸렌기, 프로필렌기가 바람직하고,[0322]
메틸렌기가 보다 바람직하다. 또한, Y로서는 -OH가 보다 바람직하다.
또한, 일반식(Ⅱ)에 있어서의 D의 총 수는, 일반식(I)에 있어서의 n2에 상당하며, 바람직하게는, 2 이상 4 이하[0323]
이고, 더 바람직하게는 3 이상 4 이하이다. 즉, 일반식(I)이나 일반식(Ⅱ)에 있어서, 바람직하게는 1분자 중에
2 이상 4 이하, 더 바람직하게는 3 이상 4 이하의, 상기 반응성 관능기(-OH, -OCH3, -NH2, -SH, 또는 -COOH)를
갖는 것이 바람직하다.
일반식(Ⅱ) 중, Ar
1
내지 Ar
4
로서는, 하기 식(1) 내지 (7) 중 어느 하나인 것이 바람직하다. 또, 하기 식(1)[0324]
내지 (7)은, 각 Ar
1
내지 Ar
4
에 연결될 수 있는 「-(D)c」와 함께 나타낸다.
[0325]
[식(1) 내지 (7) 중, R
9
는 수소 원자, 탄소수 1 이상 4 이하의 알킬기, 탄소수 1 이상 4 이하의 알킬기 혹은 탄[0326]
소수 1 이상 4 이하의 알콕시기로 치환된 페닐기, 미치환의 페닐기, 탄소수 7 이상 10 이하의 아랄킬기로 이루
어지는 군에서 선택되는 1종을 나타내고, R
10
내지 R
12
는 각각 수소 원자, 탄소수 1 이상 4 이하의 알킬기, 탄소
수 1 이상 4 이하의 알콕시기, 탄소수 1 이상 4 이하의 알콕시기로 치환된 페닐기, 미치환의 페닐기, 탄소수 7
이상 10 이하의 아랄킬기, 할로겐 원자로 이루어지는 군에서 선택되는 1종을 나타내고, Ar는 치환 또는 미치환
의 아릴렌기를 나타내며, D 및 c는 일반식(Ⅱ)에 있어서의 「D」, 「c」와 동의이고, s는 각각 0 또는 1을 나타
내고, t는 1 이상 3 이하의 정수를 나타냄]
여기에서, 식(7) 중의 Ar로서는, 하기 식(8) 또는 (9)로 표시되는 것이 바람직하다.[0327]
[0328]
[식(8), (9) 중, R
13
및 R
14
는 각각 수소 원자, 탄소수 1 이상 4 이하의 알킬기, 탄소수 1 이상 4 이하의 알콕시[0329]
기, 탄소수 1 이상 4 이하의 알콕시기로 치환된 페닐기, 미치환의 페닐기, 탄소수 7 이상 10 이하의 아랄킬기,
할로겐 원자로 이루어지는 군에서 선택되는 1종을 나타내며, t는 1 이상 3 이하의 정수를 나타냄]
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또한, 식(7) 중의 Z'로서는, 하기 식(10) 내지 (17) 중 어느 하나로 표시되는 것이 바람직하다.[0330]
[0331]
[식(10) 내지 (17) 중, R
15
및 R
16
은 각각 수소 원자, 탄소수 1 이상 4 이하의 알킬기, 탄소수 1 이상 4 이하의[0332]
알콕시기 혹은 탄소수 1 이상 4 이하의 알콕시기로 치환된 페닐기, 미치환의 페닐기, 탄소수 7 이상 10 이하의
아랄킬기, 할로겐 원자로 이루어지는 군에서 선택되는 1종을 나타내고, W는 2가의 기를 나타내고, q 및 r은 각
각 1 이상 10 이하의 정수를 나타내고, t는 각각 1 이상 3 이하의 정수를 나타냄]
상기 식(16) 내지 (17) 중의 W로서는, 하기 (18) 내지 (26)으로 표시되는 2가의 기 중 어느 하나인 것이 바람직[0333]
하다. 단, 식(25) 중, u는 0 이상 3 이하의 정수를 나타낸다.
[0334]
또한, 일반식(Ⅱ) 중, Ar
5
는, k가 0일 때에는 Ar
1
내지 Ar
4
의 설명에서 예시된 상기 (1) 내지 (7)의 아릴기이며,[0335]
k가 1일 때에는 이러한 상기 (1) 내지 (7)의 아릴기로부터 1개의 수소 원자를 제거한 아릴렌기인 것이 바람직하
다.
일반식(I)으로 표시되는 화합물의 구체예로서는, 이하에 나타내는 화합물을 들 수 있다. 또, 상기 일반식(I)으[0336]
로 표시되는 화합물은, 이들에 의해 하등 한정되는 것이 아니다.
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[0337]
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[0342]
[0343]
표면층의 형성에 사용되는 전(全) 성분(고형분으로서 남는 재료) 중에 있어서의 상기한 전하 수송성 재료의 함[0344]
유량은, 85질량% 이상인 것이 바람직하며, 또한 그 상한값으로서는 98질량% 이하인 것이 바람직하다. 보다 바
람직하게는 90질량% 이상 95질량% 이하이다.
〔구아나민 화합물, 멜라민 화합물〕[0345]
또한, 전하 수송성 재료가 축합 중합된 중합체는, 구아나민 구조 또는 멜라민 구조를 갖는 화합물과 더 가교된[0346]
가교 중합체이어도 된다.
구아나민 구조를 갖는 화합물(구아나민 화합물)은, 구아나민 골격을 갖는 화합물이며, 예를 들면 아세토구아나[0347]
민, 벤조구아나민, 포르모구아나민, 스테로구아나민, 스피로구아나민, 시클로헥실구아나민 등을 들 수 있다.
구아나민 화합물로서는, 특히 하기 일반식(A)으로 표시되는 화합물 및 그 다량체의 적어도 1종인 것이 바람직하[0348]
다. 여기에서, 다량체는, 일반식(A)으로 표시되는 화합물을 구조 단위로 해서 중합된 올리고머이며, 그 중합도
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는 예를 들면 2 이상 200 이하(바람직하게는 2 이상 100 이하)이다. 또, 일반식(A)으로 표시되는 화합물은, 1
종 단독으로 사용해도 되지만, 2종 이상을 병용해도 된다.
[0349]
일반식(A) 중, R
1
은, 탄소수 1 이상 10 이하의 직쇄상 혹은 분쇄상의 알킬기, 탄소수 6 이상 10 이하의 치환 혹[0350]
은 미치환의 페닐기, 또는 탄소수 4 이상 10 이하의 치환 혹은 미치환의 지방환식 탄화수소기를 나타낸다. R
2
내지 R
5
는, 각각 독립적으로 수소, -CH2-OH, 또는 -CH2-O-R
6
을 나타낸다. R
6
은, 수소, 또는 탄소수 1 이상 10
이하의 직쇄상 혹은 분쇄상의 알킬기를 나타낸다.
일반식(A)에 있어서, R
1
을 나타내는 알킬기는, 탄소수가 1 이상 10 이하이지만, 바람직하게는 탄소수가 1 이상[0351]
8 이하이며, 보다 바람직하게는 탄소수가 1 이상 5 이하이다. 또한, 당해 알킬기는, 직쇄상이어도 되며, 분쇄
상이어도 된다.
일반식(A) 중, R
1
을 나타내는 페닐기는, 탄소수 6 이상 10 이하이지만, 보다 바람직하게는 6 이상 8 이하이다.[0352]
당해 페닐기로 치환되는 치환기로서는, 예를 들면 메틸기, 에틸기, 프로필기 등을 들 수 있다.
일반식(A) 중, R
1
을 나타내는 지방환식 탄화수소기는, 탄소수 4 이상 10 이하이지만, 보다 바람직하게는 5 이상[0353]
8 이하이다. 당해 지방환식 탄화수소 기로 치환되는 치환기로서는, 예를 들면 메틸기, 에틸기, 프로필기 등을
들 수 있다.
일반식(A) 중, R
2
내지 R
5
을 나타내는 「-CH2-O-R
6
」에 있어서, R
6
을 나타내는 알킬기는, 탄소수가 1 이상 10 이[0354]
하이지만, 바람직하게는 탄소수가 1 이상 8 이하이며, 보다 바람직하게는 탄소수가 1 이상 6 이하이다. 또한,
당해 알킬기는, 직쇄상이어도 되고, 분쇄상이어도 된다. 바람직하게는, 메틸기, 에틸기, 부틸기 등을 들 수 있
다.
일반식(A)으로 표시되는 화합물로서는, 특히 바람직하게는, R
1
이 탄소수 6 이상 10 이하의 치환 혹은 미치환의[0355]
페닐기를 나타내며, R
2
내지 R
5
이 각각 독립적으로 -CH2-O-R
6
을 나타내는 화합물이다. 또한, R
6
은, 메틸기 또는
n-부틸기에서 선택되는 것이 바람직하다.
일반식(A)으로 표시되는 화합물은, 예를 들면 구아나민과 포름알데히드를 사용해서 공지의 방법(예를 들면, 실[0356]
험 화학 강좌 제4판, 28권, 430페이지 참조)으로 합성된다.
이하, 일반식(A)으로 표시되는 화합물의 구체적인 예를 나타내지만, 이들로 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하[0357]
의 구체예는, 단량체의 것을 나타내지만, 이들을 구조 단위로 하는 다량체(올리고머)이어도 된다.
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[0358]
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[0359]
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[0360]
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[0361]
일반식(A)으로 표시되는 화합물의 시판품으로서는, 예를 들면 "수퍼벡카민(R) L-148-55, 수퍼벡카민(R) 13-535,[0362]
수퍼벡카민(R) L-145-60, 수퍼벡카민(R) TD-126" 이상 DIC사제, "니카락 BL-60, 니카락 BX-4000" 이상 산와케
미컬(주) 등을 들 수 있다.
또한, 일반식(A)으로 표시되는 화합물(다량체를 함유함)은, 합성 후 또는 시판품의 구입 후, 잔류 촉매의 영향[0363]
을 제거하기 위해서, 톨루엔, 자일렌, 아세트산에틸 등의 적당한 용제에 용해하여, 증류수, 이온 교환수 등으로
세정해도 되고, 이온 교환 수지로 처리해서 제거해도 된다.
다음으로, 멜라민 구조를 갖는 화합물(멜라민 화합물)은, 특히 하기 일반식(B)으로 표시되는 화합물 및 그 다량[0364]
체의 적어도 1종인 것이 바람직하다. 여기에서, 다량체는, 일반식(A)과 같이, 일반식(B)으로 표시되는 화합물
을 구조 단위로 해서 중합된 올리고머이며, 그 중합도는 예를 들면 2 이상 200 이하(바람직하게는 2 이상100 이
하)이다. 또, 일반식(B)으로 표시되는 화합물 또는 그 다량체는, 1종 단독으로 사용해도, 2종 이상을 병용해도
된다. 또한, 상기 일반식(A)으로 표시되는 화합물 또는 그 다량체와 병용해도 된다.
[0365]
일반식(B) 중, R
7
내지 R
12
는 각각 독립적으로, 수소 원자, -CH2-OH, -CH2-O-R
13
을 나타내며, R
13
은 탄소수 1 이상[0366]
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5 이하로 분기해도 되는 알킬기를 나타낸다. R
13
로서는 메틸기, 에틸기, 부틸기 등을 들 수 있다.
일반식(B)으로 표시되는 화합물은, 예를 들면 멜라민과 포름알데히드를 사용해서 공지의 방법(예를 들면, 실험[0367]
화학 강좌 제4판, 28권, 430페이지의 멜라민 수지에 준해서 합성됨)으로 합성된다.
이하, 일반식(B)으로 표시되는 화합물의 구체예를 나타내지만, 이들로 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하의 구[0368]
체예는, 단량체의 것을 나타내지만, 이들을 구조 단위로 하는 다량체(올리고머)이어도 된다.
[0369]
일반식(B)으로 표시되는 화합물의 시판품으로서는, 예를 들면 수퍼메라미 No.90(니치유사제), 수퍼벡카민(R)[0370]
TD-139-60(DIC사제), 유반 2020(미쯔이가가쿠), 스미텍스레진 M-3(스미토모가가쿠코교), 니카락 MW-30(산와케미
컬(주)) 등을 들 수 있다.
또한, 일반식(B)으로 표시되는 화합물(다량체를 함유함)은, 합성 후 또는 시판품의 구입 후, 잔류 촉매의 영향[0371]
을 제거하기 위해서, 톨루엔, 자일렌, 아세트산에틸 등의 적당한 용제에 용해하며, 증류수, 이온 교환수 등으로
세정해도 되고, 이온 교환 수지로 처리해서 제거해도 된다.
〔그 외의 성분〕[0372]
표면층(5)에는, 페놀 수지, 멜라민 수지, 요소 수지, 알키드 수지, 벤조구아나민 수지 등의 열경화성 수지를 사[0373]
용해도 된다. 또한, 스피로아세탈계 구아나민 수지(예를 들면 「CTU-구아나민」(아지노모토파인테크노(주)))
등, 1분자 중의 관능기가 보다 많은 화합물을 당해 가교물 중의 재료에 공중합시켜도 된다.
또한, 표면층(5)에는 계면활성제를 첨가해도 된다. 사용하는 계면활성제로서는, 불소 원자, 알킬렌옥사이드 구[0374]
조, 실리콘 구조 중 적어도 1종류 이상의 구조를 포함하는 계면활성제를 호적하게 들 수 있다.
표면층(5)에는, 산화방지제를 첨가해도 된다. 산화방지제로서는, 힌더드페놀계 또는 힌더드아민계가 바람직하[0375]
며, 유기 황계 산화방지제, 포스파이트계 산화방지제, 디티오카르밤산염계 산화방지제, 티오우레아계 산화방지
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제, 벤즈이미다졸계 산화방지제 등의 공지의 산화방지제를 사용해도 된다. 산화방지제의 첨가량으로서는 20질
량% 이하가 바람직하며, 10질량% 이하가 보다 바람직하다.
힌더드페놀계 산화방지제로서는, 2,6-디-t-부틸-4-메틸페놀, 2,5-디-t-부틸히드로퀴논, N, N'-헥사메틸렌비스[0376]
(3,5-디-t-부틸-4-히드록시히드로신나마이드, 3,5-디-t-부틸-4-히드록시-벤질포스포네이트-디에틸에스테르,
2,4-비스[(옥틸티오)메틸]-o-크레졸, 2,6-디-t-부틸-4-에틸페놀, 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-t-부틸페놀),
2,2'-메틸렌비스(4-에틸-6-t-부틸페놀), 4,4'-부틸리덴비스(3-메틸-6-t-부틸페놀), 2,5-디-t-아밀히드로퀴논,
2-t-부틸-6-(3-부틸-2-히드록시-5-메틸벤질)-4-메틸페닐아크릴레이트, 4,4'-부틸리덴비스(3-메틸-6-t-부틸페놀)
등을 들 수 있다.
표면층(5)에는, 상기 전하 수송 재료나 상기 구아나민 화합물 및 멜라민 화합물의 경화를 촉진하기 위한 경화[0377]
촉매를 함유시켜도 된다. 경화 촉매로서 산계의 촉매가 바람직하게 사용된다. 산계의 촉매로서는, 아세트산,
클로로아세트산, 트리클로로아세트산, 트리플루오로아세트산, 옥살산, 말레산, 말론산, 젖산 등의 지방족 카르
복시산, 벤조산, 프탈산, 테레프탈산, 트리멜리트 산 등의 방향족 카르복시산, 메탄설폰산, 도데실설폰산, 벤젠
설폰산, 도데실벤젠설폰산, 나프탈렌설폰산 등의 지방족, 및 방향족 설폰산류 등이 사용되지만, 함황계(含黃系)
재료를 사용하는 것이 바람직하다.
경화 촉매로서의 함황계 재료는, 상온(예를 들면 25℃), 또는 가열 후에 산성을 나타내는 것이 바람직하며, 유[0378]
기 설폰산 및 그 유도체의 적어도 1종이 가장 바람직하다. 표면층(5) 중에 이들 촉매의 존재는, 에너지 분산형
X선 분석(EDS), X선광 전자 분광법(XPS) 등에 의해 용이하게 확인된다.
유기 설폰산이나 그 유도체로서는, 예를 들면 파라톨루엔설폰산, 디노닐나프탈렌설폰산(DNNSA), 디노닐나프탈렌[0379]
디설폰산(DNNDSA), 도데실벤젠설폰산, 페놀설폰산 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 파라톨루엔설폰산, 도데실
벤젠설폰산이 바람직하다. 또한, 경화성 수지 조성물 중에서, 분해할 수 있는 것이면, 유기 설폰산염을 사용해
도 된다.
또한, 열을 가했을 때에 촉매 능력이 높아지는, 소위 열잠재성 촉매를 사용해도 된다.[0380]
열잠재성 촉매로서, 예를 들면 유기 설폰 화합물 등을 폴리머로 입자상으로 감싼 마이크로캅셀, 제올라이트와[0381]
같이 공공(空孔) 화합물에 산 등을 흡착시킨 것, 프로톤산이나 프로톤산 유도체를 염기로 블록한 열잠재성 프로
톤산 촉매나, 프로톤산이나 프로톤산 유도체를 1급 혹은 2급의 알코올로 에스테르화한 것, 프로톤산이나 프로톤
산 유도체를 비닐에테르류나 비닐티오에테르류로 블록한 것, 3불화붕소의 모노에틸아민 착물, 3불화붕소의 피리
딘 착물 등을 들 수 있다.
그 중에서도, 프로톤산이나 프로톤산 유도체를 염기로 블록한 것이 바람직하다.[0382]
열잠재성 프로톤산 촉매의 프로톤산으로서, 황산, 염산, 아세트산, 포름산, 질산, 인산, 설폰산, 모노카르복시[0383]
산, 폴리카르복시산류, 프로피온산, 옥살산, 벤조산, 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 프탈산, 말레산, 벤젠설
폰산, o,m,p-톨루엔설폰산, 스티렌설폰산, 디노닐나프탈렌설폰산, 디노닐나프탈렌디설폰산, 데실벤젠설폰산, 운
데실벤젠설폰산, 트리데실벤젠설폰산, 테트라데실벤젠설폰산, 도데실벤젠설폰산 등을 들 수 있다. 또한, 프로
톤산 유도체로서, 설폰산, 인산 등의 프로톤산의 알칼리 금속염 또는 알칼리 토류 금속염 등의 중화물, 프로톤
산 골격이 고분자쇄 중에 도입된 고분자 화합물(폴리비닐설폰산 등) 등을 들 수 있다. 프로톤산을 블록하는 염
기로서, 아민류를 들 수 있다.
아민류는, 1급, 2급 또는 3급 아민으로 분류된다. 특별히 제한은 없으며, 어느 것이나 사용해도 된다.[0384]
1급 아민으로서, 메틸아민, 에틸아민, 프로필아민, 이소프로필아민, n-부틸아민, 이소부틸아민, t-부틸아민, 헥[0385]
실아민, 2-에틸헥실아민, sec-부틸아민, 알릴아민, 메틸헥실아민 등을 들 수 있다.
2급 아민으로서, 디메틸아민, 디에틸아민, 디n-프로필아민, 디이소프로필아민, 디n-부틸아민, 디이소부틸아민,[0386]
디t-부틸아민, 디헥실아민, 디(2-에틸 헥실)아민, N-이소프로필N-이소부틸아민, 디(2-에틸헥실)아민, 디sec-부
틸아민, 디알릴아민, N-메틸헥실아민, 3-피페콜린, 4-피페콜린, 2,4-루페티딘, 2,6-루페티딘, 3,5-루페티딘, 모
르폴린, N-메틸벤질아민 등을 들 수 있다.
3급 아민으로서, 트리메틸아민, 트리에틸아민, 트리n-프로필아민, 트리이소프로필아민, 트리n-부틸아민, 트리이[0387]
소부틸아민, 트리t-부틸아민, 트리헥실아민, 트리(2-에틸헥실)아민, N-메틸모르폴린, N,N-디메틸알릴아민, N-메
틸디알릴아민, 트리알릴아민, N,N-디메틸알릴아민, N,N,N',N'-테트라메틸-1,2-디아미노에탄, N,N,N',N'-테트라
메틸-1,3-디아미노프로판, N,N,N',N'-테트라알릴-1,4-디아미노부탄, N-메틸피페리딘, 피리딘, 4-에틸피리딘, N-
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프로필디알릴아민, 3-디메틸아미노프로판올, 2-에틸피라진, 2,3-디메틸피라진, 2,5-디메틸피라진, 2,4-루티딘,
2,5-루티딘, 3,4-루티딘, 3,5-루티딘, 2,4,6-콜리딘, 2-메틸-4-에틸피리딘, 2-메틸-5-에틸피리딘, N,N,N',N'-
테트라메틸헥사메틸렌디아민, N-에틸-3-히드록시피페리딘, 3-메틸-4-에틸피리딘, 3-에틸-4-메틸피리딘, 4-(5-노
닐)피리딘, 이미다졸, N-메틸피페라진 등을 들 수 있다.
시판품으로서는, 킹인더스트리사제의 「NACURE 2501」(톨루엔설폰산 해리, 메탄올/이소프로판올 용매, pH 6.0[0388]
이상 pH 7.2 이하, 해리 온도 80℃), 「NACURE 2107」(p-톨루엔설폰산 해리, 이소프로판올 용매, pH 8.0 이상
pH 9.0 이하, 해리 온도 90℃), 「NACURE 2500」(p-톨루엔설폰산 해리, 이소프로판올 용매, pH 6.0 이상 pH
7.0 이하, 해리 온도 65℃), 「NACURE 2530」(p-톨루엔설폰산 해리, 메탄올/이소프로판올 용매, pH 5.7 이상 pH
6.5 이하, 해리 온도 65℃), 「NACURE 2547」(p-톨루엔설폰산 해리, 수용액, pH 8.0 이상 pH 9.0 이하, 해리
온도 107℃), 「NACURE 2558」(p-톨루엔설폰산 해리, 에틸렌글리콜 용매, pH 3.5 이상 pH 4.5 이하, 해리 온도
80℃), 「NACURE XP-357」(p-톨루엔설폰산 해리, 메탄올 용매, pH 2.0 이상 pH 4.0 이하, 해리 온도 65℃), 「
NACURE XP-386」(p-톨루엔설폰산 해리, 수용액, pH 6.1 이상 pH 6.4 이하, 해리 온도 80℃), 「NACURE XC-2211
」(p-톨루엔설폰산 해리, pH 7.2 이상 pH 8.5 이하, 해리 온도 80℃), 「NACURE 5225」(도데실벤젠설폰산 해리,
이소프로판올 용매, pH 6.0 이상 pH 7.0 이하, 해리 온도 120℃), 「NACURE 5414」(도데실벤젠설폰산 해리, 자
일렌 용매, 해리 온도 120℃), 「NACURE 5528」(도데실벤젠설폰산 해리, 이소프로판올 용매, pH 7.0 이상 pH
8.0 이하, 해리 온도 120℃), 「NACURE 5925」(도데실벤젠설폰산 해리, pH 7.0 이상 pH 7.5 이하, 해리 온도
130℃), 「NACURE 1323」(디노닐나프탈렌설폰산 해리, 자일렌 용매, pH 6.8 이상 pH 7.5 이하, 해리 온도 150
℃), 「NACURE 1419」(디노닐나프탈렌설폰산 해리, 자일렌/메틸이소부틸케톤 용매, 해리 온도 150℃), 「NACURE
1557」(디노닐나프탈렌설폰산 해리, 부탄올/2-부톡시에탄올 용매, pH 6.5 이상 pH 7.5 이하, 해리 온도 150℃),
「NACURE X49-110」(디노닐나프탈렌디설폰산 해리, 이소부탄올/이소프로판올 용매, pH 6.5 이상 pH 7.5 이하,
해리 온도 90℃), 「NACURE 3525」(디노닐나프탈렌디설폰산 해리, 이소부탄올/이소프로판올 용매, pH 7.0 이상
pH 8.5 이하, 해리 온도 120℃), 「NACURE XP-383」(디노닐나프탈렌디설폰산 해리, 자일렌 용매, 해리 온도 120
℃), 「NACURE 3327」(디노닐나프탈렌디설폰산 해리, 이소부탄올/이소프로판올 용매, pH 6.5 이상 pH 7.5 이하,
해리 온도 150℃), 「NACURE 4167」(인산 해리, 이소프로판올/이소부탄올 용매, pH 6.8 이상 pH 7.3 이하, 해리
온도 80℃), 「NACURE XP-297」(인산 해리, 물/이소프로판올 용매, pH 6.5 이상 pH 7.5 이하, 해리 온도 90℃,
「NACURE 4575」(인산 해리, pH 7.0 이상 pH 8.0 이하, 해리 온도 110℃) 등을 들 수 있다.
이들 열잠재성 촉매는 단독 또는 2종류 이상 조합시켜서도 사용된다.[0389]
여기에서, 촉매의 배합량은, 도포액에 있어서의 불소 함유 수지를 제외한 전(全) 고형분에 대하여, 0.1질량% 이[0390]
상 10질량% 이하의 범위인 것이 바람직하며, 특히 0.1질량% 이상 5질량% 이하가 바람직하다.
〔표면층의 형성 방법〕[0391]
표면층(5)은, 용매 중에 상술한 각 성분을 함유하는 표면층 형성용의 도포액을 준비하고, 당해 도포액을 도포해[0392]
서 도포막을 형성하는 도포 공정과, 상기 도포 막을 가열해서 적어도 전하 수송성 재료를 축합 중합해서 중합체
를 형성시키며 또한 건조시켜서 용매를 제거하는 가열 공정을 거쳐서 형성된다.
또, 표면층용 도포액에 사용되는 용매로서는, 예를 들면 시클로부탄온, 시클로펜탄온, 시클로헥산온, 시클로헵[0393]
탄온 등의 환상 지방족 케톤 화합물; 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 시클로펜탄올 등의 환상 혹은 직쇄상
알코올류; 아세톤, 메틸에틸케톤 등의 직쇄상 케톤류; 테트라히드로퓨란, 디옥산, 에틸렌글리콜, 디에틸에테르
등의 환상 혹은 직쇄상 에테르류; 염화메틸렌, 클로로포름, 염화에틸렌 등의 할로겐화 지방족 탄화수소 용매 등
을 들 수 있다. 용매는 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 혼합해서 사용해도 된다.
상기 가열 공정에 있어서는, 예를 들면 온도 100℃ 이상 170℃ 이하에서 30분 이상 60분 이하 가열함으로써 상[0394]
술한 반응성 관능기를 갖는 전하 수송성 재료가 축합 중합되고, 또한 상술한 구아나민 화합물이나 멜라민 화합
물을 첨가한 경우이면 가교 중합이 진행함으로써 중합체가 형성되며, 또한 용매가 제거되어 표면층(5)이 얻어진
다.
- 작동 -[0395]
다음으로, 본 실시형태에 따른 화상 형성 장치의 작동을 설명한다.[0396]
도 3에 나타내는 화상 형성 장치에 있어서, 우선 각 작상 엔진(22)(22a 내지 22d)이 각 색에 대응한 단색 토너[0397]
상을 형성하면, 각 색의 단색 토너상은 중간 전사 벨트(230) 표면에, 원래의 원고 정보와 일치하도록 순차 중첩
시켜서 1차 전사된다. 계속해서, 중간 전사 벨트(230) 표면에 전사된 컬러 토너상은, 2차 전사 장치(52)로 기
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록 매체 표면에 전사되며, 컬러 토너상이 전사된 기록 매체는 정착 장치(66)에 의한 정착 처리를 거친 후, 배지
부(68)에 배출된다.
한편, 각 작상 엔진(22)(22a 내지 22d)에 있어서, 감광체 드럼(31) 위의 잔류 토너는 클리닝 장치(34)로 청소된[0398]
다.
또, 본 실시형태에서는 클리닝 장치(34)에 있어서의 클리닝 블레이드(342)가 상유지체(31)에 접촉한 상태에서의[0399]
상술한 이동 거리가 상기 범위로 제어되어 있기 때문에, 클리닝 블레이드에 있어서의 마모가 효과적으로 억제된
다.
[실시예][0400]
이하에, 본 발명을 실시예에 의해 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예만으로 한정되는 것은 아니다. 또, 이하[0401]
의 설명에 있어서 「부」는 「질량부」를 의미한다.
〔실시예 1〕[0402]
- 클리닝 블레이드 A1 -[0403]
접촉 부재(엣지 부재)와 비접촉 부재(배면 부재)를 갖는, 도 6에 나타내는 형상의 클리닝 블레이드 A1을, 2색[0404]
성형법에 의해 제조했다.
·금형의 준비[0405]
우선, 접촉 부재(엣지 부재)를 2개, 복면측끼리를 중첩시킨 형상에 대응하는 공동(접촉 부재 형성용의 조성물을[0406]
유입하는 영역)을 갖는 제1 금형과, 접촉 부재 및 비접촉 부재(배면 부재)를 2개, 복면측끼리를 중첩시킨 형상
에 대응하는 공동을 갖는 제2 금형을 준비했다.
·접촉 부재(엣지 부재)의 형성[0407]
우선, 폴리카프로락톤 폴리올(다이셀가가쿠코교(주)제, 프락셀 205, 평균 분자량 529, 수산기값 212KOHmg/g) 및[0408]
폴리카프로락톤 폴리올(다이셀가가쿠코교(주)제, 프락셀 240, 평균 분자량 4155, 수산기값 27KOHmg/g)을 폴리올
성분의 소프트 세그먼트 재료로서 사용했다. 또한, 2개 이상의 히드록시기를 함유하는 아크릴 수지(소켄가가쿠
사제, 액트플로우 UMB-2005B)를 하드 세그먼트 재료로서 사용하여, 상기 소프트 세그먼트 재료 및 하드 세그먼
트 재료를 8:2(질량비)의 비율로 혼합했다.
다음으로, 이 소프트 세그먼트 재료와 하드 세그먼트 재료의 혼합물 100부에 대해서, 이소시아네이트 화합물로[0409]
서 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트(니혼폴리우레탄코교(주)제, 밀리오네이트 MT)를 6.26부 가하여, 질소 분위
기 하에서 70℃에서 3시간 반응시켰다. 또, 이 반응에서 사용한 이소시아네이트 화합물 양은, 반응계에 함유되
는 수산기에 대한 이소시아네이트기의 비(이소시아네이트기/수산기)가 0.5로 되도록 선택한 것이다.
계속해서, 상기 이소시아네이트 화합물을 34.3부 더 가하여, 질소 분위기 하에서 70℃에서 3시간 반응시켜서 프[0410]
리폴리머를 얻었다. 또, 프리폴리머의 사용에 있어서 이용한 이소시아네이트 화합물의 전량은 40.56부이었다.
다음으로, 이 프리폴리머를 100℃로 승온하여, 감압 하에서 1시간 탈포했다. 그 후, 프리폴리머 100부에 대해[0411]
서, 1,4-부탄디올과 트리메틸올프로판의 혼합물(질량비=60/40)을 7.14부 가하여, 3분간 거품이 혼입(etrain)되
지 않도록 혼합하여, 접촉 부재 형성용 조성물 A1을 조제했다.
다음으로, 제1 금형을 140℃로 조정한 원심 성형기에 상기 접촉 부재 형성용 조성물 A1을 유입하여 1시간 경화[0412]
반응시켰다. 다음으로, 110℃에서 24시간 가교하고, 냉각해서 접촉 부재(엣지 부재)가 2개 겹친 형상의 제1 성
형물을 형성했다.
·비접촉 부재(배면 부재)의 형성[0413]
탈수 처리한 폴리테트라메틸에테르글리콜에, 디페닐메탄-4,4-디이소시아네이트를 혼입하여 120℃에서 15분 반응[0414]
시켜, 생성한 프리폴리머에 경화제로서 1,4-부탄디올 및 트리메틸올프로판을 병용한 것을, 비접촉 부재 형성용
조성물 A1로서 사용했다.
다음으로, 제2 금형의 공동의 내부에 상기 제1 성형물이 배치되도록 제2 금형을 원심 성형기에 설치하고, 120℃[0415]
로 조정한 제2 금형의 공동 내에, 상기 제1 성형물을 덮도록 비접촉 부재 형성용 조성물 A1을 유입하고, 0.5시
간 경화 반응시켜, 접촉 부재(엣지 부재) 및 비접촉 부재(배면 부재)가 2개 복면측끼리에서 겹친 형상의 제2 성
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형물을 형성했다.
제2 성형물을 형성한 후, 110℃에서 24시간 가교해서 냉각했다. 다음으로, 가교 후의 제2 성형물을 복면으로[0416]
되는 부분에서 절단하고, 길이 8㎜, 두께 2㎜의 치수로 더 커트함으로써 클리닝 블레이드 A1을 얻었다.
- 감광체 A1의 제작 -[0417]
·언더코팅층[0418]
산화아연(평균 입자경 70㎚…테이카사제…비표면적값 15㎡/g) 100부를 톨루엔 500부와 교반 혼합하고, 실란 커[0419]
플링제(KBM603…신에쯔가가쿠사제) 1.25부를 첨가하여 2시간 교반했다. 그 후 톨루엔을 감압 증류로 유거하고,
120℃에서 3시간 소부를 행하여, 실란 커플링제로 산화아연에 표면 처리를 실시했다.
상기 표면 처리를 실시한 산화아연 100부를 500부의 테트라히드로퓨란과 교반 혼합하고, 알리자린 1부를 50부의[0420]
테트라히드로퓨란에 용해시킨 용액을 첨가하여 50℃에서 5시간 교반했다. 그 후, 감압 여과로 알리자린을 부여
시킨 산화아연을 여별(濾別)하고, 60℃에서 더 감압 건조를 행하여, 알리자린 부여 산화아연 안료를 얻었다.
이 알리자린 부여 산화아연 안료 60부와 경화제 블록화 이소시아네이트(스미쥴 3175, 스미토모바이에른우레탄사[0421]
제) 13.5부와 부티랄 수지(에스레크 BM-1, 세키스이가가쿠사제) 15부를 메틸에틸케톤 85부에 용해한 용액 38부
와, 메틸에틸케톤 25부를 혼합하여, 직경 1㎜의 유리 비드를 사용해서 샌드 밀로 2시간의 분산을 행하여 분산액
을 얻었다.
얻어진 분산액에 촉매로서 디옥틸주석디라우레이트 0.005부, 실리콘 수지 입자(토스펄 145, GE 도시바실리콘사[0422]
제) 40부를 첨가하고, 170℃, 40분의 건조 경화를 행하여 언더코팅층용 도포액을 얻었다.
이 언더코팅층용 도포액을 침지 도포법으로 직경 30㎜, 길이 404㎜의 알루미늄 기재 위에 침지 도포하여, 두께[0423]
21㎛의 언더코팅층을 형성했다.
·전하 발생층[0424]
다음으로, 전하 발생 물질로서 X선 회절 스펙트럼에 있어서의 브래그각(2θ±0.2°)이, 7.4°, 16.6°, 25.5°,[0425]
28.3°로 강한 회절 피크를 갖는 클로로갈륨프탈로시아닌 결정 1부를, 폴리비닐부티랄 수지(상품명…에스레크
BM-S, 세키스이가가쿠사제) 1부와 함께 아세트산부틸 100부에 가하여, 유리 비드와 함께 페인트 쉐이커로 1시간
처리하여 분산시켜서 전하 발생층용 도포액을 얻었다.
이 전하 발생층용 도포액을 상기 언더코팅층 표면에 침지 도포하여, 100℃에서 10분간 가열 건조해서 막 두께[0426]
0.2㎛의 전하 발생층을 형성했다.
·전하 수송층[0427]
하기 식으로 표시되는 전하 수송 재료 A1을 2부, 및 하기 구조식 1로 표시되는 고분자 화합물(점도 평균 분자량[0428]
…39,000) 3부를, 테트라히드로퓨란 10부 및 톨루엔 5부에 용해해서 전하 수송층용 도포액을 얻었다.
이 전하 수송층용 도포액을 상기 전하 발생층 표면에 침지 도포하여, 135℃에서 35분 가열 건조해서 막 두께 22[0429]
㎛의 전하 수송층을 형성했다.
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[0430]
·표면층[0431]
분산제(상품명…GF-400, 도아고세이(주)제) 0.1부를 시클로펜탄온 16부에 용해한 뒤, 불소 함유 수지로서 4불화[0432]
에틸렌 수지 분체(상품명…루브론 L-2, 다이킨코교(주)제) 12부를 가하여 교반 혼합해서, 4불화에틸렌 수지 입
자 현탁액을 제작했다. 그 후, 하기 식으로 표시되는 전하 수송성 재료 B1을 85부, 벤조구아나민 수지(상품명
…니카락 BL-60, 산와케미컬(주)제)를 2.8부, NACURE 5225(킹인더스트리사제)를 0.1부, 시클로펜탄온 240부에
가해서, 표면층 형성용 도포액을 조제했다.
이 표면층 형성용 도포액을 침지 도포법으로, 상술한 전하 수송층 위에 도포하고 155℃에서 40분 건조하여, 막[0433]
두께 6㎛의 표면층을 형성해서 감광체 A1을 얻었다.
[0434]
- 클리닝 블레이드의 물성 -[0435]
·클리닝 블레이드의 접촉 부재의 동마찰 계수 : 0.49[0436]
·클리닝 블레이드의 접촉 부재의 영률 : 28㎫[0437]
·클리닝 블레이드의 비접촉 부재의 25℃의 반발 탄성 : 40%[0438]
·클리닝 블레이드의 접촉 부재의 JIS A 경도 : 93°[0439]
·클리닝 블레이드의 비접촉 부재의 JIS A 경도 : 63°[0440]
·클리닝 블레이드의 자유 길이 : 7.5㎜[0441]
·클리닝 블레이드의 두께 : 2㎜[0442]
- 화상 형성 장치에의 장착 -[0443]
화상 형성 장치로서 후지제록스사제의 DocuCentre IV C5570을 사용하고, 당해 화상 형성 장치의 상유지체로서[0444]
상술한 감광체 A1을 설치하며, 또한 당해 감광체용의 클리닝 장치에 있어서의 클리닝 블레이드로서 상기 클리닝
블레이드 A1을 장착했다. 또, 클리닝 블레이드 A1의 장착 조건은 이하와 같다.
·클리닝 블레이드의 상유지체에 압부되는 힘 NF[0445]
(Normal Force) : 2.4gf/㎜[0446]
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·클리닝 블레이드가 상유지체에 파고드는 길이 : 1.2㎜[0447]
·클리닝 블레이드와 상유지체의 접촉부에 있어서의 각도[0448]
W/A (Working Angle) : 10.5°[0449]
·클리닝 블레이드와 상유지체의 동마찰 계수 : 0.6[0450]
- 이동 거리의 측정 -[0451]
상기한 바와 같이 화상 형성 장치에 장착한 클리닝 블레이드와 감광체를 사용해서, 감광체가 정지해 있는 상태[0452]
에서의 접촉 각부의 위치를 기준으로 했을 경우의, 감광체가 구동하고 있는 상태에서의 접촉 각부의 위치까지의
이동 거리를, 상술한 방법에 의해 측정했다.
[평가 시험…마모의 발생][0453]
하기 시험을 고온 고습(28℃, 85%) 하에서 실시하여, 시험 후의 클리닝 블레이드 A1에 있어서의 마모의 발생 정[0454]
도를 관측했다. 1만매 프린트한 후의, 클리닝 블레이드 선단을 초심도(超深度) 컬러 3D 형상 측정 현미경(VK-
9500, KEYENCE사)으로 관찰하여 마모 정도를 측정했다.
〔실시예 2∼3, 및 비교예 1〕[0455]
실시예 1의 클리닝 블레이드 A1 제작에 있어서, 접촉 부재에 있어서의 가교제의 양을 변경해서, 접촉 부재의[0456]
JIS A 경도 및 영률을 하기에 나타내는 바와 같이 조정한 이외에는, 실시예 1에 기재된 방법에 의해, 클리닝 블
레이드를 제작했다.
또, 클리닝 블레이드의 물성이 이하와 같이 변화했다.[0457]
·실시예 2[0458]
·클리닝 블레이드의 접촉 부재의 JIS A 경도 : 92°[0459]
·클리닝 블레이드의 접촉 부재의 영률 : 26㎫[0460]
·실시예 3[0461]
·클리닝 블레이드의 접촉 부재의 JIS A 경도 : 87°[0462]
·클리닝 블레이드의 접촉 부재의 영률 : 16㎫[0463]
·비교예 1[0464]
·클리닝 블레이드의 접촉 부재의 JIS A 경도 : 78°[0465]
·클리닝 블레이드의 접촉 부재의 영률 : 8㎫[0466]
[표 1][0467]
[0468]
부호의 설명
1…기체, 2…감광층, 2A…전하 발생층, 2B…전하 수송층, 4…언더코팅층, 5…표면층, 6…기능 일체형의[0469]
감광층, 21…본체 하우징, 22, 22a 내지 22d…작상 엔진, 23…벨트 모듈, 24…기록 매체 공급 카세트, 25
…기록 매체 반송로, 30…감광체 유닛, 31…감광체 드럼(상유지체), 32…대전 롤, 33…현상 유닛, 34…클
리닝 장치, 35, 35a 내지 35d…토너 카트리지, 40…노광 유닛, 41…유닛 케이스, 42…폴리곤 미러, 51…1
차 전사 장치, 52…2차 전사 장치, 53…벨트 클리닝 장치, 61…송출 롤, 62…반송 롤, 63…위치 맞춤 롤,
66…정착 장치, 67…배출 롤, 68…배지부, 71…수동 공급 장치, 72…송출 롤, 73…양면 기록용 유닛, 74
…안내 롤, 76…반송로, 77…반송 롤, 230…중간 전사 벨트, 231, 232…지지 롤, 331…유닛 케이스, 332
…현상 롤, 333…토너 반송 부재, 334…반송 패들, 335…트리밍 부재, 341…클리닝 케이스, 342, 342A,
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342B, 342C…클리닝 블레이드, 344…필름 씰, 345…반송 부재, 521…2차 전사 롤, 531…클리닝 블레이드,
3421B…제1 층, 3422B…제2 층, 3421C…접촉 부재, 3422C…배면 부재
도면
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