(57)【要約】【課題】低温時に顕在化しやすいクリーニング能力の低下が生じず、耐摩耗性に優れ、経時使用時の駆動トルクの上昇が抑制されるとともに、局所的な摩耗等による画像不良を発生させない安定したクリーニング動作を維持できるとともに、像担持体表面へのフィルミングを抑制可能なクリーニングブレードの提供を目的とする。【解決手段】短冊形状の弾性体ブレードで構成され、該弾性体ブレードの先端稜線部を移動する被清掃部材に当接させて、該被清掃部材の表面から粉体を除去するクリーニングブレードにおいて、前記被清掃部材と対向するブレード当接面及び弾性体ブレードの厚み方向に平行なブレード先端面の、前記先端稜線部からブレード稜線垂直方向少なくとも２［ｍｍ］の幅に渡って、紫外線硬化樹脂からなる、弾性体ブレードよりも硬度が高い表面層形成部と含浸層形成部がブレード稜線方向に交互に存在するクリーニングブレード。【選択図】図４Ｄ
2018022020.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
短冊形状の弾性体ブレードで構成され、該弾性体ブレードの先端稜線部を移動する被清掃部材に当接させて、該被清掃部材の表面から粉体を除去するクリーニングブレードにおいて、
前記被清掃部材と対向するブレード当接面及び弾性体ブレードの厚み方向に平行なブレード先端面の、前記先端稜線部からブレード稜線垂直方向少なくとも２［ｍｍ］の幅に渡って、紫外線硬化樹脂からなる、弾性体ブレードよりも硬度が高い表面層形成部と含浸層形成部がブレード稜線方向に交互に存在するクリーニングブレード。
【請求項２】
前記クリーニングブレードにおいて、ブレード当接面とブレード先端面の表面層形成部及び含浸層形成部の形成位置が、ブレード稜線方向に対して同位相である請求項１に記載のクリーニングブレード。
【請求項３】
前記クリーニングブレードにおいて、ブレード当接面とブレード先端面の表面層形成部及び含浸層形成部の形成位置が、ブレード稜線方向に対して逆位相である請求項１に記載のクリーニングブレード。
【請求項４】
前記クリーニングブレードにおいて、表面層形成部と含浸層形成部が一定の幅で交互に存在し、ブレード当接面におけるブレード稜線方向の表面層形成部の幅と含浸層形成部の幅の和が３〜５［ｍｍ］であり、表面層形成部の幅は２［ｍｍ］以上で、表面層形成部の幅は含浸層形成部の幅より大きく、ブレード稜線垂直方向の表面層形成部と含浸層形成部の幅が２〜５［ｍｍ］である請求項１乃至３のいずれかに記載のクリーニングブレード。
【請求項５】
前記クリーニングブレードにおいて、ブレード当接面における表面層形成部と含浸層形成部の境界がブレード稜線に対して垂直である請求項１乃至４のいずれかに記載のクリーニングブレード。
【請求項６】
前記クリーニングブレードにおいて、ブレード先端面における含浸層形成部のブレード先端面からの含浸深さが１００〜２００［μｍ］、ブレード当接面における含浸層形成部のブレード当接面からの含浸深さが５０〜１５０［μｍ］である請求項１乃至５のいずれかに記載のクリーニングブレード。
【請求項７】
前記クリーニングブレードにおいて、ブレード先端面及びブレード当接面における表面層形成部の表面層の厚さが１．０〜２．５［μｍ］である請求項１乃至６のいずれかに記載のクリーニングブレード。
【請求項８】
前記クリーニングブレードにおいて、ブレード先端面及びブレード当接面に、さらに表面層形成部と含浸層形成部を覆う第二表面層を有し、ブレード先端面及びブレード当接面における第二表面層の厚さが０．５〜１．０［μｍ］である請求項７に記載のクリーニングブレード。
【請求項９】
像担持体と、該像担持体表面を帯電する帯電手段と、帯電した該像担持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該像担持体表面に形成された該静電潜像を現像してトナー像化する現像手段と、該像担持体表面のトナー像を転写体に転写する転写手段と、該像担持体表面に当接して該像担持体表面に付着した転写残トナーをクリーニングするクリーニングブレードを有するクリーニング手段とを備えた画像形成装置において、前記クリーニングブレードとして、請求項１乃至８のいずれかに記載のクリーニングブレードを用いた画像形成装置。
【請求項１０】
画像形成装置本体に着脱自在なプロセスカートリッジであって、像担持体と請求項１乃至８のいずれかに記載のクリーニングブレードとを一体的に形成したプロセスカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クリーニングブレード、これを用いた画像形成装置及びプロセスカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真式の画像形成装置では、感光体などの像担持体について、転写紙や中間転写体へトナー像を転写した後の表面に付着した不必要な転写残トナーはクリーニング手段であるクリーニング装置によって除去している。
このクリーニング装置のクリーニング部材として、構成を簡単にできクリーニング性能も優れていることから、短冊形状のクリーニングブレードを用いたものが知られている。このクリーニングブレードは、ポリウレタンゴムなどの弾性体で構成されている。そして、クリーニングブレードの基端を支持部材で支持して先端稜線部を像担持体の周面に押し当て、像担持体上に残留するトナーを堰き止めて掻き落として除去する。
【０００３】
また、近年の高画質化の要求に応えるべく、重合法等により形成された小粒径で球形に近いトナー（以下、重合トナーという）を用いた画像形成装置が知られている。この重合トナーは、従来の粉砕トナーに比べて転写効率が高いなどの特徴があり、上記要求に応えることが可能である。しかし、重合トナーは、クリーニングブレードを用いて像担持体表面から除去しようとしても十分に除去することが困難であり、クリーニング不良が発生してしまうという問題を有している。これは、小粒径で且つ円形度に優れた重合トナーが、ブレードと像担持体との間に形成される僅かな隙間をすり抜けるからである。
【０００４】
このようなすり抜けを抑えるには、像担持体とクリーニングブレードとの当接圧力を高めてクリーニング能力を高くする必要がある。しかし、特許文献１に記載されるように、次のような不具合を生じることが知られている。
クリーニングブレードの当接圧を高めると、図５（ａ）に示すように、像担持体１２３とクリーニングブレード６２との摩擦力が高まり、クリーニングブレード６２が像担持体１２３の移動方向に引っ張られて、クリーニングブレード６２の先端稜線部６２ｃがめくれてしまう。このめくれたクリーニングブレード６２が、そのめくれに抗して原形状態に復元する際に異音が発生することがある。更に、先端稜線部６２ｃがめくれた状態でクリーニングをし続けると、図５（ｂ）に示すように、クリーニングブレード６２のブレード先端面６２ａの先端稜線部６２ｃから数［μｍ］離れた箇所に局所的な摩耗が生じてしまう。このような状態で、更にクリーニングを続けると、この局所的な摩耗が大きくなり、最終的には、図５（ｃ）に示すように、先端稜線部６２ｃが欠落してしまう。先端稜線部６２ｃが欠落してしまうと、トナーを正常にクリーニングできなくなり、クリーニング不良を生じてしまう。
【０００５】
上記特許文献１には、先端稜線部近傍に、フッ素系アクリルモノマーを含む紫外線硬化樹脂を含浸させ、上記先端稜線部を覆う、弾性体ブレードよりも硬い紫外線硬化樹脂からなる表面層とで構成されたクリーニングブレードが記載されている。
また、特許文献２には、クリーニングブレードの端部を高硬度処理し、ブレードのめくれを抑制するとともに、複数のブレード部材で高硬度処理部の幅を調整することにより、すり抜けトナーによる画像不良を抑制するものが記載されている。これらのブレード部材はゴム部材から成り、複数のブレードにおける処理部は、ゴム部材にイソシアネート化合物を含浸して処理されている。さらに特許文献３には、フッ素系樹脂層をなす樹脂材がブレード本体の滑らかな表面における凹凸に充填され、エッジ部位の表面粗さが特定の範囲でスティック・スリップ動作によりクリーニングを行うものが記載されている。これによると高速機であり、また、使用トナーが角のない小粒径トナーであっても、クリーニング性を低下させることなく感光体の長寿命化を図ることができるとされている。
【０００６】
これらのクリーニングブレードは、弾性ブレードよりも硬い表面層を設けることで先端稜線部の硬度を高くすること等の改質により、先端稜線部を像担持体の表面移動方向に変形することやめくれを抑制できる。また、経時使用で表面層が摩耗して弾性ブレードの先端稜線部が露出した場合も、弾性ブレードの内部への充填部分が像担持体表面に継続的に当接することにより、弾性ブレードと像担持体との間で生じる摩擦力が低減され、稜線部が変形するのを抑制できる。これにより、先端稜線部のめくれを抑制するとともに、クリーニングブレードの耐摩耗性を高めて、経時におけるクリーニング不良を抑制することができるとされている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、従来のクリーニングブレードは、経時使用においてクリーニングブレードが摩耗すると像担持体の駆動トルクを上昇させてしまうことで高精細画像の出力に悪影響を与えてしまうことがあり、さらなる耐摩耗性と駆動安定性の向上、クリーニング不良の抑制が望まれている。
本発明は、低温時に顕在化しやすいクリーニング能力の低下が生じず、耐摩耗性に優れ、かつ経時使用時の駆動トルクの上昇が抑制されるとともに、局所的な摩耗等による画像不良を発生させない安定したクリーニング動作を維持できるクリーニングブレードを成立させるとともに、像担持体表面へのフィルミングを抑制可能なクリーニングブレードの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは鋭意研究を重ね、クリーニングブレードの稜線を含む、被清掃部材と対向するブレード当接面及び弾性体ブレードの厚み方向に平行なブレード先端面に紫外線硬化樹脂からなる表面層形成部と、同じく紫外線硬化樹脂からなる含浸層形成部をブレード稜線方向に交互に構成することで、上記課題を達成することができる、クリーニングブレードの構成を見出した。
即ち、上記課題は、次の１）の発明によって解決される。
１）短冊形状の弾性体ブレードで構成され、該弾性体ブレードの先端稜線部を移動する被清掃部材に当接させて、該被清掃部材の表面から粉体を除去するクリーニングブレードにおいて、前記被清掃部材と対向するブレード当接面及び弾性体ブレードの厚み方向に平行なブレード先端面の、前記先端稜線部からブレード稜線垂直方向少なくとも２［ｍｍ］の幅に渡って、紫外線硬化樹脂からなる、弾性体ブレードよりも硬度が高い表面層形成部と含浸層形成部がブレード稜線方向に交互に存在するクリーニングブレード。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、低温環境時に顕在化していたクリーニング低下が生じず、耐摩耗性に優れ、かつ経時使用時の駆動トルクの上昇が抑制されるとともに、局所的な摩耗等による画像不良の発生が抑制され、像担持体表面へのフィルミングを抑制可能な、全般に耐摩耗性が維持される長寿命のクリーニングブレードを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係るプリンタの概略構成図。
【図２】本発明の実施形態に係る作像ユニットの概略構成図。
【図３】トナーの円形度の測定方法を説明するための説明図。（ａ）は実際のトナー投影形状を示す図。（ｂ）は（ａ）の粒子投影面積Ｓと同じ面積の真円を示す図。
【図４Ａ】クリーニングブレードが感光体表面に当接している状態の説明図。
【図４Ｂ】クリーニングブレード当接面の表面層の形成部と含浸層形成部の繰り返し構成の説明図。
【図４Ｃ】クリーニングブレード当接面と先端面の表面層と含浸層が同位相で形成されている状態の説明図。
【図４Ｄ】クリーニングブレード当接面と先端面の表面層と含浸層が逆位相で形成されている状態の説明図。
【図４Ｅ】クリーニングブレードの含浸深さ及び表面層の厚さと形成幅を示す説明図。
【図５】（ａ）はクリーニングブレード先端稜線部がめくれた状態を示す図、（ｂ）はクリーニングブレードの先端面の局所的な摩耗について説明する図、（ｃ）はクリーニングブレードの先端稜線部が欠落した状態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、上記本発明１）について詳しく説明するが、本発明者らは研究の中で更に、少なくとも弾性体ブレードの先端稜線部含むブレード当接面及び先端面に表面層形成部と含浸層形成部をブレード稜線方向に交互に形成するとともに、それらの形成条件を特定することで、低温環境時におけるクリーニング不良の発生や局所的な摩耗等による画像不良の発生がさらに抑制されるとともに、さらに耐摩耗性が維持される長寿命のクリーニングブレードが得られることを見出した。
【００１２】
即ち、本発明１）の実施の形態には、次の２）〜１０）も含まれるので、これらについても併せて説明する。
２）前記クリーニングブレードにおいて、ブレード当接面とブレード先端面の表面層形成部及び含浸層形成部の形成位置が、ブレード稜線方向に対して同位相である１）に記載のクリーニングブレード。
３）前記クリーニングブレードにおいて、ブレード当接面とブレード先端面の表面層形成部及び含浸層形成部の形成位置が、ブレード稜線方向に対して逆位相である１）に記載のクリーニングブレード。
４）前記クリーニングブレードにおいて、表面層形成部と含浸層形成部が一定の幅で交互に存在し、ブレード当接面におけるブレード稜線方向の表面層形成部の幅と含浸層形成部の幅の和が３〜５［ｍｍ］であり、表面層形成部の幅は２［ｍｍ］以上で、表面層形成部の幅は含浸層形成部の幅より大きく、ブレード稜線垂直方向の表面層形成部と含浸層形成部の幅が２〜５［ｍｍ］である１）乃至３）のいずれかに記載のクリーニングブレード。
５）前記クリーニングブレードにおいて、ブレード当接面における表面層形成部と含浸層形成部の境界がブレード稜線に対して垂直である１）乃至４）のいずれかに記載のクリーニングブレード。
６）前記クリーニングブレードにおいて、ブレード先端面における含浸層形成部のブレード先端面からの含浸深さが１００〜２００［μｍ］、ブレード当接面における含浸層形成部のブレード当接面からの含浸深さが５０〜１５０［μｍ］である１）乃至５）のいずれかに記載のクリーニングブレード。
７）前記クリーニングブレードにおいて、ブレード先端面及びブレード当接面における表面層形成部の表面層の厚さが１．０〜２．５［μｍ］である１）乃至６）のいずれかに記載のクリーニングブレード。
８）前記クリーニングブレードにおいて、ブレード先端面及びブレード当接面に、さらに表面層形成部と含浸層形成部を覆う第二表面層を有し、ブレード先端面及びブレード当接面における第二表面層の厚さが０．５〜１．０［μｍ］である７）に記載のクリーニングブレード。
９）像担持体と、該像担持体表面を帯電する帯電手段と、帯電した該像担持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該像担持体表面に形成された該静電潜像を現像してトナー像化する現像手段と、該像担持体表面のトナー像を転写体に転写する転写手段と、該像担持体表面に当接して該像担持体表面に付着した転写残トナーをクリーニングするクリーニングブレードを有するクリーニング手段とを備えた画像形成装置において、前記クリーニングブレードとして、１）乃至８）のいずれかに記載のクリーニングブレードを用いた画像形成装置。
１０）画像形成装置本体に着脱自在なプロセスカートリッジであって、像担持体と１）乃至８）のいずれかに記載のクリーニングブレードとを一体的に形成したプロセスカートリッジ。
【００１３】
本発明におけるクリーニングブレードは、短冊形状の弾性体ブレードで構成され、該弾性体ブレードの先端稜線部を移動する被清掃部材に当接させて、該被清掃部材の表面から粉体を除去するクリーニングブレードにおいて、
前記被清掃部材と対向するブレード当接面及び弾性体ブレードの厚み方向に平行なブレード先端面の、前記先端稜線部からブレード稜線垂直方向少なくとも２［ｍｍ］の幅に渡って、紫外線硬化樹脂からなる、弾性体ブレードよりも硬度が高い表面層形成部と含浸層形成部がブレード稜線方向に交互に存在するように構成される。
前記硬度は、マルテンス硬度により比較することができる。弾性体ブレードに紫外線硬化樹脂からなる表面層形成部と含浸層形成部を形成した際の表面層形成部と含浸層形成部のマルテンス硬度は、弾性体ブレードのマルテンス硬度よりも高くなる。
表面層形成部と含浸層形成部の繰り返し構成は、低温環境時における課題であった局所的なトナーすり抜けが継続的に発生することによる局所的な摩耗とその部分でのクリーニング不良を抑制することができるものである。
局所的な摩耗を含む摩耗に対する耐性が高くなることで、良好なクリーニング性が維持されることから結果的に像担持体へのフィルミングも抑制されることになる。
尚、本発明において、被清掃部材と対向するブレード当接面とは、図４Ａにおいて、被清掃部材の進行方向下流側Ｂと対向する面６２ｂを言い、弾性体ブレードの厚み方向に平行なブレード先端面とは、図４Ａにおいて、６２ａで示される、被清掃部材の進行方向上流側Ａと対向する面を言う。
【００１４】
上記の局所的なトナーすり抜けが継続的に発生する現象は、低温時にブレード稜線部の弾性特性が低下して、例えばクリーニング動作において、トナー粒子のすり抜けに対して変形が起こり、その変形が回復する速度が低下するためにトナー粒子が引き続きすり抜けることで起こり、すり抜け部分に局所的に摩耗が進行してしまうと考えられる。これに対して、本発明の構成に依れば、例えばブレード当接面において表面層形成部と含浸層形成部の変形と回復の速度及び変形量が異なる為、前記トナー粒子の局所的なすり抜けを抑制できるものと考えられる。このように継続的なトナーすり抜けに対してすり抜け時の変形からの回復を機能しやすくするために、ブレード先端面にも、表面層形成部と含浸層形成部を交互に存在させることが有効であることが判明した。ブレード稜線において当接面と先端面が隣り合い、そこに於いて表面層形成部と含浸層形成部が接する。この場合、当接面内あるいは先端面内において表面層形成部と含浸層形成部が交互に存在するのと同様に、ブレード稜線において、当接面と先端面とで表面層形成部と含浸層形成部が交互に存在する構成になり、表面層と含浸層が同位相で形成されているか逆位相で形成されているかを選択可能である。これらの層が特定の割合で設けられることで、突発的なトナー粒子のすり抜けにも当該部分の変形の回復を促進することができるようになり、これまで課題となっていた局所摩耗とその部分でのクリーニング不良に至ることを抑制することができるようになる。
ブレード当接面における表面層形成部と含浸層形成部の繰り返し構成は、例えば、図４Ｂに示すような構成であり、ブレード当接面とブレード先端面の表面層形成部と含浸層形成部が、図４Ｃに示すようにブレード当接面とブレード先端面の表面層形成部と含浸層形成部がブレード稜線方向に対して形成位置が同じである同位相、又は図４Ｄに示すようなブレード稜線方向に対して形成位置が逆となる逆位相の配置で構成することが好ましい。クリーニング不良の抑制に対する効果はいずれも有するが、図４Ｄの構成の表面層形成部と含浸層形成部が逆位相となっている方がより好適であった。
また、ブレード当接面における表面層形成部と含浸層形成部の境界がブレード稜線に対して垂直となることが好ましい。
【００１５】
表面層形成部と含浸層形成部が一定の幅で交互に存在することが好ましく、図４Ｃ及び図４Ｄにおいて、ブレード当接面における、ブレード稜線方向の表面層形成幅［ｂ］と含浸層形成幅［ｃ］とその和［ａ］、稜線垂直方向の幅［ｄ］の好ましい範囲は、［ａ］：３〜５［ｍｍ］、［ｂ］：２［ｍｍ］以上、［ｂ］＞［ｃ］、［ｄ］：２〜５［ｍｍ］であった。図４Ｄにおいて、［ｂ’］はブレード先端面におけるブレード稜線方向の表面層形成幅を、［ｃ’］はブレード先端面における含浸層形成幅を示す。
ブレード先端面における表面層形成部及び含浸層形成部の稜線垂直方向（厚さ方向）の形成幅は、２［ｍｍ］まであることが必要であるが、厚さ方向の幅が２［ｍｍ］未満の場合は、厚さ方向全面で良い。ブレード当接面における表面層形成部及び含浸層形成部の稜線垂直方向の形成幅［ｄ］は、少なくとも先端稜線部から２［ｍｍ］まであることが必要であり、それ以上大きくても良い。ただし、５［ｍｍ］程度を超えるとブレードの撓みに影響が生じ、感光体への当接状態が影響を受けるので好ましくない。
表面層の厚さは、ブレード先端面とブレード当接面ともに、１．０〜２．５［μｍ］が好ましい。１．０［μｍ］以上であると、ブレード稜線の安定性が良くなり、２．５［μｍ］以下であると感光体への追従性が不足することがなく、クリーニング不良を生じることがない。なお、これら厚さの適合は、基材ゴム及び含浸した紫外線硬化樹脂、及び表面層形成樹脂の各々の総合で調整することができる。
【００１６】
表面層形成部と含浸層形成部の繰り返し構成は、まず、浸漬塗工やスプレー塗工の実施時に粘着性のマスキングテープ等により表面層非形成部をカバーするマスキング法等により形成領域を制限することで形成し、その後この表面層形成部をマスクとして含浸処理を行うことで表面層形成部と含浸層形成部の繰り返し構成が達成できる。本発明におけるこのような繰り返し構成は、ブレードの当接力を分散させているために、従来課題とされた、ビビリ、鳴き等の異音発生や、感光体の駆動トルク上昇にも効果を有するものである。
【００１７】
本発明におけるクリーニングブレードには、前記の構成を形成した後さらに第二表面層を設けてもよく、第二表面層は前記表面層形成部と含浸層形成部と少なくとも同じ形成領域で覆うように形成するのが好ましく、ブレード先端面及びブレード当接面における第二表面層の厚さは０．５〜１．０［μｍ］が好適である。第二表面層は含浸層表面の低摩擦係数化とその箇所へのトナー固着を防ぐ効果が期待できるもので、０．５［μｍ］以上ではその効果が得やすくなり、１．０［μｍ］以下であると感光体への追従性不足となることがないため好ましい。
【００１８】
前記被清掃部材としては、その材質、形状、構造、大きさ等について特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記被清掃部材の形状としては、例えば、ドラム状、ベルト状、平板状、シート状、などが挙げられる。前記被清掃部材の大きさとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、通常用いられる程度の大きさが好ましい。
前記被清掃部材の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、金属、プラスチック、セラミック、などが挙げられる。
前記被清掃部材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記クリーニングブレードを画像形成装置に適用した場合には、例えば、像担持体（感光体とも称す）、などが挙げられる。
前記粉体としては、前記クリーニングブレードの除去対象となるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、トナー、潤滑剤、無機微粒子などが挙げられる。
【００１９】
図４Ａ〜Ｅは本発明の一実施形態のクリーニングブレード６２の使用状態の断面図である。図４Ａはクリーニングブレード６２が感光体３の表面に当接している状態の説明図であり、図４Ｂは、ブレード当接面の表面層形成部と含浸層形成部の繰り返し構成の説明図である。また、図４Ｃはブレード当接面とブレード先端面の表面層形成部と含浸層形成部が同位相で形成されている状態の説明図、図４Ｄはブレード当接面とブレード先端面の表面層形成部と含浸層形成部が逆位相で形成されている状態の説明図であり、図４Ｅはクリーニングブレードの含浸深さ及び表面層の厚さと形成幅を示す説明図である。
【００２０】
クリーニングブレード６２は、金属や硬質プラスチックなどの剛性材料からなる短冊形状のホルダー６２１と、短冊形状の弾性体ブレード６２２とで構成されている。弾性体ブレード６２２は先端稜線部６２ｃ近傍に、表面層形成部と含浸層形成部が稜線方向に交互に存在する。
弾性体ブレード６２２は、ホルダー６２１の一端側に接着剤などにより固定されており、ホルダー６２１の他端側は、クリーニング装置６のケースに片持ち支持されている。
【００２１】
弾性体ブレード６２２としては、感光体３の偏心や感光体３の表面の微小なうねりなどに追随できるように、高い反発弾性率を有するものが好ましく、ウレタンゴムなどが好適である。
弾性体ブレード６２２に適するウレタンゴムは一般に遠心成型法で製造される。その原材料としては、ＯＨ価２８〜１６８の２個又は３個の水酸基を持つポリオールと、ＴＤＩ（トリレンジイソシアネート）、ＭＤＩ（ジフェニルメタンジイソシアネート）、ＩＰＤＩ（イソホロンジイソシアネート）、ＨＤＩ（ヘキサメチレンジイソシアネート）、ＮＤＩ（ナフタレンジイソシアネート）、ＴＯＤＩ（ジメチルビフェニルジイソシアネート）などのジイソシアネートと、エチレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパンなどのＯＨ価９５０〜１８３０の短鎖ポリオールが好適である。これらを適宜混合し、１００〜２００［℃］に加熱した遠心成型金型に注入し、所定時間後に脱型し、高温多湿環境（例えば、３０［℃］、８５［％ＲＨ］）に１週間静置して特性を安定させてから、所定の形状に裁断して、弾性体ブレード用の短冊とする。
【００２２】
また、弾性体ブレード６２２には、２５℃における硬度が６８〜８０度（ＪＩＳ  Ａ）のウレタンゴムが良い。ウレタンゴムの硬度が８０度以下であれば柔軟性に乏しくなるようなことはなく、ホルダー６２１が微小に傾いて取り付けられたときなどに、次の不具合が生じるような惧れもない。即ち、クリーニングブレード６２の軸方向一端側と他端側とで当接圧が異なる所謂偏当りをしにくく、軸方向で均一な当接圧が得られる。その結果、クリーニング性が低下するようなことはない。一方、硬度が６８度以上であれば、重合トナーでもクリーニングできるように当接圧を高く設定したときクリーニングブレード６２が反ってしまうようなことはない。また、先端稜線部６２ｃが浮き上がり、ブレード当接面６２ｂが感光体３と当接する所謂腹当たり現象が生じるようなこともない。腹当たり現象が生じると、クリーニングブレード６２と感光体表面との当接面積が急激に増大するため、クリーニングブレード６２を大きな力で押しつけても逆に当接圧は小さくなり、クリーニング性が低下してしまう。特に本発明のようなブレード先端面に含浸処理や表面層を有する構成では上記の現象が生じやすいため、上記範囲にあることが好ましい。
【００２３】
弾性体ブレード６２２は、２種の異なる材質を積層した、２層構成のタイプも利用することができる。この場合もウレタンゴムの硬度は上記範囲が好ましいが、当接側と反当接側で適宜適切な材質を選択することができる。２層以上の積層ウレタンを製造する際は、混合率の異なる原材料を各層が完全に硬化する前に、遠心成型金型に連続的に注入することにより、層間剥離が起こらないように一体的に成型することが可能である。
【００２４】
弾性体ブレード６２２のブレード当接面及びブレード先端面には、紫外線硬化樹脂モノマーが含浸された含浸層形成部６２ｄが形成されている。ブレード当接面及びブレード先端面への含浸処理は、スプレー塗工や浸漬塗工によって紫外線硬化樹脂モノマーを含浸させればよい。これにより、当接する先端稜線部６２ｃが感光体３表面移動方向に変形するのを抑制することができる。更に、経時表面層摩耗によって内部が露出したときも内部への含浸作用により、同様に変形を抑制することができる。
本発明における含浸処理の深さは、ブレード先端面の含浸層形成部においては、前記ブレード先端面からの含浸深さが１００〜２００［μｍ］、ブレード当接面の含浸層形成部においては、ブレード当接面からの含浸深さが５０〜１５０［μｍ］であることが好ましい。これらの範囲であれば、前述のクリーニング不良の発生を確実に抑制できる。即ち、含浸深さが上記範囲の下限値以上であれば、トナー粒子に対する変形は起こらず、そのせき止め力が低下してクリーニング不良が生じてしまうようなことはない。また、含浸深さが上記範囲の上限値以下であれば、剛直性が増大して感光体との密着性が低下しクリーニング不良が生じてしまうようなことはない。なお、これらの範囲は、表面層の形成状態に対して、それとのバランスから調整することが肝要である。この含浸処理は、表面層の記述でも説明したように、感光体との摩擦を低減し感光体駆動トルクの上昇を抑制できる効果を有する。ブレードの経時使用により先端稜線部の摩耗が進行し内部構造の露出が生じた場合においても上記の範囲で含浸処理が施されていることにより、摩擦力の上昇が抑えられ、感光体駆動トルクの上昇を抑制できるのである。感光体駆動トルクの上昇は、複数の画像形成ユニットを組み合わせるいわゆるタンデム型システムにおいて、ジターや位置ずれによる画質低下を誘発するので、本発明の一定値以下に感光体駆動トルクを維持することで画質低下を回避できる。表面層形成による耐摩耗性向上と併せて総合的にクリーニング性の維持が達成できる。
【００２５】
表面層の形成において、表面層６２３は、弾性体ブレード６２２に紫外線硬化樹脂モノマーを用いて、スプレー塗工や浸漬塗工によってブレード当接面及び先端面の表面層形成部を被覆する。紫外線硬化樹脂モノマーによる被覆を行った後に、紫外線を照射することにより表面層を硬化することができる。前記含浸層形成部はこの表面層をマスクとして利用し表面層の形成されていない部分に含浸処理を行うことにより形成でき、含浸処理後、再度紫外線を照射することで含浸層を硬化することができる。このとき含浸材料にフッ素系アクリルモノマーを混合し弾性体ブレード６２２に含浸させると、先端稜線部６２ｃ近傍の低摩擦化を図ることもできる。経時使用で稜線部６２ｃが摩耗した場合においても前記含浸処理により内部にも処理部が存在するために感光体表面との当接において、先端稜線部６２ｃと感光体３との摩擦力を弱めることができる。更に、この稜線部が摩耗した状態においても感光体表面移動方向に変形するのを抑制できる。その結果、ビビリ音が生じるのを抑制できる。また、その部分のめくれを抑制でき、めくれた露出部分の欠落を抑制できる。また、先端稜線部６２ｃがフッ素系アクリルモノマーの含浸により低摩擦化するので、感光体３によって削られにくく、クリーニングブレード６２の耐摩耗性を向上させることができる。
【００２６】
上記フッ素系アクリルモノマーとしては、特にパーフルオロポリエーテル骨格を持ち、官能基２以上のアクリレートが好適である。その具体例としては、ダイキン社製：ＯＰＴＯＯＬ  ＤＡＣ−ＨＰ、ＤＩＣ社製：ＲＳ−７５などが挙げられる。
【００２７】
また、紫外線硬化樹脂モノマーを含浸させて紫外線を照射することにより、耐久性の向上を図ることができる。
その理由として考えられるのは、ゴム内部に紫外線硬化樹脂の網目鎖が形成されることにより、ゴム自体の架橋密度が擬似的に増加し、耐摩耗性が向上する可能性である。この場合、紫外線硬化樹脂とウレタンゴムが化学的にほとんど結合しない点がポイントである。ウレタンゴムとの反応するのを抑制することにより、架橋密度が上がりすぎてゴムというよりガラスに近い状態となるのを抑制することができる。これにより、先端稜線部６２ｃの動きが抑制されず、耐摩耗性が向上すると考えられる。
【００２８】
表面層６２３は、スプレー塗工、ディップ塗工によってクリーニングブレード６２の先端面６２ａ、ブレード当接面６２ｂを被覆する。表面層６２３としては、弾性体ブレード６２２よりも硬度の高い部材を被覆することが好ましい。弾性体ブレードよりも表面層の硬度が高いかどうかは、例えばマルテンス硬度の測定により確認することができ、測定圧子に加えた試験力と圧子の押し込み深さを測定することにより精密に硬度を求めることができる。このような微小硬さ測定は、ＩＳＯ１４５７７規格に則ったものである。弾性体ブレード自体と表面層自体のマルテンス硬度を別途比較して硬度の高い表面層部材を選択する。弾性体ブレード６２２よりも硬度が高い部材とすることにより、弾性体ブレード６２２よりも感光体３によって削られ難くなり、弾性体ブレード６２２を感光体表面に当接させるものに比べて、クリーニングブレード６２の耐摩耗性を向上させることができる。また、表面層６２３は、硬度が硬く剛直なため、変形し難く、先端稜線部６２ｃのめくれを抑制することができる。
【００２９】
また、表面層６２３の材料としては紫外線硬化樹脂を用いる。これにより、先端稜線部６２ｃに付着した紫外線硬化樹脂モノマーに紫外線を照射させるだけで、所望の硬度を有する表面層６２３を得ることができ、クリーニングブレード６２を安価に製造することができる。
【００３０】
上記紫外線硬化樹脂モノマーとしては、官能基当量分子量３５０以下、官能基数３〜６のペンタエリスリトールトリアクリレートを主要骨格とするモノマーを用いることが好ましい。官能基当量分子量が３５０以下で、主要骨格がペンタエリスリトールトリアクリレートのモノマーを用いれば、表面層６２３が脆弱になり過ぎることはない。表面層６２３が脆弱になると、クリーニングブレード６２の先端稜線部６２ｃがめくれて図５（ｂ）のような先端面摩耗を生じ、長期に亘るクリーニング性を保持できなくなる。また表面層６２３の材料として、上記ペンタエリスリトールトリアクリレート骨格材料の他に、官能基当量分子量１００〜１０００、官能基数１〜２のアクリレート材料を適宜混合することが好ましい。これにより表面層６２３に可撓性を付与することができ、クリーニングブレード６２を搭載するマシンの特性に合わせて、表面層６２３の性質を調整することが可能となる。よって、特定環境で異音が発生した時などにブレード挙動を微調整するなど、環境特性等を向上させることも可能となる。
【００３１】
また、表面層６２３の材料と含浸処理する材料の全部又は一部に同一の材料を用いることができる。同一の材料を用いると、同一物質同士による接着性向上が期待でき、表面層６２３の剥がれを抑制することができる。
【００３２】
本発明の画像形成装置は、像担持体と、該像担持体表面を帯電する帯電手段と、帯電した該像担持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該像担持体表面に形成された該静電潜像を現像してトナー像化する現像手段と、該像担持体表面のトナー像を転写体に転写する転写手段と、該像担持体表面に当接して該像担持体表面に付着した転写残トナーをクリーニングするクリーニングブレードを有するクリーニング手段とを備えた画像形成装置において、前記クリーニングブレードとして、本発明のクリーニングブレードを用いる。
【００３３】
本発明のクリーニングブレードが適用される画像形成装置の一例として、一般的な電子写真方式のプリンタ（以下、プリンタ５００という）について説明する。
図１は、プリンタ５００を示す概略構成図である。プリンタ５００は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック（以下、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋと記す）用の四つの作像ユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋを備えている。これらは、画像を形成する画像形成物質として、互いに異なる色のＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっている。
【００３４】
四つの作像ユニット１の上方には、中間転写体である中間転写ベルト１４を備えた転写ユニット６０が配置されている。後述する各作像ユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋが備える感光体３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋの表面上に形成された各色のトナー像は、中間転写ベルト１４の表面上に重ね合わせて転写される構成である。
また、四つの作像ユニット１の下方に光書込ユニット４０が配設されている。潜像形成手段である光書込ユニット４０は、画像情報に基づいて発したレーザ光Ｌを、各作像ユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋの感光体３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋに照射する。これにより、感光体３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋ上にＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋ用の静電潜像が形成される。なお、光書込ユニット４０は、光源から発したレーザ光Ｌを、モータによって回転駆動されるポリゴンミラー４１によって偏向させながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋに照射するものである。このような構成のものに代えて、ＬＥＤアレイによる光走査を行うものを採用することもできる。
【００３５】
光書込ユニット４０の下方には、第一給紙カセット１５１、第二給紙カセット１５２が鉛直方向に重なるように配設されている。これら給紙カセット内には、それぞれ記録媒体である転写紙Ｐが複数枚重ねられた紙束の状態で収容されており、一番上の転写紙Ｐには、第一給紙ローラ１５１ａ、第二給紙ローラ１５２ａがそれぞれ当接している。第一給紙ローラ１５１ａが駆動手段によって図中反時計回りに回転駆動させられると、第一給紙カセット１５１内の一番上の転写紙Ｐが、カセットの図中右側方において鉛直方向に延在するように配設された給紙路１５３に向けて排出される。また、第二給紙ローラ１５２ａが駆動手段によって図１中反時計回りに回転駆動させられると、第二給紙カセット１５２内の一番上の転写紙Ｐが、給紙路１５３に向けて排出される。
【００３６】
給紙路１５３内には、複数の搬送ローラ対１５４が配設されている。給紙路１５３に送り込まれた転写紙Ｐは、これら搬送ローラ対１５４のローラ間に挟み込まれながら、給紙路１５３内を、図１中下側から上側に向けて搬送される。
給紙路１５３の搬送方向下流側端部には、レジストローラ対５５が配設されている。レジストローラ対５５は、搬送ローラ対１５４から送られてくる転写紙Ｐをローラ間に挟み込むと直ぐに、両ローラの回転を一旦停止させる。そして、転写紙Ｐを適切なタイミングで、後述する二次転写ニップに向けて送り出す。
【００３７】
図２は、四つの作像ユニット１のうちの一つの概略構成を示す構成図である。
図２に示すように、作像ユニット１は、像担持体としてのドラム状の感光体３を備えている。感光体３はドラム状の形状を示しているが、シート状、エンドレスベルト状のものであっても良い。
感光体３の周囲には、帯電ローラ４、現像装置５、一次転写ローラ７、クリーニング装置６、潤滑剤塗布装置１０及び除電ランプ等が配置されている。帯電ローラ４は、帯電手段としての帯電装置が備える帯電部材であり、現像装置５は、感光体３の表面上に形成された潜像をトナー像化する現像手段である。一次転写ローラ７は、感光体３の表面上のトナー像を中間転写ベルト１４に転写する一次転写手段としての一次転写装置が備える一次転写部材である。クリーニング装置６は、トナー像を中間転写ベルト１４に転写した後の感光体３上に残留するトナーをクリーニングするクリーニング手段である。潤滑剤塗布装置１０は、クリーニング装置６がクリーニングした後の感光体３の表面上に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段である。除電ランプは、クリーニング後の感光体３の表面電位を除電する除電手段である。
【００３８】
帯電ローラ４は、感光体３に所定の距離を持って非接触で配置され、感光体３を所定の極性、所定の電位に帯電するものである。帯電ローラ４によって一様帯電された感光体３の表面は、潜像形成手段である光書込ユニット４０から画像情報に基づいてレーザ光Ｌが照射され静電潜像が形成される。
現像装置５は、現像剤担持体としての現像ローラ５１を有している。現像ローラ５１には、電源から現像バイアスが印加されるようになっている。現像装置５のケーシング内には、ケーシング内に収容された現像剤を互いに逆方向に搬送しながら攪拌する供給スクリュ５２及び攪拌スクリュ５３が設けられている。また、現像ローラ５１に担持された現像剤を規制するためのドクタ５４も設けられている。供給スクリュ５２及び攪拌スクリュ５３の二本のスクリュによって撹拌・搬送された現像剤中のトナーは、所定の極性に帯電される。そして、現像剤は、現像ローラ５１の表面上に汲み上げられ、汲み上げられた現像剤は、ドクタ５４により規制され、感光体３と対向する現像領域でトナーが感光体３上の潜像に付着する。
【００３９】
クリーニング装置６は、ファーブラシ１０１、クリーニングブレード６２などを有している。クリーニングブレード６２は、感光体３の表面移動方向に対してカウンタ方向で感光体３に当接している。なお、クリーニングブレード６２は本発明のクリーニングブレードである。
潤滑剤塗布装置１０は、固形潤滑剤１０３や潤滑剤加圧スプリング１０３ａ等を備え、固形潤滑剤１０３を感光体３上に塗布する塗布ブラシとしてファーブラシ１０１を用いている。固形潤滑剤１０３は、ブラケット１０３ｂに保持され、潤滑剤加圧スプリング１０３ａによりファーブラシ１０１側に加圧されている。そして、感光体３の回転方向に対して連れまわり方向に回転するファーブラシ１０１により、固形潤滑剤１０３が削られて、感光体３上に潤滑剤が塗布される。感光体への潤滑剤塗布により感光体３表面の摩擦係数が非画像形成時に０．２以下に維持される。
【００４０】
図２では、帯電ローラ４を感光体３に近接させた非接触の近接配置方式を採用しているが、帯電装置としては、コロトロン、スコロトロン、固体帯電器（ソリッド・ステート・チャージャー）を始めとする公知の構成を用いることができる。これらの帯電方式のうち、特に接触帯電方式又は非接触の近接配置方式が望ましく、帯電効率が高くオゾン発生量が少ないこと、装置の小型化が可能であること等のメリットを有する。
【００４１】
光書込ユニット４０のレーザ光Ｌの光源や除電ランプ等の光源は特に限定されず、発光物全般を用いることができる。具体的には、蛍光灯、タングステンランプ、ハロゲンランプ、水銀灯、ナトリウム灯、発光ダイオード（ＬＥＤ）、半導体レーザ（ＬＤ）、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）などが挙げられる。
また、所望の波長域の光のみを照射するために、シャープカットフィルター、バンドパスフィルター、近赤外カットフィルター、ダイクロイックフィルター、干渉フィルター、色温度変換フィルターなどの各種フィルターを用いることもできる。
これらの光源のうち、発光ダイオード及び半導体レーザは照射エネルギーが高く、また６００〜８００［ｎｍ］の長波長光を有するため、良好に使用される。
【００４２】
転写手段である転写ユニット６０は、中間転写ベルト１４の他に、ベルトクリーニングユニット１６２、第一ブラケット６３、第二ブラケット６４などを備えている。また四つの一次転写ローラ７Ｙ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｋ、二次転写バックアップローラ６６、駆動ローラ６７、補助ローラ６８、テンションローラ６９なども備えている。中間転写ベルト１４は、これら８つのローラ部材に張架されながら、駆動ローラ６７の回転駆動によって図中反時計回りに無端移動させられる。四つの一次転写ローラ７Ｙ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｋは、このように無端移動させられる中間転写ベルト１４を感光体３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋとの間に挟み込んで、それぞれ一次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト１４の裏面（ループ内周面）にトナーとは逆極性（例えばプラス）の転写バイアスを印加する。中間転写ベルト１４は、その無端移動に伴ってＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋ用の一次転写ニップを順次通過していく過程で、そのおもて面に感光体３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋ上のＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋトナー像が重ね合わされて一次転写される。これにより、中間転写ベルト１４上に四色重ね合わせトナー像（以下、四色トナー像という）が形成される。
【００４３】
二次転写バックアップローラ６６は、中間転写ベルト１４のループ外側に配設された二次転写ローラ７０との間に中間転写ベルト１４を挟み込んで二次転写ニップを形成している。先に説明したレジストローラ対５５は、ローラ間に挟み込んだ転写紙Ｐを、中間転写ベルト１４上の四色トナー像に同期させ得るタイミングで、二次転写ニップに向けて送り出す。中間転写ベルト１４上の四色トナー像は、二次転写バイアスが印加される二次転写ローラ７０と二次転写バックアップローラ６６との間に形成される二次転写電界や、ニップ圧の影響により、二次転写ニップ内で転写紙Ｐに一括二次転写される。そして、転写紙Ｐの白色と相まって、フルカラートナー像となる。
【００４４】
二次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト１４には、転写紙Ｐに転写されなかった転写残トナーが付着している。これは、ベルトクリーニングユニット１６２によってクリーニングされる。なお、ベルトクリーニングユニット１６２は、ベルトクリーニングブレード１６２ａを中間転写ベルト１４のおもて面に当接させており、これによって中間転写ベルト１４上の転写残トナーを掻き取って除去するものである。
【００４５】
転写ユニット６０の第一ブラケット６３は、ソレノイドの駆動のオンオフに伴って、補助ローラ６８の回転軸線を中心にして所定の回転角度で揺動するようになっている。プリンタ５００は、モノクロ画像を形成する場合には、前述のソレノイドの駆動によって第一ブラケット６３を図中反時計回りに少しだけ回転させる。この回転により補助ローラ６８の回転軸線を中心にして一次転写ローラ７Ｙ、７Ｃ、７Ｍを図中反時計回りに公転させることで、中間転写ベルト１４を感光体３Ｙ、３Ｃ、３Ｍから離間させる。そして、四つの作像ユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋのうち、Ｋ用の作像ユニット１Ｋだけを駆動して、モノクロ画像を形成する。これにより、モノクロ画像形成時にＹ、Ｃ、Ｍ用の作像ユニット１を無駄に駆動させないようにし、作像ユニット１を構成する各部材の消耗を回避することができる。
【００４６】
二次転写ニップの図中上方には、定着ユニット８０が配設されている。この定着ユニット８０は、ハロゲンランプ等の発熱源を内包する加圧加熱ローラ８１と、定着ベルトユニット８２とを備えている。定着ベルトユニット８２は、定着部材である定着ベルト８４、ハロゲンランプ等の発熱源を内包する加熱ローラ８３、テンションローラ８５、駆動ローラ８６、温度センサ等を有している。そして、無端状の定着ベルト８４を加熱ローラ８３、テンションローラ８５及び駆動ローラ８６によって張架しながら、図中反時計回り方向に無端移動させる。この無端移動の過程で、定着ベルト８４は加熱ローラ８３によって裏面側から加熱される。このようにして加熱される定着ベルト８４の加熱ローラ８３への掛け回し箇所には、図中時計回り方向に回転駆動される加圧加熱ローラ８１がおもて面側から当接している。これにより、加圧加熱ローラ８１と定着ベルト８４とが当接する定着ニップが形成されている。
【００４７】
定着ベルト８４のループ外側には、温度センサが定着ベルト８４のおもて面と所定の間隙を介して対向するように配設されており、定着ニップに進入する直前の定着ベルト８４の表面温度を検知する。この検知結果は定着電源回路に送られる。定着電源回路は、温度センサによる検知結果に基づいて、加熱ローラ８３に内包される発熱源や加圧加熱ローラ８１に内包される発熱源に対する電源の供給をオンオフ制御する。
【００４８】
上述した二次転写ニップを通過した転写紙Ｐは、中間転写ベルト１４から分離された後、定着ユニット８０内に送られる。そして、定着ユニット８０内の定着ニップに挟まれながら図中下側から上側に向けて搬送される過程で、定着ベルト８４によって加熱され押圧されることにより、フルカラートナー像が転写紙Ｐに定着される。
このようにして定着処理が施された転写紙Ｐは、排紙ローラ対８７のローラ間を経た後、機外へと排出される。プリンタ５００本体の筺体の上面には、スタック部８８が形成されており、排紙ローラ対８７によって機外に排出された転写紙Ｐは、このスタック部８８に順次スタックされる。
【００４９】
転写ユニット６０の上方には、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋトナーを収容する四つのトナーカートリッジ１００Ｙ、１００Ｃ、１００Ｍ、１００Ｋが配設されている。これらのトナーカートリッジ内のＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋトナーは、作像ユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋの現像装置５Ｙ、５Ｃ、５Ｍ、５Ｋに適宜供給される。トナーカートリッジ１００Ｙ、１００Ｃ、１００Ｍ、１００Ｋは、作像ユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋとは独立にプリンタ本体に脱着可能である。
【００５０】
次に、プリンタ５００における画像形成動作について説明する。
操作部などからプリント実行の信号を受信したら、帯電ローラ４及び現像ローラ５１に、それぞれ所定の電圧又は電流が順次所定のタイミングで印加される。同様に光書込ユニット４０及び除電ランプなどの光源にも、それぞれ所定の電圧又は電流が順次所定のタイミングで印加される。また、これと同期して、駆動手段としての感光体駆動モータにより、感光体３が図中矢印方向に回転駆動される。
【００５１】
感光体３が図中矢印方向に回転すると、まず感光体３表面が帯電ローラ４によって所定の電位に一様帯電される。そして、光書込ユニット４０から画像情報に対応したレーザ光Ｌが感光体３上に照射され、感光体３表面上のレーザ光Ｌが照射された部分が除電され静電潜像が形成される。
静電潜像の形成された感光体３の表面は、現像装置５との対向部で現像ローラ５１上に形成された現像剤の磁気ブラシによって摺擦される。このとき、現像ローラ５１上の負帯電トナーは、現像ローラ５１に印加された所定の現像バイアスによって静電潜像側に移動し、トナー像化（現像）される。各作像ユニット１において同様の作像プロセスが実行され、各作像ユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋの各感光体３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋの表面上に各色のトナー像が形成される。
このように、プリンタ５００では、感光体３上に形成された静電潜像は、現像装置５によって、負極性に帯電されたトナーにより反転現像される。ここでは、Ｎ／Ｐ（ネガポジ：電位が低い所にトナーが付着する）の非接触帯電ローラ方式を用いた例について説明したが、これに限られるものではない。
【００５２】
各感光体３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋの表面上に形成された各色のトナー像は、中間転写ベルト１４の表面上で重なるように、順次一次転写される。これにより中間転写ベルト１４上に四色トナー像が形成される。
中間転写ベルト１４上に形成された四色トナー像は、第一給紙カセット１５１又は第二給紙カセット１５２から給紙され、レジストローラ対５５のローラ間を経て、二次転写ニップに給紙される転写紙Ｐに転写される。このとき、転写紙Ｐはレジストローラ対５５に挟まれた状態で一旦停止し、中間転写ベルト１４上の画像先端と同期を取って二次転写ニップに供給される。トナー像が転写された転写紙Ｐは中間転写ベルト１４から分離され、定着ユニット８０へ搬送される。そして、トナー像が転写された転写紙Ｐが定着ユニット８０を通過することにより、熱と圧力の作用でトナー像が転写紙Ｐ上に定着され、トナー像が定着された転写紙Ｐはプリンタ５００装置外に排出されてスタック部８８にスタックされる。
【００５３】
一方、二次転写ニップで転写紙Ｐにトナー像を転写した中間転写ベルト１４の表面は、ベルトクリーニングユニット１６２によって表面上の転写残トナーが除去される。
また、一次転写ニップで中間転写ベルト１４に各色のトナー像を転写した感光体３の表面は、クリーニング装置６によって転写後の残留トナーが除去され、潤滑剤塗布装置１０によって潤滑剤が塗布された後、除電ランプで除電される。
【００５４】
像担持体と本発明のクリーニングブレードとを一体的に形成し、画像形成装置本体に着脱自在なプロセスカートリッジとすることができる。
プリンタ５００の作像ユニット１は、図２に示すように、感光体３と、プロセス手段として帯電ローラ４、現像装置５、クリーニング装置６、潤滑剤塗布装置１０などとが枠体２に収められている。そして、作像ユニット１は、プロセスカートリッジとしてプリンタ５００本体から一体的に着脱可能となっている。プリンタ５００では、作像ユニット１がプロセスカートリッジとしての感光体３とプロセス手段とを一体的に交換するようになっている。しかし、感光体３、帯電ローラ４、現像装置５、クリーニング装置６、潤滑剤塗布装置１０のような単位で新しいものと交換するような構成でもよい。
【００５５】
次に、プリンタ５００に本発明のクリーニングブレードを適用した場合の好適なトナーについて説明する。
プリンタ５００に用いるトナーとしては、画質向上のため、高円形化及び小粒径化し易い懸濁重合法、乳化重合法、分散重合法により製造された重合トナーを用いることが好ましい。特に、円形度が０．９７以上、体積平均粒径５．５［μｍ］以下の重合トナーを用いると、より高解像度の画像を形成することができるので好ましい。
【００５６】
ここでいう「円形度」は、フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２０００（東亜医用電子社製）により計測した平均円形度である。具体的には、予め固形不純物を除去した水１００〜１５０［ｍｌ］中に、分散剤として界面活性剤（好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩）を０．１〜０．５［ｍｌ］加え、更に測定試料（トナー）を０．１〜０．５［ｇ］程度加える。その後、このトナーが分散した懸濁液を、超音波分散器で約１〜３分間分散処理し、分散液濃度が３０００〜１００００［個／μＬ］となるようにして、上述の分析装置にセットし、トナー粒子の形状及び分布を測定する。そして測定結果に基づき、図３（ａ）に示す実際のトナー粒子の投影形状の周囲長（外周長）をＣ１、その投影面積をＳとし、図３（ｂ）に示す面積がＳの真円の周囲長（外周長）をＣ２としたときのＣ２／Ｃ１を求め、その平均値を円形度とした。
【００５７】
体積平均粒径については、コールターカウンター法によって求めることが可能である。具体的には、コールターマルチサイザー２ｅ型（コールター社製）によって測定したトナーの個数分布や体積分布のデータを、インターフェイス（日科機社製）を介してパーソナルコンピューターに送って解析する。より詳しくは、１級塩化ナトリウムを用いた１％ＮａＣｌ水溶液を電解液として用意する。そして、この電解水溶液１００〜１５０［ｍｌ］中に、分散剤として界面活性剤（好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩）を０．１〜５［ｍｌ］加える。更に、これに被検試料のトナーを２〜２０［ｍｇ］加え、超音波分散器で約１〜３［分間］分散処理する。そして別のビーカーに電解水溶液１００〜２００［ｍｌ］を入れ、その中に分散処理後の溶液を所定濃度になるように加えて、上記コールターマルチサイザー２ｅ型にかける。アパーチャーとしては１００［μｍ］のものを用い、５００００個のトナー粒子の粒径を測定する。チャンネルとしては、２．００〜２．５２［μｍ］未満；２．５２〜３．１７［μｍ］未満；３．１７〜４．００［μｍ］未満；４．００〜５．０４［μｍ］未満；５．０４〜６．３５［μｍ］未満；６．３５〜８．００［μｍ］未満；８．００〜１０．０８［μｍ］未満；１０．０８〜１２．７０［μｍ］未満；１２．７０〜１６．００［μｍ］未満；１６．００〜２０．２０［μｍ］未満；２０．２０〜２５．４０［μｍ］未満；２５．４０〜３２．００［μｍ］未満；３２．００〜４０．３０［μｍ］未満の１３チャンネルを使用し、粒径２．００［μｍ］以上３２．０［μｍ］以下のトナー粒子を対象とする。そして「体積平均粒径＝ΣＤｆＶ／ΣｆＶ」という関係式に基づいて体積平均粒径を算出する。但し、「Ｄ」は各チャンネルにおける代表径、「Ｖ」は各チャンネルの代表径における相当体積、「ｆ」は各チャンネルにおける粒子個数である。
【実施例】
【００５８】
以下、実施例及び比較例を示して具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。
【００５９】
［弾性体ブレード］
弾性体ブレードには、２５［℃］における物性が以下のとおりの６種類のウレタンゴムを用いた。
ウレタンゴム１：硬度７２度、反発弾性率３１［％］（東洋ゴム工業社製）
ウレタンゴム２：硬度６９度、反発弾性率５０［％］（東洋ゴム工業社製）
ウレタンゴム３：硬度６８度、反発弾性率３０［％］（東洋ゴム工業社製）
ウレタンゴム４：硬度７５度、反発弾性率４５［％］（東洋ゴム工業社製）
ウレタンゴム５：２層構成、ブレード当接面側：硬度８０度、反対面側：硬度７５度
反発弾性率２５［％］（東洋ゴム工業社製）
ウレタンゴム６：２層構成、ブレード当接面側：硬度６６度、反対面側：硬度７５度
反発弾性率３０［％］（バンドー化学社製）
【００６０】
ウレタンゴムの硬度は、高分子計器社製マイクロゴム硬度計ＭＤ−１を用い、ＪＩＳ  Ｋ６２５３に準じて測定した。２層構成ブレードについては、各面側から測定を行った。  ウレタンゴムの反発弾性は、東洋精機製作所製Ｎｏ．２２１レジリエンステスタを用い、ＪＩＳ  Ｋ６２５５に準じて測定した。試料は、厚さ４［ｍｍ］以上となるように約２［ｍｍ］のシートを重ね合わせたものとした。
【００６１】
［含浸及び表面層材料］
含浸層形成部及び表面層形成部には、以下の硬化材料１〜８を用いた。
なお、構成材料の配合量の単位は「質量部」である。
＜硬化材料１＞
モノマー１：ダイセルサイテック社製  ＰＥＴＩＡ                        ８．０部
モノマー２：ダイセルサイテック社製  ＯＤＡ−Ｎ                        ２．０部
モノマー３：ダイキン社製  ＯＰＴＯＯＬ  ＤＡＣ−ＨＰ                  ０．１部
重合開始剤：チバスペシャリティーケミカルズ社製  イルガキュア１８４    ０．５部
溶媒      ：シクロヘキサノン                                        ８９．４部
【００６２】
＜硬化材料２＞
モノマー１：ダイセルサイテック社製  ＰＥＴＩＡ                        ７．０部
モノマー２：ダイセルサイテック社製  ＨＤＤＡ                          ３．０部
重合開始剤：チバスペシャリティーケミカルズ社製  イルガキュア１８４    ０．５部
溶媒      ：シクロヘキサノン                                        ８９．５部
【００６３】
＜硬化材料３＞
モノマー１：ダイセルサイテック社製  ＰＥＴＩＡ                      １０．０部
モノマー２：ダイキン社製  ＯＰＴＯＯＬ  ＤＡＣ−ＨＰ                  ０．１部
重合開始剤：チバスペシャリティーケミカルズ社製  イルガキュア１８４    ０．５部
溶媒      ：シクロヘキサノン                                        ８９．４部
【００６４】
＜硬化材料４＞
モノマー１：ダイセルサイテック社製  ＰＥＴＩＡ                        ８．０部
モノマー２：ダイセルサイテック社製  ＩＢＯＡ                          ２．０部
モノマー３：ダイキン社製  ＯＰＴＯＯＬ  ＤＡＣ−ＨＰ                  ０．１部
重合開始剤：チバスペシャリティーケミカルズ社製  イルガキュア１８４    ０．５部
溶媒      ：シクロヘキサノン                                        ８９．４部
【００６５】
＜硬化材料５＞
モノマー１：ダイセルサイテック社製  ＰＥＴＩＡ                        ７．０部
モノマー２：ダイセルサイテック社製  ＥＢＥＣＲＹＬ１１                ３．０部
モノマー３：ダイキン社製  ＯＰＴＯＯＬ  ＤＡＣ−ＨＰ                  ０．１部
重合開始剤：チバスペシャリティーケミカルズ社製  イルガキュア１８４    ０．５部
溶媒      ：シクロヘキサノン                                        ８９．４部
【００６６】
＜硬化材料６＞
モノマー１：ダイセル・サイテック社製  ＤＰＨＡ                      １０．０部
重合開始剤：チバスペシャリティーケミカルズ社製  イルガキュア１８４    １．０部
溶媒      ：シクロヘキサノン                                        ８９．０部
【００６７】
＜硬化材料７＞
モノマー１：日本化薬社製  ＤＰＣＡ−１２０                            ８．０部
モノマー２：ダイセルサイテック社製  ＩＢＯＡ                          ２．０部
モノマー３：ＤＩＣ社製  ＲＳ−７５                                    ０．１部
重合開始剤：チバスペシャリティーケミカルズ社製  イルガキュア１８４    ０．５部
溶媒      ：シクロヘキサノン                                        ８９．４部
【００６８】
＜硬化材料８＞
モノマー１：ダイセルサイテック社製  ＰＥＴＩＡ                        ５．０部
モノマー２：根上工業社製  ＵＮ２７００                                ５．０部
モノマー３：ＤＩＣ社製  ＲＳ−７５                                    ０．１部
重合開始剤：チバスペシャリティーケミカルズ社製  イルガキュア１８４    ０．５部
溶媒      ：シクロヘキサノン                                        ８９．４部
【００６９】
上記モノマーのうち、ダイキン社製のＯＰＴＯＯＬ  ＤＡＣ−ＨＰと、ＤＩＣ社製のＲＳ−７５がフッ素系アクリルモノマーであり、パーフルオロポリエーテル骨格を持ち、官能基２以上のアクリレートである。即ち、上記硬化材料１、３、４、５、７、８が、フッ素系アクリルモノマーを含む紫外線硬化樹脂モノマー混合物である。
【００７０】
上記硬化材料１〜８に用いるアクリルモノマー、その主要骨格、官能基数、及び官能基当量分子量を表１に示す。
【表１】
2018022020.tif 000003
【００７１】
上記表１に示すように、ダイセルサイテック社製：ＰＥＴＩＡ、ＤＰＨＡと、日本化薬社製：ＤＰＣＡ−１２０が、官能基当量分子量３５０以下、官能基数３〜６のペンタエリスリトール・トリアクリレートを主要骨格として有するアクリルモノマーである。
また、ダイセルサイテック社製：ＯＤＡ−Ｎ、ＨＤＤＡ、ＩＢＯＡ、ＥＢＥＣＲＹＬ１１と、根上工業社製：ＵＮ２７００が、官能基当量分子量１００〜１０００、官能基数１〜２のアクリルモノマーである。
したがって、上記硬化材料１、２、４、５、７、８が、上記２種類のアクリルモノマーを混合した硬化材料である。
【００７２】
実施例１〜９、比較例１〜６
表２の実施例１〜９及び比較例１〜６の各欄に示すようなウレタンゴム、含浸材料、表面層材料を用い、各欄に示すように、先端面と当接面の表面層形成部、含浸層形成部の形成状態（先端面と当接面の各層の形成位相、含浸深さ、表面層厚さ、各層の形成幅）を変化させて各クリーニングブレードを作製した。
これらの各クリーニングブレードについて下記のようにして検証実験を行った。結果を表２に示す。
【００７３】
＜検証実験を行った画像形成装置の作製＞
上記各ウレタンゴムを用いて厚さ１．８［ｍｍ］の短冊形状の各弾性体ブレードを作製した。次いで、まず、表面層を形成する為にブレード先端面とブレード当接面に表面層を形成しない部分を覆うようにマスキングを行った。マスキングはマスキングテープ（３Ｍ製ＰＴＦＥテープ５４９０）によりパターンを、ブレード当接面及びブレード先端面において、表面層形成部と含浸層形成部の境界が、ブレード稜線に対して垂直となるように貼り付けた。次いで、表面層を設けるためスプレー塗工法により、表２記載の硬化材料を用いてマスキングを行ったブレード当接面とブレード先端面に表面層を形成した。表面層の形成は、まずスプレー塗工により、１０［ｍｍ／ｓ］のスプレーガン移動速度で、ブレード当接面及びブレード先端面における表面層の厚さが、表２の記載の厚さになるように重ね塗りを行い、３分間指触乾燥させた。その後、紫外線露光（２０００［ｍＪ／ｃｍ2］×３パス）を行った。ブレード当接面における表面層形成部の稜線垂直方向の形成幅［ｄ］は、表２に示すとおりであり、ブレード先端面においては、稜線垂直方向全長に渡って表面層形成部を形成した。
さらに、含浸層の形成は、既に形成した表面層をマスクとして利用し、稜線垂直方向の幅はそのまま表面層形成部と同じ幅で、表２記載の硬化材料を用いて表２記載の含浸深さとなるよう浸漬し、適宜含浸処理を行った後、３分間風乾した。その後同じく紫外線露光（２０００［ｍＪ／ｃｍ2］×３パス）を行った。
第二表面層を設ける場合には、含浸層の紫外線露光を行う前に、前記表面層と同様の硬化材料を用いて、前記表面層形成部と含浸層形成部を合わせた領域と同じ領域に同様にスプレー塗工法により、表２に記載の厚さで第二表面層を形成し、再度紫外線露光（２０００［ｍＪ／ｃｍ2］×３パス）を行った。
実施例１〜９において、前記表面層形成部、含浸層形成部のマルテンス硬度は、弾性体ブレードのマルテンス硬度よりも高かった。
【００７４】
表面層及び第二表面層の厚さは、キーエンス社製マイクロスコープＶＨＸ−１００を用い、弾性体ブレードの断面により測定した。測定試料は日進ＥＭ社製ＳＥＭ試料作製用トリミングカミソリを用いて断面を切断したものとした。
【００７５】
含浸処理により弾性体ブレードの先端稜線部近傍内部には、含浸材料が検出されるが、これは含浸処理を実施した表面側から検出強度が減少していくという、いわゆる濃度勾配をもって形成されている。そこで、含浸深さは、含浸材料がほぼ検出されなくなる個所の表面側からの距離とした。
具体的には、含浸深さ（含浸処理領域）の測定は以下のようにして行った。
対象試料のエッジ部分の断面薄片をクライオミクロトーム（ＥＭ・ＦＣＳ、Ｌｅｉｃａ社製）により作製し、透過型顕微鏡ＦＴ−ＩＲ（Ｃｏｎｔｉｎｕμｍ赤外顕微鏡、サーモエレクトロン社製）で測定した。図４Ｅに示すように、ブレード先端面６２ａ、ブレード当接面６２ｂを基準にし、それぞれ適宜断面内の変化を測定した。アクリル化合物の含浸深さについては、１７１０ｃｍ-1付近のピーク面積を１４１５ｃｍ-1のピーク面積で割った値を非含浸部の値で規格化したものを指標として測定した。
【００７６】
表面層、含浸層が形成された弾性体ブレードを、リコー社製カラー複合機ｉｍａｇｉｏ  ＭＰ  Ｃ５０００に搭載できる板金ホルダーに接着剤で固定し、試作のクリーニングブレードとした。これを上記ｉｍａｇｉｏ  ＭＰ  Ｃ５０００（図１と同様の構成）に取り付け、各画像形成装置を作製した。なお、クリーニングブレードは、該当機種標準設定の先端食い込み量と取り付け角度により線圧とクリーニング角を設定して取り付けた。
【００７７】
＜検証実験に用いたトナー＞
検証実験には、重合法により作製したトナーを用いた。なお、トナーの物性は、以下のとおりである。
・トナー母体：円形度０．９８、平均粒径４．９［μｍ］
・外添剤    ：小粒径シリカ：１．５部（クラリアントジャパン社製Ｈ１３０３）
小粒径酸化チタン：０．５部（テイカ社製ＭＴ−１５０ＡＩ）
大粒径シリカ：１．０部（電気化学社製ＵＦＰ−３５ＨＨ）
【００７８】
検証実験は、実験環境：低温環境１０［℃］・１５［％ＲＨ］、通紙条件：画像面積率５％チャートを３プリント／ジョブとし、１万枚（Ａ４横）通紙試験を行った。
そして、以下の項目について評価した。
［評価項目］
・１万枚後クリーニング不良発生有無：出力画像目視で観察した。
・１万枚後感光体表面異物付着：キーエンス社製顕微鏡ＶＨＸ−１００を用いて、感光体への異物付着（フィルミング）を観察した。
・異音：経時使用においてクリーニングブレードが摩耗すると感光体の駆動トルクが上昇し異音の発生に至る。駆動トルク上昇の抑制、及び耐摩耗性の評価として、ビビリ（数１００Ｈｚの低周波）と鳴き（数ｋＨｚの高周波）の異音について、聴覚で有無を判断した。
【００７９】
【表２】
2018022020.tif 000004
【符号の説明】
【００８０】
Ｌ    レーザ光
Ｐ    転写紙
１    作像ユニット
１Ｙ  作像ユニット
１Ｃ  作像ユニット
１Ｍ  作像ユニット
１Ｋ  作像ユニット
２    枠体
３    感光体
３Ｙ  感光体
３Ｃ  感光体
３Ｍ  感光体
３Ｋ  感光体
４    帯電ローラ
５    現像装置
５Ｙ  現像装置
５Ｃ  現像装置
５Ｍ  現像装置
５Ｋ  現像装置
６    クリーニング装置
７    一次転写ローラ
７Ｙ  一次転写ローラ
７Ｃ  一次転写ローラ
７Ｍ  一次転写ローラ
７Ｋ  一次転写ローラ
８    帯電ローラクリーナ
１０    潤滑剤塗布装置
１４    中間転写ベルト
４０    光書込ユニット
４１    ポリゴンミラー
５１    現像ローラ
５２    供給スクリュ
５３    攪拌スクリュ
５４    ドクタ
５５    レジストローラ対
６０    転写ユニット
６２    クリーニングブレード
６２ａ  ブレード先端面
６２ｂ  ブレード当接面
６２ｃ  先端稜線部
６２ｄ  含浸層形成部
６３    第一ブラケット
６４    第二ブラケット
６６    二次転写バックアップローラ
６７    駆動ローラ
６８    補助ローラ
６９    テンションローラ
７０    二次転写ローラ
８０    定着ユニット
８１    加圧加熱ローラ
８２    定着ベルトユニット
８３    加熱ローラ
８４    定着ベルト
８５    テンションローラ
８６    駆動ローラ
８７    排紙ローラ対
８８    スタック部
１００Ｙ  トナーカートリッジ
１００Ｃ  トナーカートリッジ
１００Ｍ  トナーカートリッジ
１００Ｋ  トナーカートリッジ
１０１    ファーブラシ
１０３    固形潤滑剤
１０３ａ  潤滑剤加圧スプリング
１０３ｂ  ブラケット
１２３    像担持体
１５１    第一給紙カセット
１５１ａ  第一給紙ローラ
１５２    第二給紙カセット
１５２ａ  第二給紙ローラ
１５３    給紙路
１５４    搬送ローラ対
１６２    ベルトクリーニングユニット
１６２ａ  ベルトクリーニングブレード
５００    プリンタ
６２１    ホルダー
６２２    弾性体ブレード
６２３    表面層
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８１】
【特許文献１】特開２０１３−２１８２７７号公報
【特許文献２】特許第５８５８６４５号公報
【特許文献３】特許第４７２２６８０号公報
【図１】
2018022020.tif 000005
【図２】
2018022020.tif 000006
【図３】
2018022020.tif 000007
【図４Ａ】
2018022020.tif 000008
【図４Ｂ】
2018022020.tif 000009
【図４Ｃ】
2018022020.tif 000010
【図４Ｄ】
2018022020.tif 000011
【図４Ｅ】
2018022020.tif 000012
【図５】
2018022020.tif 000013