(57)【要約】【課題】  クリーニングブレードの先端捲れを抑制し、感光体表面の摩耗が少なく、経時に亘って良好なクリーニング性を維持することができるクリーニングブレードを提供する。【解決手段】  短冊状の弾性ブレード６２２で構成され、弾性ブレードの先端稜線部６２ｃを表面移動する感光体２の表面に当接して、感光体表面からトナーなどの付着物を除去するクリーニングブレード６２において、弾性ブレードの先端稜線部は、少なくともアクリレート、又はメタクリレートを含む紫外線硬化樹脂が含浸されることで前記先端稜線部表面に架橋構造が形成され、当接部の算術平均粗さＲａが、０．１[μｍ]以上、０．３[μｍ]以下である。【選択図】図４
2015230443.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
短冊状の弾性ブレードで構成され、前記弾性ブレードの先端稜線部を表面移動する感光体の表面に当接して、前記感光体表面から付着物を除去するクリーニングブレードにおいて、
前記弾性ブレードの前記先端稜線部は、少なくともアクリレート、又はメタクリレートを含む紫外線硬化樹脂が含浸されることで前記先端稜線部表面に架橋構造が形成され、前記当接部の算術平均粗さＲａが、０．１[μｍ]以上、０．３[μｍ]以下であることを特徴とするクリーニングブレード。
【請求項２】
請求項１のクリーニングブレードにおいて、前記弾性ブレードの含浸部における前記感光体との当接面に対する垂直面において、前記先端稜線部の任意の点から前記垂直面を形成する短辺方向に１００［μｍ］、長手方向に１［μｍ］の範囲の二乗平均平方根高さＳｑが０．３［μｍ］以上０．７［μｍ］以下であることを特徴とするクリーニングブレード。
【請求項３】
請求項１又は２のクリーニングブレードにおいて、前記垂直面における前記先端稜線部から短辺方向に５０［μｍ］離れた位置での十点平均粗さＲｚが０．３［μｍ］以上１［μｍ］以下であることを特徴とするクリーニングブレード。
【請求項４】
請求項１乃至３いずれか一のクリーニングブレードにおいて、前記クリーニングブレードの含浸部表面のマルテンス硬さが１．０［Ｎ／ｍｍ２］以上１０［Ｎ／ｍｍ２］以下であることを特徴とするクリーニングブレード。
【請求項５】
感光体と、前記感光体の表面に接触し、その表面上に付着した不要な付着物を除去するためのクリーニング部材とを備え、前記感光体上に形成した画像を最終的に記録媒体に転移させる画像形成装置において、前記クリーニング部材として、請求項１乃至４いずれか一に記載のクリーニングブレードを用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
感光体と、前記感光体の表面に接触し、その表面上に付着した不要な付着物を除去するためのクリーニング部材とを備え、画像形成装置に対して着脱自在に構成されたプロセスカートリッジにおいて、上記クリーニング部材として、請求項１乃至４のいずれか一に記載のクリーニングブレードを用いることを特徴とする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、画像形成装置、およびプロセスカートリッジに関するものである。
【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た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、一般的に構成を簡単にでき、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よく知られている。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、クリーニングブレードの先端稜線部を被清掃部材である像担持体の表面に押し当て、像担持体上に残留するトナーなどの付着物をせき止めて掻き落とし除去する。
【０００３】
しかしながら、像担持体に対してクリーニングブレードを押し当てると、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が捲れてしまう。さらに、クリーニングブレード６２の先端稜線部６２ｃが捲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、さら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、クリーニング不良が生じてしまう。
【０００４】
上記弾性ブレードの局所的な磨耗は、像担持体と弾性ブレードとの摩擦力が大きいことにより生じる。上記不具合を解決するために、特許文献１には、クリーニングブレードの像担持体との当接部を弾性ブレードで構成し、前記当接部である弾性ブレードの先端稜線部のうち、像担持体の非画像形成領域と対向する部分に凹凸形状を設けることで、像担持体に対する弾性ブレードの摩擦力を小さくし、弾性ブレードの先端稜線部の捲れを防止するクリーニングブレードが提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のクリーニングブレードは、弾性ブレードの先端稜線部表面の凹凸形状をサンドブラスト処理により設けている。このため、弾性ブレードの先端が柔らかく、経時に亘る使用で前記先端稜線部の摩耗が進行し、前記凹凸形状が消失してしまう。前記凹凸形状が消失すると、像担持体と弾性ブレードとの摩擦力が高まって弾性ブレードの先端部が捲れてしまい、像担持体表面のクリーニング不良や、トナーの外添剤すり抜けによる像担持体表面の磨耗などの問題が生じる。
【０００６】
本発明者らは、前記クリーニングブレードの像担持体表面に当接する当接部（先端稜線部）の捲れを抑制するために、前記当接部を高硬度化することで前記当接部の変形を防ぐことを検討している。そして、特願２０１２−２８２８４４号にて、クリーニングブレード又は弾性ブレードの当接部に紫外線硬化樹脂を含浸させることにより前記当接部を高硬度化させ、当接部の捲れや変形を防止することができるクリーニングブレードを提案している。
さらに本発明者らは、上記検討を進める中で、樹脂を弾性ブレードに含浸させると、含浸処理の過程で弾性ブレード表面に高硬度で微小な凹凸形状が形成されることを見出した。
【０００７】
本発明は以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的は、クリーニングブレードの先端捲れを抑制し、感光体表面の摩耗が少なく、経時に亘って良好なクリーニング性を維持することができるクリーニングブレードを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明は、短冊状の弾性ブレードで構成され、前記弾性ブレードの先端稜線部を表面移動する感光体の表面に当接して、前記感光体表面から付着物を除去するクリーニングブレードにおいて、前記弾性ブレードの前記先端稜線部は、少なくともアクリレート、又はメタクリレートを含む紫外線硬化樹脂が含浸されることで前記先端稜線部表面に架橋構造が形成され、前記当接部の算術平均粗さＲａが、０．１[μｍ]以上、０．３[μｍ]以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、クリーニングブレードの先端捲れを抑制し、感光体表面の摩耗が少なく、経時に亘って良好なクリーニング性を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係るプリンタの概略構成図。
【図２】本実施形態に係る作像ユニットの概略構成図。
【図３】本実施形態に係るクリーニングブレードの斜視図。
【図４】クリーニングブレードの拡大断面図、（ａ）は、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、（ｂ）は、クリーニングブレード６２の先端稜線部６２ｃ近傍の拡大説明図。
【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、本発明を電子写真方式の画像形成装置であるプリンタに適用した一実施形態について、図面を参照して説明する。
まず、本実施形態に係るプリンタについて説明する。
図１は、本実施形態に係るプリンタの概略構成図である。
【００１２】
プリンタは、カラー画像の色分解成分に対応するブラック、シアン、マゼンタ、イエローの異なる色の現像剤によって画像を形成するための作像部を有する４つのプロセスユニット１Ｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙを備えている。各プロセスユニット１Ｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙは、互いに異なる色のトナーを収容している以外は同様の構成になっている。１つのプロセスユニット１Ｋを例にその構成を説明すると、プロセスユニット１Ｋは、像担持体としての感光体２と、クリーニング手段３と、帯電手段４、現像手段５、トナー貯蔵部６等を有している。プロセスユニット１Ｋはプリンタの本体に対して着脱可能に装着されている。図１に示すように、各プロセスユニット１Ｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙの上方には、露光器７が配設されている。この露光器７は、画像データに基づいてレーザダイオードからレーザ光（Ｌ１〜Ｌ４）を発するように構成されている。
【００１３】
また、各プロセスユニット１Ｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙの下方には、転写ベルト装置８が配設されている。この転写ベルト装置８は、上記感光体２で形成したトナー画像を転写するための中間転写ベルト１２を備えている。中間転写ベルト１２は、各感光体２に対向する４つの一次転写ローラ９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ、駆動ローラ１０、テンションローラ１１、クリーニングバックアップローラ１５に架け渡され回転駆動するように構成されている。駆動ローラ１０に二次転写ローラ１３が対向して配置され、ベルトクリーニング装置１４が、クリーニングバックアップローラ１５に対向して配設されている。
【００１４】
プリンタの下部には、用紙を多数枚収容可能な給紙カセット１６と、給紙カセット１６から用紙を送り出す給紙ローラ１７が設けてある。給紙ローラ１７から二次転写ローラ１３と駆動ローラ１０のニップに至る途中には、用紙を一旦停止させるレジストローラ対１８が配設されている
【００１５】
二次転写ローラ１３と駆動ローラ１０のニップの上方には、定着ローラ２５及び加圧ローラ２６等を内装した定着装置１９が設けてある。定着装置１９の上方には、用紙を外部へ排出するための排紙ローラ対２０が配設してある。排紙ローラ対２０によって排出される用紙は、プリンタ本体の上面を内方へ凹ませて形成した排紙トレイ２１上に積載されるように構成されている。
【００１６】
転写ベルト装置８と給紙カセット１６の間には、廃トナーを収容する廃トナー収容器２２が配設されている。廃トナー収容器２２の入り口部にはベルトクリーニング装置１４から伸びた図示しない廃トナー移送ホースが接続されている。
【００１７】
図２は上記プロセスユニット１Ｋをプリンタ本体から取り外した、あるいは装着前の状態を示す概略構成図である。図２に示すように、プロセスユニット１Ｋは、筐体２３を有している。筐体２３は樹脂の射出成形により形成されている。この樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリルニトリルブタジエンスチレン樹脂、アクリルニトリルスチレン樹脂、スチレン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリエーテルテレフタレート樹脂、又は、これらのアロイ樹脂等を適用することができる。この筐体２３内に、上記感光体２、クリーニング手段３、帯電手段４、現像手段５等が配設されている。
【００１８】
次に、プリンタにおける画像形成動作を説明する。
図示しない操作部などからプリント実行の信号を受信したら、帯電手段４、現像ローラ５１にそれぞれ所定の電圧または電流が順次所定のタイミングで印加される。同様に、露光器７及び不図示の除電ランプなど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（不図示）により感光体２が図中矢印方向に回転駆動される。
【００１９】
感光体２が図中矢印方向に回転すると、まず感光体２の表面が、帯電手段４によって所定の電位に帯電される。そして、図示しない露光器７から画像信号に対応した光Ｌが感光体２上に照射され、光Ｌが照射された部分の感光体２上が除電され静電潜像が形成される。
【００２０】
静電潜像の形成された感光体２は、現像手段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で感光体２表面を摺擦される。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。このように、本実施形態では、感光体２上に形成された静電潜像は、現像手段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。本実施形態では、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、これに限るものではない。
【００２１】
感光体２上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト１２に一次転写された後、図示しない給紙部から上レジストローラと下レジストローラとの対向部を経て、中間転写ベルト１２と二次転写ローラ１３との間に形成される転写領域に給紙される転写紙に転写される。このとき、転写紙は上レジストローラと下レジストローラとの対向部で画像先端と同期を取り供給される。また、転写紙への転写時には、所定の転写バイアスが印加される。トナー像が転写された転写紙は中間転写ベルト１２から分離され、定着手段としての定着装置１９へ搬送される。そして、定着装置１９を通過する事により、熱と圧力の作用でトナー像が転写紙上に定着されて、転写紙は機外に排出される。
【００２２】
一方、転写後の感光体２の表面は、クリーニング手段３が備える後述するクリーニングブレード６２により転写後の残留トナーが除去され、不図示の除電ランプで除電される。
【００２３】
また、本プリンタにおいては、感光体２と、プロセス手段としてクリーニング手段３、帯電手段４、現像手段５などが筐体２３に収められており、プロセスカートリッジとして装置本体から一体的に着脱可能となっている。なお、本実施形態では、プロセスカートリッジとしての感光体２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が、感光体２、クリーニング手段３、帯電手段４、現像手段５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。
【００２４】
次に、クリーニングブレード６２について説明する。
図３は、クリーニングブレード６２の斜視図であり、図４は、クリーニングブレード６２の拡大断面図である。図４（ａ）は、クリーニングブレード６２が感光体２の表面に当接している状態の説明図であり、図４（ｂ）は、クリーニングブレード６２の先端稜線部６２ｃ近傍の拡大説明図である。
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、短冊形状の弾性ブレード６２２とで構成されている。
【００２５】
弾性ブレード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、クリーニング手段３のケースに片持ち支持されている。弾性ブレード６２２としては、感光体２の偏心や感光体表面の微小なうねりなどに追随できるように、高い反発弾性体率を有するものが好ましく、ウレタン基を含むゴムであるウレタンゴムなどが好適である。また、弾性ブレード６２２としては、２種以上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。
【００２６】
弾性ブレード６２２としては、感光体２の偏心や感光体２の表面の微小なうねりなどに追随できるように、高い反発弾性体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。
また、弾性ブレード６２２の硬度としては、ＳＩＩ社製ＤＭＳ６１００などで測定したゴムのｔａｎδピーク温度が０［℃］以上、且つ、２３［℃］と１０［℃］におけるそれぞれの硬度（ＪＩＳ−Ａ）の差が５℃以上あるウレタンゴムが好ましい。
【００２７】
弾性ブレード６２２の先端稜線部６２ｃには、詳細は後述する含浸処理がなされている。弾性ブレード６２２の先端稜線部６２ｃへの含浸処理は、ハケ塗り、スプレー塗工、ディップ塗工などによって、紫外線硬化樹脂を含浸させることが可能である。含浸処理を行う材料はアクリルモノマーもしくはメタクリルモノマーを用いる。さらに、含浸させた樹脂はゴム内部で架橋構造を形成していることが望ましい。架橋構造を形成していることで、ゴム先端のさらなる高硬度化が可能となり、変形を防ぐ効果が期待されるためである。また、分子量は５００以下の低分子量のものがより好ましい。分子量が小さいと含浸の効率が高くゴムの内部まで含浸しやすいため、効率良く含浸処理を行うことができるためである。
【００２８】
また、高硬度で高弾性なトリシクロデカンまたはアダマンタン骨格を有するアクリレートまたはメタクリレートは、官能基が少なくてもトリシクロデカンやアダマンタン骨格の特殊な構造により架橋点の不足を補うことができる。従って、弾性体内部に含浸した際にも高硬度かつ高弾性を達成できる。高硬度とすることでクリーニングブレード先端の変形を防ぎ、また、高弾性であることで感光体への追従性を保つことができる。トリシクロデカンまたはアダマンタン骨格を有するアクリレートまたはメタクリレートとしては、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、1,3-アダマンタンジメタノールジアクリレート、1,3-アダマンタンジメタノールジメタクリレート、1,3,5-アダマンタントリメタノールトリアクリレート、1,3,5-アダマンタントリメタノールトリメタクリレートなどがあり、これらを2種以上混ぜ合わせて使用してもよい。
【００２９】
また、トリシクロデカンまたはアダマンタン骨格を有するアクリレートまたはメタクリレートの官能基数は１〜６が好ましく、２〜４がさらに好ましい。１官能のみでは架橋構造が弱く５官能以上だと立体障害が起きる可能性があるため、異なる官能基数のアクリレートまたはメタクリレートを混ぜることが好ましい。また、前記の通り、より効率的に含浸処理を行うために、混合するトリシクロデカンまたはアダマンタン骨格を有するアクリレートまたはメタクリレートの分子量もまた５００以下が好ましい。
【００３０】
さらに、含浸塗工液として、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含むアクリレートモノマーを含むのが好ましい。アクリレートモノマーをさらに含有させることで、弾性ブレード先端の硬度をより大きくすることができ、弾性ブレード先端の変形をより抑制することが可能となる。アクリレートモノマーとしては、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールエトキシテトラアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパンエトキシトリアクリレート、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート、エトキシ化ビスフェノールＡジアクリレート、プロポキシ化エトキシ化ビスフェノールＡジアクレリー
ト、1,4-ブタンジオールジアクリレート、1,5-ペンタンジオールジアクリレート、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート、1,7-ヘプタンジオールジアクリレート、1,8-オクタンジオールジアクリレート、1,9-ノナンジオールジアクリレート、1,10-デカンジオールジアクリレート、1,11-ウンデカンジオールジアクリレート、1,18-オクタデカンジオールジアクリレート、グリセリンプロポキシトリアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ＰＯ変性ネオペンチルグリコールジアクリレート、ＰＥＧ６００ジアクリレート、ＰＥＧ４００ジアクリレート、ＰＥＧ２００ジアクリレート、ネオペンチルグリコール・ヒドロキシピバリン酸エステルジアクリレート、オクチル/デシルアクリレート、イソボルニルアクリレート、エトキシ化フェニルアクリレート、9,9-ビス[4-(2-アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]フルオレンなどが挙げられ、これらを1種または２種以上混合してもよい。また、前記の通り、より効率的に含浸処理を行うために、混合するアクリレートモノマーも分子量は５００以下が好ましい。
【００３１】
希釈剤としては、紫外線硬化樹脂が可溶で、沸点の低いことが望ましい。特に沸点が１６０℃以下、さらには１００℃以下であればさらに好ましい。使用できる希釈溶剤としては、トルエン、キシレン等の炭化水素系溶媒、酢酸エチル、酢酸ｎ−ブチル、メチルセロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエステル系、またはメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、アセトン等のケトン系、またはエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のエーテル系、またはエタノール、プロパノール、1-ブタノール、イソプロピルアルコール、イソブチルアルコール等のアルコール系の有機溶剤などを用いることもできる。
【００３２】
希釈剤は含浸層形成の際に塗工液に使用する。希釈剤は塗工時における含浸量を促進する効果を有する一方、ゴム内部に残留溶媒が存在しゴムが膨潤したままで厚みが元に戻らないなど物性を悪化させ、耐摩耗性を悪化させていた。また、残留溶媒を除去させるために、加熱乾燥を行ってもゴム物性が変化してしまい、クリーニング性が悪化していた。そこで、加熱乾燥温度を下げる、または加熱乾燥に代えて真空乾燥を行うなどすることにより残留溶媒濃度の低減を実現できる。
【００３３】
また、本発明者らによる先鋭研究の結果、樹脂を弾性ブレードに含浸させると、含浸処理の過程で弾性ブレード表面に高硬度で微小な凹凸形状が形成されることが確認された。本発明に係るクリーニングブレード６２の先端稜線部は、含浸処理の過程で形成される凹凸形状を有している。
含浸処理の過程で弾性ブレードの表面に凹凸形状が形成される理由は定かではないが、次のことが考えられる。
まず、紫外線硬化樹脂などの樹脂とアクリルモノマーやメタクリルモノマーなどの溶剤の混合物を弾性ブレードに含浸させると、弾性ブレードの架橋構造の隙間部分に樹脂と溶剤が入り込み、弾性ブレードが膨潤した状態となる。この状態で弾性ブレードにＵＶ照射することで、弾性ブレードに含浸された樹脂のみが硬化し、架橋構造の隙間に入り込んでいた溶剤が乾燥工程により追い出されて、溶剤が入り込んでいた部分が空隙として残る。これにより、弾性ブレードの含浸部の表面に現れた無数の空隙によって凹凸形状が形成されると考えられる。
【００３４】
また、本実施形態における紫外線硬化樹脂はウレタンゴムよりも高硬度であるため、紫外線硬化樹脂を含浸していないクリーニングブレードと比して、クリーニングブレードの含浸部の表面付近が高硬度となる。さらに、前述した微小な空隙により凹凸形状形成されることで、図５（ａ）に示すようなクリーニングブレードの先端部の捲れを防止し、かつ、感光体２との当接部に凹凸形状を有することで、クリーニングブレードによる感光体２への摩擦力を軽減することができる。
【００３５】
本発明に係るクリーニングブレード６２の感光体２との当接部の算術平均粗さＲａは０．１［μｍ］以上０．３［μｍ］以下となるように設けた。算術平均粗さＲａが０．１［μｍ］未満であると、クリーニングブレードが感光体表面に接触する面積が大きく摩擦力が増大するため、感光体摩耗が促進されてしまう。一方、算術平均粗さＲａが０．３［μｍ］を越えると、トナーの外添剤のすり抜けが多くなり、最終的にトナークリーニング性も低下してしまうことが確認された。
なお、算術平均粗さＲａは、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さＬだけ抜き取り、この抜き取り部分の平均線の方向にＸ軸を、縦倍率の方向にＹ軸を取り、粗さ曲線をＹ＝ｆ（ｘ）で表したときに下記の数１により求められる値をマイクロメートル（μｍ）で表したものである。
【００３６】
【数１】
2015230443.tif 000003
【００３７】
さらに、クリーニングブレード６２の含浸部における垂直面６２ａにおいて、クリーニングブレード６２の先端稜線部６２ｃの任意の点から垂直面６２ａの短辺方向に１００［μｍ］、長手方向に１［ｍｍ］の範囲の二乗平均平方根高さＳｑが０．３［μｍ］以上０．７［μｍ］以下であることが好ましい。
さらにまた、クリーニングブレード６２の垂直面６２ａにおいて、クリーニングブレード６２の先端稜線部６２ｃの任意の点から短辺方向に５０［μｍ］離れた位置での十点平均粗さＲｚが０．５［μｍ］以上１［μｍ］以下であることが好ましい。
本発明者らにより、二乗平均平方根高さＳｑと十点平均粗さＲｚとのうちいずれか、又はもしくは両方の値が上記範囲内の場合、トナーの外添剤の堰き止め能力が向上していることが確認されている。この理由については定かではないが、弾性ブレード表面の先端稜線部から少し離れた位置にある程度の凹凸が存在することによって、外添剤がこの弾性ブレードに付着しやすく、トラップされやすくなるためであると考えられる。
二乗平均平方根高さＳｑ又は十点平均粗さＲｚのいずれかの値が上記範囲内であれば、トナーの外添剤の堰き止め能力を向上させることができるが、両方の値を上記範囲内とすることで、よりトナーの外添剤の堰き止め能力を向上することができる。
【００３８】
なお、二乗平均平方根高さＳｑは、評価領域内で、平均面から画像表面までの偏差を二乗した合計を平均した値の平方根をさし、下記の数２により求められる値をマイクロメートル（μｍ）で表したものをいう。
【数２】
2015230443.tif 000004
【００３９】
なお、十点平均粗さＲｚは、評価長さの中で、中心線からの最も高い山頂から高い順に５番目までの山の高さの平均と、最も深い谷底から深い順に５番目までの谷の深さの平均の和であり、下記の数３により求められる値をマイクロメートル（μｍ）で表したものをいう。
【数３】
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【００４０】
本発明では前記算術平均粗さＲａ、二乗平均平方根高さＳｑ、十点平均粗さＲｚを菱化システム製のＶｅｒｔＳｃａｎを用いて測定・算出した。レンズ倍率５倍、ＷＡＶＥモードで撮影し、撮影後に面補正として４次補正を行った。
【００４１】
また、クリーニングブレードの含浸部表面のマルテンス硬度は１．０［Ｎ／ｍｍ２］以上１０［Ｎ／ｍｍ２］以下が好ましい。１．０［Ｎ／ｍｍ２］未満だと先端がめくれてしまい、前述したようにエッジ部分が欠落してしまう。また、１０［Ｎ／ｍｍ２］を越えると、ゴムの弾性が活かされなくなり、感光体への追従性が大幅に低下する。
マルテンス硬度は、ＦＩＳＣＨＥＲ製微小硬さ試験機ＦＩＳＣＨＥＲＳＣＯＰＥ  ＨＭ２０００を用い、ビッカース圧子を用い、押し込み荷重１ｍＮ、押し込み時間１０ｓで測定を行った。
【００４２】
また、本発明に用いる感光体としては、光干渉式の表面形状測定装置を用いて得た感光体表面の算術平均面粗さＳａが、０．０５［μｍ］以上０．３［μｍ］以下のものを使用することが好ましい。
【００４３】
次に、本出願人らが行った検証実験について説明する。
下記に示す検証実験は、弾性ブレード６２２の材質、含浸処理材料をそれぞれ変化させて耐久試験を行ったものである。
［弾性ブレード］
弾性ブレード６２２としては、２５［℃］における物性が以下の物性となっているウレタンゴム１、２を用意した。
ウレタンゴム１：硬度６８度、反発弾性率３０［％］（東洋ゴム工業製）
ウレタンゴム２：硬度７７．５度、反発弾性率５３．５［％］（東洋ゴム工業製）
【００４４】
ウレタンゴムの硬度は、高分子計器株式会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。
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。
【００４５】
［含浸材料］
含浸処理の形成処理に用いる硬化材料としては、以下の硬化材料１〜３のものを用いた。
【００４６】
＜硬化材料１＞
紫外線硬化樹脂：トリシクロデカンジメタノールジアクリレート（新中村化学工業株式会社製、商品名：Ａ−ＤＣＰ、官能基数２、分子量３０４）  ５０質量部
重合開始剤    ：チバスペシャリティーケミカルズ社  イルガキュア１８４  ５部
溶媒          ：シクロヘキサノン  ４５部
【００４７】
＜硬化材料２＞
紫外線硬化樹脂：トリシクロデカンジメタノールジアクリレート（新中村化学工業株式会社製、商品名：Ａ−ＤＣＰ、官能基数２、分子量３０４）  ８０質量部
重合開始剤    ：チバスペシャリティーケミカルズ社  イルガキュア１８４  ５部
溶媒          ：シクロヘキサノン  １５部
【００４８】
＜硬化材料３＞
紫外線硬化樹脂：トリシクロデカンジメタノールジアクリレート（新中村化学工業株式会社製、商品名：Ａ−ＤＣＰ、官能基数２、分子量３０４）  ９０質量部
重合開始剤    ：チバスペシャリティーケミカルズ社  イルガキュア１８４  １０部
【００４９】
次に、検証実験を行った画像形成装置の構成について説明する。
上記ウレタンゴム１〜２のいずれかを用いて厚さ１．８［ｍｍ］の短冊形状の弾性体ブレードを作製し、ディッピング塗工法により各硬化材料による架橋構造を形成した。架橋構造の形成は具体的には、上記硬化材料１〜３を用いて塗工液を作製し、任意の時間で浸漬したのち、紫外線露光（７００［Ｗ／ｃｍ］×３［ｍ／ｍｉｎ］×３パス）を行った。さらに、熱乾燥機を用いて庫内温度１００℃で１５分間乾燥を行った。
【００５０】
含浸処理されたクリーニングブレードをリコー製カラー複合機  ｉｍａｇｉｏ  ＭＰ  Ｃ５００１に搭載できる板金ホルダーに接着剤により固定し、試作のクリーニングブレードとした。これを同じくリコー製カラー複合機  ｉｍａｇｉｏ  ＭＰ  Ｃ５００１（図２と同様の構成）に取り付け、実施例１〜６、比較例１〜４の画像形成装置を作製した。なお、クリーニングブレードは、所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。また、潤滑剤塗布装置は取り除いた。
【００５１】
[感光体]
感光体としては、感光体表面の算術平均面粗さＳａが、０．０５［μｍ］以上０．３［μｍ］以下のものを使用した。感光体表面の算術平均面粗さＳａは、菱化システム製のＶｅｒｔＳｃａｎを用い、４次補正を行った後、算出した。
【００５２】
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（クラリアント製Ｈ２０００）
小粒径酸化チタン０．５部（テイカ製ＭＴ−１５０ＡＩ）
大粒径シリカ１．０部（電気化学工業製ＵＦＰ−３０Ｈ）
【００５３】
検証実験は、実験室環境：２１［℃］・６５［％ＲＨ］、通紙条件：画像面積率５％チャートを３プリント／ジョブで、１０，０００枚（Ａ４横）で行った。
【００５４】
［評価項目］
当接部の算術平均粗さＲａ：菱化システム社製のＶｅｒｔＳｃａｎを用いて、弾性ブレード垂直面の先端をＷＡＶＥモードで撮影し、面補正として４次補正を行った後、当接部の算術平均粗さを算出した。なお、評価長さは１［ｍｍ］とした。
当接部から１００［μｍ］位置までの二乗平均平方根高さＳｑ：菱化システム社製のＶｅｒｔＳｃａｎを用いて、弾性ブレード垂直面の先端をＷＡＶＥモードで撮影し、面補正として４次補正を行った後、二乗平均平方根高さＳｑを算出した。なお、評価範囲は、クリーニングブレード６２の含浸部における垂直面６２ａにおいて、クリーニングブレード６２の先端稜線部６２ｃの任意の点から垂直面６２ａの短辺方向に１００［μｍ］、長手方向に１［ｍｍ］の範囲とした。
当接部から５０［μｍ］位置の十点平均粗さＲｚ：菱化システム社製のＶｅｒｔＳｃａｎを用いて、弾性ブレード垂直面の先端をＷＡＶＥモードで撮影し、面補正として４次補正を行った後、クリーニングブレード６２の垂直面６２ａにおいて、クリーニングブレード６２の先端稜線部６２ｃの任意の点から短辺方向に５０［μｍ］離れた位置での十点平均粗さを算出した。なお、評価長さは１［ｍｍ］とした。
【００５５】
評価時画像：縦帯パターン（紙進行方向に対して）４３［ｍｍ］幅、３本チャート
出力２０枚（Ａ４横）
外添剤すり抜け：ＩＴＯガラス板上に感光体の表層を塗工、またカスケード現像法によりトナーを現像し、上記条件と同じ条件でブレードと摺擦させ、外添剤のすり抜け状態を観察した。また、試験後のブレードの表面をキーエンス製マイクロスコープＶＨＸ−１００を用いて観察し、外添剤の付着状態からすり抜けの有無を判定した。
○  ：すり抜けなし
△  ：少量のすり抜けあり
×  ：大量のすり抜けあり
感光体摩耗速度［μｍ／ｋｍ］：キーエンス製レーザーマイクロスコープＶＫ−９５００を用いて測定、算出した。
画像上クリーニング不良：１０，０００枚の出力を行った後、縦帯パターン（紙進行方向に対して）４３ｍｍ幅、３本チャートの評価時画像（Ａ４サイズ横）を２０枚出力した後の出力画像を目視観察し、以下の基準でクリーニング性を評価した。なお、異常画像とは、印刷画像にスジ又は帯状に現れる画像や白ポチ画像を意味する。
○  ：異常画像なし
△  ：許容範囲ではあるが、微細な異常画像あり
×  ：異常画像あり
【００５６】
実施例、比較例の検証実験の結果を表１に示す。
【表１】
2015230443.tif 000006
【００５７】
表１の結果から、比較例１は、弾性ブレード６２２の先端稜線部６２ｃを紫外線硬化樹脂による含浸部を有していないため、先端稜線部６２ｃの捲れが大きく、使用時における先端稜線部６２ｃの摩耗が多く、良好なクリーニング性を維持できなかった。
また、比較例２は算術平均粗さＲａが０．３［μｍ］を越えているため、トナーの外添剤のすり抜けが多くなり、トナークリーニング性が低下してしまった。また、比較例３と比較例４は、算術平均粗さＲａが０．１［μｍ］未満であるため、クリーニングブレードが感光体表面に接触する面積が大きく摩擦力が増大するため、感光体摩耗が促進されてしまった。
【００５８】
一方、実施例１〜８においては、弾性ブレード６２２の先端稜線部６２ｃに、少なくともアクリレート、又はメタクリレートを含む紫外線硬化樹脂が含浸されることで先端稜線部６２ｃ表面に架橋構造が形成されている。さらに、弾性ブレード６２２の感光体２との当接部に含浸処理による高硬度な凹凸形状を有し、前記当接部の算術平均粗さＲａが０．１［μｍ］以上０．３［μｍ］以下である。このため、感光体の磨耗速度を抑えることができ、かつ、経時に亘ってクリーニング不良による異常画像を防ぐことができた。
【００５９】
また、実施例１〜７においては、二乗平均平方根高さＳｑが０．３［μｍ］以上０．７［μｍ］以下であるか、または十点平均粗さＲｚが０．５［μｍ］以上１［μｍ］以下である。このため、トナーの外添剤の堰き止め能力が向上し、実施例８と比してより磨耗速度を抑えることができた。
また、実施例１〜６においては、クリーニングブレードの含浸部表面のマルテンス硬度が１．０［Ｎ／ｍｍ２］以上１０［Ｎ／ｍｍ２］以下である。このため、クリーニングブレードの先端の捲れを防止し、かつ、クリーニングブレードの先端部が感光体の表面を追従し得る弾性を有することができ、実施例７または実施例８と比して良好なクリーニング性を維持することができた。
【００６０】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
弾性ブレード６２２などの短冊状の弾性ブレードで構成され、前記弾性ブレードの先端稜線部６２ｃを表面移動する感光体２などの感光体の表面に当接して、前記感光体表面からトナーなどの付着物を除去するクリーニングブレード６２などのクリーニングブレードにおいて、前記弾性ブレードの前記先端稜線部は、少なくともアクリレート、又はメタクリレートを含む紫外線硬化樹脂が含浸されることで前記先端稜線部表面に架橋構造が形成され、前記当接部の算術平均粗さＲａが、０．１[μｍ]以上、０．３[μｍ]以下であることを特徴とする。
【００６１】
本態様においては弾性ブレード６２２の先端稜線部６２ｃに、少なくともアクリレート、又はメタクリレートを含む紫外線硬化樹脂が含浸されることで先端稜線部６２ｃ表面に架橋構造が形成されている。さらに、弾性ブレード６２２の感光体２との当接部に含浸処理による高硬度な凹凸形状を有することで、感光体に対する弾性ブレードの摩擦力を小さくし、弾性ブレードの先端稜線部６２ｃの捲れを抑制することができる。
【００６２】
また、前記当接部の算術平均粗さＲａが０．１［μｍ］以上０．３［μｍ］以下であるため、上記検証実験で示したように、感光体２表面の磨耗速度を抑えることができ、かつ、経時に亘って良好なクリーニング性を維持することができる。
【００６３】
（態様Ｂ）
態様Ａにおいて、前記弾性ブレードの含浸部における前記感光体との当接面６２ｂに対する垂直面６２ａにおいて、前記先端稜線部の任意の点から前記垂直面を形成する短辺方向に１００［μｍ］、長手方向に１［μｍ］の範囲の二乗平均平方根高さＳｑが０．３［μｍ］以上０．７［μｍ］以下であることを特徴とする。これにより、上記検証実験で示したように、トナーの外添剤の堰き止め能力が向上し、態様Ａと比してより磨耗速度を抑制することができる。
【００６４】
（態様Ｃ）
態様Ａ又は態様Ｂにおいて、前記垂直面６２ａにおける前記先端稜線部から短辺方向に５０［μｍ］離れた位置での十点平均粗さＲｚが０．３［μｍ］以上１［μｍ］以下であることを特徴とする。
これにより、上記検証実験で示したように、トナーの外添剤の堰き止め能力が向上し、態様Ａと比してより磨耗速度を抑制することができる。
【００６５】
（態様Ｄ）
態様Ａ〜態様Ｃいずれかにおいて、前記クリーニングブレードの含浸部表面のマルテンス硬さが１．０［Ｎ／ｍｍ２］以上１０［Ｎ／ｍｍ２］以下であることを特徴とする。
これにより、上記検証実験で示したように、クリーニングブレードの先端の捲れを防止し、かつ、クリーニングブレードの先端部が感光体の表面を追従し得る弾性を有することができ、態様Ａと比してより良好なクリーニング性を維持することができる。
【００６６】
（態様Ｅ）
感光体と、前記感光体の表面に接触し、その表面上に付着した不要な付着物を除去するためのクリーニング部材とを備え、前記感光体上に形成した画像を最終的に記録媒体に転移させる画像形成装置において、前記クリーニング部材として、態様Ａ〜態様Ｄいずれか一のクリーニングブレードを用いることを特徴とする。
かかる構成を備えることで、経時にわたり良好な画像を維持することができるとともに、メンテナンスサイクルの長い画像形成装置を提供することが可能となる。
【００６７】
（態様Ｆ）
感光体と、前記感光体の表面に接触し、その表面上に付着した不要な付着物を除去するためのクリーニング部材とを備え、画像形成装置に対して着脱自在に構成されたプロセスカートリッジにおいて、上記クリーニング部材として、態様Ａ〜態様Ｄいずれか一のクリーニングブレードを用いることを特徴とする。
かかる構成を備えることで、経時にわたり良好な画像を維持することができるとともに、メンテナンスサイクルの長いプロセスカートリッジを提供することが可能となる。
【符号の説明】
【００６８】
１Ｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ プロセスユニット
２ 感光体
３ クリーニング手段
４ 帯電手段
５ 現像手段
８ 転写ベルト装置
１６ 給紙カセット
１９ 定着装置
２１ 排紙トレイ
６２ クリーニングブレード
６２ａ 垂直面
６２ｂ 当接面
６２ｃ 先端稜線部
６２２ 弾性ブレード
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６９】
【特許文献１】特開２００４−１０１５５６号公報
【図１】
2015230443.tif 000007
【図２】
2015230443.tif 000008
【図３】
2015230443.tif 000009
【図４】
2015230443.tif 000010
【図５】
2015230443.tif 000011