(57)【要約】      （修正有）【課題】繰り返し使用したときの摩耗及び欠けの発生を低減し、長期にわたりクリーニング性能を維持することが可能なクリーニングブレードの提供。【解決手段】基材と該基材表面を被覆する高分子化合物層とを備え、上記高分子化合物層は、下記一般式（１）及び（２）で表される構成単位の少なくとも一方と、下記一般式（３）で表される構成単位とを有するシロキサン結合含有高分子化合物を含む、クリーニングブレード。Ｏ３／２Ｓｉ−Ｒ１−ＳｉＯ３／２（１）Ｏ３／２Ｓｉ−Ｒ１−Ｒ２−Ｒ１−ＳｉＯ３／２（２）Ｒ３−ＳｉＯ３／２（３）［Ｒ１は炭素数１〜１０のアルキレン基を示し、Ｒ２はフェニレン基を示し、Ｒ３はアルキル基、少なくとも１つの水素原子がフェニル基で置換されたアルキル基、又はアリール基を示す。］【選択図】図１
2015111213.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と該基材表面を被覆する高分子化合物層とを備え、
前記高分子化合物層は、下記一般式（１）及び（２）で表される構成単位の少なくとも一方と、下記一般式（３）で表される構成単位とを有するシロキサン結合含有高分子化合物を含む、クリーニングブレード。
Ｏ３／２Ｓｉ−Ｒ１−ＳｉＯ３／２      （１）
Ｏ３／２Ｓｉ−Ｒ１−Ｒ２−Ｒ１−ＳｉＯ３／２      （２）
Ｒ３−ＳｉＯ３／２      （３）
［式中、Ｒ１は炭素数１〜１０のアルキレン基を示し、Ｒ２はフェニレン基を示し、Ｒ３はアルキル基、少なくとも１つの水素原子がフェニル基で置換されたアルキル基、又はアリール基を示す。複数存在するＲ１はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。］
【請求項２】
前記Ｒ１は炭素数２〜８のアルキレン基を示し、
前記Ｒ３は炭素数４〜１２のアルキル基、少なくとも１つの水素原子がフェニル基で置換された炭素数１〜１０のアルキル基、又は、フェニル基、若しくは、少なくとも１つの水素原子が炭素数１〜１０のアルキル基で置換されたフェニル基を示す、請求項１に記載のクリーニングブレード。
【請求項３】
前記シロキサン結合含有高分子化合物は、下記一般式（４）及び（５）で表されるシラン化合物の少なくとも一方と下記一般式（６）及び（７）で表されるシラン化合物とを加水分解することによって縮合させた縮合物を、さらに架橋させて得られる高分子化合物である、請求項１に記載のクリーニングブレード。
（Ｒ４Ｏ）３Ｓｉ−Ｒ５−Ｓｉ（ＯＲ４）３      （４）
（Ｒ４Ｏ）３Ｓｉ−Ｒ５−Ｒ６−Ｒ５−Ｓｉ（ＯＲ４）３      （５）
Ｒ７−Ｓｉ（ＯＲ４）３      （６）
Ｒ８−Ｚ−Ｓｉ（ＯＲ４）３      （７）
［式中、Ｒ４は１価の炭化水素基を示し、Ｒ５は炭素数１〜１０のアルキレン基を示し、Ｒ６はフェニレン基を示し、Ｒ７はアルキル基、少なくとも１つの水素原子がフェニル基で置換されたアルキル基、又はアリール基を示し、Ｒ８はカチオン重合可能な基を示し、Ｚは２価の有機基を示す。複数存在するＲ４はそれぞれ同一であっても異なっていてもよく、複数存在するＲ５はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。］
【請求項４】
前記Ｒ４は炭素数１〜４のアルキル基を示し、
前記Ｒ５は炭素数２〜８のアルキレン基を示し、
前記Ｒ７は炭素数４〜１２のアルキル基、少なくとも１つの水素原子がフェニル基で置換された炭素数１〜１０のアルキル基、又は、フェニル基、若しくは、少なくとも１つの水素原子が炭素数１〜１０のアルキル基で置換されたフェニル基を示し、
前記Ｒ８はエポキシ基又はエポキシシクロヘキシル基を示し、
前記Ｚは炭素数１〜３のアルキレン基を示す、請求項３に記載のクリーニングブレード。
【請求項５】
前記シロキサン結合含有高分子化合物は、前記縮合物中のカチオン重合可能な基同士を架橋させて得られるものである、請求項３又は４に記載のクリーニングブレード。
【請求項６】
感光体ドラム、及び、前記感光体ドラムの表面に残存したトナーを除去するためのクリーニングユニットを備えるプロセスカートリッジであって、
前記クリーニングユニットは請求項１〜５のいずれか一項に記載のクリーニングブレードを有する、プロセスカートリッジ。
【請求項７】
感光体ドラム、前記感光体ドラムの表面を帯電させるための帯電ローラ、帯電した感光体ドラムの表面に静電潜像を形成するための露光ユニット、前記静電潜像をトナーにより現像してトナー像化するための現像ユニット、前記トナー像を被転写体に転写するための転写ローラ、及び、前記感光体ドラムの表面に残存した前記トナーを除去するためのクリーニングユニットを備える画像形成装置であって、
前記クリーニングユニットは請求項１〜５のいずれか一項に記載のクリーニングブレードを有する、画像形成装置。
【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、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
転写型の電子写真プロセスに対応した画像形成装置では、感光体ドラムの表面の静電潜像をトナーにより現像してトナー像化し、トナー像を転写した後の感光体ドラムの表面に残存したトナーを除去する工程が繰り返し行われている。感光体ドラムの表面のトナーの除去には、例えば、特許文献１に記載のようにクリーニングブレードが用いられ、短冊状のクリーニングブレードと感光体ドラムの周面とを当接させた状態で、感光体ドラムを回転させることにより、トナーがそぎ落とされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１８５９８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、クリーニングブレードを繰り返し使用した場合、感光体ドラムと当接するクリーニングブレードのエッジ部に、摩耗及び欠け等が発生することがある。クリーニングブレードに摩耗等が発生した場合、クリーニング性能が低下し、出力した画像に欠陥が発生するおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、繰り返し使用したときの摩耗及び欠けの発生を低減し、長期にわたり良好なクリーニング性能を維持することが可能なクリーニングブレード、並びにそれを用いたプロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、基材と該基材表面を被覆する高分子化合物層とを備え、上記高分子化合物層は、下記一般式（１）及び（２）で表される構成単位の少なくとも一方と、下記一般式（３）で表される構成単位とを有するシロキサン結合含有高分子化合物を含む、クリーニングブレードを提供する。
Ｏ３／２Ｓｉ−Ｒ１−ＳｉＯ３／２      （１）
Ｏ３／２Ｓｉ−Ｒ１−Ｒ２−Ｒ１−ＳｉＯ３／２      （２）
Ｒ３−ＳｉＯ３／２      （３）
［式中、Ｒ１は炭素数１〜１０のアルキレン基を示し、Ｒ２はフェニレン基を示し、Ｒ３はアルキル基、少なくとも１つの水素原子がフェニル基で置換されたアルキル基、又はアリール基を示す。複数存在するＲ１はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。］
【０００７】
上記クリーニングブレードは、上記特定のシロキサン結合含有高分子化合物を含む高分子化合物層を有することにより、繰り返し使用したときの摩耗及び欠けの発生が少なく、良好なクリーニング性能を長期にわたり維持されたものとすることができる。
【０００８】
上記Ｒ１は炭素数２〜８のアルキレン基を示すことが好ましい。また、上記Ｒ３は炭素数４〜１２のアルキル基、少なくとも１つの水素原子がフェニル基で置換された炭素数１〜１０のアルキル基、又は、フェニル基、若しくは、少なくとも１つの水素原子が炭素数１〜１０のアルキル基で置換されたフェニル基を示すことが好ましい。
【０００９】
上記シロキサン結合含有高分子化合物は、下記一般式（４）及び（５）で表されるシラン化合物の少なくとも一方と下記一般式（６）及び（７）で表されるシラン化合物とを加水分解することによって縮合させた縮合物を、さらに架橋させて得られる高分子化合物であることが好ましい。
（Ｒ４Ｏ）３Ｓｉ−Ｒ５−Ｓｉ（ＯＲ４）３      （４）
（Ｒ４Ｏ）３Ｓｉ−Ｒ５−Ｒ６−Ｒ５−Ｓｉ（ＯＲ４）３      （５）
Ｒ７−Ｓｉ（ＯＲ４）３      （６）
Ｒ８−Ｚ−Ｓｉ（ＯＲ４）３      （７）
［式中、Ｒ４は１価の炭化水素基を示し、Ｒ５は炭素数１〜１０のアルキレン基を示し、Ｒ６はフェニレン基を示し、Ｒ７はアルキル基、少なくとも１つの水素原子がフェニル基で置換されたアルキル基、又はアリール基を示し、Ｒ８はカチオン重合可能な基を示し、Ｚは２価の有機基を示す。複数存在するＲ４はそれぞれ同一であっても異なっていてもよく、複数存在するＲ５はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。］
【００１０】
上記のようにして得られるシロキサン結合含有高分子化合物を用いることにより、繰り返し使用したときのクリーニングブレードの摩耗及び欠けの発生をより少なくすることができる傾向がある。
【００１１】
上記Ｒ４は炭素数１〜４のアルキル基を示すことが好ましい。また、上記Ｒ５は炭素数２〜８のアルキレン基を示すことが好ましい。また、上記Ｒ７は炭素数４〜１２のアルキル基、少なくとも１つの水素原子がフェニル基で置換された炭素数１〜１０のアルキル基、又は、フェニル基、若しくは、少なくとも１つの水素原子が炭素数１〜１０のアルキル基で置換されたフェニル基を示すことが好ましい。上記Ｒ８はエポキシ基又はエポキシシクロヘキシル基を示すことが好ましい。また、上記Ｚは炭素数１〜３のアルキレン基を示すことが好ましい。
【００１２】
上記シロキサン結合含有高分子化合物は、上記縮合物中のカチオン重合可能な基同士を架橋させて得られるものであることが好ましい。
【００１３】
本発明はまた、感光体ドラム、及び、上記感光体ドラムの表面に残存したトナーを除去するためのクリーニングユニットを備える、プロセスカートリッジであって、上記クリーニングユニットは上記本発明のクリーニングブレードを有する、プロセスカートリッジを提供する。
【００１４】
本発明はさらに、感光体ドラム、上記感光体ドラムの表面を帯電させるための帯電ローラ、帯電した感光体ドラムの表面に静電潜像を形成するための露光ユニット、上記静電潜像をトナーにより現像してトナー像化するための現像ユニット、上記トナー像を被転写体に転写するための転写ローラ、及び、上記感光体ドラムの表面に残存した上記トナーを除去するためのクリーニングユニットを備える、画像形成装置であって、上記クリーニングユニットは上記本発明のクリーニングブレードを有する、画像形成装置を提供する。
【００１５】
上記プロセスカートリッジ及び画像形成装置は、上記本発明のクリーニングブレードを備えているため、繰り返し使用したときのクリーニングブレードの摩耗及び欠けの発生を低減でき、長期にわたり良好なクリーニング性能を維持し、クリーニング不良に起因する画像欠陥の発生を低減することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、繰り返し使用したときの摩耗及び欠けの発生を低減し、長期にわたり良好なクリーニング性能を維持することが可能なクリーニングブレード、並びにそれを用いたプロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係るクリーニングブレードの概略断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一又は同等の要素には、同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１９】
（クリーニングブレード）
図１は本発明の一実施形態に係るクリーニングブレードの概略断面図である。本実施形態に係るクリーニングブレード１０は、基材２と該基材２表面を被覆する高分子化合物層１とを備える。また、基材２は、感光体ドラムと当接する一端が上記高分子化合物層１で被覆されており、他端が支持体３の一端に固定されている。高分子化合物層１が被覆する基材２の一端は、感光体ドラムと当接する面を少なくとも含む。
【００２０】
上記高分子化合物層１は、下記一般式（１）及び（２）で表される構成単位の少なくとも一方と、下記一般式（３）で表される構成単位とを有するシロキサン結合含有高分子化合物を含む。下記一般式（１）〜（３）で表される構成単位中のＳｉ原子は、隣接するＯ原子を別の構成単位中のＳｉ原子と共有し、シロキサン結合を形成している。上記シロキサン結合含有高分子化合物は、少なくとも、下記一般式（２）で表される構成単位と、下記一般式（３）で表される構成単位とを有することが好ましい。また、上記シロキサン結合含有高分子化合物は、下記一般式（１）〜（３）で表される構成単位以外の別の構成単位を有していてもよい。
【００２１】
Ｏ３／２Ｓｉ−Ｒ１−ＳｉＯ３／２      （１）
一般式（１）中、Ｒ１は炭素数１〜１０のアルキレン基を示す。Ｒ１は炭素数２〜８のアルキレン基であることが好ましい。
【００２２】
Ｏ３／２Ｓｉ−Ｒ１−Ｒ２−Ｒ１−ＳｉＯ３／２      （２）
一般式（２）中、Ｒ１は炭素数１〜１０のアルキレン基を示し、Ｒ２はフェニレン基を示す。Ｒ１は炭素数２〜８のアルキレン基であることが好ましい。上記シロキサン結合含有高分子化合物が一般式（２）で表される構成単位を有する、又は、一般式（１）及び（２）で表される構成単位を有するとき、複数存在するＲ１はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。上記シロキサン結合含有高分子化合物が上記一般式（１）及び（２）で表される構成単位の少なくとも一方を有することにより、高分子化合物層に適度な柔軟性を付与することができる傾向がある。このため、クリーニングブレードを繰り返し使用した後であっても、摩耗を低減し、欠けの発生を低減することが可能となる。一般式（１）及び（２）において、Ｒ１の炭素数が上記上限値以下であることにより、欠けの発生を抑えることができる傾向がある。また、一般式（１）及び（２）において、Ｒ１の炭素数が上記下限値以上であることにより、高分子化合物層により柔軟性を付与できる傾向がある。
【００２３】
Ｒ３−ＳｉＯ３／２      （３）
一般式（３）中、Ｒ３はアルキル基、少なくとも１つの水素原子がフェニル基で置換されたアルキル基、又はアリール基を示す。Ｒ３において、上記アルキル基の炭素数は４〜１２であることが好ましく、４〜１０であることがより好ましく、６〜８であることがさらに好ましい。また、Ｒ３において、少なくとも１つの水素原子がフェニル基で置換されたアルキル基におけるアルキル鎖の炭素数は１〜１０であることが好ましく、２〜８であることがより好ましい。さらに、Ｒ３において、アリール基はフェニル基、又は、少なくとも１つの水素原子がアルキル基で置換されたフェニル基であることが好ましい。フェニル基を置換するアルキル基の炭素数は１〜１０であることが好ましく、２〜８であることがより好ましい。上記シロキサン結合含有高分子化合物が上記一般式（３）で表される構成単位を有することにより、高分子化合物層表面の摩擦を低減し、また、摩耗量を低減することが可能となる。
【００２４】
上記シロキサン結合含有高分子化合物中の一般式（１）及び（２）で表される構成単位の含有量の合計は、シロキサン結合含有高分子化合物中の全構成単位を基準として、５．０〜５０．０モル％であることが好ましく、１０．０〜４０．０モル％であることがより好ましく、２０．０〜３０．０モル％であることがさらに好ましい。一般式（１）及び（２）で表される構成単位の含有量の合計が上記下限値以上であることにより、繰り返し使用した後であっても、欠けの発生が十分に低減することができる傾向がある。一方、一般式（１）及び（２）で表される構成単位の含有量の合計が上記上限値以下であることにより、クリーニングブレードの摩耗を十分に低減することができる傾向がある。なお、上記構成単位の含有量は、後述する加水分解に供されるシラン化合物の全量を基準としたシラン化合物の量と同等とみなすことができる。
【００２５】
上記シロキサン結合含有高分子化合物中の一般式（３）で表される構成単位の含有量は、シロキサン結合含有高分子化合物中の全構成単位を基準として、１０．０〜８０．０モル％であることが好ましく、２０．０〜６０．０モル％であることがより好ましく、３０．０〜５０．０モル％であることがさらに好ましい。一般式（３）で表される構成単位の含有量が上記下限値以上であることにより、高分子化合物層表面の摩擦係数が十分下がり、スティック−スリップ（Ｓｔｉｃｋ−Ｓｌｉｐ）挙動を十分抑制でき、また、摩耗量を低減できる傾向がある。一方、一般式（３）で表される構成単位の含有量が上記上限値以下であることにより、硬化後の高分子化合物層の弾性率を所望の範囲に調整できる傾向がある。
【００２６】
上記シロキサン結合含有高分子化合物が上記一般式（１）〜（３）で表される構成単位以外の別の構成単位を有する場合、上記シロキサン結合含有高分子化合物中の上記別の構成単位の含有量は１０．０〜７０．０モル％であることが好ましく、２０．０〜５０．０モル％であることがより好ましい。
【００２７】
高分子化合物層の厚さは５０〜１０００ｎｍであることが好ましく、２００〜８００ｎｍであることがより好ましく、４００〜６００ｎｍであることがさらに好ましい。高分子化合物層の厚さが上記下限値以上であることにより、クリーニングブレードを繰り返し使用したときの、欠けの発生の低減の効果が十分に得られる傾向がある。一方、高分子化合物層の厚さが上記上限値以下であることにより、クリーニングブレードと高分子化合物層との間の、特に剪断による、界面剥離を抑制し、密着性を向上できる傾向がある。
【００２８】
高分子化合物層の弾性率は１００〜１０００ＭＰａであることが好ましく、２００〜８００ＭＰａであることがより好ましく、３００〜６００ＭＰａであることがさらに好ましい。高分子化合物層の弾性率が上記下限値以上であることにより、クリーニングブレードを繰り返し使用したときの、クリーニングブレードに対する高分子化合物層の追従性が良好となり、欠けの発生の低減の効果が十分に得られる傾向がある。一方、高分子化合物層の弾性率が上記上限値以下であることにより、クリーニングブレードの摩耗を十分に低減できる傾向がある。
【００２９】
上記基材としては、公知のものが用いられ、例えば、長さ２２０ｍｍ〜３６０ｍｍ、幅５ｍｍ〜１５ｍｍ、厚さ１．６ｍｍ〜２．４ｍｍの短冊状の形状を有し、ゴム又は熱可塑性エラストマー等の弾性体からなる。上記弾性体としては、ウレタンゴム、シリコーンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリルゴム、エピクロルヒドリンゴム及びアルキルエーテルゴム等が挙げられる。上記弾性体はウレタンゴムであることが好ましい。ウレタンゴムからなる基材は、弾性率の設計に対する高い自由度を有する。したがって、ウレタンゴムからなる基材を用いることにより、基材と高分子化合物層の弾性率との差を小さく設計できることから、基材から高分子化合物層が剥がれにくくなる傾向がある。また、支持体としては、公知のものが用いられ、鉄、銅、ステンレス、アルミニウム、アルミニウム合金、及びニッケル等の金属からなるものである。
【００３０】
次に、上記クリーニングブレードの製造方法について説明する。ここで、上記クリーニングブレードは、基材表面を高分子化合物層で被覆する点以外は公知の方法に従って製造される。したがって、以下では、基材表面に高分子化合物層を被覆する方法について一例を挙げて説明する。
【００３１】
まず、下記一般式（４）及び（５）で表されるシラン化合物の少なくとも一方と下記一般式（６）及び（７）で表されるシラン化合物とを加水分解することにより縮合物を得る。上記縮合物は、少なくとも、下記一般式（５）〜（７）で表されるシラン化合物を加水分解することにより得られることが好ましい。
【００３２】
（Ｒ４Ｏ）３Ｓｉ−Ｒ５−Ｓｉ（ＯＲ４）３      （４）
一般式（４）中、Ｒ４は１価の炭化水素基を示し、Ｒ５は炭素数１〜１０のアルキレン基を示す。Ｒ４はアルキル基であることが好ましく、炭素数１〜２のアルキル基であることが好ましい。また、Ｒ５の炭素数は２〜８であることが好ましい。上記一般式（４）で表されるシラン化合物としては、例えば、１，２−ビス（トリメトキシシリル）エタン、１，６−ビス（トリメトキシシリル）ヘキサン、及び、１，８−ビス（トリメトキシシリル）オクタン等が挙げられる。
【００３３】
（Ｒ４Ｏ）３Ｓｉ−Ｒ５−Ｒ６−Ｒ５−Ｓｉ（ＯＲ４）３      （５）
一般式（５）中、Ｒ４は１価の炭化水素基を示し、Ｒ５は炭素数１〜１０のアルキレン基を示し、Ｒ６はフェニレン基を示す。Ｒ４はアルキル基であることが好ましく、炭素数１〜４のアルキル基であることがより好ましい。また、Ｒ５の炭素数は２〜８であることが好ましい。一般式（４）及び（５）で表されるシラン化合物の少なくとも一方を含んで加水分解することにより、高分子化合物層に柔軟性を付与することができる傾向がある。このため、クリーニングブレードを繰り返し使用した後であっても、欠けの発生を十分に抑制することが可能となる傾向がある。一般式（４）及び（５）において、Ｒ５の炭素数が上記上限値以下であることにより、加水分解反応時の他のシラン化合物との相溶性が向上する傾向がある。また、一般式（４）及び（５）において、Ｒ５の炭素数が上記下限値以上であることにより、高分子化合物層の弾性率を低下させる、つまり柔軟性を付与することが可能となる傾向がある。上記一般式（５）で表されるシラン化合物としては、例えば、ビス（トリメトキシシリルメチル）ベンゼン、ビス（トリエトキシシリルエチル）ベンゼン、ビス（トリメトキシシリルヘキシル）ベンゼン、及び、ビス（トリメトキシシリルオクチル）ベンゼン等が挙げられる。
【００３４】
Ｒ７−Ｓｉ（ＯＲ４）３      （６）
一般式（６）中、Ｒ４は１価の炭化水素基を示し、Ｒ７はアルキル基、少なくとも１つの水素原子がフェニル基で置換されたアルキル基、又はアリール基を示す。Ｒ４はアルキル基であることが好ましく、炭素数１〜４のアルキル基であることがより好ましい。また、Ｒ７において、上記アルキル基の炭素数は４〜１２であることが好ましく、４〜１０であることがより好ましく、６〜８であることがさらに好ましい。また、Ｒ７において、少なくとも１つの水素原子がフェニル基で置換されたアルキル基のアルキル鎖の炭素数は１〜１０であることが好ましく、２〜８であることがより好ましい。さらに、Ｒ７において、アリール基はフェニル基、又は、少なくとも１つの水素原子がアルキル基で置換されたフェニル基であることが好ましい。フェニル基を置換するアルキル基の炭素数は１〜１０であることが好ましく、２〜８であることがより好ましい。一般式（６）で表されるシラン化合物を含んで加水分解することにより、高分子化合物層表面の摩擦を低減し、また、摩耗量を低減することが可能となる傾向があり、さらに、加水分解反応時の他のシラン化合物との相溶性が向上する傾向がある。上記一般式（６）で表されるシラン化合物としては、例えば、ヘキシルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、トリルトリメトキシシラン、及び、ベンジルトリメトキシシラン等が挙げられる。
【００３５】
Ｒ８−Ｚ−Ｓｉ（ＯＲ４）３      （７）
一般式（７）中、Ｒ４は１価の炭化水素基を示し、Ｒ８はカチオン重合可能な基を示し、Ｚは２価の有機基を示す。Ｒ４はアルキル基であることが好ましく、炭素数１〜４のアルキル基であることが好ましい。Ｒ８としては、例えば、エポキシ基及びエポキシシクロアルキル基等のエポキシ含有基等が挙げられる。上記エポキシシクロアルキル基はエポキシシクロヘキシル基であることが好ましい。Ｚはアルキレン基であることが好ましく、炭素数１〜３のアルキレン基であることがより好ましい。一般式（４）〜（７）中、複数存在するＲ４はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。一般式（５）〜（７）で表されるシラン化合物を加水分解する場合、一般式（５）中、複数存在するＲ５はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。また、一般式（４）〜（７）で表されるシラン化合物を加水分解する場合、一般式（４）及び（５）中、複数あるＲ５はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。上記一般式（７）で表されるシラン化合物としては、例えば、（３−グリシドキシプロピル）トリメトキシシラン及び２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン等が挙げられる。
【００３６】
上記一般式（４）〜（７）で表されるシラン化合物は、それぞれ、単独で使用してもよく、２種類以上を混合して使用してもよい。加水分解に供される一般式（４）及び（５）で表されるシラン化合物の量の合計は、加水分解に供されるシラン化合物の全量を基準として、５．０〜５０．０モル％であることが好ましく、１０．０〜４０．０モル％であることがより好ましく、２０．０〜３０．０モル％であることがさらに好ましい。一般式（４）及び（５）で表されるシラン化合物の量の合計が上記下限値以上であることにより、繰り返し使用した後であっても、欠けの発生を十分に低減することができる傾向がある。一方、一般式（４）及び（５）で表されるシラン化合物の量の合計が上記上限値以下であることにより、クリーニングブレードの摩耗を十分に低減することができる傾向がある。加水分解に供される一般式（６）で表されるシラン化合物の量は、加水分解に供されるシラン化合物の全量を基準として、１０．０〜８０．０モル％であることが好ましく、２０．０〜６０．０モル％であることがより好ましく、３０．０〜５０．０モル％であることがさらに好ましい。一般式（６）で表されるシラン化合物の量が上記下限値以上であることにより、クリーニングブレードの高分子化合物層の摩擦係数を低減し、スティック−スリップ挙動を抑制できる傾向がある。一方、一般式（６）で表されるシラン化合物の量が上記上限値以下であることにより、加水分解反応時の溶液の安定性、及び、他のシラン化合物との相溶性が向上する傾向がある。加水分解に供される一般式（７）で表されるシラン化合物の量は、加水分解に供されるシラン化合物の全量を基準として、１０．０〜７０．０モル％であることが好ましく、２０．０〜５０．０モル％であることがより好ましい。一般式（７）で表されるシラン化合物の量が上記下限値以上であることにより、摩耗量を十分低減することができる傾向がある。また、一般式（７）におけるエポキシ含有基は、架橋後にエーテル結合を形成する。したがって、一般式（７）で表されるシラン化合物の量が上記下限値以上であることにより、硬化後の高分子化合物層とクリーニングブレードとの密着性がより向上する傾向がある。一方、一般式（７）で表されるシラン化合物の量が上記上限値以下であることにより、高分子化合物層の弾性率を低く調整することができる傾向がある。
【００３７】
上記シラン化合物は水の存在下で、必要に応じて、触媒及び溶媒等の存在下で、加水分解される。加水分解に用いる水の量は、加水分解に供されるシラン化合物の全量１００質量部に対して、２０〜５０質量部であることが好ましい。
【００３８】
上記触媒としては金属アルコキシド等が挙げられる。金属アルコキシドとしては、例えば、アルミニウムアルコキシド、チタニウムアルコキシド及びジルコニウムアルコキシド、並びに、これらの錯体（アセチルアセトン錯体など）が挙げられる。
【００３９】
上記溶媒としては、メタノール、エタノール、プロパノール及びブタノール等の低級アルコール、並びに、他の極性溶媒等が挙げられる。
【００４０】
加水分解は、好ましくは６０〜１２０℃で行われる。上記温度範囲内で加水分解を行うことにより、得られる縮合物中に加水分解性基が未反応の状態で残存することを抑制することができ、且つ、縮合物の過度な高分子量化を抑制することができる。加水分解を十分に進行させるために、加水分解の時間は２時間以上であることが好ましい。
【００４１】
加水分解の効率は、加水分解の温度及びｐＨ等で制御することができ、ｐＨは４．０〜６．５の弱酸性であることが好ましい。
【００４２】
次いで、縮合物を架橋させることにより、シロキサン結合含有高分子化合物が得られる。具体的には、縮合物の溶液が基材表面に塗布され、基材表面上で乾燥された後、乾燥後の縮合物が上記基材表面上で架橋される。縮合物は架橋とともに硬化し、該シロキサン結合含有高分子化合物を含む高分子化合物層が基材表面に被覆される。縮合物を架橋させて得られたシロキサン結合含有高分子化合物は、縮合物に弾性が付与されたものとなる。上記のようにして得られるシロキサン結合含有高分子化合物を用いることにより、繰り返し使用したときのクリーニングブレードの摩耗及び欠けの発生をより低減することができる傾向がある。シロキサン結合含有高分子化合物は、縮合物中のカチオン重合可能な基同士を架橋させて得られるものであることが好ましい。架橋は、縮合物の溶液中にカチオン重合開始剤を加えて行うことが好ましい。
【００４３】
上記縮合物の溶液に用いられる溶媒は、加水分解で用いられた溶媒と同じものを用いることができる。縮合物の溶液の固形分（縮合物）濃度は０．２０〜７．００質量％であることが好ましい。
【００４４】
カチオン重合開始剤としては光カチオン重合開始剤が挙げられる。カチオン重合開始剤は、一般式（７）のＲ８のカチオン重合可能な基がエポキシ基である場合には、ルイス酸のオニウム塩であることが好ましい。カチオン重合開始剤は、感度、安定性及び反応性の観点から、芳香族スルホニウム塩又は芳香族ヨードニウム塩であることがさらに好ましい。カチオン重合開始剤の使用量は、架橋に供される上記縮合物１００質量部に対して、０．１〜３．０質量部であることが好ましい。
【００４５】
架橋は、縮合物の溶液を塗布した基材に、例えば、光を照射することにより、行われる。光を照射する場合の照射条件は特に制限されず、例えば、波長１５０〜４８０ｎｍ、積算光量５０００〜１２０００ｍＪ／ｃｍ２である。
【００４６】
（画像形成装置）
本実施形態に係る画像形成装置は、感光体ドラム及びクリーニングユニットを備え、上記クリーニングユニットは上述の本実施形態に係るクリーニングブレードを有する。図２に示すように、画像形成装置１００は、例えば、記録媒体搬送ユニット１１０、転写ユニット１２０、感光体ドラム１３０、４つの現像ユニット１６０、及び、定着ユニット１４０を含んで構成される。
【００４７】
記録媒体搬送ユニット１１０は、最終的に画像が形成される記録媒体としての用紙Ｐ（像担持体）を収容すると共に、用紙Ｐを記録媒体搬送路上に搬送する。用紙Ｐは、カセットに積層して収容される。記録媒体搬送ユニット１１０は、用紙Ｐに転写されるトナー像が二次転写領域Ｒに到達するタイミングで、用紙Ｐを二次転写領域Ｒに到達させる。
【００４８】
転写ユニット１２０は、４つの現像ユニット１６０により形成されたトナー像を、用紙Ｐに二次転写する二次転写領域Ｒに搬送する。転写ユニット１２０は、転写ベルト１２１と、転写ベルト１２１を懸架する懸架ローラ１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ及び１２１ｄと、感光体ドラム１３０とともに転写ベルト１２１を挟持する一次転写ローラ１２２と、懸架ローラ１２１ｄとともに転写ベルト１２１を挟持する二次転写ローラ１２４とを含んで構成される。
【００４９】
転写ベルト１２１は、懸架ローラ１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ及び１２１ｄにより循環移動される無端状のベルトである。一次転写ローラ１２２は、転写ベルト１２１の内周側から感光体ドラム１３０を押圧するように設けられる。一方、二次転写ローラ１２４は、転写ベルト１２１の外周側から懸架ローラ１２１ｄを押圧するように設けられる。また、転写ユニット１２０は、転写ベルト１２１に付着したトナーを除去するベルトクリーニング装置（図示せず）等をさらに備えていてもよい。
【００５０】
感光体ドラム１３０は、周面に画像が形成される静電潜像担持体であり、例えばＯＰＣ（Ｏｒｇａｎｉｃ  ＰｈｏｔｏＣｏｎｄｕｃｔｏｒ）からなる。画像形成装置１００は、カラー画像を形成可能な装置であり、例えばマゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの各色に対応して、４つの感光体ドラム１３０が転写ベルト１２１の移動方向に沿って設けられている。各感光体ドラム１３０の周上には、図１に示すように、帯電ローラ１３２、露光ユニット１３４、現像ユニット１６０、及び、クリーニングユニット１３８がそれぞれ設けられている。
【００５１】
帯電ローラ１３２は、感光体ドラム１３０の表面を所定の電位に均一に帯電させる。露光ユニット１３４は、帯電ローラ１３２により帯電した感光体ドラム１３０の表面を、用紙Ｐに形成する画像に応じて露光する。これにより、感光体ドラム１３０の表面のうち露光ユニット１３４により露光された部分の電位が変化し、静電潜像が形成される。４つの現像ユニット１６０は、各現像ユニット１６０に対応して設けられたトナータンク１３６から供給されたトナーによって感光体ドラム１３０に形成された静電潜像を現像し、トナー像を生成する。４つのトナータンク１３６内には、それぞれ、マゼンタ、イエロー、シアン、及び、ブラックのトナーが充填されている。
【００５２】
クリーニングユニット１３８は、感光体ドラム１３０上に形成されたトナー像が転写ベルト（被転写体）１２１に一次転写された後に感光体ドラム１３０上に残存するトナーを回収する。クリーニングユニット１３８は、本実施形態に係るクリーニングブレード１０を有し、感光体ドラム１３０の周面にクリーニングブレードを当接させることにより感光体ドラム１３０上の残トナーをそぎ落とすように構成することができる。なお、感光体ドラム１３０の周上には、感光体ドラム１３０の回転方向においてクリーニングユニット１３８と帯電ローラ１３２との間に、感光体ドラム１３０の電位をリセットする除電ランプ（図示せず）を配置することもできる。
【００５３】
定着ユニット１４０は、転写ベルト１２１から用紙Ｐへ二次転写されたトナー像を用紙Ｐに付着させ、定着させる。定着ユニット１４０は、例えば、加熱ローラ１４２と、加圧ローラ１４４とを含んで構成される。加熱ローラ１４２は、回転軸周りに回転可能な円筒状の部材であり、その内部には例えばハロゲンランプなどの熱源（発熱体）が設けられている。加圧ローラ１４４は、回転軸周りに回転可能な円筒状の部材であり、加熱ローラ１４２を押圧するように設けられる。加熱ローラ１４２及び加圧ローラ１４４の外周面には、例えばシリコーンゴム等の耐熱弾性層が設けられる。加熱ローラ１４２と加圧ローラ１４４との接触領域である定着ニップ部に用紙Ｐを通過させることにより、トナー像を用紙Ｐに溶融定着させる。
【００５４】
また、画像形成装置１００には、定着ユニット１４０によりトナー像が定着された用紙Ｐを装置外部へ排出するための排出ローラ１５２及び１５４が設けられている。
【００５５】
次に、画像形成装置１００の動作について説明する。画像形成装置１００に被記録画像の画像信号が入力されると、画像形成装置１００の制御部は、受信した画像信号に基づいて、帯電ローラ１３２により感光体ドラム１３０の表面を所定の電位に均一に帯電させた後、露光ユニット１３４により感光体ドラム１３０の表面にレーザ光を照射して静電潜像を形成する。
【００５６】
一方、現像ユニット１６０では、トナーとキャリアとを混合攪拌して十分に帯電させた後、トナーとキャリアとを混合することで生成される現像剤を現像ローラ（現像剤担持体）１６２に担持させる。そして、現像ローラ１６２の回転により現像剤が感光体ドラム１３０と対向する領域まで搬送されると、現像ローラ１６２に担持された現像剤のうちのトナーが感光体ドラム１３０の周面上に形成された静電潜像に移動し、静電潜像が現像される。こうして形成されたトナー像は、感光体ドラム１３０と転写ベルト１２１とが対向する領域において、感光体ドラム１３０から転写ベルト１２１へ一次転写される。転写ベルト１２１には、４つの感光体ドラム１３０上に形成されたトナー像が順次積層されて、１つの積層トナー像が形成される。そして、積層トナー像は、懸架ローラ１２１ｄと二次転写ローラ１２４とが対向する二次転写領域Ｒにおいて、記録媒体搬送ユニット１１０から搬送された用紙Ｐに二次転写される。
【００５７】
積層トナー像が二次転写された用紙Ｐは、定着ユニット１４０へ搬送される。用紙Ｐを加熱ローラ１４２と加圧ローラ１４４との間で熱及び圧力を加えながら通過させることにより、積層トナー像を用紙Ｐに溶融定着させる。その後、用紙Ｐは、排出ローラ１５２及び１５４により画像形成装置１００の外部へ排出される。一方、転写ベルト１２１は、ベルトクリーニング装置を備える場合、積層トナー像が用紙Ｐへ二次転写された後、転写ベルト１２１に残存するトナーをベルトクリーニング装置により除去してもよい。
【００５８】
（プロセスカートリッジ）
本実施形態に係るプロセスカートリッジは、感光体ドラム、及び、クリーニングユニット、必要に応じて、帯電ローラ、及び、現像ユニット等を備え、上記クリーニングユニットは上述の本実施形態に係るクリーニングブレードを有するものであり、画像形成装置中に着脱可能となるように設けられる。プロセスカートリッジは、例えば、感光体ドラム１３０、クリーニングユニット１３８、帯電ローラ１３２、及び、現像ユニット１６０を含んで構成される。
【実施例】
【００５９】
以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
【００６０】
（実施例１）
一般式（４）で表されるシラン化合物として、１，８−ビス（トリメトキシシリル）オクタン（略号：ＢＴＭＳＯ、商品名：ＳＩＢ１８３２．７、Ｇｅｌｅｓｔ社製）５．９１質量部、一般式（６）で表されるシラン化合物として、ヘキシルトリメトキシシラン（略号：ＨｅＴＭＳ、商品名：ＳＩＨ６１６８．５、Ｇｅｌｅｓｔ社製）４９．０２質量部、一般式（７）で表されるシラン化合物として、（３−グリシドキシプロピル）トリメトキシシラン（略号：ＧＰＴＭＳ、商品名：ＳＩＧ５８４０．０、Ｇｅｌｅｓｔ社製）１８．７２質量部、水２８．３６質量部、及び、エタノール６６．９３質量部を混合し、室温で撹拌した。次いで、混合物を１２０℃で２４時間加熱還流することによって、縮合物を得た。
【００６１】
合成した縮合物を２−ブタノールとエタノールとの混合溶媒（２−ブタノール：エタノール（質量比）＝１：１）に加えて、縮合物の０．３５質量％溶液を調製した。上記縮合物の溶液１００質量部に、光カチオン重合開始剤として、芳香族スルホニウム塩（商品名：ＡＤＥＫＡ  Ｏｐｔｍｅｒ  ＳＰ−１５０、旭電化工業株式会社製）０．３５質量部を加えて、塗布液を得た。
【００６２】
次に、基材として、ポリウレタン製ブレード（長さ：２３８ｍｍ、幅：１２．５ｍｍ、厚さ：２．０ｍｍ、商品名：ＵＷ０５９Ｇｒａｄｅ、ＮＯＫ株式会社製）をＡ４サイズの板金（支持体）に基材の自由長が８．０ｍｍとなるように取り付けた。基材の板金が取り付けられた側の反対側の端部を残して、基材のマスキングを行った。マスキングした基材に対して、上記塗布液をスプレー塗布した。塗布後の基材に、紫外線（波長：２５４ｎｍ）を積算光量が９０００ｍＪ／ｃｍ２となるように照射し、塗布液を硬化及び乾燥させることにより、図１に示すような、基材表面を被覆する高分子化合物層が形成されたクリーニングブレードを作製した。なお、紫外線の照射には、低圧水銀ランプ（ＨＡＲＩＳＯＮ東芝ＬＩＧＨＴＩＮＧ株式会社製）を用いた。高分子化合物層の厚さは５０ｎｍであった。紫外線の照射によって、縮合物中のＧＰＴＭＳに由来するグリシドキシプロピル基が開裂し、互いに結合することにより、縮合物の架橋反応が生じたことによるものであると考えられる。
【００６３】
（実施例２〜３６及び比較例１〜４）
シラン化合物の組成、水及びエタノールの混合量、縮合物の溶液の固形分濃度、並びに、高分子化合物層の厚さを表１〜５に記載のとおり変更した以外は、実施例１と同様にして、クリーニングブレードを作製した。表１〜５中の数値の単位は、特に断りのない場合には、質量部である。また、表１〜５中の括弧内の数値の単位はモル％である。表１〜５中に挙げられる略号の詳細は表６に示すとおりである。
【００６４】
【表１】
2015111213.tif 000003
【００６５】
【表２】
2015111213.tif 000004
【００６６】
【表３】
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【００６７】
【表４】
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【００６８】
【表５】
2015111213.tif 000007
【００６９】
【表６】
2015111213.tif 000008
【００７０】
［クリーニングブレードの評価］
得られたクリーニングブレードと感光体ドラムとを、それらを一体として支持するプロセスカートリッジ内に組み込み、このプロセスカートリッジをＡ４紙縦出力用のコピー機（商品名：Ｍｕｌｔｉｘｐｒｅｓｓ  Ｃ  ８６４０  ＮＤ、ＳＡＭＳＵＮＧ社製）に組み込んだ。クリーニングブレードの感光体ドラムに対する当接角度は２７°とし、荷重５０ｇ／ｃｍでクリーニングブレードを感光体ドラムに押圧した。温度２５℃、湿度６０％ＲＨの環境下で画像出力を行い、Ａ４用紙に１％印字画像を形成した。画像出力は、３０５ｍｍ／秒のプロセス速度で１０万枚に対して行った。画像出力前の高分子化合物層の弾性率を測定し、画像出力前の高分子化合物層の表面性、並びに、画像出力後のクリーニングブレードの摩耗量及びクリーニング性能を以下のとおり評価した。測定結果及び評価結果を表７〜１１に示す。
【００７１】
＜弾性率＞
画像出力前の高分子化合物層の弾性率を以下のように測定した。アルミニウムシート上に厚さが１０μｍ以上となるように高分子化合物層を形成したこと以外は、実施例１〜３６及び比較例１〜４と同様にして、実施例１〜３６及び比較例１〜４に対応する高分子化合物層の弾性率測定用サンプルを得た。表面皮膜物性試験機（商品名：フィッシャースコープＨ１００Ｖ、フィッシャーインストルメンツ社製）を用いて、上記サンプルの高分子化合物層の表面に、圧子を１μｍ／７秒の速度で進入させたときの圧子の変位の測定値から弾性率を求めた。
【００７２】
＜表面性＞
画像出力前の高分子化合物層の表面の外観を目視にて観察し、下記基準に従って表面性を評価した。
Ａ：高分子化合物層表面にクラック及びシワの発生が全くない。
Ｂ：高分子化合物層表面端部に極微小なクラックが発生している。
Ｃ：高分子化合物層表面端部に微小なクラックが発生している。
Ｄ：高分子化合物層の全表面に大きなクラック又はシワが発生している。
【００７３】
＜摩耗量＞
画像出力後のクリーニングブレードの感光体ドラムとの当接面の摩耗量を以下のように評価した。すなわち、摩耗量は、画像出力前の高分子化合物層の厚さｔｂ（ｎｍ）に対する、１０万枚の画像出力後の高分子化合物層の厚さｔａ（ｎｍ）の比率（保持率（％）：｛ｔａ／ｔｂ｝×１００）を算出し、下記基準に従って評価した。保持率が小さくなるほど摩耗しているものとした。画像出力前後の高分子化合物層の厚さは、クリーニングブレードを、クリーニングブレードと感光体ドラムとの当接面に対して垂直方向に切り取り、上記当接面の断面に白金蒸着して、上記断面を走査型電子顕微鏡（商品名：「Ｓ−４８００」、（株）日立ハイテクノロジーズ）で観察することにより、計測した。
Ａ：保持率が７０％以上である。
Ｂ：保持率が５０％以上７０％未満である。
Ｃ：保持率が３０％以上５０％未満である。
Ｄ：保持率が３０％未満である（高分子化合物層が摩耗により消失した状態を含む）。
【００７４】
＜クリーニング性能＞
画像出力を２万枚行うごとにハーフトーン画像を出力し、出力画像を目視にて観察し、下記基準に従ってクリーニング性能を評価した。
Ａ：１０万枚の画像出力後でも、欠け等に起因したクリーニング不良に伴う画像欠陥がない。
Ｂ：６万枚の画像出力後では、欠け等に起因したクリーニング不良に伴う画像欠陥がなく、８万枚又は１０万枚の画像出力後には画像欠陥がある。
Ｃ：２万枚、４万枚及び６万枚のいずれかの画像出力後で、欠け等に起因したクリーニング不良に伴う画像欠陥が発生している。
【００７５】
【表７】
2015111213.tif 000009
【００７６】
【表８】
2015111213.tif 000010
【００７７】
【表９】
2015111213.tif 000011
【００７８】
【表１０】
2015111213.tif 000012
【００７９】
【表１１】
2015111213.tif 000013
【００８０】
実施例１〜３６で得られたクリーニングブレードでは、繰り返し使用しても摩耗が小さく、クラック又はシワ等による表面性の低下も少ないことが確認された。また、このようなクリーニングブレードを用いて出力された画像には欠け等に起因したクリーニング不良に伴う欠陥が少なく、クリーニングブレードが優れたクリーニング性能を有することが確認された。一方、比較例１〜４で得られたクリーニングブレードでは、優れた表面性が得られず、繰り返し使用した場合に、クリーニング性能を維持することができなかった。
【符号の説明】
【００８１】
１…高分子化合物層、２…基材、３…支持体、１０…クリーニングブレード、１００…画像形成装置、１２０…転写ユニット、１３０…感光体ドラム、１３２…帯電ローラ、１３４…露光ユニット、１６０…現像ユニット。
【図１】
2015111213.tif 000014
【図２】
2015111213.tif 000015