(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に接触配置されて像担持体上の残留トナーを清掃するクリーニングブレードであって、
以下に記載のウレタンゴムにより形成され、
反発弾性係数（ＪＩＳ Ｋ６２５５）が１０℃で２０％以上、４０℃で７０％以下の範囲内であること、
３００％モジュラス（ＪＩＳ Ｋ６２５１）が２００ｋｇ／ｃｍ２以上であること、
引き裂き強度（ＪＩＳ Ｋ６２５２ アングル型）が７０ｋｇ／ｃｍ以上であること、
の各物性条件を満たすことを特徴とするクリーニングブレード。
但し、ウレタンゴムは、ジオール成分１（１，９−ノナンジオール）とジオール成分２（メチル−１，８オクタンジオール）とを（６５±３）：（３５±３）のモル比で混合したジオールと二塩基酸との脱水縮合により得られ且つエステル濃度が６．６〜７．０ｍｍｏｌ／ｇの範囲にあるポリエステルポリオールを長鎖ポリオールとして用いると共に、
１，３−プロパンジオール及びトリメチロールエタンが８５〜９０：１５〜１０％の比率で配合されたものを短鎖ポリオールとして用いるものである。
【請求項２】
請求項１記載のクリーニングブレードにおいて、
永久伸び（ＪＩＳ Ｋ６２６２）は、２．５％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いずれかに記載のクリーニングブレードが組み込まれたクリーニング装置。
【請求項４】
少なくとも、像担持体と、請求項１又は２いずれかに記載のクリーニングブレードを有するクリーニング装置とを備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項５】
一若しくは複数のクリーニング装置を有する画像形成装置において、
少なくともいずれか一つのクリーニング装置には請求項１又は２いずれかに記載のクリーニングブレードを組み込んだことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
一若しくは複数のクリーニング装置を有する画像形成装置において、
少なくともいずれか一つのクリーニング装置には請求項１又は２いずれかに記載のクリーニングブレードを組み込み、かつ、前記クリーニングブレードにて形状係数が１４０未満で、かつ、体積平均粒径が２〜８μｍのトナーをクリーニング対象とすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
像担持体として、トナー像を形成して担持する像形成担持体と、この像形成担持体上のトナー像を直接若しくは間接的に搬送する像担持搬送体とを備えた画像形成装置において、
像形成担持体に設けられたクリーニング装置には請求項１又は２いずれかに記載のクリーニングブレードを組み込んだことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
複数のクリーニング装置を有する画像形成装置において、
複数のクリーニング装置の全てには請求項１又は２いずれかに記載のクリーニングブレードを組み込んだことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真法又は静電記録法等を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置で主として用いられ、像担持体上の残留トナーを清掃するクリーニングブレードに係り、特に、現像剤として、小径の略球形トナーを使用した際のクリーニング性能に有効なクリーニングブレード及びこれを用いたクリーニング装置、プロセスカートリッジ並びに画像形成装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電子写真法又は静電記録法等にあっては、感光体等の像担持体上に静電潜像を形成した後、現像剤としてのトナーで前記静電潜像を可視像化し、続いて、この可視像化されたトナー像に対する転写工程及び定着工程を経て記録材上に画像を形成するという作像方式が採用されている。
この種の作像方式においては、通常転写工程後に像担持体上に残留トナーが残存するため、これを清掃するためにクリーニング装置が設けられる。
ここで、この種のクリーニング装置には各種方式のものが知られているが、代表的には、像担持体にクリーニングブレード（通常弾性を有する当接板を使用）を接触配置し、像担持体上の残留トナーを前記ブレードで掻き取るようにしたブレードクリーニング方式が採用されることが多い。
【０００３】
また、現像剤としてのトナーは、例えば熱可塑性樹脂を顔料、帯電制御剤及びワックス等の離型剤と共に溶融混練して冷却した後、微粉砕し、更に分級する混練粉砕法で製造される。また、このトナーの粒子表面には、流動性やクリーニング性を改善するために、必要に応じて無機微粒子や有機微粒子を添加することもある。
ところが、このような画像形成装置においても、近年の高度な情報化社会の発展に伴い高画質の情報ドキュメントを提供することが求められていることから、例えば、電子写真法又は静電記録法等によるカラー画像形成において、より高精細な画像を実現するために、トナー粒子の小径化とシャープな粒度分布、及び、トナー粒子の球形化の技術開発が進められている。
この場合、特にトナー粒子を球形化した場合には、その球形状のトナー粒子が担持される像担持体との接触面積を最小に保持することができるため、像担持体との付着力が抑制されて転写工程における転写性が高くなり、これにより、細線再現性など最終的な画質特性の向上が期待できる点で好ましい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、略球形トナーを使用する画像形成装置において、ブレードクリーニング方式を採用すると、略球形トナーがその形状に起因してブレードと像担持体との間をすり抜ける確率が高く、クリーニング不良が発生し易くなるため、そのクリーニング不良に起因した画質の低下が生じ易くなる。
従って、画像形成装置における高画質化を実現させるためには、略球形トナーに対するクリーニング不良を防止することが重要視されている。
【０００５】
そこで、従来にあっては、略球形トナーに対するクリーニング不良を防止する対策として、例えばブレードのエッジ部にかかる線圧を上昇させ、球形状トナーのすり抜けを防止する試みがなされている。
しかし この単なる線圧の上昇による対策では、ブレードエッジ部の摩耗が促進されたり、ブレードのびびり振動による異音が発生したり、ブレードの当接による像担持体の摩耗が促進される等の技術的課題がある。
また、この各摩耗や異音の発生を改善するため、そのブレードエッジ部に潤滑剤としてサブミクロン（０．２μｍ以下程度）の微粒子を供給し、ブレードエッジ部の摩擦係数を低減する対策が提案されている。
しかし、このようなサブミクロンの潤滑剤微粒子を使用した場合には、その効果は初期的にはあるが、像担持体、ブレードエッジの摩耗、傷が発生した経時劣化後には効果が落ち、この潤滑剤のサブミクロン微粒子がブレードエッジを通過し、例えば帯電装置を汚染して帯電不良を誘発して画像品質の低下を招くという技術的課題がある。
また、最悪の場合には、潤滑効果が部分的には発生しなくなるので、局所的なブレードエッジの欠けを起こし、クリーニング不良を発生させ、筋状のプリントという画質の低下につながる。
【０００６】
更に、サブミクロン（０．２μｍ以下程度）の不定形無機微粒子をブレードエッジ部に供給して、ブレードエッジ部にシール層を形成し、球形状トナーのすり抜けを発生しにくくさせる方法が提案されている。
この方法は、例えば不定形無機微粒子として不定形状のシリカやアルミナをブレードエッジ部に供給し、これらの不定形微粒子によってすり抜け易い略球形トナー粒子をトラップするというメカニズムに基づいてすり抜けを防止しようとするものである。
しかし、この方法も、サブミクロンの小粒径のものを使用するため、上記潤滑剤微粒を使用する場合と同様の技術的課題を生じる。
【０００７】
この他にも、略球形トナーと不定形トナーとを特定の割合で混在させて使用する方法（例えば特開平８−６２８９３号公報、特開平８−９５２８６号公報など）が提案されている。
しかし、このような方法の場合であっても、略球形トナーが不定形トナーの隙間をすり抜けてブレードエッジ部に進んですり抜けることがあるため、略球形トナーに対するクリーニング不良の改善が充分になされない。
【０００８】
また、クリーニングブレードは例えばウレタンゴムで形成されるが、このウレタンゴムは温度依存性があることが知られており、この温度依存性は、クリーニングブレードの反発弾性に大きく影響する。
例えば低温低湿環境下において反発弾性が低下すると、クリーニング不良となり、また、高温高湿環境下で反発弾性が大きく増加すると、ブレードエッジ部の欠落やめくれあるいはびびり振動による異音が発生する懸念がある。
そこで、この種のウレタンゴムからなるクリーニングブレードにあっては、環境依存性を如何に抑制するかが重要な解決課題として試行錯誤検討されている。
【０００９】
本発明は、以上の技術的課題を解決するために、略球形トナーに対するクリーニング不良を、低温低湿から高温高湿の環境条件下において確実に防止する、言い換えれば、低温低湿から高温高湿な環境条件下において、略球形トナーに対するクリーニング性能を良好に保つことを可能としたクリーニングブレード及びこれを用いたクリーニング装置、プロセスカートリッジ並びに画像形成装置を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、このような技術的課題を解決するために、ウレタンゴムからなるクリーニングブレードについて、環境依存性をどの程度に抑制すべきかを検討した結果、反発弾性係数、３００％モジュラス及び引き裂き強度の機械的物性を環境条件下で所定範囲内に最適化することにより、環境依存性による影響を抑制しながら、略球形トナーに対するクリーニング不良を改善可能とした提案を行った。
その後、本発明者らは、更に、クリーニングブレードの機械的物性と材料条件との関係について検討したところ、所定の材料条件の下でクリーニングブレードの機械的物性の最適化を容易に実現できることを見出し、本発明を案出するに至ったものである。
【００１１】
すなわち、本発明は、図１に示すように、像担持体１に接触配置されて像担持体１上の残留トナーを清掃するクリーニングブレード２であって、後述する特定のウレタンゴムにより形成され、▲１▼反発弾性係数（ＪＩＳ Ｋ６２５５）が１０℃で２０％以上、４０℃で７０％以下の範囲内であること、▲２▼３００％モジュラス（ＪＩＳ Ｋ６２５１）が２００ｋｇ／ｃｍ2 以上であること、▲３▼引き裂き強度（ＪＩＳ Ｋ６２５２ アングル型）が７０ｋｇ／ｃｍ以上であること、の各物性条件を満たすことを特徴とするものである。
【００１２】
このような技術的手段において、像担持体１とは、像を担持するものを広く含み、感光体などの像形成担持体は勿論、この像形成担持体上の画像を直接若しくは間接的に担持して搬送する像担持搬送体（中間転写体や記録材搬送体）を含む。
また、本発明で適用されるウレタンゴムは、ジオールと二塩基酸との脱水縮合により得られるポリエステルポリオールを長鎖ポリオールとして用いている。
ここで、ジオールとしては、ジオール成分１（１，９−ノナンジオール）とジオール成分２（メチル−１，８オクタンジオール）とを（６５±３）：（３５±３）のモル比で混合したものが用いられる。
但し、モル比の「±３」は規格幅である。
【００１３】
更に、ポリエステルポリオールは、エステル濃度が６．６〜７．０ｍｍｏｌ／ｇの範囲にあることを要する。
但し、エステル濃度（ｍｍｏｌ／ｇ）
＝（エステル基のモル数）／（ポリエステルの重量）
で定義される。
すなわち、エステル濃度が６．６〜７．０ｍｍｏｌ／ｇであるポリエステルポリオールを用いたウレタンゴムにあっては、反発弾性の温度依存性が低減し、低温域での反発弾性がある程度確保されると共に、高温域での反発弾性の上昇が抑えられることから、反発弾性係数条件を容易に満足させることができる。
また、機械的強度も十分に確保されることから、３００％モジュラス条件及び引き裂き強度条件を容易に満足させることができる。
このように、エステル濃度が６．６〜７．０ｍｍｏｌ／ｇのものは、機械的強度と反発弾性の温度依存性とを両立させる上で好適である。
【００１４】
ここで、エステル濃度が上限値を超えると、反発弾性の温度依存性が大きくなる。言い換えると、低温時の反発弾性係数が１０℃で２０％未満となり、クリーニング不良の発生が見られる。また、高温時の場合、反発弾性係数が４０℃で７０％を超える値となる。これに伴い、スティックスリップ運動が激しくなり、クリーニングブレード２のエッジに対するダメージを受け、欠けによるトナーすり抜け等が見られる点で好ましくにい。
一方、エステル濃度が下限値を下回ると、ウレタン特有のハードセグメントの含有量が著しく低下し、機械的強度も低下する点で好ましくない。
【００１５】
上述したポリエステルポリオールを用いてウレタンゴムを製造するには、ポリエステルポリオール及び鎖延長剤としての短鎖ポリオールに、ポリイソシアネートを配合し、反応させる。
ここで、短鎖ポリオールとしては、１，３−プロパンジオール及びトリメチロールエタンが用いられ、この短鎖ポリオール中、１，３−プロパンジオールが８５〜９０％含まれる。
反応はプレポリマー法やワンショット法など、ウレタンゴムの一般的な製造方法を用いることができる。プレポリマー法は強度、耐摩耗性にすぐれるウレタンゴムが得られるため本発明に好適であるが、製法により制限されるものではない。
また、本発明で用いられるウレタンゴムでは、ウレタンゴム中の長鎖ポリオールが６０〜８０重量％であるのが好ましい。
更に、本発明では、上述した所定のポリエステルポリオールの他、本発明の効果を損なわない範囲で他のポリオールを併用することができるが、ポリエステルポリオールの含有量は、長鎖ポリオール中、９０〜３０重量％であるのが好ましい。
【００１６】
次に、反発弾性係数条件について説明すると、以下のようである。
すなわち、低温低湿条件下において、従来のクリーニングブレードによってクリーニング性能を確保するためには、像担持体１へのクリーニングブレードの押し付け力を増大させればよいが、単に押し付け力を増大すると、像担持体１の摩耗量が増大し、像担持体１のライフが短かくなる。
しかしながら、本発明に係るクリーニングブレード２では、反発弾性係数（ＪＩＳ Ｋ６２５５）は１０℃で２０％以上、４０℃で７０％以下の範囲内のものを使用しているので、温度依存性（変動）が少ない。
この場合、低温低湿条件下のクリーニング性能を向上させるために、低温側での反発弾性をある程度大きく設定しても、高温側の反発弾性の上昇が少ない。
従って、低温側での反発弾性が大きな材料を使用することが可能になり、その分、低温側の押し付け力を増大させなくてもクリーニング性能を確保することができる。
また、高温側の反発弾性が抑制されているため、高温高湿条件下での、めくれ、欠けを抑制することができる。
【００１７】
また、本発明では、３００％モジュラス（ＪＩＳ Ｋ６２５１）が２００ｋｇ／ｃｍ2以上であり、更に、引き裂き強度（ＪＩＳ Ｋ６２５２ アングル型）は７０ｋｇ／ｃｍ以上である。
このように、３００％モジュラス及び引き裂き強度が高い場合には、クリーニングブレード２の微少な欠けを抑制することが可能になる。
【００１８】
前述のように、クリーニングブレード２の材料を選定すれば、各物性条件（環境依存性の影響低減、機械的強度）を容易に選定することが可能になる。
このため、本発明によれば、クリーニング性能を確保するために、像担持体１への押し付け力を不必要に上昇させる必要が無くなり、すべての使用環境においてクリーニング性能を良好に確保することができ、しかも、像担持体１の摩耗量を低減することが可能となる。
更に、像担持体１表面に放電生成物が付着したり表面が変質したりして、像担持体１の表面摩擦係数が上昇した状態においても、クリーニングブレード２の振動による騒音（鳴き）を低減することができる。
【００１９】
また、本発明のクリーニングブレード２において、永久伸び（ＪＩＳ Ｋ６２６２）が、２．５％以下のものを使用するのであれば、高温高湿条件下に長期間放置された後も、像担持体１への押し付け力の低下が少なく、クリーニング性能を確保することができる点で好ましい。
【００２０】
特に、本発明のクリーニングブレード２は、画像形成装置で使用した場合、高画質化には有利であるが、通常クリーニングし難いとされる小径で略球形トナー、具体的には、形状係数ＳＦが１４０未満で、かつ、体積平均粒径が２〜８μｍのトナーを効果的にクリーニングすることができるため、これらをクリーニング対象とする場合に極めて有効である。
ここで、形状係数ＳＦは、次式で定義される。
ＳＦ＝｛Ｍ２／（Ａ×４π）｝×１００
但し、Ｍ：トナー粒子の最大周囲長，Ａ：粒子の投影面積である。
また、形状係数ＳＦが１４０を越えると、トナー粒子が非定形の域に入り、略球形トナーによる良好な転写性が得られ難くなり、得られる画像の高画質化が困難になる。
一方、トナーの体積平均粒径が２μｍより小さくなると、粒子が小さくなるため適切な現像特性やクリーニング性能が得られない。反対に体積平均粒径が８μｍを超えて大きくなると、粒子が大きすぎて画像が粗くなり、画像の高画質化に不利になる。
【００２１】
本発明は、図１に示すように、上述したようなクリーニングブレード２に限られず、これを用いたクリーニング装置３をも対象とする。
本態様において、クリーニング装置３は像担持体１に接触配置されるクリーニングブレード２を具備したものを広く含む。
このため、クリーニング装置３に一つのクリーニングブレード２を具備したものに限らず、複数のクリーニングブレード２を具備したものでもよいし、クリーニングブレード２の上流側にクリーニングブラシ等の他のクリーニング部材を配設したもの等適宜選定して差し支えない。
【００２２】
また、本発明は、プロセスカートリッジをも対象とする。
この場合、本発明は、図１に示すように、像担持体１と、上述したクリーニングブレード２を有するクリーニング装置３とを備えたプロセスカートリッジである。
このプロセスカートリッジには、通常像担持体１上の静電潜像をトナーにて可視像化する現像装置が含まれるが、プロセスカートリッジには現像装置が分離した態様もあり得るため、ここでは現像装置を必須の要件にはせず、広くプロセスカートリッジを対象とすることにした。
【００２３】
更に、本発明は、画像形成装置をも対象とする。
この場合、本発明は、図１に示すように、一若しくは複数のクリーニング装置３を有する画像形成装置において、少なくともいずれか一つのクリーニング装置３に上述したクリーニングブレード２を組み込んだものである。
従って、複数のクリーニング装置３のいずれか一つに本発明のクリーニングブレード２を使用し、他のクリーニング装置３に本発明以外のクリーニング部材を使用したとしても、本発明の適用範囲である。
但し、複数のクリーニング装置３を有する画像形成装置において、クリーニング性能を良好に抑えるという観点からすれば、全てのクリーニング装置３に本発明のクリーニングブレード２を使用する態様が好ましい。
また、像担持体１が、トナー像を形成して担持する像形成担持体と、この像形成担持体上のトナー像を直接若しくは間接的に搬送する像担持搬送体とを備えたものである場合に、像形成担持体に設けられたクリーニング装置３に本発明のクリーニングブレード２を組み込んだものも、本発明の適用範囲である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
◎実施の形態１
図２は本発明が適用されたタンデム型画像形成装置の実施の形態１を示す説明図である。
同図において、タンデム型画像形成装置は、本体ハウジング２１内に四つの色（本実施の形態ではブラック、イエロ、マゼンタ、シアン）の作像エンジン２２（具体的には２２ａ〜２２ｄ）を横方向に配列し、その上方には各作像エンジン２２の配列方向に沿って循環搬送される中間転写ベルト２３０が含まれるベルトモジュール２３を配設する一方、本体ハウジング２１の下方には用紙等の記録材（図示せず）が収容される記録材供給カセット２４を配設すると共に、この記録材供給カセット２４からの記録材の搬送路となる記録材搬送路２５を垂直方向に配置したものである。
【００２５】
本実施の形態において、各作像エンジン２２（２２ａ〜２２ｄ）は、中間転写ベルト２３０の循環方向上流側から順に、例えばブラック用、イエロ用、マゼンタ用、シアン用（配列は必ずしもこの順番とは限らない）のトナー像を形成するものであり、各感光体ユニット３０と、各現像ユニット３３と、共通する一つの露光ユニット４０とを備えている。
ここで、感光体ユニット３０は、例えば感光体ドラム３１と、この感光体ドラム３１を予め帯電する帯電装置（本例では帯電ロール）３２と、感光体ドラム３１上の残留トナーを除去するクリーニング装置３４とを一体的にサブカートリッジ化したものである。
また、現像ユニット３３は、帯電された感光体ドラム３１上に前記露光ユニット４０にて露光形成された静電潜像を対応する色トナー（本実施の形態では例えば負極性）で現像するものであり、例えば前記感光体ユニット３０からなるサブカートリッジと一体化されてプロセスカートリッジ（所謂ＣＲＵ：Customer Replaceable Unit）を構成している。
尚、感光体ユニット３０を現像ユニット３３から切り離して単独のＣＲＵとしてもよいことは勿論である。また、図２中、符号３５（３５ａ〜３５ｄ）は各現像ユニット３３に各色成分トナーを補給するためのトナーカートリッジである（トナー補給経路は図示せず）。
【００２６】
一方、露光ユニット４０は、ユニットケース４１内に例えば四つの半導体レーザ（図示せず）、一つのポリゴンミラー４２、結像レンズ（図示せず）及び各感光体ユニット３０に対応するそれぞれミラー（図示せず）を格納し、各色成分毎の半導体レーザからの光をポリゴンミラー４２で偏向走査し、結像レンズ、ミラーを介して対応する感光体ドラム３１上の露光ポイントに光像を導くようにしたものである。
【００２７】
また、本実施の形態において、ベルトモジュール２３は、例えば一対の張架ロール（一方が駆動ロール）２３１，２３２間に中間転写ベルト２３０を掛け渡したものであり、各感光体ユニット３０の感光体ドラム３１に対応した中間転写ベルト２３０の裏面には一次転写装置（本例では一次転写ロール）５１が配設され、この一次転写装置５１にトナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加することで、感光体ドラム３１上のトナー像を中間転写ベルト２３０側に静電的に転写するようになっている。
更に、中間転写ベルト２３０の最下流作像エンジン２２ｄの下流側の張架ロール２３２に対応した部位には二次転写装置５２が配設されており、中間転写ベルト２３０上の一次転写像を記録材に二次転写（一括転写）するようになっている。
【００２８】
本実施の形態では、二次転写装置５２は、中間転写ベルト２３０のトナー像担持面側に圧接配置される二次転写ロール５２１と、中間転写ベルト２３０の裏面側に配置されて二次転写ロール５２１の対向電極をなすバックアップロール（本例では張架ロール２３２を兼用）とを備えている。
そして、例えば二次転写ロール５２１が接地されており、また、バックアップロール（張架ロール２３２）にはトナーの帯電極性と同極性のバイアスが印加されている。
更にまた、中間転写ベルト２３０の最上流作像エンジン２２ａの上流側にはベルトクリーニング装置５３が配設されており、中間転写ベルト２３０上の残留トナーを除去するようになっている。
【００２９】
また、記録材供給カセット２４には記録材をピックアップするフィードロール６１が設けられ、このフィードロール６１の直後には記録材を送出するテイクアウェイロール６２が配設されると共に、二次転写部位の直前に位置する記録材搬送路２５には記録材を所定のタイミングで二次転写部位へ供給するレジストレーションロール（レジストロール）６３が配設されている。
一方、二次転写部位の下流側に位置する記録材搬送路２５には定着装置６６が設けられ、この定着装置６６の下流側には記録材排出用の排出ロール６７が設けられており、本体ハウジング２１の上部に形成された排出トレイ６８に排出記録材が収容されるようになっている。
【００３０】
更に、本実施の形態では、本体ハウジング２１の側方には手差し供給装置（ＭＳＩ）７１が設けられており、この手差し供給装置７１上の記録材はフィードロール７２及びテイクアウェイロール６２にて記録材搬送路２５に向かって送出されるようになっている。
更にまた、本体ハウジング２１には両面記録用ユニット７３が付設されており、この両面記録用ユニット７３は、記録材の両面に画像記録を行う両面モード選択時に、片面記録済みの記録材を排出ロール６７を逆転させ、かつ、入口手前の案内ロール７４にて内部に取り込み、適宜数の搬送ロール７７にて内部の記録材戻し搬送路７６に沿って記録材を搬送し、再度レジストロール６３側へと供給するものである。
【００３１】
次に、本実施の形態で用いられるクリーニング装置３４について詳述する。
図３において、クリーニング装置３４は、残留トナーが収容され且つ感光体ドラム３１に対向して開口するクリーニングケース３４１を有し、このクリーニングケース３４１の開口下縁には感光体ドラム３１に接触配置されるクリーニングブレード３４２を図示外のブラケットを介して取り付ける一方、前記クリーニングケース３４１の開口上縁には感光体ドラム３１との間が気密に保たれるフィルムシール３４４を取り付けたものである。尚、符号３４５はクリーニングケース３４１内に収容された廃トナーを側方の廃トナー容器に導く搬送オーガである。
【００３２】
また、本実施の形態に係るクリーニングブレード３４２は、弾性材料であるウレタンゴムで形成されている。
このウレタンゴムは、ジオールと二塩基酸との脱水縮合により得られるポリエステルポリオールを長鎖ポリオールとして用いたものである。
特に、性能及びコスト面で好適なものは、ジオール成分１（１，９−ノナンジオール）及びジオール成分２（メチル−１，８−オクタンジオール）を所定のモル比（本例では、（６５±３）：（３５±３））で混合したジオールと、アジピン酸とを脱水縮合してなるポリエステルポリオールである。
勿論、これらを主成分とし、一部の成分を他のグリコールや二塩基酸で置換したものも好適に用いることができる。
ここで、メチル−１，８−オクタンジオールとは、１又は８以外の位置にメチル基を有するオクタンジオールであり、代表的なものは２−メチル−１，８−オクタンジオールであるが、これに限定されるものではない。
また、前記ポリエステルポリオールのエステル濃度は６．６〜７．０ｍｍｏｌ／ｇである。
【００３３】
また、ポリエステルポリオールと反応させるポリイソシアネートとしては、２，６−トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、パラフェニレンジイソシアネート（ＰＰＤＩ）、１，５−ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、３，３−ジメチルジフェニル−４，４’−ジイソシアネート（ＴＯＤＩ）などを挙げることができる。特に、性能及びコスト面で好適なものはＭＤＩである。
【００３４】
上述したポリエステルポリオールを用いてウレタンゴムを製造するには、ポリエステルポリオール及び鎖延長剤としての短鎖ポリオールに、ポリイソシアネートを配合し、反応させる。反応はプレポリマー法やワンショット法など、ポリウレタンの一般的な製造方法を用いることができる。
ここで、短鎖ポリオールとしては、１，３−プロパンジオール及びトリメチロールエタンが用いられ、更に、短鎖ポリオール中、１，３−プロパンジオールが８５〜９０％含まれているものが用いられる。
【００３５】
また、本実施の形態に係るクリーニングブレード３４２の機械的物性は以下の通りである。
・反発弾性係数：
これは、ＪＩＳ Ｋ６２５５に準拠するものであり、１０℃で２０％以上、４０℃で７０％以下の範囲内であることが必要である。
・３００％モジュラス：
これは、ＪＩＳ Ｋ６２５１に準拠するものであり、２００ｋｇ／ｃｍ2 以上であることが必要である。
・引き裂き強度：
これは、ＪＩＳ Ｋ６２５２のアングル型に準拠するものであり、７０ｋｇ／ｃｍ以上であることが必要である。
・永久伸び：
これは、ＪＩＳ Ｋ６２６２に準拠するものであり、２．５％以下、好ましくは１％以下更に好ましくは０．５％以下であることが必要である。
・押し付け圧：
これは、感光体ドラム３１に対するクリーニングブレード３４２の接触圧であり、３．０〜６．０ｇｆ（＝３．０〜６．０×１０-3×９．８Ｎ）／ｍｍ程度に設定される。
【００３６】
尚、本実施の形態では、各作像エンジン２２（２２ａ〜２２ｄ）の全てのクリーニング装置３４において、同様なクリーニングブレード３４２が用いられているほか、ベルトクリーニング装置５３で用いられるクリーニングブレード５３１も前記クリーニングブレード３４２と同様な物性特性のものが用いられる。
【００３７】
また、本実施の形態で用いられる現像ユニット（現像装置）３３は、例えば図３に示すように、現像剤が収容され且つ感光体ドラム３１に対向して開口するユニットケース３３１を有し、このユニットケース３３１の開口に面した箇所に現像ロール３３２を配設すると共に、ユニットケース３３１内には現像剤攪拌搬送のための搬送オーガー３３３を配設し、更に、現像ロール３３２と搬送オーガー３３３との間には必要に応じて搬送パドル３３４を配設し、現像ロール３３２に現像剤を供給した後、例えばトリミング部材３３５にて現像剤を層厚規制した状態で、感光体ドラム３１に対向する現像領域に搬送し、現像に供するようにしたものである。
本実施の形態では、現像ユニット３３としては、例えばトナーとキャリアとからなる二成分現像剤を使用する態様のものが示されているが、トナーのみを使用する一成分現像剤を使用する態様など適宜選定して差し支えない。
【００３８】
ここで、本実施の形態で使用されるトナーは小径の略球形トナーである。
すなわち、トナーの形状係数ＳＦは１４０未満、好ましくは１３５以下、より好ましくは１２０以下である球形状の粒子である。
この形状係数ＳＦが１４０以上になると、トナー粒子が球形状でない不定形になってしまい、良好な転写性等が得られにくくなり、得られる画像の高画質化が困難となる。
一方、このトナー粒子は、高画質化を企図する観点からすれば、その体積平均粒子径は好ましくは２〜８μｍである。
【００３９】
トナー粒子は、必須成分として結着樹脂及び着色剤を含有し、所望により離型剤又は離型剤樹脂を含有したものである。その結着樹脂は、従来よりトナーに用いられている結着樹脂を用いることができ、特に制限されない。
具体的には、スチレン、パラクロロスチレン、α−メチルスチレン等のスチレン類；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸２−エチルヘキシル等のアクリル系単量体；メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎ−プロピル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸２−エチルヘキシル等のメタクリル系単量体；アクリル酸、メタクリル酸、スチレンスルフォン酸ナトリウム等のエチレン性不飽和酸単量体；アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のビニルニトリル類；ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル類；ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類；エチレン、プロピレン、ブタジエン等のオレフィン類などの単量体からなる単独重合体、それらの単量体を２種以上組み合せた共重合体、又はそれらの混合物を挙げられる。さらには、これら単独重合体、共重合体又は混合物に、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂等、非ビニル縮合系樹脂、又は、それらと前記ビニル系樹脂との混合物、これらの共存下でビニル系単量体を重合して得られるグラフト重合体等を挙げることができる。
【００４０】
上記着色剤は、従来より公知の着色剤を用いることができ、特に制限されない。
例えば、カーボンブラック、クロムイエロー、ハンザイエロー、ベンジジンイエロー、スレンイエロー、キノリンイエロー、パーマネントオレンジＧＴＲ、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、ウオッチヤングレッド、パーマネントレッド、ブリリアンカーミン３Ｂ、ブリリアンカーミン６Ｂ、デイポンオイルレッド、ピラゾロンレッド、リソールレッド、ローダミンＢレーキ、レーキレッドＣ、ローズベンガル、アニリンブルー、ウルトラマリンブルー、カルコオイルブルー、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、マラカイトグリーンオクサレレートなどの種々の顔料や、アクリジン系、キサンテン系、アゾ系、ベンゾキノン系、アジン系、アントラキノン系、チオインジコ系、ジオキサジン系、チアジン系、アゾメチン系、インジコ系、チオインジコ系、フタロシアニン系、アニリンブラック系、ポリメチン系、トリフェニルメタン系、ジフェニルメタン系、チアジン系、チアゾール系、キサンテン系などの各種染料などを１種又は２種以上を併せて使用することができる。
【００４１】
上記トナー粒子に所望により含有させる離型剤又は離型剤樹脂は、上記の結着樹脂成分の一部として添加してもよい。
ここで用いる離型剤としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等の低分子量ポリオレフィン類；シリコーン類、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、リシノール酸アミド、ステアリン酸アミド等のような脂肪酸アミド類；カルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス、木ロウ、ホホバ油等のような植物系ワックス；ミツロウのごとき動物系ワックス；モンタンワックス、オゾケライト、セレシン、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックス等のような鉱物系又は石油系のワックス、及びそれらの変性物などを挙げることができる。これらのうちの少なくとも１種をトナー粒子内に含有させるのがよい。
【００４２】
また、上記トナー粒子は、上記成分の他に、さまざまな特性を制御するために、種々の成分を含有させることができる。例えば、磁性トナーとして用いる場合、磁性粉（例えばフェライトやマグネタイト）、還元鉄、コバルト、ニッケル、マンガン等の金属、合金又はこれら金属を含む化合物などを含有させることもできる。さらに必要に応じて、４級アンモニウム塩、ニグロシン系化合物やトリフェニルメタン系顔料等の通常使用される帯電制御剤を適宜選択して含有させてもよい。
【００４３】
上記の条件を満たすトナー粒子を得る方法は、特に制約されるものではないが、例えば、通常の粉砕法で選られた不定形状のトナー粒子を機械的な衝撃力により上記条件を満たすように球形化して作製する乾式の高速機械衝撃法や、分散媒中で不定形状トナーを球形化して作成する湿式溶融球形化法や、懸濁重合、分散重合、乳化重合凝集法等の既知の重合法により製造する球形トナー製造法などを用いることができる。
【００４４】
また、トナーとしてより好ましい態様としては、略球状トナー粒子に、特定の不定形微粒子、単分散球形シリカ及び小径の有機化合物を外添したトナー、あるいは、略球形トナー粒子に、特定の研磨剤の微粒子、単分散球形シリカ及び小径の有機化合物を外添したトナーが挙げられる。
ここで、トナー粒子に外添される不定形微粒子は、その形状係数が１３０以上、好ましくは１３５〜１５０、より好ましくは１４０〜１４５である不定形状のものである。
この形状係数は、前記したトナー粒子における形状係数ＳＦと同様のものである。この形状係数の値が低すぎると、クリーニング装置におけるブレードエッジ部においてシール剤としての作用が十分に得られなくなる。
【００４５】
また、この不定形微粒子は、トナーの帯電極性とは逆極性の微粒子である。
しかも、この不定形微粒子は、その粒径がトナー粒子の体積平均粒子径に対して０．１〜１．０倍のものである。
具体的には、体積平均粒子径として０．５〜１０μｍ、好ましくは０．７〜５μｍ、より好ましくは１〜３μｍの範囲である。この微粒子の体積平均粒子径がトナー粒子の体積平均粒子径に対して０．１倍未満の値（０．５μｍ未満）になると、クリーニング装置におけるブレードエッジ部へのシール剤としての不定形微粒子の供給が十分に行われないため、良好なクリーニング特性が得られない傾向がある。
反対に、体積平均粒子径がトナー粒子の体積平均粒子径に対して１．０倍の値（１０μｍ）を超えると、現像装置内等で粒子が飛散しやすく、画像形成装置内の汚染を引き起こし易くなる傾向がある。
【００４６】
この不定形微粒子の材料は、特に制約されるものではなく、例えば、前記したトナー粒子の結着樹脂として示した種々の樹脂成分を用いることができる。
そして、この不定形微粒子を得る方法としては、その樹脂成分を用いて機械的な既存の樹脂粉砕法、又は水、有機溶剤等の液状媒体中における既存の乳化法もしくは分散法により樹脂微粒子を製造する方法を用いることができる。
【００４７】
また、トナー粒子に外添される研磨剤微粒子は、トナーの帯電極性とは逆極性の微粒子である。しかも、この微粒子は、その体積平均粒径が０．３〜２μｍ、好ましくは０．５〜１．５μｍの範囲の粒子である。
この研磨剤微粒子は、その体積平均粒径が０．３μｍ未満になると、クリーニング装置のブレードエッジ部においてすり抜けが発生し、ブレードエッジ部に研磨剤微粒子が溜められなくなるため、良好な研磨効果が得られなくなり、良好なクリーニング特性が得られない傾向がある。反対に、その体積平均粒径が２μｍを超えると、トナー粒子との外添強度が弱くなり、現像装置内等で粒子が飛散しやすく、画像形成装置内の汚染を引き起こし易くなる傾向がある。
【００４８】
更に、トナー粒子に外添される単分散球形シリカは、比重が１．３〜１．９、平均粒径が８０〜３００ｎｍのものである。
この比重を１．９以下に制御することにより球形シリカのトナー粒子からの剥がれを抑制することができ、反対に１．３以上に制御することにより凝集分散を抑制することができる。また、その平均粒径が８０ｎｍよりも小さいときには、転写助剤としての効果が低下し、反対に３００ｎｍよりも大きいときにはトナー粒子に外添しにくい等の不具合がある。このシリカは、単分散かつ球形であることからトナー粒子の表面に均一に分散し、安定したスペーサー効果が得られる。
【００４９】
ここで、単分散の定義としては凝集体を含め平均粒径に対する標準偏差で議論することができ、標準偏差としてＤ５０＊０．２２以下であることが望ましい。球形の定義としてはＷａｄｅｌｌの球形度で議論ができ球形化度が０．６以上、好ましくは０.８以上であることが望ましい。また、シリカに限定する理由としては、その屈折率が１．５前後であり、粒径を大きくしても光散乱による透明度の低下、特にＯＨＰシートに画像を形成してＯＨＰ（オーバーヘッドプロジェクター）上への画像採取時のＰＥ値等に影響を及ぼさないことが挙げられる。一般的な球形シリカは比重が２．２、粒径が最大で５０ｎｍのものが製造上から限界である、この場合にはトナー粒子に対する均一分散や安定したスペーサー効果が得られない。
【００５０】
このような単分散球形シリカは、湿式法であるゾルゲル法により得ることができる。このときのシリカの比重については、湿式法且つ焼成することなしに作成するため、蒸気相酸化法に比べて低く制御することができる。また、疎水化処理工程での疎水化処理剤種、あるいは処理量を制御することにより更に調整することが可能である。その粒径については、ゾルゲル法の加水分解、縮重合工程のアルコキシシラン、アンモニア、アルコール、水の重量比、反応温度、攪拌速度、供給速度により自由に制御できる。単分散、球形形状も本手法にて作成することにより達成可能となる。
【００５１】
具体的には、テトラメトキシシランを水、アルコールの存在下、アンモニア水を触媒として温度をかけながら滴下、攪拌を行う。次に、反応により作成されたシリカゾル懸濁液を遠心分離し、湿潤シリカゲルとアルコール、アンモニア水とに分離する。次に、湿潤シリカゲルに溶剤を加えて再度シリカゾルの状態にした後、疎水化処理剤を加えてシリカ表面の疎水化を行う。疎水化剤としては一般的なシラン化合物を用いることができる。次に、この疎水化処理シリカゾルから溶媒を除去、乾燥、シーブすることにより狙いの単分散シリカを得ることができる。また、このように得られたシリカを再度疎水化処理しても構わない。上記シラン化合物は、水溶性であるものが使用できる。このようなシラン化合物としては、化学構造式Ｒa ＳｉＸ４-a （式中、ａは０〜３の整数であり、Ｒは水素原子、アルキル基及びアルケニル基等の有機基を表し、Ｘは塩素原子、メトキシ基及びエトキシ基等の加水分解性基を表す。）で表される化合物を使用することができ、クロロシラン、アルコキシシラン、シラザン、特殊シリル化剤のいずれのタイプを使用することも可能である。このシラン化合物からなる疎水化剤のうち特に好ましいものは、ジメチルジメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、メチルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン等である。
【００５２】
更に、トナー粒子に外添される小径の有機化合物は、単分散球形シリカの粒径よりも小径のものであり、具体的には８０ｎｍ以下、より好ましくは５０ｎｍ以下のものである。
このような小径の有機化合物を使用する理由は、トナーの流動性、及び帯電を制御するためにトナー粒子の表面を充分に被覆する必要があるが、上記球形シリカだけでは充分な被覆ができないことから、それを補足するためである。
【００５３】
この小径の有機化合物と上記単分散球形シリカは、初めに単分散球形シリカをトナーと混合し、しかる後、小径の有機化合物を添加して混合するという手順によりトナー粒子に被覆される。これは、小径の有機化合物と単分散球形シリカを同時にトナー粒子に対して添加混合する手順であると、小径の有機化合物がトナー表面に選択的に付着するため有機化合物よりも大径の単分散球形シリカがトナー粒子から遊離しやくなってしまうからであり、また、小径の有機化合物を添加混合した後に単分散球形シリカを添加混合する手順であると、トナー流動性がきわめて高くなり、後から添加混合する球形シリカがトナー粒子にかからず均一に分散させることが困難となるからである。
【００５４】
以上の不定形又は研磨剤の微粒子、単分散球形シリカ及び小径の有機化合物（以下、これらをまとめて単に「凝集微粒子」とも称す）は、着色剤を含有しないものがよい。それらのいずれかの微粒子の一部がトナー粒子と共にトナー像中に含まれて転写定着された場合に、それによって生じる画像欠陥を防止するためである。
そして、以上のように得られる凝集微粒子を上述のトナー粒子に、一定の比率で外添混合することにより、本実施の形態で使用する現像用トナーを調製することができる。
この場合、その外添比率は、トナー粒子と凝集微粒子との合計を１００重量部とした場合、凝集微粒子が０．３〜１０重量部、好ましくは０．５〜５重量部、より好ましくは１〜３重量部である。その凝集粒子の外添量が０．３重量部未満の場合には、球形状トナーに対する良好なクリーニング効果が十分に得られない傾向にあり、反対に１０重量部を超えるとトナーとしての帯電特性や流動特性を著しく損なう傾向にある。
【００５５】
この実施の形態に係る画像形成装置において、上記したような不定形又は研磨剤の微粒子、単分散球形シリカ及び小径の有機化合物が外添された球形状トナー粒子からなるトナーを使用した場合には、略球形トナーに対してより良好なクリーニング効果が得られる点で好ましい。
【００５６】
次に、本実施の形態に係る画像形成装置の作動を説明する。
先ず、各作像エンジン２２（２２ａ〜２２ｄ）が各色成分トナー像を形成すると、各色成分トナー像は中間転写ベルト２３０に順次一次転写され、しかる後、二次転写装置５２にて記録材に一括転写され、未定着トナー像が転写された記録材は定着装置６６による定着処理を経た後、排出トレイ６８へと排出される。
一方、各作像エンジン２２（２２ａ〜２２ｄ）において、感光体ドラム３１上の残留トナーはクリーニング装置３４にて清掃され、また、中間転写ベルト２３０上の残留トナーはベルトクリーニング装置５３にて清掃される。
【００５７】
このような作像過程において、使用トナーは小径の略球形トナー（例えば特定の不定形微粒子、研磨剤、単分散球形シリカ及び小径の有機化合物を外添していないトナー）であるが、夫々の残留トナーはクリーニング装置３４（又はベルトクリーニング装置５３）によって、環境条件にほとんど影響されることなく、確実に清掃される。
このような性能は、後述する実施例によって裏付けられる。
【００５８】
また、使用トナーとして、トナー粒子に、特定の不定形微粒子、研磨剤、単分散球形シリカ及び小径の有機化合物を外添した態様のトナーを使用した場合には、トナー自体がクリーニング効果を奏するため、更に、クリーニングブレードによるクリーニング性能が向上する。
すなわち、感光体ドラム３１（又は中間転写ベルト２３０）とクリーニングブレード３４２（５３１）の先端部との間にトナー粒子に外添されている不定形又は研磨剤の微粒子が滞留するように堆積してダムのごとく存在するため、略球形トナーがその不定形又は研磨剤の微粒子によりせき止められてそれ以上先には進まず、その結果、クリーニングブレード３４２（５３１）の先端部からすり抜けてしまうことが防止されるためである。
特に、この不定形又は研磨剤の微粒子は、トナー粒子の体積平均粒径と同等か又は少し小さい程度という比較的大径の微粒子か又は他の外添剤である微粒子に比べて比較的大径の微粒子であるため飛散しにくいという利点もある。尚、微小の有機化合物はきわめて微小な粒径からなる超微粒子であるため、上記不定形又は研磨剤の微粒子によりせき止められることがなくすり抜けて感光体ドラム３１（又は中間転写ベルト２３０）とクリーニングブレード３４２（５３１）の先端部との間に送られ、潤滑剤として機能する。
【００５９】
【実施例】
◎実施例１
本実施例に係るクリーニングブレードは実施の形態１をより具体的にしたモデルであり、以下のように構成されている。
・ウレタンゴム：
１，９−ノナンジオール／２−メチル−１，８−オクタンジオール（モル比６５／３５）とアジピン酸とから分子量２０００のポリエステルポリオールを得た。このポリエステルポリオール中のエステル濃度は、６．８ｍｍｏｌ／ｇである。このポリエステルポリオールと、鎖延長剤として、１，３−プロパンジオールとトリメチロールエタンとの混合物にて反応させ、以下の物性値を得た。
・１０℃の反発弾性係数＝２２％
・４０℃の反発弾性係数＝６０％
・３００％モジュラス＝２３０ｋｇ／ｃｍ２
・引き裂き強度＝８４ｋｇ／ｃｍ
・永久伸び（ＪＩＳ Ｋ６２６２）＝２．５％
・クリーニングブレードと感光体ドラムとの押付力＝４ｇｆ／ｍｍに設定されている。
尚、比較例は１０℃で反発弾性係数が２０％未満、永久伸びが３．８％、３００％モジュラスが２８０ｋｇ／ｃｍ、引き裂き強度が７３ｋｇ／ｃｍのクリーニングブレードを使用した。
【００６０】
図４は形状係数の異なる各種トナーに対する、実施例１及び比較例に係るクリーニングブレードのトナーすり抜け状態の有無を示す説明図である。
同図において、比較例は、ＳＦ（形状係数）値が小さくなるほどクリーニング不良の発生状況が悪化する。尚、図４中、「すりぬけ本数」は、感光体ドラム上の残留トナーがクリーニングブレードをすりぬけ、クリーニング不良になった本数を示す。
【００６１】
◎実施例２
次に、以下のような画像形成装置を用いてクリーニング特性試験を行った。
［画像形成装置の構成］
画像形成装置として、図２に図示の画像形成装置を使用し、その各構成については以下の条件とした。
0003944701.tif 000002
【００６２】
［クリーニング特性試験］
試験は、重合法によって作成された本明細書記載のトナーを用い、その形状係数は１３０から１３５、その平均粒径は６μｍである。このトナーを含む二成分現像剤を上記画像形成装置における現像装置に収容して使用し、その画像形成装置によるテストプリント（１色当たりの面積率５％の画像をランレングス５枚の繰り返しで５０，０００枚分（５０ｋｐｖ）プリント後の評価）を高温高湿（２８℃、８５％ＲＨ）、低温低湿（１０℃、１５％ＲＨ）、及び、中温中湿（２２℃、５５％ＲＨ）のそれぞれの環境で行ったときのクリーニング装置のクリーニング結果をプリント画像と感光体ドラムの観察をすることにより行った。同時に各速度での感光体ドラムとクリーニングブレードのこすれ時に発生する耳障り音発生の有無を確認した。
【００６３】
評価項目としては、クリーニング性能（クリーニング不良による筋状の画質欠陥：色筋の発生の有無）、ブレードダメージ（クリーニングブレードのエッジの欠け、ブレード自体のめくれ）、感光体ドラム回転時のブレード鳴きの有無、感光体ドラムの表面層の膜厚減少量(表面層の膜厚変化による画質変動を含む)について調べた。
その結果の良否は次の基準で評価した。この結果を図５及び図６に示した。
◎：５０ｋｐｖのテストプリント終了時点で評価対象の症状が発生せず、それ以降も良好な結果が得られると予測された場合。
○：５０ｋｐｖのテストプリント終了時点で評価対象の症状が発生しないが、その時点でほぼ寿命であると判断された場合。
×：テストプリント中に評価対象の症状が発生して５０ｋｐｖ分のテストプリントを完遂できなかった場合。
××：初期段階（１０ｋｐｖ以下のテストプリント段階）で評価項目の症状が発生した場合。
【００６４】
［ブレードへたり性能試験］
実施の形態１に示した感光体ユニット３０にクリーニングブレードを規定押しつけ力が得られる様に設定した後、感光体ドラムを取り付け、感光体ユニット３０を恒温恒湿槽の中に放置する。このときの温度、湿度、および放置時間の条件は、４５℃、９５％ＲＨ、７２時間とした。その後この感光体ユニット３０を画像形成装置に装填し、１ｋｐｖのショートランニングを行い、前記各プロセススピード、各環境下において評価を実施した。評価項目としては、前記クリーニング性能（クリーニング不良による筋状の画質欠陥：色筋の発生の有無）のみとした。
【００６５】
その結果の良否は次の基準で評価した。この結果を図５及び図６に示した。
◎：１ｋｐｖのテストプリント終了時点で評価対象の症状が発生せず、それ以降も良好な結果が得られると予測された場合。
○：１ｋｐｖのテストプリント終了時点で評価対象の症状が発生しないが、その時点でほぼ寿命であると判断された場合。
×：テストプリント中に評価対象の症状が発生して１ｋｐｖ分のテストプリントを完遂できなかった場合。
××：初期段階（１００ｐｖ以下のテストプリント段階）で評価項目の症状が発生した場合。
尚、比較例１と実施例１とでへたり量（クリーニングブレードの永久変形のことである。すなわち、感光体ドラムにある量変形させて押し付け力を発生させた状態で高温高湿条件下に長期間保持した後に、元に戻らなくなくなって永久変形が生じるが、元の状態に対してどれくらい変形したかを示す値がへたり量である。）を調べたところ、比較例１が０．３ｍｍであるのに対し、実施例１は０．２ｍｍであった。
【００６６】
◎実施例３
本実施例は、実施の形態１に係るクリーニングブレードの引き裂き強度測定を６０ロット行ったところ、図７に示すような結果が得られた。尚、ここで用いた引き裂き試験は、ＪＩＳ Ｋ６２５２ アングル型に準拠した。
同図によれば、いずれのクリーニングブレードも８０ｋｇ／ｃｍ以上の引き裂き強度のものが得られており、クリーニングブレードとして要求される７０ｋｇ／ｃｍ以上の要件を充分に満たしていることが確認される。
【００６７】
◎実施例４
本実施例は、使用するウレタンゴムの材料を異ならせたサンプルＡ〜Ｄを用意し、これらの環境依存性を調べたところ、図８及び図９に示す結果が得られた。
先ず、各サンプルＡ〜Ｄについて説明する。
サンプルＡ：
１，９−ノナンジオール／２−メチル−１，８−オクタンジオール（モル比６５／３５）とアジピン酸とから分子量２０００のポリエステルポリオールを得た。ポリエステルポリオール中のエステル濃度は、６．８ｍｍｏｌ／ｇである。
このポリエステルポリオールと、ＭＤＩおよび鎖延長剤としての１，３−プロパンジオール／トリメチロールエタン混合液とを用いて熱硬化型ウレタンゴムとし、クリーニングブレードを製造した。尚、ウレタンゴム中のポリエステルポリオールは約６５重量％とした。
サンプルＢ：
エチレングリコールとアジピン酸からなる分子量２０００のポリエステルポリオール（エステル濃度１１．３ｍｍｏｌ／ｇ）を用いた以外は、サンプルＡと同様にしてクリーニングブレードを製造した。尚、ウレタンゴム中のポリエステルポリオールは約６５重量％とした。
サンプルＣ：
ネオペンチルグリコールを開始剤とし、これにε−カプロラクトンを付加させて得た、数平均分子量２０００のポリエステルジオール（カプロラクトンＡ：エステル濃度８．５ｍｍｏｌ／ｇ）を用いた以外はサンプルＡと同様にしてクリーニングブレードを製造した。尚、ウレタンゴム中のポリエステルポリオールは約６５重量％とした。
サンプルＤ：
ドデカンジオールを開始剤とし、これにε−カプロラクトンを付加させて得た、数平均分子量１５００のポリエステルジオール（カプロラクトンＢ：エステル濃度７．６ｍｍｏｌ／ｇ）を用いた以外はサンプルＡと同様にしてクリーニングブレードを製造した。尚、ウレタンゴム中のポリエステルポリオールは約６５重量％とした。
【００６８】
実験例１：
各サンプルＡ〜Ｄについて、０℃〜５０℃の反発弾性係数を測定してその温度依存性を評価した。
この結果を図８及び図９に示す。
ここで、反発弾性係数はＪＩＳ  Ｋ６２５５に準拠したリュプケ式反発弾性試験装置により求めた。
この結果より、サンプルＡは、サンプルＢ〜Ｄのものと比較して、反発弾性の温度依存性が著しく小さく、１０℃の反発弾性係数が２０％以上であり且つ４０℃の反発弾性係数が７０％以下であることがわかった。
【００６９】
実験例２：
各サンプルＡ〜Ｄのクリーニングブレードを用いて、クリーニング性能をＬＬ（１０℃１５％ＲＨ）、ＮＮ（２３℃５０％ＲＨ）、ＨＨ（３５℃８５％ＲＨ）の各条件で評価し、また、エッジの摩耗状態を観察した。尚、クリーニング性能は、平均粒径６μｍの略球状重合トナーを用いて行った。
この結果を図１０に示す。また、夫々の反発弾性のデータを併せて示した。
尚、図１０中のクリーニング性能は、クリーニングが良好にできたのを○、クリーニングができなかったのを×で示した。エッジの摩耗状態は、画像に支障をきたさない均一な摩耗を問題無、画像に不具合を生じる欠落などの不均一な摩耗を摩耗量大、食い込み量大で示した。また、図１０中、ＲｂT10は１０℃の反発弾性係数，ＲｂT40は４０℃の反発弾性係数を意味する。
この結果より、サンプルＡのクリーニングブレードは温度変化に対して安定したクリーニング性能を示し、低温時のクリーニング性能が良好で、高温使用時におけるエッジの耐久性が良好であることがわかった。
また、これらのサンプルは、１０℃の反発弾性が２０％以上かつ４０℃の反発弾性が７０％以下の値を示した。
【００７０】
これに対して、エステル濃度が高いサンプルＢ〜Ｄでは、エッジの摩耗状態は良好であったが、低温時のクリーニングが不良であった。このサンプルＢ〜Ｄは、１０℃の反発弾性係数が２０％より小さい値を示した。
また、サンプルＣでは、高温時のクリーニングが困難であることがわかった。このサンプルＣは、反発弾性の温度依存性が大きく、しかも、４０℃の反発弾性が７０％を超えていた。
更に、サンプルＤでは、エステル濃度が８ｍｍｏｌ／ｇより小さいポリエステルポリオールを用いたポリウレタンであるが、良好なクリーニングができなかった。このサンプルＤは、反発弾性の温度依存性が比較的小さく、４０℃の反発弾性係数が７０％より小さいが、反発弾性係数の最小値が２０℃であり、０℃より高い値を示した。
【００７１】
この結果から、粒径が比較的大きく、粉砕型の形状の従来のトナーではクリーニング特性が良好であった。ポリエチレンアジペートやポリカプロラクトンを原料としたポリエステル系ウレタンゴムでは、小粒径、真球度の高いトナーに対しては十分なクリーニング特性が得られず、このような小粒径、真球度の高いトナーに対してはサンプルＡの条件を満足するウレタンゴムを用いた方がより優れた特性が得られることがわかった。
【００７２】
◎実施例５
本実施例は、ウレタンゴムを製造するポリエステルポリオールのエステル濃度が６．８±０．２ｍｍｏｌ／ｇであることがクリーニング性能を良好に保つ為に必要であることを実験的に確認したものである。
ここで、、図１１はエステル濃度の算出式についての説明図、図１２はｎ値と分子量とに対するエステル濃度の変化例を示す説明図である。
図１１において、エステル濃度の計算方法は、ＮＤ／ＡＡ  １：１の繰り返し１ユニットＦｗ＝２７０で、両端末がＨ2Ｏ無しＮＤ（Ｆｗ＝１２６）であることを考慮して、図１１中の（４）式を満たすｎを計算し、そのときのＣＯＯ濃度で計算した。
尚、図１１中、Ｍｎは分子量、Ｆｗはアジピン酸と１，９−ノナンジオールとの合計の数平均分子量、また、（４）式中、数値”１８”はＨ2Ｏの分子量を示す。
また、図１２において、ｍｍｏｌ値は、ポリエステルポリオールを１ｇ秤取った時のモル数を示す。
【００７３】
図１２に示すように、本実施の形態１に係るクリーニングブレードの配合系で、ポリエステルポリオールの分子量を１３００に、すなわち、エステル濃度を６．６ｍｍｏｌ／ｇ未満にすると、架橋点間分子量が短くなり、１０℃における反発弾性係数が２０％未満になる。
一方、その分子量を２８４４とし、エステル濃度が７．０ｍｍｏｌ／ｇを超えると、架橋点間分子量が長くなり、永久伸びが２．５％を超えてしまうと共に、３００％モジュラスが２００ｋｇ／ｃｍ２未満となり、目的とする所望の物性が得られないことが確認される。
ちなみに、分子量が３０００を超えると、ポリエステルポリオールの粘度が急激に上昇し、ブレードに使用するシートが得られない状態になる。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、クリーニングブレードとして、ウレタンゴムの好ましい材料を選定した上で、環境依存性を抑え且つ機械的強度の最適化を図るようにしたので、低温低湿から高温高湿な環境条件下において、略球形トナーに対するクリーニング性能を常時良好に保つことができる。
また、このようなクリーニングブレードを組み込んだクリーニング装置、プロセスカートリッジ又は画像形成装置によれば、高画質化を実現する上で有効な小径な略球形トナーを使用したとしても、クリーニングプロセス又は作像プロセスの中でクリーニング性能を常時良好に保つことが可能になるため、夫々のプロセスの信頼性を補償することができ、その分、夫々の装置性能を極めて良好に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るクリーニングブレード及びこれを用いたクリーニング装置、プロセスカートリッジ並びに画像形成装置の概要を示す説明図である。
【図２】  本発明が適用された画像形成装置の実施の一形態を示す説明図である。
【図３】  本実施の形態で用いられる作像エンジンの詳細を示す説明図である。
【図４】  実施例１及び比較例１，２における形状係数の異なるトナーに対する性能試験を示す説明図である。
【図５】  実施例２及び比較例１，２の反発弾性係数、永久伸び、３００％モジュラス、引き裂き強度及びクリーニングブレードの押し付け力を示す説明図である。
【図６】  （ａ）は実施例２及び比較例１，２の高温高湿条件下におけるクリーニング不良、ブレードダメージ、ブレード鳴き（異音）、像担持体の摩耗、へたり試験後のクリーニング不良の有無を評価した説明図、（ｂ）は中温中湿条件下における同様な評価説明図、（ｃ）は低温低湿条件下における同様な評価説明図である。
【図７】  実施例３で用いられるクリーニングブレードの引き裂き試験結果を示すグラフ図である。
【図８】  実施例４で用いられる各サンプルＡ〜Ｄにおける０℃〜５０℃の反発弾性係数の測定結果を示すグラフ図である。
【図９】  その温度依存性を評価した説明図である。
【図１０】  実施例４で用いられる各サンプルＡ〜Ｄについて、各環境条件下でのクリーニング性能を評価し、また、エッジの摩耗状態の観察結果を示す。
【図１１】  エステル濃度の算出式についての説明図である。
【図１２】  実施例５で用いられるクリーニングブレードのｎ値と分子量とに対するエステル濃度の関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１…像担持体，２…クリーニングブレード，３…クリーニング装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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