(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像担持体表面に残留したトナーを除去するクリーニングブレードであって、
前記クリーニングブレードがポリウレタンエラストマーを含有してなり、該ポリウレタンエラストマーが、数平均分子量１，０００〜５，０００のジオール（Ａ）と、ジイソシアネート（Ｂ）と、２つ以上の加水分解性アルコキシ基を有するポリシロキサン（Ｃ）と、酸発生剤（Ｄ）とを反応させてなることを特徴とするクリーニングブレード。
【請求項２】
ポリシロキサン（Ｃ）が、下記一般式（１）で表される加水分解性アルコキシ基を有するシラン化合物の１種以上の縮合物である請求項１に記載のクリーニングブレード。
Ｒ１ｍＳｉ（ＯＲ２）４−ｍ  ・・・  一般式（１）
ただし、前記一般式（１）中、Ｒ１は炭素数１〜１２の脂肪族飽和炭化水素基、及び芳香族炭化水素基のいずれかを表す。Ｒ２は炭素数１〜４のアルキル基を表す。ｍは０〜２の整数である。
【請求項３】
ポリシロキサン（Ｃ）の数平均分子量が、５００〜６，０００である請求項１から２のいずれかに記載のクリーニングブレード。
【請求項４】
ポリシロキサン（Ｃ）の含有量が、ポリウレタンエラストマーの固形分質量に対し５質量％〜３０質量％である請求項１から３のいずれかに記載のクリーニングブレード。
【請求項５】
静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、前記静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像工程と、前記可視像を記録媒体に転写する転写工程と、前記記録媒体に転写された転写像を定着させる定着工程と、静電潜像担持体表面の残留トナーを除去するクリーニング工程とを少なくとも含む画像形成方法であって、
前記クリーニング工程が、請求項１から４のいずれかに記載のクリーニングブレードを用いて行われることを特徴とする画像形成方法。
【請求項６】
静電潜像担持体と、該静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像手段と、前記可視像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に転写された転写像を定着させる定着手段と、静電潜像担持体表面の残留トナーを除去するクリーニング手段とを少なくとも有する画像形成装置であって、
前記クリーニング手段が、請求項１から４のいずれかに記載のクリーニングブレードを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
静電潜像担持体と、該静電潜像担持体上に形成した静電潜像をトナーを用いて現像し可視像を形成する現像手段と、静電潜像担持体表面の残留トナーを除去するクリーニング手段とを少なくとも有するプロセスカートリッジであって、
前記クリーニング手段が、請求項１から４のいずれかに記載のクリーニングブレードを有す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、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写真方式を用いた画像形成装置に好適であり、高い耐摩耗性を示し、低温環境下においても良好なクリーニング性を達成でき、長寿命かつ高い信頼性を有するクリーニングブレード、並びに該クリーニングブレードを用いた画像形成方法、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】
従来より、電子写真方式では、静電潜像担持体（以下、「電子写真感光体」、「感光体」、「潜像担持体」と称することもある）表面を帯電し、露光して形成した静電潜像をトナーで現像して可視像としてのトナー像を形成し、該トナー像を転写紙等の記録媒体に転写し、これを加熱加圧することで記録媒体上に定着して画像を形成している。そして、トナー像の転写を終えた静電潜像担持体表面には、未転写のトナーが残留するため、この残留トナーを、次の画像形成プロセスに先立ってクリーニング手段を用いて除去することが必要になる。このクリーニング手段により、静電潜像担持体表面に付着したトナー以外の異物についても残留トナーと共に除去される。
【０００３】
このような転写後の残留トナー等を除去するクリーニング手段としては、ファーブラシ、磁気ブラシ等を使用する方法、ゴムブレードを使用する方法などの各種の方法がある。これらの中でも、材質が弾性体であるゴムブレードにて静電潜像担持体表面を摺擦して残留トナーを掻き落とすクリーニング手段が、コストと性能のバランスから広く一般的に使用されている。前記ゴムブレードの材質としては、耐摩耗性に優れているポリウレタンゴムが一般的に用いられている。
【０００４】
近年、電子写真方式の画像形成装置において高画質化が進み、該高画質化のための一つの方向として、トナーの小径化及び球形化が進められるようになってきている。小径化により、静電潜像担持体表面に形成されるトナー画像のドットの再現性を向上させることができ、球形化により現像性、及び転写性を向上させることができる。
しかし、このような小径かつ球形のトナーを使用した場合には、ゴムブレードを使用したブレードクリーニング方式では、良好なクリーニング性能が得られないという不具合がある。これはゴムブレードを用いたクリーニング方式では、ゴムブレードを静電潜像担持体表面に摺擦することで未転写トナー等を掻き落としているため、静電潜像担持体表面とゴムブレードとの摩擦抵抗によりゴムブレードのエッジ先端が変形し、両者の間に微小な楔状の空間を形成する。この空間には、小径のトナーであればあるほどエッジ先端に侵入しやすく、またエッジ先端に侵入したトナーは入れ替わり難く、トナーが流動しない領域を生み出すこととなる。この流動しない領域のトナーと静電潜像担持体との摩擦抵抗が比較的小さく、トナーが静電潜像担持体に対して滑っている状態ではクリーニング性は損なわれないが、静電潜像担持体との摺擦により外添剤が離脱し、トナーと静電潜像担持体の摩擦力が増加すると、球形トナーは転がり摩擦が従来の粉砕法の不定形トナーと比べて小さいため、クリーニングブレードと静電潜像担持体との間で転がり始め、すり抜けてしまうと考えられる。
また、球形トナーでかつ粒度分布がシャープな場合には、不定形トナーと比較して最密充填し易いため、クリーニングブレードのエッジと静電潜像担持体との接触点近傍の微小な空間で圧密化されやすく、静電潜像担持体とトナーの摩擦力が上昇し、トナーが転がりやすくなると考えられる。更に、低温環境下ではトナーの帯電量が高くなるため、静電潜像担持体とトナーとの付着力が増加し、トナーの転がりが加速されると考えられる。
【０００５】
また、ブレードクリーニング方式においては、主な構成材料であるポリウレタンゴムのガラス転移温度（Ｔｇ）が室温付近に存在するため、低温低湿度環境下でガラス状態を示し、これを用いた場合にはクリーニング性の低下が免れないのが実状である。このため、ゴムブレードの静電潜像担持体表面への当接圧を高くすればクリーニング性は向上するが、このように当接圧が高いまま高温高湿度環境下で使用すると、静電潜像担持体とゴムブレードとの凝着力が増し、ブレード先端の変形量が増加する。その結果、ブレードエッジの欠け、又はクリーニングブレードの捲れを引き起こす原因となる。このように球形トナーを使用する場合、及びいかなる環境下においても長期間安定した良好なクリーニング性を得るため、クリーニングブレードのゴム物性、及びブレードを装着する条件設定を厳密に調整することが要求され、しかもそのバランスを取ることは極めて困難である。
【０００６】
そこで、球形トナーを用いた画像形成装置において、クリーニングブレードのクリーニング不良を防止するため、球形トナーと不定形トナーとを混合したトナーを用いて画像形成を行う方法が提案されている（特許文献１及び特許文献２参照）。しかし、これらの方法においては、球形トナーと不定形トナーとを混合したものをトナーとして現像に使用しているため、球形トナーのみを現像した場合と比較して緻密で均一な画像や、球形トナーの利点である高い転写効率が得られないという不具合がある。
また、球形トナーを用いた画像形成装置でクリーニングブレードのクリーニング不良を防止する別の手段として、静電潜像担持体に潤滑剤等を供給する方法が提案されている（特許文献３参照）。しかし、この提案では、静電潜像担持体への潤滑剤供給が不足するとクリーニング不良が発生し、供給過剰では静電潜像担持体への付着による悪影響が起こりやすいため、潤滑剤を長期に亘って均一に静電潜像担持体に供給する必要があり、設計が非常に困難である。
また最近では、画像形成装置の小型化が進んでおり、小径の静電潜像担持体を用いた画像形成装置においては潤滑剤を静電潜像担持体表面に直接供給する潤滑剤供給装置のスペースを確保することは非常に困難である。特に、タンデム方式の画像形成装置では各静電潜像担持体に潤滑剤供給装置を具備させる必要があるため、低コスト化の面で非常に不利である。
【０００７】
近時、低温環境下におけるクリーニング性の向上を目的として、ポリプロピレングリコールを相溶化剤として用いることでシロキサン鎖を均一分散したポリウレタンエラストマーをクリーニングブレードに用いる方法が提案されている（特許文献４参照）。この提案によれば、耐摩耗性に優れるウレタン結合に低温特性に優れたポリジメチルシロキサン鎖を取り込むことで耐久性が高く、物性の温度依存性が小さいクリーニングブレードが得られる。しかし、この提案では、ウレタン結合とシロキサン鎖が均一に相溶した状態で存在するため、それぞれの化学構造に由来する特性の効果が半減されてしまう。具体的には、ウレタン結合のみからなるポリウレタンエラストマー製のクリーニングブレードと比較すると耐摩耗性が低く、またシロキサンエラストマーのみからなるクリーニングブレードと比較すると低温特性が劣ってしまい、十分満足できるクリーニング性能を有しているとは言えないのが現状である。
【０００８】
【特許文献１】特開昭６０−１３１５４７号公報
【特許文献２】特開平６−１４８９４１号公報
【特許文献３】特開平５−１８８６４３号公報
【特許文献４】特開２０００−２９３０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、従来における諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、小粒径かつ球形のトナーを用いた場合、及び低温環境下でも良好なクリーニング性を備えており、高い耐摩耗性を示し、長寿命かつ高い信頼性を有するクリーニングブレード、並びに該クリーニングブレードを用いた画像形成方法、画像形成装置、及びプロセスカートリッジ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】
【００１０】
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
＜１＞  静電潜像担持体表面に残留したトナーを除去するクリーニングブレードであって、
前記クリーニングブレードがポリウレタンエラストマーを含有してなり、該ポリウレタンエラストマーが、数平均分子量１，０００〜５，０００のジオール（Ａ）と、ジイソシアネート（Ｂ）と、２つ以上の加水分解性アルコキシ基を有するポリシロキサン（Ｃ）と、酸発生剤（Ｄ）とを反応させてなることを特徴とするクリーニングブレードである。
＜２＞  ポリシロキサン（Ｃ）が、下記一般式（１）で表される加水分解性アルコキシ基を有するシラン化合物の１種以上の縮合物である前記＜１＞に記載のクリーニングブレードである。
Ｒ１ｍＳｉ（ＯＲ２）４−ｍ  ・・・  一般式（１）
ただし、前記一般式（１）中、Ｒ１は炭素数１〜１２の脂肪族飽和炭化水素基、及び芳香族炭化水素基のいずれかを表す。Ｒ２は炭素数１〜４のアルキル基を表す。ｍは０〜２の整数である。
＜３＞  ポリシロキサン（Ｃ）の数平均分子量が、５００〜６，０００である前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載のクリーニングブレードである。
＜４＞  ポリシロキサン（Ｃ）の含有量が、ポリウレタンエラストマーの固形分質量に対し５質量％〜３０質量％である前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載のクリーニングブレードである。
＜５＞  静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、前記静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像工程と、前記可視像を記録媒体に転写する転写工程と、前記記録媒体に転写された転写像を定着させる定着工程と、静電潜像担持体表面の残留トナーを除去するクリーニング工程とを少なくとも含む画像形成方法であって、
前記クリーニング工程が、前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載のクリーニングブレードを用いて行われることを特徴とする画像形成方法である。
＜６＞  静電潜像担持体と、該静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像手段と、前記可視像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に転写された転写像を定着させる定着手段と、静電潜像担持体表面の残留トナーを除去するクリーニング手段とを少なくとも有する画像形成装置であって、
前記クリーニング手段が、前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載のクリーニングブレードを有することを特徴とする画像形成装置である。
＜７＞  静電潜像担持体と、該静電潜像担持体上に形成した静電潜像をトナーを用いて現像し可視像を形成する現像手段と、静電潜像担持体表面の残留トナーを除去するクリーニング手段とを少なくとも有するプロセスカートリッジであって、
前記クリーニング手段が、前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載のクリーニングブレードを有することを特徴とするプロセスカートリッジである。
【００１１】
本発明のクリーニングブレードは、ポリウレタンエラストマーを含有してなり、該ポリウレタンエラストマーが、数平均分子量１，０００〜５，０００のジオール（Ａ）と、ジイソシアネート（Ｂ）と、２つ以上の加水分解性アルコキシ基を有するポリシロキサン（Ｃ）と、酸発生剤（Ｄ）とを反応させてなるので、使用経時におけるクリーニングブレードの摩耗及びエッジ領域の欠けを抑制することができ、また低温環境においてもクリーニングブレードの物性変動が抑えられることから良好なクリーニング特性を発現でき、高寿命かつ高信頼性のクリーニングブレードを提供できる。
その理由としては、ポリウレタンエラストマーのウレタンセグメントと、ポリシロキサンセグメントとが微視的に相分離していることが挙げられる。この様子は電子顕微鏡を用いた微小な領域での観察結果から数十ｎｍというサイズの海島構造が見られており、それぞれがウレタンセグメントとポリシロキサンセグメントに対応していると考えられる。即ち、それぞれのセグメントが均一に相溶しておらず、微小な領域でそれぞれの特徴を維持できるようにドメインを形成しており、各分子構造由来の特徴が損なわれることなく、ウレタン構造の特徴である耐摩耗性とシロキサン構造の特徴である低いガラス転移点や高弾性という特徴が両立可能となる。また目視での観察のように巨視的にみると透明なエラストマーが得られており、構成材料の相溶性が悪いわけではない。あくまで分子レベルサイズでの相分離により、高耐久かつ低温環境下での良好なクリーニング性の両立が実現できるものと推測する。
したがって静電潜像担持体表面に残留するトナーを除去するクリーニングブレードは、数平均分子量１，０００〜５，０００のジオール（Ａ）と、ジイソシアネート（Ｂ）と、２つ以上の加水分解性アルコキシ基を有するポリシロキサン（Ｃ）と、酸発生剤（Ｄ）とを反応させてなるポリウレタンエラストマーを含有しているので、高い耐摩耗性と低温環境下でのクリーニング性の向上が両立でき、小粒径かつ球形のトナーを用いた場合でも、長期間に亘って高画質画像出力を実現できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、従来における諸問題を解決することができ、小粒径かつ球形のトナーを用いた場合、及び低温環境下でも良好なクリーニング性を備えており、高い耐摩耗性を示し、長寿命かつ高い信頼性を有するクリーニングブレード、並びに該クリーニングブレードを用いた画像形成方法、画像形成装置、及びプロセスカートリッジを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（クリーニングブレード）
本発明のクリーニングブレードは、回転駆動され、表面にトナー像を担持するドラム状、無端ベルト状等の静電潜像担持体に当接するように配置され、前記静電潜像担持体に担持されたトナー像が、紙等の記録媒体、又は無端ベルト等の中間転写媒体に転写された後に、前記静電潜像担持体表面に残留する転写残トナーを除去するものである。
【００１４】
前記クリーニングブレードは、以下に詳細に説明するポリウレタンエラストマーを含有してなるゴムブレードであれば、その形状、構造、大きさ等につい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。
前記クリーニングブレードの当接面の形状としては、例えば、平面、曲面、微細凹凸面、微細穴面、線条溝面などが挙げられる。前記クリーニングブレードの先端形状としては、例えば、平面形状、曲面形状などが挙げられる。前記クリーニングブレードの全体形状としては、例えば、矩形板状などが挙げられる。
前記クリーニングブレードの一般的な構造としては、１種単独の部材により形成されるもの、２種以上の部材により形成されるものなどが挙げられる。後者の場合には、支持部材とゴムブレードとの組み合わせなどが挙げられ、少なくとも静電潜像担持体に当接する部材が、以下に説明するポリウレタンエラストマーを含有してなるゴムブレードである。
【００１５】
本発明のクリーニングブレードは、少なくともポリウレタンエラストマーを含有してなり、
前記ポリウレタンエラストマーが、数平均分子量１，０００〜５，０００のジオール（Ａ）と、ジイソシアネート（Ｂ）と、２つ以上の加水分解性アルコキシ基を有するポリシロキサン（Ｃ）と、酸発生剤（Ｄ）と、好ましくは、鎖伸長剤（Ｅ）、触媒、更に必要に応じてその他の成分を反応させて得られる。
【００１６】
−数平均分子量１，０００〜５，０００のジオール（Ａ）−
前記数平均分子量（Ｍｎ）１，０００〜５，０００のジオール（Ａ）としては、ポリエステルジオール（Ａ１）、ポリエステルジオール（Ａ２）が挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００１７】
前記ポリエーテルジオール（Ａ１）としては、例えば低分子ジオール、２価のフェノール類等の２つの水酸基を含有する化合物に、炭素数２〜５のアルキレンオキサイド（以下ＡＯと略記することがある）をブロック又はランダム付加した化合物などが挙げられる。これらの中でも、低分子ジオールにＡＯが付加したものが好ましく、脂肪族ジオールに１，４−ブチレンオキサイドが付加したポリテトラメチレングリコール（ＰＴＭＧ）が特に好ましい。
前記ポリエステルジオール（Ａ２）としては、低分子ジオールと、ジカルボン酸又はそのエステル形成性誘導体［例えば酸無水物、低級アルキル（炭素数１〜４）エステル、酸ハライド等］との縮合重合体；低分子ジオールを開始剤としたラクトンモノマーの開環重合体；これらの２種以上の混合物などが挙げられる。
これらのジオール（Ａ）の中でも、ポリエーテルジオール（Ａ１）が好ましく、低分子ジオールにＡＯが付加したポリエーテルジオールがより好ましく、ポリテトラメチレングリコールが特に好ましい。
【００１８】
前記ジオール（Ａ）の数平均分子量（Ｍｎ）は、エラストマーの伸び及び強度の観点から、１，０００〜５，０００であり、１，５００〜４，０００が好ましく、２，０００〜３，５００がより好ましい。
前記数平均分子量が、１，０００未満であると、作製したブレードの柔軟性や伸びが劣ることがあり、５，０００を超えると、ブレードの硬度が低下することがある。
前記数平均分子量は、例えばゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定することができる。
【００１９】
−ジイソシアネート（Ｂ）−
前記ジイソシアネート（Ｂ）としては、例えば、（１）炭素数（ＮＣＯ基中の炭素を除く、以下同様）２〜１８の脂肪族ジイソシアネート、（２）炭素数４〜１５の脂環族ジイソシアート、（３）炭素数６〜１４の芳香族ジイソシアネート、（４）炭素数８〜１５の芳香脂肪族ジイソシアネート、（５）これらのジイソシアネートの変性物、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００２０】
前記（１）炭素数２〜１８の脂肪族ジイソシアネートとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばエチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、ドデカメチレンジイソシアネート、２，２，４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、２，６−ジイソシアナトメチルカプロエート、ビス（２−イソシアナトエチル）フマレート、ビス（２−イソシアナトエチル）カーボネート、２−イソシアナトエチル−２，６−ジイソシアナトヘキサノエート、などが挙げられる。
前記（２）炭素数４〜１５の脂環族ジイソシアートとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばイソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、ジシクロヘキシルメタン−４，４’−ジイソシアネート（水添ＭＤＩ）、シクロヘキシレンジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート（水添ＴＤＩ）、ビス（２−イソシアナトエチル）−４−シクロへキセン、などが挙げられる。
前記（３）炭素数６〜１４の芳香族ジイソシアネートとしては、例えば（ｉ）１，３−フェニレンジイソシアネート及び１，４−フェニレンジイソシアネートの少なくともいずれか、（ｉｉ）２，４−トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）及び２，６−トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）の少なくともいずれか、（ｉｉｉ）粗製ＴＤＩ、２，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）及び４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）の少なくともいずれか、（ｉｖ）４，４’−ジイソシアナトビフェニル、３，３’−ジメチル−４，４’−ジイソシアナトビフェニル、３，３’−ジメチル−４，４’−ジイソシアナトジフェニルメタン、粗製ＭＤＩ、１，５−ナフチレンジイソシアネート、などが挙げられる。
前記炭素数８〜１５の芳香脂肪族ジイソシアネートとしては、例えば（ｉ）ｍ−キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）及びｐ−キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）の少なくともいずれか、（ｉｉ）α，α，α’，α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネート（ＴＭＸＤＩ）、などが挙げられる。
前記（５）これらのジイソシアネートの変性物としては、例えばカーボジイミド基、ウレトジオン基、ウレトイミン基、ウレア基等を有するジイソシアネート変性物、などが挙げられる。
これらの中でも、（２）脂環族ジイソシアネート、（３）芳香族ジイソシアネート、（４）芳香脂肪族ジイソシアネートが好ましく、ＩＰＤＩ、水添ＭＤＩ、ＭＤＩ、ＸＤＩ、ＴＭＸＤＩが特に好ましい。
【００２１】
−２つ以上の加水分解性アルコキシ基を有するポリシロキサン（Ｃ）−
前記２つ以上の加水分解性アルコキシ基を有するポリシロキサン（Ｃ）としては、例えば下記一般式（ｉ）で表される加水分解性アルコキシ基を、１分子中に２つ以上有するポリシロキサンなどが挙げられる。
【化１】
0004931726.tif 000002
【００２２】
前記一般式（ｉ）において、Ｒは炭素数１〜４のアルキル基を表し、例えばメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基などが挙げられる。これらの中でも、メチル基、エチル基が特に好ましい。
前記一般式（ｉ）で示される加水分解性アルコキシ基は、ポリシロキサンのいずれの部分に存在してもよく、例えば、分子末端にのみ、又は分子中の繰り返し単位に存在していてもよい。
【００２３】
前記２つ以上の加水分解性アルコキシ基を有するポリシロキサン（Ｃ）は、（Ｉ）低分子シラン化合物の縮合、又は（ＩＩ）ポリシロキサンへのアルコキシ基の導入によって得られる。
【００２４】
前記（Ｉ）の低分子シラン化合物の縮合によって得られるものとしては、下記一般式（１）で表される加水分解性アルコキシ基を有するシラン化合物の１種以上の縮合物が好適に挙げられる。
Ｒ１ｍＳｉ（ＯＲ２）４−ｍ  ・・・  一般式（１）
ただし、前記一般式（１）中、Ｒ１は、炭素数１〜１２の脂肪族飽和炭化水素基又は芳香族炭化水素基を表す。Ｒ２は、炭素数１〜４のアルキル基を表す。ｍは、０〜２の整数である。
前記一般式（１）におけるＲ１のうち、前記脂肪族飽和炭化水素基としては、直鎖アルキル基、分岐アルキル基、及び脂環式飽和炭化水素基のいずれかが挙げられる。
前記直鎖アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−ドデシル基、又はこれらの重水素置換体、などが挙げられる。
前記分岐アルキル基としては、例えばイソプロピル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、２−エチルヘキシル基、などが挙げられる。
前記環式飽和炭化水素基としては、例えばシクロヘキシル基、シクロオクチル基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘキシルエチル基、メチルシクロヘキシル基、などが挙げられる。
前記一般式（１）におけるＲ１のうち、前記芳香族炭化水素基としては、例えばアリール基、アラルキル基、アルキルアリール基、などが挙げられる。
前記アリール基としては、例えばフェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、又はこれらの重水素、フッ素もしくは塩素の各置換体、などが挙げられる。
前記アラルキル基としては、例えばトリル基、キシリル基、メシチル基、又はこれらの重水素、フッ素もしくは塩化物、などが挙げられる。
前記アルキルアリール基としては、例えばメチルフェニル、エチルフェニル基、などが挙げられる。
これらＲ１の中でも、直鎖アルキル基、分岐アルキル基、及びアリール基が好ましく、直鎖アルキル基及びアリール基がより好ましく、メチル基、エチル基、フェニル基及びこれらの併用が特に好ましい。
前記縮合物のうち、特に好ましいのは、その他の成分との相溶性の観点から、上記一般式（１）におけるＲ１がフェニル基であるシラン化合物の縮合物、又はＲ１がフェニル基であるシラン化合物とＲ１が直鎖アルキル基であるシラン化合物を含む２種以上のシラン化合物の縮合物である。
【００２５】
前記一般式（１）におけるＲ２としては、上記一般式（ｉ）におけるＲと同様のアルキル基が挙げられ、好ましいものも同様である。
前記一般式（１）において、ｍは０〜２の整数である。
ｍが０、即ちアルコキシ基を４つ有する４官能シラン化合物としては、例えばテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、などが挙げられる。
ｍが１、即ちアルコキシ基を３つ有する３官能シラン化合物としては、例えばフェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、などが挙げられる。
ｍが２、即ちアルコキシ基を２つ有する２官能シラン化合物としては、例えばジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルメチルジメトキシシラン、フェニルメチルジエトキシシラン、などが挙げられる。
これらの中でも、オルガノポリシロキサンの均一なネットワークの形成の観点から、ｍが１、即ち３官能シラン化合物が特に好ましい。
【００２６】
前記（Ｉ）のシラン化合物の縮合物の製造方法としては、例えば、乾燥雰囲気下で、シラン化合物中に所定量の水及び必要に応じて触媒を攪拌しながら１０分間〜６０分間かけて滴下し、その後、副生するアルコールの沸点以下の温度（例えば０℃〜１５０℃）で１時間〜１２時間かけて熟成することにより得られる。
反応において添加する水の量をＸモル、シラン化合物中のアルコキシ基のモル数をＹとした場合、Ｘ／Ｙが小さすぎると縮合物の収量と分子量が低下することがある。一方、Ｘ／Ｙが大きすぎると、分子量が大きくなりすぎて保存安定性が低下する傾向にある。このことから、０．１＜Ｘ／Ｙ＜５の範囲が好ましく、０．３＜Ｘ／Ｙ＜３の範囲がより好ましい。なお、添加する水としては、イオン交換水又は蒸留水が好適である。
また必要に応じて、分子量調整の目的で、１つの加水分解性アルコキシ基を有するシラン化合物を添加することもできる。前記１つの加水分解性アルコキシ基を有するシラン化合物としては、例えばフェニルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、などが挙げられる。
【００２７】
前記触媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば蟻酸、酢酸、蓚酸、乳酸、マロン酸、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸、コハク酸、フマル酸、フタル酸、ピロメリット酸、ｐ−トルエンスルフォン酸、メタンスルフォン酸、トリフルオロ酢酸、トリフルオロメタンスルフォン酸等の１価、２価もしくは３価の有機酸；塩酸、リン酸、硝酸、フッ酸、臭素酸、塩素酸、過塩素酸等の無機酸；アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類水酸化物、第４級アルキルアンモニウムの水酸化物、炭酸塩、又は１〜３級アミン類等のアルカリ塩；第４級アルキルアンモニウムハロゲン化物；次亜塩素酸ナトリウム；スズ、ジルコニウム、チタニウム、アルミニウム、硼素等のケイ素以外の金属のアルコキシド、又はそれらのキレート錯体；などが挙げられる。これらの中でも、有機酸、無機酸、金属アルコキシド、金属アルコキシドのキレート化合物等の酸性触媒が好ましく、有機酸が特に好ましい。
前記触媒の添加量は、前記シラン化合物１００質量部に対して、０．０００１質量部〜１０質量部が好ましく、０．００１質量部〜１質量部がより好ましい。
前記触媒の添加方法としては、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、水溶液として加えるのが好ましい。
また、反応温度は２０℃〜１００℃が好ましい。
【００２８】
前記（ＩＩ）ポリシロキサンへのアルコキシ基の導入によって得られるものとしては、１分子中に加水分解性アルコキシ基及び他の反応性官能基を有するシラン化合物と、該反応性官能基と反応しうる官能基を１分子中に２つ以上有するポリシロキサンとの反応物が挙げられる。
前記シラン化合物における他の反応性官能基としては、例えば水酸基、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基、グリシジル基、などが挙げられる。
前記シラン化合物としては、例えば、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、２−メルカプトエチルトリメトキシシラン、などが挙げられる。
前記ポリシロキサン中の官能基としては、例えばカルボキシル基、アミノ基、水酸基、メルカプト基、などが挙げられる。
前記シラン化合物中の他の反応性官能基がグリシジル基の場合は、前記ポリシロキサン中の官能基はカルボキシル基又はアミノ基であることが好ましく、前記シラン化合物中の他の反応性官能基がメルカプト基の場合は、前記ポリシロキサン中の官能基はグリシジル基又はカルボキシル基であることが好ましい。
前記ポリシロキサンとしては、例えば、カルボキシル基を両末端に有するポリシロキサン、アミノ基を両末端に有するポリシロキサン、及びグリシジル基を両末端に有するポリシロキサンなどが挙げられる。
【００２９】
前記（ＩＩ）の反応物の製造方法としては、例えばカルボキシル基を両末端に有するポリシロキサンに、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを反応させて得られる。
前記反応温度は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、７０℃〜１１０℃が好ましい。
前記反応時間は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、５時間〜３０時間が好ましい。
更に必要に応じて触媒（例えばトリフェニルホスフィン等）を用いることもできる。
【００３０】
前記２つ以上の加水分解性アルコキシ基を有するポリシロキサン（Ｃ）の数平均分子量（Ｍｎ）は、ポリウレタンエラストマーとなったときの機械特性と耐熱性の観点から、５００〜６，０００が好ましく、１，０００〜５，０００がより好ましく、２，０００〜４，０００が更に好ましい。前記数平均分子量（Ｍｎ）が、５００未満であると、作製したブレードの柔軟性や伸びが劣ることがあり、６，０００を超えると、ブレードの硬度が低下することがある。
前記数平均分子量は、例えばゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定することができる。
前記ポリシロキサン（Ｃ）の含有量は、前記ポリウレタンエラストマーの固形分質量に対し、５質量％〜３０質量％が好ましく、６質量％〜２０質量％がより好ましく、８質量％〜１５質量％が更に好ましい。前記含有量が、５質量％以上であれば伸びが更に良好に発揮でき、３０質量％以下であれば強度が更に良好に発揮できる。
【００３１】
−酸発生剤（Ｄ）−
前記酸発生剤（Ｄ）は、光又は熱で酸を発生する化合物であり、縮合反応の促進のために添加される。
前記酸発生剤（Ｄ）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（ｉ）スルホン化合物、（ｉｉ）スルホン酸エステル化合物、（ｉｉｉ）スルホンイミド化合物、（ｉｖ）ジスルホニルジアゾメタン化合物、（ｖ）ジスルホニルメタン化合物、（ｖｉ）オニウム塩、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００３２】
前記（ｉ）スルホン化合物としては、例えばフェナシルフェニルスルホン、４−トリスフェナシルスルホン−ケトスルホン、β−スルホニルスルホン、又はこれらのα−ジアゾ化合物、などが挙げられる。
前記（ｉｉ）スルホン酸エステル化合物としては、例えばベンゾイントシレート、ピロガロールトリストリフルオロメタンスルホネート、ピロガロールメタンスルホン酸トリエステル、α−メチロールベンゾイントシレート、α−メチロールベンゾインドデシルスルホネート、などが挙げられる。
前記（ｉｉｉ）スルホンイミド化合物としては、例えばＮ−（トリフルオロメチルスルホニルオキシ）スクシンイミド、Ｎ−（ｐ−トルエンスルホニルオキシ）ビシクロ［２．２．１］ヘプト−５−エン−２，３−ジカルボキシイミド、Ｎ−（パーフルオロオクタンスルホニルオキシ）ナフチルイミド、Ｎ−（ベンゼンスルホニルオキシ）ビシクロ［２．２．１］ヘプト−５−エン−２，３−ジカルボキシイミド、Ｎ−（ベンゼンスルホニルオキシ）ビシクロ［２．２．１］ヘプタン−５，６−オキシ−２，３−ジカルボキシイミド、Ｎ−（ベンゼンスルホニルオキシ）ナフチルイミド、などが挙げられる。
前記（ｉｖ）ジスルホニルジアゾメタン化合物としては、例えばビス（トリフルオロメチルスルホニル）ジアゾメタン、ビス（フェニルスルホニル）ジアゾメタン、ビス（ｐ−トルエンスルホニル）ジアゾメタン、ビス（２，４−ジメチルベンゼンスルホニル）ジアゾメタン、ビス（１−メチルエチルスルホニル）ジアゾメタン、ビス（１、４−ジオキサスピロ［４，５］デカン−７−スルホニル）ジアゾメタンなどが挙げられる。
前記（ｖｉ）オニウム塩としては、例えばスルホニウム塩〔ビス［４−（ジフェニルスルホニオ）フェニル］スルフィドビスヘキサフルオロホスフェート、アリルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート塩等〕、ヨードニウム塩（ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート等）、ホスホニウム塩（エチルトリフェニルホスホニウムテトラフルオロボレート等）、ジアゾニウム塩（フェニルジアゾニウムヘキサフルオロホスフェート等）、アンモニウム塩（１−ベンジル−２−シアノピリジニウムヘキサフルオロホスフェート等）、フェロセン〔（２，４−シクロペンタジエン−１−イル）［（１−メチルエチル）ベンゼン］−Ｆｅ（ＩＩ）ヘキサフルオロホスフェート塩〕、などが挙げられる。
これら酸発生剤（Ｄ）の中でも、スルホンイミド化合物、ジスルホニルジアゾメタン化合物が好ましく、Ｎ−（トリフルオロメチルスルホニルオキシ）スクシンイミド、ビス（フェニルスルホニル）ジアゾメタンが特に好ましい。
【００３３】
前記酸発生剤の含有量は、前記ポリウレタンエラストマーの固形分質量に対し１０質量％以下が好ましく、０．０１質量％〜７質量％がより好ましく、０．０５質量％〜５質量％が更に好ましい。前記含有量が、０．０１質量％以上であれば機械特性が良好に発揮でき、１０質量％以下であれば耐熱性が更に良好に発揮できる。
【００３４】
＜ポリウレタンエラストマーの製造方法＞
前記ポリウレタンエラストマーの製造方法としては、プレポリマー法とワンショット法とがある。
前記プレポリマー法は、ジイソシアネートとポリオールとをジイソシアネート過剰で反応させイソシアネート（ＮＣＯ）末端プレポリマー製造し、鎖伸長剤でエラストマーとする２段法である。
前記ワンショット法は、ＮＣＯ末端プレポリマーを製造せずに、ジイソシアネート、ポリオール及び鎖伸長剤を一度に反応器内で混合攪拌し、成形用金型に注型した後、反応硬化させてエラストマーを得る方法である。
前記ワンショット法に比較してプレポリマー法は得られる成形体の強度、耐久性が一般に高く、本発明のポリウレタンエラストマーの製造方法としてはプレポリマー法が好ましい。
【００３５】
前記プレポリマー法は、数平均分子量が１，０００〜５，０００のジオール（Ａ）と、ジイソシアネート（Ｂ）を反応させてなるＮＣＯ末端ポリウレタンプレポリマーを、好ましくは鎖伸長剤（Ｅ）で鎖伸長反応させた後に、２つ以上の加水分解性アルコキシ基を有するポリシロキサン（Ｃ）と、酸発生剤（Ｄ）とを加えて反応させてポリウレタンエラストマーを得ることができる。
【００３６】
−鎖伸長剤（Ｅ）−
前記鎖伸長剤（Ｅ）としては、数平均分子量が好ましくは５０〜３００、機械強度の観点から更に好ましくは５０〜１５０のジオール（Ｅ１）、数平均分子量が好ましくは５０〜３００、機械強度の観点から更に好ましくは５０〜１５０のジアミン（Ｅ２）などが挙げられる。これらの中でも、ジオール（Ｅ１）が特に好ましい。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００３７】
前記ジオール（Ｅ１）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、例えば脂肪族ジオール類［エチレングリコール、ジエチレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、３−メチル１，５−ペンタンジオール、２，２−ジエチル−１，３−プロパンジオール、１，２−、１，３−ブタンジオール、２，３−ブタンジオールなど］；脂環族ジオール類［１，４−ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン、ｍ−キシリレングリコール、ｐ−キシリレングリコール；ビスフェノールＡのエチレンオキサイド（以下、ＥＯと略記することがある）、プロピレンオキサイド（以下、ＰＯと略記することがある）付加物（分子量５０〜３００）など］、又はこれらの２種以上の混合物が挙げられる。
これらの中でも、エチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ビスフェノールＡのＥＯ付加物又はＰＯ付加物が特に好ましい。
【００３８】
前記ジアミン（Ｅ２）としては、例えば芳香族ジアミン、脂肪族ジアミン、脂環族ジアミン、又はこれら２種以上の混合物が挙げられる。
前記芳香族ジアミンとしては、例えば４，４’−ジアミノジフェニルメタン、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、４，４’−ビス（４−アミノフェノキシ）ビフェニル、４，４’−ビス（３−アミノフェノキシ）ビフェニル、１，４’−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３’−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼン、ｏ−フェニレンジアミン、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、３，４’−ジアミノジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノジフェニルスルフォン、３，４−ジアミノジフェニルスルフォン、３，３’−ジアミノジフェニルスルフォン、４，４’−メチレン−ビス（２−クロロアニリン）、３，３’−ジメチル−４，４’−ジアミノビフェニル、４，４’−ジアミノジフェニルスルフィド、２，６’−ジアミノトルエン、２，４−ジアミノクロロベンゼン、１，２−ジアミノアントラキノン、１，４−ジアミノアントラキノン、３，３’−ジアミノベンゾフェノン、３，４−ジアミノベンゾフェノン、４，４’−ジアミノベンゾフェノン、４，４’−ジアミノビベンジル、Ｒ（＋）−２，２’−ジアミノ−１，１’−ビナフタレン、Ｓ（＋）−２，２’−ジアミノ−１，１’−ビナフタレン、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）アルカン、１，４−ビス（４−アミノフェノキシ）アルカン、１，５−ビス（４−アミノフェノキシ）アルカン等の１，ｎ−ビス（４−アミノフェノキシ）アルカン（ｎは、３〜１０）、１，２−ビス［２−（４−アミノフェノキシ）エトキシ］エタン、９，９−ビス（４−アミノフェニル）フルオレン、４，４’−ジアミノベンズアニリドなどが挙げられる。
前記脂肪族ジアミンとしては、例えば１，２−ジアミノメタン、１，４−ジアミノブタン、テトラメチレンジアミン、１，５−ジアミノペンタン、１，６−ジアミノヘキサン、１，８−ジアミノオクタン、１，１０−ジアミノドデカン、１，１１−ジアミノウンデカン、などが挙げられる。
前記脂環族ジアミンとしては、例えば１，４−ジアミノシクロヘキサン、１，２−ジアミノシクロヘキサン、ビス（４−アミノシクロヘキシル）メタン、４，４’−ジアミノジシクロヘキシルメタン、などが挙げられる。
これらの中でも、脂肪族ジアミンが好ましく、１，２−ジアミノメタン、１，４−ジアミノブタン、テトラメチレンジアミンが特に好ましい。
【００３９】
本発明に用いられるＮＣＯ末端プレポリマーは、ジオール（Ａ）の水酸基（ＯＨ）当量に対するジイソシアネート（Ｂ）のＮＣＯ当量の比（ＮＣＯ／ＯＨ）は１．２〜５が好ましく、好ましくは１．５〜３となるように混合し、必要により触媒（Ｆ）を添加した後に加熱し、反応を完結することにより得られる。
前記（ＮＣＯ／ＯＨ）比が１．２以上では、プレポリマーの粘度が低くなり、成型性が良好である。前記（ＮＣＯ／ＯＨ）比が５以下では得られたエラストマーは低温での弾性が良好である。
前記ＮＣＯ末端プレポリマー製造時の温度は、１００℃〜２００℃が好ましい。前記温度が１００℃以上ではポリイソシアネート成分が溶融し、製造時間が短くなる。前記温度が２００℃以下ではウレタンは熱分解せず、安定である。
更に、こうして得られたＮＣＯ末端プレポリマーに、好ましくは鎖伸長剤（Ｅ）で伸長させてポリウレタンエラストマーを製造する。
前記鎖伸長剤（Ｅ）の配合量は、ＮＣＯ当量に対する鎖伸長剤の活性水素当量（ただし、カルボン酸とスルホン酸の活性水素は除外する）の比（Ｈ／ＮＣＯ）は、０．７〜１が好ましく、０．８〜１がより好ましい。前記（Ｈ／ＮＣＯ）比が０．７以上では、機械的性質が良好となり、１以下では得られたエラストマーは低温で弾性が低下しないことがある。
【００４０】
前記プレポリマー合成に必要に応じて用いることのできる触媒（Ｆ）としては、例えばアミン類、有機金属触媒、などが挙げられる。
【００４１】
前記アミン類としては、例えばモノアミン類、ジアミン類、トリアミン類、環状アミン類、アルコールアミン類、エーテルアミン類などが挙げられる。
前記モノアミン類としては、例えばトリエチルアミン（ＴＥＡ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミン（ＤＭＥＤＡ）などが挙げられる。
前記ジアミン類としては、例えばＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ'−テトラメチルエチレンジアミン（ＴＭＥＤＡ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ'−テトラメチルプロパン１，３−ジアミン（ＴＭＰＤＡ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ'−テトラメチルヘキサン−１，６−ジアミン（ＴＭＨＭＤＡ）などが挙げられる。
前記トリアミン類としては、例えばＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”−ペンタメチルジエチレントリアミン（ＰＭＤＥＴＡ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ”，Ｎ”−ペンタメチルジプロピレン−トリアミン（ＰＭＤＰＴＡ）、テトラメチルグアニジン（ＴＭＧ）などが挙げられる。
前記環状アミン類としては、例えばトリエチレンジアミン（ＴＥＤＡ）、Ｎ，Ｎ'−ジメチルピペラジン（ＤＭＰ）、Ｎ−メチル−Ｎ'−（２−ジメチルアミノ）−エチルピペラジン（ＴＭＮＡＥＰ）、Ｎ−メチルモルホリン（ＮＭＭＯ）、Ｎ−（Ｎ'，Ｎ'−ジメチルアミノエチル）−モルホリン（ＤＭＡＥＭＯ）、１，２−ジメチルイミダゾール（ＤＭＩＺ）などが挙げられる。
前記アルコールアミン類としては、例えばジメチルアミノエタノール（ＤＭＥＡ）、ジメチルアミノエトキシエタノール（ＤＭＡＥＥ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリメチルアミノエチル−エタノールアミン（ＴＭＡＥＥＡ）、Ｎ−メチル−Ｎ'−（２−ヒドロキシエチル）−ピペラジン（ＭＨＥＰ）、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）モルホリン（ＨＥＭＯ）などが挙げられる。
前記エーテルアミン類としては、例えばビス（２−ジメチルアミノエチル）エーテル（ＢＤＭＥＥ）、エチレングリコールビス（３−ジメチル）−アミノプロピルエーテル、などが挙げられる。
【００４２】
前記有機金属触媒としては、例えばスタナスオクトエート、ジブチルチンジアセテート、ジブチルチンジラウレート、ジブチルチンマーカプチド、ジブチルチンチオカルボキシレート、ジブチルチンジマレエート、ジオクチルチンマーカプチド、ジオクチルチンチオカルボキシレート、フェニル水銀プロピオン酸塩、フェニル水銀オクテン酸塩、などが挙げられる。
【００４３】
前記ポリウレタンエラストマー製造時の温度は、８０℃〜２００℃が好ましい。前記温度が８０℃以上ではポリウレタンエラストマーが溶融し、製造時間が短くなる。温度が２００℃以下ではウレタンが熱分解しにくい。
【００４４】
前記ポリウレタンエラストマーの数平均分子量（Ｍｎ）は、１０，０００〜２００，０００が好ましく、２０，０００〜１００，０００がより好ましい。前記数平均分子量（Ｍｎ）が１０，０００以上では成形体の強度が得られ、２００，０００以下では成溶融粘度が低くなり成形性が良好である。
ここで、前記数平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定することができ、例えばＨＬＣ−８２２０（東ソー・テクノシステム株式会社製）を使用して、ジメチルフォルムアミドを溶媒に、ポリスチレン樹脂を分子量の校正試薬として測定することができる。
【００４５】
前記ポリウレタンエラストマーは、熱可塑性であり、例えばメルトフローレイト（測定条件：温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇ）は、０．１ｇ／１０分〜１０ｇ／１０分が好ましく、０．５ｇ／１０分〜５ｇ／１０分がより好ましい。
前記ポリウレタンエラストマーの硬度（ＪＩＳ  Ｋ６３０１に準じてショアＡ硬さの測定による）は、３０〜１００が好ましく、５０〜８０がより好ましい。
前記ポリウレタンエラストマーの軟化温度（ＪＩＳ  Ｋ７２０６に準じる測定による）は、１４５℃〜２２０℃が好ましく、１６５℃〜１９５℃がより好ましい。
【００４６】
前記クリーニングブレードには、前記ポリウレタンエラストマー以外にも、必要に応じて可塑剤、顔料、及びその他の添加剤を添加することができる。これらの添加剤はポリオール中に添加してもよいし、ＮＣＯ末端プレポリマーに予め添加していてもよい。
前記可塑剤としては、例えばフタル酸ジアルキルエステルなどが挙げられる。
前記顔料としては、例えば二酸化チタンなどが挙げられる。
前記その他の添加剤としては、例えば酸化防止剤、充填剤、などが挙げられる。
前記充填剤としては、極小量の摩耗性を付与するため、一次粒子の平均粒径の極小さいものを添加することができる。該充填剤の大きさとしては、トナーの粒径よりも小さいものが好ましく、１μｍ以下がより好ましい。
前記充填剤の添加量は、クリーニングブレードの粘弾性的機械特性の点や極微量な摩耗性付与の点、及びより耐久寿命を延ばす点から、５質量％以上が好ましい。
前記充填剤としては、有機系の樹脂微粉末（例えば、超高密度ポリエチレン、ナイロン、フッ素系樹脂等の樹脂）、無機系の微粉末（例えば、二硫化モリブデン、フルオロカーボン、シリカ等）の１成分もしくは多成分系のものでよい。これらの中でも、粒径及び分散性の点や静電潜像担持体表面への傷の問題などから微粉末シリカ（例えば湿式シリカ、乾式シリカ）などが好ましく、分散性を改良した疎水性処理シリカがより好ましく、また粒径の点では乾式シリカや疎水性乾式処理シリカが更に好ましい。
【００４７】
前記静電潜像担持体に対するクリーニングブレードの圧接力の変動は、その変動幅が所定の最低圧接力より低下すると、残留するトナーのクリーニングができなくなることがある。このため、圧接力を維持する必要がある。しかし、前記ポリウレタンエラストマーには、圧接力に対しポリウレタンエラストマー内部での塑性流動に起因して起こる非可逆的な変形、即ちクリープがあるため、クリーニングブレードとしてはクリープの小さいものが好ましく、この目安として圧縮永久歪は２０％以下が好ましく、１０％以下がより好ましい。
【００４８】
前記クリーニングブレードを静電潜像担持体、例えば曲率のある円筒型の感光体ドラムに精度よく当て、クリーニング性能を向上させるため、クリーニングブレードの寸法精度そのものを良くする必要がある。このため、クリーニングブレードの製造方法としては、高寸法精度な成形用金型を高圧で型締めした金型に、射出成形機で成形する方法が最も寸法精度が良好であり、射出時に高せん断なゴム流動が得られ、かつ射出反応時間も短時間で行え、生産上有利である。
また、支持部材と、成形したクリーニングブレードとは強固な接着力が得にくいという問題があるため、射出成形時にポリウレタンエラストマー組成物と接合する部位に予め接着剤を塗った支持部材を金型に挿入し、ポリウレタンエラストマーと一体に成形することにより、該ポリウレタンエラストマーを成形時のゴム化反応を利用して強固に接着できるようにすることが好ましい。これにより成形時間が短く、品質上優れたクリーニングブレードを製造することができる。
【００４９】
（画像形成方法及び画像形成装置）
本発明の画像形成装置は、静電潜像担持体と、静電潜像形成手段と、現像手段と、転写手段と、定着手段と、クリーニング手段とを少なくとも有してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の手段、例えば除電手段、リサイクル手段、制御手段等を有してなる。
本発明の画像形成方法は、静電潜像形成工程と、現像工程と、転写工程と、定着工程と、クリーニング工程とを少なくとも含み、更に必要に応じて適宜選択したその他の工程、例えば、除電工程、リサイクル工程、制御工程等を含んでなる。
本発明の画像形成方法は、本発明の画像形成装置により好適に実施することができ、前記静電潜像形成工程は前記静電潜像形成手段により行うことができ、前記現像工程は前記現像手段により行うことができ、前記転写工程は前記転写手段により行うことができ、前記定着工程は前記定着手段により行うことができ、前記クリーニング工程は前記クリーニング手段により行うことができ、前記その他の工程は前記その他の手段により行うことができる。
【００５０】
−静電潜像形成工程及び静電潜像形成手段−
静電潜像形成工程は、静電潜像担持体上に静電潜像を形成する工程である。
＜静電潜像担持体＞
前記静電潜像担持体としては、その層構成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が、第一の形態では、支持体上に単一の層構成である感光層（以下、「単層型感光層」と称することもある）を有してなり、更に必要に応じて、保護層、下引き層等のその他の層を有してなる。また、第二の形態では、支持体と、該支持体上に電荷発生層と、電荷輸送層とを積層した構成の感光層（以下、「積層型感光層」と称することもある）を有してなり、更に必要に応じて、保護層、下引き層等のその他の層を有してなる。なお、第二形態では、電荷発生層、及び電荷輸送層は逆に積層しても構わない。
【００５１】
ここで、前記静電潜像担持体について、機能分離型の積層タイプを例にして説明する。
図１は、支持体２０１上に、電荷発生物質を含有する電荷発生層２０３と、電荷輸送物質を含有する電荷輸送層２０４とからなる感光層２０２が積層され、更に電荷輸送層表面に保護層２０５を有する。
図２は、支持体２０１上に、電荷輸送物質を含有する電荷輸送層２０４と、電荷発生物質を含有する電荷発生層２０３とからなる感光層２０２が積層され、更に電荷発生層表面に保護層２０５を有する。
【００５２】
−支持体−
支持体としては、体積抵抗１０１０Ω・ｃｍ以下の導電性を示す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、アルミニウム、ニッケル、クロム、ニクロム、銅、金、銀、白金等の金属；酸化スズ、酸化インジウム等の金属酸化物を蒸着又はスパッタリングにより、フィルム状もしくは円筒状のプラスチック、紙に被覆したもの、あるいはアルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレスなどの板又はそれらを押し出し、引き抜きなどの工法で素管化後、切削、超仕上げ、研摩などの表面処理を施した管などを使用することができる。また、特開昭５２−３６０１６号公報に開示されたエンドレスニッケルベルト、エンドレスステンレスベルトも支持体として用いることができる。また、厚み５０μｍ〜１５０μｍのニッケル箔でもよく、あるいは厚み５０μｍ〜１５０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムの表面にアルミニウム蒸着等の導電加工を行ったものでもよい。
【００５３】
その他、支持体上に導電性粉体を適当な結着樹脂に分散して塗工したものについても、支持体として用いることができる。前記導電性粉体としては、例えば、カーボンブラック、アセチレンブラック、また、アルミニウム、ニッケル、鉄、ニクロム、銅、亜鉛、銀などの金属粉、あるいは導電性酸化スズ、ＩＴＯ等の金属酸化物粉体などが挙げられる。また、同時に用いられる結着樹脂としては、例えばポリスチレン樹脂、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリビニルトルエン樹脂、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂などが挙げられる。
前記導電性層は、これらの導電性粉体と結着樹脂を溶剤、例えば、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、メチルエチルケトン、トルエンなどに分散して塗布することにより設けることができる。
更に、円筒基体上に、例えばポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、塩化ゴム、テフロン（登録商標）などの素材に導電性粉体を含有させた熱収縮チューブによって導電性層を設けてなるものも、導電性支持体として良好に用いることができる。
【００５４】
〔積層型感光層〕
積層型感光層は、電荷発生層、及び電荷輸送層を少なくともこの順に有してなる。
−電荷発生層−
前記電荷発生層は、少なくとも電荷発生材料を含有してなり、バインダー樹脂、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
前記電荷発生材料としては、無機材料又は有機材料が用いられ、代表的なものとしては、モノアゾ顔料、ジスアゾ顔料、トリスアゾ顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、キナクリドン系顔料、キノン系縮合多環化合物、スクアリック酸系染料、フタロシアニン系顔料、ナフタロシアニン系顔料、アズレニウム塩系染料、セレン、セレン−テルル合金、セレン−ヒ素合金、アモルファス・シリコン等が挙げられる。これらは、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用して用いてもよい。
【００５５】
前記バインダー樹脂としては、例えばポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリケトン樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリビニルケトン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリアミド樹脂、などが挙げられる。
前記バインダー樹脂の含有量は、前記電荷発生材料１質量部に対して、０質量部〜２質量部が好ましい。
前記電荷発生層は、前記電荷発生材料を適宜バインダー樹脂と共に、テトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、ジオキサン、２−ブタノン、ジクロルエタン等の溶媒を用いて、ボールミル、アトライター、サンドミル等により分散し、分散液を塗布することにより形成することができる。塗布としては、例えば浸漬塗工法、スプレーコート法、ビードコート法等が挙げられる。
前記電荷発生層の厚みは、０．０１μｍ〜５μｍが好ましく、０．１μｍ〜２μｍがより好ましい。
【００５６】
−電荷輸送層−
前記電荷輸送層は、少なくとも電荷輸送材料、及びバインダー樹脂を含有し、更に必要に応じて可塑剤、レベリング剤等を適当な溶剤に溶解乃至分散し、これを塗布し、乾燥することにより形成することができる。
前記電荷輸送材料のうち低分子電荷輸送材料としては、電子輸送材料と正孔輸送材料とがある。前記電子輸送材料としては、例えば、クロルアニル、ブロムアニル、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、２，４，７−トリニトロ−９−フルオレノン、２，４，５，７−テトラニトロ−９−フルオレノン、２，４，５，７−テトラニトロキサントン、２，４，８−トリニトロチオキサントン、２，６，８−トリニトロ−４Ｈ−インデノ〔１，２−ｂ〕チオフェン−４オン、１，３，７−トリニトロジベンゾチオフェン−５，５−ジオキサイドなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記正孔輸送材料としては、例えば、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、トリフェニルアミン誘導体、９−（ｐ−ジエチルアミノスチリルアントラセン）、１，１−ビス−（４−ジベンジルアミノフェニル）プロパン、スチリルアントラセン、スチリルピラゾリン、フェニルヒドラゾン類、α−フェニルスチルベン誘導体、チアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナジン誘導体、アクリジン誘導体、ベンゾフラン誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、チオフェン誘導体などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
また、前記電荷輸送材料として高分子電荷輸送材料を用いることができる。高分子電荷輸送材料としては、低分子電荷輸送材料に電荷輸送性置換基を主鎖又は側鎖に有した材料が好ましい。前記高分子電荷輸送材料としては、例えばポリカーボネート、ポリウレタン、ポリエステル、ポリエーテル等が挙げられ、これらの中でも、トリアリールアミン構造を有するポリカーボネートが特に好ましい。
前記電荷輸送材料の含有量は、前記電荷輸送層の４０質量％以上が好ましい。前記含有量が４０質量％未満であると、感光体へのレーザー書き込みにおけるパルス光露光において、高速電子写真プロセスでの充分な光減衰時間が得られないことがある。
【００５７】
前記電荷輸送層には、必要に応じて、バインダー樹脂、可塑剤、レベリング剤、潤滑剤等を適量添加することもできる。
前記バインダー樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばポリスチレン樹脂、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリビニルトルエン樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、などが挙げられる。
前記可塑剤としては、例えばジブチルフタレート、ジオクチルフタレート等、樹脂に汎用の可塑剤を挙げることができ、その使用量は、バインダー樹脂に対して０質量％〜３０質量％が好ましい。
前記レベリング剤としては、例えばジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル等のシリコーンオイル類、側鎖にパーフルオロアルキル基を有するポリマー又はオリゴマーが挙げられ、その使用量は、バインダー樹脂に対して０質量％〜１質量％が好ましい。
前記電荷輸送層は、これらの電荷輸送物質及びバインダー樹脂を適当な溶剤に溶解乃至分散し、これを塗布し、乾燥させることにより形成できる。
前記電荷輸送層には、電荷輸送物質及びバインダー樹脂以外に、更に必要に応じて、可塑剤、酸化防止剤、レベリング剤等などの添加剤を適量添加することもできる。前記溶剤としては、例えばテトラヒドロフラン、ジオキサン、トルエン、２−ブタノン、モノクロルベンゼン、ジクロルエタン、塩化メチレン、などが挙げられる。
前記電荷輸送層の厚みは、５μｍ〜３０μｍが好ましく、所望の感光体特性に応じて適宜選択することができる。
【００５８】
〔単層型感光層〕
前記単層型感光層は、電荷発生物質、電荷輸送物質、バインダー樹脂、更に必要に応じてその他の成分を含んでなる。電荷発生物質、電荷輸送物質、及びバインダー樹脂としては、上述した材料を用いることができる。その他の成分としては、例えば、可塑剤、微粒子、各種添加剤、などが挙げられる。
前記電荷発生物質の添加量は、前記バインダー樹脂１００質量部に対し５質量部〜４０質量部が好ましい。
前記電荷輸送物質の添加量は、前記バインダー樹脂１００質量部に対し０質量部〜１９０質量部が好ましく、５０質量部〜１５０質量部がより好ましい。
前記単層型感光層の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、５μｍ〜２５μｍが好ましい。
【００５９】
−下引き層−
支持体と感光層との間には、必要に応じて、下引き層を設けてもよい。前記下引き層は、接着性を向上する、モアレなどを防止する、上層の塗工性を改良する、残留電位を低減するなどの目的で設けられる。
前記下引き層は、少なくとも樹脂、及び微粉末を含み、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
前記樹脂としては、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、ポリビニルアルコール樹脂、カゼイン、ポリアクリル酸ナトリウム等の水溶性樹脂；共重合ナイロン、メトキシメチル化ナイロン等のアルコール可溶性樹脂；ポリウレタン樹脂、メラミン樹脂、アルキッド−メラミン樹脂、エポキシ樹脂等の三次元網目構造を形成する硬化型樹脂、などが挙げられる。
前記微粉末としては、例えば酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化インジウム等の金属酸化物、金属硫化物、又は金属窒化物などが挙げられる。
また、下引き層として、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、クロムカップリング剤などを含むものを使用することもできる。更に、下引き層として、Ａｌ２Ｏ３を陽極酸化にて設けたもの、ポリパラキシリレン（パリレン）等の有機物、ＳｉＯ２、ＳｎＯ２、ＴｉＯ２、ＩＴＯ、ＣｅＯ２等の無機物を真空薄膜作製法にて設けたものなども使用できる。
前記下引き層の厚みについては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、０．１μｍ〜１０μｍが好ましく、１μｍ〜５μｍがより好ましい。
【００６０】
−保護層−
前記静電潜像担持体には、最表層として、感光層の保護及び耐久性の向上を目的として、保護層を有することが好ましい。
前記保護層は、バインダー樹脂と、フィラーを含有し、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
前記バインダー樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばオレフィン−ビニルモノマー共重合体、塩素化ポリエーテル樹脂、アリル樹脂、フェノール樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリアリルスルホン樹脂、ポリブチレン樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエチン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリスルホン樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＣＳ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、エポキシ樹脂、などが挙げられる。
前記保護層には、耐摩耗性を向上させる目的でフィラーが添加される。該フィラーとしては、アルミナ粒子、酸化チタン粒子、シリカ粒子などが挙げられる。これらの中でも、アルミナ粒子、酸化チタン粒子が特に好ましい。
前記フィラーの前記保護層における添加量は、１０質量％〜４０質量％が好ましく、２０質量％〜３０質量％がより好ましい。前記フィラーの添加量が、１０質量％未満であると、摩耗が大きく、耐久性に劣ることがあり、４０質量％を超えると、露光時における明部電位の上昇が著しくなって、感度低下が無視できなくなることがある。
【００６１】
前記保護層には、フィラーの分散性を向上させるために分散助剤を添加することができる。該分散助剤としては塗料等に使用されるもの（例えば、変性エポキシ樹脂縮合物、不飽和ポリカルボン酸低分子量ポリマー等）が適宜利用でき、その量は含有するフィラーの量に対して０．５質量％〜４質量％が好ましく、１質量％〜２質量％がより好ましい。
また、前記保護層には、前述の電荷輸送材料を添加することも極めて有効であり、その添加量も同様でよく、露光に対する特性を向上させることができる。更に、酸化防止剤も必要に応じて添加することができる。酸化防止剤については後記する。
また、保護層の別の形態としては特開２００７−１０８６５１号公報、特開２００７−０４１２０２号公報、特開２００７−０２５１６１号公報、特開２００６−２２７５６７号公報、特開２００７−１７６７２号公報、特開２００７−０１７６３３号公報、特開２００６−２４３３４２号公報、特開２００５−２２７７６１号公報、特開２００６−００３８６３号公報、特開２００６−１３８９５１号公報等で開示されている架橋型の保護層も有効に用いることができる。
これらは架橋型樹脂、及び架橋型電荷輸送性物を重合することで、飛躍的な耐摩耗性の向上を実現しており、本発明のクリーニングブレードと併せて用いることで、より高耐久性を向上した画像形成ユニットを実現することが可能となる。
前記保護層の形成方法としては、浸漬塗工法、スプレー法等の通常の塗布法が採用される。
前記保護層の厚みは、０．５μｍ〜１０μｍが好ましく、４μｍ〜６μｍがより好ましい。
【００６２】
−中間層−
感光層と保護層との間に別の中間層を形成することも可能である。前記中間層は、バインダー樹脂を含有し、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
前記バインダー樹脂としては、例えばポリアミド樹脂、アルコール可溶性ナイロン、水溶性ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂などが挙げられる。
前記中間層の形成方法としては、上記の通常の塗布法が採用され、前記中間層の厚みは、０．０５μｍ〜２μｍが好ましい。
【００６３】
なお、前記静電潜像担持体においては、耐環境性の改善のため、感度低下、残留電位の上昇を防止する目的で、電荷発生層、電荷輸送層、下引き層、保護層、単層型感光層等の各層に酸化防止剤、可塑剤、滑剤、紫外線吸収剤、低分子電荷輸送物質、レベリング剤などを添加することができる。
【００６４】
前記酸化防止剤として、例えば、フェノール系化合物、パラフェニレンジアミン類、有機硫黄化合物類、有機燐化合物類、などが挙げられる。
【００６５】
前記可塑剤として、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばリン酸エステル系可塑剤、フタル酸エステル系可塑剤、芳香族カルボン酸エステル系可塑剤、脂肪族二塩基酸エステル系可塑剤、脂肪酸エステル誘導体、オキシ酸エステル系可塑剤、エポキシ可塑剤、二価アルコールエステル系可塑剤、含塩素可塑剤、ポリエステル系可塑剤、スルホン酸誘導体、クエン酸誘導体、その他の可塑剤などが挙げられる。
【００６６】
前記滑剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば炭化水素系化合物、脂肪酸系化合物、脂肪酸アミド系化合物、エステル系化合物、アルコール系化合物、金属石けん、天然ワックス、その他の滑剤などが挙げられる。
【００６７】
前記紫外線吸収剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばベンゾフェノン系紫外線吸収剤、サルシレート系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、クエンチャー（金属錯塩系）紫外線吸収剤、ＨＡＬＳ（ヒンダードアミン）などが挙げられる。
【００６８】
＜帯電工程及び露光工程＞
静電潜像の形成は、静電潜像担持体の表面を帯電させた後、像様に露光することにより行うことができ、静電潜像形成手段により行うことができる。静電潜像形成手段は、例えば、潜像担持体の表面を帯電させる帯電器と、静電潜像担持体の表面を像様に露光する露光器とを少なくとも備える。帯電は、例えば、帯電器を用いて静電潜像担持体の表面に電圧を印加することにより行うことができる。
前記帯電器としては、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、例えば、導電性又は半導電性のローラ、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を備えたそれ自体公知の接触帯電器、コロトロン、スコロトロン等のコロナ放電を利用した非接触帯電器、などが挙げられる。帯電部材の形状としてはローラの他にも、磁気ブラシ、ファーブラシ等、どのような形態をとってもよく、画像形成装置の仕様や形態にあわせて選択可能である。磁気ブラシを用いる場合、磁気ブラシは例えばＺｎ−Ｃｕフェライト等、各種フェライト粒子を帯電部材として用い、これを支持させるための非磁性の導電スリーブ、これに内包されるマグネットロールによって構成される。また、ブラシを用いる場合、例えば、ファーブラシの材質としては、カーボン、硫化銅、金属又は金属酸化物により導電処理されたファーを用い、これを金属や他の導電処理された芯金に巻き付けたり張り付けたりすることで帯電器とする。帯電器は、上記のような接触式の帯電器に限定されるものではないが、帯電器から発生するオゾンが低減された画像形成装置が得られるので、接触式の帯電器を用いることが好ましい。
【００６９】
前記露光は、例えば、露光器を用いて静電潜像担持体の表面を像様に露光することにより行うことができる。露光器としては、帯電器により帯電された静電潜像担持体の表面に、形成すべき像様に露光を行うことができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、複写光学系、ロッドレンズアレイ系、レーザー光学系、液晶シャッタ光学系、などの各種露光器が挙げられる。なお、本発明においては、静電潜像担持体の裏面側から像様に露光を行う光背面方式を採用してもよい。
【００７０】
＜現像工程及び現像手段＞
前記現像工程は、静電潜像を、トナー乃至現像剤を用いて現像して可視像を形成する工程である。可視像の形成は、例えば、静電潜像をトナー乃至現像剤を用いて現像することにより行うことができ、現像手段により行うことができる。
前記現像手段は、例えば、トナー乃至現像剤を用いて現像することができる限り、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、トナー乃至現像剤を収容し、静電潜像にトナー乃至現像剤を接触又は非接触的に付与可能な現像器を少なくとも有するものが好適に挙げられる。現像器は、乾式現像方式のものであってもよいし、湿式現像方式のものであってもよく、また、単色用現像器であってもよいし、多色用現像器であってもよく、例えば、トナー乃至現像剤を摩擦攪拌させて帯電させる攪拌器と、回転可能なマグネットローラとを有してなるもの、などが好適に挙げられる。現像器内では、例えば、トナーとキャリアとが混合攪拌され、その際の摩擦によりトナーが帯電し、回転するマグネットローラの表面に穂立ち状態で保持され、磁気ブラシが形成される。マグネットローラは、潜像担持体近傍に配置されているため、マグネットローラの表面に形成された磁気ブラシを構成するトナーの一部は、電気的な吸引力によって静電潜像担持体の表面に移動する。その結果、静電潜像がトナーにより現像されて静電潜像担持体の表面にトナーによる可視像が形成される。現像器に収容させる現像剤は、トナーを含む現像剤であるが、現像剤としては一成分現像剤であってもよいし、二成分現像剤であってもよい。
【００７１】
＜トナー＞
次に、前記現像工程に用いられるトナーについて詳細に説明する。前記トナーの体積平均粒径は５．５μｍ以下が好ましく、４．５μｍ〜５．５μｍがより好ましい。前記体積平均粒径が５．５μｍを超えると、形成される画像の高精細性が達成されにくくなることがある。
ここで、トナーの体積平均粒径の測定は、例えばコールターカウンター法による。
前記トナーの平均円形度は０．９７以上が好ましく、０．９７〜０．９８がより好ましい。前記平均円形度はトナー粒子の凹凸の度合いの指標であり、トナーが完全な球形の場合１．００を示し、表面形状が複雑になるほど平均円形度は小さな値となる。前記平均円形度が０．９７未満であると、いわゆる重合法による小粒径トナーの製造法においては本来球形に近いものが形成されるが、追加工程で異形化処理を施すことによって成されるものであり、異形化処理はクリーニング性が不十分であったために必要とされていたものである。したがって製造上のコスト面から上記範囲が好ましい。
ここで、前記平均円形度は、例えばフロー式粒子像分析装置（東亜医用電子株式会社製、ＦＰＩＡ−１０００）を用いて測定することができる。
【００７２】
小粒径かつ球形トナーとしては、前記平均円形度及び体積平均粒径を満たせば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、懸濁重合法、必要な添加剤の乳化液を加え、液中（水系媒体中）にて単量体を乳化重合して微粒の重合体粒子（樹脂粒子）を調整し、その後、有機溶媒及び凝集剤等を添加して樹脂粒子を会合する方法で製造することができる。
このような小粒径かつ球形トナーは、バインダー樹脂、顔料、電荷制御剤、及び離型剤を含有してなり、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
【００７３】
前記バインダー樹脂としては、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、ポリスチレン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、スチレンアクリル樹脂、スチレンメタクリレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、スチレンブタジエン樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレン樹脂、シリコーン樹脂、ブチラール樹脂、テルペン樹脂、ポリオール樹脂、などが挙げられる。これらの中でも、ビニル樹脂、ポリエステル樹脂が特に好ましい。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００７４】
前記ビニル樹脂としては、例えば、ポリスチレン、ポリ−ｐ−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の単重合体：スチレン−ｐ−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロロメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体：ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、などが挙げられる。
【００７５】
前記ポリエステル樹脂としては、以下のＡ群に示したような２価のアルコールと、Ｂ群に示したような二塩基酸塩からなるものであり、更にＣ群に示したような３価以上のアルコールあるいはカルボン酸を第三成分として加えてもよい。
Ａ群としては、例えば、エチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，４ブテンジオール、１，４−ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン、ビスフェノールＡ、水素添加ビスフェノールＡ、ポリオキシエチレン化ビスフェノールＡ、ポリオキシプロピレン（２，２）−２，２'−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシプロピレン（３，３）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシエチレン（２，０）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシプロピレン（２，０）−２，２'−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンなどが挙げられる。
Ｂ群としては、例えば、マレイン酸、フマル酸、メサコニン酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソフタール酸、テレフタール酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、マロン酸、リノレイン酸、又はこれらの酸無水物又は低級アルコールのエステル、などが挙げられる。
Ｃ群としては、例えば、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の３価以上のアルコール、トリメリト酸、ピロメリト酸等の３価以上のカルボン酸などが挙げられる。
【００７６】
前記ポリオール樹脂としては、エポキシ樹脂と２価フェノールのアルキレンオキサイド付加物、もしくはそのグリシジルエーテルとエポキシ基と反応する活性水素を分子中に１つ有する化合物と、エポキシ樹脂と反応する活性水素を分子中に２つ以上有する化合物を反応してなるものなどが挙げられる。
【００７７】
前記顔料としては、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、黒色顔料、黄色顔料、橙色顔料、赤色顔料、紫色顔料、青色顔料、緑色顔料、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記黒色顔料としては、例えば、カーボンブラック、オイルファーネスブラック、チャンネルブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、アニリンブラック等のアジン系色素、金属塩アゾ色素、金属酸化物、複合金属酸化物などが挙げられる。
前記黄色顔料としては、例えば、カドミウムイエロー、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルスイエロー、ナフトールイエローＳ、ハンザイエローＧ、ハンザイエロー１０Ｇ、ベンジジンイエローＧＲ、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローＮＣＧ、タートラジンレーキなどが挙げられる。
前記橙色顔料としては、例えば、モリブデンオレンジ、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、インダンスレンブリリアントオレンジＲＫ、ベンジジンオレンジＧ、インダンスレンブリリアントオレンジＧＫなどが挙げられる。
前記赤色顔料としては、例えば、ベンガラ、カドミウムレッド、パーマネントレッド４Ｒ、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウォッチングレッドカルシウム塩、レーキレッドＤ、ブリリアントカーミン６Ｂ、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン３Ｂなどが挙げられる。
前記紫色顔料としては、例えば、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキなどが挙げられる。
前記青色顔料としては、例えば、コバルトブルー、アルカリブルー、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダンスレンブルーＢＣなどが挙げられる。
前記緑色顔料としては、例えば、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンＢ、マラカイトグリーンレーキなどが挙げられる。
これらの中でも、カラートナーとしては、良好な顔料の均一分散が必須となり、顔料を直接大量の樹脂中に投入するのではなく、一度高濃度に顔料を分散させたマスターバッチを作製し、それを希釈する形で投入する方式が用いられている。
【００７８】
前記電荷制御剤は、トナー粒子内部に配合（内添）しても、トナー粒子と混合（外添）して用いてもよい。該電荷制御剤によって、現像システムに応じた最適の電荷量コントロールが可能となり、本発明では、粒度分布と電荷量とのバランスを更に安定したものとすることが可能である。
トナーを正電荷性に制御するものとしては、例えば、ニグロシン、四級アンモニウム塩、トリフェニルメタン系染料、イミダゾール金属錯体又はその塩類を、単独あるいは２種類以上組み合わせて用いることができる。
また、トナーを負電荷性に制御するものとしては、例えば、サリチル酸金属錯体又はその塩類、有機ホウ素塩類、カリックスアレン系化合物などが挙げられる。
【００７９】
前記離型剤としては、例えば、キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックス等の天然ワックス；モンタンワックス又はその誘導体、パラフィンワックス又はその誘導体、ポリオレフィンワックス又はその誘導体、サゾールワックス、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、アルキルリン酸エステル、などが挙げられる。
前記離型剤の融点は、６５℃〜９０℃であることが好ましい。該融点が６５℃未満であると、トナー保存時のブロッキングが発生しやすくなることがあり、９０℃を超えると、定着ローラ温度が低い領域でオフセットが発生しやすくなることがある。
【００８０】
前記離型剤等の分散性を向上させるなどの目的のため、添加剤を加えてもよい。添加剤としては、例えばスチレン−アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、スチレンメタクリレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、スチレンブタジエン樹脂、フェノール樹脂、ブチラール樹脂、テルペン樹脂、ポリオール樹脂などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００８１】
前記トナーは、トナー母体粒子表面に外添剤を埋設して表面改質を行ってもよい。母体粒子の１／１０以下の有機樹脂粒子や無機微粒子などを混合し、加熱処理などにより母体表面に固定化することでトナー表面に微小な凹凸を形成することができる。
前記外添剤としては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、シリカ微粒子、疎水化されたシリカ微粒子、脂肪酸金属塩（例えばステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウムなど）；金属酸化物（例えばチタニア、アルミナ、酸化錫、酸化アンチモンなど）又はこれらの疎水化物、フルオロポリマーなどが挙げられる。これらの中でも、疎水化されたシリカ微粒子、チタニア粒子、疎水化されたチタニア微粒子が特に好ましい。
前記シリカ微粒子としては、例えばＨＤＫ  Ｈ  ２０００、ＨＤＫ  Ｈ  ２０００／４、ＨＤＫ  Ｈ  ２０５０ＥＰ、ＨＶＫ２１、ＨＤＫ  Ｈ１３０３（いずれも、ヘキスト社製）；Ｒ９７２、Ｒ９７４、ＲＸ２００、ＲＹ２００、Ｒ２０２、Ｒ８０５、Ｒ８１２（いずれも、日本アエロジル株式会社製）などが挙げられる。
前記チタニア微粒子としては、例えばＰ−２５（日本アエロジル株式会社製）；ＳＴＴ−３０、ＳＴＴ−６５Ｃ−Ｓ（いずれも、チタン工業株式会社製）；ＴＡＦ−１４０（富士チタン工業株式会社製）；ＭＴ−１５０Ｗ、ＭＴ−５００Ｂ、ＭＴ−６００Ｂ、ＭＴ−１５０Ａ（いずれも、テイカ株式会社製）などが挙げられる。
前記疎水化された酸化チタン微粒子としては、例えばＴ−８０５（日本アエロジル株式会社製）；ＳＴＴ−３０Ａ、ＳＴＴ−６５Ｓ−Ｓ（いずれも、チタン工業株式会社製）；ＴＡＦ−５００Ｔ、ＴＡＦ−１５００Ｔ（いずれも、富士チタン工業株式会社製）；ＭＴ−１００Ｓ、ＭＴ−１００Ｔ（いずれも、テイカ株式会社製）；ＩＴ−Ｓ（石原産業株式会社製）などが挙げられる。
前記疎水化されたシリカ微粒子、疎水化されたチタニア微粒子、疎水化されたアルミナ微粒子を得るためには、親水性の微粒子をメチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤で処理して得ることができる。
前記疎水化処理剤としては、例えばジアルキルジハロゲン化シラン、トリアルキルハロゲン化シラン、アルキルトリハロゲン化シラン、ヘキサアルキルジシラザン等のシランカップリング剤；シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、アルミニウム系のカップリング剤、シリコーンオイル、シリコーンワニスなどが挙げられる。
【００８２】
また、無機微粒子にシリコーンオイルを必要ならば熱を加えて処理したシリコーンオイル処理無機微粒子も好適である。
前記無機微粒子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化鉄、酸化銅、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ペンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸パリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などが挙げられる。これらの中でも、シリカ、二酸化チタンが特に好ましい。
前記シリコーンオイルとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、クロルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル、アルコール変性シリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル、エポキシ・ポリエーテル変性シリコーンオイル、フェノール変性シリコーンオイル、カルボキシル変性シリコーンオイル、メルカプト変性シリコーンオイル、アクリル変性シリコーンオイル、メタクリル変性シリコーンオイル、α−メチルスチレン変性シリコーンオイルなどが挙げられる。
【００８３】
前記無機微粒子の一次粒子の平均粒径は、１ｎｍ〜１００ｎｍが好ましく、３ｎｍ〜７０ｎｍがより好ましい。前記平均粒径が、１ｎｍ未満であると、無機微粒子がトナー中に埋没し、その機能が有効に発揮されにくいことがあり、１００ｎｍを超えると、静電潜像担持体表面を不均一に傷つけてしまうことがある。
前記外添剤としては、無機微粒子、疎水化処理無機微粒子を併用することができるが、疎水化処理された一次粒子の平均粒径は１ｎｍ〜１００ｎｍが好ましく、５ｎｍ〜７０ｎｍがより好ましい。また、疎水化処理された一次粒子の平均粒径が２０ｎｍ以下の無機微粒子を少なくとも２種類含み、かつ３０ｎｍ以上の無機微粒子を少なくとも１種類含むことがより好ましい。また、前記無機微粒子のＢＥＴ法による比表面積は、２０ｍ２／ｇ〜５００ｍ２／ｇであることが好ましい。
前記外添剤の添加量は、前記トナーに対し０．０１質量％〜５質量％が好ましく、０．０３質量％〜２質量％がより好ましい。
【００８４】
＜転写工程及び転写手段＞
前記転写工程は、前記可視像を記録媒体に転写する工程であるが、中間転写体を用い、該中間転写体上に可視像を一次転写した後、該可視像を前記記録媒体上に二次転写する態様が好ましく、前記トナーとして二色以上、好ましくはフルカラートナーを用い、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写工程と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写工程とを含む態様がより好ましい。
前記転写は、例えば、前記可視像を転写帯電器を用いて前記電子写真感光体を帯電することにより行うことができ、前記転写手段により行うことができる。前記転写手段としては、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写手段と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写手段とを有する態様が好ましい。
なお、前記中間転写体としては、特に制限はなく、目的に応じて公知の転写体の中から適宜選択することができ、例えば、転写ベルト等が好適に挙げられる。
【００８５】
前記転写手段（前記第一次転写手段、前記第二次転写手段）は、前記電子写真感光体上に形成された前記可視像を前記記録媒体側へ剥離帯電させる転写器を少なくとも有するのが好ましい。前記転写手段は、１つであってもよいし、２つ以上であってもよい。前記転写器としては、例えば、コロナ放電によるコロナ転写器、転写ベルト、転写ローラ、圧力転写ローラ、粘着転写器、などが挙げられる。
前記記録媒体としては、代表的には普通紙であるが、現像後の未定着像を転写可能なものなら、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、ＯＨＰ用のＰＥＴベース等も用いることができる。
【００８６】
＜定着工程及び定着手段＞
前記定着工程は記録媒体に転写された可視像を定着装置を用いて定着させる工程であり、各色のトナーに対し記録媒体に転写する毎に行ってもよいし、各色のトナーに対しこれを積層した状態で一度に同時に行ってもよい。定着手段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、定着部材と該定着部材を加熱する熱源とを有するものが用いられる。定着部材としては、例えば、無端状ベルトとローラとの組合せ、ローラとローラとの組合せ、などが挙げられるが、ウォームアップ時間を短縮することができ、省エネルギー化の実現の点で、また、定着可能幅の拡大の点で、熱容量が小さい無端状ベルトとローラとの組合せであるのが好ましい。
【００８７】
−除電工程及び除電手段−
前記除電工程は静電潜像担持体に対し除電バイアスを印加して除電を行う工程であり、除電手段により好適に行うことができる。前記除電手段としては、静電潜像担持体に対し除電バイアスを印加することができれば特に制限はなく、公知の除電器の中から適宜選択することができ、例えば、除電ランプ等が好適に挙げられる。
【００８８】
−クリーニング工程及びクリーニング手段−
前記クリーニング工程は、静電潜像担持体上に残留するトナー及び該トナー以外の異物を除去する工程であり、クリーニング手段により行うことができる。前記クリーニング手段としては、機構が複雑にならずコストを低く抑えることができる本発明の前記クリーニングブレードを用いる。
なお、公知のクリーナ、例えば、磁気ブラシクリーナ、静電ブラシクリーナ、磁気ローラクリーナ、ブラシクリーナ、ウエブクリーナ等と組み合わせることでも良好なクリーニング工程として有効である。
【００８９】
−リサイクル工程及びリサイクル手段−
前記リサイクル工程はクリーニング工程により除去したトナーを現像手段にリサイクルさせる工程であり、リサイクル手段により好適に行うことができる。前記リサイクル手段としては特に制限はなく、公知の搬送手段等が挙げられる。
【００９０】
−制御工程及び制御手段−
前記制御工程は各工程を制御する工程であり、制御手段により好適に行うことができる。前記制御手段としては、各工程の動きを制御することができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シークエンサー、コンピュータ等の機器が挙げられる。
【００９１】
ここで、本発明の画像形成装置について図面を参照して説明する。図３は、本発明の画像形成装置の一例を示す概略図である。
静電潜像担持体１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よい。静電潜像担持体１の周囲には、必要に応じて、転写前チャージャ７（転写手段）、転写チャージャ１０（転写手段）、分離チャージャ１１、クリーニング前チャージャ１５が配置され、これらはコロトロン、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）、帯電ローラをはじめとする公知の手段を用いることができる。
【００９２】
帯電手段３には、ワイヤー方式の帯電器やローラ形状の帯電器が用いられる。高速帯電が必要とされる場合にはスコロトロン方式の帯電器が良好に使用され、コンパクト化や静電潜像担持体を複数使用するタンデム方式の画像形成装置においては、酸性ガス（ＮＯｘ、ＳＯｘ等）やオゾン発生量の少ないローラ形状の帯電器が有効に使用される。この帯電器により、静電潜像担持体には帯電が施されるが、静電潜像担持体に印加される電界強度は高いほどドット再現性が良好になるため、２０Ｖ／μｍ以上の電界強度が印加されることが好ましい。しかし、感光体の絶縁破壊や現像時のキャリア付着の問題を生み出す可能性があり、上限値は６０Ｖ／μｍ以下が好ましく、５０Ｖ／μｍ以下がより好ましい。
帯電ローラ３（帯電手段）は感光体と当接していてもよいが、両者の間に適当なギャップ（１０μｍ〜２００μｍ程度）を設けた近接配置とすることにより、両者の摩耗量が低減できると共に帯電部材へのトナーフィルミングを抑制でき、好ましく使用できる。帯電手段に印加する電圧は、帯電の安定化と帯電ムラの抑制のために、直流成分に交流成分を重畳したものとすることが効果的である。
転写手段としては、一般に、前記帯電器が使用できるが、転写ベルトを使用したものも有効である。
また、画像露光部５（図３では装置は図示せず）、除電ランプ２（除電手段）等の光源としては、例えば蛍光灯、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）、半導体レーザー（ＬＤ）、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）等の発光物全般を用いることができる。そして、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等の各種フィルターを用いることもできる。これらの光源は図３に示される工程の外に、光照射を併用した転写工程、除電工程、クリーニング工程、又は前露光等の工程に用いられ、静電潜像担持体に光が照射される。
現像ユニット６（現像手段）により静電潜像担持体上に現像されたトナーは転写紙等の記録媒体９に転写されるが全部が転写されるわけではなく、静電潜像担持体上に残存するトナーもあり、このようなトナーはファーブラシ１４（クリーニング手段）及びクリーニングブレード１５（クリーニング手段）により静電潜像担持体から除去される。
クリーニングは本発明の前記クリーニングブレードのみで行われることもあるが、必要に応じてファーブラシ等のクリーニングブラシを組み合わせて用いることができる。
【００９３】
除電ランプ２等の光源には、前記静電潜像担持体に対し除電を行うことができればよく、公知の除電器の中から適宜選択することができ、例えば、半導体レーザー（ＬＤ）、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）等が好適に挙げられる。
前記半導体レーザー（ＬＤ）、及びエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）以外にも、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、キセノンランプ等を用いることができる。また、波長を特定化するため、前記光源と組み合わせて、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。
なお、図３中８はレジストローラ、１２は分離爪である。
【００９４】
以上説明した画像形成装置における画像形成手段は、複写装置、ファクシミリ、プリンタ内に固定されていてもよいが、以下に説明するプロセスカートリッジの形で画像形成装置内に組み込まれていてもよい。
【００９５】
（プロセスカートリッジ）
本発明のプロセスカートリッジは、静電潜像担持体と、該静電潜像担持上にトナーで静電潜像を現像して可視像を形成する現像手段と、前記静電潜像担持体上の残留トナーを除去するクリーニング手段とを少なくとも有し、更に必要に応じて帯電手段、露光手段、転写手段、除電手段等のその他の手段を有してなる。
前記プロセスカートリッジは、各種電子写真方式の画像形成装置、ファクシミリ、プリンタに着脱可能に備えさせることができ、本発明の前記画像形成装置に着脱可能に備えさせるのが特に好ましい。
【００９６】
ここで、前記プロセスカートリッジは、例えば、図４に示すように、電子写真感光体１０１を内蔵し、帯電手段１０２、現像手段１０４、転写手段１０８、クリーニング手段１０７を含み、更に必要に応じてその他の手段を有してなる。図４中、１０３は露光手段による露光、１０５は記録媒体をそれぞれ示す。
次に、図４に示すプロセスカートリッジによる画像形成プロセスについて示すと、電子写真感光体１０１は、矢印方向に回転しながら、帯電手段１０２による帯電、露光手段（不図示）による露光１０３により、その表面に露光像に対応する静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像手段１０４で現像され、得られた可視像は転写手段１０８により、記録媒体１０５に転写され、プリントアウトされる。次いで、像転写後の電子写真感光体表面は、クリーニング手段１０７によりクリーニングされ、更に除電手段（不図示）により除電されて、再び、以上の操作を繰り返すものである。
【実施例】
【００９７】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。
以下の合成例、実施例、及び比較例において、以下のようにして、ポリシロキサン、ジオール、及びポリウレタンエラストマーの数平均分子量、トナーの平均円形度、及びトナーの体積平均粒径を測定した。
【００９８】
＜数平均分子量＞
ポリシロキサン、ジオール、及びポリウレタンエラストマーの数平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定した。付帯的には、ＨＬＣ−８２２０（東ソー・テクノシステム株式会社製）を使用して、ジメチルフォルムアミドを溶媒とし、ポリスチレン樹脂を分子量の校正試薬として測定した。
【００９９】
＜トナーの体積平均粒径＞
トナーの体積平均粒径は、粒度測定器（「マルチサイザーＩＩＩ」、ベックマンコールター社製）を用い、アパーチャー径１００μｍで測定し、解析ソフト（Ｂｅｃｋｍａｎ  Ｃｏｕｌｔｅｒ  Ｍｕｔｌｉｓｉｚｅｒ  ３  Ｖｅｒｓｉｏｎ３．５１）にて解析を行った。
具体的には、ガラス製１００ｍｌビーカーに１０質量％界面活性剤（アルキルベンゼンスフォン酸塩ネオゲンＳＣ−Ａ、第一工業製薬株式会社製）を０．５ｍｌ添加し、各トナー０．５ｇ添加し、ミクロスパーテルでかき混ぜ、次いで、イオン交換水８０ｍｌを添加した。得られた分散液を超音波分散器（Ｗ−１１３ＭＫ−ＩＩ、本多電子株式会社製）で１０分間分散処理した。前記分散液を前記マルチサイザーＩＩＩを用い、測定用溶液としてアイソトンＩＩＩ（ベックマンコールター社製）を用いて測定を行った。測定は装置が示す濃度が８±２％になるように前記トナーサンプル分散液を滴下した。本測定法は粒径の測定再現性の点から前記濃度を８±２％にすることが重要である。この濃度範囲であれば粒径に誤差は生じない。
【０１００】
＜トナーの平均円形度＞
トナーの平均円形度は、フロー式粒子像分析装置（「ＦＰＩＡ−２１００」、東亜医用電子株式会社製）を用いて計測した。具体的には、容器中に、予め不純固形物を除去した水１００ｍＬ〜１５０ｍＬに分散剤としての界面活性剤（アルキルベンゼンスフォン酸塩）を０．１ｍＬ〜０．５ｍＬ添加し、更に、各トナーを０．１ｇ〜０．５ｇ添加して分散させた。得られた分散液を超音波分散器（ホンダエレクトロニクス社製）で１分間〜３分間分散処理して、分散液の濃度を３，０００〜１万個／μＬとしてトナーの形状及び分布を測定した。これらの測定結果から平均円形度を算出した。
【０１０１】
（合成例１）
−３つの加水分解性アルコキシ基を有するポリシロキサン（Ｃ−１）の合成−
コルベン内に、メチルトリメトキシシラン１００質量部（０．７４モル）、フェニルトリメトキシシラン８０質量部（０．４０モル）、イオン交換水４５質量部（２．５モル）、及びシュウ酸０．１質量部（０．００１モル）を仕込み、６０℃にて６時間の条件で加熱撹拌し、更にエバポレーターを用いて、加水分解により副生したメタノールを５０ｍｍＨｇの減圧下で２時間かけて除去し、ポリシロキサン（Ｃ−１）（数平均分子量（Ｍｎ）＝２,８００）を合成した。
【０１０２】
（合成例２）
−２つの加水分解性アルコキシ基を有するポリシロキサン（Ｃ−２）の合成−
コルベン内に、ジフェニルジメトキシシラン１７０質量部（０．７４モル）、フェニルトリメトキシシラン８０質量部（０．４０モル）、イオン交換水４０質量部（２．２モル）、及びシュウ酸０．１質量部（０．００１モル）を仕込み、６０℃にて６時間の条件で加熱撹拌し、更にエバポレーターを用いて、加水分解により副生したメタノールを５０ｍｍＨｇの減圧下で２時間かけて除去し、ポリシロキサン（Ｃ−２）（数平均分子量（Ｍｎ）＝５,０００）を合成した。
【０１０３】
（合成例３）
−３つの加水分解性アルコキシ基を有するポリシロキサン（Ｃ−３）の合成−
コルベン内に、両末端カルボキシ基変性ポリシロキサン（「Ｘ−２２−１６２Ｃ」、信越化学工業株式会社製）５０質量部、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン８質量部、トリフェニルホスフィン１質量部、及びｐ−メトキシフェノール０．２質量部を仕込み、１１０℃にて１０時間反応させ、ポリシロキサン（Ｃ−３）（数平均分子量（Ｍｎ）＝１,５００）を合成した。
【０１０４】
（比較合成例１）
−１つの加水分解性アルコキシ基を有するポリシロキサン（Ｃ−４）の合成−
コルベン内に、トリメチルモノメトキシシラン１１９質量部（１．１４モル）、イオン交換水４５質量部（２．５モル）、及びシュウ酸０．１質量部（０．００１モル）を仕込み、６０℃にて６時間の条件で加熱撹拌した。更にエバポレーターを用いて、加水分解により副生したメタノールを５０ｍｍＨｇの減圧下で２時間かけて除去し、比較合成例１のポリシロキサン（Ｃ−４）（数平均分子量（Ｍｎ）＝３５０）を合成した。
【０１０５】
（実施例１）
−クリーニングブレードの作製−
数平均分子量（Ｍｎ）が１，０００のポリテトラメチレングリコール（三洋化成工業株式会社製）１，０００質量部、ジフェニルメタンジイソシアネート（日本ポリウレタン株式会社製）１９８質量部、及び触媒としてトリエチルアミン１質量部を４つ口フラスコ内に仕込み、反応温度１００℃、６時間反応させて、両末端にイソシアネート基を有するプレポリマーを合成した。
このプレポリマーに鎖伸長剤として１，４−ブタンジオール（分子量＝９０）３６質量部を添加し、１００℃で５分間反応させた。
これに、合成例１のポリシロキサン（Ｃ−１）２５０質量部、及び酸発生剤としてＮ−（トリフルオロメチルスルホニルオキシ）スクシンイミド０．１質量部を加え、１００℃で３時間反応させた。以上によりポリウレタンエラストマーを作製した。得られたポリウレタンエラストマーの数平均分子量（Ｍｎ）は、３６，０００であった。
【０１０６】
次に、作製したポリウレタンエラストマーを、成形用金型を有する射出成形機を用いて射出成形した。具体的には、成形用金型は予め１００℃に加熱しておき、該金型に加硫接着剤で接着処理した支持部材を挿入した状態で、ポリウレタンエラストマーを成形用金型に射出し、射出後６０秒間して、成形されたクリーニングブレードを金型から取り出し、１００℃の循風乾燥機で２０時間二次加硫を行った。その後、エッジ加工して、実施例１のクリーニングブレードを作製した。
【０１０７】
（実施例２）
−クリーニングブレードの作製−
実施例１において、数平均分子量（Ｍｎ）が１，０００のポリテトラメチレングリコールを、数平均分子量（Ｍｎ）が２，０００のポリテトラメチレングリコール（三洋化成工業株式会社製）に変えた以外は、実施例１と同様にして、実施例２のクリーニングブレードを作製した。
【０１０８】
（実施例３）
−クリーニングブレードの作製−
実施例１において、数平均分子量（Ｍｎ）が１，０００のポリテトラメチレングリコールを、数平均分子量（Ｍｎ）が３，０００のポリテトラメチレングリコール（三洋化成工業株式会社製）に変えた以外は、実施例１と同様にして、実施例３のクリーニングブレードを作製した。
【０１０９】
（実施例４）
−クリーニングブレードの作製−
実施例１において、数平均分子量（Ｍｎ）が１，０００のポリテトラメチレングリコールを、数平均分子量（Ｍｎ）が４，０００のポリテトラメチレングリコール（三洋化成工業株式会社製）に変えた以外は、実施例１と同様にして、実施例４のクリーニングブレードを作製した。
【０１１０】
（実施例５）
−クリーニングブレードの作製−
実施例１において、数平均分子量（Ｍｎ）が１，０００のポリテトラメチレングリコールを、数平均分子量（Ｍｎ）が５，０００のポリテトラメチレングリコール（三洋化成工業株式会社製）に変えた以外は、実施例１と同様にして、実施例５のクリーニングブレードを作製した。
【０１１１】
（実施例６）
−クリーニングブレードの作製−
実施例２において、合成例１のポリシロキサン（Ｃ−１）を、合成例３のポリシロキサン（Ｃ−３）に変えた以外は、実施例２と同様にして、実施例６のクリーニングブレードを作製した。
【０１１２】
（実施例７）
−クリーニングブレードの作製−
実施例２において、合成例１のポリシロキサン（Ｃ−１）を、合成例２のポリシロキサン（Ｃ−２）５０質量部に変えた以外は、実施例２と同様にして、実施例７のクリーニングブレードを作製した。
【０１１３】
（実施例８）
−クリーニングブレードの作製−
実施例２において、合成例１のポリシロキサン（Ｃ−１）を、合成例２のポリシロキサン（Ｃ−２）８０質量部に変えた以外は、実施例２と同様にして、実施例８のクリーニングブレードを作製した。
【０１１４】
（実施例９）
−クリーニングブレードの作製−
実施例２において、合成例１のポリシロキサン（Ｃ−１）を、合成例２のポリシロキサン（Ｃ−２）５３０質量部に変えた以外は、実施例２と同様にして、実施例９のクリーニングブレードを作製した。
【０１１５】
（実施例１０）
−クリーニングブレードの作製−
実施例２において、合成例１のポリシロキサン（Ｃ−１）を、合成例２のポリシロキサン（Ｃ−２）６００質量部に変えた以外は、実施例２と同様にして、実施例１０のクリーニングブレードを作製した。
【０１１６】
（比較例１）
−クリーニングブレードの作製−
実施例１において、数平均分子量（Ｍｎ）が１，０００のポリテトラメチレングリコールを、数平均分子量（Ｍｎ）が５００のポリテトラメチレングリコール（三洋化成工業社株式会社製）に変えた以外は、実施例１と同様にして、比較例１のクリーニングブレードを作製した。
【０１１７】
（比較例２）
−クリーニングブレードの作製−
実施例１において、数平均分子量（Ｍｎ）が１，０００のポリテトラメチレングリコールを、数平均分子量（Ｍｎ）が６，０００のポリテトラメチレングリコール（三洋化成工業株式会社製）に変えた以外は、実施例１と同様にして、比較例２のクリーニングブレードを作製した。
【０１１８】
（比較例３）
−クリーニングブレードの作製−
実施例３において、合成例１のポリシロキサン（Ｃ−１）を、比較合成例１のポリシロキサン（Ｃ−４）に変えた以外は、実施例３と同様にして、比較例３のクリーニングブレードを作製した。
【０１１９】
（比較例４）
−クリーニングブレードの作製−
実施例３において、合成例１のポリシロキサン（Ｃ−１）の添加量を０質量部に変えた以外は、実施例３と同様にして、比較例４のクリーニングブレードを作製した。
【０１２０】
（比較例５）
−クリーニングブレードの作製−
実施例３において、酸発生剤としてのＮ−（トリフルオロメチルスルホニルオキシ）スクシンイミドの添加量を０質量部に変えた以外は、実施例３と同様にして、比較例５のクリーニングブレードを作製した。
【０１２１】
次に、作製した実施例１〜１０及び比較例１〜５の各クリーニングブレードについて、その構成を表１に纏めて示す。
【０１２２】
【表１】
0004931726.tif 000003
＊ポリシロキサンの含有量は、ポリウレタンエラストマーの固形分質量に対する質量％を表す。
【０１２３】
（製造例１）
−静電潜像担持体の作製−
評価用に用いる静電潜像担持体として架橋型保護層を有する積層型感光体ドラムを作製した。
まず、直径３０ｍｍのアルミニウムシリンダー上に、下記組成の下引き層用塗工液、電荷発生層用塗工液、及び電荷輸送層用塗工液を順次、塗布し、乾燥することにより、厚み３．５μｍの下引き層、厚み０．２μｍの電荷発生層、及び厚み２３μｍの電荷輸送層を形成した。
次に、電荷輸送層上に、下記組成の架橋保護層用塗工液をスプレー塗工し、Ｆｕｓｉｏｎ社製ＵＶランプシステムを用いて、バルブ種：Ｄバルブ、ランプ出力：２００Ｗ／ｃｍ、照射強度：２，２００ｍＷ／ｃｍ２、照射時間：３０秒間の条件で光照射を行い、更に１５０℃で２０分間乾燥を行い、厚み５μｍの架橋保護層を形成した。以上により、評価用の静電潜像担持体を作製した。
【０１２４】
（１）下引き層用塗工液
・アルキッド樹脂（ベッコゾール１３０７−６０−ＥＬ、大日本インキ化学工業株式会社製）・・・６質量部
・メラミン樹脂（スーパーベッカミン  Ｇ−８２１−６０、大日本インキ化学工業株式会社製）・・・４質量部
・酸化チタン・・・４０質量部
・メチルエチルケトン・・・５０質量部
【０１２５】
（２）電荷発生層用塗工液
・下記構造式で表されるビスアゾ顔料・・・２．５質量部
【化２】
0004931726.tif 000004
・ポリビニルブチラール（ＸＹＨＬ、ＵＣＣ社製）・・・０．５質量部
・シクロヘキサノン・・・２００質量部
・メチルエチルケトン・・・８０質量部
【０１２６】
（３）電荷輸送層用塗工液
・ビスフェノールＺポリカーボネート（パンライトＴＳ−２０５０、帝人化成株式会社製）・・・１０質量部
・下記構造式で表される電荷輸送性化合物・・・７質量部
【化３】
0004931726.tif 000005
・テトラヒドロフラン・・・１００質量部
・シリコーンオイル（ＫＦ５０−１００ＣＳ、信越化学工業株式会社製）・・・０．００２質量部
【０１２７】
（４）架橋保護層用塗工液
・トリメチロールプロパントリアクリレート（ＫＡＹＡＲＡＤ  ＴＭＰＴＡ、日本化薬株式会社製）・・・１０質量部
・下記構造式で表される電荷輸送性化合物・・・１０質量部
【化４】
0004931726.tif 000006
・イルガキュア１８４（日本化薬株式会社製）・・・１質量部
・酢酸ブチル・・・８０質量部
・テトラヒドロフラン・・・４０質量部
【０１２８】
（製造例２）
−トナーの作製−
重合法によりトナーを作製した。
得られたトナー（トナー母体粒子）の平均円形度は０．９８であり、体積平均粒径は４．９μｍであった。
得られたトナー母体粒子１００質量部に対し、小粒径シリカ１．５質量部（クラリアント社製、Ｈ２０００）、小粒径酸化チタン０．５質量部（テイカ社製、ＭＴ−１５０ＡＩ）、及び大粒径シリカ１．０質量部（電気化学工業株式会社製、ＵＦＰ−３０Ｈ）を常法により外添して、評価用トナーを作製した。
【０１２９】
＜通紙評価＞
実施例１〜１０及び比較例１〜５における通紙評価は、カラー複合機（株式会社リコー製、ｉｍａｇｉｏ  Ｎｅｏ  Ｃ４５５）に上記評価用静電潜像担持体を搭載し、上記評価用トナーを用いて、以下のブレード当接条件で、下記条件にて評価を行った。結果を表２に示す。
【０１３０】
−ブレード当接条件−
・線圧：２０ｇ／ｃｍ
・クリーニング角：７８度
【０１３１】
−評価環境−
・温度２０℃、湿度６５％ＲＨ
・温度１０℃、湿度１５％ＲＨ
【０１３２】
−通紙条件−
・画像面積比率５％チャート
・３プリント（Ａ４サイズ横）／ジョブ
・温度２０℃、湿度６５％ＲＨで５，０００枚、温度１０℃、湿度１５％ＲＨで５，０００枚
【０１３３】
＜クリーニング不良＞
各評価環境下における通紙評価終了後のクリーニング不良の発生の有無を目視で観察した。結果を表２に示す。
【０１３４】
＜ブレードエッジの摩耗量＞
通紙評価終了後のクリーニングブレードについて、超深度形状測定顕微鏡（ＶＫ８５００、キーエンス社製）で観察し、観察した様子から摩耗量の大きさを評価した。結果を表２に示す。
【０１３５】
【表２】
0004931726.tif 000007
表２の結果から、実施例１〜１０では、１万枚通紙後もブレードエッジ摩耗量が少なく、通紙環境に依存しない良好なクリーニング性が達成できた。
これに対し、比較例１、２、３、及び５は、クリーニングブレードの機械特性が不十分であり、ブレードエッジ摩耗量がやや多くなっている。またブレードエッジの摩耗量が多いために帯状のクリーニング不良が発生した。
また、比較例４は、ポリウレタンエラストマーがポリシロキサンを含有していないため、機械特性が満足されておらず摩耗量が多くなっており、また低温環境下でのクリーニングブレード特性も変動しているために低温環境下で出力画像の全面に渡り明らかなクリーニング不良が発生した。
したがって静電潜像担持体表面に残留するトナーを除去するクリーニングブレードが、数平均分子量１，０００〜５，０００のジオール（Ａ）と、ジイソシアネート（Ｂ）と、２つ以上の加水分解性アルコキシ基を有するポリシロキサン（Ｃ）と、酸発生剤（Ｄ）とを反応させてなるポリウレタンエラストマーを含有してなるので、高い耐摩耗性と低温環境下でのクリーニング性の向上が両立でき、小粒径かつ球形のトナーを用いた場合でも、長期間に亘って高画質画像出力を実現できることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【０１３６】
本発明のクリーニングブレードは、小粒径かつ球形のトナーを用いた場合、及び低温環境下でも良好なクリーニング性を備えており、高い耐摩耗性を示し、長寿命かつ高い信頼性を有するので、電子写真方式のレーザープリンタ、デジタル複写機、フルカラー複写機、フルカラーレーザープリンターなどに好適である。
【図面の簡単な説明】
【０１３７】
【図１】図１は、本発明の画像形成装置に用いる静電潜像担持体の一例を示す概略断面図である。
【図２】図２は、本発明の画像形成装置に用いる静電潜像担持体の他の一例を示す概略断面図である。
【図３】図３は、本発明の画像形成装置の一例を示す概略図である。
【図４】図４は、本発明のプロセスカートリッジの一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【０１３８】
１      静電潜像担持体
２      除電ランプ
３      帯電器
５      画像露光部
６      現像ユニット
７      転写前チャージャ
８      レジストローラ
９      転写紙
１０      転写チャージャ
１１      分離チャージャ
１２      分離爪
１３      クリーニング前チャージャ
１４      ファーブラシ
１５      クリーニングブレード
１０１      静電潜像担持体
１０２      帯電手段
１０３      露光手段
１０４      現像手段
１０５      記録媒体
１０６      転写手段
１０７      クリーニング手段
１０８      除電手段
２０１      支持体
２０２      感光層
２０３      電荷発生層
２０４      電荷輸送層
２０５      保護層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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