クリーニングブレード、画像形成装置、プロセスカートリッジ
【課題】経時使用時の異常摩耗及び異音の発生を抑制しつつ、先端稜線部のめくれを抑制し、かつ、先端稜線部の被清掃部材に対する追随性を良好にでき当接圧を維持することが可能なクリーニングブレード、画像形成装置、及び、プロセスカートリッジを提供する。
【解決手段】弾性ブレード６２２の先端稜線部６２ｃが感光体３に当接するクリーニングブレード６２において、弾性ブレードは、ｔａｎδピーク温度が０℃以上、且つ、ＪＩＳ−Ａ硬度の２３℃から１０℃における変化量が５°以上であるウレタンゴムであり、弾性ブレードの先端稜線部を含む部分にマルテンス硬度が２５０〜５００Ｎ／ｍｍ２、弾性仕事率が７５％以下の紫外線硬化樹脂が含浸され、且つ、先端稜線部を含む弾性ブレードの表面に弾性ブレードよりも硬い表面層６２３を１μｍ以下の厚みで設ける。
【解決手段】弾性ブレード６２２の先端稜線部６２ｃが感光体３に当接するクリーニングブレード６２において、弾性ブレードは、ｔａｎδピーク温度が０℃以上、且つ、ＪＩＳ−Ａ硬度の２３℃から１０℃における変化量が５°以上であるウレタンゴムであり、弾性ブレードの先端稜線部を含む部分にマルテンス硬度が２５０〜５００Ｎ／ｍｍ２、弾性仕事率が７５％以下の紫外線硬化樹脂が含浸され、且つ、先端稜線部を含む弾性ブレードの表面に弾性ブレードよりも硬い表面層６２３を１μｍ以下の厚みで設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クリーニングブレード、画像形成装置、及び、プロセスカートリッジに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真式の画像形成装置では、被清掃部材たる感光体などの像担持体について、転写紙や中間転写体へトナー像を転写した後の表面に付着した不必要な転写残トナーはクリーニング手段たるクリーニング装置によって除去している。
このクリーニング装置のクリーニング部材として、一般的に構成を簡単にでき、クリーニング性能も優れていることから、短冊形状のクリーニングブレードを用いたものがよく知られている。このクリーニングブレードは、ポリウレタンゴムなどの弾性体で構成されている。そして、クリーニングブレードの基端を支持部材で支持して先端稜線部を像担持体の周面に押し当て、像担持体上に残留するトナーをせき止めて掻き落とし除去する。
【０００３】
また、近年の高画質化の要求に応えるべく、重合法等により形成された小粒径で球形に近いトナー（以下、重合トナー）を用いた画像形成装置が知られている。この重合トナーは、従来の粉砕トナーに比べて転写効率が高いなどの特徴があり、上記要求に応えることが可能である。しかし、重合トナーは、クリーニングブレードを用いて像担持体表面から除去しようとしても十分に除去することが困難であり、クリーニング不良が発生してしまうという問題を有している。これは、小粒径で且つ球形度に優れた重合トナーが、ブレードと像担持体との間に形成される僅かな隙間をすり抜けるからである。
【０００４】
かかるすり抜けを抑えるには、像担持体とクリーニングブレードとの当接圧力を高めてクリーニング能力を高める必要がある。しかし、クリーニングブレードの当接圧を高めると、図８（ａ）に示すように、像担持体１２３とクリーニングブレード６２との摩擦力が高まり、クリーニングブレード６２が像担持体１２３の移動方向に引っ張られて、クリーニングブレード６２の先端稜線部６２ｃがめくれてしまう。このめくれたクリーニングブレード６２が、そのめくれに抗して原形状態に復元する際に異音が発生することがある。さらに、クリーニングブレード６２の先端稜線部６２ｃがめくれた状態でクリーニングをし続けると、図８（ｂ）に示すように、クリーニングブレード６２のブレード先端面６２ａの先端稜線部６２ｃから数［μｍ］離れた箇所に局所的な摩耗が生じてしまう。このような状態で、さらにクリーニングを続けると、この局所的な摩耗が大きくなり、最終的には、図８（ｃ）に示すように、先端稜線部６２ｃが欠落してしまう。先端稜線部６２ｃが欠落してしまうと、トナーを正常にクリーニングできなくなり、クリーニング不良を生じてしまう。
【０００５】
特許文献１には、ポリウレタンエラストマーからなるクリーニングブレードの少なくとも先端稜線部に、鉛筆硬度Ｂ〜６Ｈの皮膜硬度を有する樹脂からなる表面層を設けたものが記載されている。ゴム部材よりも硬い鉛筆硬度Ｂ〜６Ｈの皮膜硬度を有する表面層を設けることで、クリーニングブレード当接部の摩擦係数を下げることができ、クリーニングブレードの耐摩耗性を高めることができる。また、像担持体とクリーニングブレードとの摩擦力を低減させることができ、クリーニングブレードの先端稜線部のめくれを良好に抑制することができる。さらに、鉛筆硬度Ｂ〜６Ｈの鉛筆硬度の表面層は、硬くて変形しにくいので、クリーニングブレードの先端稜線部のめくれをより一層抑制することができる。
【０００６】
また、特許文献２には、シリコーンを含有した紫外線硬化材料を弾性ブレードのゴム部材に含浸させて膨潤させた後、紫外線照射処理してこの紫外線硬化材料を硬化させたクリーニングブレードが記載されている。このクリーニングブレードでは、ゴム部材の表面に含浸させた紫外線硬化材料によって表面が覆われている。このように、弾性ブレードよりも高硬度の紫外線硬化材料で表面を覆うことでも、耐摩耗性を向上でき、クリーニングブレードの先端稜線部のめくれを抑制することができる。さらに、ゴム部材に紫外線硬化材料を含浸させて硬化させることで、経時使用において弾性ブレードの表面を覆う紫外線硬化材料の層が摩耗しても、ゴム部材の基材と紫外線硬化材料とが混在したゴム部材よりも硬度が高い含浸部分が像担持体と接触する。これにより、硬度の低いゴム部材のみの部分が像担持体の表面に直接接触することに起因してクリーニングブレードと像担持体表面との摩擦係数が大きくなって異常摩耗や異音が発生する、という不具合を経時で抑制することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の表面層を設けたクリーニングブレードや特許文献２の含浸部分を設けたクリーニングブレードでも、像担持体に形成される粉体量が非常に多い連続的なベタ画像形成時等のクリーニングに対して厳しい条件では、クリーニング不良を生じてしまうことがあった。これは、以下の理由によるものと考えられる。
すなわち、上記ゴム部材の先端面の長手方向にわたって表面層や含浸部分を設けているため、表面層や含浸部分の影響によりゴム部材の弾性が阻害されることがある。ゴム部材の弾性が阻害されると、像担持体が偏心していたり、像担持体表面に微小なうねりがあったりした場合、像担持体表面に当接するクリーニングブレードの長手方向で当接圧が変動し、クリーニングブレードの先端稜線部の像担持体表面への追随性が低下してしまう。連続的なベタ画像形成時など、クリーニングブレードによって、多くのトナーが堰き止められているとき、堰き止められているトナーによるクリーニングブレードへの押圧力が高くなる。そのため、クリーニングブレードの像担持体に対する当接圧が低い部分では、クリーニングブレードが当接する力よりも像担持体上のトナーによるクリーニングブレードへの押圧力が勝ると、その部分で当接状態が維持できなくなり、クリーニングブレードをトナーがすり抜けてしまう。その結果、像担持体に形成される粉体量が非常に多い連続的なベタ画像形成時等の厳しい条件では、クリーニング不良が生じてしまったと考えられる。
【０００８】
そして、特許文献１に記載の表面層のみを設ける構成で硬度が高い表面層の層厚が高いと、表面層の剛性によってゴム部材の弾性が阻害され、先端稜線部の像担持体表面への追随性が低下する。このため、表面層のみを設ける構成では、先端稜線部の像担持体表面への追随性を維持するために硬度が高い表面層の層厚を薄くする必要がある。表面層を薄くすると、経時使用において短時間で弾性ブレードの基材であるゴム部材が露出する程度に表面層が摩耗する。硬度の低いゴム部材が露出して像担持体の表面に直接接触すると、クリーニングブレードと像担持体表面との摩擦係数が大きくなり、異常摩耗や異音が発生する。
【０００９】
また、特許文献２に記載の紫外線硬化材料をゴム部材に含浸させ、紫外線照射処理をして含浸部分を形成する構成では、次のような課題がある。すなわち、先端稜線部の最表面の硬度が表面層をゴム部材の表面に設ける構成と同等となるように、含浸部分を形成しようとすると、ゴム部材の表面を覆うことが出来る程度に多量の紫外線硬化材料を含浸させる必要がある。このように多量の紫外線硬化材料を含浸させると、ゴム部材の内部に染み込んだ紫外線硬化材料の量も多くなる。多量の紫外線硬化材料が染み込んだゴム部材に紫外線を照射すると、含浸部分が過剰に硬く且つ過剰に深く形成されて、ゴム部材の弾性が阻害されることにより、先端稜線部の像担持体表面への追随性が低下する。一方、先端稜線部の像担持体表面への追随性を維持するために、ゴム部材に対する紫外線硬化材料の含浸量を少なくすると、ゴム部材の表面を紫外線硬化材料で覆い切れなくなり、先端稜線部の最表面がゴム部材の基材と紫外線硬化樹脂とが混在した状態となり、表面層を設けるものに比べて使用開始当初の先端稜線部の最表面の硬度が低くなって、クリーニングブレードと像担持体との摩擦力が大きくなる。像担持体との摩擦力が大きくなると、クリーニングブレードの先端稜線部にめくれが生じ易くなる。
【００１０】
そこで、本発明者は、特願２０１０−２０４７０４号にて、弾性ブレードの先端稜線部を含む部分に紫外線硬化樹脂が含浸され、且つ、先端稜線部を含む該弾性ブレードの表面に弾性ブレードよりも硬い表面層を設けたことを特徴とするクリーニングブレードを提案した。このクリーニングブレードでは、先端稜線部を含む表面に弾性ブレードよりも硬い表面層を設けているため、先端稜線部を含む部分に含浸させる紫外線硬化樹脂の量を先端稜線部の最表面の硬度に関係無く調節することが出来る。これにより、含浸量を少なくすることが可能となり、含浸部分が過剰に硬く且つ過剰に深く形成されることに起因して先端稜線部の像担持体表面への追随性が低下することを抑制できる。また、表面層を薄くして、経時使用において短時間で弾性ブレードが被清掃部材に接触しても、弾性ブレードの基材と紫外線硬化樹脂とが混在した弾性ブレードよりも硬度が高い含浸部分が被清掃部材と接触するため、経時使用時の異常摩耗及び異音の発生を抑制することができる。これにより、表面層を薄くすることが可能となり、表面層を厚くすることに起因して、先端稜線部の像担持体表面への追随性が低下することを抑制できる。
【００１１】
さらに、本発明者の検討の結果、上記先願の構成においても、弾性ブレードのゴム特性や、弾性ブレードに含浸される紫外線効果樹脂の特性、表面層の厚さによって、上記効果を得やすい条件があることを見出した。
【００１２】
本発明は以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的は、経時使用時の異常摩耗及び異音の発生を抑制しつつ、先端稜線部のめくれを抑制し、かつ、先端稜線部の被清掃部材に対する追随性を良好にでき当接圧を維持することが可能なクリーニングブレード、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である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、短冊形状の弾性ブレードで構成され、該弾性ブレードの先端稜線部を表面移動する被清掃部材の表面に当接して、該被清掃部材表面から粉体を除去するクリーニングブレードにおいて、
上記弾性ブレードは、ｔａｎδピーク温度が０℃以上、且つ、ＪＩＳ−Ａ硬度の２３℃から１０℃における変化量が５°以上であるウレタンゴムであり、該弾性ブレードの上記先端稜線部を含む部分にマルテンス硬度が２５０〜５００Ｎ／ｍｍ２、弾性仕事率が７５％以下の紫外線硬化樹脂が含浸され、且つ、該先端稜線部を含む該弾性ブレードの表面に該弾性ブレードよりも硬い表面層を１μｍ以下の厚みで設けたことを特徴とするものである。
【００１４】
本発明においては、弾性ブレードに紫外線硬化樹脂を含浸処理すると、ゴム内部に紫外線硬化樹脂の網目鎖が形成されることで、ゴム自体の架橋密度が擬似的に増加し、耐摩耗性が向上すると考えられる。
弾性ブレードとして、ｔａｎδピーク温度が０℃以上、且つ、ＪＩＳ−Ａ硬度の２３℃から１０℃における変化量が５°以上であるウレタンゴムを用いている。この条件を満たさないものは、ゴムの架橋密度が低いため、大量の紫外線硬化樹脂を含浸させないと、充分な改質効果か得られない。しかしながら、大量の紫外線硬化樹脂の含浸処理では、ゴムが膨潤して先端稜線部が直角形状を保てなくなり、クリーニング性能が低下するなどの副作用の虞がある。また、少量の紫外線硬化樹脂の含浸処理による改質をして、その表面に表面層を形成しても、耐久性能が充分ではなく、長期の使用によって稜線部の摩耗が大幅に進み、その結果、クリーニング性が低下するおそれがある。これに対して、上記条件を満たす架橋密度の高いウレタンゴムでは、比較的少量の紫外線硬化樹脂の含浸処理により、充分な改質効果が得られ、その表面に表面層を形成することで、良好に耐摩耗性を向上させることができる。
紫外線硬化樹脂としては、マルテンス硬度が２５０〜５００Ｎ／ｍｍ２、弾性仕事率が７５％以下の特性を有するものを用いて改質を行なう。マルテンス硬度これより大きいものでは、架橋密度が上がりすぎてしまい、ゴムというよりガラスに近い状態となるため、先端稜線部の動きが抑制されすぎて、逆に耐摩耗性を悪化させる。また、マルテンス硬度がこれ以上小さいものでは、耐磨耗性を向上させる充分な効果が得られない。
弾性仕事率は、マルテンス硬度の測定時の積算応力から、以下のようにして求められる特性値である。マルテンス硬度は、ガラス板上に紫外線硬化樹脂層を塗布し、ビッカース圧子を一定の力で、例えば３０秒で押し込み、５秒保持し、一定の力で３０秒間で抜く動作をおこないながら微小硬度計を用いて計測する。ここで、ビッカース圧子を押し込むときの積算応力をＷplast、試験荷重除荷寺の積算応力をＷelastとすると、弾性仕事率は、Ｗelast／Ｗplast×１００％の式で定義される特性値である。弾性仕事率が高いほど、塑性変形が少ない、すなわちゴム性が高いことをあらわしている。弾性仕事率が低すぎると、ゴムというよりガラスに近い状態であり、先端稜線部の動きが抑制されすぎて、逆に耐摩耗性を悪化させる。通常、紫外線硬化樹脂は、上記マルテンス硬度の範囲では、弾性仕事率がある程度高く、ゴムの状態が得られる。しかしながら、紫外線硬化樹脂の構造によっては弾性仕事率が高くなりすぎて、クリーニングブレードとしての姿勢を適度に保てないことがある。本発明は、後述する実験に示すように、弾性仕事率が７５％以下の紫外線硬化性樹脂を含浸処理することにより、クリーニングブレードとしての適度な姿勢を保ち、良好なクリーニング性を保つようにしている。
さらに、先端稜線部を含む表面に弾性ブレードよりも硬い表面層を１μｍ以下の厚みで設ける。これにより、表面層を厚くすることに起因して、先端稜線部の像担持体表面への追随性の低下して、均一な当接状態が得られずトナーのすり抜けが増大してクリーニング不良が発生し易くなったり、異音の発生を生じ易くなったりすることを抑制できる。このように表面層を薄くして、経時使用において短時間で弾性ブレードが被清掃部材に接触しても、弾性ブレードの基材と紫外線硬化樹脂とが混在した弾性ブレードよりも硬度が高い含浸部分が被清掃部材と接触するため、経時使用時の異常摩耗及び異音の発生を抑制することができる。
すなわち、上記条件を満たす弾性ブレードに上記条件を満たす紫外線硬化樹脂を含浸処理して弾性ブレードの改質を行い、弾性ブレードよりも硬い表面層を１μｍ以下の厚みの表面層を設けることにより、経時使用時の異常摩耗及び異音の発生を抑制しつつ、先端稜線部のめくれを抑制し、かつ、先端稜線部の被清掃部材に対する追随性を良好にでき当接圧を維持することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、経時使用時の異常摩耗及び異音の発生を抑制しつつ、先端稜線部のめくれを抑制し、かつ、先端稜線部の被清掃部材に対する追随性を良好にでき当接圧を維持することが可能となるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態１に係る、クリーニングブレードの拡大断面図、（ａ）は、クリーニングブレードが感光体表面に当接している状態の説明図、（ｂ）は、クリーニングブレード６２の先端稜線部６２ｃ近傍の拡大説明図。
【図２】本発明の実施形態１に係るプリンタの概略構成図。
【図３】本発明の実施形態１に係るの作像ユニットの概略構成図。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、トナーの円形度の測定方法を説明するための説明図。
【図５】実施形態１に係るクリーニングブレードの斜視図。
【図６】弾性ブレードの摩耗幅の測定箇所を示した模式図。
【図７】実施例と比較例とを比較する概念図。
【図８】（ａ）は、クリーニングブレード先端稜線部がめくれた状態を示す図、（ｂ）は、クリーニングブレードの先端面の局所的な摩耗について説明する図、（ｃ）は、クリーニングブレードの先端稜線部が欠落した状態を示す図。
【図９】弾性仕事率の説明図。
【図１０】実施形態２に係る、弾性ブレードの摩耗断面積の測定箇所を示した模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［実施形態１］
以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式のプリンタ（以下、単にプリンタ５００という）の一実施形態（以下、実施形態１という）について説明する。まず、本実施形態１に係るプリンタ５００の基本的な構成について説明する。
図２は、プリンタ５００を示す概略構成図である。プリンタ５００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（以下、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋと記す）用の四つの作像ユニット１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋを備えている。これらは、画像を形成する画像形成物質として、互いに異なる色のＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっている。
【００１８】
四つの作像ユニット１の上方には、中間転写体としての中間転写ベルト１４を備える転写ユニット６０が配置されている。詳細は後述する各作像ユニット１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋが備える感光体３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの表面上に形成された各色のトナー像は、中間転写ベルト１４の表面上に重ね合わせて転写される構成である。
また、四つの作像ユニット１の下方に光書込ユニット４０が配設されている。潜像形成手段たる光書込ユニット４０は、画像情報に基づいて発したレーザ光Ｌを、各作像ユニット１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの感光体３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋに照射する。これにより、感光体３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ上にＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の静電潜像が形成される。なお、光書込ユニット４０は、光源から発したレーザ光Ｌを、モータによって回転駆動されるポリゴンミラー４１によって偏向せしめながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋに照射するものである。かかる構成のものに代えて、ＬＤＥアレイによる光走査を行うものを採用することもできる。
【００１９】
光書込ユニット４０の下方には、第一給紙カセット１５１、第二給紙カセット１５２が鉛直方向に重なるように配設されている。これら給紙カセット内には、それぞれ、記録媒体である転写紙Ｐが複数枚重ねられた紙束の状態で収容されており、一番上の転写紙Ｐには、第一給紙ローラ１５１ａ、第二給紙ローラ１５２ａがそれぞれ当接している。第一給紙ローラ１５１ａが図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転駆動せしめられると、第一給紙カセット１５１内の一番上の転写紙Ｐが、カセットの図中右側方において鉛直方向に延在するように配設された給紙路１５３に向けて排出される。また、第二給紙ローラ１５２ａが図示しない駆動手段によって図２中反時計回りに回転駆動せしめられると、第二給紙カセット１５２内の一番上の転写紙Ｐが、給紙路１５３に向けて排出される。
【００２０】
給紙路１５３内には、複数の搬送ローラ対１５４が配設されている。給紙路１５３に送り込まれた転写紙Ｐは、これら搬送ローラ対１５４のローラ間に挟み込まれながら、給紙路１５３内を図２中下側から上側に向けて搬送される。
【００２１】
給紙路１５３の搬送方向下流側端部には、レジストローラ対５５が配設されている。レジストローラ対５５は、転写紙Ｐを搬送ローラ対１５４から送られてくる転写紙Ｐをローラ間に挟み込むとすぐに、両ローラの回転を一旦停止させる。そして、転写紙Ｐを適切なタイミングで後述の二次転写ニップに向けて送り出す。
【００２２】
図３は、四つの作像ユニット１のうちの一つの概略構成を示す構成図である。
図３に示すように、作像ユニット１は、像担持体としてのドラム状の感光体３を備えている。感光体３はドラム状の形状を示しているが、シート状、エンドレスベルト状のものであっても良い。
感光体３の周囲には、帯電ローラ４、現像装置５、一次転写ローラ７、クリーニング装置６、潤滑剤塗布装置１０及び不図示の除電ランプ等が配置されている。帯電ローラ４は、帯電手段としての帯電装置が備える帯電部材であり、現像装置５は、感光体３の表面上に形成された潜像をトナー像化する現像手段である。一次転写ローラ７は、感光体３の表面上のトナー像を中間転写ベルト１４に転写する一次転写手段としての一次転写装置が備える一次転写部材である。クリーニング装置６は、トナー像を中間転写ベルト１４に転写した後の感光体３上に残留するトナーをクリーニングするクリーニング手段である。潤滑剤塗布装置１０は、クリーニング装置６がクリーニングした後の感光体３の表面上に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段である。不図示の除電ランプは、クリーニング後の感光体３の表面電位を除電する除電手段である。
【００２３】
帯電ローラ４は、感光体３に所定の距離を持って非接触で配置され、感光体３を所定の極性、所定の電位に帯電するものである。帯電ローラ４によって一様帯電された感光体３の表面は、潜像形成手段である光書込ユニット４０から画像情報に基づいてレーザ光Ｌが照射され静電潜像が形成される。
現像装置５は、現像剤担持体としての現像ローラ５１を有している。この現像ローラ５１には、図示しない電源から現像バイアスが印加されるようになっている。現像装置５のケーシング内には、ケーシング内に収容された現像剤を互いに逆方向に搬送しながら攪拌する供給スクリュ５２及び攪拌スクリュ５３が設けられている。また、現像ローラ５１に担持された現像剤を規制するためのドクタ５４も設けられている。供給スクリュ５２及び攪拌スクリュ５３の二本スクリュによって撹拌・搬送された現像剤中のトナーは、所定の極性に帯電される。そして、現像剤は、現像ローラ５１の表面上に汲み上げられ、汲み上げられた現像剤は、ドクタ５４により規制され、感光体３と対向する現像領域でトナーが感光体３上の潜像に付着する。
【００２４】
クリーニング装置６は、ファーブラシ１０１、クリーニングブレード６２などを有している。クリーニングブレード６２は、感光体３の表面移動方向に対してカウンタ方向で感光体３に当接している。なお、クリーニングブレード６２の詳細については後述する。
潤滑剤塗布装置１０は、固形潤滑剤１０３や潤滑剤加圧スプリング１０３ａ等を備え、固形潤滑剤１０３を感光体３上に塗布する塗布ブラシとしてファーブラシ１０１を用いている。固形潤滑剤１０３は、ブラケット１０３ｂに保持され、潤滑剤加圧スプリング１０３ａによりファーブラシ１０１側に加圧されている。そして、感光体３の回転方向に対して連れまわり方向に回転するファーブラシ１０１により固形潤滑剤１０３が削られて感光体３上に潤滑剤が塗布される。感光体への潤滑剤塗布により感光体３表面の摩擦係数が非画像形成時に０．２以下に維持される。
【００２５】
本実施形態１の帯電装置は、帯電ローラ４を感光体３に近接させた非接触の近接配置方式であるが、帯電装置としては、コロトロン、スコロトロン、固体帯電器（ソリッド・ステート・チャージャー）を始めとする公知の構成を用いることができる。これらの帯電方式のうち、特に接触帯電方式、あるいは非接触の近接配置方式がより望ましく、帯電効率が高くオゾン発生量が少ない、装置の小型化が可能である等のメリットを有する。
【００２６】
光書込ユニット４０のレーザ光Ｌの光源や除電ランプ等の光源には、蛍光灯、タングステンランプ、ハロゲンランプ、水銀灯、ナトリウム灯、発光ダイオード（ＬＥＤ）、半導体レーザ（ＬＤ）、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）などの発光物全般を用いることができる。
また、所望の波長域の光のみを照射するために、シャープカットフィルター、バンドパスフィルター、近赤外カットフィルター、ダイクロイックフィルター、干渉フィルター、色温度変換フィルターなどの各種フィルターを用いることもできる。
これらの光源のうち、発光ダイオード、及び半導体レーザは照射エネルギーが高く、また６００〜８００［ｎｍ］の長波長光を有するため、良好に使用される。
【００２７】
転写手段たる転写ユニット６０は、中間転写ベルト１４の他、ベルトクリーニングユニット１６２、第一ブラケット６３、第二ブラケット６４などを備えている。また、四つの一次転写ローラ７Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ、二次転写バックアップローラ６６、駆動ローラ６７、補助ローラ６８、テンションローラ６９なども備えている。中間転写ベルト１４は、これら８つのローラ部材に張架されながら、駆動ローラ６７の回転駆動によって図中反時計回りに無端移動せしめられる。四つの一次転写ローラ７Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、このように無端移動せしめられる中間転写ベルト１４を感光体３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋとの間に挟み込んでそれぞれ一次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト１４の裏面（ループ内周面）にトナーとは逆極性（例えばプラス）の転写バイアスを印加する。中間転写ベルト１４は、その無端移動に伴ってＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の一次転写ニップを順次通過していく過程で、そのおもて面に感光体３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ上のＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナー像が重ね合わせて一次転写される。これにより、中間転写ベルト１４上に四色重ね合わせトナー像（以下、四色トナー像という）が形成される。
【００２８】
二次転写バックアップローラ６６は、中間転写ベルト１４のループ外側に配設された二次転写ローラ７０との間に中間転写ベルト１４を挟み込んで二次転写ニップを形成している。先に説明したレジストローラ対５５は、ローラ間に挟み込んだ転写紙Ｐを、中間転写ベルト１４上の四色トナー像に同期させ得るタイミングで、二次転写ニップに向けて送り出す。中間転写ベルト１４上の四色トナー像は、二次転写バイアスが印加される二次転写ローラ７０と二次転写バックアップローラ６６との間に形成される二次転写電界や、ニップ圧の影響により、二次転写ニップ内で転写紙Ｐに一括二次転写される。そして、転写紙Ｐの白色と相まって、フルカラートナー像となる。
【００２９】
二次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト１４には、転写紙Ｐに転写されなかった転写残トナーが付着している。これは、ベルトクリーニングユニット１６２によってクリーニングされる。なお、ベルトクリーニングユニット１６２は、ベルトクリーニングブレード１６２ａを中間転写ベルト１４のおもて面に当接させており、これによって中間転写ベルト１４上の転写残トナーを掻き取って除去するものである。
【００３０】
転写ユニット６０の第一ブラケット６３は、図示しないソレノイドの駆動のオンオフに伴って、補助ローラ６８の回転軸線を中心にして所定の回転角度で揺動するようになっている。プリンタ５００は、モノクロ画像を形成する場合には、前述のソレノイドの駆動によって第一ブラケット６３を図中反時計回りに少しだけ回転させる。この回転により、補助ローラ６８の回転軸線を中心にしてＹ，Ｃ，Ｍ用の一次転写ローラ７Ｙ，Ｃ，Ｍを図中反時計回りに公転させることで、中間転写ベルト１４をＹ，Ｃ，Ｍ用の感光体３Ｙ，Ｃ，Ｍから離間させる。そして、四つの作像ユニット１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋのうち、Ｋ用の作像ユニット１Ｋだけを駆動して、モノクロ画像を形成する。これにより、モノクロ画像形成時にＹ，Ｃ，Ｍ用の作像ユニット１を無駄に駆動させることによる作像ユニット１を構成する各部材の消耗を回避することができる。
【００３１】
二次転写ニップの図中上方には、定着ユニット８０が配設されている。この定着ユニット８０は、ハロゲンランプ等の発熱源を内包する加圧加熱ローラ８１と、定着ベルトユニット８２とを備えている。定着ベルトユニット８２は、定着部材たる定着ベルト８４、ハロゲンランプ等の発熱源を内包する加熱ローラ８３、テンションローラ８５、駆動ローラ８６、図示しない温度センサ等を有している。そして、無端状の定着ベルト８４を加熱ローラ８３、テンションローラ８５及び駆動ローラ８６によって張架しながら、図中反時計回り方向に無端移動せしめる。この無端移動の過程で、定着ベルト８４は加熱ローラ８３によって裏面側から加熱される。このようにして加熱される定着ベルト８４の加熱ローラ８３への掛け回し箇所には、図中時計回り方向に回転駆動される加圧加熱ローラ８１がおもて面側から当接している。これにより、加圧加熱ローラ８１と定着ベルト８４とが当接する定着ニップが形成されている。
【００３２】
定着ベルト８４のループ外側には、図示しない温度センサが定着ベルト８４のおもて面と所定の間隙を介して対向するように配設されており、定着ニップに進入する直前の定着ベルト８４の表面温度を検知する。この検知結果は、図示しない定着電源回路に送られる。定着電源回路は、温度センサによる検知結果に基づいて、加熱ローラ８３に内包される発熱源や、加圧加熱ローラ８１に内包される発熱源に対する電源の供給をオンオフ制御する。
【００３３】
上述した二次転写ニップを通過した転写紙Ｐは、中間転写ベルト１４から分離した後、定着ユニット８０内に送られる。そして、定着ユニット８０内の定着ニップに挟まれながら図中下側から上側に向けて搬送される過程で、定着ベルト８４によって加熱され、押圧されることによりフルカラートナー像が転写紙Ｐに定着される。
【００３４】
このようにして定着処理が施された転写紙Ｐは、排紙ローラ対８７のローラ間を経た後、機外へと排出される。プリンタ５００本体の筺体の上面には、スタック部８８が形成されており、排紙ローラ対８７によって機外に排出された転写紙Ｐは、このスタック部８８に順次スタックされる。
【００３５】
転写ユニット６０の上方には、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナーを収容する四つのトナーカートリッジ１００Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋが配設されている。トナーカートリッジ１００Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ内のＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナーは、作像ユニット１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの現像装置５Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋに適宜供給される。これらトナーカートリッジ１００Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、作像ユニット１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋとは独立してプリンタ本体に脱着可能である。
【００３６】
次に、プリンタ５００における画像形成動作を説明する。
図示しない操作部などからプリント実行の信号を受信したら、帯電ローラ４及び現像ローラ５１にそれぞれ所定の電圧または電流が順次所定のタイミングで印加される。同様に、光書込ユニット４０及び除電ランプなどの光源にもそれぞれ所定の電圧または電流が順次所定のタイミングで印加される。また、これと同期して、駆動手段としての感光体駆動モータ（不図示）により感光体３が図中矢印方向に回転駆動される。
【００３７】
感光体３が図中矢印方向に回転すると、まず感光体３表面が、帯電ローラ４によって所定の電位に一様帯電される。そして、光書込ユニット４０から画像情報に対応したレーザ光Ｌが感光体３上に照射され、感光体３表面上のレーザ光Ｌが照射された部分が除電され静電潜像が形成される。
静電潜像の形成された感光体３の表面は、現像装置５との対向部で現像ローラ５１上に形成された現像剤の磁気ブラシによって摺擦される。このとき、現像ローラ５１上の負帯電トナーは、現像ローラ５１に印加された所定の現像バイアスによって、静電潜像側に移動し、トナー像化（現像）される。各作像ユニット１において、同様の作像プロセスが実行され、各作像ユニット１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの各感光体３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの表面上に各色のトナー像が形成される。
このように、プリンタ５００では、感光体３上に形成された静電潜像は、現像装置５によって、負極性に帯電されたトナーにより反転現像される。本実施形態１では、Ｎ／Ｐ（ネガポジ：電位が低い所にトナーが付着する）の非接触帯電ローラ方式を用いた例について説明したが、これに限るものではない。
【００３８】
各感光体３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの表面上に形成された各色のトナー像は、中間転写ベルト１４の表面上で重なるように、順次一次転写される。これにより、中間転写ベルト１４上に四色トナー像が形成される。
中間転写ベルト１４上に形成された四色トナー像は、第一給紙カセット１５１または第二給紙カセット１５２から給紙され、レジストローラ対５５のローラ間を経て、二次転写ニップに給紙される転写紙Ｐに転写される。このとき、転写紙Ｐはレジストローラ対５５に挟まれた状態で一旦停止し、中間転写ベルト１４上の画像先端と同期を取って二次転写ニップに供給される。トナー像が転写された転写紙Ｐは中間転写ベルト１４から分離され、定着ユニット８０へ搬送される。そして、トナー像が転写された転写紙Ｐが定着ユニット８０を通過することにより、熱と圧力の作用でトナー像が転写紙Ｐ上に定着されて、トナー像が定着された転写紙Ｐはプリンタ５００装置外に排出され、スタック部８８にスタックされる。
【００３９】
一方、二次転写ニップで転写紙Ｐにトナー像を転写した中間転写ベルト１４の表面は、ベルトクリーニングユニット１６２によって表面上の転写残トナーが除去される。
また、一次転写ニップで中間転写ベルト１４に各色のトナー像を転写した感光体３の表面は、クリーニング装置６によって転写後の残留トナーが除去され、潤滑剤塗布装置１０によって潤滑剤が塗布された後、除電ランプで除電される。
【００４０】
プリンタ５００の作像ユニット１は、図３に示すように感光体３と、プロセス手段として帯電ローラ４、現像装置５、クリーニング装置６、潤滑剤塗布装置１０などとが枠体２に収められている。そして、作像ユニット１は、プロセスカートリッジとしてプリンタ５００本体から一体的に着脱可能となっている。プリンタ５００では、作像ユニット１がプロセスカートリッジとしての感光体３とプロセス手段とを一体的に交換するようになっているが、感光体３、帯電ローラ４、現像装置５、クリーニング装置６、潤滑剤塗布装置１０のような単位で新しいものと交換するような構成でもよい。
【００４１】
次に、本発明を適用したプリンタ５００に好適なトナーについて説明する。
プリンタ５００に用いるトナーとしては、画質向上のために、高円形化、小粒径化がし易い懸濁重合法、乳化重合法、分散重合法により製造された重合トナーを用いるのが好ましい。特に、円形度が０．９７以上、体積平均粒径５．５［μｍ］以下の重合トナーを用いるのが好ましい。平均円形度が０．９７以上、体積平均粒径５．５［μｍ］のものを用いることにより、より高解像度の画像を形成することができる。
【００４２】
ここでいう「円形度」は、フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２０００（東亜医用電子株式会社製、商品名）により計測した平均円形度である。具体的には、容器中の予め不純固形物を除去した水１００〜１５０［ｍｌ］中に、分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩を０．１〜０．５［ｍｌ］加え、更に測定試料（トナー）を０．１〜０．５［ｇ］程度加える。その後、このトナーが分散した懸濁液を、超音波分散器で約１〜３分間分散処理し、分散液濃度が３０００〜１［万個／μｌ］となるようにしたものを上述の分析装置にセットして、トナーの形状及び分布を測定する。そして、この測定結果に基づき、図４（ａ）に示す実際のトナー投影形状の外周長をＣ１、その投影面積をＳとし、この投影面積Ｓと同じ図４（ｂ）に示す真円の外周長をＣ２としたときのＣ２／Ｃ１を求め、その平均値を円形度とした。
【００４３】
体積平均粒径については、コールターカウンター法によって求めることが可能である。具体的には、コールターマルチサイザー２ｅ型（コールター社製）によって測定したトナーの個数分布や体積分布のデータを、インターフェイス（日科機社製）を介してパーソナルコンピューターに送って解析するのである。より詳しくは、１級塩化ナトリウムを用いた１％ＮａＣｌ水溶液を電解液として用意する。そして、この電解水溶液１００〜１５０［ｍｌ］中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩を０．１〜５［ｍｌ］加える。更に、これに被検試料としてのトナーを２〜２０［ｍｇ］加え、超音波分散器で約１〜３［分間］分散処理する。そして、別のビーカーに電解水溶液１００〜２００［ｍｌ］を入れ、その中に分散処理後の溶液を所定濃度になるように加えて、上記コールターマルチサイザー２ｅ型にかける。アパーチャーとしては、１００［μｍ］のものを用い、５０，０００個のトナー粒子の粒径を測定する。チャンネルとしては、２．００〜２．５２［μｍ］未満；２．５２〜３．１７［μｍ］未満；３．１７〜４．００［μｍ］未満；４．００〜５．０４［μｍ］未満；５．０４〜６．３５［μｍ］未満；６．３５〜８．００［μｍ］未満；８．００〜１０．０８［μｍ］未満；１０．０８〜１２．７０［μｍ］未満；１２．７０〜１６．００［μｍ］未満；１６．００〜２０．２０［μｍ］未満；２０．２０〜２５．４０［μｍ］未満；２５．４０〜３２．００［μｍ］未満；３２．００〜４０．３０［μｍ］未満の１３チャンネルを使用し、粒径２．００［μｍ］以上３２．０［μｍ］以下のトナー粒子を対象とする。そして、「体積平均粒径＝ΣＸｆＶ／ΣｆＶ」という関係式に基づいて、体積平均粒径を算出する。但し、「Ｘ」は各チャンネルにおける代表径、「Ｖ」は各チャンネルの代表径における相当体積、「ｆ」は各チャンネルにおける粒子個数である。
【００４４】
このような重合トナーにおいては、従来の粉砕トナーを感光体３表面から除去するときと同じようにしてクリーニングブレード６２で除去しようとしても、その重合トナーを感光体３表面から十分に除去しきれず、クリーニング不良が発生する。そこで、クリーニングブレード６２の感光体３への当接圧を高めて、クリーニング性をアップしようとすると、クリーニングブレード６２が早期に摩耗してしまうという問題があった。また、クリーニングブレード６２と感光体３との摩擦力が高まって、クリーニングブレード６２の感光体３と当接している先端稜線部が感光体３の移動方向に引っ張られて、先端稜線部がめくれてしまう。クリーニングブレード６２の先端稜線部がめくれると、異音や振動、先端稜線部の欠落などの様々な問題が生じてしまう。
【００４５】
図５は、クリーニングブレード６２の斜視図であり、図１は、クリーニングブレード６２の拡大断面図である。図１（ａ）は、クリーニングブレード６２が感光体３の表面に当接している状態の説明図であり、図１（ｂ）は、クリーニングブレード６２の先端稜線部６２ｃ近傍の拡大説明図である。
クリーニングブレード６２は、金属や硬質プラスチックなどの剛性材料からなる短冊形状のホルダー６２１と、短冊形状の弾性ブレード６２２とで構成されている。弾性ブレード６２２は先端稜線部６２ｃに詳細は後述する含浸処理がなされている。また、ブレード先端面６２ａとブレード下面６２ｂには、ブレード長手方向にわたって表面層６２３が形成されている。
弾性ブレード６２２は、ホルダー６２１の一端側に接着剤などにより固定されており、ホルダー６２１の他端側は、クリーニング装置６のケースに片持ち支持されている。
【００４６】
弾性ブレード６２２としては、感光体３の偏心や感光体３の表面の微小なうねりなどに追随できるように、高い反発弾性体率を有するものが好ましく、ウレタンゴムなどが好適である。
また、弾性ブレード６２２の硬度としては、ＳＩＩ社製ＤＭＳ６１００などで測定したゴムのｔａｎδピーク温度が０［℃］以上、且つ、２３［℃］と１０［℃］におけるそれぞれの硬度（ＪＩＳ−Ａ）の差が５℃以上あるウレタンゴムが好ましい。この条件を満たさないものは、ゴムの架橋密度が不足し、後述するように、含浸処理による改質をして、その表面に表面層６２３を形成しても、耐久性能が充分ではなく、長期の使用によって稜線部の摩耗が大幅に進み、その結果、クリーニング性が低下するおそれがある。
なお、弾性ブレード６２２の硬さは含浸処理によるウレタンゴムそのものの改質で変化し、さらに表面層６２３の形成によっても影響を受けるので、各々の効果を調整することが必要である。
【００４７】
弾性ブレード６２２の先端稜線部６２ｃへの含浸処理は、ハケ塗り、スプレー塗工、ディップ塗工などによって、紫外線硬化樹脂を含浸させることで可能である。紫外線硬化樹脂賭しては、マルテンス硬度２５０〜５００Ｎ／ｍｍ２、弾性仕事率７５％以下、好ましくは５０〜７５％の材料を用いる。これにより、当接する弾性ブレード６２２の先端稜線部６２ｃが感光体３表面移動方向に変形するのを抑制することができる。さらに、経時表面層摩耗によって内部が露出したときも内部への含浸作用により、同様に変形を抑制することができる。
【００４８】
なお、マルテンス硬度の硬度は、ガラス板上に紫外線硬化樹脂を塗布し、層厚２０［μｍ］として、フィシャー・インストルメンツ社製、微小硬度計 ＨＭ−２０００を用いて、ビッカース圧子９．８［ｍＮ］の力で３０秒で押し込み、５秒保持し、９．８［ｍＮ］の力で３０秒間で抜き、マルテンス硬度を計測する。また、弾性仕事率は、マルテンス硬度の計測時の積算応力から、以下のようにして求められる特性値である。ビッカース圧子を押し込むときの積算応力をＷplast、試験荷重除荷寺の積算応力をＷelastとすると、弾性仕事率は、Ｗelast／Ｗplast×１００％の式で定義される特性値である（図９参照）。弾性仕事率が高いほど、ヒステリシスロス（塑性変形）が少ない、すなわちゴム性が高いことをあらわしている。弾性仕事率が低すぎると、ゴムというよりガラスに近い状態である。
【００４９】
表面層６２３は、弾性ブレード６２２に紫外線硬化樹脂を含浸させて所定時間風乾させた後に、スプレー塗工、ディップ塗工、あるいはスクリーン印刷等によって、クリーニングブレード６２の先端稜線部６２ｃを被覆する。表面層６２３としては、マルテンス硬度２５０〜５００Ｎ／ｍｍ２、弾性仕事率７５％以下、好ましくは５０〜７５％の材料を０．０５〜１μｍの厚さで被覆するのが好ましい。より好ましくは０．１〜１μｍの厚さで被覆する。また、表面層６２３は、弾性ブレード６２２よりも硬度が高い部材とすることで、剛直なため、変形し難く、クリーニングブレード６２の先端稜線部６２ｃのめくれを抑制することができる。
紫外線硬化樹脂を含浸させた後、または、表面層６２３による被覆を行った後に、紫外線を照射することで、図１に示す含浸部分６２ｄを形成し、先端稜線部６２ｃの硬度上昇を図る改質効果を生じさせることができる。特許文献３に記載の弾性ブレードでは、イソシアネート化合物、フッ素化合物、シリコーン化合物等の含浸をさせて改質を行っているが、本実施形態１のように紫外線硬化樹脂を含浸させて紫外線を照射することで、さらに耐久性の向上を図ることができる。これは以下の理由によるものと考えられる。
【００５０】
まず考えられるのは、ゴム内部に紫外線硬化樹脂の網目鎖が形成されることで、ゴム自体の架橋密度が擬似的に増加し、耐摩耗性が向上している可能性である。この場合、紫外線硬化樹脂とウレタンゴムが化学的にほとんど結合しないであろう点がポイントである。一般的にウレタンゴムを含浸操作で強化しようとする場合、含浸材料としてイソシアネートを用いることが多いが、イソシアネートはウレタンゴムと化学的に反応するので、架橋密度が上がりすぎてしまい、ゴムというよりガラスに近い状態となるため、エッジの動きが抑制されすぎて逆に耐摩耗性を悪化させることが考えられる。
もう一つの可能性として、含浸した紫外線硬化樹脂が、表面に追加された紫外線硬化樹脂に対し、いわゆる「アンカー効果」を発揮して、樹脂膜とゴムの密着性を増大させていることが考えられる。これにより紫外線硬化樹脂自体の耐久性が底上げされていると考えることもできる。
【００５１】
上述のように、弾性ブレード６２２として、ｔａｎδピーク温度が０℃以上、且つ、ＪＩＳ−Ａ硬度の２３℃から１０℃における変化量が５°以上であるウレタンゴムを用いている。この条件を満たさないものは、ゴムの架橋密度が低いため、大量の紫外線硬化樹脂を含浸させないと、充分な改質効果か得られない。しかしながら、大量の紫外線硬化樹脂の含浸処理では、ゴムが膨潤して先端稜線部が９０°を保てなくなり、クリーニング性能が低下するなどの副作用の虞がある。少量の紫外線硬化樹脂の含浸処理による改質をして、その表面に表面層６２３を形成しても、耐久性能が充分ではなく、長期の使用によって稜線部の摩耗が大幅に進み、その結果、クリーニング性が低下するおそれがある。これに対して、上記条件を満たす架橋密度の高いウレタンゴムでは、比較的少量の紫外線硬化樹脂の含浸処理により、充分な改質効果が得られ、耐摩耗性を向上させることができる。
【００５２】
含浸処理を行う紫外線硬化樹脂としては、マルテンス硬度が２５０〜５００Ｎ／ｍｍ２、弾性仕事率７５％以下、好ましくは５０〜７５％の材料を用いて、弾性ブレード６２２の改質を行っている。マルテンス硬度がこれより大きいものでは、架橋密度が上がりすぎてしまい、ゴムというよりガラスに近い状態となるため、先端稜線部の動きが抑制されすぎて、逆に耐摩耗性を悪化させる。また、マルテンスンテルス硬度がこれ以上小さいものでは、耐磨耗性を向上させる充分な効果が得られない。また、弾性変形率は、その値が高いほど、ゴムというよりガラスに近い状態であり、先端稜線部の動きが抑制されすぎて、逆に耐摩耗性を悪化させる。通常、紫外線硬化樹脂は、上記マルテンス硬度の範囲では、弾性仕事率がある程度より高く、ゴムの状態が得られる。しかしながら、紫外線硬化樹脂の構造によっては弾性仕事率が高くなりすぎて、クリーニングブレード６２としての姿勢を適度に保てないことがある。そこで、弾性仕事率が７５％以下の紫外線硬化性樹脂を含浸処理することにより、クリーニングブレード６２としての適度な姿勢を保ち、良好なクリーニング性を保つようにしている。
【００５３】
さらに、先端稜線部を含む表面に弾性ブレード６２２よりも硬い表面層６２３を１μｍ以下の厚みで設けることにより、表面層６２３を厚くすることに起因して、先端稜線部の感光体３への追随性が低下することを抑制できる。このように表面層６２２を薄くして、経時使用において短時間で弾性ブレード６２２が感光体３に接触しても、弾性ブレード６２２の基材と紫外線硬化樹脂とが混在した弾性ブレード６２２よりも硬度が高い含浸部分が感光体３と接触するため、経時使用時の異常摩耗及び異音の発生を抑制することができる。
すなわち、上記条件を満たす弾性ブレードに上記条件を満たす紫外線硬化樹脂を含浸処理して弾性ブレードの改質を行い、弾性ブレードよりも硬い表面層を１μｍ以下の厚みの表面層を設けることにより、経時使用時の異常摩耗及び異音の発生を抑制しつつ、先端稜線部のめくれを抑制し、かつ、先端稜線部の被清掃部材に対する追随性を良好にでき当接圧を維持することが可能となる。
【００５４】
本実施形態１のクリーニングブレード６２では、ウレタンゴムからなる弾性ブレード６２２の基材に対してディップ塗工により紫外線硬化樹脂を含浸させ、さらに表面層６２３を形成する紫外線硬化樹脂をスプレー塗工した後、紫外線照射により樹脂を硬化させている。
含浸させた紫外線硬化樹脂を硬化させるために外線を照射するタイミングとしては、弾性ブレード６２２に紫外線硬化樹脂を含浸させた後、表面層６２３を被覆する前に、紫外線を照射してもよい。弾性ブレード６２２の基材となるウレタンゴムに紫外線硬化樹脂を含浸させた後、一度、紫外線を照射して含浸させた紫外線硬化樹脂を硬化させた後に、表面層６２３を形成する樹脂で被覆する構成であれば、表面層６２３を形成する前にウレタンゴムに対して紫外線硬化樹脂の含浸状態を固定し、後から表面層６２３を形成する紫外線硬化樹脂を塗布しても、含浸状態が変化しないため、所望の含浸状態の弾性ブレード６２２を作成できる。
【００５５】
本実施形態１のクリーニングブレード６２は、図１（ｂ）中の矢印で示すように、含浸部分６２ｄにおける弾性ブレード６２２の内部ほどウレタンゴムに対して紫外線硬化樹脂の含有量が少なくなるような傾斜性が生じるように含浸させている。具体的には、短時間の含浸操作や含浸し難い条件で含浸操作を行うことで、含浸する紫外線硬化樹脂の量を少なくして、含浸させた部分の弾性ブレード６２２の外側は含浸量を多く、内側に向かうほど含浸量が少なくなるように含浸操作を行う。この時、ゴム切削断面の微小硬度をＦｉｓｃｈｅｒ社ＨＭ−８０００で測定し、ゴムのマルテンス硬度変化量が５［％］以下となる含浸改質量が適切であり、本実施形態１では、紫外線硬化樹脂の希釈溶剤としてゴムへの浸透速度が遅いシクロヘキサノンを用い、且つ、含浸操作としては、ディッピング方式で行い、含浸時間を３０［秒］とした。
希釈溶剤にゴムへの浸透速度が速いものを用いる、含浸操作を長時間行うなど、基材（弾性ブレード６２２のウレタンゴム）の内部まで充分に含浸素材（紫外線硬化樹脂）が浸透する条件で実施すれば、一種の平衡状態となり、全体は均一組成となって傾斜性をもたない状態も作り出すことは可能である。しかし、本実施形態１では、含浸操作で紫外線硬化樹脂の含浸する量を抑制することで、弾性ブレード６２２のウレタンゴムに対する紫外線硬化樹脂の含有量に傾斜性を持たせている。
【００５６】
本実施形態１のクリーニングブレード６２では、弾性ブレード６２２よりも硬い表面層６２３を設け、先端稜線部６２ｃと感光体３表面との摩擦係数の低減を図っている。
ここで、弾性ブレード６２２の基材に紫外線硬化樹脂を含浸させず、この基材よりも硬度の硬い表面層６２３のみを備える構成について説明する。表面層６２３を設けて摩擦係数を低減させても、経時で表面層６２３は摩耗し減少する。このとき、長期使用に耐え得るように、表面層６２３を厚くすると、弾性ブレード６２２の先端稜線部６２ｃにおける弾性変形を阻害して、クリーニング不良となるおそれがある。一方、弾性ブレード６２２の先端稜線部６２ｃにおける弾性変形を阻害しないように、表面層６２３を薄くすると、短時間で基材が露出する程度に表面層６２３が摩耗する。硬度の低い基材が露出して感光体３の表面に直接接触すると、クリーニングブレード６２と感光体３表面との摩擦係数が大きくなり、異常摩耗や異音が発生する。
【００５７】
本実施形態１のクリーニングブレード６２は、硬度の高い表面層６２３の内側の弾性ブレード６２２の基材に対して紫外線硬化樹脂が傾斜性を持つように存在する。これにより、基材となる弾性ゴム（ウレタンゴム）の機械強度や剛性が適度に強化され、感光体３表面との摺動においてブレード先端部の挙動を適度に抑えることで良好なクリーニングを行うことができ、異常摩耗や異音の発生を抑えることで、高い耐摩耗性を発揮させることが可能となる。
また、弾性ブレード６２２の基材に硬度の高い表面層６２３のみを設けると、高硬度層と基材層との境目で硬度が急激に変化して応力が集中し、弾性ブレード６２２が破損するおそれがある。これに対して、弾性ブレード６２２の基材に含有量に傾斜性を生じさせることで、高硬度層と基材層との境目で硬度が急激に変化することを抑制し、応力集中に起因して弾性ブレード６２２が破損することを防止できる。
【００５８】
上記特許文献１には、表面層のみを設ける構成、または、弾性ブレードの基材に樹脂材料を含浸させるのみの構成が記載されている。表面層のみを設ける構成であると、上述した不具合が生じる。また、樹脂材料を含浸させるのみの構成であると、使用開始当初のクリーニングブレードの感光体と当接する部分の硬度が表面層を設けるものほどの硬度を得ることが出来ず、耐磨耗性が不十分となる。また、使用する樹脂が鉛筆硬度Ｂ〜６Ｈのものであり、これを表面層として用いても鉛筆硬度が十分ではなく、耐久性に劣る。この耐久性を補うために、表面層を厚膜にすると、エッジ（先端稜線部）の姿勢制御が損なわれ、耐久性が低下する。
【００５９】
上記特許文献２には、弾性ブレードの基材にシリコーン含有紫外線硬化樹脂が傾斜性をもって含浸され、弾性ブレードの表面が同樹脂で覆われた構成が記載されている。特許文献２に記載のクリーニングブレードは、含浸させる紫外線硬化樹脂で弾性ブレードの表面を覆っているため、含浸させるものとは、別に、表面層を設ける本実施形態１のクリーニングブレード６２とは異なる。また、シリコーン含有紫外線硬化樹脂は、本実施形態１の表面層に用いる樹脂に比べ、耐久性に劣る。さらに、特許文献２に記載の含浸操作のように、含浸を１２時間も行うと、紫外線硬化樹脂の含浸量が過剰となり、基材ゴムが膨潤しすぎてゴムの網目構造が破壊され、機械強度が低下し、耐久性が低下する。
【００６０】
本実施形態１のクリーニングブレード６２は、表面をマルテンス硬度が２５０〜５００Ｎ／ｍｍ２の紫外線硬化樹脂からなる表面層６２３で覆い、さらに、弾性ブレード６２２の基材であるウレタンゴムの内部に紫外線硬化樹脂が傾斜性をもちつつ含浸している。弾性ブレード６２２に紫外線硬化樹脂を含有させて硬度上昇させているため、表面層６２３の厚みを薄くしても経時の耐久性を確保することができる。表面層６２３についての非常に薄い膜厚と、高いマルテンス硬度および適度な弾性仕事率により、先端稜線部６２ｃの姿勢制御と耐久性付与とを同時に発現することが可能となる高耐久化を図ることができる。また、弾性ブレード６２２に含有させる紫外線硬化樹脂の含浸量を抑制することで、基材ゴムの膨潤によるゴム機械強度低下と、高硬度な樹脂材料の浸潤による網目構造強化との両立を図ることができる。
【００６１】
上述したように、本実施形態１においては、弾性ブレード６２２の先端稜線部６２ｃを含浸処理により硬度上昇させているため、弾性ブレード６２２の先端稜線部６２ｃが変形し難くなっている。
このため、弾性ブレード６２２のブレード下面６２ｂの全面に弾性ブレード６２２よりも硬度が高い表面層６２３を形成すると、ブレード下面６２ｂに形成した表面層６２３が、弾性ブレード６２２の先端稜線部６２ｃの感光体表面への弾性変形を阻害してしまい、先端稜線部６２ｃにおいて感光体３表面への当接圧を高める向きに働く弾性変形に対する復元力がほとんど得られなくなってしまう。その結果、先端稜線部６２ｃが感光体３の偏心や微小なうねりに対して追随できなくなってしまう。従って、感光体３に対する当接圧が変動してしまい、連続的なベタ画像形成時等、先端稜線部６２ｃに堰きとめたトナーから大きな押圧力を受けるなどの厳しい条件において、当接圧が低下したときに、トナーがクリーニングブレード６２からすり抜けてクリーニング不良を生じるおそれがある。
このような問題に対して、弾性ブレード６２２のブレード下面６２ｂに表面層６２３を形成しないことも考えられる。しかし、ブレード下面６２ｂに表面層６２３を形成しなかった場合は、弾性ブレード６２２の先端稜線部６２ｃが感光体３の表面移動方向へ大きく弾性変形して、先端稜線部６２ｃがめくれてしまい、めくれ摩耗が生じるおそれがある。
【００６２】
そこで、本実施形態１においては、ブレード先端面６２ａおよびブレード下面６２ｂの両方に、先端稜線部６２ｃから５０［μｍ］の位置において膜厚が１［μｍ］以下、より好ましくは１［μｍ］未満となるように表面層６２３を形成する。これにより、ブレード先端面６２ａにのみ表面層６２３を形成したものに比べて、弾性ブレード６２２の先端稜線部６２ｃにおける弾性変形を阻害するのを抑制し、先端稜線部６２ｃがめくれない程度に、弾性ブレード６２２の先端稜線部６２ｃを感光体３表面移動方向へ弾性変形させることができる。これにより、感光体３に偏心などがあった場合でも、弾性ブレード６２２の先端稜線部６２ｃの弾性変形に対する復元力により、先端稜線部６２ｃを感光体３の表面に対して追随させることができ、良好なクリーニング性を維持することができる。
【００６３】
また、表面層６２３の材質としては、樹脂が好ましく、紫外線硬化樹脂がより好ましい。紫外線硬化樹脂を用いることで、クリーニングブレード６２の先端稜線部６２ｃに付着した樹脂に紫外線を照射させるだけで、所望の硬度を有する表面層６２３を得ることができ、クリーニングブレード６２を安価に製造することができる。
【００６４】
紫外線硬化樹脂としては、官能基当量分子量３５０以下、官能基数３〜６のペンタエリスリトール・トリアクリレートを主要骨格とするモノマーを用いることが好ましい。官能基当量分子量が３５０を越えるか、またはペンタエリスリトール・トリアクリレート骨格以外の材料を用いると、表面層６２３は脆弱になり過ぎるおそれがある。表面層６２３が脆弱になると、クリーニングブレード６２の先端稜線部６２ｃがめくれて図８（ｂ）のような先端面摩耗を生じてしまい、長期に渡るクリーニング性を保持できなくなる。
【００６５】
また表面層６２３の材料として、上記ペンタエリスリトール・トリアクリレート骨格材料の他、官能基当量分子量１００〜１０００、官能基数１乃至２のアクリレート材料を適宜混合することが好ましい。これにより表面層６２３に可撓性を付与することが可能であり、クリーニングブレード６２を搭載するマシンの特性に合わせて表面層６２３の性質をカスタマイズすることが可能となる。よって、特定環境での異音が発生した時などにブレード挙動を微調整するなど、環境特性等を向上させることも可能となる。
【００６６】
また、表面層６２３の層厚は、先端稜線部６２ｃから５０［μｍ］の距離において測定した際、１［μｍ］以下、より好ましくは１［μｍ］未満であることが好ましい。層厚が１［μｍ］を超えてしまうと、表面層６２３の剛性が強くなりすぎ、クリーニングブレード６２の先端稜線部６２ｃの感光体３表面との摺動における挙動が小さくなりすぎるおそれがある。その結果、先端稜線部６２ｃに振動エネルギーが集中することにより、不快な異音が発生しやすくなる他、摩耗速度も大きくなってしまい、早期に使用不可能となるおそれがある。
【００６７】
次に、本出願人らが行った検証実験について説明する。
弾性ブレード６２２の材質、表面層６２３の材質、含浸処理方法、ブレード下面６２ｂにおける表面層６２３の形成をそれぞれ変化させて、耐久試験を行った。
［弾性ブレード］
弾性ブレード６２２としては、表１のｔａｎδピーク温度、２３℃硬度、１０℃硬度の物性となっている４つのウレタンゴムを用意した。なお、それぞれのＪＩＳ−Ａ硬度と反発弾性率を示している。
【表１】
ウレタンゴムのｔａｎδピーク温度は、エスアイアイ・ナノテクノロジー社製ＤＭＳ６１００を用いて測定した。試料は２×２×４０［ｍｍ］とし、引張りモード、１Ｈｚにて、−５０℃から＋１００℃まで、３℃／分の温度上昇をさせながら、連続的に測定した。
ウレタンゴムの当接面側および裏側の硬度は、高分子計器社製ＭＤ−１を用い、試料は２［ｍｍ］のシート１枚とした。このＭＤ−１を用いる利点は、極薄いサンプルの表層わずかな部分の硬度を測定できる点で、ウレタンゴムＮｏ．３のような多層ゴムの、それぞれの層の硬度が測定可能である。
ウレタンゴムの硬度／ＪＩＳ−Ａは、島津製作所製デュロメーターを用いて測定した。試料は厚さ１２［ｍｍ］以上となるように約２［ｍｍ］のシートを重ね合わせたものとした。
ウレタンゴムの反発弾性率は、東洋精機製作所製Ｎｏ．２２１レジリエンステスタを用い、ＪＩＳ Ｋ６２５５に準じて測定した。試料は厚さ４［ｍｍ］以上となるように約２［ｍｍ］のシートを重ね合わせたものとした。
【００６８】
上記ウレタンゴム１〜４のうち、ウレタンゴム３は、ＪＩＳ−Ａ硬度の異なるゴムを、遠心成型などで一体的に積層した二層構成である。ウレタンゴム３では、先端稜線部６２ｃとなる当接面側に架橋密度の高い層、裏面側に適度な架橋密度、すなわち、高い反発弾性を持つ層を配して、これにより、高耐久かつ、低温領域でのクリーニング性能低下を抑制を図るものである。以下、ウレタンゴム３に関しては、ＪＩＳ−Ａ硬度２３℃、１０℃の物性としては、表１中当接面側の物性がこれに当てはまるものとする。
【００６９】
［硬化材料］
含浸処理や表面層６２３の形成処理に用いる硬化材料としては、以下の硬化材料１〜７のものを用いた。
＜硬化材料１＞
紫外線硬化樹脂１：ダイセルサイテック ＰＥＴＩＡ ８部
紫外線硬化樹脂２：ダイセルサイテック ＩＢＯＡ ２部
重合開始剤 ：チバスペシャリティーケミカルズ社 イルガキュア１８４ １部
溶媒 ：シクロヘキサノン ８９部
＜硬化材料２＞
紫外線硬化樹脂１：日本化薬 ＤＰＣＡ−１２０ ８部
紫外線硬化樹脂２：ダイセルサイテック ＩＢＯＡ ２部
重合開始剤 ：チバスペシャリティーケミカルズ社 イルガキュア１８４ １部
溶媒 ：シクロヘキサノン ８９部
＜硬化材料３＞
紫外線硬化樹脂１：ダイセルサイテック ＰＥＴＩＡ ８部
紫外線硬化樹脂２：ダイセルサイテック ＯＤＡ−Ｎ ２部
重合開始剤 ：チバスペシャリティーケミカルズ社 イルガキュア１８４ １部
溶媒 ：シクロヘキサノン ８９部
＜硬化材料４＞
紫外線硬化樹脂１：ダイセルサイテック ＰＥＴＩＡ ８部
紫外線硬化樹脂２：ダイセルサイテック ＨＤＤＡ ２部
重合開始剤 ：チバスペシャリティーケミカルズ社 イルガキュア１８４ １部
溶媒 ：シクロヘキサノン ８９部
＜硬化材料５＞
紫外線硬化樹脂１：ダイセルサイテック ＰＥＴＩＡ ６部
紫外線硬化樹脂２：ダイセルサイテック ＥＢＥＣＲＹＬ１１ ４部
重合開始剤 ：チバスペシャリティーケミカルズ社 イルガキュア１８４ １部
溶媒 ：シクロヘキサノン ８９部
＜硬化材料６＞
紫外線硬化樹脂 ：ダイセルサイテック ＰＥＴＩＡ １０部
重合開始剤 ：チバスペシャリティーケミカルズ社 イルガキュア１８４ １部
溶媒 ：シクロヘキサノン ８９部
＜硬化材料７＞
紫外線硬化樹脂１：ダイセルサイテック ＰＥＴＩＡ ５部
紫外線硬化樹脂２：根上工業 ＵＮ−２７００ ５部
重合開始剤 ：チバスペシャリティーケミカルズ社 イルガキュア１８４ １部
溶媒 ：シクロヘキサノン ８９部
【００７０】
上記硬化材料に用いる紫外線硬化樹脂のアクリル材料、主要骨格、官能基数及び官能基当量を表２に示す。
【表２】
【００７１】
また、上記硬化材料１〜７のマルテンス硬度［Ｎ／ｍｍ２］と弾性仕事率を測定した結果を、表３に示す。
【表３】
【００７２】
マルテンス硬度は、上述のように、ガラス板上に紫外線硬化樹脂を塗布し、層厚２０［μｍ］として、フィシャー・インストルメンツ社製、微小硬度計 ＨＭ−２０００を用いて、ビッカース圧子９．８［ｍＮ］の力で３０秒で押し込み、５秒保持し、９．８［ｍＮ］の力で３０秒間で抜き、計測した。
また、弾性仕事率は、マルテンス硬度の計測時のビッカース圧子を押し込むときの積算応力をＷplast、試験荷重除荷寺の積算応力をＷelastとすると、弾性仕事率は、Ｗelast／Ｗplast×１００％の式から求めた。
【００７３】
次に、検証実験を行った画像形成装置の構成について説明する。
上記ウレタンゴム１〜４のいずれかを用いて、厚さ１．８［ｍｍ］の短冊形状の弾性ブレードを作成し、この弾性ブレードを含浸材料として、上記硬化材料１〜７のいずれかに所定時間（３０［秒］）浸漬したのち、３分間風乾する。さらにスプレー塗工法とスクリーン印刷法により上記硬化材料１〜５のいずれかからなる表面層６２３を形成した。具体的には、適宜含浸処理を行った各々のウレタンゴムからなる弾性ブレードに対し、まずスプレー塗工によりブレード先端面から１０［ｍｍ／ｓ］のスプレーガン移動速度にて所定の層厚になるように先端面全面に重ね塗りを行った。３分間指触乾燥後、ブレード下面にスクリーン印刷によりブレード稜線部から所定の非形成領域をはさんで先端約３［ｍｍ］幅に表面層６２３が形成されるように塗工した。ブレード下面６２ｂへのパターン塗工は、太陽精機製シルクスクリーン２３０メッシュを用い、ＵＶ露光により非形成領域を規制する所定のパターンを形成したのち、表面層材料として用いる硬化材料を溶媒量により粘度調節して塗工した。その後さらに３分間指触乾燥を行い、紫外線露光（１４０［Ｗ／ｃｍ］×５［ｍ／ｍｉｎ］×５パス）を行った。
【００７４】
表面層が形成された弾性ブレード６２２をリコー製カラー複合機 ｉｍａｇｉｏ ＭＰ Ｃ４５００に搭載できる板金ホルダーに接着剤により固定し、試作のクリーニングブレード６２とした。これを同じくリコー製カラー複合機 ｉｍａｇｉｏ ＭＰ Ｃ４５００（プリンタ部は図２に示すプリンタ５００と同様の構成）に取り付け、実施例１〜実施例１０、比較例１〜比較例５の画像形成装置を作製した。なお、クリーニングブレード６２は、線圧：２０［ｇ／ｃｍ］、クリーニング角：７９［°］となるように取り付けた。また、本実験で用いる装置は感光体３表面への潤滑剤塗布装置１０を備えており、潤滑剤塗布により感光体３表面の静止摩擦係数が非画像形成時に０．２以下に維持される。なお、感光体３表面の静止摩擦係数の測定方法については、オイラーベルトの方法で、例えば、特開平９−１６６９１９号公報の段落番号００４６に記載されている。
【００７５】
検証実験には、重合法により作製したトナーを用いた。なお、トナーの物性は、以下のとおりである。
トナー母体：円形度０．９８、平均粒径４．９［μｍ］
外添剤 ：小粒径シリカ１．５部（クラリアント製Ｈ２０００）
小粒径酸化チタン０．５部（テイカ製ＭＴ−１５０ＡＩ）
大粒径シリカ１．０部（電気化学工業製ＵＦＰ−３０Ｈ）
検証実験は、実験室環境：２１［℃］・６５［％ＲＨ］、通紙条件：画像面積率５％チャートを３プリント／ジョブで、５０，０００枚（Ａ４横）で行った。そして、以下の項目を評価した。
【００７６】
〔評価項目〕
クリーニング不良発生：有無（目視観察）
評価時画像：縦帯パターン（紙進行方向に対して）４３［ｍｍ］幅、３本チャート
出力２０枚（Ａ４横）
ブレードエッジ摩耗幅：図６に示すようにブレード先端面側からみた摩耗幅
ブレードエッジ摩耗深さ：摩耗幅と９０°反対側の摩耗幅
【００７７】
以下に実施例１〜実施例１０、比較例１〜比較例５のクリーニングブレード６２の構成及び検証実験の結果を示す。なお、表面層の層厚は、キーエンス製マイクロスコープＶＨＸ−１００を用い、別途同様に塗工した弾性ブレードの断面により測定した。試料は日進ＥＭ製ＳＥＭ試料作製用トリミングカミソリを用い断面を切断したものとした。
【００７８】
＜実施例１＞
ベースゴム：ウレタンゴム１
含浸材料 ：硬化材料１
表面層材料：硬化材料１
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：０．５［μｍ］
ブレードエッジ摩耗幅：１０［μｍ］
ブレードエッジ摩耗深さ：６［μｍ］
クリーニング不良発生：なし
異音発生：なし
【００７９】
＜実施例２＞
ベースゴム：ウレタンゴム１
含浸材料 ：硬化材料２
表面層材料：硬化材料２
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：０．５［μｍ］
ブレードエッジ摩耗幅：１１［μｍ］
ブレードエッジ摩耗深さ：５［μｍ］
クリーニング不良発生：なし
異音発生：なし
【００８０】
＜実施例３＞
ベースゴム：ウレタンゴム１
含浸材料 ：硬化材料３
表面層材料：硬化材料３
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：０．９［μｍ］
ブレードエッジ摩耗幅：９［μｍ］
ブレードエッジ摩耗深さ：４［μｍ］
クリーニング不良発生：なし
異音発生：なし
【００８１】
＜実施例４＞
ベースゴム：ウレタンゴム２
含浸材料 ：硬化材料４
表面層材料：硬化材料４
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：０．７［μｍ］
ブレードエッジ摩耗幅：１１［μｍ］
ブレードエッジ摩耗深さ：６［μｍ］
クリーニング不良発生：なし
異音発生：なし
【００８２】
＜実施例５＞
ベースゴム：ウレタンゴム２
含浸材料 ：硬化材料５
表面層材料：硬化材料５
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：０．４［μｍ］
ブレードエッジ摩耗幅：１３［μｍ］
ブレードエッジ摩耗深さ：６［μｍ］
クリーニング不良発生：なし
異音発生：なし
【００８３】
＜実施例６＞
ベースゴム：ウレタンゴム３
含浸材料 ：硬化材料５
表面層材料：硬化材料５
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：０．８［μｍ］
ブレードエッジ摩耗幅：８［μｍ］
ブレードエッジ摩耗深さ：４［μｍ］
クリーニング不良発生：なし
異音発生：なし
【００８４】
＜実施例７＞
ベースゴム：ウレタンゴム１
含浸材料 ：硬化材料１
表面層材料：硬化材料２
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：１．０［μｍ］
ブレードエッジ摩耗幅：１０［μｍ］
ブレードエッジ摩耗深さ：５［μｍ］
クリーニング不良発生：なし
異音発生：なし
【００８５】
＜実施例８＞
ベースゴム：ウレタンゴム１
含浸材料 ：硬化材料１
表面層材料：硬化材料６
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：０．５［μｍ］
ブレードエッジ摩耗幅：５［μｍ］
ブレードエッジ摩耗深さ：５［μｍ］
クリーニング不良発生：なし
異音発生：なし
【００８６】
＜実施例９＞
ベースゴム：ウレタンゴム１
含浸材料 ：硬化材料４
表面層材料：硬化材料２
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：０．０５［μｍ］
ブレードエッジ摩耗幅：７［μｍ］
ブレードエッジ摩耗深さ：２［μｍ］
クリーニング不良発生：なし
異音発生：なし
【００８７】
＜実施例１０＞
ベースゴム：ウレタンゴム１
含浸材料 ：硬化材料４
表面層材料：硬化材料６
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：０．１［μｍ］
ブレードエッジ摩耗幅：１０［μｍ］
ブレードエッジ摩耗深さ：６［μｍ］
クリーニング不良発生：なし
異音発生：なし
【００８８】
＜比較例１＞
ベースゴム：ウレタンゴム１
含浸材料 ：硬化材料６
表面層材料：硬化材料６
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：０．５［μｍ］
ブレードエッジ摩耗幅：１０［μｍ］
ブレードエッジ摩耗深さ：３０［μｍ］
クリーニング不良発生：全面
異音発生：なし
【００８９】
＜比較例２＞
ベースゴム：ウレタンゴム１
含浸材料 ：硬化材料７
表面層材料：硬化材料７
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：０．９［μｍ］
ブレードエッジ摩耗幅：８［μｍ］
ブレードエッジ摩耗深さ：２０［μｍ］
クリーニング不良発生：帯状クリーニング不良が２箇所
異音発生：なし
先端面えぐれ摩耗
【００９０】
＜比較例３＞
ベースゴム：ウレタンゴム４
含浸材料 ：硬化材料１
表面層材料：硬化材料１
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：０．３［μｍ］
ブレードエッジ摩耗幅：２５［μｍ］
ブレードエッジ摩耗深さ：２５［μｍ］
クリーニング不良発生：帯状クリーニング不良が５箇所
異音発生：ビビリ
【００９１】
＜比較例４＞
ベースゴム：ウレタンゴム３
含浸材料 ：−
表面層材料：−
ブレードエッジ摩耗幅：１０［μｍ］
ブレードエッジ摩耗深さ：１５［μｍ］
クリーニング不良発生：帯状クリーニング不良が２箇所
異音発生：なし
先端面えぐれ摩耗
＜比較例５＞
ベースゴム：ウレタンゴム４
含浸材料 ：−
表面層材料：−
ブレードエッジ摩耗幅：３０［μｍ］
ブレードエッジ摩耗深さ：３０［μｍ］
クリーニング不良発生：帯状クリーニング不良が７箇所
異音発生：なし
先端面えぐれ摩耗
【００９２】
実施例１〜実施例１０、比較例１〜比較例５の検証実験の結果をまとめたものを表４に示す。
【表４】
また、実施例と比較例とを比較する概念図を図７に示す。
【００９３】
実施例１〜実施例１０においては、いずれも、経時にわたり良好なクリーニング性を維持することができ、異音の発生も抑えることができた。
実施例１〜実施例１０においては、弾性ブレード６２２として、ｔａｎδピーク温度が０℃以上、且つ、ＪＩＳ−Ａ硬度の２３℃から１０℃における変化量が５°以上のウレタンゴムを用い、マルテンス硬度が２５０〜５００Ｎ／ｍｍ２、弾性仕事率７５％以下の紫外線硬化樹脂を用いて、その先端稜線部を含む部分に含浸処理を行い、先端稜線部を含む弾性ブレードの表面に弾性ブレードよりも硬い表面層６２３を１μｍ以下の厚みで設けたものである。含浸処理による硬度上昇を図り、先端稜線部の動きが抑制され過ぎず、且つ、クリーニングブレードとしての姿勢を適度に保つことができるレベルで、先端稜線部６２ｃの改質処理がなされている。このため、ブレード先端面６２ａに表面層６２３を設けた構成において、経時的な異音発生を回避することができたと考えられる。さらに、感光体３と先端稜線部６２ｃとの間で生じる摩擦力を低減することができ、先端稜線部６２ｃのめくれを抑制することができるとともに、弾性ブレード６２２の摩耗も抑制することができたと考えられる。表面層６２３は感光体３との接触部近傍の弾性体部分を補強する効果を有しており、それにより先端稜線部６２ｃの運動を適度に制御することができ、異音発生を生じることなく、めくれを抑制できたと考えられる。
【００９４】
また、実施例１〜実施例１０においては、表面層６２３が紫外線硬化樹脂からなることで、クリーニングブレード６２の先端稜線部６２ｃに付着させた樹脂に紫外線を照射させるだけで、所望の硬度を有する表面層６２３を得ることができ、クリーニングブレード６２を安価に製造することができる。
表面層６２３を形成する被膜樹脂としては、実施例１〜６に示すように、含浸処理をおこなう紫外線硬化樹脂と同一処方のものを用いることができる。また、実施例７〜１０に示すように、表面層６２３を形成する被膜樹脂が、含浸処理をおこなう紫外線硬化樹脂とが異なるものであってもよい。表面層６２３としては、弾性ブレード６２２より硬い樹脂であれば、上記効果を得ることができる。
【００９５】
一方、比較例１においては、クリーニング評価において、全面にクリーニング不良が発生した。これは、比較例１では、含浸処理に用いた紫外線硬化樹脂が上記範囲を満たしておらず、硬く、且つ、可撓性がない。このため、先端稜線部６２ｃの運動性が制御されすぎ、大きく摩耗して稜線部全体に渡って稜線が損耗した結果、トナーすり抜けによりクリーニング不良が発生したと考えられる。
また、比較例２においては、クリーニング評価において、帯状にクリーニング不良が発生した。これは、比較例２では、含浸処理に用いた紫外線硬化樹脂が上記範囲を満たしておらず、柔らかすぎる。このため、先端稜線部６２ｃの運動性を抑制できず、含浸処理および表面層を設けていない基材ウレタンゴムと同様の先端面えぐれ摩耗が発生し、摩耗進行とともに露出した基材ウレタンゴムが不快なビビリ音を発生させると共に、トナーすり抜けによるクリーニング不良が発生したと考えられる。
比較例３においては、弾性ブレード６２２に用いるウレタンゴムのｔａｎδピーク温度が低い、即ち架橋密度が低いゴムを用いたため、耐久性の高い表面層で被覆しても長期的な摩耗進行によるゴム露出後の摩耗速度が速く、トナーすり抜けによるクリーニング不良が発生したと考えられる。
また、比較例４および５においては、クリーニング評価において、帯状クリーニング不良が発生した。これは、含浸処理および表面層を設けていないことから、先端摩擦係数が高く、先端稜線部６２ｃの運動性を適度に制御できていないため、先端面えぐれ摩耗が発生し、局所的なトナーすり抜けによりクリーニング不良が発生したと考えられる。
【００９６】
以上、本実施形態１では、本発明の特徴部を有するクリーニングブレード６２を被清掃部材が感光体３であるクリーニング装置６に適用した構成について説明したが、被清掃部材としては感光体３に限るものではない。例えば、被清掃部材が中間転写ベルト１４であるベルトクリーニングユニット１６２のベルトクリーニングブレード１６２ａとしても本発明のクリーニングブレードを適用可能である。
【００９７】
［実施形態２］
本発明を適用した画像形成装置の他の実施形態（以下、実施形態２という）について説明する。ここで、本実施形態２に係るプリンタの基本的な構成は、実施形態１に係るプリンタの構成と同様なので、その説明は省略する。また、実施形態１と本実施形態２とでは、弾性ブレード６２２の先端稜線部を含む部分に浸透させる紫外線硬化樹脂にフッ素系アクリルモノマーを含んでいることに係る点のみ異なる。したがって、実施形態１と同様な構成部材については、同一の符号を付して説明するとともに、同一な構成・動作、及び効果については、適宜、省略して説明する。また、上述した実施形態１の説明で用いた図についても、適宜、流用して説明する。また、図１０は、本実施形態２に係る、弾性ブレードの摩耗断面積の測定箇所を示した模式図である。
【００９８】
本実施形態２のクリーニングブレード６２も、図１（ａ）,（ｂ）、及び図５を用いて説明した実施形態１と同様に、クリーニングブレード６２は、金属や硬質プラスチックなどの剛性材料からなる短冊形状のホルダー６２１と、短冊形状の弾性ブレード６２２とで構成されている。弾性ブレード６２２は先端稜線部６２ｃに詳細は後述する含浸処理がなされている。また、ブレード先端面６２ａとブレード下面６２ｂには、ブレード長手方向にわたって表面層６２３が形成されている。
弾性ブレード６２２は、ホルダー６２１の一端側に接着剤などにより固定されており、ホルダー６２１の他端側は、クリーニング装置６のケースに片持ち支持されている。
【００９９】
弾性ブレード６２２としては、実施形態１と同様に、感光体３の偏心や感光体３の表面の微小なうねりなどに追随できるように、高い反発弾性体率を有するものが好ましく、ウレタンゴムなどが好適である。そして、弾性ブレード６２２の硬度等の物性についても、実施形態１で説明したものと同様なものが好ましい。
【０１００】
また、弾性ブレード６２２の先端稜線部６２ｃへの含浸処理は、実施形態１と同様に、ハケ塗り、スプレー塗工、ディップ塗工などによって、紫外線硬化樹脂を含浸させることで可能である。加えて、本実施形態２では、紫外線硬化樹脂を先端稜線部６２ｃのゴム表面より１００μｍ以上内部まで含浸させている。これにより、当接する弾性ブレード６２２の先端稜線部６２ｃが感光体３表面移動方向に変形するのを抑制することができる。さらに、経時表面層摩耗によって内部が露出したときも内部への含浸作用により、同様に変形を抑制することができる。
【０１０１】
表面層６２３は、実施形態１と同様に、弾性ブレード６２２に紫外線硬化樹脂を含浸させて所定時間風乾させた後に、スプレー塗工、ディップ塗工、あるいはスクリーン印刷等によって、クリーニングブレード６２の先端稜線部６２ｃを被覆する。表面層６２３としては、マルテンス硬度２５０〜５００Ｎ／ｍｍ２、弾性仕事率７５％以下、好ましくは５０〜７５％の材料を０．０５〜１μｍの厚さで被覆するのが好ましい。より好ましくは０．１〜１μｍの厚さで被覆する。また、表面層６２３は、弾性ブレード６２２よりも硬度が高い部材とすることで、剛直なため、変形し難く、クリーニングブレード６２の先端稜線部６２ｃのめくれを抑制することができる。
紫外線硬化樹脂を含浸させた後、または、表面層６２３による被覆を行った後に、紫外線を照射することで、図１に示す含浸部分６２ｄを形成し、先端稜線部６２ｃの硬度上昇を図る改質効果を生じさせることができる。特許文献３に記載の弾性ブレードでは、イソシアネート化合物、フッ素化合物、シリコーン化合物等の含浸をさせて改質を行っているが、本実施形態２のように紫外線硬化樹脂を含浸させて紫外線を照射することで、さらに耐久性の向上を図ることができる。これは実施形態１で説明した理由と同様なものと考えられる。
【０１０２】
本実施形態２のクリーニングブレード６２でも、実施形態１と同様にウレタンゴムからなる弾性ブレード６２２の基材に対してディップ塗工により紫外線硬化樹脂を含浸させ、さらに表面層６２３を形成する紫外線硬化樹脂をスプレー塗工した後、紫外線照射により樹脂を硬化させている。また、含浸させた紫外線硬化樹脂を硬化させるために外線を照射するタイミングも、実施形態１と同様に弾性ブレード６２２に紫外線硬化樹脂を含浸させた後、表面層６２３を被覆する前に、紫外線を照射してもよい。
これらのように紫外線硬化樹脂を硬化させることで、実施形態１と同様に所望の含浸状態の弾性ブレード６２２を作成できる。
【０１０３】
本実施形態２のクリーニングブレード６２も、実施形態１のクリーニングブレードと同様に、図１（ｂ）中の矢印で示すように、含浸部分６２ｄにおける弾性ブレード６２２の内部ほどウレタンゴムに対して紫外線硬化樹脂の含有量が少なくなるような傾斜性が生じるように含浸させている。しかし、実施形態１と異なり、浸透させる紫外線硬化樹脂にフッ素系アクリルモノマーを含んでいることから、ゴム切削断面の微小硬度を規定することに加え、所定の値以下となるゴム表面からの距離も規定している。具体的には、本実施形態２においては含浸操作を行う際、ゴム切削断面の微小硬度をＦｉｓｃｈｅｒ社ＨＭ−８０００で測定し、ゴムのマルテンス硬度変化量が５［％］以下となり、かつ同変化量が１［％］以下となるゴム表面からの距離が１００μｍ以上となる含浸改質量が適切であり、本実施形態２では、紫外線硬化樹脂の希釈溶剤としてゴムへの浸透速度が遅いシクロヘキサノンを用い、且つ、含浸操作としては、ディッピング方式で行い、含浸時間を３０〜１８０［秒］の範囲で適宜設定した。
【０１０４】
また、本実施形態２において、クリニングブレード６２に設ける表面層６２３の層厚や塗布範囲等に関する構成は、用いる紫外線硬化樹脂の配合が異なるのみで、実施形態１で図１，５，と同様である。また、実施形態１で奏することができる効果も同様に奏することができる。したがって、本実施形態２のクリニングブレード６２に設ける表面層６２３の層厚や塗布範囲等に関する構成、及びその効果についての説明は省略する。
【０１０５】
以下、本実施形態２の特徴である、紫外線硬化樹脂にフッ素系アクリルモノマーを含んでいるの配合に係る構成と、本出願人らが行った検証実験についてついて説明する。
【０１０６】
弾性ブレード６２２の材質、表面層６２３の材質、含浸処理方法、ブレード下面６２ｂにおける表面層６２３の形成をそれぞれ変化させて、耐久試験を行った。
［弾性ブレード］
弾性ブレード６２２としては、表１のｔａｎδピーク温度、２３℃硬度、１０℃硬度の物性となっている５つのウレタンゴムを用意した。なお、それぞれのＪＩＳ−Ａ硬度と反発弾性率を示している。
【表５】
ウレタンゴムのｔａｎδピーク温度、ウレタンゴムの当接面側および裏側の硬度は、ウレタンゴムの硬度は、及びウレタンゴムの反発弾性は、実施形態１と同様な機器、及び方法で測定を行った。
【０１０７】
［硬化材料］
含浸処理や表面層６２３の形成処理に用いる硬化材料としては、以下の硬化材料１〜１０のものを用いた。
＜硬化材料１＞
紫外線硬化樹脂１：ダイセルサイテック ＰＥＴＩＡ ８部
紫外線硬化樹脂２：ダイセルサイテック ＯＤＡ−Ｎ ２部
紫外線硬化樹脂３：ダイキン ＯＰＴＯＯＬ ＤＡＣ−ＨＰ ０．１部
重合開始剤 ：チバスペシャリティーケミカルズ社 イルガキュア１８４ ０．５部
溶媒 ：シクロヘキサノン ８９．４部
＜硬化材料２＞
紫外線硬化樹脂１：ダイセルサイテック ＰＥＴＩＡ ７部
紫外線硬化樹脂２：ダイセルサイテック ＥＢＥＣＲＹＬ１１ ３部
紫外線硬化樹脂３：ダイキン ＯＰＴＯＯＬ ＤＡＣ−ＨＰ ０．１部
重合開始剤 ：チバスペシャリティーケミカルズ社 イルガキュア１８４ ０．５部
溶媒 ：シクロヘキサノン ８９．４部
＜硬化材料３＞
紫外線硬化樹脂１：ダイセルサイテック ＰＥＴＩＡ ８部
紫外線硬化樹脂２：ダイセルサイテック ＩＢＯＡ ２部
紫外線硬化樹脂３：ダイキン ＯＰＴＯＯＬ ＤＡＣ−ＨＰ ０．１部
重合開始剤 ：チバスペシャリティーケミカルズ社 イルガキュア１８４ ０．５部
溶媒 ：シクロヘキサノン ８９．４部
＜硬化材料４＞
紫外線硬化樹脂１：ダイセルサイテック ＰＥＴＩＡ ７部
紫外線硬化樹脂２：ダイセルサイテック ＨＤＤＡ ３部
紫外線硬化樹脂３：ＤＩＣ ＲＳ−７５ ０．１部
重合開始剤 ：チバスペシャリティーケミカルズ社 イルガキュア１８４ ０．５部
溶媒 ：シクロヘキサノン ８９．４部
＜硬化材料５＞
紫外線硬化樹脂１：日本化薬 ＤＰＣＡ−１２０ ８部
紫外線硬化樹脂２：ダイセルサイテック ＩＢＯＡ ２部
紫外線硬化樹脂３：ＤＩＣ ＲＳ−７５ ０．１部
重合開始剤 ：チバスペシャリティーケミカルズ社 イルガキュア１８４ ０．５部
溶媒 ：シクロヘキサノン ８９．４部
＜硬化材料６＞
紫外線硬化樹脂１：ダイセルサイテック ＰＥＴＩＡ ７部
紫外線硬化樹脂２：ダイセルサイテック ＥＢＥＣＲＹＬ１１ ３部
紫外線硬化樹脂３：ＤＩＣ ＲＳ−７５ ０．１部
重合開始剤 ：チバスペシャリティーケミカルズ社 イルガキュア１８４ ０．５部
溶媒 ：シクロヘキサノン ８９．４部
＜硬化材料７＞
紫外線硬化樹脂１：ダイセルサイテック ＰＥＴＩＡ ８部
紫外線硬化樹脂２：根上工業 ＵＮ−２７００ ２部
紫外線硬化樹脂３：ＤＩＣ ＲＳ−７５ ０．１部
重合開始剤 ：チバスペシャリティーケミカルズ社 イルガキュア１８４ ０．５部
溶媒 ：シクロヘキサノン ８９．４部
＜硬化材料８＞
紫外線硬化樹脂１：ダイセルサイテック ＰＥＴＩＡ ８部
紫外線硬化樹脂２：ダイセルサイテック ＯＤＡ−Ｎ ２部
紫外線硬化樹脂３：シルセスキオキサン系表面改質剤 ０．１部
重合開始剤 ：チバスペシャリティーケミカルズ社 イルガキュア１８４ ０．５部
溶媒 ：シクロヘキサノン ８９．４部
＜硬化材料９＞
紫外線硬化樹脂１：ダイセルサイテック ＰＥＴＩＡ １０部
紫外線硬化樹脂２：ダイキン ＯＰＴＯＯＬ ＤＡＣ−ＨＰ ０．１部
重合開始剤 ：チバスペシャリティーケミカルズ社 イルガキュア１８４ ０．５部
溶媒 ：シクロヘキサノン ８９．４部
＜硬化材料１０＞
紫外線硬化樹脂１：ダイセルサイテック ＰＥＴＩＡ ５部
紫外線硬化樹脂２：根上工業 ＵＮ−２７００ ５部
紫外線硬化樹脂３：ＤＩＣ ＲＳ−７５ ０．１部
重合開始剤 ：チバスペシャリティーケミカルズ社 イルガキュア１８４ ０．５部
溶媒 ：シクロヘキサノン ８９．４部
【０１０８】
上記硬化材料に用いる紫外線硬化樹脂のアクリル材料、主要骨格、官能基数及び官能基当量を表６に示す。
【表６】
【０１０９】
また、硬化材料１、２、３、及び９の紫外線硬化樹脂３に用いたＤＡＣ−ＨＰ、及び硬化材料４、５、６、７、及び１０の紫外線硬化樹脂３に用いたＲＳ−７５が、フッ素系アクリルモノマーである。つまり、硬化材料８を除く硬化材料がフッ素系アクリルモノマーを含んでいる。このように、フッ素系アクリルモノマーを含む紫外線硬化樹脂を弾性ブレード６２２に含浸される紫外線硬化樹脂や表面層６２３を形成する紫外線硬化樹脂として、本実施形態２のクリーニングブレード６２では用いている。そして、硬化後のマルテンス硬度が２５０〜５００Ｎ／ｍｍ２、弾性仕事率が７５％以下になるように、表面より１００μｍ以上内部まで含浸される。このように浸透させることで、紫外線硬化樹脂を含む表面層が剛直すぎず、また脆弱すぎずに、適度にブレード先端稜線部６２ｃの挙動を抑制できる。したがって、経時使用時の異常摩耗及び異音の発生を抑制しつつ、先端稜線部６２ｃのめくれを抑制し、かつ、先端稜線部６２ｃの被清掃部材である感光体３に対する追随性を良好にでき当接圧を維持することができる。
【０１１０】
また、ＤＡＣ−ＨＰ、及びＲＳ−７５は、いずれもパーフルオロポリエーテル骨格を有しており、いずれも官能基数２以上のアクリレートである。このようなアクリレートをクリーニングブレード６２の弾性ブレード６２２に含浸される紫外線硬化樹脂に混合することで、表面層の摩擦係数を低減して像担持体との摺動ストレスを低減するとともに、ブレード表面にトナーが固着することを防止し、固着トナーの脱落によるストレスも低減することで、より高い耐摩耗性を発揮する。したがって、経時使用時の異常摩耗及び異音の発生を抑制しつつ、先端稜線部６２ｃのめくれを抑制し、かつ、先端稜線部６２ｃの被清掃部材である感光体３に対する追随性を良好にでき当接圧を維持することができる。
【０１１１】
また、上記硬化材料１〜１０のマルテンス硬度［Ｎ／ｍｍ２］と弾性仕事率を測定した結果を、表７に示す。
【表７】
また、マルテンス硬度は実施形態１と同様な方法で計測し、弾性仕事率も実施形態１と同様な方法求めた。
【０１１２】
次に、検証実験を行った画像形成装置の構成について説明する。
上記ウレタンゴム１〜５のいずれかを用いて厚さ１．８［ｍｍ］の短冊形状の弾性ブレードを作成し、この弾性ブレードを含浸材料として上記硬化材料１〜１０のいずれかに所定時間浸漬したのち、３分間風乾する。さらにスプレー塗工法とスクリーン印刷法により上記硬化材料１〜１０のいずれかからなる表面層６２３を形成した。具体的な表面層６２３を形成する方法は、実施形態１と同様である。
【０１１３】
表面層が形成された弾性ブレードをリコー製カラー複合機 ｉｍａｇｉｏ ＭＰ Ｃ４５００に搭載できる板金ホルダーに接着剤により固定し、試作のクリーニングブレード６２とした。これを同じくリコー製カラー複合機 ｉｍａｇｉｏ ＭＰ Ｃ４５００（プリンタ部は図２に示すプリンタ５００と同様の構成）に取り付け、実施例１〜実施例１０、比較例１〜比較例７の画像形成装置を作製した。なお、クリーニングブレード６２は、線圧：２０［ｇ／ｃｍ］、クリーニング角：７９［°］となるように取り付けた。また、本実験で用いる装置は感光体３表面への潤滑剤塗布装置１０を備えており、潤滑剤塗布により感光体３表面の静止摩擦係数が非画像形成時に０．２以下に維持される。なお、感光体３表面の静止摩擦係数の測定方法については、オイラーベルトの方法で、例えば、特開平９−１６６９１９号公報の段落番号００４６に記載されている。
【０１１４】
検証実験には、重合法により作製したトナーを用いた。なお、トナーの物性は、以下のとおりである。
トナー母体：円形度０．９８、平均粒径４．９［μｍ］
外添剤 ：小粒径シリカ１．５部（クラリアント製Ｈ２０００）
小粒径酸化チタン０．５部（テイカ製ＭＴ−１５０ＡＩ）
大粒径シリカ１．０部（電気化学工業製ＵＦＰ−３０Ｈ）
検証実験は、実験室環境：２１［℃］・６５［％ＲＨ］、通紙条件：画像面積率５％チャートを３プリント／ジョブで、５０，０００枚（Ａ４横）で行った。そして、以下の項目を評価した。
【０１１５】
〔評価項目〕
クリーニング不良発生：有無（目視観察）
評価時画像：縦帯パターン（紙進行方向に対して）４３［ｍｍ］幅、３本チャート
出力２０枚（Ａ４横）
ブレードエッジ摩耗断面積：図１０に示すようにブレード先端部の摩耗損失部分
【０１１６】
以下に実施例１〜実施例１０、比較例１〜比較例７のクリーニングブレード６２の構成及び検証実験の結果を示す。なお、表面層の層厚は、実施形態１と同様に、キーエンス製マイクロスコープＶＨＸ−１００を用い、別途同様に塗工した弾性ブレードの断面により測定した。試料は日進ＥＭ製ＳＥＭ試料作製用トリミングカミソリを用い断面を切断したものとした。
【０１１７】
＜実施例１＞
ベースゴム：ウレタンゴム１
含浸材料 ：硬化材料１
表面層材料：硬化材料１
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：０．７５［μｍ］
ブレードエッジ摩耗断面積：２［μｍ２］
クリーニング不良発生：なし
異音発生：なし
【０１１８】
＜実施例２＞
ベースゴム：ウレタンゴム１
含浸材料 ：硬化材料３
表面層材料：硬化材料３
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：０．５［μｍ］
ブレードエッジ摩耗断面積：３［μｍ２］
クリーニング不良発生：なし
異音発生：なし
【０１１９】
＜実施例３＞
ベースゴム：ウレタンゴム１
含浸材料 ：硬化材料６
表面層材料：硬化材料６
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：０．７［μｍ］
ブレードエッジ摩耗断面積：２［μｍ２］
クリーニング不良発生：なし
異音発生：なし
【０１２０】
＜実施例４＞
ベースゴム：ウレタンゴム１
含浸材料 ：硬化材料７
表面層材料：硬化材料７
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：１．０［μｍ］
ブレードエッジ摩耗断面積：４［μｍ２］
クリーニング不良発生：なし
異音発生：なし
【０１２１】
＜実施例５＞
ベースゴム：ウレタンゴム２
含浸材料 ：硬化材料２
表面層材料：硬化材料２
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：０．１［μｍ］
ブレードエッジ摩耗断面積：５［μｍ２］
クリーニング不良発生：なし
異音発生：なし
【０１２２】
＜実施例６＞
ベースゴム：ウレタンゴム２
含浸材料 ：硬化材料４
表面層材料：硬化材料４
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：０．０７［μｍ］
ブレードエッジ摩耗断面積：２［μｍ２］
クリーニング不良発生：なし
異音発生：なし
【０１２３】
＜実施例７＞
ベースゴム：ウレタンゴム２
含浸材料 ：硬化材料５
表面層材料：硬化材料５
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：０．２５［μｍ］
ブレードエッジ摩耗断面積：３［μｍ２］
クリーニング不良発生：なし
異音発生：なし
【０１２４】
＜実施例８＞
ベースゴム：ウレタンゴム２
含浸材料 ：硬化材料６
表面層材料：硬化材料６
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：０．１５［μｍ］
ブレードエッジ摩耗断面積：５［μｍ２］
クリーニング不良発生：なし
異音発生：なし
【０１２５】
＜実施例９＞
ベースゴム：ウレタンゴム３
含浸材料 ：硬化材料４
表面層材料：硬化材料４
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：０．０５［μｍ］
ブレードエッジ摩耗断面積：２［μｍ２］
クリーニング不良発生：なし
異音発生：なし
【０１２６】
＜実施例１０＞
ベースゴム：ウレタンゴム４
含浸材料 ：硬化材料１
表面層材料：硬化材料１
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：０．３５［μｍ］
ブレードエッジ摩耗断面積：４［μｍ２］
クリーニング不良発生：なし
異音発生：なし
【０１２７】
＜比較例１＞
ベースゴム：ウレタンゴム１
含浸材料 ：−
表面層材料：−
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：０［μｍ］
ブレードエッジ摩耗断面積：７３［μｍ２］
クリーニング不良発生：全面
異音発生：なし
先端面えぐれ摩耗
【０１２８】
＜比較例２＞
ベースゴム：ウレタンゴム１
含浸材料 ：硬化材料８
表面層材料：硬化材料８
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：０．６［μｍ］
ブレードエッジ摩耗断面積：４９［μｍ２］
クリーニング不良発生：帯状クリーニング不良が３箇所
異音発生：なし
【０１２９】
＜比較例３＞
ベースゴム：ウレタンゴム１
含浸材料 ：硬化材料１
表面層材料：硬化材料１
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：５［μｍ］
ブレードエッジ摩耗断面積：２３［μｍ２］
クリーニング不良発生：全面クリーニング不良
異音発生：なし
【０１３０】
＜比較例４＞
ベースゴム：ウレタンゴム１
含浸材料 ：硬化材料１
表面層材料：硬化材料１
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：０．８［μｍ］
ブレードエッジ摩耗断面積：３５［μｍ２］
クリーニング不良発生：全面クリーニング不良
異音発生：なし
【０１３１】
＜比較例５＞
ベースゴム：ウレタンゴム１
含浸材料 ：−
表面層材料：硬化材料９
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：０．５［μｍ］
ブレードエッジ摩耗断面積：１５［μｍ２］
クリーニング不良発生：帯状クリーニング不良が２箇所
異音発生：なし
先端面えぐれ摩耗
【０１３２】
＜比較例６＞
ベースゴム：ウレタンゴム１
含浸材料 ：硬化材料１０
表面層材料：硬化材料１０
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：５［μｍ］
ブレードエッジ摩耗断面積：１８［μｍ２］
クリーニング不良発生：帯状クリーニング不良が４箇所
異音発生：不快なビビリ音
先端面えぐれ摩耗
【０１３３】
＜比較例７＞
ベースゴム：ウレタンゴム５
含浸材料 ：硬化材料１
表面層材料：硬化材料１
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：０．６［μｍ］
ブレードエッジ摩耗断面積：６５［μｍ２］
クリーニング不良発生：全面クリーニング不良
異音発生：なし
先端面えぐれ摩耗
【０１３４】
実施例１〜実施例１０、比較例１〜比較例７の検証実験の結果をまとめたものを表８に示す。
【表８】
また、実施例と比較例とを比較すると、実施形態１の図７の概念図と同様になる。
【０１３５】
実施例１〜実施例１０においては、いずれも、経時にわたり良好なクリーニング性を維持することができ、異音の発生も抑えることができた。
実施例１〜実施例１０においては、含浸処理による硬度上昇を図り、先端稜線部６２ｃの改質処理がなされている。さらに、潤滑剤塗布装置１０による潤滑剤塗布により感光体３表面の摩擦係数が非画像形成時に０．２以下に維持されている。このため、ブレード先端面６２ａに表面層６２３を設けた構成において、経時的な異音発生を回避することができたと考えられる。さらに、感光体３と先端稜線部６２ｃとの間で生じる摩擦力を低減することができ、先端稜線部６２ｃのめくれを抑制することができるとともに、弾性ブレード６２２の摩耗も抑制することができたと考えられる。表面層６２３は感光体３との接触部近傍の弾性体部分を補強する効果を有しており、それにより先端稜線部６２ｃの運動を適度に制御することができ、異音発生を生じることなく、めくれを抑制できたと考えられる。
【０１３６】
一方、比較例１においては、クリーニング評価において、全面にクリーニング不良が発生した。これは、含浸操作をせず、表面層も形成しないゴムでは耐摩耗性が充分ではなく、大きく摩耗して稜線部全体に渡って稜線が損耗した結果、トナーすり抜けによりクリーニング不良が発生したと考えられる。
また、比較例２においては、クリーニング評価において、帯状にクリーニング不良が発生した。これは、ゴム表面からの紫外線硬化樹脂の含浸深さが充分ではないため、部分的に改質部が損耗して非改質部が露出し、そこが大きく摩耗してクリーニング不良が発生したと考えられる。
また、比較例３においては、クリーニング評価において、全面にクリーニング不良が発生した。これは表面層の膜厚を厚く設定したため、先端稜線部の挙動が抑制されすぎた結果、像担持体との摺擦エネルギーがブレードの先端稜線部６２ｃに部分的に集中し損耗した結果、トナーすり抜けによりクリーニング不良が発生したと考えられる。
【０１３７】
比較例４においては、クリーニング評価において、全面にクリーニング不良が発生した。これは、ゴム内部のマルテンス硬度変化量が大きすぎる、すなわち紫外線硬化樹脂によってゴム内部が必要以上に改質されたため、先端稜線部の挙動が抑制されすぎた結果、像担持体との摺擦エネルギーがブレードの先端稜線部６２ｃに部分的に集中し損耗した結果、トナーすり抜けによりクリーニング不良が発生したと考えられる。
また、比較例５においては、クリーニング評価において、帯状にクリーニング不良が発生した。これは含浸処理をせず、表面層のみ形成したため、ゴム内部に紫外線硬化樹脂がほとんど含浸せず、ゴム内部の改質が行われなかったため耐摩耗性が充分でなく、先に表面層が損耗してゴムが露出した先端稜線部６２ｃに像担持体との摺動エネルギーが集中し大きく損耗した結果、トナーすり抜けによりクリーニング不良が発生したと考えられる。
【０１３８】
比較例６においては、クリーニング評価において、帯状にクリーニング不良が発生した。これは表面層のマルテンス硬度が充分高くないため、先端稜線部６２ｃの運動性を抑制できず、樹脂被覆を行なっていないゴムと同様の先端面えぐれ摩耗が発生し、摩耗進行とともに露出した基材ゴムが不快なビビリ音を発生させると共に、トナーすり抜けによるクリーニング不良が発生したと考えられる。
また、比較例７においては、ゴムのｔａｎδピーク温度が低い、即ち架橋密度が低いゴムを用いたため、耐久性の高い表面層で被覆しても長期的な摩耗進行によるゴム露出後の摩耗速度が速く、トナーすり抜けによるクリーニング不良が発生したと考えられる。
【０１３９】
また、比較例４および５においては、クリーニング評価において、帯状クリーニング不良が発生した。これは、含浸処理および表面層を設けていないことから、先端摩擦係数が高く、先端稜線部６２ｃの運動性を適度に制御できていないため、先端面えぐれ摩耗が発生し、局所的なトナーすり抜けによりクリーニング不良が発生したと考えられる。
【０１４０】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
短冊形状の弾性ブレード６２２で構成され、弾性ブレードの先端稜線部６２ｃを表面移動する感光体３等の被清掃部材の表面に当接して、被清掃部材表面から粉体を除去するクリーニングブレード６２において、弾性ブレードは、ｔａｎδピーク温度が０℃以上、且つ、ＪＩＳ−Ａ硬度の２３℃から１０℃における変化量が５°以上であるウレタンゴムであり、弾性ブレードの先端稜線部を含む部分にマルテンス硬度が２５０〜５００Ｎ／ｍｍ２、弾性仕事率が７５％以下の紫外線硬化樹脂が含浸され、且つ、先端稜線部を含む弾性ブレードの表面に弾性ブレードよりも硬い表面層を１μｍ以下の厚みで設ける。これによれば、上記各実施形態について説明したように、経時使用時の異常摩耗及び異音の発生を抑制しつつ、先端稜線部のめくれを抑制し、かつ、先端稜線部の被清掃部材に対する追随性を良好にでき当接圧を維持することができる。
（態様Ｂ）
（態様Ａ）において、表面層６２３として、弾性ブレード６２２を紫外線硬化樹脂で被覆している。これによれば、上記各実施形態について説明したように、所望の硬度を有する表面層６２３を容易に得ることができ、クリーニングブレード６２を安価に製造することができる。
（態様Ｃ）
（態様Ａ）または（態様Ｂ）において、紫外線硬化樹脂が、官能基当量分子量３５０以下、官能基数３〜６のペンタエリスリトール・トリアクリレートを主要骨格とする材料である。これにより、上記各実施形態について説明したように、紫外線硬化樹脂を含む層が脆弱になり過ぎることを防止して、先端稜線部のめくれや先端面摩耗をさらに良好に抑制することができる。
（態様Ｄ）
（態様Ａ）、（態様Ｂ）または（態様Ｃ）において、紫外線硬化樹脂として、官能基当量分子量１００〜１０００、官能基数１〜２のアクリレート材料を混合する構成とする。これによれば、上記各実施形態について説明したように、表面層６２３に可撓性を付与することが可能であり、特定環境での異音が発生した時などにブレード挙動を微調整するなど、環境特性等を向上させることも可能となる。
（態様Ｅ）
（態様Ａ）、（態様Ｂ）、（態様Ｃ）または（態様Ｄ）において、クリーニングブレード６２の弾性ブレード６２２に紫外線硬化樹脂を含浸させ硬化させた後のマルテンス硬度変化率を５％以下とする。これにより、上記各実施形態について説明したように、架橋密度が必要以上に上昇することが抑制され、先端稜線部６２ｃは適度にスティックスリップ運動することで応力集中を防ぎ、高い耐摩耗性を発揮することができる
（態様Ｆ）
（態様Ａ）、（態様Ｂ）、（態様Ｃ）、（態様Ｄ）または（態様Ｅ）において、クリーニングブレード６２は、弾性ブレード６２２として、硬度の異なるゴムを遠心成型などで一体的に積層する。これによれば、上記各実施形態について説明したように、先端稜線部６２ｃとなる側に架橋密度の高い層、反対側に適度な架橋密度、すなわち、高い反発弾性を持つ層を配し、高耐久かつ、低温領域でのクリーニング性能低下を抑制できる。
（態様Ｇ）
（態様Ａ）、（態様Ｂ）、（態様Ｃ）、（態様Ｄ）、（態様Ｅ）または（態様Ｆ）のいずれかにおいて、クリーニングブレード６２の上記先端稜線部を含む部分に浸透させる紫外線硬化樹脂が、フッ素系アクリルモノマーを含む紫外線硬化樹脂であり、該弾性ブレードの表面より１００μｍ以上内部まで含浸されている。これによれば、上記実施形態２について説明したように、経時使用時の異常摩耗及び異音の発生を抑制しつつ、先端稜線部６２ｃのめくれを抑制し、かつ、先端稜線部６２ｃの被清掃部材である感光体３に対する追随性を良好にでき当接圧を維持することができる。
（態様Ｈ）
（態様Ｇ）において、フッ素系アクリルモノマーが、パーフルオロポリエーテル骨格を持ち、官能基数２以上のアクリレートである。これによれば、上記実施形態２について説明したように、経時使用時の異常摩耗及び異音の発生を抑制しつつ、先端稜線部６２ｃのめくれを抑制し、かつ、先端稜線部６２ｃの被清掃部材である感光体３に対する追随性を良好にでき当接圧を維持することができる。
（態様Ｉ）
感光体３等の像担持体と、像担持体の表面を帯電する帯電ローラ４等の帯電手段と、帯電した像担持体表面に静電潜像を形成する光書込ユニット４０等の潜像形成手段と、像担持体表面に形成された静電潜像を現像してトナー像化する現像装置５等の現像手段と、像担持体表面のトナー像を転写体である転写紙Ｐに転写する転写ユニット６０等の転写手段と、像担持体表面に当接して像担持体表面に付着した残トナーを除去するクリーニング部材を有するクリーニング装置６等のクリーニング手段とを備えたプリンタ５００等の画像形成装置である。このような画像形成装置において、クリーニング部材として、（態様Ａ）、（態様Ｂ）、（態様Ｃ）、（態様Ｄ）、（態様Ｅ）、（態様Ｆ）、（態様Ｇ）または（態様Ｈ）のクリーニングブレードを用いる。これによれば、上記実施形態について説明したように、経時使用時においても、異常摩耗及び異音の発生を抑制しつつ、良好なクリーニング性能を維持でき、高品位な画像を形成することができる。
（態様Ｊ）
感光体３等の像担持体と、少なくとも像担持体表面に付着した残トナーを除去するクリーニング部材を有するクリーニング装置６とを一体に支持し、プリンタ５００等の画像形成装置本体に対して本体に対して着脱自在な作像ユニット１等のプロセスカートリッジである。このようなプロセスカートリッジのクリーニング部材として、（態様Ａ）、（態様Ｂ）、（態様Ｃ）、（態様Ｄ）、（態様Ｅ）、（態様Ｆ）、（態様Ｇ）または（態様Ｈ）のクリーニングブレードを用いる。これによれば、上記実施形態について説明したように、経時使用時においても、クリーニング性が良好なプロセスカートリッジを提供することができる。
【符号の説明】
【０１４１】
１ 作像ユニット
３ 感光体
６ クリーニング装置
１０ 潤滑剤塗布装置
１４ 中間転写ベルト
６０ 転写ユニット
６２ クリーニングブレード
６２ａ ブレード先端面
６２ｂ ブレード下面
６２ｃ 先端稜線部
６２ｄ 含浸部分
８０ 定着ユニット
１０１ ファーブラシ
１０３ 固形潤滑剤
１６２ ベルトクリーニングユニット
１６２ａ ベルトクリーニングブレード
５００ プリンタ
６２１ ホルダー
６２２ 弾性ブレード
６２３ 表面層
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１４２】
【特許文献１】特許第３６０２８９８号公報
【特許文献２】特開２００４−２３３８１８号公報
【特許文献３】特開２０１０−１５２２９５号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クリーニングブレード、画像形成装置、及び、プロセスカートリッジに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真式の画像形成装置では、被清掃部材たる感光体などの像担持体について、転写紙や中間転写体へトナー像を転写した後の表面に付着した不必要な転写残トナーはクリーニング手段たるクリーニング装置によって除去している。
このクリーニング装置のクリーニング部材として、一般的に構成を簡単にでき、クリーニング性能も優れていることから、短冊形状のクリーニングブレードを用いたものがよく知られている。このクリーニングブレードは、ポリウレタンゴムなどの弾性体で構成されている。そして、クリーニングブレードの基端を支持部材で支持して先端稜線部を像担持体の周面に押し当て、像担持体上に残留するトナーをせき止めて掻き落とし除去する。
【０００３】
また、近年の高画質化の要求に応えるべく、重合法等により形成された小粒径で球形に近いトナー（以下、重合トナー）を用いた画像形成装置が知られている。この重合トナーは、従来の粉砕トナーに比べて転写効率が高いなどの特徴があり、上記要求に応えることが可能である。しかし、重合トナーは、クリーニングブレードを用いて像担持体表面から除去しようとしても十分に除去することが困難であり、クリーニング不良が発生してしまうという問題を有している。これは、小粒径で且つ球形度に優れた重合トナーが、ブレードと像担持体との間に形成される僅かな隙間をすり抜けるからである。
【０００４】
かかるすり抜けを抑えるには、像担持体とクリーニングブレードとの当接圧力を高めてクリーニング能力を高める必要がある。しかし、クリーニングブレードの当接圧を高めると、図８（ａ）に示すように、像担持体１２３とクリーニングブレード６２との摩擦力が高まり、クリーニングブレード６２が像担持体１２３の移動方向に引っ張られて、クリーニングブレード６２の先端稜線部６２ｃがめくれてしまう。このめくれたクリーニングブレード６２が、そのめくれに抗して原形状態に復元する際に異音が発生することがある。さらに、クリーニングブレード６２の先端稜線部６２ｃがめくれた状態でクリーニングをし続けると、図８（ｂ）に示すように、クリーニングブレード６２のブレード先端面６２ａの先端稜線部６２ｃから数［μｍ］離れた箇所に局所的な摩耗が生じてしまう。このような状態で、さらにクリーニングを続けると、この局所的な摩耗が大きくなり、最終的には、図８（ｃ）に示すように、先端稜線部６２ｃが欠落してしまう。先端稜線部６２ｃが欠落してしまうと、トナーを正常にクリーニングできなくなり、クリーニング不良を生じてしまう。
【０００５】
特許文献１には、ポリウレタンエラストマーからなるクリーニングブレードの少なくとも先端稜線部に、鉛筆硬度Ｂ〜６Ｈの皮膜硬度を有する樹脂からなる表面層を設けたものが記載されている。ゴム部材よりも硬い鉛筆硬度Ｂ〜６Ｈの皮膜硬度を有する表面層を設けることで、クリーニングブレード当接部の摩擦係数を下げることができ、クリーニングブレードの耐摩耗性を高めることができる。また、像担持体とクリーニングブレードとの摩擦力を低減させることができ、クリーニングブレードの先端稜線部のめくれを良好に抑制することができる。さらに、鉛筆硬度Ｂ〜６Ｈの鉛筆硬度の表面層は、硬くて変形しにくいので、クリーニングブレードの先端稜線部のめくれをより一層抑制することができる。
【０００６】
また、特許文献２には、シリコーンを含有した紫外線硬化材料を弾性ブレードのゴム部材に含浸させて膨潤させた後、紫外線照射処理してこの紫外線硬化材料を硬化させたクリーニングブレードが記載されている。このクリーニングブレードでは、ゴム部材の表面に含浸させた紫外線硬化材料によって表面が覆われている。このように、弾性ブレードよりも高硬度の紫外線硬化材料で表面を覆うことでも、耐摩耗性を向上でき、クリーニングブレードの先端稜線部のめくれを抑制することができる。さらに、ゴム部材に紫外線硬化材料を含浸させて硬化させることで、経時使用において弾性ブレードの表面を覆う紫外線硬化材料の層が摩耗しても、ゴム部材の基材と紫外線硬化材料とが混在したゴム部材よりも硬度が高い含浸部分が像担持体と接触する。これにより、硬度の低いゴム部材のみの部分が像担持体の表面に直接接触することに起因してクリーニングブレードと像担持体表面との摩擦係数が大きくなって異常摩耗や異音が発生する、という不具合を経時で抑制することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の表面層を設けたクリーニングブレードや特許文献２の含浸部分を設けたクリーニングブレードでも、像担持体に形成される粉体量が非常に多い連続的なベタ画像形成時等のクリーニングに対して厳しい条件では、クリーニング不良を生じてしまうことがあった。これは、以下の理由によるものと考えられる。
すなわち、上記ゴム部材の先端面の長手方向にわたって表面層や含浸部分を設けているため、表面層や含浸部分の影響によりゴム部材の弾性が阻害されることがある。ゴム部材の弾性が阻害されると、像担持体が偏心していたり、像担持体表面に微小なうねりがあったりした場合、像担持体表面に当接するクリーニングブレードの長手方向で当接圧が変動し、クリーニングブレードの先端稜線部の像担持体表面への追随性が低下してしまう。連続的なベタ画像形成時など、クリーニングブレードによって、多くのトナーが堰き止められているとき、堰き止められているトナーによるクリーニングブレードへの押圧力が高くなる。そのため、クリーニングブレードの像担持体に対する当接圧が低い部分では、クリーニングブレードが当接する力よりも像担持体上のトナーによるクリーニングブレードへの押圧力が勝ると、その部分で当接状態が維持できなくなり、クリーニングブレードをトナーがすり抜けてしまう。その結果、像担持体に形成される粉体量が非常に多い連続的なベタ画像形成時等の厳しい条件では、クリーニング不良が生じてしまったと考えられる。
【０００８】
そして、特許文献１に記載の表面層のみを設ける構成で硬度が高い表面層の層厚が高いと、表面層の剛性によってゴム部材の弾性が阻害され、先端稜線部の像担持体表面への追随性が低下する。このため、表面層のみを設ける構成では、先端稜線部の像担持体表面への追随性を維持するために硬度が高い表面層の層厚を薄くする必要がある。表面層を薄くすると、経時使用において短時間で弾性ブレードの基材であるゴム部材が露出する程度に表面層が摩耗する。硬度の低いゴム部材が露出して像担持体の表面に直接接触すると、クリーニングブレードと像担持体表面との摩擦係数が大きくなり、異常摩耗や異音が発生する。
【０００９】
また、特許文献２に記載の紫外線硬化材料をゴム部材に含浸させ、紫外線照射処理をして含浸部分を形成する構成では、次のような課題がある。すなわち、先端稜線部の最表面の硬度が表面層をゴム部材の表面に設ける構成と同等となるように、含浸部分を形成しようとすると、ゴム部材の表面を覆うことが出来る程度に多量の紫外線硬化材料を含浸させる必要がある。このように多量の紫外線硬化材料を含浸させると、ゴム部材の内部に染み込んだ紫外線硬化材料の量も多くなる。多量の紫外線硬化材料が染み込んだゴム部材に紫外線を照射すると、含浸部分が過剰に硬く且つ過剰に深く形成されて、ゴム部材の弾性が阻害されることにより、先端稜線部の像担持体表面への追随性が低下する。一方、先端稜線部の像担持体表面への追随性を維持するために、ゴム部材に対する紫外線硬化材料の含浸量を少なくすると、ゴム部材の表面を紫外線硬化材料で覆い切れなくなり、先端稜線部の最表面がゴム部材の基材と紫外線硬化樹脂とが混在した状態となり、表面層を設けるものに比べて使用開始当初の先端稜線部の最表面の硬度が低くなって、クリーニングブレードと像担持体との摩擦力が大きくなる。像担持体との摩擦力が大きくなると、クリーニングブレードの先端稜線部にめくれが生じ易くなる。
【００１０】
そこで、本発明者は、特願２０１０−２０４７０４号にて、弾性ブレードの先端稜線部を含む部分に紫外線硬化樹脂が含浸され、且つ、先端稜線部を含む該弾性ブレードの表面に弾性ブレードよりも硬い表面層を設けたことを特徴とするクリーニングブレードを提案した。このクリーニングブレードでは、先端稜線部を含む表面に弾性ブレードよりも硬い表面層を設けているため、先端稜線部を含む部分に含浸させる紫外線硬化樹脂の量を先端稜線部の最表面の硬度に関係無く調節することが出来る。これにより、含浸量を少なくすることが可能となり、含浸部分が過剰に硬く且つ過剰に深く形成されることに起因して先端稜線部の像担持体表面への追随性が低下することを抑制できる。また、表面層を薄くして、経時使用において短時間で弾性ブレードが被清掃部材に接触しても、弾性ブレードの基材と紫外線硬化樹脂とが混在した弾性ブレードよりも硬度が高い含浸部分が被清掃部材と接触するため、経時使用時の異常摩耗及び異音の発生を抑制することができる。これにより、表面層を薄くすることが可能となり、表面層を厚くすることに起因して、先端稜線部の像担持体表面への追随性が低下することを抑制できる。
【００１１】
さらに、本発明者の検討の結果、上記先願の構成においても、弾性ブレードのゴム特性や、弾性ブレードに含浸される紫外線効果樹脂の特性、表面層の厚さによって、上記効果を得やすい条件があることを見出した。
【００１２】
本発明は以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的は、経時使用時の異常摩耗及び異音の発生を抑制しつつ、先端稜線部のめくれを抑制し、かつ、先端稜線部の被清掃部材に対する追随性を良好にでき当接圧を維持することが可能なクリーニングブレード、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である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、短冊形状の弾性ブレードで構成され、該弾性ブレードの先端稜線部を表面移動する被清掃部材の表面に当接して、該被清掃部材表面から粉体を除去するクリーニングブレードにおいて、
上記弾性ブレードは、ｔａｎδピーク温度が０℃以上、且つ、ＪＩＳ−Ａ硬度の２３℃から１０℃における変化量が５°以上であるウレタンゴムであり、該弾性ブレードの上記先端稜線部を含む部分にマルテンス硬度が２５０〜５００Ｎ／ｍｍ２、弾性仕事率が７５％以下の紫外線硬化樹脂が含浸され、且つ、該先端稜線部を含む該弾性ブレードの表面に該弾性ブレードよりも硬い表面層を１μｍ以下の厚みで設けたことを特徴とするものである。
【００１４】
本発明においては、弾性ブレードに紫外線硬化樹脂を含浸処理すると、ゴム内部に紫外線硬化樹脂の網目鎖が形成されることで、ゴム自体の架橋密度が擬似的に増加し、耐摩耗性が向上すると考えられる。
弾性ブレードとして、ｔａｎδピーク温度が０℃以上、且つ、ＪＩＳ−Ａ硬度の２３℃から１０℃における変化量が５°以上であるウレタンゴムを用いている。この条件を満たさないものは、ゴムの架橋密度が低いため、大量の紫外線硬化樹脂を含浸させないと、充分な改質効果か得られない。しかしながら、大量の紫外線硬化樹脂の含浸処理では、ゴムが膨潤して先端稜線部が直角形状を保てなくなり、クリーニング性能が低下するなどの副作用の虞がある。また、少量の紫外線硬化樹脂の含浸処理による改質をして、その表面に表面層を形成しても、耐久性能が充分ではなく、長期の使用によって稜線部の摩耗が大幅に進み、その結果、クリーニング性が低下するおそれがある。これに対して、上記条件を満たす架橋密度の高いウレタンゴムでは、比較的少量の紫外線硬化樹脂の含浸処理により、充分な改質効果が得られ、その表面に表面層を形成することで、良好に耐摩耗性を向上させることができる。
紫外線硬化樹脂としては、マルテンス硬度が２５０〜５００Ｎ／ｍｍ２、弾性仕事率が７５％以下の特性を有するものを用いて改質を行なう。マルテンス硬度これより大きいものでは、架橋密度が上がりすぎてしまい、ゴムというよりガラスに近い状態となるため、先端稜線部の動きが抑制されすぎて、逆に耐摩耗性を悪化させる。また、マルテンス硬度がこれ以上小さいものでは、耐磨耗性を向上させる充分な効果が得られない。
弾性仕事率は、マルテンス硬度の測定時の積算応力から、以下のようにして求められる特性値である。マルテンス硬度は、ガラス板上に紫外線硬化樹脂層を塗布し、ビッカース圧子を一定の力で、例えば３０秒で押し込み、５秒保持し、一定の力で３０秒間で抜く動作をおこないながら微小硬度計を用いて計測する。ここで、ビッカース圧子を押し込むときの積算応力をＷplast、試験荷重除荷寺の積算応力をＷelastとすると、弾性仕事率は、Ｗelast／Ｗplast×１００％の式で定義される特性値である。弾性仕事率が高いほど、塑性変形が少ない、すなわちゴム性が高いことをあらわしている。弾性仕事率が低すぎると、ゴムというよりガラスに近い状態であり、先端稜線部の動きが抑制されすぎて、逆に耐摩耗性を悪化させる。通常、紫外線硬化樹脂は、上記マルテンス硬度の範囲では、弾性仕事率がある程度高く、ゴムの状態が得られる。しかしながら、紫外線硬化樹脂の構造によっては弾性仕事率が高くなりすぎて、クリーニングブレードとしての姿勢を適度に保てないことがある。本発明は、後述する実験に示すように、弾性仕事率が７５％以下の紫外線硬化性樹脂を含浸処理することにより、クリーニングブレードとしての適度な姿勢を保ち、良好なクリーニング性を保つようにしている。
さらに、先端稜線部を含む表面に弾性ブレードよりも硬い表面層を１μｍ以下の厚みで設ける。これにより、表面層を厚くすることに起因して、先端稜線部の像担持体表面への追随性の低下して、均一な当接状態が得られずトナーのすり抜けが増大してクリーニング不良が発生し易くなったり、異音の発生を生じ易くなったりすることを抑制できる。このように表面層を薄くして、経時使用において短時間で弾性ブレードが被清掃部材に接触しても、弾性ブレードの基材と紫外線硬化樹脂とが混在した弾性ブレードよりも硬度が高い含浸部分が被清掃部材と接触するため、経時使用時の異常摩耗及び異音の発生を抑制することができる。
すなわち、上記条件を満たす弾性ブレードに上記条件を満たす紫外線硬化樹脂を含浸処理して弾性ブレードの改質を行い、弾性ブレードよりも硬い表面層を１μｍ以下の厚みの表面層を設けることにより、経時使用時の異常摩耗及び異音の発生を抑制しつつ、先端稜線部のめくれを抑制し、かつ、先端稜線部の被清掃部材に対する追随性を良好にでき当接圧を維持することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、経時使用時の異常摩耗及び異音の発生を抑制しつつ、先端稜線部のめくれを抑制し、かつ、先端稜線部の被清掃部材に対する追随性を良好にでき当接圧を維持することが可能となるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態１に係る、クリーニングブレードの拡大断面図、（ａ）は、クリーニングブレードが感光体表面に当接している状態の説明図、（ｂ）は、クリーニングブレード６２の先端稜線部６２ｃ近傍の拡大説明図。
【図２】本発明の実施形態１に係るプリンタの概略構成図。
【図３】本発明の実施形態１に係るの作像ユニットの概略構成図。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、トナーの円形度の測定方法を説明するための説明図。
【図５】実施形態１に係るクリーニングブレードの斜視図。
【図６】弾性ブレードの摩耗幅の測定箇所を示した模式図。
【図７】実施例と比較例とを比較する概念図。
【図８】（ａ）は、クリーニングブレード先端稜線部がめくれた状態を示す図、（ｂ）は、クリーニングブレードの先端面の局所的な摩耗について説明する図、（ｃ）は、クリーニングブレードの先端稜線部が欠落した状態を示す図。
【図９】弾性仕事率の説明図。
【図１０】実施形態２に係る、弾性ブレードの摩耗断面積の測定箇所を示した模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［実施形態１］
以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式のプリンタ（以下、単にプリンタ５００という）の一実施形態（以下、実施形態１という）について説明する。まず、本実施形態１に係るプリンタ５００の基本的な構成について説明する。
図２は、プリンタ５００を示す概略構成図である。プリンタ５００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（以下、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋと記す）用の四つの作像ユニット１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋを備えている。これらは、画像を形成する画像形成物質として、互いに異なる色のＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっている。
【００１８】
四つの作像ユニット１の上方には、中間転写体としての中間転写ベルト１４を備える転写ユニット６０が配置されている。詳細は後述する各作像ユニット１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋが備える感光体３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの表面上に形成された各色のトナー像は、中間転写ベルト１４の表面上に重ね合わせて転写される構成である。
また、四つの作像ユニット１の下方に光書込ユニット４０が配設されている。潜像形成手段たる光書込ユニット４０は、画像情報に基づいて発したレーザ光Ｌを、各作像ユニット１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの感光体３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋに照射する。これにより、感光体３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ上にＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の静電潜像が形成される。なお、光書込ユニット４０は、光源から発したレーザ光Ｌを、モータによって回転駆動されるポリゴンミラー４１によって偏向せしめながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋに照射するものである。かかる構成のものに代えて、ＬＤＥアレイによる光走査を行うものを採用することもできる。
【００１９】
光書込ユニット４０の下方には、第一給紙カセット１５１、第二給紙カセット１５２が鉛直方向に重なるように配設されている。これら給紙カセット内には、それぞれ、記録媒体である転写紙Ｐが複数枚重ねられた紙束の状態で収容されており、一番上の転写紙Ｐには、第一給紙ローラ１５１ａ、第二給紙ローラ１５２ａがそれぞれ当接している。第一給紙ローラ１５１ａが図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転駆動せしめられると、第一給紙カセット１５１内の一番上の転写紙Ｐが、カセットの図中右側方において鉛直方向に延在するように配設された給紙路１５３に向けて排出される。また、第二給紙ローラ１５２ａが図示しない駆動手段によって図２中反時計回りに回転駆動せしめられると、第二給紙カセット１５２内の一番上の転写紙Ｐが、給紙路１５３に向けて排出される。
【００２０】
給紙路１５３内には、複数の搬送ローラ対１５４が配設されている。給紙路１５３に送り込まれた転写紙Ｐは、これら搬送ローラ対１５４のローラ間に挟み込まれながら、給紙路１５３内を図２中下側から上側に向けて搬送される。
【００２１】
給紙路１５３の搬送方向下流側端部には、レジストローラ対５５が配設されている。レジストローラ対５５は、転写紙Ｐを搬送ローラ対１５４から送られてくる転写紙Ｐをローラ間に挟み込むとすぐに、両ローラの回転を一旦停止させる。そして、転写紙Ｐを適切なタイミングで後述の二次転写ニップに向けて送り出す。
【００２２】
図３は、四つの作像ユニット１のうちの一つの概略構成を示す構成図である。
図３に示すように、作像ユニット１は、像担持体としてのドラム状の感光体３を備えている。感光体３はドラム状の形状を示しているが、シート状、エンドレスベルト状のものであっても良い。
感光体３の周囲には、帯電ローラ４、現像装置５、一次転写ローラ７、クリーニング装置６、潤滑剤塗布装置１０及び不図示の除電ランプ等が配置されている。帯電ローラ４は、帯電手段としての帯電装置が備える帯電部材であり、現像装置５は、感光体３の表面上に形成された潜像をトナー像化する現像手段である。一次転写ローラ７は、感光体３の表面上のトナー像を中間転写ベルト１４に転写する一次転写手段としての一次転写装置が備える一次転写部材である。クリーニング装置６は、トナー像を中間転写ベルト１４に転写した後の感光体３上に残留するトナーをクリーニングするクリーニング手段である。潤滑剤塗布装置１０は、クリーニング装置６がクリーニングした後の感光体３の表面上に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段である。不図示の除電ランプは、クリーニング後の感光体３の表面電位を除電する除電手段である。
【００２３】
帯電ローラ４は、感光体３に所定の距離を持って非接触で配置され、感光体３を所定の極性、所定の電位に帯電するものである。帯電ローラ４によって一様帯電された感光体３の表面は、潜像形成手段である光書込ユニット４０から画像情報に基づいてレーザ光Ｌが照射され静電潜像が形成される。
現像装置５は、現像剤担持体としての現像ローラ５１を有している。この現像ローラ５１には、図示しない電源から現像バイアスが印加されるようになっている。現像装置５のケーシング内には、ケーシング内に収容された現像剤を互いに逆方向に搬送しながら攪拌する供給スクリュ５２及び攪拌スクリュ５３が設けられている。また、現像ローラ５１に担持された現像剤を規制するためのドクタ５４も設けられている。供給スクリュ５２及び攪拌スクリュ５３の二本スクリュによって撹拌・搬送された現像剤中のトナーは、所定の極性に帯電される。そして、現像剤は、現像ローラ５１の表面上に汲み上げられ、汲み上げられた現像剤は、ドクタ５４により規制され、感光体３と対向する現像領域でトナーが感光体３上の潜像に付着する。
【００２４】
クリーニング装置６は、ファーブラシ１０１、クリーニングブレード６２などを有している。クリーニングブレード６２は、感光体３の表面移動方向に対してカウンタ方向で感光体３に当接している。なお、クリーニングブレード６２の詳細については後述する。
潤滑剤塗布装置１０は、固形潤滑剤１０３や潤滑剤加圧スプリング１０３ａ等を備え、固形潤滑剤１０３を感光体３上に塗布する塗布ブラシとしてファーブラシ１０１を用いている。固形潤滑剤１０３は、ブラケット１０３ｂに保持され、潤滑剤加圧スプリング１０３ａによりファーブラシ１０１側に加圧されている。そして、感光体３の回転方向に対して連れまわり方向に回転するファーブラシ１０１により固形潤滑剤１０３が削られて感光体３上に潤滑剤が塗布される。感光体への潤滑剤塗布により感光体３表面の摩擦係数が非画像形成時に０．２以下に維持される。
【００２５】
本実施形態１の帯電装置は、帯電ローラ４を感光体３に近接させた非接触の近接配置方式であるが、帯電装置としては、コロトロン、スコロトロン、固体帯電器（ソリッド・ステート・チャージャー）を始めとする公知の構成を用いることができる。これらの帯電方式のうち、特に接触帯電方式、あるいは非接触の近接配置方式がより望ましく、帯電効率が高くオゾン発生量が少ない、装置の小型化が可能である等のメリットを有する。
【００２６】
光書込ユニット４０のレーザ光Ｌの光源や除電ランプ等の光源には、蛍光灯、タングステンランプ、ハロゲンランプ、水銀灯、ナトリウム灯、発光ダイオード（ＬＥＤ）、半導体レーザ（ＬＤ）、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）などの発光物全般を用いることができる。
また、所望の波長域の光のみを照射するために、シャープカットフィルター、バンドパスフィルター、近赤外カットフィルター、ダイクロイックフィルター、干渉フィルター、色温度変換フィルターなどの各種フィルターを用いることもできる。
これらの光源のうち、発光ダイオード、及び半導体レーザは照射エネルギーが高く、また６００〜８００［ｎｍ］の長波長光を有するため、良好に使用される。
【００２７】
転写手段たる転写ユニット６０は、中間転写ベルト１４の他、ベルトクリーニングユニット１６２、第一ブラケット６３、第二ブラケット６４などを備えている。また、四つの一次転写ローラ７Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ、二次転写バックアップローラ６６、駆動ローラ６７、補助ローラ６８、テンションローラ６９なども備えている。中間転写ベルト１４は、これら８つのローラ部材に張架されながら、駆動ローラ６７の回転駆動によって図中反時計回りに無端移動せしめられる。四つの一次転写ローラ７Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、このように無端移動せしめられる中間転写ベルト１４を感光体３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋとの間に挟み込んでそれぞれ一次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト１４の裏面（ループ内周面）にトナーとは逆極性（例えばプラス）の転写バイアスを印加する。中間転写ベルト１４は、その無端移動に伴ってＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の一次転写ニップを順次通過していく過程で、そのおもて面に感光体３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ上のＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナー像が重ね合わせて一次転写される。これにより、中間転写ベルト１４上に四色重ね合わせトナー像（以下、四色トナー像という）が形成される。
【００２８】
二次転写バックアップローラ６６は、中間転写ベルト１４のループ外側に配設された二次転写ローラ７０との間に中間転写ベルト１４を挟み込んで二次転写ニップを形成している。先に説明したレジストローラ対５５は、ローラ間に挟み込んだ転写紙Ｐを、中間転写ベルト１４上の四色トナー像に同期させ得るタイミングで、二次転写ニップに向けて送り出す。中間転写ベルト１４上の四色トナー像は、二次転写バイアスが印加される二次転写ローラ７０と二次転写バックアップローラ６６との間に形成される二次転写電界や、ニップ圧の影響により、二次転写ニップ内で転写紙Ｐに一括二次転写される。そして、転写紙Ｐの白色と相まって、フルカラートナー像となる。
【００２９】
二次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト１４には、転写紙Ｐに転写されなかった転写残トナーが付着している。これは、ベルトクリーニングユニット１６２によってクリーニングされる。なお、ベルトクリーニングユニット１６２は、ベルトクリーニングブレード１６２ａを中間転写ベルト１４のおもて面に当接させており、これによって中間転写ベルト１４上の転写残トナーを掻き取って除去するものである。
【００３０】
転写ユニット６０の第一ブラケット６３は、図示しないソレノイドの駆動のオンオフに伴って、補助ローラ６８の回転軸線を中心にして所定の回転角度で揺動するようになっている。プリンタ５００は、モノクロ画像を形成する場合には、前述のソレノイドの駆動によって第一ブラケット６３を図中反時計回りに少しだけ回転させる。この回転により、補助ローラ６８の回転軸線を中心にしてＹ，Ｃ，Ｍ用の一次転写ローラ７Ｙ，Ｃ，Ｍを図中反時計回りに公転させることで、中間転写ベルト１４をＹ，Ｃ，Ｍ用の感光体３Ｙ，Ｃ，Ｍから離間させる。そして、四つの作像ユニット１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋのうち、Ｋ用の作像ユニット１Ｋだけを駆動して、モノクロ画像を形成する。これにより、モノクロ画像形成時にＹ，Ｃ，Ｍ用の作像ユニット１を無駄に駆動させることによる作像ユニット１を構成する各部材の消耗を回避することができる。
【００３１】
二次転写ニップの図中上方には、定着ユニット８０が配設されている。この定着ユニット８０は、ハロゲンランプ等の発熱源を内包する加圧加熱ローラ８１と、定着ベルトユニット８２とを備えている。定着ベルトユニット８２は、定着部材たる定着ベルト８４、ハロゲンランプ等の発熱源を内包する加熱ローラ８３、テンションローラ８５、駆動ローラ８６、図示しない温度センサ等を有している。そして、無端状の定着ベルト８４を加熱ローラ８３、テンションローラ８５及び駆動ローラ８６によって張架しながら、図中反時計回り方向に無端移動せしめる。この無端移動の過程で、定着ベルト８４は加熱ローラ８３によって裏面側から加熱される。このようにして加熱される定着ベルト８４の加熱ローラ８３への掛け回し箇所には、図中時計回り方向に回転駆動される加圧加熱ローラ８１がおもて面側から当接している。これにより、加圧加熱ローラ８１と定着ベルト８４とが当接する定着ニップが形成されている。
【００３２】
定着ベルト８４のループ外側には、図示しない温度センサが定着ベルト８４のおもて面と所定の間隙を介して対向するように配設されており、定着ニップに進入する直前の定着ベルト８４の表面温度を検知する。この検知結果は、図示しない定着電源回路に送られる。定着電源回路は、温度センサによる検知結果に基づいて、加熱ローラ８３に内包される発熱源や、加圧加熱ローラ８１に内包される発熱源に対する電源の供給をオンオフ制御する。
【００３３】
上述した二次転写ニップを通過した転写紙Ｐは、中間転写ベルト１４から分離した後、定着ユニット８０内に送られる。そして、定着ユニット８０内の定着ニップに挟まれながら図中下側から上側に向けて搬送される過程で、定着ベルト８４によって加熱され、押圧されることによりフルカラートナー像が転写紙Ｐに定着される。
【００３４】
このようにして定着処理が施された転写紙Ｐは、排紙ローラ対８７のローラ間を経た後、機外へと排出される。プリンタ５００本体の筺体の上面には、スタック部８８が形成されており、排紙ローラ対８７によって機外に排出された転写紙Ｐは、このスタック部８８に順次スタックされる。
【００３５】
転写ユニット６０の上方には、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナーを収容する四つのトナーカートリッジ１００Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋが配設されている。トナーカートリッジ１００Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ内のＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナーは、作像ユニット１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの現像装置５Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋに適宜供給される。これらトナーカートリッジ１００Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、作像ユニット１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋとは独立してプリンタ本体に脱着可能である。
【００３６】
次に、プリンタ５００における画像形成動作を説明する。
図示しない操作部などからプリント実行の信号を受信したら、帯電ローラ４及び現像ローラ５１にそれぞれ所定の電圧または電流が順次所定のタイミングで印加される。同様に、光書込ユニット４０及び除電ランプなどの光源にもそれぞれ所定の電圧または電流が順次所定のタイミングで印加される。また、これと同期して、駆動手段としての感光体駆動モータ（不図示）により感光体３が図中矢印方向に回転駆動される。
【００３７】
感光体３が図中矢印方向に回転すると、まず感光体３表面が、帯電ローラ４によって所定の電位に一様帯電される。そして、光書込ユニット４０から画像情報に対応したレーザ光Ｌが感光体３上に照射され、感光体３表面上のレーザ光Ｌが照射された部分が除電され静電潜像が形成される。
静電潜像の形成された感光体３の表面は、現像装置５との対向部で現像ローラ５１上に形成された現像剤の磁気ブラシによって摺擦される。このとき、現像ローラ５１上の負帯電トナーは、現像ローラ５１に印加された所定の現像バイアスによって、静電潜像側に移動し、トナー像化（現像）される。各作像ユニット１において、同様の作像プロセスが実行され、各作像ユニット１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの各感光体３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの表面上に各色のトナー像が形成される。
このように、プリンタ５００では、感光体３上に形成された静電潜像は、現像装置５によって、負極性に帯電されたトナーにより反転現像される。本実施形態１では、Ｎ／Ｐ（ネガポジ：電位が低い所にトナーが付着する）の非接触帯電ローラ方式を用いた例について説明したが、これに限るものではない。
【００３８】
各感光体３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの表面上に形成された各色のトナー像は、中間転写ベルト１４の表面上で重なるように、順次一次転写される。これにより、中間転写ベルト１４上に四色トナー像が形成される。
中間転写ベルト１４上に形成された四色トナー像は、第一給紙カセット１５１または第二給紙カセット１５２から給紙され、レジストローラ対５５のローラ間を経て、二次転写ニップに給紙される転写紙Ｐに転写される。このとき、転写紙Ｐはレジストローラ対５５に挟まれた状態で一旦停止し、中間転写ベルト１４上の画像先端と同期を取って二次転写ニップに供給される。トナー像が転写された転写紙Ｐは中間転写ベルト１４から分離され、定着ユニット８０へ搬送される。そして、トナー像が転写された転写紙Ｐが定着ユニット８０を通過することにより、熱と圧力の作用でトナー像が転写紙Ｐ上に定着されて、トナー像が定着された転写紙Ｐはプリンタ５００装置外に排出され、スタック部８８にスタックされる。
【００３９】
一方、二次転写ニップで転写紙Ｐにトナー像を転写した中間転写ベルト１４の表面は、ベルトクリーニングユニット１６２によって表面上の転写残トナーが除去される。
また、一次転写ニップで中間転写ベルト１４に各色のトナー像を転写した感光体３の表面は、クリーニング装置６によって転写後の残留トナーが除去され、潤滑剤塗布装置１０によって潤滑剤が塗布された後、除電ランプで除電される。
【００４０】
プリンタ５００の作像ユニット１は、図３に示すように感光体３と、プロセス手段として帯電ローラ４、現像装置５、クリーニング装置６、潤滑剤塗布装置１０などとが枠体２に収められている。そして、作像ユニット１は、プロセスカートリッジとしてプリンタ５００本体から一体的に着脱可能となっている。プリンタ５００では、作像ユニット１がプロセスカートリッジとしての感光体３とプロセス手段とを一体的に交換するようになっているが、感光体３、帯電ローラ４、現像装置５、クリーニング装置６、潤滑剤塗布装置１０のような単位で新しいものと交換するような構成でもよい。
【００４１】
次に、本発明を適用したプリンタ５００に好適なトナーについて説明する。
プリンタ５００に用いるトナーとしては、画質向上のために、高円形化、小粒径化がし易い懸濁重合法、乳化重合法、分散重合法により製造された重合トナーを用いるのが好ましい。特に、円形度が０．９７以上、体積平均粒径５．５［μｍ］以下の重合トナーを用いるのが好ましい。平均円形度が０．９７以上、体積平均粒径５．５［μｍ］のものを用いることにより、より高解像度の画像を形成することができる。
【００４２】
ここでいう「円形度」は、フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２０００（東亜医用電子株式会社製、商品名）により計測した平均円形度である。具体的には、容器中の予め不純固形物を除去した水１００〜１５０［ｍｌ］中に、分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩を０．１〜０．５［ｍｌ］加え、更に測定試料（トナー）を０．１〜０．５［ｇ］程度加える。その後、このトナーが分散した懸濁液を、超音波分散器で約１〜３分間分散処理し、分散液濃度が３０００〜１［万個／μｌ］となるようにしたものを上述の分析装置にセットして、トナーの形状及び分布を測定する。そして、この測定結果に基づき、図４（ａ）に示す実際のトナー投影形状の外周長をＣ１、その投影面積をＳとし、この投影面積Ｓと同じ図４（ｂ）に示す真円の外周長をＣ２としたときのＣ２／Ｃ１を求め、その平均値を円形度とした。
【００４３】
体積平均粒径については、コールターカウンター法によって求めることが可能である。具体的には、コールターマルチサイザー２ｅ型（コールター社製）によって測定したトナーの個数分布や体積分布のデータを、インターフェイス（日科機社製）を介してパーソナルコンピューターに送って解析するのである。より詳しくは、１級塩化ナトリウムを用いた１％ＮａＣｌ水溶液を電解液として用意する。そして、この電解水溶液１００〜１５０［ｍｌ］中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩を０．１〜５［ｍｌ］加える。更に、これに被検試料としてのトナーを２〜２０［ｍｇ］加え、超音波分散器で約１〜３［分間］分散処理する。そして、別のビーカーに電解水溶液１００〜２００［ｍｌ］を入れ、その中に分散処理後の溶液を所定濃度になるように加えて、上記コールターマルチサイザー２ｅ型にかける。アパーチャーとしては、１００［μｍ］のものを用い、５０，０００個のトナー粒子の粒径を測定する。チャンネルとしては、２．００〜２．５２［μｍ］未満；２．５２〜３．１７［μｍ］未満；３．１７〜４．００［μｍ］未満；４．００〜５．０４［μｍ］未満；５．０４〜６．３５［μｍ］未満；６．３５〜８．００［μｍ］未満；８．００〜１０．０８［μｍ］未満；１０．０８〜１２．７０［μｍ］未満；１２．７０〜１６．００［μｍ］未満；１６．００〜２０．２０［μｍ］未満；２０．２０〜２５．４０［μｍ］未満；２５．４０〜３２．００［μｍ］未満；３２．００〜４０．３０［μｍ］未満の１３チャンネルを使用し、粒径２．００［μｍ］以上３２．０［μｍ］以下のトナー粒子を対象とする。そして、「体積平均粒径＝ΣＸｆＶ／ΣｆＶ」という関係式に基づいて、体積平均粒径を算出する。但し、「Ｘ」は各チャンネルにおける代表径、「Ｖ」は各チャンネルの代表径における相当体積、「ｆ」は各チャンネルにおける粒子個数である。
【００４４】
このような重合トナーにおいては、従来の粉砕トナーを感光体３表面から除去するときと同じようにしてクリーニングブレード６２で除去しようとしても、その重合トナーを感光体３表面から十分に除去しきれず、クリーニング不良が発生する。そこで、クリーニングブレード６２の感光体３への当接圧を高めて、クリーニング性をアップしようとすると、クリーニングブレード６２が早期に摩耗してしまうという問題があった。また、クリーニングブレード６２と感光体３との摩擦力が高まって、クリーニングブレード６２の感光体３と当接している先端稜線部が感光体３の移動方向に引っ張られて、先端稜線部がめくれてしまう。クリーニングブレード６２の先端稜線部がめくれると、異音や振動、先端稜線部の欠落などの様々な問題が生じてしまう。
【００４５】
図５は、クリーニングブレード６２の斜視図であり、図１は、クリーニングブレード６２の拡大断面図である。図１（ａ）は、クリーニングブレード６２が感光体３の表面に当接している状態の説明図であり、図１（ｂ）は、クリーニングブレード６２の先端稜線部６２ｃ近傍の拡大説明図である。
クリーニングブレード６２は、金属や硬質プラスチックなどの剛性材料からなる短冊形状のホルダー６２１と、短冊形状の弾性ブレード６２２とで構成されている。弾性ブレード６２２は先端稜線部６２ｃに詳細は後述する含浸処理がなされている。また、ブレード先端面６２ａとブレード下面６２ｂには、ブレード長手方向にわたって表面層６２３が形成されている。
弾性ブレード６２２は、ホルダー６２１の一端側に接着剤などにより固定されており、ホルダー６２１の他端側は、クリーニング装置６のケースに片持ち支持されている。
【００４６】
弾性ブレード６２２としては、感光体３の偏心や感光体３の表面の微小なうねりなどに追随できるように、高い反発弾性体率を有するものが好ましく、ウレタンゴムなどが好適である。
また、弾性ブレード６２２の硬度としては、ＳＩＩ社製ＤＭＳ６１００などで測定したゴムのｔａｎδピーク温度が０［℃］以上、且つ、２３［℃］と１０［℃］におけるそれぞれの硬度（ＪＩＳ−Ａ）の差が５℃以上あるウレタンゴムが好ましい。この条件を満たさないものは、ゴムの架橋密度が不足し、後述するように、含浸処理による改質をして、その表面に表面層６２３を形成しても、耐久性能が充分ではなく、長期の使用によって稜線部の摩耗が大幅に進み、その結果、クリーニング性が低下するおそれがある。
なお、弾性ブレード６２２の硬さは含浸処理によるウレタンゴムそのものの改質で変化し、さらに表面層６２３の形成によっても影響を受けるので、各々の効果を調整することが必要である。
【００４７】
弾性ブレード６２２の先端稜線部６２ｃへの含浸処理は、ハケ塗り、スプレー塗工、ディップ塗工などによって、紫外線硬化樹脂を含浸させることで可能である。紫外線硬化樹脂賭しては、マルテンス硬度２５０〜５００Ｎ／ｍｍ２、弾性仕事率７５％以下、好ましくは５０〜７５％の材料を用いる。これにより、当接する弾性ブレード６２２の先端稜線部６２ｃが感光体３表面移動方向に変形するのを抑制することができる。さらに、経時表面層摩耗によって内部が露出したときも内部への含浸作用により、同様に変形を抑制することができる。
【００４８】
なお、マルテンス硬度の硬度は、ガラス板上に紫外線硬化樹脂を塗布し、層厚２０［μｍ］として、フィシャー・インストルメンツ社製、微小硬度計 ＨＭ−２０００を用いて、ビッカース圧子９．８［ｍＮ］の力で３０秒で押し込み、５秒保持し、９．８［ｍＮ］の力で３０秒間で抜き、マルテンス硬度を計測する。また、弾性仕事率は、マルテンス硬度の計測時の積算応力から、以下のようにして求められる特性値である。ビッカース圧子を押し込むときの積算応力をＷplast、試験荷重除荷寺の積算応力をＷelastとすると、弾性仕事率は、Ｗelast／Ｗplast×１００％の式で定義される特性値である（図９参照）。弾性仕事率が高いほど、ヒステリシスロス（塑性変形）が少ない、すなわちゴム性が高いことをあらわしている。弾性仕事率が低すぎると、ゴムというよりガラスに近い状態である。
【００４９】
表面層６２３は、弾性ブレード６２２に紫外線硬化樹脂を含浸させて所定時間風乾させた後に、スプレー塗工、ディップ塗工、あるいはスクリーン印刷等によって、クリーニングブレード６２の先端稜線部６２ｃを被覆する。表面層６２３としては、マルテンス硬度２５０〜５００Ｎ／ｍｍ２、弾性仕事率７５％以下、好ましくは５０〜７５％の材料を０．０５〜１μｍの厚さで被覆するのが好ましい。より好ましくは０．１〜１μｍの厚さで被覆する。また、表面層６２３は、弾性ブレード６２２よりも硬度が高い部材とすることで、剛直なため、変形し難く、クリーニングブレード６２の先端稜線部６２ｃのめくれを抑制することができる。
紫外線硬化樹脂を含浸させた後、または、表面層６２３による被覆を行った後に、紫外線を照射することで、図１に示す含浸部分６２ｄを形成し、先端稜線部６２ｃの硬度上昇を図る改質効果を生じさせることができる。特許文献３に記載の弾性ブレードでは、イソシアネート化合物、フッ素化合物、シリコーン化合物等の含浸をさせて改質を行っているが、本実施形態１のように紫外線硬化樹脂を含浸させて紫外線を照射することで、さらに耐久性の向上を図ることができる。これは以下の理由によるものと考えられる。
【００５０】
まず考えられるのは、ゴム内部に紫外線硬化樹脂の網目鎖が形成されることで、ゴム自体の架橋密度が擬似的に増加し、耐摩耗性が向上している可能性である。この場合、紫外線硬化樹脂とウレタンゴムが化学的にほとんど結合しないであろう点がポイントである。一般的にウレタンゴムを含浸操作で強化しようとする場合、含浸材料としてイソシアネートを用いることが多いが、イソシアネートはウレタンゴムと化学的に反応するので、架橋密度が上がりすぎてしまい、ゴムというよりガラスに近い状態となるため、エッジの動きが抑制されすぎて逆に耐摩耗性を悪化させることが考えられる。
もう一つの可能性として、含浸した紫外線硬化樹脂が、表面に追加された紫外線硬化樹脂に対し、いわゆる「アンカー効果」を発揮して、樹脂膜とゴムの密着性を増大させていることが考えられる。これにより紫外線硬化樹脂自体の耐久性が底上げされていると考えることもできる。
【００５１】
上述のように、弾性ブレード６２２として、ｔａｎδピーク温度が０℃以上、且つ、ＪＩＳ−Ａ硬度の２３℃から１０℃における変化量が５°以上であるウレタンゴムを用いている。この条件を満たさないものは、ゴムの架橋密度が低いため、大量の紫外線硬化樹脂を含浸させないと、充分な改質効果か得られない。しかしながら、大量の紫外線硬化樹脂の含浸処理では、ゴムが膨潤して先端稜線部が９０°を保てなくなり、クリーニング性能が低下するなどの副作用の虞がある。少量の紫外線硬化樹脂の含浸処理による改質をして、その表面に表面層６２３を形成しても、耐久性能が充分ではなく、長期の使用によって稜線部の摩耗が大幅に進み、その結果、クリーニング性が低下するおそれがある。これに対して、上記条件を満たす架橋密度の高いウレタンゴムでは、比較的少量の紫外線硬化樹脂の含浸処理により、充分な改質効果が得られ、耐摩耗性を向上させることができる。
【００５２】
含浸処理を行う紫外線硬化樹脂としては、マルテンス硬度が２５０〜５００Ｎ／ｍｍ２、弾性仕事率７５％以下、好ましくは５０〜７５％の材料を用いて、弾性ブレード６２２の改質を行っている。マルテンス硬度がこれより大きいものでは、架橋密度が上がりすぎてしまい、ゴムというよりガラスに近い状態となるため、先端稜線部の動きが抑制されすぎて、逆に耐摩耗性を悪化させる。また、マルテンスンテルス硬度がこれ以上小さいものでは、耐磨耗性を向上させる充分な効果が得られない。また、弾性変形率は、その値が高いほど、ゴムというよりガラスに近い状態であり、先端稜線部の動きが抑制されすぎて、逆に耐摩耗性を悪化させる。通常、紫外線硬化樹脂は、上記マルテンス硬度の範囲では、弾性仕事率がある程度より高く、ゴムの状態が得られる。しかしながら、紫外線硬化樹脂の構造によっては弾性仕事率が高くなりすぎて、クリーニングブレード６２としての姿勢を適度に保てないことがある。そこで、弾性仕事率が７５％以下の紫外線硬化性樹脂を含浸処理することにより、クリーニングブレード６２としての適度な姿勢を保ち、良好なクリーニング性を保つようにしている。
【００５３】
さらに、先端稜線部を含む表面に弾性ブレード６２２よりも硬い表面層６２３を１μｍ以下の厚みで設けることにより、表面層６２３を厚くすることに起因して、先端稜線部の感光体３への追随性が低下することを抑制できる。このように表面層６２２を薄くして、経時使用において短時間で弾性ブレード６２２が感光体３に接触しても、弾性ブレード６２２の基材と紫外線硬化樹脂とが混在した弾性ブレード６２２よりも硬度が高い含浸部分が感光体３と接触するため、経時使用時の異常摩耗及び異音の発生を抑制することができる。
すなわち、上記条件を満たす弾性ブレードに上記条件を満たす紫外線硬化樹脂を含浸処理して弾性ブレードの改質を行い、弾性ブレードよりも硬い表面層を１μｍ以下の厚みの表面層を設けることにより、経時使用時の異常摩耗及び異音の発生を抑制しつつ、先端稜線部のめくれを抑制し、かつ、先端稜線部の被清掃部材に対する追随性を良好にでき当接圧を維持することが可能となる。
【００５４】
本実施形態１のクリーニングブレード６２では、ウレタンゴムからなる弾性ブレード６２２の基材に対してディップ塗工により紫外線硬化樹脂を含浸させ、さらに表面層６２３を形成する紫外線硬化樹脂をスプレー塗工した後、紫外線照射により樹脂を硬化させている。
含浸させた紫外線硬化樹脂を硬化させるために外線を照射するタイミングとしては、弾性ブレード６２２に紫外線硬化樹脂を含浸させた後、表面層６２３を被覆する前に、紫外線を照射してもよい。弾性ブレード６２２の基材となるウレタンゴムに紫外線硬化樹脂を含浸させた後、一度、紫外線を照射して含浸させた紫外線硬化樹脂を硬化させた後に、表面層６２３を形成する樹脂で被覆する構成であれば、表面層６２３を形成する前にウレタンゴムに対して紫外線硬化樹脂の含浸状態を固定し、後から表面層６２３を形成する紫外線硬化樹脂を塗布しても、含浸状態が変化しないため、所望の含浸状態の弾性ブレード６２２を作成できる。
【００５５】
本実施形態１のクリーニングブレード６２は、図１（ｂ）中の矢印で示すように、含浸部分６２ｄにおける弾性ブレード６２２の内部ほどウレタンゴムに対して紫外線硬化樹脂の含有量が少なくなるような傾斜性が生じるように含浸させている。具体的には、短時間の含浸操作や含浸し難い条件で含浸操作を行うことで、含浸する紫外線硬化樹脂の量を少なくして、含浸させた部分の弾性ブレード６２２の外側は含浸量を多く、内側に向かうほど含浸量が少なくなるように含浸操作を行う。この時、ゴム切削断面の微小硬度をＦｉｓｃｈｅｒ社ＨＭ−８０００で測定し、ゴムのマルテンス硬度変化量が５［％］以下となる含浸改質量が適切であり、本実施形態１では、紫外線硬化樹脂の希釈溶剤としてゴムへの浸透速度が遅いシクロヘキサノンを用い、且つ、含浸操作としては、ディッピング方式で行い、含浸時間を３０［秒］とした。
希釈溶剤にゴムへの浸透速度が速いものを用いる、含浸操作を長時間行うなど、基材（弾性ブレード６２２のウレタンゴム）の内部まで充分に含浸素材（紫外線硬化樹脂）が浸透する条件で実施すれば、一種の平衡状態となり、全体は均一組成となって傾斜性をもたない状態も作り出すことは可能である。しかし、本実施形態１では、含浸操作で紫外線硬化樹脂の含浸する量を抑制することで、弾性ブレード６２２のウレタンゴムに対する紫外線硬化樹脂の含有量に傾斜性を持たせている。
【００５６】
本実施形態１のクリーニングブレード６２では、弾性ブレード６２２よりも硬い表面層６２３を設け、先端稜線部６２ｃと感光体３表面との摩擦係数の低減を図っている。
ここで、弾性ブレード６２２の基材に紫外線硬化樹脂を含浸させず、この基材よりも硬度の硬い表面層６２３のみを備える構成について説明する。表面層６２３を設けて摩擦係数を低減させても、経時で表面層６２３は摩耗し減少する。このとき、長期使用に耐え得るように、表面層６２３を厚くすると、弾性ブレード６２２の先端稜線部６２ｃにおける弾性変形を阻害して、クリーニング不良となるおそれがある。一方、弾性ブレード６２２の先端稜線部６２ｃにおける弾性変形を阻害しないように、表面層６２３を薄くすると、短時間で基材が露出する程度に表面層６２３が摩耗する。硬度の低い基材が露出して感光体３の表面に直接接触すると、クリーニングブレード６２と感光体３表面との摩擦係数が大きくなり、異常摩耗や異音が発生する。
【００５７】
本実施形態１のクリーニングブレード６２は、硬度の高い表面層６２３の内側の弾性ブレード６２２の基材に対して紫外線硬化樹脂が傾斜性を持つように存在する。これにより、基材となる弾性ゴム（ウレタンゴム）の機械強度や剛性が適度に強化され、感光体３表面との摺動においてブレード先端部の挙動を適度に抑えることで良好なクリーニングを行うことができ、異常摩耗や異音の発生を抑えることで、高い耐摩耗性を発揮させることが可能となる。
また、弾性ブレード６２２の基材に硬度の高い表面層６２３のみを設けると、高硬度層と基材層との境目で硬度が急激に変化して応力が集中し、弾性ブレード６２２が破損するおそれがある。これに対して、弾性ブレード６２２の基材に含有量に傾斜性を生じさせることで、高硬度層と基材層との境目で硬度が急激に変化することを抑制し、応力集中に起因して弾性ブレード６２２が破損することを防止できる。
【００５８】
上記特許文献１には、表面層のみを設ける構成、または、弾性ブレードの基材に樹脂材料を含浸させるのみの構成が記載されている。表面層のみを設ける構成であると、上述した不具合が生じる。また、樹脂材料を含浸させるのみの構成であると、使用開始当初のクリーニングブレードの感光体と当接する部分の硬度が表面層を設けるものほどの硬度を得ることが出来ず、耐磨耗性が不十分となる。また、使用する樹脂が鉛筆硬度Ｂ〜６Ｈのものであり、これを表面層として用いても鉛筆硬度が十分ではなく、耐久性に劣る。この耐久性を補うために、表面層を厚膜にすると、エッジ（先端稜線部）の姿勢制御が損なわれ、耐久性が低下する。
【００５９】
上記特許文献２には、弾性ブレードの基材にシリコーン含有紫外線硬化樹脂が傾斜性をもって含浸され、弾性ブレードの表面が同樹脂で覆われた構成が記載されている。特許文献２に記載のクリーニングブレードは、含浸させる紫外線硬化樹脂で弾性ブレードの表面を覆っているため、含浸させるものとは、別に、表面層を設ける本実施形態１のクリーニングブレード６２とは異なる。また、シリコーン含有紫外線硬化樹脂は、本実施形態１の表面層に用いる樹脂に比べ、耐久性に劣る。さらに、特許文献２に記載の含浸操作のように、含浸を１２時間も行うと、紫外線硬化樹脂の含浸量が過剰となり、基材ゴムが膨潤しすぎてゴムの網目構造が破壊され、機械強度が低下し、耐久性が低下する。
【００６０】
本実施形態１のクリーニングブレード６２は、表面をマルテンス硬度が２５０〜５００Ｎ／ｍｍ２の紫外線硬化樹脂からなる表面層６２３で覆い、さらに、弾性ブレード６２２の基材であるウレタンゴムの内部に紫外線硬化樹脂が傾斜性をもちつつ含浸している。弾性ブレード６２２に紫外線硬化樹脂を含有させて硬度上昇させているため、表面層６２３の厚みを薄くしても経時の耐久性を確保することができる。表面層６２３についての非常に薄い膜厚と、高いマルテンス硬度および適度な弾性仕事率により、先端稜線部６２ｃの姿勢制御と耐久性付与とを同時に発現することが可能となる高耐久化を図ることができる。また、弾性ブレード６２２に含有させる紫外線硬化樹脂の含浸量を抑制することで、基材ゴムの膨潤によるゴム機械強度低下と、高硬度な樹脂材料の浸潤による網目構造強化との両立を図ることができる。
【００６１】
上述したように、本実施形態１においては、弾性ブレード６２２の先端稜線部６２ｃを含浸処理により硬度上昇させているため、弾性ブレード６２２の先端稜線部６２ｃが変形し難くなっている。
このため、弾性ブレード６２２のブレード下面６２ｂの全面に弾性ブレード６２２よりも硬度が高い表面層６２３を形成すると、ブレード下面６２ｂに形成した表面層６２３が、弾性ブレード６２２の先端稜線部６２ｃの感光体表面への弾性変形を阻害してしまい、先端稜線部６２ｃにおいて感光体３表面への当接圧を高める向きに働く弾性変形に対する復元力がほとんど得られなくなってしまう。その結果、先端稜線部６２ｃが感光体３の偏心や微小なうねりに対して追随できなくなってしまう。従って、感光体３に対する当接圧が変動してしまい、連続的なベタ画像形成時等、先端稜線部６２ｃに堰きとめたトナーから大きな押圧力を受けるなどの厳しい条件において、当接圧が低下したときに、トナーがクリーニングブレード６２からすり抜けてクリーニング不良を生じるおそれがある。
このような問題に対して、弾性ブレード６２２のブレード下面６２ｂに表面層６２３を形成しないことも考えられる。しかし、ブレード下面６２ｂに表面層６２３を形成しなかった場合は、弾性ブレード６２２の先端稜線部６２ｃが感光体３の表面移動方向へ大きく弾性変形して、先端稜線部６２ｃがめくれてしまい、めくれ摩耗が生じるおそれがある。
【００６２】
そこで、本実施形態１においては、ブレード先端面６２ａおよびブレード下面６２ｂの両方に、先端稜線部６２ｃから５０［μｍ］の位置において膜厚が１［μｍ］以下、より好ましくは１［μｍ］未満となるように表面層６２３を形成する。これにより、ブレード先端面６２ａにのみ表面層６２３を形成したものに比べて、弾性ブレード６２２の先端稜線部６２ｃにおける弾性変形を阻害するのを抑制し、先端稜線部６２ｃがめくれない程度に、弾性ブレード６２２の先端稜線部６２ｃを感光体３表面移動方向へ弾性変形させることができる。これにより、感光体３に偏心などがあった場合でも、弾性ブレード６２２の先端稜線部６２ｃの弾性変形に対する復元力により、先端稜線部６２ｃを感光体３の表面に対して追随させることができ、良好なクリーニング性を維持することができる。
【００６３】
また、表面層６２３の材質としては、樹脂が好ましく、紫外線硬化樹脂がより好ましい。紫外線硬化樹脂を用いることで、クリーニングブレード６２の先端稜線部６２ｃに付着した樹脂に紫外線を照射させるだけで、所望の硬度を有する表面層６２３を得ることができ、クリーニングブレード６２を安価に製造することができる。
【００６４】
紫外線硬化樹脂としては、官能基当量分子量３５０以下、官能基数３〜６のペンタエリスリトール・トリアクリレートを主要骨格とするモノマーを用いることが好ましい。官能基当量分子量が３５０を越えるか、またはペンタエリスリトール・トリアクリレート骨格以外の材料を用いると、表面層６２３は脆弱になり過ぎるおそれがある。表面層６２３が脆弱になると、クリーニングブレード６２の先端稜線部６２ｃがめくれて図８（ｂ）のような先端面摩耗を生じてしまい、長期に渡るクリーニング性を保持できなくなる。
【００６５】
また表面層６２３の材料として、上記ペンタエリスリトール・トリアクリレート骨格材料の他、官能基当量分子量１００〜１０００、官能基数１乃至２のアクリレート材料を適宜混合することが好ましい。これにより表面層６２３に可撓性を付与することが可能であり、クリーニングブレード６２を搭載するマシンの特性に合わせて表面層６２３の性質をカスタマイズすることが可能となる。よって、特定環境での異音が発生した時などにブレード挙動を微調整するなど、環境特性等を向上させることも可能となる。
【００６６】
また、表面層６２３の層厚は、先端稜線部６２ｃから５０［μｍ］の距離において測定した際、１［μｍ］以下、より好ましくは１［μｍ］未満であることが好ましい。層厚が１［μｍ］を超えてしまうと、表面層６２３の剛性が強くなりすぎ、クリーニングブレード６２の先端稜線部６２ｃの感光体３表面との摺動における挙動が小さくなりすぎるおそれがある。その結果、先端稜線部６２ｃに振動エネルギーが集中することにより、不快な異音が発生しやすくなる他、摩耗速度も大きくなってしまい、早期に使用不可能となるおそれがある。
【００６７】
次に、本出願人らが行った検証実験について説明する。
弾性ブレード６２２の材質、表面層６２３の材質、含浸処理方法、ブレード下面６２ｂにおける表面層６２３の形成をそれぞれ変化させて、耐久試験を行った。
［弾性ブレード］
弾性ブレード６２２としては、表１のｔａｎδピーク温度、２３℃硬度、１０℃硬度の物性となっている４つのウレタンゴムを用意した。なお、それぞれのＪＩＳ−Ａ硬度と反発弾性率を示している。
【表１】
ウレタンゴムのｔａｎδピーク温度は、エスアイアイ・ナノテクノロジー社製ＤＭＳ６１００を用いて測定した。試料は２×２×４０［ｍｍ］とし、引張りモード、１Ｈｚにて、−５０℃から＋１００℃まで、３℃／分の温度上昇をさせながら、連続的に測定した。
ウレタンゴムの当接面側および裏側の硬度は、高分子計器社製ＭＤ−１を用い、試料は２［ｍｍ］のシート１枚とした。このＭＤ−１を用いる利点は、極薄いサンプルの表層わずかな部分の硬度を測定できる点で、ウレタンゴムＮｏ．３のような多層ゴムの、それぞれの層の硬度が測定可能である。
ウレタンゴムの硬度／ＪＩＳ−Ａは、島津製作所製デュロメーターを用いて測定した。試料は厚さ１２［ｍｍ］以上となるように約２［ｍｍ］のシートを重ね合わせたものとした。
ウレタンゴムの反発弾性率は、東洋精機製作所製Ｎｏ．２２１レジリエンステスタを用い、ＪＩＳ Ｋ６２５５に準じて測定した。試料は厚さ４［ｍｍ］以上となるように約２［ｍｍ］のシートを重ね合わせたものとした。
【００６８】
上記ウレタンゴム１〜４のうち、ウレタンゴム３は、ＪＩＳ−Ａ硬度の異なるゴムを、遠心成型などで一体的に積層した二層構成である。ウレタンゴム３では、先端稜線部６２ｃとなる当接面側に架橋密度の高い層、裏面側に適度な架橋密度、すなわち、高い反発弾性を持つ層を配して、これにより、高耐久かつ、低温領域でのクリーニング性能低下を抑制を図るものである。以下、ウレタンゴム３に関しては、ＪＩＳ−Ａ硬度２３℃、１０℃の物性としては、表１中当接面側の物性がこれに当てはまるものとする。
【００６９】
［硬化材料］
含浸処理や表面層６２３の形成処理に用いる硬化材料としては、以下の硬化材料１〜７のものを用いた。
＜硬化材料１＞
紫外線硬化樹脂１：ダイセルサイテック ＰＥＴＩＡ ８部
紫外線硬化樹脂２：ダイセルサイテック ＩＢＯＡ ２部
重合開始剤 ：チバスペシャリティーケミカルズ社 イルガキュア１８４ １部
溶媒 ：シクロヘキサノン ８９部
＜硬化材料２＞
紫外線硬化樹脂１：日本化薬 ＤＰＣＡ−１２０ ８部
紫外線硬化樹脂２：ダイセルサイテック ＩＢＯＡ ２部
重合開始剤 ：チバスペシャリティーケミカルズ社 イルガキュア１８４ １部
溶媒 ：シクロヘキサノン ８９部
＜硬化材料３＞
紫外線硬化樹脂１：ダイセルサイテック ＰＥＴＩＡ ８部
紫外線硬化樹脂２：ダイセルサイテック ＯＤＡ−Ｎ ２部
重合開始剤 ：チバスペシャリティーケミカルズ社 イルガキュア１８４ １部
溶媒 ：シクロヘキサノン ８９部
＜硬化材料４＞
紫外線硬化樹脂１：ダイセルサイテック ＰＥＴＩＡ ８部
紫外線硬化樹脂２：ダイセルサイテック ＨＤＤＡ ２部
重合開始剤 ：チバスペシャリティーケミカルズ社 イルガキュア１８４ １部
溶媒 ：シクロヘキサノン ８９部
＜硬化材料５＞
紫外線硬化樹脂１：ダイセルサイテック ＰＥＴＩＡ ６部
紫外線硬化樹脂２：ダイセルサイテック ＥＢＥＣＲＹＬ１１ ４部
重合開始剤 ：チバスペシャリティーケミカルズ社 イルガキュア１８４ １部
溶媒 ：シクロヘキサノン ８９部
＜硬化材料６＞
紫外線硬化樹脂 ：ダイセルサイテック ＰＥＴＩＡ １０部
重合開始剤 ：チバスペシャリティーケミカルズ社 イルガキュア１８４ １部
溶媒 ：シクロヘキサノン ８９部
＜硬化材料７＞
紫外線硬化樹脂１：ダイセルサイテック ＰＥＴＩＡ ５部
紫外線硬化樹脂２：根上工業 ＵＮ−２７００ ５部
重合開始剤 ：チバスペシャリティーケミカルズ社 イルガキュア１８４ １部
溶媒 ：シクロヘキサノン ８９部
【００７０】
上記硬化材料に用いる紫外線硬化樹脂のアクリル材料、主要骨格、官能基数及び官能基当量を表２に示す。
【表２】
【００７１】
また、上記硬化材料１〜７のマルテンス硬度［Ｎ／ｍｍ２］と弾性仕事率を測定した結果を、表３に示す。
【表３】
【００７２】
マルテンス硬度は、上述のように、ガラス板上に紫外線硬化樹脂を塗布し、層厚２０［μｍ］として、フィシャー・インストルメンツ社製、微小硬度計 ＨＭ−２０００を用いて、ビッカース圧子９．８［ｍＮ］の力で３０秒で押し込み、５秒保持し、９．８［ｍＮ］の力で３０秒間で抜き、計測した。
また、弾性仕事率は、マルテンス硬度の計測時のビッカース圧子を押し込むときの積算応力をＷplast、試験荷重除荷寺の積算応力をＷelastとすると、弾性仕事率は、Ｗelast／Ｗplast×１００％の式から求めた。
【００７３】
次に、検証実験を行った画像形成装置の構成について説明する。
上記ウレタンゴム１〜４のいずれかを用いて、厚さ１．８［ｍｍ］の短冊形状の弾性ブレードを作成し、この弾性ブレードを含浸材料として、上記硬化材料１〜７のいずれかに所定時間（３０［秒］）浸漬したのち、３分間風乾する。さらにスプレー塗工法とスクリーン印刷法により上記硬化材料１〜５のいずれかからなる表面層６２３を形成した。具体的には、適宜含浸処理を行った各々のウレタンゴムからなる弾性ブレードに対し、まずスプレー塗工によりブレード先端面から１０［ｍｍ／ｓ］のスプレーガン移動速度にて所定の層厚になるように先端面全面に重ね塗りを行った。３分間指触乾燥後、ブレード下面にスクリーン印刷によりブレード稜線部から所定の非形成領域をはさんで先端約３［ｍｍ］幅に表面層６２３が形成されるように塗工した。ブレード下面６２ｂへのパターン塗工は、太陽精機製シルクスクリーン２３０メッシュを用い、ＵＶ露光により非形成領域を規制する所定のパターンを形成したのち、表面層材料として用いる硬化材料を溶媒量により粘度調節して塗工した。その後さらに３分間指触乾燥を行い、紫外線露光（１４０［Ｗ／ｃｍ］×５［ｍ／ｍｉｎ］×５パス）を行った。
【００７４】
表面層が形成された弾性ブレード６２２をリコー製カラー複合機 ｉｍａｇｉｏ ＭＰ Ｃ４５００に搭載できる板金ホルダーに接着剤により固定し、試作のクリーニングブレード６２とした。これを同じくリコー製カラー複合機 ｉｍａｇｉｏ ＭＰ Ｃ４５００（プリンタ部は図２に示すプリンタ５００と同様の構成）に取り付け、実施例１〜実施例１０、比較例１〜比較例５の画像形成装置を作製した。なお、クリーニングブレード６２は、線圧：２０［ｇ／ｃｍ］、クリーニング角：７９［°］となるように取り付けた。また、本実験で用いる装置は感光体３表面への潤滑剤塗布装置１０を備えており、潤滑剤塗布により感光体３表面の静止摩擦係数が非画像形成時に０．２以下に維持される。なお、感光体３表面の静止摩擦係数の測定方法については、オイラーベルトの方法で、例えば、特開平９−１６６９１９号公報の段落番号００４６に記載されている。
【００７５】
検証実験には、重合法により作製したトナーを用いた。なお、トナーの物性は、以下のとおりである。
トナー母体：円形度０．９８、平均粒径４．９［μｍ］
外添剤 ：小粒径シリカ１．５部（クラリアント製Ｈ２０００）
小粒径酸化チタン０．５部（テイカ製ＭＴ−１５０ＡＩ）
大粒径シリカ１．０部（電気化学工業製ＵＦＰ−３０Ｈ）
検証実験は、実験室環境：２１［℃］・６５［％ＲＨ］、通紙条件：画像面積率５％チャートを３プリント／ジョブで、５０，０００枚（Ａ４横）で行った。そして、以下の項目を評価した。
【００７６】
〔評価項目〕
クリーニング不良発生：有無（目視観察）
評価時画像：縦帯パターン（紙進行方向に対して）４３［ｍｍ］幅、３本チャート
出力２０枚（Ａ４横）
ブレードエッジ摩耗幅：図６に示すようにブレード先端面側からみた摩耗幅
ブレードエッジ摩耗深さ：摩耗幅と９０°反対側の摩耗幅
【００７７】
以下に実施例１〜実施例１０、比較例１〜比較例５のクリーニングブレード６２の構成及び検証実験の結果を示す。なお、表面層の層厚は、キーエンス製マイクロスコープＶＨＸ−１００を用い、別途同様に塗工した弾性ブレードの断面により測定した。試料は日進ＥＭ製ＳＥＭ試料作製用トリミングカミソリを用い断面を切断したものとした。
【００７８】
＜実施例１＞
ベースゴム：ウレタンゴム１
含浸材料 ：硬化材料１
表面層材料：硬化材料１
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：０．５［μｍ］
ブレードエッジ摩耗幅：１０［μｍ］
ブレードエッジ摩耗深さ：６［μｍ］
クリーニング不良発生：なし
異音発生：なし
【００７９】
＜実施例２＞
ベースゴム：ウレタンゴム１
含浸材料 ：硬化材料２
表面層材料：硬化材料２
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：０．５［μｍ］
ブレードエッジ摩耗幅：１１［μｍ］
ブレードエッジ摩耗深さ：５［μｍ］
クリーニング不良発生：なし
異音発生：なし
【００８０】
＜実施例３＞
ベースゴム：ウレタンゴム１
含浸材料 ：硬化材料３
表面層材料：硬化材料３
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：０．９［μｍ］
ブレードエッジ摩耗幅：９［μｍ］
ブレードエッジ摩耗深さ：４［μｍ］
クリーニング不良発生：なし
異音発生：なし
【００８１】
＜実施例４＞
ベースゴム：ウレタンゴム２
含浸材料 ：硬化材料４
表面層材料：硬化材料４
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：０．７［μｍ］
ブレードエッジ摩耗幅：１１［μｍ］
ブレードエッジ摩耗深さ：６［μｍ］
クリーニング不良発生：なし
異音発生：なし
【００８２】
＜実施例５＞
ベースゴム：ウレタンゴム２
含浸材料 ：硬化材料５
表面層材料：硬化材料５
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：０．４［μｍ］
ブレードエッジ摩耗幅：１３［μｍ］
ブレードエッジ摩耗深さ：６［μｍ］
クリーニング不良発生：なし
異音発生：なし
【００８３】
＜実施例６＞
ベースゴム：ウレタンゴム３
含浸材料 ：硬化材料５
表面層材料：硬化材料５
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：０．８［μｍ］
ブレードエッジ摩耗幅：８［μｍ］
ブレードエッジ摩耗深さ：４［μｍ］
クリーニング不良発生：なし
異音発生：なし
【００８４】
＜実施例７＞
ベースゴム：ウレタンゴム１
含浸材料 ：硬化材料１
表面層材料：硬化材料２
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：１．０［μｍ］
ブレードエッジ摩耗幅：１０［μｍ］
ブレードエッジ摩耗深さ：５［μｍ］
クリーニング不良発生：なし
異音発生：なし
【００８５】
＜実施例８＞
ベースゴム：ウレタンゴム１
含浸材料 ：硬化材料１
表面層材料：硬化材料６
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：０．５［μｍ］
ブレードエッジ摩耗幅：５［μｍ］
ブレードエッジ摩耗深さ：５［μｍ］
クリーニング不良発生：なし
異音発生：なし
【００８６】
＜実施例９＞
ベースゴム：ウレタンゴム１
含浸材料 ：硬化材料４
表面層材料：硬化材料２
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：０．０５［μｍ］
ブレードエッジ摩耗幅：７［μｍ］
ブレードエッジ摩耗深さ：２［μｍ］
クリーニング不良発生：なし
異音発生：なし
【００８７】
＜実施例１０＞
ベースゴム：ウレタンゴム１
含浸材料 ：硬化材料４
表面層材料：硬化材料６
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：０．１［μｍ］
ブレードエッジ摩耗幅：１０［μｍ］
ブレードエッジ摩耗深さ：６［μｍ］
クリーニング不良発生：なし
異音発生：なし
【００８８】
＜比較例１＞
ベースゴム：ウレタンゴム１
含浸材料 ：硬化材料６
表面層材料：硬化材料６
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：０．５［μｍ］
ブレードエッジ摩耗幅：１０［μｍ］
ブレードエッジ摩耗深さ：３０［μｍ］
クリーニング不良発生：全面
異音発生：なし
【００８９】
＜比較例２＞
ベースゴム：ウレタンゴム１
含浸材料 ：硬化材料７
表面層材料：硬化材料７
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：０．９［μｍ］
ブレードエッジ摩耗幅：８［μｍ］
ブレードエッジ摩耗深さ：２０［μｍ］
クリーニング不良発生：帯状クリーニング不良が２箇所
異音発生：なし
先端面えぐれ摩耗
【００９０】
＜比較例３＞
ベースゴム：ウレタンゴム４
含浸材料 ：硬化材料１
表面層材料：硬化材料１
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：０．３［μｍ］
ブレードエッジ摩耗幅：２５［μｍ］
ブレードエッジ摩耗深さ：２５［μｍ］
クリーニング不良発生：帯状クリーニング不良が５箇所
異音発生：ビビリ
【００９１】
＜比較例４＞
ベースゴム：ウレタンゴム３
含浸材料 ：−
表面層材料：−
ブレードエッジ摩耗幅：１０［μｍ］
ブレードエッジ摩耗深さ：１５［μｍ］
クリーニング不良発生：帯状クリーニング不良が２箇所
異音発生：なし
先端面えぐれ摩耗
＜比較例５＞
ベースゴム：ウレタンゴム４
含浸材料 ：−
表面層材料：−
ブレードエッジ摩耗幅：３０［μｍ］
ブレードエッジ摩耗深さ：３０［μｍ］
クリーニング不良発生：帯状クリーニング不良が７箇所
異音発生：なし
先端面えぐれ摩耗
【００９２】
実施例１〜実施例１０、比較例１〜比較例５の検証実験の結果をまとめたものを表４に示す。
【表４】
また、実施例と比較例とを比較する概念図を図７に示す。
【００９３】
実施例１〜実施例１０においては、いずれも、経時にわたり良好なクリーニング性を維持することができ、異音の発生も抑えることができた。
実施例１〜実施例１０においては、弾性ブレード６２２として、ｔａｎδピーク温度が０℃以上、且つ、ＪＩＳ−Ａ硬度の２３℃から１０℃における変化量が５°以上のウレタンゴムを用い、マルテンス硬度が２５０〜５００Ｎ／ｍｍ２、弾性仕事率７５％以下の紫外線硬化樹脂を用いて、その先端稜線部を含む部分に含浸処理を行い、先端稜線部を含む弾性ブレードの表面に弾性ブレードよりも硬い表面層６２３を１μｍ以下の厚みで設けたものである。含浸処理による硬度上昇を図り、先端稜線部の動きが抑制され過ぎず、且つ、クリーニングブレードとしての姿勢を適度に保つことができるレベルで、先端稜線部６２ｃの改質処理がなされている。このため、ブレード先端面６２ａに表面層６２３を設けた構成において、経時的な異音発生を回避することができたと考えられる。さらに、感光体３と先端稜線部６２ｃとの間で生じる摩擦力を低減することができ、先端稜線部６２ｃのめくれを抑制することができるとともに、弾性ブレード６２２の摩耗も抑制することができたと考えられる。表面層６２３は感光体３との接触部近傍の弾性体部分を補強する効果を有しており、それにより先端稜線部６２ｃの運動を適度に制御することができ、異音発生を生じることなく、めくれを抑制できたと考えられる。
【００９４】
また、実施例１〜実施例１０においては、表面層６２３が紫外線硬化樹脂からなることで、クリーニングブレード６２の先端稜線部６２ｃに付着させた樹脂に紫外線を照射させるだけで、所望の硬度を有する表面層６２３を得ることができ、クリーニングブレード６２を安価に製造することができる。
表面層６２３を形成する被膜樹脂としては、実施例１〜６に示すように、含浸処理をおこなう紫外線硬化樹脂と同一処方のものを用いることができる。また、実施例７〜１０に示すように、表面層６２３を形成する被膜樹脂が、含浸処理をおこなう紫外線硬化樹脂とが異なるものであってもよい。表面層６２３としては、弾性ブレード６２２より硬い樹脂であれば、上記効果を得ることができる。
【００９５】
一方、比較例１においては、クリーニング評価において、全面にクリーニング不良が発生した。これは、比較例１では、含浸処理に用いた紫外線硬化樹脂が上記範囲を満たしておらず、硬く、且つ、可撓性がない。このため、先端稜線部６２ｃの運動性が制御されすぎ、大きく摩耗して稜線部全体に渡って稜線が損耗した結果、トナーすり抜けによりクリーニング不良が発生したと考えられる。
また、比較例２においては、クリーニング評価において、帯状にクリーニング不良が発生した。これは、比較例２では、含浸処理に用いた紫外線硬化樹脂が上記範囲を満たしておらず、柔らかすぎる。このため、先端稜線部６２ｃの運動性を抑制できず、含浸処理および表面層を設けていない基材ウレタンゴムと同様の先端面えぐれ摩耗が発生し、摩耗進行とともに露出した基材ウレタンゴムが不快なビビリ音を発生させると共に、トナーすり抜けによるクリーニング不良が発生したと考えられる。
比較例３においては、弾性ブレード６２２に用いるウレタンゴムのｔａｎδピーク温度が低い、即ち架橋密度が低いゴムを用いたため、耐久性の高い表面層で被覆しても長期的な摩耗進行によるゴム露出後の摩耗速度が速く、トナーすり抜けによるクリーニング不良が発生したと考えられる。
また、比較例４および５においては、クリーニング評価において、帯状クリーニング不良が発生した。これは、含浸処理および表面層を設けていないことから、先端摩擦係数が高く、先端稜線部６２ｃの運動性を適度に制御できていないため、先端面えぐれ摩耗が発生し、局所的なトナーすり抜けによりクリーニング不良が発生したと考えられる。
【００９６】
以上、本実施形態１では、本発明の特徴部を有するクリーニングブレード６２を被清掃部材が感光体３であるクリーニング装置６に適用した構成について説明したが、被清掃部材としては感光体３に限るものではない。例えば、被清掃部材が中間転写ベルト１４であるベルトクリーニングユニット１６２のベルトクリーニングブレード１６２ａとしても本発明のクリーニングブレードを適用可能である。
【００９７】
［実施形態２］
本発明を適用した画像形成装置の他の実施形態（以下、実施形態２という）について説明する。ここで、本実施形態２に係るプリンタの基本的な構成は、実施形態１に係るプリンタの構成と同様なので、その説明は省略する。また、実施形態１と本実施形態２とでは、弾性ブレード６２２の先端稜線部を含む部分に浸透させる紫外線硬化樹脂にフッ素系アクリルモノマーを含んでいることに係る点のみ異なる。したがって、実施形態１と同様な構成部材については、同一の符号を付して説明するとともに、同一な構成・動作、及び効果については、適宜、省略して説明する。また、上述した実施形態１の説明で用いた図についても、適宜、流用して説明する。また、図１０は、本実施形態２に係る、弾性ブレードの摩耗断面積の測定箇所を示した模式図である。
【００９８】
本実施形態２のクリーニングブレード６２も、図１（ａ）,（ｂ）、及び図５を用いて説明した実施形態１と同様に、クリーニングブレード６２は、金属や硬質プラスチックなどの剛性材料からなる短冊形状のホルダー６２１と、短冊形状の弾性ブレード６２２とで構成されている。弾性ブレード６２２は先端稜線部６２ｃに詳細は後述する含浸処理がなされている。また、ブレード先端面６２ａとブレード下面６２ｂには、ブレード長手方向にわたって表面層６２３が形成されている。
弾性ブレード６２２は、ホルダー６２１の一端側に接着剤などにより固定されており、ホルダー６２１の他端側は、クリーニング装置６のケースに片持ち支持されている。
【００９９】
弾性ブレード６２２としては、実施形態１と同様に、感光体３の偏心や感光体３の表面の微小なうねりなどに追随できるように、高い反発弾性体率を有するものが好ましく、ウレタンゴムなどが好適である。そして、弾性ブレード６２２の硬度等の物性についても、実施形態１で説明したものと同様なものが好ましい。
【０１００】
また、弾性ブレード６２２の先端稜線部６２ｃへの含浸処理は、実施形態１と同様に、ハケ塗り、スプレー塗工、ディップ塗工などによって、紫外線硬化樹脂を含浸させることで可能である。加えて、本実施形態２では、紫外線硬化樹脂を先端稜線部６２ｃのゴム表面より１００μｍ以上内部まで含浸させている。これにより、当接する弾性ブレード６２２の先端稜線部６２ｃが感光体３表面移動方向に変形するのを抑制することができる。さらに、経時表面層摩耗によって内部が露出したときも内部への含浸作用により、同様に変形を抑制することができる。
【０１０１】
表面層６２３は、実施形態１と同様に、弾性ブレード６２２に紫外線硬化樹脂を含浸させて所定時間風乾させた後に、スプレー塗工、ディップ塗工、あるいはスクリーン印刷等によって、クリーニングブレード６２の先端稜線部６２ｃを被覆する。表面層６２３としては、マルテンス硬度２５０〜５００Ｎ／ｍｍ２、弾性仕事率７５％以下、好ましくは５０〜７５％の材料を０．０５〜１μｍの厚さで被覆するのが好ましい。より好ましくは０．１〜１μｍの厚さで被覆する。また、表面層６２３は、弾性ブレード６２２よりも硬度が高い部材とすることで、剛直なため、変形し難く、クリーニングブレード６２の先端稜線部６２ｃのめくれを抑制することができる。
紫外線硬化樹脂を含浸させた後、または、表面層６２３による被覆を行った後に、紫外線を照射することで、図１に示す含浸部分６２ｄを形成し、先端稜線部６２ｃの硬度上昇を図る改質効果を生じさせることができる。特許文献３に記載の弾性ブレードでは、イソシアネート化合物、フッ素化合物、シリコーン化合物等の含浸をさせて改質を行っているが、本実施形態２のように紫外線硬化樹脂を含浸させて紫外線を照射することで、さらに耐久性の向上を図ることができる。これは実施形態１で説明した理由と同様なものと考えられる。
【０１０２】
本実施形態２のクリーニングブレード６２でも、実施形態１と同様にウレタンゴムからなる弾性ブレード６２２の基材に対してディップ塗工により紫外線硬化樹脂を含浸させ、さらに表面層６２３を形成する紫外線硬化樹脂をスプレー塗工した後、紫外線照射により樹脂を硬化させている。また、含浸させた紫外線硬化樹脂を硬化させるために外線を照射するタイミングも、実施形態１と同様に弾性ブレード６２２に紫外線硬化樹脂を含浸させた後、表面層６２３を被覆する前に、紫外線を照射してもよい。
これらのように紫外線硬化樹脂を硬化させることで、実施形態１と同様に所望の含浸状態の弾性ブレード６２２を作成できる。
【０１０３】
本実施形態２のクリーニングブレード６２も、実施形態１のクリーニングブレードと同様に、図１（ｂ）中の矢印で示すように、含浸部分６２ｄにおける弾性ブレード６２２の内部ほどウレタンゴムに対して紫外線硬化樹脂の含有量が少なくなるような傾斜性が生じるように含浸させている。しかし、実施形態１と異なり、浸透させる紫外線硬化樹脂にフッ素系アクリルモノマーを含んでいることから、ゴム切削断面の微小硬度を規定することに加え、所定の値以下となるゴム表面からの距離も規定している。具体的には、本実施形態２においては含浸操作を行う際、ゴム切削断面の微小硬度をＦｉｓｃｈｅｒ社ＨＭ−８０００で測定し、ゴムのマルテンス硬度変化量が５［％］以下となり、かつ同変化量が１［％］以下となるゴム表面からの距離が１００μｍ以上となる含浸改質量が適切であり、本実施形態２では、紫外線硬化樹脂の希釈溶剤としてゴムへの浸透速度が遅いシクロヘキサノンを用い、且つ、含浸操作としては、ディッピング方式で行い、含浸時間を３０〜１８０［秒］の範囲で適宜設定した。
【０１０４】
また、本実施形態２において、クリニングブレード６２に設ける表面層６２３の層厚や塗布範囲等に関する構成は、用いる紫外線硬化樹脂の配合が異なるのみで、実施形態１で図１，５，と同様である。また、実施形態１で奏することができる効果も同様に奏することができる。したがって、本実施形態２のクリニングブレード６２に設ける表面層６２３の層厚や塗布範囲等に関する構成、及びその効果についての説明は省略する。
【０１０５】
以下、本実施形態２の特徴である、紫外線硬化樹脂にフッ素系アクリルモノマーを含んでいるの配合に係る構成と、本出願人らが行った検証実験についてついて説明する。
【０１０６】
弾性ブレード６２２の材質、表面層６２３の材質、含浸処理方法、ブレード下面６２ｂにおける表面層６２３の形成をそれぞれ変化させて、耐久試験を行った。
［弾性ブレード］
弾性ブレード６２２としては、表１のｔａｎδピーク温度、２３℃硬度、１０℃硬度の物性となっている５つのウレタンゴムを用意した。なお、それぞれのＪＩＳ−Ａ硬度と反発弾性率を示している。
【表５】
ウレタンゴムのｔａｎδピーク温度、ウレタンゴムの当接面側および裏側の硬度は、ウレタンゴムの硬度は、及びウレタンゴムの反発弾性は、実施形態１と同様な機器、及び方法で測定を行った。
【０１０７】
［硬化材料］
含浸処理や表面層６２３の形成処理に用いる硬化材料としては、以下の硬化材料１〜１０のものを用いた。
＜硬化材料１＞
紫外線硬化樹脂１：ダイセルサイテック ＰＥＴＩＡ ８部
紫外線硬化樹脂２：ダイセルサイテック ＯＤＡ−Ｎ ２部
紫外線硬化樹脂３：ダイキン ＯＰＴＯＯＬ ＤＡＣ−ＨＰ ０．１部
重合開始剤 ：チバスペシャリティーケミカルズ社 イルガキュア１８４ ０．５部
溶媒 ：シクロヘキサノン ８９．４部
＜硬化材料２＞
紫外線硬化樹脂１：ダイセルサイテック ＰＥＴＩＡ ７部
紫外線硬化樹脂２：ダイセルサイテック ＥＢＥＣＲＹＬ１１ ３部
紫外線硬化樹脂３：ダイキン ＯＰＴＯＯＬ ＤＡＣ−ＨＰ ０．１部
重合開始剤 ：チバスペシャリティーケミカルズ社 イルガキュア１８４ ０．５部
溶媒 ：シクロヘキサノン ８９．４部
＜硬化材料３＞
紫外線硬化樹脂１：ダイセルサイテック ＰＥＴＩＡ ８部
紫外線硬化樹脂２：ダイセルサイテック ＩＢＯＡ ２部
紫外線硬化樹脂３：ダイキン ＯＰＴＯＯＬ ＤＡＣ−ＨＰ ０．１部
重合開始剤 ：チバスペシャリティーケミカルズ社 イルガキュア１８４ ０．５部
溶媒 ：シクロヘキサノン ８９．４部
＜硬化材料４＞
紫外線硬化樹脂１：ダイセルサイテック ＰＥＴＩＡ ７部
紫外線硬化樹脂２：ダイセルサイテック ＨＤＤＡ ３部
紫外線硬化樹脂３：ＤＩＣ ＲＳ−７５ ０．１部
重合開始剤 ：チバスペシャリティーケミカルズ社 イルガキュア１８４ ０．５部
溶媒 ：シクロヘキサノン ８９．４部
＜硬化材料５＞
紫外線硬化樹脂１：日本化薬 ＤＰＣＡ−１２０ ８部
紫外線硬化樹脂２：ダイセルサイテック ＩＢＯＡ ２部
紫外線硬化樹脂３：ＤＩＣ ＲＳ−７５ ０．１部
重合開始剤 ：チバスペシャリティーケミカルズ社 イルガキュア１８４ ０．５部
溶媒 ：シクロヘキサノン ８９．４部
＜硬化材料６＞
紫外線硬化樹脂１：ダイセルサイテック ＰＥＴＩＡ ７部
紫外線硬化樹脂２：ダイセルサイテック ＥＢＥＣＲＹＬ１１ ３部
紫外線硬化樹脂３：ＤＩＣ ＲＳ−７５ ０．１部
重合開始剤 ：チバスペシャリティーケミカルズ社 イルガキュア１８４ ０．５部
溶媒 ：シクロヘキサノン ８９．４部
＜硬化材料７＞
紫外線硬化樹脂１：ダイセルサイテック ＰＥＴＩＡ ８部
紫外線硬化樹脂２：根上工業 ＵＮ−２７００ ２部
紫外線硬化樹脂３：ＤＩＣ ＲＳ−７５ ０．１部
重合開始剤 ：チバスペシャリティーケミカルズ社 イルガキュア１８４ ０．５部
溶媒 ：シクロヘキサノン ８９．４部
＜硬化材料８＞
紫外線硬化樹脂１：ダイセルサイテック ＰＥＴＩＡ ８部
紫外線硬化樹脂２：ダイセルサイテック ＯＤＡ−Ｎ ２部
紫外線硬化樹脂３：シルセスキオキサン系表面改質剤 ０．１部
重合開始剤 ：チバスペシャリティーケミカルズ社 イルガキュア１８４ ０．５部
溶媒 ：シクロヘキサノン ８９．４部
＜硬化材料９＞
紫外線硬化樹脂１：ダイセルサイテック ＰＥＴＩＡ １０部
紫外線硬化樹脂２：ダイキン ＯＰＴＯＯＬ ＤＡＣ−ＨＰ ０．１部
重合開始剤 ：チバスペシャリティーケミカルズ社 イルガキュア１８４ ０．５部
溶媒 ：シクロヘキサノン ８９．４部
＜硬化材料１０＞
紫外線硬化樹脂１：ダイセルサイテック ＰＥＴＩＡ ５部
紫外線硬化樹脂２：根上工業 ＵＮ−２７００ ５部
紫外線硬化樹脂３：ＤＩＣ ＲＳ−７５ ０．１部
重合開始剤 ：チバスペシャリティーケミカルズ社 イルガキュア１８４ ０．５部
溶媒 ：シクロヘキサノン ８９．４部
【０１０８】
上記硬化材料に用いる紫外線硬化樹脂のアクリル材料、主要骨格、官能基数及び官能基当量を表６に示す。
【表６】
【０１０９】
また、硬化材料１、２、３、及び９の紫外線硬化樹脂３に用いたＤＡＣ−ＨＰ、及び硬化材料４、５、６、７、及び１０の紫外線硬化樹脂３に用いたＲＳ−７５が、フッ素系アクリルモノマーである。つまり、硬化材料８を除く硬化材料がフッ素系アクリルモノマーを含んでいる。このように、フッ素系アクリルモノマーを含む紫外線硬化樹脂を弾性ブレード６２２に含浸される紫外線硬化樹脂や表面層６２３を形成する紫外線硬化樹脂として、本実施形態２のクリーニングブレード６２では用いている。そして、硬化後のマルテンス硬度が２５０〜５００Ｎ／ｍｍ２、弾性仕事率が７５％以下になるように、表面より１００μｍ以上内部まで含浸される。このように浸透させることで、紫外線硬化樹脂を含む表面層が剛直すぎず、また脆弱すぎずに、適度にブレード先端稜線部６２ｃの挙動を抑制できる。したがって、経時使用時の異常摩耗及び異音の発生を抑制しつつ、先端稜線部６２ｃのめくれを抑制し、かつ、先端稜線部６２ｃの被清掃部材である感光体３に対する追随性を良好にでき当接圧を維持することができる。
【０１１０】
また、ＤＡＣ−ＨＰ、及びＲＳ−７５は、いずれもパーフルオロポリエーテル骨格を有しており、いずれも官能基数２以上のアクリレートである。このようなアクリレートをクリーニングブレード６２の弾性ブレード６２２に含浸される紫外線硬化樹脂に混合することで、表面層の摩擦係数を低減して像担持体との摺動ストレスを低減するとともに、ブレード表面にトナーが固着することを防止し、固着トナーの脱落によるストレスも低減することで、より高い耐摩耗性を発揮する。したがって、経時使用時の異常摩耗及び異音の発生を抑制しつつ、先端稜線部６２ｃのめくれを抑制し、かつ、先端稜線部６２ｃの被清掃部材である感光体３に対する追随性を良好にでき当接圧を維持することができる。
【０１１１】
また、上記硬化材料１〜１０のマルテンス硬度［Ｎ／ｍｍ２］と弾性仕事率を測定した結果を、表７に示す。
【表７】
また、マルテンス硬度は実施形態１と同様な方法で計測し、弾性仕事率も実施形態１と同様な方法求めた。
【０１１２】
次に、検証実験を行った画像形成装置の構成について説明する。
上記ウレタンゴム１〜５のいずれかを用いて厚さ１．８［ｍｍ］の短冊形状の弾性ブレードを作成し、この弾性ブレードを含浸材料として上記硬化材料１〜１０のいずれかに所定時間浸漬したのち、３分間風乾する。さらにスプレー塗工法とスクリーン印刷法により上記硬化材料１〜１０のいずれかからなる表面層６２３を形成した。具体的な表面層６２３を形成する方法は、実施形態１と同様である。
【０１１３】
表面層が形成された弾性ブレードをリコー製カラー複合機 ｉｍａｇｉｏ ＭＰ Ｃ４５００に搭載できる板金ホルダーに接着剤により固定し、試作のクリーニングブレード６２とした。これを同じくリコー製カラー複合機 ｉｍａｇｉｏ ＭＰ Ｃ４５００（プリンタ部は図２に示すプリンタ５００と同様の構成）に取り付け、実施例１〜実施例１０、比較例１〜比較例７の画像形成装置を作製した。なお、クリーニングブレード６２は、線圧：２０［ｇ／ｃｍ］、クリーニング角：７９［°］となるように取り付けた。また、本実験で用いる装置は感光体３表面への潤滑剤塗布装置１０を備えており、潤滑剤塗布により感光体３表面の静止摩擦係数が非画像形成時に０．２以下に維持される。なお、感光体３表面の静止摩擦係数の測定方法については、オイラーベルトの方法で、例えば、特開平９−１６６９１９号公報の段落番号００４６に記載されている。
【０１１４】
検証実験には、重合法により作製したトナーを用いた。なお、トナーの物性は、以下のとおりである。
トナー母体：円形度０．９８、平均粒径４．９［μｍ］
外添剤 ：小粒径シリカ１．５部（クラリアント製Ｈ２０００）
小粒径酸化チタン０．５部（テイカ製ＭＴ−１５０ＡＩ）
大粒径シリカ１．０部（電気化学工業製ＵＦＰ−３０Ｈ）
検証実験は、実験室環境：２１［℃］・６５［％ＲＨ］、通紙条件：画像面積率５％チャートを３プリント／ジョブで、５０，０００枚（Ａ４横）で行った。そして、以下の項目を評価した。
【０１１５】
〔評価項目〕
クリーニング不良発生：有無（目視観察）
評価時画像：縦帯パターン（紙進行方向に対して）４３［ｍｍ］幅、３本チャート
出力２０枚（Ａ４横）
ブレードエッジ摩耗断面積：図１０に示すようにブレード先端部の摩耗損失部分
【０１１６】
以下に実施例１〜実施例１０、比較例１〜比較例７のクリーニングブレード６２の構成及び検証実験の結果を示す。なお、表面層の層厚は、実施形態１と同様に、キーエンス製マイクロスコープＶＨＸ−１００を用い、別途同様に塗工した弾性ブレードの断面により測定した。試料は日進ＥＭ製ＳＥＭ試料作製用トリミングカミソリを用い断面を切断したものとした。
【０１１７】
＜実施例１＞
ベースゴム：ウレタンゴム１
含浸材料 ：硬化材料１
表面層材料：硬化材料１
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：０．７５［μｍ］
ブレードエッジ摩耗断面積：２［μｍ２］
クリーニング不良発生：なし
異音発生：なし
【０１１８】
＜実施例２＞
ベースゴム：ウレタンゴム１
含浸材料 ：硬化材料３
表面層材料：硬化材料３
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：０．５［μｍ］
ブレードエッジ摩耗断面積：３［μｍ２］
クリーニング不良発生：なし
異音発生：なし
【０１１９】
＜実施例３＞
ベースゴム：ウレタンゴム１
含浸材料 ：硬化材料６
表面層材料：硬化材料６
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：０．７［μｍ］
ブレードエッジ摩耗断面積：２［μｍ２］
クリーニング不良発生：なし
異音発生：なし
【０１２０】
＜実施例４＞
ベースゴム：ウレタンゴム１
含浸材料 ：硬化材料７
表面層材料：硬化材料７
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：１．０［μｍ］
ブレードエッジ摩耗断面積：４［μｍ２］
クリーニング不良発生：なし
異音発生：なし
【０１２１】
＜実施例５＞
ベースゴム：ウレタンゴム２
含浸材料 ：硬化材料２
表面層材料：硬化材料２
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：０．１［μｍ］
ブレードエッジ摩耗断面積：５［μｍ２］
クリーニング不良発生：なし
異音発生：なし
【０１２２】
＜実施例６＞
ベースゴム：ウレタンゴム２
含浸材料 ：硬化材料４
表面層材料：硬化材料４
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：０．０７［μｍ］
ブレードエッジ摩耗断面積：２［μｍ２］
クリーニング不良発生：なし
異音発生：なし
【０１２３】
＜実施例７＞
ベースゴム：ウレタンゴム２
含浸材料 ：硬化材料５
表面層材料：硬化材料５
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：０．２５［μｍ］
ブレードエッジ摩耗断面積：３［μｍ２］
クリーニング不良発生：なし
異音発生：なし
【０１２４】
＜実施例８＞
ベースゴム：ウレタンゴム２
含浸材料 ：硬化材料６
表面層材料：硬化材料６
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：０．１５［μｍ］
ブレードエッジ摩耗断面積：５［μｍ２］
クリーニング不良発生：なし
異音発生：なし
【０１２５】
＜実施例９＞
ベースゴム：ウレタンゴム３
含浸材料 ：硬化材料４
表面層材料：硬化材料４
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：０．０５［μｍ］
ブレードエッジ摩耗断面積：２［μｍ２］
クリーニング不良発生：なし
異音発生：なし
【０１２６】
＜実施例１０＞
ベースゴム：ウレタンゴム４
含浸材料 ：硬化材料１
表面層材料：硬化材料１
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：０．３５［μｍ］
ブレードエッジ摩耗断面積：４［μｍ２］
クリーニング不良発生：なし
異音発生：なし
【０１２７】
＜比較例１＞
ベースゴム：ウレタンゴム１
含浸材料 ：−
表面層材料：−
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：０［μｍ］
ブレードエッジ摩耗断面積：７３［μｍ２］
クリーニング不良発生：全面
異音発生：なし
先端面えぐれ摩耗
【０１２８】
＜比較例２＞
ベースゴム：ウレタンゴム１
含浸材料 ：硬化材料８
表面層材料：硬化材料８
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：０．６［μｍ］
ブレードエッジ摩耗断面積：４９［μｍ２］
クリーニング不良発生：帯状クリーニング不良が３箇所
異音発生：なし
【０１２９】
＜比較例３＞
ベースゴム：ウレタンゴム１
含浸材料 ：硬化材料１
表面層材料：硬化材料１
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：５［μｍ］
ブレードエッジ摩耗断面積：２３［μｍ２］
クリーニング不良発生：全面クリーニング不良
異音発生：なし
【０１３０】
＜比較例４＞
ベースゴム：ウレタンゴム１
含浸材料 ：硬化材料１
表面層材料：硬化材料１
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：０．８［μｍ］
ブレードエッジ摩耗断面積：３５［μｍ２］
クリーニング不良発生：全面クリーニング不良
異音発生：なし
【０１３１】
＜比較例５＞
ベースゴム：ウレタンゴム１
含浸材料 ：−
表面層材料：硬化材料９
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：０．５［μｍ］
ブレードエッジ摩耗断面積：１５［μｍ２］
クリーニング不良発生：帯状クリーニング不良が２箇所
異音発生：なし
先端面えぐれ摩耗
【０１３２】
＜比較例６＞
ベースゴム：ウレタンゴム１
含浸材料 ：硬化材料１０
表面層材料：硬化材料１０
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：５［μｍ］
ブレードエッジ摩耗断面積：１８［μｍ２］
クリーニング不良発生：帯状クリーニング不良が４箇所
異音発生：不快なビビリ音
先端面えぐれ摩耗
【０１３３】
＜比較例７＞
ベースゴム：ウレタンゴム５
含浸材料 ：硬化材料１
表面層材料：硬化材料１
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：０．６［μｍ］
ブレードエッジ摩耗断面積：６５［μｍ２］
クリーニング不良発生：全面クリーニング不良
異音発生：なし
先端面えぐれ摩耗
【０１３４】
実施例１〜実施例１０、比較例１〜比較例７の検証実験の結果をまとめたものを表８に示す。
【表８】
また、実施例と比較例とを比較すると、実施形態１の図７の概念図と同様になる。
【０１３５】
実施例１〜実施例１０においては、いずれも、経時にわたり良好なクリーニング性を維持することができ、異音の発生も抑えることができた。
実施例１〜実施例１０においては、含浸処理による硬度上昇を図り、先端稜線部６２ｃの改質処理がなされている。さらに、潤滑剤塗布装置１０による潤滑剤塗布により感光体３表面の摩擦係数が非画像形成時に０．２以下に維持されている。このため、ブレード先端面６２ａに表面層６２３を設けた構成において、経時的な異音発生を回避することができたと考えられる。さらに、感光体３と先端稜線部６２ｃとの間で生じる摩擦力を低減することができ、先端稜線部６２ｃのめくれを抑制することができるとともに、弾性ブレード６２２の摩耗も抑制することができたと考えられる。表面層６２３は感光体３との接触部近傍の弾性体部分を補強する効果を有しており、それにより先端稜線部６２ｃの運動を適度に制御することができ、異音発生を生じることなく、めくれを抑制できたと考えられる。
【０１３６】
一方、比較例１においては、クリーニング評価において、全面にクリーニング不良が発生した。これは、含浸操作をせず、表面層も形成しないゴムでは耐摩耗性が充分ではなく、大きく摩耗して稜線部全体に渡って稜線が損耗した結果、トナーすり抜けによりクリーニング不良が発生したと考えられる。
また、比較例２においては、クリーニング評価において、帯状にクリーニング不良が発生した。これは、ゴム表面からの紫外線硬化樹脂の含浸深さが充分ではないため、部分的に改質部が損耗して非改質部が露出し、そこが大きく摩耗してクリーニング不良が発生したと考えられる。
また、比較例３においては、クリーニング評価において、全面にクリーニング不良が発生した。これは表面層の膜厚を厚く設定したため、先端稜線部の挙動が抑制されすぎた結果、像担持体との摺擦エネルギーがブレードの先端稜線部６２ｃに部分的に集中し損耗した結果、トナーすり抜けによりクリーニング不良が発生したと考えられる。
【０１３７】
比較例４においては、クリーニング評価において、全面にクリーニング不良が発生した。これは、ゴム内部のマルテンス硬度変化量が大きすぎる、すなわち紫外線硬化樹脂によってゴム内部が必要以上に改質されたため、先端稜線部の挙動が抑制されすぎた結果、像担持体との摺擦エネルギーがブレードの先端稜線部６２ｃに部分的に集中し損耗した結果、トナーすり抜けによりクリーニング不良が発生したと考えられる。
また、比較例５においては、クリーニング評価において、帯状にクリーニング不良が発生した。これは含浸処理をせず、表面層のみ形成したため、ゴム内部に紫外線硬化樹脂がほとんど含浸せず、ゴム内部の改質が行われなかったため耐摩耗性が充分でなく、先に表面層が損耗してゴムが露出した先端稜線部６２ｃに像担持体との摺動エネルギーが集中し大きく損耗した結果、トナーすり抜けによりクリーニング不良が発生したと考えられる。
【０１３８】
比較例６においては、クリーニング評価において、帯状にクリーニング不良が発生した。これは表面層のマルテンス硬度が充分高くないため、先端稜線部６２ｃの運動性を抑制できず、樹脂被覆を行なっていないゴムと同様の先端面えぐれ摩耗が発生し、摩耗進行とともに露出した基材ゴムが不快なビビリ音を発生させると共に、トナーすり抜けによるクリーニング不良が発生したと考えられる。
また、比較例７においては、ゴムのｔａｎδピーク温度が低い、即ち架橋密度が低いゴムを用いたため、耐久性の高い表面層で被覆しても長期的な摩耗進行によるゴム露出後の摩耗速度が速く、トナーすり抜けによるクリーニング不良が発生したと考えられる。
【０１３９】
また、比較例４および５においては、クリーニング評価において、帯状クリーニング不良が発生した。これは、含浸処理および表面層を設けていないことから、先端摩擦係数が高く、先端稜線部６２ｃの運動性を適度に制御できていないため、先端面えぐれ摩耗が発生し、局所的なトナーすり抜けによりクリーニング不良が発生したと考えられる。
【０１４０】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
短冊形状の弾性ブレード６２２で構成され、弾性ブレードの先端稜線部６２ｃを表面移動する感光体３等の被清掃部材の表面に当接して、被清掃部材表面から粉体を除去するクリーニングブレード６２において、弾性ブレードは、ｔａｎδピーク温度が０℃以上、且つ、ＪＩＳ−Ａ硬度の２３℃から１０℃における変化量が５°以上であるウレタンゴムであり、弾性ブレードの先端稜線部を含む部分にマルテンス硬度が２５０〜５００Ｎ／ｍｍ２、弾性仕事率が７５％以下の紫外線硬化樹脂が含浸され、且つ、先端稜線部を含む弾性ブレードの表面に弾性ブレードよりも硬い表面層を１μｍ以下の厚みで設ける。これによれば、上記各実施形態について説明したように、経時使用時の異常摩耗及び異音の発生を抑制しつつ、先端稜線部のめくれを抑制し、かつ、先端稜線部の被清掃部材に対する追随性を良好にでき当接圧を維持することができる。
（態様Ｂ）
（態様Ａ）において、表面層６２３として、弾性ブレード６２２を紫外線硬化樹脂で被覆している。これによれば、上記各実施形態について説明したように、所望の硬度を有する表面層６２３を容易に得ることができ、クリーニングブレード６２を安価に製造することができる。
（態様Ｃ）
（態様Ａ）または（態様Ｂ）において、紫外線硬化樹脂が、官能基当量分子量３５０以下、官能基数３〜６のペンタエリスリトール・トリアクリレートを主要骨格とする材料である。これにより、上記各実施形態について説明したように、紫外線硬化樹脂を含む層が脆弱になり過ぎることを防止して、先端稜線部のめくれや先端面摩耗をさらに良好に抑制することができる。
（態様Ｄ）
（態様Ａ）、（態様Ｂ）または（態様Ｃ）において、紫外線硬化樹脂として、官能基当量分子量１００〜１０００、官能基数１〜２のアクリレート材料を混合する構成とする。これによれば、上記各実施形態について説明したように、表面層６２３に可撓性を付与することが可能であり、特定環境での異音が発生した時などにブレード挙動を微調整するなど、環境特性等を向上させることも可能となる。
（態様Ｅ）
（態様Ａ）、（態様Ｂ）、（態様Ｃ）または（態様Ｄ）において、クリーニングブレード６２の弾性ブレード６２２に紫外線硬化樹脂を含浸させ硬化させた後のマルテンス硬度変化率を５％以下とする。これにより、上記各実施形態について説明したように、架橋密度が必要以上に上昇することが抑制され、先端稜線部６２ｃは適度にスティックスリップ運動することで応力集中を防ぎ、高い耐摩耗性を発揮することができる
（態様Ｆ）
（態様Ａ）、（態様Ｂ）、（態様Ｃ）、（態様Ｄ）または（態様Ｅ）において、クリーニングブレード６２は、弾性ブレード６２２として、硬度の異なるゴムを遠心成型などで一体的に積層する。これによれば、上記各実施形態について説明したように、先端稜線部６２ｃとなる側に架橋密度の高い層、反対側に適度な架橋密度、すなわち、高い反発弾性を持つ層を配し、高耐久かつ、低温領域でのクリーニング性能低下を抑制できる。
（態様Ｇ）
（態様Ａ）、（態様Ｂ）、（態様Ｃ）、（態様Ｄ）、（態様Ｅ）または（態様Ｆ）のいずれかにおいて、クリーニングブレード６２の上記先端稜線部を含む部分に浸透させる紫外線硬化樹脂が、フッ素系アクリルモノマーを含む紫外線硬化樹脂であり、該弾性ブレードの表面より１００μｍ以上内部まで含浸されている。これによれば、上記実施形態２について説明したように、経時使用時の異常摩耗及び異音の発生を抑制しつつ、先端稜線部６２ｃのめくれを抑制し、かつ、先端稜線部６２ｃの被清掃部材である感光体３に対する追随性を良好にでき当接圧を維持することができる。
（態様Ｈ）
（態様Ｇ）において、フッ素系アクリルモノマーが、パーフルオロポリエーテル骨格を持ち、官能基数２以上のアクリレートである。これによれば、上記実施形態２について説明したように、経時使用時の異常摩耗及び異音の発生を抑制しつつ、先端稜線部６２ｃのめくれを抑制し、かつ、先端稜線部６２ｃの被清掃部材である感光体３に対する追随性を良好にでき当接圧を維持することができる。
（態様Ｉ）
感光体３等の像担持体と、像担持体の表面を帯電する帯電ローラ４等の帯電手段と、帯電した像担持体表面に静電潜像を形成する光書込ユニット４０等の潜像形成手段と、像担持体表面に形成された静電潜像を現像してトナー像化する現像装置５等の現像手段と、像担持体表面のトナー像を転写体である転写紙Ｐに転写する転写ユニット６０等の転写手段と、像担持体表面に当接して像担持体表面に付着した残トナーを除去するクリーニング部材を有するクリーニング装置６等のクリーニング手段とを備えたプリンタ５００等の画像形成装置である。このような画像形成装置において、クリーニング部材として、（態様Ａ）、（態様Ｂ）、（態様Ｃ）、（態様Ｄ）、（態様Ｅ）、（態様Ｆ）、（態様Ｇ）または（態様Ｈ）のクリーニングブレードを用いる。これによれば、上記実施形態について説明したように、経時使用時においても、異常摩耗及び異音の発生を抑制しつつ、良好なクリーニング性能を維持でき、高品位な画像を形成することができる。
（態様Ｊ）
感光体３等の像担持体と、少なくとも像担持体表面に付着した残トナーを除去するクリーニング部材を有するクリーニング装置６とを一体に支持し、プリンタ５００等の画像形成装置本体に対して本体に対して着脱自在な作像ユニット１等のプロセスカートリッジである。このようなプロセスカートリッジのクリーニング部材として、（態様Ａ）、（態様Ｂ）、（態様Ｃ）、（態様Ｄ）、（態様Ｅ）、（態様Ｆ）、（態様Ｇ）または（態様Ｈ）のクリーニングブレードを用いる。これによれば、上記実施形態について説明したように、経時使用時においても、クリーニング性が良好なプロセスカートリッジを提供することができる。
【符号の説明】
【０１４１】
１ 作像ユニット
３ 感光体
６ クリーニング装置
１０ 潤滑剤塗布装置
１４ 中間転写ベルト
６０ 転写ユニット
６２ クリーニングブレード
６２ａ ブレード先端面
６２ｂ ブレード下面
６２ｃ 先端稜線部
６２ｄ 含浸部分
８０ 定着ユニット
１０１ ファーブラシ
１０３ 固形潤滑剤
１６２ ベルトクリーニングユニット
１６２ａ ベルトクリーニングブレード
５００ プリンタ
６２１ ホルダー
６２２ 弾性ブレード
６２３ 表面層
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１４２】
【特許文献１】特許第３６０２８９８号公報
【特許文献２】特開２００４−２３３８１８号公報
【特許文献３】特開２０１０−１５２２９５号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
短冊形状の弾性ブレードで構成され、該弾性ブレードの先端稜線部を表面移動する被清掃部材の表面に当接して、該被清掃部材表面から粉体を除去するクリーニングブレードにおいて、
上記弾性ブレードは、ｔａｎδピーク温度が０℃以上、且つ、ＪＩＳ−Ａ硬度の２３℃から１０℃における変化量が５°以上であるウレタンゴムであり、該弾性ブレードの上記先端稜線部を含む部分にマルテンス硬度が２５０〜５００Ｎ／ｍｍ２、弾性仕事率が７５％以下の紫外線硬化樹脂が含浸され、且つ、該先端稜線部を含む該弾性ブレードの表面に該弾性ブレードよりも硬い表面層を１μｍ以下の厚みで設けたことを特徴とするクリーニングブレード。
【請求項２】
請求項１のクリーニングブレードにおいて、上記表面層は、上記弾性ブレードを紫外線硬化樹脂で被覆して形成されたものであることを特徴とクリーニングブレード。
【請求項３】
請求項１または２のクリーニングブレードにおいて、上記紫外線硬化樹脂が、官能基当量分子量３５０以下、官能基数３〜６のペンタエリスリトール・トリアクリレートを主要骨格とする材料であることを特徴とするクリーニングブレード。
【請求項４】
請求項１、２または３のいずれかのクリーニングブレードにおいて、上記紫外線硬化樹脂に、官能基当量分子量１００〜１０００、官能基数１〜２のアクリレート材料を混合することを特徴とするクリーニングブレード。
【請求項５】
請求項１、２、３または４のいずれかのクリーニングブレードにおいて、上記紫外線硬化樹脂を含浸し硬化後のゴム内部マルテンス硬度変化率が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６】
請求項１、２、３、４または５のいずれかのクリーニングブレードにおいて、上記弾性ブレードはＪＩＳ−Ａ硬度の異なる２種類以上のゴムが一体成型によって積層されたものであることを特徴とするクリーニングブレード。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５または６のいずれかのクリーニングブレードにおいて、上記弾性ブレードの上記先端稜線部を含む部分に浸透、及び上記弾性ブレードを被覆させる紫外線硬化樹脂が、フッ素系アクリルモノマーを含む紫外線硬化樹脂であり、該弾性ブレードの表面より１００μｍ以上内部まで含浸されていることを特徴とするクリーニングブレード。
【請求項８】
請求項７のクリーニングブレードにおいて、フッ素系アクリルモノマーが、パーフルオロポリエーテル骨格を持ち、官能基数２以上のアクリレートであることを特徴とするクリーニングブレード。
【請求項９】
表面移動部材である像担持体上に形成した画像を最終的に記録媒体に転移させる画像形成装置において、上記像担持体の表面に接触し、その表面上に付着した不要な付着物を除去するためのクリーニング部材として、請求項１乃至８のいずれか１項に記載のクリーニングブレードを用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
表面移動する潜像担持体上に形成した画像を最終的に記録媒体に転移させる画像形成装置の本体に着脱自在に構成され、該潜像担持体を上記被清掃部材としてその表面に接触し、その表面上に付着した不要な付着物を除去するクリーニング部材を有するクリーニング手段と、該潜像担持体とを一体に支持したプロセスカートリッジにおいて、上記クリーニング部材として、請求項１乃至８のいずれか１項に記載のクリーニングブレードを用いることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１】
短冊形状の弾性ブレードで構成され、該弾性ブレードの先端稜線部を表面移動する被清掃部材の表面に当接して、該被清掃部材表面から粉体を除去するクリーニングブレードにおいて、
上記弾性ブレードは、ｔａｎδピーク温度が０℃以上、且つ、ＪＩＳ−Ａ硬度の２３℃から１０℃における変化量が５°以上であるウレタンゴムであり、該弾性ブレードの上記先端稜線部を含む部分にマルテンス硬度が２５０〜５００Ｎ／ｍｍ２、弾性仕事率が７５％以下の紫外線硬化樹脂が含浸され、且つ、該先端稜線部を含む該弾性ブレードの表面に該弾性ブレードよりも硬い表面層を１μｍ以下の厚みで設けたことを特徴とするクリーニングブレード。
【請求項２】
請求項１のクリーニングブレードにおいて、上記表面層は、上記弾性ブレードを紫外線硬化樹脂で被覆して形成されたものであることを特徴とクリーニングブレード。
【請求項３】
請求項１または２のクリーニングブレードにおいて、上記紫外線硬化樹脂が、官能基当量分子量３５０以下、官能基数３〜６のペンタエリスリトール・トリアクリレートを主要骨格とする材料であることを特徴とするクリーニングブレード。
【請求項４】
請求項１、２または３のいずれかのクリーニングブレードにおいて、上記紫外線硬化樹脂に、官能基当量分子量１００〜１０００、官能基数１〜２のアクリレート材料を混合することを特徴とするクリーニングブレード。
【請求項５】
請求項１、２、３または４のいずれかのクリーニングブレードにおいて、上記紫外線硬化樹脂を含浸し硬化後のゴム内部マルテンス硬度変化率が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６】
請求項１、２、３、４または５のいずれかのクリーニングブレードにおいて、上記弾性ブレードはＪＩＳ−Ａ硬度の異なる２種類以上のゴムが一体成型によって積層されたものであることを特徴とするクリーニングブレード。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５または６のいずれかのクリーニングブレードにおいて、上記弾性ブレードの上記先端稜線部を含む部分に浸透、及び上記弾性ブレードを被覆させる紫外線硬化樹脂が、フッ素系アクリルモノマーを含む紫外線硬化樹脂であり、該弾性ブレードの表面より１００μｍ以上内部まで含浸されていることを特徴とするクリーニングブレード。
【請求項８】
請求項７のクリーニングブレードにおいて、フッ素系アクリルモノマーが、パーフルオロポリエーテル骨格を持ち、官能基数２以上のアクリレートであることを特徴とするクリーニングブレード。
【請求項９】
表面移動部材である像担持体上に形成した画像を最終的に記録媒体に転移させる画像形成装置において、上記像担持体の表面に接触し、その表面上に付着した不要な付着物を除去するためのクリーニング部材として、請求項１乃至８のいずれか１項に記載のクリーニングブレードを用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
表面移動する潜像担持体上に形成した画像を最終的に記録媒体に転移させる画像形成装置の本体に着脱自在に構成され、該潜像担持体を上記被清掃部材としてその表面に接触し、その表面上に付着した不要な付着物を除去するクリーニング部材を有するクリーニング手段と、該潜像担持体とを一体に支持したプロセスカートリッジにおいて、上記クリーニング部材として、請求項１乃至８のいずれか１項に記載のクリーニングブレードを用いることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−７６９７０（Ｐ２０１３−７６９７０Ａ）
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−８８３７０（Ｐ２０１２−８８３７０）
【出願日】平成２４年４月９日（２０１２．４．９）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年４月９日（２０１２．４．９）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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