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
【課題】先端稜線部のめくれを抑制しつつ、クリーニング性を良好にでき、かつ、ビビリ異音の発生を抑制することのできる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】ブレード下面と先端面とに弾性ブレードよりも硬い表面層を設けることにより先端稜線部のめくれを抑制することができる。また、ブレード下面の表面層と被清掃部材との間の摩擦係数を先端面の表面層と被清掃部材との間の摩擦係数よりも低くすることで、クリーニング性を良好にでき、かつ、ビビリ異音の発生を抑制できる。
【解決手段】ブレード下面と先端面とに弾性ブレードよりも硬い表面層を設けることにより先端稜線部のめくれを抑制することができる。また、ブレード下面の表面層と被清掃部材との間の摩擦係数を先端面の表面層と被清掃部材との間の摩擦係数よりも低くすることで、クリーニング性を良好にでき、かつ、ビビリ異音の発生を抑制できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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短冊形状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。
【０００２】
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。
【０００３】
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３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３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の先端面６２ｂの先端稜線部６２ｃから数［μｍ］離れた場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。
【０００４】
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当接部に、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。
【０００５】
また、特許文献２には、シリコン含有紫外線硬化材料を弾性ブレードに含浸させて膨潤させた後、紫外線照射処理して表面に硬化層を形成したクリーニングブレードが記載されている。このように、紫外線硬化材料からなる弾性ブレードよりも高硬度の硬化層を設けることでも、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。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、表面層や硬化層を設けたクリーニングブレードにおいて、クリーニング性が低下する場合があった。このことについて、本発明者らが鋭意研究した結果、次のことがわかった。すなわち、先端稜線部がスティックスリップ運動をすることがトナーのクリーニング性を良好にするうえで必要な要件であることがわかった。スティックスリップ運動とは、先端稜線部が、感光体との摩擦力により感光体とともに感光体移動方向へ弾性変形していき、ある程度弾性変形すると、ブレードの復元力が摩擦力よりも大きくなり、先端稜線部が感光体表面を滑って元の形状に戻る。そして、元の形状に戻ると、再び先端稜線部が感光体との摩擦力により感光体移動方向へ感光体とともに移動する。このような、往復運動が、スティックスリップ運動である。そして、表面層や硬化層の感光体との間の摩擦係数が低すぎると、感光体との摩擦力が小さくなるため、先端稜線部がスティックスリップ運動をしなくなり、トナーのすり抜けが多くなることがわかったのである。そこで、表面層や硬化層の感光体との間の摩擦係数を高くすると、先端稜線部が十分なスティックスリップ運動をし、クリーニング性は良好になった。しかし、表面層や硬化層の感光体との間の摩擦係数を高くすると、ビビリ異音が発生するという不具合が発生した。
【０００７】
本発明は以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的は、先端稜線部のめくれを抑制しつつ、クリーニング性を良好にでき、かつ、ビビリ異音の発生を抑制することのできる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】
【０００８】
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、上記先端稜線部を１辺に有し、上記被清掃体と対向するブレード下面と、上記先端稜線部を１辺に有しブレードの厚み方向に平行な面であるブレード先端面とに、それぞれ弾性ブレードよりも硬い表面層を設け、ブレード下面の表面層と上記被清掃部材との間の摩擦係数を、ブレード先端面の表面層と被清掃部材との間の摩擦係数よりも低くしたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１のクリーニングブレードにおいて、上記ブレード先端面の表面層と被清掃部材との間の摩擦係数が０．３以上０．６以下、上記ブレード下面の表面層と被清掃部材との間の摩擦係数が０．２５以下であることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１または２のクリーニングブレードにおいて、イソシアネート化合物、フッ素化合物、シリコーン化合物から選ばれる少なくとも１種による含浸改質処理が上記弾性ブレードの先端稜線部に対して施されていることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項３のクリーニングブレードにおいて、弾性ブレードの先端稜線部と被清掃部材との間の摩擦係数を、上記ブレード先端面の表面層と被清掃部材との間の摩擦係数よりも低く、上記ブレード下面の表面層と被清掃部材との間の摩擦係数よりも高くしたことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４いずれかのクリーニングブレードにおいて、上記ブレード下面の表面層および上記ブレード先端面の表面層として、紫外線硬化樹脂を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１乃至５いずれかのクリーニングブレードにおいて、上記弾性体ブレードとして、ウレタン基を含むゴムを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、像担持体と、該像担持体の表面を帯電する帯電手段と、帯電した像担持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該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手段と、該像担持体表面のトナー像を転写体に転写する転写手段と、該像担持体表面に当接して該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ブレードを有するクリーニング手段と、該像担持体表面に滑剤を塗布する滑剤塗布手段とを備えた画像形成装置において、上記クリーニングブレードとして請求項１乃至６いずれかのクリーニングブレードを用い、且つ、上記滑剤塗布手段により非画像形成時に上記像担持体表面の摩擦係数を０．２以下とすることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、像担持体と、少なくとも該像担持体の表面に付着した残トナーを除去するクリーニングブレードを有するクリーニング手段と、該像担持体表面に滑剤を塗布する滑剤塗布手段とを一体に支持し、画像形成装置本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジにおいて、上記クリーニングブレードとして、請求項１乃至６いずれかのクリーニングブレードを用い、且つ、上記滑剤塗布手段により非画像形成時に上記像担持体表面の摩擦係数を０．２以下とすることを特徴とするものである。
【０００９】
後述する検証実験に示すように、ブレード下面の表面層と被清掃部材との間の摩擦係数をブレード先端面の表面層と被清掃部材との間の摩擦係数よりも低くすることで、クリーニング性を良好にでき、かつ、ビビリ異音の発生を抑制できた。かかる構成とすることで、クリーニング性を良好にでき、かつ、ビビリ異音の発生を抑制できる理由の詳細は、不明であるが、本発明者らは、次のように考えている。すなわち、先端稜線部が被清掃部材との摩擦力により被清掃部材の表面移動方向に弾性変形すると、先端面の表面層が、被清掃部材と摺擦する。このとき、先端面の表面層と被清掃部材との間の摩擦係数が低いと、被清掃部材と先端面の表面層とが接触した時点で、被清掃部材との摩擦力よりも弾性ブレードの復元力が大きくなり、元の形状に戻るため、先端稜線部がほとんどスティックスリップ運動しなくなる。よって、先端面の表面層と被清掃部材との間の摩擦係数を高くすることことで、先端面の表面層と被清掃部材との摩擦力により、先端稜線部がある程度、被清掃部材表面移動方向へ移動してから元の形状に戻るようになり、先端稜線部が十分なスティックスリップ運動をする。その結果、クリーニング性が良好になったと考えられる。
また、ビビリ異音に関しては、経時使用などにより、ブレード下面の表面層が被清掃部材と当接する。このとき、ブレード下面の表面層は、先端稜線部のように、被清掃部材表面移動方向へほとんど弾性変形しない。そのため、ブレード下面の表面層と被清掃部材との間の摩擦係数を先端面の表面層と被清掃部材との間の摩擦係数と同じ値にした場合、ブレード下面の表面層と被清掃部材との摩擦力により、ブレード下面の表面層が微小振動する。この微小振動の周波数が、人に聞こえる周波数となり、ビビリ異音となって聞こえたと考えられる。よって、ブレード下面の表面層と被清掃部材との間の摩擦係数を先端面の表面層と被清掃部材との間の摩擦係数よりも低くすることで、ブレード下面の表面層と被清掃部材との摩擦力を下げて、摩擦力をブレード下面の表面層を変形させる力よりも小さくすることで、ブレード下面の表面層が微小振動するのを防止することができる。これにより、ビビリ異音が発生しなかったと考えられる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ブレード下面と先端面とに弾性ブレードよりも硬い表面層を設けることにより先端稜線部のめくれを抑制することができる。また、ブレード下面の表面層と被清掃部材との間の摩擦係数を先端面の表面層と被清掃部材との間の摩擦係数よりも低くすることで、クリーニング性を良好にでき、かつ、ビビリ異音の発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係るプリンタの概略構成図。
【図２】（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３】本実施形態に係るクリーニングブレードの斜視図。
【図４】本実施形態に係るクリーニングブレードの拡大断面図。
【図５】ブレード下面の表面層を先端稜線部から２０〜５０μｍ離した構成のクリーニングブレードの斜視図。
【図６】ブレード下面の表面層を先端稜線部から２０〜５０μｍ離した構成のクリーニングブレードにおける先端稜線部の当接状態を説明する図。
【図７】本実施形態における弾性体ブレードの摩耗幅の測定箇所を示した模式図。
【図８】（ａ）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）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）クリーニングブレードの先端稜線部が欠落した状態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を画像形成装置である電子写真プリンタ（以下、単にプリンタという）に適用した実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係るプリンタの要部を示す概略構成図である。プリンタは、単一色の複写を行うものであり、図示しない画像読み取り部で読み取った画像データに基づいてモノクロ画像形成を行う。
【００１３】
図１に示すように、プリンタは、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。
【００１４】
感光体３の周囲には帯電手段としての帯電装置４、潜像をトナー像化する現像手段である現像装置５、トナー像を記録媒体としての転写紙に転写する転写手段としての転写装置７、転写後の感光体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としてのクリーニング装置６、感光体３上に滑剤を塗布する滑剤塗布手段としての潤滑剤塗布装置１０、感光体３を除電する除電ランプ(不図示）等が配置されている。
【００１５】
帯電装置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。帯電装置４によって一様帯電された感光体３は、図示しない潜像形成手段たる露光装置から画像データに基づいて光Ｌが照射され静電潜像が形成される。
【００１６】
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２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。
【００１７】
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。
【００１８】
潤滑剤塗布装置１０は、固形潤滑剤１０３、潤滑剤加圧スプリング（不図示）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、図示しないブラケットに保持され、潤滑剤加圧スプリング（不図示）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。
【００１９】
帯電装置４には、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手段が用いられる。
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。
【００２０】
また、図示しない露光装置、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）、半導体レーザー（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。
【００２１】
これらの光源のうち、発光ダイオード、及び半導体レーザー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。
【００２２】
次に、プリンタにおける画像形成動作を説明する。
図示しない操作部などからプリント実行の信号を受信したら、帯電装置４、現像ローラ５１にそれぞれ所定の電圧または電流が順次所定のタイミングで印加される。同様に、露光装置及び除電ランプなどにもそれぞれ所定の電圧又は電流が順次所定のタイミングで印加される。また、これと同期して、駆動手段としての感光体駆動モータ（不図示）により感光体３が図中矢印方向に回転駆動される。
【００２３】
感光体３が図中矢印方向に回転すると、まず感光体表面が、帯電装置４によって所定の電位に帯電される。そして、図示しない露光装置から画像信号に対応した光Ｌが感光体３上に照射され、光Ｌが照射された部分の感光体３上が除電され静電潜像が形成される。
【００２４】
静電潜像の形成された感光体３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で感光体３表面を摺擦される。このとき、現像ローラ５１上の負帯電トナーは、現像ローラ５１に印加された所定の現像バイアスによって、静電潜像側に移動し、トナー像化（現像）される。このように、本実施形態では、感光体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。
【００２５】
感光体３上に形成されたトナー像は、図示しない給紙部から上レジストローラと下レジストローラとの対向部を経て、感光体３と転写装置７との間に形成される転写領域に給紙される転写紙に転写される。このとき、転写紙は上レジストローラと下レジストローラとの対向部で画像先端と同期を取り供給される。また、転写紙への転写時には、所定の転写バイアスが印加される。トナー像が転写された転写紙は感光体３から分離され、図示しない定着手段としての定着装置へ搬送される。そして、定着装置を通過する事により、熱と圧力の作用でトナー像が転写紙上に定着されて、転写紙は機外に排出される。
【００２６】
一方、転写後の感光体３の表面は、クリーニング装置６で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。
【００２７】
また、本プリンタにおいては、感光体３と、プロセス手段として帯電装置４、現像装置５、クリーニング装置６、潤滑剤塗布装置１０などが枠体２に収められており、プロセスカートリッジ１として装置本体から一体的に着脱可能となっている。なお、本実施形態では、プロセスカートリッジ１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、帯電装置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。
【００２８】
次に、本プリンタに好適なトナーについて説明する。
本プリンタ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。
【００２９】
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２（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２（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。
【００３０】
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。
【００３１】
このような重合トナーにおいては、上述したように、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。
【００３２】
そこで、本実施形態においては、クリーニングブレード６２の先端稜線部に、イソシアネート化合物、フッ素化合物、シリコーン化合物から選ばれる少なくとも１種を含浸させて低摩擦化と先端内部の硬度上昇とを図る改質処理を行い、また、クリーニングブレード６２よりも硬度の高い表面層をブレード下面とブレード先端面とに設けている。
【００３３】
図３は、クリーニングブレード６２の斜視図であり、図４は、クリーニングブレード６２の拡大断面図である。
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、短冊形状の弾性体ブレード６２２とで構成されている。弾性体ブレード６２２は先端稜線部６２ｃに含浸処理がなされている。
【００３４】
弾性体ブレード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。
弾性体ブレード６２２としては、感光体３の偏心や感光体表面の微小なうねりなどに追随できるように、高い反発弾性体率を有するものが好ましく、ウレタン基を含むゴムであるウレタンゴムなどが好適である。
また、弾性体ブレードと６２２の硬度としては、２５℃における硬度が７０〜７５度（ＪＩＳ Ａ）のウレタンゴムが好ましい。ウレタンゴムの硬度が７５度を超えると、柔軟性に乏しくなり、例えば、ホルダー６２１が微小に傾いて取り付けるなどしたときに、クリーニングブレード６２の軸方向一端側と他端側とで当接圧が異なる所謂偏当りしやすくなり、軸方向で均一な当接圧が得にくくなる。その結果、クリーニング性が低下するおそれがある。一方、硬度が７０度未満の場合は、重合トナーでもクリーニングできるよう当接圧を高く設定したときに、クリーニングブレード６２が反ってしまって、クリーニングブレード６２の先端稜線部６２ｃが浮きあがって、クリーニングブレード６２のブレード下面６２ｂが感光体３と当接する所謂腹当たり現象が生じてしまう。腹当たり現象が生じると、クリーニングブレード６２と感光体表面との当接面積が急激に増大するため、クリーニングブレード６２を大きな力で押しつけても逆に当接圧は小さくなり、クリーニング性が低下してしまう。
【００３５】
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６２３ａ，６２３ｂ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。
【００３６】
弾性体ブレード６２２の先端稜線部６２ｃへの含浸処理は、スプレー塗工、ディップ塗工などによって、イソシアネート化合物、フッ素化合物、シリコーン化合物から選ばれる少なくとも１種を含浸させることで可能である。これは結果として先端稜線部６２ｃの低摩擦化と先端内部の硬度上昇とを図る改質効果を生じさせることができる。先端稜線部６２ｃの摩擦係数が０．５以下となるように低摩擦化処理を行うのが良い。さらに、経時表面層摩耗によって弾性ブレード６２２の先端稜線部が露出したとき、当接する弾性体ブレード６２２の先端稜線部と感光体３との摩擦力を弱めることができ、当接した部分が、感光体表面移動方向に変形するのを抑制することができる。
【００３７】
表面層６２３ａ，６２３ｂは、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弾性ブレード６２２のブレード下面およびブレード先端面に形成する。表面層６２３ａ，６２３ｂとしては、弾性体ブレード６２２よりも硬度の高い部材を被覆するのが好ましい。また、表面層６２３ａ，６２３ｂは、弾性体ブレード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。
【００３８】
また、表面層６２３ａ，６２３ｂ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、弾性ブレード６２２のブレード先端面６２ｂおよびブレード下面６２ａに付着した樹脂に紫外線を照射させるだけで、所望の表面層６２３ａ，６２３ｂ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。
【００３９】
上記紫外線硬化樹脂としては、一つの三次元架橋点あたり分子量３００〜１５００を有するモノマーを用いることが好ましい。上記分子量が１５００を越えると、表面層６２３ａ，６２３ｂは脆弱になり過ぎ、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。逆に分子量３００を下回ると、表面層６２３ａ，６２３ｂが剛直となり過ぎてしまう。表面層６２３ａ，６２３ｂが剛直となりすぎると、表面層６２３ａ，６２３ｂの耐摩耗性能の低下や、ビビリ音が発生しやすくなってしまう。
【００４０】
また、表面層６２３ａ，６２３ｂの層厚は、１〜１０［μｍ］が好ましい。層厚が、１［μｍ］未満だと、表面層６２３ａ，６２３ｂの剛性が弱くなり、クリーニングブレード６２の先端稜線部６２ｃがめくれやすくなってしまう。また、層厚が１０［μｍ］を超えると、先端稜線部６２ｃの運動抑制効果が強すぎ先端稜線部６２ｃの弾性変形が、表面層６２３ａ，６２３ｂにより阻害され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やすくなかったり、異音の発生を生じやすくなったりする。
【００４１】
さらに、ブレード先端面の表面層６２３ａに関しては、層厚が１０［μｍ］を超えると、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やすくなる。これは、スプレー塗工やディップ塗工のように、液体の材料を付着させてブレード先端面の表面層６２３ａを形成しているため、先端稜線部６２ｃは表面張力の関係で、被膜が形成されにくい。このため、先端稜線部６２ｃから離れるにつれてブレード先端面の表面層６２３ａの層厚は、増加する。層厚が１０［μｍ］を超えると、先端稜線部６２ｃの層厚と先端稜線部６２ｃから離れた位置における層厚との差が大きくなり、クリーニングブレード６２の先端稜線部６２ｃの角度が鈍角化する。先端稜線部６２ｃの角度が鈍角となると、先端稜線部６２ｃを直角とした場合に比べて、先端面６２ａと感光体３とがなす当接部の上流側の空隙Ｘ（図３参照）が狭くなる。そのため、長期に渡るクリーニング動作によって空隙にトナーが堆積したとき、せき止められた空隙Ｘ内のトナーに逃げ場がないので、空隙Ｘ内のトナーが徐々に感光体３の下流側に押し出され、クリーニング不良が発生する。
【００４２】
また、先端面の表面層６２３ａの感光体との間の摩擦係数は、０．３以上０．６以下が好ましい。先端稜線部６２ｃは、感光体３との摩擦力により感光体移動方向へ弾性変形する。このように、先端稜線部６２ｃが、感光体移動方向へ弾性変形すると、先端面の表面層６２３ａが感光体３と接触する。このとき、先端面の表面層６２３ａの感光体との間の摩擦係数を０．３以上０．６以下としているので、先端面の表面層６２３ａと感光体３との摩擦力が、先端稜線部６２ｃの復元力よりも大きいため、さらに、先端稜線部６２ｃが感光体移動方向へさらに弾性変形する。そして、めくれない程度に先端稜線部６２ｃが弾性変形すると、先端面の表面層６２３ａと感光体３との摩擦力よりも先端稜線部６２ｃの復元力が勝り、先端稜線部６２ｃが元の形状に戻る。このように、先端稜線部６２ｃが、感光体３とともに、感光体移動方向にある程度移動した後、元の形状に戻るような往復運動（スティックスリップ運動）が、十分に行われる。その結果、トナーのクリーニング性が良好にすることができる。また、十分なスティックスリップ運動が行われるので、先端稜線部６２ｃの磨耗の進行を抑制することができる。
一方、先端面の表面層６２３ａの感光体との間の摩擦係数が、０．３未満だと、先端稜線部６２ｃのスティックスリップ運動が十分に行われず、トナーのすり抜けが生じ、クリーニング不良が生じるおそれがある。また、感光体３との摺擦頻度が高くなり、先端稜線部６２ｃの磨耗の進行が早まってしまう。また、先端面の表面層６２３ａの感光体との間の摩擦係数が、０．６を超えると、表面層６２３ａと感光体３との摩擦力が高くなり、先端稜線部６２ｃがめくれてしまうおそれがある。
【００４３】
また、ブレード下面の表面層６２３ｂの感光体との間の摩擦係数は、先端面の表面層６２３ａの感光体との間の摩擦係数よりも低い０．２５以下にするのが好ましい。ブレード下面の表面層６２３ｂの感光体との間の摩擦係数が、０．２５を超えると、ブレード下面の表面層６２３ｂが微小振動し、ビビリ異音が発生する。ブレード下面の表面層６２３ｂの感光体との間の摩擦係数を、０．２５以下とすることにより、ブレード下面の表面層６２３ｂと感光体３との摩擦力が、ブレード下面の表面層６２３ｂを変形させる力よりも小さくなり、ブレード下面の表面層６２３ｂが、微小振動するのを抑制することができる。これにより、ビビリ異音が生じるのを抑制することができる。
【００４４】
また、先端面の表面層６２３ａの摩耗によって弾性ブレード６２２の先端稜線部が露出した後も、先端稜線部６２ｃが適度にスティックスリップ運動できるよう、弾性ブレード６２２の先端稜線部の摩擦係数は、ブレード下面の表面層６２３ｂの摩擦係数よりも高い、０．２５以上にするのが好ましい。これにより、先端面の表面層６２３ａの摩耗によって弾性ブレード６２２の先端稜線部が露出した後も、先端稜線部が適度にスティックスリップ運動し、良好なクリーニング性を維持することができる。
【００４５】
また、ブレード下面の表面層６２３ｂを、先端稜線部６２ｃから所定の間隔を開けて形成し、図５に示すように、ブレード下面６２ｂ所定幅に非形成領域６２４を設けてもよい。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ると、弾性ブレード６２２の先端稜線部６２ｃが変形し難くなるおそれがある。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６２３ｂを形成すると、ブレード下面の表面層６２３ｂ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。このため、弾性ブレード６２２のブレード下面６２ｂに表面層６２３ｂを形成しないことも考えられる。ブレード下面６２ｂに表面層６２３ｂ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。
【００４６】
ブレード下面６２ｂに先端稜線部６２ｃから所定幅の表面層非形成領域６２４を設けることで、ブレード下面全体に表面層６２３を形成したものに比べて、弾性ブレード６２２の先端稜線部における弾性変形を阻害するのを抑制し、図６に示すように、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。また、弾性ブレード６２２のブレード下面６２ｂに先端稜線部からブレード長手方向に表面層非形成領域６２４をはさんで形成した表面層構成により、弾性ブレード６２２の先端稜線部６２ｃが感光体表面移動方向へ大きく弾性変形するのを抑制し、先端稜線部６２ｃがめくれるのを抑制することができる。
【００４７】
ブレード下面の表面層非形成領域３２４の幅は、２０［μｍ］〜５０［μｍ］が好ましい。２０［μｍ］未満だと、表面層非形成領域６２４を設けることの効果を十分に得ることができず、５０［μｍ］を超えると、ブレード下面の表面層６２３ｂの効果を十分に得ることができず、めくれが生じるおそれがある。
【００４８】
次に、本出願人らが行った検証実験について説明する。
弾性体ブレード６２２の材質、含浸処理方法、各面の表面層６２３ａ，６２３ｂの材質をそれぞれ変化させて、耐久試験を行った。
【００４９】
［弾性体ブレード］
弾性体ブレード６２２としては、２５［℃］における物性が以下の物性となっている５つのウレタンゴムを用意した。
ウレタンゴム１：硬度７２度、反発弾性率３１［％］（東洋ゴム工業製）
ウレタンゴム２：硬度６９度、反発弾性率５０［％］（東洋ゴム工業製）
ウレタンゴム３：硬度７４度、反発弾性率４９［％］（東洋ゴム工業製）
【００５０】
ウレタンゴムの硬度は、島津製作所製デュロメーターを用い、ＪＩＳ Ｋ６２５３に準じて測定した。試料は厚さ６［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。
【００５１】
［含浸剤］
含浸剤としては、以下のものを用いた。
（含浸剤１）
イソシアネート化合物：関東化学 ＭＤＩ １０部
２−ブタノン ９０部
（含浸剤２）
イソシアネート化合物：日本ポリウレタン ＭＲ−１００ １０部
シリコーン樹脂：日油 モディパーＦ−６００ ５部
２−ブタノン ８５部
【００５２】
［表面層］
各面の表面層６２３ａ，６２３ｂとしては、以下のものを用いた。
（表面層１）
ウレタンアクリレートオリゴマー：根上工業 ＵＮ−９０４ １０部
低摩擦係数化アクリレートオリゴマー：大阪化学工業 Ｖ−３Ｆ 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 １部
溶媒：２−ブタノン ８８部
摩擦係数：０．２５
（表面層２）
アクリレートオリゴマー：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：２−ブタノン ７８部
摩擦係数：０．３０
（表面層３）
ウレタンアクリレートオリゴマー：根上工業 ＵＮ−２７００ 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：２−ブタノン ８９部
摩擦係数：０．６
【００５３】
表面層の感光体との間の摩擦係数は、新東科学製トライボギアミューズ９４ｉを用い、最大静止摩擦係数を測定した。試料は、５０［ｍｍ］×５０［ｍｍ］のガラス板上にコーティング材料を約１０［μｍ］スプレー塗工したものとした。また、接触子（スライダー）は、感光体表面と同材料のフィルムを用いた。
【００５４】
ウレタンアクリレート（根上工業 ＵＮ−９０４）のマルテンス硬度は、単品（１００％）で約３００［Ｎ／ｍｍ２］で、これに対し、硬度７０度のウレタンゴムのマルテンス硬度は、１［Ｎ／ｍｍ２］以下であるので、ウレタンアクリレートオリゴマーを主成分とする表面層１〜３は、弾性ブレード１〜３よりも、十分に硬度が高いものである。
【００５５】
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１〜３のいずれかを用いて厚さ１．８［ｍｍ］の短冊形状の弾性体ブレードを作成し、この弾性体ブレードを含浸剤１〜４のいずれかに所定時間浸漬したのち、３分間風乾し、さらにスプレー塗工法とスクリーン印刷法により上記表面層１〜表面層３いずれかの表面層を先端面およびブレード下面に形成した。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体ブレードに対し、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］幅に表面層が形成されるように塗工した。ブレード下面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、上記表面層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。
【００５６】
先端面およびブレード下面に表面層が形成された弾性体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とした。これを同じくリコー製カラー複合機 ｉｍａｇｉｏ ＭＰ Ｃ４５００（図１と同様の構成）に取り付け、実施例１〜実施例５、比較例１〜比較例３の画像形成装置を作製した。なお、クリーニングブレードは、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、本装置は感光体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。
【００５７】
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）
【００５８】
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。
【００５９】
［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７に示すようにブレード下面側からみた摩耗幅
【００６０】
以下に実施例１〜実施例５、比較例１〜比較例３のクリーニングブレードの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体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。
【００６１】
また、クリーニングブレードの先端稜線部の摩擦係数は、新東科学株式会社製・摩擦摩耗試験機（ブレードホルダー装着）を使い測定した。具体的には、ガラス板上に感光体表面層と同成分の被膜が形成された「擬似感光体」に、クリーニングブレードを上述と同じ接触条件（角度：７９°、線圧：２０［ｇ／ｃｍ］）になるよう取り付け、ガラス板を動かしてその時の動摩擦係数を測定した。
【００６２】
（実施例１）
ベースウレタンゴム：ウレタンゴム１
含浸剤：含浸剤１
含浸時間：３０秒
先端表面層：表面層２
下面表面層：表面層１
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：ブレード下面１［μｍ］
：先端面１［μｍ］
ブレードエッジ摩耗幅：５［μｍ］
クリーニング不良発生：なし
異音発生：なし
【００６３】
（実施例２）
ベースウレタンゴム：ウレタンゴム２
含浸剤：含浸剤２
含浸時間：３０秒
先端表面層：表面層３
下面表面層：表面層１
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：ブレード下面１［μｍ］
：先端面１［μｍ］
ブレードエッジ摩耗幅：５［μｍ］
クリーニング不良発生：なし
異音発生：なし
【００６４】
（実施例３）
ベースウレタンゴム：ウレタンゴム３
含浸剤：含浸剤１
含浸時間：３０秒
先端表面層：表面層２
下面表面層：表面層１
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：ブレード下面５［μｍ］
：先端面２［μｍ］
ブレードエッジ摩耗幅：５［μｍ］
クリーニング不良発生：なし
異音発生：なし
【００６５】
（実施例４）
ベースウレタンゴム：ウレタンゴム２
含浸剤：含浸剤１
含浸時間：３０秒
先端表面層：表面層３
下面表面層：表面層１
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：ブレード下面３［μｍ］
：先端面２［μｍ］
ブレードエッジ摩耗幅：５［μｍ］
クリーニング不良発生：なし
異音発生：なし
【００６６】
（比較例１）
ベースウレタンゴム：ウレタンゴム１
含浸：なし
表面層：なし
ブレードエッジ摩耗幅：３０［μｍ］
クリーニング不良発生：帯状クリーニング不良３箇所
異音発生：なし
先端面えぐれ摩耗発生
【００６７】
（比較例２）
ベースウレタンゴム：ウレタンゴム１
含浸：なし
含浸時間：３０秒
先端表面層：表面層２
下面表面層：表面層１
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：ブレード下面３［μｍ］
：先端面２［μｍ］
ブレードエッジ摩耗幅：２０［μｍ］
クリーニング不良発生：帯状クリーニング不良３箇所
異音発生：ビビリ
【００６８】
（比較例３）
ベースウレタンゴム：ウレタンゴム１
含浸剤：含浸剤１
先端表面層：表面層１
下面表面層：表面層３
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：ブレード下面５［μｍ］
：先端面１［μｍ］
ブレードエッジ摩耗幅：７０［μｍ］
クリーニング不良発生：帯状クリーニング不良４箇所
異音発生：ビビリ
先端面えぐれ摩耗発生
【００６９】
【表１】
【００７０】
上記表１は、実施例１〜実施例４、比較例１〜比較例３の検証実験の結果をまとめたものである。
実施例１〜実施例４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。
【００７１】
実施例１〜実施例４においては、含浸処理による低摩擦化、硬度上昇を図る先端稜線部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。また、ブレード下面の表面層の感光体との間の摩擦係数が０．２５以下に抑えられている。このため、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、弾性体ブレード６２２の摩耗も抑制することができたと考えられる。また、ブレード下面の表面層６２３ｂ、ブレード先端面の表面層６２３ａにより、弾性ブレード６２２の先端稜線部近傍を補強する効果が得られ、それにより先端稜線部の運動を適度に制御することができ、めくれを抑制できたと考えられる。また、５万枚通紙後の磨耗幅を５［μｍ］以下に抑えることができた。これは、先端面の表面層６２３ａの感光体との間の摩擦係数を０．３〜０．６と高いため、先端稜線部６２ｃが、適度にスティックスリップ運動し、磨耗を抑制できたと考えられる。また、経時使用により、先端面の表面層６２３ａが磨耗し、弾性ブレード６２２の先端面の先端端稜線部近傍が露出するが、弾性ブレード６２２の先端稜線部は、改質処理され、摩擦係数が０．２７〜０．４になっている。このため、弾性ブレード６２２の先端面の先端稜線部近傍が露出した後も、先端稜線部６２ｃが、適度にスティックスリップ運動し、磨耗を抑制できたと考えられる。また、弾性ブレード６２２の先端稜線部６２ｃが露出した後も、先端稜線部６２ｃが適度にスティックスリップ運動したので、良好なクリーニング性を維持することができたと考えられる。
【００７２】
一方、比較例１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、先端稜線部の運動性を適度に制御できていないため、先端稜線部がめくれ、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。
【００７３】
また、比較例２においては、ビビリ異音が確認された。これは、弾性ブレードは含浸改質処理を行っていないため、摩擦係数が高い。そのため、摩耗進行とともに露出した基材ゴムのみが、感光体との摩擦力により微小振動し、その振動の周波数が、人に聞こえる周波数となり、不快なビビリ音となったと考えられる。また、比較例２においては、クリーニング不良が確認された。これは、露出した基材ゴムの微小振動による振動エネルギーにより、先端面の表面層の露出した基材ゴム側端部やブレード下面の表面層の露出した基材ゴム側端部に部分的な破壊が起き、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。
【００７４】
比較例３においては、使用初期時にクリーニング不良が確認された。これは、先端面の表面層の感光体との間の摩擦係数が０．２５と低いため、先端稜線部のスティックスリップ運動が十分でなく、使用初期時に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、ビビリ異音も確認された。これは、ブレード下面の表面層６２３ｂの感光体との間の摩擦係数が０．６と高いため、ブレード下面の表面層６２３ｂが、微小振動し、ビビリ異音が発生したと考えられる。さらに、比較例３は、磨耗幅が７０［μｍ］と耐磨耗性が著しく劣っていた。これは、先端面の表面層６２３ａが、早期に磨耗してしまったからと考えられる。先端面の表面層６２３ａには、低摩擦係数化するための添加剤が加えられており、これが、おそらく、表面層６２３ａの分子構造を不安定化する方向に働き、表面層６２３ａの耐磨耗性を低下させてしまったため、先端面の表面層６２３ａが、早期に磨耗してしまったと考えられる。これに加え、先端稜線部６２ｃのスティックスリップ運動が十分でないことも、先端面の表面層６２３ａが、早期に磨耗してしまった一要因であると考えられる。
また、比較例３においては、先端面えぐれ磨耗が発生した。これも、先端面の表面層６２３ａには、低摩擦係数化するための添加剤が加えられており、これが、おそらく、表面層６２３ａの剛性を下げてしまい、めくれを抑制できず、えぐれ磨耗が生じたと考えられる。
【００７５】
以上、本実施形態によれば、弾性ブレード６２２で構成され、表面移動する被清掃部材たる感光体３の表面に先端稜線部６２ｃを当接させて、感光体表面から粉体たるトナーを除去するクリーニングブレードにおいて、端稜線部６２ｃを１辺に有し、感光体３と対向するブレード下面６２ｂと、先端稜線部６２ｃを１辺に有し、ブレードの厚み方向に平行な面であるブレード先端面６２ａとに、それぞれ弾性ブレード６２２よりも硬い表面層６２３ａ，６２３ｂを設け、ブレード下面の表面層６２３ｂの感光体との間の摩擦係数を、ブレード先端面の表面層６２３ａの感光体との間の摩擦係数よりも低くした。具体的には、ブレード先端面の表面層６２３ａの感光体との間の摩擦係数を０．３以上０．６以下、ブレード下面の表面層６２３ｂの感光体との間の摩擦係数を０．２５以下した。これにより、上述した検証実験で明らかなように、先端稜線部６２ｃがめくれを抑制しつつ、良好なクリーニング性を維持することができ、かつ、ビビリ異音の発生を抑制することができた。
【００７６】
また、本実施形態によれば、弾性体ブレード６２２は先端稜線部６２ｃに、イソシアネート化合物、フッ素化合物、シリコーン化合物から選ばれる少なくとも１種を含浸させる低摩擦処理がなされる。これにより、感光体３の表面と先端稜線部６２ｃとの間で生じる摩擦力を低減することができ、先端稜線部のめくれを抑制することができる。
【００７７】
また、弾性ブレード６２２の先端稜線部の感光体との間の摩擦係数を、ブレード先端面の表面層６２３ａの感光体との間の摩擦係数よりも低く、ブレード下面の表面層６２３ｂの感光体との間の摩擦係数よりも高くすることによって、上述した検証実験で明らかなように、弾性ブレード６２２が露出した後も、先端稜線部６２ｃが適度なスティックスリップ運動をし、良好なクリーニング性を維持することができる。また、先端面の表面層６２３ａよりも感光体との間の摩擦係数が低いので、弾性ブレード６２２が露出した後も、感光体３の表面と先端稜線部６２ｃとの間で生じる摩擦力により先端稜線部６２ｃのめくれを抑制することができる。
【００７８】
また、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に付着した樹脂に紫外線を照射させるだけで、所望の表面層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。
【００７９】
また、本実施形態によれば、弾性体ブレード６２２として、ウレタン基を含むゴムを用いたことで、感光体３に偏心などあっても、柔軟に弾性体ブレード６２２が変形して、所定の当接圧を維持することができ、良好なクリーニング性を維持することができる。
【００８０】
また、感光体３表面に潤滑剤を塗布することにより非画像形成時に感光体表面の摩擦係数を０．２以下とする。これにより、経時的な異音発生を回避することができ、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、弾性体ブレード６２２の摩耗も抑制することができたと考えられる。
【００８１】
また、本実施形態によれば、プロセスカートリッジ１として上述のクリーニングブレード６２を一体に構成することで、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】
【００８２】
１ プロセスカートリッジ
２ 枠体
３ 感光体
４ 帯電装置
５ 現像装置
６ クリーニング装置
７ 転写装置
１０ 潤滑剤塗布装置
１４ 転写ベルト
５１ 現像ローラ
５２ 供給スクリュ
５３ 攪拌スクリュ
５４ ドクタ
６２ クリーニングブレード
６２ａ 先端面
６２ｂ ブレード下面
６２ｃ 先端稜線部
１０１ ファーブラシ
１０３ 固形潤滑剤
２６２ クリーニングブレード
２６２ａ 先端面
２６２ｂ ブレード下面
２６２ｃ 先端稜線部
６２１ ホルダー
６２２ 弾性体ブレード
６２３ 表面層
６２４ ブレード下面表面層非形成領域
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８３】
【特許文献１】特許第３６０２８９８号公報
【特許文献２】特開２００４−２３３８１８号公報
【技術分野】
【０００１】
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短冊形状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。
【０００２】
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。
【０００３】
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３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３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の先端面６２ｂの先端稜線部６２ｃから数［μｍ］離れた場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。
【０００４】
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当接部に、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。
【０００５】
また、特許文献２には、シリコン含有紫外線硬化材料を弾性ブレードに含浸させて膨潤させた後、紫外線照射処理して表面に硬化層を形成したクリーニングブレードが記載されている。このように、紫外線硬化材料からなる弾性ブレードよりも高硬度の硬化層を設けることでも、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。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、表面層や硬化層を設けたクリーニングブレードにおいて、クリーニング性が低下する場合があった。このことについて、本発明者らが鋭意研究した結果、次のことがわかった。すなわち、先端稜線部がスティックスリップ運動をすることがトナーのクリーニング性を良好にするうえで必要な要件であることがわかった。スティックスリップ運動とは、先端稜線部が、感光体との摩擦力により感光体とともに感光体移動方向へ弾性変形していき、ある程度弾性変形すると、ブレードの復元力が摩擦力よりも大きくなり、先端稜線部が感光体表面を滑って元の形状に戻る。そして、元の形状に戻ると、再び先端稜線部が感光体との摩擦力により感光体移動方向へ感光体とともに移動する。このような、往復運動が、スティックスリップ運動である。そして、表面層や硬化層の感光体との間の摩擦係数が低すぎると、感光体との摩擦力が小さくなるため、先端稜線部がスティックスリップ運動をしなくなり、トナーのすり抜けが多くなることがわかったのである。そこで、表面層や硬化層の感光体との間の摩擦係数を高くすると、先端稜線部が十分なスティックスリップ運動をし、クリーニング性は良好になった。しかし、表面層や硬化層の感光体との間の摩擦係数を高くすると、ビビリ異音が発生するという不具合が発生した。
【０００７】
本発明は以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的は、先端稜線部のめくれを抑制しつつ、クリーニング性を良好にでき、かつ、ビビリ異音の発生を抑制することのできる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】
【０００８】
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、上記先端稜線部を１辺に有し、上記被清掃体と対向するブレード下面と、上記先端稜線部を１辺に有しブレードの厚み方向に平行な面であるブレード先端面とに、それぞれ弾性ブレードよりも硬い表面層を設け、ブレード下面の表面層と上記被清掃部材との間の摩擦係数を、ブレード先端面の表面層と被清掃部材との間の摩擦係数よりも低くしたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１のクリーニングブレードにおいて、上記ブレード先端面の表面層と被清掃部材との間の摩擦係数が０．３以上０．６以下、上記ブレード下面の表面層と被清掃部材との間の摩擦係数が０．２５以下であることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１または２のクリーニングブレードにおいて、イソシアネート化合物、フッ素化合物、シリコーン化合物から選ばれる少なくとも１種による含浸改質処理が上記弾性ブレードの先端稜線部に対して施されていることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項３のクリーニングブレードにおいて、弾性ブレードの先端稜線部と被清掃部材との間の摩擦係数を、上記ブレード先端面の表面層と被清掃部材との間の摩擦係数よりも低く、上記ブレード下面の表面層と被清掃部材との間の摩擦係数よりも高くしたことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４いずれかのクリーニングブレードにおいて、上記ブレード下面の表面層および上記ブレード先端面の表面層として、紫外線硬化樹脂を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１乃至５いずれかのクリーニングブレードにおいて、上記弾性体ブレードとして、ウレタン基を含むゴムを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、像担持体と、該像担持体の表面を帯電する帯電手段と、帯電した像担持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該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手段と、該像担持体表面のトナー像を転写体に転写する転写手段と、該像担持体表面に当接して該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ブレードを有するクリーニング手段と、該像担持体表面に滑剤を塗布する滑剤塗布手段とを備えた画像形成装置において、上記クリーニングブレードとして請求項１乃至６いずれかのクリーニングブレードを用い、且つ、上記滑剤塗布手段により非画像形成時に上記像担持体表面の摩擦係数を０．２以下とすることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、像担持体と、少なくとも該像担持体の表面に付着した残トナーを除去するクリーニングブレードを有するクリーニング手段と、該像担持体表面に滑剤を塗布する滑剤塗布手段とを一体に支持し、画像形成装置本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジにおいて、上記クリーニングブレードとして、請求項１乃至６いずれかのクリーニングブレードを用い、且つ、上記滑剤塗布手段により非画像形成時に上記像担持体表面の摩擦係数を０．２以下とすることを特徴とするものである。
【０００９】
後述する検証実験に示すように、ブレード下面の表面層と被清掃部材との間の摩擦係数をブレード先端面の表面層と被清掃部材との間の摩擦係数よりも低くすることで、クリーニング性を良好にでき、かつ、ビビリ異音の発生を抑制できた。かかる構成とすることで、クリーニング性を良好にでき、かつ、ビビリ異音の発生を抑制できる理由の詳細は、不明であるが、本発明者らは、次のように考えている。すなわち、先端稜線部が被清掃部材との摩擦力により被清掃部材の表面移動方向に弾性変形すると、先端面の表面層が、被清掃部材と摺擦する。このとき、先端面の表面層と被清掃部材との間の摩擦係数が低いと、被清掃部材と先端面の表面層とが接触した時点で、被清掃部材との摩擦力よりも弾性ブレードの復元力が大きくなり、元の形状に戻るため、先端稜線部がほとんどスティックスリップ運動しなくなる。よって、先端面の表面層と被清掃部材との間の摩擦係数を高くすることことで、先端面の表面層と被清掃部材との摩擦力により、先端稜線部がある程度、被清掃部材表面移動方向へ移動してから元の形状に戻るようになり、先端稜線部が十分なスティックスリップ運動をする。その結果、クリーニング性が良好になったと考えられる。
また、ビビリ異音に関しては、経時使用などにより、ブレード下面の表面層が被清掃部材と当接する。このとき、ブレード下面の表面層は、先端稜線部のように、被清掃部材表面移動方向へほとんど弾性変形しない。そのため、ブレード下面の表面層と被清掃部材との間の摩擦係数を先端面の表面層と被清掃部材との間の摩擦係数と同じ値にした場合、ブレード下面の表面層と被清掃部材との摩擦力により、ブレード下面の表面層が微小振動する。この微小振動の周波数が、人に聞こえる周波数となり、ビビリ異音となって聞こえたと考えられる。よって、ブレード下面の表面層と被清掃部材との間の摩擦係数を先端面の表面層と被清掃部材との間の摩擦係数よりも低くすることで、ブレード下面の表面層と被清掃部材との摩擦力を下げて、摩擦力をブレード下面の表面層を変形させる力よりも小さくすることで、ブレード下面の表面層が微小振動するのを防止することができる。これにより、ビビリ異音が発生しなかったと考えられる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ブレード下面と先端面とに弾性ブレードよりも硬い表面層を設けることにより先端稜線部のめくれを抑制することができる。また、ブレード下面の表面層と被清掃部材との間の摩擦係数を先端面の表面層と被清掃部材との間の摩擦係数よりも低くすることで、クリーニング性を良好にでき、かつ、ビビリ異音の発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係るプリンタの概略構成図。
【図２】（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３】本実施形態に係るクリーニングブレードの斜視図。
【図４】本実施形態に係るクリーニングブレードの拡大断面図。
【図５】ブレード下面の表面層を先端稜線部から２０〜５０μｍ離した構成のクリーニングブレードの斜視図。
【図６】ブレード下面の表面層を先端稜線部から２０〜５０μｍ離した構成のクリーニングブレードにおける先端稜線部の当接状態を説明する図。
【図７】本実施形態における弾性体ブレードの摩耗幅の測定箇所を示した模式図。
【図８】（ａ）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）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）クリーニングブレードの先端稜線部が欠落した状態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を画像形成装置である電子写真プリンタ（以下、単にプリンタという）に適用した実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係るプリンタの要部を示す概略構成図である。プリンタは、単一色の複写を行うものであり、図示しない画像読み取り部で読み取った画像データに基づいてモノクロ画像形成を行う。
【００１３】
図１に示すように、プリンタは、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。
【００１４】
感光体３の周囲には帯電手段としての帯電装置４、潜像をトナー像化する現像手段である現像装置５、トナー像を記録媒体としての転写紙に転写する転写手段としての転写装置７、転写後の感光体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としてのクリーニング装置６、感光体３上に滑剤を塗布する滑剤塗布手段としての潤滑剤塗布装置１０、感光体３を除電する除電ランプ(不図示）等が配置されている。
【００１５】
帯電装置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。帯電装置４によって一様帯電された感光体３は、図示しない潜像形成手段たる露光装置から画像データに基づいて光Ｌが照射され静電潜像が形成される。
【００１６】
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２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。
【００１７】
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。
【００１８】
潤滑剤塗布装置１０は、固形潤滑剤１０３、潤滑剤加圧スプリング（不図示）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、図示しないブラケットに保持され、潤滑剤加圧スプリング（不図示）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。
【００１９】
帯電装置４には、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手段が用いられる。
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。
【００２０】
また、図示しない露光装置、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）、半導体レーザー（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。
【００２１】
これらの光源のうち、発光ダイオード、及び半導体レーザー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。
【００２２】
次に、プリンタにおける画像形成動作を説明する。
図示しない操作部などからプリント実行の信号を受信したら、帯電装置４、現像ローラ５１にそれぞれ所定の電圧または電流が順次所定のタイミングで印加される。同様に、露光装置及び除電ランプなどにもそれぞれ所定の電圧又は電流が順次所定のタイミングで印加される。また、これと同期して、駆動手段としての感光体駆動モータ（不図示）により感光体３が図中矢印方向に回転駆動される。
【００２３】
感光体３が図中矢印方向に回転すると、まず感光体表面が、帯電装置４によって所定の電位に帯電される。そして、図示しない露光装置から画像信号に対応した光Ｌが感光体３上に照射され、光Ｌが照射された部分の感光体３上が除電され静電潜像が形成される。
【００２４】
静電潜像の形成された感光体３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で感光体３表面を摺擦される。このとき、現像ローラ５１上の負帯電トナーは、現像ローラ５１に印加された所定の現像バイアスによって、静電潜像側に移動し、トナー像化（現像）される。このように、本実施形態では、感光体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。
【００２５】
感光体３上に形成されたトナー像は、図示しない給紙部から上レジストローラと下レジストローラとの対向部を経て、感光体３と転写装置７との間に形成される転写領域に給紙される転写紙に転写される。このとき、転写紙は上レジストローラと下レジストローラとの対向部で画像先端と同期を取り供給される。また、転写紙への転写時には、所定の転写バイアスが印加される。トナー像が転写された転写紙は感光体３から分離され、図示しない定着手段としての定着装置へ搬送される。そして、定着装置を通過する事により、熱と圧力の作用でトナー像が転写紙上に定着されて、転写紙は機外に排出される。
【００２６】
一方、転写後の感光体３の表面は、クリーニング装置６で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。
【００２７】
また、本プリンタにおいては、感光体３と、プロセス手段として帯電装置４、現像装置５、クリーニング装置６、潤滑剤塗布装置１０などが枠体２に収められており、プロセスカートリッジ１として装置本体から一体的に着脱可能となっている。なお、本実施形態では、プロセスカートリッジ１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、帯電装置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。
【００２８】
次に、本プリンタに好適なトナーについて説明する。
本プリンタ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。
【００２９】
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２（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２（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。
【００３０】
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。
【００３１】
このような重合トナーにおいては、上述したように、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。
【００３２】
そこで、本実施形態においては、クリーニングブレード６２の先端稜線部に、イソシアネート化合物、フッ素化合物、シリコーン化合物から選ばれる少なくとも１種を含浸させて低摩擦化と先端内部の硬度上昇とを図る改質処理を行い、また、クリーニングブレード６２よりも硬度の高い表面層をブレード下面とブレード先端面とに設けている。
【００３３】
図３は、クリーニングブレード６２の斜視図であり、図４は、クリーニングブレード６２の拡大断面図である。
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、短冊形状の弾性体ブレード６２２とで構成されている。弾性体ブレード６２２は先端稜線部６２ｃに含浸処理がなされている。
【００３４】
弾性体ブレード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。
弾性体ブレード６２２としては、感光体３の偏心や感光体表面の微小なうねりなどに追随できるように、高い反発弾性体率を有するものが好ましく、ウレタン基を含むゴムであるウレタンゴムなどが好適である。
また、弾性体ブレードと６２２の硬度としては、２５℃における硬度が７０〜７５度（ＪＩＳ Ａ）のウレタンゴムが好ましい。ウレタンゴムの硬度が７５度を超えると、柔軟性に乏しくなり、例えば、ホルダー６２１が微小に傾いて取り付けるなどしたときに、クリーニングブレード６２の軸方向一端側と他端側とで当接圧が異なる所謂偏当りしやすくなり、軸方向で均一な当接圧が得にくくなる。その結果、クリーニング性が低下するおそれがある。一方、硬度が７０度未満の場合は、重合トナーでもクリーニングできるよう当接圧を高く設定したときに、クリーニングブレード６２が反ってしまって、クリーニングブレード６２の先端稜線部６２ｃが浮きあがって、クリーニングブレード６２のブレード下面６２ｂが感光体３と当接する所謂腹当たり現象が生じてしまう。腹当たり現象が生じると、クリーニングブレード６２と感光体表面との当接面積が急激に増大するため、クリーニングブレード６２を大きな力で押しつけても逆に当接圧は小さくなり、クリーニング性が低下してしまう。
【００３５】
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６２３ａ，６２３ｂ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。
【００３６】
弾性体ブレード６２２の先端稜線部６２ｃへの含浸処理は、スプレー塗工、ディップ塗工などによって、イソシアネート化合物、フッ素化合物、シリコーン化合物から選ばれる少なくとも１種を含浸させることで可能である。これは結果として先端稜線部６２ｃの低摩擦化と先端内部の硬度上昇とを図る改質効果を生じさせることができる。先端稜線部６２ｃの摩擦係数が０．５以下となるように低摩擦化処理を行うのが良い。さらに、経時表面層摩耗によって弾性ブレード６２２の先端稜線部が露出したとき、当接する弾性体ブレード６２２の先端稜線部と感光体３との摩擦力を弱めることができ、当接した部分が、感光体表面移動方向に変形するのを抑制することができる。
【００３７】
表面層６２３ａ，６２３ｂは、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弾性ブレード６２２のブレード下面およびブレード先端面に形成する。表面層６２３ａ，６２３ｂとしては、弾性体ブレード６２２よりも硬度の高い部材を被覆するのが好ましい。また、表面層６２３ａ，６２３ｂは、弾性体ブレード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。
【００３８】
また、表面層６２３ａ，６２３ｂ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、弾性ブレード６２２のブレード先端面６２ｂおよびブレード下面６２ａに付着した樹脂に紫外線を照射させるだけで、所望の表面層６２３ａ，６２３ｂ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。
【００３９】
上記紫外線硬化樹脂としては、一つの三次元架橋点あたり分子量３００〜１５００を有するモノマーを用いることが好ましい。上記分子量が１５００を越えると、表面層６２３ａ，６２３ｂは脆弱になり過ぎ、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。逆に分子量３００を下回ると、表面層６２３ａ，６２３ｂが剛直となり過ぎてしまう。表面層６２３ａ，６２３ｂが剛直となりすぎると、表面層６２３ａ，６２３ｂの耐摩耗性能の低下や、ビビリ音が発生しやすくなってしまう。
【００４０】
また、表面層６２３ａ，６２３ｂの層厚は、１〜１０［μｍ］が好ましい。層厚が、１［μｍ］未満だと、表面層６２３ａ，６２３ｂの剛性が弱くなり、クリーニングブレード６２の先端稜線部６２ｃがめくれやすくなってしまう。また、層厚が１０［μｍ］を超えると、先端稜線部６２ｃの運動抑制効果が強すぎ先端稜線部６２ｃの弾性変形が、表面層６２３ａ，６２３ｂにより阻害され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やすくなかったり、異音の発生を生じやすくなったりする。
【００４１】
さらに、ブレード先端面の表面層６２３ａに関しては、層厚が１０［μｍ］を超えると、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やすくなる。これは、スプレー塗工やディップ塗工のように、液体の材料を付着させてブレード先端面の表面層６２３ａを形成しているため、先端稜線部６２ｃは表面張力の関係で、被膜が形成されにくい。このため、先端稜線部６２ｃから離れるにつれてブレード先端面の表面層６２３ａの層厚は、増加する。層厚が１０［μｍ］を超えると、先端稜線部６２ｃの層厚と先端稜線部６２ｃから離れた位置における層厚との差が大きくなり、クリーニングブレード６２の先端稜線部６２ｃの角度が鈍角化する。先端稜線部６２ｃの角度が鈍角となると、先端稜線部６２ｃを直角とした場合に比べて、先端面６２ａと感光体３とがなす当接部の上流側の空隙Ｘ（図３参照）が狭くなる。そのため、長期に渡るクリーニング動作によって空隙にトナーが堆積したとき、せき止められた空隙Ｘ内のトナーに逃げ場がないので、空隙Ｘ内のトナーが徐々に感光体３の下流側に押し出され、クリーニング不良が発生する。
【００４２】
また、先端面の表面層６２３ａの感光体との間の摩擦係数は、０．３以上０．６以下が好ましい。先端稜線部６２ｃは、感光体３との摩擦力により感光体移動方向へ弾性変形する。このように、先端稜線部６２ｃが、感光体移動方向へ弾性変形すると、先端面の表面層６２３ａが感光体３と接触する。このとき、先端面の表面層６２３ａの感光体との間の摩擦係数を０．３以上０．６以下としているので、先端面の表面層６２３ａと感光体３との摩擦力が、先端稜線部６２ｃの復元力よりも大きいため、さらに、先端稜線部６２ｃが感光体移動方向へさらに弾性変形する。そして、めくれない程度に先端稜線部６２ｃが弾性変形すると、先端面の表面層６２３ａと感光体３との摩擦力よりも先端稜線部６２ｃの復元力が勝り、先端稜線部６２ｃが元の形状に戻る。このように、先端稜線部６２ｃが、感光体３とともに、感光体移動方向にある程度移動した後、元の形状に戻るような往復運動（スティックスリップ運動）が、十分に行われる。その結果、トナーのクリーニング性が良好にすることができる。また、十分なスティックスリップ運動が行われるので、先端稜線部６２ｃの磨耗の進行を抑制することができる。
一方、先端面の表面層６２３ａの感光体との間の摩擦係数が、０．３未満だと、先端稜線部６２ｃのスティックスリップ運動が十分に行われず、トナーのすり抜けが生じ、クリーニング不良が生じるおそれがある。また、感光体３との摺擦頻度が高くなり、先端稜線部６２ｃの磨耗の進行が早まってしまう。また、先端面の表面層６２３ａの感光体との間の摩擦係数が、０．６を超えると、表面層６２３ａと感光体３との摩擦力が高くなり、先端稜線部６２ｃがめくれてしまうおそれがある。
【００４３】
また、ブレード下面の表面層６２３ｂの感光体との間の摩擦係数は、先端面の表面層６２３ａの感光体との間の摩擦係数よりも低い０．２５以下にするのが好ましい。ブレード下面の表面層６２３ｂの感光体との間の摩擦係数が、０．２５を超えると、ブレード下面の表面層６２３ｂが微小振動し、ビビリ異音が発生する。ブレード下面の表面層６２３ｂの感光体との間の摩擦係数を、０．２５以下とすることにより、ブレード下面の表面層６２３ｂと感光体３との摩擦力が、ブレード下面の表面層６２３ｂを変形させる力よりも小さくなり、ブレード下面の表面層６２３ｂが、微小振動するのを抑制することができる。これにより、ビビリ異音が生じるのを抑制することができる。
【００４４】
また、先端面の表面層６２３ａの摩耗によって弾性ブレード６２２の先端稜線部が露出した後も、先端稜線部６２ｃが適度にスティックスリップ運動できるよう、弾性ブレード６２２の先端稜線部の摩擦係数は、ブレード下面の表面層６２３ｂの摩擦係数よりも高い、０．２５以上にするのが好ましい。これにより、先端面の表面層６２３ａの摩耗によって弾性ブレード６２２の先端稜線部が露出した後も、先端稜線部が適度にスティックスリップ運動し、良好なクリーニング性を維持することができる。
【００４５】
また、ブレード下面の表面層６２３ｂを、先端稜線部６２ｃから所定の間隔を開けて形成し、図５に示すように、ブレード下面６２ｂ所定幅に非形成領域６２４を設けてもよい。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ると、弾性ブレード６２２の先端稜線部６２ｃが変形し難くなるおそれがある。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６２３ｂを形成すると、ブレード下面の表面層６２３ｂ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。このため、弾性ブレード６２２のブレード下面６２ｂに表面層６２３ｂを形成しないことも考えられる。ブレード下面６２ｂに表面層６２３ｂ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。
【００４６】
ブレード下面６２ｂに先端稜線部６２ｃから所定幅の表面層非形成領域６２４を設けることで、ブレード下面全体に表面層６２３を形成したものに比べて、弾性ブレード６２２の先端稜線部における弾性変形を阻害するのを抑制し、図６に示すように、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。また、弾性ブレード６２２のブレード下面６２ｂに先端稜線部からブレード長手方向に表面層非形成領域６２４をはさんで形成した表面層構成により、弾性ブレード６２２の先端稜線部６２ｃが感光体表面移動方向へ大きく弾性変形するのを抑制し、先端稜線部６２ｃがめくれるのを抑制することができる。
【００４７】
ブレード下面の表面層非形成領域３２４の幅は、２０［μｍ］〜５０［μｍ］が好ましい。２０［μｍ］未満だと、表面層非形成領域６２４を設けることの効果を十分に得ることができず、５０［μｍ］を超えると、ブレード下面の表面層６２３ｂの効果を十分に得ることができず、めくれが生じるおそれがある。
【００４８】
次に、本出願人らが行った検証実験について説明する。
弾性体ブレード６２２の材質、含浸処理方法、各面の表面層６２３ａ，６２３ｂの材質をそれぞれ変化させて、耐久試験を行った。
【００４９】
［弾性体ブレード］
弾性体ブレード６２２としては、２５［℃］における物性が以下の物性となっている５つのウレタンゴムを用意した。
ウレタンゴム１：硬度７２度、反発弾性率３１［％］（東洋ゴム工業製）
ウレタンゴム２：硬度６９度、反発弾性率５０［％］（東洋ゴム工業製）
ウレタンゴム３：硬度７４度、反発弾性率４９［％］（東洋ゴム工業製）
【００５０】
ウレタンゴムの硬度は、島津製作所製デュロメーターを用い、ＪＩＳ Ｋ６２５３に準じて測定した。試料は厚さ６［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。
【００５１】
［含浸剤］
含浸剤としては、以下のものを用いた。
（含浸剤１）
イソシアネート化合物：関東化学 ＭＤＩ １０部
２−ブタノン ９０部
（含浸剤２）
イソシアネート化合物：日本ポリウレタン ＭＲ−１００ １０部
シリコーン樹脂：日油 モディパーＦ−６００ ５部
２−ブタノン ８５部
【００５２】
［表面層］
各面の表面層６２３ａ，６２３ｂとしては、以下のものを用いた。
（表面層１）
ウレタンアクリレートオリゴマー：根上工業 ＵＮ−９０４ １０部
低摩擦係数化アクリレートオリゴマー：大阪化学工業 Ｖ−３Ｆ 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 １部
溶媒：２−ブタノン ８８部
摩擦係数：０．２５
（表面層２）
アクリレートオリゴマー：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：２−ブタノン ７８部
摩擦係数：０．３０
（表面層３）
ウレタンアクリレートオリゴマー：根上工業 ＵＮ−２７００ 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：２−ブタノン ８９部
摩擦係数：０．６
【００５３】
表面層の感光体との間の摩擦係数は、新東科学製トライボギアミューズ９４ｉを用い、最大静止摩擦係数を測定した。試料は、５０［ｍｍ］×５０［ｍｍ］のガラス板上にコーティング材料を約１０［μｍ］スプレー塗工したものとした。また、接触子（スライダー）は、感光体表面と同材料のフィルムを用いた。
【００５４】
ウレタンアクリレート（根上工業 ＵＮ−９０４）のマルテンス硬度は、単品（１００％）で約３００［Ｎ／ｍｍ２］で、これに対し、硬度７０度のウレタンゴムのマルテンス硬度は、１［Ｎ／ｍｍ２］以下であるので、ウレタンアクリレートオリゴマーを主成分とする表面層１〜３は、弾性ブレード１〜３よりも、十分に硬度が高いものである。
【００５５】
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１〜３のいずれかを用いて厚さ１．８［ｍｍ］の短冊形状の弾性体ブレードを作成し、この弾性体ブレードを含浸剤１〜４のいずれかに所定時間浸漬したのち、３分間風乾し、さらにスプレー塗工法とスクリーン印刷法により上記表面層１〜表面層３いずれかの表面層を先端面およびブレード下面に形成した。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体ブレードに対し、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］幅に表面層が形成されるように塗工した。ブレード下面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、上記表面層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。
【００５６】
先端面およびブレード下面に表面層が形成された弾性体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とした。これを同じくリコー製カラー複合機 ｉｍａｇｉｏ ＭＰ Ｃ４５００（図１と同様の構成）に取り付け、実施例１〜実施例５、比較例１〜比較例３の画像形成装置を作製した。なお、クリーニングブレードは、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、本装置は感光体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。
【００５７】
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）
【００５８】
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。
【００５９】
［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７に示すようにブレード下面側からみた摩耗幅
【００６０】
以下に実施例１〜実施例５、比較例１〜比較例３のクリーニングブレードの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体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。
【００６１】
また、クリーニングブレードの先端稜線部の摩擦係数は、新東科学株式会社製・摩擦摩耗試験機（ブレードホルダー装着）を使い測定した。具体的には、ガラス板上に感光体表面層と同成分の被膜が形成された「擬似感光体」に、クリーニングブレードを上述と同じ接触条件（角度：７９°、線圧：２０［ｇ／ｃｍ］）になるよう取り付け、ガラス板を動かしてその時の動摩擦係数を測定した。
【００６２】
（実施例１）
ベースウレタンゴム：ウレタンゴム１
含浸剤：含浸剤１
含浸時間：３０秒
先端表面層：表面層２
下面表面層：表面層１
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：ブレード下面１［μｍ］
：先端面１［μｍ］
ブレードエッジ摩耗幅：５［μｍ］
クリーニング不良発生：なし
異音発生：なし
【００６３】
（実施例２）
ベースウレタンゴム：ウレタンゴム２
含浸剤：含浸剤２
含浸時間：３０秒
先端表面層：表面層３
下面表面層：表面層１
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：ブレード下面１［μｍ］
：先端面１［μｍ］
ブレードエッジ摩耗幅：５［μｍ］
クリーニング不良発生：なし
異音発生：なし
【００６４】
（実施例３）
ベースウレタンゴム：ウレタンゴム３
含浸剤：含浸剤１
含浸時間：３０秒
先端表面層：表面層２
下面表面層：表面層１
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：ブレード下面５［μｍ］
：先端面２［μｍ］
ブレードエッジ摩耗幅：５［μｍ］
クリーニング不良発生：なし
異音発生：なし
【００６５】
（実施例４）
ベースウレタンゴム：ウレタンゴム２
含浸剤：含浸剤１
含浸時間：３０秒
先端表面層：表面層３
下面表面層：表面層１
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：ブレード下面３［μｍ］
：先端面２［μｍ］
ブレードエッジ摩耗幅：５［μｍ］
クリーニング不良発生：なし
異音発生：なし
【００６６】
（比較例１）
ベースウレタンゴム：ウレタンゴム１
含浸：なし
表面層：なし
ブレードエッジ摩耗幅：３０［μｍ］
クリーニング不良発生：帯状クリーニング不良３箇所
異音発生：なし
先端面えぐれ摩耗発生
【００６７】
（比較例２）
ベースウレタンゴム：ウレタンゴム１
含浸：なし
含浸時間：３０秒
先端表面層：表面層２
下面表面層：表面層１
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：ブレード下面３［μｍ］
：先端面２［μｍ］
ブレードエッジ摩耗幅：２０［μｍ］
クリーニング不良発生：帯状クリーニング不良３箇所
異音発生：ビビリ
【００６８】
（比較例３）
ベースウレタンゴム：ウレタンゴム１
含浸剤：含浸剤１
先端表面層：表面層１
下面表面層：表面層３
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：ブレード下面５［μｍ］
：先端面１［μｍ］
ブレードエッジ摩耗幅：７０［μｍ］
クリーニング不良発生：帯状クリーニング不良４箇所
異音発生：ビビリ
先端面えぐれ摩耗発生
【００６９】
【表１】
【００７０】
上記表１は、実施例１〜実施例４、比較例１〜比較例３の検証実験の結果をまとめたものである。
実施例１〜実施例４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。
【００７１】
実施例１〜実施例４においては、含浸処理による低摩擦化、硬度上昇を図る先端稜線部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。また、ブレード下面の表面層の感光体との間の摩擦係数が０．２５以下に抑えられている。このため、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、弾性体ブレード６２２の摩耗も抑制することができたと考えられる。また、ブレード下面の表面層６２３ｂ、ブレード先端面の表面層６２３ａにより、弾性ブレード６２２の先端稜線部近傍を補強する効果が得られ、それにより先端稜線部の運動を適度に制御することができ、めくれを抑制できたと考えられる。また、５万枚通紙後の磨耗幅を５［μｍ］以下に抑えることができた。これは、先端面の表面層６２３ａの感光体との間の摩擦係数を０．３〜０．６と高いため、先端稜線部６２ｃが、適度にスティックスリップ運動し、磨耗を抑制できたと考えられる。また、経時使用により、先端面の表面層６２３ａが磨耗し、弾性ブレード６２２の先端面の先端端稜線部近傍が露出するが、弾性ブレード６２２の先端稜線部は、改質処理され、摩擦係数が０．２７〜０．４になっている。このため、弾性ブレード６２２の先端面の先端稜線部近傍が露出した後も、先端稜線部６２ｃが、適度にスティックスリップ運動し、磨耗を抑制できたと考えられる。また、弾性ブレード６２２の先端稜線部６２ｃが露出した後も、先端稜線部６２ｃが適度にスティックスリップ運動したので、良好なクリーニング性を維持することができたと考えられる。
【００７２】
一方、比較例１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、先端稜線部の運動性を適度に制御できていないため、先端稜線部がめくれ、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。
【００７３】
また、比較例２においては、ビビリ異音が確認された。これは、弾性ブレードは含浸改質処理を行っていないため、摩擦係数が高い。そのため、摩耗進行とともに露出した基材ゴムのみが、感光体との摩擦力により微小振動し、その振動の周波数が、人に聞こえる周波数となり、不快なビビリ音となったと考えられる。また、比較例２においては、クリーニング不良が確認された。これは、露出した基材ゴムの微小振動による振動エネルギーにより、先端面の表面層の露出した基材ゴム側端部やブレード下面の表面層の露出した基材ゴム側端部に部分的な破壊が起き、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。
【００７４】
比較例３においては、使用初期時にクリーニング不良が確認された。これは、先端面の表面層の感光体との間の摩擦係数が０．２５と低いため、先端稜線部のスティックスリップ運動が十分でなく、使用初期時に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、ビビリ異音も確認された。これは、ブレード下面の表面層６２３ｂの感光体との間の摩擦係数が０．６と高いため、ブレード下面の表面層６２３ｂが、微小振動し、ビビリ異音が発生したと考えられる。さらに、比較例３は、磨耗幅が７０［μｍ］と耐磨耗性が著しく劣っていた。これは、先端面の表面層６２３ａが、早期に磨耗してしまったからと考えられる。先端面の表面層６２３ａには、低摩擦係数化するための添加剤が加えられており、これが、おそらく、表面層６２３ａの分子構造を不安定化する方向に働き、表面層６２３ａの耐磨耗性を低下させてしまったため、先端面の表面層６２３ａが、早期に磨耗してしまったと考えられる。これに加え、先端稜線部６２ｃのスティックスリップ運動が十分でないことも、先端面の表面層６２３ａが、早期に磨耗してしまった一要因であると考えられる。
また、比較例３においては、先端面えぐれ磨耗が発生した。これも、先端面の表面層６２３ａには、低摩擦係数化するための添加剤が加えられており、これが、おそらく、表面層６２３ａの剛性を下げてしまい、めくれを抑制できず、えぐれ磨耗が生じたと考えられる。
【００７５】
以上、本実施形態によれば、弾性ブレード６２２で構成され、表面移動する被清掃部材たる感光体３の表面に先端稜線部６２ｃを当接させて、感光体表面から粉体たるトナーを除去するクリーニングブレードにおいて、端稜線部６２ｃを１辺に有し、感光体３と対向するブレード下面６２ｂと、先端稜線部６２ｃを１辺に有し、ブレードの厚み方向に平行な面であるブレード先端面６２ａとに、それぞれ弾性ブレード６２２よりも硬い表面層６２３ａ，６２３ｂを設け、ブレード下面の表面層６２３ｂの感光体との間の摩擦係数を、ブレード先端面の表面層６２３ａの感光体との間の摩擦係数よりも低くした。具体的には、ブレード先端面の表面層６２３ａの感光体との間の摩擦係数を０．３以上０．６以下、ブレード下面の表面層６２３ｂの感光体との間の摩擦係数を０．２５以下した。これにより、上述した検証実験で明らかなように、先端稜線部６２ｃがめくれを抑制しつつ、良好なクリーニング性を維持することができ、かつ、ビビリ異音の発生を抑制することができた。
【００７６】
また、本実施形態によれば、弾性体ブレード６２２は先端稜線部６２ｃに、イソシアネート化合物、フッ素化合物、シリコーン化合物から選ばれる少なくとも１種を含浸させる低摩擦処理がなされる。これにより、感光体３の表面と先端稜線部６２ｃとの間で生じる摩擦力を低減することができ、先端稜線部のめくれを抑制することができる。
【００７７】
また、弾性ブレード６２２の先端稜線部の感光体との間の摩擦係数を、ブレード先端面の表面層６２３ａの感光体との間の摩擦係数よりも低く、ブレード下面の表面層６２３ｂの感光体との間の摩擦係数よりも高くすることによって、上述した検証実験で明らかなように、弾性ブレード６２２が露出した後も、先端稜線部６２ｃが適度なスティックスリップ運動をし、良好なクリーニング性を維持することができる。また、先端面の表面層６２３ａよりも感光体との間の摩擦係数が低いので、弾性ブレード６２２が露出した後も、感光体３の表面と先端稜線部６２ｃとの間で生じる摩擦力により先端稜線部６２ｃのめくれを抑制することができる。
【００７８】
また、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に付着した樹脂に紫外線を照射させるだけで、所望の表面層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。
【００７９】
また、本実施形態によれば、弾性体ブレード６２２として、ウレタン基を含むゴムを用いたことで、感光体３に偏心などあっても、柔軟に弾性体ブレード６２２が変形して、所定の当接圧を維持することができ、良好なクリーニング性を維持することができる。
【００８０】
また、感光体３表面に潤滑剤を塗布することにより非画像形成時に感光体表面の摩擦係数を０．２以下とする。これにより、経時的な異音発生を回避することができ、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、弾性体ブレード６２２の摩耗も抑制することができたと考えられる。
【００８１】
また、本実施形態によれば、プロセスカートリッジ１として上述のクリーニングブレード６２を一体に構成することで、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】
【００８２】
１ プロセスカートリッジ
２ 枠体
３ 感光体
４ 帯電装置
５ 現像装置
６ クリーニング装置
７ 転写装置
１０ 潤滑剤塗布装置
１４ 転写ベルト
５１ 現像ローラ
５２ 供給スクリュ
５３ 攪拌スクリュ
５４ ドクタ
６２ クリーニングブレード
６２ａ 先端面
６２ｂ ブレード下面
６２ｃ 先端稜線部
１０１ ファーブラシ
１０３ 固形潤滑剤
２６２ クリーニングブレード
２６２ａ 先端面
２６２ｂ ブレード下面
２６２ｃ 先端稜線部
６２１ ホルダー
６２２ 弾性体ブレード
６２３ 表面層
６２４ ブレード下面表面層非形成領域
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８３】
【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、
上記先端稜線部を１辺に有し、上記被清掃体と対向するブレード下面と、上記先端稜線部を１辺に有しブレードの厚み方向に平行な面であるブレード先端面とに、それぞれ弾性ブレードよりも硬い表面層を設け、
ブレード下面の表面層と上記被清掃部材との間の摩擦係数を、ブレード先端面の表面層と被清掃部材との間の摩擦係数よりも低くし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、
上記ブレード先端面の表面層と被清掃部材との間の摩擦係数が０．３以上０．６以下、上記ブレード下面の表面層と被清掃部材との間の摩擦係数が０．２５以下であることを特徴とするクリーニングブレード。
【請求項３】
請求項１または２のクリーニングブレードにおいて、
イソシアネート化合物、フッ素化合物、シリコーン化合物から選ばれる少なくとも１種による含浸改質処理が上記弾性ブレードの先端稜線部に対して施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４】
請求項３のクリーニングブレードにおいて、
弾性ブレードの先端稜線部と被清掃部材との間の摩擦係数を、上記ブレード先端面の表面層と被清掃部材との間の摩擦係数よりも低く、上記ブレード下面の表面層と被清掃部材との間の摩擦係数よりも高くした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乃至４いずれかのクリーニングブレードにおいて、
上記ブレード下面の表面層および上記ブレード先端面の表面層として、紫外線硬化樹脂を用いた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乃至５いずれかのクリーニングブレードにおいて、
上記弾性体ブレードとして、ウレタン基を含むゴムを用いたことを特徴とするクリーニングブレード。
【請求項７】
像担持体と、該像担持体の表面を帯電する帯電手段と、帯電した像担持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該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手段と、該像担持体表面のトナー像を転写体に転写する転写手段と、該像担持体表面に当接して該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ブレードを有するクリーニング手段と、該像担持体表面に滑剤を塗布する滑剤塗布手段とを備えた画像形成装置において、
上記クリーニングブレードとして請求項１乃至６いずれかのクリーニングブレードを用い、且つ、上記滑剤塗布手段により非画像形成時に上記像担持体表面の摩擦係数を０．２以下とすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
像担持体と、少なくとも該像担持体の表面に付着した残トナーを除去するクリーニングブレードを有するクリーニング手段と、該像担持体表面に滑剤を塗布する滑剤塗布手段とを一体に支持し、画像形成装置本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジにおいて、
上記クリーニングブレードとして、請求項１乃至６いずれかのクリーニングブレードを用い、且つ、上記滑剤塗布手段により非画像形成時に上記像担持体表面の摩擦係数を０．２以下とす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、
上記先端稜線部を１辺に有し、上記被清掃体と対向するブレード下面と、上記先端稜線部を１辺に有しブレードの厚み方向に平行な面であるブレード先端面とに、それぞれ弾性ブレードよりも硬い表面層を設け、
ブレード下面の表面層と上記被清掃部材との間の摩擦係数を、ブレード先端面の表面層と被清掃部材との間の摩擦係数よりも低くし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、
上記ブレード先端面の表面層と被清掃部材との間の摩擦係数が０．３以上０．６以下、上記ブレード下面の表面層と被清掃部材との間の摩擦係数が０．２５以下であることを特徴とするクリーニングブレード。
【請求項３】
請求項１または２のクリーニングブレードにおいて、
イソシアネート化合物、フッ素化合物、シリコーン化合物から選ばれる少なくとも１種による含浸改質処理が上記弾性ブレードの先端稜線部に対して施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４】
請求項３のクリーニングブレードにおいて、
弾性ブレードの先端稜線部と被清掃部材との間の摩擦係数を、上記ブレード先端面の表面層と被清掃部材との間の摩擦係数よりも低く、上記ブレード下面の表面層と被清掃部材との間の摩擦係数よりも高くした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乃至４いずれかのクリーニングブレードにおいて、
上記ブレード下面の表面層および上記ブレード先端面の表面層として、紫外線硬化樹脂を用いた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乃至５いずれかのクリーニングブレードにおいて、
上記弾性体ブレードとして、ウレタン基を含むゴムを用いたことを特徴とするクリーニングブレード。
【請求項７】
像担持体と、該像担持体の表面を帯電する帯電手段と、帯電した像担持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該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手段と、該像担持体表面のトナー像を転写体に転写する転写手段と、該像担持体表面に当接して該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ブレードを有するクリーニング手段と、該像担持体表面に滑剤を塗布する滑剤塗布手段とを備えた画像形成装置において、
上記クリーニングブレードとして請求項１乃至６いずれかのクリーニングブレードを用い、且つ、上記滑剤塗布手段により非画像形成時に上記像担持体表面の摩擦係数を０．２以下とすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
像担持体と、少なくとも該像担持体の表面に付着した残トナーを除去するクリーニングブレードを有するクリーニング手段と、該像担持体表面に滑剤を塗布する滑剤塗布手段とを一体に支持し、画像形成装置本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジにおいて、
上記クリーニングブレードとして、請求項１乃至６いずれかのクリーニングブレードを用い、且つ、上記滑剤塗布手段により非画像形成時に上記像担持体表面の摩擦係数を０．２以下とす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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−１８０４２４（Ｐ２０１１−１８０４２４Ａ）
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４５３７７（Ｐ２０１０−４５３７７）
【出願日】平成２２年３月２日（２０１０．３．２）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２日（２０１０．３．２）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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