JP2005099575A - 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 - Google Patents

Abstract

【課題】低摩擦性と耐久性に優れ、かつ複写する画像に悪影響を及ぼさない電子写真装置用クリーニングブレードを提供する。
【解決手段】エラストマー基材（例えば、ポリウレタン）中にコア／シェル構造を有するグラフト共重合体（例えば、アクリル−シリコーン複合ゴム構造を有するゴム状重合体）を分散、含有させた材料を用いてクリーニングブレードを成形する。これを画像形成装置のクリーニング手段として装備する。あるいは、プロセスカートリッジのクリーニング手段に具備し、画像形成装置に搭載する。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像形成装置用クリーニングブレードに関し、更に詳しくは、エラストマー基材中にコア/シェル構造を有するグラフト共重合体が含有されている低摩擦性と耐久性に優れた電子写真装置用クリーニングブレードに関する。

従来、電子写真複写機の感光体表面に残留するトナーを除去する方法として、クリーニングブレード方式が知られている。この方式は、クリーニングブレードをウレタンゴム等のゴム製材料を板状に形成し、その形成された板状物の先端部エッヂを回転する感光体表面に所定の押圧力で物理的に接触させるように配置し、摺擦させながら感光体上の残留トナーを除去するものである。この方式は構成が非常に簡単であるため、すでに実用化されている。この方式においては、特にクリーニングブレードの材質として耐摩耗性が重要視されるため、現状では当該特性の良好なウレタンゴムが汎用されている。

ところで、クリーニングブレード方式においては、感光体表面との摩擦作用によってブレードの先端が、急速かつ不均一に摩耗し、クリーニング（払拭・清掃）効果が著しく低下するという問題がある。クリーニングブレードの不均一な摩耗が進行すると、記録紙上に鮮明な画像が得られず、一方では感光体表面を損傷させる原因ともなる。前記のウレタンゴム製クリーニングブレードの使用によって、ある程度寿命を延長させることはできるが、ウレタンゴム自身摩擦抵抗が大きく、摺擦音（いわゆる鳴き）を生じることがあり、使用上の難点となっていた。

上記問題を解決するため、従来より、摺擦部にフッ素樹脂粉末あるいはフッ素ゴムを含有させて、摩擦を低下させる方法が開示されている（例えば、特許文献１〜４参照。）。
しかしながら、これら開示技術による方法では、フッ素樹脂粉末やフッ素ゴムがウレタンゴムに対して分散性が良好でないため、必ずしも期待された効果が発揮できていなかった。また、フッ素樹脂粉とフッ素ゴムがブレードエッジ部から欠落しやすいという欠点があり、欠落部分のクリーニング性能が低下するという問題もあった。

また別な対策方法として、ポリシロキサンオイルや反応性を有する変性ポリシロキサンオイルをブレードに含有させ、摩擦係数を低減させ、めくれを防止する方法が開示されている（例えば特許文献５〜８参照）。
しかしながら、ポリシロキサンオイルはウレタンエラストマーから浸み出し、感光ドラムを汚染する傾向がある。ポリシロキサンオイルは絶縁体であるため、汚染により感光ドラムの電荷が不均一となり複写する画像に悪影響を及ぼす。あるいは、変性シリコーンで両末端シラノールのものを使用した場合、反応によりシロキサン結合を形成し易い。そのため、シロキサン結合の形成割合によってブレードの機械的物性が著しく変化するという問題がある。変性シリコーンで両末端カルビノールの場合にはウレタンエラストマーとの相溶性が悪いため、シロキサン部の不均一な遍在や成形時において発泡等を生じる問題がある。

更にまた、シリコーンとウレタンエラストマーの原料であるポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール類と多元重合体をウレタンエラストマーに添加し、該多元重合体のシリコーン成分の潤滑性によりウレタンエラストマーと感光ドラム間の摩擦を低下させ、クリーニングブレードのまくれを防止する方法が開示されている（例えば、特許文献９、特許文献１０参照。）。
しかしながら、これらの方法はウレタンエラストマーと添加物との分散性が悪いという問題があるほか、多元重合体合成に手間がかかり、コスト上昇等の問題もある。

また、エラストマー基材中にシリコーンゴム粒子を分散させて、ブレードの摩擦を低下させる方法も開示されている（例えば、特許文献１１参照。）。しかしながら、シリコーンゴム粒子はウレタンエラストマーとの相溶性が悪く、粒径が大きく、分散が不均一になるという問題がある。

また、長鎖脂肪族炭化水素側鎖をポリウレタンに含有させて、摩擦係数を低減させる方法も開示されている（例えば、特許文献１２参照。）。しかしながら、長鎖脂肪族炭化水素側鎖の導入により、著しく硬度低下と耐久性欠如を招来するという問題がある。
特開昭５９−６８７７０号公報 特開昭６１−１４４６８４号公報 特開昭６１−２５５３７５号公報 特開２０００−３５７３４号公報 特開昭５９−５２５９号公報 特開昭５７−２０２１７６号公報 特開昭５７−２０１２７７号公報 特開平９−２１８６２４号公報 特開平４−３６６８７８号公報 特開平５−２２４５７３号公報 特開平５−１７３４６４号公報 特開２０００−１２８９５６号公報

上述のように、従来の対策技術では各種問題（フッ素ゴムの分散性やポリシロキサンオイルの相溶性等の問題）により、例えば、ブレード部材エッジの欠落、機械的物性の変化、感光ドラムの汚染、コスト上昇、耐久性欠如等の問題が生じている。
そこで本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので、低摩擦性と耐久性に優れ、かつ複写する画像に悪影響を及ぼさない電子写真装置用クリーニングブレードを提供することを目的とする。

本発明者らは鋭意検討した結果、感光体表面を摺擦してクリーニングする画像形成装置用クリーニングブレードの構成材料として、各種エラストマー基材中にコア／シェル構造を有するグラフト共重合体を分散、含有させた材料を用いることにより上記課題が解決されることを見出し、本発明に到った。
以下、本発明について具体的に説明する。

請求項１の発明は、感光体表面を摺擦してクリーニングする画像形成装置用クリーニングブレードにおいて、該クリーニングブレードの構成材料がエラストマー基材中にコア／シェル構造を有するグラフト共重合体を含有したことを特徴とする画像形成装置用クリーニングブレードである。

請求項２の発明は、前記コア／シェル構造を有するグラフト共重合体における該コア部分が少なくとも１種の重合体成分により形成されるゴム状重合体であり、該シェル部分が前記ゴム状重合体に少なくとも１種のビニル系単量体をグラフト重合して形成されるグラフト重合体であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置用クリーニングブレードである。

請求項３の発明は、前記グラフト共重合体におけるコア部分を形成するゴム状重合体が２種以上の重合体成分で形成され、該各重合体成分はそれぞれ独立して分離抽出できないように相互に絡み合った複合ゴム構造を有したことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置用クリーニングブレードである。

請求項４の発明は、前記複合ゴム構造を構成する重合体成分の１種がポリオルガノシロキサンであることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置用クリーニングブレードである。

請求項５の発明は、前記複合ゴムがアクリル重合体成分とシリコーン重合体成分とから形成されるアクリル−シリコーン複合ゴム構造を有することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置用クリーニングブレードである。

請求項６の発明は、前記複合ゴム構造を構成するゴム状重合体がポリオルガノシロキサン重合体成分とアルキル（メタ）アクリレート重合体成分とから形成されることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置用クリーニングブレードである。

請求項７の発明は、前記エラストマー基材中に含有されるコア／シェル構造を有するグラフト共重合体は、粒径１．０μｍ以下の含有量が８０％以上である粒子であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置用クリーニングブレードである。

請求項８の発明は、前記エラストマー基材中に含有されるコア／シェル構造を有するグラフト共重合体の含有量は、構成材料全体の０．５〜１０重量％であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の画像形成装置用クリーニングブレードである。

請求項９の発明は、感光体と、帯電手段と、現像手段と、転写手段と、前記感光体表面のクリーニング手段とを具備する画像形成装置であって、該クリーニング手段は請求項１〜８のいずれかに記載の画像形成装置用クリーニングブレードを備えたことを特徴とする画像形成装置である。

請求項１０の発明は、感光体と、帯電手段と、現像手段と、前記感光体表面のクリーニング手段とを具備するプロセスカートリッジであって、該クリーニング手段は請求項１〜８のいずれかに記載の画像形成装置用クリーニングブレードを備えたことを特徴とするプロセスカートリッジである。

請求項１によれば、クリーニングブレード構成材料の分散性や相溶性等の問題を解決し、ブレード部材エッジの欠落や機械的物性の変化がなく、また感光ドラムの汚染を防止するとともに、連続使用に対して耐久性を維持することが可能となる。これによって、低摩擦性と耐久性に優れ、複写する画像に悪影響を及ぼさない画像形成装置用クリーニングブレードを提供することができる。

請求項２によれば、耐衝撃性、機械的強度及び表面外観性が良好になり、ブレード部材エッジの欠落や機械的物性の変化がなく、低摩擦性と耐久性が得られるとともに、感光ドラムの汚染を防止することが可能となる。これによって、良質な画像が得られる画像形成装置用クリーニングブレードを提供することができる。

請求項３によれば、コア部分を形成する各重合体成分がそれぞれ独立して分離抽出できないように相互に、しかも強固に絡み合った複合ゴム構造を有するため、更に低摩擦性と耐久性が得られ、また感光ドラムの汚染を防止することが可能となる。これによって、長寿命で、一層良質な画像が得られる画像形成装置用クリーニングブレードを提供することができる。

請求項４によれば、低摩擦係数を実現しつつ耐久性を保持し、感光ドラムの汚染を防止した画像形成装置用クリーニングブレードを提供することができる。

請求項５または６によれば、耐衝撃性、機械的強度及び表面外観性が非常に良好になり、ブレード部材エッジの欠落や機械的物性の変化がなく、優れた低摩擦性と耐久性が得られる。また、感光ドラムの汚染を良好に防止することが可能となる。これによって、連続あるいは長時間複写に対しても悪影響を及ぼさず、長寿命で、良質な画像が得られる画像形成装置用クリーニングブレードを提供することができる。

請求項７によれば、エラストマー基材中に含まれるコア／シェル構造を有するグラフト共重合体の粒径が好適に制御され、感光層表面に傷をつけたり、画質を低下することがなく長寿命で、良質な画像が得られる画像形成装置用クリーニングブレードを提供することができる。

請求項８によれば、コア／シェル構造を有するグラフト共重合体の配合量を好適に制御することによって、低摩擦効果を良好なものとしつつ、エラストマー基材の強度および柔軟性を確保することができる。また、ブレードエッジの凸凹によるクリーニング不良を抑制し、更にクリーニングブレードの摺擦音（鳴き）の発生を防止し、長寿命で、良質な画像が得られる画像形成装置用クリーニングブレードを提供することができる。

請求項９の画像形成装置によれば、低摩擦性と耐久性が優れ、感光ドラムの汚染がないクリーニングブレードをクリーニング手段として備えることによって、複写する画像に悪影響を及ぼさず、長時間あるいは連続通紙でも不具合が発生せずに高品位の画像を安定して提供することができる。

請求項１０のプロセスカートリッジによれば、画像装置をコンパクトに構成することができる他、簡単でかつ着実なメンテナンス作業を行うことを可能とする。更に部品の交換を容易とし、しかも画像品質の安定化を実現することができる。また、プロセスカートリッジの交換だけで簡単に元の高品位画像に復させることが可能である。

前述のように本発明は、各種エラストマー基材中にコア／シェル構造を有するグラフト共重合体を分散、含有させた構成材料を用いることにより、低摩擦性と耐久性に優れ、ブレードエッジ部の欠落や機械的物性の変化、あるいは感光ドラムの汚染などがなく、複写する画像に悪影響を及ぼさない画像形成装置用クリーニングブレードの提供を可能とするものである。すなわち、本発明のクリーニングブレードは、エラストマー基材中にコア／シェル構造を有するグラフト共重合体を含有することを特徴とする。

本発明のクリーニングブレードの構成材料における、エラストマー基材としては、ブチルゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ウレタンゴム等が使用可能であるが、特に、ウレタンゴムが、耐摩耗性、耐久性に優れているので好ましい。

このような好ましく用いられるポリウレタンとしては、例えば、各種ポリエステルポリオール、カプロラクトンエステルポリオール、ポリテトラメチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール等とナフタレンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート、４，４´−ジフェニルジイソシアネート、４，４´−ジフェニルメタンジイソシアネート等からなるプレポリマーを１，４−ブタンジオール、ジクロロアニリン、トリメチロールプロパン、トリイソプロパノールアミン等で硬化させてなるポリウレタンゴムなどが挙げられる。

本発明のクリーニングブレードの構成材料における、一方のコア／シェル構造を有するグラフト共重合体とは、各種ゴム状重合体あるいはコロイダルシリカからなるコア部分と、当該コア部分に少なくとも１種（１種または２種以上）のビニル系単量体をグラフト重合して形成されるグラフト重合体成分からなるシェル部分とから構成される（コア／シェル構造）。
特に、コア部分としてはゴム状重合体が好ましく、例えば、このゴム状重合体（コア）に少なくとも１種（１種または２種以上）のビニル系単量体をラジカル重合技術によって重合させることによりグラフト重合体（シェル）を形成した、いわゆるコア／シェル構造を有するグラフト共重合体（コア／シェル構造）が得られる。共重合体には、製造の際に副生するグラフト成分のみのコポリマーを含んだ混合物でも構わない。

上記ゴム状重合体の例としては、ポリブタジエン、スチレンーブタジエンブロック共重合ゴム、スチレンーブタジエンランダム共重合ゴム、アクリロニトリルーブタジエンブロック共重合ゴム、および上記ジエンゴムを水素添加または部分水素添加した飽和ゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、天然ゴム、シリコンゴム、エチレンープロピレンージエンモノマー三元共重合体、アクリルゴムおよびアクリル−シリコン複合ゴム等が挙げられる。上記の各種ゴム成分は混合して用いてもよい。本発明においては、アクリル−シリコン複合ゴムが特に好ましい。

なお、前記ゴム状重合体を形成させるには乳化重合による方法が好ましい。また上記ゴム状重合体と共に架橋性単量体を用いることもできる。架橋性単量体としては、例えば、ジビニルベンゼン等の芳香族ジビニル化合物、エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート等のアルカンポリオールポリアクリレートまたはアルカンポリオールポリメタクリレート、アリルメタクリレート等のアリル化合物を挙げることができる。

前記特に好ましく用いられるアクリル−シリコン複合ゴムとは、ポリオルガノシロキサン重合体（ゴム）成分とポリアルキル（メタ）アクリレート重合体（ゴム）成分とが分離できないように相互に絡み合った構造を有している複合ゴムを意味する。
すなわち、ゴム状重合体が２種以上の重合体成分で形成され、該各重合体成分はそれぞれ独立して分離抽出できないように相互に絡み合った複合ゴム構造を有している。このような構造の複合ゴムは、公知の重合方法（例えば、特公平８−３０１０２号公報参照。）などによって製造することができる。このような製造方法によって得られるアクリル−シリコン複合ゴムにおいては、例えば、ポリオルガノシロキサン重合体（ゴム）成分とポリアルキル（メタ）アクリレート重合体（ゴム）成分とがそれぞれ強固に絡み合っているため、通常の有機溶媒では各成分を独立して分離・抽出することができない。
このような、相互に絡み合った構造としては、例えば、相互侵入高分子網目構造（ＩＰＮ）なども含まれ、該ＩＰＮ構造を形成する手法によって製造したものであっても構わない。

上記アクリル−シリコン複合ゴムは、例えば、３員環以上の各種の環状オルガノシロキサン、例えばヘキサメチルシクロトリシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン等と、架橋剤及び／又はグラフト交叉剤を用いて乳化重合によりポリオルガノシロキサンゴムのラテックスを調製し、次にアルキル（メタ）アクリレート単量体、架橋剤及びグラフト交叉剤とをポリオルガノシロキサンゴムのラテックスに含浸させてから重合することによって得られる。

アクリル−シリコン複合ゴムで用いられるアルキル（メタ）アクリレート単量体としては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ｎ−プロピルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート等のアルキルアクリレート及びヘキシルメタクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート等のアルキルメタクリレートが挙げられるが、特にｎ−ブチルアクリレートを用いることが好ましい。

また、アクリル−シリコン複合ゴムの複合化に際しては、ポリオルガノシロキサンゴム成分が９０重量％を超えるとこの複合ゴムを用いたグラフト共重合体を樹脂に添加して得られる組成物の表面外観が悪化し、逆にポリアルキル（メタ）アクリレートゴム成分が９０重量％を超えると得られるグラフト共重合体の低摩擦性、耐摩耗向上効果が低下する。このため、本発明で用いる複合ゴムとしては複合を構成する２種のゴム成分はいずれも１０〜９０重量％（両ゴム成分の合計量１００重量％）の範囲にあることが必要であり、２０〜８０重量％の範囲にあることが好ましい。

上記アクリル−シリコン複合ゴムの平均粒子径は０．０１〜１．０μｍ好ましくは０．０８〜０．６μｍである。平均粒子径が０．０１μｍ未満になると得られるグラフト共重合体の低摩擦性、耐摩耗性向上効果が低下し、１．０μｍより大きくなるとグラフト共重合体の耐摩耗性向上効果が低下すると共にグラフト共重合体をエラストマー基材中に添加して得られるクリーニングブレードの表面外観が悪化する。

上記のようにして得られたアクリル−シリコン複合ゴムを初めとする各種ゴム状重合体に１種または２種以上のビニル系単量体を、ラジカル重合技術によって一段であるいは多段で重合させることにより、本発明に用いられるコア／シェル構造を有するグラフト共重合体が得られる。
各種ゴム状重合体にグラフト重合させるビニル系単量体としては、スチレン、α−メチルスチレン、メチル（ｏ−、ｍ−、ｐ−）スチレン、エチルスチレン、イソブチルスチレン、ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、ブロムスチレン、ビニルナフタレン等の芳香族ビニル化合物、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシアン化ビニル化合物、メチルメタクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ブチルメタクリレート等のアルキルメタクリル酸エステル、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート等のアクリル酸エステル等が挙げられ、これらは単独もしくは２種以上組み合わせて用いられる。

ゴム状重合体として前述のアクリル−シリコン複合ゴムを用い、少なくとも１種（１種または２種以上）のビニル系単量体を、ラジカル重合技術によって一段であるいは多段で重合させることにより得られる複合ゴム系コア／シェル共重合体を使用する場合に、より良好な低摩擦性、耐摩耗性が得られ、好ましく使用できるものである。この複合ゴム系コア／シェル共重合体は前記公知の方法により製造することができる。

上記ゴム状重合体（コア部分）とビニル系単量体（シェル部分）の重量比は、このコア／シェル・グラフト共重合体全体を１００重量部として、コア部分が３０〜９５重量部、シェル部分が５〜７０重量部であることが好ましく、コア部分が４０〜９０重量部、シェル部分が１０〜６０重量部であることがより好ましい。シェル部分が５重量部未満ではエラストマー基材中でのコア／シェル・グラフト共重合体の分散が充分でなく、また７０重量部を越えると低摩擦性、耐摩耗性の発現性が不十分となり好ましくない。
シェル部分は、１種類のビニル系モノマーからなるグラフト重合体（一層）でもよいし、更に他のビニル系モノマーからなるグラフト重合体を形成した（一層以上）の構造を含むグラフト共重合体であっても構わない。

本発明においてエラストマー基材中に含まれるコア／シェル構造を有するグラフト共重合体は、平均粒径３μｍ以下のものが好ましく、それより大き過ぎる場合には、感光層表面に傷をつけやすく、画質が低下する恐れがある。更に好ましくのは２μｍ以下である。特に好ましくは、粒径１．０μｍ以下の含有量が８０％以上である粒子である。

コア／シェル構造を有するグラフト共重合体のエラストマー基材への配合量は、０．５〜１０重量％の範囲が好ましく、この範囲内にある場合には、ウレタンゴムの強度と、コア／シェル構造を有するグラフト共重合体分散による低摩擦効果が得られる。コア／シェル構造を有するグラフト共重合体が１０重量％よりも大きくなると、ウレタンゴムの強度および柔軟性が低下し、また、クリーニングブレードのエッジが凸凹になり、クリーニング不良が発生するようになる。一方、０．５重量％よりも少なくなると、クリーニングブレードの摺擦音（鳴き）が発生するようになり、添加効果が充分発揮されない。

本発明のクリーニングブレードを作製するためには、ポリオールとイソシアネートから得られたポリウレタンプレポリマーに適量のコア／シェル構造を有するグラフト共重合体を添加し、例えば、３本ロールにより均一に分散させ、必要により硬化剤を添加して押出機や加圧機によって板状に加工する方法のほか、ポリオールとコア／シェル構造を有するグラフト共重合体の混合物をボールミリング法、振動ミリング法、超音波法及び高圧液体衝突法で均一に分散し、これにイソシアネートを反応させ、得たプレポリマーに硬化剤を加え、押出機、加圧機及び遠心成形機により板材に加工する方法も採用することができる。形成されるゴム板は、厚み０．５〜５ｍｍの範囲が好ましく、成形後に所定の寸法に切断して、クリーニングブレードとして用いられる。

以下に本発明で使用されるコア／シェル構造を有するグラフト共重合体の代表的な例を示す。
例えば、カネエースＢシリーズ（鐘淵化学工業（株）製）、メタブレンＣシリーズ、メタブレンＳシリーズ、メタブレンＷシリーズ（各、三菱レイヨン（株）製）、パラロイドＥＸＬシリーズ、ＨＩＡシリーズ、ＢＴＡシリーズ、ＫＣＡシリーズ（各、呉羽化学工業（株）製）、ハイブレンＢ６２１（日本ゼオン（株）製）、スタフロイド（武田薬品（株）製）、ＢＬＥＮＤＥＸ９８０（ゼネラルエレクトリック（株）製）、ＫＭ３３４、ＫＭ３３０（各、ロームアンドハース（株）製）、ＤＵＲＡＳＴＲＥＮＧＴＨ ２００、ＭＥＴＡＢＬＥＮＤ Ｓ−２００１（各、エルファトケム（株）製）、ＦＭ１０、ＦＭ２０（各、カネカテキサスコーポレーション（株）製）等という商品名で市販されているものが挙げられるが、これらのものに限定されるものではない。
またこれらコア／シェル構造を有するグラフト共重合体の中で、ゴム状重合体（コア）が複合化されている三菱レイヨン（株）のメタブレンＳシリーズが特に好ましい。

また、前記のように本発明のコア／シェル構造を有するグラフト共重合体として、コロイダルシリカをコアとし、ポリオルガノシロキサンをシェルとするコアシェル体及びビニルモノマーをグラフト共重合した共重合体（例えば、特開平１０−１８２８４１号公報に記載された方法により得られる。）を使用することができる。
あるいは、有機溶媒又は水に分散性を有するコロイダルシリカ表面をアルコキシシラン化合物で処理した後、分散媒をラジカル重合性ビニル化合物で置換しそれを重合することによって得られるコア／シェル構造を有するグラフト共重合体（例えば、特開平５−２０９０２７号公報に記載された方法により得られる。）を使用することができる。

本発明のクリーニングブレードは、図１の模式図に例示するような画像形成装置のクリーニング手段に装備して用いられる。図１の画像形成装置の概略構成では、感光体１の周辺に、帯電手段２、現像手段３、転写手段４、クリーニング手段５が配設されている。なお、図示しない除電手段なども配設される。
すなわち、帯電手段２により帯電した感光体１上に、図示しない露光手段により静電潜像を形成し、現像手段３で得られた現像（トナー像）を転写手段４によって転写紙等に転写・定着して画像が形成される。そして、電子写真複写機の感光体１表面に残留するトナーをクリーニング手段５のクリーニングブレード５ａによって除去する。そしてクリーニング後、感光体１は除電されて、次の帯電に対して準備状態が整う。
本発明の低摩擦性と耐久性が優れたクリーニングブレード５ａを装備することによって、残留トナーが除去され、また感光ドラムの汚染もないので優れた品質の画像を安定して提供することができる。

また、本発明のクリーニングブレードは、図２の模式図に示すようなプロセスカートリッジのクリーニング手段に具備して使用することができる。図２において、１は感光体、２は帯電手段、３は現像手段、５はクリーニング手段を示す。なお、プロセスカートリッジの構成はこれに限定されるものではなく一例である。
図２に示すようなプロセスカートリッジとすることにより、部品の交換を容易とし、プロセスカートリッジの交換だけで簡単に元の高品位画像に復させることが可能である。また、画像装置をコンパクトに構成することができる他、簡単でかつ着実なメンテナンス作業を行うことを可能とする。

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施例によって限定されるものではない。
（実施例１）
ポリエステルジオールと４．４′−ジフェニルメタンジイソシアナートからなるプレポリマー１００部に、コア／シェル構造を有するグラフト共重合体としてメタブレンＳＸ−００５（三菱レイヨン社製；オルガノポリシロキサン重合体成分とアクリル重合体成分からなる複合ゴムにアクリルをグラフト重合させたもの）１．７部を混合し、３本ロールにより均一に分散させた。この分散体に、硬化剤として１．４−ブタンジオールとトリメチロールプロパンの混合物１０部を添加し、ロール混合機により混合し、スクリュータイプ押出機によって押出し成形して、厚さ２ｍｍのシート状クリーニングブレードを形成した。その後、１４０℃で３０分間加熱し、更に、１００℃で２４時間硬化させた。得られたシート状クリーニングブレードにおけるコア／シェル構造を有するグラフト共重合体の添加量は、ウレタンゴムエラストマーの全量に対して１．５％であった。

得られたシート状クリーニングブレードを所定のサイズに加工し、硬度、摩擦係数、ブレード寿命について、以下の条件で評価した。
硬度：ＪＩＳ−Ａ
摩擦係数：全自動摩擦摩耗解析装置（協和界面科学株式会社）にてステンレスボールとクリーニングブレードシート間の静摩擦係数を測定した。
寿命：複写機（Ｓ−２：株式会社リコー製）に装着されているクリーニングブレードに代えて、これと同寸法のクリーニングブレードを、成形したシートから切削加工して作製し、これを試験片とした。この試験片を複写機に取付け、潤滑剤を含まないトナーを用いて連続複写を行ない複写画像が不良になるまでの複写枚数をもって寿命とした。
以上の諸試験の評価結果をまとめて下記表１に示す。

（実施例２〜４）
実施例１においてコア/シェル構造を有するグラフト共重合体の添加量をウレタンゴムエラストマーの全量に対して１．５％としたのに代えて、それぞれ３％、５％、１０％とした他は実施例１と同様にシート状クリーニングブレードを作成して、硬度、摩擦係数及びブレード寿命を評価した。評価結果を下記表１に示す。

（実施例５）
ポリエステルポリオール（ニッポラン、日本ポリウレタン社製）の固形分１００部に対して、コア／シェル構造を有するグラフト共重合体としてメタブレンＳＸ−００５（三菱レイヨン社製；オルガノポリシロキサン重合体成分とアクリル重合体成分からなる複合ゴムにアクリルをグラフト重合させたもの）３．８部をボールミル分散機で良く分散させた。これに、ジフェニルメタンジイソシアネート１４部を反応させてプレポリマーを得た。これに硬化剤である１．４−ブタンジオール１２部を加えて、ロール混合機により混合し、２スクリュータイプ押出機によって押出し成形して、厚さ２ｍｍのシート状クリーニングブレードを形成した。その後、１４０℃で３０分間加熱し、更に、１００℃で２４時間硬化させた。得られたシート状クリーニングブレードにおけるコア／シェル構造を有するグラフト共重合体の添加量は、ウレタンゴムエラストマーの全量に対して３．０％であった。

得られたシート状クリーニングブレードを所定のサイズに加工して、実施例１と同様に硬度、摩擦係数、ブレード寿命を評価した。評価結果を下記表１に示す。

（実施例６）
実施例５で用いたボールミル分散装置を高圧液体衝突分散装置（アルティマイザーシステム 株式会社スギノマシン製）に代えた他は実施例５と同様にシート状クリーニングブレードを作成して硬度、摩擦係数、ブレード寿命を評価した。評価結果を下記表１に示す。

（比較例１）
実施例１において用いたコア／シェル構造を有するグラフト共重合体を使用しない他は実施例１と同様にしてシート状クリーニングブレードを作成して、硬度、摩擦係数及びブレード寿命を評価した。評価結果を下記表１に示す。

（比較例２）
実施例１において用いたコア／シェル構造を有するグラフト共重合体をシリコーンゴム粒子（トレフィルＥ５００、トーレシリコーン製）に代えた他は実施例１と同様にしてシート状クリーニングブレードを作成して、硬度、摩擦係数及びブレード寿命を評価した。評価結果を下記表１に示す。

（実施例７〜１２）
前記実施例１〜６で作製したそれぞれのクリーニングブレード切片をルテニウム酸蒸気で染色して、透過型電子顕微鏡（Ｈ−９０００ＮＡＲ）により、各モルフォロジーを観察した。すなわち、エラストマー基材であるポリウレタンのマトリックス相に分散されたコア／シェル構造を有するグラフト共重合体の平均粒径を画像処理ソフトを使って求めた。観察結果を下記表２に示す。

（比較例３）
前記比較例２で作製したクリーニングブレード切片をルテニウム酸蒸気で染色して、上記実施例と同様に透過型電子顕微鏡（Ｈ−９０００ＮＡＲ）によりモルフォロジーを観察した。ポリウレタンのマトリックス相に分散されたシリコーンゴム粒子の平均粒径を画像処理ソフトにて求めた結果を下記表２に示す。

以上の結果から、本発明の画像形成装置用クリーニングブレードを用いることにより、クリーニングブレードの繰り返し使用時においても低摩擦性が持続し、耐久性に優れており、感光体の汚染や摺擦音（鳴き）の発生もなく、長寿命で安定した画像形成が行えることが確認された。

本発明のクリーニングブレードをクリーニング手段として装備した画像形成装置の概略構成を示す模式図である。 本発明のクリーニングブレードをクリーニング手段として具備したプロセスカートリッジを示す模式図である。

符号の説明

１ 感光体
２ 帯電手段
３ 現像手段
４ 転写手段
５ クリーニング手段
５ａ クリーニングブレード

Claims (10)

1. 感光体表面を摺擦してクリーニングする画像形成装置用クリーニングブレードにおいて、該クリーニングブレードの構成材料がエラストマー基材中にコア／シェル構造を有するグラフト共重合体を含有したことを特徴とする画像形成装置用クリーニングブレード。
2. 前記コア／シェル構造を有するグラフト共重合体における該コア部分が少なくとも１種の重合体成分により形成されるゴム状重合体であり、該シェル部分が前記ゴム状重合体に少なくとも１種のビニル系単量体をグラフト重合して形成されるグラフト重合体であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置用クリーニングブレード。
3. 前記グラフト共重合体におけるコア部分を形成するゴム状重合体が２種以上の重合体成分で形成され、該各重合体成分はそれぞれ独立して分離抽出できないように相互に絡み合った複合ゴム構造を有したことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置用クリーニングブレード。
4. 前記複合ゴム構造を構成する重合体成分の１種がポリオルガノシロキサンであることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置用クリーニングブレード。
5. 前記複合ゴムがアクリル重合体成分とシリコーン重合体成分とから形成されるアクリル−シリコーン複合ゴム構造を有することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置用クリーニングブレード。
6. 前記複合ゴム構造を構成するゴム状重合体がポリオルガノシロキサン重合体成分とアルキル（メタ）アクリレート重合体成分とから形成されることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置用クリーニングブレード。
7. 前記エラストマー基材中に含有されるコア／シェル構造を有するグラフト共重合体は、粒径１．０μｍ以下の含有量が８０％以上である粒子であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置用クリーニングブレード。
8. 前記エラストマー基材中に含有されるコア／シェル構造を有するグラフト共重合体の含有量は、構成材料全体の０．５〜１０重量％であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の画像形成装置用クリーニングブレード。
9. 感光体と、帯電手段と、現像手段と、転写手段と、前記感光体表面のクリーニング手段とを具備する画像形成装置であって、該クリーニング手段は請求項１〜８のいずれかに記載の画像形成装置用クリーニングブレードを備えたことを特徴とする画像形成装置。
10. 感光体と、帯電手段と、現像手段と、前記感光体表面のクリーニング手段とを具備するプロセスカートリッジであって、該クリーニング手段は請求項１〜８のいずれかに記載の画像形成装置用クリーニングブレードを備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
    
    
    
    
    
    
    

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