JP2016130758A

JP2016130758A - 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

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Publication number: JP2016130758A
Application number: JP2015003996A
Authority: JP
Inventors: 左近　洋太; Hirota Sakon; 洋太左近; 大森　匡洋; Masahiro Omori; 匡洋大森; 裕美坂口; Yumi Sakaguchi; 由佳青山; Yuka Aoyama; 政信権藤; Masanobu Gondo; 昇平合田; Shohei Aida; 郁遠山; Iku Toyama; 納所　伸二; Shinji Nosho; 伸二納所
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2015-01-13
Filing date: 2015-01-13
Publication date: 2016-07-21

Abstract

【課題】従来のものよりも耐摩耗性に優れ、クリーニング不良を安定して抑制することができるクリーニングブレードの提供。【解決手段】短冊形状の弾性体ブレードで構成され、該弾性体ブレードの先端稜線部に当接しながら移動する被清掃部材の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、前記被清掃部材と対向するブレード下面及び弾性体ブレードの厚み方向に平行なブレード先端面の、少なくとも前記先端稜線部から０．５［ｍｍ］までの部分に、紫外線硬化樹脂からなる、弾性体ブレードよりも硬い表面層を有し、その部分に対して、弾性体ブレードよりも硬い粒径５〜１０［μｍ］の微小粒子を介して加圧することにより測定したマルテンス硬度の荷重−変位曲線が、２個以上の変曲点を有すると共に、変曲点の最も高荷重側の変位量が前記微小粒子の粒径の１．５〜２．０倍であるクリーニングブレード。【選択図】図６

Description

本発明は、クリーニングブレード、これを用いた画像形成装置及びプロセスカートリッジに関する。

従来、電子写真式の画像形成装置では、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であ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、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堰き止めて掻き落として除去する。

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、重合トナーという）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。

このような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くする必要がある。しかし、特許文献１に記載されるように、次のような不具合を生じることが知られている。
クリーニングブレードの当接圧を高めると、図６（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。更に、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６（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、更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６（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。

上記特許文献１には、先端稜線部近傍に、イソシアネート化合物、フッ素化合物、及びシリコーン化合物から選ばれる少なくとも１種を含浸することにより低摩擦処理した弾性体ブレードと、上記先端稜線部を覆う、弾性体ブレードよりも硬い紫外線硬化樹脂からなる表面層とで構成されたクリーニングブレードが記載されている。
また、特許文献２には、クリーニングブレードの表面に高硬度化処理を行い、使用するトナーがクリーニング時に塑性変形する関係を持たせることにより良好なクリーニング性を維持するものが記載されている。

このクリーニングブレードは、弾性体ブレードよりも固い表面層を設けて先端稜線部の硬度を高くすることにより、先端稜線部が像担持体の表面移動方向に変形するのを抑制できる。また、経時使用で表面層が摩耗して弾性体ブレードの先端稜線部が露出した場合も、弾性体ブレードの含浸部分が像担持体表面に当接することにより、弾性体ブレードと像担持体との間で生じる摩擦力が低減され、露出した部分が変形するのを抑制できる。これにより、先端稜線部のめくれを抑制するとともに、クリーニングブレードの耐摩耗性を高めて、経時におけるクリーニング不良を抑制することができるとされている。

本発明は、従来のものよりも耐摩耗性に優れ、クリーニング不良を安定して抑制することができるクリーニングブレードの提供を目的とする。

本発明者らは鋭意研究を重ね、耐摩耗性改善のため弾性体ブレードよりも固い表面層を設ける場合において、微小粒子に対する変形の程度を好適に保つことにより、安定して良好なクリーニング性が得られることを見出した。
即ち、上記課題は、次の１）の発明によって解決される。
１）短冊形状の弾性体ブレードで構成され、該弾性体ブレードの先端稜線部に当接しながら移動する被清掃部材の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、
前記被清掃部材と対向するブレード下面及び弾性体ブレードの厚み方向に平行なブレード先端面の、少なくとも前記先端稜線部から０．５［ｍｍ］までの部分に、紫外線硬化樹脂からなる、弾性体ブレードよりも硬い表面層を有し、その部分に対して、弾性体ブレードよりも硬い粒径５〜１０［μｍ］の微小粒子を介して加圧することにより測定したマルテンス硬度の荷重−変位曲線が、２個以上の変曲点を有すると共に、変曲点の最も高荷重側の変位量が前記微小粒子の粒径の１．５〜２．０倍であることを特徴とするクリーニングブレード。

本発明によれば、従来のものよりも耐摩耗性に優れ、クリーニング不良を安定して抑制可能なクリーニングブレードを提供できる。

本発明の実施形態に係るプリンタの概略構成図。本発明の実施形態に係る作像ユニットの概略構成図。トナーの円形度の測定方法を説明するための説明図。（ａ）は実際のトナー投影形状を示す図。（ｂ）は（ａ）の粒子投影面積Ｓと同じ面積の真円を示す図。本発明の一実施形態のクリーニングブレードを示す斜視図。クリーニングブレードの使用状態の断面図、（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の先端稜線部近傍の拡大説明図。（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。弾性体ブレードの含浸深さ及び表面層の厚さの測定箇所を示す模式図。弾性体ブレードの摩耗幅の測定箇所を示す模式図。本発明の一実施形態に係るマルテンス硬度の荷重−変位曲線の測定例を示す図。変曲点を１個有するマルテンス硬度の荷重−変位曲線の測定例を示す図。

以下、上記本発明１）について詳しく説明するが、本発明者らは研究の中で更に、少なくとも弾性体ブレードの先端稜線部を、フッ素系アクリルモノマーを含む紫外線硬化樹脂モノマーで含浸することにより、先端稜線部の摩擦低減効果が狙え、これによりクリーニングブレードの更なる耐摩耗性の向上が期待できること、前記紫外線硬化樹脂モノマーで含浸した弾性体ブレードと、上記先端稜線部を覆う弾性体ブレードよりも硬い表面層とで構成されたクリーニングブレードにおいて、含浸処理の範囲や表面層の厚さなどを種々変更して鋭意実験を行ない、良好なクリーニング性が得られる範囲を見出した。

即ち、本発明１）の実施の形態には、次の２）〜１０）も含まれるので、これらについても併せて説明する。
２）少なくとも前記先端稜線部を含む部分に紫外線硬化樹脂モノマーが含浸され、該紫外線硬化樹脂モノマーの前記ブレード先端面からの含浸深さが５０〜１５０［μｍ］、前記ブレード下面からの含浸深さが２０〜１００［μｍ］であることを特徴とする１）に記載のクリーニングブレード。
３）前記ブレード先端面及びブレード下面に形成された表面層の厚さが０．５〜２［μｍ］であることを特徴とする１）又は２）に記載のクリーニングブレード。
４）前記表面層用又は含浸用の紫外線硬化樹脂モノマーとして、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アクリルモノマーと、官能基当量分子量１００〜１０００、官能基数１〜２のアクリルモノマーを含むことを特徴とする１）〜３）のいずれかに記載のクリーニングブレード。
５）前記紫外線硬化樹脂モノマーとして、更にパーフルオロポリエーテル骨格を持ち、官能基数が２以上のフッ素系アクリルモノマーを含むことを特徴とする４）に記載のクリーニングブレード。
６）前記表面層用と含浸用の紫外線硬化樹脂モノマーとして同じものを用いたことを特徴とする１）〜５）のいずれかに記載のクリーニングブレード。
７）前記弾性体ブレードとして、ウレタン基を有するゴムを用いたことを特徴とする１）〜６）のいずれかに記載のクリーニングブレード。
８）前記弾性体ブレードとして、異なる２種類のウレタン基を有するゴムを積層したものを用いたことを特徴とする１）〜６）のいずれかに記載のクリーニングンブレード。
９）像担持体と、該像担持体表面を帯電する帯電手段と、帯電した該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該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転写残トナーをクリーニング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を備えた画像形成装置において、前記クリーニングブレードとして、１）〜８）のいずれかに記載のクリーニングブレードを用いたことを特徴とする画像形成装置。
１０）画像形成装置本体に着脱自在なプロセスカートリッジであって、９）に記載の画像形成装置に採用される感光体と１）〜８）のいずれかに記載のクリーニングブレードとを一体的に形成したことを特徴とするプロセスカートリッジ。

本発明のクリーニングブレードが適用される画像形成装置の一例として、一般的な電子写真方式のプリンタ（以下、プリンタ５００という）について説明する。
図１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、シアン、マゼンタ、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、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ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。

四つの作像ユニット１の上方には、中間転写体である中間転写ベルト１４を備えた転写ユニット６０が配置されている。後述する各作像ユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋが備える感光体３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋ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。潜像形成手段である光書込ユニット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、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋの感光体３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋに照射する。これにより、感光体３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋ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によって偏向させながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋに照射するものである。このような構成のものに代えて、ＬＥＤ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。

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させられると、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１中反時計回りに回転駆動させられると、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。

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１中下側から上側に向けて搬送される。
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、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直ぐに、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、後述する二次転写ニップに向けて送り出す。

図２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２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。

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。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の二本の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。

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。

図２では、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を採用しているが、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、特に接触帯電方式又は非接触の近接配置方式が望ましく、帯電効率が高くオゾン発生量が少ないこと、装置の小型化が可能であること等のメリットを有する。

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は特に限定されず、発光物全般を用いることができる。具体的には、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）などが挙げられる。
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。

転写手段である転写ユニット６０は、中間転写ベルト１４の他に、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、７Ｃ、７Ｍ、７Ｋ、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させられる。四つの一次転写ローラ７Ｙ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｋは、このように無端移動させられる中間転写ベルト１４を感光体３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋ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、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋ上のＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋトナー像が重ね合わされて一次転写される。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。

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。

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。

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一次転写ローラ７Ｙ、７Ｃ、７Ｍ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を感光体３Ｙ、３Ｃ、３Ｍから離間させる。そして、四つの作像ユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ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を無駄に駆動させないようにし、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。

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、定着部材である定着ベルト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させる。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。

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。

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から分離された後、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。
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。

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、１００Ｃ、１００Ｍ、１００Ｋが配設されている。これらのトナーカートリッジ内のＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋトナーは、作像ユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋの現像装置５Ｙ、５Ｃ、５Ｍ、５Ｋに適宜供給される。トナーカートリッジ１００Ｙ、１００Ｃ、１００Ｍ、１００Ｋは、作像ユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋとは独立にプリンタ本体に脱着可能である。

次に、プリンタ５００における画像形成動作について説明する。
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又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。

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、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋの各感光体３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋ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。ここでは、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、これに限られるものではない。

各感光体３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋ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又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、トナー像が定着された転写紙Ｐはプリンタ５００装置外に排出されてスタック部８８にスタックされる。

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。

プリンタ５００の作像ユニット１は、図２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。しかし、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。

次に、プリンタ５００に本発明のクリーニングブレードを適用した場合の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、高円形化及び小粒径化し易い懸濁重合法、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ことが好ましい。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と、より高解像度の画像を形成することができるので好ましい。

ここでいう「円形度」は、フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２０００（東亜医用電子社製）により計測した平均円形度である。具体的には、予め固形不純物を除去した水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３０００〜１００００［個／μＬ］となるようにして、上述の分析装置にセットし、トナー粒子の形状及び分布を測定する。そして測定結果に基づき、図３（ａ）に示す実際のトナー粒子の投影形状の周囲長（外周長）をＣ１、その投影面積をＳとし、図３（ｂ）に示す面積がＳの真円の周囲長（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。

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。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、５００００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＝ΣＤｆＶ／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、「Ｄ」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。

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。

図４は本発明の一実施形態のクリーニングブレード６２の斜視図であり、図５は、その使用状態の断面図である。図５（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５（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近傍に含浸処理（詳細は後述する）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。
なお、本発明１の「少なくとも先端稜線部から０．５［ｍｍ］までの部分に…表面層を有し」とは、図５（ｂ）におけるブレード先端面６２ａ及びブレード下面６２ｂの表面層６２３の形成領域が、少なくとも先端稜線部６２ｃから０．５［ｍｍ］までの部分を含むことを意味する。

弾性体ブレード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。
弾性体ブレード６２２に適するウレタンゴムは一般に遠心成型法で製造される。その原材料としては、ＯＨ価２８〜１６８の２個又は３個の水酸基を持つポリオールと、ＴＤＩ（トリレンジイソシアネート）、ＭＤＩ（ジフェニルメタンジイソシアネート）、ＩＰＤＩ（イソホロンジイソシアネート）、ＨＤＩ（ヘキサメチレンジイソシアネート）、ＮＤＩ（ナフタレンジイソシアネート）、ＴＯＤＩ（ジメチルビフェニルジイソシアネート）などのジイソシアネートと、エチレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパンなどのＯＨ価９５０〜１８３０の短鎖ポリオールが好適である。これらを適宜混合し、１００〜２００［℃］に加熱した遠心成型金型に注入し、所定時間後に脱型し、高温多湿環境（例えば、３０［℃］、８５［％ＲＨ］）に１週間静置して特性を安定させてから、所定の形状に裁断して、弾性体ブレード用の短冊とする。

また、弾性体ブレード６２２には、２５℃における硬度が６８〜８０度（ＪＩＳＡ）のウレタンゴムが良い。ウレタンゴムの硬度が８０度以下であれば柔軟性に乏しくなるようなことはなく、ホルダー６２１が微小に傾いて取り付けられたときなどに、次の不具合が生じるような惧れもない。即ち、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をしにくく、軸方向で均一な当接圧が得られる。その結果、クリーニング性が低下するようなことはない。一方、硬度が６８度以上であれば、重合トナーでもクリーニングできるように当接圧を高く設定したときクリーニングブレード６２が反ってしまうようなことはない。また、先端稜線部６２ｃが浮き上がり、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るようなこともない。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。特に本発明のようなブレード先端面に表面層を有する構成では上記の現象が生じやすいため、上記範囲にあることが好ましい。

弾性体ブレード６２２は、２種の異なる材質を積層した、２層構成のタイプも利用することができる。この場合もウレタンゴムの硬度は上記範囲が好ましいが、当接側と反当接側で適宜適切な材質を選択することができる。２層以上の積層ウレタンを製造する際は、混合率の異なる原材料を各層が完全に硬化する前に、遠心成型金型に連続的に注入することにより、層間剥離が起こらないように一体的に成型することが可能である。

弾性体ブレード６２２の先端稜線部６２ｃには、紫外線硬化樹脂モノマーが含浸された含浸部分６２ｄが形成されている。先端稜線部６２ｃへの含浸処理は、スプレー塗工や浸漬塗工によって紫外線硬化樹脂モノマーを含浸させればよい。これにより、当接する先端稜線部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。更に、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。

表面層６２３は、弾性体ブレード６２２に紫外線硬化樹脂モノマーを含浸させて所定時間風乾させた後に、スプレー塗工や浸漬塗工によって先端稜線部６２ｃを被覆する。紫外線硬化樹脂モノマーを含浸させた後、又は表面層６２３による被覆を行った後に、紫外線を照射することにより、図５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。このとき含浸材料にフッ素系アクリルモノマーを混合し弾性体ブレード６２２に含浸させると、先端稜線部６２ｃ近傍の低摩擦化を図ることもできる。経時使用で表面層６２３が摩耗すると先端稜線部６２ｃが露出し、この露出部が感光体表面と当接したとき、先端稜線部６２ｃと感光体３との摩擦力を弱めることができる。更に、弾性体ブレード６２２の露出した部分が感光体表面移動方向に変形するのを抑制できる。その結果、ビビリ音が生じるのを抑制できる。また、露出部分のめくれを抑制でき、めくれた露出部分の欠落を抑制できる。また、先端稜線部６２ｃがフッ素系アクリルモノマーの含浸により低摩擦化するので、露出部分が感光体３によって削られにくく、クリーニングブレード６２の耐摩耗性を向上させることができる。

上記フッ素系アクリルモノマーとしては、特にパーフルオロポリエーテル骨格を持ち、官能基２以上のアクリレートが好適である。その具体例としては、ダイキン社製：ＯＰＴＯＯＬＤＡＣ−ＨＰ、ＤＩＣ社製：ＲＳ−７５などが挙げられる。

また、紫外線硬化樹脂モノマーを含浸させて紫外線を照射することにより、耐久性の向上を図ることができる。
その理由として考えられるのは、ゴム内部に紫外線硬化樹脂の網目鎖が形成されることにより、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点がポイントである。ウレタンゴムとの反応するのを抑制することにより、架橋密度が上がりすぎてゴムというよりガラスに近い状態となるのを抑制することができる。これにより、先端稜線部６２ｃの動きが抑制されず、耐摩耗性が向上すると考えられる。

表面層６２３は、スプレー塗工、ディップ塗工によってクリーニングブレード６２の先端稜線部６２ｃ、ブレード下面６２ｂを被覆する。表面層６２３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ことが好ましい。弾性体ブレードよりも表面層の硬度が高いかどうかは、例えばマルテンス硬度の測定により確認することができ、測定圧子に加えた試験力と圧子の押し込み深さを測定することにより精密に硬度を求めることができる。弾性体ブレード自体と表面層自体のマルテンス硬度を別途比較して硬度の高い表面層部材を選択する。弾性体ブレード６２２よりも硬度が高い部材とすることにより、弾性体ブレード６２２よりも感光体３によって削られ難くなり、弾性体ブレード６２２を感光体表面に当接させるものに比べて、クリーニングブレード６２の耐摩耗性を向上させることができる。また、表面層６２３は、硬度が硬く剛直なため、変形し難く、先端稜線部６２ｃのめくれを抑制することができる。

また、表面層６２３の材料としては紫外線硬化樹脂を用いる。これにより、先端稜線部６２ｃに付着した紫外線硬化樹脂モノマー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。

上記紫外線硬化樹脂モノマーとしては、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以下で、主要骨格がペンタエリスリトール・トリアクリレートのモノマーを用いれば、表面層６２３が脆弱になり過ぎることはない。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６（ｂ）のような先端面摩耗を生じ、長期に亘るクリーニング性を保持できなくなる。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でき、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の性質を調整することが可能となる。よって、特定環境で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。

また、表面層６２３の材料と含浸処理する材料の全部又は一部に同一の材料を用いることができる。同一の材料を用いると、同一物質同士による接着性向上が期待でき、表面層６２３の剥がれを抑制することができる。

また、表面層６２３のうち、ブレード下面６２ｂ及びブレード先端面６２ａの厚さは、０．５〜２［μｍ］が好ましい。厚さが０．５［μｍ］以上であれば、表面層６２３の剛性が弱くなって先端稜線部６２ｃがめくれやすくなるようなことはない。また、厚さが２［μｍ］以下であれば、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ようなことはない。本発明では、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表面層６２３を形成するため、表面張力の関係で先端稜線部６２ｃには被膜が形成されにくく、先端稜線部６２ｃから離れるにつれて表面層６２３の厚さは増加する。しかし、厚さが２［μｍ］以下であれば、先端稜線部６２ｃの厚さと、先端稜線部６２ｃから離れた位置の厚さとの差が大きくならず、先端稜線部６２ｃの角度が鈍角化することはない。また、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５（ａ）参照〕が狭くなることもない。したがって、長期に亘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、堰き止められた空隙Ｘ内のトナーに逃げ場がなくなり、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て、クリーニング不良が発生するようなこともない。

表面層６２３を形成する際には、ウレタンゴムからなる弾性体ブレード６２２に対してディップ塗工により紫外線硬化樹脂モノマーを含浸させ、更に表面層６２３を形成する紫外線硬化樹脂モノマーをスプレー塗工した後、紫外線照射によりモノマーを硬化させる。表面層６２３を被覆する前に、弾性体ブレード６２２に含浸させた紫外線硬化樹脂モノマーに紫外線を照射してもよく、この方法では、ウレタンゴムに対する紫外線硬化樹脂モノマーの含浸状態が固定され、後から表面層６２３を形成する紫外線硬化樹脂モノマーを塗布しても、含浸状態が変化しない。よって、所望の含浸状態の弾性体ブレード６２２を作製できる。

本実施形態のクリーニングブレード６２は、最表面に紫外線硬化樹脂からなる表面層６２３、弾性体ブレード６２２の基材と紫外線硬化樹脂（含浸材料）との混合層、弾性体ブレード６２２の基材のみなからなる弾性層を有する積層ブレードとなっている。また、先端稜線部６２ｃ近傍は、含浸材料、表面層材料が検出される。それらは含浸処理を実施した表面側から検出強度が減少していくいわゆる濃度勾配をもって形成される。即ち、このクリーニングブレード６２では、内部の混合層と弾性体ブレード基材のみの弾性層との界面も明確となっていない。更に、このクリーニングブレード６２は、含浸材料、表面層材料に同一成分を採用するため、表面層とそれに続く混合層の界面が、形成時の弾性体ブレード基材の膨潤も影響して明確でなくなっている場合もある。このように、このクリーニングブレード６２は、表面層６２３、混合層、弾性層の各層の界面が不明確な積層構成のクリーニングブレードとなっている。

上記含浸処理も表面層６２３も本来のウレタンゴム基材の弾性を変えてしまう。ウレタンゴムの弾性が大きく変わると、感光体表面の密着性が低下してしまう。すると、感光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クリーニング条件では、クリーニング不良を生じることがある。即ち、表面層６２３や含浸部分６２ｄにより弾性体ブレード６２２の弾性が大きく変わり、感光体３への密着性が低下すると、感光体３が偏心していたり、感光体表面に微小なうねりがあったりした場合、感光体表面に当接するクリーニングブレード６２の長手方向で当接圧が変動する。その結果、先端稜線部６２ｃの感光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６２によって、多くのトナーが堰き止められているとき、該トナーによるクリーニングブレード６２への押圧力が高くなる。そのため、クリーニングブレード６２の感光体３に対する当接圧が低い部分で、クリーニングブレード６２が当接する力よりも感光体上のトナーによるクリーニングブレード６２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る。その結果、クリーニングブレード６２をトナーがすり抜けてしまい、感光体３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う。特に、潤滑剤塗布機構を有する画像形成装置においては、帯電ローラによる帯電装置で感光体上に塗布された滑剤が帯電劣化することにより粘性が生じる。これにより、副作用としてクリーニングブレードの先端稜線部６２ｃの像担持体表面への追随性を低下させてしまうため、同様にクリーニング不良を生じることがある。

本発明における含浸処理の範囲は、前記ブレード先端面からの含浸深さが５０〜１５０［μｍ］、前記ブレード下面からの含浸深さが２０〜１００［μｍ］が好ましい。これらの範囲であれば、前述のクリーニング不良の発生を確実に抑制できる。即ち、含浸深さが上記範囲の下限値以上であれば、トナー粒子に対する変形は起こらず、そのせき止め力が低下してクリーニング不良が生じてしまうようなことはない。また、含浸深さが上記範囲の上限値以下であれば、剛直性が増大して感光体との密着性が低下しクリーニング不良が生じてしまうようなことはない。なお、これらの範囲は、表面層の存在とのバランスから調整することが肝要である。

このようにクリーニング不良は微小粒子であるトナーとの関係において状況が変化するものであり、本発明ではトナーを想定した微小粒子と一体的に硬度特性を評価し好適な範囲を定めている。微小粒子としてはトナーそのものを用いることもできるが、トナー粒子は表面に外添剤等が付着しているので、それらの影響を避けるため、樹脂粒子単体を用いてもよい。樹脂粒子としては、アクリル樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂等を用いることができる。
硬度特性は、微粒子１個を介して加圧するため、ナノインデンターを用いる。本発明では、ＭＴＳ社製Ｇ２００を使用し、２０μｍのフラット型圧子を装着して荷重−変位曲線を測定した。

理由は定かではないが、上記含浸処理や表面層６２３により本来のウレタンゴム基材の弾性を変えてしまう結果、ブレード摩耗を増大させる不具合が発生する場合がある。そのような不具合（感光体表面への密着性低下によるクリーニング不良、ブレード摩耗の増大）を生じないようにするためには、含浸処理と表面層６２３を最適な設定にする必要がある。そこで、本発明者らは、弾性体ブレード６２２の材質、表面層６２３の材質、含浸処理方法、ブレード先端面６２ａ、ブレード下面６２ｂ、における表面層６２３の形成等をそれぞれ変化させて様々な観点から検証実験を行い、含浸処理と表面層６２３との最適な範囲を見出した。
以下、実施例及び比較例を示して具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。

［弾性体ブレード］
弾性体ブレード６２２には、２５［℃］における物性が以下のとおりの６種類のウレタンゴムを用いた。
ウレタンゴム１：硬度７２度、反発弾性率３１［％］（東洋ゴム工業社製）
ウレタンゴム２：硬度６９度、反発弾性率５０［％］（東洋ゴム工業社製）
ウレタンゴム３：硬度６８度、反発弾性率３０［％］（東洋ゴム工業社製）
ウレタンゴム４：硬度７５度、反発弾性率４５［％］（東洋ゴム工業社製）
ウレタンゴム５：２層構成、ブレード下面側：硬度８０度、反対面側：硬度７５度
反発弾性率２５［％］（東洋ゴム工業社製）
ウレタンゴム６：２層構成、ブレード下面側：硬度６６度、反対面側：硬度７５度
反発弾性率３０［％］（バンドー化学社製）

ウレタンゴムの硬度は、高分子計器社製マイクロゴム硬度計ＭＤ−１を用い、ＪＩＳＫ６２５３に準じて測定した。２層構成ブレードについては、各面側から測定を行った。
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、ＪＩＳＫ６２５５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。

［含浸及び表面層材料］
含浸処理及び表面層６２３の形成処理には、以下の硬化材料１〜８を用いた。
なお、構成材料の配合量の単位は「質量部」である。

＜硬化材料１＞
モノマー１：ダイセルサイテック社製ＰＥＴＩＡ８．０部
モノマー２：ダイセルサイテック社製ＯＤＡ−Ｎ２．０部
モノマー３：ダイキン社製ＯＰＴＯＯＬＤＡＣ−ＨＰ０．１部
重合開始剤：チバスペシャリティーケミカルズ社製イルガキュア１８４０．５部
溶媒：シクロヘキサノン８９．４部

＜硬化材料２＞
モノマー１：ダイセルサイテック社製ＰＥＴＩＡ７．０部
モノマー２：ダイセルサイテック社製ＨＤＤＡ３．０部
重合開始剤：チバスペシャリティーケミカルズ社製イルガキュア１８４０．５部
溶媒：シクロヘキサノン８９．５部

＜硬化材料３＞
モノマー１：ダイセルサイテック社製ＰＥＴＩＡ１０．０部
モノマー２：ダイキン社製ＯＰＴＯＯＬＤＡＣ−ＨＰ０．１部
重合開始剤：チバスペシャリティーケミカルズ社製イルガキュア１８４０．５部
溶媒：シクロヘキサノン８９．４部

＜硬化材料４＞
モノマー１：ダイセルサイテック社製ＰＥＴＩＡ８．０部
モノマー２：ダイセルサイテック社製ＩＢＯＡ２．０部
モノマー３：ダイキン社製ＯＰＴＯＯＬＤＡＣ−ＨＰ０．１部
重合開始剤：チバスペシャリティーケミカルズ社製イルガキュア１８４０．５部
溶媒：シクロヘキサノン８９．４部

＜硬化材料５＞
モノマー１：ダイセルサイテック社製ＰＥＴＩＡ７．０部
モノマー２：ダイセルサイテック社製ＥＢＥＣＲＹＬ１１３．０部
モノマー３：ダイキン社製ＯＰＴＯＯＬＤＡＣ−ＨＰ０．１部
重合開始剤：チバスペシャリティーケミカルズ社製イルガキュア１８４０．５部
溶媒：シクロヘキサノン８９．４部

＜硬化材料６＞
モノマー１：ダイセル・サイテック社製ＤＰＨＡ１０．０部
重合開始剤：チバスペシャリティーケミカルズ社製イルガキュア１８４１．０部
溶媒：シクロヘキサノン８９．０部

＜硬化材料７＞
モノマー１：日本化薬社製ＤＰＣＡ−１２０８．０部
モノマー２：ダイセルサイテック社製ＩＢＯＡ２．０部
モノマー３：ＤＩＣ社製ＲＳ−７５０．１部
重合開始剤：チバスペシャリティーケミカルズ社製イルガキュア１８４０．５部
溶媒：シクロヘキサノン８９．４部

＜硬化材料８＞
モノマー１：ダイセルサイテック社製ＰＥＴＩＡ５．０部
モノマー２：根上工業社製ＵＮ２７００５．０部
モノマー３：ＤＩＣ社製ＲＳ−７５０．１部
重合開始剤：チバスペシャリティーケミカルズ社製イルガキュア１８４０．５部
溶媒：シクロヘキサノン８９．４部

上記モノマーのうち、ダイキン社製のＯＰＴＯＯＬＤＡＣ−ＨＰと、ＤＩＣ社製のＲＳ−７５がフッ素系アクリルモノマーであり、パーフルオロポリエーテル骨格を持ち、官能基２以上のアクリレートである。即ち、上記硬化材料１、３、４、５、７、８が、フッ素系アクリルモノマーを含む紫外線硬化樹脂モノマー混合物である。

上記硬化材料１〜８に用いるアクリルモノマー、その主要骨格、官能基数、及び官能基当量分子量を表１に示す。

上記表１に示すように、ダイセルサイテック社製：ＰＥＴＩＡ、ＤＰＨＡと、日本化薬社製：ＤＰＣＡ−１２０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して有するアクリルモノマーである。
また、ダイセルサイテック社製：ＯＤＡ−Ｎ、ＨＤＤＡ、ＩＢＯＡ、ＥＢＥＣＲＹＬ１１と、根上工業社製：ＵＮ２７００が、官能基当量分子量１００〜１０００、官能基数１〜２のアクリルモノマーである。
したがって、上記硬化材料１、２、４、５、７、８が、上記２種類のアクリルモノマーを混合した硬化材料である。

実施例１〜１０、比較例１〜５
表２の実施例１〜１０及び比較例１〜５の各欄に示すようなウレタンゴム、含浸材料、表面層材料を用い、各欄に示すように、先端面含浸深さ、下面含浸深さ、先端面表面層厚さ、下面表面層厚さを変化させて各クリーニングブレードを作製した。
これらの各クリーニングブレードについて下記のようにして検証実験を行った。結果を表２に示す。

＜検証実験を行った画像形成装置の作製＞
上記各ウレタンゴムを用いて厚さ１．８［ｍｍ］の短冊形状の各弾性体ブレードを作製した。次いで、上記各硬化材料に、厚さ１．８［ｍｍ］と略同じ深さで各ブレード先端部を所定時間浸漬し、適宜含浸処理を行った後、３分間風乾した。続いて、スプレー塗工法により、各硬化材料を用いて表面層を形成した。表面層の形成は、まずスプレー塗工により、１０［ｍｍ／ｓ］のスプレーガン移動速度で、ブレード先端面から所定の厚さになるように先端面に重ね塗りを行い、３分間指触乾燥させた後、同様の方法でブレード下面にも表面層が形成されるように塗工した。その後、更に３分間指触乾燥を行い、紫外線露光（２０００［ｍＪ／ｃｍ^２］×３パス）を行った。なお、スプレー塗工で表面層を形成する領域は、マスキングテープにより制限した。

表面層の厚さは、キーエンス社製マイクロスコープＶＨＸ−１００を用い、弾性体ブレードの断面により測定した。測定試料は日進ＥＭ社製ＳＥＭ試料作製用トリミングカミソリを用いて断面を切断したものとした。

前述したように、含浸処理により弾性体ブレードの先端稜線部近傍内部には、含浸材料、表面層材料が検出されるが、それらは含浸処理を実施した表面側から検出強度が減少していくという、いわゆる濃度勾配をもって形成されている。そこで、含浸深さは、含浸材料、表面層材料がほぼ検出されなくなる個所の表面側からの距離とした。
具体的には、含浸深さ（含浸処理領域）の測定は以下のようにして行った。
対象試料のエッジ部分の断面薄片をクライオミクロトーム（ＥＭ・ＦＣＳ、Ｌｅｉｃａ社製）により作製し、透過型顕微鏡ＦＴ−ＩＲ（Ｃｏｎｔｉｎｕμｍ赤外顕微鏡、サーモエレクトロン社製）で測定した。図７に示すように、先端面６２ａ、ブレード下面６２ｂを基準にし、それぞれ適宜断面内の変化を測定した。アクリル化合物の含浸深さについては、１７１０ｃｍ^−１付近のピーク面積を１４１５ｃｍ^−１のピーク面積で割った値を非含浸部の値で規格化したものを指標として測定した。

マルテンス硬度の荷重−変位曲線の測定には、前述したナノインデンターＭＴＳ社製のＧ２００を用いた。作製した弾性体ブレードの先端稜線部から０．５［ｍｍ］以内の部分を測定試料とし、樹脂粒子を介して加圧した。樹脂粒子は東洋紡社製アクリル樹脂粒子タフチックＦＨ−Ｓの粒径５［μｍ］と１０［μｍ］を用いた。ナノインデンターによる測定では、測定圧子を被測定部に加圧接触させ、加圧に伴う変位量を連続的に測定し、そのときのプロファイルからマルテンス硬度を含む各種材料特性を算出することができる。
図９及び図１０はマルテンス硬度の荷重−変位曲線の測定例を示したものであり、図９は本発明の一実施形態に係る変曲点を２個以上有する例、図１０は変曲点を１個有する例である。図９では、やや判り難いが、曲線の凹凸の状態が変化する箇所が２個存在する。

表面層が形成された弾性体ブレードを、リコー社製カラー複合機ｉｍａｇｉｏＭＰＣ５０００に搭載できる板金ホルダーに接着剤で固定し、試作のクリーニングブレードとした。これを上記ｉｍａｇｉｏＭＰＣ５０００（図１と同様の構成）に取り付け、各画像形成装置を作製した。なお、クリーニングブレードは、所定の先端食い込み量と取り付け角度により線圧とクリーニング角を設定して取り付けた。

＜検証実験に用いたトナー＞
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（クラリアントジャパン社製Ｈ１３０３）
小粒径酸化チタン：０．５部（テイカ社製ＭＴ−１５０ＡＩ）
大粒径シリカ：１．０部（電気化学社製ＵＦＰ−３５ＨＨ）

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／ジョブとし、１０万枚（Ａ４横）通紙試験を行った。
そして、以下の項目について評価した。
［評価項目］
・マルテンス硬度の荷重−変位曲線の「変曲点個数」：ナノインデンターＭＴＳ社製のＧ２００を用い、微小粒子として「東洋紡社製アクリル樹脂粒子タフチックＦＨ−Ｓ」を用いて測定した。
・下面変曲点変位倍率：前記樹脂粒子の粒径に対する、前記荷重−変位曲線の変曲点の最も高荷重側の変位量の倍率（なお、樹脂粒子の粒径は、実施例３と実施例６が１０μｍ、その他の実施例及び比較例が５μｍである。）
・ブレードエッジ摩耗量（摩耗断面積）：初期状態からの摩耗断面積
・ブレードエッジ先端面摩耗幅：ブレード先端面側からみた摩耗幅（図８参照）
・ブレードエッジ下面摩耗幅：ブレード下面側からみた摩耗幅（図８参照）
（なお、上記摩耗量と摩耗幅は、キーエンス社製レーザ顕微鏡ＶＫ−９５００を用いてブレードエッジに対して４５度上方から測定した。）
・クリーニング不良：下記の評価時画像について目視観察を行った。
「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）」
・異音：ビビリ（数１００Ｈｚの低周波）と鳴き（数ｋＨｚの高周波）について、聴覚で有無を判断した。
（上記各項目以外に、比較例５では、先端面にえぐれ摩耗が発生した。）

実施例１〜１０では、１０万枚通紙試験後のブレード摩耗量が１００［μｍ^２］以下であり、クリーニング不良の発生及び異音の発生は認められなかった。また、ブレード下面変曲点変位倍率は、１．５〜２．０倍で変曲点個数は２個以上であった。即ち、ブレード先端面と下面の含浸深さ及びブレード先端面と下面の表面層厚さが本発明の範囲にあることにより、トナーに近いサイズの粒子に対する変形程度が適度に保たれ、ブレード摩耗が抑制できると共に、異常振動の発生等が無く異音の発生を抑制できたものと考えられる。
一方、比較例１では、変曲点個数は２個以上であるが、変曲点変位倍率は１．２倍で、本発明の規定範囲を外れるため、トナーに近いサイズの粒子に対する変形程度が大きくなり、摩耗が進行し、更にビビリ音も発生したと考えられる。また、比較例２〜５では、表面層が薄いか又は形成されていないこと、含浸がされていないこと等の単独又は複合要因により、変曲点個数が１個で、トナーに近いサイズの粒子に対する変形程度が大きくなり、ブレード摩耗が大きく進行してクリーニング不良が発生したものと考えられる。

Ｌレーザ光
Ｐ転写紙
１作像ユニット
１Ｙ作像ユニット
１Ｃ作像ユニット
１Ｍ作像ユニット
１Ｋ作像ユニット
２枠体
３感光体
３Ｙ感光体
３Ｃ感光体
３Ｍ感光体
３Ｋ感光体
４帯電ローラ
５現像装置
５Ｙ現像装置
５Ｃ現像装置
５Ｍ現像装置
５Ｋ現像装置
６クリーニング装置
７一次転写ローラ
７Ｙ一次転写ローラ
７Ｃ一次転写ローラ
７Ｍ一次転写ローラ
７Ｋ一次転写ローラ
８帯電ローラクリーナ
１０潤滑剤塗布装置
１４中間転写ベルト
４０光書込ユニット
４１ポリゴンミラー
５１現像ローラ
５２供給スクリュ
５３攪拌スクリュ
５４ドクタ
５５レジストローラ対
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
６３第一ブラケット
６４第二ブラケット
６６二次転写バックアップローラ
６７駆動ローラ
６８補助ローラ
６９テンションローラ
７０二次転写ローラ
８０定着ユニット
８１加圧加熱ローラ
８２定着ベルトユニット
８３加熱ローラ
８４定着ベルト
８５テンションローラ
８６駆動ローラ
８７排紙ローラ対
８８スタック部
１００Ｙトナーカートリッジ
１００Ｃトナーカートリッジ
１００Ｍトナーカートリッジ
１００Ｋトナーカートリッジ
１０１ファーブラシ
１０３固形潤滑剤
１０３ａ潤滑剤加圧スプリング
１０３ｂブラケット
１２３像担持体
１５１第一給紙カセット
１５１ａ第一給紙ローラ
１５２第二給紙カセット
１５２ａ第二給紙ローラ
１５３給紙路
１５４搬送ローラ対
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弾性体ブレード
６２３表面層

特開２０１０−１５２２９５号公報特開２０１３−０８００７５号公報

Claims

短冊形状の弾性体ブレードで構成され、該弾性体ブレードの先端稜線部に当接しながら移動する被清掃部材の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、
前記被清掃部材と対向するブレード下面及び弾性体ブレードの厚み方向に平行なブレード先端面の、少なくとも前記先端稜線部から０．５［ｍｍ］までの部分に、紫外線硬化樹脂からなる、弾性体ブレードよりも硬い表面層を有し、その部分に対して、弾性体ブレードよりも硬い粒径５〜１０［μｍ］の微小粒子を介して加圧することにより測定したマルテンス硬度の荷重−変位曲線が、２個以上の変曲点を有すると共に、変曲点の最も高荷重側の変位量が前記微小粒子の粒径の１．５〜２．０倍であることを特徴とするクリーニングブレード。
少なくとも前記先端稜線部を含む部分に紫外線硬化樹脂モノマーが含浸され、該紫外線硬化樹脂モノマーの前記ブレード先端面からの含浸深さが５０〜１５０［μｍ］、前記ブレード下面からの含浸深さが２０〜１００［μｍ］であることを特徴とする請求項１に記載のクリーニングブレード。
前記ブレード先端面及びブレード下面に形成された表面層の厚さが０．５〜２［μｍ］であることを特徴とする請求項１又は２に記載のクリーニングブレード。
前記表面層用又は含浸用の紫外線硬化樹脂モノマーとして、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アクリルモノマーと、官能基当量分子量１００〜１０００、官能基数１〜２のアクリルモノマーを含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のクリーニングブレード。
前記紫外線硬化樹脂モノマーとして、更にパーフルオロポリエーテル骨格を持ち、官能基数が２以上のフッ素系アクリルモノマーを含むことを特徴とする請求項４に記載のクリーニングブレード。
前記表面層用と含浸用の紫外線硬化樹脂モノマーとして同じものを用いたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のクリーニングブレード。
前記弾性体ブレードとして、ウレタン基を有するゴムを用いたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のクリーニングブレード。
前記弾性体ブレードとして、異なる２種類のウレタン基を有するゴムを積層したものを用いたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のクリーニングンブレード。
像担持体と、該像担持体表面を帯電する帯電手段と、帯電した該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該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転写残トナーをクリーニング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を備えた画像形成装置において、前記クリーニングブレードとして、請求項１〜８のいずれかに記載のクリーニングブレードを用いたことを特徴とする画像形成装置。
画像形成装置本体に着脱自在なプロセスカートリッジであって、請求項９に記載の画像形成装置に採用される感光体と請求項１〜８のいずれかに記載のクリーニングブレードとを一体的に形成したことを特徴とするプロセスカートリッジ。