JP6311498B2 - クリーニングブレード、クリーニング装置、プロセスカートリッジ、および画像形成装置 - Google Patents

クリーニングブレード、クリーニング装置、プロセスカートリッジ、および画像形成装置 Download PDF

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Description

本発明は、クリーニングブレード、クリーニング装置、プロセスカートリッジ、および画像形成装置に関する。
従来から、電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ等においては、感光体等の像保持体の表面の残存トナー等を除去するための清掃手段として、クリーニングブレードが用いられている。
例えば特許文献1には、感光体ベルトに、高分子樹脂粉末,ステアリン酸亜鉛粉末,シリカ粉末等からなるトナー、またはステアリン酸亜鉛粉末を塗布することによって、表面に低摩擦膜が形成され、低摩擦膜は、クリーニングブレードの接触位置から、感光体ベルトの移動方向における上流側の定められた面積に形成された画像形成装置が開示されている。
また特許文献2には、ポリオール、イソシアネート化合物を少なくとも含むポリウレタン組成部を硬化・成形してなる注型タイプのポリウレタン部材からなるものであり、前記ポリウレタン部材は、外径0.5μm以上12μm未満のハードセグメント凝集体を含み、且つ、ハードセグメントの外径をa(μm)とし、その個数をb(個)としたとき、1000μmあたりのa×bが70以上1050未満であるクリーニングブレードが開示されている。
特開平5−119676号公報 特開2010−134111号公報
本発明は、耐欠け性と耐摩耗性とを両立したクリーニングブレードを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、以下の発明が提供される。
請求項1に係る発明は、
ハードセグメントおよびソフトセグメントを含有するポリウレタン材料を含み且つ断面において直径0.3μm以上0.7μm以下の範囲のハードセグメント凝集体が占める面積の割合が2%以上10%以下であるポリウレタン部材により、少なくとも被クリーニング部材に接触する接触部分が構成されるクリーニングブレードである。
請求項2に係る発明は、
前記ポリウレタン部材は、断面において直径0.1μm以上0.3μm未満の範囲のハードセグメント凝集体が占める面積の割合が0.005%以上5%以下であり、直径0.7μmを超える範囲のハードセグメント凝集体が占める面積の割合が0.005%以上3%以下である請求項1に記載のクリーニングブレードである。
請求項3に係る発明は、
前記ポリウレタン部材中における前記ハードセグメントの含有割合が40質量%以上65質量%以下である請求項1または請求項2に記載のクリーニングブレードである。
請求項4に係る発明は、
前記ポリウレタン部材のtanδピーク温度が−30℃以上5℃以下である請求項1〜請求項3の何れか一項に記載のクリーニングブレードである。
請求項5に係る発明は、
前記ポリウレタン部材の100%モジュラスが6MPa以上である請求項1〜請求項4の何れか一項に記載のクリーニングブレードである。
請求項6に係る発明は、
請求項1〜請求項5の何れか一項に記載のクリーニングブレードを備えたクリーニング装置である。
請求項7に係る発明は、
請求項6に記載のクリーニング装置を備え、画像形成装置に対して脱着自在であるプロセスカートリッジである。
請求項8に係る発明は、
像保持体と、
前記像保持体を帯電する帯電装置と、
帯電した前記像保持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成装置と、
前記像保持体の表面に形成された静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像装置と、
前記像保持体上に形成されたトナー像を記録媒体上に転写する転写装置と、
前記転写装置によって前記トナー像が転写された後の前記像保持体の表面に、前記クリーニングブレードを接触させてクリーニングする請求項6に記載のクリーニング装置と、
を備える画像形成装置である。
請求項1および請求項3に係る発明によれば、直径0.3μm以上0.7μm以下の範囲のハードセグメント凝集体が占める面積の割合が前記範囲を外れる場合に比べ、耐欠け性と耐摩耗性とを両立したクリーニングブレードが提供される。
請求項2に係る発明によれば、直径0.1μm以上0.3μm未満の範囲のハードセグメント凝集体が占める面積の割合および直径0.7μmを超える範囲のハードセグメント凝集体が占める面積の割合の少なくとも一方が前記範囲を外れる場合に比べ、耐欠け性と耐摩耗性とを両立したクリーニングブレードが提供される。
請求項4に係る発明によれば、tanδピーク温度が前記範囲を外れる場合に比べ、耐欠け性に優れたクリーニングブレードが提供される。
請求項5に係る発明によれば、100%モジュラスが前記範囲を外れる場合に比べ、耐摩耗性に優れたクリーニングブレードが提供される。
請求項6、7、および8に係る発明によれば、直径0.3μm以上0.7μm以下の範囲のハードセグメント凝集体が占める面積の割合が前記範囲を満たすクリーニングブレードを備えない場合に比べ、クリーニングブレードにおける耐欠け性と耐摩耗性とを両立したクリーニング装置、プロセスカートリッジ、および画像形成装置が提供される。
本実施形態におけるクリーニングブレードの一例を示す概略図である。 本実施形態におけるクリーニングブレードが駆動している像保持体に接触している状態を示す概略図である。 本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略模式図である。 本実施形態におけるクリーニング装置の一例を示す模式断面図である。 本実施形態におけるクリーニングブレードの他の一例を示す概略図である。 本実施形態におけるクリーニングブレードの他の一例を示す概略図である。
以下、本発明のクリーニングブレード、クリーニング装置、プロセスカートリッジ、および画像形成装置の実施形態について詳細に説明する。
<クリーニングブレード>
本実施形態に係るクリーニングブレードは、少なくとも被クリーニング部材に接触する接触部分が、ハードセグメントおよびソフトセグメントを含有するポリウレタン材料を含むポリウレタン部材により構成される。尚、上記ポリウレタン部材は、断面において直径0.3μm以上0.7μm以下の範囲のハードセグメント凝集体が占める面積の割合が2%以上10%以下である。
尚、上記「ハードセグメント凝集体」とは、ポリウレタン材料中に含有される前記ハードセグメントが凝集することで形成されるドメインを指す。
従来から、クリーニングブレードには長寿命化の観点から優れた耐摩耗性が求められている。また、クリーニングブレードの被クリーニング部材との接触箇所において一部に局所的な応力が掛かることで部分的な欠けを生じることがあり、欠けが生じた箇所ではクリーニングが行われないため、局所的な応力に対する耐欠け性も求められている。
一般にポリウレタン部材によって構成されるクリーニングブレードでは、ポリウレタン部材の分子運動性を高めると、低温特性が向上してガラス転移温度が低下し、十分な耐欠け性が付与される。しかし、分子運動性を上げることにより低硬度化するため、耐摩耗性は低下してしまう。つまり、耐欠け性と耐摩耗性とは、二律背反の関係にあった。
これに対し、本実施形態に係るクリーニングブレードは、少なくとも被クリーニング部材に接触する接触部分を構成するポリウレタン部材において、直径0.3μm以上0.7μm以下の範囲のハードセグメント凝集体が占める面積の割合が2%以上10%以下であることから、耐欠け性と耐摩耗性との両立が実現される。
この理由は必ずしも明確なわけではないが、以下のように推察される。
即ち、ポリウレタン部材には、分子構造中にハードセグメントとソフトセグメントが存在し、ソフトセグメント中にハードセグメントが点在する形で、両者が海島構造を形成している。尚、より硬いハードセグメントは、硬度に寄与し、つまり耐摩耗性に寄与するものと考えられる。一方、より柔らかいソフトセグメントは、分子運動性に寄与し、つまり耐欠け性に寄与するものと考えられる。
しかし、ハードセグメント凝集体の直径が小さく、分散され過ぎていると、相対的にハードセグメント間に存在するソフトセグメントの距離が短くなり、ソフトセグメントによる分子運動性がハードセグメントに妨げられ耐欠け性に劣るものと考えられる。
これに対し、ハードセグメントを適度に凝集させ、ハードセグメントの全体の量は減らさずに個数が減らされた状態にすると、相対的にハードセグメント間に存在するソフトセグメントの距離が長くなり、ハードセグメントによるソフトセグメントの分子運動性の妨げが緩和され、耐欠け性が向上するものと考えられる。また、ハードセグメントの全体の量自体は減少していない為、硬度に変化はなく、つまり耐摩耗性は良好に維持されるものと考えられる。
但し、ハードセグメントの凝集を進行させ過ぎると、ハードセグメントの凝集塊が大きくなり過ぎ、ハードセグメント全体の表面積が小さくなり、ハードセグメントとソフトセグメントとの界面で欠けが生じやすくなるものと考えられる。
そして、本実施形態で規定する直径0.3μm以上0.7μm以下の範囲のハードセグメント凝集体は、前述のハードセグメントを適度に凝集させた状態を表す。
つまり、上記範囲のハードセグメント凝集体が占める面積の割合が2%以上10%以下である本実施形態に係るクリーニングブレードでは、適度に凝集させた状態のハードセグメントの比率が適度な範囲に調整されており、これによって優れた耐摩耗性が得られつつ且つ耐欠け性が向上しているものと推察される。
・直径0.3μm以上0.7μm以下の範囲のハードセグメント凝集体
前記ポリウレタン部材は、断面において直径0.3μm以上0.7μm以下の範囲のハードセグメント凝集体が占める面積の割合が2%以上10%以下である。尚、上記面積の割合は、更に2%以上7%以下であることがより好ましく、2%以上5%以下が更に好ましい。
直径0.3μm以上0.7μm以下の範囲のハードセグメント凝集体の面積割合が2%未満であると、耐欠け性に劣る。一方、上記面積割合が10%を超えると、耐摩耗性が悪化する。
・直径0.1μm以上0.3μm未満の範囲のハードセグメント凝集体
前記ポリウレタン部材は、更に、断面において直径0.1μm以上0.3μm未満の範囲のハードセグメント凝集体が占める面積の割合が0.005%以上5%以下であることが好ましい。上記面積の割合は、更に0.005%以上3%以下であることがより好ましく、0.01%以上2%以下が更に好ましい。
直径0.1μm以上0.3μm未満の範囲のハードセグメント凝集体は、ハードセグメント凝集体の直径が小さく分散され過ぎている状態を表している。この直径0.1μm以上0.3μm未満の範囲のハードセグメント凝集体の割合が上記範囲であることにより、直径が小さく分散され過ぎている状態のハードセグメント凝集体の比率が抑制され、優れた耐欠け性が得られる。
・直径0.7μmを超える範囲のハードセグメント凝集体
前記ポリウレタン部材は、更に、断面において直径0.7μmを超える範囲のハードセグメント凝集体が占める面積の割合が0.005%以上3%以下であることが好ましい。上記面積の割合は、更に0.005%以上2%以下であることがより好ましく、0.005%以上1%以下が更に好ましい。
直径0.7μmを超える範囲のハードセグメント凝集体は、ハードセグメントの凝集を進行させ過ぎた状態を表している。この直径0.7μmを超える範囲のハードセグメント凝集体の割合が上記範囲であることにより、凝集を進行させ過ぎた状態のハードセグメント凝集体の比率が抑制され、優れた耐欠け性が得られる。
・ハードセグメント凝集体の直径および面積比の算出
ポリウレタン部材の断面において、前記直径0.1μm以上0.3μm未満の範囲のハードセグメント凝集体が占める面積の割合、直径0.3μm以上0.7μm以下の範囲のハードセグメント凝集体が占める面積の割合、および直径0.7μmを超える範囲のハードセグメント凝集体が占める面積の割合は、原子間力顕微鏡観察(AFM観察)によって算出される。つまり、ポリウレタン部材の任意の断面について原子間力顕微鏡(AFM、日立ハイテクサイエンス社製、製品名:S−image/NanoNavi2)にて画像を観察し、該画像の範囲内に占める、直径0.1μm以上0.3μm未満、直径0.3μm以上0.7μm以下、および直径0.7μmを超える範囲のハードセグメント凝集体の割合を面積比で算出する。尚、任意の3面の断面について上記の観察を行い、その平均値を採用する。
・ハードセグメント凝集体の直径および面積比の達成方法
尚、直径0.1μm以上0.3μm未満の範囲のハードセグメント凝集体が占める面積の割合、直径0.1μm以上0.3μm未満の範囲のハードセグメント凝集体が占める面積の割合、および直径0.7μmを超える範囲のハードセグメント凝集体が占める面積の割合は、ポリウレタン部材のハードセグメントの凝集の度合いを調整することで制御される。尚、具体的な方法としては、特に限定されるものではないが、例えばクリーニングブレードのポリウレタン部材を形成した後に、後加熱工程を行う方法が挙げられる。加熱を施すことでハードセグメントが凝集し、且つその加熱の度合い、即ち加熱の温度や時間等の調整によって凝集度合いを適正に制御する。
次いで、本実施形態に係るクリーニングブレードの構成について詳述する。
尚、本実施形態に係るクリーニングブレードは、図1に示すごとく、被クリーニング部材31の表面に接触して配置される。被クリーニング部材31が駆動すると、図2に示すごとく、クリーニングブレード342と被クリーニング部材31との接触部に摺動が生じてニップ部Tが形成され、被クリーニング部材31の表面がクリーニングされる。
まず、クリーニングブレードの各部について図を用いて説明する。以下においては、図1に示すごとく、クリーニングブレードは、駆動する被クリーニング部材(像保持体/感光体ドラム)31に接触して被クリーニング部材(像保持体)31の表面をクリーニングする接触角部3Aと、接触角部3Aが1つの辺を構成し且つ前記駆動の方向(矢印A方向)の上流側を向く先端面3Bと、接触角部3Aが1つの辺を構成し且つ前記駆動の方向(矢印A方向)の下流側を向く腹面3Cと、先端面3Bと1つの辺を共有し且つ腹面3Cに対向する背面3Dと、を有する。
また、接触角部3Aが被クリーニング部材31に接触する方向に沿う方向(図1における奥行き方向)を奥行き方向と、接触角部3Aから先端面3Bが形成されている側の方向を厚み方向と、接触角部3Aから腹面3Cが形成されている側の方向を幅方向と称す。
尚、図1には便宜上、像保持体(感光体ドラム)31が駆動する方向を矢印Aとして描いたが、図1は像保持体31が停止している状態を示している。
図1は、第1の実施形態に係るクリーニングブレードを示す概略図であり、被クリーニング部材の一例である感光体ドラムの表面に接触した状態を示す図である。また、図5は第2の実施形態に係るクリーニングブレードが、図6は第3の実施形態に係るクリーニングブレードが、感光体ドラムの表面に接触した状態を示す図である。
図1に示す第1の実施形態に係るクリーニングブレード342Aは、感光体ドラム31と接触する部分(接触角部3A)を含めて、全体が単一の材料から構成されており、即ちポリウレタン部材のみからなる態様である。
尚、本実施形態に係るクリーニングブレードは、図5に示す第2の実施形態のごとく、感光体ドラム31と接触する部分(接触角部3A)を含み、腹面3C側全面に渡って形成され且つポリウレタン部材からなる第一層3421Bと、該第一層よりも背面3D側に形成され且つポリウレタン部材とは異なる材料からなる背面層としての第二層3422Bと、が設けられた2層構成であってもよい。
更に、本実施形態に係るクリーニングブレードは、図6に示す第3の実施形態のごとく、感光体ドラム31と接触する部分つまり接触角部3Aを含み、1/4に切断された円柱が奥行き方向に伸びた形状を有し該形状の直角部分が接触角部3Aを形成する、ポリウレタン部材からなる接触部材(エッジ部材)3421Cと、接触部材3421Cの厚み方向の背面3D側および幅方向の先端面3Bとは反対側を覆い、つまり前記接触部材3421C以外の部分を構成する、ポリウレタン部材とは異なる材料からなる背面部材3422Cと、が設けられた構成であってもよい。
尚、図6では接触部材として1/4に切断された円柱の形状を有する部材の例を示したが、これに限定されるものではない。接触部材としては、例えば楕円状の円柱が1/4に切断された形状や、正方形の四角柱、長方形の四角柱等の形状であってもよい。
(ポリウレタン部材)
−樹脂−
本実施形態に係るクリーニングブレードにおけるポリウレタン部材は、ポリウレタン材料(ポリウレタンゴム)を含有し、更には高結晶化されたポリウレタンゴムを含むことがより望ましい。
ポリウレタンゴムは、通常ポリイソシアネートとポリオールとを重合することで合成される。また、ポリオール以外にイソシアネート基と反応し得る官能基を有する樹脂を用いてもよい。尚、ポリウレタンゴムはハードセグメントとソフトセグメントとを有している。
ここで、「ハードセグメント」および「ソフトセグメント」とは、樹脂中で、前者を構成する材料の方が、後者を構成する材料よりも相対的に硬い材料からなり、後者を構成する材料の方が前者を構成する材料よりも相対的に柔らかい材料からなるセグメントを意味する。
ハードセグメントを構成する材料(ハードセグメント材料)とソフトセグメントを構成する材料(ソフトセグメント材料)との組み合わせとしては、特に限定されず、一方が他方に対して相対的に硬く、他方が一方に対して相対的に柔らかい組み合わせとなるよう公知の樹脂材料から選択し得るが、本実施形態においては、以下の組み合わせが好適である。
・ソフトセグメント材料
まず、ソフトセグメント材料としては、ポリオールとして、ジオールと二塩基酸との脱水縮合で得られるポリエステルポリオール(例えばポリブチレンアジペート等)、ジオールとアルキルカーボネートの反応により得られるポリカーボネートポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、ポリエーテルポリオール等が挙げられる。なお、ソフトセグメント材料として用いられる上記ポリオールの市販品としては、例えば、ダイセル化学工業社製のプラクセル205、プラクセル240、プラクセル260、日本ポリウレタン工業社製のニッポラン4009などが挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
・ハードセグメント材料
ハードセグメント材料としては、まず鎖延長剤が好適に用いられる。
鎖延長剤としては、従来公知のものであれば特に限定されるものではなく、例えば、1,4−ブタンジオール(1,4−BD)、エチレングリコール(EG)、ジエチレングリコール、1,3−プロパンジオール(PD)、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、キシレングリコール、トリエチレングリコール、トリメチロールプロパン(TMP)、グリセリン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、1,2,6−ヘキサントリオール等の、分子量300以下のポリオールが挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
またハードセグメント材料としては、イソシアネート基に対して反応し得る官能基を有する樹脂を用いることも望ましい。また、柔軟性のある樹脂であることが望ましく、柔軟性の点から直鎖構造を有する脂肪族系の樹脂であることがより望ましい。具体例としては、2つ以上のヒドロキシル基を含むアクリル樹脂や、2つ以上のヒドロキシル基を含むポリブタジエン樹脂、2つ以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂等を用いることが望ましい。
2つ以上のヒドロキシル基を含むアクリル樹脂の市販品としては、例えば、総研化学社製のアクトフロー(グレード:UMB−2005B、UMB−2005P、UMB−2005、UME−2005等)が挙げられる。
2つ以上のヒドロキシル基を含むポリブタジエン樹脂の市販品としては、例えば、出光興産社製、R−45HT等が挙げられる。
2つ以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂としては、従来の一般的なエポキシ樹脂のごとく硬くて脆い性質を有するものではなく、従来のエポキシ樹脂よりも柔軟強靭性であるものが望ましい。上記エポキシ樹脂としては、例えば、分子構造の面では、その主鎖構造中に、主鎖の可動性を高くし得る構造(柔軟性骨格)を有するものが好適であり、柔軟性骨格としては、アルキレン骨格や、シクロアルカン骨格、ポリオキシアルキレン骨格等が挙げられ、特にポリオキシアルキレン骨格が好適である。
また、物性面では、従来のエポキシ樹脂と比べて、分子量に比して粘度が低いエポキシ樹脂が好適である。具体的には、重量平均分子量が900±100の範囲内であり、25℃における粘度が15000±5000mPa・sの範囲内であることが望ましく、15000±3000mPa・sの範囲内であることがより望ましい。この特性を有するエポキシ樹脂の市販品としては、例えば、DIC製、EPLICON EXA−4850−150等が挙げられる。
・ハードセグメントの含有割合
ポリウレタン部材中における前記ハードセグメントの含有割合は、40質量%以上65質量%以下であることが好ましく、更には45質量%以上60質量%以下であることがより好ましく、45質量%以上55質量%以下が更に好ましい。
ポリウレタン部材中におけるハードセグメントの含有割合が、40質量%以上であることにより耐摩耗性が得られ、長期に渡って良好なクリーニング性が得られる。一方、65質量%以下であることにより、硬くなり過ぎることがなく、柔軟性や伸張性が得られ、欠けの発生が抑制されて、長期に渡って良好なクリーニング性が得られる。
また、ハードセグメント材料およびソフトセグメント材料の総量に対するハードセグメントを構成する材料の質量比(以下「ハードセグメント材料比」と称す)が10質量%以上30質量%以下の範囲内であることが望ましく、13質量%以上23質量%以下の範囲内であることがより望ましく、15質量%以上20質量%以下の範囲内であることが更に望ましい。
ハードセグメント材料比が、10質量%以上であることにより、耐摩耗性が得られ、長期に渡って良好なクリーニング性が維持される。一方、ハードセグメント材料比が30質量%以下であることにより、硬くなり過ぎることがなく、柔軟性や伸張性が得られ、欠けの発生が抑制されて、長期に渡って良好なクリーニング性が維持される。
・ポリイソシアネート
ポリウレタンゴムの合成に用いられるポリイソシアネートとしては、例えば、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、2,6−トルエンジイソシアネート(TDI)、1,6−ヘキサンジイソシアネート(HDI)、1,5−ナフタレンジイソシアネート(NDI)および3,3−ジメチルフェニル−4,4−ジイソシアネート(TODI)などが挙げられる。
尚、求められる大きさ(粒子径)のハードセグメント凝集体の形成し易さという点から、ポリイソシアネートとしては、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、1,5−ナフタレンジイソシアネート(NDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)がより望ましい。
ポリイソシアネートのイソシアネート基に対して反応し得る官能基を有する樹脂100質量部に対する配合量は、20質量部以上40質量部以下が望ましく、更には20質量部以上35質量部以下がより望ましく、20質量部以上30質量部以下が更に望ましい。
20質量部以上であることにより、ウレタン結合量が多く確保されてハードセグメント成長し、求められる硬度が得られる。一方40質量部以下であることにより、ハードセグメントが大きくなり過ぎず、伸張性が得られ、クリーニングブレードの欠けの発生が抑制される。
・架橋剤
架橋剤としては、ジオール(2官能)、トリオール(3官能)、テトラオール(4官能)等が挙げられ、これらを併用してもよい。また、架橋剤としてアミン系化合物を用いてもよい。尚、3官能以上の架橋剤を用いて架橋されたものであることが望ましい。3官能の架橋剤としては、例えば、トリメチロールプロパン、グリセリン、トリイソプロパノールアミン等が挙げられる。
架橋剤のイソシアネート基に対して反応し得る官能基を有する樹脂100質量部に対する配合量は2質量部以下が望ましい。2質量部以下であることにより、分子運動が化学架橋で拘束されることなく、熟成によるウレタン結合由来のハードセグメントが大きく成長し、求められる硬度が得やすくなる。
・ポリウレタン部材(接触部材)の成形方法
本実施形態における前記ポリウレタン部材(接触部材)を構成するポリウレタンゴムの製造は、プレポリマー法やワンショット法など、ポリウレタンの一般的な製造方法が用いられる。プレポリマー法は強度、耐摩耗性に優れるポリウレタンが得られるため本実施形態には好適であるが、製法により制限されるものではない。
かかるポリウレタンゴムは、上述したポリオールに、イソシアネート化合物および架橋剤等を配合し成形する。尚、クリーニングブレードの接触部材の成形は、上記方法により調製されたポリウレタン部材(接触部材)形成用の組成物を、例えば、遠心成形や押し出し成形等を利用して、シート状に形成し、切断加工等を施すことにより作製される。
ここで、一例を挙げて、ポリウレタン部材(接触部材)の製造方法の詳細を説明する。
まず、ソフトセグメント材料(例えばポリカプロラクトンポリオール、ポリエステルポリオール等)に対し、イソシアネート化合物(例えば4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート等)を加えて、例えば窒素雰囲気下で反応させる。この際の温度は60℃以上150℃以下であることが望ましく、更には70℃以上130℃以下であることが望ましい。また反応時間は0.1時間以上5時間以下であることが望ましく、更には1時間以上3時間以下であることが望ましい。
続いて、これを昇温し減圧下で脱泡する。この際の温度は60℃以上120℃以下であることが望ましく、更には80℃以上100℃以下であることが望ましい。また反応時間は10分間以上2時間以下であることが望ましく、更には30分間以上1時間以下であることが望ましい。
次に、ハードセグメント材料として例えば鎖延長剤(例えばエチレングリコール(EG)、1,3−プロパンジオール(PD)、1,4−ブタンジオール(1,4−BD)等)を混合して、ポリウレタン部材(接触部材)形成用の組成物を調製する。
次いで、遠心成形機の金型に上記ポリウレタン部材(接触部材)形成用の組成物を流し込み、硬化反応させる。この際の金型温度は80℃以上160℃以下であることが望ましく、更には100℃以上140℃以下であることが望ましい。また反応時間は20分間以上3時間以下であることが望ましく、更には30分間以上2時間以下であることが望ましい。
更に熟成加熱させ冷却される。この熟成加熱の温度は70℃以上130℃以下であることが望ましく、80℃以上130℃以下であることがより望ましく、更には100℃以上120℃以下であることが望ましい。また反応時間は1時間以上48時間以下であることが望ましく、更には10時間以上24時間以下であることが望ましい。
尚、本実施形態においては直径0.3μm以上0.7μm以下の範囲のハードセグメント凝集体が占める面積割合を前述の範囲とする為、ハードセグメントにおける凝集を制御する観点から、更に後加熱工程を設けることが好ましい。後加熱工程での加熱温度および時間を調整することにより、ハードセグメントの凝集の度合いが調整される。
この後加熱工程での加熱の温度は90℃以上140℃以下であることが望ましく、100℃以上120℃以下であることがより望ましく、更には105℃以上115℃以下であることが望ましい。また加熱時間は20分以上60分以下であることが望ましく、30分以上50分以下であることがより望ましく、更には35分以上45分以下であることが望ましい。
尚、クリーニングブレードが図1に示すごとく接触部材のみからなる場合、後加熱工程を経る前、または経た後に定められた形状に切断することでクリーニングブレードが形成される。
・tanδピーク温度
クリーニングブレードのポリウレタン部材におけるtanδ(損失正接)のピーク温度とは、ガラス転移温度(Tg)を表す。
本実施形態におけるポリウレタン部材のtanδピーク温度は、−30℃以上5℃以下であることが好ましく、更に−25℃以上2℃以下がより好ましく、−20℃以上0℃以下が更に好ましい。
tanδピーク温度が5℃以下であることにより、低温特性に優れ、耐欠け性に優れたポリウレタン部材となる。一方、−30℃以上であることにより、常温でのtanδが低くなりすぎず、適度な反発弾性が保たれ、過度に振動しないとの利点がある。
ここで、tanδピーク温度は、以下に説明する貯蔵弾性率および損失弾性率から導かれるものである。線形弾性体に、正弦波の歪みを定常振動的に与えた場合、応力は式(A)で表される。尚、|E*|は複素弾性率と呼ばれる。また、レオロジー学の理論より、弾性体成分は式(B)で、粘性体成分は式(C)で表される。ここで、E’は貯蔵弾性率、E''は損失弾性率と呼ばれる。δは応力と歪みとの位相差角を表し、“力学的損失角”と呼ばれるものである。tanδ値は、式(D)のごとくE''/E’で表され、“損失正弦”と呼ばれるものであり、その値が大きい程、その線形弾性体は、ゴム弾性を有するものとなる。
・式(A) σ=|E*|γcos(ωt)
・式(B) E’=|E*|cosδ
・式(C) E''=|E*|sinδ
・式(D) tanδ=E''/E’
tanδ値は、レオペクトラ−DVE−V4(レオロジ−(株)製)によって静止歪み5%、10Hz 正弦波引張加振を温度範囲−60℃以上100℃以下で測定される。
ポリウレタン部材におけるtanδピーク温度は、例えばポリオールの低分子量化によって高くなる傾向にあり、また、架橋剤量を増やすことによって高くなる傾向にある。但し、tanδピーク温度の調整は上記の方法に限定されるものではない。
・100%モジュラス
ポリウレタン部材は、その100%モジュラスが、6MPa以上であることが好ましく、7MPa以上がより好ましく、7.5MPa以上が更に好ましい。一方で、100%モジュラスの上限値としては、例えば11MPa以下が好ましく、10MPa以下がより好ましい。
100%モジュラスが、6MPa以上であることにより、適正な硬度が得られ耐摩耗性に優れる。
ここで、100%モジュラスは、J1SK6251(2004年)に準拠して測定される値である。即ち、ダンベル状3号形試験片を用い、引張速度500mm/minで計測して応力−歪み曲線を得(環境温度23℃)、この曲線を基に得られる。なお、測定装置は、東洋精機(株)製、ストログラフAEエラストマーを用いる。
(非接触部材)
ついで、本実施形態のクリーニングブレードが、図5に示す第2実施形態や図6に示す第3実施形態のごとく、接触部材と該接触部材以外の領域(非接触部材)とがそれぞれ異なる材料にて構成されている場合における、非接触部材の組成について説明する。
本実施形態に係るクリーニングブレードにおける非接触部材は、特に限定されずに公知の如何なる材料をも用い得る。
非接触部材に用いられる材料としては、例えば、ポリウレタンゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム、プロロピレンゴム、ブタジエンゴム等が挙げられる。これらの中で、ポリウレタンゴムがよい。ポリウレタンゴムとしては、エステル系ポリウレタン、エーテル系ポリウレタンが挙げられ、特にエステル系ポリウレタンが望ましい。
尚、ポリウレタンゴムを製造する際には、ポリオールとポリイソシアネートとを用いる方法がある。
ポリオールとしては、ポリテトラメチルエーテルグリコール、ポリエチレンアジペート、ポリカプロラクトンなどが挙げられる。
ポリイソシアネートとしては、2,6−トルエンジイソシアネート(TDI)、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、パラフェニレンジイソシアネート(PPDI)、1,5−ナフタレンジイソシアネート(NDI)、3,3−ジメチルジフェニル−4,4’−ジイソシアネート(TODI)などが挙げられる。中でもMDIが望ましい。
更に、ポリウレタンを硬化させる硬化剤として、1,4−ブタンジオール、トリメチロールプロパン、エチレングリコールやこれらの混合物などの硬化剤が挙げられる。
具体例を一例挙げて説明すると、例えば脱水処理したポリテトラメチルエーテルグリコールにジフェニルメタン−4,4−ジイソシアネートを混入し反応させ生成したプレポリマーに、硬化剤として1,4−ブタジオールおよびトリメチロールプロパンを併用したものを用いることが望ましい。尚、反応調整剤等の添加剤を添加してもよい。
非接触部材の作製方法は、作製に用いる原材料に応じて、従来公知の方法が利用され、例えば、遠心成形や押し出し成形等を利用して形成し、定められた形状に切断加工等することにより作製される。
(クリーニングブレードの製造)
図1に示す接触部材のみからなるクリーニングブレードの場合には、前述の接触部材の成形方法によってクリーニングブレードが製造される。
また、図5に示す二層構成などの複数層構成のクリーニングブレードの場合には、接触部材としての第一層および非接触部材としての第二層(3層以上の層構成である場合には複数の層)を、相互に貼り合わせることによりクリーニングブレードが作製される。上記貼り合わせる方法としては、両面テープ、各種接着剤等が好適に用いられる。また、成型時に時間差を置いて各層の材料を金型に流し込み、接着層を設けずに材料間で結合させることによって複数の層を接着してもよい。
また、図6に示す接触部材(エッジ部材)と非接触部材(背面部材)とを有する構成の場合には、図6に示す接触部材3421Cを2つ、腹面3C側同士を重ね合わせた半円柱の形状に対応する空洞(接触部材形成用の組成物を流し込む領域)を有する第一金型と、接触部材3421Cおよび非接触部材3422Cを2つ、腹面3C側同士を重ね合わせた形状に対応する空洞を有する第二金型と、を準備する。前記第一金型の前記空洞に接触部材形成用の組成物を流し込んで硬化させ接触部材3421Cが2つ重なった形状の第一成形物を形成する。次いで、上記第一金型を取り外した後、更に第二金型の空洞の内部に前記第一成形物が配置されるよう、第二金型を設置する。その後、第二金型の空洞内に、前記第一成形物を覆うよう非接触部材形成用の組成物を流し込み硬化させ、前記接触部材3421Cおよび非接触部材3422Cが2つ腹面3C側同士で重なった形状の第二成形物を形成する。次いで、形成された第二成形物を真ん中、つまり腹面3Cとなる部分で切断して、半円柱形状の接触部材が真ん中で分断されて1/4に切断された円柱形状となるよう切断し、更に定められた寸法に切断することで図6に示すクリーニングブレードが得られる。
・用途
本実施形態のクリーニングブレードを利用して被クリーニング部材をクリーニングする場合、クリーニングの対象となる被クリーニング部材としては、表面のクリーニングが要求される部材であれば特に限定されない。例えば、画像形成装置に用いられる場合であれば、中間転写体や、帯電ロール、転写ロール、被転写材搬送ベルト、用紙搬送ロール、像保持体からトナーを除去するクリーニングブラシからさらにトナーを除去するデトーニングロール等も挙げられる。本実施形態においては、像保持体であることが特に望ましい。
(クリーニング装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置)
次に、本実施形態のクリーニングブレードを用いたクリーニング装置、プロセスカートリッジ、および、画像形成装置について説明する。
本実施形態のクリーニング装置は、被クリーニング部材表面に接触し、被クリーニング部材表面をクリーニングするクリーニングブレードとして、本実施形態のクリーニングブレードを備えたものであれば特に限定されない。例えば、クリーニング装置の構成例としては、被クリーニング部材側に開口部を有するクリーニングケース内に、エッジ先端が開口部側となるようクリーニングブレードを固定すると共に、クリーニングブレードにより被クリーニング部材表面から回収された廃トナー等の異物を異物回収容器に導く搬送部材を備えた構成などが挙げられる。また、本実施形態のクリーニング装置には、本実施形態のクリーニングブレードが2つ以上用いられていてもよい。
なお、本実施形態のクリーニングブレードを像保持体のクリーニングに利用する場合、画像形成時の像流れを抑制するためには、クリーニングブレードが像保持体に押し当てられる力NF(Normal Force)は1.3gf/mm以上2.3gf/mm以下の範囲であることが望ましく、1.6gf/mm以上2.0gf/mm以下の範囲であることがより望ましい。
また、クリーニングブレード先端部が像保持体に食込む長さが0.8mm以上1.2mm以下の範囲であることが望ましく、0.9mm以上1.1mm以下の範囲であることがより望ましい。
クリーニングブレードと像保持体との接触部における角度W/A(Working Angle)は8°以上14°以下の範囲であることが望ましく、10°以上12°以下の範囲であることがより望ましい。
一方、本実施形態のプロセスカートリッジは、像保持体や中間転写体等の1つ以上の被クリーニング部材表面に接触し、被クリーニング部材表面をクリーニングするクリーニング装置として、本実施形態のクリーニング装置を備えたものであれば特に限定されず、例えば、像保持体と、この像保持体表面をクリーニングする本実施形態のクリーニング装置とを含み、画像形成装置に対して脱着自在な態様等が挙げられる。例えば、各色のトナーに対応した像保持体を有するいわゆるタンデム機であれば、各々の像保持体毎に本実施形態のクリーニング装置を設けてもよい。加えて、本実施形態のクリーニング装置の他に、クリーニングブラシ等を併用してもよい。
−クリーニングブレード、画像形成装置、クリーニング装置の具体例−
次に、本実施形態のクリーニングブレード、並びに、これを用いた画像形成装置およびクリーニング装置の具体例について、図面を用いてより詳細に説明する。
図3は、本実施形態の画像形成装置の一例を示す概略模式図であり、いわゆるタンデム型の画像形成装置について示したものである。
図3中、21は本体ハウジング、22、22a乃至22dは作像ユニット、23はベルトモジュール、24は記録媒体供給カセット、25は記録媒体搬送路、30は各感光体ユニット、31は感光体ドラム、33は各現像ユニット、34はクリーニング装置、35、35a乃至35dはトナーカートリッジ、40は露光ユニット、41はユニットケース、42はポリゴンミラー、51は一次転写装置、52は二次転写装置、53はベルトクリーニング装置、61は送出しロール、62は搬送ロール、63は位置合わせロール、66は定着装置、67は排出ロール、68は排紙部、71は手差し供給装置、72は送出しロール、73は両面記録用ユニット、74は案内ロール、76は搬送路、77は搬送ロール、230は中間転写ベルト、231、232は支持ロール、521は二次転写ロール、531はクリーニングブレードを表す。
図3に示すタンデム型画像形成装置は、本体ハウジング21内に四つの色(本実施の形態ではイエロ、マゼンタ、シアン、ブラック)の作像ユニット22(具体的には22a乃至22d)を配列し、その上方には各作像ユニット22の配列方向に沿って循環搬送される中間転写ベルト230が含まれるベルトモジュール23を配設する一方、本体ハウジング21の下方には用紙等の記録媒体(図示せず)が収容される記録媒体供給カセット24を配設すると共に、この記録媒体供給カセット24からの記録媒体の搬送路となる記録媒体搬送路25を垂直方向に配置したものである。
本実施の形態において、各作像ユニット22(22a乃至22d)は、中間転写ベルト230の循環方向上流側から順に、例えばイエロ用、マゼンタ用、シアン用、ブラック用(配列は必ずしもこの順番とは限らない)のトナー像を形成するものであり、各感光体ユニット30と、各現像ユニット33と、共通する一つの露光ユニット40とを備えている。
ここで、感光体ユニット30は、例えば感光体ドラム31と、この感光体ドラム31を予め帯電する帯電装置(帯電ロール)32と、感光体ドラム31上の残留トナーを除去するクリーニング装置34とを一体的にサブカートリッジ化したものである。
また、現像ユニット33は、帯電された感光体ドラム31上に露光ユニット40にて露光形成された静電潜像を対応する色トナー(本実施の形態では例えば負極性)で現像するものであり、例えば感光体ユニット30からなるサブカートリッジと一体化されてプロセスカートリッジ(所謂Customer Replaceable Unit)を構成している。
尚、感光体ユニット30を現像ユニット33から切り離して単独のプロセスカートリッジとしてもよいことは勿論である。また、図3中、符号35(35a乃至35d)は各現像ユニット33に各色成分トナーを補給するためのトナーカートリッジである(トナー補給経路は図示せず)。
一方、露光ユニット40は、ユニットケース41内に例えば四つの半導体レーザ(図示せず)、一つのポリゴンミラー42、結像レンズ(図示せず)および各感光体ユニット30に対応するそれぞれミラー(図示せず)を格納し、各色成分毎の半導体レーザからの光をポリゴンミラー42で偏向走査し、結像レンズ、ミラーを介して対応する感光体ドラム31上の露光ポイントに光像を導くよう配置したものである。
また、本実施の形態において、ベルトモジュール23は、例えば一対の支持ロール(一方が駆動ロール)231,232間に中間転写ベルト230を掛け渡したものであり、各感光体ユニット30の感光体ドラム31に対応した中間転写ベルト230の裏面には一次転写装置(本例では一次転写ロール)51が配設され、この一次転写装置51にトナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加することで、感光体ドラム31上のトナー像を中間転写ベルト230側に静電的に転写する。更に、中間転写ベルト230の最下流作像ユニット22dの下流側の支持ロール232に対応した部位には二次転写装置52が配設されており、中間転写ベルト230上の一次転写像を記録媒体に二次転写(一括転写)する。
本実施の形態では、二次転写装置52は、中間転写ベルト230のトナー像保持面側に圧接配置される二次転写ロール521と、中間転写ベルト230の裏面側に配置されて二次転写ロール521の対向電極をなす背面ロール(本例では支持ロール232を兼用)とを備えている。そして、例えば二次転写ロール521が接地されており、また、背面ロール(支持ロール232)にはトナーの帯電極性と同極性のバイアスが印加されている。
更にまた、中間転写ベルト230の最上流作像ユニット22aの上流側にはベルトクリーニング装置53が配設されており、中間転写ベルト230上の残留トナーを除去する。
また、記録媒体供給カセット24には記録媒体を送り出す送出しロール61が設けられ、この送出しロール61の直後には記録媒体を送出する搬送ロール62が配設されると共に、二次転写部位の直前に位置する記録媒体搬送路25には記録媒体を定められたタイミングで二次転写部位へ供給する位置合わせロール63が配設されている。一方、二次転写部位の下流側に位置する記録媒体搬送路25には定着装置66が設けられ、この定着装置66の下流側には記録媒体排出用の排出ロール67が設けられており、本体ハウジング21の上部に形成された排紙部68に排出記録媒体が収容される。
更に、本実施の形態では、本体ハウジング21の側方には手差し供給装置(MSI)71が設けられており、この手差し供給装置71上の記録媒体は送出しロール72および搬送ロール62にて記録媒体搬送路25に向かって送出される。
更にまた、本体ハウジング21には両面記録用ユニット73が付設されており、この両面記録用ユニット73は、記録媒体の両面に画像記録を行う両面モード選択時に、片面記録済みの記録媒体を排出ロール67を逆転させ、かつ、入口手前の案内ロール74にて内部に取り込み、搬送ロール77にて内部の記録媒体戻し搬送路76に沿って記録媒体を搬送し、再度位置合わせロール63側へと供給するものである。
次に、図3に示すタンデム型画像形成装置内に配置されたクリーニング装置34について詳述する。
図4は、本実施形態のクリーニング装置の一例を示す模式断面図であり、図3中に示すクリーニング装置34と共にサブカートリッジ化された感光体ドラム31、帯電ロール32や、現像ユニット33も示した図である。
図4中、32は帯電ロール(帯電装置)、331はユニットケース、332は現像ロール、333はトナー搬送部材、334は搬送パドル、335はトリミング部材、341はクリーニングケース、342はクリーニングブレード、344はフィルムシール、345は搬送部材を表す。
クリーニング装置34は、残留トナーが収容され且つ感光体ドラム31に対向して開口するクリーニングケース341を有し、このクリーニングケース341の開口下縁には感光体ドラム31に接触配置されるクリーニングブレード342を図示外のブラケットを介して取り付ける一方、クリーニングケース341の開口上縁には感光体ドラム31との間が気密に保たれるフィルムシール344を取り付けたものである。尚、符号345はクリーニングケース341内に収容された廃トナーを側方の廃トナー容器に導く搬送部材である。
尚、本実施の形態では、各作像ユニット22(22a乃至22d)の全てのクリーニング装置34において、クリーニングブレード342として本実施形態のクリーニングブレードが用いられているほか、ベルトクリーニング装置53で用いられるクリーニングブレード531も本実施形態のクリーニングブレードが用いられてもよい。
また、本実施の形態で用いられる現像ユニット(現像装置)33は、例えば図4に示すごとく、現像剤が収容され且つ感光体ドラム31に対向して開口するユニットケース331を有している。ここで、このユニットケース331の開口に面した箇所に現像ロール332が配設されると共に、ユニットケース331内には現像剤攪拌搬送のためのトナー搬送部材333が配設されている。更に、現像ロール332とトナー搬送部材333との間には搬送パドル334を配設してもよい。
現像に際しては、現像ロール332に現像剤を供給した後、例えばトリミング部材335にて現像剤を層厚規制した状態で、感光体ドラム31に対向する現像領域に搬送される。
本実施の形態では、現像ユニット33としては、例えばトナーとキャリアとからなる二成分現像剤を使用するが、トナーのみからなる一成分現像剤を使用するものであっても差し支えない。
次に、本実施の形態に係る画像形成装置の作動を説明する。先ず、各作像ユニット22(22a乃至22d)が各色に対応した単色トナー像を形成すると、各色の単色トナー像は中間転写ベルト230表面に、元の原稿情報と一致するよう順次重ね合わせて一次転写される。続いて、中間転写ベルト230表面に転写されたカラートナー像は、二次転写装置52にて記録媒体表面に転写され、カラートナー像が転写された記録媒体は定着装置66による定着処理を経た後、排紙部68へと排出される。
一方、各作像ユニット22(22a乃至22d)において、感光体ドラム31上の残留トナーはクリーニング装置34にて清掃され、また、中間転写ベルト230上の残留トナーはベルトクリーニング装置53にて清掃される。
こうした作像過程において、夫々の残留トナーはクリーニング装置34(またはベルトクリーニング装置53)によって清掃される。
なお、クリーニングブレード342は、図4に示されるごとくクリーニング装置34内のフレーム部材に直接固定するのではなく、バネ材を介して固定されてもよい。
以下に、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、以下の説明において「部」は「質量部」を意味する。
〔実施例1〕
−クリーニングブレード本体の作製−
ポリオール成分としてポリカプロラクトンポリオール(ソフトセグメント材料、ダイセル化学工業社製、プラクセル260、平均分子量5400、水酸基価20.7KOHmg/g)および、ポリブチレンアジペート(ソフトセグメント材料、ポリエステルポリオール、日本ポリウレタン工業社製、ニッポラン4009、平均分子量1000、水酸基価112.2KOHmg/g)を用いた。プラクセル260とニッポラン4009の混合比は、2:1(モル比)とした。各々のポリオールを80℃で溶解脱水後、プラクセル260とニッポラン4009を上記のモル比で混合した。全体におけるイソシアネートの割合が17mol%になるよう4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(日本ポリウレタン工業社製、ミリオネートMT)を加え、窒素雰囲気下で70℃で3時間反応させ、プレポリマーを得た。
このプレポリマーを100℃に昇温し減圧下で1時間脱泡後、エチレングリコール(EG)、1,3−プロパンジオール(PD)、および1,4−ブタンジオール(1,4−BD)(モル比=3:30:45、何れも鎖延長剤、ハードセグメント材料)とトリメチロールプロパン(0.2質量%/全体)の混合物をプレポリマーに加え、3分混合して、ブレード形成用組成物Aを調製した。
次いで、140℃に金型を調整した遠心成形機に上記ブレード形成用組成物Aを流し込み、1時間硬化反応させた。次いで、110℃で24時間熟成加熱し、冷却した。
その後さらに、後加熱工程を行った。加熱温度は100℃、時間は30分とした。次いで、切断して長さ320mm、幅12mm、厚さ2mmのクリーニングブレードを得た。
〔実施例2〕
ハードセグメント含有割合を56%に変更し、且つ後加熱工程での温度を120℃に、時間を60分に変更した以外は、実施例1に記載の方法によりクリーニングブレードを得た。
〔実施例3〕
ハードセグメント含有割合を47%に変更し、且つ後加熱工程での温度を110℃に、時間を60分に変更した以外は、実施例1に記載の方法によりクリーニングブレードを得た。
〔実施例4〕
ハードセグメント含有割合を64%に変更し、且つ後加熱工程での温度を110℃に、時間を80分に変更した以外は、実施例1に記載の方法によりクリーニングブレードを得た。
〔実施例5〕
ハードセグメント含有割合を50%に変更し、且つ後加熱工程での温度を130℃に、時間を40分に変更した以外は、実施例1に記載の方法によりクリーニングブレードを得た。
〔比較例1〕
ハードセグメント含有割合を44%に変更し、且つ後加熱工程での温度を150℃に、時間を30分に変更した以外は、実施例1に記載の方法によりクリーニングブレードを得た。
〔比較例2〕
ハードセグメント含有割合を43%に変更し、且つ後加熱工程での温度を140℃に、時間を20分に変更した以外は、実施例1に記載の方法によりクリーニングブレードを得た。
〔比較例3〕
ハードセグメント含有割合を58%に変更し、且つ後加熱工程での温度を100℃に、時間を40分に変更した以外は、実施例1に記載の方法によりクリーニングブレードを得た。
<評価試験>
−エッジ磨耗−
エッジ磨耗の評価に際しては、画像形成装置(富士ゼロックス社製、商品名:DocuCentre−IIC7500)を用い、高温高湿環境(28℃、85RH%)下にて、感光体の積算回転数が100KサイクルになるまでA4用紙(210×297mm、富士ゼロックス社製、P紙)を用いて画像形成させた後のクリーニングブレードのエッジ部(接触角部)の磨耗と、クリーニング不良と、を併せて評価して判断した。
尚、テストに際しては、感光体とクリーニングブレードとの接触部における潤滑効果を小さくした過酷な条件で評価するために、形成する画像の像密度を1%とした。
続いてテスト後のエッジ部(接触角部)の磨耗深さを、クリーニングブレードの断面側からキーエンス社製、レーザ顕微鏡VK−8510により観察した時に、感光体表面側のエッジ欠落部最大深さから計測した。
また、クリーニング不良の評価は、上記のテスト終了後に未転写ベタ画像(ベタ画像サイズ:400mm×290mm)が形成されたA3用紙を、感光体とクリーニングブレードとの間に給紙して、未定着画像の搬送方向最後端部分が感光体とクリーニングブレードとの接触部を通過し終えた直後に装置を停止し、トナーの擦り抜け有無を目視で確認し、擦り抜けが認められる場合をクリーニング不良とした。
尚、エッジ部(接触角部)の摩耗や欠けにより、トナーを塞き止める部位が欠落している場合はエッジ磨耗深さや欠け深さが大きい程、上述したテストでクリーニング不良が発生し易くなるため、上記テストはエッジ部(接触角部)の磨耗や欠けの定性的評価に有用である。

−欠け−
以下の方法により、欠け発生の度合い(グレード)を評価した。クリーニングブレードを、富士ゼロックス社製DocuCentre−IV C5575に搭載し、NF(Normal Force)を1.3gf/mm、W/A(Working Angle)を11°に合わせ、10k枚印字を行った。
その時点での欠けの大きさおよび個数によって、以下の基準に従い欠け発生の度合い(グレード)を評価した。尚、欠け発生の度合い(グレード)は、軸方向の中心部位100mmの範囲で計測した。

−総合評価−
以下の基準により、総合評価を行った。
A:エッジ摩耗評価G0乃至G1且つ欠け評価G1乃至G2
B:エッジ摩耗評価G2または欠け評価G3乃至G5(但し下記Cに該当しない)
C:エッジ摩耗評価G3乃至G5または欠け評価G6乃至G10
尚、下記表3において、「HS」はハードセグメントを意味する。
3A 接触角部、3B 先端面、3C 腹面、3D 背面、21 本体ハウジング、22、22a乃至22d 作像ユニット、23 ベルトモジュール、24 記録媒体供給カセット、25 記録媒体搬送路、30 感光体ユニット、31 被クリーニング部材(像保持体/感光体ドラム)、32 帯電ロール、33 現像ユニット、34 クリーニング装置、35、35a乃至35d トナーカートリッジ、40 露光ユニット、41 ユニットケース、42 ポリゴンミラー、51 一次転写装置、52 二次転写装置、53 ベルトクリーニング装置、61 送出しロール、62 搬送ロール、63 位置合わせロール、66 定着装置、67 排出ロール、68 排紙部、71 手差し供給装置、72 送出しロール、73 両面記録用ユニット、74 案内ロール、76 搬送路、77 搬送ロール、230 中間転写ベルト、231、232 支持ロール、331 ユニットケース、332 現像ロール、333 トナー搬送部材、334 搬送パドル、335 トリミング部材、341 クリーニングケース、342、342A、342B、342C クリーニングブレード、344 フィルムシール、345 搬送部材、521 二次転写ロール、531 クリーニングブレード、3421B 第一層、3422B 第二層、3421C 接触部材、3422C 背面部材

Claims (8)

  1. ハードセグメントおよびソフトセグメントを含有するポリウレタン材料を含み且つ断面において直径0.3μm以上0.7μm以下の範囲のハードセグメント凝集体が占める面積の割合が2%以上10%以下であるポリウレタン部材により、少なくとも被クリーニング部材に接触する接触部分が構成されるクリーニングブレード。
  2. 前記ポリウレタン部材は、断面において直径0.1μm以上0.3μm未満の範囲のハードセグメント凝集体が占める面積の割合が0.005%以上5%以下であり、直径0.7μmを超える範囲のハードセグメント凝集体が占める面積の割合が0.005%以上3%以下である請求項1に記載のクリーニングブレード。
  3. 前記ポリウレタン部材中における前記ハードセグメントの含有割合が40質量%以上65質量%以下である請求項1または請求項2に記載のクリーニングブレード。
  4. 前記ポリウレタン部材のtanδピーク温度が−30℃以上5℃以下である請求項1〜請求項3の何れか一項に記載のクリーニングブレード。
  5. 前記ポリウレタン部材の100%モジュラスが6MPa以上である請求項1〜請求項4の何れか一項に記載のクリーニングブレード。
  6. 請求項1〜請求項5の何れか一項に記載のクリーニングブレードを備えたクリーニング装置。
  7. 請求項6に記載のクリーニング装置を備え、画像形成装置に対して脱着自在であるプロセスカートリッジ。
  8. 像保持体と、
    前記像保持体を帯電する帯電装置と、
    帯電した前記像保持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成装置と、
    前記像保持体の表面に形成された静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像装置と、
    前記像保持体上に形成されたトナー像を記録媒体上に転写する転写装置と、
    前記転写装置によって前記トナー像が転写された後の前記像保持体の表面に、前記クリーニングブレードを接触させてクリーニングする請求項6に記載のクリーニング装置と、
    を備える画像形成装置。
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