JP2011164377A - 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】クリーニングブレードの先端稜線部のめくれを抑制し、先端稜線部の被清掃体に対する追随性を良好にでき当接圧を維持することのでき、かつ、ビビリ音の発生を抑制することのできる画像形成装置、及び、プロセスカートリッジを提供する。
【解決手段】弾性ブレードで構成され、表面移動する被清掃部材たる感光体の表面に先端稜線部を当接させて、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、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に、先端稜線部から２０［μｍ］以上５０［μｍ］以下の間隔を開けて弾性ブレードよりも硬く、摩擦係数が０．２５以下の表面層を設けた。
【選択図】図３

Description

本発明は、クリーニングブレード、画像形成装置、及び、プロセスカートリッジに関するものである。

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。

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。

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７（ａ）に示すように、像担持体２３とクリーニングブレード２６２との摩擦力が高まり、クリーニングブレード２６２が像担持体２３の移動方向に引っ張られて、クリーニングブレード２６２の先端稜線部２６２ｃがめくれてしまう。このめくれたクリーニングブレード２６２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２６２の先端稜線部２６２ｃがめくれた状態でクリーニングをし続けると、図７（ｂ）に示すように、クリーニングブレード２６２の先端面２６２ｂの先端稜線部２６２ｃ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７（ｃ）に示すように、先端稜線部２６２ｃが欠落してしまう。先端稜線部２６２ｃ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。

特許文献１には、ポリウレタンエラストマーからなるクリーニングブレードの少なくとも先端稜線部に、鉛筆硬度Ｂ〜６Ｈの皮膜硬度を有する樹脂からなる表面層を設けたものが記載されている。ゴム部材よりも硬い鉛筆硬度Ｂ〜６Ｈの皮膜硬度を有する表面層を設けることで、クリーニングブレード当接部の摩擦係数を下げることができ、クリーニングブレードの耐摩耗性を高めることができる。また、像担持体とクリーニングブレードとの摩擦力を低減させることができ、クリーニングブレードの先端稜線部のめくれを良好に抑制することができる。さらに、鉛筆硬度Ｂ〜６Ｈの鉛筆硬度の表面層は、硬くて変形しにくいので、クリーニングブレードの先端稜線部のめくれをより一層抑制することができる。

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。

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でも、像担持体に形成される粉体量が非常に多い連続的なベタ画像形成時等の厳しい条件では、クリーニング不良を生じてしまう。これは、以下の理由によるものと考えられる。

先端稜線部に形成した表面層や硬化層の影響によりゴム部材の弾性が阻害され、クリーニングブレードの先端稜線部の像担持体表面への追随性が低下してしまう。よって、像担持体が偏心していたり、像担持体表面に微小なうねりがあったりした場合、当接圧が変動してしまう。連続的なベタ画像形成時など、クリーニングブレードによって、多くのトナーが堰き止められているとき、堰き止められているトナーによるクリーニングブレードへの押圧力が高い。そのため、クリーニングブレードの像担持体との当接圧が変動して当接圧が低下したとき、当接圧よりもトナーによる押圧力が勝り、クリーニングブレードをトナーがすり抜けてしまう。その結果、像担持体に形成される粉体量が非常に多い連続的なベタ画像形成時等の厳しい条件では、クリーニング不良が生じてしまったと考えられる。

そこで、本発明者らは、特願２００９−２６３１６５号において、ブレード下面に、先端稜線部から２０［μｍ］以上５０［μｍ］以下の間隔を開けて、弾性ブレードよりも硬い表面層を形成したクリーニングブレードを用いた画像形成装置を提案した。かかる構成とすることで、表面層により阻害されることなく先端稜線部が弾性変形して、先端稜線部の像担持体に対する追随性を良好にでき、かつ、先端稜線部のめくれを抑制することができる。

特願２００９−２６３１６５号出願後、本発明者らがさらに鋭意研究を重ねた結果、ブレード下面の表面層の摩擦係数が高いと、この表面層と感光体との摺擦により異音が発生するおそれがあることが判明した。

本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、クリーニングブレードの先端稜線部のめくれを抑制し、先端稜線部の被清掃体に対する追随性を良好にでき当接圧を維持することのでき、かつ、ビビリ音の発生を抑制することのできる画像形成装置、及び、プロセスカートリッジを提供することである。

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に、先端稜線部から２０［μｍ］以上５０［μｍ］以下の間隔を開けて、該弾性ブレードよりも硬く、摩擦係数が０．２５以下の表面層を形成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、上記先端稜線部を１辺に有し、上記弾性ブレードの厚み方向に平行な面である先端面の先端稜線部から上記弾性ブレードよりも硬い表面層を設け、上記先端面の表面層および上記ブレード下面の表面層は、紫外線硬化樹脂からなり層厚が１［μｍ］以上１０［μｍ］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、上記先端稜線部を１辺に有し、上記弾性ブレードの厚み方向に平行な面である先端面の先端稜線部から上記弾性ブレードよりも硬い表面層を設け、上記先端面の表面層は、鉛筆硬度が７Ｈ以上の紫外線硬化樹脂であ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１乃至３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は、鉛筆硬度がＢ以上７Ｈ以下の紫外線硬化樹脂である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、ブレード下面における先端稜線部と平行な方向における端部から３０ｍｍ先端稜線部と平行に進んだ領域の表面層の先端稜線部からの間隔が、中央部の先端稜線部からの間隔よりも短くし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、請求項１乃至５いずれ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種により、上記弾性ブレードの先端稜線部の摩擦係数を０．５以下にする含浸改質処理が、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８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７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９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７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。

後述するように、ブレード下面の表面層形成開始位置が互いに異なり、かつ、ブレード下面の表面層の摩擦係数を互いに異ならせた複数のクリーニングブレードを作成し、画像形成装置を用いて、検証実験を行った結果、次の結果が得られた。表面層の形成開始位置が２０［μｍ］以上、５０［μｍ］以下の範囲、すなわち、先端稜線部から２０［μｍ］以上５０［μｍ］以下の間隔を開けて、表面層が形成されたクリーニングブレードは、いずれも良好なクリーニング性能が得られ、えぐれ摩耗も生じていなかった。また、ブレード下面の表面層の摩擦係数が、０．２５以下のクリーニングブレードにおいては、ビビリ異音が確認されなかった。

本発明によれば、ブレード下面に、先端稜線部から２０［μｍ］以上５０［μｍ］以下の間隔を開けて、弾性ブレードよりも硬い表面層を形成することで、像担持体表面に滑剤を塗布しない構成の画像形成装置においても、先端のえぐれ摩耗を抑制し、かつ、先端稜線部の被清掃体に対する追随性を良好にでき、良好なクリーニング性を得ることができる。
また、ブレード下面の表面層の静止摩擦係数を０．２５以下とすることで、ビビリ異音の発生を抑制することができる。

本発明の実施形態に係るプリンタの概略構成図。 （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。 本実施形態に係るクリーニングブレードの斜視図。 本実施形態に係るクリーニングブレードの拡大断面図。 本実施形態におけるクリーニングブレードの先端稜線部の当接状態を説明する図。 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。 （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。

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。

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。

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。

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。

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。

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、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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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設けている。

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。また、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６２３ｂが形成されている。なお、ブレード下面６２ｂにおいては、表面層６２３ｂは先端稜線部から２０［μｍ］以上５０［μｍ］以下の間隔を開けて形成し、図３に示すように、ブレード下面６２ｂには、先端稜線部６２ｃから２０〜５０［μｍ］幅の表面層非形成領域６２４が形成されている。

このように、ブレード下面６２ｂの表面層６２３ｂについて、先端稜線部から２０［μｍ］以上５０［μｍ］以下の間隔を開けて形成することで、クリーニングブレードの先端稜線部６２ｃを感光体３に当接させたとき、弾性ブレード６２２の先端稜線部６２ｃが、適度に弾性変形する。これにより、感光体３が偏心していたり、感光体３表面に微小なうねりがあったりしても、感光体３への当接圧の変動が抑制される。また、先端面６２ａの表面層６２３ａとブレード下面６２ｂの表面層６２３ｂとによって、先端稜線部６２ｃが、感光体３の移動方向へ移動してめくれるのを抑制できるような適度な剛性を有するようになる。

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。
弾性体ブレード６２２としては、感光体３の偏心や感光体３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３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。

なお、弾性ブレード６２２の硬さは含浸処理によるウレタンゴムそのものの改質で変化し、さらに表面層６２３の形成によっても影響を受けるので、各々の効果を調整することが必要である。

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。これにより、当接する弾性体ブレード６２２の先端稜線部６２ｃと感光体３との摩擦力を弱めることができ、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。さらに、経時表面層摩耗によって弾性ブレード６２２の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、スプレー塗工、ディップ塗工、あるいはスクリーン印刷等によってクリーニングブレード６２の先端面６２ａおよびブレード下面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のが好ましい。表面層６２３を、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。

上述したように、本実施形態においては、弾性ブレード６２２の先端稜線部６２ｃを含浸処理により硬度上昇させているため、弾性ブレード６２２の先端稜線部６２ｃが変形し難くなっている。このため、弾性ブレード６２２のブレード下面６２ｂの全面に弾性ブレード６２２よりも硬度が高い表面層６２３ｂを形成すると、ブレード下面６２ｂに形成した表面層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う。その結果、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６２３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６２３を形成しなかった場合は、弾性ブレード６２２の先端稜線部６２ｃが感光体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。

そこで、本実施形態においては、先の図３に示したように、ブレード下面６２ｂに先端稜線部６２ｃから２０［μｍ］以上５０［ｍｍ］以上の間隔を開けて表面層６２３を形成した。ブレード下面６２ｂの表面層６２３をこのように形成することによって、ブレード下面６２ｂに形成した表面層６２３が、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６２ｃにおける弾性変形を阻害するのを抑制し、図５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、ブレード下面６２ｂに先端稜線部６２ｃから２０［μｍ］以上５０［ｍｍ］以上の間隔を開けて形成した表面層６２３によって、先端稜線部６２ｃが、感光体３との摩擦力によって、感光体表面移動方向に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。

また、後述する検証実験が示すように、ブレード下面６２ｂの表面層非形成領域６２４の幅が２０［μｍ］未満だと、弾性ブレード６２２の先端稜線部６２ｃが感光体表面への追従性維持に対して不十分となり、良好なクリーニング性が得られない。また、ブレード下面６２ｂの表面層非形成領域６２４の幅が５０［μｍ］を越えると、ブレード下面６２ｂに表面層６２３ｂによる先端稜線部６２ｃのめくれ抑制効果が十分得られず、ブレード下面６２ｂに表面層６２３ｂを設けない場合と同じ状況になり、先端面６２ａのえぐれ摩耗を発生させる結果となった。

また、表面層６２３の材質としては、樹脂が好ましく、紫外線硬化樹脂がより好ましい。紫外線硬化樹脂を用いることで、クリーニングブレード６２の先端稜線部６２ｃに付着した樹脂に紫外線を照射させるだけで、所望の硬度を有する表面層６２３を得ることができ、クリーニングブレード６２を安価に製造することができる。

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６２３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６（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６２３が剛直となり過ぎてしまう。表面層６２３が剛直となりすぎると、表面層６２３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。

また、表面層６２３の層厚は、１〜１０［μｍ］が好ましい。ブレード下面６２ｂの表面層６２３ｂの層厚が、１［μｍ］未満だと、表面層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の弾性変形が、表面層６２３ｂにより阻害され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。

また、先端面６２ａに形成する表面層６２３ａの層厚も、１０［μｍ］以下が好ましい。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表面層６２３ａを形成しているため、先端面６２ａの先端稜線部６２ｃ付近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先端面６２ｃ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４参照）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。

また、先端面６２ａの表面層６２３ａは、鉛筆硬度７Ｈ以上が好ましい。これは、本実施形態においては、ブレード下面６２ｂに先端稜線部６２ｃから２０〜５０μｍの非表面層形成領域６２４を設けて、弾性ブレード６２２の先端稜線部６２ｃがめくれない程度に、感光体表面移動方向へ弾性変形させている。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ことで、先端面６２ａの表面層６２３ａが感光体３と摺擦することになる。また、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６２ａの表面層６２３ａは、引き伸ばされた状態となるため、分子密度が下がり、機械強度が下がった状態となる。このように、表面層６２３ａの機械強度が下がった状態で感光体３と摺擦することになるため、先端面６２ａの表面層６２３ａの鉛筆硬度が低いと、感光体上のトナーやキャリアなどのぶつかりにより、早期に先端面６２ａの表面層６２３ａが磨耗してしまう。従って、先端面６２ａの表面層６２３ａの磨耗を抑制のためには、先端面６２ａの表面層６２３ａの鉛筆硬度を高くして、機械強度を高く設定する必要がある。後述する検証実験に示すように、先端面６２ａの表面層６２３ａの鉛筆硬度を７Ｈ以上とすることによって、先端面６２ａの表面層６２３ａの磨耗を抑制することができる。また、先端面６２ａの表面層６２３ａの鉛筆硬度を７Ｈ以上とすることで、先端稜線部６２ｃのめくれ抑制効果を高めることができる。

一方、ブレード下面６２ｂの表面層６２３ｂは、先端面６２ａの表面層６２３ａの鉛筆硬度よりも低いＢ以上、７Ｈ以下が好ましい。本実施形態においては、先端面６２ａの表面層６２３ａの鉛筆硬度を７Ｈ以上と、剛直にしているため、ブレード下面６２ｂの表面層６２３ｂの鉛筆硬度が７Ｈを越えると、表面層６２３ａ，６２３ｂが先端稜線部６２ｃの弾性変形を阻害してしまうおそれがある。一方、ブレード下面６２ｂの表面層６２３ｂの鉛筆硬度がＢ未満だと、ブレード下面６２ｂの表面層６２３ｂによる先端稜線部６２ｃのめくれ抑制効果が十分に得ることができず、先端稜線部６２ｃにめくれが発生するおそれがある。ブレード下面６２ｂの表面層６２３ｂの鉛筆硬度をＢ以上７Ｈ以下とすることで、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。

また、ブレード下面６２ｂの表面層６２３ｂの静止摩擦係数は、低い方が好ましい。ブレード下面６２ｂの表面層６２３ｂは、ブレード下面６２ｂに先端稜線部６２ｃから２０［μｍ］以上５０［ｍｍ］以上の間隔を開けて形成しているが、先端稜線部６２ｃを感光体３に圧接させて、先端稜線部６２ｃを弾性変形させると、図５に示すように、ブレード下面６２ｂの表面層６２３ｂも感光体３に当接する。ブレード下面６２ｂの表面層６２３ｂの摩擦係数が高いと、ブレード下面６２ｂの表面層６２３ｂと感光体３との摺擦により、異音が発生するおそれがある。後述する検証実験に示すように、ブレード下面６２ｂの表面層６２３ｂの摩擦係数を０．２５以下にすることにより、異音が生じることはなかった。

また、ブレード下面６２ｂの表面層６２３ｂの形成開始位置をブレードの長手方向（先端稜線部と平行な方向）において、同じ位置となるように製造した場合、弾性ブレード６２２の先端稜線部６２ｃがめくれない程度に、感光体表面移動方向へ弾性変形したとき、ブレード下面６２ｂの表面層６２３ｂ形成開始位置付近で応力集中が発生する場合があることがわかった。このことについて、調べたところ、製造誤差などによって、ブレード下面６２ｂの表面層６２３ｂの形成開始位置が、狙いの形成開始位置と異なる箇所があり、そこに応力が集中していることがわかった。また、ブレード下面６２ｂの表面層６２３ｂの形成開始位置が狙いの位置と異なる箇所があっても、応力集中が起きていないものもあった。その結果、形成開始位置の異なる箇所により、応力集中が発生したり、応力集中が発生しなかったりすることがわかった。ブレード下面６２ｂの表面層６２３ｂの形成開始位置をブレードの長手方向（先端稜線部と平行な方向）において、同じ位置となるように製造した場合、製造誤差などにより、形成開始位置が狙いと異なる箇所を管理できず、応力集中が発生するクリーニングブレードが生じる場合がある。
このため、本実施形態のクリーニングブレード６２においては、図３に示すように、ブレード下面６２ｂの表面層６２３ｂの端部から３０ｍｍブレード長手方向進んだ領域Ａの形成開始位置を中央部の形成開始位置よりも先端稜線部６２ｃ側にしている。このように形成することによって、後述する検証実験で示すように、応力集中を生じないようにすることができる。また、このように、ブレード下面６２ｂの表面層６２３ｂの形成開始位置を応力集中が発生しない形状にわざと異ならせるよう製造することによって、製造誤差が生じても、ブレード下面６２ｂの表面層６２３ｂの形成開始位置を応力集中が発生しない形状に維持することができ、応力集中が生じるのを抑制することができる。なお、図３においては、一端部しか示していないが、他端部も同様に一端部と同様な構成となっている。

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、表面層６２３の材質、含浸処理方法、ブレード下面６２ｂにおける表面層６２３の形成をそれぞれ変化させて、耐久試験を行った。

［弾性体ブレード］
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７４度、反発弾性率４９［％］（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７２度、反発弾性率３１［％］（東洋ゴム工業製）
ウレタンゴム４：硬度７１度、反発弾性率１８［％］（東洋ゴム工業製）
ウレタンゴム５：硬度７２度、反発弾性率２３［％］（シンジーテック製）

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。

［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：日本ポリウレタン ＭＲ−１００ 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ＦＳ−７００ ２部
２−ブタノン ８８部
（含浸剤３）
イソシアネート化合物：関東化学 ＭＤＩ ５部
２−ブタノン ９５部

［表面層］
表面層としては、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 ２０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 ７９部
塗膜硬度：鉛筆硬度９Ｈ
摩擦係数：０．３５
（表面層２）
ウレタンアクリレートオリゴマー：根上工業 ＵＮ−９０４ ２０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 ７８部
塗膜硬度：鉛筆硬度７Ｈ
摩擦係数：０．２５
（表面層３）
ウレタンアクリレートオリゴマー１：根上工業 ＵＮ−９０４ ２部
ウレタンアクリレートオリゴマー２：根上工業 ＵＮ−２７００ １８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 ７９部
塗膜硬度：鉛筆硬度２Ｈ
摩擦係数：０．６
（表面層４）
ウレタンアクリレートオリゴマー１：根上工業 ＵＮ−９０４ ２部
ウレタンアクリレートオリゴマー２：根上工業 ＵＮ−２７００ １８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 ７９部
塗膜硬度：鉛筆硬度Ｂ
摩擦係数：０．２３

表面層６２３の鉛筆硬度は、コーテック株式会社製鉛筆引っかき試験機ＫＴＶＦ−２３８０を用い、ＪＩＳ Ｋ５６００−５−４に準じて測定した。試料は、５０［ｍｍ］×５０［ｍｍ］のガラス板上に表面層６２３の材料を約１０［μｍ］スプレー塗工したものとした。
表面層６２３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。

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／ｍｍ^２］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／ｍｍ^２］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１〜５は、弾性ブレード１〜５よりも、十分に硬度が高いものである。

次に、検証実験を行った画像形成装置の構成について説明する。
上記ウレタンゴム１〜５のいずれかを用いて厚さ１．８［ｍｍ］の短冊形状の弾性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５いずれかの表面層を形成した。具体的には、適宜含浸処理を行った各々のウレタンゴムからなる弾性体ブレードに対し、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表面層の先端稜線部側先端から約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。

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。

検証実験には、重合法により作製したトナーを用いた。なお、トナーの物性は、以下のとおりである。
トナー母体：円形度０．９８、平均粒径４．９［μｍ］
外添剤 ：小粒径シリカ１．５部（クラリアント製Ｈ２０００）
小粒径酸化チタン０．５部（テイカ製ＭＴ−１５０ＡＩ）
大粒径シリカ１．０部（電気化学工業製ＵＦＰ−３０Ｈ）

検証実験は、実験室環境：２１［℃］・６５［％ＲＨ］、通紙条件：画像面積率５％チャートを３プリント／ジョブで、５０，０００枚（Ａ４横）で行った。そして、以下の項目を評価した。

［評価項目］
クリーニング不良発生：有無（目視観察）
評価時画像：縦帯パターン（紙進行方向に対して）４３［ｍｍ］幅、３本チャート
出力２０枚（Ａ４横）
ブレードエッジ摩耗幅：図６に示すようにブレード下面側からみた摩耗幅

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。

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。

（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１
下面表面層：表面層２
ブレード下面先端非形成幅：中央部４０［μｍ］
：末端３０ｍｍ部３０［μｍ］
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１［μｍ］
先端摩擦係数：０．３
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

（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１
下面表面層：表面層４
ブレード下面先端非形成幅：中央部４０［μｍ］
：末端３０ｍｍ部２０［μｍ］
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１［μｍ］
先端摩擦係数：０．２
ブレードエッジ摩耗幅：１０［μｍ］
クリーニング不良発生：なし
異音発生：なし

（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３
含浸時間：３０秒
先端表面層：表面層２
下面表面層：表面層４
ブレード下面先端非形成幅：中央部３０［μｍ］
：末端３０ｍｍ部２０［μｍ］
エッジ部より５０［μｍ］での表面層厚：ブレード下面１０［μｍ］
：先端面３［μｍ］
先端摩擦係数：０．４
ブレードエッジ摩耗幅：１０［μｍ］
クリーニング不良発生：なし
異音発生：なし

（実施例４）
ベースウレタンゴム：ウレタンゴム４
含浸剤：含浸剤２
含浸時間：３０秒
先端表面層：表面層２
下面表面層：表面層４
ブレード下面先端非形成幅：中央部５０［μｍ］
：末端３０ｍｍ部３０［μｍ］
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］
先端摩擦係数：０．２
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

（実施例５）
ベースウレタンゴム：ウレタンゴム５
含浸剤：含浸剤１
含浸時間：３０秒
先端表面層：表面層１
下面表面層：表面層２
ブレード下面先端非形成幅：中央部３０［μｍ］
：末端３０ｍｍ部２５［μｍ］
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］
先端摩擦係数：０．３
ブレードエッジ摩耗幅：１０［μｍ］
クリーニング不良発生：なし
異音発生：なし

（比較例１）
ベースウレタンゴム：ウレタンゴム４
含浸：なし
表面層：なし
先端摩擦係数：０．７
ブレードエッジ摩耗幅：５０［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：なし
先端面えぐれ摩耗発生

（比較例２）
ベースウレタンゴム：ウレタンゴム４
含浸剤：含浸剤１
含浸時間：３０秒
先端表面層：表面層１
下面表面層：表面層１
ブレード下面先端非形成幅：中央部０［μｍ］
：末端３０ｍｍ部０［μｍ］
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５［μｍ］
先端摩擦係数：０．４５
ブレードエッジ摩耗幅：４０［μｍ］
クリーニング不良発生：筋状クリーニング不良３箇所
異音発生：ビビリ

（比較例３）
ベースウレタンゴム：ウレタンゴム４
含浸：なし
先端表面層：表面層３
下面表面層：表面層４
ブレード下面先端非形成幅：中央部８０［μｍ］
：末端３０ｍｍ部８０［μｍ］
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５［μｍ］
先端摩擦係数：０．７
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２箇所
異音発生：なし
先端面えぐれ摩耗発生

上記表１は、実施例１〜実施例５、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５においては、いずれも、５０，０００枚の経時の連続的な帯ベタ画像に対するクリーニング評価においてもクリーニング不良を抑制することができた。これは、実施例１〜実施例５においては、ブレード下面の表面層を、先端稜線部から２０［μｍ］以上５０［μｍ］以下の間隔を開けて形成したので、先端稜線部が適度な弾性変形性を有する。このため、先端稜線部が、感光体と当接したとき、先端稜線部が適度に弾性変形する。これにより、弾性体ブレード６２２の先端稜線部６２ｃの感光体３の微小な変形などに対する追随性が安定して維持される。その結果、クリーニング不良が発生しなかったと考えられる。また、経時の使用で、クリーニングブレードの先端稜線部が摩耗して、当接幅が広がり、単位面積当りの当接圧が減少した状態で、経時の縦帯パターンの連続という厳しい条件でも、追随性が安定して維持され、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。このような帯ベタ画像が連続的に出力されると、非画像形成時に感光体表面の摩擦係数が０．２以下に制御される機構を具備していても、その摩擦係数が０．２５以上に上昇することが避けられない。摩擦係数が上昇すると、感光体表面の離型性が低下して感光体表面に存在するトナーの感光体表面に対する付着力が高くなる。また、感光体表面の摩擦係数が上昇すると、クリーニングブレードの先端もめくれやすくなり、先端稜線部での堰きとめ能力が低下してしまう。その結果、クリーニング不良が発生しやすくなる。しかしながら、実施例１〜５のようにブレード下面の表面層を先端稜線部から２０〜５０［μｍ］の間隔を開けて形成することにより、クリーニングブレードの先端が感光体表面に良好に追随させることができ、良好な当接状態を維持することができるので、感光体表面の摩擦係数が上昇して、トナーの感光体表面に対する付着力が高くなっても、良好なクリーニング性能を維持することができたと考えられる。

また、実施例１〜５においては、ビビリ音も確認されなかった。これは、以下の要因により発生しなかったと考えられる。
１．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こと。
２．弾性ブレードの先端稜線部が、含浸処理により動摩擦係数を０．５以下に制御されていること。
３．ブレード下面の表面層の鉛筆硬度を７Ｈ以下にしたこと。
これら３つの要因により、感光体との摩擦力により、先端稜線部が、感光体移動方向に適度に移動し、その後、摩擦力よりも復元力が大きくなると、先端稜線部が感光体表面移動方向と逆方向へ移動するような適度な往復運動をしたためと考えられる。

また、摩擦係数が０．３５のブレード下面の表面層を先端稜線部から形成し、感光体とブレード下面の表面層とが摺擦するような構成の比較例２は、ビビリ音が確認されている。これは、ブレード下面の表面層と感光体との摺擦によりブレード下面の表面層が微小振動してビビリ音が発生したと考えられる。一方、ブレード下面の表面層の摩擦係数が０．２５以下の実施例１〜５においては、ビビリ異音が発生していない。これらの結果から、ブレード下面の表面層の摩擦係数が０．２５以下にすることによって、ブレード下面の表面層と感光体との摺擦によるブレード下面の表面層のビビリ異音も抑制されていると考えられる。

このように、実施例１〜５は、先端稜線部が適度な往復運動をしたことと、ブレード下面の表面層の摩擦係数を０．２５以下にして感光体との摺擦によるブレード下面の表面層の微振動を抑制したこととによって、ビビリ異音が発生しなかったと考えられる。

また、実施例１乃至５においては、５万枚通紙試験後の磨耗幅も１０［μｍ］以下と抑制できている。これは、次の３つの理由により、抑制されたと考えられる。１つは、ブレード下面の表面層を、先端稜線部から２０［μｍ］以上５０［μｍ］以下の間隔を開けて形成し、ブレード下面の表面層の鉛筆硬度をＢ以上７Ｈ以下、層厚を１０［μｍ］以下とすることで、先端稜線部が、感光体表面移動方向に感光体とともに適度に往復移動するため、先端稜線部が常に感光体と摺擦しないためと考えられる。２つめの理由は、含浸処理により、弾性ブレードの先端稜線部の摩擦係数０．５以下に制御され、また、硬度上昇も図られているため、磨耗を抑制できたと考えられる。３つめの理由は、先端稜線部が、感光体表面移動方向に引っ張られたとき、先端面の先端稜線部近傍と感光体とが摺擦するが、先端面の表面層の鉛筆硬度を７Ｈ以上として、機械的な強度を上げているため、先端面の先端稜線部近傍の磨耗も抑制できたためと考えられる。

また、実施例１乃至５においては、先端面えぐれ磨耗も確認できなかった。これは、ブレード下面の表面層が、鉛筆硬度Ｂ以上あり、層厚が１［μｍ］以上であるので、先端稜線部のめくれを規制するような効果を有し、めくれが生じなかったためと考えられる。また、先端面に鉛筆硬度７Ｈ以上で、層厚が１［μｍ］以上の表面層が形成されていることも、先端稜線部のめくれを規制するような効果を有し、めくれが生じなかったと考えられる。また、先端稜線部の含浸処理により、先端稜線部の摩擦係数を０．５以下にしていることも、感光体と先端稜線部の摩擦力を低減し、先端稜線部のめくれを抑制したと考えられる。

すなわち、実施例１乃至５においては、次の１〜４に規定した範囲内で、適宜クリーニングブレードを形成することによって、表面層が先端稜線部の弾性変形を阻害せず、めくれない程度に感光体移動方向へ弾性変形させることができたと考えられる。
１．ブレード下面の表面層の形成開始位置を先端稜線部から２０μｍ〜５０μｍの範囲
２．ブレード下面の表面層およびブレード先端面の表面層を１μｍ〜１０μｍの範囲
３．ブレード先端面の表面層の鉛筆硬度７Ｈ以上、
４．ブレード下面の表面層の鉛筆硬度Ｂ〜７Ｈの範囲

また、実施例１〜実施例５においては、ブレード下面の表面層の形成開始位置近辺に、割れなどが生じていなかった。これは、実施例１〜実施例５は、ブレード下面の表面層の端部から３０ｍｍブレード長手方向進んだ領域の形成開始位置を中央部の開始位置よりも先端稜線部側にしたため、ブレード下面の表面層の形成開始位置近辺に応力集中する箇所が発生しなかったためと考えられる。

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。また、検証試験後のクリーニングブレードの先端面を確認したところ、えぐれ摩耗が発生していた。これは、含浸処理を設けていないことから先端摩擦係数が高いため、感光体と先端稜線部との摩擦力が強いこと、ブレード下面およびブレード先端面に表面層を設けていない先端稜線部の運動性を適度に制御できかったことにより、先端稜線部がめくれ、先端面えぐれ摩耗が発生したと考えられる。そして、先端面えぐれ磨耗が発生した結果、局所的なトナーすり抜けが発生し、クリーニング不良が発生したと考えられる。

また、比較例２においては、使用初期時から、クリーニング不良が発生した。これは、ブレード下面の表面層が先端稜線部まで形成されている。このため、弾性ブレードの先端稜線部の弾性変形が十分でなく、先端稜線部の感光体表面の微小な変形などに対する追随性が劣るため、当接圧が変動してしまい、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。また、比較例２においては、５万枚通紙試験後の磨耗幅が、４０［μｍ］と大きく磨耗していた。これは、先端稜線部の感光体表面移動方向の弾性変形が、表面層により阻害された結果、先端稜線部が常に感光体と摺擦し、磨耗が早期に進行したと考えられる。さらに、比較例２においては、ビビリ音も確認された。このビビリ音の発生についての詳細は不明だが、このビビリ音の発生は、次のことが要因で発生したと考えられる。すなわち、ブレード下面の表面層の摩擦係数が、０．３５と高いことにより、ブレード下面の表面層が、微小振動しビビリ音が発生したと考えられる。
また、比較例２においては、ブレード下面の表面層の鉛筆硬度が９Ｈと高く剛直なため、クリーニングブレードの先端稜線部を感光体に当接させたとき、表面層が撓らず、表面層に応力集中が発生し、局所的な応力集中による表面層の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。

また、比較例３においては、逆にその非形成領域幅が、８０［μｍ］と大きすぎることから、ブレード下面の表面層によるめくれ規制効果が十分得られず、めくれが発生し、えぐれ摩耗が発生したと考えられる。また、比較例３では先端面に表面層が形成されていない。このことも、めくれの発生が抑えられずえぐれ摩耗が発生した一要因であると考えられる。

以上、本実施形態によれば、弾性ブレードで構成され、表面移動する被清掃部材たる感光体の表面に先端稜線部を当接させて、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、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に、先端稜線部より２０［μｍ］以上５０［μｍ］以下の幅で上記弾性ブレードの長手方向に非形成領域をはさんで該弾性ブレードよりも硬い表面層を設けた。表面層を上記のようにすることによって、上述した検証実験で明らかなように、良好なクリーニング性を維持することができ、かつ、先端稜線部がめくれるのを、抑制することができる。また、ブレード下面の表面層の摩擦係数を０．２５以下とすることで、ブレード下面の表面層と感光体との摺擦によるブレード下面の表面層のビビリ異音の発生も抑制することができる。

また、表面層は紫外線硬化樹脂からなり表面層の各面側における層厚が１［μｍ］以上１０［μｍ］以下であることであることが好ましい。すなわち、上述したように、層厚がその範囲内に無い場合、先端稜線部の運動性を適度に維持することができず、先端稜線部が微小振動して異音（ビビリ）の発生を生じたり、めくれを生じたりする。１［μｍ］未満だと、表面層６２３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がめくれやすくなる。また、層厚が１０［μｍ］を超えると、先端稜線部の運動抑制効果が強すぎ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ったり、異音の発生を生じやすくなったりする。また、先端面の表面層が１０μｍを越えると、クリーニング不良が発生しやすくなる。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。

また、先端面の表面層の鉛筆硬度を７Ｈ以上とすることによって、先端面の表面層の磨耗を抑制することができ、かつ、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を、鉛筆硬度がＢ以上７Ｈ以下とすることによって、先端稜線部を、めくれない程度に感光体移動方向に適度に弾性変形させることができる。

また、ブレード下面の先端稜線部と平行な方向における端部から３０ｍｍ先端稜線部と平行に進んだ領域の表面層の先端稜線部からの間隔を、中央部の先端稜線部からの間隔よりも短くすることによって、弾性ブレードのブレード下面の表面層の形成開始位置近辺で応力集中が生じるのを抑制することができる。

また、本実施形態によれば、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で、感光体に偏心などあっても、柔軟に弾性体ブレードが変形して、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。

また、本実施形態によれば、弾性体ブレードの先端稜線部に、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種を含浸させる低摩擦処理がなされ、弾性体ブレードの先端稜線部６２ｃの摩擦係数が０．５以下にしている。これにより、感光体の表面と先端稜線部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。

また、感光体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、弾性体ブレードの摩耗も抑制することができたと考えられる。

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。

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

特許第３６０２８９８号公報 特開２００４−２３３８１８号公報

Claims (9)

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に、先端稜線部から２０［μｍ］以上５０［μｍ］以下の間隔を開けて、該弾性ブレードよりも硬く、摩擦係数が０．２５以下の表面層を形成したことを特徴とするクリーニングブレード。
2. 請求項１の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、上記弾性ブレードの厚み方向に平行な面である先端面の先端稜線部から上記弾性ブレードよりも硬い表面層を設け、
   上記先端面の表面層および上記ブレード下面の表面層は、紫外線硬化樹脂からなり層厚が１［μｍ］以上１０［μｍ］以下であることを特徴とするクリーニングブレード。
3. 請求項１または２のクリーニングブレードにおいて、
   上記先端稜線部を１辺に有し、上記弾性ブレードの厚み方向に平行な面である先端面の先端稜線部から上記弾性ブレードよりも硬い表面層を設け、
   上記先端面の表面層は、鉛筆硬度が７Ｈ以上の紫外線硬化樹脂であることを特徴とするクリーニングブレード。
4. 請求項１乃至３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は、鉛筆硬度がＢ以上７Ｈ以下の紫外線硬化樹脂であることを特徴とするクリーニングブレード。
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、
   ブレード下面における先端稜線部と平行な方向における端部から３０ｍｍ先端稜線部と平行に進んだ領域の表面層の先端稜線部からの間隔が、中央部の先端稜線部からの間隔よりも短くしたことを特徴とするクリーニングブレード。
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。
7. 請求項１乃至５いずれ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種により、上記弾性ブレードの先端稜線部の摩擦係数を０．５以下にする含浸改質処理が、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。
8. 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７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。
9. 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７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。

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