JP2019168591A - 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及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クリーニングブレードはそのエッジ部が感光体ドラムの表面に接触する。このクリーニングブレードのエッジ部を形成する接触層を動的粘弾性特性における損失正接のピーク温度が摂氏−２０度より高い第一材料で構成した場合に比較して、クリーニングブレードのエッジ部に欠けが発生するのを抑制するクリーニングブレードを提供する。【解決手段】動的粘弾性における損失正接のピーク温度が摂氏−２０度以下の第一材料で構成され、感光体ドラムに接触する少なくともエッジ部１６１ｅを形成する接触層１６１ａを備える。【選択図】図７

Description

この発明は、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及び画像形成装置に関する。

従来、画像形成装置においては、感光体ドラム等の被清掃手段のクリーニング性を向上させる技術として、例えば、特許文献１及び特許文献２などに開示されたものが既に提案されている。

特許文献１は、互いに永久伸びの値が異なる材質からなる複数の層によって構成される積層構造のブレード部材と、ブレード部材の一端を保持する保持部材とを有し、ブレード部材の他端の先端稜線部であるエッジ部を表面移動する被清掃体の表面に当接させて、被清掃体の表面をクリーニングするクリーニング装置において、ブレード部材を被清掃体に当接させた状態で所定の方法で測定する線圧低下率が９０［％］以上であるように構成したものである。

特許文献２は、損失正接のピーク温度が摂氏０度未満の第１材料で構成された基材と、第１材料よりも硬度が高く、引裂強さが４９キロニュートン毎メートル以上である第２材料で構成され、移動する像保持体に接触して像保持体を清掃する接触部と、を有するように構成した清掃部材である。

特開２０１１−１９７３０９号公報 特開２０１６−０９９４５２号公報

この発明の目的は、被清掃手段に接触する少なくとも接触部を形成する接触層を動的粘弾性特性における損失正接のピーク温度が摂氏−２０度より高い第一材料で構成した場合に比較して、クリーニングブレードに欠けが発生するのを抑制することにある。

請求項１に記載された発明は、動的粘弾性における損失正接のピーク温度が摂氏−２０度以下の第一材料で構成され、被清掃手段に接触する少なくとも接触部を形成する接触層を備えるクリーニングブレードである。

請求項２に記載された発明は、１００％永久伸びが１％以下の第二材料で構成され、前記接触層を支持する支持層を備える請求項１に記載のクリーニングブレードである。

請求項３に記載された発明は、前記クリーニングブレードを前記被清掃手段に対して予め定められた食い込み量となるよう接触させた状態で、高温高湿環境下に予め定められた時間だけ放置した後、前記クリーニングブレードの食い込み量の低下が０．１５ｍｍ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４に記載された発明は、前記クリーニングブレードの食い込み量の低下が０．１０ｍｍ以下である請求項３に記載のクリーニングブレードである。

請求項５に記載された発明は、被清掃手段を清掃するクリーニングブレードを備え、
前記クリーニングブレードとして、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載されたクリーニングブレードを用いたクリーニング装置である。

請求項６に記載された発明は、像保持手段と、
前記像保持手段を清掃するクリーニング手段を備え、
前記クリーニング手段として請求項５に記載されたクリーニング装置を用いたプロセスカートリッジである。

請求項７に記載された発明は、静電潜像を保持する像保持手段と、
前記像保持手段に保持された静電潜像をトナーを含む現像剤により現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記像保持手段を清掃するクリーニング手段と、
を備え、
前記クリーニング手段として請求項５に記載されたクリーニング装置を用いた画像形成装置である。

請求項８に記載された発明は、前記像保持手段は、表面に無機保護層を備えた請求項７に記載の画像形成装置である。

請求項９に記載された発明は、前記無機保護層は、酸化ガリウムを含有する請求項８に記載の画像形成装置である。

請求項１０に記載された発明は、前記クリーニング手段のクリーニングブレードの接触層は、動的粘弾性特性における損失正接のピーク温度が摂氏−２５度以下である請求項８又は９に記載の画像形成装置である。

請求項１１に記載された発明は、前記現像手段は、脂肪酸金属塩を含むトナーを用いた請求項７乃至１０のいずれかに記載の画像形成装置である。

請求項１に記載された発明によれば、被清掃手段に接触する少なくとも接触部を形成する接触層を動的粘弾性特性における損失正接のピーク温度が摂氏−２０度より高い第一材料で構成した場合に比較して、クリーニングブレードに欠けが発生するのを抑制することができる。

請求項２に記載された発明によれば、前記接触層を支持する支持層を１００％永久伸びが１％より大きい第二材料で構成した場合に比較して、クリーニングブレードにへたりが発生するのを抑制することができる。

請求項３に記載された発明によれば、前記クリーニングブレードの食い込み量の低下が０．１５ｍｍより大きい場合に比較して、クリーニングブレードにへたりが発生するのを抑制することができる。

請求項４に記載された発明によれば、前記クリーニングブレードの食い込み量の低下が０．１０ｍｍより大きい場合に比較して、クリーニングブレードにへたりが発生するのをより一層抑制することができる。

請求項５に記載された発明によれば、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載されたクリーニングブレードを用いない場合に比較して、クリーニングブレードに欠けが発生するのを抑制することができる。

請求項６に記載された発明によれば、請求項５に記載されたクリーニング装置を用いない場合に比較して、クリーニングブレードに欠けが発生するのを抑制することができる。

請求項７に記載された発明によれば、前記クリーニング手段として請求項４に記載されたクリーニング装置を用いない場合に比較して、クリーニングブレードに欠けが発生するのを抑制することができる。

請求項８に記載された発明によれば、前記像保持手段は、表面に無機保護層を備えない場合に比較して、像保持手段の長寿命化が可能となる。

請求項９に記載された発明によれば、前記無機保護層は、酸化ガリウムを含有しない場合に比較して、像保持手段の長寿命化が可能となる。

請求項１０に記載された発明によれば、クリーニングブレードの接触層は、動的粘弾性特性における損失正接のピーク温度が摂氏−２５度より高い場合に比較して、像保持手段が表面に無機保護層を備える場合であっても、クリーニングブレードに欠けが発生するのを抑制することができる。

請求項１１に記載された発明によれば、前記現像手段は、脂肪酸金属塩を含むトナーを用いた場合であっても、クリーニングブレードに欠けが発生するのを抑制することができる。

この発明の実施の形態１に係るクリーニングブレード及びクリーニング装置を適用した画像形成装置を示す概略構成図である。 この発明の実施の形態１に係る画像形成装置の画像形成部を示す構成図である。 トナーを示す模式図である。 この発明の実施の形態１に係るクリーニングブレード及びクリーニング装置を適用した画像形成ユニットを示す構成図である。 この発明の実施の形態１に係るクリーニングブレードを適用したクリーニング装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態１に係るクリーニングブレードを示す構成図である。 クリーニングブレードを示す構成図である。 クリーニングブレードの製造方向を示す模式図である。 クリーニングブレードのエッジ部の変形状態を示す模式図である。 クリーニングブレードのエッジ部の変形状態を示す模式図である。 クリーニングブレードのエッジ部の欠けを示す参考図である。 ｔａｎδピーク温度と局所摩耗・欠け個数との関係を示すグラフである。 ｔａｎδピーク温度と欠け評価指標との関係を示すグラフである。 １００％モジュラスと欠け評価指標との関係を示すグラフである。 １００％永久伸びとへたり量との関係を示すグラフである。 へたり量とブレード当接圧の関係を示すグラフである。 クリーニグブレードを構成する材料とへたり量との関係を示すグラフである。

以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

[実施の形態１]
図１及び図２は、実施の形態１に係るクリーニングブレード、クリーニング装置及びプロセスカートリッジを適用した画像形成装置を示すものである。図１はその画像形成装置の全体の概要を示し、図２はその画像形成装置における要部（作像装置など）を拡大して示している。

＜画像形成装置の全体の構成＞
実施の形態１に係る画像形成装置１は、例えばカラープリンタとして構成されたものである。この画像形成装置１は、現像剤を構成するトナーで現像されるトナー像を形成する複数の画像形成手段の一例としての作像装置１０と、各作像装置１０で形成されたトナー像をそれぞれ保持して最終的に記録媒体の一例としての記録用紙５に二次転写する二次転写位置Ｔ２まで搬送する転写手段の一例としての中間転写装置２０と、中間転写装置２０の二次転写位置Ｔ２に供給すべき所要の記録用紙５を収容して搬送する給紙装置５０と、中間転写装置２０で二次転写された記録用紙５上のトナー像を定着させる定着装置４０等を備えている。なお、図１中、符号１ａは、画像形成装置１の装置本体を示すものである。装置本体１ａは、支持構造部材や外装カバー等で形成されている。また、図中の破線は、装置本体１ａの内部において記録用紙５が搬送される主な搬送経路を示す。

作像装置１０は、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の４色のトナー像をそれぞれ専用に形成する４つの作像装置１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋで構成されている。これらの４つの作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、装置本体１ａの内部空間において水平方向に沿って１列に並べた状態で配置されている。

各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、図１や図２に示されるように、回転する像保持手段（被清掃手段）の一例としての感光体ドラム１１を備えており、この感光体ドラム１１の周囲に、次のような各装置が主に配置されている。主な装置とは、感光体ドラム１１の像形成が可能な周面（像保持面)を所要の電位に帯電させる帯電装置１２と、感光体ドラム１１の帯電された周面に画像の情報（信号）に基づく光を照射して電位差のある（各色用の）静電潜像を形成する静電潜像形成手段の一例としての露光装置１３と、その静電潜像を対応する色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の現像剤のトナーで現像してトナー像にする現像手段の一例としての現像装置１４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）と、その各トナー像を中間転写装置２０に転写する一次転写手段の一例としての一次転写装置１５と、一次転写後における感光体ドラム１１の像保持面に残留して付着するトナー等の付着物を取り除いて清掃する実施の形態１に係るクリーニング装置の一例としてのドラムクリーニング装置１６等である。

感光体ドラム１１は、接地処理される円筒状又は円柱状の基材の周面に感光材料からなる光導電性層（感光層）を有する像保持面を形成したものである。この感光体ドラム１１は、図示しない駆動装置から駆動力が伝達されて矢印Ａで示す方向に回転するよう支持されている。感光体ドラム１１は、表面に無機保護層を備えている。無機保護層は、無機材料を含み、保護層としての機械的強度及び透光性を有するものである。無機保護層を形成する無機材料としては、例えば、酸化ガリウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛などが挙げられる。無機材料としては、機械的強度及び透光性に優れ、ｎ型導電性を有する酸化ガリウムが望ましい。

帯電装置１２は、図２に示されるように、感光体ドラム１１に接触した状態で配置される接触型の帯電ロール１２１で構成される。帯電装置１２には帯電用電圧が供給される。帯電用電圧としては、現像装置１４が反転現像を行うものである場合、その現像装置１４から供給されるトナーの帯電極性と同じ極性の電圧又は電流が供給される。帯電ロール１２１の背面側には、帯電ロール１２１の表面を清掃するクリーニングロール１２２が接触した状態で配置されている。

露光装置１３は、図１に示されるように、画像形成装置１に入力される画像の情報に応じて構成されるレーザ光ＬＢを、帯電された後の感光体ドラム１１の周面に対して照射して静電潜像を形成するものである。露光装置１３には、潜像形成時になると、画像形成装置１に任意の手段で入力される画像の情報（信号）が送信される。なお、露光装置１３としては、感光体ドラム１１の軸方向に沿って配列された複数の発光素子としてのＬＥＤにより感光体ドラム１１に光を照射して静電潜像を形成するＬＥＤプリントヘッドからなるものを用いても良い。

現像装置１４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）はいずれも、図２に示されるように、開口部と現像剤４の収容室が形成された筐体１４０の内部に、現像剤４を保持して感光体ドラム１１と向き合う現像領域まで搬送する現像ロール１４１と、現像剤４を撹拌しながら現像ロール１４１を通過させるよう搬送するスクリューオーガー等の撹拌搬送部材１４２，１４３と、現像ロール１４１に保持される現像剤４の量（層厚）を規制する層厚規制部材１４４などを配置して構成されたものである。この現像装置１４には、その現像ロール１４１と感光体ドラム１１の間に現像用電圧が図示しない電源装置から供給される。また、現像ロール１４１や撹拌搬送部材１４２，１４３は、図示しない駆動装置からの駆動力が伝達されて所要の方向に回転する。さらに、上記４色の現像剤４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）としては、非磁性トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤が使用される。

イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各色のトナーＴ（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）としては、例えば、図３に示されるように、内部に粒状の色材３０１や低融点の合成樹脂３０２、あるいは潤滑剤などを分散させた通常の熱溶融性樹脂３０３を有し、その外周を通常の熱溶融性樹脂３０４で被覆し、外周面に帯電性や清掃性などを調整する機能性微粒子からなる外添剤３０５を添加したＥＡ（Emulsion Aggregation：乳化重合）トナーが用いられる。ＥＡトナーＴは、数平均粒子径が約３〜５μｍ程度であり、略球形状に形成されている。潤滑剤としては、例えば、ステアリン酸、ラウリン酸、リシノール酸、オクチル酸などの脂肪酸と、リチウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム、亜鉛などの金属との化合物である脂肪酸金属塩が用いられる。この実施の形態では、トナーＴに含有させる潤滑剤としてステアリン酸亜鉛を用いている。

一次転写装置１５は、図１及び図２に示されるように、一次転写位置Ｔ１において感光体ドラム１１の周面に中間転写ベルト２１を介して接触し回転するとともに一次転写用電圧が供給される一次転写ロールを備えた接触型の転写装置である。一次転写用電圧としては、トナーの帯電極性と逆の極性を示す直流の電圧が図示しない電源装置から供給される。

この実施の形態１に係るドラムクリーニング装置１６は、図２に示されるように、容器状の本体１６０の内部に配置されて残留トナー等の付着物を取り除いて清掃するクリーニングブレード１６１と、クリーニングブレード１６１で取り除いたトナー等の付着物を回収して図示しない回収システムに送り出すよう搬送するスクリューオーガー等の送出部材１６２などで構成されている。なお、ドラムクリーニング装置１６の構成については、後に詳述する。

中間転写装置２０は、図１に示されるように、各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の下方の位置に存在するよう配置される。この中間転写装置２０は、感光体ドラム１１と一次転写装置１５（一次転写ロール）の間となる一次転写位置Ｔ１を通過しながら矢印Ｂで示す方向に循環移動する中間転写体の一例としての中間転写ベルト２１と、中間転写ベルト２１をその内周から所望の状態に保持して循環移動可能に支持する複数のベルト支持ロール２２〜２７と、ベルト支持ロール２６に支持されている中間転写ベルト２１の外周面（像保持面）側に配置されて中間転写ベルト２１上のトナー像を記録用紙５に二次転写させる二次転写装置３０と、二次転写装置３０を通過した後に中間転写ベルト２１の外周面に残留して付着するトナー、紙粉等の付着物を取り除いて清掃するベルトクリーニング装置２８とで主に構成されている。

中間転写ベルト２１としては、例えばポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂等の合成樹脂にカーボンブラック等の抵抗調整剤などを分散させた材料で製作される無端状のベルトが使用される。また、ベルト支持ロール２２は駆動ロールとして構成され、ベルト支持ロール２３は中間転写ベルト２１の走行位置を保持する面出しロールとして構成され、ベルト支持ロール２４は張力付与ロールとして構成され、ベルト支持ロール２５は中間転写ベルト２１を保持する従動ロールとして構成され、ベルト支持ロール２６は二次転写のバックアップロールとして構成され、ベルト支持ロール２７はベルトクリーニング装置２８の支持ロールとして構成されている。

二次転写装置３０は、図１に示されるように、中間転写装置２０におけるベルト支持ロール２６に支持されている中間転写ベルト２１の外周面部分である二次転写位置Ｔ２において回転する二次転写ロール３１を備えている。二次転写ロール３１又は中間転写装置２０のベルト支持ロール２６には、トナーの帯電極性と逆極性又は同極性を示す直流の電圧が二次転写用電圧として供給される。なお、図１中符号２９はベルト支持ロール２６に二次転写バイアス電圧を印加するバイアス印加ロールを示している。

定着装置４０は、表面温度が予め定められた温度に保持されるよう加熱手段（熱源）によって加熱されるロール形態又はベルト形態の加熱用回転体４１と、この加熱用回転体４１に所要の圧力で接触して回転するロール形態又はベルト形態の加圧用回転体４２などを配置して構成されたものである。この定着装置４０では、加熱用回転体４１と加圧用回転体４２が接触する接触部が所要の定着処理（加熱及び加圧）を行う定着処理部となる。

給紙装置５０は、中間転写装置２０の下方の位置に存在するよう配置される。この給紙装置５０は、所望のサイズ、種類等の記録用紙５を積載した状態で収容する単数（又は複数）の用紙収容体５１と、用紙収容体５１から記録用紙５を１枚ずつ送り出す送出装置５２とで主に構成されている。用紙収容体５１は、例えば、装置本体１ａの正面（使用者が操作時に向き合う側面）側に引き出すことができるよう取り付けられている。

記録用紙５としては、例えば、電子写真方式の複写機、プリンタ等に使用される普通紙やトレーシングペーパー等の薄紙、あるいは合成樹脂（ＰＥＴなど）製の透明なフィルム状の媒体からなるＯＨＰシート等が挙げられる。定着後における画像表面の平滑性をさらに向上させるには、記録用紙５の表面もできるだけ平滑であることが好ましく、例えば、普通紙の表面を樹脂等でコーティングしたコート紙、印刷用のアート紙等の坪量が相対的に大きい所謂厚紙なども好適に使用することができる。

給紙装置５０と二次転写装置３０との間には、給紙装置５０から送り出される記録用紙５を二次転写位置Ｔ２まで搬送する複数（又は単数）の用紙搬送ロール対５３〜５６や図示しない搬送ガイド材で構成される給紙搬送路５７が設けられている。給紙搬送路５７において二次転写位置Ｔ２の直前の位置に配置される用紙搬送ロール対５６は、例えば記録用紙５の搬送時期を調整するロール（レジストロール）として構成されている。

また、二次転写装置３０と定着装置４０との間には、二次転写装置３０から送り出される記録用紙５を定着装置４０まで搬送する複数（又は単数）の用紙搬送ベルト５８〜６０で構成される用紙搬送路６１が設けられている。

定着装置４０の下流側には、定着装置４０によりトナー像が定着された記録用紙５を、装置本体１ａの側面に配置された図示しない用紙排出部に排出するための用紙排出ロール（図示せず）を備えた排出搬送路６２が設けられている。

図１中、符号１００は、画像形成装置１の動作を統括的に制御する制御手段の一例としての制御装置を示している。制御装置１００は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、あるいはこれらＣＰＵやＲＯＭ等を接続するバス、通信インターフェイスなどを備えて構成されている。

＜プロセスカートリッジ＞
この実施の形態では、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）において、感光体ドラム１１と、感光体ドラム１１の周囲に配置される少なくとも１つ以上の装置がプロセスカートリッジ７０として一体的に構成されている。プロセスカートリッジ７０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、図４に示されるように、感光体ドラム１１と、帯電装置１２と、ドラムクリーニング装置１６を備えている。感光体ドラム１１は、軸方向に沿った両端部がカートリッジ本体７１に回転可能に支持されている。また、カートリッジ本体７１には、感光体ドラム１１の周面に帯電装置１２の帯電ロール１２１が接触するとともに、ドラムクリーニング装置１６のクリーニングブレード１６１が当接するよう一体的に取り付けられている。イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を構成する各プロセスカートリッジ７０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、画像形成装置１の装置本体１ａに対して個別に着脱可能に構成されている。なお、各プロセスカートリッジ７０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、現像装置１４を有していないため、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）で共通に構成されている。

プロセスカートリッジ７０には、感光体ドラム１１が自然光により露光するのを防止するため、感光体ドラム１１の外周面を覆う図示しない遮蔽部材が開閉可能に設けられている。図示しない遮蔽部材は、プロセスカートリッジ７０を画像形成装置１の装置本体１ａに着脱する操作に連動して開閉される。

なお、プロセスカートリッジ７０は、感光体ドラム１１と、帯電装置１２と、ドラムクリーニング装置１６を備えたものに限定されるものではなく、感光体ドラム１１と、ドラムクリーニング装置１６から構成しても良く、あるいは感光体ドラム１１と、帯電装置１２と、現像装置１４と、ドラムクリーニング装置１６などから構成しても良い。

＜画像形成装置の基本的な動作＞
以下、画像形成装置１による基本的な画像形成動作について説明する。

ここでは、前記４つの作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を使用して、４色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナー像を組み合わせて構成されるフルカラー画像を形成するときの画像形成動作を説明する。なお、４つの作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のうち、いずれか１つ以上の作像装置１０を使用して単色又は複数色のトナー像を組み合わせた画像を形成するときの画像形成動作も基本的には同様である。

画像形成装置１は、画像形成動作（プリント）の要求の指令情報を受けると、制御装置１００の制御によって、４つの作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、中間転写装置２０、二次転写装置３０、定着装置４０等が始動する。

そして、各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）においては、まず各感光体ドラム１１が矢印Ａで示す方向に回転し、各帯電装置１２が各感光体ドラム１１の表面を所要の極性（実施の形態１ではマイナス極性）及び電位に帯電させる。続いて、露光装置１３が、帯電後の感光体ドラム１１の表面に対し、画像形成装置１に入力される画像の情報を各色成分（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に変換して得られる画像の信号に基づいて発光される光を照射し、その表面に所要の電位差で構成される各色成分の静電潜像をそれぞれ形成する。

続いて、各現像装置１４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が、感光体ドラム１１に形成された各色成分の静電潜像に対し、所要の極性（マイナス極性）に帯電された対応する色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナーをそれぞれ供給して静電的に付着させて現像を行う。この現像により、各感光体ドラム１１に形成された各色成分の静電潜像は、その対応する色のトナーでそれぞれ現像された４色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナー像として顕像化される。

続いて、各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の感光体ドラム１１上に形成された各色のトナー像が一次転写位置Ｔ１まで搬送されると、一次転写装置１５が、その各色のトナー像を中間転写装置２０の矢印Ｂで示す方向に回転する中間転写ベルト２１に対して順番に重ね合わせるような状態で一次転写させる。

また、一次転写が終了した各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）では、ドラムクリーニング装置１６が付着物を掻き取るように除去して感光体ドラム１１の表面を清掃する。これにより、各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は次の作像動作が可能な状態にされる。

続いて、中間転写装置２０では、中間転写ベルト２１の回転により一次転写されたトナー像を保持して二次転写位置Ｔ２まで搬送する。一方、給紙装置５０では、作像動作に合わせて所要の記録用紙５を給紙搬送路５７に送り出す。給紙搬送路５７では、レジストロールとしての用紙搬送ロール対５６が記録用紙５を転写時期に合わせて二次転写位置Ｔ２に送り出して供給する。

二次転写位置Ｔ２においては、二次転写ロール３０が、中間転写ベルト２１上のトナー像を記録用紙５に一括して二次転写させる。また、二次転写が終了した後の中間転写装置２０では、ベルト清掃装置２８が、二次転写後の中間転写ベルト２１の表面に残留したトナー等の付着物を取り除いて清掃する。

続いて、トナー像が二次転写された記録用紙５は、中間転写ベルト２１と二次転写ロール３０から剥離された後に３連の搬送ベルト５８〜６０によって定着装置４０まで搬送される。定着装置４０では、回転する加熱用回転体４１と加圧用回転体４２との間の接触部に二次転写後の記録用紙５を導入して通過させることにより、必要な定着処理（加熱及び加圧）をして未定着のトナー像を記録用紙５に定着させる。定着が終了した後の記録用紙５は、排出搬送路６２を介して図示しない用紙排出ロールにより、例えば画像形成装置１の側面に設けられた排出収容部（図示せず）に排出される。

以上の動作により、４色のトナーＴ（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）からなるトナー像を組み合わせて形成されるフルカラー画像が出力される。

＜ドラムクリーニング装置の構成＞
図５は、実施の形態１に係るクリーニングブレードを適用したクリーニング装置の一例としてのドラムクリーニング装置を示すものである。

ドラムクリーニング装置１６は、図５に示されるように、容器状の本体１６０を備えている。ドラムクリーニング装置１６の本体１６０は、感光体ドラム１１の略全長にわたる長さを有する長尺な断面略直方体状の箱体として構成されている。本体１６０は、感光体ドラム１１と対向する面に開口部１６３を有している。なお、本体１６０は、図４に示されるように、プロセスカートリッジ７０のカートリッジ本体７１に一体的に取り付けられている。

本体１６０には、感光体ドラム１１側の側面に、開口部１６３の上端部から鉛直方向に沿った下方に向けてクリーニングブレード１６１が配置されている。クリーニングブレード１６１は、金属等からなる保持部材１６４に取り付けられている。保持部材１６４は、水平方向に配置された第１板部１６５と、第１板部１６５の先端（右端）から鉛直方向に沿った下方に向けて略９０度の角度をなして交差するよう屈曲された第２板部１６６とから断面略Ｌ字形状に形成されている。保持部材１６４の第１板部１６５は、本体１６０の上端面１６７にスペーサ部材１６８を介してネジ止め等の手段により固定されている。クリーニングブレード１６１は、保持部材１６４の第２板部１６６の外側面に両面テープを介した貼付けや接着剤を用いた接着等の手段により固定した状態で設けられている。クリーニングブレード１６１の感光体ドラム１１に対する位置関係は、カートリッジ本体７１に装着された本体１６０に対する保持部材１６４の位置で規定される。

本体１６０の内部には、開口部１６３に連通して底部に略半円筒形状に湾曲した凹部１６９を有する空所１７０ａが設けられている。空所１７０ａは、保持部材１６４の第２板部１６６における裏面から本体１６０の内部に向けて傾斜した内側面１６０ａ及び凹部１６９から形成されている。空所１７０ａの凹部１６９には、クリーニングブレード１６１で取り除いたトナー等の付着物を回収して図示しない回収システムに送り出すよう搬送するスクリューオーガー等の送出部材１６２が回転可能に配置されている。送出部材１６２は、回収された付着物を軸方向（図面に垂直な方向）に沿って搬送し、画像形成装置１の装置本体１ａの前面又は背面側の端部に配置された図示しない回収システムを介して回収容器へ収容する。

本体１６０の開口部１６３の下端部には、感光体ドラム１１の周面との間隙を封止するフィルム状の封止部材１７１ａが装着されている。

なお、ドラムクリーニング装置１６は、クリーニングブレード１６１の感光体ドラム１１の回転方向Ａに沿った上流側に図示しないブラシ状のクリーニング部材を備えていても良い。

＜クリーニングブレードの構成＞
クリーニングブレード１６１は、図６に示されるように、所要の厚さＴを有し、所要の自由長Ｌ及び感光体ドラム１１の軸方向に沿った長尺な幅を有する細長い平面矩形の平板状に形成されている。クリーニングブレード１６１は、ゴム材料によって形成されている。クリーニングブレード１６１は、感光体ドラム１１の周面の接線に対して所要の接触角θ（Contact Angle）を成すよう保持部材１６４の垂直板部１６６に取り付けられている。クリーニングブレード１６１は、その先端が感光体ドラム１１の表面に対して所要の接触圧ＮＦ（Normal Force）で当接するよう感光体ドラム１１の表面に対して所要の食い込み量ｔだけ食い込んだ状態で固定されている。なお、図中破線は、感光体ドラム１１を取り除いた自由状態のクリーニングブレード１６１を示している。クリーニングブレード１６１の接触角θは、例えば、５〜３０°程度に設定される。また、クリーニングブレード１６１の接触圧ＮＦは、例えば、１．０〜３．０ｇｆ／ｍｍ程度に設定される。クリーニングブレード１６１の食い込み量ｔは、例えば、０．５〜２．０ｍｍ程度に設定される。

クリーニングブレード１６１は、図７（ａ）（ｂ）に示されるように、被清掃手段の一例としての感光体ドラム１１の周面に接触する少なくともエッジ部（接触部）１６１ｅを形成する接触層１６１ａと、接触層１６１ａを支持する支持層１６１ｂを備えている。接触層１６１ａは、例えば、図７（ａ）に示されるように、感光体ドラム１１の周面と接触するエッジ部１６１ｅを含む角部にのみ設けられる。この場合、クリーニングブレード１６１の支持層１６１ｂは、エッジ部１６１ｅを除くクリーニングブレード１６１の略全体を構成する。

また、接触層１６１ａは、図７（ｂ）に示されるように、感光体ドラム１１の周面側の全面にわたり位置するよう相対的に厚さが薄い層として形成しても良い。この場合、クリーニングブレード１６１の支持層１６１ｂは、接触層１６１ａを含めて所要の厚さＴとなるよう接触層１６１ａの全面にわたり厚く積層される。接触層１６１ａは、例えば、０．０５〜０．５０ｍｍ程度の厚さに設けられる。ただし、接触層１６１ａは、当該数値よりも厚くても薄くても良い。接触層１６１ａは、感光体ドラム１１に接触する少なくとも接触部を形成するものであれば、クリーニングブレード１６１に設ける位置は、感光体ドラム１１の周面側に限定されることなく、感光体ドラム１１の表面と対向する厚さ方向の側面などに設けても良く任意である。接触層１６１ａと支持層１６１ｂは、接着したものであっても勿論良い。

クリーニングブレード１６１の接触層１６１ａを構成する第１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、プロピレンゴム、ブタジエンゴム等のゴム材料が用いられる。また、クリーニングブレード１６１の支持層１６１ｂを構成する第２材料としては、例えば、同じくポリウレタンゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム、プロピレンゴム、ブタジエンゴム等のゴム材料が用いられる。

クリーニングブレード１６１の接触層１６１ａ及び支持層１６１ｂを構成する第１及び第２材料は、例えば、同じポリウレタンゴムからなるものであっても、ポリウレタンゴムを構成する各重合成分の種類や量、あるいは製造条件や改質処理の条件などを変化させることにより、機械的特性が異なるものとして使用することができる。

接触層１６１ａをクリーニングブレード１６１のエッジ部１６１ｅにのみ設ける場合には、例えば、図８に示されるように、２つのクリーニングブレード１６１を感光体ドラム１１側の側面を接触させた状態で同時に成形する２種類の金型を用いて製造される。第１の金型は、２つのクリーニングブレード１６１の接触層１６１ａ同士を合せた断面半円形状の空所を有する形状に構成される。また、第２の金型は、２つのクリーニングブレード１６１に対応した空所を有する形状に構成される。そして、第１の金型を用いて２つのクリーニングブレード１６１の接触層１６１ａに対応した空所に、２つの接触層１６１ａを一体的に形成する第１材料を充填して硬化させる。その後、断面半円形状に形成された２つの接触層１６１ａを第２の金型の所要位置にセットし、２つの接触層１６１ａ以外の２つのクリーニングブレード１６１の支持層１６１ｂに対応した空所に支持層１６１ｂを構成する第２材料を充填して、図８に示されるように、２つの接触層１６１ａと一体的に硬化させる。そして、最後に、２つのクリーニングブレード１６１の合わせ面をカットすることにより、２つのクリーニングブレード１６１が同時に製造される。

ところで、上記の如く構成されるクリーニングブレード１６１は、図６に実線で示されるように、回転する感光体ドラム１１の周面に所要の接触圧ＮＦで当接することにより、その感光体ドラム１１側の先端に位置するエッジ部１６１ｅが感光体ドラム１１の回転に伴って、当該感光体ドラム１１の回転方向Ａの下流側に向けて巻き込まれた状態となっている。なお、図６では、便宜上、感光体ドラム１１の周面を平面として図示しているが、感光体ドラム１１の周面は、所要の曲率半径を有する円弧状の曲面からなることは勿論である。クリーニングブレード１６１は、弾性変形したエッジ部１６１ｅによって感光体ドラム１１の周面に付着したトナーやトナーの外添剤等の付着物を掻き取ることで除去する。

感光体ドラム１１の周面に固着した付着物などがなく、しかも感光体ドラム１１表面の摩擦係数が全域にわたり略一様であれば、クリーニングブレード１６１の弾性変形したエッジ部１６１ｅが感光体ドラム１１の周面に付着したトナーやトナーの外添剤等の付着物を掻き取ることにより除去し、クリーニング機能を維持することが可能となる。

しかしながら、画像形成装置１及びプロセスカートリッジ７０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を様々な環境下において継続して使用した場合には、図９に示されるように、感光体ドラム１１の周面に異物１７０が付着することがある。また、感光体ドラム１１の周面の摩擦係数μが局所的に高くなる領域１７１が生じることがある。

このように、感光体ドラム１１の周面に異物１７０が付着したり、感光体ドラム１１の周面の摩擦係数μが局所的に高くなる領域１７１が生じる原因としては、本発明者の検討によれば、次のような理由が挙げられる。

感光体ドラム１１は、帯電装置１２による放電作用によって所要の電位に帯電される。 感光体ドラム１１の表面に形成される酸化ガリウム等からなる無機保護層は、帯電装置１２の放電作用に伴って放電生成物が付着すると摩擦係数μが高くなる傾向がある。また、感光体ドラム１１の表面には、トナー中のステアリン酸亜鉛などの潤滑剤が部分的に付着する。この感光体ドラム１１の表面に付着したステアリン酸亜鉛などの潤滑剤は、帯電装置１２による放電作用を受けると、やはり摩擦係数μを上昇させる傾向がある。そのため、感光体ドラム１１として表面に無機保護層を有し、トナーとしてステアリン酸亜鉛などの潤滑剤を含有するものを用いた場合には、無機保護層と潤滑剤の相乗効果により、感光体ドラム１１表面の摩擦係数μが局所的に高くなり易い。

このように、感光体ドラム１１の表面に摩擦係数μが局所的に高い領域が存在すると、トナーやトナーの帯電性や清掃性などを調整する機能性微粒子からなる外添剤等の異物が堆積し易くなり、図９（ａ）に示されるように、感光体ドラム１１の周面に異物１７０が固着する場合がある。感光体ドラム１１の周面に異物が固着すると、図１０に示されるように、クリーニングブレード１６１が感光体ドラム１１上の異物１７０を通過する際に、クリーニングブレード１６１のエッジ部１６１ｅが異物１７０によって大きく下流側に巻き込まれる。感光体ドラム１１上に異物１７０が存在しても、クリーニングブレード１６１のエッジ部１６１ｅがゴム材料としての特性である弾性が大きく十分に弾性変形可能な状態であれば、エッジ部１６１ｅに欠け等が生じることがない。

しかしながら、クリーニングブレード１６１のエッジ部１６１ｅの弾性変形量が不十分であると、感光体ドラム１１上の異物１７０を通過するときに、クリーニングブレード１６１のエッジ部１６１ｅが弾性変形の限界を超えて塑性変形し、エッジ部１６１ｅが局所的に引きちぎられた状態となり、図１１に示されるような欠けが発生すると考えられる。

同様に、感光体ドラム１１の表面には、図９（ｂ）に示されるように、局所的に摩擦係数μが高い領域１７１が存在すると、クリーニングブレード１６１が感光体ドラム１１上の摩擦係数μが局所的に高い領域１７１を通過する際に、クリーニングブレード１６１のエッジ部１６１ｅが感光体ドラム１１表面との高い摩擦係数μによって局所的に弾性変形する。クリーニングブレード１６１のエッジ部１６１ｅが十分に弾性変形可能であれば、エッジ部１６１ｅに欠け等が生じることがない。

しかしながら、クリーニングブレード１６１のエッジ部１６１ｅの弾性変形量が不十分であると、感光体ドラム１１上の局所的に摩擦係数μが高い領域１７１を通過するときに、クリーニングブレード１６１のエッジ部１６１ｅが弾性変形の限界を超えて塑性変形し、やはり局所的に引きちぎられた状態となり、図１１に示されるような欠けが発生する。

クリーニングブレード１６１のエッジ部１６１ｅに欠けが発生すると、感光体ドラム１１の表面に付着したトナーや外添剤等の異物がクリーニングブレード１６１のエッジ部１６１ｅの欠けが発生した部分を摺り抜けて、帯電ロール１２１の表面に移動して付着する。帯電ロール１２１の表面には、クリーニングロール１２２が設けられているが、クリーニングロール１２２によって除去しきれなかったりクリーニングロール１２２の同一箇所が汚れたりして、帯電ロール１２１による帯電不良の原因となり、記録用紙５上に形成される画像に筋状の濃度ムラとなって最終的に画質に現れる。また、クリーニングブレード１６１のエッジ部１６１ｅの欠けから摺り抜けたトナーや外添剤が感光体ドラム１１の表面に付着並びに固着し、光を透過しない状態になると、画像露光時に露光不良を起こし画像に筋状の濃度ムラとなって画質に現れる。

本発明者は、上述したようなクリーニングブレード１６１のエッジ部１６１ｅに欠けが発生するメカニズムに基づいて、クリーニングブレード１６１のエッジ部１６１ｅが感光体ドラム１１の表面に付着した異物１７０や局所的に高い摩擦係数μが高い領域１７１を通過する際に、エッジ部１６１ｅが弾性体としての性質を維持し、弾性変形の限界を超えることがなく塑性変形しなければ、エッジ部１６１ｅに欠けが発生するのを防止乃至抑制することができることを見出した。

クリーニングブレード１６１のエッジ部１６１ｅを含む接触層１６１ａを構成するゴム材料は、粘弾性体である。完全な弾性体であれば、入力としての歪εに対して時間的な遅れを生じることなく応力σ＝Ｅεが変化する。ここで、Ｅは弾性率である。一方、粘弾性体は、捩じり振動や周期的な伸張などの変形を加えると、入力としての歪εに対して時間的な遅れを以て応力σ^＊＝Ｅ^＊ε^＊が変化する。

このような粘弾性率Ｅ^＊を複素式で表すと、次のようになる。
貯蔵弾性率 Ｅ’＝（σ_０／ε_０）ｃｏｓδ
損失弾性率 Ｅ”＝（σ_０／ε_０）ｓｉｎδ
ここで、得られた実数項Ｅ’が貯蔵弾性率と呼ばれて弾性成分に対応し，虚数項Ｅ”が損失弾性率と呼ばれて粘性成分に相当する。そして、両者の比ｔａｎδ＝Ｅ”／Ｅ’は損失正接と呼ばれる。ｔａｎδが小さいと、貯蔵弾性率Ｅ’の影響が大きく、クリーニングブレード１６１は、弾性体としての性質を強く示すようになる。一方、ｔａｎδの値が大きいと、クリーニングブレード１６１は、粘性体としての性質を示すようになる。ｔａｎδの値がピークとなる温度は、ガラス転移温度とも呼ばれる。

クリーニングブレード１６１は、ｔａｎδがピークとなる温度が低い程、貯蔵弾性率Ｅ’の影響が大きく、弾性体としての性質を維持していることになる。

従来、クリーニングブレード１６１のエッジ部１６１ｅを構成する材料としては、特許文献１（請求項５）によれば、エッジ層を形成する材料のｔａｎδのピーク温度が１０℃未満と規定されており、実施形態にはｔａｎδのピーク温度が低ければ低いほど望ましいとの記載がある（段落［００６３］）。また、特許文献２（請求項１）によれば、ｔａｎδのピーク温度が摂氏０℃未満と規定されているが、実施形態（段落［００３７］）には、「ｔａｎδピーク温度のみを指標にした場合、第２材料の種類にかかわらず、耐欠け性指数が０．２以上になる条件は見出されないことがわかる。」と記載されている。

このように、クリーニングブレード１６１のエッジ部１６１ｅを構成する材料としては、ｔａｎδのピーク温度が低い方が望ましいとの記載が存在するものの、エッジ部１６１ｅに発生する欠けを効果的に防止乃至抑制するためには、ｔａｎδのピーク温度がどの程度低いものであれば良いかを示す明確な基準が存在しなかった。

その要因としては、クリーニングブレード１６１のエッジ部１６１ｅに欠けが発生するメカニズムが明らかでなかったこと、及びクリーニングブレード１６１のエッジ部１６１ｅに発生する欠けを適正に評価する基準が存在しなかったことが挙げられる。

そこで、本発明者は、上述したように、クリーニングブレード１６１のエッジ部１６１ｅに欠けが発生するメカニズムが明らかにし、しかもクリーニングブレード１６１のエッジ部１６１ｅに発生する欠けを適正に評価する基準を採用することにより、クリーニングブレード１６１のエッジ部１６１ｅを構成する材料のｔａｎδのピーク温度とエッジ部１６１ｅに発生する欠けとの間に、欠け性が改善する最適な範囲が存在することを明らかにした。

更に説明すると、本発明者は、クリーニングブレード１６１のｔａｎδのピーク温度とエッジ部１６１ｅに発生する欠けの関係が、ｔａｎδのピーク温度に応じて線形に変化するものではなく、ｔａｎδのピーク温度によってエッジ部１６１ｅに発生する欠けが急激に改善する特性を有しており、クリーニングブレード１６１の接触層１６１ａを構成する材料のｔａｎδのピーク温度が摂氏−２０度以下であれば良いことを見出した。

＜欠け評価指標の選択＞
まず、本発明者は、クリーニングブレード１６１のエッジ部１６１ｅに生じる欠けを適正に評価するため、欠け発生の指標を設定した。この欠け発生の指標は、実機において耐欠け性を試験して良好な結果が得られたクリーニングブレード１６１を比較対象とし、当該比較対象のクリーニングブレード１６１を基準として、欠け性を評価することとした。

まず、欠け評価指標の決定に先立って、材質の異なる複数のクリーニングブレード１６１を画像形成装置１として富士ゼロックス社製のＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅ−ＩＶ Ｃ５５７５に搭載した。その際、クリーニングブレード１６１の接触角θは２６度に、接触圧ＮＦは２．０ｇｆ／ｍｍにそれぞれ設定した。

なお、この画像形成装置１では、感光体ドラム１１として酸化ガリウムを含有する無機保護層を備えており、現像装置１４で使用されるトナーが脂肪酸金属塩を含んでいる。

画像形成装置１を用いて、Ａ４サイズの普通紙からなる記録用紙５（富士ゼロックス社製、Ｐ紙）に濃度５％の一様な画像を常温常湿環境（２２℃、５５％）下で１５０ｋｃｙｃｌｅ（１５万枚）にわたり画像を形成した後、高温高湿環境（２８℃、８５％）下で同じく１５０ｋｃｙｃｌｅ（１５万枚）に画像を形成し、その後更に低温低湿環境（１５℃、１０％）下で１５０ｋｃｙｃｌｅ（１５万枚）に画像を形成するサイクルを１セットとし、２セットの画像形成動作を実行した。そして、９００ｋｃｙｃｌｅの画像形成動作を実行した後にクリーニングブレード１６１のエッジ部１６１ｅに発生した欠け及び局所的ダメージの個数を計数するとともに、記録用紙５の画像に発生した筋の程度を評価する実験を行った。

クリーニングブレード１６１のエッジ部１６１ｅに発生した欠け及び局所的ダメージの個数は、感光体ドラム１１の軸方向に沿った両端部において、クリーニングブレード１６１の各５０ｍｍ幅の領域において、軸方向に沿った長さが２０μｍ以上の欠落部を計数することにより求めた。

プリント筋の発生グレードは、グレードＧ０が未発生、グレードＧ１が筋の発生をわずかに認めたが実使用上まったく問題とならないレベル、グレードＧ２は筋が発生していることが認められるが実使用上問題とならないレベル、グレードＧ３は筋が発生しているが実使用上許容できるレベル、グレードＧ４は筋が発生しており実使用上問題となるレベル、グレードＧ５は筋が顕著に発生しており実使用上許容できないレベルとした。なお、グレードＧ０とグレードＧ１の間をグレードＧ０．５と評価した。

図１２は上記欠け評価指標を選択するための実験の結果を示すグラフである。

この欠け評価指標の選択実験により、欠け及び局所的ダメージの個数が最も少なく、筋状のグレードがＧ０である二層構成のクリーニングブレードＳ１を、欠け指標となるクリーニングブレードとして選択した。この欠け指標となるクリーニングブレードＳ１は、ｔａｎδのピーク温度が約−１８℃であった。

ｔａｎδのピーク温度は、ＪＩＳＫ６３９４（１９９８年）に準じて、ｔａｎδ曲線から観測されるピーク温度を測定することにより求めた。なお、ｔａｎδの値の測定には、レオバイブロン（オリエンテック社製）を使用した。材料のｔａｎδの値は、測定周波数１０Ｈｚで低温側（−６０℃）から０．１℃／分の昇温速度で高温側（＋６０℃）まで昇温させることにより測定した。

＜クリーニングブレードの準備＞
次に、実験に使用するクリーニングブレード１６１としては、次のものを準備した。クリーニングブレード１６１は、図９（ｂ）に示されるように、接触層１６１ａと支持層１６１ｂからなる２層構成とした。ここで、接触層１６１ａの厚さは、０．５ｍｍ、支持層１６１ｂの厚さは、１．４ｍｍにそれぞれ設定した。

接触層（Contact Layer）を構成する第１材料としては、いずれもポリウレタンゴムからなる材料ＣＯＬ−Ａと、材料ＣＯＬ−Ｂと、材料ＣＯＬ−Ｃの３種類を準備した。支持層（Support Layer）を構成する第２材料としては、いずれもポリウレタンゴムからなる材料ＳＵＬ−Ａと、材料ＳＵＬ−Ｂと、材料ＳＵＬ−Ｃ、材料ＳＵＬ−Ｄの４種類を準備した。

クリーニングブレード１６１としては、接触層１６１ａを構成する第１材料ＣＯＬ−Ａのみからなる単層のブレードＣＯＬ−Ａ（比較例１）と、接触層１６１ａを構成する第１材料ＣＯＬ−Ａと支持層１６１ｂを構成する第２材料ＳＵＬ−ＡからなるブレードＣＯＬ−Ａ／ＳＵＬ−Ａ（実施例１）と、接触層１６１ａを構成する第１材料ＣＯＬ−Ａと支持層１６１ｂを構成する第２材料ＳＵＬ−ＢからなるブレードＣＯＬ−Ａ／ＳＵＬ−Ｂ（実施例２）と、接触層１６１ａを構成する第１材料ＣＯＬ−Ｂと支持層１６１ｂを構成する第２材料ＳＵＬ−ＢからなるブレードＣＯＬ−Ｂ／ＳＵＬ−Ｂ（比較例２）と、接触層１６１ａを構成する第１材料ＣＯＬ−Ｂと支持層１６１ｂを構成する第２材料ＳＵＬ−ＡからなるブレードＣＯＬ−Ｂ／ＳＵＬ−Ａ（比較例３）と、支持層１６１ｂを構成する第２材料ＳＵＬ−Ｃのみからなる単層のブレードＳＵＬ−Ｃ（比較例４）と、接触層１６１ａを構成する第１材料ＣＯＬ−Ｃと支持層１６１ｂを構成する第２材料ＳＵＬ−ＡからなるブレードＣＯＬ−Ｃ／ＳＵＬ−Ａ（比較例５）と、支持層１６１ｂを構成する第２材料ＳＵＬ−Ａのみからなる単層のブレードＳＵＬ−Ａ（比較例６）とを準備した。なお、接触層１６１ａを構成する第１材料ＣＯＬ−Ｂと支持層１６１ｂを構成する第２材料ＳＵＬ−ＢからなるブレードＣＯＬ−Ｂ／ＳＵＬ−Ｂ（比較例２）は、前述したクリーニングブレードＳ１である。

＜欠け性の評価＞
欠け評価指標とは、移動する像保持体に接触してこの像保持体を清掃する清掃部材の欠け易さを示した指標であり以下の方法で測定した。

クリーニングブレード１６１を富士ゼロックス社製ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅ−ＩＶＣ５５７５に搭載し、接触圧を２．０ｇｆ／ｍｍ、接触角度を２６°に合わせ、温度１０℃、相対湿度１５％で評価を行った。感光体ドラム１１の表面に円錐形の突起を設け、感光体ドラム１１が２５回転する度にブレード先端、すなわち、クリーニングブレード１６１のエッジ部１６１ｅが感光体ドラム１１と接触する部分を観察し、欠けの発生が観察された回転数を欠けサイクル数とした。そして、得られた欠けサイクル数を２５０で除算した値を耐欠け性指数とした。

突起の材質にはサファイアを用いた。また、突起の先端の角度は６０度、曲率半径は０．０５ミリメートルとし、高さは０．０５ミリメートルとした。

そして、欠け性の評価指標となるクリーニングブレードＳ１のエッジ部に欠けが発生した感光体ドラムの回転数を基準値「１」として、他のクリーニングブレード１６１のエッジ部１６１ｅに欠けが発生する回転数を欠けの評価指標とした。

図１３は上記実験例の結果を示すグラフである。なお、ｔａｎδのピーク温度としては、二層構成のクリーニングブレード１６１の場合は接触層１６１ａを構成する材料のピーク温度を採用した。

図１３から明らかなように、実施例１は欠け評価指標が６．５と非常に高い値を示し、又実施例２は欠け評価指標が４．５と高い値を示し、いずれも欠け性に対して大変良好な結果が得られた。なお、実施例１及び２と同一の接触層１６１ａを構成する第１材料ＣＯＬ−Ａのみからなる比較例１は、欠け評価指標が８と非常に高い値を示すことが判った。

一方、図１３から明らかなように、比較例２は欠け評価指標が１であり、比較例３は欠け評価指標が約０．５程度と大幅に低い値を示した。同様に、比較例５〜７は欠け評価指標が略「０」に近い値を示し、エッジ部に欠けが発生し易いことが判明した。

実施例１及び２のクリーニングブレード１６１は、接触層１６１ａを構成する材料ＣＯＬ−Ａのｔａｎδのピーク温度が−２７℃であった。

この図１３から明らかなように、動的粘弾性におけるｔａｎδのピーク温度が摂氏−２０度以下になると、欠け評価指標の値が図中に破線に示されるように急激に改善する傾向が見られることが判った。したがって、クリーニングブレード１６１の接触層１６１ａを構成する第１材料のｔａｎδのピーク温度は、摂氏−２０度以下であることが望ましい。さらに、クリーニングブレード１６１の接触層１６１ａを構成する第１材料のｔａｎδのピーク温度は、摂氏−２５度以下であることがより望ましい。

ただし、クリーニングブレード１６１の接触層１６１ａを構成する第１材料は、ｔａｎδのピーク温度が−３０℃より低いと、接触層１６１ａのゴム性が高くなり、クリーニングブレード１６１のエッジ部１６１ｅが感光体ドラム１１の表面に接触する際に振動が発生し易く、所謂ブレード鳴きと呼ばれる異音が発生する虞れがある。そのため、クリーニングブレード１６１の接触層１６１ａを構成する第１材料は、ｔａｎδのピーク温度が−３０℃以上であることが望ましい。

＜１００％モジュラス＞
クリーニングブレード１６１の接触層１６１ａを構成する材料として動的粘弾性におけるｔａｎδのピーク温度が低いゴム材料を選択した場合には、上述したように、エッジ部１６１ｅに欠けが発生するのを抑制することができる反面、クリーニングブレード１６１の１００％モジュラスが低下し、ブレード摩耗が増加する傾向がある。

そこで、この実施の形態では、クリーニングブレード１６１の接触層１６１ａ及び支持層１６１ｂを構成する第１及び第２材料の１００％モジュラスを測定して評価を行った。なお、クリーニングブレード１６１としては、ｔａｎδのピーク温度と欠け性の評価に用いたものと同じクリーニングブレードを使用した。

１００％モジュラスは、ＪＩＳ−Ｋ６２５１に準拠して、ダンベル状号試験片を用い、引張速度５００ｍｍ／ｍｉｎで計測し、１００％歪み時の応力より求めた。なお、測定装置は、東洋精機（株）製、ストログラフＡＥエラストマを用いた。

図１４はクリーニングブレード１６１の１００％モジュラスを測定した結果を示すグラフである。

図から明らかなように、実施例１及び２のクリーニングブレード１６１は、いずれも１００％モジュラスの値が４ＭＰａであった。

一方、比較例のクリーニングブレード１６１は、いずれも１００％モジュラスの値が７ＭＰａ以上であり、欠け評価指標は、１以下であった。

その結果、クリーニングブレード１６１の１００％モジュラスは、３〜６ＭＰａであることが望ましい。

＜１００％永久伸び及びへたり＞
クリーニングブレード１６１の接触層１６１ａを構成する材料として動的粘弾性におけるｔａｎδのピーク温度が低いゴム材料を選択した場合には、上述したように、エッジ部１６１ｅに欠けが発生するのを抑制することができる反面、クリーニングブレード１６１のゴム性が高くへたりが大きいと、経時的にクリーニングブレード１６１の当接圧ＮＦや接触角θが変化し、長期にわたり良好なクリーニング性を維持することが困難となる虞れがある。

そこで、この実施の形態では、クリーニングブレード１６１の接触層１６１ａ及び支持層１６１ｂを構成する第１及び第２材料の１００％永久伸び及びへたり量を測定して評価を行った。

１００％永久伸び（％）は、ＪＩＳ Ｋ６２６２（引っ張り永久ひずみ試験）に準拠して、短冊状の試験片を用い、１００％引張りひずみを与えて２４時間放置し、下記の式に基づいて標線間距離より求めた。
Ｔｓ＝（Ｌ２−Ｌ０）/（Ｌ１−Ｌ０）×１００
Ｔｓ：永久伸び
Ｌ０：引張り前の標線間距離
Ｌ１：引張り時の標線間距離
Ｌ２：引張り後の標線間距離

クリーニングブレード１６１の支持層１６１ｂを構成する第２材料における１００％永久伸びの物性値は、例えば、ポリウレタンゴムである場合であればポリオールの分子量を調整することで小さくなる傾向にある。

クリーニングブレード１６１のへたり量は、次のようにして測定した。
クリーニングブレード１６１に対して食い込み量１ｍｍ、接触角２５度で直径３０ｍｍの感光体ドラム１１を当接させ、高温高湿環境（４５℃、４５％）で７２時間保管後、常温常湿環境で感光体ドラム１１の当接を開放し、さらに３０分間放置した後に初期の位置からの変化量を測定した。

図１５は１００％永久伸びとへたり量との関係を示すグラフである。

図１５から明らかなように、クリーニングブレード１６１を構成する第１及び第２材料の１００％永久伸びが増加すると、クリーニングブレード１６１のへたり量が比例して増加する傾向にあることが判る。

クリーニングブレード１６１の当接圧は、図１６に示されるように、初期的及び経時的にクリーニング性を確保するため、設置値に下限と上限とが設けられている。クリーニングブレード１６１のへたり量が大きいと、クリーニングブレード１６１の当接圧が減少して設置値下限値を下回ることとなる。そのため、クリーニングブレード１６１の当接圧は、へたりによる減少分を考慮して、予め高めに設定する必要がある。一方、クリーニングブレード１６１の当接圧は、初期的に上限値を超えることができない。そのため、へたり量が大きいクリーニングブレード１６１は、ブレード当接圧のバラツキを考慮した設定範囲が狭くなる。その結果、クリーニングブレード１６１は、製造されたクリーニングブレード１６１のうち当接圧が設定範囲を満たすものが減少して製造コストの上昇を招くため、へたり量は小さいことが望ましい。クリーニングブレード１６１の１００％永久伸びは、１％以下であることが望ましい。

図１７はクリーニングブレード１６１の接触層及び支持層を構成する種々の第１及び第２材料におけるへたり量を示すグラフである。

クリーニングブレード１６１のへたり量は、図１７に示されるように、接触層１６１ａを構成する第１材料ＣＯＬ−Ａと、支持層１６１ｂを構成する第２材料ＳＵＬ−Ａ又はＳＵＬ−Ｂと組み合わせることで、０．０７〜０．８（ｍｍ）程度と良好な値を示すことが判る。

ただし、接触層１６１ａを構成する第１材料ＣＯＬ−Ａは、単独ではへたり量が約０．１４と比較的大きいことが判る。一方、支持層１６１ｂを構成する第２材料ＳＵＬ−Ａ、ＳＵＬ−Ｃは、へたり量が約０．１０と比較的値が小さく望ましい。また、接触層１６１ａを構成する第１材料ＣＯＬ−Ａ、ＣＯＬ−Ｂ、ＣＯＬ−Ｃと、支持層１６１ｂを構成する第２材料ＳＵＬ−Ａ、ＳＵＬ−Ｂと組み合わせた２層構成のクリーニングブレード１６１は、いずれもへたり量が０．１０未満と小さく望ましいことが判る。

そこで、この実施の形態では、１００％永久伸びが１％以下の第二材料で構成され、接触層１６１ａを支持する支持層１６１ｂを備えるように構成されている。

また、クリーニングブレード１６１のへたり量は、０．１５ｍｍ以下であることが望ましく、更に０．１０ｍｍ以下であることが望ましい。

なお、前記実施の形態では、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を有するフルカラーの画像形成装置について説明したが、ブラック（Ｋ）の作像装置１０Ｋのみからなるモノクロの画像形成装置についても同様に適用することができることは勿論である。

また、前記実施の形態では、被清掃手段として感光体ドラムに適用した場合について説明したが、被清掃手段としては、中間転写ベルトや各種ロールなど種々のものに同様に適用することができることは勿論である。

１…画像形成装置
１ａ…装置本体
１０Ｙ〜１０Ｋ…フルカラーの作像装置
１１…感光体ドラム
１６…ドラムクリーニング装置
１６１…クリーニングブレード
１６１ａ…接触層
１６１ｂ…支持層

Claims (11)

1. 動的粘弾性における損失正接のピーク温度が摂氏−２０度以下の第一材料で構成され、被清掃手段に接触する少なくとも接触部を形成する接触層を備えるクリーニングブレード。
2. １００％永久伸びが１％以下の第二材料で構成され、前記接触層を支持する支持層を備える請求項１に記載のクリーニングブレード。
3. 前記クリーニングブレードを前記被清掃手段に対して予め定められた食い込み量となるよう接触させた状態で、高温高湿環境下に予め定められた時間だけ放置した後、前記クリーニングブレードの食い込み量の低下が０．１５ｍｍ以下である請求項１に記載のクリーニングブレード。
4. 前記クリーニングブレードの食い込み量の低下が０．１０ｍｍ以下である請求項３に記載のクリーニングブレード。
5. 被清掃手段を清掃するクリーニングブレードを備え、
   前記クリーニングブレードとして、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載されたクリーニングブレードを用いたクリーニング装置。
6. 像保持手段と、
   前記像保持手段を清掃するクリーニング手段を備え、
   前記クリーニング手段として請求項５に記載されたクリーニング装置を用いたプロセスカートリッジ。
7. 静電潜像を保持する像保持手段と、
   前記像保持手段に保持された静電潜像をトナーを含む現像剤により現像してトナー像を形成する現像手段と、
   前記像保持手段を清掃するクリーニング手段と、
   を備え、
   前記クリーニング手段として請求項５に記載されたクリーニング装置を用いた画像形成装置。
8. 前記像保持手段は、表面に無機保護層を備えた請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記無機保護層は、酸化ガリウムを含有する請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記クリーニング手段のクリーニングブレードの接触層は、動的粘弾性特性における損失正接のピーク温度が摂氏−２５度以下である請求項８又は９に記載の画像形成装置。
11. 前記現像手段は、脂肪酸金属塩を含むトナーを用いた請求項７乃至１０のいずれかに記載の画像形成装置。