(57)【要約】【課題】クリーニングブレードの表面の低摩擦化を図ると共に、耐久性を向上させる。【解決手段】クリーニングブレード７は、被クリーニング部材に当接する当接面７Ｃの内側に、ヤング率が極大値となるピーク位置（Ｚｍ）を有する。当接面７Ｃにおけるヤング率の値をＹｃとし、ピーク位置（Ｚｍ）におけるヤング率の値をＹｍとし、ピーク位置よりも当接面７Ｃから離れた所定位置（Ｚｂ）におけるヤング率の値をＹｂとする。このとき、Ｙｍ＞Ｙｃ＞Ｙｂの関係が成立するように、クリーニングブレード７のヤング率を制御する。【選択図】図４
2018036562.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被クリーニング部材に当接して前記被クリーニング部材の表面を清掃するクリーニングブレードであって、
ブレードの厚さ方向に関して、前記被クリーニング部材に当接する当接面の内側に、ヤング率が極大値となるピーク位置を有し、
前記当接面におけるヤング率の値をＹｃとし、前記ピーク位置におけるヤング率の値をＹｍとし、前記厚さ方向に関して前記ピーク位置よりも前記当接面から離れた所定位置におけるヤング率の値をＹｂとしたとき、
Ｙｍ＞Ｙｃ＞Ｙｂの関係が成立する、
ことを特徴とするクリーニングブレード。
【請求項２】
Ｙｂが前記当接面とは反対側の面におけるヤング率の値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。
【請求項３】
前記当接面におけるヤング率の値Ｙｃが、１００ＭＰａ以上６００ＭＰａ以下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。
【請求項４】
前記当接面におけるヤング率の値Ｙｃが、２００ＭＰａ以上４００ＭＰａ以下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。
【請求項５】
前記ピーク位置におけるヤング率の値Ｙｍが、４００ＭＰａ以上４０００ＭＰａ以下であることを特徴とする、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のクリーニングブレード。
【請求項６】
前記所定位置におけるヤング率の値Ｙｂが、１００ＭＰａ以下であることを特徴とする、
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のクリーニングブレード。
【請求項７】
前記ピーク位置が、前記厚さ方向に関して、前記当接面から３０μｍ以上２００μｍ以下の範囲にある、
請求項１乃至６のいずれか１項に記載のクリーニングブレード。
【請求項８】
前記ピーク位置が、前記厚さ方向に関して、前記当接面から５０μｍ以上１００μｍ以下の範囲にある、
請求項１乃至６のいずれか１項に記載のクリーニングブレード。
【請求項９】
前記厚さ方向に関して、前記ピーク位置から前記当接面とは反対側へ５０μｍ離れた位置におけるヤング率の値をＹ５０［ＭＰａ］としたとき、
前記ピーク位置におけるヤング率の値Ｙｍに対するＹ５０の比（Ｙ５０／Ｙｍ）が、０．５以下であることを特徴とする、
請求項１乃至８のいずれか１項に記載のクリーニングブレード。
【請求項１０】
前記厚さ方向に関して、前記ピーク位置から前記当接面とは反対側へ２０μｍ離れた位置におけるヤング率の値をＹ２０［ＭＰａ］としたとき、
Ｙｍ＞Ｙ２０＞Ｙ５０の関係が成立し、
ヤング率の第１の平均変化率｛（Ｙｍ−Ｙ２０）／２０｝が、ヤング率の第２の平均変化率｛（Ｙ５０−Ｙ２０）／３０｝以上であることを特徴とする、
請求項９に記載のクリーニングブレード。
【請求項１１】
少なくとも前記当接面から前記所定位置までの範囲がウレタンゴムからなり、
前記ウレタンゴムがイソシアヌレート基を含有することを特徴とする、
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のクリーニングブレード。
【請求項１２】
回転する像担持体と、
前記像担持体に対してカウンター方向から当接し、前記像担持体に付着した付着物を清掃する請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のクリーニングブレードと、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被クリーニング部材に当接してその表面を清掃するクリーニングブレード、及びクリーニングブレードを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置に用いられるクリーニング装置には、感光ドラムや中間転写ベルトといった被クリーニング部材に当接してその表面を清掃するクリーニングブレードが広く用いられている。クリーニングブレードは、先端部において被クリーニング部材に当接する板状（ブレード状）の部材からなり、被クリーニング部材との当接部においてトナー等の付着物をせき止めることでクリーニング作用を発揮する。
【０００３】
ところで、高画質化等の目的で粒径が小さく、球形度が高いトナーを用いる場合には、トナーのすり抜けを防止するため、通常、クリーニングブレードの当接圧が高めに設定される。しかしながら、当接圧を高くする程、クリーニングブレードと被クリーニング部材との間に大きな摩擦力が発生し、ブレード先端部が被クリーニング部材に引きずられて捲れやすくなる。このような捲れは、ブレード先端部の振動による異音や、クリーニングブレードの摩耗が促進される原因となる。
【０００４】
そこで、被クリーニング部材に当接する側の表面（当接面）がその内側の層に比して硬くなるように構成することで、クリーニングブレードと被クリーニング部材との間の摩擦を低減することが考えられる。特許文献１には、ウレタンゴム製のクリーニングブレードにおいて、感光ドラムに対向する当接面を、イソシアヌレート化触媒を用いて硬化させる技術が開示されている。この構成では、当接面のヤング率が所定値以上となるように設定されることで、ブレード表面の低摩擦化が図られている。また、当接面から内側へ向かってヤング率が急激に低下するように設定されることで、感光ドラム表面の凹凸に対する当接面の追従性が確保される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−２０６９９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された構成のように、当接面からその内側へ向かって硬さ（ヤング率）が低下するように形成されたクリーニングブレードを用いた場合、ブレード先端部に局所的な摩耗（局所摩耗）が発生することがあった。この局所摩耗は、例えば、被クリーニング部材の回転方向に沿う溝状の摩耗として観察される。このような局所摩耗が発生した場合、摩耗によって形成された隙間をトナー等の付着物がすり抜けてしまい、画像不良が発生する虞がある。
【０００７】
そこで、本発明は、ブレード表面の低摩擦化を図ると共に、耐久性を向上させることが可能なクリーニングブレードを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、被クリーニング部材に当接して前記被クリーニング部材の表面を清掃するクリーニングブレードであって、ブレードの厚さ方向に関して、前記被クリーニング部材に当接する当接面の内側に、ヤング率が極大値となるピーク位置を有し、前記当接面におけるヤング率の値をＹｃとし、前記ピーク位置におけるヤング率の値をＹｍとし、前記厚さ方向に関して前記ピーク位置よりも前記当接面から離れた所定位置におけるヤング率の値をＹｂとしたとき、Ｙｍ＞Ｙｃ＞Ｙｂの関係が成立する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るクリーニングブレードによれば、ブレード表面の低摩擦化を図ると共に、耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示に係る画像形成装置の構成を示す概略図。
【図２】クリーニングブレードの配置を示す模式図。
【図３】（ａ）は局所摩耗が発生したクリーニングブレードを模式的に示す斜視図。（ｂ）及び（ｃ）は図３（ａ）に図示した方向から視た模式図。
【図４】（ａ）はクリーニングブレードを長手方向から視た模式図。（ｂ）は本実施形態に係るクリーニングブレードの厚さ方向に関するヤング率プロファイルを示すグラフ。
【図５】（ａ）〜（ｇ）は、クリーニングブレードの成型における各工程を示す模式図。
【図６】ヤング率の測定方法を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本実施形態に係る画像形成装置について説明する。ただし、以下の実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置等は、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１２】
本実施形態に係る画像形成装置１００は、図１に示すように、装置本体の内部に、４つの画像形成ユニットＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄを含む所謂中間転写タンデム方式の画像形成部１０を備えている。画像形成装置１００は、原稿から読取った画像情報や、外部機器から入力された画像情報に基づいて、記録材Ｐに画像を形成して出力する。ただし、記録材Ｐは、普通紙の他にも、コート紙等の特殊紙、封筒やインデックス紙等の特殊形状からなる記録材、及びオーバーヘッドプロジェクタ用のプラスチックフィルムや布などを含む記録媒体を指すものとする。
【００１３】
上記画像形成ユニットＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、及びブラック（Ｋ）のトナー像を形成する電子写真方式のユニットである。各画像形成ユニットＰａ〜Ｐｄは、電子写真用の感光体である感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを備えている。また、画像形成部１０は、各感光ドラム１ａ〜１ｄに対応する露光装置３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを備えている。
【００１４】
感光ドラム１ａ〜１ｄは、導電性の基体であるアルミニウム製シリンダに、負の帯電極性を有する有機感光体（ＯＰＣ）によって感光層を形成し、さらにアクリル等の高硬度材料からなる表層を形成したものである。感光ドラム１ａ〜１ｄは、例えば、外径３０ｍｍ、長さ３７０ｍｍ、感光層の層厚３０μｍとし、２００ｍｍ／ｓｅｃの速度で図中矢印Ｒ１の方向に回転駆動される。ただし、感光体にＯＰＣ以外の材料を用いてもよく、例えばアモルファスシリコンドラム等の高硬度ドラムを用いてもよい。
【００１５】
各画像形成ユニットＰａ〜Ｐｄの構成は、収容しているトナーの色が異なる以外は基本的に同様であるため、以下、イエローの画像形成ユニットＰａを例にして画像形成プロセスを説明する。画像形成プロセスが開始すると、画像形成ユニットＰａの感光ドラム１ａが回転駆動される。感光ドラム１ａの表面は、帯電装置２によって一様に帯電させられた後、露光装置３ａによって露光されて静電潜像を形成される。
【００１６】
現像装置４は、平均粒径６μｍのトナーと、平均粒径５０μｍのキャリアとを含む二成分現像剤を収容し、内部で現像剤を撹拌してトナー及びキャリアを摩擦帯電させている。帯電したトナーは、不図示のマグネットが発生する磁力により、現像剤担持体である現像スリーブ４１（アルミスリーブ）に吸着される。そして、現像スリーブ４１に対して、直流電圧に交流電圧を重畳したバイアス電圧が印加されることにより、感光ドラム１ａにトナーが移動して静電潜像がトナー像として可視化（現像）される。
【００１７】
同様にして、画像形成ユニットＰｂ，Ｐｃ，Ｐｄにおいても、対応する色のトナー像が感光ドラム上に形成される。各感光ドラムに形成されたトナー像は、転写ローラ等の一次転写装置５により、中間転写体である中間転写ベルト２１に互いに重なり合うようにして一次転写される。中間転写ベルト２１は、駆動ローラ２２、テンションローラ２３、及び二次転写内ローラ２４に巻き回された無端状のベルトであり、感光ドラム１ａ〜１ｄに連れ回る方向（矢印Ｒ２）に回転駆動されている。感光ドラム１ａに残留した転写残トナー等の付着物は、クリーニング装置６によって除去される。
【００１８】
このような画像形成プロセスに並行して、不図示のシート給送部は画像形成部１０へ向けて記録材Ｐを給送する給送動作を実行する。シート給送部は、例えば給送カセットとリタード分離方式や分離パッド方式等の給送ユニットとを有し、記録材Ｐを１枚ずつ分離して給送する。シート給送部から給送された記録材Ｐは、レジストレーション部において斜行を補正された後、画像形成部１０における画像形成プロセスの進行に合わせて二次転写装置２５へ向けて記録材Ｐを搬送する。二次転写装置２５は、例えば二次転写内ローラ２４に対向する転写ローラからなり、中間転写ベルト２１に担持されたトナー像を記録材Ｐに静電吸着することで二次転写を行う。中間転写ベルト２１に残留した転写残トナーは、ベルトクリーニング装置２６によって除去される。
【００１９】
未定着のトナー像を転写された記録材Ｐは、定着装置３０へと受け渡されて、ローラ対に挟持されて加熱及び加圧されることで、トナーの溶融及び固着（定着）が行われる。画像が定着した記録材Ｐは、不図示の排出装置によって装置外部へと排出される。また、両面印刷を行う場合は、定着装置３０と排出装置との間に設けられた分岐搬送部において、反転搬送部へ向けて案内され、表面と裏面とを入換えた状態で画像形成部１０に再搬送される。
【００２０】
［クリーニング装置］
次に、感光ドラム１ａ〜１ｄを清掃するクリーニング装置６について説明する。ただし、画像形成ユニットＰｂ，Ｐｃ，Ｐｄのクリーニング装置は、画像形成ユニットＰａのクリーニング装置６と同様に構成されるため、説明を省略する。
【００２１】
クリーニング装置６は、感光ドラム１ａに当接するクリーニングブレード７を備えている。クリーニングブレード７は、感光ドラム１ａの回転に伴って、ドラム表面に付着した転写残トナー等の付着物を掻き取る。クリーニングブレード７によって掻き取られた付着物は、不図示の搬送スクリュによって回収容器に回収される。
【００２２】
図２に示すように、クリーニングブレード７は、先端側の領域において感光ドラム１ａに当接する当接面７Ｃと、当接面７Ｃとは反対側の裏面７Ｂとを有する板状部材からなる。クリーニングブレード７を構成する弾性材料としては、弾性力、機械的強度、耐オゾン性などの観点から、ポリウレタンゴムを好適に用いることができる。クリーニングブレード７は、感光ドラム１ａに対してカウンター方向から当接するように、即ち、先端部である切断面７Ａを感光ドラム１ａの回転方向における上流側へ傾斜させた姿勢で配置されている。
【００２３】
クリーニングブレード７を保持する保持部材は、感光ドラム１ａの軸方向に平行な軸線を中心に同動可能であり、軸方向両側に配置されたバネ部材によって付勢されている。これにより、クリーニングブレード７は、ドラム表面の接線方向（破線）に対して所定の角度で当接し、ブレードの切断面７Ａが接線方向に対して適切なクリーニング角βとなるように設定されている。このとき、切断面７Ａと当接面７Ｃとを接続するエッジ部７１がドラム表面に圧接された状態となる。そして、クリーニングブレード７は、エッジ部７１と感光ドラム１ａとによって形成されるニップ部Ｎ１において、トナー等の付着物をせき止めることで、ドラム表面から付着物を掻き取って除去する。
【００２４】
［クリーニングブレードの局所摩耗］
ここで、クリーニングブレード７のヤング率プロファイル、即ち、厚さ方向の位置に対するヤング率の変化と、局所摩耗との関係について説明する。ウレタンゴム等のクリーニングブレードにおいては、一般的に、材料のヤング率を小さく（柔らかく）設定する程、感光ドラム等の被クリーニング部材の凹凸や異物に対する追従性が高まるが、被クリーニング部材との間に作用する摩擦力が大きくなる。クリーニングブレードと被クリーニング部材との摩擦が大きくなると、クリーニングブレードの捲れが大きくなり、ブレード先端部の振動による異音（「鳴き」現象）や、摩耗の促進といった不都合が生じる。また、被クリーニング部材である感光ドラムや中間転写ベルトの駆動に必要なトルクが増大してしまう。
【００２５】
そこで、従来、クリーニングブレードの表面層のヤング率を、その内側の層に比して大きく（硬く）設定することで、ブレード表面の低摩擦化を図ることが検討されている。例えば、ウレタンゴムに含まれるイソシアネートをイソシアヌレート化させる触媒を成型用の金型に塗布しておくことで、被クリーニング部材に対向する面（当接面７Ｃ）を硬化させる技術が知られている。
【００２６】
このような方法によって形成されたクリーニングブレードは、表面側から裏面側へ向かって、ヤング率が単調に減少するようなヤング率プロファイルを有する。この場合、表面側のヤング率が比較的大きいため、被クリーニング部材との間の摩擦が低減され、摩擦力に抗してブレード先端部の姿勢を維持されるため、捲れが低減される。また、ヤング率の比較的小さい裏面側の層が表面側の層をバックアップして、ブレード表面が被クリーニング部材の凹凸等に追従して変形することを許容して、トナーのすり抜けを低減する。
【００２７】
しかしながら、検討の結果、このようなヤング率プロファイルを有するクリーニングブレードを使用した場合に、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、クリーニングブレード７のエッジ部７１に局所摩耗が生じることが判明した。この局所摩耗は、被クリーニング部材（感光ドラム１ａ）の回転方向に平行な溝状の摩耗（欠け）として、エッジ部７１の幅方向（図中左右方向）に関してランダムに発生していた。このような局所摩耗が発生すると、摩耗によって生じた隙間をトナーがすり抜けてしまい、画像不良の原因となり得る。
【００２８】
特に、上述のイソシアヌレート化を用いる方法においては、表面側から裏面側へ向かって急激にヤング率が減少するコントラストの高いヤング率プロファイルが形成される。この場合、エッジ部７１を含む当接面７Ｃの近傍（極表層）は、ポリウレタンが有するゴム弾性の多くの部分を失ったプラスチックに近い物性を有することになる。そのため、被クリーニング部材の凹凸や異物の衝突によるせん断力が掛かった際に、局所的な欠けが発生しやすくなると考えられる。
【００２９】
［ヤング率プロファイル］
そこで、本実施形態では、ヤング率のピーク位置が被クリーニング部材に対向する面（当接面７Ｃ）よりも内側となるように、クリーニングブレード７のヤング率プロファイルを設定する。以下、本実施形態に係るクリーニングブレード７のヤング率プロファイルについて説明する。ただし、クリーニングブレード７の厚さ方向とは、被クリーニング部材から離間した状態（自然状態）にあるクリーニングブレード７の当接面７Ｃに垂直な方向を指すものとする。また、ブレードの厚さとは、図４（ａ）に示すように、厚さ方向における当接面７Ｃと裏面７Ｂとの間隔を指すものとする。
【００３０】
図４（ｂ）に示すように、クリーニングブレード７のヤング率は、厚さ方向において当接面７Ｃより内側の内部位置（Ｚ＝Ｚｍ）において、極大値Ｙｍとなるように設定される。即ち、当接面７Ｃからピーク位置である内部位置Ｚｍへ向かってヤング率が単調に増加し、内部位置Ｚｍから裏面７Ｂ（Ｚ＝Ｚｂ）へ向かってヤング率が単調に減少する。ただし、Ｚｂ［μｍ］は、感光ドラム１ａに当接する部分（エッジ部７１の近傍）におけるクリーニングブレード７の厚さである。
【００３１】
当接面７Ｃにおけるヤング率の値Ｙｃは、ヤング率の極大値Ｙｍよりも小さく設定される。裏面７Ｂにおけるヤング率の値Ｙｂは、当接面７Ｃにおけるヤング率の値Ｙｃよりもさらに小さく設定される。従って、これらの値Ｙｂ，Ｙｃ，Ｙｍの間には、Ｙｍ＞Ｙｃ＞Ｙｂの関係が成立する。
【００３２】
当接面７Ｃにおけるヤング率の値Ｙｃは、１００ＭＰａ以上であることが好ましい。これにより、当接面７Ｃを低摩擦化する効果を高めると共に、エッジ部７１の捲れを抑制する効果を高めることができる。また、Ｙｃは６００ＭＰａ以下であることが好ましい。これにより、当接面７Ｃに近い極表層に適度な弾性を付与して、上述の局所摩耗の発生を低減することができる。言い換えれば、被クリーニング部材の凹凸や被クリーニング部材に付着した異物が、被クリーニング部材の回転に伴ってエッジ部７１に衝突した場合であっても、当接面７Ｃが弾性変形することで局所的な破壊が回避される。また、ブレードの極表層が適度な弾性を有することで、当接面７Ｃが感光ドラム１ａの表面の凹凸に追従することが可能となり、トナーのすり抜けを低減することができる。
【００３３】
Ｙｃは、２００ＭＰａ以上４００ＭＰａ以下であることが特に好ましい。このような設定により、ブレード表面の低摩擦化と、局所摩耗及びトナーのすり抜けを低減する効果とを、高いレベルで両立することができる。
【００３４】
内部位置Ｚｍ（ピーク位置）におけるヤング率の値Ｙｍは、上述の不等式を満たす限りにおいて、４００ＭＰａ以上であることが好ましい。これにより、比較的硬い内部位置Ｚｍ付近の層によって当接面７Ｃ付近の極表層が支持された状態となり、クリーニングブレード７のエッジ部７１の捲れを抑制することができる。また、Ｙｍは、４０００ＭＰａ以下であることが好ましい。これにより、当接面７Ｃが感光ドラム１ａの表面の凹凸に追従して適宜変形することができる。また、当接面７Ｃから内部位置Ｚｍにかけてヤング率が滑らかに変化するヤング率プロファイルを達成し易くなり、剥がれや欠けの要因となる界面を含まないブレードを作成することができる。
【００３５】
裏面７Ｂにおけるヤング率の値Ｙｂは、上述の不等式を満たす限りにおいて、１００ＭＰａ以下であることが好ましい。これにより、当接面７Ｃの感光ドラム１ａの表面の凹凸に対する追従性を向上させて、クリーニング性能の向上を図ることができる。
【００３６】
なお、上述したヤング率の値Ｙｂ，Ｙｃ，Ｙｍの好ましい範囲は、単位としてｍｇｆ／μｍ２を用いて次のように置き換えても構わない。
Ｙｃ：１０〜６０ｍｇｆ／μｍ２、好ましくは２０〜４０ｍｇｆ／μｍ２
Ｙｍ：４０〜４００ｍｇｆ／μｍ２
Ｙｂ：１０ｍｇｆ／μｍ２以下
【００３７】
ヤング率のピーク位置である内部位置Ｚｍは、当接面７Ｃを基準として、３０μｍ以上２００μｍ以下の範囲に設定すると好適である。内部位置Ｚｍを当接面７Ｃの近く（２００μｍ以下）に配置することにより、比較的硬い層によってブレードの極表層が十分に支持された状態となり、クリーニングブレード７の捲れを低減する効果を高めることができる。また、内部位置Ｚｍを当接面７Ｃから適度（３０μｍ以上）に離間させることにより、適度な弾性を有する層の厚さを確保して、局所摩耗を抑制する効果を高めることができる。
【００３８】
内部位置Ｚｍは、当接面７Ｃから５０μｍ以上１００μｍ以下の範囲に設定すると特に好適である。これにより、クリーニングブレード７の捲れを低減する効果と、局所摩耗を抑制する効果とを高いレベルで両立した、耐久性の高いクリーニングブレードを得ることができる。
【００３９】
また、内部位置Ｚｍは、厚さ方向に関して裏面７Ｂよりも当接面７Ｃに近い位置とすると好適である。これにより、内部位置Ｚｍより裏面側に十分な厚さの層（バックアップ層）を確保して、当接面７Ｃの感光ドラム１ａに対する追従性の向上を図ることができる。
【００４０】
クリーニングブレード７は、図４（ｂ）に示すように、内部位置Ｚｍから裏面側へ向かって、ヤング率が急激に減少するように構成されるとより好適である。例えば、内部位置Ｚｍから裏面側へ５０μｍ離れた位置（Ｚｍ＋５０［μｍ］）におけるヤング率の値をＹ５０として、ヤング率の比（Ｙ５０／Ｙｍ）が０．５以下となるように構成するとよい。
【００４１】
これにより、比較的硬い内部位置Ｚｍの付近の層が柔軟な層に裏打ちされた状態となり、内部位置Ｚｍの裏面側でヤング率が緩やかに減少する構成に比して、当接面７Ｃの感光ドラム１ａに対する追従性の向上を図ることができる。また、内部位置Ｚｍの裏面側が柔軟であることから、比較的小さな力により、クリーニングブレード７に裏面７Ｂの側へ反った姿勢を取らせることができる。このため、ヤング率が緩やかに減少する構成に比して切断面７Ａと感光ドラム１ａの接線方向との間のクリーニング角β（図２参照）を大きめに設定して、ニップ部Ｎ１におけるトナーの堰き止め能力を向上させることができる。
【００４２】
また、クリーニングブレード７のヤング率は、内部位置Ｚｍから裏面側へ向かって急激に減少した後、緩やかに減少するように設定されるとより好適である。例えば、内部位置Ｚｍを基準として、裏面側に２０μｍまでの範囲におけるヤング率の平均変化率（第１の平均変化率）が、裏面側に２０μｍ〜５０μｍの範囲におけるヤング率の平均変化率（第２の平均変化率）以上とすればよい。言い換えれば、内部位置Ｚｍから裏面側へ２０μｍ離れた位置（Ｚｍ＋２０［μｍ］）におけるヤング率の値をＹ２０としたとき、上述のＹ５０の下で、次の不等式が成立すればよい。
｛（Ｙｍ−Ｙ２０）／２０｝≧｛（Ｙ２０−Ｙ５０）／３０｝
【００４３】
このような構成により、当接面７Ｃに近く、当接面７Ｃの変形による応力が大きい内部位置Ｚｍの近傍の層と、それより裏面側の層との間で応力が分散され、応力の集中によるブレードの剥離や欠けを防ぐことができる。
【００４４】
なお、上述の数値及びその大小関係はクリーニングブレードの構成の一例であり、被クリーニング部材の材質やクリーニングブレードの使用環境等に応じて適宜変更してもよい。このような場合にも、ヤング率の値Ｙｂ，Ｙｃ，Ｙｍの間に不等式Ｙｍ＞Ｙｃ＞Ｙｂで表される関係が成立する場合には、局所摩耗を抑制しつつクリーニングブレードの低摩擦化を図ることができる。また、上述したようなヤング率プロファイルは、少なくともエッジ部７１の付近で達成されていればよいものとする。
【００４５】
また、本実施形態では、内部位置Ｚｍ（ピーク位置）よりも裏面側の領域において、ヤング率が単調減少するものとして説明した。しかしながら、当接面７Ｃが内部位置Ｚｍよりも小さなヤング率を有し、内部位置Ｚｍよりも裏面側に当接面７Ｃよりもヤング率が小さい領域が確保されていれば、本実施形態と同様の効果が得られる。例えば、上記クリーニングブレード７の裏面７Ｂに、当接面７Ｃと同等以上のヤング率を有する保護シートを貼付したとしても、局所摩耗を抑制しつつクリーニングブレードの低摩擦化を達成することができる。従って、少なくとも、内部位置Ｚｍより当接面７Ｃから離間した所定位置におけるヤング率が、当接面７Ｃにおけるヤング率（Ｙｃ）よりも小さく設定されていればよい。
【００４６】
［クリーニングブレードの材料］
上述したようなヤング率プロファイルを有するクリーニングブレード７は、例えば、ウレタンゴムを用いて作成することができる。ウレタンゴムは、例えば、ポリイソシアネート、ポリオール、鎖延長剤（例えば、多官能ポリオール）、及びウレタンゴム合成用触媒を用いて合成することができる。ポリエステル系ウレタンゴムを合成するためには、ポリオールとしてポリエステル系ポリオールを用いればよく、脂肪族ポリエステル系ウレタンゴムを合成するためにはポリオールとして脂肪族ポリエステル系ポリオールを用いればよい。
【００４７】
ウレタンゴム製のブレード部材のヤング率を高める方法としては、ウレタンゴムの分子構造を制御することが有効である。即ち、ウレタンゴムの架橋度を変化させたり、ウレタンゴムの原料の分子量を制御したりする方法がある。中でも、ウレタンゴムの原料であるポリイソシアネートに由来するイソシアヌレート基の濃度を変化させる方法が、機械的強度や耐オゾン性といった特性への影響を抑えつつヤング率を制御できる点で好ましい。
【００４８】
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（４，４’−ＭＤＩ）、２，４−トリエンジイソシアネート（２，４−ＴＤＩ）、２，６−トリエンジイソシアネート（２，６−ＴＤＩ）、キシレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、１，５−ナフチレンジイソシアネート（１，５−ＮＤＩ）、ｐ−フェニレンジイソシアネート（ＰＰＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、イソホロン水添ジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート（水添ＭＤＩ）、テトラメチルキシレンジイソシアネート（ＴＭＸＤＩ）、カルボジイミド変性ＭＤＩ、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート（ＰＡＰＩ）などが挙げられる。これらの中でも、４，４’−ＭＤＩが好ましい。
【００４９】
高分子量のポリオール（脂肪族ポリエステル系ポリオール）としては、例えば、エチレンブチレンアジペートポリエステルポリオール、ブチレンアジペートポリエステルポリオール、ヘキシレンアジペートポリエステルポリオール、ラクトン系ポリエステルポリオールなどが挙げられる。これらを単独で用いてもよく、混合して用いてもよい。また、これらの脂肪族ポリエステル系ポリオールの中でも、結晶性が高いことからブチレンアジペートポリエステルポリオール、ヘキシレンアジペートポリエステルポリオールが好ましい。脂肪族ポリエステル系ポリオールの結晶性が高いほど、得られるポリエステル系ウレタンゴム（ポリエステル系ウレタンゴム製のクリーニングブレード）の硬度が高くなり、クリーニングブレードの耐久性を高めることができる。
【００５０】
鎖延長剤（多官能の低分子量ポリオール）としては、例えば、グリコールが挙げられる。グリコールとしては、例えばエチレングリコール（ＥＧ）、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）、プロピレングリコール（ＰＧ）、ジプロピレングリコール（ＤＰＧ）、１，４−ブタンジオール（１，４−ＢＤ）、１，６−ヘキサンジオール（１，６−ＨＤ）、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、キシリレングリコール（テレフタリルアルコール）、トリエチレングリコールなどが挙げられる。また、グリコール以外の鎖延長剤としては、例えば３価以上の多価アルコールが挙げられる。３価以上の多価アルコールとしては、例えばトリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなどが挙げられる。これらを単独で用いてもよく、混合して用いてもよい。
【００５１】
ウレタンゴム合成用触媒としては、ゴム化（樹脂化）や泡化を促進するためのウレタン化触媒（反応促進触媒）と、イソシアヌレート化触媒（イソシアネート３量化触媒）とに大別される。これらの一つを単独で用いてもよく、混合して用いてもよい。
【００５２】
ウレタン化触媒としては、例えば、ジブチルチンジラウレート、スタナスオクトエートなどのスズ系のウレタン化触媒や、トリエチレンジアミン、テトラメチルグアニジン、ペンタメチルジエチレントリアミン、ジエチルイミダゾール、テトラメチルプロパンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリメチルアミノエチルエタノールアミンなどのアミン系のウレタン化触媒などが挙げられる。これらの一つを単独で用いてもよく、混合して用いてもよい。これらのウレタン化触媒の中でも、ウレタン反応を特に促進する点で、トリエチレンジアミンが好ましい。
【００５３】
イソシアヌレート化触媒としては、例えば、Ｌｉ２Ｏ，（Ｂｕ３Ｓｎ）２Ｏなどの金属酸化物や、ＮａＢＨ４などのハイドライド化合物や、ＮａＯＣＨ３、ＫＯ−（ｔ−Ｂｕ）、ホウ酸塩などのアルコキシド化合物や、Ｎ（Ｃ２Ｈ５）３、Ｎ（ＣＨ３）２ＣＨ２Ｃ２Ｈ５、１，４−エチレンピペラジン（ＤＡＢＣＯ）などのアミン化合物や、ＨＣＯＯＮａ、Ｎａ２ＣＯ３、ＰｈＣＯＯＮａ／ＤＭＦ、ＣＨ３ＣＯＯＫ、（ＣＨ３ＣＯＯ）２Ｃａ、アルカリ石鹸、ナフテン酸塩などのアルカリ性カルボキシレート塩化合物や、アルカリ性ギ酸塩化合物や、（（Ｒ）３−ＮＲ’ＯＨ）―ＯＣＯＲ”などの４級アンモニウム塩化合物などが挙げられる。また、イソシアヌレート化触媒として用いられる組み合わせ触媒（共触媒）として、例えばアミン／エポキシド、アミン／カルボン酸、アミン／アルキレンイミドなどが挙げられる。これらイソシアヌレート化触媒及び組合せ触媒は、単独で用いてもよく、混合して用いてもよい。
【００５４】
ウレタン合成用触媒の中でも、単独でウレタン化触媒として作用し、かつイソシアヌレート化触媒の作用も示すＮ，Ｎ，Ｎ’−トリメチルアミノエチルエタノールアミン（以下、ＥＴＡという）が好ましい。
【００５５】
また、必要に応じて顔料、可塑剤、防水剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤などの添加剤を併せて用いることもできる。
【００５６】
［クリーニングブレードの製造方法］
本実施形態を適用した実施例では、ヤング率の制御しやすさの観点から、イソシアヌレート基を含有するウレタンゴムによってクリーニングブレード７を形成した。この場合、ヤング率を大きくする部分（内部位置Ｚｍ及びその近傍）におけるイソシアヌレート基の含有量が、その他の部分に比して多くなるようにすればよい。以下、クリーニングブレード７の製造方法について説明する。
【００５７】
（第一の組成物を得る工程）
４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート２９９部および数平均分子量２６００のブチレンアジペートポリエステルポリオール７６７．５部を８０℃で３時間反応させて、第一の組成物（プレポリマー）を得た。
【００５８】
（第二の組成物を得る工程）
数平均分子量２０００のヘキシレンアジペートポリエステルポリオール３００部に、ウレタンゴム合成用触媒としてのＥＴＡ０．２５部を加え、６０℃で１時間撹拌して、第二の組成物を得た。
【００５９】
（混合物を得る工程）
上記第一の組成物を８０℃に加温し、これに６０℃に加温した上記第二の組成物を加え、撹拌して第一の組成物と第二の組成物との混合物を得た。ここで、上記第一及び第二の組成物は常温で固体であり、そのままでは十分に混合されないため、加熱によって流動性を高める必要がある。その一方で、高温になる程ウレタン化反応が促進されてしまい、次のブレード成型工程を開始する前に硬化が進行してしまう。そこで、混合に必要な流動性を確保しつつ、ウレタン化反応が可能な限り抑制する温度として、上記の温度設定（８０℃／６０℃）を用いている。
【００６０】
（ブレード成型工程）
以下、図５を用いて、クリーニングブレード７の成型工程について説明する。ただし、図５（ａ）〜（ｇ）の各図は、ブレード成型工程の各工程を示す模式図である。まず、図５（ａ）のように、金型２００の表面に離型剤を塗布した後、８０℃に加熱した金型２００の凹み部２０１（深さｄ１＝１．９ｍｍ）に上記混合物を注入した（図５（ｃ））。同様に、図５（ｂ）に示すように、金型３００の表面に離型剤を塗布した後、８０℃に加熱した金型３００の凹み部３０１（深さｄ２＝０．１ｍｍ）に前記混合物を注入し、凹み部３０１から溢れた部分を掻き取った（図５（ｄ））。なお、金型２００，３００を予め８０℃に加熱しておくことで、上記混合物の混合に必要な流動性を確保しつつ、ウレタン化反応を可能な限り抑制することができる。
【００６１】
なお、ｄ２の厚みを有するウレタン部（例えばｄ２≦１［ｍｍ］であるような薄膜）を形成する場合、上述のように凹み部３０１を有する金型３００を用いてもよく、他の一般的な薄膜形成手法を用いてもよい。このような手法としては、予め溶媒に希釈した混合組成物をスピンコート法やスクリーン印刷などによって薄膜化する方法が挙げられるが、所望の厚みが均一に得られる手法であれば特に限定されない。スピンコート法を用いる場合、例えば、金型と略同一の材質を有する金属板状に薄膜を形成後、所望の温度（本実施例では８０℃）に加熱することで溶媒を除去する。
【００６２】
その後、エタノール１００部にＥＴＡ１００部を混合して調整した触媒液を、図５（ｅ）に示すように、金型２００に注入した混合物Ｃ１の表面Ａ１にスプレー塗布した。なお、触媒液を塗布する場合、スプレー塗布以外にも、スクリーンメッシュを用いた手法や、スピンコート法、スリットコート法などやこれらを組み合わせた手法などを用いてもよい。即ち、触媒液を薄く均一に塗布できる手法であれば特に限定されない。
【００６３】
続いて、図５（ｆ）に示すように、金型２００に保持された混合物Ｃ１の表面Ａ１（図５（ｅ）と、金型３００に保持された混合物Ｃ２の表面Ａ２（図５（ｄ））とが接するように重ね合わせた状態で、金型を加熱して硬化反応させた。１１０℃で３０分加熱することで硬化反応を行った後に、脱型しウレタンゴム板Ｃ３を得た（図５（ｇ））。得られたウレタンゴム板Ｃ３を切断機で切断し、エッジ部７１を形成することにより、本実施例におけるクリーニングブレード７を得た。得られたクリーニングブレード７は、厚さ２ｍｍ、長さ２０ｍｍ、幅３４５ｍｍであった。
【００６４】
ここで、８０℃に保持された金型２００，３００に注入された混合物Ｃ１，Ｃ２は、貼り合せを行う段階（図５（ｆ））では、硬化反応が部分的に進行した状態（半硬化状態）となっている。このため、金型２００，３００を重ね合わせた後にさらに硬化反応を進行させると、表面Ａ１，Ａ２の接触面においてもウレタン結合が形成され、当接面７Ｃから裏面７Ｂに亘って化学的に連続した一体のウレタンゴム板Ｃ３となる。これにより、内部にヤング率等の力学的特性が非連続的に変化するような界面を含まず、剥がれや欠けを生じにくいクリーニングブレード７が得られる。なお、貼り合せ工程の時点で硬化反応が終了していないことを満たす条件であれば、異なる温度設定を用いてもよい。
【００６５】
また、触媒液に含まれるＥＴＡは、硬化反応の過程で表面Ａ１，Ａ２の接触面から厚さ方向に分散しながら、イソシアヌレート化反応を触媒する。このため、硬化反応においては、接触面に近い領域ほど多くのイソシアヌレート基が形成される。これにより、得られたウレタンゴム板Ｃ３のヤング率プロファイルは、この接触面の位置に相当する内部位置Ｚｍ（＝１００μｍ）にピークを有するものとなる。
【００６６】
なお、硬化反応工程における金型の温度は、反応速度を向上させる観点から、８０℃以上に設定することが好ましい。一方、金型の温度が高くなる程、ヤング率の極大値とそれ以外の領域におけるヤング率との差（ヤング率プロファイルのピークの鋭さ）が小さくなる傾向があるため、１５０℃以下に設定することが好ましい。反応速度とヤング率の適切な分布との両立を図るためには、１００℃以上１３０℃以下の範囲にするとより好ましい。
【００６７】
こうして得られたクリーニングブレード７のヤング率プロファイルは、超微小負荷硬さ試験法（ナノインデンテーション法）を用いて計測することができる。上記実施例のクリーニングブレード７のヤング率は、（株）エリオニクス製の微小押し込み硬さ試験機ＥＮＴ−１１００（商品名）を使用して測定した。図６に示すように、作製したクリーニングブレード７を、厚さｔ＝２ｍｍとなるように切断面７Ａと平行に切断した。その後、切片の切断面７Ａに対して、クリーニングブレードの当接面Ｃから裏面Ｂに向かって配列された試験箇所において下記の条件で負荷−除荷試験を行い、同試験機の計算結果としてヤング率を得た。
試験モード：負荷−除荷試験
荷重レンジ：Ａ
試験荷重：１００［ｍｇｆ］
分割数：１０００［回］
ステップインターバル：１０［ｍ秒］
荷重保持時間：２［秒］
【００６８】
この条件で測定したところ、Ｙｃ＝３０ｍｇｆ／μｍ２、Ｙｍ＝４００ｍｇｆ／μｍ２、Ｙ２０＝１８９ｍｇｆ／μｍ２、Ｙ５０＝７８ｍｇｆ／μｍ２、Ｙｂ＝６ｍｇｆ／μｍ２であった。この測定結果は、ヤング率の値Ｙｂ，Ｙｃ，Ｙｍ，Ｙ２０，Ｙ５０が、それぞれ、上述した好ましい範囲にあることを示している。
【００６９】
こうして得られたクリーニングブレード７と、本実施形態の構成を適用しないクリーニングブレードとの間で比較を行った。比較用のクリーニングブレードとしては、当接面７Ｃから裏面７Ｂへ向かって単調に減少するヤング率プロファイルを有し、それ以外の点で上記実施例のクリーニングブレード７と同様に構成されたものを用いた。
【００７０】
比較用のクリーニングブレードを用いた場合、画像形成装置１００に対して５０，０００枚の画像を連続で出力させたところ、ブレードの局所摩耗に起因すると考えられるスジ状の画像不良が発生した。一方、上記実施例のクリーニングブレード７を用いて同じ数の画像を連続で出力させた場合には、スジ状の画像不良は発生せず、局所摩耗、ブレードの捲れ、及びクリーニング不良が十分に低減されることが確認された。
【００７１】
［他の実施形態］
上述の実施例では、被クリーニング部材に当接してその表面を清掃するクリーニングブレードの一例として、感光ドラム１ａのクリーニング装置６に用いられるクリーニングブレード７について説明した。しかしながら、本実施形態に係るクリーニングブレード７は、中間転写ベルト２１を清掃するベルトクリーニング装置２６のクリーニングブレード２７など、他の被クリーニング部材を清掃するクリーニングブレードとして用いてもよい。また、感光体及び中間転写体等の像担持体に限らず、例えば転写搬送ベルトのクリーニングブレードとして用いてもよい。
【００７２】
また、上記実施例では、感光ドラム１ａに対してカウンター方向から当接するクリーニングブレード７について説明したが、感光ドラムの回転方向に沿った方向（トレーリング方向又はウィズ方向）に向かって配置されるクリーニングブレードに適用してもよい。ただし、上記実施例のように、カウンター方向に沿って配置されるクリーニングブレード７の方が、トナーの堰き止め能力が向上する一方で、ブレード先端部の捲れが大きくなる傾向がある。このため、上述のヤング率プロファイルを満たす構成により、ブレード表面の低摩擦化及び局所摩耗の低減といった効果を得やすくなる。
【符号の説明】
【００７３】
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，２１…被クリーニング部材、像担持体（感光ドラム、中間転写ベルト）／７，２７…クリーニングブレード／７Ｃ…当接面／１００…画像形成装置／Ｙｂ…所定位置におけるヤング率／Ｙｃ…当接面におけるヤング率／Ｙｍ…ピーク位置におけるヤング率／Ｚｍ…ピーク位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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