(57)【要約】【課題】感光ドラムの表面に機械的研磨を施した構成で、トナーのすり抜けを抑制できる構成を提供する。【解決手段】感光ドラムの表面に当接するクリーニングブレード６０は、ゴム部材６１と板金部材６２とを有し、長手方向の単位長さ当たりの当接力（線圧）が０．１９６Ｎ／ｃｍ以上、０．４９０Ｎ／ｃｍ以下となるように感光ドラムに当接させている。ゴム部材６１は、以下の条件を満たす。まず、表面に深さ０．７μｍ、半径１５μｍの部分球形状の測定用凹部を複数有した測定用対向物に、自由長が８ｍｍのゴム部材を線圧が０．１９６Ｎ／ｃｍと０．４９０Ｎ／ｃｍ、測定用対向物との当接角度を２５°となるように当接させる。このときに、測定用凹部におけるゴム部材の接触幅が０．１９６Ｎ／ｃｍのときに４μｍ以上８μｍ以下、０．４９０Ｎ／ｃｍのときに４μｍ以上１３．５μｍ以下となる。【選択図】図３
2019117364.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持して回転する像担持体と、
前記像担持体の表面に当接するクリーニングブレードと、を備え、
前記像担持体は、表面に機械的研磨を施されたものであり、
前記クリーニングブレードは、先端部が前記像担持体の表面に当接する板状のゴム部材と、前記ゴム部材の基端側を支持する支持部材と、を有し、前記像担持体の表面に対して前記クリーニングブレードの長手方向の単位長さ当たりの当接力が０．１９６Ｎ／ｃｍ以上、０．４９０Ｎ／ｃｍ以下となるように当接させており、
前記ゴム部材は、表面に深さ０．７μｍ、半径１５μｍの部分球形状の測定用凹部を複数有した測定用対向物に、前記支持部材に支持された位置から先端までの自由長が８ｍｍの前記ゴム部材を、長手方向の単位長さ当たりの当接力が０．１９６Ｎ／ｃｍと０．４９０Ｎ／ｃｍ、前記測定用対向物との当接角度を２５°となるように当接させたときに、前記測定用凹部における前記ゴム部材と前記測定用対向物との接触幅が０．１９６Ｎ／ｃｍのときに４μｍ以上、８μｍ以下、０．４９０Ｎ／ｃｍのときに４μｍ以上、１３．５μｍ以下となる、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記クリーニングブレードは、前記像担持体との当接角度が２５°となるように前記像担持体に当接させたときの、前記クリーニングブレードの長手方向の単位長さ当たりの当接力を前記クリーニングブレードの前記像担持体に対する侵入量で割ったＷ／ａが、０．１９６Ｎ／ｃｍ／ｍｍ以上、０．４４１Ｎ／ｃｍ／ｍｍ以下である、
ことを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記ゴム部材は、長手方向と自由長方向とからなる面を第一の面、長手方向と厚み方向からなる面を第二の面とした場合に、
前記第一の面では、前記クリーニングブレードが前記像担持体の表面と当接する当接エッジから３０μｍと自由長の中心とを測定点とし、
前記第二の面では、前記当接エッジから３０μｍと厚みの中心とを測定点とし、
温度２５℃、相対湿度５０％の環境下でビッカース四角錐ダイヤモンド圧子を用いて硬度試験を行い、負荷速度０．１４ｍＮ／ｓで負荷し、最大荷重０．９８ｍＮで５秒保持した後の除荷時の押し込み弾性率の前記第一の面の２点の前記測定点での差分と、前記第二の面の２点の前記測定点との差分とで、どちらか大きい方の差分が０．５ＭＰａ以上、１０．０ＭＰａ以下である、
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記像担持体は、温度２５℃、相対湿度５０％の環境下でビッカース四角錐ダイヤモンド圧子を用いて硬度試験を行い、最大荷重６ｍＮで押し込んだ時のユニバーサル硬さが１５０Ｎ／ｍｍ２以上、２２０Ｎ／ｍｍ２以下であり、かつ弾性変形率Ｗｅが４０％以上、６５％以下である、
ことを特徴とする請求項１ないし３のうちの何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記ゴム部材は、ウレタンゴムである、
ことを特徴とする、請求項１ないし４のうちの何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記像担持体の表面粗さは、十点平均粗さＲｚが０．２μｍ以上、５．０μｍ以下である、
ことを特徴とする、請求項１ないし５のうちの何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記像担持体は、感光体である、
ことを特徴とする、請求項１ないし６のうちの何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記像担持体は、感光体に形成されたトナー像が転写される中間転写体である、
ことを特徴とする、請求項１ないし６のうちの何れか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複数の機能を有する複合機などの画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置として、感光ドラムの表面にトナー像を形成し、中間転写ベルトや記録材にトナー像を転写し、転写後に感光ドラム上に残ったトナーをクリーニングブレードにより清掃する構成が従来から知られている。
【０００３】
このようなクリーニングブレードとして、特許文献１、２に記載されたような構成が提案されている。また、感光ドラムとして、例えば特許文献３に記載されているように、表面に機械的研磨を施すものが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第６０９４７８０号公報
【特許文献２】特表２０１６−２０８６０１号公報
【特許文献３】特開平２−１２９６４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、特許文献３に記載のように、像担持体としての感光ドラムの表面に機械的研磨を施した場合、研磨処理する過程で発生した削れ粉が感光ドラム表面に残る場合がある。削れ粉が表面に残った状態で感光ドラムを回転駆動させると、感光ドラムとクリーニングブレードとのニップ内に削れ粉が蓄積する。そして、蓄積した削れ粉がクリーニングブレードを押し上げ、その隙間からトナーがすり抜ける現象が発生し易くなる。
【０００６】
本発明は、像担持体の表面に機械的研磨を施した構成で、トナーのすり抜けを抑制できる構成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】
【０００７】
本発明は、トナー像を担持して回転する像担持体と、前記像担持体の表面に当接するクリーニングブレードと、を備え、前記像担持体は、表面に機械的研磨を施されたものであり、前記クリーニングブレードは、先端部が前記像担持体の表面に当接する板状のゴム部材と、前記ゴム部材の基端側を支持する支持部材と、を有し、前記像担持体の表面に対して前記クリーニングブレードの長手方向の単位長さ当たりの当接力が０．１９６Ｎ／ｃｍ以上、０．４９０Ｎ／ｃｍ以下となるように当接させており、前記ゴム部材は、表面に深さ０．７μｍ、半径１５μｍの部分球形状の測定用凹部を複数有した測定用対向物に、前記支持部材に支持された位置から先端までの自由長が８ｍｍの前記ゴム部材を、長手方向の単位長さ当たりの当接力が０．１９６Ｎ／ｃｍと０．４９０Ｎ／ｃｍ、前記測定用対向物との当接角度を２５°となるように当接させたときに、前記測定用凹部における前記ゴム部材と前記測定用対向物との接触幅が０．１９６Ｎ／ｃｍのときに４μｍ以上８μｍ以下、０．４９０Ｎ／ｃｍのときに４μｍ以上１３．５μｍ以下となることを特徴とする画像形成装置にある。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、像担持体の表面に機械的研磨を施した構成で、トナーのすり抜けを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。
【図２】第１の実施形態に係る感光ドラムの層構成を示す模式図。
【図３】第１の実施形態に係るクリーニングブレードの概略構成側面図。
【図４】削れ粉によるトナーすり抜けのメカニズムを説明するための模式図。
【図５】接触幅測定装置の模式図で、（ａ）ゴム部材をガラス板に当接させる前の状態を、（ｂ）ゴム部材をガラス板に当接させた後の状態をそれぞれ示す図。
【図６】クリーニングブレードの侵入量を説明するための模式図。
【図７】測定用凹部の、（ａ）開口形状を、（ｂ）断面形状をそれぞれ示す図。
【図８】接触幅を説明するための模式図。
【図９】第１の実施形態の変形例に係るクリーニングブレードの概略構成側面図。
【図１０】Ｗ／ａに対する接触幅の関係を示す図。
【図１１】第２の実施形態に係る中間転写ベルトの一部を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜第１の実施形態＞
第１の実施形態について、図１ないし図１０を用いて説明する。まず、本実施形態の画像形成装置について、図１を用いて説明する。
【００１１】
［画像形成装置］
画像形成装置１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色に対応して設けられ４つの画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを有する電子写真方式のフルカラープリンタである。本実施形態では、画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを後述する中間転写ベルト７の回転方向に沿って配置したタンデム型としている。画像形成装置１００は、画像形成装置本体に接続された原稿読み取り装置（図示せず）又は画像形成装置本体に対し通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ等のホスト機器からの画像信号に応じてトナー像（画像）を記録材Ｓに形成する。記録材としては、用紙、プラスチックフィルム、布などのシート材が挙げられる。
【００１２】
このような画像形成プロセスの概略を説明すると、まず、各画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫでは、それぞれ、像担持体としての感光ドラム（電子写真感光体）１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上に各色のトナー像を形成する。このように形成された各色のトナー像は、中間転写ベルト７上へ転写され、続いて中間転写ベルト７から記録材Ｓ上に転写される。トナー像が転写された記録材Ｓは、定着装置１０に搬送されて、トナー像が記録材に定着される。以下、詳しく説明する。
【００１３】
なお、画像形成装置１００が備える４つの画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫは、現像色が異なることを除いて実質的に同一の構成を有する。したがって、以下、代表して画像形成部ＰＹについて説明し、他の画像形成部の説明を省略する。
【００１４】
画像形成部ＰＹには、像担持体として円筒型の感光体、即ち、感光ドラム１Ｙが配設されている。感光ドラム１Ｙは、図中矢印方向に回転駆動される。感光ドラム１Ｙの周囲には帯電ローラ２Ｙ（帯電装置）、現像装置４Ｙ、一次転写ローラ５Ｙ、ドラムクリーナ６Ｙが配置されている。感光ドラム１Ｙの図中下方にはレーザスキャナ（露光装置）３Ｙが配置されている。
【００１５】
また、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋと対向して中間転写ベルト７が配置されている。中間転写ベルト７は、複数の張架ローラにより張架され、複数の張架ローラのうちの駆動ローラの駆動により図中矢印方向に周回移動（回転）する。複数の張架ローラのうちの二次転写内ローラ８ａと中間転写ベルト７を挟んで対向する位置には、二次転写外ローラ８ｂが配置され、中間転写ベルト７上のトナー像を記録材Ｓに転写する二次転写部Ｔ２を構成している。二次転写部Ｔ２の記録材搬送方向下流には定着装置１０が配置される。
【００１６】
上述のように構成される画像形成装置１００により画像を形成するプロセスについて説明する。まず、画像形成動作が開始すると、回転する感光ドラム１Ｙの表面が帯電ローラ２Ｙによって一様に帯電される。次いで、感光ドラム１Ｙは、露光装置３Ｙから発せられる画像信号に対応したレーザ光により露光される。これにより、感光ドラム１Ｙ上に画像信号に応じた静電潜像が形成される。感光ドラム１Ｙ上の静電潜像は、現像装置４Ｙ内に収容されたトナーによって顕像化され、可視像となる。
【００１７】
感光ドラム１Ｙ上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト７を挟んで配置される一次転写ローラ５Ｙとの間で構成される一次転写部Ｔ１Ｙにて、中間転写ベルト７に一次転写される。一次転写後に感光ドラム１Ｙ表面に残ったトナー（転写残トナー）は、ドラムクリーナ６Ｙによって除去される。
【００１８】
このような動作をマゼンタ、シアン、ブラックの各画像形成部でも順次行い、中間転写ベルト７上で４色のトナー像を重ね合わせる。その後、トナー像の形成タイミングに合わせてカセット１１に収容された記録材Ｓがピックアップローラ１２にピックアップされて、レジストレーションローラ１３に搬送される。そして、レジストレーションローラ１３で記録材Ｓの斜行が補正された後、中間転写ベルト７上のトナー像に合わせて、レジストレーションローラ１３により記録材Ｓが二次転写部Ｔ２に搬送される。そして、中間転写ベルト７上の４色のトナー像が、記録材Ｓ上に一括で二次転写される。二次転写部Ｔ２で転写しきれずに中間転写ベルト７に残留したトナーは、ベルトクリーナ９により除去される。
【００１９】
次いで、記録材Ｓは定着装置１０に搬送される。そして、この定着装置１０によって、加熱、加圧されることで、記録材Ｓ上のトナーは溶融、混合されて、フルカラーの画像として記録材Ｓに定着される。その後、記録材Ｓは機外に排出される。これにより、一連の画像形成プロセスが終了する。なお、所望の画像形成部のみを用いて、所望の色の単色又は複数色の画像を形成することも可能である。
【００２０】
次に、画像形成部ＰＹの帯電ローラ２Ｙ、露光装置３Ｙ、現像装置４Ｙ、一次転写ローラ５Ｙ、及び、中間転写ベルト７の構成について詳しく説明する。なお、感光ドラム１Ｙ、ドラムクリーナ６Ｙ及びベルトクリーナ９については後述する。
【００２１】
［帯電ローラ］
帯電ローラ２Ｙは、感光ドラム１Ｙの表面を一様に帯電処理する接触式帯電手段である。本実施形態では、帯電ローラ２Ｙは、回転軸線方向の長さ３３０ｍｍ、直径１４ｍｍであり、ステンレス製の芯金の外回りに、導電ゴム層を形成した構成である。帯電ローラ２Ｙは、芯金の両端部をそれぞれ軸受け部材により回転自在に保持されると共に、押圧ばねによって感光ドラム１Ｙに向かって付勢して、感光ドラム１Ｙの表面に対して所定の押圧力をもって圧接させている。これにより、帯電ローラ２Ｙは、感光ドラム１Ｙの回転に従動して（周速度は３００ｍｍ／ｓｅｃ）回転する。
【００２２】
帯電ローラ２Ｙは、感光ドラム１Ｙとの間の微小ギャップにて生じる放電現象を利用して帯電する。帯電ローラ２Ｙの芯金は、不図示の電源ＰＳ１より所定の条件の帯電電圧が印加される。本実施形態では、電源はＤＣ電源及びＡＣ電源からなる構成である。例えば、印加する直流電圧を−５００Ｖ、交流電圧をその環境における放電開始電圧の２倍以上の値に設定すると、回転する感光ドラム１Ｙの画像形成領域が約−５００Ｖに一様に帯電処理される。なお、画像形成中に印加される直流電圧は、この値に限定されるものではなく、環境や感光ドラム１Ｙ及び帯電ローラ２Ｙの使用状況などに応じて、良好な画像形成に適する電位に適宜設定される。
【００２３】
［露光装置］
露光装置３Ｙは、帯電処理された感光ドラム１Ｙの表面に静電潜像を形成する情報書き込み手段である。本実施形態では、露光装置３Ｙは、半導体レーザを用いたレーザビームスキャナである。レーザビームスキャナは、原稿読み取り装置などのホスト機器から画像形成装置１００側に送られた画像信号に対応して変調されたレーザ光を出力して、一様に帯電処理された回転する感光ドラム１Ｙの表面をレーザ走査露光する。このレーザ走査露光により、感光ドラム１Ｙの表面のレーザ光で照射されたところの電位が低下し、回転する感光ドラム１Ｙの表面には、画像情報に対応した静電潜像が順次に形成されていく。
【００２４】
［現像装置］
現像装置４Ｙは、感光ドラム１Ｙ上の静電潜像に従ってトナーを供給し、静電潜像をトナー像として反転現像する現像手段である。現像装置４Ｙは、非磁性のトナーと磁性体のキャリアとを含む二成分現像剤を収容する現像容器と、現像容器内の現像剤を担持して搬送する現像剤担持体としての現像スリーブとを有する。図１では、現像装置４Ｙとして、この現像スリーブを図示している。現像スリーブは、感光ドラム１Ｙと対向して配置され、回転することで担持した現像剤を感光ドラム１Ｙと対向する現像領域に搬送する。現像スリーブの回転軸線方向の長さは３２５ｍｍである。
【００２５】
本実施形態においては、現像スリーブは、二成分現像剤による磁気ブラシを保持し、感光ドラム１Ｙに接触させながら現像を行う。また、トナーは、ポリエステルを主体とした樹脂バインダーに顔料を混練したものを粉砕分級して得られた平均粒径が約６μｍのトナーを用いている。また、感光ドラム１Ｙに付着したトナーの平均帯電量は約−３０μＣ／ｇである。
【００２６】
現像装置４Ｙには、不図示の電源から所定の現像電圧が印加される。本実施形態においては、直流電圧（Ｖｄｃ）と交流電圧（Ｖａｃ）とを重畳した振動電圧である。例えば、振動電圧は周波数８．０ｋＨｚ、ピーク間電圧１．８ｋＶ、矩形波の交流電圧を重畳した振動電圧である。直流電圧は、現像領域における感光ドラム１Ｙの電位に対して適正なカブリ取り電位（感光ドラム１Ｙの表面電位と現像電圧の直流成分との差）になるように適宜設定される。
【００２７】
［１次転写ローラ］
一次転写ローラ５Ｙは、感光ドラム１Ｙと中間転写ベルト７を挟む方向に所定の押圧力をもって圧接される一次転写手段であり、その圧接ニップ部が一次転写部Ｔ１Ｙである。一次転写ローラ５Ｙには、不図示の電源からトナーの正規帯電極性である負極性とは逆極性である正極性の転写電圧、本実施形態では＋６００Ｖが印加される。これにより、中間転写ベルト７の表面に感光ドラム１Ｙ〜１Ｋ上のトナー像が順次に静電転写されていく。
【００２８】
トナー像が転写された中間転写ベルト７は、二次転写部Ｔ２において、カセット１１から所定のタイミングにて給送された記録材Ｓにトナー像を転写する。本実施形態では、二次転写手段としての二次転写外ローラ８ｂが中間転写ベルト７と当接するように配置されることで二次転写部Ｔ２を形成する。二次転写外ローラ８ｂには＋８００Ｖの転写電圧が印加される。
【００２９】
二次転写部Ｔ２にてトナー像が転写された記録材Ｓは、定着装置１０へ搬送される。本実施形態では、定着装置１０は、内部に熱源を有する定着ローラと定着ローラと圧接する加圧ローラとを有する熱ローラ定着装置である。記録材Ｓは、定着ローラと加圧ローラとの圧接ニップ部に搬送されることで、加熱、加圧され、トナー像が定着される。
【００３０】
［中間転写ベルト］
中間転写体としての中間転写ベルト７は、無端状のベルトである。中間転写ベルト７の材料としては、樹脂系、或いは金属芯体入りのゴムベルト、樹脂及びゴムからなるベルトが望ましい。但し、トナーの飛び散りやトナー像の一部が転写されない中抜けなどを抑制すべく、弾性層を有するものを用いても良い。本実施形態の中間転写ベルト７は、ＰＩ（ポリイミド）にカーボンを分散し、体積抵抗率を１０８Ωｃｍオーダーに制御した樹脂ベルトを用いた。その厚さは８０μｍ、全周は９００ｍｍである。
【００３１】
［感光ドラム］
次に、感光体としての感光ドラム１Ｙについて、図１及び図２を用いて説明する。なお、他の感光ドラム１Ｍ、１Ｃ、１Ｋについても同様である。感光ドラム１Ｙは、帯電特性が負帯電性の回転ドラム型の有機電子写真感光体である。感光ドラム１Ｙは、図２に示すように、導電性基体（アルミニウム製シリンダ）１ａの表面に、下地層１ｂを介して有機材料からなる電荷発生層１ｃと、電荷輸送層（厚さ約２０μｍ）１ｄとを下から順に塗り重ねた層構成を有している。
【００３２】
ここで、感光ドラム１Ｙの表面層は、結着樹脂として硬化性樹脂を用いた硬化層１ｅとしている。本実施形態では、感光ドラム１Ｙの表面硬化処理として硬化性樹脂を用いる硬化層１ｅを用いた。但し、硬化層は、これに限らず、炭素−炭素二重結合を有するモノマーと炭素−炭素二重結合を有する電荷輸送性モノマーとを熱または光のエネルギーにより硬化重合させることによって形成される電荷輸送性硬化層であっても良い。また、同一分子内に連鎖重合性官能基を有する正孔輸送性化合物を電子線のエネルギーにより硬化重合させることによって形成される電荷輸送性硬化層であっても良い。
【００３３】
感光ドラム１Ｙの硬化層１ｅの指標として、ユニバーサル硬さＨＵ及び弾性変形率Ｗｅを温度２５℃、相対湿度５０％の環境下で測定した。ＨＵ及び弾性変形率Ｗｅは、圧子に連続的に荷重をかけ、荷重下での押し込み深さを直読し連続的硬さを求められる微小硬さ測定装置フィシャースコープＨ１００Ｖ（Ｆｉｓｃｈｅｒ社製）を用いて測定した。圧子は、対面角１３６°のビッカース四角錐ダイヤモンド圧子を使用した。
【００３４】
荷重の条件は、最終荷重（即ち最大荷重）６ｍＮまで段階的に（各点０．１ｓの保持時間で２７３点）大きくした。ＨＵは、最大荷重６ｍＮで押し込んだ時の試験荷重を、その試験荷重でのビッカース圧子の表面積で割ったもので規定した。弾性変形率Ｗｅは、圧子が硬化層に対して行った仕事量（エネルギー）、即ち、圧子の硬化層に対する荷重の増減によるエネルギーの変化より求めたものである。したがって、弾性変形率Ｗｅは、弾性変形率の仕事量Ｗｏを全仕事量Ｗｔで割ったものをパーセント表示したものである。
【００３５】
感光ドラム１Ｙに求められる性能としては、機械的劣化に対する耐久性の向上が挙げられる。即ち、感光ドラムの表面には、帯電、露光、現像、転写、クリーニングにおいて、電気的外力や機械的外力が直接加えられるため、感光ドラムには、これら外力に対する耐久性が要求される。具体的には、これら外力による表面の傷や摩耗の発生に対する耐久性、即ち、耐傷性および耐摩耗性が要求される。一般的に、硬化層の硬度は外部応力に対する変形量が小さいほど高く、感光ドラムも鉛筆硬度やビッカース硬度が高いものが機械的劣化に対する耐久性が向上すると考えられている。
【００３６】
しかしながら、これらの測定により得られる硬度が高いものが必ずしも耐久性の向上を望めたわけではなかった。本発明者らは鋭意検討の末、ＨＵと弾性変形率Ｗｅの値が、ある範囲の場合に感光ドラムの表面層の機械的劣化が起り難くなることを見出した。まず、温度２５℃、相対湿度５０％の環境下でビッカース四角錐ダイヤモンド圧子を用いて硬度試験を行う。この場合に、最大荷重６ｍＮで押し込んだ時のＨＵが１５０Ｎ／ｍｍ２以上、２２０Ｎ／ｍｍ２以下であり、且つ、弾性変形率Ｗｅが４０％以上、６５％以下である感光ドラム１Ｙを用いることによって、機械的劣化に対する耐久性が飛躍的に向上した。
【００３７】
また、感光ドラム１Ｙの更なる耐久性の向上には、ＨＵが１６０Ｎ／ｍｍ２以上、２００Ｎ／ｍｍ２以下であることがより好ましい。ＨＵと弾性変形率Ｗｅを切り離してとらえることはできないが、例えば、ＨＵが２２０Ｎ／ｍｍ２を超えるものであるとき、弾性変形率Ｗｅが４０％未満であると感光ドラム１Ｙの弾性力が不足する。一方、弾性変形率Ｗｅが６５％より大きいと弾性変形率Ｗｅは高くても弾性変形量は小さくなってしまう。何れにしても、結果として局部的に大きな圧力がかかり、感光ドラムに深い傷が発生してしまう。よって、ＨＵが高いものが必ずしも感光ドラムとして最適ではないと考えられる。
【００３８】
また、ＨＵが１５０Ｎ／ｍｍ２未満で弾性変形率Ｗｅが６５％を超える場合、たとえ弾性変形率Ｗｅが高くても塑性変形量も大きくなってしまう。そして、感光ドラム１Ｙとドラムクリーナ６Ｙとの間や、感光ドラム１Ｙと帯電ローラ２Ｙとの間で挟まれた紙粉やトナーによって、感光ドラム１Ｙの表面が擦られる。この結果、感光ドラム１Ｙの表面が削れたり、感光ドラム１Ｙの表面に細かい傷が発生したりしてしまう。
【００３９】
［感光ドラムの表面形状］
次に、本実施形態における感光ドラム１Ｙの表面形状について説明する。本実施形態の感光ドラム１Ｙは、表面に機械的研磨を施されたものである。ここで、感光ドラム１Ｙの表面の耐摩耗性など機械的劣化に対する耐久性を向上させると、感光ドラム１Ｙ表面に付着する帯電装置の放電により発生する放電生成物やトナーに含有されているワックス成分が、ドラムクリーナ６Ｙにより除去されにくくなる。感光ドラム１Ｙ表面に放電生成物やワックス成分が蓄積すると、感光ドラム１Ｙと、感光ドラム１Ｙ表面に接触して感光ドラム１Ｙ上の残留トナーをクリーニングするドラムクリーナ６Ｙのクリーニングブレード６０（後述する図３）との間の摩擦が増加する。この摩擦増加は、クリーニングブレード６０の挙動を不安定にし、クリーニングブレード６０の不安定挙動に起因する画像不良やクリーニングブレード６０の摩耗を発生させる。
【００４０】
このようなクリーニングブレード６０の不安定挙動に起因する画像不良やクリーニングブレードの摩耗を抑制するために、感光ドラムの表面層の粗面化がある。表面層を粗面化する技術として、本実施形態では、感光ドラム１Ｙの表面に機械的研磨を施している。具体的には、感光ドラム１Ｙは、表面粗さＲｚ（十点平均粗さ）が０．２μｍ以上、５．０μｍ以下の範囲になるような機械的研磨されたものを用いた。なお、本実施形態のクリーニングブレード６０を組み合わせた場合、感光ドラム１Ｙの表面粗さＲｚを０．２μｍ以上、３．０μｍ以下とすることがより好ましい。
【００４１】
Ｒｚが０．２μｍより小さい場合、クリーニングブレード６０と感光ドラム１Ｙの表面の接触幅が大きくなりすぎ、ブレードのビビリ、ブレード磨耗、欠け、といった問題が発生し、良好なクリーニング性が得られない可能性がある。一方、Ｒｚが５．０μｍより大きい場合、クリーニングブレード６０が感光ドラム１Ｙの表面形状に追従しきれず、接触幅が低下しすぎ、転写残トナーを塞き止めることができにくくなり、トナーのすり抜けといったクリーニング不良が発生し易くなる。
【００４２】
感光ドラム１Ｙの表面粗さは、接触式面粗さ測定機（商品名：サーフコーダＳＥ３５００、（株）小坂研究所製）を用いて以下のように測定を行った。検出器：Ｒ２μｍ、０．７ｍＮのダイヤモンド針、フィルタ：２ＣＲ、カットオフ値：０．８ｍｍ、測定長さ：２．５ｍｍ、送り速さ：０．１ｍｍとし、ＪＩＳ規格Ｂ０６０１で定義される十点平均粗さＲｚのデータを処理した。
【００４３】
なお、機械的研磨は、感光ドラム１Ｙ表面の全域に施されていても良いし、表面の一部分に施されていても良い。但し、良好な性能を発揮するためには、少なくともクリーニングブレード６０と接触する表面部位に施されていることが望ましい。
【００４４】
本実施形態において、感光ドラム１Ｙは、軸方向の長さ３４０ｍｍ、外径３０ｍｍであり、中心支軸を中心に２００ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピード（周速度）をもって曲線矢印の方向に回転駆動される。
【００４５】
［ドラムクリーナ］
次に、ドラムクリーナ６Ｙのクリーニングブレード６０について、図３を用いて説明する。なお、他のドラムクリーナ６Ｍ、６Ｃ、６Ｋのクリーニングブレードについても同様である。ドラムクリーナ６Ｙは、上述した様に、一次転写部Ｔ１Ｙにおいて中間転写ベルト７へのトナー像転写後に、感光ドラム１Ｙに若干残留する転写残トナーを感光ドラム１Ｙ表面から除去する。このためにドラムクリーナ６Ｙは、感光ドラム１Ｙの表面に当接するクリーニングブレード６０、クリーニングブレード６０により回収したトナーなどを回収する不図示の回収容器などを備えている。
【００４６】
クリーニングブレード６０は、先端部が感光ドラム１Ｙの表面に当接する板状のゴム部材６１と、ゴム部材６１の基端側を支持する支持部材としての板金部材６２とを有する。本実施形態では、クリーニングブレード６は、平板状のウレタンゴムからなるゴム部材６１を板金部材６２に接着材で張り付けて構成されている。ゴム部材６１は、厚み２ｍｍ、板金部材６２に支持された位置から先端までの自由長８ｍｍで板金部材６２に貼り付けられている。
【００４７】
また、クリーニングブレード６０は、長手方向（感光ドラム１Ｙに当接させた場合の感光ドラム１Ｙの回転軸線方向と平行な方向）の長さは３３０ｍｍである。そして、クリーニングブレード６０を、感光ドラム１Ｙの表面に対して長手方向の単位長さ当たりの当接力（線圧）が０．１９６Ｎ／ｃｍ以上（２０ｇｆ／ｃｍ以上）、０．４９０Ｎ／ｃｍ以下（５０ｇｆ／ｃｍ以下）となるように当接させている。即ち、クリーニングブレード６０は、２０ｇｆ／ｃｍから５０ｇｆ／ｃｍの範囲の線圧で感光ドラム１Ｙに押圧されている。
【００４８】
線圧が０．１９６Ｎ／ｃｍ（２０ｇｆ／ｃｍ）より小さい場合、クリーニングブレード６０と感光ドラム１Ｙとの当接圧が小さくなって、転写残トナーを十分に塞き止めることができにくくなる。この結果、転写残トナーがクリーニングブレード６０をすり抜けるクリーニング不良が発生し易くなる。一方、線圧が０．４９０Ｎ／ｃｍ（５０ｇｆ／ｃｍ）より大きい場合は、クリーニングブレード６０と感光ドラム１Ｙとの摩擦力が増大し、ブレードのビビリ、ブレード摩耗、ブレードの欠けといった問題が発生し、良好なクリーニング性が得られない。
【００４９】
また、クリーニングブレード６０は線圧を感光ドラム１Ｙに対する侵入量で割ったＷ／ａを次のように設定している。即ち、クリーニングブレード６０は、感光ドラム１Ｙとの当接角度が２５°となるように感光ドラム１Ｙに当接させたときのＷ／ａが次の条件を満たすようにしている。即ち、Ｗ／ａが、０．１９６Ｎ／ｃｍ／ｍｍ以上（２０ｇｆ／ｃｍ／ｍｍ以上）、０．４４１Ｎ／ｃｍ／ｍｍ以下（４５ｇｆ／ｃｍ／ｍｍ以下）としている。なお、当接角度及び侵入量については後述する。また、本実施形態では、侵入量を、例えば、０．５ｍｍ以上、２ｍｍ以下としている。
【００５０】
Ｗ／ａが０．１９６Ｎ／ｃｍ／ｍｍ（２０ｇｆ／ｃｍ／ｍｍ）より小さい場合、必要な線圧を得るための侵入量が大きくなり、クリーニングブレード６０と感光ドラム１Ｙとの接触幅が広くなることでピーク圧が減少し、トナー融着が発生し易くなる。一方、Ｗ／ａが０．４４１Ｎ／ｃｍ／ｍｍ（４５ｇｆ／ｃｍ／ｍｍ）より大きい場合、クリーニングブレード６０が感光ドラム１Ｙの表層を研磨する研磨量が増加し、感光ドラム１Ｙの摩耗寿命が低下する。
【００５１】
［削れ粉によるトナーすり抜けのメカニズム］
ここで、削れ粉によるトナーすり抜けのメカニズムについて、図４を用いて説明する。まず、感光ドラムの表面に凹凸を設けてクリーニングブレードとの接触幅を下げることで、感光ドラムとクリーニングブレードとの間の摩擦力を低減する技術がある。機械的研磨で感光ドラム表面に凹凸を設けると、機械的研磨により発生した削れ粉が感光ドラム上に残留する場合がある。
【００５２】
削れ粉は、研磨工程後の清掃工程により除去されるが、研磨工程の時間や研磨ローラの当接圧、清掃工程の時間や清掃ローラの当接圧等の振れにより増減する。削れ粉が付着した感光ドラムにクリーニングブレードを当接させて駆動すると、削れ粉はクリーニングブレードにかき集められる。削れ粉の直径は１μｍ前後と通常クリーニングしているトナーより小さく、クリーニングブレードでクリーニングしきれずにすり抜けてしまう。
【００５３】
すり抜けた削れ粉の一部は感光ドラムとクリーニングブレードとの間に付着し、クリーニングブレードを押し上げて、感光ドラムとクリーニングブレードとの間に隙間を発生させる。クリーニングブレードが押し上げられた状態で画像形成が行われると、転写残トナーがその隙間からすり抜けてしまい画像不良が発生する。これが削れ粉によるトナーのすり抜けである。
【００５４】
図４は、クリーニングブレード６０のゴム部材６１と感光ドラム１Ｙの当接部分の断面を示す模式図である。削れ粉によるトナーすり抜けを回避する方法として、削れ粉をクリーニングブレード６０に付着させないために、削れ粉のクリーニング性を向上させる方法がある。削れ粉のクリーニング性向上させるためには、クリーニングブレード６０のゴム部材６１の感光ドラム１Ｙとの接触面の幅（接触幅）を狭めて、ピーク圧を上げることが要求される。これにより、トナーより粒径が小さい削れ粉もクリーニングブレード６０によりクリーニングし易くなる。
【００５５】
接触幅を狭めるためには、ゴム部材６１と感光ドラム１Ｙとの接触面で発生するゴム部材６１との巻き込みを低減させることが好ましい。ゴム部材６１の巻き込みは、感光ドラム１Ｙに当接させた時に感光ドラム１Ｙから受ける摩擦力に対して、ゴム部材６１が変形することで発生する。
【００５６】
ここで、研磨工程後の清掃工程の時間を短くして、生産性を向上させることが考えられる。この場合、感光ドラム上に残留する削れ粉の量が多くなり、上述のような削れ粉によるトナーすり抜けが発生し易くなる。
【００５７】
［ゴム部材］
そこで、本実施形態では、表面に機械手研磨を施した感光ドラム１Ｙの表面をクリーニングする構成であっても、削れ粉によるトナーすり抜けの発生を抑制すべく、クリーニングブレード６０のゴム部材６１を、次のようにしている。
【００５８】
ゴム部材６１は、図３に示したように、基層６１ｂの表面に高硬度な表層６１ａを有する。表層６１ａは、少なくともゴム部材６１と感光ドラム１Ｙとの当接面に存在しており、深さ方向に対してもゴム部材６１表面から１ｍｍの範囲内で存在している。
【００５９】
クリーニングブレード６の表層６１ａの硬度の指標として、押し込み弾性率を温度２５℃、相対湿度５０％の環境下で測定した（硬度試験）。押し込み弾性率は、圧子に連続的に荷重をかけ、荷重下での押し込み深さを直読し連続的硬さを求められる微小硬さ測定装置フィシャースコープＨＭ２０００ＬＴ（Ｆｉｓｃｈｅｒ社製）を用いて測定した。圧子は、対面角１３６°のビッカース四角錐ダイヤモンド圧子を使用した。荷重の条件は、負荷速度０．１４ｍＮ／ｓで最終荷重（即ち、最大荷重）０．９８ｍＮまで押圧したのち、最大荷重０．９８ｍＮを５秒保持し、負荷速度０．１４ｍＮ／ｓで減圧（除荷）した。
【００６０】
硬度試験では、ゴム部材６１をクリーニングブレード６０から切り出し、厚さ２ｍｍのガラス板に固定して、除荷時の押し込み弾性率を測定した。ここで、ゴム部材６１の長手方向（感光ドラム１Ｙに当接させた場合の感光ドラム１Ｙの回転軸線方向と平行な方向）と自由長方向（ゴム部材６１の基端から先端に向かう方向）とからなる面を自由長面（第一の面）とする。また、ゴム部材６１の長手方向と厚み方向からなる面を厚み面（第二の面）とする。
【００６１】
測定点は、自由長面では、クリーニングブレード６０が感光ドラム１Ｙの表面と当接する当接エッジから３０μｍと自由長中心（本実施形態では当接エッジから４ｍｍ）とした。一方、厚み面では、当接エッジから３０μｍと厚み中心（本実施形態では当接エッジから１ｍｍ）とした。
【００６２】
そして、自由長面の２点の測定点での押し込み弾性率の差分と、厚み面上の２点の測定点での押し込み弾性率の差分とで、どちらか大きい方の差分が０．５ＭＰａ以上１０．０ＭＰａ以下になるようにゴム部材６１を構成した。具体的には、この条件を満たすように、ウレタンゴムからなるゴム部材６１の表面全体かつ深さ方向１００μｍの範囲を、イソシアネート処理で硬化し、上述の表層６１ａを有するゴム部材６１を形成した。更に好ましくは、押し込み弾性率の差分は０．５ＭＰａ以上、３．０ＭＰａ以下とする。
【００６３】
しかし、ゴム部材は、これに限定されるものではなく、イソシアヌレートで処理した表面硬化処理したものや、２種類の異なる材料を積層した２層構造としても良い。押し込み弾性率の差分が０．５ＭＰａ以下では、表層６１ａが十分硬化されておらず、接触幅の低減効果が低く、トナー融着の発生を十分に抑制しにくい。一方、押し込み弾性率の差分が１０．０ＭＰａ以上では、表層６１ａの耐摩耗性が劣化し、ブレード摩耗やブレード欠けに起因する画像不良が発生する。
【００６４】
上述のように、削れ粉によるトナーすり抜けの原因となるゴム部材６１の巻き込みを低減するためには、ゴム部材６１の硬度を上げて変形量を小さくする方法や、ゴム部材６１の摩擦係数を下げて感光ドラム１Ｙからの摩擦力を減らす方法がある。本実施形態では、後述の接触幅測定方法で線圧０．１９６Ｎ／ｃｍ（２０ｇｆ／ｃｍ）での接触幅が４μｍ以上、８μｍ以下、線圧０．４９０Ｎ／ｃｍ（５０ｇｆ／ｃｍ）での接触幅が４μｍ以上、１３．５μｍ以下となるようなゴム部材６１を用いた。
【００６５】
接触幅が４μｍ未満の場合、接触幅が不安定になり、トナーのすり抜けが発生することがある。接触幅が１３．５μｍよりも大きい場合、ピーク圧が減少し、削れ粉のクリーニング性が低下し、削れ粉によるトナーのすり抜けが発生し易くなる。
【００６６】
［接触幅測定方法］
次に、クリーニングブレード６０の感光ドラム１Ｙとの接触面の幅（接触幅）の測定方法を、図５（ａ）、（ｂ）及び図６を用いて説明する。図５（ａ）、図５（ｂ）に接触幅測定装置の模式図である。接触幅測定装置は、測定用対向物としてのガラス板３００と、ゴム部材６１を保持するホルダ３０１と、ガラス板３００の表面に貼り付けられたシート３０２とを有する。
【００６７】
接触幅の測定は、クリーニングブレード６０のゴム部材６１をホルダ３０１に取り付け、ゴム部材６１をシート３０２が貼り付けられたガラス板３００の表面に当接させ、裏面から観察することで行った。図５（ａ）は、ゴム部材６１をガラス板３００に当接させる前の状態を示しており、図５（ｂ）は、ゴム部材６１をガラス板３００に当接させた後の状態を示している。
【００６８】
ゴム部材６１は、長手方向の長さ（幅）３ｍｍでクリーニングブレード６０から切り出し、自由長８ｍｍになるようにホルダ３０１に挟み込んで固定した。ホルダ３０１は、ガラス板３００に対して当接角度２５°で、ガラス板３００に対して垂直な方向（図中の矢印の方向）に侵入し、侵入量は線圧が２０ｇｆ／ｃｍ、５０ｇｆ／ｃｍになるように調整した。
【００６９】
ここで、ゴム部材６１の侵入量について、図６を用いて説明する。図６は、感光ドラム１Ｙの表面に所定の当接角度（次述する接線αとゴム部材６１の自由長面とのなす角度）でクリーニングブレード６０を当接させた状態を示している。まず、実線で示すように、クリーニングブレード６０を撓まないように感光ドラム１Ｙの表面に接触させた状態を考える。この場合に、ゴム部材６１と感光ドラム１Ｙの表面との接点を通る感光ドラム１Ｙの接線をαとし、破線で示すように、接線αに直交する方向βにクリーニングブレード６０を感光ドラム１Ｙに向けて押し込む。すると、ゴム部材６１が撓んで、ゴム部材６１を保持している板金部材６２の位置がβ方向に移動する。このときの板金部材６２のβ方向の移動量δを上述のゴム部材６１の侵入量と定義する。
【００７０】
ゴム部材６１を当接させるガラス板３００の表面のシート３０２は、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、表面に深さ０．７μｍ、半径１５μｍの部分球形状（本実施形態ではドーム形状）の測定用凹部としての凹部３０２ａが複数、独立して形成されている。即ち、ガラス板３００は、凹部３０２ａを複数有する。図７（ａ）は、凹部３０２ａの開口形状、図７（ｂ）は、凹部３０２ａの断面形状をそれぞれ示している。
【００７１】
本実施形態の接触幅測定方法では、上述のような侵入量でゴム部材６１をガラス板３００の表面に当接させ、表面に貼り付けられたシート３０２の凹部３０２ａに対するゴム部材６１の接触幅を測定した。接触部分は、ゴム部材６１の陰になるので、ガラス板３００の裏面側から観測することで、接触幅を測定することができる。
【００７２】
図８は、ゴム部材６１をガラス板３００のシート３０２に当接させたときの接触幅の模式図を示している。ゴム部材６１は、ガラス板３００に侵入すると接触幅が形成されるが、凹部３０２ａは凹み分、凹部３０２ａが形成されていない平面部よりも侵入量が減少するので、平面部より接触幅が狭くなる。なお、凹部３０２ａは、画像形成による感光ドラム１Ｙの表面変化を模している。したがって、接触幅の測定を凹部３０２ａで行うことで、画像形成による感光ドラム１Ｙの表面の変化を通じた接触幅を確認することができる。
【００７３】
［削れ粉によるトナーすり抜け検証実験］
次に、接触幅とトナー融着との関係を示す検証実験について説明する。表１は、トナーすり抜け検証実験に使用したゴム部材の物性と、削れ粉によるトナーすり抜け及び感光ドラム摩耗寿命を調べた結果を示している。検証実験は、表１に記載したゴムＡ−１〜ゴムＤ−３の８種類のゴム部材を用いて行った。また、接触幅の測定は前述の方法で行った。なお、表１の接触幅は、線圧が０．４９０Ｎ／ｃｍ（５０ｇｆ／ｃｍ）のときの値である。
【表１】
2019117364.tif 000003
【００７４】
ここで、ゴムＡ−１、Ａ−２は、前述の図５で説明した様に、表層６１ａをイソシアネート処理で硬化させたもので、前述の処理範囲で基層６１ｂの硬度を振ったものである。Ｂ−１は、前述の図３で説明した様に、表層６１ａをイソシアネート処理で硬化させたもので、押し込み弾性率の差分が１０ＭＰａ以上になるようにイソシアネート処理時間を延長したものである。
【００７５】
ゴムＣ−１、Ｃ−２は、図９に示すように、２種類の異なる材料を積層した２層構造のゴム部材７１である。図９は、ゴム部材７１を板金部材７２に設けたクリーニングブレード７０を示している。ゴム部材７１は、基層７１ｂに表層７１ａを積層したものであり、表層７１ａはゴム部材７１と感光ドラム１Ｙとの当接エッジから自由長方向に１ｍｍ、厚み方向に０．５ｍｍ存在している。ゴムＣ−１、Ｃ−２は、図９に示す構成で表層７１ａの硬度を振ったものである。このような図９の構成でも本実施形態のクリーニングブレード６０と同様に、削れ粉によるトナーすり抜けを抑制できるが、表層７１ａの硬度を上げていくと、ブレードの摩耗で不利になることが確認されている。なお、ゴムＣ−２は、本実施形態の条件を満たす。ゴムＤ−１、Ｄ−２、Ｄ−３は、単層のゴム部材であり、単層の硬度を振ったものである。
【００７６】
また、削れ粉によるトナーすり抜けの検証実験を加速的に行うため、検証実験に用いた感光ドラム１Ｙは機械的研磨後の清掃工程時間を通常よりも半減させた。また、検証実験では、機械的研磨により表面粗さＲｚが１．０μｍの感光ドラム１Ｙを用いた。
【００７７】
ここで、感光ドラム上に残る削れ粉の量の指標について説明する。本実施形態では、この指標として、清掃工程後の感光ドラムにクリーニングブレードを当接させて駆動し、感光ドラムを２００回転駆動した後の、クリーニングブレードの感光ドラムの当接方向の自由長面上に付着した削れ粉の自由長面からの高さを用いた。
【００７８】
本実施形態では、感光ドラムを２００回転駆動しているが、機械的研磨を施された感光ドラム表面の削れ粉は、駆動前が最も量が多く、クリーニングブレードの当接では追加で発生しない。このため、機械的研磨後の清掃工程時間が通常通りであれば、実際にはもっと少ない回転回数で、感光ドラムに残った削れ粉をクリーニングブレードにより十分に取り切れる。そこで、以下では、機械的研磨後の清掃工程時間が通常通りの場合と、通常通りの場合よりも半減させた場合について説明する。
【００７９】
また、削れ粉の高さは、２００回転駆動後のクリーニングブレードを感光ドラムから取り外し、クリーニングブレードの自由長面を観察し、実際に削れ粉の高さを測定したものである。その際、クリーニングブレードを取り外すときに剥がれ落ちてしまう削れ粉もあるので、削れ粉の高さはクリーニングブレードの長手方向での最大値で示している。
【００８０】
先ず、通常通りの清掃工程時間で作成した感光ドラムに、ゴムＤ−１を用いたクリーニングブレードを当接させて、上述のように削れ粉の高さを測定した。この場合、クリーニングブレードに付着する削れ粉の高さは、１μｍ以上、４μｍ以下であった。
【００８１】
次に、機械的研磨後の清掃工程時間を従来よりも半減させて作成した感光ドラムに、ゴムＤ−１のクリーニングブレードを当接させて、上述のように削れ粉の高さを測定した。この場合、クリーニングブレードに付着する削れ粉の高さは、１３μｍ以上であった。
【００８２】
なお、機械的研磨を施していない感光ドラムにゴムＤ−１を用いたクリーニングブレードを当接させて、上述のように削れ粉の高さを測定した場合、削れ粉が発生しないので、クリーニングブレードに付着する削れ粉の高さは、ほぼ０μｍであった。
【００８３】
一方、削れ粉によるトナーすり抜け検証実験では、各試料のゴム部材を用いたクリーニングブレードを感光ドラムに当接させて、低温環境（５℃）で感光ドラムを６０枚分ベタ白現像させた後に、５枚分ベタ現像をした。そして、感光ドラム上にクリーニングブレードをすり抜けたトナーが、一定量（画像に影響を与える量）以上あるか否かを目視で確認した。すり抜けた量が一定量以上のものは×、すり抜けた量が一定量未満のもの及びすり抜けていないものを○とした。なお、ベタ白現像は、静電潜像を形成せずに現像を行うもので、ベタ現像は、画像比率が１００％となるように静電潜像を形成して現像を行うものである。
【００８４】
また、感光ドラムは、クリーニングブレードの摺擦により表面が摩耗すると、帯電性が低下し、例えば、出力された画像に縦スジや横スジなどが生じる画像不良が発生する。このため、検証実験では、感光ドラムの摩耗寿命は、次のように調べた。即ち、低湿環境（温度２２℃、相対湿度５％）で、各試料のゴム部材を用いたクリーニングブレードを画像形成装置に組み込んで、画像比率５％で連続して２０万枚の画像形成を行い、画像不良の有無を目視で確認した。そして、２０万枚未満で例えば縦スジや横スジなどの画像不良が発生した場合には×とし、２０万枚で画像不良が発生しなかった場合は○とした。
【００８５】
表１から、接触幅が１３．５μｍ以下である場合に、削れ粉によるトナーすり抜けを抑制できることが分かった。また、Ｗ／ａが０．４４１Ｎ／ｃｍ／ｍｍ以下（４５ｇｆ／ｃｍ／ｍｍ以下）である場合に、感光ドラムの摩耗寿命が良好であることが分かった。
【００８６】
図１０に、上述の表１におけるＷ／ａと線圧５０ｇｆ／ｃｍでの接触幅との相関図を示す。ゴム部材としてゴムＤ−１〜Ｄ−３を用いた場合（従来例）、基層の硬度を上げてＷ／ａを上げると接触幅も下がっていく。但し、削れ粉によるトナーすり抜けが発生しない幅まで接触幅を狭めようとすると、Ｗ／ａが大きくなり、感光ドラムの摩耗寿命が短くなってしまう。
【００８７】
ゴム部材としてゴムＢ−１を用いた場合（比較例）、本実施形態と同じような硬化処理であっても、処理時間を延ばして硬化させたので、Ｗ／ａも上がり、かつ、接触幅も不安定領域まで狭まってしまう。
【００８８】
ゴム部材としてゴムＣ−１〜Ｃ−２を用いた場合（変形例）、基層の硬度は変わらないのでＷ／ａは一定で、表層の硬度を上げると接触幅のみを下げることができる。このため、ゴムＣ−２を用いた場合、削れ粉によるトナーすり抜けの抑制と感光ドラムの摩耗寿命の低下抑制の両立を図れる。
【００８９】
また、ゴム部材としてゴムＡ−１、Ａ−２を用いた場合（実施例）、表層に施された硬化処理によりＷ／ａを上げずに接触幅を狭めることができ、削れ粉によるトナーすり抜けの抑制と感光ドラムの摩耗寿命の低下抑制の両立を図れる。
【００９０】
このように本実施形態の場合、削れ粉によるトナーすり抜けの抑制と感光ドラムの摩耗寿命を両立することができる。
【００９１】
また、本実施形態の場合、機械的研磨工程後の清掃工程時間を半減させた感光ドラムであっても、削れ粉によるトナーすり抜けを抑制することが可能になる。例えば、感光ドラム上に残る削れ粉の量の指標で、削れ粉の高さが４μｍよりも大きくなる場合、更には、削れ粉の高さが５μｍ以上、１０μｍ以上、１３μｍ以上となっても、本実施形態の構成を用いることで、削れ粉によるトナーすり抜けを抑制できる。この結果、感光ドラムの機械的研磨工程後の清掃工程を短縮でき、感光ドラムの生産性の向上及び低コスト化を図ることができる。
【００９２】
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態について、図１１を用いて説明する。第１の実施形態では、像担持体として機械的研磨を施された感光ドラム１Ｙの表面をクリーニングするドラムクリーナ６Ｙのクリーニングブレード６０に本発明を適用した場合について説明した。但し、像担持体として中間転写ベルト７Ａの表面７ａをクリーニングするベルトクリーナ９（図１参照）のクリーニングブレードとして、上述のクリーニングブレード６０（図３参照）を用いても良い。このため、本実施形態では、第１の実施形態と同様のクリーニングブレード６０を用いて、中間転写ベルト７Ａに残留した転写残トナーをクリーニングする。
【００９３】
中間転写体としての中間転写ベルト７Ａは、無端状のベルトであり、樹脂により形成された単層のベルトである。本実施形態では、中間転写ベルト７Ａは、ＰＩ（ポリイミド）にカーボンを分散し、体積抵抗率を１０８Ωｃｍオーダーに制御した樹脂ベルトを用いた。その厚さは８０μｍ、全周は９００ｍｍである。
【００９４】
また、本実施形態の中間転写ベルト７Ａは、表面（外周面）７ａに機械的研磨を施されたものである。この中間転写ベルト７Ａの表面７ａは、感光ドラムからトナー像が転写され、ベルトクリーナのクリーニングブレード６０が当接する面である。
【００９５】
本実施形態では、中間転写ベルト７Ａは、表面粗さＲｚ（十点平均粗さ）が０．２μｍ以上、５．０μｍ以下の範囲になるような機械的研磨されたものを用いた。なお、本実施形態のクリーニングブレード６０を組み合わせた場合、中間転写ベルト７Ａの表面粗さＲｚを０．２μｍ以上、３．０μｍ以下とすることが好ましい。
【００９６】
Ｒｚが０．２μｍより小さい場合、クリーニングブレード６０と中間転写ベルト７Ａの表面７ａの接触幅が大きくなりすぎ、ブレードのビビリ、ブレード磨耗、欠け、といった問題が発生し、良好なクリーニング性が得られない可能性がある。一方、Ｒｚが５．０μｍより大きい場合、クリーニングブレード６０が中間転写ベルト７Ａの表面形状に追従しきれず、接触幅が低下しすぎ、転写残トナーを塞き止めることができにくくなり、トナーのすり抜けといったクリーニング不良が発生し易くなる。
【００９７】
中間転写ベルト７Ａの表面粗さは、接触式面粗さ測定機（商品名：サーフコーダＳＥ３５００、（株）小坂研究所製）を用いて以下のように測定を行った。検出器：Ｒ２μｍ、０．７ｍＮのダイヤモンド針、フィルタ：２ＣＲ、カットオフ値：０．８ｍｍ、測定長さ：２．５ｍｍ、送り速さ：０．１ｍｍとし、ＪＩＳ規格Ｂ０６０１で定義される十点平均粗さＲｚのデータを処理した。
【００９８】
なお、機械的研磨は、感光ドラム１Ｙ表面の全域に施されていても良いし、表面の一部分に施されていても良い。但し、良好な性能を発揮するためには、少なくともクリーニングブレード６０と接触する表面部位に施されていることが望ましい。
【００９９】
また、本実施形態でも、上述の表１で説明したような検証実験を行った。また、加速的な検証実験を行うために、機械的研磨後の清掃工程時間を通常よりも半減して作成したＲｚ１．０μｍの中間転写ベルト７Ａを用いた。この検証実験でも、表１同様の結果が得られた。
【０１００】
したがって、本実施形態の場合も、削れ粉によるトナーすり抜けの抑制と中間転写ベルトの摩耗寿命を両立することができる。
【０１０１】
また、本実施形態の場合、機械的研磨工程後の清掃工程時間を半減させた中間転写ベルトであっても、削れ粉によるトナーすり抜けを抑制することが可能になる。例えば、感光ドラム上に残る削れ粉の量の指標と同様の中間転写ベルト上に残る削れ粉の量の指標で、削れ粉の高さが４μｍよりも大きくなる場合でも、本実施形態の構成を用いることで、削れ粉によるトナーすり抜けを抑制できる。更には、削れ粉の高さが５μｍ以上、１０μｍ以上、１３μｍ以上となっても、本実施形態の構成を用いることで、削れ粉によるトナーすり抜けを抑制できる。この結果、中間転写ベルトの機械的研磨工程後の清掃工程を短縮でき、中間転写ベルトの生産性の向上及び低コスト化を図ることができる。
【０１０２】
［他の実施形態］
本発明は、上述のような中間転写体を有した中間転写方式以外に、感光体から記録材に直接転写する直接転写方式の画像形成装置にも適用可能である。また、感光体は、感光ドラム以外に感光ベルトであっても良い。また、中間転写体は、中間転写ベルト以外に中間転写ドラムであっても良い。
【０１０３】
また、本発明は、プリンタ以外に、複写機、ファクシミリ、複合機などの画像形成装置にも適用可能である。
【符号の説明】
【０１０４】
１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ・・・感光ドラム（像担持体、感光体）／７、７Ａ・・・中間転写ベルト（像担持体、中間転写体）／６０・・・クリーニングブレード／６１・・・ゴム部材／６２・・・板金部材（支持部材）／１００・・・画像形成装置／３００・・・ガラス板（測定用対向物）／３０２ａ・・・凹部（測定用凹部）
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年11月15日(2018.11.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持して回転する像担持体と、
前記像担持体の表面に当接され、前記像担持体をクリーニングするクリーニングブレードと、を備えた画像形成装置において、
前記像担持体は、機械的研磨を施された表面を備え、
前記クリーニングブレードは、ゴム部材であり、前記像担持体に当接する先端部の方が基端部よりも硬度が高く構成され、前記像担持体の表面に対する前記クリーニングブレードの長手方向の単位長さ当たりの当接力は、０．１９６Ｎ／ｃｍ以上、０．４９０Ｎ／ｃｍ以下であり、
前記クリーニングブレードが支持される位置から先端までの自由長が８ｍｍとなるように前記クリーニングブレードが支持された場合で、表面に深さ０．７μｍ、半径１５μｍの部分球形状の測定用凹部を複数有した測定用対向物に、前記測定用対向物との当接角度が２５°となるように前記クリーニングブレードを当接させた場合に、前記測定用凹部における前記クリーニングブレードと前記測定用対向物との接触幅は、前記クリーニングブレード長手方向の単位長さ当たりの当接力が０．１９６Ｎ／ｃｍのときに４μｍ以上、８μｍ以下であり、０．４９０Ｎ／ｃｍのときに４μｍ以上、１３．５μｍ以下である、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記クリーニングブレードは、前記像担持体との当接角度が２５°となるように前記像担持体に当接させたときの、前記クリーニングブレードの長手方向の単位長さ当たりの当接力を前記クリーニングブレードの前記像担持体に対する侵入量で割ったＷ／ａが、０．１９６Ｎ／ｃｍ／ｍｍ以上、０．４４１Ｎ／ｃｍ／ｍｍ以下である、
ことを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記クリーニングブレードは、長手方向と自由長方向とからなる面を第一の面、長手方向と厚み方向からなる面を第二の面とした場合に、
前記第一の面では、前記クリーニングブレードが前記像担持体の表面と当接する当接エッジから３０μｍの位置と、自由長の中心とを測定点とし、
前記第二の面では、前記当接エッジから３０μｍの位置と、厚みの中心とを測定点とし、
前記第一の面の２点の前記測定点における押し込み弾性率の差分が０．５ＭＰａ以上、１０．０ＭＰａ以下であり、前記第二の面の２点の前記測定点における押し込み弾性率の差分が０．５ＭＰａ以上、１０．０ＭＰａ以下である、
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記像担持体は、温度２５℃、相対湿度５０％の環境下でビッカース四角錐ダイヤモンド圧子を用いて硬度試験を行い、最大荷重６ｍＮで押し込んだ時のユニバーサル硬さが１５０Ｎ／ｍｍ２以上、２２０Ｎ／ｍｍ２以下であり、かつ弾性変形率Ｗｅが４０％以上、６５％以下である、
ことを特徴とする請求項１ないし３のうちの何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記クリーニングブレードは、ウレタンゴムである、
ことを特徴とする、請求項１ないし４のうちの何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記像担持体の表面粗さは、十点平均粗さＲｚが０．２μｍ以上、５．０μｍ以下である、
ことを特徴とする、請求項１ないし５のうちの何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記像担持体は、感光体である、
ことを特徴とする、請求項１ないし６のうちの何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記像担持体は、感光体に形成されたトナー像が転写される中間転写体である、
ことを特徴とする、請求項１ないし６のうちの何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
トナー像を担持して回転する像担持体と、前記像担持体の表面に当接され、前記像担持体をクリーニングするクリーニングブレードと、を備える画像形成装置の製造方法において、
前記像担持体の表面に機械的研磨を施す第１工程と、
前記クリーニングブレードが支持される位置から先端までの自由長が８ｍｍとなるように支持された場合で、表面に深さ０．７μｍ、半径１５μｍの部分球形状の測定用凹部を複数有した測定用対向物に、前記測定用対向物との当接角度が２５°となるように前記クリーニングブレードを当接された場合に、前記測定用凹部における前記クリーニングブレードと前記測定用対向物との接触幅は、前記クリーニングブレードの長手方向の単位長さ当たりの当接力が０．１９６Ｎ／ｃｍのときに４μｍ以上、８μｍ以下であり、０．４９０Ｎ／ｃｍのときに４μｍ以上、１３．５μｍ以下を満たすように前記クリーニングブレードの前記像担持体に当接する先端部の硬度を基端部の硬度よりも高く形成する第２工程と、
前記像担持体の表面に対する前記クリーニングブレードの長手方向の単位長さ当たりの当接力が、０．１９６Ｎ／ｃｍ以上、０．４９０Ｎ／ｃｍ以下となるように前記クリーニングブレードを取り付ける第３工程と、を有することを特徴とする画像形成装置の製造方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複数の機能を有する複合機などの画像形成装置及びその製造方法に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明は、トナー像を担持して回転する像担持体と、前記像担持体の表面に当接され、前記像担持体をクリーニングするクリーニングブレードと、を備えた画像形成装置において、前記像担持体は、機械的研磨を施された表面を備え、前記クリーニングブレードは、ゴム部材であり、前記像担持体に当接する先端部の方が基端部よりも硬度が高く構成され、前記像担持体の表面に対する前記クリーニングブレードの長手方向の単位長さ当たりの当接力は、０．１９６Ｎ／ｃｍ以上、０．４９０Ｎ／ｃｍ以下であり、前記クリーニングブレードが支持される位置から先端までの自由長が８ｍｍとなるように前記クリーニングブレードが支持された場合で、表面に深さ０．７μｍ、半径１５μｍの部分球形状の測定用凹部を複数有した測定用対向物に、前記測定用対向物との当接角度が２５°となるように前記クリーニングブレードを当接させた場合に、前記測定用凹部における前記クリーニングブレードと前記測定用対向物との接触幅は、前記クリーニングブレード長手方向の単位長さ当たりの当接力が０．１９６Ｎ／ｃｍのときに４μｍ以上、８μｍ以下であり、０．４９０Ｎ／ｃｍのときに４μｍ以上、１３．５μｍ以下であることを特徴とする画像形成装置にある。
また、本発明は、トナー像を担持して回転する像担持体と、前記像担持体の表面に当接され、前記像担持体をクリーニングするクリーニングブレードと、を備える画像形成装置の製造方法において、前記像担持体の表面に機械的研磨を施す第１工程と、前記クリーニングブレードが支持される位置から先端までの自由長が８ｍｍとなるように支持された場合で、表面に深さ０．７μｍ、半径１５μｍの部分球形状の測定用凹部を複数有した測定用対向物に、前記測定用対向物との当接角度が２５°となるように前記クリーニングブレードを当接された場合に、前記測定用凹部における前記クリーニングブレードと前記測定用対向物との接触幅は、前記クリーニングブレードの長手方向の単位長さ当たりの当接力が０．１９６Ｎ／ｃｍのときに４μｍ以上、８μｍ以下であり、０．４９０Ｎ／ｃｍのときに４μｍ以上、１３．５μｍ以下を満たすように前記クリーニングブレードの前記像担持体に当接する先端部の硬度を基端部の硬度よりも高く形成する第２工程と、前記像担持体の表面に対する前記クリーニングブレードの長手方向の単位長さ当たりの当接力が、０．１９６Ｎ／ｃｍ以上、０．４９０Ｎ／ｃｍ以下となるように前記クリーニングブレードを取り付ける第３工程と、を有することを特徴とする画像形成装置の製造方法にある。