(57)【要約】【課題】感光ドラムの表面に複数の凹部を有する構成で、トナー融着の発生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５
2019117365.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、表面にそれぞれ独立した複数の凹部を有し、
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】
前記像担持体の前記複数の凹部は、前記像担持体の回転方向の開口幅及び前記像担持体の回転方向に交差する幅方向の開口幅が５μｍ以上、１００μｍ以下であり、深さが０．１μｍ以上、３μｍ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、表面に独立した凹部を複数形成した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２０１６−７１３８０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複数の凹部を有する構成の場合、例えば、高温高湿環境下において高い画像比率のトナー像を形成すると、凹部を起点としてトナーが融着するトナー融着が発生することが分かった。
【０００６】
本発明は、像担持体の表面に複数の凹部を有する構成で、トナー融着の発生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、表面にそれぞれ独立した複数の凹部を有し、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、像担持体の表面に複数の凹部を有する構成で、トナー融着の発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。
【図２】実施形態に係る感光ドラムの層構成を示す模式図。
【図３】実施形態に係る感光ドラムの表面の凹部の開口形状の８例を示す図。
【図４】実施形態に係る感光ドラムの表面の凹部の断面形状の６例を示す図。
【図５】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６】トナー融着のメカニズムを説明するための模式図。
【図７】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８】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９】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１０】接触幅を説明するための模式図。
【図１１】比較例に係るクリーニングブレードの概略構成側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施形態について、図１ないし図１１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】
また、トナーは、近年望まれている低温定着性の観点からガラス転移温度Ｔｇが低いトナーを使用する傾向になってきている。このため、本実施形態では、トナーとして、Ｔｇが６５℃以下のものを用いることが好ましく、さらには５５℃以下であることがより好ましい。本実施形態では、ガラス転移温度Ｔｇが５５℃のトナーを用いた。
【００２７】
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。
【００２８】
［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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
［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。
【００３２】
［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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
［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、図３（ａ）〜図３（ｈ）及び図４（ａ）〜図４（ｆ）を用いて説明する。本実施形態の感光ドラム１Ｙは、表面に独立した複数の凹部２００を有する。
【００４１】
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５）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。
【００４２】
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の表面に独立した複数の凹部２００を形成している。図３（ａ）〜図３（ｈ）は、感光ドラム１Ｙの表面に形成されている各々の凹部２００の開口の具体的な形状の例を示し、図４（ａ）〜図４（ｆ）は、各々の凹部２００の断面の形状の例を示している。
【００４３】
図３（ａ）〜図３（ｈ）及び図４（ａ）〜図４（ｆ）において、ａは、凹部２００の感光ドラム１Ｙの回転軸線方向（回転方向に交差する幅方向）の開口幅、ｂは、凹部２００の回転方向（周方向）の開口幅、ｈは、凹部２００の深さを示している。各々の凹部２００の開口の形状としては、例えば図３（ａ）〜図３（ｅ）に示すような円、四角形、三角形、楕円のものや、図３（ｆ）〜図３（ｈ）に示すような図３（ａ）〜図３（ｅ）を組み合わせた形状が形成可能である。なお、凹部２００の開口の形状は、回転軸線方向と周方向に対して非対称な形状であっても良い。
【００４４】
また、凹部２００の断面の形状は、図４（ａ）〜図４（ｆ）に示すような三角形、四角形の如きエッジを有するもの、連続した曲線からなる波型、三角形、四角形のエッジの一部あるいは全部に曲線に変形したものなどの種々の形状が形成可能である。なお、回転軸線方向と周方向に対して非対称な形状であっても良い。
【００４５】
感光ドラム１Ｙの表面において形成される複数の凹部２００は、全てが同一の形状、大きさ、深さであっても良いし、あるいは異なる形状、大きさ、深さが混在していても良い。
【００４６】
ここで、各凹部２００の回転軸線方向の開口幅ａを、図３（ａ）〜図３（ｈ）に示したように、各凹部２００を回転軸線方向に横切る直線のうち、最大となる直線の長さと定義する。同様にして周方向の開口幅ｂは、各凹部２００を周方向に横切る直線のうち、最大となる直線の長さと定義する。
【００４７】
複数の凹部２００は、感光ドラム１Ｙ表面の全域に形成されていても良いし、表面の一部分に形成されていても良い。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形成されていることが望ましい。
【００４８】
本実施形態においては、各凹部２００の回転軸線方向の開口幅ａ及び周方向の開口幅ｂは、５μｍ以上、１００μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以上、８０μｍ以下であることがより好ましい。回転軸線方向の開口幅ａ及び周方向の開口幅ｂが５μｍ未満の場合においては、本実施形態の効果が得られにくい傾向にあり、「トナー融着」が発生しやすい傾向にある。回転軸線方向の開口幅ａ及び周方向の開口幅ｂが１００μｍよりも大きい場合においては、感光ドラム１Ｙを粗面化することによる摩擦力の低減の効果が十分に得られない傾向にある。
【００４９】
また、本実施形態における各凹部２００の深さｈは、０．１μｍ以上、３μｍ以下であることが好ましい。深さｈが０．１μｍ未満の場合においては、感光ドラム１Ｙを粗面化することによる摩擦力の低減の効果が十分に得られない傾向にある。深さｈが３μｍよりも大きい場合においては、本実施形態の効果が得られにくい傾向にあり、「トナー融着」が発生しやすい傾向にある。本実施形態において、各々の凹部２００の配置は任意であり、最適化が可能である。
【００５０】
本実施形態においては、更に、各凹部２００の開口の面積率が４０％以上であることが好ましい。凹部の面積率が４０％未満であると、摩擦力の低減の効果が十分に得られない傾向にある。ここで、開口の面積率は、一辺５００μｍの正方形の領域において、下記式によって求められる凹部２００の開口の合計面積の占める割合である。
｛凹部の開口の合計面積／（凹部の開口の合計面積＋非凹部の合計面積）｝×１００
【００５１】
また、感光ドラム１Ｙの複数の凹部２００は、例えばレーザ顕微鏡、光学顕微鏡、電子顕微鏡、原子間力顕微鏡などの顕微鏡を用いて観察することができる。レーザ顕微鏡としては、例えば、以下の機器が利用可能である。（株）キーエンス製の超深度形状測定顕微鏡ＶＫ−８５５０、超深度形状測定顕微鏡ＶＫ−９０００、超深度形状測定顕微鏡ＶＫ−９５００、ＶＫ−Ｘ２００、ＶＫ−Ｘ１００、オリンパス（株）製の走査型共焦点レーザ顕微鏡ＯＬＳ３０００。
【００５２】
光学顕微鏡としては、例えば、以下の機器が利用可能である。（株）キーエンス製のデジタルマイクロスコープＶＨＸ−５００、デジタルマイクロスコープＶＨＸ−３００。
【００５３】
電子顕微鏡としては、例えば、以下の機器が利用可能である。（株）キーエンス製の３Ｄリアルサーフェスビュー顕微鏡ＶＥ−９８００、３Ｄリアルサーフェスビュー顕微鏡ＶＥ−８８００、（株）島津製作所製の走査型電子顕微鏡ＳＵＰＥＲＳＣＡＮ  ＳＳ−５５０。
【００５４】
原子間力顕微鏡としては、例えば、以下の機器が利用可能である。（株）キーエンス製のナノスケールハイブリッド顕微鏡ＶＮ−８０００、（株）島津製作所製の走査型プローブ顕微鏡ＳＰＭ−９６００。
【００５５】
上記顕微鏡を用いて、所定の倍率により、測定視野内の形状、開口幅、深さ、開口の面積率を計測することができ、さらには、単位面積当たりの平均開口幅、平均深さ、開口の面積率を計算により求めることができる。
【００５６】
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。
【００５７】
［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５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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
［トナー融着のメカニズム］
ここで、トナー融着のメカニズムについて、図６を用いて説明する。高温高湿環境下において高い画像比率で画像形成したときに、表面に凹部２００を形成した感光ドラム１Ｙでは、凹部２００を起点としてトナー融着が発生することがあった。これは、凹部２００においてクリーニングブレード６０からのピーク圧を十分に得ることができずに、凹部２００に付着したトナーを掻きとることができず、そこを起点としてトナー融着が成長しているためであると考えられる。
【００６４】
図６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。トナー融着を抑制するためには、凹部２００に付着したトナーを掻きとるべく、凹部２００におけるクリーニングブレード６０の解消能力を向上させることが望まれる。凹部２００におけるクリーニングブレード６０の解消能力を向上させるためには、凹部２００におけるクリーニングブレード６０のゴム部材６１と感光ドラム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。
【００６５】
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。
【００６６】
ここで、上述した様に、本実施形態では、低温定着性の観点から、トナーとして、ガラス転移温度Ｔｇが６５℃以下、より好ましくは５５℃以下のＴｇが低いトナーを使用している。一般的にＴｇが低いトナーの方が、昇温時に感光ドラム１Ｙに付着しやすくなり、上述のトナー融着が発生し易くなる。なお、従来、一般的に使用されているトナーのＴｇは、６０°程度である。
【００６７】
［ゴム部材］
そこで、本実施形態では、Ｔｇが低いトナーを使用して複数の凹部２００が形成された感光ドラム１Ｙの表面をクリーニングする構成であっても、トナー融着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。
【００６８】
ゴム部材６１は、図５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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
上述のように、トナー融着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。
【００７５】
接触幅が４μｍ未満の場合、接触幅が不安定になり、凹部２００の深い部分でゴム部材６１が非接触になることがあり、トナー融着が発生し易くなる。接触幅が１３．５μｍよりも大きい場合、ピーク圧が減少し、凹部２００を起点としたトナー融着が発生し易くなる。
【００７６】
［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７（ａ）、（ｂ）及び図８を用いて説明する。図７（ａ）、図７（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。
【００７７】
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７（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７（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。
【００７８】
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。
【００７９】
ここで、ゴム部材６１の侵入量について、図８を用いて説明する。図８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。
【００８０】
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９（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９（ａ）は、凹部３０２ａの開口形状、図９（ｂ）は、凹部３０２ａの断面形状をそれぞれ示している。
【００８１】
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。
【００８２】
図１０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、感光ドラム１Ｙの表面に形成された凹部２００に対応し、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。
【００８３】
［トナー融着検証実験］
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、トナー融着検証実験に使用したゴム部材の物性と接触幅の関係を示している。トナー融着検証実験は、表１に記載したゴムＡ−１〜ゴムＤ−２の６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。
【表１】
2019117365.tif 000003
【００８４】
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、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。
【００８５】
ゴムＣ−１は、図１１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１１は、比較例として、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Ｄ−１、Ｄ−２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。
【００８６】
また、表２に、上述のゴムＡ−１〜ゴムＤ−２の６種類のゴム部材を用いたクリーニングブレードにより感光ドラムの表面をクリーニングした場合の、トナー融着と感光ドラムの摩耗寿命を調べた結果を示す。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。なお、表２の接触幅は、線圧が０．４９０Ｎ／ｃｍ（５０ｇｆ／ｃｍ）のときの値である。
【表２】
2019117365.tif 000004
【００８７】
表２から、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。なお、トナー融着については、以下で説明する。
【００８８】
表３は、トナー融着検証実験に使用した感光ドラム１Ｙの凹部２００の開口形状、断面形状、開口幅、深さ、開口面積率を示している。トナー融着検証実験は、表３に記載した感光ドラムＡ−１から感光ドラムＦ−１までの９種類の感光ドラムを用いて行った。また、加速的な検証実験を行うために、検証実験に用いた感光ドラムは凹部の深さが２μｍ、開口の面積率が４０％とした。
【表３】
2019117365.tif 000005
【００８９】
検証実験は、表１に記載のゴムＡ−１、Ａ−２を、表３に記載の感光ドラムＡ−１〜Ｆ−１に対して、当接角度２５度、自由長８ｍｍ、線圧２０ｇｆ／ｃｍとなるように当接させて行った。条件は、高温高湿環境（３５℃７０％ＲＨ）でＡ４横の２０％の画像比率の画像の評価チャートを連続で５０００枚出力した。その後、感光ドラムの表面を（株）キーエンス製のデジタルマイクロスコープＶＨＸ−３００で観察し、感光ドラム表面のトナー融着を以下のように評価した。結果を表４に示す。
【表４】
2019117365.tif 000006
Ａ：感光ドラム表面にトナー融着が発生していない
Ｂ：感光ドラム表面に極軽微なトナー融着がわずかに確認できる
Ｃ：感光ドラム表面に軽微なトナー融着が発生している
Ｄ：感光ドラム表面に明らかなトナー融着が発生している
【００９０】
表４から実施例１〜１８の全てで、トナー融着に対して良好なクリーニングブレードを提供できることが分かった。特に、検証実験として、表３に示す形状の凹部２００を有する感光ドラム１Ｙを使用したが、凹部２００の形状、開口幅、深さ、開口面積率が何れであっても、トナー融着に対して良好な結果が得られた。また、実施例１〜１８の全てで、感光ドラムの摩耗寿命が良好であることが分かった。
【００９１】
一方、表１に記載のゴムＢ−１〜Ｄ−２を、表３に記載の感光ドラムＡ−１〜Ｂ−３に対して、表４の場合と同様に検証実験を行った結果を表５に示す。
【表５】
2019117365.tif 000007
【００９２】
表５から明らかなように、比較例１〜２０の場合、トナー融着に対して良好な結果が得られなかった。以上のように、本実施形態の構成を満たす実施例１〜１８は、比較例１〜２０に対してトナー融着に対して良好な結果が得られることが分かった。
【００９３】
このように本実施形態のクリーニングブレード６０によれば、感光ドラム１Ｙの表面に複数の凹部２００を有する構成で、トナー融着の発生を抑制できる。
【００９４】
［他の実施形態］
上述の実施形態では、像担持体として感光ドラム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７（中間転写体）の表面をクリーニングするベルトクリーナ９に本発明を適用しても良い。例えば、中間転写ベルトとして樹脂ベルトを使用した場合、上述の感光ドラム１Ｙと同様の凹部２００を形成するようにしても良い。そして、この場合には、ベルトクリーナのクリーニングブレードを、上述のクリーニングブレード６０と同様に構成することで、中間転写ベルトでトナー融着が発生することを抑制できる。
【００９５】
また、本発明は、上述のような中華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。
【００９６】
更に、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】
【００９７】
１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ・・・感光ドラム（像担持体、感光体）／７・・・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／２００・・・凹部／３００・・・ガラス板（測定用対向物）／３０２ａ・・・凹部（測定用凹部）
【図１】
2019117365.tif 000008
【図２】
2019117365.tif 000009
【図３】
2019117365.tif 000010
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2019117365.tif 000014
【図８】
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【図９】
2019117365.tif 000016
【図１０】
2019117365.tif 000017
【図１１】
2019117365.tif 000018
【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、
前記像担持体は、表面に複数の凹部を有し、前記複数の凹部は、前記像担持体の回転方向の開口幅及び前記像担持体の回転方向に交差する幅方向の開口幅が５μｍ以上、１００μｍ以下であり、深さが０．１μｍ以上、３μｍ以下であり、
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】
前記像担持体は、感光体である、
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。
【手続補正２】
【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、前記像担持体は、表面に複数の凹部を有し、前記複数の凹部は、前記像担持体の回転方向の開口幅及び前記像担持体の回転方向に交差する幅方向の開口幅が５μｍ以上、１００μｍ以下であり、深さが０．１μｍ以上、３μｍ以下であり、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。