(57)【要約】【課題】剛体ブレードを有するクリーニング装置を採用した場合に、使用条件に関わらず、良好なクリーニング性能を実現する。【解決手段】中間転写ベルト１７上に形成されたトナー像を用紙Ｐ上に転写して画像を形成する画像形成装置１００であって、中間転写ベルト１７は、基層と弾性層とを有し、ナノインデンテーション法により測定される弾性層の表面硬度が７０ＭＰａ以上かつ１５０ＭＰａ以下であり、トナー像を用紙Ｐ上に転写した後の中間転写ベルト１７に当接して中間転写ベルト１７の表面に付着した残留物を清掃する金属製の剛体ブレード２１を有するベルトクリーニング部２０を備え、剛体ブレード２１の厚みは、１００μｍ以上かつ３００μｍ以下である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に形成されたトナー像を被転写体上に転写して画像を形成する画像形成装置であって、
前記像担持体は、基層と弾性層とを有し、ナノインデンテーション法により測定される前記弾性層の表面硬度が７０ＭＰａ以上かつ１５０ＭＰａ以下であり、
トナー像を被転写体上に転写した後の前記像担持体に当接して前記像担持体の表面に付着した残留物を清掃する金属製の剛体ブレードを有する清掃手段を備え、
前記剛体ブレードの厚みは、１００μｍ以上かつ３００μｍ以下であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記剛体ブレードの厚みは、１００μｍ以上かつ２００μｍ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】
前記剛体ブレードのビッカース硬度は、１００ＨＶ以上かつ３０００ＨＶ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】
前記像担持体と前記剛体ブレードが当接して前記剛体ブレードが撓んだ際の、前記像担持体と前記剛体ブレードの成す角度である実効当接角から、
前記剛体ブレードの回転支点及び前記剛体ブレードの前記像担持体との当接位置を結んだ仮想線と前記像担持体とが成す角度である支点角を引いた角度が、３°以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記像担持体は複数のローラーに架け渡されており、
前記像担持体における前記剛体ブレードのエッジ部に対向する位置は、前記複数のローラーと非接触且つ平坦であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記像担持体と前記剛体ブレードが当接した初期状態の角度である当接角は、１０°以上かつ１５°以下であることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記剛体ブレードの前記像担持体と当接するエッジ部は、４μｍ以上かつ１０μｍ以下の曲率半径のＲ形状を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
像担持体上に形成されたトナー像を被転写体上に転写した後、前記像担持体をクリーニングするクリーニング装置であって、
前記像担持体は、基層と弾性層とを有し、ナノインデンテーション法により測定される前記弾性層の表面硬度が７０ＭＰａ以上かつ１５０ＭＰａ以下であり、
トナー像を被転写体上に転写した後の前記像担持体に当接して前記像担持体の表面に付着した残留物を清掃する金属製の剛体ブレードを有する清掃手段を備え、
前記剛体ブレードの厚みは、１００μｍ以上かつ３００μｍ以下であることを特徴とするクリーニング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置及びクリーニング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置には、例えば、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色のトナー像を別々の感光体ドラム上に形成し、各感光体ドラム上に形成されたＹＭＣＫ各色のトナー像を、回転している中間転写ベルトに重ね合わせて一次転写した後、中間転写ベルト上に多重転写された各色トナー像を用紙上に二次転写する中間転写方式のものがある。
【０００３】
中間転写ベルトとしては、ポリイミドやポリフェニレンサルファイド等の樹脂材料で形成されたものが一般に広く採用されているが、使用される紙種（例えば、普通紙、薄いコート紙、厚紙等）の表面形状の微視的な凹凸の違いにより、中間転写ベルトと用紙との二次転写位置における密着性が低下して転写性が確保し難くなる場合が生じる。
【０００４】
このような転写性の低下を防止するため、中間転写ベルトの樹脂材料の基材層の上にゴム材料等による弾性層が設けられたものがある。かかる弾性層によって中間転写ベルトの表面形状が用紙の表面形状に合うように変形可能となり、中間転写ベルトと用紙との密着性が向上する。
【０００５】
ところで、中間転写ベルト上のトナー像を用紙に転写する際、全てのトナー像が用紙に転写されることが理想であるが、実際には、一部のトナー粒子が転写されずに中間転写ベルト上に残ってしまう場合がある。また、用紙との接触により紙粉が中間転写ベルトに付着する場合もある。このような残留トナーや紙粉等の残留物が中間転写ベルトに付着したままになっていると、これ以降のトナー像の形成に支障をきたすことから、画像形成装置には、中間転写ベルト上の残留物を除去するクリーニング装置が設けられている。
【０００６】
クリーニング装置としては、金属薄片からなるクリーニングブレード（剛体ブレード）の先端を、回転している中間転写ベルトに当接させて、中間転写ベルト上の残留物を掻き取って除去する構成が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
かかる構成の場合、例えば、ウレタンゴム等の弾性体からなるクリーニングブレードを用いた場合と比べて中間転写ベルトとの間の摩擦力が軽減され、ベルト駆動トルクが増大し難いため、中間転写ベルトの駆動が不安定となって駆動ムラが生じて画像ムラが発生したり、駆動ローラーと中間転写ベルトとの間でスリップが起こって中間転写ベルトが回転しなくなるといった、トルク増大に起因する問題が軽減するというメリットがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１６−３１４２６号公報
【特許文献２】特許第４５３９１３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、剛体ブレードを用いたクリーニング装置においては、剛体ブレードの中間転写ベルトへの当接角度が変わり、ブレード摩耗面の上流側がベルトから離れてしまう所謂エッジ浮きという現象が発生することがあった。特に、環境変動時において、エッジ浮きは発生しやすい。
【０００９】
ここで、図６、図７を用いて、環境変動時のエッジ浮きについて説明する。
通常、中間転写ベルトと剛体ブレードの間の摩擦力は、高温高湿環境（３０℃，８０％；以下「ＨＨ環境」という）下において大きく、低温低湿環境（１０℃，２０％；以下「ＬＬ環境」という）下において小さい。
ＨＨ環境下で摩擦力が大きくなると、図６に実線で示すように、剛体ブレードのベルトによる引き込み力が大きくなる。引き込み力が大きくなると剛体ブレードを保持しているブレード保持部材が、バネによる付勢力に対抗する力を受けて回転し、ブレードのベルトに対する当接角は大きくなる。
一方、ＬＬ環境下で摩擦力が小さくなると、図６に二点鎖線で示すように、剛体ブレードのベルトによる引き込み力が小さくなる。引き込み力が小さくなると剛体ブレードを保持しているブレード保持部材が、バネによる付勢力に対抗する力が弱まることによってＨＨ環境下の場合と逆方向に回転し、ブレードのベルトに対する当接角は小さくなる。
【００１０】
図７は、使用中に環境変化が起こった際の、剛体ブレード先端部の中間転写ベルトへの当接状態を示した図である。図７では、（１）（２）（３）の順に時間が経過することとする。
（１）は初期状態において、ＨＨ環境下にあった場合の当接状態である。剛体ブレードのエッジ部はまだ摩耗が発生しておらず、摩耗面がない状態であって、当接角（θ）は相対的に高い。
この状態で画像形成を連続すると、剛体ブレードの当接エッジが、ブレードとベルト間の外添剤の通過によって摩耗していき、（２）に示すように、ブレードエッジ部に摩耗面が形成される。摩耗面の角度は当接角に応じた角度となる。
その後、一定幅の摩耗面が形成されたのち、ＨＨ環境からＬＬ環境への環境変動が起こった場合、（ｃ）に示すような当接状態となる。このとき、上述した理由に従って、ブレードの当接角はＨＨ環境時に比べて小さくなっている。剛体ブレードでは、当接部が非変形であるので角度変動に応じたブレードの変形は起こらない。そのため、当接角が高い側から低い側への変化が起こると摩耗面先端側がベルトから離れ、摩耗面とベルトとの間にクサビ状の空間（エッジ浮き）ができてしまう。環境変動の幅が大きく、それに伴う当接角度の変化が大きい場合には、先端側の浮きの間隔も大きくなる。
【００１１】
そして、この間隔が一定以上になると、クサビ状の空間にトナーが侵入してしまう。クサビ状の空間に入ったトナー粒子は、ブレードによる上流側へのせき止め力が弱いため容易にブレードの下をすり抜けてしまう。
このためエッジ浮きが起こるとクリーニング不良が発生し、すり抜けたトナーがベルト１周後の画像上にノイズとして付着してしまい品質上の問題となる。
以上のように、使用環境の変化が起こった場合、エッジ浮きが発生し、エッジ浮きが発生するとクリーニング性能が極端に悪化する。従って、剛体ブレードを用いたクリーニング装置においては、使用条件下でエッジ浮きを発生させないことが重要である。
【００１２】
なお、当接部が弾性変形する他の方式、例えば、ゴムブレードクリーニング方式の場合には、ゴムブレードの摩擦係数が大きいため、トナーから離脱した外添剤がゴムブレードとの摩擦力により堰き止められ、ベルトとゴムブレードとの当接部上流側に静止層と呼ばれる外添剤凝集部を形成する。そのため、摩耗面ができた後に環境変動が発生してエッジ浮きに近い状態が生じても、そこに堰き止められた外添剤の静止層が隙間を埋めるため、図８に示すように、ゴムブレード自体の弾性変形と相まってクサビ空間にトナーが入り込むことが無く、上記のような課題は生じない。
また、発泡スポンジローラーを用いたバイアス回収クリーニング方式では清掃部材がローラー形態で常に回転していることが前提となるため、摩耗面を形成せず、エッジ浮きの課題は生じない。
【００１３】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、剛体ブレードを有するクリーニング装置を採用した場合に、使用条件に関わらず、良好なクリーニング性能を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するため、本発明の一の態様によれば、
像担持体上に形成されたトナー像を被転写体上に転写して画像を形成する画像形成装置であって、
前記像担持体は、基層と弾性層とを有し、ナノインデンテーション法により測定される前記弾性層の表面硬度が７０ＭＰａ以上かつ１５０ＭＰａ以下であり、
トナー像を被転写体上に転写した後の前記像担持体に当接して前記像担持体の表面に付着した残留物を清掃する金属製の剛体ブレードを有する清掃手段を備え、
前記剛体ブレードの厚みは、１００μｍ以上かつ３００μｍ以下であることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の他の態様によれば、
像担持体上に形成されたトナー像を被転写体上に転写した後、前記像担持体をクリーニングするクリーニング装置であって、
前記像担持体は、基層と弾性層とを有し、ナノインデンテーション法により測定される前記弾性層の表面硬度が７０ＭＰａ以上かつ１５０ＭＰａ以下であり、
トナー像を被転写体上に転写した後の前記像担持体に当接して前記像担持体の表面に付着した残留物を清掃する金属製の剛体ブレードを有する清掃手段を備え、
前記剛体ブレードの厚みは、１００μｍ以上かつ３００μｍ以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、使用条件に関わらず、良好なクリーニング性能を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態における画像形成装置の概略構成図である。
【図２】画像形成装置の制御構成を示す機能ブロック図である。
【図３】中間転写ベルトの断面図である。
【図４】ベルトクリーニング部の構成を示す図である。
【図５】中間転写ベルトに対する剛体ブレードの角度を説明するための図である。
【図６】従来の問題を説明するための図である。
【図７】従来の問題を説明するための図である。
【図８】従来の問題を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。
【００１９】
まず、本実施の形態における画像形成装置の構成について説明する。
【００２０】
図１は、画像形成装置１００の概略構成図である。図２は、画像形成装置１００の機能的構成を示すブロック図である。
図１、２に示すように、画像形成装置１００は、画像形成部１０、ベルトクリーニング部（清掃手段、クリーニング装置）２０、給紙部３０、制御部４１、操作部４２、表示部４３、記憶部４４、通信部４５等を備えて構成され、各部はバスにより接続されている。
【００２１】
画像形成部１０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応する感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ、帯電部１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋ、露光部１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋ、現像部１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋ、一次転写ローラー１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋ、感光体クリーニング部１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋと、像担持体としての中間転写ベルト１７と、二次転写ローラー１８と、定着部１９と、を備える。
【００２２】
帯電部１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋは、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋを一様に帯電させる。
露光部１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋは、レーザー光源、ポリゴンミラー、レンズ等から構成され、各色の画像データに基づいて感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの表面をレーザービームにより走査露光して静電潜像を形成する。
現像部１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋは、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ上の静電潜像に各色のトナーを付着させ、現像を行う。
【００２３】
一次転写ローラー１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋは、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ上に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト１７上に逐次転写させる（一次転写）。すなわち、中間転写ベルト１７上には、４色のトナー像が重ね合わされたカラートナー像が形成される。
感光体クリーニング部１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋは、転写後の感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの周面上に残ったトナーを除去する。
【００２４】
中間転写ベルト１７は、弾性層を有する無端状ベルトであり、複数のローラー（駆動ローラー、テンションローラー、従動ローラー）により張架され、図１の矢印Ａで示す方向に周回駆動される。なお、中間転写ベルト１７の構成の詳細については後述する。
【００２５】
二次転写ローラー１８は、中間転写ベルト１７上に形成されたカラートナー像を、給紙部３０から供給された被転写体としての用紙（被転写体）Ｐの一方の面上に一括して転写させる（二次転写）。
【００２６】
定着部１９は、用紙Ｐ上に転写されたトナーを、加熱・加圧により用紙Ｐ上に定着させる。
【００２７】
ベルトクリーニング部２０は、二次転写ローラー１８により用紙Ｐにカラートナー像が転写された後の中間転写ベルト１７から、用紙Ｐに転写されずに残った残留トナーや紙粉等の残留物を除去し、中間転写ベルト１７をクリーニングする。なお、ベルトクリーニング部２０の構成の詳細については後述する。
【００２８】
給紙部３０は、画像形成装置１００の下部に備えられ、着脱可能な給紙カセット３１を備えている。給紙カセット３１に収容された用紙Ｐは、その最上部のものより１枚ずつ給紙ローラー３２によって搬送経路に送り出されるようになっている。
【００２９】
制御部４１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等により構成され、画像形成装置１００の各部の処理動作を統括的に制御する。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されている各種処理プログラムを読み出してＲＡＭに展開し、展開されたプログラムに従って、各種処理を実行する。
【００３０】
操作部４２は、表示部４３の表示画面上を覆うように形成されたタッチパネルや、数字ボタン、スタートボタン等の各種操作ボタンを備え、ユーザーの操作に基づく操作信号を制御部４１に出力する。
【００３１】
表示部４３は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）により構成され、制御部４１から入力される表示信号の指示に従って、各種画面を表示する。
【００３２】
記憶部４４は、不揮発性の半導体メモリーやハードディスク等の記憶装置からなり、各種処理に関するデータ等を記憶する。
【００３３】
通信部４５は、ＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワークに接続された外部装置との間でデータの送受信を行う。
【００３４】
［中間転写ベルトの構成］
次に、中間転写ベルト１７の構成について詳述する。
図３は、中間転写ベルト１７の断面図である。なお、図３においては、上側が、中間転写ベルト１７の外周側である。
【００３５】
中間転写ベルト１７は、外周側から順に、表面層１７１、弾性層１７２、基層１７３を備えて構成されている。また、表面層１７１の上面を、外周面１７ａと称する。
【００３６】
表面層１７１は、中間転写ベルト１７の最外周に位置し、中間転写ベルト１７の外周面１７ａにおけるトナーの離型性を高めるための層である。
【００３７】
弾性層１７２は、表面層１７１の内周側に位置し、中間転写ベルト１７と二次転写ローラー１８とのニップ部Ｎ（図１参照）のニップ幅を十分に確保するための層である。
また、弾性層１７２は、中間転写ベルト１７の外周面１７ａの、用紙Ｐの表面に対する追従性を高めるための層である。
かかる弾性層１７２により、例えば、表面に凹凸のあるエンボス紙を用紙Ｐとして用いた場合であっても、ニップ部Ｎにおけるトナー像の転写が良好に行われる。
【００３８】
上記の機能を実現するため、表面層１７１は、弾性層１７２よりも硬くなるように構成されている。
表面層１７１の表面硬度は、例えば、ナノインデンテーション法により測定することが可能である。ナノインデンテーション法とは、試料の表面に所定の荷重を負荷した圧子を押込んでくぼみを形成する過程において、試験力（圧子に負荷される力）と、押込み深さ（圧子の変位量）とを連続して計測し、得られた押込み曲線を解析することにより、材料の機械的性質を求める試験方法である。
具体的に、表面層１７１の表面硬度は、７０〜１５０ＭＰａである。
表面硬度が７０ＭＰａに満たない場合、即ち、最表面が柔らかすぎる場合、トナーが弾性層１７２を変形させ、剛体ブレード２１（後述）のエッジ部をトナーがすり抜け、クリーニング不良が発生する。一方、表面硬度が１５０ＭＰａより大きい場合、即ち、最表面が硬すぎる場合、非変性の剛体ブレード２１の稜線方向の当接ムラがあった場合に、中間転写ベルト１７の表面がそれに追従できず、微小な空隙を発生させ、トナーがすり抜け、クリーニング不良が発生する。
【００３９】
弾性層１７２としては、ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）を用いることができる。なお、その材質はこれに限定されず、その他にも、例えば、クロロプレンゴム、ポリブタジエンゴム、イソプレンゴム、ウレタンゴム、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）、アクリルゴム、およびシリコーンゴム等のゴム材から形成することができる。
【００４０】
そして、弾性層１７２を構成する部材の表面に表面処理を施し、表面処理がなされた部分を表面層１７１とすることができる。
具体的に、表面層１７１は、ＮＢＲである弾性層１７２の表面に、酸化処理やイソシアネート処理等の公知の表面硬化改質処理を施すことにより、規定の表面硬度になるように形成したものとすることができる。
イソシアネート処理とは、イソシアネート化合物を弾性層１７２の表面に含侵させ、その後加熱して反応させるものである。イソシアネート処理では、イソシアネート化合物の含浸量、加熱温度、および加熱時間を適宜調整することにより、弾性層１７２の表面を所望の硬さに硬化させることができる。イソシアネート処理に用いるイソシアネート化合物としては、芳香族イソシアネート、脂肪族イソシアネート等が挙げられる。具体的には、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、クルードＭＤＩ等が挙げられる。弾性層１７２がＮＢＲである場合には、次亜塩素酸塩を用いることも可能である。
【００４１】
さらには、ＮＢＲ以外に使用可能なその他のものとして例示したゴム材からなる弾性層１７２に対して、酸化処理やイソシアネート処理等の公知の表面硬化改質処理を施すことにより表面層１７１を形成することも可能である。
【００４２】
また、表面層１７１と弾性層１７２とは、別部材により構成することもできる。
この場合、表面層１７１は、例えばフッ素樹脂やセラミックス等から形成することができる。
表面層１７１を形成するフッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）等を挙げることができる。
【００４３】
また、表面層１７１を形成するセラミックスとしては、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）等のケイ素酸化物、アルミニウム酸化物、チタン酸化物、および亜鉛酸化物等を挙げることができる。
セラミックスにより表面層１７１を形成する場合には、例えば大気圧下でのプラズマＣＶＤ法が好適に利用できる。
【００４４】
また、表面層１７１は、上記したフッ素樹脂単体で形成してもよいが、フッ素樹脂を次に例示するバインダー中に分散させたものを用いて形成してもよい。フッ素樹脂単体では成膜性に劣るところ、フッ素樹脂をバインダー中に分散させたものを用いれば、所望の表面層１７１を容易に形成することができるからである。
バインダーとしては、ポリウレタン、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリスチレン、アクリル系樹脂、スチレンーアクリル共重合体、ポリカーボネート、塩化ビニル等の熱可塑性樹脂或いは熱硬化性樹脂を用いることができる。
【００４５】
なお、フッ素樹脂の含有量は特に限定されるものではないが、表面層１７１の摩擦係数をある程度低くしたり、トナーの離型性を確保したりするためには、１０ｗｔ％以上とすることが望ましい。バインダー中にフッ素樹脂を分散させたものを用いて表面層１７１を形成するには、例えばバインダーとフッ素樹脂とを適当な溶剤中に溶解させたものを、弾性層１７２上に塗布し、その後乾燥させればよい。
【００４６】
また、中間転写ベルト１７の基層１７３は、弾性層１７２のさらに内周側に位置し、中間転写ベルト１７における剛性を確保するための層である。基層１７３によって中間転写ベルト１７の剛性が十分に確保されていることにより、１次転写における中間転写ベルト１７上での各色のトナー像の重ね合わせを高い精度で行うことができる。
基層１７３は、ポリイミド（ＰＩ）を用いることができる。
なお、基層１７３としては、その他の合成樹脂製を用いることもできる。具体的には、ポリアミド、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ＰＡＴ（ポリアルキレンテレフタレート）、ＰＣとＰＡＴのブレンド材料、ＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体）とＰＣのブレンド材料、および、ＥＴＦＥとＰＡＴのブレンド材料等の熱可塑性樹脂等から形成することができる。
【００４７】
［ベルトクリーニング部の構成］
次に、ベルトクリーニング部２０の構成について詳述する。
図４は、ベルトクリーニング部２０の構成を示す図である。
【００４８】
ベルトクリーニング部２０は、剛体ブレード２１、ブレード保持部材２２、付勢バネ２３等を備える。
【００４９】
剛体ブレード２１は、金属薄片からなるクリーニングブレードであって、その先端を、回転している中間転写ベルト１７に当接させて、中間転写ベルト１７上の残留物を掻き取って除去するためのものである。剛体ブレード２１は、ブレード保持部材２２に保持されている。
【００５０】
剛体ブレード２１は、例えば、硬度・加工性・コスト面を考慮し、ＳＵＳ（ステンレス鋼）を用いることができる。
また、剛体ブレード２１は、使用に伴い、トナーに添加されるシリカ等の外添剤によって摩耗することが明らかとなっており、エッジ浮きを抑制しつつ、耐摩耗性を向上させるために、剛体ブレード２１の表面をメッキ処理（例えば、硬質クロムメッキやＤＬＣメッキ）をしても良い。即ち、金属の板状部材である剛体ブレード２１の表面にさらに固い金属をメッキしても良い。
このような剛体ブレード２１のビッカース硬度は、加工性が良く、メッキコストが低く、中間転写ベルト１７へのダメージが少ないことから、１００ＨＶ以上かつ３０００ＨＶ以下にしておくことが好ましい。
【００５１】
また、剛体ブレード２１の厚みは、１００〜３００μｍである。
このように構成することで、剛体ブレード２１の自由長、支点角、ヤング率に依存せず、エッジ浮きを抑制することが可能となる。
また、長手方向で中間転写ベルト１７への追従性が良好であることを考慮すると、１００〜２００μｍの範囲内の値とすることがより好ましい。
【００５２】
また、剛体ブレード２１は、使用初期において、エッジ部に４μｍ〜１０μｍの曲率半径のＲ形状を設けることが好ましい。
このとき、ブレードエッジ部のＲ形状が小さいと、エッジ浮きが発生しやすく、且つベルトへの突き刺さりが懸念されるため、Ｒ形状の曲率半径は４μｍ以上とすることが好ましい。
一方、Ｒ形状が大きいと、剛体ブレード２１のエッジ部のクサビ空間にトナーが入り込み、トナーがベルトを変形させて、トナーすり抜けが発生するため、Ｒ形状の曲率半径は１０μｍ以下とすることが好ましい。
【００５３】
また、中間転写ベルト１７を使用する場合に引き起こる現象として、使用に伴って表面に微小なクラック（以下、マイクロクラック）が発生することから、マイクロクラックに剛体ブレード２１が引っかかるのを回避するため、剛体ブレード２１と中間転写ベルト１７が当接した初期状態の角度（当接角）は、剛体ブレード２１が腹辺りしない範囲で、できるだけ小さくする必要があり、具体的には、１０°〜１５°に設定することが好ましい。
【００５４】
ブレード保持部材２２は、回転支点Ｇを中心に回転可能に保持されている。
ブレード保持部材２２には、付勢バネ２３が係合されており、そのバネの力によって中間転写ベルト１７に対する剛体ブレード２１の圧接力が得られるように構成されている。
図４の構成においては、付勢バネ２３は引っ張りバネであり、付勢バネ２３によってブレード保持部材２２と剛体ブレード２１は反時計回りに回転する力を与えられ、剛体ブレード２１が中間転写ベルト１７に圧接される。
圧接力としては、１０〜２０Ｎ／ｍが好ましい。このようにすることで、中間転写ベルト１７に対して、剛体ブレード２１が長手方向で隙間なく、均一に当接させることができる。また、非変性の高硬度な剛体ブレード２１を、弾性を有する中間転写ベルト１７表面に当接させた際に、当接圧が高過ぎることにより、剛体ブレード２１が突き刺さったり、剛体ブレード２１のバウンディングが発生することがない。
【００５５】
ここで、図５に示すように、バネ荷重によって剛体ブレード２１が中間転写ベルト１７へ当接した際には、剛体ブレード２１が薄いため、剛体ブレード２１が撓む。
そこで、剛体ブレード２１と中間転写ベルト１７が成す当接角が変化した時の角度（実効当接角）から、剛体ブレード２１の回転支点Ｇ及び剛体ブレード２１の中間転写ベルト１７との当接位置を結んだ仮想線Ｌと中間転写ベルト１７とが成す角度（支点角）が、ほぼ同一となることがエッジ浮きに対して効果的である。具体的には、実効当接角から支点角を引いた角度が、３°以下であることが、エッジ浮きに対してより効果的である。
【００５６】
また、剛体ブレード２１から中間転写ベルト１７への当接圧は、剛体ブレード２１のエッジ部の、中間転写ベルト１７への食い込み量、すなわちその窪みの深さがベルト表面粗さＲ以上の値として予め決められた所定値、例えば１μｍになるように設定されることが好ましい。
表面粗さＲ以上の大きな窪みが生じるということは、中間転写ベルト１７の表面に存在する微小な粗さが剛体ブレード２１のエッジ部の押圧力により圧縮変形されて均されたようになり、中間転写ベルト１７の表面との密着性をより増加し易くなってクリーニング性をより向上できるからである。
【００５７】
なお、表面粗さＲは、例えば、算術平均粗さ（Ｒａ）、最大高さ（Ｒｙ）または十点平均高さ粗さ（Ｒｚ）などにより求められた値とすることができる。また、食い込み量の所定値は、ベルト表面粗さＲ以上の値であり、食い込みにより中間転写ベルト１７の表面との摩擦力が大きくなることに起因して中間転写ベルト１７の表面の摩耗が早期に進行するといったことが生じない範囲内に属する大きさの値に決めることができる。
【００５８】
また、剛体ブレード２１の中間転写ベルト１７に対する当接位置は、中間転写ベルト１７の対向ローラー２４に巻き掛かっている範囲より、上流あるいは下流に数ｍｍ程度ずらすことが好ましい。
即ち、中間転写ベルト１７における剛体ブレード２１のエッジ部に対向する位置は、対向ローラー２４と非接触且つ平坦であることが好ましい。
対向ローラー２４は、剛体ブレード２１の中間転写ベルト１７への当接位置近傍でのベルトの波うちを安定させ当接状態が安定するために設けられるものであるが、剛体ブレード２１を巻掛け位置からずらすことで、ベルト裏面に異物が付着した場合にその部分でクリーニング不良が起こることを回避することができる。
【００５９】
また、中間転写ベルト１７を使用する場合に引き起こる現象として、使用に伴って表面に微小なクラック（以下、マイクロクラック）が発生する場合にも、剛体ブレード２１の当接位置を、対向ローラー２４の巻きかけ位置からずらすことで、剛体ブレード２１がマイクロクラックに引っかかることによる、中間転写ベルト１７の損傷及びクリーニング不良を引き起こすことを回避することができる。
また、別の手段で中間転写ベルト１７の波うちを安定させることができれば、中間転写ベルト１７の裏面側に対向ローラー２４を設けない構成としても良い。
【００６０】
なお、中間転写ベルト１７から剛体ブレード２１によって回収された廃トナーは、ベルトクリーニング部２０のケーシング内に堆積され、回収された廃トナーは図示しない搬送部材によってベルトクリーニング部２０から排出される。
【実施例】
【００６１】
以下、本発明の実施例及び比較例について説明する。
【００６２】
＜クリーニング性の検討＞
図１に示した画像形成装置（bizhubPRESSC8000)において、実施例１〜５、比較例１〜７の中間転写ベルト及びブレードを用いて、高温高湿環境下（３０度、８０％）で１０，０００枚の用紙に対して画像形成を行い、高温高湿環境下における当接角で摩耗面を形成した後、低温低湿環境下（１０度、２０％）で１００枚の用紙に対して画像形成を行った際のクリーニング性を、以下の評価基準に従い評価し、その結果を表１に示した。
このとき、剛体ブレードの自由長を、１０ｍｍとして、実効当接角と支点角の角度差を、０°、３°、５°、１０°となるようにして、評価を行った。
なお、剛体ブレードの自由長を、５ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍとして同様の評価を行ったところ、１０ｍｍの場合と同様の傾向を示した。
【００６３】
＜評価基準＞
◎：クリーニング不良（トナーすり抜け）が全く発生せず、良好なクリーニングができている
○：ブレード厚く、ブレードのベルトへの追従性(もしくは、ベルトのブレードへの追従性)が懸念されるが、許容できる
×：クリーニング不良が発生している
【００６４】
［実施例１］
中間転写ベルトとして、厚み７０μｍの樹脂からなる基層（ポリイミド：ＰＩ）と、弾性を有する厚み２００μｍの弾性層（ニトリルブタジエンゴム：ＮＢＲ）からなり、表面を硬化処理して表面硬度１２０ＭＰａとした中間転写ベルトを使用した。
剛体ブレードとして、厚み１００μｍ、ヤング率２００ＧＰａ、ビッカース硬度４００ＨＶのＳＵＳ（ステンレス鋼）製の剛体ブレードを使用した。
その他の条件として、当接圧は２０Ｎ／ｍとした。
【００６５】
［実施例２］
中間転写ベルトは、実施例１と同様のものを使用した。
剛体ブレードは、ビッカース硬度が２０００ＨＶ（ＤＬＣメッキ）である以外、実施例１と同様のものを使用した。
その他の条件も、実施例１と同様とした。
【００６６】
［実施例３］
中間転写ベルトは、実施例１と同様のものを使用した。
剛体ブレードは、厚みが３００μｍである以外、実施例１と同様のものを使用した。
その他の条件も、実施例１と同様とした。
【００６７】
［実施例４］
中間転写ベルトは、実施例１と同様のものを使用した。
剛体ブレードは、厚みが２００μｍである以外、実施例１と同様のものを使用した。
その他の条件も、実施例１と同様とした。
【００６８】
［実施例５］
中間転写ベルトは、実施例１と同様の層構成で、表面を硬化処理して表面硬度１５０ＭＰａとした中間転写ベルトを使用した。
剛体ブレードは、実施例１と同様のものを使用した。
その他の条件も、実施例１と同様とした。
【００６９】
［比較例１］
中間転写ベルトは、実施例１と同様のものを使用した。
剛体ブレードは、厚みが５００μｍである以外、実施例１と同様のものを使用した。
その他の条件も、実施例１と同様とした。
【００７０】
［比較例２］
中間転写ベルトは、実施例１と同様のものを使用した。
剛体ブレードは、厚みが５０μｍである以外、実施例１と同様のものを使用した。
その他の条件も、実施例１と同様とした。
【００７１】
［比較例３］
中間転写ベルトは、実施例１と同様のものを使用した。
剛体ブレードの代わりに、厚み１００μｍ、ヤング率４ＧＰａの樹脂（ＰＥＴ）からなるブレードを使用した。
その他の条件は、実施例１と同様とした。
【００７２】
［比較例４］
中間転写ベルトは、実施例１と同様のものを使用した。
剛体ブレードの代わりに、厚み３００μｍ、ヤング率４ＧＰａの樹脂（ＰＥＴ）からなるブレードを使用した。
その他の条件は、実施例１と同様とした。
【００７３】
［比較例５］
中間転写ベルトは、実施例１と同様のものを使用した。
剛体ブレードの代わりに、厚み５００μｍ、ヤング率４ＧＰａの樹脂（ＰＥＴ）からなるブレードを使用した。
その他の条件は、実施例１と同様とした。
【００７４】
［比較例６］
中間転写ベルトは、実施例１と同様の層構成で、表面を硬化処理して表面硬度５０ＭＰａとした中間転写ベルトを使用した。
剛体ブレードは、実施例１と同様のものを使用した。
その他の条件も、実施例１と同様とした。
【００７５】
［比較例７］
中間転写ベルトは、実施例１と同様の層構成で、表面を硬化処理して表面硬度１８０ＭＰａとした中間転写ベルトを使用した。
剛体ブレードは、実施例１と同様のものを使用した。
その他の条件も、実施例１と同様とした。
【００７６】
【表１】
2018040862.tif 000003
【００７７】
実施例１〜５により、剛体ブレードの厚みが、１００μｍ以上かつ３００μｍ以下で良好な結果であることがわかり、剛体ブレードの厚みが、１００μｍ以上かつ２００μｍ以下でより良好な結果であることがわかる。
また、剛体ブレードの厚みが、１００μｍ以上かつ３００μｍ以下で、かつ実効当接角と支点角の差が３°以下の場合、より良好な結果であることがわかる。
【００７８】
比較例１は、当接変動が小さい構成であり、エッジ浮きは発生しにくいが新たな副作用としてベルト長手方向への追従性が悪くすり抜けによるクリーニング不良が発生した。
比較例２は、当接角変動が大きい構成により、エッジ浮きによるクリーニング不良が発生した。
比較例３〜５の結果、樹脂ブレードを使用した場合には、厚みがどうあれエッジ浮きによるクリーニング不良が発生した。
比較例６の結果、剛体ブレードは最適構成であるが、弾性層最表面のナノインデンテーション硬度が小さいために、最表面が柔らかすぎて、トナーがベルトを変形させてブレードをすり抜け、クリーニング不良が発生した。
比較例７の結果、剛体ブレードは最適構成であるが、非変性であるがゆえに、剛体ブレードの稜線方向の当接ムラが存在し、それによって表面硬度が高すぎる中間転写ベルトの表面は剛体ブレードの稜線方向で隙間なく追従ができず、微小な空隙を発生させ、トナーがすり抜け、クリーニング不良が発生した。
【００７９】
以上のように、本実施の形態によれば、中間転写ベルト１７上に形成されたトナー像を用紙Ｐ上に転写して画像を形成する画像形成装置１００であって、中間転写ベルト１７は、基層１７３と弾性層１７２とを有し、ナノインデンテーション法により測定される弾性層１７２の表面硬度が７０ＭＰａ以上かつ１５０ＭＰａ以下であり、トナー像を用紙Ｐ上に転写した後の中間転写ベルト１７に当接して中間転写ベルト１７の表面に付着した残留物を清掃する金属製の剛体ブレード２１を有するベルトクリーニング部２０を備え、剛体ブレード２１の厚みは、１００μｍ以上かつ３００μｍ以下である。
このため、使用条件に関わらず、良好なクリーニング性能を実現することができる。
【符号の説明】
【００８０】
１０  画像形成部
１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ  感光体ドラム
１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋ  帯電部
１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋ  露光部
１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋ  現像部
１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋ  一次転写ローラー
１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋ  感光体クリーニング部
１７  中間転写ベルト（像担持体）
１７ａ  外周面
１７１  表面層
１７２  弾性層
１７３  基層
１８  二次転写ローラー
１９  定着部
２０  ベルトクリーニング部（清掃手段、クリーニング装置）
２１  剛体ブレード
２２  ブレード保持部材
２３  付勢バネ
２４  対向ローラー
３０  給紙部
３１  給紙カセット
３２  給紙ローラー
４１  制御部
４２  操作部
４３  表示部
４４  記憶部
４５  通信部
１００  画像形成装置
Ｐ  用紙（被転写体）
【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】
2018040862.tif 000008
【図６】
2018040862.tif 000009
【図７】
2018040862.tif 000010
【図８】
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