JP4539135B2 - Cleaning device, image forming apparatus using the same, and cleaning member - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置にて用いられ、像搬送体上に残留する作像粒子を清掃するクリーニング装置に係り、特に、像搬送体に接触する金属製スクレーパのように接触部形状が非変形なクリーニング部材を備えた態様のクリーニング装置及びこれを用いた画像形成装置並びにクリーニング部材の改良に関する。   The present invention relates to a cleaning device that is used in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer and that cleans image-forming particles remaining on an image carrier, and in particular, a metal scraper that contacts the image carrier. The present invention relates to a cleaning device having a cleaning member whose contact portion shape is not deformed, an image forming apparatus using the cleaning device, and an improvement of the cleaning member.

一般に、複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、例えば電子写真方式を例に挙げると、感光体ドラムや中間転写ベルト等の像搬送体表面に残留する作像粒子であるトナーを清掃するクリーニング装置が設けられる。
この種のクリーニング装置としては、例えば像搬送体表面にウレタンゴム等の弾性ブレードを当接させ、像搬送体上の残留トナーを掻き取るようにしたものである。
ところで、近年、画像形成装置で形成される画像の高解像度化のために、小径トナーが使用されるようになってきている。特に、小径トナーの中でも、例えば重合法で製造された小径重合トナーは球形で且つ製造の容易さから有利であるため、広く使用されつつある。 In general, in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer, for example, an electrophotographic method is used to clean toner that is image forming particles remaining on the surface of an image carrier such as a photosensitive drum or an intermediate transfer belt. A device is provided.
As this type of cleaning device, for example, an elastic blade such as urethane rubber is brought into contact with the surface of the image carrier to scrape residual toner on the image carrier.
By the way, in recent years, small-diameter toner has been used in order to increase the resolution of an image formed by an image forming apparatus. In particular, among small-diameter toners, for example, small-diameter polymerized toners produced by a polymerization method are being used widely because they are spherical and advantageous in terms of ease of production.

このような小径重合トナーを使用したシステムにおいて、上述した弾性ブレードを使用したクリーニング装置を使用したところ、トナーの小径化、球形化に対して清掃性を良好に確保することが困難であることが見出された。
すなわち、弾性ブレードを用いて清掃する場合、トナーが小径化又は球形化することにより、像担持体への弾性ブレードの押し付け力を大きく設定せざるを得ない。すると、像搬送体との間の摩擦係数が大きくなり、その分、像搬送体を安定回転させる上で高い回転トルクを必要とし、駆動源のコストが嵩むばかりか、弾性ブレードの先端形状が変形し、特にトナーが球形化した場合には、弾性ブレード先端をトナーがすり抜け、清掃性が著しく低下するという懸念があると共に、弾性ブレードの先端が欠ける等損傷し易いという技術的課題がある。 In a system using such a small-diameter polymerized toner, when the cleaning device using the above-described elastic blade is used, it may be difficult to ensure a good cleaning property against the toner having a small diameter and a spherical shape. It was found.
In other words, when cleaning is performed using an elastic blade, the pressing force of the elastic blade against the image carrier must be set large by reducing the diameter or sphere of the toner. As a result, the coefficient of friction with the image carrier increases, and accordingly, a high rotational torque is required to stably rotate the image carrier, which increases the cost of the drive source and deforms the tip shape of the elastic blade. In particular, when the toner is spheroidized, there is a concern that the toner slips through the tip of the elastic blade and the cleaning property is remarkably deteriorated, and there is a technical problem that the tip of the elastic blade is easily damaged.

このような技術的課題を解決するには、例えば像搬送体表面にクリーニング部材として金属製スクレーパ（例えばＳＵＳ製）を当接させ、像搬送体上の残留トナーを清掃するようにしたものが挙げられる（例えば特許文献１参照）。   In order to solve such a technical problem, for example, a metal scraper (for example, made of SUS) as a cleaning member is brought into contact with the surface of the image carrier to clean the residual toner on the image carrier. (See, for example, Patent Document 1).

特開２００３−１１２１２９号公報（発明の実施の形態の欄，図２）JP 2003-112129 A (column of embodiment of the invention, FIG. 2)

確かに、クリーニング部材としての金属製スクレーパを用いた場合、ウレタンゴム等の弾性ブレードに比べて、金属のバネ性により金属製スクレーパの先端エッジ部が像搬送体表面に確実に当接することから、使用開始初期の小径重合トナーに対するクリーニング性能は飛躍的に向上することが確認された。
しかしながら、長期間使用し続けると、金属製スクレーパの摩耗により、被クリーニング部材である像搬送体と金属製スクレーパとが面接触するに至り、クリーニング性能が経時的に徐々に悪化する事態が見られた。 Certainly, when using a metal scraper as a cleaning member, the tip edge portion of the metal scraper reliably contacts the surface of the image carrier due to the spring nature of the metal, compared to an elastic blade such as urethane rubber. It was confirmed that the cleaning performance for small-diameter polymerized toner at the beginning of use dramatically improved.
However, if the metal scraper is used for a long period of time, due to the wear of the metal scraper, the image carrier as the member to be cleaned and the metal scraper come into surface contact, and the cleaning performance gradually deteriorates over time. It was.

このような技術的課題を解決するために、特許文献１では、像搬送体に接触する金属製スクレーパをスクレーパ保持調整装置にて保持させ、金属製スクレーパの設置角度を経時的に増加させるようにした技術が提案されている。
しかしながら、このようなスクレーパ保持調整装置を設けることは、構成的に複雑化してしまい、コスト的、スペース的には好ましくないばかりか、スクレーパ保持調整装置は金属製スクレーパの設置角度を変化させる構成であるため、必然的に金属製スクレーパの接触圧が変化してしまう分、金属製スクレーパによるクリーニング性能が変化する懸念があり、更に、金属製スクレーパの摩耗量が予め予測している摩耗量よりも大きい場合には対応できないという懸念もある。 In order to solve such a technical problem, in Patent Document 1, a metal scraper that is in contact with an image carrier is held by a scraper holding adjustment device, and an installation angle of the metal scraper is increased with time. Technology has been proposed.
However, the provision of such a scraper holding and adjusting device is complicated in structure and is not preferable in terms of cost and space. The scraper holding and adjusting device is configured to change the installation angle of the metal scraper. Therefore, there is a concern that the cleaning performance of the metal scraper will change as much as the contact pressure of the metal scraper inevitably changes, and the wear amount of the metal scraper is more than the predicted wear amount. There is also a concern that it will not be able to cope with large cases.

本発明は、以上の技術的課題を解決するためになされたものであって、簡単な構成で、クリーニング部材の摩耗を有効に防止し、クリーニング部材による初期の接触状態を長期間維持させることを可能としたクリーニング装置及びこれを用いた画像形成装置並びにクリーニング部材を提供するものである。   The present invention has been made in order to solve the above technical problems, and is capable of effectively preventing wear of the cleaning member with a simple configuration and maintaining the initial contact state by the cleaning member for a long period of time. The present invention provides a cleaning device that can be used, an image forming apparatus using the same, and a cleaning member.

すなわち、本発明は、図１（ａ）に示すように、像搬送体１上に残留する作像粒子２を清掃するクリーニング装置３において、像搬送体１に接触し且つ像搬送体１との接触部形状が像搬送体１の移動停止に拘わらず非変形状態に保たれるクリーニング部材４を有し、このクリーニング部材４には、板状のＳＵＳ製ベース基材５と、このベース基材５のうち少なくとも像搬送体１との接触部に対応する部分を被覆する被覆層６とを具備させ、前記被覆層６としては、ベース基材５上にクロム膜、クロムとタングステンカーボンの混合膜、タングステンカーボンとダイヤモンドライクカーボンの混合膜の三層構成の中間層６ｂを形成し、この中間層６ｂ上にダイヤモンドライクカーボン膜（ＤＬＣ膜）からなる表面層６ａを形成したビッカース硬度が１５００Ｈｖ以上のものとするようにしたことを特徴とする。 That is, according to the present invention, as shown in FIG. 1A, in a cleaning device 3 that cleans image forming particles 2 remaining on the image carrier 1, the image carrier 1 comes into contact with the image carrier 1. A cleaning member 4 whose contact portion shape is maintained in an undeformed state regardless of the stoppage of movement of the image carrier 1 includes a plate-like base substrate 5 made of SUS and the base substrate. 5 is provided with a coating layer 6 that covers at least a portion corresponding to a contact portion with the image carrier 1, and the coating layer 6 includes a chromium film on the base substrate 5 and a mixed film of chromium and tungsten carbon. An intermediate layer 6b having a three-layer structure of a mixed film of tungsten carbon and diamond-like carbon is formed, and a surface layer 6a made of a diamond-like carbon film (DLC film) is formed on the intermediate layer 6b. There is characterized in that so as to not less than 1500 Hv.

このような技術的手段において、クリーニング装置３のクリーニング対象である像搬送体１は可視像を直接担持する像担持体は勿論のこと、可視像を記録材を介して間接的に担持する記録材搬送体をも含む。更に、この像搬送体１には画像を搬送する部材である転写搬送体（転写ロール等）や定着搬送体を（定着ロール、定着ベルト等）も含む。
また、本件のクリーニング部材４は、像搬送体１に接触する接触型であるほか、像搬送体１との接触部形状が像搬送体１の移動停止に拘わらず非変形状態に保たれるものであればよく、代表的にはＳＵＳ製ベース基材５を用いた金属製スクレーパが挙げられる。
更に、クリーニング部材４としては、接触型で残留作像粒子２を掻き取る態様が挙げられるが、これに限られるものではなく、「掻き取り機能＋帯電機能」の両方を具備する態様をも含む。更にまた、クリーニング部材４としては、単数で使用する態様は勿論のこと、複数並設してもよいし、あるいは、他のクリーニング部材（弾性ブレード、静電吸着可能なクリーニングロール、クリーニングブラシ等）と組合せるようにしてもよい。 In such technical means, the image carrier 1 to be cleaned by the cleaning device 3 supports the visible image indirectly through the recording material as well as the image carrier directly supporting the visible image. Also includes a recording material carrier. Further, the image carrier 1 includes a transfer carrier (transfer roll or the like) or a fixing carrier (fixing roll, fixing belt or the like), which is a member for conveying an image.
In addition, the cleaning member 4 of the present case is a contact type that contacts the image carrier 1, and the shape of the contact portion with the image carrier 1 is maintained in an undeformed state regardless of the movement of the image carrier 1 being stopped. as long, typically Ru include metallic scraper with a SUS base substrate 5.
Further, examples of the cleaning member 4 include a mode in which the residual image forming particles 2 are scraped by a contact type, but are not limited to this, and include a mode having both “scraping function + charging function”. . Furthermore, the cleaning member 4 may be used in a single manner or a plurality of cleaning members 4 or may be arranged in parallel, or other cleaning members (elastic blade, electrostatically adsorbable cleaning roll, cleaning brush, etc.) You may make it combine with.

更に、被覆層６としては、ベース基材５全体を被覆しても差し支えないが、ベース基材５のうち少なくとも像搬送体１との接触部に対応する部分を被覆するものであることが必要である。
そして、被覆層６は、上述したａ〜ｃの条件（ａ．硬度条件、ｂ．摩擦係数条件、ｃ．表面粗さ条件）を満たすことが必要である。ここで、硬度条件はビッカース硬度を基準に選定しているが、摩擦係数については、被覆前のベース基材５との関係で小さく、表面粗さについては、被覆前のベース基材５との関係で同じかまたは小さくなっていればよく、同じ基準のものであればその種類（摩擦係数：静摩擦係数、動摩擦係数など、表面粗さ：平均表面粗さ、十点平均表面粗さなど）は問わず適宜選定して差し支えない。
硬度条件及び表面粗さ条件を満たすようにすれば、高硬度で且つ表面粗さを小さくすることで、クリーニング部材４の摩耗量を低減することができる。
そして、摩擦係数条件を満たすようにすれば、摩擦係数を小さくすることで、被クリーニング部材である像搬送体１の摩耗量、ダメージを低減することができる。 Further, the covering layer 6 may cover the entire base substrate 5, but it is necessary to cover at least a portion of the base substrate 5 corresponding to the contact portion with the image carrier 1. It is.
And the coating layer 6 needs to satisfy | fill the conditions (a. Hardness conditions, b. Friction coefficient conditions, c. Surface roughness conditions) mentioned above. Here, the hardness condition is selected based on the Vickers hardness, but the friction coefficient is small in relation to the base substrate 5 before coating, and the surface roughness is the same as that of the base substrate 5 before coating. As long as they are the same or smaller in relation, the types (friction coefficient: static friction coefficient, dynamic friction coefficient, etc., surface roughness: average surface roughness, ten-point average surface roughness, etc.) It does not matter if it is selected as appropriate.
If the hardness condition and the surface roughness condition are satisfied, the wear amount of the cleaning member 4 can be reduced by reducing the surface roughness with high hardness.
If the friction coefficient condition is satisfied, by reducing the friction coefficient, it is possible to reduce the wear amount and damage of the image carrier 1 that is a member to be cleaned.

また、被覆層６として適用可能な態様としては、ダイヤモンドライクカーボン膜（ＤＬＣ［Diamond Like Carbonの略］膜）、立方晶窒化ホウ素膜（Ｃ−ＢＮ膜）、炭化珪素膜（ＳｉＣ膜）、窒化クロム膜（ＣｒＮ膜）、タングステンカーボン膜（Ｗ−Ｃ膜）のうち少なくともいずれかを含むものである態様が挙げられる。
特に、本発明では、ＤＬＣ膜が硬度、摩擦係数、表面粗さの点で非常に良好であることから、被覆層６としてはＤＬＣ膜を表面層６ａとしている。
更に、被覆層６としては単層でもよいが、表面層６ａが最も高硬度である積層構造であるのが好ましい。この場合において、表面層６ａとベース基材５との間に中間層６ｂを介在させたものが挙げられる。この中間層６ｂは単層でも複数の積層でも差し支えなく、また、中間層６ｂの機能としては例えば表面層６ａとベース基材５との間の密着性（接着性）を確保する態様が挙げられる。特に、ベース基材５が金属であるような場合には表面層６ａとの間の結晶構造が大きく相違することが多く、この種の中間層６ｂを介在させることが好ましい。そのため、本発明では、中間層６ｂを介在させたものとなっている。 In addition, as an aspect applicable as the coating layer 6, a diamond-like carbon film (DLC [abbreviation of Diamond Like Carbon] film), a cubic boron nitride film (C-BN film), a silicon carbide film (SiC film), nitriding There is an embodiment in which at least one of a chromium film (CrN film) and a tungsten carbon film (WC film) is included.
In particular, the present invention, the DLC film hardness, coefficient of friction, because it is very good in terms of surface roughness, and the surface layer 6a of the DLC film as the coating layer 6.
Furthermore, the coating layer 6 may be a single layer, but the surface layer 6a preferably has a laminated structure with the highest hardness. In this case, an intermediate layer 6b is interposed between the surface layer 6a and the base substrate 5. The intermediate layer 6b may be a single layer or a plurality of laminated layers, and the function of the intermediate layer 6b includes, for example, an aspect in which adhesion (adhesion) between the surface layer 6a and the base substrate 5 is ensured. . In particular, it is often the base material 5 is different from the crystal structure is large between the surface layer 6a in the case such that the metal, it is preferable to interpose such a intermediate layer 6b. Therefore, in the present invention, the intermediate layer 6b is interposed.

また、本発明に係るクリーニング装置３が有効である態様としては、作像粒子２として形状係数が１４０以下のトナーであること、あるいは、体積平均粒径が３〜９μｍのトナーである態様が挙げられる。このように、作像粒子２が球形トナーである態様や、小径トナーである態様では、接触部形状が非変形なクリーニング部材４を使用することが必要であり、この点で、本発明が非常に有効である。
更に、清掃対象である像搬送体１としては剛体である態様に限られず、弾性を有する態様であってもよい。本発明では、クリーニング部材４の構成を工夫することにより、クリーニング部材４と弾性像搬送体１間の摩擦力を大きく低減できることから、弾性像搬送体１に対しても接触部形状が非変形なクリーニング部材４を採用することが可能になる。 In addition, as an aspect in which the cleaning device 3 according to the present invention is effective, there is an aspect in which the image forming particle 2 is a toner having a shape factor of 140 or less or a toner having a volume average particle diameter of 3 to 9 μm. It is done. As described above, in the aspect in which the image forming particle 2 is a spherical toner or the aspect in which the image forming particle 2 is a small-diameter toner, it is necessary to use the cleaning member 4 having a non-deformable contact portion shape. It is effective for.
Furthermore, the image carrier 1 to be cleaned is not limited to a rigid body but may be an elastic body. In the present invention, since the frictional force between the cleaning member 4 and the elastic image carrier 1 can be greatly reduced by devising the configuration of the cleaning member 4, the shape of the contact portion is not deformed with respect to the elastic image carrier 1 as well. The cleaning member 4 can be employed.

また、本発明は、上述したクリーニング装置３に限られるものではなく、これを用いた画像形成装置をも対象とする。
この場合、本発明は、図１（ｂ）に示すように、作像粒子２による可視像が搬送される像搬送体１と、この像搬送体１上に残留する作像粒子２を清掃する上述したクリーニング装置３とを備えていればよい。
この種の画像形成装置のうち、像搬送体１が、可視像を形成担持する像形成担持体１ａとこれに対向配置される像搬送担持体１ｂとを具備する態様において、像形成担持体１ａ、像搬送担持体１ｂには夫々クリーニング装置３（具体的には３ａ，３ｂ）が配設され、各クリーニング装置３には兼用可能な同一構成のクリーニング部材４（具体的には４ａ，４ｂ）を具備させるようにすることが好ましい。本件のクリーニング部材４は被クリーニング部材の違いによって摩擦係数が変化し難いため、クリーニング部材４の兼用化を図ることが可能である。
ここで、像搬送担持体１ｂは像形成担持体１ａと対向配置されるものであるが、中間転写体又は記録材搬送体のいずれをも含む。今、像搬送担持体１ｂが中間転写体である態様においては、図１（ｂ）に示すように、一次転写手段７にて像形成担持体１ａ上の画像を像搬送担持体１ｂに一次転写させ、また、二次転写手段８にて像搬送担持体１ｂ上の画像を記録材９に二次転写させるように構成すればよい。 Further, the present invention is not limited to the cleaning device 3 described above, but also targets an image forming apparatus using the same.
In this case, as shown in FIG. 1B, the present invention cleans the image carrier 1 to which a visible image by the image carrier 2 is conveyed and the image-forming particles 2 remaining on the image carrier 1. The above-described cleaning device 3 may be provided.
In this type of image forming apparatus, in an aspect in which the image carrier 1 includes an image forming carrier 1a that forms and carries a visible image and an image carrier 1b that is disposed to face the image forming carrier 1a. A cleaning device 3 (specifically 3a, 3b) is disposed on the image transporting carrier 1b, and a cleaning member 4 (specifically 4a, 4b) having the same configuration that can be used for each cleaning device 3 is also provided. ) Is preferably provided. Since the friction coefficient of the cleaning member 4 of the present case hardly changes depending on the member to be cleaned, the cleaning member 4 can be used in common.
Here, the image carrying carrier 1b is disposed opposite to the image forming carrier 1a, and includes both an intermediate transfer member and a recording material carrier. Now, in the embodiment in which the image carrying carrier 1b is an intermediate transfer member, as shown in FIG. 1B, the image on the image forming carrier 1a is primarily transferred to the image carrying carrier 1b by the primary transfer means 7. In addition, the secondary transfer unit 8 may be configured to secondary transfer the image on the image carrier 1b to the recording material 9.

また、本発明は、クリーニング部材自体をも対象とする。
この場合、本発明は、図１（ａ）に示すように、像搬送体１上に残留する作像粒子２を清掃するクリーニング装置３に設けられ、像搬送体１に接触し且つ像搬送体１との接触部形状が像搬送体１の移動停止に拘わらず非変形状態に保たれるクリーニング部材４であって、板状のＳＵＳ製ベース基材５と、このベース基材５のうち少なくとも像搬送体１との接触部に対応する部分を被覆する被覆層６とを備え、前記被覆層６としては、ベース基材５上にクロム膜、クロムとタングステンカーボンの混合膜、タングステンカーボンとダイヤモンドライクカーボンの混合膜の三層構成の中間層６ｂを形成し、この中間層６ｂ上にダイヤモンドライクカーボン膜（ＤＬＣ膜）からなる表面層６ａを形成したビッカース硬度が１５００Ｈｖ以上のものとするようにしたものである。 The present invention is also directed to the cleaning member itself.
In this case, as shown in FIG. 1A, the present invention is provided in a cleaning device 3 for cleaning the image forming particles 2 remaining on the image carrier 1, and is in contact with the image carrier 1 and the image carrier. 1 is a cleaning member 4 whose contact portion shape is maintained in an undeformed state regardless of the stop of movement of the image carrier 1, and includes a plate-like SUS base substrate 5 and at least one of the base substrates 5. A coating layer 6 that covers a portion corresponding to a contact portion with the image carrier 1. The coating layer 6 includes a chromium film, a mixed film of chromium and tungsten carbon, a tungsten carbon and diamond on the base substrate 5. An intermediate layer 6b having a three-layer structure of a mixed film of like carbon is formed, and a surface layer 6a made of a diamond-like carbon film (DLC film) is formed on the intermediate layer 6b, and has a Vickers hardness of 1500 Hv or more. It is obtained as that.

本発明に係るクリーニング装置によれば、像搬送体との接触部形状が非変形なクリーニング部材表面に高硬度で低摩擦且つ平滑なダイヤモンドライクカーボン膜（ＤＬＣ膜）からなる表面層が三層構成の中間層を介してＳＵＳ製ベース基材上に形成された被覆層を設けるようにしたので、クリーニング部材の摩耗量を大幅に低減させ、クリーニング部材による初期の接触状態を長期間維持させることができると共に、被クリーニング部材である像搬送体の摩耗量、ダメージを低減させることができる。このため、クリーニング部材によるクリーニング性能を向上させ、かつ、被クリーニング部材の維持性を確実に確保することができる。
更に、本発明によれば、クリーニング部材の設置角度を変化させるような機構を設ける必要がなくなるため、簡単な構成で、クリーニング性能の向上及び被クリーニング部材の維持性確保を低コストで実現することができる。
また、このようなクリーニング装置を備えた画像形成装置によれば、クリーニング性能が良好で、かつ、被クリーニング部材である像搬送体の維持性が良好な画像形成装置を簡単に構築することができる。
更に、このようなクリーニング装置で用いられるクリーニング部材によれば、クリーニング性能が良好で、かつ、被クリーニング部材の維持性が良好に保たれるクリーニング装置を簡単に構築することができる。 According to the cleaning device of the present invention, the surface layer made of a diamond-like carbon film (DLC film) having a high hardness, low friction and smoothness is formed on the surface of the cleaning member whose shape of the contact portion with the image carrier is not deformed. Since the coating layer formed on the SUS base substrate is provided through the intermediate layer, the wear amount of the cleaning member can be greatly reduced, and the initial contact state by the cleaning member can be maintained for a long period of time. In addition, it is possible to reduce the wear amount and damage of the image carrier as a member to be cleaned. For this reason, the cleaning performance by the cleaning member can be improved and the maintainability of the member to be cleaned can be reliably ensured.
Furthermore, according to the present invention, since it is not necessary to provide a mechanism for changing the installation angle of the cleaning member, the cleaning performance can be improved and the maintainability of the member to be cleaned can be realized at a low cost with a simple configuration. Can do.
Further, according to the image forming apparatus provided with such a cleaning apparatus, it is possible to easily construct an image forming apparatus that has good cleaning performance and good maintainability of the image carrier that is a member to be cleaned. .
Furthermore, according to the cleaning member used in such a cleaning device, it is possible to easily construct a cleaning device that has good cleaning performance and good maintainability of the member to be cleaned.

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
◎実施の形態１
図２は本発明が適用された画像形成装置の実施の形態１を示す。
同図において、画像形成装置は、感光体ドラム１０と、この感光体ドラム１０からトナー像を転写させるために前記感光体ドラム１０に対向配置される中間転写ベルト２０とを有する。
本実施の形態において、感光体ドラム１０は光の照射によって抵抗値が低下する感光層を備えたものであり、この感光体ドラム１０の周囲には、感光体ドラム１０を帯電する帯電装置１１と、帯電された感光体ドラム１０上に各色成分（本例ではイエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ））の静電潜像を書き込む露光装置１２と、感光体ドラム１０上に形成された各色成分潜像を各色成分トナーにて可視像化するロータリ型現像装置１３と、前記中間転写ベルト２０と、感光体ドラム１０上の残留トナーを清掃するドラムクリーナ（クリーニング装置）１７とが配設されている。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.
Embodiment 1
FIG. 2 shows Embodiment 1 of an image forming apparatus to which the present invention is applied.
In FIG. 1, the image forming apparatus includes a photosensitive drum 10 and an intermediate transfer belt 20 disposed to face the photosensitive drum 10 in order to transfer a toner image from the photosensitive drum 10.
In the present embodiment, the photosensitive drum 10 includes a photosensitive layer whose resistance value is reduced by light irradiation. Around the photosensitive drum 10, a charging device 11 for charging the photosensitive drum 10 and An exposure device 12 for writing an electrostatic latent image of each color component (in this example, yellow (Y), magenta (M), cyan (C), black (K)) on the charged photosensitive drum 10, and a photosensitive member. A rotary developing device 13 that visualizes each color component latent image formed on the drum 10 with each color component toner, the intermediate transfer belt 20, and a drum cleaner that cleans residual toner on the photosensitive drum 10 ( And a cleaning device 17.

ここで、帯電装置１１としては、例えば帯電ロールが用いられるが、コロトロンなどの帯電器を用いてもよい。
また、露光装置１２は感光体ドラム１０上に光によって像を書き込めるものであればよく、本例では、例えばＬＥＤを用いたプリントヘッドが用いられるが、これに限られるものではなく、ＥＬを用いたプリントヘッドでも、レーザビームをポリゴンミラーでスキャンするスキャナなど適宜選定して差し支えない。
更に、ロータリ型現像装置１３は各色成分トナーが収容された現像器１３ａ〜１３ｄを回転可能に搭載したものであり、例えば感光体ドラム１０上で露光によって電位が低下した部分に各色成分トナーを付着させるものであれば適宜選定して差し支えなく、使用するトナーも形状、粒径など特に制限はなく、感光体ドラム１０上の静電潜像上に正確に載るものであればよい。
但し、高解像度を確保するという観点から、本実施の形態では、平均粒径が３〜９μｍの小径トナーが好ましく、また、トナー像の粒状性及び高転写性を確保するという観点から、形状係数が１４０以下、好ましくは１３０以下の球形トナー（例えば重合トナー）を使用することが好ましい。
前記形状係数は次式で示される。
形状係数＝
｛（トナー径の絶対最大長）^２／（トナーの投影面積）｝×（π／４）×１００
尚、本例では、ロータリ型現像装置１３が用いられているが、４台の現像装置を用いるようにしてもよい。
更にまた、ドラムクリーナ１７については、感光体ドラム１０上の残留トナーを清掃するものであれば、ブレードクリーニング方式を採用したもの等適宜選定して差し支えない。但し、転写率の高いトナーを使用する場合にはドラムクリーナ１７を使用しない態様もあり得る。 Here, as the charging device 11, for example, a charging roll is used, but a charging device such as a corotron may be used.
The exposure device 12 may be any device that can write an image on the photosensitive drum 10 with light. In this example, for example, a print head using LEDs is used, but the present invention is not limited to this, and EL is used. For example, a scanner that scans a laser beam with a polygon mirror may be selected as appropriate.
Further, the rotary type developing device 13 is rotatably mounted with developing units 13a to 13d containing respective color component toners. For example, the respective color component toners are attached to a portion of the photosensitive drum 10 where the potential is lowered by exposure. The toner to be used is not particularly limited in shape and particle size, and any toner may be used as long as it is accurately placed on the electrostatic latent image on the photosensitive drum 10.
However, from the viewpoint of ensuring high resolution, in the present embodiment, a small-diameter toner having an average particle diameter of 3 to 9 μm is preferable, and from the viewpoint of ensuring the granularity and high transferability of the toner image, the shape factor It is preferable to use a spherical toner (for example, polymerized toner) having a particle size of 140 or less, preferably 130 or less.
The shape factor is given by
Shape factor =
{(Absolute maximum length of toner diameter) ² / (projected area of toner)} × (π / 4) × 100
In this example, the rotary developing device 13 is used, but four developing devices may be used.
Furthermore, the drum cleaner 17 may be appropriately selected, such as one that employs a blade cleaning method, as long as the toner remaining on the photosensitive drum 10 is cleaned. However, there may be an embodiment in which the drum cleaner 17 is not used when toner having a high transfer rate is used.

また、本実施の形態において、中間転写ベルト２０は、複数の張架ロール２１〜２３に張架され、例えば張架ロール２３を駆動ロールとして所定方向に回動するようになっている。ここで用いられる中間転写ベルト２０としては、例えばポリイミド樹脂やポリアミド樹脂等の樹脂にカーボン等の抵抗調整剤を所定量分散させ、所定厚に設定されたものが用いられる。
そして、中間転写ベルト２０が感光体ドラム１０に密着した接触領域の一部には中間転写ベルト２０の裏側から一次転写装置としての一次転写ロール２５が接触配置されており、所定の一次転写バイアスが印加されている。
更に、中間転写ベルト２０の張架ロール２２に対向した部位には、二次転写装置としての二次転写ロール３０が張架ロール２２をバックアップロールとして対向配置されており、例えば二次転写ロール３０に所定の二次転写バイアスが印加され、バックアップロールを兼用する張架ロール２２が接地されている。 Further, in the present embodiment, the intermediate transfer belt 20 is stretched around a plurality of stretching rolls 21 to 23 and is rotated in a predetermined direction using, for example, the stretching roll 23 as a driving roll. As the intermediate transfer belt 20 used here, for example, a predetermined thickness is prepared by dispersing a predetermined amount of a resistance adjusting agent such as carbon in a resin such as polyimide resin or polyamide resin.
A primary transfer roll 25 as a primary transfer device is disposed in contact with a part of the contact area where the intermediate transfer belt 20 is in close contact with the photosensitive drum 10 from the back side of the intermediate transfer belt 20, and a predetermined primary transfer bias is applied. Applied.
Furthermore, a secondary transfer roll 30 as a secondary transfer device is disposed opposite to the tension roll 22 of the intermediate transfer belt 20 with the tension roll 22 as a backup roll, for example, the secondary transfer roll 30. A predetermined secondary transfer bias is applied to the tension roller 22 and the tension roll 22 that also serves as a backup roll is grounded.

更にまた、中間転写ベルト２０の張架ロール２１に対向した部位にはベルトクリーナ（クリーニング装置）２６が配設されている。
本実施の形態において、ベルトクリーナ２６は、図３（ａ）に示すように、中間転写ベルト２０のトナー像担持面に対向して開口するクリーナケース５１を有し、このクリーナケース５１の開口に面してクリーニング部材としての金属製スクレーパ５２を配設したものである。尚、図中、符号５３はクリーナケース５１の開口下縁に設けられて中間転写ベルト２０に弾性的に接触するフィルムシールである。
本実施の形態においては、金属製スクレーパ５２は中間転写ベルト２０の移動方向に対向する方向に先端部が向かい、中間転写ベルト２０に対して鋭角な角度θ（例えば１２°〜２０°）を持って傾斜配置され、中間転写ベルト２０面に先端エッジ部を接触させたものである。 Furthermore, a belt cleaner (cleaning device) 26 is disposed at a portion of the intermediate transfer belt 20 facing the stretching roll 21.
In the present embodiment, as shown in FIG. 3A, the belt cleaner 26 has a cleaner case 51 that opens to face the toner image carrying surface of the intermediate transfer belt 20, and the cleaner case 51 has an opening. A metal scraper 52 is disposed as a cleaning member. In the figure, reference numeral 53 denotes a film seal that is provided at the lower edge of the opening of the cleaner case 51 and elastically contacts the intermediate transfer belt 20.
In the present embodiment, the metal scraper 52 has a leading end that faces the direction of movement of the intermediate transfer belt 20 and has an acute angle θ (for example, 12 ° to 20 °) with respect to the intermediate transfer belt 20. The leading edge portion is brought into contact with the surface of the intermediate transfer belt 20.

特に、本実施の形態では、金属製スクレーパ５２は、図３（ａ）（ｂ）に示すように、ＳＵＳ製ベース基材６１と、このベース基材６１のうち中間転写ベルト２０との接触部に対応する部分が含まれる略半分の領域を被覆する被覆層６２とを備えている。
本例の被覆層６２は、ダイヤモンドライクカーボン膜（ＤＬＣ膜）からなる表面層６３を有し、この表面層６３とベース基材６１との間に両者を接着するための中間層（本例では３層の積層構造にて構成）６４〜６６を介在させるようにしたものである。
ここで、中間層６４〜６６としては、表面層６３側から順に例えばタングステンカーボン（Ｗ−Ｃ）とＤＬＣとの混合膜からなる第一中間層６４、クロム（Ｃｒ）とＷ−Ｃとの混合膜からなる第二中間層６５、クロムからなる第三中間層６６が配設されており、例えば表面層６３と第一中間層６４とが共通のＤＬＣ膜構造をもとにして強固に接着され、また、ベース基材６１と下地層としての第三中間層６６とが金属（ＳＵＳとクロム）同士にて強固に接着され、第一中間層６４と第三中間層６６とが中間接着層として機能する第二中間層６５（第一中間層６４とＷ−Ｃが共通構造，第三中間層６６とＣｒが共通構造）を介して強固に接着されている。 In particular, in this embodiment, the metallic scraper 52, as shown in FIG. 3 (a) (b), the SUS-made base material 61, the contact portion between the intermediate transfer belt 20 of the base member 61 And a covering layer 62 that covers a substantially half region including a portion corresponding to.
Coating layer 62 of this example has a surface layer 63 made of die Ya Monde like carbon film (DLC film), an intermediate layer for bonding both between the surface layer 63 and the base substrate 61 (the In the example, the structure is a three-layer structure) 64 to 66 are interposed.
Here, as the intermediate layers 64 to 66, for example, a first intermediate layer 64 made of a mixed film of tungsten carbon (WC) and DLC, for example, in order from the surface layer 63 side, a mixture of chromium (Cr) and WC. A second intermediate layer 65 made of a film and a third intermediate layer 66 made of chromium are disposed. For example, the surface layer 63 and the first intermediate layer 64 are firmly bonded based on a common DLC film structure. In addition, the base substrate 61 and the third intermediate layer 66 as the base layer are firmly bonded with each other (SUS and chromium), and the first intermediate layer 64 and the third intermediate layer 66 are used as the intermediate adhesive layer. It is firmly bonded via the functioning second intermediate layer 65 (the first intermediate layer 64 and WC have a common structure, and the third intermediate layer 66 and Cr have a common structure).

この被覆層６２の製造方法としては、マイクロ波プラズマＣＶＤ法、直流プラズマＣＶＤ法、高周波プラズマＣＶＤ法、有磁場プラズマＣＶＤ法、イオンビーム・スパッタ法、イオンビーム蒸着法、反応性プラズマ・スパッタ法、アンバランスドマグネトロンスパッタ法等により形成される。このとき用いることができる原料ガスは、含炭素ガスであり、例えば、メタン、エタン、プロパン、エチレン、ベンゼン、アセチレン等の炭化水素ガス、塩化メチレン、四塩化炭素、クロロホルム、トリクロルエタン等のハロゲン化炭素、メチルアルコール、エチルアルコール等のアルコール類、アセトン、ジフェニルケトン等のケトン類、一酸化炭素、二酸化炭素等のガス、及び、これらのガスにＮ_２、Ｈ_２、Ｏ_２、Ｈ_２Ｏ、Ａｒ等を混合したものが挙げられる。 As a method for producing the coating layer 62, the microwave plasma CVD method, DC plasma CVD, RF plasma CVD method, a magnetic field plasma CVD method, an ion beam scan path jitter, ion beam deposition, reactive plasma It is formed by sputtering, unbalanced magnetron sputtering, or the like. The raw material gas that can be used at this time is a carbon-containing gas, for example, a hydrocarbon gas such as methane, ethane, propane, ethylene, benzene, or acetylene, or a halogenated gas such as methylene chloride, carbon tetrachloride, chloroform, or trichloroethane. Carbons, alcohols such as methyl alcohol and ethyl alcohol, ketones such as acetone and diphenyl ketone, gases such as carbon monoxide and carbon dioxide, and these gases include N ₂ , H ₂ , O ₂ , H ₂ O, What mixed Ar etc. is mentioned.

また、このように製造される被覆層６２の物性としては、ａ．ビッカース硬度が１５００Ｈｖ以上であること、ｂ．摩擦係数が被覆前のベース基材６１の摩擦係数よりも小さいこと、ｃ．表面粗さが被覆前のベース基材６１の表面粗さ以下であること、を満たすことが必要である。
本実施の形態では、被覆層６２の特性は主としてＤＬＣ膜からなる表面層６３の特性が反映され、被覆層６２の硬度は１５００Ｈｖ〜９１００Ｈｖの範囲のいずれかに設定され、被覆層６２の摩擦係数は中間転写ベルト２０走行に対する負荷、中間転写ベルト２０の摩耗、金属製スクレーパ６０の被覆層６２の摩耗の観点からすれば０．１〜０．３であり、ＳＵＳ製のベース基材６１の場合０．６〜１．０よりも小さく設定されている。
上記製膜法を用いた場合、ベース基材６１表面に分子レベルで倣って被膜層６２が製膜されるので、要求される高精度の表面粗さ（高品質なエッジ形状）を得るためには、ベース基材６１の作製時において特にベース基材６１の先端形状を作り込んでおけばよく、従来用いられてきているエッチング技術をそのまま活用することができる。
更に、被覆層６２を構成する各層６３〜６６の層厚については適宜選定して差し支えないが、製膜時間を短縮するため中間層６４〜６６を可能な限り薄膜にすることが望ましい。加えて、最外層（表面層）６３は被膜層６２強度を大きくするためにより厚くすることが望ましいが、層厚が２μｍ以上の場合被膜層６２が非常に脆くなってしまう可能性があるため、留意することが必要である。 Further, the physical properties of the coating layer 62 manufactured in this way include a. Vickers hardness is 1500 Hv or more, b. The friction coefficient is smaller than the friction coefficient of the base substrate 61 before coating; c. It is necessary to satisfy that the surface roughness is equal to or less than the surface roughness of the base substrate 61 before coating.
In the present embodiment, the characteristics of the coating layer 62 mainly reflect the characteristics of the surface layer 63 made of the DLC film, the hardness of the coating layer 62 is set in the range of 1500 Hv to 9100 Hv, and the friction coefficient of the coating layer 62 Is 0.1 to 0.3 from the viewpoint of the load on the running of the intermediate transfer belt 20, the wear of the intermediate transfer belt 20, and the wear of the coating layer 62 of the metal scraper 60. In the case of the base substrate 61 made of SUS It is set to be smaller than 0.6 to 1.0.
When the film forming method is used, the coating layer 62 is formed on the surface of the base substrate 61 at the molecular level, so that the required high-precision surface roughness (high quality edge shape) is obtained. In particular, when the base substrate 61 is manufactured, the tip shape of the base substrate 61 may be formed, and the conventionally used etching technique can be used as it is.
Furthermore, the layer thicknesses of the layers 63 to 66 constituting the coating layer 62 may be appropriately selected, but it is desirable to make the intermediate layers 64 to 66 as thin as possible in order to shorten the film forming time. In addition, it is desirable to make the outermost layer (surface layer) 63 thicker in order to increase the strength of the coating layer 62, but the coating layer 62 may become very fragile when the layer thickness is 2 μm or more. It is necessary to keep in mind.

また、図２に示すように、用紙などの記録材４０は、供給トレイ４１に収容されており、ピックアップロール４２にて供給された後、レジストロール４３を経て二次転写部位に導かれ、搬送ベルト４４を通じて定着装置４５へ搬送され、搬送ロール４６及び排出ロール４７を経て排出トレイ４８へと排出されるようになっている。   Further, as shown in FIG. 2, a recording material 40 such as paper is accommodated in a supply tray 41, and after being supplied by a pick-up roll 42, it is guided to a secondary transfer site through a resist roll 43 and conveyed. It is conveyed to a fixing device 45 through a belt 44 and discharged to a discharge tray 48 via a transfer roll 46 and a discharge roll 47.

次に、本実施の形態に係る画像形成装置の作動について説明する。
画像形成装置が作像動作を開始すると、感光体ドラム１０上の各色成分トナー像が順次形成され、一次転写ロール２５の転写電界により中間転写ベルト２０上に順次一次転写される。
しかる後、この中間転写ベルト２０に一次転写されたトナー像は二次転写ロール３０の転写電界により記録材４０に二次転写され、定着工程へと運ばれる。 Next, the operation of the image forming apparatus according to the present embodiment will be described.
When the image forming apparatus starts an image forming operation, each color component toner image on the photosensitive drum 10 is sequentially formed and is primarily transferred onto the intermediate transfer belt 20 sequentially by the transfer electric field of the primary transfer roll 25.
Thereafter, the toner image primarily transferred to the intermediate transfer belt 20 is secondarily transferred to the recording material 40 by the transfer electric field of the secondary transfer roll 30, and is carried to the fixing step.

このような作像過程において、中間転写ベルト２０上の残留トナーＴはベルトクリーナ２６にて清掃されるが、ベルトクリーナ２６を長期間使用したとしても、金属製スクレーパ５２にはほとんど摩耗が見られず、クリーニング性能は極めて良好であった。一方、ベルトクリーナ２６を長期間使用したとして、金属製スクレーパ５２が接触する中間転写ベルト２０が損傷することはほとんど見られない。
尚、本実施の形態では、ベルトクリーナ２６に金属製スクレーパ５２を用いたものを示したが、ドラムクリーナ１７についてベルトクリーナ２６と同様な金属製スクレーパ５２を用いるようにしてもよく、この場合には、ベルトクリーナ２６とドラムクリーナ１７とでクリーニング部材としての金属製スクレーパ５２を兼用することができる。 In such an image forming process, the residual toner T on the intermediate transfer belt 20 is cleaned by the belt cleaner 26. Even if the belt cleaner 26 is used for a long period of time, the metal scraper 52 is almost worn. The cleaning performance was very good. On the other hand, even if the belt cleaner 26 is used for a long time, the intermediate transfer belt 20 with which the metal scraper 52 comes into contact is hardly seen.
In the present embodiment, the belt scraper 26 using the metal scraper 52 is shown. However, for the drum cleaner 17, the same metal scraper 52 as the belt cleaner 26 may be used. The belt cleaner 26 and the drum cleaner 17 can also serve as a metal scraper 52 as a cleaning member.

◎実施の形態２
図４（ａ）は本発明が適用されるクリーニング装置の実施の形態２の要部を示す。
同図において、クリーニング装置２６は、中間転写ベルト２０の移動方向上流側に金属製スクレーパ７０（実施の形態１と同様な「ベース基材６１＋被覆層６２」を具備）を配設すると共に、その下流側に静電吸着用のクリーニング部材（例えばクリーニングロール）８０を配設したものである。
そして、本例では、金属製スクレーパ７０は中間転写ベルト２０の移動方向に対向する方向に先端部が向かい、中間転写ベルト２０に対して所定角度傾斜配置されると共に、この金属製スクレーパ７０には残留トナーＴの極性と同極性の帯電バイアスが印加可能な帯電バイアス電源７１が接続され、更に、中間転写ベルト２０を挟んで金属製スクレーパ７０に対向する部位には接地された対向ロール７２が配設されている。
一方、クリーニングロール８０には残留トナーＴと逆極性の吸着バイアスが印加可能な吸着バイアス電源８１が接続され、更に、中間転写ベルト２０を挟んでクリーニングロール８０に対向する部位には接地された対向ロール８２が配設されている。 Embodiment 2
FIG. 4A shows a main part of the second embodiment of the cleaning device to which the present invention is applied.
In the figure, the cleaning device 26 is provided with a metal scraper 70 (including a “base substrate 61 + coating layer 62” similar to that of the first embodiment) on the upstream side in the moving direction of the intermediate transfer belt 20, and A cleaning member 80 (for example, a cleaning roll) for electrostatic adsorption is disposed on the downstream side.
In this example, the metal scraper 70 has a tip portion facing in a direction opposite to the moving direction of the intermediate transfer belt 20 and is inclined with respect to the intermediate transfer belt 20 by a predetermined angle. A charging bias power source 71 to which a charging bias having the same polarity as that of the residual toner T can be applied is connected, and a grounded opposing roll 72 is disposed at a portion facing the metal scraper 70 with the intermediate transfer belt 20 interposed therebetween. It is installed.
On the other hand, an attracting bias power source 81 to which an attracting bias having a polarity opposite to that of the residual toner T can be applied is connected to the cleaning roll 80. A roll 82 is provided.

本実施の形態によれば、クリーニング装置２６の金属製スクレーパ７０は残留トナーＴを一部掻き取り、残留トナーＴを薄くすると共に、掻き取れなかった残留トナーＴを帯電バイアスにて帯電する。この帯電された残留トナーＴは負極性に確実に帯電され、下流側に位置するクリーニングロール８０にて静電吸着されて回収される。
このとき、特殊な被覆層６２にて被覆された金属製スクレーパ７０は長期間使用しても、ほとんど摩耗せず、また、中間転写ベルト２０も金属製スクレーパ７０により損傷する事態は全く見られない。 According to the present embodiment, the metal scraper 70 of the cleaning device 26 scrapes part of the residual toner T, thins the residual toner T, and charges the residual toner T that has not been scraped off with a charging bias. The charged residual toner T is positively charged to a negative polarity, and is electrostatically adsorbed and collected by a cleaning roll 80 located on the downstream side.
At this time, the metal scraper 70 coated with the special coating layer 62 is hardly worn even when used for a long time, and the intermediate transfer belt 20 is not damaged at all by the metal scraper 70. .

尚、本実施の形態は、図４（ａ）に示す態様に限られるものではなく、例えば図４（ｂ）に示すように、中間転写ベルト２０の移動方向に沿った方向に向けて金属製スクレーパ７０を傾斜配置するようにしてもよいし、あるいは、図４（ｃ）に示すように、金属製スクレーパ７０には帯電バイアスを印加せず、金属製スクレーパ７０とクリーニングロール８０との間に帯電部材としての帯電ロール７５を配設し、この帯電ロール７５に帯電バイアス電源７６を接続すると共に、中間転写ベルト２０を挟んで帯電ロール７５に対向する部位に接地された対向ロール７７を配設するようにしてもよい。   Note that the present embodiment is not limited to the mode shown in FIG. 4A. For example, as shown in FIG. 4B, the metal transfer is made in the direction along the moving direction of the intermediate transfer belt 20. The scraper 70 may be disposed in an inclined manner, or, as shown in FIG. 4C, no charging bias is applied to the metal scraper 70 and the metal scraper 70 and the cleaning roll 80 are not applied. A charging roll 75 as a charging member is disposed, and a charging bias power source 76 is connected to the charging roll 75, and a grounding opposing roll 77 is disposed at a portion facing the charging roll 75 across the intermediate transfer belt 20. You may make it do.

◎実施の形態３
図５（ａ）は本発明が適用された画像形成装置の実施の形態３を示す。
同図において、画像形成装置の基本的構成は、実施の形態１と略同様であるが、実施の形態１と異なり、弾性を有する中間転写ベルト２０を有し、一定領域にて感光体ドラム１０形状に沿うように中間転写ベルト２０を接触配置したものである。尚、実施の形態１と同様な構成要素について実施の形態１と同様な符号を付してここではその詳細な説明を省略する。 Embodiment 3
FIG. 5A shows Embodiment 3 of the image forming apparatus to which the present invention is applied.
In the figure, the basic configuration of the image forming apparatus is substantially the same as that of the first embodiment. However, unlike the first embodiment, the image forming apparatus includes an intermediate transfer belt 20 having elasticity, and a photosensitive drum 10 in a certain region. The intermediate transfer belt 20 is placed in contact with the shape. Components similar to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and detailed description thereof is omitted here.

本実施の形態において、中間転写ベルト２０は、図５（ｂ）に示すように、弾性材からなるベルト基材９１と、このベルト基材９１の表面を被覆する被覆層９２とを備えている。
本実施の形態で用いられるベルト基材９１としては、加硫ゴム、熱可塑性エラストマーが挙げられる。ここで、原料ゴム材料としては、一般的なジエン系ゴム、例えばスチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＩＲ）、エチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ，ＡＮＭ）等が挙げられるが、比較的剛性が高く、それ自体が半導電性に近い体積抵抗率を有し、成型型内での流動性が良好であるという観点から、アクリロニトリル・ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、水素添加ＮＢＲ、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エピクロルヒドリンゴム（ＣＯ，ＥＣＯ）、ポリウレタンゴム（ＰＵＲ）などが好ましい。
一方、熱可塑性エラストマーとしては、ポリエステル系、ポリウレタン系、スチレン−ブタジエントリブロック系、ポリオレフィン系などが用いられる。このような熱可塑性エラストマーを使用すると、リサイクルが可能になって、環境上好ましい。
更に、ベルト基材９１の材料としては、一種類である必要はなく、二種以上の材料をブレンドすることもできる。例えばクロロプレンゴム（ＣＲ）とＥＰＤＭとをブレンドした材料が用いられている。
また、ベルト基材９１には、導電性フィラーや絶縁性フィラーを添加し、ベルト基材９１の体積抵抗率を調整することができる。
また、被覆層９２は、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂又はポリアクリル樹脂などをバインダとし、所定のフィラー、代表的には潤滑性フィラー及び導電性フィラーを分散させたものである。この被覆層９２の表面粗さＲｚ（δ）については、感光体ドラム１０との密着性、及び、使用するトナー粒径を考慮し、１．５〜９μｍ以下に設定するのが好ましい。 In the present embodiment, the intermediate transfer belt 20 includes a belt base material 91 made of an elastic material and a coating layer 92 that covers the surface of the belt base material 91, as shown in FIG. .
Examples of the belt base material 91 used in the present embodiment include vulcanized rubber and thermoplastic elastomer. Here, as raw material rubber materials, general diene rubbers such as styrene / butadiene rubber (SBR), polyisoprene rubber (IIR), ethylene / propylene / diene rubber (EPDM), polybutadiene rubber (BR), acrylic rubber ( ACM, ANM), etc., but acrylonitrile butadiene rubber is relatively high in rigidity, has a volume resistivity close to semiconductivity, and has good fluidity in the mold. (NBR), hydrogenated NBR, chloroprene rubber (CR), epichlorohydrin rubber (CO, ECO), polyurethane rubber (PUR) and the like are preferable.
On the other hand, polyester-based, polyurethane-based, styrene-butadiene triblock-based, polyolefin-based, etc. are used as the thermoplastic elastomer. When such a thermoplastic elastomer is used, recycling is possible, which is environmentally preferable.
Furthermore, the material of the belt base material 91 is not necessarily one type, and two or more types of materials can be blended. For example, a material obtained by blending chloroprene rubber (CR) and EPDM is used.
Moreover, a conductive filler or an insulating filler can be added to the belt base material 91 to adjust the volume resistivity of the belt base material 91.
The coating layer 92 is made of a polyurethane resin, a polyester resin, a polyacrylic resin, or the like as a binder, and a predetermined filler, typically a lubricous filler and a conductive filler are dispersed. The surface roughness Rz (δ) of the coating layer 92 is preferably set to 1.5 to 9 μm or less in consideration of the adhesion to the photosensitive drum 10 and the toner particle size to be used.

また、中間転写ベルト２０は、図５（ａ）に示すように、４つの張架ロール２１〜２４に掛け渡されるものであって、ロータリ型現像装置１３とドラムクリーナ１７との間に位置する感光体ドラム１０面に沿う形で所定の接触領域だけ密着配置されている。
ここで、この中間転写ベルト２０と感光体ドラム１０とは夫々別駆動系で駆動されていてもよいが、本実施の形態では、中間転写ベルト２０が弾性ベルトであり、しかも、感光体ドラム１０の周面に沿って接触配置されていることから、中間転写ベルト２０は、例えば感光体ドラム１０を駆動源として、従動回転するようになっている。
また、本実施の形態では、ベルトクリーナ２６は中間転写ベルト２０の張架ロール２４に対応した部位に配設されており、図５（ｂ）に示すように、実施の形態１と同様な金属製スクレーパ５２（「ベース基材６１＋被覆層６２」を具備）を備えている。 Further, as shown in FIG. 5A, the intermediate transfer belt 20 is stretched between four stretching rolls 21 to 24 and is positioned between the rotary developing device 13 and the drum cleaner 17. A predetermined contact area is closely arranged along the surface of the photosensitive drum 10.
Here, the intermediate transfer belt 20 and the photosensitive drum 10 may be driven by separate drive systems, but in the present embodiment, the intermediate transfer belt 20 is an elastic belt, and in addition, the photosensitive drum 10. Therefore, the intermediate transfer belt 20 is driven to rotate by using the photosensitive drum 10 as a drive source, for example.
Further, in the present embodiment, the belt cleaner 26 is disposed at a portion corresponding to the tension roll 24 of the intermediate transfer belt 20, and as shown in FIG. 5B, the same metal as in the first embodiment is used. A scraper 52 (including “base substrate 61 + covering layer 62”) is provided.

本実施の形態によれば、ベルトクリーナ２６の金属製スクレーパ５２は弾性ベルトからなる中間転写ベルト２０に接触配置されているが、金属製スクレーパ５２は高硬度で且つ低摩擦の平滑な被覆層６２で被覆されているため、金属製スクレーパ５２自体の摩耗量は少なく、また、中間転写ベルト２０が損傷する懸念も少ない。
従って、弾性ベルトからなる中間転写ベルト２０と金属製スクレーパ５２との組合せが可能になり、中間転写ベルト２０の維持性を良好に保ちながら、金属製スクレーパ５２によるクリーニング性能を良好に保つことができる。 According to the present embodiment, the metal scraper 52 of the belt cleaner 26 is disposed in contact with the intermediate transfer belt 20 made of an elastic belt. However, the metal scraper 52 has a smooth coating layer 62 with high hardness and low friction. Therefore, the amount of wear of the metal scraper 52 itself is small, and the intermediate transfer belt 20 is less likely to be damaged.
Therefore, the intermediate transfer belt 20 made of an elastic belt and the metal scraper 52 can be combined, and the cleaning performance of the metal scraper 52 can be kept good while maintaining the maintainability of the intermediate transfer belt 20. .

更に、本実施の形態にあっては、感光体ドラム１０の駆動により、中間転写ベルト２０を従動回転させるようにしたため、中間転写ベルト２０の駆動制御コストを大幅に削減できる。
更にまた、一次転写での中間転写ベルト２０の感光体ドラム１０への接触幅が例えば５０ｍｍ以上と非常に広く設定されるため、中間転写ベルト２０に対し安定した従動が実現でき、しかも、転写ニップ域前後での無駄な空隙がない分、放電によるトナーの飛び散りがない状態で一次転写される。
特に、本実施の形態では、感光体ドラム１０と中間転写ベルト２０との転写ニップ域を広く確保するようにしているため、転写ニップ域の圧力を低減することが可能になり、その分、感光体ドラム１０と中間転写ベルト２０とが完全に密着する事態はより確実に回避される。 Furthermore, in this embodiment, since the intermediate transfer belt 20 is driven and rotated by driving the photosensitive drum 10, the drive control cost of the intermediate transfer belt 20 can be greatly reduced.
Furthermore, since the contact width of the intermediate transfer belt 20 to the photosensitive drum 10 in the primary transfer is set to be very wide, for example, 50 mm or more, stable follow-up to the intermediate transfer belt 20 can be realized, and the transfer nip can be realized. Since there is no useless gap before and after the area, primary transfer is performed in a state where there is no scattering of toner due to discharge.
In particular, in the present embodiment, since a wide transfer nip area between the photosensitive drum 10 and the intermediate transfer belt 20 is ensured, it is possible to reduce the pressure in the transfer nip area. The situation where the body drum 10 and the intermediate transfer belt 20 are completely in close contact with each other is more reliably avoided.

実施の形態１に係るベルトクリーナ２６（クリーニング装置）を用い、連続的に空回し動作を行い、金属製スクレーパ５２の摩耗の変化状態を調べた。
ここで、実施例で用いた金属製スクレーパ５２は以下のように構成されている。
ベース基材６１：ＳＵＳ製の板材（厚み：１００μｍ）
被覆層６２：
表面層６３：ＤＬＣ膜 １．０μｍ
第一中間層６４：ＤＬＣ＋Ｗ−Ｃ膜 １．０μｍ
第二中間層６５：Ｃｒ＋Ｗ−Ｃ膜 ０．５μｍ
下地層６６：Ｃｒ膜 ０．２μｍ
金属製スクレーパ５２の取り付け傾斜角度θ：２０°
金属製スクレーパ５２の弾性変形量（ベルトへの食い込み量）：１．２ｍｍ
尚、比較例としては、実施例の被覆層６２のない金属製スクレーパを用いた態様とした。 Using the belt cleaner 26 (cleaning device) according to the first embodiment, the idling operation was continuously performed, and the state of change in wear of the metal scraper 52 was examined.
Here, the metal scraper 52 used in the embodiment is configured as follows.
Base substrate 61: SUS plate (thickness: 100 μm)
Coating layer 62:
Surface layer 63: DLC film 1.0 μm
First intermediate layer 64: DLC + WC film 1.0 μm
Second intermediate layer 65: Cr + WC film 0.5 μm
Underlayer 66: Cr film 0.2 μm
Mounting angle θ of metal scraper 52: 20 °
Elastic deformation amount of the metal scraper 52 (amount of biting into the belt): 1.2 mm
In addition, as a comparative example, it was set as the aspect using the metal scraper without the coating layer 62 of an Example.

実施例、比較例共に同じ条件下でベルトクリーナ２６の空回し動作を行ったところ、図６に示すように、連続的に１５時間行われた空回し動作に対し、実施例の方では金属製スクレーパ５２の摩耗量はほとんど見られず、３μｍ程度であったが、比較例の方では金属製スクレーパの摩耗量が２５μｍにも及んでいることが確認された。
これにより、金属製スクレーパの摩耗に関して実施例が優れていることが確認された。 When the belt cleaner 26 was idled under the same conditions in both the example and the comparative example, as shown in FIG. 6, as compared with the idling operation continuously performed for 15 hours, the example was made of metal. The wear amount of the scraper 52 was hardly seen, and was about 3 μm. However, in the comparative example, it was confirmed that the wear amount of the metal scraper reached 25 μm.
Thereby, it was confirmed that the examples were excellent in terms of wear of the metal scraper.

（ａ）は本発明に係るクリーニング装置及びこれに用いられるクリーニング部材の概要を示す説明図、（ｂ）は本発明に係る画像形成装置の概要を示す説明図である。(A) is explanatory drawing which shows the outline | summary of the cleaning apparatus concerning this invention, and the cleaning member used for this, (b) is explanatory drawing which shows the outline | summary of the image forming apparatus concerning this invention. 本発明が適用された画像形成装置の実施の形態１の全体構成を示す説明図である。1 is an explanatory diagram showing an overall configuration of Embodiment 1 of an image forming apparatus to which the present invention is applied. （ａ）は実施の形態１で用いられるクリーニング装置（ベルトクリーナ）の要部を記す説明図、（ｂ）は（ａ）中Ｂ部の被覆層の詳細を示す説明図である。(A) is explanatory drawing which describes the principal part of the cleaning apparatus (belt cleaner) used in Embodiment 1, (b) is explanatory drawing which shows the detail of the coating layer of B part in (a). （ａ）は実施の形態２に係るクリーニング装置の概要を示す説明図、（ｂ）（ｃ）は実施の形態２に係るクリーニング装置の変形形態を示す説明図である。(A) is explanatory drawing which shows the outline | summary of the cleaning apparatus which concerns on Embodiment 2, (b) (c) is explanatory drawing which shows the deformation | transformation form of the cleaning apparatus which concerns on Embodiment 2. FIG. （ａ）は実施の形態３に係る画像形成装置の全体構成を示す説明図、（ｂ）は中間転写ベルトの断面構成を示す説明図である。(A) is explanatory drawing which shows the whole structure of the image forming apparatus which concerns on Embodiment 3, (b) is explanatory drawing which shows the cross-sectional structure of an intermediate transfer belt. 実施例、比較例に係るスクレーパの先端摩耗量についての性能実験を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the performance experiment about the tip wear amount of the scraper which concerns on an Example and a comparative example.

符号の説明Explanation of symbols

１…像搬送体，１ａ…像形成担持体，１ｂ…像搬送担持体，２…作像粒子，３（３ａ，３ｂ）…クリーニング装置，４（４ａ，４ｂ）…クリーニング部材，５…ベース基材，６…被覆層，６ａ…表面層，６ｂ…中間層，７…一次転写手段，８…二次転写手段，９…記録材   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image carrier, 1a ... Image forming carrier, 1b ... Image carrier, 2 ... Image forming particle, 3 (3a, 3b) ... Cleaning device, 4 (4a, 4b) ... Cleaning member, 5 ... Base group 6 ... coating layer, 6a ... surface layer, 6b ... intermediate layer, 7 ... primary transfer means, 8 ... secondary transfer means, 9 ... recording material

Claims (9)

像搬送体上に残留する作像粒子を清掃するクリーニング装置において、
像搬送体に接触し且つ像搬送体との接触部形状が像搬送体の移動停止に拘わらず非変形状態に保たれるクリーニング部材を有し、
このクリーニング部材は、板状のＳＵＳ製ベース基材と、このベース基材のうち少なくとも像搬送体との接触部に対応する部分を被覆する被覆層とを備え、
前記被覆層は、
前記ベース基材上にクロム膜、クロムとタングステンカーボンの混合膜、タングステンカーボンとダイヤモンドライクカーボンの混合膜の三層構成の中間層を形成し、この中間層上にダイヤモンドライクカーボン膜（ＤＬＣ膜）からなる表面層を形成したビッカース硬度が１５００Ｈｖ以上のものであることを特徴とするクリーニング装置。 In a cleaning device for cleaning image forming particles remaining on an image carrier,
A cleaning member that is in contact with the image carrier and whose contact portion shape with the image carrier is maintained in an undeformed state regardless of the movement of the image carrier;
The cleaning member includes a plate-shaped SUS base substrate, and a covering layer that covers at least a portion of the base substrate corresponding to a contact portion with the image carrier,
The coating layer is
An intermediate layer having a three-layer structure of a chromium film, a mixed film of chromium and tungsten carbon, and a mixed film of tungsten carbon and diamond-like carbon is formed on the base substrate, and a diamond-like carbon film (DLC film) is formed on the intermediate layer. Vickers hardness to form a surface layer consisting of a cleaning device according to claim der Rukoto or more of 1500 Hv. 請求項１記載のクリーニング装置において、
クリーニング部材はＳＵＳ製ベース基材を用いた金属製スクレーパであることを特徴とするクリーニング装置。 The cleaning device according to claim 1.
A cleaning device, wherein the cleaning member is a metal scraper using a SUS base substrate. 請求項１記載のクリーニング装置において、
被覆層は表面層が最も高硬度な積層構造であることを特徴とするクリーニング装置。 The cleaning device according to claim 1.
A cleaning device, wherein the coating layer surface layer is the most highly hard multilayer structure. 請求項１記載のクリーニング装置において、
作像粒子は形状係数が１４０以下のトナーであることを特徴とするクリーニング装置。 The cleaning device according to claim 1.
An image forming particle is a toner having a shape factor of 140 or less. 請求項１記載のクリーニング装置において、
作像粒子は体積平均粒径が３〜９μｍのトナーであることを特徴とするクリーニング装置。 The cleaning device according to claim 1.
The image forming particle is a toner having a volume average particle diameter of 3 to 9 μm. 請求項１記載のクリーニング装置において、
清掃対象である像搬送体が弾性を有することを特徴とするクリーニング装置。 The cleaning device according to claim 1.
A cleaning device, wherein an image carrier to be cleaned has elasticity. 作像粒子による可視像が搬送される像搬送体と、
この像搬送体上に残留する作像粒子を清掃する請求項１ないし請求項６いずれかに記載のクリーニング装置とを備えることを特徴とする画像形成装置。 An image carrier on which a visible image by image-forming particles is conveyed;
An image forming apparatus comprising: a cleaning device according to any one of claims 1 to 6 for cleaning the image forming particles remaining on the image carrier on. 請求項７記載の画像形成装置のうち、像搬送体が、可視像を形成担持する像形成担持体とこれに対向配置される像搬送担持体とを具備する態様において、
像形成担持体、像搬送担持体には夫々クリーニング装置が配設され、各クリーニング装置は兼用可能な同一構成のクリーニング部材を具備することを特徴とする画像形成装置。 The aspect of the image forming apparatus according to claim 7, wherein the image carrier includes an image forming carrier that forms and carries a visible image, and an image carrier that is disposed to face the image forming carrier.
An image forming apparatus comprising: a cleaning device disposed on each of the image forming carrier and the image transporting carrier; and each cleaning device having a cleaning member having the same configuration. 像搬送体上に残留する作像粒子を清掃するクリーニング装置に設けられ、像搬送体に接触し且つ像搬送体との接触部形状が像搬送体の移動停止に拘わらず非変形状態に保たれるクリーニング部材であって、
板状のＳＵＳ製ベース基材と、このベース基材のうち少なくとも像搬送体との接触部に対応する部分を被覆する被覆層とを備え、
前記被覆層は、
前記ベース基材上にクロム膜、クロムとタングステンカーボンの混合膜、タングステンカーボンとダイヤモンドライクカーボンの混合膜の三層構成の中間層を形成し、この中間層上にダイヤモンドライクカーボン膜（ＤＬＣ膜）からなる表面層を形成したビッカース硬度が１５００Ｈｖ以上のものであることを特徴とするクリーニング部材。 Provided in a cleaning device that cleans image-forming particles remaining on the image carrier, the shape of the contact portion with the image carrier and the contact with the image carrier is kept in an undeformed state regardless of the stoppage of the movement of the image carrier. A cleaning member,
A plate-like base material made of SUS , and a covering layer that covers at least a portion of the base substrate corresponding to a contact portion with the image carrier,
The coating layer is
An intermediate layer having a three-layer structure of a chromium film, a mixed film of chromium and tungsten carbon, and a mixed film of tungsten carbon and diamond-like carbon is formed on the base substrate, and a diamond-like carbon film (DLC film) is formed on the intermediate layer. cleaning member Vickers hardness to form a surface layer made of is characterized der Rukoto more than 1500 Hv.

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