JP2008046365A - スクレーパ、クリーニング装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被クリーニング部材との摺擦による摩耗を効果的に低減し、且つ被クリーニング部材表面のキズの発生を抑制したスクレーパ、ならびに該スクレーパを用いたクリーニング装置を提供する。
【解決手段】被クリーニング部材に接触して、該被クリーニング部材表面の異物を掻き取るスクレーパであって、前記被クリーニング部材に接触する部分が面の形状である（より好ましくは、被クリーニング部材の形状に沿った面の形状である）ことを特徴とするスクレーパ、ならびに該スクレーパを備えたことを特徴とするクリーニング装置。
【選択図】図２

Description

本発明は、像保持体等の被クリーニング部材表面に付着した残留トナーや紙粉等の異物を掻き取るためのスクレーパ、該スクレーパを備えたクリーニング装置、ならびに、該クリーニング装置を備え、複写機、ファクシミリ、プリンター等のトナー画像を紙等の転写媒体に形成する画像形成装置に関する。

複写機やレーザプリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置では、円筒状又は円柱状の感光体ドラムや、複数のローラに掛け回された無端帯状の転写ベルト等の像保持体が用いられている。この像保持体の外周面には静電潜像が形成されると共に、像保持体の外周面に微粉末状のトナーが静電的に付着させられる。これにより、上記の静電潜像に対応したトナー画像が像保持体の外周面に形成される。さらに、像保持体に形成されたトナー画像が紙等の転写媒体の表面に転写されることで転写媒体に画像が形成される。

一方で、上記のような像保持体の表面には、転写媒体にトナー画像を転写した後にも、僅かではあるがトナーが付着している（以下、転写終了後に像保持体に残るトナーを便宜上「残留トナー」と称する）。

この種の残留トナーは、次の画像を形成する際にも像保持体上に残ったままとなるので再び転写媒体上に転写されることになる。従って残留トナーは転写媒体上の汚れとして認識され画質の信頼性を著しく低下させる。このような不具合を解消するため、像保持体から転写媒体へのトナー画像の転写終了後に、像保持体の外周部を清掃するクリーニング装置が設けられており、その一例が下記特許文献１に開示されている。

この種のクリーニング装置は、像保持体の外周面に擦毛の先端側が摺接するブラシローラを備えている。ブラシローラは像保持体の回転軸心に対して平行な方向を軸方向とする軸周りに、モータ等の駆動手段の駆動力によって回転可能に設けられていると共に、電圧が印加されることで擦毛が帯電する構造になっている。

また、このブラシローラの側方にはトナー回収ローラが設けられている。トナー回収ローラはブラシローラの回転軸心に対して平行な方向を軸方向とする軸周りに、モータ等の駆動手段の駆動力によって回転可能に設けられていると共に、電圧が印加されることで帯電する構造になっている。

さらに、トナー回収ローラには、スクレーパが設けられている。スクレーパは、その周縁一部がトナー回収ローラの外周部に摺接又は圧接しており、トナー回収ローラと共に回転する残留トナーに干渉して、残留トナーをトナー回収ローラの外周部から掻き落とす構造になっている。

すなわち、像保持体に先端が触れているブラシローラの擦毛は、静電的に像保持体に付着している残留トナーを吸着する。上記のようにブラシローラは回転しているため、擦毛に吸着された残留トナーは、像保持体から取り除かれる。

さらに、ブラシローラと共に回転する残留トナーは、擦毛がトナー回収ローラに触れた際に、擦毛からトナー回収ローラの外周面に静電的に移動、付着する。これにより、ブラシローラから残留トナーが取り除かれ、トナー回収ローラが一定角度回転すると残留トナーがスクレーパによって掻き落とされる。

上記のように、残留トナー等の異物が像保持体等の被クリーニング部材から取り除かれることで、上述したような画像汚れの発生を防止又は効果的に低減できる。
特開平６−３３２３４９号公報

しかし、被クリーニング部材との摺擦によりスクレーパは磨耗してしまう。特に、従来用いられていたような、被クリーニング部材との接触部（エッジ）が鋭角な形状であるスクレーパにおいては、鋭利なエッジが被クリーニング部材に接触することで過度な応力集中が該エッジに発生し、初期の段階において磨耗速度が速くスクレーパの寿命を短くしてしまう。

一定の力でスクレーパを被クリーニング部材に押し当てている場合、当然磨耗すると実効圧力（力／接触部の面積）が減少するのでクリーニング性能は低下する。特に問題となるのは、残留トナーや、その他、紙粉、チリ、ホコリといったハウスダスト（本明細書においては、これらをまとめて「異物」と称す）がスクレーパに挟まった場合に、繊維状の歪な形状のためすり抜けよりも挟まりの状態が続く場合が多く、挟まった異物付近において被クリーニング部材とスクレーパとの間に隙間ができ、この隙間をトナーが通過しクリーニング不良が継続的に発生することである。クリーニング装置の寿命は、上記のようなスクレーパの磨耗限界によって決まるので、結果としてクリーニング装置が短命となる。

そのため、スクレーパの被クリーニング部材との摺擦による摩耗、特に上述の初期における摩耗を抑制することが求められていた。

本発明は、上記従来における欠点を解決することを目的とする。
即ち、本発明の目的は、被クリーニング部材との摺擦による摩耗を効果的に低減し、且つ被クリーニング部材表面のキズの発生を抑制したスクレーパ、該スクレーパを用いることにより、長寿命であり、長期に渡って安定なクリーニング性能を維持することができるクリーニング装置、ならびに、長寿命であり、長期に渡って高品質な画像を形成することができる画像形成装置を提供することにある。

請求項１に記載する本発明のスクレーパは、被クリーニング部材に接触して、該被クリーニング部材表面の異物を掻き取るスクレーパであって、前記被クリーニング部材に接触する部分が面の形状であることを特徴とする。

ここで、前記被クリーニング部材としては、電子写真方式の画像形成装置に用いられる部材として、その表面にトナーを保持する回転体を挙げることができ、例えば、静電潜像を形成する感光体、中間転写体、該感光体や中間転写体表面からトナーを除去するブラシ部材に接触配置される静電ロール等が挙げられる。

請求項１に記載する本発明のスクレーパは、異物（残留トナー等）を保持する被クリーニング部材の表面に押し当てられ、被クリーニング部材表面上の異物を掻き落とす。ここで、上記スクレーパは、被クリーニング部材に接触する部分（先端部分）が面の形状を有する。即ち、従来のように、被クリーニング部材に対し鋭角なエッジを押し当てるのではなく、面の部分を押し当てるため、押し当て初期における過度な応力集中を回避することができ、その結果、急激な摩耗を効果的に低減することができると共に、被クリーニング部材の表面におけるキズの発生も抑制することができる。

請求項２に記載する本発明のスクレーパは、請求項１に記載の本発明において、被クリーニング部材に接触する部分が、被クリーニング部材の形状に沿った面の形状であることを特徴とする。

請求項２に記載する本発明のスクレーパによれば、被クリーニング部材に押し当てられる部分が面の形状なだけでなく、例えば被クリーニング部材が回転体である場合には、該回転体表面の弧に沿った弧の形状の面を有しており、押し当て初期の段階から被クリーニング部材に接触する領域が広く、摩耗速度のばらつきがなく安定した押し当て圧力を得ることができる。また押し当て初期における過度な応力集中もより効果的に回避することができ、その結果、急激な摩耗を効果的に低減することができると共に、被クリーニング部材の表面におけるキズの発生も抑制することができる。

請求項３に記載する本発明のスクレーパは、請求項１または請求項２に記載の本発明において、被クリーニング部材に接触する部分が、最表面層として高硬度のコート層を有することを特徴とする。

請求項４に記載する本発明のスクレーパは、請求項３に記載の本発明において、前記高硬度のコート層がテトラヘドラルアモルファスカーボン層であることを特徴とする。

請求項３および４に記載する本発明のスクレーパによれば、被クリーニング部材に接触する面形状の部分に高硬度のコート処理が施されているので、従来の鋭角な接触部分（エッジ）を有するスクレーパにコート処理を施した場合に比べ、コート層にかかる押し当て初期における過度な応力集中を回避することができ、コート層の急激な摩耗を効果的に低減することができる。

請求項５に記載の本発明のクリーニング装置は、請求項１〜４の何れかに記載のスクレーパを備えたことを特徴とする。
請求項５に記載の本発明のクリーニング装置によれば、摩耗が効果的に抑制された本発明のスクレーパを用いていることにより、クリーニング装置自体の寿命を長くすることができ、また安定なクリーニング性能を長期に渡って維持することができる。

請求項６に記載の本発明の画像形成装置は、請求項５に記載のクリーニング装置を備えたことを特徴とする。
請求項６に記載の本発明の画像形成装置によれば、長寿命なクリーニング装置を用いていることにより、画像形成装置自体の寿命も長くすることができ、また、長期に渡って安定なクリーニング性能を有するクリーニング装置を用いていることにより、高品質な画像を長期に渡って形成することができる。

本発明によれば、被クリーニング部材との摺擦による摩耗を効果的に低減し、且つ被クリーニング部材表面のキズの発生を抑制したスクレーパ、該スクレーパを用いることにより、長寿命であり、長期に渡って安定なクリーニング性能を維持することができるクリーニング装置、ならびに、長寿命であり、長期に渡って高品質な画像を形成することができる画像形成装置を提供することができる。

＜本実施の形態の構成＞
本発明のスクレーパ、クリーニング装置および画像形成装置を、図面に基づき説明する。
図１には本発明の一実施の形態に係る画像形成装置１０の構成が概略的な正面図によって示されている。

図１に示されるように、画像形成装置１０はベルト部材としての中間転写ベルト１２を備えている。中間転写ベルト１２は、その周方向（長手方向）に沿って所定の大きさの張力が付与された状態で、各々が回転体としての複数（本実施の形態では４つ）のローラ１４、１６、１８、２０に掛け回されている。

ローラ１４〜２０の何れか、例えば、ローラ１４は図示しないモータに機械的に連結されており、モータの駆動力がローラ１４に伝わり、ローラ１４が自らの回転軸心周りに回転すると、中間転写ベルト１２が図１の矢印Ｂ方向に回転する。

また、ローラ１４とローラ１６との間で中間転写ベルト１２の厚さ方向外側（図１の上側）には、複数（本実施の形態では４つ）の画像形成ユニット２２、２４、２６、２８が設けられている。

図１に示されるように、画像形成ユニット２２〜２８の各々は感光体ドラム３０を備えている。感光体ドラム３０は中間転写ベルト１２の幅方向（図１の紙面手前方向及び奥行き方向）に沿って軸方向とされ、画像形成装置１０を構成するフレーム（図示省略）等に自らの回転軸心周りに回転自在に支持され、モータ（図示省略）の駆動力を受けて回転軸心周りの一方（図１の矢印Ｃ方向）へ回転する。

感光体ドラム３０の回転半径方向外側にはクリーナ３２が配置されている。クリーナ３２は、例えば、感光体ドラム３０の回転軸心に対して平行な回転軸心周りに回転するブラシ３４を備えており、このブラシ３４を構成する擦毛が感光体ドラム３０の外周面に接触することで、感光体ドラム３０の外周面に付着している残留トナー等が除去される。

クリーナ３２に対して感光体ドラム３０の回転方向一方（図１の矢印Ｃ方向）の側には帯電器３６が設けられており、感光体ドラム３０の外周面のうち帯電器３６と対向した部位は感光体ドラム３０の回転軸心方向に沿って一様に帯電される。

さらに、帯電器３６に対して感光体ドラム３０の回転方向一方（図１の矢印Ｃ方向）の側には露光器３８が設けられている。露光器３８は感光体ドラム３０へ向けてレーザ光等の光を照射可能な光源（図示省略）を備えており、この光源から発せられた光が、感光体ドラム３０の回転軸心に沿って感光体ドラム３０の外周一部に連続的又は断続的に照射される。これにより、感光体ドラム３０の外周面に静電潜像が形成される。

また、露光器３８に対して感光体ドラム３０の回転方向一方（図１の矢印Ｃ方向）の側には現像手段としての現像器４０が設けられている。現像器４０はトナーカートリッジ４２を備えている。トナーカートリッジ４２には微粉末状のトナーが収容されている。

トナーカートリッジ４２に収容されているトナーの色彩は、画像形成ユニット２２〜２８の各々で異なり、例えば、画像形成ユニット２２を構成するトナーカートリッジ４２に収容されているトナーの色彩はシアン（Ｃ）とされ、画像形成ユニット２４を構成するトナーカートリッジ４２に収容されているトナーの色彩はマゼンタ（Ｍ）とされ、画像形成ユニット２６を構成するトナーカートリッジ４２に収容されているトナーの色彩はイエロー（Ｙ）とされ、画像形成ユニット２８を構成するトナーカートリッジ４２に収容されているトナーの色彩はブラック（Ｋ）とされている。

また、現像器４０は現像ロール４４を備えている。現像ロール４４は感光体ドラム３０の回転軸心に対して平行な軸周りに回転可能とされていると共に、外周部が感光体ドラム３０の外周部に線接触している。

現像ロール４４の外周部にはトナーカートリッジ４２からトナーが供給され、現像ロール４４が感光体ドラム３０に連動して回転することで現像ロール４４の外周部に供給されたトナーを感光体ドラム３０の外周部に付着させることができる。これにより、感光体ドラム３０の外周部に静電潜像に対応したトナー画像が形成される。

さらに、現像器４０に対して感光体ドラム３０の回転方向一方（図１の矢印Ｃ方向）の側で且つ中間転写ベルト１２を介して感光体ドラム３０とは反対側（すなわち、中間転写ベルト１２の内側）には、一次転写ロール４６が設けられている。

中間転写ベルト１２は上記の感光体ドラム３０と一次転写ロール４６との間に挟み込まれている。一次転写ロール４６は電圧が印加されることで周囲に電界を形成し、この電界により感光体ドラム３０に形成されたトナー像を構成するトナーが感光体ドラム３０から中間転写ベルト１２に移る構成になっている。

以上の構成の画像形成ユニット２２〜２８は、中間転写ベルト１２の長手方向（回転周方向）に沿って所定間隔毎に配置されており、図示しないコンピュータ等の制御手段により各画像形成ユニット２２〜２８の露光器３８や現像器４０が制御されている。

一方、画像形成装置１０はカートリッジ４８を備えている。カートリッジ４８は、例えば、上端が開口した略箱状に形成されており、その内側には転写媒体としての用紙５０が厚さ方向に重ねられた状態で集積されている。カートリッジ４８から上記のローラ２０の近傍までの間には、用紙５０の搬送路を構成する搬送ローラ対５２が設けられている。

搬送ローラ対５２は、回転軸心が互いに平行な一対の搬送ローラ５４により構成されており、モータ等の駆動手段の駆動力でこれらの搬送ローラ５４が回転すると、１枚の用紙５０がカートリッジ４８から引き出され、図１の一点鎖線の矢印Ｐ方向に用紙５０が搬送される。

また、中間転写ベルト１２を介してローラ２０とは反対側（すなわち、中間転写ベルト１２の外側）には二次転写ロール５６が設けられいる。二次転写ロール５６はローラ２０の回転軸心と平行な軸周りに回転可能とされており、上記の搬送ローラ対５２により搬送された用紙５０は、ローラ２０に掛け回された中間転写ベルト１２と二次転写ロール５６との間に搬送される。

二次転写ロール５６は、上記の一次転写ロール４６と同様に印加されることで周囲に電界を形成し、この電界により中間転写ベルト１２の外周面に形成されたトナー像を構成するトナーが中間転写ベルト１２から用紙５０に移り、これにより、用紙５０に画像が形成される。

一方、図１に示されるようにローラ１４の側方にはクリーニング装置７０が設けられている。クリーニング装置７０は、ブラシ７２を備えている。ブラシ７２は、回転軸心が中間転写ベルト１２の幅方向（ローラ１４の軸方向）に沿ったシャフト７４を備えている。シャフト７４は図示しないモータ等の駆動手段の駆動力で自らに回転軸心周りに回転可能とされている。シャフト７４の外周部には擦毛７６が設けられている。

擦毛７６は、例えば、ナイロン等の合成樹脂材によりパイル長が５ｍｍで太さが６デニール程度の繊維状に形成されている。また、擦毛７６は１５０Ｖ程度の電圧を印加した際の抵抗値は、１×１０^７Ω・ｃｍ以上とされており、ブラシ７２に電気的に接続された図示しない電源によってブラシ７２に電圧が印加されると、擦毛７６が帯電する。

さらに、擦毛７６は先端側が中間転写ベルト１２へ向いた際に先端側が中間転写ベルト１２の外周面に摺接するようにブラシ７２が配置されている。

また、ブラシ７２の側方には静電ロール７８が設けられている。静電ロール７８は、回転軸心がシャフト７４の軸方向に対して平行な円筒形状又は円柱形状に形成されており、図示しないモータ等の駆動手段の駆動力によって自らの回転軸心周りにブラシ７２と同方向に回転する。

静電ロール７８は、カーボンが分散されたフェノール樹脂等の合成樹脂材によって形成されており、静電ロール７８に電気的に接続された図示しない電源によって静電ロール７８に電圧が印加されると、静電ロール７８の外周部が帯電する。

また、静電ロール７８の外周面には微小の凹凸が多数形成されていると共に、上記のブラシ７２の擦毛７６が静電ロール７８の側を向いた際には擦毛７６の先端側が静電ロール７８に摺接している。

さらに、静電ロール７８の外周部の側方には、スクレーパ８０が設けられている。スクレーパ８０は、例えば、ＳＵＳ、高硬度の弾性体などによって形成されており、先端部（被クリーニング部材に接触する部分）が高硬度のコート層（具体例としては、テトラヘドラルアモルファスカーボン層、ダイヤモンドライクカーボン層など）によって被覆されていることが好ましい。また、長手方向寸法が静電ロール７８の軸方向寸法以上に設定された板状に形成されていることが好ましく、スクレーパ８０は、その幅方向一端部が静電ロール７８の外周部に摺接または自らのバネ性で圧接している。

ここで、上記スクレーパ８０の形状について、図２を用いて説明する。図２（Ａ）は、「被クリーニング部材に接触する部分が面の形状である」本発明の一実施形態に係るスクレーパ８０を示す概略断面図である。
図２（Ａ）に記載のスクレーパ８０は、先端部（被クリーニング部材に接触する部分）が面の形状に成形されたスクレーパ芯材８０Ａの該先端部が高硬度コート層８０Ｂによって被覆された構成を有しており、高硬度コート層８０Ｂの面の形状を有する先端部が静電ロール７８に押し当てられている。

また図２（Ｂ）は、「被クリーニング部材に接触する部分が、被クリーニング部材の形状に沿った面の形状である」本発明の一実施形態に係るスクレーパ８０を示す概略断面図である。
図２（Ｂ）に記載のスクレーパ８０は、先端部（被クリーニング部材に接触する部分）が被クリーニング部材の形状に沿った面の形状に成形されたスクレーパ芯材８０Ｃの該先端部が高硬度コート層８０Ｄによって被覆された構成を有しており、高硬度コート層８０Ｄの被クリーニング部材（図２（Ｂ）においては静電ロール７８）の形状に沿った面の形状を有する先端部が静電ロール７８に押し当てられている。

尚ここで、前記高硬度コート層の一例として、特に好ましいテトラヘドラルアモルファスカーボン層（ｔａ−Ｃ層）について説明する。
本発明で用いるｔａ−Ｃは、炭素質からなる高硬度、高ヤング率の物質で、従来からあるダイヤモンドライクカーボンより硬度が高いため、被クリーニング部材との摺擦による磨耗の抑制に特に優れている。

ｔａ−Ｃ層の形成は、黒鉛のバキュームアーク放電により炭素プラズマを発生させ、そこからイオン化した炭素を抽出・堆積させる、フィルター・カソード・バキューム・アーク（ＦＣＶＡ）法により行うことができ、ＮＩＴ社製のＦＣＶＡ装置を用いて行われる。形成条件としては、成膜温度０〜８０℃（より好ましくは２０〜８０℃、特に好ましくは４０〜８０℃）、成膜速度１．５ｎｍ／ｓが好ましい。

中間転写ベルト１２の回転周方向に沿って上記のブラシ７２よりも下流側にはブラシ８２が設けられている。ブラシ８２はブラシ７２と同じ構造とされており、また、ブラシ８２の側方には静電ロール７８と同じ構造の静電ロール８４が配置され、更に、静電ロール８４の側方には、スクレーパ８０と同じ構造のスクレーパ８６が設けられている。

すなわち、ブラシ７２、静電ロール７８、及びスクレーパ８０で１組のクリーニング機構とした際に、本実施の形態では、このクリーニング機構が２組設けられた構成になっている。
尚、上流側のクリーニング機構と下流側のクリーニング機構とでは、ブラシにおける擦毛のパイル長、太さ、印加電圧、静電ロールにおける印加電圧等の条件を適宜変更することも好ましい。

＜本実施の形態の作用、効果＞
次に、本実施の形態の作用並びに効果について説明する。

本実施の形態に係る画像形成装置１０では、ローラ１４に対してモータの駆動力が付与されてローラ１４が図１の矢印Ｆ方向に回転すると、ローラ１４〜２０に掛け回されている中間転写ベルト１２が図１の矢印Ｂ方向に回転する。この状態で、各画像形成ユニット２２〜２８がコンピュータ等の制御手段に制御されつつ作動する。

画像形成ユニット２２では、図１の矢印Ｃ方向に回転する感光体ドラム３０の外周面に対して、クリーナ３２のブラシ３４が接し、これによって感光体ドラム３０の外周面に付着している残留トナー等が除去される。次いで、帯電器３６により回転する感光体ドラム３０の外周面に対してその回転軸心に沿って一様に電荷が付与されると、露光器３８から発せられた光が感光体ドラム３０の外周面に照射され、これにより、感光体ドラム３０の外周面に静電潜像が形成される。

さらに、回転する感光体ドラム３０の外周面に現像器４０の現像ロール４４が接触することで感光体ドラム３０の外周面に静電潜像に対応したトナー画像が形成される。感光体ドラム３０の外周面に形成されたトナー画像を構成するトナーは、感光体ドラム３０の外周面が中間転写ベルト１２に接触した際に一次転写ロール４６が形成する電界によって中間転写ベルト１２に移る。

このようにして、各画像形成ユニット２２〜２８にて色彩の異なるトナーが中間転写ベルト１２の外周面上で重ね合わされることで、カラーのトナー画像が中間転写ベルト１２の外周面上に形成される。

次いで、中間転写ベルト１２が回転して、トナー画像が転写された部分が、搬送ローラ対５２により搬送された用紙５０の表面と対向すると、二次転写ロール５６が形成する電界によってトナー画像を構成するトナーが中間転写ベルト１２から用紙５０の表面に移り、これにより、用紙５０の表面にトナー画像が転写される。

次に、このようにトナー画像が用紙５０に転写された後の中間転写ベルト１２には、僅かではあるが、用紙５０に転写しきれずに中間転写ベルト１２の外周面に付着したトナー、所謂「残留トナー」が残る。また、中間転写ベルト１２上のトナー画像を用紙５０に転写する際に、例えば、用紙５０に付着している微小な紙粉等の異物が中間転写ベルト１２の外周面に付着する。

このような残留トナーや微小な異物が付着した中間転写ベルト１２は、回転することでローラ１４へ向かう。

一方、この状態では、クリーニング装置７０が作動しており、ブラシ７２及びブラシ８２の各シャフト７４が、中間転写ベルト１２の回転方向（図１の矢印Ｂ方向）とは反対向き（図１の矢印Ｅ方向）に回転している。また、この状態では、静電ロール７８がシャフト７４の回転方向と同じ方向（すなわち、図１の矢印Ｅ方向）へ回転しており、静電ロール８４がシャフト７４の回転方向と同じ方向（すなわち、図１の矢印Ｅ方向）へ回転している。さらに、この状態では、ブラシ７２、８２の各擦毛７６や、静電ロール７８、８４が帯電している。

回転することでローラ１４へ向かう中間転写ベルト１２は、先ず、ブラシ７２との対向位置である除去位置に到達する。この除去位置では、ブラシ７２の擦毛７６の先端側が中間転写ベルト１２に摺接しており、中間転写ベルト１２の外周面に付着している残留トナーや微小な異物はブラシ７２の擦毛７６の先端側に触れる。

上記のように、ブラシ７２の擦毛７６は帯電しているため、擦毛７６は静電的に残留トナーや微小な異物を吸着し、中間転写ベルト１２から残留トナーや微小な異物を取り除く。

また、中間転写ベルト１２と共に回転することでブラシ７２の擦毛７６に吸着されなかった残留トナーや微小な異物は、中間転写ベルト１２の回転によってブラシ８２との対向位置である除去位置に到達する。

このブラシ８２での除去位置でもブラシ７２での除去位置と同様に、帯電したブラシ８２の擦毛７６の先端側が中間転写ベルト１２の外周面に摺接している。このため、残留トナーや微小な異物がブラシ８２の擦毛７６によって静電的に吸着され、中間転写ベルト１２から残留トナーや微小な異物が取り除かれる。

このように、ブラシ７２の擦毛７６によって残留トナーや微小な異物が取りきれなくても、本画像形成装置１０では、中間転写ベルト１２の回転周方向に沿ってブラシ７２の下流側に位置するブラシ８２の擦毛７６が残留トナーや微小な異物を取り除く。このため、本画像形成装置１０では、クリーニング装置７０から画像形成ユニット２２へ向かう中間転写ベルト１２の外周面上に残留トナーや微小な異物が残ることを防止又は極めて効果的に軽減できる。

これにより、画像形成ユニット２２、２４、２６、２８にて形成されたトナー像の一部が、残留トナーや微小な異物の上に形成されることを防止又は極めて効果的に軽減でき、トナー像を用紙５０に転写することで形成される用紙５０の画像の品質を効果的に向上できる。

一方、クリーニング装置７０のブラシ７２、８２は図示しないモータの駆動力で回転している。このため、ブラシ７２の擦毛７６に付着している残留トナーや微小な異物はブラシ７２の回転によって静電ロール７８との対向位置である捕獲位置に到達する。上記のように外周部に微小な凹凸が形成された静電ロール７８の外周部は帯電しているため、ブラシ７２の擦毛７６に付着している残留トナーや微小な異物はブラシ７２の擦毛７６から静電ロール７８の外周部に移り、静電ロール７８によって残留トナーや微小な異物が捕獲される。

また、静電ロール８４でも静電ロール７８と同様で、ブラシ８２の擦毛７６に付着していた残留トナーや微小な異物が静電ロール８４に捕獲される。

このように、ブラシ７２、８２の擦毛７６に付着していた残留トナーや微小な異物が静電ロール７８、８４に捕獲されて擦毛７６から静電ロール７８、８４に移ることで、ブラシ７２、８２が回転して、擦毛７６が再度中間転写ベルト１２の外周面に摺接しても、擦毛７６から中間転写ベルト１２に残留トナーや微小な異物が再付着することがない。

したがって、これによっても、クリーニング装置７０から画像形成ユニット２２へ向かう中間転写ベルト１２の外周面上に残留トナーや微小な異物が残ることを防止又は極めて効果的に軽減できる。

一方、静電ロール７８、８４は図示しないモータの駆動力で回転している。このため、静電ロール７８の外周部に付着している残留トナーや微小な異物は静電ロール７８の回転によってスクレーパ８０との摺接位置に到達する。上記のようにスクレーパ８０は、静電ロール７８の外周部に摺接又は圧接しているため、静電ロール７８の外周部に付着している残留トナーや微小な異物はスクレーパ８０に接触する。

残留トナーや微小な異物は静電ロール７８と共に回転しようとするが、残留トナーや微小な異物はスクレーパ８０に接触することでスクレーパ８０に堰き止められ、スクレーパ８０と静電ロール７８との摺接位置で残留トナーや微小な異物が掻き集められる。これにより、基本的にはスクレーパ８０と静電ロール７８との摺接位置よりも静電ロール７８の回転方向下流側へ残留トナーや微小な異物が移動することはない。

また、静電ロール８４でも静電ロール７８と同様にスクレーパ８６によって残留トナーや微小な異物が掻き集められ、スクレーパ８６と静電ロール８４との摺接位置よりも静電ロール８４の回転方向下流側への残留トナーや微小な異物の移動が防止される。

尚、仮にスクレーパ８０として従来の鋭角なエッジを有するスクレーパを用いた場合であれば、図３（Ａ）に示すように、押し当て初期における過度な応力集中のために摩耗が激しく、スクレーパ芯材８０Ｅの先端部が高硬度コート層８０Ｆで被覆されていても早期に摩耗が発生し、スクレーパ８０の摩耗限界を早期に迎えることにより、寿命の短いクリーニング装置となる。
しかし、本発明のスクレーパ、例えば図２（Ｂ）に示すスクレーパ８０を用いた場合であれば、図３（Ｂ）に示すように、静電ロール７８に接触する部分が静電ロール７８に沿った面の形状を有していることにより、押し当て初期の段階から静電ロール７８に接触する領域が広く、摩耗速度のばらつきがなく安定した押し当て圧力を得ることができる。また押し当て初期における過度な応力集中も効果的に回避することができ、その結果、急激な摩耗を効果的に低減することができると共に、静電ロール７８の表面におけるキズの発生も抑制することができる。

したがって、各静電ロール７８、８４から各ブラシ７２、８２の擦毛７６へ残留トナーや微小な異物が再付着することが防止又は極めて効果的に低減され、且つその安定なクリーニング性能が長期に渡って維持される。この結果、クリーニング装置７０から画像形成ユニット２２へ向かう中間転写ベルト１２の外周面上に残留トナーや微小な異物が残ることを防止又は極めて効果的に軽減できる。

このように、本発明のスクレーパでは、被クリーニング部材との摺擦による摩耗を効果的に低減し、且つ被クリーニング部材表面のキズの発生を抑制することができ、該スクレーパを備えた本発明のクリーニング装置は、長寿命であり、長期に渡って安定なクリーニング性能を維持することができる。また、該クリーニング装置を備えた本発明の画像形成装置は、長寿命であり、長期に渡って高品質な画像を形成することができる。

なお、本実施の形態では、上記のように、クリーニング装置７０として、ブラシ７２と静電ロール７８とスクレーパ８０とを有し、スクレーパ８０に本発明のスクレーパを適用した構成を示したが、請求項５に記載の本発明の観点からすれば、中間転写ベルト１２表面に本発明のスクレーパを直接接触させるクリーニング装置であってもよい。
また、本実施の形態では、上記のように、中間転写ベルト１２のクリーニング装置７０に本発明のクリーニング装置を適用した構成を示したが、請求項６に記載の本発明の観点からすれば、感光体３０のクリーニング装置３２や、その他いずれのクリーニング装置として本発明のクリーニング装置を適用した態様であってもよい。

以下実施例により、本発明の効果をより詳細に説明する。
＜実施例１＞
図１に示す画像形成装置１０において、中間転写ベルト１２のクリーニング装置７０として、下記のブラシ７２，８２、静電ロール７８，８４、スクレーパ８０，８６を適用した画像形成装置１０を準備した。

−ブラシ−
（上流側のブラシ７２）
・回転方向および速度 ＝ 中間転写ベルトと同方向（矢印Ｅ方向）に４００ｍｍ／ｓ
・印加電圧 ＝ シャフトに＋４００Ｖ印加
・擦毛 ＝ ナイロン、パイル長５ｍｍ、繊維太さ６Ｄ、
１２０Ｋ本／ｉｎｃｈ^２、繊維抵抗１０ＬｏｇΩ
・ロール外径（シャフト半径＋パイル長） ＝ φ１４ｍｍ
（下流側のブラシ８２）
・回転方向および速度 ＝ 中間転写ベルトと同方向（矢印Ｅ方向）に７４．９ｍｍ／ｓ
・印加電圧 ＝ シャフトに−１００Ｖ印加
・擦毛 ＝ ナイロン、パイル長３ｍｍ、繊維太さ２Ｄ、
４３０Ｋ本／ｉｎｃｈ^２、繊維抵抗１０ＬｏｇΩ
・ロール外径（シャフト半径＋パイル長））＝ φ１０ｍｍ

−静電ロール−
（上流側静電ロール７８）
・回転方向および速度 ＝ ブラシ７２と同方向（矢印Ｅ方向）に４００ｍｍ／ｓ
・印加電圧 ＝ シャフトに＋８００Ｖ印加
・ロール ＝ フェノール樹脂にカーボンを分散した材質、
ロール外径φ１４ｍｍ、抵抗８ＬｏｇΩ
（下流側静電ロール８４）
・回転方向および速度 ＝ ブラシ８２と同方向（矢印Ｅ方向）に７４．９ｍｍ／ｓ
・印加電圧 ＝ シャフトに−５００Ｖ印加
・ロール ＝ フェノール樹脂にカーボンを分散した材質、
ロール外径φ１０ｍｍ、抵抗８ＬｏｇΩ

−スクレーパ８０および８６−
・材質 ＝ ＳＵＳ
・初期摺接圧力 ＝ ４．３０ｇｆ／ｍｍ
・形状 ＝ 図２（Ｂ）に示す形状

＜比較例１＞
スクレーパ８０および８６の形状を図３（Ａ）に示す形状のスクレーパに変更した以外、実施例１と同様にして画像形成装置を準備した。

＜実施例２＞
スクレーパ８０および８６の先端部（静電ロール７８，８４に接触する部分）およびその周辺に、厚さ３μｍのテトラヘドラルアモルファスカーボン（ｔａ−Ｃ）層を形成した以外は、実施例１と同様にして画像形成装置を準備した。

＜比較例２＞
スクレーパ８０および８６の先端部（静電ロール７８，８４に接触する部分）およびその周辺に、厚さ３μｍのテトラヘドラルアモルファスカーボン（ｔａ−Ｃ）層を形成した以外は、比較例１と同様にして画像形成装置を準備した。

［評価］
高速，高画質機として、図１に示す画像形成装置１０の中間転写ベルト１２を、プロセススピード４００ｍｍ／ｓで回転させた。実験方法は、磨耗トレンドが実機と同じであるように調整されたオフラインベンチにて、静電ロール７８，８４にスクレーパ８０，８６を押し当ててトナーを供給しながら回転させ、スクレーパ８０，８６を磨耗させ、摩耗幅（摩耗した厚さ）を測定した。また、静電ロール７８，８４表面のフィルミングの発生状況をレーザー顕微鏡により確認した。

図４には、実施例１および比較例１における、静電ロール７８，８４の回転サイクルを用紙枚数（５０ｋ、１００ｋ、２００ｋ、４００ｋ、８００ｋ枚）に換算した場合の摩耗幅をプロットした評価結果を示す。磨耗限界に達した時点でクリーニング装置の寿命であるので、結果は、寿命が約２倍に延びた。

図５には、実施例２および比較例２における摩耗幅の評価結果を示す。結果は、寿命が４倍以上も延ばすことができた。

また、フィルミングの発生状況の結果を下記表１に示す。実施例１と比較例１との対比では、静電ロール７８，８４の表面のトナーフィルミングは、比較例１では約１００ｋ枚で発生しているが、実施例１では２００ｋ枚まで抑止することができた。また、実施例２と比較例２との対比では、比較例２では２００ｋ枚程度で発生していたのに対し、実施例２では８００ｋ枚まで抑止することができた。
これは、従来では初期の過度な押し付け圧力により、ロール表面の削りかすやスクレーパの磨耗かすが静電ロール表面に埋まり込み、そこを起因としてトナーがフィルミングを起こしていたが、初期の過度な圧力を低減することができたことでフィルミングの起因となる埋まり込みを抑制できたためであると推察される。

本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の構成を概略的に示す正面図である。 （Ａ）は、本発明の一実施の形態に係るスクレーパの形状を示す概略断面図であり、（Ｂ）は、本発明の他の形態に係るスクレーパの形状を示す概略断面図である。 （Ａ）は、従来のスクレーパを用いた場合の経時における摩耗状況を示す概略的な断面図であり、（Ｂ）は、本発明のスクレーパを用いた場合の経時における摩耗状況を示す概略的な断面図である。 実施例におけるスクレーパの摩耗幅の評価結果を示すグラフである。 実施例におけるスクレーパの摩耗幅の評価結果を示すグラフである。

符号の説明

１０ 画像形成装置
１２ 中間転写ベルト（像保持体）
５０ 用紙（転写媒体）
７０ クリーニング装置
７２ ブラシ
７８ 静電ロール
８０ スクレーパ
８２ ブラシ
８４ 静電ロール
８６ スクレーパ

Claims (6)

1. 被クリーニング部材に接触して、該被クリーニング部材表面の異物を掻き取るスクレーパであって、
   前記被クリーニング部材に接触する部分が面の形状であることを特徴とするスクレーパ。
2. 前記被クリーニング部材に接触する部分が、被クリーニング部材の形状に沿った面の形状であることを特徴とする請求項１に記載のスクレーパ。
3. 前記被クリーニング部材に接触する部分が、最表面層として高硬度のコート層を有することを特徴とする請求項１または２に記載のスクレーパ。
4. 前記高硬度のコート層がテトラヘドラルアモルファスカーボン層であることを特徴とする請求項３に記載のスクレーパ。
5. 請求項１〜４の何れか１項に記載のスクレーパを備えたことを特徴とするクリーニング装置。
6. 請求項５に記載のクリーニング装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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