JP2011180535A - 中間転写ベルト用クリーニングローラ、中間転写ベルト用クリーニング装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高いクリーニング性能を発揮する中間転写ベルト用クリーニングローラ及び中間転写ベルト用クリーニング装置、並びに、高品質の画像を形成できる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】導電性カーボンブラックと前記導電性カーボンブラック以外の導電性粒子とを含有するシリコーン発泡弾性層３を備えて成り、アスカーＦ硬度が４５〜９０であることを特徴とする中間転写ベルト用クリーニングローラ１、及び、中間転写ベルトと現像剤が転写される前記中間転写ベルトの被転写面に圧接するように配置された前記中間転写ベルト用クリーニングローラ１とを備えて成ることを特徴とする中間転写ベルト用クリーニング装置、並びに、この中間転写ベルト用クリーニング装置を備えて成ることを特徴とする画像形成装置。
【選択図】 図１

Description

この発明は、中間転写ベルト用クリーニングローラ、中間転写ベルト用クリーニング装置及び画像形成装置に関し、さらに詳しくは、高いクリーニング性能を発揮する中間転写ベルト用クリーニングローラ及び中間転写ベルト用クリーニング装置、並びに、高品質の画像を形成できる画像形成装置に関する。

レーザープリンタ、複写機、ビデオプリンタ、ファクシミリ、これらの複合機等には、電子写真方式を利用した各種の画像形成装置が採用されている。電子写真方式を利用した画像形成装置には、所望のように転写又は搬送されなかった現像剤を除去するクリーニング装置が設けられることがある。クリーニング装置には、クリーニングブレード等で残存した現像剤を掻き落とすブレード方式、現像剤を転写等する転写体に接触して現像剤を受領するクリーニングローラ方式等がある。

特許文献１には、「硬度１０〜４０、体積抵抗率１０^５〜１０^９Ω・ｃｍを有するポリウレタンエラストマーからなる基材の表面に、研磨剤粒子を含む導電性塗膜が形成されていることを特徴とする電子写真装置用クリーニング・ローラ」が記載されている。そして、この電子写真装置用クリーニング・ローラは、「感光体の表面の残留トナーを除去する」ローラであり（０００１欄）、前記基材は「シリカとカーボンブラックとを含有」している。

一方、特許文献２には、「シリコーンゴムコンパウンド１００重量部に対して、導電性付与剤が５〜４０重量部、導電性金属酸化物が１〜１００重量部、発泡剤が０．０５〜１００重量部及び必要量の硬化剤を含有するシリコーンゴム組成物を発泡、硬化させたものを、体積抵抗値が半導電領域の１０^３〜１０^１１Ωの弾性半導電体層として、導電性軸体の外側に配置するとともに、該弾性半導電体層の成形後の抵抗値をＲ１、通電後の抵抗値をＲ２とした時に、Ｒ２／Ｒ１≦２．０となる関係を満たすようにしたことを特徴とする半導電性スポンジロール」が記載されている。そして、この半導電性スポンジロールは「感光体の表面の残留トナーを除去する」ローラであり（０００１欄）、その弾性半導電体層は「１〜１００質量部の酸化亜鉛とＣＢとを含有」している（実施例欄）。

ところで、画像形成装置には、感光体の他に無端状の中間転写ベルトを備え、現像剤像を感光体から中間転写ベルトに一旦転写し、次いで、中間転写ベルトから記録体に転写する中間転写方式がある。このような中間転写方式の画像形成装置においても、高品質の画像を形成するには記録体に転写されずに中間転写ベルトの表面に残存した現像剤を除去する必要がある。

特開平０６−４３７９２号公報 特開２００２−２３４８４号公報

ところが、感光体と中間転写ベルトとはその特性及び機能が大きく異なるから、感光体用クリーニングローラを中間転写ベルトのクリーニングローラとして転用しても十分なクリーニング性能を発揮しないことが通常である。実際に感光体用クリーニングローラを中間転写ベルトのクリーニングローラとして転用すると、例えば、中間転写ベルトとの当接幅（ニップ幅とも称する。）を十分に確保しにくく、また、高電圧領域における電気抵抗値のばらつきが発生しやすく、十分なクリーニング性能を発揮しない。

したがって、この発明は、高いクリーニング性能を発揮する中間転写ベルト用クリーニングローラ及び中間転写ベルト用クリーニング装置を提供することを、目的とする。

また、この発明は、高品質の画像を形成できる画像形成装置を提供することを、目的とする。

前記課題を解決するための手段として、
請求項１は、導電性カーボンブラックと前記導電性カーボンブラック以外の導電性粒子とを含有するシリコーン発泡弾性層を備えて成り、アスカーＦ硬度が４５〜９０であることを特徴とする中間転写ベルト用クリーニングローラであり、
請求項２は、前記導電性粒子が、導電性金属酸化物であることを特徴とする請求項１に記載の中間転写ベルト用クリーニングローラであり、
請求項３は、中間転写ベルトと、現像剤が転写される前記中間転写ベルトの被転写面に外周面が接するように配置された請求項１又は２に記載の中間転写ベルト用クリーニングローラとを備えて成ることを特徴とする中間転写ベルト用クリーニング装置であり、
請求項４は、請求項３に記載の中間転写ベルト用クリーニング装置を備えて成ることを特徴とする画像形成装置である。

この発明に係る中間転写ベルト用クリーニングローラ及び中間転写ベルト用クリーニング装置は、前記構成を有しているから、中間転写ベルトとの十分なニップ幅を確保できるにもかかわらず転写ベルトの走行に容易に従動する。したがって、この発明によれば、高いクリーニング性能を発揮する中間転写ベルト用クリーニングローラ及び中間転写ベルト用クリーニング装置を提供することができる。

また、この発明に係る画像形成装置は、この発明に係る中間転写ベルト用クリーニングローラを備えているから、中間転写ベルト用クリーニングローラで中間転写ベルトに残存する現像剤を除去することができる。したがって、この発明によれば、高品質の画像を形成できる画像形成装置を提供することができる。

図１は、この発明に係る中間転写ベルト用クリーニングローラの一例である中間転写ベルト用クリーニングローラを示す斜視図である。 図２は、この発明に係る中間転写ベルト用クリーニング装置の一例を備えた、この発明に係る画像形成装置の一例であるタンデム型カラー画像形成装置の概略図である。 図３は、この発明に係る中間転写ベルト用クリーニング装置の一例を備えた、この発明に係る画像形成装置の一例であるマルチパス型カラー画像形成装置の概略図である。

この発明に係る中間転写ベルト用クリーニングローラは、シリコーン発泡弾性層を備えて成り、アスカーＦ硬度が４５〜９０である。したがって、この発明に係る中間転写ベルト用クリーニングローラは、前記シリコーン発泡弾性層を備えていればよく、これらに加えて、軸体、他の層又は膜等を備えていてもよい。

この発明に係る中間転写ベルト用クリーニングローラの一実施例としての中間転写ベルト用クリーニングローラ１は、図１に示されるように、軸体２と、軸体２の外周面に形成されたシリコーン発泡弾性層（以下、単に発泡弾性層と称することがある。）３とを備えている。

前記中間転写ベルト用クリーニングローラ（以下、単にクリーニングローラと称することがある。）１は、従来のローラよりも硬度が小さく、具体的には、アスカーＦ硬度が４５〜９０である。アスカーＦ硬度が４５未満であると、中間転写ベルトとの十分なニップ幅を確保できても、硬度が小さすぎて中間転写ベルトの走行によるわずかな力又は衝撃で大きく変形しやすく、また、中間転写ベルトとの摩擦力が大きくなって必要とするトルク力が高くなるという理由で、高いクリーニング性能を発揮できなくなる。一方、アスカーＦ硬度が９０を超えると、硬度が大きすぎてクリーニングローラ自体が変形しにくくなるから、中間転写ベルトの走行面に十分に密接して転写ベルトに対して十分なニップ幅を確保できなくなることがある。この発明において、中間転写ベルトの十分なニップ幅と中間転写ベルトへの密接状態を高い水準で両立した状態で中間転写ベルトの高いクリーニング性能を維持できる点で、アスカーＦ硬度は、５０〜８０であるのが好ましく、５５〜７５であるのが特に好ましい。アスカーＦ硬度は、中間転写ベルト用クリーニングローラ１の湾曲した外表面に硬度計の押圧子の中心部を押し付け、かつ、基準面が前記中間転写ベルト用クリーニングローラ１の外表面に接触した瞬間の目盛りを読み取ることで得られる値である。実際には、高分子計器株式会社製「アスカーゴム硬度計Ｆ型」を用いて測定できる。

前記クリーニングローラ１は、従来のローラよりも電気抵抗率が大きく、具体的には、電気抵抗率が１０^４〜１０^８Ω・ｃｍであるのが好ましく、１０^６〜１０^７Ω・ｃｍであるのが特に好ましい。前記電気抵抗率はクリーニングローラ１を使用する前の電気抵抗率である。電気抵抗率が前記範囲内にあると、残存する現像剤を中間転写ベルトから受取りやすくなり、より一層高いクリーニング性能を発揮できる。前記電気抵抗率は、例えば、電気抵抗計（商品名：ＵＬＴＲＡ ＨＩＧＨ ＲＥＳＩＳＴＡＮＣＥ ＭＥＴＥＲ Ｒ８３４０Ａ、株式会社アドバンテスト製）を用い、前記クリーニングローラ１を水平に置き、５ｍｍの厚さ、３０ｍｍの幅、及び、前記クリーニングローラ１の前記発泡弾性層３全体を載せることのできる長さを有する金メッキ製板を電極とし、５００ｇの荷重を前記クリーニングローラ１における軸体２の両端それぞれに支持させた状態（合計荷重１０００ｇ）にして、軸体２と電極との間にＤＣ５００Ｖを印加し、１秒後の電気抵抗計の値を読み取り、この値を電気抵抗値とする方法に準拠して、測定することができる。

前記クリーニングローラ１は通電上昇率が軽減されている。ここで、通電上昇率とは、クリーニングローラ１に特定電圧の電流を通電する前と後との電気抵抗率の比であり、この発明において電気抵抗値のばらつきに代わる指標である。この発明において、前記通電上昇率は、前記クリーニングローラ１に電流を通電する前の電気抵抗率（σｖ１）と電流を通電した後の電気抵抗率（σｖ２）との抵抗率比（σｖ２／σｖ１）である。前記クリーニングローラ１はこの抵抗率比（σｖ２／σｖ１）が３．０以下であるのが好ましく、特に好ましくは２．０以下である。クリーニングローラ１の抵抗率比（σｖ２／σｖ１）が前記範囲内に抑えられていると、クリーニングローラ１の初期特性を維持して中間転写ベルトの経時的な特性変動を十分に抑えることができ、通電前後においてほぼ均一なクリーニング性能を発揮するから中間転写ベルトに付着した現像剤を所望のように除去できる。

前記通電上昇率すなわち前記抵抗率比（σｖ２／σｖ１）は、クリーニングローラ１に電圧を印加する前の電気抵抗率（σｖ１）と、クリーニングローラ１に１０００Ｖの電圧を１０分おきに合計６回印加した後の電気抵抗率（σｖ２）とを以下のようにして測定し、前記電気抵抗率（σｖ１）に対する前記電気抵抗率（σｖ２）の比（σｖ２／σｖ１）として算出される。電圧を印加する前の電気抵抗率（σｖ１）は前記電気抵抗率と基本的に同様にして測定できる。電圧を印加した後の電気抵抗率（σｖ２）は、例えば、電気抵抗計（商品名：ＵＬＴＲＡ ＨＩＧＨ ＲＥＳＩＳＴＡＮＣＥ ＭＥＴＥＲ Ｒ８３４０Ａ、株式会社アドバンテスト製）を用い、前記クリーニングローラ１を水平に置き、５ｍｍの厚さ、３０ｍｍの幅、及び、前記クリーニングローラ１の前記発泡弾性層３全体を載せることのできる長さを有する金メッキ製板を電極とし、５００ｇの荷重を前記クリーニングローラ１における軸体２の両端それぞれに支持させた状態（合計荷重１０００ｇ）にして、軸体２と電極との間に印加電圧１０００Ｖを１０分おきに合計６回印加し、６回目に印加した１秒後の電気抵抗計の値を読み取り、この値を電気抵抗値（σｖ２）とする方法に準拠して、測定することができる。

前記通電上昇率は高電圧が印加されるローラに特に要求される特性であり、このようなローラとして、中間転写ベルト用クリーニングローラ、定着ローラ等が挙げられる。中間転写ベルト用クリーニングローラ１は、前記構成特にアスカーＦ硬度を有し、好ましくは前記範囲内の抵抗率比（σｖ２／σｖ１）を有しているから、従来のローラよりも硬度が小さく十分なニップ幅が要求されると共に一般に高電圧が印加される中間転写ベルト用クリーニングローラとして特に好適である。これらの中でも、高微細な現像剤であっても容易に除去できる点で、高精細高速型画像形成装置に装着される中間転写ベルト用クリーニングローラとして特に好適である。

クリーニングローラ１の前記軸体２は、良好な導電特性を有していればよく、通常、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼、真鍮等で構成された所謂「芯金」と称される軸体とされる。また、軸体２は、熱可塑性樹脂若しくは熱硬化性樹脂等の絶縁性芯体にメッキを施して導電化した軸体であってもよく、さらには、熱可塑性樹脂若しくは熱硬化性樹脂等に導電性付与剤としてカーボンブラック又は金属粉体等を配合した導電性樹脂で形成された軸体であってもよい。

前記発泡弾性層３は、その内部及び／又は外表面にセルを有する発泡弾性層として、軸体２の外周面に形成されている（図１において発泡弾性層３の外周面及び端面に開口したセルは図示しない。）。発泡弾性層３がセルを有していると、発泡弾性層３の硬度を低下させることができる。ここで、発泡弾性層３に有するセルは、発泡弾性層３を形成可能な発泡シリコーンゴム組成物に含有される発泡剤の発泡又は分解等によって生じる中空領域をいう。発泡弾性層３に有する複数のセルは、他のセルに接することのない若しくは連通することのない状態（独立セル状態と称する。）、他のセルに接し若しくは連通している状態（連通セル状態と称する。）、又は、前記独立セル状態と前記連通セル状態とが共存する状態の何れの状態にあってもよい。

前記発泡弾性層３の平均セル径は、１００〜４００μｍであるのが好ましく、２００〜３００μｍであるのが特に好ましい。平均セル径が前記範囲内にあると、前記範囲のアスカーＦ硬度を実現できる。また、発泡弾性層３の発泡倍率は、２００〜３５０％であるのが好ましく、２５０〜３００％であるのが特に好ましい。発泡弾性層３の発泡倍率が前記範囲内にあると、例えばアスカーＦ硬度を前記範囲内に調整することができ、十分なニップ幅を高い水準で維持できるから、クリーニングローラ１が高いクリーニング性能を発揮できる。

発泡弾性層３において、その発泡倍率及び平均セル径は、発泡弾性層３を形成する後述する発泡シリコーンゴム組成物に含有される発泡剤又は発泡シリコーンゴム組成物の硬化条件等により、調整することができる。前記発泡倍率は、発泡弾性層３の体積及び質量を常法によって測定し、これらから算出することができる。また、セルの平均セル径は、発泡弾性層３の表面又は任意の面で切断したときの切断面において、約２０ｍｍ^２の領域を電子顕微鏡等で観察し、観察視野内に存在する各セルにおける開口部の最大長さを測定して、測定された最大長さを算術平均して得られた平均長さとして、求めることができる。

発泡弾性層３の密度は、０.３９５〜０.７（ｇ／ｃｍ^３）であるのが好ましく、０.４２〜０.６（ｇ／ｃｍ^３）であるのが特に好ましい。密度が前記範囲内にあると、この発明の効果をより一層高めることができる。発泡弾性層３の密度は、電子密度計（水中置換法 水温２３℃）によって測定することができる。

このような発泡弾性層３は、前記クリーニングローラ１が前記範囲のアスカーＦ硬度となるような硬度を有しているのが好ましい。この例においては、発泡弾性層３はクリーニングローラ１の最外層であるから、通常、発泡弾性層３はクリーニングローラ１のアスカーＦ硬度と同じアスカーＦ硬度を有する。

発泡弾性層３の形態は特に限定されず、例えば、発泡弾性層３は、その軸線方向にわたって均一な外径に調整された所謂ストレート形状でもよく、また、中央部における外径がその両端部における外径よりも大きくなるように調整された所謂クラウン形状であってもよく、さらに、中央部における外径がその両端部における外径よりも小さくなるように調整された所謂逆クラウン形状であってもよい。この例において、発泡弾性層３は、図１に示されるように、前記ストレート形状に形成されている。

発泡弾性層３の厚さは、特に限定されず、通常、２〜２０ｍｍに調整されることができる。

前記発泡弾性層３は、前記軸体２の外周面に所謂「スポンジ状」シリコーンゴムで形成された管状体であり、導電性カーボンブラックと導電性カーボンブラック以外の導電性粒子とを含有している。前記導電性カーボンブラックとしては、導電性を有するカーボンブラックであれば特に限定されず、例えば、ファーネスブラック、チャネルブラック（チャンネルブラックとも称する。）、ランプブラック、熱分解法によるサーマルブラック、アセチレンブラック等が挙げられる。

前記導電性カーボンブラック以外の導電性粒子としては、導電性を有する粒子であれば特に限定されず、例えば、導電性金属酸化物の粒子、導電性金属被膜を有する金属粒子又は金属酸化物粒子等が挙げられる。前記導電性金属酸化物としては、例えば、導電性酸化亜鉛、導電性酸化チタン、導電性酸化アルミニウム、導電性酸化銅等が挙げられる。前記金属粒子又は金属酸化物粒子としては、その表面を導電性被膜で被覆した粒子等が挙げられ、具体的には、アルミニウム等の金属で被覆された酸化亜鉛又は酸化チタン等が挙げられる。これらの中でも、前記導電性カーボンブラックと高い相乗効果を発揮する点で、アルミニウムで被覆された酸化亜鉛が好ましい。

発泡弾性層３が導電性カーボンブラックと導電性カーボンブラック以外の導電性粒子とを含有していると、電気抵抗率及びアスカーＦ硬度を前記した好適な範囲に調整することができ、クリーニングローラ１は高いクリーニング性能を発揮することができる。

発泡弾性層３における導電性カーボンブラックの含有量は、シリコーンゴム１００質量部に対して、５〜２０質量部であるのが好ましく、１０〜１５質量部であるのが特に好ましい。また、発泡弾性層３における前記導電性粒子の含有量は、シリコーンゴム１００質量部に対して、５〜３０質量部であるのが好ましく、１０〜２０質量部であるのが特に好ましい。前記導電性カーボンブラック及び前記導電性粒子は、単独で発泡弾性層３中に独立して存在してもよく前記シリコーンゴム等との複合体として存在していてもよい。

発泡弾性層３は、前記範囲のアスカーＦ硬度を実現できる点で、ビニル基含有シリコーン生ゴムと、シリカ系充填材と、発泡剤と、付加反応架橋剤と、付加反応触媒と、反応制御剤と、導電性カーボンブラックと、それ以外の導電性粒子とを含有し、所望により、さらに、有機過酸化物架橋剤と耐熱性向上剤と各種添加剤とを含有する付加反応型導電性発泡シリコーンゴム組成物を硬化して成るのが好ましい。付加反応型導電性発泡シリコーンゴム組成物のうち、前記ビニル基含有シリコーン生ゴムと、前記シリカ系充填材と、前記発泡剤と、前記付加反応架橋剤と、前記付加反応触媒と、前記反応制御剤と、所望により、さらに、有機過酸化物架橋剤と耐熱性向上剤と各種添加剤とを含有する付加反応型発泡シリコーンゴム組成物としては、例えば、特開２００８−０７６７５１号公報に記載されている「付加反応型発泡シリコーンゴム組成物」を挙げることができる。前記各成分は同公報に記載されている「付加反応型発泡シリコーンゴム組成物」における各成分と基本的に同様である。すなわち、前記ビニル基含有シリコーン生ゴムは分子内にビニル基を含有しているシリコーン生ゴムであればよく、前記シリカ系充填材として煙霧質シリカ又は沈降性シリカ等が挙げられ、前記発泡剤として無機系発泡剤又は有機系発泡剤等が挙げられ、前記付加反応架橋剤として一分子中に二個以上のＳｉＨ基（ＳｉＨ結合）を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン等が挙げられ、前記付加反応触媒として周期律表第９属又は第１０属の金属単体及びその化合物が挙げられ、前記反応制御剤としてメチルビニルシクロテトラシロキサン、アセチレンアルコール類、シロキサン変性アセチレンアルコール、ハイドロパーオキサイド等が挙げられる。この付加反応型導電性発泡シリコーンゴム組成物において、発泡弾性層３のアルカーＦ硬度を前記範囲に調整するには、例えば、前記発泡剤の含有量を、前記ビニル基含有シリコーン生ゴムと前記シリカ系充填剤との合計１００質量部に対して、１．５〜５．０質量部に設定するのがよい。前記付加反応型導電性発泡シリコーンゴム組成物において、導電性カーボンブラック及び導電性カーボンブラック以外の導電性粒子の含有量それぞれは、前記発泡弾性層３における含有量と基本的に同様である。

この発明に係るクリーニングローラ１は、付加反応型導電性発泡シリコーンゴム組成物を発泡硬化して発泡弾性層３を形成する工程を含む製造方法によって、製造することができる。具体的には、次のようにして製造することができる。まず、前記材料で作製した軸体２の外周面に必要に応じて接着剤又はプライマーを塗布して接着層又はプライマー層を形成する。次いで、この軸体２の外周面に発泡弾性層３を形成するシリコーンゴム組成物を配置する。その方法としては、例えば、押出機等により軸体２とシリコーンゴム組成物とを一体に分出して、軸体２の外周面にシリコーンゴム組成物を配置する方法、また、軸体２を収納する金型にシリコーンゴム組成物を注入して、軸体２の外周面にシリコーンゴム組成物を配置する方法等が挙げられる。これらの中でも、押出機等により軸体２とシリコーンゴム組成物とを一体に分出しする方法が、作業が容易で、作業を連続して行うことができる点で、好ましい。このようにして軸体２の外周面にシリコーンゴム組成物を配置した後、この状態を維持しつつ、軸体２ごとシリコーンゴム組成物を加熱する。シリコーンゴム組成物の加熱は、シリコーンゴム組成物に含まれるシリコーンゴム、例えば、ビニル基含有シリコーン生ゴムが架橋し、かつ、発泡剤が分解又は発泡するのに十分な条件で行われればよい。例えば、シリコーンゴム組成物は、通常、赤外線加熱炉又は熱風炉等の加熱炉、乾燥機等の加熱機等により、１７０〜５００℃程度、特に２００〜４００℃に加熱され、数分以上１時間以下、特に５〜３０分間、加熱される。前記シリコーンゴム組成物は、所望により、さらに、二次加熱が行われてもよい。二次加熱によって発泡弾性層３の物性が安定する。二次加熱は、例えば、前記の条件で架橋されたシリコーンゴム組成物を、さらに、押出成形された状態のままで、例えば、１８０〜２５０℃、好ましくは１９０〜２３０℃で、１〜２４時間、好ましくは３〜１０時間にわたって、又は、金型を用いて、例えば、１３０〜２００℃、好ましくは１５０〜１８０℃で、５分以上２４時間以下、好ましくは１０分以上１０時間以下にわたって、再度加熱されることによって、行われる。このようにして成形された発泡弾性層３は、所望により、仕上げ工程として、所望の大きさ及び形状等に調整する研削工程、研磨工程及び／又は切削工程等が施されて、クリーニングローラ１が製造される。

この発明に係るクリーニングローラ１は、前記した実施例に限定されることはなく、本願発明の目的を達成することができる範囲において種々の変更が可能である。例えば、発泡弾性層３は単層構造とされているが、この発明においてシリコーン発泡弾性層は二層以上の複層構造とされてもよい。

次に、この発明に係るクリーニングローラ１を備えて成る中間転写ベルト用クリーニング装置（以下、この発明に係る中間転写ベルト用クリーニング装置と称することがある。）の一例の中間転写ベルト用クリーニング装置５０、及び、この中間転写ベルト用クリーニング装置５０を備えて成る画像形成装置（以下、この発明に係る画像形成装置と称することがある。）の一例の画像形成装置を、図を参照して、説明する。

この発明に係る画像形成装置の一例として、図２に示される中間転写方式のタンデム型カラー画像形成装置１０が挙げられる。このタンデム型カラー画像形成装置１０は従来公知の中間転写方式の画像形成装置と基本的に同様に構成されているが、中間転写ベルト用クリーニング装置５０が備えるクリーニングローラ５１としてこの発明に係るクリーニングローラ１が装着されている。

この画像形成装置１０において、無端ベルト７は、図２に示されるように、中間転写ベルトとして、二本の支持ローラ４２、テンションローラ４３及び対向ローラ４４に張架されている。そして、対向ローラ４４の設置位置近傍に、対向ローラ４４と二次転写ローラ４５と電極ローラ４６とを備えて成る二次転写部４０が配置されている。

この画像形成装置１０は、図２に示されるように、二次転写部４０よりも無端ベルト７の走行方向下流側に中間転写ベルト用クリーニング装置５０が配置されている。この中間転写ベルト用クリーニング装置５０は、無端ベルト７の幅方向に延在し、現像剤が転写される無端ベルト７の被転写面（図２において定着装置３０側の外周面）に外周面が接触するように配置されたクリーニングローラ５１と、前記クリーニングローラ５１と略並行でその外周面に接するように配置された金属ローラ５２と、前記金属ローラ５２の外周面に接するクリーニングブレード５３と、前記クリーニングブレード５３で掻き落とされた現像剤を一時的に貯蔵する貯蔵容器５４と、前記無端ベルト７を挟んで前記クリーニングローラ５１に接するバックアップローラ５５とを備えて成る。このような中間転写ベルト用クリーニング装置５０はクリーニングローラ５１としてこの発明に係るクリーニングローラ１が装着されていること以外は、基本的に従来公知の中間転写ベルト用クリーニング装置と同様である。このように、この中間転写ベルト用クリーニング装置５０は、前記バックアップローラ５５との間に生じる電位差によって無端ベルト７に残存する現像剤を吸着してクリーニングするように、構成されている。

この中間転写ベルト用クリーニング装置５０において、前記クリーニングローラ５１は、無端ベルト７の走行方向（図２において矢印で示す。）と逆方向すなわち図２において左周りに回転するように図示しない駆動装置に接続されている。前記金属ローラ５２は、導電性の金属で形成されており、前記クリーニングローラ５１に従動回転するように軸支されている。クリーニングローラ５１及び金属ローラ５２それぞれは、クリーニング処理時に適当なクリーニングバイアスが印加されるようになっている。前記クリーニングブレード５３はウレタン等の弾性体で構成され、少なくともその端縁が前記金属ローラ５２の外周面に適切な角度で接触又は圧接している。前記バックアップローラ５５は、無端ベルト７の内側に配置され、接地されている。

画像形成装置１０は、図２に示されるように、中間転写ベルト７上に四種の現像ユニットＢ、Ｃ、Ｍ及びＹが直列に配置されている。現像ユニットＢは、感光体等の像担持体１１Ｂと帯電ローラ１２Ｂと露光手段１３Ｂと現像ローラ２３Ｂ及び筐体２１Ｂを備えた現像手段２０Ｂと転写ローラ１４Ｂとクリーニングブレード１５Ｂとを備えている。現像ユニットＢには黒色現像剤２２Ｂが収納されている。なお、現像ユニットＣ、Ｍ及びＹは、現像ユニットＢと同様に構成され、シアン現像剤２２Ｃ、マゼンタ現像剤２２Ｍ及び黄色現像剤２２Ｙが収納されている。

図２に示されるように、画像形成装置１０において前記二次転写部４０よりも記録体１６の搬送方向下流には、定着ベルトとしての無端ベルト３５を備えた定着装置３０が配置されている。この定着装置３０は、開口を有する筐体３４内に、定着ローラ３１と支持ローラ３３と定着ベルト３５と加圧ローラ３２とを備えて成る圧力熱定着装置である。なお、定着装置３０は、熱ローラ定着装置、加熱定着装置、圧力定着装置等が採用されてもよい。

画像形成装置１０は、次にようにして画像を形成する。まず、現像ユニットＢによって、像担持体１１Ｂの表面に静電潜像が黒色現像剤２２Ｂで現像剤像として可視化され、この現像剤像が中間転写ベルト７上に転写される（一次転写）。続いて、現像ユニットＣ、Ｍ及びＹによって中間転写ベルト７に現像剤像が転写され、カラー像が形成される。カラー像は中間転写ベルト７の回転によって二次転写部４０に至り、二次転写部４０に搬送された記録体１６上に転写される（二次転写）。次いで、カラー像が顕像化された記録体１６は定着装置３０に搬送され、カラー像が永久画像として定着される。このようにして記録体１６にカラー画像が形成される。なお、画像形成装置１０を用いてカラー画像を形成する場合について説明したが、モノクロ画像を形成する場合には中間転写ベルト７に一次転写された現像剤像を直ちに記録体１６に二次転写して定着装置３０に搬送すればよい。

このようにして画像を形成すると、無端ベルト７には現像剤の一部が記録体１６に転写されずに残存することがある。この残存現像剤をクリーニングするには、前記バックアップローラ５５と前記クリーニングローラ５１との間、及び、前記クリーニングローラ５１と金属ローラ５２との間に電位差を生じさせる。そうすると、バックアップローラ５５とクリーニングローラ５１との間の電位差及びクリーニングローラ５１と金属ローラ５２との間の電位差によって、無端ベルト７の被転写面に残存する現像剤は、無端ベルト７からクリーニングローラ５１に、次いで、クリーニングローラ５１から金属ローラ５２に、転移する。そして、金属ローラ５２に転移した現像剤はクリーニングブレード５３によって掻き落とされ、貯蔵容器５４に一時的に貯蔵される。このようにして、無端ベルト７の被転写面に残存する現像剤がクリーニングされる。特に、中間転写ベルト用クリーニング装置５０はクリーニングローラ５１としてこの発明に係るクリーニングローラ１が装着されているから高いクリーニング性能を発揮する。その結果、この画像形成装置１０は高品質の画像を形成できる。

この発明に係る画像形成装置の別の一例として、図３に示される中間転写方式のマルチパス型カラー画像形成装置１０’が挙げられる。このマルチパス型カラー画像形成装置１０’は従来公知のマルチパス型カラー画像形成装置と基本的に同様に構成されているが、中間転写ベルト用クリーニング装置５０が備えるクリーニングローラ５１としてこの発明に係るクリーニングローラ１が装着されている。

この画像形成装置１０’において、無端ベルト７は、図３に示されるように、中間転写ベルトとして、二本の支持ローラ４２、テンションローラ４３及び対向ローラ４４に張架されている。そして、対向ローラ４４の設置位置近傍に、対向ローラ４４と二次転写ローラ４５と電極ローラ４６とを備えて成る二次転写部４０が配置されている。

この画像形成装置１０’は、図３に示されるように、二次転写部４０よりも無端ベルト７の走行方向下流側に中間転写ベルト用クリーニング装置５０が配置されている。この中間転写ベルト用クリーニング装置５０は前記画像形成装置１０における中間転写ベルト用クリーニング装置５０と基本的に同様である。画像形成装置１０’は、四種の現像ユニットＢ、Ｃ、Ｍ及びＹを内蔵した現像手段２０を備えている。現像手段２０に内蔵された現像ユニットＢ、Ｃ、Ｍ及びＹは帯電手段、露光手段等を内蔵し、それぞれ、黒色現像剤、シアン現像剤、マゼンタ現像剤及び黄色現像剤を収納している。なお、現像手段２０は、現像手段２０の外部であって像担持体１１の近傍に帯電手段、露光手段等が配置されていてもよい。画像形成装置１０’において前記二次転写部４０よりも記録体１６の搬送方向下流には定着装置３０が配置されている。定着装置３０は前記画像形成装置１０の定着装置３０と同様に構成されている。

画像形成装置１０’は、次にようにして画像を形成する。まず、現像手段２０の現像ユニットＢによって、像担持体１１の表面に静電潜像が黒色現像剤２２Ｂで現像剤像として可視化され、中間転写ベルト７上に転写される（一次転写）。続いて、像担持体１１及び中間転写ベルト７が１回転して、現像ユニットＣ、Ｍ及びＹによって中間転写ベルト７に各現像剤像が重畳転写され、カラー像が形成される。カラー像は中間転写ベルト７の回転によって二次転写部４０に至り、二次転写部４０に搬送された記録体１６上に転写される（二次転写）。次いで、カラー像が顕像化された記録体１６は定着装置３０に搬送され、カラー像が永久画像として定着される。このようにして、記録体１６にカラー画像が形成される。なお、画像形成装置１０’を用いてカラー画像を形成する場合について説明したが、モノクロ画像を形成する場合には中間転写ベルト７に一次転写された現像剤像を直ちに記録体１６に二次転写して定着装置３０に搬送すればよい。

このようにして画像を形成すると、無端ベルト７には現像剤の一部が記録体１６に転写されずに残存することがある。この残存現像剤は、前記画像形成装置１０と基本的に同様にしてクリーニングすることができる。特に、中間転写ベルト用クリーニング装置５０はクリーニングローラ５１としてこの発明に係るクリーニングローラ１が装着されているから高いクリーニング性能を発揮する。その結果、この画像形成装置１０’は、高品質の画像を形成できる。

画像形成装置１０及び１０’は、電子写真方式の画像形成装置とされているが、この発明において、画像形成装置１０及び１０’は、電子写真方式には限定されず、例えば、静電方式の画像形成装置であってもよい。画像形成装置１０及び１０’は、例えば、複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置とされる。

（実施例１）
無電解ニッケルメッキ処理が施された軸体（直径６ｍｍ×長さ２５０ｍｍ、ＳＵＭ２２）をトルエンで洗浄し、プライマー「Ｎｏ．１０１Ａ／Ｂ」（信越化学工業株式会社製：商品名）を塗布した。プライマー処理した軸体をギアーオーブンを用いて１８０℃の温度にて３０分焼成処理した後、常温にて３０分以上冷却し、プライマー層を形成した。

次いで、ビニル基含有シリコーン生ゴムとシリカ系充填材とを含むシリコーンゴム組成物「ＫＥ−９０４ＦＵ」（信越化学工業株式会社製）１００質量部と、有機系発泡剤「アゾビス−イソブチロニトリル」４．０質量部と、付加反応架橋剤「Ｃ−１５３Ａ」（信越化学工業株式会社製：商品名）２．０質量部と、付加反応触媒としての白金触媒適量と、反応制御剤「Ｒ−１５３Ａ」（信越化学工業株式会社製：商品名）０．５質量部と、導電性カーボンブラック「サーマルブラック」（旭カーボン株式会社製、第１表において「導電性ＣＢ」と表記する。）８質量部と、導電性酸化亜鉛「２３-Ｋ」（ハクスイテック株式会社製）１０質量部と、有機過酸化物架橋剤「Ｃ−３」（信越化学工業株式会社製：商品名）３質量部とを適量とを、二本ロールで十分に混練して、付加反応型導電性発泡シリコーンゴム組成物Ａを調製した。

次いで、プライマー層を形成した軸体２と、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物Ａとを押出成形機にて一体分出し、赤外線加熱炉（ＩＲ炉）を用いて付加反応型発泡シリコーンゴム組成物Ａを２５０℃で１０分間加熱して付加反応型発泡シリコーンゴム組成物Ａを発泡架橋させた。その後、さらに、ギアーオーブンを用いて、２００℃で７時間にわたって発泡架橋後の付加反応型発泡シリコーンゴム組成物Ａを二次加熱し、常温にて１時間以上放置した後、円筒研削機で外径１４ｍｍに研削して、実施例１のローラを作製した。

（実施例２及び３）
前記付加反応型導電性発泡シリコーンゴム組成物Ａにおける前記導電性カーボンブラックの含有量、及び、前記付加反応型導電性発泡シリコーンゴム組成物Ａにおける前記有機系発泡剤の含有量それぞれを第１表に示す含有量に変更したこと以外は、実施例１と同様にして各ローラを製造した。

（実施例４及び５）
前記付加反応型導電性発泡シリコーンゴム組成物Ａにおける前記導電性カーボンブラックの含有量及び前記導電性酸化亜鉛の含有量それぞれを第１表に示す含有量に変更したこと以外は、実施例１と同様にして各ローラを製造した。

（比較例１）
前記付加反応型導電性発泡シリコーンゴム組成物Ａにおける前記導電性酸化亜鉛の含有量を第１表に示す含有量に変更すると共に前記導電性カーボンブラックを含有させないこと以外は、実施例１と同様にしてローラを製造した。

（比較例２）
前記付加反応型導電性発泡シリコーンゴム組成物Ａにおける前記導電性カーボンブラックの含有量を第１表に示す含有量に変更すると共に前記導電性酸化亜鉛を含有させないこと以外は、実施例１と同様にしてローラを製造した。

（比較例３及び４）
前記付加反応型導電性発泡シリコーンゴム組成物Ａにおける前記有機系発泡剤の含有量それぞれを第１表に示す含有量に変更したこと以外は、実施例１と同様にして各ローラを製造した。

このようにして製造した各ローラのアスカーＦ硬度、電気抵抗率、及び、通電上昇率すなわち抵抗率比（σｖ２／σｖ１）を、前記方法によってそれぞれ測定した。その結果を第１表に示す。なお、比較例１のローラは電気抵抗計の測定可能範囲を超えたため通電後の電気抵抗率（σｖ２）を測定できなかった。また、実施例１〜５で製造した各ローラの発泡弾性層３におけるセルの平均セル径、発泡倍率及び密度を前記方法によってそれぞれ測定したところ、いずれも前記範囲内にあることが確認できた。

（クリーニング性能の評価）
コンピュータに接続された画面上に、表計算ソフト「エクセル」で、Ａ４用紙（ＪＩＳ）の短辺方向に伸びる幅２０ｍｍの黒色ライン３本をほぼ等間隔で略平行となる画像Ａ、及び、前記黒色ラインをその輪郭のみを黒色とした白抜きラインに変更した画像Ｂをそれぞれ、描画した。前記コンピュータに接続され、製造した各ローラをクリーニングローラとして装着した画像形成装置「ＨＬ−４０４０ＣＬ」で、前記画像Ａ及び前記画像Ｂをこの順で連続して１０枚印刷した。最後に印刷された画像Ｂにおいて、白抜きライン３本それぞれの内部であって任意に選択した１０ｍｍ×１０ｍｍの領域に画像Ａに由来する現像剤が定着されているか否かを、現像剤濃度を基準にして、目視にて確認した。評価は、前記領域内の現像剤濃度が前記白抜きライン外とほぼ同一で前記領域内に定着された現像剤を確認できなかった場合を「◎」、前記領域内のほぼ全域の現像剤濃度が前記白抜きライン外とほぼ同一であったものの、前記領域内の数個所に現像剤を実用上許容可能な程度にわずかに確認できた場合を「○」、前記領域内の現像剤濃度が前記白抜きライン外よりも濃く、前記領域内に現像剤を明らかに確認できた場合を「×」とした。

実施例１〜５の各ローラを用いて前記「クリーニング性能の評価」と基本的に同様にして前記画像Ａ及び前記画像Ｂを繰り返して合計５００００枚印刷したところ、すべてのローラにおいて最後に印刷された画像Ｂは、前記「クリーニング性能の評価」における評価「◎」又は「○」を維持しており、長期間にわたって高いクリーニング性能を発揮することがわかった。したがって、この発明によれば、高いクリーニング性能を発揮する中間転写ベルト用クリーニングローラを提供するという目的をも達成することができる。

１ 中間転写ベルト用クリーニングローラ
２ 軸体
３ 発泡弾性層
７ 無端ベルト（中間転写ベルト）
１０、１０’ 画像形成装置
１１、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｙ 像担持体
１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ 帯電ローラ
１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ 露光手段
１４、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ 転写ローラ
１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｙ クリーニングブレード
１６ 記録体
２０、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｙ 現像手段
２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｍ、２１Ｙ、３４ 筐体
２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙ 現像剤
２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｍ、２３Ｙ 現像ローラ
３０ 定着装置
３１ 定着ローラ
３２ 加圧ローラ
３３ 定着ベルト支持ローラ
３５ 無端ベルト（定着ベルト）
４０ 二次転写部
４２ 支持ローラ
４３ テンションローラ
４４ 対向ローラ
４５ 二次転写ローラ
４６ 電極ローラ
５０ 中間転写ベルト用クリーニング装置
５１ クリーニングローラ
５２ 金属ローラ
５３ クリーニングブレード
５４ 貯蔵容器
５５ バックアップローラ
Ｂ、Ｃ、Ｍ、Ｙ 現像ユニット

Claims (4)

1. 導電性カーボンブラックと前記導電性カーボンブラック以外の導電性粒子とを含有するシリコーン発泡弾性層を備えて成り、アスカーＦ硬度が４５〜９０であることを特徴とする中間転写ベルト用クリーニングローラ。
2. 前記導電性粒子が、導電性金属酸化物であることを特徴とする請求項１に記載の中間転写ベルト用クリーニングローラ。
3. 中間転写ベルトと、現像剤が転写される前記中間転写ベルトの被転写面に外周面が接するように配置された請求項１又は２に記載の中間転写ベルト用クリーニングローラとを備えて成ることを特徴とする中間転写ベルト用クリーニング装置。
4. 請求項３に記載の中間転写ベルト用クリーニング装置を備えて成ることを特徴とする画像形成装置。

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