(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の抵抗値を有する転写ベルトと、該転写ベルトの裏面に接触して電荷を付与する電極部材と、該電極部材に印加する高電圧を生成する転写電源部とを備え、像担持体上に担持された顕画像を転写材に転写するベルト転写装置において、
前記転写ベルトと像担持体とが当接するニップ部のベルト回転方向下流側に前記転写ベルトをベルト辺の途中で支持する電気的にフロート状態のベルト支持部材を設け、前記電極部材を中抵抗部材とすると共に該電極部材を前記ニップ部出口から前記支持部材間に位置させることを特徴とするベルト転写装置。
【請求項２】
前記ベルト支持部材が金属ローラであることを特徴とする、請求項１に記載のベルト転写装置。
【請求項３】
前記電極部材がブラシ形状であることを特徴とする、請求項１に記載のベルト転写装置。
【請求項４】
前記電極部材の固有抵抗が前記転写ベルト基層の固有抵抗より小さいことを特徴とする、請求項１に記載のベルト転写装置。
【請求項５】
前記電極部材の体積固有抵抗が１×１０5〜５×１０7Ωcm、前記転写ベルト基層の表面固有抵抗が１×１０7〜５×１０9Ωであることを特徴とする、請求項４に記載のベルト転写装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置における転写装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式による複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において、像担持体（感光体）上に保持されている顕画像（トナー像）を記録媒体（転写紙等）上に転写させる転写装置として、転写ベルトを用いた転写装置は周知である。ベルト転写装置は、像担持体である感光体に転写ベルトを圧接して回転させ、そのニップ部（転写ニップ）に転写紙を通過させると共に、転写ベルトに転写バイアス電圧を印加して、感光体上のトナー像を転写紙に転写している。このベルト転写装置においては、転写ニップに近い位置で直接ベルトに高圧電源からバイアスを印加すると、異常放電（リーク）が発生し易いことが知られている。そのため、本願出願人が先に提案した転写装置（特開平８−１５２７８９号公報、特開平９−７３２３９号公報）では、バイアス電極をニップ位置から下流側に離し、また電極を中抵抗部材で構成することで、転写ベルトから感光体への異常放電を防止している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような異常放電対策を施した場合でも、画像形成装置における線速が早くなると、転写に必要な単位面積当たりの転写電荷密度を確保するためには転写電流を大きくする必要があり、必然的に転写電圧も上昇してしまう。特に、転写ベルトの抵抗値が高めの時には転写電圧上昇が顕著となる。従って、電圧上昇による異常放電の危険性が増大するという問題があり、また、電圧が限界値以上になることを防ぐために電圧リミッタなどの保護回路を有する場合は転写電流が確保できず転写不良が発生するという問題があった。
【０００４】
本発明は、従来のベルト転写装置における上述の問題を解決し、異常放電を発生させず、且つ所定の転写電流を確保することのできるベルト転写装置を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記の課題は、本発明により、所定の抵抗値を有する転写ベルトと、該転写ベルトの裏面に接触して電荷を付与する電極部材と、該電極部材に印加する高電圧を生成する転写電源部とを備え、像担持体上に担持された顕画像を転写材に転写するベルト転写装置において、前記転写ベルトと像担持体とが当接するニップ部のベルト回転方向下流側に前記転写ベルトをベルト辺の途中で支持する電気的にフロート状態のベルト支持部材を設け、前記電極部材を中抵抗部材とすると共に該電極部材を前記ニップ部出口から前記支持部材間に位置させることにより解決される。
【０００６】
また、本発明は、前記の課題を解決するために、前記ベルト支持部材が金属ローラであることを提案する。
さらに、本発明は、前記の課題を解決するために、前記電極部材がブラシ形状であることを提案する。
【０００７】
さらに、本発明は、前記の課題を解決するために、前記電極部材の固有抵抗が前記転写ベルト基層の固有抵抗より小さいことを提案する。
さらに、本発明は、前記の課題を解決するために、前記電極部材の体積固有抵抗が１×１０5〜５×１０7Ωcm、前記転写ベルト基層の表面固有抵抗が１×１０7〜５×１０9Ωであることを提案する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態のベルト転写装置の概略構成を示す正面図である。この図に示すベルト転写装置は、転写ベルト１、駆動ローラ２、従動ローラ３、バイアス印加電極としての印加ローラ４、ベルト支持ローラ５及び高圧電源装置６等から構成されている。なお、符号１０は、画像形成装置の像担持体としての感光体ドラムである。
【０００９】
転写ベルト１は駆動ローラ２及び従動ローラ３に掛け渡され、図示矢印の如く図中反時計回りに回動する。駆動ローラ２は金属製芯金の外周にゴム材料が巻かれた構成になっており、電気的にはフロート状態になっている。従動ローラ３は金属部材により構成され、転写電流を帰還させるフィードバック・ローラの機能も有している。駆動ローラ２には図示しない駆動源により図示矢印方向の回転力が伝達され、駆動ローラ２の外周面と転写ベルト１の裏面がゴム面同士で摩擦係数が高いために、駆動ローラ２の回転力がスリップすることなく転写ベルト１に伝達されて転写ベルト１が回転する。従動ローラ３は転写ベルト１の動きに連動して連れ回りする。
【００１０】
転写ベルト１の表面はフッ素系の材質で構成され、表面摩擦係数が低くクリーニングを安定して行うことができる。フッ素系材料としてはポリフッ化ビニリデン、４フッ化エチレンなどが分散材と共に５〜１５μｍ厚位に被覆されており、表面固有抵抗（ＪＩＳＫ６９１１）は１×１０10Ω〜１×１０12Ωである。転写ベルト表面の内側の基層の材質にはクロロプレンゴム、ＥＰＤＭゴム、エピクロルヒドリンゴムなどのゴム材料あるいはそれらのブレンド材料を使い、必要に応じてカーボン、金属酸化物などの導電材などをブレンドして抵抗値を制御する。基層の表面固有抵抗（ＪＩＳＫ６９１１）としては１×１０7Ω〜５×１０9Ωが適当である。
【００１１】
支持ローラ５はＳＵＳなどの金属部材により構成され、転写ベルト１と感光体ドラム１０とのニップ部より下流側で転写ベルト１の裏面に接触して設けられ、ニップ部を安定して確保するために転写ベルト１を途中で支持している。本実施形態では、ニップ部出口から２０ｍｍ下流（ニップ部中心からは２５ｍｍ下流）に配置している。この支持ローラ５は電気的にはフロート状態になっており、転写ベルト１以外のものには電気的に接続されていない。
【００１２】
印加ローラ４は、支持ローラ５と同様に転写ベルト１の裏面に軽く接触し、ニップ部と支持ローラ５の間に位置して設けてある。この印加ローラ４は芯金上に中抵抗部材により構成された被覆層を有している。被覆層の材質としてはウレタンゴム、シリコンゴム、ＥＰＤＭゴムなどのゴム材料、ウレタン樹脂等のソリッドまたは発泡体のものが使われ、これらの中にカーボンなどの導電材などをブレンドして抵抗値を制御している。具体的には、被覆層の体積固有抵抗が１×１０5Ωｃｍ〜５×１０7Ωｃｍで、厚さは０．５〜４．０ｍｍ程度、硬度はアスカＣで５０度以下が適当である。抵抗値を上記のようにした理由については後述する。
【００１３】
電源装置６は、電源から印加ローラ４へ転写バイアスを印加し、かつ、電流制御部にて電源から印加ローラ４を介して転写ベルト１へ供給される電流Ｉ1と転写ベルト１から感光体１０に流れずに従動ローラ３を介してフィードバックされる電流Ｉ2とを比較してその差分（Ｉ1−Ｉ2）が一定値Ｋとなるように電源の出力を制御する。これにより、転写ベルト１から感光体１０へ流れる電流を一定値（実質Ｋ）として、常に安定した転写条件で搬送される転写紙上にトナー像の転写を行わせる。
【００１４】
ところで、画像形成装置の像担持体としての感光体ドラム１０は、周知のようにその表面を均一に帯電された後に画像露光により静電潜像が形成され、この静電潜像が現像装置により可視化されてトナー像となった後に転写位置に到達する。この感光体１０は転写位置で転写ベルト１と接触する。
【００１５】
さて、本願発明者は、支持ローラ５の位置（ニップ部出口から２０ｍｍ下流）はそのままにして、ニップ部と支持ローラ５の間での印加ローラ４の設置位置と、印加ローラ４の抵抗値を変えて、所定の転写電流に設定した時のバイアス電圧を測定する実験を行った。その測定結果を次の表１に示す。なお、この時の画像形成装置の条件は以下のようになっている。
線  速：５４０ｍｍ／ｓｅｃ
転写幅：３１０ｍｍ
転写電流設定値（Ｋの値）：９０μＡ
転写ベルト（基層）表面固有抵抗：１×１０9Ω
印加ローラ４の被覆層厚み：２ｍｍ
印加ローラ４の被覆層硬度：４０度（アスカＣ）
【００１６】
【表１】
0003667975.tif 000002
【００１７】
また、本実施形態との比較のため、印加ローラ４を設けずに支持ローラ５をバイアス印加電極とした場合の同条件での測定を行った結果、バイアス電圧は１０ＫＶ以上となり、リークが発生した。
【００１８】
表１に示すように、印加ローラ４の条件によって、支持ローラ５からバイアスを印加した場合に比べて印加電圧を下げることができ、異常放電（リーク）の発生を防止することができた。これは、印加ローラ４の中抵抗の被覆層がリーク防止の保護層として寄与していることによる。さらに、表１の結果から、印加ローラ４の体積固有抵抗が高く、転写ベルト１の固有抵抗と近い条件（１×１０8Ωｃｍ）では印加電圧を下げる効果が小さいことが判る。このことから、少なくとも印加ローラ４の体積固有抵抗は転写ベルト１の基層の表面固有抵抗より小さくすることが必要であり、転写ベルト１の基層の表面固有抵抗１×１０7Ω〜５×１０9Ωに対して、印加ローラ４の被覆層の体積固有抵抗が１×１０5Ωｃｍ〜５×１０7Ωｃｍにあることが望ましい。
【００１９】
本実施形態では、支持ローラ５によりニップ部を安定して確保しているため、ニップ部に近い印加ローラ４は転写ベルト１の裏面に軽く接触していればよく、ニップ部の接触圧が強い時に生じるトナー同士の凝集による白抜け画像の発生を防止することもできる。また、支持ローラ５は転写ベルト１に摺動する固定（回転しない）部材でもよいし、絶縁部材でもよい。
【００２０】
次に本発明の他の実施形態について説明する。
図２は、本発明の他の実施形態のベルト転写装置の概略構成を示す正面図である。この図に示すベルト転写装置は、バイアス電極１４を中抵抗部材で形成したブラシとして構成したものである。バイアス電極１４がブラシ形状であること以外は図１に示す前記実施形態と同様である。
【００２１】
印加ブラシ１４の材質は、アクリル、ナイロン、ポリエステル、ポリプロピレンなどの主材にカーボンなどの導電材などをブレンドした繊維が一般的である。この導電材の種類とブレンド量によって抵抗値を調整することができる。ブラシ繊維は金属などのホルダーに接着または挟み込み、さらに必要に応じて抜け防止の編み込み処理を施し、転写ベルト１の裏面に接触するようにニップ部と支持ローラ５の間に設けてある。そして、ブラシ密度とブラシ原糸の太さとブラシ長によって転写ベルト１への接触圧をコントロールすることができる。具体的には、ブラシ材質の体積固有抵抗が１×１０5Ωｃｍ〜５×１０7Ωｃｍで、ブラシ自由長が３．０〜１２．０ｍｍ程度が適当である。そうすることによって、前記実施形態と同様の効果（リーク防止）を奏することができ、また、ブラシ特有の効果として、転写ベルトの厚みのバラツキ（ベルトの場所によるわずかな厚みの差）を吸収することができ、弱い接触圧で完全な密着性を保持することができる。さらには、ローラ形状のものに比べてコストダウンが可能になる。
【００２２】
このように、前記各実施形態においては、ベルト支持部材としての支持ローラ５を設け、ニップ部と支持ローラ５の間に中抵抗部材からなるバイアス印加電極（印加ローラ４又は印加ブラシ１４）を配置することにより、転写ニップから離れた個所で転写ベルト１の張力をしっかりと保つとともに、バイアス電極を転写ニップに近づけることができ、線速の早い画像形成装置においても転写バイアス電圧を高くすることなく所定の転写電流を確保することができ、異常放電（リーク）の発生を防止することができる。また、感光体ドラム１０と転写ベルト１の接触圧を下げ、転写ニップでの感光体ドラム１０と転写ベルトの接触圧が高い時に生じるトナー同士の凝集による画像上の白抜けのような異常画像を防ぐことができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のベルト転写装置によれば、転写ベルトと像担持体とが当接するニップ部のベルト回転方向下流側に前記転写ベルトをベルト辺の途中で支持する電気的にフロート状態のベルト支持部材を設け、前記電極部材を中抵抗部材とすると共に該電極部材を前記ニップ部出口から前記支持部材間に位置させるので、回動する転写ベルトを安定的に支持する支持部材と電極部材とが別部材となり、支持部材は転写ニップから離れたところでベルトの張力をしっかりと保ち、電極部材は中抵抗部材とすることで転写ニップに近く配置することができる。このため、線速の早い画像形成装置においても、転写バイアスの電圧を高くせずに必要な転写電流を確保することができ、異常放電（リーク）の発生を防止することができる。また、転写ベルトに対する電極部材の接触圧を下げることができ、像担持体と転写ベルトの接触圧を下げて、トナー同士の凝集による画像上の白抜けのような異常画像の発生を防ぐことができる。
【００２４】
ベルト支持部材を金属ローラとした場合には、まずローラとすることによって支持部材と転写ベルトとの摺動摩擦を低下させ、駆動負荷の軽減、ベルト摩耗の減少、異音の発生防止等に効果が有る。また、金属製とすることによって、加工し易く精度が出し易いという効果、及び、摩擦帯電し難いことによる画像への悪影響の防止等の効果がある。
【００２５】
電極部材をブラシ形状の中抵抗部材とすることにより、転写ベルトに対して弱い接触圧で完全な密着性を保持することができ、白抜けのような異常画像の発生をより効果的に防止するとともに、ローラ形状のものに比べてコストダウンが可能である。
【００２６】
電極部材の固有抵抗が転写ベルト基層の固有抵抗より小さいことにより、所定の転写電流を確保しつつ印加電圧を下げる効果がより確実となる。
電極部材と転写ベルトの固有抵抗を所定の範囲に限定することで、転写バイアスの電圧低減と転写電流の確保とを常に安定して達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明ベルト転写装置の一実施形態の概略構成を示す正面図である。
【図２】本発明の他の実施形態の概略構成を示す正面図である。
【符号の説明】
１        転写ベルト
２        駆動ローラ
３        従動ローラ
４        印加ローラ（電極部材）
５        支持ローラ（支持部材）
６        高圧電源装置
１０      感光体ドラム（像担持体）
１４      印加ブラシ（電極部材）
【図１】
0003667975.tif 000003
【図２】
0003667975.tif 000004