(57)【要約】【課題】保持部材上に保持された転写部材の剥がれ、位置ずれを防止し、転写部材とベルトとの接触状態をより安定化させて、画像品質を向上させる。【解決手段】中間転写ベルト９に対向するように設けられた座面５０ａを有し、座面５０ａで１次転写ブラシ４を中間転写ベルト９に押し付けるように保持する保持部材５０を備え、座面５０ａは、中間転写ベルト９との間隔が、中間転写ベルト９の移動方向の上流側ほど大きくなるように、中間転写ベルト９に対して傾斜していることを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体に当接するように設けられた移動可能なベルトと、
前記ベルトを介して前記像担持体と対向する位置で、前記ベルトに当接するように配置された転写部材と、
前記ベルトに対向するように設けられた保持面を有し、前記保持面で前記転写部材を前記ベルトに押し付けるように保持する保持部材と、
を備えた画像形成装置において、
前記保持面は、前記ベルトとの間隔が、前記ベルトの移動方向の上流側ほど大きくなるように、前記ベルトに対して傾斜していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記保持部材は揺動軸を中心として揺動可能に配置され、
前記揺動軸が、前記ベルトのうち前記転写部材が当接する面に対向する位置であって、前記転写部材よりも前記移動方向の上流側の位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記保持部材は揺動軸を中心として揺動可能に配置され、
前記揺動軸が、前記ベルトのうち前記像担持体が当接する面に対向する位置であって、前記転写部材よりも前記移動方向の下流側の位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記転写部材が当接している前記ベルトの当接領域と前記保持面との成す角αの大きさは、
前記当接領域のうち、前記ベルトを介して前記転写部材と前記像担持体との間に形成されたニップ部の前記移動方向の中心位置と前記揺動軸とを通る面と、前記当接領域との成す角βの大きさと略同じであることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記保持部材は、前記移動方向における一端が自由端で、他端が固定されているシート部材であり、
前記転写部材は、前記保持部材のうち前記一端側に配置され、
前記保持部材を押圧することで、前記保持部材を介して前記転写部材をベルトに押し付ける押圧部材が設けられていることを特徴する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記ベルトと前記像担持体との間で形成されるニップ部に対して、前記移動方向の上流側及び下流側に、前記ベルトと前記転写部材との間で形成されるニップ部が存在することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記転写部材は、基布と、前記基布に支持される複数の導電性繊維を有するブラシ状の部材であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記導電性繊維は、前記ベルトに当接することで弾性変形しており、
前記導電性繊維の弾性変形の度合は、前記移動方向の下流側の方が、上流側よりも大きいことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記ベルトは、中間転写ベルトであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記保持面は前記基布を保持しており、前記保持面と前記基布は接着していることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体に当接するように設けられた移動可能なベルトと、
前記ベルトを介して前記像担持体と対向する位置で前記ベルトに当接するように配置された転写部材と、
前記ベルトに対向するように設けられた保持面を有し、前記保持面で前記転写部材を前記ベルトに押し付けるように保持する保持部材と、
前記保持部材を前記ベルトに向かって付勢する付勢部材と、
を有する画像形成装置において、
前記転写部材は、基布と、前記基布に支持される複数の導電性繊維を有するブラシ状の部材であり、
前記保持部材が前記付勢部材によって付勢される面に対して、前記保持面は傾斜していることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート等の記録材上に画像を形成する機能を備えた、例えば、複写機、プリンタなどの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式を利用した複写機やプリンタ等の画像形成装置として、中間転写ベルトを使用した方式のものがある。中間転写ベルト方式の画像形成装置では、１次転写工程と２次転写工程を経てフルカラー画像が形成される。
１次転写工程では、電子写真感光体の表面に形成されたトナー像を中間転写ベルト上に転写する。本工程を複数色のトナー像に関して繰り返し実行することにより、中間転写ベルト表面に複数色のトナー像を形成する。２次転写工程では、前記複数色のトナー像を紙などの記録材表面に一括して転写する。記録材上に転写されたトナー像は、その後、定着手段によって定着される。これにより、フルカラー画像が得られる。
画像形成装置の１次転写部材としては、ローラ状、パッド状、ブラシ状等の転写部材が用いられる。これらの転写部材は、感光体に対向する位置で中間転写ベルト裏面に当接され、１次転写電圧が印加されて使用される。
ローラ状の転写部材は、中間転写ベルト裏側で回転しながら接触しているため、広いニップ幅を確保するにはローラの外径を大きくする必要性があり、装置の大型化につながることが懸念される。一方で、パッド状及びブラシ状の転写部材は、保持部材に転写部材を保持させ、中間転写ベルトの裏面に摺動させながら接触する構成にすることにより、比較的容易にニップ幅を確保することが可能となる。例えば、特許文献１では、基材上に薄いブラシ状の転写部材を保持させ、ブラシ状の転写部材を中間転写ベルトを介して感光体に押圧する構成になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１２８８６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１で提案された方法では、中間転写ベルトと１次転写部材との間で発生した摩擦力により、１次転写部材は接線方向の力を受ける。これにより、保持部材上に保持された１次転写部材が剥がれ、装置が故障に至ったり、中間転写ベルト裏側への接触状態が不安定になることによる画像品質の低下が懸念される。
【０００５】
本発明は上記したような事情に鑑みてなされたものであり、保持部材上に保持された転写部材の剥がれ、位置ずれを防止し、転写部材とベルトとの接触状態をより安定化させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明にあっては、
トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体に当接するように設けられた移動可能なベルトと、
前記ベルトを介して前記像担持体と対向する位置で、前記ベルトに当接するように配置された転写部材と、
前記ベルトに対向するように設けられた保持面を有し、前記保持面で前記転写部材を前記ベルトに押し付けるように保持する保持部材と、
を備えた画像形成装置において、
前記保持面は、前記ベルトとの間隔が、前記ベルトの移動方向の上流側ほど大きくなるように、前記ベルトに対して傾斜していることを特徴とする。
【０００７】
また、トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体に当接するように設けられた移動可能なベルトと、
前記ベルトを介して前記像担持体と対向する位置で前記ベルトに当接するように配置された転写部材と、
前記ベルトに対向するように設けられた保持面を有し、前記保持面で前記転写部材を前記ベルトに押し付けるように保持する保持部材と、
前記保持部材を前記ベルトに向かって付勢する付勢部材と、
を有する画像形成装置において、
前記転写部材は、基布と、前記基布に支持される複数の導電性繊維を有するブラシ状の部材であり、
前記保持部材が前記付勢部材によって付勢される面に対して、前記保持面は傾斜していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、保持部材上に保持された転写部材の剥がれ、位置ずれを防止し、転写部材とベルトとの接触状態をより安定化させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１の画像形成装置の概略構成を示す断面図
【図２】実施例１の転写ブラシの構成を示す模式図
【図３】実施例１の１次転写部における各部材とニップの位置関係を示す図
【図４】従来の１次転写部の概略構成を示す断面図
【図５】実施例１で画像形成中に点Ａに作用する力を説明するための図
【図６】従来例で画像形成中に点Ａに作用する力を説明するための図
【図７】位置ずれ量Ｋの変化について説明するための図
【図８】実施例２の１次転写部の概略構成を示す断面図
【図９】実施例３の１次転写部の概略構成を示す断面図
【図１０】実施例３で画像形成中に点Ｂに作用する力を説明するための図
【図１１】実施例３における効果を説明するための図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
本発明は、電子写真方式或いは静電記録方式を用いた複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の画像形成装置に関するものである。
【００１１】
［実施例１］
以下、実施例１について説明する。
（画像形成部の概略構成）
図１は、本実施例の画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
本実施例の画像形成装置は、図１に示すように、並設された像担持体として、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック用の４個の電子写真感光ドラム（以下、感光ドラム）２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋを備えている。各感光ドラムの周囲には、その回転方向上流側から順に、１次帯電器７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ、現像手段３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋが配置されて
いる。これら各感光ドラム、各１次帯電器、各現像手段等によりそれぞれ画像形成部として、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のステーションが形成されている。
【００１２】
１次帯電器へ高圧バイアスを供給する１次帯電高圧電源（不図示）は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のステーション間で共通化されており、１次帯電器７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋに接続されている。現像高圧電源（不図示）は、各ステーションに独立に配置されており、現像手段３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋにそれぞれ接続されている。
ここで、各カートリッジの構成及び動作は、用いるトナーの色が異なることを除いては実質的に同じである。したがって、以下の説明において特に区別を要しない場合は、いずれかの色用に設けられた要素であることを表すために、図１において符号に与えた添字Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを省略して、総括的に説明する。
【００１３】
感光ドラム２に対向した位置には、感光ドラム２の表面に形成されたトナー像（トナー画像）が１次転写される中間転写体（以下、中間転写ベルト）９が感光ドラム２に当接するように設けられている。中間転写ベルト９は、中間転写ベルト駆動ローラ１２、２次転写対向ローラ１３、中間転写ベルトテンションローラ１５及び中間転写ベルト従動ローラ１４により張架されている。
【００１４】
本実施例では、中間転写ベルト９として、イオン導電剤を添加して体積抵抗率１０１０Ωｃｍ程度に調整された厚さ１００μｍの無端状の樹脂ベルトを用いた。
ベルト材質は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を用いたが、それ以外に、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ），ポリイミド、ポリカーボネート，ポリエチレン，ポリプロピレン，ポリアミド，ポリサルフォン，ポリアリレート，ポリエチレンテレフタレート，ポリエーテルサルフォン，熱可塑性ポリイミド等の樹脂材料や、これら樹脂材料の表面にアクリル等の樹脂硬化層を設けたものでもよい。
【００１５】
中間転写ベルト駆動ローラ１２は、外径２４ｍｍの中空のアルミ管に０．５ｍｍの厚みでＥＰＤＭゴムを被覆し、電気抵抗１０５Ω以下のものを使用した。中間転写ベルト９は、中間転写ベルト駆動モータ２８により回転駆動されることで移動可能に構成されている。中間転写ベルトテンションローラ１５は中間転写ベルトテンションバネ１６で一方向に付勢され、中間転写ベルト９に所定のテンションを付与している。中間転写ベルト９を挟んで（介して）感光ドラム２の対向位置には１次転写部材（転写部材）としての１次転写ブラシ４（４Ｙ〜４Ｋ）が中間転写ベルト９に当接して、中間転写ベルト９との間で１次転写部（１次転写ニップ部）を形成するように配置されている。１次転写ブラシ４については後述する。
１次転写高圧電源（不図示）は、各１次転写ブラシ４に接続されており、各ステーションに１次転写バイアスが印加される構成となっている。
【００１６】
中間転写ベルト９には、中間転写ベルト９上に付着したトナー（残留トナー）を除去するための中間転写ベルトクリーニングローラ１８が配置され、中間転写ベルト９により従動回転している。
クリーニング高圧電源（不図示）は、中間転写ベルトクリーニングローラ１８に接続されている。そして、クリーニング高圧電源は、画像形成時に用いる正極性（トナー帯電とは逆極性）の供給源と、中間転写ベルトクリーニングローラ１８の清掃時に用いられる負極性の高圧供給源が重畳された構成となっている。
【００１７】
中間転写ベルト９を挟んで２次転写対向ローラ１３に対向する位置には、２次転写ローラ２０が配置されている。本実施例では、２次転写ローラ２０として、ＳＵＳ芯金に、厚
さ６ｍｍの導電性発泡ゴムを被覆し、硬度３０度（Ａｓｋｅｒ−Ｃ  ４．９Ｎ（５００ｇｆ）荷重時）、外径１８ｍｍ、電気抵抗値１×１０７Ωのローラを用いた。電気抵抗値は、外径３０ｍｍのアルミシリンダ上に、２次転写ローラ２０を芯金（不図示）の両端に各５Ｎの圧力を加えた状態で当接且つ、従動回転させ、芯金に＋１ｋＶの直流電圧を印加し、流れる電流から求めた。
【００１８】
２次転写ローラ２０は、不図示のバネで付勢され、中間転写ベルト９との間で２次転写部（２次転写ニップ部）を形成しており、中間転写ベルト９により従動回転している。
２次転写高圧電源（不図示）は、２次転写ローラ２０に接続され、画像形成時に用いる正極性（トナー帯電とは逆極性）の供給源と、２次転写ローラ２０の清掃時に用いられる負極性の高圧供給源が重畳された構成となっている。
【００１９】
（画像形成装置の動作）
以下に、本実施例の画像形成装置の画像形成動作について説明する。
画像形成動作が開始されると、まずカセット３０内の記録材Ｐは、給送ローラ３１により給送された後、レジストローラ対３３に搬送される。ここで、このときレジストローラ対３３は、回転を停止しており、このレジストローラ対３３のニップに記録材Ｐが突き当てられることにより、記録材Ｐの斜行が矯正される。
一方、この記録材Ｐの搬送動作に並行して、例えばイエローの感光ドラム２Ｙにおいては、まず感光ドラム２Ｙの表面が、１次帯電器７Ｙによって一様に負に帯電され、次に露光手段１により画像露光が行われる。これにより、感光ドラム２Ｙの表面には画像信号のイエロー画像成分に対応した静電潜像が形成される。
【００２０】
次に、現像手段３Ｙが感光ドラム２Ｙに当接し、上記静電潜像が、現像手段３Ｙにより負に帯電したイエロートナーを用いて現像され、イエロートナー像として可視化される。そして、このようにして得られたイエロートナー像は、１次転写バイアスが供給された１次転写ブラシ４Ｙにより、中間転写ベルト９上に１次転写される。
このような一連のトナー像形成動作は、他の感光ドラム２Ｍ，２Ｃ，２Ｋにおいても所定のタイミングをもって順次行われる。そして、各感光ドラム２上に形成された各色トナー像は、それぞれの１次転写部に高圧電源から供給された高圧バイアスによって形成される転写電界により、中間転写ベルト９上に順次重ねて１次転写される。
【００２１】
このように中間転写ベルト９上に重畳して転写された４色のトナー像は、中間転写ベルト９の回転（図１に示す矢印方向の回転）に伴い、２次転写部に移動される。
さらに、レジストローラ対３３で斜行を矯正された記録材Ｐは、中間転写ベルト９上の画像とタイミングをとって２次転写部に送り出される。
この後、２次転写部において２次転写ローラ２０により、中間転写ベルト９上の４色のトナー像は、記録材Ｐ上へ一括して２次転写される。
【００２２】
このようにしてトナー像が転写された記録材Ｐが、定着器４０により搬送され、加熱、加圧されることにより、記録材Ｐ上にトナー像が定着される。その後、トナー像が定着された記録材Ｐは、排出ローラ対４１により排出トレイ４２に排出される。
なお、２次転写が終了した中間転写ベルト９は、２次転写対向ローラ１３近傍に設置された中間転写ベルトクリーニングローラ１８によって表面に残留した転写残トナーが除去される。
【００２３】
（１次転写ブラシの仕様）
本実施例では、１次転写ブラシ４として、複数の導電性繊維が密に配列されたブラシ（ブラシ状の部材）を用いている。図２は、転写ブラシの構成を示す模式図（斜視図）である。
１次転写ブラシ４の短手方向（中間転写ベルト９の移動方向に平行な方向）の寸法Ｗは、Ｗ＝４ｍｍである。１次転写ブラシ４の長手方向（中間転写ベルト９の移動方向に垂直な方向（感光ドラム２の回転軸方向））の寸法Ｌは、Ｌ＝２３０ｍｍである。１次転写ブラシ４の長手方向のうち、導電性繊維が設けられているのは、Ｍ＝２２８ｍｍの領域内（起毛部）であり、１次転写ブラシ４の長手方向の両端部には、繊維が設けられていない部分（非起毛部）が１ｍｍの幅で均等に設けられている。Ｗ＝４ｍｍとすることで、中間転写ベルト９との間に十分な幅のニップを形成することができ、Ｍ＝２２８ｍｍとすることでＡ４サイズの記録材に対しても十分な幅で画像形成を行うことができる。１次転写ブラシ４と中間転写ベルト９のニップについては後述する。
【００２４】
なお、１次転写ブラシ４としては、パイル織物タイプ又は静電植毛タイプのものを使用することができる。パイル織物とは、ブラシ繊維となるパイル糸を、たて糸とよこ糸から成る基布の隙間に織り込んで作られたもので、これを導電性接着剤等によって基板上に接着することでブラシ部材が得られる。また、静電植毛とは、高圧静電界における静電吸引力を利用し、あらかじめ接着剤を塗布した基板上に短繊維を垂直に投錨させる方法であり、これによってもブラシ部材が得られる。
【００２５】
導電性繊維としては、カーボン粉末を分散したナイロンやポリエステル等を材料としたものがあり、単糸繊度が２〜１５ｄｔｅｘ、直径が１０〜４０μｍ、乾強度が１〜３ｃＮ／ｄｔｅｘの範囲内のものを用いることができる。繊維の抵抗率ρｆｉｂｅｒは、１０〜１０８Ωｃｍの範囲内のものが好適である。抵抗率ρｆｉｂｅｒは、次の方法により測定される。つまり、繊維５０本をひと束とし、約１ｃｍの間隔をもって束の表面に金属プローブを接触させる。そして、高抵抗計（Ａｄｖａｎｔｅｓｔ社製Ｒ８３４０Ａ）等を用い、印加電圧１００Ｖの元で抵抗値Ｒｆｉｂｅｒを実測し、下式により抵抗率ρｆｉｂｅｒを算出する。
ρｆｉｂｅｒ＝Ｒｆｉｂｅｒ×（繊維直径／２）２×３．１４×５０
【００２６】
また、導電性繊維は基布に対し垂直な方向（法線方向）に起毛している。未当接状態の１次転写ブラシ４において、繊維が基布面から伸び出ている方向のことを、起毛方向という。各繊維の基布を起点とした繊維長は１〜５ｍｍ、基板上における配列密度は５０００〜５００００本／ｃｍ２とすることができる。
なお、本実施例における１次転写ブラシ４としては、代表的特性を有するものとして、下記仕様のブラシを用いている。
１次転写ブラシの仕様
・部材タイプ：パイル織物
・材料：カーボン粉末を分散したナイロン繊維
・単糸繊度：７ｄｔｅｘ
・繊維直径：２８μｍ
・乾強度：１．６ｃＮ／ｄｔｅｘ
・抵抗率：１０６Ωｃｍ
・繊維長：２ｍｍ
・配列密度：１０８５０本／ｃｍ２
【００２７】
（１次転写ブラシのニップ構成）
以下に、本実施例の特徴である、１次転写ブラシ４の当接構成について説明する。図３は、本実施例の１次転写部の概略構成を示す断面図であり、図３では１次転写部における各部材とニップの位置関係を示している。各ステーションにおいて、１次転写部の構成は共通であるため、ここでは、１つのステーションにおけるニップ構成について説明する。
１次転写ブラシ４は、保持部材５０上に、両面テープ５１（日東電工株式会社製  両面接着テープ  Ｎｏ．５０００ＮＳ）により保持され、バネ５２（付勢部材）による押圧力
（加圧力、５Ｎ）によって、中間転写ベルト９面の法線方向に付勢されている。保持部材５０には、１次転写ブラシ４を保持部材５０に保持固定するために、保持面としての貼り付け座面（以下、座面）５０ａが中間転写ベルト９に対向するように設けられており、座面５０ａで１次転写ブラシ４を中間転写ベルト９に押し付けるように構成されている。
【００２８】
本実施例の特徴として、保持部材５０上の座面５０ａは、中間転写ベルト９の移動方向で上流側を望むように、中間転写ベルト９面（１次転写ブラシ４が当接している中間転写ベルト９の領域（当接領域））に対してα度（ｄｅｇ）、傾斜している。以下、αを当接角と定義する。また、中間転写ベルト９の移動方向は、図３に示す矢印方向であり、以下、ベルト移動方向という。また、中間転写ベルト９面においては、感光ドラム２と当接する側の面が表面（外周面）であり、１次転写ブラシ４と当接する側の面が裏面（内周面）である。
このように、本実施例では、座面５０ａは、中間転写ベルト９との間隔が、ベルト移動方向の上流側ほど大きくなるように、中間転写ベルト９に対して傾斜しており、１次転写ブラシ４が中間転写ベルト９に対して斜めに（傾斜して）当接する構成となっている。また、図３に示すように、保持部材５０がバネ５２によって付勢される面５０ｂ（バネ５２によって付勢される保持部材５０の面５０ｂ）に対して、座面５０ａは傾斜している。
【００２９】
本実施例においては、感光ドラム２と中間転写ベルト９との間で形成されるニップ部（ニップ領域）に対して、ベルト移動方向の上流側及び下流側に、中間転写ベルト９と１次転写ブラシ４との間で形成されるニップ部が存在している。すなわち、感光ドラム２、中間転写ベルト９、１次転写ブラシ４で構成される１次転写部は、以下の３つのニップ部に分類される。
（１）上流テンションニップ：ベルト移動方向上流側で、１次転写ブラシ４と中間転写ベルト９のみが接触している部分（図３に示すＸ部分）。
（２）物理ニップ：感光ドラム２と１次転写ブラシ４が、中間転写ベルト９を介して接触している部分（図３に示すＹ部分）。
（３）下流テンションニップ：ベルト移動方向下流側で、１次転写ブラシ４と中間転写ベルト９のみが接触している部分（図３に示すＺ部分）。
【００３０】
上流テンションニップは、１次転写ブラシ４の位置ずれ、１次転写ブラシ４の毛倒れなどにより、物理ニップ幅が変動しないように設けられたニップ部である。このニップ幅が大き過ぎると、１次転写部の前（ベルト移動方向上流側）に電界（所謂、プレ転写電界）が形成されることが懸念される。このプレ転写電界が形成された場合には、感光ドラム２上の未転写トナーが中間転写ベルト９上に飛翔してしまう、所謂、飛び散りによる画像品質の低下が懸念される。このため物理ニップ幅が安定的に確保できる範囲で、上流テンションニップは極力狭くすることが望ましい。
本実施例ではニップ幅が１．０ｍｍとなるように１次転写ブラシ４の位置を決定した。
【００３１】
物理ニップは、実際に感光ドラム２上のトナーが中間転写ベルト９へ転写されるニップ部であり、１次転写に必要な最低ニップ幅及び最低面圧が確保出来るようにする必要がある。一方で、面圧が高過ぎると、感光ドラム２と中間転写ベルト９との間で発生する接線力増大による位置ずれが発生するため、転写性が確保出来る範囲で、面圧（転写圧）は極力低くすることが望ましい。
本実施例では、バネ５２による押圧力（転写バネ圧）を５Ｎとし、この物理ニップ幅を約１．０ｍｍとすることで、位置ずれ防止と転写性確保を両立させた。
【００３２】
下流テンションニップは、物理ニップにおいて１次転写ブラシ４から中間転写ベルト９へ過剰に供給された電荷を、１次転写ブラシ４へと還流し、中間転写ベルト９を除電する役目を有している。
本実施例においては、下流テンションニップにおいて十分な除電効果が得られる２ｍｍの下流テンションニップ幅を確保できるように、１次転写ブラシ４の貼り付け位置を決定した。
画像形成をする上で、各ニップの幅、及び、各ニップ内での部材間の接触抵抗を安定した状態に保つことは、安定した画像形成を行う上で非常に重要となる。
【００３３】
（１次転写ブラシ部にかかる力と本実施例の効果について）
本実施例において、１次転写ブラシ４は、画像形成中に様々な方向から力を受けるものの、力の釣り合いにより、１次転写ブラシ４の位置ずれを最小限にとどめることが可能となる。これにより、各ニップ幅の変動、ニップ内の部材間の接触状態の変動を最小限に抑え、より安定した画像形成が可能となる。以下にその理由について、従来構成の転写ブラシと対比させて説明を行う。
【００３４】
図５は、画像形成中に１次転写ブラシ４と保持部材５０の境界面となる座面５０ａに作用する力（ベクトル）を説明するための図である。図５では、画像形成中に座面５０ａに作用する力（ベクトル）をそれぞれ矢印で示している。
以下に、図５に示す力についてそれぞれ説明する。ここで、本実施例で発生する力（座面５０ａに作用する力）は、座面５０ａにおいて、物理ニップのうちベルト移動方向の中心に対応する点Ａ（図５）に集中すると仮定した。
【００３５】
Ｆｆ：中間転写ベルト９と１次転写ブラシ４との接線方向に働く摩擦力が点Ａに作用する力であり、１次転写ブラシ４をベルト移動方向に動かす力（中間転写ベルト９と１次転写ブラシ４との接線方向の力）。
Ｆｃ：１次転写ブラシ４がＦｆの力を受けたときに発生する抗力であり、１次転写ブラシ４を両面テープの保持力で、保持部材５０上に保持しようとする力（保持部材５０の座面５０ａに平行な方向の力）。
Ｎ：保持部材５０が１次転写ブラシ４を押す力（保持部材５０の座面５０ａの法線方向の力）であり、実効的な転写圧に相当する。
Ｆｔ：転写バネ圧を受けて１次転写ブラシ４が保持部材５０を押し返す力（保持部材５０の座面５０ａの法線方向の力）であり、本実施例では転写バネ圧である５Ｎに相当する。
【００３６】
上記した４つの力の間には、下記の釣り合い式が成り立つ。
保持部材５０の座面５０ａの法線方向には式１の釣り合い式が成り立ち、
Ｎ＝Ｆｔ＋Ｆｆ・ｓｉｎα  ・・・（式１）
保持部材５０の座面５０ａに平行な方向には式２の釣り合い式が成り立つ。
Ｆｃ＝Ｆｆ・ｃｏｓα  ・・・（式２）
【００３７】
ここで、図４は従来の１次転写部の概略構成を示す断面図である。また、図４に示す従来構成において画像形成中に、１次転写ブラシ４と保持部材５０との境界面となる座面５０ａにかかる力を図６に示す。ここで、図４，６に示す構成部材においては、説明の便宜上、本実施例の構成部材と同じ符号を付している。
図６に示す力に関して、上記同様につり合い式を算出すると、下式が導き出される。
保持部材５０の座面５０ａの法線方向には式３の釣り合い式が成り立ち、
Ｎ＝Ｆｔ  ・・・（式３）
保持部材５０の座面５０ａに平行な方向には式４の釣り合い式が成り立つ。
Ｆｃ＝Ｆｆ  ・・・（式４）
【００３８】
両面テープの位置ずれ量Ｋ（無次元）は、両面テープを引く力Ｆ（座面５０ａ（接着面）に平行な方向）と、両面テープ貼り付け部（座面５０ａ）への垂直荷重Ｎから、以下の
関係となることが、本発明者らの検討で明らかになっている。
Ｋ∝（Ｆ／Ｎ）
１次転写ブラシ４は、保持部材５０の座面５０ａに平行な方向の力（Ｆｃ）が大きいと、転写ブラシの位置ずれ量Ｋが大きくなり、保持部材５０の座面５０ａの法線方向の力（Ｎ）が小さいと、転写ブラシの位置ずれ量Ｋが大きくなる。
本実施例において、１次転写ブラシ４の位置ずれ量Ｋを許容範囲（Ｋｍａｘ以下）とするための条件式は下式となる。
Ｋｍａｘ≧（Ｆｃ／Ｎ）＝Ｋ  ・・・（式５）
【００３９】
図７には、Ｆｔ（転写バネ圧）が５Ｎで、Ｆｆ（中間転写ベルト９と１次転写ブラシ４との接線方向に働く摩擦力が両面テープに作用する力）が１Ｎから６Ｎの範囲で変動した場合にＫがどのように変化するかを、従来例と本実施例とを対比させて示す。
尚、図７中では、本実施例の当接角αは５ｄｅｇ，１０ｄｅｇ及び１５ｄｅｇの場合を想定して算出し、位置ずれ許容の限界であるＫｍａｘ＝０．８を合わせて記入した。
【００４０】
図７からもわかるように、従来例においてはＦｆが４Ｎ以下であれば、１次転写ブラシ４の位置ずれ量Ｋは許容範囲（Ｋｍａｘ＝０．８以下）となる。一方、本実施例（θ＝１５ｄｅｇ）では、１次転写ブラシ４の位置ずれ量Ｋに対する許容範囲が広く、Ｆｆは５．３Ｎまでは位置ずれ許容範囲となる。
上記したように、本実施例では、従来例に対して、１次転写ブラシ４と中間転写ベルト９との間に大きな摩擦力が働いても、１次転写ブラシ４の位置ずれを抑えることが可能となり、結果として１次転写部（ニップ部）の安定性に対しても有利となっている。
【００４１】
以上、ニップにかかる力のつり合いから本実施例の効果について説明したが、その効果は以下のように換言することも可能である。
１次転写ブラシ４を中間転写ベルト９に対して斜めに当接させることにより、中間転写ベルト９と１次転写ブラシ４との間に発生する摩擦力のベクトル成分に、１次転写ブラシ４を保持部材５０側に押し付ける方向のベクトル成分を持たせることができる。このことにより、１次転写ブラシ４を保持する保持部材５０の保持力を大きくすることができるので、保持部材５０に保持された１次転写ブラシ４の剥がれ、位置ずれを防止することができる。したがって、１次転写ブラシ４と中間転写ベルト９との接触状態をより安定化させて、画像品質を向上させることが可能となる。
以上説明した通り、本実施例では製品寿命を通じて、より安定な画像形成が可能となる。
【００４２】
（下流テンションニップの接触状態の安定性と本実施例の効果について）
本実施例は、従来技術と比較して、各ニップ内での部材間の接触抵抗に関しても安定しており、より安定した画像形成が可能となっている。以下に、接触抵抗の安定性に関して従来技術と対比させながら説明する。
【００４３】
本実施例の特徴は、上流テンションニップ及び物理ニップへの弊害を起こすことなく、下流テンションニップにおける中間転写ベルト９と１次転写ブラシ４との接触状態を安定化させるところにある。下流テンションニップでの接触抵抗が上がると、下流テンションニップでの除電効果が不十分となり、中間転写ベルト上の過剰電荷が蓄積することによる異常放電が発生し、画像品質が低下してしまうことが懸念される。
本実施例においては、図３に示す様に、下流テンションニップにおいて１次転写ブラシ４の導電性繊維が潰される（倒される、弾性変形する）ことにより、中間転写ベルト９と１次転写ブラシ４は安定的な接触抵抗を確保することが可能となる。つまり、本実施例においては、下流テンションニップにおいて、各繊維は、倒されることにより得られる繊維の曲げ弾性により、適正な接触圧を確保した状態で中間転写ベルト９に接触している。こ
こで、１次転写ブラシ４の繊維は、中間転写ベルト９に当接することで弾性変形しており、座面５０ａが中間転写ベルト９に対して傾斜していることで、繊維の弾性変形の度合は、ベルト移動方向の下流側の方が、上流側よりも大きくなっている。
【００４４】
一方で、図４に示されるような従来技術においては、下流テンションニップで、１次転写ブラシ４を潰し安定した接触抵抗を確保しようとすると、上流テンションニップ及び物理ニップのニップ内の圧は高くなり、以下のような問題が発生することが懸念される。
・上流テンションニップの繊維の倒れにより上流テンションニップが拡大し、プレ転写電界の影響が増大することによる飛び散りの発生。
・物理ニップの接触圧が過剰に高くなり、中間転写ベルト９と感光ドラム２との摩擦力が増大することによる位置ずれの発生。
【００４５】
このように、本実施例では、上流テンションニップ、物理ニップに過剰な圧を与えることなく、下流テンションニップの接触を安定させることが可能となる。
以上説明したように、本実施例においては、各ニップの幅、及び、各ニップ内での部材間の接触抵抗を、より安定した状態に保つことが可能となる。これにより、製品の寿命、使用環境を通して、より安定した画像形成が可能となる。
【００４６】
［実施例２］
以下に、実施例２について説明する。本実施例においては、実施例１に対して異なる構成部分について述べることとし、実施例１と同様の構成部分については、その説明を省略する。
本実施例においては、実施例１に対して１次転写部材の構成が異なっている。以下に、本実施例の１次転写部材について図８を用いて説明する。図８は、本実施例の１次転写部の概略構成を示す断面図である。
【００４７】
（１次転写部材の構成）
図８に示すように、本実施例の特徴となる１次転写部材としての１次転写ユニット８１は、中間転写ベルト９を挟んで感光ドラム２と反対側に配置されている。
１次転写ユニット８１は、１次転写ブラシ４、絶縁性ＰＥＴシート８２、１次転写部材支持体８３、１次転写部材カバー８４、弾性体８５、弾性体支持体８６、バネ５２からなる。１次転写ブラシ４は、絶縁性ＰＥＴシート８２上に不図示の両面テープ（日東電工株式会社製  両面接着テープ  Ｎｏ．５０００ＮＳ）で保持されている。ここで、絶縁性ＰＥＴシート８２は、ベルト移動方向における一端が自由端で、他端が固定されているシート部材であり保持部材に相当する。また、弾性体８５は押圧部材に相当する。
【００４８】
絶縁性ＰＥＴシート８２のうち、ベルト移動方向上流側の端部は、固定端となるよう、１次転写部材支持体８３と１次転写部材カバー８４によって不図示の接着テープ及びビスを用いて締結され支持されている。そして、１次転写ブラシ４は、絶縁性ＰＥＴシート８２のうち、ベルト移動方向下流側の端部（一端側）に配置されている。また、１次転写ブラシ４は、中間転写ベルト９に対して感光ドラム２とは反対側から弾性体８５によって中間転写ベルト９に向かう方向（矢印Ｔ方向）に押圧されるように配置され、中間転写ベルト９裏面に付勢されている。
【００４９】
また、弾性体８５は、絶縁性ＰＥＴシート８２と接触する接触面Ｓ（斜線部）を有し、接触面Ｓと接触する絶縁性ＰＥＴシート８２面の真裏の面となる１次転写ブラシ取り付け面（保持面）は、ベルト移動方向で上流側を望むように傾いている。
本実施例において、絶縁性ＰＥＴシート８２面の１次転写ブラシ取り付け面は湾曲しているが、接触面Ｓ（斜線部）内における全ての面において、上述のようにベルト移動方向で上流側を望むように傾いている。
【００５０】
また、１次転写部材支持体８３には、１次転写ユニット８１のベルト移動方向下流側の位置を決定する位置決め部８８が設けられている。
また、弾性体支持体８６によって支持されている弾性体８５は、１次転写ブラシ４と感光ドラム２との間において、特に１次転写ブラシ４の長手方向に対する均一なニップ部を形成可能とするために配置されている。
弾性体８５は、弾性体支持体８６の裏面に配置された押圧バネ８７からの押圧力を受けることによって、より好適な転写性を実現している。
【００５１】
本実施例の弾性体８５は、ウレタンの発泡スポンジ状の弾性部材であって、肉厚３ｍｍ、幅４ｍｍの略直方体形状で、アスカーＣ硬度１ｋｇ荷重で１８°のものを用いている。なお、本実施例では、ウレタンの発泡スポンジを用いたが、エピクロルヒドリンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、エピクロルヒドリン系ゴム等のゴム材料を用いてもよいし、ソリッドタイプの弾性ゴム材料を用いてもよい。さらには、弾性力を有するのであればゴム材料に限定する必要はなく、樹脂やエラストマ等の材料を弾性体８５として用いる場合であっても、同様の効果を発揮することが可能である。
【００５２】
（本実施例で得られる効果についての説明）
以上説明したように、本実施例においては、１次転写ブラシ４が取付けられた絶縁性ＰＥＴシート８２面は、ベルト移動方向で上流側が望める方向に傾斜している。このため、本実施例においても、従来技術と比較して、各ニップ内での部材間の接触抵抗に関しても安定しており、安定した画像形成が可能となっている。また、本実施例においても、実施例１と同様に、１次転写ブラシ４は、画像形成中に様々な方向から力を受けるものの、力の釣り合いにより、１次転写ブラシ４の位置ずれを最小限にとどめることが可能となる。これにより、各ニップ幅の変動、ニップ内の部材間の接触状態の変動を最小限に抑え、より安定した画像形成が可能となる。
【００５３】
［実施例３］
以下に、実施例３について説明する。本実施例においては、実施例１に対して異なる構成部分について述べることとし、実施例１と同様の構成部分については、その説明を省略する。
本実施例においては、実施例１に対して保持部材の構成が異なっている。以下に、本実施例の保持部材について図９を用いて説明する。図９は、本実施例の１次転写部の概略構成を示す断面図である。
【００５４】
（１次転写部材の構成）
本実施例においては、１次転写部材に揺動加圧方式を採用している。
１次転写ブラシ４は、実施例１同様、両面テープ５１（日東電工株式会社製  両面接着テープ  Ｎｏ．５０００ＮＳ）を用いて保持部材５０に保持されている。
そして、本実施例の保持部材５０は、揺動中心（揺動軸）５５を中心に揺動可能な構成となっている。
【００５５】
本実施例においては、揺動中心５５を、中間転写ベルト９裏面側で且つ、ベルト移動方向で１次転写ブラシ４よりも上流側に配置した。
そして、揺動中心５５とニップ中心（図９に示す点Ｂ）を結ぶ面（図９では直線）と、中間転写ベルト９面（１次転写ブラシ４が当接している中間転写ベルト９の領域（当接領域））とが成す角（揺動角β）を２０°になるように、揺動中心５５の位置を決定した。ここで、ニップ中心（図９に示す点Ｂ）とは、１次転写ブラシ４が当接する中間転写ベルト９の当接領域のうち、中間転写ベルト９を介して感光ドラム２と１次転写ブラシ４との間で形成されたニップ部（物理ニップ）におけるベルト移動方向の中心位置をいう。
【００５６】
保持部材５０の裏側にはバネ５２が配置されており、バネ５２により１次転写ブラシ４を中間転写ベルト９裏面側に付勢するような構成となっている。
中間転写ベルト９に対して当接状態にある１次転写ブラシ４が貼り付けられる、保持部材５０上の座面５０ａは、実施例１と同様に、ベルト移動方向で上流側を望むように傾斜している。本実施例においても、１次転写ブラシ４が中間転写ベルト９に対して斜めに当接する構成となっている（当接角αとなるように構成されている）。
本実施例においても、１次転写ブラシ４を斜めに当接させることにより、１次転写ブラシ４の位置ずれは許容範囲となると共に、下流テンションニップの接触抵抗を安定化することが可能となる。これにより、実施例１と同様に、より安定な画像形成が可能となる。
【００５７】
ここで、本実施例においては、揺動中心５５を、中間転写ベルト９裏面側で且つ、ベルト移動方向で１次転写ブラシ４よりも上流側に配置している。しかしながら、揺動中心５５の位置はこれに限るものではなく、中間転写ベルト９表面側で且つ、ベルト移動方向で１次転写ブラシ４よりも下流側に配置してもよい。
このように構成することで、中間転写ベルト９と１次転写ブラシ４との間に摩擦力が発生した場合、１次転写ブラシ４が、揺動中心５５を中心として中間転写ベルト９から離れる方向に揺動するようになる。これにより、中間転写ベルト９と１次転写ブラシ４との間に発生した摩擦力を受けて転写圧を軽減させることができるので、摩擦力の発生による１次転写ブラシ４の位置ずれを抑えることが可能となる。
ここで、揺動中心５５が、中間転写ベルト９裏面側で且つ、ベルト移動方向で１次転写ブラシ４よりも下流側に配置される場合には、中間転写ベルト９と１次転写ブラシ４との間に摩擦力が発生した場合、１次転写ブラシ４は次のように揺動するようになる。すなわち、１次転写ブラシ４は、揺動中心５５を中心として中間転写ベルト９に食い込む方向に揺動するようになる。このような場合には、実効的な転写圧が増大してしまうことが懸念される。揺動中心５５が、中間転写ベルト９表面側で且つ、ベルト移動方向で１次転写ブラシ４よりも上流側に配置される場合も同様である。
【００５８】
（中間転写ベルトと１次転写ブラシ間の力）
図１０に、本実施例において画像形成中に、中間転写ベルト９と１次転写ブラシ４との境界面にかかる力（ベクトル）を示し、以下に、その力についての説明を行う。ここで、本実施例で発生する力（前記境界面に作用する力）は、物理ニップにおいてベルト移動方向の中心となる点Ｂに集中すると仮定した。本実施例では、力を表す符号として、説明の便宜上、実施例１同様の符号Ｆｆ、Ｆｃ、Ｎ、Ｆｔを用いるが、これらの力について、より詳しく説明すると、以下のようになる。
Ｆｆ：中間転写ベルト９と１次転写ブラシ４との接線方向に働く摩擦力が点Ｂに作用する力（中間転写ベルト９と１次転写ブラシ４との接線方向の力）。
Ｆｃ：１次転写ブラシ４がＦｆの力を受けたときに発生する抗力であり、点Ｂから揺動中心５５方向に働く力（揺動軸方向の力）。
Ｎ：中間転写ベルト９と１次転写ブラシ４との間にかかる垂直抗力（中間転写ベルト９面の法線方向（ベルト移動方向に対して直交（垂直）方向）の力）で、実効的な転写圧に相当する。
Ｆｔ：転写バネ圧を受けて１次転写ブラシ４が中間転写ベルト９を押す力（保持部材５０の座面５０ａの法線方向の力）であり、本実施例では転写バネ圧である５Ｎに相当する。
【００５９】
図示したベクトルは、ベルト移動方向には式６、中間転写ベルト９面の法線方向には式７の釣り合い式が成り立つ。また、１次転写ブラシと中間転写ベルト間にかかる摩擦力Ｆｆは、摩擦係数μと垂直抗力との積で表せられるものとする（式８参照）。
Ｆｃ・ｃｏｓβ＋Ｆｔ・ｓｉｎα＝Ｆｆ  ・・・（式６）
Ｆｔ・ｃｏｓα＝Ｎ＋Ｆｃ・ｓｉｎβ  ・・・（式７）
μ・Ｎ＝Ｆｆ  ・・・（式８）
上式をＮについて解くと、下式（式９）のようになる。
【００６０】
【数１】
2014182196.tif 000003
・・・（式９）
【００６１】
（本実施例の特有の効果）
当接角α及び揺動角βの製造公差バラツキ等により、実効的な転写圧であるＮは変動する。この変動を抑えることにより、ニップ幅及びニップ内の接触抵抗が安定し、より安定した画像形成が可能となる。
その変動量を抑える事は、式９の分子項である
Ｆｔ・（ｓｉｎα・ｓｉｎβ＋ｃｏｓα・ｃｏｓβ）
のα及びβに対するバラツキを抑えることと同義である。Ｆｔは、α及びβからは独立であるため、以下の関数をα及びβについて解く。
ｆ（α，β）＝ｓｉｎα・ｓｉｎβ＋ｃｏｓα・ｃｏｓβ
【００６２】
図１１に、当接角α及び揺動角βが０ｄｅｇから３０ｄｅｇの範囲で、ｆ（α，β）がどのように変化するかを示す。
図１１からも分かるように、
ｓｉｎα・ｓｉｎβ＋ｃｏｓα・ｃｏｓβ
は、α＝βの時に最大値である１となる関数として表現することが可能であり、α＝βとなる周辺領域が、α及びβの変動に対して最も鈍感、換言すれば、安定する領域になる。
【００６３】
つまり、当接角αと揺動角βを略同じとすることにより、より安定した転写圧が得られると言える。例えば、当接角αと揺動角βを共に１０ｄｅｇにすることにより、更に安定した転写圧が得られることが本発明者らの検討で確認されている。
以上説明した力学的な釣り合い式から、本実施例では、当接角α及び揺動角βを略同じとすることにより、更なる転写圧の安定化が可能となる。これにより、各ニップ幅及び各ニップ内での部材抵抗を、安定化することが可能となり、より安定した画像形成が可能となる。
【００６４】
以上説明した通り、本実施例においては、転写ブラシを斜めに当接することにより、転写ブラシの位置ずれは許容レベルとなると共に、下流テンションニップの接触抵抗を安定化することが可能となる。さらに、転写部材を揺動加圧方式とし、且つ、当接角と揺動角を略同じとすることにより、転写圧はさらに安定化して、製品の寿命を通してより安定した画像形成が可能となる。
【００６５】
上述した実施例１〜３においては、中間転写方式の画像形成装置について説明したが、これに限るものではない。すなわち、本発明は、ベルトとして中間転写ベルト９の代わりに記録材を担持搬送する搬送ベルトを備えた直接転写方式の画像形成装置にも好適に適用できる。直接転写方式の画像形成装置では、各画像形成部へと搬送ベルトにて搬送（担持搬送）される記録材に対して、それぞれ感光ドラムの表面に形成されたトナー像が順次直接転写されてカラー画像が形成される。斯かる画像形成装置は周知であるので、これ以上の説明は省略する。また、本発明は、モノカラーの画像形成装置においても好適に適用することができる。
【符号の説明】
【００６６】
２…感光ドラム、４…１次転写ブラシ、９…中間転写ベルト、５０…保持部材、５０ａ…座面
【図１】
2014182196.tif 000004
【図２】
2014182196.tif 000005
【図３】
2014182196.tif 000006
【図４】
2014182196.tif 000007
【図５】
2014182196.tif 000008
【図６】
2014182196.tif 000009
【図７】
2014182196.tif 000010
【図８】
2014182196.tif 000011
【図９】
2014182196.tif 000012
【図１０】
2014182196.tif 000013
【図１１】
2014182196.tif 000014