(57)【要約】【課題】低コストで安定して給電を行うことができる給電装置を提供する。【解決手段】導電ブラシ１５ａが中間転写ベルト１に対して接触し、ブラシ糸１５１と中間転写ベルト１の間で相対移動が生じる状態で、ブラシ糸１５１が中間転写ベルト１に給電する給電装置において、基布１５２の内部に侵入するか又は基布１５２を貫通して基布１５２が引っ掛かるように突出する侵入部Ａを備え基布１５２が固定される電極板１５ｂを有し、侵入部Ａの突出方向が、導電ブラシ１５ａに対して中間転写ベルト１が相対移動する移動方向と逆方向の成分を有することを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の導電性繊維が基布に固定されることによって形成されたブラシ状給電部材を有し、
前記ブラシ状給電部材が被給電部材に対して接触し、前記導電性繊維と前記被給電部材の間で相対移動が生じる状態で、前記導電性繊維が前記被給電部材に給電する給電装置において、
前記基布の内部に侵入するか又は前記基布を貫通して前記基布が引っ掛かるように突出する突出部を備え前記基布が固定される固定部材を有し、
前記突出部の突出方向が、前記ブラシ状給電部材に対して前記被給電部材が相対移動する移動方向と逆方向の成分を有することを特徴とする給電装置。
【請求項２】
前記導電性繊維は、前記移動方向、及び前記移動方向に対する直交方向にそれぞれ所定の長さを有して前記被給電部材に接触し、
前記突出部は、前記直交方向に沿って複数配置されていることを特徴とする請求項１に記載の給電装置。
【請求項３】
前記ブラシ状給電部材から前記被給電部材に放電が行われることを特徴とする請求項１又は２に記載の給電装置。
【請求項４】
感光体を帯電する帯電装置を有する画像形成装置において、
前記帯電装置として、前記被給電部材としての前記感光体に給電する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の給電装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
前記ブラシ状給電部材は回転体であり、
前記導電性繊維は、回転体本体の外周面から外径方向に向かって延びるように形成されていることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
感光体の表面に形成されたトナー像を中間転写体に転写する転写装置を有する画像形成装置において、
前記転写装置として、前記中間転写体に給電する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の給電装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
中間転写体の表面に形成されたトナーを帯電する帯電装置を有する画像形成装置において、
前記帯電装置として、前記被給電部材としての前記トナーに給電する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の給電装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
前記中間転写体は、回転移動する無端状の中間転写ベルトであり、前記ブラシ状給電部材は前記中間転写ベルトの内周面に接触することを特徴とする請求項６又は７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記ブラシ状給電部材は、前記複数の導電性繊維として導電性パイル糸を前記基布の隙間に織り込んで作成したもの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】
前記ブラシ状給電部材は、前記複数の導電性繊維を静電吸着により前記基布に吸着させたもの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１１】
前記突出部の突出方向が、前記被給電部材の移動方向と平行であることを特徴とする請
求項１乃至１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給電装置及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置においては、感光体に潜像を形成し、この潜像をトナーにより現像し、静電的に転写を行うことで、記録材に画像形成を行っている。このような画像形成装置においては、感光体を帯電する帯電手段、トナーを転写するための転写手段に、電圧を供給する給電装置（ユニット）が必要とされる。さらに、余剰トナーを静電回収或いはこれを帯電するクリーニング手段に、電圧を供給する給電装置が必要となる。
これらの給電装置としては、給電部材に放電ワイヤー、放電針を用いて被給電部材との空隙距離を保つように設置されている非接触給電装置や、ローラやブラシ、シートを被給電部材に接触させて構成されている接触給電装置がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０４−３４５１８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したような画像形成装置を実現しようとする際、以下の課題が生じることが懸念される。
非接触給電装置においては、空隙で多量のイオン流を発生させる傾向があるため、オゾン臭等が発生しやすい問題が生じることが懸念される。また、ローラによる給電装置は高コストになりやすく、シートによる給電装置は被給電部材との間に異物がある場合に給電不良が発生するという問題が生じることが懸念される。ブラシによる給電装置は、異物に対する耐性が高く、当接部近傍にのみブラシを用いることで低コスト化が図れるものの、被給電部材との摩擦により、ブラシが当接部の位置からずれて給電不良が発生するという問題が生じることが懸念される。
給電により高電圧を供給する場合には、静電的な作用により被給電部材との間に吸着力が発生するため、より強固なブラシの固定方法が求められている。
【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、低コストで安定して給電を行うことができる給電装置を提供す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、
複数の導電性繊維が基布に固定されることによって形成されたブラシ状給電部材を有し、
前記ブラシ状給電部材が被給電部材に対して接触し、前記導電性繊維と前記被給電部材の間で相対移動が生じる状態で、前記導電性繊維が前記被給電部材に給電する給電装置において、
前記基布の内部に侵入するか又は前記基布を貫通して前記基布が引っ掛かるように突出する突出部を備え前記基布が固定される固定部材を有し、
前記突出部の突出方向が、前記ブラシ状給電部材に対して前記被給電部材が相対移動する移動方向と逆方向の成分を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、低コストで安定して給電を行うことができる給電装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【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１次転写装置の概略構成を説明するための図
【図３】実施例１の導電ブラシについて説明するための図
【図４】実施例１の導電ブラシの固定状態を示す概略図
【図５】実施例１の１次転写装置と中間転写ベルトの関係を示す概略斜視図
【図６】実施例１の１次転写装置と中間転写ベルトの関係を示す概略図
【図７】実施例１の中間転写ベルトと導電ブラシとの摩擦力を測定した結果を示す図
【図８】比較例の１次転写装置を説明するための図
【図９】実施例１と比較例とを比較した結果を示す図
【図１０】実施例２の電極板を示す概略斜視図
【図１１】実施例２の比較例を示す概略斜視図
【図１２】実施例３の画像形成装置の概略構成を示す断面図
【図１３】実施例４の画像形成装置の概略構成を示す断面図
【図１４】実施例４の変形例の画像形成装置の概略構成を示す断面図
【図１５】実施例４の変形例の帯電ブラシローラを説明するための図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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、相対速度を有して接触する被給電部材に対して、高圧を給電する給電ユニット、及び、前記給電ユニットを備えるとともに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。
【実施例１】
【００１０】
以下、実施例１の画像形成装置について説明する。
［画像形成装置の構成図］
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。
本実施例では、画像形成装置として、次に示すような中間転写方式の４パスフルカラープリンタを用いて説明する。
まず、感光体としての感光ドラム１１に、現像ロータリ１４内に納められた現像器１４ａ〜１４ｄにより順次トナー像（現像剤像）を形成するとともに、各トナー像を中間転写体（像担持体）としての中間転写ベルト１に重畳させて形成する（１次転写）。そして、中間転写ベルト１上のトナー像を記録材Ｐに一括転写する（２次転写）。ここで、中間転写ベルト１は、回転移動可能に配設された無端状のベルトである。
【００１１】
本実施例の画像形成装置は、現像器１４ａ〜１４ｄにそれぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の４色を有し、記録材Ｐ上の未定着のトナー像を固着画像に定着処理するための定着器（定着装置）３を有する。
本実施例では、画像形成速度（感光ドラム１１の回転周速）が１２０ｍｍ／ｓに設定された形態について説明する。
【００１２】
感光ドラム１１は図に示す矢印Ｒ１方向に回転可能に設置され、感光ドラム１１の外周表面上には、表面を一様に帯電する帯電ローラ１２ｂが配置されている。帯電ローラ１２ｂに帯電電圧を供給する帯電電源１２ａと、帯電ローラ１２ｂとにより、帯電装置１２が
構成されている。
帯電ローラ１２ｂの感光ドラム１１の回転方向下流側には、プリンタエンジン制御部（不図示）により変調されたレーザ光を感光ドラム１１の表面に照射するための露光部としてレーザ露光器１３が配置されている。
さらに、感光ドラム１１の回転方向におけるレーザ照射位置の下流側には、レーザ露光により形成された感光ドラム１１表面上の静電潜像を現像する現像器１４ａ〜１４ｄを収容する現像ロータリ１４が配置されている。
【００１３】
中間転写ベルト１を介して感光ドラム１１に対向する位置（転写位置）には、感光ドラム１１とともに１次転写部を形成する、給電ユニット（給電装置）としての１次転写装置１６が配置されている。この１次転写装置１６には、本実施例の特徴となる後述のブラシユニット１５が設けられ、ブラシユニット１５には、１次転写電圧及び電流を供給する１次転写電源１６ａが接続されている。ここで、中間転写ベルト１は、給電ユニットにより給電される被給電部材に相当する。
【００１４】
中間転写ベルト１は、駆動ローラ１ａ、テンションローラ１ｂ、二次転写対向ローラ１ｃの３本のローラに張架され、感光ドラム１１に接触するように配置されている。
中間転写ベルト１は、駆動ローラ１ａが図１に示す矢印Ｒ２方向に回転することにより、図１に示す矢印Ｒ３方向に回転駆動される。感光ドラム１１の回転方向における１次転写装置１６の下流側には、ドラムクリーナ１７が配置されている。また、中間転写ベルト１の表面には、中間転写ベルト１上に残留したトナーを除去するクリーニング装置（ベルトクリーナ）４が当接するように配置されている。
【００１５】
次に、各部材の概略構成に関して説明する。
感光ドラム１１は、厚み１ｍｍ、直径３０ｍｍのアルミニウムの円筒体の表面に導電性支持基体、電荷発生層、電荷輸送層を積層させたもので、通紙寿命（寿命に至る記録材の搬送枚数）５０００枚に対応する。
中間転写ベルト１には、イオン導電性樹脂からなる体積抵抗率８×１０９Ω・ｃｍ（常温常湿環境）、膜厚７０μｍのシームレスベルト体を用いている。駆動ローラ１ａは、直径２０ｍｍのアルミシリンダ上に、１００μｍの厚みのウレタンゴムのコーティングを施したもので、中間転写ベルト１の裏面と良好なグリップ力を得ることができる。テンションローラ１ｂは、直径１５ｍｍの鉄製ローラで、中間転写ベルト１に３０Ｎの張架テンションを与えている。二次転写対向ローラ１ｃは、直径２０ｍｍのアルミシリンダに、厚み０．５ｍｍの導電性ＥＰＤＭゴムが被覆されて構成されている。
１次転写装置に関しては後述する。
【００１６】
以上のように構成された画像形成装置の画像形成動作について、イエローの画像形成を例にして説明する。
感光ドラム１１は、アルミニウムの円筒体表面に光導電層が形成されることで構成されている。そして、感光ドラム１１は、図１に示す矢印Ｒ１方向へ回転する過程で、帯電電源１２ａより帯電電圧（−１１００Ｖ）を供給された帯電ローラ１２ｂにより、表面を一様にＶＤ電位である約−５５０Ｖに帯電される。
【００１７】
次いで、パソコン（不図示）より送られた画像情報は、レーザ露光量に対応する信号に変換され、これを受けてレーザ露光器１３は画像露光を行う。その結果、トナー像が形成されるべき部分の電位は背景部のＶＤ電位より減衰して電位差が形成され、感光ドラム１１の表面に元画像のイエロー画像成分に対応した静電潜像が形成される。最大光量が与えられた部分は、ＶＬ電位である約−１２０Ｖまで電位減衰する。
【００１８】
現像器１４ａでは、ＶＤ電位とＶＬとの間の電圧（現像電圧）が現像電源１８からトナ
ー供給部に供給されることで、負極性帯電したイエロートナーが、感光ドラム上の静電潜像が形成された部分のみへ選択的に移動する。このような現像動作により、感光ドラム１１上の静電潜像は、イエロートナー像として可視化される。
得られたイエロートナー像は、１次転写装置１６から供給される１次転写電圧（＋１００〜＋２０００Ｖ）によって、中間転写ベルト１上に１次転写される。１次転写後の感光ドラム１１は、表面に付着している１次転写残トナーがドラムクリーナ１７によって除去され、次の画像形成に供される。
【００１９】
イエローの画像形成を終えると現像ロータリ１４が回転し、次の現像色であるマゼンタの現像器１４ｂが感光ドラム１１に接触して、先ほどのイエローと同様に感光ドラム１１に画像形成が行われる。これらの画像形成は、各色が１次転写により中間転写ベルト１上に適切に重なるように、タイミングを制御して行われる。
【００２０】
上記プロセスを繰り返して、中間転写ベルト１に対してイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順でトナー像が順次転写され、フルカラー画像が中間転写ベルト１上に形成される。
そして、ブラックのトナー像が転写される段階で、中間転写ベルト１上の画像後端が、２次転写ローラ２の当接位置を通り過ぎた直後に、２次転写ローラ２及びクリーニング装置４が中間転写ベルト１に当接される。中間転写ベルト１上のフルカラートナー像先端が２次転写ローラ２にさしかかるタイミングで、記録材Ｐが２次転写ローラ２と中間転写ベルト１で形成される２次転写部（ニップ部）に挿入される。
２次転写ローラ２には２次転写電源２１から２次転写電圧が供給され、これにより中間転写ベルト１上のトナー像は一括して記録材Ｐに２次転写される。
【００２１】
２次転写後の中間転写ベルト１表面に付着している２次転写残トナーはクリーニング装置４によって除去され、記録材Ｐへの２次転写工程が完了次第、２次転写ローラ２及びクリーニング装置４が中間転写ベルト１から離間され、次の画像形成に備えられる。
２次転写部を通過することで記録材Ｐ上に形成（担持）された未定着トナー像は、定着器３で加熱・加圧されて定着画像となる。
【００２２】
［１次転写装置１６について］
図２は、１次転写装置１６の概略構成を説明するための図である。
１次転写装置１６は、柔軟な形態をもつブラシ状給電部材としての導電ブラシ１５ａを有するブラシユニット１５と、その加圧機構で構成される。このブラシユニット１５は、導電性繊維が基布に固定されることによって形成された導電ブラシ１５ａと、それに給電する電極板１５ｂ、それらを支持する台座１５ｃ及び加圧板１５ｄを主な構成に持つ。ここで、電極板１５ｂ及び台座１５ｃは、固定部材を構成している。
本実施例において、中間転写ベルト１の移動方向（回転方向、搬送方向）に平行に設置される方向（以下、短手方向）における導電ブラシ１５ａの寸法Ｗは、Ｗ＝７ｍｍである。そして、中間転写ベルト１の移動方向と垂直に設置される方向（中間転写ベルト１の移動方向に対する直交方向、以下、長手方向）における導電ブラシ１５ａの寸法Ｌは、Ｌ＝２３０ｍｍとしている。
Ｗ＝７ｍｍとすることで中間転写ベルト１との間に十分な幅のニップ部を形成することができ、Ｌ＝２３０ｍｍとすることでＡ４サイズの記録材の幅に対しても十分な幅で画像形成を行うことができる。また、導電ブラシ１５ａの繊維長ｈは、５ｍｍとしている。
本実施例の導電ブラシ１５ａは、短手方向の寸法Ｗが、繊維長ｈよりも長い構成となっている。これは、導電ブラシ１５ａの繊維長ｈが長いと中間転写ベルト１の移動によって傾斜した場合に、ニップ位置がずれてしまう可能性がある。
【００２３】
図３は、本実施例の導電ブラシ１５ａについて説明するための図である。
導電ブラシ１５ａは、導電性繊維が所定の密度で配列されたもので、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。パイル織物によるブラシは、図３に示すように、導電性繊維としてのブラシ糸１５１となる導電性パイル糸を、たて糸１５０１とよこ糸１５０２から成る基布１５２の隙間に織り込んで作成（作製）したものである。ブラシ糸１５１同士の電気的接続を可能にするために、後工程で基布１５２に導電性樹脂や導電性接着剤を含浸させたり、基布１５２自体を導電性繊維で構成したり、これらを組み合わせる方法がある。
また、静電植毛によるブラシは、高圧静電界における静電吸引（静電吸着）力を利用し、予め接着剤を塗布した基布上に短繊維を吸着させて垂直に投錨させる方法である。
【００２４】
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などを材料としたものがあり、単糸太さが２〜１５Ｔ（テックス）、直径が１０〜４０μｍ、乾強度が１〜３ｃＮ／Ｔの範囲内のものが織布に適している。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。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、高抵抗計ＡｄｖａｎｔｅｓｔＲ８３４０Ａなどを用いて、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
【００２５】
本実施例では、未当接状態のブラシにおいて、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呼ぶ。各繊維の基布（基板）を起点とした起毛方向の繊維長は１〜５ｍｍ、基布（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。
本実施例における１次転写装置１６には、下記仕様のブラシ糸１５１及び基布１５２でパイル織物を構成し、さらに基布１５２に導電性樹脂を含浸させてバックコートした導電ブラシ１５ａを用いている。
【００２６】
＜ブラシ糸の仕様＞
・材料：カーボン粉末を分散したナイロン繊維
・単糸太さ：７Ｔ
・繊維直径：２８μｍ
・パイル糸の太さ：１７０Ｔ
・抵抗率：１０６Ωｃｍ
・繊維長：５ｍｍ
・配列密度：１０８５０本／ｃｍ２
＜基布糸の仕様＞
・材料：ポリエステル繊維
・単糸太さ：７Ｔ
・繊維直径：２８μｍ
・糸の太さ：２７０Ｔ
・抵抗率：１０１３Ωｃｍ以上
【００２７】
図２に示すように、電極板１５ｂの先端は侵入部Ａとして鋭利な形状に形成されていて、台座１５ｃの長手方向略中央、短手方向上流側に設けられた貫通穴Ｈから、電極板１５ｂの侵入部Ａが突出するように構成されている。
侵入部Ａの突出量としては、ブラシ糸１５１が中間転写ベルト１に押圧された時のブラシ長さよりも低くする必要があり、本実施例では０．５〜０．９ｍｍとしている。これにより、ブラシ糸１５１が中間転写ベルト１に押圧された時であっても、侵入部Ａが中間転写ベルト１に接触することはない。ここで、侵入部Ａは、基布１５２が引っ掛かるように突出する突出部に相当する。侵入部Ａは、基布１５２が引っ掛かるように、基布１５２の
内部に侵入するものであってもよいし、基布１５２を貫通するものであってもよい。
【００２８】
図４は、本実施例の導電ブラシ１５ａの固定状態を示す概略図である。図５は、本実施例の１次転写装置１６と中間転写ベルト１の関係を、中間転写ベルト１を一部破断した状態で示す概略斜視図である。図４では、説明の便宜上、侵入部Ａの周囲のブラシ糸１５１を省略している。
上記のように組み合わされた台座１５ｃと電極板１５ｂに対して、基布１５２が載置され、粘着剤で固定されることで、導電ブラシ１５ａが固定される。このとき、図４に示すように、電極板１５ｂの侵入部Ａが基布１５２内に侵入していることで、バックコートを介して電極板１５ｂとブラシ糸１５１との電気的接続が確実に確保される。
このように導電ブラシ１５ａ、電極板１５ｂ、台座１５ｃを有して構成されたブラシユニット１５は、図２，５に示すように、付勢手段１９により付勢されることで、加圧板１５ｄを介して、中間転写ベルト１裏面（内周面）に当接するように配置される。このとき、感光ドラム１１に対向する位置で導電ブラシ１５ａが中間転写ベルト１裏面に当接する。本実施例では、付勢手段１９の加圧力（付勢力）を２Ｎに設定している。
【００２９】
中間転写ベルト１裏面に当接することで導電ブラシ１５ａのブラシ糸１５１は変形し、その復元力と付勢手段１９による加圧力が釣り合ったところが、ブラシユニットの押圧方向の位置となる。このようにして、感光ドラム１１、中間転写ベルト１、及び１次転写装置１６で１次転写部（ニップ部）が形成される。
このように、１次転写装置１６は、導電ブラシ１５ａが中間転写ベルト１に対して接触し、ブラシ糸１５１と中間転写ベルト１の間で相対移動が生じる状態で、ブラシ糸１５１が中間転写ベルト１に給電するように構成されている。（１次転写装置１６は、導電ブラシ１５ａのブラシ糸１５１が中間転写ベルト１に接触しながら移動（相対移動）するように使用され、中間転写ベルト１に給電を行うものである。）
【００３０】
［基布の変形について］
本実施例では上述の通り、基布１５２を比較的太い糸で構成し、さらにバックコートすることで剛性を高めて、変形に対して強くなるように構成している（ガーレ剛度：５．５ｍＮ）ものの、織布類であるため使用中に変形することが懸念される。この変形させる力は、以下に説明する導電ブラシ１５ａに働く力（以下、摩擦力）が主体となる。
【００３１】
導電ブラシ１５ａが中間転写ベルト１に押圧されることで、中間転写ベルト１が移動する際に、導電ブラシ１５ａと中間転写ベルト１との間に摩擦が生じ、中間転写ベルト１の移動方向下流側に導電ブラシ１５ａを基布１５２ごとずらそうとする摩擦力が発生する。さらに、導電ブラシ１５ａは給電部材であり、高電圧が印加されることにより、導電ブラシ１５ａと中間転写ベルト１との静電吸着力が高まり、この摩擦力がさらに増大する傾向がある。
図６は、本実施例の１次転写装置１６と中間転写ベルト１の関係を、中間転写ベルト１を一部破断した状態で示す概略図である。図６においても、説明の便宜上、侵入部Ａの周囲のブラシ糸１５１を省略している。
本実施例では図６に示すように、電極板１５ｂの侵入部Ａを中間転写ベルト１の移動方向に対して逆らう方向（中間転写ベルト１の移動方向の上流側）に侵入させており、上記摩擦力は侵入部Ａをより深く侵入させるように作用する。ここで、侵入部Ａに関して、より詳細に説明すると、侵入部Ａの侵入方向(先端の突出方向)は、中間転写ベルト１の移動方向と逆方向の成分を有するものであればよいが、中間転写ベルト１の移動方向と平行であることがより好ましい。
【００３２】
図７は、中間転写ベルト１を搬送速度１２０ｍｍ／ｓで動かした時に、中間転写ベルト１と導電ブラシ１５ａとの間に作用する摩擦力を測定した結果を示すものである。
導電ブラシ１５ａの中間転写ベルト１に押圧する加圧力を１Ｎ、２Ｎに設定した場合に、導電ブラシ１５ａに電圧を０Ｖ、５００Ｖ、１０００Ｖ印加したときの、中間転写ベルト１を駆動するための力から摩擦力を算出した。
加圧力を増加させると、それに応じて摩擦力は増加し、印加電圧を上昇させることでもさらに、摩擦力の上昇が確認される。この加圧と電圧印加によって上昇した摩擦力が、基布１５２を変形させると考えられる。
【００３３】
図８（ａ）は、比較例として、導電ブラシ１５ａを導電粘着剤により直接電極板１５ｂに固定して構成した１次転写装置を説明するための図である。なお、図８（ａ）に示す構成部材においては、説明の便宜上、本実施例と同じ符号を付している。
中間転写ベルト１の移動方向における台座１５ｃの下流部分に設けられた流れ止め段差Ｓは、導電ブラシ１５ａ全体が台座１５ｃからずれ落ちることを防止することには有効である。しかし、中間転写ベルト１が移動することにより、給電部材においては上述の通り大きな摩擦力が発生するため、図８（ｂ）に示すように中間転写ベルト１の移動方向において、導電ブラシ１５ａの上流部が下流側に寄せられる現象が発生することが懸念される。
【００３４】
このような現象が発生すると、導電ブラシ１５ａが、適正な転写位置からずれてしまうため、転写効率が低下したり、異常放電が発生したりするだけでなく、導電ブラシと１５ａ電極板１５ｂの良好な接触が得られずに転写不良等が発生する可能性がある。
そこで、本実施例では上述したように、電極板１５ｂの先端を、中間転写ベルト１の移動方向（基布１５２の短手方向）の上流側に侵入させて、この変形の発生を防止している。
【００３５】
［比較実験］
図８に示す構成を比較例として、図２に示す本実施例と比較を行った結果を説明する。図９は、それぞれの構成の１次転写装置を用いた画像形成装置を使って、高温高湿環境、常温常湿環境、低温低湿環境の３環境において、画像比率４％パターンの画像を通紙評価した場合の、１次転写残比率の推移を示したものである。１次転写残比率は、感光ドラム１１上の１次転写前後の濃度（光学濃度、ＯＤ値）の比を測定したもので、値が大きいほど転写効率が低いことを表す。ここで、高温高湿環境、常温常湿環境、低温低湿環境とは、それぞれ、１５℃／１０％、２３℃／５０％、３０℃／８０％の環境をいう。
【００３６】
本実施例の構成においては、通紙枚数が多くなっても転写効率の低下が見られないのに対して、比較例では通紙が進むにつれて、転写効率の低下がみられる。これは、１次転写装置に用いている導電ブラシ１５ａの基布１５２が、変形によって下流にずれて給電部材としての能力が低下したことを示している。
さらに、５００００枚通紙した比較例の１次転写装置と本実施例のものを交換すると、１次転写残比率が大幅に改善しており、本実施例の構成が基布１５２の変形に対して優れていることがわかる。
【００３７】
高温高湿環境においては、中間転写ベルト１の抵抗やトナーの帯電量が下がるため、高い転写効率を得るために１次転写電圧を低く設定して対応するものの、給電部材の位置に対する要求が厳しくなる傾向がある。これに対し、粘着剤や基布の剛性のみに頼った従来例では多少の変形が発生するため、転写効率が低下したものと考えられる。
一方、低温低湿環境では、部材の抵抗が高くなるため、＋１０００〜＋２０００Ｖの高い１次転写電圧を印加する必要があり、静電的な吸着力が増加して、基布の変形にかかわる摩擦力が増大する。その結果、多くの通紙を繰り返すうちに、基布が図８（ｂ）のように大きく変形し、転写効率の低下を招くと考えられる。
【００３８】
本実施例では、電極板１５ｂの基布１５２への侵入方向に関して、摩擦力が基布１５２に与える力の向き（ずれ方向）と逆方向成分をもって侵入するように構成している。
この構成によれば、高電圧印加により、ずれ方向に基布１５２が動く力が増大すると、電極板１５ｂによる反力が増えて変形を抑制するとともに、基布１５２と電極板１５ｂとの接触圧が高まって、より良好な電気的接触が得られる効果を得ることができる。
この効果により、通紙を繰り返した場合でも、給電部材である導電ブラシ１５ａの位置及び電気的接触が維持されて、図９に示すように、より安定した転写効率が得られる。したがって、低コストで安定して給電を行うことができる給電ユニット、及び、均一且つ高画質な画像を形成可能な画像形成装置を提供することが可能となる。
【実施例２】
【００３９】
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。
図１０は、本実施例の電極板１５ｂを示す概略斜視図である。
本実施例では、実施例１の構成に対して、１次転写装置１６の導電ブラシ１５ａの構成、及び、その電極板１５ｂとして、図１０に示すような、長手方向に渡って侵入部Ａが複数配置されている点が異なる。
本実施例は、下記の通り、ブラシ糸１５１と基布１５２とを同じ糸を使って形成している。基布１５２も導電糸とすることで、導電粘着剤等の加工を施すことなく、パイル糸と電極板１５ｂと良好な電気接触を得ることができる。
【００４０】
＜ブラシ糸の仕様＞
・材料：カーボン粉末を分散したナイロン繊維
・単糸太さ：７Ｔ
・繊維直径：２８μｍ
・パイル糸の太さ：１５０Ｔ
・抵抗率：１０６Ωｃｍ
・繊維長：５ｍｍ
・配列密度：１０８５０本／ｃｍ２
＜基布糸の仕様＞
・材料：カーボン粉末を分散したナイロン繊維
・単糸太さ：７Ｔ
・繊維直径：２８μｍ
・糸の太さ：１５０Ｔ
・抵抗率：１０６Ωｃｍ
【００４１】
一方、上述の同じ糸をブラシ糸と基布糸に利用する場合、ブラシ糸１５１として好都合なしなやかさは、基布１５２の剛性を下げる要因となる。
本実施例では、板金の一部を切り起こして複数の侵入部Ａを形成した図１０に示す電極板１５ｂを用いて、これら複数の侵入部Ａで導電ブラシ１５ａを固定する。電極板１５ｂの複数の侵入部Ａは基布１５２に対して長手方向に亘ってそれぞれ侵入し、剛性が低い基布１５２に対しても、変形を抑えて上述の実施例１同様に確実な位置決めと、電気的接触を得ることができる。
【００４２】
比較のために、侵入部Ａを持たない電極板１５ｆを用いて、台座１５ｃに導電ブラシ１５ａを粘着剤で張り付けただけの構成で通紙を繰り返す場合について説明する。
図１１は、この比較例を図５と同様に示している。なお、図１１に示す構成部材においては、説明の便宜上、本実施例と同じ符号を付している。
侵入部Ａを持たない電極板１５ｆを用いて、台座１５ｃに導電ブラシ１５ａを粘着剤で
張り付けただけの構成で通紙を繰り返すと、図１１に示すように、中間転写ベルト１の走行により導電ブラシ１５ａが下流側に運ばれてしまう場合がある。この傾向は、高電圧を印加して静電吸着力が増加すると顕著になる。
図１１のような状態になると、導電ブラシ１５ａの位置が変わって、正常に転写が行われなくなったり、導電ブラシ１５ａが電極板１５ｆから剥がれてしまい、導電ブラシ１５ａが給電部材としての機能を十分発揮しなくなる。
【００４３】
これに対して本実施例では、複数の侵入部Ａが基布１５２を固定することにより、導電ブラシ１５ａの形状及び位置の精度を確保することができる。さらに、高電圧印加による摩擦力増大を、基布１５２に対する侵入部Ａの侵入力に利用することで、基布１５２と電極板１５ｂとの接触圧を高めて良好な電気的接触を得ることができる。
これにより、通紙を繰り返した場合でも、導電ブラシ１５ａの位置及び電気的接触を維持することができる。
さらに本実施例では、複数の侵入部Ａが長手方向に亘って分布することによって、侵入部Ａから導電ブラシ１５ａに電圧供給を均一に行うことができるという利点がある。
【実施例３】
【００４４】
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１，２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。
図１２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。
本実施例では、図１２に示すように、実施例２の１次転写装置１６で用いた、導電ブラシ１５ａを有するブラシユニット１５を、中間転写ベルト１の静電クリーニング装置４に用いている。ここで、静電クリーニング装置４は、中間転写ベルト１の表面に形成されたトナーを帯電する帯電装置に相当する。
本実施例の導電ブラシ１５ａとしては、下記の糸で構成している。
【００４５】
＜ブラシ糸の仕様＞
・材料：カーボン粉末を分散したナイロン繊維
・単糸太さ：７Ｔ
・繊維直径：２８μｍ
・パイル糸の太さ：１５０Ｔ
・抵抗率：１０１１Ωｃｍ
・繊維長：５ｍｍ
・配列密度：１０８５０本／ｃｍ２
＜基布糸の仕様＞
・材料：カーボン粉末を分散したナイロン繊維
・単糸太さ：７Ｔ
・繊維直径：２８μｍ
・糸の太さ：１５０Ｔ
・抵抗率：１０１１Ωｃｍ
【００４６】
次に、静電クリーニングの動作に関して説明する。
［静電クリーニングに関して］
本実施例の中間転写ベルト１上に残っている残留トナーの除去は、残留トナーの帯電極性を利用した１次転写部、及び、静電クリーニング装置４での静電的除去による。
２次転写後の中間転写ベルト１上に残された残留トナーの帯電状態は正負極性が混在した状態となっていることが多く、その比率は２次転写の条件によって変化する。これは２次転写前の負極性トナーに対する２次転写電圧よる放電状態が、画像形成装置を使用（設置）している環境や、記録材によって変わるためと考えられている。
【００４７】
これらの残留トナーに対して、静電クリーニング装置４は、画像形成工程中に並行して行う通常動作と、画像形成工程終了後に行うリフレッシュ動作とを実行することによって、中間転写ベルト１上の残留トナーの除去（クリーニング）を行う。
通常動作では、静電クリーニング装置４の導電ブラシ１５ａに供給される正極性の高電圧により、残留トナーの再帯電と回収が行われる。また、リフレッシュ動作では、通常動作の回収により溜まったトナーが中間転写ベルト１上に戻される。本実施例では、中間転写ベルト１上のトナー（残留トナー）は被給電部材に相当する。
【００４８】
通常動作では、静電クリーニング装置４のブラシユニット１５に＋２０００〜＋４０００Ｖの電圧が再帯電電源４ａより供給される。このことで、中間転写ベルト１上に残留しているトナーに対して、反転極性の電荷が供給されると同時に、反転しないトナーに対しては回収作用が及ぶことで、反転しないトナーが静電クリーニング装置４内に取り込まれる。
したがって、通常動作時に静電クリーニング装置４を通過したトナーは帯電極性が反転した反転ナーがほとんどとなる。これらの反転トナーは、画像形成時の１次転写電圧により中間転写ベルト１から感光ドラム１１に戻され、中間転写ベルト１上から除去される。本実施例では、１次転写装置１６の１次転写ローラ１６ｂ、中間転写ベルト１及び感光ドラム１１で１次転写部が形成されている。
【００４９】
一方、通常動作中に静電クリーニング装置４に回収されたトナーは、一連の画像形成工程が終了した後に行われるリフレッシュ動作によって、中間転写ベルト１上に戻され、１次転写部で感光ドラム１１に逆転写される（移動する）ことで除去される。
その際、静電クリーニング装置４の導電ブラシ１５ａに、−１０００〜−２０００Ｖの負極性の電圧が供給されることで、静電的斥力で負極性である回収トナーが中間転写ベルト１上に戻される。さらに、１次転写装置１６にも負極性（逆極性）の高電圧が印加されることで、中間転写ベルト１上のトナーが感光ドラム１１に戻される。
感光ドラム１１に戻されたトナーは、最終的にはドラムクリーナ１７で回収されて、クリーニング工程を完了する。
【００５０】
以上のような動作を行うことで、中間転写ベルト１上の残留トナーを持続的にクリーニングして、最終的にドラムクリーナ１７に集約回収することができる。
本実施例で用いられている導電ブラシ１５ａは、このクリーニング動作における回収作用を伴うという点で、ブラシ糸間の空隙により残留トナーを回収した場合であっても、再帯電作用を維持できるという利点がある。
【００５１】
上述のように本実施例の通常動作中に導電ブラシ１５ａに印加される電圧は、トナーに対する放電を可能せしめるために、実施例２のように１次転写装置に用いられる導電ブラシ１５ａに印加される電圧に比べて高く設定される。したがって、本実施例では、実施例２の場合に比べて、中間転写ベルト１と導電ブラシ１５ａとの間に働く静電的引力が大きくなり、より高い摩擦力が発生することになる。
本実施例においても、図１０に示す電極板１５ｂの侵入部Ａの効果により、導電ブラシ１５ａの位置を維持するとともに、電極板１５ｂと導電ブラシ１５ａとの電気的接触を確保することができ、上述の帯電（放電）と回収作用をより安定して得ることができる。
【実施例４】
【００５２】
以下に、実施例４について説明する。本実施例においては、実施例１〜３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１〜３と同様の構成部分については、その説明を省略する。
図１３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。
本実施例では、図１３に示すように、実施例２の１次転写装置１６に用いた導電ブラシ１５ａを有するブラシユニット１５を、感光ドラム１１の帯電装置１２に用いている。導電ブラシ１５ａは、上述の実施例２と同じく、図１０に示す電極板１５ｂと同じ構成で固定されている。本実施例では、感光ドラム１１は、被給電部材に相当する。
【００５３】
ブラシユニット１５（導電ブラシ１５ａ）を帯電装置１２に用いた場合、感光ドラム１１上の汚れが存在している場合であっても、ブラシ糸の空隙による汚れ蓄積ができるため、直ちに帯電能力が低下してしまうという問題がないという特徴がある。一方で、導電ブラシ１５ａは、感光ドラム１１との間に電位差を設けて放電を行う部材でもあり、電位差が形成された場合には上述の実施例同様に大きな摩擦力が発生する。
本実施例の構成によれば、摩擦力が発生する場合であっても、導電ブラシ１５ａの位置を維持するとともに、電極板１５ｂと導電ブラシ１５ａとの電気的接触を確保することができて、上述の帯電（放電）をより安定して得ることができる。
【００５４】
［変形例］
以下に、本実施例の変形例について説明する。
図１４は、変形例の画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
感光ドラム１１を帯電する帯電部材としてブラシ状部材を用いる場合、ブラシの掃きむらが問題になることがある。この現象はブラシ密度に対して、要求される画像の解像度が高い場合に問題にされ、ハーフトーン画像等で特に目立つ傾向がある。
【００５５】
本変形例は、この現象の発生を抑制するためのものであり、図１４に示すように、ブラシ状の給電部材を回転体形状にして帯電ブラシローラ２２としたことを特徴とするものである。本変形例では、ブラシ糸１５１が、帯電ブラシローラ２２本体（回転体本体）の外周面から外径方向に向かって延びるように形成されている。
この帯電ブラシローラ２２を感光ドラム１１の回転方向と逆向き（矢印Ｒ３方向）に感光ドラム１１の周速で駆動して、周速差を大きくすることで、感光ドラム１１とブラシとの接触機会を多くしている。このような構成にすることで、ブラシ掃きむらの周波数を高めて、ハーフトーン画像においても目立たなくすることができる。
【００５６】
図１５は、本変形例の帯電ブラシローラ２２を説明するための図である。図１５においても、説明の便宜上、一部の侵入部Ａの周囲のブラシ糸１５１を省略している。
帯電ブラシローラ２２は、芯金２２ｂ上に切り起こし部Ｂが複数設けられ、その周囲を導電ブラシ２２ａが粘着層を介して被覆するように設けられることで構成されている。
帯電ブラシローラ２２と感光ドラム１１との周速差は、両者に摩擦力を発生させ、この摩擦力は切り起こし部Ｂを導電ブラシ２２ａの基布に侵入させる方向に作用する。この作用により、帯電ブラシローラ２２の使用が繰り返されても、芯金２２ｂと導電ブラシ２２ａとの良好な電気接触を保つことができる。
上述のように本変形例においても、高画質化を図りつつ、安定した帯電能力を維持することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１５ａ…導電ブラシ、１５ｂ…電極板、１５ｃ…台座、１５１…ブラシ糸、１５２…基布、Ａ…侵入部
【図１】
2014170115.tif 000003
【図２】
2014170115.tif 000004
【図３】
2014170115.tif 000005
【図４】
2014170115.tif 000006
【図５】
2014170115.tif 000007
【図６】
2014170115.tif 000008
【図７】
2014170115.tif 000009
【図８】
2014170115.tif 000010
【図９】
2014170115.tif 000011
【図１０】
2014170115.tif 000012
【図１１】
2014170115.tif 000013
【図１２】
2014170115.tif 000014
【図１３】
2014170115.tif 000015
【図１４】
2014170115.tif 000016
【図１５】
2014170115.tif 000017