(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に潜像を担持する潜像担持体と、該表面の潜像を現像する現像手段と、現像によって得られた可視像を該表面から、無端移動するベルト部材のおもて面又はこれに保持される転写材に転写する転写手段とを備え、該転写手段が、該ベルト部材を複数の張架部材によって張架しながら無端移動せしめるベルト装置と、複数の起毛からなるブラシ部の先端側を該ベルト部材のループ内側面である裏面に接触させるように配設されたブラシ部材とを有し、該ブラシ部材に転写バイアスを印加しながら、該潜像担持体上の可視像を該おもて面又はこれに保持される転写材に転写するものである画像形成装置であって、
上記ブラシ部材が、上記潜像担持体と上記ベルト部材との接触位置よりも上記ベルト部材の移動方向下流側で上記ベルト部材の裏面に当接して上記ベルト部材を上記潜像担持体に向けて押圧するものであり、
上記ブラシ部材に上記転写バイアスを印加する手段が、上記ブラシ部材よりも上記ベルト部材の移動方向下流側で上記ベルト部材の裏面に当接している転写ローラに対しても上記転写バイアスを印加するものであり、
上記複数の起毛はそれぞれ、ナイロンからなる母材中に導電性材料が断面方向に分散された材料からなり、且つ長さが５．８［ｍｍ］以下であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置であって、
上記導電性材料が断面方向に均一に分散されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２の画像形成装置であって、
上記ブラシ部材のブラシ密度が１５０［ＫＦ］以下であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかの画像形成装置であって、
上記ベルト部材の裏面側の表面抵抗率がＪＩＳＫ６９１１で１０７〜１０１０［Ω／□］であり、上記ベルト部材のおもて面側の表面抵抗率がＪＩＳＫ６９１１で１０８〜１０１３[Ω／□]であり、且つ、上記ベルト部材の体積固有抵抗率がＪＩＳＫ６９１１で１０７〜１０１１［Ω・ｃｍ］であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかの画像形成装置であって、
上記潜像担持体と上記ベルト部材との当接圧力が０．０９０×重力加速度Ｇ［Ｎ／ｃｍ２］以下であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかの画像形成装置であって、
上記ブラシ部における上記起毛の毛倒れ量の最大値が０．５３［ｍｍ］以下であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れかの画像形成装置であって、
上記ブラシ部における上記起毛の毛倒れ復帰量の最大値が０．３０［ｍｍ］以下であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れかの画像形成装置であって、
上記ブラシ部材の上記ブラシ部における上記ベルト部材への食い込み量を２．５［ｍｍ］以下に設定したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れかの画像形成装置であって、
上記ベルト部材の裏面側の硬度が７８［Ｈｓ］以下であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れかの画像形成装置であって、
上記ベルト部材の裏面における静止摩擦係数が０．７５以下であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０の何れかの画像形成装置であって、
上記母材中に分散された導電性材料がカーボン粉末であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１の何れかの画像形成装置であって、
上記ブラシ部材の複数の起毛の先端が上記ベルト部材のベルト裏面に対して垂直方向に当接することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２の何れかの画像形成装置において、
上記ブラシ部の起毛における先端よりも根本側の箇所に対して当接する、導電性材料からなる板部材を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
請求項１３の画像形成装置であって、
上記複数の起毛が、根本側の端部を、導電性両面テープを介して金属ホルダーに固定されたものであり、且つ、前記板部材が前記金属ホルダーに片持ち支持されたものであ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、移動するベルト部材の裏面に対してブラシ部材によって転写バイアスを供給しながら、潜像担持体の表面の可視像をベルト部材のおもて面又はこれに保持される転写材に転写する転写装置に用いられるブラシ部材を用いる複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種の画像形成装置においては、ブラシ部材たる転写ブラシとして、金属製支持板の表面に立設せしめられた複数の起毛からなる導電性のブラシ部に所定の電気抵抗をもたせたものを用いるのが一般的である。かかる画像形成装置としては、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６などに記載のものが知られている。ブラシ部を構成する複数の起毛としては、特許文献６に開示されているように、導電性のレーヨンやナイロンからなるものが用いられる。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３４７５１１号公報
【特許文献２】特開２００１−１５４４９９号公報
【特許文献３】特開２００１−３３１０４７号公報
【特許文献４】特開２００２−１２３１２４号公報
【特許文献５】特開２００２−１６９４１８号公報
【特許文献６】特開平９−２８１７６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
かかる構成の画像形成装置においては、転写ブラシとの摺擦によって発生したベルト部材の裏面の削れカスが転写ブラシのブラシ先端部に堆積する。そして、この削れカスが転写ブラシとベルト部材との摩擦力を変化させて、ベルト部材の線速を不規則に変動させることにより、転写画像に転写ブレを発生させ易かった。
【０００５】
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、ベルト部材の削れカスをブラシ部材の先端部に堆積させることによる転写ブレの発生を抑えることができる画像形成装置を提供することである。
【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、請求項１の発明は、表面に潜像を担持する潜像担持体と、該表面の潜像を現像する現像手段と、現像によって得られた可視像を該表面から、無端移動するベルト部材のおもて面又はこれに保持される転写材に転写する転写手段とを備え、該転写手段が、該ベルト部材を複数の張架部材によって張架しながら無端移動せしめるベルト装置と、複数の起毛からなるブラシ部の先端側を該ベルト部材のループ内側面である裏面に接触させるように配設されたブラシ部材とを有し、該ブラシ部材に転写バイアスを印加しながら、該潜像担持体上の可視像を該おもて面又はこれに保持される転写材に転写するものである画像形成装置であって、上記ブラシ部材が、上記潜像担持体と上記ベルト部材との接触位置よりも上記ベルト部材の移動方向下流側で上記ベルト部材の裏面に当接して上記ベルト部材を上記潜像担持体に向けて押圧するものであり、上記ブラシ部材に上記転写バイアスを印加する手段が、上記ブラシ部材よりも上記ベルト部材の移動方向下流側で上記ベルト部材の裏面に当接している転写ローラに対しても上記転写バイアスを印加するものであり、上記複数の起毛はそれぞれ、ナイロンからなる母材中に導電性材料が断面方向に分散された材料からなり、且つ長さが５．８［ｍｍ］以下であることを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置であって、上記導電性材料が断面方向に均一に分散されていることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項２の画像形成装置であって、上記ブラシ部材のブラシ密度が１５０［ＫＦ］以下であることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れかの画像形成装置であって、上記ベルト部材の裏面側の表面抵抗率がＪＩＳＫ６９１１で１０７〜１０１０［Ω／□］であり、上記ベルト部材のおもて面側の表面抵抗率がＪＩＳＫ６９１１で１０８〜１０１３[Ω／□]であり、且つ、上記ベルト部材の体積固有抵抗率がＪＩＳＫ６９１１で１０７〜１０１１［Ω・ｃｍ］であることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れかの画像形成装置であって、上記潜像担持体と上記ベルト部材との当接圧力が０．０９０×重力加速度Ｇ［Ｎ／ｃｍ２］以下であることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れかの画像形成装置であって、上記ブラシ部における上記起毛の毛倒れ量の最大値が０．５３［ｍｍ］以下であることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１乃至６の何れかの画像形成装置であって、上記ブラシ部における上記起毛の毛倒れ復帰量の最大値が０．３０［ｍｍ］以下であることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１乃至７の何れかの画像形成装置であって、上記ブラシ部材の上記ブラシ部における上記ベルト部材への食い込み量を２．５［ｍｍ］以下に設定したことを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項１乃至８の何れかの画像形成装置であって、上記ベルト部材の裏面側の硬度が７８［Ｈｓ］以下であることを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項１乃至９の何れかの画像形成装置であって、上記ベルト部材の裏面における静止摩擦係数が０．７５以下であることを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項１乃至１０の何れかの画像形成装置であって、上記母材中に分散された導電性材料がカーボン粉末であることを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、請求項１乃至１１の何れかの画像形成装置であって、上記ブラシ部材の複数の起毛の先端が上記ベルト部材のベルト裏面に対して垂直方向に当接することを特徴とするものである。
また、請求項１３の発明は、請求項１乃至１２の何れかの画像形成装置において、上記ブラシ部の起毛における先端よりも根本側の箇所に対して当接する、導電性材料からなる板部材を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項１４の発明は、請求項１３の画像形成装置であって、上記複数の起毛が、根本側の端部を、導電性両面テープを介して金属ホルダーに固定されたものであり、且つ、前記板部材が前記金属ホルダーに片持ち支持されたものであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明者は、後述する実験により、ブラシ部材として、導電性支持体の表面上における起毛の長さが５．８［ｍｍ］以下であるものを用いることで、ブラシ部材との摺擦によるベルト部材の裏面の削れを抑え得ることを見出した。よって、請求項１乃至１４の発明においては、ベルト部材の裏面の削れを抑えて、ベルト部材の削れカスをブラシ部材の先端部に堆積させることによる転写ブレの発生を抑えることができる。
【０００８】
なお、本発明者は、後述する実験により、転写ブラシ等のブラシ部材として、ブラシ部における起毛の毛倒れ量の最大値が０．５３［ｍｍ］以下であるものを用いることで、ブラシ部材との摺擦によるベルト部材の裏面の削れを抑え得ることを見出した。よって、請求項１乃至１４の発明のうち、同最大値が０．５３［ｍｍ］以下であるという構成を備えるものにおいては、その構成によっても、ベルト部材の裏面の削れを抑えて、ベルト部材の削れカスをブラシ部材の先端部に堆積させることによる転写ブレの発生を抑えることができる。
【０００９】
また、本発明者は、後述する実験により、ブラシ部材として、ブラシ部における起毛の毛倒れ復帰量の最大値が０．３０［ｍｍ］以下であるものを用いることで、ブラシ部材との摺擦によるベルト部材の裏面の削れを抑え得ることを見出した。よって、請求項１乃至１４の発明のうち、同最大値が０．３０［ｍｍ］以下であるという構成を備えるものにおいては、その構成によっても、ベルト部材の裏面の削れを抑えて、ベルト部材の削れカスをブラシ部材の先端部に堆積させることによる転写ブレの発生を抑えることができる。
【００１０】
また、本発明者は、後述する実験により、ブラシ部材のブラシ部におけるベルト部材への食い込み量を２．５［ｍｍ］以下にすることで、ブラシ部材との摺擦によるベルト部材の裏面の削れを抑え得ることを見出した。よって、請求項１乃至１４の発明のうち、同食い込み量が２．５［ｍｍ］以下であるという構成を備えるものにおいては、その構成によっても、ベルト部材の裏面の削れを抑えて、ベルト部材の削れカスをブラシ部材の先端部に堆積させることによる転写ブレの発生を抑えることができる。
【００１１】
また、本発明者は、後述する実験により、ベルト部材として、ブラシ部材との当接面側である裏面側の硬度が７８［Ｈｓ］以下であるものを用いることで、ブラシ部材との摺擦によるベルト部材の裏面の削れを抑え得ることを見出した。よって、請求項１乃至１４の発明のうち、同硬度が７８［Ｈｓ］以下であるという構成を備えるものにおいては、その構成によってもベルト部材の裏面の削れを抑えて、ベルト部材の削れカスをブラシ部材の先端部に堆積させることによる転写ブレの発生を抑えることができる。
【００１２】
また、本発明者は、後述する実験により、ベルト部材として、ブラシ部材との当接面である裏面の静止摩擦係数が０．７５以下であるものを用いることで、ブラシ部材との摺擦によるベルト部材の裏面の削れを抑え得ることを見出した。よって、請求項１乃至１４の発明のうち、同静止摩擦係数が０．７５以下であるという構成を備えるものにおいては、その構成によっても、ベルト部材の裏面の削れを抑えて、ベルト部材の削れカスをブラシ部材の先端部に堆積させることによる転写ブレの発生を抑えることができる。
【００１３】
また、本発明者は、後述する実験により、ブラシ部材によってベルト部材を潜像担持体に向けて押圧して該ベルト部材と潜像担持体との当接圧力を高めるようにした構成では、潜像担持体とベルト部材との当接圧力を０．０９０×重力加速度Ｇ［Ｎ／ｃｍ２］以下に設定することで、ブラシ部材との摺擦によるベルト部材の裏面の削れを抑え得ることを見出した。よって、請求項１乃至１４の発明のうち、同当接圧力が０．０９０×重力加速度Ｇ［Ｎ／ｃｍ２］以下であるという構成を備えるものにおいては、その構成によっても、ベルト部材の裏面の削れを抑えて、ベルト部材の削れカスをブラシ部材の先端部に堆積させることによる転写ブレの発生を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を適用した画像形成装置である電子写真方式のプリンタの第１実施形態について説明する。
まず、本第１実施形態に係るプリンタの基本的な構成について説明する。図１は、本プリンタを示す概略構成図である。同図において、潜像担持体たるドラム状の感光体１の周囲には、帯電ローラ２、光書込ユニット３、現像手段たる現像装置４、転写装置１０、ドラムクリーニング装置５、除電ランプ６などが配設されている。
【００１５】
感光体１は、図示しない駆動手段によって図中時計回り方向（図中矢印Ａの方向）に回転駆動される。そして、図示しない電源によって帯電バイアスが印加される帯電ローラ３により、暗中にてマイナス極性に一様帯電せしめられる。一様帯電後における感光体１の表面電位は、例えば−８００［Ｖ］となる。このような電位状態にある感光体１の表面には、潜像形成手段たる光書込ユニット３から照射される光変調されたレーザ光Ｌによる光走査により、画像信号に対応する静電潜像が形成される。この静電潜像部分の表面電位は例えば−１３０［Ｖ］となり、他の地肌部分の表面電位は、変わらずに−８００［Ｖ］である。
【００１６】
感光体１に形成された静電潜像には、現像手段たる現像装置４により、マイナス極性に帯電したトナーが付着せしめられる。この付着により、感光体１上の静電潜像が可視像たるトナー像に現像される。このトナー像は、転写装置１０により、転写材である転写紙Ｐ上に転写される。転写後の感光体１の表面は、転写残トナーがドラムクリーニング装置５によって除去された後、除電ランプ６によって除電される。
【００１７】
転写装置１０は、無端状のベルト部材である紙搬送ベルト１１、駆動ローラ１２、従動ローラ１３等からなるベルト装置と、転写ローラ１９、転写ブラシ２０、転写バイアス電源３１等からなる転写バイアス装置とを備えている。
【００１８】
上記ベルト装置は、紙搬送ベルト１１を駆動ローラ１２と従動ローラ１３とによって張架しながら、図示しない駆動手段によって回転駆動される駆動ローラ１２によって図中反時計回り方向（矢印Ｂ方向）に無端移動せしめる。そして、ベ駆動ローラ１２と従動ローラ１３との間のベルト展張箇所のおもて面を感光体１に当接させて転写ニップを形成している。
【００１９】
上記転写バイアス装置の転写ローラ１９は、ステンレス等の金属からなり、紙搬送ベルト１１の裏面に当接しながら回転するように配設されている。この当接箇所は、駆動ローラ１２と従動ローラ１３との間のベルト展張箇所であって、且つ上記転写ニップよりもベルト移動方向下流側の箇所である。
【００２０】
上記転写バイアス装置の転写ブラシ２０は、導電性支持体たる金属ホルダー２１、導電性接着剤によって金属ホルダー２１の表面に固定された複数の起毛からなるブラシ部２２などを有している。そして、ブラシ部２２の先端側を紙搬送ベルト１１の裏面に接触させるように配設されている。この接触箇所は、駆動ローラ１２と従動ローラ１３との間のベルト展張箇所であって、且つ転写ローラ１９よりもベルト移動方向上流側の箇所である。
【００２１】
転写ブラシ２０において、ステンレス等からなる金属ホルダー２１には、第１アンペアメーター３０を介して転写バイアス電源３１が接続されている。一方、紙搬送ベルト１１をその裏面で支えながら張架している従動ローラ１３は、そのローラ部がステンレス等の金属からなり、その金属製の軸部材には図示しない摺擦接点を介して電線が接続されている。また、紙搬送ベルト１１をその裏面で支えながら張架している駆動ローラ１２も、その金属製の軸部材には図示しない摺擦接点を介して電線が接続されている。従動ローラ１３の軸部材から延びる電線と、駆動ローラ１２の軸部材から延びる電線とは、互いに接続された後、第２アンペアメータ３２を介して転写バイアス電源３１に接続されている。
【００２２】
転写バイアス電源３１から、第１アンペアメータ３０と、金属ホルダー２１と、ブラシ部２２とを介して紙搬送ベルト１１に流れた電荷の一部は、紙搬送ベルト１１の裏面においてベルト周方向に移動して駆動ローラ１２や従動ローラ１３に至る。そして、駆動ローラ１２や従動ローラ１３から、第２アンペアメータ３０と転写バイアス電源３１とを介してアースに流れ込む。また、ブラシ部２２から紙搬送ベルト１１に流れた電荷の残りは、紙搬送ベルト１１を厚み方向に移動して感光体１に流れ込む。この流れ込みによる電流値、即ち転写電流値は、第１アンペアメータ３０による電流測定値から、第２アンペアメータ３２による電流測定値を差し引いた値とほぼ同じになる。
【００２３】
転写バイアス電源３１は、内部に図示しない定電流制御回路を有している。そして、この定電流制御回路により、第１アンペアメータ３０による電流測定値から、第２アンペアメータ３２による電流測定値を差し引いた値、即ち転写電流値が所定の目標値に安定するように、出力電圧値を変化させる。このような制御（以下、定電流制御という）により、画像形成動作中における転写電流値がほぼ一定に保たれる。
【００２４】
紙搬送ベルト１１は、導電性ゴムからなるベルト基体のおもて面側に導電性樹脂からなる表面層が形成されたものである。その裏面側の表面抵抗率はＪＩＳＫ６９１１で１０７〜１０１０［Ω／□］に調整されている。また、おもて面側の表面抵抗率はＪＩＳＫ６９１１で１０８〜１０１３[Ω／□]に調整されている。また、体積固有抵抗率は、ＪＩＳＫ６９１１で１０７〜１０１１［Ω・ｃｍ］に調整されている。
【００２５】
図示しない領域には給紙部が配設されており、この給紙部は転写材たる転写紙Ｐを、転写ニップにて感光体１上のトナー像に重ね合わせ得るタイミングで図中矢印Ｃ方向に送り出す。送り出された転写紙Ｐは、転写装置１０の紙搬送ベルト１１における上部張架面に保持されながら転写ニップに進入する。そして、上述の転写電流やニップ圧の影響により、感光体１上のトナー像が転写せしめられる。
【００２６】
このようにしてトナー像が転写せしめられた転写紙Ｐは、転写装置１０よりも図中左側方にある図示しない領域に配設された定着装置に受け渡されて、ここでトナー像の定着処理が施された後、機外へと排出される。
【００２７】
図２は、転写装置１０の一部を示す分解斜視図である。同図においては、転写装置１０は、駆動ローラ１２と従動ローラ１３とをそれぞれ両端で回転自在に支持するローラ支持体１４を有している。転写ブラシ２０は、紙搬送ベルト１１を装着していない状態のローラ支持体１４に対してネジ止め固定されるようになっている。転写ブラシ２０がネジ止め固定された後のローラ支持体１４には、紙搬送ベルト１１が掛け回される。そして、図３に示すように、紙搬送ベルト１１が掛け回されたローラ支持体１４には、金属製の第１バイアス端子１５や第２バイアス端子１６の図示しない一端側が固定される。第１バイアス端子１５の図示しない固定側端部は、紙搬送ベルト１１のループ内側にて、転写ブラシ１０の金属ホルダー２１に電気的に接続されている。また、第２バイアス端子１６の図示しない固定側端部は、紙搬送ベルト１１のループ内側にて、従動ローラ１３の金属製の軸部材に接続されている。
【００２８】
図３に示したように、第１バイアス端子１５や第２バイアス端子１６の自由端側は、紙搬送ベルト１１の下部張架面に所定の間隙を介して対向する姿勢になっている。これらバイアス端子が固定された転写装置１０は、図３の矢印で示すようにプリンタ本体に装着されると、第１バイアス端子１５が、プリンタ本体側に固定された第１接点端子１７に密着せしめられる。また、第２バイアス端子１６が、プリンタ本体側に固定された第２接点端子１８に密着せしめられる。なお、第１接点端子１７は、図１に示した第１アンペアメータ３０を介して転写バイアス電源３１に接続されている。また、第２接点端子１８は、第２アンペアメータ３２と、転写バイアス電源３１とを介してアースに接続されている。
【００２９】
次に、本プリンタの特徴的な構成について説明する。
［実験１］
本発明者は、次のような実験を行った。即ち、まず、転写ブラシ（２０）として、様々な種類のものを準備した。これら転写ブラシ（２０）は、ブラシ部（２２）を構成する起毛の材料が異なる他は、同様の構成になっており、図４や図５に示すような形態になっている。
【００３０】
図４は、転写ブラシ２０を示す側面図である。同図において、転写ブラシ２０のブラシ部２２を構成する各起毛は、導電性両面テープ２３を介してステンレス（ＳＵＳ３０４）製の金属ホルダー２１に固定されている。導電性両面テープ２３は金属とほぼ同等の導電性を発揮する材料から構成されている。各起毛の導電性両面テープ２３上面からの突出量であるパイル長さｔ１は、転写ブラシ２０の種類によって異なっている。各起毛から構成されるブラシ部２２の先端から金属ホルダー２１の裏面に至るまでの厚さｔ２も、パイル長さｔ１に応じて異なっている。また、ブラシ部２２の短手方向（ベルト移動方向に相当する）の寸法であるブラシ幅Ｗ１は５［ｍｍ］になっている。金属ホルダー２１には、絶縁性材料からなる板部材２４が片持ち固定されており、この板部材２４の自由端はブラシ部２２の短手方向の一端側に当接している。この板部材２４は、先端を図示しない紙搬送ベルトの裏面に接触させるブラシ部２２が紙搬送ベルトの図中矢印方向の移動に伴って各起毛を過剰に撓ませるのを防ぐためのものである。そして、その自由端を、ブラシ部２２に対してブラシ先端よりも約２［ｍｍ］程度低い位置に当接させている。
【００３１】
図５は、転写ブラシ２０を示す斜視図である。同図において、ブラシ部２２の長手方向（ベルト幅方向に相当する）の寸法であるブラシ長さＬ１は２９７．５［ｍｍ］になっている。ブラシ幅Ｗ１は、既に述べたように５［ｍｍ］である。本発明者は、図４や図５に示した寸法構成であって、且つ互いに起毛の材質や長さが異なる複数の転写ブラシ２０を用意したのである。これら転写ブラシ２０のブラシ部２２を構成する各起毛は、レーヨン母材又はナイロン（６ナイロン）母材中に、導電性の電気抵抗であるカーボン粉末が分散せしめられた材料からなっている。なお、以下、各起毛として、レーヨン母材中にカーボン粉末が分散せしめられた材料からなるものを用いた転写ブラシ２０を、レーヨン製の転写ブラシ２０という。また、各起毛として、ナイロン母材中にカーボン粉末が分散せしめられた材料からなるものを用いた転写ブラシ２０を、ナイロン製の転写ブラシ２０という。
【００３２】
ここで、レーヨンとは、セルロースを溶解してコロイド溶液にし、細孔から凝固液中に引き出して得る再生繊維のことを言う。また、ナイロンとは、任意の長鎖状の合成ポリアミドで、その主鎖がアミド基の繰り返しを持ち、その構造単位が軸方向に配列する繊維のことを言う。
【００３３】
予め用意した全ての転写ブラシ２０について、各起毛が真っ直ぐに立った製造直後の状態で上述のパイル長さｔ１をスケールによって測定した。次に、先に図１に示したプリンタと同様の構成のプリンタ試験機を用意した。そして、このプリンタ試験機に対し、予め準備しておいた複数の転写ブラシ２０の１つとをそれぞれ取り付けた後、テスト画像を１０００００枚の転写紙に出力した。これらの出力の後、紙搬送ベルト１１をプリンタ試験機から取り外し、その裏面における転写ブラシ２０との摺擦による削れが発生しているか否かを目視によって確認した。また、念のために、転写ブラシ２０の先端部に紙搬送ベルト１１の裏面の削れカスが付着しているか否かを確認した。また、プリントアウト画像の中に、転写ブレが発生しているか否かを確認した。この結果を次の表１に示す。なお、テスト画像の出力については、後述する毛倒れ量が比較的少なくなるＬ／Ｌ環境（１０℃、１５％ＲＨの環境）にて行った。また、テスト画像の出力枚数を１０００００枚としたのは、ベルト裏面の削れカスが転写ブラシ２０の先端部に堆積することによる転写ブレが発生が発生する場合には、１０００００枚のプリントアウトを行えば確実に転写ブレが発生してくることが予めわかっているからである。また、テスト画像としては、Ａ３サイズの転写紙に対し、２×２（ツー・バイ・ツー）のベタハーフトーン部が、転写紙全面に形成されるような画像を出力した。また、紙搬送ベルト１１としては、ＪＩＳ  Ｋ  ６３０１の規格を具備したスプリング式ＪＩＳ硬度計（Ａ型硬度計（ＪＡ型））による裏面側の硬度測定値が７８［Ｈｓ］であるものを用いた。
【表１】
0004615386.tif 000002
【００３４】
表１に示したように、パイル長さｔ１が５．８［ｍｍ］以下である場合には、転写ブラシ２０との摺擦による紙搬送ベルト１１の裏面の削れが起こらず、結果として転写ブレも起きていないことがわかる。そこで、本第１実施形態に係るプリンタにおいては、転写ブラシ２０として、パイル長さｔ１が５．８［ｍｍ］以下であるものを搭載している。
【００３５】
次に、本発明を適用した第２実施形態のプリンタについて説明する。なお、本第２実施形態に係るプリンタの構成は、以下に特筆しない限り、第１実施形態に係るプリンタと同様である。
【００３６】
［実験２］
本発明者は、転写ブラシ（２０）として、上述した実験１と同様に、様々な種類のものを準備した。そして、これら転写ブラシ２０について、それぞれ毛倒れ量を測定した。毛倒れ量の測定については、次のようにして行った。即ち、まず、各種類について、それぞれ３つの転写ブラシ（２０）を用意する。そして、互いに同種の３つの転写ブラシのうち、１つにおける先端部の全面を１．５［ｍｍ］の食い込み量でステンレス板に当接させる。この食い込み量とは、先に図４に示したパイル長さｔ１から、転写ブラシ２０の金属ホルダー２１の上面と、ブラシを当接させたステンレス板との距離を差し引いた値のことである。転写ブラシ２０の先端部をステンレス板に１．５［ｍｍ］の食い込み量で当接させたら、Ｌ／Ｘの環境下（１０℃、３０〜４０％ＲＨの環境下）に２４時間放置する。すると、図６に示すように、転写ブラシ２０の起毛の先端部に撓み癖がつく。このように先端部に撓み癖がついた状態の起毛の先端における図中Ｙ方向（起毛の立設方向）の位置である点ｙ１と起毛根元との距離である毛倒れ後長さｔ３をスケールで測定する。撓み癖が全くなれけば、点ｙ１は真っ直ぐに延びた状態の起毛の先端位置である点ｙ０と同じ位置になり、毛倒れ後長さｔ３はパイル長さｔ１と等しくなるが、通常は撓み癖がつくので、ｔ３＜ｔ１となる。パイル長さｔ１から毛倒れ後長さｔ３を差し引いた値をＬ／Ｘ環境下における毛倒れ量とする。次に、互いに同種の３つの転写ブラシ２０のうち、２つ目を１．５［ｍｍ］の食い込み量でステンレス板に当接させてＮ／Ｎの環境下（２３℃６５％ＲＨ）に２４時間放置した後、毛倒れ後長さｔ３を測定する。そして、パイル長さｔ１から毛倒れ後長さｔ３を差し引いた値をＮ／Ｎ環境下における毛倒れ量とする。次に、互いに同種の３つの転写ブラシ２０のうち、３つ目を１．５［ｍｍ］の食い込み量でステンレス板に当接させてＨ／Ｈの環境下（３２℃８０％ＲＨ）に２４時間放置した後、毛倒れ後長さｔ３を測定する。そして、パイル長さｔ１から毛倒れ後長さｔ３を差し引いた値をＨ／Ｈ環境下における毛倒れ量とする。更に、３つの環境下における毛倒れ量のうち、最も大きい値を毛倒れ量の最大値とする。このような毛倒れ量の最大値の測定を、全ての種類の転写ブラシ２０について測定した結果を次の表２に示す。
【表２】
0004615386.tif 000003
【００３７】
表２に示すように、ナイロン製の転写ブラシ２０は、レーヨン製のものに比べて毛倒れ量の最大値が小さくなることがわかる。なお、表２には示していないが、表２における２種類のナイロン製の転写ブラシ２０では、何れもテスト画像を１０００００枚プリントアウトしても紙搬送ベルト１１の裏面の削れや転写ブレが起きなかった。これに対し、レーヨン製の転写ブラシでは、テスト画像を１０００００枚プリントアウトする間に、紙搬送ベルトの裏面の削れや転写ブレが起きてしまった。このことから、転写ブラシ２０として、手倒れ量の最大値が表２のナイロンの最大値である０．５３［ｍｍ］以下になるものを用いることで、転写ブラシ２０との摺擦による紙搬送ベルト１１の裏面の削れや、削れカスのブラシ先端部への堆積による転写ブレを抑え得ることがわかった。そこで、本第２実施形態に係るプリンタにおいては、転写ブラシ２０として、毛倒れ量の最大値が０．５３［ｍｍ］以下であるものを用いている。
【００３８】
次に、本発明を適用した第３実施形態に係るプリンタについて説明する。なお、本第３実施形態に係るプリンタの構成は、以下に特筆しない限り、第１実施形態に係るプリンタと同様である。
【００３９】
［実験３］
本発明者は、上述した実験２と並行して、各種の転写ブラシ２０の毛倒れ復帰量を測定する実験を行った。具体的には、各種の転写ブラシ２０について、毛倒れ量を測定した後、ブラシ先端をステンレス板に当接させずに、毛倒れ量測定時と同様の環境下に２４時間放置する。すると、通常は起毛の先端部の撓み癖が少し回復するので、ステンレス板当接直後に比べて、毛倒れ後長さｔ３が長くなる。ブラシ先端をステンレス板に当接させて２４時間放置した直後の毛倒れ後長さｔ３を、その後にブラシ先端をステンレス板に当接させないで２４時間放置した直後の毛倒れ後長さｔ３から差し引いた値を毛倒れ復帰量として求めた。そして、この毛倒れ復帰量を、各環境下で求めた値のうち、最大の値を毛倒れ復帰量の最大値とした。この結果を次の表３に示す。
【表３】
0004615386.tif 000004
【００４０】
表３に示すように、ナイロン製の転写ブラシ２０における毛倒れ復帰量の最大値が０．３０であるのに対し、レーヨン製の転写ブラシ２０における毛倒れ復帰量の最大値は０．４０であった。このことから、ナイロン製の転写ブラシ２０は、レーヨン製のものに比べて毛倒れが復帰し難いことがわかる。表３には示していないが、ナイロン製の転写ブラシ２０では、何れもテスト画像をプリントアウトしてもベルト裏面の削れや転写ブレが起きなかったのに対し、レーヨン製の転写ブラシでは、ベルト裏面の削れや転写ブレが起きてしまったのは既に述べた通りである。このことから、転写ブラシ２０として、手倒れ復帰量の最大値が表３のナイロンの最大値である０．３０［ｍｍ］以下になるものを用いることで、転写ブラシ２０との摺擦による紙搬送ベルト１１の裏面の削れや、削れカスのブラシ先端部への堆積による転写ブレを抑え得ることがわかった。そこで、本第３実施形態に係るプリンタにおいては、転写ブラシ２０として、毛倒れ復帰量の最大値が０．３０［ｍｍ］以下であるものを用いている。
【００４１】
次に、本発明を適用した第４実施形態に係るプリンタについて説明する。なお、本第４実施形態に係るプリンタの構成は、以下に特筆しない限り、第１実施形態に係るプリンタと同様である。
【００４２】
［実験４］
本発明者は、上述したプリンタ試験機にセットした転写ブラシ２０の紙搬送ベルト１１に対する食い込み量を様々な値に変更しながら、各食い込み量で上述のテスト画像を１０００００枚ずつプリントアウトした。そして、紙搬送ベルト１１をプリンタ試験機から取り外し、その裏面における転写ブラシ２０との摺擦による削れが発生しているか否かを目視によって確認した。また、念のために、転写ブラシ２０の先端部に紙搬送ベルト１１の裏面の削れカスが付着しているか否かを確認した。また、プリントアウト画像の中に、転写ブレが発生しているか否かを確認した。この結果を次の表４に示す。なお、転写ブラシ２０の紙搬送ベルト１１に対する食い込み量の測定法は、ステンレス板が紙搬送ベルト１１に代わる点の他は、上述した実験２における食い込み量と同様である。また、テスト画像の出力については、毛倒れ量が比較的少なくなるＬ／Ｌ環境（１０℃、１５％ＲＨの環境）にて行った。また、紙搬送ベルト１１としては、ＪＩＳ  Ｋ  ６３０１の規格を具備したスプリング式ＪＩＳ硬度計（Ａ型硬度計（ＪＡ型））による裏面側の硬度測定値が７８［Ｈｓ］であるものを用いた。
【表４】
0004615386.tif 000005
【００４３】
表４に示したように、転写ブラシ２０の紙搬送ベルト１１に対する食い込み量が２．５［ｍｍ］以下である場合には、転写ブラシ２０との摺擦による紙搬送ベルト１１の裏面の削れが起こらず、結果として転写ブレも起きていないことがわかる。そこで、本第４実施形態に係るプリンタにおいては、転写ブラシ２０のブラシ部における紙搬送ベルト１１に対する食い込み量を、２．５［ｍｍ］以下に設定している。
【００４４】
次に、本発明を適用した第５実施形態のプリンタについて説明する。なお、本第５実施形態に係るプリンタの構成は、以下に特筆しない限り、第１実施形態に係るプリンタと同様である。
【００４５】
［実験５］
本発明者は、上述したプリンタ試験機にセットする紙搬送ベルト１１として、裏面側の硬度が互いに異なる複数種類のものを用意した。そして、これら紙搬送ベルト１１について、それぞれプリンタ試験機にセットした状態で上述のテスト画像を１０００００枚プリントアウトした後、紙搬送ベルト１１をプリンタ試験機から取り外し、その裏面における転写ブラシ２０との摺擦による削れが発生しているか否かを目視によって確認した。また、念のために、転写ブラシ２０の先端部に紙搬送ベルト１１の裏面の削れカスが付着しているか否かを確認した。また、プリントアウト画像の中に、転写ブレが発生しているか否かを確認した。この結果を次の表５に示す。なお、紙搬送ベルト１１における裏面側の硬度については、ＪＩＳ  Ｋ  ６３０１の規格を具備したスプリング式ＪＩＳ硬度計（Ａ型硬度計（ＪＡ型））によって測定した。また、転写ブラシ２０については、パイル長さｔ１を５．８［ｍｍ］にセットしたものを用いた。また、テスト画像の出力については、後述する毛倒れ量が比較的少なくなるＬ／Ｌ環境（１０℃、１５％ＲＨの環境）にて行った。
【表５】
0004615386.tif 000006
【００４６】
表５に示したように、紙搬送ベルト１１の裏面側の硬度が７８［Ｈｓ］以下である場合には、転写ブラシ２０との摺擦による紙搬送ベルト１１の裏面の削れが起こらず、結果として転写ブレも起きていないことがわかる。そこで、本第５実施形態に係るプリンタにおいては、紙搬送ベルト１１として、裏面側の硬度が７８［Ｈｓ］以下であるものを用いている。
【００４７】
次に、本発明を適用した第６実施形態のプリンタについて説明する。なお、本第６実施形態に係るプリンタの構成は、以下に特筆しない限り、第１実施形態に係るプリンタと同様である。
【００４８】
［実験６］
本発明者は、上述したプリンタ試験機にセットする紙搬送ベルト１１として、裏面側の材質が互いに異なる複数種類のものを用意した。そして、これらの紙搬送ベルト１１の裏面における静止摩擦係数をそれぞれ測定した。この測定は、ＨＥＩＤＯＮトライポギア（ｔｙｐｅ９４ｉ：新東科学社製）という測定器によって行った。この測定器は、自らのスライダー（黄銅、ハードクロム処理、４０ｇ）と、被検対象たる紙搬送ベルト１１の裏面との間に発生する静止摩擦係数を、一般的な傾斜法ではなく、被検対象に水平方向に推力を加えたときの発生推力に基づいて求めることができる。一般に、物体の静止摩擦係数は、低温や低湿環境で低く、高温高湿環境で高くなる。そこで、本実験６においては、実験室の環境を２３℃、５０％ＲＨに設定し、この環境下に紙搬送ベルト１１を１２時間放置した後、静止摩擦係数を測定した。なお、紙搬送ベルト１１の裏面とは、既に何度も述べているように、ベルトループ内周面のことであり、転写紙を保持するベルトおもて面とは正反対の面である。紙搬送ベルト１１としては、裏面がゴム材料からなるものを用いたが、ゴム材料でないものを用いてもよい。
【００４９】
用意した複数種類の紙搬送ベルト１１について、それぞれプリンタ試験機にセットした状態で上述のテスト画像を１０００００枚プリントアウトした後、紙搬送ベルト１１をプリンタ試験機から取り外し、その裏面における転写ブラシ２０との摺擦による削れが発生しているか否かを目視によって確認した。また、念のために、転写ブラシ２０の先端部に紙搬送ベルト１１の裏面の削れカスが付着しているか否かを確認した。また、プリントアウト画像の中に、転写ブレが発生しているか否かを確認した。この結果を次の表６に示す。なお、テスト画像の出力については、後述する毛倒れ量が比較的少なくなるＬ／Ｌ環境（１０℃、１５％ＲＨの環境）にて行った。
【表６】
0004615386.tif 000007
【００５０】
表６に示したように、紙搬送ベルト１１の裏面の静止摩擦係数が０．７５以下である場合には、転写ブラシ２０との摺擦による紙搬送ベルト１１の裏面の削れが起こらず、結果として転写ブレも起きていないことがわかる。そこで、本第６実施形態に係るプリンタにおいては、紙搬送ベルト１１として、裏面の静止摩擦係数が０．７５以下であるものを用いている。
【００５１】
次に、本発明を適用した第７実施形態のプリンタについて説明する。なお、本第７実施形態に係るプリンタの構成は、以下に特筆しない限り、第７実施形態に係るプリンタと同様である。
【００５２】
図７は、本第７実施形態に係るプリンタの感光体１とその周囲構成とを示す拡大構成図である。同図において、紙搬送ベルト１１の裏面に当接している転写ブラシ２０は、紙搬送ベルト１１を感光体１に向けて押圧することで、転写ブラシ２０がない場合に比べて、紙搬送ベルト１１と感光体１との当接圧力である転写ニップ圧を高めている。参考までに、転写ブラシ２０を取り外した状態を図８に示すが、転写ブラシ２０が取り外された場合、感光体２近傍におけるベルト上部張架面が図７の状態よりも下がる。これにより、感光体２と紙搬送ベルト１１とのベルト移動方向における当接長さである転写ニップ長さＷ４が、図７の状態よりも小さくなるとともに、転写ニップ圧が下がる。なお、先に図１に示した第１実施形態に係るプリンタも同様の構成になっている。
【００５３】
［実験７］
本発明者は、図７に示した構成を備えるプリンタ試験機において、転写ブラシ２０の上下方向の取り付け位置を調整して、転写ニップ圧を様々な値に設定した。転写ニップ圧の測定については、次のようにして行った。即ち、まず、転写装置（１０）を感光体１から引き離した状態で、紙搬送ベルト１１の上に、面圧測定器（Ｉ−ＳＣＡＮ  ５０２５システム）のシート状の測定部をおく。次に、転写装置を本来の位置にセットして、面圧測定器のシート状の測定部を感光体１と紙搬送ベルト１１との間に挟み込む。この状態で、紙搬送ベルト１１と感光体１との接触面積を求める。また、シート状の測定部に作用する力を測定する。そして、接触面積と、面圧測定器による力の測定結果とに基づいて、転写ニップ圧を求める。なお、１つのブラシ取り付け位置について、紙搬送ベルト１１の幅方向における一方の端から７０［ｍｍ］だけ中央に寄った位置での転写ニップ圧（Ｆ）と、幅方向における中央位置での転写ニップ圧（Ｃ）と、幅方向における他方の端から７０［ｍｍ］だけ中央に寄った位置での転写ニップ圧（Ｒ）とを測定した。なお、転写ブラシ２０としては、ブラシ密度が１２０［ＫＦ］であるものを用いた。
【００５４】
図９は、転写ニップ圧の測定結果の一例を示すグラフである。図示のように、一般に、転写ニップ圧は、ベルト幅方向における両端部（Ｆ、Ｒ）が中央部（Ｃ）よりも高くなる。これは、転写ブラシ２０の中央部が僅かに撓むからである。
【００５５】
各ブラシ取り付け位置（転写ニップ圧と同意）の条件において、それぞれ上述のテスト画像を１０００００枚プリントアウトした後、紙搬送ベルト１１をプリンタ試験機から取り外し、その裏面における転写ブラシ２０との摺擦による削れが発生しているか否かを目視によって確認した。また、念のために、転写ブラシ２０の先端部に紙搬送ベルト１１の裏面の削れカスが付着しているか否かを確認した。また、プリントアウト画像の中に、転写ブレが発生しているか否かを確認した。この結果を次の表７に示す。
【表７】
0004615386.tif 000008
【００５６】
表７に示したように、転写ニップ圧が０．０９０［ｋｇ／ｃｍ２］以下である場合には、転写ブラシ２０との摺擦による紙搬送ベルト１１の裏面の削れが起こらず、結果として転写ブレも起きていないことがわかる。そこで、本第７実施形態に係るプリンタにおいては、転写ニップ圧を０．０９０×重力加速度Ｇ［Ｎ／ｃｍ２］以下に設定している。なお、重力加速度Ｇは、９．８０６６５である。
【００５７】
実験７では、転写ブラシ２０として、ブラシ密度が１２０［ＫＦ］であるものを用いたが、参考までに、ブラシ密度が８０［ＫＦ］、１５０［ＫＦ］である場合の転写ニップ圧を図１０に示す。
【００５８】
転写ブラシ２０のパイル長さｔ１については、狙いの転写ニップ圧が得られるな値にすることが重要である。パイル長さｔ１が長すぎると、紙搬送ベルト１１の裏面のゴム材料と、転写ブラシ２０のブラシ部との摺擦による削れが助長されるため注意が必要となる。
【００５９】
参考までに、６ナイロン（商品名）及びレーヨンの性状を次の表８に示す。
【表８】
0004615386.tif 000009
【００６０】
表８から、ナイロン製の転写ブラシ２０では、起毛の含水率が２０℃９５％ＲＨの環境下において９０％以下であることがわかる。これに対し、レーヨン製の転写ブラシ２０では、２０℃９５％ＲＨの環境下で１２．３〜２５％程度である。ナイロンはレーヨンと比較すると含水率の低い素材であることがわかる。
【００６１】
６ナイロン及び１２ナイロンの各種性状を図１１に示す。６ナイロンは、カーボンが断面方向において均一に分散せしめられたものであるのに対し、１２ナイロンは、断面方向において周縁部のあたりにだけカーボンが分散せしめられたものである。
【００６２】
これまで、ベルト部材たる紙搬送ベルトのおもて面に保持した転写紙に対して感光体１上のトナー像を転写するプリンタについて説明してきたが、次のようなプリンタにも本発明の適用が可能である。即ち、感光体１上のトナー像をベルト部材たる中間転写ベルトに転写するプリンタである。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】第１実施形態に係るプリンタを示す概略構成図。
【図２】同プリンタの転写装置の一部を示す分解斜視図。
【図３】同転写装置と同プリンタの筐体の一部とを示す斜視図。
【図４】同転写装置の転写ブラシを示す側面図。
【図５】同転写ブラシを示す斜視図。
【図６】起毛の毛倒れ量を説明するための模式図。
【図７】第７実施形態に係るプリンタの感光体とその周囲構成とを示す拡大構成図。
【図８】転写ブラシを取り外した場合の同プリンタにおける感光体とその周囲構成とを示す拡大構成図。
【図９】転写ニップ圧の測定結果の一例を示すグラフ。
【図１０】転写ブラシのブラシ密度と転写ニップ圧との関係を示すグラフ。
【図１１】６ナイロン及び１２ナイロンの各種性状を示す図表。
【符号の説明】
【００６４】
１：感光体（潜像担持体）
３：光書込ユニット（潜像形成手段）
４：現像装置（現像手段）
１０：転写装置
１１：紙搬送ベルト（ベルト部材）
１２：駆動ローラ（張架部材）
１３：従動ローラ（張架部材）
２０：転写ブラシ（ブラシ部材）
２１：金属ホルダー（導電性支持体）
２２：ブラシ部
Ｐ：転写紙（転写材）
【図１】
0004615386.tif 000010
【図２】
0004615386.tif 000011
【図３】
0004615386.tif 000012
【図４】
0004615386.tif 000013
【図５】
0004615386.tif 000014
【図６】
0004615386.tif 000015
【図７】
0004615386.tif 000016
【図８】
0004615386.tif 000017
【図９】
0004615386.tif 000018
【図１０】
0004615386.tif 000019
【図１１】
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