画像形成装置
【課題】 ２次転写残留トナーの過剰な帯電や帯電不足を抑制しつつ、確実に２次転写残留トナーを均一に散らすブラシ部材を用いることで、画像不良の発生を抑制する画像形成装置を提供することを目的にする。
【解決手段】 中間転写ベルト１０上の２次転写残留トナーＴを帯電させる帯電部材は絶縁部１６ｂと導電部１６ｃを有する複合導電性繊維１６ａで構成されるブラシ部材１６であり、複合導電性繊維１６ａの外周面の一部が導電部１６ｃである。
【解決手段】 中間転写ベルト１０上の２次転写残留トナーＴを帯電させる帯電部材は絶縁部１６ｂと導電部１６ｃを有する複合導電性繊維１６ａで構成されるブラシ部材１６であり、複合導電性繊維１６ａの外周面の一部が導電部１６ｃである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式又は静電記録方式であって、像担持体上に形成したトナー像を中間転写体に転写した後に転写材に転写する中間転写方式を採用した複写機、レーザ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】
従来から、複写機やレーザービームプリンターなどの画像形成装置として、中間転写体を使用する構成を有する画像形成装置が知られている。
【０００３】
中間転写体を使用する構成を有する画像形成装置は、１次転写工程として、第１の像担持体としての感光ドラム表面に形成されたトナー像を、中間転写体に転写する。その後、この１次転写工程を、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、中間転写体表面に複数色のトナー像を形成する。続けて、２次転写工程として、中間転写体表面に形成された複数色のトナー像を、紙などの転写材表面に一括して転写する。一括転写された転写材上の未定着のトナー像は、その後、定着手段により永久定着されることにより、フルカラー画像が形成される。
【０００４】
その際、２次転写工程で転写材に転写されず、中間転写体表面にトナー像の一部が残留することがある。この残留トナーを、従来から知られているクリーニング手段で回収することで、次の画像形成を開始することが可能である。
【０００５】
特許文献１には、２次転写工程後の中間転写体上の残留トナー（以下、２次転写残留トナーとする）を、帯電手段を用いて中間転写体から回収する画像形成装置が開示されている。帯電手段として用いられるローラに交流電圧を印加して、２次転写残留トナーを現像時のトナー帯電状態とは逆極性に帯電する。その後、逆極性に帯電された２次転写残留トナーは、次回の１次転写工程時に感光ドラムに逆転写され、感光ドラム上のクリーニング手段により回収される、転写同時クリーニング方式が提案されている。以上の構成とすることで、次ページの１次転写と同時に２次転写残留トナーのクリーニングが可能となりプリントスピードを遅くすることなく連続した画像形成が可能となる。
【０００６】
特許文献２には、帯電手段としてローラ部材とブラシ部材を用いる方法が提案されている。具体的には、ブラシ部材により中間転写体上の２次転写残留トナーを機械的に略均一に散らし、かつ、略均一に散らした２次転写残留トナーをローラ部材で帯電する構成である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−５０１６７号公報
【特許文献２】特開２００９−２０５０１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２の画像形成装置の構成においては、ブラシ部材を構成する導電性繊維によって、画像不良を発生させるような放電を引き起こす可能性がある。具体的には、現像時のトナー帯電状態が負極性の画像形成装置で課題を説明する。上述したブラシ部材は、中間転写体と接触することで２次転写残留トナーを機械的に略均一に散らす。さらに、直流電圧が印加されることで、２次転写残留トナーを現像時のトナー帯電状態と逆極性の正極性に帯電させる。図６（ａ）に示すようにブラシ部材６０は中間転写体６１対して所定の侵入量を設け、且つ、不図示の正極性の電圧を印加する電圧印加手段に接続されている。そのため、ブラシ部材６０を構成する導電性繊維６２は中間転写体６１表面に対して曲がって接触し、中間転写体６０１の間に微小ギャップＬを形成している。このとき、図６（ａ）で中間転写体６１と導電性繊維６２の接触部Ｓの拡大図である図６（ｂ）に示すように中間転写体６２表面と導電性繊維６２との間には多数の微小ギャップＬが生じている。
【０００９】
図７に、ブラシ部材６０を構成する導電性繊維６２全域に、導電剤が分散されている場合の断面形状を示す。導電性繊維６２の全域に導電剤が分散されているため、すべての微小ギャップＬにおいて、導電性繊維６２の導電部と中間転写体６１が対向し放電してしまう。そのため、導電性繊維の本数に応じた数の放電点が存在する。
【００１０】
その結果、ブラシ部材６０が形成する帯電部を通過する２次転写残留トナーは、ブラシ部材６０と中間転写体６１間に形成された多数の放電点で現像時のトナーの帯電状態と逆極性の正極性に過剰に帯電されて、電荷量が大きくなり過ぎてしまう。過剰に帯電された２次転写残留トナーは、１次転写部で中間転写体から感光ドラムに逆転写する際に、周囲に発生する電界が大きい為、感光ドラム上に現像された負極性のトナーを引き込みながら感光ドラムに逆転写され、画像不良の要因となる。
【００１１】
上述の傾向は、ブラシ部材６０に突入する前の２次転写残留トナーの帯電極性が現像時の極性と逆極性となりやすい高温高湿環境下で顕著である。高温高湿環境下では、トナー自身が吸湿し抵抗が低く、現像時のトナー帯電量の絶対値が小さいため、２次転写時に受ける正極性電圧の影響で２次転写残留トナーは帯電極性が反転し、正極性のトナーの割合が多くなり上記現象が発生しやすい。
【００１２】
一方、２次転写残留トナーの過剰帯電を抑制するためには、ブラシ部材６０を構成する導電性繊維６２と中間転写体６１との間に形成される微小ギャップＬの数を減少させると良い。微小ギャップＬの数を減らすためには、導電性繊維６２の密度を低下させて導電性繊維６２の数を減らす方法が考えられる。すなわち、導電性繊維６２の密度を低下させることで、２次転写残留トナーと導電性繊維の接触点を減らすことが可能である。
【００１３】
しかしながら、この場合には、ブラシ部材６０を構成する導電性繊維６２と２次転写残留トナーの接触点が減るため、２次転写残留トナーを機械的に散らす効果が低減する。特に、２次転写残留トナーが多い場合は、散らす効果が低減したブラシ部材６０では２次転写残留トナーの塊を散らすことができないため、ブラシ部材６０により２次転写残留トナーを適正な帯電をすることができない可能性がある。そのため、ブラシ部材６０通過後の２次転写残留トナーの電荷量（帯電量）が小さくなりすぎてしまう。その結果、２次転写残留トナーを１次転写部で中間転写体６１から感光ドラムに逆転写する際に、帯電不足の２次転写残留トナーが中間転写体６１上に残留し、画像不良を発生させやすい。
【００１４】
上述の傾向は、ブラシ突入前の２次転写残留トナーの帯電極性が正極性になりにくい低温低湿環境下で顕著である。低温低湿環境下では、トナー自身の抵抗が高く、現像時のトナー帯電量の絶対値が大きいため、２次転写残留トナーが負極性の割合が多く上記現象が発生しやすい。
【００１５】
以上のような状況を鑑み、２次転写残留トナーの過剰な帯電や帯電不足を抑制しつつ、確実に２次転写残留トナーを均一に散らすブラシ部材を用いることで、画像不良の発生を抑制する画像形成装置を提供することを目的にする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上述の課題を解決するための本発明は、トナー像を担持する像担持体と、回転可能な無端状の中間転写体と、電圧が印加されて１次転写部において前記像担持体から前記中間転写体へトナー像を１次転写する１次転写部材と、電圧が印加されて２次転写部において前記中間転写体から転写材へトナー像を２次転写する２次転写部材と、前記中間転写体の回転方向において前記１次転写部よりも上流側で、且つ、前記２次転写部よりも下流側に配置され、前記中間転写体上の残留トナーを帯電する帯電部材と、を有する画像形成装置において、前記帯電部材は、絶縁部と導電部を備える複合導電性繊維を有し、前記中間転写体の回転に伴って前記中間転写体の表面を前記複合導電性繊維で摺擦するブラシ部材であり、前記複合導電性繊維の外周面の一部が導電部であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、ブラシ部材を構成する複合導電性繊維の外周面の一部を導電部とすることで、ブラシ部材の密度を減らすことなく２次転写残留トナーを均一に散らし、且つ、中間転写ベルト上の２次転写残留トナーの過剰帯電を抑制することが可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施例１の画像形成装置を説明する図
【図２】実施例１おけるクリーニング構成を説明する図
【図３】実施例１おけるブラシ部材を説明する図
【図４】実施例１を説明する図
【図５】実施例２に用いたブラシ部材を説明する図
【図６】従来例を説明する図
【図７】従来例を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（実施例１）
図１は、画像形成装置の概略図であり、図１を用いて本実施形態の画像形成装置の構成及び動作を説明する。尚、本実施形態の画像形成装置は、ａ，ｂ，ｃ，ｄの４つの画像形成ステーションより構成されている。第１の画像形成ステーションはイエロー（Ｙ）、第２の画像形成ステーションはマゼンタ（Ｍ）、第３の画像形成ステーションはシアン（Ｃ）、第４の画像形成ステーションはブラック（Ｂｋ）に対応している。画像形成動作は第１ステーション（Ｙ）を用いて説明する。
【００２０】
（画像形成装置の動作）
画像形成装置は、ドラム状の電子写真感光体（以下、感光ドラムという）１を備え、この感光ドラム１は矢印の方向に所定の周速度（プロセススピード）で回転駆動される。この感光ドラム１は、トナー像を担持する像担持体である。感光ドラム１ａはこの回転過程で、帯電ローラ２ａにより所定の極性電位に一様に帯電処理され、次いで像露光手段３ａにより像露光を受ける。これにより、目的のカラー画像のイエロー色成分像に対応した静電潜像が感光ドラム１ａに形成される。次いで、その静電潜像は現像位置において第１の現像器（イエロー現像器）４ａにより現像され、イエロートナー像として可視化される。
【００２１】
回転可能な中間転写体１０は、張架部材１１、１２、１３とで張架される無端状の中間転写ベルトである。感光ドラム１と略同一の周速度で回転移動する。感光ドラム１ａ上に形成されたイエロートナー像は、感光ドラム１ａと中間転写ベルト１０との当接部（以下、１次転写部と称す）を通過する過程で、中間転写ベルト１０の上に転写される（１次転写）。その際、１次転写部材である１次転写ローラ１４ａに１次転写電源１５ａより１次転写電圧が印加されている。感光ドラム１表面に残留した１次転写残留トナーは、クリーニング装置５ａにより清掃、除去された後、帯電以下の画像形成プロセスに供せられる。
【００２２】
以下、同様にして、各画像形成ステーションで、第２色のマゼンタトナー像、第３色のシアントナー像、第４色のブラックトナー像が形成され、中間転写ベルト１０上に順次重ねて転写されて、目的のカラー画像に対応した合成カラー画像が得られる。
【００２３】
中間転写ベルト１０上の４色のトナー像は、中間転写ベルト１０と２次転写部材である２次転写ローラ２０との２次転写部を通過する過程で、給紙手段５０により給紙された転写材Ｐの表面に一括転写される（２次転写）。その際、２次転写ローラ２０に２次転写電源２１により２次転写電圧が印加されている。その後、４色のトナー像を担持した転写材Ｐは定着器３０に導入され、そこで加熱および加圧されることにより４色のトナーが溶融混色して転写材Ｐに固定される。以上の動作により、フルカラーのプリント画像が形成される。
【００２４】
また、２次転写後に中間転写ベルト１０表面に残留した２次転写残留トナーＴは、帯電手段により、中間転写ベルト上（中間転写体上）に均一に散らされ、且つ、均一に帯電される。帯電手段は、２次転写ニップよりも中間転写ベルトの回転方向における下流側、且つ、１次転写ニップよりも上流側に配置されている。
【００２５】
帯電手段は、中間転写ベルトの回転方向における上流側に配置される第１の帯電部材である帯電ブラシ１６と、下流側に配置される第２の帯電部材である帯電ローラ１７を有する。２次転写残留トナーは、転写材に転写されたトナー像のパターンによって、中間転写ベルト上にまばらに残留している。２次転写残留トナーを効率良く帯電するには、中間転写ベルト上で略一層に散らした状態で、帯電部材によって帯電したほうが良い。
【００２６】
本実施例では、２次転写残留トナーＴを帯電ブラシ１６によって、均一に中間転写ベルト上に散らし、かつ、帯電する。その後、帯電ローラ１７により、帯電された２次転写残留トナーは、次の画像に対する１次転写時に感光ドラム１ａに逆転写される。この際、感光ドラム１ａに付着した２次転写残留トナーＴは１次転写残留トナーと共に感光体クリーニング装置５ａによって除去される。
【００２７】
（転写構成）
１次転写ローラ１４ａ〜１４ｄは、外径６ｍｍのニッケルメッキ鋼棒に、体積抵抗率１０７Ω・ｃｍ、厚み３ｍｍに調整したＮＢＲとエピクロルヒドリンゴムを主成分とする発泡スポンジ体で覆った外径１２ｍｍのものを用いている。中間転写ベルト１０を介して感光ドラム１ａ〜１ｄに対し、９．８Ｎの加圧力で当接させ、中間転写ベルト１０の回転に伴い、従動して回転する。また、感光ドラム１ａ〜１ｄのトナーを１次転写している時には、１次転写電圧として、１５００Ｖの電圧が印加されている。
【００２８】
中間転写ベルト１０は、厚さ１００μｍで、カーボンブラックを導電剤として混合することにより体積抵抗率を１０１０Ω・ｃｍに調整したポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を用いている。中間転写ベルト１０は、駆動ローラ１１、テンションローラ１２、２次転写対向ローラ１３の３軸で張架され、テンションローラ１２により総圧６０Ｎの張力で張架されている。
【００２９】
２次転写ローラ２０は外径８ｍｍのニッケルメッキ鋼棒に、体積抵抗１０８Ω・ｃｍ、厚み５ｍｍに調整したＮＢＲとエピクロルヒドリンゴムを主成分とする発泡スポンジ体で覆った外径１８ｍｍのものを用いている。また、２次転写ローラ２０は、中間転写ベルト１０に対して、５０Ｎの加圧力で当接させ、中間転写ベルト１０に対して従動回転する。また、中間転写ベルト１０上のトナーを紙等の転写材に２次転写している時には、２次転写ローラ２０には２次転写電源２１より２次転写電圧として２５００Ｖの電圧が印加されている。
【００３０】
２次転写残留トナーＴの帯電手段として、ブラシ部材１６とローラ部材１７を用いている。ブラシ部材１６は、導電性を有する繊維で構成されている。ブラシ部材１６には、高圧電源６０から、１０００Ｖの電圧が印加され、２次転写残留トナーＴを帯電する構成となっている。本実施例の特徴であるブラシ部材１６の構成については、後述する。
【００３１】
ローラ部材である帯電ローラ１７（導電性ローラ）としては、体積抵抗率１０９Ω・ｃｍのウレタンゴムを主成分とする弾性ローラを用いた。導電性ローラ１７は、中間転写ベルト１０を介して２次転写対向ローラ１３に対し総圧９．８Ｎで不図示のバネにより加圧され、中間転写ベルト１０の回転に伴い、同方向に従動して回転する。また、導電性ローラ１７には、高圧電源７０から、１５００Ｖの電圧が印加され、２次転写残留トナーＴを帯電する構成となっている。尚、本実施例では導電性ローラ１７としてウレタンゴムを用いたが特に限定されるものではなく、ＮＢＲ、ＥＰＤＭ、エピクロルヒドリンなどであっても良い。
【００３２】
（中間転写ベルトクリーニング方法）
以上説明した構成において、中間転写ベルト１０のクリーニング方法について図２を用いて説明する。
【００３３】
本実施例において、上述したように現像器４ａ〜ｄでトナーは負極性に帯電された後、感光ドラム１ａ〜１ｄに現像される。感光ドラムに現像されたトナーは、１次転写電源１５ａ〜ｄにより正極性の電圧を印加された１次転写ローラ１４ａ〜ｄにより中間転写ベルト１０に１次転写される。２次転写電源２１より正極性の電圧を印加された２次転写ローラ２０により、中間転写ベルト１０から紙等の転写材Ｐにトナーは転写される。
【００３４】
図２に示すように、２次転写後に中間転写ベルト１０上に残留した２次転写残留トナーＴには、２次転写ローラ２０に印加した正極性の電圧の影響により正、負両方の極性のトナーが混在する。また、転写材Ｐ表面の凹凸の影響を受け、２次転写残留トナーＴは局所的に複数層に重なって中間転写ベルト１０上に残留する（図２中Ａ）。複数層になっている２次転写残留トナーは、一層の２次転写残留トナーより帯電し難い。そこで、本実施例では、ブラシ部材１６を設けている。
【００３５】
中間転写ベルト１０上に残留した２次転写残留トナーＴに対して中間転写ベルト１０の回転方向に対し上流側に位置するブラシ部材１６は、回転移動する中間転写ベルト１０に対して固定配置され、且つ、中間転写ベルト１０に対して所定の侵入量で配置されている。ブラシ部材１６は、中間転写ベルトの回転に伴って中間転写ベルトの表面を摺擦する。そのため、中間転写ベルト１０上に複数層に堆積していた２次転写残留トナーＴは、ブラシ部材１６と回転移動する中間転写ベルト１０の速度差により機械的に略一層の高さに散らされる（図２中Ｂ）。
【００３６】
また、ブラシ部材１６は、ブラシ高圧電源６０より正極性の電圧（本実施例では１０００Ｖ）が印加され、２次転写残留トナーＴは、ブラシ部材１６が形成する帯電部を通過時に現像時のトナー極性と逆極性である正極性に帯電される。正極性に帯電しきれなかった負極性トナーは、ブラシ部材１６に一部回収される。その後、ブラシ部材１６を通過した２次転写残留トナーＴは、中間転写ベルト１０の回転方向に移動し、導電性ローラ１７に到達する。導電性ローラ１７には、ローラ高圧電源７０により正極性の電圧（本実施例では１５００Ｖ）が印加されている。ブラシ部材１６を通過し、正極性に帯電された２次転写残留トナーＴは、導電性ローラ１７が形成する帯電部を通過時に更に帯電され、転写同時クリーニングを実現させるために最適な正電荷を付与される（図２中Ｃ）。
【００３７】
最適な電荷が付与された２次転写残留トナーＴは、１次転写部において１次転写ローラ１４ａに印加された正極性の電圧により感光ドラム１ａに逆転写され、感光ドラム１ａ上に配置されたクリーニング装置５ａへ回収される。
【００３８】
尚、本実施例ではブラシ部材１６の中間転写ベルト１０の回転方向下流側に導電性ローラ１７を配置している。その目的は、２次転写残留トナーＴのブラシ部材１６通過後の帯電量を、より均一にすることである。従って、導電性ローラ１７が無くても、２次転写残留トナーＴの帯電量が所定の範囲内であれば、ブラシ部材１６のみで２次転写残留トナーＴは帯電することができる。２次転写残留トナーＴの帯電量は、２次転写時の温度湿度などの環境、中間転写ベルト１０上のトナー帯電量、紙等の転写材種類などで変化することが多く、導電性ローラ１７を用いることで、前述の２次転写残留トナーＴの帯電量のバラツキに対応することができる。
【００３９】
次に、ブラシ部材１６の構成について、図３（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。中間転写ベルト１０上の２次転写残留トナーＴを帯電させる帯電部材は、絶縁部１６ｂと導電部１６ｃを有する複合導電性繊維１６ａで構成されるブラシ部材１６であり、複合導電性繊維１６ａの外周面の一部が導電部１６ｃであることを特徴とする。
【００４０】
具体的には、ブラシ部材１６を構成する複合導電性繊維１６ａの断面図である図３（ａ）を用いて説明する。複合導電性繊維１６ａの絶縁部１６ｂ及び導電部１６ｃはナイロンを主成分とし、導電部１６ｃを絶縁部１６ｂが挟み込む構成となっており、複合導電性繊維１６ａの外周面において、導電部１６ｃは２箇所露出している。外周面全体を１００％とした場合の露出部の比率は、合計１０％程度である。
【００４１】
また、複合導電性繊維１６ａの１本の単位長さあたり抵抗値は１０８Ω／ｃｍである。図３（ｂ）は、複合導電性繊維１６ａの集合体として構成されるブラシ部材１６を説明する図である。図３（ｂ）に示すように、ブラシ部材１６は絶縁性ポリエステルで構成される基布１６ｄに複合導電性繊維１６ａを織り込みブラシを構成し、厚さ１ｍｍのＳＵＳ板金１６ｅ上に基布１６ｄを導電性接着剤で接着している。さらに、ブラシ部材１６は、バータイプの固定部材である。
【００４２】
ブラシ部材１６の単糸繊度５ｄｔｅｘ、密度１００ｋＦ／ｉｎｃｈ２であり、複合導電性繊維１６ａの長さＡは５ｍｍであり、中間転写ベルト１０回転方向に５列が植毛されている。本実施例では、ナイロンを主成分とする複合導電性繊維１６ａを用いてブラシ部材１６を構成しているが、特に限定されるものではなく、ポリエステル、アクリルなどでも良い。
【００４３】
また、２次転写残留トナーＴを帯電するには複合導電性繊維１６ａの導電部１６ｂの露出量は、合計５〜３０％程度が好ましい。２次転写残留トナーＴの塊を略一層の高さに散らすには複合導電性繊維１６ａの密度は、２０ｋＦ／ｉｎｃｈ２〜３００ｋＦ／ｉｎｃｈ２が好ましい。また、ブラシ部材１６の先端位置は、中間転写ベルト１０表面に対して、約１．０ｍｍの侵入量で固定配置されている。
【００４４】
次に本実施例の作用について説明をする。上述したブラシ部材１６は２次転写残留トナーＴを機械的に散らす機能をもつため、中間転写ベルト１０に所定の侵入量を設けて使用している。図４（ａ）に示すように複合導電性繊維１６ａは、中間転写ベルト１０の回転方向に曲がって接触している。そのため、複合導電性繊維１６ａと中間転写ベルト１０表面には多数の微小ギャップＬが生じている。本実施例の構成においては、複合導電性繊維１６ａの外周面の一部のみが導電部１６ｃであるため、ブラシ部材１６と中間転写ベルト１０で構成されるすべての微小ギャップＬで放電が生じるわけではない。
【００４５】
図４（ａ）において複合導電繊維１６ａと中間転写ベルト１０の接触状態を模式的に表した拡大図が図４（ｂ）である。図４（ｂ）によると導電部１６ｂと中間転写ベルト１０が対向している微小ギャップＬ１では、放電が生じるものの、絶縁部１６ｃと中間転写ベルト１０が対向している微小ギャップＬ２では放電は発生しない。そのため、ブラシ部材１６を構成する複合導電性繊維１６ａと中間転写ベルト１０間に形成される微小ギャップＬで発生する放電点は、複合導電性繊維１６ａと中間転写ベルト１０の接触点の数より少なくなる。
【００４６】
従って、本実施例のブラシ部材１６は、複合導電性繊維１６ａの密度を減らすことなく、放電点の数を減少させることが可能である。さらに、密度を減らす必要がないので複合導電性繊維１６ａと２次転写残留トナーＴと接触点を十分に確保することができ、ブラシ部材１６は、２次転写残留トナーＴを機械的に散らすことができる。
【００４７】
具体的に、本実施例のブラシ部材１６を構成する複合導電性繊維１６ａは、上述したように導電部１６ｂの露出量は外周面の１０％程度である。そのため、導電部１６ｂが中間転写ベルト１０と接触し、且つ、放電点を作る導電性繊維１６ａは、全体の約１０％程度の本数となる。つまり、本実施例のブラシ部材１６の密度で換算すると１００ｋＦ／ｉｎｃｈ２の内１０％である１０ｋＦ／ｉｎｃｈ２の複合導電性繊維１６ａで導電部１６ｂが中間転写ベルト１０と接触している。また、本実施例のブラシ部材１６において、本出願人らの検討によるとブラシ部材１６が２次転写残留トナーＴを散らすことができる密度は、２０ｋＦ／ｉｎｃｈ２以上であった。本実施例の構成の複合導電性繊維１６ａを用いることで放電点を有効に減らすことができ、且つ、十分な２次転写残留トナーＴを散らす効果を得ることができた。
【００４８】
以上説明したように、本実施例によると、中間転写ベルト１０上の２次転写残留トナーＴを帯電させる帯電部材は絶縁部１６ｂと導電部１６ｃを有する複合導電性繊維１６ａで構成されるブラシ部材１６である。複合導電性繊維１６ａ表面の一部のみが、導電部１６ｂであることを特徴とすることで、中間転写ベルト１０上の２次転写残留トナーＴを、塊をつくることなく散らし、かつ２次転写残留トナーＴの過帯電を防止することができる。これにより、２次転写残留トナーＴが、適正な電荷量に帯電されるため、転写不良の発生しない転写同時クリーニングを達成する画像形成装置を提供することができる。
【００４９】
尚、本実施例では、クリーニングブラシとして、バータイプの固定部材を用いたが、上述した複合導電繊維１６ａを用いるものであれば、例えばファーブラシタイプのローラであっても、中間転写ベルトと周速度差を設けて回転させれば同様の効果を得ることが出来る。
【００５０】
また、本実施例のブラシ部材１６は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）に親水性高分子を分散させることでイオン導電性の抵抗特性を有するような中間転写ベルト１０によって、より効果的に使用できる。イオン導電性の抵抗特性を示す中間転写ベルト１０は、イオンを介在して電気導電を行うため、カーボンを分散させた電子導電性の中間転写ベルト１０より、中間転写ベルト１０の抵抗値が中間転写ベルトの面内で均一である。これは、中間転写ベルト１０は、導電剤として親水性高分子を用いている場合には水イオンの移動により電気伝導を行っているため、絶対水分量に応じて抵抗値は変化するものの、中間転写ベルト１０の抵抗値は場所に寄らず安定すると考えられる。一方、電子導電性の物質はカーボンなどの導電性フィラー間をトンネル効果によって電子がホッピングしながら移動することによって起きるものであるため、導電性フィラーの分散状態に抵抗値が依存する。
【００５１】
そのため、中間転写ベルト１０の抵抗値は、ブラシ部材１６との接触箇所に寄らず安定しており、中間転写ベルト１０の特定の箇所に放電が集中することがなくなる。従って、複合導電性繊維１６ａと中間転写ベルト１０間で発生する放電を安定し、２次転写残留トナーＴをより均一に帯電することができる。
【００５２】
つまり、イオン導電性の中間転写ベルト１０では面内の抵抗均一性が高いため複合導電性繊維１６ａと中間点者ベルト１０間で発生する放電が安定し易い。そのため、イオン導電性の中間転写ベルト１０の方は、電子導電性の中間転写ベルト１０に比べ製造上の抵抗値ムラに対する許容範囲が大きい。
【００５３】
（実施例２）
本実施例で適用する画像形成装置の構成において、前記実施例１と同様のものには、同一部材には同一符号を付し、説明を省略する。２次転写残留トナーＴの帯電手段として、用いているブラシ部材１６と導電性ローラ１７は、寸法、配置は実施例１と同様である。
【００５４】
本実施例は、複合導電性繊維１６ｆが、実施例１の複合導電性繊維１６ａと相異し、ポリエステルを主成分とし、図５に示すように断面形状が導電部１６ｃと絶縁部１６ｂが交互となる構成となっている。複合導電性繊維１６ｆの導電部１６ｂは、外周面において３箇所露出しており、外周面全体を１００％とした場合の露出部の比率は合計１５％である。また、複合導電性繊維１６ｆの１本での単位長さあたり抵抗値は１０８Ω／ｃｍである。
【００５５】
複合導電性繊維１６ｆの集合体として構成されるブラシ部材１６は、絶縁性ナイロンで構成される基布１６ｄに複合導電性繊維１６ａを織り込みブラシを構成し、厚さ１ｍｍのＳＵＳ板金１６ｅ上に基布１６ｄを導電性接着剤で接着している。ブラシ部材１６は複合導電性繊維１６ｆの単糸繊度３ｄｔｅｘ、密度７０ｋＦ／ｉｎｃｈ２であり、複合導電性繊維１６ａの長さＡは５ｍｍであり、中間転写ベルト１０回転方向に５列が植毛されている。
【００５６】
尚、本実施例ではポリエステルを主成分とする複合導電性繊維１６ｆを用いてブラシ部材１６を構成しているものの、特に限定されるものではなく、ナイロン、アクリルなどでも良い。また、ブラシ部材１６の先端位置は、中間転写ベルト１０表面に対して、約１．０ｍｍの侵入量で固定配置され、ブラシ部材１６と中間転写ベルト１０は周速度差が生じている。
【００５７】
本実施例のように複合導電性繊維１６ａの導電部１６ｃの露出が３箇所のものは、２箇所のものと比べ中間転写ベルト１０と導電部１６ｃが対向する放電点が増えるため、２次転写残留トナーＴに対する帯電性能が向上する。特に、２次転写残留トナーＴの帯電極性が負極性のものが多い場合は、複合導電性繊維１６ｆを用いることで２次転写残留トナーＴを適正な電荷量に帯電し画像不良を発生させることなく、転写同時クリーニングを実行可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１ 感光ドラム
２ 帯電ローラ
３ 像露光手段
４ 現像器
５ クリーニング装置
１０ 中間転写ベルト
１４ １次転写ローラ
１５ １次転写電源
１６ ブラシ部材
１６ａ 複合導電繊維
１６ｂ 絶縁部
１６ｃ 導電部
１７ 導電性ローラ
１８ 補助ローラ
２０ ２次転写ローラ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式又は静電記録方式であって、像担持体上に形成したトナー像を中間転写体に転写した後に転写材に転写する中間転写方式を採用した複写機、レーザ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】
従来から、複写機やレーザービームプリンターなどの画像形成装置として、中間転写体を使用する構成を有する画像形成装置が知られている。
【０００３】
中間転写体を使用する構成を有する画像形成装置は、１次転写工程として、第１の像担持体としての感光ドラム表面に形成されたトナー像を、中間転写体に転写する。その後、この１次転写工程を、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、中間転写体表面に複数色のトナー像を形成する。続けて、２次転写工程として、中間転写体表面に形成された複数色のトナー像を、紙などの転写材表面に一括して転写する。一括転写された転写材上の未定着のトナー像は、その後、定着手段により永久定着されることにより、フルカラー画像が形成される。
【０００４】
その際、２次転写工程で転写材に転写されず、中間転写体表面にトナー像の一部が残留することがある。この残留トナーを、従来から知られているクリーニング手段で回収することで、次の画像形成を開始することが可能である。
【０００５】
特許文献１には、２次転写工程後の中間転写体上の残留トナー（以下、２次転写残留トナーとする）を、帯電手段を用いて中間転写体から回収する画像形成装置が開示されている。帯電手段として用いられるローラに交流電圧を印加して、２次転写残留トナーを現像時のトナー帯電状態とは逆極性に帯電する。その後、逆極性に帯電された２次転写残留トナーは、次回の１次転写工程時に感光ドラムに逆転写され、感光ドラム上のクリーニング手段により回収される、転写同時クリーニング方式が提案されている。以上の構成とすることで、次ページの１次転写と同時に２次転写残留トナーのクリーニングが可能となりプリントスピードを遅くすることなく連続した画像形成が可能となる。
【０００６】
特許文献２には、帯電手段としてローラ部材とブラシ部材を用いる方法が提案されている。具体的には、ブラシ部材により中間転写体上の２次転写残留トナーを機械的に略均一に散らし、かつ、略均一に散らした２次転写残留トナーをローラ部材で帯電する構成である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−５０１６７号公報
【特許文献２】特開２００９−２０５０１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２の画像形成装置の構成においては、ブラシ部材を構成する導電性繊維によって、画像不良を発生させるような放電を引き起こす可能性がある。具体的には、現像時のトナー帯電状態が負極性の画像形成装置で課題を説明する。上述したブラシ部材は、中間転写体と接触することで２次転写残留トナーを機械的に略均一に散らす。さらに、直流電圧が印加されることで、２次転写残留トナーを現像時のトナー帯電状態と逆極性の正極性に帯電させる。図６（ａ）に示すようにブラシ部材６０は中間転写体６１対して所定の侵入量を設け、且つ、不図示の正極性の電圧を印加する電圧印加手段に接続されている。そのため、ブラシ部材６０を構成する導電性繊維６２は中間転写体６１表面に対して曲がって接触し、中間転写体６０１の間に微小ギャップＬを形成している。このとき、図６（ａ）で中間転写体６１と導電性繊維６２の接触部Ｓの拡大図である図６（ｂ）に示すように中間転写体６２表面と導電性繊維６２との間には多数の微小ギャップＬが生じている。
【０００９】
図７に、ブラシ部材６０を構成する導電性繊維６２全域に、導電剤が分散されている場合の断面形状を示す。導電性繊維６２の全域に導電剤が分散されているため、すべての微小ギャップＬにおいて、導電性繊維６２の導電部と中間転写体６１が対向し放電してしまう。そのため、導電性繊維の本数に応じた数の放電点が存在する。
【００１０】
その結果、ブラシ部材６０が形成する帯電部を通過する２次転写残留トナーは、ブラシ部材６０と中間転写体６１間に形成された多数の放電点で現像時のトナーの帯電状態と逆極性の正極性に過剰に帯電されて、電荷量が大きくなり過ぎてしまう。過剰に帯電された２次転写残留トナーは、１次転写部で中間転写体から感光ドラムに逆転写する際に、周囲に発生する電界が大きい為、感光ドラム上に現像された負極性のトナーを引き込みながら感光ドラムに逆転写され、画像不良の要因となる。
【００１１】
上述の傾向は、ブラシ部材６０に突入する前の２次転写残留トナーの帯電極性が現像時の極性と逆極性となりやすい高温高湿環境下で顕著である。高温高湿環境下では、トナー自身が吸湿し抵抗が低く、現像時のトナー帯電量の絶対値が小さいため、２次転写時に受ける正極性電圧の影響で２次転写残留トナーは帯電極性が反転し、正極性のトナーの割合が多くなり上記現象が発生しやすい。
【００１２】
一方、２次転写残留トナーの過剰帯電を抑制するためには、ブラシ部材６０を構成する導電性繊維６２と中間転写体６１との間に形成される微小ギャップＬの数を減少させると良い。微小ギャップＬの数を減らすためには、導電性繊維６２の密度を低下させて導電性繊維６２の数を減らす方法が考えられる。すなわち、導電性繊維６２の密度を低下させることで、２次転写残留トナーと導電性繊維の接触点を減らすことが可能である。
【００１３】
しかしながら、この場合には、ブラシ部材６０を構成する導電性繊維６２と２次転写残留トナーの接触点が減るため、２次転写残留トナーを機械的に散らす効果が低減する。特に、２次転写残留トナーが多い場合は、散らす効果が低減したブラシ部材６０では２次転写残留トナーの塊を散らすことができないため、ブラシ部材６０により２次転写残留トナーを適正な帯電をすることができない可能性がある。そのため、ブラシ部材６０通過後の２次転写残留トナーの電荷量（帯電量）が小さくなりすぎてしまう。その結果、２次転写残留トナーを１次転写部で中間転写体６１から感光ドラムに逆転写する際に、帯電不足の２次転写残留トナーが中間転写体６１上に残留し、画像不良を発生させやすい。
【００１４】
上述の傾向は、ブラシ突入前の２次転写残留トナーの帯電極性が正極性になりにくい低温低湿環境下で顕著である。低温低湿環境下では、トナー自身の抵抗が高く、現像時のトナー帯電量の絶対値が大きいため、２次転写残留トナーが負極性の割合が多く上記現象が発生しやすい。
【００１５】
以上のような状況を鑑み、２次転写残留トナーの過剰な帯電や帯電不足を抑制しつつ、確実に２次転写残留トナーを均一に散らすブラシ部材を用いることで、画像不良の発生を抑制する画像形成装置を提供することを目的にする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上述の課題を解決するための本発明は、トナー像を担持する像担持体と、回転可能な無端状の中間転写体と、電圧が印加されて１次転写部において前記像担持体から前記中間転写体へトナー像を１次転写する１次転写部材と、電圧が印加されて２次転写部において前記中間転写体から転写材へトナー像を２次転写する２次転写部材と、前記中間転写体の回転方向において前記１次転写部よりも上流側で、且つ、前記２次転写部よりも下流側に配置され、前記中間転写体上の残留トナーを帯電する帯電部材と、を有する画像形成装置において、前記帯電部材は、絶縁部と導電部を備える複合導電性繊維を有し、前記中間転写体の回転に伴って前記中間転写体の表面を前記複合導電性繊維で摺擦するブラシ部材であり、前記複合導電性繊維の外周面の一部が導電部であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、ブラシ部材を構成する複合導電性繊維の外周面の一部を導電部とすることで、ブラシ部材の密度を減らすことなく２次転写残留トナーを均一に散らし、且つ、中間転写ベルト上の２次転写残留トナーの過剰帯電を抑制することが可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施例１の画像形成装置を説明する図
【図２】実施例１おけるクリーニング構成を説明する図
【図３】実施例１おけるブラシ部材を説明する図
【図４】実施例１を説明する図
【図５】実施例２に用いたブラシ部材を説明する図
【図６】従来例を説明する図
【図７】従来例を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（実施例１）
図１は、画像形成装置の概略図であり、図１を用いて本実施形態の画像形成装置の構成及び動作を説明する。尚、本実施形態の画像形成装置は、ａ，ｂ，ｃ，ｄの４つの画像形成ステーションより構成されている。第１の画像形成ステーションはイエロー（Ｙ）、第２の画像形成ステーションはマゼンタ（Ｍ）、第３の画像形成ステーションはシアン（Ｃ）、第４の画像形成ステーションはブラック（Ｂｋ）に対応している。画像形成動作は第１ステーション（Ｙ）を用いて説明する。
【００２０】
（画像形成装置の動作）
画像形成装置は、ドラム状の電子写真感光体（以下、感光ドラムという）１を備え、この感光ドラム１は矢印の方向に所定の周速度（プロセススピード）で回転駆動される。この感光ドラム１は、トナー像を担持する像担持体である。感光ドラム１ａはこの回転過程で、帯電ローラ２ａにより所定の極性電位に一様に帯電処理され、次いで像露光手段３ａにより像露光を受ける。これにより、目的のカラー画像のイエロー色成分像に対応した静電潜像が感光ドラム１ａに形成される。次いで、その静電潜像は現像位置において第１の現像器（イエロー現像器）４ａにより現像され、イエロートナー像として可視化される。
【００２１】
回転可能な中間転写体１０は、張架部材１１、１２、１３とで張架される無端状の中間転写ベルトである。感光ドラム１と略同一の周速度で回転移動する。感光ドラム１ａ上に形成されたイエロートナー像は、感光ドラム１ａと中間転写ベルト１０との当接部（以下、１次転写部と称す）を通過する過程で、中間転写ベルト１０の上に転写される（１次転写）。その際、１次転写部材である１次転写ローラ１４ａに１次転写電源１５ａより１次転写電圧が印加されている。感光ドラム１表面に残留した１次転写残留トナーは、クリーニング装置５ａにより清掃、除去された後、帯電以下の画像形成プロセスに供せられる。
【００２２】
以下、同様にして、各画像形成ステーションで、第２色のマゼンタトナー像、第３色のシアントナー像、第４色のブラックトナー像が形成され、中間転写ベルト１０上に順次重ねて転写されて、目的のカラー画像に対応した合成カラー画像が得られる。
【００２３】
中間転写ベルト１０上の４色のトナー像は、中間転写ベルト１０と２次転写部材である２次転写ローラ２０との２次転写部を通過する過程で、給紙手段５０により給紙された転写材Ｐの表面に一括転写される（２次転写）。その際、２次転写ローラ２０に２次転写電源２１により２次転写電圧が印加されている。その後、４色のトナー像を担持した転写材Ｐは定着器３０に導入され、そこで加熱および加圧されることにより４色のトナーが溶融混色して転写材Ｐに固定される。以上の動作により、フルカラーのプリント画像が形成される。
【００２４】
また、２次転写後に中間転写ベルト１０表面に残留した２次転写残留トナーＴは、帯電手段により、中間転写ベルト上（中間転写体上）に均一に散らされ、且つ、均一に帯電される。帯電手段は、２次転写ニップよりも中間転写ベルトの回転方向における下流側、且つ、１次転写ニップよりも上流側に配置されている。
【００２５】
帯電手段は、中間転写ベルトの回転方向における上流側に配置される第１の帯電部材である帯電ブラシ１６と、下流側に配置される第２の帯電部材である帯電ローラ１７を有する。２次転写残留トナーは、転写材に転写されたトナー像のパターンによって、中間転写ベルト上にまばらに残留している。２次転写残留トナーを効率良く帯電するには、中間転写ベルト上で略一層に散らした状態で、帯電部材によって帯電したほうが良い。
【００２６】
本実施例では、２次転写残留トナーＴを帯電ブラシ１６によって、均一に中間転写ベルト上に散らし、かつ、帯電する。その後、帯電ローラ１７により、帯電された２次転写残留トナーは、次の画像に対する１次転写時に感光ドラム１ａに逆転写される。この際、感光ドラム１ａに付着した２次転写残留トナーＴは１次転写残留トナーと共に感光体クリーニング装置５ａによって除去される。
【００２７】
（転写構成）
１次転写ローラ１４ａ〜１４ｄは、外径６ｍｍのニッケルメッキ鋼棒に、体積抵抗率１０７Ω・ｃｍ、厚み３ｍｍに調整したＮＢＲとエピクロルヒドリンゴムを主成分とする発泡スポンジ体で覆った外径１２ｍｍのものを用いている。中間転写ベルト１０を介して感光ドラム１ａ〜１ｄに対し、９．８Ｎの加圧力で当接させ、中間転写ベルト１０の回転に伴い、従動して回転する。また、感光ドラム１ａ〜１ｄのトナーを１次転写している時には、１次転写電圧として、１５００Ｖの電圧が印加されている。
【００２８】
中間転写ベルト１０は、厚さ１００μｍで、カーボンブラックを導電剤として混合することにより体積抵抗率を１０１０Ω・ｃｍに調整したポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を用いている。中間転写ベルト１０は、駆動ローラ１１、テンションローラ１２、２次転写対向ローラ１３の３軸で張架され、テンションローラ１２により総圧６０Ｎの張力で張架されている。
【００２９】
２次転写ローラ２０は外径８ｍｍのニッケルメッキ鋼棒に、体積抵抗１０８Ω・ｃｍ、厚み５ｍｍに調整したＮＢＲとエピクロルヒドリンゴムを主成分とする発泡スポンジ体で覆った外径１８ｍｍのものを用いている。また、２次転写ローラ２０は、中間転写ベルト１０に対して、５０Ｎの加圧力で当接させ、中間転写ベルト１０に対して従動回転する。また、中間転写ベルト１０上のトナーを紙等の転写材に２次転写している時には、２次転写ローラ２０には２次転写電源２１より２次転写電圧として２５００Ｖの電圧が印加されている。
【００３０】
２次転写残留トナーＴの帯電手段として、ブラシ部材１６とローラ部材１７を用いている。ブラシ部材１６は、導電性を有する繊維で構成されている。ブラシ部材１６には、高圧電源６０から、１０００Ｖの電圧が印加され、２次転写残留トナーＴを帯電する構成となっている。本実施例の特徴であるブラシ部材１６の構成については、後述する。
【００３１】
ローラ部材である帯電ローラ１７（導電性ローラ）としては、体積抵抗率１０９Ω・ｃｍのウレタンゴムを主成分とする弾性ローラを用いた。導電性ローラ１７は、中間転写ベルト１０を介して２次転写対向ローラ１３に対し総圧９．８Ｎで不図示のバネにより加圧され、中間転写ベルト１０の回転に伴い、同方向に従動して回転する。また、導電性ローラ１７には、高圧電源７０から、１５００Ｖの電圧が印加され、２次転写残留トナーＴを帯電する構成となっている。尚、本実施例では導電性ローラ１７としてウレタンゴムを用いたが特に限定されるものではなく、ＮＢＲ、ＥＰＤＭ、エピクロルヒドリンなどであっても良い。
【００３２】
（中間転写ベルトクリーニング方法）
以上説明した構成において、中間転写ベルト１０のクリーニング方法について図２を用いて説明する。
【００３３】
本実施例において、上述したように現像器４ａ〜ｄでトナーは負極性に帯電された後、感光ドラム１ａ〜１ｄに現像される。感光ドラムに現像されたトナーは、１次転写電源１５ａ〜ｄにより正極性の電圧を印加された１次転写ローラ１４ａ〜ｄにより中間転写ベルト１０に１次転写される。２次転写電源２１より正極性の電圧を印加された２次転写ローラ２０により、中間転写ベルト１０から紙等の転写材Ｐにトナーは転写される。
【００３４】
図２に示すように、２次転写後に中間転写ベルト１０上に残留した２次転写残留トナーＴには、２次転写ローラ２０に印加した正極性の電圧の影響により正、負両方の極性のトナーが混在する。また、転写材Ｐ表面の凹凸の影響を受け、２次転写残留トナーＴは局所的に複数層に重なって中間転写ベルト１０上に残留する（図２中Ａ）。複数層になっている２次転写残留トナーは、一層の２次転写残留トナーより帯電し難い。そこで、本実施例では、ブラシ部材１６を設けている。
【００３５】
中間転写ベルト１０上に残留した２次転写残留トナーＴに対して中間転写ベルト１０の回転方向に対し上流側に位置するブラシ部材１６は、回転移動する中間転写ベルト１０に対して固定配置され、且つ、中間転写ベルト１０に対して所定の侵入量で配置されている。ブラシ部材１６は、中間転写ベルトの回転に伴って中間転写ベルトの表面を摺擦する。そのため、中間転写ベルト１０上に複数層に堆積していた２次転写残留トナーＴは、ブラシ部材１６と回転移動する中間転写ベルト１０の速度差により機械的に略一層の高さに散らされる（図２中Ｂ）。
【００３６】
また、ブラシ部材１６は、ブラシ高圧電源６０より正極性の電圧（本実施例では１０００Ｖ）が印加され、２次転写残留トナーＴは、ブラシ部材１６が形成する帯電部を通過時に現像時のトナー極性と逆極性である正極性に帯電される。正極性に帯電しきれなかった負極性トナーは、ブラシ部材１６に一部回収される。その後、ブラシ部材１６を通過した２次転写残留トナーＴは、中間転写ベルト１０の回転方向に移動し、導電性ローラ１７に到達する。導電性ローラ１７には、ローラ高圧電源７０により正極性の電圧（本実施例では１５００Ｖ）が印加されている。ブラシ部材１６を通過し、正極性に帯電された２次転写残留トナーＴは、導電性ローラ１７が形成する帯電部を通過時に更に帯電され、転写同時クリーニングを実現させるために最適な正電荷を付与される（図２中Ｃ）。
【００３７】
最適な電荷が付与された２次転写残留トナーＴは、１次転写部において１次転写ローラ１４ａに印加された正極性の電圧により感光ドラム１ａに逆転写され、感光ドラム１ａ上に配置されたクリーニング装置５ａへ回収される。
【００３８】
尚、本実施例ではブラシ部材１６の中間転写ベルト１０の回転方向下流側に導電性ローラ１７を配置している。その目的は、２次転写残留トナーＴのブラシ部材１６通過後の帯電量を、より均一にすることである。従って、導電性ローラ１７が無くても、２次転写残留トナーＴの帯電量が所定の範囲内であれば、ブラシ部材１６のみで２次転写残留トナーＴは帯電することができる。２次転写残留トナーＴの帯電量は、２次転写時の温度湿度などの環境、中間転写ベルト１０上のトナー帯電量、紙等の転写材種類などで変化することが多く、導電性ローラ１７を用いることで、前述の２次転写残留トナーＴの帯電量のバラツキに対応することができる。
【００３９】
次に、ブラシ部材１６の構成について、図３（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。中間転写ベルト１０上の２次転写残留トナーＴを帯電させる帯電部材は、絶縁部１６ｂと導電部１６ｃを有する複合導電性繊維１６ａで構成されるブラシ部材１６であり、複合導電性繊維１６ａの外周面の一部が導電部１６ｃであることを特徴とする。
【００４０】
具体的には、ブラシ部材１６を構成する複合導電性繊維１６ａの断面図である図３（ａ）を用いて説明する。複合導電性繊維１６ａの絶縁部１６ｂ及び導電部１６ｃはナイロンを主成分とし、導電部１６ｃを絶縁部１６ｂが挟み込む構成となっており、複合導電性繊維１６ａの外周面において、導電部１６ｃは２箇所露出している。外周面全体を１００％とした場合の露出部の比率は、合計１０％程度である。
【００４１】
また、複合導電性繊維１６ａの１本の単位長さあたり抵抗値は１０８Ω／ｃｍである。図３（ｂ）は、複合導電性繊維１６ａの集合体として構成されるブラシ部材１６を説明する図である。図３（ｂ）に示すように、ブラシ部材１６は絶縁性ポリエステルで構成される基布１６ｄに複合導電性繊維１６ａを織り込みブラシを構成し、厚さ１ｍｍのＳＵＳ板金１６ｅ上に基布１６ｄを導電性接着剤で接着している。さらに、ブラシ部材１６は、バータイプの固定部材である。
【００４２】
ブラシ部材１６の単糸繊度５ｄｔｅｘ、密度１００ｋＦ／ｉｎｃｈ２であり、複合導電性繊維１６ａの長さＡは５ｍｍであり、中間転写ベルト１０回転方向に５列が植毛されている。本実施例では、ナイロンを主成分とする複合導電性繊維１６ａを用いてブラシ部材１６を構成しているが、特に限定されるものではなく、ポリエステル、アクリルなどでも良い。
【００４３】
また、２次転写残留トナーＴを帯電するには複合導電性繊維１６ａの導電部１６ｂの露出量は、合計５〜３０％程度が好ましい。２次転写残留トナーＴの塊を略一層の高さに散らすには複合導電性繊維１６ａの密度は、２０ｋＦ／ｉｎｃｈ２〜３００ｋＦ／ｉｎｃｈ２が好ましい。また、ブラシ部材１６の先端位置は、中間転写ベルト１０表面に対して、約１．０ｍｍの侵入量で固定配置されている。
【００４４】
次に本実施例の作用について説明をする。上述したブラシ部材１６は２次転写残留トナーＴを機械的に散らす機能をもつため、中間転写ベルト１０に所定の侵入量を設けて使用している。図４（ａ）に示すように複合導電性繊維１６ａは、中間転写ベルト１０の回転方向に曲がって接触している。そのため、複合導電性繊維１６ａと中間転写ベルト１０表面には多数の微小ギャップＬが生じている。本実施例の構成においては、複合導電性繊維１６ａの外周面の一部のみが導電部１６ｃであるため、ブラシ部材１６と中間転写ベルト１０で構成されるすべての微小ギャップＬで放電が生じるわけではない。
【００４５】
図４（ａ）において複合導電繊維１６ａと中間転写ベルト１０の接触状態を模式的に表した拡大図が図４（ｂ）である。図４（ｂ）によると導電部１６ｂと中間転写ベルト１０が対向している微小ギャップＬ１では、放電が生じるものの、絶縁部１６ｃと中間転写ベルト１０が対向している微小ギャップＬ２では放電は発生しない。そのため、ブラシ部材１６を構成する複合導電性繊維１６ａと中間転写ベルト１０間に形成される微小ギャップＬで発生する放電点は、複合導電性繊維１６ａと中間転写ベルト１０の接触点の数より少なくなる。
【００４６】
従って、本実施例のブラシ部材１６は、複合導電性繊維１６ａの密度を減らすことなく、放電点の数を減少させることが可能である。さらに、密度を減らす必要がないので複合導電性繊維１６ａと２次転写残留トナーＴと接触点を十分に確保することができ、ブラシ部材１６は、２次転写残留トナーＴを機械的に散らすことができる。
【００４７】
具体的に、本実施例のブラシ部材１６を構成する複合導電性繊維１６ａは、上述したように導電部１６ｂの露出量は外周面の１０％程度である。そのため、導電部１６ｂが中間転写ベルト１０と接触し、且つ、放電点を作る導電性繊維１６ａは、全体の約１０％程度の本数となる。つまり、本実施例のブラシ部材１６の密度で換算すると１００ｋＦ／ｉｎｃｈ２の内１０％である１０ｋＦ／ｉｎｃｈ２の複合導電性繊維１６ａで導電部１６ｂが中間転写ベルト１０と接触している。また、本実施例のブラシ部材１６において、本出願人らの検討によるとブラシ部材１６が２次転写残留トナーＴを散らすことができる密度は、２０ｋＦ／ｉｎｃｈ２以上であった。本実施例の構成の複合導電性繊維１６ａを用いることで放電点を有効に減らすことができ、且つ、十分な２次転写残留トナーＴを散らす効果を得ることができた。
【００４８】
以上説明したように、本実施例によると、中間転写ベルト１０上の２次転写残留トナーＴを帯電させる帯電部材は絶縁部１６ｂと導電部１６ｃを有する複合導電性繊維１６ａで構成されるブラシ部材１６である。複合導電性繊維１６ａ表面の一部のみが、導電部１６ｂであることを特徴とすることで、中間転写ベルト１０上の２次転写残留トナーＴを、塊をつくることなく散らし、かつ２次転写残留トナーＴの過帯電を防止することができる。これにより、２次転写残留トナーＴが、適正な電荷量に帯電されるため、転写不良の発生しない転写同時クリーニングを達成する画像形成装置を提供することができる。
【００４９】
尚、本実施例では、クリーニングブラシとして、バータイプの固定部材を用いたが、上述した複合導電繊維１６ａを用いるものであれば、例えばファーブラシタイプのローラであっても、中間転写ベルトと周速度差を設けて回転させれば同様の効果を得ることが出来る。
【００５０】
また、本実施例のブラシ部材１６は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）に親水性高分子を分散させることでイオン導電性の抵抗特性を有するような中間転写ベルト１０によって、より効果的に使用できる。イオン導電性の抵抗特性を示す中間転写ベルト１０は、イオンを介在して電気導電を行うため、カーボンを分散させた電子導電性の中間転写ベルト１０より、中間転写ベルト１０の抵抗値が中間転写ベルトの面内で均一である。これは、中間転写ベルト１０は、導電剤として親水性高分子を用いている場合には水イオンの移動により電気伝導を行っているため、絶対水分量に応じて抵抗値は変化するものの、中間転写ベルト１０の抵抗値は場所に寄らず安定すると考えられる。一方、電子導電性の物質はカーボンなどの導電性フィラー間をトンネル効果によって電子がホッピングしながら移動することによって起きるものであるため、導電性フィラーの分散状態に抵抗値が依存する。
【００５１】
そのため、中間転写ベルト１０の抵抗値は、ブラシ部材１６との接触箇所に寄らず安定しており、中間転写ベルト１０の特定の箇所に放電が集中することがなくなる。従って、複合導電性繊維１６ａと中間転写ベルト１０間で発生する放電を安定し、２次転写残留トナーＴをより均一に帯電することができる。
【００５２】
つまり、イオン導電性の中間転写ベルト１０では面内の抵抗均一性が高いため複合導電性繊維１６ａと中間点者ベルト１０間で発生する放電が安定し易い。そのため、イオン導電性の中間転写ベルト１０の方は、電子導電性の中間転写ベルト１０に比べ製造上の抵抗値ムラに対する許容範囲が大きい。
【００５３】
（実施例２）
本実施例で適用する画像形成装置の構成において、前記実施例１と同様のものには、同一部材には同一符号を付し、説明を省略する。２次転写残留トナーＴの帯電手段として、用いているブラシ部材１６と導電性ローラ１７は、寸法、配置は実施例１と同様である。
【００５４】
本実施例は、複合導電性繊維１６ｆが、実施例１の複合導電性繊維１６ａと相異し、ポリエステルを主成分とし、図５に示すように断面形状が導電部１６ｃと絶縁部１６ｂが交互となる構成となっている。複合導電性繊維１６ｆの導電部１６ｂは、外周面において３箇所露出しており、外周面全体を１００％とした場合の露出部の比率は合計１５％である。また、複合導電性繊維１６ｆの１本での単位長さあたり抵抗値は１０８Ω／ｃｍである。
【００５５】
複合導電性繊維１６ｆの集合体として構成されるブラシ部材１６は、絶縁性ナイロンで構成される基布１６ｄに複合導電性繊維１６ａを織り込みブラシを構成し、厚さ１ｍｍのＳＵＳ板金１６ｅ上に基布１６ｄを導電性接着剤で接着している。ブラシ部材１６は複合導電性繊維１６ｆの単糸繊度３ｄｔｅｘ、密度７０ｋＦ／ｉｎｃｈ２であり、複合導電性繊維１６ａの長さＡは５ｍｍであり、中間転写ベルト１０回転方向に５列が植毛されている。
【００５６】
尚、本実施例ではポリエステルを主成分とする複合導電性繊維１６ｆを用いてブラシ部材１６を構成しているものの、特に限定されるものではなく、ナイロン、アクリルなどでも良い。また、ブラシ部材１６の先端位置は、中間転写ベルト１０表面に対して、約１．０ｍｍの侵入量で固定配置され、ブラシ部材１６と中間転写ベルト１０は周速度差が生じている。
【００５７】
本実施例のように複合導電性繊維１６ａの導電部１６ｃの露出が３箇所のものは、２箇所のものと比べ中間転写ベルト１０と導電部１６ｃが対向する放電点が増えるため、２次転写残留トナーＴに対する帯電性能が向上する。特に、２次転写残留トナーＴの帯電極性が負極性のものが多い場合は、複合導電性繊維１６ｆを用いることで２次転写残留トナーＴを適正な電荷量に帯電し画像不良を発生させることなく、転写同時クリーニングを実行可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１ 感光ドラム
２ 帯電ローラ
３ 像露光手段
４ 現像器
５ クリーニング装置
１０ 中間転写ベルト
１４ １次転写ローラ
１５ １次転写電源
１６ ブラシ部材
１６ａ 複合導電繊維
１６ｂ 絶縁部
１６ｃ 導電部
１７ 導電性ローラ
１８ 補助ローラ
２０ ２次転写ローラ
【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、回転可能な無端状の中間転写体と、電圧が印加されて１次転写部において前記像担持体から前記中間転写体へトナー像を１次転写する１次転写部材と、電圧が印加されて２次転写部において前記中間転写体から転写材へトナー像を２次転写する２次転写部材と、前記中間転写体の回転方向において前記１次転写部よりも上流側で、且つ、前記２次転写部よりも下流側に配置され、前記中間転写体上の残留トナーを帯電する帯電部材と、を有する画像形成装置において、
前記帯電部材は、絶縁部と導電部を備える複合導電性繊維を有し、前記中間転写体の回転に伴って前記中間転写体の表面を前記複合導電性繊維で摺擦するブラシ部材であり、前記複合導電性繊維の外周面の一部が導電部であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記中間転写体は、イオン導電性の抵抗特性を備える中間転写体であ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】
前記ブラシ部材は、所定の侵入量で前記中間転写体と当接することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記中間転写体の回転方向において前記１次転写部よりも上流側で、且つ、前記ブラシ部材よりも下流側に配置され、前記中間転写体と接触するともに前記中間転写体と同方向に回転する帯電ローラを有し、前記帯電ローラは前記ブラシ部材によって帯電された残留トナーを帯電することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１】
トナー像を担持する像担持体と、回転可能な無端状の中間転写体と、電圧が印加されて１次転写部において前記像担持体から前記中間転写体へトナー像を１次転写する１次転写部材と、電圧が印加されて２次転写部において前記中間転写体から転写材へトナー像を２次転写する２次転写部材と、前記中間転写体の回転方向において前記１次転写部よりも上流側で、且つ、前記２次転写部よりも下流側に配置され、前記中間転写体上の残留トナーを帯電する帯電部材と、を有する画像形成装置において、
前記帯電部材は、絶縁部と導電部を備える複合導電性繊維を有し、前記中間転写体の回転に伴って前記中間転写体の表面を前記複合導電性繊維で摺擦するブラシ部材であり、前記複合導電性繊維の外周面の一部が導電部であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記中間転写体は、イオン導電性の抵抗特性を備える中間転写体であ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】
前記ブラシ部材は、所定の侵入量で前記中間転写体と当接することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記中間転写体の回転方向において前記１次転写部よりも上流側で、且つ、前記ブラシ部材よりも下流側に配置され、前記中間転写体と接触するともに前記中間転写体と同方向に回転する帯電ローラを有し、前記帯電ローラは前記ブラシ部材によって帯電された残留トナーを帯電することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１２８３８０（Ｐ２０１１−１２８３８０Ａ）
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８６８８６（Ｐ２００９−２８６８８６）
【出願日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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