JP6324023B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式で画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、及び複合機等の画像形成装置に関するものである。

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、転写ベルト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、一次転写工程と二次転写工程を経てフルカラー画像が形成される。

一次転写工程では、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一次転写する。一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、中間転写ベルト表面に複数色のトナー像を形成する。二次転写工程では、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。転写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。

画像形成装置の転写手段としては、ローラ状、ブレード状、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の内周面（裏面）に接触する接触部材である。中でもブラシ状の転写部材は、複数の導電性繊維によって構成され、繊維の一本一本が中間転写ベルト裏面に対し独立に接触可能である。従って、ローラ状、ブレード状の転写部材を使用した場合に生じる接触ムラが改善され、中間転写ベルト裏面に対する、より均一な接触性を得られる。これによって、一次転写工程で生じる濃度ムラ等の画像不良を抑制し易い。

特許文献１には、転写手段としてブラシ状の転写部材を備える画像形成装置が開示されている。特許文献１のブラシ状の転写部材は、ブラシを構成する複数の導電性繊維が両面テープを介してステンレス製の金属ホルダーに支持されている。この金属ホルダーは、固定されており、転写部材を構成する複数の導電性繊維は、繊維自身の弾性によって中間転写ベルトの裏面に接触する。

特開２０１１−２４８３８５号公報

しかしながら、ブラシ状の転写部材では、良好な一次転写性を維持することが難しく種々の対策が望まれていた。ブラシ状の転写部材は、画像形成装置の初期状態では、中間転写ベルトの裏面に対し、繊維の一本一本が、垂直に接触する。しかしながら、画像形成装置の使用が進んだ後の状態では、繊維が中間転写ベルトの移動方向下流側に倒され、繊維の一本一本が撓んだ状態で中間転写ベルトの裏面に接触することになる。このとき、中間転写ベルトとブラシ状の転写部材との間に形成される接触領域の位置は、初期状態における位置よりも中間転写ベルトの移動方向下流側に移動する。この接触領域が感光体に対向する位置から大きくずれてしまうと、良好な一次転写性が損なわれてしまう。また、この課題は、中間転写ベルトだけではなく、転写ベルトとして転写材を搬送する搬送ベルトを使用した場合も同様に発生する。

そこで、本発明の目的は、ブラシ状の転写部材と転写ベルトの間に形成される接触領域の位置が、画像形成装置の使用により大きく移動することを抑制し、良好な転写性を持続的に確保することを目的とする。

上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。トナー像を担持する像担持体と、無端状であり、前記像担持体に接触して移動可能な転写ベルトと、前記像担持体から前記ベルトへむけてトナー像を転写する転写手段と、を有し、前記転写手段は、複数の導電性繊維を備えるブラシ状の転写部材であり、前記複数の導電性繊維が前記ベルトの内周面に接触する画像形成装置において、前記複数の導電性繊維が前記転写ベルトとの間で加圧されるように前記転写手段を支持する支持手段を有し、前記像担持体と前記転写ベルトとが接触する接触領域と前記転写ベルトと前記導電性繊維とが接触する接触領域とが重なるオーバーラップ領域と、前記転写ベルトの移動方向に関して、前記オーバーラップ領域よりも下流側で前記像担持体及び前記導電性繊維のうち前記導電性繊維のみが前記転写ベルトに接触する下流側領域と、が形成され、前記転写ベルトの移動によって生じる前記導電性繊維の毛倒れ量の最大値が、前記転写ベルトの移動方向に関する前記像担持体と前記転写ベルトが接触する領域の長さより小さく、前記転写ベルトが移動した場合であっても前記オーバーラップ領域と前記下流側領域が形成されることを特徴とする。

本発明によれば、ブラシ状の転写部材の繊維の毛倒れ量が像担持体と転写ベルトの間で形成される接触領域の幅に対して、小さいものとされる。これにより、ブラシ状の転写部材と転写ベルトの間に形成される接触領域の位置が、大きく移動することを抑制し、良好な転写性を持続的に確保することが可能である。

実施形態１に係る画像形成装置の概略断面図である。 実施形態１における一次転写ブラシの模式的な斜視図である。 実施形態１における一次転写ブラシの支持手段の構成と各接触領域を説明するための図である。 実施形態１における一次転写ブラシの導電性繊維が撓んだ状態の接触領域の位置関係を説明するための図である。 実施形態１における一次転写ブラシの押圧力と進入量の関係を測定する方法を説明するための図である。 実施形態１における一次転写ブラシの押圧力と進入量の関係を測定した際に得られるグラフである。 実施形態１における一次転写ブラシの毛倒れ量を算出するためのモデルを説明するための図である。 比較例における一次転写ブラシの支持手段の構成と、接触領域の位置関係を説明するための図である。 比較例における一次転写ブラシの導電性繊維が撓んだ状態の接触領域の位置関係を説明するための図である。 比較例における一次転写ブラシの押圧力と進入量の関係を測定する方法を説明するための図である。 比較例における一次転写ブラシの押圧力と進入量の関係を測定した際に得られるグラフである。 比較例における一次転写ブラシの毛倒れ量を算出するためのモデルを説明するための図である。 実施形態２における一次転写ブラシの支持手段の構成と各接触領域を説明するための図である。 実施形態２における一次転写ブラシの導電性繊維が撓んだ状態の接触領域の位置関係を説明するための図である。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施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、本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る。従って、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

（実施形態１）
１．画像形成装置の全体構成
図１は、本発明に係る画像形成装置の概略断面を示す図である。実施形態１の画像形成装置１００は、電子写真方式のフルカラーレーザビームプリンターである。画像形成装置１００は、画像形成装置１００に通信可能に接続されたパーソナルコンピュータなどの外部機器から送られてきた信号に従って、電子写真方式により、記録用紙、ＯＨＰシートなどの転写材に画像を形成することができる。

また、本画像形成装置１００は、中間転写方式を用いたタンデム型のものである。すなわち、本画像形成装置１００は、複数色成分に分解された画像情報に従って形成した各色のトナー像を、中間転写体上に順次に重ね合わせて一次転写した後、転写材に一括して二次転写することで記録画像を得る。

画像形成装置１００は、複数の色成分に分解された画像情報に従って形成した各色のトナー像を、中間転写体としての中間転写ベルト６上に順次に重ね合わせて一次転写した後、転写材Ｐに一括して二次転写する。ここで、中間転写ベルト６は、転写ベルトである。このトナー像を転写材に定着させることで記録画像を得る。画像形成装置１００は、複数の画像形成部として、第１、第２、第３、第４のステーションＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄを有する。本実施形態では、第１〜第４のステーションＳａ〜Ｓｄは、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像を形成する。

なお、本実施形態では、第１〜第４のステーションＳａ〜Ｓｄの構成及び動作は、使用するトナーの色が異なることを除いて実質的に同じである。従って、以下、特に区別を要しない場合には、いずれかの色用に設けられた要素であることを示す符号の末尾のａ、ｂ、ｃ、ｄは省略して総括的に説明する。

ステーションＳは、像担持体としてのドラム型の電子写真感光体である感光ドラム１を有する。感光ドラム１は、駆動手段としてのモータ（図示せず）によって図中矢印Ｒ１方向（反時計回り）に回転駆動される。感光ドラム１の周囲には、その回転方向に沿って順に、次の各手段が設けられている。先ず、帯電手段である帯電ローラ２である。次に、露光手段としてのレーザースキャナー３である。次に、現像手段４である。次に、一次転写手段が備えるブラシ状の転写部材である。ブラシ状の転写部材を以下では一次転写ブラシ５とする。次に、感光体クリーニング手段としてのドラムクリーナー７である。

又、各ステーションＳの各感光ドラム１と対向するように、転写ベルトとして無端状のベルトである中間転写ベルト６が配置されている。中間転写ベルト６は、円筒状且つ無端状のフィルムで形成され、駆動ローラ６１、二次転写対向ローラ６２及びテンションローラ６３の３個のローラに張架されている。中間転写ベルト６は、駆動ローラ６１が図中矢印Ｒ２方向（時計回り）に回転駆動されることによって、図中矢印Ｒ３方向（時計回り）に周回移動（回転）する。本実施形態では、感光ドラム１の表面の移動速度（周速度）と中間転写ベルト６の表面の移動速度（周速度）とは略同じ速度である。

中間転写ベルト６の内周面（裏面）側において、中間転写ベルト６を挟んで各感光ドラム１と対向する位置に、ブラシ状転写部材としての一次転写ブラシ５が複数配置されている。詳しくは後述するように、一次転写ブラシ５は、中間転写ベルト６の裏面に押圧されている。これにより、感光ドラム１と中間転写ベルト６とが接触することで、一次転写部Ｂ１が形成されている。又、中間転写ベルト６の外周面（表面）側において、中間転写ベルト６を挟んで二次転写対向ローラ６２と対向する位置には、二次転写手段としてのローラ状の二次転写ローラ８が配置されている。二次転写ローラ８は、中間転写ベルト６を介して二次転写対向ローラ６２に押圧されている。これにより、中間転写ベルト６と二次転写ローラ８とが接触することで、二次転写部Ｂ２が形成されている。又、中間転写ベルト６を挟んで駆動ローラ６１と対向する位置には、中間転写体クリーニング手段としてのベルトクリーナー６５が配置されている。

画像形成時には、回転する感光ドラム１の表面は、帯電ローラ２により一様に帯電させられる。このとき、帯電ローラ２には、帯電電源（図示せず）から、所定の帯電電圧（帯電バイアス）が印加される。帯電した感光ドラム１の表面に、レーザースキャナー３より画像情報に従ったレーザ光Ｌが照射される。これにより、感光ドラム１上に静電潜像が形成される。

感光ドラム１上に形成された静電潜像は、現像手段４によりトナー像として現像（可視化）される。現像手段４は、回転可能な現像剤担持体に現像剤としてのトナーを担持して感光ドラム１との対向部（現像位置）に搬送し、感光ドラム１上の静電潜像に応じて感光ドラム１上にトナーを供給する。このとき、現像剤担持体には、現像電源（図示せず）から、所定の現像電圧（現像バイアス）が印加される。本実施形態では、現像手段４は、反転現像方式にて、感光ドラム１上の静電潜像を現像する。即ち、現像手段４は、帯電処理された後に露光されて電位の絶対値が低下した感光ドラム１上の画像部（露光部）に、感光ドラム１の帯電極性（本実施形態では負極性）と同極性に帯電したトナーを付着させて静電潜像を現像する。

回転する感光ドラム１上に形成されたトナー像は、一次転写部Ｂ１において、一次転写ブラシ５の作用により、回転する中間転写ベルト側に転写（一次転写）される。この時、一次転写ブラシ５には、電圧印加手段としての一次転写電源５０から、電圧が印加される。この電圧は、トナー像を形成するトナーの正規の帯電極性（本実施形態では負極性）とは逆極性（本実施形態では正極性）の直流電圧である一次転写電圧（一次転写バイアス）である。

一次転写工程において中間転写ベルト６に転写されずに感光ドラム１上に残留したトナー（一次転写残トナー）は、ドラムクリーナー７によりクリーニングされる。ドラムクリーナー７は、感光ドラム１の表面に当接する板状の弾性体であるクリーニングブレード７１と、回収トナー容器７２と、を有する。クリーニングブレード７１は、感光ドラム１の表面に付着したトナーを除去するためのクリーニング部材である。クリーニングブレード７１によって回転する感光ドラム１の表面から除去されたトナーは、回収トナー容器７２に回収される。

例えばフルカラー画像を形成する際には、以上のような帯電、露光、現像、一次転写工程が、中間転写ベルト６の表面の移動方向上流側から順番に、第１〜第４のステーションＳａ〜Ｓｄにおいて行われる。これにより、中間転写ベルト６上に、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナー像が重ね合わされるようにして転写されたフルカラー画像用の多重トナー像が形成される。

中間転写ベルト６上のトナー像は、二次転写部Ｂ２において、二次転写ローラ８の作用により、転写材Ｐ上に転写（二次転写）される。即ち、転写材供給部２０において、カセット２１に収容されている転写材Ｐが、供給ローラ２２により送り出された後、レジストローラ２３により二次転写部Ｂ２に所定のタイミングで供給される。それと略同時に、二次転写ローラ８には、二次転写電圧印加手段としての二次転写電源８０から、トナー像を形成するトナーの正規の帯電極性とは逆極性の直流電圧である二次転写電圧（二次転写バイアス）が印加される。

二次転写工程において転写材Ｐに転写されずに中間転写ベルト６上に残留したトナー（二次転写残トナー）は、ベルトクリーナー６５によりクリーニングされる。ベルトクリーナー６５は、中間転写ベルト６の表面に当接する板状の弾性体であるクリーニングブレード６４と、回収トナー容器６６と、を有する。クリーニングブレード６４は、中間転写ベルト６の表面に付着したトナーを除去するためのクリーニング部材である。クリーニングブレード６４によって回転する中間転写ベルト６の表面から除去されたトナーは、回収トナー容器６６に回収される。

トナー像が二次転写された転写材Ｐは、定着手段９へと搬送される。定着手段９は、転写材Ｐを搬送しながら加熱及び加圧する。転写材Ｐ上の未定着トナー像は、熱と圧力により転写材Ｐ上に定着される。その後、転写材Ｐは搬送ローラ（図示せず）により機外に搬送される。

ここで、本実施形態の画像形成装置１００は、感光ドラム１及び中間転写ベルト６の周速度に相当するプロセススピードが１１６ｍｍ／ｓの、Ａ４サイズの転写材Ｐへの画像形成に対応したプリンタである。又、本実施形態では、感光ドラム１の直径は２０ｍｍである。

又、本実施形態では、中間転写ベルト６として、厚さが６０μｍで、導電剤を混合することにより体積抵抗率を１０^９Ωｃｍに調整した、ポリイミド樹脂のフィルムを用いた。この中間転写ベルト６は、駆動ローラ６１、二次転写対向ローラ６２、テンションローラ６３の３軸に張架され、テンションローラ６３により総圧約２０Ｎの張力が付与されている。

又、本実施形態では、二次転写ローラ８として、体積抵抗率が１０^７〜１０^９Ωｃｍ、硬度が３０°〜４０°である弾性体ローラを用いた。この二次転写ローラ８は、中間転写ベルト６を介して二次転写対向ローラ６２に対し、総圧約３９．２Ｎで押圧されている。この二次転写ローラ８は、中間転写ベルト６の回転に伴い、従動して回転する。又、二次転写ローラ８には、二次転写電源８０から、０〜４．０ｋＶの二次転写電圧の印加が可能とされている。

２．一次転写ブラシ
一次転写ブラシ５の構成について説明する。図２は、一次転写ブラシ５の構成を示す模式的な斜視図である。本実施形態の一次転写ブラシ５は、複数の導電性繊維５１からなる起毛部５αと起毛部５αを支持する非起毛部５βを備える。起毛部５αを構成する複数の導電性繊維５１は、密に配列されている。

本実施形態では、一次転写ブラシ５の短手方向の寸法Ｗは３ｍｍである。一次転写ブラシ５の短手方向は、中間転写ベルト６の移動方向と平行な方向である。又、一次転写ブラシ５の長手方向の寸法Ｌは２５０ｍｍである。一次転写ブラシ５の長手方向は、中間転写ベルト６の移動方向と直交する方向である。

一次転写ブラシ５の長手方向の寸法Ｌのうち、導電性繊維５１が設けられている領域（起毛部）５αの寸法Ｋは２３０ｍｍである。そして、一次転写ブラシ５の長手方向の両端部には、それぞれ寸法が１０ｍｍの、導電性繊維５１が設けられていない領域が、略均等に設けられている。

本実施形態では、一次転写ブラシ５の短手方向の寸法Ｗを３ｍｍとすることで、一次転写ブラシ５と中間転写ベルト６の接触領域を十分な幅で形成することができる。又、一次転写ブラシ５の長手方向における起毛部５αの寸法Ｋを２３０ｍｍとすることで、一次転写部Ｂ１に搬送されるＡ４サイズの転写材Ｐに対しても一次転写手段として十分な幅としている。

一次転写ブラシ５としては、パイル織物タイプや静電植毛タイプのブラシ部材を使用することができる。

パイル織物とは、導電性繊維５１となるパイル糸を、たて糸とよこ糸とから成る基布（非起毛部５β）の隙間に織り込んで形成されたものである。これを導電性接着剤などによって基板５２上に接着するなどして固定することでブラシ部材である一次転写ブラシ５が得られる。

又、静電植毛とは、高圧静電界における静電吸引力を利用し、予め導電性接着剤を塗布した基板５２（非起毛部を兼ねる）上に、導電性繊維５１となる短繊維を略垂直に投錨させる方法である。これによってもブラシ部材である一次転写ブラシ５が得られる。

導電性繊維５１としては、導電性繊維、特に導電剤を含有させた合成繊維を使用することができる。例えば、カーボン粉末を分散したナイロンやポリエステル、アクリルなどを材料としたものを使用することができる。又、単糸繊度が１〜１５ｄｔｅｘ、ヤング率が５００〜３０００ＭＰａの範囲内のものを使用することができる。導電性繊維５１の抵抗率ρｆｉｂｅｒは、１０^２〜１０^８Ωｃｍの範囲内であることが転写効率向上などの点で好ましい。

なお、抵抗率ρｆｉｂｅｒは、次の方法により測定される。繊維の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ＡｄｖａｎｔｅｓｔＲ８３４０Ａ（株式会社アドバンテスト製）などを用い、印加電圧を１００Ｖとして抵抗値Ｒｆｉｂｅｒを実測し、次式により抵抗率ρｆｉｂｅｒを算出する。ここで、φｆは、繊維直径である。

本実施形態では、ステンレス製の略一様に平坦な基板５２の上面に、基布（非起毛部）５βと、パイル糸とで形成された起毛部５αを固定することで、一次転写ブラシ５が構成されている。基板５２は、短手方向の寸法が上述のＷとされ、長手方向の寸法が上述のＬとされる矩形の板金である。そして、本実施形態では、パイル織物のパイル糸で構成された導電性繊維５１は、基板５２の上面に対して略垂直な方向（法線方向）に起毛している。

基板５２の上面を起点とした各導電性繊維５１の自由長は繊維長ｊと呼ばれ、０．５〜２．５ｍｍとすることができる。又、導電性繊維５１の基板５２上における配列密度は、２００〜８００Ｆ／ｍ^２とすることができる。

なお、前述した通り、一次転写ブラシ５がパイル織物の場合には、基布やパイル織物を接着するための導電性接着剤が、静電植毛の場合には、植毛用の導電性接着剤が、それぞれ基板５２上に設けられている。これらは基板５２の構成要素の一部として考えることができる。つまり、各タイプの一次転写ブラシの繊維長ｊは、ブラシ繊維の、基布や導電性接着剤から突出した部分の長さとして考えることができる。従って、導電性接着剤は、図２、及び本明細書内の他の図には図示されていない。

本実施形態では、代表的特性を有する一次転写ブラシ５として、次の仕様のブラシ部材を用いている。

＜本実施形態の一次転写ブラシの仕様＞
・部材タイプ：パイル織物
・ブラシ繊維の材料：カーボン粉末を分散したナイロン繊維
・ブラシ繊維の単糸繊度：２．５ｄｔｅｘ
・ブラシ繊維の繊維直径：１７μｍ
・ブラシ繊維のヤング率：１５００ＭＰａ
・ブラシ繊維の抵抗率：１０^５Ωｃｍ
・繊維長（ｊ）：１．３ｍｍ
・配列密度：４１８Ｆ／ｍｍ^２
上記一次転写ブラシ５は、中間転写ベルト６を介して感光ドラム１と対向する位置で、中間転写ベルト６裏面に対して当接される。また、一次転写ブラシ５には、一次転写電源５０から、０〜２．０ｋＶの一次転写電圧の印加が可能とされている。

３．一次転写ブラシ５の支持手段の構成
次に、一次転写ブラシ５の支持手段について説明する。図３は、各一次転写部Ｂ１における一次転写ブラシ５を支持する支持手段１０を示す模式的な断面図である。一次転写ブラシの長手方向の一方の端部から見た図となっている。図３は、画像形成装置の初期状態（一次転写ブラシを画像形成装置に組み付け、装置の使用を開始した直後の状態）を示す。各ステーションＳａ〜Ｓｄの一次転写部Ｂ１ａ〜Ｂ１ｄの構成は同じである。

本実施形態の画像形成装置の一次転写ブラシ５は、支持手段１０によって中間転写ベルト６内周面に接近する方向と遠ざかる方向とに移動可能に設置されている。支持手段１０は、支持部１１、付勢部材としての圧縮コイルバネ（以下、単に「バネ」という。）１２、回動軸１３、バネ受け１４を備えている。

支持手段１０において、一次転写ブラシ５は、回動軸１３を中心として回動可能な支持部１１により保持される。一次転写ブラシ５は、基板５２の底面（導電性繊維５１が起毛している上面とは反対側の面）が、支持部１１上面に、接着、溶着、締結、係合などの方法によって固定されている。支持部１１の上面は、一次転写ブラシ５の基板５２の底面と略同一の形状を有する。一次転写ブラシ５の基板５２の上面と、支持部１１の上面は平行である。また、一次転写ブラシ５の基板５２と中間転写ベルト６の裏面は、略平行な関係にある。

回動軸１３は、中間転写ベルト６の移動方向における一次転写ブラシ５の上流側に配置され、その回動軸線方向は感光ドラム１の回動軸線方向と平行（中間転写ベルト６の移動方向Ｒ３に対して直交する方向）に延びる。バネ１２は、一次転写ブラシ５の長手方向の両端部にそれぞれ１個ずつ設けられ、支持部１１の底面とバネ受け１４との間に保持される。

支持手段１０により、一次転写ブラシ５は中間転写ベルト６を介して感光ドラム１に向かって押圧され、中間転写ベルト６の内周面に当接される。回動軸１３とこれを中心として回動する支持部１１は、一次転写ブラシ５の可動方向と、バネ１２による押圧力が作用する方向を、共に図中矢印Ｄと略平行な方向に規制する。本実施形態では、一次転写ブラシ５を中間転写ベルト６に向けて押圧する際の付勢力Ｆは３．９２Ｎ（４００ｇｆ）とされる。

また、図中矢印Ｄで示される、一次転写ブラシ５の可動方向、及び付勢力Ｆの方向は、一次転写部Ｂ１における中間転写ベルト６の内周面に対し略垂直とされる。このように支持手段１０によって、複数の導電性繊維１１は、中間転写ベルト６よ支持手段の導電性繊維を支持する面の間で加圧されている。このとき、複数の導電性繊維５１は、画像形成装置に組み付けた直後の繊維の起毛状態、つまり、基板５２上面に対して繊維が略垂直に起毛した状態を保ちながら、中間転写ベルト６裏面に略垂直に接触する。

なお、一次転写ブラシ５がパイル織物タイプの場合、ブラシ繊維としてのパイル糸の一本一本が、基板から離れるにつれ広がった構成となっていることがある。この場合も、パイル糸を構成する各導電性繊維５１は、繊維一本一本の平均的な姿勢としては、基板５２上面に対し略垂直に起毛し、中間転写ベルト６の内周面に略垂直に接触するものと見なすことができる。

４．一次転写部の各接触領域の配置
一次転写部Ｂ１における各接触領域の配置について説明する。図３には、一次転写部Ｂ１における各部材と各接触領域との位置関係も示されている。

図中にＭと表示された領域は、感光ドラム１と中間転写ベルト６が接触する第１の接触領域であり、物理ニップＭと表す。本実施形態では、駆動ローラ６１とテンションローラ６３の間に直線的に張架された中間転写ベルト６は、ステーションＳ毎に、感光ドラム１との間に中間転写ベルト６の移動方向における幅が１．０ｍｍである物理ニップＭを形成する。なお、物理ニップＭの幅は、次のような方法で測定することができる。すなわち、感光ドラム１を画像形成装置から取り外した状態で、中間転写ベルト６表面に染料等のマーキング液を塗る。次に，感光ドラム１を画像形成装置に一旦装着し、再び、画像形成装置から取り外す。この状態で、感光ドラム１上に付着した染料の幅を測定すればよい。

また、図中にＮと表示された接触領域は、中間転写ベルト６の内周面（裏面）と一次転写ブラシ５が接触する第２の接触領域であり、裏面ニップＮと表す。裏面ニップＮは、中間転写ベルト６の移動方向における、複数の導電性繊維５１で構成される一次転写ブラシ５と中間転写ベルト６の内周面との接触開始点（始点）から接触終了点（終点）までの領域である。本実施形態では裏面ニップＮの中間転写ベルト６の移動方向における幅は３．０ｍｍである。なお、裏面ニップＮの幅は、一次転写ブラシ５の短手方向の寸法Ｗと同じである。 図４に、本実施形態の画像形成装置の使用後の状態（使用が進んだ後の状態、印字枚数として約１０００ページ以降）における一次転写ブラシの当接状態を示す。一次転写部Ｂ１における各部材とニップとの位置関係も示されている。本実施形態の一次転写ブラシ５は、使用後の状態では、導電性繊維５１が中間転写ベルト６の移動方向Ｒ３に沿って下流側に倒され、撓んだ状態で中間転写ベルト６の内周面に接触する。

図３に示したように初期状態の一次転写ブラシ５は、導電性繊維５１が、移動する中間転写ベルト６に接触はしていても撓む量が少なく、基板５２に対し略垂直に起毛している。しかし、図４に示したように、使用後の状態の一次転写ブラシ５は、導電性繊維５１が、移動する中間転写ベルト６の内周面から、中間転写ベルトの移動方向下流側へ向かう摩擦力を継続的に受けたものとなっている。従って、使用後の状態では、繊維の一本一本が撓み、中間転写ベルトの移動方向下流側に毛倒れした状態で中間転写ベルト裏面に接触する。本実施形態の場合、毛倒れ量は０．４ｍｍ（後述）である。

本状態の導電性繊維５１には、撓みを解消しようとする復元力が生じ、この力が、一次転写ブラシ５を中間転写ベルト６から遠ざける方向に押し戻す力（反力）となる。従って、図４に示したように、一次転写ブラシ５は、中間転写ベルト６の内周面に対し、付勢力Ｆと上記反力とが釣り合う位置まで進入した位置で安定している。このときの中間転写ベルト６内周面に対する一次転写ブラシ５の進入量は０．０８ｍｍ（後述）である。

前記進入量の測定方法、及び、前記毛倒れ量と物理ニップ幅との比較方法については、後述する。

なお、支持手段１０の構成において、中間転写ベルト６の移動方向における、回動軸１３と一次転写ブラシ５間の距離は３０ｍｍである。一方、一次転写ブラシ５の中間転写ベルト６の内周面に対する進入量は０．０８ｍｍであり、３０ｍｍに比べれば十分に小さい。つまり、図４に示された支持部１１は、図３に示された台座と比較して、図中の反時計回り方向に、微小角度だけ回転しているものに過ぎない。従って、使用後の状態で一次転写ブラシ５が中間転写ベルト６の内周面に進入したとしても、一次転写ブラシ５は中間転写ベルト６の方向へ平行移動しただけと見なすことができる。よって、基板５２と中間転写ベルト６の裏面は、略平行な関係を維持する。図４における各部材の配置は、このような状況を前提に描かれている。

次に、良好な一次転写性を継続して得るために重要である、一次転写部Ｂ１における各部材と接触領域の位置関係を、図３、図４によって説明する。図３、図４中のｓで表されている領域は、第３の接触領域である。第３の接触領域は、物理ニップＭと、裏面ニップＮとが、中間転写ベルト６の移動方向においてオーバーラップする領域（オーバーラップニップｓ）を表す。オーバーラップニップｓは、転写電界が形成される領域である。オーバーラップニップが形成されないと、感光ドラム上のトナーを中間転写ベルト上に一次転写させるための転写電界が弱まってしまうため、良好な一次転写効率が得られない。本実施形態では、オーバーラップニップｓの中間転写ベルト６の移動方向における幅は、初期状態（図３）で１ｍｍ、使用後の状態（図４）では前記毛倒れの結果、０．６ｍｍとなっている。

次に、図３、図４中のｔで表されている領域は、前記オーバーラップニップｓの中間転写ベルト６の移動方向下流側に隣接した、中間転写ベルト６に対して一次転写ブラシ５のみが接触する第４の接触領域を示す。第４の接触領域は、テンションニップｔと表される。即ち、図３、図４中のｔで表されている領域は、物理ニップＭに対して、裏面ニップｓが、中間転写ベルト６の移動方向下流側にはみ出している領域を表す。オーバーラップニップｓに形成された転写電界により付与され、オーバーラップニップｓを通過した後にも中間転写ベルト６に残留する過剰な電荷は、テンションニップｔで一次転写ブラシ５に流れて戻る。

テンションニップｔは、上記過剰な電荷に起因する異常放電による画像不良の発生を防止するために必要な領域である。本実施形態では、テンションニップｔの中間転写ベルト６の移動方向における幅は、初期状態（図３）で２ｍｍ、使用後の状態（図４）では前記毛倒れの結果、２．４ｍｍとなっている。

なお、図３、図４において、物理ニップＭに対して、裏面ニップＮが中間転写ベルト６の移動方向上流側にはみ出している領域（はみ出しニップ）は形成されていない。はみ出しニップがあると、一次転写部Ｂ１の中間転写ベルト６の移動方向上流側において、感光ドラム１と中間転写ベルト６との間に転写電界が形成された空隙が生じてしまう。そのため、一次転写部Ｂ１に進入する前に感光ドラム１から中間転写ベルト６へとトナーが転写され飛び散ったような画像となる現象（プレ転写による転写飛び散り）が生じることがある。従って、本実施形態では、はみ出しニップが形成されないよう、感光ドラム１と一次転写ブラシ５の位置関係を調整し、初期状態における、物理ニップＭの上流端位置と裏面ニップＮの上流端位置が、中間転写ベルト６の移動方向で一致するようにされている。

良好な一次転写性を得るためには、オーバーラップニップｓが形成されていることが必要で、且つ、テンションニップｔが形成されていることが好ましい。

本実施形態では、画像形成装置の初期状態では、オーバーラップニップｓの幅として１ｍｍ、テンションニップｔの幅として２ｍｍが形成されている。一方、使用後の状態であっても、オーバーラップニップｓの幅として０．６ｍｍ、テンションニップｔの幅として２．４ｍｍが確保される。これにより、良好な一次転写性が継続的に得られる。

本実施形態の構成で検討したところ、オーバーラップニップｓが存在し（幅ｓが０ｍｍより大きい、より好ましくは０．１ｍｍより大きい）、且つテンションニップｔの幅が１ｍｍ以上であれば、良好な一次転写性が確保される。但し、オーバーラップニップｓの幅が大き過ぎると、オーバーラップニップｓ内でトナー像が擦擦され、画像が乱れるとの理由から、通常、オーバーラップニップｓの幅は５ｍｍ以下とされる。又、テンションニップｔの幅が大き過ぎると、中間転写ベルト６と一次転写ブラシ５の接触する面積が大きくなる。中間転写ベルト６が一次転写ブラシ５から強い擦動力を受け、走行安定性が悪化するとの理由から、通常、テンションニップｔの幅は１０ｍｍ以下とされる。

５．毛倒れ量と物理ニップＭの幅の比較
前述した使用後の状態の一次転写ブラシ５に関し、進入量の測定方法と、毛倒れ量を物理ニップＭの幅と比較する方法について説明する。画像形成装置外に取り出した状態の一次転写ブラシ５に対して、以下の測定を行う。図５は、一次転写ブラシの押圧力と進入量の関係を測定する方法を説明するための図である。本図は、水平台上に載置された一次転写ブラシ５を、その短手方向から眺めた図である。

測定器は、島津製作所製のバネ試験機ＭＯＤＥＬ ＥＺ−ＴＥＳＴ ＥＺ−Ｓを用いる。バネ試験機は水平台２０１を有し、測定対象である、画像形成装置から取り外した状態の一次転写ブラシ５を載置することが可能である。また、バネ試験機には、一次転写ブラシ表面（ブラシ繊維側）に平行に接触し、鉛直上方から下方に向け一次転写ブラシを加圧することができる、φ２０の円板と支柱から成る加圧プローブ２０２が設けられている。本加圧プローブは、付属のコントローラによって位置を管理しながら上下動させることが可能で、加圧プローブを一次転写ブラシ表面に当てた際の、進入量ｕと押圧力Ｇをモニターすることができる。本測定器を用いて、画像形成装置内で中間転写ベルト６に向け付勢され、毛倒れが生じている状態の一次転写ブラシ５を、水平台２０１上に再現させることができる。

ここで、一次転写ブラシ５は、加圧プローブの円板中心部が降下する位置を通り、且つ、任意の円板直径部に平行となるよう、水平台上に載置される。また、一次転写ブラシ５は、加圧プローブの円板が降下する領域からはみ出した状態で、水平台上に載置される。しかし、一次転写ブラシ５は通常、長手方向に均一な構成を有するものであるため、その長手方向の一部分のみの測定が行えれば問題はない。無論、一次転写ブラシの長手方向の各部分を２０ｍｍ毎ピッチ（加圧プローブの円板径ピッチ）で複数回測定し、その測定値を平均化する処理を採用してもよい。

なお、加圧プローブで押圧する際、画像形成装置内における一次転写ブラシ５の毛倒れ状態を再現するための力Ｇ０は、以下のように定義する。画像形成装置の一次転写ブラシ５の付勢力Ｆ＝３．９２Ｎ（４００ｇｆ）を一次転写ブラシ５の起毛部寸法Ｋ（２３０ｍｍ）で除し、加圧プローブの円板径（２０ｍｍ）を乗じた力、つまり、Ｇ０＝０．３４Ｎ（３４．７ｇｆ）である。これにより、加圧プローブによって一次転写ブラシ５の単位長手寸法あたりにかかる押圧力が、画像形成装置内に設置された一次転写ブラシの単位長さ寸法あたりにかかる付勢力と等しくなる。

次に、測定手順の詳細を述べる。本実施形態の一次転写ブラシ５を測定した際に得られる値と共に説明する。図６は、測定中に得られる値をプロットしたグラフである。
（１）バネ試験機の水平台２０１上に、一次転写ブラシ５を載置する。
（２）加圧プローブ２０２を鉛直上方から一次転写ブラシ５表面に降下させ、一次転写ブラシ５表面に接触させ、最初に押圧力が生じ始めた際の加圧プローブの下面位置を、進入量ｕの基準位置（図中０）とする（図５（ａ））。このとき、Ｇ＝０Ｎ、ｕ＝０ｍｍであり、得られた測定結果を図６の（ａ）に記す。
（３）加圧プローブを更に降下させ一次転写ブラシ５表面に進入させ、押圧力ＧがＧ０の１．５倍、つまり０．５１Ｎとなる位置に到達させる。このとき、Ｇ＝０．５１Ｎ、ｕ＝０．０９ｍｍである（図５（ｂ））。その時、得られた測定結果を図６の（ｂ）に記す。
（４）一次転写ブラシ５表面と加圧プローブ下面との間に、厚み５０〜１００ｕｍ程度の任意のシート状部材を挿通し、ブラシ繊維の毛倒れ方向を一方方向に揃える（図５（ｃ））。なお、毛倒れさせる方向は一次転写ブラシ５の短手方向で、且つ、向きは画像形成装置内に設置された一次転写ブラシ５の下流側へ向かう向きとする（図５の右方向）。その時、得られた測定結果を図６の（ｃ）に記す。
（５）加圧プローブを上昇させ、押圧力ＧがＧ０になる位置で停止させる（図５（ｄ））。このとき、Ｇ＝Ｇ０＝０．３４Ｎ、ｕ＝０．０８ｍｍである（図６内の（ｄ））。その時、得られた測定結果を図６の（ｃ）に記す。図５（ｃ）の手順を経た結果、図５（ｂ）から図５（ｃ）で進入量は、ｕ＝０．０９ｍｍからｕ＝０．０８ｍｍに変化する。上記（３）（４）の手順を踏んだ後に（５）を行うことで、完全な毛倒れを生じさせた状態で、押圧力Ｇ０における進入量を正確に求めることができる。また、上記（５）の手順により求まる進入量ｕは、本実施形態の画像形成装置内で使用後の状態にある一次転写ブラシ５の、中間転写ベルト裏面に対する進入量であり、ブラシ進入量ｕ０（＝０．０８ｍｍ）とされる。

測定されたブラシ進入量ｕ０を用いて、以下の計算を行う。図７は、ブラシ繊維５１の撓み状態を説明するためのモデル図である。図７には、使用後の状態の一次転写ブラシ５の導電性繊維５１が、中間転写ベルトの内周面に対し、撓んだ状態で接触している様子が、拡大図示されている。ブラシ繊維一本一本の撓みは、基板５２に垂直に交わる二次関数曲線とされている。

ｊは、導電性繊維５１の繊維長である。本実施形態の一次転写ブラシ５では、ｊ＝１．３ｍｍである。図中ｔは、一次転写ブラシ５のブラシ厚みである。前述したブラシ進入量ｕ０と、繊維長ｊから下式で求めることができる。
ｔ＝ｊ−ｕ０・・・（式２）

ブラシ厚みｔは、使用後の状態の一次転写ブラシ５における繊維層の厚みを表す。図に示すように、支持手段１０の一次転写ブラシ５を支持する面から中間転写ベルト６までの距離をｔとしている。本実施形態の一次転写ブラシ５では、ｊ＝１．３ｍｍ、ｕ０＝０．０８ｍｍであるため、ｔ＝１．２２ｍｍとなる。

次に、図中ｖはブラシ繊維の毛倒れ量である。毛倒れ量ｖは、以下のように定義される指標である。この指標は、一次転写ブラシ５上の中間転写ベルト６の移動方向の最上流部に配置された導電性繊維５１が、初期状態と比較し、使用後の状態において、どの程度下流側に移動して中間転写ベルト６と接触しているかを表す。

ここで、前述したように、撓んだ状態のブラシ繊維は二次関数曲線形状を有しているとの仮定から、ｊ、ｔ、ｖ間には、下式が成立する。

左辺はブラシ繊維の繊維長、右辺は二次関数曲線状のブラシ繊維の姿勢に沿った経路長の積分である。なお、上式３は数学公式により、下式のように書く下すことができる。

一方、下式が毛倒れ量と物理ニップＭの大小関係を比較するための式である。
Ｖ＜Ｍ・・・（式５）
上式５が成立する、つまり毛倒れ量の最大値が物理ニップＭの幅より小さければ、オーバーラップニップｓが存在すると言える。式４の右辺がｖに関する単調増加式であることから、前式４と５を組合せることで、下式が得られる。

上式６の右辺は、毛倒れ量が物理ニップＭの幅に到達してしまうような一次転写ブラシの、繊維長を表す。従って、使用される一次転写ブラシの繊維長ｊが右辺よりも小さければ、その毛倒れ量は物理ニップ幅に到達し得ないと言える。つまり、上式６が成立することが、使用後の状態においてもオーバーラップニップが存在し、良好な一次転写性が維持されるための条件である。

本実施形態の一次転写ブラシ５の場合、ｊ＝１．３ｍｍ、ｔ＝１．２２ｍｍ、Ｍ＝１．０ｍｍである。これらを上式６に代入すると、左辺が１．３、右辺が１．６４となり、上式が成立することが分かる。従って、本実施形態の一次転写ブラシ５を用いれは、使用後状態においても、良好なオーバーラップニップｓが存在する。

なお、前述の式４を数値的に解くことによって、本実施形態の一次転写ブラシ５の毛倒れ量ｖである、ｖ＝０．４ｍｍが得られる。

中間転写ベルト６の移動方向において、一次転写ブラシ５の上流端と、物理ニップＭの上流端の位置は一致することが望ましい。しかしながら、感光ドラム１や中間転写ベルト６に対する一次転写ブラシ５の取り付け位置は、画像形成装置の組み立て時の部品の位置決めのばらつきなどの影響で変動することがある。本実施形態の画像形成装置では、中間転写ベルト６の移動方向に沿う方向に、±０．５ｍｍ程度の範囲内で変動し得る。このような変動を考慮する必要がある。

そこで、取り付け位置の変動によって、初期状態における飛散りが悪化することを回避しようとする場合は、以下のように取りつけが行われる。一次転写ブラシ５をやや下流側を狙って配置し、裏面ニップＮの上流端位置が物理ニップＭの上流端位置よりも、中間転写ベルト６の移動方向で下流側（０．５ｍｍ程度）に配置されるよう、取り付けが行われる。このとき、初期状態における若干のオーバーラップニップの減少が生じることが許容される。このような場合には、毛倒れ量が、初期状態のオーバーラップニップｓの幅より小さいことが、使用後の状態においてもオーバーラップニップｓが存在し、良好な一次転写性が維持されるための条件となる。

一方、取り付け位置の変動によって、初期状態における一次転写効率が悪化することを回避しようとする場合は、一次転写ブラシ５をやや上流側を狙って配置する。裏面ニップＮの上流端位置が物理ニップＭの上流端位置よりも、中間転写ベルト６の移動方向で上流側（０．５ｍｍ程度）に配置されるよう、取り付けが行われる。このとき、初期状態において若干のはみ出しニップが生じることが許容される。このような場合には、毛倒れ量が、はみ出しニップの幅と物理ニップＭの幅の和より小さいことが、使用後の状態においてもオーバーラップニップｓが存在し、良好な一次転写性が維持されるための条件となる。

６．比較例
本実施形態に対する比較例を説明する。なお、比較例（本比較例及び後述の他の比較例）の画像形成装置は、特に言及する相違点を除いて、本実施形態の画像形成装置と実質的に同一の構成とされる。比較例において本実施形態の画像形成装置のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して説明する。

本比較例では、代表的特性を有する一次転写ブラシ５として、次の仕様のブラシ部材を用いている。

＜比較例の一次転写ブラシの仕様＞
・部材タイプ：パイル織物
・ブラシ繊維の材料：カーボン粉末を分散したナイロン繊維
・ブラシ繊維の単糸繊度：２．５ｄｔｅｘ
・ブラシ繊維の繊維直径：１７μｍ
・ブラシ繊維のヤング率：１５００ＭＰａ
・ブラシ繊維の抵抗率：１０^４．９Ωｃｍ
・繊維長（ｊ）：３．０ｍｍ
・配列密度：４１８Ｆ／ｍｍ^２
上記の通り、繊維長ｊが３．０ｍｍであること以外は、前述した本発明に従う実施例の一次転写ブラシ５と同様の仕様を有する。また、一次転写ブラシ５の支持手段１０の構成も、本発明に従う実施形態の構成と同様である。

図８に、本比較例の画像形成装置での、一次転写部Ｂ１における各部材と接触領域との位置関係を示す。本図は、画像形成装置の初期状態を示す。
本比較例の構成では、中間転写ベルト６は、ステーションＳ毎に、感光ドラム１との間に中間転写ベルト６の移動方向における幅が１．０ｍｍである物理ニップＭを形成する。

また、本比較例の構成では裏面ニップＮの中間転写ベルト６の移動方向における幅は３．０ｍｍである。

図９に、本比較例の画像形成装置の使用後の状態での、一次転写部Ｂ１における各部材とニップとの位置関係を示す。本比較例の一次転写ブラシ５は、使用後の状態では、導電性繊維５１が中間転写ベルト６の移動方向Ｒ３に沿って下流側に倒され、撓んだ状態で中間転写ベルト６の内周面に接触する。

本比較例の場合、毛倒れ量は１．８ｍｍ（後述）である。また、中間転写ベルト６の内周面に対する一次転写ブラシ５の進入量は０．７５ｍｍ（後述）である。図９においても、前述した図４の場合と同様に、一次転写ブラシ５の基板５２と中間転写ベルト６の裏面が略平行な関係を維持することを前提として、各部材の配置が描かれている。

次に、良好な一次転写性を得るために重要である、一次転写部Ｂ１における各部材とニップの位置関係を、図８、図９によって説明する。図８のオーバーラップニップｓの幅は、初期状態では１ｍｍである。一方、図９中にオーバーラップニップｓは存在しない。つまり、画像形成装置の使用後の状態ではオーバーラップニップｓが消滅している。

図８で示すようにテンションニップｔの幅は、初期状態では２ｍｍである。一方、図９中にはテンションニップｔも存在しない。テンションニップｔは、オーバーラップニップｓが存在することで、その効果が達成される領域であるので、オーバーラップニップｓが存在しない場合、テンションニップｔは存在しない。つまり、画像形成装置の使用後の状態ではこれも消滅している。良好な一次転写性を得るためには、オーバーラップニップｓとテンションニップｔの両者が形成される必要がある。本比較例の画像形成装置では、使用後の状態において、オーバーラップニップｓ、テンションニップｔが消滅している。よって、良好な一次転写性が得られない。次に、本比較例の使用後状態の一次転写ブラシ５に関し、進入量を測定する方法と、毛倒れ量を物理ニップ幅と比較する方法について説明する。

画像形成装置外に取り出した状態の一次転写ブラシ５に対して、以下の測定を行う。図１０に、その模式図を示す。図１１は、測定中に得られる値をプロットしたグラフである。
（１）バネ試験機の水平台２０１上に、一次転写ブラシ５を載置する。
（２）加圧プローブ２０２を鉛直上方から一次転写ブラシ表面に降下させ、一次転写ブラシ表面に接触させ、最初に押圧力が生じ始めた際の加圧プローブの下面位置を、進入量ｕの基準位置（図中０）とする。（図中０）とする（図１０（ａ））。このとき、Ｇ＝０Ｎ、ｕ＝０ｍｍであり、得られた測定結果を図１１の（ａ）に記す。
（３）加圧プローブを更に降下させ一次転写ブラシ５の表面に進入させ、押圧力ＧがＧ０の１．５倍、つまり０．５１Ｎとなる位置に到達させる。（図１０（ｂ））。このとき、Ｇ＝０．５１Ｎ、ｕ＝０．８１ｍｍであり、得られた測定結果を図１１の（ｂ）に記す。
（４）一次転写ブラシ５の表面と加圧プローブ下面との間に、シート状部材を挿通し、ブラシ繊維の毛倒れ方向を一方方向に揃える。（図１０（ｃ））。このとき、得られた測定結果を図１１の（ｃ）に記す。
（５）加圧プローブを上昇させ、押圧力ＧがＧ０になる位置で停止させる。。（図１０（ｄ））。このとき、Ｇ＝Ｇ０＝０．３４Ｎ、ｕ＝０．７５ｍｍであり、得られた測定結果を図１１の（ｄ）に記す。

上記（５）の手順により求まる進入量ｕは、本比較例の使用後の状態の一次転写ブラシ５の中間転写ベルト６に対する進入量であり、ブラシ進入量ｕ０（＝０．７５ｍｍ）とされる。

測定されたブラシ進入量ｕ０を用いて、以下の計算を行う。図１２に、導電性繊維５１の撓みモデルを示す。ｊは、の導電性繊維５１の繊維長である。本比較例の一次転写ブラシ５では、ｊ＝３．０ｍｍである。図中ｔは、一次転写ブラシ５のブラシ厚みである。本比較例の一次転写ブラシ５は、ｊ＝３．０ｍｍ、ｕ０＝０．７５ｍｍであるので、前述した式２により、ｔ＝２．２５ｍｍとなる。図中ｖは、ブラシ繊維の毛倒れ量である。また、本比較例の構成では、オーバーラップニップｓは存在しない。

本比較例の一次転写ブラシ５の場合、ｊ＝３．０ｍｍ、ｔ＝２．２５ｍｍ、物理ニップＭの幅＝１．０ｍｍである。これらを前述の式６に代入すると、左辺が３．０、右辺が２．５２となり、式６が成立しないことが分かる。従って、本比較例の一次転写ブラシ５を用いると、使用後の状態においては、オーバーラップニップｓが存在しない。なお、前述の式４を数値的に解くことによって、本実施形態の一次転写ブラシ５の毛倒れ量ｖである、ｖ＝１．８ｍｍが得られる。

以上、詳細に説明した通り、本実施形態によれば、導電性繊維５１の毛倒れ量が、感光ドラム１と中間転写ベルト６で形成される物理ニップＭの幅に対して小さいものとされる。従って、画像形成装置を使用した後の状態においても、一次転写ブラシ５と中間転写ベルト６で形成される裏面ニップＮと、前記物理ニップＭとのオーバーラップする領域が消滅せず、良好な一次転写性が維持される。

なお、前述した通り、ブラシ厚みｔは、一次転写ブラシ５をバネ試験機に載置し、実測を行うことで得られる量である。ブラシ厚みｔを決定する要因としては、画像形成装置における一次転写ブラシの付勢力と、一次転写ブラシの仕様としては、ブラシ繊維の繊維長の他に、単糸繊度、繊維直径、ヤング率、配列密度などが挙げられる。一般に、繊維長が同じであれば、単糸繊度が大きく、繊維直径が大きく、ヤング率が高く、配列密度が大きなブラシの方が、厚みが大きくなる。一方、単糸繊度が小さく、繊維直径が小さく、ヤング率が低く、配列密度が小さなブラシの方が、厚みが小さくなる。如何なる構成のブラシであっても、ブラシ厚みｔの実測値と、繊維長ｊ、物理ニップの幅Ｍが前述の式６を満たす関係にあれば、良好な一次転写性が維持されると言える。

（実施形態２）
実施形態１では、回動軸１３を備える支持手段１０によって一次転写ブラシ５は中間転写ベルト６の内周面に当接する構成を説明した。これに対して本実施形態では、画像形成装置１００のフレームに対して直接ビスなどによって位置決めされた上で固定された支持手段によって一次転写ブラシ５は中間転写ベルト６の内周面に当接する構成を特徴とする。なお、その他の構成については実施形態１の画像形成装置と同様であるので、同様の部分については同様の符号を付して説明する。

図１３は、本実施形態の画像形成装置１００の一次転写部Ｂ１における、一次転写ブラシ５の支持手段１７を示す断面図である。本図は、画像形成装置の初期状態を示す。各ステーションＳａ〜Ｓｄの一次転写部Ｂ１ａ〜Ｂ１ｄの構成は同じである。

本実施形態の画像形成装置の一次転写ブラシ５は、支持手段１７によって中間転写ベルト６の内周面に接触している。支持手段１７は、画像形成装置１００のフレームに対して直接ビスによって位置決めされた固定部材としての台座１５を備える。一次転写ブラシ５は、この台座１５によって支持される。一次転写ブラシ５は、基板５２の底面が、台座１５上面に、接着、溶着、締結、係合などの方法で固定され、台座１５上に保持される。本実施形態では、台座１５の上面は、一次転写ブラシ５の基板５２の底面と略同一の形状を有する。一次転写ブラシ５は、台座１５により、中間転写ベルト６の内周面に対して接触する。

ここで、本実施形態では、感光ドラム１の回動軸線方向に対して垂直な断面において、一次転写ブラシ５の接触方向は、中間転写ベルト６の内周面に対し略垂直とされる。又、前記断面において、一次転写ブラシ５の導電性繊維５１は中間転写ベルト６の裏面に対し略垂直に接触する。本実施形態では、一次転写ブラシは、固定式の支持手段１７により、進入量ｖ＝０．０８ｍｍだけ、中間転写ベルト裏面に対し進入している。

一次転写部Ｂ１における各ニップの配置について説明する。図１３には、一次転写部Ｂ１における各部材とニップとの位置関係も示されている。

図中にＭと表示された領域は、感光ドラム１と中間転写ベルト６との間に形成される接触領域であり、物理ニップＭと表す。本実施形態では、幅が１．０ｍｍである物理ニップＭが形成されている。

また、図中にＮと表示された領域は、中間転写ベルト６と一次転写ブラシ５との間の接触領域であり、裏面ニップＮと表す。本実施形態では裏面ニップＮの中間転写ベルト６の移動方向における幅は３．０ｍｍである。

本実施形態の一次転写ブラシ５は、初期状態においては、ブラシ繊維の毛倒れ方向がランダム状となっている。よって、幅Ｎの裏面ニップの上下流には、一次転写性には影響しない程度、つまり飛散り等の画像不良は発生させない程度の、若干本数の飛び出し毛が存在し、裏面ニップの領域外で中間転写ベルト６裏面と接触している。

一方、図１４に、本実施形態の画像形成装置の使用後の状態における一次転写ブラシ５の当接状態を示す。一次転写部Ｂ１における各部材とニップとの位置関係も示されている。

本実施形態の一次転写ブラシ５は、使用後の状態では、導電性繊維５１が中間転写ベルト６の移動方向Ｒ３に沿い下流側に倒され、全ての繊維が揃って撓んだ状態で中間転写ベルト６裏面に接触する。

図１３に示したように初期状態の一次転写ブラシ５は、導電性繊維５１が、ランダム状に毛倒れしている。しかし、図１４に示したように、使用後の状態の一次転写ブラシは、導電性繊維５１が、移動する中間転写ベルト６の裏面から、中間転写ベルト６の移動方向下流側へ向かう摩擦力を継続的に受けている。従って、印字動作が繰り返し行われ使用後の状態になると、繊維の一本一本が撓み、中間転写ベルトの移動方向下流側に毛倒れする。本実施形態の場合、毛倒れ量は０．４ｍｍ（後述）である。

次に、良好な一次転写性を得るために重要である、一次転写部Ｂ１における各部材とニップの位置関係を、図１３、図１４によって説明する。

図１３、図１４中のｓで表されている領域は、物理ニップＭと、裏面ニップＮとが、オーバーラップする領域（オーバーラップニップ）を表す。本実施形態では、オーバーラップニップｓの幅は、初期状態（図１３）では１ｍｍ、使用後状態（図１４）では前記毛倒れの結果、０．６ｍｍとなっている。

次に、図１３、図１４中のｔで表されている領域は、オーバーラップニップの下流に隣接する、テンションニップを表す。本実施形態では、テンションニップｔの幅ｔは、初期状態（図１３）では２ｍｍ、使用後状態（図１４）では前記毛倒れの結果、２．４ｍｍとなっている。

本実施形態では、画像形成装置の初期状態では、オーバーラップニップｓの幅として１ｍｍ、テンションニップｔの幅として２ｍｍが確保されている。一方、使用後状態であっても、オーバーラップニップｓの幅として０．６ｍｍ、テンションニップｔの幅として２．４ｍｍが確保される。これにより、良好な一次転写性が継続的に得られる。

前述した使用後の状態の一次転写ブラシ５に関し、毛倒れ量と物理ニップ幅とを比較する方法について説明する。本実施形態の画像形成装置は、一次転写ブラシ５は固定式の支持手段１７によって支持されており、一次転写ブラシ５の中間転写ベルト６裏面に対する進入量は、初期状態、使用後の状態共に、ブラシ進入量ｕ０＝０．０８ｍｍとされる。前記ブラシ進入量ｕ０を用いて、実施例１で説明したものと同様の計算を行う。
ブラシ繊維の撓みモデルは、図７と同じである。
本実施形態の一次転写ブラシ５の繊維長ｊは、ｊ＝１．３ｍｍである。ブラシ厚みｔは、ブラシ進入量ｕ０と、繊維長ｊから前述の式２によって求まり、ｔ＝１．２２ｍｍである。

本実施形態の一次転写ブラシ５の場合、ｊ＝１．３ｍｍ、ｔ＝１．２２ｍｍ、Ｍ＝１．０ｍｍであり、これらを前述の式６に代入すると、左辺が１．３、右辺が１．６４となり、式６が成立することが分かる。従って、本実施形態の一次転写ブラシ５は、使用後状態においても、オーバーラップニップｓが存在する。なお、前述の式４を数値的に解くことによって、本実施形態の一次転写ブラシ５の毛倒れ量ｖである、ｖ＝０．４ｍｍが得られる。

以上、本実施形態によれば、固定式の一次転写ブラシ５の支持手段を有する画像形成装置において、導電性繊維の毛倒れ量の最大値は、感光ドラム１と中間転写ベルト６で形成される物理ニップＭの幅よりも小さいものとされる。従って、画像形成装置を使用した後の状態においても、一次転写ブラシ５と中間転写ベルト６で形成される裏面ニップＮと、物理ニップＭとのオーバーラップ領域ｓが確保され、良好な一次転写性が維持される。

固定式の支持手段１７を用いると、実施形態１の回動軸１３を備える支持手段１０に対して部品点数が少なく構造がシンプルであり、コストが安くなるというメリットを備える。

（その他の実施形態）
以上、本発明を具体的な実施形態に即して説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。

上述の実施例では、画像形成装置においてブラシ状の転写部材を中間転写ベルト裏面に当接する構成として、押圧式当接構成、固定式当接構成に関する例を一例ずつ挙げて説明した。しかし、ブラシ状の転写部材の当接構成として、他の構成も考えられる。

例えば、押圧式当接構成として、ブラシ状の転写部材の移動方向を直線方向に規制するガイドレール等の部材を使用し、押圧バネによりガイドレールに沿ってブラシ状の転写部材を中間転写ベルト裏面に当接する構成などがある。また、押圧式、固定式の何れの当接構成においても、ブラシ状の転写部材の保持方法として、ブラシ状の転写部材をシート部材やスポンジ部材等の上に固定してもよい。固定した上で、押圧バネにより中間転写ベルト裏面に当接する構成などがある。シート部材やスポンジ部材自体が有する弾性を利用して、押圧バネを使わずに、ブラシ状の転写部材を中間転写ベルト６の内周面に接触させても良い。

また、上述の実施形態では、画像形成装置は、転写ベルトとして中間転写ベルト６を採用した中間転写方式の画像形成装置であるものとして説明した。しかしながら、本発明は、他の構成の画像形成装置にも適用可能である。例えば、複数の感光ドラム上のトナー像を、転写ベルトとして使用される搬送ベルト上を搬送される転写材上に順次直接転写する直接転写方式の画像形成装置などがある。このような直接転写方式の画像形成装置の各転写部材及びその支持手段の構成としても、本発明は適用することが可能である。

１ 感光ドラム（像担持体）
５ 一次転写ブラシ（ブラシ状の転写部材）
６ 中間転写ベルト（ベルト）
１０ 支持手段
１１ 支持部

Claims (14)

1. トナー像を担持する像担持体と、無端状であり、前記像担持体に接触して移動可能な転写ベルトと、前記像担持体から前記ベルトへむけてトナー像を転写する転写手段と、を有し、前記転写手段は、複数の導電性繊維を備えるブラシ状の転写部材であり、前記複数の導電性繊維が前記ベルトの内周面に接触する画像形成装置において、
   前記複数の導電性繊維が前記転写ベルトとの間で加圧されるように前記転写手段を支持する支持手段を有し、
   前記像担持体と前記転写ベルトとが接触する接触領域と前記転写ベルトと前記導電性繊維とが接触する接触領域とが重なるオーバーラップ領域と、前記転写ベルトの移動方向に関して、前記オーバーラップ領域よりも下流側で前記像担持体及び前記導電性繊維のうち前記導電性繊維のみが前記転写ベルトに接触する下流側領域と、が形成され、
   前記転写ベルトの移動によって生じる前記導電性繊維の毛倒れ量の最大値が、前記転写ベルトの移動方向に関する前記像担持体と前記転写ベルトが接触する領域の長さより小さく、前記転写ベルトが移動した場合であっても前記オーバーラップ領域と前記下流側領域が形成されることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記転写ベルトが移動する前の状態において、前記転写ベルトの移動方向に関して前記オーバーラップ領域よりも上流側で前記像担持体及び前記導電性繊維のうち前記導電性繊維のみが前記転写ベルトに接触する領域が形成されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記支持手段は、前記転写手段の基板を支持する支持部と、前記支持部を前記転写ベルト側に向かって付勢する付勢部材と、を備え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。
4. 前記支持手段は、回動軸を備え、前記回動軸を中心に、前記転写手段を前記転写ベルトに対して近づく方向及び遠ざかる方向に移動可能であることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記支持手段は、前記転写手段の基板を支持する支持部が固定されてい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。
6. 前記ブラシ状の転写部材は、パイル織りによって形成されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
7. 前記ブラシ状の転写部材は、静電植毛によって形成されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
8. 前記導電性繊維の繊維は、カーボン粉末を分散したナイロン繊維であることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
9. 前記導電性繊維の単糸繊度が１〜１５ｄｔｅｘであることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の画像形成装置。
10. 前記導電性繊維のヤング率が５００〜３０００ＭＰａであることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の画像形成装置。
11. 前記導電性繊維の長さが０．５〜２．５ｍｍであることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の画像形成装置。
12. 前記導電性繊維の配列密度が２００〜８００ＭＦ／ｍ^２であることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の画像形成装置。
13. 前記像担持体として、それぞれが異なる色のトナー像を担持する複数の像担持体を有し、前記転写手段は、前記複数の像担持体に対応して複数配置され、
    前記転写ベルトは前記複数の像担持体からトナー像が転写される中間転写ベルトであることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の画像形成装置。
14. 前記像担持体として、それぞれが異なる色のトナー像を担持する複数の像担持体を有し、前記転写手段は、前記複数の像担持体に対応して複数配置され、
    前記転写ベルトは前記複数の像担持体からトナー像が転写される転写材を搬送する搬送ベルトであることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の画像形成装置。

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