JPH07261565A

JPH07261565A - ベルト除電装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JPH07261565A
Application number: JP6051498A
Authority: JP
Inventors: Minoru Yoshida; 稔吉田; Toshihiro Kasai; 利博笠井; Masashi Takahashi; 雅司高橋
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1994-03-23
Filing date: 1994-03-23
Publication date: 1995-10-13

Abstract

(57)【要約】【目的】環境上問題がなく且つ大きなスペースを占有し
ないベルト除電装置を提供する。【構成】カラープリンタは複数の感光体１ａ〜１ｄを有
し、これらの上に形成された画像を、転写ベルト７によ
り用紙を搬送しつつ、その用紙に順次転写を行なう。ベ
ルト７は、抵抗が１０¹⁵Ω・ｃｍの高抵抗ポリイミドベ
ルトからなる。駆動ローラ１０に対向して、除電ブラシ
ローラ１８がベルト７の表表面に接触するように配設さ
れる。ブラシローラ１８には交流電源１４が接続され
る。ブラシローラ１８によりベルト７の表表面のクリー
ニング及び除電が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はベルト除電装置及び画像
形成装置に関し、より具体的にはカラープリンタ等の装
置の除電機構の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真装置の紙搬送ベルトや転写ベル
トなどに、絶縁性や高抵抗性のベルトが用いられてい
る。これらの絶縁性や高抵抗のベルトは、装置からの電
荷付与や、種々なものとの擦れによる摩擦帯電により、
表裏画面に余計な電荷を保持しやすい。このような電荷
を持つと、本来の機能を果たすことができなくなるた
め、この種のベルトを使用する装置では、コロナ放電器
を用いてベルト両面の除電を行なうのが一般的である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】コロナ放電器はオゾン
を発生し、環境上問題が生じる。特に、ベルト両面を除
電する場合は２つのコロナ放電器が必要となり、大量の
オゾンが発生するだけでなく、大きなスペースが必要と
なるという問題もある。本発明はかかる観点に基づいて
なされたものであり、環境上問題がなく、且つ大きなス
ペースを占有しないベルト除電装置を提供することを目
的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の視点は、
進行するベルトを電圧が印加された一対の除電部材で挟
持して除電を行なう除電装置であって、前記両除電部材
が、前記ベルトに接触する位置から前記ベルトの進行方
向において漸次ベルトから離間する曲面をそれぞれ有
し、前記両曲面の曲率の比が１／２〜２の範囲であり、
且つその曲率半径がいずれも４ｍｍ以上であることを特
徴とする。

【０００５】本発明の第２の視点は、進行するベルトを
電圧が印加された一対の除電部材で挟持して除電を行な
う除電装置であって、前記除電部材の一方が前記ベルト
に接触する位置から前記ベルトの進行方向において漸次
ベルトから離間する曲面を有し、前記除電部材の他方が
前記曲面に対向して前記ベルトに対して多数の接触点を
有することを特徴とする。

【０００６】本発明の第３の視点は、進行するベルトを
電圧が印加された一対の除電部材で挟持して除電を行な
う除電装置であって、前記除電部材の一方が前記ベルト
を支持する支持ローラであり、前記除電部材の他方が前
記支持ローラの前記ベルトに接触する位置から前記ベル
トの進行方向における曲面に対向して前記ベルトに対し
て接触することを特徴とする。

【０００７】本発明に係る画像形成装置は、複数の像担
持体を有し、その像担持体に形成された画像を、転写ベ
ルトにより用紙を搬送しつつ、その用紙に順次転写を行
なう装置において、前記転写ベルトの除電装置として、
前記第１乃至第３の視点に係る除電装置を組込んだこと
を特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明に係るベルト除電装置は、オゾンなどの
有害物を発生させず、一対の除電部材間にベルトを挟む
ことによりにより除電を行なう。除電部材間には電圧望
ましくは交流電圧が印加される。１対の曲面を持った導
電性部材、例えばローラによりベルトを挟持する場合、
両ローラの外曲面の曲率を１／２〜２とし、且つ曲率半
径を４ｍｍ以上とすることにより、部材の取り付け誤差
などが生じても、良好な除電を行なうことができる。除
電部材として多数の接触点を有する部材、例えばブラシ
を用いると、ベルトの除電とクリーニングとを同時に行
なうことができる。ベルトの支持ローラを一方の除電部
材として使用することにより、スペースが削減される。

【０００９】

【実施例】図１は、本発明の実施例に係るベルト除電装
置を有する画像形成装置であるカラープリンタを示す。
本画像形成装置、即ちカラープリンタは、第１乃至第４
ステーションＳａ〜Ｓｄの各像担持体である感光体ドラ
ム上に、夫々イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの
画像を形成し、高抵抗ベルトあるいは絶縁ベルトからな
る転写ベルト７により搬送される用紙に順次転写を行な
い画像を得るものである。印字速度は８枚／分で、プロ
セス速度は６６ｍｍ／ｓｅｃである。ベルトとしては厚
さ８０μｍで、抵抗は１０¹⁵Ω・ｃｍの高抵抗ポリイミ
ドベルト（カーボン分散）を用いている。

【００１０】一般的に１０⁸ Ω・ｃｍ以下の材料では電
荷の蓄積が問題にならないため、本発明は１０⁸ Ω・ｃ
ｍを越える材質を用いたベルトについて適用される。な
お、本発明が適用されるベルトの材料はポリイミドに限
定されるものではなく、ＰＥＴやウレタンラバー等の材
料も含まれる。

【００１１】各ステーションステーションＳａ〜Ｓｄに
おいて、像担持体である感光体１ａ〜１ｄは、帯電ロー
ラ２ａ〜２ｄにより帯電される。次に、露光手段３ａ〜
３ｄにより静電潜像が形成され、現像器４ａ〜４ｄによ
り顕像化されてトナー像が得られる。用紙への転写後、
残った残留トナーは、トナークリーナ５ａ〜５ｄにより
感光体１ａ〜１ｄの表面から除去される。図中６ａ〜６
ｄはコロナ帯電器である。

【００１２】用紙は図示されない給紙手段により給紙さ
れ、吸着ローラ８及び転写ベルト７間に搬送される。転
写ベルト７はテンションローラ９及び駆動ローラ１０を
巻回する状態でこれらローラ９、１０に支持される。用
紙は、転写ベルト７と共にバイアス用の電圧（−１８０
０Ｖ）が印加された吸着ローラ８及びグランドに接続さ
れたテンションローラ９に挟持され、両ローラ間の電界
により帯電され、転写ベルト７に吸着される。テンショ
ンローラとしては、ベルトの蛇行を防止する観点から、
変形することが望ましくないため、金属ローラを用いて
いる。一方、吸着ローラ８は、吸着電荷を用紙に安定し
て付与する観点から、テンションローラ９との間に安定
したニップを形成する必要がある。従って、カーボンを
分散したウレタンゴムからなる導電性弾性ローラを吸着
ローラ８として使用している。

【００１３】安定したニップを得るために、吸着ローラ
はある程度柔らかい必要があるが、あまり柔らかいと永
久歪みによるローラ変形を起こしやすい。ゴム硬度の適
性範囲は２５度〜６５度（ＪＩＳ−Ａ）であり、この範
囲であれば安定して用紙へ電荷付与ができ、且つローラ
変形が発生しない。

【００１４】また、用紙へ放電による電荷付与を安定に
行なうためには、ローラ材質の抵抗も重要である。１０
⁸ Ω・ｃｍ以上になると安定した電荷付与が得られな
い。吸着ローラ８に印加されるバイアス電圧は、トナー
の帯電極性と逆極性とする。吸着を行なうためであるな
ら、バイアス電圧の極性はいずれの極性でも構わない
が、トナーの極性と逆極性とすると、用紙が転写ベルト
７と感光体１ａとが接する転写領域以前にトナーがプレ
転写されてしまい、２重画像、画像滲みなどが発生して
しまう。本実施例では、感光体１ａ〜１ｄとして、マイ
ナス極性のＯＰＣにマイナストナーで反転現像を行なっ
ているため、吸着バイアス電圧の適性範囲は、−１００
０〜−３０００Ｖである。

【００１５】用紙は転写ベルト７に吸着された状態で搬
送されつつ、第１ステーションＳａの感光体１ａと転写
ベルトが形成する転写領域に挟持される。転写ベルトの
背面にコロナ放電器により電荷を付与することにより、
感光体１ａ上のトナー像は用紙に転写される。同様に、
第２ステーションＳｂ、第３ステーションＳｃ、第４ス
テーションＳｄにおいても用紙に転写が行なわれ、フル
カラー画像が用紙上に形成される。なお、転写電圧は、
第１ステーションＳａが５．２ｋＶ、第２ステーション
Ｓｂが６．０ｋＶ、第３ステーションＳｃが６．９ｋＶ
となっており、第４ステーションＳｄが７．８ｋＶとな
っており、後段になるにつれて高い電圧が必要となって
いる。

【００１６】トナー像を受像した用紙は、定着器１１に
おいて、熱及び圧力により定着され装置外に排出され
る。転写ベルト７の表面が汚れると、用紙の裏汚れや用
紙の吸着不良が発生するため、ローラ状回転体としての
ブラシローラにてベルトをクリーニングしつつ除電を行
なっている。転写ベルト７は、除電、クリーニングされ
た後、新しいサイクルに入る。

【００１７】ベルトの除電を行なわないで連続印字を行
なうと、ベルトに蓄積した転写の電荷が、次サイクルの
転写電界を変えてしまい、連続印字を行なうと２枚目、
３枚目と徐々に転写が悪化してしまう。更に、ベルト７
には、飛散トナーやドラム上に被ったトナーなどが付着
堆積し、転写性能が低下したり、用紙の裏汚れが発生す
る。特に、用紙ジャムが発生したときなどに汚れ、次の
印字を行なう際、著しい用紙の裏汚れが発生することが
ある。そこで、ベルトのクリーニングを行なう機構が必
要となる。

【００１８】従来は、コロナ放電による一対のベルト除
電装置と、クリーニングブレードを用いたベルトクリー
ニング装置とが用いられている。しかしながら、これら
全てを配置すると、オゾンが大量に発生したり、装置の
構造が複雑になりコストアップにもつながる。これに対
して、本発明では、図１の如く、ベルト除電とクリーニ
ングとを兼用するブラシタイプの除電ローラ１８を配置
しており、これにより装置が小形化され、オゾンも発生
しない。除電ローラ１８には高周波電源１４からバイア
ス電圧が付与される。

【００１９】除電ローラ１８は、ブラシ毛の繊維径が３
〜１５Ｄ（デニール）、ブラシ毛密度が２万〜３０万本
／ｉｎ² 、ブラシ毛の材質の比抵抗が１０³ 〜１０⁹ Ω
・ｃｍの範囲であることが望ましい。駆動ローラ１０
は、直径２０ｍｍの金属ローラであり、接地されてい
る。除電ローラ１８に印加されるバイアス電圧は、１８
００〜３２００Ｖp-p （交流のピーク間電圧）の範囲が
よく、周波数は３００〜ｋＨｚ程度が適当である。

【００２０】除電ローラ１８のブラシはローラ１８の回
転方向になびくように、予め図２図示の如く斜毛処理が
施されている。除電ローラ１８は、図３図示の如く、テ
ープ状に形成されたブラシをシャフトに巻き付け、巻き
目が発生するように製造される。この斜毛処理を行なう
ことにより、均一な除電及びクリーニングを行なうこと
ができる。

【００２１】除電ローラ１８はベルト周速に対して２倍
の速度でアゲインスト方向で回転する。ローラ１８のブ
ラシには、直流電源１９から１＋５０Ｖが印加された棒
状の導電性部材２０が当接されている。この部材２０に
よりブラシに付着したトナー、紙粉などが、ブラシから
除去され、そのトナー、紙粉などはクリーナユニット２
１に収納される。

【００２２】次に、ソリッドローラとブラシローラとの
機能の相違について述べる。ソリッドローラはブラシロ
ーラと比較して、汚れた場合の機能低下がやや大きい。
この点に関連して、４つの異なる条件下で連続印字テス
トを行なって、転写不良の発生の有無を調べた。第１は
除電兼クリーニング手段を用いない場合である。第２は
除電兼クリーニング部材としてソリッドローラを用い且
つローラにクリーニングブレードを当接させた場合であ
る。第３は除電兼クリーニング部材としてブラシローラ
を用い且つブラシローラをクリーニングする部材を設け
ない場合である。第４の場合は除電兼クリーニング部材
としてブラシローラを用い且つブラシローラをクリーニ
ングする棒状の部材２０を当接させた場合である。

【００２３】上記第１の場合は、転写不良は３枚目から
発生し、用紙の裏汚れも１００枚程度から発生した。上
記第２の場合は、約３万枚からベルトの除電が不十分に
なり、転写不良が発生した。また、２万枚付近から用紙
の裏汚れが発生した。上記第３の場合は、転写は５万枚
まで良好であり、且つ用紙の裏汚れも３万枚までは発生
しなかった。これらに対して上記第４の場合は、転写不
良、用紙裏汚れともに１０万枚まで印字しても問題がな
かった。更には、ジャムが発生しても用紙の裏汚れが発
生しなかった。

【００２４】このように、ベルトの除電兼クリーニング
部材としてローラを用いることにより、小型で且つオゾ
ンの発生もなく、良好な転写が行なえ、用紙の裏汚れも
発生しない装置が提供可能となる。特に、ブラシローラ
を用いることにより、ベルト転写装置が著しく長寿命化
される。

【００２５】図４は、本発明の別の実施例に係るベルト
除電装置を有するカラープリンタを示す。この実施例を
参照して、曲面を有する１対の部材でベルトを挟持して
除電する装置について説明する。ドラム上にトナー像を
形成する工程、用紙を吸着搬送する工程、順次用紙に画
像を転写する工程等は図１図示の実施例と同様であるた
め説明を省略する。

【００２６】トナー像を受像した用紙は、定着器１１に
より、熱及び圧力により定着され装置外に排出される。
転写ベルト７の表面が汚れると、用紙の裏汚れや用紙の
吸着不良が発生するため、ベルトクリーナ１５でクリー
ニングを行なっている。更に転写ベルト７は、ベルト裏
除電ローラ１２及びベルト表除電ローラ１３により両面
が除電された後、新しいサイクルに入る。

【００２７】図５に実験装置を用いてベルトの除電状態
を調べた。ここで、ドラムＥ１を帯電ローラで帯電さ
せ、印字を行なわず通紙を行なった。ｙ１、ｙ２、ｙ
３、ｙ４は表面電位センサを示し、ｘ１、ｘ２、ｘ３、
ｘ４は測定のための接地された対向電極である。ｙ１は
転写領域通過後の紙の表面電荷、ｙ２は転写領域通過後
のベルト裏表面の電荷、ｙ３は紙が剥離された後のベル
ト表表面の電荷、ｙ４は紙が剥離されたあとのベルト裏
表面の電荷を示す。

【００２８】図６に示すように、転写領域通過後の紙の
表面には、転写領域で感光体１から離れる際に感光体か
らの放電により、転写電荷と逆極性の（−）電荷が付与
される。ベルト７の裏表面には、転写コロナによる
（＋）電荷が付与される。実験の結果、表１（１）に示
すように、ｙ１では−６００Ｖ、ｙ２では＋１０００Ｖ
の表面電位が検知された。紙が剥離された後には、ベル
トの表表面にはｙ３で−４８０Ｖ、裏表面にはｙ４で＋
６００Ｖの電荷が残存した。

【００２９】

【表１】

【００３０】ベルト除電を行なわずにカラープリンタで
印字テストを行なった結果を表２（１）に示す。表２に
おいて「○」は転写不良なし、「×」は転写不良発生を
表す。

【００３１】

【表２】

【００３２】ベルト除電を行なわずに連続で印字を行な
うと、５枚目以降転写不良が発生した。この現象は、ベ
ルト表面に（−）の電荷が蓄積し、この表面の（−）電
荷が転写領域での転写電界を弱めるために生じたものと
考えられれる。

【００３３】そこで、図７図示の如く、ローラによりベ
ルトの表面を除電した。このときの各部での表面電位を
表１（２）に示す。ｙ３はほぼ０Ｖとなるが、ｙ４には
＋５５０Ｖの電位が残存した。一般的には、このような
ベルトを除電するためには、ＡＣバイアス電圧を印加し
たコロナ放電器を用いるが、大量のオゾンやＮＯｘを発
生するため望ましくない。

【００３４】図７図示の除電構造を用い、ベルトの表面
のみを除電してカラープリンタで印字テストを行なった
場合の、転写画像の評価結果を表２（２）に示す。連続
印字１０枚程度は良好な画像が得られるが、それ以上の
印字を行なうと文字などの転写ブレが発生した。これ
は、ベルトの裏面に残存する（＋）電荷が蓄積し、転写
領域前に感光体上のトナー（−極性）をプレ転写してし
まうことによると思われる。

【００３５】そこで、図８図示の如く、ベルト表除電ロ
ーラ及び裏除電ローラ１３、１２を設け、ベルトの表面
電位を測定した。２つの除電ローラとして同一材料（導
電性ウレタンゴム）ローラを使用した。その結果、表１
（３）に示すように、ベルトの両面が除電されることが
確認された。図８図示の除電構造を用い、カラープリン
タで印字テストを行なったところ、表２（３）に示すよ
うに、連続印字をおこなっても転写不良や転写ブレは発
生しなかった。

【００３６】図８図示の除電構造を適用した転写装置の
全体は図４に示す通りである。このように、１対の導電
性ローラでベルトを挟持し、ＡＣバイアス電圧を印加す
ることによりベルト両面の除電を行なうことができ、連
続印字を行なっても良好な画像を得ることができる。

【００３７】なお、図５乃至図８図示の実験条件は、ベ
ルト７にＤＣバイアス電圧を印加して帯電させたときの
帯電開始電圧は約９００Ｖであるため、除電に必要なＡ
Ｃ電圧は、帯電開始電圧の２倍以上の１８００Ｖp-p 以
上となる。また、周波数に関しても、プロセス速度６６
ｍｍ／sec では、３００Ｈｚ以下になると除電ムラが発
生し転写不良となる。

【００３８】両方のローラ径にも除電特性は影響され
る。図８のベルト裏除電ローラ１２の直径ｒ１（ｍｍ）
を１５ｍｍで固定し、ベルト表除電ローラ１３の直径ｒ
２（ｍｍ）を変えたときの、除電後のベルト表裏の電位
を表３に示す。表３中「ｙ３」及び「ｙ４」は図５図示
の実験装置中の位置に対応する。印加バイアス電圧は２
２００Ｖp-p 、１ｋＨｚとした。表３から、ローラ径に
差がある場合、径の大きいローラ側のベルト面の除電が
十分に行なわれないことが分かる。

【００３９】

【表３】

【００４０】図９に、ベルト進行方向をＸ軸としたとき
の、ローラ１３の表面からベルト７の表面までの距離と
Ｘ軸方向距離との関係を示す。パッシェンの放電曲線に
よると、ギャップが１０μｍのときに、最も放電が行な
われやすく、ギャップが大きくなると放電開始電圧が高
くなり放電が行なわれにくくなる。よって、ローラ径が
小さい場合は、早くギャップが大きくなるのでベルトは
十分に除電されるが、ローラ径の大きい場合はなかなか
１０μｍ以上のギャップにならず除電されない。１０μ
ｍのギャップになったときには、対向電極となるべき小
さいローラの面は遠くに離れており、除電することがで
きない。よって、両ローラの径は極力同じほうが望まし
い。表３から明らかなように、２つのローラ径の比は、
１／２〜２の範囲がよい。

【００４１】また、同一径であっても、小径の場合、取
り付け誤差により、図１０のようにベルト進行方向にお
いて両ローラの軸間にずれが生じた場合、両面を除電す
ることができなくなる。量産の場合、部品の精度や取付
け精度により、２００μｍ程度のずれが生じる可能性が
ある。

【００４２】例えば、両ローラの直径が５ｍｍで且つ図
１０に示すように両ローラの軸間に２００μｍずれが生
じた条件下において、ローラＡ側のギャップが１０μｍ
になったとき（図９中Ｐ１）、ローラＢ側のギャップは
まだ１μｍであり（図９中Ｑ１）、ベルトの除電が始ま
らない。また、ローラＢ側のギャップが１０μｍになっ
たとき（図９中Ｑ２）には、Ａ側のギャップは２５μｍ
以上になっており（図９中Ｐ２）、かなり大きいＡＣ電
圧が印加されていないとベルトは除電できない。しかし
ながら、ローラＡ、Ｂが直径２０ｍｍであれば、Ａ側の
ギャップが１０μｍになったときのｂ側のギャップは１
８μｍであり、さほど大きなＡＣ電圧が印加されていな
くてもベルト両面が除電される。

【００４３】ローラＡ、Ｂの径を同一径とし、直径を５
〜４０ｍｍに変化させ、且つ両ローラ間に図１０図示の
ように２００μｍ程度ずれを生じさせた条件下におい
て、ベルトの両面が除電される（概ね１０Ｖ以下）ＡＣ
電圧（Ｖp-p ）を図１１に示す。ここで、ローラにＤＣ
バイアス電圧が印加されることによりベルトが帯電し、
帯電が開始される電圧は９００Ｖである。ＡＣバイアス
電圧の周波数は１ｋＨｚである。

【００４４】直径４０ｍｍでは１８００Ｖp-p 、直径３
０ｍｍでは２０００Ｖp-p でも両面が十分に除電され
る。しかし、直径２０ｍｍでは２３００Ｖp-p 、直径１
０ｍｍでは２８００Ｖp-p 、直径８ｍｍでは３０００Ｖ
p-p 以上印加しないと除電できない。直径５ｍｍでは３
２００Ｖp-p の高圧を印加しても除電できない。これ以
上のＡＣ電圧を印加すると、ベルトの絶縁破壊、電気ノ
イズ、ＡＣ振動音などが問題になり実用的ではない。

【００４５】つまり、それぞれ曲面を持った２つの部材
間にベルトを挟んで除電を行なう場合、両曲面の曲率半
径の比が１／２〜２の範囲であり、且つ曲率半径が４ｍ
ｍ（直径８ｍｍに対応）以上で、更に、交流印加電圧
が、ＤＣバイアス電圧でベルトを帯電したときの帯電開
始電圧の２倍以上のピーク値を持ち且つ３２００Ｖp-p
以下とすれば、ベルト両面を効果的に除電することがで
きる。

【００４６】また、先に吸着ローラに関する説明のとこ
ろで述べたとおり、安定したニップを得るためにはロー
ラの硬度は低い方がよい。しかし、あまり硬度が低いと
永久歪みの問題以外にも、ベルトからの離間ポイントが
大きく変化し、ベルト除電が安定して行なわれなくな
る。表４に、ベルト裏除電ローラ１２を金属ローラと
し、ベルト表除電ローラ１３をゴムローラ（抵抗１０⁶
Ω・ｃｍ）とし、ゴムローラの硬度を１５〜８０度まで
変化させたときのベルト両面の電位の範囲を示す。表４
中「ｙ３」及び「ｙ４」は図５図示の実験装置中の位置
に対応する。

【００４７】

【表４】

【００４８】表４から明らかなように、ゴム硬度が２５
〜６５度の範囲で良好な除電が行なわれている。ローラ
１２、１３いずれもゴムローラとした場合も、同様に２
５〜６５度で良好な結果が得られている。

【００４９】なお、以上の説明ではベルトを挟持する部
材として導電性ローラ１２、１３を例にあげて説明し
た。しかし、ローラに代え、湾曲した導電性ブレードを
使用することもできる。図１２は、ローラ１２と弾性且
つ導電性ブレード２３との間にベルトを挟んだカラープ
リンタの実施例を示す。この場合はローラ１２の表面
と、ベルトの進行方向における導電性ブレード２３の曲
面の曲率半径の関係が上記関係を満たしていれば同様な
結果が得られる。

【００５０】次に、除電部材として多数の接触点を持つ
部材をベルトに当接させて除電を行なう場合について述
べる。図１３は、裏除電ローラ１２と除電ブラシ３３と
の間にベルトを挟んだカラープリンタの実施例を示す。
ブラシ３３は、帯電用のブラシと同様のものがよく、ブ
ラシ毛の繊維径が３〜１５Ｄ（デニール）、ブラシ毛密
度が２万〜３０万本／ｉｎ² 、ブラシ毛の材質の比抵抗
が１０³ 〜１０⁹ Ω・ｃｍの範囲がよい。ローラ１２
は、直径２０ｍｍの金属ローラで且つ接地されている。
ローラ１２は金属である必要はなく、１０⁸ Ω・ｃｍ以
下の抵抗のローラであればよい。ブラシ３３に印加され
るバイアス電圧は、２つのローラで除電を行なう場合と
同様、１８００〜３２００Ｖp-p の範囲がよく、周波数
は３００〜２ｋＨｚ程度が適当である。

【００５１】図１３図示の裏除電ローラ１２及び除電ブ
ラシ３３の除電構造を図５図示の実験装置に取付け実験
を行った。ブラシ３３の当接を、図１４（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）図示のように変え、印加バイアス電圧を
１８００〜３２００Ｖまで変化させてベルト除電を行な
った結果を表５に示す。表５中「ｙ３」及び「ｙ４」は
図５図示の実験装置中の位置に対応する。除電前のベル
トの電位は、表面が−４８０Ｖ、裏面が＋６００Ｖであ
った。

【００５２】

【表５】

【００５３】ベルトの表面に関しては、ブラシ３３は多
数の接触点を有しており、接近及び離間の連続である。
従って、ローラ１２が電極として作用できる範囲で接触
点の離間が生じればベルト表面は除電される。しかしな
がら、裏面に関しては、先述したとおりローラ１２がベ
ルトから離間していく領域に、ローラ１２の対の電極と
なり得る部材がベルトの表側に存在している必要があ
る。よって、当接部に曲面を有する部材であるローラ１
２がベルト７に当接している部分から、徐々に離間して
いく領域において、多数の接触点を持つ当接部材である
ブラシ３３が接触するようにする図１３図示のカラープリンタで印字テストを行なったと
ころ、除電不良による転写不良は発生せず、長期間良好
な印字が行なえることが確認された。

【００５４】図１５は、表除電ローラ１３に対して裏除
電部材としてブラシ３３を使用したカラープリンタの実
施例を示す。図１６は、ベルト裏除電ローラ１２にバイ
アス電圧を印加したカラープリンタの実施例を示す。こ
れらの実施例においても、図１３図示の実施例と同様の
効果が得られる。

【００５５】次に、ベルトを支持する２つのローラ（駆
動ローラ及びテンションローラ）の１つを除電部材とし
て用いた除電構造について説明する。図１７は、そのよ
うな構造を組込んだカラープリンタの実施例を示す。

【００５６】図１７図示の如く、ベルト表除電ローラ１
３は、これがベルト７と離間する位置が、内側のベルト
駆動ローラ３０とベルト７とが離間する位置と概ね同じ
となるように配置される。駆動ローラ３０は金属製であ
り接地されている。ベルト表除電ローラ１３にはゴム硬
度６０度（ＪＩＳ−Ａ）の導電性ウレタンゴムローラ
（１０⁶ Ω・ｃｍ）を用いている。

【００５７】前述のように、一般的に、放電を利用した
帯電／除電は、帯電／除電部材と被帯電／除電物が接近
あるいは離間する部分で行なわれる。特に、交流バイア
ス電圧を印加して除電を行なう場合は、離間して行く領
域が重要である。そのため、駆動ローラ１０からベルト
が離間する位置と、ベルト表除電ローラ１３がベルト７
から離間する位置が一致していないと、片側の除電が不
十分になる。ベルト表除電ローラ１３の軸を、駆動ロー
ラ１０の軸に対してベルトの進行方向へ２００μｍずら
して配置した条件をもって、図５図示の実験装置と同態
様で除電後のベルト表及び裏の電位を測定した結果と、
カラープリンタで連続印字を行なった結果とを、表１
（４）、表２（４）に示す。これら表から、ベルトの表
及び裏が十分に除電されていることが分かる。

【００５８】また、両方のローラ径にも除電特性は影響
される。この場合も、２つのローラの径の比は１／２〜
２の範囲で、大きさは直径８ｍｍ以上が適当である。表
６に、駆動ローラ１０の直径ｒ１（ｍｍ）を１５ｍｍに
固定し、除電ローラ１３の直径ｒ２（ｍｍ）を変化さ
せ、除電バイアス電圧として２０００Ｖp-p 、６００Ｈ
ｚの電圧を印加したときの、除電後のベルトの表及び裏
の電位を示す。表６中「ｙ３」及び「ｙ４」は図５図示
の実験装置中の位置に対応する。同表から、２つのロー
ラの径の比が１／２〜２の範囲であればベルト両面が十
分に行なわれていることが分かる。

【００５９】

【表６】

【００６０】ベルト表除電ローラ１３の軸を、駆動ロー
ラ１０の軸に対してベルトの進行方向へ２００μｍずら
して配置し、２つのローラ径を同一の値で変化させた場
合のベルト両面が除電されるＡＣ電圧を図１８に示す。
ここで、ローラにＤＣバイアス電圧が印加されることに
よりベルトは帯電し、帯電が開始される電圧は９００Ｖ
である。ＡＣバイアス電圧の周波数は１ｋＨｚである。

【００６１】直径４０ｍｍでは１８００Ｖp-p 、直径３
０ｍｍでは２０００Ｖp-p でも両面が十分に除電され
る。しかし、直径２０ｍｍでは２３００Ｖp-p 、直径１
０ｍｍでは２８００Ｖp-p 、直径８ｍｍでは３０００Ｖ
p-p 以上印加しないと除電できない。直径５ｍｍでは３
２００Ｖp-p の高圧を印加しても除電できない。これ以
上のＡＣ電圧を印加すると、ベルトの絶縁破壊、電気ノ
イズ、ＡＣ振動音などが問題になり実用的ではない。つ
まり駆動ローラ１０及びベルト表除電ローラ１３の直径
は８ｍｍ以上必要となる。

【００６２】図１９図示の如く、ベルト表除電部材とし
て導電性ブレード２３を用いることもできる。この場
合、駆動ローラ１０の半径と、弾性且つ導電性ブレード
２３の当接部での湾曲の曲率半径との関係が上述の関係
を満たしていれば同様な効果が得られる。

【００６３】また、図２０図示の如く、ベルト表除電部
材として多数の接触点を持つ部材、例えばブラシ３３を
用いることもできる。ブラシ３３は、帯電用のブラシと
同様のものがよく、ブラシ毛の繊維径が３〜１５Ｄ（デ
ニール）、ブラシ毛密度が２万〜３０万本／ｉｎ² 、ブ
ラシ毛の材質の比抵抗が１０³ 〜１０⁹ Ω・ｃｍの範囲
がよい。ローラは、直径２０ｍｍの金属ローラからな
り、接地されている。ブラシ３３に印加されるバイアス
電圧は、２つのローラで除電を行なう場合と同様、１８
００〜３２００Ｖp-p の範囲がよく、周波数は３００〜
２ｋＨｚ程度が適当である。この実施例のベルト表及び
裏の電位の測定結果と、カラープリンタで連続印字を行
なった結果とを、表１（５）、表２（５）に示す。これ
ら表から、ベルトの表及び裏が十分に除電されているこ
とが分かる。

【００６４】駆動ローラ１０がベルト７から離間して行
く領域、即ちベルトの進行方向におけるローラ１０の外
表面に対向してブラシ３３がベルト７に接触すれば、図
１７の実施例と同様に良好な除電が行なえる。従って、
連続印字を行なっても、ベルトに電荷が蓄積することに
よる転写不良などは発生しない。

【００６５】また、図２１図示の如く、ベルト表除電部
材として、図１及び図２に関連して述べたようなブラシ
ローラ１８を使用することもできる。この場合も、駆動
ローラ１０がベルト７から離間して行く領域、即ちベル
トの進行方向におけるローラ１０の外表面に対向してブ
ラシローラ１８がベルト７に接触していれば、良好な除
電を行なうことができ、同様に良好で転写不良のない印
字を行なうことができる。

【００６６】つまり駆動ローラ１０がベルトから離間し
て行く領域、即ちベルトの進行方向におけるローラ１０
の外表面に対向してベルト表除電部材が当接するよう
に、ベルト駆動ローラ１０とベルト表除電部材との間に
ベルトを挟むことにより、ベルト表裏の除電を良好に行
なうことができる。また、このような除電装置をカラー
プリンタの転写ベルトの除電機構として用いることによ
り、鮮明な画像が得られ、且つ転写ベルトの長寿命化が
達成される。

【００６７】

【発明の効果】本発明によれば、接触式の除電装置を用
いることにより、オゾンなどの有害物を発生することな
くベルトの除電を行なうことができる。１対の曲面を持
った導電性部材の間にベルトを挟持する場合、両曲面の
曲率を特定の関係に設定することにより、部材の取り付
け誤差などが生じても、良好な除電を行なうことができ
る。

【００６８】除電部材として多数の接触点を有するブラ
シ状の導電性部材を用いると、ベルトの除電とクリーニ
ングとを同時に行なうことができ、装置の小形化に有効
となる。

【００６９】ベルトの支持ローラを除電部材の一方とし
て利用すると、除電部材は１つ追加すればよくなるた
め、スペースが削減される。複数のドラムユニット上の
画像を順次紙に転写する、カラー画像用の画像形成装置
は、精密な転写が要求されるにもかかわらず、転写ベル
ト或いは中間転写ベルトに電荷が蓄積しやすく、転写不
良が生じる。本発明に係るベルト除電装置はこのような
画像形成装置に非常に有効となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るベルト除電装置を有する
カラープリンタを示す概略側面図。

【図２】図１図示の除電装置のベルト表除電ローラとし
て使用されるブラシローラを拡大して示す側面図。

【図３】図２図示のブラシローラを示す平面図。

【図４】本発明の別の実施例に係るベルト除電装置を有
するカラープリンタを示す概略側面図。

【図５】ベルトの除電状態を調べるための実験装置を示
す概略側面図。

【図６】転写後のベルトの帯電状態を示す図。

【図７】ベルトの表のみを除電した場合の実験態様を示
す概略側面図。

【図８】ベルトの表裏両面を除電した場合の実験態様を
示す概略側面図。

【図９】ベルト進行方向をＸ軸としたときの、ローラの
表面からベルトの表面までの距離とＸ軸方向距離との関
係を示すグラフ。

【図１０】ベルト進行方向において両除電ローラの軸間
にずれが生じた場合の態様を示す概略側面図。

【図１１】ベルト進行方向において両除電ローラの軸を
２００μｍ程度ずらした場合の、ベルトの両面が除電さ
れるＡＣ電圧（Ｖp-p ）を示すグラフ。

【図１２】本発明の更に別の実施例に係るベルト除電装
置を有するカラープリンタを示す概略側面図。

【図１３】本発明の更に別の実施例に係るベルト除電装
置を有するカラープリンタを示す概略側面図。

【図１４】図１３図示の除電装置において除電ブラシの
位置を変更した態様を示す概略側面図。

【図１５】本発明の更に別の実施例に係るベルト除電装
置を有するカラープリンタを示す概略側面図。

【図１６】本発明の更に別の実施例に係るベルト除電装
置を有するカラープリンタを示す概略側面図。

【図１７】本発明の更に別の実施例に係るベルト除電装
置を有するカラープリンタを示す概略側面図。

【図１８】ベルト進行方向においてベルト表除電ローラ
の軸を駆動ローラの軸に対して２００μｍ程度ずらした
場合の、ベルトの両面が除電されるＡＣ電圧（Ｖp-p ）
を示すグラフ。

【図１９】本発明の更に別の実施例に係るベルト除電装
置を有するカラープリンタを示す概略側面図。

【図２０】本発明の更に別の実施例に係るベルト除電装
置を有するカラープリンタを示す概略側面図。

【図２１】本発明の更に別の実施例に係るベルト除電装
置を有するカラープリンタを示す概略側面図。

【符号の説明】

１ａ〜１ｄ…感光体、２ａ〜２ｄ…帯電ローラ、３ａ〜
３ｄ…露光手段、４ａ〜４ｄ…現像器、５ａ〜５ｄ…ト
ナークリーナ、６ａ〜６ｄ…コロナ帯電器、７…転写ベ
ルト、８…吸着ローラ、９…テンションローラ、１０…
駆動ローラ、１１…定着器、１２…ベルト裏除電ロー
ラ、１３…ベルト表除電ローラ、１４…交流電源、１５
…ベルトクリーナ、１８…除電ブラシローラ、１９…直
流電源、２０…棒状導電性部材、２１…クリーナユニッ
ト、２３…除電ブレード、３０…駆動ローラ、３３…除
電ブラシ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】進行するベルトを電圧が印加された一対の
除電部材で挟持して除電を行なう除電装置であって、前
記両除電部材が、前記ベルトに接触する位置から前記ベ
ルトの進行方向において漸次ベルトから離間する曲面を
それぞれ有し、前記両曲面の曲率の比が１／２〜２の範
囲であり、且つその曲率半径がいずれも４ｍｍ以上であ
ることを特徴とする除電装置。
【請求項２】進行するベルトを電圧が印加された一対の
除電部材で挟持して除電を行なう除電装置であって、前
記除電部材の一方が前記ベルトに接触する位置から前記
ベルトの進行方向において漸次ベルトから離間する曲面
を有し、前記除電部材の他方が前記曲面に対向して前記
ベルトに対して多数の接触点を有することを特徴とする
除電装置。
【請求項３】進行するベルトを電圧が印加された一対の
除電部材で挟持して除電を行なう除電装置であって、前
記除電部材の一方が前記ベルトを支持する支持ローラで
あり、前記除電部材の他方が前記支持ローラの前記ベル
トに接触する位置から前記ベルトの進行方向における曲
面に対向して前記ベルトに対して接触することを特徴と
する除電装置。
【請求項４】複数の像担持体を有し、その像担持体に形
成された画像を、転写ベルトにより用紙を搬送しつつ、
その用紙に順次転写を行なう画像形成装置において、前
記ベルトを電圧が印加された一対の除電部材で挟持して
除電を行なう除電装置であって、前記両除電部材が、前
記ベルトに接触する位置から前記ベルトの進行方向にお
いて漸次ベルトから離間する曲面をそれぞれ有し、前記
両曲面の曲率の比が１／２〜２の範囲であり、且つその
曲率半径がいずれも４ｍｍ以上である除電装置を具備す
ることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】複数の像担持体を有し、その像担持体に形
成された画像を、転写ベルトにより用紙を搬送しつつ、
その用紙に順次転写を行なう画像形成装置において、前
記ベルトを電圧が印加された一対の除電部材で挟持して
除電を行なう除電装置であって、前記除電部材の一方が
前記ベルトに接触する位置から前記ベルトの進行方向に
おいて漸次ベルトから離間する曲面を有し、前記除電部
材の他方が前記曲面に対向して前記ベルトに対して多数
の接触点を有する除電装置を具備することを特徴とする
画像形成装置。
【請求項６】複数の像担持体を有し、その像担持体に形
成された画像を、転写ベルトにより用紙を搬送しつつ、
その用紙に順次転写を行なう画像形成装置において、前
記ベルトを電圧が印加された一対の除電部材で挟持して
除電を行なう除電装置であって、前記除電部材の一方が
前記ベルトを支持する支持ローラであり、前記除電部材
の他方が前記支持ローラの前記ベルトに接触する位置か
ら前記ベルトの進行方向における曲面に対向して前記ベ
ルトに対して接触する除電装置を具備することを特徴と
する画像形成装置。