(57)【要約】【課題】転写ローラを像担持体に対して接触させるための押込力を所定の範囲内に設定することによって、耐刷性が高く、電圧依存性を抑制することができ、良好な画像を得ることができるようにする。【解決手段】像担持体上に形成された現像剤の像を転写ローラ１２によって転写材２６に電気的に転写させる転写装置であって、前記転写ローラ１２は、前記像担持体に直接に、又は、転写材搬送ベルト２４若しくは被覆層を介して間接に接触し、前記像担持体に対する前記転写ローラ１２の押込力が２８〔ｇ／ｃｍ〕〜１１２〔ｇ／ｃｍ〕に設定されている。【選択図】図１
2006243278.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）像担持体上に形成された現像剤の像を転写ローラによって転写材に電気的に転写させる転写装置であって、
（ｂ）前記転写ローラは、前記像担持体に直接に、又は、転写材搬送ベルト若しくは被覆層を介して間接に接触し、前記像担持体に対する前記転写ローラの押込力が２８〔ｇ／ｃｍ〕〜１１２〔ｇ／ｃｍ〕に設定されていることを特徴とする転写装置。
【請求項２】
（ａ）前記転写ローラは発泡した弾性体から成る弾性体部を備え、
（ｂ）該弾性体部は、表面が前記被覆層によって被覆されていない状態において、表面の硬度がアスカーＣ硬度２５度〜４５度であり、かつ、表面における発泡セル径が２００〔μｍ〕〜５００〔μｍ〕である請求項１に記載の転写装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の転写装置を有す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、転写装置及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置においては、感光体ドラム等の像担持体上に形成されたトナー像を印刷用紙等の記録媒体に転写させるために転写ローラが使用されている。しかし、転写ローラの表面の硬度が高い場合には、トナー像の転写が良好に行われず、転写むらが発生してしまうことがある。そこで、転写ローラの表面の硬度をある程度低下させるために、表面層を発泡材料で形成された転写ローラを使用する転写装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
ところで、表面層が発泡材料で形成された転写ローラの場合、表面に多数の発泡セルが露出しており、該発泡セルの部分は記録媒体等の被接触媒体に接触しない。そのため、発泡セルが大きいと、転写ローラの接触部から被接触媒体への放電が不均一になってしまい、安定した転写特性を得ることができない。しかし、前記転写装置の場合、表面平均発泡セル径が３００〔μｍ〕以下である転写ローラにおいては、被接触体に対して接触部全体で均一な放電を発生させることが可能であるため、安定な転写持性を得ることが可能である。そのため、前記転写装置においては、表面平均発泡セル径が３００〔μｍ〕以下を満足することは、転写ローラに要求される諸特性の中で重要な条件の１つとされている。
【特許文献１】特開平１０−１３３４９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の転写装置においては、表面の発泡セル径が２００〔μｍ〕〜５００〔μｍ〕である場合は、耐刷性が低く、印刷枚数が増加すると転写ローラの抵抗値が変化し、電圧依存性が大きくなる。そのため、転写電流制御が追従することができなくなり、画像不良を招いた。
【０００５】
本発明は、前記従来の転写装置の問題点を解決して、転写ローラを像担持体に対して接触させるための押込力を所定の範囲内に設定することによって、耐刷性が高く、電圧依存性を抑制することができ、良好な画像を得ることができる転写装置及び画像形成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】
そのために、本発明の転写装置においては、像担持体上に形成された現像剤の像を転写ローラによって転写材に電気的に転写させる転写装置であって、前記転写ローラは、前記像担持体に直接に、又は、転写材搬送ベルト若しくは被覆層を介して間接に接触し、前記像担持体に対する前記転写ローラの押込力が２８〔ｇ／ｃｍ〕〜１１２〔ｇ／ｃｍ〕に設定されている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、転写装置は、転写ローラを像担持体に対して接触させるための押込力を所定の範囲内に設定するようになっている。これにより、耐刷性が高く、電圧依存性を抑制することができ、良好な画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【０００９】
図２は本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の概略を示す図である。
【００１０】
図において、１０は画像形成装置であり、例えば、電子写真式プリンタ、ファクシミリ機、複写機、プリンタ、ファクシミリ機及び複写機の機能を併せ持つ複合機等であるが、いかなる種類の画像形成装置であってもよい。なお、本実施の形態においては、前記画像形成装置１０がいわゆるタンデム方式のカラー電子写真式プリンタである場合について説明する。この場合、複数のローラに張設され、回転するベルト部材によって搬送される記録媒体上に画像を形成するようになっている。
【００１１】
ここで、２６は記録媒体としての転写材であり、例えば、印刷用紙、ＯＨＰ（Ｏｖｅｒ  Ｈｅａｄ  Ｐｒｏｊｅｃｔｏｒ）シート等である。そして、３３は前記転写材２６を収容して給紙するための給紙カセットであり、２３は該給紙カセット３３から送り出された転写材２６を搬送するためのレジストローラであり、３５Ｂ、３５Ｙ、３５Ｍ及び３５Ｃは、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの各色の現像剤の像としてのトナー画像を形成するための画像形成ユニットであって、イメージドラムユニットとしての感光体ドラムユニットである。なお、該感光体ドラムユニット３５Ｂ、３５Ｙ、３５Ｍ及び３５Ｃを統合的に説明する場合には、感光体ドラムユニット３５として説明する。
【００１２】
そして、２４はトナー像を前記転写材２６上に転写し、該転写材２６を搬送するための転写材搬送ベルトであり、３１は前記転写材２６に転写されたトナー像を転写材２６に熱及び圧力によって定着するための定着器としての定着ユニットである。該定着ユニット３１は、図示されない熱源を内部に備える定着ローラ３１ａ、及び、図示されない付勢部材によって定着ローラ３１ａに押し付けられる加圧ローラ３１ｂを有する。
【００１３】
また、３４は現像剤としての後述されるトナー４１が定着されて装置外部に排出された転写材２６が載置される排紙トレーであり、２５ａは前記転写材搬送ベルト２４の表面に付着した不要トナーや異物を回収するためのクリーニングブレードである。該クリーニングブレード２５ａは、前記転写材搬送ベルト２４の駆動ローラと対向する位置に配設され、転写材搬送ベルト２４を駆動ローラと挟み込むようにして転写材搬送ベルト２４の表面に当接するように配設される。そして、２５ｂは前記クリーニングブレード２５ａが除去した転写材搬送ベルト２４の表面に付着した不要トナーや異物等を回収するための廃トナー箱であり、前記クリーニングブレード２５ａの下部に開口部を備え、図示されないフレームに取り付けられる。
【００１４】
さらに、１１Ｂ、１１Ｙ、１１Ｍ及び１１Ｃは、表面にブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの各色のトナー粉体画像を担持する像担持体としての感光体ドラムであり、２２Ｂ、２２Ｙ、２２Ｍ及び２２Ｃは、前記感光体ドラム１１Ｂ、１１Ｙ、１１Ｍ及び１１Ｃの各々の表面に選択的に光を照射して潜像を形成する露光装置としてのＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ：発光ダイオード）光源である。そして、１２Ｂ、１２Ｙ、１２Ｍ及び１２Ｃは、前記感光体ドラム１１Ｂ、１１Ｙ、１１Ｍ及び１１Ｃの各々に対向するように配置され、転写材搬送ベルト２４を挟み込むようにして、図示されない付勢部材によって感光体ドラム１１Ｂ、１１Ｙ、１１Ｍ及び１１Ｃの各々に向けて付勢される転写ローラである。なお、感光体ドラム１１Ｂ、１１Ｙ、１１Ｍ及び１１Ｃ、転写ローラ１２Ｂ、１２Ｙ、１２Ｍ及び１２Ｃ並びにＬＥＤ光源２２Ｂ、２２Ｙ、２２Ｍ及び２２Ｃを統合的に説明する場合には、感光体ドラム１１、転写ローラ１２及びＬＥＤ光源２２として説明する。
【００１５】
次に、前記感光体ドラムユニット３５の構成について詳細に説明する。
【００１６】
図１は本発明の第１の実施の形態における感光体ドラムユニットの構成を示す図である。
【００１７】
感光体ドラム１１は、感光体ドラムユニット３５に回転可能に支持され、図示されない駆動手段によって、図１において矢印で示される方向に回転させられる。そして、前記感光体ドラム１１の周囲には、該感光体ドラム１１の表面を帯電するための帯電ローラ１３、一様に帯電した感光体ドラム１１の表面に静電潜像を形成するためのＬＥＤ光源２２、感光体ドラム１１の表面上に現像剤としてのトナー４１を供給することによって感光体ドラム１１の表面上の静電潜像を現像してトナー像４１ａを形成するための現像ローラ１４、前記感光体ドラム１１の表面上のトナー像４１ａを転写材２６上に転写して、該転写材２６上にトナー像４１ｂを付着させるための転写材搬送ベルト２４及び転写ローラ１２、並びに、感光体ドラム１１の表面上に残在したトナー４１を除去するためのクリーニングブレード１６が配設されている。なお、前記転写ローラ１２は、図１において矢印で示される方向に回転させられ、前記転写材２６は、図１において矢印で示される方向に搬送される。また、前記感光体ドラムユニット３５は、内部にトナー４１を収容するトナーカートリッジ２１、トナー４１を現像ローラ１４の表面に供給するためのトナー供給ローラ１５、及び、トナー層厚を調整し、かつ、トナーを帯電させるためのトナー規制部材１７を有する。
【００１８】
本実施の形態においては、画像形成装置１０が転写タンデムエンジンタイプのカラー電子写真プリンタであるので、転写材搬送ベルト２４は、感光体ドラム１１に接触するようになっている。そして、感光体ドラムユニット３５Ｂ、３５Ｙ、３５Ｍ及び３５Ｃの各々において、転写材搬送ベルト２４によって搬送される転写材２６上に、感光体ドラム１１Ｂ、１１Ｙ、１１Ｍ及び１１Ｃの表面上のトナー像４１ａが直接転写される。また、転写材搬送ベルト２４と転写ローラ１２とは、転写ユニットとして一体化されている。
【００１９】
次に、前記感光体ドラム１１と転写ローラ１２との配置について説明する。
【００２０】
図３は本発明の第１の実施の形態における感光体ドラムと転写ローラとの配置を示す図、図４は本発明の第１の実施の形態における転写材搬送ベルトの仕様を示す表である。
【００２１】
図３に示されるように、転写ローラ１２は、感光体ドラム１１に対して一定の荷重Ｆで押し込まれている。なお、図３において、１１ａは感光体ドラム１１の支持軸であり、４２は転写ローラ１２の中心軸である。そして、荷重Ｆは、図示されないばね部材によって両側の中心軸４２に矢印で示される方向に付与される。ここで、感光体ドラム１１に対する転写ローラ１２の押込力ＦTRは、両者間の全荷重を転写ローラ１２の長手方向の接触長で割った値であり、次の式（１）で定義される。
ＦTR＝２Ｆ÷Ｌ  ・・・式（１）
なお、Ｌは感光体ドラム１１と転写ローラ１２との接触長であり、後述される転写ローラ１２のゴム部４３の長さに等しい。
【００２２】
そして、前記押込力ＦTRは、ばね定数の異なるばね部材を使用することによって、容易に調整することができる。
【００２３】
また、転写ユニットとして転写ローラ１２と一体化されている転写材搬送ベルト２４の仕様は、図４に示されるように設計されている。この場合、体積抵抗率が１０10〜１０14〔Ω・ｃｍ〕（２５０〔Ｖ〕印加、三菱油化製ハイレスタ）の範囲にあり、表面低効率が１０11〜１０16〔Ω／□〕（５００〔Ｖ〕印加、三菱油化製ハイレスタ）の範囲にあることが好ましい。なお、抵抗率の値は、導電性カーボンブラックを分散させて抵抗調整を行うことができる。
【００２４】
次に、前記転写ローラ１２の構成について説明する。
【００２５】
図５は本発明の第１の実施の形態における転写ローラの構成を示す図、図６は本発明の第１の実施の形態における転写ローラの抵抗値の測定方法を示す図、図７は本発明の第１の実施の形態における転写ローラの仕様を示す表、図８は本発明の第１の実施の形態における表面発泡セル径の定義を示す図、図９は本発明の第１の実施の形態における発泡セルが表面でつながっている場合を示す図である。
【００２６】
図５に示されるように、転写ローラ１２は、金属製の中心軸４２と、発泡した弾性体から成る弾性体部としてのゴム部４３とを有する。この場合、前記発泡した弾性体は、中抵抗の弾性発泡ゴムである。そして、転写ローラ１２の仕様は、図７に示されるように設計されている。なお、転写ローラ１２の抵抗値は１０5 〜１０10〔Ω〕の範囲にあり、抵抗周むらが１．５倍以下であることが好ましい。
【００２７】
ここで、前記転写ローラ１２の抵抗値は、図６に示されるような測定方法によって測定される。図６において、４６はドラム形状金属体であり、支持軸４６ａによって回転可能に支持され、図示されない駆動手段によって、図６において矢印で示される方向に回転させられる。また、４４は定圧電源であり、両端子が転写ローラ１２の金属製の中心軸４２及びドラム形状金属体４６の支持軸４６ａに接続されている。さらに、４５は電流計であり、定圧電源４４から供給される電流量を測定する。
【００２８】
そして、転写ローラ１２の抵抗値は、図６に示されるように、転写ローラ１２が十分抵抗値の小さいドラム形状金属体４６と接触して回転している状態で、定圧電源４４から供給される電流量を電流計４５によって測定した値の平均値である。また、抵抗周むらは、測定された抵抗値における最大値と最小値との比である。
【００２９】
図７に示されるように、金属製の中心軸４２の軸径は６〔ｍｍ〕であり、ゴム部４３の外径は１４〔ｍｍ〕である。なお、金属製の中心軸４２の軸径は、理想的には、６〔ｍｍ〕よりも大きいほうがよい。これは、軸径が大きいほど金属製の中心軸４２の剛性が高くなり、転写ローラ１２の撓（たわ）みを抑制して、感光体ドラム１１との均一な接触を得ることが可能になるからである。なお、金属製の中心軸４２の剛性は軸径の４乗に比例する。
【００３０】
また、ゴム部４３は、ベースポリマーとしてアクリルニトリルブタヂエンゴム（ＮＢＲ）及びエピクロルヒドリンエチレンオキシド（ＥＣＯ）ゴムを用いて混合し、加硫し、発泡させることによって、ローラ形状に成形したものである。なお、ＥＣＯゴムとＮＢＲゴムとはともに有極性ゴムであるが、特に、ＥＣＯゴムは、エチレンオキサイド基を有しており、高いイオン導電性を発現する。
【００３１】
そして、ゴム部４３の表面における発泡セル径は、２００〔μｍ〕〜５００〔μｍ〕の範囲に分布している。ここで、ゴム部４３の表面、すなわち、転写ローラ１２の表面における発泡セル径は、図８に示されるように、転写ローラ１２の表面と発泡セル４７の輪郭とが交差した曲面における発泡セル４７の径を意味し、次の式（２）で定義される。
発泡セル径＝√（Ａ×Ｂ）÷２  ・・・式（２）
なお、Ａは発泡セル４７の短径〔μｍ〕であり、Ｂは発泡セル４７の長径〔μｍ〕である。
【００３２】
また、図９（ａ）に示されるように、複数の発泡セル４７同士が連続気泡のようにつながっている場合は、図９（ｂ）に示されるように、各発泡セル４７の輪郭を想定し、各発泡セル４７を独立したセルとして把握して、発泡セル４７の径を求める。
【００３３】
次に、前記転写材２６に供給される転写電流について説明する。
【００３４】
図１０は本発明の第１の実施の形態における耐刷テスト前の転写ローラの電圧依存性を示す図、図１１は本発明の第１の実施の形態における耐刷テスト前の転写ローラの特性値を示す表である。
【００３５】
感光体ドラム１１の表面上のトナー像４１ａを転写材２６上に転写する場合、転写手段としての転写材搬送ベルト２４及び転写ローラ１２を介して転写材２６に供給される転写電流の値は、転写材２６の種類に応じて定められている値となるように一定に保たれる必要がある。しかし、前記転写材搬送ベルト２４及び転写ローラ１２の抵抗値は、一定ではなく、環境の変化及び印刷枚数の変化に応じて変化する。そこで、前記転写材搬送ベルト２４及び転写ローラ１２の抵抗値が変化しても、転写材２６に供給される転写電流の値が一定となるように、次のような転写電流の電圧制御が実行される。
【００３６】
画像形成装置１０による画像形成動作が開始される前に、転写ローラ１２の金属製の中心軸４２と感光体ドラム１１との間に所定のラッチ電圧値ＶL のラッチ電圧を印加し、これにより、発生した電流の値を計測し、転写材搬送ベルト２４及び転写ローラ１２のラッチ抵抗値ＲL を算出する。続いて、算出されたラッチ抵抗値ＲL 、及び、転写時に転写材２６に供給される必要がある転写電流の値に基づいて、転写電圧値ＶTRを決定する。そして、画像形成装置１０による画像形成動作が行われるときには、前記金属製の中心軸４２と感光体ドラム１１との間に転写電圧値ＶTRの電圧を印加する。
【００３７】
このように、転写電流の電圧制御を実行することによって、転写材搬送ベルト２４及び転写ローラ１２の抵抗値が変化した場合であっても転写材２６に供給される転写電流の値が一定となり、常に、感光体ドラム１１の表面上のトナー像４１ａを転写材２６上に転写するために最適な転写電流を供給することが可能となる。
【００３８】
図１０には、二種類の転写ローラ１２の抵抗値の電圧依存性が示されている。◆は低い抵抗値を備えるローラＡの抵抗値を示し、■は高い抵抗値を備えるローラＢの抵抗値を示している。前記ローラＡの抵抗値は転写ローラ１２の抵抗値規格の下限であり、前記ローラＢの抵抗値は転写ローラ１２の抵抗値規格の上限である。また、図１１には、前記ローラＡ及びローラＢの種々の特性値が示されている。なお、図１０及び１１に示される数値は、耐刷テストが実行される前の時点における数値である。そして、転写電圧値ＶTRは、前記ローラＡ及びローラＢの電圧依存性に基づいて決定される。また、ラッチ電圧値ＶL は、１６００〔Ｖ〕で固定されている。
【００３９】
次に、実験例について説明する。
【００４０】
図１２は本発明の第１の実施の形態における実験例での転写ローラの抵抗値の電圧依存性を示す図、図１３は本発明の第１の実施の形態における実験例での転写ローラの特性値を示す表、図１４は本発明の第１の実施の形態における実験例での転写電流の電圧制御が追従することができない例を示す図、図１５は本発明の第１の実施の形態における実験例での転写電流の電圧制御が追従することができない例の転写ローラの特性値を示す表である。
【００４１】
本発明の発明者は、５万枚の転写材２６に印刷を行う耐刷テストを実施して、転写ローラ１２の抵抗値の電圧依存性を比較する実験を行った。今回の実験では、画像形成装置１０として、光学ＬＥＤ方式直接転写タンデムエンジンタイプカラー電子写真プリンタであるＭＩＣＲＯＬＩＮＥ  Ｃ５４００（株式会社沖データ製）を使用した。この場合、転写材２６の最大幅、すなわち、最大用紙幅はＬＥＴＴＥＲサイズであった。また、印刷速度は感光体ドラム１１の周速において９４〔ｍｍ／ｓｅｃ〕であった。さらに、転写材搬送ベルト２４として、図４に示される仕様を備えるものを使用し、また、転写ローラ１２として、図７に示される仕様を備えるものを使用した。
【００４２】
ここで、転写ローラ１２の抵抗値の電圧依存性を示す値△Ｒは、次の式（３）で定義される。
△Ｒ＝１−（Ｒ1600V ÷Ｒ800V）  ・・・式（３）
なお、Ｒ1600v は転写ローラ１２のラッチ抵抗値ＲL に相当する値であり、Ｒ800v  は画像形成動作時の転写電圧値に近い電圧値での転写ローラ１２の抵抗値に相当する値である。
【００４３】
そして、△Ｒは０以上１以下の値を取る。△Ｒが０となるのは電圧依存性がない場合であり、△Ｒの数値が大きいほど電圧依存性が大きいことになる。すなわち、△Ｒは、転写ローラ１２のラッチ抵抗値ＲL と転写時における抵抗値との変動の目安である。なお、耐刷テストを実施する前においては、転写ローラ１２の抵抗値には電圧依存性がないので、△Ｒは０に近かった。
【００４４】
本発明の発明者が行った実験例は、次の実験例１〜６である。
【００４５】
（実験例１）
感光体ドラム１１に対する転写ローラ１２の押込力ＦTRを１１２〔ｇｆ／ｃｍ〕に設定して、耐刷テストを実施した。
【００４６】
転写ローラ１２の抵抗値の電圧依存性を示す値△Ｒの値は、耐刷テストを実施する前においては０．０８であり、耐刷テストを実施した後においては０．２９であった。
【００４７】
画像は常に良好であった。
【００４８】
（実験例２）
感光体ドラム１１に対する転写ローラ１２の押込力ＦTRを９３〔ｇｆ／ｃｍ〕に設定して、耐刷テストを実施した。
【００４９】
転写ローラ１２の抵抗値の電圧依存性を示す値△Ｒの値は、耐刷テストを実施する前においては０．１０であり、耐刷テストを実施した後においては０．３０であった。
【００５０】
画像は常に良好であった。
【００５１】
（実験例３）
感光体ドラム１１に対する転写ローラ１２の押込力ＦTRを６５〔ｇｆ／ｃｍ〕に設定して、耐刷テストを実施した。
【００５２】
転写ローラ１２の抵抗値の電圧依存性を示す値△Ｒの値は、耐刷テストを実施する前においては０．１０であり、耐刷テストを実施した後においては０．３２であった。
【００５３】
画像は常に良好であった。
【００５４】
（実験例４）
感光体ドラム１１に対する転写ローラ１２の押込力ＦTRを３７〔ｇｆ／ｃｍ〕に設定して、耐刷テストを実施した。
【００５５】
転写ローラ１２の抵抗値の電圧依存性を示す値△Ｒの値は、耐刷テストを実施する前においては０．１０であり、耐刷テストを実施した後においては０．３４であった。
【００５６】
耐刷テストを実施する前の画像は良好であった。また、耐刷テストを実施した後では、ハーフトーンに画像不良が確認されたが、テキストは良好であった。
【００５７】
（実験例５）
感光体ドラム１１に対する転写ローラ１２の押込力ＦTRを２８〔ｇｆ／ｃｍ〕に設定して、耐刷テストを実施した。
【００５８】
転写ローラ１２の抵抗値の電圧依存性を示す値△Ｒの値は、耐刷テストを実施する前においては０．１２であり、耐刷テストを実施した後においては０．３６であった。
【００５９】
耐刷テストを実施する前の画像は良好であった。また、耐刷テストを実施した後では、ハーフトーンに画像不良が確認されたが、テキストは良好であった。
【００６０】
（実験例６）
感光体ドラム１１に対する転写ローラ１２の押込力ＦTRを１９〔ｇｆ／ｃｍ〕に設定して、耐刷テストを実施した。
【００６１】
転写ローラ１２の抵抗値の電圧依存性を示す値△Ｒの値は、耐刷テストを実施する前においては０．１４であり、耐刷テストを実施した後においては０．４９であった。
【００６２】
耐刷テストを実施する前の画像は良好であった。また、耐刷テストを実施した後では、ハーフトーン及びテキストにカスレ、すなわち、転写掠（かす）れが確認された。
【００６３】
そして、前記実験例１〜６について、耐刷テストを実施した後における転写ローラ１２の抵抗値の電圧依存性は、図１２に示され、転写ローラ１２の押込力ＦTR、転写ローラ１２の抵抗値の電圧依存性、及び、耐刷テストを実施した後における画像の評価の関係は、図１３に示されている。
【００６４】
なお、試しに、感光体ドラム１１に対する転写ローラ１２の押込力ＦTRを、実験例１における押込力ＦTRの値である１１２〔ｇｆ／ｃｍ〕より大きな値に設定したところ、チリ、すなわち、転写チリが発生してしまった。このことから、感光体ドラム１１に対する転写ローラ１２の押込力ＦTRを適正値以上に設定すると逆効果になることが分かる。
【００６５】
続いて、転写ローラ１２の抵抗値の電圧依存性が大きくなった原因を考察する。
【００６６】
転写ローラ１２の表面における発泡セル径が大きく、平均発泡セル径が３００〔μｍ〕以上で、かつ、転写ローラ１２の押込力ＦTRが小さい場合、転写ローラ１２の表面が転写材搬送ベルト２４に接触している面積が少なくなって導電経路が少なくなるので、電界が集中しやすくなる。その結果、放電が発生して電気特性の劣化が早くなると考えられる。
【００６７】
続いて、転写掠れが発生した原因を考察する。
【００６８】
図１４及び１５には、図１０に示される高い抵抗値を備えるローラＢの抵抗値の電圧依存性、及び、前記実験例６の結果としての転写ローラ１２の抵抗値の電圧依存性が示されている。ここでは、実験例６の条件で耐刷テストを実施した後の転写ローラ１２を転写ローラＡ６と称し、耐刷テストを実施する前の転写ローラ１２を転写ローラＡ０と称して説明する。
【００６９】
そして、電圧が１６００〔Ｖ〕の近辺では、転写ローラＡ６及び転写ローラＢの抵抗値は同程度であり、また、ラッチ抵抗値ＲL はほぼ同等である。しかし、電圧依存性が違うため、電圧が１６００〔Ｖ〕から離れるほどに、転写ローラＡ６及び転写ローラＢの抵抗値は大きく異なっている。そのため、転写ローラＡ０及び転写ローラＢの電圧依存性に対応する転写電流の電圧制御を実行した場合、転写ローラＡ６に供給される転写電流が不足し、感光体ドラム１１の表面上のトナー像４１ａを転写材２６上に十分転写することができなくなり、転写掠れが発生する。
【００７０】
このように、本実施の形態においては、感光体ドラム１１に対する転写ローラ１２の押込力ＦTRを６５〔ｇｆ／ｃｍ〕以上、かつ、１１２〔ｇｆ／ｃｍ〕以下に設定して耐刷テストを実施した場合、耐刷テスト後の転写ローラ１２の抵抗値の電圧依存性を示す値△Ｒは０．３２以下であり、画像は常に良好であった。
【００７１】
また、感光体ドラム１１に対する転写ローラ１２の押込力ＦTRを２８〔ｇｆ／ｃｍ〕以上、かつ、６５〔ｇｆ／ｃｍ〕以下に設定して耐刷テストを実施した場合、耐刷テスト後の転写ローラ１２の抵抗値の電圧依存性を示す値△Ｒは０．３２以上、かつ、０．３６以下であり、画像は実用上問題のない状態であった。
【００７２】
なお、感光体ドラム１１に対する転写ローラ１２の押込力ＦTRを２８〔ｇｆ／ｃｍ〕未満に設定して耐刷テストを実施した場合、耐刷テスト後の転写ローラ１２の抵抗値の電圧依存性を示す値△Ｒが０．３６より大きくなって、画像品質の劣化が顕著になった。
【００７３】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構成を有するものについては、同じ符号を付与することによって、その説明を省略する。また、前記第１の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。
【００７４】
図１６は本発明の第２の実施の形態における画像形成装置の概略を示す図である。
【００７５】
本実施の形態においては、画像形成装置１０が、図１６に示されるような、いわゆる、中間転写４サイクルエンジン方式のカラー電子写真プリンタである場合について説明する。この場合、図１６の中間転写装置６４において、矢印で示される方向に回転する中間転写ベルト７１上に多重トナー像を形成し、該多重トナー像を、図１６において矢印で示される方向に搬送される転写材２６上に転写するようになっている。
【００７６】
図１６において、５１は、表面にブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの各色のトナー画像を担持する像担持体としての感光体ドラムである。該感光体ドラム５１は、回転可能に支持され、図示されない駆動手段によって、図１６において矢印で示される方向に回転させられる。そして、前記感光体ドラム５１の周囲には、該感光体ドラム５１の表面を帯電するための帯電ローラ５４、及び、一様に帯電した感光体ドラム５１の表面に静電潜像を形成するためのＬＥＤ光源７５が配設されている。
【００７７】
また、前記感光体ドラム５１の周囲には、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの各色のトナーを感光体ドラム５１の表面に供給することによって、該感光体ドラム５１の表面上の静電潜像を現像して各色のトナー像を形成するための現像カートリッジ５５Ｂ、５５Ｙ、５５Ｍ及び５５Ｃが配設されている。そして、該現像カートリッジ５５Ｂ、５５Ｙ、５５Ｍ及び５５Ｃは、各々、現像ローラ５６Ｂ、５６Ｙ、５６Ｍ及び５６Ｃを備える。なお、該現像ローラ５６Ｂ、５６Ｙ、５６Ｍ及び５６Ｃの各々は、感光体ドラム５１の表面に接触した現像位置と、感光体ドラム５１の表面から離間した非現像位置とに切り換えることができるようになっている。なお、現像カートリッジ５５Ｂ、５５Ｙ、５５Ｍ及び５５Ｃ並びに現像ローラ５６Ｂ、５６Ｙ、５６Ｍ及び５６Ｃを統合的に説明する場合には、現像カートリッジ５５及び現像ローラ５６として説明する。
【００７８】
さらに、前記感光体ドラム５１の周囲には、該感光体ドラム５１の表面のトナー像を中間転写ベルト７１上に転写するための転写ローラとしての一次転写ローラ５２ａ、トナー像が中間転写ベルト７１上に転写された後に感光体ドラム５１の表面の帯電履歴を除去するための除電ローラ６１、及び、感光体ドラム５１の表面に残在したトナーを除去するためのクリーニングブレード６２が配設されている。
【００７９】
そして、前記中間転写装置６４は、感光体ドラム５１の表面に形成されたトナー像が転写される無端状の中間転写ベルト７１と、該中間転写ベルト７１の外周面を感光体ドラム５１の外周面に押し当てる一次転写ローラ５２ａと、前記中間転写ベルト７１に張力を与えるテンションローラ７６ａ、７６ｂ及び７６ｃと、前記中間転写ベルト７１の内周面に接触して二次転写ローラ５２ｂに対向する従動ローラ６３と、前記中間転写ベルト７１の外周面上のトナー像が転写材２６に転写された後に、中間転写ベルト７１の外周面上に残在したトナーを除去するためのクリーニングブレード６５とを有する。なお、二次転写ローラ５２ｂは、前記従動ローラ６３と対向する位置に配設され、中間転写ベルト７１を挟み込むようにして図示されない付勢部材によって従動ローラ６３に向けて付勢され、中間転写ベルト７１の外周面上のトナー像を転写材２６上に転写するための転写ローラとして機能する。なお、定着ユニット３１等の他の構成については、前記第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【００８０】
次に、本実施の形態における転写ローラの構成について説明する。
【００８１】
図１７は本発明の第２の実施の形態における転写ローラの構成を示す図、図１８は本発明の第２の実施の形態における樹脂チューブの仕様を示す表、図１９は本発明の第２の実施の形態における転写ローラの仕様を示す表である。
【００８２】
中間転写ベルト７１の外周面上のトナー像を転写材２６に転写する部位、すなわち、二次転写部における二次転写ローラ５２ｂは、図１７に示されるような二層構造を有する。前記二次転写ローラ５２ｂは、金属製の中心軸８１、発泡した弾性体から成る弾性体部としてのゴム部８２、及び、該ゴム部８２の周囲を覆う被覆層として被覆された樹脂チューブ８３を有する。この場合、前記発泡した弾性体は弾性発泡ゴムである。そして、前記樹脂チューブ８３がない状態の二次転写ローラ５２ｂの仕様は、前記第１の実施の形態における転写ローラ１２と同様に、図７に示されるようになっている。この場合、ゴム部８２の表面における発泡セル径は、２００〔μｍ〕〜５００〔μｍ〕の範囲に分布している。
【００８３】
また、前記樹脂チューブ８３はＰＶｄＦ（ポリフッ化ビニリデン）製で、体積抵抗値が１０7 〜１０11〔Ω・ｃｍ〕（２５０〔Ｖ〕印加、三菱油化製ハイレスタ）の範囲にあることが望ましい。なお、前記樹脂チューブ８３は、詳細には、図１８に示されるような仕様を有する。
【００８４】
そして、前記樹脂チューブ８３が被覆された二次転写ローラ５２ｂは、図１９に示されるような仕様を有する。これにより、二次転写ローラ５２ｂの表面は平滑になり、表面の粗さＲZ は１２〔μｍ〕となる。
【００８５】
次に、本実施の形態における画像形成装置１０の動作について説明する。
【００８６】
本実施の形態において、感光体ドラム５１は、図示されない駆動手段によって、図１６において矢印で示される方向に回転させられる。そして、前記感光体ドラム５１の表面は、帯電ローラ５４によって一様に帯電される。続いて、帯電された感光体ドラム５１の表面に、画像処理されたイエローの静電潜像のみがＬＥＤ光源７５によって書き込まれる。続いて、イエローの静電潜像は、その色、すなわち、イエローに対応するトナーを収容した現像カートリッジ５５Ｙの現像ローラ５６Ｙによって現像されて可視化される。これにより、前記感光体ドラム５１の表面にイエローのトナー像が形成される。
【００８７】
続いて、該トナー像は、一次転写部を通過する際に、一次転写ローラ５２ａによって中間転写ベルト７１上に静電的に転写される。なお、前記一次転写部は、感光体ドラム５１の表面のトナー像を中間転写ベルト７１の外周面上に転写する部位である。続いて、感光体ドラム５１の表面上の残留電荷は、除電ローラ６１によって除電される。これにより、前記感光体ドラム５１の表面の帯電履歴が除去される。さらに、感光体ドラム５１の表面上に残在したトナー、すなわち、残留トナーはクリーニングブレード６２によって除去される。そして、画像１枚分の印刷データが終了するまで、前述の動作が継続して行われる。
【００８８】
さらに、画像処理された他の色、すなわち、マゼンタ、シアン及びブラックについても、前述の動作が順次行われる。これにより、中間転写ベルト７１上のイエローのトナー像の上に、マゼンタ、シアン及びブラックのトナー像が順次重ね合わされ、最終的に画像１枚分の印刷データの多重トナー像が形成される。
【００８９】
続いて、二次転写部において、所定のタイミングで搬送された転写材２６上に前記中間転写ベルト７１上の多重トナー像が静電的に一括転写される。このようにして、転写された多重トナー像は、弱い静電気力だけによって転写材２６上に付着している。そして、該転写材２６がさらに搬送されて定着ユニット３１に送り込まれると、定着ローラ３１ａ及び加圧ローラ３１ｂによって、転写材２６上に付着している多重トナー像のトナーが高温に加熱されて融解し、さらに、圧接され、転写材２６に定着させられる。最後に、該転写材２６は排紙トレー３４上に排出される。
【００９０】
次に、実験例について説明する。
【００９１】
図２０は本発明の第２の実施の形態における実験例での転写ローラの特性値を示す表である。
【００９２】
本実施の形態においても、前記第１の実施の形態と同様にして、５万枚の転写材２６に印刷を行う耐刷テストが実施され、二次転写ローラ５２ｂの抵抗値の電圧依存性を比較する実験が行われた。なお、本実施の形態においても、実験例１〜６が行われた。そして、該実験例１〜６について、二次転写ローラ５２ｂの押込力ＦTR、二次転写ローラ５２ｂの抵抗値の電圧依存性、及び、耐刷テストを実施した後における画像の評価の関係が、図２０に示されている。
【００９３】
このように、本実施の形態においては、二次転写ローラ５２ｂの押込力ＦTRを２８〔ｇｆ／ｃｍ〕以上、かつ、１１２〔ｇｆ／ｃｍ〕以下に設定した場合、耐刷テスト後の二次転写ローラ５２ｂの抵抗値の電圧依存性を示す値△Ｒを小さい範囲に抑え込むことができ、耐刷性を含めて、実用上問題のない画像を得ることが可能であった。
【００９４】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の第１の実施の形態における感光体ドラムユニットの構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の概略を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における感光体ドラムと転写ローラとの配置を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における転写材搬送ベルトの仕様を示す表である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における転写ローラの構成を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態における転写ローラの抵抗値の測定方法を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態における転写ローラの仕様を示す表である。
【図８】本発明の第１の実施の形態における表面発泡セル径の定義を示す図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態における発泡セルが表面でつながっている場合を示す図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態における耐刷テスト前の転写ローラの電圧依存性を示す図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態における耐刷テスト前の転写ローラの特性値を示す表である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態における実験例での転写ローラの抵抗値の電圧依存性を示す図である。
【図１３】本発明の第１の実施の形態における実験例での転写ローラの特性値を示す表である。
【図１４】本発明の第１の実施の形態における実験例での転写電流の電圧制御が追従することができない例を示す図である。
【図１５】本発明の第１の実施の形態における実験例での転写電流の電圧制御が追従することができない例の転写ローラの特性値を示す表である。
【図１６】本発明の第２の実施の形態における画像形成装置の概略を示す図である。
【図１７】本発明の第２の実施の形態における転写ローラの構成を示す図である。
【図１８】本発明の第２の実施の形態における樹脂チューブの仕様を示す表である。
【図１９】本発明の第２の実施の形態における転写ローラの仕様を示す表である。
【図２０】本発明の第２の実施の形態における実験例での転写ローラの特性値を示す表である。
【符号の説明】
【００９６】
１０    画像形成装置
１１、１１Ｂ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、５１    感光体ドラム
１２、１２Ｂ、１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ    転写ローラ
２４    転写材搬送ベルト
２６    転写材
４１    トナー
４３、８２    ゴム部
５２ａ    一次転写ローラ
５２ｂ    二次電車ローラ
８３    樹脂チューブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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