(57)【要約】【課題】滑性粉体を用いて初期状態における発泡樹脂の表面の動摩擦係数を低下することにより、製造コストの著しい高騰を伴う大がかりな専用の装置を必要とすることなく、像担持体の表面に担持された現像剤の付着による用紙等の記録媒体の裏面の汚損を防止する。【解決手段】使用前の転写ローラ１５の表面に潤滑性粉体１０２を塗布し、転写ローラ１５を構成する発泡ウレタン等の表面において発泡体１００が形成する凹部１０１を潤滑性粉体１０２によって埋めておく。画像形成装置における使用中に感光体ドラム１１の表面に残留した現像剤１０３が転写ローラ１５の表面の凹部１０１内に入り込むことがなく、転写ローラ１５を介して用紙の裏面が現像剤によって汚損されることがない。【選択図】図３
2004101755.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動される像担持体の回転軸に平行な軸に軸支され、像担持体の表面に担持された現像剤像を記録媒体の表面に転写する転写ローラにおいて、
表面の凹部に潤滑性粉体を充填した発泡樹脂ローラであることを特徴とする転写ローラ。
【請求項２】
周速Ｖ２が、前記像担持体の周速Ｖ１との間に、
１．０２＜Ｖ２／Ｖ１＜１．０５
の関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載の転写ローラ。
【請求項３】
前記潤滑性粉体は、前記発泡樹脂の表面の動摩擦係数μを、
１＞μ＞０
とする量が表面の凹部に充填されることを特徴とする請求項１に記載の転写ローラ。
【請求項４】
前記潤滑性粉体は、粒子径ｄが０．１μｍ〜数μｍであることを特徴とする請求項１に記載の転写ローラ。
【請求項５】
前記潤滑性粉体は、前記発泡樹脂の初期状態で表面の凹部に充填されることを特徴とする請求項１に記載の転写ローラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子写真方式の画像形成を行う複写機やプリンタ等の画像形成装置に設けられ、像担持体の表面に担持された現像剤像を記録媒体の表面に転写する転写工程において用いられる転写ローラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の画像形成では、帯電工程及び露光工程を経て像担持体の表面に静電潜像を形成し、像担持体の表面に担持された静電潜像を現像工程において現像剤像に可視像化した後、転写工程において記録媒体の表面に転写する。電子写真方式の画像形成を行う画像形成装置内で転写工程に用いられる転写機構には、転写チャージャ方式と転写ローラ方式の２方式があるが、構造が小型化できること、及び、電気特性が環境変化の影響を受け難いことを考慮して、近年転写ローラ方式の転写機構が多数採用されている。
【０００３】
転写ローラは、像担持体である感光体の回転軸に平行な軸に支持されており、転写位置においてその周面が用紙等の記録媒体を挟んで感光体の表面に対向する。一般に、転写ローラの周速は、一例として感光体の周速に対して２〜５％速くなるようにされている。これは、感光体の周速及び転写ローラの周速が等しく、感光体及び転写ローラの用紙搬送速度が同一であると、感光体の表面に担持された現像剤が用紙に完全には転写されず、文字部分の輪郭のみが転写されて文字幅の中央部が感光体に残存する所謂中抜け現象を生じるからである。
【０００４】
また、転写ローラは、金属等の剛体に比べて柔らかい材料によって構成されている。これは、転写位置における感光体の表面と転写ローラの表面との用紙搬送方向の接触幅である転写ニップを十分に確保し、転写ローラに印加されたした電圧が感光体の表面の広範囲に影響を及ぼすようにして転写効率の向上を図るためである。転写ローラの素材としては、軟質のゴム（ＪＩＳアスカー硬度が５０度以下）や発泡樹脂等が考えられるが、耐用期間及びコストをも考慮して発泡樹脂が多用されている。
【０００５】
ところが、発泡樹脂を素材として転写ローラを構成すると、その表面に凹凸が形成される。上述のように、中抜け現象を防止するために互いに周速差を与えられた感光体と転写ローラとが用紙のない状態で回転すると、先の用紙に対する画像形成時の現像工程におけるカブリ等によって感光体の表面に残留した余分の現像剤が、凹部内に入り込んだ状態で転写ローラの表面に移動する。転写ローラの表面の凹部に入り込んだ現像剤は、後の画像形成時に搬送される用紙の裏面側に付着して汚損を生じる。
【０００６】
このような用紙裏面の汚損は、凹部に現像剤や紙粉等の微細粉体が充填されて転写ローラの表面の平滑性が高くなるまでの期間である転写ローラ装着後から画像形成回数が１０００〜５０００回に達するまでの間に多く発生する。
【０００７】
そこで、従来の転写ローラでは、ウレタンや極性の大きなゴム材を、ソリッドゴムの状態、又は、発泡させた多孔質の状態で用い、その表面に熱処理、ＵＶ処理、プラズマ処理、イオンビーム又は電子線の照射等の後処理を施すことで、表面に活性層を形成し、現像剤の付着を減少するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−１０９７６９号公報（段落番号００４６）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、発泡樹脂の表面に活性層を形成するための後処理は大がかりな専用の装置を必要とするため、後処理により表面を改質することによって転写ローラの表面への現像剤の付着を減少させることとすると、転写ローラの製造コストが大幅に高騰する問題がある。
【００１０】
この発明の目的は、潤滑性粉体を用いて初期状態における発泡樹脂の表面の動摩擦係数を低下することにより、製造コストの著しい高騰を伴う大がかりな専用の装置を必要とすることなく、像担持体の表面に担持された現像剤の付着による用紙等の記録媒体の裏面の汚損を防止することができる転写ローラを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の課題を解決するための手段として、以下の構成を備たものである。
【００１２】
（１）回転駆動される像担持体の回転軸に平行な軸に軸支され、像担持体の表面に担持された現像剤像を記録媒体の表面に転写する転写ローラにおいて、
表面の凹部に潤滑性粉体を充填した発泡樹脂ローラであることを特徴とする。
【００１３】
この構成においては、耐用期間及びコストを考慮しつつ像担持体の表面との間に十分な転写ニップを形成するために表面に凹凸を有する発泡樹脂ローラによって転写ローラを構成する際に、表面の凹部に潤滑性粉体が充填される。したがって、像担持体の表面に担持された現像剤が転写ローラの表面の凹部に入り込むことがなく、後に搬送された記録媒体の裏面が現像剤によって汚損されることがない。
【００１４】
（２）転写ローラの周速Ｖ２が、前記像担持体の周速Ｖ１との間に、
１．０２＜Ｖ２／Ｖ１＜１．０５
の関係を満たすことを特徴とする。
【００１５】
この構成においては、転写ローラの周速Ｖ２が像担持体の周速Ｖ１よりも２〜５％速くされる。したがって、像担持体と転写ローラとに周速差が与えられ、像担持体と転写ローラとの間の転写ニップにおける記録媒体に対する現像剤の転写効率が向上し、中抜け現象の発生が防止される。像担持体と転写ローラとに周速差が与えられると像担持体の表面から転写ローラの表面の凹部に現像剤が入り込み易くなるが、既に転写ローラの凹部には潤滑性粉体が充填されており、転写ローラの表面を介して現像剤が記録媒体の裏面に付着することがない。
【００１６】
（３）前記潤滑性粉体は、前記発泡樹脂の表面の動摩擦係数μを、
１＞μ＞０
とする量が表面の凹部に充填されることを特徴とする。
【００１７】
この構成においては、転写ローラの表面の動摩擦係数が潤滑性粉体によって１以下の値にされる。通常、発泡樹脂ローラによって構成された転写ローラの表面の動摩擦係数は２程度であり、像担持体の表面から現像剤が付着し易い状態にあるが、転写ローラの表面の動摩擦係数が１以下になると像担持体の表面から現像剤が付着し難くなる。したがって、後に搬送された記録媒体の裏面が転写ローラの表面を介して現像剤によって汚損されることがない。
【００１８】
（４）前記潤滑性粉体は、粒子径ｄが０．１μｍ〜数μｍであることを特徴とする。
【００１９】
この構成においては、発泡樹脂ローラによって構成された転写ローラの表面の凹部に、０．１μｍ〜数μｍの粒子径の潤滑性粉体が充填される。したがって、転写ローラの表面において数十μｍの粒子径の現像剤が入り込む可能性のある凹部が、複数の潤滑性粉体によって確実に充填される。
【００２０】
（５）前記潤滑性粉体は、前記発泡樹脂の初期状態で表面の凹部に充填されることを特徴とする。
【００２１】
この構成においては、転写ローラとしての使用前である初期状態の発泡樹脂表面の凹部に潤滑性粉体が充填される。したがって、現像剤が入り込む前の凹部に潤滑性粉体が充填され、転写ローラとしての使用中に表面の凹部に現像剤が入り込むことがない。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の実施形態に係る転写ローラが適用される画像形成装置であるディジタル複写機の概略の構成を示す図である。ディジタル複写機１は、上面に配置された透明ガラス体からなる原稿台２の下方にスキャナ３を備えている。スキャナ３は、光源４の光によって原稿台２に載置された原稿の画像面を走査し、原稿の画像面における反射光を図中線一点鎖線で示すようにミラー５ａ〜５ｃ及びレンズ６を介して光電変換素子（以下、ＣＣＤという。）７の受光面に導く。ＣＣＤ７は、原稿の画像面における反射光の受光量に応じた電気信号を出力する。ＣＣＤ７から出力された電気信号は、ディジタルデータに変換された後に所定の画像処理を施され、画像データとしてスキャナ３の下方に配置された画像形成部１０に供給される。
【００２３】
画像形成部１０は、矢印Ａ方向に回転駆動される感光体ドラム１１（この発明の像担持体に相当する。）の周囲に、感光体ドラム１１の表面に所定の電荷を均一に帯電させる帯電器１２、スキャナ３から供給された画像データによって変調した画像光の露光により感光体ドラム１１の表面に静電潜像を形成する書込ユニット１３、感光体ドラム１１の表面に現像剤を供給して静電潜像を現像剤像に顕像化する現像ユニット１４、感光体ドラム１１の表面に担持された現像剤像を用紙等の記録媒体の表面に転写する転写ローラ１５、及び、現像剤像を転写した後の感光体ドラム１１の表面に残留している電荷を除去する除電器１６をこの順に配置して構成されている。
【００２４】
画像形成部１０の下方には、給紙部１７が配置されている。給紙部１７には、同一サイズの複数枚の用紙を積層して収納した給紙カセット１８が装着されている。また、給紙部１７には、ディジタル複写機１の一方の側面に装着された手差しトレイ１９が含まれる。給紙カセット１８及び手差しトレイ１９の上方には、給紙ローラ２０及び２１が配置されている。
【００２５】
ディジタル複写機１には、スキャナ３と給紙部１７との間における画像形成部１０の横側の空間に、排紙ローラ２３を備えた排紙部２２が配置されている。画像形成部１０の内部には、給紙部１７の給紙カセット１８及び手差しトレイ１９から感光体ドラム１１と転写ローラ１５との間を経由して排紙部２２に至る間に、用紙主搬送路２４及び用紙副搬送路２５が形成されている。用紙副搬送路２５は、用紙の両面に画像を形成する際に、感光体ドラム１１と転写ローラ１５との間を一度通過して片面に画像が形成された用紙を、表裏面を反転して再度感光体ドラム１１と転写ローラ１５との間に導くために用いられる。
【００２６】
以上の構成により、ディジタル複写機１は、原稿台２上に載置された原稿の画像を用紙上に複写する画像形成作業時に、帯電器１２によって所定の電荷が均一に付与された感光体ドラム１１の表面をスキャナ３により原稿から読み取った画像データに基づいて書込ユニット１３から照射される画像光によって露光して静電潜像を形成し、この静電潜像に現像ユニット１４からの現像剤の供給によって顕像化した現像剤像を給紙部１７から給紙された用紙上に転写ローラ１５を介して転写する。
【００２７】
図２は、上記ディジタル複写機における画像形成部の要部の構成を示す図である。上述のように、上記のディジタル複写機１では、転写ローラ１５を用いて感光体ドラム１１の表面に担持された現像剤像を用紙上に転写する。この場合、転写ローラ１５は、発泡ウレタン等の弾性材料を素材とする単層に構成され、円周方向の所定のニップ幅の範囲で感光体ドラム１１の表面に圧接し、周面が感光体ドラム１１の周面と同じく、用紙搬送方向に移動するように回転駆動される。
【００２８】
このとき、転写ローラ１５の周速Ｖ２が感光体ドラム１１の周速Ｖ１と同一である場合、感光体ドラム１５の表面から用紙上に転写されるべき現像剤の一部が感光体ドラム１１に残留し、所謂中抜けと呼ばれる画像不良を生じる。このため、感光体ドラム１１の周速Ｖ１よりも転写ローラ１５の周速Ｖ２を速くしている。画像の中抜けを防止するためには、２＜Ｖ２／Ｖ１＜５となるように、感光体ドラム１１の周速Ｖ１及び転写ローラ１５の周速Ｖ２を設定すべきである。
【００２９】
ところが、一般に、転写ローラ１５は表面の動摩擦係数が高い発泡ウレタンの単層体として形成されるため、感光体ドラム１１と転写ローラ１５との間に用紙が存在しない状態で感光体ドラム１１の周面に圧接した転写ローラ１５の周面を感光体ドラム１１の周面よりも速く同一方向に移動させると、感光体ドラム１１の表面に残留している未転写の現像剤が転写ローラ１５の表面に付着し、次に搬送される用紙の裏面を汚損する。
【００３０】
そこで、この発明では、発泡ウレタン等の単層体として形成された転写ローラ１５の表面を平滑化することにより、感光体ドラム１１と転写ローラ１５との間に用紙が存在しない状態で感光体ドラム１１の周面に圧接した転写ローラ１５の周面を感光体ドラム１１の周面よりも速く同一方向に移動させた際にも、感光体ドラム１１の表面に残留している未転写の現像剤が転写ローラ１５の表面に付着することを防止し、次に搬送される用紙の裏面の汚損を防止するようにしている。
【００３１】
発泡ウレタン等の単層体として形成された転写ローラ１５の表面の平滑性を高くする第１の方法として、使用前の転写ローラ１５の表面に潤滑性粉体を塗布する。この潤滑性粉体としては、粒子径が転写ローラ１５を構成する発泡ウレタン等の表面の微小な凹部の径に比較して十分に小さい０．１μｍ〜数μｍの無色の樹脂、例えば、フッ化ビニリデンを用いることができる。このように、潤滑性粉体を塗布することにより、通常、動摩擦係数が２程度である発泡ウレタンの表面を、動摩擦係数が１以下となるようにする。なお、潤滑性粉体は、接着剤とともに転写ローラ１５の表面に塗布することができる。
【００３２】
未だ現像剤が付着していない状態の使用前の転写ローラ１５の表面に潤滑性粉体１０２を塗布すると、図３に示すように、転写ローラ１５の表面において発泡体１００が形成する凹部１０１に潤滑性粉体１０２が嵌まり込む。これによって、転写ローラ１５をディジタル複写機１に装着して使用している間において、感光体ドラム１１と転写ローラ１５との間に用紙が存在しない状態でも、現像剤１０３が転写ローラ１５の表面の凹部１０１に付着することがない。
【００３３】
また、転写ローラ１５の表面の平滑性を高くする第２の方法として、発泡ウレタン等の単層体として形成された弾性体ローラの表面に誘電体フィルムを巻き付け、多層体の弾性体ローラによって転写ローラ１５を構成することもできる。
【００３４】
さらに、転写ローラ１５の表面の平滑性を高くする第３の方法として、表面平滑性に優れた単層ソリッドタイプ（スキン層表面タイプ）の弾性体ローラによって転写ローラ１５を構成することもできる。
【００３５】
以上の第１〜第３の方法の何れかによって、転写ローラ１５の表面の動摩擦係数が１以下となるように平滑性を向上させることにより、転写ローラ１５のライフ期間中において、用紙裏面の汚損状態を視覚的に認識が困難な０．１３以下の濃度に維持することができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上のようにして、この発明によれば、以下の効果を奏することができる。
【００３７】
（１）耐用期間及びコストを考慮しつつ像担持体の表面との間に十分な転写ニップを形成するために表面に凹凸を有する発泡樹脂ローラによって転写ローラを構成する際に、表面の凹部に潤滑性粉体を充填することにより、像担持体の表面に担持された現像剤が転写ローラの表面の凹部に入り込むことを防止でき、後に搬送された記録媒体の裏面を現像剤によって汚損することがない。
【００３８】
（２）転写ローラの周速Ｖ２を像担持体の周速Ｖ１よりも２〜５％速くすることにより、像担持体と転写ローラとに周速差を与えて像担持体と転写ローラとの間の転写ニップにおける記録媒体に対する現像剤の転写効率を向上させることができ、中抜け現象の発生を防止できる。このように、像担持体と転写ローラとに周速差を与えると像担持体の表面から転写ローラの表面の凹部に現像剤が入り込み易くなるが、既に転写ローラの凹部には潤滑性粉体を充填しており、転写ローラの表面を介して現像剤が記録媒体の裏面に付着することはない。
【００３９】
（３）転写ローラの表面の動摩擦係数を潤滑性粉体によって１以下の値にすることにより、像担持体から転写ローラの表面に現像剤が付着し難くなり、後に搬送された記録媒体の裏面を転写ローラの表面を介して現像剤によって汚損することを防止できる。
【００４０】
（４）発泡樹脂ローラによって構成された転写ローラの表面の凹部に、０．１μｍ〜数μｍの粒子径の潤滑性粉体を充填することより、転写ローラの表面において数十μｍの粒子径の現像剤が入り込む可能性のある凹部を、複数の潤滑性粉体によって確実に充填することができる。
【００４１】
（５）転写ローラとしての使用前である初期状態の発泡樹脂表面の凹部に潤滑性粉体を充填することにより、現像剤が入り込む前の凹部に潤滑性粉体を充填して転写ローラとしての使用中に表面の凹部に現像剤が入り込むことを確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態に係る転写ローラが適用されるディジタル複写機の構成を示す概略図である。
【図２】上記ディジタル複写機の画像形成部における転写ローラを含む要部の構成を示す図である。
【図３】上記転写ローラの表面状態を示す図である。
【符号の説明】
１−ディジタル複写機（画像形成装置）
１１−感光体ドラム（像担持体）
１５−転写ローラ
【図１】
2004101755.tif 000003
【図２】
2004101755.tif 000004
【図３】
2004101755.tif 000005