(57)【要約】【課題】  電子写真プロセスを用いた画像形成装置で使用される転写ローラにおいて、安価でしかも転写メモリ現象を容易に防止できるようにする。【解決手段】  転写ローラ１４はトナー像が形成される感光体ドラム１１と当接してトナー像を転写材に転写像として転写する。転写ローラは、バイアス電圧が印加されるシャフト２１と、シャフトの周面に亘って長手方向に延びる導電層２２とを備えており、導電層２２の端部に対応するシャフト２１の表面に絶縁層２３及び２４が形成されている。【選択図】  図３
2005077541.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像が形成される像担持体と当接して、前記トナー像を転写材に転写像として転写する際に用いられる転写ローラにおいて、
バイアス電圧が印加される芯軸体と、
前記芯軸体の周面に亘って形成され、前記芯軸体の長手方向に沿って延び前記像担持体と当接するロ−ラ部とを有し、
前記ロ−ラ部の端部に対応する前記芯軸体の表面に絶縁層が配設されていることを特徴とする転写ローラ。
【請求項２】
前記絶縁層は、前記ロ−ラ部の端部に対応する前記芯軸体の外側及び内側に前記芯軸体の表面に沿って延びていることを特徴とする請求項１記載の転写ローラ。
【請求項３】
前記絶縁層の内側端間の距離は、前記転写ロ−ラが用いられる画像形成装置に使用可能な最大用紙サイズよりも小さいサイズの用紙の用紙搬送方向と直角方向の長さ以下であることを特徴とする請求項２記載の転写ローラ。
【請求項４】
前記絶縁層は前記芯軸体の径を縮小した部分に配設されていることを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項の記載転写ローラ。
【請求項５】
前記芯軸体には、前記絶縁層の内側において前記最大用紙サイズよりも小さい用紙サイズの用紙の両端に対応して別の絶縁層が形成されていることを特徴とする請求項３記載の転写ローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンター、又はファクシミリ装置等の画像形成装置において、感光体ドラム等の像担持体に当接して像担持体上に形成されたトナー像を転写材（例えば、記録用紙）に転写する際に用いられる転写ローラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、画像形成装置においては、像担持体である感光体ドラムの表面を均一に帯電した後、画像データに応じて感光体ドラムを露光して、感光体ドラム上に静電潜像を形成する。その後、静電潜像をトナーによって現像してトナー像とし、感光体ドラムに形成されたトナー像を転写ローラによって転写材（記録用紙：以下単に用紙と呼ぶ）に転写する。そして、記録用紙は定着ユニットに搬送されてトナー像が用紙に定着される。
【０００３】
ところで、転写ローラの軸方向長さ（長手方向長さ：幅）は、画像形成装置で使用する最大サイズの用紙の幅よりも若干大きく設定されており、これによって、用紙搬送の際、用紙の中央位置が所定の規格量でずれても、用紙の幅方向全域に亘って良好にトナー像の転写が行えるようにしている。転写の際には、転写ローラにバイアス電流が印加されて、感光ドラム上のトナー像が記録用紙に転写されることになるが、感光ドラムと転写ローラとが直接接触すると、その接触部分では、他の部分（用紙を挟んで感光体ドラムと転写ローラとが接触する部分）よりも抵抗値が小さくなって、接触部分に転写電流が集中して流れ込んでしまう。
【０００４】
感光体ドラムに帯電電位と逆極性の電荷が流れ込んで、感光体ドラムが帯電電位と逆極性に帯電してしまい、除電が完全に行われないと、次の帯電ステップにおいて所定の帯電電位が得られなくなってしまう（以下不完全帯電電位と呼ぶ）。上記の所定の帯電電位と不完全帯電電位との差は、転写メモリ電位と呼ばれ、この転写メモリ電位が蓄積され、感光体ドラムの帯電電位が徐々に部分的に低下すると、電位の低下した部分において、トナーが現像されてしまい、所謂かぶり現象が発生する。
【０００５】
一方、転写ローラから局所的に放電が発生した場合においても、帯電電位が低下し、この際には、黒点状にトナーが現像されてしまう所謂黒点現象が生じる。一般に、このようなかぶり現象及び黒点現象は、転写メモリ現象と呼ばれ、転写メモリ現象によって画像に重大な欠陥が生じることになり、また転写メモリ現象は、転写ローラの両端部（つまり、用紙の幅方向両端部）で生じ易い。
【０００６】
例えば、レターサイズ用紙（２１６ｍｍ×２７９ｍｍ）縦送りが可能な画像形成装置において、Ａ４用紙（２１０ｍｍ×２９７ｍｍ）を縦送りで用いると、転写ロ−ラの用紙搬送方向の幅がレタ−サイズ用紙の幅（２１６ｍｍ）と同等である場合は、転写ローラ両端部で転写ローラが感光体ドラムと直に接触する部分が３ｍｍと極めて少なく、接触領域（非画像形成領域）は記録用紙が存在する領域（画像形成領域）の抵抗値と比べて抵抗値が低いため、接触領域に電流が集中して転写メモリ現象が顕著に現れてしまう。そして、Ａ４サイズの用紙を使用した直後にレタ−サイズの用紙を使用して画像形成を行うとテンシャメモリが発生する恐れがある。なお、感光体が帯電ロ−ラによって逆方向に帯電されると、特に、正帯電単層有機感光体の場合には、その帯電電荷を除電によって除去しにくく、そのため、帯電時に転写メモリ−現象が発生した部分の表面電位は通常より低下する。この結果として、転写メモリ−現象が発生した感光体の部分に対応してかぶりが発生したり、画像濃度の変化が発生する。
【０００７】
一方、用紙寸法の変化に対して、転写性能を安定化するため、導電性の芯金部材の表面を誘電被覆層で被覆するとともに、電気的絶縁体によって芯金部材をローラ長さ方向に複数の導電部分に分割し、複数の導電部分から、用紙の寸法変化に応じて適数の導電部分に用紙と対応した転写電位を付与して、転写電位の付与されたローラ全長寸法より小さい導電部分の芯金部分６６を、被覆した誘電被覆層により印刷用紙を記録媒体に当接させるようにしたものがある（特許文献１参照）。
【０００８】
さらに、転写ローラが有する半導電層の端面部に、転写ローラの回転方向の溝を設け、感光体ドラムに近接する溝の外側部分において、芯金からのリーク経路を長くして、転写ローラの表面の電圧が小さくて、感光体ドラムとの間の空気中放電を防止するようにしたものがある（特許文献２参照）。
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−２５４２６０号公報（段落（００２２）〜段落（００２８）、第２図〜第４図）
【特許文献２】特開２０００−３９７８３公報（段落（０００６）〜段落（０００７）、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところが、特許文献１では、電気的絶縁体によって芯金部材をローラ長さ方向に複数の導電部分に分割し、複数の導電部分から、用紙の寸法変化に応じて適数の導電部分に用紙と対応した転写電位を付与するようにしているものの、芯金部材に電気的絶縁体を組み込む関係上、芯金部材の製造・成形がコストアップとなってしまうばかりでなく、用紙に応じて転写電位を付与しなければならず、転写電位印加の際の制御が複雑になってしまうという課題がある。
【００１１】
また、特許文献２においては、半導電層（導電性ゴムローラ部）に軸方向に延びる溝を形成する関係上、ローラ部の成形加工工程が複雑となって、コストアップとなってしまうという課題がある。例えば、ローラ部を形成する際に複雑な金型を準備しなければならない。
【００１２】
従って、本発明はかかる従来技術の問題に鑑み、安価でしかも転写メモリ現象を容易に防止できる転写ローラ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】
【００１３】
そこで、本発明はかかる課題を解決するために、トナー像が形成される像担持体と当接して、前記トナー像を転写材に転写像として転写する際に用いられる転写ローラにおいて、バイアス電圧が印加される芯軸体と、前記芯軸体の周面に亘って形成され、前記芯軸体の長手方向に沿って延び前記像担持体と当接するロ−ラ部とを有し、前記ロ−ラ部の端部に対応する前記芯軸体の表面に絶縁層が配設されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明では、前記絶縁層が前記ロ−ラ部の端部に対応する前記芯軸体の外側及び内側に前記芯軸体の表面に沿って延びている。
【００１５】
また、本発明では、前記絶縁層の内側端間の距離は、前記転写ロ−ラが用いられる画像形成装置に使用可能な最大用紙サイズよりも小さいサイズの用紙の用紙搬送方向と直角方向の長さ以下である。
【００１６】
さらに、本発明では、前記絶縁層を前記芯軸体の径を縮小した部分に配設することが望ましく、前記芯軸体に前記絶縁層の内側において前記最大用紙サイズよりも小さい用紙サイズの用紙の両端に対応して別の絶縁層を形成するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、本発明の転写ローラは、ロ−ラ部の端部に対応する芯軸体の表面に絶縁層を配設するようにしたので、簡単な構成で転写ローラの端部に電流が集中するという現象を防止でき、その結果、転写メモリ現象が防止されて、画像欠陥が発生することがないという効果がある。
【００１８】
本発明では、絶縁層がロ−ラ部の端部に対応する芯軸体の外側及び内側に芯軸体の表面に沿って延びているから、芯軸体から導電層の表面を伝わって転写電流が像担持体にリークすることを防止できる。
【００１９】
本発明では、絶縁層の内側端間の距離を、転写ロ−ラが用いられる画像形成装置に使用可能な最大用紙サイズよりも小さいサイズの用紙の用紙搬送方向と直角方向の長さ以下としたので、全ての用紙サイズの用紙について、転写メモリ現象を防止して良好な画像が得られるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
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。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【実施例１】
【００２１】
まず、図１を参照して、本発明による転写ローラが用いられる画像形成装置の一例について説明する。図示の画像形成装置は、感光体ドラム１１の周囲に，帯電器１２、現像装置１３、転写ローラ１４、クリーニングローラ１５、及び除電器１８が感光体ドラム１１の回転方向に沿って配置されている。画像形成を行う際には、帯電器１２によって感光体ドラム１１の表面を均一に帯電した後、感光体ドラム１１の表面に、画像データに応じてレーザ光１６が照射されて感光体ドラム１１が露光され、感光体ドラム１１上に静電潜像が形成される。
【００２２】
その後、現像装置１３によって感光体ドラム１１上の静電潜像が現像されてトナー像とされ、感光体ドラム１１上に形成されたトナー像は、転写ローラ１４によって転写材（例えば、記録用紙（以下単に用紙と呼ぶ））Ｐに転写される。この際、帯電したトナーの移動によって、感光体ドラム１１と転写ローラ１４との間に電流が流れるが，この電流を所定の値に制御（定電流制御）して用紙Ｐに対するトナーの付着量を安定させる。転写の後、感光体ドラム１１上に残留したトナーは、クリーニングローラ１５によって回収された後感光体ドラム１１上の残電位が除電器１８によって消去され、再び帯電器１２によって感光体ドラム１１の表面を均一に帯電する工程が繰り返される。一方、用紙Ｐは定着ユニット１７に送られて、ここで用紙Ｐ上のトナー像が定着ユニット１７によって定着された後、排紙経路を通って排紙トレイ（図示せず）に排紙される。
【００２３】
ところで、用紙Ｐは電気抵抗として作用する関係上、用紙Ｐが存在しない領域（非画像形成領域）は用紙Ｐの存在する部分（画像形成領域）に比べて電流（転写電流）が流れ易くなって、つまり、転写電流が抵抗値の低い非画像形成領域に集中して、前述の転写メモリ現象が発生して、画像欠陥が発生することがある。
【００２４】
このような転写メモリ現象を抑制するため、ここでは、図２に示す転写ローラ１４を用いた。図２は本発明による転写ローラ１４の実施例１を示す断面図であり、図３は、転写ローラを破断して正面から示す図である。図２及び図３に示すように、金属製シャフト（導電性芯軸体：以下単にシャフトと呼ぶ）２１の周面には部分的に絶縁層２３，２４が形成されており、シャフト２１の両端部を除いて、シャフト２１はロ−ラ部２２で覆われており、このロ−ラ部２２は、導電性弾性体であり、その体積固有抵抗値は１０５Ω・ｃｍ〜１０１０Ω・ｃｍが好適であり、本実施例では、５．８×１０８Ω・ｃｍの体積抵抗値を有する導電性発泡体を用いた。なお、体積固有抵抗が１０５Ω・ｃｍ以下であると、抵抗値が低過ぎるため、上述の効果が得られず、また、体積固有抵抗が１０１０Ω・ｃｍ以上であると、転写電流がロ−ラ部を流れにくくなるため、転写不良が生じやすくなる恐れがある。なお、上記の体積抵抗値はＪＩＳ  Ｋ６９１１に記載の体積固有抵抗値試験において、印加電圧１０００Ｖで測定した値である。ここでローラ部２２の中心軸に沿ってシャフト２１が挿入され、ローラ部２２はシャフト２１によって支持され、ローラ部２２の周面全体に亘って、図１に示す感光体ドラム１１の周面が当接している。
【００２５】
図３に示すように、シャフト２１の両端部近傍において、その周面には、軸方向に延びる絶縁層２３，２４が形成されている。つまり、シャフト２１の両端部近傍にはそれぞれ絶縁層２３及び２４がシャフト２１の円周に沿って形成され、絶縁層２３及び２４は軸方向に延びている（以下図３において、左側に形成された絶縁層を第１の絶縁層２３と呼び、右側に形成された絶縁層を第２の絶縁層２４と呼ぶことにする）。例えば、絶縁シートをシャフト２１に貼付するか又は絶縁塗料をシャフト２１に塗布して、第１及び第２の絶縁層２３及び２４が形成される。
【００２６】
さらに、ローラ部２２の左端面は第１の絶縁層２３上に位置付けられ、ローラ部２２の右端は第２の絶縁層２４上に位置づけられ、第１及び第２の絶縁層２３及び２４はそれぞれローラ部の左端面及び右端面よりも内側に延びている。言い換えると、第１及び第２の絶縁層２３及び２４の外側端間の距離は、ローラ部２２の軸方向（長手方向）長さよりも長い。
【００２７】
いま、ローラ部２２の軸方向長さをＬ（本実施例では最大用紙の用紙搬送方向と垂直な長さと同じ）とし、転写メモリの発生の防止の対象となる用紙（本実施例ではＡ４サイズの用紙であり幅は２１０ｍｍ）をＲとすると、第１の絶縁層２３及び第２の絶縁層２４の軸方向長さＡは、ローラ部２２の端部転写メモリの発生の防止の対象となる用紙の端部が絶縁層２３又は２４上に位置するように規定され、さらに第１の絶縁層２３及び第２の絶縁層２４の内側間の距離がＲより短くなるように規定される。
【００２８】
上述した転写ローラ１４を図１で説明した画像形成装置に装置して画像形成を行った。画像形成に当っては、画像形成装置の線速度を１２０ｍｍ／ｓとし、感光体ドラム１１として正帯電単層有機感光体を用いた感光体ドラムを用い、径が３０φ、感光層の厚さを３０μｍとし、感光体ドラム１１の帯電電位を４００ボルト（Ｖ）とした。また、転写ローラ１４の径を１６φ、シャフト２１の径を６φ、ローラ部２２の厚さを５ｍｍとし、導電層２２として導電性カーボンブラックを添加した発泡ＥＰＤＭを用いた（なお、その体積固有抵抗は製造ばらつきがあるため１０８〜１０１０Ω・ｃｍであった）。
【００２９】
また、前述の絶縁層２３として、ここでは、ポリエステル粘着テープ（シート：日東電工製、絶縁耐圧８ｋＶ、製品番号Ｎｏ．３１Ｃ）を用いて、この粘着テープをローラ部２２の左右端面が位置する位置から２ｍｍ外側の位置から内側に向ってシャフト２１に巻回して、軸方向の長さを２０ｍｍの絶縁層２３を形成し、絶縁層２３の厚さを０．０８ｍｍとした。なお絶縁層２３である粘着テ−プを巻回する部分のシャフト２１は０．２ｍｍ切削加工されている。このような切削加工をした部分に粘着テ−プを巻回することによりシャフト２１をロ−ラ部２２に挿入する際にテ−プがめくれてしまう等の問題が発生しない。
【００３０】
なお、絶縁層としては同等の絶縁体圧を有する絶縁用テ−プ類を巻回することや、同等の絶縁体圧になるまで絶縁性のある塗料を塗布して形成することができる。このように絶縁層の外側の端Ｂロ−ラ部２２の端面より外側とすることによりロ−ラ部の端面に沿って生じる沿面放電現象の発生を防止し、絶縁層の内側の端Ｃが転写メモリの発生の防止の対象である用紙（本実施例ではＡ４サイズ）の端部より内側に配置されているため転写メモリを有効に防止することができる。、また絶縁層が用紙転写部（最大用紙サイズ：本実施例ではレタ−サイズ）の端部の内側に延在しているが、転写性能には全く影響しない。
【００３１】
さらに、レーザ光として、波長７８０ｎｍ、レーザ露光量を０．９μＪ／ｃｍ２とし、現像バイアスを直流（ＤＣ）＋交流（ＡＣ）矩形波とし、ＤＣ電圧３００Ｖ、ＡＣ周波数２．４ｋＨｚ、ＡＣ振幅１．７ｋＶ、デューティー比５５パーセントとした。また、用紙転写時の転写正バイアスを−１０μＡ定電流制御とし、用紙間で印加する転写逆バイアスを５５０Ｖ定電圧制御とした（転写バイアスはシャフト２１に印加される）。なお、クリーニングに当っては線圧を１５ｇ／ｃｍとし、除電の際には、ＬＥＤ波長６７０ｎｍ、ＬＥＤ露光量４．０μＪ／ｃｍ２とした。
【００３２】
このようにして、用紙Ｐに対して感光体ドラム１１上のトナー像を転写して、画像形成したところ、画像欠陥が生じることがなく、良好な転写性能が得られた。前述のように、ローラ部２２の左右端部に対応してそれぞれ第１の絶縁層２３及び第２の絶縁層２４を形成しているから、ローラ両端部が感光体ドラム１１に直接接触しても、転写電流が両端部に集中することがなく、非画像形成領域における転写メモリ現象を良好に防止することができる。さらに、第１の絶縁層２３及び第２の絶縁層２４を形成する際には、絶縁テープ等をシャフトの所定の位置に巻回すればよいから、極めて安価に、転写メモリ現象の防止を行うことのできる転写ローラを製作できることになる。
【００３３】
さらに、用紙搬送の際、用紙の中心位置がずれるか又は斜め給紙が発生してローラ部２２の両端部が感光体ドラム１１と直接接触するようなことがあっても、前述のように、第１の絶縁層２３及び第２の絶縁層２４はローラ部２２の左右端面から内側に延在しているから、良好に転写メモリ現象を防止できる。
【００３４】
実施例１においては、シャフト２１に第１の絶縁層２３及び第２の絶縁層２４を形成する例について説明したが、さらに、第１の絶縁層２３及び第２の絶縁層２４の内側に絶縁層２５と２６を形成するようにしてもよい。図４に示すように、第１の絶縁層２３及び第２の絶縁層２４の内側において、シャフト２１には、絶縁層２５及び２６がシャフト２１の円周に沿って形成され、絶縁層２５及び２６は軸方向に延びている（以下図４において、左側に形成された絶縁層を第３の絶縁層２５と呼び、右側に形成された絶縁層を第４の絶縁層２６と呼ぶことにする）。
【００３５】
第３及び第４の絶縁層２５及び２６の軸方向の位置及び長さＢは、用紙サイズＲよりも小さい用紙サイズ（第２の用紙サイズ）Ｓによって規定され、第３の絶縁層２５及び第４の絶縁層２６の内側端間の距離は用紙サイズＳよりも短く、第３の絶縁層２５及び第４の絶縁層２６の外端端間の距離は用紙サイズＳよりも長い。そして、用紙サイズＳの用紙の両端はそれぞれ第３の絶縁層２５及び第４の絶縁層２６上に対応する。例えば、用紙サイズＳはＢ５サイズ用紙幅（１７９ｍｍ）である。
【００３６】
このようにして、用紙サイズＳの端部に対応付けて、第１の絶縁層２３及び第２の絶縁層２４の内側において、シャフト２１に第３の絶縁層２５及び第４の絶縁層２６を形成するようにすれば、用紙サイズＳの用紙についても、用紙端部における画像欠陥を防止できることになる。このことから容易に理解できるように、シャフト２１の両端部近傍にそれぞれ形成した第１の絶縁層２３及び第２の絶縁層２４の内側において、用紙サイズ（両端部）に対応付けてシャフト２１に順次絶縁層を形成するようにすれば、各用紙サイズの用紙について、用紙端部における画像欠陥を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
ローラ部２２の端部に対応するシャフト２１の表面に絶縁層２３を形成するようにしたので、簡単な構成で転写メモリ現象を防止でき、複写機、プリンター、又はファクシミリ装置等の電子写真プロセスを用い画像形成装置において画像欠陥の防止に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明による転写ローラの実施例１が用いられる画像形成装置を概略的に示す図である。
【図２】本発明による転写ローラの実施例１を示す断面図である。
【図３】本発明による転写ローラの実施例１を一部破断して正面から示す図である。
【図４】本発明による転写ローラに形成される絶縁層の他の例を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３９】
１１  感光体ドラム
１２  帯電器
１３  現像装置
１４  転写ローラ
１５  クリーニングローラ
１７  定着ユニット
１８  除電器
２１  金属製シャフト（導電性芯軸体）
２２  導電性ゴムローラ部（導電層）
２３，２４  絶縁層
【図１】
2005077541.tif 000003
【図２】
2005077541.tif 000004
【図３】
2005077541.tif 000005
【図４】
2005077541.tif 000006