(57)【要約】【課題】転写従動化において様々な記録材を通紙しても、常に安定した記録材搬送性を実現する転写従動系での転写ローラを具体化するものであり、その転写ローラを有した画像形成装置を提供すること。【解決手段】円筒状の像担持体上にトナー像を形成し、該トナー像を記録材上に転写する円柱状の転写部材として金属製の芯金の上に導電性の弾性層が形成された転写ローラを備えた画像形成装置において、前記転写ローラは、像担持体と接する弾性層部の外径Ｄと、転写ローラ軸受け部の芯金外径ｄの比ｄ／Ｄが０．２５以下の範囲に設定される。【選択図】図１
2005221868.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の像担持体上にトナー像を形成し、該トナー像を記録材上に転写する円柱状の転写部材として金属製の芯金の上に導電性の弾性層が形成された転写ローラを備えた画像形成装置において、
前記転写ローラは、像担持体と接する弾性層部の外径Ｄと、転写ローラ軸受け部の芯金外径ｄの比ｄ／Ｄが０．２５以下の範囲に設定されたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記転写ローラは、これに接する像担持体からの回転駆動力を受けて従動回転することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記転写ローラの軸受け部の芯金外径ｄを２．５ｍｍ以上に設定したこと特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記転写ローラの芯軸を支持する部材は、樹脂製であって、特に滑り特性に優れた材料で構成されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式や静電記録方式を利用したプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式を利用した画像形成装置の多くは有害とされるオゾンの発生が少ない接触式の帯電方式や転写方式を採用しており、その中でも転写部では記録材の搬送性にも優れているローラを用いた転写ローラ方式が主流となっている。
【０００３】
転写ローラ方式とは、弾性層としてのゴム層を有する転写ローラを像担持体である電子写真感光体（以下、感光ドラムと称する）に圧接して転写ニップを形成し、該転写ニップ部で記録材を搬送しつつ、転写ローラに印加された転写バイアスの作用で感光ドラム上に形成されたトナー像を記録材上に転写する方式である。  
尚、転写ローラとしては、一般にＳＵＳ、Ｆｅ等の金属製の芯金上に、カーボンやイオン導電性フィラー等によって抵抗が１×１０6〜１×１０10Ω・ｃｍに調整された半導電性のスポンジ弾性層を形成した硬度２０〜４０°（Ａｓｋｅｒ−Ｃ硬度）の弾性スポンジローラが用いられるのが通常である。
【０００４】
そして、このような転写ローラは、感光ドラムの少なくとも一方に設けられた転写ローラ駆動ギアによって回転駆動される構成が一般的である。
【０００５】
このような転写ローラ方式では、転写ローラを駆動するギアのギアピッチに一致したピッチムラが発生してしまうことが問題であり、様々な改善策が立案されてきたが、抜本的な解決策ではなく、改善策を採るのに大きなコストアップが生じる等の課題があった。
【０００６】
転写ギアピッチムラは、感光ドラムギアと転写駆動ギアの噛み合いが常に一定でないことで、感光ドラムが転写ギアピッチで振動することで発生している。そこで、ギアの歯を平歯ではなく斜歯とすることで、常に一定の噛み合いが保たれるようにして転写ギアピッチムラを軽減する等の対策が採られてきたが、完全ではなかった。
【０００７】
そこで、ピッチムラの要因である転写駆動ギアを外して、感光ドラムからの回転駆動力のみで従動回転する転写従動化も検討されてきたが、電子写真では広く一般的に知られている中抜け現象を改善する手法が見出せなかったことが転写従動化が広く一般化されない要因となっていた。
【０００８】
ここで、電子写真では広く一般的ではある中抜けに関して簡単に説明する。
【０００９】
転写ローラは感光ドラムに所定の転写圧をもって加圧されているため、転写ニップ部に存在するトナーは感光体に押し付けられることでトナーのパッキング現象が生じる。すると、感光ドラム上から記録材上に転写されるべきトナー画像の中央部が転写されないで感光ドラム上に残ってしまうことがある。そのため、記録材上に転写されたトナー画像の中央部が抜けた状態となり、転写中抜けと言われている。これは記録材の搬送方向と平行したトナー像で発生し易い現象である。
【００１０】
そこで、一般的に転写ローラ駆動方式では、感光ドラムと転写駆動ギアのギア比の設定にて感光ドラムに対して転写ローラが速く回転するような速度差を設けることで、トナー層と感光体ドラムの界面で剪断力を生じさせていた。この剪断力によって、感光ドラム上にトナーを残すことなく、全てのトナーを記録材上に転写することを達成している。この剪断力はトナー同士の間で働く抵抗よりも大きな力とする必要があった。
【００１１】
速度差は、感光体ドラムに対して転写ローラを周速比で５％程度速く回転させるのが一般的であった。
【００１２】
又、感光体ドラムへの転写ローラの加圧力も、駆動を行う側ではギヤ同士の歯の噛み合いによる干渉力を受けるため、その分だけ転写圧を高めに設定していた。このように搬送力の左右のバランスを取るために、転写ローラの左右の加圧力は実験的に求めざるを得なかった。
【００１３】
しかしながら、近年、トナーの円形度が０．９５程度を超える球形状に近いトナーを生産する技術が確立されてきたことで、或る一定空間により緻密に詰めることが可能となり、トナー同士の抵抗を大きくすることが可能となってきた。そのため、感光ドラム上からトナーを引き剥がす（転写する）際に、トナー粒子同士で剪断されることなく感光ドラム上からトナーが引き剥がされる（転写される）ため、感光ドラムにトナーが残らず、全てのトナーが記録材上に転写されるようなトナー製法が確立されてきている。円形化度を高めたトナーの製造方法の詳細は割愛するが、粉砕法で製造したトナー粒子に機械的エネルギーを付与して処理する機械的衝撃法を用いて球形化する方法によってトナーが製造されている。
【００１４】
このようなトナーを用いれば、トナー粒子同士で働く抵抗を高めることが可能となり、転写ローラ従動の系においても中抜けの発生を防止することができる。
【００１５】
又、転写ローラの駆動を取る必要がないので、左右同じ加圧力を与えることができる。更には、従来は感光ドラム端に転写ローラを駆動するためのギアを設けていたが、転写従動の系であれば転写ローラを駆動するためのギヤ列を不要とでき、本体の奥行きを減らすことが可能となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、転写従動化を実施した場合、様々な種類の記録材を安定して搬送することが難しいことが判明した。
【００１７】
給紙カセットや手差しトレイ等から給紙された記録材は、転写ニップに到達する前に、記録材を安定して搬送するために設けられた搬送ローラやレジストローラ等のローラ対からの搬送力を得て、安定して転写ニップに搬送されている。
【００１８】
しかし、記録材後端が搬送ローラやレジストローラから抜けると、それらのローラ対から受けていた搬送力がなくなり、転写ニップを通過している記録材の搬送速度が変化する（一般的には遅くなる）現象が確認される。
【００１９】
すると、転写ニップを通過する記録材の搬送速度が遅くなっても、感光ドラム上に形成される静電潜像は一定であるため、記録材後端が搬送ローラやレジストローラを抜けた後に転写された画像は縮むことになる。
【００２０】
画像が縮むといっても、その縮み度合いは極微小であり、一般に広く使われる文字画像等であれば問題ない。しかし、ＨＴ（ハーフトーン）画像等では、極微少な縮み度合いであっても、記録材後端が搬送ローラやレジストローラを抜けた直後から画像が濃くなる現象として認識できることになる。
【００２１】
又、記録材の搬送力小さくなる記録材後端では、先に述べた中抜けも発生してしまうことになる。
【００２２】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、転写従動化において様々な記録材を通紙しても、常に安定した記録材搬送性を実現する転写従動系での転写ローラを具体化するものであり、その転写ローラを有した画像形成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、円筒状の像担持体上にトナー像を形成し、該トナー像を記録材上に転写する円柱状の転写部材として金属製の芯金の上に導電性の弾性層が形成された転写ローラを備えた画像形成装置において、前記転写ローラは、像担持体と接する弾性層部の外径Ｄと、転写ローラ軸受け部の芯金外径ｄの比ｄ／Ｄが０．２５以下の範囲に設定されたことを特徴とする。
【００２４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記転写ローラは、これに接する像担持体からの回転駆動力を受けて従動回転することを特徴とする。
【００２５】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記転写ローラの軸受け部の芯金外径ｄを２．５ｍｍ以上に設定したこと特徴とする。
【００２６】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記転写ローラの芯軸を支持する部材は、樹脂製であって、特に滑り特性に優れた材料で構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、円筒状の像担持体上にトナー像を形成し、該トナー像を記録材上に転写する円柱状の転写部材として金属製の芯金の上に導電性の弾性層が形成された転写ローラを備えた画像形成装置において、前記転写ローラは、像担持体と接する弾性層部の外径Ｄと、転写ローラ軸受け部の芯金外径ｄの比ｄ／Ｄを０．２５以下の範囲となるように設定したため、転写ローラを駆動しない転写従動の系においても、転写ローラは安定した従動回転が可能となり、記録材の種類によらず常に安定した記録材搬送性を実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２９】
本発明に係る画像形成装置の一例を図２に概略的に示し、それに基づき本発明を説明する。
【００３０】
図２において、１は回転ドラム状の静電潜像担持体（以下、感光ドラムと称する）であり、その周囲には一次帯電装置２、露光光学系３、トナー担持体５を有する現像装置４、転写装置９、クリーニング装置１１が配置されている。
【００３１】
この画像形成装置においては、一次帯電装置である帯電ローラにより感光体である感光ドラムの表面を一様に帯電し、露光光学系により像露光して感光ドラムの表面に静電潜像を形成する。
【００３２】
次いで、磁石を内包するトナー担持体であるスリーブの表面上に、トナー層厚規制部材６としての現像ブレードにより規制されたトナーコート層を形成し、現像部において感光ドラムの導電性基体とスリーブとの間にバイアス印加手段（不図示）により交互バイアス、パルスバイアス及び／又は直流バイアスを印加しながら、感光ドラムに形成した静電潜像を現像する。
【００３３】
現像したトナー像は、感光ドラムの表面に当接し、感光ドラムの移動に伴って従動する転写ローラ９にバイアス印加手段（不図示）から転写バイアスを印加することにより記録材の背面からトナーと逆極性の電荷が加えられて記録材へ静電転写される。トナーが転写された記録材は、加熱定着装置１２に搬送・通過させることで永久画像として記録材に定着されることになる。
【００３４】
転写工程後の感光ドラム上に残留するトナーは、クリーニング装置としてのクリーニングブレードにより除去され、再び一次帯電以下の工程が繰り返される。
【００３５】
転写ローラの従動回転は、記録材が介在しない非転写時には、感光ドラムの表面にローラが直接当接することにより、感光ドラムの表面から付与される駆動力によって行われ、又、記録材が介在する転写時には、感光ドラムの表面に記録材を介して転写ローラが当接することにより、記録材の表面から付与される駆動力によって行われ、この転写時において、転写ローラの長手方向の長さが記録材幅（転写時に搬送されている記録材の転写ローラの長手方向と平行な方向の長さ）よりも長い場合には、転写ローラの端部の記録材よりも長い部分が感光ドラムの表面に転写ローラが直接当接することから、上記の記録材の表面から付与される駆動力に加えて、感光ドラムの表面から付与される駆動力によって行われる。
【００３６】
転写ローラを従動回転させる力である感光ドラムからの回転駆動力ＦDは、図３に示したような向きとなる。又、転写ニップ直前の搬送ローラ対として本実施の形態で用いる画像形成装置にはレジストローラ１３が設けてある。このレジストローラからも記録材を介して加わる回転力ＦRもその絶対値は小さいものの同様の向きである。
【００３７】
これらの転写ローラを従動回転させる力Ｆ（＝ＦD＋ＦR）に反発するものとしては、記録材を介して受けるバックテンションＦB、転写ローラ芯軸と軸受け（不図示）の間で発生する摩擦力Ｆがある。
【００３８】
記録材の搬送力ＦＰ は記録材がレジストローラでニップされている時は、
ＦP＝ＦD＋ＦR−ＦB−Ｆ
で示され、記録材後端がレジストローラを抜けた後では、
ＦP’＝ＦD−ＦB−Ｆ
で表され、ＦＰ ＞ＦＰ ’である。
【００３９】
ここで、Ｆの大きさによらず、ＦPとＦP’の相対差は略同一であるが、ＦPとＦP’の絶対値が大きくなればその値はＦDに近づくことになり、感光ドラム上に形成されたトナー像は記録材に忠実に転写されることになる。
【００４０】
後端濃度濃いは、記録材後端がレジストローラから抜ける前後での感光ドラムの周速度に対する記録材の搬送速の相対差がある一定以上の差となった場合に認識できる。
【００４１】
そのため、Ｆが大きい場合、ＦPはＦRがある分ＦDとの差は小さくなるが、ＦR’はＦDとの差が大きくなってしまい、後端濃度濃いが認識できるようになる。Ｆが小さければ、ＦR’とＦDの差は小さくなり、記録材後端の搬送速度も感光ドラムの周速度に略同一とでき、後端濃度濃いとして認識できなくなる。
【００４２】
本発明は、上式中のＦの絶対値を小さくすることを目的とした転写ローラの具現化とそれを用いた画像形成装置の達成である。
【００４３】
以下に画像形成装置の各機能を含めて本発明に関して詳細に説明する。
【００４４】
本発明に係る画像形成装置は、図２に示したように、感光ドラム上にトナー像を形成するまでのＥＰプロセス工程をユニット（プロセスカートリッジ）１０とすることができる。ＥＰプロセスユニットは、少なくとも現像手段と感光ドラムとを一体的にカートリッジ化し、ＥＰプロセスユニットは、画像形成装置本体（例えば、複写機、レーザービームプリンター等）に着脱可能なように形成される。
【００４５】
この例では、現像手段４、感光ドラム１、クリーニングブレード１１、帯電ローラ２を一体とした装置ユニット１０がプロセスカートリッジとして例示される。
【００４６】
現像手段は、弾性ブレード６とトナー容器内にトナーＴを有し、該トナーを用い、現像時には、バイアス印加手段からのバイアスにより感光ドラムと現像スリーブとの間に所定の電界が形成され、現像工程が好適に実施されるためには、感光ドラムと現像スリーブとの間の距離は大切である。
【００４７】
本発明に係る画像形成装置における転写ローラ９は、製品硬度がＡｓｋｅｒ−Ｃ（５００ｇ荷重）で２５°〜４０°であることが望ましい。２５°を下回ると、転写ローラと感光ドラムの接触面積が増すため、転写ローラから感光ドラムへの電気経路が太く形成されることになり、転写電流過多によるドラムへのメモリの発生が懸念される。一方、４０°を超えると、逆に接触面積が減少するために電気経路が細くなり、転写電流不足によるトナー像の飛び散りが特に低湿下において発生し易くなる。
【００４８】
転写ローラの硬度を上記のものとするための形態としては、鉄やステンレス（ＳＵＳ）等の金属で形成された芯金上に、導電カーボンやイオン導電性付与剤を含んだＥＰＤＭ、シリコーン、ＮＢＲ、ウレタン等のスポンジ状弾性体乃至ソリッド状弾性体を、架橋密度や発泡径、充てん剤添加量を変えて適宜調整したものが好ましい。
【００４９】
又、転写ローラは、感光ドラムと０．５Ｎ／ｃｍ2〜２．０Ｎ／ｃｍ2の範囲の押圧で接触することが記録材の安定した搬送性を達成することから望ましい。０．５Ｎ／ｃｍ２ を下回ると画像のぶれが発生し易く、２．０Ｎ／ｃｍ2を上回ると転写ローラが感光ドラムと接するためプロセスカートリッジの装抜性（着脱性）が悪化する。
【００５０】
帯電ローラは、下層部を熱可塑性エラストマー又は柔軟なゴムから成る弾性層と導電層とから構成とするか、或は、下層部を導電性スポンジにて形成することが、帯電ローラとして好ましい硬度が得られる。又、感光ドラム表面に接する帯電ローラの表層は、高抵抗体から成る厚さ５０〜２００μｍの層であることが、リークの発生をせず安定な帯電性を得る上で好ましい。
【００５１】
本発明に用いた感光ドラムは、少なくとも導電性支持体としての金属製、一般的にはアルミニウム製のシリンダー、電荷発生層及び電荷輸送層を有する積層構造を有し、該感光ドラムの表面層にフッ素及び／或はケイ素原子を有することが、長寿命化及び感光ドラム表面の摩擦抵抗を減らし転写性を上げる上で好ましい。
【００５２】
本発明に用いられるフッ素化合物としては、公知のフッ素樹脂が挙げられ、四フッ化エチレン、三フッ化塩化エチレン、六フッ化プロピレン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、二フッ化二塩化エチレン等の単独及びそれらの共重合体の中から１種、或はそれ以上が適宜選択される。又、フッ化カーボンも使用可能である。
【００５３】
本発明においては、フッ素系重合体、或は非フッ素系重合性単量体と含フッ素重合性単量体とを共重合させて得られるフッ素系セグメントを含有するブロック、又はグラフトポリマー、界面活性剤、マクロモノマーを単独或は上記フッ素樹脂との併用の形で用いることができる。
【００５４】
シリコーン系化合物としては、モノメチルシロキサン三次元架橋物、ジメチルシロキサン−モノメチルシロキサン三次元架橋物、超高分子量ポリジメチルシロキサン、ポリジメチルシロキサンセグメントを含有するブロックポリマー、グラフトポリマー、界面活性剤、マクロモノマー、末端修飾ポリジメチルシロキサン等が用いられる。三次元架橋物の場合、微粒子の形状で用いられる体積平均粒径は０．０１〜５μｍの範囲で使用可能である。ポリジメチルシロキサン化合物の場合、その分子量は３，０００〜５，０００，０００の範囲が好ましく用いられる。微粒子状のものは、バインダー樹脂とともに感光層組成物として分散させる。
【００５５】
本発明に用いられるフッ素化合物及びシリコーン化合物は、有機感光層（ＯＰＣ）組成物中５０質量％以下の量で好ましく用いられる。より好ましくは５〜３０ｗｔ％である。このような静電潜像担持体に添加される微粒子によって表面の潤滑性が付与されるため、更に中抜けの発生が防止される。
【００５６】
以下、具体的実施例によって本発明を説明するが、本発明は何らこれらに限定されるものではない。
【００５７】
本発明で用いた転写ローラは図１に示したように、鉄製のφ６ｍｍの芯金９１と、該芯金の外周面に肉厚約４．５ｍｍの発泡導電ＥＰＤＭゴム層９２とを有した構成の外径が略１５ｍｍのものとした。該転写ローラの硬度は、Ａｓｋｅｒ−Ｃ（５００ｇ荷重）で約３０°のもの（Ａｓｋｅｒ−Ｃ硬度計を使用し、５００ｇ荷重にて、長手方向：中央及び左右の各３点、周方向：１２０°毎、の計９点測定の平均値）とした。
【００５８】
この転写ローラを受ける軸受け（不図示）は、転写バイアスを給電する側は導電性のポリオキシメチレン（ＰＯＭ）樹脂で成型し、非給電側は絶縁性のポリオキシメチレン樹脂で成型してある。本発明の特徴として、この転写ローラを受ける軸受け部の芯金外径をφ３ｍｍとした。
【００５９】
この芯金軸受け部の芯金外径を、弾性ゴム層が形成してある部のφ６ｍｍよりも小径化した点について説明する。
【００６０】
先の従来の技術でも記したように、転写従動化とした転写ローラを従動回転させる回転駆動力は、感光ドラムからのＦD、記録材を介して受けるレジストローラからの搬送力ＦRである。一方、これと反する向きの力としては、記録材を介して受けるバックテンションＦB、転写ローラ軸受け部の摺動抵抗Ｆがある。
【００６１】
本発明は、前記軸受け部の摺動抵抗Ｆを小さくすることで目的と達成するものである。軸受け部の摺動抵抗Ｆは、軸受けと転写ローラ芯軸が接する点（図４参照）での回転モーメントと動摩擦力の計である。
【００６２】
動摩擦抵抗を減らすには、軸受けにボールベアリングを用いて動摩擦抵抗を低減する方法もあるが、コスト増となるため、低コストで成型できる樹脂（ＰＯＭ）で成型した軸受けを用いて転写従動系を実現することが本発明の目的である。
【００６３】
回転モーメントは、半径に比例して大きくなる特性が特徴であるので、回転モーメントを小さくするには、力を受ける点までの半径を小さくすることで達成できる。
【００６４】
従来の感光ドラムから回転駆動力を受ける転写ローラは、図５に示したように、弾性ゴム層をある部の芯金外径Ｄ1と転写ローラ駆動ギアを有する部の芯金外径Ｄ2は同一の外径であるのが一般的であった。
【００６５】
これは、所定の転写ニップを形成するために加圧された状態で、駆動ギアからの回転駆動力を転写ローラに伝えるため、捩れに対し強度を保持する必要があった。そのために駆動ギアを有する部の芯金外径を小さくすることが難しかった。
【００６６】
しかし、転写従動系では、転写芯金は捩れに対する強度は余り必要ではない。
【００６７】
芯金軸受け部の芯金外径を２／３とすれば、軸受けと接する点での回転モーメントは略２／３となり、芯金外径を１／２とすれば軸受けと接する点での回転モーメントは略１／２と半分にできる。
【００６８】
このように、芯金軸受け部の芯金外径を小径化することでの転写従動系でのメリットに関して説明する。
【００６９】
先にも述べたように、記録材後端がレジストローラを抜けると、記録材を搬送する力は感光ドラムから受ける力だけとなり、記録材の搬送速度が低下してしまうことで、感光ドラム上のトナー像に対して記録材の搬送速度が小さくなるため、記録材上のトナーが詰まってしまい、文字画像等では識別できないが、ＨＴ画像等では濃くなってしまう、レジストローラ抜けた後の画像が濃くなる（後端濃度濃い、と称す）現象として顕在化したり、記録材後端においてのみ中抜けが発生する現象として認識される。
【００７０】
本発明の効果の説明として、後端濃度濃い、後端中抜けを比較検討した結果を以下に示す。比較に用いたプリンタとしての画像形成装置は、Ａ４サイズ縦通紙で１８枚／分の出力が可能なＬＢＰ（レーザビームプリンタ）として、キヤノン（株）製のＬＢＰ−１３１０を用いた。
【００７１】
本発明で提案する転写ローラとしては、転写ローラ軸受け部の芯金外径が、φ４、φ３．７５ｍ、φ３．５、φ３、φ２．５ｍｍの５水準を用いた。対して、従来例としてはφ６ｍｍのものとした。
【００７２】
比較は、後端濃度濃いが顕在化し易いＨＴ画像として、１ドット２スペース（１ｄ２ｓ）、２ドット３スペース（２ｄ３ｓ）の横線を全面に描いたものを用いた。又、後端中抜けの比較としてはＯＨＴに２ドット１５０スペースの縦線を描いたもので比較した。
【００７３】
比較検討した結果を表１に示す。
【００７４】
【表１】
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上記表中のランクに関して記すと、後端濃度濃い欄の××は濃度差が大き過ぎる、×も濃度差が目立ち過ぎである、△は濃度差は認識できるが実用上問題とならないレベルである、○は濃度差が全くなし／認識できないレベルである。又、これらの濃度差をマクベス製（Ｍａｃｂｅｔｈ）の濃度計：ＲＤ−９１８を用いて数値として表すと以下のようになった。
【００７５】
××：濃度差０．０５以上、×：０．０２５〜０．０５、△：０．０１〜０．０２５、○：０．０１以下であった。モニタ評価を実施しても濃度差が０．０２５程度以下であれば認識しにくく問題でないことが判明した。
【００７６】
又、中抜けのランクであるが、目立つとは直ぐに中抜けを認識できてしまう、分かるとは目を凝らして探せば中抜けは分かるが実用上問題なしと判断できる程度、発生なしは中抜けの発生がない、以上で中抜けの発生ランクを分けた。
【００７７】
以上示したように、転写ローラ軸受け部の外径を転写ローラ外径に比較して小径化することで、軸受けと接する点での回転モーメントを小さくすることで、記録材を搬送する方向と逆の方向に働く力を小さくすることができ、搬送ローラとして設けてあるレジストローラを記録材後端が抜け、記録材が受ける搬送力が感光ドラムからのみとなった場合でも、記録材の搬送速度の変化を最小限とすることが可能とでき、安定した記録材搬送性が得られることが判明した。
【００７８】
ところが、転写ローラの軸受け部の外径を小径化すると以下に説明するような課題も判明した。
【００７９】
画像形成装置に限らず製造物は、製品の輸送・配送のあらゆる状況を考慮して、常に製品にダメージが加わらない梱包とするために、所定の高さから梱包状態の製品を落下させたり（落下試験）、振動を一定長時間加えても（振動試験）、製品への影響がない梱包や影響がない製品設計を実現している。
【００８０】
しかしながら、転写ローラ軸受け部の芯金外径を小径化すると、軸受け部の芯金に掛かる力に耐えられなくなり、振動・落下試験において、芯金が折れ曲がる現象が確認される場合があった。芯金の折れの防止には、製品梱包でも対応は可能であるが、コスト増・梱包箱の大型化等の観点から実施は困難である。
【００８１】
ここで、軸受け部の芯金径と落下試験での芯金へのダメージ（折れ曲がり・破断等）を確認した結果を表２に示す。
【００８２】
【表２】
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以上のように、転写ローラの軸受け部の芯金外径はφ２．５ｍｍ以上が必要であることが判明した。
【００８３】
以上の結果を併せて考えると、安定した記録材の搬送性を実現するには、転写軸受け部の芯金外径は、転写ローラ外径に比較して０．２５以下に設定すれば、転写ローラが感光ドラムから受ける回転モーメントに対して転写軸受け部で転写ローラの従動化移転を妨げる回転モーメントを小さくすることが可能となり、転写従動化においても安定した記録材搬送性を実現できる。その一方で画像形成装置としての品質をあるゆる輸送・配送の状況下を考慮しても保持するためには、転写軸受け部の芯金外径は２．５ｍｍ以上にする必要が明確になった。  
本発明での転写ローラ芯金は、既に説明したように、弾性ゴム層が形成されている箇所はφ６ｍｍであり、軸受けとの摺動部のみをφ３ｍｍとしたため、芯金単品ではストレートではない段差のあるものになっており、弾性ゴム層の形成される部分もφ３ｍｍのストレート形状な芯金で本発明を達成できないかであるが、転写ローラはその製法上、図６に示したように、芯金の上に形成した弾性ゴム層を砥石２０にて研磨することで所望の外径を得る製法を採っているため、弾性ゴム層が形成される部分の芯金径が細過ぎると研磨工程で掛かる力によって芯金が撓んでしまい、所望の外径形状が得られなくなってしまうため、弾性ゴム層が形成される部分の芯金外径をφ３ｍｍとすることは困難である。
【００８４】
又、本発明は転写ローラ外径に対する転写軸受け部の外径比を０．２５以下とすることで、従動化された転写ローラの回転を阻害しないものとする内容であるが、転写ローラの外径によってはこの比が変動することになるが、以下に説明することから比０．２５以下の転写ローラとすれば、転写ローラの外径によらず、常に安定した記録材搬送性が達成できる。
【００８５】
転写ローラが感光ドラムから受ける従動化移転力（回転モーメント）は、転写ローラ外径によらず一定であるが、転写ローラ外径が大きい方が、その転写ローラを回転させるのに要する力は小さくて済むことは明白である。そのため、転写ローラ外径が大きければ転写芯金の軸受け部で生じる回転モーメントが大きくても、転写ローラの従動回転性への影響はない。逆に、転写ローラ外径が小さい場合は、その転写ローラを回転させるのに必要な力は大きくなるため、転写芯金の軸受け部で生じる回転モーメントを小さくする必要が生じる。そのため、比は転写ローラの外径によらず０．２５以下を満足すれば安定した記録材搬送性を実現できる転写ローラとすることが判明した。
【００８６】
又、以下に説明するように転写ローラの外径は或る一定範囲に収まる。
【００８７】
転写ローラは、導電性芯金の上に半導電性の弾性ゴム層を形成することで具体化されている。弾性ゴム層の形成されている部分の芯金外径は先に述べたように、転写ローラ製作時の研磨工程で、芯金が撓まない強度の外径が必要である。部品公差等を見込んだ上で最低必要な外径としてはφ６程度になる。必要以上に外径を太くすることはコスト増になり好ましくない。
【００８８】
一方、弾性ゴム層の肉厚は、適正な転写電流を流す、適正な記録材搬送性を得る、等から一定巾の範囲の転写ニップを得る必要がある。肉厚を薄くしても弾性ゴム層の硬度を下げれば所望の転写ニップを得ることは可能であるが、柔らか過ぎる弾性ゴム層は耐久性に難が生じるため実用的ではない。逆に肉厚を厚くし過ぎると電気的に半導電性の特性を有するゴムであるため、ゴム肉厚が厚くなると所望の抵抗値よりも高くなってしまい、適正な転写電流を流せなくなってしまう欠点がある。
【００８９】
以上のことから、金属製の芯金の上に形成する半導電性の弾性ゴム層は、所定の転写ニップを形成するために、転写ローラとして機能できる一定範囲のゴム硬度である半導電性の弾性ゴムを用いるため、弾性ゴム層は約３．５〜４．５ｍｍの範囲で形成されることに限られる。すると、φ６〜７ｍｍの芯金の上に形成する弾性ゴム層の肉厚により転写ローラの外径は１３ｍｍから１５ｍｍの範囲に必然的になってしまうことになる。
【００９０】
以下に、転写ローラの外径と軸受け部の芯金外径の関係を検討した結果を説明する。
【００９１】
比０．２５以下を満足するには、転写ローラ外径がφ１３ｍｍの場合芯金外径が３．２５ｍｍ以下であること、転写ローラ外径がφ１４ｍｍの場合は芯金外径が３．５ｍｍ以下であれば良い。これら２種類の転写ローラを試作し、先に述べた転写ローラと合わせて後端濃度濃いと後端中抜けを確認した。その結果を表３に示す。
【００９２】
【表３】
2005221868.tif 000005
以上のように、転写ローラ外径に対して軸受け部の外径比を０．２５以下に設定すれば、転写ローラ従動の画像形成装置においても、後端濃度濃いや後端中抜けが実用上問題のない安定した記録材搬送性を実現することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明は、電子写真方式や静電記録方式を利用したプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に対して利用可能性が高い。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明に係る画像形成装置の転写ローラの部分斜視図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置の断面図である。
【図３】本発明に係る画像形成装置の感光ドラム部分の概念説明図である。
【図４】本発明に係る画像形成装置の転写軸受け部の概念説明図である。
【図５】本発明に係る画像形成装置の転写ローラの部分斜視図である。
【図６】本発明に係る画像形成装置の転写ローラの製法概念図である。
【符号の説明】
【００９５】
１    感光ドラム
２    帯電ローラ
３    露光光学系
４    現像装置
５    スリーブ
６    現像ブレード
９    転写ローラ
１０  プロセスカートリッジ
１１  クリーニングブレード
１２  加熱定着装置
１３  レジストローラ
１５  転写軸受け
２０  砥石
９１  転写ローラ芯金
９２  弾性ゴム層
Ｐ    記録材
Ｔ    トナー
【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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