(57)【要約】【課題】表面層が軸方向において均一な電気抵抗を有する転写ロールと比較して、転写電流むらを抑制することができる転写ロール及び画像形成装置を提供する。【解決手段】転写ロール１は、導電性を有する回転軸２と、回転軸２の外周に設けられた弾性層３と、弾性層３の外周に設けられ、軸方向の全長の１／２以上の長さを有する中央部４ａ、４ｂの電気抵抗が両端部４ｃの電気抵抗よりも小さい電気抵抗分布を有する表面層４とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性を有する回転軸と、
前記回転軸の外周に設けられた弾性層と、
前記弾性層の外周に設けられ、軸方向の全長の１／２以上の長さを有する中央部の電気抵抗が前記中央部を除く両端部の電気抵抗よりも小さい電気抵抗分布を有する表面層と、を備えた転写ロール。
【請求項２】
導電性を有する回転軸と、
前記回転軸の外周に設けられた弾性層と、
前記弾性層の外周に設けられ、導電性の粒子を含む樹脂組成物から形成され、海部に島部が分散した海島構造を有し、軸方向の全長の１／２以上の長さを有する中央部に存在する前記島部の平均粒径が前記中央部を除く両端部に存在する前記島部の平均粒径よりも大きい粒径分布を有する表面層と、を備えた転写ロール。
【請求項３】
前記表面層は、前記中央部の電気抵抗が前記両端部の電気抵抗よりも小さい電気抵抗分布を有する、請求項２に記載の転写ロール。
【請求項４】
前記表面層は、前記中央部の中心から前記両端部の両端縁に向かって前記電気抵抗が連続的又は段階的に大きくなる電気抵抗分布を有する、請求項１又は３に記載の転写ロール。
【請求項５】
前記表面層は、前記中央部の中心から前記両端部の両端縁に向かって前記島部の平均粒径が連続的又は段階的に小さくなる粒径分布を有する、請求項２から４のいずれか１項に記載の転写ロール。
【請求項６】
前記表面層は、前記中央部の中心の電気抵抗が前記両端部の両端縁の電気抵抗の１／２以下である、請求項５に記載の転写ロール。
【請求項７】
前記表面層は、前記中央部の中心の前記島部の平均粒径が前記両端部の両端縁の前記島部の平均粒径の２倍以上である、請求項２から４のいずれか１項に記載の転写ロール。
【請求項８】
現像剤像を外周面に保持する像保持部材と、
前記像保持部材で保持された現像剤像を記録媒体に転写するための請求項１から７のいずれか１項に記載の転写ロールを有する転写装置と、を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転写ロール及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式による複写機、プリンタ等の画像形成装置は、例えば、感光体ドラム（像保持部材）上に形成された静電潜像を、トナー（現像剤）を用いた現像器によって現像して、感光体ドラム上にトナー像を形成し、この感光体ドラム上に形成されたトナー像を、給紙部から搬送された用紙上に直接又は中間転写ベルト（像保持部材）を介して転写・定着することにより、画像を形成するように構成されている。このような画像形成装置には、像保持部材上の現像剤像を用紙に転写するための電圧を印加する手段として、導電性を有する転写ロールが用いられている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
特許文献１に記載された転写ロールは、転写むらが発生するのを抑制するため、金属製の軸と、軸の外周に設けられたスポンジ状のゴムローラと、ゴムローラの外周に設けられ、両端部の厚さを中央部の厚さよりも厚くすることより、転写ロールの抵抗値を軸方向において均一にしたものである。
【０００４】
特許文献２に記載された現像ロールは、イオン導電性の弾性層を備える転写ロールにおいて、回転軸の軸方向に沿う抵抗値の差異に起因する転写不良を、簡易な構成により、改善するため、導電性の回転軸と、回転軸の外周に設けられたイオン導電性の弾性層と、少なくとも回転軸の軸方向の両端部において、回転軸と弾性層との間に設けられる半導電性の被覆層とを有し、被覆層は、回転軸の軸方向の中央側から端部に向かって抵抗値が高くなるように設けられた構成を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−３０５１８２号公報
【特許文献２】特開２００９−１０４１９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、表面層が軸方向において均一な電気抵抗を有する転写ロールと比較して、転写電流むらを抑制することができる転写ロール及び画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
［１］導電性を有する回転軸と、
前記回転軸の外周に設けられた弾性層と、
前記弾性層の外周に設けられ、軸方向の全長の１／２以上の長さを有する中央部の電気抵抗が前記中央部を除く両端部の電気抵抗よりも小さい電気抵抗分布を有する表面層と、
を備えた転写ロール。
［２］導電性を有する回転軸と、
前記回転軸の外周に設けられた弾性層と、
前記弾性層の外周に設けられ、導電性の粒子を含む樹脂組成物から形成され、海部に島部が分散した海島構造を有し、軸方向の全長の１／２以上の長さを有する中央部に存在する前記島部の平均粒径が前記中央部を除く両端部に存在する前記島部の平均粒径よりも大きい粒径分布を有する表面層と、
を備えた転写ロール。
［３］前記表面層は、前記中央部の電気抵抗が前記両端部の電気抵抗よりも小さい電気抵抗分布を有する、前記［２］に記載の転写ロール。
［４］前記表面層は、前記中央部の中心から前記両端部の両端縁に向かって前記電気抵抗が連続的又は段階的に大きくなる電気抵抗分布を有する、前記［１］又は［３］に記載の転写ロール。
［５］前記表面層は、前記中央部の中心から前記両端部の両端縁に向かって前記島部の平均粒径が連続的又は段階的に小さくなる粒径分布を有する、前記［２］から［４］のいずれかに記載の転写ロール。
［６］前記表面層は、前記中央部の中心の電気抵抗が前記両端部の両端縁の電気抵抗の１／２以下である、前記［５］に記載の転写ロール。
［７］前記表面層は、前記中央部の中心の前記島部の平均粒径が前記両端部の両端縁の前記島部の平均粒径の１倍以上である、前記［２］から［４］のいずれかに記載の転写ロール。
［８］現像剤像を外周面に保持する像保持部材と、
前記像保持部材で保持された現像剤像を記録媒体に転写するための前記［１］から［７］のいずれかに記載の転写ロールを有する転写装置と、を備えた画像形成装置。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１〜３、６〜８に係る発明によれば、表面層が軸方向において均一な電気抵抗を有する転写ロールと比較して、転写電流むらを抑制することができる。
請求項４、５に係る発明によれば、ニップ領域の面積分布により生じる転写電流むらを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る転写ロールの概略の構成例を示し、（ａ）は全体の断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ部の詳細な構成を模式的に示す断面図である。
【図２】図２（ａ）は、比較例の軸方向の体積抵抗分布を示すグラフ、図２（ｂ）は、比較例の軸方向の転写電流を示すグラフ、図２（ｃ）は、転写ロールのニップ領域を示す図である。
【図３】図３（ａ）は、本実施の形態の軸方向の体積抵抗分布を示すグラフ、図３（ｂ）は、本実施の形態の軸方向の転写電流を示すグラフである。
【図４】図４は、本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置の概略の構成例を示す図である。
【図５】図５は、島部の平均粒径と体積抵抗との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態及び実施例について図面を参照して説明する。なお、各図中、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付してその重複した説明を省略する。
【００１１】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る転写ロールの概略の構成例を示し、（ａ）は全体の断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ部の詳細な構成を模式的に示す断面図である。
【００１２】
（転写ロールの構成）
この転写ロール１は、導電性を有する回転軸２と、回転軸２の外周に設けられた弾性層３と、弾性層３の外周に設けられた表面層４とを備える。
【００１３】
（回転軸の構成）
回転軸２は、例えば、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、銅合金等の金属又は合金から形成されている。なお、回転軸２は、樹脂やセラミック等の非導電性材料の表面にメッキを施して導電性が付与されたものでもよい。
【００１４】
（弾性層の構成）
弾性層３は、例えば、ゴム材料（弾性材料）を含み、その他に、導電剤とその他の添加剤とを含んでもよい。弾性層３は、例えば、ゴム材料（弾性材料）を含み、その他に、導電剤とその他の添加剤とを含んでもよい。弾性層３は、導電性の発泡弾性層でもよく、導電性の非発泡弾性層でもよいが、表面層４を形成時の弾性層への塗布液の侵入防止の観点から非発泡弾性層が好ましい。弾性層３の厚さは、例えば１〜１０ｍｍである。
【００１５】
ゴム材料（弾性材料）としては、例えば、少なくとも化学構造中に二重結合を有する弾性材料が挙げられる。ゴム材料として具体的には、例えば、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、ブチルゴム、ポリウレタン、シリコーンゴム、フッ素ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド共重合ゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド−アリルグリシジルエーテル共重合ゴム、エチレン−プロピレン−ジエン３元共重合ゴム（ＥＰＤＭ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム（ＮＢＲ）、天然ゴム等、及びこれらを混合したゴムが挙げられる。これらのゴム材料の中でも、ポリウレタン、ＥＰＤＭ、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド共重合ゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド−アリルグリシジルエーテル共重合ゴム、ＮＢＲ、及びこれらを混合したゴムが好適に挙げられる。
【００１６】
導電剤は、ゴム材料の導電性が低い場合やゴム材料が導電性を有しない場合などに用いる。導電剤としては、電子導電剤とイオン導電剤とが挙げられる。
【００１７】
電子導電剤としては、例えば、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等のカーボンブラック；熱分解カーボン、グラファイト；アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス鋼等の各種導電性金属又は合金；酸化錫、酸化インジウム、酸化チタン、酸化錫−酸化アンチモン固溶体、酸化錫−酸化インジウム固溶体等の各種導電性金属酸化物；絶縁物質の表面を導電化処理したもの；などの粉末が挙げられる。
【００１８】
ここで、カーボンブラックとして具体的には、デグサ社製の「スペシャルブラック３５０」、同「スペシャルブラック１００」、同「スペシャルブラック２５０」、同「スペシャルブラック５」、同「スペシャルブラック４」、同「スペシャルブラック４Ａ」、同「スペシャルブラック５５０」、同「スペシャルブラック６」、同「カラーブラックＦＷ２００」、同「カラーブラックＦＷ２」、同「カラーブラックＦＷ２Ｖ」、キャボット社製「ＭＯＮＡＲＣＨ１０００」、キャボット社製「ＭＯＮＡＲＣＨ１３００」、キャボット社製「ＭＯＮＡＲＣＨ１４００」、同「ＭＯＧＵＬ−Ｌ」、同「ＲＥＧＡＬ４００Ｒ」等が挙げられる。
【００１９】
電子導電剤は、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。電子導電剤の含有量は、例えば、ゴム材料１００質量部に対して、１質量部以上３０質量部以下であることがよく、望ましくは１５質量部以上２５質量部以下である。
【００２０】
イオン導電剤としては、例えば、四級アンモニウム塩（例えばラウリルトリメチルアンモニウム、ステアリルトリメチルアンモニウム、オクタドデシルトリメチルアンモニウム、ドデシルトリメチルアンモニウム、ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、変性脂肪酸・ジメチルエチルアンモニウニウム等の過塩素酸塩、塩素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、硫酸塩、エトサルフェート塩、ハロゲン化ベンジル塩（例えば、臭化ベンジル塩、塩化ベンジル塩等）等）、脂肪族スルホン酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩、高級アルコールエチレンオキサイド付加硫酸エステル塩、高級アルコール燐酸エステル塩、高級アルコールエチレンオキサイド付加燐酸エステル塩、各種ベタイン、高級アルコールエチレンオキサイド、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、多価アルコール脂肪酸エステルなどが挙げられる。イオン導電剤は、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。イオン導電剤の含有量は、例えば、ゴム材料１００質量部に対して、０．１質量部以上５．０質量部以下の範囲であることがよく、望ましくは０．５質量部以上３．０質量部以下である。
【００２１】
その他の添加剤としては、例えば、発泡剤、発泡助剤、軟化剤、可塑剤、硬化剤、加硫剤、加硫促進剤、酸化防止剤、界面活性剤、カップリング剤、充填剤（シリカ、炭酸カルシウム等）などの通常弾性層に添加され得る材料が挙げられる。
【００２２】
（表面層の構成）
表面層４は、導電性粒子（例えばカーボンブラック）４３を含む樹脂組成物により形成され、海部４１に略球状の島部４２ａ、４２ｂ（これらを総称するときは「島部４２」という。）が分散した海島構造を有する。表面層４の厚さは、例えば１０〜２０μｍである。
【００２３】
表面層４は、例えば導電性粒子を含む熱硬化性樹脂と、溶剤と、熱硬化性樹脂又は溶剤に対して非相溶性を有する硬化剤とを含む塗布液を弾性層３の外周に塗布し乾燥、焼結することで形成される。
【００２４】
（海部の材料）
海部４１の主たる構成材料として、例えばフッ素系ウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。また、島部４２の主たる構成材料として、例えばイソシアネート化合物、ヘキサメチレンジイソシアネート等の硬化剤を用いることができる。
【００２５】
海部４１の熱硬化性樹脂としては、硬化剤中のイソシアネート基と反応し得る官能基を有する樹脂であればよい。このようなイソシアネート基と反応し得る官能基を有する樹脂としては、分子内に水酸基を有するアクリルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、ポリオレフィンポリオール等のポリオールが挙げられる。また、機能向上等の目的で、例えば、フルオロオレフィン共重合体（例えば、四フッ化エチレン−ビニルモノマー共重合体、四フッ化エチレン−アルキルビニルエーテル共重合体等）、フッ化ビニル共重合体を付加してもよい。熱硬化性樹脂として好適な市販品としては、ダイキン工業社製のゼッフルＧＫ５７０、旭硝子社製のルミフロン等が挙げられる。
【００２６】
（島部の材料）
島部４２のイソシアネート化合物としては、硬化剤として周知のものが挙げられるが、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）のイソシアヌレート３量体（市販品「タケネートＤ−１７０Ｎ（三井武田ケミカルズ社製）」、「スミジュール  Ｎ３３００（住化バイエルウレタン社製）」等）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）のイソシアヌレート３量体（市販品「Ｔ１８９０（デグッサ社製）」）、ＨＤＩとトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）との混合イソシアヌレート３量体（市販品「デスモジュールＨＬ（住化バイエルウレタン社製）」、その他イソシアヌレート３量体（市販品「デュラネートＴＫＡ−１００（旭化成（株）製）」、「デュラネートＴＰＡ−１００（旭化成（株）製）」）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、アダクト体（市販品「デュラネートＥ４０２−８０Ｂ（旭化成（株）製）」）、ビュレット体（市販品「デュラネート２２Ａ−７５Ｐ」「デュラネート２１Ｓ−７５Ｅ」）等が挙げられる。
【００２７】
（相溶性の指標や構造による好ましい組み合わせについて）
塗布工程で用いる塗布液は、上述したイソシアネート化合物を２種以上含むが、このイソシアネート化合物の組み合わせ、混合比率等の調整により、所望の海島構造を形成し得る。イソシアネート化合物の組み合わせとしては、海島構造の形成性の点から、塗布液中に共存する熱硬化性樹脂又は溶剤に対し相溶性が異なる少なくとも２種のイソシアネート化合物を含む組み合わせが好ましく、特に、溶剤に対し相溶性の異なる少なくとも２種のイソシアネート化合物を含む組み合わせことがより好ましい。このような組合せとして、例えば、デュラネート２２Ａ−７５ＰとデュラネートＥ４０５−７０Ｂ、デュラネート２１Ｓ−７５ＥとデュラネートＥ４０５−７０Ｂ、デュラネートＴＰＡ−１００とデュラネートＥ４０２−８０Ｂ等が挙げられる。
【００２８】
（粒径分布及び抵抗分布）
表面層４は、軸方向Ｂの全長Ｌの１／２以上の長さＬａｂを有する中央部、すなわち第１の中央部４ａ及び第２の中央部４ｂに存在する島部４２ａ、４２ｂの平均粒径が第１及び第２の中央部４ａ、４ｂを除く両端部４ｃに存在する島部４２ｃの平均粒径よりも大きい粒径分布を有する。具体的には、第１の中央部４ａ、第２の中央部４ｂ、端部４ｃは、この順で島部４２の平均粒径が段階的に小さくなる粒径分布を有する。なお、第１の中央部４ａの中心の島部４２ａの平均粒径は、例えば両端部４ｃの両端縁の島部４２ｃの平均粒径の２倍以上でもよい。
【００２９】
すなわち、フッ素系ウレタン樹脂の体積抵抗は、フッ素ウレタン樹脂に分散した導電性粒子４３により制御され、島部４２との相互作用により島部４２の生長とともに導電性粒子４３が凝集し、低抵抗化する。この結果、表面層４は、第１及び第２の中央部４ａ、４ｂの体積抵抗が両端部４ｃの体積抵抗よりも小さい抵抗分布を有する。具体的には、第１の中央部４ａ、第２の中央部４ｂ、端部４ｃは、この順で体積抵抗が段階的に大きくなる抵抗分布を有する。なお、第１の中央部４ａの中心の体積抵抗は、例えば両端部４ｃの両端縁の体積抵抗の１／２以下でもよい。ここで、体積抵抗は、電気的抵抗の一例である。
【００３０】
なお、第１の中央部４ａの中心から両端部４ｃの両端縁に向かって島部４１の平均粒径が連続的に小さくなる粒状分布、すなわち体積抵抗が連続的に大きくなる抵抗分布を有してもよい。
【００３１】
島部４２の平均粒径は、０．５μｍ以上７μｍ以下が好ましい。島部４２の平均粒径の下限を０．５μｍ以上としたのは、島部４２の表面に導電性粒子４３を凝集させ易くするためである。島部４２の平均粒径の上限を７μｍ以下としたのは、７μｍを超えると、島部４２の形成が難しく、かつ塗膜の機械的な強度が落ちるからである。
【００３２】
なお、第１の中央部４ａと第２の中央部４ｂ、第２の中央部４ｂと端部４ｃの境界は明確になっている必要はなく、島部の平均粒径が段階的又は徐々に変化してもよい。
【００３３】
（島部の平均粒径の測定方法）
島部４２の平均粒径は、表面層４を軸方向Ｂに沿って切断し、断面にＡｒガスのプラズマ処理でエッチングした後、ＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）画像を観察することで測定することができる。すなわち、ＳＥＭ画像から島部の占有面積を求め、占有面積から島部の形状を球と仮定して体積換算により平均粒径を求める。具体的には、ＳＥＭ画像は任意の位置で島部を切断しているので、球中心で切った場合の島部はＳＥＭ画像で最大の島部となると仮定し、ＳＥＭ画像から島部サイズの大きい順に上位１０％程度の島部総面積を島部個数で除して得られた島部１個の平均面積を真円として直径に換算することにより平均粒径を求める。
【００３４】
（島部の平均粒径の制御）
島部４２の平均粒径は、熱硬化性樹脂又は溶剤に対して相溶性が異なる複数のイソシアネートの混合比率に依存する。また、島部４２の平均粒径は 、溶剤比率、塗装後の乾燥条件で制御することが可能である。例えば、早く乾燥させるほど島部４２の平均粒径が小さくなり、遅く乾燥させるほど島部４２の平均粒径が大きくなる。
【００３５】
（転写ロールの製造方法）
次に、転写ロール１の製造方法の一例について説明する。まず、上記した回転軸２を準備する。次に、ＥＣＯ６０質量部とＮＢＲ３０質量部とを混合し、これに硫黄１質量部と、加硫促進剤１．５質量部と、発泡剤６質量部を添加してオープンロールで混練りした混合物を回転軸２の外周に形成する。次に、その混合物を加熱して加硫発泡させる。次に、発泡させた外周面を研磨して所望の直径の弾性層３を形成する。
【００３６】
次に、熱硬化性樹脂（例えばフッ素系ポリオール）に溶剤（例えば酢酸ブチル）を加えて希釈液を形成する。次に、希釈液にフッ素系ポリオール１００質量部に対してカーボンブラック２０質量部を加えて樹脂液を形成する。次に、その樹脂液１００重量部に対して、硬化剤として例えば２種以上のイソシアネート化合物３５質量部、必要に応じて溶剤（例えば酢酸ブチル）１０質量部を加えて分散処理を行い、塗布液を形成する。
【００３７】
次に、上記塗布液を弾性層３の外周面に塗装しつつ塗膜を乾燥することにより表面層４を形成する。このとき、第１の中央部４ａに対応する領域については、その近傍に設置したヒータにより温度及び時間を制御して最も遅く乾燥させて、島部４２ａの粒径が大きい第１の中央部４ａを形成する。第２の中央部４ｂに対応する領域については、その近傍に設置したヒータにより温度及び時間を制御して次に遅く乾燥させて、島部４２ｂの粒径が島部４２ａの次に大きい第２の中央部４ｂを形成する。端部４ｃに対応する領域については、その近傍に設置したヒータにより温度及び時間を制御して早く乾燥させて、島部４２ｃの粒径が小さい端部４ｃを形成する。なお、ヒータの数は３つに限られず、２つでも４つ以上でもよい。
【００３８】
（第１の実施の形態の作用）
第１の実施の形態の作用を説明する前に、比較例の作用を説明する。
【００３９】
図２（ａ）は、比較例の軸方向の体積抵抗分布を示すグラフ、図２（ｂ）は、比較例の軸方向の転写電流を示すグラフ、図２（ｃ）は、転写ロールのニップ領域を示す図である。比較例の転写ロール１０は、第１の実施の形態と同様に、回転軸２の外周に弾性層３を形成し、図２（ａ）に示すように、弾性層３の外周に回転軸２の軸方向Ｂに沿って体積抵抗が均一な表面層１４が形成されたものである。中間転写ベルト５上に形成されたトナー像は、図２（ａ）に示すように、中間転写ベルト５と転写ロール１０の回転軸２との間に二次転写バイアスを印加した状態で中間転写ベルト５と転写ロール１０との間に挟まれた用紙Ｐに転写される。転写ロール１０は、中間転写ベルト５に対して予め定められた荷重で押し付けられているため、図２（ｃ）に示すように、互いに圧接される領域（ニップ領域）が形成される。ニップ領域の形状は、両端側が中央付近よりも軸方向Ｂに直交する幅方向が広くなっている。このため、転写電流は、図２（ｂ）に示すように、ニップ領域の幅方向の広がりに応じて大きくなり、軸方向Ｂで不均一となり、画像に転写欠陥を生じる場合もある。
【００４０】
また、転写電流が用紙Ｐが通過しない領域に流れ込むことにより用紙Ｐの両端部付近が電流不足となり、画像に転写欠陥を生じる場合もある。
【００４１】
図３（ａ）は、本実施の形態の軸方向の体積抵抗分布を示すグラフ、図３（ｂ）は、本実施の形態の軸方向の転写電流を示すグラフである。図３（ａ）は、第１の中央部４ａの中心から両端部４ｃの両端縁に向かって体積抵抗が連続的に大きくなる抵抗分布を有する場合を示す。ニップ領域の形状が、図２（ｃ）に示すように、両端側が中央付近よりも幅方向が広くなっても、抵抗分布によってそれをキャンセルして図２（ａ）に示すように、軸方向Ｂにおいて均一な転写電流が得られる。
【００４２】
すなわち、本実施の形態によれば、導電性ローラの表面層４は、体積抵抗を第１の中央部４ａで低くし、端部４ｃで高くすることにより、ニップ領域の面積分布により生じる転写電流むらを抑制し、軸方向Ｂに均一な転写が可能になる。また、表面層が軸方向Ｂにおいて均一な電気抵抗を有する転写ロールと比較して、記録媒体が通過しない領域への転写電流の流れ込みにより記録媒体の両端部付近での電流不足による転写不良が抑制される。
【００４３】
［第２の実施の形態］
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置の一例を示す構成図である。この画像形成装置１００は、略箱型状の筐体１１１を有し、この筐体１１１内の下部に、記録媒体の一例としての用紙Ｐを収容する給紙トレイ１１２Ａ、１１２Ｂを着脱可能に設け、筐体１１１の上部に、記録済みの用紙Ｐが排出される排出トレイ１１３を配設し、給紙トレイ１１２Ａ、１１２Ｂから排出トレイ１１３に至るように用紙搬送路１１４を形成している。用紙搬送路１１４上には、給紙トレイ１１２Ａ、１１２Ｂから用紙Ｐを用紙搬送路１１４に１枚ずつ取り込むピックアップロール１４０、ピックアップロール１４０により取り込まれた用紙Ｐを捌く捌きロール１４１、及び用紙Ｐを搬送する搬送ロール１４２が配設され、さらに後述する二次転写ベルト１１５及び定着器１１６が配設されている。
【００４４】
また、画像形成装置１００は、筐体１１１内の給紙トレイ１１２Ａ、１１２Ｂの上部に画像形成部１２０を配置している。画像形成部１２０は、図中の矢印方向に回転しながら、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）各色の現像剤画像が形成される感光体ドラム１２１Ｙ、１２１Ｍ、１２１Ｃ、１２１Ｋ（これらを総称するときは「感光体ドラム１２１」ともいう。）と、感光体ドラム１２１の表面を一様に帯電する帯電器１２２Ｙ、１２２Ｍ、１２２Ｃ、１２２Ｋと、帯電した感光体ドラム１２１にＹＭＣＫ各色の画像データに基づいて変調された露光光を照射することによりＹＭＣＫ各色の静電潜像を形成する露光器１２３Ｙ、１２３Ｍ、１２３Ｃ、１２３Ｋと、静電潜像をトナーで現像することにより、感光体ドラム１２１の表面にトナー像を形成する現像器１２４Ｙ、１２４Ｍ、１２４Ｃ、１２４Ｋとを備える。ここで、感光体ドラム１２１は、像保持部材の一例である。なお、像保持部材は、感光体ベルトもよい。
【００４５】
画像形成部１２０は、転写後の感光体ドラム１２１の表面に残留しているトナーを回収する感光体クリーニング装置１２６Ｙ、１２６Ｍ、１２６Ｃ、１２６Ｋと、転写後の感光体ドラム１２１を除電する除電装置１２７Ｙ、１２７Ｍ、１２７Ｃ、１２７Ｋとを備える。
【００４６】
画像形成部１２０は、駆動ロール１３０、バックアップロール１３１Ａ、従動ロール１３１Ｂ、１３１Ｃ、１３２に張架された中間転写ベルト１３３を備える。中間転写ベルト１３３は、感光体ドラム１２１に接触しながら図中の矢印方向に循環移動する。ここで、中間転写ベルト１３３は、像保持部材の一例である。
【００４７】
中間転写ベルト１３３を挟んで感光体ドラム１２１の反対側に、一次転写ロール１２５Ｙ、１２５Ｍ、１２５Ｃ、１２５Ｋを設けており、感光体ドラム１２１と形成するニップ領域において、感光体ドラム１２１の表面のトナー像を圧接力と静電力により中間転写ベルト１３３に転写する。ここで、一次転写ロール１２５Ｙ、１２５Ｍ、１２５Ｃ、１２５Ｋは、一次転写手段の一例である。トナー像は、現像剤像の一例である。
【００４８】
また、中間転写ベルト１３３を挟んでバックアップロール１３１Ａの反対側に、前述した二次転写ベルト１１５を設けており、バックアップロール１３１Ａと形成するニップ領域において、中間転写ベルト１３３上のトナー像を転写装置により用紙Ｐに二次転写する。転写装置は、二次転写ベルト１１５を転写ロール１１５ａ及び従動ロール１１５ｂに掛け渡した構成を有する。二次転写ベルト１１５は、転写ロール１１５ａ及び従動ロール１１５ｂの回転によって循環移動する。バックアップロール１３１Ａ（又は二次転写ベルト１１５）には、二次転写バイアスが図示しない転写用電源部から供給される。二次転写バイアスとしては、トナーの帯電極性と同極性（又は逆極性）を示す直流の電圧等が供給される。ここで、転写用電源部は、二次転写手段の一例である。
【００４９】
用紙Ｐに転写されたトナー像は、定着器１１６によって定着された後、排出トレイ１１３に排出される。ここで、定着器１１６は、定着手段の一例である。
【００５０】
また、画像形成部１２０は、中間転写ベルト１３３の搬送方向に沿って配置された感光体ドラム１２１Ｙの上流側に、中間転写ベルト１３３を挟んで駆動ロール１３０及び従動ロール１３１Ｂ、１３１Ｃの反対側にベルトクリーニング装置１５０を配設し、ベルトクリーニング装置１５０を駆動ロール１３０及び従動ロール１３１Ｂ、１３１Ｃ側へ押圧して、中間転写ベルト１３３上に残留しているトナーを掻き取って回収している。また、二次転写ベルト１１５上に残留しているトナーをブレード等で掻き取って回収するように構成されている。
【００５１】
（第２の実施の形態の作用・効果）
第２の実施の形態によれば、転写ロール１１５ａに第１の実施の形態の転写ロール１を用いることにより、表面層が軸方向Ｂにおいて均一な体積抵抗を有する転写ロールと比較して、転写電流むらが改善され、画像の転写欠陥が抑制される。
【００５２】
次に、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００５３】
（弾性層）
弾性層３は、以下のように作製した。まず、エチレンオキサイド基を含有することで、イオン伝導性に優れるエピクロルヒドリンゴム（ＥＣＯ：エピクロマーＣＧ−１０２：ダイソ−社製）６０質量部とアクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ：ニポールＤＮ−２１９：日本ゼオン社製）３０質量部とを混合し、これに硫黄（鶴見化学工業社製  ２００メッシュ）１質量部と、加硫促進剤（大内新興化学工業社製  ノクセラ−Ｍ）１．５質量部を添加して、オープンロールで混練りして混合物を得た。 次に、その混合物を原料として１６０℃で加硫させ、押し出し成形により直径１４ｍｍ、長さ３８０ｍｍのステンレス鋼製の回転軸２の外周面にロール状に成形し、外周面を研磨して外径２４ｍｍの弾性層３を形成した。回転軸２及び弾性層３は、後述する比較例１でも同じものを用いた。
【００５４】
（表面層）
（１）表面層用の塗布液の調整
フッ素系ウレタン樹脂（硬化性樹脂）であるポリイソシアネートとしてゼッフルＧＫ−５７０（ダイキン工業社製、水酸基価６０）を、酢酸ブチル（溶剤）にて固形分が６０％となるように希釈した。
【００５５】
この希釈液に、硬化性樹脂１００質量部に対して、カーボンブラック（Ｄｅｇｕｓｓａ社製ＳＢ４Ａ、粒子径２５ｎｍ）２０質量部を加え、この液をジェットミル分散機「Ｇｅａｎｕｓ  ＰＹ（ジーナス社製）」により、分散処理（圧力＝２００Ｎ／ｍｍ２、衝突回数＝５パス）して樹脂液を得た。
【００５６】
上記樹脂液１００質量部に対して、イソシアネート化合物（硬化剤）として、デュラネートＴＫＡ−１００（旭化成（株）製：固形分１０％、酢酸ブチル希釈液）及びデュラネートＥ４０２−８０Ｂ（旭化成（株）製：固形分４０％、酢酸ブチル希釈液）を用い、デュラネート／ポリオール配合比（ＮＣＯ／ＯＨ比）が１．２になるように調整した。その後、酢酸ブチル２５質量部を加え、表面層４用の塗布液を得た。なお、デュラネートＴＫＡ−１００は、硬化性樹脂又は溶剤に対して相溶性を有し、デュラネートＥ４０２−８０Ｂは、硬化性樹脂又は溶剤に対して非相溶性を有する。
【００５７】
（２）表面層用の塗布液の塗布
弾性層３に外周に表面層４用の塗布液をフローコート法で塗布して成膜する。
【００５８】
（３）塗布液の乾燥
乾燥には遠赤外線ヒータを用いた。遠赤外線ヒータを軸方向Ｂの第１の中央部４ａ近傍と両端部４ｃ近傍の合計３ヵ所に配置し、塗布液を乾燥した。この乾燥では、軸方向Ｂに乾燥速度の分布を持たせるため、軸方向Ｂの位置で遠赤外線ヒータの出力を調整した。具体的には、軸方向Ｂの第１の中央部４ａ近傍に配置した遠赤外線ヒータの出力が最も小さく、両端部４ｃ近傍に配置した遠赤外線ヒータに出力を大きくした。
【００５９】
（４）表面層の焼成
塗布液を乾燥した後の乾燥膜を１４０℃、２０分加熱して焼成した。端部４ｃの軸方向Ｂの長さＬｃは２０ｍｍ、第１及び第２の中央部４ａ、４ｂの軸方向Ｂの長さＬａｂは３１０ｍｍであった。長さＬａｂは、転写電流が用紙Ｐが通過しない領域に流れる込むことを抑制するため、用紙Ｐの幅（軸方向Ｂの長さ）よりも大きいのが好ましい。表面層４の厚さは１６μｍであった。
【００６０】
（比較例１）
比較例１は、弾性層３の外周に実施例１の表面層用の塗布液を塗布し、塗布液を遠赤外線ヒータにより軸方向Ｂで均一に乾燥、焼成したものである。
【００６１】
表１は、実施例１と比較例１との比較を示す。
【表１】
2016042149.tif 000003
【００６２】
（評価方法）
海島構造の観察は、試料断面を片刃カミソリで切り出しＡｒイオンエッチング処理を施し、ＳＥＭにより観察した。表１において、島部の平均粒径は、１μｍ以下を「小」、１〜３μｍを「中」、３μｍ以上を「大」で表す。また、表１において、体積抵抗は、６．９ｌｏｇΩ以下を「低」、６．９〜７．２ｌｏｇΩを「中」、７．２ｌｏｇΩ以上を「高」で表す。
【００６３】
＜画像濃度面内むら＞
また、表１において、画像濃度面内むらは、富士ゼロックス社製「Ducucentere C6550」に装着し、２２℃、５５％ＲＨの常温常湿環境下で、用紙に対し、画像濃度３０％のハーフトーン画像を一面に形成し、画像濃度むらを評価した。画像濃度面内むらは、極めて良好な場合を◎、不良の場合を×で表す。
【００６４】
＜体積抵抗＞
測定対象の層を単層膜で弾性層３の外周に塗装、焼成して抵抗測定用の転写ローラを作製し、この転写ローラの表面層を弾性層３から分離し、インピーダンス測定装置を用いて表面層の抵抗を測定し、それを体積抵抗とした。
【００６５】
図５は、島部の平均粒径と体積抵抗との関係を示すグラフである。図５は、島部の平均粒径が０．９μｍ、２．５μｍ、６．０μｍについて体積抵抗を測定した結果、それぞれ１１．７ｌｏｇΩ、１１．５ｌｏｇΩ、６．０ｌｏｇΩとなった。
【００６６】
（考察）
表１から分かるように、実施例１では、３つの遠赤外線ヒータの出力を制御することで、第１の中央部４ａ、第２の中央部４ｂ、端部４ｃにおいてそれぞれ大きさの異なる島部４２を形成することができた。実施例１は、比較例１とは異なり、島部４２の粒径が最も大きい第１の中央部４ａの体積抵抗が最も低く、島部４２の粒径が最も小さい端部４ｃの体積抵抗が最も高い抵抗分布が得られたことが分かる。実施例１と比較例１との抵抗分布の相違から、実施例１は画像濃度面内むらが極めて良好な結果が得られ、比較例１は不良となった。
【００６７】
図５から、島部の平均粒径が大きいほど体積抵抗が小さくなることが分かる。したがって、島部の平均粒径を制御して所望の粒径分布を得ることにより、所望の抵抗分布を得ることができることが分かる。
【００６８】
［他の実施の形態］
本発明は、上記実施の形態に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲内で種々に変形実施が可能である。例えば、上記実施の形態では、転写ロールを二次転写に適用した場合について説明したが、感光体ドラム又は感光体ベルトから記録媒体に直接転写する場合に適用してもよい。また、本発明は、本発明の要旨を変更しない範囲内で上記実施の形態の構成要素の一部を省いてもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１…転写ロール、２…回転軸、３…弾性層、４…表面層、
４ａ…第１の中央部、４ｂ…第２の中央部、４ｃ…端部、５…中間転写ベルト、
１０…転写ロール、１４…表面層、４１…海部、４２、４２ａ〜４２ｃ…島部、
４３…導電性粒子、
１００…画像形成装置、１１１…筐体、１１２Ａ、１１２Ｂ…給紙トレイ、
１１３…排出トレイ、１１４…用紙搬送路、１１５…二次転写ベルト、
１１５ａ…転写ロール、１１５ｂ…従動ロール、１１６…定着器、
１２０…画像形成部、
１２１Ｙ、１２１Ｍ、１２１Ｃ、１２１Ｋ…感光体ドラム、
１２２Ｙ、１２２Ｍ、１２２Ｃ、１２２Ｋ…帯電器、
１２３Ｙ、１２３Ｍ、１２３Ｃ、１２３Ｋ…露光器、
１２４Ｙ、１２４Ｍ、１２４Ｃ、１２４Ｋ…現像器、
１２５Ｙ、１２５Ｍ、１２５Ｃ、１２５Ｋ…一次転写ロール、
１２６Ｙ、１２６Ｍ、１２６Ｃ、１２６Ｋ…感光体クリーニング装置、
１２７Ｙ、１２７Ｍ、１２７Ｃ、１２７Ｋ…除電装置、
１３０…駆動ロール、１３１Ａ…バックアップロール、
１３１Ｂ、１３１Ｃ、１３２…従動ロール、１３３…中間転写ベルト、
１４０…ピックアップロール、
１４１…捌きロール、１４２…搬送ロール、１５０…ベルトクリーニング装置
Ｐ…用紙
【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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