JP2000250334A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 感光体膜厚、特に両端部近傍の膜厚減少を抑
制することで、感光体の長寿命化を図り、長期にわたっ
て良好な画像を安定的に得ること。 【解決手段】 回動自在な感光体１、感光体１を一様帯
電する帯電ブラシ２、帯走査露光を行う走査露光手段、
感光体１上の静電潜像にトナーを供給してトナー像とし
て現像する現像ローラ４、両端部近傍の付勢部材を介し
て感光体１に対し当接対向配置され、トナー像を転写材
上へ転写する回動自在な転写ローラ５を有し、転写ロー
ラ５の表面周速は、感光体１の表面周速に対して約２．
３％未満の範囲で相対的に遅くなるように設定し、転写
ローラ５の長手方向幅Ｗ２’が、画像形成可能な転写材
の長手方向における最大幅Ｗ１よりも約６ｍｍを超えな
い範囲で狭く設定した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置の技
術分野に属し、さらに詳しくは像但持体上のトナー像を
転写材へ転写させるために転写ローラを用いる複写機、
プリンタ等の画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、顕像剤としてトナーを用いた
所謂電子写真方式を採用した電子写真複写機、プリンタ
等の画像形成装置においては、感光体上のトナー像を記
録紙等の転写材に転写するに際して、記録紙の裏面から
コロナ放電を行うコロナ転写方式が広く用いられてき
た。

【０００３】しかしながら、上述したコロナ転写方式は
コロナ放電のために数キロボルト程度の高電圧を印加さ
せる必要があり、高電圧回路や絶縁対策の必要性から装
置の高価格化を招来すると共に、放電によって発生する
オゾンが装置構成部品を酸化させて損傷を与え、特に、
感光体の寿命を短くしてしまうという問題があり、さら
に、発生するオゾンは装置を使用する者に対し不快感を
与え、オゾン濃度が高くなると人体に有害であるという
問題もあった。

【０００４】この問題を解決するために、円筒状の転写
ローラを記録紙の裏面から感光体方向に対し密着させて
転写を行うローラ転写方式が提案されている。当該ロー
ラ転写方式は、一定の電圧を印加した導電性の転写ロー
ラを記録紙の裏面から接触させてトナー像の転写を行う
もので、一般的に転写ローラに数１００Ｖ〜２．０ｋＶ
程度の電圧を印加することで転写動作を行うことが可能
である。

【０００５】またローラ転写方式ではオゾン発生が無い
か若しくはコロナ転写方式と比して極めて少ないので、
人体へ悪影響を与えることも無く、環境にも優しいとい
ったメリットがあると共に、転写ローラに印加する電圧
が従来に比べて低く設定できるため、高電圧を印加する
ための高圧基板の小型化が可能であり、しかも感光体と
記録紙の密着性が良いためトナーの散りや画像の乱れが
少ないというメリットがある。

【０００６】一方、情報処理機器のパーソナル化の進展
に伴い、小型化、簡易化、低価格化が図られ、さらに低
電圧で安定した転写動作が可能な電子写真複写機、プリ
ンタ等の画像形成装置が強く要望されてきており、近年
の小型プリンタの多くは上述した転写ローラ方式を採用
することで小型化を図られている。

【０００７】転写ローラ方式を採用した小型プリンタに
ついては、これまで種々の提案がなされてきており、例
えば特許掲載公報第２７４４２６４号に記載の技術で
は、帯電部材の端部の汚れを防止し、長期間にわたり像
担持体の表面を均一に帯電することを目的として、帯電
部材の長手方向の幅を転写部材の長手方向の幅よりも大
きくし、転写部材の長手方向において、転写材の最大幅
を転写部材の幅よりも小さくした画像形成装置が開示さ
れており、転写材Ｐ（転写紙）の最大幅Ｗ１を転写ロー
ラ幅Ｗ２よりも小さくした場合を図７に示す。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ローラ転写方式にあっては、転写ローラを感光体に押し
当てる当接力と転写材中に含有される炭化カルシウム等
の硬質物質とにより、画像形成枚数の増大に伴って感光
体の膜厚減少が進行し、帯電電位の低下や露光後表面電
位の低下が発生し、画質低下の大きな原因になるという
問題がある。

【０００９】図９は感光体の使用時間と感光体の膜厚の
関係について示したグラフであり、例えば感光体の使用
時間が２５０ｋ秒のときに感光体の膜厚が２０μｍであ
ったものが（図中Ｐ点）、使用時間が４２０ｋ秒のとき
に膜厚が１５μｍまで膜厚が減少（図中Q点）している
ことがわかる。

【００１０】この場合、感光体の使用時間（画像形成枚
数）の増大に伴い、初期に２５μmだった膜厚が６００
ｋ秒を過ぎたあたりで５μm以下に減少することになる
が、このときの表面電位と残留電位の関係を模式的に示
したのが図１０のグラフであり、感光体の使用時間が増
大するにつれて表面電位は段階的に減少する一方、残留
電位は段階的に増加し、表面電位と残留電位との差が縮
まることとなる。

【００１１】現在主流となっている反転現像方式を用い
る画像形成装置では、図８に示しているように、上述し
た感光体の膜厚減少が進行して感光体の帯電電位Ｖ０が
低下すると、帯電電位Ｖ０と現像バイアスＤＶＢとの差
である所謂バックグラウンドマージンが減少し、非画像
部におけるかぶりを生じ、画質の劣化を招来することと
なる。

【００１２】また、このようにかぶりを生じると、本来
は現像に必要とされないトナーが余分に感光体表面に吸
着することになり、トナー消費量の増加によりランニン
グコスト、サービスコストが上昇し、クリーニングブレ
ードも早期に劣化摩耗する問題もある。

【００１３】さらに、図１１に示すように、転写ローラ
は、感光体に当接するべくバネ等の付勢部材を用いて両
端部を図中上方向に付勢させているが、転写ローラの両
端部はバネで付勢されるポイントに近いことから、感光
体と密着された状態となり、転写ローラ中央部では、感
光体から退避する方向に反るような変形状態となってい
る。

【００１４】従い、特に感光体の両端部は中央部と比し
て接触圧が大きくなり、さらに転写材の両端エッジ部分
から炭化カルシウム等の硬質物質が脱落して感光体へ付
着しやすいことから、機械的な圧力と研磨剤としての作
用が重なり合い、感光体の両端部近傍の摩耗が速やかに
進行し、長期間にわたって安定した画像品位を保つこと
が難しくなるという問題があった。

【００１５】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、ローラ転写方式を採用した画
像形成装置における感光体膜厚、特に両端部近傍の膜厚
減少を抑制することで、感光体の長寿命化を図り、長期
にわたって良好な画像を安定的に得ることを目的とす
る。

【００１６】また、早期の膜厚減少による感光体交換の
手間、余分なトナー消費に伴うトナー補充の手間、消耗
部品の定期的な交換等の維持補修作業の発生頻度を少な
くすることで、装置の維持コスト、サービスコストを低
減できる画像形成装置を提供することを目的としてい
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、回動自在な像担持体と、前記像担持体を一様帯電す
るための帯電手段と、帯電された前記像担持体に静電潜
像を形成するために走査露光を行う走査露光手段と、前
記像担持体上の前記静電潜像に顕像剤を供給して顕像剤
像として現像するための現像手段と、両端部近傍に配置
された付勢部材を介して前記像担持体に対し当接対向配
置され、前記像担持体上の前記顕像剤像を転写材上へ転
写する回動自在な転写ローラ手段とを有した画像形成装
置において、上記転写ローラ手段の表面周速は、上記像
担持体の表面周速に対して約２．３％未満の範囲で相対
的に遅くなるように設定されると共に、上記転写ローラ
の長手方向幅が、画像形成可能な転写材の前記長手方向
における最大幅よりも狭く設定されることを特徴とする
画像形成装置である。

【００１８】請求項２に記載の発明は、上記転写ローラ
の長手方向幅が、画像形成可能な転写材の前記長手方向
における最大幅よりも約６ｍｍを超えない範囲で短く設
定されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装
置である。

【００１９】請求項３に記載の発明は、上記転写ローラ
の両端部の外径が中央部の外径よりも小さく設定される
と共に、上記転写ローラの前記両端部が段付き形状に形
成されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装
置である。

【００２０】請求項４に記載の発明は、上記転写ローラ
を形成する材料の硬度が、中央部よりも両端部が低く設
定されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装
置である。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明に係わる一実施形態を以下
に説明する。図１は、本発明の画像形成装置の概略断面
図であり、静電潜像担持体としての負帯電の（ＯＰＣ：
有機光導電体）感光体１は直径２４ｍｍの円筒形状をな
し、時計方向（矢印Ａ方向）に周速５０ｍｍ／ｓ（４０
rpm）で回転駆動され、導電性基材が接地されている。

【００２２】感光体１について詳しく説明すると、感光
体１の導電性基体としては、アルミニウム、銅、ニッケ
ル、ステンレス、真ちゅう等の金属の円筒状基体または
薄膜シート、またはアルミニウム錫金、酸化インジウム
等をポリエステルフィルム或いは紙、金属フィルムの円
筒状基体などに蒸着したものがあげられる。

【００２３】次いで、感光体層の接着性改良、塗布性改
良、基体上の欠陥の被覆及び基体から電荷発生層への電
荷注入性改良などのための下引層が設けられる。下引層
の材料としては、ポリアミド、共重合ナイロン、カゼイ
ン、ポリビニルアルコール、セルロース、ゼラチン等の
樹脂が知られている。これらを各種有機溶剤に溶解し、
膜厚が０．１〜５μ程度になるように導電性基体上に塗
布される。

【００２４】また、下引層中へは、低温低湿特性改善
や、下引層の抵抗率等を調整するために、必要に応じ
て、アルミナ、酸化スズ、酸化チタン等の無機顔料を樹
脂中に分散含有されることが知られている。

【００２５】電荷発生層は、光照射により電荷を発生す
る電荷発生材料を主成分とし、必要に応じて公知の結合
剤、可塑剤、増感剤を含有する。電荷発生材料として
は、ペリレンン系顔料、多環キノン系顔料、フタロシア
ニン顔料、金属フタロシアニン系顔料、スクアリリウム
色素、アズレニニム色素、チアピリリウム色素、及びカ
ルバソール骨格、スチリルスチルベン骨格、トリフェニ
ルアミン骨格、ジベンゾチオフェン骨格、オキサジアゾ
ール骨格、フルオレノン骨格、ビススチルベン骨格、ジ
スチリルオキサジアゾール骨格またはジスチリルカルバ
ゾール骨格を有するアゾ顔料などがあげられる。

【００２６】一方電荷輸送層は、電荷発生材料が発生し
た電荷を受け入れこれを輸送する能力を有する電荷輸送
材料、シリコーン系レベリング剤及び結着剤を必須成分
とし、必要に応じて公知の可塑剤、増感剤などを含有す
る。電荷輸送材料としては、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾ
ール及びその誘導体、ポリ−γ−カルボゾリルエチルグ
ルタメート及びその誘導体、ピレン−ホルムアルデヒド
縮合物及びその誘導体、ポリビニルピレン、ポリビニル
フェナントレン、オキサゾール誘導体、オキソジアゾー
ル誘導体、イミダゾール誘導体、９−（ｐ−ジエチルア
ミノスチリル）アントラセン、１，１−ビス（４−ジベ
ンジルアミノフェニル）プロパン、スチリルアントラセ
ン、スチリルピラゾリン、フェニルヒドラゾン類、ヒド
ラゾン誘導体等の電子供与性物質、或いは、フルオレノ
ン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、インデノチオフ
ェン誘導体、フェナンスレンキノン誘導体、インデノピ
リジン誘導体、チオキサントン誘導体、ベンゾ［ｃ］シ
ンノリン誘導体、フェナジンオキサイド誘導体、テトラ
シアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、プロマニ
ル、クロラニル、ベンゾイノン等の電子受容性物質など
があげられる。

【００２７】さらに電荷輸送層を構成する結着剤として
は、電荷輸送材料と相溶性を有するものであれば良く、
例えばポリカーボネート、ポリビニルブチラール、ポリ
アミド、ポリエステル、ポリケトン、エポキシ樹脂、ポ
リウレタン、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリア
クリルアミド、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂等があ
げられる。

【００２８】そして、感光体１の製造方法としては公知
の浸漬塗布方法を適用することができ、例えば、酸化チ
タンと共重合ナイロン樹脂が適当な溶剤、例えば、エタ
ノール、メタノール、メタノール／ジクロロエタンの混
合溶剤等に分散した下引層用塗布液に導電性基体を公知
の方法で浸漬し、引き上げ、乾燥して導電性基体上に下
引層を形成する。

【００２９】次いで、例えば、アゾ系顔料などの電荷発
生材料が、必要に応じて、結合剤、可塑剤、増感剤と共
に適当な溶剤、例えば、シクロヘキサノン、ベンゼン、
クロロホルム、ジクロロエタン、エチルエーテル、アセ
トン、エタノール、クロロベンゼン、メチルエチルケト
ン等に分散した塗工液に導電性基体を公知の方法で浸漬
し、引き上げ、乾燥して導電性基体上に電荷発生層を形
成する。

【００３０】次いで、例えば、ヒドラゾン系化合物など
の電荷輸送材料、シリコーン系レベリング剤及び結着剤
が、必要に応じて可塑剤、増感剤と共に適当な溶剤、例
えば、ジクロロエタン、ベンゼン、クロロホルム、シク
ロヘキサノン、エチルエーテル、アセトン、エタノー
ル、クロロベンゼン、メチルエチルケトン等に溶解した
塗工液に電荷発生層が塗布された導電性基体を公知の方
法で浸漬し、引き上げ、乾燥して電荷輸送層を形成す
る。このようにして、感光体１は、上述した材料からな
る金属製素管の表面に、光導電性を有する有機感光物質
を１５μｍ〜２５μｍ程度の膜厚となるように塗布され
る。

【００３１】さて図１に示す通り、感光体１に対向して
導電性の帯電ブラシ２が当接配置されている。帯電ブラ
シ２はカーボン、金属微粉末等の導電性物質を含んだ繊
維を金属製シャフトに巻いたローラ状をなし、該金属シ
ャフトには不図示の電圧印加用電源を介して負極性（本
実施形態の場合約−１３００Ｖ程度）の電圧が印加さ
れ、感光体１が回転するにつれて所定電位となるよう一
様に帯電を受ける。

【００３２】次いで、不図示のレーザビームスキャナ
は、不図示のパーソナルコンピュータやワードプロセッ
サ等の情報処理機器から出力された画像情報に対応し
て、変調されたレーザビームを感光体１に走査露光し、
所望の静電潜像を感光体１上へ順次形成して行く。尚、
以下では画像形成装置としてレーザプリンタを例にして
説明するが、説明するプリンタエンジン部を用いた他の
複写機やファクシミリ等の機器でも適用可能であること
はいうまでもない。

【００３３】感光体１上に形成された静電潜像は、現像
ユニット３から顕像剤たるトナーを供給することにより
可視像化される。現像ユニット３には、現像ケーシング
に収容、軸支されたトナー担持体としての現像ローラ４
が配置されている。本実施形態では、現像バイアス電圧
として、−４５０Ｖ程度の電圧が不図示のバイアス電源
を介して現像ローラ４または現像スリーブに印加されて
いる。

【００３４】給紙機構から感光体１の回転に同期して転
写材（記録紙等）が供給されると、感光体１上に形成さ
れたトナー像は、転写装置である転写ローラ５により転
写材上に転写される。

【００３５】転写ローラ５はカーボンブラック、金属微
粉末などの導電性物質が添加された体積抵抗率約１０⁷
Ωｃｍ、アスカーＣ硬度３０〜５０度の導電性ウレタン
スポンジからなる直径１３．５ｍｍの導電性弾性ローラ
で、後述する実験結果から長さを最大用紙（この場合、
レターサイズ用紙幅２１６ｍｍ）の幅より短いもので形
成し、反時計方向（図中矢印Ｂ方向）へ、周速４９ｍｍ
／Ｓ（７０rpm）で回転している。

【００３６】転写ローラ５は軸心方向（長手方向）の両
端部に設けられた軸受け部材６により回転自在に軸支さ
れており、この軸受け部分６が図示しないスプリング等
の付勢部材を用いて感光体１へ荷重１４００ｇｆで押圧
付勢されている。

【００３７】転写ローラ５のシャフト部分はステンレス
鋼、ニッケルメッキを施した炭素鋼等の充分な剛性・強
度を有する金属製軸で形成され、不図示のバイアス電源
を介して感光体１の電位及び現像剤の極性と逆極性とな
る＋１５００Ｖ程度の転写バイアス電圧が印加されてお
り、所定の電位差でトナー像が転写材上に転写されるこ
ととなる。

【００３８】転写部を通過してトナー像の転写された転
写材は、その後、定着装置で適度の加熱押圧を加えられ
てトナー像が永久可視像化され、機外へ排出される。

【００３９】そして、トナー像の転写動作が完了した感
光体１の表面は、クリーニング装置により未転写残留ト
ナーが回収除去され、且つ清浄面化されて、次回の作像
工程へと供される。

【００４０】（本発明の第１の実施形態）上記のような
画像形成装置を用いて、転写ローラ５の幅と、転写ロー
ラ５の長手方向について最大サイズの転写材両端の転写
性と感光体１の長手方向両端部の削れに関して耐刷試験
を実施した結果を下記に示す。耐刷試験での転写材とし
てはレターサイズ（幅２１６ｍｍ）のハンマーミル紙を
使用した。このときの転写材幅Ｗ１と転写ローラ幅Ｗ
２’の関係を図２に示す。

【００４１】転写性の評価については、転写材全面に黒
べた印字を行い、転写材両端の転写後の光学濃度（ＩＤ
濃度：反射率の逆数の常用対数値）をマクベス社製ＲＤ
９１４濃度計を用いて測定し、設計上、光学濃度１．２
〜１．４の黒べた印刷を行うモードにおいて、光学濃度
１．０以下であれば転写不良とした。また感光体１の両
端の削れは転写材両端にかぶりが目視で確認できた時点
での印字枚数とした。

【００４２】本実施形態では、感光体１はアルミニウム
素管を基体として表面にアルマイト処理を施したものに
電荷発生層と電荷輸送層とを積層した機能分離型の感光
体を使用し、感光体膜厚は１８μｍに設定している。

【００４３】

【表１】 以上の結果より、転写ローラの寸法（Ｗ２’）が転写材
幅（Ｗ１）より４ｍｍ（各２ｍｍで合計４ｍｍ）短い場
合でも転写性が確保されることが判明し、６ｍｍ短いと
転写性に問題が生じたことから６ｍｍを超えない範囲な
ら転写性が確保できるものと判断できる。また転写ロー
ラ寸法Ｗ１が短くなるに従い、感光体１の両端削れによ
るかぶりは改善され（１５０００枚から２１０００
枚）、感光体６ｍｍ程度まで短くすることにより、寿命
は最大で約４０％（２１０００枚／１５０００枚）程度
も延命することができる。

【００４４】次に画像品位をさらに向上させるために、
転写中抜け、印字伸縮率、ジッタ、ドット再現性と転写
ローラ５の関係についてさらに検討を行った。図５は上
記プロセス条件において、感光体１の移動速度と転写ロ
ーラ５の移動速度の間に所定の相対速度差を持たせるこ
とによる転写中抜けの発生状況を示したものであり、横
軸が両者の相対速度比（％）、縦軸が転写中抜け率
（％）。を表わしている。

【００４５】図５において、両者の移動速度が同じであ
り、相対速度差がゼロの場合（図中点Ｒ）には、転写中
抜けの発生（転写中抜け率）は最大となり、ここを境界
にして相対速度差がプラス側、またはマイナス側に増加
するにつれて減少傾向となるが、相対速度差がマイナス
側（ここでは転写ローラの周速が感光体の周速よりも小
さくなる方向で図中Ｓ方向）のほうがプラス側（転写ロ
ーラの周速が感光体の周速よりも大きくなる方向で図中
Ｔ方向）よりも転写中抜けの発生率が比較的大きく減少
しており、転写中抜けの発生に対しては、やや有利とな
る。

【００４６】また図６は、相対速度差と印字伸縮率の関
係及びジッタの発生状況を示したものであり、横軸に相
対速度比（％）、縦軸に印字収縮率（％）とジッタ
（％）をとっている。図６中の白抜きのプロット点が印
字伸縮率の発生状況を示しているが、明らかに両者の相
対速度差と印字伸縮率は比例関係に有ることがわかる。
そして黒のプロット点がジッタの発生状況を示している
が、明らかにジッタの発生は両者の相対速度差が数％程
度ならば、ほとんど変化しないことがわかる。

【００４７】表２は感光体１と転写ローラ５の相対速度
差を変化させて実施したときの、文字中抜けとドット再
現性に対する評価結果を示す一覧表であり、相対速度差
が２％前後を境界に評価が変化している。なお、感光体
＞転写ローラとは転写ローラの周速が感光体の周速より
も小さい方向であることを示し、感光体＜転写ローラは
その逆であることを表わしている。

【００４８】

【表２】 図５、図６、表２に示す評価を総合的に判断すると、感
光体周速と転写ローラ周速の相対速度差が約−２．３％
未満であれば、全ての評価項目の要求を同時に満足する
ことができる。従って転写ローラの周速を感光体の周速
に対して、２．３％未満の範囲内で遅くなるように回転
数設定とし、さらに表１のように転写ローラの寸法（Ｗ
２’）が転写材幅（Ｗ１）より６ｍｍ未満（各３ｍｍ未
満で合計６ｍｍ未満）までの範囲で短くすることによ
り、感光体への当接力を緩和して機械的ダメージを抑制
すると共に、転写中抜け、印字伸縮、ジッタ等の画像品
質上の要求をもほぼ両立できるようになる。

【００４９】（本発明の第２の実施形態）感光体１の帯
電手段として、スコロトロン帯電器７を使用し、感光体
１の直径が第１実施形態での２５ｍｍから３０ｍｍへ変
更されている以外は、装置の全体的構成は上記第１実施
形態と略同じであるので、同等部分の詳細説明は割愛
し、概略説明のみ行う。

【００５０】図３において、静電潜像担持体としての負
帯電のＯＰＣ感光体１は直径３０ｍｍ（感光体膜厚は、
第１実施形態の感光体１と同じ１８μｍに設定）で、時
計方向（図中Ａ方向）に周速５０ｍｍ／ｓ（３２rpm）
で回転駆動させ、導電性基材が接地されている。そして
像担持体の近傍にスコロトロン帯電器７とグリッド８が
配置されている。

【００５１】グリッド８に所定の電圧を印加すること
で、感光体１は所定極性の表面電位に一様帯電される。
次いで、図示しないレーザビームスキャナにより変調さ
れたレーザビームを感光体１に走査露光し、感光体１上
に所望の静電潜像を順次に形成する。

【００５２】形成された静電潜像は、トナーを表面に担
持する現像ユニット３によりトナーを供給されて、可視
像化される。現像ユニット３は、図示しない現像ケーシ
ングに支持されたトナー担持体として現像ローラが配置
されている。

【００５３】感光体１に形成されたトナー像は転写装置
である転写ローラ５により転写材（紙）に転写される。
転写ローラ５は、図４（ａ）に示しているように、導電
化剤が添加された体積抵抗率約１０⁷Ωｃｍ、アスカー
Ｃ硬度４５度の導電性ウレタンスポンジからなり、直径
は約１５ｍｍで、長さは最大転写材（レターサイズ用紙
幅２１６ｍｍ）の幅より短い２１４ｍｍに設定され、反
時計方向（図３中矢印Ｂ方向）へ周速４９ｍｍ／ｓ（６
２rpm）で回転させられる。そして、転写ローラ５の外
形は中央部分が１５．５ｍｍで両端部分（各２ｍｍ）が
１５．０ｍｍの段付形状をなしており、転写ローラ５は
長手方向両端の軸受け部材６により回転自在に軸支さ
れ、この軸受け部分はスプリング等の付勢部材を用いて
感光体１に荷重１４００ｇｆで押圧付勢されている。

【００５４】金属製の転写ローラシャフトには、感光体
の電位及びトナーの帯電極性と逆極性となる転写バイア
ス電圧が印加されており、所定の電位差でトナー像が用
紙に転写される。その後、記録材上のトナー像は定着装
置で適度の加熱押圧を加えられ永久可視像化される。

【００５５】上記のような装置を用いて、感光体１両端
の削れに関して耐刷試験を実施した結果を下記に示す。
耐刷試験はレターサイズのハンマーミル紙を使用し、感
光体１の両端の削れは用紙両端にかぶりが目視で確認で
きた時点での印字枚数とした。なお、比較例として転写
ローラ径が１５．５ｍｍで、転写ローラ幅が２１４ｍｍ
のストレート形状のものを準備した（下表で未対策品と
称す）。

【００５６】

【表３】 以上の結果より、転写ローラを段付形状にすることでＯ
ＰＣ感光体の削れは改善され、感光体寿命は１１．１％
（２００００枚／１８０００枚）だけ延命することが可
能となる。

【００５７】（本発明の第３の実施形態）次に第１実施
形態のストレート形状の転写ローラ５で、転写ローラ幅
Ｗ２’と転写ローラ両端部近傍のローラ形成材料の硬さ
とを変化させながら、耐刷試験を実施した結果を下記に
示す。耐刷試験はレターサイズの用紙を使用し、感光
体、及び転写ローラの回転数設定は第１実施形態の場合
と同一とした。

【００５８】転写ローラ５は全てローラ部直径が１３．
５ｍｍのストレート形状であるが、転写ローラの中央部
は、アスカーＣ硬度５０度の導電性ウレタンスポンジで
形成され、転写ローラの両端部から３ｍｍのみはアスカ
ーＣ硬度４０度の導電性ウレタンスポンジで形成されて
いる（図４（ｂ）参照）。

【００５９】なお、比較例としてローラ部直径が１３．
５ｍｍのストレート形状で、転写ローラ全体がアスカー
Ｃ硬度５０度の導電性ウレタンスポンジで形成されてい
るものを準備した（下記の表で未対策品と称す）。

【００６０】

【表４】 上記結果によれば、同じ転写ローラ幅の設定にしても、
転写ローラ両端部の硬さを中央部分に比べて低く設定す
ることで、２１６ｍｍで未対策品が１５０００枚で両端
かぶりが発生したのに対し、２１２ｍｍの未対策品では
２０００枚、２１２ｍｍの対策品では２３０００枚で両
端かぶりが発生したことから、感光体の膜厚減少がさら
に改善され、対策により１０％〜１５％（２３０００枚
／２００００枚）前後の感光体寿命の延命、トータルで
約５３％（２３０００枚／１５０００枚）の感光体寿命
の延命が可能となった。

【００６１】

【発明の効果】請求項１に記載の発明は、回動自在な像
担持体と、前記像担持体を一様帯電するための帯電手段
と、帯電された前記像担持体に静電潜像を形成するため
に走査露光を行う走査露光手段と、前記像担持体上の前
記静電潜像に顕像剤を供給して顕像剤像として現像する
ための現像手段と、両端部近傍に配置された付勢部材を
介して前記像担持体に対し当接対向配置され、前記像担
持体上の前記顕像剤像を転写材上へ転写する回動自在な
転写ローラ手段とを有した画像形成装置において、上記
転写ローラ手段の表面周速は、上記像担持体の表面周速
に対して２．３％未満の範囲で相対的に遅くなるように
設定されると共に、上記転写ローラの長手方向幅が、画
像形成可能な転写材の前記長手方向における最大幅より
も狭く設定されることを特徴とする。

【００６２】従来のように、転写ローラの周速と感光体
の周速が等しい場合には、両者の相対速度差がゼロにな
り、両者が静止して対向する状態に近づき、感光体に向
って機械的な力が作用することになるが、請求項１に記
載の構成によれば、転写ローラの移動速度と感光体の移
動速度との間に所定の相対速度差を設けることにより、
横方向にも力を分散させ、感光体の膜圧減少を抑制で
き、さらに転写ローラの幅を最大用紙幅より短くするこ
とで、転写ローラ両端部の感光体への押圧力が緩和され
て、感光体の両端の削れが軽減することができるので、
感光体の寿命を引き伸ばすことが可能となり、ランニン
グコストやサービスコストの低減、さらには１枚当たり
の印字コストを低減させることができるという効果があ
る。

【００６３】また、相対速度差を設けることにより、画
像内部にトナーが未転写の白く抜けた部分が生じる所謂
転写中抜けが無くなり、印字伸縮率が低く、ジッタの少
ない安定した転写画像を得ることができるという効果も
期待できる。

【００６４】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
において、上記転写ローラの長手方向幅が、画像形成可
能な転写材の前記長手方向における最大幅よりも６ｍｍ
を超えない範囲で短く設定されることを特徴とするの
で、転写ローラ自身のフレ、偏芯の影響、転写材の搬送
状態で転写材がずれて走行したとしても、転写材のエッ
ジ部分からこぼれた硬質物質等が転写ローラに付着し難
くなり、感光体の両端の削れを軽減することができ、感
光体の寿命を延命させることが可能となることから、ラ
ンニングコスト、サービスコスト、及び１枚当たりの印
字コストを低減させることができるという効果がある。

【００６５】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
において、上記転写ローラの両端部の外径が中央部の外
径よりも小さく設定されると共に、上記転写ローラの前
記両端部が段付き形状に形成されることを特徴とするの
で、両端部での感光体への当接力が緩和され、感光体の
両端の削れを軽減することができるので、感光体の寿命
を延命させることが可能となり、ランニングコスト、サ
ービスコスト、及び１枚当たりの印字コストを低減させ
ることができるという効果がある。

【００６６】請求項４に記載の発明によれば、請求項１
において、上記転写ローラを形成する材料の硬度が、中
央部よりも両端部が低く設定されることを特徴とするの
で、転写ローラ両端部での感光体への当接力を緩和で
き、ＯＰＣ感光体の両端の削れを軽減させ、感光体の寿
命を延命させることが可能となり、ランニングコスト、
サービスコスト、及び１枚当たりの印字コストを低減さ
せることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体断
面図である。

【図２】本発明の実施形態に係る転写ローラ寸法と用紙
寸法の関係を表わす図である。

【図３】本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置の
主要部の断面図である。

【図４】本発明の第２、第３実施形態に係る転写ローラ
形状を表わす図であり、（ａ）は端部が段付き形状とし
た場合、（ｂ）は端部を異なる硬度の材料で構成した場
合の転写ローラを夫々表わす。

【図５】本発明の実施形態に係り、転写ローラと感光体
との相対速度比と転写中抜け発生率との関係を表わす説
明図である。

【図６】本発明の実施形態に係り、転写ローラと感光体
との相対速度比、印字縮小率、及びジッタの関係を表わ
す説明図である。

【図７】従来技術における転写ローラ寸法と用紙寸法の
関係を表わす図である。

【図８】現像電位差と非現像電位差（バックグラウンド
マージン）の関係を説明するための説明図である。

【図９】感光体の使用時間と感光体の膜厚減少の関係を
説明するための説明図である。

【図１０】感光体の使用時間、表面電位、残留電位の関
係を表わす説明図である。

【図１１】従来技術における転写ローラの変形状態を説
明するための説明図である。

【符号の説明】

１ 感光体 ２ 帯電ブラシ ３ 現像ユニット ４ 現像ローラ ５ 転写ローラ ６ 軸受け ７ スコロトロン帯電器 ８ グリッド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大越 俊秀 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Ｆターム(参考） 2H032 AA05 BA02 BA05 BA23

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回動自在な像担持体と、前記像担持体を
   一様帯電するための帯電手段と、帯電された前記像担持
   体に静電潜像を形成するために走査露光を行う走査露光
   手段と、前記像担持体上の前記静電潜像に顕像剤を供給
   して顕像剤像として現像するための現像手段と、両端部
   近傍に配置された付勢部材を介して前記像担持体に対し
   当接対向配置され、前記像担持体上の前記顕像剤像を転
   写材上へ転写する回動自在な転写ローラ手段とを有した
   画像形成装置において、 上記転写ローラ手段の表面周速は、上記像担持体の表面
   周速に対して約２．３％未満の範囲で相対的に遅くなる
   ように設定されると共に、 上記転写ローラの長手方向幅が、画像形成可能な転写材
   の前記長手方向における最大幅よりも狭く設定されるこ
   とを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 上記転写ローラの長手方向幅は、画像形
   成可能な転写材の前記長手方向における最大幅よりも約
   ６ｍｍを超えない範囲で短く設定されることを特徴とす
   る請求項１に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 上記転写ローラの両端部の外径が中央部
   の外径よりも小さく設定されると共に、上記転写ローラ
   の前記両端部が段付き形状に形成されることを特徴とす
   る請求項１に記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 上記転写ローラを形成する材料の硬度
   は、中央部よりも両端部が低く設定されることを特徴と
   する請求項１に記載の画像形成装置。