転写部材及び画像形成装置
【課題】転写部材の電気抵抗値の電圧依存性を０．１３〜０．４２とし、転写部材の電気抵抗値の圧縮に対する押圧依存性を０．３０〔ｌｏｇΩ／ｍｍ〕以上１．３５〔ｌｏｇΩ／ｍｍ〕以下とすることによって、低温低湿環境下においても良好な転写特性を得ることができ、高品質の画像を形成することができるようにする。
【解決手段】像担持体の表面に形成されたトナー像を転写２１に転写するための転写部材であって、該転写部材は芯（しん）金及び弾性のある導電性発泡ゴムを備え、前記転写部材の電気抵抗値の電圧依存性は０．１３〜０．４２であり、前記転写部材の電気抵抗値の圧縮に対する押圧依存性は０．３０〔１ｏｇΩ／ｍｍ〕以上１．３５〔１ｏｇΩ／ｍｍ〕以下である。
【解決手段】像担持体の表面に形成されたトナー像を転写２１に転写するための転写部材であって、該転写部材は芯（しん）金及び弾性のある導電性発泡ゴムを備え、前記転写部材の電気抵抗値の電圧依存性は０．１３〜０．４２であり、前記転写部材の電気抵抗値の圧縮に対する押圧依存性は０．３０〔１ｏｇΩ／ｍｍ〕以上１．３５〔１ｏｇΩ／ｍｍ〕以下である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転写部材及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリンタ等の画像形成装置においては、感光体ドラム上に形成されたトナー像を記録紙に転写させるために転写ローラが使用されている。そして、画像形成装置周辺の温度、湿度等の環境変動の影響を受けにくく、安定した転写特性を得ることができるように、印加電圧の増加に伴って、電気抵抗が１〜３桁（けた）減少する特性を有する導電性ゴムを備える転写ローラが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平７−２４８６６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来の転写ローラのように、電圧依存性が大きい転写ローラを使用すると、通紙外側部へのリーク電流が増加する傾向がある。そのため、低温低湿環境下で幅が狭く抵抗が高い記録紙である葉書等に印刷する場合に、転写かすれが発生するという問題があった。
【０００４】
本発明は、前記従来の問題点を解決して、転写部材の電気抵抗値の電圧依存性を０．１３〜０．４２とし、転写部材の電気抵抗値の圧縮に対する押圧依存性を０．３０〔ｌｏｇΩ／ｍｍ〕以上１．３５〔ｌｏｇΩ／ｍｍ〕以下とすることによって、低温低湿環境下においても良好な転写特性を得ることができ、高品質の画像を形成することができる転写部材及び画像形成装置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】
【０００５】
そのために、本発明の転写部材においては、像担持体の表面に形成されたトナー像を転写材に転写するための転写部材であって、該転写部材は芯（しん）金及び弾性のある導電性発泡ゴムを備え、前記転写部材の電気抵抗値の電圧依存性は０．１３〜０．４２であり、前記転写部材の電気抵抗値の圧縮に対する押圧依存性は０．３０〔１ｏｇΩ／ｍｍ〕以上１．３５〔１ｏｇΩ／ｍｍ〕以下である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、転写部材は、電気抵抗値の電圧依存性が０．１３〜０．４２であり、電気抵抗値の圧縮に対する押圧依存性が０．３０〔ｌｏｇΩ／ｍｍ〕以上１．３５〔ｌｏｇΩ／ｍｍ〕以下である。これにより、低温低湿環境下においても良好な転写特性を得ることができ、高品質の画像を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【０００８】
図１は本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の要部の構成を示す概略図である。
【０００９】
図において、１０は、本実施の形態における画像形成装置の画像形成ユニットとしてのイメージドラムユニットである。前記画像形成装置は、例えば、プリンタ、ファクシミリ機、複写機、各種の機能を併せ持つ複合機等であるが、いかなる種類のものであってもよい。また、前記画像形成装置は、各色の画像を形成するイメージドラムユニット１０を多段式に配設してカラー印刷を行うカラープリンタであってもよいが、ここでは、説明の都合上、単一のイメージドラムユニット１０によって単色（例えば、黒色）の印刷を行うモノクロプリンタである場合について説明する。
【００１０】
この場合、前記イメージドラムユニット１０は、像担持体としてのドラム型の感光体ドラム１１を備える。そして、該感光体ドラム１１の周囲には、前記感光体ドラム１１の表面を帯電するための帯電ローラ１３、一様に帯電した感光体ドラム１１の表面に静電潜像を形成するＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：発光ダイオード）光源１８、前記感光体ドラム１１の表面に形成された静電潜像を現像し、現像剤としてのトナーをトナー像として付着させる現像ローラ１４、感光体ドラム１１上のトナー像を記録紙、葉書等の転写材２１上に転写するための転写部材としての転写ローラ１２、及び、前記感光体ドラム１１上に残存したトナーを除去するためのクリーニングブレード１６が配設されている。なお、１７はトナーを収容するトナーカートリッジであり、１５はトナーを現像ローラ１４に供給するための供給ローラである。
【００１１】
また、１９は前記転写材２１上に転写されたトナー像を転写材２１に熱及び圧力によって定着させるための定着器としての定着ユニットである。該定着ユニット１９は、図示されない熱源を内部に備える定着ローラ１９ａ、及び、図示されない付勢部材によって定着ローラ１９ａに押し付けられる加圧ローラ１９ｂを有する。そして、２２はトナーが定着されて装置外部に排出された転写材２１が載置される排出トレイである。
【００１２】
次に、前記転写ローラ１２の構成について詳細に説明する。
【００１３】
図２は本発明の第１の実施の形態における転写ローラの概略図である。
【００１４】
図に示されるように、転写ローラ１２は、導電性の金属から成る円柱状の芯金１２ａと、該芯金１２ａの周囲に形成されたゴム層１２ｂとを有し、所型の抵抗値となるように電気導電性が調整された導電性ローラである。
【００１５】
また、ゴム層１２ｂは、弾性を備える導電性発泡ゴムから成る。具体的には、ゴムとしてシリコーンゴムを用い、以下に説明するように、ゴムに加硫剤、発泡剤、充填（てん）剤、導電性付与剤等を混合配合して加硫発泡成形されたものである。
【００１６】
まず、ゴムとしては、オルガノポリシロキサンポリマーとして、ジメチルシリコーン生ゴム、メチルビニルシリコーン生ゴム、メチルフェニルシリコーン生ゴム等を用いることができる。また、ビニル基含有のシリコーン生ゴムでもよい。
【００１７】
次に、加硫剤としては、有機過酸化物架橋剤であるべンゾイルパーオキサイド、ビス２，４−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン等を用いることができる。また、付加型架橋剤であるハイドロジエンオルガノシロキサンを用いることもできる。この場合、白金化合物の触媒を添加して、ビニル基含有のシリコーン生ゴムとの組み合わせとなる。
【００１８】
次に、発泡剤としては、化学発泡剤であるアゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）系やアゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）系等を用いることができる。
【００１９】
次に、充填剤としては、シリカ、炭酸カルシウム、石英粉、けい酸ジルコニウム、クレー（けい酸アルミニウム）、タルク（含水けい酸マグネシウム）、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、アルミナ（酸化アルミニウム）、酸化クロム、酸化鉄、硫酸アルミニウム、硫酸バリウム、マイカ（雲母粉）、グラファイト等を用いることができる。
【００２０】
次に、導電性付与剤としては、カーボンブラック、グラファイト、銀、銅、ニッケルなどの金属粉、導電性亜鉛華、導電性炭酸カルシウム、カーボン繊維等の電子導電性付与剤やイオン導電性付与剤を用いることができる。イオン導電性付与剤は、カチオン性の物質であればよく、Ｈ+ 、Ｌｉ+ 、Ｎａ+ 、Ｋ+ 、Ａｇ+ 、Ｚｎ2 + 等の電解質であればよい。無機質電解質としては、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＡｌＣｌ4 、ＮａＢｒ、ＮａＩ、ＫＩ、ＡｇＮＯ3 等が挙げられ、有機電解質としては、第１級、第２級、第３級アミン塩、第４級アンモニウム塩、第４級ホスホニウム塩等が挙げられる。これらを溶解させる溶媒としては、ポリエーテル類、ポリエステル類、ポリイミン類等が挙げられる。
【００２１】
そして、前記転写ローラ１２は前記ゴム層１２ｂを発泡させることで、被接触物である感光体ドラム１１及びトナーに対して柔軟に当接させることが可能であり、また、接触幅を大きく得ることで転写電界の良好な領域を広くさせることが可能になる。さらに、適度な押圧力によって機械的なトナー転写の効果を得ることが可能になる。
【００２２】
次に、前記画像形成装置が有する感光体ドラム１１、転写ローラ１２及び転写材２１の等価回路モデルについて説明する。
【００２３】
図３は比較例における等価回路モデルを示す図、図４は比較例における転写ローラの電流及び電圧の関係を示す図、図５は本発明の第１の実施の形態における等価回路モデルを示す図である。
【００２４】
ここでは、特許文献１に記載された画像形成装置を比較例として、本実施の形態における画像形成装置が有する感光体ドラム１１、転写ローラ１２及び転写材２１の等価回路モデルについて説明する。なお、比較例においては、感光体ドラムが１１１、転写ローラが１１２、その芯金及びゴム層が１１２ａ及び１１２ｂ、転写材が１２１であるものとして説明する。
【００２５】
比較例における転写ローラ１１２は、印加電圧の増加に伴って電気抵抗が１〜３桁減少する特性を有する導電性ゴムを用いる。この場合、前記印加電圧に対して電気伝導度が大きく変動するので、電気抵抗の電圧依存性が大きい。
【００２６】
そして、導電担体としてカーボンブラックを用いる場合に電圧依存性を大きくすることができる。図４に示されるように、電圧依存性が大きい転写ローラ１１２の場合、高電圧に対して電流はより多く流れる傾向があるので、耐久使用によってゴムの導電性が低下してきたとしても、電源への負担を増やさずに所望の転写電流を発生させることができることは利点である。その一方で、欠点は、葉書のように幅の狭い高抵抗の転写材１２１に対して転写かすれやちりが発生することである。
【００２７】
ここで、図３に示されるような等価回路モデルを想定する。
【００２８】
通紙部における抵抗値は、通紙外側部に比べて転写材１２１の抵抗値Ｒｓの分だけ大きいため、通紙外側部の電流密度は多い。また、前記通紙部において、電源電圧Ｖａｌｌは、転写材１２１で消費する電圧Ｖｐと転写ローラ１１２で消費する電圧Ｖｔ１とに分配されるので、前記転写ローラ１１２の通紙外側部で消費する電圧Ｖｔ２に対して、Ｖｔ１＜Ｖｔ２（＝Ｖｂ）の関係が成立する。そして、図４に示される電圧依存性から、Ｒｔ（Ｖｔ１）＞Ｒｔ（Ｖｔ２）であるので、通紙部の抵抗値｛Ｒｓ＋Ｒｔ１（Ｖｔ１）｝はＲｔ２（Ｖｔ２）に比べて更に大きい。
【００２９】
つまり、前記転写ローラ１１２の電圧依存性が大きいことが原因で、通紙外側部へのリーク電流が助長され、トナーを移動させるための電界が弱くなってしまう。これは、電圧依存性が大きい場合、転写ローラ１１２と感光体ドラム１１１との間に転写材１２１が存在すると、転写材１２１が存在する領域と存在しない領域との間で流れる電流の差が大きくなるためである。つまり、転写材１２１が存在しない領域では電流が大量に流れ、抵抗が高い転写材１２１が存在する領域では電流が流れなくなる。そして、電流が流れやすいところに電流が逃げてしまうからである。すなわち、転写材１２１が存在せず、転写ローラ１１２と感光体ドラム１１１とが直接接触している領域へ電流が逃げてしまい、転写材１２１が存在する領域では電流が流れなくなる。そのため、転写材１２１が存在する領域では電界が弱くなってしまう。特に、幅の狭い高抵抗の転写材１２１である葉書などを、転写材１２１の電気抵抗が上昇する低温低湿環境で印刷する場合に、転写かすれは悪化する。
【００３０】
この対策として、電圧依存性のほとんどないイオン導電性付与剤をゴムに添加する方法がある。しかしながら、図４に示されるように、環境における抵抗値変動が激しく低温低湿環境で高抵抗化するため、最適な転写電流を発生させるためには容量の大きな電源が必要となり問題となる。
【００３１】
また、別の対策として、転写ローラ１１２の弾性部分を２層化して表面層に高抵抗の材料を用いる方法がある。前記表面層の抵抗率を転写材１２１と同程度に設定すれば、リーク電流を抑制しつつ高抵抗になる領域は部分的であるので、電源への負荷は若干抑制することができる。しかしながら、前記転写ローラ１１２の構成が複雑化して製造が容易でないことが問題となる。
【００３２】
これに対し、本実施の形態における転写ローラ１２は、構成が簡素でありながら、電気抵抗の均一性を有する（イオン伝導）と同時に、電気抵抗の圧縮に対する抵抗上昇方向の適度な押圧依存性（電子伝導）及び適度な電圧依存性（電子伝導）を有する、ハイブリッド特性を有する転写ローラ１２である。
【００３３】
本実施の形態においては、図５に示されるように、ゴム層１２ｂの表面近傍の電気抵抗値を、カーボンブラック電子伝導の押圧依存性を効果的に利用することによって転写材２１の電気抵抗程度まで高抵抗化させ、所望の特性が得られるようにした。なお、転写材２１は薄いので、圧縮による抵抗上昇に関する問題はない。また、電圧依存性として最適な範囲を検討した。
【００３４】
次に、実際に作製した転写ローラ１２の実験例について説明する。
【００３５】
まず、実験例１について説明する。
【００３６】
実験例１では、シリコーン生ゴムとしてＴＳＥ２６０−５Ｕ（東芝シリコーン株式会社製、商品名）１００〔ｗｔ％〕に、イオン導電性付与剤としてポリアルキレングリコールにＬｉＣｌＯ4 （過塩素酸リチウム）を１０〔ｗｔ％〕溶解させたイオン導電性組成物を５〔ｗｔ％〕、ＭＴカーボン（Ｍｅｄｉｕｍ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｃａｒｂｏｎ Ｂｌａｃｋ、中粒熱分解カーボンブラック）としてＮ９９１（キャンカーブ社製、商品名）を５５〔ｗｔ％〕、付加架橋剤としてＣ−２５Ａ／Ｃ−２５Ｂ（信越化学工業株式会社製、商品名）を０．２〔ｗｔ％〕／３〔ｗｔ％〕、及び、発泡剤としてＡＤＣＡ−Ｐ（信越化学工業株式会社製、商品名）を２．３〔ｗｔ％〕添加して、オープンロールで均一状態に分散するまで混練を行った。
【００３７】
得られたシリコーンゴムの半導電性組成物を、プライマーが塗布された芯金１２ａをセットしたパイプ形状の金型中にトランスファー成形によって注入した。そして、熱風オーブンを使って、１５０〔℃〕で３０分間の加硫を行い、冷却後パイプ金型を脱型して、一次成形ローラを得た。
【００３８】
その後、熱風オーブンを使用して、２００〔℃〕で２時間及び２３０〔℃〕で４時間の加硫を行って、二次成形ローラを得た。冷却して２４時間経過後、円筒研削盤によって研削して転写ローラ１２を作製した。
【００３９】
なお、前記ＭＴカーボンは、低ストラクチャで大粒径で比表面積が小さいカーボンブラックであり、Ｎ９１１のメーカ公表値はＤＢＰ吸油量４４〔ｃｍ3 〕／１００〔ｇ〕、平均粒子径２７０〔ｎｍ〕、窒素吸着比表面積７〜１２〔ｍ2 ／ｇ〕である。また、低ストラクチャで大粒径であるので電気伝導度は小さい。
【００４０】
次に、実験例２について説明する。
【００４１】
実験例２では、ＭＴカーボンを６０〔ｗｔ％〕添加した。それ以外は実験例１と同様に転写ローラ１２を作製した。
【００４２】
次に、実験例３について説明する。
【００４３】
実験例３では、ＭＴカーボンを６５〔ｗｔ％〕添加した。それ以外は実験例１と同様に転写ローラ１２を作製した。
【００４４】
次に、実験例４について説明する。
【００４５】
実験例４では、ＭＴカーボンを７０〔ｗｔ％〕添加した。それ以外は実験例１と同様に転写ローラ１２を作製した。
【００４６】
次に、実験例５について説明する。
【００４７】
実験例５では、ＭＴカーボンを７５〔ｗｔ％〕添加した。それ以外は実験例１と同様に転写ローラ１２を作製した。
【００４８】
なお、実験例１〜５との比較のため、典型的な電子伝導性を有する転写ローラ１２を作製した。まず、比較例１について説明する。
【００４９】
比較例１では 実験例１におけるＭＴカーボンをアサヒサーマル＃８０（旭カーボン社製、商品名）に変更して２０〔ｗｔ％〕添加した。
【００５０】
それ以外は実験例１と同様にして転写ローラ１２を作製した。アサヒサーマル＃８０はメーカ公表値でＤＢＰ吸油量１１３〔ｃｍ3 〕／１００〔ｇ〕、平均粒子径２２〔ｎｍ〕及び窒素吸着比表面積１１５〔ｍ2 ／ｇ〕である。
【００５１】
次に、比較例２及び３について説明する。
【００５２】
比較例２及び３では、実験例１〜５との比較のため、典型的なイオン導電性を有するアクリロニトリルブタジエンゴムとエピクロルヒドリンゴムとを混合したゴムを加硫発泡成形した転写ローラ１２を作製した。
【００５３】
アクリロニトリルブタジエンゴム７０〔ｗｔ％〕とエピクロルヒドリンゴム３０〔ｗｔ％〕とから成るゴム組成物に、受酸剤としてハイドロタルサイト類化合物を３〔ｗｔ％〕、発泡剤としてアゾジカルボンアミドを３〔ｗｔ％〕及びベンゼンスルホニルヒドラジトを３〔ｗｔ％〕、加硫剤として粉末硫黄を１〔ｗｔ％〕、加硫促進剤としてトリメチルチオ尿素を１〔ｗｔ％〕、及び、エニレンチオウレアを１〔ｗｔ％〕添加し、密閉式混練機によって１００〔℃〕で１０分間混練した。
【００５４】
前記密閉式混練機からリボン取りしたゴム混合物を、４０〔℃〕に温度調節された単軸押出機に投入し、中空チューブ状に押し出した。該中空チューブ状のゴムを適切な長さにカットし、予備成形チューブを成形した。該予備成形チューブを加圧式水蒸気式加硫缶に投入し、１６０〔℃〕で６０分間の一次加硫を行った。
【００５５】
この際、化学発泡剤がガス化して発泡するとともに、ゴム成分の架橋も進行した。円筒形状の加硫発泡体チューブの中空部にホットメルト接着剤を塗布した金属製のシャフトから成る芯金（外径６〔ｍｍ〕）を圧入挿入して、一次成形ローラを得た。
【００５６】
該一次成形ローラを熱風オーブンに入れ、１６０〔℃〕で１時間の二次加硫を行って、芯金と導電性発泡ゴムとを接着して一体化した後に、冷却して２４時間経過後、円筒研削盤によって研削して転写ローラ１２を作製した。
【００５７】
次に、前記各実験例及び各比較例の特性値の測定並びに各実験例及び各比較例を使用した画像形成装置の画像評価について説明する。
【００５８】
図６は本発明の第１の実施の形態における転写ローラの抵抗値の測定方法を示す図、図７は本発明の第１の実施の形態における表面発泡セル径の定義を示す図、図８は本発明の第１の実施の形態における発泡セルが表面でつながっている場合を示す図、図９は本発明の第１の実施の形態における感光体ドラムと転写ローラとの軸間距離を固定した状態を示す図である。
【００５９】
まず、温度１０〔℃〕、湿度２０〔％〕の低温低湿環境（Ｌ／Ｌ環境）で、特性値としての電気抵抗値を測定した。電気抵抗値は、図６に示されるような方法で測定した。すなわち、ドラム形状の金属３５に転写ローラ１２を押圧した状態で、安定な環境下において金属３５及び転写ローラ１２を回転させながら、直流電圧を印加したときの電流値の平均値である。前記ドラム形状の金属３５の回転軸と転写ローラ１２の回転軸との軸間距離を調整することによって、その際の押圧に対する電気抵抗の変化により押圧依存性を求めることができる。なお、３２は定圧電源であり、３３は電流計である。また、転写ローラ１２の押し込み量は適宜調整する。
【００６０】
次に、温度１０〔℃〕、湿度２０〔％〕のＬ／Ｌ環境で、電気抵抗周むらを測定した。なお、電気抵抗周むらは、転写ローラ１２の１周内の電気抵抗の最大値と最小値との比である。
【００６１】
次に、製品硬度を測定した。製品硬度の測定値は、転写ローラ１２の側面にａｓｋｅｒＣ硬度計の加圧面を荷重１０００〔ｇｆ〕で押し当てて読み取った値である。加圧面はローラで浮かせず、かつ、喰（く）い込ませないように止める。
【００６２】
次に、平均表面発泡セル径を測定した。平均表面発泡セル径の測定値は、弾性発泡ゴムから成るゴム層１２ｂの表面、すなわち、円筒状のゴム層１２ｂの側面における発泡セル径を平均化したものである。
【００６３】
この場合、発泡セル径は、図７に示されるように、転写ローラ１２の表面と金属３５の輪郭とが交差した曲面における発泡セル３１の径を意味し、次の式（１）で定義される。
発泡セル径＝√（Ａ×Ｂ）／２ ・・・式（１）
なお、Ａは発泡セル３１の短径〔μｍ〕であり、Ｂは発泡セル３１の長径〔μｍ〕である。
【００６４】
また、図８（ａ）に示されるように、複数の発泡セル３１同士が連続気泡のようにつながっている場合は、図８（ｂ）に示されるように、各発泡セル３１の輪郭を想定し、各発泡セル３１を独立したセルとして把握して、発泡セル３１の径を求める。
【００６５】
次に、電気抵抗の電圧依存性を測定した。電気抵抗の電圧依存性の測定値は、規定の電流値を発生させる場合の電圧Ｖｔｒから±５００〔Ｖ〕の電圧における電気抵抗値Ｒ（Ｖｕ）及びＲ（Ｖｌ）の比率を１から引いたものである。なお、規定の電流値を発生させる場合とは、温度１０〔℃〕、湿度２０〔％〕のＬ／Ｌ環境で１５〔μＡ〕の電流を発生させる場合である。
【００６６】
ここで、Ｒ（Ｖｕ）は、Ｖｕ＝Ｖｔ＋５００〔Ｖ〕のときの電流抵抗値であり、Ｒ（Ｖｌ）は、Ｖｌ＝Ｖｔ−５００〔Ｖ〕のときの電流抵抗値である。そして、
電気抵抗の電圧依存性＝１−｛Ｒ（Ｖｕ）／Ｒ（Ｖｌ）｝
である。
【００６７】
また、押圧依存性を求める場合には、まず、所定の押し込み量ａ〔ｍｍ〕及びｂ〔ｍｍ〕において抵抗値Ｒａ及びＲｂを求める。そして、抵抗値Ｒａ及びＲｂの対数をとり、それぞれ、Ｌａ及びＬｂとする。すると、
押圧依存性＝（Ｌｂ−Ｌａ）／（ｂ−ａ）
である。なお、本実施の形態においては、押し込み量ａ＝０．２０〔ｍｍ〕及びｂ＝０．３０〔ｍｍ〕の条件で押圧依存性を求めた。
【００６８】
次に、画像評価を行った。画像評価は、解像度６００〔ＤＰＩ〕の光学ＬＥＤ方式電子写真プリンタを使用して行った。この場合、図９に示されるように、感光体ドラム１１と転写ローラ１２との軸間距離を固定し、オーバーラップ量、すなわち、押し込み量を０．２５〔ｍｍ〕で固定した。そして、温度１０〔℃〕、湿度２０〔％〕のＬ／Ｌ環境で、転写材２１として葉書を使用し、１００〔％〕濃度、グレースケール及びキャラクタパターン印刷を行い、画像品質評価を行った。
【００６９】
なお、前記１００〔％〕濃度パターンは印刷密度が１００〔％〕の全面印刷、グレースケールパターンは印刷密度が２５〔％〕、キャラクタパターンは印刷密度が５〔％〕である。つまり、前記１００〔％〕濃度パターンは、画像形成可能領域全面に画像が形成されるソリッドパターンである。また、前記グレースケールパターンは、解像度６００〔ＤＰＩ〕での２ｂｙ２画像、すなわち、ドットを形成する際に、縦４ドット分及び横４ドット分の１６ますのうち、縦２ドット分及び横２ドット分の４ます分のドットを形成するものである。さらに、前記キャラクタパターンは、文字パターンであり、画像形成可能領域の中で５〔％〕密度に相当するパターンである。
【００７０】
転写材２１として葉書を使用したのは、リーク電流の問題について、一番条件の厳しい転写材２１のサイズが葉書サイズであるためである。転写材２１の領域が狭い状態、すなわち、感光体ドラム１１と転写ローラ１２とが直接接触している領域が大きいほどリーク電流が発生しやすくなる。そのため、葉書サイズの転写材２１で良好な結果を得ることができれば、より幅の広いサイズの転写材２１の場合にも、リーク電流の問題が発生することがない。
【００７１】
次に、前記特性値の測定結果及び画像評価の結果について説明する。
【００７２】
図１０は本発明の第１の実施の形態におけるカーボンブラックの配合量と電圧−電流曲線との関係を示す図、図１１は本発明の第１の実施の形態における特性値の測定結果及び画像評価の結果を示す図である。
【００７３】
なお、図１０にはＬ／Ｌ環境での電気抵抗値の電圧−電流曲線が示されている。また、図１１には、温度２０〔℃〕、湿度５０〔％〕の中程度の温度湿度環境（Ｎ／Ｎ環境）での電気抵抗周むら、Ｌ／Ｌ環境での電気抵抗値の電圧依存性、及び、Ｌ／Ｌ環境での電気抵抗値の押圧依存性が示されている。
【００７４】
また、実験例及び比較例での画質の評価における良（○）否（×）の定義は、「○：かすれやちりの発生がない」及び「×：かすれやちりの発生がある」である。ここで、「かすれ」は、本来印刷されるべき部分にトナー像が転写されず、転写材２１の表面が剥（む）き出しになっている状態である。また、「ちり」は、本来印刷されるべきでない転写材２１のバックグラウンドの部分に、転写で散ったトナーが付着している状態である。
【００７５】
まず、実験例１について説明する。
【００７６】
実験例１では、Ｌ／Ｌ環境において、葉書の１００〔％〕濃度、グレースケール及びキャラクタパターン印刷については、良好な画質を得ることができた。押圧依存性の平均値は１．３５と大きいので、転写ローラ１２の表面近傍は葉書の抵抗率に近くなっていて、電圧依存性は０．４２と少し大きくなった。
【００７７】
次に、実験例２について説明する。
【００７８】
実験例２では、Ｌ／Ｌ環境において、葉書の１００〔％〕濃度、グレースケール及びキャラクタパターン印刷については、良好な画質を得ることができた。電圧依存性は０．３３、押圧依存性の平均値は１．０１であった。
【００７９】
次に、実験例３について説明する。
【００８０】
実験例３では、Ｌ／Ｌ環境において、葉書の１００〔％〕濃度、グレースケール及びキャラクタパターン印刷については、良好な画質を得ることができた。電圧依存性は０．２２、押圧依存性の平均値は０．９７であった。
【００８１】
次に、実験例４について説明する。
【００８２】
実験例４では、Ｌ／Ｌ環境において、葉書の１００〔％〕濃度、グレースケール及びキャラクタパターン印刷については、良好な画質を得ることができた。電圧依存性は０．１３、押圧依存性の平均値は０．３０であった。
【００８３】
次に、実験例５について説明する。
【００８４】
実験例５では、Ｌ／Ｌ環境において、葉書の１００〔％〕濃度、グレースケール及びキャラクタパターン印刷については、良好な画質を得ることができた。電圧依存性は０．１６、押圧依存性の平均値は０．７３であった。
【００８５】
次に、比較例１について説明する。
【００８６】
比較例１では、電圧依存性が０．７６と非常に大きいため、通紙外部へのリーク電流が大きくなり、葉書に対して良好な画質を得ることができなかった。
【００８７】
次に、比較例２について説明する。
【００８８】
比較例２では、Ｌ／Ｌ環境において、葉書の１００〔％〕濃度、グレースケール及びキャラクタパターン印刷については、良好な画質を得ることができた。しかし、転写における必要電圧は３７５０〔Ｖ〕となっており、転写電源容量への負担が大きい。
【００８９】
次に、比較例３について説明する。
【００９０】
比較例３では、Ｌ／Ｌ環境において、葉書の１００〔％〕濃度、グレースケール及びキャラクタパターン印刷については、良好な画質を得ることができなかった。すなわち、電圧依存性及び押圧依存性が高かったため、通紙外側部へのリーク電圧が大きくなり、葉書に対して良好な画質を得ることができなかった。
【００９１】
このように、本実施の形態においては、カーボンブラックの配合量を５５〔ｗｔ％〕から７５〔ｗｔ％〕として、Ｌ／Ｌ環境における電気抵抗値の電圧依存性が０．１３〜０．４２で、かつ、押圧依存性が０．３０〜１．３５〔ｌｏｇΩ／ｍｍ〕の転写ローラ１２を得ることができた。この特性によって、Ｌ／Ｌ環境における葉書は良好な画質を得ることができた。
【００９２】
更に望ましくは、Ｌ／Ｌ環境における電気抵抗値の電圧依存性が０．１３〜０．３３であり、かつ、押圧依存性が０．３０〜１．０１〔ｌｏｇΩ／ｍｍ〕であると非常に高画質な印刷を得ることができる。
【００９３】
なお、本実施の形態においては、カーボンブラックの配合量が７５〔ｗｔ％〕より多い転写ローラ１２については、評価を実施しなかった。これは、カーボンブラックの配合量が７５〔ｗｔ％〕より多いと、硬度のばらつきが発生するからであり、そのために、電気抵抗周むらが大きくなり、印刷時に転写ローラ１２のピッチに由来する濃淡むらが発生するからである。
【００９４】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。
【００９５】
図１２は本発明の第２の実施の形態における耐久による電圧−電流特性の変化を示す図、図１３は本発明の第２の実施の形態における耐久後の電圧−電流特性の変化を示す図である。
【００９６】
前記第１の実施の形態において画像評価を行うために使用したプリンタの転写制御には、ローラ抵抗値の検出、転写電圧決定、印刷電圧印加等の過程が含まれる。ローラ抵抗値の検出過程では、転写ローラ１２の電気抵抗値の耐久変化や環境変動をモニタリングする。そして、検出されたローラ抵抗値に対してあらかじめ格納された印刷電圧テーブルに基づいて最適な転写電流を流すための印刷電圧を決定する。また、転写材２１の搬送に合わせて印刷電圧を印加する。
【００９７】
そして、検出電圧は、定電圧であり、常に１５００〔Ｖ〕である。その理由は、温度２８〔℃〕、湿度８０〔％〕の高温多湿環境（Ｈ／Ｈ環境）においては、ローラ抵抗値が小さくなって転写ローラ１２で消費する電圧が小さい場合でも、感光体ドラム１１に過剰電圧が供給され、転写ショックが発生しないことを考慮したためである。そして、印刷における転写電圧は、転写電流が１５〔μＡ〕になるように調整している。
【００９８】
実験例３の転写ローラ１２を搭載した前記第１の実施の形態と同様のプリンタを使用して、Ｌ／Ｌ環境において、葉書の１００〔％〕濃度パターン印刷を行ったところ、新品に近い状態では良好であったが、１０００枚印刷すると転写ローラ１２の抵抗値の検出不良が発生した。そして、実験例３の転写ローラ１２について電圧−電流特性を確認したところ、図１２に示されるようになった。１０００枚印刷した転写ローラ１２としての耐久ローラは、低電圧における電流の立ち上りが小さく、１５００〔Ｖ〕の印加電圧に対する発生電流が微弱であるため、装置の検出感度に対して不十分になった。
【００９９】
転写のメカニズムにおいて、転写電流は転写ローラ１２の表面の発泡セルの空隙（げき）をパッシェン則に従って放電電流が流れる。放電によって発生したオゾンは、転写ローラ１２の表面を劣化させてしまう。実験例３の転写ローラ１２は、平均表面発泡セル径が４００〔μｍ〕と大きく、表面セルで放電を生じるためには高電圧が必要となり、劣化の進行度合いが速くなった。
【０１００】
また、耐久ローラは、図１３に示されるように、１８００〔Ｖ〕／３〔μＡ〕程度を境界にして、別々の電圧−電流曲線で表現されている。境界より高電圧側において検出過程を実施することができれば、転写制御が可能となる。
【０１０１】
そこで、本実施の形態においては、実験例６として、次のように転写制御を行った。
【０１０２】
実験例６では、検出過程において、定電流制御を行い、常に６〔μＡ〕の一定電流に制御した。定電流制御を行ったので、環境変動及び耐久変化による検出印加電圧の変動はほとんど転写ローラ１２の電気抵抗値の変化の影響であり、感光体ドラム１１に過剰な電圧が印加されて転写ショックが発生する心配はない。
【０１０３】
また、転写電圧の決定は、検出電流６〔μＡ〕及びそのときの電圧値に基づいて、あらかじめ格納された高電圧側の電圧−電流曲線に基づく転写制御テーブルに従った。この場合、最適な転写制御テーブル値を転写材２１の搬送に合わせて印加した。
【０１０４】
このように、本実施の形態においては、検出電流６〔μＡ〕において２３００〔Ｖ〕の電圧を印加した。そして、耐久ローラの高電圧側の転写制御テーブルに従って、転写電圧として３２００〔Ｖ〕を印加して、最適な転写電流１５〔μＡ〕を発生した。
【０１０５】
これにより、実験例１〜４の転写ローラ１２を使用した場合、耐久においても良好な画質を得ることができた。
【０１０６】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、第１及び第２の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１及び第２の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。
【０１０７】
図１４は本発明の第３の実施の形態における特性値の測定結果及び画像評価の結果を示す図である。
【０１０８】
前記第２の実施の形態で説明したように、実験例３の転写ローラ１２の平均表面発泡セル径は４００〔μｍ〕であった。そして、実験例３の転写ローラ１２を搭載したプリンタを使用して、実験例６のように転写制御を行い、５０００枚を印刷する耐久テストの後、Ｌ／Ｌ環境において、葉書の１００〔％〕濃度パターン印刷を行ったところ、転写抜けが発生した。
【０１０９】
転写のメカニズムにおいて、パッシェン則に従う放電によって発生したオゾンが、転写ローラ１２の表面を劣化させ、転写ローラ１２の耐久抵抗上昇が進行する。高電圧を印加することによって所望の電流を得ることができるが、放電は更に激しくなる。
【０１１０】
そこで、本実施の形態においては、実験例７及び８として、次のような転写ローラ１２を作製した。
【０１１１】
まず、実験例７について説明する。
【０１１２】
実験例７では、有機過酸化物架橋剤としてＣ−２３Ｎ／Ｃ−３（信越化学工業株式会社製、商品名）を１〔ｗｔ％〕／３〔ｗｔ％〕、発泡剤としてＫＥ−Ｐ−１３（信越化学工業株式会社製、商品名）を２〔ｗｔ％〕添加した。それ以外は実験例３と同様に転写ローラ１２を作製した。
【０１１３】
次に、実験例８について説明する。
【０１１４】
実験例８では、付加架橋剤としてＣ−２５Ａ／Ｃ−２５Ｂ（信越化学工業株式会社製、商品名）を０．５〔ｗｔ％〕／２〔ｗｔ％〕、発泡剤としてＫＥ−Ｐ−２６（信越化学工業株式会社製、商品名）を３〔ｗｔ％〕添加した。それ以外は実験例３と同様に転写ローラ１２を作製した。
【０１１５】
そして、実験例７及び８の転写ローラ１２を搭載したプリンタを使用し、次のように印刷を行った。
【０１１６】
まず、実験例７では、図１４に示されるように、転写ローラ１２の平均表面発泡セル径は３６０〔μｍ〕であった。そして、５０００枚を印刷する耐久テストの後、Ｌ／Ｌ環境において、葉書の１００〔％〕濃度及びグレースケールパターン印刷で良好な画質を得ることができた。
【０１１７】
次に、実験例８では、図１４に示されるように、転写ローラ１２の平均表面発泡セル径は１３０〔μｍ〕であった。そして、５０００枚を印刷する耐久テストの後、Ｌ／Ｌ環境において、葉書の１００〔％〕濃度及びグレースケールパターン印刷で良好な画質を得ることができた。
【０１１８】
理論的にセル径が小さい方が有利であるが、実験例８が成形上の限界となった。
【０１１９】
このように、本実施の形態においては、セル径が１３０〔μｍ〕〜３６０〔μｍ〕である場合、良好な画質を得ることができた。
【０１２０】
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。なお、第１〜第３の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１〜第３の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。
【０１２１】
図１５は本発明の第４の実施の形態における特性値の測定結果及び画像評価の結果を示す図である。
【０１２２】
前記第２の実施の形態で説明したように、実験例３の転写ローラ１２の平均表面発泡セル径は４００〔μｍ〕であった。そして、実験例３の転写ローラ１２を搭載したプリンタを使用して、実験例６のように転写制御を行い、５０００枚を印刷する耐久テストの後、Ｌ／Ｌ環境において、葉書の１００〔％〕濃度パターン印刷を行ったところ、転写抜けが発生した。これは、セル径が大きくパッシェン則に従う放電開始電圧が高いので、オゾン劣化の進行が速いためである。
【０１２３】
そこで、本実施の形態においては、実験例９及び１０として、次のような転写ローラ１２を作製した。
【０１２４】
まず、実験例９について説明する。
【０１２５】
実験例９では、有機過酸化物架橋剤としてＣ−２３Ｎ／Ｃ−３（信越化学工業株式会社製、商品名）を１〔ｗｔ％〕／３〔ｗｔ％〕、及び、発泡剤としてＫＥ−Ｐ−１３（信越化学工業株式会社製、商品名）を３〔ｗｔ％〕添加した。それ以外は、実験例３と同様に転写ローラ１２を作製した。
【０１２６】
次に、実験例１０について説明する。
【０１２７】
実験例１０では、有機過酸化物架橋剤としてＣ−２４／Ｃ−３（信越化学工業株式会社製、商品名）を１〔ｗｔ％〕／３〔ｗｔ％〕、及び、発泡剤としてＫＥ−Ｐ−１３（信越化学工業株式会社製、商品名）を３〔ｗｔ％〕添加した。それ以外は、実験例３と同様に転写ローラ１２を作製した。
【０１２８】
そして、実験例９及び１０の転写ローラ１２を搭載したプリンタを使用し、次のように印刷を行った。
【０１２９】
まず、実験例９では、図１５に示されるように、転写ローラ１２の製品硬度はａｓｋｅｒＣ２４度、平均表面発泡セル径は３７０〔μｍ〕であった。そして、５０００枚を印刷する耐久テストの後、Ｌ／Ｌ環境において、葉書の１００〔％〕濃度、グレースケール及びキャラクタパターン印刷で良好な画質を得ることができた。セル径は実験例３と同等であるが、ゴムが低硬度であるのでセルのつぶれ量が大きくなり、劣化を抑制することができたためである。
【０１３０】
次に、実験例１０では、図１５に示されるように、転写ローラ１２の製品硬度はａｓｋｅｒＣ１９度、平均表面発泡セル径は３９０〔μｍ〕であった。ゴムが低硬度であるので、押し込み量（プリンタでの押し込み量０．２５〔ｍｍ〕）を固定値に設定すると、セルは容易につぶれるけれども、ゴムの反発が小さいため転写材２１に対する圧力が弱くなり、転写効率が良くない。また、押し込み荷重を定荷重に設定すると、セルのつぶれ量が激しく抵抗値が非常に高く見えてしまうので、この現象を回避すべく転写ニップを十分弱く設定すると、ゴムの低硬度化の目的に反し矛盾する。
【０１３１】
さらに、前記第１の実施の形態より製品硬度がａｓｋｅｒＣ４０度を超えると、電気抵抗のばらつきが大きくなり、良好な画質を得ることができなくなる。
【０１３２】
このように、本実施の形態においては、製品硬度はａｓｋｅｒＣ２４〜４０度である場合、良好な画質を得ることができた。
【０１３３】
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。なお、第１〜第４の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１〜第４の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。
【０１３４】
図１６は本発明の第５の実施の形態における特性値の測定結果及び画像評価の結果を示す第１の図、図１７は本発明の第５の実施の形態における特性値の測定結果及び画像評価の結果を示す第２の図、図１８は本発明の第５の実施の形態における電圧−電流曲線を示す第１の図、図１９は本発明の第５の実施の形態における電圧−電流曲線を示す第２の図である。
【０１３５】
画像評価に使用するプリンタでは、前記第１の実施の形態において説明したように、感光体ドラム１１と転写ローラ１２との押し込み量を０．２５〔ｍｍ〕に固定してある。しかし、実験例１〜４の転写ローラ１２は低硬度の発泡ゴムであるため、所定の外径寸法に精度良く研磨することが難しかった。
【０１３６】
そこで、本実施の形態においては、転写ローラ１２の外径寸法のばらつきのために感光体ドラム１１と転写ローラ１２との押し込み量が変化した場合であっても、良好な画質で印刷することができる条件を検討した。なお、実験例１〜４の転写ローラ１２の外径寸法はφ１６．４〔ｍｍ〕であったので、本実施の形態においては、実験例１１及び１２として、各処方に対して外径寸法の異なる、次のような転写ローラ１２を作製した。
【０１３７】
まず、実験例１１について説明する。
【０１３８】
実験例１１では、図１６に示されるように、実験例１〜４の処方の外径寸法がφ１６．２〔ｍｍ〕である転写ローラ１２を、それぞれ、実験例１ａ、実験例２ａ、実験例３ａ及び実験例４ａとした。そして、各転写ローラ１２を搭載したプリンタを使用して、Ｌ／Ｌ環境において、葉書の１００〔％〕濃度、グレースケール及びキャラクタパターン印刷を行った。なお、実験例１１の場合は、押し込み量が０．１５〔ｍｍ〕となった。
【０１３９】
次に、実験例１２について説明する。
【０１４０】
実験例１２では、図１７に示されるように、実験例１〜４の処方の外径寸法φが１６．７〔ｍｍ〕である転写ローラ１２を、それぞれ、実験例１ｂ、実験例２ｂ、実験例３ｂ及び実験例４ｂとした。そして、各転写ローラ１２を搭載したプリンタを使用して、Ｌ／Ｌ環境において、葉書の１００〔％〕濃度、グレースケール及びキャラクタパターン印刷を行った。なお、実験例１２の場合は、押し込み量が０．４〔ｍｍ〕となった。
【０１４１】
そして、実験例１１において説明した実験例１ａ、実験例２ａ、実験例３ａ及び実験例４ａの転写ローラ１２を搭載したプリンタを使用して印刷を行った。これにより、図１８に示されるような電圧−電流曲線を得ることができた。
【０１４２】
まず、実験例１ａでは、Ｌ／Ｌ環境において、葉書のキャラクタパターン印刷でのみ良好な画質を得ることができた。１００〔％〕濃度及びグレースケールパターン印刷で良好な画質を得ることができなかったが、実用上は問題のないレベルである。この理由は、押圧依存性は大きいけれども、電圧依存性が０．４６と大きくなってしまったためである。
【０１４３】
また、実験例２ａでは、Ｌ／Ｌ環境において、葉書のグレースケール及びキャラクタパターン印刷で良好な画質を得ることができた。電圧依存性が０．３７と大きくなっているためである。但し、実用上は問題のないレベルである。
【０１４４】
さらに、実験例３ａでは、Ｌ／Ｌ環境において、葉書の１００〔％〕濃度、グレースケール及びキャラクタパターン印刷で良好な画質を得ることができた。
【０１４５】
さらに、実験例４ａでは、Ｌ／Ｌ環境において、葉書の１００〔％〕濃度、グレースケール及びキャラクタパターン印刷で良好な画質を得ることができた。
【０１４６】
同様に、実験例１２において説明した実験例１ｂ、実験例２ｂ、実験例３ｂ及び実験例４ｂの転写ローラ１２を搭載したプリンタを使用して印刷を行った。これにより、図１９に示されるような電圧−電流曲線を得ることができた。
【０１４７】
実験例１ｂ、実験例２ｂ、実験例３ｂ及び実験例４ｂのいずれの場合も、Ｌ／Ｌ環境において、葉書の１００〔％〕濃度、グレースケール及びキャラクタパターン印刷で良好な画質を得ることができた。
【０１４８】
但し、実験例４ｂでは、転写電流１５〔μＡ〕のときに、実験例２ｂのイオン伝導の転写ローラと同じ印加電圧が必要となるまで抵抗値が高くなっており、さらに、外径寸法が大きくできてしまうと、イオン伝導ローラよりも高電圧を印加しないとトナーを転写することができなくなるので、本発明の目的を達成することができる限界である。
【０１４９】
このように、本実施の形態においては、プリンタにおける押し込み量が０．１５〜０．４〔ｍｍ〕となるように実験例１〜４の転写ローラ１２を設定することによって、良好な画質を得ることができた。
【０１５０】
次に、本発明の第６の実施の形態について説明する。なお、第１〜第５の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１〜第５の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。
【０１５１】
図２０は本発明の第６の実施の形態における転写ローラの外径の変化を示す図、図２１は本発明の第６の実施の形態における転写ローラを感光体ドラムに押圧した状態を示す図である。
【０１５２】
前記第１の実施の形態で説明した実験例１〜４の転写ローラ１２は、低硬度の発泡ゴムであるために所定の外径寸法に精度良く研磨することが難しく、成形上の実力を鑑みて、規格公差は±０．１〔ｍｍ〕である必要があった。しかしながら、シリコーンゴムの耐摩耗性が充分ではなく、図２０に示されるように、耐久テストによって外径の減少が発生する。そのため、転写ローラ１２の外径が初期に規格公差の下限に近い寸法の場合、印刷枚数の増加に伴って感光体ドラム１１との押し込み量が小さくなり、１００〔％〕濃度及びグレースケールパターン印刷において、良好な画質を得ることができなくなる問題が生じた。
【０１５３】
これは、感光体ドラム１１への押し込み量が小さくなったため、前記第５の実施の形態で説明した実験例１１の場合と同様に、電圧依存性が大きくなってしまったことが原因である。
【０１５４】
そこで、本実施の形態においては、実験例１３及び１４として、感光体ドラム１１に対して、転写ローラ１２が常に一定荷重で押圧されるようにするために、図２１に示されるように、転写ローラ１２の中心軸である芯金１２ａをばねで押し込むようになっている。これにより、転写ローラ１２は常に一定荷重で押圧され、感光体ドラム１１と転写ローラ１２とのオーバーラップ量が常に一定となる。
【０１５５】
まず、実験例１３について説明する。
【０１５６】
実験例１３では、常に線圧３７〔ｇｆ／ｃｍ〕（ばね４００〔ｇｆ〕相当）で、感光体ドラム１１と転写ローラ１２とを当接させた。そして、該転写ローラ１２の初期、及び、２００Ｋ枚を印刷する耐久テストの後、Ｌ／Ｌ環境において、葉書の１００〔％〕濃度、グレースケール及びキャラクタパターン印刷を行った。
【０１５７】
次に、実験例１４について説明する。
【０１５８】
実験例１４では、常に線圧８４〔ｇｆ／ｃｍ〕（ばね９００〔ｇｆ〕相当）で、感光体ドラム１１と転写ローラ１２とを当接させた。該転写ローラ１２の初期、及び、２００Ｋ枚を印刷する耐久テストの後、Ｌ／Ｌ環境において、葉書の１００〔％〕濃度、グレースケール及びキャラクタパターン印刷を行った。
【０１５９】
そして、実験例１３では、初期及び耐久テスト後のいずれの場合も、葉書のキャラクタパターン印刷で良好な画質を得ることができた。なお、実験例１３における転写ローラ１２の電圧依存性は図１２に示されているものと同様であり、押し込み条件は実験例１１に相当する。
【０１６０】
また、実験例１４では、初期及び耐久テスト後のいずれの場合も、葉書の１００〔％〕濃度、グレースケール及びキャラクタパターン印刷で良好な画質を得ることができた。なお、実験例１４における転写ローラ１２の電圧依存性は図１２に示されているものと同様であり、押し込み条件は実験例１２に相当する。
【０１６１】
このように、本実施の形態においては、プリンタにおける感光体ドラム１１と転写ローラ１２との押し込み量が、常に線圧３７〜８４〔ｇｆ／ｃｍ〕であるように設計することによって、耐久テストでの転写ローラ１２のニップ変化に依らず、常に最適な押し込み条件を確保することができた。また、Ｌ／Ｌ環境においては、電圧依存性を０．１１〜０．３４に設定することができ、良好な画質を得ることができた。
【０１６２】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１６３】
【図１】本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の要部の構成を示す概略図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における転写ローラの概略図である。
【図３】比較例における等価回路モデルを示す図である。
【図４】比較例における転写ローラの電流及び電圧の関係を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における等価回路モデルを示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態における転写ローラの抵抗値の測定方法を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態における表面発泡セル径の定義を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態における発泡セルが表面でつながっている場合を示す図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態における感光体ドラムと転写ローラとの軸間距離を固定した状態を示す図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態におけるカーボンブラックの配合量と電圧−電流曲線との関係を示す図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態における特性値の測定結果及び画像評価の結果を示す図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態における耐久による電圧−電流特性の変化を示す図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態における耐久後の電圧−電流特性の変化を示す図である。
【図１４】本発明の第３の実施の形態における特性値の測定結果及び画像評価の結果を示す図である。
【図１５】本発明の第４の実施の形態における特性値の測定結果及び画像評価の結果を示す図である。
【図１６】本発明の第５の実施の形態における特性値の測定結果及び画像評価の結果を示す第１の図である。
【図１７】本発明の第５の実施の形態における特性値の測定結果及び画像評価の結果を示す第２の図である。
【図１８】本発明の第５の実施の形態における電圧−電流曲線を示す第１の図である。
【図１９】本発明の第５の実施の形態における電圧−電流曲線を示す第２の図である。
【図２０】本発明の第６の実施の形態における転写ローラの外径の変化を示す図である。
【図２１】本発明の第６の実施の形態における転写ローラを感光体ドラムに押圧した状態を示す図である。
【符号の説明】
【０１６４】
１１ 感光体ドラム
１２ 転写ローラ
１２ａ 芯金
２１ 転写材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転写部材及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリンタ等の画像形成装置においては、感光体ドラム上に形成されたトナー像を記録紙に転写させるために転写ローラが使用されている。そして、画像形成装置周辺の温度、湿度等の環境変動の影響を受けにくく、安定した転写特性を得ることができるように、印加電圧の増加に伴って、電気抵抗が１〜３桁（けた）減少する特性を有する導電性ゴムを備える転写ローラが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平７−２４８６６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来の転写ローラのように、電圧依存性が大きい転写ローラを使用すると、通紙外側部へのリーク電流が増加する傾向がある。そのため、低温低湿環境下で幅が狭く抵抗が高い記録紙である葉書等に印刷する場合に、転写かすれが発生するという問題があった。
【０００４】
本発明は、前記従来の問題点を解決して、転写部材の電気抵抗値の電圧依存性を０．１３〜０．４２とし、転写部材の電気抵抗値の圧縮に対する押圧依存性を０．３０〔ｌｏｇΩ／ｍｍ〕以上１．３５〔ｌｏｇΩ／ｍｍ〕以下とすることによって、低温低湿環境下においても良好な転写特性を得ることができ、高品質の画像を形成することができる転写部材及び画像形成装置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】
【０００５】
そのために、本発明の転写部材においては、像担持体の表面に形成されたトナー像を転写材に転写するための転写部材であって、該転写部材は芯（しん）金及び弾性のある導電性発泡ゴムを備え、前記転写部材の電気抵抗値の電圧依存性は０．１３〜０．４２であり、前記転写部材の電気抵抗値の圧縮に対する押圧依存性は０．３０〔１ｏｇΩ／ｍｍ〕以上１．３５〔１ｏｇΩ／ｍｍ〕以下である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、転写部材は、電気抵抗値の電圧依存性が０．１３〜０．４２であり、電気抵抗値の圧縮に対する押圧依存性が０．３０〔ｌｏｇΩ／ｍｍ〕以上１．３５〔ｌｏｇΩ／ｍｍ〕以下である。これにより、低温低湿環境下においても良好な転写特性を得ることができ、高品質の画像を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【０００８】
図１は本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の要部の構成を示す概略図である。
【０００９】
図において、１０は、本実施の形態における画像形成装置の画像形成ユニットとしてのイメージドラムユニットである。前記画像形成装置は、例えば、プリンタ、ファクシミリ機、複写機、各種の機能を併せ持つ複合機等であるが、いかなる種類のものであってもよい。また、前記画像形成装置は、各色の画像を形成するイメージドラムユニット１０を多段式に配設してカラー印刷を行うカラープリンタであってもよいが、ここでは、説明の都合上、単一のイメージドラムユニット１０によって単色（例えば、黒色）の印刷を行うモノクロプリンタである場合について説明する。
【００１０】
この場合、前記イメージドラムユニット１０は、像担持体としてのドラム型の感光体ドラム１１を備える。そして、該感光体ドラム１１の周囲には、前記感光体ドラム１１の表面を帯電するための帯電ローラ１３、一様に帯電した感光体ドラム１１の表面に静電潜像を形成するＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：発光ダイオード）光源１８、前記感光体ドラム１１の表面に形成された静電潜像を現像し、現像剤としてのトナーをトナー像として付着させる現像ローラ１４、感光体ドラム１１上のトナー像を記録紙、葉書等の転写材２１上に転写するための転写部材としての転写ローラ１２、及び、前記感光体ドラム１１上に残存したトナーを除去するためのクリーニングブレード１６が配設されている。なお、１７はトナーを収容するトナーカートリッジであり、１５はトナーを現像ローラ１４に供給するための供給ローラである。
【００１１】
また、１９は前記転写材２１上に転写されたトナー像を転写材２１に熱及び圧力によって定着させるための定着器としての定着ユニットである。該定着ユニット１９は、図示されない熱源を内部に備える定着ローラ１９ａ、及び、図示されない付勢部材によって定着ローラ１９ａに押し付けられる加圧ローラ１９ｂを有する。そして、２２はトナーが定着されて装置外部に排出された転写材２１が載置される排出トレイである。
【００１２】
次に、前記転写ローラ１２の構成について詳細に説明する。
【００１３】
図２は本発明の第１の実施の形態における転写ローラの概略図である。
【００１４】
図に示されるように、転写ローラ１２は、導電性の金属から成る円柱状の芯金１２ａと、該芯金１２ａの周囲に形成されたゴム層１２ｂとを有し、所型の抵抗値となるように電気導電性が調整された導電性ローラである。
【００１５】
また、ゴム層１２ｂは、弾性を備える導電性発泡ゴムから成る。具体的には、ゴムとしてシリコーンゴムを用い、以下に説明するように、ゴムに加硫剤、発泡剤、充填（てん）剤、導電性付与剤等を混合配合して加硫発泡成形されたものである。
【００１６】
まず、ゴムとしては、オルガノポリシロキサンポリマーとして、ジメチルシリコーン生ゴム、メチルビニルシリコーン生ゴム、メチルフェニルシリコーン生ゴム等を用いることができる。また、ビニル基含有のシリコーン生ゴムでもよい。
【００１７】
次に、加硫剤としては、有機過酸化物架橋剤であるべンゾイルパーオキサイド、ビス２，４−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン等を用いることができる。また、付加型架橋剤であるハイドロジエンオルガノシロキサンを用いることもできる。この場合、白金化合物の触媒を添加して、ビニル基含有のシリコーン生ゴムとの組み合わせとなる。
【００１８】
次に、発泡剤としては、化学発泡剤であるアゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）系やアゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）系等を用いることができる。
【００１９】
次に、充填剤としては、シリカ、炭酸カルシウム、石英粉、けい酸ジルコニウム、クレー（けい酸アルミニウム）、タルク（含水けい酸マグネシウム）、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、アルミナ（酸化アルミニウム）、酸化クロム、酸化鉄、硫酸アルミニウム、硫酸バリウム、マイカ（雲母粉）、グラファイト等を用いることができる。
【００２０】
次に、導電性付与剤としては、カーボンブラック、グラファイト、銀、銅、ニッケルなどの金属粉、導電性亜鉛華、導電性炭酸カルシウム、カーボン繊維等の電子導電性付与剤やイオン導電性付与剤を用いることができる。イオン導電性付与剤は、カチオン性の物質であればよく、Ｈ+ 、Ｌｉ+ 、Ｎａ+ 、Ｋ+ 、Ａｇ+ 、Ｚｎ2 + 等の電解質であればよい。無機質電解質としては、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＡｌＣｌ4 、ＮａＢｒ、ＮａＩ、ＫＩ、ＡｇＮＯ3 等が挙げられ、有機電解質としては、第１級、第２級、第３級アミン塩、第４級アンモニウム塩、第４級ホスホニウム塩等が挙げられる。これらを溶解させる溶媒としては、ポリエーテル類、ポリエステル類、ポリイミン類等が挙げられる。
【００２１】
そして、前記転写ローラ１２は前記ゴム層１２ｂを発泡させることで、被接触物である感光体ドラム１１及びトナーに対して柔軟に当接させることが可能であり、また、接触幅を大きく得ることで転写電界の良好な領域を広くさせることが可能になる。さらに、適度な押圧力によって機械的なトナー転写の効果を得ることが可能になる。
【００２２】
次に、前記画像形成装置が有する感光体ドラム１１、転写ローラ１２及び転写材２１の等価回路モデルについて説明する。
【００２３】
図３は比較例における等価回路モデルを示す図、図４は比較例における転写ローラの電流及び電圧の関係を示す図、図５は本発明の第１の実施の形態における等価回路モデルを示す図である。
【００２４】
ここでは、特許文献１に記載された画像形成装置を比較例として、本実施の形態における画像形成装置が有する感光体ドラム１１、転写ローラ１２及び転写材２１の等価回路モデルについて説明する。なお、比較例においては、感光体ドラムが１１１、転写ローラが１１２、その芯金及びゴム層が１１２ａ及び１１２ｂ、転写材が１２１であるものとして説明する。
【００２５】
比較例における転写ローラ１１２は、印加電圧の増加に伴って電気抵抗が１〜３桁減少する特性を有する導電性ゴムを用いる。この場合、前記印加電圧に対して電気伝導度が大きく変動するので、電気抵抗の電圧依存性が大きい。
【００２６】
そして、導電担体としてカーボンブラックを用いる場合に電圧依存性を大きくすることができる。図４に示されるように、電圧依存性が大きい転写ローラ１１２の場合、高電圧に対して電流はより多く流れる傾向があるので、耐久使用によってゴムの導電性が低下してきたとしても、電源への負担を増やさずに所望の転写電流を発生させることができることは利点である。その一方で、欠点は、葉書のように幅の狭い高抵抗の転写材１２１に対して転写かすれやちりが発生することである。
【００２７】
ここで、図３に示されるような等価回路モデルを想定する。
【００２８】
通紙部における抵抗値は、通紙外側部に比べて転写材１２１の抵抗値Ｒｓの分だけ大きいため、通紙外側部の電流密度は多い。また、前記通紙部において、電源電圧Ｖａｌｌは、転写材１２１で消費する電圧Ｖｐと転写ローラ１１２で消費する電圧Ｖｔ１とに分配されるので、前記転写ローラ１１２の通紙外側部で消費する電圧Ｖｔ２に対して、Ｖｔ１＜Ｖｔ２（＝Ｖｂ）の関係が成立する。そして、図４に示される電圧依存性から、Ｒｔ（Ｖｔ１）＞Ｒｔ（Ｖｔ２）であるので、通紙部の抵抗値｛Ｒｓ＋Ｒｔ１（Ｖｔ１）｝はＲｔ２（Ｖｔ２）に比べて更に大きい。
【００２９】
つまり、前記転写ローラ１１２の電圧依存性が大きいことが原因で、通紙外側部へのリーク電流が助長され、トナーを移動させるための電界が弱くなってしまう。これは、電圧依存性が大きい場合、転写ローラ１１２と感光体ドラム１１１との間に転写材１２１が存在すると、転写材１２１が存在する領域と存在しない領域との間で流れる電流の差が大きくなるためである。つまり、転写材１２１が存在しない領域では電流が大量に流れ、抵抗が高い転写材１２１が存在する領域では電流が流れなくなる。そして、電流が流れやすいところに電流が逃げてしまうからである。すなわち、転写材１２１が存在せず、転写ローラ１１２と感光体ドラム１１１とが直接接触している領域へ電流が逃げてしまい、転写材１２１が存在する領域では電流が流れなくなる。そのため、転写材１２１が存在する領域では電界が弱くなってしまう。特に、幅の狭い高抵抗の転写材１２１である葉書などを、転写材１２１の電気抵抗が上昇する低温低湿環境で印刷する場合に、転写かすれは悪化する。
【００３０】
この対策として、電圧依存性のほとんどないイオン導電性付与剤をゴムに添加する方法がある。しかしながら、図４に示されるように、環境における抵抗値変動が激しく低温低湿環境で高抵抗化するため、最適な転写電流を発生させるためには容量の大きな電源が必要となり問題となる。
【００３１】
また、別の対策として、転写ローラ１１２の弾性部分を２層化して表面層に高抵抗の材料を用いる方法がある。前記表面層の抵抗率を転写材１２１と同程度に設定すれば、リーク電流を抑制しつつ高抵抗になる領域は部分的であるので、電源への負荷は若干抑制することができる。しかしながら、前記転写ローラ１１２の構成が複雑化して製造が容易でないことが問題となる。
【００３２】
これに対し、本実施の形態における転写ローラ１２は、構成が簡素でありながら、電気抵抗の均一性を有する（イオン伝導）と同時に、電気抵抗の圧縮に対する抵抗上昇方向の適度な押圧依存性（電子伝導）及び適度な電圧依存性（電子伝導）を有する、ハイブリッド特性を有する転写ローラ１２である。
【００３３】
本実施の形態においては、図５に示されるように、ゴム層１２ｂの表面近傍の電気抵抗値を、カーボンブラック電子伝導の押圧依存性を効果的に利用することによって転写材２１の電気抵抗程度まで高抵抗化させ、所望の特性が得られるようにした。なお、転写材２１は薄いので、圧縮による抵抗上昇に関する問題はない。また、電圧依存性として最適な範囲を検討した。
【００３４】
次に、実際に作製した転写ローラ１２の実験例について説明する。
【００３５】
まず、実験例１について説明する。
【００３６】
実験例１では、シリコーン生ゴムとしてＴＳＥ２６０−５Ｕ（東芝シリコーン株式会社製、商品名）１００〔ｗｔ％〕に、イオン導電性付与剤としてポリアルキレングリコールにＬｉＣｌＯ4 （過塩素酸リチウム）を１０〔ｗｔ％〕溶解させたイオン導電性組成物を５〔ｗｔ％〕、ＭＴカーボン（Ｍｅｄｉｕｍ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｃａｒｂｏｎ Ｂｌａｃｋ、中粒熱分解カーボンブラック）としてＮ９９１（キャンカーブ社製、商品名）を５５〔ｗｔ％〕、付加架橋剤としてＣ−２５Ａ／Ｃ−２５Ｂ（信越化学工業株式会社製、商品名）を０．２〔ｗｔ％〕／３〔ｗｔ％〕、及び、発泡剤としてＡＤＣＡ−Ｐ（信越化学工業株式会社製、商品名）を２．３〔ｗｔ％〕添加して、オープンロールで均一状態に分散するまで混練を行った。
【００３７】
得られたシリコーンゴムの半導電性組成物を、プライマーが塗布された芯金１２ａをセットしたパイプ形状の金型中にトランスファー成形によって注入した。そして、熱風オーブンを使って、１５０〔℃〕で３０分間の加硫を行い、冷却後パイプ金型を脱型して、一次成形ローラを得た。
【００３８】
その後、熱風オーブンを使用して、２００〔℃〕で２時間及び２３０〔℃〕で４時間の加硫を行って、二次成形ローラを得た。冷却して２４時間経過後、円筒研削盤によって研削して転写ローラ１２を作製した。
【００３９】
なお、前記ＭＴカーボンは、低ストラクチャで大粒径で比表面積が小さいカーボンブラックであり、Ｎ９１１のメーカ公表値はＤＢＰ吸油量４４〔ｃｍ3 〕／１００〔ｇ〕、平均粒子径２７０〔ｎｍ〕、窒素吸着比表面積７〜１２〔ｍ2 ／ｇ〕である。また、低ストラクチャで大粒径であるので電気伝導度は小さい。
【００４０】
次に、実験例２について説明する。
【００４１】
実験例２では、ＭＴカーボンを６０〔ｗｔ％〕添加した。それ以外は実験例１と同様に転写ローラ１２を作製した。
【００４２】
次に、実験例３について説明する。
【００４３】
実験例３では、ＭＴカーボンを６５〔ｗｔ％〕添加した。それ以外は実験例１と同様に転写ローラ１２を作製した。
【００４４】
次に、実験例４について説明する。
【００４５】
実験例４では、ＭＴカーボンを７０〔ｗｔ％〕添加した。それ以外は実験例１と同様に転写ローラ１２を作製した。
【００４６】
次に、実験例５について説明する。
【００４７】
実験例５では、ＭＴカーボンを７５〔ｗｔ％〕添加した。それ以外は実験例１と同様に転写ローラ１２を作製した。
【００４８】
なお、実験例１〜５との比較のため、典型的な電子伝導性を有する転写ローラ１２を作製した。まず、比較例１について説明する。
【００４９】
比較例１では 実験例１におけるＭＴカーボンをアサヒサーマル＃８０（旭カーボン社製、商品名）に変更して２０〔ｗｔ％〕添加した。
【００５０】
それ以外は実験例１と同様にして転写ローラ１２を作製した。アサヒサーマル＃８０はメーカ公表値でＤＢＰ吸油量１１３〔ｃｍ3 〕／１００〔ｇ〕、平均粒子径２２〔ｎｍ〕及び窒素吸着比表面積１１５〔ｍ2 ／ｇ〕である。
【００５１】
次に、比較例２及び３について説明する。
【００５２】
比較例２及び３では、実験例１〜５との比較のため、典型的なイオン導電性を有するアクリロニトリルブタジエンゴムとエピクロルヒドリンゴムとを混合したゴムを加硫発泡成形した転写ローラ１２を作製した。
【００５３】
アクリロニトリルブタジエンゴム７０〔ｗｔ％〕とエピクロルヒドリンゴム３０〔ｗｔ％〕とから成るゴム組成物に、受酸剤としてハイドロタルサイト類化合物を３〔ｗｔ％〕、発泡剤としてアゾジカルボンアミドを３〔ｗｔ％〕及びベンゼンスルホニルヒドラジトを３〔ｗｔ％〕、加硫剤として粉末硫黄を１〔ｗｔ％〕、加硫促進剤としてトリメチルチオ尿素を１〔ｗｔ％〕、及び、エニレンチオウレアを１〔ｗｔ％〕添加し、密閉式混練機によって１００〔℃〕で１０分間混練した。
【００５４】
前記密閉式混練機からリボン取りしたゴム混合物を、４０〔℃〕に温度調節された単軸押出機に投入し、中空チューブ状に押し出した。該中空チューブ状のゴムを適切な長さにカットし、予備成形チューブを成形した。該予備成形チューブを加圧式水蒸気式加硫缶に投入し、１６０〔℃〕で６０分間の一次加硫を行った。
【００５５】
この際、化学発泡剤がガス化して発泡するとともに、ゴム成分の架橋も進行した。円筒形状の加硫発泡体チューブの中空部にホットメルト接着剤を塗布した金属製のシャフトから成る芯金（外径６〔ｍｍ〕）を圧入挿入して、一次成形ローラを得た。
【００５６】
該一次成形ローラを熱風オーブンに入れ、１６０〔℃〕で１時間の二次加硫を行って、芯金と導電性発泡ゴムとを接着して一体化した後に、冷却して２４時間経過後、円筒研削盤によって研削して転写ローラ１２を作製した。
【００５７】
次に、前記各実験例及び各比較例の特性値の測定並びに各実験例及び各比較例を使用した画像形成装置の画像評価について説明する。
【００５８】
図６は本発明の第１の実施の形態における転写ローラの抵抗値の測定方法を示す図、図７は本発明の第１の実施の形態における表面発泡セル径の定義を示す図、図８は本発明の第１の実施の形態における発泡セルが表面でつながっている場合を示す図、図９は本発明の第１の実施の形態における感光体ドラムと転写ローラとの軸間距離を固定した状態を示す図である。
【００５９】
まず、温度１０〔℃〕、湿度２０〔％〕の低温低湿環境（Ｌ／Ｌ環境）で、特性値としての電気抵抗値を測定した。電気抵抗値は、図６に示されるような方法で測定した。すなわち、ドラム形状の金属３５に転写ローラ１２を押圧した状態で、安定な環境下において金属３５及び転写ローラ１２を回転させながら、直流電圧を印加したときの電流値の平均値である。前記ドラム形状の金属３５の回転軸と転写ローラ１２の回転軸との軸間距離を調整することによって、その際の押圧に対する電気抵抗の変化により押圧依存性を求めることができる。なお、３２は定圧電源であり、３３は電流計である。また、転写ローラ１２の押し込み量は適宜調整する。
【００６０】
次に、温度１０〔℃〕、湿度２０〔％〕のＬ／Ｌ環境で、電気抵抗周むらを測定した。なお、電気抵抗周むらは、転写ローラ１２の１周内の電気抵抗の最大値と最小値との比である。
【００６１】
次に、製品硬度を測定した。製品硬度の測定値は、転写ローラ１２の側面にａｓｋｅｒＣ硬度計の加圧面を荷重１０００〔ｇｆ〕で押し当てて読み取った値である。加圧面はローラで浮かせず、かつ、喰（く）い込ませないように止める。
【００６２】
次に、平均表面発泡セル径を測定した。平均表面発泡セル径の測定値は、弾性発泡ゴムから成るゴム層１２ｂの表面、すなわち、円筒状のゴム層１２ｂの側面における発泡セル径を平均化したものである。
【００６３】
この場合、発泡セル径は、図７に示されるように、転写ローラ１２の表面と金属３５の輪郭とが交差した曲面における発泡セル３１の径を意味し、次の式（１）で定義される。
発泡セル径＝√（Ａ×Ｂ）／２ ・・・式（１）
なお、Ａは発泡セル３１の短径〔μｍ〕であり、Ｂは発泡セル３１の長径〔μｍ〕である。
【００６４】
また、図８（ａ）に示されるように、複数の発泡セル３１同士が連続気泡のようにつながっている場合は、図８（ｂ）に示されるように、各発泡セル３１の輪郭を想定し、各発泡セル３１を独立したセルとして把握して、発泡セル３１の径を求める。
【００６５】
次に、電気抵抗の電圧依存性を測定した。電気抵抗の電圧依存性の測定値は、規定の電流値を発生させる場合の電圧Ｖｔｒから±５００〔Ｖ〕の電圧における電気抵抗値Ｒ（Ｖｕ）及びＲ（Ｖｌ）の比率を１から引いたものである。なお、規定の電流値を発生させる場合とは、温度１０〔℃〕、湿度２０〔％〕のＬ／Ｌ環境で１５〔μＡ〕の電流を発生させる場合である。
【００６６】
ここで、Ｒ（Ｖｕ）は、Ｖｕ＝Ｖｔ＋５００〔Ｖ〕のときの電流抵抗値であり、Ｒ（Ｖｌ）は、Ｖｌ＝Ｖｔ−５００〔Ｖ〕のときの電流抵抗値である。そして、
電気抵抗の電圧依存性＝１−｛Ｒ（Ｖｕ）／Ｒ（Ｖｌ）｝
である。
【００６７】
また、押圧依存性を求める場合には、まず、所定の押し込み量ａ〔ｍｍ〕及びｂ〔ｍｍ〕において抵抗値Ｒａ及びＲｂを求める。そして、抵抗値Ｒａ及びＲｂの対数をとり、それぞれ、Ｌａ及びＬｂとする。すると、
押圧依存性＝（Ｌｂ−Ｌａ）／（ｂ−ａ）
である。なお、本実施の形態においては、押し込み量ａ＝０．２０〔ｍｍ〕及びｂ＝０．３０〔ｍｍ〕の条件で押圧依存性を求めた。
【００６８】
次に、画像評価を行った。画像評価は、解像度６００〔ＤＰＩ〕の光学ＬＥＤ方式電子写真プリンタを使用して行った。この場合、図９に示されるように、感光体ドラム１１と転写ローラ１２との軸間距離を固定し、オーバーラップ量、すなわち、押し込み量を０．２５〔ｍｍ〕で固定した。そして、温度１０〔℃〕、湿度２０〔％〕のＬ／Ｌ環境で、転写材２１として葉書を使用し、１００〔％〕濃度、グレースケール及びキャラクタパターン印刷を行い、画像品質評価を行った。
【００６９】
なお、前記１００〔％〕濃度パターンは印刷密度が１００〔％〕の全面印刷、グレースケールパターンは印刷密度が２５〔％〕、キャラクタパターンは印刷密度が５〔％〕である。つまり、前記１００〔％〕濃度パターンは、画像形成可能領域全面に画像が形成されるソリッドパターンである。また、前記グレースケールパターンは、解像度６００〔ＤＰＩ〕での２ｂｙ２画像、すなわち、ドットを形成する際に、縦４ドット分及び横４ドット分の１６ますのうち、縦２ドット分及び横２ドット分の４ます分のドットを形成するものである。さらに、前記キャラクタパターンは、文字パターンであり、画像形成可能領域の中で５〔％〕密度に相当するパターンである。
【００７０】
転写材２１として葉書を使用したのは、リーク電流の問題について、一番条件の厳しい転写材２１のサイズが葉書サイズであるためである。転写材２１の領域が狭い状態、すなわち、感光体ドラム１１と転写ローラ１２とが直接接触している領域が大きいほどリーク電流が発生しやすくなる。そのため、葉書サイズの転写材２１で良好な結果を得ることができれば、より幅の広いサイズの転写材２１の場合にも、リーク電流の問題が発生することがない。
【００７１】
次に、前記特性値の測定結果及び画像評価の結果について説明する。
【００７２】
図１０は本発明の第１の実施の形態におけるカーボンブラックの配合量と電圧−電流曲線との関係を示す図、図１１は本発明の第１の実施の形態における特性値の測定結果及び画像評価の結果を示す図である。
【００７３】
なお、図１０にはＬ／Ｌ環境での電気抵抗値の電圧−電流曲線が示されている。また、図１１には、温度２０〔℃〕、湿度５０〔％〕の中程度の温度湿度環境（Ｎ／Ｎ環境）での電気抵抗周むら、Ｌ／Ｌ環境での電気抵抗値の電圧依存性、及び、Ｌ／Ｌ環境での電気抵抗値の押圧依存性が示されている。
【００７４】
また、実験例及び比較例での画質の評価における良（○）否（×）の定義は、「○：かすれやちりの発生がない」及び「×：かすれやちりの発生がある」である。ここで、「かすれ」は、本来印刷されるべき部分にトナー像が転写されず、転写材２１の表面が剥（む）き出しになっている状態である。また、「ちり」は、本来印刷されるべきでない転写材２１のバックグラウンドの部分に、転写で散ったトナーが付着している状態である。
【００７５】
まず、実験例１について説明する。
【００７６】
実験例１では、Ｌ／Ｌ環境において、葉書の１００〔％〕濃度、グレースケール及びキャラクタパターン印刷については、良好な画質を得ることができた。押圧依存性の平均値は１．３５と大きいので、転写ローラ１２の表面近傍は葉書の抵抗率に近くなっていて、電圧依存性は０．４２と少し大きくなった。
【００７７】
次に、実験例２について説明する。
【００７８】
実験例２では、Ｌ／Ｌ環境において、葉書の１００〔％〕濃度、グレースケール及びキャラクタパターン印刷については、良好な画質を得ることができた。電圧依存性は０．３３、押圧依存性の平均値は１．０１であった。
【００７９】
次に、実験例３について説明する。
【００８０】
実験例３では、Ｌ／Ｌ環境において、葉書の１００〔％〕濃度、グレースケール及びキャラクタパターン印刷については、良好な画質を得ることができた。電圧依存性は０．２２、押圧依存性の平均値は０．９７であった。
【００８１】
次に、実験例４について説明する。
【００８２】
実験例４では、Ｌ／Ｌ環境において、葉書の１００〔％〕濃度、グレースケール及びキャラクタパターン印刷については、良好な画質を得ることができた。電圧依存性は０．１３、押圧依存性の平均値は０．３０であった。
【００８３】
次に、実験例５について説明する。
【００８４】
実験例５では、Ｌ／Ｌ環境において、葉書の１００〔％〕濃度、グレースケール及びキャラクタパターン印刷については、良好な画質を得ることができた。電圧依存性は０．１６、押圧依存性の平均値は０．７３であった。
【００８５】
次に、比較例１について説明する。
【００８６】
比較例１では、電圧依存性が０．７６と非常に大きいため、通紙外部へのリーク電流が大きくなり、葉書に対して良好な画質を得ることができなかった。
【００８７】
次に、比較例２について説明する。
【００８８】
比較例２では、Ｌ／Ｌ環境において、葉書の１００〔％〕濃度、グレースケール及びキャラクタパターン印刷については、良好な画質を得ることができた。しかし、転写における必要電圧は３７５０〔Ｖ〕となっており、転写電源容量への負担が大きい。
【００８９】
次に、比較例３について説明する。
【００９０】
比較例３では、Ｌ／Ｌ環境において、葉書の１００〔％〕濃度、グレースケール及びキャラクタパターン印刷については、良好な画質を得ることができなかった。すなわち、電圧依存性及び押圧依存性が高かったため、通紙外側部へのリーク電圧が大きくなり、葉書に対して良好な画質を得ることができなかった。
【００９１】
このように、本実施の形態においては、カーボンブラックの配合量を５５〔ｗｔ％〕から７５〔ｗｔ％〕として、Ｌ／Ｌ環境における電気抵抗値の電圧依存性が０．１３〜０．４２で、かつ、押圧依存性が０．３０〜１．３５〔ｌｏｇΩ／ｍｍ〕の転写ローラ１２を得ることができた。この特性によって、Ｌ／Ｌ環境における葉書は良好な画質を得ることができた。
【００９２】
更に望ましくは、Ｌ／Ｌ環境における電気抵抗値の電圧依存性が０．１３〜０．３３であり、かつ、押圧依存性が０．３０〜１．０１〔ｌｏｇΩ／ｍｍ〕であると非常に高画質な印刷を得ることができる。
【００９３】
なお、本実施の形態においては、カーボンブラックの配合量が７５〔ｗｔ％〕より多い転写ローラ１２については、評価を実施しなかった。これは、カーボンブラックの配合量が７５〔ｗｔ％〕より多いと、硬度のばらつきが発生するからであり、そのために、電気抵抗周むらが大きくなり、印刷時に転写ローラ１２のピッチに由来する濃淡むらが発生するからである。
【００９４】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。
【００９５】
図１２は本発明の第２の実施の形態における耐久による電圧−電流特性の変化を示す図、図１３は本発明の第２の実施の形態における耐久後の電圧−電流特性の変化を示す図である。
【００９６】
前記第１の実施の形態において画像評価を行うために使用したプリンタの転写制御には、ローラ抵抗値の検出、転写電圧決定、印刷電圧印加等の過程が含まれる。ローラ抵抗値の検出過程では、転写ローラ１２の電気抵抗値の耐久変化や環境変動をモニタリングする。そして、検出されたローラ抵抗値に対してあらかじめ格納された印刷電圧テーブルに基づいて最適な転写電流を流すための印刷電圧を決定する。また、転写材２１の搬送に合わせて印刷電圧を印加する。
【００９７】
そして、検出電圧は、定電圧であり、常に１５００〔Ｖ〕である。その理由は、温度２８〔℃〕、湿度８０〔％〕の高温多湿環境（Ｈ／Ｈ環境）においては、ローラ抵抗値が小さくなって転写ローラ１２で消費する電圧が小さい場合でも、感光体ドラム１１に過剰電圧が供給され、転写ショックが発生しないことを考慮したためである。そして、印刷における転写電圧は、転写電流が１５〔μＡ〕になるように調整している。
【００９８】
実験例３の転写ローラ１２を搭載した前記第１の実施の形態と同様のプリンタを使用して、Ｌ／Ｌ環境において、葉書の１００〔％〕濃度パターン印刷を行ったところ、新品に近い状態では良好であったが、１０００枚印刷すると転写ローラ１２の抵抗値の検出不良が発生した。そして、実験例３の転写ローラ１２について電圧−電流特性を確認したところ、図１２に示されるようになった。１０００枚印刷した転写ローラ１２としての耐久ローラは、低電圧における電流の立ち上りが小さく、１５００〔Ｖ〕の印加電圧に対する発生電流が微弱であるため、装置の検出感度に対して不十分になった。
【００９９】
転写のメカニズムにおいて、転写電流は転写ローラ１２の表面の発泡セルの空隙（げき）をパッシェン則に従って放電電流が流れる。放電によって発生したオゾンは、転写ローラ１２の表面を劣化させてしまう。実験例３の転写ローラ１２は、平均表面発泡セル径が４００〔μｍ〕と大きく、表面セルで放電を生じるためには高電圧が必要となり、劣化の進行度合いが速くなった。
【０１００】
また、耐久ローラは、図１３に示されるように、１８００〔Ｖ〕／３〔μＡ〕程度を境界にして、別々の電圧−電流曲線で表現されている。境界より高電圧側において検出過程を実施することができれば、転写制御が可能となる。
【０１０１】
そこで、本実施の形態においては、実験例６として、次のように転写制御を行った。
【０１０２】
実験例６では、検出過程において、定電流制御を行い、常に６〔μＡ〕の一定電流に制御した。定電流制御を行ったので、環境変動及び耐久変化による検出印加電圧の変動はほとんど転写ローラ１２の電気抵抗値の変化の影響であり、感光体ドラム１１に過剰な電圧が印加されて転写ショックが発生する心配はない。
【０１０３】
また、転写電圧の決定は、検出電流６〔μＡ〕及びそのときの電圧値に基づいて、あらかじめ格納された高電圧側の電圧−電流曲線に基づく転写制御テーブルに従った。この場合、最適な転写制御テーブル値を転写材２１の搬送に合わせて印加した。
【０１０４】
このように、本実施の形態においては、検出電流６〔μＡ〕において２３００〔Ｖ〕の電圧を印加した。そして、耐久ローラの高電圧側の転写制御テーブルに従って、転写電圧として３２００〔Ｖ〕を印加して、最適な転写電流１５〔μＡ〕を発生した。
【０１０５】
これにより、実験例１〜４の転写ローラ１２を使用した場合、耐久においても良好な画質を得ることができた。
【０１０６】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、第１及び第２の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１及び第２の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。
【０１０７】
図１４は本発明の第３の実施の形態における特性値の測定結果及び画像評価の結果を示す図である。
【０１０８】
前記第２の実施の形態で説明したように、実験例３の転写ローラ１２の平均表面発泡セル径は４００〔μｍ〕であった。そして、実験例３の転写ローラ１２を搭載したプリンタを使用して、実験例６のように転写制御を行い、５０００枚を印刷する耐久テストの後、Ｌ／Ｌ環境において、葉書の１００〔％〕濃度パターン印刷を行ったところ、転写抜けが発生した。
【０１０９】
転写のメカニズムにおいて、パッシェン則に従う放電によって発生したオゾンが、転写ローラ１２の表面を劣化させ、転写ローラ１２の耐久抵抗上昇が進行する。高電圧を印加することによって所望の電流を得ることができるが、放電は更に激しくなる。
【０１１０】
そこで、本実施の形態においては、実験例７及び８として、次のような転写ローラ１２を作製した。
【０１１１】
まず、実験例７について説明する。
【０１１２】
実験例７では、有機過酸化物架橋剤としてＣ−２３Ｎ／Ｃ−３（信越化学工業株式会社製、商品名）を１〔ｗｔ％〕／３〔ｗｔ％〕、発泡剤としてＫＥ−Ｐ−１３（信越化学工業株式会社製、商品名）を２〔ｗｔ％〕添加した。それ以外は実験例３と同様に転写ローラ１２を作製した。
【０１１３】
次に、実験例８について説明する。
【０１１４】
実験例８では、付加架橋剤としてＣ−２５Ａ／Ｃ−２５Ｂ（信越化学工業株式会社製、商品名）を０．５〔ｗｔ％〕／２〔ｗｔ％〕、発泡剤としてＫＥ−Ｐ−２６（信越化学工業株式会社製、商品名）を３〔ｗｔ％〕添加した。それ以外は実験例３と同様に転写ローラ１２を作製した。
【０１１５】
そして、実験例７及び８の転写ローラ１２を搭載したプリンタを使用し、次のように印刷を行った。
【０１１６】
まず、実験例７では、図１４に示されるように、転写ローラ１２の平均表面発泡セル径は３６０〔μｍ〕であった。そして、５０００枚を印刷する耐久テストの後、Ｌ／Ｌ環境において、葉書の１００〔％〕濃度及びグレースケールパターン印刷で良好な画質を得ることができた。
【０１１７】
次に、実験例８では、図１４に示されるように、転写ローラ１２の平均表面発泡セル径は１３０〔μｍ〕であった。そして、５０００枚を印刷する耐久テストの後、Ｌ／Ｌ環境において、葉書の１００〔％〕濃度及びグレースケールパターン印刷で良好な画質を得ることができた。
【０１１８】
理論的にセル径が小さい方が有利であるが、実験例８が成形上の限界となった。
【０１１９】
このように、本実施の形態においては、セル径が１３０〔μｍ〕〜３６０〔μｍ〕である場合、良好な画質を得ることができた。
【０１２０】
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。なお、第１〜第３の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１〜第３の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。
【０１２１】
図１５は本発明の第４の実施の形態における特性値の測定結果及び画像評価の結果を示す図である。
【０１２２】
前記第２の実施の形態で説明したように、実験例３の転写ローラ１２の平均表面発泡セル径は４００〔μｍ〕であった。そして、実験例３の転写ローラ１２を搭載したプリンタを使用して、実験例６のように転写制御を行い、５０００枚を印刷する耐久テストの後、Ｌ／Ｌ環境において、葉書の１００〔％〕濃度パターン印刷を行ったところ、転写抜けが発生した。これは、セル径が大きくパッシェン則に従う放電開始電圧が高いので、オゾン劣化の進行が速いためである。
【０１２３】
そこで、本実施の形態においては、実験例９及び１０として、次のような転写ローラ１２を作製した。
【０１２４】
まず、実験例９について説明する。
【０１２５】
実験例９では、有機過酸化物架橋剤としてＣ−２３Ｎ／Ｃ−３（信越化学工業株式会社製、商品名）を１〔ｗｔ％〕／３〔ｗｔ％〕、及び、発泡剤としてＫＥ−Ｐ−１３（信越化学工業株式会社製、商品名）を３〔ｗｔ％〕添加した。それ以外は、実験例３と同様に転写ローラ１２を作製した。
【０１２６】
次に、実験例１０について説明する。
【０１２７】
実験例１０では、有機過酸化物架橋剤としてＣ−２４／Ｃ−３（信越化学工業株式会社製、商品名）を１〔ｗｔ％〕／３〔ｗｔ％〕、及び、発泡剤としてＫＥ−Ｐ−１３（信越化学工業株式会社製、商品名）を３〔ｗｔ％〕添加した。それ以外は、実験例３と同様に転写ローラ１２を作製した。
【０１２８】
そして、実験例９及び１０の転写ローラ１２を搭載したプリンタを使用し、次のように印刷を行った。
【０１２９】
まず、実験例９では、図１５に示されるように、転写ローラ１２の製品硬度はａｓｋｅｒＣ２４度、平均表面発泡セル径は３７０〔μｍ〕であった。そして、５０００枚を印刷する耐久テストの後、Ｌ／Ｌ環境において、葉書の１００〔％〕濃度、グレースケール及びキャラクタパターン印刷で良好な画質を得ることができた。セル径は実験例３と同等であるが、ゴムが低硬度であるのでセルのつぶれ量が大きくなり、劣化を抑制することができたためである。
【０１３０】
次に、実験例１０では、図１５に示されるように、転写ローラ１２の製品硬度はａｓｋｅｒＣ１９度、平均表面発泡セル径は３９０〔μｍ〕であった。ゴムが低硬度であるので、押し込み量（プリンタでの押し込み量０．２５〔ｍｍ〕）を固定値に設定すると、セルは容易につぶれるけれども、ゴムの反発が小さいため転写材２１に対する圧力が弱くなり、転写効率が良くない。また、押し込み荷重を定荷重に設定すると、セルのつぶれ量が激しく抵抗値が非常に高く見えてしまうので、この現象を回避すべく転写ニップを十分弱く設定すると、ゴムの低硬度化の目的に反し矛盾する。
【０１３１】
さらに、前記第１の実施の形態より製品硬度がａｓｋｅｒＣ４０度を超えると、電気抵抗のばらつきが大きくなり、良好な画質を得ることができなくなる。
【０１３２】
このように、本実施の形態においては、製品硬度はａｓｋｅｒＣ２４〜４０度である場合、良好な画質を得ることができた。
【０１３３】
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。なお、第１〜第４の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１〜第４の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。
【０１３４】
図１６は本発明の第５の実施の形態における特性値の測定結果及び画像評価の結果を示す第１の図、図１７は本発明の第５の実施の形態における特性値の測定結果及び画像評価の結果を示す第２の図、図１８は本発明の第５の実施の形態における電圧−電流曲線を示す第１の図、図１９は本発明の第５の実施の形態における電圧−電流曲線を示す第２の図である。
【０１３５】
画像評価に使用するプリンタでは、前記第１の実施の形態において説明したように、感光体ドラム１１と転写ローラ１２との押し込み量を０．２５〔ｍｍ〕に固定してある。しかし、実験例１〜４の転写ローラ１２は低硬度の発泡ゴムであるため、所定の外径寸法に精度良く研磨することが難しかった。
【０１３６】
そこで、本実施の形態においては、転写ローラ１２の外径寸法のばらつきのために感光体ドラム１１と転写ローラ１２との押し込み量が変化した場合であっても、良好な画質で印刷することができる条件を検討した。なお、実験例１〜４の転写ローラ１２の外径寸法はφ１６．４〔ｍｍ〕であったので、本実施の形態においては、実験例１１及び１２として、各処方に対して外径寸法の異なる、次のような転写ローラ１２を作製した。
【０１３７】
まず、実験例１１について説明する。
【０１３８】
実験例１１では、図１６に示されるように、実験例１〜４の処方の外径寸法がφ１６．２〔ｍｍ〕である転写ローラ１２を、それぞれ、実験例１ａ、実験例２ａ、実験例３ａ及び実験例４ａとした。そして、各転写ローラ１２を搭載したプリンタを使用して、Ｌ／Ｌ環境において、葉書の１００〔％〕濃度、グレースケール及びキャラクタパターン印刷を行った。なお、実験例１１の場合は、押し込み量が０．１５〔ｍｍ〕となった。
【０１３９】
次に、実験例１２について説明する。
【０１４０】
実験例１２では、図１７に示されるように、実験例１〜４の処方の外径寸法φが１６．７〔ｍｍ〕である転写ローラ１２を、それぞれ、実験例１ｂ、実験例２ｂ、実験例３ｂ及び実験例４ｂとした。そして、各転写ローラ１２を搭載したプリンタを使用して、Ｌ／Ｌ環境において、葉書の１００〔％〕濃度、グレースケール及びキャラクタパターン印刷を行った。なお、実験例１２の場合は、押し込み量が０．４〔ｍｍ〕となった。
【０１４１】
そして、実験例１１において説明した実験例１ａ、実験例２ａ、実験例３ａ及び実験例４ａの転写ローラ１２を搭載したプリンタを使用して印刷を行った。これにより、図１８に示されるような電圧−電流曲線を得ることができた。
【０１４２】
まず、実験例１ａでは、Ｌ／Ｌ環境において、葉書のキャラクタパターン印刷でのみ良好な画質を得ることができた。１００〔％〕濃度及びグレースケールパターン印刷で良好な画質を得ることができなかったが、実用上は問題のないレベルである。この理由は、押圧依存性は大きいけれども、電圧依存性が０．４６と大きくなってしまったためである。
【０１４３】
また、実験例２ａでは、Ｌ／Ｌ環境において、葉書のグレースケール及びキャラクタパターン印刷で良好な画質を得ることができた。電圧依存性が０．３７と大きくなっているためである。但し、実用上は問題のないレベルである。
【０１４４】
さらに、実験例３ａでは、Ｌ／Ｌ環境において、葉書の１００〔％〕濃度、グレースケール及びキャラクタパターン印刷で良好な画質を得ることができた。
【０１４５】
さらに、実験例４ａでは、Ｌ／Ｌ環境において、葉書の１００〔％〕濃度、グレースケール及びキャラクタパターン印刷で良好な画質を得ることができた。
【０１４６】
同様に、実験例１２において説明した実験例１ｂ、実験例２ｂ、実験例３ｂ及び実験例４ｂの転写ローラ１２を搭載したプリンタを使用して印刷を行った。これにより、図１９に示されるような電圧−電流曲線を得ることができた。
【０１４７】
実験例１ｂ、実験例２ｂ、実験例３ｂ及び実験例４ｂのいずれの場合も、Ｌ／Ｌ環境において、葉書の１００〔％〕濃度、グレースケール及びキャラクタパターン印刷で良好な画質を得ることができた。
【０１４８】
但し、実験例４ｂでは、転写電流１５〔μＡ〕のときに、実験例２ｂのイオン伝導の転写ローラと同じ印加電圧が必要となるまで抵抗値が高くなっており、さらに、外径寸法が大きくできてしまうと、イオン伝導ローラよりも高電圧を印加しないとトナーを転写することができなくなるので、本発明の目的を達成することができる限界である。
【０１４９】
このように、本実施の形態においては、プリンタにおける押し込み量が０．１５〜０．４〔ｍｍ〕となるように実験例１〜４の転写ローラ１２を設定することによって、良好な画質を得ることができた。
【０１５０】
次に、本発明の第６の実施の形態について説明する。なお、第１〜第５の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１〜第５の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。
【０１５１】
図２０は本発明の第６の実施の形態における転写ローラの外径の変化を示す図、図２１は本発明の第６の実施の形態における転写ローラを感光体ドラムに押圧した状態を示す図である。
【０１５２】
前記第１の実施の形態で説明した実験例１〜４の転写ローラ１２は、低硬度の発泡ゴムであるために所定の外径寸法に精度良く研磨することが難しく、成形上の実力を鑑みて、規格公差は±０．１〔ｍｍ〕である必要があった。しかしながら、シリコーンゴムの耐摩耗性が充分ではなく、図２０に示されるように、耐久テストによって外径の減少が発生する。そのため、転写ローラ１２の外径が初期に規格公差の下限に近い寸法の場合、印刷枚数の増加に伴って感光体ドラム１１との押し込み量が小さくなり、１００〔％〕濃度及びグレースケールパターン印刷において、良好な画質を得ることができなくなる問題が生じた。
【０１５３】
これは、感光体ドラム１１への押し込み量が小さくなったため、前記第５の実施の形態で説明した実験例１１の場合と同様に、電圧依存性が大きくなってしまったことが原因である。
【０１５４】
そこで、本実施の形態においては、実験例１３及び１４として、感光体ドラム１１に対して、転写ローラ１２が常に一定荷重で押圧されるようにするために、図２１に示されるように、転写ローラ１２の中心軸である芯金１２ａをばねで押し込むようになっている。これにより、転写ローラ１２は常に一定荷重で押圧され、感光体ドラム１１と転写ローラ１２とのオーバーラップ量が常に一定となる。
【０１５５】
まず、実験例１３について説明する。
【０１５６】
実験例１３では、常に線圧３７〔ｇｆ／ｃｍ〕（ばね４００〔ｇｆ〕相当）で、感光体ドラム１１と転写ローラ１２とを当接させた。そして、該転写ローラ１２の初期、及び、２００Ｋ枚を印刷する耐久テストの後、Ｌ／Ｌ環境において、葉書の１００〔％〕濃度、グレースケール及びキャラクタパターン印刷を行った。
【０１５７】
次に、実験例１４について説明する。
【０１５８】
実験例１４では、常に線圧８４〔ｇｆ／ｃｍ〕（ばね９００〔ｇｆ〕相当）で、感光体ドラム１１と転写ローラ１２とを当接させた。該転写ローラ１２の初期、及び、２００Ｋ枚を印刷する耐久テストの後、Ｌ／Ｌ環境において、葉書の１００〔％〕濃度、グレースケール及びキャラクタパターン印刷を行った。
【０１５９】
そして、実験例１３では、初期及び耐久テスト後のいずれの場合も、葉書のキャラクタパターン印刷で良好な画質を得ることができた。なお、実験例１３における転写ローラ１２の電圧依存性は図１２に示されているものと同様であり、押し込み条件は実験例１１に相当する。
【０１６０】
また、実験例１４では、初期及び耐久テスト後のいずれの場合も、葉書の１００〔％〕濃度、グレースケール及びキャラクタパターン印刷で良好な画質を得ることができた。なお、実験例１４における転写ローラ１２の電圧依存性は図１２に示されているものと同様であり、押し込み条件は実験例１２に相当する。
【０１６１】
このように、本実施の形態においては、プリンタにおける感光体ドラム１１と転写ローラ１２との押し込み量が、常に線圧３７〜８４〔ｇｆ／ｃｍ〕であるように設計することによって、耐久テストでの転写ローラ１２のニップ変化に依らず、常に最適な押し込み条件を確保することができた。また、Ｌ／Ｌ環境においては、電圧依存性を０．１１〜０．３４に設定することができ、良好な画質を得ることができた。
【０１６２】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１６３】
【図１】本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の要部の構成を示す概略図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における転写ローラの概略図である。
【図３】比較例における等価回路モデルを示す図である。
【図４】比較例における転写ローラの電流及び電圧の関係を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における等価回路モデルを示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態における転写ローラの抵抗値の測定方法を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態における表面発泡セル径の定義を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態における発泡セルが表面でつながっている場合を示す図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態における感光体ドラムと転写ローラとの軸間距離を固定した状態を示す図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態におけるカーボンブラックの配合量と電圧−電流曲線との関係を示す図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態における特性値の測定結果及び画像評価の結果を示す図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態における耐久による電圧−電流特性の変化を示す図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態における耐久後の電圧−電流特性の変化を示す図である。
【図１４】本発明の第３の実施の形態における特性値の測定結果及び画像評価の結果を示す図である。
【図１５】本発明の第４の実施の形態における特性値の測定結果及び画像評価の結果を示す図である。
【図１６】本発明の第５の実施の形態における特性値の測定結果及び画像評価の結果を示す第１の図である。
【図１７】本発明の第５の実施の形態における特性値の測定結果及び画像評価の結果を示す第２の図である。
【図１８】本発明の第５の実施の形態における電圧−電流曲線を示す第１の図である。
【図１９】本発明の第５の実施の形態における電圧−電流曲線を示す第２の図である。
【図２０】本発明の第６の実施の形態における転写ローラの外径の変化を示す図である。
【図２１】本発明の第６の実施の形態における転写ローラを感光体ドラムに押圧した状態を示す図である。
【符号の説明】
【０１６４】
１１ 感光体ドラム
１２ 転写ローラ
１２ａ 芯金
２１ 転写材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）像担持体の表面に形成されたトナー像を転写材に転写するための転写部材であって、
（ｂ）該転写部材は芯金及び弾性のある導電性発泡ゴムを備え、
（ｃ）前記転写部材の電気抵抗値の電圧依存性は０．１３〜０．４２であり、
（ｄ）前記転写部材の電気抵抗値の圧縮に対する押圧依存性は０．３０〔１ｏｇΩ／ｍｍ〕以上１．３５〔１ｏｇΩ／ｍｍ〕以下であることを特徴とする転写部材。
【請求項２】
前記導電性発泡ゴムは、イオン導電性組成物及びカーボンブラックが添加されて加硫発泡され、ゴム重量に対する前記カーボンブラックの添加量が７５〔ｗｔ％〕以下である請求項１に記載の転写部材。
【請求項３】
前記導電性発泡ゴムは、表面における平均発泡セル径が９０〔μｍ〕以上３６０〔μｍ〕以下である請求項１に記載の転写部材。
【請求項４】
製品硬度は、ａｓｋｅｒＣ２４〜４０度である請求項３に記載の転写部材。
【請求項５】
請求項４に記載の転写部材を有する画像形成装置であって、
前記転写部材は、前記像担持体に当接し、前記転写部材の軸芯から前記像担持体の軸芯までの距離は一定で、オーバーラップ量が０．１５〔ｍｍ〕以上０．４〔ｍｍ〕以下となるように押圧されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項４に記載の転写部材を有する画像形成装置であって、
前記転写部材は、前記像担持体に対して線圧３７〜８４〔ｇ／ｃｍ〕で押圧されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
前記転写部材に対する転写電流制御回路の電源として定電流電源を有し、前記転写部材の電気抵抗値を計測するために一定の電流を印加する請求項５又は６に記載の画像形成装置。
【請求項１】
（ａ）像担持体の表面に形成されたトナー像を転写材に転写するための転写部材であって、
（ｂ）該転写部材は芯金及び弾性のある導電性発泡ゴムを備え、
（ｃ）前記転写部材の電気抵抗値の電圧依存性は０．１３〜０．４２であり、
（ｄ）前記転写部材の電気抵抗値の圧縮に対する押圧依存性は０．３０〔１ｏｇΩ／ｍｍ〕以上１．３５〔１ｏｇΩ／ｍｍ〕以下であることを特徴とする転写部材。
【請求項２】
前記導電性発泡ゴムは、イオン導電性組成物及びカーボンブラックが添加されて加硫発泡され、ゴム重量に対する前記カーボンブラックの添加量が７５〔ｗｔ％〕以下である請求項１に記載の転写部材。
【請求項３】
前記導電性発泡ゴムは、表面における平均発泡セル径が９０〔μｍ〕以上３６０〔μｍ〕以下である請求項１に記載の転写部材。
【請求項４】
製品硬度は、ａｓｋｅｒＣ２４〜４０度である請求項３に記載の転写部材。
【請求項５】
請求項４に記載の転写部材を有する画像形成装置であって、
前記転写部材は、前記像担持体に当接し、前記転写部材の軸芯から前記像担持体の軸芯までの距離は一定で、オーバーラップ量が０．１５〔ｍｍ〕以上０．４〔ｍｍ〕以下となるように押圧されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項４に記載の転写部材を有する画像形成装置であって、
前記転写部材は、前記像担持体に対して線圧３７〜８４〔ｇ／ｃｍ〕で押圧されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
前記転写部材に対する転写電流制御回路の電源として定電流電源を有し、前記転写部材の電気抵抗値を計測するために一定の電流を印加する請求項５又は６に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１０−２６２８（Ｐ２０１０−２６２８Ａ）
【公開日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１６０７７８（Ｐ２００８−１６０７７８）
【出願日】平成２０年６月１９日（２００８．６．１９）
【出願人】（５９１０４４１６４）株式会社沖データ (2,444)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月１９日（２００８．６．１９）
【出願人】（５９１０４４１６４）株式会社沖データ (2,444)
【Ｆターム（参考）】
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