JP3180635B2

JP3180635B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP3180635B2
Application number: JP25333695A
Authority: JP
Inventors: 幸雄原
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1995-09-29
Filing date: 1995-09-29
Publication date: 2001-06-25
Anticipated expiration: 2015-09-29
Also published as: JPH0996973A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機やプリンタ
等の電子写真方式を用いた画像形成装置に係り、特に潜
像担持体に形成したトナー像を一旦中間転写体に転写し
た後、これを用紙等の記録媒体に転写して再生画像を得
るようにした画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式を用いた画像形成装置は、
無機または有機材料からなる光導電性感光体からなる潜
像担持体上に一様な電荷を形成し、画像信号で変調した
レーザー光等で静電潜像を形成した後、帯電したトナー
で前記静電潜像を現像して可視化したトナー像とする。

【０００３】そして、上記トナー像を中間転写体を介し
て、あるいは直接記録紙等の転写材に静電的に転写する
ことにより所要の再生画像を得る。特に、上記潜像担持
体上に形成したトナー像を中間転写体に一次転写し、さ
らに中間転写体上のトナー像を記録媒体に二次転写する
方式を採用したものとして、導電性のバイアスロールを
用いて記録媒体に記録媒体を押圧し、電界を印加してト
ナー像を静電的に転写するバイアスロール方式の画像形
成装置が知られている。

【０００４】導電性のバイアスロールに転写電圧を印加
しながら静電転写するバックアップロール転写法は、上
記バイアスロールの押圧力を受けるとともに転写電流の
通路を形成するバックアップロールを備えている。図９
は中間転写体を用いた画像形成装置の一例としての電子
複写機の概略構造を説明する模式図であって、３０は原
稿走査部、３１は原稿載置台、３２，３３，３４はミラ
ー、３５は結像レンズ、３６はＣＣＤ等の光電変換器、
４０はレーザー走査書込み部、４１はレーザー、４２は
結像光学系、４３は走査光学系、４４はミラー、５０は
画像信号処理部、６０は作像部、７０は作像制御部であ
る。

【０００５】作像部６０は、潜像担持体（ここでは、感
光体ドラム）１、中間転写体（ここでは、駆動ロール２
ａ、従動ロール２ｂ、テンションロール２ｃ、およびバ
ックアップロール５の周りに架張された半導電性材料の
箔状無端ベルト、すなわち中間転写ベルト）２、一次転
写器（ここでは、コロトロン）３、バイアスロール（二
次転写ロール）４、バックアップロール５、記録媒体
（用紙等）１１を収納するトレー１５、記録媒体１１を
トレー１５から一枚宛取り出すピックアップロール１
６、取り出された記録媒体１１を所定のタイミングで中
間転写ベルト２とバイアスロール４の間に給送するレジ
ロール（レジストロール）１７、二次転写後の中間転写
ベルト２の残留トナーを除去するための中間転写体クリ
ーナー１０、トナーを転写した記録媒体１１を定着器２
１に搬送する記録媒体搬送ベルト１８、定着した記憶媒
体を排出する排出トレー２２等とから構成される。

【０００６】また、感光体ドラム１の周りには、当該感
光体ドラム１の表面を所定の極性の電荷で一様に帯電さ
せるための帯電器（ここでは、コロトロン）１３、現像
装置１４、感光体ドラム１の表面に残留しているトナー
を除去するための潜像担持体クリーナー２４およびそと
表面の電荷を中和するための除電ランプ２５等が設けら
れている。

【０００７】同図において、原稿載置台３１に載置した
原稿が原稿走査部３０を構成するミラー３２，３３，３
４、結像レンズ３５を含む光学系で走査され、光電変換
器（ＣＣＤ）３６で画像信号として読み取られる。な
お、原稿照明光源は図示を省略してある。読み取られた
原稿の画像信号は画像処理部５０で所要の処理がなさ
れ、レーザー４１に与えられる。レーザー４１は処理さ
れた画像信号で変調されたレーザー光を出射する。

【０００８】出射されたレーザー光は結像光学系４２、
走査光学系４３、ミラー４４で潜像担持体１上に走査さ
れる。感光体ドラム１の表面はコロトロン１３で一様に
帯電されており、この感光体ドラム１の表面を画像信号
で変調されたレーザー光で走査することによって当該感
光体ドラム１の表面に原稿画像に応じた静電潜像が形成
される。この静電潜像は感光体ドラム１の回転で現像装
置１４の設置位置に到り、所定のトナーでトナー現像さ
れる。

【０００９】トナー像を担持した感光体ドラム１は、さ
らに回転して一次転写器３が配置された一次転写部位に
到達して当該トナー像が静電的に中間転写ベルト２に一
次転写される。中間転写ベルト２に一次転写されたトナ
ー像は中間転写ベルト２の移動でバイアスロール４が配
置されている二次転写部位に至る。

【００１０】上記トナー現像動作に合わせて、中間転写
ベルト２は感光体ドラム１の周速と略同速で移動し、感
光体ドラム１と中間転写ベルト２とが当接する位置で一
次転写器３に印加される上記トナーの帯電極性とは逆極
性の転写電界により中間転写ベルト２に一次転写され
る。カラー複写機の場合は、上記した潜像の形成からト
ナー像の一次転写までを所要の色（一般には、イエロ
ー：Ｙ、マゼンタ：Ｍ、サイアン：Ｃ、黒：Ｂｋ）分だ
け繰り返して中間転写ベルト２上に多色トナーを重ね合
わせたカラートナー像を形成する。

【００１１】すなわち、カラー画像形成装置では、現像
装置１４は一般にイエロー現像器、マゼンタ現像器、サ
イアン現像器、ブラック現像器の４色現像器から構成さ
れ、感光体ドラム１に形成された各色の潜像を順次現像
できるように各色の現像器が現像部位に選択的に位置さ
れるか、あるいは現像位置が感光体ドラム１の周りに順
次配置される。

【００１２】感光体ドラム１に他にされた第１色のトナ
ー像は一次転写器３の位置で中間転写ベルト２上に転写
される。トナー転写を終えた感光体ドラム１は潜像担持
体クリーナー２４で残留トナーの除去がなされると共に
除電ランプ２５で電荷が中和された後、次の第２色に対
応する潜像の形成がなされる。第２色の静電潜像も同様
にして現像され、そのトナー像が中間転写ベルト２の先
に転写された第１色のトナー像に重ねて転写される。

【００１３】以下、第３色、第４色についても同様にし
て中間転写ベルト２に多重転写され、その結果、中間転
写ベルト２には未定着の複数色トナーが重畳したカラー
トナー像が形成される。なお、このとき、最終トナー像
の転写が終了するまで、バイアスロール４や中間転写体
クリーナー１２、剥離爪１９は中間転写ベルト２から非
接触の位置に退避されている。

【００１４】そして、全ての必要なトナー像が一次転写
された中間転写ベルト２が二次転写ロール４の位置に達
する時点で、トレー１５からピックアップロール１６で
取り出されてレジロール１６でタイミングを取って送り
出された記録媒体１１が中間転写ベルト２とバイアスロ
ール４の間に給送される。記録媒体１１を二次転写ロー
ル４と中間転写ベルト２およびバックアップロール５に
より挟持して搬送する際に、バイアスロール４と中間転
写ベルト２の間に印加される上記トナー像の帯電極性と
逆極性の転写電圧で形成される転写電界により中間転写
ベルト２上のトナー像が記録媒体１１に二次転写され
る。

【００１５】バイアスロール４は導電性材料からなり、
図示しない転写電源から所定の転写電圧が印加される。
例えば、バックアップロール４に接して回転するように
配置されたコンタクトロール６には転写電源が接続さ
れ、バイアスロール５を接地に接続して転写電流路を形
成する。なお、コンタクトロール６を接地し、バイアス
ロール４側に転写電源を接続する構成としてもよい。

【００１６】トナー像が二次転写された記録媒体１１は
剥離爪１９で中間転写ベルト２から剥離され、搬送ベル
ト１８で定着器２１に送られる。定着器２１は一対の定
着ロールの間を通過する時に記録媒体１１を加熱／加圧
処理してトナー像を固定し、排出トレー２２に排出され
る。二次転写が終了した中間転写ベルト２は中間転写体
クリーナー１２で残留したトナーの除去がなされ、次の
画像形成動作に備える。

【００１７】この作像部６０の上記した動作は、作像プ
ロセス制御部７０によって制御される。図１０は中間転
写体を用いた従来の画像形成装置を構成する二次転写部
の模式図であって、２は中間転写体（中間転写体ベル
ト）、３はバイアスロール、５はバックアップロール、
２ｂはベルト搬送ローラ（従動ロール）、６はコンタク
トロール（電極ロール）、１１は転写媒体である記録紙
である。

【００１８】同図において、バックアップロール５とし
てカーボンブラック分散ポリカーボネイト被覆のシリコ
ンロールを用い、またバックアップロール５に転写電圧
を印加するためのバイアスロール４と転写電圧の印加に
基ずく転写電流の通路を構成するためにバックアップロ
ール５に押圧して回転する金属製の電極ロール６を備え
ている。

【００１９】中間転写体ベルト２上のトナー像を記録紙
の転写媒体４１への転写の際に、上記バイアスロール４
からバックアップロール５との間に転写電源９から転写
電圧を印加したとき、バイアスロール４から記録用紙１
１と中間転写体ベルト２、およびバックアップロール５
を通ってバイアスロール３に転写電流が流れる。このよ
うな中間転写ベルト２を用いたカラー画像形成装置で
は、既に多重転写のなされた合成トナー像（各色トナー
像の重畳像）を記録媒体１１に転写しているので、潜像
担持体から直接記録媒体に各色のトナー像を順次転写す
る方式におけるトナー像間の位置ずれや画像の乱れの発
生を効果的に防止することができるといった利点を有し
ている。

【００２０】この形式を採用した画像形成装置の従来例
としては、例えば特開平６−９５５２１号公報に開示さ
れているものを挙げることができる。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術におい
ては、バックアップロール５として例えばカーボンブラ
ック分散ＰＦＡ（パーフロロアルコキシ）チューブ材料
を被覆したゴムロールが使用されるが、このようなチュ
ーブ材料被覆のゴムロールを使用した場合、以下のよう
な問題が生じる。

【００２２】すなわち、カーボンブラック分散チューブ
材料は、このバックアップロール５と圧接回転する電極
ロール６によって加えられる繰り返し圧力による変形や
流れる転写電流によって抵抗値が変化し、両者の接触部
位に流れる電流が変動し、転写電界が変化するという問
題があった。この問題の対策として、画像形成装置のス
タンバイ時または複写動作前のプレサイクル時に、バイ
アスロール４を中間転写体ベルト２に接触させ、バイア
スロール４から中間転写体ベルト２からバックアップロ
ール５を通って流れる電流を検出することによって、バ
ックアップロール５の抵抗値を求め、求めたバックアッ
プロールの抵抗値に応じた最適な転写電圧を決定し、こ
れをバイアスロール４に印加する転写制御方式が提案さ
れている。

【００２３】しかし、バイアスロール４から中間転写体
ベルト２からバックアップロール５を通って流れる電流
を検出して最適な転写電圧を決定する上記の制御方式
は、電源構成が複雑なものとなり、画像形成装置のコス
トアップの原因となると共に、バックアップロールの抵
抗値が、大きく（例えば、１桁以上）変化した場合に
は、最適な転写電圧が得られないと言う問題がある。

【００２４】このように、従来技術においては、バック
アップロールの抵抗値の変化によってバックアップロー
ル５を流れる転写電流が変動することに伴う電圧降下量
の変化で転写電界が変動し、トナー像の安定な転写がで
きないという問題があった。本発明の目的は、上記従来
技術の問題点を解消し、バイアスロールとバックアップ
ロールの間に流れる転写電流の変動を防止して安定的に
高画質を得ることのできる画像形成装置を提供すること
にある。

【００２５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は下記の構成を備えたことを特徴とする。な
お、実施例との対応を明確にするために、後述する実施
例で使用した符号を併記して説明する。すなわち、第１
発明の画像形成装置は、画像信号に応じた潜像が形成さ
れる潜像担持体１と、前記潜像をトナーにより可視化す
る現像装置１４と、前記潜像担持体１に形成されたトナ
ー像が一次転写される中間転写体２と、前記中間転写体
２のトナー像担持面に当接して電圧が印加されることに
より前記トナー像を記録媒体に二次転写するためのバイ
アスロール４と、前記バイアスロール４を前記中間転写
体２を介して支持するバックアップロール５と、前記バ
ックアップロール５に押接して前記バイアスロール４と
の間に二次転写電圧が印加される電極ロール６とを有す
る画像形成装置であって、前記バックアップロール５と
前記電極ロール６の抵抗値の変化特性は、通電時間の経
過に伴って一方の抵抗値が増大または減少し他方の抵抗
値が減少または増大する相補的関係にあることを特徴と
する。

【００２６】（第２発明）また、第２発明の画像形成装置は、前記第１発明におい
て、前記バックアップロール５を通電時間の経過に伴っ
て抵抗値が低下する特性を有する半導電性の薄層５ｂで
被覆した絶縁性のゴムロール５ａから構成すると共に、
前記電極ロール６を通電時間の経過に伴って抵抗値が増
大する特性を有する半導電性のゴムロール６ａから構成
したことを特徴とする。

【００２７】なお、前記電極ロール６は、その体積抵抗
率が１０⁷ 〜１０¹⁰Ω・ｃｍの半導電性のゴムロールと
するのが好適である。また、前記電極ロール６は、カー
ボンブラックを分散したゴム材料を用い、前記ゴム材料
として、シリコン、ウレタン、エチレンプロピレンジエ
ンゴム等を、あるいはカーボンブラックを分散した発泡
ゴム材料を用い、前記発泡ゴム材料として、シリコン，
ウレタン，エチレンプロピレンジエンゴム等、通電時間
の経過に応じて抵抗値が増大する特性を有する材料を用
いることができる。

【００２８】さらに、前記バックアップロール５を構成
する半導電性の薄層として、パーフロロアルコキシン、
エチレンテトラフロロエチレン、ポリフッ化ビニリデン
等、にカーボンブラックを分散して通電時間の経過に応
じて抵抗値が低下する特性を持つ材料を用いることがで
きる。さらに、前記バックアップロール５を構成する半
導電性の薄層として、パーフロロアルコキシン、エチレ
ンテトラフロロエチレン、ポリフッ化ビニリデン等に金
属酸化物を分散して通電時間の経過に応じて抵抗値が低
下する特性を持つ材料を用いることができる。

【００２９】そして、前記電極ロール６を金属酸化物を
分散したゴム材料を用い、前記ゴム材料として、シリコ
ン、ウレタン、エチレンプロピレンジエンゴム等、通電
時間の経過に応じて抵抗値が増大する特性を有する材料
を用いることができる。そしてさらに、前記電極ロール
６を金属酸化物を分散した発泡ゴム材料を用い、前記発
泡ゴム材料として、シリコン、ウレタン、エチレンプロ
ピレンジエンゴム等、通電時間の経過に応じて抵抗値が
増大する特性を有する材料を用いることができる。

【００３０】

【発明の実施の態様】上記第１と第２の発明の構成にお
いて、潜像担持体１は、予め一様な帯電を施された表面
を画像信号で変調したレーザー光で走査し、所定の画像
信号に応じた潜像が形成される。現像装置１４は、前記
潜像担持体１の表面に形成された潜像を所定のトナーに
より可視化する。フルカラーの画像形成装置では、現像
装置１４は例えばイエロー、マゼンタ、サイアン、ブラ
ックの各現像器を有し、上各色のそれぞれの画像信号に
応じた潜像をそれぞれのトナーで可視化する。

【００３１】中間転写体２は、前記潜像担持体１に形成
されたトナー像を一次転写して担持する。フルカラーの
画像形成装置では、前記潜像担持体１に担持された各色
のトナー像を順次重ね転写して担持する。バイアスロー
ル４は、前記中間転写体２のトナー像担持面に当接して
前記トナー像の帯電極性と逆の極性の電圧を印加するこ
とにより前記トナー像を記録媒体１１に二次転写する。

【００３２】バックアップロール５は、前記バイアスロ
ール４を記録媒体１１と前記中間転写体２を介して支持
し、転写電流路を形成する。電極ロール６は、前記バッ
クアップロール５に押接して回転し、前記バイアスロー
ル４と共に転写電流路を形成する。そして、第１の発明
においては、前記バックアップロール５と電極ロール６
の抵抗値の変化特性は、通電時間の経過に対する抵抗変
化特性が互いに相互的関係にある材料により構成され
る。

【００３３】そして、前記第２の発明においては、前記
バックアップロール５は、通電時間の経過に応じて抵抗
値が低下する特性を持つ半導電性の薄層５ｂで被覆した
絶縁性のゴムロール５ａから構成され、前記バイアスロ
ール４は、通電時間の経過に応じて抵抗値が増大する半
導電性のゴムロール６ａから構成され、前記電極ロール
６の前記通電時間の経過に応じた抵抗値の増大特性と前
記バックアップロール５の前記通電時間の経過に応じた
抵抗値の低下特性とが、少なくとも前記二次転写に必要
とする電界を形成する電流値の領域において相補関係に
あるように構成したことにより、バックアップロール５
と電極ロール６の押接回転に伴う転写電流の変動が防止
され、安定した転写画像が得られる。

【００３４】例えば、バックアップロール５に押圧する
電極ロール６として、体積抵抗率が１０⁷ 〜１０¹⁰Ω・
ｃｍで通電時間の経過に応じて抵抗が上昇する半導電性
のゴムロールを用い、バックアップロール５の表面の薄
層に通電時間の経過に応じて抵抗が低下する半導電性の
チューブ材料を１０⁷ 〜１０¹¹Ω・□の同じ抵抗領域で
組み合わせて用いることにより、バイアスロール４から
バックアップロール５および電極ロール６を流れる転写
電流の変動を減少させて、必要とする転写部での電流を
安定して得られ、安定したトナー像の転写が行われる。

【００３５】また、前記電極ロール６をカーボンブラッ
クを分散したゴム材料で構成し、そのゴム材料として、
シリコン、ウレタン、エチレンプロピレン系ゴム等の通
電時間の経過に応じて抵抗値が増大する特性を有する材
料で構成したことにより、バックアップロール５の通電
時間の経過に応じて抵抗値が低下する特性を補償し、転
写電流値が所定値に安定化される。

【００３６】さらに、前記電極ロール６をカーボンブラ
ックを分散したシリコン、ウレタン、エチレンプロピレ
ン系等の発泡性ゴム材料としたことにより、バックアッ
プロール５の通電時間の経過に応じて抵抗値が低下する
特性を補償し、転写電流値が所定値に安定化される。さ
らに、前記バックアップロール５の半導電性の薄層をパ
ーフロロアルコキシン、エチレンテトラフロロエチレ
ン、ポリフッ化ビニリデン等にカーボンブラックを分散
した材料で構成したことにより、電極ロール６の通電時
間の経過に応じて抵抗値が上昇する特性と相まって、転
写電流値が所定値に安定化される。

【００３７】さらに、前記バックアップロール５の半導
電性の薄層をパーフロロアルコキシン、エチレンテトラ
フロロエチレン、ポリフッ化ビニリデンに金属酸化物を
分散した材料で構成したことにより、電極ロール６の通
電時間の経過に応じて抵抗値が上昇する特性と相まっ
て、転写電流値が所定値に安定化される。そして、前記
電極ロール６を金属酸化物を分散したゴム材料で構成
し、前記ゴム材料としてシリコン、ウレタン、エチレン
プロピレン系ゴム材料を用いたことにより、バックアッ
プロール５の電流の増大に応じて抵抗値が低下する特性
を補償し、転写電流値が所定値に安定化される。

【００３８】そしてさらに、前記電極ロール６を金属酸
化物を分散した発泡ゴム材料で構成し、前記ゴム材料と
して、シリコン、ウレタン、エチレンプロピレン系ゴム
材料を用いたことにより、バックアップロール５の通電
時間の経過に応じて抵抗値が低下する特性を補償し、転
写電流値が所定値に安定化される。なお、バックアップ
ロール５および電極ロール６を構成する材料は上記した
ものに限るものではなく、同様の特性を有するものであ
れば、これ以外の材料を採用できる。

【００３９】

【実施例】以下、本発明の実施例につき、図面を参照し
て詳細に説明する。図１は本発明による画像形成装置の
一実施例を説明するための要部模式図であって、１は潜
像担持体としての感光体ドラム、２は中間転写体として
の転写ベルト、２ａ，２ｂ，２ｃはベルトローラ、３は
一次転写器（コロトロン）、４は転写電極であるバイア
スロール、５はバックアップロール、６は電極ロール、
９は転写電源、１１は記録媒体（記録紙）、１２はクリ
ーニングブレード、１３は感光体ドラム帯電器、１４は
現像装置、１４ａはＢｋ（ブラック）現像器、１４Ｙは
Ｙ（イエロー）現像器、１４ｃはＭ（マゼンタ）現像
器、１４ｄはＣ（サイアン）現像器、１５は用紙トレ
ー、１６はピックアップローラ、１７はフィードロー
ラ、１８はベルトクリーナー、１９は剥離爪、２０は記
録媒体搬送ベルト、２１は定着装置である。

【００４０】同図において、感光体ドラム１は矢印Ａ方
向に回転し、感光体ドラム帯電器１３でその表面が一様
に帯電される。帯電された感光体ドラム１の表面に図示
しないレーザー書き込み装置などの画像書き込み手段に
より第１色（例えば、イエロー）の静電潜像が形成され
る。この静電潜像は現像装置１４のＹ現像器１４ｂによ
ってトナー現像されて可視化されたトナー像Ｔが形成さ
れる。トナー像Ｔは感光体ドラム１の回転で一次転写器
３が配置されている一次転写部に到る。

【００４１】中間転写体ベルト２は矢印Ｂ方向に感光体
ドラム１の周速と同速で矢印Ｂ方向に回転移動し、一次
転写器３からトナー像Ｔとは逆極性の電界を作用させる
ことにより、トナー像Ｔが中間転写体ベルト２に静電的
に転写される。以下、同様にして第２色のトナー像、第
３色のトナー像、第４色のトナー像が順次形成され、中
間転写体ベルト２に重ね合わせ転写されてフルカラーの
多重トナー像が形成される。

【００４２】中間転写体ベルト２に転写された多重トナ
ー像は、当該中間転写体ベルト２の回転移動でバイアス
ロール４が設置された二次転写部に到る。二次転写部
は、中間転写体ベルト２のトナー像が担持された表面
（トナー担持面）側に設置されたバイアスロール４と当
該中間転写体ベルト２の裏側からバイアスロール４に対
向するごとく配置されたバックアップロール５およびこ
のバックアップロール５に圧接して回転する電極ロール
６とから構成される。

【００４３】記録紙１１はトレー１５に収容された記録
紙束からピックアップローラ１６で一枚ずつ取り出さ
れ、フィードロール１７で二次転写部の中間転写体ベル
ト２とバイアスロール４との間に所定のタイミングで給
送される。給送された記録紙１１はバイアスロール４、
バックアップロール５による圧接搬送と中間転写体ベル
ト２の回転移動で転写電源９から印加される転写電圧で
形成される電界によって当該中間転写体ベルト２に担持
されたトナー像が転写される。

【００４４】トナー像が転写された記録紙１１は、最終
トナー像の一次転写終了まで退避位置にある剥離爪１９
を作動させることにより中間転写体ベルト２から剥離さ
れ、記録媒体搬送ベルト２０で定着装置２１に搬送され
て加圧／加熱処理でトナー像を固定して永久画像とされ
る。なお、多重トナー像の記録紙１１への転写の終了し
た中間転写体ベルト２は二次転写部の下流に設けたベル
トクリーナ１８で残留トナーの除去が行われて次の転写
に備える。また、バイアスロール４にはポリウレタン等
からなるクリーニングブレード１２が常時当接するごと
くとりつけられており、転写で付着したトナー粒子や紙
紛等の異物が除去される。

【００４５】単色画像の転写の場合は、一次転写された
トナー像Ｔを直ちに二次転写して定着装置に搬送する
が、複数色の重ね合わせによる多色画像の転写の場合は
各色のトナー像が一次転写部で正確に一致するように中
間転写体ベルト２と感光体ドラム１との回転を同期させ
て各色のトナー像がずれないようにする。上記二次転写
部では、バイアスロール４と中間転写体ベルト２を介し
て対向配置したバックアップロール５に圧接した電極ロ
ール６にトナー像の極性と同極性の電圧を印加すること
で当該トナー像を記録紙１１に静電反発で転写する。

【００４６】上記実施例において、中間転写ベルト２
は、アクリル、塩化ビニル、ポリエステル、ポリカーボ
ネイト、ポリイミド等の樹脂、または各種ゴム材料にカ
ーボンブラック等の導電材料を適量含有させ、例えば厚
さ０．０５〜０．１５ｍｍに形成されており、その表面
抵抗率を１０⁸ 〜１０¹⁴Ω／□に調整している。また、
バックアップロール５は通電時間の経過に応じて抵抗値
が低下する半導電性の薄層で被覆した絶縁性のゴムロー
ルから構成され、電極ロール６は通電時間の経過に応じ
て抵抗値が増大する半導電性のゴムロールから構成され
ている。

【００４７】そして、電極ロール６の通電時間の経過に
応じた抵抗値の増大特性と前記バックアップロール５の
通電時間の経過に応じた抵抗値の低下特性とが、少なく
とも前記二次転写に必要とする電界を形成する電流値の
領域において相補関係に設定されている。図２は本発明
による画像形成装置の二次転写部の要部構造を説明する
模式図である。

【００４８】同図において、バイアスロール４を構成す
る４ａは半導電性ロール、４ｂは導電性ロール軸、また
バックアップロール５を構成する５ａは絶縁性ロール、
５ｂは通電時間の経過に応じて抵抗値が減少する半導電
性の薄層フィルタ層、５ｃはロール軸である。そして、
電極ロール６は通電時間の経過に応じて抵抗値が増大す
る半導電性のゴムロール６ａから構成されている。な
お、６ｂは芯金である。

【００４９】すなわち、電極ロール６の前記通電時間の
経過に応じた抵抗値の増大特性とバックアップロール５
の前記通電時間の経過に応じた抵抗値の低下特性とが、
少なくとも前記二次転写に必要とする電界を形成する電
流値の領域において相補関係に設定されている。中間転
写体ベルト２はバイアスロール４とバックアップロール
５の間を矢印方向に通過する。バックアップロール４の
下面に一次転写部で転写されたトナー像が担持されてお
り、このトナー像と重畳するように記録紙１１が給送さ
れて上記バイアスロール４とバックアップロール５の間
を加圧を受けながら通過する。

【００５０】バックアップロール５はロール軸５ｃの回
りに絶縁性のロール５ａの表面に被覆された半導電性の
フィルム層５ｂの厚さは１０〜２００μｍの範囲に設定
されている。このフィルム層５ｂの形成は、所定のフィ
ルム材料をチューブ状に加工し、その内部から空気等の
流体を圧入することで膨らませ、その中に前記絶縁材の
ロール５ａを挿入した後上記圧力を除去して収縮させる
ことによる加工法、あるいは上記チューブをシリンダー
形状の金型に内側して張り付け、その中に液状の絶縁ゴ
ム材を注入し加硫して硬化することでフィルム被覆ゴム
ロールに成形する方法等がある。

【００５１】上記両加工法において使用されるチューブ
材料は、５０〜２００％の伸度が与えられるので、当該
チューブ材料の特性としては５０〜２００％の変更量が
弾性領域内にあることが必要である。このような特性を
有する樹脂としては、ＰＦＡ（パーフロロアルコキ
シ）、ＥＴＦＥ（エチレンテトラフロロエチレン）、Ｐ
ＶｄＦ（ポリフッ化ブニリデン）などを挙げることがで
き、またゴム材料としては、Ｓｉ（シリコン）系、ＮＢ
Ｒ（アクリトニトリル共重合体）系、ＰＵ（ポリウレタ
ン）系のなどの材料が使用できる。

【００５２】本実施例では、導電材料としてカーボンブ
ラック、金属酸化物などの導電材料をＰＦＡ（パーフロ
ロアルコキシ）材料、ＥＴＦＥ（エチレンテトラフロロ
エチレン）材料、ＰＶｄＦ（ポリフッ化ビニリデン）材
料などのフッ素系樹脂及びＳｉ（シリコン）、ＮＢＲ
（アクリルニトリル共重合体）、ＰＵ（ウレタン）など
のゴム材料に分散させたチューブ材料を用いることがで
きる。

【００５３】その弾性領域での変形量が大きいことによ
りカーボンブラック分散ＰＦＡ（パーフロロアルコキ
シ）チューブ材料、カーボンブラック分散ＥＴＦＥ（エ
チレンテトラフロロエチレン）チューブ材料、カーボン
ブラック分散ＰＶｄＦ（ポリフッ化ビニリデン）材料を
用いることが好ましい。図３は図２に示した二次転写部
のバックアップロールの表面抵抗率の変化の一例の説明
図である。

【００５４】バックアップロール５を構成する絶縁性ロ
ール５ａとして厚み６．５ｍｍのシリコンゴムを用い、
その表面を被覆する半導電性のフィルム層５ｂとして厚
み５０μｍのカーボンブラック分散ＰＦＡ（パーフロロ
アルコキシ）チューブ材料を用い、バックアップロール
５に押接回転する電極ロール６としてφ１２ｍｍの金属
（ＳＵＳ）ロールを用い、２４キロプリント／ボリウム
相当の稼働時間での抵抗変化を測定した結果の説明図で
ある。

【００５５】なお、バイアスロール４は発泡性シリコン
ゴムに導電材料を混合した導電性ロールを用い、転写電
圧を２０００Ｖ（連続印加）、バックアップロール５へ
の電極ロール６の食い込み量を０．２ｍｍとした。同図
において、横軸は転写電圧の印加時間（電流通電時間：
Ｈｒ）、縦軸はバイアスロール４に転写電圧を印加した
ときの電流値Ｉより「−Ｌｏｇ（Ｉ／Ｉinitial ）」で
計算したバックアップロール５の表面抵抗率（ΔＬｏｇ
Ｒ_S で示す）である。また、図中●はサンプル１、○は
サンプル２である。

【００５６】この測定例から、サンプル１は初期の抵抗
が９．２から２０時間の稼働（Ｒｕｎ）後には７．４に
変化し、サンプル２は初期の抵抗が９．１から２０時間
後には７．８に変化し、表面抵抗率が１．３〜１．８桁
（Ｌｏｇ値）低く変化しているのが分かる。図４はバッ
クアップロールの表面抵抗率を測定するための構成の一
例を説明する模式図であって、バックアップロール５の
表面の円周方向に２０ｍｍ離間させて直径１２ｍｍの２
本の金属ロール６₁ ，６₂ を接触させ、２本の金属ロー
ル６₁ ，６₂ 間に２０００Ｖの直流電圧を印加して１０
秒後の電流値Ｉを読み取り以下の式により計算する。

【００５７】Ｐs ＝ＬＶ／ＧＩ但し、Ｌ：バックアップロール長さ（ｃｍ）、Ｇ：２本の金属ロール間の距離（ｃｍ）図５は図２に示した二次転写部のバックアップロールの
表面抵抗率の変化の他例の説明図であって、横軸は転写
電圧の印加時間（電流通電時間：Ｈｒ）、縦軸はバイア
スロール４に転写電圧を印加したときの電流値Ｉより
「−Ｌｏｇ（Ｉ／Ｉinitial ）」で計算したバックアッ
プロール５の表面抵抗率（ΔＬｏｇＲ_S で示す）であ
る。

【００５８】ここでは、バックアップロール５を構成す
る絶縁性ロール５ａとして厚さ６．５ｍｍのシリコンゴ
ムロールを用い、その表面を被覆する半導電性のフィル
ム層５ｂとして厚み５０μｍのカーボンブラック分散Ｅ
ＴＦＥ（エチレテロタフロロエチレン）チューブ材料を
用い、バックアップロール５に当接する電極ロール６と
してφ１２ｍｍの金属（ＳＵＳ）ロールを用いた場合の
バックアップロールの２４キロプリント／ボリウム相当
の印加時間での抵抗率変化を示す。なお、バイアスロー
ル４は発泡シリコンゴムに導電性材料を混入したものを
用い、初期の転写電圧を２０００Ｖ、バックアップロー
ル５への電極ロール６の食い込み量を０．２ｍｍとして
測定した。

【００５９】図示されたように、初期の抵抗率９．１か
ら２０Ｈｒ稼働（Ｒｕｎ）後の表面抵抗率が７．５と、
１．６桁（ｌｏｇ値）低くなっている。図６は図２に示
した二次転写部の電極ロールの体積抵抗率の変化の一例
の説明図であって、電極ロール６にカーボンブラック分
散エチレンプロピレン系樹脂材料（ＥＰＤＭ）を用い、
２４キロプリント／ボリウム相当の転写電圧の印加時間
での体積抵抗率の変化を示す。なお、●はサンプル１、
○はサンプル２の各抵抗率変化を示し、ΔＬｏｇＲ_V は
転写電圧印加時の電流値Ｉから、「−Ｌｏｇ（Ｉ／Ｉin
itial ）」で計算した。

【００６０】すなわち、サインプル１では、初期の体積
抵抗値８．０から２０Ｈｒ稼働（ラン）後に８．６に、
サンプル２では、同じく９．０から９．３に増加してお
り、体積抵抗値は、０．３〜０．６桁（Ｌｏｇ値）高く
なっていることが分かる。なお、ＥＰＤＭを用いた電極
ロールの体積抵抗率は、１インチ（２．５４ｃｍ）幅の
銅テープを電極ロールの円周方向に巻き付け、電極ロー
ルの軸と銅テープ間に２０００Ｖの直流電圧を印加して
１０秒後の電流値Ｉを読み取り、以下の式により計算す
る。

【００６１】ρｖ＝２πｗ／Ｉ・ｌｎ（ｒ₂ ／ｒ₁ ）但し、ｒ₁ ：芯金径（ｍｍ）、ｒ₂ ：ロール外径（ｍ
ｍ）、ｗ：銅テープ幅（２．５４ｃｍ）図７は図２に示した二次転写部の電極ロールの体積抵抗
率の変化の他例の説明図であって、電極ロール６に導電
イオン分散のポリウレタンを用い、２４キロプリント／
ボリウム相当の転写電圧の印加時間での体積抵抗率の変
化を示す。

【００６２】なお、●はサンプル１、○はサンプル２の
各抵抗率変化を示し、ΔＬｏｇＲ_Vは上記と同様に転写
電圧印加時の電流値Ｉから、「−Ｌｏｇ（Ｉ／Ｉinitia
l ）」で計算した。すなわち、サンプル１では、初期の
体積抵抗値８．５から２０Ｈｒ稼働（ラン）後に９．０
に、サンプル２では、同じく８．９から９．５に増加し
ており、体積抵抗値は、０．３〜０．６桁（Ｌｏｇ値）
高くなっていることが分かる。導電イオン分散のポリウ
レタンロールの２４キロプリント／ボリウム相当の印加
時間での抵抗変化を示す。体積抵抗値は、０．３〜０．
６桁（ｌｏｇ値）高くなってる。

【００６３】ポリウレタンロールの体積抵抗率は、上記
図６での説明と同様である。上記図３と図５で説明した
バックアップロールの抵抗特性と、図６と図７で説明し
た電極ロールの上記バックアップロールとは逆の抵抗特
性を組み合わせることにより、バイアスロールとバック
アップロールの間に流れる転写電流の変動を防止して安
定的に高画質を得ることができる。

【００６４】すなわち、図８は図２に示した二次転写部
を構成するバックアップロールを通電時間の経過に応じ
て抵抗値が低下する材料で構成すると共に電極ロールを
通電時間の経過に応じて抵抗値が増加する材料で構成し
た場合と、電極ロールとして従来の金属ロールを用いた
場合の二次転写部の抵抗率変化を比較した説明図であ
る。同図において、バックアップロールの絶縁性ロール
としてシリコンゴムを用い、その表面に被覆する半導電
性のフィルム層として厚み５０μｍのカーボンブラック
分散ＰＦＡ（パーフロロアルコキシ）チューブ材料を用
い、バックアップロールに当接する電極ロールとしてφ
１２ｍｍの金属ロールを用いた場合（○印）と電極ロー
ルとしてφ１２ｍｍのシリコンゴム材料にカーボンブラ
ックを混入して構成した半導電ゴムロールを用いた場合
（●）のバックアップロールの２４キロプリント／ボリ
ウム相当の印加時間での抵抗変化を示す。

【００６５】バックアップロールの表面抵抗率は２４キ
ロプリント／ボリウム相当の印加時間で○印に示した金
属の電極ロールの場合には１．８桁（ｌｏｇ値）低くな
り、二次転写部で抵抗率の経時変化も１．８桁（ｌｏｇ
値）と大きい。これに対し、●で示した半導電ゴムロー
ルを用いた場合には、バックアップロールの表面抵抗率
は１．４桁（ｌｏｇ値）と変化するが、２次転写部に対
する半導電性ゴムロールとＦＰＡ被覆Ｓｉロールのバッ
クアップロールとで合成された抵抗率の経時変化は、
０．４桁（ｌｏｇ値）と変化が少なくなり、常に安定し
た転写電流で転写が行われる。

【００６６】なお、バックアップロールと電極ロールを
構成する材料は、転写に寄与する領域において通電時間
の経過に対して一方の抵抗値が増大または減少し、他方
の抵抗値が減少または増大する、相補的な特性を有する
ものであれば、上記実施例に示したものに限らない。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像形成
装置によれば、バックアップロールを構成する半導電性
の薄層として、カーボンブラックや金属材料等の導電性
材料を分散したパーフロロアルコキシ系樹脂材料、カー
ボンブラック分散エチレンテトラフロロエチレン系樹脂
材料、カーボンブラック分散ポリフッ化ビニリデン系樹
脂材料など、通電時間の経過によって抵抗値が低下する
材料を用いた場合でも、カーボンブラックや金属材料等
の導電性材料を分散した発泡または非発泡のシリコン系
樹脂、ウレタン系樹脂、エチレンプロピレン系樹脂等で
構成した電極ロールを用いることによって、二次転写部
での転写電流の変動を抑制でき、常に安定した高品質の
画像が得られる画像形成装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による画像形成装置の一実施例を説明
するための要部模式図である。

【図２】本発明による画像形成装置の二次転写部の要
部構造を説明する模式図である。

【図３】図２に示した二次転写部のバックアップロー
ルの表面抵抗率の変化の一例の説明図である。

【図４】バックアップロールの表面抵抗率を測定する
ための構成の一例を説明する模式図である。

【図５】図２に示した二次転写部のバックアップロー
ルの表面抵抗率の変化の他例の説明図である。

【図６】図２に示した二次転写部の電極ロールの体積
抵抗率の変化の一例の説明図である。

【図７】図２に示した二次転写部の電極ロールの体積
抵抗率の変化の他例の説明図である。

【図８】図２に示した二次転写部を構成するバックア
ップロールを通電時間の経過に応じて抵抗値が低下する
材料で構成すると共に電極ロールを通電時間の経過に応
じて抵抗値が増加する材料で構成した場合と、電極ロー
ルとして従来の金属ロールを用いた場合の二次転写部の
抵抗率変化を比較した説明図である。

【図９】中間転写体を用いた画像形成装置の一例とし
ての電子複写機の概略構造を説明する模式図である。

【図１０】中間転写体を用いた従来の画像形成装置を
構成する二次転写部の模式図である。

【符号の説明】

１・・・・潜像担持体（感光体ドラム）、２・・・・中
間転写体（転写ベルト）、２ａ，２ｂ，２ｃ・・・・ベ
ルトローラ、３・・・・一次転写器（コロトロン）、４
・・・・転写電極（バイアスロール）、５・・・・バッ
クアップロール、６・・・・電極ロール、９・・・・転
写電源、１１・・・・記録媒体（記録紙）、１２・・・
・クリーニングブレード、１３・・・・感光体ドラム帯
電器、１４・・・・現像装置、１４ａ・・・・Ｂｋ（ブ
ラック）現像器、１４Ｙ・・・・Ｙ（イエロー）現像
器、１４ｃ・・・・Ｍ（マゼンタ）現像器、１４ｄ・・
・・Ｃ（サイアン）現像器、１５・・・・用紙トレー、
１６・・・・ピックアップローラ、１７・・・・フィー
ドローラ、１８・・・・ベルトクリーナー、１９・・・
・剥離爪、２０・・・・記録媒体搬送ベルト、２１・・
・・定着装置。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】画像信号に応じた潜像が形成される潜像
担持体と、前記潜像をトナーにより可視化する現像装置
と、前記潜像担持体に形成されたトナー像が一次転写さ
れる中間転写体と、前記中間転写体のトナー像担持面に
当接して電圧が印加されることにより前記トナー像を記
録媒体に二次転写するためのバイアスロールと、前記バ
イアスロールを前記中間転写体を介して支持するバック
アップロールと、前記バックアップロールに押接して前
記バイアスロールとの間に二次転写電圧が印加される電
極ロールとを有する画像形成装置であって、前記バックアップロールと前記電極ロールの抵抗値の変
化特性は、通電時間の経過に伴って一方の抵抗値が増大
または減少し他方の抵抗値が減少または増大する相補的
関係にあることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】請求項１において、前記バックアップロ
ールを通電時間の経過に伴って抵抗値が低下する特性を
有する半導電性の薄層で被覆した絶縁性のゴムロールか
ら構成すると共に、前記電極ロールを通電時間の経過に
伴って抵抗値が増大する特性を有する半導電性のゴムロ
ールから構成したことを特徴とする画像形成装置。