JP3399203B2 - 画像形成装置とそのバックアップロールの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真複写機，
プリンター，ファクシミリ，これらの複合機器等の電子
写真方式を利用した画像形成装置に関する。より具体的
には、像担持体に形成されたトナー像を一旦中間転写ベ
ルトに一次転写した後、これを用紙等の記録媒体に二次
転写して再生画像を得るようにした画像形成装置および
そのバックアップロールの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式を利用した画像形成装置
は、無機または有機光導電性材料で構成された感光体か
らなる像担持体上に一様な電荷を形成し、画像信号を変
調したレーザ光等で静電潜像を形成した後、帯電したト
ナーにより静電潜像を現像して可視化されたトナー像と
する。そして、このトナー像を中間転写体を介してある
いは直接用紙等の記録媒体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、像担持体上に形成され
たトナー像を中間転写体に一次転写し、更に中間転写体
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
ものでは、導電性のバイアスロールを用いて記録媒体を
中間転写体に押圧し、電界の作用によりトナー像を静電
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。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イアスローラ転写法は、バイアス
ロールの押圧力を受けると共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。

【０００３】上記方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号公報が知られ
ている。図１７は上記公報に開示された転写装置におけ
る二次転写部の説明図である。同図において、中間転写
体01は、バックアップロール02と複数の支持ローラ03に
より張架され、矢印方向に移動する。バックアップロー
ル02として、カーボンブラック分散のポリカーボネート
の薄層を被覆したシリコーンゴムロールが用いられる。
さらに、二次転写部には、電源04からの転写電圧を印加
するためのバイアスロール05と、転写電圧に基づく転写
電流の通路を形成するためにバックアップロール02に押
圧して回転する金属製の電極ロール（アースロール）06
を備えている。中間転写体01上のトナー像を用紙Ｐへ転
写する際に、上記電極ロール06からバックアップロール
02とバイアスロール05との間に転写電圧を印加した時、
バックアップロール02から中間転写体01と用紙Ｐを通っ
てバイアスロール05に転写電流が流れる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】絶縁性ゴムロールに半
導電性フィルムを被覆して形成されるバックアップロー
ルの製造加工法としては、例えば下記の方法が知られて
いる。一つは、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
し、その中に絶縁性ロールを挿入した後、上記流体の圧
力を減圧して収縮させることにより、表面層を形成する
加工法がある。別の方法としては、チューブ材料をシリ
ンダ形状の金型内面に引き伸ばして張り付け、その中に
液状の絶縁性ゴム材料を注入し、加硫して硬化させるこ
とにより、フィルム被覆のゴムロールに成形する方法が
ある。上記した両加工法において使用されるチューブ
（フィルム）材料は、加工時に５０〜２００％の伸度が
付与されるので、当該チューブ材料の特性としては、弾
性領域内で５０〜２００％の変形量を必要とする。しか
し、前記特開平６−９５５２１号公報に開示されたカー
ボンブラック分散のポリカーボネートは、弾性領域での
変形量が小さいので、被覆加工時にチューブ材料が塑性
変形して、表面に皺やクラック等が発生するため、ゴム
ロールに被覆することがかなり困難であった。

【０００５】弾性領域内で５０〜２００％の変形量を有
する樹脂としては、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−
パーフルオロアルコキシアルキルビニルエーテル樹
脂），ＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン樹
脂）等の弗素樹脂を挙げることができる。しかし、バッ
クアップロールとして、例えばカーボンブラック分散の
ＰＦＡからなるチューブ材料で被覆したゴムロールを使
用した場合、次のような問題が生じる。ＰＦＡ等の弗素
樹脂は、表面エネルギーを水の濡れ性で表す方法による
と、試験片に水を滴下した時の試験片平面と水滴の接触
角が１００°以上あり、表面エネルギーが小さく、分子
間引力も小さい。そのため、カーボンブラック等の導電
性フィラーを拘束する力も小さい。したがって、電圧印
加時にカーボンブラックが電気的な力によって移動しや
すく、カーボンブラックの移動により導電性の回路を形
成すると、抵抗値が低下する。この導電性回路は一旦形
成されると元に戻らない不可逆性を示すため、抵抗値が
低いまま一定の値になってしまう。すなわち、カーボン
ブラック分散のＰＦＡ等の弗素樹脂をバックアップロー
ルの表面層を構成するチューブ材料として使用した場合
は、圧接回転する電極ロールによって加えられる繰り返
し荷重による変形や転写電流によって抵抗が変化して、
両者の接触部位に流れる電流が変化し、それ故に転写電
界が変化するという問題があった。

【０００６】この問題の対策として、本出願人は、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
スロールを中間転写体に接触させ、バイアスロールから
中間転写体、バックアップロール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抵抗を求
め、バックアップロール抵抗に応じた最適な転写電圧を
決定し、その転写電圧をバイアスロールに印加するよう
にした画像形成装置について、特許出願した（特願平６
−２４９１０２号）。しかし、上記のように電流を検出
して最適な転写電圧を決定する制御方式において、バッ
クアップロールの抵抗が１０倍以上と大きく変化した場
合には、最適な転写電圧が得られ難いとか、電源コスト
が高くなるなどの問題のあることが判明した。

【０００７】また、カーボンブラック分散の弗素樹脂系
チューブ材料を被覆したゴムロールは、電圧印加直後に
抵抗が大きく低下し、その後の電圧印加による抵抗低下
の変化が小さくなる。かかる知見に基づいて、本出願人
は、交流電圧を一定電圧または一定電流で予め上記ゴム
ロールに所定時間通電処理を施した後、これをバックア
ップロールとして使用する画像形成装置についても、特
許出願した（特願平７−２７０２７３号）。しかし、通
電処理によりロールコストが高くなるという欠点があ
る。さらに、バックアップロールに電極ロールが圧接回
転するため、バックアップロールの両端部に加えられる
機械的な応力が大きく、繰り返し変形により、ロールの
両端部のみが伸長して抵抗が上昇し、ロール軸方向の抵
抗のバラツキが大きくなるという問題のあることがその
後判明した。

【０００８】このように、弾性領域内での変形量をゴム
ロール被覆時に確保できる弗素樹脂は、表面エネルギー
が小さく、カーボンブラック分散の弗素樹脂をバックア
ップロールの表面層構成材料として用いた場合には、使
用中に転写電界が変化してしまう。また、画像形成装置
の動作前に最適な転写電圧を決定する制御方式では、バ
ックアップロール抵抗が大きく変化した場合に対処する
ことが困難であった。さらに、予め所定時間通電処理を
施したバックアップロールでは、ロール軸方向の抵抗の
バラツキが大きくなるという問題があった。すなわち、
従来のバイアスローラ転写法においては、バックアップ
ロールからバイアスロールにあるいはバイアスロールか
らバックアップロールに流れる転写電流の変化に伴う電
圧の変化により転写電界が変動したり、これを解消しよ
うとするとバックアップロールの軸方向における抵抗の
バラツキが大きくなり、安定したトナー像の二次転写が
困難であるという問題があった。そこで、本発明は、上
述の問題点を解決しようとするものであって、バイアス
ロールからバックアップロールにまたはその逆方向に流
れる二次転写電流の変動を防止して、高画質の画像を安
定に得ることのできる画像形成装置を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者は、中間転写体
を用いてトナー像を二次転写する従来のバイアスローラ
転写法において、前記問題点を解消すべく、バックアッ
プロールの構成材料に着目して鋭意検討を重ねてきたと
ころ、上記構成材料としてＥＰＤＭを用いることによっ
て、前記目的が達成されることを確認したものである。
すなわち、本発明の画像形成装置は、画像情報に応じた
静電潜像を形成する像担持体と、像担持体に形成された
静電潜像をトナーによりトナー像として可視化する現像
装置と、像担持体に担持されたトナー像を一次転写して
担持する中間転写ベルトと、中間転写ベルト上の未定着
トナー像を記録媒体に二次転写するバイアスロールと、
バイアスロールに対向して中間転写ベルトを裏面から支
持するバックアップロールとから構成され、上記バック
アップロールは、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエン
ゴム）をゴム材成分として１５〜３５重量％のカーボン
ブラックを分散させた半導電性のゴムロールからなるこ
とを特徴とする。

【００１０】前記バックアップロールは、金属芯材の外
周に下地層と表面層とを被覆した２層構成のゴムロール
からなり、下地層は発泡弾性体から構成され、表面層は
ＥＰＤＭをゴム材成分として１５〜３５重量％のカーボ
ンブラックを分散させた導電性チューブ材料から構成さ
れることが好ましい。また、前記カーボンブラックとし
ては、特性の異なるアセチレンブラックおよびサーマル
ブラックの混合物を好ましくは特定の割合で用いること
が望ましい。上記２層構成のバックアップロールは、未
発泡状態のＥＰＤＭをゴム材成分とするチューブ形状の
ゴム素材を発泡・加硫させて成形し、得られた発泡弾性
体の中心に金属芯材を挿通した後、発泡弾性体の外周に
未硬化状態のカーボンブラック分散の導電性チューブ材
料を被覆して、該チューブ材料を加圧蒸気の雰囲気下に
硬化させると同時に上記発泡弾性体に接着させることに
よって製造される。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
図１は本発明の画像形成装置における二次転写部の説明
図である。同図において、一次転写された未定着トナー
像を担持する中間転写ベルト１を介して、バイアスロー
ル２と対向する位置にバックアップロール３が配置さ
れ、このバックアップロール３は中間転写ベルト１を裏
面から支持する。バックアップロール３には、バイアス
ロール２に転写電圧を印加する電極ロール４が圧接して
いる。上記バイアスロール２は接地されており、電極ロ
ール４は電源５に接続している。また、バイアスロール
２表面にはポリウレタン等で成形されたクリーニングブ
レード６が当接している。上記中間転写ベルト１は、各
種樹脂またはゴム材料にカーボンブラック等の導電剤を
適量配合させ、例えば０.０５〜０.１５ｍｍ厚に成形し
たベルトが用いられ、その表面抵抗率が１０⁸ 〜１０¹⁴
Ω／□の範囲に調整されている。各種樹脂としては、ア
クリル樹脂，ポリ塩化ビニル，ポリエステル，ポリカー
ボネート，ポリイミド等が挙げられる。上記バイアスロ
ール２は、シリコーンゴム，ウレタンゴム等のゴム材料
にカーボンブラック等の導電剤を適量配合した低抵抗の
ロールからなり、場合によっては金属ロールであっても
よい。このバイアスロール２は、像担持体に担持された
未定着トナー像が中間転写ベルト１上に一次転写される
間は転写ベルト１から離間しており、転写ベルト１に担
持されたトナー像を例えば用紙Ｐ等の記録媒体（以下、
用紙Ｐで代表する）に二次転写する時は、転写ベルト１
に圧接してこれをバックアップロール３に押圧するよう
に構成される。

【００１２】上記バックアップロール３は、金属芯材３
ａの外周にＥＰＤＭをゴム材成分とするゴム材を被覆し
たゴムロール３′からなり、カーボンブラックを分散さ
せて半導電性としたロールが用いられる。ゴムロール
３′は、単層構成または２層構成のいずれであってもよ
い。単層構成のゴムロール３′の場合は、ゴム材成分と
して、上記ＥＰＤＭまたはＥＰＤＭと５０重量％（ｗｔ
％）未満のシリコーンゴム，ＮＢＲ（アクリロニトリル
−ブタジエンゴム）等との２種以上のブレンドゴムが用
いられる。ゴム材は表面に緻密なスキン層を有する発泡
ロールまたは無発泡ロールのいずれであってもよい。ゴ
ムロールを２層構成とする場合は、発泡弾性体から構成
される下地層３ｂと導電性チューブ材料から構成される
表面層３ｃが金属芯材３ａの外周に被覆される。下地層
３ｂは、ＥＰＤＭ，シリコーンゴム，ウレタンゴム，Ｎ
ＢＲ等の単独、またはＥＰＤＭとシリコーンゴム，ＮＢ
Ｒ等との２種以上のゴム材成分から構成される。これら
の発泡ゴムロールの体積固有抵抗率は一般に１０¹⁴Ωcm
以上であるが、必要に応じて、下地層３ｂに導電剤を含
有させることもできる。また、表面層３ｃは、ＥＰＤＭ
単独またはＥＰＤＭと５０ｗｔ％未満のシリコーンゴ
ム，ＮＢＲ等との２種以上のゴム材成分から構成され、
これらのゴム材にはカーボンブラックが配合される。こ
の導電性ゴム材料をシート状に成形した薄層は、バック
アップロール３の表面抵抗率が１０⁷〜１０^9.5Ω／□の
範囲にある導電性チューブ材料として用いられる。

【００１３】ここで、バイアスロール２の体積抵抗率を
３×１０⁵Ωｃｍに設定した時のバックアップロールの
表面抵抗率（log ＲS ）と適切な転写電圧との関係を図
２に示す。図２において、○は、トナーの中間転写ベル
ト１への付着力に打ち勝って未定着トナー像が用紙Ｐへ
転写するに必要な転写電界を発生できる下限転写電圧を
示し、それより高い転写電圧では未定着トナー像の転写
性が良好である。また、●は、転写電界が高くなりすぎ
て、中間転写ベルト１と用紙Ｐとの間でパッシェン放電
が発生してトナーの帯電異常により画質欠陥や転写効率
の低下を引き起こす上限転写電圧を示し、それより高い
転写電圧ではハーフトーン画像の粒状性が悪化する。後
述する理由により上限転写電圧は５ｋＶとすることが適
切であり、かつ上限値と下限値の差が１５０Ｖ以上ある
ことが必要である。このような理由から、バックアップ
ロールの表面抵抗率は、上記したように、１０⁷〜１０
^9.5Ω／□の範囲にあることが好ましい。

【００１４】単層構成のゴムロール３′または２層構成
のゴムロールにおける表面層３ｃには、１５〜３５ｗｔ
％、好ましくは２０〜３０ｗｔ％のカーボンブラックが
分散される。このカーボンブラックの配合割合を調整す
ることによって、１０⁷ 〜１０^9.5 Ω／□の領域内でバ
ックアップロール３の表面抵抗率を容易に調整すること
ができる。すなわち、その配合割合が１５ｗｔ％未満で
あると上記表面抵抗率が１０^9.5 Ω／□より高くなり、
３５ｗｔ％を超えると表面抵抗率が１０⁷ Ω／□より低
くなる。カーボンブラックとしては、特性の異なるアセ
チレンブラックおよびサーマルブラックが併用される。
この場合、両者の混合割合を適宜調整することによっ
て、表面抵抗率１０⁷〜１０^9.5Ω／□の領域内でバック
アップロール３の急激な抵抗の変化を抑制することがで
き、電気抵抗のバラツキの少ない導電化が可能となる。

【００１５】アセチレンブラックは、給油量が高く、導
電性に優れており、例えば粒状アセチレンブラック（電
気化学(株)製），バルカンＸＣ−７２（キャボット社
製）等が用いられる。サーマルブラックは、給油量が小
さく、ゴム補強剤として慣用されており、例えばＦＴカ
ーボン，ＭＴカーボン（旭カーボン(株)製）等が用いら
れる。アセチレンブラックとサーマルブラックとの混合
物を用いる場合、その混合割合は、重量比で１：１〜
１：３であり、好ましくは１：１．５〜１：２である。
これらのカーボンブラックを単独で用いた場合は次のよ
うな不具合がある。すなわち、凝集性の強いアセチレン
ブラック単独では、バックアップロール３内部の抵抗値
および製造時のロット間の抵抗値のバラツキが大きくな
ることがある。サーマルブラック単独では、配合量を多
くしても上記表面抵抗率が１０¹²Ω／□以下には低下せ
ず、バックアップロール３の表面抵抗率を前記範囲内で
調整することができない。さらに、カーボンブラックの
混合割合が上記の範囲外にあると、上記した抵抗値のバ
ラツキが大きくなりやすいだけでなく、カーボンブラッ
クの配合量によっては、バックアップロール３の硬度が
所定の範囲外になる等の問題が生じやすくなり、好まし
くない。そして、前記ゴムロール３′または表面層３ｃ
中の全カーボンブラックの配合割合は、前述したとおり
１５〜３５ｗｔ％であるが、特にゴム材１００重量部に
対してはアセチレンブラックで７〜１５重量部、またサ
ーマルブラックで１０〜３０重量部の範囲にあることが
好ましい。

【００１６】本発明の画像形成装置において、中間転写
ベルト１を介してバイアスロール２により押圧されるバ
ックアップロール３は、未定着トナー像の二次転写の際
に所定のニップ圧を確保するために、ニップ幅を所定の
範囲（２〜３ｍｍ）に確保する必要がある。それには、
バックアップロール３の表面硬度をアスカＣ硬度で６５
〜７５°（以下、硬度はアスカＣ硬度で表示する）の範
囲とする必要がある。上記硬度条件を満足するには、２
層構成のゴムロールの場合、下地層３ｂの硬度は、２層
構成のゴムロールの製造安定性とそのゴムロール表面の
硬度で規定され、４５〜６０°の範囲にあることが必要
であり、その好ましい範囲は５０〜５６°である。バッ
クアップロール３の硬度に関連して、下地層３ｂの外径
は、２５〜２７ｍｍの範囲にあることが望ましく、その
好ましい範囲は２５．５〜２６．５ｍｍである。また、
表面層３ｃの厚さは、０.５〜１.５ｍｍの範囲にあるこ
とが望ましく、その好ましい範囲は１.１〜１.３ｍｍで
ある。下地層３ｂの硬度が４５°より低いと、表面層３
ｃとして未硬化チューブ材料を被覆する際、チューブ材
料の収縮によって下地層３ｂの外径が小さくなり、所定
の厚さの表面層３ｃが安定して得られないという問題が
生じる。一方、硬度が６０°より高いと、下地層３ｂに
未硬化チューブ材料を被覆した後のバックアップロール
３の硬度が７５°より高くなる。

【００１７】前記電極ロール４を構成する材料は、電気
良導性の金属または合金であれば特に限定されるもので
はなく、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ），銅，アルミニ
ウム等が用いられる。電源５に接続する電極ロール４か
らは、バックアップロール３を通じて−２〜−５ｋＶの
転写電圧がバイアスロール２に印加される。転写電圧が
２ｋＶ（絶対値）より低いと、中間転写ベルト１上の未
定着トナー像を用紙Ｐに転写させる電界の強度が充分で
ない。一方、電圧が５ｋＶより高いと、長期にわたる使
用において、バックアップロール３の表面抵抗率の変化
が大きくなり好ましくない。なお、図１に示す二次転写
部においては、転写電流がバイアスロール２からバック
アップロール３へ流れるようにしたが、トナーの帯電極
性に応じてその逆方向に流れるよう、電極ロール４に印
加される電圧の極性を逆極性にしてもよい。しかし、電
極ロール４は必須の構成部材ではなく、例えばバックア
ップロール３の金属芯材３ａに電源５を上記電極ロール
４と同様に接続することもできる。

【００１８】本発明における２層構成のバックアップロ
ールは、次のようにして製造することができる。未発泡
状態のＥＰＤＭまたは他のゴム素材に発泡剤，加硫剤等
を添加し、発泡弾性体素材を調製する。硬度４５〜６０
°の発泡弾性体を得るためには、発泡剤の量や発泡条件
を調節することが重要である。次いで、発泡弾性体素材
をニーダー，バンバリーミキサ等で混練した後、エクス
トルーダで押し出し、クロスヘッドに送られる金属芯材
(３ａ)の外周面に巻き付ける。上記発泡弾性体素材が巻
き付けられた金属芯材を金型内にセットし、弾性体素材
を加熱して加硫する。加熱により発泡したゴム素材は金
属芯材に固着され、下地層(３ｂ)となる発泡弾性体が形
成される。あるいは、発泡弾性体素材をエクストルーダ
で押し出す際に、該弾性体素材をチューブ形状に成形し
て、これを金属芯材(３ａ)に巻き付けることなく、加熱
して発泡弾性体を形成する。次いで、この発泡弾性体の
中心に金属芯材を圧入して、金属芯材の外周面に下地層
(３ｂ)を固定させることもできる。下地層表面はその後
研磨される。

【００１９】一方、未硬化状態のＥＰＤＭまたはＥＰＤ
Ｍに他のゴム材をブレンドしたゴム素材にカーボンブラ
ック，加硫剤等を添加した導電性ゴム材料を調製する。
次いで、例えばドライプロセスで生産性の良いクロスヘ
ッドを有するエクストルーダから上記導電性ゴム材料を
チューブ状に押し出して導電性薄層（導電性チューブ材
料）を形成する。このチューブ材料の中心に金型から取
り出された上記発泡弾性体の中心が位置するように、発
泡ゴムロール(３ａ，３ｂ)を定速で移動させて発泡弾性
体の外周に導電性チューブ材料を被覆する。その後、導
電性チューブ材料を発泡ゴムロールと一体的に加硫缶内
で加圧蒸気の雰囲気下に加熱して加硫しながら、導電性
チューブ材料を硬化させて表面層（３ｃ）を形成すると
同時に上記発泡弾性体表面に接着させる。このようにし
て製造されたロールを加硫缶から取り出し、このロール
表面を研磨して仕上げを行うことにより、表面層の厚さ
が０.５〜１.５ｍｍの２層構成のバックアップロール
(３)を安定に製造することができる。

【００２０】本発明の作用は次のとおりである。なお、
括弧内の番号は図３に付した番号の構成要素に対応す
る。画像情報に応じて像担持体(１９)に形成された静電
潜像は、現像装置(２１)内に収納されたトナーにより現
像されて、未定着トナー像として可視化される。このト
ナー像は、像担持体(１９)に担持された状態で一次転写
部において、中間転写ベルト１に転写される。多色画像
を転写する場合は、現像装置(２１)内に収容されたトナ
ーの各色毎に一次転写を繰り返す。像担持体(１９)から
中間転写ベルト１上へのトナー像の一次転写が終了し
て、所望の色相のトナー像を担持した中間転写ベルト１
が二次転写部に移動してくると、これと同期して用紙Ｐ
が二次転写部に搬送される。この時、転写ベルト１から
退避位置にあったバイアスロール２は、バックアップロ
ール３に裏面側が支持された転写ベルト１を押圧した状
態にある。そして、用紙Ｐがバイアスロール２とバック
アップロール３との間の圧接力を受けながら二次転写部
を通過する際に、例えば電極ロール４からトナー像の帯
電極性と同極性の転写電圧を印加することにより、転写
ベルト１に担持されていたトナー像が中間転写ベルト１
表面から用紙Ｐに二次転写される。

【００２１】請求項１発明の画像形成装置は、ＥＰＤＭ
をゴム材成分として１５〜３５ｗｔ％のカーボンブラッ
クを分散させた半導電性のゴムロールをバックアップロ
ール３としたものである。そのため、カーボンブラック
分散ＰＦＡチューブ材料被覆のゴムロールの場合と異な
って、圧接回転する電極ロール４によって加えられる繰
り返し荷重による変形や転写電流によって抵抗が変化し
て、両者の接触部位に流れる電流が変化し、電流の変化
に基づく転写電界が変化する、という問題がなくなる。
したがって、中間転写ベルト１を介して、バイアスロー
ル２からバックアップロール３へまたはその逆方向に流
れる転写電流の変動をなくすことができ、必要とする二
次転写部の電流が安定して得られるので、用紙Ｐに安定
したトナー像の二次転写が行われる。特に単層構成のゴ
ムロール３′の場合は、安価なＥＰＤＭをバックアップ
ロール３のゴム材成分として、金属芯材３ａに電源５が
接続するシャフト給電方式を採用することができる。そ
れ故に、電極ロール４による繰り返し荷重に起因するバ
ックアップロール３の変形が避けられるという利点があ
る。請求項２発明の画像形成装置は、発泡弾性体の下地
層３ｂと、ＥＰＤＭまたはＥＰＤＭ含有のゴム材にカー
ボンブラックが分散した導電性の表面層３ｃとの２層構
成のゴムロールをバックアップロール３としたものであ
る。したがって、バックアップロール３の表面層３ｃを
介してバイアスロール２に転写電圧を印加するための転
写電流通路が形成される。また、ゴムロールを２層構成
としたので、単層構成のゴムロールと比較して、バック
アップロール３の電気抵抗のバラツキを無視できる程度
に小さくすることができるだけでなく、その抵抗および
硬度の調整が容易になる。

【００２２】請求項３発明の画像形成装置は、発泡ＥＰ
ＤＭ材料の下地層３ｂと厚さ０．５〜１．５ｍｍの表面
層３ｃとの２層構成のＥＰＤＭゴムロールをバックアッ
プロール３としたものである。したがって、表面硬度６
５〜７５°のバックアップロール３が安定して得られ
る。請求項４発明の画像形成装置は、ゴムロール３′ま
たは表面層３ｃに分散されるカーボンブラックとして、
特性の異なるアセチレンブラックとサーマルブラックと
の混合物を用いるものである。したがって、バックアッ
プロール３の表面抵抗率を１０⁷〜１０^9.5Ω／□の範囲
に調整することが容易である。しかも、バックアップロ
ール３の急激な抵抗の変化を抑制することができ、その
電気抵抗のバラツキが小さくなる。

【００２３】請求項５発明の画像形成装置は、上記アセ
チレンブラックとサーマルブラックの混合割合を１：１
〜１：３の範囲に限定したものである。そのため、バッ
クアップロール３の電気抵抗のバラツキがより小さくな
り、上記表面硬度も所定の範囲内にある。請求項６発明
のバックアップロール３の製造方法は、未発泡状態のＥ
ＰＤＭをゴム材成分とするチューブ形状のゴム素材を発
泡・加硫させ、得られた発泡弾性体(３ｂ)の中心に金属
芯材３ａを挿通した後、発泡弾性体の外周に未硬化状態
のカーボンブラック分散の導電性チューブ材料を被覆し
て、加圧蒸気の雰囲気下に硬化させると同時に上記発泡
弾性体に接着させるものである。したがって、発泡弾性
体の下地層３ｂと導電性表面層３ｃとを強固に一体化で
きると共に、下地層３ｂと表面層３ｃとの２層構成のバ
ックアップロール３を低コストで安定して製造すること
ができる。

【００２４】

【実施例】次に、本発明を実施例によって具体的に説明
するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではな
い。 （画像形成装置）図３は本発明の画像形成装置として転
写ベルトを備えたデジタルカラー複写機の全体図であ
る。図３において、プラテン１１上に載置した原稿（図
示せず）の下面に沿って移動する原稿照明用ランプ１２
から出射して、原稿で反射した光を移動ミラーユニット
１３、レンズ１４、固定ミラー１５を介して画像読取部
のＣＣＤに収束させる。ＣＣＤは、多数の光電変換素子
とレッド(Ｒ)，グリーン(Ｇ)，ブルー(Ｂ)の３色のフィ
ルタとにより、上記原稿画像を各色毎の電気信号に変換
する。この電気信号は画像処理回路１６に入力され、画
像処理回路１６は各色毎に入力された原稿画像読取信号
をデジタル信号に変換して記憶する画像メモリを有して
いる。

【００２５】光書込制御装置１７は、上記画像処理回路
１６の画像データを所定のタイミングで読み出して、光
ビーム書込装置１８に出力する。光ビーム書込装置１８
は、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラムからなる像担持
体１９に前記各色に対応した静電潜像を書き込む。像担
持体１９の周囲には、その表面を一様に帯電させる帯電
用チャ−ジャ２０、像担持体１９に書き込まれた静電潜
像を各色のトナー像に現像する現像ユニット２１、各色
のトナー像が一次転写される前記中間転写ベルト１、除
電器およびクリーニングブレードを有するクリーナユニ
ット２２が配置されている。上記現像ユニット２１は、
黒(Ｋ)，イエロー(Ｙ)，マゼンタ(Ｍ)，シアン(Ｃ)の各
色のトナーを収容した現像器を有し、それぞれ各色のト
ナーで上記静電潜像を現像して可視化する。上記中間転
写ベルト１は、前記電極ロール４が圧接するバックアッ
プロール３およびベルト搬送ロール２３，２４，２５に
張架され、像担持体１９表面に当接しながらその接線方
向に移動する。本実施例では、転写ベルト１を張架する
各ロール(３，２３〜２５)のうち、転写ベルト１が矢印
Ｂ方向に移動するよう、バックアップロール３を駆動ロ
ールとし、他のベルト搬送ロール(２３〜２５)を従動ロ
ールとして構成している。また、転写ベルト１の撓みを
防止するために、ベルト搬送ロール２５の軸はバネ（図
示せず）によって方向Ｃに付勢されている。

【００２６】中間転写ベルト１の裏面側には、各色のト
ナー像の転写を行う転写コロトロン２６が像担持体１９
と転写ベルト１表面とが接触する一次転写部に配置され
ている。一方、転写ベルト１の未定着トナー像を担持す
る表面側には、バックアップロール３およびベルト搬送
ロール２３に対向して、それぞれ前記バイアスロール２
およびベルトクリーナ２７が配置されている。バイアス
ロール２とバックアップロール３とが対向する部位が二
次転写部となる。また、バックアップロール３とベルト
搬送ロール２３との間には、二次転写されたトナー像を
担持する用紙Ｐを転写ベルト１から剥がす剥離爪２８が
配置されている。上記バイアスロール２表面には、前記
クリーニングブレード６が常時当接していて、転写等で
付着したトナー粒子や紙粉等の異物が除去される。画像
形成装置Ｕ本体の下部には抽出自在の給紙トレイ２９が
設けられ、その上方にピックアップローラ３０が配置さ
れている。このピックアップローラ３０の下流側には一
対のレジロール３１が配置されている。さらに、上記二
次転写部の下流側には、順次、二次転写されたトナー像
を担持した用紙Ｐを搬送する搬送ベルト３２、用紙Ｐ上
の未定着トナー像を定着処理する定着装置３３、定着画
像が形成された用紙Ｐを機外に排出する一対の排出ロー
ル３４、および排出された用紙Ｐを載置する排紙トレイ
３５が配置されている。

【００２７】（画像形成装置の作用）矢印Ａ方向に回転
する像担持体１９は、帯電用チャ−ジャ２０により表面
が一様に帯電される。この一様に帯電された像担持体１
９には光ビーム書込装置１８により静電潜像が書き込ま
れる。像担持体１９上の静電潜像は現像ユニット２１に
より未定着トナー像に現像される。このトナー像の形成
は、最初に第１色目のトナー像が形成され、以降像担持
体１９が１回転する毎に、第２色目から第４色目までの
トナー像が形成される。本実施例では、Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ
色のトナー像が順次形成されるようになっている。像担
持体１９の表面は、前記トナー像が中間転写ベルト１に
転写された後、クリーナユニット２２のブレードにより
クリーニングされる。ここで、前記光書込制御装置１７
では、最初に第１色目のＫ色のデジタル信号を読出して
光ビーム書込装置１８に出力する。この書込装置１８は
像担持体１９表面にＫ色に対応した静電潜像を書き込
む。Ｋ色に対応した静電潜像は現像ユニット２１内の現
像器ＫによりＫ色の可視化されたトナー像に現像され、
一次転写部へ移動する。一次転写部において、中間転写
ベルト１の裏面側に配置された転写コロトロン２６から
トナー像にその帯電極性とは逆極性の電界を作用させる
ことにより、一次転写部に到達したＫ色のトナー像を静
電的に中間転写ベルト１に吸着させつつ、中間転写ベル
ト１の矢印Ｂ方向の移動で一次転写させる。

【００２８】中間転写ベルト１は、Ｋトナー像を吸着担
持したまま像担持体１９と同一周期で移動する。１色目
のＫトナー像の転写が終了すると、転写ベルト１におけ
るＫトナー像の転写開始位置が一次転写部に到達する迄
に、光書込制御装置１７からの出力により第２色目のＹ
色の静電潜像の書込が開始される。そして、Ｋトナー像
を担持した転写ベルト１の上記転写開始位置が一次転写
部に到達すると、転写コロトロン２６によって２色目の
Ｙトナー像の転写が行われる。続いて、Ｍトナー像およ
びＣトナー像の転写が、上記Ｙトナー像の転写と同様に
行われる。このようして、各色に重ね合わされた多重ト
ナー像が中間転写ベルト１上に形成される。この各色の
トナー像が中間転写ベルト１上に一次転写されるまで、
転写ベルト１の表面側に配置された前記バイアスロール
２，剥離爪２８およびベルトクリーナ２７は、中間転写
ベルト１から離間した退避位置に保持されている。

【００２９】一方、給紙トレイ２９に収容された用紙Ｐ
は、ピックアップローラ３０により所定のタイミングで
１枚ずつ取り出されて給紙され、一対のレジロール３１
で一旦停止される。用紙Ｐは、その後中間転写ベルト１
上に転写された各色（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）の多重トナー像
が二次転写部に移動してくるのと同期して、レジロール
３１から二次転写部に搬送される。二次転写部におい
て、バイアスロール２は転写ベルト１を介してバックア
ップロール３に圧接した状態にある。そして、搬送され
てきた用紙Ｐは、ロール２，３間の圧接搬送および転写
ベルト１の移動によって二次転写部を通過する。この
際、電極ロール４からトナー像の帯電極性と同極性の転
写電圧の印加による静電反撥により、転写ベルト１に吸
着担持されていたトナー像が中間転写ベルト１表面から
用紙Ｐに二次転写される。

【００３０】以上フルカラー画像の転写について述べて
きたが、単色画像を形成する場合は、中間転写ベルト１
上に一次転写された例えばＫ色のトナー像が二次転写部
に移動してきた時、直ちにトナー像は用紙Ｐに転写され
る。複数色の画像を形成する場合は、所望の色相を選択
して、それらの色に重ね合わされた多色トナー像が二次
転写部に移動してきた時、トナー像を用紙Ｐに転写すれ
ばよい。この多色画像の転写の場合は、各色のトナー像
が一次転写部でズレることなく正確に一致するよう、前
述のとおり、像担持体１９の回転と中間転写ベルト１の
移動とを同期させている。上述のようにして、トナー像
が所望の色相に転写された用紙Ｐは、剥離爪２８の作動
により剥離され、搬送ベルト３２に載置されて定着装置
３３に搬送される。定着装置３３において、未定着トナ
ー像を固定して永久画像に定着処理した後、用紙Ｐは一
対の排紙ロール３４により排紙トレイ３５に排出され
る。二次転写が完了すると、中間転写ベルト１は、その
表面が二次転写部の下流に設けられたベルトクリーナ２
７によりクリーニングされ、次の転写に備える。なお、
画像形成装置として、実施例ではカラー画像形成装置の
例を挙げたが、本発明における二次転写部材をモノカラ
ー画像形成装置に適用することも可能である。

【００３１】（二次転写部材）図３に示した画像形成装
置における二次転写部材の具体的な構成は次のとおので
ある。中間転写ベルト(１)としては、厚さ８０μｍで表
面抵抗率１０¹²Ω／□のポリイミド樹脂を用いた。バイ
アスロール(２)としては、カーボンブラックを１５ｗｔ
％分散させた硬度３５°のシリコーンゴムを用い、その
体積抵抗率は１０^5.5Ωcmである。バックアップロール
(３)を構成する下地層(３ｂ)としては、厚さ５．３ｍｍ
に成形された硬度５３°の発泡ＥＰＤＭが用いられ、こ
れを外径１５ｍｍのＳＵＳ製金属芯材(３ａ)の外周に固
定した。下地層(３ｂ)を被覆する表面層(３ｃ)は、ゴム
材１００重量部に対してアセチレンブラック（粒状アセ
チレンブラック；電気化学(株)製）を１２重量部および
サーマルブラック（アサヒサーマルＦＴ；旭カーボン
(株)製）を２０重量部の割合で分散させた厚さ１．２ｍ
ｍのＥＰＤＭ系ゴム材料（ＮＥ４０；日本合成ゴム(株)
製）からなる。このゴム材料はＮＢＲとＥＰＤＭを重量
比で４：６にブレンドしたものであり、表面層(３ｃ)に
はカーボンブラックが約２４．２ｗｔ％配合されてい
る。バックアップロール(３)は、表面抵抗率が１０^8.7
Ω／□であり、表面硬度が７１．３°である。これらの
ロール(２)，(３)の外径はいずれも２８．０ｍｍであ
る。電極ロール(４)として外径１２ｍｍのＳＵＳ製金属
ロールが用いられ、その印加電圧は−２ｋＶである。

【００３２】（バックアップロールの製造）実施例に示
した上記バックアップロールは、次のようにして製造さ
れた。未発泡状態のＥＰＤＭ１００重量部，発泡剤とし
てＯＢＳＨ［ｐ，ｐ′−オキシビス（ベンゼンスルホニ
ルヒドラジド）］３重量部，加硫剤として硫黄１．５重
量部およびモルフォリン系化合物６重量部，加硫促進剤
としてテトラメチルチウラムジスルフィド０．６重量部
の組成比からなる発泡弾性体素材をニーダーおよびロー
ル練りにより混練した。この混練物を押出成形機により
チューブ形状に押し出し成形し、これを加硫缶内で温度
１６０℃，圧力５kg／cm²Ｇ の加圧蒸気によって加熱し
て発泡・加硫した。得られた発泡弾性体の空洞に外径１
５ｍｍのＳＵＳ製金属芯材(３ａ)を圧入し、挿通された
金属芯材の外周面に下地層(３ｂ)を固定した後、下地層
表面を研磨してその厚さを５．５ｍｍとした。次に、前
記割合でアセチレンブラックおよびサーマルブラックを
配合した未硬化状態の前記ＥＰＤＭ系ゴム材料１００重
量部に加硫剤（硫黄）を１．５重量部および上記加硫促
進剤を３重量部の割合で添加し、この導電性ゴム材料を
混練した。この混練物をチューブクロスヘッド押出成形
機により上記下地層(３ｂ)外周面に被覆した。次いで、
導電性ゴム材料を被覆したロールを加硫缶内で温度１６
０℃，圧力５kg／cm²Ｇ の加圧蒸気によって加熱して加
硫すると共に、導電性ゴム材料を下地層(３ｂ)外周面に
接着して表面層(３ｃ)を形成した。その後、表面層の表
面を研磨して寸法出しを行い、表面層の厚さが１．２ｍ
ｍの２層構成のバックアップロール(３)を製造した。

【００３３】（バックアップロールの物性試験）さら
に、バックアップロールの表面抵抗率とその試験法およ
び幾つかの物性を以下に示す。以下の物性試験において
は、特に断りがない限り、前記実施例の二次転写部の構
成と同一である。なお、表面層の材料がＰＦＡ，ＥＴＦ
Ｅおよびポリカーボネートのバックアップロールは、比
較のための参考例として掲載する。下記のＰＦＡ被覆バ
ックアップロールに直流電圧２ｋＶを印加した時の表面
抵抗率の経時変化を図４に示す。下地層として、厚さ
６．５ｍｍに成形された硬度６２°のシリコーンゴムを
用い、これを被覆する表面層は、該表面層中にカーボン
ブラックを９ｗｔ％分散させた厚さ５０μｍのＰＦＡか
らなる。バックアップロールの長さは３２５ｍｍであ
り、バイアスロールの外径はバックアップロールと同じ
２８．０ｍｍとした。この試験では次のようにして表面
抵抗率を測定した。すなわち、電圧２ｋＶの印加から所
定時間経過した上記バックアップロール表面に、図５に
示すように、その円周方向に１０ｍｍ離して直径１２ｍ
ｍ，長さ３３０ｍｍの２本のＳＵＳ製金属ロールを０．
２ｍｍの食い込み量で接触させた。そして、金属ロール
間に１ｋＶの直流電圧(Ｖ)を印加して、電圧の印加から
１０秒後の電流値(Ｉ)を読み取り、下記の式により表面
抵抗率ρs を求めた。 ρs ＝ ＬＶ／ＧＩ ここで、Ｌ：バックアップロールの長さ(ｃｍ) Ｇ：２本の金属ロール間の距離(ｃｍ)

【００３４】カーボンブラック分散のＰＦＡチューブ材
料で表面を被覆した上記バックアップロールの初期表面
抵抗率ρs₀は、１０^8.74 Ω／□（log ρs₀ ＝ ８.７
４）であり、図３に示す［Δｌｏｇ Ｒs（Ｒs＝ρs）］
の値は、図５に示す方法で測定された表面抵抗率と初期
値との差より求めた。電圧の印加から２時間後のΔｌｏ
ｇ Ｒs は−０.９７であり、２０時間後のΔｌｏｇ Ｒs
は−１.４５であった。すなわち、電圧印加から２時間
まで抵抗は急激に低下し、電圧印加２時間で表面抵抗率
ρs は、約１．０桁ほど低くなり、転写電流がほぼ１０
倍になる。その後、抵抗の低下は緩慢になるが、更に電
圧一定で連続１８時間印加した時の抵抗の低下は約０．
５桁（log 値）である。ＰＦＡ被覆のバックアップロー
ルは、電圧印加直後の表面抵抗率の変化が大きいため、
二次転写部での転写電流の変化が大きく、それ故に安定
して二次転写を行うことができない。

【００３５】前記ＰＦＡ被覆バックアップロールに直流
電圧２ｋＶおよび５ｋＶを連続９０時間印加した時の表
面抵抗率の経時変化を図６に示す。この表面抵抗率測定
試験において、カーボンブラックの配合量を変化させて
表面抵抗率（log ＲS ）を１０．３としたバックアップ
ロールに、６０Ｈｚの交流電圧２.５ｋＶ_P-Pを２分間通
電処理して９．０に低下させた電気アニール処理ロール
を用いた。電極ロールとして直径１０ｍｍのＳＵＳ製金
属ロールを用い、電極ロールを０．２ｍｍの食い込み量
でバックアップロールに圧接させた。また、画像形成装
置は、一次転写を行うことなく、二次転写部材（１〜
５）のみを作動させた。二次転写部材のうち、バックア
ップロールの回転は３.５秒回転と０.５秒停止を繰り返
し、電極ロールへの印加電圧は、バックアップロールの
回転と同期して３.５秒オンと０.５秒オフを繰り返し
た。なお、表面抵抗率は前記と同じ方法により測定し
た。電圧の印加から９０時間後のΔlog Ｒs は、２ｋＶ
の場合で約０．６桁（log値）低下し、５ｋＶの場合で
約１．１桁低下した。ＰＦＡ被覆のバックアップロール
は、電気アニール処理を施しても、９０時間電圧印加後
の表面抵抗率が大きく変化し、先の試験結果と同様に安
定して二次転写を行えないことが分かる。

【００３６】ＥＰＤＭ（▲），ポリカーボネート（ □
ＰＣ），ＰＦＡ（●）およびＥＴＦＥ（○）にそれぞれ
カーボンブラックを分散して得られた各チューブ材料に
６０Ｈｚの交流電圧２．５Ｖrms を１分間，２分間，５
分間，１０分間，２０分間，３０分間，６０分間印加し
た時の表面抵抗率の変化を図７に示す。ＥＰＤＭの厚さ
は１ｍｍであり、ＰＣ，ＰＦＡおよびＥＴＦＥの厚さは
それぞれ５０μｍである。チューブ材料への電圧の印加
方法は、図８に示すように、絶縁基板上に長さ３２５ｍ
ｍのチューブ材料（フィルム）を載置し、その上に直径
１５ｍｍ，長さ３３０ｍｍの２本のＳＵＳ製金属ロール
を１０ｍｍ離して接触させ、金属ロール間に上記交流電
圧を印加して行われた。また、所定時間経過後のチュー
ブ材料の表面抵抗率ρs は、図５に示す測定方法に従っ
て、１ｋＶの直流電圧(Ｖ)を印加して１０秒後の電流値
(Ｉ)を読み取り、前記式により求めた。ただし、同式中
のＬはチューブ材料の長さ(ｃｍ)とする。各チューブ材
料の初期表面抵抗率の値［log ρs₀］は、「ＥＰＤＭ」
で８．７，「ＰＣ」で７．９，「ＰＦＡ」および「ＥＴ
ＦＥ」で７．８であった。図７に示すように、カーボン
ブラックを分散したＰＦＡおよびＥＴＦＥの弗素樹脂材
料は、電圧印加直後の表面抵抗率ρs が１桁程度低下す
るが、ＥＰＤＭおよびＰＣにカーボンブラックを分散し
たチューブ材料は、電圧印加による抵抗の低下が小さ
い。

【００３７】カーボンブラックを分散した前記各チュー
ブ材料の応力と歪みの関係を表す引張破断強度（kg/c
m²）−引張破断伸度（％）曲線を図９に示す。図９に示
すように、「ＰＣ」は、引張破断強度および引張弾性率
が大きく、伸びが小さく硬くて脆い材料である。すなわ
ち、弾性領域での変形量が５０％と小さいため、絶縁性
ゴムロールを被覆するチューブ材料としての適正のない
ことが分かる。一方、「ＥＰＤＭ」は、それ自体ゴム材
料であるため、引張弾性率が小さく、弾性領域での変形
量が非常に大きいので、弾性領域内でのチューブ被覆の
可能な変形量を充分に確保することができる。また、
「ＰＦＡ」，「ＥＴＦＥ」は弾性領域内での変形量が大
きい。

【００３８】前述と同様に二次転写部材（１〜５）のみ
を作動させて、直径１２ｍｍの電極ロールを圧接させな
がら、前記電気アニール処理を施したＰＦＡ被覆バック
アップロールを１８０万回転させた後の表面抵抗率を図
１０に示す。この表面抵抗率は、バックアップロールを
周方向に８分割し、軸方向に３分割して測定したもので
ある。すなわち、２本の金属ロールをバックアップロー
ル表面の周方向に２０ｍｍ離して接触させ、図５に示す
測定治具を用いた場合と同様の方法により表面抵抗率を
測定した。ただし、金属ロールは、図１１Ａおよび図１
１Ｂに示すように、各２本のロールの端部および中央部
をそれぞれ６０ｍｍほど残して樹脂で被覆した。また、
バックアップロール周方向の８分割は図１１Ｃに示す等
間隔の位置とした。そして、下記の式により表面抵抗率
ρs を求めた。 ρs ＝ Ｖ／Ｉ×Ｌ／Ｔ ここで、Ｖ：印加電圧（１０００Ｖ），Ｉ：電流値
（Ａ）， Ｌ：電極長さ（６０ｍｍ），Ｔ：電極間距離（２０ｍ
ｍ） 図１０に示すように、バックアップロールの端部では中
央部に比べて表面抵抗率が約０.５〜１.０桁（log ρs
）高くなり、ロールの軸方向での抵抗のバラツキが大
きくなっている。これは、電極ロールの圧接回転によ
り、バックアップロールの両端部のみが伸長して、抵抗
が上昇した結果によるものである。なお、１８０万回転
後には、ロールの端部表面に皺が発生していた。

【００３９】前記実施例の２層構成バックアップロール
について、カーボンブラックとして、ＥＰＤＭ系ゴム材
料（前記ＮＥ４０）１００重量部に対し、サーマルブラ
ック２０重量部および２５重量部とアセチレンブラック
１１，１２，１３重量部とを組み合わせた場合のカーボ
ンブラックの配合量とバックアップロールの表面抵抗率
の関係を図１２に示す。サーマルブラックとして給油量
２８ml／100gで平均粒径８０ミリμｍの前記アサヒサーマ
ルＦＴを用い、アセチレンブラックとして給油量２５０
ml／100gで平均粒径４０ミリμｍの前記粒状アセチレンブ
ラックを用いた。なお、以下の表面抵抗率は全て図５に
示す測定方法に従って求めた。図１２に示すように、ア
セチレンブラックの配合量を変化させても、バックアッ
プロールの表面抵抗率の変化は小さい。したがって、バ
ックアップロールの表面抵抗率を１０⁷〜１０^9.5Ω／□
の領域内で容易に調整することができる。

【００４０】前述の図１２に示す実施例と共に、比較例
として、前記ＥＰＤＭ系ゴム材料１００重量部とサーマ
ルブラック２０重量部および２５重量部との各組成物に
配合されるケッチエンブラックの量を変化させた場合の
カーボンブラックの配合量とバックアップロールの表面
抵抗率の関係を図１３に示す。比較例において、サーマ
ルブラックは前記アサヒサーマルＦＴが用いられ、ケッ
チエンブラック（ライオンアグゾ(株)製）は、給油量が
３６０ml／100gであり、平均粒径が３０ミリμｍである。
なお、図１３において、■：ＥＣ配合−ＦＴ２０部はケ
ッチエンブラックとサーマルブラック２０重量部との組
合せ、□：ＥＣ配合−ＦＴ２５部はケッチエンブラック
とサーマルブラック２５重量部との組合せ、●：ＡＢ配
合−ＦＴ２０部はアセチレンブラックとサーマルブラッ
ク２０重量部との組合せ、○：ＡＢ配合−ＦＴ２５部は
アセチレンブラックとサーマルブラック２５重量部との
組合せをそれぞれ意味する。ケッチエンブラックとサー
マルブラックとを組み合わせた場合は、本発明のアセチ
レンブラックとサーマルブラックとの組合せより、カー
ボンブラックの配合量の変化に対するバックアップロー
ルの表面抵抗率の変化が大きくなる。

【００４１】前記実施例のバックアップロールにおい
て、下地層の外径を２５．９ｍｍとした場合（●）およ
び下地層の外径を２６．１ｍｍとした場合（○）の外径
２８．０ｍｍのバックアップロールについて、下地層の
ロール硬度とバックアップロールの表面抵抗率の関係を
図１４に示す。図１４に示すように、下地層のロール外
径が２５.９〜２６.１ｍｍの範囲にある外径２８．０ｍ
ｍのバックアップロールにおいては、下地層のロール硬
度が４８〜５８°の範囲にあれば、表面抵抗率（log ρ
s ）９.０±０.５の範囲内にあるバックアップロールが
得られる。

【００４２】前記実施例のバックアップロールにおい
て、下地層の外径を２５．９ｍｍとした場合（●）およ
び下地層の外径を２６．１ｍｍとした場合（○）の外径
２８．０ｍｍのバックアップロールについて、下地層の
ロール硬度とバックアップロール硬度の関係を図１５に
示す。図１５に示すように、下地層のロール外径が２
５.９〜２６.１ｍｍの範囲にある外径２８．０ｍｍのバ
ックアップロールにおいては、下地層のロール硬度が４
８〜５８°の範囲にあれば、硬度範囲７０〜７５°のバ
ックアップロールが得られる。

【００４３】前記実施例のバックアップロールに直流電
圧２ｋＶおよび５ｋＶを連続９０時間印加した時の表面
抵抗率の経時変化を図１６に示す。この表面抵抗率測定
試験において、電極ロールを０．５ｍｍの食い込み量で
バックアップロールに圧接させた。また、画像形成装置
は、一次転写を行うことなく、二次転写部材（１〜５）
のみを作動させた。二次転写部材のうち、バックアップ
ロールの回転は３.５秒回転と０.５秒停止を繰り返し、
電極ロールへの印加電圧は、バックアップロールの回転
と同期して３.５秒オンと０.５秒オフを繰り返した。図
１６に示すように、一定電圧２ｋＶおよび５ｋＶを連続
９０時間印加した時の表面抵抗率の変化は、±０．１桁
（log 値）の範囲に収まっている。したがって、本発明
における２層構成の発泡ＥＰＤＭバックアップロール
は、電圧印加による抵抗の低下が小さいため、二次転写
部での電界の変化が小さい。

【００４４】

【発明の効果】本発明の画像形成装置は、ＥＰＤＭをゴ
ム材成分とするカーボンブラック分散の半導電性ゴムロ
ールをバックアップロールとして使用するものである。
そのため、電圧印加による抵抗の低下が小さく、二次転
写部での抵抗の経時変化が少なくなる。したがって、バ
イアスロールからバックアップロールへまたはその逆方
向に流れる転写電流の経時変化が少なくなり、高品質の
画像を安定して得ることができる。また、カーボンブラ
ックとして、特性の異なるアセチレンブラックとサーマ
ルブラックとの混合物を用いる請求項４発明の画像形成
装置によれば、バックアップロールの表面抵抗率を１０
⁷〜１０^9.5Ω／□の範囲に調整することが容易である。
しかも、バックアップロールの急激な抵抗変化を抑制す
ることができ、その電気抵抗のバラツキが少なくなる。
請求項６発明のバックアップロールの製造方法によれ
ば、発泡弾性体の下地層と導電性表面層とを強固に一体
化でき、２層構成のバックアップロールが低コストで安
定して製造される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の画像形成装置における二次転写部の
説明図である。

【図２】 バックアップロールの表面抵抗率と適切な転
写電圧との関係を示すグラフ図である。

【図３】 本発明の一実施例として示す画像形成装置の
全体図である。

【図４】 カーボンブラック分散のＰＦＡチューブ材料
で表面を被覆したバックアップロールの表面抵抗率の経
時変化を示すグラフ図である。

【図５】 バックアップロールの表面抵抗率測定方法を
示す説明図である。

【図６】 ＰＦＡチューブ材料被覆バックアップロール
に連続９０時間電圧印加した時の表面抵抗率の経時変化
を示すグラフ図である。

【図７】 表面層を構成するカーボンブラック分散チュ
ーブ材料の表面抵抗率の経時変化を示すグラフ図であ
る。

【図８】 上記チューブ材料の通電処理方法を示す説明
図である。

【図９】 カーボンブラック分散チューブ材料の応力と
歪みの関係を示すグラフ図である。

【図１０】 ＰＦＡ被覆バックアップロールを１８０万
回転させた後の表面抵抗率を示すグラフ図である。

【図１１】 図１０に示す表面抵抗率の測定において、
図１１Ａ，Ｂはバックアップロールの端部および中央部
の表面抵抗率を測定する際に用いられる金属ロールを示
し、図１１Ｃはバックアップロールを周方向に８分割し
た時の位置を示す。

【図１２】 サーマルブラックおよびアセチレンブラッ
クの配合量とバックアップロールの表面抵抗率の関係を
示すグラフ図である。

【図１３】 カーボンブラックの配合量とバックアップ
ロールの表面抵抗率の関係を示すグラフ図である。

【図１４】 下地層の外径の違いによる下地層のロール
硬度とバックアップロールの表面抵抗率の関係を示すグ
ラフ図である。

【図１５】 下地層の外径の違いによる下地層のロール
硬度とバックアップロール硬度の関係を示すグラフ図で
ある。

【図１６】 本発明におけるバックアップロールの表面
抵抗率の経時変化を示すグラフ図である。

【図１７】 従来の画像形成装置における二次転写部の
説明図である。

【符号の説明】

Ｕ…画像形成装置、Ｐ…用紙（記録媒体）、１…中間転
写ベルト、２…バイアスロール、３…バックアップロー
ル、３′…ゴムロール、３ａ…金属芯材、３ｂ…下地
層、３ｃ…表面層、１９…像担持体、２１…現像ユニッ
ト（現像装置）。

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像情報に応じた静電潜像を形成する像
   担持体と、像担持体に形成された静電潜像をトナーによ
   りトナー像として可視化する現像装置と、像担持体に担
   持されたトナー像を一次転写して担持する中間転写ベル
   トと、中間転写ベルト上の未定着トナー像を記録媒体に
   二次転写するバイアスロールと、バイアスロールに対向
   して中間転写ベルトを裏面から支持するバックアップロ
   ールとから構成され、上記バックアップロールは、ＥＰ
   ＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）をゴム材成分と
   して１５〜３５重量％のカーボンブラックを分散させた
   半導電性のゴムロールからなることを特徴とする画像形
   成装置。
2. 【請求項２】 前記バックアップロールは、金属芯材の
   外周に下地層と表面層とを被覆した２層構成のゴムロー
   ルからなり、下地層は発泡弾性体から構成され、表面層
   はＥＰＤＭをゴム材成分として１５〜３５重量％のカー
   ボンブラックを分散させた導電性チューブ材料から構成
   される請求項１記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記バックアップロールは、下地層が発
   泡ＥＰＤＭ材料で構成され、表面層が厚さ０.５〜１.５
   ｍｍの導電性チューブ材料で構成されたＥＰＤＭゴムロ
   ールからなる請求項２記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記カーボンブラックとして、特性の異
   なるアセチレンブラックとサーマルブラックとの混合物
   を用いる請求項１または請求項２記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記アセチレンブラックとサーマルブラ
   ックの混合割合が、重量比で１：１〜１：３の範囲にあ
   る請求項４記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 未発泡状態のＥＰＤＭをゴム材成分とす
   るチューブ形状のゴム素材を発泡・加硫させて成形し、
   得られた発泡弾性体の中心に金属芯材を挿通した後、発
   泡弾性体の外周に未硬化状態のカーボンブラック分散の
   導電性チューブ材料を被覆して、該チューブ材料を加圧
   蒸気の雰囲気下に硬化させると同時に上記発泡弾性体に
   接着させることを特徴とする請求項２記載の画像形成装
   置におけるバックアップロールの製造方法。