JPH10186879A

JPH10186879A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH10186879A
Application number: JP34203296A
Authority: JP
Inventors: Koshi Hamabe; 幸志浜部
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1996-12-20
Filing date: 1996-12-20
Publication date: 1998-07-14

Abstract

(57)【要約】【課題】転写電界を安定させることによって、安定的
に高品質の画質が得られる画像形成装置を得る。【解決手段】バックアップロール２６と転写ロール３
０との接点Ｂと、転写ロール３０とアースロール４６と
の接点Ａとの周面距離が、転写ロール３０の上流側（Ｄ
側）と下流側（Ｃ側）とで等しくなっている。このた
め、転写ロール３０の表面抵抗にムラがある場合でも、
上流側と下流側を通る電流の総和の変動は極めて小さ
く、換言すれば、転写ロール３０の合成抵抗の変動が小
さい。このため、回転に伴う転写ロール３０の表面抵抗
の変化によって、転写電界が変化することが少なく、安
定して二次転写できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真複写機や
レーザープリンタ等の画像形成装置に係り、詳細には、
中間転写体を介して感光体ドラムの上に形成された未定
着トナー像を用紙等の記録媒体に転写する画像形成装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】図９に示すように、画像形成装置６０に
は、感光体ドラム１２の上に形成された未定着トナー像
Ｔをベルト状の中間転写体２２に一次転写し、転写ロー
ル６２を中間転写体２２側へ駆動して、用紙Ｎを中間転
写体２２上の未定着トナー像Ｔへ押し当て、用紙Ｎの上
に二次転写するものがある。

【０００３】この画像形成装置６０では、中間転写体２
２の裏側に設けられたコロナ放電器２８でトナーと逆極
性の電圧を中間転写体２２へ印加して、感光体ドラム１
２から中間転写体２２へ未定着トナー像Ｔを一次転写
し、また、転写ロール６２へ、トナーと逆極性の電圧を
印加して、中間転写体２２から用紙Ｎへ未定着トナー像
Ｔを静電吸引して二次転写している。

【０００４】そして、二次転写において、上記のような
転写電界を発生させるためには、中間転写体２２を挟ん
で、転写ロール６２と対向する位置に、対向電極となる
導電性のバックアップロール６４を配設する必要があ
る。

【０００５】ところが、小サイズの用紙Ｎを中間転写体
２２と転写ロール６２との間に送った場合、用紙Ｎと接
触しない転写ロール６２の一部が、半導電性の中間転写
体２２と直接接触する。

【０００６】このため、バックアップロール６４と転写
ロール６２との間に過大な電流が流れてしまい、用紙Ｎ
に未定着トナー像Ｔを転写するための十分な転写電界を
形成することができず、転写不良が発生するという問題
があった。また、急激に過大な電流が流れるので、中間
転写体２２が損傷し易くなるという問題もある。

【０００７】このような問題を解決すべく、図１０に示
すように、絶縁性ロール６８を半導電性の薄層６６で被
覆してバックアップロール７０を構成し、この薄層６６
をアースロール７６で接地したものがある。これによっ
て、転写ロール７２が中間転写体２２と直接接触して
も、過大な電流が転写ロール７２からバックアップロー
ル７０へ流れることがない。

【０００８】このため、小サイズの用紙Ｎでも、安定し
た転写電界を形成することができ、また、中間転写体２
２の損傷を未然に防ぐことができる。さらに、バックア
ップロール７０自体の抵抗により過大な電流の発生が防
止され、中間転写体２２の材料として抵抗の小さい材料
を選択することができる。

【０００９】しかし、半導電性の薄層６６を周方向にム
ラなく均一に被覆することは困難であり、バックアップ
ロール７０の回転に伴い周方向の表面抵抗が変化するの
で、転写ロール７２に電圧が印加されたとき、転写電界
が変化し、安定して二次転写できない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事実を考
慮して、転写電界を安定させることによって、安定的に
高品質の画質が得られる画像形成装置を提供することを
課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明で
は、画像情報に応じたトナー像が感光体ドラムに形成さ
れた後、感光体ドラムから未定着トナー像が中間転写体
の表面へ一次転写される。

【００１２】この中間転写体は、裏面からバックアップ
ロールで支持されている。バックアップロールと対向す
る位置には、転写ロールが配設されており、この転写ロ
ールが中間転写体との間に記録媒体を挟持搬送する。こ
のとき、バックアップロールへ、電圧印加手段によって
トナーと同極性の電圧を印加すると、未定着トナー像が
反発して中間転写体から用紙へ二次転写される。

【００１３】また、転写ロールは接地部材で接地されて
おり、この接地部材は、転写ロールとバックアップロー
ルの接点から接地部材と転写ロールの接点に至るまで
の、転写ロールの上流側と下流側の周面を流れる電流値
の差が２．０μＡ以下となるように配置されている。

【００１４】すなわち、転写ロールの周面には、上流側
と下流側を流れる電流の並列回路が形成されるが、上流
側と下流側を流れる電流値の差が所定値となる範囲に、
接地部材が配置されている。このため、転写電界が安定
し、高品質の画像が得られる。

【００１５】請求項２に記載の発明では、接地部材が、
転写ロールとバックアップロールの接点から接地部材と
転写ロールの接点に至るまでの、転写ロールの周面距離
が上流側と下流側とで等しくなるように配置されてい
る。

【００１６】すなわち、転写ロールの周面には、上流側
と下流側を流れる電流の並列回路が形成されるが、上流
側と下流側を流れる電流の経路長が等しいため、周方向
に沿って表面抵抗にムラがあっても、合成抵抗を最小に
することができる。換言すれば、合成抵抗の変動を極め
て小さくすることができる。

【００１７】このため、回転に伴う転写ロールの表面抵
抗の変化によって、転写電界が変化することが少なく、
安定して二次転写できる。

【００１８】請求項３に記載の発明では、転写ロール
へ、電圧印加手段によってトナーと逆極性の電圧が印加
される。このため、未定着トナー像が転写ロールへ電気
的に吸引され中間転写体から用紙へ二次転写される。

【００１９】また、バックアップロールは接地部材で接
地されており、この接地部材が、転写ロールとバックア
ップロールの接点から接地部材とバックアップロールの
接点に至るまでの、バックアップロールの周面距離が上
流側と下流側とで等しくなるように配置されている。

【００２０】このため、請求項１に記載の発明と同様
に、回転に伴うバックアップロールの表面抵抗の変化に
よって、転写電界が変化することが少なく、安定して二
次転写できる。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１に示すように、第１形態に係
る画像形成装置１０は、矢印Ａ方向に回転して、図示し
ない電子写真プロセスによって、表面に画像情報に応じ
た静電潜像が形成される感光体ドラム１２を備えてい
る。

【００２２】感光体ドラム１２の周辺には、ブラック
（ＢＫ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、及びシア
ン（Ｃ）の各色に対応した現像器１４、１６、１８、２
０が配設されており、感光体ドラム１２に書き込まれた
静電潜像が、イエローの画像情報に対応するものであれ
ば、現像器１６で現像され、感光体ドラム１２の上に
は、イエローのトナー像が形成される。

【００２３】また、感光体ドラム１２の表面に当接する
ように、ベルト状の中間転写体２２がバックアップロー
ル２６と３つのロール２４に張架され、矢印Ｂ方向へ回
動するようになっている。この中間転写体２２と感光体
ドラム１２とが当接する部位には、コロナ放電器２８が
配設されている。コロナ放電器２８は、感光体ドラム１
２の表面に形成されたトナー像の帯電極性と逆極性の電
圧を中間転写体２２に印加し、感光体ドラム１２から中
間転写体２２へ未定着トナー像Ｔを静電吸引して一次転
写させる。

【００２４】一方、二次転写位置には、バックアップロ
ール２６と対向する位置に対向電極となる転写ロール３
０が、中間転写体２２に対して接離可能に配置されてい
る。転写ロール３０は、中間転写体２２への一次転写が
完了した後、図示しない駆動装置によって、中間転写体
２２へ接し、フィードローラ３２によって所定のタイミ
ングでトレイ３４から搬出された記録媒体としての用紙
Ｎを、中間転写体２２との間で挟持搬送するようになっ
ている。

【００２５】また、転写ロール３０の下流側には、剥離
爪３６が中間転写体２２に対して接離可能に配置されて
おり、中間転写体２２から未定着トナー像Ｔが二次転写
された用紙Ｎを剥がすようになっている。このようにし
て画像が形成された用紙Ｎは、搬送ベルト３８によっ
て、図示しない定着器へ送り込まれ、未定着トナー像の
定着処理が行われる。なお、二次転写が完了した中間転
写体２２は、クリーナ４０によって残留トナーが除去さ
れる。

【００２６】ここで、中間転写体２２は、アクリル、塩
化ビニル、ポリエステル、ポリカーボ等の樹脂又は各種
のゴムに、カーボンブラック等の帯電防止剤を適当量含
有させ、厚さを０．１ｍｍとした半導電性のベルトで、
体積抵抗率が１０⁶〜１０¹⁴Ω・ｃｍ²に調整されてい
る。

【００２７】また、図２及び図３に示すように、転写ロ
ール３０は、ウレタン発泡にカーボンブラックを分散さ
せて成形した絶縁性ロール４２を半導電性の薄層フィル
ム４４で被覆したもので、薄層フィルム４４は厚さ１０
μｍ〜２００μｍで、表面抵抗率が１０⁷〜１０¹¹Ω／
ｃｍに調整されている。

【００２８】さらに、転写ロール３０の薄層フィルム４
４には、接地部材としてのアースロール４６が当接して
いる。このアースロール４６は、転写ロール３０との接
点Ａから、転写ロール３０とバックアップロール２６の
接点Ｂに至るまでの周面距離が上流側（Ｄ側）と下流側
（Ｃ側）とで等しくなるように配置されている。

【００２９】また、バックアップロール２６は、ＥＰＤ
Ｍゴムにカーボンブラックを分散させて成形した導電性
ロールで構成されており、体積抵抗率が１０⁸Ω・ｃｍ
²以上とされている。このバックアップロール２６に
は、電圧印加手段としての電源５０が接続されている。

【００３０】次に、本形態に係る画像形成装置の作用を
説明する。単色画像を形成する場合には、中間転写体２
２に一次転写された未定着トナー像Ｔを、転写ロール３
０を駆動して用紙Ｎにそのまま二次転写する。

【００３１】しかし、例えば、４色のトナー像を重ね合
わせてフルカラー画像を形成する場合には、感光体ドラ
ム１２が一回転して、感光体ドラム１２の上へ、ブラッ
ク、イエロー、マゼンタ、及びシアンの未定着トナー像
Ｔが形成される毎に、中間転写体２２が感光体ドラム１
２と同一周期で回動し、順次ブラック、イエロー、マゼ
ンタ、及びシアンの未定着トナー像Ｔを中間転写体２２
の上に重ね合わせて一次転写される。

【００３２】このようにして、中間転写体２２に一次転
写されたフルカラーの未定着トナー像Ｔは、中間転写体
２２の回動に伴って、バックアップロール２６と転写ロ
ール３０とが配置された二次転写位置に搬送される。

【００３３】ここで、図２〜図３に示すように、駆動装
置（図示省略）によって転写ロール３０が中間転写体２
２側へ移動し、フィードローラ３２によって所定のタイ
ミングでトレイ３４から搬出された用紙Ｎを、中間転写
体２２との間に挟持搬送する。

【００３４】この状態において、バックアップロール２
６にトナーの帯電極性と同極性の転写電圧が、電源５０
から印加される。これによって、トナーと同極性の電荷
が中間転写体２２の裏面側に移動し、中間転写体２２に
一次転写された未定着トナー像Ｔが反発して用紙Ｎに静
電転写される。

【００３５】また、このとき、用紙Ｎのサイズが小さ
く、転写ロール３０が中間転写体２２に接触したとして
も、転写ロール３０は所定の体積抵抗率を有する薄層フ
ィルム４４に被覆されているので、バックアップロール
２６と転写ロール３０との間に過電流が発生することは
ない。

【００３６】従って、バックアップロール２６と転写ロ
ール３０との間には、常に安定した転写電界が形成さ
れ、未定着トナー像Ｔを中間転写体２２から用紙Ｎへ安
定して転写でき、また、過電流の発生による中間転写体
２２の損傷を未然に防ぐことができる。

【００３７】一方、本形態では、図３に示すように、バ
ックアップロール２６と転写ロール３０との接点Ｂと、
転写ロール３０とアースロール４６との接点Ａとの周面
距離が、転写ロール３０の上流側（Ｄ側）と下流側（Ｃ
側）とで等しくなっている。このため、転写ロール３０
の表面抵抗にムラがある場合でも、上流側と下流側を通
る電流の総和の変動は極めて小さく、換言すれば、転写
ロール３０の合成抵抗の変動が小さい。

【００３８】ここで、図４に示すように、バックアップ
ロール２６と転写ロール３０との接点Ｂと、転写ロール
３０とアースロール４６との接点Ｆとの周面距離が、転
写ロール３０の上流側（矢印Ｄ側）と下流側（矢印Ｃ
側）とで等しくない場合と、本発明を比較して見る。

【００３９】図５及び図６のグラフには、表面抵抗率が
１０⁸Ω／ｃｍの転写ロール３０に、１０⁷Ω／ｃｍの
低抵抗率の箇所を１〜３箇所設け、電源５０からバック
アップロール２６へ転写電圧２０００ｖを印加した場合
に、転写ロール３０を１／８の周期で回転させ（４５°
単位）、それぞれの回転位置でどのように抵抗及び電流
が変動するかが示されている。

【００４０】一般に、転写電流が１０〜２５μＡの最適
範囲（矢印Ｇの範囲）であれば、転写画像は良好となる
ことが実験的に判っているが、周面距離が等しくない場
合では、低抵抗率の部分が３箇所発生した場合、転写電
流が最適範囲を大きく越えてしまい、バックアップロー
ル２６の回転周期で、低濃度や、点々状の抜けが発生す
る。

【００４１】一方、本発明では、低抵抗率の部分が３箇
所発生した場合でも、転写電流が最適範囲内となり、安
定的な高品質の画質を形成することができる。

【００４２】次に、周面距離の違いによって、どのよう
に転写ロール３０を流れる電流値が変動するか、下記の
ように条件を設定して、図７のグラフに示す。

【００４３】ここでは、転写ロール３０の円周長を１０
ｃｍとし、そのうち、抵抗が低い部分（表面抵抗率：１
００ＭΩ／ｃｍ）を１ｃｍとした。また、通常の表面抵
抗率を１０００ＭΩ／ｃｍとし、転写ロール３０の長さ
を３０ｃｍとした。

【００４４】ここで、転写ロール３０の全体抵抗Ｒｔ
は、Ｃ方向の抵抗（下流側）をＲｃ、Ｄ方向の抵抗（上
流側）をＲｄとすると、Ｒｔ＝（Ｒｃ×Ｒｄ）÷（Ｒｃ
＋Ｒｄ）となる。

【００４５】このとき、電流値：Ｉｔは、印加電圧をＶ
とすると、Ｉｔ＝Ｖ÷Ｒｔとなる。ここで、抵抗が低い
部分が転写ロール３０の下流側にあると仮定し、アース
ロール４６を上流側へ１ｃｍずらしていくと、Ｒｄ＝４ｃｍ×１０００ＭΩ／ｃｍ÷３０ｃｍ＝１３
３．３３ＭΩ Ｒｃ＝（５ｃｍ×１００ＭΩ／ｃｍ）÷３０ｃｍ＋（１
ｃｍ×１０００ＭΩ／ｃｍ）÷３０ｃｍ＝７４．１ＭΩ Ｒｔ＝（７４．１×１３３．１）÷（７４．１＋１３
３．１）＝７４．１ＭΩ また、抵抗が低い部分が転写ロール３０の上流側にある
と仮定した場合では、アースロール４６を上流側へ１ｃ
ｍずらしていくと、Ｒｄ＝（１ｃｍ×１００ＭΩ／ｃｍ）÷３０ｃｍ＋（３
ｃｍ×１０００ＭΩ／ｃｍ）÷３０ｃｍ＝１０３．３Ｍ
Ω Ｒｃ＝６ｃｍ×１０００ＭΩ／ｃｍ÷３０ｃｍ＝２００
ＭΩ Ｒｔ＝（２００×１０３．３）÷（２００＋１０３．
３）＝６８．１ＭΩ このように、抵抗が低い部分（表面抵抗率：１００ＭΩ
／ｃｍ）の位置によって、転写ロール３０の全体抵抗Ｒ
ｔは変動する。

【００４６】ここで、抵抗が低い部分が下流側（Ｃ側）
にあると仮定し、電流値がＩｔ＝２０μＡとなるで印加
電圧Ｖを求めると、Ｖ＝Ｉｔ×Ｒｔ＝２０μＡ×７４．
１ＭΩ＝１４９４．５Ｖとなる。そして、抵抗が低い部
分が上流側（Ｄ側）にあったとき、この１４９４．５Ｖ
の電圧を印加すると、電流値：Ｉｔ＝１４９４．５Ｖ÷
６８．１ＭΩ＝２１．９４μＡとなる。

【００４７】このように、アースロール４６を１ｃｍ移
動するだけで、２１．９４μＡ−２０μＡ＝１．９４μ
Ａの電流値の変動があり（図９参照）、アースロール４
６の位置を上流側と下流側で同じ距離となる位置に配置
するのが望ましいが、電流値の差が２．０μＡとなる程
度であれば良いので、アースロール４６が１ｃｍ程度ず
れても問題はない。

【００４８】次に、第２形態に係る画像形成装置を説明
する。第２形態では、図８に示すように、転写ロール８
０は、ゴム（ＥＰＤＭ）にカーボンブラックを分散させ
て成形した導電性ロールで構成されており、体積抵抗率
が１０⁸Ω・ｃｍ²以上とされている。この転写ロール
８０には、電圧印加手段としての電源５０が接続されて
いる。

【００４９】また、バックアップロール８６は、ウレタ
ン発泡にカーボンブラックを分散させて成形した絶縁性
ロール８２を半導電性の薄層フィルム８４で被覆したも
ので、表面抵抗率が１０⁷〜１０¹¹Ω／ｃｍに調整され
ている。

【００５０】さらに、薄層フィルム８４には、接地部材
としてのアースロール８８が当接している。このアース
ロール８８は、バックアップロール８６との接点Ａか
ら、転写ロール８０とバックアップロール８６の接点Ｂ
に至るまでの周面距離が上流側（Ｄ側）と下流側（Ｃ
側）とで等しくなるように配置されている。

【００５１】このように、バックアップロール８６と転
写ロール８０との接点Ｂと、転写ロール８０とアースロ
ール８８との接点Ａとの周面距離を、バックアップロー
ル８６の上流側（Ｄ側）と下流側（Ｃ側）とで等しくす
ることで、第１形態の効果と同様に、バックアップロー
ル８６の表面抵抗にムラがある場合でも、上流側と下流
側を通る電流の総和の変動は極めて小さく、換言すれ
ば、バックアップロール８６の合成抵抗の変動を小さく
することができる。

【００５２】

【発明の効果】本発明は上記構成としたので、転写ロー
ルにトナーが付着するのを防止でき、また、転写電界を
安定させることによって、安定的に高品質の画質を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１形態に係る画像形成装置を示した概念図で
ある。

【図２】第１形態に係る画像形成装置のバックアップロ
ール、転写ロール、及び接地部材の位置関係を示した拡
大図である。

【図３】第１形態に係る画像形成装置のバックアップロ
ール、転写ロール、及び接地部材の位置関係を示した拡
大図である。

【図４】比較例に係る画像形成装置のバックアップロー
ル、転写ロール、及び接地部材の位置関係を示した拡大
図である。

【図５】第１形態に係る画像形成装置と比較例に係る画
像形成装置の転写ロールの抵抗変動を示したグラフであ
る。

【図６】第１形態に係る画像形成装置と比較例に係る画
像形成装置の転写ロールの電流変動を示したグラフであ
る。

【図７】第１形態に係る画像形成装置において、転写ロ
ールと接地部材との接点から転写ロールとバックアップ
ロールとの接点までの周面距離の違いによってどのよう
に転写ロールを流れる電流値が変動するかを示すグラフ
である。

【図８】第２形態に係る画像形成装置のバックアップロ
ール、転写ロール、及び接地部材の位置関係を示した拡
大図である。

【図９】従来の画像形成装置を示した概念図である。

【図１０】従来の画像形成装置のバックアップロール、
転写ロール、及び接地部材の位置関係を示した拡大図で
ある。

【符号の説明】

１２感光体ドラム２２中間転写体２６バックアップロール３０転写ロール４６アースロール（接地部材）５０電源（電圧印加手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像情報に応じたトナー像が形成される
感光体ドラムと、前記感光体ドラムから未定着トナー像
が一次転写される中間転写体と、前記中間転写体を裏面
から支持するバックアップロールと、前記中間転写体と
の間に記録媒体を挟持搬送し未定着トナー像を記録媒体
へ二次転写させる転写ロールと、二次転写時に前記バッ
クアップロールへ電圧を印加する電圧印加手段と、前記
転写ロールを接地し、転写ロールとの接点から前記転写
ロールと前記バックアップロールの接点に至るまでの転
写ロールの上流側と下流側の周面を流れる電流値の差が
２．０μＡ以下となるように配置された接地部材と、を
有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】画像情報に応じたトナー像が形成される
感光体ドラムと、前記感光体ドラムから未定着トナー像
が一次転写される中間転写体と、前記中間転写体を裏面
から支持するバックアップロールと、前記中間転写体と
の間に記録媒体を挟持搬送し未定着トナー像を記録媒体
へ二次転写させる転写ロールと、二次転写時に前記バッ
クアップロールへ電圧を印加する電圧印加手段と、前記
転写ロールを接地し、転写ロールとの接点から前記転写
ロールと前記バックアップロールの接点に至るまでの転
写ロールの周面距離が上流側と下流側とで等しくなるよ
うに配置された接地部材と、を有することを特徴とする
画像形成装置。
【請求項３】画像情報に応じたトナー像が形成される
感光体ドラムと、前記感光体ドラムから未定着トナー像
が一次転写される中間転写体と、前記中間転写体を裏面
から支持するバックアップロールと、前記中間転写体と
の間に記録媒体を挟持搬送し未定着トナー像を記録媒体
へ二次転写させる転写ロールと、二次転写時に前記転写
ロールへ電圧を印加する電圧印加手段と、前記バックア
ップロールを接地し、バックアップロールとの接点から
前記転写ロールと前記バックアップロールの接点に至る
までのバックアップロールの周面距離が上流側と下流側
とで等しくなるように配置された接地部材と、を有する
ことを特徴とする画像形成装置。