JPH06289737A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】バイアスロールを用いて中間転写体から記録媒
体へトナー像を転写する画像形成装置において、バイア
スロールからバックアップロールへ過大な電流が流れる
のを防止し、転写電界の安定化を図ると共にベルトの損
傷を防止することが可能な画像形成装置を提供する。 【構成】画情報に応じたトナー像が形成される潜像担持
体と、この潜像担持体から未定着トナー像が一次転写さ
れる中間転写体と、この中間転写体から記録媒体へ未定
着トナー像を二次転写するバイアスロールと、このバイ
アスロールと対向する位置で上記中間転写体を裏面側か
ら支持するバックアップロールとから構成される画像形
成装置において、上記バックアップロール４は導電性ロ
ール２１を半導電性あるいは絶縁性の薄層２２で被覆し
て形成され、上記導電性ロール２１が接地されているこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】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等の潜像担持体上に形成さ
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
形成装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の画像形成装置としては、
特公昭４９−２０９号公報、特開昭６２−２０６５６７
号公報等に所載のものが知られている。具体的には、図
４に示すように、感光体ドラム等の潜像担持体１００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
１０１に一次転写し、改めてこの未定着トナー像Ｔを中
間転写体１０１から記録媒体１０２へ二次転写して所望
の画像を記録媒体１０２上に形成するように構成されて
いる。特に図示のようにブラック（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１０３〜１０６を備え、各色の未定着トナー
像を重ね合わせてフルカラー画像を形成するカラー画像
形成装置にあっては、潜像担持体１００の一回転毎に形
成した各色の未定着トナー像を中間転写体１０１上で重
ね合わせ、この合成像を記録媒体１０２へ一括転写する
ように構成されている。

【０００３】従来のカラー画像形成装置では記録媒体に
対して各色の未定着トナー像を直接多重転写していたの
で、記録媒体の厚さや表面特性、潜像担持体に対する記
録媒体の搬送特性等の多くの要因によって、記録媒体上
に形成したカラー画像の画質が左右されていた。しか
し、このように中間転写体１０１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像を記録媒体１
０２に転写しているので、上記の不安定な要因を排除す
ることができ、多重転写時における画像の乱れや色ずれ
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。

【０００４】そして、このように構成された従来の画像
形成装置において、潜像担持体１００から中間転写体１
０１へ、あるいは中間転写体１０１から記録媒体１０２
への未定着トナー像Ｔの転写は静電転写法により行わ
れ、各転写位置において被転写体の裏面側に配設された
コロナ放電器１０７あるいはバイアスロール１０８にト
ナーと逆極性の電圧を印加すると、未定着トナー像が潜
像担持体１００から中間転写体１０１へ転写され、ある
いは中間転写体１０１から記録媒体１０２へ転写され
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の画像形成装置では、トナー像の二次転写手段として
上記バイアスロールを使用した場合に以下のような問題
点が発生する。すなわち、中間転写体１０１を挟んでバ
イアスロール１０８と対向する位置には当該ロール１０
８の対向電極をなす導電性のバックアップロール１０９
が配設されているので、例えば小サイズの記録媒体１０
２にトナー像を転写する場合等において、記録媒体１０
２からはみ出したバイアスロール１０８が半導電性の中
間転写体１０１に直接接触すると、バイアスロール１０
８と上記バックアップロール１０９との間に過大な電流
が流れてしまうのである。このため、小サイズの記録媒
体にトナー像を転写する際には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点があ
った。また、急激に過大な電流が流れるので、中間転写
体が損傷し易いという問題点もあった。

【０００６】これら問題点に鑑み提案された従来技術と
しては、特開平１−２８８８８０号公報に開示された転
写ローラ機構がある。この転写ローラ機構では上記バッ
クアップロールを誘電体膜により被覆して電流がバック
アップロールへ流れ込むのを防止する一方、バックアッ
プロールに隣接した中間転写体の背面側に背面電極を設
け、中間転写体の沿面抵抗を利用して過大な電流の発生
を防止している。

【０００７】しかし、同公報に開示された手段では、抵
抗の高い材料を中間転写体の材料として選択すると、バ
イアスロールと背面電極との間では中間転写体部分で大
きな電圧降下が生じるので、十分な強度の転写電界が得
られなくなるという新たな問題点が発生した。通常、こ
の種の画像形成装置ではコロナ放電器を用いて潜像担持
体から中間転写体へトナー像を一次転写しているが、中
間転写体の抵抗が低いとコロナ放電器によって与えられ
た電荷が中間転写体を沿面伝導し、一次転写位置の手
前、すなわち潜像担持体と中間転写体とが密着していな
い領域でトナー像が潜像担持体から中間転写体へジャン
プしてしまい、早期転写による画質低下が生じてしま
う。抵抗の高い中間転写体はこのような早期転写の問題
点を解決するために有効な手段であるが、上記公報記載
の転写ローラ機構では上記の理由から抵抗の高い中間転
写体を使用することに難点があった。また、背面電極を
バイアスロールに接近させることで電圧降下の軽減を図
ることも可能であるが、バックアップロールは直径２５
ｍｍ以上の大きさを持っており、中間転写体部分での電
圧降下を無視できる程度にまで背面電極をバイアスロー
ルに接近させることはできなかった。

【０００８】本発明はこのような問題点に鑑みなされた
ものであり、その目的とするところは、バイアスロール
を用いて中間転写体から記録媒体へトナー像を転写する
画像形成装置において、バイアスロールからバックアッ
プロールへ過大な電流が流れるのを防止し、転写電界の
安定化を図ると共にベルトの損傷を防止することが可能
な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】上記目的を達成するため
に、本発明は異なる二つの技術的手段を提供するもので
あり、その第一の技術的手段は、画情報に応じたトナー
像が形成される潜像担持体と、この潜像担持体から未定
着トナー像が一次転写される中間転写体と、この中間転
写体から記録媒体へ未定着トナー像を二次転写するバイ
アスロールと、このバイアスロールと対向する位置で上
記中間転写体を裏面側から支持するバックアップロール
とから構成される画像形成装置において、上記バックア
ップロールは導電性ロールを半導電性あるいは絶縁性の
薄層で被覆して形成され、上記導電性ロールが接地され
ていることを特徴とするものである。

【００１０】また、第二の技術的手段は、画情報に応じ
てトナー像が形成される潜像担持体と、この潜像担持体
から未定着トナー像が一次転写される中間転写体と、こ
の中間転写体から記録媒体へ未定着トナー像を二次転写
するバイアスロールと、このバイアスロールと対向する
位置で上記中間転写体を裏面側から支持するバックアッ
プロールとから構成される画像形成装置において、上記
バックアップロールは絶縁性ロールを半導電性の薄層で
被覆して形成され、上記半導電性薄層が接地されている
ことを特徴とするものである。

【００１１】

【作用】これら技術的手段によれば、導電性ロールを半
導電性あるいは絶縁性の薄層で被覆すると共に上記導電
性ロールを接地してバックアップロールを構成し、ある
いは絶縁性ロールを半導電性の薄層で被覆すると共に上
記半導電性薄層を接地してバックアップロールを構成し
ているので、バイアスロールが中間転写体に直接接触し
ても過大な電流がバイアスロールからバックアップロー
ルへ流れることはない。このため、各種サイズの記録媒
体について安定した転写電界を形成することができる
他、ベルトの損傷を未然に防止することもできる。

【００１２】また、バックアップロール自体の抵抗によ
り過大な電流の発生を防止をしているので、中間転写体
の材料として高い抵抗の材料を選択することができ、ト
ナー像の早期転写による画質劣化も防止することができ
る。

【００１３】

【実施例】以下、添付図面に基づいて本発明の画像形成
装置を詳細に説明する。図１は本発明を適用したカラー
電子写真複写機の概略構成を示している。符号１は感光
体ドラム（潜像担持体）であり、矢線Ａ方向への回転に
伴いその表面には周知の電子写真プロセス（図示せず）
によって画情報に応じた静電潜像が形成される。また、
この感光体ドラム１の周囲にはブラック（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５〜８が配設されており、感光体ドラム
１に形成された静電潜像をいずれか一の現像器で現像し
てトナー像Ｔを形成するようになっている。従って、感
光体ドラム１に書き込まれた静電潜像がイエローの画情
報に対応したものであれば、この静電潜像はイエロー
（Ｙ）のトナーを内包する現像器６で現像され、感光体
ドラム１上にはイエローのトナー像が形成される。

【００１４】また、符号２は感光体ドラム１の表面に当
接されるように配置されたベルト状の中間転写体であ
り、複数のロールに張架されて矢線Ｂ方向へ回動する。
上記感光体ドラム１に形成された未定着トナー像Ｔは、
感光体ドラム１と上記中間転写体２とが接する一次転写
位置で感光体ドラム１から中間転写体２の表面に転写さ
れる。この一次転写位置において、中間転写体２の裏面
側にはコロナ放電器９が配設されており、このコロナ放
電器９にトナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加するこ
とで、感光体ドラム１上の未定着トナー像Ｔは中間転写
体２に静電吸引される。

【００１５】単色画像を形成する場合は中間転写体２に
一次転写された未定着トナー像Ｔを直ちに記録媒体３に
二次転写するのであるが、複数色のトナー像を重ね合わ
せたカラー画像を形成する場合には、感光体ドラム１上
でのトナー像の形成並びにこのトナー像の一次転写の行
程が色数分だけ繰り返される。例えば４色のトナー像を
重ね合わせたフルカラー画像を形成する場合、感光体ド
ラム１上にはその一回転毎にブラック、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、これら
未定着トナー像Ｔは順次中間転写体２に一次転写され
る。一方、中間転写体２は最初に一次転写されたブラッ
クの未定着トナー像Ｔを保持したまま感光体ドラム１と
同一周期で回動し、中間転写体２上にはその一回転毎に
イエロー、マゼンタ及びシアンの未定着トナー像Ｔがブ
ラックの未定着トナー像Ｔに重ねて転写される。

【００１６】このようにして中間転写体２に一次転写さ
れた未定着トナー像Ｔは、中間転写体２の回動に伴って
記録媒体３の搬送経路に面した二次転写位置へと搬送さ
れる。上記二次転写位置では半導電性のバイアスロール
１０が中間転写体２に接しており、フィードローラ１１
によって所定のタイミングでトレイ１２から搬出された
記録媒体３はこのバイアスロール１０と中間転写体２と
の間に挟み込まれる。また、二次転写位置における中間
転写体の裏面側には上記バイアスロール１０の対向電極
をなすバックアップロール４が配設されており、上記バ
イアスロール１０にトナーの帯電極性と逆極性の電圧を
印加すると、中間転写体２に担持された未定着トナー像
Ｔは上記二次転写位置において記録媒体３に静電転写さ
れる。

【００１７】そして、未定着トナー像が転写された記録
媒体３は剥離爪１３によって中間転写体から剥がされ、
搬送ベルト１４によって定着器（図示せず）に送り込ま
れて未定着トナー像の定着処理がなされる。一方、未定
着トナー像の二次転写が終了した中間転写体２はクリー
ナ１５によって残留トナーが除去される。

【００１８】尚、上記バイアスロール１０、剥離爪１３
及びクリーナ１５は中間転写体２と接離自在に配設され
ており、カラー画像が形成される場合には最終色の未定
着トナー像が中間転写体２に一次転写される迄、これら
部材は中間転写体２から離間している。

【００１９】この実施例において、上記中間転写体２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、例えば厚さ０．１ｍｍに形成されてお
り、その体積抵抗率は１０⁶〜１０¹⁴Ω・ｃｍに調整さ
れている。

【００２０】図２は上記バックアップロール４の第一実
施例であり、接地された導電性ロール２１の表面を半導
電性または絶縁性の薄層フィルム２２で被覆して構成さ
れている。上記導電性ロール２１としては導電性カーボ
ンを分散させたゴムローラまたは金属ロールが用いられ
る。一方、上記薄層フィルム２２としてはＰＶｄＦ、ポ
リエステルフィルム等が用いられ、あるいはアクリルに
カーボンブラック等の帯電防止剤を適当量を分散させて
抵抗を制御したものが用いられ、その体積抵抗率は１０
⁸Ω・ｃｍ以上である。薄層フィルム２２はその厚さが
薄いほど導電性ロール２１がバイアスロール１０に近接
するので、バイアスロール１０に印加する電圧が低くて
も十分な転写電界を得ることができる。しかし、ピンホ
ールの発生や製造安定性の問題から、本実施例ではその
厚さを１０μｍ〜１００μｍに設定した。また、薄層フ
ィルム２２は誘電率が高いほど薄層化と同一の効果を発
揮するので、本実施例ではＰＶｄＦ（誘電率８）を使用
した。

【００２１】このように構成されるカラー複写機では、
上記バイアスロール１０に所定の電圧を印加するとトナ
ー像が中間転写体２から記録媒体３へ転写される。この
とき記録媒体３のサイズが小さい場合には、記録媒体３
からはみ出したバイアスロール１０が中間転写体２と接
触するが、バックアップロール４は所定の体積定効率を
有する薄層フィルム２２に被覆されているので、バイア
スロール１０とバックアップロール４との間に過電流が
発生することはない。

【００２２】従って、バイアスロール１０とバックアッ
プロール４との間には常に安定した転写電界が形成さ
れ、トナー像を中間転写体２から記録媒体３へ良好に転
写することができる。また、過電流の発生による中間転
写体２の損傷も未然に防ぐことができる。

【００２３】また、上記第一実施例では、バックアップ
ロール４と中間転写体２との接触位置から導電性ロール
２１の接地位置までの体積抵抗が当該ロールの回転軸方
向１ｃｍ当たり１０⁷Ω以上であることが好ましい。こ
れは以下の理由による。すなわち、この種の装置では人
体が触れた場合の安全性や、紙つまりによる発火等の事
故防止を考慮し、電源の電流容量は数ｍＡ以下に制限さ
れており、バイアスロールが中間転写体に直接接触して
過電流が流れると、電源の電流リミッターが働いて電源
電圧が降下し、過電流の継続的な通電を防止するように
構成されている。また、このような構成は中間転写体に
傷や孔等が発生してその部分に電流が集中し、中間転写
体を大きく損傷させたり、発火させたりすることを防止
するためにも有効である。従って、小サイズの記録媒体
への転写時や記録媒体が無い場合に、過電流の大きさを
単位長さ当たり１００μＡ以下とすれば、電流リミッタ
ーが働いて電源電圧が急激に効果することがなく、転写
不良や中間転写体の損傷を防止することができる。つま
り、この実施例においては転写電圧が約１０００Ｖであ
るので、バックアップロールと中間転写体との接触位置
から導電性ロールの接地位置までの体積抵抗を単位長さ
（１ｃｍ）当たり１０⁷Ω以上に設定するのが好まし
い。

【００２４】次に、図３は上記バックアップロール４の
第二実施例であり、絶縁性ロール２３の表面を半導電性
の薄層フィルム２４で被覆して構成されている。上記薄
層フィルム２４は１０μｍ〜２００μｍの厚さに形成さ
れ、その体積抵抗率は１０⁴Ω・ｃｍ以上である。ま
た、薄層フィルム２４には中間転写体２との当接位置か
ら円周方向へ２０〜３０ｍｍの距離をおいてアースロー
ル２５が接しており、この位置において上記薄層フィル
ム２４は接地されている。

【００２５】上記第一実施例では導電性ロール２１を被
覆している薄層フィルム２２の厚さ方向に電流が流れ、
且つ、低電圧で十分な転写電界を得るために薄層フィル
ム２２は極めて薄く形成されているので、過電流の発生
を防止するためには薄層フィルム２２の体積抵抗率を大
きく設定する必要が生じる。しかし、半導電性材料の多
くは高電界中において体積抵抗率が大幅に低下する特性
を有しているので、第一実施例に示すバックアップロー
ル４の構成では薄層フィルム２２の材料及びバイアスロ
ール１０に印加する電圧を自由に選択することができな
くなる。

【００２６】これに対し、この第二実施例では絶縁性ロ
ール２３を被覆している薄層フィルム２４の沿面方向へ
電流が流れるので、アースロール２５と薄層フィルム２
４との接触点が薄層フィルム２４と中間転写体２との接
触点から十分に離れていれば、薄層フィルム２４の体積
抵抗率をそれほど大きく設定する必要はない。このた
め、上記第一実施例に関する問題点が懸念されることは
なく、薄層フィルム２４の材料及びバイアスロール１０
に印加する電圧を自由に選択することができる。

【００２７】また、この第二実施例においてもバックア
ップロール４と中間転写体２との接触位置から薄層フィ
ルム２４の接地位置までの体積抵抗が１０⁷Ω以上であ
ることが好ましい。理由は上記第一実施例と同じであ
る。

【００２８】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の画像
形成装置によれば、バイアスロールが中間転写体に直接
接触しても過大な電流がバイアスロールからバックアッ
プロールへ流れることはないので、各種サイズの記録媒
体について安定した転写電界を形成することができ、転
写不良を防止して良好な記録画像を形成することが可能
となる他、ベルトの損傷を未然に防止すること可能とな
る。

【００２９】また、本発明の画像形成装置によれば、中
間転写体の材料として高い抵抗の材料を選択しても十分
な強度の転写電界を得ることができるので、トナー像の
早期転写による画質劣化を防止することができ、この点
においても良好な記録画像を形成することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を適用したカラー電子写真複写機の実
施例を示す概略図である。

【図２】 バックアップロールの第一実施例を示す概略
図である。

【図３】 バックアップロールの第二実施例を示す概略
図である。

【図４】 従来の画像形成装置を示す概略図である。

【符号の説明】

１…感光体ドラム（潜像担持体）、２…中間転写体、３
…記録媒体、４…バックアップロール、１０…バイアス
ロール、２１…導電性ロール、２２，２４…半導電性薄
層フィルム、２３…絶縁性ロール、Ｔ…未定着トナー像

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画情報に応じたトナー像が形成される潜
   像担持体と、この潜像担持体から未定着トナー像が一次
   転写される中間転写体と、この中間転写体から記録媒体
   へ未定着トナー像を二次転写するバイアスロールと、こ
   のバイアスロールと対向する位置で上記中間転写体を裏
   面側から支持するバックアップロールとから構成される
   画像形成装置において、 上記バックアップロールは導電性ロールを半導電性ある
   いは絶縁性の薄層で被覆して形成され、上記導電性ロー
   ルが接地されていることを特徴とするトナー像転写装
   置。
2. 【請求項２】 画情報に応じてトナー像が形成される潜
   像担持体と、この潜像担持体から未定着トナー像が一次
   転写される中間転写体と、この中間転写体から記録媒体
   へ未定着トナー像を二次転写するバイアスロールと、こ
   のバイアスロールと対向する位置で上記中間転写体を裏
   面側から支持するバックアップロールとから構成される
   画像形成装置において、 上記バックアップロールは絶縁性ロールを半導電性の薄
   層で被覆して形成され、上記半導電性薄層が接地されて
   いることを特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】 バックアップロールにおけるトナー像の
   転写位置から接地位置までの体積抵抗が当該ロールの回
   転軸方向の１ｃｍ当たり１０⁷Ω以上であることを特徴
   とする請求項１又は請求項２記載の画像形成装置装置。