JPH0973242A

JPH0973242A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH0973242A
Application number: JP22834095A
Authority: JP
Inventors: Haruyuki Nanba; 治之難波
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1995-09-05
Filing date: 1995-09-05
Publication date: 1997-03-18

Abstract

(57)【要約】【課題】二次転写ロールとバックアップロールの間に
過大な電流が流れるのを防止し、安定的に高品質の画像
形成を行う。【解決手段】画像情報に応じたトナー像を担持する潜
像担持体１からトナー像が一次転写される中間転写体２
の表面に当接してトナー像を記録媒体11へ二次転写する
二次転写ロール４と対向する位置で中間転写体２を裏面
側から支持する半導電性のバックアップロール５と、バ
ックアップロールに当接して配置された導電性ロール６
と、二次転写ロール４とバックアップロール５との間に
転写電圧を印加する転写電圧印加回路10と、二次転写ロ
ール４の退避時にバックアップロール５の抵抗値を検出
する抵抗検出回路７の検出信号に応じて二次転写ロール
４に印加する転写電圧を決定する転写電圧演算回路８
と、転写電圧演算回路８の演算出力に応じて転写電圧印
加回路10を制御する転写電圧制御回路９とを備えた。

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、特に中間転
写体を介して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に関する。

【０００２】

【従来の技術】所謂、中間転写体を用いた電子写真方式
の電子複写機、あるいはレーザープリンタは、感光体ド
ラム等の潜像担持体に形成した画像信号に応じた静電潜
像等をトナーにより現像し、これを一旦中間転写体に一
次転写した後、この中間転写体上のトナー像を記録媒体
に二次転写して複写画像あるいはプリント画像を得るも
のである。

【０００３】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
公報等に記載のものが知られている。図７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、３
１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は画像処
理部、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は作像制御部、６０は作像
部である。

【０００４】作像部６０は、潜像担持体である感光体ド
ラム１、中間転写体２、一次転写器３、二次転写ロール
４、バックアップロール５、記録媒体１１を収納するト
レイ１５、記録媒体１１を一枚宛取り出すフィードロー
ラ１６、取り出された記録媒体を中間転写体２と二次転
写ローラ４の間に給送する送り出しローラ１７、二次転
写後の中間転写体２の残留トナーを除去するためのクリ
ーナー１８、二次転写後の記録媒体１１を中間転写体２
から剥離する剥離爪１９、剥離された記録媒体１１を定
着器２１に搬送する搬送ベルト２０とから構成される。

【０００５】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、ＣＣＤ等
の光電変換器３６で画像信号として読み取られる。な
お、照明光源は図示を省略してある。読み取られた画像
信号は画像処理部４０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。

【０００６】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で感光体ドラム１に照射さ
れる。感光体ドラム１の表面は帯電器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に表面に画像に応じた静電潜像が形成される。
静電潜像は感光体ドラム１の回転で現像器１４に到り、
トナー現像される。

【０００７】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１３が配置された一次転写部位
に到達して当該トナー像が中間転写体２に一次転写され
る。中間転写体２に一次転写されたトナー像は中間転写
体２の移動で二次転写ロール４が配置されている二次転
写部位に至る。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、黒：ＢＫ、イエロー：Ｙ、マゼンタ：Ｍ、サイア
ン：Ｃ）分だけ繰り返して中間転写体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。

【０００８】なお、このとき、最終トナー像の転写が終
了するまで、二次転写ロール４、剥離爪１９およびクリ
ーナー１８は中間転写体２から退避されている。所要の
トナー像が一次転写された中間転写体２が二次転写ロー
ル４の位置に達する時点で、トレイ１５からフィードロ
ーラ１６で取り出されて送り出しローラ１６で送り出さ
れた記録媒体１１が中間転写体２と二次転写ロール４の
間に給送される。

【０００９】このとき、二次転写ロール４と中間転写体
２の間に印加される転写電圧により中間転写体２上のト
ナー像が記録媒体１１に二次転写される。トナー像が二
次転写された記録媒体１１は剥離爪１９で中間転写体２
から剥離され、搬送ベルト２０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、
機外に排出する。

【００１０】この作像部６０は作像プロセス制御部５０
によって制御される。図８は上記画像形成装置の要部構
成を説明する模式図であって、図７と同一符号は同一部
分に対応し、１０は転写電圧印加装置、１４ａはブラッ
ク現像器、１４ｂはイエロー現像器、１４ｃはマゼンタ
現像器、１４ｄはサイアン現像器である。

【００１１】同図において、感光体ドラム等の潜像担持
体１上に形成された未定着トナー像Ｔを一次転写器３に
よりベルト状の中間転写体２に一次転写し、さらにこの
未定着トナー像Ｔを中間転写体１から記録媒体１１へ二
次転写ロール４により二次転写して所望の画像を記録媒
体１１上に形成するように構成されている。図示のよう
にブラック（ＢＫ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）
およびシアン（Ｃ）の各色に対応した現像器１４ａ〜１
４ｄ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１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２上で重ね合わせ、この合成像を記録媒
体１１へ一括転写するように構成されている。

【００１２】従来のカラー画像形成装置では、記録媒体
１１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を記
録媒体１１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。

【００１３】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１から中間転写体２へ、
あるいは中間転写体２から記録媒体１１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（一
次転写器３）あるいはバイアスロール（二次転写ロール
４）にトナーとは逆極性の電圧を印加することで、未定
着のトナー像Ｔが潜像担持体１から中間転写体２へ転写
され、あるいは中間転写体２から記録媒体１１へ転写さ
れる。

【００１４】

【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、中間転写体２上の未定着のトナ
ー像の二次転写手段として上記した二次転写ロールを使
用した場合には、以下のような問題が生じる。すなわ
ち、中間転写体２を挟んで二次転写ロール４と対向する
位置に当該二次転写ロール４の対向電極をなす導電性の
バックアップロール５が配設されているので、例えば小
サイズの記録媒体１１にトナー像を転写する場合等にお
いて、記録媒体１１からはみ出した二次転写ロール４が
半導電性の中間転写体２に直接接触すると、二次転写ロ
ール４とバックアップロール５との間に過大な電流が流
れてしまうのである。

【００１５】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があった。また、こ
のときに急激に過大な電流が流れるので、中間転写体が
損傷し易しいという問題もあった。この問題に対して
は、過大な電流が流れにくい大きな抵抗値を二次転写電
界形成部に持たせることで防止できる。

【００１６】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。この従来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で被覆して電流がバ
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
を設けて、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。

【００１７】しかし、上記の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が発生した。通
常、この種の画像形成装置では、一次転写器としてコロ
ナ放電器を用い、潜像担持体から中間転写体へトナー像
を転写しているが、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、所謂早期転写によ
る画質低下が生じてしまう。

【００１８】抵抗の高い中間転写体を用いることは、こ
のような早期転写の問題を解決するために有効な手段で
あるが、上記の公報記載の転写ローラ機構では上記した
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、背面電極を二次転写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２５ｍｍ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。

【００１９】二次転写ロールを高抵抗部材で形成した場
合、トナーや紙粉による汚れによって抵抗が変化しやす
く得策とはいえない。このように、バックアップロール
を高抵抗部材で形成することが最良であるが、それに伴
う問題を上記したような問題を解決する必要ばある。そ
のために異なる二つの技術的手段が提案されている。

【００２０】その第一の技術手段は、画像情報に応じた
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
る二次転写ロールと、この二次転写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
ックアップロールを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し、上記導電性ロールを接地
することである。

【００２１】また、第二の技術的手段は、画像情報に応
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二次転写ロールと、この二次
転写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として絶縁性
ロールを半導電性の薄層で被覆して形成し、上記半導電
性薄層を接地することである。

【００２２】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、二次転写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。

【００２３】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、中間転写
体（ベルト）の損傷を未然に防止することもできる。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。

【００２４】しかし、バックアップロール抵抗は、製造
時のばらつき、環境変動、長期使用時の劣化などにより
変化するため、両ロール間に印加された電圧が一定の
時、バックアップロール抵抗による電圧降下量の変化に
よって、転写電界が変化し、安定に転写できないことが
ある。このような問題点に鑑み二次転写ロールとバック
アップロールを中間転写体を介して接触させ、二次転写
ロールと中間転写体の抵抗を検出して二次転写中の電圧
を決定する方式が知られている。

【００２５】図９は二次転写部の抵抗検出による二次転
写電圧の制御を行う従来の構成を説明する模式図であ
る。同図において、６ａは電極ロール、７は抵抗検出回
路、９は転写電圧制御回路、１０は転写電圧印加回路で
あって、二次転写ロール４とバックアップロール５を中
間転写体２を介して接触させ、かつ中間転写体２の裏面
にバックアップロール５に近接した位置に電極ロール６
ａを接触させる。

【００２６】そして、転写電圧印加回路１０から印加し
た電圧により二次転写ロール４から中間転写材２を流れ
る電流ｉから抵抗検出回路７で両者の抵抗値を検出し、
この検出値に応じて転写電圧制御回路９が転写電圧印加
回路１０から出力される転写電圧を制御する。これによ
り、最適な二次転写電圧を得ることができる。しかしこ
れらの方式では、二次転写に先だって二次転写ロール４
を紙を介さず直接中間転写体２の表面に接触させること
となり、二次転写ロールのトナー汚れによる転写紙裏面
の汚れ、あるいは二次転写ロールのトナー汚れにより正
確な抵抗検出ができないという欠点を有している。

【００２７】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、二次転写ロー
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、二次転写ロールとバックアッ
プロールの間に過大な電流が流れるのを防止し、安定的
に高品質な画質が得られる画像形成装置を提供すること
にある。

【００２８】

【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、画像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二次転写ロールと、
この二次転写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半導電性のバックアップロールから
構成される画像形成装置において、上記バックアップロ
ールの抵抗を検出し、検出したバックアップロールの抵
抗に応じた最適な転写電圧を決定し、これを二次転写電
圧として印加することを特徴とするものである。

【００２９】すなわち、図１に示したように、請求項１
に記載の第１の発明は、画像情報に応じたトナー像が形
成される潜像担持体１と、一次転写器３により前記潜像
担持体１から未定着の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の表面に当接して前記未定
着のトナー像を記録媒体１１へ二次転写する二次転写ロ
ール４と、前記二次転写ロール４と対向する位置で前記
中間転写体２を裏面側から支持する半導電性のバックア
ップロール５と、前記バックアップロール５に当接して
配置された導電性ロール６と、前記二次転写ロール４と
前記バックアップロール５との間に転写電圧を印加する
転写電圧印加回路１０と、前記二次転写ロール４の退避
時に前記バックアップロール５の抵抗値を検出する抵抗
検出回路７と、前記抵抗検出回路７の検出信号に応じて
前記二次転写ロール４に印加する転写電圧を決定する転
写電圧演算回路８と、前記転写電圧演算回路８の演算出
力に応じた転写電圧を出力するよう前記転写電圧印加回
路１０を制御する転写電圧制御回路９とを備えたことを
特徴とする。

【００３０】また、請求項２に記載の第２の発明は、第
１の発明における前記転写電圧印加回路１０が前記バッ
クアップロール４に当接回転する電圧印加ロールを備え
たことを特徴とする。さらに、請求項３に記載の第３の
発明は、第１の発明における前記転写電圧印加回路１０
の転写電圧出力を前記二次転写ロール４に接続してなる
ことを特徴とする。

【００３１】さらに、請求項４に記載の第４の発明は、
第１または第３の発明において、前記二次転写時に前記
導電性ロール６を前記抵抗検出回路７から切離す開閉ス
イッチを備えたことを特徴とする。そして、請求項５に
記載の第５の発明は、第１の発明において、少なくとも
前記バックアップロール５の抵抗値検出時に前記二次転
写ロール４を前記中間転写体２から退避させる二次転写
ロール退避機構を備えたことを特徴とする。

【００３２】

【発明の実施の態様】上記本発明の構成により、中間転
写体の裏面に設置されるトナー汚れの少ないバックアッ
プロール５の抵抗値を検出し、その検出結果に基づいて
最適な転写電圧を決定し、これを二次転写電圧とするこ
とで、精度のよい抵抗検出が可能となり、最適な転写電
圧を決定できるので安定的に高品質な画像が得られると
共に、二次転写ロールが中間転写体２を汚染することが
なく、記録媒体の裏面汚れを回避することができる。

【００３３】すなわち、上記第１の発明の構成におい
て、潜像担持体１は画像情報に応じたトナー像を担持す
る。一次転写器３は前記潜像担持体１から未定着トナー
像を中間転写体２に一次転写する。二次転写ロール４
は、前記中間転写体２の表面に当接して未定着のトナー
像を記録媒体１１へ二次転写する。

【００３４】半導電性のバックアップロール５は、前記
二次転写ロール４と対向する位置で前記中間転写体２を
裏面側から支持し、導電性ロール６は前記バックアップ
ロール５に接して配置され、転写電圧印加回路１０が前
記二次転写ロール４と前記バックアップロール５との間
に転写電圧を印加する。抵抗検出回路７は、前記二次転
写ロール４の退避時に前記バックアップロール５の抵抗
値を検出し、その検出信号に応じて転写電圧演算回路８
が前記二次転写ロール４に印加する転写電圧を決定す
る。

【００３５】転写電圧制御回路９は、前記転写電圧演算
回路８の演算出力に応じた転写電圧を出力するよう前記
転写電圧印加回路１０を制御する。また、上記第２の発
明の構成において、第１の発明における前記転写電圧印
加回路１０に備えた電圧印加ロールは、前記バックアッ
プロール４に当接して回転して転写電圧を印加する。

【００３６】さらに、上記第３の発明の構成において、
第１の発明における前記転写電圧印加回路１０はその転
写電圧出力を前記二次転写ロール４に接続する。さら
に、上記第４の発明の構成において、上記第１または第
３の発明において、開閉スイッチは前記二次転写時に前
記導電性ロール６を前記抵抗検出回路７から切離しす。

【００３７】そして、上記第５の発明の構成において、
上記第１の発明における二次転写ロール４に備えた二次
転写ロール退避機構は、少なくとも前記バックアップロ
ール５の抵抗値検出時に前記二次転写ロール４を前記中
間転写体２から離間させる。

【００３８】

【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２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説明する要部模式図である。同
図において、１は潜像担持体である感光体ドラムであ
り、矢線方向への回転に伴いその表面には前記図７で説
明した周知の電子写真プロセスによって画像情報に応じ
た静電潜像が形成される。

【００３９】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）および
サイアン（Ｃ）の各色に対応した現像器１４ａ，１４
ｂ，１４ｃ，１４ｄからなるトナー現像器１４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
れか一つ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。

【００４０】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）のトナーを内蔵する現像器
１４ｂでトナー現像され、感光体ドラム１上にはイエロ
ーの未定着のトナー像が形成される。また、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方
向へ回動する。

【００４１】上記感光体ドラム１に形成された未定着の
トナー像Ｔは、感光体ドラム１と上記中間転写体２とが
接する一次転写部位で感光体ドラム１から中間転写体２
の表面に転写される。この一次転写部位において、中間
転写体２の裏面側には一次転写器３としてコロナ放電器
が配設されており、このコロナ放電器にトナーの帯電極
性と逆極性の電圧を印加することで、感光体ドラム１上
の未定着トナー像が中間間転写体２に静電吸引されて転
写がなされる。

【００４２】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のトナー像Ｔを直ちに記録媒体
１１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、マゼンタ及びサイアンの未定着のトナー像Ｔが
形成され、これら未定着のトナー像Ｔは順次中間転写体
２に一次転写される。

【００４３】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、マゼンタおよびサイアンの未定着
のトナー像Ｔがブラックの未定着トナー像Ｔに重ねて転
写される。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１１の搬送経路に面した二次転写部位へと搬送さ
れる。

【００４４】上記二次転写部位では、二次転写ロール４
が中間転写体２に接し、フィードローラ１６によって所
定のタイミングでトレイ１５から搬出された記録媒体１
１はこの二次転写ロール４と中間転写体２との間に挟み
込まれる。また、二次転写部位における中間転写体２の
裏面側には上記二次転写ロール４の対向電極をなす半導
電性のバックアップロール５が配設されている。

【００４５】バックアップロール５の表面には、導電性
の電圧印加ロール（コンタクトロール）１２、および抵
抗検出用の導電性ロール６が当接している。そして、転
写回路２６は、電圧印加ロール１２と抵抗検出用の導電
性ロール６の間に規定の電位差をつけそのときに流れる
電流を検出し、この検出電流値に基づいて予め設定され
ている最適二次転写電圧を電圧印加ロール１２に印加す
ることで、中間転写体２に担持された未定着のトナー像
Ｔが上記二次転写部位において記録媒体１１に静電転写
される。

【００４６】未定着のトナー像が転写された記録媒体１
１は剥離爪９によって中間転写体２から剥がされ、搬送
ベルト２０によって定着器２１に送り込まれてトナー像
の定着処理がなされる。一方、未定着のトナー像の二次
転写が終了した中間転写体２はクリーナ１８によって残
留トナーが除去される。このクリーナー１８はクリーニ
ングブラシ１８ａとクリーニングブレード１８ｂを有
し、中間転写体２に残留しているトナーを除去する。な
お、このクリーナーは上記の構成に限るものではなく、
他の既知の手段を備えたものとしてもよい。

【００４７】上記二次転写ロール４、剥離爪９およびク
リーナ１８は中間転写体２に対して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
定着の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から退避している。本実施例に
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、ポリイミド等の樹脂、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。

【００４８】上記中間転写体２の体積抵抗率は、高抵抗
抵抗率計（三菱油化製、ハイレスタＩＰ）にＨＲプロー
ブ（三菱油化製、内側電極直径１６ｍｍ、リング電極内
径３０ｍｍ）を接続し、中間転写体２の表裏に５００Ｖ
の電圧を印加して１分後の値を測定する。また、二次転
写ロール４はカーボンブラック等の帯電防止剤を適当量
含有させその体積抵抗率を１０²1〜１０⁶Ω・ｃｍに調
整された発泡シリコーン、ＥＰＤＭゴム等の各種ゴムに
より形成されている。二次転写ロール４の抵抗がバック
アップロール５より低くすることの理由は先に述べたと
うりである。

【００４９】なお、二次転写ロール４の体積抵抗率ρＶ
は、１インチ（２．５４ｃｍ）幅の銅テープを二次転写
ロールの円周方向に巻付け、当該二次転写ロールの芯金
と銅テープ間に電圧５０Ｖを印加し、１分後の電流値Ｉ
を読み取り，下記の式により計算する。 ρＶ＝２πＷ・Ｖ／Ｉ・ｌ_n（ｒ₂／ｒ₁）但し、ｌ_nは自然対数、ｒ₁は芯金ロールの径、ｒ₂は
転写ロールの外径、Ｗ＝２．５４ｃｍ図３は本実施例におけるバックアップロールと転写回路
の構成例の説明図であって、５ａは絶縁材、５ｂは半導
電性の薄層フィルム、５ｃは導電性の芯材、７は抵抗検
出回路、８は転写電圧演算回路、９は転写電圧制御回
路、１０は転写電圧印加回路、２２は開閉スイッチであ
る。

【００５０】同図において、バックアップロール５は絶
縁材５ａの表面を半導電性の薄層フィルム５ｂで被覆し
て構成されている。上記薄層フィルム５ｂは１０〜２０
０μｍの厚さに形成され、その表面抵抗率ρＳは１０⁷
Ω／□以上である。また、薄層フィルム５ｂには中間転
写体２との当接位置から円周方向へ２０〜４０ｍｍの距
離をおいて電圧印加ロール１２が当接しており、この位
置において上記薄層フィルム５ｂはバイアスされ得る構
成となっている。

【００５１】また、バックアップロール５表面抵抗率
は、当該バックアップロール５より長い直径１５ｍｍの
２本の金属ロールをバックアップロール５円周方向に１
０ｍｍ離して接触させ、２本の金属ロール間に電圧５０
Ｖを印加して１分後の電流値Ｉを読み取り下記の式によ
り計算する。 ρＳ＝ＬＶ／ｇＩ但し、Ｌはバックアップロール長さ（ｃｍ）、ｇは２本
の金属ロール間の距離（ｃｍ）さて、図３において、最適転写電圧は次のようにして設
定される。

【００５２】バックアップロール５の抵抗値を検出する
場合、開放スイッチ２２を閉成して転写電圧印加回路１
０から所定の電圧を電圧印加ロール１２を介してバック
アップロール５に印加する。なお、このとき、二次転写
ロール４は中間転写体２から退避されている。電圧印加
ロール１２からバックアップロール５の沿面および導電
性ロール６を通して電流が流れ、この電流が開閉スイッ
チ２２から抵抗検出回路７に入力する。

【００５３】抵抗検出回路７は入力した電流値を検出
し、検出値を転写電圧演算回路８に与える。転写電圧演
算回路８には予めバックアップロールの抵抗値に対する
最適転写電圧がテーブルとして格納されており、このテ
ーブルに基づいた最適転写電圧を演算する。演算された
最適転写電圧のデータは転写電圧制御回路９に与えら
れ、転写電圧制御回路９は当該データに基づいて転写電
圧印加回路１０の転写電圧出力を制御して電圧印加ロー
ル１２からバックアップロール５に印加する。

【００５４】本例では、二次転写前にバックアップロー
ル５に−５００Ｖを印加し、導電性ロール６から抵抗検
出回路７に流れる電流ｉを検出し、この電流値ｉからｐＳ＝ＬＶ／Ｇｉによってバックアップロール５の抵抗値を算出し、前記
図４に示した関係から求めた最適二次転写電圧を決定す
る。

【００５５】なお、Ｌはバックアップロール５の長手方
向の長さ（ｃｍ）、Ｇは導電性ロール６と芯材５との間
の距離（ｃｍ）である。これにより、二次転写時にバッ
クアップロール５と二次転写ロール４の間に最適の転写
電圧が印加される。図４は転写電圧演算回路に格納され
ているバックアップロール抵抗値に対する最適転写電圧
のテーブルの一例の説明図である。

【００５６】同図はバックアップロールの抵抗値（ｌｏ
ｇＳＲ、ＳＲはバックアップロールの表面抵抗値）とバ
イアスロール抵抗に対する最適な転写電圧（Ｖ）の範囲
を示すものであって、下限ａはトナーの中間転写体への
付着力に打ち勝って記録媒体へ転写するに必要な転写電
界を発生できる転写電圧を示し、上限ｂは転写電界が高
くなり過ぎて中間転写体と記録媒体間でパッシェン放電
を発生し、トナーの帯電異常により画質欠陥や転写効率
の低下を起こす転写電圧を示す。

【００５７】この関係から、バックアップロールの抵抗
値（二次転写ロールの抵抗を含めて）が高抵抗になるほ
ど最適な転写電圧が高くなることが分かる。この関係の
データを転写電圧演算回路にデジタルあるいはアナログ
の形でテーブルとして格納して置き、前記した演算を行
う。図５は本実施例における転写手順を説明するフロー
チヤートである。

【００５８】転写プロセスでバックアップロールの抵抗
値の測定は転写プロセス毎に実行するか、あるいは画像
形成ジョブの開始時に行うかは画像形成装置の主制御装
置で設定されるものとする。まず、画像形成プロセスが
スタートし、バックアップロールの抵抗検出モードであ
るとき（Ｓ−１のＹｅｓ）は、図３の開閉スイッチ２２
を閉成し（Ｓ−２）、転写電圧印加回路１０から所定の
電圧を印加する（Ｓ−３）。

【００５９】この電圧の印加に応じてバックアップロー
ルの沿面を流れる電流を抵抗検出回路７で検出し、その
検出電流値に基づいて転写電圧演算回路８が最適転写電
圧を演算し（Ｓ−４）、この演算結果に基づいて最適転
写電圧を決定する。次いで、開閉スイッチ２２を開放し
て（Ｓ−５）抵抗検出回路７をバックアップロール５か
ら切離す。

【００６０】作像プロセスが進行して二次転写ロールに
トナー像が一次転写され、中間転写体と二次転写ロール
の間に給送された記録媒体にトナー像が二次転写される
時にバックアップロールと二次転写ロールの間に上記の
最適転写電圧を印加し（Ｓ−６）、二次転写プロセスを
実行する（Ｓ−７）。そして、さらに画像形成ジョブが
ある場合はＳ−６に戻り、ジョブ終了の場合はエンドと
なる。

【００６１】なお、Ｓ−１において、抵抗検出モードで
ない場合（（Ｓ−１のＮｏ）はＳ−６に行き、二次転写
プロセスを実行する。図６は本実施例におけるバックア
ップロールと転写回路の他の構成例の説明図であって、
バックアップロール５は導電体５ｄの表面を半導電性の
薄層フィルム５ｅで被覆してなり、この薄層フィルム５
ｅに当接して導電性ロール６が配置される。

【００６２】この導電性ロール６と導電性の芯材５ｃと
の間に転写回路２６が設置されており、導電性ロール６
と芯材５ｃとの間に流れる電流値に基づいて最適転写電
圧が演算される。上記導電体５ｄ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。

【００６３】一方、上記薄層フィルム５ｅとしてはＰＶ
ｄＦ、ポリエステルフィルム、ＰＦＡ、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材料が用いられ、その体積抵抗率は
１０⁸ Ω・ｃｍ以上である。薄層フィルム５ｅはその厚
さが薄いほど導電体５ｄが二次転写ロール４に近接する
ので、二次転写ロール４との間に印加される転写電圧が
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、本例ではそ
の厚さを１０μｍ〜１００μｍに設定した。

【００６４】また、薄層フィルム５ｅ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、本例ではＰＶｄ
Ｆ( 誘電率８）を使用した。この場合、導電体５ｄを被
覆している薄層フィルム５ｅ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５ｅ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５ｅの体積低効率を
大きく設定する必要が生じる。

【００６５】しかし、一般に、半導電性材料の多くは高
電界中において体積低効率が大幅に低下する特性を有し
ているので、このバックアップロール５の構成では薄層
フィルム５ｅの材料および二次転写ロール４に印加する
電圧を自由に選択することができなくなるという問題が
懸念される。これに対し、前記図３示した例では絶縁材
５ａを被覆している薄層フィルム５ｂの沿面方向へ電流
が流れるので、電圧印加ロール１２と薄層フィルム５ｂ
との接触点が薄層フィルム５ｂ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５ｅの体積低
効率をそれほど大きく設定する必要はない。

【００６６】このため、図６に示す例に関する上記した
問題が懸念されることはなく、薄層フィルム５ｅの材料
及び二次転写ロール４の間に印加する電圧を自由に選択
することができる。また、二次転写ロール４と中間転写
体２との接触位置から薄層フィルム５ｅと導電性ロール
との接地位置までの抵抗値は下記の理由により１０⁷ Ω
以上であることが好ましい。

【００６７】すなわち、この種の画像形成装置では、装
置に人体が触れた場合の安全性や、記録媒体のジャム
（所謂、紙詰まり）による発火等の事故防止を考慮して
電源の電流容量は数ｍＡ以下に制限されており、二次転
写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。

【００６８】また、このような構成は中間転写体に傷や
（ピンホール）等の孔が発生し、その部分に電流が集中
して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降下すること
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。

【００６９】このような理由から、この構成例において
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１０⁷
Ω以上に設定するのが好ましいのである。バックアップ
ロール５に当接する抵抗検出用の導電性ロール６は、体
積抵抗率が１０⁶ Ω・ｃｍ以下の金属または導電性ゴム
から構成されている。

【００７０】ここでは抵抗検出用電極として導電性ロー
ルを用いたが、これに限られるものではなく、例えば導
電性ブラシ、あるいはフィルム状導電部材等が適用でき
ることは言うまでも無い。さて、図６に示した例ではバ
ックアップロール５を構成する導電体５ｄと抵抗検出用
の導電性ロール６との間に所定の電位差を持たせ電流検
出によって抵抗を算出するようになっている。すなわ
ち、抵抗検出時には開閉スイッチ２２を閉成して転写電
圧印加回路１０からバックアップロール５の芯材５ｃに
所定の電圧、例えば５００Ｖを印加する。なお、このと
き、二次転写ロール４は中間転写体２から退避させてお
く。

【００７１】上記電圧の印加に応じてバックアップロー
ル５から導電性ロール６に流れる電流値に基づいて抵抗
検出回路７がバックアップロール５の抵抗値を検出し、
検出した抵抗値に対応する最適転写電圧が転写電圧演算
回路８で演算される。転写電圧演算回路８には前記図３
での説明と同様に図４に示したようなテーブルが格納さ
れている。

【００７２】転写電圧演算回路８で演算された結果は転
写電圧制御回路９に与えられ、転写電圧制御回路９は転
写電圧印加回路１０を制御して上記最適転写電圧がバッ
クアップロール５に印加できるようにする。そして、二
次転写時には二次転写ロール４が記録媒体を介して中間
転写体２に押接し、転写電圧印加回路１０から最適転写
電圧がバックアップロール５と二次転写ロール４の間に
印加されて所定の二次転写が実行される。

【００７３】このように、本例では導電性ロール６によ
って二次転写電圧の印加と抵抗計測時の電位差付与を兼
用したことで構成を簡略化している。さらに、本例では
二次転写に先だって抵抗検出を行い二次転写電圧の印加
時には抵抗検出用ロールである導電性ロール６をフロー
ティングすなわち、バックアップロール５から切り離す
ことで二次転写中に導電性ロール６からの不必要な電流
が流出するのを防止しており、このことで容量の小さな
電源が使用できる。

【００７４】なお、抵抗検出用の導電性ロール６の長さ
を短くしバックアップロール５の画像領域外に配置する
ことにより、二次転写中での抵抗検出を可能とすること
もできる。このように本実施例によれば、従来バイアス
ロールをスタンバイ時または転写プロセス前のプレサイ
クル時に中間転写体に接触させ抵抗検出していたのに比
べ、二次転写直前の抵抗検出が可能となり、環境や経時
変化に伴うバックアップロールの抵抗値の変化に応じた
最適転写電圧を決定して高画質の画像形成が可能となる
と共に、記録媒体のトナー汚れ等の問題も回避される。

【００７５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
転写電圧を印加するバイアスロールすなわち二次転写ロ
ールが中間転写体に直接接触しても中間転写体に過大な
電流が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
ると共に、中間転写体を構成するベルトの損傷を未然に
防止することができる。

【００７６】また、バックアップロールの抵抗値を二次
転写直前に精度よく検出でき、当該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印加することができ
るので、バックアップロールの抵抗値が、製造時のばら
つき、環境変動、長期使用時の劣化などにより変動して
も安定的に高品質な画質を形成することが可能な画像形
成装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による画像形成装置の要部構成を説明
する模式図である。

【図２】本発明を適用したカラー電子写真複写機の概
略構成を説明する要部模式図である。

【図３】本実施例におけるバックアップロールと転写
回路の構成例の説明図である。

【図４】転写電圧演算回路に格納されているバックア
ップロール抵抗値に対する最適転写電圧のテーブルの一
例の説明図である。

【図５】本実施例における転写手順を説明するフロー
チヤートである。

【図６】本実施例におけるバックアップロールと転写
回路の他の構成例の説明図である。

【図７】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８】図７に示した画像形成装置の要部構成を説明
する模式図である。

【図９】二次転写部の抵抗検出による二次転写電圧の
制御を行う従来の構成を説明する模式図である。

【符号の説明】

１・・・・潜像担持体（感光体ドラム）、２・・・・中
間転写体、３・・・・一次転写器、４・・・・二次転写
ロール、５・・・・バックアップロール、６・・・・抵
抗検出用の導電性ロール、７・・・・抵抗検出回路、８
・・・・転写電圧演算回路、９・・・・転写電圧制御回
路、１０・・・・転写電圧印加回路、１１・・・・記録
媒体、１２・・・・電圧印加ロール、１３・・・・帯電
器、１４・・・・現像器、１５・・・・トレイ、１６・
・・・フィードローラ、１７・・・・送り出しローラ、
１８・・・・クリーナー、１９・・・・剥離爪、２０・
・・・搬送ベルト、２１・・・・定着器、２２・・・・
開閉スイッチ、２３・・・・二次転写ロール退避機構、
２４・・・・ドラムクリーナー、２５・・・・除電器、
２６・・・・転写回路、３０・・・・原稿走査部、３１
・・・・原稿載置台、４０・・・・画像処理部、５０・
・・・作像プロセス制御部、６０・・・・作像部。

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
潜像担持体と、一次転写器により前記潜像担持体からト
ナー像が一次転写される中間転写体と、前記中間転写体
の表面に当接して前記トナー像を記録媒体へ二次転写す
る二次転写ロールと、前記二次転写ロールと対向する位
置で前記中間転写体を裏面側から支持する半導電性のバ
ックアップロールと、前記バックアップロールに当接し
て配置された導電性ロールと、前記二次転写ロールと前
記バックアップロールとの間に転写電圧を印加する転写
電圧印加回路と、前記二次転写ロールの退避時に前記バ
ックアップロールの抵抗値を検出する抵抗検出回路と、
前記抵抗検出回路の検出信号に応じて前記二次転写ロー
ルに印加する転写電圧を決定する転写電圧演算回路と、
前記転写電圧演算回路の演算出力に応じた転写電圧を出
力するよう前記転写電圧印加回路を制御する転写電圧制
御回路とを備えた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、前記転写電圧印加回
路が前記バックアップロールに当接回転する電圧印加ロ
ールを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】請求項１において、前記転写電圧印加回
路の転写電圧出力を前記二次転写ロールに接続してなる
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】請求項１または３において、前記二次転
写時に前記導電性ロールを前記抵抗検出回路７から切離
す開閉スイッチを備えたことを特徴とする画像形成装
置。
【請求項５】請求項１において、少なくとも前記バッ
クアップロールの抵抗値検出時に前記二次転写ロールを
前記中間転写体から退避させる二次転写ロール退避機構
を備えたことを特徴とする画像形成装置。