JP3551680B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中間転写体を用いた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、詳細には像担持体等の潜像担持体上に形成された未定着トナー像を、中間転写体を介して用紙等の記録シートに転写する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真複写機等のカラー画像形成装置における転写方法として、像担持体等の像保持体上に形成されたトナー像を一旦転写用紙以外の中間転写体上に１次転写した後、改めて中間転写体上のトナー像を転写用紙上へ２次転写して複写像を得る方法が知られている。この方法を用いることで、用紙の保持状態、用紙の厚さやこし、用紙の表面性等多くの要因による多重転写不良やカラーレジストレーションのズレの発生を抑えることができるという効果を有することが知られている。
【０００３】
前記中間転写体を用いた従来の画像形成装置として下記（Ｊ01）の技術が知られている。
（Ｊ01）図１７に示す技術
図１７は中間転写体を用いた従来の画像形成装置の説明図である。
図１７において、カラー複写が可能な画像形成装置Ｆは、上部にコピースタートキー、表示部等を有するＵＩ（ユーザインタフェース）と、原稿（図示せず）を載置する透明なプラテンガラス０１とを有している。プラテンガラス０１に載置された原稿は、原稿照明ユニット０２で照明され、原稿から反射した原稿画像光はミラーユニット０３、結像レンズ０４を通って、ＣＣＤ（カラー画像読取センサ）によりＲ，Ｇ，Ｂのアナログ信号として読み取られる。
ＣＣＤで読み取られたＲ（赤色），Ｇ（緑色），Ｂ（青色）の画像信号は、コントローラＣにより制御されるＩＰＳ（イメージプロセッシングシステム）に入力される。
また、ＩＰＳは、Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃの４色の画像書込データ（レーザ駆動データ）を、レーザ駆動信号出力装置０６に出力する。レーザ駆動信号出力装置０６は、Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃの各成分の画像のレーザ駆動信号を所定のタイミングで、ＲＯＳ（光走査装置、すなわち、潜像形成装置）に出力する機能を有している。
前記ＲＯＳは、入力された前記レーザ駆動信号により変調されたレーザビームＬにより、矢印Ａ方向に回転する像担持体０７の静電潜像書込位置Ｑ1を走査する。
【０００４】
前記回転する像担持体０７表面に沿って、帯電器０８、現像器Ｄ、１次転写ロール０９、像担持体クリーナ０１１、除電ランプ０１２が配置されている。前記現像器Ｄは、Ｋ（黒）トナー現像器Ｄk、Ｙ（イエロー）トナー現像器Ｄy、Ｍ（マゼンタ）トナー現像器Ｄm、Ｃ（シアン）トナー現像器Ｄcを有している。
像担持体０７表面は潜像書込位置Ｑ1において静電潜像を書き込まれ、現像領域Ｑ2においてトナー像に現像される。このトナー像は像担持体０７表面の回転移動に伴い１次転写領域Ｑ3に搬送される。
【０００５】
中間転写体Ｂは１次転写領域Ｑ3において像担持体０７の表面に当接するように配置されたベルトで、駆動ロール０１３、テンションロール０１４、ウォーク補正ロール（ベルトＢの幅方向の移動すなわちウォークを補正するロール）０１６、内側転写ロール（２次転写用バックアップロール）０１７の回りに張架されている。
１次転写ロール０９の作用により中間転写体Ｂに転写されたトナー像は、前記内側転写ロール０１７および外側転写ロール０１８間に印加される２次転写電圧の作用を受け、フィードロール０１９、レジストロール０２１により２次転写位置Ｑ4に送り出された記録シートＳに転写される。
トナー像が転写された記録シートＳは、搬送ベルト０２２により定着器０２３に送られ、定着がおこなわれる。中間転写体Ｂ上の残留トナーは中間転写体クリーナ０２４によりクリーニングされる。前記外側転写ロール０１８および中間転写体クリーナ０２４は、前記中間転写体Ｂに接離可能に配設されている。
【０００６】
前記従来例に係る画像形成装置では、コピースタートキーＯＮ信号（複写動作開始信号）により像担持体０７が回転をはじめ、帯電器０８により像担持体０７が所定の電位に帯電され、ＲＯＳにより潜像が形成される。像担持体０７上に形成された潜像が移動するのにあわせて、現像器Ｄk〜Ｄcのうち１つが像担持体０７に近づき潜像がトナーにより現像される。
前記の現像像形成動作にあわせて、中間転写体Ｂも像担持体０７の周速と略同速で動き、像担持体０７と中間転写体Ｂが当接する１次転写領域Ｑ3へ移動したトナー像は、１次転写ロール０９に印加されたトナーと逆極性の電圧により生じる電界の作用により、中間転写体Ｂに転写され、１次転写が実行される。
一方、像担持体０７上の残留トナーは、像担持体クリーナ０１１により除去され、除電ランプ０１２により像担持体０７表面が除電され、次の色の画像形成動作に備える。
前記のプロセスを繰り返すことで、中間転写体Ｂ上にフルカラーの多重転写されたトナー像を得る。
【０００７】
以上の１次転写の動作の間、外側転写ロール０１８および中間転写体クリーナ０２４は中間転写体Ｂ上のトナー像を乱さないよう中間転写体Ｂから離間しており、フィードロール０１９により送り出された記録シートＳもレジストロール０２１付近で待機している。
１次転写が終了したトナー像が２次転写位置Ｑ4へ移動するのにタイミングを合わせて、レジストロール０２１により記録シートＳが２次転写位置Ｑ4へ送られるとともに、外側転写ロール０１８が中間転写体Ｂに当接する。外側転写ロール０１８に印加されたトナーと逆極性の電圧により生じる電界の作用により、中間転写体Ｂ上のトナー像が記録シートＳに転写（２次転写）される。
２次転写が終了した記録シートＳは、搬送ベルト０２２に吸着されて定着器０２３へ搬送され、定着が実行され、中間転写体Ｂ上に残留したトナーは、中間転写体クリーナ０２４により除去され、次の画像形成動作に備える。
【０００８】
（前記（Ｊ01）の問題点）
前記（Ｊ01）の画像形成装置においては、外側転写ロール０１８と対向する位置に中間転写体Ｂを挟んで対向電極となる内側転写ロール（２次転写用バックアップロール）０１７が配設されているので、例えば小サイズの記録シートＳにトナー像を２次転写する場合に、記録シートＳからはみ出た外側転写ロール０１８が半導電性の中間転写体Ｂに直接接触し、外側転写ロール０１８と内側転写ロール（２次転写用バックアップロール）０１７の間に多くの電流が流れてしまい、記録シートを挟む領域に十分な転写電界が形成できずに転写不良が発生する恐れがある。
【０００９】
前記問題点を解決する技術として、従来下記（Ｊ02）の技術が知られている。
（Ｊ02）特開平８−１１５００２号公報記載の技術
この公報には次の（第１の構成）〜（第３の構成）の３種類の転写ロール機構が開示されている。
（第１の構成） 接地した導電性の芯材の周囲に半導電性の薄層を被覆した内側転写ロールを用いる例。
（第２の構成） 接地した導電性の芯材の周囲に絶縁性の薄層を被覆した内側転写ロールを用いる例。
（第３の構成） 絶縁性の芯材の周囲に接地した半導電性の薄層を被覆した内側転写ロールを用いる例。
前記（第１の構成）〜（第３の構成）の技術では、外側転写ロールが直接中間転写体に接触しても、内側転写ロールが高抵抗になっているので、過大な電流が流れることがなく、小サイズの転写体でも安定した転写電界を形成することができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
（前記（Ｊ02）の問題点）
しかしながら、前記（Ｊ02）の方法を用いる場合、以下のような問題を有していた。
（前記（Ｊ02）の前記（第１の構成）の問題点）
導電性の芯材の周囲に半導電層を形成する場合、前記半導電層として各種樹脂や各種ゴムにカーボンブラックなどの帯電防止剤を分散させたものを用いるが、このような分散系の場合、一般に分散状態のムラにより電気抵抗のムラができ易い。このため、ロールー周の中で抵抗の高い部分と低い部分ができ、抵抗の高い部分が外側転写ロールとの接触部位に来たときと、抵抗の低い部分が外側転写ロールとの接触部位に来たときとで転写電界の大きさが変わり、転写像にムラが発生してしまうという問題がある。この問題を回避するために、半導電層の抵抗の均一性を上げようとすると、内側転写ロール製造時の歩留まりが悪くなりコストアップになるという問題が生じる。
【００１１】
（前記（Ｊ02）の前記（第２の構成）の問題点）
導電性の芯材の周囲に絶縁層を配する場合、前記のような帯電防止剤の分散むらによる抵抗むらが生じないので、抵抗むらに起因する転写むらは発生しないが、外側転写ロールとの接触部位を通過した後絶縁層が帯電してしまうため、前記内側転写ロールの帯電によって転写部の電位差が減少して転写電界が小さくなる。そして、内側転写ロールの回転数が増えるにつれ転写電界が弱くなっていき、記録シートの先端から後端にいくにつれて転写像の濃度が変化するという問題があった。
この問題を回避するために、外側転写ロールとの接触部位の下流で内側転写ロール絶縁層を除電することも可能であるが、そのためには除電部材と除電電源が必要であり、構成が複雑になるためコストアップや信頼性が低下するという問題が生じた。
【００１２】
（前記（Ｊ02）の前記（第３の構成）の問題点）
絶縁性の芯材の周囲に接地した半導電性の薄層を被覆する場合、半導電層の接地部から外側転写ロールとの接触部までのすべてを使って電流を流すので、前記（第１の構成）の構成よりも抵抗の不均一差の影響を受け難く、また絶縁層には電流を流さないので前記（第２の構成）のように除電装置が必要になることもないが、絶縁層と半導電層の２つの層が必要であり、ロールの構成が複雑であるためにコストアップを招き、また表面層のはがれ／破れなどが発生するため内側転写ロールの寿命が短くなるという問題が生じる。
【００１３】
次ぎに、内側転写ロールの抵抗は、製造時のばらつき、環境変動、経年変化などによって変化するので、常に一定の電圧を印加したのでは、内側転写ロールでの電圧降下量が異なり、転写電界が変化するので安定した転写が行えないという問題があった。この問題を解決するために、前記特開平８−１１５００２では外側転写ロールを中間転写体に接触させ、外側転写ロールから中間転写体、内側転写ロールを通って流れる電流を検知し、この検知結果に応じて転写電圧を変更することで、安定した転写性を得ている。
【００１４】
しかしながら、この方法では中間転写体、外側転写ロールの抵抗も含んだ抵抗を検知することになるため、高抵抗の中間転写体を用いると、内側転写ロールの抵抗を精度よく検知することができないので、比較的抵抗の低い中間転写体（前記特開平８−１１５００２に開示された技術では、体積抵抗率が１０⁹Ωｃｍ以下）を用いなければならなかった。このような、比較的低抵抗の中間転写体を用いると、例えば１次転写領域で１次転写ロールから中間転写体に与えた電荷が、中間転写体の抵抗を通じて感光体と中間転写体の接触部の外まで広がり、感光体と中間転写体が接する以前の領域でトナーの転写が行われるため、トナー像が飛散する画像欠陥が生じるという問題があった。
本発明は前記従来技術の問題点を解決するためになされたもので、下記（Ｏ01）の記載内容を課題とする。
（Ｏ01）内側転写ロール表面層の剥がれなどがなく長寿命で、内側転写ロール除電装置などの新たな装置の追加や、内側転写ロールの抵抗均一性上昇によるコストアップもなく、さらにトナー飛散などの画像欠陥のない高品質な転写像が安定して得られる画像形成装置を提供すること。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
次に、前記課題を解決するために、案出した本発明を説明するが、本発明の要素には、後述の実施例の要素との対応を容易にするため、実施例の要素の符号をカッコで囲んだものを付記する。
なお、本発明を後述の実施例の符号と対応させて説明する理由は、本発明の理解を容易にするためであり、本発明の範囲を実施例に限定するためではない。
【００１６】
（本発明）
前記課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、下記の要件を備えたことを特徴とする、
（Ａ01）画像情報に応じたトナー像を像担持体（１６）上に形成するトナー像形成装置（１４〜１７＋ＲＯＳ＋Ｄ）、
（Ａ02）前記像担持体（１６）表面に沿って設定された第１転写領域（Ｑ3）を通って回転移動する中間転写体（Ｂ）、
（Ａ03）前記第１転写領域（Ｑ3）において前記像担持体（１６）表面のトナー像を前記中間転写体（Ｂ）に転写する第１転写器（２１）、
（Ａ04）前記中間転写体（Ｂ）の移動経路に設定された２次転写領域（Ｑ4）に記録シート（Ｓ）を搬送し通過させる記録シート搬送装置（３５〜３８）、
（Ａ05）前記２次転写領域（Ｑ4）において前記中間転写体（Ｂ）および記録シート（Ｓ）を挟持するように配置された、前記中間転写体（Ｂ）の裏面を支持する内側転写ロール（２９）および前記記録シート（Ｓ）の裏面に当接する外側転写ロール（３０）、
（Ａ06）電気的に絶縁された円筒状外側面を有する芯材（２９a）とこの芯材（２９a）の前記円筒状外側面に形成された１層構造の半導電層（２９b）とにより構成された前記内側転写ロール（２９）、
（Ａ07）前記内側転写ロール（２９）の半導電層（２９b）の外表面に接触する電極部材（３１）、
（Ａ08）前記電極部材（３１）および前記外側転写ロール（３０）間に前記中間転写体（Ｂ）表面のトナー像を前記記録シート（Ｓ）に転写する２次転写電圧を印加する２次転写電圧印加手段（３２）、
（Ａ09）導電性材料または半導電性材料により構成された前記芯材（２９a）を有する前記内側転写ロール（２９）、
（Ａ09a）前記電極部材（３１）と前記２次転写領域（Ｑ4）との間を流れる２次転写電流が前記内側転写ロール（２９）の半導電層の全体を円周方向に流れる電流を含むように構成された前記内側転写ロール（２９）。
【００１７】
（本発明の作用）
前記構成を備えた本発明の画像形成装置では、トナー像形成装置（１４〜１７＋ＲＯＳ＋Ｄ）は、画像情報に応じたトナー像を像担持体（１６）上に形成する。中間転写体（Ｂ）は、前記像担持体（１６）表面に沿って設定された第１転写領域（Ｑ3）を通って回転移動する。第１転写器（２１）は、前記第１転写領域（Ｑ3）において前記像担持体（１６）表面のトナー像を前記中間転写体（Ｂ）に転写する。
記録シート搬送装置（３５〜３８）は、前記中間転写体（Ｂ）の移動経路に設定された２次転写領域（Ｑ4）に記録シート（Ｓ）を搬送し通過させる。内側転写ロール（２９）および外側転写ロール（３０）は、前記２次転写領域（Ｑ4）において前記中間転写体（Ｂ）および記録シート（Ｓ）を挟持するように配置される。前記内側転写ロール（２９）は前記中間転写体（Ｂ）の裏面を支持する。また、前記外側転写ロール（３０）は前記記録シート（Ｓ）の裏面に当接する。前記内側転写ロール（２９）は、円筒状外側面を有する芯材（２９a）とこの芯材（２９a）の前記円筒状外側面に形成された１層構造の半導電層（２９b）とにより構成されており、前記芯材（２９a）は電気的に絶縁された状態に保持される。
前記内側転写ロール（２９）は、円筒状外側面を有する芯材（２９a）とその表面に形成された１層構造の半導電層（２９b）とにより構成されるので、構成が簡単で製作が容易である。
【００１８】
電極部材（３１）は、前記内側転写ロール（２９）の半導電層（２９b）の外表面に接触する。２次転写電圧印加手段（３２）は、前記電極部材（３１）および前記外側転写ロール（３０）間に２次転写電圧を印加して、前記中間転写体（Ｂ）表面のトナー像を前記記録シート（Ｓ）に転写する。
２次転写時に前記内側転写ロール（２９）の表面層を形成する半導電層（２９b）表面が転写電圧の印加による電荷注入で帯電しても、その帯電電荷は前記電極部材（３１）に流れるので、内側転写ロール（２９）の表面に帯電電荷の蓄積は生じない。したがって、定電圧転写により２次転写を行った場合、内側転写ロール（２９）の電荷の蓄積による２次転写電流の変化が生じないので、常に安定した転写を行うことができる。
【００１９】
また、前記内側転写ロール（２９）は、前記芯材（２９a）を絶縁材、導電材、または半導電材等で構成することが可能であるが、その材料により、内側転写ロール（２９）を流れる２次転写電流は次のようになる。
〔芯材（２９a）が絶縁材の場合〕
前記２次転写領域（Ｑ4）と前記電極部材（３１）との間を流れる電流は、内側転写ロール（２９）の表面層を形成する前記円筒状の半導電層（２９b）のみを流れる。
〔芯材（２９a）が導電性または半導電性の場合〕
前記２次転写領域（Ｑ4）と前記電極部材（３１）との間を流れる電流は、内側転写ロール（２９）の表面層を形成する前記円筒状の半導電層（２９b）のみを流れる電流と、前記半導電層（２９b）および芯材（２９a）の両方を通る電流とに分けられる。
前記芯材（２９a）が絶縁材、導電材、または半導電材のいずれの場合であっても、２次転写電流は前記円筒状の半導電層（２９b）全体を流れるので、抵抗の不均一な半導電層（２９b）を用いても、転写電界が変化し難く、転写像にムラが発生し難くなる。
すなわち本発明は、円筒状外表面を有する芯材（２９a）とその表面に形成された１層構造の半導電層（２９b）とにより構成される簡素で製造の容易な内側転写ロール（２９）を用いて安定した良好な２次転写を行うことができる。
【００２０】
なお、導電性または半導電性材料により構成された前記芯材（２９a）を有する前記内側転写ロール（２９）を使用した場合の本発明の作用効果の詳細は次のとおりである。
【００２１】
前記内側転写ロール（２９）の芯材（２９a）を導電性または半導電性材料により構成した場合、電極部材（３１）と転写領域との間に流れる電流が、前記芯材（２９a）の内部も通過することになる。
そのため、内側転写ロール（２９）と電極部材（３１）の接触部と転写領域とで、半導電層（２９b）を流れる電流の向きが逆になる。すなわち、前記転写領域を通過するときに、例えば外表面側から芯材（２９a）側に電流が流れた半導電層（２９b）が、電極部材（３１）との接触領域を通過するときには、その半導電層（２９b）を流れる電流の向きは芯材（２９a）側から外表面側となる。このため、転写領域で帯電した半導電層（２９b）表面の電荷は電極部材（３１）との接触領域で電極部材（３１）側に流れるので、比較的抵抗の高い材料を用いても、半導電層（２９b）が帯電することがない。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
本発明の画像形成装置の実施の形態１は、前記本発明において下記の要件を備えたことを特徴とする、
（Ａ010）前記内側転写ロール（２９）の外半径ｒと、前記半導電層（２９b）の厚さｔと、前記半導電層（２９b）と前記電極部材（３１）の周方向の接触幅ｗ1と、２次転写領域（Ｑ4）の周方向の幅ｗ2が次式を満たす前記内側転写ロール（２９）、
ｔ≧〔（πｒ／２）｛ｗ1ｗ2／（ｗ1＋ｗ2）｝〕^1/2 。
【００２３】
（実施の形態１の作用）
本発明の画像形成装置の実施の形態１では、前記内側転写ロール（２９）の外半径ｒと、前記半導電層（２９b）の厚さｔと、前記半導電層（２９b）と前記電極部材（３１）の周方向の接触幅ｗ1と、２次転写領域（Ｑ4）の周方向の幅ｗ2が次式を満たす。
ｔ≧｛（πｒ／２）（ｗ1ｗ2／ｗ1＋ｗ2）｝^1/2 。
この実施の形態１では、電極部材（３１）から２次転写領域（Ｑ4）への電流の経路として次の経路がある。
第１の経路…電極部材（３１）から導電性の芯材（２９a）を経て２次転写領域（Ｑ4）に至る経路、
第２の経路…電極部材（３１）から内側転写ロール（２９）の外周に沿って半導電層（２９b）を通じて２次転写領域（Ｑ4）に至る経路
【００２４】
前記第１の経路の抵抗Ｒ1は
Ｒ1＝（ρ_vｔ／ｌ）｛（１／ｗ1）＋（１／ｗ2）｝
となり、また第２の経路の抵抗Ｒ2は、
Ｒ2＝ρ_vπｒ／２ｔｌ
となる。
前記第２の経路の抵抗Ｒ2が第１の経路の抵抗Ｒ1より小さくなるとき、すなわち、
ｔ＞ 〔 （πｒ／２）｛ｗ1ｗ2／（ｗ1＋ｗ2）｝〕^1/2
のときは、前記２次転写領域（Ｑ4）と前記電極部材（３１）との間を流れる電流は、第２の経路を流れる電流の方が多くなる。

【００２５】
仮に、第１の経路の抵抗Ｒ1が、第２の経路の抵抗Ｒ2より低い場合、電極部材（３１）から２次転写領域（Ｑ4）に流れる電流は、主に第１の経路を流れることになる。ところが、第１の経路の抵抗Ｒ1は、電極部材（３１）と内側転写ロール（２９）の接触部と、２次転写領域（Ｑ4）にある半導電層（２９b）の抵抗だけで決まってしまうので、この部分に存在する半導電層（２９b）の抵抗に大きく依存することになる。したがって、半導電層（２９b）の抵抗の不均一性が大きいと、電極部材（３１）から転写領域に流れる電流が多く変動することになる。
しかしながら、この実施の形態１のように、第２の経路の抵抗Ｒ2が、第１の経路の抵抗Ｒ1より低い場合、電極部材（３１）から２次転写領域（Ｑ4）に流れる電流は、主に第２の経路を流れることになる。すなわち、電極部材（３１）から２次転写領域（Ｑ4）に流れる電流が、半導電層（２９b）全体を流れることになるので、半導電層（２９b）に抵抗の不均一性があっても電極部材（３１）から２次転写領域（Ｑ4）に流れる電流が変動し難くなる。
したがって、半導電層（２９b）の厚みを調節して前記第２の経路の抵抗Ｒ2の値を前記第１の経路の抵抗Ｒ1の値よりも小さくするとにより、さらに半導電層（２９b）の抵抗の不均一性の影響を受け難くすることができる。
【００２６】
（実施の形態２）
本発明の画像形成装置の実施の形態２は、前記本発明または本発明の実施の形態１もしくは実施の形態１のいずれかにおいて下記の要件を備えたことを特徴とする、
（Ａ011）前記内側転写ロール（２９）と前記記録シート（Ｓ）が接する２次転写領域（Ｑ4）から、前記内側転写ロール（２９）表面に沿って円周方向にほぼ半周離れた位置において前記内側転写ロール（２９）表面に接触する前記電極部材（３１）。
【００２７】
（実施の形態２の作用）
本発明の画像形成装置の実施の形態２では、電極部材（３１）と内側転写ロール（２９）と２次転写領域（Ｑ4）が略一直線上に配置されることになる。
前記電極部材（３１）と前記２次転写領域（Ｑ4）との間の半導電層（２９b）を流れる電流の経路には、内側転写ロール（２９）の回転方向に沿って前記２次転写領域（Ｑ4）の上流側と下流側の経路があり、電流はより抵抗の低い経路を主に流れる。したがって、半導電層（２９b）の抵抗が不均一で、一部抵抗値の高いところがあると、この高抵抗部分が内側転写ロール（２９）の回転方向に沿って前記２次転写領域（Ｑ4）の上流側にあるときは、電流は主に下流側の経路を流れ、逆に上流側にあるときは主に下流側を流れる。したがって、電極部材（３１）から転写領域までの内側転写ロール（２９）円周に沿った距離が上流側と下流側で異なると、半導電層（２９b）の抵抗の高抵抗部分が内側転写ロール（２９）の上流側にあるときと下流側にあるときで、電流の流れる経路の長さが異なることになり、電極部材（３１）から転写領域の電流経路の抵抗も変化してしまい、２次転写電界が変化してしまうことになる。
ところが、電極部材（３１）と、内側転写ロール（２９）と、２次転写領域（Ｑ4）を略同一直線上にすると、内側転写ロール（２９）の回転方向に沿って前記２次転写領域（Ｑ4）上流側の経路と下流側の経路を略同一にできるので、電極部材（３１）から２次転写領域（Ｑ4）に流れる電流の経路が内側転写ロール（２９）に沿って前記２次転写領域（Ｑ4）の上流側でも下流側でも、経路の長さが同じになる。こため、電極部材（３１）から２次転写領域（Ｑ4）までの抵抗の変動を抑えることができる。
【００２８】
（実施の形態３）
本発明の画像形成装置の実施の形態３は、前記本発明の実施の形態１ないし実施の形態２のいずれかにおいて下記の要件を備えたことを特徴とする、
（Ａ012）内側転写ロール（２９）の前記芯材（２９a）を接地する接地手段（ＳＷ1）、
（Ａ013）非画像形成時に前記電極部材（３１）から前記接地された芯材（２９a）に流れる電流を検知する芯材電流検知手段（３２a）、
（Ａ014）前記芯材電流検知手段（３２a）の検知電流に応じて画像形成時の２次転写電圧を制御する２次転写電圧制御手段（Ｃ）。
【００２９】
（実施の形態３の作用）
本発明の画像形成装置の実施の形態３では、非画像形成時に前記内側転写ロール（２９）の芯材（２９a）を接地し、電極部材（３１）に電圧を印加して電極部材（３１）から前記接地した芯材（２９a）に流れる電流を検知することで、中間転写体（Ｂ）や記録シート（Ｓ）の影響を受けず、内側転写ロール（２９）の抵抗変動を精度良く検知することができるので、適切な２次転写電圧を印加することができる。
したがって、２次転写領域で与えた電荷の２次転写領域（Ｑ4）外への広がりを防ぎトナー飛散を防止できる抵抗の高いで中間転写体（Ｂ）を使うことができるので、安定して高品質な転写画像が得られることになる。
すなわち、従来技術では、１０¹¹〜１０¹⁴Ωｃｍ程度の体積抵抗率の高い中間転写体（Ｂ）を使用すると、連続して画像形成を行った場合、中間転写体（Ｂ）の表面に電荷の蓄積が生じて転写電流の減少が生じるので、１０⁸〜１０¹¹Ωｃｍのものが多く使用されていたが、本実施の形態３により、１０¹¹〜１０¹⁴Ωｃｍ程度の体積抵抗率の高い中間転写体（Ｂ）を使用しても、安定して高品質な転写画像が得られる。
【００３０】
（実施の形態４）
本発明の画像形成装置の実施の形態４は、前記本発明の実施の形態３において下記の要件を備えたことを特徴とする、
（Ａ015） 体積抵抗率が１０⁸〜１０¹⁴Ωｃｍである前記中間転写体（Ｂ）。
【００３１】
（実施の形態４の作用）
本発明の画像形成装置の実施の形態４では、前記実施の形態３の構成により転写電圧を適切に制御することができるので、前記体積抵抗率が１０⁸〜１０¹⁴Ωｃｍである前記中間転写体（Ｂ）を使用しても、安定して高品質な転写画像を得られる。
【００３２】
【実施例】
次に図面を参照しながら、本発明の画像形成装置の実施の形態の具体例（実施例）を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
図１は、本発明の画像形成装置の全体説明図である。
図１において、カラー複写が可能な画像形成装置Ｆは、上部にコピースタートキー、テンキー、表示部等を有するＵＩ（ユーザインタフェース）と、原稿（図示せず）を載置する透明なプラテンガラス２とを有している。プラテンガラス２の下側には、前記原稿を照明しながら走査する原稿照明ユニット３が配置されている。原稿照明ユニット３は、原稿照明用光源４および第１ミラー５を有している。また、プラテンガラス２の下側には、前記原稿照明ユニット３の移動速度の１／２の速度で移動するミラーユニット６が配置されている。ミラーユニット６は、前記照明用光源４から出射して原稿で反射し、前記第１ミラー５で反射した原稿画像光を反射する第２ミラー７および第３ミラー８を有している。
前記第３ミラー８で反射した原稿画像光は結像レンズ９を通って、ＣＣＤ（カラー画像読取センサ）によりＲ，Ｇ，Ｂのアナログ信号として読み取られる。
【００３３】
ＣＣＤで読み取られたＲ（赤色），Ｇ（緑色），Ｂ（青色）の画像信号は、ＩＰＳに入力される。ＩＰＳの作動はコントローラＣにより制御されている。
また、ＩＰＳは、前記ＣＣＤで得られるＲ，Ｇ，Ｂの読取画像のアナログ電気信号をデジタル信号に変換して出力する画像読取データ出力手段１１および前記ＲＧＢの画像データをＫ（黒）、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、およびＣ（シアン）の画像データに変換して濃度補正、拡大縮小補正等のデータ処理を施し、書込用画像データ（レーザ駆動データ）として出力する画像データ出力手段１２を有している。前記画像データ出力手段１２は前記Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃの画像データを一時的に記憶する画像メモリ１３を有している。
【００３４】
前記ＩＰＳの書込画像データ出力手段１２が出力するＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃの４色の画像書込データ（レーザ駆動データ）は、レーザ駆動信号出力装置１４に入力される。レーザ駆動信号出力装置１４は、入力された画像データに応じた各色Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃの成分の画像のレーザ駆動信号を所定のタイミングで、ＲＯＳ（光走査装置、すなわち、潜像形成装置）に出力する機能を有している。
前記ＲＯＳは、入力された前記レーザ駆動信号により変調されたレーザビームＬにより、１６０ｍｍ／ｓｅｃのスピードで回転する像担持体１６の静電潜像書込位置Ｑ1を走査する。
前記回転する像担持体１６に沿って、像担持体１６の移動方向で前記潜像書込位置Ｑ1の上流側に、像担持体１６を一様に帯電させる帯電ロール１７が配置されている。像担持体１６は、前記帯電ロール１７により一様に帯電された後、前記潜像書込位置Ｑ1において、前記レーザビームＬにより静電潜像が書き込まれるように構成されている。
【００３５】
前記像担持体１６の移動方向に沿って、前記潜像書込位置Ｑ1の下流側の現像領域Ｑ2には、前記静電潜像をトナー像に現像するロータリ式の現像ユニット（現像装置）Ｄが配置されている。前記現像ユニットＤは、回転軸１８周囲に装着したＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色の現像器Ｄk，Ｄy，Ｄm，Ｄcを有しており、前記回転軸１８の回転に伴い、前記各４色の現像器Ｄk，Ｄy，Ｄm，Ｄcが順次前記現像領域Ｑ2に移動するように構成されている。前記現像器Ｄk，Ｄy，Ｄm，Ｄcは、像担持体１６上の静電潜像を、Ｋ（黒）、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）の各色のトナー像に現像する装置である。
前記符号１４〜１７，ＲＯＳ，Ｄ等で示された要素によりトナー像形成装置（１４〜１７＋ＲＯＳ＋Ｄ）が構成されている。
前記回転する像担持体１６の表面に沿って前記現像領域Ｑ2の下流側に設定された１次転写領域Ｑ3には、中間転写ベルト（中間転写体）Ｂおよび１次転写ロール（１次転写器）２１が配置されている。また、回転する像担持体１６に沿って、１次転写領域Ｑ3の下流側には、像担持体クリーナ２２および除電ランプ２３が配置されている。
【００３６】
前記中間転写ベルト（中間転写体）Ｂは、駆動ロール２５、アイドラロール２６、テンションロール２７、ウォーク補正ロール２８（中間転写ベルトＢの幅方向の位置を調節するロール）および内側転写ロール（バックアップロール）２９の５本のロールで張架されており、図示しない駆動装置により前記像担持体１６とほぼ同速度で前記駆動ロール２５を介して矢印方向Ａへ回転する。
【００３７】
前記中間転写ベルトＢの周辺には、２次転写位置Ｑ4において、前記中間転写ベルトＢに対して前記内側転写ロール２９と対向する側にアース（接地）された外側転写ロール３０が配置されている。また、前記内側転写ロール２９にはトナーと逆極性のバイアスを印加されたコントタクトロール３１（電極部材）が接触している。前記コントタクトロール３１および内側転写ロール２９の接触領域（すなわち、コンタクトロール接触領域）は、前記２次転写領域Ｑ4と内側転写ロール２９の中心位置とを結ぶ直線上に配置されている。したがって、内側転写ロール２９表面に沿った前記２次転写領域Ｑ4と前記コンタクトロール接触領域との間の距離は、前記内側転写ロール２９の回転方向に沿って、前記２次転写領域の上流側と下流側で同じ距離に設定されている。
前記符号２９〜３１で示された要素により本実施例１の２次転写器Ｔが構成されている。
【００３８】
前記外側転写ロール３０はアースされ、内側転写ロール２９に接触するコンタクトロールは、２次転写電力印加手段としての転写用電源回路３２（図１、図５参照）に接続されている。この転写用電源回路３２によりコンタクトロール３１を介して前記内側転写ロール２９にトナーと逆極性のバイアス電圧が印加され中間転写ベルトＢ上のトナー像が記録シートＳに転写される。転写用電源回路３２は、コントローラＣにより制御されている。前記外側転写ロール３０は前記内側転写ロール２９から離れた位置に移動した状態で、転写ロールクリーナ３３によりクリーニングされる。
また、前記中間転写ベルトＢの搬送方向で、前記外側転写ロール３０の下流側に、前記中間転写ベルトＢの表面に残留する未転写トナーを除去する中間転写体クリーナ３４が配置されている。前記外側転写ロール３０および前記中間転写体クリーナ３４は、前記中間転写ベルトＢに対し圧接、離間可能に構成されている。
【００３９】
給紙トレイ３５から取り出された記録シートＳは、フィードロール３６により搬送され、レジストロール３７で一旦停止してから所定のタイミングでガイド搬送路３８を通って前記２次転写位置Ｑ4に搬送される。この記録シートＳには、２次転写位置Ｑ4を通過する際に中間転写ベルトＢ上の未定着トナー像が２次転写される。この未定着トナー像が転写された記録シートＳは、シートガイド部材３９上面に沿って移動し、さらに搬送ベルト４０を通って定着位置Ｑ5に搬送される。記録シートＳが前記定着位置Ｑ5を通過するときに記録シートＳ上の未定着トナー像は定着装置４１によって定着され、排紙トレイ４２に排出されるように構成されている。
前記符号３５〜３８で示された要素により本実施例１の記録シート搬送装置（３５〜３８）が構成されている。
【００４０】
（１次転写ロール）
図３は前記図１に示す１次転写ロールの詳細説明図である。
図３において、前記の画像形成装置Ｆに用いた１次転写ロール２１としては、金属性の芯金２１aに四級アンモニウム塩などの導電材を含有させ抵抗を導電〜半導電に制御したウレタンなどの表面層（弾性層）２１bを設けた外径１８ｍｍのロールを使用した。
【００４１】
前記１次転写ロール２１の前記表面層２１bには、その内側面および外側面間の抵抗値（内側および外側間抵抗値）が、１０⁵Ω以上のものを用いた。これより抵抗値が低くなると、１次転写時に、転写部で与えた電荷が、像担持体（感光体ドラム）１６に注入され、いわゆる帯電メモリ現象が発生するので用いることができなかった。また、前記表面層２１bの内側および外側間抵抗値が１０⁹Ω以上のものを用いると、１次転写領域Ｑ3でリトランスファ現象（中間転写体に転写されたトナーが像担持体に戻る現象）が発生し、転写抜けが生じるので用いることができなかった。
なお、前記１次転写ロール２１の抵抗値（内側および外側間抵抗値）の測定法としては、１次転写ロール２１を金属板に両端５００ｇの荷重で押しつけ、１次転写ロール芯金２１aと金属板の間に１０００Ｖの電圧を印加したときの値を用いた。
【００４２】
（中間転写体）
前記の画像形成装置に用いた中間転写体Ｂの材料は、ＰＩ（ポリイミド） 、ＰＶｄＦ（ポリ弗化ビニリデン）やＰＣ（ポリカーボネート）にＣＢ（カーボンブラック）等の抵抗制御剤を混入し体積抵抗率を１０⁷〜１０¹⁵Ωｃｍにしたものであるが、中間転写体Ｂの体積抵抗率が１０⁸Ωｃｍよりも低い場合、１次転写領域Ｑ3で中間転写体Ｂの背面に与えた電荷が中間転写体Ｂの抵抗を通じて転写ニップの外にまで広がるため、中間転写体Ｂ背面にトナーの帯電電位（例えば−）と逆極性の電荷＋が与えられる。
この場合、中間転写体Ｂの表面にはトナーの帯電電位（例えば−）と同極性（−）の帯電電荷（トナーを含む）が付着するので、感光体と中間転写体Ｂが接触する前に感光体から中間転写体Ｂにトナーが転写されてしまうためトナーの飛散がひどく良好な画像が得られず、また中間転写体Ｂの体積抵抗率が１０¹⁵Ωｃｍより高いと、１次転写を繰り返し行う際、前の１次転写で中間転写体Ｂに帯電した電荷が次の１次転写までに減衰せずに残留し、この残留電荷が蓄積されることにより、中間転写体Ｂの帯電電位が高くなり過ぎ、ポストニップ部で火花放電が生じて画像欠陥が発生するので、体積抵抗率が１０⁸〜１０¹⁴Ωｃｍのものが望ましかった。
さらに、中間転写体Ｂの体積抵抗率が１０^1/2Ωｃｍよりも低い場合、１次転写領域を通過したときに帯電した中間転写体Ｂが次に１次転写領域に戻って来る間に帯電電荷が減衰して、中間転写体Ｂがほとんど帯電しなくなり、中間転写体の除電装置が不要となるので、体積抵抗率が１０⁸〜１０^1/2Ωｃｍのものがより望ましかった。また、中間転写体Ｂの材料の厚さが５０μｍ以下の場合、機械的強度が足りずベルトの折れ、破れ等が起こるので、その厚さは５０μｍより厚くした。
【００４３】
図４は本実施例１における中間転写体Ｂの体積抵抗率の測定方法の説明図である。前記中間転写体Ｂの体積抵抗率ρ_vの測定法としては、超高抵抗／微少電流計（アドバンテスト社製Ｒ８３４０Ａ）にＨＲプローブ（三菱油化社製、内側電極直径１６ｍｍ、リング電極内径３０ｍｍ）を接続し中間転写体の表裏面に１０００Ｖを印加した３０秒後の電流値を測定し以下の式で計算して求めた値である。
図４において、電圧印加電極および押さえ板とアース電極との間に中間転写体Ｂを挟み、前記電圧印加電極およびアース電極間に電圧を印加している。この場合の中間転写体Ｂの体積抵抗率ρ_vは次式で表せる。
ρ_v＝２.０１１（Ｖ／Ｉ）×（１／ｔ）×１０⁴（Ωｃｍ）
ここで、Ｖ：印加電圧（Ｖ）、Ｉ：電流値（Ａ）、ｔ:中間転写体厚さ（μｍ）
である。
なお、前記式は次式より得られる。
ρ_v＝π（１.６／２）²×（Ｖ／Ｉ）×（１／ｔ）×１０⁴（Ωｃｍ）
【００４４】
（内側転写ロール）
図５は２次転写器Ｔの詳細説明図である。
図５において、この実施例１に用いた内側転写ロール２９は、電気的にフロートにされた導電性芯金２９aと、その周囲に被覆された半導電層２９bから構成されている。半導電層２９bは、シリコン、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）、ウレタンなどのゴム材や、ＰＶｄＦ（ポリ弗化ビニリデン）、ＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ポリエステル、アクリルなどの樹脂にＣＢ（カーボンブラック）などの帯電防止材を適当量分散させて抵抗値を制御したもので、この実施例１の半導電層２９bの体積抵抗率としては、１０⁶〜１０^1/2Ωｃｍのものを用いた。
また、本実施例１に用いた内側転写ロール２９は、ロール外径が２８ｍｍで、半導電層の厚みが６.５ｍｍ、芯金２９aの径が１５ｍｍ、半導電層２９bの体積抵抗率が１０⁹Ωｃｍのものを用いた。なお、本実施例１において、ロール外径が２８ｍｍで、半導電層の厚みが３〜８ｍｍのものを使用することが可能である。
【００４５】
図６は、前記半導電層２９bの体積抵抗率ρ_vの測定方法の説明図である。
内側転写ロール２９表面の半導電層２９bの体積抵抗率ρ_vは、１インチ幅の銅テープ（図６参照）をロール円周方向に巻き付け、ロールの芯金と銅テープ間に印加電圧１００Ｖを印加して１分後の電流値Ｉを測定し以下の式により計算して求めた値である。
ρ_v＝２πｗＶ／Ｉln（ｒ2／ｒ1）
ここで、Ｖ：印加電圧（Ｖ）、Ｉ：電流値（Ａ）、ｗ：銅テープ幅、ｒ1：芯金径（ｍｍ）、ｒ2：ロール径（ｍｍ）
なお、前記式は次式より得られる。
Ｖ／Ｉ＝ρ_v×｛（ｄｒ／２πｒｗ）のｒ＝ｒ1からｒ2までの積分値｝
【００４６】
（外側転写ロール）
図５において、前記２次転写領域Ｑ4において前記内側転写ロール２９に対向して配置された前記外側転写ロール３０としては、芯金３０aに、シリコン、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）、ウレタンなどにＣＢ（カーボンブラック）などの帯電防止材を適当量分散させた導電性ゴム３０bを被覆した、外径２８ｍｍのものが用いられている。
（コンタクトロール）
図５において、前記内側転写ロール２９に接触する電極部材としての前記コンタクトロール３１は、外径１４ｍｍのＳＵＳ合金製の金属ロールである。また、前記金属ロール製のコンタクトロール３１には前記転写用電源回路３２により２次転写時にトナーと同極性の電圧が印加されるようになっている。
なお、前述したように、内側転写ロール２９表面に沿った前記２次転写領域Ｑ4と前記コンタクトロール接触領域との間の距離は、前記内側転写ロール２９の回転方向に沿って、前記２次転写領域の上流側と下流側で同じ距離に設定されている。
【００４７】
次に、本発明の制御部分について説明する。
図２は実施例１の制御部分のブロック線図である。
図２において、前記コントローラＣは、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、Ｉ／Ｏ（入出力インタフェース）等を有するマイコンにより構成されている。
前記ＵＩ（ユーザインタフェース）には画像形成装置Ｕの現在の設定状態に関する情報の表示等が行われる表示部ＵＩa、コピースタートキーＵＩb、コピー枚数設定キーＵＩc等が設けられている。前記コントローラＣには、前記ＵＩからコピースタート信号およびコピー設定枚数、その他の入力信号が入力されている。
また、コントローラＣには原稿サイズセンサＳＮから検出信号が入力される。コントローラＣは原稿サイズセンサＳＮ（図２参照）からの入力信号に応じて原稿のサイズを検出する機能を有している。
前記コントローラＣは、入力された信号に応じて、転写用電源回路３２の制御信号を出力している。
転写用電源回路３２は、電流計測部３２a（図５参照）を有してる。電流計測部３２aは、２次転写を行った際に、前記内側転写ロール２９から転写ロール３１を流れる電流を計測する。電流計測部３２aで計測された電流値は、コントローラＣへ送られる。
【００４８】
また、前記コントローラＣの前記ＲＯＭには、前記各入力信号に応じて作動するプログラムおよび必要なデータが記憶されている。前記プログラムにより作動するコントローラＣは、用紙サイズ判別手段Ｃ1、２次転写電圧決定手段Ｃ2、転写電流記憶手段Ｃ3等の機能を有している。
前記用紙サイズ判別手段Ｃ1は、前記２次転写位置Ｑ4に搬送される記録シートＳのサイズを判別する。
前記２次転写電圧決定手段Ｃ2は、前記用紙サイズ判別手段Ｃ1により判別された記録シートＳのサイズに応じた２次転写電圧を決定する。なお、前記２次転写電圧決定手段Ｃ2は、記録シートサイズ、記録シート種類（普通紙、ＯＨＰシート等の種類）に対応してあらかじめ設定された２次転写電圧の値を記憶した２次転写電圧決定用のテーブルＣ2Tを有している。
前記転写電流記憶手段Ｃ3は、２次転写領域Ｑ4を流れる電流をモニタする際等に、２次転写領域Ｑ4を記録シートＳが通過する状態または記録シートＳが無い状態等において定電圧転写を行ったときに、前記転写用電源回路３２の電流計測部３２aを通じて得られた電流を記憶する。
【００４９】
（実施例１の作用）
図７は、前記図５に示す転写器Ｔを有する画像形成装置Ｆにおいて、外側転写ロール３０を中間転写体Ｂに接触させ、コンタクトロール（電極部材）３１に定電圧を印加して、コンタクトロール３１から流れる電流値を測定した場合の定性的結果を示す図で、図７Ａは内側転写ロール２９の半導電層２９bの厚さ６.５ｍｍ、ρ_v＝１０⁷Ωｃｍの場合を示す図、図７Ｂは内側転写ロール２９の半導電層２９bの厚さ６.５ｍｍ、ρ_v＝１０¹⁰tΩｃｍの場合を示す図である。
【００５０】
図７Ａにおいて、横軸は経過時間であり内側転写ロール２９の１回転にかかる時間（周期）はｔoで示されている。また、縦軸はコンタクトロール（電極部材）３１から流れる電流値であり、実線で示したのが本実施例１での測定結果（定性的結果）である。
一方、図７Ａの破線は、コンタクトロール（電極部材）３１を外し、内側転写ロール２９の芯金２９aに電圧を印加する従来の構成で、この芯金２９aから流れる電流を測定した結果（定性的結果）を示す図である。実線と破線を比較すると、本実施例１によりロール周期の電流値の変化が抑えられることが分かる。
【００５１】
図７Ｂにおいて、内側転写ロール２９の半導電層２９bの体積抵抗率ρ_vsが１０¹⁰tΩｃｍを超える場合、従来の構成ではロール回転周期で電流値変化するだけでなく、時間が経つにつれ電流値が少なくなっていくという現象が見られたが、本実施例１の構成ではそのような現象は見られなかった。
この理由は、内側転写ロール２９の表面に、２次転写時に外側転写ロール３０側から注入される電荷（トナーの帯電電荷（−）と逆極性（＋）の電荷が蓄積されるため、外側転写ロール３０と内側転写ロール２９との間の抵抗値が増加するためと考えられる。
【００５２】
図８は前記図７の結果が生じる理由（本実施例１では電流値の減少が生じない理由）の説明図で、図８Ａは本実施例１の作用説明図、図８Ｂは従来技術の作用説明図である。
図８Ｂに従来技術において、２次転写電源３２から流れる電流は、芯金２９aから図８Ｂ中の２次転写領域Ｑ4を通って流れる。この電流によって図８Ｂの２次転写領域Ｑ4で、半導電層２９bと中間転写体Ｂの接触部と芯金２９aの間に電位差が生じこの電位差によって半導電層２９bが帯電するが、この電位差がロールが１周する間に消滅しない。したがって、半導電層が幾分帯電したまま再び２次転写領域Ｑ4に突入することになるので、２回転目は１回転目より流れる電流が少なくなる。以降も同様の現象により、半導電層が少しずつ帯電していくので、時間が経つにつれて電流値が少なくなるのである。
【００５３】
これに対して、本実施例１の構成では、図８Ａに示すように２次転写領域Ｑ4で従来例と同様に半導電層２９bが帯電するが、その後コンタクトロール（電極部材）３１との接触領域（コンタクトロール接触領域）では、２次転写領域Ｑ4と逆方向に電流が流れる。すなわち、コンタクトロール接触領域を通過した後は、半導電層２９bは除電された状態になる。この様に、本実施例１の構成では、２次転写領域Ｑ4で帯電してもコンタクトロール３１との接触領域で除電されるので、１０¹⁰tΩｃｍを超える抵抗の半導電層を用いても半導電層が帯電することがないのである。
以上のように、本実施例１によれば比較的抵抗の高い半導電層２９bを用いても、内側転写ロール２９が帯電しないので、安定した転写画像を得ることができ、半導電層２９bの材料選択範囲を広くすることができる。
【００５４】
図９は、前記図５に示す構成の転写器Ｔにおける内側転写ロール２９の半導電層２９bの厚みを変えて構成した画像形成装置Ｆにおいて、外側転写ロール３０を中間転写体Ｂに接触させ、コンタクトロール（電極部材）３１に電圧を印加して、コンタクトロール３１から流れる電流値を測定した実験結果を示す図で、前記図７と同様の図である。
前述の実験において、図９に示すように半導電層２９bの厚みが４ｍｍ以下の場合、本実施例１の構成を用いても電流値の変動を抑えられないという現象がみられた。
【００５５】
次に、前記現象の発生する理由を図１０、図１１により説明する。
図１０は本実施例１の内側転写ロール２９を流れる電流の説明図で、図１０Ａは内側転写ロールの芯金を流れる電流の説明図、図１０Ｂは内側転写ロールの半導電層２９bのみを流れる電流の説明図である。
コンタクトロール（電極部材）３１から２次転写領域Ｑ4への電流の経路として次の経路がある。
第１の経路…コンタクトロール３１から芯材２９aを経て転写領域Ｑ4に至る経路（図１０Ａ参照）。
第２の経路…コンタクトロール３１から内側転写ロールの外周にそって半導電層を通じて転写領域に至る経路（図１０Ｂ参照）。
【００５６】
前記第１の経路の抵抗Ｒ1が、前記第２の経路の抵抗Ｒ2より低い場合、コンタクトロール３１から２次転写領域Ｑ4に流れる電流は、主に（半分以上）第１の経路を流れることになる。ところが、第１の経路の抵抗Ｒ1は、コンタクトロール３１と内側転写ロール２９の接触領域（コンタクトロール接触領域）と、２次転写領域Ｑ4にある半導電層２９bの抵抗だけで決まってしまうので、この部分に存在する半導電層２９bの抵抗に大きく依存することになる。したがって、半導電層２９bの抵抗の不均一性が大きいと、コンタクトロール３１から２次転写領域Ｑ4に流れる電流が多く変動することになる。
【００５７】
一方、前記第２の経路の抵抗Ｒ2が、第１の経路の抵抗Ｒ1より低い場合、コンタクトロール３１から２次転写領域Ｑ4に流れる電流は、主に〔半分以上〕第２の経路を流れることになる。すなわち、コンタクトロール３１から２次転写領域Ｑ4に流れる電流〔の半分以上〕が、半導電層２９bのみを流れることになるので、半導電層２９bに抵抗の不均一性があってもコンタクトロール３１から２次転写領域Ｑ4に至る経路全体の抵抗の変動は小さくなる。この場合、コンタクトロール３１から２次転写領域Ｑ4に流れる電流が変動し難くなる。
【００５８】
図１１は内側転写ロール、外側転写ロール、およびコンタクトロールの接触領域の寸法を示す図である。
図１１において、半導電層２９bの体積抵抗率をρ_v、厚みをｔ、内側転写ロール２９とコンタクトロール３１の軸方向の接触長さをｌ、内側転写ロール２９の外半径をｒ、周方向の接触長さをｗ1、２次転写領域Ｑ4の周方向の幅をｗ2とし、コンタクトロール３１と内側転写ロール２９と２次転写領域Ｑ4が略一直線上にあるとすると、第１の経路の抵抗Ｒ1は
Ｒ1＝ρ_v（t／ｗ1×ｌ）＋ρ_v（t／ｗ2×ｌ）
＝（ρ_vｔ／ｌ）｛（１／ｗ1）＋（１／ｗ2）｝
となり、また第２の経路の抵抗をＲ2とした場合に、半導電層２９bの半円弧常部分の円周方向の長さをπｒで近似し、断面積をｌｔ（軸方向の接触長さｌ×厚みｔ）とすると、
（１／Ｒ2）＝１／｛ρ_v×（πｒ／ｌｔ）｝＋１／｛ρ_v×（πｒ／ｌｔ）｝
となる。この式から、第２の経路の抵抗をＲ2は、
Ｒ2＝ ρ_vπｒ／２ｔｌ
となる。
したがって、第２の経路の抵抗Ｒ2が第１の経路の抵抗Ｒ1より小さくなるとき、すなわち、
ｔ＞ 〔 （πｒ／２）｛ｗ1ｗ2／（ｗ1＋ｗ2）｝〕^1/2
のときは、半導電層に抵抗の不均一性があっても電極部材から転写領域に流れる電流が変動し難くなる。
【００５９】
本実施例１の場合、
ｒ＝１４ｍｍ
ｗ1＝１ｍｍ
ｗ2＝５ｍｍ
であるので、厚みが４.３ｍｍ以上あると、第２の経路の抵抗Ｒ2が第１の経路の抵抗Ｒ1より小さくなり、半導電層２９bの抵抗不均一性の影響を受け難くなる。
以上のように、本実施例１において、半導電層２９bの厚みを前記関係式を満たすように選ぶと、さらに転写電流の変動を受け難く、安定した転写画像を得ることができる。
【００６０】
図１２は本実施例１においてコンタクトロールと内側転写ロールと２次転写領域を略同一直線上になるように配置した理由の説明図であり、図１２Ａは前記内側転写ロールの半導電層の抵抗値にバラツキが有る場合に前記コンタクトロール３１と内側転写ロールと２次転写領域を略同一直線上になるように配置した場合および前記略同一直線上からはずれた位置に配置した場合の時間経過に対する２次転写電流の変化を示す図、図１２Ｂは内側転写ロールの半導電層の高抵抗部分が２次転写領域の内側転写ロール搬送方向上流側に在る場合の２次転写電流の流れを示す図、図１２Ｃは前記高抵抗部分が２次転写領域の内側転写ロール搬送方向下流側に在る場合の２次転写電流の流れを示す図、である。
図１２ＡのグラフＧ1はコンタクトロール３１と内側転写ロール２９と２次転写領域Ｑ4を略同一直線上になるように配置した場合の２次転写電流の変化を示し、グラフＧ2はコンタクトロール３１と内側転写ロール２９と２次転写領域Ｑ4を略同一直線上になる位置から外した位置に配置した場合の２次転写電流の変化を示している。
図１２Ａから分かるように、グラフＧ2では、２次転写電流Ｉが内側転写ロール２９の回転周期ｔoで変化するが、グラフＧ1では２次転写電流Ｉはほぼ一定に保持されている。
【００６１】
図１２Ｂ、図１２Ｃにおいて、例として、半導電層２９bの一部に、他の部分より著しく抵抗が高い高抵抗部分（図１２Ｂ、図１２Ｃの斜線部分）２９cが有る場合）を考える。
図１２Ｂでは内側転写ロール２９の上流側（２次転写領域Ｑ4の上流側）の抵抗が著しく高くなるので、電流は主に内側転写ロール２９の下流側（２次転写領域Ｑ4の下流側）を流れる。同様の理由で、図１２Ｃでは電流が主に内側転写ロール２９の上流側（２次転写領域Ｑ4の上流側）を流れる（図１２Ｂ、図１２Ｃでは、電流の大きさを線の太さであらわした）。
ここで、コンタクトロール３１を内側転写ロール２９と２次転写領域Ｑ4を結ぶ直線上に配置すると、内側転写ロール２９の上流側の経路と下流側の経路の抵抗が略等しくなるので、図１２Ｂでも図１２Ｃでもほほ等しい電流が流れ、電流値が変動することがない。
以上のように、コンタクトロール３１と内側転写ロール２９と２次転写領域Ｑ4が略同一直線上になるように配置すると、内側転写ロール２９の半導電層２９bの抵抗不均一性の影響を受け難<、安定した転写性が得られる。
【００６２】
（実施例２）
図１３は本発明の画像形成装置の実施例２の全体説明図で、前記実施例１の図１に対応する図である。図１４は同実施例２の２次転写器Ｔの詳細説明図で、前記実施例１の図５に対応する図である。
なお、この実施例２の説明において、前記実施例１の構成要素に対応する構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
この実施例２は、下記の点で前記実施例１と相違しているが、他の点では前記実施例１と同様に構成されている。
図１３、図１４に示すこの実施例２の画像形成装置の前記実施例１との違いは、内側転写ロール２９の芯金２９aをアース（接地）する手段（接地手段）ＳＷ1を設けたことである。前記接地手段ＳＷ1をオン（ＯＮ）にした状態で前記２次転写電流検知手段３２a（図１４、図２参照）を用いると、コンタクトロール３１から内側転写ロール２９の半導電層２９bを介して前記接地手段ＳＷ1により接地された芯金２９aに流れる電流（芯材電流）を検知することができるので、内側転写ロール２９の半導電層２９bの内側および外側間抵抗値を検知することが可能になっている。この検知された抵抗値から半導電層２９bの体積抵抗率を求めることができる。なお、前記半導電層２９bの内側および外側間抵抗値の検知は、外側転写ロール３０を離した状態で行う。
本実施例２では、前記２次転写電流検知手段３２aにより、前記接地された芯材２９aに流れる電流を検知する芯材電流検知手段３２aが構成されている。また、コントローラＣは、前記検知電流に応じて画像形成時の２次転写電圧を制御する２次転写電圧制御手段Ｃとしての機能を有している。
【００６３】
図１５は体積抵抗率ρv＝１０⁸Ωｃｍおよび１０¹⁴Ωｃｍの中間転写体Ｂを使用した場合の、従来例の構成（図８Ｂ参照）と実施例２の構成（図８Ａ参照）におけるトナー像転写時の内側転写ロール２９の体積抵抗率と芯材電流検知手段３２aの検知電流（内側転写ロールの帯電量により変化する電流）との関係を示す図である。
なお、前述したように、本実施例２では前記図１４の接地手段ＳＷ1をＯＮにすることにより、内側転写ロール２９の半導電層２９bの抵抗変動を容易に検知することができ、そのときの内側転写ロール２９の半導電層２９bの体積抵抗率を求めることができる。しかしながら、従来例の構成では、前記半導電層２９bの体積抵抗率を求めることはできないので、図１５における従来例の構成における半導電層３２bの体積抵抗率は、前記図６に示す方法によって求めた値である。
図１５から分かるように、本実施例の構成では、中間転写体Ｂの体積抵抗率が１０¹⁴Ωｃｍのような高いを持つを用いても、安定した２次転写電流が得られる。
【００６４】
図１６は実施例２における内側転写ロール２９の体積抵抗率と最適転写電圧との関係を示すグラフである。
この内側転写ロール２９の半導電層２９bの体積抵抗率変動の検知結果にもとづいて、あらかじめ実験などで求めた最適転写電圧（図１６参照）を２次転写時に用いることで、半導電層２９bの体積抵抗率が変動しても、適切な２次転写電流が得られる２次転写電圧を印加することができるので、安定した画像を得ることができる。
以上のように、本実施例２を用いることで、１次転写時にトナー飛散などのない高品質な画像が得られる体積抵抗率の高い中間転写体Ｂを用いても、内側転写ロール２９の半導電層２９bの抵抗変動を安定して検知し、最適な２次転写電圧を印加することができるので、高品質な転写像を安定して得ることができる。
【００６５】
（変更例）
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更実施例を下記に例示する。
（Ｈ01）コンタクトロール３１をアース（接地）して外側転写ロール３０にバイアス電圧を印加することが可能である。
【００６６】
【発明の効果】
前述の本発明の画像形成装置は、下記の効果を奏することができる。
（Ｅ01）内側転写ロールの半導電層と電極部材の接触部から、半導電層と転写手段の接触部までの全てを使って電流を流すので、抵抗の不均一な半導電層を用いても、転写電界が変化し難く、転写像のムラを防止できるという効果を奏する。
（Ｅ02）電極部材との接触領域と転写領域で半導電層を流れる電流が逆向きになるので、半導電層として比較的抵抗の高い材料を用いても帯電することがなく、除電装置を用いずに比較的高い抵抗の中間転写体Ｂを用いることができるので、１次転写時の電界の広がりを押さえることができる。
（Ｅ03）半導電層から芯材を経て流れる電流を少なくした場合には、より半導電層の抵抗の不均一性の影響を受け難くなる。
（Ｅ04）電極部材と、内側転写ロールと、転写領域を略同一直線上にすることで、内側転写ロールの上流例の経路と下流側の経路を略同一にできるので、電極部から転写領域までの抵抗の変動をさらに抑えることができる。
（Ｅ05）非画像形成時に前記内側転写ロールの芯材を接地し、電極部に電圧を印加して電極部から流れる電流を検知することで、中間転写体や記録シートの影響を受けず、内側転写ロールの抵抗変動を精度良く検知することができるので、安定した転写条件の制御が可能になる。
（Ｅ06）１次転写時に中間転写体の抵抗を通じて電界が広がることがなく、また内側転写ロールの抵抗を中間転写体抵抗の影響を受けることなく、検知することができるので、適切な２次転写電圧を定めることができるので、トナー飛散のない高品質な画像が安定して得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の画像形成装置の実施例１の全体説明図である。
【図２】図２は実施例１の制御部分のブロック線図である。
【図３】図３は前記図１に示す１次転写ロールの詳細説明図である。
【図４】図４は本実施例１における中間転写体Ｂの体積抵抗率の測定方法の説明図である。
【図５】図５は２次転写器Ｔの詳細説明図である。
【図６】図６は、前記半導電層２９bの体積抵抗率ρ_vの測定方法の説明図である。
【図７】図７は、前記図５に示す転写器Ｔを有する画像形成装置Ｆにおいて、外側転写ロール３０を中間転写体Ｂに接触させ、コンタクトロール（電極部材）３１に電圧を印加して、コンタクトロール３１から流れる電流値を測定した結果を示す図で、図７Ａは内側転写ロール２９の半導電層２９bの厚さ６.５μｍ、ρ_v＝１０⁷Ωｃｍの場合を示す図、図７Ｂは内側転写ロール２９の半導電層２９bの厚さ６.５μｍ、ρ_v＝１０¹⁰tΩｃｍの場合を示す図である。
【図８】図８は前記図７の結果が生じる理由（本実施例１では電流値の減少が生じない理由）の説明図で、図８Ａは本実施例１の作用説明図、図８Ｂは従来技術の作用説明図である。
【図９】図９は、前記図５に示す構成の転写器Ｔにおける内側転写ロール２９の半導電層２９bの厚みを変えて構成した画像形成装置Ｆにおいて、外側転写ロール３０を中間転写体Ｂに接触させ、コンタクトロール（電極部材）３１に電圧を印加して、コンタクトロール３１から流れる電流値を測定した実験結果を示す図で、前記図７と同様の図である。
【図１０】図１０は本実施例１の内側転写ロール２９を流れる電流の説明図で、図１０Ａは内側転写ロールの芯金を流れる電流の説明図、図１０Ｂは内側転写ロールの半導電層２９bのみを流れる電流の説明図である。
【図１１】図１１は内側転写ロール、外側転写ロール、およびコンタクトロールの接触領域の寸法を示す図である。
【図１２】図１２は本実施例１においてコンタクトロールと内側転写ロールと２次転写領域を略同一直線上になるように配置した理由の説明図であり、図１２Ａは前記内側転写ロールの半導電層の抵抗値にバラツキが有る場合に前記コンタクトロール３１と内側転写ロールと２次転写領域を略同一直線上になるように配置した場合および前記略同一直線上からはずれた位置に配置した場合の時間経過に対する２次転写電流の変化を示す図、図１２Ｂは内側転写ロールの半導電層の高抵抗部分が２次転写領域の内側転写ロール搬送方向上流側に在る場合の２次転写電流の流れを示す図、図１２Ｃは前記高抵抗部分が２次転写領域の内側転写ロール搬送方向下流側に在る場合の２次転写電流の流れを示す図、である。
【図１３】図１３は本発明の画像形成装置の実施例２の全体説明図で、前記実施例１の図１に対応する図である。
【図１４】図１４は同実施例２の２次転写器Ｔの詳細説明図で、前記実施例１の図５に対応する図である。
【図１５】図１５は体積抵抗率ρv＝１０⁸Ωｃｍおよび１０¹⁴Ωｃｍの中間転写体Ｂを使用した場合の、従来例の構成（図８Ｂ参照）と実施例２の構成（図８Ａ参照）における内側転写ロール２９の体積抵抗率と２次転写時の２次転写電流（芯材電流検知手段３２aの検知電流）との関係を示す図である。
【図１６】図１６は実施例２における内側転写ロール２９の半導電層２９bの体積抵抗率と最適転写電圧との関係を示すグラフである。
【図１７】図１７は中間転写体を用いた従来の画像形成装置の説明図である。
【符号の説明】
Ｂ…中間転写体、Ｃ…２次転写電圧制御手段（コントローラ）、Ｑ3…第１転写領域、Ｑ4…２次転写領域、Ｓ…記録シート、ＳＷ1…接地手段、 １６…像担持体、２１…第１転写器、２９…内側転写ロール、２９a…芯材、２９b…１層構造の半導電層、３０…外側転写ロール、３１…電極部材、３２…２次転写電圧印加手段、３２a…芯材電流検知手段（２次転写電流検知手段）、 （１４〜１７＋ＲＯＳ＋Ｄ）…トナー像形成装置、 （３５〜３８）…記録シート搬送装置。

Claims (5)

1. 下記の要件を備えたことを特徴とする画像形成装置、
   （Ａ01）画像情報に応じたトナー像を像担持体上に形成するトナー像形成装置、
   （Ａ02）前記像担持体表面に沿って設定された第１転写領域を通って回転移動する中間転写体、
   （Ａ03）前記第１転写領域において前記像担持体表面のトナー像を前記中間転写体に転写する第１転写器、
   （Ａ04）前記中間転写体の移動経路に設定された２次転写領域に記録シートを搬送し通過させる記録シート搬送装置、
   （Ａ05）前記２次転写領域において前記中間転写体および記録シートを挟持するように配置された、前記中間転写体の裏面を支持する内側転写ロールおよび前記記録シートの裏面に当接する外側転写ロール、
   （Ａ06）電気的に絶縁された円筒状外側面を有する芯材とこの芯材の前記円筒状外側面に形成された１層構造の半導電層とにより構成された前記内側転写ロール、
   （Ａ07）前記内側転写ロールの半導電層の外表面に接触する１個の電極部材、
   （Ａ08）前記１個の電極部材および前記外側転写ロール間に前記中間転写体表面のトナー像を前記記録シートに転写する２次転写電圧を印加する２次転写電圧印加手段、
   （Ａ09）導電性材料または半導電性材料により構成された前記芯材を有する前記内側転写ロール、
   （Ａ09a）前記電極部材と前記２次転写領域との間を流れる２次転写電流が前記内側転写ロールの半導電層の全体を円周方向に流れる電流を含むように構成された前記内側転写ロール。
2. 下記の要件を備えたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置、
   （Ａ010）前記内側転写ロールの外半径ｒと、前記半導電層の厚さｔと、前記半導電層と前記電極部材の周方向の接触幅ｗ1と、転写領域の周方向の幅ｗ2が次式を満たす前記内側転写ロール、
   ｔ≧〔（πｒ／２）｛ｗ1ｗ2／（ｗ1＋ｗ2）｝〕^1/2 。
3. 下記の要件を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置、
   （Ａ011）前記内側転写ロールと前記記録シートが接する転写領域から、前記内側転写ロール表面に沿って円周方向にほぼ半周離れた位置において前記内側転写ロール表面に接触する前記電極部材。
4. 下記の要件を備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置、
   （Ａ012）内側転写ロールの前記芯材を接地する接地手段、
   （Ａ013）非画像形成時に前記電極部材から前記接地された芯材に流れる電流を検知する芯材電流検知手段、
   （Ａ014）前記芯材電流検知手段の検知電流に応じて画像形成時の２次転写電圧を制御する２次転写電圧制御手段。
5. 下記の要件を備えたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置、
   （Ａ015） 体積抵抗率が１０⁸〜１０¹⁴Ωｃｍである前記中間転写体。

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