(57)【要約】【課題】半導電性ロールの絶縁破壊を抑制する。【解決手段】二次転写ロール２００の表面層２３０の電気抵抗Ｒ２は、半導電性層２２０の電気抵抗Ｒ１よりも小さくなるように設定されている。また、表面層２３０から接地されたシャフト２１０に電流が流れた際の二次転写ロール２００の全電気抵抗Ｒ３は、Ｒ１以下になるように設定されている。よって、一点破線の矢印Ｊで示すように、二次転写ロール２００の表面層２３０のニップ部Ｎから入力された電流は、二次転写ロール２００の低抵抗の表面層２３０の全周を流れ、表面層２３０の全周から中心のシャフト２１０に向かって半導電性層２２０に流れる。したがって、二次転写ロール２００の表面層２３０から接地されたシャフト２１０に電流が流れた際の集中放電や局所的な電流密度増加による絶縁破壊が抑制される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接地される導電性の軸と、
前記軸の外周に設けられ、電気抵抗がＲ１の半導電性層と、
前記半導電性層の外周に設けられ、電気抵抗が前記Ｒ１よりも小さいＲ２とされ、電圧が入力される表面層と、
を備える半導電性ロール。
【請求項２】
接地される導電性の軸と、
前記軸の外周に設けられた半導電性層と、
前記半導電性層の外周に設けられ、電圧が入力される表面層と、
を有し、
前記半導電性層の電気抵抗をＲ１とし、前記表面層から接地された前記軸に電流が流れた際の全電気抵抗をＲ３とすると、
Ｒ３≦Ｒ１となるように設定されている半導電性ロール。
【請求項３】
現像剤像が形成され周回移動する無端状のベルト部材における前記現像剤像が形成されない裏面に接触する背面ロールと、
前記背面ロールとで前記ベルト部材を挟むように設けられた転写ロールと、
を有し、
前記背面ロール及び前記転写ロールの一方は、転写電圧が印加される電圧印加ロールとされ、他方は軸が接地された請求項１又は請求項２に記載の半導電性ロールとされている転写装置。
【請求項４】
周回移動する無端状のベルト部材と、
前記ベルト部材に現像剤像を形成する現像剤像形成手段と、
前記ベルト部材に形成された前記現像剤像を記録媒体に転写する請求項３に記載の転写装置と、
を備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導電性ロール、転写装置、及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、導電性の芯材の円筒状外側面に付着された導電性下地層と、この半導電性下地層の外側面を被覆する半導電性表面薄層と、を有する電圧印加ロールが開示されている。この先行技術では、導電性下地層の体積抵抗率をＲ１(Ωｃｍ)とし、半導電性表面薄層の体積抵抗率をＲ２(Ωｃｍ)とすると、Ｒ１＝１０８．０〜１０９．７とされ、Ｒ２≦Ｒ１×１０-２に設定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２８２８１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、絶縁破壊が抑制される半導電性ロールを提供することが課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の半導電性ロールは、接地される導電性の軸と、前記軸の外周に設けられ、電気抵抗がＲ１の半導電性層と、前記半導電性層の外周に設けられ、電気抵抗が前記Ｒ１よりも小さいＲ２とされ、電圧が入力される表面層と、を備えている。
【０００６】
請求項２の半導電性ロールは、接地される導電性の軸と、前記軸の外周に設けられた半導電性層と、前記半導電性層の外周に設けられ、電圧が入力される表面層と、を有し、前記半導電性層の電気抵抗をＲ１とし、前記表面層から接地された前記軸に電流が流れた際の全電気抵抗をＲ３とすると、Ｒ３≦Ｒ１となるように設定されている。
【０００７】
請求項３の転写装置は、現像剤像が形成され周回移動する無端状のベルト部材における前記現像剤像が形成されない裏面に接触する背面ロールと、前記背面ロールとで前記ベルト部材を挟むように設けられた転写ロールと、を有し、前記背面ロール及び前記転写ロールの一方は、転写電圧が印加される電圧印加ロールとされ、他方は軸が接地された請求項１又は請求項２に記載の半導電性ロールとされている。
【０００８】
請求項４の画像形成装置は、周回移動する無端状のベルト部材と、前記ベルト部材に現像剤像を形成する現像剤像形成手段と、前記ベルト部材に形成された前記現像剤像を記録媒体に転写する請求項３に記載の転写装置と、を備えている。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、半導電性層の電気抵抗をＲ１とし、表面層の電気抵抗をＲ２とすると、Ｒ１≦Ｒ２の場合と比較し、表面層から接地された軸に電流が流れた際の半導電性ロールの絶縁破壊が抑制される。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、半導電性層の電気抵抗をＲ１とし、全電気抵抗をＲ３とすると、表面層から接地された軸に電流が流れた際にＲ３＞Ｒ１となる場合と比較し、表面層から接地された軸に電流が流れた際の半導電性ロールの絶縁破壊が抑制される。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は請求項２以外の半導電性ロールを用いた場合と比較し、半導電性ロールの絶縁破壊に起因する転写不良が抑制される。
【００１２】
請求項４に記載の発明によれば、請求項３以外の転写装置を用いた場合と比較し転写不良に起因する画質の低下が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。
【図２】本実施形態の二次転写装置を示す、（Ａ）は概略構成図であり、（Ｂ）は背面ロール及び二次転写ロールの各層の電気抵抗の接続構成を示す回路図である。
【図３】二次転写ロールにおける表面層の電気抵抗と半導電性層の電気抵抗と全電気抵抗と抵抗段差との関係を示すグラフである。
【図４】比較例の二次転写ロールを用いた二次転写装置を示す、（Ａ）は概略構成図であり、（Ｂ）は背面ロール及び比較例の二次転写ロールの各層の抵抗の接続構成を示す回路図である。
【図５】（Ａ）は、比較例の二次転写ロールを用いた二次転写装置におけるニップ部を垂直に切り出した模式図を用いて背面ロールと二次転写ロールとにかかる電圧の分圧を説明する説明図であり、（Ｂ）は本実施形態の二次転写装置におけるニップ部を垂直に切り出した模式図を用いて背面ロールと二次転写ロールとにかかる電圧の分圧を説明する説明図である。
【図６】表面層の電気抵抗が異なる二次転写ロールで、それぞれ連続して記録用紙に画像を形成した場合の全電気抵抗の変化を示すグラフである。
【図７】二次転写ロールの全電気抵抗の測定方法を説明するための、（Ａ）は軸方向と直交する方向から見た側面図であり、（Ｂ）は軸方向から見た正面図である。
【図８】通紙部と非通紙部とを説明するための軸方向と直交する方向から見た二次転写ロールの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の一実施形態に画像形成装置の一例について説明する。
＜全体構成＞
まず、画像形成装置の全体構成について説明する。
【００１５】
図１に示すように、画像形成装置１００は、電子写真方式により各色のトナー像が形成される複数の画像形成ユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋと、各画像形成ユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋにより形成された各色トナー像を中間転写ベルト１５に順次転写（一次転写）させる一次転写部１０と、中間転写ベルト１５上に転写された重畳トナー像を記録媒体である記録用紙Ｐに転写（二次転写）させる二次転写装置２０と、二次転写された画像を記録用紙Ｐ上に定着させる定着装置６０と、を備えている。また、画像形成装置１００は、各装置（各部）の動作や電源１２０などを制御する制御部４０を有している。
【００１６】
画像形成装置１００の各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、表面にトナー像を保持する像保持体の一例としての矢印Ａ方向に回転する感光体１１を、それぞれ備えている。
【００１７】
各感光体１１の周囲には、帯電器１２、潜像形成手段の一例としてのレーザ露光器１３、現像器１４、一次転写ロール１６、及び感光体クリーナ１７の電子写真用デバイスが、回転方向に沿って順次配設されている。
【００１８】
帯電器１２は感光体１１の表面を帯電させ、レーザ露光器１３は帯電した感光体１１に露光ビームＢｍを照射し感光体１１に静電潜像を形成する。現像器１４は、各色成分トナーが収容されており、このトナーによって感光体１１上の静電潜像を現像し、トナー像を形成する（トナーにより静電潜像を可視像化する）。そして、一次転写ロール１６は、感光体１１上に形成された各色のトナー像を一次転写部１０にて中間転写ベルト１５に転写する。また、感光体クリーナ１７は、一次転写されずに感光体１１上に残留した残留トナーを除去する。
【００１９】
そして、このような構成の画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、中間転写ベルト１５の上流側から、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の順に、略直線状に配置されている。
【００２０】
中間転写ベルト１５は、ポリイミドやポリアミド等の樹脂をベース層として、カーボンブラック等の帯電防止剤を適当量含有させた無端状のベルト部材で構成されている。そして、本実施形態の中間転写ベルト１５は、体積抵抗率が１０６Ωｃｍ以上１０１４Ωｃｍ以下となるように設定されている。
【００２１】
中間転写ベルト１５は、各種ロールによって、図に示すＢ方向に定められた速度で周回移動するように構成されている。
【００２２】
なお、上述する各種ロールは、定速性に優れたモータ（図示せず）により駆動されて中間転写ベルト１５を回転させる駆動ロール３１、各感光体１１の配列方向に沿って略直線状に延びる中間転写ベルト１５を支持する支持ロール３２、中間転写ベルト１５に対して一定の張力を与えると共に中間転写ベルト１５の蛇行を防止する補正ロールとして機能する張力付与ロール３３、二次転写装置２０に設けられた背面ロール１５０、中間転写ベルト１５上の残留トナーを掻き取る中間転写ベルトクリーナ３５に設けられたクリーニング背面ロール３４などである。
【００２３】
一次転写部１０は、中間転写ベルト１５を挟んで感光体１１に対向して配置される一次転写ロール１６で構成されている。一次転写ロール１６は、シャフトと、シャフトの周囲に固着された弾性層（スポンジ層）とで構成されている。シャフトは、鉄やステンレス等の金属で構成された円柱棒である。弾性層は、カーボンブラック等の導電剤を配合したＮＢＲとＳＢＲとＥＰＤＭとのブレンドゴムで形成され、体積抵抗率が１０７．５Ωｃｍ以上で１０８．５Ωｃｍ以下とされている。
【００２４】
一次転写ロール１６には、トナーの帯電極性（本実施形態では、マイナス極性）と逆極性の電圧（一次転写バイアス）が印加されるようになっている。これにより、各々の感光体１１上のトナー像が中間転写ベルト１５に順次転写され、中間転写ベルト１５上に重畳されたトナー像が形成される。
【００２５】
図２（Ａ）に示すように、二次転写装置２０は、中間転写ベルト１５の裏面１５Ａに接触する背面ロール１５０と、中間転写ベルト１５の表面（おもてめん（トナー像保持面））１５Ｂに接触する二次転写ロール２００と、を有している。
【００２６】
背面ロール１５０は、シャフト１５２と、シャフト１５２の周囲に設けられた弾性体からなる半導電性層（下地層）１５４と、で構成されている。
【００２７】
具体的には、背面ロール１５０の半導電性層１５４は、発泡エピクロヒドリン及びＮＢＲで構成された単層発泡ロールである。また、背面ロール１５０の表面抵抗率は、１０７Ω／□以上で１０１０Ω／□以下となるように設定され、背面ロール１５０の硬度は６５±５°（アスカーＣ：高分子計器社製、以下同様）になるように設定されている。
【００２８】
また、背面ロール１５０の、シャフト１５２は電気的に浮いた状態となっている。また、背面ロール１５０の外周面１５０Ａには、電源１２０から二次転写電圧が印加される金属製の給電ロール（コンタクトロール）２６が接触している。
【００２９】
一方、二次転写ロール２００は、シャフト２１０と、シャフト２１０の周囲に設けられた弾性体からなる半導電性層（下地層）２２０と、半導電性層２２０の外周に形成された表面層２３０と、で構成されている。なお、表面層２３０は、薄膜であるが、図では実際よりも厚く図示している。
【００３０】
中間転写ベルト１５の表面（おもてめん）１５Ｂ側に配置された二次転写ロール２００は、中間転写ベルト１５に接触し、中間転写ベルト１５に対してニップ部Ｎが形成されている。
【００３１】
シャフト２１０が接地された二次転写ロール２００の外周面２００Ａと、給電ロール２６から給電された背面ロール１５０を介して電圧が印加される中間転写ベルト１５との間には、転写電界Ｅ（図５（Ｂ）参照）が形成される（ニップ部Ｎにおいて転写電界Ｅが形成される）。そして、この転写電界Ｅによって二次転写装置２０に搬送される記録用紙Ｐ上にトナー像が、二次転写される。なお、二次転写ロール２００の詳細は後述する。
【００３２】
図１に示すように、中間転写ベルト１５の二次転写装置２０の下流側には、二次転写後の中間転写ベルト１５上の残留トナーや紙粉を除去し、中間転写ベルト１５の表面１５Ｂをクリーニングする中間転写ベルトクリーナ３５が設けられている。
【００３３】
イエローの画像形成ユニット１Ｙの上流側には、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにおける画像形成タイミングをとるための基準となる基準信号を発生する基準センサ（ホームポジションセンサ）４２が配設されている。また、黒の画像形成ユニット１Ｋの下流側には、画質調整を行うための画像濃度センサ４３が配設されている。なお、基準センサ４２は、中間転写ベルト１５の周長を検地し、検知結果は主に後述する記録用紙Ｐの給紙タイミングに用いられる。
【００３４】
また、本実施形態に係る画像形成装置は、記録用紙Ｐを搬送する搬送手段として、記録用紙Ｐを収容する用紙収容部５０、この用紙収容部５０に集積された記録用紙Ｐを予め定められたタイミングで取り出して搬送する給紙ロール５１、給紙ロール５１により取り出された記録用紙Ｐを搬送する搬送ロール５２、搬送ロール５２により搬送された記録用紙Ｐを二次転写装置２０へと送る搬送ガイド５３、二次転写ロール２００により二次転写された記録用紙Ｐを定着装置６０へと搬送する搬送ベルト５５、記録用紙Ｐを定着装置６０に導く定着入口ガイド５６等を備えている。
【００３５】
（作像プロセス）
次に、本実施形態に係る画像形成装置の基本的な作像プロセスについて説明する。
【００３６】
本実施形態に係る画像形成装置では、図示していない画像読取装置やパーソナルコンピュータ等から出力される画像データを、図示していない画像処理装置によって画像処理を施し、画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋによって作像作業が実行される。
【００３７】
図示してない画像処理装置で施された画像データは、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４色の色材階調データに変換され、各色に対応したレーザ露光器１３に出力される。
【００３８】
各レーザ露光器１３では、入力された色材階調データに応じて、露光ビームＢｍを画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの各々の感光体１１に照射する。画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの各感光体１１では、帯電器１２によって表面が帯電された後、レーザ露光器１３によって表面が走査露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各現像器１４によって、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナー像として現像される。
【００３９】
画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの各感光体１１上に形成された各色のトナー像は、各感光体１１と中間転写ベルト１５とが接触する一次転写部１０において、一次転写ロール１６により、中間転写ベルト１５の表面（おもてめん（トナー像保持面））１５Ｂに順次一次転写され、重ね合わされる。
【００４０】
トナー像が中間転写ベルト１５の表面に順次一次転写された後、中間転写ベルト１５が移動することでトナー像が二次転写装置２０に移動する。一方、搬送手段では、トナー像が二次転写装置２０に移動するタイミングに合わせて給紙ロール５１が回転し、用紙収容部５０から記録用紙Ｐが取り出される。給紙ロール５１により取り出された記録用紙Ｐは、搬送ロール５２により搬送され、搬送ガイド５３を経て二次転写装置２０に搬送される。
【００４１】
なお、記録用紙Ｐが二次転写装置２０に到達する前に、記録用紙Ｐは図示してないレジストロールによって一旦停止される。そして、中間転写ベルト１５が保持したトナー像の移動タイミングに合わせて、図示してないレジストロールが回転することで、記録用紙Ｐの位置とトナー像の位置との位置合わせがなされる。
【００４２】
図２（Ａ）に示すように、二次転写装置２０にタイミングを合わせて搬送された記録用紙Ｐ（図１参照）は、中間転写ベルト１５と二次転写ロール２００との間に挟み込まれ、ニップ部Ｎを通過する。記録用紙Ｐがニップ部Ｎを通過する際には、給電ロール２６からトナーの帯電極性（マイナス極性）と同極性の電圧（二次転写バイアス）が背面ロール１５０に印加され、二次転写ロール２００と背面ロール１５０との間に転写電界Ｅ（図５（Ｂ）参照）が形成される。そして、この転写電界Ｅによって中間転写ベルト１５の表面１５Ｂに保持されたトナー像は、記録用紙Ｐ（図１参照）に二次転写される。
【００４３】
図１に示すように、二次転写装置２０でトナー像が転写された記録用紙Ｐは、中間転写ベルト１５から剥離され用紙搬送方向下流側に設けられた搬送ベルト５５によって定着装置６０に搬送される。定着装置６０に搬送された記録用紙Ｐのトナー像は、定着装置６０によって熱や圧力等の定着処理を受けることで記録用紙Ｐに定着する。そして、トナー像が定着した記録用紙Ｐは、図示してない排出部に設けられた排紙収容部に排出される。
【００４４】
一方、記録用紙Ｐへの転写が終了した後、中間転写ベルト１５上に残った残留トナーは、中間転写ベルト１５の回転に伴って中間転写ベルトクリーナ３５に移動し、中間転写ベルトクリーナ３５によって中間転写ベルト１５上から除去される。なお、中間転写ベルトクリーナ３５では、クリーニング背面ロール３４と対向ロール３６とに中間転写ベルト１５が挟まれ、対向ロール３６に残留トナーを電気的に吸着させて除去している。
【００４５】
（二次転写ロール）
つぎに、二次転写ロール２００の詳細について説明する。
【００４６】
図２（Ａ）に示すように、二次転写ロール２００は、接地される導電性のシャフト２１０と、シャフト２１０の外周に設けられた半導電性層（下地層）２２０と、半導電性層２２０の外周に設けられた表面層２３０と、で構成されている。
【００４７】
シャフト２１０は、鉄やステンレス等の金属で構成された円柱状の棒である。半導電性層２２０は、カーボンブラックやイオン導電材料等の導電剤を配合したゴムなどの弾性体で構成されている。また、半導電性層２２０は、体積抵抗率が１０７．５Ωｃｍ以上で１０８．５Ωｃｍ以下とされ、硬度が７５±５°（アスカーＣ）とされている。また、表面層２３０は、カーボンブラックやイオン導電材料等の導電剤を配合したゴム等で構成され、外周面２００Ａの表面粗さ（Ｒｚ（十点平均粗さ））は２μｍ以下に設定されている。
【００４８】
本実施形態の二次転写ロール２００の半導電性層２２０は、電気抵抗Ｒ１（Ω）が６．０ＬｏｇΩ以上（本実施形態では、約６．５ＬｏｇΩ）になるように設定されている。また、表面層２３０の電気抵抗Ｒ２（Ω）は、導電剤の高含有率化や薄肉化等によって極めて小さくなるように設定されている。つまり、Ｒ１＞Ｒ２となるように設定されている。
【００４９】
また、表面層２３０から接地されたシャフト２１０に電気が流れた際の二次転写ロール２００の全電気抵抗Ｒ３（Ω）とすると、Ｒ３≦Ｒ１となるように設定されている。具体的には、図３に示すグラフの半導電性層２２０の電気抵抗Ｒ１以下となる表面層２３０の電気抵抗Ｒ２、すなわちＫ（Ω）以下が、Ｒ３≦Ｒ１である。なお、図３のグラフのＲ０は、表面層２３０を低抵抗化していった場合に収束する全電気抵抗であり、全電気抵抗Ｒ３の理論上の下限値である。
【００５０】
ここで、二次転写ロール２００の全電気抵抗Ｒ３の測定方法の一例について説明する。
【００５１】
図７に示すように、金属板５００の上に二次転写ロール２００を載せ、シャ０フト２１０の両端に、それぞれ荷重Ｍ（本例では、４．９Ｎ（５００ｇｆ））をかける。このときのニップ部Ｎのニップ幅Ｌは約２．０ｍｍである。また、電流計５０２を介してシャフト２１０を接地する。そして、金属板５００に電圧Ｖ（本例では、１ｋＶ）を印加し、電流計５０２に流れる電流値Ｉを測定する。印加する電圧Ｖ（１ｋＶ）と測定された電流値Ｉから二次転写ロール２００の全電気抵抗Ｒ３が求まる（オームの法則（Ｒ３＝Ｖ／Ｉ））。
【００５２】
＜作用及び効果＞
図２（Ａ）に示すように、給電ロール２６からトナーの帯電極性（マイナス極性）と同極性の電圧（二次転写バイアス）が背面ロール１５０に印加されると、中間転写ベルト１５と二次転写ロール２００と間に転写電界Ｅ（図５（Ｂ）参照）が形成される。給電ロール２６から給電された電流は、背面ロール１５０と中間転写ベルト１５とを介して、二次転写ロール２００の表面層２３０に入力され、接地されたシャフト２１０に流れる。
【００５３】
上述したように、二次転写ロール２００の表面層２３０の電気抵抗Ｒ２は、半導電性層２２０の電気抵抗Ｒ１よりも小さくなるように設定されている。また、表面層２３０から接地されたシャフト２１０に電流が流れた際の二次転写ロール２００の全電気抵抗Ｒ３は、電気抵抗Ｒ１以下になるように設定されている。
【００５４】
よって、図２（Ａ）の一点破線の矢印Ｊで示すように、二次転写ロール２００の表面層２３０のニップ部Ｎから入力された電流は、二次転写ロール２００の低抵抗の表面層２３０の全周を流れ、表面層２３０の全周から中心のシャフト２１０に向かって半導電性層２２０を流れる。
【００５５】
したがって、二次転写ロール２００の表面層２３０から接地されたシャフト２１０に電流が流れた際の集中放電や局所的な電流密度増加による絶縁破壊が抑制される。また、二次転写ロール２００の絶縁破壊に起因する転写不良が抑制されるとともに、転写不良に起因する画質の低下が抑制される。
【００５６】
なお、図２（Ｂ）に示すように、二次転写ロール２００では、ｎ個の抵抗（Ｒ１＋Ｒ２）が並列接続した合成抵抗となり、それぞれの抵抗（Ｒ１＋Ｒ２）の逆数の和の逆数として計算される。
【００５７】
具体的には、
１／Ｒ３＝Σ（１／（Ｒ２+Ｒ１）)
Ｒ３＝（Ｒ２＋Ｒ１）／ｎ
ｎ＝２πｒ/（ニップ部ＮのＮＩＰ幅）
ｒ:二次転写ロール２００の半径
である。
【００５８】
そして、このとき二次転写ロール２００におけるニップ部Ｎとシャフト２１０との間にかかる電圧Ｖ２は、二次転写ロール２００に流れる電流をItotalとすると、
Ｖ２＝Itotal×Ｒ３
＝Itotal×(Ｒ２＋Ｒ１）／ｎ
である。
【００５９】
なお、この図２（Ｂ）のＲ２１は半導電性層１５４の電気抵抗であり、Ｒ３０は中間転写ベルト１５の電気抵抗である。
【００６０】
また、背面ロール１５０は、外周面１５０Ａに接触する給電ロール２６から給電され、シャフト１５２が電気的に浮いた状態である。よって、背面ロール１５０の全電気抵抗Ｒ２３は、シャフト１５２を間に挟んで電気抵抗Ｒ２１が直列接続した合成抵抗となり、それぞれの抵抗の和として計算される。
【００６１】
具体的には、
Ｒ２３＝Ｒ２１＋Ｒ２１
である。
【００６２】
また、背面ロール１５０にかかる電圧Ｖ１は、
Ｖ１＝Itotal×Ｒ２３
＝Itotal×（Ｒ２１＋Ｒ２１）
である。
【００６３】
ここで、図４（Ａ）に示す比較例の二次転写ロール３００は、表面層３３０の電気抵抗をＲ３２とし、半導電性層３２０の電気抵抗をＲ３１とした場合、Ｒ３２≧Ｒ３１に設定されている。また、表面層３３０から接地されたシャフト３１０に電気が流れた際の二次転写ロール３００の全電気抵抗Ｒ３３とすると、Ｒ３３＞Ｒ３１となるように設定されている。
【００６４】
図４（Ｂ）に示すように、比較例の二次転写ロール３００の全電気抵抗Ｒ３３は、電気抵抗Ｒ３２と電気抵抗Ｒ３１とが直列接続した合成抵抗となり、それぞれの抵抗の和として計算される。
【００６５】
具体的には、
Ｒ３３＝Ｒ３２＋Ｒ３１
である。
【００６６】
また、比較例の二次転写ロール３００にかかる電圧Ｖ３は、
Ｖ３＝Itotal×Ｒ３３
＝Itotal×(Ｒ３２＋Ｒ３１）
である。
【００６７】
図５は、ニップ部Ｎを垂直に切り出した模式図であり、１０℃で１５％ＲＨの環境下における背面ロールと二次転写ロールとの間にかかる電圧の分圧の実測値を説明する説明図である。なお、本実測の場合、仕様である転写電界Ｅ（転写電圧５０ｖ）を得るのに必要な電流値は１００μＡである。また、ニップ部Ｎのニップ幅は２ｍｍとした。
【００６８】
なお、背面ロール１５０及び比較例の二次転写ロール３００のような直列接続では各抵抗に流れる電流は同じであるが、各抵抗の大きさに比例して電圧が分圧される。一方、本実施形態の二次転写ロール２００のような並列接続では抵抗の大きさに関係なく各抵抗にかかる電圧は同じであるが、各抵抗に応じて流れる電流が分配される。
【００６９】
図５（Ａ）に示すように比較例の二次転写ロール３００を用いた場合は、背面ロール１５０及び比較例の二次転写ロール３００共に直列接続であるので（図４参照）、各層の電気抵抗の大きさに比例して電圧が分圧される。よって、５００ｖの転写電圧（転写電界Ｅ）を確保するためには給電ロール２６の印加電圧は６７００Ｖが必要である。
【００７０】
これに対して、図５（Ｂ）に示すように、本実施形態の二次転写ロール２００を用いた場合は、背面ロール１５０は直列接続であるが二次転写ロール２００は並列接続であるので（図２参照）、二次転写ロール２００においてはｎ個の電気抵抗（Ｒ１＋Ｒ２）にかかる電圧は同じである（この場合、ｎ個の電気抵抗は同じであるので各電気抵抗に流れる電流も同じである）。よって、５００ｖの転写電圧（転写電界Ｅ）を確保するためには給電ロール２６の印加電圧は４７５０ｖとなる。なお、図５（Ｂ）では、ニップ部Ｎを切り出しているので図示されていないが、図２（Ｂ）のように電気抵抗（Ｒ１＋Ｒ２）は並列にｎ個ある。
【００７１】
したがって、本実施形態の二次転写ロール２００を用いる方が、比較例の二次転写ロール３００を用いるよりも、定格電圧の低い電源を用いて５００ｖの転写電圧（転写電界Ｅ）を確保することができる。
【００７２】
つぎに、本実施形態の二次転写ロール２００を用いることによる抵抗段差Δｒ（電気抵抗の変化）に起因する画像の濃度差の抑制効果について説明する。
【００７３】
図８に示すように、従来の二次転写ロール４００（例えば、比較例の二次転写ロール３００（図４参照）等）を用いた場合、連続して通紙幅が狭い記録用紙（例えば、Ａ４縦送り）Ｐ１に画像を形成したのち、通紙幅が広い記録用紙（例えば、Ａ３縦送りやＡ４横送り）Ｐ２に画像を形成すると、記録用紙Ｐ１が通紙した通紙部Ｓ１と、通紙部Ｓ１の外側の非通紙部Ｓ２と、で画像濃度が異なることがある（通紙部Ｓ１と非通紙部Ｓ２とで画像に濃度差が生じるときがある）。
【００７４】
これは、連続して幅狭の記録用紙Ｐ１に画像を形成すると、剥離放電などによって、二次転写ロールの表面層の通紙部Ｓ１が炭化し、電気抵抗が一時的に低下することが原因と考えられる。つまり、二次転写ロールの通紙部Ｓ１と非通紙部Ｓ２とで電気抵抗が一時的に異なることが原因と考えられる。なお、この二次転写ロールの通紙部Ｓ１と非通紙部Ｓ２との電気抵抗の差を抵抗段差Δｒとする。そして、この抵抗段差Δｒによって、通紙部Ｓ１と非通紙部Ｓ２とで転写電界Ｅに差が生じることで、画像に濃度差が発生すると考えられる。
【００７５】
図３のように、Ｒ０は、表面層２３０を低抵抗化した場合に収束する全電気抵抗であり、全電気抵抗Ｒ３の理論上の下限値である。そして、仮に通紙部Ｓ１の全電気抵抗Ｒ３が下限値であるＲ０になったとしも、表面層の電気抵抗Ｒ２が小さいと、抵抗段差Δｒを小さくすることができる。よって、本実施形態のように、Ｒ２＜Ｒ１とし、Ｒ１≧Ｒ３となるように設定することで、抵抗段差Δｒが小さくなり、濃度差が抑制されると考えられる。
【００７６】
つぎに、本発明を適用することで、抵抗段差Δｒ（電気抵抗の変化）及びこれに起因する濃度差が抑制されることを確認する検証実験について説明する。
【００７７】
具体的には、表面層の電気抵抗Ｒ２が異なる二次転写ロールＣＢ１，ＣＢ２，ＣＢ３、ＣＢ４において、それぞれ１０ｋＰＶ（キロペーパーヴォリューム）連続して記録用紙に画像を形成した場合の全電気抵抗の低下と画像濃度の低下とを確認した。
【００７８】
なお、ＣＢ１は比較例の二次転写ロールであり、ＣＢ２は表面層の電気抵抗が小さい本発明が適用された二次転写ロールであり、ＣＢ３はＣＢ２よりも表面層の電気抵抗が更に小さい本発明が適用された二次転写ロールであり、ＣＢ４は表面層がアルミ製（電気抵抗が０）の二次転写ロールである。
【００７９】
図６は、表面層の電気抵抗Ｒ２が異なる二次転写ロールＣＢ１，ＣＢ２，ＣＢ３、ＣＢ４それぞれにおいて、記録用紙に連続して画像を形成することによる全電気抵抗Ｒ３の低下を示すグラフである。なお、▲が連続画像形成前の全電気抵抗であり、■が連続画像形成後の全電気抵抗である。
【００８０】
この図６のグラフを見ると判るように、比較例の二次転写ロールＣＢ１では、連続後の実測値の抵抗段差Δｒ１は２．８桁（２．８ＬｏｇΩ）であり、理論上の下限値Ｒ０との差である最大の抵抗段差Δｒ１ＭＡＸは３．７桁（３．７ＬｏｇΩ）である。
【００８１】
これに対して本発明が適用された二次転写ロールＣＢ２では、連続後の実測値の抵抗段差Δｒ２は０．７５桁（０．７５ＬｏｇΩ）であり、理論上の下限値Ｒ０との差である最大の抵抗段差Δｒ２ＭＡＸでも１．５桁（１．５ＬｏｇΩ）である。また、本発明が適用された二次転写ロールＣＢ３では、連続後の実測値の抵抗段差Δｒ３及び最大の抵抗段差Δｒ３ＭＡＸ、共に０．５桁（０．５ＬｏｇΩ）未満である。
【００８２】
そして、比較例の二次転写ロールＣＢ１では、抵抗段差Δｒによる画像の濃度差が認めらたが、二次転写ロールＣＢ２及び二次転写ロールＣＢ３では、抵抗段差Δｒによる画像の濃度差は認められなかった。なお、画像濃度はマクベス濃度計で測定した。このように、本実施形態のように、Ｒ２＜Ｒ１とし、Ｒ１≧Ｒ３となるように設定することで、抵抗段差Δｒが小さくなり、濃度差が抑制されることが確認された。
【００８３】
したがって、Ｒ２＜Ｒ１とし、Ｒ１≧Ｒ３となるように設定することで、二次転写ロール２００の抵抗段差Δｒ（電気抵抗値の変化）に起因する転写不良が抑制され、この結果、画質の低下が抑制される。
【００８４】
なお、表面層がアルミ製（電気抵抗が０）の二次転写ロールＣＢ４では、抵抗段差Δｒは理論上発生しない。しかし、記録用紙よりも表面層の抵抗が小さくなるので、記録用紙が接触してない非通紙部に電流が流れ込み、転写電界が維持されないので、転写不良が発生する。
【００８５】
＜その他＞
尚、本発明は、上記実施形態に限定されない。
【００８６】
二次転写ロール２００の半導電性層２２０は、一層で構成されていたが、これに限定されない。半導電性層は、複数層で構成されていてもよい。また、上記実施形態では、二次転写ロール２００は、「Ｒ２＜Ｒ１」と「Ｒ１≧Ｒ３」との両方を満足するように設定されていたが、これに限定されない。いずれか一方のみが満足する設定であってもよい。
【００８７】
また、上記実施形態では、二次転写ロールに本発明の半導電性ロールを適用したが、これに限定されない。例えば、二次転写ロールに転写電圧を印加し、背面ロールのシャフトが接地された構成では、背面ロールに本発明の半導電性ロールを適用することができる。
【００８８】
更に、画像形成装置に用いる他の半導電性ロールにも本発明を適用することができる。例えば、中間転写ベルトクリーナ３５のクリーニング背面ロール３４及び対向ロール３６の一方に本発明の半導電性ロールを用いることができる。
【００８９】
また、例えば、液体現像方式の画像形成装置の転写装置やクリーニング装置にも本発明の半導電性ロールを用いることができる。要は、表面層から接地された軸に電流が流れるように使用する半導電性ロール全般に本発明を適用することができる。
【００９０】
画像形成装置の構成としては、上記実施形態の構成に限られず種々の構成とすることが可能である。
【００９１】
更に、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００９２】
１Ｙ    画像形成ユニット（現像剤像形成手段の一例）
１Ｍ    画像形成ユニット（現像剤像形成手段の一例）
１Ｃ    画像形成ユニット（現像剤像形成手段の一例）
１Ｋ    画像形成ユニット（現像剤像形成手段の一例）
１５      中間転写ベルト（無端状のベルト部材の一例）
２０      二次転写装置（転写装置の一例）
１００      画像形成装置
１５０      背面ロール（電圧印加ロールの一例）
２００      二次転写ロール（転写ロールの一例、半導電性ロールの一例）
２１０      シャフト（導電性の軸の一例）
２２０      半導電性層
２３０      表面層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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