JP2000305395A - 加熱定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 後方トナー飛び散り現象抑制策として、加熱
回転側にトナーと同極性のバイアス電圧を印加した場
合、記録材に含まれるこのバイアス電圧と逆極性の填料
が加熱回転体表面に引き付けられて付着し、この付着し
た填料がトナーを引き付けて加熱回転体及び加圧部材表
面を汚染するという課題があった。 【解決手段】 表面に導電層１３'ｂ、その表面に離型
性層１３'ｃを有する上記回転加熱体１３と、上記導電
層にトナーと同極性のバイアス電圧を印加する定着バイ
アス電圧印加手段１７と、装置周辺の環境検知手段１９
と、この環境検知手段の検知結果に応じて上記定着バイ
アス電圧印加手段１７のＯＮ／ＯＦＦの切り替えを行う
制御手段１８とを備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、多種多様な記録
材を搬送させる記録材搬送装置を有する電子写真方式の
プリンタ、複写機、ファクシミリ、記録装置などに用い
られる加熱定着装置及び該加熱定着装置を適用した画像
形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来の電子写真方式を用いたプリ
ンタ、複写機、ファクシミリなどにおける画像形成工程
の概要を示す図であり、帯電ローラ１(作像手段)で感光
ドラム２(作像手段)の表面を一様にある極性に帯電させ
た後、レーザ等の露光手段３(作像手段)により、感光ド
ラム２を露光した領域のみを除電して潜像を形成する。
そして、現像器４(作像手段)のトナー５を現像ブレード
４ａと現像スリーブ４ｂの問で感光ドラム２の帯電表面
と同極性に摩擦帯電させ、感光ドラム２と現像スリーブ
４ｂが対向する現像ギャップ部においてＤＣ及びＡＣバ
イアス電圧を重畳印加して、電界の作用によりトナーを
浮遊振動させつつ感光ドラム２の潜像形成部に選択的に
付着させた後、転写ローラ１０と感光ドラム２で形成さ
れる転写ニップ部まで該感光ドラムの回転によって搬送
させる。

【０００３】一方、画像を記録される記録材等の記録材
７は、記録材収納箱７’から給送ローラ対７”によって
垂直搬送ローラ対６’まで給送された後、この垂直搬送
ローラ対により転写前搬送ローラ６まで搬送され、更に
この転写前搬送ローラ６により、転写ガイド板９を通じ
て予め規定された進入角度で転写ニップ部まで搬送され
る。この転写前搬送ローラ６から転写ニップ部までの間
には、記録材７がこの領域まで搬送されて来るまでに接
触した様々な部材との摺擦により、記録材表面が帯電し
ている可能性がある為、静電的記録を行うに際して画像
を乱す要因となる。このような不要な帯電を取り除く為
の除電ブラシ８が、搬送中の記録材の背面側に接するよ
うに設けられ、接地されている。

【０００４】このように搬送されてきた記録材７は転写
部において、感光ドラム２上のトナーを静電的に引き付
けて記録材側に移動させるように、トナーと逆極性の高
電圧が不図示の手段で記録材背面の転写ローラ１０に印
加されるとともに、記録材裏面はトナーと逆極性に帯電
され、転写されたトナーを保持し続ける為の転写電荷が
付与される。

【０００５】トナー画像が転写された記録材７は、加熱
回転体１３と加圧ローラ１４で構成される加熱定着器１
２のニップ部まで搬送され、このニップ部を通過すると
きに、加熱加圧されてトナー像を永久固着される。一
方、転写後の感光ドラム表面には極性の異なるトナー等
の付着物がわずかに残るため、転写ニップ部を通過した
後の感光ドラム表面は、クリーニング容器１１の位置に
おいて当接されたクリーニングブレード１１ａにより付
着物を掻き落とされて清掃された後、次回の画像形成に
待機する。

【０００６】以上の工程の中で、画像としてのトナー像
の定着方式としては、熱効率、安全性が良好な接触加熱
型の定着装置が広く知られており、図５に示すような、
金属性円筒芯金１３’ｃの表面にプライマ層１３’ｂを
介して雛型性層１３’ａを形成し、円筒内部にハロゲン
ヒータ１５を内包する熱定着ローラ１３’と、加圧芯金
１４ｃに耐熱性ゴム１４ｂからなる弾性層、その表面に
加圧側離型性層１４ａを形成した加圧ローラ１４とを加
圧当接して構成される熱ローラ定着器。

【０００７】図６に示すような、低熱容量の耐熱性樹脂
フィルム１３”ｃ、その上に導電性プライマ層１３”
ｂ、更にその表面に離型性層１３”ａを形成した定着フ
ィルム１３”とその内側のセラミックヒータ１５Ｉとフ
ィルムガイド部材を兼ねるヒータホルダー１３”ｄと均
一加圧する為の金属ステー１３”ｅで構成される定着フ
ィルムユニットに加圧ローラ１４を加圧当接させるフィ
ルム加熱方式の定着器が主として用いられている。前者
は比較的高速の大型機に用いられ、後者は比較的低速の
小型機に用いられている。特に後者は近年の省エネルギ
ー推進の観点から、従来のハロゲンヒータを内包する円
筒状の金属を定着ローラとして用いる熱ローラ方式に比
べて加圧ローラへの熱伝達効率が高く、装置の立上りも
速い方式として注目され、より高速の機種にも適用され
るようになってきている。

【０００８】以上のような定着装置を用いたプリンター
等の各種画像形性装置は、画質の向上とともに近年益々
そのプリント速度の高速化が強く求めらるようになって
いる。このため、今後、更なる高速化を実現するために
はまず、当然のことながらモータをパワーアップして加
圧ローラ及び定着フィルムの回転速度を上げるととも
に、通過時間の短くなった記録材に十分な熱エネルギー
を供給するため、定着温度を更に高く設定したり、加圧
ローラの加圧力を上げて加熱領域（ニップ幅）を広げ
る、ヒータ基板や定着フィルムの材質を熱伝導性の高い
ものに替えるなどの改良を行う必要がある。

【０００９】しかしながら、このような改良を進めて行
くと、同時に加熱定着部において様々な弊害が生じ易く
なる。その弊害の一つとして、図７の熱ローラ定着方式
の定着器の定着入り口部分の拡大断面図に示すように、
定着の入り口部分の直前において、記録材上のトナーが
部分的に記録材の搬送方向に対して下流側に吹き飛ばさ
れるような現象が発生し、記録速度を上げれば上げるほ
どこの現象が悪化することがある（以下、この現象を
「後方トナー飛び散り」現象と称する）。

【００１０】この「後方トナー飛び散り」現象の発生要
因としては次のようなメカニズムが考えられる。即ち、
定着部において定着される記録材には、通常の環境下で
もある程度の水分を含んでいるため、定着の際、ニップ
部における加熱により水蒸気が発生するが、高速化に伴
って定着温度を上げると、この水蒸気の発生も激しくな
り、逃げ場を求めてニップの前後方向に強く水蒸気を吹
き出すようになる。

【００１１】この時、同時に記録材の搬送速度も速くな
っている為、ニップ入り口部において、記録材上の未定
着トナーには、吹き出す水蒸気の速度に記録材の搬送速
度を合成した風速で水蒸気が吹きつけることになり、ト
ナー像の内で像表層のトナーのように記録材に対する付
着力が比較的弱く表面の気流の影響を受けやすいトナー
の一部が風圧によって後方に飛ばされるものと考えられ
る。この現象は記録材の電気抵抗や表面性及び添加物の
種類によっても大きく左右されるが、特に横線のような
記録材の搬送方向に垂直なパターンのトナー像で最も発
生しやすくなり、そのメカニズムから記録速度を増せば
増すほど悪化する現象である。

【００１２】このような現象に対する抑制策としては、
定着性を確保する必要性から熱的な条件を緩めることは
できないので、トナーの記録材に対する静電的な付着力
を増強する方法が考えられている。例えば、図８に示す
ように、熱ローラ方式では定着ローラの金属部にトナー
と同極性のバイアス電圧を印加し（不図示の導電性ブラ
シを用いて電源１６に接続）、この金属部表面に設けら
れた１５μｍ以上の十分な膜厚を有する絶縁離型層を挟
んで電界を作用させて、記録材上のトーナーを表面側か
ら反発電界によって押え込んだり、逆に加圧ローラ側に
トナーと逆極性（転写電荷と同極性）の電位を誘起し
て、トナーの記録材への付着強度を増す方法が提案され
ている。

【００１３】同様に、フィルム加熱方式の定着器におい
ても、図９に示すように、同様の現象が発生しており、
むしろ同レベルの記録速度の装置同志で比較すると、こ
のフイルム加熱方式の定着器の方に現象が悪化する傾向
が認められる。この要因としては、熱伝達率を高める為
に後者の方式では広いニップ幅を必要とするため、ニッ
プ部分の変形量が熱ローラ方式よりも大きく、水蒸気の
噴出力が高くなることや、熱ローラ方式ではニップ突入
前に記録材表面に接近する定着ローラ表面の輻射熱によ
る予備加熱効果が作用して、事前に記録材表面の表層ト
ナーを一部溶融させて該記録材との密着力を高める作用
があるのに対し、フィルム加熱方式ではフィルムの熱容
量が小さい為に、予備加熱効果が得にくいことなどが考
えられる。

【００１４】この為、フィルム加熱方式では定着フィル
ムの導電層にトナーと同極性のバイアス電圧を印加する
だけでは、この『後方トナー飛び散り」現象の抑制効果
はほとんど得られず、更なる対策が必要となる。この追
加策としては、図１０に示すように、新たにニップ近傍
に接地された除電手段としての除電ブラシ８を設け、こ
の除電ブラシ８を記録材の裏面に接触させたまま、定着
フィルムにトナーと同極性のバイアス電圧を印加しつ
つ、定着動作を行う構成が大きな効果を生じる方法とし
て判明している。

【００１５】そして、その抑制メカニズムとしては、フ
イルムにトナーと同極性のバイアス電圧を印加すること
で、記録材の抵抗を介して記録材裏面側の接地部から上
記バイアス電圧と逆極性の電荷が記録材裏面に誘起さ
れ、この電荷が逆極性のトナーを記録材に引き付けて固
定する作用を増すためと考えられる。

【００１６】いずれの方式に対しても「後方トナー飛び
散り」現象に対する上記の対策は、今後装置を高速化す
る上で非常に重要な技術であり、特に、このような装置
の普及に伴い、世界の様々な気候の国々で様々な使用条
件で使用されるようになると、記録材の水蒸気の発生量
が増大する高温高湿度の環境で使用される確率が高まる
ことが予想され、今後一層、重要度を増して行くものと
考えられる。

【００１７】しかしながら、このように定着ローラやフ
ィルムにトナーと同極性バイアス電圧電圧を印加させる
構成（以下、定着バイアス電圧と称する）では、特定の
記録材を特定の使用方法で長期間使用した場合に新たな
弊害が生じる懸念がある。即ち、上記定着バイアス電圧
を印加することにより、記録材に含まれるトナーと逆極
性の填料が定着ローラや定着フィルム表面に付着する現
象が促進され、この記録材中の填料によって新たに定着
ローラやフィルム表面が汚染され、雛型性の劣化や静電
的な吸着効果によるトナー付着を招き、これらのトナー
が転移して最終的に加圧ローラ表面がトナーで汚染され
て蓄積され、汚れ量が一定量を越えると、記録材の裏面
にトナー汚れとして付着しはじめるという現象が生じる
可能性がある。

【００１８】実際に、マイナス極性に帯電するトナーを
用いる画像形成装置を用いて、プラス極性に帯電し易い
性質を持つ炭酸カルシウムを填料として多く含む記録材
を、この記録材及びその填料が帯電しやすくなるような
低温低湿度環境に放置して、一３００Ｖの定着バイアス
電圧を印加して間欠通記録材耐久を行ったところ、いず
れの定着方式の装置においても数千枚以内の通記録材で
加圧ローラ表面にトナー汚れが発生していた。

【００１９】特に、この記録材で炭酸カルシウム填料が
析出しやすい切断面が定着ニップ部に平行に搬送され、
上記の定着バイアス電圧として一６００Ｖの高電圧を印
加させた場合には汚れの進行が促進され、数百枚程度で
加圧ロ一ラの汚れが確認された。

【００２０】この時の加圧ローラ汚れの発生メカニズム
は図１１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すようなものと考
えられる。まず、図１１（Ａ）ではバイアス電圧電源１
６によって、マイナス極性の定着バイアス電圧が印加さ
れている加熱回転体に炭酸カルシウム填料を含む記録材
が搬送されはじめた時の状態を示しており、定着バイア
ス電圧によって最初に、記録材中のプラスに帯電してい
る炭酸カルシウム５’が加熱回転体表面に静電的に引き
付けられる。

【００２１】次に図１１（Ｂ）のように記録材上のトナ
ーの内、本来の加熱回転体表面と接する領域のトナーに
対しては定着バイアス電圧が作用して十分な離型性を有
して定着されるが、炭酸カルシウムが付着した領域の加
熱回転体表面は離型性自体が低下しているうえ、静電的
にもプラス極性の炭酸カルシウムがマイナス極性のトナ
ーを引き付けやすくなる為、加熱回転体側にトナーが付
着しやすくなり、まず加熱回転体表面がトナー汚れを生
じる。

【００２２】次に、図１１（Ｃ）に示すように加熱回転
体側のトナー汚れは、温度差によるトナーの粘性の差か
らより表面温度が低い側に転移しようとする為、より温
度の低い加圧ローラ側に定着ニップ通過後に転移するよ
うになり、最終的に大半のトナー汚れは加圧ローラ側に
付着するようになって、この付着量が許容量を越えると
記録材の裏面に付着してくるようになるものと考えられ
る。

【００２３】上記の耐久テストは、特定の材種を特殊な
環境下において、一定時間間隔で一定枚数ずつ間欠耐久
し続けるという特殊な条件で行った結果であり、同一の
静電的、温度的条件が揃わなければ、必ずしも実使用上
で同一の現象が再現されるとは限らないが、前述したよ
うに、この種の装置の普及が拡大するにつれて、その使
用環境や使用される記録材に含まれる填料の量及び材質
は今後、益々多様化することが予想される。

【００２４】このような現象は特定地域の記録材と気候
に依存して発生する確率が変化するものであるが、以上
のような弊害を考慮すると、どのような環境や材種にも
対応できるような対策構成を準備しておく必要がある。

【００２５】

【発明が解決しようとしている課題】本発明が解決しよ
うとしている課題は、従来の加熱定着装置は、「後方ト
ナー飛び散り現象」抑制策として、加熱回転側にトナー
と同極性のバイアス電圧を印加した場合に、記録材に含
まれるこのバイアス電圧と逆極性の填料が、このバイア
ス電圧によって加熱回転体表面に引き付けられて付着
し、更にこの付着した填料がトナーを引き付けて加熱回
転体及び加圧部材表面をトナーで汚染してしまうという
点である。

【００２６】この発明は上記のような課題を解消するた
めになされたもので、装置を高速化しても良好な定着画
像を得ることができる加熱定着装置及び該加熱定着装置
を適用して高品質の画像を形成することのできる画像形
成装置を提供することを目的とする。

【００２７】

【課題を解決するための手段】この発明は、以下の構成
を有することを特徴とする加熱定着装置及び画像形成装
置である。

【００２８】（１）未定着トナー画像が形成された記録
材を、回転加熱体と加圧体とが互いに圧接するニップ間
を通過させて、上記未定着トナー画像を上記記録材上に
永久固着させる加熱定着装置において、表面に導電層、
その表面に離型性層を設けた上記回転加熱体と、上記導
電層にトナーと同極性のバイアス電圧を印加する定着バ
イアス電圧印加手段と、装置周辺の環境検知手段と、こ
の環境検知手段の検知結果に応じて上記定着バイアス電
圧印加手段のＯＮ／ＯＦＦの切り替えを行う制御手段と
を備えたことを特徴とする加熱定着装置。

【００２９】（２）環境検知手段として湿度センサを用
い、検知湿度が所定値以上の場合には定着バイアス電圧
印加手段をＯＮし、所定値より低い場合には定着バイア
ス電圧印加手段をＯＦＦすることを特徴とする（１）記
載の加熱定着装置。

【００３０】（３）環境検知手段として、像担持体上に
形成されたトナー像を記録材上へ転写する転写手段の抵
抗値の環境依存特性を用いることを特徴とする（１）記
載の加熱定着装置。

【００３１】（４）転写手段はイオン導電性ゴムからな
ることを特徴とする（３）記載の加熱定着装置。

【００３２】（５）未定着トナー画像が形成された記録
材を、回転加熱体と加圧体とが互いに圧接するニップ間
を通過させて、上記未定着トナー画像を上記記録材上に
永久固着させる加熱定着装置において、表面に導電層、
その表面に離型性層を有する上記回転加熱体と、上記導
電層にトナーと同極性のバイアス電圧を印加する定着バ
イアス電圧印加手段と、装置周辺の環境検知手段と、上
記記録材が搬送されてから該記録材上への画像形成が完
了するまでの間に、上記記録材表面と摺擦する記録材搬
送手段の内、少なくとも一つの記録材搬送手段が記録材
全幅に接触する長さを有し、少なくとも上記記録材の画
像形成面と摺擦する側は導電性を有する上下一対の導電
性弾性記録材搬送ローラと、上記記録材に含まれる所定
の極性を有する填料と逆極性のバイアス電圧を上記導電
性弾性記録材搬送ローラに印加する填料吸着バイアス電
圧印加手段と、環境検知手段の検知結果により所定値の
湿度以上と判断した際には、上記定着バイアス電圧印加
手段にマイナス極性に帯電するトナーと同極性のマイナ
ス極性のバイアス電圧を上記定着バイアス電圧印加手段
で印加するとともに上記填料吸着バイアス電圧印加手段
は０Ｖに固定し、上記環境検知手段の検知結果により所
定値の湿度より低いと判断した際には、上記定着バイア
ス電圧印加手段を０Ｖとするとともに上記填料吸着バイ
アス電圧印加手段にマイナス極性のバイアス電圧を印加
する制御手段とを備えたことを特徴とする加熱定着装
置。

【００３３】（６）記録材に未定着トナー画像を形成担
持させる作像手段と、前記記録材に形成担持させた未定
着トナー画像を該記録材に加熱定着させる加熱定着手段
とを有する画像形成装置において、前記加熱定着手段が
（１）から（５）のうちのいずれか１項記載の加熱定着
装置であることを特徴とする画像形成装置。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
添付図面について説明する。

【００３５】実施の形態１．図１はこの発明の実施の形
態１を示す画像形成装置の概要図であり、前記図４と同
一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。図１
には、定着バイアス電圧印加手段としてのバイアス電圧
電源１６、バイアス電圧切り替えスイッチ１７、制御手
段としてのＣＰＵ１８、環境検知手段としての湿度セン
サ１９が新たに付与されている。この実施の形態１では
湿度センサ１９が相対湿度３０％以上を検知した際に
は、その検知信号をＣＰＵ１８が受け取ってバイアス電
圧切り替えスイッチ１７でバイアス電圧をＯＮさせるよ
うに制御し、湿度に依存して尾引きが悪化することを抑
制するようになっている。

【００３６】逆に湿度センサ１９が湿度３０％未満を検
知した際には、その検知信号をＣＰＵ１８が受け取っ
て、バイアス電圧切り替えスイッチ１７でバイアス電圧
をＯＦＦさせるように制御し、低湿度下で炭酸カルシウ
ム填料を含む記録材７が搬送された場合に、プラスに帯
電しやすい填料が定着手段の加熱回転体表面に付着しや
すくなるのを防止して、填料の付着に起因する加圧ロー
ラ１０のトナー汚染の発生を抑制することができる。

【００３７】熱ローラ定着方式の定着器を有し、９４．
２ｍｍ／秒の記録速度で解像度６００ＤＰＩの画像を形
成可能な画像形成装置に、この実施の形態１の構成を用
いて、３２．５℃／８０％の高温高湿度環境下で従来構
成で尾引き現象が顕著に発生していた４ドット分のライ
ン幅と２７ドット分のスペ一ス幅を有する横線繰り返し
画像パターシを連続プリントさせたところ、定着器の加
熱回転体に-６００Ｖのバイアス電圧が印加されている
限り、尾引き現象はほとんど確認できなくなるまで抑制
されることが確認できた。

【００３８】一方、１５℃／１０％の低温低湿度で炭酸
カルシウムを填料として含む記録材７を用い、２ドット
分のライン幅で１０ｍｍ角の格子パターンを１０分間に
２枚ずつの間欠モードでプリントさせて、加圧ローラの
トナー汚れが発生するまで耐久し続ける試験を、上記定
着器へのバイアス電圧印加を行った場合と行わなかった
場合の２通りの条件を設定して比較した結果、定着バイ
アス電圧を印加させ続けた場合には、初期の数十枚を耐
久させただけですぐに加熱回転体と加圧ローラ表面が白
く変色して炭酸カルシウム填料が付着したことを示し、
２０００枚耐久後には加圧ローラ表面にトナー汚れが発
生したが、定着バイアス電圧を印加させなかった場合に
は２０００枚以上耐久しても明確な加圧ローラ表面の汚
れは発生しなくなった。

【００３９】実施の形態２．図２はこの発明の実施の形
態２を示す画像形成装置の概要図であり、図１と同一部
分には同一符号を付して重複説明を省略する。この実施
の形態２では、転写ローラとしてイオン導電性転写ロー
ラ１０’を用いている。このイオン導電性転写ローラ１
０’はイオン導電性ソリッドゴム（ＮＢＲゴム）の弾性
ローラ部と芯全部で構成され、イオン導電性ソリッドゴ
ムは環境に応じてその抵抗値が容易に十分な差をもって
変化するという特性が顕著であり、一種の環境センサと
して利用する事ができる。

【００４０】具体的には、このイオン導電性転写ローラ
１０’を基準環境となる常温常湿度（Ｎ／Ｎ中心値=２
３℃／６５％ＲＨ）環境に放置して抵抗値を安定させた
後、このイオン導電性転写ローラ１０’に２ｋＶの電圧
を芯全部に印加し、実際の記録速度と同速度で回転させ
たゴムローラ表面からほぼ同速度で回転する感光ドラム
側に流れる電流値から抵抗を算出した値を該イオン導電
性転写ローラ１０’の基準抵抗値とし、環境が変化した
際にも同様の測定を行い、基準抵抗値との差を求め
る。、そして、予め求められている表１に示すような、
各環境と抵抗値範囲の比較表を対応させることによっ
て、その環境を判断するようにプログラムされている。

【００４１】

【表１】

【００４２】このため、このイオン導電性転写ローラ１
０’を用いると、高温低湿や低温高湿度のような極端な
環境条件の検出は不可能なものの、通常のオフィス環境
のような温度１５℃〜４０℃、相対湿度１０％〜８０％
程度の範囲に限定すると、各環境に応じて変化する抵抗
値を高圧電源２０に流れる電流量からＣＰＵ１８で算出
し、その結果を基に、もし、常温常湿度及び高温高湿度
環境であると判断した際には、その信号をＣＰＵ１８が
受け取り、バイアス電圧切り替えスイッチ１７でバイア
ス電圧をＯＮさせるように制御して、湿度に依存して尾
引きが悪化することを抑制する。

【００４３】逆に、低温低湿度であると判断した際に
は、その信号をＣＰＵ１８が受け取り、バイアス電圧切
り替えスイッチ１７でバイアス電圧をＯＦＦさせるよう
に制御して、低湿度下で炭酸カルシウム填料を含む記録
材７が搬送された場合に、プラスに帯電しやすい填料が
定着手段の加熱回転体表面に付着しやすくなるのを防止
して、填料の付着に起因する加圧ローラ１４のトナー汚
染の発生を抑制することができる。従って、実施の形態
１と同様に-６００Ｖのバイアス電圧を用いて比較試験
を行ったところ同様の結果が得られ、３２．５℃／８０
％の高温高湿度環境下で定着器にバイアス電圧が印加さ
れている限り尾引き現象はほとんど確認できなくなるま
で抑制されることが確認できた。

【００４４】一方、１５℃／１０％の低温低湿度で炭酸
カルシウムを填料として含む記録材を用いて、加圧ロー
ラのトナー汚れが発生するまで耐久し続ける試験を、上
記定着器へのバイアス電圧印加を行った場合と行わなか
った場合の２通りの条件を設定して比較した結果、やは
り定着バイアス電圧を印加させ続けた場合には、初期の
数十枚を耐久させただけですぐに加熱回転体と加圧ロー
ラ表面が白く変色して炭酸カルシウム填料が付着したこ
とを示し、２００枚耐久後には加圧ローラ表面にトナー
汚れが発生したが、定着バイアス電圧を印加させなかっ
た場合には２００枚以上耐久しても明確な加圧ローラ表
面の汚れは発生しなくなった。

【００４５】実施の形態３．図３（Ａ）はこの発明の実
施の形態３例を示す画像形成装置の概要図３（Ｂ）はそ
の転写工程周辺部材の上面図である。図３（Ａ）及び
（Ｂ）において、図２と同一部分には同一符号を付して
重複説明を省略する。この実施の形態３では、転写前記
録材搬送ローラ対６の記録材と接する側のローラとし
て、従来の絶縁ゴムから体積抵抗１０⁵〜１０⁸Ωｃｍの
中抵抗を有し、図３（Ｂ）に示すように記録材幅よりも
長い長手長を有した導電性搬送ローラ２２を用い、この
導電性搬送ローラ２２の芯金に定着器１２に接続してい
るバイアス電圧電源１６の配線を分岐させて接続し、一
６００Ｖのバイアス電圧を搬送ローラバイアス電圧切り
替えスイッチ２１を介してＯＮ／ＯＦＦ制御可能とした
構成となっている。

【００４６】この実施の形態３では実施の形態２と同様
にイオン導電性転写ローラ１０’による環境検知を行
い、その結果、常温常湿度環境及び高温高湿度環境であ
ると判断した際には、その信号をＣＰＵ１８が受け取
り、定着手段側バイアス電圧切り替えスイッチ１７でバ
イアス電圧をＯＮさせるように制御し、この時、搬送ロ
ーラバイアス電圧切り替えスイッチ２１はＯＦＦしてお
く。

【００４７】一方、逆に低温低湿度であると検知した際
には、その検知信号をＣＰＵ１８が受け取り、定着手段
側バイアス電圧切り替えスイッチ１７で定着側へのバイ
アス電圧をＯＦＦさせるとともに搬送ローラバイアス電
圧切り替えスイッチ２１をＯＮさせて導電性搬送ローラ
２２に-６００Ｖのバイアス電圧を印加させる。

【００４８】このような制御を行うことで、高湿度下で
は定着側にバイアス電圧を作用させることで、湿度に依
存して尾引きが悪化することを抑制するとともに導電性
搬送ローラ２２にはバイアス電圧が印加されないので、
余分な記録材粉や填料が付着することが無い。一方、低
湿度下では炭酸カルシウム填料を含む記録材が搬送され
た場合、プラスに帯電しやすい填料が導電性搬送ローラ
表面に吸着されるようにして、記録材が定着手段に到達
する前に事前に記録材表面から填料を除去しておくこと
ができる為、加熱回転体表面に炭酸カルシウム填料が付
着しやすくなるのを防止して、填料の付着に起因する加
圧ローラのトナー汚染の発生を抑制することができる。

【００４９】なお、以上の各実施の形態では熱ローラ方
式の定着器を用いた場合を引用しているが、フィルム加
熱方式で定着フィルムにマイナス極性のバイアス電圧を
印加させ、記録材裏面の除電部材を定着ニップ部近傍に
設ける構成においても同等の効果が得られることはいう
までも無い。

【００５０】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、表面に
導電層、その表面に離型性層を有する回転加熱体と、上
記導電層にトナーと同極性のバイアス電圧を印加する定
着バイアス電圧印加手段と、装置周辺の環境検知手段と
を備え、制御手段はこの環境検知手段の検知結果に応じ
て、上記定着バイアス電圧印加手段のＯＮ／ＯＦＦの切
り替えを行うように構成したので、湿度が所定値以上に
高い場合に問題となる装置の高速化に伴う後方トナー飛
び散り現象を抑制するために、トナーと同極性のバイア
ス電圧を印加し、逆に所定の湿度より低い場合には、こ
の定着手段へのバイアス電圧印加をＯＦＦすることで、
炭酸カルシウム填料を有する記録材が搬送された場合に
プラス極性に帯電しやすい炭酸カルシウム填料が上記の
マイナス極性のバイアス電圧によって定着ローラ表面に
付着することを防止でき、結果的に加圧ローラ汚れを防
止することができる。

【００５１】また、記録材搬送ローラにマイナス極性を
印加するように構成したので、定着器に到達する前に記
録材表面から炭酸カルシウム填料を除去しておくことが
でき、定着ローラ表面に炭酸カルシウム填料が付着する
ことをより確実に抑制でき、結果的に加圧ローラ汚れを
防止する加熱定着装置を得ることができる効果がある。

【００５２】そして、この加熱定着装置を適用すること
により、円滑な定着動作により高品質な画像形成動作を
行う画像形成装置を得ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１を示す画像形成装置
の概要図である。

【図２】 この発明の実施の形態２を示す画像形成装置
の概要図である。

【図３】 この発明の実施の形態３を示す画像形成装置
の概要図である。

【図４】 従来の画像形成装置の断面図である。

【図５】 従来の熱ローラ定着器の断面図である。

【図６】 従来のフィルム加熱定着器の断面図である。

【図７】 従来の熱ローラ定着器における後方トナー飛
び散り現象説明図である。

【図８】 従来の熱ローラ定着器における後方トナー飛
び散り対策説明図である。

【図９】 従来のフィルム加熱定着器における後方トナ
ー飛び散り現象説明図である。

【図１０】 従来のフィルム加熱定着器における後方ト
ナー飛び散り対策説明図である。

【図１１】 従来の加圧ローラ汚れメカニズム説明図で
ある。

【符号の説明】

１ 帯電ローラ（作像手段）、２ 感光ドラム（作像手
段）、３ 露光手段（作像手段）、４ 現像器（作像手
段）、７ 記録材、８ 除電ブラシ、１０ 転写ロー
ラ、１Ｏ’ イオン導電性転写ローラ、１２ 定着器、
１３ 加熱回転体、１４ 加圧ローラ、１３” 定着フ
ィルム１３”ａ 絶縁性離型性層、１３”ｂ 導電性プ
ライマ層、１４ 加圧ローラ、１６ バイアス電圧電源
（定着バイアス電圧印加手段）、１７ バイアス電圧切
り換えスイッチ（定着バイアス電圧印加手段）、１８
ＣＰＵ（制御手段）、１９ 湿度センサ（環境検知手
段）、２０ 高圧電源（填料吸着バイアス電圧印加手
段）、２１ 搬送バイアス電圧切り換え手段（填料吸着
バイアス電圧印加手段）、２２ 導電性弾性搬送ローラ
（填料吸着バイアス電圧印加手段）。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 未定着トナー画像が形成された記録材
   を、回転加熱体と加圧体とが互いに圧接するニップ間を
   通過させて、上記未定着トナー画像を上記記録材上に永
   久固着させる加熱定着装置において、表面に導電層、そ
   の表面に離型性層を設けた上記回転加熱体と、上記導電
   層にトナーと同極性のバイアス電圧を印加する定着バイ
   アス電圧印加手段と、装置周辺の環境検知手段と、この
   環境検知手段の検知結果に応じて上記定着バイアス電圧
   印加手段のＯＮ／ＯＦＦの切り替えを行う制御手段とを
   備えたことを特徴とする加熱定着装置。
2. 【請求項２】 環境検知手段として湿度センサを用い、
   検知湿度が所定値以上の場合には定着バイアス電圧印加
   手段をＯＮし、所定値より低い場合には定着バイアス電
   圧印加手段をＯＦＦすることを特徴とする請求項１記載
   の加熱定着装置。
3. 【請求項３】 環境検知手段として、像担持体上に形成
   されたトナー像を記録材上へ転写する転写手段の抵抗値
   の環境依存特性を用いることを特徴とする請求項１記載
   の加熱定着装置。
4. 【請求項４】 転写手段はイオン導電性ゴムからなるこ
   とを特徴とする請求項３記載の加熱定着装置。
5. 【請求項５】 未定着トナー画像が形成された記録材
   を、回転加熱体と加圧体とが互いに圧接するニップ間を
   通過させて、上記未定着トナー画像を上記記録材上に永
   久固着させる加熱定着装置において、表面に導電層、そ
   の表面に離型性層を有する上記回転加熱体と、上記導電
   層にトナーと同極性のバイアス電圧を印加する定着バイ
   アス電圧印加手段と、装置周辺の環境検知手段と、上記
   記録材が搬送されてから該記録材上への画像形成が完了
   するまでの間に、上記記録材表面と摺擦する記録材搬送
   手段の内、少なくとも一つの記録材搬送手段が記録材全
   幅に接触する長さを有し、少なくとも上記記録材の画像
   形成面と摺擦する側は導電性を有する上下一対の導電性
   弾性記録材搬送ローラと、上記記録材に含まれる所定の
   極性を有する填料と逆極性のバイアス電圧を上記導電性
   弾性記録材搬送ローラに印加する填料吸着バイアス電圧
   印加手段と、環境検知手段の検知結果により所定値の湿
   度以上と判断した際には、マイナス極性に帯電するトナ
   ーと同極性のマイナス極性のバイアス電圧を上記定着バ
   イアス電圧印加手段に印加するとともに上記填料吸着バ
   イアス電圧印加手段は０Ｖに固定し、上記環境検知手段
   の検知結果により所定値の湿度より低いと判断した際に
   は、上記定着バイアス電圧印加手段を０Ｖとするととも
   に上記填料吸着バイアス電圧印加手段にマイナス極性の
   バイアス電圧を印加する制御手段とを備えたことを特徴
   とする加熱定着装置。
6. 【請求項６】 記録材に未定着トナー画像を形成担持さ
   せる作像手段と、前記記録材に形成担持させた未定着ト
   ナー画像を該記録材に加熱定着させる加熱定着手段とを
   有する画像形成装置において、前記加熱定着手段が請求
   項１から請求項５のうちのいずれか１項記載の加熱定着
   装置であることを特徴とする画像形成装置。