JP2003208050A

JP2003208050A - 定着装置・画像形成装置

Info

Publication number: JP2003208050A
Application number: JP2002008634A
Authority: JP
Inventors: Toshiji Hachisuga; 利治蜂須賀
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-01-17
Filing date: 2002-01-17
Publication date: 2003-07-25

Abstract

(57)【要約】【課題】転写紙を定着ニップ部に通した場合に定着ベ
ルトに生じる剥離放電跡電位をキャンセルするためにバ
イアス電圧を印加する構成において、定着横黒帯現象の
発生を防止して画質の低下を抑制できるとともに定着ベ
ルトの高寿命化を達成できるようにする。【解決手段】転写紙１０２の搬送間隔（紙間）が定着
ベルト６１の１周長よりも短い場合にのみバイアス電圧
印加手段としての高圧電源１０１により定着ベルト６１
の表面にバイアス電圧を印加し、紙間が定着ベルト６１
の１周長よりも長い場合にはバイアス電圧を印加しない
ようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、ベルト定着方式の定着装置、該
定着装置を有する複写機、プリンタ、ファクシミリ等の
画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ベルト定着方式の定着装置は、例えば内
部に熱源を有する加熱ローラと、表面に弾性層を有する
定着ローラと、これらのローラ間に張架された無端状の
定着ベルトと、定着ベルトを挟んで定着ローラに圧接す
る加圧ローラを有している。定着ローラと加圧ローラの
間にはニップ部が形成され、トナー画像を保持した転写
材（以下、転写紙又は用紙という）がこのニップ部を通
過することにより熱と圧力が加えられてトナーが溶融
し、定着がなされる。定着ベルト１０２の基材として
は、金属、ゴム、樹脂、あるいは繊維（布）等が挙げら
れ、特に樹脂フィルム表面に高抵抗の離型層を設けたも
のが多数実用化されている。ベルト定着方式は、定着ロ
ーラと加圧ローラを圧接してニップ部を形成するいわゆ
るローラ定着方式に比べ、小径のローラでニップ幅を大
きくとれるため装置を小型化できるという利点を有して
いる。しかしながら、ニップ幅を大きくとれるが故にこ
れに起因した問題も生じている。

【０００３】この種の定着装置では、ニップ部に転写紙
を通すと、定着部材（定着ローラ）や加圧部材（加圧ロ
ーラ）と転写紙との摩擦帯電や剥離帯電により、定着部
材や加圧部材が帯電する。ニップ部を転写紙が通過し、
ニップ部の出口で定着ベルト（又は定着ローラ）から剥
離されると、剥離放電が生じ、定着ベルト（又は定着ロ
ーラ）の表面が帯電する。白紙を通紙すると、図８に示
すように、定着ベルトの一般的な表層材料であるシリコ
ンゴム（高抵抗の離型層）の表面、すなわち定着ベルト
の表面はマイナスに帯電するが、転写紙後端が剥離する
際にはプラスに帯電する。その帯電量は、線速が速いほ
ど大きく、また、定着部材の表面に弾性層としてのシリ
コンゴムを用いたフルカラーの定着装置で大きくなる。
また、ベルト定着方式では、ローラ定着方式に比べてニ
ップ幅が広いため、帯電電位が高くなる傾向がある。

【０００４】このプラス帯電の部分はその他の部分と比
較して電位が高いために、紙間（転写紙の搬送間隔）で
減衰せず、定着ベルト上に横帯電位ムラとして残り、こ
の状態のままで次の転写紙の定着がなされる。次の転写
紙の定着では、定着ベルト上に残った横帯ラス電位によ
り画像が乱されてしまうことになる。特にハーフトーン
で顕著であり、ドットが乱れて横黒帯（以下、「定着横
黒帯」という）として定着ベルト周期で発生する。この
異常画像は、ベルト定着方式のなかでも特に、ニップ部
前にプレヒート部分を持った構成において顕著であり、
従来のローラ定着方式に近い構成のものではほとんど発
生しない。これは、プレヒート部分では未定着画像が十
分な圧力がかからない状態で定着ベルト上の電位に影響
されるのに対し、ローラ定着方式に近い構成では未定着
画像が定着ベルトに近づくと直ちにニップ部により圧力
がかかるため、トナー像が動かないためと考えられる。

【０００５】定着横黒帯現象を解決するためには、定着
ベルト上の転写紙剥離放電跡のプラス電位を取り除けば
よい。しかしながら、モノクロ定着装置におけるテフロ
ン（登録商標）のローラと異なり、カラー定着で用いる
シリコンゴムの場合には、定着ベルト上の電位は除電ブ
ラシ程度では除去できない。ローラ定着方式では、テフ
ロン（登録商標）ローラの非画像領域に除電ブラシを当
接させることによりローラ表面を除電できる。定着ベル
トにおける剥離放電跡電位の問題を解決するものとし
て、定着ベルトの表面の材質を導電性にする方法が知ら
れている。これは、主にシリコンゴム内にカーボンなど
の導電性物質を分散して作るものであるが、トナーに対
する離型性が損なわれるため、定着ベルトにトナーが転
移するいわゆるホットオフセット等の副作用が大きい。

【０００６】定着ベルトの表面にバイアス電圧を印加し
て剥離放電跡電位をキャンセルないし低減する方法も知
られている。この中には、定着ベルトに当接したブラシ
やブレードにバイアス電圧を印加する方法や、特開平１
０−２２１９８３号公報や特開２０００−３０５３８８
号公報に記載されているように、定着ベルト表面に接触
するローラを介してバイアス電圧を印加する方法があ
る。これらの方法は、定着ベルト上に均一にバイアス電
圧を印加することができ、定着横黒帯に対して有効であ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電気的
に高抵抗な定着ベルト表面にバイアス電圧を印加するこ
とによって剥離放電跡電位をキャンセルするには高圧バ
イアス（２〜３ｋＶ）が必要であり、定着ベルト表面の
高抵抗層にキズやピンホール等があるとリークが発生す
る。初期的に存在するキズやピンホールについては装置
組付け時に選別することにより排除することができる
が、定着ベルトの表面層内部に気泡状に存在するものに
ついては目視及びリーク検査により抽出することは困難
である。このような潜在的に欠陥を有する定着ベルトに
対して高圧のバイアス電圧を印加し続けた場合、経時で
気泡により表面層の総厚が薄い部位で絶縁破壊が発生
し、リークが発生する。初めは微小なリークであるが、
リークを繰り返すことによって表面層の物理的な破壊ひ
いては定着ベルトの基材の破壊が始まる。すなわち、定
着ベルトに高圧のバイアス電圧を印加し続けることは定
着ベルトひいては定着装置の寿命を短くすることに他な
らない。この不具合は印加するバイアス電圧が高いほど
大きい。

【０００８】そこで、本発明は、定着横黒帯の発生を防
止して画質の低下を抑制できるとともに定着ベルトの高
寿命化を達成できる定着装置、該定着装置を備えた画像
形成装置の提供を、その主な目的とする。

【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、請求項１記載の発明では、表面に離型層を有する定
着ベルトと、該定着ベルトとニップ部を形成する加圧ロ
ーラと、上記定着ベルトの表面にバイアス電圧を印加す
るバイアス電圧印加手段を有し、上記ニップ部でトナー
像を保持した転写材を挟持・搬送して定着を行う定着装
置において、上記転写材の搬送間隔が上記定着ベルトの
１周長よりも短い場合にのみバイアス電圧を印加する、
という構成を採っている。

【００１０】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
定着装置において、上記転写材の搬送方向のサイズに応
じて印加するバイアス電圧の値を変化させる、という構
成を採っている。

【００１１】請求項３記載の発明では、請求項１記載の
定着装置において、上記転写材の搬送方向のサイズが所
定値以下の場合には印加するバイアス電圧の値を低くす
る、という構成を採っている。

【００１２】請求項４記載の発明では、請求項１記載の
定着装置において、上記転写材の搬送方向のサイズが短
く、且つ、上記定着ベルトに対する放電跡ランクが許容
値以上の場合にはバイアス電圧を印加しない、という構
成を採っている。

【００１３】請求項５記載の発明では、請求項１記載の
定着装置において、上記定着ベルトの上記転写材の後端
部分に対応する部分にのみバイアス電圧を印加する、と
いう構成を採っている。

【００１４】請求項６記載の発明では、像担持体上に形
成されたトナー像を転写材に転写し、該転写材を定着装
置に通して定着を行う画像形成装置において、上記定着
装置が、請求項１乃至５の何れかに記載のものである、
という構成を採っている。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施形態を
図１乃至図６に基づいて説明する。先ず、図１に基づい
て本実施形態における画像形成装置としての電子写真方
式カラープリンタ（以下、単にカラープリンタという）
１の概略構成及び動作を説明する。カラープリンタ１
は、感光体ユニット１０と、書き込み光学ユニット２０
と、現像手段としての現像ユニット３０と、中間転写ユ
ニット４０と、転写手段としての２次転写ユニット５０
と、定着装置６０と、両面印刷用紙反転ユニット７０等
を有している。カラープリンタ１は、Ｂｌａｃｋ：黒
（以下、Ｂｋという）、Ｃｙａｎ：シアン（以下、Ｃと
いう）、Ｍａｇｅｎｔａ：マゼンタ（以下、Ｍとい
う）、Ｙｅｌｌｏｗ：イエロー（以下、Ｙという）のカ
ラー画像を感光体ユニット１０の像担持体としての感光
体ベルト１１上に順次顕像化し、これらを重ね合わせて
最終的な４色フルカラー画像を形成する。

【００１６】ベルト状の像担持体としての感光体ベルト
１１は矢印Ａで示す時計回り方向に回転し、その周りに
は、感光体クリーニング装置１２、帯電ローラ１３、現
像ユニット３０の選択された現像器、中間転写ユニット
４０の中間転写ベルト４１などが配置されている。感光
体ベルト１１は、駆動ローラ１４、１次転写対向ローラ
１５、張架ローラ１６間に張架され、矢印Ａ方向に図示
しない駆動モータによって回転移動する。なお、つなぎ
目のある感光体ベルト１１を用いる場合には、感光体ベ
ルト１１端部の非画像領域につなぎ目マークを設け、図
示しないセンサにより検出を行い、つなぎ目を避けて画
像形成を行う。

【００１７】書き込み光学ユニット２０は、カラー画像
データを光信号に変換して、各色画像に対応した光書き
込みを行い、感光体ベルト１１に静電潜像を形成する。
書き込み光学ユニット２０は、光源としての半導体レー
ザー２１、図示しないレーザー発光駆動制御部、ポリゴ
ンミラー２２、３つの反射ミラー２３ａ，２３ｂ，２３
ｃ等で構成されている。

【００１８】現像ユニット３０は、Ｂｋ現像器３１Ｋ、
Ｃ現像器３１Ｃ、Ｍ現像器３１Ｍ、Ｙ現像器３１Ｙと、
各現像器を図中左右方向へ移動させ感光体ベルト１１に
対し接離動作を行う図示しない接離機構等で構成されて
いる。各現像器３１Ｋ，３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｙは、感
光体ベルト１１表面の静電潜像を現像するために現像剤
を表面に担持して回転する現像スリーブ３２Ｋ，３２
Ｃ，３２Ｍ，３２Ｙと、現像剤を汲み上げて攪拌するた
めに回転する現像剤パドル３３Ｋ，３３Ｃ，３３Ｍ，３
３Ｙと、現像剤を収容する現像剤収容ケース３４Ｋ，３
４Ｃ，３４Ｍ，３４Ｙ等で構成されている。各現像剤収
容ケース３４Ｋ，３４Ｃ，３４Ｍ，３４Ｙには、現像剤
としての各色のトナーからなる一成分現像剤がそれぞれ
収容されている。図示の例では、装置本体下側から順
に、黒トナーを収容したＢｋ現像器３１Ｋ、シアントナ
ーを収容したＣ現像器３１Ｃ、マゼンタトナーを収容し
たＭ現像器３１Ｍ、イエロートナーを収容したＹ現像器
３１Ｙが設けられている。

【００１９】各現像器３１Ｋ，３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｙ
内のトナーは所定の極性に帯電され、また、各現像スリ
ーブ３２Ｋ，３２Ｃ，３２Ｍ，３２Ｙには図示しない現
像バイアス電源によって現像バイアスが印加され、現像
スリーブ３２Ｋ，３２Ｃ，３２Ｍ，３２Ｙが感光体ベル
ト１１に対して所定電位にバイアスされている。また、
上記接離機構は、図示しないモータから各現像器３１
Ｋ，３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｙに駆動を伝達するための図
示しない電磁クラッチがオンになるとその駆動力で現像
剤収容ケース３４Ｋ，３４Ｃ，３４Ｍ，３４Ｙを感光体
ベルト１１側（図中右側）に移動させるようになってい
る。現像時には、各現像器３１Ｋ，３１Ｃ，３１Ｍ，３
１Ｙのうち選択されたいずれか一つが移動し、感光体ベ
ルト１１に当接する。一方、電磁クラッチをオフにして
駆動伝達を解除すると、感光体ベルト１１に当接してい
た現像器が感光体ベルト１１から離間する方向（図中左
側）に移動する。

【００２０】カラープリンタ本体の待機状態では、現像
ユニット３０のいずれの現像器３１Ｋ，３１Ｃ，３１
Ｍ，３１Ｙも感光体ベルト１１と離間した位置にセット
されている。プリント動作が開始されると、カラー画像
データに基づき、レーザー光による光書き込み、静電潜
像形成が始まる（以下、Ｂｋ画像データによる静電潜像
をＢｋ静電潜像という。Ｃ、Ｍ、Ｙについても同様）。
Ｂｋ静電潜像の先端部から現像可能とすべく、Ｂｋ現像
位置にＢｋ静電潜像の先端部が到達する前にＢｋ現像ス
リーブ３２Ｋを回転開始して、Ｂｋ静電潜像をＢｋトナ
ーで現像する。以後、Ｂｋ静電潜像領域の現像動作を続
けるが、Ｂｋ静電潜像の後端部がＢｋ現像位置を通過し
た時点で、Ｂｋ現像器３１Ｋが感光体ベルト１１から離
間し、速やかに次の色の現像器が感光体ベルト１１に当
接する。これは少なくとも、次の画像データによる静電
潜像先端部が現像位置に到達する前に完了させる。

【００２１】中間転写ユニット４０は、ベルト状の像担
持体としての中間転写ベルト４１、ベルトクリーニング
装置４２、位置検出用センサ４３等で構成されている。
中間転写ベルト４１は、駆動ローラ４４、１次転写ロー
ラ４５、２次転写対向ローラ４６、クリーニング対向ロ
ーラ４７及びテンションローラ４８に張架されており、
図示しない駆動モータにより矢印Ｂ方向に駆動制御され
る。中間転写ベルト４１端部の非画像領域には図示しな
い複数の位置検出用マークが設けられており、これらの
位置検出用マークのうちのいずれか一つ（画像形成動作
開始時に位置検出用センサ４３を最初に通過した位置検
出用マーク）を位置検出用マークで検出し、この検出タ
イミングで画像形成を開始する。

【００２２】べルトクリーニング装置４２は、クリニー
ングブラシ４２ａ、図示しない接離機構等で構成されて
おり、１色目のＢｋ画像を中間転写ベルト４１に転写し
ている間、及び、２、３、４色目の画像を中間転写ベル
ト４１に転写している間は接離機構によって中間転写ベ
ルト４１面からクリニーングブラシ４２ａを離間させて
おく。中間転写ベルト４１面からクリーニングされたト
ナーは、中間転写ユニット４０内部（内方空間）に設け
られた廃トナータンク４９に蓄えられる。

【００２３】装置本体下部に設けられた転写紙カセット
８０内には、転写材としての転写紙が収容されており、
該転写紙は給紙コロ８１ａ、８１ｂ、８１ｃによってレ
ジストローラ対８２へ向けて給紙、搬送される。カラー
プリンタ１の右側面には、ＯＨＰ用紙や厚紙などの手差
し給紙用の手差しトレイ８３が設けられている。

【００２４】２次転写ユニット５０は、２次転写ローラ
５１、該２次転写ローラ５１を中間転写ベルト４１に対
して接離するためのクラッチ等を備えた図示しない揺動
機構等で構成されている。転写紙が転写位置に到達する
タイミングに合わせて２次転写ローラ５１が揺動機構の
回転軸を中心に揺動する。２次転写ローラ５１と２次転
写対向ローラ４６とにより転写紙と中間転写ベルト４１
とを一定の圧力で接触させる。２次転写ローラ５１は中
間転写ユニット４０に設けられた図示しない位置決め部
材により２次転写対向ローラ４６との平行度の位置精度
が保たれている。２次転写ローラ５１に設けた図示しな
い位置決めコロにより、中間転写ベルト４１に対する２
次転写ローラ５１の接触圧を均一にしている。２次転写
ローラ５１を中間転写ベルト４１に接触させると同時
に、２次転写ローラ５１はトナーと逆極性の転写バイア
スを印加され、中間転写ベルト４１上の重ねトナー像を
転写紙に一括転写する。

【００２５】上記構成のカラープリンタ１において、画
像形成サイクルが開始されると、まず感光体ベルト１１
は矢印Ａの時計回り方向に、中間転写ベルト４１は矢印
Ｂの反時計回り方向に図示しない駆動モータによって回
転される。中間転写ベルト４１上に設けられた図示しな
い位置検出用マークを位置検出用センサ４３で検出し、
位置検出用マークの検知タイミングに応じて感光体ベル
ト１１上にＢｋトナー像形成、Ｃトナー像形成、Ｍトナ
ー像形成、Ｙトナー像形成が行われ、最終的にＢｋ、
Ｃ、Ｍ、Ｙの順に中間転写ベルト４１上に重ねてトナー
像が形成される。このとき、１次転写ローラ４５に印加
するバイアスは順次電圧を高くすることが一般的である
が、中間転写ベルト４１の抵抗特性等に応じて異なる。

【００２６】Ｂｋトナー像形成は次のように行われる。
図示しない電源の印加電圧により、帯電ローラ１３は感
光体ベルト１１を一様に帯電する。書き込みのためのレ
ーザー光ＬＤはＢｋカラー画像信号に基づいて露光を行
う。この露光が行われたとき、当初一様荷電された感光
体ベルト１１の露光された部分は、露光光量に比例する
電荷が消失し、Ｂｋ静電潜像が形成される。このＢｋ静
電潜像にＢｋ現像スリーブ３２Ｋ上のＢｋトナーが接触
することにより、感光体ベルト１１の電荷が残っている
部分にはトナーが付着せず、電荷の無い部分すなわち露
光された部分にはＢｋトナーが吸着され、静電潜像と相
似なＢｋトナー像が形成される。感光体ベルト１１上に
形成されたＢｋトナー像は、１次転写位置において中間
転写ベルト４１に接する。この１次転写位置では、１次
転写ローラ４５と１次転写対向ローラ１５とにより中間
転写ベルト４１と感光体ベルト１１との間にニップが形
成されており、１次転写ローラ４５にＢｋトナー像と逆
極性のバイアスを印加することによりＢｋトナー像を中
間転写ベルト４１に転写する。

【００２７】感光体ベルト１１上の若干の未転写残留ト
ナーは、感光体ベルト１１の再使用に備えて感光体クリ
ーニング装置１２で清掃される。ここで回収されたトナ
ーは図示しない回収パイプを経由して図示しない廃トナ
ータンクに蓄えられる。

【００２８】感光体ベルト１１側では、Ｂｋ画像形成工
程の次にＣ画像形成工程に進み、位置検出用センサ４３
の検知タイミングに応じてＣ画像データによるレーザー
光ＬＤによる書き込みが行われ、Ｃ静電潜像が形成され
る。先のＢｋ静電潜像の後端部が通過した後で、且つ、
Ｃ静電潜像の先端部が到達する前にＢｋ現像器３１Ｋが
現像位置から退避し、Ｃ現像器３１Ｃが現像位置にセッ
トされてＣ静電潜像がＣトナーで現像される。以後、Ｃ
静電潜像領域の現像を続けるが、Ｃ静電潜像の後端部が
通過した時点で、先のＢｋ現像器３１Ｋの場合と同様に
Ｃ現像器３１Ｃが現像位置から退避し、次のＭ現像器３
１Ｍを現像位置に移動させる。これもやはり次のＭ静電
潜像の先端部が現像位置に到達する前に完了させる。な
お、Ｍ及びＹの画像形成工程については、それぞれの静
電潜像形成、現像の動作が上述のＢｋ、Ｃの工程と同様
であるので説明は省略する。

【００２９】中間転写ベルト４１には、感光体ベルト１
１に順次形成するＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙのトナー像を、同一
面に順次位置合わせして、４色重ねのトナー像が形成さ
れ、次の２転写工程において、この４色のトナー像が転
写紙に一括転写される。

【００３０】上記画像形成動作が開始される時期に、転
写紙は転写紙カセット８０又は手差しトレイ８３のいず
れかから給送され、レジストローラ対８２のニップで待
機している。２次転写ローラ５１に中間転写ベルト４１
上の４色重ねのトナー像の先端がさしかかるときに、丁
度転写紙の先端がこのトナー像の先端に一致するように
レジストローラ対８２が駆動され、転写紙とトナー像と
の位置合わせが行われる。そして、転写紙が中間転写ベ
ルト４１上のトナー像と重ねられて２次転写位置を通過
する。このとき、２次転写ローラ５１による転写バイア
スで転写紙が荷電され、トナー画像のほとんどが転写紙
上に転写される。

【００３１】中間転写ベルト４１から４色重ねトナー像
を一括転写された転写紙は、定着装置６０に搬送され
る。所定温度に制御された定着ベルト６１と加圧ローラ
６２のニップ部でトナー像が溶融定着され、装置本体外
に送り出され（矢印Ｃ方向）、排紙トレイ８４に裏向き
にスタックされてフルカラーコピーを得る。

【００３２】両面印刷を行う場合には、定着装置６０を
通過した転写紙は、両面切替爪８５により矢印Ｄ方向に
案内され、両面印刷用紙反転ユニット７０に送られる。
転写紙後端が反転切替爪７１を通過した後、反転ローラ
対７２が停止し、転写紙も停止する。反転ローラ対７２
が一定のブランク時間ののち逆転を開始し、転写紙はス
イッチバックを始める。このとき反転切替爪７１が切り
替わり、転写紙は矢印Ｅ方向に案内され、レジストロー
ラ対８２に送られる。レジストローラ対８２に送られた
転写紙は、表裏反転した状態でレジストローラ対８２の
ニップ部で待機する。所定のタイミングでレジストロー
ラ対８２が駆動され、転写紙は２次転写位置に送られて
中間転写ベルト４１から４色重ねトナー像を一括転写さ
れた後、定着装置６０でトナー像が溶融定着され、装置
本体外に送り出される。

【００３３】１次転写後の感光体ベルト１１の表面は、
感光体クリーニング装置１２でクリーニングされ、図示
しない除電ランプで均一に除電される。転写紙にトナー
像を転写した後の中間転写ベルト４１の表面は、べルト
クリーニング装置４２のクリニーングブラシ４２ａを接
離機構で押圧することによってクリーニングされる。中
間転写ベルト４１からクリーニングされたトナーは、廃
トナータンク４９に蓄えられる。

【００３４】次に、図２に基づいて定着装置６０の構成
を詳細に説明する。定着ローラ９０と、内部にヒータ９
１を有する加熱ローラ９２と、定着ローラ９０と加熱ロ
ーラ９２間に張架された定着ベルト６１と、内部にヒー
タ９３を有し定着ベルト６１を挟んで定着ローラ９０に
圧接する加圧ローラ６２と、加圧ローラ６２に対する定
着ベルト６１の巻き付き角を大きくして実質的に加圧ロ
ーラ６２とのニップ部Ｎを大きくする補助ローラ９４を
有している。加熱ローラ９２と加圧ローラ６２にはそれ
ぞれ温度検知手段としてのサーミスタ９５、９６が当接
しており、これらの検知情報に基づいて図示しない制御
手段により定着温度が制御される。

【００３５】定着ローラ９０部位の定着ベルト６１の表
面にはクリーニングローラ９７が当接しており、定着ベ
ルト６１上に付着したトナーを回収するようになってい
る。クリーニングローラ９７上のトナーはスクレーパ９
８により掻き落とされ、図示しないトナー回収タンクに
収容される。クリーニングローラ９７の定着ベルト６１
回転方向下流には、定着ベルト６１の表面にトナーオフ
セット防止のためのオイルを塗布するオイル塗布ローラ
９９が当接しており、このオイル塗布ローラ９９にはオ
イルタンク１００よりオイルガ供給される。オイル塗布
ローラ９９はバイアス電圧印加手段としての高圧電源１
０１に接続されており、図示しない制御手段（カラープ
リンタのメインコントローラが兼ねることもできる）は
高圧電源１０１を制御して定着ベルト６１の表面に必要
に応じてバイアス電圧を印加する（後述）。

【００３６】本実施形態における加圧ローラ６２は外径
が４０ｍｍで、厚みが１．５ｍｍのシリコンゴムローラ
である。定着ローラ９０は外径が３０ｍｍで、厚みが６
ｍｍのシリコンスポンジローラである。加熱ローラ９２
は外径が３０ｍｍで、厚みが１ｍｍのアルミニウム製の
パイプである。補助ローラ９４は、外径が８ｍｍのステ
ンレス製のローラである。定着ベルト６１は、径が６０
ｍｍで、厚みが９０μｍのポリイミドベルト（基材）の
表面に厚みが１５０μｍのシリコンゴム（高抵抗の離型
層）をコーティングしたものである。オイル塗布ローラ
９９の表面には導電性のシリコンゴムがコーティングし
てあり、芯金に高圧電源１０１からバイアス電圧が印加
される。図示しないが、ニップ部Ｎの出口下流には、排
紙用のガイド部材が設けられている。符号１０２はトナ
ー像を保持した転写紙を示す。

【００３７】本実施形態における転写紙１０２のサイズ
及びモードの紙間の関係は以下のとおりである。定着ベ
ルト６１の周長は１８８ｍｍである。（モノクロプリント時）Ａ４横８６．８ｍｍＡ３縦１７３．５ｍｍＢ４縦２２８．５ｍｍＡ４縦２９５．５ｍｍ（フルカラー２面取り）Ａ４横５３．８ｍｍフルカラー１面取りは中間転写ベルト４回転で１枚プリ
ントなので紙間はベルト周長１８８ｍｍに対して非常に
長く、定着横黒帯は問題にならない。

【００３８】定着ベルト６１上の剥離放電跡電位は時間
とともに減衰する。特に１周目の電位に対して２周目の
電位は半分以下であり、例えばＡ３ハーフトーンを定着
した場合、ベルト１周目に相当する位置の定着横黒帯は
レベルが悪いが２周目以降の位置の定着横黒帯はほとん
ど目立たない（図３、図４）。すなわち、図３に示すよ
うに、紙間がベルト周長よりも短い場合のみ定着横黒帯
が問題となるのである。定着ベルト６１上の剥離放電跡
電位は転写紙サイズにより異なる。大サイズの場合には
転写紙に溜まる電荷が多く、このような転写紙を通紙し
た場合定着ベルト６１に溜まる電位も高くなる。小サイ
ズの場合には紙後端が定着ベルト６１から離間する際に
溜まっている電荷が少ないため、剥離放電跡電位も低
い。この剥離放電跡電位の違いにより（図５）、画像に
現れる定着横黒帯のレベルが変化する。大サイズの場合
には定着横黒帯のランクが悪いが、小サイズでは悪くな
い。剥離放電跡電位が低く、定着横黒帯レベルがよい転
写紙サイズの場合には、低いバイアス電圧で定着横黒帯
を防止できるが、剥離放電跡電位が高く、定着横黒帯レ
ベルが悪い転写紙サイズの場合にはバイアス電圧を高く
して定着横黒帯を防止する必要がある。

【００３９】（実施例１）紙間がベルト周長１８８ｍｍ
よりも短い場合、バイアス電圧を３ｋＶとし、長い場合
にはバイアス電圧を１ｋＶとする。すなわち、定着横黒
帯が発生する場合のみ高いバイアス電圧を印加し、それ
以外は低いバイアス電圧を印加する。この印加パターン
を表１に示す。

【００４０】

【表１】

【００４１】図６は、剥離放電跡電位に対して逆極性の
バイアス電圧を印加した場合の抑制効果を示す図であ
る。定着横黒帯が発生する場合のみ高いバイアス電圧を
印加し、それ以外は低いバイアス電圧を印加するので、
高いバイアス電圧を印加する時間を少なくでき、定着ベ
ルト６１の寿命を向上させることができる。（実施例２：第２の実施形態）定着横黒帯が発生しない
転写紙サイズ、モードによってはバイアス電圧をオフ
（ゼロ）してもよい。この印加パターンを表２に示す。

【００４２】

【表２】

【００４３】通紙サイズをＡ４横５０％、Ａ３縦５０％
とし、カラー比率を、カラー５０％、モノクロ５０％で
通紙中転写紙サイズ分バイアス電圧を印加して比較した
場合、全てのプリントでバイアス電圧を印加した場合の
バイアス電圧印加時間を１００％とすると、実施例２で
は６７％に減少した。この分定着ベルト６１の寿命を向
上させることができる。

【００４４】（実施例３：第３の実施形態）上述のよう
に、紙間が短くても転写紙のサイズが小さければ剥離放
電跡電位は小さくなる。Ａ４横以下のサイズ（通紙長さ
２１０ｍｍ）ではバイアス電圧を印加しなくても剥離放
電跡電位ランク（定着横黒帯ランク）は３以上となるた
め、定着ベルト６１の寿命を考慮してバイアス電圧を低
くする。この印加パターンを表３に示す。

【００４５】

【表３】

【００４６】すなわち、剥離放電跡電位が低く、定着横
黒帯レベルがよい転写紙サイズの場合にはバイアス電圧
を低くしてリークによる定着ベルト６１の破壊を極力少
なくし、剥離放電跡電位が高く、定着横黒帯レベルが悪
い転写紙サイズの場合にはバイアス電圧を高くして確実
に定着横黒帯を防止するものである。（実施例４：第４の実施形態）実施例３において、紙間
が広く、定着横黒帯が発生しない場合にはバイアス電圧
をオフしてもよい。この印加パターンを表４に示す。

【００４７】

【表４】

【００４８】カラー比率を、カラー５０％、モノクロ５
０％で通紙中転写紙サイズ分バイアス電圧を印加して比
較した場合、全てのプリントでバイアス電圧を印加した
場合のバイアス電圧印加時間を１００％とすると、実施
例４では３３％に減少した。この分定着ベルト６１の寿
命を向上させることができる。

【００４９】（実施例５：第５の実施形態）実施例３に
おいて、転写紙のサイズが小さく、定着横黒帯のレベル
が悪くない場合にはバイアス電圧をオフしてもよい。こ
の印加パターンを表５に示す。

【００５０】

【表５】

【００５１】（実施例６：第６の実施形態）例えば、Ａ
３縦モノクロプリント時、転写紙通紙長さは４１０ｍｍ
であるが、実際に定着横黒帯に関連するベルト位置は、
転写紙後端の３０ｍｍ程度である。本実施形態ではこの
部分のみに局所的にバイアス電圧を印加することを特徴
としている。図７は、剥離放電跡電位に対して逆極性の
バイアス電圧を局所的に印加した場合の抑制効果を示す
図である。定着横黒帯が発生する転写紙後端の３０ｍｍ
程度の部位に対応する部分にのみバイアス電圧を印加
し、それ以外はバイアス電圧をオフするので、バイアス
電圧を印加する時間を少なくでき、定着ベルト６１の寿
命を向上させることができる。表６にこの印加パターン
を示す。

【００５２】

【表６】

【００５３】定着ベルト６１の特定の部分にのみバイア
ス電圧を印加し、その他の部分にはバイアス電圧を印加
しないことにより、バイアス電圧の印加によるリークの
確率を減らし、定着ベルト６１の寿命を延ばすことがで
きる。実施例６では、バイアス電圧の印加時間を９．５
％に低減することができる。実施例６において、転写紙
のサイズが小さく、定着横黒帯のレベルが悪くない場合
にはバイアス電圧をオフしてもよい。この印加パターン
を表７に示す。この場合のバイアス電圧の印加時間は
２．４％に減少する。

【００５４】

【表７】

【００５５】

【発明の効果】請求項１又は６記載の発明によれば、表
面に離型層を有する定着ベルトと、該定着ベルトとニッ
プ部を形成する加圧ローラと、上記定着ベルトの表面に
バイアス電圧を印加するバイアス電圧印加手段を有し、
上記ニップ部でトナー像を保持した転写材を挟持・搬送
して定着を行う定着装置において、上記転写材の搬送間
隔が上記定着ベルトの１周長よりも短い場合にのみバイ
アス電圧を印加する構成としたので、定着横黒帯の発生
を防止しつつ定着ベルトの高寿命化を達成できる。

【００５６】請求項２又は６記載の発明によれば、請求
項１記載の定着装置において、上記転写材の搬送方向の
サイズに応じて印加するバイアス電圧の値を変化させる
構成としたので、バイアス電圧の印加を必要性に応じて
効率的にでき、定着ベルトの高寿命化を高精度に達成で
きる。

【００５７】請求項３又は６記載の発明によれば、請求
項１記載の定着装置において、上記転写材の搬送方向の
サイズが所定値以下の場合には印加するバイアス電圧の
値を低くする構成としたので、バイアス電圧の印加を必
要性に応じて効率的にでき、定着ベルトの高寿命化を高
精度に達成できる。

【００５８】請求項４又は６記載の発明によれば、請求
項１記載の定着装置において、上記転写材の搬送方向の
サイズが短く、且つ、上記定着ベルトに対する放電跡ラ
ンクが許容値以上の場合にはバイアス電圧を印加しない
構成としたので、バイアス電圧の印加を必要性に応じて
効率的にでき、定着ベルトの高寿命化を高精度に達成で
きる。

【００５９】請求項５又は６記載の発明によれば、請求
項１記載の定着装置において、上記定着ベルトの上記転
写材の後端部分に対応する部分にのみバイアス電圧を印
加する構成としたので、定着ベルトの高寿命化をさらに
向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態における画像形成装置
としてのカラープリンタの概要正面図である。

【図２】定着装置の概要正面図である。

【図３】Ａ３縦サイズの転写紙の通紙における剥離放電
跡電位の発生状態を示す図である。

【図４】Ｂ４縦サイズの転写紙の通紙における剥離放電
跡電位の発生状態を示す図である。

【図５】転写紙サイズと剥離放電跡ランクの関係を示す
グラフである。

【図６】剥離放電跡電位に対して逆極性のバイアス電圧
を印加した場合の抑制効果を示す図で、（ａ）は転写紙
の通紙における剥離放電跡電位の発生状態を示す図、
（ｂ）は印加したバイアス電圧の波形を示す図、（ｃ）
はバイアス電圧の印加によって剥離放電跡電位が低減さ
れた状態を示す図である。

【図７】剥離放電跡電位に対して逆極性のバイアス電圧
を転写材の後端部分に対応する部分にのみ印加した場合
の抑制効果を示す図で、（ａ）は転写紙の通紙における
剥離放電跡電位の発生状態を示す図、（ｂ）は印加した
バイアス電圧の波形を示す図、（ｃ）はバイアス電圧の
印加によって剥離放電跡電位が低減された状態を示す図
である。

【図８】白紙を通紙したときの定着ベルト表面の帯電状
態を示す図である。

【符号の説明】

６１定着ベルト６２加圧ローラ１０１バイアス電圧印加手段としての高圧電源１０２転写材としての転写紙Ｎニップ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H027 DC05 DC10 DE07 DE09 EA18 EB04 EC02 EC06 ED25 EE01 EE06 EF09 ZA07 2H033 AA01 BA08 BA11 BA12 BA13 BA43 BB30 BB33 CA17 CA22 CA26

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面に離型層を有する定着ベルトと、該定
着ベルトとニップ部を形成する加圧ローラと、上記定着
ベルトの表面にバイアス電圧を印加するバイアス電圧印
加手段を有し、上記ニップ部でトナー像を保持した転写
材を挟持・搬送して定着を行う定着装置において、上記転写材の搬送間隔が上記定着ベルトの１周長よりも
短い場合にのみバイアス電圧を印加することを特徴とす
る定着装置。
【請求項２】請求項１記載の定着装置において、上記転写材の搬送方向のサイズに応じて印加するバイア
ス電圧の値を変化させることを特徴とする定着装置。
【請求項３】請求項１記載の定着装置において、上記転写材の搬送方向のサイズが所定値以下の場合には
印加するバイアス電圧の値を低くすることを特徴とする
定着装置。
【請求項４】請求項１記載の定着装置において、上記転写材の搬送方向のサイズが短く、且つ、上記定着
ベルトに対する放電跡ランクが許容値以上の場合にはバ
イアス電圧を印加しないことを特徴とする定着装置。
【請求項５】請求項１記載の定着装置において、上記定着ベルトの上記転写材の後端部分に対応する部分
にのみバイアス電圧を印加することを特徴とする定着装
置。
【請求項６】像担持体上に形成されたトナー像を転写材
に転写し、該転写材を定着装置に通して定着を行う画像
形成装置において、上記定着装置が、請求項１乃至５の何れかに記載のもの
であることを特徴とする画像形成装置。