JP2009229550A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成装置本体のさらなる高速化、高寿命化に対応して、定着部材表面に付着する紙粉、ゴミ等の量をさらに軽減し、オフセットやトナー汚染が発生しない、像加熱装置を提供する。
【解決手段】加熱ヒータ１１１を備える回転可能な定着フィルム１１０と、加圧ローラ１２０とによって形成される定着ニップ部に、未定着トナー画像を有するシート材Ｐを通過させることで、シート材Ｐ上にトナー画像を定着させる加熱定着装置１０６と、定着ニップ部を通過する状態のシート材Ｐに対して接触可能に配置される導電性の排出ゴムローラ１２５と、定着フィルム１１０に定着バイアスを印加するバイアス印加手段１１６と、を備える画像形成装置において、シート材Ｐ上に形成された未定着トナー画像が定着ニップ部を通過しない間は、未定着トナーと逆極性のバイアスを印加する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子写真方式、静電記録方式等を採用する画像形成装置において、シート材上に転写された未定着のトナー画像を加熱してシート材上に定着させる加熱定着装置を有するものに関する。

従来、電子写真方式、静電記録方式等を採用する画像形成装置では、未定着のトナー画像が転写されたシート材を加熱することで、シート材上にトナー画像を定着させる加熱定着装置を備えるものが知られている。

図１１、図１２に、従来例における加熱定着装置の構成を示す。加熱定着装置としては、従来より、図１１に示す定着ローラ方式の加熱定着装置、または、図１２に示す定着フィルム方式の加熱定着装置が知られている。

図１１に示す定着ローラ方式の加熱定着装置は、定着ローラ１と加圧ローラ６が圧接することで形成されるニップ部（以下、定着ニップ部と称する）に、未定着のトナー画像を有するシート材を通過させることでシート材上にトナー画像を定着させるものである。

定着ローラ１は、加熱部材としてのハロゲンランプ２、ハロゲンランプ２を内部に設けるアルミの中空芯金３、中空芯金３の外周を覆う離型層４、を備えている。一方、加圧ローラ６は、芯金７、芯金７の外周を覆うスポンジ弾性層８、スポンジ弾性層８の外周を覆う離型層９、を備えている。

かかる構成によれば、定着ローラ１と加圧ローラ６の定着ニップ部にシート材を通過させることで、シート材上の未定着トナー画像に対してハロゲンランプ２から熱が伝わり、未定着トナー画像が熱溶解してシート材上に定着することが可能になる。

また、定着ローラ１、加圧ローラ６共に、その外周が離型層によって覆われているが、これはシート材上に転写されたトナーのオフセットの防止、シート材と各々のローラの離型性の向上等、を目的として設けられたものである。離型層の材料としては、離型性に優れたポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシテトラフルオロエチレン共重合体（ＰＦＡ）等が用いられる。また、離型層はチューブ状に形成されていたり、静電スプレー、ディッピング塗工により形成される。

さらに、定着ローラの表面がチャージアップすることで発生するトナー画像のオフセットを防止するために、カーボンブラック等の導電部材が混入した離型層も知られている。

また、図１２に示す定着フィルム方式の加熱定着装置は、定着フィルム１０と加圧ローラ６が圧接することで形成された定着ニップ部に、未定着のトナー画像が転写されたシート材を挟持させることでシート材上にトナー画像を定着させるものである。

定着フィルム１０は、可撓性を有するエンドレス状のフィルム部材であって、その内周と加熱部材としてのヒータ１１が直接摺擦する。ヒータ１１には、通電されることで発熱する通電発熱抵抗体が用いられる。なお、ヒータ１１はステイホルダ（支持体）１２に支持され、ヒータ１１と定着フィルム１０の摺擦面と反対側には、ヒータ１１の温度を検知する温度検知手段１４が設けられている。

図１３に定着フィルム１３の概略構成を示す。定着フィルム１３は、内側から順にフィルム基層１３ａ、導電性プライマー層１３ｂ、離型層１３ｃが積層する３層構造であり、フィルム基層１３ａがヒータ１１と直接摺擦する。

フィルム基層１３ａには、絶縁性の高いポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ等の樹脂フィルム、もしくは薄肉のＳＵＳ、Ｎｉ等の金属製フィルムによって形成され、可撓性を保つように厚さ１５μｍ〜６０μｍで構成される。

導電性プライマー層１３ｂは、厚さ２μｍ〜６μｍ程度の薄い層で形成されており、定着フィルム全体のチャージアップを防止するために電気的にアースに接続されているか、もしくはダイオード接続、バイアス印加手段と接続されている。

離型層１３ｃは、離型性の良好なＰＴＦＥ、ＰＦＡ等のフッ素樹脂を厚さ５μｍ〜１０μｍ程度にして形成されており、シート材上のトナーが定着フィルムにオフセットすることを防止するものである。このように、定着フィルム１３は、ヒータ１１から効率よく熱が伝わるように厚さが２０μｍ〜７０μｍとかなり薄く形成されている。

なお、定着フィルム方式の加熱定着装置によれば、定着フィルム１３の加熱部材としてのヒータ１１が直接摺擦するので、定着ニップ部における定着フィルム１３の温度を加熱定着に必要な所望の温度までに昇温させるまでの立ち上がりの時間が比較的短い。すなわち、省エネ性、利便性の向上につながる。

また、上記で説明した定着フィルム方式の加熱定着装置の構成が、特許文献１〜４に開示されている。
特開昭６３−３１３１８２号公報 特開平２−１５７８７８号公報 特開平４−４４０７５号公報 特開平４−２０４９８０号公報 特開２００４−１５７２７９号公報

しかしながら昨今では、画像が形成されるシート材として使用されるシート材の種類が多くなり、厚み、表面性、シート材の抵抗等、が多種多様になってきている。

これにより、画像形成プロセスにおける加熱定着工程においても様々な問題が発生している。例えば、上記従来の加熱定着装置では、定着ニップ部をシート材が通過する際に、シート材上の未定着トナー画像がシート材搬送方向と反対方向に飛び散る現象（以下、「定着尾引き」と称する）が発生する。ここで、図１４を参照して、「定着尾引き」の発生メカニズムについて説明する。

「定着尾引き」は、シート材Ｐに含まれる水分が定着ニップ部で急激に加熱されることで生じた水蒸気の勢い８０によって、定着ニップ部突入前のシート材Ｐ上の未定着トナーＴがシート材搬送方向と反対の方向に吹き飛ばされることによって発生する。

特に「定着尾引き」は、高湿環境でシート材Ｐの含水率が高く、画像パターンが横ラインの画像でライン幅が太く、未定着トナーＴの載り量が多い状態のときに発生しやすい画像不良である。また、「定着尾引き」は、画像形成装置のプリント速度が高速化されるほど、シート材Ｐから発生する水蒸気の勢い８０が強くなるので顕著に現れやすいことがわかっている。

一方で、「定着尾引き」の発生を抑制する加熱定着装置の構成が特許文献５（特開２００４−１５７２７９号公報）に開示されている。図１５、図１６に、従来例に係る「定着尾引き」の発生を抑制する加熱定着装置の概略構成を示す。なお、図１５は定着ローラ方式を有する加熱定着装置の構成を示すものであり、図１６は定着フィルム方式を有する加熱定着装置の構成を示すものである。

図１５、図１６に示す加熱定着装置は、定着ニップ部の下流側に排出ゴムローラ１５、及び排出コロ１６を対にして設け、定着ニップ部から排出したシート材Ｐを挟持搬送するように構成されている。

さらに、排出ゴムローラ１５を導電性ゴム部材によって構成し、排出ゴムローラ１５を電気的に接地状態とする。なお、図１５、図１６には、排出ゴムローラ１５を接地状態とした場合を示しているが、接地状態のブラシ状の導電性部材等を定着ニップ下流側に、定着ニップ部を通過する状態のシート材Ｐに対して接触可能に配置する構成であってもよい。

また、図１５に示す定着ローラ１０００の中空芯金３００、及び図１６に示す定着フィルム１１００の導電性プライマ層１３００には、バイアス印加手段３０、３１によってバイアスが印加されている。なお、バイアス印加手段３０は、未定着トナーと逆極性のバイアスを印加するものであり、バイアス印加手段３１は、未定着トナーと同極性のバイアスを印加するものである。

そして、かかる構成において未定着トナー画像を有するシート材Ｐを定着ニップ部に突入させる際は、バイアス印加手段３１によって未定着トナーと同極性のバイアスを中空芯金３００、または導電性プライマ層１３００に印加する。

さらに、シート材Ｐが定着ニップ部を通過しつつ排出ゴムローラ１５に接触することで、シート材Ｐを介してバイアス印加手段３１から接地方向への電流経路が形成され、定着ローラ１０００または定着フィルム１１００とシート材Ｐの間で電圧降下が生じる。

そして電圧降下によって電界が発生し、シート材上の未定着トナーが電界から力を受けることにより、シート材Ｐの未定着トナー画像に対する保持力を高めることが可能になる。よって、「定着尾引き」の程度を軽減させることができる。

また、上記で説明したように、例えば画像形成装置のプリント速度が高速化した場合は「定着尾引き」が顕著に現れやすい。この対策としては、バイアス印加手段３１による印加バイアス値を大きくし、シート材Ｐを介して形成された電流経路により多くの電流を流すことでシート材Ｐの未定着トナー画像に対する保持力をさらに高め、「定着尾引き」を低減させることが考えられる。

しかし、シート材Ｐを介して形成された電流経路に過電流が流れると、転写バイアスの影響を受けてトナーと逆極性に帯電している、紙粉、ゴミ、ケバ、または感光体ドラムの削れ粉等、の物質が、定着ローラ、及び定着フィルムの表面に付着してしまう。その結果、定着ローラ、及び定着フィルムが本来有している離型性を損ない、オフセットの発生やトナー汚染の発生を助長してしまうといった問題を生じる。

この問題に対して従来では、定着ローラ１０００、または定着フィルム１１００に対し、定着ニップ部にシート材を通過させない状態では、バイアス印加手段３０によって、未定着トナーと逆極性のバイアスを印加する構成が採用されている。

この構成によれば、定着ニップ部にシート材を通過する状態では、未定着トナーと同極性のバイアスが印加され、定着ニップ部にシート材を通過させない状態では、未定着トナーと逆極性のバイアスが印加されることになる。

よって、定着ニップ部にシート材を通過させない、前回転、紙間、後回転等の間に、（未定着トナーと逆極性に帯電する）紙粉等を定着ローラ１０００、定着フィルム１１００の表面から加圧ローラ６００側に転移させることが出来る。

このように、定着ニップ部にシート材を通過させない間に、定着ローラ１０００、及び定着フィルム１１００の表面に付着した紙粉等を、シート材の被印字面側から吐き出すことができるので、オフセット等の発生を低減することが出来る。

しかしながら、昨今の画像形成装置本体のさらなる高速化、高寿命化により、定着ローラまたは定着フィルムと、シート材との摺擦で発生する紙粉の量がさらに増大している。そして、上記で説明した従来の構成では、これらの紙粉を十分に吐き出すことが困難であり、その結果、吐き出しきれずに定着ローラ、定着フィルムの表面上に残留した紙粉等によって、オフセット、トナー汚染が発生してしまう。

また、前回転や紙間、後回転時間の短縮が進んだことで、定着ローラ１０００、及び定着フィルム１１００に紙紛と同極性のバイアスを印加する時間までもが短縮され、紙粉を十分に吐き出しきれないという問題も生じている。

上記現状に鑑みて本発明の目的は、画像形成装置本体のさらなる高速化、高寿命化に対応して、定着部材表面に付着する紙粉、ゴミ等の量をさらに軽減し、オフセットやトナー汚染が発生しない、像加熱装置を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明にあっては、加熱手段を備える回転可能な定着部材と、前記定着部材に圧接する加圧部材とによって形成されるニップ部に、未定着トナー画像を有するシート材を通過させることで、前記シート材上にトナー画像を定着させる加熱定着手段と、前記ニップ部よりもシート材の搬送方向下流側に設けられ、前記ニップ部を通過する状態のシート材に対して接触可能に配置される導電性部材と、前記定着部材にバイアスを印加するバイアス印加手段と、を備える画像形成装置において、シート材上に形成された未定着トナー画像が前記ニップ部を通過しない間は、前記バイアス印加手段が未定着トナーと逆極性のバイアスを印加することを特徴とする。

また、加熱手段を備える回転可能な定着部材と、前記定着部材に圧接する加圧部材とによって形成されるニップ部に、未定着トナー画像を有するシート材を通過させることで、前記シート材上にトナー画像を定着させる加熱定着手段と、前記ニップ部よりもシート材の搬送方向下流側に設けられ、前記ニップ部を通過する状態のシート材に対して接触可能に配置される導電性部材と、前記導電性部材及び前記加圧部材の少なくとも一方にバイアスを印加するバイアス印加手段と、を備える画像形成装置であって、シート材上に形成された未定着トナー画像が前記ニップ部を通過しない間は、前記バイアス印加手段が未定着トナーと同極性のバイアスを印加することを特徴とする。

また、加熱手段を備える回転可能な定着部材と、前記定着部材に圧接する加圧部材とによって形成されるニップ部に、未定着トナー画像を有するシート材を通過させることで、前記シート材上にトナー画像を定着させる加熱定着手段と、前記定着部材及び前記加圧部材の両方にバイアスを印加するバイアス印加手段と、を備える画像形成装置であって、シ
ート材上に形成された未定着トナー画像が前記ニップ部を通過しない間は、未定着トナーと逆極性の粒子が、前記定着部材側から前記加圧部材側へ移動する方向に前記バイアス印加手段がバイアスを印加することを特徴とする。

また、加熱手段を備える回転可能な定着部材と、前記定着部材に圧接する加圧部材とによって形成されるニップ部に、未定着トナー画像を有するシート材を通過させることで、前記シート材上にトナー画像を定着させる加熱定着手段と、前記ニップ部よりもシート材の搬送方向下流側に設けられ、前記ニップ部を通過する状態のシート材に対して接触可能に配置される導電性部材と、前記定着部材及び前記導電性部材の両方にバイアスを印加するバイアス印加手段と、を備える画像形成装置であって、シート材上に形成された未定着トナー画像が前記ニップ部を通過しない間は、未定着トナーと逆極性の粒子が、前記定着部材側から前記加圧部材側へ移動する方向に前記バイアス印加手段がバイアスを印加することを特徴とする。

本発明によれば、画像形成装置本体のさらなる高速化、高寿命化に対応して、定着部材表面に付着する紙粉、ゴミ等の量をさらに軽減し、オフセットやトナー汚染が発生しない、像加熱装置を提供することが可能になる。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を、実施の形態に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

[第１の実施の形態]
図１〜図８を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置について説明を行う。

（画像形成装置の概略構成）
図１に、本実施の形態に係る画像形成装置の概略構成について説明を行う。図１は、本実施の形態に係る画像形成装置において、特に像担持体としての感光体ドラム１０１と加熱定着装置（加熱定着手段）１０６の概略構成を示すものである。

本実施の形態に係る画像形成装置は、像担持体として感光体ドラム１０１を備える。感光体ドラム１０１は、ＯＰＣ、アモルファスＳｅ、アモルファスＳｉ等の感光材料がアルミニウムやニッケルなどのシリンダ状の基板上に形成されたものである。

感光体ドラム１０１は、不図示の駆動手段によって図１中矢印の方向に回転可能に構成され、帯電手段としての帯電ローラ１０２によって表面が一様に帯電される。

そして、表面が一様に帯電した感光体ドラム１０１の表面に対し、不図示の露光手段から画像情報に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御されたレーザビーム１０３が射出され、感光体ドラム１０１の表面に静電潜像が形成される。

形成された静電潜像は感光体ドラム１０１の回転に伴って移動し、現像装置１０４から供給されるトナーによってトナー像として可視化される。現像方法としては、ジャンピング現像法、２成分現像法、ＦＥＥＤ現像法などが用いられ、イメージ露光と反転現像とを組み合わせて用いられることが多い。

感光体ドラム１０１の表面において可視化されたトナー像はさらに移動し、感光体ドラム１０１と転写手段としての転写ローラ１０５の転写ニップ部に、所定のタイミングで搬送されるシート材Ｐ上に転写される。なお、感光ドラム１０１からシート材Ｐ上に転写される未定着のトナー像は帯電している。

なお、シート材Ｐへのトナー像の転写タイミングは、感光体ドラム１０１上のトナー像の画像形成位置とシート材Ｐの先端の書き出し位置が合致するように、トップセンサ１０８によってシート材Ｐの先端を検知することでタイミングが合わされている。

所定のタイミングで搬送されたシート材Ｐは、感光体ドラム１０１と転写ローラ１０５の転写ニップ部において一定の加圧力で挟持搬送される。そしてトナー像が転写されたシート材Ｐは加熱定着装置１０６へと搬送され、永久画像として定着される。

また、感光体ドラム１０１上に残存する転写残りの残留トナーは、クリーニング装置１０７により感光体ドラム１０１表面より除去される。

（加熱定着装置の概略構成）
図２を参照して本実施の形態における加熱定着装置１０６の概略構成について説明を行う。図２は、本実施の形態における加熱定着装置１０６の概略構成を示すものである。本実施の形態における加熱定着装置１０６は、定着フィルム（定着部材）１１０を備える定着フィルム方式の加熱定着装置である。

本実施の形態における加熱定着装置１０６は、定着フィルム１１０と、定着フィルム１１０に圧接する加圧ローラ１２０によって形成される定着ニップ部に、未定着トナー画像を有するシート材を通過させて、トナー画像をシート材上に定着させるものである。

図３に、本実施の形態において用いられる定着フィルム１１０の概略構成を示す。本実施の形態における定着フィルム１１０は、熱容量の小さなエンドレス状の耐熱性フィルム部材であり、クイックスタート性を向上させるために総厚１００μｍ以下に設定される。

また、定着フィルム１１０は可撓性を有し、図３に示すように基層１１３ａ、導電性プライマ層１１３ｂ、離型層１１３ｃが内側から順に積層する複層構造を有する。

基層１１３ａは、ポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ等の耐熱性樹脂、あるいは耐熱性、高熱伝導性を有するＳＵＳ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｚｎ等の金属部材を単独ないし複合して形成されたものである。樹脂製の基層１１３ａの場合には、熱伝導性を向上するために、ＢＮ、アルミナ、Ａｌ等の高熱伝導性粉末を混入してあっても良い。

また、定着フィルム１１０の長寿命化を図るために、基層１１３ａには充分な強度、耐久性が要求され、本実施の形態に係る基層１１３ａは、総厚２０μｍ以上の厚みに設定されている。それに加え、クイックスタート性の向上を考慮し、本実施の形態の定着フィルム１１０の総厚みは２０μｍ以上１００μｍ以下に設定される。

基層１１３ａの外側には、導電性プライマ層１１３ｂが形成されている。導電性プライマ層１１３ｂには、カーボンブラック等の導電性付与部材が分散されており、比抵抗が１×１０５Ω・ｃｍ以下で厚み２〜１０μｍ程度に設定されている。

導電性プライマ層１１３ｂの外側には、表層として離型層１１３ｃが形成されている。離型層１１３ｃは、シート材上の未定着トナー画像に直接接触する層であり、トナーのオフセットの防止、シート材との分離性の向上を図るために、離型性に優れる材料が用いら
れている。なお、本実施の形態では、導電性プライマ層１１３ｂが導電性部材より形成されているが、基層１１３ａもしくはプライマ層１１３ｂの少なくとも一方が導電性部材より形成されていればよい。

離型層１１３ｃとしては、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体）等が適用可能である。

また、それ以外にもＥＴＦＥ（エチレンテトラフルオロエチレン共重合体）、ＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエチレン）、ＰＶＤＦ（ポリビニリデンフルオライド）等のフッ素樹脂が、混合ないし単独で用いられてもよい。さらには、シリコーン樹脂等の離型性の良好な耐熱樹脂が混合ないし単独で用いられてもよい。

また、離型層１１３ｃには、カーボンブラック、イオン導電性物質等の導電性部材が混入されており、比抵抗が１×１０^７〜１×１０^１４Ω・ｃｍ程度で厚さが５〜２０μｍ程度に設定されている。

また、離型層１１３ｃの被覆の方法としては、例えば基層１１３ａの外面に、接着剤としての機能をも有する導電性プライマ層１１３ｂを塗布し、離型層１１３ｃを被覆する等の方法が挙げられる。

上記のように構成される定着フィルム１１０の内部には、加熱用ヒータ（加熱手段）１１１が設けられる（図２）。加熱用ヒータ１１１は、定着フィルム１１０が定着ニップ部を形成する部分において、基層１１３ａと直接摺擦するように設けられる。

すなわちこの構成によれば、定着ニップ部を通過するシート材Ｐ上の未定着トナー画像に定着フィルム１１０の内側から効率よく熱を伝えることができ、シート材Ｐ上の未定着トナー画像を熱溶解、定着させることが可能である。

加熱用ヒータ１１１は、アルミナ、ＡｌＮ等のセラミック材料より形成される高熱伝導性基板の長手方向に沿って通電発熱抵抗層が形成されたものであり、不図示の通電手段によって発熱可能に構成される。

具体的には、Ａｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）、Ｎｉ／Ｃｒ、ＲｕＯ_２、Ｔａ_２Ｎ、ＴａＳｉＯ_２等の導電剤と、ガラス、ポリイミド等のマトリックス成分からなる通電発熱抵抗層を、スクリーン印刷、蒸着、スパッタリング、メッキ、金属箔等を行うことで形成される。なお、通電発熱抵抗層は厚み１０μｍ程度、幅１〜５ｍｍ程度の線状もしくは細帯状で弓状に塗工して形成されている。

そして、加熱用ヒータ１１１による加熱温度は、サーミスタ等の温度検知手段１１４によって検知され、加熱温度が所定温度になるように制御される。また、通電発熱抵抗層の上には、耐熱性のポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ガラス等の絶縁性保護層が形成されている。

また、加熱用ヒータ１１１における定着フィルム１１０との摺擦部分には、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）等が単独もしくは混合で被覆されている。

または、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体）を被覆してもよい。さらには、Ｃ
ＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエチレン）、ＰＶＤＦ（ポリビニリデンフルオライド）等のフッ素樹脂層やポリイミド、ポリアミドイミド等の樹脂を被覆してもよい。

もしくは、グラファイト、二硫化モリブデン等からなる乾性被膜潤滑剤、ガラス、ＤＬＣ（ダイアモンドライクカーボン）等を薄く塗布あるいは蒸着することによって形成された摺動層を設けてもよい。

これにより、定着フィルム１１０と加熱用ヒータ１１１が低摩擦係数で滑らかに摺動することが可能になる。

また、高熱伝導基板における、定着フィルム１１０と摺動する面の表面粗さを所定以下に抑え、潤滑性グリース等により摺動性を確保し、熱抵抗を小さく抑えることで熱効率を向上させる構成であっても良い。

このように構成される加熱用ヒータ１１１は、断熱ステイホルダ１１２によって保持される。断熱ステイホルダ１１２は、加熱用ヒータ１１１からの発熱が、定着ニップ部とは反対方向へ放熱することを防ぐ機能を有する。

断熱ステイホルダ１１２は、液晶ポリマー、フェノール樹脂、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ等の耐熱性樹脂により形成されており、定着フィルム１１０が余裕をもってルーズに外嵌されていて、図２中矢印の方向に回転自在に配置されている。

また、加圧部材としての加圧ローラ１２０には、ＳＵＳ、ＳＵＭ、Ａｌ等の金属製芯金１２１の外側に、好ましくは導電性部材を分散させたシリコンゴムやフッ素ゴム等の耐熱ゴムあるいはシリコンゴムを発泡して形成された弾性層１２２が設けられる。さらに、弾性層１２２の外側にＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等の離型性層１２３を形成してあってもよい。

加圧ローラ１２０は、定着フィルム１１０の方向に不図示の加圧バネ等の加圧手段により、長手方向両端部から加熱定着に必要な定着ニップ部を形成するべく十分に加圧され、圧接している。また、加圧ローラ１２０の金属芯金１２１の長手方向端部が、不図示の駆動手段により回転駆動される。

この結果、断熱ステイホルダ１１２の外周面に余裕をもってルーズに外嵌されている定着フィルム１１０は、加圧ローラ１２０の外周面により摩擦力で従動回転させられる。

また、本実施の形態には、定着フィルム１１０の導電性プライマ層１１３ｂに定着バイアスを印加するための可変バイアス印加手段１１６が設けられている。

可変バイアス印加手段１１６は、導電性プライマ層１１３ｂに未定着トナーと同極性の定着バイアスを印加するバイアス印加手段１１６ａと、未定着トナーと逆極性の定着バイアスを印加するバイアス印加手段１１６ｂとが、切り換え可能に設けられている。なお、バイアス印加手段１１６によるバイアス印加の切り換えタイミングについては後述する。

また、本実施の形態では、可変バイアス印加手段１１６の出力端と導電性プライマ層１１６ｂが、給電部材としての導電ブラシ１１７を介して接触状態にある（図３参照）。なお、本実施の形態では、給電部材として導電ブラシ１１７を用いたが、導電ゴムリング等の給電部材を導電性プライマ層１１３ｂに接触させる構成であってもよい。

定着ニップ部よりもシート材搬送方向下流側には、導電性の排出ゴムローラ（導電性部
材）１２５と排出コロ１２６が対になって設けられている。これらは、定着ニップ部から排出されたシート材Ｐを挟持搬送するローラ対である。

導電性の排出ゴムローラ１２５は、アルミ等の金属製芯金の外周に、シリコンゴム等の耐熱ゴムにカーボンブラック等の導電性付与部材が分散されたゴム層が形成されており、導電性ゴムには、比抵抗が１×１０^６Ω以下の導電性が付与されている。

また、定着ニップ部をシート材Ｐが通過している状態で、その先端が排出ゴムローラ１２５に接触可能であるように、排出ゴムローラ１２５が配置される。また、排出ゴムローラ１２５は接地されている。

よって、シート材Ｐが定着ニップ部を通過しつつ排出ゴムローラ１２５に接触する状態では、バイアス印加手段１１６に接続される導電性プライマ層１１３ｂと排出ゴムローラ１２５の間で電流経路が形成される。

ここで本実施の形態では、導電性の排出ゴムローラ１２５を用いているが、シート材Ｐと接触する導電性部材は導電性ブラシ、導電性ガイド等どのような形態であってもよい。すわなち、定着フィルム１１０の導電性プライマ層１１３ｂと電位差を生じることでシート材Ｐを介して電流経路を形成するものであれば良い。

また、加圧ローラ１２０の金属製芯金１２１は、ダイオード等の整流素子１２４によって未定着トナーと逆極性の電荷が金属性芯金１２１や導電性の弾性層１２２に誘起される構成である。この構成によると、定着フィルム１１０の導電性プライマ層１１３ｂと加圧ローラ１２０の導電性弾性層１２２との間に所定の電位差を生じさせることが可能になる。

なお、整流素子１２４を設けることによって加圧ローラ１２０の表面の電位を安定させることが可能になるので、装置間での電位差のばらつき等が起こりにくくなり、安定しオフセット画像を防止することが可能になる。

さらに、導電性プライマ層１１３ｂの印加バイアスを切り換えても、整流素子１２４の働きにより、加圧ローラ１２０の弾性層１２２に誘起された電荷は、徐々に弾性層１２２から逃げるので、所定時間は加圧ローラ１２０の弾性層１２２の帯電性は維持される。

また、定着ニップ部と排出ゴムローラ１２５との間には、シート材Ｐが定着ニップ部から排出されたことを検知する排出センサ１２７が設けられている。そして、本実施の形態に係る画像形成装置には、搬送されるシート材Ｐの先端を検知する検知手段として、トップセンサ１０８（図１参照）、排出センサ１２７が設けられている。なお、これらのセンサからの信号に基づいて、バイアス印加手段１１６が定着フィルム１１０の導電性プライマ層１１３ｂへのバイアスの印加の切り換えを行う。

以上が加熱定着装置の構成であるが、かかる構成によってシート材Ｐに未定着トナー画像を定着させる際は、まず不図示のシート材供給手段によって、耐熱性の定着入口ガイド１１５に沿ってシート材Ｐを搬送する。

そして、定着フィルム１１０と加圧ローラ１２０によって形成される定着ニップ部にシート材Ｐを送り込み、加熱定着を行う。定着が行われたシート材Ｐは、定着ニップ部から排出され、導電性の排出ゴムローラ１２５と排出コロ１２６によって挟持搬送され、耐熱性の不図示の定着排出ガイドに案内されて不図示の排出トレイ上に排出される。

（電流経路の説明）
図４を参照して、可変バイアス印加手段１１６から導電性の排出ゴムローラ１２５の間に形成される電流経路について説明する。図４は、定着ニップ部を通過しつつ排出ゴムローラ１２５に接触した状態におけるシート材Ｐの等価回路（電流経路）を示すものである。なお、図４中に示すＴは未定着トナーを示し、Ｄは紙粉等の汚染物質を示すものである。

未定着トナー画像が定着ニップ部を通過する間は、バイアス印加手段１１６ａが、定着フィルム１１０の導電性プライマ層１１３ｂへ未定着トナーＴと同極性の定着バイアスを印加する。

可変バイアス印加手段１１６の出力端から導電性プライマ層１１３ｂ間には、保護抵抗として抵抗Ｒｄが接続されている。また、Ｒｂは給電部材としての導電ブラシ１１７と導電性プライマ層１１３ｂ間の接触抵抗、および導電性プライマ層１１３の定着ニップ部付近までの抵抗を示している。Ｒｆは定着フィルム１１０の離型層１１３ｃの抵抗を示している。

また、定着ニップ部の近傍Ｐｎの領域では、紙などのシート材Ｐが加熱されて水蒸気が発生しているため、Ｐｎ部の電気抵抗は低下して等価回路上、直列につながる他の抵抗に比べ無視できる程小さくなり、Ｐｎの領域では等電位と見なすことができる。

また、定着ニップ部を通過した後のシート材Ｐは含水率が低下するので、シート材Ｐの抵抗値を無視することができない。そこでシート材Ｐの、接地電極である排出ゴムローラ１２５までの抵抗をＲｐで表している。また、接地電極である排出ゴムローラ１２５のシート材Ｐとの接触抵抗とアースまでの抵抗はＲｈで表している。

上記等価回路にバイアス印加手段１１６ａでトナーと同極性のバイアスを印加すると、定着フィルム１１０の導電性プライマ層１１３ｂの電位Ｖｎと離型層１１３ｃ、シート材Ｐ、接地電極である排出ゴムローラ１２５を介して接地電位Ｖ_０との間に電流ｉが流れる。

その結果、導電性プライマ層１１３ｂとシート材Ｐの等電位部Ｐｎ間に電界Ｅｆが生じる。そしてこの電界の作用により、未定着トナーＴに、電荷量ｑに比例したシート材Ｐに対する拘束力Ｆｔ＝ｑ・Ｅｆが働く。よって、拘束力Ｆｔによって、上記で説明した定着尾引きが抑制される。

一方で、バイアス印加手段１１６ｂでトナーＴと逆極性のバイアスを印加すると、導電性プライマ層１１３ｂの電位Ｖｎと離型層１１３ｃ、シート材Ｐ、接地電極である排出ゴムローラ１２５を介して接地電位Ｖ_０との間に、図示とは逆方向に電流ｉが流れる。

その結果、導電性プライマ層１１３ｂとシート材Ｐの等電位部Ｐｎ間に、図示とは逆方向に電界Ｅｆが生じ、トナーＴとは逆極性に帯電した、紙粉、ゴミ、ケバなどの汚染物質Ｄに、電荷量ｑに比例したシート材Ｐに対する拘束力Ｆｔ＝ｑ・Ｅｆが働く。その結果、紙粉等は定着フィルム１１０から吐き出され、同時に、紙粉等が定着フィルム１１０へ付着することも防止できる。

（定着バイアスの制御構成）
図５を参照して、本実施の形態における可変バイアス印加手段１１６のバイアス印加の切り換え制御について説明する。図５は、本実施の形態における定着バイアス印加の切り換え制御を説明するブロック図である。

本実施の形態では、可変バイアス印加手段１１６によるバイアス印加の切り換えを、画像形成装置に内蔵されるＣＰＵ１３０（制御手段）によって制御する。本実施の形態におけるＣＰＵ１３０は、定着バイアス印加動作に関連する情報を検知、記憶、演算、実行するものである。

ＣＰＵ１３０には、トップセンサ１０８と排紙センサ１２７のＯＮ、ＯＦＦ情報を記憶するセンサ情報記憶手段１３１と、印字する印字パターンのデータ(画像データ)からレーザーが露光する印字情報を記憶する印字情報記憶手段１３２と、が設けられている。さらに、両情報記憶手段に記憶された情報に連動してプリント動作中のタイミングを調整するタイマ手段１３３が設けられている。

そして、両情報記憶手段に記憶された情報とタイマ手段１３３によるタイミング情報をもとに演算処理を実行し、その演算処理の結果に基づき可変バイアス印加手段１１６にバイアス印加タイミングを指令する制御部１３４が設けられている。

可変バイアス印加手段１１６は制御部１３４の命令に基づき、未定着トナーと同極性のバイアス（以下「同極性バイアス」と記す）の印加、未定着トナーと逆極性のバイアス（以下「逆極性バイアス」と記す）の印加の切り換えを行う。また、バイアス印加の定着動作のタイミングに応じてバイアス印加のＯＮ、ＯＦＦを交互に切り換える。

（定着バイアスの切り換えタイミング）
図６〜図８を参照して、本実施の形態における定着バイアスの切り換えタイミングについて説明する。図６は、バイアス印加手段１１６ａ、１１６ｂによって、同極性バイアスの印加、逆極性バイアスの印加を切り換えるタイミングを示すものである。図７は、本実施の形態におけるシート材搬送路上の各装置、部材の位置関係（特に距離関係）を示すものである。図８は、シート材Ｐ上における画像形成領域と非画像形成領域の位置関係を示すものである。

定着バイアスの切り換えタイミングは、シート材Ｐの先端Ｘ０（図８）がトップセンサ１０８（図７）をＯＮするタイミングＴ０（図６）を起点とする。そして、図６に示すタイミングＴ１〜Ｔ４の各々に応じて、バイアス印加手段１１６ａとバイアス印加手段１１６ｂのＯＮ、ＯＦＦを交互に切替えている。

タイミングＴ１は、画像先端Ｘ１が定着ニップ部に突入するタイミングである。タイミングＴ２は、画像後端Ｘ２が定着ニップ部を抜けるタイミングである。タイミングＴ３は、次プリントの画像先端Ｘ１が定着ニップ部に突入するタイミングである。タイミングＴ４は、最後のシート材の画像後端Ｘ３が定着ニップ部を抜けるタイミングである。タイミングＴ５は、最後のシート材の後端Ｘ３が排紙センサ１２７をＯＦＦするタイミングである。

そして、各タイミングにおけるバイアス印加状態は、Ｔ０からＴ１まではバイアス印加手段１１６ｂが逆極性バイアスをＯＮにし、Ｔ１からＴ２まではバイアス印加手段１１６ａが同極性バイアスをＯＮにする。

さらに、Ｔ２からＴ３まではバイアス印加手段１１６ｂが逆極性バイアスをＯＮし、Ｔ３からＴ４まではバイアス印加手段１１６ａが同極性バイアスをＯＮにし、Ｔ４からＴ５まではバイアス印加手段１１６ｂが逆極性バイアスをＯＮにする。

その他、画像形成装置のプリント動作中で、Ｔ０以前のシート材先端がトップセンサ１
０８をＯＮするまでの間は、バイアス印加手段１１６ａによる同極性バイアス、バイアス印加手段１１６ｂによる逆極性バイアスをともにＯＦＦとする。

また、Ｔ５以降のシート材後端が排紙センサ１２７をＯＦＦするまでの間に関しても、バイアス印加手段１１６ａによる同極性バイアス、バイアス印加手段１１６ｂによる逆極性バイアスをともにＯＦＦとする。なお、連続プリント動作中のプリント間は、Ｔ２からＴ３を繰り返すことになる。

次に、シート材のサイズ、画像形成領域の長さ、搬送速度、及び各装置の配置関係等に基づいて、上記で説明したタイミングＴ１〜Ｔ５を算出する算出方法について説明する。

まず、シート材の搬送速度をＰｓ、トップセンサ１０８から定着ニップ部先端までの距離をＹ１、定着ニップ部の先端から後端までの距離をＹ２、定着ニップ部の後端から排紙センサ１２７までの距離をＹ３、とする。さらに、シート材先端Ｘ０から画像先端Ｘ１までの長さをＹ４、シート材先端Ｘ０から画像後端Ｘ２までの長さをＹ５、シート材先端Ｘ０からシート材後端Ｘ３までの長さをＹ６、とする。

シート材先端Ｘ０がトップセンサ１０８を通過するタイミングＴ０を起点として、Ｔ１は（Ｙ１＋Ｙ４）/Ｐｓ、Ｔ２は（Ｙ１＋Ｙ２＋Ｙ５）/Ｐｓ、だけ遅れたタイミングで実行される。

また、２枚目以降となるタイミングＴ３、Ｔ４の動作は、再びシート材先端Ｘ０がトップセンサ１０８を通過するタイミングＴ０を起点として、その起点から、Ｔ３は（Ｙ１＋Ｙ４）/Ｐｓ、Ｔ２は（Ｙ１＋Ｙ２＋Ｙ５）/Ｐｓ、だけ遅れたタイミングで実行される。

最後のシート材となるＴ５の動作は、最後のシート材の後端Ｘ３が排紙センサ１２７をＯＦＦしたタイミングで実行される。本実施の形態では、シート材の搬送速度Ｐｓは２５０ｍｍ／ｓｅｃ、トップセンサ１０８から定着ニップの先端までの距離Ｙ１は２００ｍｍである。また、定着ニップ部の先端から後端までの距離Ｎ１は１０ｍｍ、定着ニップ部の後端から排紙センサ１２７までの距離Ｙ２は２０ｍｍである。

そして、これらの値によって、シート材先端Ｘ０から画像先端Ｘ１までの長さＹ４、画像後端Ｘ２までの長さＹ５が、上記で説明した印字情報記憶手段１３２とタイマ手段１３３から算出される。

以上より、本実施の形態では、シート材先後端の非印字領域が定着ニップ部に挟持されつつ、印字領域が定着ニップ部を通過しない間は、定着フィルム１１０にバイアス印加手段１１６ｂによる逆極性バイアス（紙粉とは同極性）を印加する。

その結果、シート材先後端に付着している紙紛、ゴミ、ケバなどをシート材上に拘束する方向に静電気力を与えることができる。よって、紙粉等が定着フィルム１１０へ付着する事を防止するとともに、定着フィルム１１０上に付着している紙粉等の汚れをシート材上に吐き出すこともできる。

一方、印字領域が定着ニップ部を通過する間は、定着フィルム１１０にバイアス印加手段１１６ａによる同極性バイアス(トナーと同極性)を印加する。その結果、印字領域の未定着トナーをシート材上に拘束する方向に静電気力を与えることができ、定着尾引きの発生を防ぐことが可能になる。

（実験結果）
次に、本実施の形態に係る画像形成装置と従来の画像形成装置を用いて所定枚数プリントを行った際の比較実験結果について説明する。

本比較実験において使用した画像形成装置は、シート材の搬送スピードが２５０ｍｍ／ｓｅｃのレーザービームプリンタであり、現像装置においてトナーをマイナス帯電させてジャンピング現像法により感光体ドラム上にトナー画像を形成するものである。そして、感光体ドラム上からシート材上にトナー像を転写させた後、加熱定着装置でトナー画像の定着を行うものである。

定着フィルムには、外径３０ｍｍ、厚み４０μｍのＳＵＳ３０４材を筒状に形成した部材の外面に導電性プライマ層を４μｍ塗布し、さらに導電部材を分散したＰＦＡを離型層として１０μｍ形成し、離型性層の比抵抗を１×１０^９Ω・ｃｍとしたものを用いた。

また、加圧ローラには、外径２２ｍｍのアルミ芯金外面に厚み４ｍｍ、外径３０ｍｍの導電性シリコンゴムよりなる弾性層を形成し、更に外層には厚み４０μｍの絶縁ＰＦＡチューブを形成したものを用いた。

また、加圧ローラのアルミ芯金には、接地との間に整流素子としてダイオードを介在させ、加圧ローラの導電性弾性層にトナーと逆極性の電荷が誘起されるように接続した。トナーと同極性のバイアス印加手段の出力はマイナス１.０ｋＶ、トナーと逆極性のバイア
ス印加手段の出力は１.０ｋＶとした。

なお、本実験で用いた従来の画像形成装置とは、定着バイアスの切り換えタイミングが本実施の形態に係る画像形成装置と異なるものであり、装置本体の構成等に関しては、両者に差異はない。

具体的には、従来の画像形成装置は、定着バイアス印加の切り換えを、装置本体の前回転や紙間、後回転等の間のみ行い、定着フィルムに逆極性バイアス(紙粉と同極性)を印加することで、定着フィルムへの紙粉汚れを防止する構成である。

一方で本実施の形態に係る画像形成装置は、前回転や紙間、後回転に加え、シート材先後端の非印字領域が定着ニップ部を通過するタイミングにおいても、定着フィルムに逆極性バイアス(紙粉と同極性)を印加する。これにより、定着フィルムへの紙粉汚れをさらに防止することが出来る。

実験条件は、従来例と本実施の形態の画像形成装置を用い、各々の画像形成装置でトータル１００００枚の連続プリント耐久を行い、所定の枚数ごとに定着フィルムへの紙粉汚染レベルと定着尾引きレベルを比較した。なお、耐久画像は、シート材先後端に２０ｍｍの非印字領域を設けた４％印字画像とし、プリント枚数が５００枚、１０００枚、５０００枚、１００００枚時点において比較を行った。

表１に本実験結果を示す。表１において数値はランクを示し、５は全く問題の無いレベル、４は微小に発生しているレベル、３は許容レベル、２は汚れ悪いことが確認できるレベル、１は劣悪レベルを示す(以下の表図に示すレベルも同様の表記とする)。

表１に示される結果を参照すると、本実施の形態は、従来例に比して、紙粉汚染が改善されていることがわかる。

すなわち本実施の形態によれば、逆極性バイアス（紙粉とは同極性）を、紙間だけでなく、シート材先後端の非印字領域にも印加することで、定着フィルム上の紙粉を吐き出す時間を増やすことができる。

さらに、シート材先後端はシート材製造の裁断でエッジが立ち、そのエッジが定着フィルムと摺擦することで、とりわけ紙紛が発生しやすい領域でもある。しかし、本実施の形態では、このエッジ領域が定着ニップ部を通過する間、常に同極性バイアス（紙粉とは逆極性）が印加され続けているので、この間に紙粉が大量に定着フィルムへ付着するのを防止していることにもなる。

このように本実施の形態では、前回転や紙間、後回転だけでなく、定着ニップ部をシート材先後端の非印字領域が通過する間にも、定着フィルムに逆極性バイアス(紙粉と同極
性)を印加する。そうすることで、印字領域で生じる定着尾引きを悪化させることなく、
かつ、紙紛、ゴミ、ケバ等の汚染物質が定着フィルムに付着することを防止可能である。

なお、本実施の形態では、バイアス印加手段１１６ａの出力をマイナス１.０ｋＶ、バ
イアス印加手段１１６ｂの出力を１.０ｋＶとして、タイミングに応じて、極性の異なる
バイアスを交互に切り換えて印加する方式であった。

しかし、単独の可変バイアス印加手段で印加バイアスを変化させる方式でも、同様の効果が得られる。

また、本実施の形態では、定着フィルム１１０の導電性プライマ層１１３ｂに定着バイアスを印加する方式で説明した。

しかし、定着ニップ部の下流側に配置したシート材Ｐと接触する排出ゴムローラ１２５、または加圧ローラ１２０の導電性弾性層１２２の少なくとも一方にバイアスを印加する方式であっても、同様の効果が得られる。

また、定着フィルム１１０と加圧ローラ１２０の導電性弾性層１２２の両方に定着バイアスを印加する構成であっても、定着フィルム１１０と排出ゴムローラ１２５の両方に定着バイアスを印加する構成であってもよい。

このような場合も、未定着トナー画像が定着ニップ部を通過する間は、可変バイアス印加手段１１６が、シート材上の未定着トナーをシート材上に押し付ける方向に定着バイアスを印加すればよい。また、シート材上に形成された未定着トナー画像が定着ニップ部を通過しない間は、可変バイアス印加手段１１６が、未定着トナーと逆極性の粒子が、定着
部材側から前記加圧部材側へ移動する方向にバイアスを印加すればよい。

また、可変バイアス印加手段を本実施の形態に付随する方式であっても、同様の効果が得られる。

また、本実施の形態では、定着フィルム１１０を備える定着フィルム方式の加熱定着装置を主に説明したが、定着部材として定着ローラ備える定着ローラ方式の加熱定着装置であっても、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。定着ローラ方式の加熱定着装置であっても、定着ニップ部下流に設けられ、シート材と接触する導電性部材と、定着ローラとの間に電流経路を形成する構成であれば、同様の効果を得ることができる。

[第２の実施の形態]
図９、図１０を参照して本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置について説明する。なお、本実施の形態に係る画像形成装置は、定着バイアス印加の切り換えタイミングが上記第１の実施の形態と異なる。それ以外の構成に関しては、上記第１の実施の形態と異なるものではないので、同一の部材については同一の符号を付して、ここではその説明を省略する。

本実施の形態において、定着フィルム１１０に逆極性バイアス（紙粉とは同極性）を印加するタイミングは、第１の実施の形態のように、定着ニップ部にシート材先後端の非印字領域が挟持されている間だけではない。

第１の実施の形態に加え、さらにシート材の先端から後端にかけて印字率０％の領域（未定着トナー画像が形成されない領域）が定着ニップ部を通過する間であれば、繰り返し、逆極性バイアス（紙粉とは同極性）を印加することを特徴としている。

この構成によれば、逆極性バイアス（紙粉とは同極性）印加時間がさらに長くなり、定着フィルム１１０上の紙粉を吐き出す時間を長く保つだけでなく、シート材両端エッジで発生する紙粉をも抑制することが可能になる。

図９に、本実施の形態における画像形成領域と非画像形成領域の位置関係を示す。本実施の形態で指し示すところの「印字率０％の領域」とは、シート材中の画像後端Ｘ２を除く画像終了位置Ｘｍと、シート材中の画像先端Ｘ１を除く画像書き出し位置Ｘｍで囲まれる領域を示す。

図１０に、本実施の形態における定着バイアスの印加切り換えタイミングを示す。本実施の形態では、第１の実施の形態と同様のタイミングで、シート材先端がトップセンサ１０８をＯＮするタイミングＴ０を起点とする。

そして、画像先端が定着ニップ部に突入するタイミングをＴ１、画像後端が定着ニップ部を抜けるタイミングをＴ２、次プリントの画像先端が定着ニップ部に突入するタイミングをＴ３とする。また、最後のシート材の画像後端が定着ニップ部を抜けるタイミングをＴ４、最後のシート材のシート材後端が排紙センサをＯＦＦするタイミングをＴ５とする。

さらにこれらのタイミングに加え、シート材中の画像終了位置Ｘｍが定着ニップ部を抜けるタイミングをＴｍ、シート材中の画像書き出し位置Ｘｎが定着ニップ部に突入するタイミングをＴｎとする。そして、タイミングＴｍ、Ｔｎでバイアス印加手段１１６ａとバイアス印加手段１１６ｂのＯＮ、ＯＦＦを交互に切り換える。

タイミングＴｍ、Ｔｎは、以下のようにして求められる。

すなわち、トップセンサ１０８から定着ニップ部先端までの距離をＹ１、定着ニップ部の先端から後端までの距離をＮ、定着ニップ部後端から排紙センサ１２７までの距離をＹ２、とする。また、シート材先端Ｘ０から画像先端を除く画像書き出し位置Ｘｍまでの長さをＹ６、画像後端を除く画像終了位置Ｘｎまでの長さをＹ７とする。

そしてその場合に、シート材先端がトップセンサ１０８を通過するタイミングＴ０を起点として、Ｔｍは（Ｙ１＋Ｙ２＋Ｙ６）/Ｐｓ、Ｔｎは（Ｙ１＋Ｙ７）/Ｐｓだけ遅れたタイミングで切り換えが実行される。

また、あまりに印字率０％領域の幅が狭すぎると、短時間でバイアス印加手段１１６ａとバイアス印加手段１１６ｂのＯＮ、ＯＦＦが繰り返され、定着フィルムの電位が安定しない。

また、定着ニップ部に未定着トナーが存在する間に、バイアス印加手段１１６ａとバイアス印加手段１１６ｂのＯＮ、ＯＦＦ切り換え動作が起こり、未定着トナーによる定着尾引きが発生するおそれもある。

この問題を防止するため、印字率０％領域の幅、すなわち、画像書き出し位置Ｘｍと画像終了位置Ｘｎの長さ┃Ｙ７-Ｙ６┃は、少なくとも定着ニップ幅Ｎの２倍の長さ┃２×
Ｙ２┃以下であることが好ましい。

この構成により、定着ニップ部にシート材中の印字領域が挟持されない間であれば、常に定着フィルム１１０へ逆極性バイアス（紙粉とは同極性）を印加可能であり、紙粉を吐き出す時間を長く保つと共に、シート材両端エッジで発生する紙粉を抑制可能である。

（実験結果）
表２に、本実施の形態に係る画像形成装置、第１の実施の形態に係る画像形成装置、及び従来の画像形成装置を用いて所定枚数プリントを行った際の比較実験結果を示す。

表２に示すように、本実施の形態は第１の実施の形態と比較して、紙粉汚染がさらに改善されていることがわかる。

本実施の形態によれば、逆極性バイアス（紙粉とは同極性）を、シート材先後端に限らず、印字率０％の領域ならば、繰り返し印加しつづけることで、定着フィルム１１０上の紙粉を吐き出す時間を増やすことができる。

さらに、シート材先後端と同じく、エッジが立って紙粉が発生しやすいシート材両端部への逆極性バイアス（紙粉とは同極性）印加時間も増すことになるので、この領域で発生
する紙粉が新たに定着フィルム１１０へ付着するのも防止できる。

このように本実施の形態によれば、シート材先後端に限らず、印字率０％の領域を判別し、繰り返し、逆極性バイアス（紙粉とは同極性）を印加しつづけることで、定着フィルム上の紙粉を吐き出す時間が増やすことができる。さらには、シート材両端部などで発生する紙紛、ゴミ、ケバ等の汚染物質が定着フィルムに付着するのをさらに防止することができる。

なお、本実施の形態では、バイアス印加手段１１６ａの出力をマイナス１.０ｋＶ、バ
イアス印加手段１１６ｂの出力を１.０ｋＶとして、タイミングに応じて、極性のことな
るバイアスを交互に切替えて印加する方式であった。

しかしながら、単独の可変バイアス印加手段で印加バイアスを変化させる方式でも、同様の効果が得られる。本実施の形態では、定着フィルム１１０の導電性プライマ層１１３ｂに定着バイアスを印加する方式で説明した。

しかしながら、定着ニップ部の下流側に配置した排出ゴムローラ１２５、または加圧ローラ１２０の導電性弾性層１２２の少なくとも一方にバイアスを印加する方式であってもよい。

また、定着フィルム１１０と加圧ローラ１２０の導電性弾性層１２２の両方に定着バイアスを印加する構成であっても、定着フィルム１１０と排出ゴムローラ１２５の両方に定着バイアスを印加する構成であってもよい。

このような場合も、未定着トナー画像が定着ニップ部を通過する間は、可変バイアス印加手段１１６が、シート材上の未定着トナーをシート材上に押し付ける方向に定着バイアスを印加すればよい。また、シート材上に形成された未定着トナー画像が定着ニップ部を通過しない間は、可変バイアス印加手段１１６が、未定着トナーと逆極性の粒子が、定着部材側から前記加圧部材側へ移動する方向にバイアスを印加すればよい。

また、可変バイアス印加手段を本実施の形態に付随する方式であっても、同様の効果が得られる。

また、本実施の形態では、定着フィルム１１０を備えた定着フィルム方式の加熱定着装置を主に説明したが、定着部材として定着ローラ備える定着ローラ方式の加熱定着装置であっても、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。

定着ローラ方式の加熱定着装置であっても、定着ニップ部下流に設けられ、シート材と接触する導電性部材と、定着ローラとの間に電流経路を形成する構成であれば、同様の効果を得ることができる。

第１の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成 第１の実施の形態における加熱定着装置の概略構成 第１の実施の形態における定着フィルムの概略構成 第１の実施の形態における電流経路の概略構成 第１の実施の形態における定着バイアス印加の制御を示すブロック図 第１の実施の形態における定着バイアスの印加切り換えタイミングを示す図 第１の実施の形態における各装置、部材の位置関係を示す図 第１の実施の形態における画像形成領域と非画像形成領域の位置関係を示す図 第２の実施の形態における画像形成領域と非画像形成領域の位置関係を示す図 第２の実施の形態における定着バイアスの印加切り換えタイミングを示す図 従来例における加熱定着装置（定着ローラ方式）の概略構成 従来例における加熱定着装置（定着フィルム方式）の概略構成 従来例における定着フィルムの概略構成 「定着尾引き」の発生のメカニズムを示す図 従来例における「定着尾引き」の発生を低減させる加熱定着装置の概略構成 従来例における「定着尾引き」の発生を低減させる加熱定着装置の概略構成

符号の説明

１０６ 加熱定着装置
１１０ 定着フィルム
１１１ ヒータ
１１６ 可変バイアス印加手段
１２０ 加圧ローラ
１２１ 芯金
１２２ 導電性弾性層
１２４ ダイオード
１２５ 排出ゴムローラ（導電性部材）
１２７ 排紙センサ
Ｐ シート材
Ｎ 定着ニップ部

Claims (9)

1. 加熱手段を備える回転可能な定着部材と、前記定着部材に圧接する加圧部材とによって形成されるニップ部に、未定着トナー画像を有するシート材を通過させることで、前記シート材上にトナー画像を定着させる加熱定着手段と、
   前記ニップ部よりもシート材の搬送方向下流側に設けられ、前記ニップ部を通過する状態のシート材に対して接触可能に配置される導電性部材と、
   前記定着部材にバイアスを印加するバイアス印加手段と、
   を備える画像形成装置において、
   シート材上に形成された未定着トナー画像が前記ニップ部を通過しない間は、
   前記バイアス印加手段が未定着トナーと逆極性のバイアスを印加することを特徴とする画像形成装置。
2. シート材上に形成された未定着トナー画像が前記ニップ部を通過する間は、
   前記バイアス印加手段が未定着トナーと同極性のバイアスを印加し、
   シート材上に形成された未定着トナー画像が前記ニップ部を通過しない間は、
   前記バイアス印加手段が未定着トナーと逆極性のバイアスを印加するように、
   前記定着部材に印加されるバイアスの極性を切り換える制御手段が設けられることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記導電性部材は接地されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 加熱手段を備える回転可能な定着部材と、前記定着部材に圧接する加圧部材とによって形成されるニップ部に、未定着トナー画像を有するシート材を通過させることで、前記シート材上にトナー画像を定着させる加熱定着手段と、
   前記ニップ部よりもシート材の搬送方向下流側に設けられ、前記ニップ部を通過する状態のシート材に対して接触可能に配置される導電性部材と、
   前記導電性部材及び前記加圧部材の少なくとも一方にバイアスを印加するバイアス印加手段と、
   を備える画像形成装置であって、
   シート材上に形成された未定着トナー画像が前記ニップ部を通過しない間は、
   前記バイアス印加手段が未定着トナーと同極性のバイアスを印加することを特徴とする画像形成装置。
5. シート材上に形成された未定着トナー画像が前記ニップ部を通過する間は、
   前記バイアス印加手段が未定着トナーと逆極性のバイアスを印加し、
   シート材上に形成された未定着トナー画像が前記ニップ部を通過しない間は、
   前記バイアス印加手段が未定着トナーと同極性のバイアスを印加するように、
   前記バイアス印加手段が印加するバイアスの極性を切り換える制御手段が設けられることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 加熱手段を備える回転可能な定着部材と、前記定着部材に圧接する加圧部材とによって形成されるニップ部に、未定着トナー画像を有するシート材を通過させることで、前記シート材上にトナー画像を定着させる加熱定着手段と、
   前記定着部材及び前記加圧部材の両方にバイアスを印加するバイアス印加手段と、
   を備える画像形成装置であって、
   シート材上に形成された未定着トナー画像が前記ニップ部を通過しない間は、
   未定着トナーと逆極性の粒子が、前記定着部材側から前記加圧部材側へ移動する方向に前記バイアス印加手段がバイアスを印加することを特徴とする画像形成装置。
7. シート材上に形成された未定着トナー画像が前記ニップ部を通過する間は、
   前記バイアス印加手段が、シート材上の帯電した未定着トナーをシート材上に押し付ける方向にバイアスを印加し、
   シート材上に形成された未定着トナー画像が前記ニップ部を通過しない間は、
   前記バイアス印加手段が、未定着トナーと逆極性の粒子が、前記定着部材側から前記加圧部材側へ移動する方向にバイアスを印加するように、
   前記バイアス印加手段が印加するバイアスの極性を切り換える制御手段が設けられることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 加熱手段を備える回転可能な定着部材と、前記定着部材に圧接する加圧部材とによって形成されるニップ部に、未定着トナー画像を有するシート材を通過させることで、前記シート材上にトナー画像を定着させる加熱定着手段と、
   前記ニップ部よりもシート材の搬送方向下流側に設けられ、前記ニップ部を通過する状態のシート材に対して接触可能に配置される導電性部材と、
   前記定着部材及び前記導電性部材の両方にバイアスを印加するバイアス印加手段と、
   を備える画像形成装置であって、
   シート材上に形成された未定着トナー画像が前記ニップ部を通過しない間は、
   未定着トナーと逆極性の粒子が、前記定着部材側から前記加圧部材側へ移動する方向に前記バイアス印加手段がバイアスを印加することを特徴とする画像形成装置。
9. シート材上に形成された未定着トナー画像が前記ニップ部を通過する間は、
   前記バイアス印加手段が、シート材上の未定着トナーをシート材上に押し付ける方向にバイアスを印加し、
   シート材上に形成された未定着トナー画像が前記ニップ部を通過しない間は、
   前記バイアス印加手段が、未定着トナーと逆極性の粒子が、前記定着部材側から前記加圧部材側へ移動する方向にバイアスを印加するように、
   前記バイアス印加手段が印加するバイアスの極性を切り換える制御手段が設けられることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。

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