JP2010085799A - 画像形成装置及び定着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電子写真方式を採用した画像形成装置において、給紙装置から画像プロセス装置を経て定着装置に至るまでの搬送経路中に配置され且つ導電性を呈するガイド部材に、トナーや紙粉が付着していたために生ずる画像汚れや裏面汚れ等の問題を解消する。
【解決手段】記録材を１枚ずつ取り出す給紙装置と、像坦持体上に形成されたトナー像を前記記録材に転写する画像プロセス装置と、転写されたトナー像を記録材に定着させる定着装置と、給紙装置から画像プロセス装置を経て定着装置にて定着されるに至るまでの搬送経路中に配置され且つ導電性を呈するガイド部材と、記録材がガイド部材に接触していない状態において、トナーの帯電極性と同極性のバイアス電圧をガイド部材に印加するバイアス印加機構とを備える。
【選択図】図２

Description

本願発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ及びこれらの機能を複合的に備えた複合機等の画像形成装置、並びに、これに用いられる定着装置に関するものである。

従来から、電子写真方式を採用した画像形成装置においては、定着部材（例えば定着ローラ等）とこれに当接する加圧部材（例えば加圧ローラ等）との間の定着ニップ部に、未定着トナー像が静電転写された記録材を搬送することにより、未定着トナー像を記録材に定着させることが広く行われている（いわゆる熱ローラ方式の定着装置を備えている）。

この種の画像形成装置では、定着ニップ部より搬送上流側に、記録材を安定した姿勢で定着ニップ部に向けて案内するための定着前ガイドが配置されている。定着前ガイドが絶縁性を呈するものである場合は、例えば記録材を連続搬送したときに、記録材との摩擦にて定着前ガイドに電荷が溜まる。そうすると、定着前ガイドの帯電に起因して記録材上にある未定着のトナーが飛散して、トナー像が乱れることになる。

この点を解消する方策としては、特許文献１に、カーボンブラック等の導電材を含有して導電性を呈する定着前ガイドを、例えば画像形成装置の筺体等に接地させることにより、記録材との摩擦による定着前ガイドの帯電を抑制するという技術が開示されている。
特許第４０２６９５２号公報

ところで、カーボンブラック等の導電材を含有した定着前ガイドは一般に、例えばフッ素樹脂コートにて絶縁性を呈するものに比べて、トナーとの離型性の点で劣っている。そして、このように離型性に劣る定着前ガイドには、筺体内を浮遊又は飛散しているトナーや紙粉が付着して堆積（固着）し易い。このため、特許文献１の構成では、定着前ガイドの堆積（付着）物が記録材に付着して、画像汚れや裏面汚れを起こしたり、堆積物が記録材搬送の障害になって、紙詰まり（ジャム）を起こしたりするおそれがあった。

上記のような問題は、定着装置が熱ローラ方式ではなく、フィルム方式といった他の方式のものでも、同様に生ずるおそれがあった。また、定着前ガイドに限らず、給紙装置から転写装置を経て定着装置にて定着されるに至るまでの搬送経路中に配置されたガイド部材であれば、共通する問題でもあった。

そこで、本願発明は上記の問題を解消することを技術的課題とするものである。

請求項１の発明は、画像形成装置に係るものであり、記録材を１枚ずつ取り出す給紙装置と、像坦持体上に形成されたトナー像を前記記録材に転写する画像プロセス装置と、前記転写されたトナー像を前記記録材に定着させる定着装置と、前記給紙装置から前記転写装置を経て前記定着装置にて定着されるに至るまでの搬送経路中に配置され且つ導電性を呈するガイド部材と、前記記録材が前記ガイド部材に接触していない状態において、トナーの帯電極性と同極性のバイアス電圧を前記ガイド部材に印加するバイアス印加機構とを備えているものである。

請求項２の発明は、請求項１に記載した画像形成装置において、前記バイアス電圧の絶対値が３００Ｖ〜３０００Ｖの範囲に設定されているというものである。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載した画像形成装置において、前記バイアス印加機構は、前記記録材のサイズ、前記記録材への印刷率、前記記録材の連続搬送枚数、及び環境の相対湿度のうち少なくとも１つのデータに応じて、前記バイアス電圧を変更するというものである。

請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載した画像形成装置において、前記バイアス電圧の印加タイミング、印加時間及び印加回数の少なくとも１つは、前記記録材が前記ガイド部材に接触していない時間帯において任意に変更可能であるというものである。

請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載した画像形成装置において、前記バイアス印加機構は、前記記録材の搬送状態を検出する搬送検出手段と、前記ガイド部材への前記バイアス電圧の給電路を導通状態と遮断状態とに選択的に切り換えるスイッチング手段と、前記搬送検出手段からの信号に対応して前記スイッチング手段を切り換え作動させる制御手段とを有しているというものである。

請求項６の発明は、互いに当接した状態で回転可能な一対の回転部材にて、トナー像が転写された記録材を挟持搬送することにより、前記記録材に前記トナー像を定着させる定着装置に関するものである。この場合、前記記録材を挟持する前記両回転部材間の定着ニップ部より搬送上流側に配置され且つ導電性を呈するガイド部材と、前記記録材が前記ガイド部材に接触していない状態において、トナーの帯電極性と同極性のバイアス電圧を前記ガイド部材に印加するバイアス印加機構とを備えている。

請求項７の発明は、請求項６に記載した定着装置において、前記バイアス電圧の絶対値が３００Ｖ〜３０００Ｖの範囲に設定されているというものである。

本願の請求項に記載された発明によると、給紙装置から転写装置を経て定着装置にて定着されるに至るまでの搬送経路中に配置され且つ導電性を呈するガイド部材に記録材が接触していない状態において、トナーの帯電極性と同極性のバイアス電圧を、前記ガイド部材に印加するから、前記バイアス電圧の作用にて前記ガイド部材に付着していたトナー等の付着物を弾き飛ばして除去できる。このため、前記ガイド部材へのトナー付着を抑制して、前記記録材の画像汚れや裏汚れの発生を低減できる。

また、前記ガイド部材にトナーが堆積し難くなるので、記録材搬送の障害になるものがほとんどなくなり、前記ガイド部材の堆積（付着）物に起因した紙詰まり（ジャム）も起こり難くなる。

更に、前記ガイド部材から前記記録材が離れている時間帯に、トナーの帯電極性と同じ極性のバイアス電圧を印加するので、当該バイアス電圧がその後搬送されてくる記録材上の未定着トナーに悪影響を及ぼしてトナー像を乱すおそれはほとんどない。

以下に、本願発明を画像形成装置の一例であるタンデム型カラーデジタルプリンタ（以下、プリンタと称する）に適用した実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、以下の説明で必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば「左右」「上下」等）を用いる場合は、図１において紙面に直交した方向を正面視とし、この方向を基準にしている。これらの用語は説明の便宜のために用いたものであり、本願発明の技術的範囲を限定するものではない。

（１）．プリンタの概要
まず始めに、図１を参照しながら、プリンタ１の概要を説明する。図１に示すように、実施形態のプリンタ１は、その筺体２内に、大別して画像プロセス装置３、給紙装置４、及び定着装置５等を備えている。詳細は図示していないが、プリンタ１は、例えばＬＡＮといったネットワークに接続されていて、外部端末（図示省略）からの印刷指令を受け付けると、当該指令に基づいて印刷を実行するように構成されている。

筺体２内の中央部に位置する画像プロセス装置３は、像坦持体の一例である感光体１３上に形成されたトナー像を記録材Ｐに転写する役割を担うものであり、中間転写ベルト６、及びイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各色に対応する計４つの作像部７等を備えている。なお、図１では説明の便宜上、各作像部７に、再現色に応じて符号Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを添えている。

中間転写ベルト６は、導電性を有する素材からなる無端状のものであり、筺体２内の中央部右側に位置する駆動ローラ８と、同じく中央部左側に位置する従動ローラ９とに巻き掛けられている。この場合、駆動モータ（図示省略）からの動力伝達にて、駆動ローラ８を図１の反時計方向に回転駆動させることにより、中間転写ベルト６は図１の反時計方向に回転する。

中間転写ベルト６のうち駆動ローラ８に巻き掛けられた部分の外周側には、二次転写ローラ１０が配置されている。二次転写ローラ１０は、中間転写ベルト６に当接していて、中間転写ベルト６と二次転写ローラ１０との間（当接部分）が二次転写領域である二次転写ニップ部１１になっている。二次転写ローラ１０は、中間転写ベルト６の回転に伴って、又は二次転写ニップ部１１に挟持搬送される記録材Ｐの移動に伴って図１の時計方向に回転する。

中間転写ベルト６のうち従動ローラ９に巻き掛けられた部分の外周側には、転写ベルトクリーナ１２が配置されている。転写ベルトクリーナ１２は、中間転写ベルト６上に残留する未転写トナーを除去するためのものであり、中間転写ベルト６に当接している。

４つの作像部７は、中間転写ベルト６の下方において、図１の左からイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の順に、中間転写ベルト６に沿って並べて配置されている。各作像部７は、図１の時計方向に回転駆動する像坦持体の一例としての感光体１３を備えている。感光体１３の周囲には、図１における時計回りの回転方向に沿って順に、帯電器１４、現像部１５、一次転写ローラ１６、及び感光体クリーナ１７が配置されている。

感光体１３は負帯電性のものであり、感光体モータ（図示省略）からの動力伝達にて、図１の時計方向に回転駆動するように構成されている。帯電器１４はローラ帯電式のものであり、当該帯電器１４には、帯電用電源（図示省略）から所定のタイミングにて感光体帯電のための電圧が印加される。現像部１５は、負の極性を呈するトナーを利用して、感光体１３上に形成された静電潜像を反転現像にて顕在化させるものである。

一次転写ローラ１６は中間転写ベルト６の内周側に位置していて、中間転写ベルト６を挟んで、対応する作像部７の感光体１３に対峙している。一次転写ローラ１６も、中間転写ベルト６の回転に伴って図１の反時計方向に回転する。中間転写ベルト６と一次転写ローラ１６との間（当接部分）は、一次転写領域である一次転写ニップ部１８になっている。感光体クリーナ１７は、感光体１３上に残留する未転写トナーを除去するためのものであり、感光体１３に当接している。

４つの作像部７の下方には露光部１９が配置されている。露光部１９は、外部端末等からの画像情報に基づき、レーザービームにて各感光体１３に静電潜像を形成するものである。

中間転写ベルト６の上方には、各現像部１５に供給されるトナーを収容するホッパー２０が配置されている。なお、図１では説明の便宜上、各ホッパー２０にも、再現色に応じて符号Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを添えている。

画像プロセス装置３の下方に位置する給紙装置４は、記録材Ｐを収容する複数段（実施形態では２段）の給紙カセット２１，２２、給紙カセット２１，２２内の記録材Ｐを１枚ずつ繰り出す繰り出しローラ２３，２４、及び繰り出された記録材Ｐを所定のタイミングにて二次転写ニップ部１１（二次転写領域）に搬送する一対のレジストローラ２５等を備えている。

各給紙カセット２１（２２）は筺体２の下部に着脱可能に配置されている。各給紙カセット２１（２２）内の記録材Ｐは、対応する繰り出しローラ２３（２４）の回転にて、最上部のものから１枚ずつ搬送経路３０に送り出される。

搬送経路３０は、給紙装置４の各給紙カセット２１（２２）から、両レジストローラ２５間のニップ部、及び画像プロセス装置３における二次転写ニップ部１１（二次転写領域）を経て、定着装置５における定着ニップ部３５（詳細は後述する）に至る。そして、搬送経路３０は、定着ニップ部３５から一対の排出ローラ２６を介して筺体２上面の排紙トレイ２７にまで延びている。

詳細は後述するが、画像プロセス装置３における二次転写ローラ１０の上方に位置する定着装置５は、定着ローラ３１及び加熱ローラ３２と、これら両ローラ３１，３２に巻き掛けられた定着ベルト３３とを備えている。定着ベルト３３のうち定着ローラ３１に巻き掛けられた部分の外周側には、加圧ローラ３４が配置されている。加圧ローラ３４は、定着ベルト３３に当接していて、定着ベルト３３と加圧ローラ３４との間（当接部分）が定着領域である定着ニップ部３５になっている。

この場合、加圧ローラ３４が図１の時計方向に回転駆動することにより、定着ローラ３１が定着ベルト３３と共に図１の反時計方向に回転する。定着ローラ３１、加熱ローラ３２及び定着ベルト３３の組合せと、加圧ローラ３４とにより一対の回転部材が構成されている。

（２）．プリンタの画像形成動作
次に、プリンタ１における画像形成動作の一例について簡単に説明する。プリンタ１は、１色のトナー（例えばブラック）を用いてモノクロ画像を形成するモノクロモードと、４色のトナーを用いてカラー画像を形成するカラーモードとの間で切り換え可能に構成されている。

例えばカラーモードの場合はまず、画像プロセス装置３の各作像部７において、所定の速度で回転駆動する感光体１３の外周面が帯電器１４にて帯電される。次いで、帯電された感光体１３の外周面に、外部端末からの画像情報に応じたレーザービームが露光部１９から投射され、静電潜像が形成される。そして、静電潜像は、現像部１５から供給されるトナーにて反転現像されて顕在化し、各色のトナー像となる。

各感光体１３の外周面に形成された各色のトナー像は、感光体１３の回転にて一次転写ニップ部１８に到達すると、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順で、感光体１３から中間転写ベルト６の外周面に転写（一次転写）されて重ねられる。中間転写ベルト６に転写されず感光体１３の外周面に残った未転写トナーは、感光体１３の回転を利用して感光体クリーナ１７にて掻き取られ、感光体１３上から取り除かれる。

重ね合わされた４色のトナー像は、中間転写ベルト６の回転にて二次転写ニップ部１１に移動する。このとき、重ね合わされた４色のトナー像の移動タイミングに合わせて、外部端末等の印刷指令に基づき選択された給紙カセット２１（２２）から、記録材Ｐが二次転写ニップ部１１に搬送される。そして、記録材Ｐが二次転写ニップ部１１を通過することにより、重ね合された４色のトナー像が記録材Ｐに一括して転写（二次転写）される。なお、二次転写後に中間転写ベルト６の外周面に残った未転写トナーは、転写ベルトクリーナ１２にて掻き取られ、中間転写ベルト６上から取り除かれる。その後、各感光体１３及び中間転写ベルト６の回転駆動が停止する。

４色のトナー像が二次転写された記録材Ｐ（未定着トナー像を乗せた記録材Ｐ）は、搬送経路３０を通って定着装置５の定着ニップ部３５に搬送される。そして、記録材Ｐが定着ニップ部３５を通過することにより、未定着トナー像が記録材Ｐに定着する。その後、記録材Ｐは一対の排出ローラ２６の回転にて排紙トレイ２７上に排出されることになる。

（３）．定着装置及びその周辺の詳細構造
次に、図２を参照しながら、定着装置５及びその周辺の詳細構造について説明する。前述の通り、定着装置５は、定着ローラ３１及び加熱ローラ３２と、両ローラ３１，３２に巻き掛けられた定着ベルト３３と、定着ベルト３３を介して定着ローラ３１に対峙する加圧ローラ３４とを備えている。

定着ローラ３１のローラ本体は金属製であり、その表面にはシリコーンゴム等の弾性層が形成されている。加熱ローラ３２のローラ本体はアルミニウム製であり、その表面はＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）にてコーティングされている。加熱ローラ３２の内部には、定着ベルト３３を加熱するヒータの一例として、第１ハロゲンランプ３６が配置されている。加熱ローラ３２と定着ローラ３１との間には、加熱ローラ３２の温度を検出する接触型の第１温度センサ３７が配置されている。

定着ベルト３３は無端状に形成された耐熱樹脂製のものであり、その表面は、シリコーンゴム等の弾性層を介して、離型層としての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）チューブにて被覆されている。離型層の存在により、記録材Ｐが定着ベルト３３から円滑に分離することになる（記録材Ｐの定着ベルト３３に対する離型性が担保されている）。

定着ベルト３３のうち加熱ローラ３２に巻き掛けられた部分の外周側には、第１サーモスタット３８が配置されている。第１温度センサ３７にて検出された加熱ローラ３２の温度が所定の温度より高くなると、第１サーモスタット３８は第１ハロゲンランプ３６への通電を遮断する。加熱ローラ３２の温度が所定の温度より低くなると、第１サーモスタット３８は第１ハロゲンランプ３６への通電を再開する。このようにして、加熱ローラ３２ひいては定着ベルト３３の温度制御が行われる。

上記の説明から明らかなように、記録材Ｐは、定着ベルト３３と加圧ローラ３４との間の定着ニップ部３５を通過する際に加熱・加圧される。このため、記録材Ｐ上に未定着トナー像が定着することになる。

加圧ローラ３４のローラ本体は金属製であり、その表面は、シリコーンゴム等の弾性層を介してＰＦＡチューブにて被覆されている。加圧ローラ３４の内部にも、加圧ローラ３４の急激な温度低下を防止するヒータの一例として第２ハロゲンランプ３９が配置されている。加圧ローラ３４の上方には、加圧ローラ３４の温度を検出する非接触型の第２温度センサ４０が配置されている。加圧ローラ３４の下方には、第２温度センサ４０の検出結果に基づいて第２ハロゲンランプ３９への導通・遮断を制御する第２サーモスタット４１が配置されている。

なお、定着装置における一対の回転部材は、定着ローラ３１、加熱ローラ３２及び定着ベルト３３の組合せと、加圧ローラ３４とに限るものではなく、ローラ本体の表面に弾性層・離型層又は離型層のみを有する加熱ローラと加圧ローラという一般的な組合せであっても差し支えない。また、加圧ローラを駆動するのではなく定着ローラ側を駆動し、加圧ローラがこれに追動するものでもよく、駆動の方式を問うものではない。

搬送経路３０のうち定着ニップ部３５より搬送下流側には、定着ニップ部３５を通過した記録材Ｐを定着ベルト３３から分離させつつ一対の排出ローラ２６に向けて案内するための分離爪４２が配置されている。一方、搬送経路３０のうち定着ニップ部３５より搬送上流側には、記録材Ｐを安定した姿勢で定着ニップ部３５に向けて案内するガイド部材の一例として、定着前ガイド４５が配置されている。

定着前ガイド４５は、導電性を有するステンレス等の金属材製であり、記録材Ｐと接触する接触面側が、導電性フッ素樹脂にてコーティングされている。実施形態では、定着前ガイド４５における接触面の表面抵抗は１０⁷Ω／ｓｑ．以下に設定されている。

実施形態の定着前ガイド４５は、搬送上流側の基端部から搬送下流側の先端部に行くに従って、定着ニップ部３５に近付くように傾斜している。すなわち、定着前ガイド４５の接触面は、搬送下流側の端部に行くに従って定着ニップ部３５に近接するように傾斜した傾斜面になっている。また、定着前ガイド４５の先端部は、定着ニップ部３５から下ろした延長線Ｌと交差している。

図２に示すように、実施形態のプリンタ１は、記録材Ｐが定着前ガイド４５に接触していない状態において、トナーの帯電極性（実施形態では負極性）と同極性のバイアス電圧を定着前ガイド４５に印加するバイアス印加機構５０を備えている。バイアス印加機構５０は、記録材Ｐの搬送状態を検出する搬送検出手段の一例としてのフォトセンサ５１と、定着前ガイド４５へのバイアス電圧の給電路５４を導通状態と遮断状態とに選択的に切り換えるスイッチング手段の一例としてのバイアスリレー５２と、フォトセンサ５１からの検出信号に対応してバイアスリレー５２を切り換え作動させる制御手段の一例としてのコントローラ５３とを有している。

この場合、定着前ガイド４５は給電路５４を介してガイド用電源５５に接続されており、給電路５４中にバイアスリレー５２が設けられている。バイアスリレー５２はコントローラ５３に接続されている。コントローラ５３にはフォトセンサ５１が接続されている。

実施形態のフォトセンサ５１は、搬送経路３０のうち定着前ガイド４５より搬送上流側に配置されていて、搬送経路３０を通過する記録材Ｐの先端及び末端を検出する。そして、フォトセンサ５１の検出結果から、コントローラ５３は、記録材Ｐのサイズ（実施形態では搬送（通紙）方向の長さ）、記録材Ｐと定着前ガイド４５との接触時間、並びに給紙間時間を算出する。ここで、給紙間時間とは、連続搬送時における先の記録材Ｐの末端通過時から次の記録材Ｐの先端通過時までの時間を意味している。

一方、プリンタ１の筐体２は、導電性接触子５７の移動に応じて抵抗値を変化させる可変抵抗器５６を介して接地されている。導電性接触子５７は、フォトセンサ５１及びバイアスリレー５２と同様に、コントローラ５３に接続されている。この場合、導電性接触子５７の移動にて可変抵抗器５６の抵抗値を変化させることにより、定着前ガイド４５に印加するバイアス電圧の大きさが変更されることになる。

コントローラ５３は、フォトセンサ５１からの検出信号に対応してバイアスリレー５２を切り換え作動させることによって、記録材Ｐが定着前ガイド４５に接触していない状態で、トナーの帯電極性と同極性のバイアス電圧を定着前ガイド４５に印加させ、定着前ガイド４５の付着物を取り除くというバイアス印加制御を実行するものである。詳細は図示していないが、コントローラ５３は、各種演算処理を実行するＣＰＵの他、制御プログラムやデータを記憶させるためのＲＯＭ、制御プログラムやデータを一時的に記憶させるためのＲＡＭ、記録材Ｐの印刷枚数を計測するカウンタ、及びセンサやアクチュエータ等との間でデータのやり取りをするための入出力インターフェイス等を備えている。

コントローラ５３の入力インターフェイスには、フォトセンサ５１以外に、１回の印刷毎のトナー量を検出するトナー検出センサ５８と、筺体２内外環境の相対湿度を検出する湿度センサ５９とが接続されている。トナー検出センサ５８の検出結果から、コントローラ５３は印刷率（１枚の記録材Ｐに対する総画素面積の割合）を算出する。また、実施形態では、筺体２の内外に３つの湿度センサ５９が配置されている。１つは、搬送経路３０のうち両レジストローラ２５間のニップ部と二次転写ニップ部１１との間に配置され、他の１つは、上段の給紙カセット２１の上方に配置され、残る１つは、筺体２の外側面に配置されている（図１参照）。コントローラ５３の出力インターフェイスには、前述した可変抵抗器５６の導電性接触子５７が接続されている。

コントローラ５３によるバイアス印加制御では、記録材Ｐが定着前ガイド４５に接触していない状態でバイアスリレー５２を導通状態にすることにより、ガイド用電源５５から定着前ガイド４５に、トナーの帯電極性と同じ負極性のバイアス電圧が印加される。実施形態では、バイアス電圧を決定するパラメータとして、記録材Ｐのサイズ、記録材Ｐへの印刷率、記録材Ｐの連続搬送枚数、及び筺体２内外環境の相対湿度が採用されており、これらパラメータのデータに応じてバイアス電圧がコントローラ５３にて決定される。パラメータ群をすべて用いる必要はなく、１つだけでも構わないし、複数を組み合わせてもよい。もちろん、バイアス電圧を固定値にすることも可能である。

また、実施形態では、バイアス電圧の印加タイミング、印加時間及び印加回数の少なくとも１つは、記録材Ｐが定着前ガイド４５に接触していない時間帯において任意に変更可能になっている。この場合、前述したパラメータ（記録材Ｐのサイズ、記録材Ｐへの印刷率、記録材Ｐの連続搬送枚数、及び筺体２内外環境の相対湿度）に応じて、印加タイミング、印加時間及び印加回数を調整するようにしてもよい。

図３〜図６に示すグラフは、記録材Ｐのサイズ、記録材Ｐへの印刷率、記録材Ｐの連続搬送枚数、及び筺体２内外環境の相対湿度が、定着前ガイド４５から付着物を取り除くのに必要なバイアス電圧の大きさに与える影響を評価した結果である。なお、当該評価結果は、普通紙モードのシステム速度が１６５ｍｍ／秒で、且つＡ３ワイド（長さ４５７ｍｍ）なら１６．７枚／分、Ａ３（長さ４２０ｍｍ）なら１７．５枚／分、Ａ４以下なら３５枚／分の出力枚数という条件下のものであり、前述したパラメータのうちの１つを変化させている。

図３は、記録材Ｐのサイズとバイアス電圧との関係を示している。図３に示すように、記録材Ｐのサイズが大きくなる（長くなる）ほど、定着前ガイド４５の付着物を取り除くのに必要なバイアス電圧の絶対値が大きくなることが分かった。換言すると、記録材Ｐのサイズが小さくなる（短くなる）ほど、定着前ガイド４５の付着物を取り除くのに必要なバイアス電圧の絶対値が小さくて済む。

未定着トナー像を乗せた記録材Ｐが定着前ガイド４５に接触すると、その衝撃にてトナーが僅かに飛散することがあるが、当該飛散トナーの量は、記録材Ｐのサイズが大きくなるほど未定着トナーの量自体が多いために増加する傾向を呈する。従って、記録材Ｐのサイズが大きくなるほど、定着前ガイド４５の付着物が増加し易くなるから、付着物を取り除くのに大きなバイアス電圧が必要になると考えられる。

また、搬送連続枚数が同じでもサイズが小さくなれば、給紙間時間（連続搬送時における先の記録材Ｐの末端通過時から次の記録材Ｐの先端通過時までの時間）が長くなる。すなわち、給紙間時間が長くなると、定着前ガイド４５へのバイアス電圧の印加時間を長くできるから、バイアス電圧を小さくしても印加時間を長めにとることによって、定着前ガイド４５の付着物をスムーズに除去することが可能になる。

図４は、記録材Ｐへの印刷率とバイアス電圧との関係を示している。図４に示すように、記録材Ｐへの印刷率が高くなるほど、定着前ガイド４５の付着物を取り除くのに必要なバイアス電圧の絶対値が大きくなることが分かった。この場合も、定着前ガイド４５に接触した記録材Ｐからの飛散トナーの量は、記録材Ｐへの印刷率が高くなるほど未定着トナーの量自体が多いために増加する傾向を呈する。従って、記録材Ｐへの印刷率が高くなるほど、付着物を取り除くのに大きなバイアス電圧が必要になると考えられる。

図５は、記録材Ｐの連続搬送枚数とバイアス電圧との関係を示している。図５に示すように、記録材Ｐの連続搬送枚数が増えるほど、定着前ガイド４５の付着物を取り除くのに必要なバイアス電圧の絶対値が大きくなることが分かった。この場合も、定着前ガイド４５に接触した記録材Ｐからの飛散トナーの量は、記録材Ｐの連続搬送枚数が増えるほど増加する傾向を呈する。従って、記録材Ｐの連続搬送枚数が増えるほど、付着物を取り除くのに大きなバイアス電圧が必要になると考えられる。

図６は、筺体２内外環境の相対湿度とバイアス電圧との関係を示している。図６に示すように、筺体２内外環境の相対湿度が高くなるほど、定着前ガイド４５の付着物を取り除くのに必要なバイアス電圧の絶対値が小さくて済むことが分かった。換言すると、筺体２内外環境の相対湿度が低くなるほど、定着前ガイド４５の付着物を取り除くのに必要なバイアス電圧の絶対値が大きくなるのである。

この場合、定着前ガイド４５に接触した記録材Ｐからの飛散トナーの量は、筺体２内外環境の相対湿度が高いと少なく、相対湿度が低いと多くなる。これは、低湿環境下では二次転写効率が低下して、記録材Ｐへのトナー像の転写力が下がるため、飛散トナーの量が多くなるものと推察される。その結果、筺体２内外環境の相対湿度が低くなるほど、付着物を取り除くのに大きなバイアス電圧が必要になると考えられる。

また、これらの評価結果（図３〜図６）から分かるように、バイアス電圧の絶対値は３００Ｖ〜３０００Ｖの範囲に設定するのが好ましい。実施形態では、トナーの帯電極性が負の極性を呈するため、バイアス電圧が−３００Ｖ〜−３０００Ｖの範囲に設定されることになる。バイアス電圧の絶対値が３０００Ｖを超えると、漏電や消費電力の問題への考慮がより高く求められる。バイアス電圧の絶対値が３００Ｖを下回ると、記録材Ｐのサイズが例えばはがき大の場合であっても、バイアス電圧が小さ過ぎて、付着物を十分に除去できないおそれがある。これらのバランスを考慮した結果、バイアス電圧の絶対値を３００Ｖ〜３０００Ｖの範囲に設定したものである。

なお、実施形態では前述の通り、トナーの帯電極性が負の極性を呈するため、バイアス電圧が−３００Ｖ〜−３０００Ｖの範囲に設定されるが、これに限らず、アナログタイプの画像形成装置のようにトナーの帯電極性が正の極性を呈する場合は、バイアス電圧を＋３００Ｖ〜＋３０００Ｖの範囲に設定すれば足りる。

以上の構成において、フォトセンサ５１が搬送経路３０のうち定着ニップ部３５より搬送上流側を通過中の記録材Ｐの先端及び末端を検出すると、コントローラ５３は、フォトセンサ５１の検出結果から記録材Ｐのサイズ、及び、記録材Ｐと定着前ガイド４５との接触時間及び給紙間時間（連続搬送時における先の記録材Ｐの末端通過時から次の記録材Ｐの先端通過時までの時間）を算出する。

そして、コントローラ５３は、給紙間時間に定着前ガイド４５への給電路５４中に設けられたバイアスリレー５２を導通状態にし、トナーの帯電極性と同じ負の極性を呈する所定の大きさのバイアス電圧を定着前ガイド４５に印加する。その結果、定着前ガイド４５から記録材Ｐが離れているときに、定着前ガイド４５に付着していたトナー等の付着物が定着前ガイド４５から弾き飛ばされる（除去される）ことになる。なお、詳細は省略するが、定着前ガイド５４から弾き飛ばされたトナーは、筺体２内にあるトナー排出ファンの駆動にて、フィルタに捕捉される。

従って、プリンタ１（定着装置５）によると、定着前ガイド４５から記録材Ｐが離れている給紙間時間等の時間帯に、トナーと同じ負極性のバイアス電圧の印加によって、定着前ガイド４５に付着していたトナー等の付着物を弾き飛ばして除去するので、定着前ガイド４５へのトナー付着を抑制できる。このため、記録材Ｐの画像汚れや裏汚れの発生を低減できる。

また、定着前ガイド４５にトナーが堆積し難くなるので、記録材Ｐ搬送の障害になるものがほとんどなくなり、定着前ガイド４５の堆積（付着）物に起因した紙詰まり（ジャム）も起こり難くなる。

更に、定着前ガイド４５から記録材Ｐが離れている給紙間時間等の時間帯に、トナーと同じ負極性のバイアス電圧を印加するので、当該バイアス電圧がその後搬送されてくる記録材Ｐ上の未定着トナーに悪影響を及ぼしてトナー像を乱すおそれはほとんどない。

しかも、実施形態では、記録材Ｐのサイズ、記録材Ｐへの印刷率、記録材Ｐの連続搬送枚数、及び筺体２内外環境の相対湿度のうち少なくとも１つのデータに応じて、バイアス電圧を変更したり、バイアス電圧の印加タイミング、印加時間及び印加回数の少なくとも１つを、記録材Ｐが定着前ガイド４５に接触していない時間帯において任意に変更したりすることが可能であるから、漏電及び消費電力への考慮とのバランスに配慮した上で、定着前ガイド４５から付着物を効率よく除去できるのである。

（４）．その他
本願発明は、前述の実施形態に限らず、様々な態様に具体化できる。前述の実施形態では、画像形成装置としてプリンタを例にして説明したが、これに限らず、複写機、プリンタ、ファクシミリ又はこれらの機能を複合的に備えた複合機等であってもよい。導電性のガイド部材は、定着前ガイド４５に限らず、給紙装置４から画像プロセス装置３を経て定着装置５に至るまでの搬送経路３０中に配置されるものであればよい。搬送検出手段は、フォトセンサ５１に限らず、接触式のリミットスイッチでもよい。

また、給紙間時間の算出は、前述の例に限らず、例えば記録材Ｐが給紙カセット２１（２２）から繰り出すタイミングと、外部端末等の印刷指令に含まれる記録材Ｐのサイズ情報とから求めるようにしてもよい。記録材Ｐが定着前ガイド４５に接触していない時間帯は、給紙間時間に限るものではなく、例えばプリンタ１の起動時（主電源を入りにしたとき）や、プリンタ１が消費電力を抑制するスリープモードを実行する直前、又は連続して適宜枚数印刷したあと等でも差し支えない。要は記録材Ｐが定着前ガイド４５に接触していなければよい。

また、前述の実施形態では、環境の相対湿度として筺体内外環境を測定する３つの湿度センサ５９を備えていたが、３つに限るものではなく、いずれか１つ又は２つでも構わない。こすうはにんいであり、適切な数を適切な位置に設置すればよい。

その他、各部の構成は図示の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。

実施形態におけるプリンタの概略説明図である。 定着装置の概略説明図である。 記録材のサイズとバイアス電圧との関係を示すグラフである。 記録材への印刷率とバイアス電圧との関係を示すグラフである。 記録材の連続搬送枚数とバイアス電圧との関係を示すグラフである。 筺体内外環境の相対湿度とバイアス電圧との関係を示すグラフである。

符号の説明

１ プリンタ（画像形成装置）
２ 筺体
３ 画像プロセス装置
４ 給紙装置
５ 定着装置
３０ 搬送経路
３１ 定着ローラ
３２ 加熱ローラ
３３ 定着ベルト
３４ 加圧ローラ
３５ 定着ニップ部
４５ 定着前ガイド（ガイド部材）
５０ バイアス印加機構
５１ フォトセンサ（搬送検出手段）
５２ バイアスリレー（スイッチング手段）
５３ コントローラ（制御手段）

Claims (7)

1. 記録材を１枚ずつ取り出す給紙装置と、像坦持体上に形成されたトナー像を前記記録材に転写する画像プロセス装置と、前記転写されたトナー像を前記記録材に定着させる定着装置と、前記給紙装置から前記画像プロセス装置を経て前記定着装置にて定着されるに至るまでの搬送経路中に配置され且つ導電性を呈するガイド部材と、前記記録材が前記ガイド部材に接触していない状態において、トナーの帯電極性と同極性のバイアス電圧を前記ガイド部材に印加するバイアス印加機構とを備えている、
   画像形成装置。
2. 前記バイアス電圧の絶対値が３００Ｖ〜３０００Ｖの範囲に設定されている、
   請求項１に記載した画像形成装置。
3. 前記バイアス印加機構は、前記記録材のサイズ、前記記録材への印刷率、前記記録材の連続搬送枚数、及び環境の相対湿度のうち少なくとも１つのデータに応じて、前記バイアス電圧を変更する、
   請求項１又は２に記載した画像形成装置。
4. 前記バイアス電圧の印加タイミング、印加時間及び印加回数の少なくとも１つは、前記記録材が前記ガイド部材に接触していない時間帯において任意に変更可能である、
   請求項１ないし３のいずれかに記載した画像形成装置。
5. 前記バイアス印加機構は、前記記録材の搬送状態を検出する搬送検出手段と、前記ガイド部材への前記バイアス電圧の給電路を導通状態と遮断状態とに選択的に切り換えるスイッチング手段と、前記搬送検出手段からの検出信号に対応して前記スイッチング手段を切り換え作動させる制御手段とを有している、
   請求項１ないし４のいずれかに記載した画像形成装置。
6. 互いに当接した状態で回転可能な一対の回転部材にて、トナー像が転写された記録材を挟持搬送することにより、前記記録材に前記トナー像を定着させる定着装置であって、
   前記記録材を挟持する前記両回転部材間の定着ニップ部より搬送上流側に配置され且つ導電性を呈するガイド部材と、前記記録材が前記ガイド部材に接触していない状態において、トナーの帯電極性と同極性のバイアス電圧を前記ガイド部材に印加するバイアス印加機構とを備えている、
   定着装置。
7. 前記バイアス電圧の絶対値が３００Ｖ〜３０００Ｖの範囲に設定されている、
   請求項６に記載した定着装置。

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