JP2018112584A - 定着装置およびこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】放電電極に対する浮遊物の付着量を抑えて帯電器の寿命を向上する定着装置を提供する。【解決手段】本発明の定着装置７は、回転しながらシートＳ上のトナー像を加熱する定着ローラー３１と、回転しながら定着ローラー３１とで定着ニップＮ２を形成し、定着ニップＮ２を通過するシートＳを加圧する加圧ローラー３２と、定着ローラー３１に対向する放電電極４０の周囲に生じた電界で起こるコロナ放電を利用して定着ローラー３１をトナー像のトナーと同極性に帯電させる帯電器３４と、シートＳの面積に対するトナー像の面積の割合を示す印字率にシートＳの積算数を乗じて算出した積算印字量の増加に応じて放電電極４０に印加する定着バイアスを増加させる調整部５０と、を備えていることを特徴とする。【選択図】図４

Description

本発明は、定着装置およびこれを備えた画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置は、各々回転する定着部材と加圧部材とで形成したニップを通過する媒体にトナー像を熱定着させる定着装置を備えている。定着部材の表面は、電気絶縁性の材料で形成されており、ニップを通過する媒体との摩擦によってトナーの極性とは逆極性に帯電することがある。すると、媒体上のトナーが定着部材の表面に付着し、そのトナーが後からニップを通過する媒体に転移するオフセット現象が発生する。

このオフセット現象を抑制するための技術が提案されている。例えば、特許文献１に記載の画像形成装置は、感光体上のトナー像を用紙に転写するために用紙をトナーと逆極性に帯電させる転写帯電器と、転写後の用紙をトナーと同極性に帯電させる分離帯電器と、定着装置の定着ローラーの表面をトナーと同極性に帯電させるオフセット防止バイアス用電源（オフセット防止用帯電器）と、を備えている。転写帯電器、分離帯電器およびオフセット防止用帯電器は、それぞれ、電極周りの電界で生じたコロナ放電を利用した帯電器である。オフセット防止用帯電器は、分離帯電器による除電電荷量の変化に連動して、定着ローラーに印加する電界の強度を変化させている。

特開平０７−１７５３５６号公報

しかしながら、上記のオフセット防止用帯電器は、分離帯電器で除電した用紙を更にトナーの極性と同じになるように帯電させなければならず、非常に強い電界を発生させなければならなかった。強い電界はオゾン等の放電生成物を大量に生成するという問題があった。また、定着装置でトナー像が加熱されると、トナーの成分（例えば、ワックス）が揮発して浮遊する。放電生成物やワックス等の浮遊物はオフセット防止用帯電器の電極に付着し易く、浮遊物等が付着した電極は定着部材を均一に帯電させることができないという問題があった。

電極に浮遊物が付着していない場合（初期状態）、電極に大きなバイアスを印加する必要はないが、上記のオフセット防止用帯電器では初期状態の電極にも大きなバイアスを印加しなければならなかった。このため、電極に対する浮遊物の付着が促進され、オフセット防止用帯電器の寿命が短くなるという問題があった。

本発明は、上記課題を解決するために、放電電極に対する浮遊物の付着量を抑えて帯電器の寿命を向上する定着装置およびこれを備えた画像形成装置を提供する。

上記した目的を達成するため、本発明の定着装置は、回転しながら媒体上のトナー像を加熱する定着部材と、回転しながら前記定着部材とでニップを形成し、前記ニップを通過する前記媒体を加圧する加圧部材と、前記定着部材に対向する放電電極の周囲に生じた電界で起こるコロナ放電を利用して前記定着部材を前記トナー像のトナーと同極性に帯電させる帯電器と、前記トナー像を定着する前記媒体の数を積算した積算数の増加、または前記媒体の面積に対する前記トナー像の面積の割合を示す印字率に前記積算数を乗じて算出した積算印字量の増加に応じて前記放電電極に印加するバイアスを増加させる調整部と、を備えている。

この場合、前記調整部は、前記トナー像を定着する前記媒体の数をカウントするカウント部と、前記媒体毎の前記印字率を検知して前記印字率の平均値を算出し、且つ前記積算印字量を算出する算出部と、を含んでいることが好ましい。

この場合、前記放電電極は、複数の針電極を前記定着部材の軸方向に並べて形成されていることが好ましい。

この場合、前記帯電器は、前記放電電極を挟んで対向して設けられ、ツェナーダイオードを介して接地する一対の接地電極を含んでいることが好ましい。

上記した目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、上記のいずれかに記載の定着装置を備えている。

本発明によれば、放電電極に対する浮遊物の付着量を抑えて帯電器の寿命を向上することができる。

本発明の第１実施形態に係るカラープリンターの内部構造を模式的に示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係る定着装置を模式的に示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係る定着装置の帯電器の放電電極を模式的に示す側面図である。 本発明の第１実施形態に係る定着装置等（調整部）を模式的に示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係る定着装置の積算印字量と定着バイアスとの関係を示すグラフである。 本発明の第１実施形態に係る定着装置の定着バイアスの制御を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る定着装置の積算数と定着バイアスとの関係を示すグラフである。 本発明の第２実施形態に係る定着装置の定着バイアスの制御を示すフローチャートである。

以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。なお、図１等の紙面手前が正面であり、各図に示す「Ｆｒ」は「前」を示し、「Ｒｒ」は「後」を示し、「Ｌ」は「左」を示し、「Ｒ」は「右」を示し、「Ｕ」は「上」を示し、「Ｄ」は「下」を示している。

＜第１実施形態：カラープリンターの全体構成＞
図１を参照して、画像形成装置の一例としてのカラープリンター１の全体構成について説明する。図１はカラープリンター１の内部構造を模式的に示す断面図である。

カラープリンター１は、略直方体状の外観を構成する装置本体２を備えている。装置本体２の下部には、紙製のシートＳ（の束）を収容する給紙カセット３が着脱可能に設けられている。装置本体２の上面には、排紙トレイ４が設けられている。なお、媒体の一例としてのシートＳは、紙製に限らず、樹脂製のシート等であってもよい。

また、カラープリンター１は、給紙装置５と、作像装置６と、定着装置７と、を装置本体２の内部に備えている。給紙装置５は、給紙カセット３から排紙トレイ４まで延びる搬送路８の上流端部に設けられている。定着装置７は搬送路８の下流側に設けられ、作像装置６は搬送路８において給紙装置５と定着装置７との間に設けられている。

作像装置６は、４つのトナーコンテナ１０と、中間転写ベルト１１と、４つのドラムユニット１２と、光走査装置１３と、を含んでいる。４つのトナーコンテナ１０は、４色（イエロー，マゼンタ，シアン，ブラック）のトナー（現像剤）を収容する。中間転写ベルト１１は、図１で左回りに回転する。各ドラムユニット１２は、感光体ドラム１４と、帯電装置１５と、現像装置１６と、一次転写ローラー１７と、クリーニング装置１８と、を含んでいる。各一次転写ローラー１７は、感光体ドラム１４との間に中間転写ベルト１１を挟むように設けられている。中間転写ベルト１１の右側には、二次転写ローラー１９が接触して転写ニップＮ１を形成している。

カラープリンター１は以下の手順でシートＳに画像形成を行う。各帯電装置１５は、感光体ドラム１４の表面を帯電させる。各感光体ドラム１４は、光走査装置１３から出射された走査光を受け、静電潜像を担持する。各現像装置１６は、トナーコンテナ１０から供給されたトナーを用いて感光体ドラム１４上の静電潜像をトナー像に現像する。各一次転写ローラー１７は、感光体ドラム１４上のトナー像を回転する中間転写ベルト１１に一次転写する。中間転写ベルト１１は、回転しながら４色のトナー像を重ねたフルカラーのトナー像を担持する。シートＳは、給紙装置５によって給紙カセット３から搬送路８に送り出される。二次転写ローラー１９は、転写ニップＮ１を通過するシートＳに中間転写ベルト１１上のトナー像を二次転写する。定着装置７はトナー像をシートＳに熱定着させる。その後、シートＳは排紙トレイ４に排出される。各クリーニング装置１８は感光体ドラム１４上に残ったトナーを除去する。

＜定着装置＞
図２ないし図４を参照して、定着装置７の構成について説明する。図２は定着装置７を模式的に示す断面図である。図３は帯電器３４の放電電極４０を模式的に示す側面図である。図４は定着装置７等（調整部５０）を模式的に示す断面図である。

図２に示すように、定着装置７は、定着ローラー３１と、加圧ローラー３２と、発熱ユニット３３と、帯電器３４と、を含んでいる。定着ローラー３１および加圧ローラー３２は、前後方向（軸方向）に長い略円筒状の部材である。発熱ユニット３３は、定着ローラー３１を加熱するための装置である。帯電器３４は、定着ローラー３１の表面を帯電させるための装置である。

定着部材の一例としての定着ローラー３１は、定着芯金３１Ａと、定着弾性層３１Ｂと、定着ベルト３１Ｃと、を含んでいる。

定着芯金３１Ａは、例えば、金属材料で略円筒状に形成されている。定着芯金３１Ａの前後両端部は、一対の板金（図示せず）に回転可能に支持されている。定着弾性層３１Ｂは、例えば、シリコンゴム等で構成され、定着芯金３１Ａの外周面に積層されている。定着ベルト３１Ｃは、定着弾性層３１Ｂを覆うように設けられている。定着ベルト３１Ｃは、例えば、基材（ニッケル等）上に設けた弾性層（シリコンゴム等）を覆う離形層（ＰＦＡチューブ等）を含んでいる（いずれも図示せず）。

加圧部材の一例としての加圧ローラー３２は、加圧芯金３２Ａと、加圧弾性層３２Ｂと、加圧離型層３２Ｃと、を含んでいる。

加圧芯金３２Ａは、例えば、金属材料で略円筒状に形成されている。加圧芯金３２Ａの前後両端部は、一対の可動板金（図示せず）に回転可能に支持されている。加圧弾性層３２Ｂは、例えば、シリコンゴム等で構成され、加圧芯金３２Ａの外周面に積層されている。加圧離型層３２Ｃは、例えば、ＰＦＡチューブ等で構成され、定着弾性層３１Ｂを覆うように設けられている。

加圧ローラー３２は、ギア列等を介してモーター等（図示せず）に接続され、モーターの駆動力を受けて回転する。加圧ローラー３２は、各可動板金を介してバネ（図示せず）に付勢されて定着ローラー３１に押し付けられている。定着ローラー３１は、加圧ローラー３２に従動して軸周りに回転する。加圧ローラー３２は、回転しながら定着ローラー３１とで定着ニップＮ２を形成している。定着ニップＮ２よりも搬送路８の上流側には、シートＳを定着ニップＮ２に導くための進入ガイド３６が設けられている。定着ニップＮ２よりも搬送路８の下流側には、定着ニップＮ２を通過したシートＳを定着ベルト３１Ｃから剥がすための分離板３７が設けられている。なお、本実施形態では、加圧ローラー３２を回転駆動させていたが、これに限らず、定着ローラー３１を回転駆動させ、加圧ローラー３２を従動回転させてもよい。

発熱ユニット３３は、定着ローラー３１を挟んで定着ニップＮ２の反対側に設けられている。発熱ユニット３３は、ホルダー３３Ａと、複数のＩＨコイル３３Ｂと、アーチコア３３Ｃと、を含んでいる。ホルダー３３Ａは、略半円筒状に形成され、定着ローラー３１を覆うように設けられている。複数のＩＨコイル３３Ｂは、ホルダー３３Ａに支持されている。アーチコア３３Ｃは、フェライト等の強磁性体で形成され、複数のＩＨコイル３３Ｂを覆うように設けられている。

ここで、定着装置７の作用について説明する。定着ローラー３１と加圧ローラー３２とは、各々軸周りに回転する。各ＩＨコイル３３Ｂは、電源（図示せず）から電力の供給を受けて高周波磁界を発生させて回転する定着ベルト３１Ｃを加熱する。画像形成を行う場合において、定着ローラー３１は、軸周りに回転しながら定着ニップＮ２を通過するシートＳ上のトナー像を加熱する。加圧ローラー３２は、軸周りに回転しながら定着ニップＮ２を通過するシートＳを加圧する。すると、トナー像がシートＳに定着する。

定着ベルト３１Ｃは、電気絶縁性のＰＦＡチューブ等で形成されているため、定着ニップＮ２を通過するシートＳとの摩擦によって負極性に帯電することがある。すると、シートＳ上の正極性のトナーが定着ベルト３１Ｃに付着し、そのトナーが後から定着ニップＮ２を通過するシートＳに転移するオフセット現象が発生する。そこで、第１実施形態に係る定着装置７は、定着ローラー３１（定着ベルト３１Ｃ）をトナー像のトナーと同極性（正極性）に帯電させる帯電器３４を備えている。

＜帯電器＞
図２に示すように、帯電器３４は、定着ニップＮ２よりも搬送路８の上流側に配置されている。換言すれば、帯電器３４は、定着ニップＮ２を始点として定着ローラー３１の回転方向下流側に配置されている。帯電器３４は、放電電極４０と、シールド４１と、絶縁支持体４２と、定着バイアス電源４３（図４参照）と、を含んでいる。

図３に示すように、放電電極４０は、例えば、厚さ０．１ｍｍ程度のステンレス板であって、略三角形状の複数の針電極４０Ａを前後方向に並べて略鋸歯状に形成されている。図２に示すように、放電電極４０は定着ローラー３１に対向し、その先端は、定着ローラー３１の表面に近接している。シールド４１は、金属材料で定着ローラー３１側を開放した略箱状に形成されている。シールド４１の開放側は、放電電極４０を挟んで対向する一対の接地電極４４を形成している。一対の接地電極４４は、それぞれ、ツェナーダイオード４５を介して接地している（図４参照）。絶縁支持体４２は、電気絶縁性を有する材料で形成されている。上記した放電電極４０は、絶縁支持体４２を介してシールド４１に支持されている。放電電極４０は、絶縁支持体４２からシールド４１の開放側に延びた状態で支持されている。

図４に示すように、定着バイアス電源４３は、放電電極４０に電気的に接続されている。定着バイアス電源４３は、放電電極４０に電流（定着バイアス）を印加する。定着バイアス電源４３は、定着バイアスの出力を増減する可変回路４３Ａを含んでいる。帯電器３４は、放電電極４０の周囲に生じた電界で起こるコロナ放電を利用して定着ローラー３１を（正極性に）帯電させるコロトロン帯電器である。

ところで、コロナ放電を利用した帯電器３４は、オゾン、窒素酸化物、硝酸イオン、アンモニウムイオン等の放電生成物を生成することが知られている。放電電極４０の周囲に形成される電界が強い程、放電生成物の生成量が増加する。また、トナーには、熱と圧力を加えられて融けたトナーが定着ローラー３１に貼り付かないようにワックスが含まれている。このワックスは、定着処理時にトナー像（トナー）から揮発し、定着ローラー３１等の周囲に浮遊する浮遊物になる。放電生成物や浮遊物は、電界の発生源である放電電極４０に付着し易い。浮遊物等の付着量は、画像形成（定着）動作の実行回数や時間に略比例して増加する。

例えば、初めて画像形成動作を行う場合等、初期状態の放電電極４０には、浮遊物等が付着していない。初期状態の放電電極４０は、適正なコロナ放電を発生させ易く、定着ベルト３１Ｃを軸方向に略均一に帯電させることができる。したがって、初期状態の放電電極４０では、オフセット現象の抑制に必要な定着ローラー３１の帯電が低い定着バイアスで実現される。これに対し、浮遊物等が付着した放電電極４０は、適正なコロナ放電を発生させ難くなり、定着ベルト３１Ｃを軸方向に略均一に帯電させることが困難になることがある。この場合、定着ローラー３１を略均一に帯電させるために、初期状態よりも高い定着バイアスを放電電極４０に印加しなければならない。帯電器３４の帯電性能を長期間に亘って維持するためには、放電電極４０に対する浮遊物等の付着量に応じて、帯電器３４による電界の強度をコントロールすることが望ましい。そこで、第１実施形態に係る定着装置７は、画像形成（定着）を行ったシートＳの枚数等に応じて放電電極４０に印加する定着バイアスを変更する調整部５０を備えている。

＜調整部＞
図４および図５を参照して、調整部５０について説明する。図５は積算印字量と定着バイアスとの関係を示すグラフである。

調整部５０は、例えば、カラープリンター１による画像形成動作を制御する制御基板（図示せず）に含まれている。制御基板には、パーソナルコンピューター等の外部機器１００が電気的に接続されている（図４参照）。制御基板は、外部機器１００から送信された印刷データ等を受信し、画像形成を行うためにカラープリンター１の各装置（作像装置６や定着装置７等）を適宜制御する。

図４に示すように、調整部５０は、ＣＰＵ５１、メモリー５２および入出力ポート５３等を含む装置である。ＣＰＵ５１は、メモリー５２に記憶されたプロクラムやデータ等に従って様々な演算処理を実行する。入出力ポート５３には、外部機器１００（パーソナルコンピューター）や定着バイアス電源４３（可変回路４３Ａ）等が電気的に接続されている。

ＣＰＵ５１は、カウント部５４と、算出部５５と、を含んでいる。カウント部５４は、トナー像を定着するシートＳの数をカウントする。算出部５５は、シートＳ毎の印字率を検知して印字率の平均値を算出する。なお、印字率とは、シートＳの面積に対するトナー像の面積の割合を示すものである。また、トナー像を定着する（画像形成する）シートＳの数をカウントして積算した値を積算数という。また、算出部５５は、印字率に積算数を乗じて算出した積算印字量を算出する。例えば、印字率５％で積算数３０万枚の場合の積算印字量と、印字率３０％で積算数５万枚の場合の積算印字量とは等価となる。

メモリー５２には、積算印字量と、放電電極４０に印加する定着バイアスとを対応させるテーブルが記憶されている。テーブルは、図５に示すグラフに対応するものであって、積算印字量が低い場合には定着バイアスも低く設定され、積算印字量が高い場合には定着バイアスも高く設定されている。第１実施形態では、例えば、積算印字量が４つの範囲（図５のＡ１〜Ａ４参照）に区分けされ、４つの範囲の積算印字量に対応するように４段階の定着バイアス（図５のＢ１〜Ｂ４参照）が設定されている。なお、図５に示す一点鎖線は、オフセット現象を抑制するために最低限必要な定着バイアスを示している。つまり、一点鎖線よりも下側の範囲に対応する定着バイアスでは、定着ローラー３１の表面を十分に帯電させることができず、オフセット現象を抑制することができない。したがって、４段階の定着バイアス（Ｂ１〜Ｂ４）は、一点鎖線よりも上側の範囲に対応するように設定されている。

図５において、Ａ１は積算印字量の初期値（範囲）であり、Ｂ１は定着バイアスの初期値である。定着バイアスの初期値（Ｂ１）は、初期状態の放電電極４０を用いて定着ローラー３１を帯電させた場合にオフセット現象を抑制することができる値に設定されている。積算印字量の初期値（Ａ１）は、定着バイアスの初期値（Ｂ１）で定着ローラー３１を帯電させた場合にオフセット現象を抑制することができる範囲に設定されている。なお、積算印字量（Ａ１〜Ａ４）や定着バイアス（Ｂ１〜Ｂ４）は、予め実験的に求めることが好ましい。

＜定着バイアスの制御＞
次に、図４ないし図６を参照して、定着バイアスの制御について説明する。図６は定着バイアスの制御を示すフローチャートである。

制御基板が外部機器１００から印刷データを受信すると、カラープリンター１は既に説明した画像形成動作を実行する。カウント部５４は、受信した印刷データから画像形成（定着）するシートＳの枚数を検知する。また、カウント部５４は、メモリー５２に記憶されている前回までの画像形成動作時における積算数（ＮＰ）に今回検知した枚数を加えて最新の積算数（ＮＬ）に更新する（ステップＳ１）。

算出部５５は、受信した印刷データからシートＳ毎の印字率からその平均値を算出する。また、算出部５５は、今回算出した印字率の平均値と、メモリー５２に記憶されている前回までの印字率の平均値（ＭＰ）とから最新の印字率の平均値（ＭＬ）を算出する。そして、算出部５５は、前回までの印字率の平均値（ＭＰ）を最新の印字率の平均値（ＭＬ）に更新する（ステップＳ２）。

算出部５５は、印字率の平均値（ＭＬ）に積算数（ＮＬ）を乗じて最新の積算印字量を算出する。算出部５５は、メモリー５２に記憶されている前回までの積算印字量を最新の積算印字量に更新する（ステップＳ３）。

次に、ＣＰＵ５１は、テーブルから最新の積算印字量に対応する定着バイアスを決定する（ステップＳ４）。そして、ＣＰＵ５１は、決定した定着バイアスを出力するように可変回路４３Ａを制御する（ステップＳ５）。以上のような手順で、定着バイアスの変更（制御）が実行される。なお、算出部５５が印字率の平均値を更新した後に、カウント部５４が積算数を更新してもよい。つまり、ステップＳ１をステップＳ２の後またはステップＳ３の後に実行してもよい。

例えば、積算印字量（積算数および印字率）が低い場合（図５のＡ１参照）、放電電極４０は初期状態または初期状態に近い状態であり、放電電極４０に対する浮遊物等の付着量は少ないと予測される。初期状態の放電電極４０は、浮遊物等が付着した放電電極４０に比べて、定着ローラー３１の略均一な帯電を低い定着バイアスで実現する。そこで、調整部５０は、図５において最も低い定着バイアス（Ｂ１）を放電電極４０に印加するように定着バイアス電源４３を制御する。

一方、画像形成動作を繰り返し行うと、積算印字量（積算数および印字率）が増加して行く（図５のＡ２〜Ａ４参照）。積算印字量が高くなるに従って、放電電極４０に対する浮遊物等の付着量が多くなると予測される。この場合、定着ローラー３１を略均一に帯電させるために、初期状態よりも高い定着バイアスが必要になる。そこで、調整部５０は、初期状態の放電電極４０に印加する定着バイアスよりも高い定着バイアス（図５のＢ２〜Ｂ４参照）を放電電極４０に印加するように定着バイアス電源４３を制御する。以上のように、調整部５０は、積算印字量の増加に応じて放電電極４０に印加する定着バイアスを増加させる。

以上説明した第１実施形態に係る定着装置７では、所定の期間に亘って画像形成動作（定着動作）を繰り返し実行してきた場合に、調整部５０が定着バイアスを増加して行く構成とした。すなわち、調整部５０は、放電電極４０に対する放電生成物やワックス成分等の浮遊物の付着量を予測して定着バイアスを増加する制御を行う。この構成によれば、初期状態において、定着バイアスを低い値に設定することができるため、放電生成物の発生を抑えることができる。また、初期状態において、放電電極４０に放電生成物や浮遊物が付き難い条件で定着ローラー３１の帯電を行うことができる。一方、画像形成動作を繰り返し実行した状態で定着バイアスを初期状態よりも高く設定することで、浮遊物等が付着した放電電極４０であっても定着ローラー３１を略均一に帯電させることができる。以上によって、放電電極４０が定着ローラー３１を略均一に帯電させることができる期間を延長することができる。つまり、帯電器３４の寿命を延ばすことができる。

また、第１実施形態に係る定着装置７では、放電電極４０が略鋸歯状に形成されていた。この構成によれば、針電極４０Ａから定着ローラー３１に向けて効率良くコロナ放電を発生させることができ、定着ローラー３１を軸方向に略均一に帯電させることができる。

また、第１実施形態に係る定着装置７では、一対の接地電極４４が放電電極４０を挟んで対向することで、放電電極４０から安定したコロナ放電を発生させることができる。また、一対の接地電極４４がツェナーダイオード４５を介して接地することで、定着ローラー３１の表面の帯電を促進することができる。

＜第２実施形態＞
次に、図７および図８を参照して、第２実施形態に係る定着装置７について説明する。図７は積算数と定着バイアスとの関係を示すグラフである。図８は定着バイアスの制御を示すフローチャートである。なお、以下では、第１実施形態に係るカラープリンター１と同様の構成については同一の符号を付し、同様の説明は省略する。

第２実施形態に係る定着装置７では、調整部５０（図４参照）から算出部５５が省略されているか、算出部５５を含んでいても算出部５５による算出結果が使用されない。また、第２実施形態に係る定着装置７では、メモリー５２に記憶されているテーブルが、第１実施形態に係るものと異なっている。

メモリー５２には、積算数と定着バイアスとを対応させるテーブルが記憶されている。テーブルは、図７に示すグラフに対応するものであって、積算数が低い場合には定着バイアスも低く設定され、積算数が高い場合には定着バイアスも高く設定されている。第２実施形態では、例えば、４つの範囲の積算数（図７のＮ１〜Ｎ４参照）に対応するように４段階の定着バイアス（図７のＢ１〜Ｂ４参照）が設定されている。図７において、Ｎ１は積算数の初期値（範囲）であって、定着バイアスの初期値（Ｂ１）で定着ローラー３１を帯電させた場合にオフセット現象を抑制することができる範囲に設定されている。なお、積算数（Ｎ１〜Ｎ４）は予め実験的に求めることが好ましい。

図８に示すように、第２実施形態に係る定着バイアスの制御では、第１実施形態に係る定着バイアスの制御のステップＳ１と同一の処理が実行され、ステップＳ２、Ｓ３が省略されている。続いて、ＣＰＵ５１は、テーブルから最新の積算数（ＮＬ＝Ｎ１〜Ｎ４のいずれか１つ）に対応する定着バイアスを決定する（ステップＳ２０）。そして、ＣＰＵ５１は、決定した定着バイアスを出力するように可変回路４３Ａを制御する（ステップＳ３０）。以上のような手順で、定着バイアスの変更（制御）が実行される。

例えば、積算数が低い場合（図７のＮ１参照）、放電電極４０は初期状態であり、放電電極４０に対する浮遊物等の付着量は少ないと予測される。この場合、調整部５０は、図７において最も低い定着バイアス（Ｂ１）を放電電極４０に印加するように定着バイアス電源４３を制御する。一方、画像形成動作を繰り返し行って積算数が高くなるに従って（図７のＮ２〜Ｎ４参照）、放電電極４０に対する浮遊物等の付着量が多くなると予測される。この場合、調整部５０は、初期状態の放電電極４０に印加する定着バイアスよりも高い定着バイアス（図７のＢ２〜Ｂ４参照）を放電電極４０に印加するように定着バイアス電源４３を制御する。以上のように、調整部５０は、積算数の増加に応じて放電電極４０に印加する定着バイアスを増加させる。

以上説明した第２実施形態に係る定着装置７によれば、第１実施形態に係る定着装置７と略同様の効果を得ることができる。

なお、第１および第２実施形態に係る定着装置７では、積算印字量や積算数が４つに区分けされ、定着バイアスを４段階に変化させていたが、本発明はこれに限定されない。積算印字量等は２つ以上に区分けされていればよく、定着バイアスも２段階以上に変化することができればよい。また、積算印字量等と定着バイアスとを一次式で表せる関係（線形）とするようにテーブルを設定してもよい。つまり、積算印字量や積算数の増減に伴って滑らかに定着バイアスを増減するように制御してもよい。

なお、第１および第２実施形態に係る定着装置７では、調整部５０が画像形成動作を制御する制御基板に含まれていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、調整部５０が、制御基板とは別個の装置であって、定着装置７または定着バイアス電源４３を制御する専用の装置であってもよい。

また、第１および第２実施形態に係る定着装置７では、定着ベルト３１Ｃが１つの定着ローラー３１の表面を構成していたが、本発明はこれに限定されない。図示は省略するが、定着部材が定着ベルトを複数のローラーに掛け回して構成されていてもよい。また、帯電器３４は、略鋸歯状の電極を含んでいたが、これに限らず、絶縁性に部品に架設された電極としての放電ワイヤーを含む帯電器であってもよい。さらに、帯電器３４は、グリッド電極を更に含むスコロトロン帯電器であってもよい。

また、第１および第２実施形態に係るカラープリンター１では、正極性に帯電したトナーを用いていたが、これに限らず、負極性に帯電したトナーを用いてもよい。この場合、帯電器３４は定着ローラー３１の表面を負極性に帯電させることが好ましい。

また、本実施形態の説明では、一例として、本発明をカラープリンター１に適用した場合を示したが、これに限らず、例えば、モノクロプリンター、複写機、ファクシミリまたは複合機等に本発明を適用してもよい。

なお、上記実施形態の説明は、本発明に係る定着装置およびこれを備えた画像形成装置における一態様を示すものであって、本発明の技術範囲は、上記実施形態に限定されるものではない。

１ カラープリンター（画像形成装置）
７ 定着装置
３１ 定着ローラー（定着部材）
３２ 加圧ローラー（加圧部材）
３４ 帯電器
４０ 放電電極
４０Ａ 針電極
４４ 接地電極
４５ ツェナーダイオード
５０ 調整部
５４ カウント部
５５ 算出部
Ｎ２ 定着ニップ（ニップ）
Ｓ シート（媒体）

Claims (5)

1. 回転しながら媒体上のトナー像を加熱する定着部材と、
   回転しながら前記定着部材とでニップを形成し、前記ニップを通過する前記媒体を加圧する加圧部材と、
   前記定着部材に対向する放電電極の周囲に生じた電界で起こるコロナ放電を利用して前記定着部材を前記トナー像のトナーと同極性に帯電させる帯電器と、
   前記トナー像を定着する前記媒体の数を積算した積算数の増加、または前記媒体の面積に対する前記トナー像の面積の割合を示す印字率に前記積算数を乗じて算出した積算印字量の増加に応じて前記放電電極に印加するバイアスを増加させる調整部と、を備えていることを特徴とする定着装置。
2. 前記調整部は、
   前記トナー像を定着する前記媒体の数をカウントするカウント部と、
   前記媒体毎の前記印字率を検知して前記印字率の平均値を算出し、且つ前記積算印字量を算出する算出部と、を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記放電電極は、複数の針電極を前記定着部材の軸方向に並べて形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
4. 前記帯電器は、前記放電電極を挟んで対向して設けられ、ツェナーダイオードを介して接地する一対の接地電極を含んでいることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の定着装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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