JP5173237B2

JP5173237B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP5173237B2
Application number: JP2007104926A
Authority: JP
Inventors: 洋平鈴木; 哲也山本; 内田　　理夫; 仕田　　知経; 慶輔三橋
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Priority date: 2007-04-12
Filing date: 2007-04-12
Publication date: 2013-04-03
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Also published as: JP2008262042A; US20080253814A1; US7865120B2

Description

本発明は、例えば、電子写真方式などにて形成された未定着トナー像を記録材上に定着するための定着装置を備えた複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に関するものである。特に、定着装置として、互いに圧接してニップ部を形成する定着用回転体とニップ部形成部材とを備えた定着装置を有する画像形成装置に関するものである。

従来、電子写真技術を用いたプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置において、記録材上に形成担持させた未定着トナー像を定着させる手段として、図１４に示す構成の定着装置５０が広く採用されている。この定着装置５０は、定着部材１１０を構成する定着金属スリーブ、定着フィルム、定着ローラ等とされる定着用回転体（以後、単に「金属スリーブ」という。）１０２と、ニップ形成用の回転体としての加圧ローラ１０４とを備えている。そして、金属スリーブ１０２と加圧ローラ１０４との間で形成される定着ニップ部Ｎにて記録材Ｐを挟持搬送して定着を行う。

このような構成の定着装置５０を備えた画像形成装置は、金属スリーブ１０２や加圧ローラ１０４の表面に付着したトナーＴが、記録材Ｐにオフセットするという画像上の問題を有している。

この現象を防止するために、従来、特許文献１、特許文献２、特許文献３など記載される定着装置に代表されるように、金属スリーブ、定着ローラ等の定着用回転体、或いは、加圧ローラ等のニップ形成用回転体にバイアスを印加する手法が提案されている。

特許文献１では、定着ローラにのみバイアスを印加し、オフセットを防止するものであり、特許文献２、特許文献３では、定着フィルム及び加圧ローラ共にバイアスを印加する方法が提案されている。

また、特許文献４のように、ローラ表面にフッ素系界面活性剤を塗布し表面電位を制御する手法も提案されている。

上記従来技術は、当時として望まれていた性能を十分に満たすものであった。
特許第３０５３４５９号公報特開２０００−３３８８０７号公報特開２００３−２８７９６７号公報特開昭６４−６５５８９号公報

しかしながら、近年のユーザの要求である画像形成装置の高速化や、多種多様な紙種への対応という課題に対しては、更なる性能の向上が求められるようになってきた。

その結果、上述の特許文献１に示す金属スリーブ又は定着ローラにバイアスを印加する構成では、１つのバイアスで多種多様な紙種や環境に対して最適なバイアスを設定することが困難である。そのために、特定の紙種においては、オフセットを完全には抑えきれないケースがあることが判った。

また、特許文献２に示す金属スリーブ又は定着ローラ、及び、加圧ローラの両方にバイアスを印加する方式であれば、上記課題は解決されるものの、電源を２つ持つ必要があり、コスト増加につながってしまう。近年の低価格化の流れから、コストダウンは必須課題となっており、低コストで高い性能を得られる技術でなければ、ユーザの要求を満たすことはできない。

特許文献３では、定着ローラ及び加圧ローラ共に１つの電源でバイアスを印加する方法が提案されているが、これも、特許文献１と同様、特定の紙種においては、オフセットを完全には抑えきれないケースがあることが判った。

特許文献４に関しても、多種多様な紙種や環境に対して最適な表面電位を設定することが困難であり、特定の紙種においては、オフセットを完全には抑えきれないケースがあることが判った。

そこで、本発明は上述の課題に鑑みて成されたものであり、その目的は、低コストで多種多様な紙種や環境でのトナーのオフセットを抑えることのできる定着装置を備えた画像形成装置を提供することにある。

上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、記録材に未定着トナー像を形成する画像形成部と、未定着トナー像と接触する定着用回転体と前記定着用回転体と接触して記録材を挟持搬送するニップ部を形成するニップ形成部材とを有し未定着トナー像を記録材に定着する定着部と、
を有する画像形成装置において、
前記ニップ形成部材に電圧を印加する電源を有し、記録材の先端が前記ニップ部に進入する前に前記電源がトナーの帯電極性と同極性で且つ前記ニップ形成部材から前記定着用回転体への放電開始電圧以上の電圧を印加することにより、前記定着用回転体の表面がトナーの帯電極性と同極性に帯電することを特徴とする画像形成装置である。

本発明は、１つのバイアス印加手段で定着用回転体及びニップ形成部材の表面電位を最適に制御することが可能であり、その結果、低コストで多種多様な紙種や環境でのオフセットを効果的に防止することが可能となる。

以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。

実施例１
図１は、本発明の画像形成装置の一実施例であるカラー画像形成装置の概略構成図である。本実施例にて、カラー画像形成装置１００は、レーザプリンタとされるが、本発明は斯かるレーザプリンタに限定されるものではない。

先ず、図１を参照して、本実施例の画像形成装置の全体構成について概略説明する。

本実施例の画像形成装置であるカラーレーザプリンタ１００は、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ（ブラック）色の画像を形成する４つの画像形成部を形成するプロセスカートリッジ２（２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂｋ）を有している。各プロセスカートリッジ２（２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂｋ）は、画像形成装置本体１００Ａに、装着手段（図示せず）により着脱自在に取り付けられている。

プロセスカートリッジ２（２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂｋ）は、一定速度で回転する像担持体としてのドラム状の電子写真感光体（以下、「感光ドラム」という。）２１（２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｂｋ）を有している。又、本実施例では、画像形成部であるプロセスカートリッジ２（２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂｋ）にて形成されたトナー像を多重転写してカラー画像を形成するための中間転写体３５が、感光ドラム２１に対向して配置されている。中間転写体３５上のカラー画像は、給送部４０から給送された記録材Ｐに更に２次転写される。カラー画像を転写された記録材Ｐは、定着部（定着装置）５０へ搬送してカラー画像を記録材Ｐに定着し、排出ローラ群５３、５４、５５によって装置上面の排出トレイ５６上へ排出する。

次に、上記画像形成装置の各部の構成について順次詳細に説明する。

像担持体（感光ドラム）２１（２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｂｋ）の回りには、帯電手段としての帯電ローラ２３（２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｂｋ）と、現像手段を構成する現像器２４（２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｂｋ）が配置されている。帯電ローラ２３、現像器２４は、感光ドラム２１と一体的にユニット化され、プロセスカートリッジ２を構成している。

上述のように、プロセスカートリッジ２（２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂｋ）は、装置本体１００Ａに対して着脱自在に支持され、感光ドラム２１の寿命に合わせて容易にユニット交換可能とされる。

本実施例にて、感光ドラム２１は、アルミシリンダの外側に、電子写真感光体としての有機光導電体層を塗布して構成される。感光ドラム２１は、現像器２４などを一体に構成するカートリッジ枠体（図示せず）に対して回転自在に支持されている。

また、感光ドラム２１は、図示しない駆動モータの駆動力を伝達することにより、画像形成動作に応じて、図示するように、反時計回りに回転される。

本実施例では、帯電手段は、上述のように、帯電ローラ２３（２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｂｋ）を使用したローラ帯電方法を用いたものであり、帯電ローラ２３により電圧を印加し感光ドラム２１の表面を一様に帯電させる。

上記感光ドラム２１への露光は、露光手段としてのスキャナ部１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋ）にて行われる。画像信号がレーザダイオードに与えられると、このレーザダイオードは、画像信号に対応する画像光１２（１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｂｋ）をポリゴンミラー１３（１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｂｋ）へ照射する。このポリゴンミラー１３は、スキャナモータ（図示せず）によって高速回転し、ポリゴンミラー１３で反射した画像光１２が一定速度で回転する感光ドラム２１の表面を選択的に露光し、その結果感光ドラム２１上に静電潜像を形成する。

４個のプロセスカートリッジ２（２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂｋ）は、それぞれ、上記静電潜像を可視像化するために、現像手段としてイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色現像を可能とする現像器２４（２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｂｋ）を備えている。

４色の各現像器２４（２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｂｋ）は、感光ドラム２１に対向して配置された、現像剤担持体としての現像スリ−ブ２２（２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｂｋ）を備えている。各現像スリーブ２２は、感光ドラム２１に対し回転しながら接触する位置に配置され、感光ドラム２１に各色トナーによる可視像（トナー像）を形成する。

中間転写体３５は、カラー画像形成動作時には各現像器２４により可視化された感光ドラム２１上のトナー画像を多重転写するため、感光ドラム２１の外周速度と同期して図示時計回りに回転する。感光ドラム２１上に形成されたトナー画像は、バイアスを印加された１次転写ローラ３４（３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｂｋ）との接点である１次転写部Ｔ１（Ｔ１Ｙ、Ｔ１Ｍ、Ｔ１Ｃ、Ｔ１Ｂｋ）で中間転写体３５上に多重転写される。多重転写を受けた中間転写体３５と、２次転写部Ｔ２においてバイアスを印加された２次転写ローラ５１の間に記録材Ｐを通すことによって記録材Ｐに中間転写体３５上の各色トナー像を同時多重転写する。

本実施例にて、中間転写体３５は、シームレスベルト（中間転写ベルト）で形成され、駆動ローラ３１、２次転写対向ローラ３２、テンションローラ３３の３軸で張架されている。テンションローラ３３の両端は、ばねで荷重し、中間転写ベルト３５の周長が本体内の温湿度や経時変化により変化しても、変化量を吸収できる構成とされる。

中間転写ベルト３５の内側の片側縁部全周には、ガイドリブ（不図示）が接着剤により貼り付けられている。そして、テンションローラ３３の片側端部には勾配を持ち、樹脂で形成したフランジ（不図示）が配置されていて、ガイドリブ（不図示）とフランジ（不図示）で中間転写ベルト３５の走行方向と直交する方向の動きを規制している。

中間転写ベルト３５は、画像形成装置本体１００Ａに駆動ローラ３１を支点とし支持されている。そして、駆動ローラ３１の図示後方の一方端に図示しない駆動モータの駆動力を伝達することにより、中間転写ベルト３５を画像形成動作に応じて図示時計回りに回転させるようにしている。

給紙部４０は、画像形成部へ記録材Ｐを給送するものであり、複数枚の記録材Ｐを収納したカセット７、給紙ローラ４１、分離パッド４２、給紙ガイド板４３（４３ａ、４３ｂ）、レジストローラ対４４から主に構成される。

画像形成時には給紙ローラ４１が画像形成動作に応じて駆動回転し、カセット７内の記録材Ｐを一枚ずつ分離給送すると共に、ガイド板４３によってガイドし、搬送ローラ４５を経由してレジストローラ対４４に至る。画像形成動作中にレジストローラ対４４は、記録材Ｐを静止待機させる非回転の動作と記録材Ｐを中間転写ベルト３５に向けて搬送する回転の動作とを所定のシーケンスで行い、次工程である転写工程時の画像と記録材Ｐとの位置合わせを行う。

２次転写部Ｔ２には、２次転写ローラ５１が配置されている。記録材Ｐにカラー画像を転写するタイミングに合わせて２次転写ローラ５１にはバイアスが印加され、中間転写ベルト３５上のトナー画像は記録材Ｐに２次転写される。

本実施例では、記録材Ｐは、給紙部４０のレジストローラ対４４により図示左方向に所定の速度で搬送され、搬送ベルト５２により次工程である定着装置５０に向けて搬送される。なお、２次転写ローラ５１は駆動力を持たず、中間転写ベルト３５に従動するように構成されている。

定着装置５０は、図２に示すように、定着部材１１０と、ニップ形成部材１０４とを備え、上記現像器２４により記録材Ｐ上に形成したトナー画像（未定着トナー像）を加熱、定着させる。本実施例にて、定着部材１１０は、スリーブガイド１０１と、スリーブガイド１０１に対して摺動する定着用回転体としての金属スリーブ１０２とを有している。又、ニップ形成部材１０４は、金属スリーブ１０２と定着ニップ部Ｎを形成し、記録材Ｐをスリーブガイド１０１に圧接させる。本実施例では、ニップ形成部材１０４は、ニップ形成用回転体としての加圧ローラ１０４とされる。

定着部材１１０にて、スリーブガイド１０１内には、記録材Ｐに熱を加えるための加熱用ヒータ（加熱源）１０３が設けられている。即ち、未定着トナー像を保持した記録材Ｐは、スリーブガイド１０１と加圧ローラ１０４とにより搬送されると共に熱及び圧力を加えられることによりトナーが記録材Ｐに定着される。

次に、上記のように構成された画像形成装置において、画像形成を行う場合の動作について説明する。

図１にて、先ず、給紙ローラ４１を回転して給紙カセット７内の記録材Ｐを一枚分離し、レジストローラ４４へと搬送する。

一方、感光ドラム２１と中間転写ベルト３５とが各々所定の外周速度Ｖ（以下、「プロセス速度」と呼ぶ。）で回転する。

帯電手段２３によって表面を均一に帯電された感光ドラム２１は、レーザ露光１２を受け、以下の画像形成を行う。

１：イエロー画像の形成
スキャナ部１Ｙによりイエロー画像のレーザ１２Ｙの照射を行い、感光ドラム２１Ｙ上にイエロー潜像を形成する。この潜像形成と同時にイエロー現像器２２Ｙを駆動し感光ドラム２１Ｙ上の潜像にイエロートナーが付着するように感光ドラム２１Ｙの帯電極性と同極性で略同電位のバイアスを印加してイエロー現像を行う。同時に、現像部の下流の第１転写位置Ｔ１Ｙで感光ドラム２１上のイエロートナー像を中間転写ベルト３５の外周に１次転写する。この時、中間転写ベルト３５には上記イエロートナーと逆特性のバイアスを印加して１次転写を行う。

２：マゼンタ画像の形成
次いで、中間転写ベルト３５の外周のイエロー画像の先端が一致するように、スキャナ部１Ｍによりマゼンタ画像のレーザ１２Ｍの照射がスタートされ、感光ドラム２１Ｍ上にマゼンタ潜像を形成する。イエローと同様にして感光ドラム２１Ｍ上の潜像にマゼンタトナー像が現像され、感光ドラム２１Ｍ上のマゼンタトナー像を第１転写位置Ｔ１Ｍで中間転写ベルト３５上に転写する。

３：シアン画像の形成
次いで、中間転写ベルト３５の外周のイエロー及びマゼンタ画像の先端が一致するように、スキャナ部１Ｃによりシアン画像のレーザ１２Ｃの照射がスタートされ、感光ドラム２１Ｃ上にシアン潜像を形成する。マゼンタ同様にして感光ドラム２１Ｃ上の潜像にシアントナー像が現像され、感光ドラム２１Ｃ上のシアントナー像を第１転写位置Ｔ１Ｃで中間転写ベルト３５上にイエロー、マゼンタの各トナー像に重ねて転写する。

４：ブラック画像の形成
次いで、中間転写ベルト３５の外周のイエロー／マゼンタ／シアン画像の先端が一致するように、スキャナ部１Ｂｋによりブラック画像のレーザ１２Ｂｋの照射がスタートされ、感光ドラム２１Ｂｋ上にブラック潜像を形成する。シアン同様にして感光ドラム２１Ｂｋ上の潜像にブラックトナー像が現像され、感光ドラム２１Ｂｋ上のブラックトナー像を第１転写位置Ｔ１Ｂｋで中間転写ベルト３５上に更に重ねて転写する。

以上、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順で潜像形成及び現像を行い、更に、中間転写ベルト３５へのトナー転写をそれぞれの１次転写位置Ｔ１Ｙ、Ｔ１Ｍ、Ｔ１Ｃ、Ｔ１Ｂｋで行う。これにより、中間転写ベルト３５の表面にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４種のトナーから成るフルカラーの画像を形成することになる。

ブラックトナーの中間転写ベルト３５への転写が終了する前に、記録材Ｐの搬送を開始する。即ち、４色目のブラックトナーの１次転写を終えてフルカラー画像を形成した中間転写ベルト３５の画像先端が２次転写部Ｔ２へ到達する前に、先述のレジストローラ対４４で待機させておいた記録材Ｐをタイミングを合わせて搬送スタートさせる。

記録材Ｐが２次転写部Ｔ２にて、中間転写ベルト３５と２次転写ローラ５１の間に突入すると同時に、２次転写ローラ５１にトナーと逆特性のバイアスを印加する。これによって、中間転写ベルト３５上のフルカラー画像を記録材Ｐに４色同時に転写する。

２次転写部Ｔ２を経た記録材Ｐは、中間転写ベルト３５から剥離され定着装置５０へ搬送されトナー定着を行う。その後、排出ローラ対５３、５４、５５を介して本体上部の排出トレイ５６上へ画像面を下向きにして排出され、画像形成動作を終了する。

次に、図２を参照して、定着装置５０について説明する。

本実施例にて、定着装置５０は、上述のように、定着部材１１０における定着用回転体としての金属スリーブ１０２と、回転するニップ形成部材、即ち、ニップ形成回転体としての加圧ローラ１０４とを有し、互いに圧接させて定着ニップ部Ｎを形成している。なお、定着用回転体及びニップ形成部材の表層は、少なくともどちらか一方の表層が絶縁層とされる。

本実施例にて、定着部材１１０は、加熱用部材（加熱源）としてのヒータ１０３、スリーブガイド１０１、金属スリーブ１０２、などにて構成される。加圧ローラ１０４は、芯金１０５の周りに導電性シリコンゴム１０６を配置し、更に、表面を導電性被覆層１０７で被覆した耐熱性弾性加圧ローラである。

定着部材１１０の金属スリーブ１０２は、クイックスタートを可能にする熱容量の小さなスリーブである。具体的には、１００μｍ以下の厚みで耐熱性、高熱伝導性を有するＳＵＳ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ等の金属部材を単独、或いは、合金部材を基層１０２ａとした金属製スリーブである。また、トナーの離型性や記録材の分離性を確保するため、表層１０２ｂ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）、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）、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、シリコン樹脂等の離型性の良好な耐熱樹脂を混合して、又は、単独で被覆したもので、絶縁性を有するものである。

加熱用ヒータ１０３は、定着スリーブである金属スリーブ１０２の内部に具備され、これにより記録材Ｐ上のトナー像を溶融、定着させるニップ部Ｎの加熱を行う。

スリーブガイド１０１は、加熱用ヒータ１０３を保持し、定着ニップ部Ｎと反対方向への放熱を防ぐための断熱部材であり、液晶ポリマー、フェノール樹脂、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ等により形成されている。スリーブガイド１０１の周りには、金属スリーブ１０２が余裕をもってルーズに外嵌されていて、矢印の方向に回転自在に配置されている。

また、金属スリーブ１０２は、内部の加熱用ヒータ１０３及びスリーブガイド１０１に摺擦しながら回転するため、加熱用ヒータ１０３及びスリーブガイド１０１と、金属スリーブ１０２との間の摩擦抵抗を小さく抑える必要がある。このため加熱用ヒータ１０３及びスリーブガイド１０１の表面に耐熱性グリース等の潤滑剤を少量介在させてある。これにより金属スリーブ１０２はスムーズに回転することが可能となる。

定着部材１１０は、長手方向両端部から加熱定着に必要な定着ニップ部Ｎを形成するべく、上記の加圧ローラ１０４の方向に十分に加圧されている。定着部材１１０の加圧ローラ１０４の方向への加圧は、スリーブガイド１０１の一部、若しくは、スリーブガイド１０１と嵌合等により取り付けられた部材を介してバネ等の加圧手段（不図示）により行われている。

また、加圧ローラ１０４は、芯金１０５の端部に取り付けられた駆動ギア（不図示）により回転駆動され、加圧ローラ１０４の表面と金属スリーブ１０２の表面の摩擦により金属スリーブ１０２を所定の速度に従動回転させる。

次に、本実施例の特徴である、定着装置５０に印加する電圧（バイアス）と、印加するタイミングについて図２、図３、図４を用いて詳述する。

本実施例では、バイアス印加手段である電源１３０を加圧ローラ１０４の芯金１０５に抵抗Ｒ、カーボンチップ（不図示）を介して押圧し、トナーと同極性のバイアスを印加可能な構成としている。印加するバイアスは、図４に示すように、記録材Ｐが定着ニップ部Ｎに到達する前と、通過中で切り替える。

先ず、記録材Ｐが定着ニップ部Ｎに到達する前には、加圧ローラ１０４にトナーと同極性である電圧（第１のバイアスＶ１）を印加する。本実施例では、トナーは負極性のトナーであり、従って、電圧Ｖ１は、金属スリーブ１０２に対して放電開始電圧以上の、例えばマイナス２ｋＶとする。その時、加圧ローラ１０４は、導電性ゴム１０６及び導電性表層１０７で構成されているため、加圧ローラ１０４表面の電位（表面電位Ｅ２）は、本実施例では略同一のマイナス２ｋＶに帯電する。

この時、金属スリーブ１０２の表面は、本実施例では、通常マイナス２００Ｖ前後に摩擦帯電している。加圧ローラ１０４表面が金属スリーブ１０２に対して放電開始電圧以上のマイナス２ｋＶに帯電されると、金属スリーブ１０２の表面との間で放電が開始され、金属スリーブ１０２表面を帯電させる。金属スリーブ１０２の表面の帯電電位は例えばマイナス８００Ｖとなる。

即ち、定着ニップ部Ｎに記録材Ｐが到達する前に金属スリーブ１０２の円周方向全域に放電させることで、金属スリーブ１０２の表面の電位（表面電位Ｅ１）は、全面（全周）マイナス８００Ｖに帯電した状態となる。本実施例では、記録材搬送速度（加圧ローラ１０４周速）が２４０ｍｍ／ｓであり、金属スリーブ１０２の周長が７６ｍｍであるため、０．３ｓｅｃ強で金属スリーブ１０２全周を帯電させることが可能である。

記録材Ｐが定着ニップ部Ｎに到達する直前、本実施例では１０ｍｍ手前で加圧ローラ１０４に印加している電圧を切り替える。切換後の電圧（第２のバイアスＶ２）は、例えばマイナス４００Ｖとする。この時、加圧ローラ１０４は、導電性ゴム１０６及び導電性表層１０７で構成されているため、加圧ローラ１０４の表面電位Ｅ２は、瞬時に印加バイアスと略同一のマイナス４００Ｖに切り替わる。この電圧は、金属スリーブ１０２に対しての放電開始電圧以下であるため、放電は発生しない。さらに金属スリーブ１０２表面は、絶縁表層１０２ｂであるため、表面電位Ｅ１は、帯電しているマイナス８００Ｖの電位に維持される。

即ち、本実施例では、上述のように、記録材Ｐがニップ部Ｎに到達する前は、金属スリーブ１０２の表面電位Ｅ１と加圧ローラ１０４の表面電位Ｅ２の絶対値は、Ｅ１＜Ｅ２とされ、記録材Ｐがニップ部Ｎで搬送されている間は、Ｅ１＞Ｅ２とされる。

以上の電位関係、つまり、加圧ローラ１０４表面が例えばマイナス４００Ｖであり、金属スリーブ１０２表面が例えばマイナス８００Ｖであり、その電界は、金属スリーブ１０２側から加圧ローラ１０４側へ向かって発生している状態である。この電界状態にて、記録材Ｐを搬送する場合、記録材Ｐ上のトナーは、金属スリーブ１０２の表層１０２ｂから反発力を受け、さらに電界によって加圧ローラ１０４側へ引き寄せられるため、オフセットに対して、高い効果がある（図３参照）。

尚、本実施例では上述の値が最適値であり、オフセットに最も効果があったが、環境や記録材の種類、金属スリーブ１０２、加圧ローラ１０４の構成により上記値の最適値は変わるものである。また、トナーの極性が実施例と反転すれば、上記値の極性も反転する。

上記実施例では、定着装置５０における定着部材１１０の定着用回転体として金属製のスリーブ（金属スリーブ）１０２を使用するものとして説明した。しかし、定着用回転体としては、金属スリーブ１０２の代わりに、耐熱性の樹脂フィルムである定着フィルムを使用した定着装置とすることもできる。定着フィルムとしては、例えば、厚さ５０μｍのポリイミド層、その上に数μｍの導電接着層、そして厚さ数μｍのフッ素樹脂のトップ層の三層構成とすることができる。

更には、図５に示すように、回転体としては、無端状の金属製或いは耐熱樹脂製のベルトを使用することもできる。即ち、定着部材１１０は、ヒータ１０３を備えたスリーブガイド１０１とローラ１１１とを備え、スリーブガイド１０１とローラ１１１との間に懸架されて移動する回転体としての無端状ベルト１０２を備えた構成とすることもできる。勿論、この無端状ベルト１０２は、金属製の定着ベルトであっても良く、樹脂製の定着フィルムでも良い。

以上の構成とされる本実施例によれば、以下の効果がある。

第１に、記録材Ｐを搬送中に上記電位関係を維持することで、オフセットを防止することが可能となる。

第２に、加圧ローラ（ニップ形成部材）１０４及び定着用回転体（金属スリーブ、樹脂製定着フィルム、無端ベルト）１０２の表面電位を高精度に制御可能であるため、記録材Ｐの種類や環境の変化にも対応でき、常に安定してオフセットを防止することが可能となる。

第３に、上記効果を１つの電源１３０で行うことで、コスト増加を抑えることが可能となる。

実施例２
次に、本発明の第２の実施例について説明する。本実施例における画像形成装置１００及び定着装置５０の基本的な構成は、図１及び図２を参照して説明した実施例１と同一である。従って、画像形成装置１００及び定着装置５０の説明は、実施例１の説明を援用し、ここでは、本実施例の特徴となる構成部分について説明する。

実施例１で示した制御を行った場合、記録材Ｐを搬送中、記録材Ｐの電位や環境、トナー帯電量などによって、金属スリーブ１０２表面の電位は、徐々に絶対値が低くなってくるという現象が発生した。

例えば、金属スリーブ１０２の表面電位Ｅ１は、マイナス８００Ｖの表面電位がＡ４サイズの記録材を通紙後、マイナス６００Ｖ程度まで落ちていた。そのため、連続印刷時には、通紙枚数が増加すると、オフセットを防止しきれないという問題が発生した。

本実施例では、連続通紙を行った場合のバイアス印加制御に特徴を有している。

本実施例によると、上記問題を解決するために、図４に示すように、搬送中の記録材Ｐと次の記録材Ｐとの間で、加圧ローラ１０４に印加する第２のバイアスＶ２を記録材Ｐが定着ニップ部Ｎに到達する前の第１のバイアスＶ１に切り替える制御を行った。切換後の電圧Ｖ１は、金属スリーブ１０２に対して放電開始電圧以上の、例えばマイナス２ｋＶである。

実施例１で述べたように、０．３ｓｅｃ強で金属スリーブ１０２全周を帯電させることが可能であるため、記録材と次の記録材との間隔を７６ｍｍ以上とすれば制御可能である。本実施例では印加バイアスを切り替えるタイミングとマージンを考慮し、９０ｍｍとした。その結果、連続印刷時でも常に安定した電位関係を維持することが可能となり、常時オフセットの防止に効果を発揮した。

尚、本実施例では上述の値が最適値であり、オフセットに最も効果があったが、環境や記録材の種類、金属スリーブ（回転体）１０２、加圧ローラ（ニップ形成部材）１０４の構成により上記値の最適値は変わるものである。また、トナーの極性が実施例と反転すれば、上記値の極性も反転する。

さらに、回転体としての金属スリーブ１０２は、定着フィルムの構成や、図５に示す無端状の定着ベルト１０２の構成においても、同様の効果を得ることが可能である。

以上の構成により、実施例１での効果に加え、連続通紙においても安定してオフセットを防止する効果がある。

実施例３
次に、本発明の第３の実施例について説明する。本実施例における画像形成装置１００及び定着装置５０の基本的な構成は、図１及び図２を参照して説明した実施例１と同一である。従って、画像形成装置１００及び定着装置５０の説明は、実施例１の説明を援用し、ここでは、本実施例の特徴となる構成部分について説明する。

実施例１、２で説明した制御をした場合、環境を変化させるとオフセットが発生するということが分かった。

本実施例では、実施例１で述べた画像形成装置の基本構成に、温湿度を検知するセンサ（以下、「環境センサ」という。）Ｓ（図１参照）を設置し、環境センサＳで検知した環境設定を基に、加圧ローラ１０４へ最適なバイアスを印加する制御の実施例を示す。

上記環境センサＳは、温度と湿度を検知し、その値と実験から求められたデータベースを基に、環境を高温高湿、常温常湿、低温低湿と３つに分類する。その結果から、加圧ローラ１０４に印加するバイアスの最適値を決定する。本実施例での最適な印加バイアスは、図６に示す通りである。

環境センサＳが高温高湿と判断した場合、記録材Ｐが定着ニップ部Ｎに到達する以前には、加圧ローラ１０４にトナーと同極性である電圧（第１のバイアスＶ１）を印加する。印加電圧Ｖ１は、例えばマイナス１．５ｋＶである。それに伴い、実施例１と同様に、金属スリーブ１０２の表面は、放電帯電する。帯電電位（表面電位Ｅ１）は、例えばマイナス５００Ｖからマイナス６５０Ｖである。

記録材Ｐが定着ニップ部Ｎに到達する直前、本実施例では１０ｍｍ手前で加圧ローラ１０４に印加している電圧を第２のバイアスＶ２に、例えば０Ｖ（又はアース）からマイナス４００Ｖの間の電圧に切り替える。このとき、加圧ローラ１０４は、図２に示すように、導電性ゴム１０６及び導電性表層１０７で構成されているため、加圧ローラ１０４の表面電位Ｅ２は、瞬時に印加バイアスと同等の表面電位に切り替わる。この電圧は、金属スリーブ１０２に対しての放電開始電圧以下であるため、放電は発生しない。さらに金属スリーブ１０２表面は、絶縁表層１０２ｂであるため、帯電しているマイナス５００Ｖからマイナス６５０Ｖの電位は維持される。以上の電位関係が高温高湿環境でのオフセットの発生を抑える最適値である。

環境センサＳが常温常湿と判断した場合、記録材Ｐが定着ニップ部Ｎに到達する以前には、加圧ローラ１０４にトナーと同極性である電圧（第１のバイアスＶ１）を印加する。印加電圧Ｖ１は、例えばマイナス２ｋＶとする。それに伴い、実施例１と同様に、金属スリーブ１０２の表面は放電帯電する。帯電電位（表面電位Ｅ１）は、例えばマイナス５００Ｖからマイナス８００Ｖである。

記録材Ｐが定着ニップ部Ｎに到達する直前、本実施例では１０ｍｍ手前で加圧ローラ１０４に印加している電圧を第２のバイアスＶ２に、例えばマイナス１００Ｖからマイナス６００Ｖの間の電圧に切り替える。このとき、加圧ローラ１０４は導電性ゴム及び導電性表層で構成されているため、加圧ローラ１０４の表面電位Ｅ２は、瞬時に印加バイアスと同等の表面電位に切り替わる。この電圧は、金属スリーブ１０２に対しての放電開始電圧以下であるため、放電は発生しない。さらに金属スリーブ１０２表面は絶縁表層１０２ｂであるため、帯電しているマイナス５００Ｖからマイナス８００Ｖの電位は維持される。以上の電位関係が常温常湿環境でのオフセットの発生を抑える最適値である。

環境センサＳが低温低湿と判断した場合、記録材Ｐが定着ニップ部Ｎに到達する以前には、トナーと同極性である電圧（第１のバイアスＶ１）を印加する。印加電圧Ｖ１は、例えばマイナス２．２ｋＶとする。それに伴い、実施例１と同様に、金属スリーブ１０２の表面は放電帯電する。帯電電位（表面電位Ｅ１）は、例えばマイナス７００Ｖからマイナス９００Ｖである。

記録材Ｐが定着ニップ部Ｎに到達する直前、本実施例では１０ｍｍ手前で加圧ローラ１０４に印加している電圧を第２のバイアスＶ２に、例えばマイナス２００Ｖからマイナス９００Ｖの間の電圧に切り替える。このとき、加圧ローラ１０４は導電性ゴム１０６及び導電性表層で１０７構成されているため、加圧ローラ１０４の表面電位Ｅ２は、瞬時に印加バイアスと同等の表面電位に切り替わる。この電圧は金属スリーブ１０２に対しての放電開始電圧以下であるため、放電は発生しない。さらに金属スリーブ１０２表面は絶縁表層１０２ｂであるため、帯電しているマイナス７００Ｖからマイナス９００Ｖの電位は維持される。以上の電位関係が低温低湿環境でのオフセットの発生を抑える最適値である。

尚、本実施例では上述の値が最適値であり、オフセットに最も効果があったが、記録材Ｐの種類、金属スリーブ（定着用回転体）１０２、加圧ローラ（ニップ形成部材）１０４の構成により上記値の最適値は変わるものである。また、トナーの極性が実施例と反転すれば、上記値の極性も反転する。

また、本実施例では、環境を３つに分割することで、環境差があった場合でもオフセットを防止する効果があることを実証したが、環境はさらに複数に分割することも可能である。その場合は、より細かなバイアス制御が可能であるため、オフセット防止にさらなる効果を望める。

さらに、定着用回転体としての金属スリーブ１０２は、定着フィルムの構成や、図５に示す無端状の定着ベルト１０２の構成においても、同様の効果を得ることが可能である。

以上の構成により、つまり、第１のバイアスＶ１及び第２のバイアスＶ２を環境変動に応じて補正する構成とすることにより、実施例１、実施例２での効果に加え、どのような環境下でも、安定したオフセットを防止する効果がある。

実施例４
次に、本発明の第４の実施例について説明する。本実施例における画像形成装置１００の基本的な構成は、図１を参照して説明した実施例１と同一である。従って、画像形成装置１００の説明は、実施例１の説明を援用する。

また、本実施例における定着装置５０も又、図７（ａ）に示すように、その基本的な構成は、図１を参照して説明した実施例１と同一であるが、ただ、加圧ローラ１０４Ａの表層を、絶縁性被覆層１０８とした耐熱性弾性加圧ローラとした点において異なる。従って、実施例１と同じ構成及び機能をなす部材には、同じ参照番号を付し、実施例１の説明を援用し、ここでは、本実施例の特徴となる構成部分について説明する。

本実施例の特徴である、定着装置に印加するバイアスと、印加するタイミングについて図７（ａ）、図８、及び、図３を用いて詳述する。

本実施例では、電源１３０を加圧ローラ１０４Ａの芯金１０５に抵抗Ｒ、カーボンチップ（不図示）を介して押圧し、トナーと同極性のバイアスを印加可能な構成としている。印加するバイアスは、図８に示すように、記録材Ｐが定着ニップ部Ｎに到達する前と、通過中で切り替える。

先ず、加圧ローラ１０４Ａに、記録材Ｐが定着ニップ部Ｎに到達する前には、トナーと同極性である電圧（第１のバイアスＶ１）を印加する。電圧Ｖ１は、例えばマイナス２ｋＶとする。その時、加圧ローラ１０４Ａの表面は、金属スリーブ１０２の表面との摩擦帯電及びカウンターチャージにより、バイアス印加以前に、例えば、プラス２００Ｖに帯電している。よって、バイアス印加後の加圧ローラ１０４Ａの表面電位Ｅ２は、マイナス１．８ｋＶに帯電する。

この時、金属スリーブ１０２の表面は、前述の摩擦帯電により、通常マイナス２００Ｖ前後に帯電している。加圧ローラ１０４Ａの表面がマイナス１．８ｋＶに帯電されると、金属スリーブ１０２表面との間で放電が開始され、金属スリーブ１０２の表面の電位（表面電位Ｅ１）を例えばマイナス８００Ｖに帯電させる。定着ニップ部Ｎに記録材が到達する前に金属スリーブ１０２の円周方向全域に放電させることで、金属スリーブ１０２表面は全面マイナス８００Ｖに帯電した状態となる。本実施例では、記録材搬送速度（加圧ローラ１０４Ａの周速）が２４０ｍｍ／ｓであり、金属スリーブ１０２周長が７６ｍｍであるため、０．３ｓｅｃ強で金属スリーブ１０２全周を帯電させることが可能である。

記録材Ｐが定着ニップ部Ｎに到達する直前、本実施例では１０ｍｍ手前で加圧ローラ１０４Ａに印加している電圧を第２のバイアスＶ２に切り替える。切換後の電圧Ｖ２は、例えばマイナス６００Ｖとする。このとき、加圧ローラ１０４Ａは、導電性ゴム１０６及び絶縁性表層１０８で構成され、また摩擦帯電の影響も受けるため、加圧ローラ１０４Ａの表面電位Ｅ２は、マイナス４００Ｖに切り替わる。この電圧は、金属スリーブ１０２に対しての放電開始電圧以下であるため、放電は発生しない。さらに金属スリーブ１０２の表面は絶縁表層１０２ｂであるため、帯電しているマイナス８００Ｖの電位は維持される。

以上の電位関係、つまり、加圧ローラ１０４Ａ表面が例えばマイナス４００Ｖであり、金属スリーブ１０２表面が例えばマイナス８００Ｖであり、その電界は、金属スリーブ１０２側から加圧ローラ１０４Ａ側へ向かって発生している。この状態で記録材Ｐを搬送する場合、記録材Ｐ上のトナーは金属スリーブ１０２表層から反発力を受け、さらに電界によって加圧ローラ１０４Ａ側へ引き寄せられるため、オフセットに対して、高い効果がある（図３）。

尚、本実施例では上述の値が最適値であり、オフセットに最も効果があったが、環境や記録材の種類、金属スリーブ（定着用回転体）１０２、加圧ローラ（ニップ形成部材）１０４Ａの構成により上記値の最適値は変わるものである。また、トナーの極性が実施例と反転すれば、上記値の極性も反転する。

さらに、回転体としての金属スリーブ１０２は、定着フィルムの構成や、図７（ｂ）に示す無端状の定着ベルト１０２の構成においても、同様の効果を得ることが可能である。

なお、図７（ｂ）に示す定着装置５０の構成は、その基本的な構成は、図５を参照して説明した実施例１と同一であるが、ただ、加圧ローラ１０４Ａの表層を、絶縁性被覆層１０８とした耐熱性弾性加圧ローラとした点において異なる。従って、実施例１と同じ構成及び機能をなす部材には、同じ参照番号を付し、実施例１の説明を援用する。

以上の構成により、以下の効果がある。

第１に、記録材Ｐを搬送中に上記電位関係を維持することで、オフセットを防止することが、可能となる。

第２に、加圧ローラ（ニップ形成部材）１０４Ａ及び金属スリーブ（定着用回転体）１０２の表面電位を高精度に制御可能であるため、記録材Ｐの種類や環境の変化にも対応でき、常に安定してオフセットを防止することが可能となる。

第３に、上記効果を電源１つで行うことで、コスト増加を抑えることが可能となる。

また、実施例１に対する実施例２と同様、本実施例に対しても、記録材搬送後、次の記録材が定着ニップ部Ｎに到達するまでの間に、印加するバイアスを切り替える制御を行った結果、実施例２とほぼ同様の効果を得ることができた。

さらに、実施例１に対する実施例３と同様、本実施例に対しても、環境センサＳによって環境を検知し、その結果を基に、印加バイアスの制御を行った結果、実施例３とほぼ同様の効果を得ることができた。

実施例５
次に、本発明の第５の実施例について説明する。本実施例における画像形成装置１００の基本的な構成は、図１を参照して説明した実施例１と同一である。従って、画像形成装置１００の説明は、実施例１の説明を援用する。

ただ、本実施例における定着装置５０は、図９に示す構成とされる。

図９を参照すると、本実施例の定着装置５０は、定着部材２０１を構成する回転体としての定着ローラ２０２、ニップ形成部材としての加圧ローラ２０４で構成され、互いに圧接させて定着ニップ部Ｎを形成している。

定着ローラ２０２は、外径２５ｍｍ、肉厚２ｍｍのアルミニウム円筒２０２ａ上に、約３０μｍ厚のＰＦＡ等のフッ素樹脂をコーティングして構成される絶縁表面層２０２ｂを有している。また、内部には加熱体として、ハロゲンヒータ１２０が配設されており、所定の制御により定着ローラ２０２の温度が適温となるように加熱する。

加圧ローラ２０４は、芯金２０６と、その回りに形成された導電性シリコンゴム２０６と、導電性シリコンゴム２０６の表面に被覆された導電性被覆層２０７と、にて構成された耐熱性弾性加圧ローラとされる。加圧ローラ２０４は、定着ローラ２０２方向にバネ等の加圧手段（不図示）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Ｎを形成するべく十分に加圧されている。また、定着ローラ２０２は、芯金端部に取り付けられた駆動ギア（不図示）により回転駆動され、加圧ローラ２０４表面と定着ローラ２０２の摩擦により加圧ローラ２０４を所定の速度に従動回転させる。

電源１３０を加圧ローラ２０４の芯金２０５に抵抗Ｒ、カーボンチップ（不図示）を介して押圧し、トナーと同極性のバイアスを印加可能な構成としている。印加するバイアスは、図１０に示すように、記録材Ｐが定着ニップ部Ｎに到達する前と、通過中で切り替える。

先ず、記録材Ｐが定着ニップ部Ｎに到達する前には、トナーと同極性である電圧（第１のバイアスＶ１）を印加する。電圧は、例えばマイナス２ｋＶとする。その時、加圧ローラ２０４は、導電性ゴム２０６及び導電性表層２０７で構成されているため、加圧ローラ２０４表面の電位Ｅ２は、本実施例では略同一のマイナス２ｋＶに帯電する。

この時、定着ローラ２０２の表面は、本実施例では、通常マイナス２００Ｖ前後に帯電している。加圧ローラ２０４の表面がマイナス２ｋＶに帯電されると、定着ローラ２０２の表面との間で放電が開始され、定着ローラ２０２の表面を帯電させる。帯電電位は、例えばマイナス８００Ｖである。定着ニップ部Ｎに記録材Ｐが到達する前に定着ローラ２０２の円周方向全域に放電させることで、定着ローラ２０２の表面（表面電位Ｅ１）は、全面マイナス８００Ｖに帯電した状態となる。本実施例では、記録材搬送速度（加圧ローラ２０４周速）が２４０ｍｍ／ｓであり、定着ローラ２０２周長が約７８．５ｍｍであるため、０．３ｓｅｃ強で定着ローラ２０２全周を帯電させることが可能である。

記録材Ｐが定着ニップ部Ｎに到達する直前、本実施例では１０ｍｍ手前で加圧ローラ２０４に印加している電圧を第２のバイアスＶ２に切り替える。切換後の電圧Ｖ２は、例えばマイナス４００Ｖである。このとき、加圧ローラ２０４は、導電性ゴム及び導電性表層で構成されているため、加圧ローラ２０４の表面電位Ｅ２は、瞬時に印加バイアスと略同一のマイナス４００Ｖに切り替わる。この電圧は、定着ローラ２０２に対しての放電開始電圧以下であるため、放電は発生しない。さらに定着ローラ２０２の表面は、絶縁表層であるため、表面電位Ｅ１は、帯電しているマイナス８００Ｖの電位に維持される。

以上の電位関係、つまり、加圧ローラ２０４の表面（表面電位Ｅ２）が例えばマイナス４００Ｖであり、定着ローラ２０２の表面（表面電位Ｅ１）が例えばマイナス８００Ｖであり、その電界は、定着ローラ２０２側から加圧ローラ２０４側へ向かって発生している。この状態で記録材Ｐを搬送する場合、記録材Ｐ上のトナーは、定着ローラ２０２表層から反発力を受け、さらに電界によって加圧ローラ２０４側へ引き寄せられるため、オフセットに対して、高い効果がある（図３参照）。

尚、本実施例では上述の値が最適値であり、オフセットに最も効果があったが、環境や記録材の種類、定着ローラ（定着用回転体）２０２、加圧ローラ（ニップ形成部材）２０４の構成により上記値の最適値は変わるものである。また、トナーの極性が実施例と反転すれば、上記値の極性も反転する。

また、ニップ形成部材２０４としては、上述のように、回転体である加圧ローラ２０４とすることができるが、図１１に示すように、加圧ローラ２０４と同様に導電性ゴム２０６及び導電性表層２０７で構成されている固定されたパッド状の部材でもよい。このとき、電源１３０の電圧は、図示するように、直接、導電性ゴム２０６に印加することもできるし、図９に示すような加圧ローラ２０４と同じく、中心部に芯金２０５を設け、この芯金２０５に印加する構成とすることもできる。

以上の構成により、以下の効果がある。

第２に、加圧ローラ（ニップ形成部材）２０４及び定着ローラ（定着用回転体）２０２の表面電位を高精度に制御可能であるため、記録材Ｐの種類や環境の変化にも対応でき、常に安定してオフセットを防止することが可能となる。

また、上記実施例では、加圧ローラ或いは加圧パッド２０４の表面層は、導電性表層２０７であるとして説明したが、実施例４と同様、絶縁性表層２０８を持つ構成でも、ほぼ同様の効果を得ることができた。

実施例６
次に、本発明の第６の実施例について説明する。本実施例における画像形成装置１００の基本的な構成は、図１を参照して説明した実施例１と同一である。従って、画像形成装置１００の説明は、実施例１の説明を援用する。

ただ、本実施例における定着装置５０は、図１２に示す構成とされる。

図１２を参照すると、本実施例の定着装置５０は、定着部材３０１を構成する回転体（定着用回転体）としての定着ローラ３０２、ニップ形成部材としての回転体（ニップ形成用回転体）である加圧ローラ３０４で構成され、互いに圧接させて定着ニップ部Ｎを形成している。

定着ローラ３０２は、外径２５ｍｍ、肉厚２ｍｍのアルミニウム円筒３０２ａ上に、導電性シリコンゴム３０２ｂを配置し、更に、表面を導電性被覆層３０２ｃで被覆した耐熱性弾性ローラである。また、内部には加熱体として、ハロゲンヒータ１２０が配設されており、所定の制御により定着ローラ３０２の温度が適温となるように加熱する。

加圧ローラ３０４は、芯金３０５と、その回りに形成された導電性シリコンゴム３０６と、導電性シリコンゴム３０６の表面に被覆された絶縁性被覆層３０７と、にて構成された耐熱性弾性加圧ローラとされる。

加圧ローラ３０４は、定着ローラ３０２方向にバネ等の加圧手段（不図示）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Ｎを形成するべく十分に加圧されている。また、定着ローラ３０２は芯金端部に取り付けられた駆動ギア（不図示）により回転駆動され、加圧ローラ３０４表面と定着ローラ３０２の摩擦により加圧ローラ３０４を所定の速度に従動回転させる。

電源１３０を定着ローラ３０２の芯金３０２ａに抵抗Ｒ、カーボンチップ（不図示）を介して押圧し、トナーと同極性のバイアスを印加可能な構成としている。印加するバイアスは、図１３に示すように、記録材Ｐが定着ニップ部Ｎに到達する前と、通過中で切り替える。

先ず、記録材Ｐが定着ニップ部Ｎに到達する前には、定着ローラ３０２にトナーと同極性の電圧（第１のバイアスＶ１）を印加する。電圧Ｖ１は、例えばマイナス１ｋＶとする。その時、定着ローラ３０２は、導電性ゴム３０２ｂ及び導電性表層３０２ｃで構成されているため、定着ローラ３０２表面の電位（表面電位Ｅ１）はマイナス１ｋＶに帯電する。

この時、加圧ローラ３０４の表面は、本実施例では、通常マイナス２００Ｖ前後に帯電している。定着ローラ３０２表面がマイナス１ｋＶに帯電されると、加圧ローラ３０４表面との間で放電が開始され、加圧ローラ３０４表面を帯電させる。加圧ローラ３０４の帯電電位（表面電位Ｅ２）は、例えばマイナス４００Ｖである。定着ニップ部Ｎに記録材が到達する前に加圧ローラ３０４の円周方向全域に放電させることで、加圧ローラ３０４表面は、全面マイナス４００Ｖに帯電した状態となる。本実施例では、記録材搬送速度（定着ローラ３０２周速）が２４０ｍｍ／ｓであり、加圧ローラ３０４周長が約７８．５ｍｍであるため、０．３ｓｅｃ強で加圧ローラ３０４全周を帯電させることが可能である。

記録材Ｐが定着ニップ部Ｎに到達する直前、本実施例では１０ｍｍ手前で定着ローラ３０２に印加している電圧を第２のバイアスＶ２に切り替える。切換後の電圧Ｖ２は、例えばマイナス８００Ｖとする。このとき、定着ローラ３０２は、導電性ゴム及び導電性表層で構成されているため、定着ローラ３０２の表面電位Ｅ１は、瞬時に印加バイアスと同等のマイナス８００Ｖに切り替わる。この電圧は加圧ローラ３０４に対しての放電開始電圧以下であるため、放電は発生しない。さらに加圧ローラ３０４表面は、絶縁表層であるため、表面電位Ｅ２は帯電しているマイナス４００Ｖの電位に維持される。

即ち、本実施例では、上述のように、記録材Ｐがニップ部Ｎに到達する前は、定着ローラ３０２の表面電位Ｅ１と加圧ローラ３０４の表面電位Ｅ２の絶対値は、Ｅ１＞Ｅ２とされ、記録材Ｐがニップ部Ｎで搬送されている間は、Ｅ１＞Ｅ２とされる。

以上の電位関係、つまり、定着ローラ（回転体）３０２の表面が例えばマイナス８００Ｖであり加圧ローラ（ニップ形成部材）３０４の表面が例えばマイナス４００Ｖであり、その電界は、定着ローラ３０２側から加圧ローラ３０４側へ向かって発生している。この状態で記録材Ｐを搬送する場合、記録材Ｐ上のトナーは、定着ローラ３０２表層から反発力を受け、さらに電界によって加圧ローラ３０４側へ引き寄せられるため、オフセットに対して、高い効果がある（図３参照）。

尚、本実施例では上述の値が最適値であり、オフセットに最も効果があったが、環境や記録材Ｐの種類、定着ローラ（定着用回転体）３０２、加圧ローラ（ニップ形成部材）３０４の構成により上記値の最適値は変わるものである。また、トナーの極性が実施例と反転すれば、上記値の極性も反転する。

以上の構成により、以下の効果がある。

第２に、加圧ローラ（ニップ形成部材）３０４及び定着ローラ（回転体）３０２の表面電位を高精度に制御可能であるため、記録材の種類や環境の変化にも対応でき、常に安定してオフセットを防止することが可能となる。

また、実施例４と同様、導電性表層３０２ｃの代わりに絶縁性表層を持つ定着ローラ３０２を用いた場合でも、ほぼ同様の効果を得ることができた。

なお、本発明の画像形成装置は、実施例１にて説明したカラープリンタに限定されるものではなく、モノカラーの画像形成装置であってもよく、その他当業者には周知の、定着装置を備えた様々な画像形成装置とすることができる。

本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構成図である。本発明に従った定着装置の一実施例の概略構成図である。本発明に従った定着装置におけるバイアス印加による電位関係を説明する図である。本発明に従った定着装置におけるバイアス印加態様及び電位関係を説明するタイミング図である。本発明に従った定着装置の他の実施例の概略構成図である。定着装置における環境変動に対応したバイアス印加を説明する図である。本発明に従った定着装置の他の実施例の概略構成図である。本発明に従った定着装置におけるバイアス印加態様及び電位関係を説明するタイミング図である。本発明に従った定着装置の他の実施例の概略構成図である。本発明に従った定着装置におけるバイアス印加態様及び電位関係を説明するタイミング図である。本発明に従った定着装置の他の実施例の概略構成図である。本発明に従った定着装置の他の実施例の概略構成図である。本発明に従った定着装置におけるバイアス印加態様及び電位関係を説明するタイミング図である。従来の定着装置の一例を示す概略構成図である。

符号の説明

５０定着装置
１００画像形成装置
１０２、２０２、３０２金属スリーブ、定着ベルト、定着ローラ（定着用回転体）
１０３、１２０加熱用ヒータ（加熱源）
１０４、１０４Ａ、２０４加圧ローラ、加圧パッド（ニップ形成部材）
１１０、２０１、３０１定着部材
１３０電源（バイアス印加手段）
Ｐ記録材
Ｎ定着ニップ部
Ｔ未定着トナー像

Claims

記録材に未定着トナー像を形成する画像形成部と、未定着トナー像と接触する定着用回転体と前記定着用回転体と接触して記録材を挟持搬送するニップ部を形成するニップ形成部材とを有し未定着トナー像を記録材に定着する定着部と、
を有する画像形成装置において、
前記ニップ形成部材に電圧を印加する電源を有し、記録材の先端が前記ニップ部に進入する前に前記電源がトナーの帯電極性と同極性で且つ前記ニップ形成部材から前記定着用回転体への放電開始電圧以上の電圧を印加することにより、前記定着用回転体の表面がトナーの帯電極性と同極性に帯電することを特徴とする画像形成装置。
記録材が前記ニップ部を通過中、前記電源はトナーの帯電極性と同極性で且つ前記電圧より絶対値が小さな第２の電圧を前記ニップ形成部材に印加することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記第２の電圧は前記放電開始電圧より小さな電圧であることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
記録材が前記ニップ部を通過している時、前記定着用回転体の表面電位の絶対値は前記ニップ形成部材の表面電位の絶対値より大きいことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
前記定着用回転体はエンドレスベルトであり、前記定着部は更に、前記エンドレスベルトの内周面に接触し前記エンドレスベルトを介して前記ニップ形成部材と共に前記ニップ部を形成するヒータを有することを特徴とする請求項１〜４いずれか１項に記載の画像形成装置。