JP5294815B2

JP5294815B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP5294815B2
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Inventors: 純川勝
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Priority date: 2008-12-01
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Publication date: 2013-09-18
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Also published as: JP2010128474A

Description

本発明は、電子写真方式・静電記録方式等の画像形成プロセスを採用する画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式、静電記録方式等の画像形成プロセスを採用する画像形成装置では、記録材上に現像剤像（以下、トナー像と称する）を転写した後、該トナー像を記録材上に定着させる定着装置を有するものが知られている。

例えば定着装置の一例として、互いに圧接して回転する定着ローラと加圧ローラとで形成されるニップ部（以下、定着ニップ部と称する）に記録材を通過させることで、記録材上の未定着トナー像を永久画像として定着させるローラ方式の定着装置が知られている。

また、可撓性を有するフィルム状の定着フィルムと、それに圧接する加圧ローラとで形成される定着ニップに記録材を通過させることで、未定着トナー像を永久画像として定着させるフィルム加熱方式の定着装置も普及している。

しかし従来の定着装置では、定着ニップ部を記録材が通過する際に記録材が急激に加熱されるため、記録材から発生する水蒸気の勢いによって、未定着のトナーが記録材の通過方向と逆の方向へ吹き飛ばされるという問題を生じる。

このように定着ニップ部において未定着のトナーが吹き飛ばされてしまうと、記録材上には「尾引き」、「ブロッブス（トナー汚れ）」等の画像不良が生じてしまう。

また、定着ニップ部において記録材を搬送する過程で定着部材の表面が次第にチャージアップし、その結果記録材上の未定着トナーが引き剥がされ、「オフセット」等の画像不良を生じる虞がある。

これに対して、上記課題を解決する定着装置が提案されている。

特許文献１には、定着ローラの中空部材を電気的に接地したり、または定着ローラに対してバイアスを印加することで、定着ローラの表面がチャージアップすることを防止する技術が開示されている。

特許文献２、３には、バイアス印加手段を設けることによって、未定着のトナー像を記録材上に押さえつける方向の電界を発生させ、未定着トナーが吹き飛ばされることで生じる「尾引き」、「ブロッブス」の画像不良を防ぐ技術が開示されている。

特許文献４には、定着ニップ部に電界を発生させる構成において、その電界の強度を変化させることで、未定着トナーがより確実に記録材上に保持されるようにした技術が開示されている。
特開平５−６１１３号公報特開平８−２７２２４５号公報特開平９−８０９４６号公報特開２００４−１５７２７９号公報

しかしながら上記従来の技術では以下に示す課題を生じる。

定着部材または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を設けて定着ニップ部に電界を発生させる定着装置では、定着部材または加圧部材の少なくとも一方に絶縁層を形成する場合が多い。かかる構成により、定着ニップ部において所望の電界を形成することが可能になる。

しかし、使用される記録材の多様化、プリント速度の高速化への対応が求められる近年の画像形成装置に対して上記絶縁層を有する定着装置を適用した場合、定着ニップ部を記録材が通過するにつれ、絶縁層の帯電が顕著になる。

そして、このように絶縁層の帯電が顕著になることにより、バイアス印加手段によって形成されていた定着ニップ部の電界が打ち消され、さらには未定着のトナーが記録材から引き離される方向への電界が発生してしまう。その結果、オフセット等の画像不良を引き起こしてしまう。

すなわち従来では、定着ニップ部に電界を発生させ、かつ定着部材または加圧部材の少なくとも一方が絶縁層を有する構成において、尾引き、ブロッブス等の発生を防止し、かつ絶縁層が帯電することで生じるオフセットの発生を防止する構成は開示されていない。

上記実情に鑑みて本願発明は、尾引き、ブロッブス等の画像不良を防止し、かつ絶縁層が帯電することで生じるオフセットの発生を防止することが可能であって、高品質の画像を形成可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明にあっては、
定着部材と前記定着部材に圧接する加圧部材とで形成されるニップ部に記録材を通過させることで、記録材上に形成されている未定着のトナー像を記録材上に定着させる定着手段と、
前記定着部材または前記加圧部材の少なくとも一方にバイアス電圧出力端子を介してバイアス電圧を印加するバイアス印加手段と、
を備え、
前記定着部材または前記加圧部材の少なくとも一方には絶縁層が形成されており、
前記バイアス印加手段がバイアス電圧を印加することにより前記ニップ部に電界を形成可能に構成されている画像形成装置において、
前記バイアス印加手段は、トランスとダイオードとコンデンサで構成されるＤＣ電源と、前記ＤＣ電源の一方の電極から前記バイアス電圧出力端子に接続されている第１の回路と、前記ＤＣ電源の他方の電極からスイッチを介して前記第１の回路に接続されている第２の回路と、を有し、
前記ニップ部を記録材が通過している間は前記スイッチにより前記第２の回路を遮断し、前記バイアス電圧出力端子から前記一方の電極と同極性である未定着のトナー像を記録材上に押さえつける方向の電界を発生するバイアス電圧を出力し、
装置本体の駆動中において記録材が前記ニップ部を通過していない非通過中には、前記スイッチにより前記第２の回路を繋いで前記一方の電極の電圧と前記他方の電極の電圧を重畳することにより、前記バイアス電圧出力端子から、帯電した前記絶縁層をディスチャージする方向の電圧である前記一方の電極の極性と逆極性のバイアス電圧を出力することを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、尾引き、ブロッブス等の画像不良を防止し、かつ絶縁層が帯電することで生じるオフセットの発生を防止することが可能であって、高品質の画像を形成可能な画像形成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４、図７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する。

（画像形成装置の概略構成）
図２に本実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示す。本実施の形態では、画像形成装置として、電子写真方式によって記録材上に画像を形成するレーザープリンタ１００を用いている。

なお、本実施の形態では、記録材として記録紙Ｐを用いているが、本発明に適用可能な記録材の形態はこれに限られるものではなく、画像形成可能なシート状のものであれば紙材以外のものであってもよい。

図２に示すように、レーザープリンタ１００は、記録紙Ｐを収納するデッキ１０１を有している。

また、デッキ１０１の周囲には、デッキ１０１内の記録紙Ｐの有無を検知する記録紙有無センサ１０２、デッキ１０１内の記録紙Ｐのサイズを検知する紙サイズ検知センサ１０３、デッキ１０１から記録紙Ｐを繰り出すピックアップローラ１０４が設けられている。

ピックアップローラ１０４の下流側には、ピックアップローラ１０４によって繰り出された記録紙Ｐを搬送するデッキ給紙ローラ１０５、デッキ給紙ローラ１０５と対をなし、記録紙Ｐの重送を防止するためのリタードローラ１０６が設けられている。

そして、デッキ給紙ローラ１０５の下流側には、デッキ１０１と後述する両面反転部からの給紙搬送状態を検知する給紙センサ１０７が設けられており、さらに下流側には、記録紙Ｐを搬送するための給紙搬送ローラ１０８が設けられている。

給紙搬送ローラ１０８の下流側には、画像形成動作のタイミングと同期をとって記録紙Ｐを同期搬送するレジストローラ対１０９、レジストローラ対１０９への記録紙Ｐの搬送状態を検知するトップセンサ１１０が配設されている。

また、レジストローラ対１０９の下流側には、後述するレーザースキャナ部１１１からのレーザ光に基づいて感光ドラム１上に形成された静電潜像に現像剤を供給して、静電潜像をトナー像として可視化するプロセスカートリッジ１１２が設けられている。

プロセスカートリッジ１１２内の感光ドラム１と対向する位置には、感光ドラム１上に形成されたトナー像を記録紙Ｐ上に転写するための転写ローラ１１３が設けられており、感光ドラム１と転写ローラ１１３とで転写ニップ部を形成している。

転写ニップ部の下流側には、記録紙Ｐ上の電荷を除去し感光ドラム１からの分離を促進する放電部材としての除電針１１４が配設されている。さらに、除電針１１４の下流側には搬送ガイド１１５が設けられている。

そして搬送ガイド１１５の下流側には、記録紙Ｐ上に転写された未定着のトナー像を記録紙Ｐ上に定着させるための定着装置２０が設けられている。

定着装置２０は、記録紙Ｐ上に転写された未定着トナー像を熱定着するために内部にヒーター２３を備えた定着フィルム２１（定着部材）と、加圧ローラ２４（加圧部材）を備えている。

加圧ローラ２４は定着フィルム２１に圧接しており、これにより定着ニップ部が形成されている。また、加圧ローラ２４は不図示の駆動手段によって回転駆動可能に構成されており、定着フィルム２１は加圧ローラ２４に従動回転するように構成されている。なお、定着装置２０の構成については後に詳しく説明する。

定着装置２０の下流側には、定着装置２０からの記録紙Ｐの搬送状態を検知する定着排紙センサ１１９、定着装置２０から搬送されてきた記録紙Ｐを、排紙部か両面反転部に行き先を切り替えるための両面フラッパ１２０が配設されている。

排紙部側の下流には、排紙部における記録紙Ｐの搬送状態を検知する排紙センサ１２１、記録紙Ｐを排紙する排紙ローラ対１２２が配設されている。

一方、記録紙Ｐの両面に印字するために片面印字終了後の記録紙Ｐを表裏反転させ、再度画像形成部へと給紙するための両面反転部側には、正逆転によって記録紙Ｐをスイッチバックさせる反転ローラ対１２３が設けられている。

さらに反転ローラ対１２３の近傍には、反転ローラ対１２３への記録紙Ｐの搬送状態を検知する反転センサ１２４、記録紙Ｐの横方向位置を合わせるための横方向レジスト部（不図示）から記録紙Ｐを搬送するためのＤカットローラ１２５が設けられている。

また、Ｄカットローラ１２５の下流側には、両面反転部における記録紙Ｐの搬送状態を検知する両面センサ１２６と、両面反転部から給紙部へと記録紙Ｐを搬送するための両面搬送ローラ対１２７が配設されている。

上記で説明したスキャナ部１１１には、後述する外部装置１２８から送信されてくる画像信号に基づいて変調したレーザ光を発光するレーザユニット１２９が設けられている。

レーザユニット１２９から射出されたレーザ光は、レーザ光を感光ドラム１上に走査するためのポリゴンミラー１３０、結像レンズ群１３２、折り返しミラー１３３を順次通過し、感光ドラム１の表面へ射出される。なお、ポリゴンミラー１３０はスキャナモータ１３１によって回転駆動されている。

プロセスカートリッジ１１２内において感光ドラム１の周囲には、帯電部材である帯電ローラ２、現像ローラ１３４、トナー格納容器１３５等が配設されている。これらの部材がプロセスカートリッジ１１２として一体的に収容されており、さらにプロセスカートリッジ１１２はレーザビームプリンタ１００の装置本体に対して着脱可能に構成されている。

また、本実施の形態におけるレーザビームプリンタ１００には、バイアス印加手段として高電圧電源３が設けられている。高電圧電源３は、帯電ローラ２、現像ローラ１３４、転写ローラ１１３、定着フィルム２１に任意のバイアスを供給している。

なお、本実施の形態では、定着フィルム２１にバイアスを印加する構成としたが、バイ
アスを印加する対象はこの形態に限られるものではない。定着ニップ部に所望の電界を生じることが可能であれば、定着フィルム２１または加圧ローラ２４の少なくとも一方にバイアスを印加する構成であればよい。

また、レーザビームプリンタ１００には、各部に動力を供給するためのメインモータ１３６と、駆動制御手段としてのプリンタ制御部４が設けられている。このプリンタ制御部４によって、装置本体内に設けられている各部材、装置の駆動が制御されている。

プリンタ制御部４は、ＭＰＵ（マイクロコンピュータ）５、及び各種入出力制御回路（不図示）等で構成されており、プリンタ制御部４はインターフェイス１３８を介してパーソナルコンピュータ等の外部装置１２８に接続されている。

ＭＰＵ（マイクロコンピュータ）５は、ＲＯＭ５ｂ、タイマ５ｃ、デジタル入出力ポート（Ｉ／Ｏポート）５ｄ、アナログ−デジタル変換入力ポート（Ａ／Ｄポート）５ｅ、デジタル−アナログ出力ポート（Ｄ／Ａポート）５ｆ等を具備している。

外部装置１２８から送信されてくる電気信号化された画像情報は、プリンタ制御部４に入力され、画像情報はレーザースキャナ部１１１を駆動するのに適した駆動信号に変換される。

変換された駆動信号に応じて、スキャナモータ１３１がＯＮ−ＯＦＦ駆動され、レーザ光はポリゴンミラー１３０、結像レンズ群１３２、及び折り返しミラー１３３を通じて、感光ドラム１表面をその回転軸に平行な方向に走査する。

また、感光ドラム１は所定の周速度(プロセススピード)によって回転駆動される。感光ドラム１はその回転過程において、まず表面が高電圧電源３から供給される帯電バイアスにより帯電ローラ２を介して所定の極性・電位に一様に帯電される。

次に、感光ドラム１の表面は、露光装置としてのレーザースキャナ部１１１によって、外部から入力された画像情報に基づいたレーザービームで走査される。これにより感光ドラム１の表面には、目的の画像情報パターンに対応した静電潜像が形成される。

感光ドラム１の表面に形成された静電潜像は、高電圧電源３から供給される現像バイアスに応じて現像ローラ１３４からトナー（現像剤）が供給されることで現像され、静電潜像がトナー像として可視化される。

可視化された感光ドラム１上のトナー像は、感光ドラム１と感光ドラム１に一定の加圧力で接触する転写ローラ１１３とで形成される転写ニップ部において、レジローラ対１０９から所定のタイミングで搬送されてくる記録紙Ｐに順次転写される。

なお、転写ローラ１１３には、高電圧電源３から所定の転写バイアスが所定の制御タイミングにて印加されている。

また、記録紙Ｐにトナー像を転写する際は、トップセンサ１１０で給紙部から転写ニップ部に搬送されてくる記録紙Ｐの先端を検知することで、感光ドラム１上のトナー像が記録紙Ｐに転写される際の書き出し位置のタイミングを合わせている。

トナー像が転写された記録紙Ｐは、感光ドラム１表面から分離され、定着フィルム２１と加圧ローラ２４とで形成される定着ニップを通過し、その際にトナー像が永久画像として記録紙Ｐ上に定着される。その後、記録材Ｐは両面フラッパ１２０によって、排紙部ま
たは両面反転部へ搬送される。

（定着装置の概略構成）
図１を参照して、本実施の形態における定着装置２０の概略構成について説明する。図１は、本実施の形態におけるフィルム加熱方式の定着装置２０の概略構成を示すものである。

本実施の形態における定着装置２０は、定着フィルム（定着部材）２１とそれに圧接する加圧ローラ（加圧部材）２４とを有しており、加圧ローラ２４が定着フィルム２１に圧接することにより、定着ニップ部が形成されている。

定着フィルム２１は、可撓性を有するエンドレスフィルム状のフィルムであり、その内周にはヒーター２３、ステイホルダ２２など備えている。ステイホルダ２２は、ヒーター２３を保持すると共に、定着フィルム２１の回転をガイドする役割を担っている。

また、加圧ローラ２４は、絶縁チューブ（絶縁層）２７、導電弾性ローラ２６、芯金２５などから構成されており、芯金２５は接地されている。このように加圧ローラ２４に絶縁チューブ２７を設けることで、定着フィルム２１と加圧ローラ２４との間で所定の電位差を形成することが可能になる。

本実施の形態では、定着フィルム２１に対して、装置本体に設けられた高電圧電源３からブラシ２９を介してトナーと同極性のバイアス（本実施の形態では負極性のバイアス）が印加されている。少なくとも、未定着トナー像を担持した記録紙Ｐが定着ニップ部を通過する定着時に印加されるこのバイアスを「定着バイアス」と称する。

なお、本実施の形態では負極性に帯電したトナーを用いているが、トナーの極性はこれに限定されるものではなく、正極性に帯電したトナーを用いてもよい。

このように本実施の形態では、定着時に負極性の定着バイアスを印加することにより、定着ニップ部では、トナーに対して定着フィルム２１から加圧ローラ２４の方向に作用する電界が生じる。すなわち、本実施の形態に係る画像形成装置は、未定着のトナー像を記録材上に押さえつける方向（定着フィルム２１から加圧ローラ２４に向かう方向）の電界を発生可能に構成されている。

なお、本実施の形態では、加圧ローラ２４に絶縁層（絶縁チューブ２７）を設ける構成であるが、定着フィルム２１または加圧ローラ２４の少なくとも一方に絶縁層を設ける構成であればよい。

例えば定着フィルム２１に絶縁層を設ける場合は、バイアスの極性を逆（本実施の形態の場合は正極性）にして、定着フィルム２１にバイアスを印加する構成であればよい。

（バイアス印加手段の構成）
図４（ａ）、図４（ｂ）を参照して、本実施の形態におけるバイアス印加手段の構成ついて説明する。図４は、本実施の形態におけるバイアス印加手段としての高電圧電源３に組み込まれたバイアス生成回路を示すものである。なお、定着フィルムに印加するバイアスを、以下「フィルムバイアス（定着バイアスを含む）」と称して説明する。

上記で説明したように、定着ニップ部を記録紙Ｐが通過している間は、未定着のトナー像を記録材上に押さえつける方向の電界を発生する定着バイアスを印加する。具体的には、プリンタ制御部４からの制御信号に基づいて、記録紙Ｐが定着ニップ部を通過している
間にＦＥＴ２０３にクロックを入力し、トランス２０１を駆動する。

トランス２０１が駆動すると、２次側のコンデンサ２０４とコンデンサ２０７、ダイオード２０５とダイオード２０６で倍圧整流され、出力端子４１５からは定着排紙ローラにバイアス（定着排紙ローラバイアス）が出力される。一方、出力端子４１０からは、ブラシ２９（図１参照）を介して定着フィルム２１に対してフィルムバイアスが出力される。

上記でも説明したように、少なくとも定着ニップ部を記録紙Ｐが通過している間は、定着バイアスとして負のバイアスが出力されることになる。

その後、記録紙Ｐが定着ニップ部を通過する枚数が増加するに伴い、記録紙Ｐと加圧ローラ２４との摩擦や、上記フィルムバイアスから受ける影響により、加圧ローラ２４表面の絶縁チューブ２７が次第に負極性へ帯電していく。

ここで図３に、定着ニップ部を通過する記録紙Ｐの枚数と、加圧ローラ２４及び定着フィルム２１の表面電位の関係を示す。

図３に示すように、記録紙Ｐの通過枚数が約２００枚を過ぎると、加圧ローラ２４の表面電位が定着フィルム２１の表面電位よりも低くなっていることがわかる。この時点では、加圧ローラ２４の絶縁チューブ２７が負のバイアスに顕著に帯電しているといえる。

加圧ローラ２４の表面電位が定着フィルム２１の表面電位より低くなると、フィルムバイアスを印加することによって形成していた電界が打ち消され、さらに未定着トナーに対して加圧ローラ２４から定着フィルム２１の方向へ作用する電界が発生する。

つまり、未定着のトナーが、記録紙Ｐから定着フィルム２１へ引き剥がされる方向の電界が発生し、オフセットが発生しやすい状態になる。

そこで本実施の形態では、装置本体の駆動中でかつ記録紙Ｐが定着ニップ部を通過していない非通過中の任意の期間に、定着バイアスとは逆極性の別バイアス（定着排紙ローラバイアス（正極性））を定着フィルム２１に重畳可能であることを特徴とする。

このように定着バイアスとは逆極性の別バイアスを定着フィルム２１に重畳可能とすることで、定着バイアスに印加されるバイアスの極性を、負極性から正極性に切り換えることが可能になる。以下、極性の切り換え（重畳）を可能にする具体的構成について説明する。

図４（ａ）に示すように、本実施の形態におけるバイアス生成回路では、抵抗４１１と抵抗４１２により生成したバイアスをＧＮＤを介して分圧しているため、正負両方のバイアスを生成することが可能である。

そして非通過中の任意のタイミングで、制御信号によってトランジスタ４１３をＯＮにすることにより、トランジスタ４１４がＯＮになり、出力端子４１０に正のフィルムバイアスが出力される。すなわち定着バイアスとは逆極性の別バイアス（定着排紙ローラバイアス（正極性））を定着フィルム２１に重畳できる。

これにより、負に帯電していた加圧ローラ２４の絶縁チューブ２７（絶縁層）をディスチャージすることができる。

なお、ディスチャージを行うタイミングは、記録紙Ｐが定着ニップ部を通過していない
非通過中に限られるので、ディスチャージを行う際に印加するバイアスの極性の変化が記録紙Ｐ上の未定着トナーに直接的に影響を及ぼすことはない。

また、ディスチャージの程度は、ディスチャージ時に印加するフィルムバイアスの大きさや加圧ローラの回転速度などの条件によって変化する。

図７に、ディスチャージを行った際の定着フィルム２１と加圧ローラ２４の表面電位の変化を示す。ここに示すデータは、非通過中の任意のタイミングで定着フィルム２１に＋８１０Ｖのフィルムバイアスを印加した場合のデータである。

図７に示すように、加圧ローラ２４の表面電位が帯電した状態から約９ｓ後に正のフィルムバイアスを印加すると、加圧ローラ２４の表面電位が０Ｖへ近づく。

その後、約２４ｓ後までディスチャージを行い続け、約２４ｓ後でフィルムバイアスをオフにすると、定着フィルム２１の表面電位は元に戻るものの、加圧ローラ２４の表面電位は変わらず約０Ｖのままであることがわかる。

すなわち、フィルムバイアスの極性が切り換わることによって、加圧ローラ２４の表面電位がディスチャージされていることがわかる。

なお、本実施の形態では、排紙ローラバイアスを重畳する際のＯＮ／ＯＦＦの切り換え手段として、トランジスタ４１３、４１４を用いているが、切り換え手段の形態はこれに限られるものではない。

例えば図４（ｂ）に示すようにバイアス生成回路にリレーを組み込み、このリレーを切り換え手段として用いる場合であってもよい。

図４（ｂ）に示すバイアス生成回路の場合は、まずＦＥＴ５１１をＯＮすることでリレー５１２が接続状態となる。すると抵抗５１３、抵抗５１４を介して出力端子５１６に正のバイアスが出力される。

コンデンサ５１５は定着フィルム２４の表面の電位の揺らぎを安定させるために設けられているものであり、これによりバンディング等の不良画像を抑制することができる。

なお、コンデンサ５１５を設けるとバイアス印加の時定数が増し、バイアス印加の立ち上がり、立ち下がりに時間がかかり、フィルムバイアスの切り換えに時間を要してしまう。この対策としては、抵抗５１３、抵抗５１４の抵抗値を小さくすればよく、これにより、フィルムバイアスの切り換え時間を短縮することが可能となる。

以上、本実施の形態よれば、定着ニップ部に電界を発生させる構成において、記録紙Ｐの非通過中の任意のタイミングで絶縁層のディスチャージを行うので、絶縁層が帯電することによって生じる画像不良を防止することが可能になる。

よって、尾引き、ブロッブス等の画像不良を防止し、かつ絶縁層が帯電することで生じるオフセットの発生を防止することが可能であって、高品質の画像を形成可能な画像形成装置を提供することが可能になる。

[第２の実施の形態]
図５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。図５は、本実施の形態に係る画像形成装置の高電圧電源３に設けられているバイアス生成回
路を示すものである。なお、バイアス生成回路の構成以外は上記第１の実施の形態と異なるものではないので、その説明は省略する。

本実施の形態におけるバイアス生成回路におけるフィルムバイアスの生成プロセスは、上記第１の実施の形態と同一である。

第１の実施の形態では、例えばトランジスタまたはリレーなどのフィルムバイアスの切り換え手段を設けていたが、本実施の形態では、このような切り換え手段を備えることなく、フィルムバイアスの極性の切り換えを行うことが特徴である。

連続プリント中の非通過時間に対してフィルムバイアスの立ち上がり、立ち下がり時間が十分に早い場合、図５に示すバイアス生成回路を用いると、負の定着バイアスをＯＦＦにするだけで正のフィルムバイアスを出力することが可能になる。よって、バイアス生成回路に切り換え手段を組み込む必要がない。

図５に示すバイアス生成回路では、出力端子６１０からは負のフィルムバイアス（定着バイアス）が出力され、出力端子６１１からは正のフィルムバイアスが出力されるように構成されている。すなわち、両極性のバイアスを生成することが可能である。

なお、ここでは説明のために正のバイアスの生成するための回路６０５を記載しているが、通常レーザープリンタの高電圧電源３には正のバイアスを生成可能な回路は設けられている。

よって、高電圧電源３の回路と出力端子６１１とを抵抗６０１によって接続すれば、専用のバイアス生成回路を設けなくとも、出力端子６１１から正のバイアスを出力することは可能である。

ディスチャージを行う際は、非通過中の任意のタイミングでＦＥＴ６０３をＯＦＦにする。すると、出力端子６０１から出力される負の定着バイアスは停止し、出力端子６１１に出力されている正のバイアスが出力端子６１０から出力され、定着フィルム２１に正のフィルムバイアスが印加される。

この構成によると、簡易な構成でフィルムバイアスの極性の切り換えを実現できるため、製造コストの抑制を図ることができる。また、特別なディスチャージシーケンスを組む必要がないので、容易にディスチャージを行うことが可能になり、ユーザビリティの向上を図ることができる。

[第３の実施の形態]
図６を参照して、本発明の第３の実施の形態に係る画像形成装置について説明する。図６は、本実施の形態に係る画像形成装置の高電圧電源３に設けられているバイアス生成回路を示すものである。なお、バイアス生成回路の構成以外は上記第１の実施の形態と異なるものではないので、その説明は省略する。

本実施の形態におけるフィルムバイアスの生成プロセスは、上記第１の実施の形態と同一である。

定着フィルム２１、加圧ローラ２４の両方にバイアスを印加している場合、図６に示すバイアス生成回路でＦＥＴ７１３、ＦＥＴ７１４をＯＮにすることで、バイアスの極性の切り換えを行うことができる。なお、ＦＥＴ７１３、ＦＥＴ７１４以外の切り替え手段を用いる構成であってもよい。

[第４の実施の形態]
図８を参照して、本発明の第４の実施の形態に係る画像形成装置について説明する。図８は、本実施の形態においてディスチャージを行う場合のシーケンスを示すフローチャート図である。

なお、画像形成装置の構成、及び定着装置の概略構成は、第１の実施の形態と同一の構成であるので、その説明は省略する。また、定着フィルム２１へバイアスを印加するバイアス生成回路の構成は、第１〜第３の実施の形態のいずれかと同一の回路を画像形成装置に適用することができるので、その説明は省略する。

本実施の形態では、加圧ローラ２４の絶縁チューブ２７（絶縁層）をディスチャージする際のフィルムバイアスの印加を、装置本体に入力された情報に基づいて一連の画像形成工程が行われる前の、初期シーケンス内に行うことを特徴とする。

図８に示すように、まず画像形成装置がプリントジョブを受け取ると(プリントジョブ
開始：Ｓ１０１)、一連の画像形成工程の初期化シーケンスとして、感光ドラムの前回転
が開始される（プリント前回転開始：Ｓ１０２）。

その後、オフセットが生じる程度まで加圧ローラ２４の表面（絶縁層）が帯電しているか否かを確認する（加圧部材帯電確認：Ｓ１０３）。この帯電確認は、例えば図３に示すようなデータに基づいて、定着ニップ部を通過する記録紙Ｐの枚数により判断する。

プリンタ制御部４において加圧ローラ２４が顕著に帯電していると判断された場合、定着フィルム２１に正のフィルムバイアスを印加してディスチャージを行う（Ｓ１０４）。

その後、記録紙Ｐが定着ニップ部に搬送されてくる前に、定着バイアスである負のフィルムバイアスを定着フィルム２１に印加し(Ｓ１０５)、一連の画像形成工程が実行される（プリント：Ｓ１０６)。

[第５の実施の形態]
図９を参照して、本発明の第５の実施の形態に係る画像形成装置について説明する。図９は、本実施の形態においてディスチャージを行う場合のシーケンスを示すフローチャート図である。

本実施の形態では、加圧ローラ２４の絶縁チューブ２７（絶縁層）をディスチャージする際のフィルムバイアスの印加を、装置本体に入力された情報に基づいて一連の画像形成工程が行われた後の、後処理シーケンス内に行うことを特徴とする。

図９に示すように、まず画像形成装置が一連の画像形成工程を終了すると、後処理シーケンスが開始され、感光ドラム１の回転が開始される（プリント後回転開始：Ｓ２０２）。

その後、加圧ローラ２４がオフセットが生じる程度まで帯電しているか否かを確認する（加圧部材帯電確認：Ｓ２０３）。この帯電確認は、例えば図３に示すようなデータに基づいて、定着ニップ部を通過する記録紙Ｐの枚数により判断する。

そしてプリンタ制御部４が、加圧ローラ２４がディスチャージが必要な程、顕著に帯電していると判断した場合、定着フィルム２１に正のフィルムバイアスを印加してディスチャージを行う(Ｓ２０４)。

その後、感光ドラムの後回転を終了し（プリント後回転終了：Ｓ２０５）、後処理シーケンスを終了する（Ｓ２０６）。

なお、加圧ローラ２４がディスチャージを行う必要がある程に帯電していない場合（Ｓ２０３のＮＯ）、ディスチャージを行わず、感光ドラム１の回転を停止し（Ｓ２０５）、後処理シーケンスを終了する（Ｓ２０６）。

[第６の実施の形態]
図１０を参照して、本発明の第６の実施の形態に係る画像形成装置について説明する。図１０は、本実施の形態においてディスチャージを行う場合のシーケンスを示すフローチャート図である。

本実施の形態では、加圧ローラ２４の絶縁チューブ２７（絶縁層）をディスチャージする際のフィルムバイアスの印加を、一連の画像形成工程を行っている間において、次の記録紙Ｐが定着ニップ部に搬送されてくるまでの間に行うことを特徴とする。

図１０に示すように、まず画像形成装置が記録紙Ｐへの画像形成工程を開始し（プリント：Ｓ３０２)、記録紙Ｐが定着ニップ部を抜けると、加圧ローラ２４がオフセットが生
じる程度まで帯電しているか否かを確認する（加圧部材帯電確認：Ｓ３０３）。

この帯電確認は、例えば図３に示すようなデータに基づいて、定着ニップ部を通過する記録紙Ｐの枚数により判断する。

加圧ローラ２４がディスチャージが必要な程、顕著に帯電していると判断された場合、トップセンサ１１０と定着ニップ部の間の距離、及びプリントスピードに基づいて、次の記録紙Ｐが定着ニップ部に到達するまでの時間を予測する（紙間隔判断：Ｓ３０４）。

そしてディスチャージのためのバイアス印加の時間を確保できる場合には、正のフィルムバイアスを定着フィルム２１に印加（Ｓ３０５）して、加圧ローラ２４のディスチャージを行う。

ディスチャージのためのバイアス印加の時間を確保できないと判断した場合は、記録紙Ｐの間隔を調整し（紙間隔調整：Ｓ３０８）、その後に正のフィルムバイアスを定着フィルム２１に印加する（Ｓ３０５）。

なお、記録紙Ｐの紙間隔調整は、プリンタ制御部４がレジストローラ対１０９の駆動を制御することで行われる。また、プリントスピードなどによっては、この紙間隔調整は次に来る記録紙Ｐの後に行う構成であってもよい。

また、加圧ローラ２４がディスチャージを行う必要がある程に帯電していない場合（Ｓ３０３のＮＯ）、ディスチャージを行わず、そのまま次の記録紙Ｐを定着ニップ部に通過させる。

[その他の実施の形態]
上記第１〜第６の実施の形態では、フィルム加熱方式の定着装置を用いた場合について説明を行った。

しかし本発明に係る画像形成装置に適用できる定着装置は、これに限られるものではない。例えば、定着ローラと加熱ローラとで形成される定着ニップ部で未定着のトナー画像
の定着を行う、ローラ方式の定着装置を用いる構成であってもよい。

第１の実施の形態における定着装置の概略構成図。第１の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図。第１の実施の形態において定着部材と加圧部材の表面電位の変化を示す図。第１の実施の形態におけるバイアス生成回路の回路図。第２の実施の形態におけるバイアス生成回路の回路図。第３の実施の形態におけるバイアス生成回路の回路図。加圧部材の絶縁層のディスチャージを行った際の定着部材と加圧部材の表面電位の変化を示す図。第４の実施の形態におけるフィルムバイアス印加のシーケンスを示すフローチャート図。第５の実施の形態におけるフィルムバイアス印加のシーケンスを示すフローチャート図。第６の実施の形態におけるフィルムバイアス印加のシーケンスを示すフローチャート図。

符号の説明

１感光ドラム
３高電圧電源
４プリンタ制御部
２０定着装置
２１定着フィルム
２２ステイホルダ
２３ヒーター
２４加圧ローラ（加圧部材）
２７絶縁チューブ（絶縁層）

Claims

定着部材と前記定着部材に圧接する加圧部材とで形成されるニップ部に記録材を通過させることで、記録材上に形成されている未定着のトナー像を記録材上に定着させる定着手段と、
前記定着部材または前記加圧部材の少なくとも一方にバイアス電圧出力端子を介してバイアス電圧を印加するバイアス印加手段と、
を備え、
前記定着部材または前記加圧部材の少なくとも一方には絶縁層が形成されており、
前記バイアス印加手段がバイアス電圧を印加することにより前記ニップ部に電界を形成可能に構成されている画像形成装置において、
前記バイアス印加手段は、トランスとダイオードとコンデンサで構成されるＤＣ電源と、前記ＤＣ電源の一方の電極から前記バイアス電圧出力端子に接続されている第１の回路と、前記ＤＣ電源の他方の電極からスイッチを介して前記第１の回路に接続されている第２の回路と、を有し、
前記ニップ部を記録材が通過している間は前記スイッチにより前記第２の回路を遮断し、前記バイアス電圧出力端子から前記一方の電極と同極性である未定着のトナー像を記録材上に押さえつける方向の電界を発生するバイアス電圧を出力し、
装置本体の駆動中において記録材が前記ニップ部を通過していない非通過中には、前記スイッチにより前記第２の回路を繋いで前記一方の電極の電圧と前記他方の電極の電圧を重畳することにより、前記バイアス電圧出力端子から、帯電した前記絶縁層をディスチャージする方向の電圧である前記一方の電極の極性と逆極性のバイアス電圧を出力することを特徴とする画像形成装置。
前記装置は、複数枚の記録材に連続して画像形成する際の記録材と記録材の間で前記バイアス印加手段により前記絶縁層をディスチャージする構成であり、前記ディスチャージのための時間が確保できないと判断した場合は、記録材と記録材の間隔を広げる制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記定着部材はフィルムであることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
前記フィルムの内面にはヒータが接触していることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。