WO2005031472A1 - 定着方法、定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

　定着装置（１４）は、記録材（９１）のトナー（９３）からなる未定着画像に接する定着ローラ（３１）とこの定着ローラ（３１）に圧接する加圧ローラ（３２）とを有し、定着ローラ（３１）と加圧ローラ（３２）とにより記録材（９１）を狭持搬送して記録材（９１）上の未定着画像を記録材（９１）に定着させる。この定着装置（１４）は、記録材（９１）上の画像を形成するトナー（９３）に対する逆極性トナー（９２）を記録材（９１）に留める向きの保留電界を付与し、逆極性トナー（９２）が加圧ローラ（３２）に付着することにより生じる不具合を防止する。これにより、逆極性トナーによる画像不良を抑制し、正常な画像形成動作を維持し、長期的な使用においても良好な画質と各手段の寿命を確保できるようにする。

Description

明 細 書

定着方法、定着装置および画像形成装置

技術分野

[0001] 本発明は、複写機やプリンタといった電子写真装置等の定着方法、定着装置およ び画像形成装置に関するものである。

背景技術

[0002] 電子写真方式の画像形成装置の定着装置を始め乾燥装置や消去装置あるいは 印刷装置では、ローラ状あるいはベルト状の定着部材と加圧部材とで、顕像剤である トナー等の顕像剤にて形成された未定着画像や印字画像を担持した記録材を狭持 搬送して、加熱によって溶融や乾燥を行な 、記録材の定着等を行なって 、る。

[0003] 例えば電子写真方式の画像形成装置は、本実施の形態を説明する図 2に示すよう に、感光体ドラム 1およびその周囲の各手段力もなる画像形成部を有し、記録材の流 れにおける画像形成部の下流側に、定着装置 14を備えた定着部を有する。画像形 成部では、感光体ドラム 1にトナー像を形成し、このトナー像を記録材に転写する。定 着部では、定着部材 (定着ローラ 31)と加圧部材 (加圧ローラ 32)との間の二ップ部 に記録材を挟み込み、この記録材を搬送しながらトナー像を加熱溶融させて記録材 に定着させる。

[0004] ここで、画像形成部にぉ ヽて記録材の裏面等に逆極性の顕像剤である逆極性トナ 一が付着した場合、定着ローラ 31や加圧ローラ 32のトナーに対する離型性能に比 ベて、トナーに対する静電気的な力 (加圧ローラ 32方向への静電気力）が支配的で あると、加圧ローラ 32に対して逆極性トナーが溶融付着してしまう。また、この逆極性 トナーは、加圧ローラ 32に当接する第 2加熱部材ゃ清掃部材等に溶融付着し、さら には定着ローラ 31や記録材の表裏に再付着して、記録材上の画像に画像不良を招 いてしまう。

[0005] また、逆極性トナーなど、記録材に定着されないで各手段に付着し堆積する溶融ト ナ一の量が多くなると、それら手段の性能を確保できなくなり、正常な画像形成動作 が妨げられることになる。あるいは、長期的に画像形成機能を維持できなくなり、各手 段の寿命が極端に短くなるといった問題が生じる。

[0006] 一方、従来の技術には、定着部材に付着するトナーによる汚れに対して、日本国 特許公報「特許第 2734146号公報」（公開日 1991年 8月 19日）に記載のように、定 着部材にトナーと同極性のノ ィァス電圧を印加するとともに、当該定着部材の表面 離型層の体積抵抗を規定することで汚れを低減させようとしたものがある。

[0007] しかしながら、同公報に開示されている技術は、記録材裏面の逆極性トナーによる 汚れを防止する上で良好な機能を有するものではなぐ逆極性トナーによる汚れの 問題は依然として存在し、画像形成装置の長期の性能維持には問題があった。

[0008] したがって、本発明は、逆極性トナーによる画像不良を抑制し、正常な画像形成動 作を維持し、長期的な使用においても良好な画質と各手段の寿命を確保できる定着 方法、定着装置および画像形成装置の提供を目的として!ヽる。

発明の開示

[0009] 上記の課題を解決するために、本発明の定着装置は、記録材上の顕像剤からなる 未定着画像に接する定着部材とこの定着部材に圧接する加圧部材とを有し、前記定 着部材と前記加圧部材とにより記録材を狭持搬送して記録材上の未定着画像を記 録材に定着させる定着装置にぉ ヽて、記録材上の画像を形成する顕像剤とは逆極 性の逆極性顕像剤を記録材に留める向きの保留電界を生じる保留電界発生手段を 備えて 、ることを特徴として 、る。

[0010] 上記の定着装置において、前記保留電界発生手段は、前記保留電界を生じさせる ノ ィァス電圧を前記定着部材と前記加圧部材との少なくとも一方に印加するバイアス 電圧印加手段を備えて!/ヽる構成としてもよ!ヽ。

[0011] 上記の定着装置において、前記ノ ィァス電圧印加手段は、前記バイアス電圧とし て、逆極性顕像剤の帯電極性とは逆極性の電圧を前記定着部材に印加する構成と してちよい。

[0012] 上記の定着装置において、前記ノ ィァス電圧印加手段は、前記バイアス電圧とし て、逆極性顕像剤の帯電極性と同極性の電圧を前記加圧部材に印加する構成とし てもよい。

[0013] 上記の定着装置において、前記バイアス電圧が印加された部材の表面における前 記バイアス電圧による電位の減衰する時間が 0. 2秒以上である構成としてもょ ヽ。

[0014] 上記の定着装置において、前記バイアス電圧を印加した場合に前記バイアス電圧 が印加された部材を流れる電流の絶対値が 0. 05 μ Α以上、かつ 150 μ Α以下であ る構成としてちよい。

[0015] 上記の定着装置において、前記定着部材は導電性芯金上に中間層を有し、この 中間層の上に表面絶縁層を有して 、る構成としてもよ 、。

[0016] 上記の定着装置において、前記定着部材は表面に抵抗層を有し、この表面抵抗 層の表面抵抗率が 10¹⁴ Ω以上であり、前記バイアス電圧印加手段は前記バイアス電 圧を前記定着部材に印加する構成としてもょ ヽ。

[0017] 上記の定着装置において、前記定着部材は表面に抵抗層を有し、この表面抵抗 層の体積抵抗率が 10¹³ Ω 'cmより大きぐ前記バイアス電圧印加手段は前記バイァ ス電圧を前記定着部材に印加する構成としてもょ 、。

[0018] 上記の定着装置において、前記加圧部材は導電性芯金上に絶縁性弾性層を有し

、この絶縁性弾性層の上に中間層を有し、この中間層の上に表面抵抗層を有してお り、前記加圧部材の表面には電位付与部材が設けられ、この電位付与部材に前記 ノ ィァス電圧印加手段力も前記バイアス電圧が印加され、このバイアス電圧が前記 電位付与部材を介して前記加圧部材の表面あるいは表面近傍に印加される構成と してちよい。

[0019] 上記の定着装置の表面抵抗層の表面抵抗率が 10⁷ Ω以上であり、前記バイアス電 圧印加手段は前記バイアス電圧を前記加圧部材に印加する構成としてもよい。

[0020] 上記の定着装置の表面抵抗層の体積抵抗率が 10⁵ Ω 'cm以上であり、前記バイァ ス電圧印加手段は前記バイアス電圧を前記加圧部材に印加する構成としてもよい。

[0021] 上記の定着装置において、前記定着部材は、定着部材の表面を加熱する第 1の加 熱手段を備え、前記電位付与部材は、加圧部材の表面を加熱する第 2の加熱手段 を兼ねて!/ヽる構成としてもよ!、。

[0022] 上記の定着装置にお!、て、前記電位付与部材は、加圧部材の表面に残留する顕 像剤を除去する清掃部材である構成としてもょ 、。

[0023] 上記の定着装置にお!ヽて、前記電位付与部材は、導電性あるいは半導電性の電 極部材である構成としてもよ!/、。

[0024] 上記の定着装置において、前記定着部材には第 1のバイアス電圧印加手段力 前 記バイアス電圧が印加され、前記電位付与部材には第 2のバイアス電圧印加手段か ら前記バイアス電圧が印加される構成としてもょ 、。

[0025] 上記の定着装置は、前記定着部材、前記加圧部材および前記加熱部材のそれぞ れの表面温度を検出する温度検出素子を少なくとも 1つ有し、この温度検出素子は、 受熱面側に絶縁被覆層と耐熱離型層を備え、その反対面側に保護層を有して ヽる 構成としてもよい。

[0026] 上記の定着装置にお!、て、前記温度検出素子の絶縁被覆層、耐熱離型層および 保護層は、温度検出素子の弾性部材 (例えば温度検出素子としてのサーミスタチッ プがボンディングされて ヽる弹性部材としてのステンレス板)を覆うように前記温度検 出素子のハウジングまで延長する構成としてもょ 、。

[0027] 本発明の定着方法は、記録材上の顕像剤カゝらなる未定着画像に接する定着部材 とこの定着部材に圧接する加圧部材とにより記録材を狭持搬送し、記録材上の未定 着画像を記録材に定着させる定着方法にぉ ヽて、記録材上の画像を形成する顕像 剤とは逆極性の逆極性顕像剤を記録材に留める向きの保留電界を付与することを特 徴としている。

[0028] 上記の定着方法にお!ヽて、前記保留電界は、バイアス電圧を前記定着部材と前記 加圧部材との少なくとも一方に印加することにより付与する構成としてもよい。

[0029] 本発明の画像形成装置は、上記いずれかの定着装置を備えていることを特徴とし ている。

[0030] 上記の画像形成装置は、前記定着装置に対する記録材の流れにおける上流側に 、顕像剤画像担持体から顕像剤画像を記録材に転写する転写装置を備え、この転 写装置が顕像剤画像担持体に接触する接触転写方式のものである構成としてもよい

[0031] なお、上記の表面抵抗率の 10¹⁴Ω以上、体積抵抗率の 10¹³Ω 'cmより大きい値、 表面抵抗率の 10⁷Ω以上、および体積抵抗率の 105 Ω 'cm以上の上限値は、絶縁 性を示す値であればよい。具体的には、超高抵抗計で測定できる程度の最大 10²⁴ Ωオーダの値、あるいは製造する上での現実的な値である 10^2G Ωオーダの値とする ことができる。

[0032] 上記のように、本発明の定着装置は、記録材上の画像を形成する顕像剤とは逆極 性の顕像剤を記録材に留める向きの保留電界を生じる保留電界発生手段を備えた 構成であり、また本発明の定着方法は、記録材上の画像を形成する顕像剤とは逆極 性の顕像剤を記録材に留める向きの保留電界を付与する構成であるので、以下の 効果を奏する。

[0033] 例えば電子写真方式の画像形成装置では、現像プロセスにて画像形成担持体に 形成された未定着の顕像剤像、例えば未定着のトナー画像が、転写プロセスにて記 録材上に転写される。その後、記録材上の未定着トナー画像は、定着装置による定 着プロセスにて記録材に定着される。

[0034] ここで、上記転写プロセスを終えた記録材上には、トナー画像を形成する正規帯電 トナー（以下、正規トナーと称する）、および正規トナーとは極性の異なる逆極性に帯 電した顕像剤（以下、逆極性トナーと称する）が存在する。

[0035] 正規トナーは、画像形成担持体上に潜像に応じた顕像を形成し、転写プロセスに おいて、未定着画像として記録材における定着部材と接する面に転写される。一方、 逆極性トナーは、転写プロセスが接触方式であり、転写部材として転写ローラや転写 ベルトが使用される場合、搬送される記録材と記録材との間において、画像形成担 持体力 転写部材へ転写バイアスによる静電気力にて移動し、転写部材の表面に吸 着される。

[0036] 転写部材に移動した逆極性トナーは、通常、ブレードや静電気力を使用するタリー ユングプロセスにて除去されるものの、完全には除去されずに一部が転写部材上に 残っている。例えば、マイナス帯電の正規トナーでは、残留するプラスの逆極性トナ 一は、次の記録材に対して転写プロセスが行われているときに、静電気力、ファン'デ ル 'ワールスカ、架橋力あるいは他の力によって転写部材カも記録材の裏面に付着 し、定着プロセスを行う定着装置に運ばれてくる。

[0037] 記録材裏面のプラスの逆極性トナーは、定着部材と加圧部材の回転接触により摩 擦帯電が生じる定着プロセスにお 、て、定着部材ゃ加圧部材の表面が負に帯電し ていると、容易に記録材裏面から剥離し、加圧部材上のプラス電荷に引き寄せられ て加圧部材表面に移動する。

[0038] この場合、逆極性トナーは、定着プロセスでの加熱により溶融し、加圧部材表面に 付着した状態で残留する。したがって、そのまま放置すれば、加圧部材表面が逆極 性トナーで汚れ、更には、これら逆極性トナーが多くなると正規トナーを引き寄せて、 汚れを加速させることもある。またそれ以降に搬送されてくる記録材の裏面に付着し て画像不良を引き起こす。

[0039] また、定着部材と加圧部材との圧接回転にお!、て両者間に記録材が存在しな 、状 態では、逆極性トナーは、加圧部材表面の離型性能によって、加圧部材表面から定 着部材表面に移動する。この場合、逆極性トナーは、定着部材の表面から、後に定 着プロセスが施される記録材の表面 (画像形成面）に移動することになり、その記録 材において画像不良を引き起こす。

[0040] そこで、本発明では、定着プロセスにお 、て、逆極性トナー（記録材上の画像を形 成する顕像剤とは逆極性の顕像剤）を記録材に留める向きの保留電界を付与し、記 録材の裏面に付着している逆極性トナーが加圧部材に移動せず、記録材の裏面に 留まるようにしている。これ〖こより、定着プロセスにおいて、記録材の裏面に付着して いる逆極性トナーはそのまま記録材の裏面に定着された状態で排紙される。なお、 1 枚あたりの記録材の裏面に付着する逆極性トナーの量は少量であるので、記録材の 裏面に定着させた場合であっても画像欠陥には至らない。

[0041] これにより、本発明の構成では、逆極性トナーによる画像不良を抑制して正常な画 像形成動作を維持することができる。また、加圧部材の汚れが抑制されるので、オイ ル塗布機構など加圧部材の清掃および離型に必要な機構を簡略ィヒすることが可能 となる。さらに、逆極性トナーが他の機能的手段に付着することを防止できるので、長 期的な使用においても良好な画質と各手段の寿命の確保が可能となる。

[0042] 上記の定着装置において、前記保留電界発生手段は、前記保留電界を生じさせる ノィァス電圧を前記定着部材と前記加圧部材との少なくとも一方に印加するバイアス 電圧印加手段を備えた構成であり、上記の定着方法において、前記保留電界は、バ ィァス電圧を前記定着部材と前記加圧部材との少なくとも一方に印加する構成であ る。したがって、逆極性顕像剤（例えば逆極性トナー）を記録材に留める向きの上記 保留電界を生じさせるには、この保留電界を生じさせるバイアス電圧を定着部材とカロ 圧部材との少なくとも一方に印加することにより可能となる。

[0043] 上記の定着装置において、前記バイアス電圧印加手段は、前記バイアス電圧とし て、逆極性トナーの帯電極性とは逆極性の電圧を前記定着部材に印加する構成で ある場合、定着部材からの静電気力が逆極性トナーを記録材の裏面に留めるよう〖こ 作用し、加圧部材への逆極性顕像剤の付着を抑制することが可能になる。

[0044] すなわち、逆極性トナーは、加圧部材方向への静電気力（静電引力）によって、記 録材裏面から加圧部材表面に、その他の付着力に打ち勝って移動しょうとする。そこ で、定着部材に逆極性トナーと逆極性のバイアス電圧を印加して、定着部材から逆 極性トナーに作用する静電気力（静電引力）を、逆極性トナーに作用させ加圧部材 方向への静電気力よりも大きくする。これにより、加圧部材への逆極性トナーの移動 を規制し、逆極性トナーを記録材裏面に留めるようにする。この結果、加圧部材表面 に付着する逆極性トナーが大幅に減少し、加圧部材表面に逆極性トナーが蓄積され て加圧部材の表面が汚れることによる不具合を抑制することが可能となる。また、各 手段の寿命を従来に比べ格段に伸ばすことができる。

[0045] 上記の定着装置において、前記バイアス電圧印加手段は、前記バイアス電圧とし て、逆極性トナーの帯電極性と同極性の電圧を前記加圧部材に印加する構成である 場合、前述の構成と同様に、加圧部材からの静電気力が逆極性トナーを記録材の裏 面に留めるように作用し、加圧部材への逆極性トナーの付着を抑制することが可能に なる。

[0046] すなわち、加圧部材に印加したバイアス電圧によって、加圧部材から逆極性トナー には、逆極性トナーを記録材裏面に留まらせる方向の静電気力（静電斥力）が働く。 これにより、逆極性トナーは記録材に保持された状態で定着装置カゝら排出される。こ の結果、加圧部材表面に付着する逆極性トナーが大幅に減少し、加圧部材表面に 逆極性トナーが蓄積されて加圧部材の表面が汚れることによる不具合を抑制すること が可能となる。また、各手段の寿命を従来に比べ格段に伸ばすことができる。

[0047] 上記の定着装置において、前記バイアス電圧が印加された部材の表面における前 記バイアス電圧による電位の減衰する時間が 0. 2秒以上である場合には、以下の効 果を奏する。

[0048] 定着部材ゃ加圧部材にバイアス電圧を印加することにより逆極性トナーを記録材に 留める機能は、上記バイアス電圧を印力!]した結果、定着部材ゃ加圧部材の表面に保 持される電位がもたらす静電気力の作用により得られる。したがって、定着部材ゃカロ 圧部材の回転途中に定着部材または加圧部材の表面電位が減衰して逆極性トナー へ作用する静電気力が弱まると、記録材へ逆極性トナーを効果的に留めておくこと ができなくなる。

[0049] そこで、定着部材ゃ加圧部材の回転速度を考慮した結果、前記バイアス電圧が印 カロされた定着部材または加圧部材の表面電位の減衰する時間を 0. 2秒以上として おくことで、定着部材または加圧部材の表面電位の保持時間を確保でき、逆極性ト ナーを記録材へ保留させる作用を十分に付与できる。これにより、逆極性トナーが加 圧部材表面へ移動して蓄積されることによる不具合、すなわちその逆極性トナーが 記録材の裏面に付着して画像不良を生じる事態、あるいは加圧部材の表面から定着 部材へ再付着することにより、記録材の表面に画像不良を発生させる事態等を抑制 することができる。

[0050] なお、表面電位の減衰する時間（0. 2秒以上）とは、例えば表面電位が所定電位 以下に減衰するまでの時間である。すなわち、他の力に打ち勝って、逆極性トナーを 記録材に引き留めるのに必要な静電気力を発生可能な電位 (所定電位)が維持され ている時間である。

[0051] 上記の定着装置において、前記バイアス電圧を印加した場合に前記バイアス電圧 が印加された部材を流れる電流の絶対値が 0. 05 μ Α以上かつ 150 μ Α以下となる ようにしている場合には、以下の効果を奏する。

[0052] すなわち、バイアス電圧が印加された場合に定着部材ゃ加圧部材の表面に保持さ れる電位によって、逆極性トナーを記録材へ留める作用を付与できる。この場合、定 着部材ゃ加圧部材の表面に必要以上に電荷を与えると、あるいはそれら表面の電 位を高くしすぎると、不要な部分へのリーク電流が増加し、そのリーク電流によるノィ ズ等によって、制御系や画像処理系に不具合を与えることになる。 [0053] したがって、このような不具合を防止するためには、定着部材ゃ加圧部材にバイァ ス電圧を印加する際に、供給する電流量に注意する必要がある。すなわち、ノイズ等 による支障が出ない程度の上限値として 150 A以下の電流量に抑えることが好まし い。また、下限値としては、逆極性トナーの帯電量にもよるが、逆極性トナーを保留す るに必要な必要最小限の電流として 0. 05 A以上であることが好ましい。なお、さら に好ましくは: A— 40 Aである。特に、定電圧制御では、必要な電荷や電位を確 保する上で、周囲環境等を含めて高電圧になるのを防ぎ余分な電流を流さないよう にするのが好ましい。また、その電流が流れる経路についても、十分考慮しておくこと が好ましい。

[0054] 上記の定着装置において、前記定着部材は表面に表面絶縁層の表面抵抗率が 1 0¹⁴Ω以上であり、前記バイアス電圧印加手段は前記バイアス電圧を前記定着部材 に印加する構成とした場合、以下の効果を奏する。

[0055] 定着部材にバイアス電圧を印加し、静電気力により逆極性トナーを記録材に留める ようにするには、前述したように、定着部材の表面電位を維持すること (表面電荷を保 持すること）が必要である。このためには、定着部材の表面絶縁層の表面抵抗率が 所定値であることが好まし 、。

[0056] すなわち、定着部材の表面絶縁層の表面抵抗率を 10¹⁴Ω以上に高くしておけば、 電荷を保持する時間を長くして、逆極性トナーを記録材に留める上で所望の効果が 得られる。なお、上記の表面抵抗率は、ローラの種々の構成とそれらに用いる材料や トナー材料の組合せ、プロセス速度や画像形成装置の仕様などによって、適宜 10¹⁵ Ω以上、 10¹⁷Ω以上といったように選択できる。

[0057] 上記の定着装置において、前記定着部材は表面に抵抗層を有し、この表面抵抗 層の体積抵抗率が 10¹³Ω 'cmより大きぐ前記バイアス電圧印加手段は前記バイァ ス電圧を前記定着部材に印加する構成とした場合、以下の効果を奏する。

[0058] 定着部材にバイアス電圧を印加し、静電気力により逆極性トナーを記録材に留める ようにするには、前述したように、定着部材の表面電位を維持すること (表面電荷を保 持すること）が必要である。このためには、定着部材の表面絶縁層の体積抵抗率が 所定値であることが好ま 、。 [0059] すなわち、定着部材の表面抵抗層の体積抵抗率を 10¹³ Ω 'cmより大きくしておけ ば、電荷を保持する時間を長くして、逆極性顕像剤を記録材に留める上で所望の効 果が得られる。なお、体積抵抗率は、ローラの種々の構成とそれらに用いる材料ゃト ナー材料の組合せ、プロセス速度や画像形成装置の仕様などによって、適宜 10¹⁴ Ω •cm以上、 10¹⁵ Ω 'cm以上、 10¹⁸ Ω 'cm以上といったように選択できる。

[0060] 上記の定着装置において、前記加圧部材は導電性芯金上に絶縁性弾性層を有し 、この絶縁性弾性層の上に中間層を有し、この中間層の上に表面抵抗層を有してお り、前記加圧部材の表面には電位付与部材が設けられ、この電位付与部材に前記 ノィァス電圧印加手段力も前記バイアス電圧が印加され、このバイアス電圧が前記 電位付与部材を介して前記加圧部材の表面あるいは表面近傍に印加される構成と した場合、以下の効果を奏する。

[0061] すなわち、加圧部材へのバイアス電圧の印加は、加圧部材が絶縁弾性層を有する ものであるから、加圧部材の表面抵抗層への印加とするのが好ましい。この場合、加 圧部材の表面抵抗層に対して、逆極性トナーを記録材に留めるための電位 (電荷） を確実に付与するには、電位付与部材にバイアス電圧を印加し、電位付与部材から の電荷移動によって加圧部材への電位 (電荷)付与を行う。電荷付与部材は加圧部 材の表面に接触あるいは近接して設けられる。

[0062] このような電荷付与部材による加圧部材への電位 (電荷)付与では、従来のコロナ チャージャでの電位 (電荷)付与に比べて、安定した電位 (電荷)付与が可能となり、 環境汚染の度合いも良好である。なお、電位付与部材の形態としては、板状 (ナイフ エッジ、鋸歯)、ブラシ状、円筒あるいは円柱状等とすることができる。

[0063] 上記の定着装置において、前記加圧部材の表面抵抗層の表面抵抗率が 10⁷ Ω以 上であり、前記バイアス電圧印加手段は前記バイアス電圧を前記加圧部材に印加す る構成とした場合、以下の効果を奏する。

[0064] 加圧部材にバイアス電圧を印加し、静電気力により逆極性トナーを記録材に留める ようにするには、前述の場合と同様、加圧部材の表面電位を維持すること (表面電荷 を保持すること）が必要である。このためには、加圧部材の表面抵抗層の表面抵抗率 が所定値であることが好まし 、。 [0065] すなわち、加圧部材の表面抵抗層の表面抵抗率を 10⁷ Ω以上としておけば、電荷 を保持する時間を長くして、逆極性トナーを記録材に留める上で所望の効果が得ら れる。なお、表面抵抗率は、ローラの種々の構成とそれらに用いる材料やトナー材料 の組合せ、プロセス速度や画像形成装置の仕様などによって、適宜 10^1(> Ω以上、 10 1⁵ Ω以上と 、つたように選択できる。

[0066] 上記の定着装置において、前記加圧部材の表面抵抗層の体積抵抗率が 10⁵ Ω -c m以上であり、前記ノ ィァス電圧印加手段は前記バイアス電圧を前記加圧部材に印 加する構成とした場合、以下の効果を奏する。

[0067] 加圧部材にバイアス電圧を印加し、静電気力により逆極性トナーを記録材に留める ようにするには、前述の場合と同様、加圧部材の表面電位を維持すること (表面電荷 を保持すること）が必要である。このためには、加圧部材の表面抵抗層の体積抵抗率 が所定値であることが好まし 、。

[0068] すなわち、加圧部材の表面抵抗層の体積抵抗率を 10⁵ Ω 'cm以上としておけば、 電荷を保持する時間を長くして、逆極性トナーを記録材に留める上で所望の効果が 得られる。なお、体積抵抗率は、ローラの種々の構成とそれらに用いる材料やトナー 材料の組合せ、プロセス速度や画像形成装置の仕様などによって、適宜 10⁷ Ω -cm 以上、 10^1(> Ω 'cm以上、 10¹⁵ Ω 'cm以上といったように選択できる。

[0069] 上記の定着装置において、前記定着部材は、定着部材の表面を加熱する第 1の加 熱部材を備え、前記電位付与部材は、加圧部材の表面を加熱する第 2の加熱部材 を兼ねている構成とした場合、以下の効果を奏する。

[0070] すなわち、この定着装置では、加圧部材の表面温度を第 2の加熱部材で加熱する 構成を前提としており、この構成において、電位付与部材が第 2の加熱部材を兼ねる ことにより、加圧部材周囲の構成を簡略ィ匕でき、定着装置を簡単な構成とすることが できる。また、電位付与部材において、加熱とバイアス電圧の印加とを同時に行うこと により、定着部材および電位付与部材への逆極性トナーの付着を低減し、かつ定着 部材の加熱を行うことができる。

[0071] 上記の定着装置において、前記電位付与部材は、加圧部材の表面に残留するト ナーを除去する清掃部材である構成とした場合には、電位付与部材が加圧部材の 清掃部材を兼用することができる。これにより、加圧部材周囲の構成を簡素化でき、 定着装置を簡単な構成とすることができる。

[0072] 上記の定着装置にお!、て、前記電位付与部材は、ナイフエッジ、鋸歯、ブラシなど の導電性ある!ヽは半導電性の電極部材である場合、電位付与部材機能 (相手物体 に電位を付与する機能のみ）に特ィ匕した簡単な構成のものとすることができる。

[0073] 上記の定着装置において、前記定着部材には第 1のバイアス電圧印加手段力 前 記バイアス電圧が印加され、前記電位付与部材には第 2のバイアス電圧印加手段か ら前記バイアス電圧が加される構成とした場合、記録材の逆極性トナーには、定着部 材と加圧部材とから、逆極性トナーを記録材に留まらせるための静電気力（各々静電 引力と静電斥力）が作用する。したがって、逆極性トナーを記録材に留まらせる機能 をさらに高めることができる。

[0074] 上記の定着装置にお!、て、前記定着部材、前記加圧部材および前記加熱部材の それぞれの表面温度を検出する温度検出素子を設ける。例えばそれぞれの部材に 1 個づっ設けたり、定着部材と加熱部材に 1個づっ設けたりする。そして、前記温度検 出素子の受熱面側には絶縁被覆層と耐熱離型層を備え、その反対面側には保護層 を設ける。これによつて、受熱面では、電気的絶縁を備えつつ、ローラ表面に付着し ている少量のトナーが、温度検出素子に付着しないようにして、温度制御性能を高め ている。

[0075] 即ち、絶縁被覆層にて、バイアス電圧や摩擦帯電によるリークから保護し、耐熱離 型層によって、溶融したトナーが、受熱面に付着することを防いでいる。

[0076] 上記の定着装置にお!、て、前記温度検出素子の絶縁被覆層、耐熱離型層および 保護層は、温度検出素子の弾性部材を覆うようにハウジングまで延長して、弾性部材 力 Sバイアス電圧や摩擦帯電したローラ力ものリークに対して、剥き出しにならないよう にする。これにより、弾性部材が電気導電性の良好なものである場合でも、最適な絶 縁距離を確保することができるようになり、高電圧による不具合を回避することができ る。

[0077] 上記の画像形成装置は、前記定着装置に対する記録材の流れにおける上流側に 、顕像剤画像担持体から顕像剤画像を記録材に転写する転写装置を備え、この転 写装置が顕像剤画像担持体に接触する接触転写方式である場合、以下の効果を奏 する。

[0078] 定着装置の上流に配置される転写装置が接触転写方式である場合、非接触転写 方式に比べて記録材裏面にベルトやローラ状の転写部材力 剥離する時の影響な どにより、逆極性トナーが多く付着する傾向にある。したがって、転写方式がローラ状 やベルト状の転写装置を使用した接触転写方式において、本発明の定着装置を備 えた構成は非常に有効である。

[0079] また、接触転写方式の転写装置の表面をクリーニングする能力が低下して、定着装 置に逆極性トナーが運ばれて来たような場合においても、加圧部材への逆極性トナ 一の付着 '蓄積が抑制され、画像不良や画像欠陥を適切に低減することができる。

[0080] 本発明のさらに他の目的、特徴、および優れた点は、以下に示す記載によって十 分わ力るであろう。また、本発明の利益は、添付図面を参照した次の説明で明白にな るであろう。

図面の簡単な説明

[0081] [図 1]本発明の実施の一形態の定着装置を示す概略の縦断面図である。

[図 2]本発明の実施の一形態における電子写真方式の画像形成装置の内部構造を 示す正面図である。

[図 3]図 2に示した画像形成装置を備える画像形成システムの内部構造を示す正面 図である。

[図 4]図 1に示した定着ローラの支持構造を示す正面図である。

[図 5]図 1に示した定着ローラの支持構造を示す分解斜視図である。

[図 6]図 1に示した定着装置において定着ローラと加圧ローラとの間に記録材が挟持 された状態を示す要部の縦断面図である。

[図 7]図 1に示した定着装置における定着バイアス電圧と記録材上における画像不良 の程度との関係を示す説明図である。

[図 8]本発明の実施の他の形態における定着装置を示す概略の縦断面図である。

[図 9]図 8に示した定着装置における定着バイアス電圧と記録材上における画像不良 の程度との関係を示す説明図である。 [図 10]本発明の実施のさらに他の形態における定着装置を示す概略の縦断面図で ある。

[図 11]本発明の実施のさらに他の形態における定着装置を示す概略の縦断面図で ある。

[図 12]本発明の実施のさらに他の形態における定着装置を示す概略の縦断面図で める。

[図 13(a)]本発明の実施の形態におけるサーミスタを示す正面図である。

[図 13(b)]本発明の実施の形態におけるサーミスタを示す平面図である。

発明を実施するための最良の形態

[0082] 〔実施の形態 1〕

本発明の実施の一形態を図面に基づいて以下に説明する。

図 2は本実施の形態における電子写真方式の画像形成装置の内部構造を示す正面 図である。この画像形成装置 41は、画像読取装置 42 (図 3参照）にて読み込まれた 画像や、画像形成装置 41に外部から接続された機器 (例えばパーソナルコンビユー タなどの画像処理装置)からのデータを画像として記録出力するものである。

[0083] 画像形成装置 41には、感光体ドラム 1を中心に、画像形成プロセスの各機能を担う 各プロセスユニットが配置され、これらにより画像形成部が構成されている。感光体ド ラム 1の周囲には、感光体ドラム 1の回転方向に、帯電装置 2、光走査装置 3、現像装 置 4、転写装置 5、クリーニング装置 6および除電装置 7等が順次配置されている。

[0084] 帯電装置 2は、感光体ドラム 1の表面を均一に帯電させるものである。光走査装置 3 は、均一に帯電された感光体ドラム 1上に光像を走査して静電潜像を書き込むもので ある。現像装置 4は、光走査装置 3により書き込まれた静電潜像を現像剤補給容器 8 力 供給される現像剤により顕像ィ匕するものである。転写装置 5は、感光体ドラム 1上 に顕像ィ匕された画像を記録材上に転写するものである。クリーニング装置 6は、感光 体ドラム 1上に残留した現像剤を除去して感光体ドラム 1上に新たな画像を形成する ことを可能にするものである。除電装置 7は、感光体ドラム 1表面の電荷を除去するも のである。

[0085] 画像形成装置 41の下部には供給トレィ 9が内装されている。この供給トレィ 9は、記 録材を収容する記録材収容トレィである。供給トレィ 9に収容された記録材は、ピック アップローラ 10等により 1枚ずつ分離され、レジストローラ 11まで搬送され、レジストロ ーラ 11により感光体ドラム 1に形成された画像とのタイミングが計られ、転写装置 5と 感光体ドラム 1との間に順次供給される。そして感光体ドラム 1上に記録再現された画 像は記録材上に転写される。なお、供給トレィ 9への記録材の補給は、画像形成装 置 41の正面側 (操作側）に供給トレィ 9を引き出して行なう。

[0086] 画像形成装置 41の下面には記録材受入口 12, 13が形成されている。これら記録 材受入口 12, 13は、図 3に示すように、周辺装置として準備されている多段の記録 材供給トレィを有する記録材供給装置 46、および大量の記録材を収容可能とした記 録材供給装置 47等カゝら送られてくる記録材を受け入れ、画像形成部に向カゝつて記 録材を順次供給するためのものである。

[0087] 画像形成装置 41内の上部には、定着装置 14が配置されている。この定着装置 14 は、画像が転写された記録材を順次受け入れて、定着部材としての定着ローラ 31と 加圧部材としての加圧ローラ 32等により、記録材上に転写された現像画像を熱と圧 力により定着するものである。これにより、記録材上に画像が記録される。

[0088] 画像が記録された記録材は、搬送ローラ 15によりさらに上方搬送され、切換えゲー ト 16を通過する。そして、記録材の排出トレイが画像形成装置 41に外装された積載ト レイ 17に設定されている場合、記録材は反転ローラ 18により積載トレィ 17上に排出 される。一方、両面画像形成や後処理が指定されている場合、記録材は、ー且反転 ローラ 18により積載トレィ 17に向けて排出される。なお、この場合には、記録材を完 全に排出せず、記録材を狭持させたまま反転ローラ 18を逆転させる。そして、記録材 を逆方向、つまり両面画像形成や後処理のために選択的に装着されて！ヽる記録材 再供給搬送装置 43 (図 3参照)や後処理装置 45 (図 3参照)の装着されて!ヽる方向 に反転搬送する。このとき、切換えゲート 16は、図 2の実線の状態から破線の状態に 切換えられる。

[0089] 両面画像形成を行なう場合、反転搬送された記録材は、記録材再供給搬送装置 4 3を通り、再び画像形成装置 41に供給される。後処理が成される場合、反転搬送さ れた記録材は、記録材再搬送装置 43から別の切換えゲートにて、中継搬送装置 44 を介して後処理装置 45に搬送され、後処理が施される。

[0090] 光走査装置 3の上空間部には、画像形成プロセスを制御する回路基板および外部 機器からの画像データを受け入れるインターフェイス基板等を収容する制御装置 19 が配置され、光走査装置 3の下空間部には、各種の上記インターフェイス基板、なら びに各上記画像形成プロセス UNに対して電力を供給する電源装置 20が配置され ている。

[0091] 図 2に示した画像形成装置 41は、図 3に示す画像形成システムに備えられている。

この画像形成システムは、画像形成装置 41の他、画像読取装置 42、記録材再供給 搬送装置 43、中継搬送装置 44、後処理装置 45、記録材供給装置 46および記録材 供給装置 47を備えている。

[0092] 画像読取装置 42は、セットされた原稿の画像を露光走査して光電変換素子である CCD上に結像し、原稿画像を電気的信号に変換した上で画像データとして出力す る。読み取られた画像データは、画像形成装置 41の画像処理装置にて、画像補正 やラスタライズ等の加工処理後に、光走査装置 3にて感光体ドラム 1へ書き込まれる。

[0093] この画像読取装置 42は、原稿の片面だけでなく両面をほぼ同時に読み取ることが できるようになっており、また自動（自動原稿搬送装置 48) Z手動にて原稿を搬送す ることがでさる。

[0094] 記録材再供給搬送装置 43は、画像形成装置 41の左側側面に取り付けられた記録 材搬送経路ユニットである。この記録材再供給搬送装置 43は、定着装置 14から排 出された画像が記録された記録材を画像形成装置 41上部の排紙部の反転ローラ 1 8を用いて反転搬送して、記録材の表裏を反転した上で、再度、画像形成装置 41〖こ おける画像形成部の感光体ドラム 1と転写装置 5との間（転写部）に向かって供給す る。

[0095] 中継搬送装置 44は、記録材を後処理装置 45に搬送するものであり、記録材再供 給搬送装置 43と後処理装置 45との間に装着されている。

[0096] 後処理装置 45は、画像形成システムの左側位置に配置されており、第 1の記録材 排出部 45aと第 2の記録材排出部 45bとを備えている。

[0097] 第 1の記録材排出部 45aは、画像形成装置 41から排出された画像の形成された記 録材を、後処理装置 45の側面上部に設けられた受け取り搬送部 45cによって受け取 り、記録材がそのままの状態で排出される排出部である。第 2の記録材排出部 45bは 、ステーブル，パンチ等選択的に装着される後処理装置 45により後処理が成された 記録材が排出される排出部である。これら第 1と第 2の記録材排出部 45a, 45bは、 使用者によって適宜選択される。

[0098] 後処理装置 45は、図示しないが、所定枚数の記録材に対してステーブル処理を施 す機能、 B4もしくは A3などの記録材の紙折りする機能、フアイリング用の穴を形成す る機能、あるいはソートや仕分けを行うために数ビン一数 10ビンの多数の記録材排 出部を有する機能のうち幾つかを組合せて搭載している。

[0099] 図 1に上記定着装置 14の構造をさらに詳細に示す。図 1は定着装置 14を示す概 略の縦断面図である。同図の定着装置 14において、ローラ形状をなす定着ローラ 3 1および加圧ローラ 32は、それぞれ内部に導電性の芯金 61および 71を有している。

[0100] 定着ローラ 31には、アルミゥムゃ鉄、およびそれらの合金が多用されている。本実 施の形態において、定着ローラ 31は、鉄系の冷間圧延炭素鋼鋼管を引き抜き等で 所望の外径、肉厚に加工し、その後研磨加工を行ない外径 40mm、肉厚 1. 3mmに 製作されている。定着ローラ 31の両端部は、外径を 30mm、肉厚 1. 5mmに絞りカロ ェを行なって、定着ローラ 31に加わる荷重を軸支部材であるボールベアリング (ころ 力 Sり軸受の一種)で支える。定着ローラ 31の芯金 61は、防鲭の目的で材料表面に対 してパーカライジング処理 (リン酸塩あるいはリン酸亜鉛被膜処理)を施し、鲭の発生 を抑制している。

[0101] 定着ローラ 31における、絞り加工を施していない中央のスリーブ部分には、加熱溶 融したトナーとの接触でも離型性能を維持できるフッ素系榭脂が一般的に用いられる 。前記フッ素榭脂としては、 PFA (テトラフルォロエチレン 'パーフルォロアルキルビ- ルエーテル共重合体）や PTFE (ポリテトラフルォロエチレン）、あるいはそれらの混合 体であり、導電性の芯金 61上に、中間層 62を介して表面絶縁層 63としてコーティン グされている。

[0102] 表面絶縁層 63としては、耐熱性および離型性の観点から、その他、例えば、テトラ フルォロエチレン Zへキサフルォロプロピレン共重合体（FEP)、エチレン Zテトラフ ルォロエチレン共重合体（ETFE)、ポリクロ口トリフルォロエチレン（PCTFE)、ェチ レン Zクロ口トリフルォロエチレン共重合体（ECTFE)、ポリフッ化ビ-リデン（PVDF) 等のフッ素榭脂、あるいはフッ素ゴムラテックスを含む材料を各々単独で、もしくは 2 種類以上を組み合わせて使用することもできる。これらは、塗布'焼成によって形成 すること、あるいはチューブ被覆で形成すること等ができる。

[0103] 中間層 62は、表面絶縁層 63としてのフッ素榭脂とパーカライジング処理した炭素 鋼鋼管表面との接着性を高めるものである。本実施の形態では、ゴム系あるいはレジ ン系接着材等の絶縁性プライマを用いて 、る。

[0104] また、定着ローラ 31の内面には耐熱吸熱層が形成されている。この耐熱吸熱層は 、定着ローラ 31が内包した加熱体であるハロゲンランプ 64が定着ローラの内周面に 赤外光等の放射エネルギーを放出した場合に、これを効率良く吸収して熱に変換す るものである。耐熱吸熱層は、例えば、変性シリコーン榭脂、無機耐熱黒顔料、炭化 水素 (溶剤）などを混合したものを塗布し乾燥させたものであり、膜厚 20— 30 μ mに 形成する。一般的に、ォキツモ（商品名）、テツゾール (商品名）、セルモブラック（商 品名）等の耐熱塗料が用いられている。本実施の形態では、ォキツモを用いている。

[0105] なお、定着ローラ 31において、 66は、定着ローラ 31の表面温度を検出する温度検 出素子であるサーミスタであり、 65は過昇温防止手段としてのサーモスタットである。 また、 67は上剥離爪であり、定着ローラ 31に貼り付いた記録材 91を機械的に剥ぎ取 るものであり、 78は下剥離爪であり、加圧ローラ 32に貼り付いた記録材 91を機械的 に剥ぎ取るものである。

[0106] 加圧ローラ 32は、鉄やステンレス等の導電性の芯金 71上に、シリコーンゴム等の耐 熱性を有する絶縁性弾性層 72を形成し、その外周に中間層 73を形成する。この中 間層 73の外周には、表面の離型性能を向上させる表面抵抗層 74を形成する。中間 層 73は、絶縁性弾性層 72と表面抵抗層 74との接着性を高めるものである。本実施 の形態において、中間層 73には、絶縁性弾性層 72との接着であるので、絶縁性プ ライマを用いている。

[0107] 加圧ローラ 32の表面抵抗層 74は、表面抵抗率として ΙΟ^ Ωを用いている。 10⁵ Ω でも使用できるレベルである力 より好ましくは、 10⁷ Ω— 10¹⁸ Ω以上の表面抵抗率 が良い。また、体積抵抗率は、 10⁷ Ω 'cm以上、より好ましくは、 10^1ΰ Ω 'cm以上であ る。

[0108] 絶縁性弾性層 72としては、前述のシリコーンゴム系であれば、高温加硫型シリコー ンゴム (HTV)、付加反応硬化型シリコーンゴム (LTV)、縮合反応硬化型シリコーン ゴム (RTV)、その他にフッ素ゴム、またはこれらの混合物等が挙げられる。具体的に は、例えば、ジメチルシリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、メチルフエ-ルシリコーン ゴム、ビュルシリコーンゴム等のシリコーンゴム系、フッ化ビ-リデンゴム、テトラフルォ 口エチレン プロピレンゴム、テトラフルォロエチレン パーフルォロメチルビニルエー テルゴム、ホスファゼン系フッ素ゴム、フルォロポリエーテル等のフッ素ゴム等を使用 することができる。これらのゴムは、各々単独で、あるいは 2種以上を組み合わせて使 用することができ、注型'加硫、研磨等で成形する。

[0109] 図 4は定着ローラ 31の支持構造を示す正面図、図 5は同分解斜視図である。定着 ローラ 31は、図 4および図 5に示すように、定着装置 14のフレーム 82に取り付けられ たボールベアリング 81により支持されている。フレーム 82は鉄系の冷間圧延鋼をプ レス成形したものである。ボールベアリング 81は、外輪部 81a、転動体（図示せず）お よび内輪部 81bを有し、定着ローラ 31の両端部における絞り部分のジャーナル部 31 aに嵌合されている。

[0110] 一方、加圧ローラ 32は、ステンレス等の軸部に対して、ボールベアリングを嵌合し、 このボールベアリングを、フレームに力シメた支点軸力 延びる荷重レバーにより受け て、定着ローラ 31の中心軸方向へ、荷重パネ等によって荷重する。この荷重による 圧接力は、本実施の形態において、 764N (両端荷重合計)であるが、記録材 91の 種類、定着ローラ 31や加圧ローラ 32の剛性、温調温度等の条件や性能によって、 任意に設定可能である。

[0111] 定着ローラ 31と加圧ローラ 32は、所定の荷重で圧接されており、記録材 91を狭持 搬送しながら、トナーからなる未定着画像を加熱溶融し記録材 91上に定着する。

[0112] なお、本実施の形態で用いた材料や寸法、形状等は、それらに限定されるもので はなぐ所望の性能を逸脱しない範囲で、適宜変更可能であり、種々のものを用いる ことができる。 [0113] さらに、本実施の形態の定着装置 14では、加圧ローラ 32の周囲に、清掃部材であ る第 1クリーニングローラ 75および第 2クリーニングローラ 76と、第 2加熱部材である 加熱ローラ 77が当接している。なお、 79は、加熱ローラ 77の表面温度を検出する温 度検出素子であるサーミスタである。

[0114] なお、本実施例で用いるサーミスタは、図 13 (a) (b)に示すように、ハウジング 129 に固定支持された弾性部材であるステンレス板 125上にサーミスタチップ 124を直接 ボンディングして、熱応答性を早くしたものである。このサーミスタは、バイアス電圧を 印加すること、摩擦帯電によって高電位になっている定着ローラ 31、加圧ローラ 32 および加熱ローラ 77に当接することから、高電圧に対して、温度制御装置や画像形 成装置などの電気系統を保護する必要がある。特に、ステンレス板と前述した各々の ローラとが近接しており、温度制御装置の 2次回路との絶縁耐圧を十分確保しておか なければならない。

[0115] そこで、本実施の形態におけるサーミスタは、サーミスタチップ 124をボンディングし て 、るステンレス板 125の受熱面側に対して絶縁被覆層 126を被せ、その上に耐熱 離型層 127を被せる。また、その反対側の面には保護層 128を被せる。また、ステン レス板 125とハウジング 129との間において、当接するローラ表面との絶縁距離を確 保するために、絶縁被覆層 126、耐熱離型層 127および保護層 128にて、ステンレ ス板 125をノヽウジング 129の境界付近まで覆っている。こうすることで、サーミスタチッ プ 124やステンレス板 125に対して、各々のローラ力もリーク電流が流れることがなく 、高電圧による破損や劣化といった不具合が解消される。この結果、安定したバイァ ス電圧を印加することができるとともに、正確な温度情報を取得することができ、良好 な温度制御を実施することができる。

[0116] 本実施の形態において、絶縁被覆層 126は接着剤を含んだ厚み 50 mのポリイミ ド (商品名：カプトン)であり、耐熱離型層 127は接着剤を含んだ厚み 130 mのガラ ス繊維に耐熱離型榭脂を含浸させたものである。また、保護層 128は接着剤を含ん だ厚み 80 mのテフロン (登録商標）である。なお、これら材料は、上記のものに限 定されず、諸性能において代替できるものであれば、他の材料でもよい。

[0117] 第 1および第 2クリーニングローラ 75, 76は、アルミニウムや鉄、あるいはそれらの 合金 (ステンレス鋼も含む)材料力もなり、中空ローラあるいは中実ローラをカ卩ェして、 両端部にすべり軸受ゃころがり軸受を嵌合し、荷重パネ等により、加圧ローラ 32に対 して所定範囲の-ップを保持しながら圧接している。本実施の形態では、炭素鋼ゃス テンレス鋼製の外径 15mm (第 2クリーニングローラ 76)と 8mm (第 1クリーニングロー ラ 75)のクリーニングローラである。これら第 1および第 2クリーニングローラ 75,76の 表面は、加圧ローラ 32表面に少量残留するトナーを清掃するために、所定の表面粗 さを付与している。

[0118] 一方、加熱ローラ 77は、アルミニウムや鉄、あるいはそれらの合金 (ステンレス鋼も 含む)材料を用いた中空ローラであり、最外周面に設けた表面離型層 77aによって離 型性能を維持したまま、加圧ローラ 32と圧接した際の-ップでの熱伝導によって表面 を加熱する。本実施の形態では、アルミニウム合金製の外径 15mm、肉厚 0. 85mm のストレートパイプ 77bの外周面に、中間層 77cと表面離型層 77aとを順次形成し、ス トレートパイプ 77bの内周面には、定着ローラ 31と同様に耐熱吸熱層を設け、内部に は、ハロゲンランプ 77dを内包している。

[0119] 加熱ローラ 77において、中間層 77cや表面離型層（表面絶縁層） 77aは、定着ロー ラ 31と異なる構成を用いることが可能であるが、本実施の形態では同じ構成を用い ている。また、加熱ローラ 77についても、両端部にすべり軸受ゃころがり軸受を嵌合 し、荷重パネ等により、加圧ローラ 32に対して所定範囲の-ップを保持しながら圧接 している。

[0120] 前述した定着ローラ 31に嵌合したボールベアリング 81は、図 4および図 5に示すよ うに、フレーム 82との間に PPS榭脂（ポリフエ-レンサルファイド）や PPO榭脂（ポリフ ェ-レンォキシド)等の耐熱 ·絶縁材料よりなるベアリングホルダ 83を介して電気絶縁 性を持たて荷重を支えている。このベアリングホルダ 83によって、定着ローラ 31は、 画像形成装置 41のフレームや定着装置 14のフレーム 82と電気的に絶縁されている

[0121] 定着ローラ 31には、図 1に示すように、記録材 91の裏面に付着してくる逆極性トナ 一 92を記録材 91に留める向きに電位差を付与する目的で、バイアス装置 94からバ ィァス電圧を印加する。本実施の形態において、転写装置 5は、接触方式で転写を 行うものであり、図 2ではローラ状のものを示しているものの、ベルト状であってもよい 。なお、図 1において、記録材 91における定着ローラ 31側の面に付着しているトナー 93は、画像を形成するトナーである。

[0122] ここで、転写装置 5は、定着装置 14に対して記録材 91の流れにおける上流に位置 しており、感光体ドラム 1上に形成されたトナーによる静電顕像であるトナー画像を記 録材 91に写し取る転写プロセスを行う。このときに、上記の逆極性トナー 92が転写装 置 5の表面に付着し、さらに転写装置 5の表面力も記録材 91の裏面に付着する。

[0123] 転写装置 5では、通常、逆極性トナーや紙紛等を除去するような機構を有するもの の、完全には除去できないことが多ぐこの残留した逆極性トナーゃ紙紛は、転写装 置 5の表面に蓄積されてくる。そして、電気的あるいは機械的付着力等の力のバラン スによって、一部あるいは全部が記録材 91に付着して、下流側の定着装置 14に運 ばれてくる。

[0124] 通常であれば、上記逆極性トナー 92や紙紛等は、そのまま記録材 91に付着し、記 録材 91と共に画像形成装置 41から排出される。しかしながら、従来の定着装置 14で は、多数枚の定着処理を行った場合、定着装置 14の条件、特に定着ローラ 31やカロ 圧ローラ 32の摩擦帯電によって生じた静電気力の大きさや極性等によって、逆極性 トナー 92が記録材 91から引き剥がされて加圧ローラ 32、さらには定着ローラ 31にま で付着し、その結果、記録材 91の裏面や表面に画像不良や欠陥を発生させてしまう こととなっていた。

[0125] そこで、本実施の形態の定着装置 14では、定着ローラ 31における導電性の芯金 6 1に、逆極性トナー 92 (例えば、正極性)の帯電極性とは逆極性 (例えば、負極性)の 定着バイアス電圧を印加して ヽる。

[0126] このような構成では、バイアス装置 94から定着ローラ 31の芯金 61に印加される定 着バイアス電圧にて、記録材 91の裏面の逆極性トナー 92を記録材 91の裏面に留め る方向の静電気力が作用する。これにより、記録材 91の裏面の逆極性トナー 92は、 加圧ローラ 32の方へ引き剥がされることなく記録材 91上に留まる。その結果、記録 材 91の裏面に定着されて記録材 91と共に画像形成装置 41から排紙される。なお、 記録材 91上の逆極性トナー 92は、記録材 91の 1枚あたりの量が少量であるので、定 着された画像に対してはほとんど影響のないものである。

[0127] 次に、バイアス装置 94からの定着バイアスについてさらに説明する。

図 6は、定着装置 14において定着ローラ 31と加圧ローラ 32との間に記録材 91が挟 持された状態を示す要部の縦断面図である。

[0128] 本実施の形態では、定着バイアス電圧として、定着ローラ 31の導電性の芯金 61に 対して lkVを印加している。この定着バイアス電圧の極性は、逆極性トナー 92の帯 電極性が正極性であるのでマイナスである。これにより、逆極性トナー 92と定着ロー ラ 31の芯金 61との間には静電引力が作用し、この逆極性トナー 92を記録材 91の裏 面に留めることができる。

[0129] 定着ノ ィァス電圧の大きさには適度な範囲が存在する。すなわち、定着バイアス電 圧が小さすぎると、逆極性トナー 92を記録材 91の裏面に留めるための静電引力が 不足し、逆極性トナー 92が加圧ローラ 32の方へ移動してしまう。一方、定着ノ ィァス 電圧が大きすぎると、上記静電引力が大きくなつて逆極性トナー 92を記録材 91に留 める力は大きくなるものの、定着ローラ 31の表面絶縁層 63が薄いために耐電圧が低 くなり、絶縁破壊を引き起こしてしまう。したがって、定着バイアス電圧の範囲は、定着 ローラ 31における表面絶縁層 63や中間層 62の材質、電気的特性、膜厚、材料欠陥 (ピンホールや傷等）の有無あるいは層構造等にも依存する力 概ね 100V— 2kV の範囲（逆極性トナー 92の帯電極性が負極性であれば、 + 200V— 2kVの範囲）と するのが好ましい。ただし、ローラの構成やトナーの帯電条件、各ローラの帯電条件 などによっては、ゼロ電位 (接地)やフロートすることでも同様の効果を得ることが可能 である。

[0130] 図 7には、本実施の形態の定着装置 14において、定着バイアス電圧と記録材 91上 における画像不良の程度との関係について調べた結果を示す。同図の結果より、定 着バイアス電圧が大きい場合、あるいは定着ローラ 31の表面絶縁層 63の表面抵抗 率が大きい場合の方が、画像不良の発生を抑制する機能が高いことがわかる。特に 、記録材 91の搬送速度が速ぐプロセス速度が速い高速機 (例えば、プロセス速度： 395mmZs、複写速度： 70枚 Z分)では、表面抵抗率を大きくして、例えば 10" Ω 以上、より好ましくは 10¹⁵ Ω以上を付与する。これにより、定着ローラ 31表面に電荷を 保持する時間を例えば 0. 2秒以上 (好ましくは 0. 3秒以上）に保ち、電荷の漏洩減 衰する時間を長く保つことで、効果的に逆極性トナー 92を記録材 91に留めることが できるようになる。なお、定着ローラ 31表面に電荷を保持する時間の上限値は好まし くは 1秒以下である。

[0131] 上記の内容は、バイアス電圧 94から供給される定着バイアス電圧による電流が多 すぎても不具合があることも示しており、定着ローラ 31は、安定した電流の供給を維 持する表面抵抗率を有するものであることが望ましい。特に、流れる電流が多すぎる と、不要な個所へのリーク電流が増加し、画像処理系や画像形成プロセスなどの処 理系や制御系へのノイズ等による別の不具合を発生させることになる。定着ローラ 31 を流れる電流を安定化するための定着ローラ 31の表面抵抗率は、表面絶縁層 63の 体積抵抗率を規定し、表面状態 (表面粗さ、付着している水分量、環境条件等)を最 適〖こすること〖こより得ることができる。このために、表面絶縁層 63の体積抵抗率は、 1 0¹³Ω 'cmより大きい範囲とすることが好ましぐより好ましくは 10¹⁴Ω ·以上にすること が望ましい。あまり、多くの電流を流してしまうと、急激な電流の変化により、制御装置 などの機器の動作に支障が出たり、加圧ローラ 32の表面抵抗層 74が劣化したり、穴 がぁ 、てしまう t 、つた悪影響が生じる。

[0132] また、バイアス装置 94から定着ローラ 31に定着バイアス電圧を印加することにより 画像不良の発生を抑制する機能は、定着ローラ 31や加圧ローラ 32に用いられる導 電性の芯金 61, 71,中間層 62, 73、または表面絶縁層 63や表面抵抗層 74の種類 を変えた場合であっても、若干の変動はあるものの、同様に得ることができる。さらに は、記録材 91の種類や厚み、大きさを変えても、同様に得ることができる。

[0133] なお、本実施の形態では、加熱体としてハロゲンランプ 64を用いた場合について 説明したが、定着ローラ 31の加熱方式としては、その他、ジュール熱により定着ロー ラ 31を加熱する誘導加熱方式、芯金 61の表面や内面に形成した抵抗発熱層による 抵抗発熱方式、あるいはキセノン等の高エネルギーの照射による閃光発熱方式、圧 力定着方式等を使用可能である。これら、種々の加熱方式を適用した場合にも、定 着ローラ 31に定着ノ ィァス電圧を印加することによる上記の機能は、若干の差は生 じるものの、同様に得ることができ、定着装置 14は特定の加熱方式に限定されるもの ではない。

[0134] さらに、本実施の形態において、定着ローラ 31にはハロゲンランプ 64を 2本内包し ており、一方が中央部、他方が両端部を主として加熱する。ハロゲンランプ 64が加熱 する領域は、これに限定されず全幅加熱と部分加熱に分けたものでもよぐかつハロ ゲンランプ 64の数も 2本に限定されず、 3本以上あるいは 1本でもよい。

[0135] また、定着ローラ 31は、上述した材料以外に、ステンレス鋼、ニッケルおよびその合 金など耐熱性、機械的強度などで、条件を満足するものであれば使用することができ る。そして、両端部において絞り加工を施してあってもよい。

[0136] 以上のように、本実施の形態の構成は、ベルト状あるいはローラ状の接触によって 転写する接触転写方式の定着装置にぉ 、て、特に効果が大き 、。

[0137] なお、図 4および図 5に示したベアリングホルダ 83の材料としては、熱可塑性を有 する材料、例えば、 PPS (ポリフエ-レンサルファイド）をベースとした材料やポリアセ タール、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリ 塩化ビニル系、ポリテトラフルォロエチレン等を単独、あるいは複数を併用混合してプ ラスチックァロイとしたもの、ガラス繊維や非金属充填材等を混合して複合材料とした ものを用いてもよい。上記熱可塑性を有する材料としては、固体状の鎖状ポリマーか らなり、所定の温度以上に加熱することにより変形が迅速に進むものであり、電気絶 縁性を有し、かつ過昇温時 230— 270°C以上に加熱することで変形するものであれ ばどのようなものでもよ！/ヽ。

[0138] ベアリングホルダ 83を使用してボールベアリング 81 (定着ローラ 31)とフレーム 82と を絶縁し、定着バイアス電圧を印加した状態において、ハロゲンランプ 64が何らかの 異常により連続点灯をしてしまった場合には、通常であればサーミスタ 66が定着ロー ラ 31の表面温度が温度制御範囲力 逸脱したことを検出し、制御装置がトライアツク 等のスイッチング素子を OFFにする。しかしながら、このスイッチング素子がショートし たことによる連続点灯であれば、制御装置は通電を遮断することができない。また、 制御装置のハードウェア上の故障やソフトウェアの暴走等が生じた場合も、同様に正 常に OFFすることができな 、場合がある。

[0139] このような状態は適切な温度制御ができない状態であり、定着装置 14、さらには画 像形成装置 41の異常過熱やそれによる故障を招来する。特に、近年における省ェ ネルギ一の要望の高まりに応じて、ウォームアップ時間を短縮する目的などで、定着 ローラ 31を薄肉構造として熱容量を小さくしている場合には、加熱速度が早ぐ異常 過熱および故障に至るまでの時間も短 、ことが多 、。

[0140] また、ハロゲンランプ 64の配熱特性 (例えば、局部加熱等により加熱領域をかなり 厳密に区分けして 、る状態)ゃ大電力ハロゲンランプを使用して 、るために加熱速 度の大き 、ところと小さ 、ところに大きな差を有し、サーモスタット 65の配置に制約が ある場合などでは、サーモスタット 65の作動に極端な差が生じることがある。このよう な場合には、サーモスタット 65が適切に作動しない、あるいは作動してもかなり時間 を要するといった事態となる。

[0141] そこで、本実施の形態定着装置 14では、ベアリングホルダ 83を熱可塑性材料にて 形成し、サーモスタット 65を例えばフレーム 82に設けている。これにより、異常過熱が 起こった場合に、ベアリングホルダ 83が、その熱を受けること、および例えば定着口 ーラ 31と加圧ローラ 32の圧接荷重を受けることによって、変形、溶融し、予め与えて いたサーモスタット 65と定着ローラ 31との空隙が狭くなる。この結果、サーモスタット 6 5は定着ローラ 31の過昇温に反応し易くなり、迅速に動作する。

[0142] そして、制御装置では、サーモスタット 65による通電の遮断をのみを検出すること、 あるいはこれに加えて定着バイアス電圧の異常を検出することにより、定着装置 14の 過昇温と判断することができる。

[0143] 上記の構成では、従来の構成に比べて、迅速かつ確実に異常過熱に対応した動 作を行い、定着装置 14、さらには画像形成装置 41の異常過熱による大きな故障を 防止して、装置の信頼性を高めることができる。

[0144] 〔実施の形態 2〕

本発明の実施の他の形態を図面に基づいて以下に説明する。なお、説明の便宜 上、前記の実施の形態に示した部材と同一の機能を有する部材には同一の符号を 付記し、その説明を省略する。

[0145] 本実施の形態の定着装置 101は図 8に示す構成となっている。定着ローラ 31は、 例えば、外径 40mmのストレート形状をなす導電性の芯金 61に、中間層 62および表 面絶縁層 63が形成されている。加圧ローラ 32は、外径が 35mmである点以外は、実 施の形態 1の構成と同様である。

[0146] この定着装置 101は例えばノヽロゲンランプ 64による加熱方式を用 、て定着を行な うものであり、ハロゲンランプ 64は、定着ローラ 31に 2本（1本は定着ローラ 31の中央 部加熱用、他の 1本は定着ローラ 31の両端部加熱用）が内包され、加熱ローラ 77に 1本 (全幅加熱用）が内包されて 、る。

[0147] 加圧ローラ 32の表面には、加熱ローラ 77以外にクリーニングローラ 102が当接して いる。このクリーニングローラ 102は、加圧ローラ 32の回転方向における加熱ローラ の上流側に位置している。

[0148] この定着装置 101を備えた画像形成装置 41のプロセス速度は例えば 335mm/s であり、複写速度あるいはプリント速度は 55— 65枚 Z分である。この画像形成装置 4 1における転写装置 5は例えばベルト状である。

[0149] クリーニングローラ 102は前記クリーニングローラ 75, 76と同様の構成であり、導電 性を有する。このクリーニングローラ 102にはバイアス装置 105から定着バイアス電圧 が印加されている。この定着バイアス電圧は、定着装置 101において、記録材 91の 裏面に付着する例えば正極性の逆極性トナー 92を記録材 91の裏面に留める方向 の静電気力を付与するためのものである。定着バイアス電圧は、逆極性トナー 92と 同極性の電圧であり、本実施の形態にお 、て + lkVとして 、る。

[0150] 上記定着ノ ィァス電圧はクリーニングローラ 102を介して加圧ローラ 32の表面に印 加され、加圧ローラ 32の表面が正電位を帯びる。これにより、記録材 91の裏面 (加圧 ローラ 32側の面）の逆極性トナー 92は加圧ローラ 32側に寄せ付けられず、記録材 9 1裏面に留まる。この結果、記録材 91の裏面に極少量付着している逆極性トナー 92 は、記録材 91に定着され、記録材 91と共に画像形成装置 41から排出される。

[0151] 図 9には、本実施の形態の定着装置 101において、定着バイアス電圧と記録材 91 上における画像不良の程度との関係について調べた結果を示す。同図の結果より、 加圧ローラ 32における表面抵抗層 74の表面抵抗率が大きいほど、また定着バイァ ス電圧が大きいほど、画像不良の発生を抑制する機能が高いことがわかる。この場合 、加圧ローラ 32の表面抵抗層 74に応じた定着ノィァス電圧を印加すると効果が高 い。

[0152] 一方、定着バイアス電圧や表面抵抗層 74の表面抵抗率が低すぎると、加圧ローラ 32表面に保持される電荷を加圧ローラ 32の表面電位として作用するために必要な 時間だけ維持できなくなり、逆極性トナー 92を記録材 91へ留める効果が早期に減少 する。すなわち、表面抵抗層 74の表面抵抗率が小さぐ減衰時間が短いような状態（ 例えば、 0. 2秒よりも短い状態)では、逆極性トナー 92に対する十分な引き留め作用 が発揮されない。

[0153] これは、クリーニングローラ 102からの定着バイアス電圧が作用した、クリーニング口 ーラ 102に対する加圧ローラ 32の-ップ部力 定着ローラ 31に対する-ップ部に到 達するまでに、その-ップ部の電位が低下し、その電位による静電気力により逆極性 トナー 92を記録材 91に十分に留めることができないためである。その結果、逆極性ト ナー 92は加圧ローラ 32表面に移動し、その一部はクリーニングローラ 102に回収さ れる。しかしながら、残りのものは、加熱ローラ 77表面や加圧ローラ 32表面に残留し 、最終的には、別の記録材 91の裏面や定着ローラ 31の表面に再付着する。定着口 ーラ 31の表面に付着したものは別の記録材 91の表面に付着して画像欠陥を生じさ せる。

[0154] 本実施の形態の定着装置 101では、加圧ローラ 32における表面抵抗層 74の表面 抵抗率を大きくして、例えば 10⁷Ω以上、より好ましくは 10⁸ Ω以上の抵抗値を付与す る。これにより、加圧ローラ 32表面に電荷を保持する時間を例えば 0. 2秒以上 (好ま しくは 0. 3秒以上）に保ち、電荷の漏洩減衰する時間を長く保つことで、効果的に逆 極性トナー 92を記録材 91に留めることができるようになる。

[0155] また、表面抵抗層 74の体積抵抗率についても同様であり、 10⁵ Ω 'cm以上とするこ と力 子ましく、より好ましくは 10^1(>Ω 'cm以上とすることにより、同様の効果を得ること ができる。

[0156] また、バイアス装置 105から定着バイアス電圧を印加することにより画像不良の発 生を抑制する機能は、定着ローラ 31や加圧ローラ 32に用いられる導電性の芯金 61 , 71,中間層 62, 73、または表面絶縁層 63や表面抵抗層 74の種類を変えた場合 であっても、若干の変動はあるものの、同様に得ることができる。さらには、記録材 91 の種類や厚み、大きさを変えても、同様に得ることができる。

[0157] 上記の定着装置 101では、逆極性トナー 92を記録材 91に留めるように、加圧ロー ラ 32に対してバイアス装置 105から定着バイアス電圧を印加する構成である力 この 構成の発展形態として、図 10に示す構成も可能である。図 10に示す定着装置 111 では、バイアス装置 105からクリーニングローラ 102を介して加圧ローラ 32の表面に 定着バイアス電圧を印加するとともに、バイアス装置 94から定着ローラ 31の導電性 の芯金 61に対して定着バイアス電圧を印加する構成である。

[0158] すなわち、定着ローラ 31の芯金 61には、第 1定着バイアス電圧として記録材 91上 の逆極性トナー 92と逆極性の電圧を印加する一方、加圧ローラ 32の表面に当接す る、第 1クリーニングローラとしてのクリーニングローラ 102には、第 2着ノ ィァス電圧と して記録材 91上の逆極性トナー 92と同極性の電圧を印加している。本実施の形態 おいて、第 1定着バイアス電圧は、例えば IkVとし、第 2定着バイアス電圧は例えば + 800Vとして!/ヽる。

[0159] なお、定着装置 111では、第 2クリーニングローラ 76は、加圧ローラ 32の回転方向 における加熱ローラ 77に対する上流側位置に設けられ、第 1クリーニングローラとし てのクリーニングローラ 102は、下流側位置に設けられている。

[0160] また、第 2定着バイアス電圧は、クリーニングローラ 102に代えて加熱ローラ 77に印 加してもよぐこの場合には例えば + lkVとする。

[0161] 定着装置 111では、定着装置 101における、加圧ローラ 32に第 2定着バイアス電 圧を印加することによる記録材 91への逆極性トナー 92の保留機能、および定着装 置 14における、定着ローラ 31に第 1定着バイアス電圧を印加することによる記録材 9 1への逆極性トナー 92の保留機能の両方の保留機能が作用し、逆極性トナー 92を 記録材 91から加圧ローラ 32の表面へ移動させることなぐ確実に記録材 91に保留さ せることができる。

[0162] すなわち、定着装置 111では、記録材 91の逆極性トナー 92に対して、定着ローラ 31と加圧ローラ 32との双方力も逆極性トナー 92を記録材 91に留めておく方向の静 電気力が作用し、より大きな力による記録材 91への逆極性トナー 92の保留機能が働 くことになる。 [0163] ここで、第 1定着バイアス電圧により定着ローラ 31へ流れ込む電流は通常 10 A 以下程度であり、また記録材 91が定着装置 111を通過する時には、記録材 91を通 つて電流が流れる場合でも、通常 20— 40 A程度である。し力しながら、定着ローラ 31や加圧ローラ 32などの表面抵抗率や体積抵抗率、ローラの構成などの条件によ つては、 150 Aより多く流れてしまう場合がある。このような場合、定着ローラ 31→ 加圧ローラ 32→画像形成装置 41のフレーム、定着ローラ 31→記録材 91→画像形 成装置 41のフレーム、あるいはクリーニングローラ 102→加圧ローラ 32→記録材 91 →画像形成装置 41のフレームなどの経路で電流が流れ過ぎると、流れた電流によつ て、画像形成装置 41の制御装置や画像処理装置にノイズ等が混入し、誤動作を引 き起こす。したがって、定着バイアス電圧として流す電流は、所定の少ない範囲に抑 える必要がある。また、流れた電流によって、加圧ローラ 32の表面抵抗層 74が劣化 したり、穴があいたりして、支障が出てしまうことがある。

[0164] 以上のように、本実施の形態の構成は、ベルト状あるいはローラ状の接触によって 転写する接触転写方式の定着装置にぉ 、て、特に効果が大き 、。

[0165] 〔実施の形態 3〕

本発明の実施のさらに他の形態を図面に基づいて以下に説明する。なお、説明の 便宜上、前記の実施の形態に示した部材と同一の機能を有する部材には同一の符 号を付記し、その説明を省略する。

[0166] 本実施の形態の定着装置 121は、図 11に示す構成となっている。定着ローラ 31の 導電性の芯金 61には、バイアス装置 94から逆極性トナー 92とは逆極性の定着バイ ァス電圧が印加されている。加圧ローラ 32には、加圧ローラ 32の外周部における排 紙側位置に、導電性の例えば SUS (ステンレス鋼）からなるスクレバー（scraper) 122 が設けられ、入紙側位置に電位付与ブラシ 123が設けられている。スクレバー 122に はバイアス装置 105aから逆極性トナー 92と同極性の定着バイアス電圧が印加され、 同様に電位付与ブラシ 123にはノ ィァス装置 105b力も逆極性トナー 92と同極性の 定着バイアス電圧が印加される。本実施の形態において、バイアス装置 94からの定 着バイアス電圧は— IkVであり、バイアス装置 105aからの定着バイアス電圧は + 60 0Vであり、定着バイアス電圧 15bからの定着バイアス電圧は、 + 1000Vである。 [0167] 上記スクレバー 122の材料としては、導電性の SUSの他、例えば PI (ポリイミド）、 P FA (テトラフルォロエチレン 'パーフルォロアルキルビュルエーテル共重合体）、ある いは PC (ポリカーボネート）などの耐熱性を有する榭脂の表面に、導電コートや表面 改質にて導電性を付与したもの、またはカーボンや金属等の導電性を有する粉末や 繊維などの導電材を上記の榭脂に充填して榭脂に導電性を持たせたものであっても よい。

[0168] 上記のスクレバー 122は、加圧ローラ 32の清掃部材、すなわち加圧ローラ 32の表 面からの機械的なトナーの搔き落とし部材としての主な機能に加えて、加圧ローラ 32 に対する電位付与部材としての機能を有する。スクレバー 122は、導電性あるいは半 導電性を有し、接地されること、あるいは定着バイアス電圧が印加されることにより、 加圧ローラ 32の表面に保持される電荷を制御し、逆極性トナー 92を記録材 91上に 留めておく方向の静電気力を生じさせる。これにより、逆極性トナー 92が付着するこ とによる加圧ローラ 32の汚れを防止し、汚れに左右される加圧ローラ 32の寿命を飛 躍的に伸ばすことができる。また、スクレバー 122を設けた構成では、加圧ローラ 32 周囲の構成を簡素化することができる。

[0169] また、電位付与ブラシ 123は、例えばカーボン繊維、ステンレス繊維あるいはァモ ルファス繊維などの金属繊維や、アクリル繊維に銅結合した繊維、 PVA繊維に銅を 結合させ、特殊金属処理をした繊維、アクリルにカーボン短繊維混練繊維、ポリエス テルに銀処理をした繊維などの有機導電性繊維などにより形成されて 、る。この電位 付与ブラシ 123は、スクレバー 122と同様の、加圧ローラ 32に対する電位付与部材と して機能し、これによる加圧ローラ 32表面の逆極性トナー 92による汚れ防止機能を 同様に有する。

[0170] なお、定着バイアス電圧 121では、加圧ローラ 32に対し電位付与部材としてスクレ パー 122および電位付与ブラシ 123の両方を設けた構成としているが、図 12に示す ように、電位付与ブラシ 123のみを設けた構成としてもよい。あるいは、スクレバー 12 2のみを設けた構成としてもよい。なお、本実施例では、電位付与ブラシ 123を加圧 ローラ 32に対して接触させている力 加圧ローラ 32の表面に近接させて、非接触で 配置してもよぐ付与する電位として、ゼロ電位を付与するように接地してもよい。 [0171] また、以上の実施の形態において、バイアス電圧の印加タイミングは次のように設 定してもよい。すなわち、ローラの静電容量や印加するバイアス電圧の大きさ、ローラ の表面抵抗率や体積抵抗率などの物性値にもよるが、ノ ィァス電圧を印加して、所 定の電位に維持されるまでの電位付与能力と回転による摩擦帯電による帯電能力及 び記録材がローラ対の-ップ部に入るタイミングによって種々の状態がある。しかしな がら、概ね 2つのローラが回転を始めると同時力、それよりも前に印加すると効果が高 い。ただし、回転後でも電位付与能力が高い場合では、記録材が-ップに入る直前 でも所望の電位に維持できれば、回転後でも良 、。

[0172] 尚、発明を実施するための最良の形態の項においてなした具体的な実施態様また は実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような 具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなぐ本発明の精神と次に記 載する特許請求の範囲内で、いろいろと変更して実施することができるものである。 産業上の利用の可能性

[0173] 本発明は、複写機やプリンタといった電子写真装置における定着装置、湿式電子 写真装置における乾燥装置、インクジェットプリンタにおける乾燥装置、リライタブルメ ディア用消去装置等で好適に実施される定着方法もしくは乾燥方法、並びにこれら 定着方法、乾燥方法を使用する定着装置、乾燥装置にとして利用可能である。また 、複写機やプリンタといった画像形成装置の加熱装置あるいは乾燥装置の用途以外 にも、印刷装置全般のローラ状あるいはベルト状の定着部材と加圧部材で、記録材 を狭持搬送する方法および装置としても利用可能である。

Claims

請求の範囲

[1] 記録材上の顕像剤からなる未定着画像に接する定着部材とこの定着部材に圧接 する加圧部材とを有し、前記定着部材と前記加圧部材とにより記録材を狭持搬送し て記録材上の未定着画像を記録材に定着させる定着装置において、

記録材上の画像を形成する顕像剤とは逆極性の逆極性顕像剤を記録材に留める 向きの保留電界を生じる保留電界発生手段を備えていることを特徴とする定着装置

[2] 前記保留電界発生手段は、前記保留電界を生じさせるバイアス電圧を前記定着部 材と前記加圧部材との少なくとも一方に印加するバイアス電圧印加手段を備えてい ることを特徴とする請求項 1に記載の定着装置。

[3] 前記バイアス電圧印加手段は、前記バイアス電圧として、逆極性顕像剤の帯電極 性とは逆極性の電圧を前記定着部材に印加することを特徴とする請求項 2に記載の

[4] 前記ノィァス電圧印加手段は、前記バイアス電圧として、逆極性顕像剤の帯電極 性と同極性の電圧を前記加圧部材に印加することを特徴とする請求項 2に記載の定

[5] 前記バイアス電圧が印加された部材の表面における前記バイアス電圧による電位 の減衰する時間が 0. 2秒以上であることを特徴とする請求項 3または 4に記載の定着

[6] 前記ノィァス電圧を印加した場合に前記バイアス電圧が印加された部材を流れる 電流の絶対値が 0. 05 A以上、かつ 150 A以下であることを特徴とする請求項 3 または 4に記載の定着装置。

[7] 前記定着部材は導電性芯金上に中間層を有し、この中間層の上に表面絶縁層を 有することを特徴とする請求項 2に記載の定着装置。

[8] 前記定着部材の表面絶縁層の表面抵抗率が 10¹⁴Ω以上であり、

前記ノィァス電圧印加手段は前記バイアス電圧を前記定着部材に印加することを 特徴とする請求項 7記載の定着装置。

[9] 前記定着部材の表面絶縁抵抗層の体積抵抗率が 10¹³Ω 'cmより大きぐ 前記ノ ィァス電圧印加手段は前記バイアス電圧を前記定着部材に印加することを 特徴とする請求項 7記載の定着装置。

[10] 前記加圧部材は導電性芯金上に絶縁性弾性層を有し、この絶縁性弾性層の上に 中間層を有し、この中間層の上に表面抵抗層を有しており、前記加圧部材の表面に は電位付与部材が設けられ、この電位付与部材に前記バイアス電圧印加手段から 前記バイアス電圧が印加され、このバイアス電圧が前記電位付与部材を介して前記 加圧部材の表面あるいは表面近傍に印加されることを特徴とする請求項 2記載の定

[11] 前記加圧部材の表面抵抗層の表面抵抗率が 10⁷ Ω以上であり、

前記ノ ィァス電圧印加手段は前記バイアス電圧を前記加圧部材に印加することを 特徴とする請求項 10記載の定着装置。

[12] 前記加圧部材の表面抵抗層の体積抵抗率が 10⁵ Ω · cm以上であり、

前記ノ ィァス電圧印加手段は前記バイアス電圧を前記加圧部材に印加することを 特徴とする請求項 10記載の定着装置。

[13] 前記定着部材は、定着部材の表面を加熱する第 1の加熱手段を備え、前記電位付 与部材は、加圧部材の表面を加熱する第 2の加熱手段を備えた加熱部材を兼ねて いることを特徴とする請求項 10に記載の定着装置。

[14] 前記電位付与部材は、加圧部材の表面に残留する顕像剤を除去する清掃部材で あることを特徴とする請求項 10記載の定着装置。

[15] 前記電位付与部材は、導電性あるいは半導電性の電極部材であることを特徴とす る請求項 10記載の定着装置。

[16] 前記定着部材には第 1のバイアス電圧印加手段力 前記バイアス電圧が印加され 、前記電位付与部材には第 2のバイアス電圧印加手段カゝら前記バイアス電圧が印加 されることを特徴とする請求項 10に記載の定着装置。

[17] 前記定着部材、前記加圧部材および前記加熱部材のそれぞれの表面温度を検出 する温度検出素子を少なくとも 1つ有し、この温度検出素子は、受熱面側に絶縁被 覆層と耐熱離型層を備え、その反対面側に保護層を有していることを特徴とする請 求項 10に記載の定着装置。

[18] 前記温度検出素子の絶縁被覆層、耐熱離型層および保護層は、温度検出素子の 弾性部材を覆うようにハウジングまで延長して 、ることを特徴とする請求項 17に記載

[19] 記録材上の顕像剤からなる未定着画像に接する定着部材とこの定着部材に圧接 する加圧部材とにより記録材を狭持搬送し、記録材上の未定着画像を記録材に定着 させる定着方法において、

記録材上の画像を形成する顕像剤とは逆極性の逆極性顕像剤を記録材に留める 向きの保留電界を付与することを特徴とする定着方法。

[20] 前記保留電界は、バイアス電圧を前記定着部材と前記加圧部材との少なくとも一 方に印加することにより付与することを特徴とする請求項 19に記載の定着方法。

[21] 記録材上の顕像剤からなる未定着画像に接する定着部材とこの定着部材に圧接 する加圧部材とを有し、前記定着部材と前記加圧部材とにより記録材を狭持搬送し て記録材上の未定着画像を記録材に定着させる定着装置であって、記録材上の画 像を形成する顕像剤とは逆極性の逆極性顕像剤を記録材に留める向きの保留電界 を生じる保留電界発生手段を有する定着装置を備えていることを特徴とする画像形

[22] 前記定着装置に対する記録材の流れにおける上流側に、顕像剤画像担持体から 顕像剤画像を記録材に転写する転写装置を備え、この転写装置が顕像剤画像担持 体に接触する接触転写方式のものであることを特徴とする請求項 21に記載の画像形