(57)【要約】【課題】  尾引きの改善と交流電圧による転写電圧変動の除去とを両立させた画像形成装置及びその定着バイアス出力回路を得ることを目的とする。【解決手段】  像担持体を帯電するドラム１と、ドラム１上に静電潜像を形成する露光部と、静電潜像をトナー像として現像する現像部と、トナー像を記録材上へ転写する転写部と、記録材を少なくとも加熱部材１００と弾性層を有する加圧部材１１とで挟持搬送させて、トナー像を記録材上に定着する定着部であって、加熱部材には交流電圧を給電する定着部とを備える画像形成装置において、前記定着部が、前記加熱部材もしくは加圧部材の少なくとも一方の表面にバイアス電圧を印加するためのバイアス電圧発生部２０と、加熱部材もしくは加圧部材の表面とバイアス電圧発生とを接続する導電回路とを備え、導電回路と接地電位との間にコンデンサ２０９が挿入されている。【選択図】      図１
2006195003.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体を帯電する帯電手段と、
前記像担持体上に静電潜像を形成する露光手段と、
前記静電潜像をトナー像として現像する現像手段と、
前記トナー像を記録材上へ転写する転写手段と、
前記記録材を少なくとも加熱部材と弾性層を有する加圧部材とで挟持搬送させて、前記トナー像を前記記録材上に定着する定着手段であって、前記加熱部材には交流電圧を給電する定着手段とを備える画像形成装置において、
前記定着手段が、
前記加熱部材もしくは加圧部材の少なくとも一方の表面にバイアス電圧を印加するためのバイアス電圧発生手段と、
前記加熱部材もしくは加圧部材の表面と前記バイアス電圧発生手段とを接続する導電手段とを備え、
前記導電手段と接地電位との間に容量素子が挿入されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記容量素子の容量値として、転写ニップにおける交流電圧の減衰率が吸湿紙を用いた場合にも乾燥紙を用いた場合と同程度の減衰率となる値が選ばれることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
転写ローラの抵抗値と転写電源の出力インピーダンスの合計値が１５０ＭΩで、転写ニップと定着ニップの間の長さでの含水分量の多い記録材の抵抗値が１２０ＭΩとなる場合に、前記容量素子は略１００００ｐＦの高圧セラミックコンデンサであることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記導電手段と接地電位との間に、前記容量素子と直列に更に抵抗素子が挿入されていることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記抵抗素子の抵抗値として、雷サージ電圧を印加しても破壊しないように、ガラスコーティングにかかる電圧が耐圧以下となるような値が選ばれることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】
転写ローラの抵抗値と転写電源の出力インピーダンスの合計値が１５０ＭΩで、転写ニップと定着ニップの間の長さでの含水分量の多い記録材の抵抗値が１２０ＭΩとなる場合に、前記抵抗素子は略１ＭΩの抵抗であることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記容量素子及び／又は抵抗素子を前記バイアス電発生手段を提供する発生回路基板上に設けることを特徴とする請求項１又は４に記載の画像形成装置。
【請求項８】
像担持体を帯電する帯電手段と、
前記像担持体上に静電潜像を形成する露光手段と、
前記静電潜像をトナー像として現像する現像手段と、
前記トナー像を記録材上へ転写する転写手段と、
前記記録材を少なくとも加熱部材と弾性層を有する加圧部材とで挟持搬送させて、前記トナー像を前記記録材上に定着する定着手段であって、前記加熱部材には交流電圧を給電する定着手段とを備える画像形成装置における、前記加熱部材もしくは加圧部材の少なくとも一方の表面にバイアス電圧を印加するための定着バイアス出力回路であって、
前記加熱部材もしくは加圧部材の表面とバイアス電圧発生手段とを接続する導電手段と接地電位との間に容量素子が挿入されていることを特徴とする定着バイアス出力回路。
【請求項９】
前記導電手段と接地電位との間に、前記容量素子と直列に更に抵抗素子が挿入されていることを特徴とする請求項８記載の定着バイアス出力回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像形成装置及びその定着バイアス出力回路に関し、例えば、複写機、レーザプリンタ、ファキシミリ等の電子写真プロセスを用いる画像形成装置、特に、像担持体を帯電する帯電手段と、前記像担持体上に静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像をトナー像として現像する現像手段と、前記トナー像を記録材上へ転写する転写手段と、前記記録材上のトナー像を、少なくとも加熱部材と弾性層を有する加圧部材とで挟持搬送させて前記トナー像を前記記録材上に定着する定着手段とを備え、前記加熱部材に交流電圧を給電することによって加熱機能を実現する画像形成装置及びその定着バイアス出力回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の画像形成装置における定着装置では、高温多湿の環境において、紙などの記録材の含水分量が多い状態では、転写部で記録材の裏面に供給される転写電荷が記録材沿面を伝達してリークしやすく、記録材上に転写形成されたトナー像の保持力を失いやすい。
【０００３】
また、記録材の含水分量が多いと、ヒータと加圧ローラが記録材を挟む定着ニップ部で発生する蒸気量が増え、特に記録材の搬送方向と垂直の横線画像で、尾引きと呼ばれる蒸気の圧力によるトナー飛散が発生していた。
【０００４】
また、記録材の裏面の転写電荷によるトナー像の保持力が弱まるために、トナーが記録材に定着されずに定着フィルム、または定着ローラにトナーが付着するオフセット現象により、定着フィルムまたは定着ローラに付着していたトナーが１回転後に記録材に定着されるという画像不良が発生しやすかった。また、定着フィルムにオフセット現象によりトナーが付着し、定着フィルムに対向して圧接される加圧ローラに転移し、加圧ローラ汚れを発生させる要因となっていた。
【０００５】
そこで、従来は加熱体近辺での水蒸気の発生による画像不良を防止するため、例えば特許文献１などにあるように、定着ローラ側をアースし、記録材と当接する電極に電圧を印加する方式が取られている。以下、この電圧を定着バイアスと称することとする。
【０００６】
一方、定着装置は、抵抗発熱体への給電により発生する熱によって加熱定着を行う。給電方法として商用電源からの交流電圧を用いる方法と、この交流電圧を整流し直流電圧に変換して用いる方法がある。一般的に整流回路が不要な前者のほうが安価に構成することができる。
【特許文献１】特開平０８−２７２２４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、抵抗発熱体への交流電圧印加を行う方法において、抵抗発熱体をコーティングしているガラスが、等価回路上ではコンデンサとして作用するため、定着フィルムを介して定着ニップ部に交流電圧が伝達される。一方、記録材の含水分量が上昇すると記録材のインピーダンスが急激に低下する。このとき記録材が感光ドラムと転写ローラからなる転写ニップと定着ニップに同時に挟持された場合、定着ニップ上の交流電圧が記録材を介して転写ニップに伝達し、転写ニップ上での転写電圧を変動させることによって、転写ムラを引き起こし、結果として画像の主走査方向の縞模様（濃度ムラ）となって現れてしまう。
【０００８】
さらに、尾引きを軽減するためには、定着バイアスの出力インピーダンス、すなわち放電抵抗の抵抗値を下げる対策が効果的であるが、この放電抵抗が転写電圧のリーク経路の１つであるために、転写電圧の低下を招く。転写電圧の直流成分が低下することによって、定着ニップから伝達する交流電圧がより強調され、強い転写ムラを引き起こしてしまう。
【０００９】
本発明は、上記問題点を解消するためになされたもので、尾引きの改善と交流電圧による転写電圧変動の除去とを両立させた画像形成装置及びその定着バイアス出力回路を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、次の構成からなることを特徴とする画像形成装置である。
【００１１】
（１）像担持体を帯電する帯電手段と、前記像担持体上に静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像をトナー像として現像する現像手段と、前記トナー像を記録材上へ転写する転写手段と、前記記録材を少なくとも加熱部材と弾性層を有する加圧部材とで挟持搬送させて、前記トナー像を前記記録材上に定着する定着手段であって、前記加熱部材には交流電圧を給電する定着手段とを備える画像形成装置において、前記定着手段が、前記加熱部材もしくは加圧部材の少なくとも一方の表面にバイアス電圧を印加するためのバイアス電圧発生手段と、前記加熱部材もしくは加圧部材の表面と前記バイアス電圧発生手段とを接続する導電手段とを備え、前記導電手段と接地電位との間に容量素子が挿入されていることを特徴とし、商用電源から転写ニップ上に伝達される交流電圧変動成分を除去することができ、濃度ムラを解消することが可能となる。。
【００１２】
（２）前記導電手段と接地電位との間に、前記容量素子と直列に更に抵抗素子が挿入されていることを特徴とし、商用電源から転写ニップ上に伝達される交流電圧変動成分を除去し濃度ムラを解消すると共に、落雷等のサージ電圧が商用電源に侵入した場合も装置を保護することが可能となる。。
【００１３】
（３）前記容量素子及び／又は抵抗素子を前記バイアス電発生手段を提供する発生回路基板上に設けることを特徴とし、追加部材も必要ないため安価な構成とすることが可能となる。メカニカルな構成においてもより単純な構成とすることが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明によれば、記録材上のトナー像を定着する加熱部材、もしくは加圧部材の少なくとも一方にバイアス電圧を印加する手段を備えた系において、加熱部材もしくは加圧部材とバイアス電圧を接続する導電経路にコンデンサや抵抗を挿入する構成とすることによって、商用電源から転写ニップに伝達される交流電圧成分の外乱を除去することが可能となり、多湿下で放置された吸湿紙などの低インピーダンス紙においても、十分な画質を安価にかつ簡易に実現することが可能になるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
＜画像形成装置の概略構成例＞
図８は、本実施形態の定着バイアス出力回路が適用される画像形成装置の一例である、電子写真方式レーザビームプリンタ（以下、ＬＢＰと記す）の概略構成図である。
【００１７】
図８において、１は表面に有機感光層が形成された像担持体としての有機感光ドラム（以下、感光ドラムと略称する）であり、矢印方向Ｘに回転駆動する。２は前記感光ドラム１の表面を負極性に一様に帯電するための帯電ローラ、３は画像データに応じて強度変調させたレーザ露光を行うためのレーザスキャナユニット、４は負極性一成分トナーにより静電潜像の顕画像化を行う現像装置であり、露光部に現像を行う所謂反転現像を行っている。５はトナー像を記録材Ｐ上に転写する転写ローラ、６は記録材を感光ドラム１から分離させるための除電針、７は転写工程後の感光ドラム１上に残留したトナーをクリーニングするためのクリーナである。
【００１８】
トナー像を転写された記録材Ｐは、搬送ガイド８を経て、ヒータユニット１０、加圧ローラ１１、定着入口ガイド９、排紙ガイド１２、及び排紙ローラ１３等からなる定着装置に送られ、前記ヒータユニット１０と加圧ローラ１１とにより挟持搬送されることで、トナー像の加熱定着が行われる。
【００１９】
なお、本実施形態において、排紙ローラ１３は導電性ゴムから成り、かつ芯金１３ａは接地されている。従って、後述する定着フィルムに定着バイアスが印加され、かつ記録材Ｐが定着フィルム、加圧ローラ１１と排紙ローラ１３両方に挟持搬送された場合に、バイアス電源から記録材Ｐを介してアースヘの通電経路Ｙが形成される。
【００２０】
９０は、本実施形態のＬＢＰの動作制御を行うＣＰＵであり、外部機器との通信制御、及び記録材の先後端位置の検知を行うトップセンサ１８、排紙センサ１９等の出力を基に、モータ、レーザ、高圧やヒータへの通電制御などを行う。
【００２１】
本実施形態においては、一次帯電の高圧出力回路(バイアス電源)２０からのＤＣバイアス出力が放電抵抗２６を介して定着フィルムの表面に誘導される。
【００２２】
尚、定着装置では、ヒータ２１２上の抵抗発熱体に商用電源２１３からの交流電圧を印加することによって加熱定着を行う。このとき印加タイミングや印加時間は、スイッチ素子３０２をＣＰＵ９０によってON/OFFすることによって制御される。ヒータ２１２をコーティングしているガラスは電気的にはコンデンサとして見なされ、本実施系における容量値は数百ｐＦ程度となる。従って、商用電源２１３の交流電圧は、抵抗発熱体からコーティングガラスを介して、ヒータと加圧ローラが記録材を挟む定着ニップ部に伝達する。
【００２３】
（定着装置要部の構成例）
図９は、本実施形態の定着装置の要部を示した図である。
【００２４】
２１２は、アルミナ基板上に銀合金からなる抵抗発熱体を印刷し、その抵抗発熱体表面にガラスコートを行い、また、サーミスタ１５５、電極（図示せず）等を配置したセラミックヒータである。１３０は、液晶ポリマー等の耐熱樹脂からなるフィルムガイド兼ヒータホルダ、１００は、ポリイミド樹脂に熱伝導フィラーを分散させた厚さ３０〜８０μｍ、内径φ２４ｍｍの円筒形ベースフィルム表面に、フッ素樹脂に導電性カーボンを分散させた抵抗が１×１０Ｅ５Ω・ｃｍ以下で厚さが２〜１０μｍのプライマー層を形成し、さらにその上にフッ素樹脂に導電性付与物質を分散させた抵抗が１×１０Ｅ７Ω・ｃｍ〜１×１０Ｅ１３Ω・ｃｍで厚さが５〜２０μｍの離型層が形成された３層構成の定着フィルムである。１７０は、ヒータ１５０、フィルム１００、フィルムガイド１３０等からなるヒータユニット(加熱部材)１０が、加圧ローラ(加圧部材)１１との圧接により不必要な変形を生じさせないための補強板金、２６は、高圧のバイアス電源２０とフイルム１００とを接続する放電抵抗である。
【００２５】
（‘尾引き画像’現象とその対策）
図１０を用いて‘尾引き画像’と呼ばれるトナーの飛び散り現象について説明する。
【００２６】
図中、ヒータユニット１０と加圧ローラ１１の両者が圧接して形成する定着ニップ部Ｎの温度は、１５０℃〜２００℃程度の温度に制御され、通紙中は記録材Ｐに含まれる水分が常に蒸発して蒸気６０が発生している。その蒸気圧により、定着ニップ部Ｎから上流側の未定着トナー像の一部Ｔが記録材の搬送方向下流側に吹き飛ばされる事により、前記尾引き画像が発生する。
【００２７】
上述のバイアス電源２０により放電抵抗２６を介して印可される定着バイアスは、この「尾引き」と呼ばれる画像不良を改善するために印加されるものであり、定着バイアスの作用の概要について以下に説明する。
【００２８】
図１１は、定着フィルム表面にトナーと同極性のＤＣバイアスを印加した場合における、定着ニップ部Ｎにトナー像が転写された記録材Ｐが突入したときの等価回路の一例である。尚、各部の参照番号で図８乃至図１０と同じ番号は、同様の機能構成部を表わしている。
【００２９】
１０２は、図９で説明した前記定着フィルム１００の導電プライマー層であり、バイアス電源２０からは−６００ＶのＤＣバイアスが印加されており、１０３は図９で説明した離型層である。導電プライマー層１０２へのバイアス印加は、不図示の導電ブラシ、導電ゴムリング等の給電部材を導電プライマー層１０２に接触させることで行っている。
【００３０】
Ｒｄは、バイアス電源２０から放電抵抗２６までの抵抗であり、Ｒｅは、前記給電部材と導電プライマー層間の接触抵抗、及び導電プライマー層１０２の定着ニップ部Ｎ近傍までの抵抗を表しており、Ｒｆは離型層の抵抗を表している。定着ニップ部Ｎの近傍Ｐｎ(離型層と加圧ローラの間の領域)では、紙などの記録材Ｐが加熱されて水蒸気が発生しているため、電気抵抗は低下して等価回路上、直列につながる他の抵抗に比べ無視できるほど小さくなり、Ｐｎの領域では等電位とみなすことが出来る。定着ニップ部Ｎを通過後の紙は含水率が低下し、かつ温度も高くなることから抵抗値は無視出来なくなり、接地電極である排紙ローラ１３までの抵抗を、Ｒｇで表している。また、この接地電極である排紙ローラ１３の記録材Ｐとの接触抵抗とアースＥまでの抵抗はＲｈで表している。
【００３１】
図１１において、バイアス電源２０からは−６００Ｖが印加され、抵抗Ｒｄ及び放電抵抗２６による電圧降下から、定着フィルム１００の表面にあらわれる表面電位は、−４００〜−５５０Ｖである。定着フィルム１００の導電プライマー層１０２から離型層１０３、記録材Ｐ、接地電極である排紙ローラ１３を介して電流Ｉが流れると、導電プライマー層１０２と記録材Ｐの等電位部Ｐｎ間に電界Ｅｆが生じる。これにより、トナーは負極性の電荷を持つため、記録材Ｐに対する拘束力Ｆｔが働き、特に定着ニップ部Ｎの近傍において、トナーは記録材Ｐに強く拘束され、前記尾引き、オフセット、飛び散り等の画像不良が大幅に改善される。バイアス電源２０の電圧値を一定とした場合、放電抵抗２６の抵抗値が小さいほど、電界Ｅｆの強度が大きくなり改善効果が向上する。
【００３２】
しかしながら、放電抵抗２６の抵抗値が小さくなると、記録材Ｐが転写部と定着部との両方に把持されている場合に、記録材Ｐを伝達してきた転写電流が定着フィルム１００、放電抵抗２６を通って流出しやすくなるため、転写ニップ部（後述の図１のＮｔ）での転写電圧（ＤＣ電圧）が低下し、濃度が薄くなったり、白抜けするといった不具合が発生する。従って、放電抵抗２６の抵抗値はこれらの条件によって制限される。
【００３３】
＜本実施形態の画像形成装置の第１構成例＞
図１は、本実施形態の定着バイアス出力回路及びその放電抵抗の概略を示した図である。尚、本実施形態においてバイアス電源２０は一次帯電出力回路から分岐する構成となっている。
【００３４】
図１において、放電抵抗２６は２つの抵抗２０７及び２０８により構成されており、これらを介して定着フィルムにバイアスが印加されている。バイアス電源２０は、これら放電抵抗２０７，２０８、定着フィルム１００、ヒータ２１２を介して商用電源２１３と接続されている。従って、安全規格（IEC 60950 1999 等）を満足するためには、これらの経路中に強化絶縁を施す必要がある。本実施形態において、定着フィルムに印加される電圧値は−６００Ｖ程度であり、商用電源の最大ピーク値は２４０×√２＝３４０Ｖである。従って、最大９４０Ｖが動作電圧となる。IEC 60950では９５０Ｖの動作電圧に対して絶縁耐圧２３４３Ｖの基礎絶縁及び付加絶縁を要求している。
【００３５】
本実施形態では、耐圧が２３４３Ｖ以上の抵抗器を２０７及び２０８に使用している。IEC 60950：1999「2.2.8.2」項によれば、本実施形態では１つの抵抗あたり２３４３Ｖ以上の耐圧を有している抵抗２つを直列接続して基礎絶縁及び付加絶縁の二重絶縁を構成することができるとしている。また、同項の規定により２０７及び２０８の抵抗値は同じ公称抵抗値である必要がある。本実施形態では２０７及び２０８の抵抗値を各々２０ＭΩとしている。
【００３６】
ここで、記録材Ｐの抵抗値に関して、再生紙を使用した場合、多湿下においては体積抵抗率が２×１０8 Ω・cm程度まで低下することがある。厚み０．１ｍｍのＡ４サイズ紙(長さ297mm×幅210mm)に換算すると、抵抗値はおよそ３００ＭΩとなる。本実施形態では定着ニップNと転写ニップNtの距離は１２０mmであるため、この間の抵抗値は、およそ１２０ＭΩとなる。これに比べて非多湿下では少なくとも２桁以上抵抗値が大きい。
【００３７】
図２は、転写電源３００（＋１ｋＶdc）とバイアス回路２０（−６００Ｖdc）との間に存在している、多湿環境下における各抵抗値を示している。
【００３８】
図中、Ｒ２０７及びＲ２０８は前述の放電抵抗２０７及び２０８の抵抗値、Ｒｔは転写ローラ５の抵抗値と転写電源３００の出力インピーダンスの合計値、Ｒｐは転写ニップＮｔと定着ニップＮの間の長さでの記録材Ｐの抵抗値を示している。Ｎｔ及びＮは等価回路上、各々転写ニップ及び定着ニップに対応するの位置を示している。
【００３９】
図２の(a)は記録材Ｐが吸湿していない場合の一例であり、図２の(b)は記録材Ｐが吸湿している場合の一例である。この図より、吸湿紙は非吸湿紙を使用した場合と比較すると、転写ニップＮｔ上での転写電圧が吸湿紙のほうが低下することが分かる。これらの吸湿紙を使用して転写電圧が低下した場合においても、仕様として定められた画像濃度が保たれるように設計される。
【００４０】
しかしながら、図３に示すように転写電圧が交流成分の変動を受けた場合は、その最低転写電圧を大きく下回るために、商用電源周波数に依存した周期的な濃度ムラが発生したり、全く転写されない白抜けが周期的に発生する。
【００４１】
これを改善するために、本実施形態では、図１に示すように、定着フィルム１００にバイアスを供給する導電経路にコンデンサ２０９を挿入する。
【００４２】
以下、図４を用いてコンデンサ２０９の効果及び要求される容量値について説明する。
【００４３】
Ｐ0はヒータ２１２のガラスコーティング部分の位置を示し、Ｐ1は定着ニップＮの位置、Ｐ3は転写ニップＮｔの位置、Ｐ3は転写電源３００の出力部の位置を示している。図４はこれらの位置関係における等価回路を示している。Ｃ1はヒータ２１２のガラスコーティングによって形成されるコンデンサ容量成分値を示している。本実施形態ではおよそ200pF〜400pFであり、一例として250pFを記載している。Ｃ3は転写電源３００の出力部と接地電位の浮遊容量を表しており、およそ数pFから数十pF程度であると予測される。ここでは例として10pFを記載している。商用電源２１３からヒータ２１２のガラスコーティングを介して伝達された交流電圧は、記録材Ｐを通って、転写ニップＮｔ（図４中のＰ2の位置）に到達する。従って、Ｐ2の位置における交流電圧の振幅は、Ｃ1とＲｐの合成インピーダンス（複素インピーダンス）Ｚ0、及びＲｔとＣ3の合成インピーダンスＺ2の比によって決定される。ここで、これらの合成インピーダンスは、下式のように決定される。
【００４４】
【数１】
2006195003.tif 000003
【００４５】
ここで、ｆは商用電源周波数（計算例として60Hzを使用）、ｊは複素数を表しｊ2＝-1となる。Ｚ0及びＺ2の合成インピーダンスの絶対値は、下式のように決定される。
【００４６】
【数２】
2006195003.tif 000004
【００４７】
これらの式に基づいてＺ0及びＺ2を計算すると、図４の(a)の記録材Ｐが吸湿していない場合、Ｐ2の位置における交流電圧は、Ｐ0の位置における交流電圧の300/10300≒0.03となり３%に減衰することがわかる。同様に計算すると、図４の(b)の記録材Ｐが吸湿している場合、減衰率は70％程度であり、非常に大きな交流電圧が転写ニップＮｔに伝達されることがわかる。ここで、図４の(c)に示すようにコンデンサＣ2を定着ニップＮ（Ｐ1）の部分と接地電位の間に挿入した場合について考える。Ｃ2は例として高圧セラミックコンデンサの中で安価に入手しやすい容量値で最大となる10000pFを用いた。このＣ2の複素インピーダンスをＺ4、Ｃ1の複素インピーダンスをＺ1、Ｐ1からＰ3までの合成インピーダンスをＺ3とすると、各々下式のように決定される。
【００４８】
【数３】
2006195003.tif 000005
【００４９】
これらの合成インピーダンスの絶対値は、下式のように決定される。
【００５０】
【数４】
2006195003.tif 000006
【００５１】
これらの式を用いて、Ｚ4=0.3ＭΩ、Ｚ1=10ＭΩ、Ｚ3＝380ＭΩと計算される。Ｚ3に比べてＺ4は非常に小さいので、Ｚ3とＺ4の合成インピーダンスはほぼ０．３ＭΩと見なすことができる。従って、定着ニップＮ（Ｐ1）における交流電圧の減衰率はおよそ３%となり、さらにＲｐとＺ2の比より、転写ニップＮｔ（Ｐ2）における交流電圧の減衰率はおよそ２%となる。すなわち吸湿紙を用いた場合にも、乾燥紙を用いた場合と同程度の減衰率となり、交流電圧による転写電圧の変動を除去できることを示している。
実際に10000pFを挿入した状態で印刷を行ったところ、濃度ムラが解消されることが確認できた。
【００５２】
なお、本実施形態において定着フィルム１００の導電プライマー層１０２に定着バイアスを印加する形態を説明しているが、当然ながら加圧ローラ１１から定着バイアスを印加する形態においても本発明は有効である。
【００５３】
以上のように、本実施形態によれば、定着ローラまたは定着フィルムに印加する定着バイアスの導電経路にコンデンサを挿入することにより、商用電源から転写ニップ上に伝達される交流電圧変動成分を除去することができ、濃度ムラを解消することが可能となる。
【００５４】
＜本実施形態の画像形成装置の第２構成例＞
上記第１構成例１において、定着バイアスの導電経路にコンデンサを追加する構成を説明したが、第２構成例ではさらに抵抗を直列に追加した構成について説明する。
【００５５】
第１構成例のようにコンデンサのみを挿入した場合、図４の(c)に示すように、商用電源と接地電位間のインピーダンスはＺ1とＺ4の合計となるが、Ｚ1＞＞Ｚ4であることから近似的にＺ1とみなすことができる。ここで落雷等により商用電源にコモンモードのサージが発生した場合、そのサージ電圧はＺ1すなわちヒータ２１２のガラスコーティングにかかることになる。サージ保護回路が備えられている場合やガラスコーティングの耐圧が高い場合は問題とならないが、保護回路もなく、ガラスコーティングの耐圧も低い場合は、ガラスコーティングが破壊してしまう。国際規格IEC61000-4-5に規定されるような雷サージ電圧（±４ｋＶ, パルス幅50us）を印加しても破壊しないためには、ガラスコーティングにかかる電圧が耐圧（第２構成例では例として１．５ｋＶとする）以下となるようにしなければならない。これを解決するために、本実施形態では図５もしくは図６に示したように定着バイアスの導電経路と接地電位の間に抵抗３０１及びコンデンサ２０９を直列挿入した場合について説明する。雷サージ印加時にガラスコーティングにかかる電圧の過渡特性を計算機でシュミレーションすると抵抗３０１が500kΩ程度以上になると、ガラスコーティングにかかる電圧は１．５ｋＶ以下になることが計算で求められる。
【００５６】
しかしながら、抵抗３０１の抵抗値が大きくなると濃度ムラ解消の効果が低下する。図７は抵抗３０１として１ＭΩを挿入した場合の等価回路を示している。インピーダンスＺ4は１．０４ＭΩとなり、Ｐ1における交流電圧の減衰率は約９％となる。さらにＰ2での減衰率は約７％となる。この条件において画像印刷を行ったところ、図４の(a)の吸湿していない記録材Ｐを使用した場合と同等の画質を得ることができた。Ｒ３０１を５ＭΩ、１０ＭΩとさらに大きくして印刷すると、次第に濃度ムラが発生する。従って、抵抗３０１の抵抗値とコンデンサＣ2の合成インピーダンスが、ヒータ２１２のガラスコーティングのインピーダンスの十分の一程度以下になるように設定することによって、本発明による効果が十分に得られることになる。
【００５７】
以上より、ガラスコーティングの耐圧が低い場合においても、定着ローラまたは定着フィルムに印加する定着バイアスの導電経路にコンデンサと抵抗を直列挿入することにより、商用電源から転写ニップ上に伝達される交流電圧変動成分を除去し濃度ムラを解消すると共に、落雷等のサージ電圧が商用電源に侵入した場合も装置を保護することが可能となる。
【００５８】
＜本実施形態の画像形成装置の第３構成例＞
上記第１構成例及び第２構成例において、コンデンサ２０９及び抵抗３０１は定着フィルム１００もしくは加圧ローラ１１の表面とバイアス電源２０を接続する導電経路中に設けている。その実現手段としては別途接点やコンデンサや抵抗３０１を保持する部材が必要となる。
【００５９】
第３構成例では、図示しないが、バイアス電源２０の回路が実装された基板上にコンデンサ２０９や抵抗３０１を実装することを特徴とする。
【００６０】
これにより、追加部材も必要ないため安価な構成とすることが可能となる。メカニカルな構成においてもより単純な構成とすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本実施形態の画像形成装置の第１構成例を説明する図である。
【図２】吸湿紙を使用した場合の転写電圧の低下を説明するための等価回路図である。
【図３】本実施形態によって解決しようとする問題を説明するための図である。
【図４】第１構成例により得られる効果を説明する等価回路図である。
【図５】本実施形態の画像形成装置の第２構成例の１つの例を説明する図である。
【図６】本実施形態の画像形成装置の第２構成例の他の例を説明する図である。
【図７】第２構成例により得られる効果を説明する等価回路図である。
【図８】本画像形成装置の全体構成を表す図である。
【図９】本画像形成装置に適用された定着装置の構成を表す図である。
【図１０】従来の課題である「尾引き」を説明するための図である。
【図１１】従来の課題である「尾引き」に対する一般的な対策の概念図である。
【符号の説明】
【００６２】
１      有機感光ドラム
２      帯電部材
１０    ヒータユニット
１１    加圧ローラ
１３    排紙ローラ
３３    除電ブラシ
２０    1次帯電用高圧電源
２６    放電抵抗
５０    定着ローラ
９０    ＣＰＵ
１００  定着フィルム
１０２  定着フィルムのプライマー層
１０３  フィルムの離型層
１３０  フィルムガイド
１５５  サーミスタ
１７０  補強板金
２０７，２０８   放電抵抗
２０９  高圧コンデンサ
２１２  ヒータ
２１３  商用電源
３００  転写電源
３０１  抵抗
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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