(57)【要約】【課題】定着手段への交流電圧の印加による転写電圧の変動をより効果的に抑制することのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】像担持体１と、像担持体との間で記録材Ｐを挟持すると共に、電圧が印加されることでトナー像を像担持体から記録材に転写させる転写手段５と、記録材を挟持すると共に、交流電圧が印加されることで記録材を加熱してトナー像を記録材に定着させる定着手段９と、を有する画像形成装置１００は、定着手段９により記録材Ｐを挟持する定着挟持部Ｐ１と、像担持体１と転写手段５とにより記録材Ｐを挟持する転写挟持部Ｐ２と、に同時に挟持された記録材Ｐに接触する導電部材７と、導電部材７と接地電位との間に挿入された容量素子１４と、を有する構成とする。【選択図】図１
2015099207.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体との間で記録材を挟持すると共に、電圧が印加されることでトナー像を前記像担持体から記録材に転写させる転写手段と、
記録材を挟持すると共に、交流電圧が印加されることで記録材を加熱してトナー像を記録材に定着させる定着手段と、
を有する画像形成装置において、
前記定着手段により記録材を挟持する定着挟持部と、前記像担持体と前記転写手段とにより記録材を挟持する転写挟持部と、に同時に挟持された記録材に接触する導電部材と、
前記導電部材と接地電位との間に挿入された容量素子と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記導電部材は、記録材の搬送方向において前記転写挟持部の上流側に配置されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記導電部材は、前記転写挟持部へ搬送される記録材を案内するガイド部材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。
【請求項４】
前記転写挟持部と前記導電部材との間の距離は前記定着挟持部と前記転写挟持部との間の距離よりも短く、かつ、前記定着手段に交流電圧を印加する交流電圧源から前記定着挟持部までの結合容量よりも前記容量素子の容量の方が大きいことを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記転写挟持部と前記導電部材との間の距離は前記定着挟持部と前記転写挟持部との間の距離の７％以下であり、かつ、前記定着手段に交流電圧を印加する交流電圧源から前記定着挟持部までの結合容量は前記容量素子の容量の７％以下であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記導電部材は、記録材の搬送方向において前記定着挟持部の上流側、かつ、前記転写挟持部の下流側に配置されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記導電部材は、前記転写挟持部から前記定着挟持部へ搬送される記録材を案内するガイド部材であることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記定着手段に交流電圧を印加する交流電圧源から前記定着挟持部までの結合容量よりも前記容量素子の容量の方が大きいことを特徴とする請求項６又は７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記定着手段に交流電圧を印加する交流電圧源から前記定着挟持部までの結合容量は前記容量素子の容量の７％以下であることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式や静電記録方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば電子写真方式の画像形成装置では、電子写真感光体（感光体）が一様に帯電された後に、画像情報に応じて露光されることで、感光体上に静電像（静電潜像）が形成される。この静電像は、トナーを用いてトナー像として現像された後に、直接又は中間転写体を介して記録材に転写される。その後、記録材に転写されたトナー像は、定着手段によって記録材上に加熱定着される。定着手段は、一般に、発熱体を備えた加熱部材と、この加熱部材に圧接される加圧部材と、を有して構成され、加熱部材と加圧部材との接触部に形成された定着ニップにおいて記録材を挟持搬送しつつ加熱する。
【０００３】
このような画像形成装置における定着装置としては、発熱体として抵抗発熱体を有し、この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ものがある。この抵抗発熱体への給電方法としては、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とがある。一般的に、整流回路が不要な前者の方が安価な構成とすることができる。
【０００４】
抵抗発熱体へ交流電圧を印加する方法では、抵抗発熱体をコーティングしているガラスが、等価回路においてコンデンサとして作用する。そのため、例えば加熱部材を構成する定着フィルムなどを介して定着ニップに交流電圧が伝達される。
【０００５】
ここで、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。また、感光体と転写部材との接触部に形成された転写ニップと上記定着ニップとに、記録材が同時に挟持されることがある。このような場合、定着ニップに伝達された交流電圧が、記録材を介して転写ニップに伝達され、転写ニップにおける転写電圧を変動させることがある。これによって、転写ムラが引き起こされて、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ことがある。
【０００６】
これに対して、特許文献１は、定着ニップに接続されたコンデンサによって、定着ニップから記録材を介して転写ニップに伝達される交流電圧を減衰させ、転写ムラを改善する方法を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１９５００３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載の方法では、定着ニップと接地電位との間に、ヒータのガラスコーティングの容量よりも大きな容量のコンデンサが挿入される。この方法では、落雷など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、そのサージ電圧の大半は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。
【０００９】
特許文献１は、これを防止するために、定着ニップと接地電位との間においてコンデンサと直列に抵抗を挿入する方法を開示している。
【００１０】
しかしながら、この場合、定着ニップと接地電位との間にコンデンサを挿入することで転写ニップに伝達される交流電圧を低減して画像ムラを抑制する効果が弱まる。また、この抵抗は、落雷によるサージ電圧に対して耐性をもつ必要があるため、高価になりやすい。
【００１１】
したがって、本発明の目的は、定着手段への交流電圧の印加による転写電圧の変動をより効果的に抑制することのできる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
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、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体との間で記録材を挟持すると共に、電圧が印加されることでトナー像を前記像担持体から記録材に転写させる転写手段と、記録材を挟持すると共に、交流電圧が印加されることで記録材を加熱してトナー像を記録材に定着させる定着手段と、を有する画像形成装置において、前記定着手段により記録材を挟持する定着挟持部と、前記像担持体と前記転写手段とにより記録材を挟持する転写挟持部と、に同時に挟持された記録材に接触する導電部材と、前記導電部材と接地電位との間に挿入された容量素子と、を有することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、定着手段への交流電圧の印加による転写電圧の変動をより効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】画像形成装置の模式的な断面図である。
【図２】定着装置の要部の断面図である。
【図３】コンデンサの効果を説明するための等価回路図である。
【図４】画像形成装置の他の例の模式的な断面図である。
【図５】コンデンサの効果を説明するための等価回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
実施例１
１．画像形成装置の全体的な構成及び動作
図１は、本発明の一実施例に係る画像形成装置の模式的な断面図である。本実施例の画像形成装置１００は、電子写真方式のレーザビームプリンタである。
【００１７】
画像形成装置１００は、トナー像を担持する像担持体としてのドラム型（円筒形）の電子写真感光体（感光体）である感光ドラム１を有する。感光ドラム１の周囲には、その回転方向（矢印Ｘ方向）に沿って順に、次の各手段が配置されている。まず、帯電手段としてのローラ状の帯電部材である帯電ローラ２が配置されている。次に、露光手段としての露光装置（レーザスキャナユニット）３が配置されている。次に、現像手段としての現像装置４が配置されている。次に、転写手段としてのローラ状の転写部材である転写ローラ５が配置されている。この転写ローラ５は、感光ドラム１との間で記録材Ｐを挟持すると共に、電圧が印加されることでトナー像を感光ドラム１から記録材Ｐに転写させる転写手段の一例である。
【００１８】
回転する感光ドラム１の表面は、帯電ローラ２によって負極性に一様に帯電させられる。帯電した感光ドラム１の表面は、露光装置３からの画像データに応じて強度変調させたレーザにより露光される。これにより、感光ドラム１上に静電像（静電潜像）が形成される。感光ドラム１上に形成された静電像は、現像装置４によってトナーＴを用いて現像（顕画像化）される。本実施例では、現像装置４は、現像剤として負極性の一成分現像剤（トナー）を用いる。また、本実施例では、現像装置４は、一様に帯電された後に露光されて電位の絶対値が低下した露光部にトナーを付着させる、所謂、反転現像を行う。
【００１９】
感光ドラム１上に形成されたトナー像は、感光ドラム１と転写ローラ５との接触部に形成された転写ニップ（転写挟持部）Ｐ２において、感光ドラム１と転写ローラ５とによって挟持搬送される記録材Ｐに転写される。このとき、転写ローラ５には、転写電圧印加手段としての転写電源３０から、現像時のトナーの帯電極性とは逆極性の直流電圧である転写電圧（転写バイアス）が印加される。記録材Ｐは、図示しない記録材供給部から、感光ドラム１上のトナー像と同期がとられて転写ニップＰ２まで搬送されてくる。
【００２０】
トナー像を転写された記録材Ｐは、定着手段としての定着装置９に送られる。詳しくは後述するように、定着装置９は、ヒータユニット１０、加圧ローラ１１及び記録材排出ローラ１３などを有して構成される。未定着のトナー像を担持した記録材Ｐは、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、その上にトナー像が加熱定着される。なお、本実施例では、記録材排出ローラ１３は、芯金の外周に弾性層を形成して構成されており、弾性層は導電性ゴムから成り、芯金は電気的に接地されている。
【００２１】
画像形成装置１００の動作は、画像形成装置１００の装置本体に設けられた制御手段としてのＣＰＵ１２が統括的に制御する。ＣＰＵ１２は、搬送モータ、レーザ、高圧、ヒータなどへの通電制御などを行う。
【００２２】
２．定着装置
図２は、本実施例の定着装置９の要部の断面図である。定着装置９は、加熱部材としてのヒータユニット１０と、弾性層を有するローラ状の加圧部材である加圧ローラ１１と、を有する。本実施例では、ヒータユニット１０は、交流電圧を給電することによって加熱機能を実現するものである。この定着装置９は、記録材Ｐを挟持すると共に、交流電圧が印加されることで記録材Ｐを加熱してトナー像を記録材Ｐに定着させる定着手段の一例である。
【００２３】
ヒータユニット１０は、加熱体としてのセラミックヒータ（単に「ヒータ」ともいう。）１０ａを有する。ヒータ１０ａは、アルミナ基板上に発熱体としての銀合金からなる抵抗発熱体を印刷し、その抵抗発熱体の表面にガラスコーティングを施して構成されている。また、ヒータ１０ａには、サーミスタ１０ａ１が設けられている。さらに、ヒータ１０ａには、図示しない電極などが設けられている。
【００２４】
また、ヒータユニット１０は、フィルムガイド兼ヒータホルダ１０ｂ、定着回転体としての定着フィルム１０ｃ、補強板金１０ｄなどを有する。フィルムガイド兼ヒータホルダ１０ｂは、液晶ポリマーなどの耐熱樹脂で形成されている。定着フィルム１０ｃは、次のような３層構成を有する。まず、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を有する。また、その表面に、フッ素樹脂に導電性カーボンを分散させた、体積抵抗率１×１０5Ω・ｃｍ以下、厚さ２〜１０μｍのプライマー層が形成されている。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、体積抵抗率１×１０7Ω・ｃｍ〜１×１０13Ω・ｃｍ、厚さ５〜２０μｍの離型層が形成されている。補強板金１０ｄは、ヒータユニット１０が加圧ローラ１１との圧接により不必要に変形しないようにするために設けられている。
【００２５】
一方、加圧ローラ１１は、芯金１１ａの外周に弾性層１１ｂを形成して構成されている。加圧ローラ１１は、ヒータユニット１０に対して付勢（押圧）されている。より詳細には、加圧ローラ１１は、定着フィルム１０ｄを介してヒータ１０ａに圧接されている。これにより、ヒータユニット１０と加圧ローラ１１との接触部に定着ニップ（定着挟持部）Ｐ１が形成されている。加圧ローラ１１は、図示しない駆動手段としての駆動モータにより回転駆動され、定着フィルム１０ｄは加圧ローラ１１の回転に従動して回転（周回移動）する。これにより、定着ニップＰ１において記録材Ｐを挟持して搬送する。
【００２６】
本実施例では、定着装置９は、ヒータ１０ａの抵抗発熱体に商用電源２０からの交流電圧が印加されることによって、定着ニップＰ１において記録材Ｐを加熱して、該記録材Ｐへのトナー像の加熱定着を行う。ヒータ１０ａの抵抗発熱体に対する電圧の印加タイミングや印加時間は、スイッチ素子２１をＣＰＵ１２によってＯＮ／ＯＦＦすることで制御する。
【００２７】
ここで、前述のように、ヒータ１０ａにおいて抵抗発熱体をコーティングしているガラス（ガラスコーティング）は、電気的にはコンデンサと見なされ、その容量は数百ｐＦ程度となる。本実施例では、一例として２５０ｐＦとしている。したがって、商用電源２０からの交流電圧は、抵抗発熱体からガラスコーティングを介して、ヒータユニット１０と加圧ローラ１１とが記録材Ｐを挟む定着ニップＰ１に伝達される。
【００２８】
本実施例では、定着ニップＰ１と転写ニップＰ２とに記録材Ｐが同時に挟持されることがある。
【００２９】
３．転写ニップへ伝達される交流電圧の低減
本実施例では、記録材Ｐの搬送方向において転写ニップＰの上流側には、記録材Ｐを案内するガイド部材として転写前ガイド７が設けられている（図１）。転写前ガイド７は、記録材Ｐに接触してその搬送軌跡を規制して、転写ニップＰ２へ記録材Ｐを案内する。転写前ガイド７は、定着ニップＰ１と転写ニップＰ２とに同時に挟持された記録材Ｐに、記録材Ｐの搬送方向において転写ニップＰ２の上流側で接触する導電部材の一例である。
【００３０】
特に、本実施例では、転写前ガイド７は、記録材Ｐが転写ニップＰ２に突入する際、記録材Ｐの突入角度を規制するために、転写ニップＰ２から記録材Ｐの搬送方向の上流側に５ｍｍ離れた位置に設けられている。本実施例では、転写前ガイド７は、導電材料として金属で形成されている。
【００３１】
そして、本実施例では、この転写前ガイド７は、容量素子であるコンデンサ１４の一方の端子に接続されている。コンデンサ１４の他方の端子は、接地電位（グランド）に接続されている。
【００３２】
ここで、記録材Ｐの抵抗値に関して説明する。例えば、記録材Ｐと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２×１０6Ω・ｃｍ程度まで低下することがある。この場合、厚さ０．１ｍｍのＡ４サイズの記録材Ｐ（長さ２９７ｍｍ×幅２１０ｍｍ）に換算すると、抵抗値はおよそ３００ＭΩとなる。本実施例では、定着ニップＰ１と転写ニップＰ２との間の距離Ｌ１は１２０ｍｍである。そのため、この間の記録材Ｐ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。
【００３３】
図３は、商用電源２０とコンデンサ１４の接地電位までの間に存在している記録材Ｐ及び各素子の多湿環境下における各抵抗値を示している。
【００３４】
図３のＰ０〜Ｐ３は、図１に図示されたＰ０〜Ｐ３と対応している。Ｐ０は、ヒータ１０ａへの商用電源２０の入力部を示している。Ｐ１は、定着ニップを示している。Ｐ２は、転写ニップを示している。Ｐ３は、転写前ガイド７と記録材Ｐが接する領域のうち記録材Ｐの搬送方向における最も転写ニップＰ２寄りの点（最下流点）を示している。
【００３５】
また、図３のＣ１は、ヒータ１０ａのガラスコーティングによって形成されるコンデンサの容量を示している。本実施例ではおよそ２００ｐＦ〜４００ｐＦであり、一例として２５０ｐＦを記載している。この容量は、より詳細には、定着装置９に交流電圧を印加する交流電圧源（商用電源）２０から定着ニップＰ１までの結合容量に相当する。
【００３６】
また、図３のＲｐ１及びＲｐ２は、記録材Ｐの抵抗値を示している。Ｒｐ１は、定着ニップＰ１と転写ニップＰ２との間に存在する部分の記録材Ｐの抵抗値に相当し、吸湿下において１２０ＭΩとする。Ｒｐ２は、転写ニップＰ２と転写前ガイド７の位置Ｐ３との間に存在する部分の記録材Ｐの抵抗値に相当する。Ｐ１とＰ２の間の長さＬ１が１２０ｍｍであるのに対して、Ｐ２とＰ３間の長さＬ２は５ｍｍであるため、Ｒｐ２は５ＭΩとなる。
【００３７】
次に、図３を参照してコンデンサ１４の効果及び好ましい条件について説明する。
【００３８】
商用電源２０からヒータ１０ａ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Ｐ２に到達する。Ｐ２の位置における交流電圧の振幅は、Ｃ１とＲｐ１の合成インピーダンス（複素インピーダンス）Ｚ１と、Ｒｐ２とＣ２の合成インピーダンスＺ２と、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、それぞれ式１、式２のように決定される。
【００３９】
【数１】
2015099207.tif 000003
【００４０】
ここで、ｆは商用電源周波数（計算例として５０Ｈｚを使用）、ｊは複素数を表しｊ2＝−１となる。合成インピーダンスＺ１、Ｚ２の絶対値｜Ｚ１｜、｜Ｚ２｜は、それぞれ式３、式４のように決定される。
【００４１】
【数２】
2015099207.tif 000004
【００４２】
コンデンサ１４の容量Ｃ２が１００００ｐＦである場合、前述のＲｐ１、Ｒｐ２及びＣ１の値を用いて、｜Ｚ１｜＝１２１ＭΩ、｜Ｚ２｜＝５．０１ＭΩと計算される。したがって、転写ニップ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５．０１／１２１≒０．０４となり、商用電源２０のＡＣ電圧の４％に減衰することがわかる。交流電圧が２３０ＶACとすると、転写ニップＰ２での変動電圧は約９Ｖ（最大値では約１３Ｖ＝２３０×√２×０．０４）になる。本実施例では、転写電源３０の出力電圧は、低い時で３００ＶDC程度であり、これに約９Ｖ（最大値では約１３Ｖ）の変動が加わっても、転写電圧の変動は画像に影響しない程度であり、濃度ムラなどの画像不良は発生しない。
【００４３】
これに対し、コンデンサ１４の容量Ｃ２が、ヒータ１０ａのガラスコーティングによって形成されるコンデンサの容量Ｃ１よりも著しく小さい場合について考える。仮に、Ｃ２＝５０ｐＦ程度だとすると、変動電圧が約１２０Ｖ（最大値では約１７０Ｖ）となるため、上記転写電源３０の出力電圧３００ＶDCに対する影響が大きく、濃度ムラなどの画像不良が発生してしまうことがある。したがって、濃度ムラなどの画像不良をより良好に抑制するためには、転写前ガイド７と接地電位との間に挿入するコンデンサ１４の容量Ｃ２は、ヒータ１０ａのガラスコーティングによって形成されるコンデンサの容量Ｃ１よりも十分に大きくする必要がある。
【００４４】
本実施例では、商用電源２０からの交流電圧の振幅が、Ｐ０に対してＰ２で７％以下に低減した場合に、商用電源２０から転写ニップＰ２に伝達される交流電圧成分による転写電圧の変動に起因する濃度ムラなどの画像不良を十分に抑制することができた。つまり、Ｐ０に対するＰ２での商用電源２０からの交流電圧の振幅の低減率は７％以下であることが好ましい。この低減率は、可及的に小さくてよく、ゼロ（％）であってもよい。
【００４５】
ここで、紙などの記録材Ｐの抵抗値Ｒｐ１及びＲｐ２は、記録材Ｐの種類、吸湿状態などに依存して変化する。したがって、Ｒｐ１及びＲｐ２に依存せずに、Ｐ０に対するＰ２での商用電源２０からの交流電圧の振幅の低減率を７％以下に抑えるためには、次のような構成とすることが好ましい。
【００４６】
まず、定着ニップＰ１と転写ニップＰ２との間の距離Ｌ１に対して、転写ニップＰ２と転写前ガイド７の位置Ｐ３との距離Ｌ２は、式５を満たすように設定する。
【００４７】
【数３】
2015099207.tif 000005
【００４８】
これにより、記録材Ｐの種類、吸湿状態などに依存せず、式６が成立する。
【００４９】
【数４】
2015099207.tif 000006
【００５０】
式６の両辺を２乗すると、式７が導出される。
【００５１】
【数５】
2015099207.tif 000007
【００５２】
一方、コンデンサＣ２の容量は、ヒータ１０ａのガラスコーティングの容量Ｃ１に対して、式８を満たすように設定する。
【００５３】
【数６】
2015099207.tif 000008
【００５４】
ｆを商用電源の周波数として、式８を変形して両辺を２乗すると、式９が得られる。
【００５５】
【数７】
2015099207.tif 000009
【００５６】
そして、式７と式９の両辺を足して、各々の平方根をとると、式１０が導出される。
【００５７】
【数８】
2015099207.tif 000010
【００５８】
式１０より、｜Ｚ２｜≦｜Ｚ１｜×０．０７の関係が成立するため、記録材Ｐの種類、吸湿状態などに依存せず、Ｐ０に対するＰ２での商用電源２０からの交流電圧の振幅の低減率が７％以下となる。したがって、記録材Ｐの種類、吸湿状態などに依存せず、商用電源２０から転写ニップＰ２に伝達される交流電圧成分による転写電圧の変動に起因する濃度ムラなどの画像不良を十分に抑制することができる。
【００５９】
なお、上記の説明から明らかなように、本実施例では、定着ニップＰ１と転写ニップＰ２との間の距離Ｌ１よりも、転写ニップＰ２と転写前ガイド７の位置Ｐ３との間の距離Ｌ２の方を短く設定する必要がある。上記の説明から明らかなように、転写ニップＰ２と転写前ガイド７の位置Ｐ３との間の距離は、定着ニップＰ１と転写ニップＰ２との間の距離の７％以下であることが好ましい。ただし、転写前ガイド７の機能上、通常、転写ニップＰ２と転写前ガイド７の位置Ｐ３との間の距離は、ゼロ（ｍｍ）よりも大きい。
【００６０】
ここで、特許文献１に記載の方法では、落雷などにより商用電源に発生するコモンモードサージにより、ヒータのガラスコーティングが破壊されるのを防止するために、定着ニップと接地電位との間に挿入するコンデンサと直列に抵抗を挿入していた。この抵抗は、落雷によるコモンモードサージに対する耐性を有する必要があるため、高価になり易い。これに対して、本実施例では、コンデンサ１４は記録材Ｐを介してヒータ１０ａに間接的に接続される。そのため、特許文献１に記載の方法のように抵抗を追加しなくても、落雷などによってヒータ１０ａのガラスコーティングに過大な電圧が印加されることはなく、その破壊を回避することができる。
【００６１】
以上、本実施例によれば、定着装置９の発熱体に商用電源２０の交流電圧を印加する系において、転写ニップＰ２へ記録材Ｐを導く転写前ガイド７と接地電位との間にコンデンサ１４を挿入する構成とする。これによって、商用電源２０から転写ニップＰ２に伝達される交流電圧成分による転写電圧への外乱を抑制することが可能となる。そのため、例えば多湿環境下で放置され吸湿した記録材Ｐなどの低インピーダンスの記録材Ｐを用いる場合でも、濃度ムラなどの画像不良を十分に抑制することが可能となる。したがって、定着装置９の保護のために抵抗を追加する必要なく、より簡易で安価な構成で効果的に交流電圧成分による転写電圧の変動に起因する濃度ムラなどの画像不良を抑制することができる。
【００６２】
実施例２
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は、実施例１のものと同じである。したがって、実施例１の画像形成装置のものと同一又はそれに相当する構成、機能を有する要素には同一符号を付して詳しい説明は省略する。
【００６３】
実施例１では、転写前ガイド７と接地電位との間にコンデンサ１４を挿入した。これに対して、本実施例では、定着ニップＰ１と転写ニップＰ２との間に配置される搬送ガイドと接地電位との間にコンデンサを挿入する。
【００６４】
図４は、本実施例の画像形成装置１００の模式的な断面図である。本実施例では、記録材Ｐの搬送方向において、転写ニップＰ２の下流側、かつ、定着ニップＰ１の上流側に、記録材Ｐを案内するガイド部材として搬送ガイド８が設けられている。搬送ガイド８は、転写ニップＰ２から定着ニップＰ１へ記録材Ｐを搬送する際のガイドの役割を果たす。搬送ガイド８は、記録材Ｐに接触してその搬送軌跡を規制して、定着ニップＰ１へ記録材Ｐを案内する。搬送ガイド８は、定着ニップＰ１と転写ニップＰ２とに同時に挟持された記録材Ｐに、記録材Ｐの搬送方向において転写ニップＰ２の下流側で接触する導電部材の一例である。本実施例では、搬送ガイドは、導電材料として金属で形成されている。
【００６５】
そして、本実施例では、この搬送ガイド８は、容量素子であるコンデンサ１５の一方の端子に接続されている。コンデンサ１５の他方の端子は、接地電位（グランド）に接続されている。
【００６６】
なお、このコンデンサ１５の容量をＣ３とする。また、搬送ガイド１５と記録材Ｐとが接する領域のうち記録材Ｐの搬送方向における最も定着ニップＰ１寄りの点（最下流点）をＰ４とする。また、定着ニップＰ１とＰ４との間に存在する部分の記録材Ｐの抵抗値をＲｐ３とする。本実施例では、定着ニップＰ１とＰ４との間の距離Ｌ３は４０ｍｍである。そのため、例えば実施例１の場合と同様の記録材Ｐを用いる場合を考えると、Ｒｐ３は多湿下において４０ＭΩ程度となる。
【００６７】
次に、図５を参照してコンデンサ１５の効果及び好ましい条件について説明する。図５は、商用電源２０とコンデンサ１５の接地電位までの間に存在している記録材Ｐ及び各素子の多湿環境下における各抵抗値を示している。
【００６８】
商用電源２０からヒータ１０ａのガラスコーティングを介して伝達された交流電圧は、搬送ガイド１５上の記録材Ｐを通過して、転写ニップＰ２に到達する。Ｐ４の位置における交流電圧の振幅は、Ｃ１とＲｐ３の合成インピーダンス（複素インピーダンス）Ｚ３と、Ｃ３の合成インピーダンスＺ４と、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、それぞれ式１１、式１２のように決定される。
【００６９】
【数９】
2015099207.tif 000011
【００７０】
ここで、ｆは商用電源周波数（計算例として５０Ｈｚを使用）、ｊは複素数を表しｊ2＝−１となる。合成インピーダンスＺ３、Ｚ４の絶対値｜Ｚ３｜、｜Ｚ４｜は、それぞれ式１３、式１４のように決定される。
【００７１】
【数１０】
2015099207.tif 000012
【００７２】
コンデンサ１５の容量Ｃ３が１００００ｐＦである場合、前述のＲｐ３及びＣ１の値を用いて、｜Ｚ３｜＝４２ＭΩ、｜Ｚ４｜＝０．３ＭΩと計算される。したがって、Ｐ４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０．３／４２≒０．００８となり、商用電源２０のＡＣ電圧の０．８％に減衰することがわかる。
【００７３】
このように、本実施例では、商用電源２０からの交流電圧の振幅はＰ４においてＰ０に対して０．８％に減衰している。そのため、商用電源２０からみてＰ４よりも下流側（記録材Ｐの搬送方向において上流側）にあるＰ２では、Ｐ０に対する商用電源２０からの交流電圧の振幅の低減率は０．８％以下となる。したがって、商用電源２０から転写ニップＰ２に伝達される交流電圧成分による転写電圧の変動に起因する濃度ムラなどの画像不良を抑制することができる。
【００７４】
実施例１と同様、本実施例では、商用電源２０からの交流電圧の振幅が、Ｐ０に対してＰ２で７％以下に低減した場合に、商用電源２０から転写ニップＰ２に伝達される交流電圧成分による転写電圧の変動に起因する濃度ムラなどを十分に抑制することができた。つまり、Ｐ０に対するＰ２での商用電源２０からの交流電圧の振幅の低減率は７％以下であることが好ましい。
【００７５】
ここで、紙などの記録材Ｐの抵抗値Ｒｐ３は、記録材Ｐの種類、吸湿状態などに依存して変化する。したがって、Ｒｐ３に依存せずに、Ｐ０に対するＰ２での商用電源２０からの交流電圧の振幅の低減率を少なくとも７％以下に抑えるべく、Ｐ４での低減率を７％以下に抑えるためには、次のような構成とすることが好ましい。
【００７６】
すなわち、コンデンサＣ３の容量は、ヒータ１０ａの容量Ｃ１に対して、式１５を満たすように設定する。
【００７７】
【数１１】
2015099207.tif 000013
【００７８】
ｆを商用電源の周波数として、式１５を変形して両辺を２乗すると、式１６が得られる。
【００７９】
【数１２】
2015099207.tif 000014
【００８０】
式１６の右辺だけに（０．０７×Ｒｐ３）の２乗を足しても不等式が成立するので、数１７が得られる。
【００８１】
【数１３】
2015099207.tif 000015
【００８２】
そして、式１７の両辺の平方根をとると、式１８が導出される。
【００８３】
【数１４】
2015099207.tif 000016
【００８４】
式１８より、｜Ｚ４｜≦｜Ｚ３｜×０．０７の関係が成立するため、記録材Ｐの種類、吸湿状態などに依存せず、Ｐ０に対するＰ４及びＰ２での商用電源２０からの交流電圧の振幅の低減率が７％以下となる。したがって、記録材Ｐの種類、吸湿状態などに依存せず、商用電源２０から転写ニップＰ２上に伝達される交流電圧成分による転写電圧の変動に起因する濃度ムラなどの画像不良を十分に抑制することができる。
【００８５】
本実施例においても、実施例１と同様に、コンデンサ１５は、記録材Ｐを介してヒータ１０ａに間接的に接続される。そのため、特許文献１に記載の方法のように抵抗を追加しなくても、落雷などによってヒータ１０ａのガラスコーティングに過大な電圧が印加されることはなく、その破壊を回避することができる。
【００８６】
以上、本実施例によれば、定着装置９の発熱体に商用電源２０の交流電圧を印加する系において、ヒータユニット１０と転写ニップＰ２との間に設けられた搬送ガイド８と接地電位との間にコンデンサ１４を挿入する構成とする。これによって、商用電源２０から転写ニップＰ２に伝達される交流電圧成分による転写電圧への外乱を抑制することが可能となる。そのため、例えば多湿環境下で放置され吸湿した記録材Ｐなどの低インピーダンスの記録材Ｐを用いる場合でも、濃度ムラなどの画像不良を十分に抑制することが可能となる。したがって、定着装置９の保護のために抵抗を追加する必要なく、より簡易で安価な構成で効果的に交流電圧成分による転写電圧の変動に起因する濃度ムラなどの画像不良を抑制することができる。
【００８７】
また、本実施例と実施例１とを比較すると、同じ容量１００００ｐＦのコンデンサを使用した場合、転写ニップＰ２に伝達される商用電源２０からの交流電圧の振幅をより大きく低減することができる。すなわち、同じ容量のコンデンサを使用した場合、本実施例の方が実施例１よりもＰ０に対するＰ２での商用電源２０からの交流電圧の振幅の低減率が低い。このように、本実施例によれば、実施例１よりも、濃度ムラなどの画像不良を抑制する効果が大きい。そのため、本実施例の構成で使用するコンデンサ１５としては、実施例1におけるコンデンサ１４よりも容量の小さいコンデンサを使用できる。したがって、さらなる低コスト化が実現できる。
【００８８】
その他
以上、本発明を具体的な実施例に即して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。
【００８９】
例えば、上述の実施例では、転写前ガイド又は搬送ガイドと接地電位との間にコンデンサを挿入した。記録材を案内する機能を有する導電部材と接地電位との間にコンデンサを挿入することで、別途導電部材を設けることなく、簡易で安価な構成を実現し易い。ただし、本発明の効果を得るために、当該コンデンサが接続される導電部材が記録材を案内する機能を有していることは必須ではない。上述の実施例における転写前ガイド又は搬送ガイドに加えて又は代えて、記録材の搬送軌跡を規制するガイド部材としての機能を有していない導電部材を設けてもよい。
【００９０】
また、上述の実施例では、定着ニップから、像担持体としての感光体と転写部材とで形成される転写ニップに伝達される交流電圧の影響を抑制する場合について説明した。しかし、本発明は、これに限定されるものではなく、定着ニップから、像担持体としての中間転写体と転写部材とで形成される転写ニップに伝達される交流電圧の影響を抑制するためにも等しく適用することができる。つまり、第１の像担持体としての感光体に形成されたトナー像を、無端状のベルトなどとされる第２の像担持体としての中間転写体に転写（一次転写）した後に、該中間転写体から記録材にトナー像を転写（二次転写）する中間転写方式の画像形成装置がある。二次転写は、中間転写体に接触して転写ニップ（二次転写ニップ）を形成する二次転写部材に二次転写電圧が印加されることで行われる。この場合、定着装置の発熱体に印加される交流電圧が二次転写ニップにおける二次転写電圧に影響して、濃度ムラなどの画像不良が発生することが懸念される。したがって、導電部材の配置とコンデンサの挿入に関し、上述の実施例における転写ニップを二次転写ニップと読み替えて、実質的に上述の実施例と同じ構成を適用することで、そのような画像不良を抑制することができる。
【００９１】
また、転写手段は、ローラ状の転写部材に限定されるものではなく、ブラシ状やブレード状などの任意の態様の転写部材であってよい。
【符号の説明】
【００９２】
１          感光ドラム
５          転写ローラ
７          転写前ガイド
８          搬送ガイド
９          定着装置
１０        ヒータユニット
１１        加圧ローラ
Ｐ０        ヒータへの交流電圧の入力部
Ｐ１        定着ニップ
Ｐ２        転写ニップ
Ｐ３        転写前ガイドの最下流点
Ｐ４        搬送ガイドの最下流点
【図１】
2015099207.tif 000017
【図２】
2015099207.tif 000018
【図３】
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【図４】
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【図５】
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