(57)【要約】【課題】高速かつ連続のプリントにおいても、欠陥のない信頼性ある定着装置および該定着装置を備える画像形成装置を提供する。【解決手段】下記の式（１）を満たす抵抗値（ＲＨＲ）をもつ第１の表面層を有すると共に熱源を内臓する加熱部材と、下記の式（２）を満たす抵抗値（ＲＰＲ）をもつ第２の表面層を有すると共に当該加熱部材に対して圧接される加圧部材と、を備え、前記第１の表面層と前記第２の表面層との圧接部を通過することで未定着トナー画像を記録材上に定着させる定着装置であって、前記第１の表面層に接触配置され、該第１の表面層の電位を均一にする除電手段をさらに備え、前記第１の表面層と前記第２の表面層との圧接部において、少なくとも前記記録材が通過しない領域が継続的に接触して両表面層を同電位にすることを特徴とする定着装置。式（１）  １０１５Ω≦  ＲＨＲ  ≦１０１８Ω式（２）  １０４Ω≦  ＲＰＲ  ≦１０９Ω【選択図】      図１
2004361558.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記の式（１）を満たす抵抗値（ＲＨＲ）をもつ第１の表面層を有すると共に熱源を内臓する加熱部材と、下記の式（２）を満たす抵抗値（ＲＰＲ）をもつ第２の表面層を有すると共に当該加熱部材に対して圧接される加圧部材と、を備え、前記第１の表面層と前記第２の表面層との圧接部を通過することで未定着トナー画像を記録材上に定着させる定着装置であって、
前記第１の表面層に接触配置され、該第１の表面層の電位を均一にする除電手段をさらに備え、
前記第１の表面層と前記第２の表面層との圧接部において、少なくとも前記記録材が通過しない領域が継続的に接触して両表面層を同電位にすることを特徴とする定着装置。
式（１）  １０１５Ω≦  ＲＨＲ  ≦１０１８Ω
式（２）  １０４Ω≦  ＲＰＲ  ≦１０９Ω
【請求項２】
前記未定着トナー画像が球形状トナーからなり、該球形状トナーの下記式（３）で表される形状指数（ＳＦ）が、１３５以下であることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
式（３）  ＳＦ＝（２πＬ２／４Ａ）×１００
〔式（３）において、Ｌは、球形状トナー粒子投影像の最大長さ（μｍ）を表し、Ａは、該球形状トナー粒子投影像の面積（μｍ２）を表す。〕
【請求項３】
前記球形状トナーの体積平均粒径が、２μｍ〜９μｍの範囲内であることを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記記録材が、前記第１の表面層と前記第２の表面層との圧接部を通過する際の搬送速度が、３５０ｍｍ／ｓ以上７００ｍｍ／ｓ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載の定着装置。
【請求項５】
前記除電手段が、導電性のブラシであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載の定着装置。
【請求項６】
前記除電手段が、導電性のブレードであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載の定着装置。
【請求項７】
前記除電手段が、導電性のロールであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載の定着装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１に記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やプリンタ等の画像形成装置において使用される定着装置および該定着装置を備える画像形成装置に関し、特に、静電オフセットを防止する定着装置および該定着装置を備える画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式を利用した画像形成装置では、ドラムまたはベルト形状の有機感光体等からなる像担持体の表面に、公知の電子写真プロセスにより静電潜像を形成した後、その静電潜像をトナーを用いて現像してトナー像とし、次いで、このトナー像を直接または中間転写体を介して記録用紙（記録材）に静電的に転写した後、加熱等によりトナーを該記録用紙表面に融着させることにより画像形成が行われている。
【０００３】
このトナーとしては、主成分である樹脂中に着色剤や帯電制御剤等を必要に応じて分散させて粒子形状にした乾式トナーが主に使用されている。かかる乾式トナーは、一成分現像剤または二成分現像剤という仕様形態にかかわらず、そのほとんどが、主成分である樹脂中に着色剤等を混練して均一に分散させてから機械的に粉砕した後、所望の粒子径および粒度分布が得られるように分級する、いわゆる機械粉砕法にて製造されている。
【０００４】
ところで、このような画像形成装置においては、近年の高画質化の要求から、トナーの小粒子径化が図られており、このようなトナーの粒度分布は狭いことが必要とされている。この粒度分布が広い場合には、相対的に粒子径の小さなトナーおよび粒子径の大きなトナーの割合が増加し、次のような不具合の発生を招く場合がある。即ち、粒子径の小さいトナーが多い場合には、このトナーが現像器から飛散しやすくなるため画像形成装置内の汚染等を発生させたり、また、二成分現像剤では前記トナーがキャリアへ付着しやすくなるためトナーの帯電性を低下させてしまう。一方、粒子径の大きいトナーが多い場合には、画質の低下を招きやすくなる等の不具合が発生する。
【０００５】
しかし、このような粒度分布の狭い小粒径のトナーを上記した機械粉砕法により製造する場合には、生産能力や収率が大幅に低下し、コストが高くなってしまう。このため、かかるトナーを製造する方法として重合法あるいは溶解法等の湿式法が提案されている。
【０００６】
重合法は、モノマー材料に着色剤等を混合した状態で重合反応させて造粒させることによりトナー粒子を得るものであり、その反応時間等を調整することにより粒径をコントロールすることが可能であることから、原理上、粒度分布を非常に狭くすることが可能であるとされている。
また、溶解法は、結着樹脂と着色剤等とを有機溶剤中に溶解または分散させて油相を調製し、該油相成分を水相中で懸濁造粒することによりトナー粒子を得る製法であり、小粒径化や粒度分布の制御が可能である。
【０００７】
これら重合法あるいは溶解法のような湿式法により得られるトナーは、その粒子形状がほぼ球形である点が特徴があるのに対し、上記した機械粉砕法により得られるトナーの粒子形状は一般に不定形である。このため、機械粉砕法により得られる不定形状のトナーと比較して、湿式法により得られるほぼ球形状のトナーは、小粒径かつ球形状であるために、該トナーと像担持体表面との接触面積が小さいために、前記トナーの像担持体表面や中間転写体に対する付着力が小さくなり、転写効率が非常によくなるというメリットがあることが知られている。このような良好な転写効率は、画像を形成するために利用されることなく廃棄されるトナーが少なくなるため、従来のトナーと比較すると、トナーの使用量が節約でき、経済的で環境にも優しい。
さらに湿式法により得られるトナーは、粉砕法では製造が不可能であったガラス転移温度の低いモノマーを材料として使用できる点と、トナー内部に内包するワックスの分散状態やワックスの量をコントロールできる点で定着温度を粉砕法により得られるトナーよりも低い温度に設定することが可能となり、従来トナーと比較すると、定着装置における消費電力量を抑えることができ、経済的で環境にも優しい。
【０００８】
しかしながら、この湿式法によるトナーは、その粒子形状がほぼ球形であるため、次のようなデメリットがあることが知られている。すなわち、湿式法により得られるほぼ球形状であるトナーは、小粒径かつ球形状であるために、接触面積が小さく付着力が小さくなり、静電オフセットが発生しやすくなる。ここで、静電オフセットとは、定着部材の表面層の帯電極性がトナーと逆極性の場合に発生するトラブルであり、記録用紙を走行させてトナー像を定着させる工程を継続するほど、帯電極性の違いによるオフセット量が増加して用紙上の残像として現われたり、表面層の離型性の寿命が低下したり、定着装置の寿命が低下するという不具合が知られている。
【０００９】
このため、静電オフセットを防止するため、従来から、定着部材へバイアス電圧を印加する方法や、定着前の記録用紙の帯電量を転写部において制御する方法が知られている。
しかしながら、定着部材へバイアス電圧を印加するためにはバイアス用の電源を別に設ける必要がありコスト高になるという問題がある。また、記録用紙の帯電量を制御する場合には、転写特性だけを考慮した場合の最適な帯電量から外れてくるため、転写により記録紙上に形成される画像濃度のラチチュードが狭くなるという不都合がある。
また、加圧定着部材を導電性にし、表面を帯電し難くする方法もあるが、この場合にも、離型性等の問題から完全に摩擦帯電を防止することは困難であり、記録用紙が加熱定着部材と加圧定着部材の間を通過するときに部分的に発生した帯電により加熱定着部材と加圧定着部材との間に電位差が生じ、特に、付着力の弱い球形トナーでは静電オフセットが生じる場合があった。
【００１０】
また、特許文献１には、導電性のシリコーンゴムと芯金とから構成され、この導電性のシリコーンゴムを芯金に電気的に接続してなる加圧定着部材が開示されている。同公報に記載の定着装置においては、加熱定着部材の芯金と加圧定着部材の芯金は、それぞれ接地されているが、加圧定着部材の最外周にある導電性チューブは、加圧定着部材の側面に形成された導電性シリコーンゴム層を介して芯金に接続されているので、加圧定着部材の導電性チューブと加熱定着部材の芯金との間には、ある程度の電気抵抗が存在することになり、加圧定着部材の表面と加熱定着部材の表面を確実に同電位にすることは困難である。さらに、記録用紙の搬送間隔を短くし、数百枚ものプリントを連続にかつ高速におこなった場合には、加熱定着部材の最外周の層と加圧定着部材の最外周の層との電気的接続をする時間が通紙部では短くなってしまい、定着部材の表面に電荷がたまり同電位にすることは困難になり、特に、付着力の弱い球形トナーを使用時には、高速適正および連続プリント適正の点で欠点があるという問題がある。
【００１１】
また、特許文献２には、加圧ロールと定着ロールとが共に導電性物質を含有した半導電性被覆を表面に備えており、この両ロールの非通紙部の良導電性芯金が露出している部分でアースされた除電ブラシが接触している構成の定着装置が開示されている。しかしながら、定着ロールに導電性の物質を含有することにより、加熱溶融されたトナーの剥離性能が劣りオフセットが発生する懸念があり、また、ロール表面を同電位にする手段が非通紙部の芯金でアースをとる方法であると、高速かつ連続にプリントを行った際に、特に、抵抗が高い定着ロールにおいて用紙通過時の摩擦帯電による電位表面を十分に逃がすことができず静電オフセットが発生せする懸念がある。
【００１２】
【特許文献１】
特開平４−１９６８７号公報
【特許文献２】
特開２００２−１６２８５７号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点を解決することを課題とする。即ち、高速かつ連続のプリントにおいても、簡単な構成で加圧部材の表面と加熱部材の表面を確実に同電位にすることができ、欠陥のない信頼性ある定着装置および該定着装置を備える画像形成装置を提供することを課題とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題は以下の本発明により達成される。即ち、本発明は、
＜１＞  下記の式（１）を満たす抵抗値（ＲＨＲ）をもつ第１の表面層を有すると共に熱源を内臓する加熱部材と、下記の式（２）を満たす抵抗値（ＲＰＲ）をもつ第２の表面層を有すると共に当該加熱部材に対して圧接される加圧部材と、を備え、前記第１の表面層と前記第２の表面層との圧接部を通過することで未定着トナー画像を記録材上に定着させる定着装置であって、
前記第１の表面層に接触配置され、該第１の表面層の電位を均一にする除電手段をさらに備え、
前記第１の表面層と前記第２の表面層との圧接部において、少なくとも前記記録材が通過しない領域が継続的に接触して両表面層を同電位にすることを特徴とする定着装置である。
式（１）  １０１５Ω≦  ＲＨＲ  ≦１０１８Ω
式（２）  １０４Ω≦  ＲＰＲ  ≦１０９Ω
【００１５】
＜２＞  前記未定着トナー画像が球形状トナーからなり、該球形状トナーの下記式（３）で表される形状指数（ＳＦ）が、１３５以下であることを特徴とする＜１＞に記載の定着装置である。
式（３）  ＳＦ＝（２πＬ２／４Ａ）×１００
〔式（３）において、Ｌは、球形状トナー粒子投影像の最大長さ（μｍ）を表し、Ａは、該球形状トナー粒子投影像の面積（μｍ２）を表す。〕
【００１６】
＜３＞  前記球形状トナーの体積平均粒径が、２μｍ〜９μｍの範囲内であることを特徴とする＜１＞に記載の定着装置である。
【００１７】
＜４＞  前記記録材が、前記第１の表面層と前記第２の表面層との圧接部を通過する際の搬送速度が、３５０ｍｍ／ｓ以上７００ｍｍ／ｓ以下であることを特徴とする＜１＞〜＜３＞のいずれか１に記載の定着装置である。
【００１８】
＜５＞  前記除電手段が、導電性のブラシであることを特徴とする＜１＞〜＜４＞のいずれか１に記載の定着装置である。
【００１９】
＜６＞  前記除電手段が、導電性のブレードであることを特徴とする＜１＞〜＜４＞のいずれか１に記載の定着装置である。
【００２０】
＜７＞  前記除電手段が、導電性のロールであることを特徴とする＜１＞〜＜４＞のいずれか１に記載の定着装置。
【００２１】
＜８＞  ＜１＞〜＜７＞のいずれか１に記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の定着装置および該定着装置を備える画像形成装置について説明する。
【００２３】
＜定着装置＞
本発明の定着装置は、下記の式（１）を満たす抵抗値（ＲＨＲ）をもつ第１の表面層を有すると共に熱源を内臓する加熱部材と、下記の式（２）を満たす抵抗値（ＲＰＲ）をもつ第２の表面層を有すると共に当該加熱部材に対して圧接される加圧部材と、を備え、前記第１の表面層と前記第２の表面層との圧接部を通過することで未定着トナー画像を記録材上に定着させる定着装置であって、
前記第１の表面層に接触し、該第１の表面層の電位を均一にする除電手段をさらに備え、
前記第１の表面層と前記第２の表面層との圧接部において、少なくとも前記記録材が通過しない領域が継続的に接触して両表面層を同電位にすることを特徴とする。
式（１）  １０１５Ω≦  ＲＨＲ  ≦１０１８Ω
式（２）  １０４Ω≦  ＲＰＲ  ≦１０９Ω
【００２４】
本発明の定着装置によれば、加熱部材の第１の表面層の抵抗値（ＲＨＲ）を大きくして絶縁性にすることで、第１の表面層には電荷が蓄積し、帯電するようになっており、一方、加圧部材の第２の表面層の抵抗値（ＲＰＲ）を小さくして導電性にすることで、表面層に電荷が蓄積されないようなっている。このような２つの導電性のことなる第１の表面層と第２の表面層とが圧接していることにより、通常、加熱部材の第１の表面層に蓄積した電荷は、加圧部材の第２の表面層の方に流れる経路が確保されることになり、結果的に２つの表面層は同電位となる。
また、第１の表面層と第２の表面層との圧接部において、記録材が通過する領域（通紙部）では、記録材によりこの電荷の移動が妨げられ、両表面層の電位を等しくすることができない状態となるが、本発明の定着装置では、加熱部材の第１の表面層に、表面の電位を均一にするための除電手段が接触しているため、加熱部材の第１の表面層と、加圧部材の第２の表面層とは、その表面の電位を常に等しくすることができる。したがって、静電オフセットが効果的に抑制でき、結果的に、高速かつ連続的に出力を行っても、オフセットの発生に伴う画像欠陥や定着装置の故障などの弊害を防止することができ、信頼性の高い画像定着を可能とする。さらに、加熱部材の第１の表面層は、除電手段によりその表面の電位を均一な状態にすることができるため、記録材上の未定着トナー画像を乱すことなく、定着させることができる。
これらのことにより、本発明の定着装置によれば、高速かつ連続的に出力（印刷）を行っても、オフセットの発生に伴う画像欠陥や定着装置の故障などの弊害を防止することができる。
【００２５】
なお、第１の表面層の抵抗値（ＲＨＲ）が、上記式（１）の範囲を外れた１０１５Ωより小さい場合、材料の特性上、導電性物質を含有させ抵抗値を下げるが、この導電性物質の添加に伴い加熱溶融されたトナーの剥離性能が劣化してしまい、定着性能と両立しなくなる。また、抵抗値（ＲＨＲ）が１０１８Ωより大きな場合、そのような抵抗値を有すると共に、剥離性能が優れた絶縁性の材料の選択が困難となる。
また、第２の表面層の抵抗値（ＲＰＲ）が、上記式（２）の範囲を外れた１０４Ωより小さい場合、含水し電気を通し易くなった用紙を走行時に、転写部の電流が逃げ易くトナーの飛び散りが発生する恐れが出てくることになり、一方、１０９Ωより大きな場合には、用紙走行時の摩擦によりロールの帯電が多くなり、本来の目的である表面の電荷を逃がす働きが十分に発揮されなくなる懸念がある。
【００２６】
本発明の定着装置において、未定着トナー画像は球形状トナーからなることが好ましい。かかる球形状トナーを用いて本発明の定着装置により画像が定着されると、球形形状で接触面積が少ないことによるメリットである転写部での高転写効率および高画質を、定着部にて乱すことなくかつ長期にわたり信頼性のある定着装置を提供できるという好ましい効果が得られる。
【００２７】
以下、本発明における、「球形状トナー」について説明する。
即ち、「球形状トナー」とは、本発明においては、完全な真球および真球に近い形状を有するものの両方を意味する。なお、「球形状」が意味する定量性については後述する。また、前記球形状トナーは、通常は重合法あるいは溶解法等の湿式法により製造されるものであるが、ほぼ球形状のトナーが得られるのであれば、その製造方法は特に限定されず、例えば、機械粉砕法等の他の製法により製造されるものであってもよい。
【００２８】
本発明に用いられる球形状トナーの、「球形状」の程度は下記式（３）で表される形状指数（ＳＦ）によって定量的に表現され、この値が、１００である場合は真球を意味し、１００に近いほど、その形状が真球に近いことを意味する。本発明において、この形状指数（ＳＦ）は、１３５以下であることが好ましく、１２５以下がより好ましい。
式（３）  ＳＦ＝（２πＬ２／４Ａ）×１００
〔式（３）において、Ｌは、球形状トナー粒子投影像の最大長さ（μｍ）を表し、Ａは、該球形状トナー粒子投影像の面積（μｍ２）を表す。〕
【００２９】
形状指数（ＳＦ）が、１３５を超える場合は、球形状トナーの像担持体表面に対する接触面積が大きくなるために、この球形状トナーの像担持体表面に対する付着力が大きくなり、転写効率が低下する場合がある。従って、このような場合には、画像を形成するために利用されることなく廃棄されるトナーが増加し、経済的にも、環境上も好ましくない。
【００３０】
なお、形状係数（ＳＦ）は、上記の画像解析装置（株式会社ネクサス製：ＮＥＸＵＳ）を用いて、重合法等により得られた球形状トナー粒子１００個の各々について、その投影像の最大長さＬ（μｍ）および該球形状トナー粒子投影像の面積Ａ（μｍ２）を計測し、これらの値を上記の式（３）に代入して得られた個々の値を平均して求めたものである。
【００３１】
本発明に用いられる球形状トナーの体積平均粒径は、２μｍ〜９μｍの範囲内であることが好ましく、５μｍ〜８μｍの範囲内であることがより好ましい。
体積平均粒径が２μｍ未満の場合では、球形状トナーが現像器から飛散しやすくなるため画像形成装置内の汚染等を発生させたり、また、二成分現像剤では前記トナーがキャリアへ付着しやすくなるためトナーの帯電性を低下させてしまう場合がある。一方、体積平均粒径が９μｍを超えた場合では、画質の低下を招きやすくなる等の不具合が発生する。
【００３２】
以下、本発明の定着装置の実施形態の一例を、図面を参照して説明するが、本発明は、図面に示される例に限定されるものではない。
図１は、本発明の定着装置の一例を示す概略構成図である。図１において、定着装置は、第１の表面層１２を有する加熱ロール（加熱部材）１０と、第２の表面層２２を有する加圧ロール（加圧部材）２０と、第１の表面層１２の電荷を均一にする除電部材（除電手段）３０と、を備え、加熱部材１０と加圧部材２０とは互いに圧接された状態で配置されている。なお、図１中、記録材はＰで、未定着トナーはＴで表される。
以下、図１に示される本発明の定着装置の各部材について説明する。
【００３３】
加熱ロール１０は、少なくとも、内部に熱源（図示せず）が配置された金属からなる円筒状のコア１４の表面に、ＰＦＡやＰＴＦＥ等の離型性を確保するための材料からなる第１の表面層１２が設けられた構成を有する。加熱ロール１０に内蔵される熱源としては、従来公知の定着装置用の熱源を用いることができ、例えば、ハロゲンヒータが用いられる。また、第１の表面層１２の厚さは５〜１００μｍの範囲であることが好ましく、１０〜５０μｍの範囲であることがより好ましい。
本発明において、第１の表面層１２を構成する材料に導電性物質を添加すると加熱ロール１０とトナーとの剥離性能が低下する不都合が生じるため、第１の表面層１２の内部には導電性物質が添加されていない。そのため、第１の表面層１２の表面の抵抗値（ＲＨＲ）は、上述のように、１０１５〜１０１８Ωの範囲内となり、絶縁性となる。
【００３４】
加圧ロール２０は、少なくとも、円筒状の支持部材２４の上に、ＰＦＡやＰＴＦＥなどの離型性や耐熱性に優れた材料からなる第２の表面層２２が設けられた構成を有する。また、加圧ロール２０は、支持部材と、第２の表面層２２と、の間に、さらに、発泡ウレタンやシリコーンゴムなどからなる弾性層が設けられている構成であることが好ましい。第２の表面層２２の厚さは５〜２００μｍの範囲であることが好ましく、３０〜１５０μｍの範囲であることがより好ましい。
本発明において、第２の表面層２２の内部には金属粉やカーボンなどの導電性物質が添加されている。この導電性物質によって、第２の表面層２２の表面の抵抗値（ＲＰＲ）は、上述のように、１０４〜１０９Ωの範囲内となり、導電性を示すようになる。抵抗値（ＲＰＲ）が、１０４Ωより低い場合には、含水紙走行時に転写部の電流が逃げやすく、また、製造が困難という不都合があり、１０９Ωより高い場合には、摩擦帯電が多くなり、加熱ロール１０からの電荷の流入が効果的に行われなくなるという不都合がある。
【００３５】
除電部材３０は、加熱ロール１０の外周面（第１の表面層１２の表面）に接触し、その表面の電位を均一にする機能を有する。具体的には、除電部材３０は、加熱ロール１０の軸方向に対し、外周面の通紙部および非通紙部を含む領域に接するように配置されている。
除電部材３０としては、導電性ブラシ、導電性ブレード、導電性ロールが用いられ、これらを接地することにより、除電部材３０は電荷を大地に逃がすことができる。従って、第１の表面層１２の表面に蓄積した電荷は除電部材３０を経由して大地に逃げるため、結果的に、第１の表面層１２の表面の電位を均一にすることができる。
【００３６】
除電部材３０が導電性ブラシからなる場合、導電性ブラシの体積抵抗値は１０３Ω・ｃｍ〜１０９Ω・ｃｍのものが好ましく、例えば、導電性物質の添加により導電処理したポリアミド繊維から構成される体積抵抗率が１０６Ω・ｃｍを示すものを用いることができる。
【００３７】
除電部材３０が、図２（ａ）に示されるように、導電性ブレード３０ａである場合、導電性ブレード３０ａの体積抵抗値は１０３Ω・ｃｍ〜１０９Ω・ｃｍのものが好ましく、例えば、導電性物質の添加により導電処理したエチレンゴムから構成される体積抵抗率が１０６Ω・ｃｍのものを用いることができる。
【００３８】
除電部材３０が、図２（ｂ）に示されるように、導電性ロール３０ｂである場合、導電性ロール３０ｂの体積抵抗値は１０３Ω・ｃｍ〜１０９Ω・ｃｍのものが好ましく、例えば、金属の芯軸に、導電性物質の添加により導電処理したシリコーンゴムからなる体積抵抗率が１０６Ω・ｃｍの弾性層を被覆した導電性のロールを用いることができる。
【００３９】
本発明の定着装置において、加熱ロール１０は、駆動源（図示せず）によって矢印Ａ方向に回転する。この回転に伴って、後述する加圧ローラ２０は矢印Ｂ方向に従動回転することになる。そして、加熱ロール１０と、加圧ロール２０と、が圧接して形成されるニップ部（圧接部）に、未定着トナーＴを保持した記録材Ｐを通過（通紙）させることにより、溶融させたトナーを記録用紙の繊維内に加圧と加熱によりしみ込ませて定着させる。
また、記録材が第１の表面層１２と第２の表面層２２との圧接部を通過する際の搬送速度は、プリントの量産性を実現するためには高速の３５０ｍｍ／ｓ以上であることが好ましく、加圧加熱の定着方式としての熱効率の観点から７００ｍｍ／ｓ以下であることが実用の範囲である。これにより、かかる搬送速度は、３５０ｍｍ／ｓ以上７００ｍｍ／ｓ以下であることが好ましい。
【００４０】
以上、本発明の定着装置の構成において、加圧ロール２０は半導電性であり、絶縁性である加熱ロール１０は表面に電荷が蓄積しても、加圧ロール２０と当接している箇所で電荷が逃げることで、両ロールの電位が等しくなる。このような定着装置を、連続で多量の印刷に使用した場合においては、加熱ロール１０と加圧ロール２０とが常に接しているのは非通紙部のロール端部だけであり、通紙部では両ロールが接する時間は短くなり、加熱ロール１０の通紙部は部分的に電荷を蓄え、両ロール間に部分的に電位差が生じてしまう。しかし、上述のような除電部材３０が加熱ロール１０の軸方向で接し、表面の電位を均一にするように除電を行うため、局所的な電荷の分布は解消され加熱ロール１０と加圧ロール２０とは等電位になる。
よって、加熱ロール１０と加圧ロール２０の間を記録用紙が通過する際には、トナーが静電気力によって加熱ロール１０に付着することはなく、静電オフセットが効果的に抑制できる。
【００４１】
以上、本発明の定着装置の実施形態について図を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本発明の定着装置を構成する加熱部材および加圧部材はロールに限定されるものでなく、図３（ａ）に示すように、加圧部材がベルト形状２０ａを有する構成の定着装置であってもよいし、図３（ｂ）に示すように、加圧部材が弾性を有する第２の表面層２２を有するアウターロール２４と、加熱部材１０へ押し付けを行うインナーロール２６と、のロール・イン・ロール構成の定着装置であってもよい。また、図３（ｃ）に示すように、加熱部材がベルト形状１０ａを有する構成の定着装置であってもよい。なお、ベルト形状１０ａの加熱部材の場合、除電部材３０は、加熱ベルト１０ａの外周面の通紙部および非通紙部を含む領域に接するように配置される。これらいずれの構成の定着装置であっても、本願を満たすものであれば、上述のような加熱部材および加圧部材がロールからなる構成の定着装置と同等の効果が得られる。
【００４２】
＜画像形成装置＞
本発明の画像形成装置は、上述された本発明の定着装置を備えたことを特徴とする。本発明の画像形成装置は、前記本発明の定着装置を備えることで、長期間安定して、高画質の定着画像が得られるという効果を有する。
【００４３】
本発明の例示的一態様としての画像形成装置の概要を図４に示す。
図４に示す本発明の画像形成装置は、電子写真感光体（静電潜像担持体）５０と、搬送ベルト５１と、帯電ロール（帯電部材）５２、転写ロール（転写部材）５３と、トレイ５４と、現像器５５と、定着器５６と、を備えている。定着器５６として、上述の本発明の定着装置を備える。
【００４４】
電子写真感光体５０の周囲には、帯電ロール５２と、Ｂｋ（ブラック）トナーによる現像器５５と、図示しない露光装置とを備える。電子写真感光体５０は、矢印の時計方向に所定の周速度（プロセススピード）をもって回転可能に配置される。
【００４５】
搬送ベルト５１は、支持ロール６１、６２によって、矢印の反時計方向に電子写真感光体５０と同じ周速度をもって回転可能になっており、支持ロール６１、６２の中間に位置するその一部が電子写真感光体５０と接するように配置されている。
【００４６】
転写ロール５３は、搬送ベルト５１の内側であって、搬送ベルト５１と電子写真感光体５０とが接している部分に、電子写真感光体５０と対向する位置に配置され、電子写真感光体５０と搬送ベルト５１とを介して、トナー画像Ｔを転写材（記録紙）５７に転写する転写領域（ニップ部）を形成している。
【００４７】
トレイ５４には、ピックアップロール５８が備えられている。ピックアップロール５８により、転写材５７は記録紙トレイ５４から搬送ベルト５１上に搬送される。
定着器５６は、転写領域（ニップ部）を通過して形成された未定着トナー像を定着するため、転写材の搬送方向において、転写領域よりも下流側に配置されている。本発明の画像形成装置は、定着器５６として、上述した本発明の定着装置を備えることを要する。
【００４８】
図４に示す画像形成装置において、電子写真感光体５０は、矢印方向に回転し、帯電ロール５２でその表面が一様に帯電される。帯電された電子写真感光体５０に、図示しない露光装置により静電潜像が形成される。この静電潜像は現像装置５５によってＢｋ（ブラック）のトナーにより現像されて可視化されたトナー画像Ｔが形成される。トナー画像Ｔは電子写真感光体５０の回転で転写ロール５３が配置された転写領域（ニップ部）に到り、それと同時に、転写材５７が静電的に搬送ベルト５１に吸着して転写領域（ニップ部）まで搬送され、転写ロール５３からトナー画像Ｔに逆極性の電界を作用させることにより、トナー画像Ｔが、静電的に搬送ベルト５１に吸着された転写材５７表面に転写される。転写ロール５３によってトナー画像Ｔを転写された転写材５７は、さらに定着器５６に搬送され、定着が行われる。
以上により転写材５７表面に所望の画像が形成される。
【００４９】
以上、本発明の画像形成装置の実施形態について図を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００５０】
【実施例】
以下に本発明を実施例を挙げてより具体的に説明する。但し、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
各々の実施例および比較例においては、図１に示す本発明の定着装置の構成を下記に示すようにそれぞれ変化させて、富士ゼロックス製ドキュセンター１０１０（ＤＣ１０１０）に設置し、この画像形成装置を用いて記録用紙（記録材）上に画像を形成し、オフセットの発生と、オフセットの発生に伴う画像欠損を観察した。
【００５１】
（実施例１）
実施例１において用いられる定着装置を構成する各部材について以下に示す。
加熱ロール１０には、内部に熱源が配置された金属からなる円筒状のコア１４の表面に、ＰＦＡからなる第１の表面層１２が設けられたものを用いた。この第１の表面層１２の厚さは３０μｍで、表面の抵抗値（ＲＨＲ）は１０１７Ωであり、絶縁性を示している。
加圧ロール２０には、支持部材２４の上に、シリコーンゴムからなる厚さ１１ｍｍの弾性層と、ＰＦＡからなる第２の表面層２２と、がこの順に設けられたものを用いた。この第２の表面層２２は厚さ１００μｍであり、内部には導電性物質のカーボンが添加されている。この導電性物質によって第２の表面層２２の表面の抵抗値（ＲＰＲ）は１０８Ωとなり、導電性を示している。
そして、加熱ロール１０の軸方向に対し、外周面の通紙部および非通紙部を含む領域に接するように除電部材３０を配置した。除電部材３０としては、金属の支持部材を持つ導電性ブラシを用いている。また、その導電性ブラシは接地されている。
【００５２】
加熱ロール１０と加圧ロール２０が対向し接する面の幅（ニップ幅）は８〜９ｍｍの幅であり、加熱ロール１０と加圧ロール２０の表面の回転速度（記録材の搬送速度）は４５０ｍｍ／ｓとした。記録用紙には、６５ｇ／ｍ２のＡ４サイズのＰ紙と、９８ｇ／ｍ２のＡ４サイズのレザック６６（ともに富士ゼロックスオフィスサプライ製）と、を用い、長辺を加熱ロール１０の軸方向に合わせて搬送した。搬送される用紙と次に搬送される用紙の間隔は２ｃｍに設定し、スタートから１００枚まで（印刷初期）の定着画質の評価と、前記条件で１０万枚印刷した後の定着画質の評価を目視により行った。また、同時に、加熱ロール１０の汚れや、加熱ロール１０に対する用紙剥離性も確認した。
なお、使用したトナーは、溶解法により作製された体積平均粒径が７μｍ〜８μｍ、形状指数（ＳＦ）＝１１０の球形状トナーであり、負極帯電性の２成分現像剤として使用した。
その結果、実施例１における定着装置を用いた画像形成装置によれば、印刷スタートから１０万枚まで、静電オフセットの発生が見られず、画質欠陥なく良好の印刷物を得ることができた。
【００５３】
（実施例２）
実施例１において、使用したトナーを下記に示すトナーに変更した他は、実施例１と同様にして画像を形成し、評価を行った。
実施例２において用いたトナーは、従来の乾式・機械粉砕法により作製された体積平均粒径が７μｍ〜８μｍ、形状指数（ＳＦ）＝１５０の非球形状トナーであり、負極帯電性の２成分現像剤として使用した。
その結果、実施例２によれば、印刷スタートから１０万枚まで、オフセットや加熱ロール１０の汚れに伴う画質欠陥は未発生であったが、細線の再現性や凸凹の多いレザック６６の用紙上の画質には見衰えする点が確認された。
【００５４】
（比較例１）
実施例１の定着装置において、除電部材３０を用いなかった他は、実施例１と同様にして画像を形成し、評価を行った。
その結果、比較例１における定着装置を用いた画像形成装置によれば、印刷スタートから１００枚までの印刷初期は、画質欠陥なく良好の印刷物を得ることができたが、１０万枚後は加熱ロール１０の表面（第１の表面層１２の表面）が汚染され、汚染に伴うオフセットが印刷物上に観察された。
【００５５】
（比較例２）
実施例１の定着装置において、加圧ロール２０として、第２の表面層２２の内部に導電性物質が添加されず、表面の抵抗値（ＲＰＲ）が１０１４Ωであり、絶縁性を示しているものを用いた他は、実施例１と同様にして画像を形成し、評価を行った。
その結果、比較例２における定着装置を用いた画像形成装置によれば、印刷スタートから１００枚までの印刷初期に、加熱ロール１０の第１の表面層１２の表面が帯電したことに起因するトナー飛び散りが観察された。また、印刷初期において、画像の品質は著しく低下していた。
【００５６】
（比較例３）
実施例１の定着装置において、加熱ロール１０として、第１の表面層１２の内部に導電性物質が添加され、表面の抵抗値（ＲＨＲ）が１０７Ωであり、導電性を示しているものを用いた他は、実施例１と同様にして画像を形成し、評価を行った。
その結果、比較例３における定着装置を用いた画像形成装置によれば、印刷スタート直後からニップ通過後の用紙が加熱ロール１０に巻き付く不都合が生じ、巻きつきによるオフセット発生が観察された。また、印刷初期において、画像の品質は著しく低下していた。
【００５７】
各実施例および比較例における、定着装置の構成と、評価結果について下記表に併記した。
【００５８】
【表１】
2004361558.tif 000003
【００５９】
表１に明らかなように、本発明の定着装置（実施例１、２）を用いた場合、印刷初期（０〜１００枚印刷時）、および、１０万枚後の画質は、共に、良好であることが判る。対して、比較例１の定着装置を用いた場合には、印刷初期においては、画質が良好であるものの、１０万枚後には、加熱ロール表面の汚染が見られ、長期間の印刷には問題があることが判明した。また、比較例２、３の定着装置を用いた場合には、印刷初期からオフセットや用紙の剥離不良が見られ、連続印刷には対応できないことが明らかとなった。
【００６０】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明によれば、高速かつ連続のプリントにおいても、簡単な構成で加圧部材の表面と加熱部材の表面を確実に同電位にすることができ、欠陥のない信頼性ある定着装置および該定着装置を備える画像形成装置を提供することができる。特に、トナーとして球形状トナーを用いる場合、実用上、極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の定着装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明の定着装置の他の一例を示す概略構成図である。
【図３】本発明の定着装置のさらに他の一例を示す概略構成図である。
【図４】本発明の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１０、１０ａ  加熱ロール（加熱部材）
１２  第１の表面層
１４  コア
２０、２０ａ  加圧ロール（加圧部材）
２２  第２の表面層
２４  支持部材
３０、３０ａ、３０ｂ  除電部材（除電手段）
Ｐ  記録材
Ｔ  未定着トナー
【図１】
2004361558.tif 000004
【図２】
2004361558.tif 000005
【図３】
2004361558.tif 000006
【図４】
2004361558.tif 000007