(57)【要約】【課題】定着尾引き、低抵抗紙通紙後のオフセット防止。【解決手段】絶縁体基層＋導電プライマー＋高抵抗離形剤の３層構造を持つ定着加熱体の端部にプライマー層が表出する部分を持ち、定着加熱体の長手方向全域に当接する導電部材が設けられ、トナーと同極性のバイアスを印加し、定着フィルム→転写材→排紙ローラ→接地の電流回路を形成する。【選択図】        図１
2004226825.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転写材を像担持体の転写部と定着部を経由させて搬送させ、転写部において像担持体に形成担持させたトナー像を転写手段により転写材に転写させ、一対の回転体により転写材を挟持搬送しつつ加熱して、転写材上のトナー像を定着させる画像形成装置において、定着手段のトナー像に接触する回転体が絶縁体の基層上に導電性のプライマー層及び表層として高抵抗の離形層をもち、トナーと同極性のバイアスを印加するための電源と、転写材を排出するための導電性の排紙ローラを有し、上記排紙ローラは接地されており、上記定着手段のトナー像に接触する回転体上の一部にプライマー層が露出する部分を持ち、回転体上のプライマー層を含む長手方向全体に当接する導電性部材を持ち、
該導電性部材を介して上記回転体に上記トナーと同極性のバイアスを印加す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、電子写真方式・静電記録方式等、適宜の作像プロセスにおける定着装置として像加熱手段を備えた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４に画像形成装置の一例の概略構成を示した。本例の画像形成装置は電子写真プロセスを利用したレーザービームプリンタである。
【０００３】
１００は像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）であり、矢印ａの時計方向に所定の周速度で回転駆動される。
【０００４】
１０１は帯電装置（本例では帯電ローラ）であり、回転する感光ドラム１００の外周面を所定の極性・電位に均一に帯電する。
【０００５】
１０２は露光装置（レーザービームスキャナ）であり、入力する画像信号（時系列電気デジタル画素信号）に応じて変調したレーザー光Ｌを出力して反射ミラー１０３を介して回転感光ドラム１００の均一帯電処理面を走査露光する。この露光により回転感光ドラム１００の外周面に走査露光パターンに対応した静電潜像が形成される。
【０００６】
１０４は現像装置であり、回転感光ドラム１００の外周面の静電潜像を現像ローラ１０５によりトナー像として現像する。
【０００７】
１０６は転写装置（転写ローラ）であり、回転感光ドラム１００と該転写装置１０６のニップ部である転写部Ｔに不図示の給紙部から所定のタイミングで搬送されてきた用紙などの転写材Ｐに回転感光ドラム１００側のトナー像を静電転写する。
【０００８】
１０７は転写部Ｔの転写材出口側に転写装置１０６に隣接させて配設した除電装置（分離帯電装置）であり、転写部Ｔを通過した転写材部分を回転感光ドラム１００面から除電分離する。
【０００９】
１０９は定着装置であり、転写部Ｔを通過し、回転感光ドラム１００面から分離された転写材Ｐが定着ニップ部Ｎに搬送導入される。そして転写材Ｐが定着ニップ部Ｎを挟持搬送されていく過程において転写材上のトナー像が加熱加圧されて永久固着画像として定着される。定着処理を受けた転写材は外部に排出される。
【００１０】
１１０は感光ドラムクリーニング装置であり、転写材分離後の回転感光ドラム１００の表面に付着の残留トナー（転写残トナー）を除去する。感光ドラム１００はこのクリーニング装置１１０で清掃されて繰り返して作像に供される。
【００１１】
帯電装置１０１や転写装置１０６はコロナ帯電器を用いたものもある。定着装置１０９は、定着ローラ（熱ローラ）と加圧ローラのローラ対等からなるヒートローラ方式、定着フィルム・セラミックヒータ・加圧ローラ等からなるフィルム加熱方式など種々の手段構成のものがある。
【００１２】
ヒートローラ方式やフィルム加熱方式の定着方式では、定着器を構成する加圧ローラが、定着時にオフセットしたトナーで汚れる弊害があった。加圧ローラの汚れがある程度蓄積されると、定着時の転写材の反画像側を汚す原因となったり、定着ローラおよび定着フィルムに再度汚れが移り、転写材の画像側の汚れの原因となったりする。
【００１３】
こういった弊害を防止するために、定着ローラや定着フィルム、及びこれに当接する加圧ローラの表面粗さを極力小さくしたり、フッ素樹脂などの離型性の高い層を表面に設けたりした。しかし、フッ素樹脂などの離型性の高い物質は抵抗が高いため、フィルムとローラの摺擦により帯電する。この帯電により、オフセットの悪化及び定着器汚れが悪化する傾向にある。
【００１４】
また、高温高湿環境では、搬送方向上流に向けて画像の一部が吹き飛ばされる現象がある。吹き飛ばされたトナーは搬送方向上流に０．１〜１ｍｍ程度ずれて、画像が尾を引いてしまうように見えることから尾引きと呼ばれる髭状の画像不良である。
【００１５】
このような弊害を防止するために、特開平２０００−３３８８０７号公報において、定着器の画像面に接する回転体にトナーと同極性のバイアスを印加して排紙ローラをアースにし回転体表層、トナー、転写材、排紙ローラで回路を形成し、回転体表層の抵抗における電圧降下によりトナーに対して転写材方向に力が働くように電界を形成する手段が提案されている。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
上記回路では、回転体表層、トナー、転写材が組み合わさることで、大きなコンデンサー成分（以下合成Ｃ成分と表記する）を形成してしまう。
【００１７】
通常の転写材では、その抵抗値が大きく、回路に流れる電流は数ｎＡと極めて小さいため、上記合成Ｃ成分に貯まる電荷も極めて小さいため、回転体表層からトナー、転写材が分離してすぐに放電してしまい不具合を引き起こすことはない。
【００１８】
しかし、転写材が抵抗値の低いものであったり、吸湿により転写材の抵抗値が低くなったりしている場合は、数十〜数百ｎＡという大きな電流が上記の回路に流れてしまう。
【００１９】
すると合成Ｃ成分に蓄えられる電荷は、通常の数十〜数百倍になり、回転体からトナー、転写材が分離しても、回転体表層に電荷が残ってしまう。
【００２０】
その電荷が放電するためには、通常時に比べると数十〜数百秒もの長い時間を要する。
【００２１】
このときの回転体表層に残っている電荷は、トナーと逆極性の電荷となる。
【００２２】
そして、放電に要する時間が長いために、回転体表面に電荷が残った状態で、連続複写時や次ジョブにより定着ニップに転写材とトナーが搬送される場合がある。
【００２３】
このとき、回転体表層にはトナーと逆極性の電荷が残っているために、クーロン力によりトナーは回転体表層方向に引き付けられる力を受け、回転体表層に付着してしまい、オフセットするという不具合を引き起こす。
【００２４】
また、離形層の表面が高抵抗のため、低湿環境下で充分に帯電した転写材後端が定着ニップ部を抜けて、回転体から分離する際に生じる剥離放電電荷が回転体上に残留し、次の画像形成動作時に、転写材後端分離跡部にオフセットを発生するという問題がある。
【００２５】
本発明は、上記の点に着目して成されたもので、定着尾引き対策の電界形成ようバイアスにより転写材に流れる電流が、抵抗値の低い転写材や環境により転写材の抵抗値が変化し低くなることにより発生する、定着フィルム表面に電荷を電荷均一化部材により、残留電荷を消失する事で、オフセットのない良好な画像形成装置を提供できることを目的とする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
この発明は下記の構成を備えることにより上記課題を解決できるものである。
【００２７】
転写材を像担持体の転写部と定着部を経由させて搬送させ、転写部において像担持体に形成担持させたトナー像を転写手段により転写材に転写させ、一対の回転体により転写材を挟持搬送しつつ加熱して、転写材上のトナー像を定着させる画像形成装置において、トナーと同極性のバイアスを印加するための電源と、転写材を排出するための導電性の排紙ローラを有し、上記排紙ローラは接地されており、上記定着手段のトナー像に接触する回転体上の一部にプライマー層が露出する部分を持ち、回転体上のプライマー層を含む長手方向全体に当接する導電性部材を持ち、
該導電性部材を介して上記回転体に上記トナーと同極性のバイアス印加したものである。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を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、その相対位置などは、特に特定的な記載が無い限りは、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。
【００２９】
（実施例１）
図１〜３を参照して、第１の実施例の形態に係る画像形成装置について説明する。
【００３０】
（１）画像形成装置例の全体的な概略構成
図１は本実施例における画像形成装置の概略構成図である。本実施例の画像形成装置は転写方式電子写真プロセスを利用したレーザービームプリンタである。
【００３１】
画像形成装置１の装置本体２は、給送部３、画像形成部４、ミラー６を有する露光装置（レーザービームスキャナ）５、フィルム加熱方式の定着装置７等を備えている。
【００３２】
画像形成部４は、像担持体である回転ドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）８と、その周囲に配設した、帯電ローラ９、現像ローラ１１を有する現像装置１０、転写ローラ１２、クリーニング装置１３を備えている。
【００３３】
感光ドラム８は、表面に有機感光体からなる光導電層を有しており、モーターＭにより矢印の時計方向に所定のプロセススピード（周速度）で回転駆動される。
【００３４】
帯電ローラ９は、感光ドラム８を所定の極性、所定の電位に帯電させる。帯電ローラ９には帯電バイアス電源１６が接続されており、制御装置１５によって帯電バイアス印加が制御される。
【００３５】
転写ローラ１２は、回転感光ドラム８と該転写ローラ１２のニップ部である転写部Ｔにおいて、現像装置１０の現像ローラ１１で現像された感光ドラム８上のトナー像を用紙等の転写材Ｐに転写する。転写ローラ１２には、転写バイアス電源１７が接続されており、制御装置１５によって転写バイアス印加が制御される。
【００３６】
転写部Ｔの転写材出口側には転写ローラ１２に隣接させて除電装置（分離帯電装置）としての除電針１８を設置してある。
【００３７】
転写部Ｔで画像が転写された転写材Ｐは、定着装置７へ導かれ、加熱定着される。定着装置７には、電源３０よりトナーと同極性のバイアスが、定着装置７の加熱回転体表面長手方向に設けられた導電部材３１を介し、定着装置加熱回転体表面及び回転体のプライマー層に印可される。また、排紙ローラ１９は接地されている。
【００３８】
次に、上記画像形成装置１の動作について説明する。
【００３９】
画像形成時には、感光ドラム８はモーターＭにより回転駆動され、帯電バイアス電源１６から帯電ローラ９に印加されたバイアス電位により、感光ドラム８の表面が負極性の所定電位に帯電される。
【００４０】
そして、帯電処理された感光ドラム８表面に露光装置５からミラー６を介してレーザービームによる画像走査露光Ｌが与えられ、入力される画像情報に応じて画像部の電荷を除去した形の静電潜像が形成される。
【００４１】
この感光ドラム８表面の静電潜像には、現像装置１０で反転現像法によってこの静電潜像と同極性の負に帯電されたトナーが現像ローラ１１から付着され、トナー画像として現像される。
【００４２】
そして、感光体８の表面のトナー画像が転写ローラ１２と感光ドラム８との間の転写部Ｔに到達すると、このタイミングに合わせて、給送部３の給紙カセット２２から用紙などの転写材Ｐが給紙ローラ２３で給紙され、レジストローラ２４等を含むシートパス２５を通して転写ニップ部Ｔに搬送され、転写ローラ１２により転写材Ｐの裏側にトナーと逆極性（正極性）の電荷が付与されて、表面側に感光ドラム８表面のトナー画像が転写される。
【００４３】
転写部Ｔを通ってトナー画像の転写を受けた転写材Ｐは、転写部Ｔの転写材出口側において、除電電源２０から転写ローラ１２とは逆極性（負極性）の電荷が付与された除電針１８により除電されて感光ドラム８から分離される。
【００４４】
その後、転写材Ｐは定着装置７の定着ニップ部Ｎに搬送導入され、定着ニップ部Ｎを挟持搬送されていく過程において転写材上のトナー像が加熱加圧されて永久固着画像として定着される。定着処理を受けた転写材はシートパス２７を通して、外部の排紙トレイ２８に排出される。
【００４５】
一方、転写材Ｐに対するトナー像転写後の感光ドラム８表面は、その表面がクリーニング装置１３によって残留トナーやその他の付着物が除去されてクリーニングされ、同様にして上記したプロセスを繰り返す。
【００４６】
本実施例において、定着装置７はフィルム加熱方式のものを使用している。フィルム加熱方式の定着装置は、固定支持された加熱体と、この加熱体と摺動するフィルムと、このフィルムを介して加熱体と定着ニップ部を形成する加圧部材（加圧ローラ）と、を有し、定着ニップ部のフィルムと加圧部材の間で被加熱材としての転写材が挟持搬送され、フィルムを介した加熱体からの熱により転写材が加熱される装置である。
【００４７】
このようなフィルム加熱方式の定着装置は、所謂セラミックヒータなどの昇温の速い低熱容量の加熱体や薄膜のフィルムを用いることができるために短時間に加熱体の温度が上昇し、待機中に加熱体の通電加熱を行う必要がなくなり、被加熱材としての転写材をすぐに通紙しても転写材が定着部位に到達するまでに加熱体を所定温度まで十分に昇温させることができ、従来の接触加熱方式である熱ローラ方式やベルト加熱方式等の装置に比べて省電力化やウエイトタイムの短縮化（クイックスタート性）が可能となり、画像形成装置等の本機の機内昇温を低めることができる等の利点を有し、効果的なものである。
【００４８】
本例の定着装置７は特開平４−４４０７５号公報〜特開平４−４４０８３号公報、特開平４−２０４９８０号公報〜特開平４−２０４９８４号公報等に開示の所謂テンションレスタイプの装置である。テンションレスタイプの装置は耐熱性フィルムとしてエンドレスベルト状もしくは円筒状のものを用い、該フィルムの周長の少なくとも一部は常にテンションフリー（テンションが加わらない状態）とし、フィルムは加圧部材の回転駆動力で回転駆動するようにした装置である。
【００４９】
図２において、７５は加熱体としてのセラミックヒータ（以下、ヒータと記す）、７６は横断面略半円弧状樋型のヒータ支持部材、７４は円筒状の耐熱性フィルム（定着フィルム）、７３は弾性加圧部材としての弾性加圧ローラである。
【００５０】
ヒータ７５は支持部材７６の下面の略中央部に支持部材長手に沿って設けた溝部内に表面側を下向きに露呈させて嵌入して固定支持させてある。
【００５１】
円筒状フィルム７４は、熱容量を小さくしてクイックスタート性を向上させるために、フィルム膜厚は１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下２０μｍ以上の耐熱性のあるＰＴＦＥ，ＰＦＡ，ＦＥＰ等の単層フィルム、或いはポリイミド，ポリアミドイミド，ＰＥＥＫ，ＰＥＳ，ＰＰＳ等のフィルムの外周表面にＰＴＦＥ，ＰＦＡ，ＦＥＰ等をコーティングした複合層フィルムを使用できる。
【００５２】
本実施例におけるフィルムは厚さ５０μｍのポリイミドフィルムの外周表面をプライマー層を介して、厚さ９μｍのＰＦＡでコートしている。
【００５３】
そしてこの円筒状フィルム７４をヒータ７５を含む支持部材７６に外嵌させてある。この円筒状フィルム７４の内周長とヒータ７５を含む支持部材７６の外周長はフィルム７４の方を例えば３ｍｍ程度大きくしてあり、したがってフィルム７４は周長が余裕を持って外嵌している。
【００５４】
弾性加圧ローラ７３はヒータ７５との間にフィルム７４を挟んで定着ニップ部Ｎを形成し、かつフィルム７４を回転駆動させるフィルム外面接触駆動手段である。
【００５５】
この加圧ローラ７３は駆動手段により反時計方向に回転駆動される。この加圧ローラ７３の回転駆動による該ローラ７３の外面とフィルム７４の外面との、定着ニップ部Ｎにおける圧接摩擦力で円筒状フィルム７４に回転力が作用して、該フィルム７４がその内面が定着ニップ部Ｎにおいてヒータ７５の下向き表面に密着して摺動しながら矢印の時計方向に加圧ローラ７３の回転周速度に略対応した周速度をもって支持部材７６の外回りを回転状態になる（加圧ローラ駆動方式）。
【００５６】
支持部材７６はヒータ７５を保持するとともにフィルム７４の回転時の搬送安定性を図るフィルムガイドの役目もしている。
【００５７】
而して、加圧ローラ７３が回転駆動され、それに伴って円筒状フィルム７４が支持部材７６の外回りを回転し、ヒータ７５に通電がなされて該ヒータ７５の発熱で定着ニップ部Ｎの温度が所定に立ち上って温調された状態において、定着ニップ部Ｎに未定着トナー像を担持した転写材Ｐが導入され、定着ニップ部Ｎにおいて転写材Ｐのトナー像担持面側がフィルム７４の外面に密着してフィルム７４と一緒に定着ニップ部Ｎを挟持搬送されていく。
【００５８】
この挟持搬送過程において、ヒータ７５の熱がフィルム７４を介して転写材Ｐに付与され、転写材Ｐ上の未定着トナー像が加熱加圧定着される。
【００５９】
転写材Ｐは定着ニップ部Ｎを通過するとフィルム７４の外面から曲率分離して排紙ローラ１９に搬送される。
【００６０】
フィルム７４のプライマー層７４２には、電源３０より導電部材３１を介して−６００Ｖの電圧が印加されており、フィルム７４の表面層７４３はトナーと同極性の−６００Ｖの電位に保たれている。
【００６１】
その状態で転写材Ｐが排紙ローラ１９に接すると、図３に示したような回路が形成される。各々の抵抗値はＲｐ＝１０３〜１０１０Ωｃｍ，Ｒｆｐ＋Ｒｆｔ＝１０５Ωｃｍ，Ｒｇ＝１０４Ωｃｍ程度である。
【００６２】
通常転写材の抵抗値Ｒｐは１０１０Ωｃｍ程度のものが多数であるが、低抵抗の転写材や転写材が吸湿し抵抗値Ｒｐが１０８Ωｃｍ程度になる。
【００６３】
コンデンサー成分Ｃｆｔに貯まる電荷は電圧が印加されている時間が等しければ、直列に接続されている抵抗値の大きさで決定され、抵抗値が大きいほど電荷は小さく、抵抗値が小さいほど電荷は大きくなる。
【００６４】
つまり、転写材が通常の抵抗値である１０１０Ωｃｍの時にくらべ、抵抗値が１０８Ωｃｍと小さい時の方が大きな電荷が貯まってしまう。
【００６５】
コンデンサー成分Ｃｆｔに貯まった電荷は、定着ニップＮからでて転写材がフィルム７４から分離すると、マイナスの電荷は転写材Ｐ上に、プラスの電荷はフィルム７４上に残留する。
【００６６】
転写材の抵抗値が通常程度の大きささである場合は、貯まる電荷が小さいため、フィルム７４上の残留電荷はすぐに放電してしまうが、転写材の抵抗値が低い場合は貯まる電荷が大きいため、残留電荷は通常時にくらべ放電しにくく、長時間フィルム７４上に存在する。
【００６７】
その状態で、次の未定着のマイナスに帯電したトナーがフィルム７４に接触すると、転写材Ｐに定着するよりも大きなクーロン力によりフィルム７４に押し付けられオフセットが発生する。
【００６８】
そのため本実施例においては、図２に示した通りフィルム７４の表面に接触して長手方向導電部材３１が（本実施例の図ではブラシ）設置されており、トナーと同極性の電位が印加されており、フィルムのコンデンサー成分に溜まっている電荷が解消され、フィルム７４上に残留電荷が存在しなくなるので、未定着のトナーが定着ニップＮにおいてフィルム７４に接触しても、フィルム７４方向にトナーを押し付けるクーロン力が発生しないため、オフセットが発生しない。
【００６９】
これにより、抵抗値の低い転写材であってもオフセットの発生しない良好な画像形成装置が提供できる。
【００７０】
また、定着ニップ部Ｎを転写材Ｐが抜け、フィルムと転写材の後端が分離する際の剥離放電により、発生する電荷ムラも同時に消す事ができ、紙後端跡オフセットも防止できるので好ましい。
【００７１】
ここで、定着バイアスとフィルム表面電荷の均一化に別の導電部材を設けて個別に別の電圧（接地を含む）を設けると、プライマー層→定着フィルム表層→導電部材という回路が形成され、定着フィルム＋転写材＋排紙ローラと形成される回路に流れる電流量が変化してしまう恐れが生じるが、本実施例の様に、同一の部材でプライマー層へのバイアスの印加と、回転体表面の残留電荷の均一化を行うことで、定着フィルム＋転写材＋排紙ローラへと形成される回路に流れる電流が安定するので、良好で安定した定着尾引き防止効果を得続けることが可能になる。
【００７２】
（実施例２）
実施例１においては、電荷均一化部材３１は、定着フィルム７４に対して常時、定着フィルム表面を除電（均一化）するために、接触させているが、定着動作に伴い微量に発生するオフセットトナーあるいは、転写材Ｐから発生する紙粉により、徐々に電荷均一化部３１のブラシ部分が汚れ、電荷均一化の効果が弱まり、画像形成動作を繰り返すと、定着フィルム７４上の電荷不均一が発生し、オフセットが発生するおそれがある。
【００７３】
画像領域外にあるプライマー露出面では導電部材を接触させ、確実に導通をとり、画像領域内の残留電荷の均一化をする部分を接触タイプから非接触（近接）タイプにする事により定着動作を繰り返しても、導電部材の汚れを防止でき長期に渡りオフセットの無い良好な画像を供給する事ができるので好ましい。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は定着尾引き対策の電界形成用バイアスにより転写材に流れる電流が、抵抗値の低い転写材や環境により転写材の抵抗値が変化し低くなることにより発生する定着フィルム表面の電荷を、電荷均一化部材により残留電荷を消失する事で、オフセットのない良好な画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の概略図
【図２】本発明の第１の実施形態に係る定着装置の概略図
【図３】本発明の第１の実施形態に係る定着装置まわりの等価回路図
【図４】電子写真プロセスを説明する図
【符号の説明】
１  画像形成装置
７  定着装置
１５  ＣＰＵ（制御装置）
１９  排紙ローラ
３０  バイアス印加用電源
３１  電荷均一化部材（導電部材）
７３  加圧ローラ
７４  定着フィルム（円筒状フィルム）
７５  ヒータ
７６  ヒータ支持部材
７４２  プライマー層
Ｎ    ニップ
Ｐ    転写材
【図１】
2004226825.tif 000003
【図２】
2004226825.tif 000004
【図３】
2004226825.tif 000005
【図４】
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