(57)【要約】【課題】小サイズメディアの後にプリントされた大サイズメディアにおいて、オフセット現象と後方トナー飛び散り現象のバランスの取れた良好な画像定着を可能とする。【解決手段】記録材を加熱する加熱部材１１ａと、、該加熱部材１１ａに記録材を圧接する加圧ローラ２６とを有し、加熱部材１１ａと加圧ローラ２６の圧接ニップ部に、未定着トナー像を形成した記録材を通過させることで該未定着トナー像を記録材上に加熱定着させる加熱定着装置において、少なくとも記録材が記圧接ニップ部を通過中、記録材にバイアスを印加する手段と、前記圧接ニップ部の記録材搬送方向の下流側に設けられた除電手段３３とを有し、前記圧接ニップ部を通過する前記記録材の幅により、該記録材に印加するバイアス量を制御することを特徴とする。【選択図】    図２
2004157280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材を加熱する加熱部材と、該前記加熱部材に記録材を圧接する加圧部材とを有し、前記加熱部材と前記加圧部材の圧接ニップ部に、未定着トナー像を形成した記録材を通過させることで該未定着トナー像を記録材上に加熱定着させる加熱定着装置において、
少なくとも前記記録材が前記圧接ニップ部を通過中、前記記録材にバイアスを印加する手段と、
前記圧接ニップ部の記録材搬送方向の下流側に設けられた除電手段と、
を有し、
前記圧接ニップ部を通過する前記記録材の幅により、該記録材に印加するバイアス量を制御することを特徴とする加熱定着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真式プリンタ、複写機、及び静電記録装置等の画像形成装置、及びその画像形成装置に用いられる、記録材上にトナー等を定着させる加熱定着装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方式の複写機、プリンタ等の多くは、加熱定着手段として熱効率、安全性の良好な接触加熱型の熱ローラ定着方式や、クイックスタート性（オンデマンド性）を有し、スタンバイ時に装置へ電力を供給せず、消費電力を極力低く抑えた、省エネルギータイプのフィルム加熱方式を採用している。
【０００３】
熱ローラ定着方式の加熱定着装置は、内部にハロゲンヒータを内包する加熱用回転体としての加熱ローラ（以下、定着ローラ）と、これに圧接させた加圧用回転体としての弾性加圧ローラ（以下、加圧ローラ）を基本構成とする。この一対のローラを回転させ、この一対のローラの圧接ニップ部である定着ニップ部に、未定着画像（トナー画像）を形成担持した被加熱材としての記録材（転写材シート・静電記録材・エレクトロファックス紙・印字シート等）を導入し、挟持搬送することで、定着ローラからの熱と定着ニップ部の加圧力により、トナー画像を記録材面に永久固着画像として熱圧定着させるものである。
【０００４】
一方、フィルム加熱方式の加熱定着装置は、例えば特開昭６３−３１３１８２号公報、特開平２−１５７８７８号公報、特開平４−４４０７５号〜４４０８３号公報、特開平４−２０４９８０号〜２０４９８４号公報等に提案されているように、固定配置したセラミックヒータ等の加熱体（以下、ヒータ）に、加熱用回転体である耐熱性フィルム（以下、定着フィルム）を回転加圧部材（以下、加圧ローラ）で密着させ、そして摺動回動させて、定着フィルムを挟んで加熱体と加圧ローラとで形成される圧接ニップ部である定着ニップ部に、トナー画像を担持形成した記録材を導入し、定着フィルムと一緒に搬送させて、定着フィルムを介して付与される加熱体からの熱と定着ニップ部の加圧力によってトナー画像を記録材面に永久固着画像として熱圧定着させるものである
図１０にフィルム加熱方式の加熱定着装置１１の一例の概略構成を示す。加熱アセンブリ１１ａは、加熱体としてのヒータ２０と、該ヒータを支持するガイド部材としてのフィルムガイド２２と、該フィルムガイド２２を内包し、かつ前記ヒータ２０と内接する可撓性の回転体としての円筒状の定着フィルム２５と、該定着フィルム２５を両端で支持し、かつ前記フィルムガイド２２と嵌合する不図示のフランジ部材等から成る組立体である。ヒータ２０は記録材Ｐの搬送方向（矢印Ｋ方向）に直交する方向を長手とする横長・薄肉で、全体に低熱容量の所謂セラミックヒータであり、給電を受けて発熱する。定着フィルム２５は表面から離型層−導電層−基材層からなる。加圧部材としての弾性加圧ローラ２６は芯金２６ａと、弾性層２６ｂと、表面の絶縁性離型層２６ｃとからなる。
【０００５】
上記加熱アセンブリ１１ａ側のヒータ２０と加圧ローラ２６を対向させて、定着フィルム２５を挟んで圧接し、定着ニップ部Ｎを形成させている。加圧ローラ２６は不図示の駆動手段により、矢印Ｒ２６の反時計方向に回転駆動される。この加圧ローラ２６の回転駆動により、定着ニップ部Ｎにおいて加圧ローラ２６と定着フィルム２５の外面との摩擦力で定着フィルム２５に回転力が作用し、定着フィルム２５の内周面が定着ニップ部Ｎにおいて、ヒータ２０の面に密着して摺動しながら矢印Ｒ２５の時計方向に、加圧ローラ２６の周速度にほぼ対応した周速度をもってフィルムガイド２２の外回りを回転する。
【０００６】
そして、定着ニップ部Ｎの定着フィルム２５と加圧ローラ２６の間に、表面に未定着トナー画像Ｔを形成担持させた記録材Ｐが導入されて挟持搬送される。この挟持搬送過程において、記録材Ｐ上の未定着トナー画像Ｔが定着ニップ部Ｎにおいてヒータ２０により定着フィルム２５を介して加熱されて、また定着ニップ部Ｎの加圧力にて定着される。
【０００７】
ここで、熱ローラ方式、フィルム加熱方式ともに定着の際に発生する画像品質上の問題として、以下のようなものがある。
【０００８】
▲１▼定着ニップ導入部の直前において、記録材Ｐ上のトナーＴが部分的に記録材搬送方向の下流側に吹き飛ばされるような現象（以下、後方トナー飛び散り）
▲２▼記録材Ｐ上のトナーＴの一部が定着されずに定着フィルム２５や定着ローラ側に付着してしまい、トナーが付着した部分が次に記録材と接する際に、定着フィルム２５や定着ローラ上のトナーが記録材側に転移するという画像不良（以下、オフセット）
これらの現象の抑制対策として、従来、トナーＴの記録材Ｐに対する静電的な付着力をアップさせる方法が試みられている。
【０００９】
例えば、上述した図１０に示すフィルム加熱方式の加熱定着装置を例にして説明すると、定着ニップ部Ｎよりも記録材搬送方向の下流側に接地された導電ローラ等の除電手段３３を設けて、定着ニップ通過後の記録材Ｐの印字面の裏面にこの除電手段３３が接触するような構成をとり、表面から離型層２５ａ−導電層２５ｂ−基材層２５ｃからなる定着フィルム２５の導電層２５ｂ部に、バイアス電源３２より不図示の安全回路、そして導電ブラシ等の給電手段３１を介して、少なくとも記録材Ｐが定着ニップ部Ｎを通過中、トナーＴと同極性（ここではマイナス極性）の定着バイアスを所定量印加することで、記録材Ｐの抵抗を介して、除電手段３３の接地部から印加したバイアスと逆極性（ここではプラス極性）の電荷を記録材Ｐの印字面の裏面に誘起させ、誘起したプラス電荷で逆極性であるトナーＴを記録材Ｐに引き付け固定する方式が行われている。
【００１０】
定着バイアスの印加量は、後方トナー飛び散り現象の抑制のためには、大きいほどその効果は大きくなるが、一方オフセット現象の抑制のためには、大きすぎると逆にオフセットが悪化してしまう傾向にある。これは、定着バイアスの印加により、トナーＴと逆極性のプラス電流が除電手段３３から記録材Ｐを介して定着フィルム２５側に流れているため、バイアス印加量の増大により保持電荷の弱いトナーＴはこの電流によって反転し、定着フィルム２５側に付着しやすくなるためと考えられている。
【００１１】
そのため、定着バイアスの設定をオフセット現象に対しての最適化してしまうと、後方トナー飛び散り現象は著しく発生し、一方後方トナー飛び散り現象に対して最適化してしまうと、オフセット現象が顕著に発生してしまう。そこで定着バイアス印加量は、オフセットレベルと後方トナー飛び散りレベルのバランスの取れた値に設定されている。
【００１２】
【特許文献１】
特開昭６３−３１３１８２号公報
【特許文献２】
特開平２−１５７８７８号公報
【特許文献３】
特開平４−４４０７５号公報
【特許文献４】
特開平４−２０４９８０号公報
【発明が解決しようとする課題】
上記のような加熱定着装置において、定着バイアスは、図１１ａ）に示すように、定着フィルム２５の導電層２５ｂ部に印加して、中抵抗の離型層２５ａの表面電位を制御している。そのため、定着バイアスをＯＦＦすると、図１１（ｂ）に示すように、中抵抗の離型層２５ａの表面には、バイアス印加中に誘起された印加バイアスと逆極性のプラス電荷が残り、定着フィルム２５の表面電位は反転する傾向にある。これは定着フィルム２５の表面電位を高く、かつ長時間保持することにより、逆極性のプラス電荷の誘起される量が増えていくため、バイアスＯＦＦによる表面電位の反転が起こりやすくなるとともに、表面電位の減衰にかかる時間も増加してしまう。
【００１３】
そのため、加熱定着装置の最大通紙幅よりも幅の狭い記録材（小サイズメディア）を通紙して加熱定着した場合、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、定着フィルム表面の記録材が通過した領域（通紙域）は、記録材を介する電流経路により電圧降下が起こり、定着フィルム表面の電位は通紙時は低下しているため、通紙が終わり定着バイアスをＯＦＦしても、表面電位は減衰しやすい。しかし、定着フィルム表面の記録材が通過しない領域（非通紙域）は、記録材を介する電流経路が無く、定着フィルム表面の電位は通紙時も変動しないため、通紙が終わり定着バイアスをＯＦＦしても、表面電位は減衰しにくい。
【００１４】
したがって、連続プリント等の表面電位が減衰しきらない状態で次の定着バイアスをが印加した場合は、図１３に示すように、定着フィルムの通紙域と非通紙域で表面電位に差が生じ、非通紙域は印加した定着バイアスより低い表面電位となってしまうのである。これは小サイズメディアの連続通紙により、その傾向は顕著になる。
【００１５】
このような定着フィルムの表面電位にムラが生じた状態で、上記記録材よりも幅の広い記録材（大サイズメディア）を通紙した場合、その前に通紙した小サイズメディアの通紙域では所定の表面電位となるが、非通紙域では所定よりも低い表面電位となってしまうため、非通紙域における後方トナー飛び散り現象が悪化してしまう。また、非通紙域における後方トナー飛び散り現象を抑制するために、非通紙域が所定の表面電位となるようにバイアス印加量を増大すると、今度は通紙域におけるオフセット現象が悪化してしまう。
【００１６】
そして、近年のプリント速度の高速度化による定着温度アップや定着ニップの拡大は、後方飛び散り現象を悪化させるため、その抑制の手段として、トナーＴを記録材Ｐ上に保持する転写電荷が離型層２５ａの下層にある導電層２５ｂにリークしにくくなるように、定着フィルムの離型層の高抵抗化を行なっている。この離型層の高抵抗化は、定着バイアスＯＦＦ後の表面電位の減衰を遅らせてしまうため、上述した小サイズメディア通紙後の定着フィルムの表面電位のムラは、より一層悪化する方向であった。
【００１７】
そこで本発明は、上記課題を解決するものであり、その目的は、小サイズメディアの後にプリントされた大サイズメディアにおいて、オフセット現象と後方トナー飛び散り現象のバランスの取れた良好な画像を得られる加熱定着装置を提供するものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、記録材を加熱する加熱部材と、該前記加熱部材に記録材を圧接する加圧部材とを有し、前記加熱部材と前記加圧部材の圧接ニップ部に、未定着トナー像を形成した記録材を通過させることで該未定着トナー像を記録材上に加熱定着させる加熱定着装置において、少なくとも前記記録材が前記圧接ニップ部を通過中、前記記録材にバイアスを印加する手段と、前記圧接ニップ部の記録材搬送方向の下流側に設けられた除電手段と、を有し、前記圧接ニップ部を通過する前記記録材の幅により、該記録材に印加するバイアス量を制御することを特徴とする。
【００１９】
すなわち、記録材の定着ニップ部を通過する幅により、記録材に印加するバイアス量を制御することで、小サイズメディア通紙後の定着フィルムの表面電位のムラを抑制し、小サイズメディアの後にプリントする大サイズメディアにおいて、オフセット現象と後方トナー飛び散り現象のバランスの取れた良好な画像を得ることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。
【００２１】
〔第１実施形態〕
図１に、本発明に係る画像形成装置、すなわち本発明に係る定着装置を備えた画像形成装置を示す。なお、図１は、本発明に係る画像形成装置の一例としてのレーザービームプリンタ（以下、画像形成装置）の概略構成を示す縦断面図である。
【００２２】
｛画像形成装置｝
まず、図１を参照して画像形成装置の構成を説明する。図１に示す画像形成装置は、像担持体としてドラム型の電子写真感光体（以下、感光体ドラム）１を備えている。感光体ドラム１は、装置本体Ｍによって回転自在に支持されており、駆動手段（不図示）によって矢印Ｒ１方向に所定のプロセススピードで回転駆動される。感光体ドラム１の周囲には、その回転方向に沿ってほぼ順に、帯電ローラ（帯電装置）２、露光手段３、現像装置４、転写ローラ（転写装置）５、クリーニング装置６が配設されている。また、装置本体Ｍの下部には、紙等のシート状の記録材Ｐを収納した給送カセット７が配置されており、記録材Ｐの搬送経路に沿って上流側から順に、給送ローラ１５、搬送ローラ８、トップセンサ９、搬送ガイド１０、本発明に係る定着装置１１、排出センサ１６、搬送ローラ１２、排出ローラ１３、排出トレイ１４が配置されている。
【００２３】
次に、上記構成の画像形成装置の動作を説明する。駆動手段（不図示）によって矢印Ｒ１方向に回転駆動された感光体ドラム１は、帯電ローラ２によって所定の極性、所定の電位に一様に帯電される。帯電後の感光体ドラム１は、その表面に対しレーザー光学系等の露光手段３によって画像情報に基づいた画像露光Ｌがなされ、露光部分の電荷が除去されて静電潜像が形成される。静電潜像は、現像装置４によって現像される。現像装置４は、現像ローラ４ａを有しており、この現像ローラ４ａに現像バイアスを印加して感光体ドラム１上の静電潜像にトナーを付着させトナー像として現像（顕像化）する。トナー像は、転写ローラ５によって紙等の記録材Ｐに転写される。記録材Ｐは、給送カセット７に収納されており、給送ローラ１５によって給送され、搬送ローラ８によって搬送され、トップセンサ９を介して、感光体ドラム１と転写ローラ５との間の転写ニップ部に搬送される。このとき記録材Ｐは、トップセンサ９によって先端が検知され、感光体ドラム１上のトナー像と同期がとられる。転写ローラ５には、転写バイアスが印加され、これにより、感光体ドラム１上のトナー像が記録材Ｐ上の所定の位置に転写される。
【００２４】
転写によって表面に未定着トナー像を担持した記録材Ｐは、搬送ガイド１０に沿って定着装置１１に搬送され、ここで未定着トナー像が加熱、加圧されて記録材Ｐ表面に定着される。なお、定着装置１１については後に詳述する。
【００２５】
トナー像定着後の記録材Ｐは、搬送ローラ１２によって搬送され、排出ローラ１３によって装置本体Ｍ上面の排出トレイ１４上に排出される。
【００２６】
一方、トナー像転写後の感光体ドラム１は、記録材Ｐに転写されないで表面に残ったトナーがクリーニング装置６のクリーニングブレード６ａによって除去され、次の画像形成に供される。
【００２７】
以上の動作を繰り返すことで、次々と画像形成を行なうことができる。
【００２８】
｛定着装置｝
次に、図２を参照して本発明に係る定着装置１１の一例について説明する。なお、図２は、記録材Ｐの搬送方向（矢印Ｋ方向）に沿った断面図である。図２に示す定着装置１１は、可撓性のエンドレスベルトを定着フィルムとする、加圧ローラ駆動方式の加熱定着装置である。
【００２９】
この定着装置１１は、トナーを加熱する加熱体であるセラミックヒータ（以下、ヒータ）２０を内包する回転体である加熱部材としての定着フィルム２５と、定着フィルム２５に当接された加圧部材としての加圧ローラ２６と、を主要構成部材として構成されている。
【００３０】
加熱アセンブリ１１ａ側のヒータ２０と加圧ローラ２６は、定着フィルム２５を挟んで圧接して定着ニップ部Ｎを形成している。加圧ローラ２６が矢印Ｒ２６の反時計方向に回転駆動されることで、該加圧ローラ２６と定着フィルム２５との、定着ニップ部Ｎにおける圧接摩擦力により定着フィルム２５に回転力が作用して該定着フィルム２５がその内面がヒータ２０の下向き面に密着して摺動しながら矢印Ｒ２５の時計方向に従動回転する。
【００３１】
加圧ローラ２６が回転駆動され、それに伴って定着フィルム２５が従動回転状態になり、またヒータ２０に電力が供給され、該ヒータ２０が昇温して所定の温度に立ち上がり温調された状態において、定着ニップ部Ｎの定着フィルム２５と加圧ローラ２６との間に未定着トナー像Ｔを担持した記録材Ｐが導入され、定着ニップ部Ｎにおいて記録材Ｐのトナー像担持面側が定着フィルム２５の外面に密着して該定着フィルム２５と一緒に定着ニップ部Ｎを挟持搬送されていく。この挟持搬送過程において、ヒータ２０の熱が定着フィルム２５を介して記録材Ｐに付与され、記録材Ｐ上の未定着トナー像Ｔが記録材Ｐ上に加熱・加圧されて溶融定着される。定着ニップ部Ｎを通過した記録材Ｐは定着フィルム２５から曲率分離される。
【００３２】
（ヒータ）
加熱体としてのヒータ２０は、セラミック基板上に発熱ペーストを印刷した発熱体、発熱体の保護と絶縁性を確保するためのガラスコーティング層を順次形成したものであり、ヒータ２０上の発熱体へ電力制御されたＡＣ電流を流すことにより発熱される。セラミック基板の材質としてはチッ化アルミニウムや酸化アルミニウム等を使用している。セラミック基板の裏には温調用のサーミスタ（温度検知素子）２１を当接させてある。ヒータ２０は、記録材Ｐの搬送方向（矢印Ｋ方向）に直角な左右方向に長く、記録材Ｐの幅よりも長く形成されている。またヒータ２０は、装置本体Ｍに取り付けられたフィルムガイド２２によって支持されている。フィルムガイド２２は、耐熱樹脂によって半円状に形成された部材であり、後述の定着フィルム２５の回転をガイドするガイド部材としても作用する。
【００３３】
（定着フィルム）
定着フィルム２５は、ポリイミド等の耐熱樹脂を円筒状に形成したものであり、上述のヒータ２０及びフィルムガイド２２に遊嵌されている。定着フィルム２５は、後述の加圧ローラ２６によってヒータ２０に押し付けられており、これにより定着フィルム２５の裏面がヒータ２０の下面に当接されるようになっている。定着フィルム２５は、加圧ローラ２６の矢印Ｒ２６方向の回転により記録材Ｐが矢印Ｋ方向に搬送されるのに伴って矢印Ｒ２５方向に回転されるように構成されている。なお、定着フィルム２５の左右の両端部は、フィルムガイド２２と嵌合する不図示のフランジ部材によって規制されており、ヒータ２０の長手方向にはずれないようになっている。また、定着フィルム２５の内面には、ヒータ２０やヒータホルダ２２との間の摺動抵抗を低減するためにグリスを塗布してある。
【００３４】
定着フィルム２５は、図３（ａ）の層構成模型図のように、ポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ等の低熱容量の耐熱性樹脂フィルム（ベースフィルム）２５ａの表面に、導電性プライマー層２５ｂを介して、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等にカーボンブラック等の導電性部材を混入させた離型層２５ｃをコーティングした複合層フィルムである。離型層２５ｃは様々な画像不良を引き起こさないよう最適な抵抗値に設計されている。また定着フィルム２５は、後述する定着バイアスを印加させるため、図３（ｂ）のように、定着フィルム表面の一部に導電性プライマー層２５ｂを露出させ、導電ブラシ等の給電手段３１と接触させている。
【００３５】
また定着フィルム２５は、ステンレス等の薄い金属製素管の表面に、プライマー層を介して、前記離型層をコーティングした金属スリーブでも良い。この場合、定着フィルムの接地やバイアス印加のため、金属製素管が金属スリーブ表面に一部露出している。
【００３６】
（加圧ローラ）
加圧ローラ２６は、金属製の芯金２６ａの外周面に、シリコーンゴム等の耐熱性ゴムの弾性層２６ｂ、あるいは発泡スポンジ弾性層を挟んで、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等のフッ素樹脂からなる絶縁性の離型層２６ｃを設けた回転体であり、離型層２６ｃの外周面により下方から定着フィルム２５をヒータ２０に押し付けて、定着フィルム２５との間に定着ニップ部Ｎを構成している。この定着ニップ部Ｎにおける、加圧ローラ２６の回転方向についての幅（ニップ幅）をａとすると、このニップ幅ａは、記録材Ｐ上のトナーを好適に加熱、加圧することができる程度に設定されている。弾性層２６ｂは絶縁性の離型層２６ｃ表面のチャージアップを抑制するため、カーボンブラック等の導電性部材を混入させて導電化し、芯金を接地させた方が好ましい。
【００３７】
（定着バイアス印加手段）
バイアス電源３２から不図示の安全回路、そして導電ブラシ等の給電手段３１を介して、定着フィルム２５表面に一部露出している導電性プライマー層２５ｂ（図３参照）と接触させて、トナーＴと同極性の定着バイアスを定着フィルム２５に印加する。定着バイアスの印加は、少なくとも記録材Ｐが定着フィルム２５と接触している間は行われる。またバイアスの印加量は、後述の制御手段４２により可変とする。
【００３８】
（除電手段）
定着ニップ部Ｎの記録材Ｐの搬送方向（矢印Ｋ方向）下流側に、定着ニップ部Ｎを通過した記録材Ｐの印字面の裏面と接触する位置に、接地された導電ローラ等の除電手段３３を設ける。除電手段３３の形態としては、導電性を有していればブラシやガイド等の形態でも構わない。
【００３９】
（記録材の幅サイズの検知手段）
４１は画像形成装置の制御回路部であり、画像形成装置全体の作像動作シーケン制御を司る。また、不図示の給送部から定着装置１１に至る記録材搬送路に、記録材が所定以上の幅を持つものである場合に動作する幅センサを設けており、制御回路部４１はこの幅センサの信号、または不図示の給送カセットに設けられたセンサ信号により、定着装置１１に通紙される記録材の幅サイズを検知している。
【００４０】
（記録材の幅サイズによる定着バイアス印加量と画像品質の相関）
ここで、記録材の幅サイズによる定着バイアス印加量と画像品質（後方トナー飛び散り、オフセット）の相関について、Ａ４／ＬＴＲ対応の定着装置を用いて、最大通紙幅であるＡ４サイズ紙と、最大通紙幅よりも幅の狭いＡ５サイズ紙について評価を行なったので結果を図４に示す。図４中の○はＯＫレベル、△は実用上問題の無いレベル、×はＮＧレベルを示す。なお、後方トナー飛び散り現象は、２３℃／６０％ＲＨの環境下で２４時間以上放置された普通紙に、紙の搬送方向と直交する向きに線を並べたパターンを印字し、後方へのトナーの飛び散り状態を観察し、オフセット現象は、２３℃／６０％ＲＨの環境下で２４時間以上放置された普通紙に、先端１００ｍｍは文字、後端はベタ白とするパターンを印字し、ベタ白部への文字パターンのオフセット状態を観察して評価を行なった。
【００４１】
この結果より、オフセットの抑制に必要な定着バイアスは、記録材の幅サイズによって変わらないが、後方トナー飛び散りの抑制に必要な定着バイアスは、小サイズメディアの方が大サイズメディアよりも低い印加量で良いことが確認できた。
【００４２】
これは、小サイズメディアの通紙により、加圧ローラ２６における小サイズメディアの非通紙域が昇温する。そして、加圧ローラ２６の弾性層の熱膨張により、加圧ローラ２６の形状が逆クラウン化し、両端部の搬送速度が中央部よりも速くなったことに起因すると考えられる。
【００４３】
すなわち、中央部と両端部の搬送速度が等しい場合に記録材は搬送方向と垂直方向に微小波打ちがあり、その山部（定着フィルムに近い部分）は定着ニップに突入する前から熱の影響を受け易く、定着ニップに突入する前から徐々に水蒸気を放出している。
【００４４】
一方、谷部（定着フィルムから遠い部分）では熱の影響を受けにくいため定着ニップに突入する前はほとんど水蒸気を放出しない。この谷部のように定着ニップ前で水蒸気をほとんど放出しない部分が定着ニップに突入すると定着ニップに突入した瞬間に一気に水蒸気を放出し、その水蒸気が強い勢いで未定着トナーを上流側に吹き飛ばしてしまう。
【００４５】
しかしながら、両端部の搬送速度が中央部より速い場合、記録材は両端に引っ張られながら搬送されるため、上記のような山部、谷部が存在せず後方トナー飛び散りのレベルが良化すると考えられる。そのため、小サイズメディアの通紙時は、大サイズメディア通紙時よりも低い定着バイアス印加量で、後方トナー飛び散り現象を抑制することができるのである。
【００４６】
（定着バイアスの制御方法）
上述のような制御回路部４１における記録材の幅サイズの検知、及び記録材の幅サイズによる定着バイアス印加量と画像品質との相関から、例えばＡ４／ＬＴＲ対応の定着装置１１において、最大通紙幅であるＡ４やＬＴＲサイズの記録材（大サイズメディア）が通紙される場合と、最大通紙幅よりも幅の狭いＢ５やＡ５サイズの記録材（小サイズメディア）が通紙される場合とで、バイアス電源制御手段４２を介して、バイアス電源３２からの定着フィルム２５への定着バイアス印加量を変えるように制御する。制御方法の一例を図５（ａ）に示す（実施態様１、実施態様２対応）。
【００４７】
｛従来例との比較実験｝
本実施形態のように、記録材の定着ニップ部を通過する幅により、記録材に印加するバイアス量を、図５（ａ）のように、定着バイアス印加量をＡ４サイズ幅以上のときは−６００Ｖ、Ａ４サイズ幅未満のときは−４００Ｖとなるように制御する場合と、従来例のように記録材の定着ニップ部を通過する幅によらず、記録材に印加するバイアス量を一定（−６００Ｖ）とする場合とについて、小サイズメディア後に連続的にプリントする大サイズメディアにおけるオフセット現象と後方飛び散り現象の評価を、小サイズメディアの通紙枚数を変えて実施したので、その結果を図５（ｂ）に示す。
【００４８】
ここではＡ４／ＬＴＲ対応の定着装置を用いて、最大通紙幅である大サイズメディアとしてＡ４サイズ紙を、最大通紙幅よりも幅の狭い小サイズメディアとしてＡ５サイズ紙を使用した。図５（ｂ）中の○はＯＫレベル、△は実用上問題の無いレベル、×はＮＧレベルを示す。
【００４９】
なお、後方トナー飛び散り現象は、２３℃／６０％ＲＨの環境下で２４時間以上放置された普通紙に、紙の搬送方向と直交する向きに線を並べたパターンを印字し、後方へのトナーの飛び散り状態を観察し、オフセット現象は、２３℃／６０％ＲＨの環境下で２４時間以上放置された普通紙に、先端１００ｍｍは文字、後端はベタ白とするパターンを印字し、ベタ白部への文字パターンのオフセット状態を観察して評価を行なった。
【００５０】
この結果より、本実施形態は従来例と比べて、小サイズメディア後に連続的にプリントする大サイズメディアにおけるオフセット現象と後方トナー飛び散り現象について、小サイズメディアの通紙枚数が増えても両立させることができることが確認できた。
【００５１】
これは、図１２に示した従来例における定着フィルムの表面電位に対し、本実施形態にあっては前述のように小サイズメディアを通紙時、大サイズメディアよりも低い定着バイアスを印加するため、定着フィルムの表面電位は、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、定着フィルム表面の非通紙域は、小サイズメディア通紙後の定着バイアスＯＦＦによる表面電位の減衰が早く、定着フィルムの通紙域との表面電位の差を小さくすることができる。
【００５２】
そのため、連続プリント等の表面電位が減衰しきらない状態で、次に大サイズメディアを通紙するため大サイズメディア用の定着バイアスを印加した場合でも、図７に示すように、定着フィルムの通紙域と非通紙域との表面電位の差は小さく、画像品質に影響の無いレベルとすることができるのである。
【００５３】
〔第２実施形態〕
次に第２実施形態として、小サイズメディア通紙時における定着バイアスの制御方法の他例について説明する。なお、前述した第１実施形態と同一機能を有する部分は同一符号を使用し説明を援用する。
【００５４】
｛小サイズメディア連続通紙時の定着バイアス印加量と画像品質の相関｝
ここで、小サイズメディア連続通紙時の定着バイアス印加量と、所定枚数時における画像品質（後方トナー飛び散り、オフセット）の相関について、Ａ４／ＬＴＲ対応の定着装置を用いて、小サイズメディアであるＡ５サイズ紙の評価を行なったので、その結果を図８（ａ）に示す。図８（ａ）中の○はＯＫレベル、△は実用上問題の無いレベル、×はＮＧレベルを示す。
【００５５】
なお、後方トナー飛び散り現象は、２３℃／６０％ＲＨの環境下で２４時間以上放置された普通紙に、紙の搬送方向と直交する向きに線を並べたパターンを印字し、後方へのトナーの飛び散り状態を観察し、オフセット現象は、２３℃／６０％ＲＨの環境下で２４時間以上放置された普通紙に、先端１００ｍｍは文字、後端はベタ白とするパターンを印字し、ベタ白部への文字パターンのオフセット状態を観察して評価を行なった。
【００５６】
この結果より、オフセットの抑制に必要な定着バイアスは、小サイズメディアの連続通紙枚数によって変わらないが、後方トナー飛び散りの抑制に必要な定着バイアスは、小サイズメディアの連続通紙枚数の増加によって印加量は低くなっても良いことが確認できた。
【００５７】
これは、第１実施形態で述べたように、小サイズメディアの通紙による加圧ローラ形状の逆クラウン化が、小サイズメディアの連続通紙枚数の増加により、逆クラウン量も増加したためと考えられる。
【００５８】
｛小サイズメディア通紙時の定着バイアスの制御方法｝
上述の小サイズメディア連続通紙時の定着バイアス印加量と画像品質の相関から、例えばＡ４／ＬＴＲ対応の定着装置において、最大通紙幅よりも幅の狭いＢ５やＡ５サイズの記録材（小サイズメディア）を連続通紙する場合、小サイズメディアの通紙枚数に応じて定着バイアス印加量を変えるように制御する。制御方法の一例を図８（ｂ）に示す（実施態様３対応）。なお大サイズメディアについては、第１実施形態と同様に図５（ａ）に示した印加量とする。
【００５９】
｛比較実験｝
第１実施形態のように、記録材の定着ニップ部を通過する幅により、記録材に印加するバイアス量を、図５（ａ）のように、定着バイアス印加量をＡ４サイズ幅以上のときは−６００Ｖ、Ａ４サイズ幅未満のときは−４００Ｖとなるように制御する場合と、本実施形態のように、第１実施形態に加えて小サイズメディアの通紙枚数により印加するバイアス量を、図８（ｂ）のように、１〜５枚の場合は−４００Ｖ、６〜１０枚の場合は−３００Ｖ、１１枚以上の場合は−２００Ｖのように制御する場合と、従来例のように記録材の定着ニップ部を通過する幅によらず、記録材に印加するバイアス量を一定（−６００Ｖ）とする場合とについて、小サイズメディア後に連続的にプリントする大サイズメディアにおけるオフセット現象と後方飛び散り現象の評価を、小サイズメディアの通紙枚数を変えて実施したので、その結果を図９に示す。
【００６０】
ここではＡ４／ＬＴＲ対応の定着装置を用いて、最大通紙幅である大サイズメディアとしてＡ４サイズ紙を、最大通紙幅よりも幅の狭い小サイズメディアとしてＡ５サイズ紙を使用した。図９中の○はＯＫレベル、△は実用上問題の無いレベル、×はＮＧレベルを示す。
【００６１】
なお、後方トナー飛び散り現象は、２３℃／６０％ＲＨの環境下で２４時間以上放置された普通紙に、紙の搬送方向と直交する向きに線を並べたパターンを印字し、後方へのトナーの飛び散り状態を観察し、オフセット現象は、２３℃／６０％ＲＨの環境下で２４時間以上放置された普通紙に、先端１００ｍｍは文字、後端はベタ白とするパターンを印字し、ベタ白部への文字パターンのオフセット状態を観察して評価を行なった。
【００６２】
この結果より、本実施形態は第１実施形態及び従来例と比べて、小サイズメディア後に連続的にプリントする大サイズメディアにおけるオフセット現象と後方トナー飛び散り現象について、小サイズメディアの通紙枚数がさらに増えても両立させることができることが確認できた。
【００６３】
これは、第１実施形態で述べたように、小サイズメディアを通紙時、大サイズメディアよりも低い定着バイアスを印加するとともに、連続通紙時は段階的に印加量をさらに下げていくため、小サイズメディアの通紙枚数が増加しても、定着フィルムの表面電位の差を画像品質に影響の無いレベルとすることができるのである。
【００６４】
〔他の実施形態〕
前述した実施形態では、定着バイアスとして定着フィルムにトナーと同極性のバイアスを印加しているが、記録材に対するトナーの付着力を静電的にアップさせる方法ならば特に手段は選ばなく、例えば加圧ローラや除電手段からトナーと逆極性のバイアスを印加する方法でも良い。
【００６５】
また、フィルム加熱方式の加熱定着装置は、前述した実施形態のものは加圧用回転体駆動方式であるが、エンドレスの定着フィルムの内周面に駆動ローラを設け、フィルムにテンションを加えながら駆動する方式の装置であってもよいし、フィルムをロール巻きの有端ウエブ状にし、これを走行駆動させる方式の装置であってもよい。
【００６６】
また、本発明において像加熱装置はフィルム加熱方式に限られるものではなく、熱ローラ方式など、加熱部材と加圧部材とのニップで画像を担持した記録材を挟持搬送させて記録材上の画像を加熱する像加熱装置であればよい。
【００６７】
さらに、ヒータはセラミックヒータに限られるものではない。例えば鉄板等の電磁誘導発熱性部材とすることもできる。ヒータとして鉄板等の電磁誘導発熱性部材を用い、これを定着ニップ部の位置に配設して、これに交番磁束発生手段としての電磁コイルと磁性コアにより発生させた高周波磁界を作用させることで発熱させる装置構成にすることもできる。また移動部材としてのフィルム自体を電磁誘導発熱性部材にして交番磁束発生手段で発熱させる装置構成にすることもできる。
【００６８】
また、本発明の像加熱装置には、未定着画像を記録材上に永久画像として加熱定着させる定着装置ばかりでなく、未定着画像を記録材上に仮定着させる加熱装置、画像を担持した記録材を再加熱してつや等の画像表面性を改質する加熱装置なども包含される。
【００６９】
画像形成装置の作像方式も電子写真方式に限られず、静電記録方式、磁気記録方式等であってもよいし、また転写方式でも直接方式でもよい。
【００７０】
〔実施態様〕
次に本発明を適用し得る好ましい実施態様を以下に列挙する。
【００７１】
［実施態様１］  記録材を加熱する加熱部材と、該前記加熱部材に記録材を圧接する加圧部材とを有し、前記加熱部材と前記加圧部材の圧接ニップ部に、未定着トナー像を形成した記録材を通過させることで該未定着トナー像を記録材上に加熱定着させる加熱定着装置において、
少なくとも前記記録材が前記圧接ニップ部を通過中、前記記録材にバイアスを印加する手段と、
前記圧接ニップ部の記録材搬送方向の下流側に設けられた除電手段と、
を有し、
前記圧接ニップ部を通過する前記記録材の幅により、該記録材に印加するバイアス量を制御することを特徴とする加熱定着装置。
【００７２】
［実施態様２］  記録材に印加するバイアス量は、幅の広い記録材に比べ幅の狭い記録材の方が小さいことを特徴とする実施態様１に記載の加熱定着装置。
【００７３】
［実施態様３］  幅の狭い記録材に印加するバイアス量は、搬送する記録材の枚数に応じて段階的に小さくしていくことを特徴とする実施態様２に記載の加熱定着装置。
【００７４】
［実施態様４］  記録材にトナー像を転写し、該記録材を加熱定着装置によって定着する画像形成装置において、
前記加熱定着装置として実施態様１乃至実施態様３のいずれかに記載の加熱定着装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、小サイズメディアの後に連続的にプリントされる大サイズメディアにおいて、オフセット現象と後方トナー飛び散り現象のバランスの取れた良好な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における電子写真画像形成装置の断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態における加熱定着装置の断面図である。
【図３】（ａ）と（ｂ）は定着フィルムの層構成模型図とプライマー層露出部の模型図である。
【図４】最大通紙幅であるＡ４サイズ紙と、最大通紙幅よりも幅の狭いＡ５サイズ紙について評価を行なった実験結果を示す表図である。
【図５】（ａ）は本発明の実施形態による記録材のサイズに応じて制御する定着バイアス印加量と記録材サイズとの関係を示す表図である。
（ｂ）は小サイズメディア後に連続的にプリントする大サイズメディアにおけるオフセット現象と後方飛び散り現象の評価を、小サイズメディアの通紙枚数を変えて実施した結果を示す表図である。
【図６】本発明の第１実施形態における小サイズメディア通紙時の定着フィルムの表面電位推移である。
【図７】本発明の第１実施形態における小サイズメディア通紙時の定着フィルムの表面電位推移である。
【図８】（ａ）は小サイズメディア連続通紙時の定着バイアス印加量と、所定枚数時における画像品質の相関の実験結果を示す表図である。（ｂ）は小サイズメディアの通紙枚数に応じて定着バイアス印加量を変えて画像形成し、所定枚数時における画像品質の相関の実験結果を示す表図である。
【図９】第２実施形態のバイアス制御に係る画像品質と、第１実施形態のバイアス制御に係る画像品質とを、従来例の画像品質と比較した相関の実験結果を示す表図である。
【図１０】従来例における加熱定着装置の断面図である。
【図１１】（ａ）と（ｂ）は定着バイアスの印加ＯＮ／ＯＦＦによる、定着フィルムの表面電位の反転を説明した模型図である。
【図１２】（ａ）〜（ｂ）は、従来例における小サイズメディア通紙時の定着フィルムの表面電位推移である。
【図１３】従来例における小サイズメディア通紙時の定着フィルムの表面電位推移である。
【符号の説明】
Ｌ    …画像露光
Ｍ    …装置本体
Ｎ    …定着ニップ部
Ｐ    …記録材
Ｔ    …トナー
ａ    …ニップ幅
１    …感光体ドラム
２    …帯電ローラ
３    …露光手段
４    …現像装置
４ａ  …現像ローラ
５    …転写ローラ
６    …クリーニング装置
６ａ  …クリーニングブレード
７    …給送カセット
８    …搬送ローラ
９    …トップセンサ
１０    …搬送ガイド
１１    …定着装置
１１ａ  …加熱アセンブリ
１２    …搬送ローラ
１３    …排出ローラ
１４    …排出トレイ
１５    …給送ローラ
１６    …排出センサ
２０    …ヒータ
２１    …サーミスタ
２２    …フィルムガイド
２５    …定着フィルム
２５ａ  …耐熱性樹脂フィルム
２５ｂ  …導電性プライマー層
２５ｃ  …離型層
２６    …加圧ローラ
２６ａ  …芯金
２６ｂ  …弾性層
２６ｃ  …離型層
３１    …給電手段
３２    …バイアス電源
３３    …除電手段
４１    …制御回路部
４２    …制御手段
【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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【図１２】
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【図１３】
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