(57)【要約】【課題】環境によらず定着装置におけるオフセット現象の発生を抑えることのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置１００において、バイアス出力手段１７ｄは定着手段１０に対してバイアスを出力可能であり、バイアス出力手段１７ｄから定着手段１０に対して出力されるバイアスの絶対値の最大値は、バイアス出力手段１７ｄが転写手段１５ｄに対して出力するバイアスで規定され、転写手段１５ｄはイオン導電材料を介して記録材Ｐに電荷を供給する構成とされる。【選択図】図１
2007240672.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、前記像担持体上のトナー像を記録材に転写させる転写手段と、前記転写手段に対して前記転写のためのバイアスを出力するバイアス出力手段と、前記転写の後に前記記録材を挟持搬送してトナー像を前記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、
前記バイアス出力手段は前記定着手段に対してバイアスを出力可能であり、前記バイアス出力手段から前記定着手段に対して出力されるバイアスの絶対値の最大値は、前記バイアス出力手段が前記転写手段に対して出力するバイアスで規定され、前記転写手段はイオン導電材料を介して前記記録材に電荷を供給することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
更に、前記バイアス出力手段の出力電圧を制御する制御手段と、前記バイアス出力手段の出力電流を検知する電流検知手段と、を有し、前記バイアス出力手段から前記転写手段に対して所定電圧を出力したときに前記電流検知手段が検知した参照電流に基づいて、該参照電流が相対的に小さい時には前記転写動作時の前記バイアス出力手段の出力電圧の絶対値を相対的に大きくし、該参照電流が相対的に大きいときには前記転写動作時の前記バイアス出力手段の出力電圧の絶対値を相対的に小さくする制御を行う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】
前記転写手段と前記転写手段に対してバイアスを出力する前記バイアス出力手段との組み合わせを複数有しており、該複数のバイアス出力手段のうち少なくと１つを用いて前記電流検知手段による前記参照電流の検知が行われ、且つ、該参照電流の検知が行われるバイアス出力手段とは異なる少なくとも１つのバイアス出力手段が前記定着手段に対してバイアスを出力可能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】
更に、前記バイアス出力手段の出力電流を制御する制御手段と、前記バイアス出力手段の出力電圧を検知する電圧検知手段と、を有し、前記バイアス出力手段から前記転写手段に対して所定電流を出力したときに前記電圧検知手段が検知した参照電圧に基づいて、該参照電圧が相対的に小さい時には前記転写動作時の前記バイアス出力手段の出力電流の絶対値を相対的に小さくし、該参照電圧が相対的に大きいときには前記転写動作時の前記バイアス出力手段の出力電流の絶対値を相対的に大きくする制御を行う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５】
前記転写手段と前記転写手段に対してバイアスを出力する前記バイアス出力手段との組み合わせを複数有しており、該複数のバイアス出力手段のうち少なくと１つを用いて前記電圧検知手段による前記参照電圧の検知が行われ、且つ、該参照電圧の検知が行われるバイアス出力手段とは異なる少なくとも１つのバイアス出力手段が前記定着手段に対してバイアスを出力可能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】
前記転写手段と前記転写手段に対してバイアスを出力する前記バイアス出力手段との組み合わせを複数有しており、前記記録材が前記定着手段に挟持搬送される時に出力されているバイアスのうち絶対値が最も大きいバイアスが前記定着手段に対して出力されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
更に、前記記録材を搬送して前記像担持体からのトナー像の転写部を通過させる記録材担持体を有し、前記イオン導電材料は前記記録材担持体を介して前記記録材に電荷を供給することを特徴とする請求項１〜６のいずれかの項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、電子写真方式或いは静電記録方式を用いて記録材上に形成したトナー像を定着させることで記録画像を得る複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置に関するものである。より詳細には、本発明は、熱軟化樹脂トナーを担持した記録材を定着装置において挟持して搬送すると共に加熱して、該トナーを記録材上に永久固着させて記録画像を形成する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には、画像形成装置としては単色のトナーを用いるモノクロ画像形成装置（例えば特許文献１参照）と、複数色のトナーを用いてフルカラー画像を形成するカラー画像形成装置とがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
モノクロ画像形成装置は、単一の露光部、一次帯電器、感光体、現像器、転写部を有して構成される。これに対して、カラー画像形成装置には、複数の現像器を有していて繰り返し同一の感光体にトナー像を形成する装置がある。或いは、カラー画像形成装置としては、より高速画像形成を実現するために、複数の露光部、一次帯電器、感光体、転写部を備える、所謂、インライン画像形成装置も実用化されている。インライン画像形成装置では、各転写部位に電荷供給のための転写部材を設け、各転写部位間をまたがるように記録材担持体（転写ベルト等）又は中間転写体（中間転写ベルト等）を用いるのが一般的である。
【０００４】
転写部位に電荷を供給する電源としては、定電流電源、定電圧電源の両方を用いることができるが、それぞれ出力する電流、電圧を記録材や環境に応じて最適化するために制御が工夫されている。例えば、定電流電源を用いる場合には、漏れ電流を考慮して電圧制限値を設けて高湿環境でも適正な転写状態を保つことが行われる。一方、定電圧電源を用いる場合には、必要な記録材や環境に応じて十分な電流を得るために、転写部材の電気抵抗値を電圧と電流の関係から算出して、この電気抵抗値に応じた電圧を供給する構成（転写電圧補正制御）を採ることが多い。
【０００５】
このような画像形成装置において、記録材に転写されたトナー像を記録材に定着させるための定着装置としては、熱ローラ方式やフィルム加熱方式を挙げることができる。
【０００６】
熱ローラ方式の定着装置は、定着ローラ（熱ローラ）と加圧ローラとで回転ローラ対を形成して、定着ローラ内にハロゲンランプ等の熱源を内蔵させて所定の定着温度に加熱・温調する加熱装置である。そして、ローラ対の圧接ニップ部（定着ニップ部）に、未定着のトナー像を担持した記録材を導入して挟持搬送することで、未定着のトナー像を記録材の表面に加熱定着させる。一方、フィルム加熱方式の定着装置は、上記熱ローラの代わりに小熱容量のフィルムを用いた加熱装置であって、昇温時間が短く、オンデマンド定着装置として利用されている。
【０００７】
上述の画像形成装置においては、未定着のトナー画像を定着装置で定着させる際に、しばしば定着ローラや定着フィルムにトナー像が静電的に転移し、そのトナー像が記録材の他の部位に定着されて、オフセット画像となる場合がある。以下、この現象を「オフセット現象」或いは単に「オフセット」という。
【０００８】
この現象に対しては、定着フィルムや、加圧ローラ等に高電圧を印加して、静電力を利用して改善できることが知られている。この高電圧は専用の電源から供給する以外に、他の高圧電源、例えば一次帯電高圧電源や転写高圧電源から供給して、省スペース、低コスト化を図る構成も実現されている。特に、転写高圧電源から電圧を供給する場合には、転写と定着に印加する高電圧の極性が同じとなるために、相互の干渉が小さく良好な転写画像とオフセット抑制効果を得ることができる。
【特許文献１】特開平６−３９８８号公報
【特許文献２】特開２００３−５５５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前述のような定着装置における静電的なオフセットは、環境依存性が極めて高く、低湿環境では顕著な不良となる場合であっても、高湿環境では問題にならないことが多い。そればかりか、高湿環境で定着回転体に高電圧を印加すると、ピンホールやリークなどの不具合を発生する場合がある。即ち、過電圧により定着回転体の樹脂層などにピンホールが空いて電流がリークする。これによって、例えばオフセット抑制電圧を転写高圧電源から供給する構成においては、転写バイアス電流が不足するなどの不具合を生じることがある。従って、オフセット抑制電圧としては、環境に応じて大幅に変化させて、低湿環境では高く、高温環境では低く供給するのが好ましい。
【００１０】
このような環境依存性に対しては、転写高圧電源からオフセット抑制電圧を供給する場合には、前述の転写電圧補正制御によりある程度最適化されるものの、更なる変化幅の拡大が望まれている。
【００１１】
又、上記環境に応じた転写電圧補正制御を行う際に、定着回転体に電圧を供給しながら電気抵抗値検知を行うと、定着回転体から漏れる電流によって実際の電気抵抗値にずれが生じる場合がある。このような場合、適切な環境対応ができなくなって、オフセット抑制効果が得られないばかりか、適正な転写電圧を得られずに転写不良画像が発生する可能性がある。
【００１２】
従って、本発明の目的は、環境によらず定着装置におけるオフセット現象の発生を抑え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】
【００１３】
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、前記像担持体上のトナー像を記録材に転写させる転写手段と、前記転写手段に対して前記転写のためのバイアスを出力するバイアス出力手段と、前記転写の後に前記記録材を挟持搬送してトナー像を前記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、前記バイアス出力手段は前記定着手段に対してバイアスを出力可能であり、前記バイアス出力手段から前記定着手段に対して出力されるバイアスの絶対値の最大値は、前記バイアス出力手段が前記転写手段に対して出力するバイアスで規定され、前記転写手段はイオン導電材料を介して前記記録材に電荷を供給することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、環境によらず定着装置におけるオフセット現象の発生を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【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
図１は、本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略断面構成を示す。本実施例の画像形成装置１００は、インライン電子写真フルカラープリンタであり、Ａ４サイズのフルカラー画像を毎分１２枚形成することができる。
【００１７】
画像形成装置１００は、複数の画像形成部として第１、第２、第３、第４の画像形成部（ステーション）Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄを有する。各画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄは、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の画像を形成するためのものである。尚、以下の説明において、各色用に共通して設けられた要素については、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用に設けられた要素であることを表すために図中符号に与えた添え字ａ、ｂ、ｃ、ｄは省略して総括的に説明する。
【００１８】
画像形成部Ｓは、像担持体としての円筒型の電子写真感光体、即ち、感光ドラム１１を有している。感光ドラム１１の周囲には、一次帯電手段としての帯電ローラ１２、露光手段としてのスキャナー１３、現像手段としての現像器１４、転写手段としての転写ローラ１５、クリーニング手段としてのクリーニング装置１６等が配置されている。又、各画像形成部Ｓａ〜Ｓｄの感光ドラム１１ａ〜１１ｄに対向して無端移動するように、記録材担持体としての転写ベルト１が配置されている。転写ベルト１は、各転写ローラ１５ａ〜１５ｄによって各感光ドラム１１ａ〜１１ｄに向けて押圧されることで、各感光ドラム１１ａ〜１１ｄにそれぞれの転写部（転写ニップ）Ｎａ、Ｎｂ、Ｎｃ、Ｎｄで接触している。
【００１９】
転写ベルト１の電気抵抗は、体積抵抗率で１０6〜１０12Ω・ｃｍであることが好ましい。又、転写ベルト１としては、ウレタン系樹脂、フッ素系樹脂、ナイロン系樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーンゴムやヒドリンゴム等の弾性材料、或いはこれらにカーボンや導電粉体を分散させ電気抵抗の調整を行ったものなどを用いることができる。本実施例では、ポリイミド樹脂にカーボンを分散させて体積抵抗率を１０8Ω・ｃｍに調整した、厚み０．１ｍｍの転写ベルト１を用いた。
【００２０】
本実施例では、転写ベルト１は、複数の支持部材として、転写ベルト１に内包される駆動ローラ５１、テンションローラ５２の２本のローラに巻架されている。転写ベルト１の張力としては、伸び率が１％以内になるように設定して、破断や永久歪みが発生しないようにするのが望ましく、本実施例では４０Ｎの荷重がかかるように設定した。
【００２１】
そして、本実施例では、転写手段は、イオン導電材料を介して記録材Ｐに電荷を供給するようになっている。即ち、本実施例では、転写部Ｎには、イオン導電性を備えるヒドリンゴムからなる中抵抗（５００Ｖ印加時のニップ形成での実抵抗が１０6〜１０10Ω）の弾性材料を芯金に被覆して形成される転写ローラ１５が配置されている。転写ローラ１５は、感光ドラム１１と共に転写ベルト１を挟む形で転写部Ｎに配置されている。本実施例では、各画像形成部Ｓａ〜Ｓｄの転写ローラ（第１〜第４の転写ローラ）１５ａ〜１５ｄは同一の構成とされている。
【００２２】
画像形成動作時には、感光ドラム１１は、図示矢印方向に回転し、一次帯電器１２により一様に帯電される。帯電した感光ドラム１１の表面は、ホストコンピュータより送られた画像情報信号により変調された、スキャナー１３からのレーザー光で走査露光される。これにより、感光ドラム１１上に静電像（潜像）が形成される。
【００２３】
レーザー光の強度及び照射スポット径は画像形成装置１００の解像度及び所望の画像濃度によって適正に設定されている。感光ドラム１１上の静電像は、レーザー光が照射された部分は明部電位ＶL（約−１００Ｖ）に、そうでない部分は一次帯電器１２で帯電された暗部電位ＶD（約−７００Ｖ）に保持される。
【００２４】
静電像は、感光ドラム１１の回転により現像器１４との対向部に達し、感光ドラム１１の帯電極性と同一極性（本実施例ではマイナス極性）に帯電されたトナーが供給されて、トナー像として顕像化される。感光ドラム１１上に形成されたトナー像は、転写ニップＮにおいて、転写ベルト１と共に搬送される記録材Ｐ上に転写される。
【００２５】
記録材Ｐは、記録材収納部としてのカセット６１から供給ローラ６２によって１枚ずつ送り出され、レジストローラ６３によって画像形成部Ｓにおけるトナー像の形成動作と同期がとられて転写ベルト１上に供給される。
【００２６】
フルカラー画像形成においては、各画像形成部Ｓａ〜Ｓｄにおいて、上述の一次帯電、露光、現像、転写の各工程が同様に行われ、各感光ドラム１１ａ〜１１ｄに形成されたトナー像が、転写ベルト１上の記録材Ｐ上に順次に転写される。
【００２７】
転写ベルト１と各感光ドラム１１ａ〜１１ｄとで形成される各転写部Ｎａ〜Ｎｄでは、転写バイアス出力手段としての各転写電源１７ａ〜１７ｄから、各転写ローラ１５ａ〜１５ｄにトナーと逆極性の電圧（＋５００〜＋４０００Ｖ）が印加される。本実施例では、転写電源１７は、転写工程時に転写バイアスとして定電圧制御されたバイアス（転写電圧）を、芯金を介して転写ローラ１５に印加する。これによって、各転写ニップ域に形成された電界により、感光ドラム１１から転写ベルト１上の記録材Ｐにトナー像が静電的に転写される。記録材Ｐが第４の画像形成部Ｓｄの転写部Ｎｄを通過した段階で、フルカラー画像が記録材Ｐ上に担持され、転写工程は完了する。
【００２８】
一方、トナー像の転写を終えた感光ドラム１１の表面は、クリーニング装置１６によりそれぞれ表面を清掃された後、次の画像形成工程に備える。
【００２９】
本実施例では、各転写ローラ１５ａ〜１５ｄに供給される電圧（転写バイアス）は、次のようにして決定される。即ち、記録材Ｐが供給される前の準備工程（前回転）中に、第１の転写ローラ１５ａに第１の転写電源１７ａから所定電圧（定電圧制御されたバイアス）を印加する。この時の第１の転写電源１７ａの出力電流（参照電流）を、検知手段としての電流検知回路１８により計測する。電流検知回路１８の検知結果に係る信号は、制御手段としての制御装置１９に入力される。そして、制御装置１９により、第１の転写部Ｎａにおける転写部材、本実施例では第１の転写ローラ１５ａ及び転写ベルト１の電気抵抗に係る情報に応じて、各転写ローラ１５ａ〜１５ｄに転写工程時に印加する転写電圧を演算して決定する。即ち、電流検知回路１８を用いて検知される電気抵抗に係る情報と、各画像形成部Ｓａ〜Ｓｄに関して最適な転写バイアス（本実施例では電圧値）との関係が、予め調べられて制御装置１９の記憶部に記憶されている。制御装置１９は、電流検知回路１８を用いて検知した電気抵抗に係る情報と、記憶部に記憶された情報とから、転写工程時に各転写電源１７ａ〜１７ｄから各転写ローラ１５ａ〜１５ｄに対して出力する転写バイアス（本実施例では電圧値）を決定する。この制御により、第１〜第４の転写ローラ１５ａ〜１５ｄ及び転写ベルト１のおかれている環境、特に吸湿による第１〜第４の転写ローラ１５ａ〜１５ｄ及び転写ベルト１の電気抵抗変化を吸収することができる。これにより、環境によらず転写工程時にほぼ一定の転写電荷を供給することができる。従って、安定した画質を維持することができる。
【００３０】
転写工程を終えた記録材Ｐは、駆動ローラ５１の曲率によって転写ベルト１から分離されて、定着手段としての定着装置１０に到達する。未定着のトナー像を担持した記録材Ｐは、定着装置１０によって加熱・加圧される。これによって、永久定着像が得られる。
【００３１】
本実施例で用いられる定着装置１０は、フィルム定着装置であり、定着回転体として定着フィルム２と加圧ローラ３とを有する。定着フィルム２は、ガイド部材２１に掛け回されている。又、加圧ローラ３は、ガイド部材２１に掛け回された定着フィルム２に圧接する。これによって、定着フィルム２と加圧ローラ３との間に定着部（定着ニップ）Ｍが形成されている。定着フィルム２は、加圧ローラ３に回転駆動力が伝達されることにより、加圧ローラ３に従動して周回移動（回転）する。
【００３２】
本実施例では、定着フィルム２は、厚み５０μｍのＰＩ（ポリイミド）樹脂の表面に、１０μｍのフッ素樹脂を被覆して形成したものであり、周長は５６．５ｍｍである。又、本実施例では、加圧ローラ３は、芯金３１の外周に、厚み３ｍｍの導電シリコーンゴム層３２及び厚み１５μｍのＰＦＡ（パーフロロアルコキシ）樹脂層３２をこの順序で被覆して形成したものであり、直径２０ｍｍである。
【００３３】
加圧ローラ３の芯金３１には、第４の転写ローラ１５ｄに電圧を供給する第４の転写電源１７ｄから、定電圧制御されたバイアス（定着電圧）が供給される。即ち、本実施例では、定着装置１０が備える記録材Ｐを挟持搬送する定着回転体のうち、記録材Ｐのトナー像担持面とは反対の面側に接触する加圧ローラ３に、トナーとは逆極性（転写電圧と同極性）の定着電圧を印加する。この電圧がオフセット抑制電圧である。
【００３４】
ここで、定着装置１０で発生するオフセット現象に対して有効な定着電圧を調べたところ、表１に示す結果が得られた。尚、この実験は、加圧ローラ３の芯金３１に正極性の電圧を供給した場合のオフセット抑制効果と、加圧ローラ３のＰＦＡ樹脂層３３にピンホールが空くことでのリークの有無を、各環境で調査したものである。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
表１に示すとおり、高湿環境においてはオフセット現象が発生しないのに対し、低湿環境においては高いオフセット抑制電圧を印加しないと、オフセット抑制効果が得られない。又、低湿環境で十分オフセット抑制効果が得られる電圧を高湿環境で印加すると、記録材Ｐ等の電気抵抗が低下して電流経路が形成されるために、加圧ローラ３のＰＦＡ樹脂層３３のピンホールより電流が流れて、被膜破壊等の問題が発生する。
【００３７】
これらの現象を防止するためには、加圧ローラ３と定着フィルム２との間の電界を環境に応じて最適化することが望まれる。つまり、上記実験結果によれば、本実施例の構成では、低湿環境では＋２０００〜＋４０００Ｖ、高湿環境では＋１０００Ｖ未満の電圧を供給するのが好ましい。
【００３８】
本実施例の目的の一つは、環境によらず定着装置１０におけるオフセット現象の発生を抑えることができると共に、ピンホールなどを防いで転写不良が発生するのを防止することである。
【００３９】
本実施例では、オフセット抑制電圧を第４の転写電源１７ｄから供給する。これにより、高圧電源構成が簡略化を図ることができると共に、オフセット抑制電圧を転写電圧制御下で変化させることが可能である。そして、この構成において、更に、第１〜第４の転写ローラ１５ａ〜１５ｄがイオン導電性材料により構成されていることで、転写部材、特に、第１〜第４の転写ローラ１５ａ〜１５ｄの電気抵抗値の環境依存性が大きくなっている。従って、環境に応じて制御される電圧を大きく変化させて、上記最適な範囲で電圧を供給することができる。
【００４０】
即ち、本実施例では、第４の転写電源１７ｄは、定着回転体、特に、本実施例では加圧ローラ３に電圧を供給可能に接続されている。この加圧ローラ３に供給される電圧の最大値は、第４の転写電源１７ｄが第４の転写ローラ１５ｄに供給する電圧で規定される。そして、第４の転写ローラ１５ｄは記録材Ｐとの間にイオン導電材料を介して電荷を供給する。このように、転写電源より定着回転体に電圧を供給するようにし、更に、転写手段がイオン導電材料を介して記録材Ｐに電荷を与える構成にすることにより、環境で制御される転写電圧のフィードバックを定着回転体に対しても行うことができる。本実施例では、画像形成装置１００は、記録材Ｐを搬送して複数の転写部位Ｎを通過させる転写ベルト１を備えており、上記イオン導電材料は、転写ベルト１を介して電荷を記録材Ｐに供給する。転写ベルト１により記録材Ｐを搬送することにより、記録材Ｐと感光ドラム１１との分離状態を一定に保ち、記録材Ｐの持つトナー保持電荷を安定させる効果もある。
【００４１】
ここで、イオン導電性材料を備える転写部材は、材料自身がイオン導電性を有する材料を用いて形成したり、基材に電気抵抗調整のためにイオン導電剤を添加することでイオン導電性をもたせた材料を用いて形成したりすることができる。例えば、転写手段が転写ローラを備える場合は、芯金に被覆して形成する弾性体層をイオン導電性のゴム材料で形成することができる。このようなイオン導電系ゴム組成物としては、例えば、エピクロルヒドリンホモポリマー（ＣＨＣ）、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド共重合体（ＣＨＲ）、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル３元共重合体（ＣＨＲ−ＡＧＥ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体（ＮＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体の水添物（Ｈ−ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ、ＡＮＭ）、ウレタンゴム（Ｕ）等のゴムの単独、または、これらのゴムの２種以上のブレンド物を挙げることができる。又、適当に芯金上に被覆して形成された弾性体層の上に、イオン導電性の材料で表層を形成してもよい。電気抵抗調整のために用いられるイオン導電剤としては、第４級アンモニウム塩や脂肪族アルコールサルフェート塩などが挙げられる。尚、電気抵抗調整のために用いられる電子導電剤としては、カーボンブラックや金属酸化物などが挙げられる。
【００４２】
図２は、ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエン）ゴムにカーボンを分散させた電子導電系の転写ローラ（比較例）と、ヒドリンゴムからなるイオン導電系の転写ローラ（本実施例）の電気抵抗値の環境依存、特に湿度依存性を示したものである。
【００４３】
一般に、イオン導電系の材料は湿度依存が大きく、例えば図２に示すように、絶対水分量が１〜２０ｇ／ｍ3の範囲で変化した場合、１ｋＶの電圧を印加して測定した時に１〜２桁以上の電気抵抗値変動がある。このような転写ローラの電気抵抗値変動に対しては、転写電圧を変化させることで、転写電流を一定に供給することができる。
【００４４】
尚、転写部材の電気抵抗値変動を検知するには、転写部材に所定の電圧を印加して流れる電流を測定する方法と、所定の電流を流したときの電圧を検知して測定する方法がある。即ち、画像形成装置１００は、転写電源の出力電圧を制御する転写電圧制御手段と、転写電源の出力電流とを検知する電流検知手段とを具備していてよい。そして、所定電圧を出力したときに電流検知手段が検知した参照電流に基づいて、該参照電流が相対的に小さい時には転写動作時の転写電源の出力電圧の絶対値を相対的に上げる（大きくする）制御を行うことができる。一方、該参照電流が相対的に大きいときには転写動作時の転写電源の出力電圧の絶対値を相対的に下げる（小さくする）制御を行うことができる。或いは、画像形成装置１００は、転写電源の出力電流を制御する転写電流制御手段と、転写電源の出力電圧とを検知する電圧検知手段とを具備していてよい。そして、所定電流を出力したときに電圧検知手段が検知した参照電圧に基づいて、該参照電圧が相対的に小さい時には転写動作時の転写電源の出力電流の絶対値を相対的に減らす（小さくする）制御を行うことができる。一方、該参照電圧が相対的に大きいときには転写動作時の転写電源の出力電流の絶対値を相対的に増やす（大きくする）制御を行うことができる。本実施例では前者の方法を採用した。
【００４５】
即ち、上述のように、本実施例では、第１の画像形成部Ｓａにおいて第１の転写電源１７ａが第１の転写ローラ１５ａに所定電圧を出力する時の出力電流（参照電流）を、電流検知手段としての電流検知回路１８により検知する。そして、その結果に基づいて、転写電圧制御手段としての制御装置１９が、転写動作時の各転写電源１７ａ〜１７ｄの出力を変化させる。
【００４６】
又、本実施例では、電流検知手段を備える転写電源と異なる転写電源から定着回転体に電圧を供給する。このように、転写部材の電気抵抗に係る情報の検知を行う転写電源と異なる転写電源より定着回転体に電圧を供給することにより、定着回転体の電気抵抗値変動の影響を受けることなく転写部材の電気抵抗に係る情報を検知することができ、好ましい。電圧検知手段を備える転写電源と異なる転写電源から定着回転体に電圧を供給することによっても同様の利点が得られる。
【００４７】
又、上述のように、本実施例では、加圧ローラ３に供給される電圧の最大値は、第４の転写電源１７ｄが第４の転写ローラ１５ｄに供給する電圧で規定されるものである。ここで、記録材Ｐが定着回転体によって挟持搬送される時に、転写電源から出力されている電圧のうち絶対値が最も高い（大きい）電圧を定着回転体に供給するようにするのが好ましい。本実施例では、各環境において、第１〜第４の転写電源１７ｄのうち第４の転写電源１７ｄが出力する転写電圧の絶対値が最も高くなるように設定されている。このように最も高い電圧を定着回転体に供給することにより、環境変動によるフィードバックレンジを広くすることができる。
【００４８】
図３は、上記電気抵抗値検知の結果に基づいて環境の絶対水分量応じて可変とされる転写電圧の制御値、特に、第４の転写電源１７ｄ出力値を示す。図３には、ＥＰＤＭゴムにカーボンを分散させた電子導電系の転写ローラ（比較例）を用いる場合と、ヒドリンゴムからなるイオン導電系の転写ローラ（本実施例）を用いる場合との両方について示している。尚、電子導電系の転写ローラ（比較例）については、電気抵抗の異なる３種類の転写ローラをそれぞれ用いた場合について示している。
【００４９】
図３に示すように、第４の転写電源１７ｄは、第４の転写ローラ１５ｄの電気抵抗値変動に対応して、低湿環境では高い電圧を、高湿環境では低い電圧を出力する。そして、図３から分かるように、イオン導電系の転写ローラ（本実施例）を用いた場合には、転写電圧を大きく変化させて適切な転写電流を得ることができる。これに対して、電子導電系の転写ローラを用いた場合には、比較的少ない転写電圧の増減で対応することになる。
【００５０】
即ち、本実施例の定着装置１０におけるオフセット抑制電圧は、転写電圧に連動して増減することが特徴である。その際、電子導電系の転写ローラを用いた場合には、表１に示すような十分なオフセット抑制電圧を得ることが難しい。これに対して、イオン導電系の転写ローラを用いることにより、高湿、低湿環境ともに必要十分に制御された電圧をオフセット抑制電圧として供給することができる。
【００５１】
以上説明したように、本実施例によれば、定着装置１０におけるオフセットの抑制、リークの防止を、簡易な構成で、環境によらずに実現することができる。
【００５２】
実施例２
次に、本発明に係る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構成及び動作は実施例１のものと同じである。従って、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機能、構成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。
【００５３】
本実施例では、転写電源から定着回転体に電圧を供給する部分の構成が実施例１とは異なる。画像形成装置１００のその他の構成は、実施例１のものと同じである。
【００５４】
本実施例では、図４に示すように、電位保持手段としての電流制限抵抗Ｒ（１００ＭΩ）及電圧平滑コンデンサーＣ（２２００ｐＦ）を介して、第４の転写電源１７ｄから加圧ローラ３の芯金３１に電圧を供給する。
【００５５】
この加圧ローラ３に供給されるオフセット抑制電圧は、実施例１と同様、転写部材、特に、イオン導電系の転写ローラの電気抵抗値に係る情報を検知することによって、環境湿度に応じて自動的に制御される。
【００５６】
電流制限抵抗Ｒは、電圧平滑コンデンサーＣと共に平滑回路をなし、ＣＲで決定される時定数により、第４の転写電源１７ｄの供給電圧に対する加圧ローラ３に供給されるオフセット抑制電圧の緩和時間を決める。ＣＲが小さい場合、第４の転写電源４ｄの出力に対しオフセット抑制電圧が敏感に反応し、ＣＲが大きいと反応が鈍くなる。
【００５７】
本実施例では、ＣＲを大きめにして転写電源出力変動に対して、オフセット抑制電圧の変動を小さくしている。又、Ｒの値は高圧電源の保護の目的もあることから、実際の抵抗値としては５０〜５００ＭΩ程度が好ましく、これと組み合わせる電圧平滑コンデンサーＣとしては３００〜５０００ｐＦのものが好ましい。
【００５８】
プリント時に転写電圧を印加しつづけると、感光ドラム１１に電流が供給されて、感光ドラム１１が帯電することがある。これにより、感光ドラム１１上に電位履歴が形成されて、所謂、ドラムゴーストなどの不具合画像が発生する場合がある。一般に、記録材Ｐにトナーを転写している時に転写電源が供給する電圧に比べて、連続して画像が形成される記録材Ｐと記録材Ｐの間に相当するタイミング、所謂、紙間で供給する電圧を下げることにより上記ドラムゴーストを低減させることができる。
【００５９】
このような転写電圧制御を行う装置において本実施例は有効である。つまり、図５に示すように、紙間で転写電圧を下げる制御を行っても、上記平滑回路の作用により、加圧ローラ３に供給される電圧は概ね高い側の電圧（転写電圧）に保持することができる。そのため、十分なオフセット抑制電圧を、記録材Ｐの全域に対して供給することができる。
【００６０】
実施例３
次に、本発明に係る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構成及び動作は実施例１のものと同じである。従って、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機能、構成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。
【００６１】
本実施例では、加圧ローラ３の表層に導電性材料、特に、導電性のフッ素樹脂を用いている点が実施例１とは異なる。画像形成装置１００のその他の構成は実施例１と同じである。
【００６２】
より具体的には、本実施例では、加圧ローラ３の表層３３として、体積抵抗率５×１０7Ωｃｍ、厚さ５０μｍのＰＦＡ樹脂が被覆されている。従って、第４の転写電源１７ｄから供給される電圧により、加圧ローラ３は弾性層３２、表層３３を介して記録材Ｐと電荷の授受を行うことができる。
【００６３】
通常、定着装置における静電的なオフセットは、静電気力、即ち、電圧により発生を抑制させることができる。これに対して、本実施例では、更にトナー像を保持するための電荷を供給することによって、記録材Ｐの有する電荷バランスを変化させて、一層のオフセット改善効果を得ることができる。特に、複数の転写部位Ｎで繰り返し転写を行う装置では、剥離放電などによって記録材Ｐの持つトナー像保持電荷は乏しくなるため、上記構成によるオフセット防止効果が有効となる。
【００６４】
尚、本実施例においても、実施例１と同様に、転写部材の電気抵抗値検知は、定着装置に供給している転写部位とは異なる転写部位で行っている。従って、本実施例のように転写電源から導電性の加圧ローラ３に電圧供給している場合であっても、転写部材の電気抵抗値検知は別の電源を用いて行うため、電気抵抗検知時に加圧ローラ３から電流がリークするなどの不具合はない。そのため、環境に対応した制御を正確に行うことができる。
【００６５】
又、イオン導電性の転写ローラを制御対象にすることによって、環境の湿度に対して大きく選択する電圧を変化させるため、必要十分なオフセット抑制電圧を得ることができる。
【００６６】
以上、本発明を具体的な実施例に則して説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではないことを理解されたい。例えば、上記各実施例では、定着装置１０としてフィルム定着装置を用いたが、ローラ定着装置を用いた場合も同様な効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例の一部切り欠き側面模型図である。
【図２】転写ローラの電気抵抗値変動を説明するためのグラフ図である。
【図３】転写電圧の制御を説明するためのグラフ図である。
【図４】本発明の他の実施例における定着装置近傍の一部切り欠き側面模型図である。
【図５】本発明の他の実施例におけるオフセット抑制電圧を説明するためのチャート図である。
【符号の説明】
【００６８】
１          転写ベルト（記録材担持体）
２          定着フィルム（定着回転体）
３          加圧ローラ（定着回転体）
１０        定着装置
１５        転写ローラ
１７        転写電源
【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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