(57)【要約】【課題】定着尾引きを抑制しつつ剥離帯電によるトナー画像のオフセットを抑制することができる加熱定着装置を提供する。【解決手段】ニップ部Ｎを通過状態にある記録材に対し、ニップ部Ｎよりも記録材搬送方向下流側において接触可能に設けられる導電部材２６と、バイアス電圧を定着部材２１または導電部材２６のいずれかに大きさを可変に印加可能なバイアス印加手段２８と、を備え、バイアス印加手段２８は、記録材上の未定着トナー画像がニップ部Ｎを通過する間は、記録材の極性を反転させない大きさのバイアス電圧を印加し、記録材の後端の非画像形成部がニップ部Ｎを通過する間は、記録材の極性を反転させる大きさのバイアス電圧を印加する。【選択図】図１
2012226215.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱手段を備える定着部材と加圧部材を互いに圧接させて形成されるニップ部に、未定着トナー画像が形成された記録材を通過させることで、記録材上に前記未定着トナー画像を定着させる加熱定着装置において、
前記ニップ部を通過状態にある記録材に対し、前記ニップ部よりも記録材搬送方向下流側において接触可能に設けられる導電部材と、
バイアス電圧を前記定着部材または前記導電部材のいずれかに大きさを可変に印加可能なバイアス印加手段と、
を備え、
前記バイアス印加手段は、
記録材上の未定着トナー画像が前記ニップ部を通過する間は、記録材の極性を反転させない大きさのバイアス電圧を印加し、
記録材の後端の非画像形成部が前記ニップ部を通過する間は、記録材の極性を反転させる大きさのバイアス電圧を印加することを特徴とする加熱定着装置。
【請求項２】
加熱手段を備える定着部材と加圧部材を互いに圧接させて形成されるニップ部に、未定着トナー画像が形成された記録材を通過させることで、記録材上に前記未定着トナー画像を定着させる加熱定着装置において、
前記ニップ部を通過状態にある記録材に対し、前記ニップ部よりも記録材搬送方向下流側において接触可能に設けられる導電部材と、
前記定着部材に第１のバイアス電圧を印加可能な第１のバイアス印加手段と、
前記導電部材に第２のバイアス電圧を印加可能な第２のバイアス印加手段と、
を備え、
前記第１のバイアス電圧は、記録材の極性を反転させない大きさであり、
前記第２のバイアス電圧は、前記定着部材に前記第１のバイアス電圧が印加され、かつ前記導電部材に前記第２のバイアス電圧が印加されたときに前記導電部材と前記定着部材との間に生じる電位差により、記録材の極性を反転させることができる大きさであり、
記録材上の未定着トナー画像が前記ニップ部を通過する間は、前記定着部材に前記第１のバイアス電圧が印加され、かつ前記導電部材は接地され、
記録材の後端の非画像形成部が前記ニップ部を通過する間は、前記定着部材に前記第１のバイアス電圧が印加され、かつ前記導電部材に前記第２のバイアス電圧が印加されることを特徴とする加熱定着装置。
【請求項３】
前記定着部材に印加されるバイアス電圧は、前記定着部材を記録材とは逆極性に帯電させるバイアス電圧であることを特徴とする請求項１又は２に記載の加熱定着装置。
【請求項４】
前記導電部材に印加されるバイアス電圧は、前記導電部材を記録材と同じ極性に帯電させるバイアス電圧であることを特徴とする請求項１又は２に記載の加熱定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、電子写真、静電記録、磁気記録等の適宜の作像プロセスを用いた複写機、プリンタ（レーザープリンタ、ＬＥＤプリンタ等）、ファクシミリ等の画像出力装置（画像形成装置）は、トナー像を記録材面に定着させる加熱定着装置（像加熱装置）を備える。記録材に転写方式あるいは直接方式で形成担持させたトナー像を記録材面に定着させる加熱定着装置としては、熱ローラ方式の加熱定着装置が知られている。
熱ローラ方式の加熱定着装置は、内部にヒータを備えた金属製のローラと、それに圧接する弾性を持つ加圧ローラを基本構成としている。この一対のローラによりできる定着ニップ部（圧接ニップ部）に被加熱材としての記録材を導入して挟持搬送させることにより、トナー像を加熱、加圧して記録材に定着させる。
このような熱ローラ方式の加熱定着装置は、ローラの熱容量が大きいためにローラ表面を定着温度まで上げるのに非常に多くの時間を要する。また、このため、画像出力動作を速やかに実行するためには、装置を使用していないときにもローラ表面をある程度の温度に温調していなければならないという問題点があった。
そこで、これらの問題点を解決するために考案された加熱定着装置として、本出願人が先に出願したフィルム加熱方式の加熱定着装置がある。
このフィルム加熱方式の加熱定着装置は通常、薄肉の耐熱性フィルムと、このフィルムの一方面側に固定支持して配置された加熱体（ヒータ）と、他方面側にヒータに対向して配置され、該フィルムを介して記録材をヒータに密着させる加圧部材とからなっている。
該構成において、フィルムを挟みヒータと加圧部材との圧接で形成される圧接ニップ部におけるフィルムと加圧部材との間に、トナー像を形成担持させた記録材を導入して通過させる。これにより、記録材の像担持体面がフィルムを介してヒータで加熱され、未定着画像に熱エネルギーが付与され、トナーが軟化、溶融して画像の加熱定着がなされる。
一方、上述のような加熱定着装置においては、定着ニップ部に記録材が突入する際、記録材上の未定着トナー像が記録材搬送方向と反対方向に飛び散る現象（以下、「定着尾引き」と記す）が発生することがある。該定着尾引きは記録材に含有する水分が、定着ニップ部で急激に加熱されることで水蒸気となり、発生した水蒸気の勢いによって定着ニップ部突入前の記録材上の未定着トナー画像が記録材搬送方向と反対の方向に吹き飛ばされることによって発生する。特に高湿環境で記録材の含水率が高く、画像パターンが横ラインの画像でライン幅が太く、未定着トナー画像の載り量が多い状態のときに発生しやすい不良画像である。また、該定着尾引きは、画像形成装置の高速化に伴って記録材から発生する水蒸気の勢いが強くなり、程度が悪化することがわかっている。
さらに、定着装置へ搬送されてくる記録材は、通常、トナーとは逆の極性に帯電しており、トナーを記録材上に保持する力が作用している。しかし、記録材が吸湿している場合は、記録材のトナー保持電荷が、定着部材（定着ローラ、または定着フィルム）を通して逃げやすくなる。従って、記録材のトナーを保持する力が弱くなり、水蒸気による定着尾引きが発生しやすい傾向がある。この定着尾引きを抑制するために、定着ローラまたは定着フィルムからトナー保持電荷がリークしないように、定着ローラまたは定着フィルムの表層をある程度高抵抗化する必要があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１３１９８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、あまり高抵抗化し過ぎると、今度は記録材が定着ニップ部から抜けた際に生じる剥離放電が多くなり、次の記録材上の未定着画像を静電的に記録材から剥ぎ取ってしまう剥離オフセットという現象が発生してしまう。より詳しくは、定着ニップ部から記録材が排出されるときに記録材と、定着ローラおよび定着フィルムの離型層の間で剥離帯電を生じ、その結果、特に記録材が高抵抗となる低湿環境下でオフセットが生じることがあった。剥離帯電は、記録材の後端部が定着ニップ部を出るときに特に強く生じ、後端相当部の表面電位が局所的にトナーと逆極性となり、その部分に当接した未定着トナー像が剥ぎ取られ、後続の画像上にオフセット画像として現れることがある。特に、離型層が高抵抗の場合に、とりわけ強い剥離帯電が観察される。
図２（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、反転現像系の場合の剥離オフセットの発生する様子を示したものである。先行する記録材Ｐ１の後端部が、定着部材１１と加圧部材１２とを圧接して形成される定着ニップ部を抜けるときに、剥離放電が生じ定着部材１１が局所的にプラス帯電する。次に後続の記録材Ｐ２において、この定着部材１１のプラス帯電した部分が、記録材Ｐ２上のトナーＴを定着部材側に吸着する（オフセット）。さらに、このオフセットしたトナーが、定着部材１１の１周後に記録材上にオフセット画像として現れる。
【０００５】
本発明の目的は、定着尾引きを抑制しつつ剥離帯電によるトナー画像のオフセットを抑制することができる加熱定着装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明に係る加熱定着装置は、
加熱手段を備える定着部材と加圧部材を互いに圧接させて形成されるニップ部に、未定着トナー画像が形成された記録材を通過させることで、記録材上に前記未定着トナー画像を定着させる加熱定着装置において、
前記ニップ部を通過状態にある記録材に対し、前記ニップ部よりも記録材搬送方向下流側において接触可能に設けられる導電部材と、
バイアス電圧を前記定着部材または前記導電部材のいずれかに大きさを可変に印加可能なバイアス印加手段と、
を備え、
前記バイアス印加手段は、
記録材上の未定着トナー画像が前記ニップ部を通過する間は、記録材の極性を反転させない大きさのバイアス電圧を印加し、
記録材の後端の非画像形成部が前記ニップ部を通過する間は、記録材の極性を反転させる大きさのバイアス電圧を印加することを特徴とする。
【０００７】
また、上記目的を達成するために本発明に係る加熱定着装置は、
加熱手段を備える定着部材と加圧部材を互いに圧接させて形成されるニップ部に、未定着トナー画像が形成された記録材を通過させることで、記録材上に前記未定着トナー画像を定着させる加熱定着装置において、
前記ニップ部を通過状態にある記録材に対し、前記ニップ部よりも記録材搬送方向下流側において接触可能に設けられる導電部材と、
前記定着部材に第１のバイアス電圧を印加可能な第１のバイアス印加手段と、
前記導電部材に第２のバイアス電圧を印加可能な第２のバイアス印加手段と、
を備え、
前記第１のバイアス電圧は、記録材の極性を反転させない大きさであり、
前記第２のバイアス電圧は、前記定着部材に前記第１のバイアス電圧が印加され、かつ前記導電部材に前記第２のバイアス電圧が印加されたときに前記導電部材と前記定着部材
との間に生じる電位差により、記録材の極性を反転させることができる大きさであり、
記録材上の未定着トナー画像が前記ニップ部を通過する間は、前記定着部材に前記第１のバイアス電圧が印加され、かつ前記導電部材は接地され、
記録材の後端の非画像形成部が前記ニップ部を通過する間は、前記定着部材に前記第１のバイアス電圧が印加され、かつ前記導電部材に前記第２のバイアス電圧が印加されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
以上説明したように、本発明によれば、定着尾引きを抑制しつつ剥離帯電によるトナー画像のオフセットを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例１の加熱定着装置の構成図。
【図２】剥離帯電の様子を説明するための概念図。
【図３】画像形成装置の構成図。
【図４】本発明の実施例１の加熱定着装置における電荷移動の様子を示す概念図。
【図５】本発明の実施例２の加熱定着装置の構成図。
【図６】本発明の実施例２の加熱定着装置における電荷移動の様子を示す概念図。
【図７】本発明の実施例３の加熱定着装置の構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて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、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
【００１１】
＜実施例１＞
（１）画像形成装置例
図３は、本発明の実施例に係る定着装置を備えた画像形成装置の要部の概略構成図である。この画像形成装置は、転写式電子写真プロセス利用のレーザープリンタである。
【００１２】
１は像担持体として有機感光ドラム、２は帯電部材としての帯電ローラ、３はレーザー露光装置、４は現像装置、５は転写ローラ、６はクリーニング装置、７は加熱定着装置、８はトップセンサである。有機感光ドラム１は所定の周速度にて回転駆動され、帯電ローラ２によって本例の場合は負の所定電位に一様に帯電される。そして、その有機感光ドラム１の一様帯電処理面にレーザー露光装置３からのレーザー光による画像情報の走査露光がなされて、有機感光ドラム１に走査露光パターンに対応した静電潜像が形成される。次に、現像装置４の中で帯電したネガトナーが現像ローラ４ａを介して有機感光ドラム１上の静電潜像の露光明部に付着して静電潜像がトナー像として可視像となる（反転現像）。一方、所定の給紙制御タイミングにて紙（シート）等の記録材Ｐが給紙されて、有機感光ドラム１と転写ローラ５との当接部である転写ニップ部に所定の制御タイミングにて導入され、記録材Ｐの面に有機感光ドラム１上のトナー像が順次に転写される。なお、記録材Ｐへのトナー像の転写タイミングは、有機感光ドラム１上のトナー像の画像形成位置と記録材Ｐの先端の書き出し位置が合致するように、トップセンサ８によってシート材Ｐの先端を検知することでタイミングが合わされている。転写ニップ部を出た記録材Ｐは、有機感光ドラム１面から分離されて、加熱定着装置７に導入されてトナー像の加熱定着処理を受け排出される。また、記録材分離後の有機感光ドラム１面は、クリーニングブレード６ａにより転写残トナーの除去を受けて清掃され、繰り返して作像に供される。
【００１３】
（２）加熱定着装置
図１は、本発明の実施例１に係る加熱定着装置の概略構成図である。２１はエンドレスの耐熱性フィルムであり、該フィルム２１のガイド部材でもある加熱体支持体２２に外嵌させてある。該フィルム２１は加熱体支持体２２に対し周長に余裕をもってルーズに外嵌している。フィルム２１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、フィルム膜厚を２０μｍ以上１００μｍ以下としている。フィルム２１は、耐熱性で且つ導電性の単層、或は導電層とその外周に耐熱性のあるＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰの表層を設けた２層とすることができる。あるいは、ポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳ等の外周に導電層とＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等の層を有した複合層としてもよい。
【００１４】
本実施例では、ポリイミドフィルムの外周表面に導電性のプライマー層を形成しその表面にＰＦＡをコーティングした３層構成のフィルムを用いた。表面のＰＦＡコーティング層には、カーボンやイオン導電性の電気抵抗制御物質（有機リン酸、５酸化アンチモン、Ｋ４  ＴｉＦ６）を分散し、表面抵抗が１×１０８Ωｃｍ以上になるように調整した。また、該フィルムは、チャージアップして画像不良が発生するのを防ぐために、導電プライマー層の画像領域外の端部を約５ｍｍ程度露出させ、直流電源２８より給電している。
直流電源２８は、大きさを可変にバイアス電圧を印加可能な出力可変型の直流電源である。
【００１５】
２３は加熱体支持体２２の下面に取り付けられたヒータ（加熱体）である。ヒータ２３は、アルミナ等でできた基板２３ａの表面に、例えばＡｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）等の電気抵抗材料２３ｂを厚み約１０μｍ、幅１〜３ｍｍにスクリーン印刷等により塗工して、その上に保護層２３ｃとしてのガラスやフッ素樹脂等をコートしてある。さらに、ヒータ２３の温度を検出してヒータ２３の温度を制御するために裏面にサーミスタ２４を取り付けてある。ヒータ２３上に設けられたサーミスタ２４の出力をＡ／Ｄ変換し、不図示のＣＰＵに取り込み、その情報に基づいてトライアックによりヒータ２３に通電するＡＣ電圧を位相、または波数制御等のパルス幅変調して制御することで行う。
【００１６】
２５はヒータ２３との間でフィルム２１を挟んで定着ニップ部Ｎを形成し、フィルムを駆動する回転体としての加圧ローラである。加圧ローラ２５は、芯金２５ａと、シリコーンゴム等の耐熱ゴム２５ｂと、ＰＦＡ等の表層（離型層）２５ｃと、からなり、芯金２５ａの端部より不図示の手段により駆動する。
【００１７】
２６は導電部材としての導電排紙ローラであり電気的に接地されている。導電排紙ローラ２６は、フィルム２１と加圧ローラ２５とを互いに圧接させて形成される定着ニップ部Ｎを通過状態にある記録材Ｐに対し、定着ニップ部よりも記録材搬送方向下流側において接触可能に設けられる。これにより定着後の記録材Ｐのプラス電荷を除去し定着ニップ部Ｎから抜ける際のフィルム２１との摩擦帯電による電荷のやり取りを抑えフィルム２１のチャージアップを防ぐことが可能となった。２７は、導電排紙ローラに対向してニップ部を形成し記録材を搬送するための排紙コロである。２９、定着ニップ部と導電排紙ローラ２６との間に設けられ、記録材Ｐが定着ニップ部から排出されたことを検知する排紙センサである。
【００１８】
（３）動作
このような構成において、加圧ローラ２５は長手方向端部から芯金を介して不図示の回転駆動により、図１の矢印の方向に回転駆動される。この加圧ローラ２５の回転駆動に伴い、フィルム２１が定着ニップ部Ｎにおいて回転力を受けてヒータ２３に密着して摺動しながら従動回転する。またヒータ２３の電気抵抗材料２３ｂに通電がなされて、ヒータ２３が所定の制御温度へ迅速に昇温し、サーミスタ２４を含む温調系により、ヒータ２３が
所定の制御温度に保持されるように通電が制御される。
【００１９】
加圧ローラ２５が回転駆動され、またヒータ２３が定着温度に加熱温調された状態において、転写ニップ部から未定着トナー画像を形成担持させた記録材Ｐが定着ニップ部Ｎ内に導入されて定着ニップ部Ｎで挟持搬送される。これにより未定着トナー画像が定着ニップ部で熱と圧力にて定着される。
【００２０】
図４は、本発明の実施例１の加熱定着装置における電荷移動の様子を示す概念図であり、記録材Ｐとフィルム表面の電位関係を表している。図４（Ａ）は、強バイアスを印加した場合の様子、図４（Ｂ）は、弱バイアスを印加した場合の様子をそれぞれ示している。なお、本形態においては、ネガトナーを用いる反転現像系の画像形成装置を用いた。
【００２１】
図４（Ａ）は、記録材Ｐの後端が定着ニップ部Ｎに入るときに、直流電源２８からの給電（強バイアス）によって、フィルム表面−記録材Ｐ−導電排紙ローラ−グランド間で電流が流れる様子を示している。この場合、フィルム表面から記録材Ｐにマイナスの電荷が注入されるので、定着ニップ部Ｎを通過した後の記録材Ｐはマイナスに帯電する。すなわち、記録材Ｐの定着ニップ部Ｎ通過部位においては、記録材Ｐの極性が反転して逆極性に帯電することになる。したがって、定着フィルム表面は直流電源２８によりマイナスに帯電しており、記録材Ｐもマイナスに帯電することになるので、剥離放電が発生しない。よって、定着フィルム上での局所的な剥離帯電もなくなり、オフセットが発生しない。
【００２２】
次に、図４（Ｂ）では、記録材Ｐの後端が定着ニップ部Ｎに入るときに、直流電源２８からの給電（弱バイアス）では、フィルム表面から記録材Ｐへ流れ込む電流量が少ない。この場合、定着ニップ部Ｎを通過した後の記録材Ｐはプラスに帯電したままである。したがって、マイナスに帯電している定着フィルムとプラスに帯電した記録材Ｐの後端部で剥離放電が発生し、定着フィルムには局所的にプラスに帯電した部分が発生する。さらに、このプラスに帯電した部分が後続の記録材と接触したときに、記録材上のトナー像を剥ぎ取りオフセット画像が発生する。
【００２３】
したがって、本実施例では、記録材Ｐの後端が定着ニップ部Ｎに突入するときは、フィルム表面から記録材へ電流が流れ込むだけの強バイアスを印加することを特徴とする。すなわち、記録材Ｐ上の未定着トナー画像が定着ニップ部Ｎを通過する間は、記録材Ｐの極性を反転させない弱バイアスを印加し、記録材Ｐ後端の非画像形成部が定着ニップ部Ｎを通過する間は、記録材Ｐの極性を反転させる強バイアスを印加する。
【００２４】
本実施例に係る加熱定着装置を備えた画像形成装置には、搬送される記録材Ｐの先端を検知する検知手段として、トップセンサ８（図３参照）、排出センサ２９が設けられている。これらのセンサからの信号に基づいて、バイアス印加手段としての直流電源２８がフィルム２１の導電性プライマー層に印加するバイアスの出力値の大きさを変化させる（切り換える）。
【００２５】
本実施例では、直流電源２８の印加バイアスの出力値の切り換えを、画像形成装置に内蔵される不図示のＣＰＵ（制御手段）によって制御する。ＣＰＵは、定着バイアス印加動作に関連する情報を検知、記憶、演算、実行する。
ＣＰＵの構成としては、従来技術を適宜利用することができるが、例えば、センサ情報記憶手段と、印字情報記憶手段と、タイマ手段と、制御部と、を備える構成とすることができる。センサ情報記憶手段は、トップセンサ８と排紙センサ２９のＯＮ、ＯＦＦ情報を記憶し、印字情報記憶手段は、印字する印字パターンのデータ（画像データ）からレーザーが露光する印字情報を記憶する。タイマ手段は、両情報記憶手段に記憶された情報に連動してプリント動作中のタイミングを調整する。制御部は、両情報記憶手段に記憶された
情報とタイマ手段によるタイミング情報をもとに演算処理を実行し、その演算処理の結果に基づき直流電源２８にバイアス出力値の切換タイミングを指令する。出力可変型の直流電源２８は、ＣＰＵの制御部の命令に基づき、弱バイアスと強バイアスの切り換えを行う。バイアス出力値の切換タイミングは、例えば、記録材のサイズ、画像形成領域の長さ、搬送速度、及び各装置の配置関係等に基づいて、算出することができる。
【００２６】
次に、記録材Ｐの印字領域が定着ニップ部Ｎを通過している間、常に強バイアスを印加した場合の不具合について説明する。記録材Ｐに填料としてタルク、炭酸カルシウム、カオリン等が含まれている場合、これらの填料は定着器に搬送される前工程でプラスに帯電していることが多い。よって、定着フィルムにマイナスの強バイアスを給電すると、これらの填料が必要以上に定着フィルムへ付着してしまう。これらの填料の定着フィルムへの付着量が増えると、定着フィルムの離型性が悪化しトナーが定着フィルムへ固着する。さらに、この固着量が増えてくると、トナーが定着フィルムから剥がれ落ち、記録材上に汚れ画像として現れてしまう。
【００２７】
よって、記録材Ｐの印字領域が定着ニップ部内にあるときは、定着フィルムがチャージアップしない程度の弱バイアスを給電することで、記録材Ｐ上の填料の付着量を低減する。また、記録材Ｐの後端（非印字領域）が定着ニップ部内にあるときは、定着フィルムから記録材へ電流が流れ込む程度の強バイアスを給電することで、剥離放電を防止することができる。
【００２８】
（４）評価
実施例１として、表面抵抗が１×１０８Ωｃｍの定着フィルムを用いた。記録材の印字領域が定着ニップ部内にあるときは、定着バイアスとして−５００Ｖを印加し、記録材の後端が定着ニップ部内にあるときは、−１０００Ｖの印加に切換える制御を行って画像形成を行った。比較例１として表面抵抗が１×１０５Ωｃｍの定着フィルムを用いた。記録材の印字領域が定着ニップ部内にあるときは、定着バイアスとして−５００Ｖを印加し、記録材の後端が定着ニップ部内にあるときは、−１０００Ｖの印加に切換える制御を行って画像形成を行った。比較例２として、表面抵抗が１×１０８Ωｃｍの定着フィルムを用いた。記録材が定着ニップ部にあるときは、常に−５００Ｖを印加する制御で画像形成を行った。比較例３として、表面抵抗が１×１０８Ωｃｍの定着フィルムを用いた。記録材が定着ニップ部にあるときは、常に−１０００Ｖを印加する制御で画像形成を行った。
【００２９】
プロセススピードは、２５０ｍｍ／ｓｅｃとし、記録材としては、坪量が７５ｇ／ｍ２のＡ４サイズのカット紙で、炭酸カルシウムを２０重量％含んだものを用いた。また、画像評価環境として、定着尾引き評価は、室温３２℃／湿度８０％の環境下に十分に放置した後に行った。また、剥離オフセットの評価は、室温１５℃／湿度１５％の環境下に十分に放置した後に行った。また、通紙耐久評価は、常温／常湿下で１０万枚の通紙を行った。画像評価結果を表１に示す。
【００３０】
【表１】
2012226215.tif 000003
【００３１】
高温高湿環境下での定着尾引き評価では、比較例１のように定着フィルムの表層の抵抗値が低いことにより、記録材のトナー保持電荷が定着フィルムに流れ込み定着尾引きが発生してしまった。
【００３２】
次に、低温低湿環境下での剥離オフセット評価では、比較例２のように定着フィルムの表層の抵抗値が高く、記録材の後端がプラスに帯電したままであるために、剥離オフセットが発生した。また、比較例１は定着フィルムの表層の抵抗値が低いために剥離放電が発生せず、オフセットも発生しなかった。また、実施例１と比較例３では、記録材の後端が定着ニップ部内にあるときに、フィルムから記録材へ電流がながれることで、記録材の後端がマイナスに帯電し剥離放電を抑制することができた。
【００３３】
次に、通紙耐久評価では、比較例３のように定着フィルムへ常に−１０００Ｖの給電をしたことで、記録材中の炭酸カルシウムが定着フィルム表面に付着し、定着フィルムの離型性が悪化することで、トナーがフィルムへ固着してしまった。その後固着したトナーが少しずつ記録材へ吐き出され、汚れ画像が発生した。
【００３４】
以上説明したように、定着フィルムの表面抵抗を高くし、記録材の印字領域が定着ニップ部内にあるときは、フィルムへは弱バイアスを給電する。一方、記録材の後端の非印字領域が定着ニップ部内にあるときは、フィルムへ強バイアスを給電する。これにより、定着尾引きと剥離帯電によるオフセットの発生を共に抑制することができた。
【００３５】
（実施例２）
図５は、本発明の実施例２に係る加熱定着装置を説明する概略構成図である。図６は、本実施例に係る加熱定着装置における電荷移動の様子を示す概念図であり、図６（Ａ）は、強バイアスを印加した場合の様子、図６（Ｂ）は、弱バイアスを印加した場合の様子をそれぞれ示している。本実施例においては、ダイオード３０を介して定着フィルム２１を接地させ、且つ出力可変型の直流電源３１より導電排紙ローラへ給電する構成を用いた。尚、その他の条件や構成等は実施例１と同様であり再度の説明は省略する。
【００３６】
本実施例では、記録材の後端が定着ニップ部内にあるときに、導電排紙ローラへ強バイアスを印加することで、記録材の後端と定着フィルム表面での剥離放電を抑制し、剥離帯電によるオフセットを防止する。
【００３７】
より詳しくは、まず図５に示すようにダイオード３０を介して定着フィルム２１を接地することで、セルフバイアスが働き定着フィルム表面はマイナスの電荷が保持される。
【００３８】
次に、図６（Ａ）に示すように、直流電源３１から導電排紙ローラ２６へ強バイアス、具体的には＋１０００Ｖの電圧を印加することで、定着フィルム表面のマイナス電荷が記録材Ｐを介して導電排紙ローラへ流れ込む。従って、記録材Ｐの後端が定着ニップ部を通過した後は、記録材Ｐはマイナスに帯電しているため定着フィルムとの剥離放電は発生しない。次に、図６（Ｂ）に示すように、導電排紙ローラへ弱バイアス、具体的には＋５００Ｖの電圧を印加した場合は、定着フィルム表面のマイナス電荷が記録材Ｐに流れ込む量が少ない。したがって、記録材Ｐはプラスに帯電したままであるため、記録材Ｐの後端が定着フィルムから離れるときに剥離放電が発生してしまう。
【００３９】
ここで、記録材Ｐの印字領域が定着ニップ部内にある間、常に導電排紙ローラへ強バイアス（＋１０００Ｖ）を印加した場合、定着フィルムから記録材Ｐへ流れる電流量が多くなる。従って、定着フィルムと記録材Ｐの間に電圧降下が起こり、定着フィルムと記録材Ｐ間に電界が発生する。この電圧降下が大きい場合（流れる電流量が多い場合）、定着フィルムと記録材Ｐ間の電界が強くなり、記録材Ｐに充填さているプラスに帯電した填料が
定着フィルムに付着しやすくなってしまう。これらの填料の定着フィルムへの付着量が増えると、定着フィルムの離型性が悪化しトナーが定着フィルムへ固着する。さらに、この固着量が増えてくると、トナーが定着フィルムから剥がれ落ち、記録材上に汚れ画像として現れてしまう。
【００４０】
よって、記録材Ｐの印字領域が定着ニップ部内にあるときは、導電排紙ローラ２６へ弱バイアス（＋５００Ｖ）を印加するか、または導電排紙ローラ２６を接地することで、記録材Ｐ上の填料の付着量を低減する。また記録材Ｐの後端（非印字領域）が定着ニップ部内にあるときは、導電排紙ローラ２６へ定着フィルムから記録材Ｐへ電流が流れ込む程度の強バイアス（＋１０００Ｖ）を印加することで、剥離放電を防止することができる。印加するバイアスの大きさの切換えは、上記実施例１と同様、不図示のＣＰＵにより適切なタイミングで制御される。
【００４１】
（実施例３）
図７は、本発明の実施例３に係る加熱定着装置を説明する概略構成図である。本実施例においては、定着フィルム２１へ直流電源４０よりマイナスのバイアス、具体的には−５００Ｖの電圧を印加する。また、導電排紙ローラ２６へは、直流電源４１による給電と接地との切換えが行える構成を用いた。スイッチの切換えは、上記各実施例と同様、不図示のＣＰＵにより適切なタイミングで制御される。尚、その他の条件は上記各実施例と同様であり再度の説明は省略する。
【００４２】
本実施例では、記録材の後端が定着ニップ部内にあるときは、直流電源４１（第２のバイアス印加手段）から導電排紙ローラ２６へプラスのバイアス、具体的には＋５００Ｖの電圧（第２のバイアス電圧）を印加する。また、直流電源４０（第１のバイアス印加手段）より−５００Ｖの電圧（第１のバイアス電圧）が印加されており、マイナスの電荷が定着フィルム２１から記録材Ｐへ流れ込む。直流電源４１からバイアスが印加され、かつ直流電源４０からバイアス電圧が印加されることによって導電排紙ローラ２６と定着フィルム２１との間に生じる電位差により、定着ニップ部Ｎを通過した部位において記録材Ｐの極性が反転する。従って、記録材Ｐの後端が定着ニップ部を通過した後は、マイナスに帯電しているため、定着フィルムとの剥離放電が発生しない。
【００４３】
次に、記録材Ｐの印字領域が定着ニップ部内にあるときは、導電排紙ローラ２６は接地することで、定着フィルムから記録材Ｐへ流れる電流量を少なくし、定着フィルムと記録材Ｐ間の電界の強さを弱くする。直流電源４１から導電排紙ローラ２６に印加されるバイアスの値は、記録材Ｐの極性を反転させない大きさである。従って、記録材Ｐに充填されたプラスに帯電した填料が、定着フィルムへ付着しようとする力が弱められるので、通紙耐久によって定着フィルムの離型性が損なわれることがない。
【００４４】
本実施例では、定着フィルムと導電排紙ローラへ共に給電する構成であるので、片方だけに給電するときのような高出力の電源が不要である。また給電の出力値の切換えも動作も不要となる。
【００４５】
（その他）
上記実施例で説明した加熱定着装置は、加圧ローラ駆動方式であるが、エンドレス状の定着フィルムの内周面に駆動ローラを設け、定着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。また、定着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。また、本発明に係る加熱定着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、加熱用回転体と加圧部材とのニップ部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定着する定着装置であればよい。
【００４６】
また、発熱部材はセラミックヒータに限られるものではなく、例えば鉄板等の電磁誘導発熱性部材を用いることも可能である。また、発熱部材として鉄板等の電磁誘導発熱性部材を用い、これを加熱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。
【００４７】
また、本発明の加熱定着装置が適用される画像形成装置の作像方式は、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、また転写方式でなく直接方式でもよい。また、本発明の加熱定着装置が適用される画像形成装置としては、レーザープリンタに限られず、複写機、ＬＥＤプリンタ、ファクシミリ等の他の画像形成装置にも適用することができる。
【００４８】
また、定着部材や導電部材に印加さえるバイアス電圧の具体的な値（大きさ）は、上記実施例の値に限定されない。すなわち、記録材上の未定着トナー画像が定着ニップ部を通過する間は、記録材の極性が反転されず、記録材の後端の非画像形成部が定着ニップ部を通過する間は、記録材の極性が反転される構成を実現できる限りにおいて、適宜他の値に設定することができる。
【符号の説明】
【００４９】
２１…定着フィルム、２５…加圧ローラ、２６…導電排紙ローラ、２７…排紙コロ、２８…直流電源、Ｎ…定着ニップ部
【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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