(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像情報に応じて形成される未定着トナー像を担持する像担持体と、
この像担持体上の未定着トナー像を記録シートに転写する転写装置と、
この転写装置による転写が終了した後の記録シートを、導電性ロール基材に絶縁性表面層が形成された加熱ロールと導電性ロール基材に導電性表面層が形成された加圧ロールとのニップ部内を通過させて前記未定着トナー像を記録シート上に定着せしめる定着装置と、
この定着装置の加圧ロールに、その導電性表面層に接触して配設される給電部材を介して前記未定着トナー像の帯電極性と逆極性のバイアス電圧を印加するバイアス電源装置と、
転写後の記録シートの裏面側に接近した状態で配設され、電源装置から前記未定着トナー像の帯電極性と同極性の電圧が少なくとも印加される除電端子を介してその記録シートを除電する除電装置とを備え、
前記記録シートが一時的に前記除電装置の除電端子と前記定着装置のニップ部とに跨る状態が発生する構成であり、
前記バイアス電圧が４００Ｖ以下であって、前記バイアス電源装置の出力と前記給電部材との間に１〜１５ΜΩの範囲内の抵抗値からなる出力制限抵抗素子が直列に接続されているとともに、その出力制限抵抗素子と給電部材との間に定電圧素子が接地された状態で接続されており、
かつ、前記除電装置における電源装置の出力と除電端子との間に、前記記録シートが跨る状態が発生するときに当該記録シートを介して当該除電装置の電源装置側に流入する流入電流を８μＡ以下とする５〜１００ΜΩの範囲内の抵抗値からなる電流制限抵抗素子が直列に接続されてい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、電子写真プロセスを利用する複写機、プリンタ、ファクシミリそれらの複合機等の画像形成装置に係り、特に、記録シート上の未定着トナー像を定着せしめるロール式の定着装置において発生するトナーのオフセット現象や飛び散り現象等を確実に抑制することができるようにした画像形成装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電子写真プロセスを利用した画像形成装置は周知である。この種の画像形成装置は、基本的に、図２５に示すように、ドラム状やベルト状の感光体からなる像担持体１００の周囲に対し、帯電装置（例えば帯電ロール）１０１、像露光装置（例えばレーザ光書込装置）１０２、現像装置１０３、転写装置（例えば転写ロール）１０４、定着装置１０５、クリーニング装置１０６等が順次配設されている。
【０００３】
そして、その画像形成に際しては、まず、像担持体１００を帯電装置１０１により帯電させ、その帯電した像担持体１００に像露光装置１０２から画像情報に応じた光像を露光することにより静電潜像を形成した後、その静電潜像を現像装置１０３から供給する現像剤（最終的にはトナー）にて現像することによりトナー像Ｔを形成する。次いで、像担持体１００上に形成された未定着のトナー像Ｔを、像担持体１００と転写装置１０４の間（転写部）に供給搬送される転写用紙等の記録シートＰに転写させた後、その記録シートＰを像担持体１００の下流側に配設された定着装置１０５に送り込むことにより、転写された未定着トナー像Ｔを記録シートＰ上に定着させ、もって画像の形成を行うようになっている。図中の１０７は、転写後の記録シートＰを除電して像担持体１００からの剥離を容易化させるための除電装置の除電端子である。
【０００４】
ところで、この種の画像形成装置では、その定着装置１０５として、一般に、同図に示すように加熱源１１５を有する加熱ロール１１０と加圧ロール１２０とを圧接させた状態で回転するように配設され、その両ロール１１０，１２０にて形成されるニップ部Ｎに未定着トナー像Ｔを担持する記録シートＰを送り込んで通過させることにより定着を行うロール式の定着装置が多用されている。
【０００５】
しかし、このような定着装置１０５を使用した場合には、その定着時に未定着トナーの一部が加熱ロール１１０に転移して付着する、いわゆるオフセット現象が発生したり、あるいは、そのニップ部Ｎに記載シートＰが進入する際に記録シートＰ上のトナーの配置が乱れてトナーが飛び散る、いわゆる飛び散り現象が発生するという不具合がある。
【０００６】
このトナーのオフセット現象や飛び散り現象は、特に、画像形成装置本体の電源を投入した直後や現像装置１０３にトナーが補給された直後のようにトナーの保持電荷量が十分でなく未定着トナー像の記録シートＰに対する付着力が弱い状態にある場合や、記録シートＰが吸湿等して含水率が高く記録シートＰのトナーに対する保持力が弱い状態にある場合や、これら双方の状態が重なった場合等に発生しやすい傾向にある。また、トナーの飛び散り現象については、特に記録シートが含水状態にあると、加熱ロールによって加熱された際にシート中の水分が蒸発して気流が発生し、この気流によってニップ部Ｎに進入する記録シートＰ上の未定着トナーの配置が乱されることにより発生することが確認されている。しかも、このようなトナーの飛び散りは、特に、記録シートの進行方向と直交する方向（ロールの軸方向）にのびる細線等において発生しやすい傾向がある。
【０００７】
そこで、従来においても、このようなトナーのオフセット現象や飛び散り現象を防止するための対策として、例えば、図２６に示すように、定着装置の加圧ロール１２０にトナーの帯電極性と逆極性のバイアス電圧を印加する方法が提案されている（特開平５−２２４５４６号公報）。
【０００８】
すなわち、この提案に係る定着装置は、同図に示すように、その転写装置１０４（又は帯電装置）の電源１３０から抵抗Ｒ１，Ｒ２により分圧された電圧を加圧ロール１２０の芯金１２０ａに印加するようにしたものである。この定着装置における加熱ロール１２０としては、芯金１２０ａ上に、導電性弾性層１２０ｂと絶縁性表面層１２０ｃをこの順に被覆形成したものが使用されている。
【０００９】
この定着装置によれば、接地されている加熱ロール１１０の導電性表面層１１０ａにトナーの帯電極性と同極性の電荷が誘起され、記録シートＰ上の未定着トナー像を記録シートＰ側に引きつける方向の電界が発生するため、トナーが加熱ロール１１０側へ転移しにくくなり、これによりトナーのオフセット現象を抑制できるとされている。また、このように加圧ロール１２０にトナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加することは、トナーのオフセット現象の防止に有効であるに止まらず、前述したようなトナーの飛び散り現象を防止する上でも有効になり得ることが確認されている。
【００１０】
このため、本発明者らも、図２７に示すような構成からなる画像形成装置を試作して、トナーのオフセット現象や飛び散り現象を防止する効果の有無についてて試験した。
【００１１】
その試作した画像形成装置とは、前記した図２５に例示するような装置において、図２７に示すようにバイアス電源１４０から抵抗Ｒ１，Ｒ２により分圧した電圧（トナーの帯電極性と逆極性の電圧）を、加圧ロール１２０の片側端部表面に接触するように配設された給電ブラシ等からなる１つの給電部材１４１を介して、加圧ロール１２０に印加したものである。
【００１２】
また、この画像形成装置では、その加熱ロール１１０として、アルミニウムからなる芯金１１０ａ上に絶縁性表面層１１０ｂを被覆形成したものを使用し、その加圧ロール１２０として、芯金１２０ａ上に絶縁性弾性層１２０ｄと導電性表面層１２０ｅを被覆形成したものを使用した。このうち、絶縁性表面層１１０ｂ及び導電性表面層１２０ｅについては、合成樹脂のみからなる導電性のチューブ形態又はその合成樹脂に導電剤（カーボンブラック等）を分散させた導電性を有するチューブ形態としたものを使用した。さらに、この画像形成装置では、その除電端子１０６に、電源１５０から転写後の記録シートＰを所定のレベルに除電するための電圧を抵抗Ｒ３を介して印加した。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように試作した画像形成装置による試験を行ったところ、定着装置内の加圧ロールにバイアス電圧を抵抗分圧して印加しているにもかかわらず、次のような問題があることが判明した。
【００１４】
すなわち、特に高湿の環境下においては、記録シートＰが定着装置１０５のニップ部Ｎに進入して通過する際、バイアス電源１４０から加圧ロール１２０に印加されている電圧が大きく変動するのである（図５参照）。そして、この電圧の変動により、加圧ロール１２０と加熱ロール１１０との間には、前述したような未定着トナー像を記録シートＰ側に引きつける方向の電界が安定して形成されなくなるため、トナーのオフセット現象や飛び散り現象の防止する効果が十分にかつ安定して得られなくことが判明した。
【００１５】
このような電圧の変動は、加圧ロール１２０に印加されるバイアス電圧により誘起される電荷が、高湿の環境下では、記録シートＰの表面や加熱ロール１１０の表面等を介して流出しやすくなることが主な要因になって発生しているものと推測される。
【００１６】
また、この電圧変動に関する本発明者らの種々の研究によれば、加圧ロールに印加するバイアス電圧が高いほど記録シート上のトナーの飛び散りに対する抑制効果が大きいが、そのバイアス電圧を大きくすると、電流負荷が大きくなるのに対し、前述したような抵抗分圧回路では負荷抵抗が実質的に低くなるため、前記したごときの電荷の流出が顕著となり、この結果、電圧がさらに変動しやすくなることが判明した。しかも、この場合、前記した画像形成装置例のように転写後の記録シートＰを除電する除電装置があると、記録シートＰがその除電装置（の除電端子１０７）と定着装置１０５のニップ部とに跨がるような状態が発生する場合には、加圧ロール１２０の電荷が記録シートＰを伝わり除電端子１０６から除電装置側へ流入してしまうおそれがあることも判明した。
【００１７】
また、このようなバイアス電圧を長期にわたって加圧ロール１２０に印加し続けていると、その加圧ロール１２０に接している加熱ロール１１０の表面（絶縁性表面層１１０ｂ）に局部的に気泡が起因する絶縁破壊等が発生し、その部分でバイアス電圧がリークして電圧降下が起こることが確認された。このような電圧降下は、その絶縁性表面層にピンホールが存在している場合にも起こる。
【００１８】
さらに、加圧ロール１２０そのものも定着時には加熱ロール１２０とのニップ部により加熱されてその温度状態が変化することや、あるいは、その加圧ロール１２０に接してバイアス電圧を印加している給電部材１４１の配設位置等の違いにより、バイアス電圧が加圧ロール１２０に（特にニップ部付近に）均等かつ十分に印加されていないことが確認された。
【００１９】
この他にも、定着装置１０５のシート排出側に定着後の記録シートＰを案内して排出させる導電性ガイド部材が設けられていると、そのガイド部材の一部に、シート後端部がニップ部内にある定着後の記録シートＰが触れることにより、バイアス電圧が変動することが確認された。さらには、記録シートＰの定着装置１０５のニップ部への進入姿勢（角度）によっても、トナーのオフセット現象や飛び散り現象の抑制効果に違いがあることも確認された。
【００２０】
本発明は以上の実状に着目してなされたもので、その目的とするところは、定着装置の加圧ロールにトナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加することによりトナーのオフセット現象や飛び散り現象を抑制する効果を、たとえ高湿環境下であっても、より確実にかつ安定して得ることができる画像形成装置を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成し得る、第１の発明（請求項１に係る発明）の画像形成装置は、画像情報に応じて形成される未定着トナー像を担持する像担持体と、この像担持体上の未定着トナー像を記録シートに転写する転写装置と、この転写装置による転写が終了した後の記録シートを、導電性ロール基材に絶縁性表面層が形成された加熱ロールと導電性ロール基材に導電性表面層が形成された加圧ロールとのニップ部内を通過させて前記未定着トナー像を記録シート上に定着せしめる定着装置と、この定着装置の加圧ロールに、その導電性表面層に接触して配設される給電部材を介して前記未定着トナー像の帯電極性と逆極性のバイアス電圧を印加するバイアス電源装置と、転写後の記録シートの裏面側に接近した状態で配設され、電源装置から前記未定着トナー像の帯電極性と同極性の電圧が少なくとも印加される除電端子を介してその記録シートを除電する除電装置とを備え、前記バイアス電源装置の出力と前記給電部材との間に１〜１５ΜΩの範囲内の抵抗値からなる出力制限抵抗素子が直列に接続されているとともに、その電流制限抵抗素子と給電部材との間に定電圧素子が接地された状態で接続されており、かつ、前記除電装置における電源装置の出力と除電端子との間に５〜１００ΜΩの範囲内の抵抗値からなる電流制限抵抗素子が直列に接続されていることを特徴とするものである。
【００２２】
ここで、上記像担持体とは、通常、電子写真プロセスによりトナー像が直接形成される感光体であるが、その感光体上に形成されたトナー像を一旦保持した後に記録シートに再転写する、いわゆる中間転写体であってもよい。上記転写装置は、ロール形態のものの他、コロナ放電器等であってもよい。上記絶縁性表面層と導電性表面層は、チューブ形態のものの他、粉体塗装等により塗工して形成するものであってもよい。絶縁性表面層の層厚は１０〜６０μｍの範囲が好ましい。また、導電性表面層の層厚は２０〜１２０μｍの範囲が好ましい。給電部材は、ブラシ形態のもの他、導電性フィルム形態のものであってもよい。
【００２３】
上記の出力制限抵抗素子としては、上記した特定範囲内の抵抗値を有する抵抗素子であれば如何なるものを使用してもよい。この抵抗素子の抵抗値は、より好ましくは５〜１５ΜΩの範囲である。また、上記の定電圧素子としては、通常ツェナーダイオードが使用されるが、この他にも例えばバリスタ等であってもよい。
【００２４】
上記の電流制限抵抗素子としては、上記した特定範囲内の抵抗値を有する抵抗素子であれば如何なるものを使用してもよい。この抵抗素子の抵抗値は、より好ましくは５〜５０ΜΩの範囲である。また、上記除電端子とは、電極板状のものや、あるいは、除電装置がコロナ放電器の場合にはその放電ワイヤ等である。
【００２５】
このような第１の発明によれば、高湿の環境下等において電荷の流出する要因が増えることがあっても、バイアス電源装置から加圧ロールに対して常に安定したバイアス電圧を印加することができる。また、出力制限抵抗素子の抵抗値を１ＭΩ以上としていることから、加熱ロールとの間でのリーク発生を確実に抑制することができる。しかも、その抵抗値を１５ΜΩ以下としていることから、含水状態の記録シートが定着装置内を通過するときの電圧低下を確実に抑制することができる。従って、加圧ロールと加熱ロールとの間には、未定着トナー像を記録シート側に引きつける方向の電界が安定して形成されるようになる。
【００２６】
また、記録シートＰが除電装置の除電端子と定着装置のニップ部とに跨がるような状態が発生しても、加圧ロールに印加されたバイアス電圧により誘起する電荷が記録シートを伝わり除電端子から除電装置側へ流入してしまうことを抑制することができ、かかる電荷流入による電圧降下がなくなる。
【００２７】
しかも、電流制限抵抗素子の抵抗値を５ＭΩ以上としていることから、加圧ロールから記録シートを介して伝わる電荷の除電装置内への流入を確実に抑制することができる。しかも、その抵抗値を１００ΜΩ以下としていることから、転写動作時において除電装置の電源装置から除電端子へ放電のための電圧をロスなく瞬時に送ることができる。これにより、転写動作時における除電装置の立ち上がりの遅れが発生しなくなる。
【００２８】
前記の目的を達成し得る、第２の発明（請求項２に係る発明）の画像形成装置は、画像情報に応じて形成される未定着トナー像を担持する像担持体と、この像担持体上の未定着トナー像を記録シートに転写する転写装置と、この転写装置による転写が終了した後の記録シートを、導電性ロール基材に絶縁性表面層が形成された加熱ロールと導電性ロール基材に導電性表面層が形成された加圧ロールとのニップ部内を通過させて前記未定着トナー像を記録シート上に定着せしめる定着装置と、この定着装置の加圧ロールに、その導電性表面層に接触して配設される給電部材を介して前記未定着トナー像の帯電極性と逆極性のバイアス電圧を印加するバイアス電源装置とを備えることを前提（以下、これを「共通要素」とする）とし、前記定着装置における加熱ロールの導電性ロール基材が、表面に硬質アルマイト層を形成したアルミニウム製のロール基材であることを特徴とするものである。
【００２９】
上記硬質アルマイト層は、アルミニウムの陽極酸化処理において硬質又は軟質として分類される場合における硬質の部類に含まれる陽極酸化処理を行って形成される陽極酸化膜である。この硬質アルマイト層は、その層厚が１０〜３０μｍの範囲内になるように形成することが望ましい。また、このような硬質アルマイト層を形成するためは、陽極酸化処理における電界浴の温度を０〜２０℃、その電流密度を２〜１２Ａ／ｄｍ2 、その処理時間を５〜３０分の範囲内で適宜設定するとよい。
【００３０】
このような第２の発明によれば、軟質アルマイト層を形成したロール基材からなる加熱ロールに比べて、その硬質アルマイト層が形成されたロール基材に絶縁性表面層を良好な接着強度で形成することができ、しかも、その表面層とロール基材間での気泡の発生を抑制することができる。これにより、加熱ロールにおける絶縁破壊やピンホールの発生を確実に防止することができる。
【００３１】
また、第２の発明の画像形成装置は、アルミニウム製ロール基材が、その硬質アルマイト層の形成に先立って、そのロール基材の表面に微細な粗面処理を施したものであることが望ましい。
【００３２】
上記の微細な粗面処理とは、表面粗さＲａが１μｍ前後になる程度の処理をいう。このような粗面処理は、通常ブラスト加工により行うことができるが、これ以外の方法で行ってもよい。
【００３３】
この場合には、その粗面処理を施さないで単に硬質アルマイト層を形成した加熱ロールに比べて、絶縁性表面層のロール基材との接着強度をより向上させることができるとともに、その表面層とロール基材間での気泡発生をより確実に抑制することができる。また、硬質アルマイト層の表面が粗面処理の影響により粗面となり、表面層との間に微細な空隙が存在することになるため、かりに表面層とロール基材間で気泡が発生しても、その空隙を通して放出され、表面層とロール基材との間に残存することがない。
【００３４】
さらに、第２の発明の画像形成装置は、加熱ロールの絶縁性表面層が、導電性ロール基材の端部まで被覆されているとともに、水に対する接触角が１００°以上となる表面物性を備えていることが望ましい。
【００３５】
これは、特に、加熱ロールの幅が加圧ロールの幅よりも広く、その加圧ロールの両端部から加熱ロールの両端部が突出した関係にある画像形成装置において有効である。
【００３６】
この場合には、特に加熱ロールの両端部の表面に定着時に記録シートから蒸発する水分等が付着することがあっても、その表面は接触角が１００°以上という疎水性になっているため、その水分が細かい独立した水滴となるものの、連続した水の膜となることはない。このため、加圧ロールに印加されたバイアス電圧が、加熱ロールの両端部の表面に沿って放電することはない。
【００３７】
前記の目的を達成し得る、第３の発明（請求項５に係る発明）の画像形成装置は、第２の発明の前提とした共通要素に加え、前記定着装置における加圧ロールの導電性表面層が、フッ素系樹脂又はシリコーン系樹脂に導電剤を分散させた層であって、０〜３０℃の温度下における抵抗値が３ΜΩ以下のものであることを特徴とするものである。
【００３８】
上記フッ素系樹脂としては、ＰＦＡ（パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂）、ＦＥＰ（四フッ化エチレン・六フッ化プロプレン共重合樹脂等が使用される。上記シリコーン系樹脂としては、シリコーンゴム等が使用される。上記導電剤としては、カーボンブラック、ポリアセチレン、ポリ−ｐ−フェニレン、ポリチアゾル等が使用される。上記導電性表面層は、ＰＦＡにカーボンブラックを分散させたものが最も好ましい。また、この導電性表面層の上記温度下での抵抗値を３ΜΩ以下にするのは、その導電剤の分散状態を調整することにより行うことができるが、これに限定されない。
【００３９】
このような第３の発明によれば、加圧ロールの表面がニップ部において加熱ロールの熱により加熱されて温度上昇しても、その加圧ロールの導電性表面層の抵抗値は大きく変動（上昇）することがない（少なくとも５０倍以内の変化量におさまる）ため、バイアス電圧を加圧ロール全体に対してより安定して印加することができる。
【００４０】
前記の目的を達成し得る、第４の発明の画像形成装置は、第２の発明の前提とした共通要素に加え、前記給電部材が、前記加圧ロールの両端部にそれぞれ１つ以上配設されていることを特徴とするものである。
【００４１】
このような第４の発明によれば、バイアス電圧を加圧ロールの軸方向にわたって確実に印加することができる。
【００４２】
また、第４の発明の画像形成装置は、給電部材が、前記加圧ロールの両端部のニップ部付近に少なくとも配設されていることが望ましい。そして、このニップ部付近とは、シート進入側のニップ部の付近であることが望ましく、さらには、ニップ部を中心にして加圧ロールの周方向に対して９０°以内となる周面領域内であることが望ましい。
【００４３】
この場合には、バイアス電圧が加圧ロールのニップ部付近に確実に印加されるようになる。これにより、そのニップ部付近の加圧ロールと加熱ロールとの間にバイアス電圧による電界が良好に形成され、特にトナーの飛び散り現象の抑制効果が確実に得られる。
【００４４】
さらに、第４の発明の画像形成装置は、給電部材が、前記加圧ロールの両端部におけるニップ部を含む半周面領域内に少なくとも２つ以上、ロールの周方向に前後して配設されていることが望ましい。
【００４５】
この場合には、バイアス電圧が加圧ロールのニップ部付近により一層確実に印加されるようになる。これにより、そのニップ部付近の加圧ロールと加熱ロールとの間にバイアス電圧による電界がより一層良好に形成され、トナーの飛び散り現象の抑制効果をはじめオフセット現象の抑制効果が確実に得られる。
【００４６】
前記の目的を達成し得る、第５の発明の画像形成装置は、第２の発明の前提とした共通要素に加え、前記定着装置における前記ニップ部から排出される記録シートを案内する導電性ガイド部材が設けられており、その導電性ガイド部材の少なくとも記録シートと接触し得るシート接触部位に絶縁性表面層が形成されていることを特徴とするものである。絶縁性表面層としては、１０9 Ωｃｍ以上の抵抗値となる層を形成することが好ましい。
【００４７】
この第５の発明によれば、ニップ部から排出される過程にある記録シートが導電性ガイド部材に接触したとしても、バイアス電圧の印加により加圧ロールに誘起する電荷が記録シートを伝わってガイド部材側へ流入することがなる。これにより、そのガイド部材への電荷流入による電圧変動がなくなる。
【００４８】
前記の目的を達成し得る、第６の発明の画像形成装置は、第５の発明において導電性ガイド部材に絶縁性表面層を形成することに代えて、その導電性ガイド部材と接地部との間に定電圧素子又は高抵抗素子を接続したことを特徴とするものである。定電圧素子としてはツェナーダイオード等が使用される。高抵抗素子としては１０9 Ω以上の抵抗値のものを使用することが好ましい。
【００４９】
この第６の発明によれば、ニップ部から排出される過程にある記録シートが導電性ガイド部材に接触したとしても、バイアス電圧の印加により加圧ロールに誘起する電荷が記録シートを伝わってガイド部材側へ流入してアースされてしまうことが抑制される。これにより、そのガイド部材への電荷流入による電圧変動がなくなる。
【００５０】
前記の目的を達成し得る、第７の発明の画像形成装置は、第２の発明の前提とした共通要素に加え、前記定着装置におけるシート進入側に、記録シートが前記ニップ部内に進入するときの進入姿勢を変更可能に規制する規制部材を設け、この規制部材により、少なくともシート先端部がニップ部内に進入した以後における記録シートを、そのシートとニップ部中心の接線となす角度が加熱ロール側に５°以上となる進入姿勢に規制することを特徴とするものである。
【００５１】
上記規制部材は、シート進入側に配設するシートガイド部材を変位可能な構造にすることにより構成することができるが、この他にも、そのシートガイド部材とは別に変位可能な可動部材を設け、そのガイド部材と可動部材を併用するように構成してもよい。
【００５２】
この第７の発明によれば、規制部材により記録シートが加熱ロール側に近づいた姿勢（進入角度）でニップ部に進入することになるため、その記録シートのトナー像担持面側がニップ部の手前で加熱ロールの放熱により予備的に加熱される。これにより、記録シート上の未定着トナーがわずかに溶融されて記録シートに物理的にも強く付着した状態になるため、トナーの飛び散り現象が抑制されるとともに、トナーが記録シート上に定着されやすくなる。
【００５３】
前記の目的を達成し得る、第８の発明（請求項６に係る発明）の画像形成装置は、第２の発明の画像形成装置において、前記した第３の発明において特徴とされる構成要素を付加して組み合わせたものである。すなわち、第２発明の画像形成装置において、加熱ロールの導電性表面層が表面に硬質アルマイト層を形成したアルミニウム製のロール基材であり、かつ、加圧ロールの導電性表面層がシリコン系樹脂又はフッ素系樹脂に導電剤を分散させた層であって０〜３０℃の温度下における抵抗値が３ΜΩ以下のものであることを特徴とするものである。
【００５４】
この第８の発明によれば、前記したような第１の発明、第２の発明及び第３の発明による各作用効果が同時にかつ相乗的に得られるようになり、この結果、トナーのオフセット現象や飛び散り現象をより一層確実にかつ安定して抑制することが可能となる。
【００５５】
この他、前記の目的を達成するためには、以上の第１〜第７の各発明を少なくとも２つ以上適宜組み合わせることによっても、より一層確実に実現することが可能である。
【００５６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
【００５７】
◎実施の形態１
図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのレーザビーム・プリンタを示す概略構成図である。
【００５８】
［装置全体の構成］
このレーザビーム・プリンタは、電子写真プロセスにより画像情報に応じたトナー像が形成される、セレン又は有機光導電体からなる感光体ドラム１を備えている。この感光体ドラム１は、図中の矢印方向に回転するように支持されており、そのドラム表円に当接して回転するように配設された帯電ロール２により一様に帯電された後、その帯電されたドラム表面にレーザ露光装置３から出力される画像情報に応じたレーザビームＬＢが露光走査されることにより、電荷が消失して静電潜像が形成されるようになっている。帯電ロール２には、図示しない帯電用電源装置から交流電圧にマイナスの直流バイアス電圧を重畳した電圧が印加されている。
【００５９】
感光体ドラム１の露光位置よりも下流側には、静電潜像を現像するための一成分系又は二成分系の現像剤（トナー）を収容する現像装置４が配設されている。この現像装置４には、感光体ドラム１と近接した状態で回転する現像ロール４ａや、その現像ロール４ａにトナーを供給する図示しないトナー供給部材等が配設されている。先の静電潜像は、この現像装置４と対向する位置において、その現像装置４の現像ロール４ａから供給されるトナーによって現像されてトナー像Ｔとなる。上記現像ロール４ａには、図示しない現像用電源装置から交流電圧にマイナスの直流バイアス電圧を重畳した現像バイアスが印加されており、また、トナーとしては負帯電性のものが使用されている。従って、この現像装置４では、感光体ドラム１の露光した領域（潜像）にトナーを付着させる、いわゆる反転現像による現像が行われる。
【００６０】
また、感光体ドラム１の現像装置４よりも下流側には、感光体ドラム１上のトナー像を記録シートＰに転写する転写装置としての転写ロール５が配設されている。この転写ロール５には、図示しない転写用電源装置から交流電圧にプラスの直流バイアス電圧を重畳した転写バイアスが転写時に印加される。これにより、感光体ドラム１上の未定着トナー像Ｔは、転写ロール５と対向する位置において記録シートＰに転写されることとなる。
【００６１】
記録シートＰは、図示しないカセットやトレイ等の給紙部から給紙ロール６やシート搬送路を介して１枚ずつ繰り出され、レジロール７により感光体ドラム１と同期をとって送り出され、所望の給紙タイミングで感光体ドラム１と転写ロール５の間を通過するように供給される。図１中の一点鎖線は記録シートの搬送経路である。そして、この通過する時期において、転写ロール５に前記した転写バイアスが印加されることにより、感光体ドラム１上のトナー像が記録シートＰ側へ静電的に転移する。
【００６２】
このトナー像の転写が行われた後の感光体ドラム１は、記録シートＰ側に転写されず残ったトナーが存在するが、そのトナーは感光体ドラム１の転写ロール５よりも下流側の位置に配設されたクリーニング装置８により除去されて清掃される。また、このクリーニング装置８による清掃が行われた後の感光体ドラム１は、再び帯電ロール２により一様に帯電されて、次の画像形成サイクルに移る。
【００６３】
一方、転写ロール５の下流側の位置には、転写後の記録シートＰをその背面側（トナー像担持面とは反対側の面）から除電する除電装置９が配設されている。この除電装置９は、感光体ドラム１の記録シートＰが剥離される地点でそのシート背面側に近接した状態になるように配設され、そのシートと近接する先端部がのこぎり歯状に成形された除電端子としての除電プレート１０と、この除電プレート１０に電源装置１１から未定着トナー像Ｔの帯電極性と同極性（この例ではマイナス）のバイアス電圧を印加する除電用電源装置１１とで概略構成されている。従って、転写終了後の記録シートＰは、この除電装置の除電プレート１０により除電されてから、感光体ドラム１の表面から剥離される。
【００６４】
感光体ドラム１の転写位置からシート搬送方向下流側には、圧接された状態で回転する加熱ロール２０と加圧ロール３０を備えたロール式の定着装置１２が配設されている。
【００６５】
このうち、加熱ロール２０は、図２に示すように、導電性ロール基材２１に絶縁性表面層２２が被覆形成された構造のものであり、そのロール基材２１の内部に配設されたランプ等の加熱源２３により所定の温度（約１６０〜２２０℃）に加熱されるようになっている。ロール基材２１としては、アルミニウム、鉄、銅等からなるものを使用することができるが、この例ではアルミニウムからなるものを使用した。絶縁性表面層２２としては、ＰＦＡにカーボンブラックを分散させたチューブ形態（厚さ約３０μｍ）にしたものを使用した。また、この加熱ロール２０は、そのロール基材２１を接地している。
【００６６】
一方、加圧ロール３０は、図２に示すように、導電性ロール基材３１に絶縁性弾性層３２と導電性表面層３３がこの順に被覆形成されたものであり、加熱ロール２０に対して図示しない付勢手段により所定の圧力でもって圧接され、加熱ロール２０との間で所定の幅からなるニップ部Ｎを形成するようになっている。ロール基材３１としては、アルミニウム、鉄、銅等からなるものを使用することができるが、この例ではアルミニウムからなるものを使用した。絶縁性弾性層３２としては、シリコーンスポンジからなるものを使用した。導電性表面層３３としては、ＰＦＡをチューブ形態（厚さ約２０μｍ）にしたものを使用した。また、この加圧ロール３０には、その端部において接触する給電部材としての給電ブラシ１３が配設されており、この給電ブラシ１３にバイアス電源装置１４からトナー像Ｔの帯電極性と逆極性（この例ではプラス）のバイアス電圧が印加されるようになっている。バイアス電源装置１４は、図１や図２に例示するように除電装置９の電源装置１１とは異なる専用のものであっても、あるいは、その電源装置１１と共用するタイプのもの（二次電源回路）であってもよい。
【００６７】
また、定着装置１２のシート進入側には、転写後の記録シートＰを前記ニップ部Ｎに確実に進入させるように案内する進入用ガイド部材１５が配設されている。一方、そのシート排出側には、転写後の記録シートＰを前記ニップ部Ｎから確実に排出させるように案内する排出用ガイド部材１６が配設されている。
【００６８】
この定着装置１２では、転写後の記録シートＰが、進入用ガイド部材１５により案内されて加熱ロール２０と加圧ロール３０によるニップ部Ｎに進入した後、その両ロール２０，３０によって挟持搬送される。このとき記録シートＰは、そのトナー像担持面側が加熱ロール２０に面するように搬送される。これにより、記録シートＰ上の未定着トナー像Ｔは、加熱加圧されることによりシート面に定着される。
【００６９】
また、この定着装置１２では、定着用電源装置１４から給電ブラシ１３を介して加圧ロール３０にトナー像の帯電極性とは逆極性（プラス）のバイアス電圧が印加されているため、加熱ロール２０と加圧ロール３０のニップ部Ｎ及びその前後領域において、加圧ロール３０の導電性表面層３３側にプラス極性の電荷が蓄えられる一方、加熱ロール２０のロール基材２１側にはマイナス極性の電荷が誘起される。これにより、記録シートＰ上のトナー像Ｔを構成する負極性のトナーを、加熱ロール２０から反発させて記録シートＰ側に引きつける方向の電界が形成されるため、加熱ロール２０でのトナーのオフセット現象の発生が抑制されるとともに、記録シートＰ上でのトナーの飛び散り現象の発生が抑制される。
【００７０】
このようにしてトナー像の定着がなされた記録シートＰは、排出用ガイド部材１６により案内されて図示しない排出口を通して排出トレイ等に排出される。
【００７１】
［要部の構成］
ところで、このプリンタにおいては、前記したトナーのオフセット現象や飛び散り現象の発生をより効果的に抑制するため、以下に詳述するような構成を採用している。
【００７２】
まず、定着装置１２の加圧ロール３０へのバイアス電圧を印加する際、従来技術のように抵抗分圧回路（図２７参照）を通して印加した場合には、図５に示すように、記録シートＰがニップ部Ｎを通過する時期（Ｓ）において、加圧ロール３０に印加されるバイアス電圧が大きく変動する。この図５に示すデータは、湿度９０％Ｒ．Ｈ．の環境下において、加熱ロール３０に接している給電ブラシ１３を流れる電流に基づいて測定したものである。また、バイアス電圧としては＋３４０Ｖを印加している。
【００７３】
そこで、このプリンタでは、図２に示すように、定着装置１２の加圧ロール３０にバイアス電圧を印加するバイアス電源装置１４において、その電源装置１４の出力側と給電ブラシ１３との間に出力制限用の抵抗素子Ｒ５を接続するとともに、その抵抗素子Ｒ５と給電ブラシ１３との間に定電圧素子としてのツェナーダイオードＴＤを接続している。これにより、電源装置１４から加圧ロール３０に印加されるバイアス電圧は、図６に示すように、記録シートＰの通過時にも左右されることなく、きわめて安定したものになることが確認された。
【００７４】
また、バイアス電源装置１４の出力側を上記のように抵抗素子Ｒ５とツェナーダイオードＴＤを接続して構成した場合であっても、抵抗素子Ｒ５の抵抗値によっては、加圧ロール３０への印加電圧が微妙に変動することが確認された。図７は、抵抗素子Ｒ５として３０ＭΩの抵抗を使用した場合における印加電圧の状態を示すものである。図７の結果から、記録シートＰの通過時Ｓには電圧が微妙に変動していることがわかる。なお、記録シートＰが通過していないシート非通過時期（通過時Ｓと次の通過時Ｓとの間）においても、印加電圧が規則的に変動しているが、これは、後述するように加圧ロール３０の表面層３２における折り目に起因した抵抗値の相違により発生するものである。
【００７５】
そこで、抵抗素子Ｒ５としては、１０ＭΩの抵抗を使用するようにした。これにより、電源装置１４から加圧ロール３０に印加されるバイアス電圧は、図８に示すように、記録シートＰの通過時にも左右されることなく、きわめて安定することが確認された。また、種々検討した結果、この抵抗素子Ｒ５は、少なくとも１〜１５ΜΩの範囲内の抵抗値である場合に良好な結果が得られることが判明した。なお、図８に示すデータでは、図７で現れたシート非通過時における記録的な変動が現れていないが、これは、後述するように給電ブラシ１３の配置を改善したことにより解消されたものである。
【００７６】
次に、この抵抗素子Ｒ５（１０ＭΩ）とツェナーダイオードＴＤを接続したバイアス電源装置１４を用いて、加圧ロール３０に印加すべきバイアス電圧とトナーの飛び散り現象の抑制効果について確認したところ、図９に示すように、そのバイアス電圧を高くするほどトナーの飛び散りの抑制効果が向上することが確認された。しかし、その一方で、バイアス電圧を４００Ｖよりも高くすると、記録シートＰ上に転写されるトナー像ににじみが発生することが確認された。
【００７７】
このことから、このプリンタでは、加圧ロール３０に印加するバイアス電圧を３４０Ｖに設定した。図９中のトナー飛び散りレベルは、見本画像をプリントアウトした後に、その得られた画像中に発生しているトナーの飛び散りの程度を調べ、そのときの結果を、トナーの飛び散りが発生していない場合をグレード０とし、最もひどい飛び散りが発生した場合を最高のグレード６とした場合、この範囲内で計６段階（グレード０〜５）に区分してレベル評価したものである。
【００７８】
また、このプリンタにおいては、転写後の記録シートＰを除電する除電装置９があり、記録シートＰが一時的にその除電装置９（の除電プレート１０）と定着装置１０５のニップ部とに跨がるような状態が発生することがある。このため、その跨がった状態で加圧ロール３０の電荷が記録シートＰを介して除電プレート１０から除電装置９側へ流入する状況について調べた。
【００７９】
図１０は、除電装置９における電源装置１１の出力側と除電プレート１０との間に接続する電流制御用の抵抗素子Ｒ６（図２）の抵抗値を変更した場合に、除電装置９側に流入する電流の様子を測定した結果を示すものである。この測定は、前記電源装置１１に代えて交直両用高圧電源装置（トレック社製：６１０Ｃ）を使用し、その装置にあるモニターに表示される電圧（電流）の様子を調べるようにして行った。また、このとき、その高圧電源装置から除電プレート１０へは３ｋＶ前後の電圧を印加した。
【００８０】
図１０に示す結果から、その抵抗素子Ｒ６の抵抗値を少なくとも５ＭΩ以上とすることにより流入電流を８μＡ以下に抑えることができることがわかる。この流入電流が８μＡ以下であれば、加圧ロール３０への印加電圧の変動も少なく、トナーのオフセット現象や飛び散り現象の抑制効果が良好に得られることが確認された。また、この抵抗素子Ｒ１の抵抗値が３２ＭΩを超えると、その後の流入電流はほぼ一定となり殆ど変化しない。
【００８１】
そこで、このプリンタでは、その除電用電源装置１１における抵抗素子Ｒ６として２２ＭΩの抵抗を使用した。また、種々検討した結果、この抵抗素子Ｒ６は、少なくとも５〜１００ΜΩの範囲内の抵抗値である場合に良好な結果が得られることが判明した。
【００８２】
次に、このようなプリンタにおける加熱ロール２０として、図４に示すように、アルミニウム製のロール基材２１を陽極酸化処理してその基材表面にアルマイト層２１ａを形成した後に、そのロール基材２１にＰＦＡにカーボンブラックを分散させたチューブを導電性表面層２２として被覆形成したものを使用したが、そのロール基材２１と導電性表面層２２との間に局部的に気泡や層剥離が確認され、その部分で絶縁破壊が発生することにより加圧ロール３０への印加電圧がリークして電圧降下が起こることが確認された。
【００８３】
そこで、このプリンタでは、加熱ロール２０のロール基材２１として、その表面をブラスト方法により微細な粗面処理を施した後に、その粗面化された表面に硬質アルマイト層２１ａを形成したものを使用した。
【００８４】
図１１は、前述したようなチューブ形態からなる導電性表面層２２の剥離強度について、硬質アルマイト層を形成した場合と軟質アルマイト層を形成した場合、及び、ブラスト処理を施した場合と施さない場合をそれぞれ比較して調べた結果である。このときの剥離強度は、表面層２２に１辺が１０ｍｍの四角形の３辺に相当する切り口を形成し、その３辺の切り口のうちの真ん中の１辺をつかんで引っ張った場合に、その切り口となる表面層２２がロール基材２１から剥離し始めたときの引っ張り荷重を測定したものである。また、図１２は、ロール基材２１と導電性表面層２２との間に発生する気泡の状況について、硬質アルマイト層を形成した場合と軟質アルマイト層を形成した場合、及び、ブラスト処理を施した場合と施さない場合を比較して調べた結果である。このときの気泡発生の状況については、上記の各製造条件ごとに従って得られた各加圧ロール３０において気泡が発生しているか否かを調べ、その際に発生していた気泡数が１個のときを「有」、それ以上の個数のときを「非常に多い」として区分して現した。
【００８５】
この図１１及び図１２の結果から、硬質アルマイト層を形成した場合及びブラスト処理を施した場合には、剥離強度と気泡発生状況の双方において良好な結果が得られることがわかる。これにより、ロール基材２１と導電性表面層２２との間に局部的に気泡や層剥離が発生することによって起こりやすい加圧ロールへの印加電圧の電圧降下を抑制するうえで有利となる。
【００８６】
このようなロール基材２１は、まず、アルミニウムのロール基材２１の表面をブラスト方法（ショット粒径：＃２００）により表面粗さＲａが１μｍ程度となるような微細な粗面処理した後、硬質アルマイト層を形成するための陽極酸化処理（電界浴：硫酸１０〜３０％、電流密度２〜１２Ａ／ｄｍ2 、浴温０〜１０℃、処理時間１５〜３０分）を施して膜厚２０μｍ程度の硬質アルマイト層２０ａを形成することにより得られる。そして、このロール基材２１を使用した加熱ロール２０は、そのロール基材２１の表面にプライマーを塗布した後、絶縁性表面層２２としての前述のチューブを被覆することにより作製することができる。
【００８７】
次に、このプリンタにおける加圧ロール３０の導電性表面層３３の抵抗値が、その加圧ロール３０への印加電圧の変動を抑制する観点から重要な要素であることが確認された。すなわち、その導電性表面層３３として０〜３０℃の温度下での抵抗値が８．６ＭΩのもの（カーボンブラックを分散させたＰＦＡのチューブ）を使用した場合、その加圧ロール３０への印加電圧の状態は、図１３に示すように、そのシート通過時Ｓにおいて変動する。
【００８８】
そこで、このプリンタでは、加圧ロール３０の導電性表面層３３として、０〜３０℃の温度下での抵抗値が１．６ＭΩのもの（カーボンブラックを分散させたＰＦＡのチューブ）を使用した。これにより、加圧ロール３０への印加電圧の状態は、図１４に示すように、そのシート通過時Ｓであっても殆ど変動しないようになった。
【００８９】
このような印加電圧の変動は、加圧ロール３０がニップ部Ｎにおいて加圧ロール２０により加熱されて温度状態が変動（上昇）するため、この温度変動により導電性表面層３３の抵抗値が変化することによって起こるものと推測される。実際、０〜３０℃の温度下での抵抗値が異なる複数の導電性表面層３３の温度依存性について調べたところ、図１５に示すような結果が得られた。この図１５に示す結果から、各導電性表面層３３の抵抗値は定着温度（１６０〜２２０℃）に近づくにつれて上昇することがわかる。また、その上昇幅は、０〜３０℃の温度下での抵抗値が高くなるにつれて増加することもわかる。そして、この知見に基づいて種々検討した結果、０〜３０℃の温度下での抵抗値が３ＭΩ以下の導電性表面層３３であれば、加圧ロール３０への印加電圧の変動が抑制されることが確認された。このときの導電性表面層３３の抵抗値の設定は、例えば、カーボンブラック等の導電剤の分散状態等を調整することにより行うことができる。
【００９０】
以上のような構成からなるプリンタでは、たとえ高湿環境下であっても、加圧ロール３０に印加するバイアス電圧の変動が少なくなり、その加圧ロール３０と加熱ロール２０との間にトナー像を記録シートＰ側に引きつける方向の電界が安定して形成されるようになるため、トナーのオフセット現象と飛び散り現象が長期にわたって殆ど発生することがない。
【００９１】
また、このプリンタでは、上述のごときトナーのオフセット現象及び飛び散り現象の抑制効果については、前記したバイアス電源装置１４に係る構成や、除電装置９に係る構成を単独で採用した場合であっても確実かつ十分に得られる。また、同様に、前記した加熱ロール２０のロール基材２１に係る構成や、加圧ロール３０の導電性表面層３３に係る構成をそれぞれ単独で採用した場合であっても確実かつ十分に得られる。
【００９２】
◎他の実施の形態
このプリンタにおいては、トナーのオフセット現象や飛び散り現象の発生をより効果的に抑制するため、さらに、以下のような各構成を適宜選択して採用している。
【００９３】
［給電ブラシに関する実施形態］
まず、このプリンタにおける給電ブラシ１３の配置条件が、加圧ロール３０への印加電圧の変動を抑制する観点から重要な要素であることが確認された。図１６は、給電ブラシ１３の配置条件を変えた場合における記録シートＰ上でのトナーの飛び散り状況について調べた結果を示すものである。すなわち、図１７に示すように、１つの給電ブラシ１３ａを加圧ロール３０のリア側に配置した場合、この給電ブラシ１３ａに加えて加圧ロール３０のフロント側にも１つの給電ブラシ１３ｂを配置することにより全部で２つの給電ブラシを配置した場合、この２つの給電ブラシ１３ａ，１３ｂに加えて加圧ロール３０のリア側の給電ブラシ１３ａよりもニップ部Ｎ寄りに１つの給電ブラシ１３ｃを配置することにより全部で３つの給電ブラシを配置した場合、この３つの給電ブラシ１３ａ，１３ｂ，１３ｃに加えて加圧ロール３０のリア側及びフロント側のニップ部Ｎ付近に１つずつ給電ブラシ１３ｄを配置して合計で５つの給電ブラシを配置した場合について、それぞれトナーの飛び散り個数を測定した。トナーの飛び散り個数の測定は、テスト画像をプリントアウトし、そのときの画像中に飛び散っていたトナーの数を実際に数えることにより行った。
【００９４】
図１６の結果から、給電ブラシ１３が１つの場合には、トナーの飛び散りが最も多く、しかもその給電ブラシ１３ａの配置側とは反対側（フロント側）のロール端部側になるにつれてトナーの飛び散りが増えることがわかる。また、トナーの飛び散りは、給電ブラシを加圧ロール３０の両端部に配置することや、ニップ部Ｎ寄りに配置することや、ニップ部Ｎよりに複数配置することにより、より一層抑制されることがわかる。
【００９５】
そこで、このプリンタでは、給電ブラシ１３を、少なくとも図３に示すように加圧ロール３０の左右両端部に１つずつ配設するようにした。図３において符合Ｗは記録シートＰのニップ部を通過するときの通過幅の最大幅を示している。また、給電ブラシ１３は、トナーの飛び散りを確実に防止する観点からすると、シート進入側のニップ部Ｎ付近に配設することが望ましい。
【００９６】
さらに、この給電ブラシ１３については、図１８ａに示すように、加圧ロール３０の両端部におけるニップ部Ｎを含む半周面領域Ｅ内に少なくとも２つ以上ロール３０の周方向に前後して配設することが望ましい。また、図１８ｂに示すように、加圧ロール３０の半周面領域Ｅ内のうち、記録シートＰの進入側に給電ブラシ１３を配置することに加え、そのシート進入側とは反対側（排出側）のニップ部Ｎ付近にも併せて配置することが望ましい。
【００９７】
特に、給電ブラシ１３を加圧ロール３０の半周面領域Ｅ内に少なくとも２つ以上ロール３０の周方向に前後して配設した場合には、加圧ロール３０のチューブ形態からなる導電性表面層３３の折り目に起因するバイアス電圧の変動（図７参照）を抑制することができる（図８参照）。
【００９８】
これは、チューブ形態の導電性表面層３３が加圧ロール３０の絶縁性弾性層３２上に接着剤を介して被覆装着するものである場合、その接着剤をチューブに塗布する手段として、その表面層３３を接着剤溶液に浸漬させた後に、その余剰の溶液を取り除くためチューブ形態の表面層３３を板状に押しつぶした状態にして絞りとる方法を使用すると、チューブ形態の表面層３３にはその押しつぶしたときに形成される２つの折り目が対向した位置に形成される。この２つの折り目部分は、抵抗値が他の部位に比べて高くなるため、それが原因となり、例えば、図７に示すようにバイアス電圧の規則的な変動となって現れる。この点、給電ブラシ１３が加圧ロール３０の半周面領域Ｅ内に少なくとも２つ以上ロール３０の周方向に前後して配設されていれば、その折り目に当たる表面層３３部分に１つの給電ブラシ１３が当接しているときには、必ず他の給電ブラシ１３が折り目に当たる部分以外の表面層３３部分に当接しているため、バイアス電圧の印加が常に折り目以外の表面層３３部分を通して行うことができる。これにより、折り目のある表面層３３を有する加圧ロール３０を使用した場合であっても、その折り目に起因するバイアス電圧の変動を抑制することができるのである。
【００９９】
［加熱ロールに関する他の実施形態］
前記した加熱ロール２０については、図３に示すように、その絶縁性表面層（ＰＦＡのチューブ）２２を、導電性ロール基材２１の端部まで被覆するとともに、その表面層２２の表面における水に対する接触角が１００°以上となるようにした。この結果、同図に示すように、加熱ロール２０のうち加圧ロール３０の端部から突出する端部領域Ｇにおいても、上記の表面物性からなる絶縁性表面層２２が存在することになる。
【０１００】
このように加熱ロール２０を構成した場合には、高湿環境下であっても、加圧ロール３０に印加するバイアス電圧により誘起する電荷が、接地されている加圧ロール２０の端部（特に端部領域Ｇ）からその表面に沿って流出することがなくなるため、この電荷流出による上記バイアス電圧の変動がなくなる。なお、この加熱ロール２０の端部領域Ｇにおける絶縁性表面層２２の接触角が９０°未満になると、その端部領域Ｇの表面を伝わって電荷が流れる沿面伝導が発生することが確認されている。
【０１０１】
［加圧ロールに関する他の実施形態］
前記した加圧ロール３０の導電性表面層３３として、前述したような折り目のあるものを使用せず、その折り目のない表面層３３を使用した。このような表面層３３を備えた加圧ロール３０は、チューブ形態の表面層３３を絶縁性弾性層３２に被覆装着する際に、接着剤を使用することなく、そのＰＦＡのチューブ形態からなる表面層３３の内周面にレーザ光を照射した後に装着することにより得られる。この加圧ロール３０を使用した場合には、折り目によるバイアス電圧の変動が発生しなくなる。
【０１０２】
［シート排出側のガイド部材に関する実施形態］
前記した定着装置におけるシート排出側の導電性ガイド部材１６として、図１９に示すように、そのガイド部材のうちで定着後にニップ部Ｎから排出される記録シートＰが接触する部位に絶縁性表面層４０を形成したものを使用した。この例では、絶縁性表面層４０として、ガイド部材１６の表面側にテフロン材料を厚さが８０μｍ程度となるように塗工して形成した。この絶縁層４０の抵抗は約１０11Ωｃｍである。
【０１０３】
これにより、その絶縁性表面層４０を形成しない導電性ガイド部材１６を使用した場合には、図２１に示すように、定着後の記録シートＰがニップ部Ｎから排出されてガイド部材１６を通過している時期Ｆにおいては加圧ロールへの印加電圧が変動していたが、上記絶縁性表面層４０を形成した導電性ガイド部材１６を使用した場合には、図２２に示すように、そのシート通過時期Ｆにおける加圧ロールへの印加電圧の変動が抑制されることとなった。この効果は、導電性ガイド部材１６に定着後の記録シートＰが接触したとしても、バイアス電圧の印加により加圧ロール３０に誘起する電荷が記録シートＰを伝わってガイド部材１６側へ流入することがなくなることに起因して得られるものと推測される。
【０１０４】
また、前記した導電性ガイド部材１６として、図２０に示すように、そのガイド部材１６と接地部との間に定電圧素子としてのツェナーダイオード４５を接続したものを使用した。このツェナーダイオード４５に代えて、高抵抗素子を接続してもよい。
【０１０５】
この場合においても、前記の絶縁性表面層４０を形成したガイド部材１６の場合と同様に、定着後の記録シートＰがニップ部Ｎから排出されてガイド部材１６を通過している時期における加圧ロール３０への印加電圧の変動が抑制される。この効果は、特に定着後の記録シートＰが導電性ガイド部材１６に接触したとしても、加圧ロール３０に誘起する電荷が記録シートＰを伝わってガイド部材１６からアースされることがツェナーダイオード４５により抑制されるために得られるものと推測される。
【０１０６】
［シート進入側のガイド部材に関する実施形態］
前記した定着装置におけるシート進入側のガイド部材１５は完全に固定配設されるものであったが、このガイド部材１５に代えて、図２３に示すように、記録シートＰがニップ部Ｎ内に進入するときの進入姿勢を変更可能に規制する規制部材としての可変ガイド５０を設けた。
【０１０７】
この可変ガイド５０は、定着装置の加熱ロール２０と加圧ロール３０とに形成されるニップ部Ｎのシート進入側において、支軸５１を中心にして揺動可能に取り付けられるガイド板であり、電磁ソレノイド５２により図２３ａに示す初期位置Ｘと同図ｂに示す揺動位置Ｙのいずれか一方に変位させられるようになっている。初期位置Ｘは、定着後の記録シートＰの先端部がニップ部Ｎに進入するまでの進入姿勢を規制するときの規制位置である。そして、この初期位置Ｘについては、シート先端部Ｐａがニップ部Ｎよりもわずか上流側の加熱ロール２０に当接した後に、ニップ部ｎに送り込まれるように案内規制できる位置に設定されている。一方、揺動位置Ｙは、記録シートＰの先端部がニップ部Ｎに進入した以後のシート部分の進入姿勢を規制するときの規制位置である。特に、この揺動位置Ｙについては、シート先端部Ｐａがニップ部Ｎ内に進入した以後における記録シートＰを、そのシートＰとニップ部Ｎ中心の接線Ｌとなす角度αが加熱ロール２０側に５°以上（この例では５〜８°）となる進入姿勢に規制できる位置に設定されている。
【０１０８】
従って、この可変ガイド５０は、定着後の記録シートＰの先端部Ｐａがニップ部Ｎに進入するまでは初期位置Ｘに位置し、そのシート先端部Ｐａがニップ部Ｎに進入した時点で揺動位置Ｙに変位するように設定されている。このときの揺動タイミングは、例えば、定着装置のシート進入側に配置されるシート通過検知センサ等による検知信号に基づいて設定される。
【０１０９】
このような可変ガイド５０によれば、定着後の記録シートＰがニップ部Ｎに進入するまでは、可変ガイド５０は図２３ａに示すように初期位置Ｘに位置している。これにより、記録シートＰは、図２４に示すように、その先端部Ｐａが初期位置Ｘにあるガイド５０に案内されるようにして、ニップ部Ｎの少し手前の加熱ロール２０に一旦突き当たり（同図ａ）、しかる後、ニップ部Ｎ内に送り込まれる（同図ｂ）。
【０１１０】
そして、記録シートの先端部Ｐがニップ部Ｎ内に進入した時点で、可変ガイド５０は図２３ｂに示すように電磁ソレノイド５２が作動して加熱ロール２０寄りの揺動位置Ｙに変位する。これにより、記録シートＰの後端側は、加熱ロール２０に接近した姿勢でニップ部Ｎに送りこまれる。この結果、記録シートＰのトナー像担持面側がニップ部Ｎの手前で加熱ロール２０の放熱により予備的に加熱されて、記録シートＰ上の未定着トナーがわずかに溶融されて記録シートＰに物理的にも強く付着した状態になる。これによって、トナーの飛び散り現象が抑制されるとともに、トナーが記録シート上に定着されやすくなる。
【０１１１】
［その他の実施形態］
以上の各実施形態に係る構成をそれぞれ単独で（可変ガイド５０を設ける形態を単独で採用する場合を除く）採用したプリンタにおいても、前記した実施形態１の場合と同様に、高湿環境下にかかわらず、加圧ロール３０に印加するバイアス電圧の変動が少なくなり、結果的に、トナーのオフセット現象と飛び散り現象が長期にわたって殆ど発生することがない。また、可変ガイド５０のみを設けた場合におけるプリンタにおいても、トナーのオフセット現象と飛び散り現象の発生を十分に抑制することができる。
【０１１２】
また、以上の各実施形態に係る構成は、その各構成どうしを適宜組み合わせたり、あるいは、前記した実施形態１と適宜組み合わせることも可能である。この場合には、上述のごときトナーのオフセット現象及び飛び散り現象の抑制効果がより確実かつ十分に得られるようになる。
【０１１３】
【発明の効果】
以上説明したように、第１〜第８のいずれの発明によっても、定着装置の加圧ロールにトナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加することによりトナーのオフセット現象や飛び散り現象を抑制する効果を、たとえ高湿環境下であっても、より確実にかつ安定して得ることが可能となる。そして、この各発明の画像形成装置を使用した場合には、高湿環境下であっても、優れた画質の画像を形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施形態１に係るプリンタを示す概略構成図である。
【図２】  実施形態１に係るプリンタの要部の構成を示す説明図である。
【図３】  定着装置に関する各構成を示す一部断面説明図である。
【図４】  加熱ロールと加圧ロールに係る各構成を示す要部拡大説明図である。
【図５】  従来の抵抗分圧回路を使用した場合における加圧ロールへの印加電圧の変動状況を測定した結果を示すグラフ図である。
【図６】  実施形態１に係るバイアス電圧装置を使用した場合における加圧ロールへの印加電圧の変動状況を測定した結果を示すグラフ図である。
【図７】  バイアス電圧装置の抵抗素子Ｒ５が「３０ＭΩ」である場合における加圧ロールへの印加電圧の変動状況を測定した結果を示すグラフ図である。
【図８】  バイアス電圧装置の抵抗素子Ｒ５が「１０ＭΩ」である場合における加圧ロールへの印加電圧の変動状況を測定した結果を示すグラフ図である。
【図９】  加圧ロールへ印加するバイアス電圧とトナー飛び散りレベル及び転写にじみ発生との関係を示すグラフ図である。
【図１０】  除電装置の抵抗素子Ｒ６とその除電装置への流入電流との関係を示すグラフ図である。
【図１１】  加熱ロールの基材におけるアルマイト層の種類及びブラスト処理の有無と絶縁性表面層の剥離強度との関係を示すグラフ図である。
【図１２】  加熱ロールの基材におけるアルマイト層の種類及びブラスト処理の有無とそのロール基材と絶縁性表面層の界面での気泡発生状況との関係を示すグラフ図である。
【図１３】  加圧ロールの導電性表面層が「８．６ＭΩ」である場合における加圧ロールへの印加電圧の変動状況を測定した結果を示すグラフ図である。
【図１４】  加圧ロールの導電性表面層が「１．６ＭΩ」である場合における加圧ロールへの印加電圧の変動状況を測定した結果を示すグラフ図である。
【図１５】  加圧ロールの導電性表面層の抵抗と温度との関係を示すグラフ図である。
【図１６】  給電ブラシの配置条件とトナー飛び散り個数との関係を示すグラフ図である。
【図１７】  給電ブラシの配置条件を示す斜視図である。
【図１８】  給電ブラシの配置条件を示す説明図である。
【図１９】  絶縁性表面層を形成した導電性ガイド部材の一実施形態を示す説明図である。
【図２０】  定電圧素子を接続した導電性ガイド部材の一実施形態を示す説明図である。
【図２１】  従来の導電性ガイド部材を使用した場合における加圧ロールへの印加電圧の変動状況を測定した結果を示すグラフ図である。
【図２２】  図１９の導電性ガイド部材を使用した場合における加圧ロールへの印加電圧の変動状況を測定した結果を示すグラフ図である。
【図２３】  可変ガイドの一実施形態を示すもので、（ａ）は初期位置にある状態を示す説明図、（ｂ）は揺動位置にある状態を示す説明図である。
【図２４】  可変ガイドの動作及びその作用を示す説明図である。
【図２５】  従来の画像形成装置の全体構成を示す説明図である。
【図２６】  従来の画像形成装置の他例を示す要部説明図である。
【図２７】  従来の画像形成装置の他例を示す要部説明図である。
【符号の説明】
１…感光体ドラム（像担持体）、５…転写ロール（転写装置）、９…除電装置、１０…除電プレート（除電部材）、Ｒ６…電流制御抵抗素子、１３…給電ブラシ（給電部材）、１４…バイアス電源装置、Ｒ５…出力制限抵抗素子、ＴＤ…ツェナーダイオード（定電圧素子）、２０…加熱ロール、２１…導電性ロール基材、２１ａ…硬質アルマイト層、２２…絶縁性表面層、３０…加圧ロール、３１…導電性ロール基材、３３…導電性表面層、４０…絶縁性表面層、４５…定電圧素子（又は高抵抗素子）、５０…可変ガイド（規制部材）、Ｐ…記録シート、Ｔ…未定着トナー像。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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