JP2009093017A - 像加熱装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着ニップ部を形成するニップ部形成部材表面のチャージアップに起因するオフセット画像を防止し、高品位の画像を得る。
【解決手段】定着フィルム１３は、最外層に設けられた絶縁性の離型層１３３と、離型層１３３の下層に設けられた金属製素管１３１とを有し、加圧ローラ２０は、最外層に設けられた導電性の離型層２４と、離型層２４の下層に設けられた絶縁性の弾性層２２とを有し、離型層２４に電荷を付与する導電ブラシ３０、ダイオード１０１及び安全抵抗１０２を有し、離型層２４の表面抵抗を、１０^７〜１０^９Ω／□とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、シート等の記録媒体上に画像を形成する機能を備えた、例えば、複写機、プリンタなどの画像形成装置に関し、特に、これらの装置に備えられる像加熱装置に関するものである。

従来のレーザビームプリンタ等の電子写真方式を使用した画像形成装置について説明する。

図８は、画像形成装置の電子写真エンジン部分の概略構成図である。

電子写真エンジン部分は、感光ドラム（感光体）２０１の周囲に、一次帯電器２０２、露光手段２０３、現像装置２０４、転写ローラ（転写装置）２０５、クリーニング装置２０７を配設してなる。ここで、一次帯電器２０２は、感光ドラム２０１の回転方向に沿って感光ドラム２０１を帯電するものである。露光手段２０３は、感光ドラム２０１を露光して静電潜像を形成するものである。現像装置２０４は、静電潜像にトナー（現像剤）を付着させてトナー像を形成するものである。転写ローラ（転写装置）２０５は、感光ドラム２０１上のトナー像を記録材Ｐに転写するものである。クリーニング装置２０７は、残留トナーを除去するものである。

トナー像の転写先となる記録材Ｐは、不図示の給送カセットから給送され、感光ドラム２０１に給送される。感光ドラム２０１に給送された記録材Ｐは、転写ローラ（転写装置）２０５によってトナー像が転写され、その後、像加熱装置としての加熱定着装置２０６に搬送され、ここでトナー像が定着された記録材Ｐは装置外に排出される。

加熱定着装置２０６としては、熱ローラ方式やフィルム加熱方式の装置が広く用いられている。特にスタンバイ時に加熱定着装置に電力を供給せず、消費電力を極力低く抑えた方法、詳しくはヒータ部と加圧ローラの間にフィルムを介して記録材Ｐ上のトナー像を定着するフィルム加熱方式による加熱定着方法が提案されている（特許文献１，２参照）。

このような方式を適用した加熱定着装置の要部の概略構成図を図９に示す。

図９に示す装置は、加熱部材（加熱体、以下、ヒータと記す）２１１と、加圧回転体（ニップ部形成部材、以下、加圧ローラと記す）２２０を有する。ここで、ヒータ２１１は、ステイホルダ（支持体）２１２に固定支持されている。加圧ローラ２２０は、ヒータ２１１に対して、耐熱性の薄肉フィルム（ニップ部形成部材、以下、定着フィルムと記す）２１３を挟んで所定のニップ幅のニップ部（定着ニップ部）Ｎが形成されるように圧接して設けられている。

ヒータ２１１は通電により所定の温度に加熱・温調される。定着フィルム２１３は、不図示の駆動手段又は加圧ローラ２２０の回転力により、定着ニップ部Ｎにおいてヒータ２１１面に密着・摺動しつつ、図９に示す矢印ａの方向に搬送移動される部材である。定着フィルム２１３は、円筒状、エンドレスベルト状、又はロール巻きの有端ウェブ状に設けられている。

ヒータ２１１が所定の温度に加熱・温調され、定着フィルム２１３が矢印の方向に搬送移動された状態において、定着ニップ部Ｎの定着フィルム２１３と加圧ローラ２２０との
間に被加熱材としての未定着トナー像ｔが形成担持された記録材Ｐが導入される。すると、記録材Ｐは定着フィルム２１３の面に密着して定着フィルム２１３と一緒に定着ニップ部Ｎで挟持搬送される。

この定着ニップ部Ｎにおいて、記録材Ｐ・トナー像ｔがヒータ２１１により定着フィルム２１３を介して加熱されて記録材Ｐ上のトナー像ｔが加熱定着される。定着ニップ部Ｎを通った記録材部分は定着フィルム２１３の面から剥離して搬送される。

加熱部材としてのヒータ２１１には一般にセラミックヒータが使用される。これは、セラミック基板２１１１の面（定着フィルム２１３と対面する側の面）に基板長手方向に沿って通電発熱抵抗層２１１２をスクリーン印刷等で形成具備させ、さらに通電発熱抵抗層形成面を薄肉ガラス保護層２１１３で覆ってなるものである。ここで、基板長手方向は、加圧ローラ２２０の軸方向であり、図９の図面（断面）に対して垂直な方向である。また、セラミック基板２１１１は、アルミナ等の電気絶縁性・良熱伝導性・低熱容量の基板である。また、通電発熱抵抗層２１１２は、銀パラジューム（Ａｇ／Ｐｂ）・Ｔａ_２Ｎ等で構成されている。

このヒータ２１１は、通電発熱抵抗層２１１２に通電がなされることにより通電発熱抵抗層２１１２が発熱してヒータ全体が急速昇温する。このヒータ２１１の昇温が、ヒータ背面に配置された温度検知手段２１４により検知され、不図示の通電制御部へフィードバックされる。通電制御部は、温度検知手段２１４で検知されるヒータ温度が所定のほぼ一定温度（定着温度）に維持されるように、通電発熱抵抗層２１１２に対する通電を制御する。すなわちヒータ２１１は所定の定着温度に加熱・温調される。

定着フィルム２１３は、定着ニップ部Ｎにおいてヒータ２１１の熱を効率よく被加熱材としての記録材Ｐに与えるため、厚みは２０〜７０μｍとかなり薄くしている。この定着フィルム２１３はフィルム基層、プライマー層、離型性層の３層構成で構成されており、フィルム基層側がヒータ側であり、離型性層側が加圧ローラ側である。フィルム基層はヒータ２１１のガラス保護層２１１３より絶縁性の高いポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ等であり、耐熱性、高弾性を有している。また、フィルム基層により定着フィルム２１３全体の引裂強度等の機械的強度を保っている。プライマー層は厚み２〜６μｍ程度の薄い層で形成されている。離型性層は定着フィルム２１３に対するトナーオフセット防止層であり、離型性の良好なＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等のフッ素樹脂を厚み１０μｍ程度に被覆して形成してある。

加圧ローラ２２０は、芯金２２１の上に耐熱ゴム又は耐熱ゴムを発泡して弾性層２２２を形成し、その上に接着層２２３を介して離型性の良好なフッ素樹脂をチューブ被覆又はコーティング塗工した離型層２２４として形成して構成されている。ここで、芯金２２１はＡｌ、Ｆｅ等から構成されている。また、弾性層２２２を形成する耐熱ゴムは、絶縁性のシリコーンゴムやフッ素ゴム等により構成されている。離型層２２４を形成するフッ素樹脂は、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等により構成されている。

また、ステイホルダ２１２は、例えば耐熱性プラスチック製部材より形成され、ヒータ２１１を保持するとともに定着フィルム２１３の搬送ガイドも兼ねている。

このような薄い定着フィルム２１３を用いたフィルム加熱方式の加熱装置においては、弾性層２２２を有している加圧ローラ２２０は、ヒータ２１１に圧接することで、ヒータ２１１の高い剛性のためにヒータ２１１の扁平下面にならって扁平になる。このことで、所定幅の定着ニップ部Ｎが形成される。このように構成されることで、定着ニップ部Ｎのみの加熱によりクイックスタート可能な加熱定着を実現している。

以上説明したような加熱定着装置では、記録材Ｐ上の未定着トナー像ｔを加熱定着する際にトナーの一部が定着されずに定着フィルム２１３側に付着し、定着フィルム２１３の次の周回時に記録材Ｐ側へ転移するオフセット現象が起こることが知られている。

オフセット現象が発生する要因としては様々なものがあり、その要因の１つとして、定着フィルム２１３及び加圧ローラ２２０表面の過剰帯電、いわゆるチャージアップが挙げられる。

例えば、乾燥した記録材Ｐが定着ニップ部から剥離して搬送された時には、記録材Ｐの後端がニップ部から排出される際に定着フィルム２１３の表面には、記録材の後端に相当する部分が線状にチャージアップしてしまう。この電位が維持されたまま後続の記録材Ｐのトナー画像ｔを定着した場合には、チャージアップした位置に相当する後続の記録材Ｐの画像を剥ぎ取ってしまうオフセット（以下、剥離オフセットと記す）が発生する場合がある。

また、記録材Ｐを加熱定着装置２０６に通過させると加圧ローラ２２０表面のフッ素樹脂が記録材Ｐ及び定着フィルム２１３との摺擦により徐々にマイナスに帯電していく。これにより、マイナスに帯電するネガトナーを使用する場合は転写材Ｐから離れる方向の力を加圧ローラ２２０から受け、オフセットが発生する。

このような定着フィルム２１３及び加圧ローラ２２０表面の帯電に起因するオフセットを防止するために、次のような方法が提案されている。それは、加圧ローラ２２０の弾性層２２２及び離型層２２４を導電化し、芯金２２１を接地することによって除電する方法（特許文献３参照）である。また、加圧ローラ２２０表層の離型層２２４を導電化し、ローラ表面に導電ブラシ等を当接させ、接地することによって除電する方法（特許文献４参照）である。
特開昭６３−３１３１８２号公報 特開平４−４４０７５号公報 特開平９−１１４２９３号公報 特開平９−１３４０８５号公報

しかしながら、上記従来例で示したオフセット防止方法では以下のようなことが懸念されていた。

まず、特許文献３で開示されている方法では、加圧ローラ２２０の弾性層２２２を導電化するために、カーボン等の導電剤を分散させるため、耐久性が著しく低下してしまうことが懸念される。弾性層２２２を構成するシリコーンゴム等にカーボン等の導電剤を分散させるとゴム強度が低下してしまう。例えば、記録材Ｐを大量に通紙すると加圧ローラ２２０の硬度が大きく低下したり、弾性層２２２に不具合が生じてしまう場合もある。この傾向は、硬度が低いゴムを使用した場合により顕著となる。したがって、装置の小型化を図るために外径が小さい加圧ローラ２２０を用い、所望の定着ニップＮ幅を得る為に、硬度が低い加圧ローラ２２０を採用している場合、より深刻な問題となることが懸念される。

また、弾性層２２２を構成するシリコーンゴム等にカーボン等の導電剤を分散させると、ゴム硬度が上昇する為、ローラの低硬度化が困難となり、所望のローラ硬度が得られなくなる等の問題が懸念される。更に、ローラ成型自体が困難になってしまうなど加圧ロー
ラ製造上の問題が発生することも懸念される。

また、特許文献４で開示されている方法では、以下のような問題が生じてしまうことが懸念される。

定着フィルム２１３と加圧ローラ２２０の導電層同士を接触させて、加圧ローラ２２０表層を接地するため、定着フィルム２１３と加圧ローラ２２０が同電位となり、トナーに転写材Ｐへ押しつける方向の力が作用せず、オフセットが発生してしまう。

この解決策として、定着フィルム２１３離型層を絶縁とすることにより定着フィルム２１３と加圧ローラ２２０を電気的に分離し、定着フィルム２１３にはトナーと同極性のバイアス、加圧ローラ２２０にはトナーと逆極性のバイアスを印加する方法が有効である。この方法では、定着フィルム２１３と加圧ローラ２２０に電位差を設けることによって、トナーが転写材Ｐへ押しつけられる方向の電界を形成できる為、オフセットの発生を防ぐことができる。

しかし、この方法では、定着フィルム２１３の離型層が絶縁破壊を起こし、ピンホールが発生し、定着フィルム２１３と加圧ローラ２２０との電位差を保てずにオフセットが発生することが懸念される。この定着フィルム離型層のピンホールは、離型層の厚みを厚くすることによって改善するが、離型層はフッ素樹脂等熱伝導率の低い材料からなるため、定着フィルムの熱伝導が低下し、加熱定着装置のクイックスタートが困難になってしまう。

このように、定着フィルム離型層のピンホールによるオフセット防止と加熱定着装置のクイックスタートとの両立は困難であるという問題がある。

また、定着フィルム２１３の離型層にカーボン等の導電材を分散し、離型層を低抵抗化する方法も考えられる。しかし、この方法では、トナーが直接接触する定着フィルム表面の離型性が低下するため、トナーや紙粉等により定着フィルム汚れが発生しやすくなることが懸念される。

本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、定着ニップ部を形成するニップ部形成部材表面のチャージアップに起因するオフセット画像を防止し、高品位の画像を得ることを目的とする。

上記目的を達成するために本発明にあっては、
互いに圧接してニップ部を形成する第１ニップ部形成部材及び第２ニップ部形成部材を備え、
現像剤像が形成された記録材を、前記第１ニップ部形成部材が前記現像剤像に接触するように、前記ニップ部で挟持搬送することにより前記記録材を加熱する像加熱装置において、
現像剤像が記録材へ押し付けられる方向の電界を形成するために、前記第１ニップ部形成部材及び前記第２ニップ部形成部材との間に電位差を生じさせる電位差発生手段を備え、
前記第１ニップ部形成部材は、最外層に設けられた絶縁性の第１離型層と、前記第１離型層の下層に設けられた導電層とを有し、
前記第２ニップ部形成部材は、最外層に設けられた導電性の第２離型層と、前記第２離型層の下層に設けられた絶縁性の弾性層とを有し、
前記電位差発生手段は、前記第２離型層に電荷を付与する電荷付与手段を有し、
前記第２離型層の表面抵抗が、１０^７〜１０^９Ω／□であることを特徴とする。

本発明によれば、定着ニップ部を形成するニップ部形成部材表面のチャージアップに起因するオフセット画像を防止し、高品位の画像を得ることが可能となる。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良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り、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。

（１）画像形成装置
図１は、本発明の実施例１に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。

図１において、１は像担持体としての感光ドラムであり、ＯＰＣ、アモルファスＳｅ、アモルファスＳｉ等の感光材料がアルミニウムやニッケルなどのシリンダ状の基盤上に形成されている。

感光ドラム１は図１に示す矢印Ｒの方向に回転駆動され、まず、その表面は帯電装置としての帯電ローラ２によって一様帯電される。次に、画像情報に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御されたレーザビームＥによる走査露光が施され、静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置４で現像、可視化される。現像方法としては、ジャンピング現像法、２成分現像法、ＦＥＥＤ現像法などが用いられ、イメージ露光と反転現像とを組み合わせて用いられることが多い。

可視化されたトナー像（現像剤像）は、転写装置としての転写ローラ５により、所定のタイミングで搬送された記録材Ｐ上に感光ドラム１上から転写される。このとき、記録材Ｐは感光ドラム１と転写ローラ５に一定の加圧力で挟持搬送される。このトナー像が転写された記録材Ｐは像加熱装置としての加熱定着装置６へと搬送され、永久画像として定着される。一方、感光ドラム１上に残存する転写残りの残留トナーは、クリーニング装置７により感光ドラム１表面より除去される。

以上の動作を繰り返すことで、次々と画像形成を行うことができる。尚、本実施例の画像形成装置は、６００ｄｐｉ、２２枚／分（ＬＴＲ縦送り：プロセススピード約１５０ｍｍ／ｓｅｃ）のプリント速度でプリントを行うことができる。

（２）加熱定着装置
図２は、本実施例の加熱定着装置６の概略構成を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は正面図である。図３は、本実施例の加熱定着装置６の要部を示す概略図であり、（ａ）は第１ニップ部形成部材（可撓性を有するスリーブ）としての定着フィルム１３の層構成を示す断面図であり、（ｂ）は定着フィルム１３の接地方法を示す図である。

図２に示すように、加熱定着装置６は、定着部材１０と、第２ニップ部形成部材（加圧回転体、加圧部材）としての加圧ローラ２０とを有している。そして、定着部材１０は、定着フィルム１３と、断熱ステイホルダ１２と、加熱ヒータ（ヒータ）１１とを有している。ここで、定着フィルム１３は加熱ヒータ１１に摺擦可能に設けられている。また、加圧ローラ２０が定着フィルム１３を介して加熱ヒータ１１に圧接することで、ニップ部（定着ニップ部）が形成される。これは、定着フィルム１３と加圧ローラ２０とが互いに圧
接してニップ部を形成しているということもできる。

定着フィルム１３は熱容量の小さなフィルムであり、図３（ａ）のようにＳＵＳ等の薄い金属製素管１３１の表面に直接又はプライマー層を介してＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等の離型層１３３をコーティング又はチューブ被覆した複合層フィルムである。ここで、離型層１３３は定着フィルム１３の最外層に設けられた絶縁性の第１離型層を構成し、金属製素管１３１は離型層１３３の下層に設けられた導電層を構成している。また、ＳＵＳはステンレス鋼であり、ＰＦＡはテトラフルオロエチレン パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体であり、ＰＴＦＥは、ポリテトラフルオロエチレンであり、ＦＥＰは、テトラフルオロエチレン ヘキサフルオロプロピレン共重合体である。

金属製素管１３１の表面に直接離型層１３３を形成する場合は、表面にブラスト処理等の表面処理を施してあっても良い。定着フィルム１３は、クイックスタートを可能とするために１００μｍ以下の厚みが好ましく、また、長寿命の加熱定着装置６を構成するために十分な強度を持ち、耐久性に優れたフィルムとして、２０μｍ以上の厚みが必要である。よって、定着フィルム１３の厚みとしては、２０μｍ以上１００μｍ以下が最適である。

また、ＰＦＡ等のフッ素樹脂からなる離型層１３３は熱伝導率が低いため、加熱定着装置６のクイックスタートを可能とするためには厚さが２０μｍ以下である必要がある。尚、本実施例では、外径１８ｍｍ、厚さ２７μｍのＳＵＳ製素管に厚さ１５μｍのＰＦＡチューブを熱溶着により被覆した定着フィルム１３を用いている。

また、定着フィルム１３は、オフセット等の画像不良を防止するために、整流素子（セルフバイアス素子）としてのダイオード１０１を介して接地されている。本実施例では、接地方法として、次のような方法を適用している。それは、図２（ｂ）、図３（ｂ）に示すように、定着フィルム１３端部の表面に金属製素管１３１を露出させ、加圧ローラ２０の端部に設けられた導電ゴム輪等の導通手段３１と接触させている。そして、導通手段３１をダイオード１０１及び安全抵抗１０２を介して接地させている。

また、加圧ローラ２０表層には、電荷付与手段（給電手段）としての導電ブラシ３０が当接されている。そして、導電ブラシ３０をダイオード１０１及び安全抵抗１０２を介して接地させている。導電ブラシ３０は、紙粉やトナー等による汚れを低減するために、加圧ローラ２０の長手方向（軸方向）端部の非通紙域に設けられている。

ここで、導電ブラシ３０、ダイオード１０１及び安全抵抗１０２は、電荷付与手段を構成している。また、定着フィルム１３表面に接触する導通手段３１、導通手段３１と導通するダイオード１０１，安全抵抗１０２、加圧ローラ２０表面に接触する導電ブラシ３０、及び、導電ブラシ３０と導通するダイオード１０１，安全抵抗１０２は電位差発生手段を構成する。この電位差発生手段により、定着フィルム１３と加圧ローラ２０との間に電位差が生じ(形成され)、トナー像が記録材へ押し付けられる方向の電界が形成される。

図４は、図３に示す構成に対して他の形態を示す概略図であり、（ａ）は定着フィルム１３の層構成を示す断面図であり、（ｂ）は定着フィルム１３の接地方法を示す図である。

定着フィルム１３の構成としては、上記構成に限らず、図４（ａ）に示すような構成であってもよい。図４（ａ）では、ポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳ、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等の低熱容量の耐熱性樹脂フィルム層１３１ａの上に導電性プライマー層１３２を介して離型層１３３を形成した構成に示している。この場合、
定着フィルム１３の接地のため、図４（ｂ）に示すように、導電性プライマー層１３２が定着フィルム１３表面に一部露出している。ここで、ＰＥＥＫはポリエーテルエーテルケトンであり、ＰＥＳはポリエーテルスルホンであり、ＰＰＳはポリフェニレンスルフィドである。

加熱ヒータ１１は、定着フィルム１３の内部に具備されたヒータであり、高熱伝導であるＡｌ_２Ｏ_３又はＡｌＮ基板１１１上に銀パラジウム等からなる通電発熱抵抗層１１２を形成し、更にその上から薄肉ガラス保護層１１３で覆ってなるものである。この加熱ヒータ１１の通電発熱抵抗層１１２が形成されている面又は背面を定着フィルム１３に接触させることにより記録材Ｐ上のトナー像を溶融、定着させるニップ部の加熱を行う。

断熱ステイホルダ１２は加熱用ヒータ１１を保持し、ニップ部と反対方向への放熱を防ぐためのホルダであり、液晶ポリマー、フェノール樹脂、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ等により形成されている。そして、断熱ステイホルダ１２には定着フィルム１３が余裕をもってルーズに外嵌されていて、定着フィルム１３は図２（ａ）に示す矢印の方向に回転自在に配置されている。

また、定着フィルム１３は内部の加熱ヒータ１１および断熱ステイホルダ１２に摺擦しながら回転するため、加熱ヒータ１１および断熱ステイホルダ１２と、定着フィルム１３との間の摩擦抵抗を小さく抑える必要がある。このため、加熱ヒータ１１および断熱ステイホルダ１２の表面に耐熱性グリース等の潤滑剤を少量介在させてある。これにより、定着フィルム１３はスムーズに回転することが可能となる。

加圧ローラ２０は、芯金２１の上に耐久性確保の観点から耐熱ゴム又は耐熱ゴムを発泡して弾性層２２を形成し、その上に接着層２３としてプライマー処理されて接着性をもつＲＴＶシリコーンゴムを塗布し、更に離型層２４を形成して構成されている。ここで、芯金２１は、Ａｌ、Ｆｅ等から構成されている。また、弾性層２２を形成する耐熱ゴムは、絶縁性のシリコーンゴムやフッ素ゴム等により構成されている。また、離型層２４は、加圧ローラ２０の最外層に設けられた導電性の第２離型層を構成しており、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等にカーボン等の導電剤を分散させたチューブを被覆又はコーティング塗工して構成される。

離型層２４は、定着フィルム１３や記録材Ｐとの摺擦によるチャージアップを防止するために、カーボン等の導電剤を分散させることにより抵抗値を調整している。

本実施例では、離型層２４を、厚さ３０μｍの導電ＰＦＡチューブとした。また、ローラ外径は１８ｍｍ、ローラ硬度は４０°（Ａｓｋｅｒ−Ｃ ６００ｇ加重）の加圧ローラを使用している。

加圧ローラ２０は、定着部材１０の方向に不図示の加圧手段により、長手方向両端部から加熱定着に必要なニップ部を形成するべく十分に加圧されており、長手方向端部から芯金２１を介して不図示の回転駆動により、図２（ａ）に示す矢印方向に回転駆動される。これにより、定着フィルム１３は、断熱ステイホルダ１２の外側を図２（ａ）に示す矢印方向に従動回転する。又は、定着フィルム１３の内部に不図示の駆動ローラを設け、駆動ローラを回転駆動することにより、定着フィルム１３を回転させる。

次に、具体的な実験例について説明する。なお、実験例（比較例）の説明においては、説明の便宜上、本実施例と同一の符号を用いることとする。

表１は、加圧ローラ２０の離型層２４の表面抵抗を変えて、剥離オフセット、静電オフ
セット（剥離オフセット以外）の比較を行った結果を示している。

尚、剥離オフセット及び静電オフセットのレベル確認は、次のようにして行った。すなわち、加圧ローラ２０表面が帯電しやすい低温・低湿環境で高抵抗化した紙（Ｘｘ（Ｘｅｒｏｘ社製）４２００放置紙）を１００枚通紙した後に、オフセットが発生しやすい６００ｄｐｉ孤立１ドットからなるハーフトーン画像を通紙することで行った。

表１から、比較例１では、定着フィルム１３及び加圧ローラ２０の表面がともに絶縁である為に、剥離オフセット及び静電オフセットのレベルが悪いことがわかる。また、加圧ローラ２０の表面抵抗が１０^１０Ω／□以上の場合（比較例２）も、比較例１と同様に剥離オフセット、定着フィルム１３及び加圧ローラ２０表面のチャージアップによるオフセットが発生する。

加圧ローラ２０表面の抵抗が１０^９Ω／□以下の場合（比較例３〜６）では、定着フィルム１３表面の紙後端相当部の線状チャージアップを加圧ローラ２０側から除電できるため剥離オフセットの発生はなくなる。しかし、加圧ローラ２０表面の抵抗が１０^６Ω／□以下の場合（比較例６）、定着フィルム１３の離型層１３３に絶縁破壊によるピンホールができ、定着フィルム１３と加圧ローラ２０の電位差を保てなくなりオフセットが発生した。

以上の結果から、加圧ローラ２０の離型層２４の表面抵抗が１０^７〜１０^９Ω／□（１０^７Ω／□以上１０^９Ω／□以下）とすることで、剥離オフセット及び定着フィルム離型層１３３のピンホールによるオフセットを防止できることがわかる。

尚、本実施例では定着フィルム１３及び加圧ローラ２０のバイアス印加方法としてダイオード１０１によるセルフバイアス構成について説明を行ったが、高圧電源等によりバイアス印加を行った場合でも同様の効果が得られた。

以上説明したように、本実施例の構成により、次のような効果を得ることができる。すなわち、加圧ローラ２０の耐久性及びクイックスタート性を損ねることなく、定着フィルム１３及び加圧ローラ２０表面のチャージアップに起因するオフセットの発生や、定着フィルム１３の離型層１３３のピンホールによるオフセットの発生を防止できる。

図５は、本発明の実施例２の加熱定着装置６の概略構成を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は正面図である。図６は、本実施例の加熱定着装置６におけるバイアス印加のタイミングを示す図である。

本実施例では、図５に示すように、加圧ローラ２０の離型層２４に電荷を付与する電荷付与手段において、実施例１のダイオード１０１及び安全抵抗１０２にかえて、印加する電圧の正負を切り替え可能な高圧電源（バイアス印加手段）１０３を用いている。そして、通紙時と非通紙時で、高圧電源１０３により印加されるバイアスの極性を切り替える構成としている。尚、本実施例の画像形成装置のプロセススピードは２００ｍｍ／ｓ、３５枚／分（ＬＴＲ縦送り）、本体寿命２０万枚とした。本実施例においては、実施例１に対して異なる構成部分について述べることとし、実施例１と同様の構成部分については、その説明を省略する。

記録材Ｐには転写工程でトナー像を転写する際に、トナーの帯電と逆極性のバイアスが印加されている。例えば、負に帯電するネガトナーを使用する場合には、転写工程で正バイアスが印加されており、記録材Ｐはプラスに帯電している。

したがって、記録材Ｐが加熱定着装置６を通過することによって、定着フィルム１３表面は徐々にプラスに帯電していく。定着フィルム１３に負バイアスを印加している場合には、負バイアスの値が小さくなるように作用する。これにより、トナーを記録材Ｐに押し付ける方向の力が弱まり、オフセットが発生しやすくなってしまう。この傾向は、記録材Ｐを多量に通紙すると顕著となるため、装置寿命が長い場合は深刻な問題となる。

そこで、本実施例では、図６に示すように、通紙時は加圧ローラ２０に記録材上に形成されたトナー像の極性とは逆極性となる正バイアス（電荷）を印加し、紙間等の非通紙時は記録材上に形成されたトナー像の極性と同極性となる負バイアスを印加している。

紙間等の非通紙時に負バイアスを印加することによって、記録材Ｐによって運ばれてきたプラス電荷を加圧ローラ２０側から除電できる。このため、通紙を重ねても定着フィルム１３表面電位はプラスに帯電することなく、装置の寿命を通じてオフセットを防止することができる。ここで、通紙時とは、加熱定着装置６において記録材Ｐがニップ部で挟持搬送される場合であり、非通紙時とは、加熱定着装置６において記録材Ｐがニップ部で挟持搬送されない場合である。

尚、本実施例では定着フィルム１３には−３００Ｖ、加圧ローラ２０には通紙時は＋２００Ｖ、非通紙時は−２００Ｖを印加した。但し、印加するバイアスの大きさは装置の構成や速度等によって決定されるものであり、本実施例の条件に限られるものではない。

表２は、本実施例の構成と加圧ローラ２０に正バイアスを印加し続けた場合で耐久によるオフセットレベルの推移と定着フィルム１３の表面電位を比較した結果を示している。尚、オフセットの確認は、実施例１と同様に低温・低湿環境及び高抵抗紙（Ｘｘ４２００放置紙）を用いて行った。

表２より、加圧ローラ２０にプラスバイアスを印加し続けた場合、１０万枚まではオフセットの発生はなく、良好な画像が得られているが、１５万枚通紙付近から定着フィルム１３表面の電位が低下していき、オフセットが発生し始めることがわかる。

これに対して、紙間等の非通紙時に負バイアスを印加する本実施例の構成では、２０万枚通紙しても定着フィルム１３の表面電位の低下は見られず、オフセットの発生はなかった。

以上説明したように、本実施例の構成により、次のような効果を得ることができる。加圧ローラ２０の耐久性及びクイックスタート性を損ねることなく、定着フィルム１３及び加圧ローラ２０表面のチャージアップに起因するオフセットの発生や、定着フィルム１３の離型層１３３のピンホールによるオフセットの発生を長期にわたって防止できる。

図７は、本発明の実施例３の加熱定着装置６の概略構成を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は正面図である。

本実施例では、上述した実施例１の加圧ローラ２０表面のうち導電ブラシ３０が当接する部分（当接部、領域）にクリーニング手段４０を設ける構成について説明する。尚、本実施例の画像形成装置のプロセススピードは１８０ｍｍ／ｓ、３０枚／分（ＬＴＲ縦送り）、本体寿命１５万枚とした。本実施例においては、実施例１，２に対して異なる構成部分について述べることとし、上記実施例と同様の構成部分については、その説明を省略する。

本体寿命が長くなるにしたがって、加圧ローラ２０のうち導電ブラシ３０が当接する部分は定着フィルム１３の耐熱グリスや紙粉等が付着し、導通が十分に取れなくなっていくことが懸念される。このような状態では、加圧ローラ２０への電圧印加が不安定となり、オフセットを防止する方向の電界が形成されずにオフセットが発生してしまう場合がある。

そこで、本実施例では、図７に示すように、加圧ローラ２０表面のうち導電ブラシ３０が当接する領域（第１領域）に、クリーニング手段４０を当接させる構成とした。

これにより、耐熱グリス及び紙粉が導電ブラシ３０に付着するのを防止することができる。ここで、加圧ローラ２０表面のうち導電ブラシ３０が当接する領域とは、加圧ローラ２０の静止状態で導電ブラシ３０が接触している加圧ローラ２０上の部分が、加圧ローラ２０の回転により移動する領域である。なお、本実施例では、クリーニング手段４０とし
てフェルト部材を用いた。

表３は、本実施例のようにクリーニング手段４０を設けた場合と、設けない場合で耐久によるオフセットレベルの推移を示している。尚、オフセットの確認は、前記実施例と同様に低温・低湿環境及び高抵抗紙（Ｘｘ４２００放置紙）を用いて行った。

表３より、クリーニング手段４０がない場合、７万５千枚まではオフセット画像の発生はないが、１０万枚通紙付近から導電ブラシが紙粉等により汚れ、バイアス印加状態が不安定となり、オフセットが発生し始めることがわかる。

これに対して、クリーニング手段４０を設けた場合、１５万枚通紙してもオフセットの発生は見られなかった。

尚、本実施例ではクリーニング手段４０としてフェルト材を当接させる構成について説明したが、これに限るものではない。すなわち、クリーニング手段４０としては、この他にもポリイミドやＰＥＴ等の耐熱シートを当接する等の方法でも同様の効果が得られることが確認されている。

また、クリーニング手段４０を設ける位置に関しても、本実施例では加圧ローラ２０側にクリーニング手段４０を設けた場合について説明したが、これに限るものではない。定着フィルム１３側にクリーニング手段４０を設けることによっても同様の効果が得られた。このように、クリーニング手段は、加圧ローラ２０側と定着フィルム１３側とのうち少なくともいずれか一方に設けられるものであればよい。なお、定着フィルム１３側にクリーニング手段４０を設ける場合には、加圧ローラ２０表面のうち導電ブラシ３０が当接する第１領域とニップ部を形成する定着フィルム１３の第２領域をクリーニングするようにクリーニング手段４０を設ける。

以上説明したように、本実施例の構成により、次のような効果を得ることができる。加圧ローラ２０の耐久性及びクイックスタート性を損ねることなく、定着フィルム１３及び加圧ローラ２０表面のチャージアップに起因するオフセットの発生や、定着フィルム１３の離型層１３３のピンホールによるオフセットの発生を長期にわたって防止できる。さらには、加圧ローラ２０への電圧印加部（導電ブラシ３０）の汚れを防止できるので、長期にわたってオフセットを防止することができる。

本発明の実施例１に係る画像形成装置の概略構成図。 本発明の実施例１に係る像加熱装置の概略構成図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は正面図。 本発明の実施例１に係る像加熱装置の要部を示す概略図であり、（ａ）は定着フィルムの層構成を示す断面図、（ｂ）は定着フィルムの接地方法を示す図。 図３に示す構成に対して他の形態を示す概略図であり、（ａ）は定着フィルムの層構成を示す断面図であり、（ｂ）は定着フィルムの接地方法を示す図。 本発明の実施例２に係る像加熱装置の概略構成図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は正面図。 本発明の実施例２のバイアス印加タイミングを示す図。 本発明の実施例３に係る像加熱装置の概略構成図。 従来の画像形成装置の概略構成図。 従来の加熱定着装置の概略構成図。

符号の説明

６ 加熱定着装置
１０ 定着部材
１３ 定着フィルム
１３１ 金属製素管
１３３ 離型層
２０ 加圧ローラ
２２ 弾性層
２４ 離型層
３０ 導電ブラシ
３１ 導通手段
１０１ ダイオード
１０２ 安全抵抗
Ｐ 転写材

Claims (5)

1. 互いに圧接してニップ部を形成する第１ニップ部形成部材及び第２ニップ部形成部材を備え、
   現像剤像が形成された記録材を、前記第１ニップ部形成部材が前記現像剤像に接触するように、前記ニップ部で挟持搬送することにより前記記録材を加熱する像加熱装置において、
   現像剤像が記録材へ押し付けられる方向の電界を形成するために、前記第１ニップ部形成部材及び前記第２ニップ部形成部材との間に電位差を生じさせる電位差発生手段を備え、
   前記第１ニップ部形成部材は、最外層に設けられた絶縁性の第１離型層と、前記第１離型層の下層に設けられた導電層とを有し、
   前記第２ニップ部形成部材は、最外層に設けられた導電性の第２離型層と、前記第２離型層の下層に設けられた絶縁性の弾性層とを有し、
   前記電位差発生手段は、前記第２離型層に電荷を付与する電荷付与手段を有し、
   前記第２離型層の表面抵抗が、１０^７〜１０^９Ω／□であることを特徴とする像加熱装置。
2. 前記電荷付与手段は、
   記録材を前記ニップ部で挟持搬送する場合には、記録材上に形成された現像剤像の極性とは逆極性となる電荷を前記第２離型層に付与し、
   記録材を前記ニップ部で挟持搬送しない場合には、記録材上に形成された現像剤像の極性と同極性となる電荷を前記第２離型層に付与することを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
3. 前記電荷付与手段は前記第２離型層に当接するように設けられ、
   前記第２離型層のうち前記電荷付与手段が当接する第１領域をクリーニングするクリーニング手段、及び、前記第１ニップ部形成部材のうち前記第１領域と前記ニップ部を形成する第２領域をクリーニングするクリーニング手段のうち少なくともいずれかを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の像加熱装置。
4. 前記ニップ部において前記第１ニップ部形成部材を介して前記第２ニップ部形成部材により圧接されるヒータを備え、
   前記第１ニップ部形成部材は、前記ヒータに摺擦可能に設けられた、可撓性を有するスリーブであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の像加熱装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の像加熱装置を備え、
   像担持体に形成された現像剤像が転写された記録材を前記ニップ部で挟持搬送して前記記録材に画像を定着させることを特徴とする画像形成装置。

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