JP5153249B2

JP5153249B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP5153249B2
Application number: JP2007204566A
Authority: JP
Inventors: 祐輔中園; 雅彦鈴見; 敢竹田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2007-08-06
Filing date: 2007-08-06
Publication date: 2013-02-27
Anticipated expiration: 2027-08-06
Also published as: JP2009042304A

Description

本発明は、シート等の記録材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するものである。

電子写真方式・静電記録方式等の画像形成プロセスを利用した画像形成装置（画像記録装置）では、次のようにして、画像形成動作が行われる。まず、像担持体としての感光ドラム等の上に静電潜像が形成され、潜像が現像剤（トナー）で現像されてトナー像として可視化され、このトナー像が用紙などの記録材上に転写される。その後、トナー像が転写された記録材が、定着装置に設けられた定着ローラと加圧ローラとで形成されるニップ部を通過することにより、トナー像が記録材に永久画像として加熱定着される。

図１０は、このような画像形成装置の典型的な一例を示す要部の概略側面図である。

図１０に示す図面（紙面）に垂直方向に延在配置され、矢印方向に回転する感光ドラム１０１の表面が、高圧電源に接続された帯電ローラ１０２によって一様に帯電される。そして、感光ドラム１０１の帯電された表面に、画像信号によって変調されたレーザビームＬがレーザスキャナ３により付与されて静電潜像が形成される。この潜像に現像装置１０４からトナーが供給されてトナー像となって転写ニップ部Ｎ_Ｔに到来する。

転写ニップ部Ｎ_Ｔは感光ドラム１０１とこれに当接する導電性転写ローラ１０５とのニップ部からなり、感光ドラム１０１上のトナー像部分がこの転写ニップ部Ｎ_Ｔに到来するタイミングと合わせて、記録材Ｐが供給されて前記ニップ部を通過する。この時、転写ローラ１０５には高圧電源１０６によって転写バイアスが印加され、感光ドラム１０１側のトナー像は記録材Ｐに転移する。その後、トナー像を担持した記録材Ｐは転写ニップ部Ｎ_Ｔを離れて定着装置１０９に搬送される。

近年、特にスタンバイ時に定着装置に電力を供給せず、消費電力を極力抑えた定着方法を用いたフィルム加熱方式の定着装置が提案されている（例えば、特許文献１〜４参照）。

このような定着装置１０９は、定着体として、ヒータ（加熱体）１２２と、このヒータ１２２と摺動する耐熱性フィルム（定着フィルム）１２３を有している。また、定着装置１０９は、加圧体として、このフィルム１２３を介してヒータ１２２と圧接して定着ニップ部Ｎ_Ｆを形成する加圧部材（加圧ローラ）１２４を有している。そして、定着装置１０９は、定着ニップ部Ｎ_Ｆのフィルム１２３と加圧部材１２４との間で、未定着画像が形成された記録材を挟持搬送する。このことで、定着装置１０９は、フィルム１２３を介して付与されるヒータ１２２からの熱と定着ニップ部Ｎ_Ｆの加圧力によって、未定着画像を記録材上に永久画像として定着させる。

このようなフィルム加熱方式の定着装置は、ヒータとして低熱容量線状加熱体を、フィルムとして薄膜の低熱容量のものを用いることができるため、省電力・ウエイトタイム短縮化（クイックスタート）が可能である。

また、この種のフィルム定着加熱方式の定着装置においては、定着フィルムの駆動方式として、次のようなものが知られている。すなわち、フィルムの搬送に専用の搬送用のローラと従動ローラとを用いてテンションを加えながら、加圧部材として加圧ローラとヒー
タとの間で定着フィルムを搬送する方式が知られている。また、円筒型定着フィルムを、加圧部材としての加圧ローラを回転駆動させることで加圧ローラの搬送力で駆動させるテンションレス方式が知られている。

前者は定着フィルムの搬送性を高くできる利点を有し、後者は装置構成を簡略化して低コストの装置が実現できる利点がある。
特開昭６３−３１３１８２号公報特開平２−１５７８７８号公報特開平４−４４０７５号公報特開平４−２０４９８０号公報特開平９−２７４３４３号公報

定着における問題の一つにオフセット現象が挙げられる。これは、トナーの一部が定着時に接触する定着体に付着して画像欠陥を生じる現象である。

これらの理由は様々であるが、最も大きい原因の一つに回転体からトナーに及ぼす静電気力が挙げられる。未定着トナー像を表面に担持した記録材の裏面と接触する加圧体が、記録材を連続的に搬送することによりマイナス側の高電位に帯電する場合がある。このような場合には、加圧体とマイナスに帯電したトナーとが静電的に反発するためにオフセット現象が生じてしまうことが懸念される。

このオフセット現象を防止するためには、定着体がトナーと同極性を有し、加圧体がトナーと異極性を有することが好ましい。

しかしながら、例えば、低温低湿環境下などに放置された紙や、もともと抵抗が高い紙を通紙した場合、定着体がプラスに、加圧体がマイナスに帯電してしまう場合がある。この状況は、トナーがマイナスに帯電している場合には上記オフセット現象に対して不利である。

特に、基層に絶縁シリコーンゴム、表層にフッ素樹脂と絶縁材質で構成されている加圧体では記録材との摩擦帯電によって−数ｋＶ程度まで上昇することがある。このような場合に、上記のように未定着トナーがマイナスに帯電しているトナーであると、マイナスに帯電した加圧体表面と反発しあって定着体にトナーが移動する、いわゆる静電オフセットが発生しやすくなってしまうことが懸念されていた。

そこで、トナーの記録材に対する静電的な付着力をアップさせる方法が提案されている。

一つは加圧体である加圧ローラ芯金に高圧電源によりバイアス電圧を印加し、トナーと逆極性の電荷を誘起させトナーを記録材に引き付け固定する方式がある。

しかしながら、この方法ではローラ層が厚く、シリコーンゴムなどの高抵抗材料であると加圧ローラ表面での帯電を打ち消す効果が低く、効率が悪いことが懸念され、そして高圧電源を用いることによるコストアップ、回路の複雑化が懸念されていた。

また、定着体側に高圧電源によりバイアス電圧を印加し、トナーと同極性の電荷を誘起させトナーを反発電界によって押さえ込む方式も提案されているが、前述の方法と同様に高圧電源を用いることによるコストアップ、回路の複雑化が懸念される。

そこで、除電手段として除電ブラシ、除電針などを加圧体である加圧ローラの表面に対向させ、表面電荷を除電することにより、オフセットの生じない所定の低電位まで加圧ローラの表面電位を低下させる手法が提案されている。しかしながら、この手法をもってしても加圧ローラ部材、記録材の種類によっては完全には記録材上での画像欠陥を生じる現象を防止しきれない場合が存在する。

更には特許文献５のように、記録材搬送路を導電部材にし、前記搬送路と加圧ローラ除電針とを接続して、記録材と同極性に保持する方向で整流素子を介して接地されるタイプも紹介されている。

しかし、この構成の場合、記録材が搬送路に到達するときには記録材裏面に過剰帯電された電荷はほとんど存在しない。このため、搬送路に流れ込む電荷が少なく、記録材と逆極性に大きな電位を持って帯電した加圧ローラに対して、マイナス電荷を除去し、プラス電荷を帯電させ、記録材と同極性にするまで電位を変化させることが困難である。

本発明は上記したような事情に鑑みてなされたものであり、記録材に転写された未定着の現像剤の一部が、定着時に定着体に付着して画像欠陥を生じる現象を、簡易な構成で安価に、かつ、より効果的に防止す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、
未定着トナー像を担持する像担持体と、記録材をトナーと逆極性に帯電し、前記像担持体上の未定着トナー像を記録材に転写する転写部材と、を有する画像形成部と、
定着時に未定着トナー像と接触する第１の定着部材と、前記第１の定着部材と共にニップ部を形成し、記録材と接触する表面が記録材との摩擦でトナーと同極性に帯電する第２の定着部材と、を有し、前記ニップ部で未定着トナー像が形成された記録材を搬送しながら加熱し記録材に未定着トナー像を定着する定着部と、
未定着トナー像が転写された記録材が前記ニップ部に至るまでの間で、前記転写部材によって帯電した記録材を除電する第１の除電部材と、
前記第２の定着部材の表面を除電する第２の除電部材と、
を有する画像形成装置において、
前記第１の除電部材と前記第２の除電部材とを電気的に接続する導電経路を有し、トナーと逆極性に帯電した記録材の電位と、トナーと同極性に帯電した前記第２の定着部材の表面の電位と、の間の電位差によって前記導通経路に電流が流れることで、前記第２の定着部材の表面を除電することを特徴とする。

本発明によれば、記録材に転写された未定着の現像剤の一部が、定着時に定着体に付着して画像欠陥を生じる現象を、簡易な構成で安価に、かつ、より効果的に防止す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。

まず、図１を参照して、本発明の実施例１に係る画像形成装置について説明する。

図１は、本発明の実施例１に係る画像形成装置として、電子写真方式のレーザビームプリンタＡの概略構成を示す断面図である。

図１において、３はレーザスキャナであり、像担持体としての感光ドラム１に照射するレーザ光Ｌの強度は外部装置からレーザビームプリンタに送られた画像信号に基づき変調
される。

また、レーザ光Ｌを露光する感光ドラム１の表面は、帯電ローラ２により一様にマイナス帯電されており、感光ドラム１上にレーザ光Ｌを照射された部分はマイナスの電荷が消え、画像の形に電位差が生じ、静電潜像が形成される。

この静電潜像は、感光ドラム１の回転（図１に矢印で示す方向の回転）により、現像装置４と感光ドラム１との対向部へと搬送され、現像装置４によって静電潜像が現像剤としてのマイナスに帯電されたトナーで順次現像される。

現像装置４により現像されたトナー像（像担持体上に形成された現像剤像）は、記録材供給手段としての給送装置１０から転写ニップ部Ｎ_Ｔに送られてきた記録材Ｐに転写ローラ５によって順次転写される。

６は、転写ローラ５に印加するプラスの転写電圧を発生させる転写電圧印加部としての直流高電圧発生装置であり、７はこの直流高電圧発生装置６を制御する転写電圧制御部である。転写時に、転写ニップ部Ｎ_Ｔでトナー像が転写された記録材Ｐは、記録材除電手段としての転写除電針（除電部材）１１によって紙裏に帯電した過剰なプラス電荷が除去されつつ感光ドラム１の回転に伴って分離される。ここで、紙裏とは、記録材Ｐにおいてトナー像が転写された面の裏面（裏側）をいう。そして、搬送路１２を通って定着装置（定着器）９へと送り出される。転写除電針１１は、記録材が搬送される搬送経路に設けられ、搬送経路を搬送される記録材Ｐの除電を行う。

搬送路１２は、全面樹脂、又は、例えば記録材が接触するような部分を搬送方向に延びた凸リブとし、凸リブの一部を金属にすることにより構成される。本実施例においては、搬送路が帯電し、記録材の搬送が静電気力により不安定になったり、トナー像が静電気力により乱れるのを防止するために金属の凸リブ（金属部、板金部）が備わる搬送路を設けている。

次に、定着装置９の構成について説明する。

図２は、レーザビームプリンタＡの要部（感光ドラム１、転写ローラ５、転写除電針１１、定着装置９等）の概略構成を示す断面図である。定着装置９はフィルム加熱方式、加圧体駆動方式の所謂テンションレスタイプである。

定着装置９には、フィルム内面ガイド部材２１と、ヒータ２２とを有する。ここで、フィルム内面ガイド部材２１は耐熱性及び剛性を備えている。ヒータ２２は、フィルム内面ガイド部材２１の図２に示す下面に、フィルム内面ガイド部材２１の長手方向に沿って設けた凹溝部に嵌め入れて固定されており、通電により発熱する。そして、ヒータ２２が嵌め込まれたフィルム内面ガイド部材２１には、定着体として、外周長が約５７ｍｍで円筒型の耐熱樹脂製の定着フィルム２３がルーズに外側から嵌め込まれている。ここで、長手方向とは、記録材が搬送される記録材搬送方向に対して直交する方向をいい、短手方向とは、記録材搬送方向をいう。

ヒータ２２は例えば、基板、抵抗発熱体、耐熱性のオーバーコート層、抵抗発熱体の長手方向端部の給電用電極、及び線状加熱体を基板構成体としたものである。ここで、基板は、長手方向に沿って細長に設けられた（定着フィルム２３の母線方向を長手方向とする細長の）耐熱性、絶縁性、良熱伝導性の基板である。また、抵抗発熱体は、この基板の表面側の短手方向中央部に基板の長手方向に沿って形成具備されている。また、オーバーコート層は、この抵抗発熱体が形成された加熱体表面を保護するための耐熱性の層である。
また、線状加熱体は、基板の裏面側に配設され加熱体の温度を検知するサーミスタなどの検温素子などからなる。

図３は、定着フィルム２３の概略構成を示す図であり、(ａ)は断面図、（ｂ）は平面図である。

定着フィルム２３は、例えば３層から構成され、図３に示すようにベース層３１に厚さ５０ミクロンのポリイミド層、その上に数ミクロンの導電接着層３２、そして厚さ数ミクロンのフッ素樹脂のトップ層３３が施されたものである。定着フィルム２３の内周長は、ヒータ２２を含むフィルム内面ガイド部材２１の外周長よりも３ｍｍ大きくしてあり、定着フィルム２３はヒータ２２を含むフィルム内面ガイド部材２１に対して周長に余裕をもたせてルーズに外嵌されている。

定着フィルム２３はマイナスに帯電されたトナーの静電的付着を防止するためにトナーと同極性になるように整流素子としてのダイオードＤ１を介して接地されている。ダイオードＤ１はアノード側を定着フィルム側、カソード側をアース側としている。

また、定着装置９は加圧体（加圧回転体）としての加圧ローラ（圧接ローラ、駆動ローラ）２４を有する。そして、この加圧ローラ２４と、ヒータ２２を含むフィルム内面ガイド部材２１との間に定着フィルム２３が挟まれている。

加圧ローラ２４は、芯金２５と、芯金２５上に同心的に一体に形成されたシリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱性ゴム、あるいはシリコーンゴム等を発泡して形成された弾性層２６とにより構成され、表層はフッ素樹脂であるＰＦＡからなる回転体である。ここで、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る。

本実施例の加圧ローラ２４は、外径φ１８ｍｍ、芯金の材質は鉄、芯金径をφ１１ｍｍとする。弾性層２６としてはシリコーンゴム発泡体を使用し、弾性層の厚さをｔ＝３．５ｍｍ、表層はＰＦＡチューブを被覆した構成である。加圧ローラ２４は、芯金２５の両端部を装置シャーシの手前側と奥側の側板間に軸受け部材を介して回転可能（回転自在）に軸受け保持させて配設してある。そして、加圧ローラ２４とフィルム内面ガイド部材２１は、お互いが圧接されるように固定されており、定着ニップ部Ｎ_Ｆを形成している。

加圧ローラ２４は、回転制御部８により所定の周速度で回転駆動される。

この加圧ローラ２４の回転駆動による加圧ローラ２４の外周面と定着フィルム２３との、定着ニップＮ_Ｆにおける圧接摩擦力により、円筒状の定着フィルム２３に回転力が作用する。このことで、定着フィルム２３が、その内面側がヒータ２２の接触面（図２では下向きの面）に密着して摺動しながらフィルム内面ガイド部材２１の外周を従動回転する。

また、ヒータ２２が通電されることで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、記録材Ｐは、未定着トナー像Ｔを担持させた状態で、定着ニップ部Ｎ_Ｆの定着フィルム２３と加圧ローラ２４との間に導入される。

そして、定着ニップ部Ｎ_Ｆにおいて、記録材Ｐのトナー像担持面側が定着フィルム２３の外面に密着され、記録材Ｐは、定着フィルム２３と一緒に定着ニップ部Ｎ_Ｆを挟持搬送される。この挟持搬送過程において、ヒータ２２の熱が定着フィルム２３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上に加熱および加圧されることで溶融定着される。なお、定着ニップ部Ｎ_Ｆを通過した記録材Ｐは定着フィルム２３から
曲率分離される。

ここで、上述した動作を行うレーザビームプリンタＡにおいては、以下のような問題が生じることが懸念される。

未定着トナー像Ｔを表面に担持した記録材Ｐを連続的に搬送すると、記録材Ｐと加圧ローラ２４が摩擦を起こすことにより加圧ローラ２４がマイナスに帯電することがある。特に、低温低湿環境下に放置された紙や抵抗の高い紙を通紙すると顕著である。この現象により、未定着トナー像Ｔを表面に担持した記録材Ｐが定着ニップ部Ｎ_Ｆを通過するとき、マイナスに帯電したトナーＴが加圧ローラ２４のマイナス電荷と静電的に反発し、トナーＴは記録材Ｐ上には定着せず定着フィルム２３上に付着する場合がある。このような場合、定着フィルム２３が一周し、付着したトナーＴが再び定着ニップＮ_Ｆに入ったときにこのトナーＴが記録材Ｐ上に付着し、オフセット現象が生じる可能性がある。

本実施例においては、加圧ローラ２４の表面がフッ素樹脂であるＰＦＡで構成されている。このため、マイナスに帯電した未定着トナー像Ｔを表面に担持した記録材Ｐが、加圧ローラ２４と定着フィルム２３との定着ニップ部Ｎ_Ｆを通過すると、加圧ローラ２４の表面電位は特に大きくマイナスに帯電する。

例えば、プロセススピードを毎秒１００ミリメートルとし、記録材としてＬＴＲサイズ紙を用い、毎分１６枚の速さで処理すると記録材の種類によっては５０枚程度連続で通紙すると、−３ｋＶから−６ｋＶ程度まで加圧ローラ２４は帯電する。

そこで、本実施例では、以下に示すような構成を採用している。

図４は、本実施例の特徴的な構成を説明するための図であって、本実施例のレーザビームプリンタＡの要部（感光ドラム１、転写ローラ５、転写除電針１１、定着装置９等）の概略構成を示す断面図である。

加圧体除電手段としての加圧ローラ除電針（除電部材）１４が給送ガイド２７に固定されており、加圧ローラ除電針１４の先端が加圧ローラ２４の表面と一定の距離をもつように配置されている。本実施例においては、加圧ローラ２４の表面と加圧ローラ除電針１４の先端との距離を１ｍｍとした。

そして、本実施例においては、本実施例の特徴的な構成として、加圧ローラ除電針１４と転写除電針１１とを電気的に接続する導通経路（第１導通経路）１３が設けられている。

記録材Ｐはプラスに帯電、加圧ローラ２４はマイナスに帯電しているため、転写直後にプラスに過剰帯電された記録材Ｐは転写除電針１１により、加圧ローラ２４のマイナス極性に引きつけられプラス電荷は除去される。除去されたプラス電荷は、導通経路１３を通って、加圧ローラ除電針１４から加圧ローラ２４表面上に放電され加圧ローラ２４表面上にプラス電荷が帯電する。

加圧ローラ２４の表面上のマイナス電荷は、記録材Ｐがプラスに帯電しているためプラス極性に引きつけられることで除去される。

除去されたマイナス電荷は導通経路１３を通って、転写除電針１１から記録材Ｐに放電される。

通常、加圧ローラ２４の表面電位と、転写除電針１１を通過する前の記録材Ｐの電位の絶対値とを比較すると、記録材Ｐの方が大きいため、加圧ローラ２４の表面はプラス極性になる或いは限りなく近づくが、記録材Ｐ上はプラス電位を保つことが可能となる。

上記構成を用いてオフセットの確認を行うとともに、加圧ローラ２４の表面電位、転写除電針１１通過前の紙裏電位、転写除電針１１通過後の紙裏電位を測定した。

＜実験条件＞
・環境：温度１５℃、湿度１０％
・画像形成装置本体：ＬＴＲサイズ紙、１６ｐｐｍ（ｐａｇｅｐｅｒｍｉｎｕｔｅ）、電子写真画像形成装置
・通紙紙：ＦｏｘＲｉｖｅｒＢｏｎｄ９０ｇ／ｍ^２、上記環境に７日間放置した紙
・通紙モード：連続５０枚

比較例１は、転写除電針１１は接地、加圧ローラ除電針１４は無く、芯金を介して接地されている構成とした。定着フィルム２３表面上は整流素子としてのダイオードを介して接地した。ダイオードは定着フィルム２３側をアノード側、アース側をカソード側としている。

比較例２は、転写除電針１１は接地、加圧ローラ除電針１４も接地されている構成とした。定着フィルム２３表面上は整流素子としてのダイオードを介して接地した。ダイオードは定着フィルム２３側をアノード側、アース側をカソード側としている。

比較例３は、転写除電針１１は接地、加圧ローラ除電針１４は記録材搬送部下側の搬送リブ部の金属部と接続して接地されている構成とした。定着フィルム２３表面上は整流素子としてのダイオードを介して接地した。ダイオードは定着フィルム２３側をアノード側、アース側をカソード側としている。

表１は、５０枚目のオフセットの結果と、加圧ローラ２４の表面電位、転写除電針１１通過前の紙裏電位、転写除電針１１通過後の紙裏電位を測定した結果である。オフセットの結果は、○がＯＫレベル、△が許容レベル、×がＮＧレベルである。

比較例１に関しては、オフセットが×でＮＧレベルである。これは、加圧ローラ２４の表面が、紙との摩擦帯電により、−６８００Ｖまで帯電してしまうからである。

また、帯電した電荷を除去する手段が無いため、マイナス電位が非常に高くなってしまう。紙上のマイナスに帯電したトナーは静電気力で反発し、定着フィルム２３側に付着してしまい、結果的に悪いオフセット現象になってしまう。

比較例２に関しては、△で許容レベルであるが、軽微にオフセットが発生している。これは、加圧ローラ２４の表面電位が、−２８００Ｖまで帯電しているからである。加圧ロ
ーラ除電針１４によってマイナス電荷は除去されているが、完全に除去することは、加圧ローラ除電針１４の接地タイプではできていないことがわかる。

比較例３に関しては、×でＮＧレベルである。これは、加圧ローラ２４の表面電位が、−４２００Ｖまで帯電しているからである。加圧ローラ除電針１４は、搬送路１２の金属部と接続されており、搬送路１２の金属部に流れ込む微小なプラス電荷が加圧ローラ２４表面に帯電され、摩擦帯電で発生したマイナス電荷と打ち消し合いマイナス電位が少し小さくなる。しかし、プラス電荷の供給量が非常に少ないために、加圧ローラ２４のマイナスの電荷が除去されずに電位もマイナスに大きいままになってしまう。

また、搬送路１２の金属部に記録材が通過するときには、転写除電針１１によって上流で過剰電荷は除去されているため、搬送路１２の金属部では流れ込むプラス電荷も少ない状態である。このため、加圧ローラ２４表面に供給されるプラス電荷も非常に少なくなってしまうのである。

実施例１に関しては、オフセットが○でＯＫレベルになる。これは、加圧ローラ２４の表面電位が、＋２００Ｖであり、マイナスに帯電したトナーは加圧ローラ２４からも記録材上に静電気力で引きつけられるので定着フィルム２３側にトナーが付着することなくオフセットも完全に防止することが可能になる。

また、実施例１では、転写除電針１１を加圧ローラ除電針１４に接続するのみであるが、転写除電針１１通過前から通過後での紙裏電荷は変化しており、紙裏の過剰なプラス電荷もしっかり除電されていることがわかる。これは、転写除電針１１で除電されたプラス電荷が導通経路１３を伝わって加圧ローラ除電針１４から加圧ローラ２４に供給帯電されるためである。加圧ローラ２４は、大きくマイナスに帯電するが、紙裏電位が更に大きくプラスに帯電しているため、結果的に電位はプラス側に保持することができる。

以上説明したように、本実施例によれば、転写後の転写除電針１１と加圧ローラ除電針１４を導通経路１３で接続することにより、転写除電針１１で除電された過剰なプラス電荷を加圧ローラ除電針１４から加圧ローラ２４上に積極的に帯電することが可能になる。これにより、加圧ローラ２４の電位を記録材Ｐと同極性に近づけることができるので、記録材上のトナー像が静電的に反発することなくオフセットを防止することが可能となる。

すなわち、トナーの一部が、定着時に、接触する定着フィルム２３に付着して画像欠陥を生じるオフセット現象を、より効果的に防止することができる。

また、上記構成では高圧電源を用いることなく達成することができるため、安価でかつ回路の単純化（構成の簡易化）を達成することができる。

以下に、本発明の実施例２について説明する。

図５は、本実施例に係る画像形成装置の要部を示す概略断面図であり、定着装置の構成を説明するための図である。なお、本実施例においては、上述した実施例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。

本実施例では、上記実施例１で説明した、転写除電針１１と加圧ローラ除電針１４とを接続する導通経路１３を、記録材Ｐと同極性の電位が維持できるように第２整流素子としてのダイオードＤ２を介して接地する構成としている。

本実施例においては、図５に示すように、導通経路１３は耐圧３ＫＶのダイオードＤ２を介して接地されている。ダイオードＤ２は、アース側をアノード側、導通経路１３側をカソード側とされ、導通経路１３側が記録材Ｐと同極性であるプラス側に保持されるように接続されている。

このような構成にすることにより、実施例１で説明した効果と同様の効果を得ることが可能となる。さらに、導通経路１３を、記録材Ｐと同極性の電位が維持できるようにダイオードＤ２を介して接地することにより、定着フィルム２３はトナーと同極性、加圧ローラ２４は記録材Ｐと同極性の電位を安定して維持することが可能となる。このため、オフセット現象を、より効果的に防止できる。

また、レーザビームプリンタＡにおいては、前回転、後回転、紙間等空回転状態等において、転写除電針１１からプラス電荷は供給されず、定着フィルム２３との摩擦により加圧ローラ２４表面がマイナスに帯電してしまう場合がある。本実施例によれば、このような場合にも、マイナス電荷を加圧ローラ２４表面から除電針を伝わって除去する効果がある。

更には、ダイオードＤ２を介して導通経路１３を接地するため、導通経路１３や除電針（転写除電針１１と加圧ローラ除電針１４）上に過剰な電荷が溜まることがない。

したがって、除電針上以外の場所での電荷の放電による電気的なノイズの発生、さらには、このノイズの発生による画像形成装置本体の誤作動等の問題の発生を抑制することが可能となる。

以下に、本発明の実施例３について説明する。

図６は、本実施例に係る画像形成装置の要部を示す概略断面図であり、定着装置の構成を説明するための図である。なお、本実施例においては、上述した実施例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。

本実施例では、上記実施例１で説明した、転写除電針１１と加圧ローラ除電針１４とを接続する導通経路１３を、抵抗を介して接地する構成としている。

本実施例においては、図６に示すように、導通経路１３は抵抗Ｒ１を介して接地されている。本実施例では、抵抗Ｒ１を１００ＭΩの抵抗とした。

このような構成にすることにより、実施例１で説明した効果と同様の効果を得ることが可能となる。

さらに、抵抗Ｒ１を介して導通経路１３を接地するため、導通経路１３や除電針（転写除電針１１と加圧ローラ除電針１４）上に過剰な電荷が溜まることがない。したがって、除電針上以外の場所での放電による電気的なノイズの発生、さらには、このノイズの発生による画像形成装置本体の誤作動等の問題の発生を抑制することが可能となる。

以下に、本発明の実施例４について説明する。

図７は、本実施例に係る画像形成装置の要部を示す概略断面図であり、定着装置の構成を説明するための図である。なお、本実施例においては、上述した実施例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。

本実施例では、上記実施例１で説明した、転写除電針１１と加圧ローラ除電針１４とを接続する導通経路１３に、定着フィルム２３（表面）をトナーと同極性にするための第１整流素子としてのダイオードＤ１を接続している。

すなわち、本実施例では、定着フィルム２３をトナーと同極性にするために、導通経路１３に、第１整流素子としてのダイオードＤ１を介して定着フィルム２３を電気的に接続する導通経路（第２導通経路）Ｋ１を備えた構成としている。

本実施例においては、ダイオードＤ１は耐圧３ｋＶとした。また、ダイオードＤ１においては、定着フィルム２３をトナーと同極性にするために定着フィルム２３側をアノード側、導通経路１３側をカソード側とした。

このような構成にすることにより、加圧ローラ２４表面から除去されたマイナス電荷が記録材Ｐの裏側か定着フィルム２３側に向かうことになり、マイナス電荷をオフセット防止の観点で更に効果的に利用することが可能となる。

本実施例の構成を用いてオフセットの確認を行うとともに、加圧ローラ２４の表面電位、転写除電針１１通過前の紙裏電位、転写除電針１１通過後の紙裏電位、更には定着フィルム２３上の表面電位を測定した。

＜実験条件＞
・環境：温度１５℃、湿度１０％
・画像形成装置本体：ＬＴＲサイズ紙、１６ｐｐｍ、電子写真画像形成装置
・通紙紙：ＦｏｘＲｉｖｅｒＢｏｎｄ、９０ｇ／ｍ^２、上記環境に７日間放置した紙
・通紙モード：連続５０枚

表２は、５０枚目のオフセットの結果と、加圧ローラ２４の表面電位、転写除電針１１通過前の紙裏電位、転写除電針１１通過後の紙裏電位を測定した結果である。オフセットの結果は、○がＯＫレベル、△が許容レベル、×がＮＧレベルである。

実施例１、比較例１〜３のオフセットレベル、５０枚目の加圧ローラ２４の表面電位、５０枚目の転写除電針１１通過前の紙裏電位、５０枚目の転写除電針１１通過後の紙裏電位の結果に関しては、上記実施例１で説明した通りである。したがって、ここでは、５０枚目の定着フィルム２３上の表面電位についてのみ説明する。

実施例１、比較例１〜３に関しては、定着フィルム２３の表面電位は０Ｖになる。これは、定着フィルム２３表面は、記録材の表面から流れ込むプラス電荷に帯電するが、ダイオードを介してアースに流れ込むため０Ｖを保持することが可能になるからである。

本実施例において、５０枚目の加圧ローラ２４の表面電位、５０枚目の転写除電針１１通過前の紙裏電位に関しては、実施例１と同じである。５０枚目の転写除電針１１通過後の紙裏電位に関しては、本実施例では実施例１と比較すると若干高くなっている。

これは、加圧ローラ２４表面上のマイナス電荷が定着フィルム２３側にも向かうため、紙裏に向かうマイナス電荷が若干少なくなり、除電針通過後の紙裏電位としては若干大きくなるためである。ただし、５０枚目の転写除電針１１通過後の紙裏電位としては、表２で示される結果程度の大きさでは画像が乱れるようなことはなく、全く問題ないレベルである。

本実施例において、定着フィルム２３上の表面電位は、−３００Ｖとなり加圧ローラ２４表面上でマイナスに帯電したトナーに対して同極性となり、静電的に反発力が発生し、定着フィルム２３側に付着しないようになる。

これは、加圧ローラ２４表面上で帯電したマイナス電荷がダイオードＤ１を介して定着フィルム２３上に帯電されるからである。つまり、トナーと同極性の電荷が定着フィルム２３上に帯電するので、静電オフセットを防止する側の電位差を大きくすることが可能となるため、静電オフセットマージンが実施例１と比較して更に広がることとなる。

以上説明したように、本実施例では、定着フィルム２３と導通経路１３とを電気的に接続する導通経路Ｋ１（導通経路１３から定着フィルム２３表面又は近傍までの経路）を設けている。さらに、この導通経路Ｋ１に記録材Ｐ上のトナーと同極性の電荷を保持させ、また異極性の電荷を保持させないようなダイオードＤ１を設けている。これにより、摩擦帯電などによって引き起こされる定着フィルム２３の表面がトナーと異極性に帯電する現象を、より効果的に抑え、トナーの一部が定着体に付着するオフセット現象をより効果的に防止することができる。

以下に、本発明の実施例５について説明する。

図８は、本実施例に係る画像形成装置の要部を示す概略断面図であり、定着装置の構成を説明するための図である。なお、本実施例においては、上述した実施例１，２，４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１，２，４と同様の構成部分については、その説明を省略する。

本実施例では、定着フィルム２３（表面）をトナーと同極性にするために、上記実施例１で説明した導通経路１３に、第１整流素子としてのダイオードＤ１を介して定着フィルム２３を電気的に接続する導通経路（第２導通経路）Ｋ１を備えた構成としている。そして、更に、この導通経路１３を、記録材Ｐと同極性になるように第２整流素子としてのダイオードＤ２を介して接地する構成としている。

本実施例においては、ダイオードＤ１は耐圧３ｋＶとした。また、定着フィルム２３をトナーと同極性にするために、ダイオードＤ１においては、定着フィルム２３側をアノード側、導通経路１３側をカソード側とした。また、導通経路１３は耐圧３ＫＶのダイオードＤ２を介して接地される。ダイオードＤ２は、アース側をアノード側、導通経路１３側をカソード側とされ、導通経路１３側が記録材Ｐと同極性であるプラス側に保持するように接続される。

このような構成にすることにより、実施例１，４で説明した効果と同様の効果を得ることが可能となる。さらに、加圧ローラ２４表面から除去されたマイナス電荷が記録材Ｐの裏側か定着フィルム２３側に向かうことになり、マイナス電荷をオフセット防止の観点で更に効果的に利用することが可能となる。

更には、ダイオードＤ２を介して導通経路１３を接地するため、導通経路１３や除電針（転写除電針１１と加圧ローラ除電針１４）上に過剰な電荷が溜まることがない。したがって、除電針上以外の場所での放電による電気的なノイズの発生、さらには、このノイズの発生による画像形成装置本体の誤作動等の問題の発生を抑制することが可能となる。

以下に、本発明の実施例６について説明する。

図９は、本実施例に係る画像形成装置の要部を示す概略断面図であり、定着装置の構成を説明するための図である。なお、本実施例においては、上述した実施例１，３，４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１，３，４と同様の構成部分については、その説明を省略する。

本実施例では、定着フィルム２３（表面）をトナーと同極性にするために、上記実施例１で説明した導通経路１３に、第１整流素子としてのダイオードＤ１を介して定着フィルム２３を電気的に接続する導通経路（第２導通経路）Ｋ１を備えた構成としている。そして、更に、この導通経路１３を、抵抗Ｒ１を介して接地する構成としている。

本実施例においては、ダイオードＤ１は耐圧３ｋＶとした。また、定着フィルム２３をトナーと同極性にするために定着フィルム２３側をアノード側、導通経路１３側をカソード側とした。また、導通経路１３は１００ＭΩの抵抗Ｒ１を介して接地される。

更には、抵抗Ｒ１を介して接地するため、導通経路１３や除電針上に過剰な電荷が溜まることがない。したがって、除電針上以外の場所での放電による電気的なノイズの発生、さらには、このノイズの発生による画像形成装置本体の誤作動等の問題の発生を抑制することが可能となる。

実施例１に係る画像形成装置を示す概略構成図。実施例１に係る画像形成装置の要部を示す概略構成図。実施例１に係る定着フィルムの概略構成図。実施例１に係る画像形成装置の要部を示す概略構成図。実施例２に係る画像形成装置の要部を示す概略構成図。実施例３に係る画像形成装置の要部を示す概略構成図。実施例４に係る画像形成装置の要部を示す概略構成図。実施例５に係る画像形成装置の要部を示す概略構成図。実施例６に係る画像形成装置の要部を示す概略構成図。従来の画像形成装置の概略構成図。

符号の説明

１感光ドラム
９定着装置
１１転写除電針
１３導通経路
１４加圧ローラ除電針
２３定着フィルム
２４加圧ローラ
Ａレーザビームプリンタ
Ｎ_Ｆ定着ニップ部
Ｐ記録材
Ｔトナー

Claims

未定着トナー像を担持する像担持体と、記録材をトナーと逆極性に帯電し、前記像担持体上の未定着トナー像を記録材に転写する転写部材と、を有する画像形成部と、
定着時に未定着トナー像と接触する第１の定着部材と、前記第１の定着部材と共にニップ部を形成し、記録材と接触する表面が記録材との摩擦でトナーと同極性に帯電する第２の定着部材と、を有し、前記ニップ部で未定着トナー像が形成された記録材を搬送しながら加熱し記録材に未定着トナー像を定着する定着部と、
未定着トナー像が転写された記録材が前記ニップ部に至るまでの間で、前記転写部材によって帯電した記録材を除電する第１の除電部材と、
前記第２の定着部材の表面を除電する第２の除電部材と、
を有する画像形成装置において、
前記第１の除電部材と前記第２の除電部材とを電気的に接続する導電経路を有し、トナーと逆極性に帯電した記録材の電位と、トナーと同極性に帯電した前記第２の定着部材の表面の電位と、の間の電位差によって前記導通経路に電流が流れることで、前記第２の定着部材の表面を除電することを特徴とする画像形成装置。
前記第２の定着部材の表層は、フッ素樹脂で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記第１の除電部材は、前記転写部材によって帯電した記録材のうち未定着トナー像が形成される面と反対側の面に対向するように設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
前記第２の除電部材は、前記第２の定着部材のうち記録材と接触する面に非接触で対向するように設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記導通経路に未定着トナーと逆極性の電荷が保持されるように、前記導通経路は、整流素子を介して接地されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画
像形成装置。
前記導通経路は、抵抗を介して接地されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。