JP6335577B2 - 定着装置 - Google Patents

Description

本発明は、シート上のトナー像を定着する定着装置に関する。この定着装置は、例えば、複写機、プリンタ、ＦＡＸ、及びこれらの機能を複数備えた複合機等の画像形成装置において用いられ得る。

電子写真装置・静電記録装置などの画像形成装置においては、シート状の記録材（シート）の上に未定着のトナー画像を静電的に形成し、そのトナー画像を定着装置内の定着部材により加熱・加圧して記録材上に定着している。

このような画像形成装置においては、トナー画像の転写時に高圧が印加されることや、定着部材との摺擦により記録材が帯電することによる問題が良く知られている。

帯電した記録材は画像形成装置の搬送路を形成する搬送ガイドに静電吸着されることで、搬送不良を発生する場合がある。また、記録材が帯電することで、記録材上の定着前のトナー画像が定着部材表面に静電的に吸着される現象（以下、静電オフセットと呼ぶ）が発生する場合がある。静電吸着されたトナーは、定着部材から別の記録材上に再転写されることで、画像品の低下の要因となる。

上述した課題を解決するために特許文献１では、定着ニップ直後の搬送ローラ対を導電化することで、記録材帯電や定着部材帯電を抑止する構成が開示されている。また、特許文献２では、定着ニップを形成する部材に導電部材を用いることで、同様の効果を得る方法が開示されている。

一方、定着ニップを形成する定着部材、及び定着ニップを通過した直後に通過する搬送ローラ対においては、溶解したトナーが付着した記録材を剥離させる必要があるため、部材の表層に離形層を有するものが広く用いられる。離形層は一般にフッ素樹脂等の離形性に優れた材料から成るチューブやコーティングにより形成される。

上述した構成においては、記録材と接触する表層を導電化することが効果的であり、離形層を形成する材料に導電体（カーボン等）を混入させ体積抵抗率を下げる方法が良く知られている。

特開２０１１−２３２４３９号公報 特開平０４−０１９６８７号公報

近年の高速化や多様な記録材の採用に対する要求の高まりにより、記録材の帯電量は増加しつつある。例えば高速化や厚みのある記録材に対応するためには、記録材にトナー像を転写する際の効率を向上させるための印加電圧の増加により記録材の帯電量が増加する。また、高速で記録材の搬送を行う場合には、定着部材と記録材、あるいは記録材と搬送ガイドとの摺擦量が増加し帯電し易い状態となる。

静電的に記録材上に形成されたトナー画像は電気的に不安定な状態にある。そのため、記録材上にトナー画像を定着させる定着ニップからその直後に除電を効果的に行うことで、定着装置で発生する画像異常や定着装置以降の記録材搬送経路で発生する搬送不良を効果的に改善することができる。

定着装置近傍で除電効果を向上させるためには、前述した定着ニップを形成する定着部材、及び定着ニップを通過した直後に通過する搬送ローラ対の表層部材の体積抵抗率を下げることが効果的である。

しかしながら、たとえば定着部材の体積抵抗率を下げ除電効率を単純にあげると、記録材にトナー画像を転写させるために電圧をかける際に電流が定着部材に導通してしまう場合が有る。これにより転写部位で十分な電圧を記録材に印加することができず、記録材へのトナー画像の転写不良が発生してしまう場合がある。

また、離形層にチューブ材料を用いる場合、チューブの体積抵抗率を下げるためにはチューブ材料への導電体の混入量を増やす必要があるが、それによりチューブ耐久性が劣化する懸念がある。チューブの耐久性が劣化すると、断裂や摩耗性能の低下が発生してしまう場合がある。

更には、離形層に導電材を混入させることによる離形性能の低下も問題になる。記録材のトナー画像定着面側と接触する部材表層の離形性能が不十分であると、溶解後定着しつつあるトナーが部材表面に堆積し、記録材上に再定着してしまうことで画像異常が発生してしまう場合がある。

本発明は、画像不良の発生を抑制しつつ、シートの除電を好適に行うことが可能な定着装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明に係る定着装置の代表的な構成は、
シート上のトナー像を定着するためシートを挟持搬送する定着部であって、シートのトナー像担持面に接触する第１のフッ素樹脂層を備えた第１の定着部材と、前記第１の定着部材と協働してシートを挟持搬送する第２の定着部材であってシートのトナー像担持面とは反対側の面に接触する体積抵抗率が１０ ^７ 〜１０ ^１１ Ω・ｃｍの第２のフッ素樹脂層を備えた第２の定着部材と、を有する定着部と、
前記定着部よりもシート搬送方向下流側に設けられシートを挟持搬送する搬送部であって、シートのトナー像担持面と接触する第３のフッ素樹脂層を備えた第１の搬送ローラと、前記第１の搬送ローラと協働してシートを挟持搬送する第２の搬送ローラであってシートのトナー像担持面とは反対側の面に接触する体積抵抗率が１０ ^５ 〜１０ ^８ Ω・ｃｍの第４のフッ素樹脂層を備えた第２の搬送ローラと、を有する搬送部と、
前記第２のフッ素樹脂層に接触して前記第２のフッ素樹脂層を除電する第１の除電部材と、
前記第４のフッ素樹脂層に接触して前記第４のフッ素樹脂層を除電する第２の除電部材と、
を有することを特徴とする。

本発明によれば、画像不良の発生を抑制しつつ、シートの除電を好適に行える。

実施例における定着装置を説明する断面図 実施例における画像形成装置の概略断面図 実施例における定着装置の斜視図 実施例における定着装置の駆動構成を説明するための側面図 従来の構成における定着装置の記録材帯電状態を説明するためのグラフ 実施例における定着装置の記録材除電効果を説明するためのグラフ 従来の構成における定着装置の記録材帯電状態を説明するためのグラフ 実施例における定着装置の記録材除電について説明するためのグラフ 定着装置の構成部材の構成説明図

［実施例１］
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

＜画像形成装置＞
図２は、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置および複合機など画像形成装置の一例の概略図である。この画像形成装置１００には、記録材や転写材などのシートＳ上に転写された未定着トナー画像に熱と圧を加えて固着画像として定着処理する定着装置２７が備わっている。但し、画像形成装置１００の具体例としてフルカラー中間転写方式のものが図示されているが、特にそれに限定されるものではない。

画像形成装置１００は、たとえばＹ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン），Ｋ（ブラック）の４色トナー像に対応して表面で静電潜像を担持する像担持体（電子写真感光体）２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋを備えている。以下、記述の煩雑化を避けるためにそれら４つの像担持体を符号２０で代表させて説明し、以下の帯電手段、露光手段、現像装置などについても同様に代表させた符号で記述する。

４つの像担持体２０の表面は一次帯電手段２１によって所要の電位に一様に帯電され、その後、露光手段２２によって像担持体２０の表面を露光することによって、それら像担持体２０上に静電潜像が形成される。そして、像担持体２０上の静電潜像は、現像装置２３によって現像剤を用いて現像され、トナー像として可視画像化される。そして、上記４色のトナー像形成に対応する画像形成部２００Ｙ，２００Ｍ，２００Ｃ，２００Ｋが直列に配置され、可視画像化するまでのプロセスを各色毎に並列処理するタンデム方式が採用されている。

現像装置２３によって現像された像担持体２０上のトナー像は、一次転写装置２４によってたとえば無端状ベルトによる中間転写体２５上に順次重畳させて一次転写とされる。そして、全色一次転写された中間転写体２５上のトナー像は、二次転写部７を有する二次転写装置２６によってシートＳ上に一括転写される。

シートＳはストック部３１，３２，３３の何れかから搬送手段によって二次転写装置２６まで搬送される。二次転写後、未定着のトナー像を担持したシートＳは後述するベルト方式の定着装置２７へと搬送され、定着装置２７で加熱されかつ加圧されることで未定着のトナー像が溶融軟化して定着され、定着を終えると排出トレイ２８へと排出される。

シートＳの裏面側に画像を形成する際（両面画像形成モード）には、定着装置２７を出た表面側画像形成済みのシートＳをシート反転路２９によって反転させた後、両面搬送路３０を介して再度、二次転写部７に搬送して裏面側に画像を形成する。

以上のように、帯電、露光、現像、転写、そして定着までの一連の画像形成プロセスが実行され、シートＳ上に画像が記録形成される。なお、モノクロの画像形成装置ではブラックの画像形成部のみが存在する。Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色の画像形成部の並び順や構成はこの限りではない。１６０は画像形成装置１００に搭載した原稿自動搬送装置（ＡＤＦ、ＲＤＦ）である。

＜定着装置＞
次に、図１及び図３〜４を参照して定着装置２７の構成について詳細に説明する。図１は定着装置２７の横断面図、図３は定着装置２７の外観斜視図である。図４は定着装置２７の駆動系の構成の説明図である。

図３を参照して、定着装置２７について正面とはシート入口側の面、背面とはシート出口側の面、左右とは装置を正面側から見て左または右である。上流または下流とはシートＳの搬送方向Ｖに関して上流または下流である。

図１を参照して、定着装置２７は、定着枠体１１５に組み立てられた誘導発熱体である加熱ベルト１３０に、加圧枠体１１７に組み立てられた加圧ベルト１２０を圧接させてニップ部Ｎ（シート上のトナー像を定着するためのシートを挟持搬送する定着部）を形成している。この定着装置２７において、加熱ベルト１３０と加圧ベルト１２０が、シート上のトナー像ｔをその間のニップ部Ｎにて挟持搬送して定着する一対の定着部材である。加熱ベルト１３０がシートＳのトナー像担持面に接触する第１の定着部材、加圧ベルト１２０がシートＳのトナー像担持面とは反対側の面に接触し、加熱ベルト１３０と協働してシートＳを挟持搬送する第２の定着部材である。

二次転写部７から定着装置２７に搬送された未定着トナーｔを担持したシートＳは定着装置正面のシート入口側から定着装置内に導入され、ニップ部Ｎで挟持搬送されて定着処理を受ける。

磁束発生手段であるＩＨヒータ（加熱装置）１７０は、励磁コイルと磁性体コアとそれらを保持するホルダから構成され、加熱ベルト１３０の上部表層近傍に設けられている。励磁コイルは交流電流によって交流磁束を発生し、交流磁束はコア磁性体に導かれて誘導発熱体である加熱ベルト１３０に渦電流を発生させる。その渦電流は誘導発熱体の固有抵抗によってジュール熱を発生させる。コイルに供給される交流電流は加熱ベルト１３０の表層温度を検知するための図示されないサーミスタ等の温度検知手段による温度情報をもとに加熱ベルト１３０表面温度が１８０℃程度となるように制御される。

加熱ベルト１３０は、定着枠体１１５に軸支された複数のローラ、本例では、駆動ローラ１３１とテンションローラ１３２とに所定の張力（例えば２００Ｎ）で掛け渡されて、矢印の時計方向に循環回転が可能である。

本実施例において、加熱ベルト１３０は、図９の（ａ）の層構成模式図に示すような複合層部材である。即ち、厚さ７５μｍ、幅３８０ｍｍ、周長２００ｍｍのニッケル金属層もしくはステンレス層などの磁性金属層１３０ａに絶縁性の弾性層１３０ｂとしての厚さ３００μｍのシリコンゴム層をコーティングしてある。そして、さらに表層（離形層）１３０ｃとしてＰＦＡチューブ（第１のフッ素樹脂層）を被覆したものが用いられる。

加熱ベルト１３０は、これに限らず、ＩＨヒータ１７０により電磁誘導発熱させられるとともに耐熱性を具備したものであれば適宜選定して差し支えない。表層にＰＦＡチューブを被覆することで、熱溶解させたトナー像の離形性を向上させることが可能になり、シートＳにトナー画像を定着させた際のトナー残留を低減させることが可能になる。

加熱ベルト１３０のＰＦＡチューブは、チューブ表面へのトナー残留を抑制するために高い離形性が要求される。そこで、ＰＦＡ（あるいはＰＴＦＡ）等の高離形性材料を使用することが望ましい。

また、シートＳ上の熱融解前のトナー画像は、シートＳに静電気力により付着している。そのため、加熱ベルト１３０の表層が高い導電性能を有する場合には、シートＳ上の電荷が乱され、トナー画像が乱されることによる画像異常が発生する場合がある。そこで、加熱ベルト１３０の表層１３０ｃであるＰＦＡチューブの体積抵抗率としては１０の１２乗Ω・ｃｍ以上（１０ ^１２ Ω・ｃｍ以上）であることか好ましい。ここで、後述する加圧ベルト１２０における導電性ＰＦＡチューブ１２０ｃとの対比において、加熱ベルト１３０の離形層１３０ｃの体積抵抗率が、導電性ＰＦＡチューブ１２０ｃの体積抵抗率よりも大きいことが好ましい。

加熱ベルト１３０は、駆動ローラ１３１の回転によって搬送される。ニップ部ＮにてシートＳを安定的に搬送するために、加熱ベルト１３０と駆動ローラ１３１間では確実に駆動を伝達している。

駆動ローラ１３１は、加熱ベルト１３０の内面を支持してニップ部Ｎに圧力を発生させる機能を有する。駆動ローラ１３１は、加熱ベルト１３０と加圧ベルト１２０とのニップ域の出口側に配設され、加圧ローラ１２１の圧接により弾性層が所定量弾性的に歪ませられる。駆動ローラ１３１は、中実ステンレスによって外径がφ１８ｍｍに形成された芯金表層に耐熱シリコンゴムの弾性層を一体成型により形成したローラである。

テンションローラ１３２は、一端側を昇降させて傾動することにより加熱ベルト１３０の寄り制御を行う機能と、加熱ベルト１３０にベルトテンションを付与する機能とを有する。テンションローラ１３２は、ステンレスによって外径がφ２０ｍｍ、内径φ１８ｍｍ程度に形成された中空ローラであり、ベルト張架ローラとして働く。

加熱ベルト１３０は、回転に伴ってテンションローラ１３２の回転軸線方向の一方に寄り移動するため、不図示のステアリング機構によってテンションローラ１３２を傾動させて加熱ベルト１３０の寄り移動を制御している。

加熱ベルト１３０と加圧ベルト１２０とのニップ域の入口側（駆動ローラ１３１の上流側）に対応する加熱ベルト１３０の内側には、ステンレス鋼（ＳＵＳ材）で形成されたパッドステー１３７が配置される。パッドステー１３７は、４００Ｎの所定圧で加圧パッド１２５に向かって押し当てられて、駆動ローラ１３１とともにニップ部Ｎを形成している。

加圧ベルト１２０は、加圧枠体１１７に軸支された加圧ローラ１２１とテンションローラ１２２とに所定の張力（例えば２００Ｎ）で架け渡されて、矢印の反時計方向に循環回転が可能である。

本実施例において、加圧ベルト１２０は、図９の（ｂ）の層構成模式図に示すような複合層部材である。即ち、厚さ５０μｍ、幅３８０ｍｍ、周長２００ｍｍのニッケル金属層１２０ａに絶縁性の弾性層１２０ｂとしての例えば厚さ３００μｍのシリコンゴム層をコーティングしている。そして、さらに表層（導電性の離形層）１２０ｃとして導電性ＰＦＡチューブ（第２のフッ素樹脂層：例えばクンゼ株式会社のＧＦチューブＳＴにカーボンブラックを分散させたもの）を被覆したものが用いられる。即ち、表層１２０ｃには導電性フィラーが添加されている。本実施例における加圧ベルト１２０は表層の体積抵抗率が１０の９乗程度である。

加圧ベルト１２０は、これに限らず、耐熱性を具備したものであれば適宜選定して差し支えないが、導電性の離形層としての導電性ＰＦＡチューブ１２０ｃの体積抵抗率としては１０の７乗〜１１乗Ω・ｃｍ（１０ ^７ 〜１０ ^１１ Ω・ｃｍ）が好ましい。ここで、後述するローラ対１５０の搬送駆動ローラ１５１における導電性の離形層１５１ｃとの対比において、加圧ベルト１２０の離形層１２０ｃの体積抵抗率が、搬送駆動ローラ１５１の記離形層１５１ｃの体積抵抗率よりも大きいことが好ましい。

シートＳの除電性能としてはチューブ１２０ｃの抵抗が低い方が望ましいが、１０の７乗Ω・ｃｍ以下では、シートＳにトナーを拘束するために必要な電荷がリークしてしまう。そのため、トナー画像のシートＳへの拘束力が低下し、定着前のシート上のトナー飛散に起因する画像不良が発生する場合がある。また、シートＳが二次転写部７−ニップ部Ｎ間をまたがって搬送されているときに二次転写部７でトナー画像を転写するための電流がシートを経由して過流出することによる転写不良などの画像不良が発生する場合がある。

また、ＰＦＡチューブに導電性能を具備するため導電材料（導電性フィラー：カーボンブラック等）を混入させると、ＰＦＡチューブ自体のトナー離形性が低下する。シートＳの除電のために加熱ベルト１３０の表層１３０ｃを導電化する場合、シートＳにトナー画像を定着させる際に発生する残留トナーの蓄積量が増加するため、蓄積された残留トナーがシートＳに再定着されることで画像異常が発生する場合がある。そのため、画像品位に影響無くシート除電を実現させるためには、シートＳの非トナー画像面（トナー像担持面とは反対側の面）と接触する加圧ベルト１２０の表層１２０ｃを導電化する方式が好適である。

加圧ベルト１２０の表層４２０ｃには除電ブラシ１６２（第１の除電部材）が加圧ベルト１２０の回転方向に対して鈍角に接触される。除電ブラシ１６２は加圧枠体１１７を介してアースＧと電気的に接続されている。除電ブラシ１６２はステンレスのブラシ部１６２ａをステンレス板１６２ｂ上に導電テープにより固定されることで構成される。除電ブラシ１６２の構成は、除電対象（加圧ベルト１３０、搬送従動ローラ１５２）に接触することでＰＦＡチューブを傷つけないものが望ましく、ステンレス以外の材料としてアモルファスやチタン、ニッケル等でブラシを構成するものが良く知られている。

加圧ローラ１２１は、中実ステンレスによって外径がφ２０ｍｍに形成された加圧ベルト１２０を懸架するローラで、加圧ベルト１２０と加熱ベルト１３０のニップ域の出口側に配設されている。

テンションローラ１２２は、一端側を昇降させて傾動することにより加圧ベルト１２０の寄り制御を行う機能と、加圧ベルト１２０にベルトテンションを付与する機能とを有する。テンションローラ１２２は、ステンレスによって外径がφ２０ｍｍ、内径φ１８ｍｍ程度に形成された中空ローラであり、ベルト張架ローラとして働く。

加圧ベルト１２０は、回転に伴ってテンションローラ１２２の回転軸線方向の一方に寄り移動するため、不図示のステアリング機構によってテンションローラ１２２を傾動させて加圧ベルト１２０の寄り移動を制御している。

加圧ベルト１２０と加熱ベルト１３０のニップ域の入口側（加圧ローラ１２１の上流側）に対応する加圧ベルト１２０の内側には、シリコンゴムで形成された加圧パッド１２５が配置される。加圧パッド１２５は、４００Ｎの所定圧で加圧ベルト１２０に押し当てられて、加圧ローラ１２１とともにニップ部Ｎを形成している。

図４に示すように、テンションローラ１３２の両端部は、軸受１３３によって支持され、テンションバネ１３４によって２００Ｎ（２０ｋｇｆ）のテンションを加熱ベルト１３０に付与している。テンションローラ１２２の両端部は、軸受１２６によって支持され、テンションバネ１２７によって２００Ｎ（２０ｋｇｆ）のテンションを加圧ベルト１２０に付与している。

モータ３０１（図３）によって、ギア１２８に外部から駆動が入力される。ギア１２８は、駆動ローラ１３１の軸端に連結されている。駆動ローラ１３１と加圧ローラ１２１は、ギア１２８の反対側に配置された不図示のギア列によって連結されているので、連動して回転する。

＜定着ニップ後の搬送構成＞
上記のように、定着装置２７は、加熱ベルト１３０と加圧ベルト１２０により形成されるニップ部Ｎでトナー像ｔが静電転写されたシートＳを挟持搬送して通過させることで、トナー像をシートＳに定着させる。シートＳに担持されたトナーは、加熱ベルト１３０より与えられる熱により溶融する。この時、溶融したトナーは粘着性を持ち、シートＳを加熱ベルト１３０の表面に付着させようとする。特に、剛度の小さい（腰が弱い）薄いシートＳに定着処理を施す場合、シートＳが加熱ベルト１３０に巻き付いてジャムを発生させてしまう恐れがある。

このため、本例の定着装置２７では、加熱ベルト１３０に非接触配置された分離部材１４１を設けている。分離部材１４１は、加熱ベルト１３０のその幅方向（シートＳの搬送方向Ｖと直交する方向、駆動ローラ１３１の軸線方向）におけるシート材搬送領域全域に亘り近接配置されており、加熱ベルト１３０からシートＳを分離させる機能を担っている。

分離部材１４１により加熱ベルト１３０から分離されたシートＳは、搬送ガイド１５６と分離部材１４１によりガイドされ、定着部よりもシート搬送方向下流側に設けられたシートを挟持搬送する搬送部である定着ニップ後搬送ローラ対１５０により挟持搬送されて、定着装置２７から外に送り出される。即ち、ローラ対１５０はニップ部Ｎから出たシートＳを挟持搬送する。
ニップ部Ｎとローラ対１５０のニップ部との距離は装置で使用可能な搬送方向長さが最小サイズのシートＳの長さよりも小さい。したがって、ニップ部Ｎとローラ対１５０のニップ部との双方にシートＳがまたがって同時期に挟持される状態を生じる。つまり、定着部と搬送部は定着装置に使用可能な搬送方向長さが最小のシートが加熱ベルト１３０及び加圧ベルト１２０とともに、ローラ対１５０によって同時に挟持されるような位置関係にある。

ローラ対１５０は、搬送枠体１５５に回転可能に回転可能に支持された搬送駆動ローラ１５１と搬送従動ローラ１５２により構成される。本実施例において、搬送従動ローラ１５２がニップ部Ｎから出たシートＳの定着トナー像担持面と接触する第１の搬送ローラである。搬送駆動ローラ１５１が当該シートＳの定着トナー像担持面とは反対側の面に接触する第２の搬送ローラである。

搬送駆動ローラ１５１は、加熱ベルト１３０と同一の不図示の駆動源からの駆動力をギア等の駆動伝達部によって伝達されてシート搬送方向に回転する。搬送従動ローラ１５２は、両端を加圧ばね１５３により２００ｇｆ程度で加圧されて搬送駆動ローラ１５１に圧接され、搬送駆動ローラ１５１の回転駆動に従動して回転する。シートＳはこの回転するローラ対１５０に挟持されて搬送される。

ローラ対１５０は、ニップ部Ｎにより挟持搬送されてニップ部Ｎを出たシートＳがガイド１５６の搬送抵抗等でたるみ、再度加熱ベルト１３０に接触することを抑止するため、ニップ部Ｎのシート出口側近傍に配置される。本実施例ではローラ対１５０はニップ部Ｎのシート出口側からシート搬送方向下流側に４０ｍｍの位置に配置され、ニップ部Ｎでのシート搬送速度に比して速い速度でシートＳを挟持搬送する。本実施例の構成では、ニップ部Ｎでのシート搬送速度３００ｍｍ／ｓｅｃに対して３１５ｍｍ／ｓｅｃでシートＳを搬送するように設定している。

ローラ対１５０の配置は、用いるトナーの性質により好適な位置に配置することが可能である。例えばトナーを主成分であるバインダー樹脂が溶解点に達する前、あるいはニップ部Ｎにより加熱されたトナー画像とシートＳの温度が１００℃以上の場所に配置されることが好適である。

つまり、ローラ対１５０の配置は、ニップ部Ｎから出たシートＳがローラ対１５０を通過する際のトナー温度がトナーを構成するバインダー樹脂の溶融温度以上である場所に配置されることが好適である。あるいはニップ部Ｎから出たシートＳがローラ対１５０を通過する際のシート温度が１００℃以上である場所に配置されることが好適である。そこで、ローラ対１５０のニップ部はニップ部Ｎのシート出口側から５０ｍｍ以内の位置に配置されることが好ましい。

ニップ部Ｎで溶解したシート上のトナー画像は自然冷却により固着する過程において、粘着性を有する。そのため、分離部材１４１及び、ローラ対１５０は表層に離形性の良い材料を選択することが望ましい。そのため分離部材１４１は表層にＰＦＡコーティングを具備する。分離部材１４１は離形性の良い材料であれば良く、テープ状のＰＦＡやＰＴＦＥシートを接着する構成でも良い。

図９の（ｃ）の模式図に示すように、搬送従動ローラ１５２は、アルミニウム合金により外径がφ１４ｍｍに形成された芯金１５２ａの外周面に表層１５２ｂとしてＰＦＡチューブ（第３のフッ素樹脂層）を被覆したものが用いられる。表層（離形層）１５２ｂとしてＰＦＡチューブを被覆することで、シートＳのトナーが蓄積することを低減させることが可能になる。

搬送従動ローラ１５２のＰＦＡチューブ１５２ｃは、ニップ部Ｎにより融解されたトナー画像と接触するため、チューブ表面へのトナー残留を抑制するために高い離形性が要求される。そこで、ＰＦＡ（あるいはＰＴＦＡ）等の高離形性材料を使用することが望ましい。

また、ＰＦＡチューブに導電性能を具備するため導電材料（カーボンブラック等）を混入させると、ＰＦＡチューブ自体のトナー離形性が低下する。よって搬送従動ローラ１５２のＰＦＡチューブ１５２ｃは、非導電材料を用いることが望ましく、体積抵抗率としては１０の１３乗Ω・ｃｍ以上（１０ ^１３ Ω・ｃｍ以上）であることか好ましい。ここで、後述する搬送駆動ローラ１５１における導電性ＰＦＡチューブ１５１ｃ（第４のフッ素樹脂層）との対比において、搬送従動ローラ１５２のＰＦＡチューブ１５２ｃの体積抵抗率が、導電性ＰＦＡチューブ１５１ｃの体積抵抗率よりも大きいことが好ましい。

また、搬送駆動ローラ１５１は、中実ステンレスによって外径がφ１２ｍｍに形成された芯金１５１ａの外周面に発砲シリコンゴムの弾性層１５１ｂを一体成型により形成する。そして、さらにその外周面に表層（導電性の離形層）１５１ｃとして導電性ＰＦＡチューブ（例えばクンゼ株式会社のＧＦチューブＳＴにカーボンブラックを分散させたもの）を被覆したものが用いられる。即ち、表層１５１ｃには導電性フィラーが添加されている。本実施例における搬送駆動ローラ１５１は表層１５１ｃの体積抵抗率が１０の６乗程度である。

搬送駆動ローラ１５１は、これに限らず、耐熱性を具備したものであれば適宜選定して差し支えないが、表層１５１ｃである導電性ＰＦＡチューブの体積抵抗率としては１０の５乗〜８乗Ω・ｃｍ（１０ ^５ 〜１０ ^８ Ω・ｃｍ）が好ましい。

本実施例では、ニップ部Ｎで加圧ベルト１２０の導電性の離形層である表層１２０ｃによりシートＳの除電が為される。そのため、搬送駆動ローラ１５１の導電性の離形層である表層１５１ｃの体積抵抗率を加圧ベルト１２０の表層１２０ｃの体積抵抗率よりも小さくすることが効果的である。

また、シート上のトナー画像はニップ部Ｎで定着なされる。そのため、ローラ対１５０におけるシート上のトナー飛散の影響が少ないものの、搬送駆動ローラ１５１の導電性の離形層である表層１５１ｃはシートＳの電荷をリークさせる。そのため、シートＳか二次転写部７、ニップ部Ｎ、ローラ対１５０にまたがって搬送される状態においては、二次転写部７でトナー画像を転写するための電流がシートＳを経由して過流出することによる転写不良などの画像不良が発生する場合がある。

そこで、搬送駆動ローラ１５１の導電性の離形層である表層１５１ｃの体積抵抗率は１０の５乗Ω・ｃｍ以上確保することが望ましい。

また、シートＳがローラ対１５０を通過する際、シート上のトナー画像はニップ部Ｎで熱溶解され固着しつつある。そのため、シートＳの定着トナー像担持面とは反対側の面に接触する第２の搬送ローラである搬送駆動ローラ１５１の表層１５１ｃを導電化する方式が好適である。

搬送駆動ローラ１５１の表層１５１ｃには除電ブラシ１６１（第２の除電部材）が接触される。除電ブラシ１６１は搬送枠体１５５を介してアースＧと電気的に接続される。除電ブラシ１６１はステンレスのブラシ部１６１ａをステンレス板１６１ｂ上に導電テープにより固定されることで構成される。

＜除電効果＞
次に図５〜８を用いて、上述した加圧ベルト１２０と搬送駆動ローラ１５１によるシート（記録材）の除電効果について説明する。図５は従来における帯電状況を説明する図、図６は本実施例による除電効果を説明する図である。

二次転写装置２６において二次転写部７でトナー画像をシートに転写させるために、シートには電圧が印加されシートは帯電される。形成されたトナー画像は定着装置２７においてニップ部Ｎにより定着さるとともにシートＳはニップ部Ｎとローラ対１５０により搬送される。

図５、図６はシートＳの帯電電位を時刻歴で示したものであり、実線Ａが二次転写部７から５．０ｍｍ地点でのシートＳの電位、破線Ｂがローラ対１５０から１０．０ｍｍ地点でのシートＳの電位である。横軸と縦軸の交点は、シートＳが二次転写部７に突入したタイミングである。シートＳは二次転写部７に突入後、約０．１６秒後にＡの測定点に到達する。シートＳは二次転写部７を経過後、ニップ部Ｎに導入されトナー画像が定着される。トナー画像が定着されたシートＳはローラ対１５０により挟持搬送され、二次転写部７にシートＳが突入してから約０．７秒後にＢの測定点に到達する。

従来の構成として、搬送駆動ローラ１５１の表層を非導電のＰＦＡチューブを被覆した構成を用いた。従来の構成、本実施例における構成共に、二次転写後のシートＳの電位はほぼ同一である。一方、従来の構成に比してローラ対１５０通過後のシート電位Ｂが大きく低減されている。これにより、シートの帯電による画像異常や、帯電したシートが搬送路の搬送ガイドに電気的に吸着されることにより発生する搬送不良を好適に改善することが可能となる。

図７は加圧ベルト１２０の表層１２０ｃよりも搬送駆動ローラ１５１の表層１５１ｃの体積抵抗率を下げたことによる本実施例の効果を説明するための図である。比較用の構成として本実施例の定着装置の構成に対して、搬送駆動ローラ１５１の表層１５１ｃの体積抵抗率を１０の９乗Ω・ｃｍとした際のシートの帯電電位を時刻歴で示したものである。

図５、図６と同様に実線Ａが二次転写部７から５．０ｍｍ地点でのシートの電位、破線Ｂがローラ対１５０から１０．０ｍｍ地点でのシートの電位である。比較用の構成においては、ローラ対１５０後のシート電位Ｂが従来の構成より低下しているものの、本実施例の構成に比して高くなっている。

図８は本実施例の構成でのシートへのトナー画像の二次転写に対する影響を説明するための図であり、二次転写部７で電圧を印加際の二次転写電流（二転電流）の時刻歴を示したものである。実線Ｃが上述の従来の構成における二転電流、破線Ｄが本実施例の構成における二転電流である。横軸と縦軸の交点は、シートが二次転写部７に突入したタイミングである。

従来の構成と比して二次転写電流の量は同等であり、本実施例における構成によるシート除電の方式による、シートからの電荷過流出による画像異常等の影響は小さい。

尚、本実施例で示すシートの電位はＴＲＥＫ社製高圧高速表面電位計（ＭＯＤＥＬ ３４１Ｂ）を用いた測定装置を画像形成装置１００の内部に設置して測定を実施した。測定対象のシートとしては、王子製紙社製のコート紙（ＯＫトップコート、坪量１２８ｇｓｍ、Ａ３）を用いた。シートへの二次転写時のシート帯電による影響を確認するため、作成するトナー画像は測定用のテストチャートを用いたが、本実施例ではその画像の詳細について説明は割愛する。

本実施例で説明した構成における除電方式によれば、従来の構成に比して好適なシート除電が可能になる。また、加圧ベルト１２０と搬送駆動ローラ１５１の体積抵抗率を好適に設定することで過剰な除電によりシートからトナー保持のための電荷を過流出させることで発生する画像異常等を抑止することが可能になる。

本実施例では、シート上のトナー画像を定着するためのニップ部Ｎをベルト状部材により構成する定着装置を用いて説明したが、ニップ部Ｎを構成する第１及び第２の定着部材がローラ対、あるいはベルト状部材とローラ状部材であっても良い。また、第２の定着部材は表面の摩擦係数が小さい非回転のパッドを用いる仕打ち構成であってもよい。

［実施例２］
画像形成装置１００と定着装置２７の構成は実施例１と類似しているため、図１を用いて実施例１との差異のみを説明する。

加圧ベルト１２０は、表層１２０ｃに導電性ＰＦＡチューブ（例えばクンゼ株式会社のＧＦチューブＳＴにカーボンブラックを分散させたもの）を被覆したものが用いられる。本実施例における加圧ベルト１２０は表層１２０ｃの体積抵抗率が１０の７乗程度である。

加圧ベルト１２０の表層１２０ｃには除電ブラシ１６２が加圧ベルト１２０の回転方向に対して鈍角に接触される。除電ブラシ１６２は加圧枠体１１７に固定される。加圧枠体１１７は図示されない１０００Ωの電気抵抗素子を介してアースＧと電気的に接続されている。

搬送駆動ローラ１５１は、表層１５１ｃに導電性ＰＦＡチューブ（例えばクンゼ株式会社のＧＦチューブＳＴにカーボンブラックを分散させたもの）を被覆したものが用いられる。本実施例における表層１５１ｃの体積抵抗率は１０の７乗程度である。搬送駆動ローラ１５１の表層１５１ｃには除電ブラシ１６１が接触される。除電ブラシ１６１は搬送枠体１５５に配され、搬送枠体１５５は図示されない１０Ωの電気抵抗素子を介してアースと電気的に接続される。

即ち、加圧ベルト１２０の導電性の離形層１２０ｃに接触する除電ブラシ１６２とアースＧの間の抵抗値（第１の除電部材と接地間の抵抗値）が、搬送駆動ローラ１５１の導電性の離形層１５１ｃに接触する除電ブラシ１６１とアースＧの間の抵抗値（第２の除電部材と接地間の抵抗値）よりも大きい。本実施例で示す構成によれば、実施例１と同様の効果を得ることが可能になる。

本実施例では、除電部材とアースの間に異なる電気抵抗素子を接続することで実現しているが、除電部材とアースの間の抵抗値を変える構成であれば上述した構成に限定されない。例えば、除電部材とアースの間の抵抗を除電部材自体の抵抗値を変えることで実現可能である。

本発明によれば、画像異常等を招くことなく好適に定着ニップ近傍でのシート除電が可能になる。

また、未定着トナー像ｔをシートＳに定着する定着装置を例に説明したが、本発明は、これに限らず、画像の光沢を向上させるべく、シートに仮定着されたトナー像を加熱加圧する装置（この場合も定着装置と呼ぶ）にも同様に適用可能である。

また、加熱装置として電磁誘導加熱方式について説明したが、本発明は、これに限らず、ハロゲンヒータなどの他の方式の加熱装置を用いる場合にも同様に適用することができる。具体的には、例えば、駆動ローラ１３１や加圧ローラ１２１の内部にハロゲンヒータなどの加熱装置を配設したものである。

１００・・画像形成装置、７・・二次転写部、２６・・二次転写装置、２７・・定着装置、１１７・・加圧枠体、１２０・・加圧ベルト、１３０・・加熱ベルト、１４１・・分離部材、１５０・・定着ニップ後搬送ローラ対、１５１・・搬送駆動ローラ、１５２・・搬送従動ローラ、１５５・・搬送枠、１６１・・除電部材、１６２・・除電部材、１７０・・ＩＨヒータ

Claims (12)

1. シート上のトナー像を定着するためシートを挟持搬送する定着部であって、シートのトナー像担持面に接触する第１のフッ素樹脂層を備えた第１の定着部材と、前記第１の定着部材と協働してシートを挟持搬送する第２の定着部材であってシートのトナー像担持面とは反対側の面に接触する体積抵抗率が１０ ^７ 〜１０ ^１１ Ω・ｃｍの第２のフッ素樹脂層を備えた第２の定着部材と、を有する定着部と、
   前記定着部よりもシート搬送方向下流側に設けられシートを挟持搬送する搬送部であって、シートのトナー像担持面と接触する第３のフッ素樹脂層を備えた第１の搬送ローラと、前記第１の搬送ローラと協働してシートを挟持搬送する第２の搬送ローラであってシートのトナー像担持面とは反対側の面に接触する体積抵抗率が１０ ^５ 〜１０ ^８ Ω・ｃｍの第４のフッ素樹脂層を備えた第２の搬送ローラと、を有する搬送部と、
   前記第２のフッ素樹脂層に接触して前記第２のフッ素樹脂層を除電する第１の除電部材と、
   前記第４のフッ素樹脂層に接触して前記第４のフッ素樹脂層を除電する第２の除電部材と、
   を有することを特徴とする定着装置。
2. 前記第２のフッ素樹脂層の体積抵抗率は、前記第４のフッ素樹脂層の体積抵抗率よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記第１のフッ素樹脂層の体積抵抗率は、前記第２のフッ素樹脂層の体積抵抗率よりも大きいことを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載の定着装置。
4. 前記第１のフッ素樹脂層の体積抵抗率は１０ ^１２ Ω・ｃｍ以上であることを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
5. 前記第３のフッ素樹脂層の体積抵抗率は、前記第４のフッ素樹脂層の体積抵抗率よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の定着装置。
6. 前記第３のフッ素樹脂層の体積抵抗率は１０ ^１３ Ω・ｃｍ以上であることを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
7. 前記定着部と前記搬送部は、前記定着装置に使用可能な搬送方向長さが最小のシートが、前記第１の定着部材及び前記第２の定着部材とともに、前記第１の搬送ローラ及び前記第２の搬送ローラによって同時に挟持されるような位置関係にあることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の定着装置。
8. シートが前記第１の搬送ローラと前記第２の搬送ローラの間を通過する際のトナーの温度は、トナーを構成するバインダー樹脂の溶融温度以上であることを特徴とする請求項７に記載の定着装置。
9. シートが前記第１の搬送ローラ及び前記第２の搬送ローラの間を通過する際のシートの温度は１００℃以上であることを特徴とする請求項７に記載の定着装置。
10. 前記第１の除電部材と接地間の抵抗値は、前記第２の除電部材と接地間の抵抗値よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の定着装置。
11. 前記第２のフッ素樹脂層と前記第４のフッ素樹脂層には導電性フィラーが添加されていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の定着装置。
12. 前記導電性フィラーは、カーボンであることを特徴とする請求項１１に記載の定着装置。