特許 7475994 定着装置及び画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-19

(45)【発行日】2024-04-30

(54)【発明の名称】定着装置及び画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/20 20060101AFI20240422BHJP

   G03G 21/00 20060101ALI20240422BHJP

   H05B 3/00 20060101ALI20240422BHJP

【ＦＩ】

G03G15/20 505

G03G21/00 398

H05B3/00 335

H05B3/00 310C

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020112788

(22)【出願日】2020-06-30

(65)【公開番号】P2022011569

(43)【公開日】2022-01-17

【審査請求日】2023-06-26

(73)【特許権者】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003133

【氏名又は名称】弁理士法人近島国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】安川 航司

【審査官】三橋 健二

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－０７２５１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０９７２７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０８４０８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０２４４３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２１３４４３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｇ １５／２０

Ｇ０３Ｇ ２１／００

Ｈ０５Ｂ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

交流電源に接続され、通電により発熱するヒータと、
前記ヒータに接している状態で配置された導電性を有する導電部材と、
内面において前記導電部材と摺動しながら回転する筒状のフィルムと、
前記フィルムを挟んで前記導電部材と圧接し、前記導電部材との間にニップ部を形成する加圧部材と、
を有し、前記ニップ部で記録材を挟持して搬送しながら記録材上のトナー画像を加熱して記録材に定着させる定着装置であって、
前記交流電源から供給される交流電圧がピーク値となるときに当該ピーク値とは逆極性の電圧値となる波形の交流電圧を前記導電部材に印加する電圧印加手段をさらに有する、
ことを特徴とする定着装置。

【請求項2】

前記電圧印加手段が前記導電部材に印加する交流電圧は、前記交流電源から供給される交流電圧と同周波数であって、前記交流電源から供給される交流電圧とは逆位相である、
ことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。

【請求項3】

前記電圧印加手段は、オペアンプを備えた反転増幅器を含み、前記交流電源から供給される交流電圧から前記反転増幅器によって生成した電圧を前記導電部材に印加する、
ことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。

【請求項4】

前記電圧印加手段が前記導電部材に印加する交流電圧は、前記交流電源から供給される交流電圧とは異なる周波数であって、前記交流電源から供給される交流電圧の周波数の奇数倍の周波数である、
ことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。

【請求項5】

前記電圧印加手段は、前記交流電源から供給される交流電圧のゼロクロス信号を基準として前記導電部材に印加する交流電圧の同期を取る、
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。

【請求項6】

前記ヒータは、基板と、前記基板上に形成された発熱抵抗体と、前記発熱抵抗体を覆う絶縁性の保護層と、を有し、前記保護層と前記導電部材とが接している、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の定着装置。

【請求項7】

前記フィルムの外周側から前記ヒータ及び前記導電部材を見た場合に、前記ニップ部の長手方向に関して前記導電部材は前記フィルムより長く構成され、かつ、前記長手方向に垂直な短手方向に関して前記導電部材は前記ヒータより長く構成されている、
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。

【請求項8】

回転する像担持体と、
転写電圧を印加されることで、前記像担持体の表面に担持されたトナー像を記録材に転写する転写手段と、
前記転写手段によって記録材に転写されたトナー像を記録材に定着させる請求項１乃至７のいずれか１項に記載の定着装置と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電子写真式画像形成装置等に用いられる定着装置、及びこの定着装置を備えた画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電子写真方式のプリンタや複写機に搭載される熱定着方式の定着装置として、セラミックス製等の基板上に発熱抵抗体を有するヒータと、ヒータに接触しつつ移動する定着フィルムと、定着フィルムを介してヒータに対向する加圧ローラを有するものがある。未定着トナー像を担持する記録材は、定着フィルムと加圧ローラの間のニップ部（定着ニップ部）で挟持搬送されつつ加熱され、これにより記録材上のトナー像は記録材に加熱定着される。

【0003】

ところで、上述した熱定着方式の定着装置においては、高温高湿環境に長時間放置されることで吸湿し電気抵抗が低下した記録材を用いた場合等に、ＡＣバンディングと呼ばれる現象が発生する可能性がある。トナー像の転写が行われている状態で記録材が定着ニップ部に挟持されると、ヒータを発熱させるために商用電源等から供給される交流電圧が記録材を介して転写ニップ部に伝わり、転写部材に印加されている転写電圧に重畳してしまう。ＡＣバンディングとは、転写部材と像担持体との間に流れる転写電流が記録材を介して伝播する交流電圧の波形成分によって振れてしまい、転写性にムラが生じ、結果として画像の副走査方向に濃淡ムラの画像不良が現れることを指す。特許文献１には、記録材に接する絶縁性のフィルムとヒータとの間に接地された導電部材を配置し、導電部材及びフィルムとを介して間接的に記録材上の画像を加熱することでヒータから記録材に印加される交流電圧を抑制する構成が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１８－０７２５１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、上記技術をさらに発展させたものであり、ＡＣバンディングの発生を抑制可能な定着装置の新たな構成を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様は、交流電源に接続され、通電により発熱するヒータと、前記ヒータに接している状態で配置された導電性を有する導電部材と、内面において前記導電部材と摺動しながら回転する筒状のフィルムと、前記フィルムを挟んで前記導電部材と圧接し、前記導電部材との間にニップ部を形成する加圧部材と、を有し、前記ニップ部で記録材を挟持して搬送しながら記録材上のトナー画像を加熱して記録材に定着させる定着装置であって、前記交流電源から供給される交流電圧がピーク値となるときに当該ピーク値とは逆極性の電圧値となる波形の交流電圧を前記導電部材に印加する電圧印加手段をさらに有する、ことを特徴とする定着装置である。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、ＡＣバンディングの発生を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施例１に係る画像形成装置の構成を示す図。

【図2】実施例１に係る定着装置の構成を示す図。

【図3】実施例１に係るヒータの構成を示す図。

【図4】実施例１に係る定着装置への給電構成を示す図。

【図5】交流電圧が転写電圧に重畳するメカニズムを説明するための図。

【図6】ＡＣ波形成分の検知を説明するための図。

【図7】ＡＣ波形成分の検知を説明するための図。

【図8】ＡＣバンディングの発生を説明するための図。

【図9】ＡＣバンディングが発生した際の画像を説明するための図。

【図10】実施形態に係る交流電圧が転写電圧に重畳する経路の等価回路図。

【図11】比較例における交流電圧発生経路の等価回路図。

【図12】実施例１に係る導電板に電圧を印加する駆動回路の構成を示す図。

【図13】実施例１に係る導電板に印加する電圧波形を説明するための図。

【図14】実施例２に係る導電板に電圧を印加する駆動回路の構成を示す図。

【図15】実施例２に係る導電板に印加する電圧波形を説明するための図（ａ～ｅ）。

【図16】実施例２に係る導電板に印加する電圧波形を説明する図（ａ～ｃ）。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。

【実施例1】

【0010】

（画像形成装置）
図１は実施例１に係る定着装置２を備えた画像形成装置として、電子写真技術を用いたレーザビームプリンタ（以下、単にプリンタ１００とする）の断面図である。以下、プリンタ１００の構成及び動作を簡単に説明する。

【0011】

プリンタ１００は、プリント指示を受けると、スキャナユニット１５が画像情報に応じたレーザ光Ｌを像担持体としての感光体６０１に照射する。帯電ローラ４によって予め所定の極性に帯電させられた感光体６０１はレーザ光Ｌによって走査され、これにより感光体６０１の表面には画像情報に応じた静電潜像が形成される。その後、現像器６が感光体６０１にトナーを供給して静電潜像を現像し、トナー画像として可視化する。感光体６０１の回転により、トナー画像は、感光体６０１と転写手段としての転写ローラ５との間に形成される転写部（転写ニップ部Ｔ）に搬送される。

【0012】

カセット７からは、給送ローラ８によって記録材Ｐが一枚ずつ分離しながら給送され、搬送ローラ対９を経てレジストレーションローラ対１０に送られる。レジストレーションローラ対１０は、記録材Ｐの所定の位置（搬送方向の位置）に画像を形成するために、感光体６０１に形成されたトナー画像と同期するように記録材Ｐを転写ニップ部Ｔに搬送する。記録材Ｐは転写ニップ部Ｔに挟持されて搬送されている間に、トナーと逆極性の転写バイアスが印加された転写ローラ５により、感光体６０１からトナー画像を転写される。転写ニップ部Ｔを通過した記録材Ｐは定着装置２へ搬送され、定着装置２によって定着処理を受けた後、排出ローラ対１２によって排出トレイ１３上に排出される。

【0013】

なお、記録材Ｐとしては、普通紙及び厚紙等の紙、プラスチックフィルム、布、コート紙のような表面処理が施されたシート、封筒やインデックス紙等の特殊形状のシート等、サイズ及び材質の異なる多様なシート材を使用可能である。また、ここでは感光体６０１から記録材Ｐにトナー像を直接転写する方式を挙げたが、感光体に形成したトナー像を中間転写ベルト等の中間転写体を介して記録材に転写する方式の画像形成装置に対して以下で説明する技術を適用してもよい。

【0014】

（定着装置）
図２を用いて本実施例に係る定着装置２の構成を説明する。本実施例において、定着装置２は、筒状のフィルムを介して記録材上のトナー画像を加熱するフィルム加熱方式の像加熱装置である。定着装置２は、筒状のフィルム２３と、フィルム２３の内面に接触する導電部材としての導電板２６と、導電板２６と接触するヒータ２２と、ヒータ２２を保持する保持部材２１と、を有する。また、定着装置２は、フィルム２３を介して導電板２６に圧接され、導電板２６との間に定着ニップ部Ｎを形成する加圧部材としての加圧ローラ２４を有する。

【0015】

以下、定着ニップ部Ｎにおける記録材の搬送方向に対して垂直に細長く延びているヒータ２２の長手方向（フィルム２３及び加圧ローラ２４の回転軸線の方向、定着ニップ部Ｎを通過する記録材Ｐの幅方向）を、定着装置２の長手方向とする。図２は、長手方向に垂直な仮想平面で切断した定着装置２の断面を長手方向に見た図である。

【0016】

ヒータ２２と導電板２６は、筒状のフィルム２３の内部に配置されており、記録材Ｐ上のトナー画像は、ヒータ２２によって加熱された導電板２６によって、周方向に回転するフィルム２３を介して加熱される。なお、導電板２６の材質としては、熱伝導性、加工容易性、入手性の観点で、アルミニウムを好適に用いることができる。また、フィルム２３は可撓性を有したポリイミドを主材とし、導電性カーボンからなる高熱伝導フィラーを添加することで熱伝導率を向上させるとともに、導電性を付与したものを用いている。フィルム２３は、内面（内周面）において導電板２６と摺動しながら回転する。

【0017】

ヒータ２２及び導電板２６は、保持部材２１の下面（加圧ローラ２４に対向する対向面）に設けられた溝に嵌め込まれることで、保持部材２１に保持（支持）される。この溝は、嵌め込まれたヒータ２２及び導電板２６の長手方向が記録材Ｐの搬送方向に直交する方向と一致するように形成される。また、保持部材２１は、フィルム２３の回転を案内するガイドの機能も有している。ヒータ２２と導電板２６とは、熱伝導性を良くするために、高熱伝導性シリコーン系接着剤によって接着されている。

【0018】

ヒータ２２のフィルム２３の内面と対向する対向面（図２で下側の面）とは反対側には、温度検知素子であるサーミスタ２５が取り付けられており、サーミスタ２５の検知温度に応じて発熱抵抗体３３への通電が制御される。また、加圧ローラ２４は、モータＭから動力を受けて矢印ｂ方向に回転する。そして、加圧ローラ２４が回転することによってフィルム２３が従動して矢印ｃ方向に回転する。記録材Ｐが定着ニップ部Ｎにおいて矢印ａの方向に搬送されることにより、記録材上のトナー画像は加熱及び加圧されて記録材Ｐに定着する。

【0019】

（ヒータ）
図３を用いて、ヒータ２２について説明を行う。ヒータ２２は、アルミナ等のセラミック材を用いた細長薄板形状のヒータ基板３２に、通電により発熱する発熱体としての発熱抵抗体３３と、発熱抵抗体３３に電圧を印加するための導電部１０９と、が形成されている。ヒータ基板３２において発熱抵抗体３３が形成された領域は、発熱抵抗体３３に印加される商用電源電圧に対し基礎的な絶縁をするための保護層であるコーティングガラス３４によってコーティングされている。なお、ヒータ基板３２としてステンレス等の金属材料を使用し、ヒータ基板３２上に絶縁層を形成し、さらに絶縁層の上に発熱抵抗体３３を配置してもよい。また、保護層を形成する絶縁性の材料はガラスには限られない。

【0020】

図４はヒータ２２に導電板２６及びフィルム２３をセットした状態における、フィルム２３の外周側から見た部材間の長手方向の位置関係と、ヒータ２２及び導電板２６への給電方法を示している。ヒータ２２の長手方向に関して、フィルム２３よりも導電板２６及びヒータ２２の方が長く構成されており、フィルム２３の回転軸線に垂直な方向から見て導電板２６及びヒータ２２の長手方向の端部はフィルム２３から露出する。従って、加圧ローラ２４に従動してフィルム２３が回転する領域の長手方向の外側で、ヒータ２２及び導電板２６に給電することが可能である。

【0021】

また、ヒータ２２の短手方向（ヒータ基板３２の主面に沿った方向であって長手方向に垂直な方向）に関しては、ヒータ２２よりも導電板２６の方が少し長く（言い換えると幅広に）構成されている。このため、ヒータ２２のコーティングガラス３４がフィルム２３の内面と接しないようになっている。

【0022】

給電コネクタ２７はヒータ２２の導電部１０９と当接圧をもって接触し、発熱抵抗体３３へ商用電源から供給される交流電圧を供給する。導電板２６に対しては、コの字型に曲げられた金属板であるヒータクリップ２８が取り付けられる。ヒータクリップ２８は、導電板２６及びヒータ基板３２を挟持して保持部材２１に保持する機能と共に、束線２９を通じて導電板２６へ後述の交流電圧を供給する機能を有する。

【0023】

ここで、仮にＡＣバンディング対策として導電板２６ではなくフィルム２３へ給電を行う場合、フィルム２３は回転する部材であるため、回転を許容しつつフィルム２３との安定した電気的接続を実現する接点構成は煩雑なものとなり、コストも増加する。本実施例のように、導電板２６とヒータクリップ２８を用いることで簡易な構成で導電板２６へ安定した給電を行うことができる。

【0024】

なお、本実施例ではヒータ基板３２に絶縁のセラミック材を用いているが、ヒータ基板３２がステンレス等の導電材料である場合、交流電圧の給電を導電板２６のみに行うよう、導電板２６への給電時にヒータ基板３２との絶縁を考慮する必要がある。例えば、ヒータクリップ２８を用いずに導電板２６のみに束線２９を溶接する等の手段をとることができる。

【0025】

（ＡＣバンディング）
次に、ＡＣバンディングについて、図５～図９を用いて説明する。図５にＡＣバンディングの発生メカニズムを説明するための模式図を示す。定着装置２のヒータ２２には交流電源としての商用電源６５から交流電圧が印加される。また、転写ローラ５には転写電源６１から転写電圧が印加され、転写ニップ部Ｔにおいて転写ローラ５から感光体６０１に流れる電流を検知回路６２によって検知可能である。

【0026】

ＡＣバンディングが発生するタイミングの例は、吸湿した記録材Ｐが転写ニップ部Ｔにて感光体６０１からトナー像を転写されている状態で記録材Ｐが定着ニップ部Ｎに挟持されているときである。このとき、商用電源６５からヒータ２２に交流電圧が印加され、トライアック６８によって交流電圧の波形制御が行われる。定着ニップ部Ｎに挟持された記録材Ｐは、フィルム２３と接触している。また、画像形成装置の小型化のため、転写ニップ部Ｔと定着ニップ部Ｎの距離は一般的な記録材Ｐの搬送方向長さよりも短くなっており、一枚の記録材Ｐが転写ニップ部Ｔと定着ニップ部Ｎに同時に挟持されているものとする。

【0027】

図６は、商用電源６５の交流電圧が転写ニップ部Ｔにおける転写電圧Ｖｔに重畳された際に検知回路６２によって検知される電流を示す模式的なグラフである。図７は、図６におけるＡＣ波形成分によって振れた電流の波形を拡大した模式的なグラフである。図６の時刻Ｔ１は、記録材Ｐの先端が転写ニップ部Ｔに突入する時刻であり、時刻Ｔ２は記録材Ｐの先端が定着ニップ部Ｎに突入する時刻である。

【0028】

時刻Ｔ２よりも前の状態においては、記録材Ｐが転写ニップ部Ｔと定着ニップ部Ｎの両方によって挟持されていない状態であるため、商用電源６５の交流電圧は記録材Ｐを介して転写電圧Ｖｔに重畳されることはない。一方で、記録材Ｐが転写ニップ部Ｔと定着ニップ部Ｎの両方によって挟持される時刻Ｔ２以降に関しては、商用電源６５の交流電圧が記録材Ｐを介して転写電圧Ｖｔに重畳され、ＡＣ波形成分によって電流値が振れる。これにより、図７に示すように、転写ローラ５に流れる電流は商用電源６５の電源周波数周期で振れてしまう。

【0029】

図８は、転写ニップ部Ｔにおける電流値が振れる状況がＡＣバンディングとして顕在化する場合について説明するための模式図である。図９は、ＡＣバンディングが生じた画像の模式図である。

【0030】

図８に示すように、転写電圧Ｖｔを転写電源６１から転写ローラ５に印加した際に、商用電源６５の交流電圧が転写電圧Ｖｔに重畳すると、転写ローラ５から感光体６０１に流れる電流はＡＣ波形成分によって振れてしまう。この時、転写ローラ５から感光体６０１に流れる電流が商用電源６５の電源周波数周期で振れることにより、図８における波形の谷部が、吸湿紙にトナー像を転写する際の電流の適正範囲を下回ってしまう。その結果、商用電源６５の電源周波数周期で電流が不足し、図９に示すように、記録材Ｐが定着ニップ部Ｎｆに突入した以降に感光体６０１から記録材Ｐに転写された画像の部分に、商用電源６５の電源周波数周期に相当する間隔で濃度ムラが現れる。このような商用電源６５の電源周波数周期に相当する間隔で画像の濃度ムラが生じる現象をＡＣバンディングと呼ぶ。

【0031】

（等価回路図を用いた本実施例の利点の説明）
図１０は、本実施例を採用した場合に、ＡＣバンディングに関与する電流経路（図５の構成）を模式化した等価回路図である。本図において、商用電源６５から発熱抵抗体３３へ印加される交流電圧により、定着ニップ部Ｎ、記録材Ｐの抵抗成分Ｒｐ、転写ニップ部Ｔを経由して転写ローラ５の抵抗成分Ｒｔへ流れる交流電流が、ＡＣバンディングの原因となる。

【0032】

図１０において、Ｃ３４はコーティングガラス３４の容量成分であり、Ｃ２３はフィルム２３の容量成分である。交流電源７０は、後述するように導電板２６に交流電圧を印加する本実施例の電圧印加手段であり、商用電源６５の交流電圧とは位相が反転した交流電圧を導電板２６に印加する。本実施例では、Ｃ３４の値は２５０ｐＦ、Ｃ２３の値は１０００ｐＦとする。高温高湿環境下ではＲｐは１２０ＭΩ程度、Ｒｔは２０ＭΩ程度になる。発熱抵抗体３３から転写ローラ５の抵抗成分Ｒｔまでの合成インピーダンスＺ１の絶対値は以下の式（１）で表される。

【0033】

【数1】

【0034】

ｆは商用電源周波数であり、ｆ＝５０［Ｈｚ］とすると、Ｚ１は約１４２ＭΩとなる。交流電源７０から交流電圧を印加しない場合、商用電源６５が１００Ｖｒｍｓとすると、Ｚ１、Ｒｐ、Ｒｔの分圧計算より定着ニップ部Ｎには約９８Ｖｒｍｓ、転写ニップ部Ｔには約１４Ｖｒｍｓの交流電圧が重畳される。

【0035】

本実施例では、交流電源７０から導電板２６に商用電源６５とは異なる交流電圧を印加することで、合成された交流電圧波形の振幅を抑え、上記転写ニップ部Ｔに重畳される交流電圧を１４Ｖｒｍｓより低下させることでＡＣバンディングの抑制が可能となる。なお、ＲｐやＲｔは記録材Ｐの種類（材質、サイズ等）や温湿度条件によって変動するため、より商用電源６５に近いポイントで交流電源７０を印加した方が安定してＡＣバンディングの発生を抑えることができる。また、商用電源６５から供給される電源電圧は導電板２６のポイントではコーティングガラス３４の容量成分であるＣ３４の分、ドロップした電圧となる。このため交流電源７０は、そのドロップした電圧に対して交流電圧を打ち消す効果が得られるので、効率よく交流電圧を抑えることができる。

【0036】

ここで図１１を用いて、交流電源７０を設けない比較例の構成における課題を説明する。比較例の構成は、導電板２６を直接接地（又は低抵抗を介して接地）させる以外は、実施例１と同様であるものとする。導電板２６を単に接地させることでも、接地電位から供給される電荷によって商用電源６５の交流電圧が相殺され、定着ニップ部Ｎや転写ニップ部Ｔに伝わるＡＣ波形成分は小さくなる。その一方で、フィルム２３内のインピーダンスが低いため、記録材Ｐが定着ニップ部Ｎに突入した時に転写電圧Ｖｔがドロップしやすいという課題がある。なお、導電板２６を用いずに、フィルム２３の内面やコーティングガラス３４の表面を接地（又は低抵抗を介して接地）させた場合も同様の現象が生じる。合成インピーダンスＺ２の絶対値は以下の式（２）で表される。

【0037】

【数2】

【0038】

上記と同様にＲｐは１２０ＭΩとして、本実施例のような熱伝導性を上げたフィルム２３（容量成分Ｃ２３が１０００ｐＦ）を用いた場合、Ｃ２３のインピーダンスは無視できるほど小さく、Ｚ２は約１２０ＭΩとなる。一方、転写電源６１は転写プロセスにおいて転写ニップ部Ｔに一定の電流が流れるように定電流制御を行っている。転写ニップ部Ｔに流れる電流の目標値を５０μＡに設定して制御を行う場合、転写電圧Ｖｔは転写ローラ５の抵抗成分Ｒｔの２０ＭΩを掛けて次の式（３）で表される。
Ｖｔ＝５０［μＡ］×２０［ＭΩ］＝１０００［Ｖ］ ・・・（３）

【0039】

この状態で記録材Ｐが定着ニップ部Ｎに突入すると、転写ニップ部Ｔでは上記の合成インピーダンスＺ２と転写ローラ５の抵抗成分Ｒｔが並列に見えてしまい、これらの合成インピーダンスは、次の式（４）で表される。
Ｚ２//Ｒｔ＝（Ｚ２×Ｒｔ）／（Ｚ２＋Ｒｔ）≒１７ＭΩ ・・・式（４）

【0040】

転写ニップ部Ｔでは５０μＡで定電流制御を行っているため、このとき転写電圧Ｖｔは、次の式（５）から８５０Ｖとなる。
Ｖｔ＝５０［μＡ］×１７［ＭΩ］＝８５０［Ｖ］ ・・・式（５）

【0041】

つまり、定着ニップ部突入前の転写電圧Ｖｔの値１０００Ｖに対し１５０Ｖドロップした電圧が印加されることになり、転写抜け（転写不良）を起こしてしまう可能性がある。そこで、従来はフィルム２３の絶縁性を高めて転写抜けを抑制していたが、その代わりにフィルム２３の熱伝導性を高めることが難しくなっていた。本実施例では、熱伝導性を高めたフィルム２３を用いるとともに、定着装置内のインピーダンスを下げることもないため、上記のような転写抜けを発生させることなく、ＡＣバンディング対策を行うことが可能である。

【0042】

（導電板に印加する交流電源）
本実施例の交流電源７０が導電板２６に印加する交流電圧について、図１２、図１３を用いて説明する。まず商用電源６５の電圧に対し、感電に対する基礎的な絶縁が可能な抵抗１０１を用いる。かつ、抵抗１０１及び抵抗１０２で商用電源６５の電圧Ｖａｃを分圧して＋Ｖｃｃ、－Ｖｅｅ以下の電圧Ｖ’とし、両電源オペアンプ１０６に入力する。その際＋Ｖｃｃは不図示のダイオードブリッジなどを用いて生成し、－Ｖｅｅは不図示の不電源出力のＤＣコンバータなどを用いて生成する。次に抵抗１０３と抵抗１０４の値を揃えることにより、Ｖ’の位相を反転した電圧を出力してゲイン－１の反転増幅器１０５を形成する。つまり、本実施例における交流電源７０とは、商用電源６５から供給される電圧によって駆動され、商用電源６５とは逆位相かつ同周波数の電圧Ｖｂを出力する回路を指す。一方、発熱抵抗体３３については、不図示のＣＰＵがトライアック６８をオンオフ制御することで商用電源６５から発熱抵抗体３３への電力供給の通電／遮断を切り替えている。

【0043】

図１３に発熱抵抗体３３に印加される商用電源６５の電圧Ｖａｃ、導電板２６に印加される交流電源７０の電圧Ｖｂ、及びフィルム２３の外面に発生する電圧Ｖｆの波形を示す。反転増幅器１０５により商用電源６５と逆位相の電圧Ｖｂを導電板２６に印加することにより、フィルム２３外面に誘起される電圧Ｖｆが小さくなる、即ち、及び記録材Ｐを介して転写電圧Ｖｔに重畳されるＡＣ波形成分が小さくなることが分かる。つまり、本実施例の構成により、ＡＣバンディングを効果的に抑制できることが分かる。

【0044】

なお、本実施例では商用電源６５と逆位相の電圧を導電板２６に印加する電圧印加手段として、オペアンプを用いた反転増幅器１０５を含む交流電源７０を用いたが、他の回路構成により同様の逆位相電圧を生成してもよい。

【実施例2】

【0045】

実施例２に係る定着装置について、図１４～図１６を用いて説明する。図１４は実施例２におけるヒータ２２の駆動回路構成を表す。図１５（ａ～ｅ）は実施例２におけるヒータ２２に印加される交流電圧の生成過程を説明するためのグラフである。図１６（ａ～ｃ）は本実施例においてフィルム２３外面に誘起される電圧Ｖｆについて説明するためのグラフである。ヒータ２２の駆動回路の構成を除き、実施例２におけるプリンタ１及び定着装置２は実施例１と同様の構成を採用するため、実施例１と共通の参照符号を付して説明を省略する。

【0046】

実施例１との主たる相違点は、導電板２６に印加する電圧の周波数を商用電源６５と異なる周波数としている点である。

【0047】

図１４及び図１５（ａ～ｅ）を用いて本実施例の電圧印加回路の説明をする。商用電源６５の交流電圧Ｖ１（図１５（ａ））のゼロクロス点をゼロクロス検知回路２０５が検知し、同時にフォトカプラ２０３で一次と二次の絶縁を取り、ゼロクロス信号Ｖ２３（図１５（ｂ））をＣＰＵ２０４に入力する。一方、画像形成装置の電源スイッチ２０１が投入されると、電源オン信号Ｖ２２がＣＰＵ２０４に入力される。ＣＰＵ２０４は電源オン信号Ｖ２２（図１５（ｃ））が立ち上がってから次のゼロクロス信号Ｖ２３の立ち上がりまでの時間ｔ１及び一定の時間ｔ２経過後に三角波起動信号Ｖ２４を立ち上げる（図１５（ｄ））。

【0048】

三角波起動信号Ｖ２４が三角波起動回路２２１に入力されてロードスイッチ２２２がオンになると、電源電圧＋Ｖｃｃが三角波生成部２２０に入力され、三角波生成部２２０が三角波Ｖ２６（図１５（ｅ））を生成する。ここで、コンデンサ２２４でカップリングしＶ２６を生成するとともに付加的な絶縁を確保し、導電板２６と回路の絶縁を行う。三角波Ｖ２６は商用電源周波数よりも高周波のため、容量が小さいコンデンサ２２４でカップリング及び絶縁を行うことができる。以上のように、商用電源６５の交流電圧Ｖ１の立ち上がりから時間ｔ２経過後に三角波Ｖ２６が導電板２６に印加される。三角波起動回路２２１及び三角波生成部２２０からなる交流電源７０Ａは、本実施例の電圧印加手段として機能する。

【0049】

図１６（ａ）は商用電源６５の交流電圧Ｖ１を表し、図１６（ｂ）は導電板２６に印加される三角波Ｖ２６を表し、図１６（ｃ）はフィルム２３外面に誘起される電圧Ｖｆを表している。本実施例では商用電源６５のピーク電圧が三角波Ｖ２６によって抑えられるように時間ｔ２を商用電源６５の電源周波数周期の１／４周期分とし、かつ三角波Ｖ２６を商用電源６５の３倍の周波数となるように三角波生成部２２０で設定した。

【0050】

このように重畳する波（ここでは三角波）を基準となる周波数（商用電源）の奇数倍の周波数に設定し、かつ時間ｔ２を調整することで、合成波であるＡＣ波形成分（Ｖｆ）の最大振幅（ピークトゥピーク値）を抑制する。言い換えると、商用電源６５から供給される交流電圧Ｖ１がピーク値となる各時点で、基板２２ａに印加される交流電圧（Ｖ２６）はＶ１とは反対極性の電圧値となるように、Ｖ２６の周波数及び位相が設定されている。これにより、ＡＣバンディングを顕在化しにくくすることができる。

【0051】

なお、本実施例において、フォトカプラ２０３のフォトトランジスタ側から三角波生成部２２０の出力側までの回路が二次回路となっているため、より安全性に優れている。また、本実施例では商用電源６５とは別の付加的な電源を使用せずに導電板２６に印加する電圧を生成しているため、簡易な構成でＡＣバンディング対策を行うことができる。

【0052】

なお、本実施例では交流電圧として比較的簡易に生成できる三角波を採用し、また三角歯の周波数を商用電源の周波数の３倍に設定したが、他の波形や周波数を採用してもよい。また、ヒータ２２の基板２２ａに重畳する交流電圧の波形を、例えばコンバータ回路及びインバータ回路によって商用電源から直接生成してもよい。

【0053】

以上説明した実施例１、２によれば、導電板２６に、発熱抵抗体３３に印加される商用電源６５とは異なる交流成分を持った電圧を印加する。これにより、定着装置２のヒータ２２に印加される交流電圧に起因し、記録材Ｐを介して転写電圧Ｖｔに重畳されるＡＣ波形成分（Ｖｆ）を低減できるため、ＡＣバンディングの発生を抑制することが可能となる。

【0054】

なお、実施例１、２では導電部材の例として板状の導電板２６を例示したが、より薄く柔軟性を有するシート状の部材（例えば、鉄合金又はアルミのシート材）であってもよい。実施例１、２ではヒータ２２を商用電源６５に接続する簡易な構成を採用しているが、ヒータ２２が商用電源とは異なる交流電源から給電されて発熱する構成でも本技術の構成は適用可能である。

【0055】

（その他の実施形態）
以上、例示的な実施形態により本開示に係る技術を説明したが、ここに挙げた実施形態は例示に過ぎない。即ち、実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、配置並びに装置の動作態様等は、本技術が適用される条件により適宜変更されるべきものであり、特許請求の範囲に記載された内容は実施形態に限定して解釈すべきものではない。

【符号の説明】

【0056】

１：画像形成装置（プリンタ）／２：定着装置／５：転写手段（転写ローラ）／２２：ヒータ／２３：フィルム／２４：加圧部材（加圧ローラ）／２６：導電板（導電部材）／３３：発熱抵抗体／３４：絶縁層（ガラスコーティング）／６５：交流電源（商用電源）／７０，７０Ａ：電圧印加手段（交流電源）／６０１：像担持体（感光体）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】