光定着装置および画像形成装置
【課題】
高い定着強度でトナーを記録媒体に定着させる光定着装置および画像形成装置を提供する。
【解決手段】
光定着装置１００に、帯電部７０と、電界発生部８０と、光照射部４０とを設け、電界発生部８０によって定常電界を発生させながら、光照射部４０によって、該定常電界が発生した空間の中で、記録媒体Ｐ上のトナーＴを溶融させるように構成する。
高い定着強度でトナーを記録媒体に定着させる光定着装置および画像形成装置を提供する。
【解決手段】
光定着装置１００に、帯電部７０と、電界発生部８０と、光照射部４０とを設け、電界発生部８０によって定常電界を発生させながら、光照射部４０によって、該定常電界が発生した空間の中で、記録媒体Ｐ上のトナーＴを溶融させるように構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光定着装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、たとえば、感光体などの静電潜像担持体上に静電潜像を形成し、トナーを含む現像剤によって該静電潜像を現像してトナー像として可視像化した後、該トナー像を記録用紙などの記録媒体に転写、定着することによって画像を形成する。
【０００３】
トナー像の定着には、加熱定着装置や光定着装置が用いられる。加熱定着装置は、加熱ローラと加圧ローラとによって、未定着トナー像を担持する記録媒体を挟持することで、該未定着トナー像を構成するトナーを溶融させて、記録媒体に定着させる。加熱定着装置は、加熱ローラが記録媒体に接触するため、ホットオフセットによる画像汚れが生じたり、紙詰まりが生じたりするなどの問題がある。
【０００４】
光定着装置は、フラッシュランプやレーザ光源などにより未定着トナー像を構成するトナーに対して光を照射し、照射熱によってトナーを溶融させることで、定着を行う。このように加熱ローラを用いないので記録媒体との接触がなく、したがって、光定着装置には、上記ホットオフセットや紙詰まりが生じないという利点がある。しかしながら、光定着装置では、光を照射されたトナーが瞬時に昇温するため、トナーの膨張や熱衝撃によってトナーが飛散することがあり、これによって画像濃度の低下が生じたり、画像パターンが乱れたりするなど、画像が劣化してしまうという問題がある。
【０００５】
この問題に対して、特許文献１は、フラッシュ光源と搬送手段との間に設けられる板状の透明電極と、搬送手段下方に設けられる電極とに、電圧を印加しながらフラッシュ定着を行う定着装置を開示している。特許文献１によれば、電圧を印加することにより生じた電界によって、記録用紙上の未定着トナーが該記録用紙に吸引され、定着時にトナーが飛散することを防止できるとされている。
【０００６】
また、特許文献２は、光源付近に設けられるワイヤに高電圧を印加して、光源を保護するガラス窓を帯電させた状態で、フラッシュ定着を行う定着装置を開示している。特許文献２によれば、帯電したガラス窓に対してトナーが反発するので、該ガラス窓へのトナーの付着を防止できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６０−１１５９７６号公報
【特許文献２】特開平７−１３４５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１や特許文献２に記載の定着装置では、トナーの帯電極性とは逆に帯電したトナー（逆帯電トナー）がある場合、該逆帯電トナーは、生じた電界によって光源側に向かう電気的な力を受けるので、定着強度が低下してしまうという問題がある。さらに、逆帯電トナーが透明電極板やガラス窓の表面に付着し、汚染することによって、トナーに照射される光量が減少し、定着強度が著しく低下するという問題がある。また、逆帯電トナーが存在しなくとも、帯電していないトナーがあったり、トナー粒子間で帯電量が不均一であったりすると、定着強度にばらつきが生じるという問題もある。
【０００９】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、高い定着強度でトナーを記録媒体に定着させる光定着装置および画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、記録媒体上に担持される未定着トナー像を構成するトナーを、正または負の極性に帯電させる帯電手段と、
前記帯電手段によって帯電した前記トナーに前記記録媒体へ向かうクーロン力を作用させる定常電界であって、前記記録媒体のトナー担持面に垂直な成分の大きさが２５０Ｖ／ｍｍ以上５００Ｖ／ｍｍ以下の定常電界を発生させる定常電界発生手段を含む電界発生手段と、
前記帯電手段によって帯電した前記トナーを溶融させる光を照射する光照射手段とを備え、
前記定常電界発生手段によって前記定常電界を発生させながら、前記光照射手段によって、該定常電界が発生した空間の中で、前記トナーを溶融させるように構成されることを特徴とする光定着装置である。
【００１１】
また本発明は、前記帯電手段は、前記記録媒体を挟持しながら回転する２本のローラを含み、該２本のローラ間に５０Ｖ／ｍｍ以上２００Ｖ／ｍｍ以下の電界を発生させるように構成されることを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、前記電界発生手段は、前記トナー担持面に垂直な成分の大きさが、前記定常電界の前記トナー担持面に垂直な成分の大きさ以下であり、かつ、５ｋＨｚ以上１５ｋＨｚ以下の周波数で変動する交番電界を発生させる交番電界発生手段をさらに含み、
前記定常電界発生手段と前記交番電界発生手段とによって、前記トナー担持面に垂直な成分の大きさが周期的に変動する変動電界を発生させながら、前記光照射手段によって、該変動電界が発生した空間の中で、前記トナーを溶融させるように構成されることを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、前記光定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、記録媒体上の未定着のトナーは、まず、帯電手段によって、正または負の極性に帯電する。その後、帯電したトナーは、定常電界発生手段によって発生した所定の定常電界により、記録媒体へ向かうクーロン力を受けながら、光照射手段により照射された光を受ける。光を受けたトナーは、発熱して溶融する。このとき、溶融したトナーには、前記所定の定常電界によって、記録媒体へ向かうクーロン力が作用するので、トナー粒子が膨張してトナーが飛散することが抑えられる。また、前記所定の定常電界によって、トナーを記録媒体に密着または浸透させた上で、トナーを記録媒体に定着させることができるので、トナーの定着強度を向上できる。前記所定の定常電界は、トナー担持面に垂直な成分の大きさが２５０Ｖ／ｍｍ以上５００Ｖ／ｍｍ以下であるので、トナーの定着強度を特に向上でき、かつ、トナーが記録媒体に浸透し過ぎないので、画像濃度を維持できる。
【００１５】
また本発明によれば、記録媒体上の未定着のトナーは、２本のローラを含む帯電手段によって、正または負の極性に帯電しながら、該２本のローラによる押圧力で、記録媒体に密着する。したがって、トナーを記録媒体により密着または浸透させた上で、光照射手段によって、トナーを記録媒体に定着させることができる。これによって、トナーの定着強度をより向上できる。前記２本のローラ間に発生する電界は、５０Ｖ／ｍｍ以上２００Ｖ／ｍｍ以下であるので、トナーの定着強度を特に向上でき、かつ、トナーが記録媒体に浸透し過ぎないので、画像濃度を維持できる。
【００１６】
また本発明によれば、光照射手段によって溶融したトナーには、変動電界によって記録媒体へ向かうクーロン力が作用するので、トナー粒子が膨張してトナーが飛散することが抑えられる。変動電界は、トナー担持面に垂直な成分の大きさが周期的に変動するので、トナーに作用するクーロン力の大きさも周期的に変動する。これによって、トナーに生じる応力が変動し、凝集状態にあるトナーは、画像劣化を生じない程度に周囲に広がる。トナーが周囲に広がることにより、トナーの定着面積が広がる。また、トナーに生じる応力が変動することにより、溶融状態にあるトナーは一様な厚さで定着する。このような作用により、トナーの定着強度が向上する。交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数が５ｋＨｚ以上１５ｋＨｚ以下であるので、トナーの定着強度を特に向上でき、かつ、画質を維持できる。
【００１７】
また本発明によれば、上記光定着装置を備えるので、定着強度の高い画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】画像形成装置１０００の構成を概略的に示す模式図である。
【図２】現像装置２４の構成を概略的に示す模式図である。
【図３】光照射部４０の構成を概略的に示す模式図である。
【図４】光定着装置１００を模式的に表す図である。
【図５】光定着装置２００を模式的に表す図である。
【図６】光定着装置３００を模式的に表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明に係る光定着装置は、帯電手段と、電界発生手段と、光照射手段とを備える。以下に、本発明の第１実施形態である光定着装置１００、第２実施形態である光定着装置２００、および第３実施形態である光定着装置３００について説明する。
【００２０】
光定着装置１００，２００，３００は、たとえば、図１に示す電子写真方式の画像形成装置１０００に用いることができる。図１は、画像形成装置１０００の構成を概略的に示す模式図である。画像形成装置１０００は、複写機能、プリンタ機能、およびファクシミリ機能を併せ持つ複合機であり、伝達される画像情報に応じて、記録媒体上にフルカラーまたはモノクロの画像を形成する。画像形成装置１０００は、コピアモード（複写モード）、プリンタモード、およびファクシミリモードという３種の印刷モードを有しており、図示しない操作部からの操作入力、パーソナルコンピュータ、携帯端末装置、情報記録記憶媒体、メモリ装置を用いた外部機器などからの印刷ジョブの受信に応じて、図示しない制御ユニット部によって、印刷モードが選択される。
【００２１】
画像形成装置１０００は、トナー像形成部２０と、転写部３０と、光定着装置１００と、記録媒体供給部５０と、排出部６０と、図示しない制御ユニット部とを含む。トナー像形成部２０は、感光体ドラム２１ｂ，２１ｃ，２１ｍ，２１ｙと、帯電部２２ｂ，２２ｃ，２２ｍ，２２ｙと、露光ユニット２３と、現像装置２４ｂ，２４ｃ，２４ｍ，２４ｙと、クリーニングユニット２５ｂ，２５ｃ，２５ｍ，２５ｙとを含む。転写部３０は、中間転写ベルト３１と、駆動ローラ３２と、従動ローラ３３と、中間転写ローラ３４ｂ，３４ｃ，３４ｍ，３４ｙと、転写ベルトクリーニングユニット３５と、転写ローラ３６とを含む。
【００２２】
感光体ドラム２１、帯電部２２、現像装置２４、クリーニングユニット２５、および中間転写ローラ３４は、カラー画像情報に含まれるブラック（ｂ）、シアン（ｃ）、マゼンタ（ｍ）、およびイエロー（ｙ）の各色の画像情報に対応するために、それぞれ４つずつ設けられる。本明細書中において、各色に応じて４つずつ設けられる各部材を区別する場合は、各部材を表す数字の末尾に各色を表すアルファベットを付して参照符号とし、各部材を総称する場合は、各部材を表す数字のみを参照符号とする。
【００２３】
感光体ドラム２１は、図示しない駆動部により、軸線回りに回転駆動可能に支持され、図示しない、導電性基体と、導電性基体の表面に形成される感光層とを含む。導電性基体は種々の形状を採ることができ、たとえば、円筒状、円柱状、薄膜シート状などを挙げることができる。感光層は、たとえば、電荷発生物質を含む電荷発生層と、電荷輸送物質を含む電荷輸送層とを積層することにより形成される。
【００２４】
帯電部２２、現像装置２４、およびクリーニングユニット２５は、感光体ドラム２１の回転方向周りに、この順序で配置される。帯電部２２は、現像装置２４およびクリーニングユニット２５よりも鉛直方向下方に配置される。
【００２５】
帯電部２２は、感光体ドラム２１表面を所定の極性および電位に帯電させる部材である。帯電部２２は、感光体ドラム２１に臨む位置に、感光体ドラム２１の長手方向に沿って設置される。接触帯電方式の帯電装置の場合、帯電部２２は、感光体ドラム２１表面に接するように設置される。非接触帯電方式の帯電装置の場合、帯電部２２は、感光体ドラム２１表面から離隔するように設置される。
【００２６】
帯電部２２は、現像装置２４、クリーニングユニット２５などとともに、感光体ドラム２１の周囲に設置される。帯電部２２は、現像装置２４、クリーニングユニット２５などよりも、感光体ドラム２１に近い位置に設置されることが好ましい。これによって、感光体ドラム２１の帯電不良の発生を確実に防止することができる。
【００２７】
帯電部２２としては、ブラシ型帯電装置、ローラ型帯電装置、コロナ放電装置、イオン発生装置などを使用できる。ブラシ型帯電装置およびローラ型帯電装置は、接触帯電方式の帯電装置である。ブラシ型帯電装置には、帯電ブラシを用いるもの、磁気ブラシを用いるものなどがある。コロナ放電装置およびイオン発生装置は、非接触帯電方式の帯電装置である。コロナ放電装置には、ワイヤ状の放電電極を用いるもの、鋸歯状の放電電極を用いるもの、針状の放電電極を用いるものなどがある。
【００２８】
露光ユニット２３は、露光ユニット２３から出射される光が、帯電部２２と現像装置２４との間を通過して感光体ドラム２１の表面に照射されるように配置される。露光ユニット２３は、帯電状態にある感光体ドラム２１ｂ，２１ｃ，２１ｍ，２１ｙ表面に、各色の画像情報に対応するレーザ光をそれぞれ照射することによって、感光体ドラム２１ｂ，２１ｃ，２１ｍ，２１ｙそれぞれの表面に、各色の画像情報に対応する静電潜像を形成する。露光ユニット２３には、たとえば、レーザ光照射部および複数の反射ミラーを備えるレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）を使用できる。露光ユニット２３としては、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）アレイ、液晶シャッタと光源とを適宜組み合わせたユニットなどを用いてもよい。
【００２９】
図２は、現像装置２４の構成を概略的に示す模式図である。現像装置２４は、現像槽２４１とトナーホッパ２４２とを含む。現像槽２４１は、その内部空間に、本発明に係る光定着装置によって記録媒体に定着可能なトナーを含む現像剤を収容する。トナーについては後述する。現像槽２４１内には、現像ローラ２４３、供給ローラ２４４、攪拌ローラ２４５などのローラ状またはスクリュー状部材が、回転自在に支持される。現像槽２４１の感光体ドラム２１を臨む側面には開口部が形成され、該開口部を介して感光体ドラム２１に対向する位置に現像ローラ２４３が設けられる。
【００３０】
現像ローラ２４３は、感光体ドラム２１との圧接部または最近接部において感光体ドラム２１表面の静電潜像にトナーを供給する部材である。トナーの供給に際しては、現像ローラ２４３表面にトナーの帯電電位とは逆極性の電位が現像バイアス電圧（現像バイアス）として印加される。これによって、現像ローラ２４３表面のトナーが静電潜像に円滑に供給される。現像バイアスの値を変更することによって、静電潜像に供給されるトナー量（トナー付着量）を制御することができる。
【００３１】
供給ローラ２４４は、現像ローラ２４３に臨み、現像ローラ２４３周辺にトナーを供給する部材である。攪拌ローラ２４５は供給ローラ２４４に臨み、トナーホッパ２４２から現像槽２４１内に新たに供給されるトナーを供給ローラ２４４周辺に送給する部材である。トナーホッパ２４２は、その鉛直方向下部に設けられるトナー補給口（図示せず）と、現像槽２４１の鉛直方向上部に設けられるトナー受入口（図示せず）とが連通するように設けられ、現像槽２４１のトナー消費状況に応じてトナーを補給する。他の実施形態としては、トナーホッパ２４２を用いず、各色トナーカートリッジから直接トナーを補給するように構成されてもよい。
【００３２】
クリーニングユニット２５は、感光体ドラム２１から中間転写ベルト３１にトナー像が転写された後に、感光体ドラム２１の表面に残留するトナーを除去し、感光体ドラム２１の表面を清浄化する部材である。クリーニングユニット２５には、たとえば、クリーニングブレードなどの板状部材が用いられる。なお、画像形成装置１０００においては、感光体ドラム２１として、主に有機感光体ドラムが用いられる。有機感光体ドラムの表面は樹脂成分を主体とするものであるため、帯電の際に発生するオゾンの化学的作用によって表面の劣化が進行しやすいけれども、劣化した表面部分はクリーニングユニット２５よる擦過作用を受けて摩耗し、徐々にではあるが確実に除去される。したがって、オゾンなどによる感光体ドラム２１表面の劣化の問題が実際上解消され、長期間にわたって、帯電動作による帯電電位を安定に維持することができる。本実施形態ではクリーニングユニット２５が設けられるけれども、クリーニングユニット２５は設けられなくてもよい。
【００３３】
トナー像形成部２０によれば、帯電部２２によって均一な帯電状態にある感光体ドラム２１の表面に、露光ユニット２３から画像情報に応じたレーザ光が照射されて静電潜像が形成される。静電潜像に現像装置２４からトナーが供給されてトナー像が形成され、該トナー像は中間転写ベルト３１に転写される。トナー像が中間転写ベルト３１に転写された後に、感光体ドラム２１表面に残留するトナーは、クリーニングユニット２５によって除去される。このような一連のトナー像形成動作が繰り返し実行される。
【００３４】
中間転写ベルト３１は、感光体ドラム２１の鉛直方向上方に配置される無端ベルト状部材である。中間転写ベルト３１は、駆動ローラ３２と従動ローラ３３とによって張架されてループ状の経路を形成し、矢符Ｂの方向に回転駆動する。
【００３５】
駆動ローラ３２は、図示しない駆動部によってその軸線回りに回転駆動が可能なように設けられる。駆動ローラ３２は、回転駆動によって、中間転写ベルト３１を矢符Ｂ方向へ回転駆動させる。従動ローラ３３は、駆動ローラ３２の回転駆動に従動して回転可能なように設けられ、中間転写ベルト３１が弛まないように、中間転写ベルト３１に一定の張力を発生させる。
【００３６】
中間転写ローラ３４は、中間転写ベルト３１を介して感光体ドラム２１に圧接し、かつ図示しない駆動部によってその軸線回りに回転駆動が可能なように設けられる。中間転写ローラ３４は、転写バイアスを印加する図示しない電源が接続され、感光体ドラム２１表面のトナー像を中間転写ベルト３１に転写する機能を有する。
【００３７】
転写ローラ３６は、中間転写ベルト３１を介して駆動ローラ３２に圧接し、図示しない駆動部によって軸線回りに回転駆動が可能なように設けられる。転写ローラ３６と駆動ローラ３２との圧接部（転写ニップ部）において、中間転写ベルト３１に担持されて搬送されるトナー像が、後述する記録媒体供給部５０から送給される記録媒体に転写される。
【００３８】
転写ベルトクリーニングユニット３５は、中間転写ベルト３１を介して従動ローラ３３に対向し、中間転写ベルト３１のトナー像担持面に接触するように設けられる。記録媒体へのトナー像の転写後に、中間転写ベルト３１にトナーが付着したまま残っていると、中間転写ベルト３１の回転駆動によって、残留トナーが転写ローラ３６に付着するおそれがある。転写ローラ３６に付着したトナーは、次に転写する記録媒体の裏面を汚染する原因となる。したがって、転写ベルトクリーニングユニット３５は、記録媒体へのトナー像の転写後に、中間転写ベルト３１表面のトナーを除去し回収するために設けられる。
【００３９】
転写部３０によれば、中間転写ベルト３１が感光体ドラム２１に接しながら回転駆動する際、中間転写ローラ３４に、感光体ドラム２１表面のトナーの帯電極性とは逆極性の転写バイアスが印加され、感光体ドラム２１の表面に形成されたトナー像は、中間転写ベルト３１上へ転写される。フルカラー画像の場合、感光体ドラム２１ｙ、感光体ドラム２１ｍ、感光体ドラム２１ｃ、感光体ドラム２１ｂでそれぞれ形成される各色のトナー画像が、中間転写ベルト３１上に、この順番で順次重ねて転写されることによって、フルカラートナー像が形成される。中間転写ベルト３１に転写されたトナー像は、中間転写ベルト３１の回転駆動によって転写ニップ部に搬送され、転写ニップ部において、記録媒体に転写される。トナー像が転写された記録媒体は、光定着装置１００に搬送される。
【００４０】
記録媒体供給部５０は、自動給紙部５１と、ピックアップローラ５２ａ，５２ｂと、搬送ローラ５３ａ，５３ｂと、レジストローラ５４と、手差給紙トレイ５５とを含む。自動給紙部５１は画像形成装置１０００の鉛直方向下部に設けられ、画像形成装置１０００内部において記録媒体を貯留する容器状部材である。手差給紙トレイ５５は、画像形成装置１０００外部において記録媒体を貯留するトレイ状部材である。記録媒体としては、普通紙、カラーコピー用紙、オーバーヘッドプロジェクタ用シート、葉書などがある。
【００４１】
ピックアップローラ５２ａは、自動給紙部５１に貯留される記録媒体を１枚ずつ取り出し、用紙搬送路Ａ１に送給するローラ状部材である。搬送ローラ５３ａは互いに圧接するように設けられる一対のローラ状部材であり、用紙搬送路Ａ１において記録媒体をレジストローラ５４に向けて搬送する。ピックアップローラ５２ｂは、手差給紙トレイ５５に貯留される記録媒体を１枚ずつ取り出し、用紙搬送路Ａ２に送給するローラ状部材である。搬送ローラ５３ｂは互いに圧接するように設けられる一対のローラ状部材であり、用紙搬送路Ａ２において記録媒体をレジストローラ５４に向けて搬送する。
【００４２】
レジストローラ５４は、互いに圧接するように設けられる一対のローラ状部材であり、搬送ローラ５３ａ，５３ｂから送給される記録媒体を、中間転写ベルト３１に担持されるトナー像が転写ニップ部に搬送されるのに同期して、転写ニップ部に送給する。
【００４３】
記録媒体供給部５０によれば、中間転写ベルト３１に担持されるトナー像が転写ニップ部に搬送されるのに同期して、自動給紙部５１または手差給紙トレイ５５から記録媒体が転写ニップ部に送給され、該記録媒体にトナー像が転写される。
【００４４】
光定着装置１００は、未定着トナー像を担持した記録媒体が転写ニップ部から搬送されてくると、所定の波長を有するレーザ光を該未定着トナー像に照射し、該未定着トナー像を構成するトナーを記録媒体に定着させる。トナーが定着した記録媒体は、光定着装置１００から排出部６０へ搬送される。
【００４５】
はじめに述べたように、本発明に係る光定着装置は、帯電手段と、電界発生手段と、光照射手段とを備える。帯電手段は、記録媒体上に担持される未定着トナー像を構成するトナーを、正または負の極性に帯電させる手段である。電界発生手段は、定常電界発生手段を含む。定常電界発生手段は、帯電手段によって帯電したトナーに前記記録媒体へ向かうクーロン力を作用させる定常電界であって、記録媒体のトナー担持面に垂直な成分の大きさが２５０Ｖ／ｍｍ以上５００Ｖ／ｍｍ以下の定常電界を発生させる手段である。光照射手段は、帯電手段によって帯電したトナーを溶融させる光を照射する手段である。本発明に係る光定着装置は、定常電界発生手段によって前記定常電界を発生させながら、光照射手段によって、該定常電界が発生した空間の中で、トナーを溶融させるように構成される。
【００４６】
光定着装置１００では、後述する図４に示すように、帯電部７０が帯電手段であり、電界発生部８０が電界発生手段であり、光照射部４０が光照射手段である。光定着装置２００では、後述する図５に示すように、帯電部９０が帯電手段であり、電界発生部１１０が電界発生手段であり、光照射部４０が光照射手段である。光定着装置３００では、後述する図６に示すように、帯電部１２０が帯電手段であり、電界発生部１３０が電界発生手段であり、光照射部４０が光照射手段である。
【００４７】
まず、光定着装置１００，２００，３００が共通して備える光照射部４０について説明する。帯電部７０，９０，１２０および電界発生部８０，１１０，１３０については、後述する。図３は、光照射部４０の構成を概略的に示す模式図である。図３（ａ）は光照射部４０の正面図であり、図３（ｂ）は光照射部４０を図３（ａ）のＩ方向から見た上面図であり、図３（ｃ）は光照射部４０を図３（ａ）のＩＩ方向から見た右側面図である。
【００４８】
光照射部４０は、レーザ光源４１と、回転多面鏡４２と、搬送ローラ４３とを含む。レーザ光源４１は、トナーを溶融させる所定の波長のレーザ光を照射する部材である。回転多面鏡４２は、レーザ光源４１から照射されたレーザ光を反射して、記録媒体Ｐのトナー担持面に対して略垂直な方向から、記録媒体Ｐを走査露光する。回転多面鏡４２は、たとえば、その形状が正六角柱状であり、矢符Ｃ１方向に定速回転する。レーザ光源４１は、回転多面鏡４２によって、記録媒体Ｐ上の未定着トナー像に局所的にレーザ光を照射することができる。
【００４９】
レーザ光源４１から照射されるレーザ光の強度は、１．５Ｗ／ｃｍ２以上６３０Ｗ／ｃｍ２以下の範囲内であることが好ましい。レーザ光の強度が１．５Ｗ／ｃｍ２よりも弱い場合には、レーザ光の照射によるトナーの溶融が不充分となるためにトナーの定着率が低下してしまう。レーザ光の強度が６３０Ｗ／ｃｍ２よりも強くなると、レーザ光の照射によりトナーまたは記録媒体に焦げが生じてしまい、これによってトナーの定着率が低下してしまう。
【００５０】
搬送ローラ４３は、図示しない駆動部によってその軸線回りに回転駆動が可能なように、回転多面鏡４２に対向する位置に設けられるローラ状部材である。搬送ローラ４３は、たとえば、ステンレス鋼などの金属によって形成される金属ローラの表面を、ゴムなどの摩擦の大きい弾性部材にカーボンブラックなどの導電剤を含有させたものによって被覆して構成する。搬送ローラ４３は、回転駆動によって、記録媒体を矢符Ｃ２の方向に搬送する。
【００５１】
なお、レーザ光源４１と回転多面鏡４２との間の光路には、コリメータレンズ、シリンダーレンズなどを設けてもよい。また、回転多面鏡４２と搬送ローラ４３との間には、ｆθレンズ、折り返しミラー、反射ミラーなどを設けてもよい。
【００５２】
また、本実施形態では、光照射部４０は、レーザ光を照射するレーザ光源４１を含むように構成されるけれども、他の実施形態としては、光照射部４０は、フラッシュ光を照射するフラッシュランプなどを含むように構成されてもよい。
【００５３】
排出部６０は、搬送ローラ６１と、排出ローラ６２と、排出トレイ６３とを含む。搬送ローラ６１は、光定着装置１００よりも鉛直方向上方において、互いに圧接するように設けられる一対のローラ状部材である。搬送ローラ６１は、画像が定着した記録媒体を排出ローラ６２に向けて搬送する。
【００５４】
排出ローラ６２は、互いに圧接するように設けられる一対のローラ状部材である。排出ローラ６２は、片面印刷の場合、片面の印刷が完了した記録媒体を排出トレイ６３に排出する。排出ローラ６２は、両面印刷の場合は、片面の印刷が完了した記録媒体を、用紙搬送路Ａ３を介してレジストローラ５４へ搬送し、両面の印刷が完了した記録媒体を排出トレイ６３に排出する。排出トレイ６３は、画像形成装置１０００の鉛直方向上面に設けられ、画像が定着した記録媒体を貯留する。
【００５５】
画像形成装置１０００は、図示しない制御ユニット部を含む。制御ユニット部は、たとえば、画像形成装置１０００の内部空間における鉛直方向上部に設けられ、記憶部と演算部と制御部とを含む。制御ユニット部の記憶部には、画像形成装置１０００の鉛直方向上面に配置される図示しない操作パネルを介する各種設定値、画像形成装置１０００内部の各所に配置される図示しないセンサなどからの検知結果、外部機器からの画像情報などが入力される。また、記憶部には、各種処理を実行するプログラムが書き込まれる。各種処理とは、たとえば、記録媒体判定処理、付着量制御処理、定着条件制御処理などである。
【００５６】
記憶部には、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、リードオンリィメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などが挙げられる。外部機器には、画像情報の形成または取得が可能であり、かつ画像形成装置１０００に電気的に接続可能な電気、電子機器を使用でき、たとえば、コンピュータ、デジタルカメラ、テレビジョン受像機器、ビデオレコーダ、ＤＶＤ（Digital
Versatile Disc）レコーダ、ＨＤＤＶＤ（High-Definition Digital Versatile Disc）レコーダ、ブルーレイディスクレコーダ、ファクシミリ装置、携帯端末装置などが挙げられる。
【００５７】
演算部は、記憶部に書き込まれる各種データ（画像形成命令、検知結果、画像情報など）および各種処理のプログラムを取り出し、各種判定を行う。制御部は、演算部の判定結果に応じて該当装置に制御信号を送付し、動作制御を行う。
【００５８】
制御部および演算部は中央処理装置（ＣＰＵ、Central Processing Unit）を備えるマイクロコンピュータ、マイクロプロセッサなどによって実現される処理回路を含む。制御ユニット部は、前述の処理回路とともに主電源を含み、電源は制御ユニット部だけでなく、画像形成装置１０００内部における各部材にも電力を供給する。
【００５９】
次に、トナーについて説明する。画像形成装置１０００に用いられるトナーは、光照射部４０により所定の波長の光が照射されることによって記録媒体に定着するトナーである。このようなトナーとしては、たとえば、赤外線吸収剤を含み、所定の波長の光として赤外線が照射されることによって溶融するトナー（赤外線定着トナー）が挙げられる。
【００６０】
赤外線定着トナーは、結着樹脂、着色剤、赤外線吸収剤、およびその他の添加剤を含む。結着樹脂としては、従来公知のトナー用の結着樹脂を使用できる。トナー用の結着樹脂としては、たとえば、スチレンアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂などが挙げられる。結着樹脂は、１種を単独で使用でき、または２種以上を併用できる。
【００６１】
着色剤としては、染料および顔料を挙げることができ、その中でも顔料を用いることが好ましい。顔料は、染料に比べて耐光性および発色性に優れるので、顔料を用いることによって耐光性および発色性に優れるトナーを得ることができる。
【００６２】
着色剤としては、たとえば、イエロートナー用着色剤、マゼンタトナー用着色剤、シアントナー用着色剤、ブラックトナー用着色剤などを挙げることができる。
【００６３】
イエロートナー用着色剤としては、たとえば、カラーインデックスによって分類されるＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー７４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８５などの有機系顔料、黄色酸化鉄、黄土などの無機系顔料、Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー１などのニトロ系染料、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー２、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー６、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１４、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１５、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１９、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー２１などの油溶性染料が挙げられる。
【００６４】
マゼンタトナー用着色剤としては、たとえば、カラーインデックスによって分類されるＣ．Ｉ．ピグメントレッド４９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド８１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１９、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド４９、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド５２、Ｃ．Ｉ．ベーシックレッド１０、Ｃ．Ｉ．ディスパーズレッド１５などが挙げられる。
【００６５】
シアントナー用着色剤としては、たとえば、カラーインデックスによって分類されるＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１６、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー５５、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー７０、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー２５、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー８６などが挙げられる。
【００６６】
ブラックトナー用着色剤としては、たとえば、チャンネルブラック、ローラーブラック、ディスクブラック、ガスファーネスブラック、オイルファーネスブラック、サーマルブラック、アセチレンブラックなどのカーボンブラックが挙げられる。
【００６７】
着色剤の使用量は特に制限されないけれども、好ましくは結着樹脂１００重量部に対して４重量部以上２０重量部以下である。着色剤の使用量が２０重量部を超えると、トナーの透明性および定着性が低下してしまい、４重量部未満であると充分な画像濃度が得られなくなってしまう。
【００６８】
赤外線吸収剤は、赤外線を吸収することによって発熱する物質であり、赤外線定着用トナーの赤外線吸収効率を向上させるために、トナーに添加される。赤外線吸収剤としては、電磁波の吸収ピークが、赤外線の波長域の中でも、波長７８０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の範囲内にある赤外線吸収剤が特に好ましい。さらに、赤外線吸収剤としては、可視光線の吸収が少ない赤外線吸収剤であることが好ましい。このような赤外線吸収剤を用いることによって、トナーの色相への影響を抑えることができる。なお、本実施形態において、「赤外線」とは、波長が７８０ｎｍ以上１０６ｎｍ（１ｍｍ）以下の電磁波を指し、「可視光線」とは、波長が３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ未満の電磁波を指す。
【００６９】
赤外線吸収剤としては、従来公知の赤外線定着用トナー用の赤外線吸収剤が使用できる。赤外線吸収剤としては、たとえば、シアニン化合物、カーボンブラック、ジイモニウム化合物、アミニウム化合物、ポリメチン化合物、フタロシアニン化合物などが挙げられる。赤外線吸収剤は、１種を単独で用いてもよく、または２種以上を併用して用いてもよい。
【００７０】
シアニン化合物としては、たとえば、ＫＡＹＡＳＯＲＢ ＣＹ−４０ＭＣ（商品名、日本化薬株式会社製）、ＫＡＹＡＳＯＲＢ ＣＹＰ−４６４６（Ｆ）（商品名、日本化薬株式会社製）、ＮＫ−４６８０（商品名、株式会社林原生物化学研究所製）、ＳＤ５０−Ｅ０５Ｎ（商品名、住友精化株式会社製）などが挙げられる。ジイモニウム化合物としては、たとえば、ＣＩＲ−１０８５（商品名、日本カーリット株式会社製）、ＣＩＲ−１０８５Ｆ（商品名、日本カーリット株式会社製）などが挙げられる。アミニウム化合物としては、たとえば、ＮＩＲ−ＡＭ１（商品名、ナガセケムテックス株式会社製）が挙げられる。ポリメチン系化合物としては、たとえば、ＩＲＴ（商品名、昭和電工株式会社製）が挙げられる。フタロシアニン化合物としては、たとえば、ＩＲ−１０Ａ（商品名、株式会社日本触媒製）、ＩＲ−１２（商品名、株式会社日本触媒製）などが挙げられる。
【００７１】
赤外線吸収剤としては、シアニン化合物を用いることが好ましい。シアニン化合物は、波長７８０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の範囲内に電磁波の吸収ピークを有し、かつ、高い吸光度を有するため、トナーの赤外線吸収効率を充分に向上させることができる。これによって、トナーは、赤外線定着において充分な定着性を発揮できる。
【００７２】
赤外線吸収剤としてシアニン化合物を用いる場合、シアニン化合物の含有量は、トナー１００重量部に対して、０．１重量部以上５．０重量部以下であることが好ましい。シアニン化合物の含有量を０．１重量部以上５．０重量部以下とすることで、トナーの定着性を向上させることができ、定着画像の白抜けおよび彩度の低下を防ぐことができる。
【００７３】
シアニン化合物の含有量が０．１重量部未満であると、赤外線の吸収による発熱量が少なくなり、トナーが充分に溶融せず、トナーの定着性が低下してしまう。シアニン化合物の含有量が５．０重量部を超えると、赤外線の吸収によるトナーの急激な溶融が起こり、突沸が生じてトナーが飛び散り、画像の白抜けが発生してしまう。また、シアニン化合物の含有量が５．０重量部を超えると、シアニン化合物による可視光線の吸収量が多くなるため、画像の彩度が低下してしまう。
【００７４】
トナーはワックスを含んでもよい。ワックスは、記録媒体に定着したトナー像である定着画像に、平滑性を付与する目的で添加される。トナー母粒子にワックスを添加することにより、定着画像表面の凹凸が少なくなり、定着画像が平滑になる。
【００７５】
ワックスとしては、特に限定されず、公知のものを使用することができる。ワックスとしては、たとえば、パラフィンワックスおよびその誘導体、マイクロクリスタリンワックスおよびその誘導体などの石油系ワックス、カルナバワックスおよびその誘導体、ライスワックスおよびその誘導体、キャンデリラワックスおよびその誘導体、木蝋などの植物系ワックス、蜜蝋、鯨蝋などの動物系ワックス、フィッシャートロプシュワックスおよびその誘導体、ポリオレフィンワックスおよびその誘導体、低分子ポリプロピレンワックスおよびその誘導体、ポリオレフィン系重合体ワックスおよびその誘導体などの炭化水素系合成ワックス、脂肪酸アミド、フェノール脂肪酸エステルなどの油脂系合成ワックス、長鎖カルボン酸およびその誘導体、長鎖アルコールおよびその誘導体、シリコーン系重合体、高級脂肪酸が挙げられる。
【００７６】
ワックスの使用量は特に限定されず、広い範囲から適宜選択できるけれども、好ましくは結着樹脂１００重量部に対して０．２重量部以上２０重量部以下である。ワックスの使用量が２０重量部を超えると、感光体フィルミング、キャリアスペントなどが起こってしまい、０．２重量部未満であると、ワックスの機能を充分発揮できなくなってしまう。
【００７７】
ワックスの融点は、特に制限されないけれども、３０℃〜１２０℃であることが好ましい。ワックスの融点が１２０℃を超えると、ワックスの機能が充分発揮されなくなってしまい、３０℃未満であるとトナーの保存性が損なわれてしまう。
【００７８】
トナーは帯電制御剤を含んでもよい。帯電制御剤は、トナーに好ましい帯電性を付与するために添加される。帯電制御剤は、特に限定されるものではなく、公知の正電荷制御用または負電荷制御用の帯電制御剤を用いることができる。
【００７９】
正電荷制御用の帯電制御剤としては、たとえば、ニグロシン染料、塩基性染料、四級アンモニウム塩、四級ホスホニウム塩、アミノピリン、ピリミジン化合物、多核ポリアミノ化合物、アミノシラン、ニグロシン染料およびその誘導体、トリフェニルメタン誘導体、グアニジン塩、アミジン塩などが挙げられる。
【００８０】
負電荷制御用の帯電制御剤としては、たとえば、オイルブラック、スピロンブラックなどの油溶性染料、含金属アゾ化合物、アゾ錯体染料、ナフテン酸金属塩、サリチル酸およびその誘導体の、金属錯体および金属塩（金属はクロム、亜鉛、ジルコニウムなど）、ホウ素化合物、脂肪酸石鹸、長鎖アルキルカルボン酸塩、樹脂酸石鹸が挙げられる。
【００８１】
正電荷制御用の帯電制御剤は、１種を単独で用いてもよく、または２種以上の正電荷制御用の帯電制御剤を併用して用いてもよい。同様に、負電荷制御用の帯電制御剤は、１種を単独で用いてもよく、または２種以上の負電荷制御用の帯電制御剤を併用して用いてもよい。
【００８２】
帯電制御剤は、結着樹脂１００重量部に対して０．５重量部以上用いられることが好ましく、１重量部以上用いられることがより好ましい。帯電制御剤の含有量が０．５重量部未満であると、トナーに充分な帯電性を付与することができなくなってしまう。また、結着樹脂に対して非相溶性の帯電制御剤を用いる場合は、結着樹脂１００重量部に対して、非相溶性帯電制御剤が５重量部以下で用いられることが好ましく、３重量部以下で用いられることがより好ましい。トナーとキャリアとを含む２成分現像剤の場合、トナー中の結着樹脂１００重量部に対して非相溶性帯電制御剤が５重量部よりも多く含まれると、非相溶性帯電制御剤によってキャリアが汚染されてしまい、トナー飛散が発生してしまう。
【００８３】
トナーには外添剤が外添されてもよい。外添剤は、トナーの流動性、摩擦帯電性、耐熱性、長期保存性、クリーニング特性、および感光体表面磨耗特性を向上させるために添加される。外添剤としては公知のものを使用でき、たとえば、シリカ、酸化チタン、アルミナなどが挙げられる。外添剤は、シリコーンワニス、各種変性シリコーンワニス、シリコーンオイル、各種変性シリコーンオイル、シランカップリング剤、官能基を有するシランカップリング剤、有機ケイ素化合物などで処理されていることが好ましい。
【００８４】
外添剤は、１種を単独で用いてもよく、または２種以上を併用して用いてもよい。外添剤の使用量は、トナー１００重量部に対して１重量部〜１０重量部であることが好ましく、１重量部〜５重量部であることがより好ましい。
【００８５】
外添剤は、１次粒子の個数平均粒径が１０ｎｍ〜５００ｎｍであることが好ましい。このような粒径の外添剤を用いることにより、トナーの流動性がさらに向上する。
【００８６】
上記赤外線定着トナーは、１成分現像剤に用いることができ、２成分現像剤にも用いることができる。１成分現像剤は、キャリアを含まず、赤外線定着トナーのみからなる。１成分現像剤は、現像スリーブによって搬送され、ブレードまたはファーブラシによって摩擦帯電し、静電気力によって静電潜像に供給されることで、該静電潜像を現像する。
【００８７】
２成分現像剤は、赤外線定着トナーとともに、公知のキャリアを含む。キャリアとしては、たとえば、鉄、銅、亜鉛、ニッケル、コバルト、マンガン、クロムなどからなる単独または複合フェライトキャリア、フェライトからなるキャリアコア粒子を被覆物質で表面被覆した樹脂被覆キャリア、樹脂に磁性を有する粒子を分散させた樹脂分散型キャリアなどを挙げることができる。
【００８８】
被覆物質は、特に限定されるものではなく、公知のものを用いることができる。被覆物質としては、たとえば、ポリテトラフルオロエチレン、モノクロロトリフルオロエチレン重合体、ポリフッ化ビニリデン、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ジターシャーリーブチルサリチル酸の金属化合物、スチレン系樹脂、アクリル樹脂、ポリアシド、ポリビニルラール、ニグロシン、アミノアクリレート樹脂、塩基性染料、塩基性染料のレーキ物、シリカ微粉末、アルミナ微粉末などを挙げることができる。被覆物質は、トナー成分に応じて適宜選択することが好ましく、１種を単独で用いてもよいし、または２種以上を併用してもよい。
【００８９】
樹脂分散型キャリアに用いられる樹脂は、特に限定されるものではなく、たとえば、スチレンアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素系樹脂、フェノール樹脂などを挙げることができる。樹脂分散型キャリアに用いられる樹脂は、トナー成分に応じて適宜選択することが好ましく、１種を単独で用いてもよいし、または２種以上を併用してもよい。
【００９０】
キャリアの形状は、球形または扁平形状であることが好ましい。キャリアの粒径は、特に限定されないけれども、定着画像の高画質化を考慮すると、１０μｍ〜１００μｍの範囲内であることが好ましく、２０μｍ〜５０μｍの範囲内であることがさらに好ましい。
【００９１】
キャリアの抵抗率は、１０８Ω・ｃｍ以上であることが好ましく、１０１２Ω・ｃｍ以上であることがさらに好ましい。キャリアの抵抗率が低いと、バイアス電圧を印加する際にキャリアに電荷が注入されてしまい、感光体ドラム２１にキャリア粒子が付着してしまうおそれがある。また、キャリアの抵抗率が低いと、バイアス電圧のブレークダウンが起こり易くなる。なお、「キャリアの抵抗率」は、キャリアを、断面積が０．５０ｃｍ２で底面に電極を有する容器に入れてタッピングした後に、錘によって容器内に詰められたキャリア粒子に１ｋｇ／ｃｍ２の荷重を掛け、錘と底面電極との間に１０００Ｖ／ｃｍ２の電界が生ずる電圧を印加したときの電流値である。
【００９２】
キャリアの磁化強さ（最大磁化）は、１０ｅｍｕ／ｇ〜６０ｅｍｕ／ｇの範囲内であることが好ましく、１５ｅｍｕ／ｇ〜４０ｅｍｕ／ｇの範囲内であることがさらに好ましい。現像ローラの磁束密度によるけれども、一般的な磁束密度の条件下においては、キャリアの磁化強さが１０ｅｍｕ／ｇ未満であると磁気的な束縛力が働かず、キャリア飛散の原因となる。キャリアの磁化強さが６０ｅｍｕ／ｇを超えると、キャリアの穂立ちが高くなり過ぎてしまう。非接触現像では、キャリアの穂立ちが高くなり過ぎると、感光体ドラム２１とキャリアとが非接触状態を保つことが困難になる。また、接触現像では、キャリアの穂立ちが高くなり過ぎると、トナー像に掃き目が現れ易くなる。
【００９３】
２成分現像剤におけるトナーとキャリアとの使用割合は特に限定されるものではなく、トナーおよびキャリアの種類に応じて適宜選択することができる。たとえば、樹脂被覆キャリア（密度５ｇ／ｃｍ２〜８ｇ／ｃｍ２）を用いる場合、現像剤中に、トナーが現像剤全量の２重量％〜３０重量％、好ましくは２重量％〜２０重量％含まれるように、トナーを用いればよい。２成分現像剤において、トナーによるキャリアの被覆率は、４０％〜８０％の範囲内であることが好ましい。
【００９４】
次に、本発明の第１実施形態である光定着装置１００について詳細に説明する。図４は、光定着装置１００を模式的に表す図である。光定着装置１００は、帯電部７０と、電界発生部８０と、光照射部４０とを含む。光照射部４０については上述したので、説明を省略する。
【００９５】
帯電部７０は、記録媒体Ｐ上に担持される未定着トナー像を構成するトナーＴを帯電させるための部材である。帯電部７０は、矢符Ｃ２で示す記録媒体Ｐの搬送方向において、光照射部４０よりも上流に設けられる。帯電部７０は、コロナ放電装置７１と、支持板７２とを含む。
【００９６】
コロナ放電装置７１は、電圧が印加されることによりコロナ放電を生じて、被帯電物を帯電させる装置である。コロナ放電装置７１は、現像の際に帯電するトナーの極性（帯電極性）と同一の極性に、トナーＴを帯電させる。コロナ放電装置７１としては、感光体ドラム２１を帯電させるための帯電部２２に用いられる従来公知のコロナ放電装置を用いることができ、たとえば、鋸歯状の放電電極を備えるコロナ放電装置や、ワイヤ状の放電装置を備えるコロナ放電装置が挙げられる。コロナ放電装置７１に印加される電圧は、３．５ｋＶ〜７．５ｋＶである。
【００９７】
支持板７２は、コロナ放電装置７１に対向して設けられる板状部材である。支持板７２は、などの金属からなる板状部材であり、転写部３０から搬送される記録媒体Ｐを支持するとともに、放電の目標物となることで、コロナ放電装置７１の均一な放電を可能とする。
【００９８】
電界発生部８０は、光照射部４０によってレーザ光が照射される領域（定着領域）に電界を発生させる部材である。電界発生部８０は、電極８１と直流電源８２とを含む。電極８１は、回転多面鏡４２と搬送ローラ４３との間に設けられ、たとえば、搬送ローラ４３から２ｍｍ隔てて設けられる。電極８１は、ステンレス板などの金属からなる板状部材に、幅１〜２ｍｍのスリット８１ａを設けて構成される。回転多面鏡４２によって反射されたレーザ光は、電極８１のスリット８１ａを通って、トナーＴに照射される。なお、電極８１の代わりに、スリットの無い透明電極を用いてもよい。
【００９９】
直流電源８２は、搬送ローラ４３の金属ローラと電極８１とに接続され、該金属ローラと電極８１とに定常電圧を印加する。搬送ローラ４３の金属ローラは、電極として機能する。直流電源８２は、定常電界を発生させる定常電界発生手段である。本実施形態において、定常電界とは、記録媒体Ｐのトナー担持面に垂直な成分の大きさが２５０Ｖ／ｍｍ以上５００Ｖ／ｍｍ以下であり、かつ、時間的に変化しない電界であって、帯電部７０によって帯電したトナーＴに記録媒体Ｐへ向かうクーロン力を作用させる電界である。たとえば、記録媒体のトナー担持面から該トナー担持面とは反対側の面へ向かう方向を正とすると、トナーの帯電極性が負の場合は、定常電界のトナー担持面に垂直な成分の値は、−５００Ｖ／ｍｍ以上−２５０Ｖ／ｍｍ以下である。光定着装置１００は、たとえば、電極８１の主面と記録媒体Ｐのトナー担持面とが平行になるように、記録媒体Ｐを搬送するなどして、定常電界のトナー担持面に垂直な成分以外の成分の大きさが、すべて０（Ｖ／ｍｍ）となるようにすることが好ましい。
【０１００】
このように構成される光定着装置１００は、転写ニップ部で記録媒体Ｐ上にトナー像が転写されると、帯電部７０によって、記録媒体Ｐ上の未定着のトナーＴを、帯電極性と同一の極性に帯電させる。これにより、記録媒体Ｐ上の未定着トナー像を構成するトナーＴ全体が、同一の極性に、均一に帯電する。
【０１０１】
その後、光定着装置１００は、記録媒体Ｐを搬送方向下流に搬送し、光照射部４０によってトナーＴに対してレーザ光を照射するとともに、電界発生部８０によって定常電界を発生させる。これにより、帯電したトナーＴは、定常電界によって記録媒体Ｐへ向かうクーロン力を受けながら、レーザ光を受ける。レーザ光を受けたトナーＴは、赤外線定着剤や着色剤が発熱し、結着樹脂が溶融する。
【０１０２】
溶融したトナーＴには、定常電界によって記録媒体Ｐへ向かうクーロン力が作用するので、トナー粒子が膨張してトナーＴが飛散することが抑えられる。また、定常電界によってトナーＴが記録媒体に密着または浸透した状態で、トナーＴが記録媒体に定着するので、トナーＴの定着強度が向上する。したがって、光定着装置１００は、定着強度および画像濃度を向上させることができる。
【０１０３】
なお、定常電界の大きさが２５０Ｖ／ｍｍ未満であると、充分な定着強度を得ることができない。また、定常電界の大きさが５００Ｖ／ｍｍを超えると、記録媒体Ｐの内部にトナーＴが多く浸透してしまい、画像濃度が低下してしまう。
【０１０４】
光定着装置１００は、電界発生部８０によって発生させる定常電界のトナー担持面に垂直な成分の大きさが２５０Ｖ／ｍｍ以上５００Ｖ／ｍｍ以下であるので、トナーの定着強度を特に向上でき、かつ、トナーが記録媒体に浸透し過ぎないので、画像濃度を維持できる。
【０１０５】
次に、本発明の第２実施形態である光定着装置２００について詳細に説明する。図５は、光定着装置２００を模式的に表す図である。光定着装置２００は、帯電部９０と、電界発生部１１０と、光照射部４０とを含む。光照射部４０については上述したので、説明を省略する。
【０１０６】
帯電部９０は、記録媒体Ｐ上に担持される未定着トナー像を構成するトナーＴを帯電させるための部材である。帯電部９０は、矢符Ｃ２で示す記録媒体Ｐの搬送方向において、光照射部４０よりも上流に設けられる。帯電部９０は、圧接ローラ９１と、支持ローラ９２と、直流電源９３とを含む。
【０１０７】
圧接ローラ９１および支持ローラ９２は、記録媒体Ｐを挟持しながら回転することで、記録媒体Ｐを搬送方向下流に搬送するローラ対である。圧接ローラ９１は、トナー担持面に接触するローラであり、支持ローラ９２は、トナー担持面とは反対側の面に接触するローラである。本実施形態では、圧接ローラ９１と支持ローラ９２との最近接距離（圧接ローラ９１と支持ローラ９２とのギャップ）は、２ｍｍである。圧接ローラ９１および支持ローラ９２は、１２０ｒｐｍで回転して、記録媒体Ｐを搬送する。
【０１０８】
圧接ローラ９１は、導電性のローラである。圧接ローラ９１としては、たとえば、ステンレスからなる金属ローラ（直径８ｍｍ）を、ウレタンゴムにカーボンブラック（導電剤）を含有させたゴム材（体積抵抗率１０６Ω・ｃｍ、ゴム厚５ｍｍ）によって被覆した、導電性のローラ（直径１８ｍｍ）を用いることができる。圧接ローラ９１として、導電性シリコンゴムローラを用いてもよい。
【０１０９】
圧接ローラ９１は、記録媒体Ｐ上の未定着のトナーＴに、未定着トナー像を乱さないような弱い押圧力で接触する。圧接ローラ９１の押圧力は、線圧で０．２ｇ重／ｃｍ〜０．５ｇ重／ｃｍである。圧接ローラ９１は、未定着トナー像を乱さないように、トナーの剥離性が高いフッ素系樹脂（ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）など）で、表面がコーティングされることが好ましい。
【０１１０】
支持ローラ９２は、圧接ローラ９１に対向して設けられる、導電性のローラである。支持ローラ９２としては、たとえば、外径が１８ｍｍの、アルミからなる中空ローラを用いることができる。支持ローラ９２は、記録媒体Ｐを搬送し易いように、サンドブラストなどの表面加工が施されることが好ましい。直流電源９３は、圧接ローラ９１と支持ローラ９２とに、１００Ｖ以上４００Ｖ以下の電圧（帯電電圧）を印加する。上述したように、圧接ローラ９１と支持ローラ９２とのギャップは２ｍｍであるので、圧接ローラ９１と支持ローラ９２との間の電界は、５０Ｖ／ｍｍ〜２００Ｖ／ｍｍとなる。
【０１１１】
電界発生部１１０は、光照射部４０によってレーザ光が照射される領域（定着領域）に電界を発生させる部材である。電界発生部１１０は、電極１１１と直流電源１１２とを含む。電極１１１は、回転多面鏡４２と搬送ローラ４３との間に設けられ、たとえば、搬送ローラ４３から２ｍｍ隔てて設けられる。電極１１１は、ステンレス板などの金属からなる板状部材に、幅１ｍｍ〜２ｍｍのスリット１１１ａを設けて構成される。回転多面鏡４２によって反射されたレーザ光は、電極１１１のスリット１１１ａを通って、トナーＴに照射される。なお、電極１１１の代わりに、スリットの無い透明電極を用いてもよい。
【０１１２】
直流電源１１２は、搬送ローラ４３の金属ローラと電極１１１とに接続され、該金属ローラと電極１１１とに定常電圧を印加する。搬送ローラ４３の金属ローラは、電極として機能する。直流電源１１２は、定常電界を発生させる定常電界発生手段である。本実施形態において、定常電界とは、記録媒体Ｐのトナー担持面に垂直な成分の大きさが２５０Ｖ／ｍｍ以上５００Ｖ／ｍｍ以下であり、かつ、時間的に変化しない電界であって、帯電部９０によって帯電したトナーＴに記録媒体Ｐへ向かうクーロン力を作用させる電界である。光定着装置２００は、たとえば、電極１１１の主面と記録媒体Ｐのトナー担持面とが平行になるように、記録媒体Ｐを搬送するなどして、定常電界のトナー担持面に垂直な成分以外の成分の大きさが、すべて０（Ｖ／ｍｍ）となるようにすることが好ましい。
【０１１３】
このように構成される光定着装置２００は、転写ニップ部で記録媒体Ｐ上にトナー像が転写されると、帯電部９０によって、記録媒体Ｐ上の未定着のトナーＴを、帯電極性と同一の極性に帯電させる。より詳細には、直流電源９３により電圧が印加された圧接ローラ９１に、トナーＴが接触することで、トナーＴに電荷が誘起され、トナーＴが帯電する。圧接ローラ９１は、ローラ状であるので、トナーＴ全体をより均一に帯電させることができる。また、圧接ローラ９１による押圧力によって、トナーＴは、記録媒体Ｐに密着する。
【０１１４】
その後、光定着装置２００は、記録媒体Ｐを搬送方向下流に搬送し、光照射部４０によってトナーＴに対してレーザ光を照射するとともに、電界発生部１１０によって定常電界を発生させる。これにより、帯電したトナーＴは、定常電界によって記録媒体Ｐへ向かうクーロン力を受けながら、レーザ光を受ける。レーザ光を受けたトナーＴは、赤外線定着剤や着色剤が発熱し、結着樹脂が溶融する。
【０１１５】
溶融したトナーＴには、定常電界によって記録媒体Ｐへ向かうクーロン力が作用するので、トナー粒子が膨張してトナーＴが飛散することが抑えられる。また、定常電界によってトナーＴが記録媒体により密着または浸透した状態で、トナーＴが記録媒体に定着するので、トナーＴの定着強度が向上する。したがって、光定着装置２００は、定着強度および画像濃度を向上させることができる。
【０１１６】
光定着装置２００は、電界発生部１１０によって発生させる定常電界の大きさが２５０Ｖ／ｍｍ以上５００Ｖ／ｍｍ以下である。また、帯電部９０において圧接ローラ９１と支持ローラ９２との間に発生する電界が、５０Ｖ／ｍｍ以上２００Ｖ／ｍｍ以下である。したがって、トナーの定着強度を特に向上でき、かつ、トナーが記録媒体に浸透し過ぎないので、画像濃度を維持できる。
【０１１７】
次に、本発明の第３実施形態である光定着装置３００について詳細に説明する。図６は、光定着装置３００を模式的に表す図である。光定着装置３００は、帯電部１２０と、電界発生部１３０と、光照射部４０とを含む。光照射部４０については上述したので、説明を省略する。
【０１１８】
帯電部１２０は、記録媒体Ｐ上に担持される未定着トナー像を構成するトナーＴを帯電させるための部材である。帯電部１２０は、矢符Ｃ２で示す記録媒体Ｐの搬送方向において、光照射部４０よりも上流に設けられる。帯電部１２０は、圧接ローラ１２１と、支持ローラ１２２と、直流電源１２３とを含む。
【０１１９】
圧接ローラ１２１および支持ローラ１２２は、記録媒体Ｐを挟持しながら回転することで、記録媒体Ｐを搬送方向下流に搬送するローラ対である。圧接ローラ１２１は、トナー担持面に接触するローラであり、支持ローラ１２２は、トナー担持面とは反対側の面に接触するローラである。本実施形態では、圧接ローラ１２１と支持ローラ１２２との最近接距離（圧接ローラ１２１と支持ローラ１２２とのギャップ）は、２ｍｍである。圧接ローラ１２１および支持ローラ１２２は、１２０ｒｐｍで回転して、記録媒体Ｐを搬送する。
【０１２０】
圧接ローラ１２１は、導電性のローラである。圧接ローラ１２１としては、たとえば、ステンレス鋼からなる金属ローラ（直径８ｍｍ）を、ウレタンゴムにカーボンブラック（導電剤）を含有させたゴム材（体積抵抗率１０６Ω・ｃｍ、ゴム厚５ｍｍ）によって被覆した、導電性のローラ（直径１８ｍｍ）を用いることができる。圧接ローラ１２１として、導電性シリコンゴムローラを用いてもよい。
【０１２１】
圧接ローラ１２１は、記録媒体Ｐ上の未定着のトナーＴに、未定着トナー像を乱さないような弱い押圧力で接触する。圧接ローラ１２１の押圧力は、線圧で０．２ｇ重／ｃｍ〜０．５ｇ重／ｃｍである。圧接ローラ１２１は、未定着トナー像を乱さないように、トナーの剥離性が高いフッ素系樹脂（ＰＴＦＥなど）で、表面がコーティングされることが好ましい。
【０１２２】
支持ローラ１２２は、圧接ローラ１２１に対向して設けられる、導電性のローラである。支持ローラ１２２としては、たとえば、外径が１８ｍｍの、アルミからなる中空ローラを用いることができる。支持ローラ１２２は、記録媒体Ｐを搬送し易いように、サンドブラストなどの表面加工が施されることが好ましい。直流電源１２３は、圧接ローラ１２１と支持ローラ１２２とに、１００Ｖ以上４００Ｖ以下の電圧（帯電電圧）を印加する。上述したように、圧接ローラ１２１と支持ローラ１２２とのギャップは２ｍｍであるので、圧接ローラ１２１と支持ローラ１２２との間の電界は、５０Ｖ／ｍｍ〜２００Ｖ／ｍｍとなる。
【０１２３】
電界発生部１３０は、光照射部４０によってレーザ光が照射される領域（定着領域）に電界を発生させる部材である。電界発生部１３０は、電極１３１と直流電源１３２と交流電源１３３とを含む。電極１３１は、回転多面鏡４２と搬送ローラ４３との間に設けられ、たとえば、搬送ローラ４３から２ｍｍ隔てて設けられる。電極１３１は、ステンレス板などの金属からなる板状部材に、幅１ｍｍ〜２ｍｍのスリット１３１ａを設けて構成される。回転多面鏡４２によって反射されたレーザ光は、電極１３１のスリット１３１ａを通って、トナーＴに照射される。なお、電極１３１の代わりに、スリットの無い透明電極を用いてもよい。
【０１２４】
直流電源１３２は、搬送ローラ４３の金属ローラと電極１３１とに接続され、該金属ローラと電極１３１とに定常電圧を印加する。搬送ローラ４３の金属ローラは、電極として機能する。直流電源１３２は、定常電界を発生させる定常電界発生手段である。本実施形態において、定常電界とは、記録媒体Ｐのトナー担持面に垂直な成分の大きさが２５０Ｖ／ｍｍ以上５００Ｖ／ｍｍ以下であり、かつ、時間的に変化しない電界であって、帯電部１２０によって帯電したトナーＴに記録媒体Ｐへ向かうクーロン力を作用させる電界である。光定着装置３００は、たとえば、電極１３１の主面と記録媒体Ｐのトナー担持面とが平行になるように、記録媒体Ｐを搬送するなどして、定常電界のトナー担持面に垂直な成分以外の成分の大きさが、すべて０（Ｖ／ｍｍ）となるようにすることが好ましい。
【０１２５】
交流電源１３３は、搬送ローラ４３の金属ローラと電極１３１とに接続され、該金属ローラと電極１３１とに交流電圧を印加する。交流電源１３３は、交番電界を発生させる交番電界発生手段である。本実施形態において、交番電界とは、トナー担持面に垂直な成分の大きさが、定常電界のトナー担持面に垂直な成分の大きさ以下であり、かつ、所定の周波数で変動する電界であって、トナー担持面に垂直な成分の向きが周期的に変動する電界である。
【０１２６】
交番電界の、トナー担持面に垂直な成分の周波数は、５ｋＨｚ以上１５ｋＨｚ以下であることが好ましい。交番電界の、トナー担持面に垂直な成分の大きさは、定常電界のトナー担持面に垂直な成分の大きさの５０％〜１００％のであることが好ましい。また、光定着装置３００は、たとえば、電極１３１と記録媒体Ｐとを平行にするなどして、交番電界のトナー担持面に垂直な成分以外の成分の大きさが、すべて０（Ｖ／ｍｍ）となるようにすることが好ましい。
【０１２７】
光定着装置３００は、定常電界発生手段である直流電源１３２と交番電界発生手段である交流電源１３３とによって、トナー担持面に垂直な成分の大きさが周期的に変動する変動電界を発生させながら、光照射部４０によって、該変動電界が発生した空間の中で、トナーＴを溶融させるように構成される。たとえば、トナー担持面から該トナー担持面とは反対側の面へ向かう方向を正とすると、定常電界のトナー担持面に垂直な成分が３５０Ｖ／ｍｍであり、かつ、交番電界のトナー担持面に垂直な成分が−２５０Ｖ／ｍｍ〜２５０Ｖ／ｍｍで変動する場合、変動電界のトナー担持面に垂直な成分は、１００Ｖ／ｍｍ〜６００Ｖ／ｍｍで周期的に変動する。
【０１２８】
このように構成される光定着装置３００は、転写ニップ部で記録媒体Ｐ上にトナー像が転写されると、帯電部１２０によって、記録媒体Ｐ上の未定着のトナーＴを、帯電極性と同一の極性に帯電させる。より詳細には、直流電源１２３により電圧が印加された圧接ローラ１２１に、トナーＴが接触することで、トナーＴに電荷が誘起され、トナーＴが帯電する。圧接ローラ１２１は、ローラ状であるので、トナーＴ全体をより均一に帯電させることができる。また、圧接ローラ１２１による押圧力によって、トナーＴは、記録媒体Ｐに密着する。
【０１２９】
その後、光定着装置３００は、記録媒体Ｐを搬送方向下流に搬送し、光照射部４０によってトナーＴに対してレーザ光を照射するとともに、電界発生部１３０によって変動電界を発生させる。これにより、帯電したトナーＴは、変動電界によって記録媒体Ｐへ向かうクーロン力を受けながら、レーザ光を受ける。レーザ光を受けたトナーＴは、赤外線定着剤や着色剤が発熱し、結着樹脂が溶融する。
【０１３０】
溶融したトナーＴには、変動電界によって記録媒体Ｐへ向かうクーロン力が作用するので、トナー粒子が膨張してトナーＴが飛散することが抑えられる。変動電界は、トナー担持面に垂直な成分の大きさが周期的に変動するので、トナーＴに作用するクーロン力の大きさも周期的に変動する。これによって、トナーに生じる応力が変動し、凝集状態にあるトナーは、画像劣化を生じない程度に周囲に広がる。トナーが周囲に広がることにより、トナーの定着面積が広がる。また、トナーに生じる応力が変動することにより、溶融状態にあるトナーは一様な厚さで定着する。このような作用により、トナーＴの定着強度が向上する。したがって、光定着装置３００は、定着強度および画像濃度を向上させることができる。
【０１３１】
なお、交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数が５ｋＨｚ未満であると、ライン画像のエッジ部に滲みが生じ、画質が劣化してしまう。また、周波数が１５ｋＨｚを超えると、記録媒体Ｐ上のトナーＴが交番電界の影響を受け難くなり、交番電界による定着強度向上の効果が得られなくなってしまう。
【０１３２】
光定着装置３００は、交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数が５ｋＨｚ以上１５ｋＨｚ以下であるので、トナーの定着強度を特に向上でき、かつ、画質を維持できる。また、帯電部１２０において圧接ローラ１２１と支持ローラ１２２との間に発生する電界が、５０Ｖ／ｍｍ以上２００Ｖ／ｍｍ以下であるので、トナーの定着強度を特に向上でき、かつ、トナーが記録媒体に浸透し過ぎないので、画像濃度を維持できる。
【実施例】
【０１３３】
以下に、本発明の実施例について説明する。
１、実施例および比較例
（実施例１）
光定着装置１００を用いて、記録用紙に、帯電極性が負となるカーボンブラックを含有する黒トナーを定着させた。記録用紙上のトナーの付着量は０．４ｍｇ／ｃｍ２とした。コロナ放電装置７１の印加電圧の大きさは、５ｋＶとした。電極８１と搬送ローラ４３との間隔は２ｍｍとし、直流電源８２による定常電圧の大きさを５００Ｖとして、定常電界のトナー担持面に垂直な成分の大きさを２５０Ｖ／ｍｍとした。光照射部４０におけるレーザ光の強度は８０Ｗ／ｃｍ２とした。電極８１のスリット８１ａの幅は、１．５ｍｍとした。
【０１３４】
（実施例２）
直流電源８２による定常電圧の大きさを６００Ｖとして、定常電界のトナー担持面に垂直な成分の大きさを３００Ｖ／ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１３５】
（実施例３）
直流電源８２による定常電圧の大きさを７００Ｖとして、定常電界のトナー担持面に垂直な成分の大きさを３５０Ｖ／ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１３６】
（実施例４）
直流電源８２による定常電圧の大きさを８００Ｖとして、定常電界のトナー担持面に垂直な成分の大きさを４００Ｖ／ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１３７】
（実施例５）
直流電源８２による定常電圧の大きさを９００Ｖとして、定常電界のトナー担持面に垂直な成分の大きさを４５０Ｖ／ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１３８】
（実施例６）
直流電源８２による定常電圧の大きさを１０００Ｖとして、定常電界のトナー担持面に垂直な成分の大きさを５００Ｖ／ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１３９】
（実施例７）
光定着装置２００を用いて、記録用紙に、帯電極性が負となるカーボンブラックを含有する黒トナーを定着させた。記録用紙上のトナーの付着量は０．４ｍｇ／ｃｍ２とした。圧接ローラ９１および支持ローラ９２の帯電電圧の大きさは、５０Ｖとした。上述したように、圧接ローラ９１と支持ローラ９２とのギャップは２ｍｍであるので、圧接ローラ９１と支持ローラ９２との間の電界は、２５Ｖ／ｍｍとなる。圧接ローラ９１および支持ローラ９２の回転速度は１２０ｒｐｍとした。圧接ローラ９１の押圧力は０．２ｇ重／ｃｍとした。電極１１１と搬送ローラ４３との間隔は２ｍｍとし、直流電源１１２による定常電圧の大きさを７００Ｖとして、定常電界のトナー担持面に垂直な成分の大きさを３５０Ｖ／ｍｍとした。光照射部４０におけるレーザ光の強度は、８０Ｗ／ｃｍ２とした。電極１１１のスリット１１１ａの幅は、１ｍｍとした。
【０１４０】
（実施例８）
圧接ローラ９１および支持ローラ９２の帯電電圧の大きさを、１００Ｖとしたこと以外は、実施例７と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１４１】
（実施例９）
圧接ローラ９１および支持ローラ９２の帯電電圧の大きさを、１５０Ｖとしたこと以外は、実施例７と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１４２】
（実施例１０）
圧接ローラ９１および支持ローラ９２の帯電電圧の大きさを、２００Ｖとしたこと以外は、実施例７と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１４３】
（実施例１１）
圧接ローラ９１および支持ローラ９２の帯電電圧の大きさを、２５０Ｖとしたこと以外は、実施例７と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１４４】
（実施例１２）
圧接ローラ９１および支持ローラ９２の帯電電圧の大きさを、３００Ｖとしたこと以外は、実施例７と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１４５】
（実施例１３）
圧接ローラ９１および支持ローラ９２の帯電電圧の大きさを、３５０Ｖとしたこと以外は、実施例７と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１４６】
（実施例１４）
圧接ローラ９１および支持ローラ９２の帯電電圧の大きさを、４００Ｖとしたこと以外は、実施例７と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１４７】
（実施例１５）
圧接ローラ９１および支持ローラ９２の帯電電圧の大きさを、４５０Ｖとしたこと以外は、実施例７と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１４８】
（実施例１６）
直流電源１１２による定常電圧の大きさを５００Ｖとして、定常電界のトナー担持面に垂直な成分の大きさを２５０Ｖ／ｍｍとしたこと以外は、実施例７と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１４９】
（実施例１７）
圧接ローラ９１および支持ローラ９２の帯電電圧の大きさを、１５０Ｖとしたこと以外は、実施例１６と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１５０】
（実施例１８）
圧接ローラ９１および支持ローラ９２の帯電電圧の大きさを、２５０Ｖとしたこと以外は、実施例１６と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１５１】
（実施例１９）
圧接ローラ９１および支持ローラ９２の帯電電圧の大きさを、４００Ｖとしたこと以外は、実施例１６と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１５２】
（実施例２０）
直流電源１１２による定常電圧の大きさを１０００Ｖとして、定常電界のトナー担持面に垂直な成分の大きさを５００Ｖ／ｍｍとしたこと以外は、実施例７と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１５３】
（実施例２１）
圧接ローラ９１および支持ローラ９２の帯電電圧の大きさを、１５０Ｖとしたこと以外は、実施例２０と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１５４】
（実施例２２）
圧接ローラ９１および支持ローラ９２の帯電電圧の大きさを、２５０Ｖとしたこと以外は、実施例２０と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１５５】
（実施例２３）
圧接ローラ９１および支持ローラ９２の帯電電圧の大きさを、４００Ｖとしたこと以外は、実施例２０と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１５６】
（実施例２４）
光定着装置３００を用いて、記録用紙に、帯電極性が負となるカーボンブラックを含有する黒トナーを定着させた。記録用紙上のトナーの付着量は０．４ｍｇ／ｃｍ２とした。圧接ローラ１２１および支持ローラ１２２の帯電電圧の大きさは、２５０Ｖとした。上述したように、圧接ローラ１２１と支持ローラ１２２とのギャップは２ｍｍであるので、圧接ローラ１２１と支持ローラ１２２との間の電界は、１２５Ｖ／ｍｍとなる。圧接ローラ１２１および支持ローラ１２２の回転速度は１２０ｒｐｍとした。圧接ローラ１２１の押圧力は、０．２ｇ重／ｃｍとしたた。電極１３１と搬送ローラ４３との間隔は２ｍｍとし、直流電源１３２による定常電圧の大きさを７００Ｖとして、定常電界のトナー担持面に垂直な成分の大きさを３５０Ｖ／ｍｍとした。また、交流電源１３３による交流電圧の大きさを５００Ｖとし、交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数を２ｋＨｚとして、交番電界のトナー担持面に垂直な成分を−２５０Ｖ／ｍｍ〜２５０Ｖ／ｍｍで変動させた。光照射部４０におけるレーザ光の強度は、８０Ｗ／ｃｍ２とした。電極１３１のスリット１３１ａの幅は、１ｍｍとした。
【０１５７】
（実施例２５）
交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数を４ｋＨｚとしたこと以外は、実施例２４と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１５８】
（実施例２６）
交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数を５ｋＨｚとしたこと以外は、実施例２４と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１５９】
（実施例２７）
交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数を７．５ｋＨｚとしたこと以外は、実施例２４と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１６０】
（実施例２８）
交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数を１０ｋＨｚとしたこと以外は、実施例２４と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１６１】
（実施例２９）
交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数を１２．５ｋＨｚとしたこと以外は、実施例２４と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１６２】
（実施例３０）
交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数を１５ｋＨｚとしたこと以外は、実施例２４と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１６３】
（実施例３１）
交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数を１６ｋＨｚとしたこと以外は、実施例２４と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１６４】
（実施例３２）
圧接ローラ１２１および支持ローラ１２２の帯電電圧の大きさを、１００Ｖとしたこと以外は、実施例２４と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１６５】
（実施例３３）
交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数を５ｋＨｚとしたこと以外は、実施例３２と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１６６】
（実施例３４）
交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数を１０ｋＨｚとしたこと以外は、実施例３２と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１６７】
（実施例３５）
交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数を１５ｋＨｚとしたこと以外は、実施例３２と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１６８】
（実施例３６）
圧接ローラ１２１および支持ローラ１２２の帯電電圧の大きさを、４００Ｖとしたこと以外は、実施例２４と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１６９】
（実施例３７）
交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数を５ｋＨｚとしたこと以外は、実施例３６と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１７０】
（実施例３８）
交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数を１０ｋＨｚとしたこと以外は、実施例３６と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１７１】
（実施例３９）
交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数を１５ｋＨｚとしたこと以外は、実施例３６と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１７２】
（実施例４０）
交流電源１３３による交流電圧の大きさを１００Ｖとし、交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数を１０ｋＨｚとして、交番電界のトナー担持面に垂直な成分を−５０Ｖ／ｍｍ〜５０Ｖ／ｍｍで変動させたこと以外は、実施例２４と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１７３】
（実施例４１）
交流電源１３３による交流電圧の大きさを２００Ｖとし、交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数を１０ｋＨｚとして、交番電界のトナー担持面に垂直な成分を−１００Ｖ／ｍｍ〜１００Ｖ／ｍｍで変動させたこと以外は、実施例２４と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１７４】
（実施例４２）
交流電源１３３による交流電圧の大きさを４００Ｖとし、交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数を１０ｋＨｚとして、交番電界のトナー担持面に垂直な成分を−２００Ｖ／ｍｍ〜２００Ｖ／ｍｍで変動させたこと以外は、実施例２４と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１７５】
（実施例４３）
交流電源１３３による交流電圧の大きさを６００Ｖとし、交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数を１０ｋＨｚとして、交番電界のトナー担持面に垂直な成分を−３００Ｖ／ｍｍ〜３００Ｖ／ｍｍで変動させたこと以外は、実施例２４と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１７６】
（実施例４４）
交流電源１３３による交流電圧の大きさを７００Ｖとし、交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数を１０ｋＨｚとして、交番電界のトナー担持面に垂直な成分を−３５０Ｖ／ｍｍ〜３５０Ｖ／ｍｍで変動させたこと以外は、実施例２４と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１７７】
（実施例４５）
交流電源１３３による交流電圧の大きさを１００Ｖとし、交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数を５ｋＨｚとして、交番電界のトナー担持面に垂直な成分を−５０Ｖ／ｍｍ〜５０Ｖ／ｍｍで変動させたこと以外は、実施例２４と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１７８】
（実施例４６）
交流電源１３３による交流電圧の大きさを４００Ｖとし、交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数を５ｋＨｚとして、交番電界のトナー担持面に垂直な成分を−２００Ｖ／ｍｍ〜２００Ｖ／ｍｍで変動させたこと以外は、実施例２４と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１７９】
（実施例４７）
交流電源１３３による交流電圧の大きさを７００Ｖとし、交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数を５ｋＨｚとして、交番電界のトナー担持面に垂直な成分を−３５０Ｖ／ｍｍ〜３５０Ｖ／ｍｍで変動させたこと以外は、実施例２４と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１８０】
（実施例４８）
交流電源１３３による交流電圧の大きさを１００Ｖとし、交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数を１５ｋＨｚとして、交番電界のトナー担持面に垂直な成分を−５０Ｖ／ｍｍ〜５０Ｖ／ｍｍで変動させたこと以外は、実施例２４と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１８１】
（実施例４９）
交流電源１３３による交流電圧の大きさを４００Ｖとし、交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数を１５ｋＨｚとして、交番電界のトナー担持面に垂直な成分を−２００Ｖ／ｍｍ〜２００Ｖ／ｍｍで変動させたこと以外は、実施例２４と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１８２】
（実施例５０）
交流電源１３３による交流電圧の大きさを７００Ｖとし、交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数を１５ｋＨｚとして、交番電界のトナー担持面に垂直な成分を−３５０Ｖ／ｍｍ〜３５０Ｖ／ｍｍで変動させたこと以外は、実施例２４と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１８３】
（比較例１）
光定着装置１００を用いて、記録用紙に、帯電極性が負となるカーボンブラックを含有する黒トナーを定着させた。記録用紙上のトナーの付着量は０．４ｍｇ／ｃｍ２とした。コロナ放電装置７１の印加電圧の大きさは、５ｋＶとした。電極８１と搬送ローラ４３との間隔は２ｍｍとし、直流電源８２による定常電圧の大きさを４００Ｖとして、定着領域に生じた電界のトナー担持面に垂直な成分の大きさを２００Ｖ／ｍｍとした。光照射部４０におけるレーザ光の強度は、８０Ｗ／ｃｍ２とした。電極８１のスリット８１ａの幅は、１ｍｍとした。
【０１８４】
（比較例２）
直流電源８２による定常電圧の大きさを１１００Ｖとして、定着領域に生じた電界のトナー担持面に垂直な成分の大きさを５５０Ｖ／ｍｍとしたこと以外は、比較例１と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１８５】
（比較例３）
直流電源８２による定常電圧の大きさを１２００Ｖとして、定着領域に生じた電界のトナー担持面に垂直な成分の大きさを６００Ｖ／ｍｍとしたこと以外は、比較例１と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１８６】
２、評価
（定着強度）
実施例１〜実施例５０および比較例１〜３に係る定着画像について、定着強度の評価を行った。定着強度の評価は、擦り試験により行った。具体的には、擦り試験前に、縦２ｃｍ×横２ｃｍのベタ画像として記録用紙上のトナー付着量を０．６ｍｇ/ｃｍ２に設定し、定着した定着画像の光学濃度をポータブル分光濃度計（Ｘ−ｒｉｔｅ社製９３９）で測定した。
【０１８７】
その後、作成した評価用定着画像の表面を、学振式堅牢度試験において、１ｋｇの荷重を載せた砂消しゴム(商品名：ライオン 消しゴム ギャザ砂、株式会社ライオン事務器製)を用いて、１４ｍｍ／ｓの速度で３往復分擦過した。擦過前後の光学濃度を測定し、濃度変化率を算出した。
【０１８８】
濃度変化率は、下記式を用いて求めた。
濃度変化率(％)＝［１−(擦過後の光学濃度)／(擦過前の光学濃度)］×１００
【０１８９】
定着強度の評価基準は、以下のとおりである。
Ａ：濃度変動率が１０％以内である。
Ｂ：濃度変動率が１０％を超え、１２．５％以内である。
Ｃ：濃度変動率が１２．５％を超え、１５％以内である。
Ｄ：濃度変動率が１５％を超え、１７．５％以内である。
Ｅ：濃度変動率が１７．５％を超え、２０％以内である。
Ｆ：濃度変動率が２０％を超える。
【０１９０】
（画像濃度）
実施例１〜実施例５０および比較例１〜３に係る定着画像について、光学濃度の評価を行った。具体的には、ベタ画像を記録用紙に定着した定着画像の光学濃度Ｖをポータブル分光濃度計（Ｘ−ｒｉｔｅ社製９３９）で測定した。
【０１９１】
画像濃度の評価基準は、以下のとおりである。
○：光学濃度Ｖが、１．４以上である。
×：光学濃度Ｖが、１．４未満である。
【０１９２】
（画質）
実施例２４〜実施例５０に係る定着画像について、画質の評価を行った。画質の評価は、テスト画像として、線幅Ｌ＝１ｍｍの印字パターンを印刷した定着画像を実体顕微鏡で５００倍に拡大して、目視により行った。画質の評価基準は、以下のとおりである。
○：線幅Ｌが、０．９ｍｍ以上１．１ｍｍ以下である。
△：線幅Ｌが、０．８５ｍｍ以上０．９ｍｍ未満である、または１．１ｍｍを超え、１．１５ｍｍ以下である。
×：線幅Ｌが、０．８５ｍｍ未満である、または１．１５ｍｍを超える。
【０１９３】
３、評価結果
光定着装置１００を用いる実施例１〜実施例６（実１〜実６）、および比較例１〜比較例３（比１〜比３）について、直流電源８２による定常電圧の大きさ（定常電圧（Ｖ））、定着領域に生じた電界のトナー担持面に垂直な成分の大きさ（定常電界（Ｖ／ｍｍ））、定着強度の評価結果（定着強度）、および画像濃度の評価結果（画像濃度）を、表１に示す。
【０１９４】
【表１】
【０１９５】
光定着装置２００を用いる実施例７〜実施例２３（実７〜実２３）について、圧接ローラ９１および支持ローラ９２に印加される帯電電圧（帯電電圧（Ｖ））、直流電源１１２による定常電圧の大きさ（定常電圧（Ｖ））、定着領域に生じた定常電界のトナー担持面に垂直な成分の大きさ（定常電界（Ｖ））、定着強度の評価結果（定着強度）、および画像濃度の評価結果（画像濃度）を、表２に示す。
【０１９６】
【表２】
【０１９７】
光定着装置３００を用いる実施例２４〜実施例３９（実２４〜実３９）について、交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数（周波数（ｋＨｚ））、交流電源１３３による交流電圧の大きさ（交流電圧（Ｖ））、圧接ローラ１２１および支持ローラ１２２に印加される帯電電圧（帯電電圧（Ｖ））、直流電源１１２による定常電圧の大きさ（定常電圧（Ｖ））、定着領域に生じた定常電界のトナー担持面に垂直な成分の大きさ（定常電界（Ｖ））、定着強度の評価結果（定着強度）、画像濃度の評価結果（画像濃度）、および画質の評価結果（画質）を、表３に示す。
【０１９８】
【表３】
【０１９９】
光定着装置３００を用いる実施例４０〜実施例５０（実４０〜実５０）について、交流電源１３３による交流電圧の大きさ（交流電圧（Ｖ））、交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数（周波数（ｋＨｚ））、圧接ローラ１２１および支持ローラ１２２に印加される帯電電圧（帯電電圧（Ｖ））、直流電源１１２による定常電圧の大きさ（定常電圧（Ｖ））、定着領域に生じた定常電界のトナー担持面に垂直な成分の大きさ（定常電界（Ｖ））、定着強度の評価結果（定着強度）、画像濃度の評価結果（画像濃度）、および画質の評価結果（画質）を、表３に示す。
【０２００】
【表４】
【符号の説明】
【０２０１】
４０ 光照射部
４１ レーザ光源
４２ 回転多面鏡
４３ 搬送ローラ
７０，９０，１２０ 帯電部
７１ コロナ放電装置
７２ 支持板
８０，１１０，１３０ 電界発生部
８１，１１１，１３１ 電極
８２，９３，１１２，１３２，１２３ 直流電源
９１，１２１ 圧接ローラ
９２，１２２ 支持ローラ
１００，２００，３００ 光定着装置
１３３ 交流電源
１０００ 画像形成装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光定着装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、たとえば、感光体などの静電潜像担持体上に静電潜像を形成し、トナーを含む現像剤によって該静電潜像を現像してトナー像として可視像化した後、該トナー像を記録用紙などの記録媒体に転写、定着することによって画像を形成する。
【０００３】
トナー像の定着には、加熱定着装置や光定着装置が用いられる。加熱定着装置は、加熱ローラと加圧ローラとによって、未定着トナー像を担持する記録媒体を挟持することで、該未定着トナー像を構成するトナーを溶融させて、記録媒体に定着させる。加熱定着装置は、加熱ローラが記録媒体に接触するため、ホットオフセットによる画像汚れが生じたり、紙詰まりが生じたりするなどの問題がある。
【０００４】
光定着装置は、フラッシュランプやレーザ光源などにより未定着トナー像を構成するトナーに対して光を照射し、照射熱によってトナーを溶融させることで、定着を行う。このように加熱ローラを用いないので記録媒体との接触がなく、したがって、光定着装置には、上記ホットオフセットや紙詰まりが生じないという利点がある。しかしながら、光定着装置では、光を照射されたトナーが瞬時に昇温するため、トナーの膨張や熱衝撃によってトナーが飛散することがあり、これによって画像濃度の低下が生じたり、画像パターンが乱れたりするなど、画像が劣化してしまうという問題がある。
【０００５】
この問題に対して、特許文献１は、フラッシュ光源と搬送手段との間に設けられる板状の透明電極と、搬送手段下方に設けられる電極とに、電圧を印加しながらフラッシュ定着を行う定着装置を開示している。特許文献１によれば、電圧を印加することにより生じた電界によって、記録用紙上の未定着トナーが該記録用紙に吸引され、定着時にトナーが飛散することを防止できるとされている。
【０００６】
また、特許文献２は、光源付近に設けられるワイヤに高電圧を印加して、光源を保護するガラス窓を帯電させた状態で、フラッシュ定着を行う定着装置を開示している。特許文献２によれば、帯電したガラス窓に対してトナーが反発するので、該ガラス窓へのトナーの付着を防止できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６０−１１５９７６号公報
【特許文献２】特開平７−１３４５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１や特許文献２に記載の定着装置では、トナーの帯電極性とは逆に帯電したトナー（逆帯電トナー）がある場合、該逆帯電トナーは、生じた電界によって光源側に向かう電気的な力を受けるので、定着強度が低下してしまうという問題がある。さらに、逆帯電トナーが透明電極板やガラス窓の表面に付着し、汚染することによって、トナーに照射される光量が減少し、定着強度が著しく低下するという問題がある。また、逆帯電トナーが存在しなくとも、帯電していないトナーがあったり、トナー粒子間で帯電量が不均一であったりすると、定着強度にばらつきが生じるという問題もある。
【０００９】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、高い定着強度でトナーを記録媒体に定着させる光定着装置および画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、記録媒体上に担持される未定着トナー像を構成するトナーを、正または負の極性に帯電させる帯電手段と、
前記帯電手段によって帯電した前記トナーに前記記録媒体へ向かうクーロン力を作用させる定常電界であって、前記記録媒体のトナー担持面に垂直な成分の大きさが２５０Ｖ／ｍｍ以上５００Ｖ／ｍｍ以下の定常電界を発生させる定常電界発生手段を含む電界発生手段と、
前記帯電手段によって帯電した前記トナーを溶融させる光を照射する光照射手段とを備え、
前記定常電界発生手段によって前記定常電界を発生させながら、前記光照射手段によって、該定常電界が発生した空間の中で、前記トナーを溶融させるように構成されることを特徴とする光定着装置である。
【００１１】
また本発明は、前記帯電手段は、前記記録媒体を挟持しながら回転する２本のローラを含み、該２本のローラ間に５０Ｖ／ｍｍ以上２００Ｖ／ｍｍ以下の電界を発生させるように構成されることを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、前記電界発生手段は、前記トナー担持面に垂直な成分の大きさが、前記定常電界の前記トナー担持面に垂直な成分の大きさ以下であり、かつ、５ｋＨｚ以上１５ｋＨｚ以下の周波数で変動する交番電界を発生させる交番電界発生手段をさらに含み、
前記定常電界発生手段と前記交番電界発生手段とによって、前記トナー担持面に垂直な成分の大きさが周期的に変動する変動電界を発生させながら、前記光照射手段によって、該変動電界が発生した空間の中で、前記トナーを溶融させるように構成されることを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、前記光定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、記録媒体上の未定着のトナーは、まず、帯電手段によって、正または負の極性に帯電する。その後、帯電したトナーは、定常電界発生手段によって発生した所定の定常電界により、記録媒体へ向かうクーロン力を受けながら、光照射手段により照射された光を受ける。光を受けたトナーは、発熱して溶融する。このとき、溶融したトナーには、前記所定の定常電界によって、記録媒体へ向かうクーロン力が作用するので、トナー粒子が膨張してトナーが飛散することが抑えられる。また、前記所定の定常電界によって、トナーを記録媒体に密着または浸透させた上で、トナーを記録媒体に定着させることができるので、トナーの定着強度を向上できる。前記所定の定常電界は、トナー担持面に垂直な成分の大きさが２５０Ｖ／ｍｍ以上５００Ｖ／ｍｍ以下であるので、トナーの定着強度を特に向上でき、かつ、トナーが記録媒体に浸透し過ぎないので、画像濃度を維持できる。
【００１５】
また本発明によれば、記録媒体上の未定着のトナーは、２本のローラを含む帯電手段によって、正または負の極性に帯電しながら、該２本のローラによる押圧力で、記録媒体に密着する。したがって、トナーを記録媒体により密着または浸透させた上で、光照射手段によって、トナーを記録媒体に定着させることができる。これによって、トナーの定着強度をより向上できる。前記２本のローラ間に発生する電界は、５０Ｖ／ｍｍ以上２００Ｖ／ｍｍ以下であるので、トナーの定着強度を特に向上でき、かつ、トナーが記録媒体に浸透し過ぎないので、画像濃度を維持できる。
【００１６】
また本発明によれば、光照射手段によって溶融したトナーには、変動電界によって記録媒体へ向かうクーロン力が作用するので、トナー粒子が膨張してトナーが飛散することが抑えられる。変動電界は、トナー担持面に垂直な成分の大きさが周期的に変動するので、トナーに作用するクーロン力の大きさも周期的に変動する。これによって、トナーに生じる応力が変動し、凝集状態にあるトナーは、画像劣化を生じない程度に周囲に広がる。トナーが周囲に広がることにより、トナーの定着面積が広がる。また、トナーに生じる応力が変動することにより、溶融状態にあるトナーは一様な厚さで定着する。このような作用により、トナーの定着強度が向上する。交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数が５ｋＨｚ以上１５ｋＨｚ以下であるので、トナーの定着強度を特に向上でき、かつ、画質を維持できる。
【００１７】
また本発明によれば、上記光定着装置を備えるので、定着強度の高い画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】画像形成装置１０００の構成を概略的に示す模式図である。
【図２】現像装置２４の構成を概略的に示す模式図である。
【図３】光照射部４０の構成を概略的に示す模式図である。
【図４】光定着装置１００を模式的に表す図である。
【図５】光定着装置２００を模式的に表す図である。
【図６】光定着装置３００を模式的に表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明に係る光定着装置は、帯電手段と、電界発生手段と、光照射手段とを備える。以下に、本発明の第１実施形態である光定着装置１００、第２実施形態である光定着装置２００、および第３実施形態である光定着装置３００について説明する。
【００２０】
光定着装置１００，２００，３００は、たとえば、図１に示す電子写真方式の画像形成装置１０００に用いることができる。図１は、画像形成装置１０００の構成を概略的に示す模式図である。画像形成装置１０００は、複写機能、プリンタ機能、およびファクシミリ機能を併せ持つ複合機であり、伝達される画像情報に応じて、記録媒体上にフルカラーまたはモノクロの画像を形成する。画像形成装置１０００は、コピアモード（複写モード）、プリンタモード、およびファクシミリモードという３種の印刷モードを有しており、図示しない操作部からの操作入力、パーソナルコンピュータ、携帯端末装置、情報記録記憶媒体、メモリ装置を用いた外部機器などからの印刷ジョブの受信に応じて、図示しない制御ユニット部によって、印刷モードが選択される。
【００２１】
画像形成装置１０００は、トナー像形成部２０と、転写部３０と、光定着装置１００と、記録媒体供給部５０と、排出部６０と、図示しない制御ユニット部とを含む。トナー像形成部２０は、感光体ドラム２１ｂ，２１ｃ，２１ｍ，２１ｙと、帯電部２２ｂ，２２ｃ，２２ｍ，２２ｙと、露光ユニット２３と、現像装置２４ｂ，２４ｃ，２４ｍ，２４ｙと、クリーニングユニット２５ｂ，２５ｃ，２５ｍ，２５ｙとを含む。転写部３０は、中間転写ベルト３１と、駆動ローラ３２と、従動ローラ３３と、中間転写ローラ３４ｂ，３４ｃ，３４ｍ，３４ｙと、転写ベルトクリーニングユニット３５と、転写ローラ３６とを含む。
【００２２】
感光体ドラム２１、帯電部２２、現像装置２４、クリーニングユニット２５、および中間転写ローラ３４は、カラー画像情報に含まれるブラック（ｂ）、シアン（ｃ）、マゼンタ（ｍ）、およびイエロー（ｙ）の各色の画像情報に対応するために、それぞれ４つずつ設けられる。本明細書中において、各色に応じて４つずつ設けられる各部材を区別する場合は、各部材を表す数字の末尾に各色を表すアルファベットを付して参照符号とし、各部材を総称する場合は、各部材を表す数字のみを参照符号とする。
【００２３】
感光体ドラム２１は、図示しない駆動部により、軸線回りに回転駆動可能に支持され、図示しない、導電性基体と、導電性基体の表面に形成される感光層とを含む。導電性基体は種々の形状を採ることができ、たとえば、円筒状、円柱状、薄膜シート状などを挙げることができる。感光層は、たとえば、電荷発生物質を含む電荷発生層と、電荷輸送物質を含む電荷輸送層とを積層することにより形成される。
【００２４】
帯電部２２、現像装置２４、およびクリーニングユニット２５は、感光体ドラム２１の回転方向周りに、この順序で配置される。帯電部２２は、現像装置２４およびクリーニングユニット２５よりも鉛直方向下方に配置される。
【００２５】
帯電部２２は、感光体ドラム２１表面を所定の極性および電位に帯電させる部材である。帯電部２２は、感光体ドラム２１に臨む位置に、感光体ドラム２１の長手方向に沿って設置される。接触帯電方式の帯電装置の場合、帯電部２２は、感光体ドラム２１表面に接するように設置される。非接触帯電方式の帯電装置の場合、帯電部２２は、感光体ドラム２１表面から離隔するように設置される。
【００２６】
帯電部２２は、現像装置２４、クリーニングユニット２５などとともに、感光体ドラム２１の周囲に設置される。帯電部２２は、現像装置２４、クリーニングユニット２５などよりも、感光体ドラム２１に近い位置に設置されることが好ましい。これによって、感光体ドラム２１の帯電不良の発生を確実に防止することができる。
【００２７】
帯電部２２としては、ブラシ型帯電装置、ローラ型帯電装置、コロナ放電装置、イオン発生装置などを使用できる。ブラシ型帯電装置およびローラ型帯電装置は、接触帯電方式の帯電装置である。ブラシ型帯電装置には、帯電ブラシを用いるもの、磁気ブラシを用いるものなどがある。コロナ放電装置およびイオン発生装置は、非接触帯電方式の帯電装置である。コロナ放電装置には、ワイヤ状の放電電極を用いるもの、鋸歯状の放電電極を用いるもの、針状の放電電極を用いるものなどがある。
【００２８】
露光ユニット２３は、露光ユニット２３から出射される光が、帯電部２２と現像装置２４との間を通過して感光体ドラム２１の表面に照射されるように配置される。露光ユニット２３は、帯電状態にある感光体ドラム２１ｂ，２１ｃ，２１ｍ，２１ｙ表面に、各色の画像情報に対応するレーザ光をそれぞれ照射することによって、感光体ドラム２１ｂ，２１ｃ，２１ｍ，２１ｙそれぞれの表面に、各色の画像情報に対応する静電潜像を形成する。露光ユニット２３には、たとえば、レーザ光照射部および複数の反射ミラーを備えるレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）を使用できる。露光ユニット２３としては、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）アレイ、液晶シャッタと光源とを適宜組み合わせたユニットなどを用いてもよい。
【００２９】
図２は、現像装置２４の構成を概略的に示す模式図である。現像装置２４は、現像槽２４１とトナーホッパ２４２とを含む。現像槽２４１は、その内部空間に、本発明に係る光定着装置によって記録媒体に定着可能なトナーを含む現像剤を収容する。トナーについては後述する。現像槽２４１内には、現像ローラ２４３、供給ローラ２４４、攪拌ローラ２４５などのローラ状またはスクリュー状部材が、回転自在に支持される。現像槽２４１の感光体ドラム２１を臨む側面には開口部が形成され、該開口部を介して感光体ドラム２１に対向する位置に現像ローラ２４３が設けられる。
【００３０】
現像ローラ２４３は、感光体ドラム２１との圧接部または最近接部において感光体ドラム２１表面の静電潜像にトナーを供給する部材である。トナーの供給に際しては、現像ローラ２４３表面にトナーの帯電電位とは逆極性の電位が現像バイアス電圧（現像バイアス）として印加される。これによって、現像ローラ２４３表面のトナーが静電潜像に円滑に供給される。現像バイアスの値を変更することによって、静電潜像に供給されるトナー量（トナー付着量）を制御することができる。
【００３１】
供給ローラ２４４は、現像ローラ２４３に臨み、現像ローラ２４３周辺にトナーを供給する部材である。攪拌ローラ２４５は供給ローラ２４４に臨み、トナーホッパ２４２から現像槽２４１内に新たに供給されるトナーを供給ローラ２４４周辺に送給する部材である。トナーホッパ２４２は、その鉛直方向下部に設けられるトナー補給口（図示せず）と、現像槽２４１の鉛直方向上部に設けられるトナー受入口（図示せず）とが連通するように設けられ、現像槽２４１のトナー消費状況に応じてトナーを補給する。他の実施形態としては、トナーホッパ２４２を用いず、各色トナーカートリッジから直接トナーを補給するように構成されてもよい。
【００３２】
クリーニングユニット２５は、感光体ドラム２１から中間転写ベルト３１にトナー像が転写された後に、感光体ドラム２１の表面に残留するトナーを除去し、感光体ドラム２１の表面を清浄化する部材である。クリーニングユニット２５には、たとえば、クリーニングブレードなどの板状部材が用いられる。なお、画像形成装置１０００においては、感光体ドラム２１として、主に有機感光体ドラムが用いられる。有機感光体ドラムの表面は樹脂成分を主体とするものであるため、帯電の際に発生するオゾンの化学的作用によって表面の劣化が進行しやすいけれども、劣化した表面部分はクリーニングユニット２５よる擦過作用を受けて摩耗し、徐々にではあるが確実に除去される。したがって、オゾンなどによる感光体ドラム２１表面の劣化の問題が実際上解消され、長期間にわたって、帯電動作による帯電電位を安定に維持することができる。本実施形態ではクリーニングユニット２５が設けられるけれども、クリーニングユニット２５は設けられなくてもよい。
【００３３】
トナー像形成部２０によれば、帯電部２２によって均一な帯電状態にある感光体ドラム２１の表面に、露光ユニット２３から画像情報に応じたレーザ光が照射されて静電潜像が形成される。静電潜像に現像装置２４からトナーが供給されてトナー像が形成され、該トナー像は中間転写ベルト３１に転写される。トナー像が中間転写ベルト３１に転写された後に、感光体ドラム２１表面に残留するトナーは、クリーニングユニット２５によって除去される。このような一連のトナー像形成動作が繰り返し実行される。
【００３４】
中間転写ベルト３１は、感光体ドラム２１の鉛直方向上方に配置される無端ベルト状部材である。中間転写ベルト３１は、駆動ローラ３２と従動ローラ３３とによって張架されてループ状の経路を形成し、矢符Ｂの方向に回転駆動する。
【００３５】
駆動ローラ３２は、図示しない駆動部によってその軸線回りに回転駆動が可能なように設けられる。駆動ローラ３２は、回転駆動によって、中間転写ベルト３１を矢符Ｂ方向へ回転駆動させる。従動ローラ３３は、駆動ローラ３２の回転駆動に従動して回転可能なように設けられ、中間転写ベルト３１が弛まないように、中間転写ベルト３１に一定の張力を発生させる。
【００３６】
中間転写ローラ３４は、中間転写ベルト３１を介して感光体ドラム２１に圧接し、かつ図示しない駆動部によってその軸線回りに回転駆動が可能なように設けられる。中間転写ローラ３４は、転写バイアスを印加する図示しない電源が接続され、感光体ドラム２１表面のトナー像を中間転写ベルト３１に転写する機能を有する。
【００３７】
転写ローラ３６は、中間転写ベルト３１を介して駆動ローラ３２に圧接し、図示しない駆動部によって軸線回りに回転駆動が可能なように設けられる。転写ローラ３６と駆動ローラ３２との圧接部（転写ニップ部）において、中間転写ベルト３１に担持されて搬送されるトナー像が、後述する記録媒体供給部５０から送給される記録媒体に転写される。
【００３８】
転写ベルトクリーニングユニット３５は、中間転写ベルト３１を介して従動ローラ３３に対向し、中間転写ベルト３１のトナー像担持面に接触するように設けられる。記録媒体へのトナー像の転写後に、中間転写ベルト３１にトナーが付着したまま残っていると、中間転写ベルト３１の回転駆動によって、残留トナーが転写ローラ３６に付着するおそれがある。転写ローラ３６に付着したトナーは、次に転写する記録媒体の裏面を汚染する原因となる。したがって、転写ベルトクリーニングユニット３５は、記録媒体へのトナー像の転写後に、中間転写ベルト３１表面のトナーを除去し回収するために設けられる。
【００３９】
転写部３０によれば、中間転写ベルト３１が感光体ドラム２１に接しながら回転駆動する際、中間転写ローラ３４に、感光体ドラム２１表面のトナーの帯電極性とは逆極性の転写バイアスが印加され、感光体ドラム２１の表面に形成されたトナー像は、中間転写ベルト３１上へ転写される。フルカラー画像の場合、感光体ドラム２１ｙ、感光体ドラム２１ｍ、感光体ドラム２１ｃ、感光体ドラム２１ｂでそれぞれ形成される各色のトナー画像が、中間転写ベルト３１上に、この順番で順次重ねて転写されることによって、フルカラートナー像が形成される。中間転写ベルト３１に転写されたトナー像は、中間転写ベルト３１の回転駆動によって転写ニップ部に搬送され、転写ニップ部において、記録媒体に転写される。トナー像が転写された記録媒体は、光定着装置１００に搬送される。
【００４０】
記録媒体供給部５０は、自動給紙部５１と、ピックアップローラ５２ａ，５２ｂと、搬送ローラ５３ａ，５３ｂと、レジストローラ５４と、手差給紙トレイ５５とを含む。自動給紙部５１は画像形成装置１０００の鉛直方向下部に設けられ、画像形成装置１０００内部において記録媒体を貯留する容器状部材である。手差給紙トレイ５５は、画像形成装置１０００外部において記録媒体を貯留するトレイ状部材である。記録媒体としては、普通紙、カラーコピー用紙、オーバーヘッドプロジェクタ用シート、葉書などがある。
【００４１】
ピックアップローラ５２ａは、自動給紙部５１に貯留される記録媒体を１枚ずつ取り出し、用紙搬送路Ａ１に送給するローラ状部材である。搬送ローラ５３ａは互いに圧接するように設けられる一対のローラ状部材であり、用紙搬送路Ａ１において記録媒体をレジストローラ５４に向けて搬送する。ピックアップローラ５２ｂは、手差給紙トレイ５５に貯留される記録媒体を１枚ずつ取り出し、用紙搬送路Ａ２に送給するローラ状部材である。搬送ローラ５３ｂは互いに圧接するように設けられる一対のローラ状部材であり、用紙搬送路Ａ２において記録媒体をレジストローラ５４に向けて搬送する。
【００４２】
レジストローラ５４は、互いに圧接するように設けられる一対のローラ状部材であり、搬送ローラ５３ａ，５３ｂから送給される記録媒体を、中間転写ベルト３１に担持されるトナー像が転写ニップ部に搬送されるのに同期して、転写ニップ部に送給する。
【００４３】
記録媒体供給部５０によれば、中間転写ベルト３１に担持されるトナー像が転写ニップ部に搬送されるのに同期して、自動給紙部５１または手差給紙トレイ５５から記録媒体が転写ニップ部に送給され、該記録媒体にトナー像が転写される。
【００４４】
光定着装置１００は、未定着トナー像を担持した記録媒体が転写ニップ部から搬送されてくると、所定の波長を有するレーザ光を該未定着トナー像に照射し、該未定着トナー像を構成するトナーを記録媒体に定着させる。トナーが定着した記録媒体は、光定着装置１００から排出部６０へ搬送される。
【００４５】
はじめに述べたように、本発明に係る光定着装置は、帯電手段と、電界発生手段と、光照射手段とを備える。帯電手段は、記録媒体上に担持される未定着トナー像を構成するトナーを、正または負の極性に帯電させる手段である。電界発生手段は、定常電界発生手段を含む。定常電界発生手段は、帯電手段によって帯電したトナーに前記記録媒体へ向かうクーロン力を作用させる定常電界であって、記録媒体のトナー担持面に垂直な成分の大きさが２５０Ｖ／ｍｍ以上５００Ｖ／ｍｍ以下の定常電界を発生させる手段である。光照射手段は、帯電手段によって帯電したトナーを溶融させる光を照射する手段である。本発明に係る光定着装置は、定常電界発生手段によって前記定常電界を発生させながら、光照射手段によって、該定常電界が発生した空間の中で、トナーを溶融させるように構成される。
【００４６】
光定着装置１００では、後述する図４に示すように、帯電部７０が帯電手段であり、電界発生部８０が電界発生手段であり、光照射部４０が光照射手段である。光定着装置２００では、後述する図５に示すように、帯電部９０が帯電手段であり、電界発生部１１０が電界発生手段であり、光照射部４０が光照射手段である。光定着装置３００では、後述する図６に示すように、帯電部１２０が帯電手段であり、電界発生部１３０が電界発生手段であり、光照射部４０が光照射手段である。
【００４７】
まず、光定着装置１００，２００，３００が共通して備える光照射部４０について説明する。帯電部７０，９０，１２０および電界発生部８０，１１０，１３０については、後述する。図３は、光照射部４０の構成を概略的に示す模式図である。図３（ａ）は光照射部４０の正面図であり、図３（ｂ）は光照射部４０を図３（ａ）のＩ方向から見た上面図であり、図３（ｃ）は光照射部４０を図３（ａ）のＩＩ方向から見た右側面図である。
【００４８】
光照射部４０は、レーザ光源４１と、回転多面鏡４２と、搬送ローラ４３とを含む。レーザ光源４１は、トナーを溶融させる所定の波長のレーザ光を照射する部材である。回転多面鏡４２は、レーザ光源４１から照射されたレーザ光を反射して、記録媒体Ｐのトナー担持面に対して略垂直な方向から、記録媒体Ｐを走査露光する。回転多面鏡４２は、たとえば、その形状が正六角柱状であり、矢符Ｃ１方向に定速回転する。レーザ光源４１は、回転多面鏡４２によって、記録媒体Ｐ上の未定着トナー像に局所的にレーザ光を照射することができる。
【００４９】
レーザ光源４１から照射されるレーザ光の強度は、１．５Ｗ／ｃｍ２以上６３０Ｗ／ｃｍ２以下の範囲内であることが好ましい。レーザ光の強度が１．５Ｗ／ｃｍ２よりも弱い場合には、レーザ光の照射によるトナーの溶融が不充分となるためにトナーの定着率が低下してしまう。レーザ光の強度が６３０Ｗ／ｃｍ２よりも強くなると、レーザ光の照射によりトナーまたは記録媒体に焦げが生じてしまい、これによってトナーの定着率が低下してしまう。
【００５０】
搬送ローラ４３は、図示しない駆動部によってその軸線回りに回転駆動が可能なように、回転多面鏡４２に対向する位置に設けられるローラ状部材である。搬送ローラ４３は、たとえば、ステンレス鋼などの金属によって形成される金属ローラの表面を、ゴムなどの摩擦の大きい弾性部材にカーボンブラックなどの導電剤を含有させたものによって被覆して構成する。搬送ローラ４３は、回転駆動によって、記録媒体を矢符Ｃ２の方向に搬送する。
【００５１】
なお、レーザ光源４１と回転多面鏡４２との間の光路には、コリメータレンズ、シリンダーレンズなどを設けてもよい。また、回転多面鏡４２と搬送ローラ４３との間には、ｆθレンズ、折り返しミラー、反射ミラーなどを設けてもよい。
【００５２】
また、本実施形態では、光照射部４０は、レーザ光を照射するレーザ光源４１を含むように構成されるけれども、他の実施形態としては、光照射部４０は、フラッシュ光を照射するフラッシュランプなどを含むように構成されてもよい。
【００５３】
排出部６０は、搬送ローラ６１と、排出ローラ６２と、排出トレイ６３とを含む。搬送ローラ６１は、光定着装置１００よりも鉛直方向上方において、互いに圧接するように設けられる一対のローラ状部材である。搬送ローラ６１は、画像が定着した記録媒体を排出ローラ６２に向けて搬送する。
【００５４】
排出ローラ６２は、互いに圧接するように設けられる一対のローラ状部材である。排出ローラ６２は、片面印刷の場合、片面の印刷が完了した記録媒体を排出トレイ６３に排出する。排出ローラ６２は、両面印刷の場合は、片面の印刷が完了した記録媒体を、用紙搬送路Ａ３を介してレジストローラ５４へ搬送し、両面の印刷が完了した記録媒体を排出トレイ６３に排出する。排出トレイ６３は、画像形成装置１０００の鉛直方向上面に設けられ、画像が定着した記録媒体を貯留する。
【００５５】
画像形成装置１０００は、図示しない制御ユニット部を含む。制御ユニット部は、たとえば、画像形成装置１０００の内部空間における鉛直方向上部に設けられ、記憶部と演算部と制御部とを含む。制御ユニット部の記憶部には、画像形成装置１０００の鉛直方向上面に配置される図示しない操作パネルを介する各種設定値、画像形成装置１０００内部の各所に配置される図示しないセンサなどからの検知結果、外部機器からの画像情報などが入力される。また、記憶部には、各種処理を実行するプログラムが書き込まれる。各種処理とは、たとえば、記録媒体判定処理、付着量制御処理、定着条件制御処理などである。
【００５６】
記憶部には、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、リードオンリィメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などが挙げられる。外部機器には、画像情報の形成または取得が可能であり、かつ画像形成装置１０００に電気的に接続可能な電気、電子機器を使用でき、たとえば、コンピュータ、デジタルカメラ、テレビジョン受像機器、ビデオレコーダ、ＤＶＤ（Digital
Versatile Disc）レコーダ、ＨＤＤＶＤ（High-Definition Digital Versatile Disc）レコーダ、ブルーレイディスクレコーダ、ファクシミリ装置、携帯端末装置などが挙げられる。
【００５７】
演算部は、記憶部に書き込まれる各種データ（画像形成命令、検知結果、画像情報など）および各種処理のプログラムを取り出し、各種判定を行う。制御部は、演算部の判定結果に応じて該当装置に制御信号を送付し、動作制御を行う。
【００５８】
制御部および演算部は中央処理装置（ＣＰＵ、Central Processing Unit）を備えるマイクロコンピュータ、マイクロプロセッサなどによって実現される処理回路を含む。制御ユニット部は、前述の処理回路とともに主電源を含み、電源は制御ユニット部だけでなく、画像形成装置１０００内部における各部材にも電力を供給する。
【００５９】
次に、トナーについて説明する。画像形成装置１０００に用いられるトナーは、光照射部４０により所定の波長の光が照射されることによって記録媒体に定着するトナーである。このようなトナーとしては、たとえば、赤外線吸収剤を含み、所定の波長の光として赤外線が照射されることによって溶融するトナー（赤外線定着トナー）が挙げられる。
【００６０】
赤外線定着トナーは、結着樹脂、着色剤、赤外線吸収剤、およびその他の添加剤を含む。結着樹脂としては、従来公知のトナー用の結着樹脂を使用できる。トナー用の結着樹脂としては、たとえば、スチレンアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂などが挙げられる。結着樹脂は、１種を単独で使用でき、または２種以上を併用できる。
【００６１】
着色剤としては、染料および顔料を挙げることができ、その中でも顔料を用いることが好ましい。顔料は、染料に比べて耐光性および発色性に優れるので、顔料を用いることによって耐光性および発色性に優れるトナーを得ることができる。
【００６２】
着色剤としては、たとえば、イエロートナー用着色剤、マゼンタトナー用着色剤、シアントナー用着色剤、ブラックトナー用着色剤などを挙げることができる。
【００６３】
イエロートナー用着色剤としては、たとえば、カラーインデックスによって分類されるＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー７４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８５などの有機系顔料、黄色酸化鉄、黄土などの無機系顔料、Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー１などのニトロ系染料、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー２、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー６、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１４、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１５、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１９、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー２１などの油溶性染料が挙げられる。
【００６４】
マゼンタトナー用着色剤としては、たとえば、カラーインデックスによって分類されるＣ．Ｉ．ピグメントレッド４９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド８１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１９、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド４９、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド５２、Ｃ．Ｉ．ベーシックレッド１０、Ｃ．Ｉ．ディスパーズレッド１５などが挙げられる。
【００６５】
シアントナー用着色剤としては、たとえば、カラーインデックスによって分類されるＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１６、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー５５、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー７０、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー２５、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー８６などが挙げられる。
【００６６】
ブラックトナー用着色剤としては、たとえば、チャンネルブラック、ローラーブラック、ディスクブラック、ガスファーネスブラック、オイルファーネスブラック、サーマルブラック、アセチレンブラックなどのカーボンブラックが挙げられる。
【００６７】
着色剤の使用量は特に制限されないけれども、好ましくは結着樹脂１００重量部に対して４重量部以上２０重量部以下である。着色剤の使用量が２０重量部を超えると、トナーの透明性および定着性が低下してしまい、４重量部未満であると充分な画像濃度が得られなくなってしまう。
【００６８】
赤外線吸収剤は、赤外線を吸収することによって発熱する物質であり、赤外線定着用トナーの赤外線吸収効率を向上させるために、トナーに添加される。赤外線吸収剤としては、電磁波の吸収ピークが、赤外線の波長域の中でも、波長７８０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の範囲内にある赤外線吸収剤が特に好ましい。さらに、赤外線吸収剤としては、可視光線の吸収が少ない赤外線吸収剤であることが好ましい。このような赤外線吸収剤を用いることによって、トナーの色相への影響を抑えることができる。なお、本実施形態において、「赤外線」とは、波長が７８０ｎｍ以上１０６ｎｍ（１ｍｍ）以下の電磁波を指し、「可視光線」とは、波長が３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ未満の電磁波を指す。
【００６９】
赤外線吸収剤としては、従来公知の赤外線定着用トナー用の赤外線吸収剤が使用できる。赤外線吸収剤としては、たとえば、シアニン化合物、カーボンブラック、ジイモニウム化合物、アミニウム化合物、ポリメチン化合物、フタロシアニン化合物などが挙げられる。赤外線吸収剤は、１種を単独で用いてもよく、または２種以上を併用して用いてもよい。
【００７０】
シアニン化合物としては、たとえば、ＫＡＹＡＳＯＲＢ ＣＹ−４０ＭＣ（商品名、日本化薬株式会社製）、ＫＡＹＡＳＯＲＢ ＣＹＰ−４６４６（Ｆ）（商品名、日本化薬株式会社製）、ＮＫ−４６８０（商品名、株式会社林原生物化学研究所製）、ＳＤ５０−Ｅ０５Ｎ（商品名、住友精化株式会社製）などが挙げられる。ジイモニウム化合物としては、たとえば、ＣＩＲ−１０８５（商品名、日本カーリット株式会社製）、ＣＩＲ−１０８５Ｆ（商品名、日本カーリット株式会社製）などが挙げられる。アミニウム化合物としては、たとえば、ＮＩＲ−ＡＭ１（商品名、ナガセケムテックス株式会社製）が挙げられる。ポリメチン系化合物としては、たとえば、ＩＲＴ（商品名、昭和電工株式会社製）が挙げられる。フタロシアニン化合物としては、たとえば、ＩＲ−１０Ａ（商品名、株式会社日本触媒製）、ＩＲ−１２（商品名、株式会社日本触媒製）などが挙げられる。
【００７１】
赤外線吸収剤としては、シアニン化合物を用いることが好ましい。シアニン化合物は、波長７８０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の範囲内に電磁波の吸収ピークを有し、かつ、高い吸光度を有するため、トナーの赤外線吸収効率を充分に向上させることができる。これによって、トナーは、赤外線定着において充分な定着性を発揮できる。
【００７２】
赤外線吸収剤としてシアニン化合物を用いる場合、シアニン化合物の含有量は、トナー１００重量部に対して、０．１重量部以上５．０重量部以下であることが好ましい。シアニン化合物の含有量を０．１重量部以上５．０重量部以下とすることで、トナーの定着性を向上させることができ、定着画像の白抜けおよび彩度の低下を防ぐことができる。
【００７３】
シアニン化合物の含有量が０．１重量部未満であると、赤外線の吸収による発熱量が少なくなり、トナーが充分に溶融せず、トナーの定着性が低下してしまう。シアニン化合物の含有量が５．０重量部を超えると、赤外線の吸収によるトナーの急激な溶融が起こり、突沸が生じてトナーが飛び散り、画像の白抜けが発生してしまう。また、シアニン化合物の含有量が５．０重量部を超えると、シアニン化合物による可視光線の吸収量が多くなるため、画像の彩度が低下してしまう。
【００７４】
トナーはワックスを含んでもよい。ワックスは、記録媒体に定着したトナー像である定着画像に、平滑性を付与する目的で添加される。トナー母粒子にワックスを添加することにより、定着画像表面の凹凸が少なくなり、定着画像が平滑になる。
【００７５】
ワックスとしては、特に限定されず、公知のものを使用することができる。ワックスとしては、たとえば、パラフィンワックスおよびその誘導体、マイクロクリスタリンワックスおよびその誘導体などの石油系ワックス、カルナバワックスおよびその誘導体、ライスワックスおよびその誘導体、キャンデリラワックスおよびその誘導体、木蝋などの植物系ワックス、蜜蝋、鯨蝋などの動物系ワックス、フィッシャートロプシュワックスおよびその誘導体、ポリオレフィンワックスおよびその誘導体、低分子ポリプロピレンワックスおよびその誘導体、ポリオレフィン系重合体ワックスおよびその誘導体などの炭化水素系合成ワックス、脂肪酸アミド、フェノール脂肪酸エステルなどの油脂系合成ワックス、長鎖カルボン酸およびその誘導体、長鎖アルコールおよびその誘導体、シリコーン系重合体、高級脂肪酸が挙げられる。
【００７６】
ワックスの使用量は特に限定されず、広い範囲から適宜選択できるけれども、好ましくは結着樹脂１００重量部に対して０．２重量部以上２０重量部以下である。ワックスの使用量が２０重量部を超えると、感光体フィルミング、キャリアスペントなどが起こってしまい、０．２重量部未満であると、ワックスの機能を充分発揮できなくなってしまう。
【００７７】
ワックスの融点は、特に制限されないけれども、３０℃〜１２０℃であることが好ましい。ワックスの融点が１２０℃を超えると、ワックスの機能が充分発揮されなくなってしまい、３０℃未満であるとトナーの保存性が損なわれてしまう。
【００７８】
トナーは帯電制御剤を含んでもよい。帯電制御剤は、トナーに好ましい帯電性を付与するために添加される。帯電制御剤は、特に限定されるものではなく、公知の正電荷制御用または負電荷制御用の帯電制御剤を用いることができる。
【００７９】
正電荷制御用の帯電制御剤としては、たとえば、ニグロシン染料、塩基性染料、四級アンモニウム塩、四級ホスホニウム塩、アミノピリン、ピリミジン化合物、多核ポリアミノ化合物、アミノシラン、ニグロシン染料およびその誘導体、トリフェニルメタン誘導体、グアニジン塩、アミジン塩などが挙げられる。
【００８０】
負電荷制御用の帯電制御剤としては、たとえば、オイルブラック、スピロンブラックなどの油溶性染料、含金属アゾ化合物、アゾ錯体染料、ナフテン酸金属塩、サリチル酸およびその誘導体の、金属錯体および金属塩（金属はクロム、亜鉛、ジルコニウムなど）、ホウ素化合物、脂肪酸石鹸、長鎖アルキルカルボン酸塩、樹脂酸石鹸が挙げられる。
【００８１】
正電荷制御用の帯電制御剤は、１種を単独で用いてもよく、または２種以上の正電荷制御用の帯電制御剤を併用して用いてもよい。同様に、負電荷制御用の帯電制御剤は、１種を単独で用いてもよく、または２種以上の負電荷制御用の帯電制御剤を併用して用いてもよい。
【００８２】
帯電制御剤は、結着樹脂１００重量部に対して０．５重量部以上用いられることが好ましく、１重量部以上用いられることがより好ましい。帯電制御剤の含有量が０．５重量部未満であると、トナーに充分な帯電性を付与することができなくなってしまう。また、結着樹脂に対して非相溶性の帯電制御剤を用いる場合は、結着樹脂１００重量部に対して、非相溶性帯電制御剤が５重量部以下で用いられることが好ましく、３重量部以下で用いられることがより好ましい。トナーとキャリアとを含む２成分現像剤の場合、トナー中の結着樹脂１００重量部に対して非相溶性帯電制御剤が５重量部よりも多く含まれると、非相溶性帯電制御剤によってキャリアが汚染されてしまい、トナー飛散が発生してしまう。
【００８３】
トナーには外添剤が外添されてもよい。外添剤は、トナーの流動性、摩擦帯電性、耐熱性、長期保存性、クリーニング特性、および感光体表面磨耗特性を向上させるために添加される。外添剤としては公知のものを使用でき、たとえば、シリカ、酸化チタン、アルミナなどが挙げられる。外添剤は、シリコーンワニス、各種変性シリコーンワニス、シリコーンオイル、各種変性シリコーンオイル、シランカップリング剤、官能基を有するシランカップリング剤、有機ケイ素化合物などで処理されていることが好ましい。
【００８４】
外添剤は、１種を単独で用いてもよく、または２種以上を併用して用いてもよい。外添剤の使用量は、トナー１００重量部に対して１重量部〜１０重量部であることが好ましく、１重量部〜５重量部であることがより好ましい。
【００８５】
外添剤は、１次粒子の個数平均粒径が１０ｎｍ〜５００ｎｍであることが好ましい。このような粒径の外添剤を用いることにより、トナーの流動性がさらに向上する。
【００８６】
上記赤外線定着トナーは、１成分現像剤に用いることができ、２成分現像剤にも用いることができる。１成分現像剤は、キャリアを含まず、赤外線定着トナーのみからなる。１成分現像剤は、現像スリーブによって搬送され、ブレードまたはファーブラシによって摩擦帯電し、静電気力によって静電潜像に供給されることで、該静電潜像を現像する。
【００８７】
２成分現像剤は、赤外線定着トナーとともに、公知のキャリアを含む。キャリアとしては、たとえば、鉄、銅、亜鉛、ニッケル、コバルト、マンガン、クロムなどからなる単独または複合フェライトキャリア、フェライトからなるキャリアコア粒子を被覆物質で表面被覆した樹脂被覆キャリア、樹脂に磁性を有する粒子を分散させた樹脂分散型キャリアなどを挙げることができる。
【００８８】
被覆物質は、特に限定されるものではなく、公知のものを用いることができる。被覆物質としては、たとえば、ポリテトラフルオロエチレン、モノクロロトリフルオロエチレン重合体、ポリフッ化ビニリデン、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ジターシャーリーブチルサリチル酸の金属化合物、スチレン系樹脂、アクリル樹脂、ポリアシド、ポリビニルラール、ニグロシン、アミノアクリレート樹脂、塩基性染料、塩基性染料のレーキ物、シリカ微粉末、アルミナ微粉末などを挙げることができる。被覆物質は、トナー成分に応じて適宜選択することが好ましく、１種を単独で用いてもよいし、または２種以上を併用してもよい。
【００８９】
樹脂分散型キャリアに用いられる樹脂は、特に限定されるものではなく、たとえば、スチレンアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素系樹脂、フェノール樹脂などを挙げることができる。樹脂分散型キャリアに用いられる樹脂は、トナー成分に応じて適宜選択することが好ましく、１種を単独で用いてもよいし、または２種以上を併用してもよい。
【００９０】
キャリアの形状は、球形または扁平形状であることが好ましい。キャリアの粒径は、特に限定されないけれども、定着画像の高画質化を考慮すると、１０μｍ〜１００μｍの範囲内であることが好ましく、２０μｍ〜５０μｍの範囲内であることがさらに好ましい。
【００９１】
キャリアの抵抗率は、１０８Ω・ｃｍ以上であることが好ましく、１０１２Ω・ｃｍ以上であることがさらに好ましい。キャリアの抵抗率が低いと、バイアス電圧を印加する際にキャリアに電荷が注入されてしまい、感光体ドラム２１にキャリア粒子が付着してしまうおそれがある。また、キャリアの抵抗率が低いと、バイアス電圧のブレークダウンが起こり易くなる。なお、「キャリアの抵抗率」は、キャリアを、断面積が０．５０ｃｍ２で底面に電極を有する容器に入れてタッピングした後に、錘によって容器内に詰められたキャリア粒子に１ｋｇ／ｃｍ２の荷重を掛け、錘と底面電極との間に１０００Ｖ／ｃｍ２の電界が生ずる電圧を印加したときの電流値である。
【００９２】
キャリアの磁化強さ（最大磁化）は、１０ｅｍｕ／ｇ〜６０ｅｍｕ／ｇの範囲内であることが好ましく、１５ｅｍｕ／ｇ〜４０ｅｍｕ／ｇの範囲内であることがさらに好ましい。現像ローラの磁束密度によるけれども、一般的な磁束密度の条件下においては、キャリアの磁化強さが１０ｅｍｕ／ｇ未満であると磁気的な束縛力が働かず、キャリア飛散の原因となる。キャリアの磁化強さが６０ｅｍｕ／ｇを超えると、キャリアの穂立ちが高くなり過ぎてしまう。非接触現像では、キャリアの穂立ちが高くなり過ぎると、感光体ドラム２１とキャリアとが非接触状態を保つことが困難になる。また、接触現像では、キャリアの穂立ちが高くなり過ぎると、トナー像に掃き目が現れ易くなる。
【００９３】
２成分現像剤におけるトナーとキャリアとの使用割合は特に限定されるものではなく、トナーおよびキャリアの種類に応じて適宜選択することができる。たとえば、樹脂被覆キャリア（密度５ｇ／ｃｍ２〜８ｇ／ｃｍ２）を用いる場合、現像剤中に、トナーが現像剤全量の２重量％〜３０重量％、好ましくは２重量％〜２０重量％含まれるように、トナーを用いればよい。２成分現像剤において、トナーによるキャリアの被覆率は、４０％〜８０％の範囲内であることが好ましい。
【００９４】
次に、本発明の第１実施形態である光定着装置１００について詳細に説明する。図４は、光定着装置１００を模式的に表す図である。光定着装置１００は、帯電部７０と、電界発生部８０と、光照射部４０とを含む。光照射部４０については上述したので、説明を省略する。
【００９５】
帯電部７０は、記録媒体Ｐ上に担持される未定着トナー像を構成するトナーＴを帯電させるための部材である。帯電部７０は、矢符Ｃ２で示す記録媒体Ｐの搬送方向において、光照射部４０よりも上流に設けられる。帯電部７０は、コロナ放電装置７１と、支持板７２とを含む。
【００９６】
コロナ放電装置７１は、電圧が印加されることによりコロナ放電を生じて、被帯電物を帯電させる装置である。コロナ放電装置７１は、現像の際に帯電するトナーの極性（帯電極性）と同一の極性に、トナーＴを帯電させる。コロナ放電装置７１としては、感光体ドラム２１を帯電させるための帯電部２２に用いられる従来公知のコロナ放電装置を用いることができ、たとえば、鋸歯状の放電電極を備えるコロナ放電装置や、ワイヤ状の放電装置を備えるコロナ放電装置が挙げられる。コロナ放電装置７１に印加される電圧は、３．５ｋＶ〜７．５ｋＶである。
【００９７】
支持板７２は、コロナ放電装置７１に対向して設けられる板状部材である。支持板７２は、などの金属からなる板状部材であり、転写部３０から搬送される記録媒体Ｐを支持するとともに、放電の目標物となることで、コロナ放電装置７１の均一な放電を可能とする。
【００９８】
電界発生部８０は、光照射部４０によってレーザ光が照射される領域（定着領域）に電界を発生させる部材である。電界発生部８０は、電極８１と直流電源８２とを含む。電極８１は、回転多面鏡４２と搬送ローラ４３との間に設けられ、たとえば、搬送ローラ４３から２ｍｍ隔てて設けられる。電極８１は、ステンレス板などの金属からなる板状部材に、幅１〜２ｍｍのスリット８１ａを設けて構成される。回転多面鏡４２によって反射されたレーザ光は、電極８１のスリット８１ａを通って、トナーＴに照射される。なお、電極８１の代わりに、スリットの無い透明電極を用いてもよい。
【００９９】
直流電源８２は、搬送ローラ４３の金属ローラと電極８１とに接続され、該金属ローラと電極８１とに定常電圧を印加する。搬送ローラ４３の金属ローラは、電極として機能する。直流電源８２は、定常電界を発生させる定常電界発生手段である。本実施形態において、定常電界とは、記録媒体Ｐのトナー担持面に垂直な成分の大きさが２５０Ｖ／ｍｍ以上５００Ｖ／ｍｍ以下であり、かつ、時間的に変化しない電界であって、帯電部７０によって帯電したトナーＴに記録媒体Ｐへ向かうクーロン力を作用させる電界である。たとえば、記録媒体のトナー担持面から該トナー担持面とは反対側の面へ向かう方向を正とすると、トナーの帯電極性が負の場合は、定常電界のトナー担持面に垂直な成分の値は、−５００Ｖ／ｍｍ以上−２５０Ｖ／ｍｍ以下である。光定着装置１００は、たとえば、電極８１の主面と記録媒体Ｐのトナー担持面とが平行になるように、記録媒体Ｐを搬送するなどして、定常電界のトナー担持面に垂直な成分以外の成分の大きさが、すべて０（Ｖ／ｍｍ）となるようにすることが好ましい。
【０１００】
このように構成される光定着装置１００は、転写ニップ部で記録媒体Ｐ上にトナー像が転写されると、帯電部７０によって、記録媒体Ｐ上の未定着のトナーＴを、帯電極性と同一の極性に帯電させる。これにより、記録媒体Ｐ上の未定着トナー像を構成するトナーＴ全体が、同一の極性に、均一に帯電する。
【０１０１】
その後、光定着装置１００は、記録媒体Ｐを搬送方向下流に搬送し、光照射部４０によってトナーＴに対してレーザ光を照射するとともに、電界発生部８０によって定常電界を発生させる。これにより、帯電したトナーＴは、定常電界によって記録媒体Ｐへ向かうクーロン力を受けながら、レーザ光を受ける。レーザ光を受けたトナーＴは、赤外線定着剤や着色剤が発熱し、結着樹脂が溶融する。
【０１０２】
溶融したトナーＴには、定常電界によって記録媒体Ｐへ向かうクーロン力が作用するので、トナー粒子が膨張してトナーＴが飛散することが抑えられる。また、定常電界によってトナーＴが記録媒体に密着または浸透した状態で、トナーＴが記録媒体に定着するので、トナーＴの定着強度が向上する。したがって、光定着装置１００は、定着強度および画像濃度を向上させることができる。
【０１０３】
なお、定常電界の大きさが２５０Ｖ／ｍｍ未満であると、充分な定着強度を得ることができない。また、定常電界の大きさが５００Ｖ／ｍｍを超えると、記録媒体Ｐの内部にトナーＴが多く浸透してしまい、画像濃度が低下してしまう。
【０１０４】
光定着装置１００は、電界発生部８０によって発生させる定常電界のトナー担持面に垂直な成分の大きさが２５０Ｖ／ｍｍ以上５００Ｖ／ｍｍ以下であるので、トナーの定着強度を特に向上でき、かつ、トナーが記録媒体に浸透し過ぎないので、画像濃度を維持できる。
【０１０５】
次に、本発明の第２実施形態である光定着装置２００について詳細に説明する。図５は、光定着装置２００を模式的に表す図である。光定着装置２００は、帯電部９０と、電界発生部１１０と、光照射部４０とを含む。光照射部４０については上述したので、説明を省略する。
【０１０６】
帯電部９０は、記録媒体Ｐ上に担持される未定着トナー像を構成するトナーＴを帯電させるための部材である。帯電部９０は、矢符Ｃ２で示す記録媒体Ｐの搬送方向において、光照射部４０よりも上流に設けられる。帯電部９０は、圧接ローラ９１と、支持ローラ９２と、直流電源９３とを含む。
【０１０７】
圧接ローラ９１および支持ローラ９２は、記録媒体Ｐを挟持しながら回転することで、記録媒体Ｐを搬送方向下流に搬送するローラ対である。圧接ローラ９１は、トナー担持面に接触するローラであり、支持ローラ９２は、トナー担持面とは反対側の面に接触するローラである。本実施形態では、圧接ローラ９１と支持ローラ９２との最近接距離（圧接ローラ９１と支持ローラ９２とのギャップ）は、２ｍｍである。圧接ローラ９１および支持ローラ９２は、１２０ｒｐｍで回転して、記録媒体Ｐを搬送する。
【０１０８】
圧接ローラ９１は、導電性のローラである。圧接ローラ９１としては、たとえば、ステンレスからなる金属ローラ（直径８ｍｍ）を、ウレタンゴムにカーボンブラック（導電剤）を含有させたゴム材（体積抵抗率１０６Ω・ｃｍ、ゴム厚５ｍｍ）によって被覆した、導電性のローラ（直径１８ｍｍ）を用いることができる。圧接ローラ９１として、導電性シリコンゴムローラを用いてもよい。
【０１０９】
圧接ローラ９１は、記録媒体Ｐ上の未定着のトナーＴに、未定着トナー像を乱さないような弱い押圧力で接触する。圧接ローラ９１の押圧力は、線圧で０．２ｇ重／ｃｍ〜０．５ｇ重／ｃｍである。圧接ローラ９１は、未定着トナー像を乱さないように、トナーの剥離性が高いフッ素系樹脂（ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）など）で、表面がコーティングされることが好ましい。
【０１１０】
支持ローラ９２は、圧接ローラ９１に対向して設けられる、導電性のローラである。支持ローラ９２としては、たとえば、外径が１８ｍｍの、アルミからなる中空ローラを用いることができる。支持ローラ９２は、記録媒体Ｐを搬送し易いように、サンドブラストなどの表面加工が施されることが好ましい。直流電源９３は、圧接ローラ９１と支持ローラ９２とに、１００Ｖ以上４００Ｖ以下の電圧（帯電電圧）を印加する。上述したように、圧接ローラ９１と支持ローラ９２とのギャップは２ｍｍであるので、圧接ローラ９１と支持ローラ９２との間の電界は、５０Ｖ／ｍｍ〜２００Ｖ／ｍｍとなる。
【０１１１】
電界発生部１１０は、光照射部４０によってレーザ光が照射される領域（定着領域）に電界を発生させる部材である。電界発生部１１０は、電極１１１と直流電源１１２とを含む。電極１１１は、回転多面鏡４２と搬送ローラ４３との間に設けられ、たとえば、搬送ローラ４３から２ｍｍ隔てて設けられる。電極１１１は、ステンレス板などの金属からなる板状部材に、幅１ｍｍ〜２ｍｍのスリット１１１ａを設けて構成される。回転多面鏡４２によって反射されたレーザ光は、電極１１１のスリット１１１ａを通って、トナーＴに照射される。なお、電極１１１の代わりに、スリットの無い透明電極を用いてもよい。
【０１１２】
直流電源１１２は、搬送ローラ４３の金属ローラと電極１１１とに接続され、該金属ローラと電極１１１とに定常電圧を印加する。搬送ローラ４３の金属ローラは、電極として機能する。直流電源１１２は、定常電界を発生させる定常電界発生手段である。本実施形態において、定常電界とは、記録媒体Ｐのトナー担持面に垂直な成分の大きさが２５０Ｖ／ｍｍ以上５００Ｖ／ｍｍ以下であり、かつ、時間的に変化しない電界であって、帯電部９０によって帯電したトナーＴに記録媒体Ｐへ向かうクーロン力を作用させる電界である。光定着装置２００は、たとえば、電極１１１の主面と記録媒体Ｐのトナー担持面とが平行になるように、記録媒体Ｐを搬送するなどして、定常電界のトナー担持面に垂直な成分以外の成分の大きさが、すべて０（Ｖ／ｍｍ）となるようにすることが好ましい。
【０１１３】
このように構成される光定着装置２００は、転写ニップ部で記録媒体Ｐ上にトナー像が転写されると、帯電部９０によって、記録媒体Ｐ上の未定着のトナーＴを、帯電極性と同一の極性に帯電させる。より詳細には、直流電源９３により電圧が印加された圧接ローラ９１に、トナーＴが接触することで、トナーＴに電荷が誘起され、トナーＴが帯電する。圧接ローラ９１は、ローラ状であるので、トナーＴ全体をより均一に帯電させることができる。また、圧接ローラ９１による押圧力によって、トナーＴは、記録媒体Ｐに密着する。
【０１１４】
その後、光定着装置２００は、記録媒体Ｐを搬送方向下流に搬送し、光照射部４０によってトナーＴに対してレーザ光を照射するとともに、電界発生部１１０によって定常電界を発生させる。これにより、帯電したトナーＴは、定常電界によって記録媒体Ｐへ向かうクーロン力を受けながら、レーザ光を受ける。レーザ光を受けたトナーＴは、赤外線定着剤や着色剤が発熱し、結着樹脂が溶融する。
【０１１５】
溶融したトナーＴには、定常電界によって記録媒体Ｐへ向かうクーロン力が作用するので、トナー粒子が膨張してトナーＴが飛散することが抑えられる。また、定常電界によってトナーＴが記録媒体により密着または浸透した状態で、トナーＴが記録媒体に定着するので、トナーＴの定着強度が向上する。したがって、光定着装置２００は、定着強度および画像濃度を向上させることができる。
【０１１６】
光定着装置２００は、電界発生部１１０によって発生させる定常電界の大きさが２５０Ｖ／ｍｍ以上５００Ｖ／ｍｍ以下である。また、帯電部９０において圧接ローラ９１と支持ローラ９２との間に発生する電界が、５０Ｖ／ｍｍ以上２００Ｖ／ｍｍ以下である。したがって、トナーの定着強度を特に向上でき、かつ、トナーが記録媒体に浸透し過ぎないので、画像濃度を維持できる。
【０１１７】
次に、本発明の第３実施形態である光定着装置３００について詳細に説明する。図６は、光定着装置３００を模式的に表す図である。光定着装置３００は、帯電部１２０と、電界発生部１３０と、光照射部４０とを含む。光照射部４０については上述したので、説明を省略する。
【０１１８】
帯電部１２０は、記録媒体Ｐ上に担持される未定着トナー像を構成するトナーＴを帯電させるための部材である。帯電部１２０は、矢符Ｃ２で示す記録媒体Ｐの搬送方向において、光照射部４０よりも上流に設けられる。帯電部１２０は、圧接ローラ１２１と、支持ローラ１２２と、直流電源１２３とを含む。
【０１１９】
圧接ローラ１２１および支持ローラ１２２は、記録媒体Ｐを挟持しながら回転することで、記録媒体Ｐを搬送方向下流に搬送するローラ対である。圧接ローラ１２１は、トナー担持面に接触するローラであり、支持ローラ１２２は、トナー担持面とは反対側の面に接触するローラである。本実施形態では、圧接ローラ１２１と支持ローラ１２２との最近接距離（圧接ローラ１２１と支持ローラ１２２とのギャップ）は、２ｍｍである。圧接ローラ１２１および支持ローラ１２２は、１２０ｒｐｍで回転して、記録媒体Ｐを搬送する。
【０１２０】
圧接ローラ１２１は、導電性のローラである。圧接ローラ１２１としては、たとえば、ステンレス鋼からなる金属ローラ（直径８ｍｍ）を、ウレタンゴムにカーボンブラック（導電剤）を含有させたゴム材（体積抵抗率１０６Ω・ｃｍ、ゴム厚５ｍｍ）によって被覆した、導電性のローラ（直径１８ｍｍ）を用いることができる。圧接ローラ１２１として、導電性シリコンゴムローラを用いてもよい。
【０１２１】
圧接ローラ１２１は、記録媒体Ｐ上の未定着のトナーＴに、未定着トナー像を乱さないような弱い押圧力で接触する。圧接ローラ１２１の押圧力は、線圧で０．２ｇ重／ｃｍ〜０．５ｇ重／ｃｍである。圧接ローラ１２１は、未定着トナー像を乱さないように、トナーの剥離性が高いフッ素系樹脂（ＰＴＦＥなど）で、表面がコーティングされることが好ましい。
【０１２２】
支持ローラ１２２は、圧接ローラ１２１に対向して設けられる、導電性のローラである。支持ローラ１２２としては、たとえば、外径が１８ｍｍの、アルミからなる中空ローラを用いることができる。支持ローラ１２２は、記録媒体Ｐを搬送し易いように、サンドブラストなどの表面加工が施されることが好ましい。直流電源１２３は、圧接ローラ１２１と支持ローラ１２２とに、１００Ｖ以上４００Ｖ以下の電圧（帯電電圧）を印加する。上述したように、圧接ローラ１２１と支持ローラ１２２とのギャップは２ｍｍであるので、圧接ローラ１２１と支持ローラ１２２との間の電界は、５０Ｖ／ｍｍ〜２００Ｖ／ｍｍとなる。
【０１２３】
電界発生部１３０は、光照射部４０によってレーザ光が照射される領域（定着領域）に電界を発生させる部材である。電界発生部１３０は、電極１３１と直流電源１３２と交流電源１３３とを含む。電極１３１は、回転多面鏡４２と搬送ローラ４３との間に設けられ、たとえば、搬送ローラ４３から２ｍｍ隔てて設けられる。電極１３１は、ステンレス板などの金属からなる板状部材に、幅１ｍｍ〜２ｍｍのスリット１３１ａを設けて構成される。回転多面鏡４２によって反射されたレーザ光は、電極１３１のスリット１３１ａを通って、トナーＴに照射される。なお、電極１３１の代わりに、スリットの無い透明電極を用いてもよい。
【０１２４】
直流電源１３２は、搬送ローラ４３の金属ローラと電極１３１とに接続され、該金属ローラと電極１３１とに定常電圧を印加する。搬送ローラ４３の金属ローラは、電極として機能する。直流電源１３２は、定常電界を発生させる定常電界発生手段である。本実施形態において、定常電界とは、記録媒体Ｐのトナー担持面に垂直な成分の大きさが２５０Ｖ／ｍｍ以上５００Ｖ／ｍｍ以下であり、かつ、時間的に変化しない電界であって、帯電部１２０によって帯電したトナーＴに記録媒体Ｐへ向かうクーロン力を作用させる電界である。光定着装置３００は、たとえば、電極１３１の主面と記録媒体Ｐのトナー担持面とが平行になるように、記録媒体Ｐを搬送するなどして、定常電界のトナー担持面に垂直な成分以外の成分の大きさが、すべて０（Ｖ／ｍｍ）となるようにすることが好ましい。
【０１２５】
交流電源１３３は、搬送ローラ４３の金属ローラと電極１３１とに接続され、該金属ローラと電極１３１とに交流電圧を印加する。交流電源１３３は、交番電界を発生させる交番電界発生手段である。本実施形態において、交番電界とは、トナー担持面に垂直な成分の大きさが、定常電界のトナー担持面に垂直な成分の大きさ以下であり、かつ、所定の周波数で変動する電界であって、トナー担持面に垂直な成分の向きが周期的に変動する電界である。
【０１２６】
交番電界の、トナー担持面に垂直な成分の周波数は、５ｋＨｚ以上１５ｋＨｚ以下であることが好ましい。交番電界の、トナー担持面に垂直な成分の大きさは、定常電界のトナー担持面に垂直な成分の大きさの５０％〜１００％のであることが好ましい。また、光定着装置３００は、たとえば、電極１３１と記録媒体Ｐとを平行にするなどして、交番電界のトナー担持面に垂直な成分以外の成分の大きさが、すべて０（Ｖ／ｍｍ）となるようにすることが好ましい。
【０１２７】
光定着装置３００は、定常電界発生手段である直流電源１３２と交番電界発生手段である交流電源１３３とによって、トナー担持面に垂直な成分の大きさが周期的に変動する変動電界を発生させながら、光照射部４０によって、該変動電界が発生した空間の中で、トナーＴを溶融させるように構成される。たとえば、トナー担持面から該トナー担持面とは反対側の面へ向かう方向を正とすると、定常電界のトナー担持面に垂直な成分が３５０Ｖ／ｍｍであり、かつ、交番電界のトナー担持面に垂直な成分が−２５０Ｖ／ｍｍ〜２５０Ｖ／ｍｍで変動する場合、変動電界のトナー担持面に垂直な成分は、１００Ｖ／ｍｍ〜６００Ｖ／ｍｍで周期的に変動する。
【０１２８】
このように構成される光定着装置３００は、転写ニップ部で記録媒体Ｐ上にトナー像が転写されると、帯電部１２０によって、記録媒体Ｐ上の未定着のトナーＴを、帯電極性と同一の極性に帯電させる。より詳細には、直流電源１２３により電圧が印加された圧接ローラ１２１に、トナーＴが接触することで、トナーＴに電荷が誘起され、トナーＴが帯電する。圧接ローラ１２１は、ローラ状であるので、トナーＴ全体をより均一に帯電させることができる。また、圧接ローラ１２１による押圧力によって、トナーＴは、記録媒体Ｐに密着する。
【０１２９】
その後、光定着装置３００は、記録媒体Ｐを搬送方向下流に搬送し、光照射部４０によってトナーＴに対してレーザ光を照射するとともに、電界発生部１３０によって変動電界を発生させる。これにより、帯電したトナーＴは、変動電界によって記録媒体Ｐへ向かうクーロン力を受けながら、レーザ光を受ける。レーザ光を受けたトナーＴは、赤外線定着剤や着色剤が発熱し、結着樹脂が溶融する。
【０１３０】
溶融したトナーＴには、変動電界によって記録媒体Ｐへ向かうクーロン力が作用するので、トナー粒子が膨張してトナーＴが飛散することが抑えられる。変動電界は、トナー担持面に垂直な成分の大きさが周期的に変動するので、トナーＴに作用するクーロン力の大きさも周期的に変動する。これによって、トナーに生じる応力が変動し、凝集状態にあるトナーは、画像劣化を生じない程度に周囲に広がる。トナーが周囲に広がることにより、トナーの定着面積が広がる。また、トナーに生じる応力が変動することにより、溶融状態にあるトナーは一様な厚さで定着する。このような作用により、トナーＴの定着強度が向上する。したがって、光定着装置３００は、定着強度および画像濃度を向上させることができる。
【０１３１】
なお、交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数が５ｋＨｚ未満であると、ライン画像のエッジ部に滲みが生じ、画質が劣化してしまう。また、周波数が１５ｋＨｚを超えると、記録媒体Ｐ上のトナーＴが交番電界の影響を受け難くなり、交番電界による定着強度向上の効果が得られなくなってしまう。
【０１３２】
光定着装置３００は、交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数が５ｋＨｚ以上１５ｋＨｚ以下であるので、トナーの定着強度を特に向上でき、かつ、画質を維持できる。また、帯電部１２０において圧接ローラ１２１と支持ローラ１２２との間に発生する電界が、５０Ｖ／ｍｍ以上２００Ｖ／ｍｍ以下であるので、トナーの定着強度を特に向上でき、かつ、トナーが記録媒体に浸透し過ぎないので、画像濃度を維持できる。
【実施例】
【０１３３】
以下に、本発明の実施例について説明する。
１、実施例および比較例
（実施例１）
光定着装置１００を用いて、記録用紙に、帯電極性が負となるカーボンブラックを含有する黒トナーを定着させた。記録用紙上のトナーの付着量は０．４ｍｇ／ｃｍ２とした。コロナ放電装置７１の印加電圧の大きさは、５ｋＶとした。電極８１と搬送ローラ４３との間隔は２ｍｍとし、直流電源８２による定常電圧の大きさを５００Ｖとして、定常電界のトナー担持面に垂直な成分の大きさを２５０Ｖ／ｍｍとした。光照射部４０におけるレーザ光の強度は８０Ｗ／ｃｍ２とした。電極８１のスリット８１ａの幅は、１．５ｍｍとした。
【０１３４】
（実施例２）
直流電源８２による定常電圧の大きさを６００Ｖとして、定常電界のトナー担持面に垂直な成分の大きさを３００Ｖ／ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１３５】
（実施例３）
直流電源８２による定常電圧の大きさを７００Ｖとして、定常電界のトナー担持面に垂直な成分の大きさを３５０Ｖ／ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１３６】
（実施例４）
直流電源８２による定常電圧の大きさを８００Ｖとして、定常電界のトナー担持面に垂直な成分の大きさを４００Ｖ／ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１３７】
（実施例５）
直流電源８２による定常電圧の大きさを９００Ｖとして、定常電界のトナー担持面に垂直な成分の大きさを４５０Ｖ／ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１３８】
（実施例６）
直流電源８２による定常電圧の大きさを１０００Ｖとして、定常電界のトナー担持面に垂直な成分の大きさを５００Ｖ／ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１３９】
（実施例７）
光定着装置２００を用いて、記録用紙に、帯電極性が負となるカーボンブラックを含有する黒トナーを定着させた。記録用紙上のトナーの付着量は０．４ｍｇ／ｃｍ２とした。圧接ローラ９１および支持ローラ９２の帯電電圧の大きさは、５０Ｖとした。上述したように、圧接ローラ９１と支持ローラ９２とのギャップは２ｍｍであるので、圧接ローラ９１と支持ローラ９２との間の電界は、２５Ｖ／ｍｍとなる。圧接ローラ９１および支持ローラ９２の回転速度は１２０ｒｐｍとした。圧接ローラ９１の押圧力は０．２ｇ重／ｃｍとした。電極１１１と搬送ローラ４３との間隔は２ｍｍとし、直流電源１１２による定常電圧の大きさを７００Ｖとして、定常電界のトナー担持面に垂直な成分の大きさを３５０Ｖ／ｍｍとした。光照射部４０におけるレーザ光の強度は、８０Ｗ／ｃｍ２とした。電極１１１のスリット１１１ａの幅は、１ｍｍとした。
【０１４０】
（実施例８）
圧接ローラ９１および支持ローラ９２の帯電電圧の大きさを、１００Ｖとしたこと以外は、実施例７と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１４１】
（実施例９）
圧接ローラ９１および支持ローラ９２の帯電電圧の大きさを、１５０Ｖとしたこと以外は、実施例７と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１４２】
（実施例１０）
圧接ローラ９１および支持ローラ９２の帯電電圧の大きさを、２００Ｖとしたこと以外は、実施例７と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１４３】
（実施例１１）
圧接ローラ９１および支持ローラ９２の帯電電圧の大きさを、２５０Ｖとしたこと以外は、実施例７と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１４４】
（実施例１２）
圧接ローラ９１および支持ローラ９２の帯電電圧の大きさを、３００Ｖとしたこと以外は、実施例７と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１４５】
（実施例１３）
圧接ローラ９１および支持ローラ９２の帯電電圧の大きさを、３５０Ｖとしたこと以外は、実施例７と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１４６】
（実施例１４）
圧接ローラ９１および支持ローラ９２の帯電電圧の大きさを、４００Ｖとしたこと以外は、実施例７と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１４７】
（実施例１５）
圧接ローラ９１および支持ローラ９２の帯電電圧の大きさを、４５０Ｖとしたこと以外は、実施例７と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１４８】
（実施例１６）
直流電源１１２による定常電圧の大きさを５００Ｖとして、定常電界のトナー担持面に垂直な成分の大きさを２５０Ｖ／ｍｍとしたこと以外は、実施例７と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１４９】
（実施例１７）
圧接ローラ９１および支持ローラ９２の帯電電圧の大きさを、１５０Ｖとしたこと以外は、実施例１６と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１５０】
（実施例１８）
圧接ローラ９１および支持ローラ９２の帯電電圧の大きさを、２５０Ｖとしたこと以外は、実施例１６と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１５１】
（実施例１９）
圧接ローラ９１および支持ローラ９２の帯電電圧の大きさを、４００Ｖとしたこと以外は、実施例１６と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１５２】
（実施例２０）
直流電源１１２による定常電圧の大きさを１０００Ｖとして、定常電界のトナー担持面に垂直な成分の大きさを５００Ｖ／ｍｍとしたこと以外は、実施例７と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１５３】
（実施例２１）
圧接ローラ９１および支持ローラ９２の帯電電圧の大きさを、１５０Ｖとしたこと以外は、実施例２０と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１５４】
（実施例２２）
圧接ローラ９１および支持ローラ９２の帯電電圧の大きさを、２５０Ｖとしたこと以外は、実施例２０と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１５５】
（実施例２３）
圧接ローラ９１および支持ローラ９２の帯電電圧の大きさを、４００Ｖとしたこと以外は、実施例２０と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１５６】
（実施例２４）
光定着装置３００を用いて、記録用紙に、帯電極性が負となるカーボンブラックを含有する黒トナーを定着させた。記録用紙上のトナーの付着量は０．４ｍｇ／ｃｍ２とした。圧接ローラ１２１および支持ローラ１２２の帯電電圧の大きさは、２５０Ｖとした。上述したように、圧接ローラ１２１と支持ローラ１２２とのギャップは２ｍｍであるので、圧接ローラ１２１と支持ローラ１２２との間の電界は、１２５Ｖ／ｍｍとなる。圧接ローラ１２１および支持ローラ１２２の回転速度は１２０ｒｐｍとした。圧接ローラ１２１の押圧力は、０．２ｇ重／ｃｍとしたた。電極１３１と搬送ローラ４３との間隔は２ｍｍとし、直流電源１３２による定常電圧の大きさを７００Ｖとして、定常電界のトナー担持面に垂直な成分の大きさを３５０Ｖ／ｍｍとした。また、交流電源１３３による交流電圧の大きさを５００Ｖとし、交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数を２ｋＨｚとして、交番電界のトナー担持面に垂直な成分を−２５０Ｖ／ｍｍ〜２５０Ｖ／ｍｍで変動させた。光照射部４０におけるレーザ光の強度は、８０Ｗ／ｃｍ２とした。電極１３１のスリット１３１ａの幅は、１ｍｍとした。
【０１５７】
（実施例２５）
交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数を４ｋＨｚとしたこと以外は、実施例２４と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１５８】
（実施例２６）
交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数を５ｋＨｚとしたこと以外は、実施例２４と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１５９】
（実施例２７）
交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数を７．５ｋＨｚとしたこと以外は、実施例２４と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１６０】
（実施例２８）
交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数を１０ｋＨｚとしたこと以外は、実施例２４と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１６１】
（実施例２９）
交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数を１２．５ｋＨｚとしたこと以外は、実施例２４と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１６２】
（実施例３０）
交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数を１５ｋＨｚとしたこと以外は、実施例２４と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１６３】
（実施例３１）
交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数を１６ｋＨｚとしたこと以外は、実施例２４と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１６４】
（実施例３２）
圧接ローラ１２１および支持ローラ１２２の帯電電圧の大きさを、１００Ｖとしたこと以外は、実施例２４と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１６５】
（実施例３３）
交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数を５ｋＨｚとしたこと以外は、実施例３２と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１６６】
（実施例３４）
交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数を１０ｋＨｚとしたこと以外は、実施例３２と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１６７】
（実施例３５）
交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数を１５ｋＨｚとしたこと以外は、実施例３２と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１６８】
（実施例３６）
圧接ローラ１２１および支持ローラ１２２の帯電電圧の大きさを、４００Ｖとしたこと以外は、実施例２４と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１６９】
（実施例３７）
交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数を５ｋＨｚとしたこと以外は、実施例３６と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１７０】
（実施例３８）
交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数を１０ｋＨｚとしたこと以外は、実施例３６と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１７１】
（実施例３９）
交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数を１５ｋＨｚとしたこと以外は、実施例３６と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１７２】
（実施例４０）
交流電源１３３による交流電圧の大きさを１００Ｖとし、交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数を１０ｋＨｚとして、交番電界のトナー担持面に垂直な成分を−５０Ｖ／ｍｍ〜５０Ｖ／ｍｍで変動させたこと以外は、実施例２４と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１７３】
（実施例４１）
交流電源１３３による交流電圧の大きさを２００Ｖとし、交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数を１０ｋＨｚとして、交番電界のトナー担持面に垂直な成分を−１００Ｖ／ｍｍ〜１００Ｖ／ｍｍで変動させたこと以外は、実施例２４と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１７４】
（実施例４２）
交流電源１３３による交流電圧の大きさを４００Ｖとし、交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数を１０ｋＨｚとして、交番電界のトナー担持面に垂直な成分を−２００Ｖ／ｍｍ〜２００Ｖ／ｍｍで変動させたこと以外は、実施例２４と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１７５】
（実施例４３）
交流電源１３３による交流電圧の大きさを６００Ｖとし、交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数を１０ｋＨｚとして、交番電界のトナー担持面に垂直な成分を−３００Ｖ／ｍｍ〜３００Ｖ／ｍｍで変動させたこと以外は、実施例２４と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１７６】
（実施例４４）
交流電源１３３による交流電圧の大きさを７００Ｖとし、交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数を１０ｋＨｚとして、交番電界のトナー担持面に垂直な成分を−３５０Ｖ／ｍｍ〜３５０Ｖ／ｍｍで変動させたこと以外は、実施例２４と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１７７】
（実施例４５）
交流電源１３３による交流電圧の大きさを１００Ｖとし、交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数を５ｋＨｚとして、交番電界のトナー担持面に垂直な成分を−５０Ｖ／ｍｍ〜５０Ｖ／ｍｍで変動させたこと以外は、実施例２４と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１７８】
（実施例４６）
交流電源１３３による交流電圧の大きさを４００Ｖとし、交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数を５ｋＨｚとして、交番電界のトナー担持面に垂直な成分を−２００Ｖ／ｍｍ〜２００Ｖ／ｍｍで変動させたこと以外は、実施例２４と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１７９】
（実施例４７）
交流電源１３３による交流電圧の大きさを７００Ｖとし、交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数を５ｋＨｚとして、交番電界のトナー担持面に垂直な成分を−３５０Ｖ／ｍｍ〜３５０Ｖ／ｍｍで変動させたこと以外は、実施例２４と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１８０】
（実施例４８）
交流電源１３３による交流電圧の大きさを１００Ｖとし、交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数を１５ｋＨｚとして、交番電界のトナー担持面に垂直な成分を−５０Ｖ／ｍｍ〜５０Ｖ／ｍｍで変動させたこと以外は、実施例２４と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１８１】
（実施例４９）
交流電源１３３による交流電圧の大きさを４００Ｖとし、交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数を１５ｋＨｚとして、交番電界のトナー担持面に垂直な成分を−２００Ｖ／ｍｍ〜２００Ｖ／ｍｍで変動させたこと以外は、実施例２４と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１８２】
（実施例５０）
交流電源１３３による交流電圧の大きさを７００Ｖとし、交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数を１５ｋＨｚとして、交番電界のトナー担持面に垂直な成分を−３５０Ｖ／ｍｍ〜３５０Ｖ／ｍｍで変動させたこと以外は、実施例２４と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１８３】
（比較例１）
光定着装置１００を用いて、記録用紙に、帯電極性が負となるカーボンブラックを含有する黒トナーを定着させた。記録用紙上のトナーの付着量は０．４ｍｇ／ｃｍ２とした。コロナ放電装置７１の印加電圧の大きさは、５ｋＶとした。電極８１と搬送ローラ４３との間隔は２ｍｍとし、直流電源８２による定常電圧の大きさを４００Ｖとして、定着領域に生じた電界のトナー担持面に垂直な成分の大きさを２００Ｖ／ｍｍとした。光照射部４０におけるレーザ光の強度は、８０Ｗ／ｃｍ２とした。電極８１のスリット８１ａの幅は、１ｍｍとした。
【０１８４】
（比較例２）
直流電源８２による定常電圧の大きさを１１００Ｖとして、定着領域に生じた電界のトナー担持面に垂直な成分の大きさを５５０Ｖ／ｍｍとしたこと以外は、比較例１と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１８５】
（比較例３）
直流電源８２による定常電圧の大きさを１２００Ｖとして、定着領域に生じた電界のトナー担持面に垂直な成分の大きさを６００Ｖ／ｍｍとしたこと以外は、比較例１と同様にして、記録用紙にトナーを定着させた。
【０１８６】
２、評価
（定着強度）
実施例１〜実施例５０および比較例１〜３に係る定着画像について、定着強度の評価を行った。定着強度の評価は、擦り試験により行った。具体的には、擦り試験前に、縦２ｃｍ×横２ｃｍのベタ画像として記録用紙上のトナー付着量を０．６ｍｇ/ｃｍ２に設定し、定着した定着画像の光学濃度をポータブル分光濃度計（Ｘ−ｒｉｔｅ社製９３９）で測定した。
【０１８７】
その後、作成した評価用定着画像の表面を、学振式堅牢度試験において、１ｋｇの荷重を載せた砂消しゴム(商品名：ライオン 消しゴム ギャザ砂、株式会社ライオン事務器製)を用いて、１４ｍｍ／ｓの速度で３往復分擦過した。擦過前後の光学濃度を測定し、濃度変化率を算出した。
【０１８８】
濃度変化率は、下記式を用いて求めた。
濃度変化率(％)＝［１−(擦過後の光学濃度)／(擦過前の光学濃度)］×１００
【０１８９】
定着強度の評価基準は、以下のとおりである。
Ａ：濃度変動率が１０％以内である。
Ｂ：濃度変動率が１０％を超え、１２．５％以内である。
Ｃ：濃度変動率が１２．５％を超え、１５％以内である。
Ｄ：濃度変動率が１５％を超え、１７．５％以内である。
Ｅ：濃度変動率が１７．５％を超え、２０％以内である。
Ｆ：濃度変動率が２０％を超える。
【０１９０】
（画像濃度）
実施例１〜実施例５０および比較例１〜３に係る定着画像について、光学濃度の評価を行った。具体的には、ベタ画像を記録用紙に定着した定着画像の光学濃度Ｖをポータブル分光濃度計（Ｘ−ｒｉｔｅ社製９３９）で測定した。
【０１９１】
画像濃度の評価基準は、以下のとおりである。
○：光学濃度Ｖが、１．４以上である。
×：光学濃度Ｖが、１．４未満である。
【０１９２】
（画質）
実施例２４〜実施例５０に係る定着画像について、画質の評価を行った。画質の評価は、テスト画像として、線幅Ｌ＝１ｍｍの印字パターンを印刷した定着画像を実体顕微鏡で５００倍に拡大して、目視により行った。画質の評価基準は、以下のとおりである。
○：線幅Ｌが、０．９ｍｍ以上１．１ｍｍ以下である。
△：線幅Ｌが、０．８５ｍｍ以上０．９ｍｍ未満である、または１．１ｍｍを超え、１．１５ｍｍ以下である。
×：線幅Ｌが、０．８５ｍｍ未満である、または１．１５ｍｍを超える。
【０１９３】
３、評価結果
光定着装置１００を用いる実施例１〜実施例６（実１〜実６）、および比較例１〜比較例３（比１〜比３）について、直流電源８２による定常電圧の大きさ（定常電圧（Ｖ））、定着領域に生じた電界のトナー担持面に垂直な成分の大きさ（定常電界（Ｖ／ｍｍ））、定着強度の評価結果（定着強度）、および画像濃度の評価結果（画像濃度）を、表１に示す。
【０１９４】
【表１】
【０１９５】
光定着装置２００を用いる実施例７〜実施例２３（実７〜実２３）について、圧接ローラ９１および支持ローラ９２に印加される帯電電圧（帯電電圧（Ｖ））、直流電源１１２による定常電圧の大きさ（定常電圧（Ｖ））、定着領域に生じた定常電界のトナー担持面に垂直な成分の大きさ（定常電界（Ｖ））、定着強度の評価結果（定着強度）、および画像濃度の評価結果（画像濃度）を、表２に示す。
【０１９６】
【表２】
【０１９７】
光定着装置３００を用いる実施例２４〜実施例３９（実２４〜実３９）について、交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数（周波数（ｋＨｚ））、交流電源１３３による交流電圧の大きさ（交流電圧（Ｖ））、圧接ローラ１２１および支持ローラ１２２に印加される帯電電圧（帯電電圧（Ｖ））、直流電源１１２による定常電圧の大きさ（定常電圧（Ｖ））、定着領域に生じた定常電界のトナー担持面に垂直な成分の大きさ（定常電界（Ｖ））、定着強度の評価結果（定着強度）、画像濃度の評価結果（画像濃度）、および画質の評価結果（画質）を、表３に示す。
【０１９８】
【表３】
【０１９９】
光定着装置３００を用いる実施例４０〜実施例５０（実４０〜実５０）について、交流電源１３３による交流電圧の大きさ（交流電圧（Ｖ））、交番電界のトナー担持面に垂直な成分の周波数（周波数（ｋＨｚ））、圧接ローラ１２１および支持ローラ１２２に印加される帯電電圧（帯電電圧（Ｖ））、直流電源１１２による定常電圧の大きさ（定常電圧（Ｖ））、定着領域に生じた定常電界のトナー担持面に垂直な成分の大きさ（定常電界（Ｖ））、定着強度の評価結果（定着強度）、画像濃度の評価結果（画像濃度）、および画質の評価結果（画質）を、表３に示す。
【０２００】
【表４】
【符号の説明】
【０２０１】
４０ 光照射部
４１ レーザ光源
４２ 回転多面鏡
４３ 搬送ローラ
７０，９０，１２０ 帯電部
７１ コロナ放電装置
７２ 支持板
８０，１１０，１３０ 電界発生部
８１，１１１，１３１ 電極
８２，９３，１１２，１３２，１２３ 直流電源
９１，１２１ 圧接ローラ
９２，１２２ 支持ローラ
１００，２００，３００ 光定着装置
１３３ 交流電源
１０００ 画像形成装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体上に担持される未定着トナー像を構成するトナーを、正または負の極性に帯電させる帯電手段と、
前記帯電手段によって帯電した前記トナーに前記記録媒体へ向かうクーロン力を作用させる定常電界であって、前記記録媒体のトナー担持面に垂直な成分の大きさが２５０Ｖ／ｍｍ以上５００Ｖ／ｍｍ以下の定常電界を発生させる定常電界発生手段を含む電界発生手段と、
前記帯電手段によって帯電した前記トナーを溶融させる光を照射する光照射手段とを備え、
前記定常電界発生手段によって前記定常電界を発生させながら、前記光照射手段によって、該定常電界が発生した空間の中で、前記トナーを溶融させるように構成されることを特徴とする光定着装置。
【請求項２】
前記帯電手段は、前記記録媒体を挟持しながら回転する２本のローラを含み、該２本のローラ間に５０Ｖ／ｍｍ以上２００Ｖ／ｍｍ以下の電界を発生させるように構成されることを特徴とする請求項１に記載の光定着装置。
【請求項３】
前記電界発生手段は、前記トナー担持面に垂直な成分の大きさが、前記定常電界の前記トナー担持面に垂直な成分の大きさ以下であり、かつ、５ｋＨｚ以上１５ｋＨｚ以下の周波数で変動する交番電界を発生させる交番電界発生手段をさらに含み、
前記定常電界発生手段と前記交番電界発生手段とによって、前記トナー担持面に垂直な成分の大きさが周期的に変動する変動電界を発生させながら、前記光照射手段によって、該変動電界が発生した空間の中で、前記トナーを溶融させるように構成されることを特徴とする請求項２に記載の光定着装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の光定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
記録媒体上に担持される未定着トナー像を構成するトナーを、正または負の極性に帯電させる帯電手段と、
前記帯電手段によって帯電した前記トナーに前記記録媒体へ向かうクーロン力を作用させる定常電界であって、前記記録媒体のトナー担持面に垂直な成分の大きさが２５０Ｖ／ｍｍ以上５００Ｖ／ｍｍ以下の定常電界を発生させる定常電界発生手段を含む電界発生手段と、
前記帯電手段によって帯電した前記トナーを溶融させる光を照射する光照射手段とを備え、
前記定常電界発生手段によって前記定常電界を発生させながら、前記光照射手段によって、該定常電界が発生した空間の中で、前記トナーを溶融させるように構成されることを特徴とする光定着装置。
【請求項２】
前記帯電手段は、前記記録媒体を挟持しながら回転する２本のローラを含み、該２本のローラ間に５０Ｖ／ｍｍ以上２００Ｖ／ｍｍ以下の電界を発生させるように構成されることを特徴とする請求項１に記載の光定着装置。
【請求項３】
前記電界発生手段は、前記トナー担持面に垂直な成分の大きさが、前記定常電界の前記トナー担持面に垂直な成分の大きさ以下であり、かつ、５ｋＨｚ以上１５ｋＨｚ以下の周波数で変動する交番電界を発生させる交番電界発生手段をさらに含み、
前記定常電界発生手段と前記交番電界発生手段とによって、前記トナー担持面に垂直な成分の大きさが周期的に変動する変動電界を発生させながら、前記光照射手段によって、該変動電界が発生した空間の中で、前記トナーを溶融させるように構成されることを特徴とする請求項２に記載の光定着装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の光定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１４５５６３（Ｐ２０１１−１４５５６３Ａ）
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７４９６（Ｐ２０１０−７４９６）
【出願日】平成２２年１月１５日（２０１０．１．１５）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月１５日（２０１０．１．１５）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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