(57)【要約】【課題】  加熱体と、前記加熱体に圧接した加圧回転体と、前記加圧回転体に対して所定の間隙をもって非接触に近接配置された除電部材とを有し、前記加熱体と前記加圧回転体との間に形成される圧接ニップ部に被加熱材を挟持搬送させて前記加熱体の熱を前記被加熱材に与える加熱装置において、前記加圧回転体の径が変化した場合でも、常に前記除電部材と前記加圧回転体の間隙を一定に保つこと。【解決手段】  除電部材が、加圧回転体に常に接触する間隙一定部材を有し、かつ間隙一定部材を有する除電部材が加圧回転体の径の変化方向に移動自在とした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱体と、前記加熱体に圧接した加圧回転体と、前記加圧回転体に対して所定の間隙をもって非接触に近接配置された除電部材とを有し、前記加熱体と前記加圧回転体との間に形成される圧接ニップ部に被加熱材を挟持搬送させて前記加熱体の熱を前記被加熱材に与える加熱装置において、
前記除電部材が、前記加圧回転体の径の変化方向に移動可能とすることを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
請求項１に記載の加熱装置において、前記加熱装置は前記加圧回転体に常に接触する一つ以上の間隙一定部材を有し、前記除電部材は前記間隙一定部材を介して前記加圧回転体の径の変化方向に前記加圧回転体の径の変化量だけ移動することを特徴とする加熱装置。
【請求項３】
請求項２に記載の加熱装置において、前記間隙一定部材の前記加圧回転体との接触部が、前記加圧回転体に対して擦動することを特徴とする加熱装置。
【請求項４】
請求項３に記載の加熱装置において、前記間隙一定部材の前記加圧回転体との接触部がボール部材であることを特徴とする加熱装置。
【請求項５】
請求項３に記載の加熱装置において、前記間隙一定部材の前記加圧回転体との接触部がローラー部材であることを特徴とする加熱装置。
【請求項６】
請求項２〜請求項５の何れかに記載の加熱装置において、前記間隙一定部材が、前記加圧回転体に対向する前記加熱体の発熱領域内で、前記加圧回転体に接触することを特徴とする加熱装置。
【請求項７】
請求項２〜請求項６の何れかに記載の加熱装置において、前記除電部材が複数ある場合には、各除電部材がそれぞれ前記間隙一定部材を有し、前記加圧回転体の径の変化方向に独立に移動自在としたことを特徴とする加熱装置。
【請求項８】
請求項１〜請求項７の何れかに記載の加熱装置において、前記除電部材は、前記加圧回転体との近接部がブラシ状、又は鋸状、若しくは針状の電極であり、上記近接部が電気的に直接又はダイオードを介して接地、若しくは上記近接部にACバイアス、或いはDCバイアス、又はACバイアスにDCバイアスを重畳したバイアスを印加するよう構成されていることを特徴とする加熱装置。
【請求項９】
請求項１〜請求項８の何れかに記載の加熱装置において、前記加熱体が、支持体に固定支持させた発熱体と、前記発熱体に内部から圧設されながら擦動接触する円筒状の耐熱性フィルムとを有し、前記耐熱性フィルムを介して発熱体の熱を伝達するフィルム加熱方式の加熱体であることを特徴とする加熱装置。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９の何れかに記載の加熱装置において、前記加熱体が、内部に発熱手段を有する円筒状の加熱ローラーである熱ローラー方式の加熱体であることを特徴とする加熱装置。
【請求項１１】
記録材上に未定着画像を形成する画像形成手段と、前記未定着画像を前記記録材上に永久画像として定着させる画像加熱手段とを有する画像形成装置において、前記画像加熱手段として、請求項１〜請求項１０の何れかに記載の加熱装置を備えた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、記録材上に形成されたトナー像を加熱定着する加熱装置、及び該加熱装置を有する電子写真装置、静電記録装置等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーザビームプリンタ、等の電子写真方式の画像形成装置においては、レーザ光等によって描かれた潜像を現像する現像装置と、現像されたトナー像を記録材に転写する転写装置と、転写されたトナー像を記録材上に定着する定着装置とを備えたものが主流となっている。この中で、転写されたトナー像を記録材に定着する定着装置においては、熱ローラー方式が一般的に使われてきた。
【０００３】
これは、内部にハロゲンヒーター等の熱源を有する定着ローラーと、転写材に対して圧力を加えるための加圧ローラーで形成される定着ニップにトナー像を有する記録材を通過させ、トナーを熱と圧力で転写材上に固定するものである。この方式は構成が簡単であることや、高速化が可能であることから長く用いられてきたが、プリントを行わないスタンバイ時においても予熱が必要であるということや熱容量が大きくウエイトアップに時間がかかるという問題点も同時に有していた。
【０００４】
これに対し近年、定着ローラーの代わりに熱容量の小さいセラミックヒーターと耐熱性の定着フィルムを組み合わせた加熱体を用いるフィルム加熱方式の定着装置が実用化されてきた。これは加熱体の熱容量を小さくすることによってウエイトアップの時間を短縮化し、プリント信号を受け付けてから加熱体への通電を開始することにより省電力化等の利点を有している。
【０００５】
しかし熱ローラ方式においてもフィルム加熱方式においても、記録材上のトナーが定着ローラーもしくは定着フィルムに静電的に転移する静電オフセット現象が発生することがあり、画像品位を低下させるという問題点があった。
【０００６】
この理由は様々であるが、最大のものの一つに、回転体からトナーに及ぼす静電気力が挙げられる。つまり、未定着トナー像を表面に担持した記録材の裏面と接触する側の回転体である加圧ローラーが、記録材を連続的に搬送することにより、マイナス側の高電位まで帯電することがあり、加圧ローラーとマイナスに帯電したトナーとが静電気的に反発するためにオフセット現象が生じるのである。
【０００７】
一般に、加圧ローラーの表面電位は、記録材との摩擦によって、或は転写や分離の際の除帯電によって帯電された記録材が加圧ローラーに接触することによって帯電するが、摩擦帯電においては記録材の種類と加圧ローラーの表面材質によって、又、除帯電による記録材の帯電においては環境条件によって帯電状態が変化し、記録材を通過させる毎にローラー表面電位が急上昇してマイナス数千ボルトに達したり、マイナス百ボルトに満たない場合等があった。又、この表面電位は定着処理速度（記録材の搬送速度）が速くなる程高くなる傾向にあった。
【０００８】
従来では、例えば、加圧ローラー表面は一般的に層厚の厚いフッ素樹脂やシリコーンゴム等の絶縁材質で構成されているため、記録材との摩擦帯電によってマイナス数千ボルト程度に上昇することがあり、未定着トナーがマイナスに帯電しているトナーである場合は、マイナスに摩擦帯電した加圧ローラー表面と反発し合って定着ローラー側にトナーが移動する、いわゆる静電オフセットが発生し易いという問題があった。
【０００９】
そこで、加圧ローラーの芯金に高圧電源によりバイアス電圧を印加して、加圧ローラーの表面の電位を制御し、オフセットを防止する手法が提案された。
【００１０】
しかしながら、この手法によれば、加圧ローラーの弾性層は、上述したように一般的に層厚が厚く、シリコーンゴム等の高抵抗な材質であるため、加圧ローラー表面における除電効果が低く、効率が良くないという問題があった。
【００１１】
そこで、除電部材として先端がブラシ状の除電ブラシ又は先端が鋸状の除電針を加圧ローラーの表面に対向させ、加圧ローラー表面を除電することにより、オフセットが生じない所定の低電位まで加圧ローラーの表面電位を低下させる手法が提案されている。（例えば特許文献１または特許文献２）
【特許文献１】特開平７−２９５４２７号公報
【特許文献２】特開２００２−２４４４７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記従来例によれば、除電効率を良くするために除電部材と加圧ローラー表面との距離を短くしすぎると、加圧ローラーが熱膨張などにより径が大きくなった場合には、除電ブラシでは先端にトナーや紙粉が付着することにより大きく除電効率が低下するという問題があった。さらに除電針では加圧ローラーと接触した場合には表面に傷害を与えるという問題があった。よって除電ブラシや除電針は、加圧ローラーの熱膨張を考慮した間隙で設置され、除電効果があまり得られないという問題があった。
【００１３】
そこで本発明は、この種の加熱体、該加熱体を用いた加熱装置、該加熱装置を定着装置として備えた画像形成装置について、上記のような問題を解消すること、すなわち、加圧ローラーが熱膨張し、径が大きくなった場合でも、除電ブラシ又は除電針といった除電部材が、除電に効果的で、かつ安全な間隙を保つことを目的とした。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、下記の構成を特徴とするフィルム加熱方式の加熱装置、及び該加熱装置を像加熱装置もしくは加熱定着装置として具備した画像形成装置である。
【００１５】
（１）：加熱体と、加熱体に圧接した加圧回転体と、加圧回転体に対して所定の間隙をもって非接触に近接配置された除電部材とを有し、加熱体と加圧回転体との間に形成される圧接ニップ部に被加熱材を挟持搬送させて加熱体の熱を被加熱材に与える加熱装置において、除電部材が、加圧回転体の径の変化方向に移動可能としたことを特徴とする。
【００１６】
（２）：（１）の加熱装置において、加熱装置は加圧回転体に常に接触する一つ以上の間隙一定部材を有し、除電部材は間隙一定部材を介して加圧回転体の径の変化方向に加圧回転体の径の変化量だけ移動することを特徴とする。
【００１７】
（３）：（２）の加熱装置において、間隙一定部材の加圧回転体との接触部が、加圧回転体に対して擦動することを特徴とする。
【００１８】
（４）：（３）の加熱装置において、間隙一定部材の加圧回転体との接触部がボール部材であることを特徴とする。
【００１９】
（５）：（３）の加熱装置において、間隙一定部材がローラー部材であることを特徴とする。
【００２０】
（６）：（２）乃至は（５）の何れかの加熱装置において、間隙一定部材が、加圧回転体に対向する加熱体の発熱領域内で、加圧回転体に接触することを特徴とする。
【００２１】
（７）：（２）乃至は（６）の何れかの加熱装置において、除電部材が複数ある場合には、各除電部材がそれぞれ間隙一定部材を有し、加圧回転体の径の変化方向に独立に移動自在としたことを特徴とする。
【００２２】
（８）：（１）乃至は（７）の何れかの加熱装置において、除電部材は、加圧回転体との近接部がブラシ状、又は鋸状、若しくは針状の電極であり、上記近接部が電気的に直接又はダイオードを介して接地、若しくは上記近接部にACバイアス、或いはDCバイアス、又はACバイアスにDCバイアスを重畳したバイアスを印加するよう構成されていることを特徴とする。
【００２３】
（９）：（１）乃至は（８）の何れかの加熱装置において、加熱体が、支持体に固定支持させた発熱体と、発熱体に内部から圧設されながら擦動接触する円筒状の耐熱性フィルムとを有し、耐熱性フィルムを介して発熱体の熱を伝達するフィルム加熱方式の加熱体であることを特徴とする。
【００２４】
（１０）：（１）乃至は（９）の何れかの加熱装置において、加熱体が、内部に発熱手段を有する円筒状の加熱ローラーである熱ローラー方式の加熱体であることを特徴とする。
【００２５】
（１１）：記録材上に未定着画像を形成する画像形成手段と、未定着画像を記録材上に永久画像として定着させる画像加熱手段を有する画像形成装置において、画像加熱手段として、（１）乃至は（１０）の何れかに記載の加熱装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したように、本発明によれば、除電部材が除電部材と加圧回転体との間隙を一定に保つ間隙一定部材を備えることにより、除電部材を除電効果が大きい位置まで加圧回転体に近づけることが可能になり、かつ加圧回転体が熱膨張などにより径が大きくなった場合には、除電部材は加圧回転体の熱膨張量分だけ加圧回転体から離れるため、除電部材が加圧回転体に接触し傷害を与えることを防止することができる。
【００２７】
また、間隙一定部材の加圧回転体との接触部が加圧回転体の回転運動に対して擦動回転することにより、間隙一定部材と加圧回転体の摩擦による間隙一定部材又は加圧回転体の磨耗を抑え、除電部材が加圧回転体に接触し傷害を与えることを防止することができる。
【００２８】
さらに、間隙一定部材の加圧回転体との接触部位置を加熱体の発熱領域内に設けることにより、加熱体の発熱領域外に設けた場合におこる加熱体の発熱領域内と発熱領域外に対応する加圧回転体の熱膨張量の差により、加熱体の発熱領域内で除電部材が加圧回転体に接触し傷害を与えることを防止することができる。
【００２９】
また、複数の除電部材がそれぞれ間隙一定部材を有すると共に、各除電部材が加圧回転体の径の変化方向に独立に移動自在とすることにより、加圧回転体の径が長手方向で分布を持ち、かつその分布が変化する場合でも、常に各除電部材と加圧回転体の間隙を一定に保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。
【実施例１】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づき説明する。
【００３２】
図１は本発明の実施例における電子写真方式の画像形成装置の要部を表す図である。図１において、２１は像担持体としての有機感光ドラムである。該感光ドラム２１の上部には、帯電部材としての帯電ローラー２２が配設されており、該感光ドラム２１の表面は該帯電ローラー２２により一様に帯電した状態となる。そして、この帯電した表面に、レーザー露光装置２３からレーザー光が照射されると、該表面には静電潜像が形成され、この静電潜像は、感光ドラム２１の回転により、現像スリーブ２４の対向部へと搬送され、該現像スリーブ２４上のトナーにより可視像化される。一方、カセット２７内に収容された記録材Ｐが、記録材供給ローラー２６により感光ドラム２１と転写ローラー２５との対向部へと搬送されると、該転写ローラー２５により転写電圧が印加されて該記録材Ｐ上に該トナー像が転写され、該記録材Ｐは加熱体２と加圧ローラー1を備えた加熱装置へと搬送される。そして、この加熱装置にて該トナー像は該記録材Ｐ上に定着され、機外へ排出される。
【００３３】
次に、以上のような画像形成装置における上記加熱装置を図２に基づいて詳しく説明する。
【００３４】
図２はフィルム加熱方式の加熱装置（画像加熱定着装置）の要部の拡大横断面模型図であり、図２において、２はフィルム加熱装置の加熱体であり、該加熱体２は、発熱体３と、該発熱体３を保持する支持体としての横断面半円弧桶形のフィルムガイド９と、加圧ローラー１により加圧された際に変形しないために設けられた横断面逆Ｕ字形の補給板金１０と、円筒形状の耐熱性フィルム８とによって形成される。
【００３５】
発熱体３は、ヒータ基板４（絶縁性基材）、該ヒータ基板４の一面側に形成具備させた抵抗発熱（通電発熱）パターン５、抵抗発熱パターン５を被覆させた表面保護層６、ヒータ基板４の他面側に接触配置した発熱体３の温度制御に用いるサーミスタ等の温度検知素子７よりなる。
【００３６】
ヒータ基板４は、被加熱材としての被記録材Ｐの搬送方向Ａに対して直交する方向を長手とする横長・薄肉の部材であり、例えば、長さ370mm・幅10mm・厚さ1mmの、アルミナ等の耐熱性・電気絶縁性・低熱容量のセラミック基材である。抵抗発熱パターン５は、例えば、銀パラジューム（Ag／Pd）・Ta2 N等の電気抵抗材料ペースト（抵抗ペースト）を例えば厚み10μｍ・幅1〜3mm、長さ312mmの細帯状にヒータ基板４の長手方向に沿ってスクリーン印刷等により塗工し焼成することで形成したものである。また、表面保護層６は例えば厚さ10μmの耐熱性ガラスである。
【００３７】
フィルムガイド９は、断熱性、高耐熱性、剛性を有する、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）・ポリアミドイミド（ＰＡＩ）・ポリイミド（ＰＩ）・ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）・液晶ポリマー等の高耐熱性樹脂や、これ等の樹脂とセラミックス・金属・ガラス等との複合材料等で構成される。
【００３８】
円筒状の耐熱性フィルム８は例えば厚み30μm〜100μm程度のポリイミドを基層とした薄膜筒で、基層の上にプライマー層を介してＰＦＡ、ＰＴＦＥ等のコートが施されており、トナー像Ｔとの離型性を保っている。この円筒状の耐熱性フィルム８の外周長はフィルムガイド９より例えば3mm程度大きくしてあり、従って耐熱性フィルム８は余裕を持ってルーズに外嵌している。また、耐熱性フィルム８内面と表面保護層６との間には不図示の摺動グリスが塗布されており、耐熱性フィルム８の摺動性を保っている。
【００３９】
発熱体３は、抵抗発熱パターン５に通電することにより長手全長にわたって発熱する。またその温度制御は、まず抵抗発熱パターン５が印刷されている面の反対側に当接配置されている温度検知素子であるサーミスタ７で発熱体３の温度が検知され、その温度検知結果に基づいてＣＰＵ（不図示）が抵抗発熱パターン５への通電を制御することによりなされる。通常この発熱体３への通電制御は電源波形の半波ごとに通電の実行と停止を制御するゼロクロス波数制御方法や、電源波形の半波ごとに通電する位相角を制御する位相制御等の多段階制御方法が用いられている。
【００４０】
加熱体２の下方には、加圧部材としての加圧ローラー１と、記録材Ｐが加熱体２と加圧ローラー１が形成するニップ部Ｎに進入、排出するのを搬送導入する入口ガイド１１、出口ガイド１２が配置されている。
【００４１】
該加圧ローラー１は、直径17mmの芯金1ａと、厚さ22mmのシリコーンゴムからなる弾性層１ｂと、弾性層１ｂの上にプライマー層を介して10〜100μm程度の厚みを有するＦＥＰ、ＰＦＡ等の離型層１ｃとで構成されていて、熱伝導率は0.4W/mKである。この加圧ローラー１は、加熱体２に対し、加圧手段（図示せず）により総圧196Nの圧力で加圧されている。該加圧ローラー１は記録材Ｐを方向Ａの方に搬送するように、駆動系（図示せず）によりＢ方向に回転駆動される。これにより、円筒形の耐熱性フィルム８が発熱体３の発熱体表面に密着摺動して、フィルムガイド９の周囲をＢ方向に回動する。
【００４２】
本実施例装置では記録材Ｐの通紙基準は中央基準であり、加圧ローラー１の弾性層１ｂと離型層１ｃは該中央基準から長手左右方向に159mmに渡って形成されている。また抵抗発熱パターン５は該中央基準から長手左右方向に156mmに渡って形成されている。したがって本実施例装置では抵抗発熱パターン５が形成されている312mmが記録材Ｐの通紙領域であり、それより外側は非通紙領域となっている。
【００４３】
以上の構成により、本実施例においては、このような定着装置に対し、上記に示した電子写真方式によって形成されマイナスに帯電した未定着現像剤像たる未定着トナーＴを担持した記録材Ｐが、温度制御された加熱体２と加圧ローラー１のニップ部Ｎに搬送されることで、記録材Ｐ上にトナー像Ｔが熱定着される。このマイナスに帯電した未定着トナー像Ｔは、例えば、マイナスに帯電された感光ドラム２１上に画像部が明部、非画像部が暗部の如く画像露光が与えられて潜像形成が行われ、その潜像をマイナスに帯電したトナーで現像することにより作成される。そして、このマイナスに帯電したトナーＴを記録材Ｐに転写するためには、感光ドラム２１上に記録材Ｐを密着させて転写ローラー２５からプラスの電荷を与える必要があり、また、感光ドラム２１上に密着した記録材Ｐを静電気的に分離するためには、交流成分にマイナスの直流成分が重畳された電圧を印加することにより除電を行う必要がある。
【００４４】
従って、記録材Ｐの表側はこの工程でトナーＴを保持するために弱いプラス帯電となっているが、記録材Ｐの裏側は記録材の種類や環境条件によってマイナス側に弱くまたは強く帯電する。そして、この記録材Ｐの裏側電位の状態によって加圧ローラー１の表面電位は連続的に記録材Ｐを通過させる時に大きく変化し、マイナス側に弱くまたは強く帯電する。
【００４５】
本実施例装置において、プロセススピードを165mm／秒とし、記録材ＰとしてＡ４サイズ紙を用い、横通紙で35枚／分の速さで定着処理すると、除電手段が無い場合、記録材Ｐの種類等によって-500V程度から-5000V以上に加圧ローラー１が帯電する。そして、耐熱性フィルム８へオフセットするトナーの量は、加圧ローラー１の帯電量が−2500V付近以上になった場合に増大することが分かった。
【００４６】
そこで、本実施例では出口ガイド１２に取り付けられた除電手段１３によって帯電した加圧ローラー１の表面の静電気を除去するように構成されている。除電手段１３は先端が鋸状の除電針１４、除電針１４を固定すると共に一端が加圧ローラー１に接触する間隙一定部材１６、間隙一定部材１６を加圧ローラー１に押し付ける加圧バネ１５、及び間隙一定部材１６を支持する除電針支持部材１７よりなる。
【００４７】
図３に加圧ローラー１と除電手段１３の配置構成を表す模型図を示す。
【００４８】
除電針１４は例えばＳＵＳ板、アルスター鋼板、アルミ板など良好な導電性を持つ厚さ0.1mmの金属板で作製され、各針の先端は幅Ｗが1mm、高さＬが2mmの形状で、先端が芯金1ａの円心を向くように配置される。また除電針１４は、導電性の材料で作製された加圧バネ１５を介してアースに接地される。
【００４９】
間隙一定部材１６は断熱性、高耐熱性、剛性を有する、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）・ポリアミドイミド（ＰＡＩ）・ポリイミド（ＰＩ）・ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）・液晶ポリマー等の高耐熱性樹脂や、これ等の樹脂とセラミックス・金属・ガラス等との複合材料等で構成される。また間隙一定部材１６は、除電針１４を固定しているため加圧バネ１５により常に棒状の一端が加圧ローラー１に接触するようになっている共に、除電針支持部材１７に設けられた溝をスライドするようになっている。
【００５０】
このような構成により、除電針１４は加圧ローラー１の径が変化した場合でも常に一定の間隙を保つことができる。本実施例では間隙一定部材１６は加圧ローラー１に対して記録材Ｐの通紙領域（加熱体２の発熱領域）より外側の端部に接触するように配置されている。
【００５１】
除電針１４と加圧ローラー１との間隙は、間隙一定部材１６の加圧ローラー１を接触する棒状の部分の長さを変えることにより自由に選ぶことができる。図４は図３の実施例装置において、除電針１４と加圧ローラー１との間の間隙Ｄと加圧ローラー１表面の電位の関係を示したものである。図４から分かるように、除電針１４と加圧ローラー１との間の間隙Ｄを短くするほど加圧ローラー１表面の電位は小さくなり、Ｄ=1mmで-2500V以下になる。このため本実施例では間隙一定部材１６の加圧ローラー１と接触する棒状の部分の長さを、除電針１４と加圧ローラー１との間の間隙Ｄが1mmになるようにしている。
【００５２】
以上より、除電針１４と加圧ローラー１との間の間隙Ｄは1mmであるため、加圧ローラー１の表面の電位は-2500V以下に抑えられ、トナーが耐熱性フィルム８へ静電的にオフセットすることを防止することができる。また加圧ローラー１が熱膨張などにより径が大きくなった場合でも、加圧ローラー１の端部に接触する間隙一定部材１６が加圧ローラー１の径の変化方向にスライドすることにより、常に除電針１４と加圧ローラー１との間の間隙Ｄが1mmに保たれるため、除電針１４が加圧ローラー１に接触し傷害を与えることを防止することができる。
【００５３】
本実施例では、除電部材として先端が鋸状の除電針を用いたが、先端がブラシ状、又は針状の除電部材でも良い。
【００５４】
また本実施例では、除電部材としての除電針は電気的に直接アースに接地しているが、ダイオードを介して接地、若しくは除電針にACバイアス或いはDCバイアスのどちらかを印加、又はACバイアスにDCバイアスを重畳したバイアスを印加しても良い。
【００５５】
さらに本実施例では、加熱体としてフィルム加熱方式の加熱体を用いたが、内部に発熱手段を有する円筒状の加熱ローラーである熱ローラー方式の加熱体でも良い。
【実施例２】
【００５６】
上記実施例１では、除電針と加圧ローラーの間隙を一定に保つ間隙一定部材は、加圧ローラーとの接触部が棒状であったが、長期間に渡り加圧ローラーが回転駆動した場合、間隙一定部材は加圧ローラーとの摩擦により磨耗し、その結果、除電針と加圧ローラーの間隙が短くなり、除電針が加圧ローラーに接触してしまうというこがある。
【００５７】
本実施例はこの点の改善もなすようにしたもので、除電針と加圧ローラーの間隙を一定に保つ間隙一定部材の加圧ローラーとの接触部が加圧ローラーの回転に対して擦動するようにしたものである。
【００５８】
図５は本実施例における加熱装置の要部の拡大横断面模型図、図６は本実施例における加圧ローラーと除電手段の配置構成を表す模型図である。図１〜図３に示した実施例１と同様の構成部材・部分には共通の符号を付して再度の説明を省略した。
【００５９】
本実施例では出口ガイド１２に取り付けられた除電手段１３ａによって帯電した加圧ローラー１の表面の静電気を除去するように構成されている。除電手段１３ａは先端が鋸状の除電針１４、除電針１４を固定する間隙一定部材１６ａ、間隙一定部材１６ａに回転可能な状態で支持され加圧ローラー１に接触するボール部材１８、間隙一定部材１６ａを加圧ローラー１に押し付ける加圧バネ１５、及び間隙一定部材１６ａを支持する除電針支持部材１７よりなる。
【００６０】
間隙一定部材１６ａは断熱性、高耐熱性、剛性を有する、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）・ポリアミドイミド（ＰＡＩ）・ポリイミド（ＰＩ）・ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）・液晶ポリマー等の高耐熱性樹脂や、これ等の樹脂とセラミックス・金属・ガラス等との複合材料等で構成される。また間隙一定部材１６ａの加圧ローラー１と対向する側は、ボール部材１８が回転可能なようにホルダー状の形状をしている。
【００６１】
ボール部材１８は高耐熱性、低摩擦性を有する金属で形成され、加圧ローラー１の回転駆動に対して擦動回転するようになっている。また間隙一定部材１６ａとボール部材１８の間には不図示の摺動グリスが塗布されており、ボール部材１８の摺動性を保っている。ボール部材１８は間隙一定部材１６ａを介した加圧バネ１５の圧力により常に加圧ローラー１に接触するようになっている。また間隙一定部材１６ａは除電針支持部材１７に設けられた溝をスライドするようになっている。
【００６２】
本実施例では除電針１４と加圧ローラー１との間の間隙Ｄが1mmになるように、間隙一定部材１６ａとボール部材１８の大きさを調節している。また、ボール部材１８は加圧ローラー１に対して記録材Ｐの通紙領域（加熱体２の発熱領域）より外側の端部に接触するように配置されている。
【００６３】
以上より、除電針１４と加圧ローラー１との間の間隙Ｄは1mmであるため、加圧ローラー１の表面の電位は-2500V以下に抑えられ、トナーが耐熱性フィルム８へ静電的にオフセットすることを防止することができる。また加圧ローラー１が熱膨張などにより径が大きくなった場合でも、加圧ローラー１の端部に接触する間隙一定部材１６ａが加圧ローラー１の径の変化方向にスライドすること、及び間隙一定部材１６ａが加圧ローラー１に対面する側に加圧ローラー１の回転に対して擦動回転するボール部材１８を有することにより、常に除電針１４と加圧ローラー１との間の間隙Ｄが1mmに保たれるため、除電針１４が加圧ローラー１に接触し傷害を与えることを防止することができる。
【００６４】
本実施例では、実施例１と同様に除電部材として先端が鋸状の除電針を用いたが、先端がブラシ状、又は針状の除電部材でも良い。
【００６５】
また本実施例では、実施例１と同様に除電部材としての除電針は電気的に直接アースに接地しているが、ダイオードを介して接地、若しくは除電針にACバイアス或いはDCバイアスのどちらかを印加、又はACバイアスにDCバイアスを重畳したバイアスを印加しても良い。
【００６６】
さらに本実施例では、実施例１と同様に加熱体としてフィルム加熱方式の加熱体を用いたが、内部に発熱手段を有する円筒状の加熱ローラーである熱ローラー方式の加熱体でも良い。
【実施例３】
【００６７】
上記実施例２では、除電針と加圧ローラーの間隙を一定に保つ間隙一定部材の加圧ローラーとの接触部に加圧ローラーの回転に対して擦動するようにボール部材を用いたが、長期間に渡り加圧ローラーが回転駆動した場合、ボール部材と間隙一定部材の間に紙粉などが溜まり、ボール部材の擦動性が良くなくなることにより加圧ローラーが磨耗し、その結果、除電針と加圧ローラーの間隙が短くなり、除電針が加圧ローラーに接触してしまうというこがある。
【００６８】
本実施例はこの点の改善もなすようにしたもので、除電針と加圧ローラーの間隙を一定に保つ間隙一定部材の加圧ローラーとの接触部がローラー部材で構成されるようにしたものである。
【００６９】
図７は本実施例における加熱装置の要部の拡大横断面模型図、図８は本実施例における加圧ローラーと除電手段の配置構成を表す模型図である。図１〜図６に示した実施例１及び実施例２と同様の構成部材・部分には共通の符号を付して再度の説明を省略した。
【００７０】
本実施例では出口ガイド１２に取り付けられた除電手段１３ｂによって帯電した加圧ローラー１の表面の静電気を除去するように構成されている。除電手段１３ｂは先端が鋸状の除電針１４、除電針１４を固定する間隙一定部材１６ｂ、間隙一定部材１６ｂに回転可能な状態で支持され加圧ローラー１に接触するローラー部材１９、間隙一定部材１６ｂを加圧ローラー１に押し付ける加圧バネ１５、及び間隙一定部材１６ｂを支持する除電針支持部材１７よりなる。
【００７１】
間隙一定部材１６ｂ、及びローラー部材１９は、断熱性、高耐熱性、剛性を有する、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）・ポリアミドイミド（ＰＡＩ）・ポリイミド（ＰＩ）・ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）・液晶ポリマー等の高耐熱性樹脂や、これ等の樹脂とセラミックス・金属・ガラス等との複合材料等で構成される。ローラー部材１９は軸を、間隙一定部材１６ｂは加圧ローラー１と対向する側に軸受け部を、有していて、ローラー部材１９はこの軸を中心として加圧ローラー１の回転駆動に対して擦動回転するようになっている。ローラー部材１９は間隙一定部材１６ｂを介した加圧バネ１５の圧力により常に加圧ローラー１に接触するようになっている。また間隙一定部材１６ｂは除電針支持部材１７に設けられた溝をスライドするようになっている。
【００７２】
本実施例では除電針１４と加圧ローラー１との間の間隙Ｄが1mmになるように、間隙一定部材１６ｂとローラー部材１９の大きさを調節している。また、ローラー部材１９は加圧ローラー１に対して記録材Ｐの通紙領域（加熱体２の発熱領域）より外側の端部に接触するように配置されている。
【００７３】
以上より、除電針１４と加圧ローラー１との間の間隙Ｄは1mmであるため、加圧ローラー１の表面の電位は-2500V以下に抑えられ、トナーが耐熱性フィルム８へ静電的にオフセットすることを防止することができる。また加圧ローラー１が熱膨張などにより径が大きくなった場合でも、加圧ローラー１の端部に接触する間隙一定部材１６ｂが加圧ローラー１の径の変化方向にスライドすること、及び間隙一定部材１６ｂが加圧ローラー１に対面する側に加圧ローラー１の回転に対して擦動回転するローラー部材１９を有することにより、長期間に渡り加圧ローラー１が回転した場合でも、常に除電針１４と加圧ローラー１との間の間隙Ｄが1mmに保たれるため、除電針１４が加圧ローラー１に接触し傷害を与えることを防止することができる。
【００７４】
本実施例では、実施例１と同様に除電部材として先端が鋸状の除電針を用いたが、先端がブラシ状、又は針状の除電部材でも良い。
【００７５】
また本実施例では、実施例１と同様に除電部材としての除電針は電気的に直接アースに接地しているが、ダイオードを介して接地、若しくは除電針にACバイアス或いはDCバイアスのどちらかを印加、又はACバイアスにDCバイアスを重畳したバイアスを印加しても良い。
【００７６】
さらに本実施例では、実施例１と同様に加熱体としてフィルム加熱方式の加熱体を用いたが、内部に発熱手段を有する円筒状の加熱ローラーである熱ローラー方式の加熱体でも良い。
【実施例４】
【００７７】
上記実施例１若しくは上記実施例２或いは上記実施例３では、除電針と加圧ローラーの間隙を一定に保つ間隙一定部材は、記録材Ｐの通紙領域外、すなわち加熱体発熱領域外で加圧ローラーに接触するようにしていたが、この場合、加熱体発熱領域外より加熱体発熱領域内の方が加圧ローラーの熱膨張量が大きいため、除電針と加熱体発熱領域内の加圧ローラーの間隙が短くなり、除電針が加圧ローラーに接触してしまうということがある。
【００７８】
本実施例はこの点の改善もなすようにしたもので、除電針と加圧ローラーの間隙を一定に保つ間隙一定部材を、加熱体発熱領域内で接触するようにしたものである。
【００７９】
図９は本実施例における加熱装置の要部の拡大横断面模型図、図１０は本実施例における加圧ローラーと除電手段の配置構成を表す模型図である。図１〜図８に示した実施例１若しくは実施例２或いは実施例３と同様の構成部材・部分には共通の符号を付して再度の説明を省略した。
【００８０】
本実施例では出口ガイド１２に取り付けられた除電手段１３ｃによって帯電した加圧ローラー１の表面の静電気を除去するように構成されている。除電手段１３ｃは先端が鋸状の除電針１４、除電針１４を固定する間隙一定部材１６ｃ、間隙一定部材１６ｃに回転可能な状態で支持され加圧ローラー１に接触するローラー部材１９、間隙一定部材１６ｃを加圧ローラー１に押し付ける加圧バネ１５、及び間隙一定部材１６ｃを支持する除電針支持部材１７よりなる。
【００８１】
間隙一定部材１６ｃ、及びローラー部材１９は、断熱性、高耐熱性、剛性を有する、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）・ポリアミドイミド（ＰＡＩ）・ポリイミド（ＰＩ）・ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）・液晶ポリマー等の高耐熱性樹脂や、これ等の樹脂とセラミックス・金属・ガラス等との複合材料等で構成される。ローラー部材１９は軸を、間隙一定部材１６ｃは加圧ローラー１と対向する側に軸受け部を、有していて、ローラー部材１９はこの軸を中心として加圧ローラー１の回転に対して擦動回転するようになっている。ローラー部材１９は間隙一定部材１６ｃを介した加圧バネ１５の圧力により常に加圧ローラー１に接触するようになっている。また間隙一定部材１６ｃは除電針支持部材１７に設けられた溝をスライドするようになっている。
【００８２】
本実施例では除電針１４と加圧ローラー１との間の間隙Ｄが1mmになるように、間隙一定部材１６ｃとローラー部材１９の大きさを調節している。さらに、ローラー部材１９は加圧ローラー１に対して加熱体２の発熱領域内である通紙基準を中心とした312mmの幅内で接触するように配置されている。
【００８３】
以上より、除電針１４と加圧ローラー１との間の間隙Ｄは1mmであるため、加圧ローラー１の表面の電位は-2500V以下に抑えられ、トナーが耐熱性フィルム8へ静電的にオフセットすることを防止することができる。また加熱体２の発熱により加圧ローラー１が熱膨張した場合でも、加圧ローラー１に加熱体2の発熱領域内でローラー部材１９を介して接触する間隙一定部材１６ｃが、加圧ローラー１の径の変化方向にスライドすることにより、常に除電針１４と加圧ローラー１との間の間隙Ｄが1mmに保たれるため、除電針１４が加圧ローラー１に接触し傷害を与えることを防止することができる。
【００８４】
本実施例では、実施例３と同様に除電針と加圧ローラーの間隙を一定に保つ間隙一定部材の加圧ローラーとの接触部がローラー状の部材で構成されるようにしたが、棒状の部材、またはボール状の部材でも良い。
【００８５】
また本実施例では、実施例１と同様に除電部材として先端が鋸状の除電針を用いたが、先端がブラシ状、又は針状の除電部材でも良い。
【００８６】
さらに本実施例では、実施例１と同様に除電部材としての除電針は電気的に直接アースに接地しているが、ダイオードを介して接地、若しくは除電針にACバイアス或いはDCバイアスのどちらかを印加、又はACバイアスにDCバイアスを重畳したバイアスを印加しても良い。
【００８７】
また本実施例では、実施例１と同様に加熱体としてフィルム加熱方式の加熱体を用いたが、内部に発熱手段を有する円筒状の加熱ローラーである熱ローラー方式の加熱体でも良い。
【実施例５】
【００８８】
一般に、紙幅の狭い小サイズ紙を通紙した場合、加圧ローラーの小サイズ紙通紙部の温度は所定の温度で飽和するが、紙に熱が奪われない小サイズ紙非通紙部の温度は連続通紙につれて徐々に上昇する。したがって、加圧ローラーの熱膨張量は、小サイズ紙非通紙部の方が小サイズ紙通紙部より大きくなるため、間隙一定部材と加圧ローラーの接触位置を小サイズ紙非通紙部においた場合には、小サイズ紙通紙部では除電針と加圧ローラーの間隙が広くなるため加圧ローラーの帯電を防止する効果は弱まり、逆に間隙一定部材と加圧ローラーの接触位置を小サイズ紙通紙部においた場合には、小サイズ紙非通紙部では除電針と加圧ローラーの間隙が短くなるため除電針が加圧ローラーに接触してしまうというこがある。
【００８９】
本実施例はこの点の改善もなすようにしたもので、加圧ローラー長手方向に複数の除電針を設け、各除電針が除電針と加圧ローラーの間隙を一定に保つ間隙一定部材をもつようにしたものである。
【００９０】
図１１は本実施例における加熱装置の要部の拡大横断面模型図、図１２は本実施例における加圧ローラーと除電手段の配置構成を表す模型図である。図１〜図１０に示した実施例１若しくは実施例２或いは実施例３又は実施例４と同様の構成部材・部分には共通の符号を付して再度の説明を省略した。
【００９１】
本実施例では出口ガイド１２に取り付けられた除電手段１３ｄによって帯電した加圧ローラー１の表面の静電気を除去するように構成されている。除電手段１３ｄは先端が鋸状の除電針１４ｄ１、１４ｄ２、１４ｄ３、除電針１４ｄ１、１４ｄ２、１４ｄ３を固定する間隙一定部材１６ｄ１、１６ｄ２、１６ｄ３、間隙一定部材１６ｄ１、１６ｄ２、１６ｄ３に回転可能な状態で支持され加圧ローラー１に接触するローラー部材１９ｄ１、１９ｄ２、１９ｄ３、間隙一定部材１６ｄ１、１６ｄ２、１６ｄ３を加圧ローラー１に押し付ける加圧バネ１５ｄ１、１５ｄ２、１５ｄ３、及び間隙一定部材１６ｄ１、１６ｄ２、１６ｄ３を支持する除電針支持部材１７ｄよりなる。
【００９２】
間隙一定部材１６ｄ１、１６ｄ２、１６ｄ３、及びローラー部材１９ｄ１、１９ｄ２、１９ｄ３は、断熱性、高耐熱性、剛性を有する、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）・ポリアミドイミド（ＰＡＩ）・ポリイミド（ＰＩ）・ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）・液晶ポリマー等の高耐熱性樹脂や、これ等の樹脂とセラミックス・金属・ガラス等との複合材料等で構成される。各ローラー部材１９ｄ１、１９ｄ２、１９ｄ３は軸を、各間隙一定部材１６ｄ１、１６ｄ２、１６ｄ３は加圧ローラー１と対向する側に軸受け部を、有していて、各ローラー部材１９ｄ１、１９ｄ２、１９ｄ３はこの軸を中心として加圧ローラー１の回転に対して擦動回転するようになっている。各ローラー部材１９ｄ１、１９ｄ２、１９ｄ３は間隙一定部材１６ｄ１、１６ｄ２、１６ｄ３を介した加圧バネ１５ｄ１、１５ｄ２、１５ｄ３の圧力により常に加圧ローラー１に接触するようになっている。また各間隙一定部材１６ｄ１、１６ｄ２、１６ｄ３は除電針支持部材１７ｄに設けられた溝を独立にスライドするようになっている。
【００９３】
本実施例では各除電針１４ｄ１、１４ｄ２、１４ｄ３と加圧ローラー１との間の間隙Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３が1mmになるように、各間隙一定部材１６ｄ１、１６ｄ２、１６ｄ３と各ローラー部材１９ｄ１、１９ｄ２、１９ｄ３の大きさを調節している。また間隙一定部材１６ｄ２と間隙一定部材１６ｄ２に取り付けられた除電針１４ｄ２とローラー部材１９ｄ２は例えば小サイズ紙であるＡ５サイズ紙の縦幅に対応して通紙基準を中心とした149mmの幅内に配置され、間隙一定部材１６ｄ１と間隙一定部材１６ｄ１に取り付けられた除電針１４ｄ１とローラー部材１９ｄ１、及び間隙一定部材１６ｄ３と間隙一定部材１６ｄ３に取り付けられた除電針１４ｄ３とローラー部材１９ｄ３は、通紙基準を中心とした149mmより外側でかつ加熱体発熱領域内に配置されている。
【００９４】
以上より、小サイズ紙であるＡ５サイズ紙を縦通紙した場合、通紙域内にある除電針１４ｄ２と加圧ローラー１との間の間隙Ｄ２は1mmであるため、加圧ローラー１の表面の電位は-2500V以下に抑えられ、トナーが耐熱性フィルム8へ静電的にオフセットすることを防止することができる。また通紙域外にある間隙一定部材１６ｄ１と間隙一定部材１６ｄ３は、加圧ローラー１の径の変化方向にスライドすることにより、除電針１４ｄ１と加圧ローラー１との間の間隙Ｄ１、及び除電針１４ｄ３と加圧ローラー３との間の間隙Ｄ３は、常に1mmに保たれるため、除電針１４ｄ１及び除電針１４ｄ３が加圧ローラー１に接触し傷害を与えることを防止することができる。
【００９５】
本実施例では、除電針はA５サイズ紙に合わせて長手方向に３個設けたが、複数の紙サイズに合わせて複数の除電針を設けても良い。
【００９６】
また本実施例では、実施例３と同様に除電針と加圧ローラーの間隙を一定に保つ間隙一定部材の加圧ローラーとの接触部がローラー状の部材で構成されるようにしたが、棒状の部材、またはボール状の部材でも良い。
【００９７】
さらに本実施例では、実施例１と同様に除電部材として先端が鋸状の除電針を用いたが、先端がブラシ状、又は針状の除電部材でも良い。
【００９８】
また本実施例では、実施例１と同様に除電部材としての除電針は電気的に直接アースに接地しているが、ダイオードを介して接地、若しくは除電針にACバイアス或いはDCバイアスのどちらかを印加、又はACバイアスにDCバイアスを重畳したバイアスを印加しても良い。
【００９９】
さらに本実施例では、実施例１と同様に加熱体としてフィルム加熱方式の加熱体を用いたが、内部に発熱手段を有する円筒状の加熱ローラーである熱ローラー方式の加熱体でも良い。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】実施例１における画像形成装置の概略構成図
【図２】実施例１における加熱装置の要部の拡大横断面模型図
【図３】実施例１における加圧ローラーと除電手段の配置構成を表す模型図
【図４】除電針と加圧ローラーの間の間隙と、加圧ローラー表面の電位の関係を示すグラフ
【図５】実施例２における加熱装置の要部の拡大横断面模型図
【図６】実施例２における加圧ローラーと除電手段の配置構成を表す模型図
【図７】実施例３における加熱装置の要部の拡大横断面模型図
【図８】実施例３における加圧ローラーと除電手段の配置構成を表す模型図
【図９】実施例４における加熱装置の要部の拡大横断面模型図
【図１０】実施例４における加圧ローラーと除電手段の配置構成を表す模型図
【図１１】実施例５における加熱装置の要部の拡大横断面模型図
【図１２】実施例５における加圧ローラーと除電手段の配置構成を表す模型図
【符号の説明】
【０１０１】
１  加圧ローラー
２  加熱体
３  発熱体
４  ヒータ基板
５  抵抗発熱パターン
６  表面保護層
７  サーミスタ
８  耐熱性フィルム
９  フィルムガイド
１１  入口ガイド
１２  出口ガイド
１３、1３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ  除電手段
１４、１４ｄ１、１４ｄ２、１４ｄ３  除電針
１５、１５ｄ１、１５ｄ２、１５ｄ３  加圧バネ
１６、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ１、１６ｄ２、１６ｄ３  間隙一定部材
１７、１７ｄ  除電針支持部材
１８  ボール部材
１９  ローラー部材
【図１】
2010128298.tif 000003
【図２】
2010128298.tif 000004
【図３】
2010128298.tif 000005
【図４】
2010128298.tif 000006
【図５】
2010128298.tif 000007
【図６】
2010128298.tif 000008
【図７】
2010128298.tif 000009
【図８】
2010128298.tif 000010
【図９】
2010128298.tif 000011
【図１０】
2010128298.tif 000012
【図１１】
2010128298.tif 000013
【図１２】
2010128298.tif 000014