(57)【要約】【課題】定着部材を帯電させた際の放電生成物の被通紙領域への付着を防ぎ、定着部材の離型性低下を防止できる定着装置を提供する。【解決手段】定着装置６は、加熱される定着部材２１と、該定着部材２１に圧接して回転する加圧部材２４と、を備え、前記定着部材２１と前記加圧部材２４との間の定着ニップＮを用紙が搬送されることでトナー像を前記用紙に定着する。定着装置６は、前記定着部材２１の表面を帯電する帯電装置２５と、該帯電装置２５の帯電領域を前記用紙の通紙領域に対応するように変更する遮蔽部材２６と、を有している。【選択図】図２
2018004670.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱される定着部材と、該定着部材に圧接して回転する加圧部材と、を備え、前記定着部材と前記加圧部材との間の定着ニップを用紙が搬送されることでトナー像を前記用紙に定着する定着装置であって、
前記定着部材の表面を帯電する帯電装置と、
該帯電装置の帯電領域を前記用紙の通紙領域に対応するように変更する遮蔽部材と、を有していることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記遮蔽部材は、前記帯電装置を内包可能な中空部を有する筒形状を成し、前記帯電装置の周囲を回転することで、前記帯電装置の帯電領域を変更することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記遮蔽部材には、
複数の前記通紙領域に対応する開口部が、円周方向に沿って階段状に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項記載の定着装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、用紙にトナー像を定着させる定着装置及びこの定着装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンターなどの電子写真方式の画像形成装置は、トナー像を用紙に定着させる定着装置を備えている。フルカラー対応の画像形成装置の定着装置では、ＩＨ等の熱源によって加熱される無端状の定着ベルトと、定着ベルトの内側に回転可能に設けられる定着ローラーと、定着ベルトを介して定着ローラーに圧接される加圧ローラーと、を備え、定着ベルトと加圧ローラーとの間に定着ニップを形成するものがある。
【０００３】
定着ベルトは、基材層と、基材層の外周面に設けられる弾性層と、弾性層の外周面に設けられる離型層と、を有している。熱源がＩＨの場合、基材層はニッケル等の磁性金属で形成され、ＩＨによって基材層が発熱することで定着ベルトが加熱される。また、弾性層は、シリコンゴム等で形成され、離型層は、ＰＦＡチューブ等で形成される。定着ローラーは、芯金と、芯金の外周面に設けられる弾性層と、を有している。芯金は、アルミニウムや鉄等で形成され、弾性層は、シリコンゴムや発泡樹脂等で形成されている。定着ローラーは、定着ベルトの内周面との間にクリアランスが開くように支持されている。加圧ローラーは、芯金と、芯金の外周面に設けられる弾性層と、弾性層の外周面に設けられる離型層と、を有している。芯金は、アルミニウムや鉄等で形成され、弾性層は、シリコンゴム等で形成され、離型層は、ＰＦＡチューブ等で形成される。
【０００４】
このように、定着ベルトや加圧ローラーの表層は、離型性に優れたＰＦＡチューブで形成されることが多い。特に、トナー像が接触する定着ベルトの表層には、純粋なＰＦＡチューブが使用される。ＰＦＡチューブは絶縁性であり、摩擦帯電によってマイナス停電しやすい性質を持つ。したがって、プラス帯電のトナーの場合、マイナス帯電した定着ベルトに静電的に吸着して、オフセット画像が発生することがある。
【０００５】
このようなオフセット画像の発生を防止するために、特許文献１では、定着部材の表面を帯電する帯電装置を備える定着装置が記載されている。この定着装置では、定着部材の表面を帯電装置によってトナーと同極性に帯電させることで、トナーと定着部材との静電的な付着を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−３０５３８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら特許文献１に記載された定着装置において、コロナ放電を行う帯電装置を用いた場合、放電生成物としてオゾンや窒素酸化物が発生する。このような放電生成物が定着部材の表面を汚染すると、表面の離型性が損なわれる虞がある。用紙の通紙領域においては、放電生成物が用紙に付着して除去される効果を得られるが、小サイズの用紙の場合、定着部材表面の非通紙領域に付着した放電生成物は、そのまま残留してしまう。それが蓄積されると、定着部材の離型性が失われ、小サイズの用紙の次に大サイズの用紙を通紙した場合に、非通紙領域に付着した放電生成物によってトナーが用紙から剥がされ、定着部材の表面に移行してしまうという問題が発生する。
【０００８】
本発明は上記事情を考慮し、定着部材を帯電させた際の放電生成物の被通紙領域への付着を防ぎ、定着部材の離型性低下を防止できる定着装置及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】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の定着装置は、加熱される定着部材と、該定着部材に圧接して回転する加圧部材と、を備え、前記定着部材と前記加圧部材との間の定着ニップを用紙が搬送されることでトナー像を前記用紙に定着する定着装置であって、前記定着部材の表面を帯電する帯電装置と、該帯電装置の帯電領域を前記用紙の通紙領域に対応するように変更する遮蔽部材と、を有していることを特徴とする。
【００１０】
このような構成を採用することにより、定着部材へのトナーの静電的な付着を防いで、オフセット画像の発生を防止できる。さらに、遮蔽部材によって非通紙領域の帯電を防止することで、非通紙領域への放電生成物の付着を防ぐことができるので、定着ベルトの離型性を維持できる。
【００１１】
本発明の定着装置において、前記遮蔽部材は、前記帯電装置を内包可能な中空部を有する筒形状を成し、前記帯電装置の周囲を回転することで、前記帯電装置の帯電領域を変更することを特徴としても良い。
【００１２】
このような構成を採用することにより、簡易な機構で帯電領域を変更することができる。
【００１３】
本発明の定着装置において、前記遮蔽部材には、複数の前記通紙領域に対応する開口部が、円周方向に沿って階段状に形成されていることを特徴としても良い。
【００１４】
このような構成を採用することにより、複数の用紙サイズに合わせて帯電領域を簡易に変更することができる。
【００１５】
本発明の画像形成装置は、上記したいずれかの定着装置を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、遮蔽部材によって非通紙領域の帯電を防止するので、放電生成物の被通紙領域への付着を防ぎ、定着部材の離型性低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係るプリンターの概略を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るプリンターにおいて、通常幅用紙通紙時の定着装置を示す側断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るプリンターにおいて、小サイズ幅用紙通紙時の定着装置を示す側断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る定着装置の帯電装置を示す図であり、図４（Ａ）は側断面図、図４（Ｂ）は電極板の平面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る定着装置の遮蔽部材を示す図であり、図５（Ａ）は正面図、図５（Ｂ）は側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しつつ本発明の画像形成装置及び定着装置について説明する。
【００１９】
まず、図１を用いて、画像形成装置としてのプリンターの全体の構成について説明する。図１はプリンター１の概略を模式的に示す図である。以下、図１における紙面手前側をプリンターの正面側（前側）とし、左右の向きはプリンターを正面から見た方向を基準として説明する。
【００２０】
プリンター１の装置本体２には、用紙Ｓが収容される給紙カセット３と、給紙カセット３から用紙Ｓを送り出す給紙装置４と、用紙Ｓにトナー像を形成する画像形成部５と、トナー像を用紙Ｓに定着する定着装置６と、用紙Ｓを排紙する排紙装置７と、排紙された用紙Ｓが受け止められる排紙トレイ８と、が備えられている。さらに、装置本体２には、給紙装置４から、画像形成部５と定着装置６とを通って排紙装置７に向かう用紙Ｓの搬送経路１０が形成されている。
【００２１】
給紙装置４によって給紙カセット３から取り出された用紙Ｓは、搬送経路１０に沿って画像形成部５に搬送され、用紙Ｓにトナー像が形成される。用紙Ｓは搬送経路１０に沿って定着装置６に送られ、トナー像が用紙Ｓに定着される。トナー像が定着された用紙Ｓは排紙装置７から排紙トレイ８に排出される。
【００２２】
次に、図２及び図３を参照して、定着装置６について説明する。図２及び図３は定着装置を示す側断面図であり、図２は通常幅の用紙通紙時を示し、図３は小サイズ幅の用紙通紙時を示す。
【００２３】
図２や図３に示されるように、定着装置６は、定着部材としての無端状の定着ベルト２１と、定着ベルト２１を加熱するＩＨヒーター２２と、定着ベルト２１の中空部に回転可能に設けられる定着ローラー２３と、定着ベルト２１を介して定着ローラー２３に圧接して回転する加圧部材である加圧ローラー２４と、定着ベルト２１の表面を帯電する帯電装置２５と、帯電装置２５の周囲に設けられる遮蔽部材２６と、を備えている。
【００２４】
定着ベルト２１は、所定の内径を有し、用紙が通紙される通紙領域よりも長い幅を有する無端状ベルトである。定着ベルト２１は、基材層２１ａと、基材層２１ａの外周面に設けられる弾性層２１ｂと、弾性層２１ｂの外周面に設けられる離型層２１ｃと、を有している。基材層２１ａは、ニッケル等の磁性金属で形成される。弾性層２１ｂは、シリコンゴム等で形成される。離型層２１ｃは、ＰＦＡチューブ等で形成される。
【００２５】
ＩＨヒーター２２は、コイル部２２ａと、コイル部２２ａを巻線状に保持するコイルボビン２２ｂと、アーチコア２２ｃと、を有している。ＩＨヒーター２２は、定着ベルト２１の上半分を覆うように支持されている。コイル部２２ａに高周波の交流電圧を印加することにより磁界を発生させ、この磁界の作用によって定着ベルト２１の基材層に渦電流が発生して基材層が発熱し、定着ベルト２１が加熱される。
【００２６】
定着ローラー２３は、回転軸としての芯金２３ａと、芯金２３ａの外周面に設けられる弾性層２３ｂと、を有している。芯金２３ａは、アルミニウムや鉄等で形成される。弾性層２３ｂは、シリコンゴムや発泡樹脂等の、熱伝導性の低い材料で形成される。
【００２７】
定着ローラー２３は、定着ベルト２１の中空部に配置される。定着ベルト２１の外周面と定着ローラー２３の内周面との間には、若干のクリアランスが介されている。
【００２８】
加圧ローラー２４は、円筒状の芯金２４ａと、芯金２４ａの外周面に設けられる弾性層２４ｂと、弾性層２４ｂの外周面に設けられる離型層２４ｃと、を有している。弾性層２４ｂは、シリコンゴム等で形成される。離型層２４ｃは、ＰＦＡチューブ等で形成される。
【００２９】
加圧ローラー２４は、定着ローラー２３の下方から定着ベルト２１を介して定着ローラー２３に圧接して定着ニップＮを形成するように支持されると共に、駆動源（図示省略）に接続して回転駆動される。駆動源によって加圧ローラー２４が図２の反時計回り方向に回転すると、定着ベルト２１と定着ローラー２３とは、加圧ローラー２４の回転方向とは反対の時計回り方向に従動回転する。これにより、定着ニップＮを通って用紙が搬送される。
【００３０】
次に、図４を参照して、帯電装置２５について説明する。図４は帯電装置を示す図である。帯電装置２５は、定着ベルト２１の幅と同等の幅を有する長方形状の電極板３１と、電極板３１を支持する支持部材３２と、電極板３１及び支持部材３２をシールドするシールド部材３３と、を備えている。電極板３１は、ＳＵＳやリン青銅等の導電性金属で形成される。図４（Ｂ）に示されるように、電極板３１の一方の長辺に沿って、尖鋭な先端部を有する三角形状の針状電極３１ａが複数個形成されている。電極板３１には電源（図示省略）が接続されて、定電流制御（トナーが正帯電の場合、例えば、２μＡ）によってトナーと同極性の電荷が印加されるようになっている。
【００３１】
支持部材３２は、針状電極３１ａが突出するように電極板３１を支持している。支持部材３２は、耐熱性樹脂で形成されている。シールド部材３３は、一面に開口を有する断面コの字状の部材である。電極板３１が支持された支持部材３２は、シールド部材３３に収容されて、針状電極３１ａの先端が開口に向かって突出している。
【００３２】
図２や図３に示されるように、帯電装置２５は、定着ローラー２３の回転方向において、ＩＨヒーター２２と定着ニップＮとの間に、針状電極３１ａの先端が定着ベルト２１の表面に対向するように、定着ベルト２１の長さ方向に沿って支持されている。
【００３３】
次に、図５を参照して、遮蔽部材２６について説明する。図５は遮蔽部材を示す図である。遮蔽部材２６は、円筒形状の外周面の一部を長手方向に沿って切り欠いた切り欠き部４１を有する断面Ｃ字状の中空部材である。中空部は、帯電装置２５を内包可能な寸法を有している。切り欠き部４１の円周方向両縁間の、遮蔽部材２６の中心に対する中心角は９０°である。遮蔽部材２６は、耐熱性樹脂で形成されている。
【００３４】
遮蔽部材２６には、第１の開口部４２と第２の開口部４３とが、長手方向の中心に対して対称となるように形成されている。第１の開口部４２と第２の開口部４３とは、遮蔽部材２６の長手方向に長い矩形状である。第１の開口部４２は、長手方向においてＢ５サイズ横の寸法と等しい幅を有する。第２の開口部４３は、長手方向においてＡ４サイズ縦の寸法と等しい幅を有する。第１の開口部４２と第２の開口部４３の、円周方向に沿った長さは等しく、各開口部の円周方向両縁間の、遮蔽部材２６の中心に対する中心角は６０°である。第１の開口部４２は、円周方向において切り欠き部４１と連続して形成され、第２の開口部４３は、円周方向において第１の開口部４２と連続して形成されている。このように、第１の開口部４２と第２の開口部４３とは、切り欠き部４１から円周方向に沿って階段状に形成されている。
【００３５】
遮蔽部材２６は、帯電装置２５の周囲を回転可能に支持されている。さらに、遮蔽部材２６は、帯電装置２５と定着ベルト２１との間に切り欠き部４１が位置する標準位置と、第１の開口部４２が位置する第１の位置と、第２の開口部４３が位置する第２の位置と、にそれぞれ位置決めされる。遮蔽部材２６が標準位置に回転すると、定着ベルト２１の幅方向全域が帯電装置２５によって帯電可能となる。遮蔽部材２６が第１の位置に回転すると、定着ベルト２１のＢ５サイズ横の寸法に対応する領域のみが帯電装置２５によって帯電可能となる。遮蔽部材２６が第２の位置に回転すると、定着ベルト２１のＡ４サイズ縦の寸法に対応する領域のみが帯電装置２５によって帯電可能となる。
【００３６】
さらに、定着装置６は、図２及び図３に示されるように、定着ニップＮよりも用紙搬送方向上流側に設けられる用紙進入ガイド５１と、定着ニップＮよりも用紙搬送方向下流側に設けられる分離部材５２と、を備えている。用紙進入ガイド５１は、定着ニップＮに向かって上方に傾斜するように送経路に沿って配置されている。分離部材５２は、定着ベルト２１の回転方向に対してカウンター方向から定着ベルト２１の表面に向かうように支持されている。
【００３７】
上記構成を有する定着装置６においては、トナー像が転写された用紙Ｓは、用紙進入ガイド５１に案内されて定着ニップＮに搬送される。用紙Ｓは定着ニップＮ通過時に定着ベルト２１によって加熱されると共に加圧ローラー２４と定着ローラー２３とによって加圧されて、トナー像が用紙Ｓに定着する。トナーが定着された用紙Ｓは、先端が分離部材５２によって定着ベルト２１から分離されて、搬送経路１０に沿って搬送される。
【００３８】
用紙ＳがＡ４サイズ横の幅を有する場合は、図２に示されるように、遮蔽部材２６は標準位置に位置決めされる。定着ベルト２１を安定に帯電させるためには多少の帯電時間が必要であるので、定着動作が開始されてから、定着ニップＮに用紙Ｓが搬送される前までに、帯電装置２５がコロナ放電を行い、定着ベルト２１の幅方向全領域をトナーと同極性に帯電させておく。これにより、定着ベルト２１へのトナーの静電的な付着を防止できる。
【００３９】
用紙ＳがＢ５サイズ横の幅を有する場合、図３に示されるように、遮蔽部材２６は第１の位置に位置決めされる。そして、定着ベルト２１の第１の開口部４２に対応する領域、すなわち、Ｂ５サイズ横の幅を有する通紙領域を、前述と同様にトナーと同極性に帯電させておく。これにより、トナーの定着ベルト２１への静電的な付着を防止できる。一方で、通紙領域の幅方向両外側の非通紙領域は、遮蔽部材２６で遮られるので帯電しない。したがって、非通紙領域への放電生成物の付着を防止できる。
【００４０】
用紙ＳがＡ４サイズ縦の幅を有する場合は、遮蔽部材２６は第２の位置に位置決めされる。そして、定着ベルト２１の第２の開口部４３に対応する領域、すなわち、Ａ４サイズ縦の幅を有する通紙領域を、前述と同様にトナーと同極性に帯電させておく。これにより、トナーの定着ベルト２１への静電的な付着を防止できる。一方で、通紙領域の幅方向両外側の非通紙領域は、遮蔽部材２６で遮られるので帯電しない。したがって、非通紙領域への放電生成物の付着を防止できる。
【００４１】
上記説明したように本発明の定着装置６においては、帯電装置２５によって定着ベルト２１をトナーと同極性に帯電させることで、定着ベルト２１へのトナーの静電的な付着を防いで、オフセット画像の発生を防止できる。さらに、遮蔽部材２６によって非通紙領域の帯電を防止しているので、非通紙領域に放電生成物が付着することがなく、定着ベルト２１の離型性を維持できる。
【００４２】
さらに、第１の開口部４２と第２の開口部４３とを円周方向に沿って階段状に設けた遮蔽部材２６を、帯電装置２５の周囲を回転可能に支持することで、第１の開口部４２と第２の開口部４３とを帯電装置２５と定着ベルト２１との間に位置決めできるので、定着ベルト２１の帯電領域を簡易な機構で変更することができる。
【００４３】
なお、本実施形態では、第１の開口部４２と第２の開口部４３とを遮蔽部材２６に形成したが、開口部の数は２つに限らない。また、開口部の幅は、Ｂ５サイズ横やＡ４サイズ縦以外とすることができる。例えば、ハガキの幅とすることもできる。また、帯電装置２５として、コロトロンやスコロトロン等のコロナワイヤーを用いる帯電装置を使用してもよい。
【００４４】
本発明の実施形態では、プリンター１に本発明の構成を適用した場合について説明したが、他の異なる実施形態では、複写機、ファクシミリ、複合機等のプリンター１以外の画像形成装置に本発明の構成を適用しても良い。
【００４５】
さらに、上記した本発明の実施形態の説明は、本発明に係る定着装置及び画像形成装置における好適な実施の形態を説明しているため、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。すなわち、上記した本発明の実施の形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、かつ、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能であり、上記した本発明の実施の形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。
【符号の説明】
【００４６】
１  プリンター（画像形成装置）
６  定着装置
２１  定着ベルト（定着部材）
２４  加圧ローラー（加圧部材）
２５  帯電装置
２６  遮蔽部材
４２  第１の開口部
４３  第２の開口部
【図１】
2018004670.tif 000003
【図２】
2018004670.tif 000004
【図３】
2018004670.tif 000005
【図４】
2018004670.tif 000006
【図５】
2018004670.tif 000007