(57)【要約】【課題】除電ブラシの除電効果の低下を改善すると共に、除電ブラシを長寿命化した定着装置を提供する。【解決手段】この定着装置５０は、内部にヒータ等の加熱手段を備え、記録紙Ｐ上に転写されたトナー像を溶解して記録紙Ｐに定着する定着ローラ１と、定着ローラ１に当接して、所定の圧力によりニップ幅Ｎを形成して記録紙Ｐを加圧する加圧ローラ２と、定着ローラ１に付着した残留トナーを加圧ローラ２を介してクリーニングするクリーニングローラ３と、記録紙Ｐの搬送力により回転して記録紙Ｐ上に帯電した静電気を除電する除電ブラシ４と、除電ブラシ４を周方向に等間隔に且つ軸方向に一様に配置した回転軸５と、回転軸５が回転することにより除電ブラシ４の先端が当接して除電ブラシ４に付着した紙粉等の付着物を除去するクリーニング部材６と、を備えて構成されている。【選択図】図１
2008102175.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着ローラと、該定着ローラと圧接しつつ回転する加圧ローラと、前記定着ローラと前記加圧ローラとの圧接部に進入する記録紙から静電気を取り除く除電手段と、を備えた定着装置であって、
前記除電手段は、前記定着装置を構成する定着ローラ軸と平行に配置された回転軸と、該回転軸の周方向に等間隔に且つ該回転軸の軸方向に配置された除電ブラシと、該除電ブラシの先端が当接する位置に配置されたクリーニング部材と、を備え、
前記除電ブラシは前記記録紙が通紙時に該記録紙に接触するように配置され、該記録紙との接触力により前記回転軸を中心に前記除電ブラシが回転することにより、該除電ブラシに付着した付着物を前記クリーニング部材により除去することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記回転軸の周方向に配置された各除電ブラシ間の角度をα、前記除電ブラシ先端から前記回転軸の中心までの距離をＬｂ、通紙時における記録紙表面から前記回転軸の中心までの距離をＬｐとした場合、
０．６ｃｏｓ（０．５α）≦Ｌｐ／Ｌｂ
の関係を満足するように構成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】
前記回転軸の周方向に配置された各除電ブラシ間の角度をα、前記除電ブラシ先端から前記回転軸の中心までの距離をＬｂ、通紙時における記録紙表面から前記回転軸の中心までの距離をＬｐとした場合、
Ｌｐ／Ｌｂ≦０．８ｃｏｓ（０．５α）
の関係を満足するように構成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４】
前記除電ブラシの長さをＬＢ，前記記録紙表面から前記回転軸に配置された前記除電ブラシの付け根までの距離をＬＰ、前記クリーニング部材の先端から前記回転軸の表面までの距離をＬＣとした場合、
ＬＢ−ＬＣ≦０．８（ＬＢ−ＬＰ）
の関係を満足するように構成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５】
前記除電ブラシの長さをＬＢ，前記記録紙表面から前記回転軸に配置された前記除電ブラシの付け根までの距離をＬＰ、前記クリーニング部材の先端から前記回転軸の表面までの距離をＬＣとした場合、
０．６（ＬＢ−ＬＰ）≦ＬＢ−ＬＣ
の関係を満足するように構成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６】
請求項１乃至５の何れか一項に記載の除電ブラシを有する定着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、定着装置及び画像形成装置に関し、さらに詳しくは、定着装置に備えた除電手段を構成する除電ブラシの除電効果を高める技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置に使用される定着装置には、トナー、紙、ローラの静電気によってトナーが紙に転写しない、所謂、静電オフセットが生じることが知られている。この対策として、定着装置または転写装置出口へ除電ブラシを設置して、転写紙に帯電した静電気を除電することが行われている。
例えば、特許文献１には、定着装置におけるトナーのオフセットの発生を有効に防止することができる電子写真プリンタで、定着器の入口に除電ブラシを設け、定着器を通過する際の媒体の非トナー像面側の電荷を除電し、出口には除電ブラシ又は除電ローラを設けて、媒体の定着されたトナー像面の電荷を除電するために、除電ブラシを電流制限素子を介して接地する電子写真プリンタについて開示されている。
また、特許文献２には、転写ベルトを離れた転写材を絶縁性の第１のガイドと第２のガイドで案内し、両ガイドの間で、除電部材により、転写材を非接触除電する画像形成装置について開示されている。
【特許文献１】特開２００２−９１２１７公報
【特許文献２】特開２０００−２１４６８９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら除電ブラシは、静電オフセットの発生を抑制する効果があるが、経時でブラシに紙粉がたまることによって、除電効果が弱まり、定期的に交換しなければならないといった問題がある。
また、特許文献１に開示されている従来技術は、除電ブラシによる除電は可能であるが、経時でブラシに紙粉がたまることによって、除電効果が弱まり、交換が必要となるといった問題がある。
また、特許文献２に開示されている従来技術は、非接触により除電するが、やはり経時により除電部材に紙粉等が付着して除電効果が弱まり、定期的に清掃等が必要となるといった問題がある。
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、除電ブラシの除電効果の低下を改善すると共に、除電ブラシを長寿命化した定着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】
【０００４】
本発明はかかる課題を解決するために、請求項１は、定着ローラと、該定着ローラと圧接しつつ回転する加圧ローラと、前記定着ローラと前記加圧ローラとの圧接部に進入する記録紙から静電気を取り除く除電手段と、を備えた定着装置であって、前記除電手段は、前記定着装置を構成する定着ローラ軸と平行に配置された回転軸と、該回転軸の周方向に等間隔に且つ該回転軸の軸方向に配置された除電ブラシと、該除電ブラシの先端が当接する位置に配置されたクリーニング部材と、を備え、前記除電ブラシは前記記録紙が通紙時に該記録紙に接触するように配置され、該記録紙との接触力により前記回転軸を中心に前記除電ブラシが回転することにより、該除電ブラシに付着した付着物を前記クリーニング部材により除去することを特徴とする。
【０００５】
請求項２は、前記回転軸の周方向に配置された各除電ブラシ間の角度をα、前記除電ブラシ先端から前記回転軸の中心までの距離をＬｂ、通紙時における記録紙表面から前記回転軸の中心までの距離をＬｐとした場合、０．６ｃｏｓ（０．５α）≦Ｌｐ／Ｌｂの関係を満足するように構成することを特徴とする。
【０００６】
請求項３は、前記回転軸の周方向に配置された各除電ブラシ間の角度をα、前記除電ブラシ先端から前記回転軸の中心までの距離をＬｂ、通紙時における記録紙表面から前記回転軸の中心までの距離をＬｐとした場合、Ｌｐ／Ｌｂ≦０．８ｃｏｓ（０．５α）の関係を満足するように構成することを特徴とする。
請求項４は、前記除電ブラシの長さをＬＢ、前記記録紙表面から前記回転軸に配置された前記除電ブラシの付け根までの距離をＬＰ、前記クリーニング部材の先端から前記回転軸の表面までの距離をＬＣとした場合、ＬＢ−ＬＣ≦０．８（ＬＢ−ＬＰ）の関係を満足するように構成することを特徴とする。
【０００７】
請求項５は、前記除電ブラシの長さをＬＢ、前記記録紙表面から前記回転軸に配置された前記除電ブラシの付け根までの距離をＬＰ、前記クリーニング部材の先端から前記回転軸の表面までの距離をＬＣとした場合、０．６（ＬＢ−ＬＰ）≦ＬＢ−ＬＣの関係を満足するように構成することを特徴とする。
請求項６は、請求項１乃至５の何れか一項に記載の除電ブラシを有する定着装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、記録紙に帯電した静電気を取り除く除電手段を備えた定着装置であって、除電手段は、定着装置を構成する定着ローラ軸と平行に配置された回転軸と、回転軸の周方向に等間隔に且つ回転軸の軸方向に配置された除電ブラシと、除電ブラシの先端が当接する位置に配置されたクリーニング部材と、を備え、除電ブラシは記録紙が通紙時に記録紙に接触するように配置され、記録紙との接触力により回転軸を中心に除電ブラシが回転することにより、除電ブラシに付着した付着物をクリーニング部材により除去するので、除電ブラシの除電効果の低下を改善すると共に、除電ブラシを長寿命化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図１は本発明の定着装置の概念図である。この定着装置５０は、内部にヒータ等の加熱手段を備え、記録紙Ｐ上に転写されたトナー像を溶解して記録紙Ｐに定着する定着ローラ１と、定着ローラ１に当接して、所定の圧力によりニップ幅Ｎを形成して記録紙Ｐを加圧する加圧ローラ２と、定着ローラ１に付着した残留トナーを加圧ローラ２を介してクリーニングするクリーニングローラ３と、記録紙Ｐの搬送力により回転して記録紙Ｐ上に帯電した静電気を除電する除電ブラシ４と、除電ブラシ４を周方向に等間隔に且つ軸方向に一様に配置した回転軸５と、回転軸５が回転することにより除電ブラシ４の先端が当接して除電ブラシ４に付着した紙粉等の付着物を除去するクリーニング部材６と、を備えて構成されている。
【００１０】
ここで本発明の定着装置５０の除電動作の概略について説明する。定着ローラ１と加圧ローラ２は矢印Ａの方向に回転し、記録紙Ｐが矢印の方向に通紙されるとする。記録紙Ｐは図示しない転写装置により、記録紙Ｐのａ側に未定着のトナー像が転写されている。この状態で記録紙Ｐは図示しない搬送力により矢印の通紙方向に搬送される。そして、記録紙Ｐの先端が除電ブラシ４に当接すると、回転軸５は矢印Ｂの方向に回転する。このとき、除電ブラシ４は柔らかい導電部材で構成されているため、記録紙Ｐを変形する応力は与えないで、記録紙Ｐのｂ側から帯電した静電気を除電するように働く。そして、回転軸５が記録紙Ｐの搬送力により回転することにより、除電ブラシ４の先端がクリーニング部材６に当接することにより、除電ブラシ４に付着した紙粉等の付着物を除去することができる。
【００１１】
このような定着装置において、除電ブラシ４がない場合には、トナー、紙、ローラの静電気によって静電オフセットが生じる。定着装置では、構成するローラや紙に接地した導電性ブラシ４を接触させて除電する。これにより静電オフセットを抑制されることが知られているが、経時で除電ブラシ４に紙粉がたまることによって、除電効果が弱まり、交換が必要となる。そこで、付着する紙粉による除電効果の低下をブラシの構成やクリーニングによって低減するものである。
【００１２】
図２は通紙枚数と当接する除電ブラシへの紙粉付着量の関係を表す図である。縦軸に除電ブラシへの紙粉付着量、横軸に通紙枚数を表す。実線１１は通常の除電ブラシ、破線１２は本発明の除電ブラシを表す。また、符号１３は静電オフセットが発生する紙粉付着量のボーダーラインである。
この図から明らかなように、回転機構およびクリーニング部材を持たない通常の除電ブラシを有する定着装置の場合、通紙枚数に伴いブラシに付着する紙粉の量が増加し、６万枚通紙後には除電ブラシ先端に付着した紙粉によって、除電効果が低下し静電オフセットが生じるボーダーライン１３に達しているのが解る。それに対して、本発明の回転機構を有する除電ブラシの場合は、約３６万枚でボーダーライン１３に達し、従来の除電ブラシの６倍まで効果が持続することが解る。
【００１３】
図３（ａ）は本発明の実施形態に係る除電手段を備えた定着装置をＸ−Ｚ座標方向から見た概念図であり、図３（ｂ）は除電ブラシをＸ−Ｙ座標方向から見た図であり、図３（ｃ）は除電手段をＸ−Ｚ座標方向から見た概念図である。同じ構成要素には図１と同じ参照番号を付して説明し、重複する説明は省略する。図３（ｂ）の除電ブラシ４は、定着装置を構成する定着ローラ軸と平行に配置された回転軸の周方向に等間隔に且つ回転軸５の軸方向に一様に配置されている。
【００１４】
次に図３（ｃ）を参照して本発明の第１の実施形態に係る除電手段の構成ついて説明する。この除電手段５１は、複数の除電ブラシ４を設置した回転軸５とクリーニング部材６を有する。回転軸５は、玉軸受けで支持され、回転方向に例えば５列の除電ブラシ列が等間隔に、角度αは７２°で設置されている。ここで、除電ブラシ４の先端から回転軸５の中心５ａまでの長さＬｂは１５ｍｍであり、回転軸５の中心５ａと通紙される紙との距離Ｌｐは８ｍｍである。この除電手段５１においては、通紙時に記録紙Ｐとの接触により除電ブラシ４に紙粉が付着するが、記録紙Ｐから受ける力によって、除電ブラシ４が回転し、紙粉が付着した除電ブラシ４は、クリーニング部材６に接触してクリーニングされるため、常にクリーニングされた除電ブラシ４が記録紙Ｐと当接する。そのため、静電オフセットが発生するまでの通紙枚数は、従来の固定型の除電ブラシを有する定着装置の６倍以上となる。
【００１５】
次に図３（ｃ）を参照して本発明の第２の実施形態に係る除電手段の構成ついて説明する。この除電手段５１は、複数の除電ブラシ４を設置した回転軸５とクリーニング部材６を有する。回転軸５は、玉軸受けで支持され、回転方向に５列の除電ブラシ列が等間隔に角度αは７２°で設置されている。ここで、除電ブラシ４の先端から回転軸中心５ａまでの長さＬｂは１５ｍｍであり、回転軸中心５ａと通紙される紙との距離Ｌｐを０．６ｃｏｓ（０．５α）≦Ｌｐ／Ｌｂを満たすよう８ｍｍとすることで、除電ブラシ４が記録紙Ｐに強く当接することによるブラシ劣化を防ぐことができる。この除電手段においては、通紙時に記録紙Ｐとの接触により除電ブラシ４に紙粉が付着するが、記録紙Ｐから受ける力によって、除電ブラシ４が回転し、紙粉が付着した除電ブラシ４は、クリーニング部材６に接触してクリーニングされるため、常にクリーニングされた除電ブラシ４が記録紙Ｐと当接する。これにより、静電オフセットが発生するまでの通紙枚数は、従来の固定型の除電ブラシを有する定着装置の６倍以上となる。
【００１６】
次に図３（ｃ）を参照して本発明の第３の実施形態に係る除電手段の構成ついて説明する。この除電手段５１は、複数の除電ブラシ４を設置した回転軸５とクリーニング部材６を有する。回転軸５は、玉軸受けで支持され、回転方向に５列の除電ブラシ列が等間隔に角度αは７２°で設置されている。ここで、除電ブラシ４の先端から回転軸中心５ａまでの長さＬｂは１５ｍｍであり、除電ブラシ４の回転軸中心５ａと通紙される記録紙Ｐとの距離ＬｐをＬｐ／Ｌｂ≦０．８ｃｏｓ（０．５α）を満たすよう８ｍｍとすることで、記録紙Ｐとの接触による力のみで、除電ブラシ４が回転することができる。この除電手段においては、通紙時に記録紙Ｐとの接触により除電ブラシ４に紙粉が付着するが、記録紙Ｐから受ける力によって除電ブラシ４が回転し、紙粉が付着した除電ブラシ４は、クリーニング部材６に接触してクリーニングされるため、常にクリーニングされた除電ブラシ４が記録紙Ｐと当接する。これにより、静電オフセットが発生するまでの通紙枚数は、従来の固定型の除電ブラシを有する定着装置の６倍以上となる。
【００１７】
図４（ａ）は本発明の実施形態に係る除電手段を備えた定着装置をＸ−Ｚ座標方向から見た概念図であり、図４（ｂ）は除電ブラシをＸ−Ｙ座標方向から見た図であり、図４（ｃ）は除電手段をＸ−Ｚ座標方向から見た概念図である。同じ構成要素には図１と同じ参照番号を付して説明し、重複する説明は省略する。図４（ｂ）の除電ブラシ４は、定着装置を構成する定着ローラ軸と平行に配置された回転軸の周方向に等間隔に且つ回転軸５の軸方向に一様に配置されている。
【００１８】
次に図４（ｃ）を参照して本発明の第４の実施形態に係る除電手段の構成ついて説明する。
回転軸５は、玉軸受けで支持され、回転方向に５列の除電ブラシ列が等間隔に角度αは７２°で設置されている。通紙時に記録紙Ｐとの接触により除電ブラシ４に紙粉が付着するが、紙粉が付着した除電ブラシ４は、クリーニング部材６に接触してクリーニングされるため、常にクリーニングされた除電ブラシ４が記録紙Ｐと当接する。そのため、静電オフセットが発生するまでの通紙枚数は、従来の固定型の除電ブラシを有する定着装置の６倍以上となる。
ここで、除電ブラシ４の先端から根元までの長さＬＢは１０ｍｍであり、クリーニング部材６の先端から回転軸５の表面までの距離をＬＣとした場合、除電ブラシ４の付け根から通紙される紙との距離ＬＰはＬＢ−ＬＣ≦０．８（ＬＢ−ＬＰ）を満たすように８．５ｍｍとする。これによって、クリーニング部材６と除電ブラシ４との接触部が十分に確保され、クリーニング効果が高まる。
【００１９】
次に図４（ｃ）を参照して本発明の第５の実施形態に係る除電手段の構成ついて説明する。ここで、除電ブラシ４の先端から根元までの長さＬＢは１０ｍｍであり、クリーニング部材６の先端から回転軸５の表面までの距離をＬＣとした場合、除電ブラシ４の付け根と通紙される記録紙Ｐとの距離ＬＰは０．６（ＬＢ−ＬＰ）≦ＬＢ−ＬＣを満たすように８．５ｍｍとする。これによって、記録紙Ｐとの接触による力がクリーニング部材６から受ける力に勝り、通紙によって除電ブラシ４の回転軸がスムーズに回転する。
【００２０】
図５は、本発明の一実施形態に係るデジタル複写機の概略構成図である。この構成は、画像処理装置としての複写機１００であり、この複写機１００の上面にはコンタクトガラス２０６が設けられている。また、複写機１００の上部には自動原稿送り装置（以下、単にＡＤＦという）２０１が設けられており、このＡＤＦ１はコンタクトガラス２０６を開閉するように複写機１００に図示しないヒンジ等を介して連結されている。このＡＤＦ２０１は、複数の原稿からなる原稿束を載置可能な原稿載置台としての原稿トレイ２０２と、原稿トレイ２０２に載置された原稿束から原稿を１枚ずつ分離してコンタクトガラス２０６に向かって搬送する分離・搬送手段と、分離・搬送手段によってコンタクトガラス２０６に向かって搬送された原稿をコンタクトガラス２０６上の読取位置に搬送・停止させるとともに、コンタクトガラス２０６の下方に配設された複写機１００の読取手段（公知の露光ランプ２５１、ミラー２５２、２５５、２５６、レンズ２５３、ＣＣＤ２５４等）２５０により読み取りが終了した原稿をコンタクトガラス２０６から搬出する。給紙モータはコントローラからの出力信号によって駆動されるようになっており、コントローラは複写機１００から給紙スタート信号が入力されると、給紙モータを正・逆転駆動するようになっている。給紙モータが正転駆動されると、給送ローラ２０３が時計方向に回転して原稿束から最上位に位置する原稿が給紙され、コンタクトガラス２０６に向かって搬送される。この原稿の先端が原稿セット検知センサ２０７によって検知されると、コントローラは原稿セット検知センサ２０７からの出力信号に基づいて給紙モータを逆転駆動させる。これにより、後続する原稿が進入するのを防止して分離されないようになっている。
【００２１】
また、コントローラは原稿セット検知センサ２０７が原稿の後端を検知したとき、この検知時点からの搬送ベルトモータの回転パルスを計数し、回転パルスが所定値に達したときに、給送ベルト２０４の駆動を停止して給送ベルト２０４を停止することにより、原稿をコンタクトガラス２０６読取位置に停止させる。また、コントローラは原稿セット検知センサ７によって原稿の後端が検知された時点で、給紙モータを再び駆動し、後続する原稿を上述したように分離してコンタクトガラス２０６に向かって搬送し、この原稿が原稿セット検知センサ２０７によって検知された時点からの給紙モータのパルスが所定パルスに到達したときに、給紙モータを停止させて次原稿を先出し待機させる。そして、原稿がコンタクトガラス２０６の読取位置に停止したとき、複写機１００によって原稿の読み取りおよび露光が行なわれる。この読み取りおよび露光が終了すると、コントローラには複写機１００から信号が入力されるため、コントローラはこの信号が入力すると、搬送ベルトモータを正転駆動して、搬送ベルト２１６によって原稿をコンタクトガラス２０６から排送ローラ２０５に搬出する。
【００２２】
上記のように、ＡＤＦ２０１にある原稿トレイ２０２に原稿の画像面を上にして置かれた原稿束は、操作部上のプリントキーが押下されると、一番上の原稿からコンタクトガラス２０６上の所定の位置に給送される。給送された原稿は、読み取りユニット２５０によってコンタクトガラス２０６上の原稿の画像データを読み取り後、給送ベルト２０４および反転駆動コロによって排出口Ａ（原稿反転排出時の排出口）に排出される。さらに、原稿トレイ２０２に次の原稿が有ることを検知した場合、前原稿と同様にコンタクトガラス２０６上に給送される。
【００２３】
第１トレイ２０８、第２トレイ２０９、第３トレイ２１０に積載された転写紙は、各々第１給紙ユニット２１１、第２給紙ユニット２１２、第３給紙ユニット２１３によって給紙され、縦搬送ユニット２１４によって感光体２１５に当接する位置まで搬送される。読み取りユニット２５０にて読み込まれた画像データは、書き込みユニット２５７からのレーザによって感光体２１５に書き込まれ、現像ユニット２２７を通過することによってトナー像が形成される。そして、転写紙は感光体２１５の回転と等速で搬送ベルト２１６によって搬送されながら、感光体２１５上のトナー像が転写される。その後、本発明の定着ユニット２１７にて画像を定着させ、排紙ユニット２１８に搬送される。排紙ユニット２１８に搬送された転写紙は、ステープルモードを行わない場合は、排紙トレイ２１９に排紙される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の定着装置の概念図である。
【図２】通紙枚数と当接する除電ブラシへの紙粉付着量の関係を表す図である。
【図３】（ａ）は本発明の実施形態に係る除電手段を備えた定着装置をＸ−Ｚ座標方向から見た概念図、（ｂ）は除電ブラシをＸ−Ｙ座標方向から見た図、（ｃ）は除電手段をＸ−Ｚ座標方向から見た概念図である。
【図４】（ａ）は本発明の実施形態に係る除電手段を備えた定着装置をＸ−Ｚ座標方向から見た概念図、（ｂ）は除電ブラシをＸ−Ｙ座標方向から見た図、（ｃ）は除電手段をＸ−Ｚ座標方向から見た概念図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るデジタル複写機の概略構成図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  定着ローラ、２  加圧ローラ、３  クリーニングローラ、４  除電ブラシ、５  回転軸、６  クリーニング部材、５０  定着装置、５１  除電手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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