(57)【要約】【課題】定着装置の両ローラの電荷を除去するのではなく、記録媒体上の電荷を除去することを主眼として、画像形成状態に対応させて複数の除電手段を組み合わせることにより除電能力を向上させ、効率的に除電が行われるようにする。【解決手段】定着ローラ９と加圧ローラ１０とのニップＮに対して用紙搬送方向上流側に配設した入口ガイド板６０における用紙搬送面とは反対面側に除電手段６２を設置し、この除電手段６２の除電部６２ａを、用紙搬送路まで延出して用紙Ｐにおける画像形成面側Ｐａとは反対面（裏面）側に対向するように設置して、用紙Ｐの裏面から除電する。さらに、基材の長手方向に異なるピッチで除電部が設置された複数の除電手段を備え、これらの除電手段を適宜組合わせて使用する。【選択図】図２
2008129384.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に加熱源を備えた定着ローラと加圧ローラ間に記録媒体を通し、該記録媒体上の未定着画像の定着を行う定着装置において、
前記記録媒体が給紙される入口ガイド板の記録媒体搬送面側とは反対面側に複数の除電部が立設された複数の除電手段を設置して、該除電手段により記録媒体の画像形成面側とは反対面側から除電を行い、かつ該除電手段を選択して使用可能な構成にしたことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記複数の除電手段における長手方向の前記除電部のピッチがそれぞれ同じまたは異なることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記複数の除電手段を適宜移動させることにより、前記除電部の除電手段全体としてのピッチを変える制御手段を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の定着装置。
【請求項４】
記録媒体における静電オフセットが発生しやすい画像形成条件を検知し、この検知状態に応じて前記ピッチの選定を行う制御手段を備えたことを特徴とする請求項３記載の定着装置。
【請求項５】
前記除電手段を抵抗値の低い金属材料によって構成したことを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載の定着装置。
【請求項６】
前記除電手段が前記記録媒体の画像形成面側とは反対面側に対して非接触にて除電を行うことを特徴とする請求項１〜５いずれか１項記載の定着装置。
【請求項７】
給紙部と画像形成部と定着部とを備え、前記給紙部から給紙された記録媒体に対して前記画像形成部にて画像形成し、記録媒体上の未定着画像に対して前記定着部にて定着処理を行う画像形成装置において、
前記定着部として、請求項１〜６いずれか１項記載の定着装置を搭載し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、内部に加熱源を備えた定着ローラと加圧ローラとからなり、記録媒体上の未定着画像の定着処理を行う定着装置、および定着装置を搭載する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
理想的な定着装置における定着ローラと加圧ローラとの帯電はゼロである。しかし、様々な要因によって選定されたローラ表層の材質によってはこの限りではない。一般に、記録媒体である転写紙上に形成された未定着トナーの電荷は負である。このため定着装置の定着ローラ側が正に帯電しやすい構成の場合、転写紙上の未定着トナーが定着ローラの表層に付着しやすくなり、静電気的なオフセットが発生する。この静電気的なオフセットは、両ローラの物性により決定されるため、熱量やニップ幅、あるいは面圧などを考慮しただけでは回避することはできない。
【０００３】
従来では、例えば静電オフセットに注目した場合に、定着ローラと加圧ローラとの帯電をゼロにするために、いずれかのローラに除電手段を設置する構成のものがある。
【０００４】
特許文献１では、除電ブラシを加圧ローラの表層に接触させることで静電オフセットを防止する構成のものが記載され、特許文献２では、加圧ローラの表層に電圧印加手段を設置し、除電を行う構成のものが記載されている。
【０００５】
また、特許文献３では、転写紙を除電手段により非接触にて除電する構成のものが記載されている。
【特許文献１】特開平７−２９５４２７号公報
【特許文献２】特許第３０８１２６８号公報
【特許文献３】特開２０００−２１４６８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記従来の技術において、定着ローラおよび加圧ローラの少なくともいずれか一方のローラを除電するものであるが、定着ローラや加圧ローラに接触させる除電方式ではローラ表層の磨耗などが問題となり、耐久性において不利であって、また、非接触式のバイアス印加方式ではコスト面での不利があった。
【０００７】
前記耐久性およびコストの点は転写紙に対して除電を行うことによって、ある程度解消できるが、除電能力の点では劣るという課題があった。
【０００８】
本発明の目的は、定着装置の両ローラの電荷を除去するのではなく、記録媒体上の電荷を除去することを主眼として、画像形成状態に対応させて複数の除電手段を組み合わせることにより除電能力を向上させ、効率的に除電が行われるようにした定着装置および画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、内部に加熱源を備えた定着ローラと加圧ローラ間に記録媒体を通し、該記録媒体上の未定着画像の定着を行う定着装置において、前記記録媒体が給紙される入口ガイド板の記録媒体搬送面側とは反対面側に複数の除電部が立設された複数の除電手段を設置して、該除電手段により記録媒体の画像形成面側とは反対面側から除電を行い、かつ該除電手段を選択して使用可能な構成にしたことを特徴とし、この構成によって、記録媒体の裏面を除電することにより、従来のようなローラの摩耗、あるいはバイアス印加のためのコストアップなどの問題が解消されると共に、記録媒体の画像形成状態に応じて除電手段を適宜選択し、さらに組合わせて使用することができるため、効果的，効率的な除電が可能になる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の定着装置において、複数の除電手段における長手方向の除電部のピッチがそれぞれ同じまたは異なることを特徴とし、この構成によって、除電手段を組合わせることにより、必要な除電状態に対応できる各種のピッチ状態にすることが可能になる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２記載の定着装置において、複数の除電手段を適宜移動させることにより、除電部の除電手段全体としてのピッチを変える制御手段を備えたことを特徴とし、この構成によって、複数の除電手段を組合わせることにより、全体として多様なピッチの除電手段にすることが可能になる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項３記載の定着装置において、記録媒体における静電オフセットが発生しやすい画像形成条件を検知し、この検知状態に応じてピッチの選定を行う制御手段を備えたことを特徴とし、この構成によって、記録媒体の画像形成状態に応じた効率のよい適切な除電が行われる。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４いずれか１項記載の定着装置において、除電手段を抵抗値の低い金属材料によって構成したことを特徴とし、この構成によって、除電効果を高めることができる。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５いずれか１項記載の定着装置において、除電手段が記録媒体の画像形成面側とは反対面側に対して非接触にて除電を行うことを特徴とし、この構成によって、記録媒体の裏面と除電手段とを非接触とすることにより、除電手段の先端に各種塵埃などが堆積し、除電効果が薄れることを未然に防止することができ、また記録媒体の両面に画像形成された場合にも、画像擦れを発生することを防止することができる。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、給紙部と画像形成部と定着部とを備え、前記給紙部から給紙された記録媒体に対して前記画像形成部にて画像形成し、記録媒体上の未定着画像に対して前記定着部にて定着処理を行う画像形成装置において、前記定着部として、請求項１〜６いずれか１項記載の定着装置を搭載したことを特徴とし、この構成によって、除電効率がよく、安定した定着処理が行われるため、良好な画像形成が長期にわたって可能になる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る定着装置によれば、記録媒体の裏面を除電するので、従来のようなローラの摩耗、あるいはバイアス印加のためのコストアップなどの問題が解消され、記録媒体の画像形成状態に応じて除電手段を適宜選択して使用することができるため、安定した定着処理が行われ、信頼性のある定着装置を実現することができる。
【００１７】
また、本発明の定着装置を搭載した画像形成装置によれば、除電効率がよく、安定した定着処理が行われることにより、長期にわたる良好な画像形成が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１は本発明に係る定着装置を搭載した画像形成装置の実施形態である電子写真式画像形成装置の全体構成図であって、１００は画像形成部、２００はスキャナ部、３００は記録媒体である用紙Ｐが収納されている給紙部、４００は原稿搬送部、５００は用紙反転搬送部である。
【００２０】
画像形成部１００には、感光体１と、感光体１の周囲に設置された帯電部２，露光部３，トナー現像部４，転写部５，クリーニング部６からなる静電画像形成プロセスと、画像データに基づき露光部３へ光ビームＬを出射するビーム光学系部７と、内部に加熱源８を備えた定着ローラ９と加圧ローラ１０からなる定着部１１とが設けられている。
【００２１】
さらに、画像形成部１００には、転写部５に用紙Ｐをタイミングを取って送るレジストローラ１５と、装置本体１２の中央部に設けられた排紙部１３に定着後の用紙Ｐを排出する排紙ローラ１４などが設けられている。
【００２２】
スキャナ部２００には、上部に設けられたコンタクトガラス２０に載置された原稿、あるいは原稿搬送部４００にてコンタクトガラス２０上に搬送される原稿の画像に対して、光を照射する光源２１を備えた第１走査体２２と、原稿からの反射ビームを光電変換素子２３へと偏向させる光偏向ミラー２４を備えた第２走行体２５と、光電変換素子２３の受光面に光を集光させるレンズ系２６などが設けられている。
【００２３】
給紙部３００には、用紙Ｐが収納されている複数の給紙カセット３０が設けられ、選択された給紙カセット３０から、用紙Ｐが給紙コロ３１，搬送ローラ３２によりレジストローラ１５へ搬送される。給紙部３００の側部には、手差し用の給紙トレイ３３が設けられ、手差し用紙が給紙コロ３４，搬送ローラ３５により前記と同様にレジストローラ１５へ搬送される。
【００２４】
用紙反転搬送部５００には、両面画像形成モード設定時に動作する反転切替爪５１と、用紙Ｐを反転させるための反転経路５２と、反転後の用紙Ｐをレジストローラ１５へ搬送する搬送経路５３などが設けられている。
【００２５】
前記構成の画像形成装置における基本動作は公知のものであって、画像形成時、原稿の画像がスキャナ部２００にて読み取られ、スキャナ部２００の光電変換素子２３から画像データが画像形成部１００のビーム光学系部７へ送られる。ビーム光学系部７では画像データに基づき光ビームＬを出射し、帯電部２により表面が均一に帯電された感光体１に対して露光部３にて感光体１表面を露光する。この露光にて感光体１には潜像が形成され、潜像はトナー現像部４にてトナーにて顕像化される。
【００２６】
感光体１表面のトナー画像は、給紙カセット３０から給紙コロ３１，搬送ローラ３２によってレジストローラ１５へ搬送され、タイミングが取られて感光体１と転写部５のニップに送られる用紙Ｐにて転写される。転写を受けた未定着画像を有する転写紙Ｐは定着部１１へ送られる。
【００２７】
定着部１１では、定着ローラ９と加圧ローラ１０のニップにて用紙Ｐに対して加熱加圧されて未定着画像が定着され、定着処理を受けた後、用紙Ｐが排紙ローラ１４により排紙部１３に排出される。
【００２８】
また、両面画像形成モード設定時、定着部１１から出た用紙Ｐは、反転切替爪５１の搬送路の切り替えによって反転経路５２へ送られた後、反転経路５２から逆送されて搬送経路５３へ送られ、再度、レジストローラ１５へと搬送されて用紙裏面側に対する画像転写が行われる。
【００２９】
次に、本発明の特徴である画像形成部１００における定着部１１の構成について説明する。
【００３０】
図２は本発明に係る定着装置の実施形態である図１の定着部の基本構成を示す拡大図であって、定着ローラ９と加圧ローラ１０とのニップＮに対して用紙搬送方向上流側には、用紙Ｐの搬送ガイド用の入口ガイド板６０が設けられ、ニップＮに対して用紙搬送方向下流側には、用紙Ｐの搬送ガイド用の出口ガイド板６１が設けられている。
【００３１】
入口ガイド板６０における用紙搬送面とは反対面側に、除電手段６２が配設され、除電手段６２の除電部６２ａが、用紙搬送路まで延出して用紙Ｐの画像形成面側Ｐａとは反対面（裏面）側に対向するように設置されている。
【００３２】
このように、用紙Ｐの裏面から除電することによって、従来のように除電手段がローラ表層に接する構成のような磨耗もなく、また、除電手段へのバイアス印加方式に比べてコスト面でのメリットも大きくなる。さらに、入口ガイド板６０の用紙搬送面と反対面側に除電手段６２を設置することによって搬送路が確保され、搬送ジャムの発生を防ぐことができる。
【００３３】
図３は本実施形態に使用される除電手段単体を示す正面図であり、除電手段６２は、基材６２ｂと、この基材６２ｂに適当な間隔で立設された細い除電部６２ａとからなり、抵抗値の低い金属材料を用いたブラシ構造にしてある。
【００３４】
図４は本発明の特徴である複数の除電手段を使用する構成の一例を示す正面図であり、基材６３ｂ，６４ｂの長手方向に、異なるピッチで除電部６３ａ，６４ａが設置された２種の除電手段６３，６４を重ね合わせた状態を示している。
【００３５】
このように、除電手段６３，６４を複数備えて使用可能にし、かつ、それらを長手方向へ移動可能な構成にしたことにより、除電手段６３，６４を移動させて適宜組み合わせることにより、多種の除電部ピッチの除電手段を有することと同じになる。
【００３６】
また、除電に伴い画像チリなどが発生する場合があるが、本実施形態のようにピッチ間を変更させ、例えば、ピッチ間を大きくすることにより、そのリスクを低減することができる。
【００３７】
図３に示すような単体の除電手段６２の場合には、除電手段６２の全長，除電部６２ａのピッチ，除電部６２ａの個数などは固有の値になるので、トナーの粒径あるいは帯電量，定着ローラ９と加圧ローラ１０の抵抗などの構成から、静電オフセットに対して有利か不利かを判断して構成を決定する。
【００３８】
本例ではステンレス製のワイヤを除電部６２ａ〜６４ａに採用しているが、例えばステンレスより抵抗値の大きいカーボンでは除電効果が弱くなる。また、樹脂を用いた場合は除電効果も弱まり、さらに、転写紙のエッジ部で樹脂のワイヤが切れるという耐久面での問題があり、ステンレスの使用が好ましい。
【００３９】
図４に示す除電手段６３，６４を２つ使用し、それらの除電手段６３，６４を適宜スライドさせることにより、例えば、図に示すように、除電部６３ａ，６４ａのピッチを半分にすることができ、これにより除電効果が大きくなる。
【００４０】
図５は本実施形態における除電手段選択／使用の制御系の構成を示すブロック図であり、６５は、画像形成装置の各部からの検知情報を受けて、各部に設定／駆動信号を出力してコントロールするＣＰＵ（中央演算処理ユニット）、６６は形成画像状態検知部、６７は複数の除電手段６３，６４をどのような状態で使用するかを設定する除電手段設定部、６８は、除電手段設定部６７からの指示信号を受けて除電手段６３，６４のいずれか一方を使用したり、あるいは組合せ状態にしたりするように除電手段６３，６４を移動させる除電手段駆動部である。
【００４１】
前記制御系により、ＣＰＵ６５では、例えば、トナーユニット交換した際に発せられる信号を受けたり、形成画像状態検知部６６によって原稿の画像状態などを検知した信号を受けて、静電オフセットの発生し易い条件となるトナー初期剤使用時、あるいは罫線やハーフトーンの多い画像の場合に応じた設定信号を除電手段設定部６７へ出力することにより、除電手段駆動部６８にて除電手段６３，６４をスライドあるいは回転駆動させる。このようにして複数の除電手段６３，６４の組み合わせにより除電部６３ａ〜６４ａのピッチを変更し、例えば転写紙の片側半分が白紙で、残りの半分がハーフトーンのような画像があった場合には、画像がある部分にだけ除電手段６３，６４を作用させるようにすることができる。
【００４２】
本実施形態では、除電手段６２〜６４として抵抗値の低い金属材料を用いた除電ブラシ構造のものを使用しているが、充分な除電効果が得られるものであれば、除電針など他の構造のものであってもよい。
【００４３】
除電手段６２〜６４は、除電ブラシを構成するステンレス製のワイヤからなる除電部６２ａ〜６４ａと、このステンレス製のワイヤに接地されたアルミニウム板からなる基材６２ｂ〜６４ｂとから構成されている。ワイヤは直径１０〜２０μｍの芯線で、５０〜２００本を一束とし、これを２〜１０ｍｍ間隔に配置している。除電ブラシの除電効果は、ワイヤの密度とピッチ間に密接な関係がある。一般的なオフィス環境（１０℃１５％〜３２℃８０％）では、上述したピッチ間隔でも充分な除電効果を発揮する。
【００４４】
しかしながら、静電オフセットの発生し易い条件によっては、このピッチ間でも不十分な場合があるため、本実施形態のように複数個の除電手段をあらかじめ設置しておき、それらの移動によりピッチ間をさらに狭めることを可能にすることは、静電オフセットを防止するために有効である。
【００４５】
図６の拡大説明図に示すように、用紙Ｐの裏面と除電手段６２〜６４の除電部６２ａ〜６４ａとの間に距離Ｌをとり、非接触にすることにより、除電部６２ａ〜６４ａの先端にトナーや紙粉が堆積し、除電効果が低下することを未然に防止することができる。
【００４６】
なお、両面画像形成の場合の通紙時には、除電部６２ａ〜６４ａと用紙Ｐを接触させると画像擦れが発生してしまうが、本実施形態のような構成にすることにより、画像擦れの発生を防止することができる。
【００４７】
除電部６２ａ〜６４ａの先端と用紙Ｐの裏面との間の距離Ｌは０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ程度であれば、十分な除電効果を発揮することが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、電子写真方式，静電記録方式などを利用したファクシミリ装置，プリンタ，複写機などの画像形成装置に搭載される定着装置として有効である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明に係る定着装置を搭載した画像形成装置の実施形態である電子写真式画像形成装置の全体構成図
【図２】本発明に係る定着装置の実施形態である図１の定着部の基本構成を示す拡大図
【図３】本実施形態に使用される除電手段単体を示す正面図
【図４】本実施形態に使用される一対の除電手段の組合せ状態を示す正面図
【図５】本実施形態における除電手段選択／使用の制御系の構成を示すブロック図
【図６】本実施形態における用紙裏面と除電部との設置構成を説明するための拡大図
【符号の説明】
【００５０】
９  定着ローラ
１０  加圧ローラ
６０  入口ガイド板
６２〜６４  除電手段
６２ａ〜６４ａ  除電部
６２ｂ〜６４ｂ  基材
６５  ＣＰＵ
６６  形成画像状態検知部
６７  除電手段設定部
６８  除電手段駆動部
【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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【図６】
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