(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電層と、絶縁性の表層と、を有する筒状のフィルムと、
前記フィルムの内面に接触するバックアップ部材と、
前記フィルムを介して前記バックアップ部材と共に定着ニップ部を形成するローラと、前記ローラの軸を回転可能に保持する金属製の軸受と、
前記ローラの軸を介して前記フィルムと前記ローラの間に電圧を印加する電源と、
を有し、前記定着ニップ部で記録材を搬送しつつ記録材に形成された未定着の画像を記録材に定着する定着装置において、
前記フィルムと前記軸受の間に絶縁部が設けられており、
前記ローラの軸方向において前記絶縁部が設けられた領域内に前記フィルムの端面が位置するように、前記絶縁部が設けられていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記絶縁部は、前記軸受の周方向において、前記軸受の全体を囲んでい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】
前記軸受は、前記絶縁部を介して定着装置のフレームのＵ字形状の溝に保持されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記フィルムの内面には導電性のグリースが塗布されていることを特徴とする請求項１〜３いずれか一項に記載の定着装置。
【請求項５】
前記バックアップ部材はヒータであることを特徴とする請求項１〜４いずれか一項に記載の定着装置。
【請求項６】
導電層と、絶縁性の表層と、を有する筒状のフィルムと、
前記フィルムの内面に接触するバックアップ部材と、
金属製の軸を有し、前記フィルムを介して前記バックアップ部材と共に定着ニップ部を形成するローラと、
前記ローラの軸を介して前記フィルムと前記ローラの間に電圧を印加する電源と、
を有し、前記定着ニップ部で記録材を搬送しつつ記録材に形成された未定着の画像を記録材に定着する定着装置において、
前記フィルムと前記ローラの軸の間に絶縁部が設けられており、
前記ローラの軸方向において前記絶縁部が設けられた領域内に前記フィルムの端面が位置するように、前記絶縁部が設けられていることを特徴とする定着装置。
【請求項７】
前記絶縁部は、前記ローラの軸の周方向において、前記軸の全体を囲んでいることを特徴とする請求項６に記載の定着装置。
【請求項８】
前記ローラの軸は、前記絶縁部を介して定着装置のフレームのＵ字形状の溝に保持されていることを特徴とする請求項６又は７に記載の定着装置。
【請求項９】
前記フィルムの内面には導電性のグリースが塗布されていることを特徴とする請求項６〜８いずれか一項に記載の定着装置。
【請求項１０】
前記バックアップ部材はヒータであることを特徴とする請求項６〜９いずれか一項に記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真記録技術を用いた複写機やプリンタに搭載されており、記録材に形成された未定着画像を記録材に定着する定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、筒状のフィルム（ベルト）を用いた定着装置（以下、フィルム定着と称する）が普及している。フィルム定着装置は、定着装置の熱容量を小さくでき、消費電力を抑えられるメリットがある。フィルム定着装置は、フィルムの外面に接触するローラを駆動することによりフィルムを従動回転させる形態のものが多い。構造を簡素化できるからである。このような形態である場合、フィルムをローラに対して押し付けるため、フィルムの内面に接触する固定配置されたバックアップ部材が必要となる。セラミックヒータを用いたフィルム定着装置の場合はヒータがバックアップ部材に相当する。フィルムの回転負荷を減らすため、フィルムの内面にはグリースが塗布されている。また、ローラ等の部品は、定着装置のフレームに設けられたＵ字形状の溝に装着されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−７５８６０公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
定着装置では、しばしばトナーのオフセットが課題になる。その対策の一つとして、直流電源を用いてフィルム表面とローラ表面間に電界を形成し、電界の作用でトナーのオフセットを抑制する機能を持たせた装置がある。この場合、フィルムには導電層が設けられる。
【０００５】
ところで、定着装置を小型化するためフィルムやローラの直径を小さくすると、ローラの軸（金属製）とフィルムの端面の間の距離が小さくなる。フィルムとローラ間にはトナーのオフセット抑制のため高電圧を印加しているので、ローラの軸（金属製）や金属製の軸受と、フィルム端面と、の間でリークを起こすことも考えられる。また、フィルム内面に塗布されているグリースは、フィルム端面からはみ出ることもある。はみ出たグリースはローラの軸や軸受との距離を更に縮めてしまう要因となり、グリースが導電性であるとリークは更に生じやすくなる。リークが発生するとフィルムと加圧ローラの電位差が無くなりオフセット抑制効果が低減してしまう。
【０００６】
そこで本発明の目的は、このようなリーク現象を抑制できる定着装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の課題を解決するための本発明は、導電層と、絶縁性の表層と、を有する筒状のフィルムと、前記フィルムの内面に接触するバックアップ部材と、前記フィルムを介して前記バックアップ部材と共に定着ニップ部を形成するローラと、前記ローラの軸を回転可能に保持する金属製の軸受と、前記ローラの軸を介して前記フィルムと前記ローラの間に電圧を印加する電源と、を有し、前記定着ニップ部で記録材を搬送しつつ記録材に形成された未定着の画像を記録材に定着する定着装置において、前記フィルムと前記軸受の間に絶縁部が設けられており、前記ローラの軸方向において前記絶縁部が設けられた領域内に前記フィルムの端面が位置するように、前記絶縁部が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、導電層と、絶縁性の表層と、を有する筒状のフィルムと、前記フィルムの内面に接触するバックアップ部材と、金属製の軸を有し、前記フィルムを介して前記バックアップ部材と共に定着ニップ部を形成するローラと、前記ローラの軸を介して前記フィルムと前記ローラの間に電圧を印加する電源と、を有し、前記定着ニップ部で記録材を搬送しつつ記録材に形成された未定着の画像を記録材に定着する定着装置において、前記フィルムと前記ローラの軸の間に絶縁部が設けられており、前記ローラの軸方向において前記絶縁部が設けられた領域内に前記フィルムの端面が位置するように、前記絶縁部が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ローラの軸や金属製の軸受と、フィルム端面と、の間でのリークの発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】定着装置の断面図及びフィルムの断面図
【図２】定着装置の斜視図
【図３】ローラに対するバイアス印加構成を示す図
【図４】実施例１の絶縁部材を示す斜視図
【図５】実施例１における、装置フレームに対する各部品の取付構造を示す図
【図６】実施例１における、フィルム端部と絶縁部の関係を示す図
【図７】実施例２の絶縁部を示す斜視図
【図８】実施例２における、フィルム端部と絶縁部の関係を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（実施例１）
始めに、定着装置１の概要を図１〜図３を用いて説明する。図１（ａ）は定着装置１の断面図、図１（ｂ）は筒状のフィルムの断面図、図２は定着装置の斜視図、図３はローラに対するバイアス印加構成を示す図である。
【００１２】
図１に示すように、定着装置１は加熱ユニット２、ローラ３、搬送ローラ４、装置フレーム１０等を有する。加熱ユニット２は、筒状のフィルム５と、フィルム５の内面に接触するヒータ６、ヒータ６を保持するヒータホルダ７、ヒータホルダ７を補強するステー８、フィルムのスラスト方向への寄り移動を規制する規制部材９、を有する。ヒータ６がバックアップ部材の役割を果たしている。本例のヒータは、セラミック基板上に発熱抵抗体を印刷したセラミックヒータである。ヒータ６には給電用コネクタＣが取り付けられており、コネクタＣを介して商用電源から供給される交流の電力によりヒータは発熱する。ヒータホルダ７は耐熱性の樹脂製であり、ステー８は金属製である。ヒータ６、ヒータホルダ７、及びステー８は、フィルム５の内部でフィルムの母線方向に亘って設けられており、これらの部品の両端部はフィルム５の端面（後述する符号５ｅ）からはみ出している。
【００１３】
フィルム５は、ベース層５ａ、ゴム層５ｂ、表層５ｃを有する。ベース層５ａはベース材料であるポリイミド中にカーボンを分散させたものであり、ベース層５ａは導電性を有している。ゴム層５ｂは、ベース材料であるシリコーンゴム中にカーボンを分散させたものであり、ゴム層５ｂも導電性を有している。表層５ｃはＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）で形成されており、絶縁性である。
【００１４】
ローラ３は、フィルム５を介してヒータ６と共に定着ニップ部を形成するローラである。ローラ３は、芯金３ａ、ゴム層３ｂ、表層３ｃを有する。芯金３ａは鉄製（即ち導電性）であり、ギアＧが取り付けられる軸部３ａ１と、ゴム層３ｂで被覆される大径部３ａ２を有している。ゴム層３ｂは、ベース材料であるシリコーンゴム中にカーボンを分散させたものであり、ゴム層３ｂも導電性を有している。表層３ｃはＰＦＡで形成されており、絶縁性である。
【００１５】
加熱ユニット２とローラ３は、定着装置の金属製のフレーム１０に設けられたＵ字形状の溝１０ａ（図５参照）に装着されている。そして、図２に示すように、装置の両端に設けた規制部材９に圧力Ｐを付与することで、規制部材９、ステー８、ホルダ７を介して圧力Ｐがヒータ６とローラ３の間に掛っている。このような構成により、未定着のトナー画像が形成された記録材が通過する定着ニップ部が形成されている。軸部３ａ１に取り付けられたギアＧに不図示のモータから動力が伝わると、ローラ３は矢印Ｒ方向に回転し、この回転に伴いフィルム５が従動回転する。フィルム５とローラ３間に進入した記録材は矢印Ｓ方向に搬送されつつ加熱され、記録材に形成された未定着のトナー画像は記録材に加熱定着される。
【００１６】
次に、トナーのオフセットを抑制する構成について説明する。図１（ｂ）に示すように、フィルム５は導電性のベース層５ａを介して電気的に接地されている。また、図３に示すように、ローラ３の軸部３ａ１は、導電性の薄板１１と、軸部３ａ１に接触するカーボンチップ１２と、を介して直流電源ＰＳと電気的に接続されている。このようなバイアス電圧の印加構成によって、フィルム５の表面とローラ３の表面間に記録材上のトナーを記録材に押し付ける方向の電界を形成している。この電界の作用でトナーのフィルム５へのオフセットを抑制している。
【００１７】
次にローラ３の保持構造について図４〜図６を用いて説明する。図４は後述する絶縁部１４ｂを示す斜視図、図５は装置フレームに対する各部品の取付構造を示す図、図６はフィルム端部５ｅと絶縁部１４ｂの関係を示す図である。ローラ３の軸部３ａ１は、金属製の軸受１３に回転可能に保持される。軸受１３は絶縁性の材料で形成されたホルダ１４に保持される。このホルダ１４を図５に示す矢印方向からフレーム１０の溝１０ａに装着することにより、ローラ３がフレーム１０に対して回転可能に保持される。
【００１８】
ホルダ１４は、本体部１４ａ及び後述する遮蔽部（絶縁部）１４ｂを有し、本体部１４ａにはフレームの溝１０ａに差し込むための溝１４ａ１が設けられている。なお、規制部材９にもフレームの溝１０ａに差し込むための溝９ａ１が設けられており、ホルダ１４をフレームの溝１０ａに差し込んだ後、規制部材９をフレームの溝１０ａに差し込む。ホルダ１４は、本体部１４ａと遮蔽部１４ｂを一体成型した樹脂製の部品であり、本例のホルダ１４はＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製である。なお、本例の遮蔽部（絶縁部）１４ｂはホルダ１４の一部であり、且つ軸受１３の周方向において軸受１３の全体を囲んでいる。しかしながら、フィルム端面５ｅと軸受１３の間に絶縁部を配置する構成であれば、絶縁部はホルダとは別部品であってもよく、また軸受１３の周方向全体を囲む必要はない。但し、ホルダ１４と、加熱ユニット２の規制部材９は、共にフレーム１０に取り付けられるので、ホルダ１４と規制部材９の位置関係（≒ホルダ１４とフィルム端部５ｅの位置関係）は精度を出しやすい。よって、本例のようにホルダの一部に絶縁部を設ければ、フィルム端面５ｅの位置と軸受１３の位置に対する絶縁部の位置精度を出しやすいので好ましい。
【００１９】
次に、リーク抑制構成について説明する。図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、加熱ユニット２とローラ３をフレーム１０に取り付けた状態で、フィルム５の端面５ｅと軸受１３の間に絶縁部１４ｂが配置される構成となる。遮蔽部１４ｂは絶縁性なので、金属製の軸受１３と、ベース層５ａやゴム層５ｂが導電性であるフィルム５の端面５ｅの距離が近くても、両者間でリークが発生するのを抑制できる。また、フィルムの内面に塗布しているグリースは、装置を使用し続けるとフィルムの端面５ｅからはみ出ることもある。グリースがはみ出ると軸受１３との距離が小さくなり、グリースが導電性である場合リークが生じやすくなる。しかしながら、本例のように遮蔽部１４ｂを設ければ、グリースがはみ出てしまってもリークを抑えることができる。更に本例では、図６（ｂ）に示すように、ホルダ１４の遮蔽部１４ｂとフィルム５は、ローラ３の軸方向においてオーバーラップしているので、よりリークが生じにくい構成とすることができる。
【００２０】
なお、本例の遮蔽部（絶縁部）１４ｂはホルダ１４の一部であり、且つ軸受１３の周方向において軸受１３の全体を囲んでいる。しかしながら、フィルム端面５ｅと軸受１３の間に絶縁部を配置する構成であれば、絶縁部はホルダとは別部品であってもよく、また軸受１３の周方向全体を囲む必要はない。但し、ホルダ１４と、加熱ユニット２の規制部材９は、共にフレーム１０に取り付けられるので、ホルダ１４と規制部材９の位置関係（≒ホルダ１４とフィルム端部５ｅの位置関係）は精度を出しやすい。よって、本例のようにホルダの一部に絶縁部を設ければ、フィルム端面５ｅの位置と軸受１３の位置に対する絶縁部の位置精度を出しやすいので好ましい。
【００２１】
（実施例２）
図７及び図８は、実施例２の定着装置を示している。本例のローラ３は、ローラ３の軸部３ａ１を滑り軸受２４に回転可能に保持するものである。軸受２４は、本体部２４ａと遮蔽部（絶縁部）２４ｂを有する。軸受２４は、本体部２４ａと遮蔽部２４ｂを一体成型した樹脂製の部品である。ローラ３と加熱ユニット２をフレーム１０に取り付けた状態で、フィルム５の端面５ｅとローラの軸部３ａ１の間に絶縁部２４ｂが配置される構成となる。遮蔽部２４ｂは絶縁性なので、金属製の軸部３ａ１と、ベース層５ａやゴム層５ｂが導電性であるフィルム５の端面５ｅの距離が近くても、両者間でリークが発生するのを抑制できる。
【００２２】
上述した実施例１及び２では、フィルムの内面に接触するバックアップ部材がヒータ６であった。しかしながら、バックアップ部材はヒータである必要はなく、フィルム自身が発熱する構成のように他の形態の定着装置にも本発明は適用できる。
【符号の説明】
【００２３】
２  加熱ユニット
３  ローラ
５  フィルム
６  ヒータ
１０  フレーム
１３  軸受
１４  ホルダ
１４ｂ  遮蔽部
【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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【図７】
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【図８】
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