(57)【要約】【課題】加圧ローラの表面電荷を除去する除電手段の取り付けに高い位置精度を必要とせず、しかも静電オフセットを効果的に防止できるようにする【解決手段】発熱体Ｈが内蔵された定着ローラ６１と加圧ローラ６２とを圧接させると共に、加圧ローラ６２の表面電荷を除電する除電シート６３を、加圧ローラ６２の表面から距離ｄだけ離隔した位置に、加圧ローラ６２の軸方向に沿って設ける。ここで、ここで除電効率や取り付け性の観点からは、除電シートとして導電性ポリマで被覆された不織布を用いるのが望ましい。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体が内蔵された定着ローラと加圧ローラとを圧接させ、このローラ間に、未定着トナーを担持した用紙を通過させてトナーを用紙に定着させる定着装置であって、前記加圧ローラの表面電荷を除電する除電シートが、前記加圧ローラの表面から所定距離離隔した位置に、前記加圧ローラの軸方向に沿って設けられていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記除電シートが、導電性ポリマで被覆された不織布である請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、定着ローラと加圧ローラとを有する定着装置及びそれを備えた画像形成装置に関し、より詳細には加圧ローラの表面電荷を除去するための除電部材が設けられた定着装置及びそれを備えた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式を用いた画像形成装置において、ヒータを内蔵した定着ローラと加圧ローラとを圧接させ、このローラ間に、未定着トナー画像を担持した用紙を通過させてトナーを用紙に定着させる熱ローラ方式の定着装置がこれまでから広く用いられている。
【０００３】
このような定着装置において、加圧ローラとして、芯金の周囲にシリコンゴムなどの弾性層を設け、さらにその外周にフッ素樹脂などからなる離型層を設けたものが一般に使用されている。これらの弾性層や離型層は絶縁性であるため、転写紙などとの摩擦帯電によってマイナス数千ボルトにまで加圧ローラ表面が帯電することがある。ここで転写紙上の未定着トナーがマイナス帯電のトナーである場合には、マイナス帯電した加圧ローラ表面との間で斥力が発生し、定着ローラ表面にトナーが付着するいわゆる静電オフセットが発生する。
【０００４】
そこで例えば特許文献１では、除電ブラシを設けて加圧ローラの表面電位を所定電位まで下げることが提案されている。しかし、除電ブラシを用いて加圧ローラ表面の効果的な除電を行うには、除電ブラシを加圧ローラ表面に近設させる必要があり（特許文献１では除電ブラシと加圧ローラ表面との好適距離は−１〜＋１ｍｍ）、定着装置の組立時において除電ブラシや加圧ローラの取り付けに高い位置精度が要求されることとなる。このため装置の生産性が低下する。また除電ブラシを加圧ローラに接触させた場合には、除電ブラシの先端がトナーや紙粉によって汚れないように、加圧ローラ表面の付着物を除去するクリーニング部材をさらに設ける必要が生じ、生産コストの上昇と生産性の低下を招く。
【０００５】
【特許文献１】
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【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、加圧ローラの表面電荷を除去する除電手段の取り付けに高い位置精度を必要とせず高い生産性が得られ、しかも静電オフセットを効果的に防止できるようにすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、発熱体が内蔵された定着ローラと加圧ローラとを圧接させ、このローラ間に、未定着トナーを担持した用紙を通過させてトナーを用紙に定着させる定着装置であって、前記加圧ローラの表面電荷を除電する除電シートが、前記加圧ローラの表面から所定距離離隔した位置に、前記加圧ローラの軸方向に沿って設けられていることを特徴とする定着装置が提供される。
【０００８】
ここで除電効率や取り付け性の観点からは、除電シートとして導電性ポリマで被覆された不織布を用いるのが望ましい。
【０００９】
そしてまた本発明によれば、前記記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明者等は、前記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、除電手段として除電シートを用い、そしてその軸方向長さを所定長さ以上とすることにより、除電手段の取り付けに高い位置精度を必要とせず、また静電オフセットを効果的に防止できることを見出し本発明をなすに至った。
【００１１】
以下、本発明の定着装置について図に基づいて説明する。なお、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。
【００１２】
図１に、本発明の定着装置の一例を示す側断面図を示す。定着装置６は、定着ローラ６１と加圧ローラ６２とが圧接してなる。定着ローラ６１は、定着ローラ本体６１ａとその外周に形成された離型性層６１ｂとを有する。そして定着ローラ６１の軸芯部にはヒータＨ（発熱体）が定着ローラ６１の軸方向に挿通され、定着ローラ表面温度が所定温度を維持するようにヒータＨは入切制御される。一方、加圧ローラは、芯金６２ａと、その外周に形成された弾性層６２ｂ、そしてそのまた外周に形成された離型性層６２ｃとを有する。転写紙ｐは定着ローラ６１と加圧ローラ６２との間で挟持搬送され、この時定着ローラ６１からの熱と、定着ローラ６１と加圧ローラ６２とによる圧力とを受けて転写紙ｐ上の未定着トナーは転写紙ｐ上に溶融定着する。
【００１３】
また、加圧ローラ６２の表面から所定距離離れた下方には、加圧ローラ６２の軸方向に沿って除電シート６３が配設されている。図２に、加圧ローラ６２と除電シート６３との配置関係を示す斜視図を示す。除電シート６３は、加圧ローラの軸方向長さとほぼ同じ長さの細長い形状をなし、加圧ローラの表面から距離ｄだけ離れた位置に、軸方向に沿って配設されている。配置方法としては、例えば、除電シートを加圧ローラ６２周辺の金属製の定着ハウジング（図示せず）表面に導電性両面テープで貼付する。ここで、除電シートの軸方向長さＬは加圧ローラの軸方向長さの１／２以上にすることが好ましい。
【００１４】
図３に示す画像形成装置を用いて、低温・低湿（１０℃・１５％ＲＨ）環境下で１，０００枚のＡ３横の連続印刷を行い、静電オフセットの有無を目視により観察した。除電シートとしては株式会社オカモト社製「＃７７８４」を用いて、これを加圧ローラ６２下部の金属製ハウジング（不図示）表面に、導電性両面テープ（株式会社オカモト社製「７９１」）を使用して貼付した。除電シートの厚みは約０．５ｍｍ、体積抵抗値は約５０Ω・ｃｍである。表１に、除電シートの軸方向長さＬと、加圧ローラの表面と除電シートとの距離ｄとを種々変化させて、静電オフセットの有無を調べた結果を示す。評価基準は、静電オフセットが発生しなかった場合を「○」、静電オフセットが若干発生した場合を「△」、静電オフセットが発生した場合を「×」とした。ただし、評価は静電オフセットが発生しやすい過酷な条件で実施（低温・低湿環境）しており、「△」の評価であっても実使用上問題があるということではない。
【００１５】
【表１】
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【００１６】
表１から明らかなように、除電シートの軸方向長さＬを加圧ローラの軸方向長さの１／４にまで短くすると、加圧ローラの表面と除電シートとの距離ｄをいかに短くしても静電オフセットが若干発生する。反対に、除電シートの軸方向長さＬを加圧ローラの軸方向長さの１／２以上にすると、加圧ローラの表面と除電シートとの距離ｄを４ｍｍとかなり広くした場合であっても静電オフセットは発生せず、除電シートによる除電効果が得られる。ただし、距離ｄが１ｍｍの場合、除電シートの繊維が加圧ローラに接触し、転写紙の裏汚れが発生した。本発明者等が行った実験結果からは、加圧ローラの表面と除電シートとの距離ｄは２〜６ｍｍの範囲であるのがよい。
【００１７】
本発明で使用できる除電シートとしては特に限定はなく従来公知のものを使用できる。例えば、不織布、織物、編物などを導電性ポリマーで被覆したシートや、金属繊維やカーボン繊維を混入させたシート、メッキ・蒸着・スパッタリングなどの方法により繊維表面を金属で被覆したシートなどが挙げられる。これらの中でも導電性ポリマで被覆したシートが好ましく、また繊維の織り方としては不織布が好ましい。不織布では繊維の配向方向を厚さ方向にすることができるからである。
【００１８】
使用するする繊維としては、例えば絹、羊毛、綿、麻などの天然繊維；レーヨン繊維などの再生繊維；アセテート繊維などの半合成繊維；ポリアミド繊維、ポリビニルアルコール繊維、アクリル繊維、ポリエステル繊維、ポリ塩化ビニリデン繊維、ポリ塩化ビニル系繊維、ポリウレタン繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維などの合成繊維などを使用することができる。なお、一成分からなる繊維のみではなく、２成分以上の樹脂成分からなる芯鞘型、サイドバイサイド型の複合繊維を使用してもよい。
【００１９】
このような繊維で不織布を作製するには、例えば、カード法、エアレイ法、湿式法、スパンボンド法、メルトブロー法などにより得られる繊維ウエブを水などの流体流、あるいはニードルなどの機械的外力を作用させて繊維同士を絡合させればよい。
【００２０】
導電性ポリマで不織布を被覆するには、例えば塩化鉄（ＩＩＩ）や塩化銅（ＩＩ）などの酸化剤を含む溶液を不織布に含浸させた後、モノマに接触させて重合させればよい。モノマとの接触方法としては、モノマが液体状態の場合には、前記酸化剤を含浸させた不織布にモノマを含浸、塗布、噴霧する方法が挙げられ、他方モノマが気体状態の場合には、モノマを充填した容器内に酸化剤を含浸させた不織布を載置する方法など挙げられる。もちろんこれらの方法に限定されるものではない。
【００２１】
使用できるモノマとして、例えばアセチレン、ベンゼン、アニリン、フェニルアセチレン、ピロール、フラン、チオフェン、インドール及びこれらモノマの誘導体などが挙げられるが、これらの中でも導電性や重合性に優れることからピロールが推奨される。
【００２２】
また本発明で使用する定着ローラとしては従来公知のものが使用でき、この中でも図１に示したような、定着ローラ本体６１ａの外周に離型性層６１ｂを設けたものが好ましい。定着ローラ本体６１ａとしてはアルミニウムの他、鉄や銅、ニッケル、ステンレスなどの金属材料を使用できる。また離型性層６１ｂとしては、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）の他、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）やＰＶＦ（ポリフッ化ビニル）、ＥＣＴＦＥ（エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体）などのフッ素樹脂などを用いることができる。この離型性層の肉厚としては、１０〜１００μｍの範囲から好ましい。
【００２３】
本発明で使用する加圧ローラとしては従来公知のものが使用でき、図１に示すような芯金６２ａの表面に弾性層６２ｂを設けたものが好ましく、弾性層６２ｂの厚さとしては２〜１５ｍｍの範囲が好ましい。弾性層６２ｂはアスカＣ硬度が５〜９０度の弾性ゴムが好適である。弾性層６２ｂの表面に離型性層６２ｃを設ける場合には、ＰＴＦＥの他、ＰＶＦやＥＣＴＦＥなどのフッ素樹脂などを用いることができる。また、この離型性層６２ｃの肉厚としては２０〜１００μｍの範囲が好ましい。
【００２４】
本発明で使用する発熱体としては従来公知のものを使用できるが、中でも瞬暖性が得られることからハロゲンヒータが好ましい。また本発明で使用する温度検知手段としては従来公知のものを使用できる。
【００２５】
次に、本発明の画像形成装置について説明する。図３は、本発明の画像形成装置の一実施形態である複写機の概略構成図である。本体ハウジング１は、上ハウジング１１と、下ハウジング１３と、その間に位置する連結ハウジング１２とを有する。そして上ハウジング１１の上には開閉自在に載置された原稿搬送部２が取り付けられている。
【００２６】
原稿搬送部２は、原稿給紙トレイ２１と原稿搬送部本体２２、原稿排紙トレイ２３、原稿カバー２４とを備える。原稿排紙トレイ２３は、原稿カバー２４上面の一部として一体に形成されている。原稿搬送路ｄの延長上の上流端に原稿給紙トレイ２１が配設され、下流端に原稿排出トレイ２３が配設されている。原稿搬送部本体２２内の原稿搬送路ｄには、原稿搬送方向上流側から順にピックアップローラ２２ａ、搬送ローラ対２２ｂ、レジストローラ対２２ｃ、排出ローラ対２２ｄが設けられている。そして、レジストローラ対２２ｃと排出ローラ対２２ｄの間に画像読取り部２５が設けられている。原稿給紙トレイ２１に画像面を上向きにセットされた画像原稿（不図示）は、コピー開始ボタン（不図示）がオンされると、前記各ローラによって搬送路ｄを搬送され、途中画像読取り部２５で露光部３によって画像が読みとられる。
【００２７】
露光部３は上ハウジング１１に内蔵されている。露光部３は、露光ランプ３１と反射板３２、第１ミラー３３、第２ミラー３４、第３ミラー３５、集光レンズ３６、イメージセンサ（例えばライン型のＣＣＤ）３７を備える。露光ランプ３１と第１ミラー３３は第１キャリッジ（不図示）上に搭載され、第２ミラー３４、第３ミラー３５は第２キャリッジ（不図示）上に搭載されている。いわゆるシートスルー方式で原稿画像を読み取る場合には、第１キャリッジが画像読取り部２５の直下に移動し、露光ランプ３１からの光照射光が移動中の原稿を露光する。照射光は第１ミラー３３、第２ミラー３４、第３ミラー３５、集光レンズ３６を通じてＣＣＤ３７に到達して光電変換処理を経て電気信号となるように読み取られる。他方、原稿固定方式で原稿画像を読み取る場合には、原稿載置板２６上の載置された原稿画像は露光部３による読取走査を受けることにより、ＣＣＤ３７上に縮小結像され、光電変換処理を経て電気信号となるように読み取られる。
【００２８】
下ハウジング１３内には、給紙部４と画像形成部５、定着装置６とが内蔵さている。給紙部４についてまず説明すると、下ハウジング１３の下部には用紙Ｐが収容された給紙カセット４１が配設され、用紙Ｐはここからコロ４２により１枚ずつ搬送路へ送り出される。また、下ハウジング１３の左側下部には開閉可態な給紙トレイ４３が備えられており、ここに用紙Ｐを載置しておくことにより、前記と同様に用紙はコロ４４により１枚ずつ搬送路へ送り出される。
【００２９】
次に画像形成部について説明する。画像形成部５は、感光体ドラム５１と、その周囲に配設された帯電器５２、光走査ユニット５３、現像器５４、転写ローラ５５、クリーニング器５６とを備える。感光体ドラム５１は時計回りに回転し、まず帯電器５２により感光体ドラム５１の表面は均一に帯電される。次に、光走査ユニット５３から感光体ドラム５１の表面にレーザ光が照射されて、画像部分又は背景部分に相当する電荷が消去され、感光体ドラム５１の表面に静電潜像が形成される。そして現像器５４によって感光体ドラム５１上の静電潜像にトナーが供給され静電潜像が顕像化する。
【００３０】
感光体ドラム５１がさらに回転し、トナー画像が転写ローラ５５と対向する位置に来たときに、それに合わせて、感光体ドラム５１と転写ローラ５５との間に用紙Ｐが搬送され来る。このとき転写ローラ５５に、トナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加されることにより、感光体ドラム５１上のトナー画像が用紙Ｐ上に転写される。感光体ドラム５１上の転写されなかった残留トナーはクリーニング器５６によって感光体ドラム５１上から除去される。一方、トナー画像が転写された用紙Ｐは前述した定着装置６に搬送され、ここでトナー画像は加熱・加圧されて用紙に定着し、排紙経路を通って排紙トレイ７ａ，７ｂに排出される。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の定着装置および画像形成装置では、加圧ローラの表面電荷を除電する除電シートを、加圧ローラの表面から所定距離離隔した位置に、加圧ローラの軸方向に沿って設けたので、除電シートの加圧ローラ表面から距離が従来に比べて離れていても除電効果を得ることができ、製造工程においける加圧ローラや除電手段の取り付け位置に裕度が生まれ生産性が向上する。
【００３２】
また除電シートとして導電性ポリマで被覆された不織布を用いると、除電効率や取り付け性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る定着装置の一例を示す側断面図である。
【図２】図１の定着装置における加圧ローラと除電シートとの配置関係を示す斜視図である。
【図３】本発明の画像形成装置の一例を示す概説図である。
【符号の説明】
ｄ  加圧ローラ表面と除電シートとの距離
Ｈ  ヒータ（発熱体）
Ｌ  除電シートの軸方向長さ
ｐ  転写紙
６１  定着ローラ
６２  加圧ローラ
６３  除電シート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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