(57)【要約】【課題】熱反射部材から外部に熱が流出するのを抑え、熱反射部材や定着ローラーに蓄積された電荷を除電する定着装置及びそれを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】定着装置５は、定着ローラー１８の外周面１８ａに所定の距離を隔てて対向し定着ローラー１８の外周面１８ａからの輻射熱を反射する熱反射部材６１と、熱反射部材６１と接地された上側枠体５６とを連結することにより熱反射部材６１に蓄積した電荷を除電する第１導電性部材６５と、を備える。第１導電性部材６５は導電性樹脂で形成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱手段により加熱される定着部材と該定着部材に圧接される加圧部材とを有し、前記定着部材と前記加圧部材とが圧接するニップ部にて記録媒体上に担持されたトナー像を記録媒体に定着する定着装置において、
前記定着部材の外周面に所定の距離を隔てて対向し前記定着部材の外周面からの輻射熱を反射する熱反射部材と、
前記熱反射部材と接地された枠体とを連結することにより前記熱反射部材に蓄積した電荷を除電する第１導電性部材と、を備え、
前記第１導電性部材は、導電性樹脂で形成されるか、或いは金属で形成され前記熱反射部材に線接触または点接触することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記第１導電性部材は金属製であり、鋭角をなす先端が前記枠体に点接触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】
前記第１導電性部材は金属製であり、鋭角をなす先端が前記熱反射部材に点接触することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記第１導電性部材は導電性シリコンスポンジからな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】
前記定着部材に蓄積した電荷を除電する第２導電性部材をさらに備え、前記第２導電性部材は、前記定着部材の外周面に対して所定の距離を隔てて配設されるとともに前記熱反射部材に取り付けられることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の定着装置。
【請求項６】
前記第２導電性部材は、導電性ポリマーを含侵させた不織布からなることを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
【請求項７】
前記第２導電性部材は、針形状をなし針状の先端が前記定着部材の外周面に対向することを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
【請求項８】
前記熱反射部材は、反射面を構成する一方の面と、断熱性と電気絶縁性を備える支持部材に取り付けられる他方の面と、を有するアルミニウムの板材からなることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の定着装置。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれかに記載の定着装置を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に用いる定着装置及びそれを備えた画像形成装置に関し、特に、熱反射部材の電荷を除電する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。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機、プリンター等の画像形成装置においては、記録媒体に担持されたトナー像を加熱及び加圧することで記録媒体に定着させる定着装置が広く利用されている。近年の省エネルギー化に対する意識の高まりに伴い、画像形成装置の低消費電力化が要求され、なかでも、画像形成装置内で電力消費量の多い定着装置の高効率化が特に要求されている。
【０００３】
具体的には、定着装置は、定着ローラーと加圧ローラーとを備え、定着ローラーがハロゲンランプ等の熱源を内蔵しており、加圧ローラーが定着ローラーに圧接した状態で取り付けられている。記録媒体に担持されたトナー像は、定着ローラーと加圧ローラーとの定着ニップ部を記録媒体が通過することにより、熱溶融して記録媒体上に定着される。定着装置の高効率化において、定着装置から発する熱をいかに定着装置の外部に流出させないかが重要になってきている。
【０００４】
例えば、特許文献１の定着装置は、定着ローラーの外周に沿って設けられる熱反射板と、一方の面には多数の凹部が格子状に形成されており、この凹部を覆うように熱反射板を貼り付けた支持部材とを備える。この構成により、多数の凹部内に熱伝導率の低い空気層を形成することができ、断熱性が向上し、定着装置の外部に熱が流出するのを抑えている。また、熱反射板が定着ローラーの輻射熱を定着ローラー外周面に向けて反射するために、定着ローラーからの熱の発散を抑えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−２２２６９７公報（段落［００１０］〜［００１２］、第２図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
通常、熱反射部材は熱反射率が高いアルミニウム等の金属板が用いられる。熱反射部材を金属板で構成すると、熱反射部材に近接対向する定着ローラーの外周面から放電される電荷を蓄積するおそれがある。熱反射部材に蓄積された高電圧は放電されると、定着装置の近傍に配置される電子部材等にノイズが発生することにある。これを防止するために、熱反射部材を接地する必要があるが、接地するために熱反射部材と装置本体を繋ぐ電気経路を形成すると、熱反射部材の熱が電気経路を伝導して流出し定着ローラーの表面温度を低下させるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、熱反射部材から外部に熱が流出するのを抑え、熱反射部材や定着ローラーに蓄積された電荷を除電する定着装置及びそれを備えた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】
【０００８】
上記目的を達成するために第１の発明は、加熱手段により加熱される定着部材と該定着部材に圧接される加圧部材とを有し、前記定着部材と前記加圧部材とが圧接するニップ部にて記録媒体上に担持されたトナー像を記録媒体に定着する定着装置において、前記定着部材の外周面に所定の距離を隔てて対向し前記定着部材の外周面からの輻射熱を反射する熱反射部材と、前記熱反射部材と接地された枠体とを連結することにより前記熱反射部材に蓄積した電荷を除電する第１導電性部材と、を備え、前記第１導電性部材は、導電性樹脂で形成されるか、或いは金属で形成され前記熱反射部材に線接触または点接触することを特徴としている。
【０００９】
また、第２の発明では、上記の定着装置において、前記第１導電性部材は金属製であり、鋭角をなす先端が前記枠体に点接触することを特徴としている。
【００１０】
また、第３の発明では、上記の定着装置において、前記第１導電性部材は金属製であり、鋭角をなす先端が前記熱反射部材に点接触することを特徴としている。
【００１１】
また、第４の発明では、上記の定着装置において、前記第１導電性部材は導電性シリコンスポンジからなることを特徴としている。
【００１２】
また、第５の発明では、上記の定着装置において、前記定着部材に蓄積した電荷を除電する第２導電性部材をさらに備え、前記第２導電性部材は、前記定着部材の外周面に対して所定の距離を隔てて配設されるとともに前記熱反射部材に取り付けられることを特徴としている。
【００１３】
また、第６の発明では、上記の定着装置において、前記第２導電性部材は、導電性ポリマーを含侵させた不織布からなることを特徴としている。
【００１４】
また、第７の発明では、上記の定着装置において、前記第２導電性部材は、針形状をなし針状の先端が前記定着部材の外周面に対向することを特徴としている。
【００１５】
また、第８の発明では、上記の定着装置において、前記熱反射部材は、反射面を構成する一方の面と、断熱性と電気絶縁性を備える支持部材に取り付けられる他方の面と、を有するアルミニウムの板材からなることを特徴としている。
【００１６】
また、第９の発明では、上記の構成の定着装置を備えた画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１７】
第１の発明によれば、熱反射部材が定着ローラーの外周面に対して所定の距離を隔てて配置されることで、定着ローラーからの熱の発散が抑えられる。また、第１導電性部材によって熱反射部材に蓄積した電荷が除電されるが、第１導電性部材が導電性樹脂で形成されることで、或いは第１導電性部材が金属で形成され熱反射部材に線接触または点接触することで、第１導電性部材を介して熱反射部材から熱が流出することを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る定着装置を備えた画像形成装置の概略構成を示す図
【図２】第１実施形態に係る定着装置を概略的に示す断面図
【図３】本発明の第２実施形態に係る定着装置を概略的に示す断面図
【図４】第２実施形態に係る定着装置の第１導電性部材を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は、この実施形態に限定されない。また発明の用途やここで示す用語等はこれに限定されるものではない。
【００２０】
（第１実施形態）
図１は、本発明の実施形態に係る定着装置を備えた画像形成装置の概略構成を示す図である。画像形成装置１は、その下部に配設された給紙部２と、この給紙部２の右側に配設された用紙搬送部３と、この用紙搬送部３の上側に配設された画像形成部４と、この画像形成部４よりも排出側に配設された定着装置５と、画像形成部４及び定着装置５の上側に配設された画像読取部６と、を備えている。
【００２１】
給紙部２は、記録媒体である用紙９を収容する複数の給紙カセット７を備えており、給紙ローラー８の回転により、複数の給紙カセット７のうち選択された給紙カセット７から用紙９を１枚ずつ用紙搬送部３に送り出す。
【００２２】
用紙搬送部３に送られた用紙９は、用紙搬送経路１０を経由して画像形成部４に向けて搬送される。画像形成部４は、電子写真プロセスによって、用紙９にトナー像を形成するものであり、矢印方向に回転可能である感光体１１と、この感光体１１の周囲にその回転方向に沿って、帯電部１２、露光部１３、現像器１４、転写部１５、クリーニング部１６、及び除電部１７を備えている。
【００２３】
帯電部１２は、高電圧を印加される帯電ワイヤを備えており、この帯電ワイヤからのコロナ放電によって感光体１１表面に所定電位を与えると、感光体１１表面が一様に帯電させられる。そして、画像読取部６によって読み取られた原稿の画像データに基づく光が、露光部１３により感光体１１に照射されると、感光体１１の表面電位が選択的に減衰され、感光体１１表面に静電潜像が形成される。
【００２４】
次いで、現像器１４が感光体１１表面の静電潜像を現像し、感光体１１表面にトナー像が形成される。このトナー像が転写部１５によって感光体１１と転写部１５との間に供給された用紙９に転写される。
【００２５】
トナー像が転写された用紙９は、画像形成部４の用紙搬送方向の下流側に配置された定着装置５に向けて搬送される。定着装置５では、定着ローラー１８及び加圧ローラー１９によって、用紙９が加熱加圧され、用紙９上にトナー像が溶融定着される。次いで、トナー像が定着された用紙９は、排出ローラー対２０によって排出トレイ２１上に排出される。
【００２６】
転写部１５による転写後、感光体１１表面に残留しているトナーは、クリーニング部１６により除去され、また感光体１１表面の残留電荷は除電部１７により除去される。そして、感光体１１は帯電部１２によって再び帯電され、以下同様にして画像形成が行われる。
【００２７】
図２は、上述の画像形成装置１に用いられる定着装置５の概略の構成を示す図である。
【００２８】
定着装置５は、ローラー定着方式であり、定着ローラー１８と、加圧ローラー１９と、加熱手段であるヒーター４３と、下側枠体５５と、上側枠体５６と、熱反射部材６１と、支持部材６２と、第１導電性部材６５と、第２導電性部材６７と、を備える。
【００２９】
定着ローラー１８は、熱伝導性に優れたアルミや鉄等の金属からなる円筒形状の芯金の内面に黒塗装を施し、芯金上にシリコンゴムからなる弾性層を設け、さらに弾性層上にフッ素樹脂（ＦＰＡ）のコーティングやチューブを被覆した離型層を設けてなる。定着ローラー１８の芯金内部にハロゲンランプやキセノンランプ等のヒーター４３が設けられている。本実施形態では、定着ローラー１８は、外径３０ｍｍで厚み０．７ｍｍのアルミニウム材の芯金の内面に黒塗装の処理を施し、芯金上に厚み２７０μｍのシリコンゴムを設け、さらにシリコンゴム上に厚み３０μｍのＦＰＡチューブを用いている。
【００３０】
加圧ローラー１９は、合成樹脂、金属その他材料から構成される円筒形状の基材上にシリコンゴム等の弾性層が形成される。本実施形態では、加圧ローラー１９は、外径１８ｍｍのステンレス鋼（ＳＵＳ）の芯金上にゴム硬度ＪＩＳ−Ａ５°で厚み３．５ｍｍのシリコンゴムを用いている。
【００３１】
加圧ローラー１９は定着ローラー１８に所定の圧力で圧接し、加圧ローラー１９が回転駆動すると、定着ローラー１８は従動回転する。定着ローラー１８と加圧ローラー１９とが互いに逆回転しながら当接する部分には、ニップ部Ｎが形成される。
【００３２】
下側枠体５５は、鉄板等の金属材にて定着装置５の外枠の一部を形成し、加圧ローラー１９を回転可能に支持する。上側枠体５６は、鉄板等の金属材にて定着装置５の外枠の一部を形成し、定着ローラー１８を回転可能に支持する。
【００３３】
用紙９がニップ部Ｎに搬送され、ニップ部Ｎにおいて、定着ローラー１８と加圧ローラー１９によって加熱及び加圧されることにより、用紙９上の粉体状態のトナーが熱溶融して定着される。
【００３４】
熱反射部材６１は、定着ローラー１８からの輻射熱を定着ローラー１８に向けて反射させるものであり、熱反射特性が良好な材料が用いられる。また、熱反射部材６１は、定着ローラー１８の外周面１８ａに沿って円弧状に形成され、定着ローラー１８に対向する反射面６１ａと、反射面６１ａに対して反対側の取り付け面６１ｂとを有する。熱反射部材６１は、定着ローラー１８の外周面１８ａに対して所定距離を隔てて取り付け面６１ｂにて支持部材６２に固設され、また、定着ローラー１８からの輻射熱を反射面６１ａによって定着ローラー１８に向けて反射する。本実施形態に用いる熱反射部材６１は、例えば厚み０．５ｍｍで熱輻射率０．１のアルミニウム板の表面に鏡面仕上げ処理を施し、反射面６１ａが定着ローラー１８の外周面１８ａから略２ｍｍ離間するように構成される。この構成によって、定着ローラー１８の表面温度がヒーター４３によって加熱され１８０〜２００℃であると、熱反射部材６１の表面温度は１６０〜２００℃となる。尚、熱反射部材６１は、銀または銅で構成してもよい。また、熱反射部材６１を鉄板で構成し、鉄板上に銀メッキ或いは銅メッキの処理を施し、メッキ面を反射面６１ａとして用いてもよい。
【００３５】
本実施形態のように熱反射部材６１をアルミニウム材にて構成することによって、熱反射部材６１が定着ローラー１８の外周面１８ａに対して所定距離だけ隔てて配置されたとき、定着ローラー１８の輻射熱が効率的に反射され、定着ローラー１８からの熱の発散を抑えることができる。
【００３６】
支持部材６２は、断熱性と電気絶縁性を備える樹脂にて熱反射部材６１と略同様に円弧状に形成され、熱反射部材６１の取り付け面６１ｂが接着剤等によって貼り付けられる。支持部材６２は上側枠体５６に取り付けられる。本実施形態に用いる支持部材６２は、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂にて断面２ｍｍの厚みにて円弧状に構成される。尚、支持部材６２は、内部に空隙部を設けて、その空隙部を覆うように熱反射部材６１を取り付けるようにしてもよい。この場合、支持部材６２と熱反射部材６１との間に断熱のための空気層が形成され、断熱性が向上する。
【００３７】
本実施形態のように支持部材６２が断熱性を備える樹脂にて所定の形状に構成されることによって、熱反射部材６１の反射面６１ａと定着ローラー１８の外周面１８ａとの間の熱が装置外に流出することが防がれる。
【００３８】
通常、定着ローラー１８は、その表層にフッ素樹脂（ＦＰＡ）等の離型層が形成される。この離型層は絶縁性を備えるために、ニップ部Ｎへの通紙によって定着ローラー１８の外周面１８ａが摩擦帯電する。定着ローラー１８の外周面１８ａが帯電すると、定着ローラー１８に近接対向する熱反射部材６１は、定着ローラー１８の外周面１８ａから放電される高電位の電荷を蓄積する。熱反射部材６１に蓄積された高電位の電荷が放電されると、定着装置５の近傍に配置される電子部材等にノイズが発生することにある。これを防止するために、第１導電性部材６５が設けられる。
【００３９】
第１導電性部材６５は、熱反射部材６１に蓄積された電荷を熱反射部材６１から除電するものであり、導電性を有し且つ熱伝達係数が小さい材料からなる。そして、第１導電性部材６５は、略直方体状をなし、定着ローラー１８の軸方向の一端にて熱反射部材６１と上側枠体５６との間に配設される。第１導電性部材６５としては、例えばカーボンを含有し体積抵抗が１０６Ω・ｃｍであって、熱伝達係数が０．１〜０．２Ｗ／ｍ２・Ｋである導電性シリコンスポンジを用いることができる。また、第１導電性部材６５は、熱反射部材６１の取り付け面６１ｂの長手方向の一部に導電性両面粘着テープによって取り付けられるとともに、上側枠体５６の内側面５６ａに導電性両面粘着テープによって取り付けられる。
【００４０】
この構成によって、熱反射部材６１に蓄積された電荷は、第１導電性部材６５を介して金属からなる上側枠体５６に移動し、接地された上側枠体５６によって除電される。さらに、第１導電性部材６５は、熱反射部材６１の一部にしか接触しておらず、また熱伝達係数が小さい部材からなるために、熱反射部材６１の熱が第１導電性部材６５を介して上側枠体５６、さらに装置外部に流出することを防ぐことができる。
【００４１】
定着ローラー１８が用紙９との摩擦帯電によって高電位に帯電することがあると、定着ローラー１８の外周面１８ａにトナーが付着し、これによって画像不良が発生するおそれがある。これを防止するために、第２導電性部材６７が設けられる。
【００４２】
第２導電性部材６７は、定着ローラー１８の外周面１８ａに蓄積された電荷を定着ローラー１８から除電するものであり、導電性を有するシート材からなる。そして、第２導電性部材６７は、定着ローラー１８の外周面１８ａに対して所定の距離だけ離間した状態で、定着ローラー１８に対して第１導電性部材６５の反対側の位置にて熱反射部材６１に取り付けられる。第２導電性部材６７としては、例えば体積抵抗が５０Ω・ｃｍである導電性ポリマーを含侵させた不織布を用いることができる。また、本実施形態では、第２導電性部材６７は、厚み略０．４ｍｍで且つ周方向に５〜１０ｍｍの幅を有し、熱反射部材６１の長手方向の全域に亘って延び、定着ローラー１８の外周面１８ａから１〜２ｍｍ離間して熱反射部材６１の反射面６１ａ側に導電性両面粘着テープによって取り付けられる。
【００４３】
この構成によって、定着ローラー１８の外周面１８ａに蓄積された電荷は、第２導電性部材６７を介して熱反射部材６１に移動し、さらに、熱反射部材６１から第１導電性部材６５を介して上側枠体５６に移動し、接地された上側枠体５６によって除電される。第２導電性部材６７は定着ローラー１８の外周面１８ａに対して広い面積にて対向しているために、定着ローラー１８が効率よく除電される。
【００４４】
（第２実施形態）
図３は本発明の第２実施形態に係る定着装置を概略的に示す断面図であり、図４は第１導電性部材を示す図である。第１実施形態と異なる、第１及び第２導電性部材について主に説明し、以降、第１実施形態と同じ部分の説明を省略する。
【００４５】
図３に示すように、第１導電性部材６５は、熱反射部材６１に蓄積された電荷を熱反射部材６１から除電するものであり、ステンレス鋼等の導電性を有する細長状の板材にて形成される。第１導電性部材６５は、一端が熱反射部材６１の取り付け面６１ｂに接触する一方、他端が上側枠体５６の内側面５６ａに接触している。図４に示すように、第１導電性部材６５の内側面５６ａに接触する側の端部は、先端部が鋭角である二股に分岐されて上側枠体５６の内側面５６ａに接触している。これによって、第１導電性部材６５は上側枠体５６の内側面５６ａに確実に接触する。
【００４６】
この構成によって、熱反射部材６１に蓄積された電荷は、第１導電性部材６５を介して金属からなる上側枠体５６に移動し、接地された上側枠体５６によって除電される。さらに、第１導電性部材６５は、鋭角な先端部にて上側枠体５６に接触しているために、第１導電性部材６５と上側枠体５６との接触面積が小さくなり、熱反射部材６１の熱が第１導電性部材６５を介して上側枠体５６、さらに装置外部に流出することを防ぐことができる。尚、第１導電性部材６５は、熱反射部材６１の取り付け面６１ｂに接触する端部を二股に分岐するように構成してもよい。これによって、第１導電性部材６５は熱反射部材６１の取り付け面６１ｂに確実に接触するとともに、第１導電性部材６５と熱反射部材６１との接触面積も小さくすることができる。
【００４７】
図３に示すように、第２導電性部材６７は、定着ローラー１８の外周面１８ａに蓄積された電荷を定着ローラー１８から除電するものであり、ステンレス鋼等の導電性を有する複数の線材にて針状に形成され、熱反射部材６１の長手方向（図３の紙面に垂直な方向）の全域に亘って配列される。第２導電性部材６７は、その一端が定着ローラー１８の外周面１８ａから所定の距離だけ離間する一方、その他端が熱反射部材６１に取り付けられる。尚、第２導電性部材６７は板材にて長手方向に櫛歯状に形成し、その櫛歯状の先端部を定着ローラー１８の外周面１８ａに対向させるように構成してもよい。
【００４８】
この構成によって、定着ローラー１８の外周面１８ａに蓄積された電荷は、第２導電性部材６７を介して熱反射部材６１に移動し、さらに、熱反射部材６１から第１導電性部材６５を介して上側枠体５６に移動し、接地された上側枠体５６によって除電される。第２導電性部材６７の針状の先端部が定着ローラー１８の外周面１８ａに対向していることで、定着ローラー１８の外周面１８ａに蓄積された電荷が第２導電性部材６７に放電しやすくなり、また、第２導電性部材６７は、定着ローラー１８の外周面１８ａに対して軸方向（長手方向）に延びて配列されることで、定着ローラー１８が効率よく除電される。
【００４９】
尚、上記第１及び第２実施形態では、第１導電性部材６５は、熱反射部材６１に接触するとともに、金属材からなる上側枠体５６に接触し、上側枠体５６が接地される構成を示したが、本発明はこれに限らず、上側枠体５６が樹脂等の絶縁材で構成される場合には、第１導電性部材６５は、熱反射部材６１に接触するとともに、接地された装置本体に接触するように構成してもよい。この場合も上記実施形態と同様の効果を奏する。また、本発明はローラー加熱方式の定着装置に限らず、定着ローラーに代えて無端状の定着ベルトを備えたベルト加熱方式の定着装置にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に用いる定着装置及びそれを備えた画像形成装置に利用することができ、特に、熱反射部材の電荷を除電する定着装置及びそれを備えた画像形成装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１    画像形成装置
５    定着装置
１８    定着ローラー（定着部材）
１８ａ    外周面
１９    加圧ローラー（加圧部材）
４３    ヒーター（加熱手段）
５５    下側枠体
５６    上側枠体（枠体）
６１    熱反射部材
６１ａ    反射面
６１ｂ    取り付け面
６２    支持部材
６５    第１導電性部材
６７    第２導電性部材
Ｎ    ニップ部
【図１】
2012247623.tif 000003
【図２】
2012247623.tif 000004
【図３】
2012247623.tif 000005
【図４】
2012247623.tif 000006