(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電的にトナー像を担持した記録媒体を、内部に発熱体を有した回転自在な加熱ローラとこの加熱ローラに回転自在に対向圧接した加圧ローラとで挟持搬送し、該記録媒体上のトナー像を該発熱体で熱せられた加熱ローラで溶融せしめ、同時に加圧ローラの圧接力で記録媒体に定着させる定着装置において、
前記加圧ローラに付勢され、接地され、前記加圧ローラの回転によって連れ回りする金属ローラを有し、
前記加熱ローラの最外周表面は導電性材料を添加したコーティング剤を塗布して表面抵抗率を１０６Ω以下の導電性とし、
前記加圧ローラは導電性材料を添加したチューブで被い表面抵抗率を１０６Ω以下の導電性とし、
前記加熱ローラは、前記加圧ローラと接することで、前記加圧ローラと前記金属ローラを介して接地され、
前記加熱ローラは前記記録媒体の挟持搬送が終了した後さらに前記記録媒体が画像形成装置の外に排されるまで駆動し、前記記録媒体の挟持搬送が終了してから前記記録媒体が画像形成装置の外に排されるまでの間に前記加熱ローラと前記加圧ローラが回転しながら接し、前記加圧ローラに回転しながら接している前記金属ローラを介して前記加熱ローラに帯電した電荷を除電することを特長とする定着装置。
【請求項２】
請求項１に記載の定着装置を備える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、電子写真方式の複写機、プリンタ、プロッタ、ファクシミリ等に用いられ、記録媒体にトナー像を定着させる定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方式を用いた画像形成装置における定着装置としては、内部に発熱体を有した回転自在な加熱ローラとこの加熱ローラに回転自在に対向圧接した加圧ローラとの間に、転写されたトナー像を担持した記録媒体を挟持搬送し、該発熱体で熱せられた加熱ロールでトナーを溶融せしめ、同時に加圧ローラの圧接力で記録媒体に定着させるように構成していた。
【０００３】
この定着装置において、トナーが記録媒体に定着せずに加熱ローラ表面に付着したり、既に加熱ローラに付着したトナーが記録媒体を挟持搬送していない時に該加熱ローラに圧接している加圧ローラに付着することを防止するために、加熱ローラと加圧ローラの最外周面はトナーとの離形性の良いフッ素系樹脂でコーティングしているのが一般的である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、フッ素系樹脂は表面抵抗率１０１２Ω以上の非導電体である。よって、加熱ローラと加圧ローラは圧接しながら回転、尚且つ、記録媒体を挟持搬送しているため加熱ローラ及び加圧ローラの最外周面は摩擦帯電する。加熱ローラ及び加圧ローラの最外周面の前記摩擦帯電による帯電極性は不安定で、部位によってまちまちである。
【０００５】
一方、転写した後のトナー像は微弱な静電力で記録媒体に担持されており、この担持された記録媒体は前記加熱ローラと加圧ローラで挟持搬送される。ここで、加熱ローラの最外周部位が、記録媒体に静電的に担持されたトナーと逆極性に摩擦帯電している場合、記録媒体の挟持搬送により、記録媒体に担持されたトナー像が近づくと、このトナー像は静電気的に記録媒体から加熱ローラ方向に引寄せられる力を受け、結果として記録媒体への密着力が減少する。
【０００６】
記録媒体は雰囲気中の水分を吸水しており、挟持搬送過程で前記記録媒体中の水分が加熱ローラに熱せられ、同時に加圧ローラで圧力を受けるため、搬送後方に噴出する。この噴出に伴い前記の密着力を弱められたトナーが後方に飛んで定着されるため部分的に尾を引いた画像になると言う画像欠陥が生じていた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の定着装置は、静電的にトナー像を担持した記録媒体を、内部に発熱体を有した回転自在な加熱ローラとこの加熱ローラに回転自在に対向圧接した加圧ローラとで挟持搬送し、該記録媒体上のトナー像を該発熱体で熱せられた加熱ローラで溶融せしめ、同時に加圧ローラの圧接力で記録媒体に定着させる定着装置において、上記加熱ローラの最外周表面の表面抵抗率を１０６Ω以下とし、同時に上記加圧ローラの最外周表面の表面抵抗率を１０６Ω以下とし、加圧ローラあるいは加熱ローラの表面を接地することを特徴とするものである。
【０００８】
本発明によれば、加熱ローラと加圧ローラが記録媒体を挟持搬送している時は記録媒体が非導電性のため加熱ローラあるいは加圧ローラの接地していない方が摩擦帯電するが、挟持搬送している時間に限定されることと、加熱ローラと加圧ローラの最外周表面抵抗率１０６Ωと低いため、帯電量が少なく、結果として帯電電位が低くなる。
【０００９】
記録媒体の挟持搬送が終わり、次の記録媒体を挟持搬送するまでの間は加熱ローラと加圧ローラの間には何も介在せずに直接触れながら圧接回転している。しかも、加熱ローラあるいは加圧ローラのどちらかを接地しているため、挟持搬送時の摩擦帯電による電荷は大地に逃げて、加熱ローラ及び加圧ローラの最外周表面電位は０になる。
【００１０】
即ち、記録媒体を加熱ローラと加圧ローラが挟持搬送している間は接地していない側の加熱ローラあるいは加圧ローラは摩擦帯電するが、その帯電量は微量であり、更に挟持搬送を終了すると接地により摩擦帯電が０になると言う行程を繰返すため、加熱ローラと加圧ローラの最外周表面は累積的に摩擦帯電による電位の増加を防止できる。
【００１１】
よって、転写後の静電的に記録媒体に微弱な力で密着したトナー像を引き付けるほどの電気的影響力が無いため、トナーの後方飛散による上記画像欠陥を防止することが出来る。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施実施の形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明に係わる定着装置の構成を示す模式図である。図１において、記録媒体１は図示しない画像形成装置の搬送機構により搬送方向１ａのように搬送され、図示しない画像形成装置の電子写真プロセスで転写して静電力により記録媒体１にトナー２を担持している。
【００１４】
引用符号３は、本発明に係わる定着装置を示しており、加熱ローラ４と加圧ローラ５を備えている。この加熱ローラ４は、図示しない圧接手段により前記加熱ローラ４に付勢されて設置されており、更に、この加圧ローラ５の最外周面には、やはり図示しない手段で付勢した金属ローラ６が連接するように構成され、その表面は接地されている。
【００１５】
一方、加熱ローラ４の内部には、例えばハロゲンヒータのような発熱体４ａを配置し、発熱体４ａの熱を伝えるための金属製の加熱ローラ芯金４ｂで被っている。加熱ローラ芯金４ｂの外周にはトナーとの離形性の良い、例えばフッ素系樹脂ＰＴＦＥに導電性を付与するための、例えばカーボンファイバーといった導電性材料を添加し、表面抵抗率１０６Ω以下に調合したコーティング剤４ｃを１μｍ〜１００μｍの厚みで塗布してある。なお、加熱ローラ４は図示しない駆動手段により回転方向４ｄの方向に回転可能である。
【００１６】
また、加圧ローラ５は加圧ローラ芯金５ａの周囲に加熱ローラ４とのニップ長さを確保するための弾性部材である、例えば発泡シリコン５ｂを固着し、その外周に１μｍ〜１００μｍの厚みのトナーとの離形性の良い、例えばフッ素系樹脂チューブのＰＦＡに導電性を付与するための、例えばカーボンファイバーといった導電性材料を添加し、表面抵抗率を１０６Ω以下に調合したチューブ５ｃを被せてある。
【００１７】
なお、加圧ローラ５は加熱ローラ４の回転により回転方向５ｄのように連れ回りするように回転支持されている。また、金属ローラ６は回転自在に支持されており、加圧ローラ５に付勢しているため、加圧ローラ５が回転すれば回転方向６ａのように連れ回りする。
【００１８】
一連の電子写真プロセスの定着工程に従って、図示しない駆動手段で加熱ローラ４、加圧ローラ５、金属ローラ６が回転するわけであるが、その回転と同時に、発熱体４ａは、加熱ローラ４の表面温度をトナーが溶融する所望の温度にするために通電がなされて発熱する。この時、加熱ローラ４及び加圧ローラ５が互いに圧接回転しているため摩擦帯電しようとするが、加熱ローラ４及び加圧ローラ５の表面抵抗率が１０６Ω以下と低いため、帯電電荷は金属ローラ６の接地を介して即座に大地に逃げ、結果として帯電しない。
【００１９】
加熱ローラ４の表面温度が所望の温度に達すると、図示しない電子写真プロセスで転写されたトナー２が記録媒体１の表面に静電的に担持される。同時に図示しない搬送機構により記録媒体１が搬送方向１ａのように搬送され、いよいよ加熱ローラ４と加圧ローラ５の間に挟持搬送される。
【００２０】
本実施形態では加熱ローラ４は接地していないため、非導電体である記録媒体２を挟持搬送している間は摩擦帯電するが、加熱ローラ４の表面抵抗率が低いため静電的に担持したトナー２を記録媒体１から引き付けるほどの影響を及ぼす電位までは上昇しない。よって、トナー２は記録媒体１の所定の位置に担持されたまま加熱ローラ４の熱で溶融し、同時に加圧ローラ５の圧接力で記録媒体１に固着し、良好な画像が得られる。
【００２１】
挟持搬送が終了しても記録媒体２を図示しない画像形成装置の外に排紙し切るまで加熱ローラ４を駆動するため、加圧ローラ５と金属ローラ６の接地を介して帯電電荷は大地に逃げ、加熱ローラ４、加圧ローラ５の表面電位は０になり、次の記録媒体２の定着工程では電気的にリセットした状態から開始できる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、単数あるいは複数の記録媒体にトナーを断続あるいは連続的に定着させる場合でも、安価にトナーの後方飛散を防ぐことができるので、トナーの後方飛散による上記画像欠陥を防止することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係わる画像形成装置の定着装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１    記録媒体
１ａ  搬送方向
２    トナー
３    定着装置
４    加熱ローラ
４ａ  発熱体
４ｂ  加熱ローラ芯金
４ｃ  コーティング剤
４ｄ  回転方向
５    加圧ローラ
５ａ  加圧ローラ芯金
５ｂ  発泡シリコン
５ｃ  チューブ
５ｄ  回転方向
６    金属ローラ
６ａ  回転方向
【図１】
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