(57)【要約】【課題】定着ローラーと、該定着ローラーに圧接される加圧ローラーと、該加圧ローラーの表面に帯電した電荷を除電する除電部５０とを備えた定着装置において、除電部５０による加圧ローラー２３の表面の除電ムラを解消する。【解決手段】除電部５０は、回転可能な回転ローラー部５１と、基端部が該回転ローラー部５１の周面に接続された複数の導電性繊維毛５２ａからなるブラシ部５２と、回転ローラー部５１を回転駆動する駆動部と、ブラシ部５２に対して回転下流側から当接することにより複数の導電性繊維毛５２ａを径方向外側に向かって回転方向下流側から上流側に傾斜させて癖付けし、各導電性繊維毛５２ａの先端と回転ローラー部５１の周面との距離を予め設定した設定距離に規制する規制部材とを有している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着ローラーと、該定着ローラーに圧接される加圧ローラーと、該加圧ローラーの表面に帯電した電荷を除電する除電部とを備えた定着装置であって、
上記除電部は、回転可能な回転ローラー部と、基端部が該回転ローラー部の周面に接続された複数の導電性繊維毛からなるブラシ部と、上記回転ローラー部を回転駆動する駆動部と、上記ブラシ部に対して回転下流側から当接することにより各導電性繊維毛の先端と回転ローラー部の周面との距離を予め設定した設定距離に規制する規制部材と、を有している定着装置。
【請求項２】
請求項１記載の定着装置において、
上記規制部材における上記ブラシ部の進入側面と該ブラシ部の回転接線方向とのなす角度をブラシ進入角度θｉとし、上記規制部材における上記ブラシ部の排出側面と該ブラシ部の回転接線方向とのなす角度をブラシ排出角度θｏとしたとき、θｉ＞θｏの関係を満たしている定着装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の定着装置において、
上記各導電性繊維毛は、接地されているか又はバイアス電圧が印加されることにより上記加圧ローラーの表面の電荷と逆極性に帯電されている定着装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項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、定着ローラーと該定着ローラーに圧接される加圧ローラーと該加圧ローラーの表面の電荷を除電する除電部とを備えた定着装置及び該定着装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置において、ヒーターを内蔵した定着ローラーと加圧ローラーとを圧接させ、このローラー間に、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ー方式の定着装置が広く用いられている。
【０００３】
このような定着装置において、定着ローラーや加圧ローラーは表面にフッ素樹脂などの離型層を有するため、回転駆動時の両ローラー間の摩擦帯電や、転写後用紙が定着ニップ部を通過する際の電荷移動などにより各ローラー表面は帯電しやすく、加圧ローラーの表面がマイナス数千ボルトにまで帯電することがある。この結果、用紙上の未定着トナーの帯電極性が負極性である場合には、未定着トナーが加圧ローラー表面からの斥力により定着ローラー表面に移動するという問題がある。また未定着トナーの帯電極性が正極性の場合には、定着ニップ部における負電荷のリークが発生する等して、用紙に対する未定着トナーの静電吸着力が低下し、未定着トナーが定着ローラーの表面に移動してしまう。定着ローラーの表面に移動したトナーが用紙に再付着すると定着画像の画質低下を招いてしまう。
【０００４】
この問題に対して、例えば特許文献１には、多数の導電性繊維毛からなる導電性ブラシを加圧ローラーの近傍に配置して、各導電性繊維毛の先端と加圧ローラー表面との間で放電を生じさせることにより、加圧ローラーの表面の負電荷を除電する技術が開示されている。各導電性繊維毛の先端と加圧ローラーの表面との間には放電を生じさせるための隙間が設けられている。  
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２４４４７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に示す定着装置では、導電性ブラシの先端を切断具等によりカットして各導電性繊維毛の先端と加圧ローラー表面との距離を一定にすることが好ましい。これにより、各導電性繊維毛と加圧ローラー表面との間の放電量を均一化して加圧ローラー表面の除電ムラを抑制することができる。
【０００７】
しかし定着装置の作動時には、各導電性繊維と加圧ローラーとの間に発生する電界により各導電性繊維が加圧ローラー側に引っ張られて起毛する。これにより、各導電性繊維の先端と加圧ローラー表面との距離にばらつきが生じて、加圧ローラー表面に除電ムラが生じる。この結果、例えば用紙上の未定着トナーの帯電極性が正極性である場合には、加圧ローラーの表面の除電過多の領域において、用紙上の未定着トナーが加圧ローラー表面からの斥力により定着ローラーの表面に移動してしまう。また、加圧ローラー表面の除電不足の領域においては定着ニップ部を通じて負電荷がリークすることにより、用紙に対する未定着トナーの静電吸着力が低下し、未定着トナーが定着ローラー表面に移動してしまう。定着ローラーの表面に移動した未定着トナーは、次回の印刷時に用紙に再付着して定着画像の画質を低下させる。従って、定着画像の画質向上を図る観点から改良の余地がある。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、除電部による加圧ローラー表面の除電ムラを解消することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る定着装置は、定着ローラーと、該定着ローラーに圧接される加圧ローラーと、該加圧ローラーの表面に帯電した電荷を除電する除電部とを備えている。
【００１０】
上記除電部は、回転可能な回転ローラー部と、基端部が上記回転ローラー部の周面に接続された複数の導電性繊維毛からなるブラシ部と、上記回転ローラー部を回転駆動する駆動部と、上記ブラシ部に対して回転下流側から当接することにより上記複数の導電性繊維毛を径方向外側に向かって回転下流側から上流側に傾斜させて癖付けし、各導電性繊維毛の先端と回転ローラー部の周面との距離を予め設定した設定距離に規制する規制部材と、を有している。
【００１１】
本発明に係る画像形成装置は上記定着装置を備えている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、除電部による加圧ローラー表面の除電ムラを解消することができる。延いては、用紙上の未定着トナーが定着ローラー表面に移動する静電オフセットを防止し、定着画像の画質低下を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、実施形態における定着装置を備えた画像形成装置を示す概略構成図である。
【図２】図２は、定着装置の概略構成を示す拡大図である。
【図３】図３は、除電部を構成する除電ブラシを拡大して示す拡大図である。
【図４】図４は、除電ブラシが規制部材によって癖付けされた状態を示す図３相当図である。
【図５】図５は、実施例の定着装置を使用して、放電距離を種々変化させて加圧ローラーの表面電位を測定した結果を示すグラフである。
【図６】図６は、従来例を示す図５相当図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
【００１５】
《実施形態》
図１は、本実施形態における画像形成装置の一例であるレーザープリンター１の概略構成を示す。レーザープリンター１は、図１に示すように、箱状のプリンタ本体２と、手差し給紙部６と、カセット給紙部７と、画像形成部８と、定着装置９と、排紙部１０とを備えている。そうして、レーザープリンター１は、プリンタ本体２内の搬送路Ｌに沿って用紙を搬送しながら、不図示の端末等から送信される画像データに基づいて用紙に画像を形成するように構成されている。
【００１６】
手差し給紙部６は、プリンタ本体２の１つの側部に開閉可能に設けられた手差しトレイ４と、プリンタ本体２の内部に回転可能に設けられた手差し用の給紙ローラー５とを有している。
【００１７】
カセット給紙部７は、プリンタ本体２の底部に設けられている。カセット給紙部７は、互いに重ねられた複数の用紙Ｐを収容する給紙カセット１１と、給紙カセット１１内の用紙Ｐを１枚ずつ取り出すピックアップローラー１２と、取り出された用紙を１枚ずつ分離して搬送路Ｌへと送り出すフィードローラー１３及びリタードローラー１４とを備えている。
【００１８】
画像形成部８は、プリント本体２内におけるカセット給紙部７の上方に設けられている。画像形成部８は、プリンタ本体２内に回転可能に設けられた像担持体である感光ドラム１６と、感光ドラム１６の周囲に配置された帯電器１７と、現像部１８と、転写ローラー１９と、クリーニング部２０と、感光ドラム１６の上方に配置された光走査装置であるレーザースキャニングユニット（ＬＳＵ）３０とを備えている。そうして、画像形成部８は、手差し給紙部６又はカセット給紙部７から供給された用紙Ｐに画像を形成するようになっている。尚、搬送路Ｌには、送り出された用紙Ｐを、一時的に待機させた後に所定のタイミングで画像形成部８に供給する一対のレジストローラー１５が設けられている。
【００１９】
定着装置９は、画像形成部８の側方に配置されている。定着装置９は、定着ローラー２２と、該定着ローラー２２に圧接された加圧ローラー２３とを備えている。定着ローラー２２にはヒーター２２ａ（図２にのみ示す）が内蔵されている。定着装置９は、画像形成部８で用紙Ｐに転写されたトナー像を加熱及び加圧することにより当該用紙Ｐに定着させる。
【００２０】
排紙部１０は、定着装置９の上方に設けられている。排紙部１０は、排紙トレイ３と、排紙トレイ３へ用紙を搬送するための一対の排紙ローラー２４と、排紙ローラー対２４へ用紙Ｐを案内する複数の搬送ガイドリブ２５とを備えている。排紙トレイ３は、プリンタ本体２の上部に凹状に形成されている。
【００２１】
レーザープリンター１が画像データを受信すると、画像形成部８において、感光ドラム１６が回転駆動されると共に、帯電器１７が感光ドラム１６の表面を正極性に帯電させる。
【００２２】
そして、画像データに基づいて、レーザー光がレーザースキャニングユニット３０から感光ドラム１６へ出射される。感光ドラム１６の表面には、レーザー光が照射されることによって静電潜像が形成される。感光ドラム１６上に形成された静電潜像は、現像部１８にて帯電されたトナーにより現像されることで、トナー像として可視化される。本実施形態では、いわゆる反転現像によりトナー像を形成するようにしており、現像装置２３にて帯電されるトナーの帯電極性は正極性となる。尚、反転現像に限らず正規現像によりトナー像を形成するようにしてもよく、この場合、トナーの帯電極性は負極性となる。
【００２３】
そうして感光ドラム１６の表面にトナー像が形成された後、用紙Ｐは、転写ローラー１９と感光ドラム１６との間を通過する。この通過の際、転写ローラー１９にはトナーの帯電極性と逆極性の転写バイアスが印加される。これにより、感光体ドラム１６上のトナー像が用紙Ｐに転写される。トナー像が転写された用紙Ｐは、定着装置９において定着ローラー２３と加圧ローラー２４とにより加熱及び加圧される。その結果、トナー像が用紙Ｐに定着する。感光ドラム１６から用紙Ｐにトナー像を転写した後、感光ドラム１６の表面に付着している残留トナーは、クリーニング部２０により除去される。
【００２４】
図２に示すように、定着装置９の加圧ローラー２３の側方には除電部５０が設けられている。除電部５０は、加圧ローラー２３と用紙Ｐとの接触により該加圧ローラー２３の表面に帯電した負極性の電荷を除去する装置である。
【００２５】
図３に拡大して示すように、除電部５０は、回転ローラー部５１とブラシ部５２と規制部材５３とを有している。回転ローラー部５１は、加圧ローラー２３と平行に延びる円柱状に形成されている。回転ローラー部５１は不図示のモーターによりその軸線回りに回転駆動される。
【００２６】
ブラシ部５２は、回転ローラー部５１の周面に全周に亘って形成されている。ブラシ部５２は、複数の導電性繊維毛５２ａからなる。複数の導電性繊維毛５２ａの先端は、ローラー部５１がモーターにより回転駆動されるのに伴い、加圧ローラー２３の表面付近をその接線方向に移動する。この移動の際、導電性繊維毛５２ａの先端と加圧ローラー２３の表面との間には僅かな隙間が形成されている。そして、加圧ローラー２３と導電性繊維毛５２ａの先端との間で放電が生じることで、加圧ローラー２３の表面に帯電した負極性の電荷が導電性繊維毛５２ａを通じて回転ローラー部５１に流入する。回転ローラー部５１に流入した電荷は不図示の接地配線を通じてグランドに逃がされる。
【００２７】
ここでブラシ部５２の外周面は工具等により円筒状にカットされていることが好ましい。こうすることで、加圧ローラー２３の表面近傍を通過する導電性繊維毛５２ａの先端と加圧ローラー２３の表面との距離を、回転ローラー部５１の軸方向位置及び回転方向位置に拘わらず一定に維持することができる。延いては、各導電性繊維毛５２ａの先端と加圧ローラーの表面との距離を、回転ローラー部５１の軸方向位置及び回転方向位置に拘わらず一定に維持して、加圧ローラー２３の表面の除電ムラを抑制することができる。
【００２８】
しかし、定着装置９の作動時には、図３に示すように、各導電性繊維毛５２ａと加圧ローラー２３の表面との間に発生する電界により各導電性繊維毛５２ａが加圧ローラー２３側に引っ張られて起毛する。この結果、加圧ローラー２３の表面と各導電性繊維毛５２ａの先端との距離がばらついて、加圧ローラー２３の表面に除電ムラが生じる虞がある。
【００２９】
そこで、本実施形態では、加圧ローラー２３の側方に規制部材５３を設けることにより、加圧ローラー２３の表面と各導電性繊維毛５２ａの先端との距離を予め設定された設定距離(一定距離)に規制するようにしている。
【００３０】
具体的には、上記規制部材５３は、回転ローラー部５１の軸線と平行に延びる矩形状の板材により構成されている。規制部材５３は側方から見て回転ローラー部５１の軸方向の全体に亘って延設されている。規制部材５３は、ローラー部５１と共に回転する導電性繊維毛５２ａに対して回転方向の下流側から当接することにより、導電性繊維毛５２ａを径方向外側に向かって回転方向下流側から上流側に傾斜させて癖付けする（図３参照）。癖付けとは、各導電性繊維毛５２ａが図２に示す起毛状態に戻らないように各導電性繊維毛５２ａを塑性変形させることを意味する。
【００３１】
上位規制部材５３の右側面５３ａ（つまり導電性繊維毛５２ａとの衝突面）とブラシ部５２の回転接線方向とのなす角度をブラシ進入角度θｉとし、規制部材５３の上側面５３ｂとブラシ部５２の回転接線方向とのなす角度をブラシ排出角度θｏとしたとき、ブラシ進入角度θｉ＞ブラシ排出角度θｏの関係を満たしている。
【００３２】
以上のように構成された定着装置９では、定着動作の際、ローラー部５１がモーターにより回転駆動されることで、各導電性繊維毛５２ａが規制部材５３によって癖付けされる。この結果、図４に示すように、各導電性繊維毛５２ａの先端が回転ローラー部５１の軸心を中心とする円筒面上に位置することとなる。したがって、回転ローラー部５１の回転角度に拘わらず、加圧ローラー２３の表面と各導電性繊維毛５２ａの先端との距離を一定に維持することが可能となる。したがって、各導電性繊維毛５２ａの先端と加圧ローラー２３の表面との間の放電量を均一化して、加圧ローラー２３の表面の除電ムラを抑制することができる。
【００３３】
また上記実施形態では、各導電性繊維毛５２ａは、回転ローラー部５１及び接地配線を介して接地されているので、加圧ローラー２３の表面に帯電した負極性の電荷を各導電性繊維毛を介してグランドへと確実に逃がすことができる。
【００３４】
また、上記実施形態では、ブラシ進入角度θｉ＞ブラシ排出角度θｏの関係を満たしている。したがって、ブラシ部５２の各導電性繊維毛５２ａと規制部材５３との衝突力を十分に確保しつつ、ブラシ部５２が規制部材５３を抜ける際に各導電性繊維毛５２ａに作用する圧力を低減することができる。よって、各導電性繊維毛５２ａの癖付けを確実に行いつつその耐久性の悪化を防止することができる。
【００３５】
＜実施例＞
図５は、上記実施形態の定着装置９を使用して、放電距離を種々に変化させて加圧ローラー２３の表面電位を測定した結果を示すグラフである。ここで、放電距離とは、回転ローラー部５１と加圧ローラー２３との軸間距離から導電性繊維毛５２ａの繊維長さを引いた距離である。
【００３６】
この試験において、φ３０ｍｍのａ-Ｓｉ感光体ドラム１６を線速３００ｍｍ／ｓで回転駆動させた。定着ローラー２２のヒーター２２ａにはハロゲンヒーターを採用した。定着ローラー２２は、外径φ３０ｍｍで厚さ０．５５ｍｍのアルミニウム管の外周面に導電性接着層と絶縁性離型層とを積層し、アルミニウム管の内周面に熱吸収層を積層して形成した。加圧ローラー２３は、φ１２ｍｍの芯金の外周面にシリコンゴム層、接着層、フッ素系樹脂フィルム層を積層して形成した。回転ローラー部５１の外周面に設けられるブラシ部５２の各導電性繊維毛５２ａの繊維長さは３ｍｍとし、各導電性繊維毛５２ａの先端と加圧ローラー２３の表面との空隙距離は２ｍｍとした。各導電性繊維毛５２ａは回転ローラー部５１及び不図示の接地配線を介して接地させるようにした。規制部材５３のブラシ部５１に対する食い込み深さは略１ｍｍとした。また規制部材５３に対するブラシ進入角度θｉ＝８５°とし、ブラシ排出角度θｏ＝４０°とした。
【００３７】
図６は、規制部材５３を有さない従来の定着装置９を使用して同様の試験を行った結果を示すグラフである。図５及び図６中の「Ｍｉｎ」は、測定した加圧ローラー２３の表面電位の最低値を意味し、「Ｍａｘ」は、測定した加圧ローラー２３の表面電位の最大値を意味し、「Ａｖｅ」は、測定した加圧ローラー２３の表面電位の平均値を意味する。
【００３８】
実施例（図５）及び従来例（図６）の試験結果を比較すると、規制部材５３を有する実施例の方、規制部材５３を有さない従来例に比べて加圧ローラー２３の表面電位の最低値と最大値との幅、つまり加圧ローラー２３の表面の除電ムラが低減されていることがわかる。
【００３９】
《他の実施形態》
上記実施形態では、各導電性繊維毛５２ａが回転ローラー部５１を介して接地されている例について説明したが、これに限ったものではなく、各導電性繊維毛５２ａは、バイアス電圧が印加されることにより上記加圧ローラー２３の表面の電荷と逆極性（つまり正極性）に帯電されていてもよい。また、感光体及びトナーの帯電極性もそれぞれ上記実施例に限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
以上説明したように、本発明は、定着装置及び該定着装置を備えた画像形成装置について有用である。
【符号の説明】
【００４１】
１     レーザープリンター（画像形成装置）
９     定着装置
２２   定着ローラー
２３   加圧ローラー
５０   除電部
５１   回転ローラー部
５２   ブラシ部
５２ａ 導電性繊維毛
５３   規制部材
【図１】
2016206470.tif 000003
【図２】
2016206470.tif 000004
【図３】
2016206470.tif 000005
【図４】
2016206470.tif 000006
【図５】
2016206470.tif 000007
【図６】
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