(57)【要約】【課題】装置の大型化を招かず、かつ、装置ごとのコンデンサ成分のばらつきにかかわらず絶縁耐圧破壊を抑制することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】定着フィルム１００と、定着ヒータ１２１と、定着ヒータ１２１と電気的に接続される金属軸１１０と、金属軸１１０とＧＮＤ１１６との間に設けられ金属軸１１０を軸受けする軸受部材１１１と、加圧ローラ１０９と、を備える加圧手段と、を有する加熱定着手段１１７を備える画像形成装置において、定着ヒータ１２１と金属軸１１０との間で放電が発生する電圧よりも小さい電圧でＧＮＤ１１６に対して放電する素子１１２が、一端が、ＡＣ電源から供給される電力の流れの方向における定着ヒータ１２１よりも上流側に接続され、他端が、定着ヒータ１２１よりも下流側であって金属軸１１０と同電位となる部分に接続されて、設けられていることを特徴とする。【選択図】図１
2017090675.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤像を記録材上に加熱定着する定着手段であって、
定着フィルムと、
商用電源から電力が供給されることにより発熱し、前記定着フィルムを介して記録材上に形成された前記現像剤像を加熱可能な発熱抵抗体を備える定着ヒータと、
前記定着ヒータと電気的に接続される回転軸と、前記回転軸と接地電位部との間に設けられ前記回転軸を軸受けする軸受部材と、前記回転軸を回転中心として回転可能であって前記定着フィルムとの間で前記現像剤像が形成された記録材を挟持搬送する回転部材と、を備える加圧手段と、を有する定着手段
を備える画像形成装置において、
前記定着ヒータと前記回転軸との間で放電が発生する電圧よりも小さい電圧で前記接地電位部に対して放電する素子が、一端が、前記商用電源から供給される電力の流れの方向における前記定着ヒータよりも上流側に接続され、他端が、前記電力の流れ方向における前記定着ヒータよりも下流側であって前記回転軸と同電位となる部分に接続されて、設けられていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記素子は、ガスアレスタであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記素子は、前記定着手段に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記素子は、前記定着手段とは別部材として設けられる基板ユニットに実装されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像剤像を記録材上に加熱定着する手段を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、レーザプリンタ、ファクシミリ等の電子写真プロセスを用いる画像形成装置は、トナー像（現像剤像）を転写した記録材を、ヒータを用いて加熱し、同時に加圧することで、トナー像を記録材に定着する加熱定着手段を備える。このような加熱定着手段は、ヒータに対し商用ＡＣ電源より電力供給を受けるため、ＡＣ電源とＧＮＤ間に印加される雷サージのような過大なサージ電圧により発生する絶縁耐圧破壊を防ぐ対策が必要となる。従来の対策としては、サージ電圧により放電する部分の距離を取る対策がある。放電が発生する部分の距離を取る対策、すなわち、放電が発生しうる部材間の距離を物理的に放電が発生しないような距離にする対策は、加熱定着装置の大型化を招くことになり、画像形成装置の小型化の妨げとなる。そこで、装置の大型化を招くことなく絶縁耐圧破壊を抑制するために、特許文献１には、加圧ローラの金属軸とＧＮＤ（接地電位部）をコンデンサを介して接続し、サージ電圧を分圧する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１６４６３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、加圧ローラの金属軸を境に分けられる装置構成におけるコンデンサ成分は、製造ばらつきによって装置ごとに異なる場合が多く、挿入追加するコンデンサの容量は、装置ごとにそのコンデンサ成分を測定したうえで決定する必要がある。すなわち、装置ごとに異なる容量のコンデンサを準備する必要がある。
【０００５】
本発明は、装置の大型化を招かず、かつ、装置ごとのコンデンサ成分のばらつきにかかわらず絶縁耐圧破壊を抑制することができる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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
現像剤像を記録材上に加熱定着する定着手段であって、
定着フィルムと、
商用電源から電力が供給されることにより発熱し、前記定着フィルムを介して記録材上に形成された前記現像剤像を加熱可能な発熱抵抗体を備える定着ヒータと、
前記定着ヒータと電気的に接続される回転軸と、前記回転軸と接地電位部との間に設けられ前記回転軸を軸受けする軸受部材と、前記回転軸を回転中心として回転可能であって前記定着フィルムとの間で前記現像剤像が形成された記録材を挟持搬送する回転部材と、を備える加圧手段と、を有する定着手段
を備える画像形成装置において、
前記定着ヒータと前記回転軸との間で放電が発生する電圧よりも小さい電圧で前記接地電位部に対して放電する素子が、一端が、前記商用電源から供給される電力の流れの方向における前記定着ヒータよりも上流側に接続され、他端が、前記電力の流れ方向における前記定着ヒータよりも下流側であって前記回転軸と同電位となる部分に接続されて、設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、装置の大型化を招かず、かつ、装置ごとのコンデンサ成分のばらつきにかかわらず絶縁耐圧破壊を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１における加熱定着手段の模式図
【図２】定着ヒータとＡＣ電源との電気的接続構成を示す模式図
【図３】定着ヒータとＡＣ電源との電気的接続構成を示す模式図
【図４】実施例１においてサージ電圧印加時に誘起される電圧の模式的波形図
【図５】実施例１においてサージ電圧印加時に誘起される電圧の模式的波形図
【図６】実施例１に係る画像形成装置の概略断面図
【図７】実施例２における加熱定着手段の模式図
【図８】サージ電圧の模式的波形図
【図９】比較例１における加熱定着手段の模式図
【図１０】放電が発生したときの電圧の模式的波形図
【図１１】比較例２における加熱定着手段の模式図
【図１２】比較例３における加熱定着装置の模式図
【図１３】比較例３においてサージ電圧印加時に誘起される電圧の模式的波形図
【図１４】実施例３における加熱定着手段の模式図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
【００１０】
［実施例１］
（画像形成装置の説明）
図６は、本発明の実施例に係る画像形成装置の構成を示す概略断面図である。本実施例に係る画像形成装置は、４色（イエローｙ、マゼンタｍ、シアンｃ、ブラックｋ）の画像を重ね合わせてカラー画像を形成するために４つの画像形成部を備えている。なお、実施例１においては、画像形成装置の一例として、４色フルカラーのレーザビームプリンタを用いて説明するが、これに限られるものではない。なお、以下、特に区別を要しない場合、いずれかの色用に設けられた要素であることを表すために符号に与えた添え字ｙ、ｍ、ｃ、ｋは省略して説明を行う。
【００１１】
画像形成装置２０１は、不図示のホストコンピュータから画像データが送られると、その画像データを装置内に設けられた不図示の印字画像形成部が所望のビデオ信号形式データに展開し、像形成用のビデオ信号を生成する。ビデオ信号は、ＣＰＵ等の演算処理手段を有する画像形成制御部に送られ、画像形成制御部は、ビデオ信号に応じて、スキャナユニット２１０内にあるレーザ発光素子である複数のレーザダイオードを駆動する。スキャナユニット２１０においてレーザダイオードから出射されたレーザビーム２１２ｙ、２１２ｍ、２１２ｃ、２１２ｋは、感光ドラム２１５ｙ、２１５ｍ、２１５ｃ、２１５ｋ上に照射される。
【００１２】
各感光ドラム２１５は、帯電手段２１６により所望の電荷量に帯電されているため、レーザビーム２１２が照射されて表面電位が部分的に下げられることにより、表面に静電潜像が形成される。各感光ドラム２１５の表面に形成された静電潜像は、現像手段２１７ｙ、２１７ｍ、２１７ｃ、２１７ｋによりトナー画像（現像剤像）として可視化（現像）さ
れる。各感光ドラム２１５上に形成されたトナー画像は、一次転写部材２１８ｙ、２１８ｍ、２１８ｃ、２１８ｋに適当なバイアス電圧を印加することにより、無端状ベルトである中間転写ベルト２１９上に一次転写される。一次転写は最初にイエローの画像が中間転写ベルトに転写され、その上にマゼンタ、シアン、ブラックと順次重ね合せるように転写され、カラー画像が形成される。なお、中間転写ベルト２１９は、駆動ローラ２２６により回転制御される。カセット２２０内の記録紙（記録材）２２１は、給紙ローラ２２２によって給紙されたのち、中間転写ベルト２１９上に一次転写された画像に同期するように二次転写部２２３へと搬送され、中間転写ベルト２１９からトナー画像が転写される（二次転写）。このとき、二次転写ローラに適当なバイアス電圧を印加して転写効率を高めている。記録紙２２１に二次転写されたトナー画像は、記録材２２１に対し加熱定着手段１１７にて熱と圧力による熱定着処理が行なわれ、安定したカラー画像として記録材２２１に定着される。その後、記録材２２１は装置上方の排紙部より機外に排紙される。
【００１３】
（加熱定着の説明）
図１は、実施例１における、トナー画像を記録材上に加熱定着する定着手段としての加熱定着手段１１７を模式的にあらわした図である。加熱定着手段１１７は、筒状の定着フィルム１００と、フィルム１００の内面に接触する定着ヒータ１２１と、定着フィルム１００を介して定着ヒータ１２１と共に定着ニップ部を形成する回転部材としての加圧ローラ１０９と、を有する。定着フィルム１００のベース層の材質は、主にポリイミド等の耐熱樹脂やステンレス等の金属である。加圧ローラ１０９は、回転軸としての金属軸１１０と、加圧ローラ１０９の金属軸１１０を中心に外周に設けられるシリコーンゴム等の材質の弾性層と、を有する。加圧ローラ１０９は、金属軸１１０が軸受け１１１（軸受部材）によって軸支されており、金属軸１１０を回転中心として回転可能に構成されている。定着ヒータ１２１は、耐熱樹脂で作られた定着ヒータホルダ１２０で保持されている。定着ヒータホルダ１２０は、定着フィルム１００の回転を案内するガイド機能も有している。加圧ローラ１０９は、不図示の動力源から動力を受けて矢印方向に回転する。加圧ローラ１０９が回転することによって定着フィルム１００は従動して回転する。
【００１４】
定着ヒータ１２１は、セラミック製の定着ヒータ基材１０７（基板）と、定着ヒータ基材１０７上に発熱抵抗体を用いて形成された導電パターン１０５、１０６と、導電パターン１０５、１０６を覆い表面保護の役割も持つ絶縁ガラス１０４を有する。なお、導電パターン１０５、１０６は、ケーブルなどの導電部材４００、４０１を介して、それぞれ異なる極（一般的にはホット、ニュートラルと呼ばれる）でＡＣ電源４０３と接続されており、ＡＣ電源４０３から電力が供給されることにより発熱する。この導電パターン１０５、１０６は、定着フィルム１００を介して、記録材を加熱可能に設けられる。また、定着ヒータ基材１０７には温度検知を目的とした温度検知素子である、サーミスタ１０１が当接配置されている。このサーミスタ１０１の検知温度に応じてＡＣ電源４０３から定着ヒータ１２１の導電パターン１０５、１０６へ供給する電力が制御され、定着ニップ部の温度が画像形成上最適な温度となるように温度制御が行われる。そして、未定着トナー画像を担持する記録材は、定着ニップ部で挟持搬送されつつ加熱されて定着処理される。
【００１５】
図示は省略するが、定着ヒータ基材１０７の導電パターン１０５、１０６が設けられる面の裏面側には、定着ヒータ１２１が異常昇温したときに作動して、導電パターン１０５、１０６への給電ラインを遮断するサーモスイッチが当接して設けられている。定着フィルム１００は、導電部材１０８によって、Ｔステー１０３と電気的に接続されている。Ｔステー１０３は、定着ヒータホルダ１２０に図示しないバネの圧力を加えるための金属製のステーである。また、Ｔステー１０３と加圧ローラ１０９の金属軸１１０は、導電性の部材１２２によって電気的に接続されている。
【００１６】
画像形成装置の電源回路は、概略、一次回路（一次側回路）と、二次回路（二次側回路
）とで構成される。一次回路は、商用ＡＣ電源４０３に直接接続され定着ヒータ１２１などを駆動するための回路である。二次回路は、例えばリレーを駆動するための回路やカートリッジ、搬送系などを駆動するための回路などを含む商用ＡＣ電源４０３と非接触の二次回路と、で構成される。図１中の１０２は、サーミスタ１０１や抵抗１２４、ＣＰＵ１１３（画像形成装置の各種動作をつかさどる制御部）から構成された二次回路を示している。また、図１中の１１４と１１５は、画像形成装置の構成部品間の容量からなるコンデンサ成分を表している。すなわち、コンデンサ成分１１４は、ＡＣ電源４０３と金属軸１１０との間のコンデンサ成分である。また、コンデンサ成分１１５は、金属軸１１０とＧＮＤ１１６（接地電位部）との間のコンデンサ成分である。
【００１７】
ここで、本発明の実施例１に係る画像形成装置は、上記構成の加熱定着手段１１７の構成内に、ガスアレスタ１１２を配置したことを特徴とするものである。実施例１の特徴については、後述する。
【００１８】
（絶縁耐圧破壊及び本発明の課題）
ここで、図８〜図１３を参照して、上記背景技術の項で説明した、絶縁耐圧破壊及び本発明の課題について改めて詳述するとともに、従来技術として紹介した構成を本発明の比較例として改めて詳述する。なお、下記比較例において、本実施例と同様の構成については、同じ符号を付し、再度の説明を省略する。
【００１９】
（比較例１）
図８は、サージ電圧の波形を模式的に表した図である。図９は、比較例１に係る画像形成装置の加熱定着手段の構成を模式的に表した図である。図１０は、Ｖｓｒｇ、Ｖｐｒ１、Ｖａｃｐｒ１の関係と第一の放電と第二の放電の関係を模式的に表すグラフである。比較例１は、絶縁耐圧破壊及び本発明の課題を説明するための比較例であり、何らサージ電圧による放電を回避する対策を講じていない構成となっている。
【００２０】
ＡＣ電源４０３とＧＮＤ１１６間に、図８で示すようなサージ電圧が印加された場合、ＡＣ電源４０３とＧＮＤ１１６間、つまり一次回路とＧＮＤの間ならびに、ＡＣ電源４０３と二次回路１０２間、つまり一次と二次の間の絶縁耐圧破壊が発生する場合がある。サージ電圧Ｖｓｒｇが印加されると、コンデンサ成分１１４とコンデンサ成分１１５の容量で分圧された電圧が誘起される。つまり、加圧ローラ金属軸１１０とＧＮＤ１１６間、ＡＣ電源４０３と加圧ローラ金属軸１１０間は、コンデンサ成分１１４とコンデンサ成分１１５の容量で分圧された電圧が誘起される。これを式で書くと以下のようになる。
【００２１】
Ｖｐｒ１＝Ｃ１１４／（Ｃ１１４＋Ｃ１１５）×Ｖｓｒｇ    式（１）
Ｖａｃｐｒ１＝Ｃ１１５／（Ｃ１１４＋Ｃ１１５）×Ｖｓｒｇ    式（２）
・Ｖｓｒｇ：サージ電圧
・Ｖｐｒ１：加圧ローラ金属軸１１０とＧＮＤ１１６間に誘起された電圧
・Ｖａｃｐｒ１：ＡＣ電源４０３と加圧ローラ金属軸１１０間に誘起された電圧
・Ｃ１１４：コンデンサ成分１１４
・Ｃ１１５：コンデンサ成分１１５
【００２２】
この加圧ローラ金属軸１１０とＧＮＤ１１６間に誘起された電圧Ｖｐｒ１によって、加圧ローラ金属軸１１０からＧＮＤ１１６に対して第一の放電（一次放電）が発生する。放電の際には、加圧ローラの軸受け１１１を介して放電するので、加圧ローラの軸受け１１１には、放電の際に生じる炭化路が形成される。
【００２３】
次に、ＡＣ電源４０３と加圧ローラ金属軸１１０間にも放電が発生する。第一の放電の際に、加圧ローラ金属軸１１０の電位がＧＮＤと同電位になる。その結果、ＡＣ電源４０
３のサージ電圧は、定着ヒータ１２１の導電パターン１０５あるいは導電パターン１０６から絶縁ガラス１０４を突き破り、定着フィルム１００の内部⇒導電部材１０８⇒Ｔステー１０３⇒加圧ローラの金属軸１１０へと放電する。これが第二の放電（二次放電）である。
【００２４】
これら二回の放電を起こした結果、絶縁ガラス１０４の絶縁性能が損なわれること、加圧ローラの軸受け１１１に導電性の炭化路が形成されること、これらのことから、絶縁耐圧破壊が発生することがある。また、ＡＣ電源４０３とＧＮＤ１１６間の絶縁耐圧破壊だけでなく、絶縁ガラス１０４が絶縁性能が損なわれたことにより、定着ヒータ１２１の導電パターン１０５あるいは導電パターン１０６と、サーミスタ１０１の間の絶縁性能を満足しなくなる。つまり、一次回路と二次回路の間の絶縁耐圧も破壊することがある。
【００２５】
（比較例２）
図１１は、比較例２における加熱定着手段の模式図である。比較例２は、上述した放電の発生回避のための構成のうち、加熱定着装置における放電経路に構成されている絶縁部分の距離を大きくとる対策を講じた構成となっている。
【００２６】
比較例２は、放電を行う部分の絶縁性能を高めるべく、放電距離を長くとるために、例えば、加圧ローラ１０９の金属軸１１０からＧＮＤ１１６までの距離をとるために、加圧ローラ１０９の軸受け１１１の高さを高くして、絶縁距離を確保している。その他、定着ヒータ１２１の絶縁ガラス１０４の厚さを厚くする、定着フィルム１００のサイズを大きくしたうえで、定着ヒータホルダ１２０のサイズも大きくして導電パターン１０５、１０６とサーミスタ１０１との距離を確保することなどがあげられる。結果的には、放電は発生しなくなることで絶縁性能は向上する。
【００２７】
しかしながら、比較例２の対策の課題は、加熱定着装置の形状肥大化である。このように加熱定着装置が大きくなることで、画像形成装置の小型化の妨げの要因の一つとなる。
【００２８】
（比較例３）
図１２は、比較例３における加熱定着手段の模式図である。比較例３は、上述した特許文献１に記載の対策を講じた構成となっている。なお、図１２は、特許文献に示される対策部分のみをピックアップして示したものであり、特許文献１に記載の構成のすべてを表すものではない。
図１３は、比較例３の構成における、Ｖｓｒｇ、Ｖｐｒ２、Ｖａｃｐｒ２の関係と第一の放電と第二の放電の関係を模式的に示したグラフである。
【００２９】
図１２に示すように、比較例３は、加圧ローラ１０９の金属軸１１０からＧＮＤ１１６の間をコンデンサ３０２を介して接続することを特徴としている。コンデンサ３０２は、加圧ローラ１０９の軸受け１１１からＧＮＤ１１６に接地される。このような構成にすることにより、ＡＣ電源４０３に雷サージのような過大な高サージ電圧が印加されても、コンデンサ１１４、コンデンサ１１５と、コンデンサ３０２の容量の比によって分圧される。したがって、加圧ローラ１０９の金属軸１１０とＧＮＤ１１６間に誘起される電圧Ｖｐｒ２を、図９を参照して説明したように、電圧Ｖｐｒ１よりも下げることができる。
【００３０】
なお、金属軸１１０とＧＮＤ１１６間に誘起される電圧Ｖｐｒ２は、概ね式（３）のように、ＡＣ電源４０３と金属軸１１０間に誘起された電圧Ｖａｃｐｒ２は、概ね式（４）のようにそれぞれ計算できる。
【００３１】
Ｖｐｒ２＝Ｃ１１４／（Ｃ１１４＋Ｃ１１５＋Ｃ３０２）×Ｖｓｒｇ    式（３）
Ｖａｃｐｒ２＝Ｃ１１５／（Ｃ１１４＋Ｃ１１５＋Ｃ３０２）×Ｖｓｒｇ    式（４）
Ｖｓｒｇ：サージ電圧
Ｖｐｒ２：加圧ローラ金属軸１１０とＧＮＤ１１６間に誘起された電圧
Ｖａｃｐｒ２：ＡＣ電源４０３と加圧ローラ金属軸１１０間に誘起された電圧
Ｃ１１４：コンデンサ成分１１４の容量
Ｃ１１５：コンデンサ成分１１５の容量
Ｃ３０２：挿入するコンデンサの容量
【００３２】
つまり、比較例３によれば、コンデンサ成分１１４、コンデンサ成分１１５の容量を調べ、コンデンサ３０２の容量を設定することで電圧Ｖｐｒ２をコントロールすることができる。一方、Ｃ３０２を付加していないときには加圧ローラ１０９の金属軸１１０とＧＮＤ１１６間にかかる電位は、上述したように概ね式（１）で示したように計算できることから、Ｖｐｒ１＞Ｖｐｒ２となることは容易に理解できることである。このように、金属軸１１０とＧＮＤ１１６間の電圧であるＶｐｒ２を下げることができることで、第一の放電と第二の放電を発生しないようにすることがこの比較例３の対策となる。つまり放電させないことで、結果的に絶縁耐圧破壊を防ぐことができる。
【００３３】
ところが、上述したように、金属軸１１０とＧＮＤ１１６間の電圧を低く抑えることができたとしても、コンデンサ成分Ｃ１１４、１１５は、電子部品であるコンデンサから構成されたコンデンサ成分ではない。コンデンサ成分Ｃ１１４、１１５は、あくまでも、寄生容量として存在するコンデンサ成分である。したがって、コンデンサ成分Ｃ１１４、１１５は、製造ばらつきによって個々の装置ごとに異なる場合も多く、安定したコンデンサ成分とはいえない。このことから、多くの加熱定着手段を製造する場合には、一点一点、コンデンサ成分Ｃ１１４、Ｃ１１５を測定した上で、挿入追加するコンデンサＣ３０２の容量を決定する必要があり、様々なコンデンサを準備する必要がある。
【００３４】
（実施例１の特徴）
図１、図２、図３を参照して、本発明の実施例１の特徴を説明する。図２、図３は、定着ヒータ１２１とＡＣ電源４０３との電気的接続の構成を示した模式図である。なお、図２は、定着ヒータ１２１の面を上からみた図である。また図３は定着ヒータ１２１の面を横からみた図である。
【００３５】
図１に示すように、実施例１は、上述した構成の加熱定着手段１１７の構成内に、定着ヒータ１２１と金属軸１１０との間で放電が発生する電圧よりも小さい電圧でＧＮＤ１１６に対して放電する素子として、ガスアレスタ１１２を配置したことを特徴とする。このガスアレスタ１１２の一端は、ＡＣ電源４０３のホット、ニュートラルいずれかの極に接続されている。また、ガスアレスタ１１２の別の一端は、加圧ローラの金属軸１１０と同電位となる部分に接続されている。ちなみに、図１は、一例としてニュートラルに接続しているものの、ホット、ニュートラル間に図示しないＸコンデンサが実装されているような構成であればどちらに接続してもかまわない。これは、サージ電圧がホット、ニュートラルどちらの極に印加されたとしても、Ｘコンデンサを介してサージ電圧は両極に印加されるためである。
【００３６】
図２、図３において、ＡＣ電源４０３はケーブル４００とケーブル４０１を介して定着ヒータ１２１の導電パターン１０５、１０６につながっている。さらに、定着ヒータの導電パターン１０５、１０６は、一本の導電体が定着ヒータ基材１０７上で折り返すような形状をしている。そして、サーミスタ１０１は、定着ヒータ基材１０７の絶縁ガラス１０４が設けられた面とは反対側の面に当接するように配置されている。また、実際にはＡＣ電源４０３から定着ヒータ１２１につながる経路には、通常は定着ヒータ１２１を駆動する回路などが付加されるが、説明の便宜上、図２と図３では省略している。
【００３７】
＜ガスアレスタ１１２の配置＞
本実施例では、ガスアレスタ１１２は、加熱定着装置１１７内に配置される。また、ＡＣ電源４０３と定着ヒータ１２１までの間に接続され配置される。ガスアレスタ１１２の片側の端子（一端）をこのポイント、すなわち、商用電源から供給される電力の流れの方向における定着ヒータ１２１よりも上流側に接続する。また、ガスアレスタ１１２のもう片側の端子（他端）を、商用電源から供給される電力の流れの方向における前記定着ヒータよりも下流側であって、加圧ローラ１０９の金属軸１１０と同電位の部分に接続する。
【００３８】
（実施例１の詳細説明）
次に、このような構成において、雷サージのような、過度の高いサージ電圧が印加された場合にも絶縁耐圧破壊を起こさないことを説明する。
【００３９】
＜サージ電圧の放電経路と絶縁性能の維持の説明＞
サージ電圧Ｖｓｒｇが印加されると、コンデンサ成分１１４とコンデンサ成分１１５の容量で分圧された電圧が誘起される。つまり、加圧ローラ金属軸１１０とＧＮＤ１１６間、ＡＣ電源４０３と加圧ローラ金属軸１１０間は、コンデンサ成分１１４とコンデンサ成分１１５の容量で分圧された電圧が誘起される。これを式で書くと以下のようになる。なお、この式は、比較例１の説明において示した式（１）、（２）とほぼ同様の式となる。
Ｖｐｒ＝Ｃ１１４／（Ｃ１１４＋Ｃ１１５）×Ｖｓｒｇ    式（５）
Ｖａｃｐｒ＝Ｃ１１５／（Ｃ１１４＋Ｃ１１５）×Ｖｓｒｇ    式（６）
・Ｖｓｒｇ：サージ電圧
・Ｖｐｒ：加圧ローラ金属軸１１０とＧＮＤ１１６間に誘起された電圧
・Ｖａｃｐｒ：ＡＣ電源４０３と加圧ローラ金属軸１１０間に誘起された電圧
・Ｃ１１４：コンデンサ成分１１４
・Ｃ１１５：コンデンサ成分１１５
【００４０】
＜Ｃ１１４よりもＣ１１５が大きいとき＞
Ｃ１１４よりもＣ１１５が大きいときには、Ｖｐｒ、ＶａｃｐｒはＣ１１４とＣ１１５の容量に逆比例してＶａｃｐｒ＞Ｖｐｒとなり、図４のような模式的な波形で表せる。図４は、Ｃ１１４よりもＣ１１５が大きいときに、実施例１においてサージ電圧が印加されることで誘起される電圧波形の模式図である。このような前提で説明を行う。
【００４１】
まずはじめに、サージ電圧Ｖｓｒｇ印加後、Ｖｓｒｇの電圧があがってゆき、Ｖａｃｐｒが、ガスアレスタ１１２の放電開始電圧であるＶａｒになったタイミングで、第一の放電が開始される。この際の放電経路は、ＡＣ電源４０３からガスアレスタ１１２の内部を放電経路として加圧ローラの金属軸１１０へ放電が行われる。このため、比較例１の説明において説明した放電経路である、定着ヒータ１２１の絶縁ガラス１０４を突き破り、定着フィルム１００の内部⇒導電部材１０８⇒Ｔステー１０３⇒加圧ローラの金属軸１１０へと放電する経路での放電は発生しなくなる。つまり、定着ヒータ１２１の絶縁ガラス１１４を突き破ることはない。
【００４２】
次に、この第一の放電が行われた後、サージ電圧Ｖｓｒｇは、ガスアレスタ１１２の放電によりＶｐｒと同電位となる。Ｖｐｒは既に第一の放電が行われているため、これ以上の放電は発生しない。このため、一連の放電現象は終了する。
【００４３】
このように、この例ではガスアレスタ１１２を通じて放電は発生するものの、一次回路とＧＮＤ間や、一次回路と二次回路間の絶縁耐圧破壊を発生することはない。また、仮にＶｐｒの電圧レベルが高く、金属軸１１０とＧＮＤの間で第二の放電を発生した場合でありかつ、軸受け１１１に放電の際に炭化路が形成されるような場合でも、第一の放電は、ガスアレスタ１１２を介して行われる。したがって、一次回路とＧＮＤ間に対し一貫した
導通路は形成されない。このため、絶縁耐圧破壊は発生しない。また、一次回路と二次回路の間においても、定着ヒータ１２１の絶縁ガラス１１４が突き破るような破壊は発生しないことから絶縁耐圧破壊は発生しない。
【００４４】
＜Ｃ１１４よりもＣ１１５が小さいとき＞
Ｃ１１４よりもＣ１１５が小さいときには、Ｖｐｒ、ＶａｃｐｒはＣ１１４とＣ１１５の容量に逆比例してＶａｃｐｒ＜Ｖｐｒとなり、図５のような模式的な波形で表せる。図５は、Ｃ１１４よりもＣ１１５が小さいときに、実施例１においてサージ電圧が印加されることで誘起される電圧波形の模式図である。このような前提で説明を行う。
【００４５】
まずはじめに、ＶｓｒｇとＶｐｒの電圧があがってゆき、加圧ローラの金属軸１１０とＧＮＤの間で第一の放電が発生する。なお、この放電により、加圧ローラの軸受け１１１に炭化路が形成される場合があるとする。また、この放電により、ＶｐｒはＧＮＤレベルにまで電位を下げることから、Ｖａｃｐｒはガスアレスタ１１２の放電開始電圧Ｖａｒを超えることになり、ガスアレスタ１１２を介してＡＣ電源４０３から金属軸１１０に対して第二の放電が発生する。この放電は、当然のことながら、定着ヒータ１２１の絶縁ガラス１１４を突き破るような放電とはならない。
【００４６】
これら２回の放電が発生したとしても、一次回路とＧＮＤ間に対し一貫した導通路は形成されないため、絶縁耐圧破壊は発生しない。また、一次回路と二次回路の間においても、定着ヒータ１２１の絶縁ガラス１１４が突き破るような破壊は発生しないことから絶縁耐圧破壊は発生しない。
【００４７】
＜ガスアレスタの放電電圧の選定ポイント＞
上述したように、本実施例の特徴は、高サージ電圧印加時に発生する第二の放電の放電経路が、ガスアレスタ１１２を介して形成されることである。このため、ポイントとなるのは、ガスアレスタ１１２の放電電圧の決定である。この決定については、以下の２つのポイントから決定するとよい。
【００４８】
＜ＰＯＩＮＴ１：上限電圧の見極め＞
絶縁耐圧破壊を起こす可能性がある放電経路は以下のような経路となる。
定着ヒータ１２１の内部の導電パターン１０５もしくは導電パターン１０６
⇒  絶縁ガラス１０４を突き破る
⇒  定着フィルム１００の内面
⇒  導電部材１０８  ⇒  Ｔステー１０３  ⇒  導電部材１２２
⇒  加圧ローラ１０９の金属軸１１０
この放電経路による放電が発生する電圧を下回るようにＶａｒを決定する。すなわち、定着ヒータ１２１と金属軸１１０との間で放電が起こる電圧よりも小さい電圧でガスアレスタ１１２で放電するようにＶａｒを決定する。この電圧を、ガスアレスタ１１２を設置する前にあらかじめ測定しておく必要がある。
【００４９】
＜ＰＯＩＮＴ２：下限電圧の見極め＞
絶縁耐圧試験を実施する電圧よりも高い電圧設定に、ガスアレスタ１１２の放電開始電圧を定める必要がある。これは、絶縁耐圧試験で、放電しないようにするためである。
【００５０】
このように本実施例によれば、加熱定着装置の肥大化を引き起こすことなく、また、装置の構成から形成されるコンデンサ容量１１４、１１５のばらつきにも影響されることなく、雷サージのようなサージ電圧から装置の絶縁耐圧性能の毀損を防ぐことができる。
【００５１】
［実施例２］
図７は、実施例２における加熱定着手段の構成を示す模式図である。実施例１と異なる点は、ガスアレスタ１１２と、加圧ローラ１０９の金属軸１１０から引き出された同電位の部分が、加熱定着手段１１７の構成部品外に配置されている点である。すなわち、実施例２では、ガスアレスタ１１２が、加熱定着手段１１７とは別部材として設けられる基板ユニット１２３に実装されている。図７に示すように、基板ユニット１２３は、ＡＣ電源４０３を中継する基板パターンと、金属軸１１０から引き出された同電位の部分が基板パターンとして構成され、さらに構成部品として、ガスアレスタ１１２が基板上に実装されている。この実施例２の構成によれば、実施例１において、加熱式定着手段内に構成されていたガスアレスタ１１２と、金属軸１１０から引き出された同電位の部分の接続や固定にかかわる部品のスペースを削減することができる。したがって、実施例２によれば、加熱定着装置の更なる小型化を図ることが可能となる。
【００５２】
上記以外の回路的な動作、その他の装置構成は、実施例１と同じであり説明は省略する。このように、実施例２によれば、実施例１の効果はそのままで、ガスアレスタが加熱定着手段の外部に配置されることにより実施例１よりもさらに加熱定着装置自体を小型にすることができる。
【００５３】
［実施例３］
図１４は、実施例３における加熱定着手段の構成を示す模式図である。実施例３の構成のうち、実施例１の構成に対して追加された構成について説明する。実施例１と同様の構成については同じ符号を付し、再度の説明は省略する。３００は摺動板、３０１は加圧フィルム、３０２は摺動板ホルダ、３０３は加圧側Ｔステー、３０４は記録材である。実施例３の加熱定着手段１１７は、定着フィルム１００、加圧ローラ１０９、加圧フィルム３０１が、図示の矢印の方向に回転する構成となっており、定着ヒータ１２１に通電することで発生する熱は、加圧ローラ１０９に伝えられる。そして、未定着トナー画像を担持する記録材３０４が、加圧ローラ１０９と加圧フィルム３０１の主に摺動板３００の部分に構成されるニップ部で挟持搬送されつつ加熱されることで定着処理される。
【００５４】
このような加熱定着手段１１７においてもこれまで上記実施例で説明してきた動作とまったく同じ動作により絶縁耐圧破壊を防ぐことができる。詳細な動作は、実施例１と同じため説明は省略する。このように、実施例３のような加熱定着手段１１７の構成においても、ガスアレスタ１１２をＡＣ電源４０３とＡＣ電源４０３と加圧ローラ金属軸１１０間に配置することで実施例１、２と同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【００５５】
１００…定着フィルム、１０２…二次回路、１０４…絶縁ガラス、１０５、１０６…定着ヒータの導電パターン、１０７…定着ヒータ基材、１０８…導電部材、１０９…加圧ローラ、１１０…金属軸、１１１…軸受け、１１２…ガスアレスタ、１１３…ＣＰＵ、１１４、１１５…構成部品間の容量からなるコンデンサ成分、１１６…ＧＮＤ、１１７…加圧定着手段、１２１…定着ヒータ、４０３…ＡＣ電源
【図１】
2017090675.tif 000003
【図２】
2017090675.tif 000004
【図３】
2017090675.tif 000005
【図４】
2017090675.tif 000006
【図５】
2017090675.tif 000007
【図６】
2017090675.tif 000008
【図７】
2017090675.tif 000009
【図８】
2017090675.tif 000010
【図９】
2017090675.tif 000011
【図１０】
2017090675.tif 000012
【図１１】
2017090675.tif 000013
【図１２】
2017090675.tif 000014
【図１３】
2017090675.tif 000015
【図１４】
2017090675.tif 000016