(57)【要約】【課題】加熱ロールの静電オフセットを防止する接地回路において、過電流による炭化導電路の生成を簡易な構成で抑制する。【解決手段】定着装置１は、加熱ロール３を支持する導電性支持部材４と、導電性支持部材４に接続して接地回路８を構成する金属プレート５と、金属プレート５を配置する樹脂フレーム６とを備え、樹脂フレーム６と金属プレート５との一部に非接触領域を形成し、非接触領域における金属プレート５の幅を接触領域における金属プレート５の幅より狭くする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱部材を支持する導電性支持部材と、
前記導電性支持部材に接続して接地回路を構成する金属部材と、
前記金属部材を配置する樹脂フレームとを備え、
前記樹脂フレームと前記金属部材との一部に非接触領域を形成し、前記非接触領域における前記金属部材の幅を接触領域における前記金属部材の幅よりも狭くしたことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記非接触領域は、前記樹脂フレームの一部に窪みを設けることで形成されてい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】
前記非接触領域は、前記金属部材の一部を凸状に折り曲げた凸部を設けることで形成されていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項４】
前記非接触領域における前記金属部材の電気抵抗は、接触領域における前記金属部材の電気抵抗よりも大きいことを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
【請求項５】
前記非接触領域における前記金属部材は、前記樹脂フレームに炭化導電路が生成する前に溶断することを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
【請求項６】
前記金属部材は、低融点合金を用いて形成されてい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】
前記樹脂フレームは、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂のいずれかで形成されていることを特徴とする請求項６に記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、定着装置の加熱ロールへのトナーの固着を防止し、耐静電オフセット性を向上させる方法として、加熱ロールに様々な接地回路を接続し、加熱ロールの表面電荷を制御する技術が開示されている（例えば、特許文献１〜２）。
【０００３】
特許文献１に記載の発明は、未定着トナー像と接する回転体と接地間にはトナーの帯電極性と同極性の電荷を保持する向きにダイオードが接続され、未定着トナー像と接する回転体とは反対側の回転体と接地間にはトナーの帯電極性と反対極性の電荷を保持する向きにダイオードが接続された接地回路に関するものである。これにより、回転体の静電オフセットが防止されると共に、回転体の帯電量の増大を防止できるため、電気ノイズによる定着装置の誤作動が発生しない。
【０００４】
一方、特許文献２に記載の発明は、加熱部材を未定着のトナーと同極性の電荷を保持するようにダイオードを介して接地し、加圧部材を未定着のトナーと逆極性の電荷を保持するようにダイオードを介して接地するとともに、加熱部材と加圧部材をバリスタを介して電気的に接続した定着装置である。これにより、低コストに加熱部材へのトナーの付着を防止することができ、耐静電オフセット性を向上することができる。
【特許文献１】特許２５９２９６８号
【特許文献２】特開２００２−１５６８５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、このような背景を鑑み、加熱部材の静電オフセットを防止する接地回路において、過電流による炭化導電路の生成を簡易な構成で抑制する技術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】
請求項１に記載の発明は、加熱部材を支持する導電性支持部材と、前記導電性支持部材に接続して接地回路を構成する金属部材と、前記金属部材を配置する樹脂フレームとを備え、前記樹脂フレームと前記金属部材との一部に非接触領域を形成し、前記非接触領域における前記金属部材の幅を接触領域における前記金属部材の幅よりも狭くしたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記非接触領域は、前記金属部材の一部を凸状に折り曲げた凸部を設けることで形成されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記非接触領域は、前記樹脂フレームの一部に窪みを設けることで形成されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記非接触領域における前記金属部材の電気抵抗は、接触領域における前記金属部材の電気抵抗よりも大きいことを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記非接触領域における前記金属部材は、前記樹脂フレームに炭化導電路が生成する前に溶断することを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記金属部材は、低融点合金を用いて形成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、前記樹脂フレームは、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂のいずれかで形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、過電流による炭化導電路の生成を簡易な構成で防止することができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、非接触領域（樹脂フレームの窪み）は、部材点数を増やすことなく、樹脂フレームの射出成形により簡易に形成することができるため、低コスト、省スペースな態様で実現することができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、非接触領域（金属部材の凸部）は、部材点数を増やすことなく、金属部材の押出加工により簡易に形成することができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、金属部材の抵抗加熱による温度は、接触領域よりも非接触領域の方が高くなるため、金属部材が溶断する部位が非接触領域に限定する。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、接地回路に流れる電流を遮断することで、樹脂フレームの炭化導電路の生成を抑制することができる。
【００１８】
請求項６に記載の発明によれば、樹脂フレームに炭化導電路が生成する前に非接触領域における金属部材を溶断させることができる。
【００１９】
請求項７に記載の発明によれば、樹脂フレームが電気絶縁性、耐熱性、耐燃性、耐トラッキング性が良好な樹脂で形成されているため、炭化導電路の生成を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
１．第１の実施形態
以下、樹脂フレームの一部に窪みを設けることで非接触領域を形成した定着装置の一例について説明する。
【００２１】
（定着装置の構成）
図１は、定着装置の上面図であり、図２は、定着装置の側面図である。定着装置１は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において現像剤を加熱加圧して記録紙に定着させる装置である。図１には定着装置１の一部が示されており、定着装置１は、ハロゲンランプ２、加熱ロール３（加熱部材）、導電性支持部材４、金属プレート５（金属部材）、樹脂フレーム６を備える。
【００２２】
ハロゲンランプ２は、円筒状の石英管にタングステン（Ｗ）のフィラメントを通し、窒素などの不活性ガスと微量のハロゲンガス封入して形成する。ハロゲンランプ２のフィラメントは交流電源７に接続する。加熱ロール３は、ハロゲンランプ２の外周を覆う中空芯金上にシリコーンゴム等の耐熱離型性樹脂層を積層して形成する。交流電源７から電力が供給されたハロゲンランプ２の熱量は、芯金、シリコーンゴムを熱伝導する。加熱した加熱ロール３は、記録紙に転写された未定着トナー像を溶融すると共に、図示省略した加圧ロールと共に記録紙を圧接することで、溶融した現像剤を記録紙に定着する。
【００２３】
導電性支持部材４は、導電性を有する軸受であり、加熱ロール３を回転自在に軸支すると共に加熱ロール３の表面に帯電した静電気を接地回路８へ導く。導電性支持部材４は、接地回路８を構成する金属プレート５に接続する。金属プレート５は、定着装置１のフレームを形成する樹脂フレーム６上に配置する。金属プレート５の先端は、定着装置１の外部において接地される。この態様により、加熱ロール３の表面に帯電した静電気は、導電性支持部材４、金属プレート５を流れるため、記録紙に転写された現像剤が加熱ロール３にオフセットし難くなる。
【００２４】
金属プレート５は、リン青銅などの銅系金属、ＳＵＳ３０４などの鉄系金属を用いて打抜加工する。この際、非接触領域９における金属プレート５の幅Ｗ１が接触領域１０における金属プレート５の幅Ｗ２よりも狭くなるように打ち抜く。金属プレート５を上記材料で作製した場合、金属プレート５の厚さＴが０．３ｍｍ以下であり、非接触領域９における金属プレート５の幅Ｗ１が２ｍｍ以下である態様が好ましい。この態様により、金属プレート５に過電流が流れた場合には、金属プレート５は、非接触領域９から溶断し始める。すなわち、非接触領域９における金属プレート５の断面積は、接触領域１０における金属プレート５の断面積よりも小さく、非接触領域９における金属プレート５の電気抵抗は、接触領域１０における金属プレート５の電気抵抗よりも大きい。このため、金属プレート５の抵抗加熱による温度は、樹脂フレーム６との接触領域１０よりも非接触領域９の方が高くなる。したがって、金属プレート５の溶断部位は非接触領域９に限定され、非接触領域９から溶断することとなる。
【００２５】
また、金属プレート５の材質は、低融点合金を用いても良い。この態様により、樹脂フレーム６に炭化導電路が生成する前に非接触領域９における金属プレート５を溶断させることができる。低融点合金としては、スズ（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）、銅（Ｃｕ）、カドミウム（Ｃｄ）、亜鉛（Ｚｎ）、ビスマス（Ｂｉ）、インジウム（Ｉｎ）、銀（Ａｕ）などを所定の比率で組成した合金を用いる。なお、鉛（Ｐｂ）、カドミウム（Ｃｄ）は有害物質であるため、規定範囲内または鉛フリー、カドミウムフリーでの使用が好ましい。低融点合金の融点は、例えば約９０℃〜１５０℃に設定する。
【００２６】
樹脂フレーム６は、電気絶縁性、耐熱性、耐燃性、耐トラッキング性が高いメラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などの熱硬化性樹脂で射出成形する。耐トラッキング性が高いため、これらの樹脂は炭化導電路の生成を抑制する。また、これら熱硬化性樹脂の常用耐熱温度は、約１１０〜２００℃である。なお、これら熱硬化性樹脂に帯電防止剤として界面活性剤を添加して混練成形しても良いし、界面活性剤を表面に塗布しても良い。この態様により炭化導電路の生成がさらに抑制される。
【００２７】
また、非接触領域９は、樹脂フレーム６の一部に窪み６ａを設けることで形成する。非接触領域９（窪み６ａ）は金属プレート５の溶断領域となるため、非接触領域９における樹脂フレーム６は炭化導電路を生成しない。窪み６ａは、部材点数を増やすことなく、樹脂フレーム６の射出成形により簡易に形成することができるため、低コスト、省スペースな態様で実現することができる。以上により、樹脂フレーム６に炭化導電路が生成される前に非接触領域９における金属プレート５が溶断する。また、接地回路８に流れる電流を遮断することで、樹脂フレーム６の炭化導電路の生成を抑制することができる。
【実施例】
【００２８】
以下、具体的な実施例を参照して本発明の実施形態をさらに詳細に説明する。
【００２９】
（実施例１）金属プレートは、リン青銅を用い、厚さＴを０．３ｍｍ、非接触領域の幅２ｍｍ、接触領域の幅８ｍｍ、長さ２０ｍｍを打抜加工により作製した。樹脂フレームは、不飽和ポリエステル樹脂を用いて窪みを形成する金型に射出成形して作製した。上記経路に、ＡＣ１００Ｖ８０Ａ（Ｐ−Ｐ）のパルスを断続的に印加して特性評価したところ、金属プレートは非接触領域で溶断し、樹脂フレームに炭化導電路が生成しないことが確認された。
【００３０】
（実施例２）金属プレートは、Ｓｎを９９．３重量％、Ｃｕを０．７重量％とした組成で、厚さＴを０．３ｍｍ、非接触領域の幅２ｍｍ、接触領域の幅８ｍｍ、長さ２０ｍｍを打抜加工により作製した。樹脂フレームは、不飽和ポリエステル樹脂を用いて窪みを形成する金型に射出成形して作製した。特性評価の方法は実施例１と同様である。その結果、非接触領域における金属プレートは、非接触領域で溶断し、樹脂フレームに炭化導電路が生成しないことが確認された。
【００３１】
（比較例１）金属プレートは、ＳＵＳ３０４を用いて、厚さＴ０．３、幅８ｍｍ（幅狭領域なし）、長さ２０ｍｍを圧延加工により作製した。樹脂フレームは、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂を用いて窪みのないフレームを射出成形した。特性評価の方法は実施例１と同様である。樹脂フレームに炭化導電路が生成したことが確認された。
【００３２】
（第１の実施形態の優位性）
加熱ロール３の接地回路を構成する金属プレート５に過電流が流れると、金属プレート５は抵抗加熱によって加熱される。この際、金属プレート５の加熱温度は、樹脂フレーム６との接触領域よりも非接触領域の方が高くなるため、金属プレート５は非接触領域から溶断し始める。樹脂フレーム６は、金属プレート５の溶断領域で金属プレート５と接触していないため、樹脂フレーム６における炭化導電路の生成が抑制される。
【００３３】
２．第２の実施形態
図３は、定着装置の上面図であり、図４は、定着装置の側面図である。非接触領域９は、金属プレート５の一部を凸状に折り曲げた凸部５ａを設けることで形成しても良い。金属プレート５の凸部５ａは、押出加工により簡易に形成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリまたはこれらの複合機といった画像形成装置内の定着装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】第１の実施形態に係る定着装置の上面図である。
【図２】第１の実施形態に係る定着装置の側面図である。
【図３】第２の実施形態に係る定着装置の上面図である。
【図４】第２の実施形態に係る定着装置の側面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１…定着装置、２…ハロゲンランプ、３…加熱ロール（加熱部材）、４…導電性支持部材、５…金属プレート（金属部材）、５ａ…凸部、６…樹脂フレーム、６ａ…窪み、７…交流電源、８…接地回路、９…非接触領域、１０…接触領域、Ｗ１…非接触領域における金属プレートの幅、Ｗ１…接触領域における金属プレートの幅、Ｔ…金属プレートの厚さ。
【図１】
2009222961.tif 000003
【図２】
2009222961.tif 000004
【図３】
2009222961.tif 000005
【図４】
2009222961.tif 000006