JP2008129060A - 像加熱定着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加圧用回転体表面の帯電に起因する未定着トナーのオフセットを防止する。
【解決手段】加熱用回転体２１と、前記加熱用回転体と接触してニップ部Ｎを形成する加圧用回転体２２と、を有し、前記ニップ部で未定着トナー像ｔを担持した記録材Ｐを挟持搬送しつつ記録材上に未定着トナー像を加熱定着する像加熱定着装置において、加圧用回転体２２表面を除電する除電部材５１を回転部材５２を介して加圧用回転体表面に非接触に対向配置する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子写真複写機、電子写真プリンタ等の画像形成装置に搭載する加熱定着装置として用いれば好適な像加熱定着装置に関する。

電子写真方式の複写機やプリンタに搭載する像加熱定着装置として、セラミックス製の基板上に通電発熱体を有するヒータ、このヒータに接触しつつ移動する定着フィルム、定着フィルムを介してヒータとニップ部を形成する加圧ローラ、を有するものがある。特許文献１、２にはこのタイプの定着装置が記載されている。未定着トナー像を担持する記録材は定着装置のニップ部で挟持搬送されつつ加熱され、これにより記録材上の画像は記録材に加熱定着される。この定着装置は、ヒータへの通電を開始し定着可能温度まで昇温するのに要する時間が短いというメリットを有する。したがって、この定着装置を搭載するプリンタは、プリント指令の入力後、１枚目の画像を出力するまでの時間(FPOT:firstprintout time)を短くできる。またこのタイプの定着装置は、プリント指令を待つ待機中の消費電力が少ないというメリットもある。

上記の定着装置においては、記録材上に担持された未定着トナー像はそのすべてが適度に加熱溶融されて、記録材に定着されるのが理想的である。ところが、記録材上の未定着トナー像を加熱定着する際にトナーの一部が定着されずに定着フィルム側に付着し、定着フィルムの次の周回時に記録材側へ転移する場合がある。トナーの一部が定着されずに定着フィルム側に付着する現象をオフセットという。オフセットが発生した場合、記録材に形成される画像の品質に影響が及ぶことは周知である。

オフセットが発生する原因としては、様々な要因が考えられるが、加圧ローラの外周面（表面）からトナーに及ぼす静電気力が大きな要因の1つとなっている。つまり、未定着トナー像を担持した記録材の担持面（表面）と反対側の非担持面（裏面）と接触する加圧ローラ表面が、記録材を連続搬送することにより、マイナス側の高電位まで帯電することがある。その場合、その加圧ローラ表面とマイナスに帯電したトナーとが静電気的に反発するためにオフセットが発生する。一般的に、記録材に対し離型性を確保するため加圧ローラ表面はフッ素樹脂等の絶縁材料で構成されている。そのため、加圧ローラ表面は記録材や定着フィルム等との摩擦帯電によってマイナス数ｋＶ程度まで帯電することがあり、オフセットが発生し易くなる。

このような加圧ローラ表面の帯電を防止するために、加圧ローラ表面のフッ素樹脂にカーボン等の導電材を分散させて導電化することも試みられている。しかしながら、加圧ローラの表面性が悪化することにより離型性が低下し、加圧ローラ表面へのトナー付着や、記録材へのトナー吐出し等を引き起こすという問題があり、採用されない場合が多い。

そこで、ＳＵＳやアモルファス金属等からなる除電ブラシや鋸歯状の導電板からなる除電針（除電部材）を加圧ローラ表面に非接触に対向させ、加圧ローラ表面を除電することにより、オフセットを防止する方法が提案されている（特許文献３、４）。その中でも、除電針は除電ブラシよりもコストが安く、加圧ローラ表面の帯電に起因するオフセットを防止するのに有効である。
特開昭６３−３１３１８２号公報 特開平４−４４０７５号公報 特開平７−２９５４２７号公報 特開２００６−１２６８０５号公報

本発明は上記従来技術をさらに発展させたものである。そこで本発明の目的は、加圧用回転体表面の帯電に起因する未定着トナーのオフセットを防止できるようにした像加熱定着装置を提供することにある。

本発明に係る像加熱装置の代表的な構成は、加熱用回転体と、前記加熱用回転体と接触してニップ部を形成する加圧用回転体と、を有し、前記ニップ部で未定着トナー像を担持した記録材を挟持搬送しつつ記録材上に未定着トナー像を加熱定着する像加熱定着装置において、
前記加圧用回転体の除電を行う除電部材であって、前記記録材搬送方向と直交する前記加圧用回転体の長手方向で前記加圧用回転体表面に沿って配される除電部材と、
前記加圧用回転体表面、若しくは前記加圧用回転体の回転中心軸と接触し前記除電部材と前記加圧用回転体表面との間に除電可能な間隙を保持する回転可能な回転部材と、
を有することを特徴とする像加熱定着装置である。

本発明によれば、回転部材により除電部材と加圧用回転体表面との間に除電可能な間隙を保持できるので、除電部材による加圧用回転体表面の除電性能が安定する。これによって加圧用回転体表面の帯電に起因する未定着トナーのオフセットを防止できる。

以下、本発明を図面に基づいて詳しく説明する。

（１）画像形成装置例
図１は本発明に係る像加熱定着装置を画像加熱定着装置（定着器）として搭載できる画像形成装置の一例の全体構成図である。この画像形成装置は電子写真方式のレーザービームプリンタである。

ドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）１は、例えばアルミニウムやニッケルなどのシリンダ状の導電性ドラム基盤上に、ＯＰＣ、アモルファスＳｅ、アモルファスＳｉ等の感光材料を形成したものである。

感光ドラム１は矢印のＲ１方向に回転される。そしてその感光ドラム１の外周面（表面）が帯電手段としての帯電ローラ２によって一様に帯電される。次に、その感光ドラム１表面の帯電面に対し露光手段としてのレーザー走査装置３により画像情報に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御されたレーザビームＥによる走査露光が施され、感光ドラム１表面の帯電面に画像情報に応じた静電潜像が形成される。この静電潜像は現像装置４により現像トナーによって現像され可視化される。現像方法としては、ジャンピング現像法、２成分現像法、ＦＥＥＤ現像法などが用いられ、イメージ露光と反転現像とを組み合わせて用いられることが多い。

一方、給送カセット５内に積載して収納された記録材（以下、転写材と記す）Ｐはピックアップローラ６により１枚ずつ繰り出されてレジストローラ対７に搬送される。次いでその転写材Ｐはローラ対７によって感光ドラム１と転写手段としての転写ローラ８間の転写ニップ部Ｔに送られ、その転写ニップ部Ｔで感光ドラム１と転写ローラ８により挟持搬送される。その搬送過程で転写ローラ８により感光ドラム１表面の可視化されたトナー像が転写材Ｐ上に転写される。

トナー像の転写を受けて未定着トナー像を担持した転写材Ｐは定着装置９へと搬送される。その定着装置９を転写材Ｐが通過することによって未定着トナー像は転写材Ｐに永久画像として加熱定着される。定着装置９を出た転写材Ｐは排出ローラ対１０，１１によって装置上部に設けられた排出トレイ１２に排出される。

転写材Ｐへのトナー像の転写後に感光ドラム１表面に残存している転写残トナーはクリーニング手段としてのクリーニング装置１３により除去される。

以上の動作を繰り返すことで、次々と画像形成（プリント）を行うことができる。

本実施例の画像形成装置は、６００ｄｐｉ、２２枚／分（ＬＴＲ縦送り：プロセススピード約１２６ｍｍ／ｓｅｃ）のプリント速度でプリントを行うことができる。

（２）定着装置
以下の説明において、定着装置及びその構成部材について、長手方向とは転写材の面において転写材搬送方向と直交する方向をいう。幅方向（短手方向）とは転写材の面において転写材搬送方向をいう。幅とは転写材搬送方向における寸法をいう。

図２は定着装置９の縦断面模型図である。図３は定着装置９の正面模型図である。

定着装置９は、加熱用回転体として可撓性及び耐熱性を有する円筒状の薄肉フィルム（以下、フィルムと記す）２１を有し、このフィルム２１と接触して定着ニップ部Ｎを形成する加圧用回転体として弾性加圧ローラ２２を有する。また定着装置９は、加熱体としてフィルム２１を加熱するセラミックヒータ２３を有し、そのヒータ２３を保持する加熱体保持部材としてヒータホルダ２４を有し、フィルム２１の長手方向の移動を規制する規制部材として定着フランジ２５ａ，２５ｂを有する。フィルム２１、加圧ローラ２２、ヒータ２３、及びホルダ２４は何れも長手方向に細長い部材である。

図４は定着フィルム２１の層構成を表す断面図である。図５定着フィルム２１へのバイアス印加方法を表す図である。図６はヒータの構成と温度制御系を表す図である。

フィルム２１は、スリーブ状の低熱容量の耐熱性樹脂フィルム層を基層２１ａとし、その基層２１ａの上に中間層２１ｂとして導電性プライマー層を有し、その中間層２１ｂの上に離型性層２１ｃをコーティングした複合層フィルムである（図４）。基層２１ａとしては、ポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳ、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等の低熱容量の耐熱性樹脂フィルム層が用いられる。中間層２１ｂとしては、導電性プライマー層１３２が用いられる。離型性層２１ｃとしては、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等にカーボン等の導電性部材を混入させた離型性層が用いられる。

このフィルム２１は、クイックスタートを可能とするために１００μｍ以下の厚みが好ましい。また、耐久寿命の長い定着装置２１を構成するために十分な強度を持ち、耐久性に優れたフィルム２１として、２０μｍ以上の厚みが必要である。よってフィルム２１の厚みとしては２０μｍ以上１００μｍ以下が最適である。

また、フィルム２１にはオフセット等に起因して発生する画像不良を防止するために、定着バイアスが印加される。フィルム２１への定着バイアスの印加方法としては、図５に示すように、フィルム２１の外周面（表面）の長手端部にプライマー層２１ｂを露出させ、そのプライマー層２１ｂに導電ブラシ等の給電部材４１を接触させる。そしてその給電部材４１に高圧直流電源４２（図２）から抵抗４３を介して定着バイアスを印加する。

本実施例では上記フィルム２１を加熱用回転体として用いているが、加熱用回転体として金属スリーブを用いても良い。金属スリーブとしては、基層としてステンレス等の薄いスリーブ状の金属製素管を用い、その金属製素管の外周面（表面）に上記プライマー層を介して上記離型性層をコーティングしたものを用いることができる。この場合、加熱用回転体の接地や、加熱用回転体への定着バイアスの印加のため、金属製素管表面の長手端部を一部露出させる。

ヒータ２３は、Ａｌ_２Ｏ_３又はＡｌＮ等の電気絶縁性・良熱伝導性・耐熱性を有する材料により作られた細長い基板２３ａを有する。そしてその基板２３ａの一方の面に長手方向に沿って銀パラジウム等からなる通電発熱抵抗層２３ｂ１，２３ｂ２をつなぎ電極２３ｃを介して並列に設け、それらの抵抗層２３ｂ１，２３ｂ２を覆うように該抵抗層２３ｂ１，２３ｂ２を保護する保護層２３ｄが設けてある。保護層２３ｄは薄肉のガラス層により形成してある。そして並列に設けられた抵抗層２３ｂ１，２３ｂ２は、それぞれ、基板２３ａにおいてつなぎ電極２３ｃと反対側の端部に設けられた通電電極２３ｅ，２３ｆと電気的に接続されている。このヒータ２３は抵抗層の発熱領域が定着ニップ部Ｎに導入される記録材Ｐの最大幅よりも大きくなるように形成してある。

ホルダ２４は耐熱樹脂によって縦断面樋型に形成してあり、フィルム２１内に配置されている。ホルダ２４の材料として、液晶ポリマー、フェノール樹脂、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ等が用いられる。このホルダ２４において幅方向の下面中央に設けられた溝部内にヒータ２３の基板２３ａが保護層２３ｄを下向きにした状態に保持されている。このホルダ２４はフィルム２１が余裕をもってルーズに外嵌されている。ヒータ２３を保持したホルダ２４にはフィルム２１が円周長さに余裕をもってルーズに外嵌されている。後述のようにフィルム２１はその内周面（裏面）がヒータ２３の保護層２３ｄ外面及びホルダー２４外面に摺擦しながら回転するため、保護層２３ｄ外面及びホルダー２４外面とフィルム２１裏面との摩擦抵抗を小さく抑える必要がある。そこで、保護層２３ｄ外面及びホルダー２４外面に耐熱性グリース等の潤滑剤を少量介在させて摩擦抵抗を小さく抑えるようにしている。これによりフィルム２１はスムーズに回転することが可能となる。

加圧ローラ２２は、回転中心軸となる金属製の芯金２２ａの外側に絶縁性のシリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱ゴムあるいは耐熱ゴムを発泡して形成された弾性層２２ｂを有し、その弾性層２２ｂの上にＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等の離型性層２２ｃを有する。この加圧ローラ２２は芯金２２ａの両端部が軸受３１ａ，３１ｂを介して装置フレームの第１の側板対３２ａ，３２ｂに回転自在に保持されている。そしてその加圧ローラ２２の上側において、ヒータ２３を保持したホルダ２４の両端部が装置フレームの第２の側板対３３ａ，３３ｂに保持されている。第１の側板対３２ａ，３２ｂは図示しない加圧バネ（加圧手段）によって第２の側板対３３ａ，３３ｂに所定の加圧力で加圧されている。これにより加圧ローラ２２表面がフィルム２１を挟んでヒータ２３に押し付けられ、フィルム２１裏面がヒータ２３の保護層２３ｄ表面に当接することによって、フィルム２１表面と加圧ローラ２２表面間に所定幅のニップ部Ｎが形成される。また、ホルダ２４端部に嵌合させた状態で第２の側板対３３ａ，３３ｂに取り付けられたフランジ２５ａ，２５ｂは、フィルム２１の長手端部と対向する規制面２５ａ１，２５ｂ１を有する。そしてその規制面２５ａ１，２５ｂ１に回転中のフィルム２１端部が接触することによってフィルム２１の長手方向の移動を規制している。

（３）定着装置の加熱定着動作
図２及び図３において、定着装置９は、回転駆動部（回転駆動手段）Ｍが加圧ローラ２２の芯金２２ａ端部に設けた駆動ギアＧに駆動力を伝達することによって、加圧ローラ２２は矢印方向に所定の周速度で回転される。加圧ローラ２２の回転により、ニップ部Ｎにおける加圧ローラ２２表面とフィルム２１表面との摩擦力でフィルム２１に回転力が作用する。この回転力によりフィルム２１はその裏面がニップ部Ｎにおいてヒータ２３の保護層２３ｄ表面に密着して摺動しながらホルダー２４の周りを矢印方向に加圧ローラ２２の回転周速度と等しい周速度で従動回転する。

ヒータ２３は温度制御部（温度制御手段）４４から抵抗層２３ｂに通電がなされることで抵抗層２３ｂが発熱して迅速に昇温する。すなわち温度制御部４４より導電電極２３ｅ、抵抗層２３ｂ１、つなぎ電極２３ｃ、抵抗層２３ｂ２、導電電極２３ｆの経路で通電され、抵抗層２３ｂ１，２３ｂ２が発熱する。ヒータ２３の温度が基板２３ａの他方の面に設けられた温度検知手段２５としてのサーミスタにより検知される。その検知温度は温度制御部４４へフィードバックされる。温度制御部４４はサーミスタ２５の検知温度が一定の定着温度（目標温度）に維持されるようにヒータ２３への通電を制御する。これによってヒータ２３は定着温度に加熱・温調される。

ヒータ２３が定着温度に立ち上がり、加圧ローラ２２及びフィルム２１の回転周速度が安定した状態で、未定着トナー像ｔを担持した転写材Ｐがニップ部Ｎに導入される。ここでKは転写材搬送方向である。そしてその転写材Ｐがニップ部Ｎで挟持搬送される過程でトナー像ｔにヒータ２３の熱とニップ部Ｎのニップ圧が加えられることによってトナー像ｔは転写材Ｐに加熱定着される。

ニップ部Ｎを出た転写材Ｐはフィルム２２表面から分離して排出ガイド５１により排出ローラ１０（図１）に案内される。排出ガイド５１は装置フレームの第１の側板対３２ａ，３２ｂに取り付けてある。

（４）除電部材の間隙保持構造
上記の定着装置９において、加圧ローラ２２表面の除電を行う除電部材として除電針を設ける場合、除電針と加圧ローラ２２表面との間の距離（以下、間隙と記す）により除電性能が大きく異なる。そのため、除電針の取り付け位置のバラツキにより除電能力が不足し、オフセットが発生し易い。

例えば、転写材搬送方向Ｋにおいて定着装置９の転写材導入側に設けられる図示しない導入ガイド、或いは排出ガイド５１等に除電針を取り付ける場合を考える。その場合、導入ガイドや排出ガイド５１の取り付け位置公差や加圧ローラ２２の外径公差・熱膨張を考慮して、除電針先端が加圧ローラ２２表面に接触しない位置に除電針を配置する必要がある。ところが、導入ガイド、排出ガイド５１、除電針、加圧ローラ２２などの各部品公差のバラツキ等によっては、除電針と加圧ローラ２２表面との間の間隙が大きくなってしまい、加圧ローラ２２表面が十分に除電されず、オフセットが発生することがある。

そこで、本実施例では、図２及び図７に示すように、加圧ローラ２２表面と接触して回転する回転部材としての突き当てコロ５２を用いて除電針５１と加圧ローラ２２表面との間に除電可能な間隙ｄ１を保持する構成とした。

図７の（ａ）は除電針ホルダー６２に設けた除電針５１と加圧ローラ２２表面との関係を表す説明図、（ｂ）は（ａ）に示すＡ部の拡大図である。

除電針５１として厚さ０．１ｍｍの細長いＳＵＳ板金を用いている。除電針５１は、排出ガイド６１に設けられた除電部材用保持部材としての除電針ホルダー６２の下面に加圧ローラ２２の長手方向で加圧ローラ２２表面に沿って配され、その先端が加圧ローラ２２表面と非接触に対向している（図７（ａ））。加圧ローラ２２表面と対向する除電針５１先端の形状は鋸歯状である。本実施例では除電針５１先端の形状を鋸歯状とした。除電針５１先端の鋸歯形状の寸法は隣合う山と山の間隔が２ｍｍ、山の高さが３ｍｍである。

除電針５１は、加圧ローラ２２において表面電位が最も高くなる位置、すなわち転写材搬送方向Ｋにおいて定着ニップ部Ｎ下流側の位置に設けられる。その位置に除電針５１を設けることにより加圧ローラ２２表面の除電を効率よく行うことができ好ましい。本実施例では除電針５１を接地することによって除電効率をより高めている。これに限らずダイオードを介して除電針５１を接地したり、除電針５１にバイアスを印加したりして除電効率をより高めることも可能である。

コロ５２は、加圧ローラ２２の長手方向において除電針ホルダー６２の両端部に回転可能に保持されている。除電針ホルダー６２の両端部に設けられた２つのコロ５２は外周面（表面）が加圧ローラ２２表面と接触し除電針５１先端と加圧ローラ２２表面との間に除電可能な間隙ｄ１を形成する（図７（ａ））。ここで２つのコロ５２間の距離Ｌはニップ部Ｎに導入される転写材Ｐの最大幅Ｗよりも大きい。つまり２つのコロ５２は転写材Ｐの搬送に支障を来たさない位置に配置してある。間隙ｄ１は小さい方が加圧ローラ２２表面の除電効果は高まる。本実施例では加圧ローラ２２表面の波打ちや、コロ５２の外径公差等を考慮し、除電針５１先端が加圧ローラ２２表面に接触しないように間隙ｄ１を０．７ｍｍとした。

コロ５２は除電針ホルダー６２に設けられた軸６２ａを中心に回転自在であり、除電針５１先端よりも加圧ローラ２２表面に突出するように除電針ホルダー６２に配置される。除電針ホルダー６２は排出ガイド６１に回動可能に保持されている。そしてその除電針ホルダー６２を排出ガイド６１に対し付勢部材としてのバネ６３により加圧ローラ２２側に付勢し、コロ５２表面を所定の付勢力で加圧ローラ２２表面に接触させている。バネ６３によりコロ５２表面を加圧ローラ２２表面に接触させているため、加圧ローラ２２外径のばらつき、或いは加圧ローラ２２の熱膨張などによって加圧ローラ２２外径の寸法が変化しても、その変化分をバネ６３で吸収できる。そのため除電針５１先端と加圧ローラ２２表面との間の間隙ｄ１を一定に保つことができる。

コロ５２の材料としては、ジャム等により加圧ローラ２２表面に付着した未定着トナーが転移・付着し難いＰＦＡ樹脂又はＰＴＦＥ樹脂を採用した。この他に、ＬＣＰやＰＰＳ等の耐熱樹脂にＰＦＡ又はＰＴＦＥをコーティングする等によっても同様の効果が得られる。

除電針５１とオフセットの関係について具体的な実験を行った。その実験例について説明する。図８は実験に用いた定着装置を表す図であり、除電針５１を排出ガイド６１に直接配置した定着装置を表す図である。

加圧ローラ２２表面を除電しない場合（除電針なし）、除電針５１を排出ガイド６１に直接配置した場合（図８）、除電針５１をコロ５２を介して加圧ローラ２２表面に対向させた場合（図２）のそれぞれについてオフセットレベルを比較した結果を表１に示す。

図８に示されるように排出ガイド６１に除電針５１を直接設ける構成では、加圧ローラ２２の外径公差、熱膨張及び除電針５１の取り付け公差等を考慮して、除電針５１先端が加圧ローラ２２表面に接触しないように間隙ｄ１を２．０ｍｍとしている。

オフセットレベルの確認は、加圧ローラ２２表面が帯電しやすい低温・低湿環境で高抵抗化した紙（Ｘｘ４０２４放置紙）を１００枚ニップ部Ｎに導入した後に行った。また、画像パターンとしては除電ムラが確認しやすいように６００ｄｐｉ孤立１ドットからなるハーフトーン画像で行った。

表１からわかるように、除電針５１なしの場合には、加圧ローラ２２の表面電位は−３．０ｋＶ以上に帯電し、ＮＧレベルのオフセットが発生する。

図８のように除電針５１を排出ガイド６１に配置した場合には、加圧ローラ２２の表面電位が−２．０〜−２．５ｋＶ程度まで低下し、オフセットは改善されるものの、完全には無くならなかった。

これに対して、本実施例の構成（図２）の場合には、加圧ローラ２２の表面電位が−１．０〜−１．５ｋＶ程度まで低下し、オフセットも発生しなくなった。

本実施例では、定着装置９においてコロ５２表面を加圧ローラ２２表面に接触させたが、これに限られない。図９は本実施例の定着装置９の変形例の縦断面模型図である。

加圧ローラ２２において、弾性層２２ｂが比較的薄く、熱膨張が小さい場合等には、図９に示すように加圧ローラ２２の長手両端部の芯金２２ａ表面にコロ５２表面を接触させてもよい。このような構成を採用しても同様の作用効果を得ることができる。

本実施例によれば、除電針５１を加圧ローラ２２表面にコロ５２を介して非接触に対向させることによって、除電針５１先端を加圧ローラ２２表面に接触させることなく極力近づけることができる。つまり、コロ５２表面を加圧ローラ２２表面と接触させることにより除電針５１と加圧ローラ２２表面との間に除電可能な間隙ｄ１を保持できるので、除電針５１による加圧ローラ２２表面の除電性能が安定する。これによって加圧ローラ２２表面の帯電に起因する未定着トナーのオフセットを防止できる。

また、コロ５２の材料としてＰＦＡ樹脂、又はＰＴＦＥ樹脂を用いるので、未定着トナーが転移・付着し難いという作用効果がある。

本発明に係る像加熱定着装置の他の例を説明する。

本実施例では、実施例１の定着装置と共通する部材、部分には同じ符号を付して、その部材、部分の再度の説明を省略する。実施例３についても同様とする。

本実施例に示す定着装置９は、除電針５１を加圧ローラ２２の長手方向で複数に分割するように構成したものである。図１０は本実施例の定着装置を表す図であって、加圧ローラ２２と複数に分割した除電針５１との関係を表す説明図である。

本実施例の定着装置９を搭載する画像形成装置の仕様はプロセススピードが２０１ｍｍ／ｓ、プリント速度が３５枚／分（ＬＴＲ縦送り）である。

フィルム２１を用いた定着装置９を搭載する画像形成装置では、転写材Ｐとして封筒等の紙幅の狭い紙（以下、小サイズ紙と記す）を、該小サイズ紙よりも大サイズの紙（以下、大サイズ紙と記す）と同じプリント間隔で連続プリントする場合がある。その場合、ヒータ２３の小サイズ紙が通過する領域（以下、通紙域と記す）よりも小サイズ紙が通過しない領域（以下、非通紙域と記す）が過度に昇温することが知られている。非通紙域の過度の昇温によって該非通紙域と対応する加圧ローラ２２表面の非通紙部も昇温し、その非通紙部で熱膨張により加圧ローラ２２の外径が大きくなる。

加圧ローラ２２表面の非通紙部で加圧ローラ２２の外径が大きくなると、ヒータ２３の小サイズ紙の通紙域と対応する加圧ローラ２２表面の通紙部と上記加圧ローラ２２表面の非通紙部とで、除電針５１先端と加圧ローラ２２表面との間の間隙が異なってしまう。図１１に加圧ローラ２２表面の非通紙部において外径が大きくなった様子を誇張して表している。すなわち、同図に示すように、加圧ローラ２２表面の通紙部における除電針５１先端と加圧ローラ２２表面との間の間隙ｄ２が、加圧ローラ２２表面の非通紙部における除電針５１先端と加圧ローラ２２表面との間の間隙ｄ１よりも大きくなる（ｄ１＜ｄ２）。その場合には、加圧ローラ２２表面の通紙部を十分に除電出来ず該通紙部にオフセットが発生する可能性がある。また加圧ローラ２２として、長手両端部の外径が該長手両端部間の中央部の外径よりも大きい逆クラウン形状の加圧ローラ２２を用いた場合も同様に加圧ローラ２２表面の通紙部にオフセットが発生する可能性がある。

そこで、本実施例では、図１０に示すように、加圧ローラ２２の長手方向において除電針５１を加圧ローラ２２表面の通紙部と非通紙部に対応させて３つに分割している。そしてその除電針５１をそれぞれ除電針ホルダー６２に配置し加圧ローラ２２表面の通紙部と非通紙部にコロ５２を介して非接触に対向させている。すなわち、加圧ローラ２２表面の通紙部と対応する除電針５１を非通紙部と対応する他の２つの除電針５１よりも加圧ローラ２２表面に近づけることで、間隙ｄ２を間隙ｄ１と等しい間隙ｄ２１とすることができる。これによって、加圧ローラ２２表面の通紙部と非通紙部において、除電針５１と加圧ローラ２２表面との間に除電可能な間隙ｄ１（＝ｄ２１）を保持できる。

従って、加圧ローラ２２表面の非通紙部で加圧ローラ２２の外径が大きくなった場合でも、通紙部と非通紙部共に除電針５１と加圧ローラ２２表面との間に除電可能な間隙ｄ１を保持することができ、通紙部と非通紙部を十分に除電できる。よって、本実施例においても、加圧ローラ２２表面の帯電に起因する未定着トナーのオフセットを防止できる。

本実施例においても除電針５１とオフセットの関係について具体的な実験を行った。その実験例について説明する。

除電針５１を分割しない場合（除電針分割なし）、３つに分割した除電針５１をそれぞれ加圧ローラ２２表面の通紙部と非通紙部にコロ５２を介して対向させた場合のそれぞれついてオフセットレベルを比較した結果を表２に示す。

オフセットの確認は、実施例１と同様に低温・低湿環境で高抵抗化した紙（封筒放置紙）を５０枚ニップ部Ｎに導入した後に普通サイズ紙（Ｘｘ４０２４（ＬＴＲ）放置紙）をニップ部Ｎに導入して行った。

表２からわかるように、除電針分割なしの場合には、加圧ローラ２２表面の通紙部の電位が−２．５〜−３．０ｋＶとなり、オフセットが発生した。しかし、非通紙部では電位が−１．０〜−１．５ｋＶ程度まで低下し、オフセットは発生しなくなった。

これに対して、本実施例の構成の場合(図１０）には、加圧ローラ２２表面の通紙部及び非通紙部の電位が−１．０〜−１．５ｋＶ程度まで低下し、オフセットも発生しなくなった。

表２に示す結果から、除電針分割なしの場合には、小サイズ紙のニップ部Ｎへの導入により小サイズ通紙域と対応する加圧ローラ２２表面の通紙部が十分に除電されず、オフセットが発生することがわかる。

これに対して、本実施例の構成の場合には、小サイズ紙の通紙域と対応する加圧ローラ２２表面の通紙部、小サイズ紙の非通紙域と対応する加圧ローラ２２表面の非通紙部共に十分に除電されており、オフセットが発生しないことがわかる。

本実施例では除電針５１を長手方向で３分割した例を説明した。この除電針５１の分割数は画像形成速度等の画像形成条件や、対応する紙サイズ、加圧ローラ２２外径形状等に依存するため、除電針５１を２分割、或いは４分割以上に分割しても同様な作用効果を得ることができる。

本実施例によれば、加圧ローラ２２の長手方向で加圧ローラ２２表面に沿って配される除電針５１を複数に分割し、その除電針５１をそれぞれ加圧ローラ２２表面にコロ５２を介して非接触に対向させている。これによって、加圧ローラ２２の長手方向で外径差が生ずる場合でも加圧ローラ２２表面と除電針５１と加圧ローラ２２表面との間に除電可能な間隙ｄ１を保持できる。従って、本実施例においても実施例１の定着装置９と同様な作用効果を得ることができる。

本発明に係る像加熱定着装置の他の例を説明する。

本実施例に示す定着装置９は、加圧ローラ２２表面と接触するコロ５２表面をクリーニングするクリーニング部材５３を有するものである。図１２は本実施例の定着装置を表す図であって、（ａ）は除電針５１と加圧ローラ２２とコロ５２とクリーニング部材５３の関係を長手方向側から見た図、（ｂ）は（ａ）をクリーニング部材５３側から見た図である。

本実施例の定着装置９を搭載する画像形成装置の仕様はプロセススピードが２６６ｍｍ／ｓ、プリント速度が４５枚／分（ＬＴＲ縦送り）である。本実施例では定着装置９の耐久寿命として転写材Ｐの通紙枚数（ニップ部Ｎへの転写材Ｐの導入枚数）を４０万枚と想定している。

実施例１では前述のように、コロ５２の材料としてＰＦＡ樹脂又はＰＴＦＥ樹脂を使用してトナー等の汚れがコロ５２表面に付着しない構成を採用している。
ところが、本実施例の定着装置９のように比較的耐久寿命が長い場合にはコロ１７表面の離型性が低下し、トナー等がコロ１７表面に付着し汚れが発生する場合がある。図１３にコロ１７表面にトナー等が付着してトナー汚れが発生した様子を誇張して表している。図１３において（ａ）は除電針５１と加圧ローラ２２とコロ５２とトナー汚れの関係を長手方向側から見た図、（ｂ）は（ａ）を除電針５１側から見た図である。同図に示すように、コロ１７表面にトナー汚れが発生した場合、除電針５１先端と加圧ローラ２２表面とが間隙ｄ１以上に離れ、加圧ローラ２２表面を十分に除電出来ない為にオフセットが発生しまう可能性がある。

そこで、本実施例では、図１２に示すように、コロ５２表面にクリーニング部材５３として厚さ０．５ｍｍのポリイミドシートを接触させる構成とした。クリーニング部材５３はコロ５２表面よりも幅広の長方形状に形成され、コロ５２と反対側の端部を除電針５１若しくは除電針ホルダー６２に結合し、コロ５２側の自由端部をコロ５２表面に接触させている。このクリーニング部材５３によってコロ５２表面のトナー汚れを除去できるので、コロ５２へのトナー等の汚れの付着を防止でき、定着装置９の耐久寿命を通してオフセットのない良好な画像を得ることができる。

表３に、コロ５２にクリーニング部材５３が有る場合と、コロ５２にクリーニング部材５３がない場合のオフセットレベルの通紙枚数による変化を示す。

オフセットの確認は、実施例１と同様に低温・低湿環境で高抵抗化した紙（封筒放置紙）を５０枚ニップ部Ｎに導入した後に普通サイズ紙（Ｘｘ４０２４（ＬＴＲ）放置紙）をニップ部Ｎに導入して行った。

表３より、コロ５２にクリーニング部材５３がない場合には３０万枚通紙時点から加圧ローラ２２表面の除電が十分に行えなくなり、オフセットが発生し始めることが分かる。

これに対して、本実施例の構成では、定着装置９の耐久寿命の４０万枚通紙しても加圧ローラ２２表面の除電不良は発生せず、オフセットも発生しなかった。

本実施例ではコロ５２のクリーニング部材５３としてポリイミドシートを用いたが、これ以外にＰＥＴ等のシートを使用する構成や、フェルト等を当接する構成でも同様の効果が得られた。

本実施例によれば、加圧ローラ２２の長手方向で加圧ローラ２２表面に沿って配される除電針５１と加圧ローラ２２表面との間に除電可能な間隙ｄ１を保持するコロ５２表面をクリーニング部材５３によってクリーニングできる。これにより、コロ５２表面のトナー汚れを防止でき、除電針５１と加圧ローラ２２表面との間の除電可能な間隙ｄ１が維持される。これによって、定着装置９の耐久寿命を通して加圧ローラ２２表面の除電不足に起因するオフセットの発生を防止することができる。

画像形成装置の一例の全体構成図 実施例１の定着装置の縦断面模型図 実施例１の定着装置の正面模型図 定着フィルムの層構成を表す断面図 定着フィルムへのバイアス印加方法を表す図 ヒータの構成と温度制御系を表す図 （ａ）は除電針と加圧ローラ表面との関係を表す説明図、（ｂ）は（ａ）に示すＡ部の拡大図 実験に用いた定着装置を表す図であり、除電針を排出ガイドに直接配置した定着装置を表す図 実施例１の定着装置の変形例の縦断面模型図 実施例２の定着装置を表す図であって、加圧ローラと複数に分割した除電針との関係を表す説明図 分割していない除電針と、非通紙部の外径が大きくなったときの加圧ローラ表面との関係を表す図 実施例３の定着装置を表す図であって、（ａ）は除電針と加圧ローラとコロとクリーニング部材の関係を長手方向側から見た図、（ｂ）は（ａ）をクリーニング部材側から見た図 コロ表面にトナー汚れが発生した様子を表す図であって、（ａ）は除電針と加圧ローラとコロとトナー汚れの関係を長手方向側から見た図、（ｂ）は（ａ）を除電針側から見た図

符号の説明

９：定着装置、２１：定着フィルム、２２：弾性加圧ローラ、５１：除電針、５２：突き当てコロ、５３：クリーニング部材、Ｎ：ニップ部、Ｐ：転写材

Claims (5)

1. 加熱用回転体と、前記加熱用回転体と接触してニップ部を形成する加圧用回転体と、を有し、前記ニップ部で未定着トナー像を担持した記録材を挟持搬送しつつ記録材上に未定着トナー像を加熱定着する像加熱定着装置において、
   前記加圧用回転体の除電を行う除電部材であって、前記記録材搬送方向と直交する前記加圧用回転体の長手方向で前記加圧用回転体表面に沿って配される除電部材と、
   前記加圧用回転体表面、若しくは前記加圧用回転体の回転中心軸と接触し前記除電部材と前記加圧用回転体表面との間に除電可能な間隙を保持する回転可能な回転部材と、
   を有することを特徴とする像加熱定着装置。
2. 前記除電部材において前記加圧用回転体表面と対向する先端部の形状が鋸歯状であることを特徴とする請求項１に記載の像加熱定着装置。
3. 前記回転部材の材料がＰＦＡ樹脂、またはＰＴＦＥ樹脂であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の像加熱定着装置。
4. 前記除電部材が前記加熱用回転体の長手方向に複数に分割されていることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の像加熱定着装置。
5. 前記加圧用回転体表面と接触する前記回転部材表面をクリーニングするクリーニング部材を有することを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の像加熱定着装置。

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