JP2017219790A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着部材と接触する記録媒体に適切な電圧を印加でき、定着部で生じる静電オフセットを防止できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置１は、画像形成部１２と、定着部１３と、定着制御部９１とを備える。画像形成部１２は、用紙Ｓに画像を形成する。定着部１３は、用紙Ｓに画像を定着させる。定着制御部９１は、定着部１３を制御する。定着部１３は、定着部材１３ａと、印加部６と、電流検出部７とを有する。定着部材１３ａは、用紙Ｓとともに、用紙Ｓに形成された画像を加熱、及び加圧する。印加部６は、用紙Ｓに電圧を印加する。電流検出部７は、定着部材１３ａを流れる電流の値を検出して、定着制御部９１に出力する。定着制御部９１は、印加部６を制御して、電流の値が一定となるように電圧の値を調整する。
【選択図】図４

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

特許文献１に記載の画像形成装置の定着部は、定着ニップ部と、定着入口ガイドとを備える。定着ニップ部は、通過する記録材を加熱、及び加圧する。この結果、記録材に画像が定着される。定着入口ガイドは、記録材の搬送経路に突出する。また、定着入口ガイドは、定着ニップ部の上流側に位置する。

特許文献１に記載の画像形成装置では、例えば、定着ニップ部に電圧を印加し、定着入口ガイドをアースしている。したがって、記録材が定着ニップ部と定着入口ガイドとに跨る位置に搬送されると、記録材を介して定着ニップ部に電圧が印加される。この結果、定着ニップ部の帯電が防止され、静電オフセットが防止される。静電オフセットが生じた際には、記録材に担持されたトナーが帯電した定着ニップ部に転移する。

特許文献１に記載の画像形成装置では、記録材の後端部が定着ニップ部と接触する際に、記録材と定着入口ガイドとが離間する。したがって、記録材の後端部が定着ニップ部と接触する際には、定着ニップ部と定着入口ガイドとの通電が遮断される。この結果、記録材の後端部において、静電オフセットが生じるおそれがある。記録材の後端部で生じる静電オフセットは、例えば、定着ニップ部に印加する電圧を高めることによって防止される。

特開２０００−９８６７３号公報

しかしながら、印加する電圧が高い場合には、記録媒体（記録材）と定着部材（定着ニップ部）との間で放電が生じる。放電は、定着部材に接触する記録媒体からトナーを剥離させるおそれがある。なお、定着部材に印加する電圧が低い場合には、静電オフセットを解消できないおそれがある。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、定着部材と接触する記録媒体に適切な電圧を印加でき、定着部で生じる静電オフセットを防止できる画像形成装置を提供することにある。

本発明に係る画像形成装置は、画像形成部と、定着部と、定着制御部とを備える。前記画像形成部は、記録媒体に画像を形成する。前記定着部は、前記記録媒体に前記画像を定着させる。前記定着制御部は、前記定着部を制御する。前記定着部は、定着部材と、印加部と、電流検出部とを有する。前記定着部材は、前記記録媒体とともに、前記記録媒体に形成された画像を加熱、及び加圧する。前記印加部は、前記記録媒体に電圧を印加する。前記電流検出部は、前記定着部材を流れる電流の値を検出して、前記定着制御部に出力する。前記定着制御部は、前記印加部を制御して、前記電流の値が一定となるように前記電圧の値を調整する。

本発明の画像形成装置によれば、定着部材と接触する記録媒体に適切な電圧を印加でき、定着部で生じる静電オフセットを防止できる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。 図１の定着部の構成を示す図である。 図２の加熱部材のローラー部を示す断面図である。 図２の定着部の電気回路を示す図である。 図１の画像形成装置の制御部の構成を示すブロック図である。 本発明の他の実施形態に係る画像形成装置の定着部の電気回路を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されない。なお、図中、同一、又は相当部分については、同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。

図１に示すように、本実施形態の画像形成装置１は、複合機である。なお、画像形成装置１は、コピー、プリンター、又はファクシミリであってもよい。複合機は、例えば、コピー機能、プリンター機能、及びファクシミリ機能のうち少なくとも２つの機能を有する。

画像形成装置１は、用紙Ｓに画像を形成する。用紙Ｓは、本発明の記録媒体の一例である。用紙Ｓは、例えば、普通紙、コピー紙、再生紙、薄紙、厚紙、光沢紙、又はＯＨＰ（Ｏｖｅｒｈｅａｄ Ｐｒｏｊｅｃｔｏｒ）用紙である。

画像形成装置１は、制御部９と、筐体１０と、収納部１１と、画像形成部１２と、定着部１３と、排出トレイ１４と、操作パネル１５とを備える。用紙Ｓは、収納部１１から排出トレイ１４まで用紙搬送経路に沿って搬送される。

図１において、操作パネル１５が向く方向を前方とし、前後方向を規定する。また、画像形成装置１の正面に向かって左手側を左方とし、左右方向を規定する。また、前後方向、及び左右方向と直交する方向を上下方向と規定する。

操作パネル１５は、表示部１５ａと入力部１５ｂとを有する。表示部１５ａは、ディスプレーから構成される。ディスプレーは、タッチパネル機能を有するＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、又は有機ＥＬＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｄｉｓｐｌａｙ）を含む。表示部１５ａは、画像形成装置１の各種の設定画面を表示する。入力部１５ｂは、ハードキーを含む。入力部１５ｂは、ユーザーの操作に応じた操作信号を制御部９に出力する。ユーザーの操作は、例えば、画像形成装置１の各種設定を行う操作を含む。

筐体１０は、制御部９と、収納部１１と、画像形成部１２と、定着部１３とを収容する。収納部１１は、複数のカセット１１ａを有する。カセット１１ａは、筐体１０の下部に配置される。各カセット１１ａは、筐体１０から着脱可能である。また、各カセット１１ａは、複数の用紙Ｓを収容可能である。

画像形成部１２は、用紙搬送経路において、収納部１１よりも下流側に配置される。画像形成部１２は、用紙Ｓにトナー画像を形成する。画像形成部１２は、感光体ドラム２１と、帯電部２２と、露光部２３と、現像部２４と、転写部２５とを有する。感光体ドラム２１は、例えば、導電性基体と、感光層とを有して構成される。導電性基体は、導電性を有する。感光層は、導電性基体の外周面上に形成される。

帯電部２２は、感光体ドラム２１を所定電位に帯電させる。露光部２３は、帯電された感光体ドラム２１の外周面に、レーザーを照射することによって、静電潜像を形成する。現像部２４は、静電潜像をトナー画像として現像する。この結果、感光体ドラム２１の外周面に、トナー画像が形成される。

転写部２５は、用紙Ｓにトナー画像を転写する。転写部２５は、転写ローラーを有する。転写ローラーは、感光体ドラム２１と共にニップ部を形成する。ニップ部は、転写ローラーと感光体ドラム２１との間を通過する用紙Ｓにトナー画像を転写させる。

定着部１３は、用紙搬送経路において、画像形成部１２よりも下流側に配置される。定着部１３は、定着部材１３ａと、ケーシング１３ｂとを備える。定着部材１３ａは、用紙Ｓとともに、用紙Ｓに転写されたトナー画像を加熱、及び加圧する。この結果、用紙Ｓには、トナー画像が定着される。排出トレイ１４には、トナー画像が定着された用紙Ｓが積載される。

ケーシング１３ｂは、ケーシング１３ｂの内部に定着部材１３ａを収容する。また、ケーシング１３ｂは、用紙Ｓを用紙搬送経路に沿って案内する案内部の一部として機能する。

図２は、定着部１３の構成を示す図である。図２の定着部１３の一部は、断面にて示される。図２に示すように、定着部材１３ａは、加熱部材４と、加圧部材５とを有する。加熱部材４は、定着部１３の前後方向に沿って長尺状に形成された部材である。本実施形態の加熱部材４は、加熱ローラーである。加熱部材４は、ローラー部４１と、熱源４３とを有する。

熱源４３は、ローラー部４１の内部に収容される。熱源４３は、ハロゲンヒーター、又はセラミックヒーターのようなヒーターである。熱源４３は、通電されると周囲に熱を放射する。この結果、ローラー部４１は、加熱される。また、加熱部材４は、ギア部を更に有する。ギア部は、ケーシング１３ｂに軸支される。ギア部は、加熱部材４の両端に設けられた回転軸を有する。ギア部は、ローラー部４１を回転駆動させる。ギア部には、駆動源から動力が伝達される。駆動源は、例えば、モーターである。

加圧部材５は、定着部１３の前後方向に沿って長尺状に形成された部材である。本実施形態の加圧部材５は、加圧ローラーである。加圧部材５は、ローラー部５１と、軸部５２とを有する。軸部５２は、ケーシング１３ｂによって回転可能に軸支される。ローラー部５１は、軸部５２とともに回転可能である。

加圧部材５のローラー部５１は、加熱部材４のローラー部４１と平行に配置される。ローラー部５１は、バネのような弾性部材によって、ローラー部４１に圧接される。この結果、ローラー部５１とローラー部４１との間には、ニップ部１３ｃが形成される。本実施形態のローラー部５１は、ローラー部４１の回転に従動する。

本実施形態の定着部１３では、用紙Ｓが下方から上方へと搬送される。用紙Ｓは、トナー画像が形成された第１主面Ｓ１と、第１主面Ｓ１に対向する第２主面Ｓ２とを有する。第１主面Ｓ１は、ニップ部１３ｃにおいて、ローラー部４１と接触する。第２主面Ｓ２は、ニップ部１３ｃにおいて、ローラー部５１と接触する。用紙Ｓは、ローラー部４１、及びローラー部５１との間で加熱、及び加圧されながら搬送される。この結果、用紙Ｓのトナーが溶融されて用紙Ｓにトナー画像が定着される。

定着部１３は、印加部６と、電流検出部７とを更に有する。印加部６は、用紙Ｓに電圧を印加する。本実施形態の印加部６は、接触印加部６０を有する。接触印加部６０は、用紙Ｓの第２主面Ｓ２に接触して、用紙Ｓに電圧を印加する。接触印加部６０は、第１接触印加部６１と、第２接触印加部６２とを有する。

第１接触印加部６１は、用紙Ｓの用紙搬送経路において、定着部材１３ａの上流側に位置する。第１接触印加部６１は、例えば、ケーシング１３ｂからのびて用紙Ｓの搬送方向に沿って傾斜する。第１接触印加部６１は、用紙搬送経路を搬送される用紙Ｓの第２主面Ｓ２に接触する。第１接触印加部６１は、用紙Ｓを定着部材１３ａへと案内する案内部の一部として機能する。また、第１接触印加部６１は、導電性を有する。第１接触印加部６１は、金属系材料を含んで形成される。なお、第１接触印加部６１は、定着部材１３ａの動作を妨げない範囲において、定着部材１３ａの上流側に近接して配される態様が望ましい。

第２接触印加部６２は、用紙Ｓの用紙搬送経路において、定着部材１３ａの下流側に位置する。第２接触印加部６２は、例えば、ブラシのような弾性部材を有して構成される。第２接触印加部６２は、ケーシング１３ｂからのびて用紙搬送経路に突出する。第２接触印加部６２は、用紙搬送経路を搬送される用紙Ｓの第２主面Ｓ２に接触する。第２接触印加部６２は、用紙Ｓを用紙搬送経路に沿って案内する案内部の一部として機能する。また、第２接触印加部６２は、導電性を有する。第２接触印加部６２は、金属系材料を含んで形成される。なお、第２接触印加部６２は、定着部材１３ａの動作を妨げない範囲において、定着部材１３ａの下流側に近接して配される態様が望ましい。

第１接触印加部６１と第２接触印加部６２との用紙搬送経路に沿った間隔は、最も小さいサイズの用紙Ｓの搬送方向の長さよりも小さい。したがって、定着部材１３ａと接触する用紙Ｓは、少なくとも第１接触印加部６１、又は第２接触印加部６２と接触する。

電流検出部７は、定着部材１３ａを流れる電流の値を検出して制御部９に出力する。本実施形態の電流検出部７は、加熱部材４のローラー部４１を流れる電流を検出する。

なお、定着部１３は、用紙分離部材１３ｄを更に有する。用紙分離部材１３ｄは、ローラー部４１を向く先端部を有する。用紙分離部材１３ｄの先端部は、ニップ部１３ｃの下流側でローラー部４１に近接して配される。したがって、用紙分離部材１３ｄの先端部は、ローラー部４１から用紙Ｓが分離しない場合に、ローラー部４１の回転に伴って、ローラー部４１と用紙Ｓとの間に進入する。この結果、ローラー部から用紙Ｓが分離しない場合であっても、用紙分離部材１３ｄによって、用紙Ｓがローラー部４１から分離される。

図３は、加熱部材４のローラー部４１を示す断面図である。図３に示すように、加熱部材４のローラー部４１は、第１層４５と、第２層４６と、第３層４７とを有する。

第３層４７は、筒状に形成される。第３層４７の内部には、図２を参照して説明した熱源４３が配される。したがって、第３層４７は、熱源４３によって加熱されて、周囲に熱を放射する。第３層４７は、導電性を有する。第３層４７は、例えば、アルミニウムのような金属系材料から形成される。第３層４７は、第２層４６の直下に位置する。

第２層４６は、第３層４７の表面に配置される。第２層４６は、筒状に形成される。第２層４６は、弾性を有する。第２層４６は、ローラー部４１が加圧部材５のローラー部５１に押圧され、弾性変形することでニップ部１３ｃを形成する。ニップ部１３ｃは、通過する用紙Ｓを加熱、及び加圧することで用紙Ｓにトナー画像を定着する。第２層４６は、絶縁性を有する。第２層４６は、例えば、シリコンゴム、又はウレタンゴムのような樹脂系材料から形成される。第２層４６は、第１層４５の直下に位置する。

第１層４５は、第２層４６の表面に配置される。第１層４５は、離型性を有する。第１層４５は、ニップ部１３ｃを通過する用紙Ｓに接触する。第１層４５は、筒状に形成される。第１層４５は、離型性が高く絶縁性である。第１層４５は、例えば、ＰＴＦＥ、又はＰＦＡのようなフッ素系樹脂から形成される。この結果、加熱部材４は、用紙Ｓに対する離型性を高く維持できる。なお、第１層４５、第２層４６、及び第３層４７は、例えば、接着法、ディップコート法、又はスプレーコート法のような塗布処理を用いて形成される。

なお、加圧部材５のローラー部５１は、少なくとも表面層を有する。ローラー部５１の表面層は、加熱部材４のローラー部４１の第１層４５と同様に構成される。表面層は、ローラー部５１の最も表面側に形成される。表面層は、用紙Ｓに対する離型性を有する。表面層は、用紙Ｓがローラー部５１に貼り付くのを抑制できる。また、表面層は、絶縁性を有する。表面層は、例えば、ＰＴＦＥ、又はＰＦＡのようなフッ素系樹脂から形成される。

図４は、定着部１３の電気回路を示す図である。図４の電気回路は、模式的に示されている。図４に示すように、印加部６は、電源Ｅを更に有する。第１接触印加部６１、及び第２接触印加部６２は、電源Ｅと接続される。電源Ｅは、制御部９によって制御され、電圧の値が調整可能な可変電源である。

加熱部材４のローラー部４１は、用紙Ｓを介して第１接触印加部６１、及び第２接触印加部６２と接続される。具体的には、用紙Ｓが第１接触印加部６１と接触した後に、定着部材１３ａと接触することによって、ローラー部４１は、用紙Ｓを介して第１接触印加部６１と接続される。また、定着部材１３ａと接触する用紙Ｓが第１接触印加部６１、及び第２接触印加部６２と接触することによって、ローラー部４１は、用紙Ｓを介して第１接触印加部６１、及び第２接触印加部６２と接続される。また、定着部材１３ａと接触する用紙Ｓが第１接触印加部６１から離間することによって、ローラー部４１は、用紙Ｓを介して第２接触印加部６２と接続される。

電流検出部７は、ローラー部４１の第３層４７に接続される。電流検出部７は、図３を参照して説明した第３層４７へと流れ込む電流の値を検出する。第３層４７には、第１層４５、及び第２層４６に生じる表面電流が流れ込む。第１層４５、及び第２層４６には、接触印加部６０から用紙Ｓに電圧が印加された際に、用紙Ｓとの電位差を打ち消そうとする表面電流が生じる。電流検出部７は、検出した電流の値を制御部９に出力する。

図５は、画像形成装置１の制御部９の構成を示すブロック図である。図５に示すように、制御部９は、予め記憶されたコンピュータープログラムを実行することにより、定着制御部９１として機能する。制御部９は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）から構成される。

定着制御部９１は、定着部１３を制御する。定着制御部９１は、印加部６を制御して、電流検出部７に検出される電流の値が一定となるように、印加部６から印加される電圧の値を調整する。具体的には、定着制御部９１は、電源Ｅを制御して、第１接触印加部６１、及び第２接触印加部６２から印加される電圧の値を調整する。なお、本実施形態の定着制御部９１は、加熱部材４の熱源４３に接続された電源を制御して、熱源４３から放射される熱量を調整し得る。

図１から図５を参照して説明したように、本実施形態の画像形成装置１では、定着部１３に搬送された用紙Ｓは、定着部材１３ａと接触する際に、少なくとも第１接触印加部６１、又は第２接触印加部６２と接触する。したがって、定着部材１３ａに接触する用紙Ｓに印加部６から電圧を印加できる。また、用紙Ｓに印加される電圧は、加熱部材４を流れる電流の値が一定となるように調整される。この結果、本実施形態の画像形成装置１では、定着部材１３ａと接触する用紙Ｓに適切な電圧を印加でき、定着部１３で生じる静電オフセットを防止できる。

以上、図１から図５を参照して、本発明の実施形態に係る画像形成装置１について説明した。但し、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。

例えば、本発明の実施形態では、印加部６が接触印加部６０を有していたが、本発明はこれに限定されない。図６は、本発明の他の実施形態に係る画像形成装置１の定着部１３の電気回路を示す図である。図６の電気回路は、模式的に示されている。図６に示すように、印加部６は、非接触印加部６５を有する態様であってもよい。

図６に示す態様の加圧部材５のローラー部５１は、表面層が導電性を有する。導電性を有する表面層は、例えば、フッ素系樹脂にフィラーを加えて形成される。フィラーは、例えば、カーボンのような炭素系フィラーである。炭素系フィラーは、導電性を有する。なお、ローラー部５１の表面層の導電性は、例えば、フッ素系樹脂に加えられるフィラーの量に比例する。

非接触印加部６５は、例えば、ケーシング１３ｂに支持されて、加圧部材５のローラー部５１に接触する。非接触印加部６５は、例えば、ブラシのような弾性部材である。非接触印加部６５は、導電性を有する。非接触印加部６５は、金属系材料を含んで形成される。非接触印加部６５は、電源Ｅと接続される。非接触印加部６５は、加圧部材５に電圧を印加する。この結果、非接触印加部６５は、加圧部材５のローラー部５１を介してローラー部５１に接触する用紙Ｓに電圧を印加できる。定着制御部９１は、電源Ｅを制御して、電流検出部７に検出される電流の値が一定となるように、非接触印加部６５から印加される電圧の値を調整する。

図６に示す実施形態の画像形成装置１では、非接触印加部６５によって、加圧部材５を介して加圧部材５と接触する用紙Ｓに電圧が印加される。また、非接触印加部６５から印加される電圧は、定着制御部９１によって、加熱部材４を流れる電流の値が一定となるように調整される。この結果、定着部材１３ａと接触する用紙Ｓに適切な電圧を印加でき、定着部１３で生じる静電オフセットを防止できる。

また、例えば、本発明の実施形態では、加熱部材４が加熱ローラーであったが、本発明はこれに限定されない。加熱部材４は、加熱ベルト４８の態様であってもよい。

加熱ベルト４８は、例えば、ベルト部４８ａと、押圧パッド４８ｂと、熱源４８ｃとを有する。ベルト部４８ａは、例えば、ケーシング１３ｂに回動可能に支持される。押圧パッド４８ｂは、ベルト部４８ａの内周面を押圧する。熱源４８ｃは、例えば、ベルト部４８ａの内側に配されて、ベルト部４８ａを内側から加熱する。なお、熱源４８ｃは、ベルト部４８ａの外側に配されて、ベルト部４８ａを外側から加熱する態様であってもよい。

加圧部材５のローラー部５１は、ベルト部４８ａを介して押圧パッド４８ｂに押圧される。この結果、ローラー部５１と押圧パッド４８ｂとは、ベルト部４８ａを介してニップ部１３ｃを形成する。加圧部材５の軸部５２は、モーターのような駆動源から伝達されて、ローラー部５１とともに回転駆動する。ベルト部４８ａは、ローラー部５１に従動して回動される。

ベルト部４８ａは、第１層、第２層、及び第３層を有する。ベルト部４８ａの第１層、及び第２層は、図３を参照して説明した加熱部材４のローラー部４１の第１層４５、及び第２層４６と同様の物性に、それぞれ形成される。ベルト部４８ａの第３層は、樹脂系材料にニッケルのような金属系材料加えて形成される点で、実施形態のローラー部４１とは異なる。この結果、用紙Ｓに対する離型性を高く維持できるとともに、静電オフセットを防止できる。

なお、図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚み、長さ等は、図面作成の都合上から実際とは異なる。また、上記の実施形態で示す各構成要素の材質や形状、寸法等は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

本発明は、画像形成装置に関するものであり、記録媒体を加熱、及び加圧して記録媒体に画像を定着させる定着部を備えた画像形成装置に有用である。

１ 画像形成装置
６ 印加部
７ 電流検出部
１２ 画像形成部
１３ 定着部
１３ａ 定着部材
９１ 定着制御部
Ｓ 用紙

Claims (7)

1. 記録媒体に画像を形成する画像形成部と、
   前記記録媒体に前記画像を定着させる定着部と、
   前記定着部を制御する定着制御部と
   を備え、
   前記定着部は、
   前記記録媒体とともに、前記記録媒体に形成された画像を加熱、及び加圧する定着部材と、
   前記記録媒体に電圧を印加する印加部と、
   前記定着部材を流れる電流の値を検出して出力する電流検出部と
   を有し、
   前記定着制御部は、前記印加部を制御して、前記電流の値が一定となるように前記電圧の値を調整する、画像形成装置。
2. 前記記録媒体は、
   未定着の画像が形成された第１主面と、
   前記第１主面に対向する第２主面と
   を有し、
   前記印加部は、前記記録媒体の前記第２主面と接触して、前記記録媒体に前記電圧を印加する接触印加部を有する、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記接触印加部は、前記記録媒体の搬送経路において、
   前記定着部材の上流側に位置し、前記記録媒体に接触する第１接触印加部と、
   前記定着部材の下流側に位置し、前記記録媒体に接触する第２接触印加部と
   を有する、請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記定着部材は、加圧部材を有し、
   前記印加部は、前記加圧部材に電圧を印加して、前記加圧部材を介して前記記録媒体に電圧を印加する非接触印加部を有する、請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記定着部材は、加熱部材を有し、
   前記電流検出部は、前記加熱部材を流れる電流の値を検出する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記定着部材は、加熱ローラー、及び定着ローラーを有する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記定着部材は、加熱ベルト、及び定着ローラーを有する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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