特許 6226145 定着装置及び該定着装置を備えた画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6226145

(24)【登録日】2017年10月20日

(45)【発行日】2017年11月8日

(54)【発明の名称】定着装置及び該定着装置を備えた画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/20 20060101AFI20171030BHJP

【ＦＩ】

   G03G15/20 510

【請求項の数】4

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2015-25111(P2015-25111)

(22)【出願日】2015年2月12日

(65)【公開番号】特開2016-148756(P2016-148756A)

(43)【公開日】2016年8月18日

【審査請求日】2017年1月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006150

【氏名又は名称】京セラドキュメントソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100184631

【弁理士】

【氏名又は名称】大久保 隆

(72)【発明者】

【氏名】武内 利充

【審査官】 中澤 俊彦

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−３１４０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１５３５６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２３５１５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２１４６８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０３１１２５３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｇ １５／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

加熱手段により加熱される定着ローラーと、該定着ローラーに対して所定荷重で圧接される加圧ローラーと、該加圧ローラーの外周面から離間して該加圧ローラーの軸方向に沿って設けられ、該加圧ローラーの外周面の電荷を除電する除電シートと、該加圧ローラーの外周面を囲むように配置され、該加圧ローラーから外部への放熱を抑制する保温板とを備えた定着装置であって、
上記除電シートは、上記保温板に対して上記加圧ローラー側とは反対側に配置され、
上記保温板における上記除電シートに隣接する部分には開口部が形成されている、定着装置。

【請求項2】

請求項１記載の定着装置において、
上記開口部は、上記加圧ローラーの軸方向に互いに間隔を空けて複数設けられている、定着装置。

【請求項3】

請求項２記載の定着装置において、
上記各開口部における上記軸方向の端部は、隣接する開口部と該軸方向において重なっている、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】

従来、定着ローラーと加圧ローラーとを圧接させ、この両ローラーの間に、未定着のトナー画像を担持した用紙を通過させることによりトナー画像を当該用紙に定着させる定着装置は知られている（例えば、特許文献１参照）。この定着装置において、加圧ローラーの周囲には、その外周面に沿う形状の金属板からなる保温板が設けられている。これにより、加熱ローラーからの放熱によるエネルギー損失を抑制できるとされている。上記加圧ローラーは、芯金と芯金の外周に設けられた弾性層と弾性層の外周に設けられた離型層とを有している。この弾性層と離型層とは絶縁性であるため、加圧ローラーの表面が用紙との摩擦帯電によってマイナス数千ボルトまで帯電する場合がある。ここで、用紙上の未定着トナーがマイナス帯電のトナーである場合には、このトナーとマイナス帯電した加圧ローラー表面との間に斥力が発生して、定着ローラーにトナーが付着するいわゆる静電オフセットが発生する。

【0003】

この問題を解決するべく、例えば特許文献２に示す定着装置では、加圧ローラーの表面から所定距離だけ離間した位置に、加圧ローラーの軸方向に沿って除電シートを配置するようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３−２３５１５７号公報

【特許文献2】特開２００５−３１４０２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に示す保温板を備えた定着装置に対して特許文献２に示す除電シートを適用するようにした場合、除電シートを加圧ローラーと保温板との隙間に配置する必要がある。このため、除電シートと加圧ローラーとの離間距離を十分に確保することができず、除電シートの表面にトナーや紙粉が付着してしまう。この結果、除電シートの除電性能が劣化したり、除電シートに付着したトナーが加圧ローラーに再付着したりして、定着画像の画像品質が低下するという問題がある。

【0006】

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、加圧ローラーからの放熱によるエネルギー損失を抑制しながら、定着画像の画像品質を低下させることなく加圧ローラーの外周面の除電を確実に行うことにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る定着装置は、加熱手段により加熱される定着ローラーと、該定着ローラーに対して所定荷重で圧接される加圧ローラーと、該加圧ローラーの外周面から離間して該加圧ローラーの軸方向に沿って設けられ、該加圧ローラーの外周面の電荷を除電する除電シートと、該加圧ローラーの外周面を囲むように配置され、該加圧ローラーから外部への放熱を抑制する保温板とを備えている。

【0008】

上記除電シートは、上記保温板に対して上記加圧ローラー側とは反対側に配置され、上記保温板における上記除電シートに隣接する部分には開口部が形成されている。

【0009】

この構成によれば、除電シートを保温板における加圧ローラー側とは反対側に設けるようにしている。したがって、除電シートと加圧ローラーとの間の狭いスペースに除電シートを配置するようにした場合に比べて、除電シートと加圧ローラーとの距離を十分に確保することができる。これにより、除電シートの表面に紙粉やトナーが付着するのを防止することができる。よって、除電シートの表面にトナーが付着することに起因する定着画像の画質低下を防止することができる。また保温板における除電シートに隣接する部分には開口部が形成されているので、この開口部を通じて除電シートによる加圧ローラーの除電を行うことができる。よって、加圧ローラーからの放熱を保温板により抑制しつつ、加圧ローラーの外周面の除電を除電シートによって確実に行うことができる。

【0010】

上記開口部は、上記加圧ローラーの軸方向に互いに間隔を空けて複数設けられていることが好ましい。

【0011】

この構成によれば、相隣接する開口部の間に位置する部分が保温板の強度を補強する補強部として機能するので、保温板に開口部を形成することによる保温板の強度低下を防止することができる。

【0012】

上記各開口部における上記軸方向の両端部は、隣接する開口部と該軸方向において重なっていることが好ましい。

【0013】

この構成によれば、加圧ローラーの外周面のうち保温板の相隣接する開口部の間に位置する部分において除電シートによる除電効果が得られなくなるのを防止することができる。

【0014】

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。

【0015】

この構成によれば、加圧ローラーからの放熱が抑制されることにより画像形成装置全体の省エネ性が向上する。また、除電シートへのトナーや紙粉の付着が抑制されることで、画像形成装置による印刷画像の画像品質が向上する。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、圧ローラーからの放熱によるエネルギー損失を抑制しながら、定着画像の画像品質を低下させることなく加圧ローラーの外周面の除電を確実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】図１は、実施形態における画像形成装置の内部構造を示す概略図である。

【図2】図２は、定着装置を加圧ローラーの軸方向から見た概略図である。

【図3】図３は、図２のIII方向矢視図である。

【図4】図４は、加圧ローラーの外周面の電位の時間変化を示すグラフである。

【図5】図５は、実施形態２を示す図３相当図である。

【図6A】図６Ａは、実施形態２を示す図４相当図であって、相隣接する開口部の間隔が５ｍｍの場合を示している。

【図6B】図６Ｂは、実施形態２を示す図４相当図であって、相隣接する開口部の間隔が１４ｍｍの場合を示している。

【図7】図７は、実施形態３を示す図３相当図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

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。

【0019】

《実施形態１》
図１は、本実施形態における画像形成装置１の一例であるレーザープリンターを示す概略図である。この画像形成装置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、画像形成装置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。

【0020】

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。

【0021】

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を収容する給紙カセット１１と、給紙カセット１１内の用紙を１枚ずつ取り出すピックローラ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１３及びリタードローラ１４とを備えている。

【0022】

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及びクリーニング部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スキャナユニット（ＬＳＵ）３０と、トナーホッパー２１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に画像を形成するようになっている。

【0023】

尚、搬送路Ｌには、送り出された用紙を、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１５が設けられている。

【0024】

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、互いに圧接されて回転する定着ローラー２２及び加圧ローラー２３を備えている。そうして、定着装置９は、画像形成部８で用紙に転写されたトナー像を当該用紙に定着させるように構成されている。

【0025】

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対２４と、排紙ローラー対２４へ用紙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。

【0026】

画像形成装置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の表面を帯電させる。

【0027】

そして、画像データに基づいて、レーザ光がレーザスキャナユニット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で帯電したトナーが現像されることにより、トナー像として可視像となる。

【0028】

その後、用紙は、転写ローラー１９により感光ドラム１６の表面に押し付けられると同時にトナーと逆帯電極性のバイアスが印可され、感光ドラム１６のトナー像が用紙へ転写される。トナー像が転写された用紙は、定着装置９において定着ローラー２２と加圧ローラー２３とにより加熱及び加圧される。その結果、トナー像が用紙に定着する。

【0029】

図２は、定着装置９を拡大して示す概略図である。同図に示すように、定着ローラー２２の内部には、加熱手段としてのヒーター２９が設けられている。ヒーター２９は、不図示の電圧供給部からの電圧印加によって昇温される。定着ローラー２２は、アルミの芯金にＰＦＡのコートを施して形成されている。加圧ローラー２３は、芯金の外周にシリコンゴム等からなる弾性層を設け、さらにその外周にＰＦＡチューブ等からなる離型層を設けてなる。

【0030】

用紙が定着ローラー２２と加圧ローラー２３との間を通過する際、加圧ローラー２３の外周面が用紙との摩擦帯電によってマイナス数千ボルトまで帯電する場合がある。この結果、用紙に担持されたマイナス耐電の未定着トナーと加圧ローラー２３の外周面との間に斥力が発生して、定着ローラー２２にトナーが付着する虞がある。これを防止するべく、本実施形態では、加圧ローラー２３の外周面から離間した位置に除電シート２７を設けるようにしている。

【0031】

除電シート２７は、後述する保温板２６に対して加圧ローラー２３側とは反対側に設けられている。除電シート２７は、加圧ローラー２３の軸方向に長い矩形状のシート体からなる。除電シート２７は、本実施形態では加圧ローラー２３の側方にて鉛直に配置されている。除電シート２７は、プリンタ本体２に固定された板金フレーム２８の表面に導電性の両面テープを用いて固定されている。除電シート２７として、本実施形態ではオカモト株式会社製「Ｎｏ．７７８４Ｃ」を使用し、導電性両面テープには、株式会社 寺岡製作所製「Ｎｏ．７９１」を使用している。除電シート２７は、これに限らず、例えば、不織布、織物、編物などを導電性ポリマーで被覆したシートや、金属繊維やカーボン繊維を混入させたシート等であってもよい。

【0032】

加圧ローラー２３の周囲には保温板２６が設けられている。保温板２６は、加圧ローラー２３の放射熱を反射して定着装置９の外部への放熱を抑制する。保温板２６は、例えば金属製の板材を折り曲げて形成されている。保温板２６は、加圧ローラー２３の軸方向から見てその外周面を下方から囲むように断面略Ｕ字状に形成されている。保温板２６は、加圧ローラー２３の軸方向の全体に亘って形成されている。保温板２６と加圧ローラー２３の外周面との間には隙間が存在している。この隙間は例えば２ｍｍ〜６ｍｍの範囲とすることが好ましいい。保温板２６を構成する金属板としては、アルミ板、亜鉛メッキ鋼板、ＳＵＳ（ステンレス）等が挙げられる。

【0033】

上記保温板２６における除電シート２７に隣接する部分には開口部２６ａ（図３参照）が形成されている。開口部２６ａは、加圧ローラー２３の軸心と除電シート２７の上端縁とを通る面Ｓ１（図２参照）と、加圧ローラー２３の軸線と除電シート２７の下端縁とを通る面Ｓ２との間に位置している。開口部２６ａにおけるローラー軸方向（加圧ローラ２３の軸方向）の両端は、除電シート２７における該軸方向の両端よりも外側に位置している。除電シート２７における該軸方向の両端は、加圧ローラー２３の軸方向の両端よりも外側に位置している。

【0034】

上記除電シート２７による加圧ローラー２３の外周面の除電は上記開口部２６ａを通じて行われる。したがって、本実施形態では、加圧ローラー２３からの放熱を保温板２６により抑制しつつ、加圧ローラー２３の外周面の除電を除電シート２７によって確実に行うことができる。図４は、加圧ローラー２３の外周面の電位の時間変化を測定した結果を示すグラフである。加圧ローラー２３の外周面の電位は、仮に除電が行われない場合−１０ｋＶを下回る。これに対して、本実施形態では、加圧ローラー２３の外周面の電位が−４ｋＶ〜−６ｋＶに抑えられており、除電シート２７による加圧ローラー２３の除電が十分に行わされていることがわかる。

【0035】

また、上記実施形態では、除電シート２７は、保温板２６に対して加圧ローラー２３側とは反対側に配置されている。したって、除電シート２７と加圧ローラー２３との間の狭いスペースに除電シート２７を配置するようにした場合に比べて、除電シート２７と加圧ローラー２３との距離を十分に確保することができる。これにより、除電シート２７の表面に紙粉やトナーが付着するのを防止することができる。よって、除電シート２７の表面にトナーが付着することに起因する定着画像の画質低下を防止することができる。

【0036】

《実施形態２》
図５は、実施形態２を示している。この実施形態は、開口部２６ａの形状及び数が上記実施形態１とは異なっている。尚、以下の説明において、実施形態１と同じ構成要素には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。

【0037】

すなわち、本実施形態では、開口部２６ａは、加圧ローラー２３の軸方向に間隔を空けて複数（本実施形態では４つ）設けられている。各開口部２６ａは、加圧ローラー２３の軸方向に長い矩形状に形成されている。

【0038】

したがって本実施形態２では、相隣接する開口部２６ａの間に位置する部分が保温板２６の強度を補強する補強部２６ｂとして機能するので、保温板２６に開口部２６ａを形成することによる保温板２６の強度低下を防止することができる。また、各開口部２６ａを通じて除電シート２７の外周面の除電を行うことができるので、除電シート２７による除電効果が低下することもない。図６Ａ及び図６Ｂはそれぞれ、相隣接する開口部２６ａの間隔が５ｍｍ、１４ｍｍの場合における加圧ローラー２３の外周面の電位の時間変化を示している。いずれの場合も、加圧ローラー２３の外周面の電位が、除電シート２７による除電が行われない場合（−１０ｋＶ以下であって図示省略）に比べて高くなっている、つまり除電シート２７による除電が行われていることがわかる。

【0039】

《実施形態３》
図７は、実施形態３を示している。この実施形態は、各開口部２６ａの形状が実施形態２とは異なっている。

【0040】

すなわち、本実施形態では、各開口部２６ａにおけるローラー軸方向の端部は、隣接する開口部２６ａと該軸方向において重なっている。換言すると、相隣接する開口部２６ａは、加圧ローラー２３の軸方向において重なり代ａを有している。相隣接する開口部２６ａの間に位置する補強部２６ｂは、加圧ローラー２３の軸方向に直交する方向に対して傾斜している。

【0041】

したがって本実施形態３では、加圧ローラー２３の外周面のうち相隣接する開口部２６ａの間に位置する部分において除電シート２７による除電効果が得られなくなるのを防止することができる。

【0042】

《他の実施形態》
上記実施形態では、画像形成装置１がレーザープリンターである例について説明したが、これに限ったものではなく、画像形成装置１は複写器や複合機等であってもよい。

【0043】

また、本発明は上記実施形態１〜３に限定されるものでなく、本発明には、これらの実施形態１〜３を適宜組み合わせた構成が含まれる。

【産業上の利用可能性】

【0044】

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】

【0045】

１ 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
２６ 保温板
２６ａ 開口部
２７ 除電シート
２９ ヒーター（加熱手段）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7】