JP2003223073A

JP2003223073A - 定着装置

Info

Publication number: JP2003223073A
Application number: JP2002020862A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Ito; 清志井藤; Ryoji Kanematsu; 良治金松
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2002-01-30
Filing date: 2002-01-30
Publication date: 2003-08-08

Abstract

(57)【要約】【課題】静電オフセット現象による用紙の汚染を無く
した、クリーニングローラ等の定期交換すべきメンテナ
ンス部品のない、シンプルで低価格な定着装置を提供す
る。【解決手段】互いに接触してニップを形成する一対の
定着ローラ５１を備えた定着装置３０において、前記少
なくとも一方の定着ローラ５１の近傍に、アースされた
導電性繊維５７をこの定着ローラ５１に対して非接触状
態で配置した。これにより、定着ローラ５１と導電性繊
維５７との間で接触摩擦帯電を生じさせることなく、定
着ローラ５１表面の電荷を導電性繊維５７に放電する、
あるいは導電性繊維５７から定着ローラ５１表面への逆
放電により中和する、ことができ、その結果、静電オフ
セット現象による用紙の汚染を効率よく防止することが
できた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シンプルな構成で
ありながら、未定着トナーによって定着ローラが汚染さ
れることがなく、画像の汚れがない定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機やプリンタ、ファクシミリ等の画
像形成装置に搭載されている定着装置は、熱ローラと圧
ローラと（又は両方共熱ローラ）を圧接したニップ部分
に、トナー画像を形成した用紙を通過させて定着する熱
定着方式が一般的である。これら熱ローラや圧ローラの
表面は、フッ素系やシリコンゴム系等の耐熱性が高く、
トナーが熱融着しにくい物質で構成されており、これに
よってローラ表面を成るべくトナーで汚染されないよう
にしている。

【０００３】また従来は、もしローラ表面が汚染された
場合に備えてクリーニングローラ、クリーニングウェブ
等のクリーニング部材を、少なくとも一方のローラに圧
接させて、ふき取っていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらのクリ
ーニング部材は定期的に交換する必要があり、そのつど
サービスマンが対応せねばならず、手間とそのための費
用がかかり非効率であった。そのため、最近の小型で安
価な画像形成装置においては、これらクリーニング部材
を設けないようになってきた。

【０００５】しかし、熱ローラや圧ローラ等、定着ロー
ラ表面は、フッ素系やシリコンゴム系等の摩擦帯電しや
すい電気絶縁性材料で形成されているため、定着ローラ
表面に帯電した電荷によって未定着トナーが静電付着
し、定着ローラの回転によりこれらが再度用紙に付着す
る、所謂静電オフセット現象が発生する。

【０００６】しかし、この定着ローラ表面に帯電した電
荷をとりのぞくために、アースされた導電性のブラシ等
を前記定着ローラに接触させても、この静電オフセット
現象は改善されないものである。このような構成では、
導電性ブラシと定着ローラとの間で新たな接触摩擦帯電
が行われるため、この新たな接触摩擦帯電で発生した電
荷が、電気絶縁性材料で形成された定着ローラ表面に逆
に蓄積されてゆくためと考えられている。また、例えば
圧ローラで発生した静電荷が、圧ローラから熱ローラへ
ニップを介して転写され、その結果熱ローラで静電オフ
セット現象を発生させる場合もあると考えられる。

【０００７】本発明は、以上のような問題を解決すべ
く、研究開発を重ねた結果見出されたものである。そし
て、本発明は上記のような定着ローラ表面に発生する電
荷を効率よく除去することで、静電オフセット現象によ
る用紙の汚染を無くした、クリーニングローラ等の定期
交換すべきメンテナンス部品のない、シンプルで低価格
な定着装置の提供である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の本発明は、互いに接触してニップを
形成する一対の定着ローラを備えた定着装置において、
前記少なくとも一方の定着ローラの近傍に、アースされ
た導電性繊維をこの定着ローラに対して非接触状態で配
置することを特徴としている。

【０００９】上記構成によれば、定着ローラと導電性繊
維との間で接触摩擦帯電を生じさせることなく、定着ロ
ーラ表面の電荷を導電性繊維に放電する、あるいは導電
性繊維から定着ローラ表面への逆電荷放電により中和す
る、ことができる。その結果、クリーニングローラ等の
定期交換すべきメンテナンス部品のないシンプルで低価
格な定着装置において、静電オフセット現象による用紙
の汚染を効率よく防止することができる。

【００１０】請求項２記載の本発明は、請求項１記載の
定着装置において、前記アースされた導電性繊維を配置
する一方の定着ローラが、圧ローラであることを特徴と
している。上記構成によれば、導電性繊維を圧ローラ側
に配置することで、圧ローラで発生した静電荷を、熱ロ
ーラに転写される前に消去でき、静電オフセットによる
用紙の汚染が防止される。

【００１１】請求項３記載の本発明は、請求項１または
２記載の定着装置において、未定着トナー像を乗せた転
写部材を前記ニップに送り込むためのガイド板をさらに
備え、前記導電性繊維をこのガイド板裏面の、前記圧ロ
ーラに対向する位置に設けることを特徴としている。上
記構成によれば、導電性繊維をこのガイド板裏面に設け
ることで、他に導電性繊維の取付け板を設ける必要がな
くなり、部品点数の増加を伴わないシンプルな定着装置
にできる。またコストダウンにもなる。

【００１２】請求項４記載の本発明は、請求項１〜３に
いずれかに記載の定着装置において、前記導電性繊維
は、フェルト状であることを特徴としている。上記構成
によれば、導電性繊維がフェルト状なので多数の繊維の
夫々が定着ローラからの放電、あるいは定着ローラへの
中和放電、を促す効果を持つため、除電効率が優れ、さ
らに導電性両面テープ等で簡単に取付けることができる
利点がある。

【００１３】請求項５記載の本発明は、請求項１〜４に
いずれかに記載の定着装置において、前記定着ローラと
導電性繊維とを隔てる距離は、０．５乃至１０ｍｍであ
ることを特徴としている。上記構成によれば、定着ロー
ラと導電性繊維とを隔てる距離が上記範囲だと、十分な
除電効果を得ることができる。もし上記範囲以下だと、
導電性繊維がほぐれて突出した場合、定着ローラと接触
して摩擦帯電を起こし、上記範囲以上だと、放電効率が
低くて、除電効率が極端に低下してしまう。

【００１４】請求項６記載の本発明は、請求項１〜５に
いずれかに記載の定着装置において、前記定着ローラは
フッ素系材料でコートされ、前記トナーが正帯電性であ
ることを特徴としている。上記構成によれば、特に負帯
電されやすいフッ素系材料で定着ローラ表面がコートさ
れている場合は、その除電によって正帯電トナーの静電
オフセットを大きく改善できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下添付図面を参照して、本発明
の実施の形態及び実施例につき説明し、本発明の理解に
供する。尚、以下の実施の形態及び実施例は本発明を具
体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する
性格のものではない。ここに、図１は本発明の実施の形
態に係る定着装置を搭載した複写機１０の内部構成の概
略を示す図、図２は上記複写機１０における、本発明の
定着装置付近の概略断面図である。

【００１６】本実施の形態に係る定着装置を搭載した複
写機１について、図１を用いて説明する。複写機１は、
下部に画像形成部２を、上部に原稿読取部３を配置して
いる。画像形成部２の最下部には給紙部１０、中央部に
は作像部２０、上部には排紙部３０が配置され、作像部
２０と排紙部３０の間には、定着装置５０がある。給紙
部１０と作像部２０、作像部２０と定着装置５０、およ
び定着装置５０と排紙部３０の間は、夫々、第１搬送路
４１、第２搬送路４２、および第３搬送路４３で連絡さ
れている。

【００１７】給紙部１０には、用紙トレー１１と給紙ロ
ーラ１２があり、複写動作が開始されると、上記用紙ト
レー１１上の最上部の用紙は、給紙ローラ１２及び第１
搬送路４１の搬送ローラ対１６によって上方に搬送され
る。作像部２０は、帯電部２１、レーザ露光部２２、現
像部２３、転写部２４、クリーニング部２５を周囲に配
した、正帯電感光体ドラム２６により構成される。そし
て給紙部１０から搬送されてくる用紙表面に、感光体ド
ラム２６周面に形成されたトナー像を転写する。

【００１８】トナー像が転写された用紙は、定着装置５
０の定着ローラ５１（熱ローラ５２と圧ローラ５３より
なる）において上記トナー像が定着された後、第３搬送
路４３から排紙ローラ３１によって、排紙部３０の排紙
トレイ３２上に排紙される。定着装置５０については、
図２を用いて詳細を述べる。

【００１９】図２を参照しつつ、複写機１の本発明主要
部である、定着装置５０の構成について説明する。定着
装置５０は、定着ローラ５１、すなわち熱ローラ５２と
圧ローラ５３、定着ローラに供給される用紙をガイドす
るガイド板５４、熱ローラ５２から定着された用紙をは
がす剥離爪５５等により構成される。

【００２０】熱ローラ５２は、用紙幅以上の長さを持
ち、その周面に四弗化エチレン等のフッ素系樹脂をコー
トしたアルミ等の管状のローラ部５２ａ、およびローラ
部５２ａの軸中心に配置された、棒状のハロゲンランプ
等のヒータ５２ｂにより構成され、図外の駆動装置によ
り回転駆動される。一方圧ローラ５３は、熱ローラ５１
とほぼ同等の長さを持ち、金属製の軸５３ａのまわりに
シリコンゴム等の弾性体５３ｂを備えた弾性ローラであ
り、図示しない弾性部材によって上記熱ローラ５２方向
に弾性付勢され、両ローラ間にニップが形成されてい
る。また、上記圧ローラの弾性体５３ｂは、フッ素系樹
脂等のチューブ５３ｃで被覆され、トナー等のこびりつ
きが防止されている。

【００２１】ガイド板５４は、第２搬送路４２からの用
紙を、上記ニップ位置に供給するためのガイドである。
実際は、定着時に用紙の皺よりを防止するために、熱ロ
ーラ５２側にまず用紙表面が当るように供給される。そ
のためこのガイド板５４は、熱ローラ５２側にやや傾斜
している。またガイド板５４は、圧ローラ５３側のフレ
ームに固定された金属板であり、やはり熱ローラ５２と
同様用紙幅以上の幅をを有している。上記ニップ出口側
には、剥離爪５５が熱ローラ表面に接触しており、熱ロ
ーラ５２から定着された用紙がスムーズに剥離して、第
３搬送路５３に送り出している。

【００２２】前記ガイド板５４の用紙接触面の裏面（図
２の左面）には、本発明の特徴である、導電性フェルト
５７が、導電性両面テープにより貼付されている。この
導電性フェルト５７は、幅数ミリメートル（この実施形
態では３ｍｍ）のリボン状で、圧ローラ５３に近い位置
に、ガイド板５４の幅一杯に貼付されている。また、ガ
イド板５４はアースされているため、この導電性フェル
ト５７もアースされた状態となっている。この導電性フ
ェルト５７は、定着ローラ５１同志の接触や、定着ロー
ラ５１と用紙の接触により発生して圧ローラ５３表面に
蓄積した電荷を除去するためのものである。

【００２３】熱ローラ５２は、金属製ローラ部５２ａ上
にフッ素系樹脂が薄くコートされているだけなので、比
較的その上の静電気は逃げやすいのであるが、圧ローラ
５３は金属製軸５３ａとローラ表面との間には、厚い電
気絶縁性の弾性体５３ｂが存在するため、静電気は簡単
には逃げることがない。そして、圧ローラ５３表面に溜
まった電荷は、両ローラのニップを介して熱ローラ５２
に転写される。

【００２４】例えば、圧ローラ５３の表面を被覆してい
るフッ素系樹脂のチューブ５３ｃが、用紙や、除電ブラ
シ等との接触で負帯電すると、その負の電荷は容易には
減衰せず、ニップを介して熱ローラ５２に転写される。
この複写機１が正帯電の感光体ドラム２６と共に正帯電
トナーを使用しているので、用紙表面に転写されたトナ
ーが定着ローラ５１のニップを通過する際、熱ローラ５
２の表面に存在する負電荷に引かれて、熱ローラ５２上
に移動する。これにより、熱ローラ５２上に移動したト
ナーがローラ１回転後に用紙を汚染する静電オフセット
が発生する。

【００２５】本発明の定着装置では、圧ローラ５３に接
触する除電ブラシ等は使用せず、導電性フェルト５７
を、圧ローラ５３との間に隙間を設けて非接触で設けて
あるので、圧ローラ５３との接触で新たな電荷を生じさ
せることなく、圧ローラ５３表面の電荷を除去できる。

【００２６】導電性フェルト５７と圧ローラ５３との間
には、０．５ｍｍ〜１０ｍｍの隙間（図２中のDの値）
が設けられている。そして、０．５ｍｍ以上の隙間を設
けることにより、導電性フェルト５７と圧ローラ５３と
は接触することがなく、そのため両者の間で摩擦帯電が
発生することが無い。また、隙間が１０ｍｍ以下であれ
ば、導電性フェルト５７と圧ローラ５３との間が非接触
であっても、圧ローラ５３上の電荷が導電性フェルト５
７側に効率よく放電される。

【００２７】また導電性フェルト５７は、例えばポリア
ミド等の合成樹脂の細い繊維をポリピロール等の導電材
で表面処理し、フェルト状にした厚さ０．５ｍｍ程度の
不織布で構成されている。そして、導電性繊維がフェル
ト状なので、多数の繊維の夫々が定着ローラから、ある
いは定着ローラへの放電を促す効果を持つため、除電効
率が優れ、さらに導電性両面テープ等で簡単に取付ける
ことができる利点がある。また、この導電性フェルト５
７は、金属ウール等で形成されていてもかまわない。ま
た、電気抵抗値は１０⁸Ω・ｃｍ以下であることが望ま
しく、これ以上だと、圧ローラからの電荷の放電効率が
低下する。例えば上記の例では５×１０⁵Ω・ｃｍであ
る。

【００２８】以上のように、圧ローラ近傍に、アースさ
れた導電性繊維をこの定着ローラに対して非接触状態で
配置することで、圧ローラと導電性繊維との間で接触摩
擦帯電を生じさせることなく、圧ローラ表面の電荷を導
電性繊維へ放電、あるいは導電性繊維から圧ローラへの
中和放電、することができる。これにより、圧ローラで
発生した静電荷を、熱ローラに転写される前に消去で
き、静電オフセットによる用紙の汚染が防止される。

【００２９】また、導電性繊維を定着上流側ガイド板裏
面に設けることで、他に導電性繊維の取付け板を設ける
必要がなくなり、部品点数の増加を伴わないシンプルな
定着装置にできる。またコストダウンにもなる。また、
導電性繊維がフェルト状なので多数の繊維の夫々が定着
ローラからの放電を促す効果を持つため、除電効率が優
れ、さらに導電性両面テープ等で簡単に取付けることが
できる利点がある。

【００３０】また、定着ローラと導電性繊維とを隔てる
距離が、０．５乃至１０ｍｍであることにより、十分な
除電効果を得ることができる。もし上記範囲以下だと、
導電性繊維がほぐれて突出した場合、定着ローラと接触
して摩擦帯電を起こし、上記範囲以上だと、放電効率が
低くて、除電効率が極端に低下してしまう。また、特に
負帯電されやすいフッ素系材料で定着ローラ表面がコー
トされている場合は、その除電によって正帯電トナーの
静電オフセットを大きく改善できる。

【００３１】本発明は上記実施形態に限定されず、例え
ば、以下のような変形例をも含むものである。上記実施
形態では、圧ローラ近傍に導電性フェルトを配置した
が、熱ローラ近傍であってもよい。また、圧ローラ中に
ヒータを持つものに対しても同様に効果がある。また、
両ローラ近傍に複数配置しても一向にかまわない。ま
た、導電性フェルトに限らず、ブラシ状や布状の導電性
繊維であっても、非接触であれば十分効果がある。

【００３２】また、導電性繊維は、ガイド板に限らず、
用紙搬送のじゃまにならなければ、フレームやその他部
分のどこに取付けてもよい。また、用紙幅以下の長さの
複数の導電性繊維を、場所をずらして貼付し、用紙幅全
体をカバーできるようにしてもよい。また、フッ素系材
料で定着ローラ表面がコートされていない場合や、負帯
電トナーをしようする場合においても、静電オフセット
を大きく改善できる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の本
発明は、互いに接触してニップを形成する一対の定着ロ
ーラを備えた定着装置において、前記少なくとも一方の
定着ローラの近傍に、アースされた導電性繊維をこの定
着ローラに対して非接触状態で配置するため、定着ロー
ラと導電性繊維との間で接触摩擦帯電を生じさせること
なく、定着ローラ表面の電荷を導電性繊維に放電する、
あるいは導電性繊維から定着ローラ表面への逆電荷放電
により中和する、ことができる。その結果、クリーニン
グローラ等の定期交換すべきメンテナンス部品のないシ
ンプルで低価格な定着装置において、静電オフセット現
象による用紙の汚染を効率よく防止することができる。

【００３４】また、請求項２記載の本発明は、請求項１
記載の定着装置において、前記アースされた導電性繊維
を配置する一方の定着ローラが、圧ローラであるので、
圧ローラで発生した静電荷を、熱ローラに転写される前
に消去でき、静電オフセットによる用紙の汚染が防止さ
れる。

【００３５】また、請求項３記載の本発明は、請求項１
または２記載の定着装置において、未定着トナー像を乗
せた転写部材を前記ニップに送り込むためのガイド板を
さらに備え、前記導電性繊維をこのガイド板裏面の、前
記圧ローラに対向する位置に設けているので、他に導電
性繊維の取付け板を設ける必要がなくなり、部品点数の
増加を伴わないシンプルな定着装置にできる。またコス
トダウンにもなる。

【００３６】また、請求項４記載の本発明は、請求項１
〜３にいずれかに記載の定着装置において、前記導電性
繊維は、フェルト状であるので、多数の繊維の夫々が定
着ローラからの放電、あるいは定着ローラへの中和放
電、を促す効果を持つため、除電効率が優れ、さらに導
電性両面テープ等で簡単に取付けることができる利点が
ある。

【００３７】また、請求項５記載の本発明は、請求項１
〜４にいずれかに記載の定着装置において、前記定着ロ
ーラと導電性繊維とを隔てる距離は、０．５乃至１０ｍ
ｍであるので、十分な除電効果を得ることができる。も
し上記範囲以下だと、導電性繊維がほぐれて突出した場
合、定着ローラと接触して摩擦帯電を起こし、上記範囲
以上だと、放電効率が低くて、除電効率が極端に低下し
てしまう。

【００３８】また、請求項６記載の本発明は、請求項１
〜５にいずれかに記載の定着装置において、前記定着ロ
ーラはフッ素系材料でコートされている場合は、その除
電によって正帯電トナーの静電オフセットを大きく改善
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る定着装置を搭載した複写機１の概
略断面図である。

【図２】図１の定着装置付近の拡大断面図である。

【符号の説明】

１…複写機５０…定着装置５１…定着ローラ５３…圧ローラ５４…ガイド板５７…導電性フェルト（導電性繊維）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに接触してニップを形成する一対の
定着ローラを備えた定着装置において、前記少なくとも
一方の定着ローラの近傍に、アースされた導電性繊維を
この定着ローラに対して非接触状態で配置することを特
徴とする画像形成装置の定着装置。
【請求項２】前記アースされた導電性繊維を配置する
一方の定着ローラが、圧ローラであることを特徴とする
請求項１記載の定着装置。
【請求項３】未定着トナー像を乗せた転写部材を前記
ニップに送り込むためのガイド板をさらに備え、前記導
電性繊維をこのガイド板裏面の、前記圧ローラに対向す
る位置に設けることを特徴とする請求項１または２に記
載の定着装置。
【請求項４】前記導電性繊維は、フェルト状であるこ
とを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形
成装置。
【請求項５】前記定着ローラと導電性繊維とを隔てる
距離は、０．５乃至１０ｍｍであることを特徴とする請
求項１〜４のいずれかに記載の定着装置。
【請求項６】前記定着ローラはフッ素系材料でコート
され、前記トナーが正帯電性であることを特徴とする請
求項１〜５のいずれかに記載の定着装置。