JP2004184886A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】トナー像を転写紙14に2次転写するための転写ベルト13および転写ベルト駆動ローラ13aと非接触に配置され、加圧ベルト12aと加圧ベルト12aに対向して圧接する加熱ローラ11とで形成された定着ニップ部を有し、前記トナー像が2次転写された転写紙14に対して前記トナー像を定着ニップ部で定着させる定着装置において、加圧ベルト12aを定着装置の導入部から定着ニップ部に向けて駆動する加圧ローラ12bおよび駆動モータと、加圧ベルト12aにバイアス電圧を印加して帯電させる帯電ローラ16と、加熱ローラ11の外周面を除電する除電ブラシ15とを備える。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、トナー像転写後の転写紙にトナーを定着させる定着装置および画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
この種の定着装置は、例えば電子写真方式の画像形成装置に搭載され、フレーム50内で、転写装置から垂直に(ここでは、下方から上方へ)搬送されてきた、トナー像転写済みの転写紙54を定着ニップ部へ案内するガイド板59a、59bと、転写紙54を加熱する加熱ローラ51と、加熱ローラ51に圧接して定着ニップ部を形成し、転写紙54を加圧する加圧ローラ52とを備え、転写装置から定着ニップ部までガイド板59a、59bにより案内して搬送するものであった(図5に示す)。ここで、T1、T2はそれぞれ転写紙表裏面のトナーを示す。
【0003】
しかしながら、図5に示す構成では、表裏両面にトナー像が形成された転写紙を転写装置から定着装置に搬送するときに、未定着状態のトナー像がガイド板に触ることで画像が乱れてしまうという問題があった。
【0004】
そこで、従来の定着装置は、トナー像転写済みの転写紙を定着ニップ部へ搬送する無端状ベルトと、この無端状ベルトを帯電させるための帯電手段とを設け、転写装置から搬送される転写紙を静電気力によって無端状ベルトの表面に吸着させて搬送している(例えば、特許文献1参照)。この構成により、転写紙が無端状ベルトの表面で移動しないので、画像を乱すことなく転写装置から定着ニップ部まで垂直搬送することが可能となる。
【0005】
また、感光体ドラムに形成されたトナー像を1次転写するための中間転写ベルトと、この中間転写ベルトに転写された1次転写トナー像を転写紙に2次転写するための搬送ベルトと、この搬送ベルトを帯電させるための帯電手段とを設け、搬送ベルトが中間転写ベルトと1次転写ローラとのニップ部(2次転写部)から定着ニップ部まで連通するように構成しているものもある(例えば、特許文献2参照)。
【0006】
【特許文献1】
特開平5‐94195号公報(図1)
【0007】
【特許文献2】
特開2002‐202638号公報(図1)
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献1に開示された技術を適用した定着装置では、図6に示すように、加圧ベルト62a(または、加圧ローラ)と加熱ローラ51(または、加熱ベルト)とが圧接して定着ニップ部を形成しているために、帯電ローラ66により加圧ベルト62aを帯電させたとき、加圧ベルト62aから加熱ローラ51へ電荷が移動し、加熱ローラ51に静電的な吸着力が生じることとなる。その結果、転写紙54を吸着させるべき加圧ベルト62a側の静電気力が不十分となり、画像の乱れ、転写紙の巻き付きなどの不都合が生じるおそれがあるという問題があった。
【0009】
なお、特許文献2に開示された定着装置は、搬送ベルトが2次転写部から定着ニップ部まで連通する構成であるために、定着装置と転写装置がそれぞれ独立な構成(図6に示す)に対して適用することは難しい。
【0010】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、静電気力を利用してトナー像転写後の転写紙を定着ニップ部へ確実に搬送することが可能な定着装置および画像形成装置を提供するものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る本発明の定着装置は、トナー像を転写紙に転写するための転写手段と離間して配置され、無端ベルトと前記無端ベルトに対向して圧接する回転部材とで形成されたニップ部を有し、前記トナー像が転写された転写紙に対して前記トナー像を前記ニップ部で定着させる定着装置であって、前記無端ベルトを前記定着装置の導入部から前記ニップ部へ向けて駆動する駆動手段と、前記無端ベルトにバイアス電圧を印加して帯電させる帯電手段と、前記回転部材の外周面を除電する除電手段とを備えた構成を有している。
【0012】
この構成により、帯電手段によって帯電させられた無端ベルトに対向する回転部材の表面を、アース部材などの除電手段で除電するので、帯電手段によって電荷を与えられていない回転部材側が不要な電荷を帯びることはなくなる。よって、より強い静電吸着効果が得られ、定着時における画像の乱れや巻き付きなどを防止できる。なお、転写手段と接している感光体は、一般に50℃以上になると損傷するおそれがあるために、常時50℃以下に保つ必要がある。本発明の構成では、定着装置のニップ部が50℃以上の高温となる定着動作時を含めて常時、転写ベルトなどの転写手段と定着装置とが離間しているために、特別な構成を付加して冷却しなくても転写手段を介した熱伝導で感光体が不要に暖められることを回避できる。
【0013】
請求項2に係る本発明の定着装置は、請求項1において、前記帯電手段により、通紙時と非通紙時とで逆極性のバイアス電圧を前記無端ベルトに印加して帯電させるように制御する制御手段を備えた構成を有している。
【0014】
この構成により、非通紙時には帯電手段によって、通紙時とは逆極性の電荷を無端ベルトに与えるので、未定着の転写紙を通紙した後に無端ベルト上に残った電荷をクリーニングし、2度目以降の通紙時も1度目と同じ帯電状態にすることができる。
【0015】
請求項3に係る本発明の定着装置は、請求項1において、前記無端ベルトに接して除電する接触除電手段と、通紙時に前記帯電手段により、前記無端ベルトにバイアス電圧を印加して帯電させるように制御する制御手段とを備えた構成を有している。
【0016】
この構成により、非通紙時に除電ブラシなどの接触除電手段が無端ベルトに接触して除電するので、非通紙時には帯電手段の電源をオフにすることができるようになる。よって、帯電手段の電源が常時オンの状態である場合に比べ、省エネルギー化を図ることができる。
【0017】
請求項4に係る本発明の定着装置は、請求項1乃至3のいずれかにおいて、前記無端ベルトは、前記ニップ部の出口近傍に配置された直径16mm以下のローラを含む複数のローラに掛け渡された構成を有している。
【0018】
この構成により、無端ベルトのニップ部の出口側のローラ径を16mm以下としているので、定着後の転写紙をローラの曲率によって容易に分離させることができる。したがって、無端ベルトと接触する分離爪や分離板を用いる必要がなくなり、構成が簡素化される。また、分離爪や分離板を用いたときの爪跡が画像に出現することがなくなる。さらに、無端ベルトの表面が傷つくことがないので、バイアス電圧の印加時などに無端ベルト表面の傷からリーク電流が発生することがなくなる。
【0019】
請求項5に係る本発明の定着装置は、請求項4において、前記回転部材には、前記ニップ部の出口近傍に配置された直径16mm以下のローラを含む複数のローラに掛け渡された無端ベルトを有する構成を有している。
【0020】
この構成により、前述したように定着後の転写紙をローラの曲率によって容易に分離させることができる。
【0021】
請求項6に係る本発明の画像形成装置は、トナー像を形成するための感光体と、前記感光体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記感光体に形成されたトナー像を転写紙に直接または間接に転写する転写手段と、請求項1乃至5のいずれかに記載の定着装置からなる定着手段とを備えた構成を有している。
【0022】
この構成により、上述した作用効果を有する定着手段を備えているので、静電気力を利用してトナー像転写後の転写紙を定着手段のニップ部へ確実に搬送でき、画像品質を向上させることができる。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
[第1の実施形態]
図1は、本発明の第1の実施形態に係る定着装置の要部を示す。この定着装置(定着手段に含まれる)は、例えばカラー電子写真方式のカラー画像形成装置(画像形成装置に含まれる)に搭載され、メンテナンスが容易なように定着ユニットとしてユニット化されている。
【0024】
このカラー画像形成装置には、カラー作像用の感光体ドラム(感光体に含まれる)と、感光体ドラムを帯電させる帯電部(トナー像形成手段に含まれる)と、感光体ドラムの表面を露光して静電潜像を形成する露光部(トナー像形成手段に含まれる)と、感光体ドラム表面の静電潜像をトナー象として可視化する現像部(トナー像形成手段に含まれる)と、転写電圧を印加することで、感光体ドラム表面のトナー像を転写ベルト13(図1に示す)に1次転写する1次転写ローラなどの1次転写部(転写手段に含まれる)と、転写電圧を印加することで、転写ベルト13に1次転写された1次転写トナー像を転写紙14に2次転写する2次転写ローラや2次転写ベルトなどの2次転写部(転写手段に含まれる)と、2次転写部に転写紙14を給送する給紙部と、第1面(表面)に対する2次転写後の転写紙14の第2面(裏面)に対する2次転写のために、転写紙14を反転させて2次転写部に搬送する反転部と、転写ベルト13の上方に離間して配置された定着ユニットと、定着後の転写紙14を排出して排紙トレイなどに保持する排紙部とを備えている。
【0025】
図1において、転写ベルト13は、転写ベルト駆動ローラ13a、転写ベルト支持ローラを含む複数のローラに巻き架けられて回転駆動される無端ベルトであり、前述したように感光体ドラムに接してトナー像が1次転写されると共に、給紙部から給送されてきた転写紙14に対し、1次転写トナー像を2次転写して上方の定着ユニットへ搬送するものである。ここでは、転写ベルト13と2次転写用ローラまたは2次転写ベルトなどが対向して接触するように配置され、2次転写部が形成されている。また、転写ベルト駆動ローラ13aには、転写ベルト13に対してバイアス電圧を印加するバイアス電圧印加部材が取り付けられている。このバイアス電圧印加部材により、転写ベルト駆動ローラ13aに対して転写紙14上のトナーT1、T2の極性(ここでは、マイナス極性)と同極性のバイアス電圧を印加することで、2次転写後の転写紙14を除電し、転写紙14が定着ユニットへ容易に移動するように構成されている。なお、1次転写時には転写ベルト13がプラス極性に帯電するようにバイアス電圧が印加され、2次転写時には転写ベルト13がマイナス極性に帯電し、転写紙14がプラス極性に帯電するようにバイアス電圧が印加されるように構成されている。また、転写ベルト13は、例えば、耐熱温度160℃以上の耐熱性樹脂(ポリイミドなど)製の単層のもの、耐熱性樹脂(ポリイミドなど)の表面に被覆層(テフロン(登録商標)層など)をもつ2層構成のもの、被覆層、弾性層及び芯体層の3層構成のものなどが目的に応じて選択および使用されている。
【0026】
また、定着ユニットにおいて、加熱ローラ11には、定着ヒータが内蔵され、転写紙14に2次転写された未定着トナー像を加熱して定着させるものである。ここで、加熱ローラ11は、円筒状芯金に耐熱性樹脂層が被覆されたもの、または円筒状芯金に耐熱性弾性体層が形成され、さらにその表面に耐熱性樹脂層が被覆されたものからなる。加圧ベルト12aは、転写ベルト13に準じて耐熱性樹脂などで構成され、定着ユニットの出口側の加圧ローラ12bと定着ユニットの導入部(入口側)の支持ローラ12cとに掛け渡され、加熱ローラ11に圧接して定着ニップ部を形成している。また、加圧ベルト12aの非定着側には、帯電ローラ16が接触している。加圧ローラ12bは、加熱ローラ11と対向して配置され、アース部材17が取り付けられている。除電ブラシ15は、加熱ローラ11の表面に接触すると共に、アース部材によりアースされている。帯電ローラ16は、加圧ベルト12aの表面(外周面)をプラス帯電させるように所定のバイアス電圧を印加するものである。
【0027】
ここで、前述したカラー画像形成装置のシステム制御部について説明する。
このシステム制御部には、CPU、RAM/ROMなどのメモリ、入出力インタフェース(I/Oインタフェース)などを備えている。また、前記システム制御部には、画像形成モードを選択および入力するためのモード選択ボタンを有する操作部、駆動モータなどの駆動部、電源電圧の導通部、各種センサなどの検知部などが接続されている。また、前記画像形成モードには、表面単色モード、裏面単色モード、表面多色モード、裏面多色モード、両面単色モード、両面多色モード、片面単色他面多色モードが含まれ、前記選択ボタンの操作で前述した複数のモードのいずれかを選択し、組み合わせて画像形成モードを設定できるようになっている。この構成により、システム制御部は、前記操作部により入力および設定された画像形成モードで、前記検知部の検知情報により前記駆動部、前記導通部を制御し、転写紙14の片面および両面に対する画像形成工程(転写工程、定着工程を含む)を実行するものである。
【0028】
次に、本実施形態の定着動作を説明する。
転写紙14は、定着ユニットの下方に位置する2次転写部(転写ベルト13を含む)により、未定着画像(2次転写トナー像)が片面または両面に形成された状態で、定着ユニットへ向かって略垂直に搬送されてくる。ここで、転写ベルト駆動ローラ13aによりバイアス電圧が印加されるために、未定着の転写紙14は除電される。次いで、加熱ローラ11および加圧ベルト12aのいずれか一方または両方は、図示しない駆動部(駆動モータなど)の駆動で回転および回動する。また、帯電ローラ16に対して、図示しない高圧電源よりバイアス電圧を印加することにより、加圧ベルト12aの表面が順次、プラス極性に帯電される。したがって、未定着の転写紙14は、加圧ベルト12aのプラス帯電による静電気力で吸着されながら定着ニップ部へ搬送されることとなる。次いで、未定着の転写紙14は定着ニップ部で挟持され、熱と圧力を加えられた状態でさらに搬送され、未定着画像が定着する。ここで、加圧ローラ12bはアースされているために、加圧ベルト12aの定着部出口側は除電され、静電気力による吸着作用が解除されることとなる。したがって、定着後の転写紙14は定着ユニットから分離される。また、加熱ローラ11には、アースされた除電ブラシ15が取り付けられているために、加圧ベルト12aから加熱ローラ11へ移動してきた電荷(ここでは、プラス極性)がアースされ、加熱ローラ11がプラス帯電することが回避される。
【0029】
以上のように、本発明の第1の実施形態に係る定着ユニット(定着装置に含まれる)は、2次転写トナー像(トナー像に含まれる)を転写紙14に転写するための転写ベルト13(転写手段に含まれる)と離間して配置され、加圧ベルト12a(無端ベルトに含まれる)と加圧ベルト12aに対向して圧接する加熱ローラ11(回転部材に含まれる)とで形成された定着ニップ部(ニップ部に含まれる)を有し、トナー像が2次転写された転写紙14に対して前記トナー像を定着ニップ部で定着させるものであって、加圧ベルト12aを定着ユニットの導入部から定着ニップ部へ向けて駆動する前記駆動部(駆動手段に含まれる)と、加圧ベルト12aにバイアス電圧を印加して帯電させる帯電ローラ16(帯電手段に含まれる)と、加熱ローラ11の外周面を除電する除電ブラシ15(除電手段に含まれる)とを備えているので、加圧ベルト12a表面の電荷の一部が定着ニップ部で加熱ローラ11側に移動し、加熱ローラ11も加圧ベルト12aと同極性(ここでは、プラス極性)に帯電することを防止できる。したがって、加熱ローラ11側に吸着力が発生して、加圧ベルト12a側の吸着力が弱まること、定着ニップ進入時に加熱ローラ11側に移動した電荷の影響を受けて画像が乱れること、あるいは転写紙14が加熱ローラ11に巻き付くことを回避できる。
【0030】
なお、上述した実施形態では加熱ローラ11と加圧ベルト12aとを用いて定着ニップ部を形成した場合について説明したが、本発明はこのほかに、例えば、加熱部材を含むローラなどに掛け渡された加熱ベルトと加圧ローラとを用いて定着ニップ部を形成しても同様の効果が得られるものである。ここで、加熱源(加熱ローラ、加熱ベルトを含む)の位置は、定着ニップ部の片側(図中、左右のいずれか)にあっても両側にあってもよい。また、定着ニップ部を形成する回転部品あるいは回動部品に対して駆動力を与える駆動部は、加熱側または加圧側にあってもよいし、加熱側および加圧側にあってもよい。
【0031】
また、上述した実施形態では加圧ベルト12aに対する帯電部材として帯電ローラ16を用いた場合について説明したが、本発明はこのほかに、帯電ブラシやコロナ放電を利用したチャージワイヤーなどを用いても同様の効果が得られるものである。このとき、加圧ベルト12aの表面から帯電させてもよいし、加圧ベルト12aの裏面から帯電させてもよい。
【0032】
[第2の実施形態]
図2は、本発明の第2の実施形態に係る定着装置の要部を示す。この定着装置は、例えばカラー電子写真方式のカラー画像形成装置(画像形成装置に含まれる)に搭載され、メンテナンスが容易なように定着ユニットとしてユニット化されている。なお、前記カラー画像形成装置は、第1の実施形態と概ね同様の構成を有しているために、同一構成には同一名称を付与して説明を省略する。また、前記定着装置は、加圧ローラ12bを除き、第1の実施形態と概ね同様の構成を有しているために、同一構成には同一符号を付与して説明を省略する。
【0033】
図2において、加圧ベルト12aは、転写ベルト13に準じて耐熱性樹脂などで構成され、加圧ローラ12dと支持ローラ12cに掛け渡され、加熱ローラ11に圧接して定着ニップ部を形成している。加圧ローラ12dは、加熱ローラ11と対向して配置され、アース部材17が取り付けられている。ここで、加圧ローラ12dの径を「φ16」以下に設定することにより、加圧ベルト12aの定着ニップ部の出口側で転写紙14の紙厚、弾性、剛性に拘らず、転写紙14を確実に分離できるようにしている。
【0034】
次に、本実施形態の定着動作を説明する。この定着動作は、第1の実施形態で示したシステム制御部によって制御される。
転写紙14は、定着ユニットの下方に位置する2次転写部(転写ベルト13を含む)により、未定着画像(2次転写トナー像)が片面または両面に形成された状態で、定着ユニットへ向かって略垂直に搬送されてくる。ここで、第1の実子形態に準じ、転写ベルト駆動ローラ13aによりバイアス電圧が印加されるために、未定着の転写紙14は除電される。次いで、加熱ローラ11および加圧ベルト12aは、図示しない駆動部(駆動モータなど)の駆動で回転および回動する。また、帯電ローラ16に対して、図示しない高圧電源よりバイアス電圧を印加することにより、加圧ベルト12aの表面が順次、プラス極性に帯電される。したがって、未定着の転写紙14は、加圧ベルト12aのプラス帯電による静電気力で吸着されながら定着ニップ部へ搬送されることとなる。次いで、未定着の転写紙14は定着ニップ部で挟持され、熱と圧力を加えられた状態でさらに搬送され、未定着画像が転写紙14に定着する。ここで、加圧ローラ12dはアースされているために、加圧ベルト12aの定着ユニット出口側は除電され、静電気力による吸着作用が解除されることとなる。したがって、定着後の転写紙14は加圧ローラ12dの曲率による分離作用で定着ユニットから分離される。また、加熱ローラ11には、アースされた除電ブラシ15が取り付けられているために、加圧ベルト12aから加熱ローラ11へ移動してきた電荷(ここでは、プラス極性)がアースされ、加熱ローラ11がプラス帯電することが回避される。
【0035】
以上のように、本発明の第2の実施形態に係る定着ユニット(定着装置に含まれる)は、加圧ベルト12a(無端ベルトに含まれる)が、定着ニップ部(ニップ部に含まれる)の出口近傍に配置された加圧ローラ12d(直径16mm以下のローラに含まれる)を含む複数のローラに掛け渡されているので、加圧ローラ12dの径が直径16mm以下であるために、定着ニップを通過してきた転写紙14をローラの曲率により分離し易くなる。なお、静電気力で吸着搬送されてきた転写紙14が、定着ニップ部を通過してからもそのままの状態で加圧ベルト12a側に吸着されていると、加圧ローラ径によってはそのまま加圧ベルト12aに巻き付いてしまう。また、巻き付き防止のために、加圧ベルト12aに接する分離爪や分離板などの分離部材を設けると、経時で加圧ベルト12aの表面に傷がつくので、画像を劣化させるばかりでなく、加圧ベルト12aを帯電させるときに電流リークの原因ともなる。
【0036】
さらに、上述した加圧ローラ12dの小径化に加え、加熱ローラ11に替えて、定着ニップ部(ニップ部に含まれる)の出口近傍に配置された直径16mm以下のローラを含む複数のローラに掛け渡され、加熱手段により加熱される無端ベルト(回転部材に含まれる)を設けても、上述した効果が得られるものである。
【0037】
なお、上述した実施形態によれば、加圧ベルト12a表面の電荷の一部が定着ニップ部で加熱ローラ11側に移動し、加熱ローラ11も加圧ベルト12aと同極性(ここでは、プラス極性)に帯電することを防止できる。したがって、加熱ローラ11側に吸着力が発生して、加圧ベルト12a側の吸着力が弱まること、定着ニップ進入時に加熱ローラ11側に移動した電荷の影響を受けて画像が乱れること、あるいは転写紙14が加熱ローラ11に巻き付くことを回避できる。
【0038】
また、上述した実施形態では加熱ローラ11と加圧ベルト12aとを用いて定着ニップ部を形成した場合について説明したが、本発明はこのほかに、例えば、加熱部材を含むローラなどに掛け渡された加熱ベルトと加圧ローラとを用いて定着ニップ部を形成しても同様の効果が得られるものである。ここで、加熱源(加熱ローラ、加熱ベルトを含む)の位置は、定着ニップ部の片側(図中、左右のいずれか)にあっても両側にあってもよい。また、定着ニップ部を形成する回転部品あるいは回動部品に対して駆動力を与える駆動部は、加熱側または加圧側にあってもよいし、加熱側および加圧側にあってもよい。
【0039】
また、上述した実施形態では加圧ベルト12aに対する帯電部材として帯電ローラ16を用いた場合について説明したが、本発明はこのほかに、帯電ブラシやコロナ放電を利用したチャージワイヤーなどを用いても同様の効果が得られるものである。このとき、加圧ベルト12aの表面から帯電させてもよいし、加圧ベルト12aの裏面から帯電させてもよい。
【0040】
[第3の実施形態]
図3は、本発明の第3の実施形態に係る定着方法を示す。本実施形態の定着装置は、例えばカラー電子写真方式のカラー画像形成装置(画像形成装置に含まれる)に搭載され、メンテナンスが容易なように定着ユニットとしてユニット化されている。なお、前記カラー画像形成装置は、第1の実施形態と概ね同様の構成を有しているために、同一構成には同一名称を付与して説明を省略する。また、前記定着装置は、第1の実施形態と概ね同様の構成を有しているため、図1を用いると共に、同一構成には同一符号を付与して説明を省略する。
【0041】
本実施形態の定着動作(定着方法)を説明する。この定着動作は、第1の実施形態で示したシステム制御部によって制御される。
転写紙14は、定着ユニットの下方に位置する2次転写部(転写ベルト13を含む)により、未定着画像(2次転写トナー像)が片面または両面に形成された状態で、定着ユニットへ向かって略垂直に搬送されてくる。ここで、第1の実施形態に準じ、転写ベルト駆動ローラ13aによりバイアス電圧(ここでは、マイナス極性)が印加されるために、未定着の転写紙14は除電される。次いで、加熱ローラ11および加圧ベルト12aは、図示しない駆動部(駆動モータなど)の駆動で回転および回動する。また、帯電ローラ16に対して、図示しない高圧電源よりバイアス電圧を印加することにより、加圧ベルト12aの表面が順次、プラス極性に帯電される(図3(a)に示す)。したがって、未定着の転写紙14は、加圧ベルト12aのプラス帯電による静電気力で吸着されながら定着ニップ部へ搬送されることとなる。次いで、未定着の転写紙14は定着ニップ部で挟持され、熱と圧力を加えられた状態でさらに搬送され、未定着画像が定着する。ここで、加圧ローラ12bはアースされているために、加圧ベルト12aの定着部出口側は除電され、静電気力による吸着作用が解除されることとなる。したがって、定着後の転写紙14は定着ユニットから分離される。また、加熱ローラ11には、アースされた除電ブラシ15が取り付けられているために、加圧ベルト12aから加熱ローラ11へ移動してきた電荷(ここでは、プラス極性)がアースされ、加熱ローラ11がプラス帯電することが回避される。
【0042】
こうして定着ユニットにおいて、最初の転写紙14に2次転写トナー像を定着して排紙してから、次の転写紙14が搬送されてくるまでの非通紙時には、加圧ベルト12aに対して通紙時とは逆極性(ここでは、マイナス極性)の電荷を与える(図3の(b)に示す)。すなわち、帯電ローラ16に対して、図示しない高圧電源よりバイアス電圧を印加することにより、加圧ベルト12aの表面を順次、マイナス極性に帯電させる。このマイナス帯電により、加圧ベルト12a上に残留した電荷はクリーニングされる。なお、加熱ローラ11には、アースされた除電ブラシ15が取り付けられているために、加圧ベルト12aから加熱ローラ11へ移動してきた電荷はアースされる。
【0043】
次いで、新たに未定着の転写紙14が定着ユニットに搬送されてきたとき、再び帯電ローラ16により、加圧ベルト12aの表面が順次、プラス極性に帯電されるようバイアス電圧を印加する(図3(a)に示す)。このように、定着ユニットに対する通紙時に、加圧ベルト12aの表面をプラス極性に帯電させて転写紙14を吸着搬送し、次の転写紙14が搬送されてくるまでの非通紙時には、加圧ベルト12aの表面をマイナス極性に帯電させて残留電荷を除去するという定着動作を繰り返す。なお、上述した実施形態を第1または第2の実施形態を適用してもよい。
【0044】
以上のように、本発明の第3の実施形態に係る定着ユニット(定着装置に含まれる)は、帯電ローラ16(帯電手段に含まれる)により、通紙時と非通紙時とで逆極性のバイアス電圧を加圧ベルト12a(無端ベルトに含まれる)に印加して帯電させるように制御する前記システム制御部(制御手段に含まれる)を備えているので、定着搬送後に転写紙14への電荷移動で加圧ベルト12a表面の電荷が減少すること、あるいは転写紙14と接した部分と接していない部分とで電荷の分布にばらつきが生じることを確実に回避できる。したがって、2次転写後の転写紙14を定着ニップ部まで吸着搬送するときに、常に同一の帯電条件で加圧ベルト12aをプラス帯電させることができ、特に2枚目以降の転写紙14の吸着搬送がより安定することとなる。
【0045】
なお、上述した実施形態によれば、加圧ベルト12a表面の電荷の一部が定着ニップ部で加熱ローラ11側に移動し、加熱ローラ11も加圧ベルト12aと同極性(ここでは、プラス極性)に帯電することを防止できる。したがって、加熱ローラ11側に吸着力が発生して、加圧ベルト12a側の吸着力が弱まること、定着ニップ進入時に加熱ローラ11側に移動した電荷の影響を受けて画像が乱れること、あるいは転写紙14が加熱ローラ11に巻き付くことを回避できる。
【0046】
また、上述した実施形態では加熱ローラ11と加圧ベルト12aとを用いて定着ニップ部を形成した場合について説明したが、本発明はこのほかに、例えば、加熱部材を含むローラなどに掛け渡された加熱ベルトと加圧ローラとを用いて定着ニップ部を形成しても同様の効果が得られるものである。ここで、加熱源(加熱ローラ、加熱ベルトを含む)の位置は、定着ニップ部の片側(図中、左右のいずれか)にあっても両側にあってもよい。また、定着ニップ部を形成する回転部品あるいは回動部品に対して駆動力を与える駆動部は、加熱側または加圧側にあってもよいし、加熱側および加圧側にあってもよい。
【0047】
また、上述した実施形態では加圧ベルト12aに対する帯電部材として帯電ローラ16を用いた場合について説明したが、本発明はこのほかに、帯電ブラシやコロナ放電を利用したチャージワイヤーなどを用いても同様の効果が得られるものである。このとき、加圧ベルト12aの表面から帯電させてもよいし、加圧ベルト12aの裏面から帯電させてもよい。
【0048】
[第4の実施形態]
図4は、本発明の第4の実施形態に係る定着方法を示す。本実施形態の定着装置は、例えばカラー電子写真方式のカラー画像形成装置(画像形成装置に含まれる)に搭載され、メンテナンスが容易なように定着ユニットとしてユニット化されている。なお、前記カラー画像形成装置は、第1の実施形態と概ね同様の構成を有しているために、同一構成には同一名称を付与して説明を省略する。また、前記定着装置は、除電ブラシ18を除き、第1の実施形態と概ね同様の構成を有しているため、図1を用いると共に同一構成には同一符号を付与して説明を省略する。
【0049】
図4において、除電ブラシ18は、非定着側で加圧ローラ12bと対向して配置され、加圧ベルト12aの表面に接している。また、除電ブラシ18は、アース部材によってアースされている。ここでは、帯電ローラ16によって加圧ベルト12aの表面がプラス帯電されているとき(通紙時)、除電ブラシ18は定着ニップ部よりも搬送方向下流で、加圧ベルト12a表面の電荷を除去することとなる。また、帯電ローラ16によって加圧ベルト12aの表面が帯電されていないとき(非通紙時)、除電ブラシ18は定着ニップ部よりも搬送方向下流で、加圧ベルト12a表面の残留電荷を除去することとなる。
【0050】
次に、本実施形態の定着動作を説明する。この定着動作は、第1の実施形態で示したシステム制御部によって制御される。
転写紙14は、定着ユニットの下方に位置する2次転写部(転写ベルト13を含む)により、未定着画像(2次転写トナー像)が片面または両面に形成された状態で、定着ユニットへ向かって略垂直に搬送されてくる。ここで、第1の実施形態に準じ、転写ベルト駆動ローラ13aによりバイアス電圧(ここでは、マイナス極性)が印加されるために、未定着の転写紙14は除電される。次いで、加熱ローラ11および加圧ベルト12aは、図示しない駆動部(駆動モータなど)の駆動で回転および回動する。また、帯電ローラ16に対して、図示しない高圧電源よりバイアス電圧を印加することにより、加圧ベルト12aの表面が順次、プラス極性に帯電される。したがって、未定着の転写紙14は、加圧ベルト12aのプラス帯電による静電気力で吸着されながら定着ニップ部へ搬送されることとなる。次いで、未定着の転写紙14は定着ニップ部で挟持され、熱と圧力を加えられた状態でさらに搬送され、未定着画像が定着する。ここで、加圧ローラ12bはアースされているために、加圧ベルト12aの定着部出口側は除電され、静電気力による吸着作用が解除されることとなる。したがって、定着後の転写紙14は定着ユニットから分離される。また、加熱ローラ11には、アースされた除電ブラシ15が取り付けられているために、加圧ベルト12aから加熱ローラ11へ移動してきた電荷(ここでは、プラス極性)がアースされ、加熱ローラ11がプラス帯電することが回避される。
【0051】
こうして定着ユニットにおいて、最初の転写紙14に2次転写トナー像を定着して排紙してから、次の転写紙14が搬送されてくるまでの非通紙時には、帯電ローラ16に対する電圧印加を停止する。ここでは、定着ニップ部よりも搬送方向下流で、加圧ローラ12bと対向配置された除電ブラシ18(アース部材を含む)により、加圧ベルト12a上に残留した電荷は除去される。なお、加熱ローラ11には、アースされた除電ブラシ15が取り付けられているために、加圧ベルト12aから加熱ローラ11へ移動してきた電荷はアースされる。
【0052】
次いで、新たに未定着の転写紙14が定着ユニットに搬送されてきたとき、再び帯電ローラ16により、加圧ベルト12aの表面が順次、プラス極性に帯電されるようバイアス電圧を印加する。このように、定着ユニットに対する通紙時に、加圧ベルト12aの表面をプラス極性に帯電させて転写紙14を吸着搬送し、次の転写紙14が搬送されてくるまでの非通紙時には、帯電ローラ16による帯電を停止し、除電ブラシ18によって残留電荷を除去するという定着動作を繰り返す。なお、上述した実施形態を第1または第2の実施形態を適用してもよい。
【0053】
以上のように、本発明の第4の実施形態に係る定着ユニット(定着装置に含まれる)は、加圧ベルト12a(無端ベルトに含まれる)に接して除電する除電ブラシ18(接触除電手段に含まれる)と、通紙時に帯電ローラ16(帯電手段に含まれる)により、加圧ベルト12aにバイアス電圧を印加して帯電させるように制御する前記システム制御部(制御手段に含まれる)とを備えているので、非通紙時に帯電ローラ16の電源をオフにしても、アースされた除電ブラシ18が加圧ベルト12a表面に直接、接することにより、加圧ベルト12a上の残留電荷(ここでは、プラス極性)を除去して表面をクリーニングできる。また、帯電ローラ16の電源を常にオンとする構成に比べ、さらに省エネルギー化を促進させることとなる。
【0054】
なお、上述した実施形態によれば、定着搬送後に転写紙14への電荷移動で加圧ベルト12a表面の電荷が減少すること、あるいは転写紙14と接した部分と接していない部分とで電荷の分布にばらつきが生じることを確実に回避できる。したがって、2次転写後の転写紙14を定着ニップ部まで吸着搬送するときに、常に同一の帯電条件で加圧ベルト12aをプラス帯電させることができ、特に2枚目以降の転写紙14の吸着搬送がより安定することとなる。
【0055】
また、上述した実施形態によれば、加圧ベルト12a表面の電荷の一部が定着ニップ部で加熱ローラ11側に移動し、加熱ローラ11も加圧ベルト12aと同極性(ここでは、プラス極性)に帯電することを防止できる。したがって、加熱ローラ11側に吸着力が発生して、加圧ベルト12a側の吸着力が弱まること、定着ニップ進入時に加熱ローラ11側に移動した電荷の影響を受けて画像が乱れること、あるいは転写紙14が加熱ローラ11に巻き付くことを回避できる。
【0056】
また、上述した実施形態では加熱ローラ11と加圧ベルト12aとを用いて定着ニップ部を形成した場合について説明したが、本発明はこのほかに、例えば、加熱部材を含むローラなどに掛け渡された加熱ベルトと加圧ローラとを用いて定着ニップ部を形成しても同様の効果が得られるものである。ここで、加熱源(加熱ローラ、加熱ベルトを含む)の位置は、定着ニップ部の片側(図中、左右のいずれか)にあっても両側にあってもよい。また、定着ニップ部を形成する回転部品あるいは回動部品に対して駆動力を与える駆動部は、加熱側または加圧側にあってもよいし、加熱側および加圧側にあってもよい。
【0057】
また、上述した実施形態では加圧ベルト12aに対する帯電部材として帯電ローラ16を用いた場合について説明したが、本発明はこのほかに、帯電ブラシやコロナ放電を利用したチャージワイヤーなどを用いても同様の効果が得られるものである。このとき、加圧ベルト12aの表面から帯電させてもよいし、加圧ベルト12aの裏面から帯電させてもよい。
【0058】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は帯電手段(帯電ローラを含む)により帯電された無端ベルト(加圧ベルトを含む)に対向する回転部材(加熱ローラを含む)の表面を除電手段(除電ブラシを含む)に接続することにより、帯電が不要な回転部材が電荷を帯びることはなく、より強い静電吸着効果が得られ、画像の乱れや巻き付きなどの問題を改善するという優れた効果を有する定着装置を提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る定着装置の要部を示す構成図である。
【図2】本発明の第2の実施形態に係る定着装置の要部を示す構成図である。
【図3】本発明の第3の実施形態に係る定着方法を示す説明図である。
【図4】本発明の第4の実施形態に係る定着装置の要部を示す構成図である。
【図5】従来の定着装置(ガイド板あり)の要部を示す構成図である。
【図6】従来の定着装置(ガイド板なし)の要部を示す構成図である。
【符号の説明】
11、51 加熱ローラ
12a、62a 加圧ベルト
12b、52、62b、12d 加圧ローラ
12c、62c 支持ローラ
13、53 転写ベルト
14、54 転写紙
15、18 除電ブラシ
16、66 帯電ローラ
17、67 アース部材
50 フレーム
59a、59b ガイド板
T1、T2 トナー
Claims (6)
- トナー像を転写紙に転写するための転写手段と離間して配置され、無端ベルトと前記無端ベルトに対向して圧接する回転部材とで形成されたニップ部を有し、前記トナー像が転写された転写紙に対して前記トナー像を前記ニップ部で定着させる定着装置であって、
前記無端ベルトを前記定着装置の導入部から前記ニップ部へ向けて駆動する駆動手段と、前記無端ベルトにバイアス電圧を印加して帯電させる帯電手段と、前記回転部材の外周面を除電する除電手段とを備えたことを特徴とする定着装置。 - 前記帯電手段により、通紙時と非通紙時とで逆極性のバイアス電圧を前記無端ベルトに印加して帯電させるように制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載の定着装置。
- 前記無端ベルトに接して除電する接触除電手段と、通紙時に前記帯電手段により、前記無端ベルトにバイアス電圧を印加して帯電させるように制御する制御手段とを備えたことを特徴とする請求項1に記載の定着装置。
- 前記無端ベルトは、前記ニップ部の出口近傍に配置された直径16mm以下のローラを含む複数のローラに掛け渡されたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の定着装置。
- 前記回転部材には、前記ニップ部の出口近傍に配置された直径16mm以下のローラを含む複数のローラに掛け渡された無端ベルトを有することを特徴とする請求項4に記載の定着装置。
- トナー像を形成するための感光体と、前記感光体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記感光体に形成されたトナー像を転写紙に直接または間接に転写する転写手段と、請求項1乃至5のいずれかに記載の定着装置からなる定着手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
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