JP4538751B2

JP4538751B2 - 定着装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JP4538751B2
Application number: JP2006294669A
Authority: JP
Inventors: 政広藤丸
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2006-10-30
Filing date: 2006-10-30
Publication date: 2010-09-08
Anticipated expiration: 2026-10-30
Also published as: JP2008111983A

Description

本発明は、用紙に転写されたトナー画像を加熱する加熱ローラと、加熱ローラの静電気をアースするアース部材と、を備え、トナー画像を用紙に定着させる定着装置及びこれを備えた画像形成装置に関する。

従来の画像形成装置では、定着装置を構成する加熱ローラの静電気を逃がすために、板バネを加熱ローラの側面に当てＦＧ（フレームグランド）としてアースしている（例えば、下記特許文献１の図１参照）。この板バネは、ステンレス鋼（ＳＵＳ材）などの比較的硬度の高い材料で構成されている。

一方、加熱ローラは円筒状部材であるが、良熱伝導性を確保するために、引き抜き加工上、その材質はアルミニウムで構成されていることが多い。このアルミニウムで構成された加熱ローラに板バネを当接させると、板バネの硬度が高いため、加熱ローラのアルミニウムが剥がれてしまうという問題があった。一方、板バネの加熱ローラに対する当接力が弱いと、加熱ローラの静電気を十分に逃がすことができないという問題があった。

そこで、加熱ローラの軸方向端部に設けられた軸受部材の抜け止めのためのリング（ＣリングやＥリングなど）の側面に、板バネを当てる方法が考えられている（下記特許文献１の図１７参照）。
特開平４−２８９８８６号公報特開２００５−２５７８３８号公報特開２００６−１３３５４６号公報特開２００１−２３３４８９号公報

しかしながら、加熱ローラの軸方向端部に取り付けられた軸受部材の抜け止めのためのリング（ＣリングやＥリングなど）の側面に板バネを当てる構成では、リングの円弧上の一部に切り欠き部が形成されているので、加熱ローラが回転していくと、やがて板バネはリングの切り欠き部の位置にくる。板バネがリングの切り欠き部の位置にくると、その切り欠き部において板バネがリングに接触できないため、加熱ローラがアースされないという問題が生じていた。

そこで、本発明は、回転する加熱ローラを確実にアース（接地）することができる定着装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、用紙上に転写されたトナー画像を加熱する加熱ローラと、前記加熱ローラを電気的に接地し前記加熱ローラの静電気を除去するアース部材と、を有し、前記トナー画像を前記用紙に定着させる定着装置であって、円弧上の一部において切り欠き部が形成された導電性の複数のリング状部材を、前記リング状部材の円周方向における前記切り欠き部の位置が同位相とならない状態で、前記加熱ローラの軸方向に沿って並べて取り付け、複数の前記リング状部材の外周面にわたって前記アース部材を当接させたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の定着装置において、前記リング状部材は、ステンレス鋼で構成されていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の定着装置を備えた画像形成装置であることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、円弧上の一部において切り欠き部が形成された導電性の複数のリング状部材は、リング状部材の円周方向における切り欠き部の位置が同位相とならない状態で、加熱ローラの軸方向に沿って並べて取り付けられている。そして、複数のリング状部材の外周面にわたってアース部材が当接されて、加熱ローラの静電気がリング状部材を介して除去されている。

ここで、アース部材は、加熱ローラに直接接触している構成ではないので、過熱ローラがアルミニウムなどで構成されている場合でも、加熱ローラの表面がアース部材により傷つけられることがない。

また、リング状部材の円周方向における切り欠き部の位置が同位相とならない複数のリング状部材の外周面にわたってアース部材が当接されているため、リング状部材に切り欠き部が形成されている構成においても、加熱ローラが回転した場合に、アース部材とリング状部材の外周面とが非接触になることはない。すなわち、加熱ローラが回転していくと、やがてアース部材はリング状部材の切り欠き部の位置にくることになるが、複数のリング状部材の各切り欠き部の位置がそれぞれ異なっている。このため、複数のリング状部材のうち一のリング状部材の切り欠き部にアース部材が位置したときでも、複数のリング状部材のうち他のリング状部材の外周面に接触し続けることになる。この結果、アース部材とリング状部材とが非接触の状態になることがないので、加熱ローラを確実にアース（接地）することができる。

また、リング状部材は、加熱ローラの軸方向両端部に設けられた軸受部材を位置決めするためのリング状部材をそのまま利用することができるため、製造コストが大幅に増加することも防止できる。

なお、本明細書において、「リング状部材の円周方向における切り欠き部の位置が同位相とならない状態」とは、複数のリング状部材の円周方向における各切り欠き部の開口部分の一部同士が、加熱ローラの軸方向に沿って重ならないことを意味する。

請求項２に記載の発明によれば、リング状部材は、ステンレス鋼で構成されているので、アース部材が比較的大きな圧力で接触した場合でも、削れたり破損したりすることを防止できる。この結果、アース部材のリング状部材に対する圧力を大きくすることができ、アース効率を向上させて加熱ローラの静電気を確実に除去することができる。なお、リング状部材は、ステンレス鋼（ＳＵＳ材）で構成されていることが好ましい。

請求項３に記載の発明によれば、円弧上の一部において切り欠き部が形成された導電性の複数のリング状部材は、リング状部材の円周方向における切り欠き部の位置が同位相とならない状態で、加熱ローラの軸方向に沿って並べて取り付けられている。そして、複数のリング状部材の外周面にわたってアース部材が当接されて、加熱ローラの静電気がリング状部材を介して除去されている。

なお、リング状部材は、加熱ローラの軸方向両端部に設けられた軸受部材を位置決めするためのリング状部材をそのまま利用することができるため、製造コストが大幅に増加することも防止できる。

次に、本発明の一実施形態に係る画像形成装置について、図面を参照して説明する。

図１及び図２に示すように、画像形成装置１０は、筐体１２を備えている。この筐体１２の内部下部には、２つの給紙カセット１４、１６が２段になって配置されている。各給紙カセット１４、１６には、複数枚の用紙が積層された状態で収納できるようになっている。

各給紙カセット１４、１６の近傍には、各給紙カセット１４、１６の内部に収容された用紙を搬送路１側に送る給紙ローラ１８、２０がそれぞれ配置されている。

また、各給紙カセット１４、１６の近傍に位置する搬送路１の入口には、フィードローラ２２、２４がそれぞれ配置されている。用紙は、各フィードローラ２２、２４により搬送路１に向けて搬送される。

また、筐体１２の内部には、画像形成部２６が設けられている。

画像形成部２６は、主に、感光体ドラム２８と、帯電ブラシ３０と、ＬＥＤヘッド３２と、現像器ユニット３４と、転写ローラ３６と、定着デバイス３８と、で構成されている。

感光体ドラム２８は、表面に有機感光体による光導電膜が形成され、図示しない駆動源により所定の速度で回転するものである。感光体ドラム２８の表面は、帯電ブラシ３０により一定の電圧に帯電される。

帯電ブラシ３０は、感光体ドラム２８の表面に接触しながら回転し、その表面を一定の電圧に帯電させるものである。この帯電ブラシ３０は、レーヨンに比べて吸湿性の少ないナイロン、アクリル等の導電性繊維で構成されている。なお、帯電ブラシ３０は、図示しない駆動源により回転駆動される。

ＬＥＤヘッド３２は、ＬＥＤアレイを記録画素数だけ並設し、ＬＥＤアレイが発した光をセルフォックスレンズアレイで感光体ドラム２８の表面に結像する自己発光型のプリンタヘッドである。また、ＬＥＤヘッド３２は、画像情報に基づいて感光体ドラム２８の表面を選択的に露光して、その表面に静電潜像を形成するものである。帯電ブラシ３０により帯電された感光体ドラム２８の表面は、ＬＥＤヘッド３２により露光されることにより表面電位が減衰し、露光されていない部分との電位差により静電潜像が形成される。また、画像情報は、後述する画像読取部５６で読み取った原稿の画像が電気信号としてＬＥＤヘッド３２に送信されるようになっている。

現像器ユニット３４は、トナーとキャリアからなる２成分現像剤を用いるものであり、感光体ドラム２８に対向して配置される現像ローラ４０と、現像剤を収容する現像剤容器４２と、現像剤容器４２に収容された現像剤を現像ローラ４０に供給する供給ローラ４４と、を備えている。また、現像剤容器４２の内部には、現像剤を攪拌する攪拌体４６が設けられている。攪拌体４６により攪拌された現像剤が供給ローラ４４により現像ローラ４０に供給され、現像ローラ４０の表面上に担持された現像剤が感光体ドラム２８に供給される。感光体ドラム２８の表面上の静電潜像がトナーで現像されることにより、トナー画像が形成される。

転写ローラ３６は、ＥＰＤＭ発泡体からなるローラであり、搬送路１の対向位置において感光体ドラム２８に圧接しており、図示しない電気回路からバイアス電圧が印加されるようになっている。給紙カセット１４、１６から搬送路１を経て供給された用紙を感光体ドラム２８と転写ローラ３６がニップしてバイアス電圧が印加されることにより、感光体ドラム２８の表面に形成されたトナー画像が用紙に転写される。

定着デバイス３８は、搬送路１の対向位置にそれぞれ配置された加熱ローラ４８及び加圧ローラ５１からなり、搬送路１を搬送されてきた用紙上のトナー画像を加熱して溶融し、加圧にて用紙に固定するものである。この加熱ローラ４８は、内部にヒータ５０を備えており、ヒータ５０の熱量により加熱ローラ４８の表面が所定の温度に加熱されている。このように、画像形成部２６により、後述の画像読取部５６で読み取られた原稿の画像が用紙上に形成されることになる。なお、加熱ローラ４８は、アルミニウムで構成されている。

また、図２及び図３に示すように、加熱ローラ４８の軸方向一方側端部には、軸受部材（図１では図示省略）６４が装着されている。この軸受部材６４の近傍であって軸受部材６４に対して加熱ローラ４８の軸方向端部側には、位置決めリング（図１では図示省略）６６が取り付けられている。この位置決めリング６６は、円弧上の一部に切り欠き部６６Ａが形成されたＣリング状に構成されている。なお、加熱ローラ４８の外周面には、位置決めリング６６を装着するための溝部６８が形成されている。

また、位置決めリング６６の近傍であって位置決めリング６６に対して加熱ローラ４８の軸方向端部側には、２個のアース用リング（図１では図示省略）７０、７２がそれぞれ取り付けられている。各アース用リング７０、７２は、円弧上の一部に切り欠き部７０Ａ、７２Ａが形成されたＣリング状に構成されている。各アース用リング７０、７２は、比較的硬度の高いステンレス鋼（ＳＵＳ材）などの導電性部材で構成されている。なお、加熱ローラ４８の外周面には、各アース用リング７０、７２を装着するための溝部７４が形成されている。また、各アース用リング７０、７２の個数は、２個に限られることはなく、３個以上のアース用リングを加熱ローラ４８の軸方向に沿って並べて取り付けられた構成でもよい。また、各アース用リング７０、７２は、Ｃリング状ではなく、Ｅリング状に構成されていてもよい。

ここで、各アース用リング７０、７２は、各アース用リング７０、７２の円周方向における切り欠き部７０Ａ、７２Ａの位置が同位相とならない状態で、加熱ローラ４８の軸方向に沿って並べて取り付けられている。すなわち、各アース用リング７０、７２は、各アース用リング７０、７２の円周方向における切り欠き部７０Ａ、７２Ａの位置が相互に異なるように、加熱ローラ４８の軸方向に沿って並べて取り付けられている。特に、本実施形態では、図２に示すように、各アース用リング７０、７２の円周方向における切り欠き部７０Ａ、７２Ａの位置が１８０度の位相差となるように構成されている。

また、各アース用リング７０、７２には、板バネ部材（図１では図示省略）７８が当接されている。この板バネ部材７８は、金属などの導電性部材で構成されている。ここで、板バネ部材７８は、並んで装着された２個のアース用リング７０、７２の各外周面にわたるように、当接されている。このため、アース用リング７０、７２の各切り欠き部７０Ａ、７２Ａがない部位では、板バネ部材７８は常に２個のアース用リング７０、７２の外周面に接触した構成となっている。また、加熱ローラ４８が回転し、板バネ部材７８の当接部に、２個のアース用リング７０、７２のうち一方のアース用リング７０（７２）の切り欠き部７０Ａ（７２Ａ）が位置したときには、板バネ部材７８の２個のアース用リング７０、７２のうち他方のアース用リング７２（７０）の外周面に接触した構成となっている。このように、常に、板バネ部材７８は、２個のアース用リング７０、７２の両方又は一方の外周面に接触した状態となっている。なお、板バネ部材７８が各アース用リング７０、７２の外周面に接触することにより、加熱ローラ４８を電気的に接地（アース）させることができ、加熱ローラ４８の静電気を除去することができる。

また、図１に示すように、定着デバイス３８の下流側には、画像が定着された用紙を後述の排紙部５４に排出するための排紙ローラ５２が配置されている。

また、筐体１２の外部であって画像形成部２６の近傍には、画像形成部２６で画像が形成された用紙を排出させる排出部５４が形成されている。画像形成部２６で画像が形成された用紙は、排出部５４に次々に排出されていく。

また、筐体１２内部の上部であって画像形成部２６の上方には、画像読取部５６が設けられている。また、画像読取部５６は、図示しないが、原稿の表面で反射された光を所定の方向に導くための光学系レンズ群や、反射光を受光して原稿の画情報を読み取る受光部などを備えている。

また、筐体１２の上面上であって画像読取部５６の上部には、原稿を所定の読取部位に供給する原稿自動搬送装置（ＡＤＦ装置）５８と、原稿自動搬送装置５８の内部に供給する原稿を載置するための給紙トレイ６０と、原稿自動搬送装置５８の内部から排出された原稿をスタックする排紙トレイ６２と、を備えている。

次に、本実施形態の画像形成装置１０の作用について説明する。

図２及び図３に示すように、２個のアース用リング７０、７２は、アース用リング７０、７２の円周方向における切り欠き部７０Ａ、７２Ａの位置が同位相とならない状態で、加熱ローラ４８の軸方向に沿って並べて取り付けられている。そして、２個のアース用リング７０Ａ、７２Ａの外周面にわたって導電性の板バネ部材７８が当接されて加熱ローラ４８の静電気がアース用リング７０、７２を介して除去されている。

ここで、板バネ部材７８は、加熱ローラ４８に直接接触している構成ではないので、加熱ローラ４８がアルミニウムなどで構成されている場合でも、加熱ローラ４８の表面が板バネ部材７８により傷つけられることがない。

また、各アース用リング７０、７２の円周方向における各切り欠き部７０Ａ、７２Ａの位置が同位相とならない各アース用リング７０、７２の外周面にわたって板バネ部材７８が当接されているため、各アース用リング７０、７２に切り欠き部７０Ａ、７２Ａが形成されている構成においても、加熱ローラ４８が回転した場合に、板バネ部材７８と各アース用リング７０、７２の外周面とが非接触になることはない。

すなわち、加熱ローラ４８が回転していくと、やがて板バネ部材７８は各アース用リング７０、７２の切り欠き部７０Ａ、７２Ａの位置にくることになるが、２個のアース用リング７０、７２の各切り欠き部７０Ａ、７２Ａの位置がそれぞれ異なっている。このため、２個のアース用リング７０、７２のうち一方のアース用リング７０（７２）の切り欠き部７０Ａ（７２Ａ）に板バネ部材７８が位置したときでも、２個のアース用リング７０、７２のうち他方のアース用リング７２（７０）の外周面に接触し続けていることになる。この結果、板バネ部材７８とアース用リング７０、７２とが非接触の状態になることがないので、加熱ローラ４８を確実にアース（接地）することができる。

なお、アース用リング７０、７２は、加熱ローラ４８の軸方向両端部に設けられた軸受部材６４を位置決めするための位置決めリング６６をそのまま利用することができるため、製造コストが大幅に増加することも防止できる。

特に、アース用リング７０、７２は、ステンレス鋼で構成されているので、板バネ部材７８が比較的大きな圧力で接触した場合でも、削れたり破損したりすることを防止できる。この結果、板バネ部材７８のアース用リング７０、７２に対する圧力を大きくすることができ、アース効率を向上させて加熱ローラ４８の静電気を確実に除去することができる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。本発明の一実施形態に係る画像形成装置の要部の組立分解図である。本発明の一実施形態に係る画像形成装置の要部の概略構成図である。

符号の説明

１０画像形成装置
３８定着デバイス（定着装置）
４８加熱ローラ
７０アース用リング（リング状部材）
７０Ａ切り欠き部
７２アース用リング（リング状部材）
７２Ａ切り欠き部
７８板バネ部材（アース部材）

Claims

用紙上に転写されたトナー画像を加熱する加熱ローラと、前記加熱ローラを電気的に接地し前記加熱ローラの静電気を除去するアース部材と、を有し、前記トナー画像を前記用紙に定着させる定着装置であって、
円弧上の一部において切り欠き部が形成された導電性の複数のリング状部材を、前記リング状部材の円周方向における前記切り欠き部の位置が同位相とならない状態で、前記加熱ローラの軸方向に沿って並べて取り付け、
複数の前記リング状部材の外周面にわたって前記アース部材を当接させたことを特徴とする定着装置。
前記リング状部材は、ステンレス鋼で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
請求項１又は２に記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。