定着装置
【課題】多メディアを高品質で高速定着するために紙搬送速度が高くなると、ローラ表層に発生する局所的な静電気の強帯電により、定着直前の記録材上のトナーに静電力による外乱を与えてしまい、ライン状の画像欠陥などの品質低下を招いてしまう。
【解決手段】最外層に導電性の離型層（剥離層）４６ｂを持つ除電ローラ４６を加圧ローラ３２に圧接させる。除電ローラに除電針５０を当接させ、除電針をアースに落とす。
【解決手段】最外層に導電性の離型層（剥離層）４６ｂを持つ除電ローラ４６を加圧ローラ３２に圧接させる。除電ローラに除電針５０を当接させ、除電針をアースに落とす。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式や静電記録方式などの画像形成装置（複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機能機等）に搭載され、記録材（記録紙：記録媒体）上に担持された未定着の現像剤画像を加熱して固着画像として定着する画像加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置における画像定着装置としては、加熱ローラ（加熱回転体）と加圧ローラ（加圧回転体）を用いた熱ローラ対方式の装置が一般的に用いられる。これは加熱ローラと加圧ローラとの圧接部であるニップ部で未定着の現像剤画像であるトナー画像を担持した記録材を挟持搬送して加熱加圧することで固着画像として定着させるものである。
【０００３】
近年は多種類のメディア（記録材）に対する幅広い定着性を達成するために、加熱ローラはアルミニウムや鉄の芯金にシリコーンゴムやフッ素ゴムからなる弾性層と表層にフッ素樹脂チューブやコーティングからなる離型層を備えている。
【０００４】
また、加熱ローラ及び加圧ローラの圧接圧力を任意の圧力に自動的に変更することで、加熱ローラ及び加圧ローラにより形成されるニップ部幅を可変とする。これによって、メディアに与える熱量及び圧力を制御することによってメディア毎に適切な定着条件を設定し、高品質なトナー定着を提供している。
【０００５】
しかし、近年では高品質な定着性に合わせ、高生産性を要求され、かつ、対応するメディアの種類も増大の一途をたどっている。高生産性を達成するために記録材の搬送速度が増大し、それに伴って加熱ローラ及び加圧ローラにより形成されるニップ部幅を大きくする必要がある。大きなニップ部幅を形成するためには加熱ローラ及び加圧ローラの圧接力を増大させる必要がある。
【０００６】
また、ローラ表層と記録材が接触し、圧力をかけた後に剥離させる場合、圧力が高く、剥離速度が速いほどローラ表層に大きな静電気が発生する。すなわち、高生産性を達成するために圧接力を高め、搬送速度が速い状態においてはローラ表層に大きな静電気が発生することになり、記録材の後端がローラから剥離する際に、その剥離した位置においてローラ表層に過大な帯電状態が発生してしまう。
【０００７】
上記のような過大な帯電状態がローラ表層に発生した場合には、表面に未定着のトナー画像を形成され、定着装置に搬送されてきた記録材が加熱ローラ及び加圧ローラにより形成されるニップ部に侵入する際に、次のような現象が発生する場合がある。即ち、その記録材上に静電付着しているトナーがローラ表層の過大な帯電により外力を受け、トナー位置がずれてしまうという現象が発生する。この現象により、特に中間濃度の画像において先行した記録材の後端に位置するローラ表面位置でライン状の画像乱れを発生するという問題がある。
【０００８】
上記のような問題を解決するために、本出願人は先に特許文献１のような定着装置を提案している。この定着装置は、加圧ローラの近傍に、加圧ローラの帯電された表層を除電する目的で除電針を所定の隙間をおいて設けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平７−２９５４２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記従来技術を更に発展させたものである。即ち、近年、画像形成装置は特に商業印刷の分野において、多種のメディアについて高品位で画像定着する需要が高まってきている。定着品位を向上させるためには記録材の剛度や種類によって、加熱ローラ及び加圧ローラ温度や、加熱ローラ及び加圧ローラにより形成されるニップ部の圧接圧力が適切に設定される必要がある。しかしながら、圧接圧力を変化させるということは加圧ローラの位置が変化するということであり、また、加圧ローラ温度を変化させるということは加圧ローラの膨張量が変化することでローラ表層外径が変化するということになる。
【００１１】
ローラ位置やローラ外径が変化することで、除電針との隙間が変化し、そのときのローラの状態により除電手段による除電能力が安定して最大の効果を発揮することが出来ないので、この点の更なる改善が望まれている。また、位置が変化するローラ表層に対して除電効果を出すために調整機構を設ける必要があり、そのため組立工数の増大や、装置の複雑化、コストアップなどを招くことにもなるので、この点の更なる改善が望まれている。本発明は上記の要望に応えるものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するための本発明に係る定着装置の代表的な構成は、表面に非導電性層が設けられており、未定着の現像剤画像を担持した記録材の画像担持面に接触して加熱し未定着の現像剤画像を固着画像として定着する回転可能な加熱回転体と、表面に非導電性層が設けられており、前記加熱回転体を加圧し前記記録材を挟持搬送するニップ部を形成する回転可能な加圧回転体と、表面に導電性層が設けられており、前記加熱回転体と前記加圧回転体との少なくとも１つに圧接して配設されて当該加熱回転体もしくは加圧回転体の表層の電荷を除電する回転可能な除電回転体と、前記除電回転体に接触して配設されており、かつ接地されている除電手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、加熱回転体もしくは加圧回転体の位置や、温度による外径変化が発生しても、除電回転体が加熱回転体もしくは加圧回転体との間に無段階の安定した隙間を生成する。そして、加熱回転体もしくは加圧回転体の帯電量に応じて適正な隙間部分で加熱回転体もしくは加圧回転体の表面の電荷を除電回転体の表面に移動し、かつ、除電回転体に直接位置決めされた除電針によってアースに落とす。
【００１４】
これにより、加熱回転体もしくは加圧回転体の表層の除電を行うことが出来、静電付着した記録材上の未定着の現像剤画像を加熱回転体もしくは加圧回転体の表層の過大な帯電により乱すことなく、高品位な定着を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例１における画像形成装置の概略構成模式図である。
【図２】定着装置の拡大横断面模式図である。
【図３】除電ユニットの一端側の拡大斜視図である。
【図４】除電ユニットの除電プロセスの説明図である。
【図５】実施例５における定着装置の概略構成模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。なお、実施例は、本発明における最良の実施形態の一例ではあるものの、本発明は実施例により限定されるものではない。
【００１７】
［実施例１］
（１）画像形成装置
図１は本発明に従う画像加熱装置を定着装置１３として搭載した画像形成装置の一例の概略構成図である。この画像形成装置は電子写真方式を用いたフルカラーレーザービームプリンタであり、パソコン・イメージリーダー等のホスト装置（不図示）からコントローラ（制御手段：不図示）に入力する電気的画像情報に対応した画像を記録材Ｓに形成して出力する。
【００１８】
装置内には、第１から第４の４つの画像形成部Ｐ（Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ）が併設され、各画像形成部は異なった色のトナー画像を、潜像形成、現像、転写の電子写真プロセスを経て記録材Ｓに形成する。
【００１９】
各画像形成部Ｐは、それぞれ専用の像担持体、本例では電子写真感光ドラム１（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ:以下、ドラムと記す）を具備している。ドラム１は矢印の時計方向に所定の速度で回転駆動されて、各ドラム１上に各色のトナー画像が形成される。各ドラム１に隣接して中間転写体である中間転写ベルト（以下、ベルトと記す）８が設置されている。各ドラム１上に形成された各色のトナー画像がベルト８上に重畳されて１次転写され、更に２次転写部で記録材Ｓ上に転写される。
【００２０】
トナー画像が転写された記録材Ｓは定着装置１３に導入されて加熱及び加圧によりトナー画像の定着処理を受けた後、画像形成物（フルカラープリント）として装置外の排出トレイ１７上に排出される。
【００２１】
各ドラム１の外周部には、それぞれドラム帯電器２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ）、現像器４（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）、１次転写帯電器５（５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ）及びドラムクリーナー６（６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ）が設けられている。ドラム帯電器２はドラム１の周面を所定の極性・電位に一様に帯電する。
【００２２】
各ドラム１の上方部にはレーザースキャナー３（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ）が設置されている。各レーザースキャナー３は、図には省略したけれども、光源装置、ポリゴンミラー、ｆθレンズ等を有している。光源装置から発せられたレーザー光をポリゴンミラーを回転して走査し、その走査光の光束を反射ミラーによって偏向し、ｆθレンズにより、ドラム１の母線上に集光して露光する。ドラム帯電器２で帯電されたドラム１にレーザー光による走査露光がなされることにより、ドラム１上に画像信号に応じた静電潜像が形成される。
【００２３】
現像器４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄには、現像剤としてそれぞれイエロー，マゼンタ，シアン及びブラックの各色のトナーが所定量充填されている。各現像器４には、補給装置７（７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ）よりトナーが適宜補給される。各現像器４は、それぞれ対応する感光ドラム１上の潜像を現像して、イエロートナー画像，マゼンタトナー画像，シアントナー画像及びブラックトナー画像として可視化する。ベルト８は、駆動ローラ９、２次転写対向ローラ１０、テンションローラ１１に懸回張設されていて、矢示の時計方向に各ドラム１と同じ周速度をもって回転駆動される。
【００２４】
第１の画像形成部Ｐａのドラム１ａ上に形成担持された第１色のイエロートナー画像は、ドラム１ａとベルト８とのニップ部（１次転写部）を通過する過程でベルト８に中間転写される。即ち、１次転写帯電器５ａに印加される１次転写バイアスにより形成される電界とニップ圧力により、ベルト８の外周面に中間転写されていく。
【００２５】
以下、同様にして、第２の画像形成部Ｐｂの第２色のマゼンタトナー画像、第３の画像形成部Ｐｃの第３色のシアントナー画像、第４の画像形成部Ｐｄの第４色のブラックトナー画像が順次にベルト８上に重畳転写される。これによりベルト８上には装置に入力したカラー画像情報に対応した未定着の合成カラートナー画像が形成される。ベルト８に対するトナー画像の１次転写後のドラム１の表面はドラムクリーナー６により１次転写残トナーの除去（クリーニング）を受けて、引き続き次の潜像の形成以下に備えられる。
【００２６】
２次転写対向ローラ１０にはベルト８を挟ませて２次転写ローラ１２を圧接させてある。２次転写ローラ１２は２次転写対向ローラ１０に対応し平行に軸受させてベルト８に接触させて配設されている。ベルト８と２次転写ローラ１２とのニップ部が２次転写部である。２次転写ローラ１２には、所定の制御タイミングで所定の２次転写バイアスが印加される。
【００２７】
ベルト８上に重畳転写された合成カラートナー画像の記録材Ｓへの転写は、２次転写部に記録材Ｓが導入されてなされる。即ち、第１又は第２の給紙カセット１９ａ又は１９ｂから記録材Ｓが給送機構の動作により所定の制御タイミングにて１枚分離給送される。その記録材Ｓがシートパス２０で搬送されて、レジストローラ２１、転写前ガイド２２を通過して２次転写部に対して所定の制御タイミングで給送され、同時に２次転写ローラ１２に２次転写バイアスが印加される。この２次転写バイアスによりベルト８から記録材Ｓへ合成カラートナー画像が一括して２次転写される。
【００２８】
ベルト８上に残留した２次転写残トナー及びその他の異物は、ベルト８の表面に当接させたベルトクリーナー１８のクリーニングウエブ（不織布）で拭い取られる。
【００２９】
２次転写部で未定着の合成カラートナー画像の２次転写を受けた記録材Ｓはベルト８から分離されて定着装置１３に導入され、加熱及び加圧によりトナー画像の定着処理を受ける。そして、記録材Ｓは定着装置１３を出て、搬送ローラ対１４で搬送され、フラッパー１５の上側を通り、排出ローラ１６により装置外の排出トレイ１７上に排出される（片面画像形成モードの場合）。
【００３０】
両面画像形成モードである場合は、定着装置１３を出た片面画像形成済み（１面目画像形成済み）の記録材Ｓが、搬送ローラ対１４で搬送され、姿勢切り換えされたフラッパー１５により反転パス２３に導かれる。そして、記録材Ｓは反転ローラ（スイッチバックローラ）２４により反転されて両面パス２５へと導かれ、再びシートパス２０、レジストローラ２１、転写前ガイド２２の経路で２次転写部に導入される。これにより、記録材Ｓは、２面目に対するトナー画像の２次転を受ける。
【００３１】
そして、記録材Ｓはベルト８から分離され、再度、定着装置１３に導入されて２面目に対するトナー画像の定着処理を受ける。フラッパー１５は記録材が両面画像形成中に元の姿勢に戻し切り換えされている。これにより、定着装置１３を出た両面画像形成済みの記録材Ｓが、搬送ローラ対１４で搬送され、フラッパー１５の上側を通り、排出ローラ１６により装置外の排出トレイ１７上に排出される。
【００３２】
（２）定着装置１３
図２は定着装置１３の拡大横断面模式図である。この定着装置１３は熱ローラ対方式の装置である。定着装置１３は、未定着の現像剤画像（トナー画像）ｔを担持した記録材Ｓの画像担持面に接触して加熱し未定着の現像剤画像を固着画像として定着する回転可能な加熱回転体としての加熱ローラ（定着ローラ）３１を有する。また、加熱ローラ３１を加圧し記録材Ｓを挟持搬送するニップ部（定着ニップ部）Ｎを形成する回転可能な加圧回転体としての加圧ローラ３２を有する。
【００３３】
加圧ローラ３１は、中空の芯金３１ａと、この芯金の外周面に形成された弾性層３１ｂと、更にその弾性層の外周面に形成された、非導電性層である離型層（剥離層、表面層）３１ｃと、からなる複合層ローラである。本実施例において、芯金３１ａはアルミニウムのパイプ、弾性層３１ｂはシリコーンゴム層、離型層３１ｃは非導電のフッ素樹脂チューブ(より具体的にはＰＦＡチューブ)である。
【００３４】
加熱ローラ３１は芯金３１ａの一端側と他端側がそれぞれ定着装置筐体３０の一端側と他端側の側板間にベアリング（不図示）を介して回転可能に軸受保持されて配設されている。加熱ローラ３１はコントローラ（不図示）で制御される駆動源（不図示）の駆動力により矢印の反時計方向に所定の速度で回転駆動される。
【００３５】
加圧ローラ３２は、中空の芯金３２ａと、この芯金の外周面に形成された弾性層３２ｂと、更にその弾性層の外周面に形成された、非導電性層である離型層（剥離層、表面層）３２ｃと、からなる複合層ローラである。本実施例において、芯金３２ａは鉄のパイプ、弾性層３２ｂはシリコーンゴム層、離型層３２ｃは非導電のフッ素樹脂チューブ(より具体的にはＰＦＡチューブ)である。
【００３６】
加圧ローラ３２は加熱ローラ３１の下側に加熱ローラ３１に並行に配列されており、芯金３２ａの一端側と他端側がそれぞれ定着装置筐体３０の一端側と他端側の側板間にベアリング（不図示）を介して回転可能に軸受保持されて配設されている。
【００３７】
加圧ローラ３２の一端側と他端側のベアリングはそれぞれ加熱ローラ３１に向う方向と離れる方向とにスライド移動する自由度がある。そして、それらのベアリングが加圧ユニット３３の加圧力により加熱ローラ３１に向う方向に加熱ローラ３１の弾性層３１ｂと加圧ローラ３２の弾性層３２ｂの弾性に抗して加圧される。これにより、加熱ローラ３１の下面側に対して加圧ローラ３２の上面側が圧接して該両ローラ３１・３２間に記録材搬送方向において所定幅のニップ部Ｎが形成される。
【００３８】
本実施例においては、加圧ユニット３３は加圧カム３３ａの回転角度が調整されることでコロ３３ｂが上下動されて加熱ローラ３１と加圧ローラ３２により形成されるニップ部Ｎの圧接圧力を変更（増減変化）することができる。そして、コントローラは、定着品位を向上させるために、装置に通紙使用される記録材Ｓの剛度や種類によって、加圧カム３３ａを駆動する駆動源（不図示）を制御してニップ部Ｎの圧接圧力が適切に設定されるように加圧カム３３ａの回転角度を調整する。加圧ローラ３２は加熱ローラ３１に圧接している状態において加熱ローラ３１の回転に従動して矢印の時計方向に回転する。
【００３９】
加熱ローラ３１の芯金３１ａの内部には加熱ローラ３１を内部から加熱する加熱ヒータ３１ｄが設けられている。また、加熱ローラ３１の外側には加熱ローラ３１を外側から加熱する外部加熱ユニット３４が配設されている。本実施例における外部加熱ユニット３４は、それぞれ加熱ローラ３１の外面に対して加熱ローラ３１に並行に当接して加熱ローラ３１を外側から加熱する２本の第１と第２の外部加熱ローラ３４ａ・３４ｂを有する。この２本のローラ３４ａ・３４ｂはそれぞれ一端側と他端側が外部加熱ユニット３４の枠体３４ｃの一端側と他端側の側板間に回転可能に軸受保持されて配設されている。
【００４０】
第１と第２の外部加熱ローラ３４ａ・３４ｂはそれぞれ中空の金属パイプであり、それらの内部には加熱ヒータ３４ｄ・３４ｅが設けられている。また、外部加熱ユニット３４には第１と第２の外部加熱ローラ３４ａ・３４ｂの外面にそれぞれ押圧された状態でクリーニングローラ３４ｆ・３４ｇがローラ３４ａ・３４ｂに並行に配置されている。外部加熱ユニット３４の枠体３４ｃは加圧バネ３４ｈにより加圧ローラ３１の方向に押圧されて、第１と第２の外部加熱ローラ３４ａ・３４ｂが加熱ローラ３１の外面に対して所定の押圧力で押し付けられている。
【００４１】
第１と第２の外部加熱ローラ３４ａ・３４ｂは加熱ローラ３１の回転に従動して回転する。クリーニングローラ３４ｆ・３４ｇはそれぞれ外部加熱ローラ３４ａ・３４ｂの回転に従動して回転して外部加熱ローラ３４ａ・３４ｂをクリーニングする。
【００４２】
加熱ローラ３１は加熱ヒータ３１ｄに対する通電により内側から加熱される。また、加熱ローラ３１は外部加熱ユニット３４の加熱ヒータ３４ｄ・３４ｅへの通電により加熱される第１と第２の外部加熱ローラ３４ａ・３４ｂの熱により外側から加熱される。また、加圧ローラ３２の芯金３２ａの内部には加熱ヒータ３２ｄが設けられている。加圧ローラ３２は加熱ヒータ３２ｄに対する通電により内側から加熱される。
【００４３】
コントローラは、加熱ローラ３１と加圧ローラ３２が回転されている状態において加熱ヒータ３１ｄ・３４ｄ・３４ｅ・３２ｄにそれぞれ通電して加熱ローラ３１と加圧ローラ３２を加熱する。そして、コントローラは、定着品位を向上させるために、装置に通紙使用される記録材Ｓの剛度や種類によって、加熱ローラ３１と加圧ローラ３２の表面温度が適切な温度に温調されるように加熱ヒータ３１ｄ・３４ｄ・３４ｅ・３２ｄに対する供給電力を調整する。
【００４４】
３５は加熱ローラ３１の表面を清掃するクリーナユニットである。クリーニングウェッブ３５ａをロール巻きに保持したウェッブ繰り出し軸部３５ｂと、ウェッブ巻取り軸部３５ｃと、該両軸部３５ｂ・３５ｃ間のウェッブ部分を加熱ローラ３１の外面に押し付ける押し付けローラ３５ｄを有する。押し付けローラ３５ｄで加熱ローラ３１に押し付けたウェッブ部分で加熱ローラ３１の表面にオフセットしたトナーが拭われて加熱ローラ面が清掃される。加熱ローラ３１に押し付けられるウェッブ部分は繰り出し軸部３５ｂ側から巻取り軸部３５ｃ側にウェッブ３５ａが少しずつ送られることで徐々に更新される。
【００４５】
ニップ部Ｎよりも記録材搬送方向ａの上流側には入口ガイド３６が配設されている。またニップ部Ｎよりも記録材搬送方向ａの下流側には加熱ローラ分離爪３７及び加圧ローラ分離爪３８が配置されている。加熱ローラ分離爪３７はニップ部Ｎを出て加熱ローラ３１の表層３１ｃに貼り付いた記録材を剥離する部材である。加圧ローラ分離爪３８はニップ部Ｎを出て加圧ローラ３２の表層３２ｃに貼り付いた記録材を剥離する部材である。
【００４６】
また、分離爪３７と３８からなる分離部の記録材搬送方向直後には記録材を搬送するための搬送ローラ対３９が配置される。この搬送ローラ対３９の記録材搬送方向下流側には搬送路４０が設けられている。
【００４７】
記録材Ｓに未定着のトナー画像ｔを形成する画像形成機構部側から定着装置１３に搬送された記録材Ｓは入口ガイド３６に案内されてニップ部Ｎに導入される。コントローラは、装置に通紙使用される記録材Ｓの剛度や種類によって加圧ユニット３４を制御して、ニップ部Ｎの圧接圧力を適切な圧力に調整している。また、コントローラは、加熱ローラ３１を駆動すると共に、加熱ローラ３１と加圧ローラ３２の表面温度を装置に通紙使用される記録材Ｓの剛度や種類によって適切な温度にして温調している。
【００４８】
この状態において、記録材はニップＮに進入して挟持搬送されることで、ニップ部Ｎにおける加熱と加圧により未定着のトナー画像ｔが記録材上に固着画像として定着される。ニップ部Ｎを出た記録材Ｓは分離爪３７・３８により加熱ローラ３１または加圧ローラ３２の表面から分離され、搬送ローラ対３９により中継ぎされて搬送路４０を通り定着装置１３の外に送り出される。
【００４９】
（３）加圧ローラ３２の除電構成
加圧ローラ３２の下側には加圧ローラ３２の表面を除電するための除電ユニット４１が配設されている。この除電ユニット４１について図３と図４を参照して詳述する。図３は除電ユニット４１の一端側の拡大斜視図である。他端側も一端側と対称構造である。図４は除電ユニット４１の除電プロセスの説明図である。
【００５０】
４２は加圧ローラ３２の下側において加圧ローラ３２に並行に配設された金属製のステーであり、定着装置筐体３０の一端側と他端側の側板間に固定して支持されている。このステー４２の上側に加圧ローラ３２に沿って長い板金製の除電針取り付け部材４３が固定して配設されている。除電針取り付け部材４３はステー４２に対して電気的に導通している。除電針取り付け部材４３の一端側と他端側にはそれぞれベラリング４５を保持するベアリング支持部材４３が上下方向にスライド移動可能に配設されている。
【００５１】
そして、その一端側と他端側のベアリング支持部材４３にそれぞれ保持されたベラリング４５間に除電ローラ４６が回転可能に軸受保持されて配設されている。除電ローラ４６は加圧ローラ３２に圧接して配設されて当該加圧ローラ３２の表層の電荷を除電する回転可能な除電回転体である。本実施例において除電ローラ４６は、アルミニウムからなる芯金４６ａと、その外周に設けた導電性層としての離型層（剥離層）４６ｂを有する。離型層４６ｂは本実施例においては、導電材を添加したフッ素樹脂チューブである。より具体的には、カーボン等の導電材を含有したＰＦＡチューブであり、導電性を持つ。
【００５２】
一端側と他端側のベアリング支持部材４４の下面とステー４２の上面との間にはそれぞれコイルばね（付勢手段）４７が圧縮されて配設されている。これにより、一端側と他端側のベアリング支持部材４４がそれぞれコイルばね４７の圧縮反力にて加圧ローラ３２の中心軸線にほぼ向う方向に押し上げ付勢されて、除電ローラ４６が加圧ローラ３２に対して全長に渡って圧接した状態にされる。除電ローラ４６は加圧ローラ３２の回転に従動して回転する。
【００５３】
上記の構成により、加圧ローラ３２の外周面に圧接される除電ローラ４６は加圧ローラ３２の温度や加圧状態による加圧ローラ３２の外周面位置の変化に追従し、常に加圧ローラ３２の外周面に除電ローラ４６の外周面が圧接した状態を作り出すことができる。
【００５４】
除電ローラ４６の近傍には除電ローラ４６の外周面にその先端が接するように除電針４８が設けられている。即ち、除電針取り付け部材４３には、除電ローラ４６に接触して配設されており、かつ接地Ｇされている除電手段としての除電針４８が固定して配設されている。除電針４８は除電ローラ４６に沿って長い部材であり、上下に重ねて折り曲げた金属板間に数多の除電針を金属板の長手に沿って配列して挟み込んだ除電針アレイ部材である。
【００５５】
除電針４８は除電ローラ４６に並行に配列されて、除電ローラ４６の位置によらず除電針先端部４８ａを除電ローラ４６に接することが可能な位置に除電針取り付け部材４４上に取り付けられている。４９は除電針４８の除電針取り付け部材４３に対する取り付け固定ネジである。
【００５６】
次に、加圧ローラ３２の表層の静電気の除電プロセスにについて図４を用いて詳細に説明する。加圧ローラ３２の外周面には除電ローラ４６が圧接され、それぞれ矢印方向へ回転する。加圧ローラ３２及び除電ローラ４６の圧接ニップ部のローラ回転方向上流側には連続的に隙間が変化する領域Ｌ（楔状の空間領域）が形成される。
【００５７】
そのため、加圧ローラ３２の表層３２ｃに帯電された静電気はその静電気の大きさによってそれぞれ最適な隙間部分で除電ローラ４６の表層である導電性のＰＦＡチューブによる離型層４５ｂへ電荷ｅを移動させる。離型層４５ｂへ移動した電荷ｅは離型層４５ｂ上を移動し、除電針４８を通り、除電針取り付け部材４３からステー４２を介して装置本体（アースＧ）へ落とされる。
【００５８】
即ち、加圧ローラ３２の位置や、温度による外径変化が発生しても、除電ローラ４６が加圧ローラ３２との間に無段階の安定した隙間（楔状の空間領域Ｌ）を生成する。これにより、加圧ローラ３２の帯電量に応じて適正な隙間部分で加圧ローラ表面の電荷ｅが除電ローラ４６の表面に移動し、かつ、除電ローラ４６に直接位置決めされた除電針４８によってアースＧに落とすことで確実なローラ表層の除電を行うことが出来る。それにより静電付着した記録材上の未定着のトナーｔをローラ表層の過大な帯電により乱すことなく、高品位な定着を行うことが可能になる。
【００５９】
かくして、ローラ表層に強帯電された静電気を安定して最適条件で除電することにより、ローラ表層の部分的な帯電状態を無くし、未定着のトナーｔが載った記録材Ｓに対して静電気による外乱を与えることを無くす。これにより、トナーを転写された記録材を高品位で定着することが可能になる。
【００６０】
［実施例２］
図５は本実施例２の構成略図である。本実施例は実施例１の定着装置において、更に、除電回転体である除電ローラ４６の表面の付着物を除去する清掃手段５０を配設したものである。本実施例において清掃手段５０は除電ローラ４６に圧接させて配設したクリーニングローラである。クリーニングローラ５０は除電ローラ４６の回転に従動して回転して除電ローラ４６をクリーニングする。清掃手段５０はローラ体に限られず、パッドやブラシなどの他の形態のものにすることもできる。
【００６１】
除電ローラ４６の表層を清掃手段５０で清掃することで、除電ローラ４６と加圧ローラ３２の表層間の無断階に生成される隙間（楔状の空間領域Ｌ）での異物による局所的な隙間変化をなくすことが出来る。これにより、さらに安定した無段階の安定した隙間を生成することが可能になり、ひいてはさらに高品位な定着を行うことが可能になる。
【００６２】
［その他の事項］
１）上記の実施例１、２においては加圧ローラ３２についての除電構成を示すものであるが、加熱ローラ３１についても同様な除電構成を適用する装置構成にすることもできる。また、加圧ローラ３２と加熱ローラ３１の両方に同様な除電構成を適用する装置構成にすることもできる。即ち、加圧ローラ３２と加熱ローラ３１の少なくとも１つに対して上述のような除電構成を適用する装置構成にすることができる。
【００６３】
２）加熱回転体３１と加圧回転体３２はローラ体に限られず、エンドレスのベルト体の構成にすることもできる。
【符号の説明】
【００６４】
３１・・加熱回転体、３１ｃ・・表面の非導電性層、３２・・加圧回転体、３２ｃ・・表面の非導電性層、Ｎ・・ニップ部、Ｓ・・記録材、ｔ・・未定着の現像剤画像、４６・・除電回転体、４６ｂ・・表面に導電性層、４８・・除電手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式や静電記録方式などの画像形成装置（複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機能機等）に搭載され、記録材（記録紙：記録媒体）上に担持された未定着の現像剤画像を加熱して固着画像として定着する画像加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置における画像定着装置としては、加熱ローラ（加熱回転体）と加圧ローラ（加圧回転体）を用いた熱ローラ対方式の装置が一般的に用いられる。これは加熱ローラと加圧ローラとの圧接部であるニップ部で未定着の現像剤画像であるトナー画像を担持した記録材を挟持搬送して加熱加圧することで固着画像として定着させるものである。
【０００３】
近年は多種類のメディア（記録材）に対する幅広い定着性を達成するために、加熱ローラはアルミニウムや鉄の芯金にシリコーンゴムやフッ素ゴムからなる弾性層と表層にフッ素樹脂チューブやコーティングからなる離型層を備えている。
【０００４】
また、加熱ローラ及び加圧ローラの圧接圧力を任意の圧力に自動的に変更することで、加熱ローラ及び加圧ローラにより形成されるニップ部幅を可変とする。これによって、メディアに与える熱量及び圧力を制御することによってメディア毎に適切な定着条件を設定し、高品質なトナー定着を提供している。
【０００５】
しかし、近年では高品質な定着性に合わせ、高生産性を要求され、かつ、対応するメディアの種類も増大の一途をたどっている。高生産性を達成するために記録材の搬送速度が増大し、それに伴って加熱ローラ及び加圧ローラにより形成されるニップ部幅を大きくする必要がある。大きなニップ部幅を形成するためには加熱ローラ及び加圧ローラの圧接力を増大させる必要がある。
【０００６】
また、ローラ表層と記録材が接触し、圧力をかけた後に剥離させる場合、圧力が高く、剥離速度が速いほどローラ表層に大きな静電気が発生する。すなわち、高生産性を達成するために圧接力を高め、搬送速度が速い状態においてはローラ表層に大きな静電気が発生することになり、記録材の後端がローラから剥離する際に、その剥離した位置においてローラ表層に過大な帯電状態が発生してしまう。
【０００７】
上記のような過大な帯電状態がローラ表層に発生した場合には、表面に未定着のトナー画像を形成され、定着装置に搬送されてきた記録材が加熱ローラ及び加圧ローラにより形成されるニップ部に侵入する際に、次のような現象が発生する場合がある。即ち、その記録材上に静電付着しているトナーがローラ表層の過大な帯電により外力を受け、トナー位置がずれてしまうという現象が発生する。この現象により、特に中間濃度の画像において先行した記録材の後端に位置するローラ表面位置でライン状の画像乱れを発生するという問題がある。
【０００８】
上記のような問題を解決するために、本出願人は先に特許文献１のような定着装置を提案している。この定着装置は、加圧ローラの近傍に、加圧ローラの帯電された表層を除電する目的で除電針を所定の隙間をおいて設けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平７−２９５４２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記従来技術を更に発展させたものである。即ち、近年、画像形成装置は特に商業印刷の分野において、多種のメディアについて高品位で画像定着する需要が高まってきている。定着品位を向上させるためには記録材の剛度や種類によって、加熱ローラ及び加圧ローラ温度や、加熱ローラ及び加圧ローラにより形成されるニップ部の圧接圧力が適切に設定される必要がある。しかしながら、圧接圧力を変化させるということは加圧ローラの位置が変化するということであり、また、加圧ローラ温度を変化させるということは加圧ローラの膨張量が変化することでローラ表層外径が変化するということになる。
【００１１】
ローラ位置やローラ外径が変化することで、除電針との隙間が変化し、そのときのローラの状態により除電手段による除電能力が安定して最大の効果を発揮することが出来ないので、この点の更なる改善が望まれている。また、位置が変化するローラ表層に対して除電効果を出すために調整機構を設ける必要があり、そのため組立工数の増大や、装置の複雑化、コストアップなどを招くことにもなるので、この点の更なる改善が望まれている。本発明は上記の要望に応えるものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するための本発明に係る定着装置の代表的な構成は、表面に非導電性層が設けられており、未定着の現像剤画像を担持した記録材の画像担持面に接触して加熱し未定着の現像剤画像を固着画像として定着する回転可能な加熱回転体と、表面に非導電性層が設けられており、前記加熱回転体を加圧し前記記録材を挟持搬送するニップ部を形成する回転可能な加圧回転体と、表面に導電性層が設けられており、前記加熱回転体と前記加圧回転体との少なくとも１つに圧接して配設されて当該加熱回転体もしくは加圧回転体の表層の電荷を除電する回転可能な除電回転体と、前記除電回転体に接触して配設されており、かつ接地されている除電手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、加熱回転体もしくは加圧回転体の位置や、温度による外径変化が発生しても、除電回転体が加熱回転体もしくは加圧回転体との間に無段階の安定した隙間を生成する。そして、加熱回転体もしくは加圧回転体の帯電量に応じて適正な隙間部分で加熱回転体もしくは加圧回転体の表面の電荷を除電回転体の表面に移動し、かつ、除電回転体に直接位置決めされた除電針によってアースに落とす。
【００１４】
これにより、加熱回転体もしくは加圧回転体の表層の除電を行うことが出来、静電付着した記録材上の未定着の現像剤画像を加熱回転体もしくは加圧回転体の表層の過大な帯電により乱すことなく、高品位な定着を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例１における画像形成装置の概略構成模式図である。
【図２】定着装置の拡大横断面模式図である。
【図３】除電ユニットの一端側の拡大斜視図である。
【図４】除電ユニットの除電プロセスの説明図である。
【図５】実施例５における定着装置の概略構成模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。なお、実施例は、本発明における最良の実施形態の一例ではあるものの、本発明は実施例により限定されるものではない。
【００１７】
［実施例１］
（１）画像形成装置
図１は本発明に従う画像加熱装置を定着装置１３として搭載した画像形成装置の一例の概略構成図である。この画像形成装置は電子写真方式を用いたフルカラーレーザービームプリンタであり、パソコン・イメージリーダー等のホスト装置（不図示）からコントローラ（制御手段：不図示）に入力する電気的画像情報に対応した画像を記録材Ｓに形成して出力する。
【００１８】
装置内には、第１から第４の４つの画像形成部Ｐ（Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ）が併設され、各画像形成部は異なった色のトナー画像を、潜像形成、現像、転写の電子写真プロセスを経て記録材Ｓに形成する。
【００１９】
各画像形成部Ｐは、それぞれ専用の像担持体、本例では電子写真感光ドラム１（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ:以下、ドラムと記す）を具備している。ドラム１は矢印の時計方向に所定の速度で回転駆動されて、各ドラム１上に各色のトナー画像が形成される。各ドラム１に隣接して中間転写体である中間転写ベルト（以下、ベルトと記す）８が設置されている。各ドラム１上に形成された各色のトナー画像がベルト８上に重畳されて１次転写され、更に２次転写部で記録材Ｓ上に転写される。
【００２０】
トナー画像が転写された記録材Ｓは定着装置１３に導入されて加熱及び加圧によりトナー画像の定着処理を受けた後、画像形成物（フルカラープリント）として装置外の排出トレイ１７上に排出される。
【００２１】
各ドラム１の外周部には、それぞれドラム帯電器２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ）、現像器４（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）、１次転写帯電器５（５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ）及びドラムクリーナー６（６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ）が設けられている。ドラム帯電器２はドラム１の周面を所定の極性・電位に一様に帯電する。
【００２２】
各ドラム１の上方部にはレーザースキャナー３（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ）が設置されている。各レーザースキャナー３は、図には省略したけれども、光源装置、ポリゴンミラー、ｆθレンズ等を有している。光源装置から発せられたレーザー光をポリゴンミラーを回転して走査し、その走査光の光束を反射ミラーによって偏向し、ｆθレンズにより、ドラム１の母線上に集光して露光する。ドラム帯電器２で帯電されたドラム１にレーザー光による走査露光がなされることにより、ドラム１上に画像信号に応じた静電潜像が形成される。
【００２３】
現像器４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄには、現像剤としてそれぞれイエロー，マゼンタ，シアン及びブラックの各色のトナーが所定量充填されている。各現像器４には、補給装置７（７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ）よりトナーが適宜補給される。各現像器４は、それぞれ対応する感光ドラム１上の潜像を現像して、イエロートナー画像，マゼンタトナー画像，シアントナー画像及びブラックトナー画像として可視化する。ベルト８は、駆動ローラ９、２次転写対向ローラ１０、テンションローラ１１に懸回張設されていて、矢示の時計方向に各ドラム１と同じ周速度をもって回転駆動される。
【００２４】
第１の画像形成部Ｐａのドラム１ａ上に形成担持された第１色のイエロートナー画像は、ドラム１ａとベルト８とのニップ部（１次転写部）を通過する過程でベルト８に中間転写される。即ち、１次転写帯電器５ａに印加される１次転写バイアスにより形成される電界とニップ圧力により、ベルト８の外周面に中間転写されていく。
【００２５】
以下、同様にして、第２の画像形成部Ｐｂの第２色のマゼンタトナー画像、第３の画像形成部Ｐｃの第３色のシアントナー画像、第４の画像形成部Ｐｄの第４色のブラックトナー画像が順次にベルト８上に重畳転写される。これによりベルト８上には装置に入力したカラー画像情報に対応した未定着の合成カラートナー画像が形成される。ベルト８に対するトナー画像の１次転写後のドラム１の表面はドラムクリーナー６により１次転写残トナーの除去（クリーニング）を受けて、引き続き次の潜像の形成以下に備えられる。
【００２６】
２次転写対向ローラ１０にはベルト８を挟ませて２次転写ローラ１２を圧接させてある。２次転写ローラ１２は２次転写対向ローラ１０に対応し平行に軸受させてベルト８に接触させて配設されている。ベルト８と２次転写ローラ１２とのニップ部が２次転写部である。２次転写ローラ１２には、所定の制御タイミングで所定の２次転写バイアスが印加される。
【００２７】
ベルト８上に重畳転写された合成カラートナー画像の記録材Ｓへの転写は、２次転写部に記録材Ｓが導入されてなされる。即ち、第１又は第２の給紙カセット１９ａ又は１９ｂから記録材Ｓが給送機構の動作により所定の制御タイミングにて１枚分離給送される。その記録材Ｓがシートパス２０で搬送されて、レジストローラ２１、転写前ガイド２２を通過して２次転写部に対して所定の制御タイミングで給送され、同時に２次転写ローラ１２に２次転写バイアスが印加される。この２次転写バイアスによりベルト８から記録材Ｓへ合成カラートナー画像が一括して２次転写される。
【００２８】
ベルト８上に残留した２次転写残トナー及びその他の異物は、ベルト８の表面に当接させたベルトクリーナー１８のクリーニングウエブ（不織布）で拭い取られる。
【００２９】
２次転写部で未定着の合成カラートナー画像の２次転写を受けた記録材Ｓはベルト８から分離されて定着装置１３に導入され、加熱及び加圧によりトナー画像の定着処理を受ける。そして、記録材Ｓは定着装置１３を出て、搬送ローラ対１４で搬送され、フラッパー１５の上側を通り、排出ローラ１６により装置外の排出トレイ１７上に排出される（片面画像形成モードの場合）。
【００３０】
両面画像形成モードである場合は、定着装置１３を出た片面画像形成済み（１面目画像形成済み）の記録材Ｓが、搬送ローラ対１４で搬送され、姿勢切り換えされたフラッパー１５により反転パス２３に導かれる。そして、記録材Ｓは反転ローラ（スイッチバックローラ）２４により反転されて両面パス２５へと導かれ、再びシートパス２０、レジストローラ２１、転写前ガイド２２の経路で２次転写部に導入される。これにより、記録材Ｓは、２面目に対するトナー画像の２次転を受ける。
【００３１】
そして、記録材Ｓはベルト８から分離され、再度、定着装置１３に導入されて２面目に対するトナー画像の定着処理を受ける。フラッパー１５は記録材が両面画像形成中に元の姿勢に戻し切り換えされている。これにより、定着装置１３を出た両面画像形成済みの記録材Ｓが、搬送ローラ対１４で搬送され、フラッパー１５の上側を通り、排出ローラ１６により装置外の排出トレイ１７上に排出される。
【００３２】
（２）定着装置１３
図２は定着装置１３の拡大横断面模式図である。この定着装置１３は熱ローラ対方式の装置である。定着装置１３は、未定着の現像剤画像（トナー画像）ｔを担持した記録材Ｓの画像担持面に接触して加熱し未定着の現像剤画像を固着画像として定着する回転可能な加熱回転体としての加熱ローラ（定着ローラ）３１を有する。また、加熱ローラ３１を加圧し記録材Ｓを挟持搬送するニップ部（定着ニップ部）Ｎを形成する回転可能な加圧回転体としての加圧ローラ３２を有する。
【００３３】
加圧ローラ３１は、中空の芯金３１ａと、この芯金の外周面に形成された弾性層３１ｂと、更にその弾性層の外周面に形成された、非導電性層である離型層（剥離層、表面層）３１ｃと、からなる複合層ローラである。本実施例において、芯金３１ａはアルミニウムのパイプ、弾性層３１ｂはシリコーンゴム層、離型層３１ｃは非導電のフッ素樹脂チューブ(より具体的にはＰＦＡチューブ)である。
【００３４】
加熱ローラ３１は芯金３１ａの一端側と他端側がそれぞれ定着装置筐体３０の一端側と他端側の側板間にベアリング（不図示）を介して回転可能に軸受保持されて配設されている。加熱ローラ３１はコントローラ（不図示）で制御される駆動源（不図示）の駆動力により矢印の反時計方向に所定の速度で回転駆動される。
【００３５】
加圧ローラ３２は、中空の芯金３２ａと、この芯金の外周面に形成された弾性層３２ｂと、更にその弾性層の外周面に形成された、非導電性層である離型層（剥離層、表面層）３２ｃと、からなる複合層ローラである。本実施例において、芯金３２ａは鉄のパイプ、弾性層３２ｂはシリコーンゴム層、離型層３２ｃは非導電のフッ素樹脂チューブ(より具体的にはＰＦＡチューブ)である。
【００３６】
加圧ローラ３２は加熱ローラ３１の下側に加熱ローラ３１に並行に配列されており、芯金３２ａの一端側と他端側がそれぞれ定着装置筐体３０の一端側と他端側の側板間にベアリング（不図示）を介して回転可能に軸受保持されて配設されている。
【００３７】
加圧ローラ３２の一端側と他端側のベアリングはそれぞれ加熱ローラ３１に向う方向と離れる方向とにスライド移動する自由度がある。そして、それらのベアリングが加圧ユニット３３の加圧力により加熱ローラ３１に向う方向に加熱ローラ３１の弾性層３１ｂと加圧ローラ３２の弾性層３２ｂの弾性に抗して加圧される。これにより、加熱ローラ３１の下面側に対して加圧ローラ３２の上面側が圧接して該両ローラ３１・３２間に記録材搬送方向において所定幅のニップ部Ｎが形成される。
【００３８】
本実施例においては、加圧ユニット３３は加圧カム３３ａの回転角度が調整されることでコロ３３ｂが上下動されて加熱ローラ３１と加圧ローラ３２により形成されるニップ部Ｎの圧接圧力を変更（増減変化）することができる。そして、コントローラは、定着品位を向上させるために、装置に通紙使用される記録材Ｓの剛度や種類によって、加圧カム３３ａを駆動する駆動源（不図示）を制御してニップ部Ｎの圧接圧力が適切に設定されるように加圧カム３３ａの回転角度を調整する。加圧ローラ３２は加熱ローラ３１に圧接している状態において加熱ローラ３１の回転に従動して矢印の時計方向に回転する。
【００３９】
加熱ローラ３１の芯金３１ａの内部には加熱ローラ３１を内部から加熱する加熱ヒータ３１ｄが設けられている。また、加熱ローラ３１の外側には加熱ローラ３１を外側から加熱する外部加熱ユニット３４が配設されている。本実施例における外部加熱ユニット３４は、それぞれ加熱ローラ３１の外面に対して加熱ローラ３１に並行に当接して加熱ローラ３１を外側から加熱する２本の第１と第２の外部加熱ローラ３４ａ・３４ｂを有する。この２本のローラ３４ａ・３４ｂはそれぞれ一端側と他端側が外部加熱ユニット３４の枠体３４ｃの一端側と他端側の側板間に回転可能に軸受保持されて配設されている。
【００４０】
第１と第２の外部加熱ローラ３４ａ・３４ｂはそれぞれ中空の金属パイプであり、それらの内部には加熱ヒータ３４ｄ・３４ｅが設けられている。また、外部加熱ユニット３４には第１と第２の外部加熱ローラ３４ａ・３４ｂの外面にそれぞれ押圧された状態でクリーニングローラ３４ｆ・３４ｇがローラ３４ａ・３４ｂに並行に配置されている。外部加熱ユニット３４の枠体３４ｃは加圧バネ３４ｈにより加圧ローラ３１の方向に押圧されて、第１と第２の外部加熱ローラ３４ａ・３４ｂが加熱ローラ３１の外面に対して所定の押圧力で押し付けられている。
【００４１】
第１と第２の外部加熱ローラ３４ａ・３４ｂは加熱ローラ３１の回転に従動して回転する。クリーニングローラ３４ｆ・３４ｇはそれぞれ外部加熱ローラ３４ａ・３４ｂの回転に従動して回転して外部加熱ローラ３４ａ・３４ｂをクリーニングする。
【００４２】
加熱ローラ３１は加熱ヒータ３１ｄに対する通電により内側から加熱される。また、加熱ローラ３１は外部加熱ユニット３４の加熱ヒータ３４ｄ・３４ｅへの通電により加熱される第１と第２の外部加熱ローラ３４ａ・３４ｂの熱により外側から加熱される。また、加圧ローラ３２の芯金３２ａの内部には加熱ヒータ３２ｄが設けられている。加圧ローラ３２は加熱ヒータ３２ｄに対する通電により内側から加熱される。
【００４３】
コントローラは、加熱ローラ３１と加圧ローラ３２が回転されている状態において加熱ヒータ３１ｄ・３４ｄ・３４ｅ・３２ｄにそれぞれ通電して加熱ローラ３１と加圧ローラ３２を加熱する。そして、コントローラは、定着品位を向上させるために、装置に通紙使用される記録材Ｓの剛度や種類によって、加熱ローラ３１と加圧ローラ３２の表面温度が適切な温度に温調されるように加熱ヒータ３１ｄ・３４ｄ・３４ｅ・３２ｄに対する供給電力を調整する。
【００４４】
３５は加熱ローラ３１の表面を清掃するクリーナユニットである。クリーニングウェッブ３５ａをロール巻きに保持したウェッブ繰り出し軸部３５ｂと、ウェッブ巻取り軸部３５ｃと、該両軸部３５ｂ・３５ｃ間のウェッブ部分を加熱ローラ３１の外面に押し付ける押し付けローラ３５ｄを有する。押し付けローラ３５ｄで加熱ローラ３１に押し付けたウェッブ部分で加熱ローラ３１の表面にオフセットしたトナーが拭われて加熱ローラ面が清掃される。加熱ローラ３１に押し付けられるウェッブ部分は繰り出し軸部３５ｂ側から巻取り軸部３５ｃ側にウェッブ３５ａが少しずつ送られることで徐々に更新される。
【００４５】
ニップ部Ｎよりも記録材搬送方向ａの上流側には入口ガイド３６が配設されている。またニップ部Ｎよりも記録材搬送方向ａの下流側には加熱ローラ分離爪３７及び加圧ローラ分離爪３８が配置されている。加熱ローラ分離爪３７はニップ部Ｎを出て加熱ローラ３１の表層３１ｃに貼り付いた記録材を剥離する部材である。加圧ローラ分離爪３８はニップ部Ｎを出て加圧ローラ３２の表層３２ｃに貼り付いた記録材を剥離する部材である。
【００４６】
また、分離爪３７と３８からなる分離部の記録材搬送方向直後には記録材を搬送するための搬送ローラ対３９が配置される。この搬送ローラ対３９の記録材搬送方向下流側には搬送路４０が設けられている。
【００４７】
記録材Ｓに未定着のトナー画像ｔを形成する画像形成機構部側から定着装置１３に搬送された記録材Ｓは入口ガイド３６に案内されてニップ部Ｎに導入される。コントローラは、装置に通紙使用される記録材Ｓの剛度や種類によって加圧ユニット３４を制御して、ニップ部Ｎの圧接圧力を適切な圧力に調整している。また、コントローラは、加熱ローラ３１を駆動すると共に、加熱ローラ３１と加圧ローラ３２の表面温度を装置に通紙使用される記録材Ｓの剛度や種類によって適切な温度にして温調している。
【００４８】
この状態において、記録材はニップＮに進入して挟持搬送されることで、ニップ部Ｎにおける加熱と加圧により未定着のトナー画像ｔが記録材上に固着画像として定着される。ニップ部Ｎを出た記録材Ｓは分離爪３７・３８により加熱ローラ３１または加圧ローラ３２の表面から分離され、搬送ローラ対３９により中継ぎされて搬送路４０を通り定着装置１３の外に送り出される。
【００４９】
（３）加圧ローラ３２の除電構成
加圧ローラ３２の下側には加圧ローラ３２の表面を除電するための除電ユニット４１が配設されている。この除電ユニット４１について図３と図４を参照して詳述する。図３は除電ユニット４１の一端側の拡大斜視図である。他端側も一端側と対称構造である。図４は除電ユニット４１の除電プロセスの説明図である。
【００５０】
４２は加圧ローラ３２の下側において加圧ローラ３２に並行に配設された金属製のステーであり、定着装置筐体３０の一端側と他端側の側板間に固定して支持されている。このステー４２の上側に加圧ローラ３２に沿って長い板金製の除電針取り付け部材４３が固定して配設されている。除電針取り付け部材４３はステー４２に対して電気的に導通している。除電針取り付け部材４３の一端側と他端側にはそれぞれベラリング４５を保持するベアリング支持部材４３が上下方向にスライド移動可能に配設されている。
【００５１】
そして、その一端側と他端側のベアリング支持部材４３にそれぞれ保持されたベラリング４５間に除電ローラ４６が回転可能に軸受保持されて配設されている。除電ローラ４６は加圧ローラ３２に圧接して配設されて当該加圧ローラ３２の表層の電荷を除電する回転可能な除電回転体である。本実施例において除電ローラ４６は、アルミニウムからなる芯金４６ａと、その外周に設けた導電性層としての離型層（剥離層）４６ｂを有する。離型層４６ｂは本実施例においては、導電材を添加したフッ素樹脂チューブである。より具体的には、カーボン等の導電材を含有したＰＦＡチューブであり、導電性を持つ。
【００５２】
一端側と他端側のベアリング支持部材４４の下面とステー４２の上面との間にはそれぞれコイルばね（付勢手段）４７が圧縮されて配設されている。これにより、一端側と他端側のベアリング支持部材４４がそれぞれコイルばね４７の圧縮反力にて加圧ローラ３２の中心軸線にほぼ向う方向に押し上げ付勢されて、除電ローラ４６が加圧ローラ３２に対して全長に渡って圧接した状態にされる。除電ローラ４６は加圧ローラ３２の回転に従動して回転する。
【００５３】
上記の構成により、加圧ローラ３２の外周面に圧接される除電ローラ４６は加圧ローラ３２の温度や加圧状態による加圧ローラ３２の外周面位置の変化に追従し、常に加圧ローラ３２の外周面に除電ローラ４６の外周面が圧接した状態を作り出すことができる。
【００５４】
除電ローラ４６の近傍には除電ローラ４６の外周面にその先端が接するように除電針４８が設けられている。即ち、除電針取り付け部材４３には、除電ローラ４６に接触して配設されており、かつ接地Ｇされている除電手段としての除電針４８が固定して配設されている。除電針４８は除電ローラ４６に沿って長い部材であり、上下に重ねて折り曲げた金属板間に数多の除電針を金属板の長手に沿って配列して挟み込んだ除電針アレイ部材である。
【００５５】
除電針４８は除電ローラ４６に並行に配列されて、除電ローラ４６の位置によらず除電針先端部４８ａを除電ローラ４６に接することが可能な位置に除電針取り付け部材４４上に取り付けられている。４９は除電針４８の除電針取り付け部材４３に対する取り付け固定ネジである。
【００５６】
次に、加圧ローラ３２の表層の静電気の除電プロセスにについて図４を用いて詳細に説明する。加圧ローラ３２の外周面には除電ローラ４６が圧接され、それぞれ矢印方向へ回転する。加圧ローラ３２及び除電ローラ４６の圧接ニップ部のローラ回転方向上流側には連続的に隙間が変化する領域Ｌ（楔状の空間領域）が形成される。
【００５７】
そのため、加圧ローラ３２の表層３２ｃに帯電された静電気はその静電気の大きさによってそれぞれ最適な隙間部分で除電ローラ４６の表層である導電性のＰＦＡチューブによる離型層４５ｂへ電荷ｅを移動させる。離型層４５ｂへ移動した電荷ｅは離型層４５ｂ上を移動し、除電針４８を通り、除電針取り付け部材４３からステー４２を介して装置本体（アースＧ）へ落とされる。
【００５８】
即ち、加圧ローラ３２の位置や、温度による外径変化が発生しても、除電ローラ４６が加圧ローラ３２との間に無段階の安定した隙間（楔状の空間領域Ｌ）を生成する。これにより、加圧ローラ３２の帯電量に応じて適正な隙間部分で加圧ローラ表面の電荷ｅが除電ローラ４６の表面に移動し、かつ、除電ローラ４６に直接位置決めされた除電針４８によってアースＧに落とすことで確実なローラ表層の除電を行うことが出来る。それにより静電付着した記録材上の未定着のトナーｔをローラ表層の過大な帯電により乱すことなく、高品位な定着を行うことが可能になる。
【００５９】
かくして、ローラ表層に強帯電された静電気を安定して最適条件で除電することにより、ローラ表層の部分的な帯電状態を無くし、未定着のトナーｔが載った記録材Ｓに対して静電気による外乱を与えることを無くす。これにより、トナーを転写された記録材を高品位で定着することが可能になる。
【００６０】
［実施例２］
図５は本実施例２の構成略図である。本実施例は実施例１の定着装置において、更に、除電回転体である除電ローラ４６の表面の付着物を除去する清掃手段５０を配設したものである。本実施例において清掃手段５０は除電ローラ４６に圧接させて配設したクリーニングローラである。クリーニングローラ５０は除電ローラ４６の回転に従動して回転して除電ローラ４６をクリーニングする。清掃手段５０はローラ体に限られず、パッドやブラシなどの他の形態のものにすることもできる。
【００６１】
除電ローラ４６の表層を清掃手段５０で清掃することで、除電ローラ４６と加圧ローラ３２の表層間の無断階に生成される隙間（楔状の空間領域Ｌ）での異物による局所的な隙間変化をなくすことが出来る。これにより、さらに安定した無段階の安定した隙間を生成することが可能になり、ひいてはさらに高品位な定着を行うことが可能になる。
【００６２】
［その他の事項］
１）上記の実施例１、２においては加圧ローラ３２についての除電構成を示すものであるが、加熱ローラ３１についても同様な除電構成を適用する装置構成にすることもできる。また、加圧ローラ３２と加熱ローラ３１の両方に同様な除電構成を適用する装置構成にすることもできる。即ち、加圧ローラ３２と加熱ローラ３１の少なくとも１つに対して上述のような除電構成を適用する装置構成にすることができる。
【００６３】
２）加熱回転体３１と加圧回転体３２はローラ体に限られず、エンドレスのベルト体の構成にすることもできる。
【符号の説明】
【００６４】
３１・・加熱回転体、３１ｃ・・表面の非導電性層、３２・・加圧回転体、３２ｃ・・表面の非導電性層、Ｎ・・ニップ部、Ｓ・・記録材、ｔ・・未定着の現像剤画像、４６・・除電回転体、４６ｂ・・表面に導電性層、４８・・除電手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に非導電性層が設けられており、未定着の現像剤画像を担持した記録材の画像担持面に接触して加熱し未定着の現像剤画像を固着画像として定着する回転可能な加熱回転体と、
表面に非導電性層が設けられており、前記加熱回転体を加圧し前記記録材を挟持搬送するニップ部を形成する回転可能な加圧回転体と、
表面に導電性層が設けられており、前記加熱回転体と前記加圧回転体との少なくとも１つに圧接して配設されて当該加熱回転体もしくは加圧回転体の表層の電荷を除電する回転可能な除電回転体と、
前記除電回転体に接触して配設されており、かつ接地されている除電手段と、
を有することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記除電回転体の表面の付着物を除去する清掃手段を有することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記非導電性層が非導電のフッ素樹脂チューブであり、前記導電性層が導電材を添加したフッ素樹脂チューブであ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１】
表面に非導電性層が設けられており、未定着の現像剤画像を担持した記録材の画像担持面に接触して加熱し未定着の現像剤画像を固着画像として定着する回転可能な加熱回転体と、
表面に非導電性層が設けられており、前記加熱回転体を加圧し前記記録材を挟持搬送するニップ部を形成する回転可能な加圧回転体と、
表面に導電性層が設けられており、前記加熱回転体と前記加圧回転体との少なくとも１つに圧接して配設されて当該加熱回転体もしくは加圧回転体の表層の電荷を除電する回転可能な除電回転体と、
前記除電回転体に接触して配設されており、かつ接地されている除電手段と、
を有することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記除電回転体の表面の付着物を除去する清掃手段を有することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記非導電性層が非導電のフッ素樹脂チューブであり、前記導電性層が導電材を添加したフッ素樹脂チューブであ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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−１０５０８１（Ｐ２０１３−１０５０８１Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４９６９３（Ｐ２０１１−２４９６９３）
【出願日】平成２３年１１月１５日（２０１１．１１．１５）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１５日（２０１１．１１．１５）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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