JP7686682B2 - 定着装置、画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、定着装置、特に電子写真方式の複写機やレーザービームプリンタ等の画像形成装置に用いられる定着装置に関するものである。

従来、電子写真方式等の画像形成装置に用いる定着装置では、特許文献１で示されるようなフィルム加熱方式が知られている。フィルム加熱方式の加熱装置は、セラミックス製の基板上に抵抗発熱体を有するヒータと、ヒータと接触しつつ加熱され回転する定着フィルムと、定着フィルムを介してヒータとニップ部を形成する加圧ローラなどを有している。このような構成において、定着フィルムや加圧ローラが電荷を帯びると、静電オフセットや記録材上の現像剤が電気的に乱れる虞がある。これを鑑み、特許文献１には、定着フィルムと加圧ローラが接地する構成が記載されている。

特開２００３－３３７４８５

しかしながら、定着フィルムと加圧ローラを接地させるための接点の配置によっては、長手方向において、接点側と非接点側の電位差が大きくなってしまう虞があった。

本出願に係る発明は、以上のような状況を鑑みてなされたものであり、長手方向における電位差を抑制することを目的とする。

上記目的を達成するために、第１の回転体と、発熱体と、前記発熱体が設けられる基板と、を有し、前記第１の回転体の内部空間に配置される細長いヒータと、第２の回転体と、を備え、前記ヒータと前記第２の回転体で前記第１の回転体を挟持しており、ニップ部で前記第１の回転体を介して加熱することで記録材に形成された画像を記録材に定着する定着装置であって、前記第１の回転体に接触し、前記第１の回転体を接地させる第１の接点部材と、前記第２の回転体に接触し、前記第２の回転体を接地させる第２の接点部材と、を有し、前記第１の接点部材は、前記第１の回転体の内周面における前記ヒータの長手方向の一端側であって、前記長手方向に関して前記ニップ部に搬送される最大サイズの記録材が前記ニップ部を通過する領域に配置されており、前記第２の接点部材は、前記第２の回転体の外周面における前記長手方向の他端側であって、前記長手方向に関して前記ニップ部に搬送される最大サイズの記録材が前記ニップ部を通過する領域の外側の領域に配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、長手方向における電位差を抑制することができる。

画像形成装置の概略構成図 定着装置を長手方向からみた断面図 定着装置の端部を通紙方向からみた模式図 ヒータの概略構成図 本実施例の接点部材について示した図 比較例の接点部材について示した図 定着フィルム、及び加圧ローラの長手方向における表面電位を示した図 本実施例の接点部材について示した図 接点部材の拡大図 定着装置を長手方向からみた断面図 比較例の接点部材について示した図 定着フィルム、及び加圧ローラの長手方向における表面電位を示した図

以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施形態で説明されている特徴の組合せの全てが発明の解決手段に必須のものとは限らない。

（画像形成装置）
本発明に係る画像形成装置１００について説明する。図１は、本実施例にて用いた電子写真記録技術を用いた画像形成装置１００の概略構成図である。画像形成装置１００は、略直線状に配列された４つの画像形成ステーション１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｋと、を備えている。４つの画像形成ステーション１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｋのうち、１０３Ｙはイエロー（以下Ｙと略記）色、１０３Ｍはマゼンタ（以下Ｍと略記）色、１０３Ｃはシアン（以下Ｃと略記）色、１０３Ｋはブラック（以下Ｋと略記）色の画像を形成する。各画像形成ステーション１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｋは、像担持体としての感光ドラム１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｋと、帯電手段としての帯電ローラ１０５Ｙ、１０５Ｍ、１０５Ｃ、１０５Ｋと、を有している。さらに、各画像形成ステーション１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｋは、露光手段としての露光装置１０６と、現像手段としての現像装置１０７Ｙ、１０７Ｍ、１０７Ｃ、１０７Ｋと、を有している。また、クリーニング手段としてのクリーニング装置１０８Ｙ、１０８Ｍ、１０８Ｃ、１０８Ｋと、を有している。

ビデオコントローラ１３０は、ホストコンピュータなどの外部装置（不図示）から画像情報を受信すると、例えばＣＰＵである制御手段１３１にプリント信号を送信し、画像形成動作が開始する。画像形成に際し、画像形成ステーション１０３Ｙでは感光ドラム１０４Ｙが不図示の回転制御部（駆動制御手段）によってプリント指令に応じて、図１中の矢印方向に回転される。まず感光ドラム１０４Ｙの外周面（表面）は帯電ローラ１０５Ｙにより一様に帯電され、その感光ドラム１０４Ｙ表面の帯電面に、露光装置１０６により画像データに応じたレーザー光が照射されることで露光され、静電潜像が形成される。静電潜像は現像装置１０７ＹによりＹトナーを用いて顕像化されＹトナー画像となる。以上の工程により、感光ドラム１０４Ｙ表面にＹトナー画像が形成される。画像形成ステーション１０３Ｍ、１０３Ｃ１０３Ｋにおいても同様の画像形成プロセスが行なわれ、感光ドラム１０４Ｍ表面にＭトナー画像が、感光ドラム１０４Ｃ表面にＣトナー画像が、感光ドラム１０４Ｋ表面にＫトナー画像が、それぞれ形成される。

画像形成ステーション１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｋの配列方向に沿って設けられている中間転写ベルト１０９は、駆動ローラ１０９ａと、従動ローラ１０９ｂと、従動ローラ１０９ｃと、により張架されている。駆動ローラ１０９ａは、不図示の回転制御部（駆動制御手段）によってプリント指令に応じて、図１中の矢印方向に回転する。これにより、中間転写ベルト１０９は、各画像形成ステーション１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｋに沿って所定のプロセススピードで回転移動される。中間転写ベルト１０９の外周面（表面）には、中間転写ベルト１０９を挟んで感光ドラム１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｋと対向配置されている一次転写ローラ１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋにより、各色のトナー画像が順次重ね転写される。以上の工程により、中間転写ベルト１０９表面に４色のフルカラートナー画像が形成される。

一次転写後に感光ドラム１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｋ表面に残った転写残トナーは、クリーニング装置１０８Ｙ、１０８Ｍ、１０８Ｃ、１０８Ｋに設けられている不図示のクリーニングブレードにより除去される。これにより感光ドラム１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｋは次の画像形成に備える。上述した、感光ドラム１０４、帯電ローラ１０５、現像装置１０７、一次転写ローラ１１０、不図示のスキャナユニットが、記録材Ｐに未定着画像を形成する画像形成部を構成している。

一方、画像形成装置１００の下部に設けられた給送カセット１１１に積載収納されている記録材Ｐは、給送ローラ１１２によって給送カセット１１１から一枚ずつ分離給送され、レジストローラ対１１３に給送される。レジストローラ対１１３は、給送された記録材Ｐを、中間転写ベルト１０９と二次転写ローラ１１４との間の転写ニップ部に送り出す。二次転写ローラ１１４は、中間転写ベルト１０９を挟んで従動ローラ１０９ｂと対向するように配置される。そして、二次転写ローラ１１４には、記録材Ｐが転写ニップ部を通過する際に不図示の高圧電源からバイアスが印加される。これにより転写ニップ部を通過する記録材Ｐに中間転写ベルト１０９表面からフルカラーのトナー画像が二次転写される。そのトナーを担持した記録材Ｐは、加熱部材３１と加圧部材としての加圧ローラ３２を備えた定着装置１８に搬送される。その後、記録材Ｐは、加熱装置としての定着装置１８においてヒータの熱を利用して加熱、および加圧され、トナー画像が記録材Ｐ上に加熱定着される。そして記録材Ｐは、定着装置１８から画像形成装置１００の外部の排出トレイ１１５へ排紙ローラ１２９によって排出される。二次転写後に中間転写ベルト１０９の表面に残った転写残トナーは、中間転写ベルトクリーニング装置１１６により除去される。これにより中間転写ベルト１０９は次の画像形成に備える。

上記の画像形成装置は、２色以上のカラートナーを、中間転写ベルトを介して記録材上に転写し、画像形成するタンデム方式等のカラーレーザプリンタを代表例に説明を行っている。しかし、本発明の適用はこれに限られるものではなく、記録材に２色以上のカラートナーを転写する直接転写方式でもよい。また、単色のモノクロトナーを使用したモノクロレーザプリンタに適用することも可能である。

（定着装置）
図２は、定着装置１８を長手方向からみた断面図、図３は定着装置１８の端部を通紙方向からみた模式図である。定着装置１８は、第１の回転体としての可撓性の定着フィルム３６と、定着フィルム３６の内部空間に配置されるヒータ３７と、定着フィルム３６を介してヒータ３７とニップ部Ｎを形成する第２の回転体としての加圧ローラ３２と、を備えている。なお、図２における細長いヒータ３７の長い辺の方向を長手方向（図２における手前奥方向）、長手方向に直交するヒータ３７の短い辺の方向を短手方向（図２の左右方向）とも称する。さらに、長手方向及び短手方向に直交するヒータ３７の厚みの方向を厚み方向（図２の上下方向）とも称する。

加熱部材３１は、可撓性を有する筒状の定着フィルム３６を含むフィルムユニットである。加熱部材３１と加圧ローラ３２は、ヒータ３７が定着フィルム３６を介して加圧ローラ３２に対向する状態で、装置フレーム３３の左右の側板３４間に略平行に配置される。

加圧ローラ３２は、芯金３２ａと、芯金３２ａの外側に形成した弾性層３２ｂと、弾性層３２ｂの外側に形成した離型層３２ｃと、を有する。弾性層３２ｂの材質としては、シリコーンゴムやフッ素ゴム等を発泡して形成したものが用いられる。離型層３２ｃの材質としては、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、又はＦＥＰ等が用いられる。

本実施例では、加圧ローラ３２として、ステンレス鋼製の外径１１ｍｍの芯金３２ａ上に注入成形により厚み約３．５ｍｍのシリコーンゴム層３２ｂを非導電弾性層として発泡して形成した。さらに、非導電弾性層の外側に厚み約２０μｍの導電性のＰＦＡ樹脂チューブ３２ｃを被覆している。加圧ローラ３２の外径は１８ｍｍである。この加圧ローラ３２の硬度は、ＡＳＫＥＲ－Ｃ硬度計で９．８Ｎの荷重において、ニップ部Ｎの確保や耐久性などの観点から、４０°～５０°の範囲が望ましい。本実施例においては、４５°に調整している。長手方向における加圧ローラ３２の弾性層の長さは２２６ｍｍである。長手方向における加圧ローラ３２の表層の表面抵抗値としては、少なくともＬＴＲ用紙の搬送方向と直交する方向の幅を確保した２２０ｍｍの測定幅で、ＨＩＯＫＩ製デジタルメガΩハイテスタの２５０Ｖ印加測定で５．０ＭΩ以下としている。

加圧ローラ３２は、図３に示すように、芯金３２ａの長手方向の両端で、それぞれ軸受部材３５を介して装置フレーム側板３４間に回転可能に支持されている。駆動ギアＧは、加圧ローラ芯金３２ａの一端部に固定されている。駆動ギアＧに駆動源（不図示）から回転力が伝達されて加圧ローラ３２は回転駆動する。

図２に示す加熱部材３１は、定着フィルム３６、定着フィルム３６の内部空間に配置されたヒータ３７、ヒータ３７を支持するヒータホルダ３８、ヒータの熱を均す均熱板３９と、を有する。加熱部材３１は、さらにヒータホルダ３８を補強する金属製の加圧ステイ４１、定着フィルム３６の長手方向の移動を規制するフランジ４２、４３を有する。

定着フィルム３６は、基層３６ａと、基層の外側に形成された弾性層３６ｂと、弾性層の外側に形成された表層としての離型層３６ｃと、を有した筒状の可撓性部材である。基層３６ａの長手方向の表面抵抗値としては、少なくともＬＴＲ用紙の搬送方向と直交する方向の幅を確保した２２０ｍｍの測定幅で、ＨＩＯＫＩ製デジタルメガΩハイテスタの２５０Ｖ印加測定で１５４．０ＭΩ以下としている。

本実施例の定着フィルム３６は内径１８ｍｍであり、基層３６ａとして厚み６０μｍのポリイミドの基材を用いている。また、弾性層３６ｂとして厚み約１５０μｍの導電性シリコーンゴムを用いている。また、離型層３６ｃとしての厚み１５μｍの導電性のＰＦＡ樹脂チューブを用いている。ヒータホルダ３８は図２に示すように、横断面が略半円状樋型の形状のもので、剛性・耐熱性・断熱性を有する部材であり、本実施例では液晶ポリマーにより形成されている。ヒータホルダ３８は、ヒータホルダ３８に外嵌した定着フィルム３６の内面を支持することと、ヒータ３７保持することが可能である。

図４は、ヒータ３７の概略構成図である。ヒータ３７は、アルミナ、窒化アルミ等のセラミックよりなる基板３７ａ上に、銀・パラジウム合金等による発熱体３７ｂをスクリーン印刷等によって形成している。さらに、発熱体３７ｂに銀等による電気接点部３７ｃを接続している。本実施例においては、２本の発熱体３７ｂが直列に接続され、２本の発熱体の抵抗値は１８Ωである。また、発熱体３７ｂの上に保護層としてのガラスコート３７ｄを形成することにより、発熱体３７ｂを保護し、定着フィルム３６との摺動性を向上させている。

ヒータ３７は、ヒータホルダ３８の座面に支持され、定着フィルム３６に沿って配置されている。ヒータ３７の基板３７ａは、長手方向の長さは２７０ｍｍ、短手方向の長さは５．８ｍｍ、厚み方向の厚みは１．０ｍｍの直方体の形状であり、材質はアルミナである。発熱体３７ｂは、長手方向の端部で導体３７ｅにより直列に繋がれている。発熱体３７ｂは、長手方向の長さは２２２ｍｍ、短手方向の長さは０．９ｍｍである。また、発熱体３７ｂの短手方向の位置は、上流側、下流側ともに、セラミック基板３７ａの短手方向における端から０．７ｍｍの位置にあり、短手方向の中心から対称な位置に形成されている。なお、定着フィルム３６の内面には耐熱性を有するグリスが塗布されており、ヒータ３７及びヒータホルダ３８と、定着フィルム３６の内面との摺動性がグリスにより向上している。

加圧ステイ４１は、Ｕ字型の形状であり、長手方向に長い部材である。加圧ステイ４１は、ヒータホルダ３８を支持することにより、加熱部材３１の曲げ剛性を高めることができる。本実施例の加圧ステイ４１は、板厚１．６ｍｍのステンレス鋼を曲げ加工して形成されている。

フランジ４２、４３は、加圧ステイ４１の長手方向における両端部を保持する。フランジ４２、４３は、装置フレーム３３の左右の側板３４が有する縦溝部に係合される。本実施例では、フランジ４２、４３の材料としては、液晶ポリマー樹脂を用いている。

加圧バネ４６は、図３に示すように左右のフランジ４２、４３の加圧部４２ｂと加圧アーム４５との間に配置されている。加圧バネ４６により左右のフランジ４２、４３が押圧されることで、加圧ステイ４１、ヒータホルダ３８を介してヒータ３７が定着フィルム３６を挟んで加圧ローラ３２に対して押圧される。本実施例では、定着フィルム３６と加圧ローラ３２との圧接力が総圧で１８０Ｎである。これによって、ヒータ３７が定着フィルム３６を介して加圧ローラ３２の弾性に抗して加圧ローラ３２と共に６ｍｍ程度のニップ部Ｎが形成される。

加圧ローラ３２の駆動ギアＧに不図示の駆動源から回転力が伝達されると、加圧ローラ３２は図２における時計方向に所定の速度となるように回転駆動される。本実施例では、記録材Ｐの搬送速度が１００ｍｍ／ｓｅｃとなるように加圧ローラ３２の回転速度を制御する。加圧ローラ３２の回転駆動に伴って、ニップ部Ｎにおいて加圧ローラ３２と定着フィルム３６との間で働く摩擦力によって、定着フィルム３６も図２における反時計方向に回転する。これにより、定着フィルム３６はニップ部Ｎにおいてヒータ３７に接触しながら摺動し、ヒータホルダ３８の外回りを反時計方向に加圧ローラ３２の回転に従動して回転する。

定着フィルム３６が回転して、ヒータ３７に電力が供給され、ヒータ３７のサーミスタ（不図示）の検知温度が目標温度に到達すると、ニップ部Ｎに記録材Ｐが搬送される。定着入り口ガイド３０は、未定着のトナー画像ｔを載せた記録材Ｐがニップ部Ｎに向かうようにガイドする。

ニップ部Ｎに未定着のトナー画像ｔを担持した記録材Ｐが搬送されると、ニップ部Ｎにおいて記録材Ｐのトナー画像ｔを担持する面が定着フィルム３６に接触し、定着フィルム３６の回転と共にニップ部Ｎを挟持搬送されていく。この搬送過程において、記録材Ｐ上の未定着のトナー画像ｔは、定着フィルム３６及び加圧ローラ３２によって加熱・加圧されて定着される。ニップ部Ｎを通過した記録材Ｐは、定着フィルム３６の面から曲率分離される。そして、不図示の排紙ローラ対により機外に排出される。なお、本実施例における定着装置の最大通紙可能幅は２１６ｍｍであり、ＬＴＲサイズの記録材Ｐを２０ＰＰＭの速度でプリント可能である。

図５（ａ）、（ｂ）を用いて、本実施例の接点部材６０、６１について説明する。図５（ａ）は定着フィルム、及び加圧ローラの長手方向における接点部材６０、６１の配置図である。図５（ｂ）は定着フィルム、及び加圧ローラの表面の接点部材６０、６１の接触状態を示す図である。

図５（ａ）に示す斜線部分は、中央基準で搬送される最大サイズの記録材Ｐがニップ部Ｎの長手方向において通紙される領域を示している（以下、通紙領域とも称する）。本実施例においては、長手方向において通紙領域よりも一端側の領域を領域Ｒ１、他端側の領域をＲ２とも称する。接点部材６０は、定着フィルム３６を接地させるための接点であり、長手方向において領域Ｒ１に配置されている。接点部材６１は、加圧ローラ３２を接地させるための接点であり、長手方向において領域Ｒ２に配置されている。本実施形態においては、接点部材６０は、搬送基準から距離Ｌ１の位置に配置され、接点部材６１は、搬送基準から距離Ｌ２の位置に配置されている。なお、ここでは一例として距離Ｌ１＝距離Ｌ２となるように接点部材を配置しているが、これに限られるものではなく、長手方向の一端側の領域Ｒ１と、他端側の領域Ｒ２に、それぞれ接点部材を配置するようにすればよい。

なお、ここでは一例として中央基準で記録材Ｐが搬送されているが、これに限られるものではない。例えば片側基準で記録材Ｐが搬送される場合、長手方向における定着フィルム３６の中心を基準とすればよい。この場合、接点部材６０は、定着フィルム３６の中心から距離Ｌ１の位置に配置され、接点部材６１は、定着フィルム３６の中心から距離Ｌ２の位置に配置される。なお、同様にここでは一例として距離Ｌ１＝距離Ｌ２となるように接点部材を配置しているが、これに限られるものではなく、長手方向の一端側の領域Ｒ１と、他端側の領域Ｒ２に、それぞれ接点部材を配置するようにすればよい。

接点部材６０は、導電性を付与した耐熱性樹脂からなる接点部材であり、本実施例ではカーボンを分散した厚み６０μｍのポリイミドフィルムを２２ｍｍ×６．５５ｍｍの形状にしている。接点部材６０と定着フィルム３６の接触状態について、図５（ｂ）に示す。接点部材６０としてのポリイミドフィルム長辺側を定着フィルム３６の回転方向と平行、且つ順方向に接触圧０．０１４８～０．０２３５Ｎで接触するように定着フィルム３６の外側の表面（外周面）に配置する。接地条件としては、１．５ＭΩの抵抗６２を介して、コンデンサ６３とダイオード６４の並列回路に接続して接地部に接地している。これは、静電オフセット、定着装置のヒータ３７を駆動しているＡＣ電圧振動が、記録材Ｐを介して転写ニップ部のＤＣ電圧に重畳して発生するバンディング等を防止するためである。

接点部材６１は、金属からなる接点部材であり、本実施例では、厚み０．１２ｍｍのＳＵＳを２５ｍｍ×７．００ｍｍの形状にしている。接点部材６１と加圧ローラ３２の接触状態について、図５（ｂ）に示す。接点部材６１としてのＳＵＳ長辺側を加圧ローラ３２の回転方向と平行、且つ順方向に接点圧０．２４５～０．３４３Ｎで接触するように加圧ローラ３２の外側の表面（外周面）に配置する。接地条件としては、１ＧΩの抵抗６５を介して接地部に接地している。これは、帯電によりオフセット、剥離放電防止と、転写電流の漏れ防止のためである。

図６は比較例を示す図である。比較例においては、２つの接点部材が、長手方向において同じ一端側の領域に配置されている。

図７は本実施例、及び比較例の定着フィルム３６、加圧ローラ３２の長手方向における表面電位を示したグラフである。縦軸は電位を、横軸は定着フィルム３６と加圧ローラ３２の長手方向の位置を示し、Ａ点は接点部材６０の接点位置、Ｂ点は接点部材６１の接点位置を示している。図中のプロットは接点位置Ａ点、Ｂ点での電位を示し、その近似線を実線、破線で表す。

図７のグラフに示すように、本実施例の定着フィルム３６の長手方向における表面電位は接点部材６０（図中のプロット●）近傍が約－８０～－８５Ｖとなり、接点部材６０が配置されてない非接点側が－１７０～－１７５Ｖとなる勾配を持っている。また、加圧ローラ３２の長手方向における表面電位は接点部材６１（図中のプロット〇）近傍が約１５Ｖとなり、接点部材６１が配置されていない非接点側が１１０Ｖとなる勾配を持っている。定着フィルム３６と加圧ローラ３２の電位差としては、長手方向で約１９０Ｖとなっている。長手方向全域において、定着フィルム３６と加圧ローラ３２の電位差のばらつきが抑制されていることがわかる。

次に比較例の定着フィルム３６の表面電位は、接点部材６０（図中のプロット■）近傍が約－８０～－８５Ｖとなり、接点部材６０が配置されていない非接点側が－１７０～－１７５Ｖとなる勾配を持っている。また、加圧ローラ３２の長手方向における表面電位は接点部材６１（図中のプロット□）近傍が約１０Ｖとなり、接点部材６１が配置されていない非接点側が１１５Ｖとなる勾配を持っている。よって、定着フィルム３６と加圧ローラ３２の電位差としては、接点部材６０、６１が配置されている接点側（図中Ａ点）では約９５Ｖになることに対して、接点部材６０、６１が配置されていない非接点側（図中Ｂ点）では約２８５Ｖとなっている。つまり、長手方向における領域によって、定着フィルム３６と加圧ローラ３２の電位差にばらつきが発生している。

この状態で未定着のトナー画像ｔを記録材Ｐに定着したところ、比較例ではハーフトーン画像を形成した場合において非接点側（図中点Ｂ側）近傍で画像の飛び散りが発生した。これは、非接点側における電位差が大きくなり、記録材Ｐ上の負極性のトナー画像ｔを記録材Ｐに保持しようとする加圧ローラ３２の表面電位より、定着フィルム３６の表面電位の方が大きくなったためである。これにより、記録材Ｐ上のトナー画像ｔに対して反発力が発生し、飛び散りの要因となった。

このように、本実施例においては、定着フィルム３６と加圧ローラ３２の長手方向全域における電位差のばらつきを比較例に比べて抑制することができた。これにより、電位差に起因する画像の飛び散りの発生も抑制することができた。これは、定着フィルム３６を接地するための接点部材６０を長手方向における一端側の領域Ｒ１に配置し、加圧ローラ３２を接地するための接点部材６１を長手方向における他端側の領域Ｒ２に配置したことによる。これにより、定着フィルム３６の表面電位が接点部から非接点部に向かう勾配と、加圧ローラ３２の表面電位が非接点部から接点部に向かう勾配の長手方向における傾きを揃えることができた。よって、定着フィルム３６と加圧ローラ３２の表面電位差を均一にすることができた。

このように、定着フィルム３６を接地するための接点部材６０を長手方向における一端側の領域Ｒ１に配置し、加圧ローラ３２を接地するための接点部材６１を長手方向における他端側の領域Ｒ２に配置した。よって、定着フィルム３６と加圧ローラ３２の長手方向における電位差を抑制することができた。

先の実施例１では、定着フィルム３６の表面に接点部材６０を接触させる構成について説明した。本実施例においては、定着フィルム３６の内周面に接点部材６０を接触させる構成について説明する。なお、画像形成装置１００など先の第１の実施形態と同様の構成については、同一の符号を付し、ここでの詳しい説明は省略する。

図８は、本実施例の接点部材６００、及び接点部材６１の配置を示す図である。図８においても、先の実施例１と同様に定着フィルム３６を接地させるための接点部材６００は、長手方向において領域Ｒ１に配置されている。また、加圧ローラ３２を接地させるための接点部材６１は、長手方向において領域Ｒ２に配置されている。接点部材６００は、搬送中心から距離Ｌ１の位置に配置され、接点部材６１は、搬送中心から距離Ｌ２の位置に配置されている。なお、ここでは一例として距離Ｌ１＝距離Ｌ２となるように接点部材を配置しているが、これに限られるものではなく、長手方向の一端側の領域Ｒ１と、他端側の領域Ｒ２に、それぞれ接点部材を配置するようにすればよい。

図９は接点部材６００部分の拡大図、図１０は図９の矢印方向から見た断面図である。接点部材６００は定着フィルム３６の内周面から定着フィルム３６に接触している。実施例１と同様にカーボンを分散した厚み６０μｍ、高さ２２ｍｍ、幅６．５５ｍｍのポリイミドフィルムである。定着フィルム３６は、基層３６ａと、基層の外側に形成された弾性層３６ｂと、弾性層の外側に形成された離型層３６ｃと、を有した筒状の可撓性部材である。基層３６ａの長手方向の表面抵抗値としては、ＨＩＯＫＩ製デジタルメガΩハイテスタの２５０Ｖ印加測定で１５４．０ＭΩ以下としている。

接点部材６００と定着フィルム３６の接触方法としては、ポリイミドフィルム長辺側を定着フィルム３６の回転方向と平行、且つ順方向に接触圧０．０１４８～０．０２３５Ｎで接触するように定着フィルム３６の内部空間に配置している。接地条件としては、これは、静電オフセット、定着装置のヒータ３７を駆動しているＡＣ電圧振動が、記録材Ｐを介して転写ニップ部のＤＣ電圧に重畳して発生するバンディング等を防止するためである。

なお、接点部材６００は、定着フィルム３６の内周面に接触しているため、長手方向において通紙領域よりも一端側の領域に配置されなくてもよい。つまり、長手方向において中央基準よりも一端側に配置されれば、通紙領域内でもよい。これは、接点部材６００が定着フィルム３６の内周面に接触しているためである。これにより、例えば定着装置でジャムが発生した場合や、画像のオフセット等で定着フィルム３６の表面にトナーが付着した場合でも、付着したトナーが接点部材６００の表面を汚すことを防ぐことができる。これにより、接点部材６００を通紙領域内に配置したとしても、付着したトナーによる接点不良や、接点部材６００に付着したトナーによって定着フィルムへのダメージの発生も抑制することができる。

図１１は比較例を示す図である。比較例においては、２つの接点部材が長手方向において同じ一端側の領域に配置されている。

図１２は本実施例、及び比較例の定着フィルム３６、加圧ローラ３２の長手方向における表面電位を示したグラフである。縦軸は電位を、横軸は定着フィルム３６と加圧ローラ３２の長手方向の位置を示し、Ａ点は接点部材６００の接点位置、Ｂ点は接点部材６１の接点位置を示している。図中のプロットは接点位置Ａ点、Ｂ点での電位を示し、その近似線を実線、破線で表す。

図１２のグラフに示すように、本実施例の定着フィルム３６の長手方向における表面電位は接点部材６００（図中のプロット●）近傍が約－５０～－５５Ｖとなり、接点部材６００が配置されていない非接点側が－１４５～－１５０Ｖとなる勾配を持っている。また、加圧ローラ３２の長手方向における表面電位は接点部材６１（図中のプロット〇）近傍が約１５Ｖとなり、接点部材６１が配置されていない非接点側が１１０Ｖとなる勾配を持っている。定着フィルム３６と加圧ローラ３２の電位差としては、長手方向で約１６０Ｖとなっている。長手方向全域において、定着フィルム３６と加圧ローラ３２の電位差のばらつきが抑制されていることがわかる。

次に比較例の定着フィルム３６の表面電位は、接点部材６００（図中のプロット■）近傍が約－５０～－５５Ｖとなり、接点部材６００が配置されていない非接点側が－１４５～－１５０Ｖとなる勾配を持っている。また、加圧ローラ３２の長手方向における表面電位は接点部材６１（図中のプロット□）近傍が約１０Ｖとなり、接点部材６１が配置されていない非接点側が１１５Ｖとなる勾配を持っている。よって、定着フィルム３６と加圧ローラ３２の電位差としては、接点部材６００、６１が配置されている接点側（図中Ａ点）では約６５Ｖとなることに対して、接点部材６００、６１が配置されていない非接点側（図中Ｂ点）では約２６５Ｖとなっている。つまり、長手方向における領域によって、定着フィルム３６と加圧ローラ３２の電位差にばらつきが発生している。

この状態で未定着のトナー画像ｔを記録材Ｐに定着したところ、比較例ではハーフトーン画像を形成した場合において非接点側（図中Ｂ点）近傍で画像の飛び散りが発生した。これは、非接点側における電位差が大きくなり、記録材Ｐ上の負極性のトナー画像ｔを記録材Ｐに保持しようとする加圧ローラ３２の表面電位より、定着フィルム３６の表面電位の方が大きくなったためである。これにより、記録材Ｐ上のトナー画像ｔに対して反発力が発生し、飛び散りの要因となった。

このように、本実施例においては、定着フィルム３６と加圧ローラ３２の長手方向全域における電位差のばらつきを比較例に比べて抑制することができた。これにより、電位差に起因する画像の飛び散りの発生も抑制することができた。これは、定着フィルム３６を接地するための接点部材６００を長手方向における一端側の領域Ｒ１に配置し、加圧ローラ３２を接地するための接点部材６１を長手方向における他端側の領域Ｒ２に配置したことによる。これにより、定着フィルム３６の表面電位が接点部から非接点部に向かう勾配と、加圧ローラ３２の表面電位が非接点部から接点部に向かう勾配の長手方向における傾きを揃えることができた。よって、定着フィルム３６と加圧ローラ３２の表面電位差を均一にすることができた。

このように、定着フィルム３６を接地するための接点部材６００を長手方向における一端側の領域Ｒ１に配置し、加圧ローラ３２を接地するための接点部材６１を長手方向における他端側の領域Ｒ２に配置した。よって、定着フィルム３６と加圧ローラ３２の長手方向における電位差を抑制することができた。

３２ 加圧ローラ
３６ 定着フィルム
６０、６１、６００ 接点部材

Claims (8)

1. 第１の回転体と、
   発熱体と、前記発熱体が設けられる基板と、を有し、前記第１の回転体の内部空間に配置される細長いヒータと、
   第２の回転体と、を備え、前記ヒータと前記第２の回転体で前記第１の回転体を挟持しており、ニップ部で前記第１の回転体を介して加熱することで記録材に形成された画像を記録材に定着する定着装置であって、
   前記第１の回転体に接触し、前記第１の回転体を接地させる第１の接点部材と、
   前記第２の回転体に接触し、前記第２の回転体を接地させる第２の接点部材と、を有し、
   前記第１の接点部材は、前記第１の回転体の内周面における前記ヒータの長手方向の一端側であって、前記長手方向に関して前記ニップ部に搬送される最大サイズの記録材が前記ニップ部を通過する領域に配置されており、前記第２の接点部材は、前記第２の回転体の外周面における前記長手方向の他端側であって、前記長手方向に関して前記ニップ部に搬送される最大サイズの記録材が前記ニップ部を通過する領域の外側の領域に配置されていることを特徴とする定着装置。
2. 前記長手方向において、前記ニップ部に搬送される記録材の搬送基準から前記第１の接点部材までは第１の距離であり、前記搬送基準から前記第２の接点部材までは第２の距離であり、
   前記第１の距離と前記第２の距離は等しいことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記長手方向において、前記第１の回転体の中心から前記第１の接点部材までは第１の距離であり、前記中心から前記第２の接点部材までは第２の距離であり、
   前記第１の距離と前記第２の距離は等しいことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
4. 前記第１の接点部材は、第１の抵抗、及びコンデンサを介して接地しており、
   前記第２の接点部材は、第２の抵抗を介して接地していることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
5. 前記第１の回転体は、フィルムであり、
   前記第２の回転体は、加圧ローラであり、
   前記ヒータは前記フィルムの内部空間に配置されており、前記ヒータと前記加圧ローラで前記フィルムを挟持しており、記録材に形成された画像は前記ニップ部で前記フィルムを介して加熱されることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
6. 前記フィルムは、基層と、前記基層の上に離型層としての表層と、を有し、
   前記基層の表面抵抗は、１５４．０ＭΩ以下であることを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
7. 前記加圧ローラは、弾性層と、前記弾性層の上に離型層としての表層と、を有し、
   前記表層の表面抵抗は、５．０ＭΩ以下であることを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
8. 記録材に画像を形成する画像形成手段と、
   記録材に形成された画像を定着する請求項１に記載の定着装置と、を備えることを特徴とする画像形成装置。

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