JP2010164636A - Image forming apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the breakdown of an insulating layer of a heater in contact with a fixing film without upsizing an apparatus. <P>SOLUTION: In an image forming apparatus, a capacitor 107 is connected between a pressure roller 104 and a frame ground 108. Thus, when excessive voltage noise is applied, an applied voltage is divided by the ratio of the capacity of the insulating layer of the heater, the capacity of the pressure roller 104 and the capacity of the capacitor, to suppress a voltage applied to both ends of each of the insulating layer and the pressure roller 104 to a dielectric strength voltage or below. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、定着フィルムを用いて記録材に形成されたトナー像を加熱定着する加熱定着ユニットを搭載する画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to an image forming apparatus equipped with a heat fixing unit that heat-fixes a toner image formed on a recording material using a fixing film.

電子写真方式の複写機やプリンタ等の画像形成装置に搭載する定着装置として、定着フィルムを用いたものが提案されている。以下、図8により定着フィルムを用いた定着装置について説明する。   As a fixing device mounted on an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or a printer, a fixing device using a fixing film has been proposed. Hereinafter, a fixing device using a fixing film will be described with reference to FIG.

ヒータ101、ヒータガラス102、定着フィルム103、加圧部材(以下、加圧ローラと呼ぶ)104、加圧ローラ軸105電気的接地に接続する導電性の金属部材(以下、フレームグラウンドと呼ぶ)108、加圧部材とフレームグラウンドとの間に接続された抵抗106、AC電源110、加圧ローラ軸受111から構成されている。   Heater 101, heater glass 102, fixing film 103, pressure member (hereinafter referred to as pressure roller) 104, pressure roller shaft 105, conductive metal member (hereinafter referred to as frame ground) 108 connected to electrical ground , A resistor 106 connected between the pressure member and the frame ground, an AC power source 110, and a pressure roller bearing 111.

この定着装置では、加熱部材である加熱用回転体の耐熱性フィルム(定着フィルム)を発熱体に、加圧ローラにより密着させて、加圧ローラにより定着フィルムを発熱体に摺動回転させ、定着フィルムと加圧ローラとで形成される圧接ニップ部(定着ニップ部)にトナー像を担持した記録紙を導入して、記録紙を定着フィルムと一緒に搬送させて、定着フィルムを介して付与される発熱体からの熱と定着ニップ部の加圧力によって、トナー像を記録紙上に永久画像として定着するものである。   In this fixing device, a heat-resistant film (fixing film) of a heating rotator as a heating member is brought into close contact with a heating element by a pressure roller, and the fixing film is slid and rotated to the heating element by a pressure roller to fix A recording paper carrying a toner image is introduced into a press nip (fixing nip) formed by a film and a pressure roller, and the recording paper is conveyed together with the fixing film and applied through the fixing film. The toner image is fixed as a permanent image on the recording paper by the heat from the heating element and the pressure applied at the fixing nip.

加圧ローラ104は、芯金105上に耐熱性かつ導電性の例えばシリコーンスポンジからなるゴム層を設け、その表面にはPFAチューブからなる離型性層を被せて形成されている。   The pressure roller 104 is formed by providing a heat-resistant and conductive rubber layer made of, for example, silicone sponge on the cored bar 105 and covering the surface with a release layer made of a PFA tube.

定着フィルム103は、ポリイミド、ポリアミドイミド、PEEK、PES等の基層フィルムの表面上に、導電性プライマー層を挟んでPTFE、PFA、FEP等のフッ素樹脂からなる離型性層をコーティングまたはチューブで形成した複合層フィルムで構成されている。   For the fixing film 103, a release layer made of a fluororesin such as PTFE, PFA, FEP, etc. is formed on the surface of a base film such as polyimide, polyamideimide, PEEK, PES, etc. with a conductive primer layer as a coating or tube The composite layer film is made up of.

加圧部材とフレームグラウンドとの間に接続された抵抗106は、商用電源ラインからの過大電圧のノイズによる絶縁層の絶縁破壊防止や、電源ラインから放射されるノイズレベルを低減させるために用いられている。電源ラインに過大電圧ノイズが印加されたときには、ヒータガラス102にかかる電圧を印加電圧より下げることができ、ヒータガラスの絶縁破壊を防止している。このような構成が特許文献1に開示されている。
特開平6−51659号公報
The resistor 106 connected between the pressure member and the frame ground is used to prevent dielectric breakdown of the insulating layer due to excessive voltage noise from the commercial power supply line and to reduce the noise level radiated from the power supply line. ing. When excessive voltage noise is applied to the power supply line, the voltage applied to the heater glass 102 can be lowered below the applied voltage, thereby preventing dielectric breakdown of the heater glass. Such a configuration is disclosed in Patent Document 1.
JP-A-6-51659

しかしながら、上記例では、加圧ローラとフレームグラウンドの沿面・空間距離が十分にとれない構成の時に、雷サージ等の過大電圧ノイズによる高電圧が加圧ローラにかかり、加圧ローラからフレームグラウンドに放電する可能性がある。この放電により、加圧ローラの電位はフレームグラウンドと同電位になり、雷サージ等の過大電圧ノイズによる高電圧はヒータを覆う絶縁層と加圧ローラの持つ絶縁層の両端にかかり、絶縁層の絶縁破壊に至る可能性がある。この絶縁破壊を避けるためには、加圧ローラとフレームグラウンドとの沿面・空間距離を十分にとる必要性があり、この沿面・空間距離により装置の大型化を招いてしまっていた。   However, in the above example, when the creepage and space distance between the pressure roller and the frame ground are not sufficient, high voltage due to excessive voltage noise such as lightning surge is applied to the pressure roller, and the pressure roller to the frame ground. There is a possibility of discharging. This discharge causes the pressure roller to have the same potential as the frame ground, and a high voltage due to excessive voltage noise such as lightning surge is applied to both ends of the insulating layer covering the heater and the insulating layer of the pressure roller. There is a possibility of dielectric breakdown. In order to avoid this dielectric breakdown, it is necessary to provide a sufficient creepage / space distance between the pressure roller and the frame ground, and this creepage / space distance has led to an increase in the size of the apparatus.

そこで本発明では、上記課題を解決するためになされたもので、装置の小型化と絶縁層の絶縁破壊防止とを両立させたフィルム加熱方式の定着装置を実現させることを目的とする。   Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to realize a film heating type fixing device that achieves both the miniaturization of the device and the prevention of dielectric breakdown of the insulating layer.

上記課題を解決するための本発明は、記録材にトナー像を形成する画像形成部と、通電により発熱する抵抗体と前記抵抗体を覆う絶縁層を有するヒータと、前記ヒータの前記絶縁層と接触する導電性の定着フィルムと、前記定着フィルムを介して前記ヒータと共にトナー像を担持する記録材を挟持搬送する定着ニップ部を形成する加圧部材と、を有する定着ユニットと、装置の電気的接地に接続された金属部材と、を有する画像形成装置において、前記加圧部材と前記金属部材との間にコンデンサが接続されていることを特徴とする。   In order to solve the above problems, the present invention provides an image forming unit that forms a toner image on a recording material, a heater that generates heat when energized, an insulating layer that covers the resistor, and the insulating layer of the heater. A fixing unit comprising: a conductive fixing film that is in contact; and a pressure member that forms a fixing nip portion that sandwiches and conveys a recording material that carries a toner image together with the heater through the fixing film; An image forming apparatus having a metal member connected to ground, wherein a capacitor is connected between the pressure member and the metal member.

本発明によれば、加圧部材と金属部材との間にコンデンサを接続することで、過大電圧ノイズが印加された時に、印加電圧は、ヒータの絶縁層の容量と、加圧部材の容量と、コンデンサの容量の比によって分圧されて、絶縁層と加圧部材のそれぞれの両端にかかる電圧を絶縁耐圧以下に抑制する。そのため、それぞれの絶縁破壊が避けられる。また、加圧部材にかかる電位が低くなるために金属部材に放電させないための沿面・空間距離を短くすることができ、装置の小型化が可能になる。   According to the present invention, when an excessive voltage noise is applied by connecting a capacitor between the pressure member and the metal member, the applied voltage is determined by the capacitance of the insulating layer of the heater and the capacitance of the pressure member. The voltage is divided by the capacitance ratio of the capacitor, and the voltage applied to both ends of each of the insulating layer and the pressure member is suppressed to the withstand voltage or less. Therefore, each dielectric breakdown can be avoided. In addition, since the potential applied to the pressure member is lowered, the creepage / space distance for preventing the metal member from being discharged can be shortened, and the apparatus can be miniaturized.

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

図1に定着装置(定着ユニット)を搭載する画像形成装置の構成を示す。給紙カセット201に積載された記録紙はピックアップローラ202によって1枚だけ給紙カセット201から送出され、給紙ローラ203によってレジストローラ204に向けて搬送される。さらに記録紙はレジストローラ204によって所定のタイミングでプロセスカートリッジ205へ搬送される。プロセスカートリッジ205は、帯電手段206、現像手段としての現像ローラ207、クリーニング手段であるクリーナ208、および電子写真感光体である感光体ドラム209で一体的に構成されており、公知である電子写真プロセスの一連の処理によって未定着トナー像が記録紙上に形成される。   FIG. 1 shows the configuration of an image forming apparatus equipped with a fixing device (fixing unit). Only one sheet of recording paper loaded on the paper feed cassette 201 is sent out from the paper feed cassette 201 by the pickup roller 202 and conveyed toward the registration roller 204 by the paper feed roller 203. Further, the recording paper is conveyed to the process cartridge 205 by the registration roller 204 at a predetermined timing. The process cartridge 205 is integrally composed of a charging unit 206, a developing roller 207 as a developing unit, a cleaner 208 as a cleaning unit, and a photosensitive drum 209 as an electrophotographic photosensitive member, and is a known electrophotographic process. Through this series of processes, an unfixed toner image is formed on the recording paper.

感光体ドラム209は帯電手段206によって表面を一様に帯電された後、像露光手段であるスキャナユニット211により画像信号に基づいた像露光が行なわれる。スキャナユニット211内のレーザダイオード212から出射されるレーザ光は、回転するポリゴンミラー213および反射ミラー214を経て主走査方向に、感光体ドラム209の回転により副走査方向に走査され、感光体ドラム209の表面上に2次元の潜像が形成される。感光体ドラム209の潜像は現像ローラ207によってトナー像として可視化され、トナー像は転写ローラ210によって、レジストローラ204から搬送されてきた記録紙上に転写される。このような記録材にトナー像を形成する部分を画像形成部と称する。   The surface of the photosensitive drum 209 is uniformly charged by the charging unit 206, and then image exposure based on the image signal is performed by the scanner unit 211 which is an image exposure unit. Laser light emitted from the laser diode 212 in the scanner unit 211 passes through the rotating polygon mirror 213 and the reflecting mirror 214 in the main scanning direction, and is scanned in the sub scanning direction by the rotation of the photosensitive drum 209. A two-dimensional latent image is formed on the surface. The latent image on the photosensitive drum 209 is visualized as a toner image by the developing roller 207, and the toner image is transferred by the transfer roller 210 onto the recording paper conveyed from the registration roller 204. A portion where a toner image is formed on such a recording material is referred to as an image forming portion.

続いて、トナー像が転写された記録紙は定着装置215に搬送されると記録紙は加熱加圧処理され、記録紙上の未定着トナー像が記録紙に定着される。記録紙はさらに中間排紙ローラ216、排紙ローラ217によって画像形成装置本体外に排出され、一連のプリント動作を終える。   Subsequently, when the recording paper to which the toner image has been transferred is conveyed to the fixing device 215, the recording paper is heated and pressurized, and the unfixed toner image on the recording paper is fixed to the recording paper. The recording paper is further discharged out of the image forming apparatus main body by the intermediate paper discharge roller 216 and paper discharge roller 217, and a series of printing operations is completed.

図2に定着装置の断面図を示す。101はセラミック基板上に抵抗体、及び抵抗体を覆うヒータガラス(絶縁層)102が形成されているヒータ、103は定着スリーブ(導電性の定着フィルム)、104は導電性の芯金(軸)105及びゴム層を有する加圧ローラ、107はコンデンサ、108はフレームグラウンド(金属部材)、110はAC電源、111は加圧ローラ軸受、106は絶縁を強化する抵抗である。ヒータ101は定着フィルム103の内面に接触しており、加圧ローラ104は定着フィルム103を介してヒータ101と共にトナー像を担持する記録材を挟持搬送する定着ニップ部を形成している。ヒータ101の絶縁層102が定着フィルム103の内面に接触している。ヒータ101の抵抗体に通電される(電力供給される)ことにより抵抗体が発熱する。コンデンサ107は定着ユニット内に配置されている。フレームグラウンド108は画像形成装置の電気的接地(アース)に接続されている。   FIG. 2 is a sectional view of the fixing device. 101 is a heater on which a resistor and heater glass (insulating layer) 102 covering the resistor are formed on a ceramic substrate, 103 is a fixing sleeve (conductive fixing film), and 104 is a conductive core (shaft). Reference numeral 105 denotes a pressure roller having a rubber layer, 107 denotes a capacitor, 108 denotes a frame ground (metal member), 110 denotes an AC power source, 111 denotes a pressure roller bearing, and 106 denotes a resistor that reinforces insulation. The heater 101 is in contact with the inner surface of the fixing film 103, and the pressure roller 104 forms a fixing nip portion that sandwiches and conveys a recording material carrying a toner image together with the heater 101 via the fixing film 103. The insulating layer 102 of the heater 101 is in contact with the inner surface of the fixing film 103. When the resistor of the heater 101 is energized (power is supplied), the resistor generates heat. The capacitor 107 is disposed in the fixing unit. The frame ground 108 is connected to an electrical ground (earth) of the image forming apparatus.

本実施例では、加圧部材の軸である加圧ローラ軸からフレームグラウンドにコンデンサを介して接続することを特徴とする。コンデンサは、モールド部材で作られた加圧部材軸受111に格納され、バネ114によりフレームグラウンド108に接地される。フレームグラウンド加圧ローラとの間は、後述する沿面・空間距離の計算により算出した距離をとる。このような構成にすることにより、AC電源に過大電圧ノイズが印加されても、ヒータガラスの容量と、加圧部材の容量と、コンデンサの容量の比によって分圧されるので、加圧部材にかかる電位を下げることができる。よって、加圧部材からフレームグラウンドに放電させないための沿面・空間距離を短くすることができる。また、雷サージの印加による電流(以下、サージ電流と呼ぶ。)は、絶縁を強化する抵抗が高抵抗であり、コンデンサのインピーダンスと抵抗のインピーダンスを比較するとコンデンサのインピーダンスの方が低いために、コンデンサ107を介してフレームグラウンドに流れやすくなり、放電し難くなる。   In this embodiment, the pressure roller shaft, which is the shaft of the pressure member, is connected to the frame ground via a capacitor. The capacitor is stored in a pressure member bearing 111 made of a mold member, and is grounded to the frame ground 108 by a spring 114. The distance calculated from the creepage / space distance described later is taken between the frame ground pressure roller and the frame ground pressure roller. With this configuration, even if excessive voltage noise is applied to the AC power supply, the pressure is divided by the ratio of the heater glass capacity, the pressure member capacity, and the capacitor capacity. Such a potential can be lowered. Therefore, the creepage / space distance for preventing discharge from the pressure member to the frame ground can be shortened. In addition, the current caused by the application of lightning surge (hereinafter referred to as surge current) has a high resistance to enhance insulation, and the impedance of the capacitor is lower when comparing the impedance of the capacitor and the impedance of the resistor. It becomes easy to flow to the frame ground via the capacitor 107 and it becomes difficult to discharge.

本実施例のコンデンサの容量と加圧部材とフレームグラウンドの沿面・空間距離の決定方法は、図3と図4を用いて説明する。図3は、定着装置の構成を電気的な等価回路に表した図である。図4は、決定方法をフローチャートにて説明した図である。   The method of determining the capacitor capacity, the pressure member, and the creepage / space distance of the frame ground in this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the fixing device in an electrical equivalent circuit. FIG. 4 is a diagram illustrating the determination method using a flowchart.

S100において、コンデンサの容量をCx、抵抗の抵抗値をR、雷サージ電圧(最大電圧)をVsurge、ヒータガラスの絶縁耐圧をVaとする。また、ヒータガラスの静電容量(セラミック基板上の抵抗体と定着フィルム間の静電容量)をCh、加圧ローラの静電容量(定着ニップ部と加圧ローラ軸との間の静電容量)をCrとし、それぞれのインピーダンスをZh、Zr、並列のコンデンサと抵抗の合成インピーダンスをZxとする。過大電圧ノイズVsurgeはA点に印加される。   In S100, the capacitance of the capacitor is Cx, the resistance value of the resistor is R, the lightning surge voltage (maximum voltage) is Vsurge, and the dielectric strength of the heater glass is Va. In addition, the electrostatic capacity of the heater glass (the electrostatic capacity between the resistor on the ceramic substrate and the fixing film) is Ch, and the electrostatic capacity of the pressure roller (the electrostatic capacity between the fixing nip portion and the pressure roller shaft). ) Is Cr, the respective impedances are Zh and Zr, and the combined impedance of the parallel capacitor and resistor is Zx. Overvoltage noise Vsurge is applied to point A.

S101において、Zh、Zr、Zxは、
Zh=1/jωCh
Zr=1/jωCr ・・・(1)
Zx=R//(1/jωCx)
Zh、Zr、Zxにより、合成インピーダンスをZとおくと、
Z=Zh+Zr+Zx=1/jωCh+1/jωCr+R//(1/jωCx)・・・(2)
となる。
In S101, Zh, Zr, Zx are
Zh = 1 / jωCh
Zr = 1 / jωCr (1)
Zx = R // (1 / jωCx)
If Zh, Zr, and Zx make the combined impedance Z,
Z = Zh + Zr + Zx = 1 / jωCh + 1 / jωCr + R // (1 / jωCx) (2)
It becomes.

S102において、ノイズ電流Isurgeは、Isurge=Vsurge/Zと表されるので、ヒータガラスにかかる電圧(セラミック基板上の抵抗体と定着フィルム間に掛かる電圧)Vhは、
Vh=Isurge×Zh
=Vsurge×Zh/Z
=Vsurge×Zh/(1/jωCh+1/jωCr+R//(1/jωCx))・・・(3)
で表される。
In S102, the noise current Isurge is expressed as Isurage = Vsurge / Z, so the voltage applied to the heater glass (voltage applied between the resistor on the ceramic substrate and the fixing film) Vh is
Vh = Isurge × Zh
= Vsurge × Zh / Z
= Vsurge × Zh / (1 / jωCh + 1 / jωCr + R // (1 / jωCx)) (3)
It is represented by

S103において、サージ電圧は高い周波数を持つので、抵抗のインピーダンスとコンデンサのインピーダンスはR>>1/jωCxの関係であり、R//(1/jωCx)≒1/jωCxである。
これよりより、(3)式で求めたVhは、
Vh≒Vsurge×Zh/(1/jωCh+1/jωCr+1/jωCx)
=Vsurge×CxCr/(ChCx+CxCr+CrCh) ・・・(4)
と近似できる。
In S103, since the surge voltage has a high frequency, the impedance of the resistor and the impedance of the capacitor have a relationship of R >> 1 / jωCx, and R // (1 / jωCx) ≈1 / jωCx.
From this, Vh obtained by equation (3) is
Vh≈Vsurge × Zh / (1 / jωCh + 1 / jωCr + 1 / jωCx)
= Vsurge × CxCr / (ChCx + CxCr + CrCh) (4)
Can be approximated.

S104において、絶縁破壊を起こさないためには、セラミック基板上の抵抗体と電気的接地間に雷サージ電圧(最大電圧)Vsurgeが印加された場合に、ヒータガラスにかかる電圧Vhはそれ自身の絶縁耐圧Va以下にする必要がある。よって、
Vh<Va ・・・(5)
を満たす必要がある。
In S104, in order to prevent dielectric breakdown, when a lightning surge voltage (maximum voltage) Vsurge is applied between the resistor on the ceramic substrate and the electrical ground, the voltage Vh applied to the heater glass is not insulated. It is necessary to make the breakdown voltage Va or less. Therefore,
Vh <Va (5)
It is necessary to satisfy.

(5)、(6)式より、ヒータガラスの絶縁破壊を起こさないCxが求まる。
S105において、このコンデンサの容量Cxを求めることにより、コンデンサ両極間の電位差、つまり加圧部材の電位Vxは、
Vx=Vsurge×ChCr/(ChCx+CxCr+CrCh) ・・・(6)
で求められる。
From the formulas (5) and (6), Cx that does not cause dielectric breakdown of the heater glass is obtained.
In S105, by obtaining the capacitance Cx of this capacitor, the potential difference between the capacitor electrodes, that is, the potential Vx of the pressure member is
Vx = Vsurge × ChCr / (ChCx + CxCr + CrCh) (6)
Is required.

S106において、このVxにより加圧部材からフレームグラウンドに放電しないためのフレームグラウンドとの沿面・空間距離Xが決定される。   In S106, the creepage / space distance X with respect to the frame ground for preventing discharge from the pressure member to the frame ground is determined by this Vx.

本実施例では、ヒータガラスの絶縁耐圧Vaが1.5kVであることに対し、過大電圧ノイズVsurgeは6kV、ヒータガラスの静電容量Chは1000pF、加圧ローラの静電容量Crは700pF、抵抗Rは10MΩであるため、コンデンサの容量Cxを100pFと決定した。これにより従来技術では、Vxが6kVであったのに対して、本実施例ではVxは5kVとすることができた。よって、加圧ローラにかかる電位を従来より抑制し、加圧ローラとフレームグラウンドとの沿面・空間距離を短く、且つ精度良く沿面・空間距離を決定することができるため、装置の小型化が実現できる。   In this embodiment, the dielectric strength voltage Va of the heater glass is 1.5 kV, whereas the excessive voltage noise Vsurge is 6 kV, the heater glass has a capacitance Ch of 1000 pF, the pressure roller has a capacitance Cr of 700 pF, and a resistance. Since R is 10 MΩ, the capacitance Cx of the capacitor was determined to be 100 pF. As a result, Vx was 6 kV in the prior art, whereas Vx could be 5 kV in this example. Therefore, the potential applied to the pressure roller can be suppressed more than before, the creepage / space distance between the pressure roller and the frame ground can be shortened, and the creepage / space distance can be determined with high accuracy, enabling downsizing of the device. it can.

実施例2における定着装置以外の構成はは実施例1と同様であり、同じ構成部材については同じ番号を付しその説明は省略する。また、定着装置の構成は定着装置の断面図である図5を用いて説明する。   The configuration of the second embodiment other than the fixing device is the same as that of the first embodiment, and the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. The configuration of the fixing device will be described with reference to FIG. 5 which is a sectional view of the fixing device.

本実施例が実施例1と異なる点は、加圧部材とフレームグラウンドの間に抵抗が接続されていない構成である点である。よって、本実施例は、加圧部材の軸である加圧ローラ軸からフレームグラウンドにコンデンサを介して設置することを特徴とする。このような構成においても実施例1と同様に、AC電源に過大電圧ノイズが印加されても、加圧部材にかかる電位を下げることができるために加圧部材からフレームグラウンドに放電させないための沿面・空間距離を短くすることができる。また、サージ電流は、加圧部材におけるフレームグラウンドに対するインピーダンスが小さくるために、コンデンサ107を介してフレームグラウンドに流れやすくなり、放電し難くなる。   This embodiment is different from the first embodiment in that a resistor is not connected between the pressure member and the frame ground. Therefore, the present embodiment is characterized in that the pressure roller shaft, which is the shaft of the pressure member, is installed on the frame ground via a capacitor. Even in such a configuration, as in the first embodiment, even when excessive voltage noise is applied to the AC power source, the potential applied to the pressure member can be lowered, and therefore the creeping surface for preventing discharge from the pressure member to the frame ground.・ Space distance can be shortened. Further, since the surge current has a small impedance with respect to the frame ground in the pressure member, the surge current tends to flow to the frame ground via the capacitor 107 and is difficult to discharge.

本実施例のコンデンサの容量と加圧部材とフレームグラウンドの沿面・空間距離の決定方法は、図6と図7を用いて説明する。図6は、定着装置の構成を電気的な等価回路に表した図である。図7は、決定方法をフローチャートにて説明した図である。   The method of determining the capacitor capacity, the pressure member, and the creepage / space distance of the frame ground of this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a diagram illustrating the configuration of the fixing device in an electrical equivalent circuit. FIG. 7 is a diagram illustrating the determination method using a flowchart.

S200において、コンデンサの容量をCx、雷サージ電圧(最大電圧)をVsurge、ヒータガラスの絶縁耐圧をVaとする。また、ヒータガラス、加圧ローラの静電容量をそれぞれCh、Crとし、それぞれのインピーダンスをZh、Zr、並列のコンデンサと抵抗の合成インピーダンスをZxとする。過大電圧ノイズVsurgeはA点に印加される。   In S200, the capacitance of the capacitor is Cx, the lightning surge voltage (maximum voltage) is Vsurge, and the insulation withstand voltage of the heater glass is Va. The capacitances of the heater glass and the pressure roller are Ch and Cr, respectively, the impedances are Zh and Zr, and the combined impedance of the parallel capacitor and resistor is Zx. Overvoltage noise Vsurge is applied to point A.

S201において、Zh、Zr、Zxは、
Zh=1/jωCh
Zr=1/jωCr ・・・(7)
Zx=1/jωCx
Zh、Zr、Zxにより、合成インピーダンスをZとおくと、
Z=Zh+Zr+Zx=1/jωCh+1/jωCr+1/jωCx ・・・(8)
となる。
In S201, Zh, Zr, Zx are
Zh = 1 / jωCh
Zr = 1 / jωCr (7)
Zx = 1 / jωCx
If Zh, Zr, and Zx make the combined impedance Z,
Z = Zh + Zr + Zx = 1 / jωCh + 1 / jωCr + 1 / jωCx (8)
It becomes.

S202において、ノイズ電流Isurgeは、Isurge=Vsurge/Zと表されるので、ヒータガラスにかかる電圧Vhは、
Vh=Isurge×Zh
=Vsurge×Zh/Z
=Vsurge×Zh/(1/jωCh+1/jωCr+1/jωCx)
=Vsurge×CxCr/(ChCx+CxCr+CrCh) ・・・(9)
で表される。
In S202, the noise current Isurge is expressed as Isurage = Vsurge / Z, so the voltage Vh applied to the heater glass is
Vh = Isurge × Zh
= Vsurge × Zh / Z
= Vsurge × Zh / (1 / jωCh + 1 / jωCr + 1 / jωCx)
= Vsurge × CxCr / (ChCx + CxCr + CrCh) (9)
It is represented by

S203において、絶縁破壊を起こさないためには、ヒータガラスにかかる電圧Vhはそれ自身の絶縁耐圧以下にする必要があるため、
Vh<Va ・・・(10)
を満たす必要がある。
In S203, in order not to cause dielectric breakdown, the voltage Vh applied to the heater glass needs to be equal to or lower than its own withstand voltage.
Vh <Va (10)
It is necessary to satisfy.

(9)、(10)式より、ヒータガラスの絶縁破壊を起こさないCxが求まる。   From the formulas (9) and (10), Cx that does not cause dielectric breakdown of the heater glass is obtained.

S204において、このコンデンサの容量Cxを求めることにより、コンデンサ両極間の電位差つまり加圧部材の電位Vxは、
Vx=Vsurge×ChCr/(ChCx+CxCr+CrCh) ・・・(11)
で求められる。
In S204, by obtaining the capacitance Cx of this capacitor, the potential difference between the capacitor electrodes, that is, the potential Vx of the pressure member is
Vx = Vsurge × ChCr / (ChCx + CxCr + CrCh) (11)
Is required.

S205において、このVxにより加圧部材からフレームグラウンドに放電しないためのフレームグラウンドとの沿面・空間距離Xが決定される。   In S205, the creepage / space distance X with respect to the frame ground so as not to discharge from the pressure member to the frame ground is determined by this Vx.

本実施例では、ヒータガラスの絶縁耐圧Vaが1.5kVであることに対し、過大電圧ノイズVsurgeは6kV、ヒータガラスの静電容量Chは1000pF、加圧ローラの静電容量Crは700pFであるため、実施例1と同様コンデンサの容量Cxを100pFと決定した。実施例1と同様に、従来技術では、Vxが6kVであったのに対して、本実施例では、Vxを5kVとすることができた。よって、実施例2のような構成においても、加圧ローラにかかる電位を従来より抑制し、加圧ローラとフレームグラウンドとの沿面・空間距離を短く、且つ精度良く沿面・空間距離を決定することができるため、装置の小型化が実現できる。   In this embodiment, the dielectric strength voltage Va of the heater glass is 1.5 kV, whereas the excessive voltage noise Vsurge is 6 kV, the heater glass has a capacitance Ch of 1000 pF, and the pressure roller has a capacitance Cr of 700 pF. Therefore, the capacitance Cx of the capacitor was determined to be 100 pF as in Example 1. Similar to Example 1, Vx was 6 kV in the prior art, whereas Vx could be 5 kV in this example. Therefore, even in the configuration as in the second embodiment, the potential applied to the pressure roller is suppressed more than before, the creepage / space distance between the pressure roller and the frame ground is shortened, and the creepage / space distance is accurately determined. Therefore, the apparatus can be downsized.

本発明におけるプリンタの構成図である。1 is a configuration diagram of a printer in the present invention. FIG. 実施例1における定着装置の断面図である。1 is a cross-sectional view of a fixing device in Embodiment 1. FIG. 実施例1における定着装置の等価回路図である。FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of the fixing device according to the first exemplary embodiment. 実施例1におけるフローチャートである。3 is a flowchart in the first embodiment. 実施例2における定着装置の断面図である。6 is a cross-sectional view of a fixing device in Embodiment 2. FIG. 実施例2における定着装置の等価回路図である。6 is an equivalent circuit diagram of a fixing device in Embodiment 2. FIG. 実施例1におけるフローチャートである。3 is a flowchart in the first embodiment. 従来例における定着装置の断面図である。It is sectional drawing of the fixing device in a prior art example.

101 抵抗体
102 ヒータガラス
103 定着フィルム
104 加圧ローラ
105 加圧ローラ軸
106 絶縁を強化する抵抗
107 コンデンサ
108 フレームグラウンド
109 記録材
110 AC電源
111 加圧ローラ軸受
114 バネ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Resistor 102 Heater glass 103 Fixing film 104 Pressure roller 105 Pressure roller shaft 106 Resistance which strengthens insulation 107 Capacitor 108 Frame ground 109 Recording material 110 AC power supply 111 Pressure roller bearing 114 Spring

Claims (4)

記録材にトナー像を形成する画像形成部と、
通電により発熱する抵抗体と前記抵抗体を覆う絶縁層を有するヒータと、前記ヒータの前記絶縁層と接触する導電性の定着フィルムと、前記定着フィルムを介して前記ヒータと共にトナー像を担持する記録材を挟持搬送する定着ニップ部を形成する加圧部材と、を有する定着ユニットと、
装置の電気的接地に接続された金属部材と、
を有する画像形成装置において、
前記加圧部材と前記金属部材との間にコンデンサが接続されていることを特徴とする画像形成装置。
An image forming unit for forming a toner image on a recording material;
A heater having a resistor that generates heat when energized, an insulating layer covering the resistor, a conductive fixing film in contact with the insulating layer of the heater, and a recording that carries a toner image together with the heater through the fixing film A pressure member that forms a fixing nip portion that sandwiches and conveys the material, and a fixing unit.
A metal member connected to the electrical ground of the device;
In an image forming apparatus having
An image forming apparatus, wherein a capacitor is connected between the pressure member and the metal member.
前記コンデンサは、前記加圧部材と前記金属部材との間に接続された抵抗と並列に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the capacitor is connected in parallel with a resistor connected between the pressure member and the metal member. 前記抵抗体と電気的接地間に最大電圧Vsurgeが印加された場合に、前記コンデンサの容量Cxと、前記抵抗体と前記定着フィルム間の静電容量Chと、前記加圧部材の定着ニップ部と加圧部材の軸との間の静電容量Crと、の比の逆比例で最大電圧を分圧した、前記抵抗体と前記定着フィルム間に掛かる電圧Vh(=Vsurge×CxCr/(ChCx+CxCr+CrCh))が、前記絶縁層の絶縁耐圧Vaより小さいことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。   When a maximum voltage Vsurge is applied between the resistor and electrical ground, the capacitance Cx of the capacitor, the capacitance Ch between the resistor and the fixing film, the fixing nip portion of the pressure member, Voltage Vh applied between the resistor and the fixing film obtained by dividing the maximum voltage in inverse proportion to the ratio of the capacitance Cr to the axis of the pressing member (= Vsurge × CxCr / (ChCx + CxCr + CrCh)) The image forming apparatus according to claim 1, wherein is less than a withstand voltage Va of the insulating layer. 前記コンデンサは前記定着ユニット内に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the capacitor is provided in the fixing unit.
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