JP2019032451A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents

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真奈人 小林
Manato Kobayashi
真奈人 小林
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Abstract

To eliminate static electricity from a trace of peeling electrification occurring when a rear end of a sheet passes through a fixing nip without reducing a life of a fixing film to prevent a peeling offset.SOLUTION: A fixing device fixes an unfixed image on a recording medium and comprises: a heating member; a heat transfer member for transferring heat from the heating member to the recording medium; a pressure member that is in pressure contact with the heat transfer member to form a fixing nip for sandwiching the recording medium with the heat transfer member; and discharge means that is provided downstream in a conveyance direction of the recording medium with respect to the fixing nip and is not in contact with the heat transfer member.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、記録媒体を加熱する発熱部材、及びその発熱部材を用いる加熱装置に関し、特に、電子写真複写機、電子写真プリンタなどの画像形成装置に搭載される加熱方式の定着装置に関する。   The present invention relates to a heating member for heating a recording medium and a heating device using the heating member, and more particularly to a heating type fixing device mounted on an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or an electrophotographic printer.

従来、電子写真方式を採用する複写機、プリンタ等の画像形成装置にあっては、その多くが、未定着像を担持する用紙に定着処理を施すための手段として、熱定着方式を採用する定着装置を備えている。定着装置は、フィルムガイドに沿って回転する定着フィルムと、定着フィルム内に配設され定着フィルムを加熱する加熱源と、アルミニウムや鉄の芯金に耐熱弾性層を形成した加圧ローラとを備えている。   2. Description of the Related Art Conventionally, in image forming apparatuses such as copying machines and printers that employ an electrophotographic system, many of them employ a heat fixing system as a means for performing a fixing process on paper carrying an unfixed image. Equipment. The fixing device includes a fixing film that rotates along a film guide, a heating source that is disposed in the fixing film and heats the fixing film, and a pressure roller in which a heat-resistant elastic layer is formed on an aluminum or iron cored bar. ing.

定着装置にあっては、定着フィルムがバネ等により加圧ローラに圧接されており、その圧接により形成される圧接幅の定着ニップに、未定着トナーを担持する用紙を通紙して加熱及び加圧することにより、未定着トナーが用紙に定着される。また、静電オフセットを防止する目的で、定着フィルムにトナーと同極性の定着バイアスを印加している。マイナス帯電したフィルム表層とトナーの間に静電的な斥力が働くため、未定着トナーを用紙に押し付ける効果があるためである。   In the fixing device, a fixing film is pressed against a pressure roller by a spring or the like, and a sheet carrying unfixed toner is passed through a fixing nip having a pressing width formed by the pressure contact, and heated and heated. By pressing, unfixed toner is fixed on the paper. For the purpose of preventing electrostatic offset, a fixing bias having the same polarity as the toner is applied to the fixing film. This is because an electrostatic repulsive force acts between the negatively charged film surface layer and the toner, which has the effect of pressing the unfixed toner against the paper.

このような定着装置において、低湿環境で放置した用紙や両面印刷の2面目などは、電気抵抗が高い用紙の後端が定着ニップを通過した際、用紙の後端と定着フィルムとの間で生じる電位差で剥離放電が生じやすい。   In such a fixing device, a sheet left in a low-humidity environment or the second side of double-sided printing occurs between the trailing edge of the sheet and the fixing film when the trailing edge of the sheet having high electrical resistance passes through the fixing nip. Peeling discharge is likely to occur due to a potential difference.

その結果、剥離放電部分の定着フィルムの表層が局所的にトナーと逆極性に帯電してしまい、後続の用紙上の未定着トナーを引き付けて定着フィルムの1周後にオフセットする「剥離オフセット」が発生するという問題がある。この現象は、剥離放電部分が局所的に強いプラス電荷を帯びるので、定着バイアスでは除電しきれずにトナーがフィルム表層にオフセットしてしまう。   As a result, the surface layer of the fixing film at the peeling discharge portion is locally charged with a polarity opposite to that of the toner, and a “peeling offset” is generated that attracts unfixed toner on the subsequent paper and offsets after one round of the fixing film. There is a problem of doing. In this phenomenon, the peeling discharge portion is locally charged with a strong positive charge, and therefore, the toner is offset to the film surface layer without being completely discharged by the fixing bias.

図12は、剥離オフセットのメカニズムを示す図である。   FIG. 12 is a diagram illustrating a mechanism of peeling offset.

前述のように、定着装置では定着ニップにおいて加熱及び加圧することで未定着トナーを用紙に定着させる。このとき、定着フィルムにトナーと同極性のマイナスバイアスを印加することで、静電オフセットを防止している(図12(a))。   As described above, in the fixing device, unfixed toner is fixed on the sheet by heating and pressurizing in the fixing nip. At this time, an electrostatic offset is prevented by applying a negative bias having the same polarity as that of the toner to the fixing film (FIG. 12A).

一方、用紙は未定着トナーを保持するために、定着装置上流の転写動作でトナーと逆極性のプラス電荷が供給されている。そのため、搬送された用紙の後端が定着ニップを通過する際に、マイナス帯電した定着フィルムの表層とプラス帯電した用紙の後端との間で電位差が生じ、剥離放電が発生する(図12(b))。   On the other hand, in order to hold the unfixed toner on the paper, positive charges having a polarity opposite to that of the toner are supplied in the transfer operation upstream of the fixing device. For this reason, when the rear end of the conveyed paper passes through the fixing nip, a potential difference is generated between the surface layer of the negatively charged fixing film and the rear end of the positively charged paper, and peeling discharge occurs (FIG. 12 ( b)).

その結果、剥離放電部分の定着フィルムの表層が局所的に極性反転してトナーと逆極性のプラス電荷を帯びてしまう。すると、後続の用紙上の未定着トナーが剥離帯電跡に当接することで静電的に定着フィルムの表層に剥ぎ取られ、ベタ黒画像やハーフトーン画像で白スジとなり、更に、定着フィルム1周後にオフセットして黒スジとなって現れる「剥離オフセット」が発生する(図12(c)、(d))。   As a result, the surface layer of the fixing film at the peeling discharge portion locally reverses the polarity and is charged with a positive charge having a polarity opposite to that of the toner. Then, the unfixed toner on the subsequent sheet comes into contact with the peeling charge trace and is electrostatically peeled off on the surface layer of the fixing film, resulting in white streaks in a solid black image or a halftone image, and further, one round of the fixing film. A “peeling offset” that appears as black streaks after offset occurs (FIGS. 12C and 12D).

この問題を改善するため、特許文献1では定着フィルムに当接させた弾性分離部材に定着フィルムバイアスと同極性のバイアスを印加する、あるいはアースする技術が開示されている。   In order to solve this problem, Patent Document 1 discloses a technique of applying a bias having the same polarity as the fixing film bias to the elastic separation member brought into contact with the fixing film, or grounding.

図13は、特許文献1に関わる定着装置の断面模式図である。   FIG. 13 is a schematic cross-sectional view of a fixing device related to Patent Document 1.

特許文献1によれば、用紙の後端で生じた定着フィルム上の剥離帯電跡のプラス電荷を当接した弾性分離部材で除電することで、剥離オフセットを防止することが可能となる。   According to Patent Document 1, it is possible to prevent a peeling offset by removing electricity with an elastic separation member in contact with a positive charge of a peeling charge trace on a fixing film generated at the rear end of a sheet.

特開平9−222820号公報JP-A-9-222820

しかしながら、マイナス帯電している定着フィルムの表層には、転写動作でプラス帯電した用紙の紙粉(パルプ)や填料(炭酸カルシウム、タルク、カオリン等)が微量ながらも静電的に付着している。更には、定着フィルムは長く使用することによって表層が摩耗して離型性が低下し、次第に定着ニップでの加熱で溶融したトナーが定着フィルムの表層にオフセットしやすくなる。従って、特許文献1の構成のように、弾性分離部材を定着フィルム表層に当接させていると、長時間の使用により、定着フィルムと分離部材の接点に用紙成分やオフセットトナーなどの付着物が滞積しやすくなる。その結果、用紙の後端の剥離放電で生じた定着フィルム上のプラス電荷を除電する機能が付着物によって阻害されて、剥離オフセットが発生してしまう。更には、用紙の填料に含まれる無機鉱物によってフィルム表層が傷つけられ、寿命を劣化させてしまう可能性がある。   However, a small amount of paper powder (pulp) or filler (calcium carbonate, talc, kaolin, etc.) positively charged in the transfer operation is electrostatically adhered to the surface layer of the negatively charged fixing film. . Further, when the fixing film is used for a long time, the surface layer is worn and the releasability is lowered, and the toner melted by heating at the fixing nip gradually becomes offset to the surface layer of the fixing film. Therefore, when the elastic separation member is in contact with the fixing film surface layer as in the configuration of Patent Document 1, deposits such as paper components and offset toner are formed at the contact points between the fixing film and the separation member after a long period of use. It becomes easy to accumulate. As a result, the function of removing the positive charge on the fixing film generated by the peeling discharge at the trailing edge of the paper is hindered by the deposit, and a peeling offset occurs. Furthermore, the film surface layer may be damaged by the inorganic mineral contained in the paper filler, and the life may be deteriorated.

本発明は上記のような従来技術に鑑みて提案されたものである。その目的とするところは、定着フィルム上に剥離帯電跡が生じた場合にも、フィルム寿命を劣化させることなく剥離オフセットを防止することができる画像形成装置を提供することにある。   The present invention has been proposed in view of the prior art as described above. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of preventing a peeling offset without deteriorating the film life even when a peeling electrification mark is generated on a fixing film.

本発明の定着装置は、記録媒体上の未定着像を定着する定着装置であって、発熱体と、前記発熱体からの熱を前記記録媒体に伝達するための熱伝達部材と、前記熱伝達部材に圧接し、前記熱伝達部材との間で前記記録媒体を挟む定着ニップを形成する加圧部材と、前記定着ニップに対し前記記録媒体の搬送方向の下流側に設けられた、前記熱伝達部材と非接触の放電手段とを具備することを特徴とする定着装置である。   The fixing device of the present invention is a fixing device for fixing an unfixed image on a recording medium, and includes a heating element, a heat transfer member for transferring heat from the heating element to the recording medium, and the heat transfer. A pressure member that presses against the member and forms a fixing nip that sandwiches the recording medium with the heat transfer member; and the heat transfer provided downstream of the fixing nip in the conveyance direction of the recording medium. A fixing device comprising a member and a non-contact discharge means.

本発明によれば、定着ニップに対し記録媒体の搬送方向の下流側に熱伝達部材と非接触の放電手段が設けられている。このため、記録媒体の後端が定着ニップを通過した際に剥離帯電が生じた場合にも、定着フィルムの寿命を劣化させることなく剥離オフセットを防止することができる。   According to the present invention, the discharge means that is not in contact with the heat transfer member is provided downstream of the fixing nip in the conveyance direction of the recording medium. For this reason, even when peeling charging occurs when the trailing edge of the recording medium passes through the fixing nip, peeling offset can be prevented without deteriorating the life of the fixing film.

本発明の実施形態の画像形成装置の構成を示す概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の定着装置の縦断面図である。1 is a longitudinal sectional view of a fixing device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の動作を示す図である。It is a figure which shows operation | movement of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of other embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態の転写装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the transfer apparatus of other embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態の転写電圧と転写検知電流との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the transfer voltage and transfer detection current of other embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態の分離板のバイアスと定着フィルムの表面電位の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the bias of the separator of other embodiment of this invention, and the surface potential of a fixing film. 本発明の他の実施形態の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of other embodiment of this invention. 本発明の実施形態の効果を示す図である。It is a figure which shows the effect of embodiment of this invention. 剥離オフセットのメカニズムを示す図である。It is a figure which shows the mechanism of peeling offset. 従来の定着装置の断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of a conventional fixing device.

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。尚、以下の実施形態に記載されている構成要素や数値はあくまでも例示であり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. Note that the components and numerical values described in the following embodiments are merely examples, and are not intended to limit the scope of the present invention only to them.

<第1実施形態>
(画像形成装置の全体構成)
図1は、本発明の実施形態の画像形成装置の構成を示す概略断面図である。
<First Embodiment>
(Overall configuration of image forming apparatus)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

画像形成装置Aは、画像形成装置本体100と、画像形成装置本体100の上部に設けられた画像読取装置200とを備えている。画像形成装置本体100には、図1の下側(用紙搬送方向上流)から上側(用紙搬送方向下流)に向かって順に、用紙給紙部10、画像形成部20、定着装置30、用紙排出部40が設けられている。また、画像形成部20、定着装置30の右側には、用紙再給紙部50が設けられている。   The image forming apparatus A includes an image forming apparatus main body 100 and an image reading apparatus 200 provided on the upper part of the image forming apparatus main body 100. In the image forming apparatus main body 100, a sheet feeding unit 10, an image forming unit 20, a fixing device 30, and a sheet discharging unit are sequentially arranged from the lower side (upstream in the sheet conveying direction) to the upper side (downstream in the sheet conveying direction) in FIG. 40 is provided. Further, a paper refeed unit 50 is provided on the right side of the image forming unit 20 and the fixing device 30.

用紙給紙部10では、給紙カセット11や手差用紙トレイ16に積載された用紙Pを画像形成部20へ給紙する。用紙検知センサS1は、給紙カセット11に用紙Pが収納されているかどうかを検知するセンサである。   In the paper feeding unit 10, the paper P stacked on the paper feeding cassette 11 or the manual paper tray 16 is fed to the image forming unit 20. The paper detection sensor S <b> 1 is a sensor that detects whether or not the paper P is stored in the paper feed cassette 11.

給紙カセット11に収納された用紙P(記録媒体)は、ピックアップローラ12が回転することによって分離ローラ対13へ給紙される。用紙Pが重送している場合は、正転ローラと反転ローラとからなる分離ローラ対13によって1枚に分離され、実線で示す給紙パスPS1に搬送される。給紙パスPS1に搬送された用紙Pはさらに給紙ローラ対14によって搬送され、回転を停止しているレジストローラ対15のニップに先端が倣うことで用紙Pの斜行が矯正される。レジ前センサS2は、用紙Pの先端がレジストローラ対15のニップに到達するタイミングを検知する。   The paper P (recording medium) stored in the paper feed cassette 11 is fed to the separation roller pair 13 as the pickup roller 12 rotates. When the paper P is being double-fed, it is separated into one sheet by a separating roller pair 13 composed of a normal rotation roller and a reverse roller, and is conveyed to a paper feed path PS1 indicated by a solid line. The paper P transported to the paper feed path PS1 is further transported by the paper feed roller pair 14, and the skew of the paper P is corrected by following the leading edge of the nip of the registration roller pair 15 that has stopped rotating. The pre-registration sensor S <b> 2 detects the timing at which the leading edge of the paper P reaches the nip of the registration roller pair 15.

手差用紙トレイ16から用紙Pを給紙する場合は、供給ローラ17および分離パッド18によって用紙を1枚に分離して装置内に引き込む。そして、供給ローラ対19によって給紙ローラ対14に搬送され、レジストローラ対15で用紙Pの斜行が矯正される。斜行が矯正された用紙Pは、所定のタイミングで回転するレジストローラ対15によって画像形成部20に搬送される。   When the paper P is fed from the manual paper tray 16, the paper is separated into one sheet by the supply roller 17 and the separation pad 18 and drawn into the apparatus. Then, the paper is conveyed to the paper feed roller pair 14 by the supply roller pair 19, and the skew of the paper P is corrected by the registration roller pair 15. The sheet P whose skew has been corrected is conveyed to the image forming unit 20 by a registration roller pair 15 that rotates at a predetermined timing.

画像形成部20では、感光体ドラム21(像担持体)がその表面を帯電ローラ22によって均一に帯電されている。レーザユニット23から画像情報に対応したレーザ光が照射される。感光体ドラム21のレーザ光が照射された部分は、帯電ローラ22によって帯電されていた電荷が除去され、画像情報に対応した静電潜像が形成される。ここで形成された静電潜像は、現像ローラ24によって現像剤が付着されることで、トナー像として可視化される。   In the image forming unit 20, the surface of the photosensitive drum 21 (image carrier) is uniformly charged by the charging roller 22. Laser light corresponding to the image information is emitted from the laser unit 23. In the portion of the photosensitive drum 21 irradiated with the laser light, the electric charge charged by the charging roller 22 is removed, and an electrostatic latent image corresponding to the image information is formed. The electrostatic latent image formed here is visualized as a toner image when the developer is attached by the developing roller 24.

このトナー像は、感光体ドラム21の回転によって転写ニップ部N1に搬送される。このタイミングに合わせてレジストローラ対15から用紙Pが転写ニップ部N1に搬送される。搬送された用紙Pは、転写ニップ部N1において感光体ドラム21と接触する転写ローラ25(転写部材)に挟持搬送されながら、転写ローラ25によって感光体ドラム21に形成されたトナー像が転写される。   This toner image is conveyed to the transfer nip portion N1 by the rotation of the photosensitive drum 21. In accordance with this timing, the paper P is conveyed from the registration roller pair 15 to the transfer nip portion N1. The conveyed paper P is nipped and conveyed by the transfer roller 25 (transfer member) that contacts the photosensitive drum 21 at the transfer nip portion N1, and the toner image formed on the photosensitive drum 21 is transferred by the transfer roller 25. .

なお、レーザユニット23から照射されるレーザ光は、画像読取装置200によって読み取られた原稿の画像データや、外部から送信された画像データに基づいて制御される。   The laser light emitted from the laser unit 23 is controlled based on image data of a document read by the image reading device 200 and image data transmitted from the outside.

次に、トナー像が形成された用紙Pは、定着装置30へと搬送される。定着装置30は、定着フィルム31と、定着フィルム31に接触して所定の圧力で定着フィルム31を加圧する加圧ローラ32とを有する。定着フィルム31と加圧ローラ32との間には、定着ニップ部N2が形成されている。トナー像が形成された用紙Pは、定着ニップ部N2に送り込まれて、定着フィルム31と加圧ローラ32とで挟持搬送され加熱加圧されることで、トナー像が用紙P上に定着される。定着センサS3は、用紙Pの先端が定着ニップ部N2を抜けたことを検知する。   Next, the paper P on which the toner image is formed is conveyed to the fixing device 30. The fixing device 30 includes a fixing film 31 and a pressure roller 32 that contacts the fixing film 31 and pressurizes the fixing film 31 with a predetermined pressure. A fixing nip N <b> 2 is formed between the fixing film 31 and the pressure roller 32. The paper P on which the toner image is formed is sent to the fixing nip portion N2, and is nipped and conveyed by the fixing film 31 and the pressure roller 32, and is heated and pressed, whereby the toner image is fixed on the paper P. . The fixing sensor S3 detects that the leading edge of the paper P has passed through the fixing nip portion N2.

次に、トナー像が定着された用紙Pは、用紙排出部40へと搬送され、排出ローラ対41によって排出トレイ42へ排出される。   Next, the paper P on which the toner image is fixed is conveyed to the paper discharge unit 40 and discharged to the discharge tray 42 by the discharge roller pair 41.

用紙Pの両面に画像を形成する場合は、1面目に画像形成された用紙Pの先端が定着センサS3を抜けたあと、用紙Pの後端が排出ローラ対41を抜ける前に排出ローラ対41を一旦停止させ、さらに排出ローラ対41を逆回転させる。これにより、用紙Pを反転させて用紙再給紙部50へ搬送する。   When images are formed on both sides of the paper P, the discharge roller pair 41 after the leading edge of the paper P on which the image is formed on the first surface passes through the fixing sensor S3 and before the trailing edge of the paper P passes through the discharge roller pair 41. Is temporarily stopped, and the discharge roller pair 41 is further rotated in the reverse direction. As a result, the paper P is reversed and conveyed to the paper refeed unit 50.

用紙再給紙部50へ搬送された用紙Pは、再給紙ローラ対51、52によって破線で示す再給紙パスPS2を搬送され、再給紙ローラ対53によってレジストローラ対15に搬送される。そして、レジストローラ対15によって斜行が矯正された後、転写ニップ部N1に搬送されることで、用紙Pの2面目にトナー像が形成される。その後は、1面目に画像形成したときと同様に定着ニップ部N2を搬送されることでトナー像が用紙Pに定着され、両面に画像が形成された用紙Pは排出ローラ対41によって排出トレイ42へ排出される。   The paper P transported to the paper refeed unit 50 is transported through a refeed path PS2 indicated by a broken line by refeed roller pairs 51 and 52, and is transported to a registration roller pair 15 by a refeed roller pair 53. . Then, after the skew is corrected by the registration roller pair 15, the toner image is formed on the second surface of the paper P by being conveyed to the transfer nip portion N1. Thereafter, the toner image is fixed on the paper P by being conveyed through the fixing nip N2 in the same manner as when the image is formed on the first side, and the paper P on which the image is formed on both sides is discharged by the discharge roller pair 41 to the discharge tray 42. Is discharged.

(定着装置)
図2は定着装置30の縦断面図である。以下の説明において、定着装置30又は定着装置30を構成している部材に関して、長手方向とは記録媒体の搬送方向に関して直交する方向であり、短手方向とは記録媒体の搬送方向と同一の方向である。
(Fixing device)
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the fixing device 30. In the following description, regarding the fixing device 30 or a member constituting the fixing device 30, the longitudinal direction is a direction orthogonal to the recording medium conveyance direction, and the short direction is the same direction as the recording medium conveyance direction. It is.

定着装置30は発熱部材としてのセラミックヒータ311と、可撓性部材としての定着フィルム31とガイド部材としてのステー310と、加圧部材としての加圧ローラ32と、を有する。ステー310と、定着フィルム31とセラミックヒータ311と、加圧ローラ32はいずれも長手方向に細長い部材である。   The fixing device 30 includes a ceramic heater 311 as a heat generating member, a fixing film 31 as a flexible member, a stay 310 as a guide member, and a pressure roller 32 as a pressure member. The stay 310, the fixing film 31, the ceramic heater 311 and the pressure roller 32 are all elongated members in the longitudinal direction.

ステー310は耐熱性及び剛性を有する所定の材料を用いて縦断面桶型形状に形成されており、ステー310上にセラミックヒータ311を保持させている。定着フィルム31(熱伝達部材)は耐熱性を持ち、エンドレス(円筒状)に形成してある。定着フィルム31は、セラミックヒータ311からの熱を用紙Pへ伝達する。定着フィルム31はステー310に外嵌されている。定着フィルム31の内周長とステー310の外周長は定着フィルム31の方を例えば3mm程度大きくしている。従って定着フィルム31は周長に余裕を持ってステー310に外嵌されている。定着フィルム31の内周面とステー310の外周面との間には潤滑剤(不図示)を介在させてある。これにより、ステー310と定着フィルム31の内周面とが接触回転するときの摺動抵抗を低下させている。定着装置内の各部材について詳しく説明する。   The stay 310 is formed in a vertical cross-sectional shape using a predetermined material having heat resistance and rigidity, and a ceramic heater 311 is held on the stay 310. The fixing film 31 (heat transfer member) has heat resistance and is endless (cylindrical). The fixing film 31 transmits heat from the ceramic heater 311 to the paper P. The fixing film 31 is fitted on the stay 310. The inner peripheral length of the fixing film 31 and the outer peripheral length of the stay 310 are larger in the fixing film 31 by, for example, about 3 mm. Therefore, the fixing film 31 is externally fitted to the stay 310 with a margin in the circumference. A lubricant (not shown) is interposed between the inner peripheral surface of the fixing film 31 and the outer peripheral surface of the stay 310. This reduces the sliding resistance when the stay 310 and the inner peripheral surface of the fixing film 31 rotate in contact with each other. Each member in the fixing device will be described in detail.

(定着フィルム)
熱容量を小さくして立ち上げ時間を早めるために、定着フィルム31のフィルム膜厚は100μm以下であることが好ましい。定着フィルム31の材料として、耐熱性のあるPTFE、PFA、FEP等の単層フィルム、或いはポリイミド、ポリアミドイミド、PEEK、PES、PPS等のフィルムの外周表面にPTFE、PFA、FEP等をコーティングした複合層フィルムを使用できる。本実施形態では膜厚75μmのポリイミドフィルムの外周面にPFA、PTFAをコーティングしたものを定着フィルム31として用いた。定着フィルム31の外径は24.0mmとした。また、定着爆発対策のために、トナーと同極性のマイナスバイアスを印加する不図示の高圧電源が設けられ、CPUでシーケンスおよび出力が制御される。
(Fixing film)
In order to reduce the heat capacity and shorten the start-up time, the film thickness of the fixing film 31 is preferably 100 μm or less. As a material of the fixing film 31, a heat-resistant single layer film such as PTFE, PFA, FEP or the like, or a composite in which PTFE, PFA, FEP, etc. are coated on the outer peripheral surface of a film such as polyimide, polyamideimide, PEEK, PES, PPS, etc. A layer film can be used. In the present embodiment, a polyimide film having a film thickness of 75 μm coated with PFA or PTFA on the outer peripheral surface is used as the fixing film 31. The outer diameter of the fixing film 31 was 24.0 mm. In addition, as a countermeasure against fixing explosion, a high voltage power supply (not shown) that applies a negative bias having the same polarity as the toner is provided, and the sequence and output are controlled by the CPU.

(ステー)
ステー310は例えば、ポリイミド、ポリアミドイミド、PEEK、PPS、液晶ポリマー等の高耐熱性樹脂や、これらの樹脂とセラミック,金属,ガラス等との複合材料等により構成できる。本実施形態では液晶ポリマーにより、縦断面桶型形状に形成されたステー310とした。このステー310は長手方向の両端部が定着装置30の不図示の側板対に保持されている。ステー310の加圧ローラ32側の面には、長手方向に沿って凹字形状の溝が設けられており、その溝にセラミックヒータ311が保持されている。
(Stay)
The stay 310 can be made of, for example, a high heat resistant resin such as polyimide, polyamideimide, PEEK, PPS, or liquid crystal polymer, or a composite material of these resins with ceramic, metal, glass, or the like. In the present embodiment, the stay 310 is formed in a vertical cross-sectional shape by a liquid crystal polymer. Both ends of the stay 310 in the longitudinal direction are held by a pair of side plates (not shown) of the fixing device 30. A concave groove is provided along the longitudinal direction on the surface of the stay 310 on the pressure roller 32 side, and a ceramic heater 311 is held in the groove.

(加圧ローラ)
加圧ローラ32は芯金32aと、その芯金32aの周囲に設けられた弾性体層32bの周囲に設けられた最外層の離型層32cとを有する。加圧ローラ32は、芯金32aの長手方向の両端部が定着装置30の側板対に回転自在状態で保持されている。本実施形態では芯金32aはアルミニウムを、弾性体層32bはマイクロバルーンを配合したシリコンゴムを、離型層32cにはPFAチューブを用いた。加圧ローラ32の外径は20mm、離型層の厚みは30μmとした。定着フィルム31の下方において定着フィルム31と並列に配置された加圧ローラ32は、芯金両端部が加圧バネ等の加圧手段によってステー310側に加圧されている。これにより、加圧ローラ32の表面とセラミックヒータ311との間に定着フィルム31を挟んで用紙P上の未定着トナー画像の加熱定着に必要な所定幅の定着ニップ部N2が形成されている。
(Pressure roller)
The pressure roller 32 has a metal core 32a and an outermost release layer 32c provided around an elastic body layer 32b provided around the metal core 32a. The pressure roller 32 is held by a pair of side plates of the fixing device 30 in a freely rotatable state at both ends in the longitudinal direction of the cored bar 32a. In the present embodiment, the core metal 32a is made of aluminum, the elastic layer 32b is made of silicon rubber containing a microballoon, and the release layer 32c is made of a PFA tube. The outer diameter of the pressure roller 32 was 20 mm, and the thickness of the release layer was 30 μm. The pressure roller 32 disposed below the fixing film 31 and in parallel with the fixing film 31 is pressed toward the stay 310 by pressure means such as a pressure spring at both ends of the core metal. As a result, a fixing nip portion N2 having a predetermined width necessary for heating and fixing the unfixed toner image on the paper P is formed between the surface of the pressure roller 32 and the ceramic heater 311 with the fixing film 31 interposed therebetween.

(分離板)
定着ニップ部N2を出た用紙は定着フィルム31から分離して、搬送方向下流の排出ローラ対41に案内される。定着フィルム31からの用紙の分離は基本的に曲率分離で行われるが、コシの弱い紙や高印字紙などで溶融したトナーが定着フィルム31と用紙を接着させてしまう場合では、曲率分離しきれない時がある。その際の分離補助手段として、定着ニップの搬送方向下流側において定着フィルム31の回転軸方向全域にわたり定着フィルム31に近接に、分離板33(導電部材)が設けられている。分離板33は定着フィルム31に非接触に配設されており、その間隔(以降、「分離板ギャップ)と呼ぶ)が狭いと定着フィルム31に接触して表層が削れてしまい、広すぎると用紙の分離性が悪化する。そのため分離板ギャップは精密に設計されており、本実施形態では200〜350μmで規定されている。分離板33の材質は、SUS、銅等の導電性の金属部材である。また、定着フィルム31と同極性のマイナスバイアスを印加する不図示の分離板高圧電源が設けられ、CPUでシーケンスおよび出力が制御される。
(Separator)
The sheet that has exited the fixing nip N2 is separated from the fixing film 31 and guided to the discharge roller pair 41 downstream in the transport direction. Separation of the paper from the fixing film 31 is basically performed by the curvature separation. However, when the toner melted by a weak paper or high-printing paper adheres the fixing film 31 and the paper, the separation of the curvature is completed. There is no time. In this case, a separation plate 33 (conductive member) is provided in the vicinity of the fixing film 31 over the entire rotation axis direction of the fixing film 31 on the downstream side in the conveyance direction of the fixing nip. The separation plate 33 is disposed in non-contact with the fixing film 31. If the interval (hereinafter referred to as “separation plate gap”) is narrow, the separation layer 33 contacts the fixing film 31 and the surface layer is scraped. Therefore, the separation plate gap is precisely designed and is defined as 200 to 350 μm in this embodiment, and the material of the separation plate 33 is a conductive metal member such as SUS or copper. There is also provided a separation plate high-voltage power supply (not shown) for applying a negative bias having the same polarity as that of the fixing film 31, and the sequence and output are controlled by the CPU.

(動作)
図3は、本実施形態の動作を示す図である。
(Operation)
FIG. 3 is a diagram illustrating the operation of the present embodiment.

用紙Pの後端と定着フィルム31の剥離放電は、転写ニップでプラス帯電した用紙の後端がマイナス帯電している定着フィルム31の表層から離れる瞬間に形成される集中電界によって、絶縁破壊が起こることで発生する。このとき、定着フィルム31の高圧電源からの定電圧制御で例えば一様に−1000Vに帯電した定着フィルム31の表層は、剥離放電で局所的に0〜+200V程度までプラス電位寄りに変動する(図3(a))。   The peeling discharge between the trailing edge of the paper P and the fixing film 31 causes dielectric breakdown due to a concentrated electric field formed at the moment when the trailing edge of the paper positively charged at the transfer nip leaves the surface layer of the fixing film 31 that is negatively charged. Occurs. At this time, the surface layer of the fixing film 31 that is uniformly charged to, for example, −1000 V by constant voltage control from the high-voltage power source of the fixing film 31 locally fluctuates toward a positive potential from about 0 to +200 V by peeling discharge (see FIG. 3 (a)).

この剥離帯電跡を除電するため、定着ニップ部N2のフィルム回転方向下流に配設された導電性の分離板33に定着フィルム31と同極性の−1500Vを印加する。本実施形態の分離板33は定着フィルム31に非接触に配設していることを特徴としている。このため、定着フィルム31の表層の一様に−1000Vに帯電している領域では電位差が放電開始電圧よりも小さいために分離板33からの放電は起こらず、電位差が放電開始電圧よりも大きくなるプラス電位寄りの剥離帯電跡(0〜+200V)のみに選択的に放電が起きる。その結果、剥離帯電跡が効果的に除電されることで剥離オフセットが改善される(図3(b))。   In order to remove the charge from the peeling charge, −1500 V having the same polarity as that of the fixing film 31 is applied to the conductive separation plate 33 disposed downstream of the fixing nip portion N2 in the film rotation direction. The separation plate 33 of the present embodiment is characterized in that it is disposed in non-contact with the fixing film 31. For this reason, in the surface layer of the fixing film 31 that is uniformly charged to −1000 V, the potential difference is smaller than the discharge start voltage, so no discharge from the separation plate 33 occurs, and the potential difference is greater than the discharge start voltage. Discharge occurs selectively only on the peeling charge trace (0 to +200 V) near the positive potential. As a result, the peeling offset is improved by effectively neutralizing the peeling charge trace (FIG. 3B).

なお、本実施例においては分離版33に印可する電圧を−1500Vとしたが、環境条件などによって放電開始電圧は変化するので、それに応じて印可電圧をー1500Vから変更してもよい。   In the present embodiment, the voltage applied to the separation plate 33 is set to −1500 V. However, the discharge start voltage varies depending on environmental conditions and the like, so the applied voltage may be changed from −1500 V accordingly.

分離板33のバイアスを通紙中も常時印加した場合や必要以上の高電圧を印加すると、分離板33に紙成分の付着物が堆積して定着フィルム31に接触し、表層を傷つけるリスクが生じる。なぜなら、用紙は主原料の木材パルプに填料(炭酸カルシウム、タルク、カオリン等)が含まれており、それらは転写ニップを通過することでプラス帯電しているため、静電的に分離板33に引き付けられるためである。そのため、用紙の後端が定着ニップ部N2を通過した際に限定して分離板33のバイアスを印加するシーケンス制御を行う。   When the bias of the separation plate 33 is constantly applied even during paper feeding or when a higher voltage than necessary is applied, the deposits of paper components accumulate on the separation plate 33 and come into contact with the fixing film 31 to cause a risk of damaging the surface layer. . This is because the paper contains fillers (calcium carbonate, talc, kaolin, etc.) in the main raw material wood pulp, and these are positively charged by passing through the transfer nip. Because it is attracted. Therefore, the sequence control for applying the bias of the separation plate 33 is performed only when the trailing edge of the sheet passes through the fixing nip portion N2.

本実施形態における分離板33のバイアスのシーケンス制御のトリガーは、用紙Pの後端を検知することが可能な構成あるいはセンサであれば特に限定されるものではない。例えばレジストローラモータのクラッチ信号や、定着ニップ部N2の上流の搬送路に設けられ用紙の有無を検知する透過センサ、フラグセンサなどが利用できる。   The trigger for bias sequence control of the separation plate 33 in the present embodiment is not particularly limited as long as it is a configuration or sensor capable of detecting the trailing edge of the paper P. For example, a clutch signal of a registration roller motor, a transmission sensor, a flag sensor, or the like that is provided in the conveyance path upstream of the fixing nip portion N2 and detects the presence or absence of paper can be used.

また、用紙後端と定着フィルム31の剥離放電は、特に低湿環境下において空気や用紙Pが乾燥しているほど放電が強くなるため、本実施形態においては画像形成装置本体100に設けられた環境温湿度センサの検知結果に基づいて動作のON/OFFを判断する。   Further, the discharge discharge between the trailing edge of the sheet and the fixing film 31 becomes stronger as the air and the sheet P are dried, particularly in a low humidity environment. Therefore, in this embodiment, the environment provided in the image forming apparatus main body 100 is used. Whether the operation is ON / OFF is determined based on the detection result of the temperature / humidity sensor.

例えば、環境温湿度から算出される単位空間中の絶対水分量が2.0[g/kgD.A.]以下では、用紙抵抗が1013〜1015Ω/cmと高抵抗化するため、剥離放電が生じてしまう。この場合、環境センサの検知結果からCPUが判断し、後端検知の信号に基づいて分離板33のバイアスのシーケンス制御を実施し、剥離帯電跡を除電する。 For example, the absolute water content in the unit space calculated from the environmental temperature and humidity is 2.0 [g / kgD. A. In the following, the sheet resistance becomes as high as 10 13 to 10 15 Ω / cm, which causes peeling discharge. In this case, the CPU determines from the detection result of the environmental sensor, performs the sequence control of the bias of the separation plate 33 based on the rear end detection signal, and removes the charge from the peeling.

図4は、本実施形態の機能ブロックを示す図である。   FIG. 4 is a diagram illustrating functional blocks of the present embodiment.

本実施形態においては、周辺環境の温湿度を検知する環境センサ600(水分量検出手段)と、搬送される用紙Pの後端を検知する用紙後端検知部601(通過検知手段)と、定着フィルム31に高圧を印加する定着フィルム高圧回路602(第1のバイアス印加手段)と、分離板33に高圧を印加する分離板高圧回路603(第2のバイアス印加手段)と、センサ類の検知信号を受け、分離板33のバイアスのシーケンス制御を行うCPU604とが設けられている。なお、用紙後端検知部601は、用紙Pの搬送路に設けられた光学センサ又はフラグセンサの検知信号、或は後述する第2実施形態の転写電流検知部用紙後端の転写電流変動に基づいて用紙Pの後端が定着ニップ部N2を通過したことを検知する。   In the present embodiment, an environmental sensor 600 (moisture amount detection unit) that detects the temperature and humidity of the surrounding environment, a paper rear end detection unit 601 (passage detection unit) that detects the rear end of the conveyed paper P, and fixing. A fixing film high voltage circuit 602 (first bias applying means) for applying a high voltage to the film 31, a separation plate high voltage circuit 603 (second bias applying means) for applying a high voltage to the separation plate 33, and detection signals of sensors. And a CPU 604 that performs sequence control of the bias of the separation plate 33 is provided. The sheet trailing edge detection unit 601 is based on a detection signal of an optical sensor or a flag sensor provided in the conveyance path of the sheet P, or a transfer current detection unit according to a second embodiment to be described later. Then, it is detected that the trailing edge of the sheet P has passed through the fixing nip portion N2.

図5は、本実施形態の動作を示すフローチャートである。   FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the present embodiment.

まずコピーが開始された後(ステップS1)、環境センサ600を参照して(ステップS2)、画像形成装置本体の周辺の空気が含有する絶対水分量(空気中の水分量)が2.0g/kgD.A以上かどうかをCPU604で検出する(ステップS3)。その結果、2.0g/kgD.A以上であれば(ステップS3)、通常のコピー動作を実施し(ステップS4)、コピーを終了する(ステップS8)。一方、2.0g/kgD.A未満の低湿環境であることを検知した場合(ステップS3)、用紙後端検知部601の検知結果を参照し(ステップS5)、用紙の後端が定着ニップ部N2を通過した後に分離板33のバイアスを印加する(ステップS6)。その後、後続の用紙がない場合は(ステップS7)、コピー動作を終了し(ステップS8)、ある場合は(ステップS7)、再び用紙後端検知部601の検知結果を参照して(ステップS5)、後続の用紙がなくなるまで動作を継続する。   First, after copying is started (step S1), referring to the environmental sensor 600 (step S2), the absolute water content (water content in the air) contained in the air around the image forming apparatus main body is 2.0 g / kgD. The CPU 604 detects whether or not it is greater than or equal to A (step S3). As a result, 2.0 g / kg D.D. If it is greater than or equal to A (step S3), a normal copy operation is performed (step S4), and the copy is terminated (step S8). On the other hand, 2.0 g / kg D.D. When it is detected that the humidity environment is less than A (step S3), the detection result of the sheet trailing edge detection unit 601 is referred to (step S5), and the separation plate 33 after the trailing edge of the sheet passes through the fixing nip N2. Is applied (step S6). Thereafter, if there is no subsequent sheet (step S7), the copying operation is terminated (step S8), and if there is (step S7), the detection result of the sheet trailing edge detection unit 601 is referred again (step S5). The operation is continued until the subsequent sheet runs out.

<第2実施形態>
次に本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態は、基本的には、第1実施形態の構成に基づいており、以下の説明においては、第1実施形態と異なる点について説明する。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The present embodiment is basically based on the configuration of the first embodiment. In the following description, differences from the first embodiment will be described.

第2実施形態においては、用紙の後端が転写ニップから抜けた際の転写電流の変動から剥離放電の強度を予測し、電流変動の閾値に応じて分離板33のバイアスの強度を可変する。   In the second embodiment, the intensity of the peeling discharge is predicted from the fluctuation of the transfer current when the trailing edge of the sheet comes out of the transfer nip, and the bias intensity of the separation plate 33 is varied according to the current fluctuation threshold.

第1実施形態では環境センサと用紙後端検知部の検知結果に基づいて分離バイアスのシーケンス制御を行なっていたが、本実施形態では転写電流検知部を設けて用紙後端の転写電流変動から後端を検知し、電流変動値に応じて分離板バイアスのシーケンスと強度を制御する。
(ブロック構成)
図6は、本実施形態の構成を示すブロック図である。
In the first embodiment, the sequence control of the separation bias is performed based on the detection results of the environmental sensor and the sheet trailing edge detection unit. However, in this embodiment, a transfer current detection unit is provided to detect the transfer current variation at the trailing edge of the sheet. The edge is detected, and the sequence and intensity of the separator bias are controlled according to the current fluctuation value.
(Block configuration)
FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the present embodiment.

本実施形態の画像形成装置は、転写ローラ25に高圧を印加する転写高圧回路605(第3のバイアス印加手段)と、転写ローラ25に流れる転写電流を検知する転写電流検知部606と、定着フィルム31に高圧を印加する定着フィルム高圧回路602と、分離板33に高圧を印加する分離板高圧回路603と、転写電流検知部606の検知信号を受けて分離板33のバイアスのシーケンス制御および高圧制御を行うCPU604とから構成される。   The image forming apparatus according to the present embodiment includes a transfer high-voltage circuit 605 (third bias applying unit) that applies a high voltage to the transfer roller 25, a transfer current detection unit 606 that detects a transfer current flowing through the transfer roller 25, and a fixing film. A fixing film high voltage circuit 602 that applies a high voltage to 31, a separation plate high voltage circuit 603 that applies a high voltage to the separation plate 33, and a bias sequence control and a high voltage control of the separation plate 33 in response to a detection signal from the transfer current detection unit 606. CPU 604 that performs the above.

(転写装置)
図7は、本実施形態の転写装置の構成を示す図である。
(Transfer device)
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of the transfer apparatus according to the present embodiment.

感光体ドラム21上に現像されたトナー像は感光体ドラム21の回転駆動によって転写ニップ部N1に回転移動する。このタイミングに合わせて給紙カセット11に収納されている用紙Pは、ピックアップローラ12や給紙ローラ対14によって搬送され、感光体ドラム21と転写ローラ25との間の転写ニップ部N1に搬送される。   The toner image developed on the photosensitive drum 21 is rotationally moved to the transfer nip portion N1 by the rotational driving of the photosensitive drum 21. In accordance with this timing, the paper P stored in the paper feed cassette 11 is transported by the pickup roller 12 and the paper feed roller pair 14 and is transported to the transfer nip portion N1 between the photosensitive drum 21 and the transfer roller 25. The

そして、転写ニップ部N1に用紙Pが搬送されるタイミングで高圧電源部の転写高圧回路605から転写ローラ25に現像剤と反対極性の所定の直流電圧が印加されることによって、感光体ドラム21に付着したトナー像が用紙Pに順次静電的に転写される。本実施形態においてはトナーがマイナス極性なので、その逆極性に当たるプラス極性の直流電圧+2.0kVを転写ローラ25に印加している。   Then, a predetermined DC voltage having a polarity opposite to that of the developer is applied to the transfer roller 25 from the transfer high-voltage circuit 605 of the high-voltage power supply unit at the timing when the sheet P is conveyed to the transfer nip portion N1, thereby applying to the photosensitive drum 21. The adhered toner images are sequentially electrostatically transferred onto the paper P. In this embodiment, since the toner has a negative polarity, a positive polarity DC voltage +2.0 kV corresponding to the opposite polarity is applied to the transfer roller 25.

本実施形態においては感光体ドラム21と接触する接触転写ローラ方式を用いているが、他にも中間転写ベルトにトナー像を転写させた後に用紙Pへ転写させる方式でも構わない。   In this embodiment, a contact transfer roller system that contacts the photosensitive drum 21 is used. However, a system in which a toner image is transferred to an intermediate transfer belt and then transferred to a sheet P may be used.

また、本実施形態における転写ローラ25は金属軸上にNBRゴム(アクリルニトリルブタジエンゴム)とヒドリンゴムの混合ゴムを発泡させたスポンジゴムを配設したイオン導電性ゴムローラである。   The transfer roller 25 in this embodiment is an ion conductive rubber roller in which a sponge rubber obtained by foaming a mixed rubber of NBR rubber (acrylonitrile butadiene rubber) and hydrin rubber is disposed on a metal shaft.

転写ローラ25としては、単層構造が用いられており、金属軸体25a、金属軸体25aの外周に形成される導電性発泡体層25b、金属軸体25aと導電性発泡体層25bを接着する接着層25cから主に構成される。   As the transfer roller 25, a single layer structure is used, and the metal shaft body 25a, the conductive foam layer 25b formed on the outer periphery of the metal shaft body 25a, and the metal shaft body 25a and the conductive foam layer 25b are bonded. Mainly composed of an adhesive layer 25c.

金属軸体25aの構成は、限定するものではなく、金属製の中実体からなる芯金や、内部を中空にくり抜いた金属製の円筒体等が用いられ、金属材料としては、鉄,アルミニウム等特に限定するものではない。   The configuration of the metal shaft body 25a is not limited, and a metal core made of a metal solid body, a metal cylinder body hollowed out inside, and the like are used. There is no particular limitation.

導電性発泡体層25bとしては、アスカーC(スポンジ硬度計)20〜35°/500g荷重の硬度の範囲に設定されることが好ましく、電気抵抗値としては、10〜10Ωに形成することが好ましく、特に好ましくは10〜10Ωである。 The conductive foam layer 25b is preferably set to a hardness range of 20 to 35 ° / 500 g load on Asker C (sponge hardness meter), and the electric resistance value is set to 10 4 to 10 8 Ω. It is preferably 10 5 to 10 7 Ω.

そして、マトリックス成分としてエチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、アクリル−ニトリル−ブタジエンゴム(NBR)等があげられ、イオン導電剤としヒドリンゴムと混合させる。   Examples of matrix components include ethylene-propylene-diene rubber (EPDM) and acryl-nitrile-butadiene rubber (NBR), which are mixed with hydrin rubber as an ionic conductive agent.

これに抵抗調整剤としの電子導電系導電剤、発泡剤、発泡助剤、軟化剤、可塑剤、充填剤、加硫剤、加硫促進剤を配合した形成材料によって形成される。   It is formed of a forming material in which an electronic conductive conductive agent as a resistance adjusting agent, a foaming agent, a foaming aid, a softening agent, a plasticizer, a filler, a vulcanizing agent, and a vulcanization accelerator are blended.

電子導電系導電剤としては、カーボンブラック、グラファイト、酸化亜鉛と酸化アルミニウムの固溶体,酸化スズと酸化アンチモンの固溶体,酸化インジウムと酸化スズの固溶体等の金属酸化物等があげられる。   Examples of the electron conductive conductive agent include carbon oxides such as carbon black, graphite, a solid solution of zinc oxide and aluminum oxide, a solid solution of tin oxide and antimony oxide, and a solid solution of indium oxide and tin oxide.

これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。また、上記発泡剤としては、ジニトロペンタメチレンテトラミン(DPT)、アゾジカルボンアミド(ADCA)、4,4−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジット(OBSH)等があげられ、単独でもしくは2種以上併せて用いられる。   These may be used alone or in combination of two or more. Examples of the foaming agent include dinitropentamethylenetetramine (DPT), azodicarbonamide (ADCA), 4,4-oxybisbenzenesulfonyl hydragit (OBSH), and the like. These may be used alone or in combination of two or more. It is done.

(動作)
本実施形態の動作について、図8、図9を用いて説明する。図8は、転写電圧(図8(a))と転写検知電流(図8(b))の関係を示す図、図9は、分離板33のバイアス(図9(a))と定着フィルム31の表面電位(図9(b))の関係を示す図である。
(Operation)
The operation of this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the transfer voltage (FIG. 8A) and the transfer detection current (FIG. 8B), and FIG. 9 shows the bias of the separation plate 33 (FIG. 9A) and the fixing film 31. It is a figure which shows the relationship of surface potential (FIG.9 (b)).

本実施形態の転写動作では定電圧制御を行っており、用紙Pが転写ニップを通過する通紙領域に+1000〜+2000Vの一定電圧を印加している(図8(a))。転写電流検知部606により、用紙Pの後端が転写ニップ部N1を通過した瞬間の電流変動から変動ΔIと後端のタイミングを検知する(図8(b))。検知した電流変動と予めCPU604に記憶した閾値を比較して分離板33のバイアスの強度を判断し、また、検知した後端のタイミングに応じて分離板33のバイアスのシーケンス制御を実施する。   In the transfer operation of the present embodiment, constant voltage control is performed, and a constant voltage of +1000 to +2000 V is applied to the sheet passing area where the sheet P passes through the transfer nip (FIG. 8A). The transfer current detector 606 detects the fluctuation ΔI and the timing of the trailing edge from the current fluctuation at the moment when the trailing edge of the paper P passes through the transfer nip portion N1 (FIG. 8B). The detected current fluctuation is compared with the threshold value stored in the CPU 604 in advance to determine the bias intensity of the separation plate 33, and the bias sequence control of the separation plate 33 is performed according to the detected rear end timing.

予めCPU604に記憶した閾値は、本実施形態では後端転写電流の変動ΔIが15μAである第1の閾値、30μAである第2の閾値の2つを設けている。   In this embodiment, two threshold values stored in advance in the CPU 604 are provided: a first threshold value with a fluctuation ΔI of the trailing edge transfer current of 15 μA and a second threshold value with 30 μA.

例えば、変動ΔIが第1の閾値以下(ΔI≦15μA)の場合は、転写動作による用紙後端のプラス帯電が弱く、用紙Pの後端と定着フィルム31の剥離放電は起こらないあるいは軽微なため、分離板33のバイアスは印加しない。変動ΔIが第1の閾値を超え第2の閾値以下である場合は(15<ΔI≦30μA)、定着フィルム表層に0〜+100V程度の剥離放電跡が発生するため(図9(b))、当該領域に対して分離板バイアス−1500Vを印加する。更に変動ΔIが大きくて第2の閾値を超える場合は(30μA<ΔI)、定着フィルム31に+100〜+300V程度の剥離放電跡が発生するため、当該領域に対して分離板バイアス−2500Vを印加する(図9(a))。   For example, when the fluctuation ΔI is equal to or less than the first threshold (ΔI ≦ 15 μA), the positive charge at the rear end of the sheet due to the transfer operation is weak, and peeling discharge between the rear end of the sheet P and the fixing film 31 does not occur or is slight. The bias of the separation plate 33 is not applied. When the fluctuation ΔI exceeds the first threshold and is equal to or less than the second threshold (15 <ΔI ≦ 30 μA), a peeling discharge trace of about 0 to +100 V is generated on the surface of the fixing film (FIG. 9B). A separator plate bias of 1500 V is applied to the region. Further, when the fluctuation ΔI is large and exceeds the second threshold value (30 μA <ΔI), a peeling discharge trace of about +100 to +300 V is generated on the fixing film 31, and therefore, a separation plate bias of −2500 V is applied to the region. (FIG. 9A).

転写電流検知部606では、転写高圧回路605から転写ローラ25に定電圧を印加した際に、用紙P等の負荷で変動する転写電流を経時的に測定し、CPUで変動ΔIを求めて閾値判定を行う。ただし、転写電流の実測手段としては転写電流検知部606に限定することはなく、感光体ドラム21の基層に流れる電流値を電流計で測定するなどで転写電圧の印加時に流れる電流が直接あるいは間接的に測定できる場合は、その構成は問わない。   In the transfer current detection unit 606, when a constant voltage is applied from the transfer high voltage circuit 605 to the transfer roller 25, the transfer current that fluctuates due to the load of the paper P or the like is measured over time, and the CPU determines the change ΔI to determine the threshold I do. However, the means for measuring the transfer current is not limited to the transfer current detector 606, and the current flowing when the transfer voltage is applied is measured directly or indirectly by measuring the value of the current flowing through the base layer of the photosensitive drum 21 with an ammeter. If it can be measured automatically, the configuration is not limited.

分離板33のバイアスを閾値によらず不用意に常時印加する、あるいは常に強度を高めることを避ける理由は、分離板33への紙成分のプラス帯電した付着物の堆積を防止し、長時間動作によって定着フィルム31の表層を傷つけるリスクを少なくするためである。   The reason why the bias of the separation plate 33 is inadvertently applied constantly regardless of the threshold value or avoids increasing the strength constantly is to prevent the accumulation of positively charged deposits of paper components on the separation plate 33 and to operate for a long time. This is to reduce the risk of damaging the surface layer of the fixing film 31.

次に、本実施形態の動作を図10に示すフローチャートに基づいて説明する。   Next, the operation of the present embodiment will be described based on the flowchart shown in FIG.

まずコピーが開始された後(ステップS9)、転写電流検知部606を参照して(ステップS10)、転写電流変動ΔIを測定する(ステップS11)。次に、変動ΔIが第1の閾値である15μA以下かどうかをCPU604で判断し(ステップS12)、第1の閾値以下であれば(ステップS12)、通常の画像形成動作を実施し(ステップS13)、コピーを終了する(ステップS18)。   First, after copying is started (step S9), the transfer current detector 606 is referred to (step S10), and the transfer current fluctuation ΔI is measured (step S11). Next, the CPU 604 determines whether or not the variation ΔI is equal to or less than 15 μA which is the first threshold (step S12). If the variation ΔI is equal to or less than the first threshold (step S12), a normal image forming operation is performed (step S13). ), The copy is terminated (step S18).

一方、変動ΔIが第1の閾値を超える場合であれば(ステップS12)、続いて第2の閾値である30μA以下かどうかをCPU604で判断する(ステップS14)。その結果、変動ΔIが第2の閾値以下であれば(ステップS14)、用紙の後端が定着ニップ部N2を通過した後に−1500Vの分離板バイアスを印加する(ステップS15)。   On the other hand, if the variation ΔI exceeds the first threshold value (step S12), the CPU 604 determines whether the second threshold value is 30 μA or less (step S14). As a result, if the variation ΔI is equal to or smaller than the second threshold value (step S14), a separation plate bias of −1500 V is applied after the trailing edge of the sheet has passed through the fixing nip portion N2 (step S15).

一方、第2の閾値を超える場合は(ステップS14)、−2500Vの分離板33のバイアスを印加する(ステップS16)。すなわち、分離板高圧回路603は、転写電流検知部606により検知された転写電流変動ΔIが大きい程、定着フィルム高圧回路602の出力と同じ極性で、より大きい絶対値のバイアスを分離板33に印加する。   On the other hand, if the second threshold value is exceeded (step S14), a bias of -2500V separator 33 is applied (step S16). That is, as the transfer current fluctuation ΔI detected by the transfer current detector 606 is larger, the separator plate high voltage circuit 603 applies a larger absolute value bias to the separator plate 33 with the same polarity as the output of the fixing film high voltage circuit 602. To do.

その後、後続の用紙がない場合(ステップS17)はコピー動作を終了し(ステップS18)、ある場合は(ステップS17)、再び転写電流検知部606の検知結果を参照して(ステップS10)、後続の用紙がなくなるまで動作を継続する。   Thereafter, if there is no subsequent sheet (step S17), the copying operation is terminated (step S18). If there is (step S17), the detection result of the transfer current detection unit 606 is referred again (step S10). The operation continues until there is no more paper.

<上述の実施形態の効果>
図11は、上述した実施形態の効果を示す図である。
<Effect of the above-mentioned embodiment>
FIG. 11 is a diagram illustrating the effect of the above-described embodiment.

特許文献1では定着フィルムに当接した分離ブレードに定着フィルムと同極性のバイアスを印刷動作中に常時印加して、剥離帯電跡を除電する。しかし、長く使用して行くにつれてオフセットトナーや紙成分の付着物が分離ブレードと定着フィルムのニップに滞積するので、剥離帯電跡を除電する機能が阻害され、剥離オフセットが発生する。また、紙成分の無機鉱物(タルクやカオリン等)によってフィルム表層を傷つけられ、耐久寿命が悪化する。   In Patent Document 1, a bias having the same polarity as that of the fixing film is constantly applied to the separation blade that is in contact with the fixing film during the printing operation, and the charge on the peeling charge is removed. However, as the toner is used for a long time, the deposits of offset toner and paper components accumulate in the nip between the separation blade and the fixing film, so that the function of removing the charge of the peeling charge is hindered, and the peeling offset occurs. Moreover, the film surface layer is damaged by the inorganic minerals (talc, kaolin, etc.) of the paper component, and the durability life is deteriorated.

一方、上述の実施形態では定着フィルム31に非接触の導電性の分離板33に対して、環境センサ600と用紙後端検知部601、あるいは転写電流検知部606の検知結果に応じて、適切なシーケンス、強度で分離板33のバイアスを印加する。このため、長時間の使用によらず効果的に剥離帯電跡を除電できる。また、分離板33が非接触に配設されており、かつシーケンス制御を行っているため、紙成分の分離板33への付着を防止できるので、除電機能の低下および定着フィルム31の表層を傷つけるリスクが少ない。   On the other hand, in the above-described embodiment, the conductive separation plate 33 that is not in contact with the fixing film 31 is appropriately selected according to the detection results of the environmental sensor 600 and the paper trailing edge detection unit 601 or the transfer current detection unit 606. The bias of the separation plate 33 is applied in sequence and intensity. For this reason, it is possible to effectively neutralize the peeling charge traces regardless of long-time use. Further, since the separation plate 33 is disposed in a non-contact manner and sequence control is performed, adhesion of the paper components to the separation plate 33 can be prevented, so that the static elimination function is deteriorated and the surface layer of the fixing film 31 is damaged. Less risk.

A…画像形成装置
N1…転写ニップ部
N2…定着ニップ部
P…用紙
20…画像形成部
21…感光体ドラム
25…転写ローラ
30…定着装置
31…定着ローラ
32…加圧ローラ
33…分離板
311…セラミックヒータ
600…環境センサ
601…用紙後端検知部
602…定着フィルム高圧回路
603…分離板高圧回路
604…CPU
605…転写高圧回路
606…転写電流検知部
A: Image forming device N1: Transfer nip portion N2: Fixing nip portion P ... Paper 20 ... Image forming portion 21 ... Photosensitive drum 25 ... Transfer roller 30 ... Fixing device 31 ... Fixing roller 32 ... Pressure roller 33 ... Separating plate 311 ... Ceramic heater 600 ... Environmental sensor 601 ... Paper trailing edge detector 602 ... Fixing film high-voltage circuit 603 ... Separation plate high-voltage circuit 604 ... CPU
605 ... Transfer high voltage circuit 606 ... Transfer current detector

Claims (8)

記録媒体上の未定着像を定着する定着装置であって、
発熱部材と、
前記発熱部材からの熱を前記記録媒体に伝達するための熱伝達部材と、
前記熱伝達部材に圧接し、前記熱伝達部材との間で前記記録媒体を挟む定着ニップを形成する加圧部材と、
前記定着ニップに対し前記記録媒体の搬送方向の下流側に設けられた、前記熱伝達部材と非接触の放電手段と
を具備することを特徴とする定着装置。
A fixing device for fixing an unfixed image on a recording medium,
A heating member;
A heat transfer member for transferring heat from the heat generating member to the recording medium;
A pressure member that presses the heat transfer member and forms a fixing nip that sandwiches the recording medium with the heat transfer member;
A fixing apparatus comprising: the heat transfer member and a non-contact discharge unit provided downstream of the fixing nip in the conveyance direction of the recording medium.
前記熱伝達部材に第1のバイアスを印加する第1のバイアス印加手段を更に有し、
前記放電手段は、前記定着ニップに対し前記記録媒体の搬送方向の下流側に前記熱伝達部材と非接触に設けられた導電部材と、前記導電部材に前記第1のバイアスと同一の極性の第2のバイアスを印加する第2のバイアス印加手段とを有する
ことを特徴とする請求項1に記載の定着装置。
A first bias applying means for applying a first bias to the heat transfer member;
The discharge means includes a conductive member provided in non-contact with the heat transfer member on the downstream side in the conveyance direction of the recording medium with respect to the fixing nip, and a first member having the same polarity as the first bias. The fixing device according to claim 1, further comprising: a second bias applying unit that applies two biases.
前記記録媒体の後端が前記定着ニップを通過したことを検知する通過検知手段を更に具備し、
前記第2のバイアス印加手段は、前記通過検知手段により前記記録媒体の後端が前記定着ニップを通過したことを検知した場合に前記導電部材に前記第1のバイアスと同一の極性の第2のバイアスを印加する
ことを特徴とする請求項2に記載の定着装置。
Further comprising passage detection means for detecting that the rear end of the recording medium has passed through the fixing nip;
The second bias applying means applies a second polarity having the same polarity as the first bias to the conductive member when the passage detecting means detects that the trailing edge of the recording medium has passed through the fixing nip. The fixing device according to claim 2, wherein a bias is applied.
前記通過検知手段は、前記記録媒体の搬送路に設けられた光学センサ又はフラグセンサの検知信号に基づいて前記記録媒体の前記後端が前記定着ニップを通過したことを検知することを特徴とする請求項3に記載の定着装置。   The passage detection unit detects that the rear end of the recording medium has passed through the fixing nip based on a detection signal of an optical sensor or a flag sensor provided in a conveyance path of the recording medium. The fixing device according to claim 3. 空気中の水分量を検出する水分量検出手段を更に具備し、
前記第2のバイアス印加手段は、前記水分量検出手段により空気中の水分量が所定の値以下である場合に、前記導電部材に前記第1のバイアスと同一の極性の前記第2のバイアスを印加する
ことを特徴とする請求項2乃至請求項4の何れか一項に記載の定着装置。
A water content detecting means for detecting the amount of water in the air;
The second bias applying unit applies the second bias having the same polarity as the first bias to the conductive member when the moisture amount in the air is equal to or less than a predetermined value by the moisture amount detecting unit. The fixing device according to claim 2, wherein the fixing device is applied.
請求項3又は請求項4に記載の定着装置と、
前記記録媒体に転写されるべき像を担持する像担持体と、
前記像担持体に当接して転写ニップを形成し、前記像担持体上の前記像を前記未定着像として、前記記録媒体に転写する転写部材と、
前記転写部材にバイアスを印加する第3のバイアス印加手段と、
前記転写部材に流れる電流値を検知する電流検知手段と
を具備し、
前記記録媒体が前記転写ニップを通過する際に、前記第2のバイアス印加手段は、前記電流検知手段が所定の値よりも大きい値の電流変動値を検知した場合に、前記導電部材に前記第1のバイアスと同一の極性の前記第2のバイアスを印加する
ことを特徴とする画像形成装置。
A fixing device according to claim 3 or 4,
An image carrier for carrying an image to be transferred to the recording medium;
A transfer member that contacts the image carrier to form a transfer nip, and transfers the image on the image carrier to the recording medium as the unfixed image;
Third bias applying means for applying a bias to the transfer member;
Current detecting means for detecting a current value flowing through the transfer member;
When the recording medium passes through the transfer nip, the second bias applying means causes the second bias applying means to be applied to the conductive member when the current detecting means detects a current fluctuation value larger than a predetermined value. An image forming apparatus, wherein the second bias having the same polarity as the first bias is applied.
前記第2のバイアス印加手段は、前記電流検知手段によって検知された電流変動値が大きい程、前記第1のバイアスと同一の極性でより大きい絶対値の第2のバイアスを前記導電部材に印加することを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。   The second bias applying unit applies a second bias having the same polarity as the first bias and a larger absolute value to the conductive member as the current fluctuation value detected by the current detecting unit is larger. The image forming apparatus according to claim 6. 前記通過検知手段は、前記電流検知手段によって検知された電流変動値に基づいて前記記録媒体の前記後端が前記定着ニップを通過したことを判断することを特徴とする請求項6又は請求項7に記載の画像形成装置。   8. The passage detection unit according to claim 6, wherein the passage detection unit determines that the rear end of the recording medium has passed through the fixing nip based on a current fluctuation value detected by the current detection unit. The image forming apparatus described in 1.
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