JP2019159143A - Fixation device and image formation device - Google Patents

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良平 徳永
Ryohei Tokunaga
良平 徳永
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Abstract

To appropriately inhibit generation of electrostatic off set in a heating member.SOLUTION: A fixation device 7 comprises: a heating member 31 that has a conductive core grid 31A and an insulation layer 31B provided around the core grid 31A, and heats unfixed toner on a medium S while rotating; a pressurizing member 32 that forms a pressurizing area N2 together with the heating member 31 while rotating, and pressurizes the medium S passing through the pressurizing area N2; and a functional member 35 including a first element D1 connected between the core grid 31A and ground G, and when a potential difference between the core grid 31A and a surface of the insulation layer 31B is less than a first threshold, blocking current flowing between the ground G and the heating member 31 toward a first direction for storing charge with reversed-polarity of the toner in the insulation layer 31B, and a second element D2 connected between the core grid 31A and ground G, and when a potential difference between the core grid 31A and a surface of the insulation layer 31B is less than a second threshold, blocking current flowing between the ground G and the heating member 31 toward a second direction opposite the first direction.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、媒体上のトナーを定着させる定着装置および画像形成装置に関する。   The present invention relates to a fixing device and an image forming apparatus for fixing toner on a medium.

複写機やプリンター等の電子写真方式の画像形成装置は、用紙等の記録媒体にトナー像を定着させる加熱ローラー方式またはフィルム加熱方式の定着装置を備える。加熱ローラー方式の定着装置は、構成が簡易であると共に高速化を実現することが可能である。一方で、フィルム加熱方式の定着装置は、省エネルギー化を実現することが可能である。定着装置が備える加熱部材および加圧部材は、フッ素樹脂等によって構成される表面材質を有することによって用紙の離型性を確保する。   An electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine or a printer includes a heating roller type or film heating type fixing device that fixes a toner image on a recording medium such as paper. The heating roller type fixing device has a simple configuration and can achieve high speed. On the other hand, the film heating type fixing device can realize energy saving. The heating member and the pressure member provided in the fixing device have a surface material made of a fluororesin or the like, thereby ensuring sheet releasability.

フッ素樹脂は絶縁性であるので、一度帯電すると電荷が減衰し難い。そのため、加熱部材や加圧部材にフッ素樹脂が適用されると、静電オフセットを生じる原因となる場合がある。そこで、絶縁性のフッ素樹脂を加熱部材や加圧部材に適用する際に、ツェナーダイオード等の機能部材を介して加熱部材や加圧部材を接地させることによって、加熱部材と加圧部材との電位差を安定化させることが提案されている。   Since the fluororesin is insulative, it is difficult for the charge to attenuate once charged. Therefore, when a fluororesin is applied to a heating member or a pressure member, it may cause electrostatic offset. Therefore, when applying an insulating fluororesin to a heating member or a pressure member, the potential difference between the heating member and the pressure member is established by grounding the heating member or the pressure member via a functional member such as a Zener diode. It has been proposed to stabilize.

具体的な一例としては、正帯電トナーによる画像形成を採用した構成において、加熱部材の負帯電を抑制するために、ツェナーダイオードのカソードを加熱部材側に接続し、アノードをグランド側に接続することが提案されている。   As a specific example, in a configuration employing image formation with positively charged toner, in order to suppress negative charging of the heating member, the cathode of the Zener diode is connected to the heating member side and the anode is connected to the ground side. Has been proposed.

例えば、特許文献1に開示される定着装置は、定着ローラー(加熱部材)とグランドとの間に抵抗と定電圧ダイオードとを直列に接続し、加圧ローラー(加圧部材)とグランドとの間にも抵抗と定電圧ダイオードとを直列に接続している。用紙に担持されたトナーが負電荷に帯電されている場合、定着ローラーに接続される定電圧ダイオードはアノードが定着ローラー側に接続され、加圧ローラーに接続される定電圧ダイオードはカソードが加圧ローラー側に接続される構成が採用されている。   For example, in a fixing device disclosed in Patent Document 1, a resistor and a constant voltage diode are connected in series between a fixing roller (heating member) and a ground, and between the pressure roller (pressure member) and the ground. In addition, a resistor and a constant voltage diode are connected in series. When the toner carried on the paper is negatively charged, the anode of the constant voltage diode connected to the fixing roller is connected to the fixing roller, and the cathode of the constant voltage diode connected to the pressure roller is pressurized The structure connected to the roller side is adopted.

特開2006−300701号公報JP 2006-300701 A

しかしながら、特許文献1の技術によれば、用紙の負帯電による加熱部材の誘導帯電が生じることによって、静電オフセットが生じる可能性がある。   However, according to the technique of Patent Document 1, electrostatic offset may occur due to induction charging of the heating member due to negative charging of the paper.

また、上記した通り、加熱部材の表面材質を構成する絶縁層は、帯電した電荷が抜けずに蓄積するという性質を有するので、導体である加熱部材の芯金と絶縁層とがコンデンサーのように振舞うことがある。正帯電トナーを使用する場合、トナー像を用紙に転写する転写ローラーが用紙に対して負電荷を印加するので、負帯電した用紙から加熱部材の絶縁層に対して負電荷が充電される。特に、用紙が含水紙である場合には用紙の抵抗値が低くなるので、加熱部材に印加される負電荷が増大する。   In addition, as described above, the insulating layer constituting the surface material of the heating member has a property that the charged electric charge accumulates without losing, so the cored bar and the insulating layer of the heating member that is a conductor are like a capacitor. May behave. When positively charged toner is used, the transfer roller that transfers the toner image to the paper applies a negative charge to the paper, so that the negative charge is charged from the negatively charged paper to the insulating layer of the heating member. In particular, when the paper is water-containing paper, the resistance value of the paper becomes low, and thus the negative charge applied to the heating member increases.

用紙の後端が転写ローラーを脱した後は用紙への負帯電の印加が途絶えるので、トナーと用紙との間の静電吸着力が低下する。加熱部材の絶縁層に充電された負電荷が放電するとき、正帯電トナーが加熱部材の表面に付着して静電オフセットが生じることがある。   After the trailing edge of the paper leaves the transfer roller, the negative charge is no longer applied to the paper, so the electrostatic attraction between the toner and the paper is reduced. When the negative charge charged in the insulating layer of the heating member is discharged, the positively charged toner may adhere to the surface of the heating member and cause an electrostatic offset.

加熱部材に蓄積する電荷量を低く抑え、静電オフセットを防止するために、加熱部材の芯金に対してツェナーダイオード等の一方向にのみ極性を有する機能部材を接続する構成が既に提案されている。しかしながら、以上の構成においては、逆極性の帯電現象が起こった場合には静電オフセットが発生してしまう可能性がある。   In order to reduce the amount of charge accumulated in the heating member and prevent electrostatic offset, a configuration has already been proposed in which a functional member having a polarity only in one direction, such as a Zener diode, is connected to the core of the heating member. Yes. However, in the above configuration, there is a possibility that an electrostatic offset occurs when a reverse polarity charging phenomenon occurs.

以上の事情を考慮して、本発明は、定着装置における静電オフセットの発生を適切に抑制することを目的とする。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to appropriately suppress the occurrence of electrostatic offset in a fixing device.

本発明に係る定着装置は、導電性の芯金と前記芯金の周囲に設けた絶縁層と有し、回転しながら媒体上の未定着のトナーを加熱する加熱部材と、回転しながら前記加熱部材と共に加圧領域を形成し、前記加圧領域を通過する前記媒体を加圧する加圧部材と、前記芯金とグランドとの間に接続され、前記芯金と前記絶縁層の表面との電位差が第1閾値未満である場合に、前記トナーと逆極性の電荷を前記絶縁層に蓄積させる第1方向に向けて前記グランドと前記加熱部材との間に流れる電流を遮断する第1素子と、前記芯金とグランドとの間に接続され、前記芯金と前記絶縁層の表面との電位差が第2閾値未満である場合に、前記第1方向とは逆向きの第2方向に向けて前記グランドと前記加熱部材との間に流れる電流を遮断する第2素子と、を有する機能部材と、を備えることを特徴とする。   The fixing device according to the present invention includes a conductive cored bar and an insulating layer provided around the cored bar, a heating member that heats unfixed toner on the medium while rotating, and the heating while rotating. A pressure member that forms a pressure region together with the member, pressurizes the medium passing through the pressure region, and is connected between the core metal and the ground, and a potential difference between the core metal and the surface of the insulating layer A first element that cuts off a current flowing between the ground and the heating member in a first direction in which charges having a polarity opposite to that of the toner are accumulated in the insulating layer when When the potential difference between the metal core and the surface of the insulating layer is less than a second threshold value, the metal core is connected between the metal core and the ground, and the second metal direction is opposite to the first direction. A second element that blocks a current flowing between a ground and the heating member; A functional member having, characterized in that it comprises a.

好適には、上記した定着装置において、前記第1素子は第1ツェナーダイオードであり、前記第2素子は第2ツェナーダイオードであり、前記第1閾値は前記第1ツェナーダイオードのツェナー電圧であり、前記第2閾値は前記第2ツェナーダイオードのツェナー電圧であり、前記第1ツェナーダイオードのカソードと前記第2ツェナーダイオードのカソードとが対向している。   Preferably, in the above-described fixing device, the first element is a first Zener diode, the second element is a second Zener diode, and the first threshold is a Zener voltage of the first Zener diode; The second threshold value is a Zener voltage of the second Zener diode, and the cathode of the first Zener diode and the cathode of the second Zener diode are opposed to each other.

好適には、上記した定着装置において、前記トナーは正極性に帯電しており、前記第1ツェナーダイオードのアノードは前記芯金側に接続され、前記第2ツェナーダイオードのアノードは前記グランド側に接続される。   Preferably, in the fixing device described above, the toner is positively charged, the anode of the first Zener diode is connected to the core metal side, and the anode of the second Zener diode is connected to the ground side. Is done.

本発明に係る画像形成装置は、上記した定着装置を備えている。   An image forming apparatus according to the present invention includes the above-described fixing device.

本発明によれば、定着装置における静電オフセットの発生を適切に抑制することが可能である。   According to the present invention, it is possible to appropriately suppress the occurrence of electrostatic offset in the fixing device.

本発明の一実施形態に係る画像形成装置を示す断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る定着装置を示す断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating a fixing device according to an embodiment of the present invention.

以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。なお、図1等の紙面手前が正面であり、各図に示す「L」は「左」を示し、「R」は「右」を示し、「U」は「上」を示し、「D」は「下」を示している。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The front side of the sheet of FIG. 1 or the like is the front, and in each figure, “L” indicates “left”, “R” indicates “right”, “U” indicates “up”, and “D”. Indicates “below”.

1.画像形成装置の全体構成
図1を参照しつつ、画像形成装置1の全体構成について説明する。本実施形態の画像形成装置1は、カラートナー像をシートSに対して定着させるカラープリンターである。図1は、画像形成装置1の内部構造を模式的に示す断面図である。
1. Overall Configuration of Image Forming Apparatus The overall configuration of the image forming apparatus 1 will be described with reference to FIG. The image forming apparatus 1 of the present embodiment is a color printer that fixes a color toner image to a sheet S. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the internal structure of the image forming apparatus 1.

画像形成装置1は、略直方体状の外観を構成する装置本体2を備えている。装置本体2の下部には、紙製のシートSを収容する給紙カセット3が着脱可能に設けられている。装置本体2の上面には、排紙トレイ4が設けられている。なお、媒体の一例としてのシートSは、紙製に限らず、樹脂製のシート等であってもよい。   The image forming apparatus 1 includes an apparatus main body 2 that forms a substantially rectangular parallelepiped appearance. A paper feed cassette 3 that stores paper sheets S is detachably provided at the lower portion of the apparatus main body 2. A paper discharge tray 4 is provided on the upper surface of the apparatus main body 2. The sheet S as an example of the medium is not limited to paper but may be a resin sheet or the like.

画像形成装置1は、給紙装置5と、作像装置6と、定着装置7と、を装置本体2の内部に備えている。給紙装置5は、給紙カセット3から排紙トレイ4まで延びる搬送路8の上流端部に設けられている。定着装置7は搬送路8の下流側に設けられ、作像装置6は搬送路8において給紙装置5と定着装置7との間に設けられている。   The image forming apparatus 1 includes a paper feeding device 5, an image forming device 6, and a fixing device 7 inside the apparatus main body 2. The paper feeding device 5 is provided at the upstream end of the conveyance path 8 extending from the paper feeding cassette 3 to the paper discharge tray 4. The fixing device 7 is provided on the downstream side of the conveying path 8, and the image forming device 6 is provided between the paper feeding device 5 and the fixing device 7 in the conveying path 8.

作像装置6は、4つのトナーコンテナ10と、中間転写ベルト11と、4つのドラムユニット12と、光走査装置13と、を含む。4つのトナーコンテナ10は、4色(イエロー,マゼンタ,シアン,ブラック)のトナー(現像剤)を収容する。中間転写ベルト11は、図1における左回りに回転する。各ドラムユニット12は、感光体ドラム14と、帯電装置15と、現像装置16と、一次転写ローラー17と、クリーニング装置18と、を含む。各一次転写ローラー17は、感光体ドラム14との間に中間転写ベルト11を挟むように設けられている。   The image forming device 6 includes four toner containers 10, an intermediate transfer belt 11, four drum units 12, and an optical scanning device 13. The four toner containers 10 contain toners (developers) of four colors (yellow, magenta, cyan, black). The intermediate transfer belt 11 rotates counterclockwise in FIG. Each drum unit 12 includes a photosensitive drum 14, a charging device 15, a developing device 16, a primary transfer roller 17, and a cleaning device 18. Each primary transfer roller 17 is provided so as to sandwich the intermediate transfer belt 11 between the photosensitive drum 14.

中間転写ベルト11の右側には、二次転写ローラー19が接触して転写ニップN1を形成している。二次転写ローラー19は、シートSの印字裏面側から負のバイアスを印加することによって、正極性に帯電したトナーをシートSの通過時にシートS上に電気的に転写させる。   A secondary transfer roller 19 is in contact with the right side of the intermediate transfer belt 11 to form a transfer nip N1. The secondary transfer roller 19 applies a negative bias from the print back side of the sheet S to electrically transfer the positively charged toner onto the sheet S when the sheet S passes.

2.画像形成処理
画像形成装置1は、以下の手順でシートSに画像形成を行う。各帯電装置15は、感光体ドラム14の表面を帯電させる。各感光体ドラム14は、光走査装置13から出射された走査光を受け、静電潜像を担持する。各現像装置16は、トナーコンテナ10から供給されたトナーを用いて感光体ドラム14上の静電潜像をトナー像に現像する。各一次転写ローラー17は、感光体ドラム14上のトナー像を回転する中間転写ベルト11に一次転写する。中間転写ベルト11は、回転しながら4色のトナー像を重ねたフルカラーのトナー像を担持する。
2. Image Forming Process The image forming apparatus 1 forms an image on the sheet S according to the following procedure. Each charging device 15 charges the surface of the photosensitive drum 14. Each photosensitive drum 14 receives scanning light emitted from the optical scanning device 13 and carries an electrostatic latent image. Each developing device 16 develops the electrostatic latent image on the photosensitive drum 14 into a toner image using the toner supplied from the toner container 10. Each primary transfer roller 17 primarily transfers the toner image on the photosensitive drum 14 to the rotating intermediate transfer belt 11. The intermediate transfer belt 11 carries a full-color toner image obtained by superimposing four color toner images while rotating.

シートSは、給紙装置5によって給紙カセット3から搬送路8に送り出される。二次転写ローラー19は、転写ニップN1を通過するシートSに中間転写ベルト11上のトナー像を二次転写する。定着装置7は定着ニップN2(加圧領域)を通過する未定着のトナー像をシートSに熱定着させる。その後、シートSは排紙トレイ4に排出される。各クリーニング装置18は感光体ドラム14上に残ったトナーを除去する。   The sheet S is sent out from the paper feeding cassette 3 to the conveyance path 8 by the paper feeding device 5. The secondary transfer roller 19 secondarily transfers the toner image on the intermediate transfer belt 11 to the sheet S that passes through the transfer nip N1. The fixing device 7 heat-fixes the unfixed toner image passing through the fixing nip N2 (pressure area) on the sheet S. Thereafter, the sheet S is discharged to the paper discharge tray 4. Each cleaning device 18 removes the toner remaining on the photosensitive drum 14.

3.定着装置
図2は、定着装置7の詳細構造を模式的に示す断面図である。定着装置7は、加熱ローラー31(加熱部材)と、加圧ローラー32(加圧部材)と、ハウジング33と、熱源34と、機能部材35と、を備えている。
3. FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the detailed structure of the fixing device 7. The fixing device 7 includes a heating roller 31 (heating member), a pressure roller 32 (pressure member), a housing 33, a heat source 34, and a functional member 35.

加熱ローラー31は、前後方向(回転軸方向)に長い略円筒状の部材である。加熱ローラー31は、アルミニウムや鉄等の金属で構成された導電性の芯金31Aと、絶縁性を有するPFA等のフッ素樹脂で構成された絶縁層31Bと、を備えている。加熱ローラー31は、その回転軸周りに回転しながら、未定着のトナー像が表面に形成されたシートSを加熱する加熱部材である。   The heating roller 31 is a substantially cylindrical member that is long in the front-rear direction (rotational axis direction). The heating roller 31 includes a conductive core 31A made of a metal such as aluminum or iron, and an insulating layer 31B made of a fluororesin such as PFA having an insulating property. The heating roller 31 is a heating member that heats the sheet S on which the unfixed toner image is formed while rotating around its rotation axis.

シートSの離型性を高めるために、添加剤のより少ないフッ素樹脂(例えば、添加剤が添加されていない純粋なフッ素樹脂)が絶縁層31Bを構成するのに用いられると好適である。絶縁層31Bは、数10μm(例えば、50μm)から数100μm(例えば、300μm)の厚さのPFAチューブである。絶縁層31Bは誘電体であり、絶縁層31Bの厚さが大きいほど加熱ローラー31の静電容量も増大する。芯金31Aと絶縁層31Bとの間に形成されるプライマー層は、アルミニウム等の金属を含有する添加剤が添加され、数μmから数10μmの厚さで構成されると好適である。   In order to improve the releasability of the sheet S, it is preferable that a fluororesin with less additive (for example, a pure fluororesin to which no additive is added) is used to form the insulating layer 31B. The insulating layer 31B is a PFA tube having a thickness of several tens of μm (for example, 50 μm) to several hundreds of μm (for example, 300 μm). The insulating layer 31B is a dielectric, and the capacitance of the heating roller 31 increases as the thickness of the insulating layer 31B increases. The primer layer formed between the cored bar 31A and the insulating layer 31B is preferably configured to have a thickness of several μm to several tens of μm by adding an additive containing metal such as aluminum.

芯金31Aは、機能部材35を介してグランドGと接続されている(すなわち、接地している)。絶縁層31Bの表面は、負極性の電荷が蓄積したシートSとの接触によって負極性の電荷が蓄積し、絶縁層31Bの内周(芯金31A側)が絶縁層31Bの表面に対して正極性側になる。これにより、加熱ローラー31は、芯金31Aと絶縁層31Bの表面との間に電位差を有することで電荷を蓄積するコンデンサーとして機能する。   The cored bar 31A is connected to the ground G via the functional member 35 (that is, grounded). The surface of the insulating layer 31B accumulates negative charge due to contact with the sheet S in which negative charge is accumulated, and the inner periphery (core metal 31A side) of the insulating layer 31B is positive with respect to the surface of the insulating layer 31B. Become sexual. Thus, the heating roller 31 functions as a capacitor that accumulates electric charges by having a potential difference between the core metal 31A and the surface of the insulating layer 31B.

なお、絶縁層31Bは、フッ素樹脂のみから構成されていてもよいし、絶縁層を有するシリコーンゴム等で構成され芯金31Aの外周面に積層された弾性層と、絶縁性を有するPFA等のフッ素樹脂で構成され弾性層を被覆する離型層と、を備えていてもよい。   The insulating layer 31B may be made of only a fluororesin, or an elastic layer made of silicone rubber having an insulating layer and laminated on the outer peripheral surface of the cored bar 31A, and an insulating PFA or the like. And a release layer that is made of a fluororesin and covers the elastic layer.

加圧ローラー32は、加熱ローラー31と同様、前後方向(回転軸方向)に長い略円筒状の部材である。加圧ローラー32は、円柱状の芯金32Aと、芯金32Aの外周面に積層された弾性層32Bと、弾性層32Bを被覆する離型層32Cと、を備えている。例えば、芯金32Aはステンレス鋼(SUS)やアルミニウム等の金属によって構成され、弾性層32Bはシリコーンゴム等によって構成され、離型層32CはPFA等のフッ素樹脂で構成される。   The pressure roller 32 is a substantially cylindrical member that is long in the front-rear direction (rotational axis direction), like the heating roller 31. The pressure roller 32 includes a cylindrical cored bar 32A, an elastic layer 32B laminated on the outer peripheral surface of the cored bar 32A, and a release layer 32C that covers the elastic layer 32B. For example, the core metal 32A is made of a metal such as stainless steel (SUS) or aluminum, the elastic layer 32B is made of silicone rubber, and the release layer 32C is made of a fluororesin such as PFA.

加圧ローラー32は、不図示のバネに付勢されて加熱ローラー31に押し付けられており、加熱ローラー31と加圧ローラー32との間に定着ニップN2が形成される。加圧ローラー32は、その後端部に取り付けられた駆動ギアを介してモーター等の駆動源に接続され、駆動源によって回転駆動される。不図示のモーター等の駆動源によって回転駆動される。加熱ローラー31は、加圧ローラー32によって従動回転される。   The pressure roller 32 is urged by a spring (not shown) and pressed against the heating roller 31, and a fixing nip N <b> 2 is formed between the heating roller 31 and the pressure roller 32. The pressure roller 32 is connected to a drive source such as a motor via a drive gear attached to the rear end thereof, and is rotationally driven by the drive source. It is rotationally driven by a drive source such as a motor (not shown). The heating roller 31 is driven to rotate by a pressure roller 32.

加圧ローラー32は、その回転軸周りに回転しながら、加熱ローラー31と共に定着ニップN2を形成し、定着ニップN2を通過するシートSを加圧する加圧部材である。溶融したトナーが加熱ローラー31によって加圧されることにより、シートSに定着される。   The pressure roller 32 is a pressure member that forms a fixing nip N2 together with the heating roller 31 and presses the sheet S passing through the fixing nip N2 while rotating around its rotation axis. The melted toner is pressed onto the sheet S by being pressed by the heating roller 31.

ハウジング33は、加熱ローラー31および加圧ローラー32を収容する筐体であり、前後方向に長い略箱型状に形成されている。ハウジング33は、例えば、金属等の導電性材料によって構成される。ハウジング33は、下面の水平方向略中央に開口した給紙口33Aと、上面の水平方向略中央に開口した排紙口33Bとを有する。給紙口33Aおよび排紙口33Bを介して、シートSの搬送路8がハウジング33内を通過している。   The housing 33 is a housing that houses the heating roller 31 and the pressure roller 32, and is formed in a substantially box shape that is long in the front-rear direction. The housing 33 is made of a conductive material such as metal, for example. The housing 33 includes a paper feed port 33A that is opened at the substantially horizontal center of the lower surface, and a paper discharge port 33B that is opened at the substantially horizontal center of the upper surface. The conveyance path 8 of the sheet S passes through the housing 33 through the paper feed port 33A and the paper discharge port 33B.

熱源34は、例えば、ハロゲンヒーターまたはセラミックヒーター等により構成され、加熱ローラー31の内部空間に設けられる。熱源34は、不図示の電源から供給される電力によって発熱し、加熱ローラー31を加熱する。   The heat source 34 is composed of, for example, a halogen heater or a ceramic heater, and is provided in the internal space of the heating roller 31. The heat source 34 generates heat by power supplied from a power source (not shown) and heats the heating roller 31.

機能部材35は、加熱ローラー31の芯金31AとグランドG(接地)との間に設けられる。機能部材35は、芯金31A側に配置された第1ツェナーダイオードD1と、グランドG側に配置された第2ツェナーダイオードD2とを備える。第1ツェナーダイオードD1のカソードと第2ツェナーダイオードD2のカソードとが対向している。すなわち、機能部材35は、電気的に正負両極性の機能を有している。   The functional member 35 is provided between the cored bar 31A of the heating roller 31 and the ground G (grounding). The functional member 35 includes a first Zener diode D1 disposed on the core metal 31A side and a second Zener diode D2 disposed on the ground G side. The cathode of the first Zener diode D1 and the cathode of the second Zener diode D2 are opposed to each other. That is, the functional member 35 has an electrical positive / negative bipolar function.

第1ツェナーダイオードD1は、芯金31Aと絶縁層31Bの表面との電位差Δが第1閾値未満である場合に、トナーと逆極性の電荷を絶縁層31Bに蓄積させる第1方向に向けてグランドGと加熱ローラー31との間に流れる電流を遮断するように構成される。第1閾値は、第1ツェナーダイオードD1のツェナー電圧に相当する。   The first Zener diode D1 is grounded in the first direction in which charges having a polarity opposite to that of the toner are accumulated in the insulating layer 31B when the potential difference Δ between the core metal 31A and the surface of the insulating layer 31B is less than the first threshold value. It is comprised so that the electric current which flows between G and the heating roller 31 may be interrupted | blocked. The first threshold corresponds to the Zener voltage of the first Zener diode D1.

シートSに正帯電トナーが転写される本実施形態においては、第1ツェナーダイオードD1は、加熱ローラー31からグランドGへの電流を許容すると共に、芯金31Aと絶縁層31Bの表面との電位差Δが第1閾値未満である場合にグランドGから加熱ローラー31への電流を遮断する一方、電位差Δが第1閾値以上である場合にグランドGから加熱ローラー31への電流を許容するように構成される。すなわち、第1ツェナーダイオードD1のアノードが芯金31A側に接続され、カソードがグランドG側に接続される。   In the present embodiment in which the positively charged toner is transferred to the sheet S, the first Zener diode D1 allows a current from the heating roller 31 to the ground G and has a potential difference Δ between the core metal 31A and the surface of the insulating layer 31B. Is configured to allow the current from the ground G to the heating roller 31 when the potential difference Δ is equal to or greater than the first threshold. The That is, the anode of the first Zener diode D1 is connected to the cored bar 31A side, and the cathode is connected to the ground G side.

第2ツェナーダイオードD2は、芯金31Aと絶縁層31Bの表面との電位差Δが第2閾値未満である場合に、第1方向とは逆向きの第2方向に向けてグランドGと加熱ローラー31との間に流れる電流を遮断するように構成される。第2閾値は、第2ツェナーダイオードD2のツェナー電圧に相当する。   When the potential difference Δ between the core metal 31A and the surface of the insulating layer 31B is less than the second threshold value, the second Zener diode D2 has the ground G and the heating roller 31 in the second direction opposite to the first direction. It is comprised so that the electric current which flows between may be interrupted. The second threshold corresponds to the Zener voltage of the second Zener diode D2.

シートSに正帯電トナーが転写される本実施形態においては、第2ツェナーダイオードD2は、グランドGから加熱ローラー31への電流を許容すると共に、芯金31Aと絶縁層31Bの表面との電位差Δが第2閾値未満である場合に加熱ローラー31からグランドGへの電流を遮断する一方、電位差Δが第2閾値以上である場合に加熱ローラー31からグランドGへの電流を許容するように構成される。すなわち、第2ツェナーダイオードD2のアノードがグランドG側に接続され、カソードが芯金31A側に接続される。   In the present embodiment in which the positively charged toner is transferred to the sheet S, the second Zener diode D2 allows a current from the ground G to the heating roller 31, and a potential difference Δ between the core metal 31A and the surface of the insulating layer 31B. Is configured to allow the current from the heating roller 31 to the ground G when the potential difference Δ is equal to or greater than the second threshold. The That is, the anode of the second Zener diode D2 is connected to the ground G side, and the cathode is connected to the cored bar 31A side.

各ツェナーダイオードDのツェナー電圧は、数100V(例えば、500V)から数kV(例えば、2kV)の範囲で個別に設定されると好適である。各ツェナーダイオードDのツェナー電圧は、定着装置7を含んだ定着システムの帯電性(例えば、加熱ローラー31の静電容量)に応じて設定されると好適である。また、定着プロセス以前の処理(転写プロセス)等の影響も考慮に入れてツェナー電圧が設定されるとより好適である。   It is preferable that the Zener voltage of each Zener diode D is individually set in the range of several hundreds V (for example, 500 V) to several kV (for example, 2 kV). It is preferable that the Zener voltage of each Zener diode D is set according to the charging property of the fixing system including the fixing device 7 (for example, the electrostatic capacity of the heating roller 31). Further, it is more preferable that the Zener voltage is set in consideration of the influence of the process (transfer process) before the fixing process.

4.本実施形態の技術的効果
上記したように、本実施形態に係る構成によれば、定着装置7が、導電性の芯金31Aと芯金31Aの周囲に設けた絶縁層31Bと有し、回転しながらシートS上の未定着のトナーを加熱する加熱ローラー31と、回転しながら加熱ローラー31と共に定着ニップN2を形成し、定着ニップN2を通過するシートSを加圧する加圧ローラー32と、芯金31AとグランドGとの間に接続され、芯金31Aと絶縁層31Bの表面との電位差Δが第1閾値未満である場合に、トナーと逆極性の電荷を絶縁層31Bに蓄積させる第1方向に向けてグランドGと加熱ローラー31との間に流れる電流を遮断する第1素子D1と、芯金31AとグランドGとの間に接続され、芯金31Aと絶縁層31Bの表面との電位差Δが第2閾値未満である場合に、第1方向とは逆向きの第2方向に向けてグランドGと加熱ローラー31との間に流れる電流を遮断する第2素子D2と、を有する機能部材35と、を備える。以上の構成によれば、グランドGと加熱ローラー31との間に流れる電流を遮断することで、芯金31Aと絶縁層31Bの表面との電位差Δが低く抑えられるので、定着装置7における静電オフセットの発生が適切に抑制される。
4). Technical Effects of the Present Embodiment As described above, according to the configuration according to the present embodiment, the fixing device 7 includes the conductive core 31A and the insulating layer 31B provided around the core 31A, and rotates. A heating roller 31 that heats unfixed toner on the sheet S while rotating, a pressure roller 32 that forms a fixing nip N2 together with the heating roller 31 while rotating, and pressurizes the sheet S that passes through the fixing nip N2, and a core When the potential difference Δ between the metal core 31A and the surface of the insulating layer 31B is less than the first threshold value and is connected between the gold 31A and the ground G, a first charge is accumulated in the insulating layer 31B. The first element D1 that cuts off the current flowing between the ground G and the heating roller 31 in the direction, and is connected between the core metal 31A and the ground G, and the potential difference between the core metal 31A and the surface of the insulating layer 31B. Δ is second A functional member 35 having a second element D2 that cuts off a current flowing between the ground G and the heating roller 31 in a second direction opposite to the first direction when the value is less than the value. Prepare. According to the above configuration, the electric current flowing between the ground G and the heating roller 31 is interrupted, so that the potential difference Δ between the core metal 31A and the surface of the insulating layer 31B can be suppressed low. The occurrence of offset is appropriately suppressed.

特に、加熱ローラー31に接続される機能部材35が、互いに逆向きの極性を有する第1素子D1および第2素子D2を有するので、機能部材35において電気的に正負両極性の機能が実現される。したがって、加熱ローラー31における正極性の帯電および負極性の帯電の双方を抑制することが可能である。ひいては、定着装置7における静電オフセットの発生が適切に抑制される。   In particular, since the functional member 35 connected to the heating roller 31 includes the first element D1 and the second element D2 having polarities opposite to each other, the function of the positive and negative polarities is realized in the functional member 35. . Therefore, it is possible to suppress both positive charge and negative charge in the heating roller 31. As a result, the occurrence of electrostatic offset in the fixing device 7 is appropriately suppressed.

また、第1素子D1が第1ツェナーダイオードD1であり、第2素子D2が第2ツェナーダイオードD2であり、第1閾値が第1ツェナーダイオードD1のツェナー電圧であり、第2閾値が第2ツェナーダイオードD2のツェナー電圧であり、第1ツェナーダイオードD1のカソードと第2ツェナーダイオードD2のカソードとが対向している構成によれば、機能部材35を簡易な構成で実現することが可能である。   The first element D1 is the first Zener diode D1, the second element D2 is the second Zener diode D2, the first threshold is the Zener voltage of the first Zener diode D1, and the second threshold is the second Zener. According to the configuration of the Zener voltage of the diode D2 and the cathode of the first Zener diode D1 and the cathode of the second Zener diode D2 facing each other, the functional member 35 can be realized with a simple configuration.

また、トナーが正極性に帯電しており、第1ツェナーダイオードD1のアノードが芯金31A側に接続され、第2ツェナーダイオードD2のアノードがグランドG側に接続される構成によれば、機能部材35を簡易な構成で実現することが可能である。   Further, according to the configuration in which the toner is positively charged, the anode of the first Zener diode D1 is connected to the cored bar 31A side, and the anode of the second Zener diode D2 is connected to the ground G side. 35 can be realized with a simple configuration.

また、以上の構成によれば、上記の定着装置7を備えた画像形成装置1が提供される。   Further, according to the above configuration, the image forming apparatus 1 including the fixing device 7 is provided.

5.変形例
上記した実施形態は多様に変形される。以下に実施形態の変形例を示す。実施形態および変形例から任意に選択された2以上の態様は、相互に矛盾しない限り適宜に併合することが可能である。
5). Modifications The above-described embodiment can be variously modified. The modification of embodiment is shown below. Two or more aspects arbitrarily selected from the embodiments and modifications can be appropriately combined as long as they do not contradict each other.

上記した実施形態の説明では、画像形成装置1において、正帯電したトナーが採用されているが、負帯電したトナーが採用されてもよい。負極性に帯電したトナーを用いる構成においては、二次転写ローラー19がシートSに正のバイアスを印加すると好適である。   In the above description of the embodiment, positively charged toner is used in the image forming apparatus 1, but negatively charged toner may be used. In the configuration using the negatively charged toner, it is preferable that the secondary transfer roller 19 applies a positive bias to the sheet S.

上記した実施形態の説明では、熱源34としてハロゲンランプが採用されているが、任意の加熱部材が採用され得る。例えば、加熱ローラー31を外部から加熱するIH発熱ユニットが熱源34として採用されてもよい。IH発熱ユニットは、定着ニップN2の反対側に設けられている。IH発熱ユニットは、略半円筒状のホルダーに支持された複数のIHコイルを含み。複数のIHコイルは、フェライト等の強磁性体で形成されたアーチコアで覆われている。各IHコイルは、電源(図示せず)から電力の供給を受けて高周波磁界を発生させて加熱ローラー31を加熱する。   In the above description of the embodiment, a halogen lamp is employed as the heat source 34, but any heating member may be employed. For example, an IH heating unit that heats the heating roller 31 from the outside may be employed as the heat source 34. The IH heat generating unit is provided on the opposite side of the fixing nip N2. The IH heat generating unit includes a plurality of IH coils supported by a substantially semi-cylindrical holder. The plurality of IH coils are covered with an arch core formed of a ferromagnetic material such as ferrite. Each IH coil receives a supply of electric power from a power source (not shown) to generate a high frequency magnetic field to heat the heating roller 31.

上記した実施形態の説明では、一例として、本発明の画像形成装置1がカラープリンターである場合を示しているが、これに限らず、例えば、モノクロプリンター、複写機、ファクシミリまたは複合機等に本発明を適用してもよい。   In the above description of the embodiment, the case where the image forming apparatus 1 of the present invention is a color printer is shown as an example. However, the present invention is not limited to this. The invention may be applied.

なお、上記実施形態の説明は、本発明に係る温度検出装置、定着装置、および画像形成装置における一態様を示すものであって、本発明の技術範囲は、上記実施形態に限定されるものではない。   The description of the above embodiment shows one aspect of the temperature detection device, the fixing device, and the image forming apparatus according to the present invention, and the technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment. Absent.

1 画像形成装置
7 定着装置
31 加熱ローラー(加熱部材)
31A 芯金
31B 絶縁層
32 加圧ローラー(加圧部材)
35 機能部材
D1 第1ツェナーダイオード(第1素子)
D2 第2ツェナーダイオード(第2素子)
G グランド
S シート(媒体)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image forming apparatus 7 Fixing apparatus 31 Heating roller (heating member)
31A Metal core 31B Insulating layer 32 Pressure roller (Pressure member)
35 Functional Member D1 First Zener Diode (First Element)
D2 Second Zener diode (second element)
G ground S sheet (medium)

Claims (4)

導電性の芯金と前記芯金の周囲に設けた絶縁層と有し、回転しながら媒体上の未定着のトナーを加熱する加熱部材と、
回転しながら前記加熱部材と共に加圧領域を形成し、前記加圧領域を通過する前記媒体を加圧する加圧部材と、
前記芯金とグランドとの間に接続され、前記芯金と前記絶縁層の表面との電位差が第1閾値未満である場合に、前記トナーと逆極性の電荷を前記絶縁層に蓄積させる第1方向に向けて前記グランドと前記加熱部材との間に流れる電流を遮断する第1素子と、前記芯金とグランドとの間に接続され、前記芯金と前記絶縁層の表面との電位差が第2閾値未満である場合に、前記第1方向とは逆向きの第2方向に向けて前記グランドと前記加熱部材との間に流れる電流を遮断する第2素子と、を有する機能部材と、を備えることを特徴とする定着装置。
A heating member that has a conductive mandrel and an insulating layer provided around the mandrel, and heats unfixed toner on the medium while rotating;
A pressure member that forms a pressure region together with the heating member while rotating and pressurizes the medium passing through the pressure region;
The first metal is connected between the metal core and the ground, and stores a charge having a polarity opposite to that of the toner in the insulating layer when a potential difference between the metal core and the surface of the insulating layer is less than a first threshold value. A first element that cuts off a current flowing between the ground and the heating member in a direction, and is connected between the core metal and the ground, and a potential difference between the core metal and the surface of the insulating layer is A functional member having a second element that cuts off a current flowing between the ground and the heating member in a second direction opposite to the first direction when less than two threshold values; A fixing device comprising: a fixing device;
前記第1素子は第1ツェナーダイオードであり、前記第2素子は第2ツェナーダイオードであり、
前記第1閾値は前記第1ツェナーダイオードのツェナー電圧であり、前記第2閾値は前記第2ツェナーダイオードのツェナー電圧であり、
前記第1ツェナーダイオードのカソードと前記第2ツェナーダイオードのカソードとが対向している、ことを特徴とする請求項1に記載の定着装置。
The first element is a first Zener diode, the second element is a second Zener diode;
The first threshold is a Zener voltage of the first Zener diode, and the second threshold is a Zener voltage of the second Zener diode;
The fixing device according to claim 1, wherein a cathode of the first Zener diode and a cathode of the second Zener diode are opposed to each other.
前記トナーは正極性に帯電しており、
前記第1ツェナーダイオードのアノードは前記芯金側に接続され、前記第2ツェナーダイオードのアノードは前記グランド側に接続される、ことを特徴とする請求項2に記載の定着装置。
The toner is positively charged,
The fixing device according to claim 2, wherein an anode of the first Zener diode is connected to the core metal side, and an anode of the second Zener diode is connected to the ground side.
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の定着装置を備えた画像形成装置。   An image forming apparatus comprising the fixing device according to claim 1.
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