JP2022011570A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真式画像形成装置等に用いられる定着装置、及びこの定着装置を備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing device used for an electrophotographic image forming apparatus and the like, and an image forming apparatus provided with the fixing device.
電子写真方式のプリンタや複写機に搭載される熱定着方式の定着装置として、セラミックス製等の基板上に発熱抵抗体を有するヒータと、ヒータに接触しつつ移動する定着フィルムと、定着フィルムを介してヒータに対向する加圧ローラを有するものがある。未定着トナー画像を担持する記録材は、定着フィルムと加圧ローラの間のニップ部(定着ニップ部)で挟持搬送されつつ加熱され、これにより記録材上のトナー画像は記録材に加熱定着される。 As a heat fixing type fixing device mounted on an electrophotographic printer or a copying machine, a heater having a heat generating resistor on a substrate made of ceramics or the like, a fixing film that moves while contacting the heater, and a fixing film are used. Some have a pressurizing roller facing the heater. The recording material that supports the unfixed toner image is heated while being sandwiched and conveyed by the nip portion (fixing nip portion) between the fixing film and the pressure roller, whereby the toner image on the recording material is heated and fixed to the recording material. Toner.
ところで、上述した熱定着方式の定着装置においては、高温高湿環境に長時間放置されることで吸湿し電気抵抗が低下した記録材を用いた場合等に、ACバンディングと呼ばれる現象が発生する可能性がある。トナー画像の転写が行われている状態で記録材が定着ニップ部に挟持されると、ヒータを発熱させるために商用電源等から供給される交流電圧が記録材を介して転写ニップ部に伝わり、転写部材に印加されている直流電圧に重畳してしまう。ACバンディングとは、転写部材と像担持体との間に流れる転写電流が記録材を介して伝播する交流電圧の波形成分によって振れてしまい、転写性にムラが生じ、結果として画像の副走査方向に濃淡ムラの画像不良が現れることを指す。特許文献1では、ヒータ表面のコーティングガラス内に導電層を形成し、この導電層を接地することで、発熱体に印加される交流電圧の転写プロセスへの影響を低減する技術が提案されている。 By the way, in the above-mentioned heat fixing type fixing device, a phenomenon called AC banding may occur when a recording material whose electric resistance is lowered by absorbing moisture by being left in a high temperature and high humidity environment for a long time is used. There is sex. When the recording material is sandwiched between the fixing nip parts while the toner image is being transferred, the AC voltage supplied from a commercial power source or the like to generate heat of the heater is transmitted to the transfer nip part via the recording material. It is superimposed on the DC voltage applied to the transfer member. In AC banding, the transfer current flowing between the transfer member and the image carrier fluctuates due to the waveform component of the AC voltage propagating through the recording material, causing uneven transferability, and as a result, the sub-scanning direction of the image. It means that an image defect of uneven shading appears in. Patent Document 1 proposes a technique of forming a conductive layer in the coated glass on the surface of a heater and grounding the conductive layer to reduce the influence of the AC voltage applied to the heating element on the transfer process. ..
本発明は、上記技術をさらに発展させたものであり、ACバンディングの発生を抑制可能な定着装置の新たな構成を提供する。 The present invention is a further development of the above technique and provides a new configuration of a fixing device capable of suppressing the occurrence of AC banding.
本発明の一態様は、回転する筒状のフィルムと、通電により発熱する発熱抵抗体と、前記発熱抵抗体を覆う絶縁体と、を含み、前記フィルムの内側に配置されたヒータと、前記ヒータと前記フィルムとの間に配置されて前記フィルムの内面に摺動される摺動部材であって、導電性を有する摺動部材と、前記フィルムを挟んで前記摺動部材と圧接され、前記摺動部材との間にニップ部を形成する加圧部材と、少なくとも1つのインピーダンス素子を介して接地電位に接続されている導電部材と、を有し、前記ニップ部で記録材を挟持して搬送しながら記録材上のトナー画像を加熱して記録材に定着させる定着装置であって、前記摺動部材は、前記導電部材と電気的に接続されている、ことを特徴とする定着装置である。 One aspect of the present invention includes a rotating tubular film, a heat-generating resistor that generates heat by energization, and an insulator that covers the heat-generating resistor, and a heater arranged inside the film and the heater. A sliding member that is arranged between the film and the sliding member and slides on the inner surface of the film. It has a pressurizing member that forms a nip portion between the moving member and a conductive member that is connected to a ground potential via at least one impedance element, and the recording material is sandwiched and conveyed by the nip portion. It is a fixing device that heats a toner image on a recording material and fixes it to the recording material, wherein the sliding member is electrically connected to the conductive member. ..
本発明によれば、ACバンディングの発生を抑制することができる。 According to the present invention, the occurrence of AC banding can be suppressed.
以下、本発明を実施するための例示的な形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, exemplary embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に、実施例1に係る画像形成装置としてのレーザビームプリンタ(以下、プリンタ118とする)の構成例を示す。プリンタ118は、例えば外部の情報端末からネットワークを介して入力される画像情報に基づいて、記録材(記録媒体とも呼ばれる)に画像を形成するプリント動作(画像形成動作、通紙動作とも呼ばれる)を実行する。なお、「画像形成装置」には、単機能のプリンタ以外にも、複写機能を有する複写機や、複数の機能を併せ持つ複合機が含まれる。
FIG. 1 shows a configuration example of a laser beam printer (hereinafter referred to as a printer 118) as an image forming apparatus according to the first embodiment. The
プリンタ118は、プリント動作を開始すると給送部116から給送ローラ102により記録材101を1枚ずつピックアップし、搬送ローラ103,104により搬送する。記録材101の搬送が開始されると、記録材101に接触して揺動する通紙検知フラグ120の位置を光学センサ等によって検出することで、記録材101の先端及び後端の通過が検知される。記録材101の先端を検知することにより、プリンタ118の制御部は、次に説明する各電子写真プロセスの開始タイミングを決定することが可能である。
When the printing operation is started, the
プロセスカートリッジ109には像担持体である感光ドラム105、帯電ローラ106、及び現像ローラ107が設けられ、カートリッジ容器内に現像剤としてのトナー108が収容されている。プリント動作の開始と共に帯電ローラ106には高電圧が印加され、感光ドラム105の表面は均一に帯電させられる。続いて、感光ドラム105上に走査光学装置110から画像情報に基づいて変調されたレーザ光111が照射され、画像形成範囲が走査露光されることで、画像情報に応じた帯電パターン(静電潜像と呼ばれる)が感光ドラム105の表面に形成される。感光ドラム105の表面の電位分布と、現像ローラ107に印加された高電圧とによって、現像ローラ107に担持されているトナーが感光ドラム105へと転移し、静電潜像が現像されてトナー画像として可視化される。
The
感光ドラム105の表面上に形成されたトナー画像は、転写手段としての転写ローラ112に高電圧が印加されることで、記録材101に転写される。トナー画像が転写された記録材1は、加熱装置113及び加圧部材114を含む定着装置125により画像の定着処理を受ける。定着装置125を通過した記録材101は、排出ローラ115により装置外に排出されることで画像形成が完了する。複数枚の記録材101に対して連続的に画像形成する場合、通紙検知フラグ120によって記録材101の後端を検知することにより、次の記録材101の搬送開始タイミングを決定することが可能である。また、プリンタ118にはファン117が備え付けられている。ファン117は加熱装置113の発熱によるプロセスカートリッジ109内のトナー108の固着の防止、電源装置など電装部品の発熱抑制のために備え付けられている。
The toner image formed on the surface of the
なお、記録材101としては、普通紙及び厚紙等の紙、プラスチックフィルム、布、コート紙のような表面処理が施されたシート、封筒やインデックス紙等の特殊形状のシート等、サイズ及び材質の異なる多様なシート材を使用可能である。また、ここでは感光ドラム105から記録材101にトナー像を直接転写する方式を挙げたが、感光体に形成したトナー像を中間転写ベルト等の中間転写体を介して記録材に転写する方式の画像形成装置に対して以下で説明する技術を適用してもよい。
The
以下、図2~図5を用いて、参考例の画像形成装置の詳細及びACバンディングの発生原理について説明する。なお、参考例の定着装置と実施例1に係る定着装置とは、大部分の構成が共通である。 Hereinafter, the details of the image forming apparatus of the reference example and the principle of AC banding generation will be described with reference to FIGS. 2 to 5. Most of the fixing device of the reference example and the fixing device according to the first embodiment have the same configuration.
(参考例における転写―定着間の詳細)
まず、図2の模式図を用いて、画像形成過程における転写工程から定着工程までの詳細を説明する。前述したように、感光ドラム105上に形成されたトナー画像は転写ローラ112に印加された高電圧により、記録材101に転写される。転写ローラ112は感光ドラム105に対して押圧されており、記録材101と転写ローラ112の間に転写ニップNtを形成している。また、転写ローラ112には転写用電源205により直流の高電圧が印加されている。転写ローラ112に印加される高電圧(転写電圧とも呼ばれる)は、現像剤であるトナーの正規帯電極性とは逆極性の直流電圧である。
(Details between transcription and fixation in the reference example)
First, the details from the transfer step to the fixing step in the image formation process will be described with reference to the schematic diagram of FIG. As described above, the toner image formed on the
記録材101上に転写されたトナー画像は、図2の右方向に搬送され定着装置125に到達する。定着装置125の加熱装置113は、ヒータ202、摺動板203及びフィルム204と、これらを保持する保持部材306(図3参照)とによって構成されている。定着装置125の加圧部材114は、加熱装置113に対して押圧されており、記録材101と加圧部材114の間に定着ニップNfを形成する。
The toner image transferred onto the
ヒータ202には、商用電源201及び制御回路206が接続されている。ヒータ202は、商用電源201から供給される交流電圧に駆動されて発熱する。CPU207は、加熱装置113内に設けられた温度検知素子の温度結果に基づいて制御回路206を動作させ、ヒータ202への通電/遮断を制御することで加熱装置113を所定温度に保つように温度制御を行う。温度検知素子は、例えばヒータ202と保持部材306との間に配置されたサーミスタである。
A
フィルム204は可撓性及び耐熱性を有する材料を筒状に形成したものであり、例えばポリイミドを主材とし、導電性カーボンからなる高熱伝導フィラーを添加することで熱伝導率を向上させるとともに導電性を付与したものを用いることができる。フィルム204としては、他に絶縁性の樹脂材料で形成したものや薄膜状に形成した金属を用いることもできる。
The
図中に示すように、プリント動作の実行中に、記録材101は転写ニップNtと定着ニップNfの両方に挟持された状態となる。この状態では、記録材101のインピーダンスを介して、転写用電源205と定着ニップNfは電気的に接続された状態と等価になる。
As shown in the figure, the
(参考例に係る定着装置の断面構成)
次に、参考例における定着装置の断面構成について、図3を用いて説明する。以下の説明において、部材の形状や部材間の位置関係等に関して、X,Y,Zの軸方向は図1に示すものと共通である。即ち、定着ニップNfの長手方向(定着ニップNfにおける記録材の搬送方向に垂直な方向、画像形成時の主走査方向)を「X軸方向」とする。また、X軸方向に垂直な平面において互いに垂直な方向を、Y軸方向及びZ軸方向とする。
(Cross-sectional configuration of the fixing device according to the reference example)
Next, the cross-sectional configuration of the fixing device in the reference example will be described with reference to FIG. In the following description, the axial directions of X, Y, and Z are the same as those shown in FIG. 1 with respect to the shape of the members, the positional relationship between the members, and the like. That is, the longitudinal direction of the fixing nip Nf (the direction perpendicular to the transport direction of the recording material in the fixing nip Nf, the main scanning direction at the time of image formation) is defined as the "X-axis direction". Further, the directions perpendicular to each other in the plane perpendicular to the X-axis direction are defined as the Y-axis direction and the Z-axis direction.
図3は、X軸方向に垂直な仮想平面(YZ平面)で切断した参考例に係る定着装置125の断面(短手断面)をX軸方向から見た図である。ヒータ202は、X軸方向に細長い薄板状の基板302上に、通電により発熱する発熱抵抗体301と、発熱抵抗体301に電圧を印加するための導電体(不図示)とがX軸方向に形成されたものを用いている。基板302には、アルミナ等のセラミック材料を用いたものやステンレス等の金属材料を用いたものがある。以下、基板302の主面に沿った方向であって長手方向(X軸方向)に垂直な方向を、ヒータ202の短手方向とする。
FIG. 3 is a view of a cross section (short cross section) of the fixing
基板302を厚さ方向に見たときに発熱抵抗体301が形成される領域には、基板302の表面にコーティングガラス303がコーティングされ、コーティングガラス303の上に発熱抵抗体301が形成されている。コーティングガラス303は、基板302と商用電源電圧が印加される発熱抵抗体301とを絶縁する絶縁層として機能する。また、発熱抵抗体301の上にさらにコーティングガラス304がコーティングされている。コーティングガラス304は、発熱抵抗体301と導電性の摺動板203とを絶縁する絶縁体であって、発熱抵抗体301を保護する保護層としても機能する。なお、コーティングガラス303,304は、ガラス以外の絶縁材料を用いて形成してもよい。
In the region where the
保持部材306は、ヒータ202及び摺動板203を保持すると共に、フィルム204の内側においてフィルム204を回転可能に保持している。本実施例の摺動部材である摺動板203は、保持部材306によって保持されてフィルム204の内面に接触した状態で、ヒータ202とフィルム204の間に配置されている。そのため、フィルム204は、内面(内周面)において摺動板203に摺動しながら回転することが可能である。
The holding
摺動板203は、ヒータ202のX軸方向(長手方向)の均熱化(温度分布の均一化)やフィルム204との摺動耐久性向上のために配置され、例えば金属材料で形成される。耐熱性のフィルム204は、弾性層を有する加圧部材114によって、摺動板203の露呈面に加圧密着されながら摺動する。加圧部材114は、例えば金属製の円柱状の芯金の外周部にシリコンゴム等の耐熱性及び弾性を有する弾性層を形成したローラ部材を用いることができる。
The sliding
このような加圧構成により、フィルム204を介して摺動板203と加圧部材114とが圧接され、摺動板203と加圧部材114との間に定着ニップNfが形成されている。定着ニップNfに未定着のトナー画像が形成された記録材101が搬入されると、記録材101上のトナー画像には発熱抵抗体301の熱が摺動板203及びフィルム204を介して記録材101に付与される。これによりトナーが溶融し、その後トナーが冷えて固まることで、記録材101の表面に定着した定着画像が得られる。
With such a pressure structure, the sliding
ここで、図3に仮想のコンデンサ(破線)として示すように、発熱抵抗体301と基板302、発熱抵抗体301と摺動板203はそれぞれ容量結合される。Cg1はコーティングガラス304を介して発熱抵抗体301と摺動板203との間に形成される容量成分を表す。Cg2はコーティングガラス303を介して発熱抵抗体301と基板302との間に形成される容量成分を表す。
Here, as shown as a virtual capacitor (broken line) in FIG. 3, the
(参考例の等価回路)
図4は、参考例において、転写ニップNtと定着ニップNfに記録材101が挟持された状態の画像形成装置と電気的に等価な等価回路図を示す。転写ニップNtには、転写用電源205で生成された直流電圧が転写ローラ112のインピーダンス401を介して伝わることで、転写ニップ電圧VNtが印加されている。
(Equivalent circuit of reference example)
FIG. 4 shows an equivalent circuit diagram electrically equivalent to an image forming apparatus in which a
定着ニップNfには、発熱抵抗体301に印加される商用電源201の交流電圧が、コーティングガラス304による容量Cg1を介して摺動板203に伝わり、摺動板203から定着ニップ電圧VNfとして印加されることとなる。このとき、記録材101のインピーダンスにより、転写ニップ電圧VNtは定着ニップ電圧VNfの影響を受ける。高湿環境においては、記録材101は吸湿し、インピーダンスが低下する。インピーダンスが低下した状態において、転写ニップNtと定着ニップNfの両方に記録材101が挟持されると、定着ニップ電圧VNfが転写ニップ電圧VNtに重畳される。
To the fixing nip Nf, the AC voltage of the
図5は、転写ニップNtにおける電圧値の測定結果を表す図である。図5の期間T1は、記録材Pの先端が転写ニップNtに突入してから記録材Pの先端が定着ニップNfに突入するまでの期間である。期間T2は、記録材Pの先端が定着ニップNfに突入した後、記録材Pの後端が転写ニップNtを抜ける前の期間である。上述したように、振動する定着ニップ電圧VNfが転写ニップ電圧VNtに重畳すると、期間T2で、転写ニップNtから感光ドラム105に流れる電流(転写電流)が商用電源周波数で周期的に振動してしまう。このような転写電流の振幅が許容範囲を超えて大きくなると、転写されたトナー画像には商用電源201の電源周波数周期に相当する間隔で濃度ムラが現れる。このような商用電源201の電源周波数周期に相当する間隔で画像の濃度ムラが生じる現象をACバンディングと呼ぶ。
FIG. 5 is a diagram showing the measurement result of the voltage value at the transfer nip Nt. The period T1 in FIG. 5 is a period from when the tip of the recording material P rushes into the transfer nip Nt to when the tip of the recording material P rushes into the fixing nip Nf. The period T2 is a period after the tip of the recording material P has entered the fixing nip Nf and before the rear end of the recording material P has passed through the transfer nip Nt. As described above, when the vibrating fixing nip voltage VNf is superimposed on the transfer nip voltage VNt, the current (transfer current) flowing from the transfer nip Nt to the
(実施例1に係る定着装置の断面構成)
ACバンディングに対処するため、本実施例では図6及び図7に示すように、摺動板605を少なくとも1つのインピーダンス素子を介して接地した構成を採用する。「インピーダンス素子」とは、例えば、抵抗器、キャパシタ(コンデンサ)、インダクタ、あるいはそれらの組み合わせで構成されたものを総称する。本実施例では、インピーダンス素子として抵抗器を使用する。以下、参考例と共通の符号を付した要素は参考例と同様の構成及び作用を有する者とし、参考例と異なる部分を主に説明する。
(Cross-sectional configuration of the fixing device according to the first embodiment)
In order to deal with AC banding, in this embodiment, as shown in FIGS. 6 and 7, a configuration in which the sliding
図6に示すように、本実施例のヒータ202は、X軸方向に細長い薄板状の基板602上に、通電により発熱する発熱抵抗体301と、発熱抵抗体301に電圧を印加するための導電体(不図示)とがX軸方向に形成されたものを用いている。基板602には、アルミナ等のセラミック材料を用いたものやステンレス等の金属材料を用いたものがあるが、本実施例では金属材料を用いたものを例に説明する。
As shown in FIG. 6, the
本実施例では、参考例と異なり、摺動板605と基板602とを接触させて、電気的に導通した状態としている。基板602は、摺動板605との接触部を設けるため、コーティングガラス303の範囲よりも広くしている。言い換えると、絶縁層の形成範囲を基板602の表面の一部に制限している。本実施例の摺動板605は、基板602と接続するため、X軸方向に見た断面(短手断面)においてコ字状(角ばったC字状)としている。つまり、摺動板605は、フィルム204の内面と接する面605a(定着ニップNfにおける記録材の搬送方向に延びる面)の両端部から、定着ニップNfから離れる方向に延出部605b,605cが延びた形状である。そして、延出部605b,605cと、コーティングガラス303の範囲外で露出している基板602とが接触することで、摺動板605と基板602とが導通している。基板602は金属材料で形成されているため、基板602と摺動板605は電気的に同電位となる。
In this embodiment, unlike the reference example, the sliding
なお、上述の摺動板605と基板602の接続構成は一例であり、例えば基板602に設けた突起部が平板状の摺動板605に当接するようにしてもよい。基板602と接触する上記延出部605b,605cは、X軸方向における摺動板605の全域に亘って設けてもよく、X軸方向の一部にのみ設けてもよい。また、摺動板605と基板602を電気的に接続できる手段は短手断面において摺動板605と基板602とを接触させる構成に限らない。
The connection configuration between the sliding
図7は、本実施例の定着装置125の一部をX軸方向に沿った仮想平面(XZ平面)で切断した断面(長手断面)をY軸方向に見た図であり、基板602の接地構成を示している。基板602のX軸方向(長手方向)の端面602aには、導体701が当接している。基板602の端面602aは、発熱抵抗体301やコーティングガラス303、304の焼成後にカットされるため、ステンレス等にみられる表面の絶縁被膜が薄い。そのため、導体701との電気的接続を確保しやすい。導体701は、バネ性を持つ形状(例えば板状やコイル状)の金属部材が望ましい。
FIG. 7 is a view of a cross section (longitudinal cross section) obtained by cutting a part of the fixing
導体701は、抵抗体606の一端と接続されている。抵抗体606の他端は、プリンタ118の本体フレームに固定される定着装置125の金属フレーム等の、接地された導体702と接続される。導体701,702と抵抗体606の接続方法は、例えば導体701,702に切り欠きを設けて抵抗体606の端子を挟持させたり、ビス等で固定して導通させると良い。これらの構成により、基板602は、抵抗体606を介して接地電位と電気的に接続される。
The
(実施例1の等価回路)
図8に、図6及び図7に示す実施例1の構成を採用した場合の等価回路図を示す。図5に示した参考例の場合と異なり、摺動板605と基板602は接続されて電気的に同電位になっている。そして、摺動板605から基板602及び抵抗体606を介して電流を流入出されることが可能である。そのため、発熱抵抗体301からコーティングガラス304の容量成分であるCg1を介して発熱抵抗体301に印加される交流電圧は、定着ニップNfに影響を与えにくくなっている。
(Equivalent circuit of Example 1)
FIG. 8 shows an equivalent circuit diagram when the configuration of the first embodiment shown in FIGS. 6 and 7 is adopted. Unlike the case of the reference example shown in FIG. 5, the sliding
抵抗体606は、記録材101が吸湿した際の抵抗値より低いものを用いると好適である。例えば、吸湿した記録材101のインピーダンスが100MΩ程度であれば、数MΩ~数十MΩにすればよい。これによって、記録材101のインピーダンスが吸湿の影響を受けて下がったとしても、転写ニップ電圧VNtに重畳される影響を少なくすることができ、ACバンディングの発生を抑制することが可能である。
It is preferable to use a
ところで、摺動板605に抵抗体606を直接接続して接地させようとすると、何かしらの接続部を設ける必要がある。そうした場合、接続用の形状などを設ける必要があるが、摺動板605はヒータ202からの熱を記録材101へ伝熱する役割を持つため、部品が大きくなると、熱容量が増えることによる伝熱効率の悪化や、熱分布のバランス(均一性)が崩れてしまう虞がある。また、摺動板605はヒータ202とフィルム204の間に配置されている都合上、摺動板605に接続部を設けることは難しい場合がある。一方で、基板602は保持部材306に保持されており、非コーティングガラス側の面(定着ニップNfに対向する面とは異なる面)から基板602に接触することは比較的容易である。そこで、本実施例では、摺動板605を金属製の基板602を介して抵抗体606に接続することで上記の配置上の懸念を解消している。
By the way, if the
なお、ACバンディングに対する他の対処方法として、特許文献1のように、ヒータのガラスコーティング内に導電層を形成して、この導電層を接地させるというものがある。しかし、ガラスコーティング内に導電層を形成するために製造工程が増え、ヒータの部品単価が上昇してしまう。また、導電層との接触部をヒータ上に形成するため、長手方向における発熱量のムラや基板面積の増大が懸念される。これに対し、本実施例では導電性の摺動板605を接地させることでこれらの懸念を解消している。
As another method for dealing with AC banding, as in Patent Document 1, a conductive layer is formed in the glass coating of the heater, and the conductive layer is grounded. However, since the conductive layer is formed in the glass coating, the number of manufacturing processes increases, and the unit price of the heater parts increases. Further, since the contact portion with the conductive layer is formed on the heater, there is a concern that the amount of heat generated in the longitudinal direction may be uneven and the substrate area may increase. On the other hand, in this embodiment, these concerns are solved by grounding the conductive sliding
(変形例)
上記の実施例1では、基板602のX軸方向(長手方向)の端面602aに導体701を接触させて抵抗体606と接続としているが、基板602の他の側面(例えば、定着ニップNfに対向する面とは反対側の面)に導体701を接触させてもよい。また、基板602上のコーティングガラス303,304に開口部を設けておいて、摺動板605に設けた突起が開口部を介して基板602に接するようにしてもよい。
(Modification example)
In the first embodiment described above, the
また、実施例1では配置上の理由も考慮して摺動板605を金属製の基板602を介して抵抗体606に接続しているが、接続部を設けても熱容量の増大が許容範囲に収まる場合等には、摺動板605を基板602を介さずに接地電位に接続してもよい。その場合、基板602をセラミック等の絶縁性材料を形成してもよい。また、基板602を介して抵抗体606に接続する場合でも、例えば基板602の本体を絶縁性材料で形成し、本体表面に金属薄膜等の導電層を形成してもよい。
Further, in the first embodiment, the sliding
実施例2として、接地構成の詳細が実施例1と異なる実施形態を、図9~図11を用いて説明する。以下、実施例1と共通の参照符号を付した要素は、実施例1と実質的に同様の構成及び作用を有するものとし、実施例1と異なる部分を中心に説明する。 As the second embodiment, an embodiment in which the details of the grounding configuration are different from those of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 9 to 11. Hereinafter, the elements having the same reference numerals as those in the first embodiment shall have substantially the same configuration and operation as those in the first embodiment, and the parts different from the first embodiment will be mainly described.
(実施例2に係る定着装置の断面構成)
図9は、本実施例に係る定着装置125の断面図を示す。定着装置125の加熱装置113は、ヒータ808、摺動板805及び均熱部材807及びフィルム204と、これらを保持する保持部材806と、を有している。ヒータ808は、X軸方向に細長い薄板状の基板802上に、通電により発熱する発熱抵抗体801と、発熱抵抗体801に電圧を印加するための導電体(不図示)とがX軸方向に形成されたものを用いている。本実施例では、基板802にアルミナ等のセラミック材料を用いたものを例に説明する。
(Cross-sectional configuration of the fixing device according to the second embodiment)
FIG. 9 shows a cross-sectional view of the fixing
基板802を厚さ方向に見たときに発熱抵抗体801が形成される領域には、基板802の表面にコーティングガラス804がコーティングされている。コーティングガラス804は、商用電源電圧が印加される発熱抵抗体801と導電性の摺動板203とを絶縁する絶縁層、かつ、発熱抵抗体801を保護する保護層として機能する。
The surface of the
均熱部材807は、定着ニップNfの長手方向における温度分布を均一化する機能を有する。均熱部材807は、アルミニウム等の高熱伝導性材料を用いた板状部材であり、ヒータ808と保持部材806の間に配置される。均熱部材807は、非通紙領域(X軸方向に関して、プリント動作時に記録材が通過する領域である通紙領域よりも外側の領域)の昇温や、検知温度のムラの改善等を目的に配置される高熱伝導性の導電材料である。均熱部材807は、例えば、X軸方向に関して発熱抵抗体801と略同じ範囲又はそれを含む範囲に亘ってX軸方向に延びたものを用いることができる。
The
ここで、図9に仮想のコンデンサ(破線)として示すように、発熱抵抗体801と摺動板805、発熱抵抗体801と均熱部材807はそれぞれ容量結合される。Cg3はコーティングガラス804を介して発熱抵抗体801と摺動板805との間に形成される容量成分を表す。Ccは基板802を介して発熱抵抗体801と均熱部材807との間に形成される容量成分を表す。
Here, as shown as a virtual capacitor (broken line) in FIG. 9, the
本実施例では、基板802の短手方向に関して、均熱部材807の幅が基板802の幅より広く構成されており、摺動板805は短手方向における基板802の両側を介して均熱部材807と接触している。言い換えると、摺動板805は、均熱部材807と接続するため、X軸方向に見た断面(短手断面)においてコ字状(角ばったC字状)としている。つまり、摺動板805は、フィルム204の内面と接する面805a(定着ニップNfにおける記録材の搬送方向に延びる面)の両端部から、定着ニップNfから離れる方向に延出部805b,805cが延びた形状である。そして、延出部805b,805cが均熱部材807に接することで、摺動板805と均熱部材807とが導通している。均熱部材807は導電材料で形成されているため、均熱部材807と摺動板805は電気的に同電位となる。
In this embodiment, the width of the
図10は、本実施例の定着装置125の一部をX軸方向に沿った仮想平面(XZ平面)で切断した断面(長手断面)をY軸方向に見た図であり、均熱部材807の接地構成を示している。均熱部材807の基板802との接触面(定着ニップNf側の面)とは反対側の面807aは、保持部材806に保持されている導体1001と接触している。導体1001は、バネ性を持つような形状の金属部材が望ましい。導体1001は、一方の端部で均熱部材807と接しており、他方の端部は保持部材806の外部に露出している。上記の構成により、保持部材806の内部で摺動板805を接地するための導通経路を確保することが可能であり、小型にすることが可能である。
FIG. 10 is a view of a cross section (longitudinal cross section) obtained by cutting a part of the fixing
本実施例では、インピーダンス素子として、容量性インピーダンス1003(キャパシタ)を使用する。導体1001は、容量性インピーダンス1003の一端と接続されている。容量性インピーダンス1003の他端は、プリンタ118の本体フレームに固定される定着装置125のフレーム等の、接地された導体1002と接続される。導体1001,1002と容量性インピーダンス1003の接続方法は、例えば導体1001,1002に切り欠きを設けて容量性インピーダンス1003の端子を挟持させたり、ビス等で固定して導通させると良い。これらの構成により、均熱部材807は容量性インピーダンス1003を介して接地電位と電気的に接続される。
In this embodiment, a capacitive impedance 1003 (capacitor) is used as the impedance element. The
(実施例2の等価回路)
図11に、図9及び図10に示す実施例2の構成を採用した場合の等価回路図を示す。図5に示した参考例の場合と異なり、摺動板805と均熱部材807は接続されて電気的に同電位になっている。そして、摺動板805から均熱部材807及び容量性インピーダンス1003介して電流を流入出させることが可能である。そのため、発熱抵抗体801からコーティングガラス804の容量成分であるCg3を介して発熱抵抗体801に印加される交流電圧は、定着ニップNfに影響を与えにくくなっている。
(Equivalent circuit of Example 2)
FIG. 11 shows an equivalent circuit diagram when the configuration of the second embodiment shown in FIGS. 9 and 10 is adopted. Unlike the case of the reference example shown in FIG. 5, the sliding
容量性インピーダンス1003は、商用電源周波数におけるインピーダンスを、記録材101が吸湿した際の抵抗値より低くする。例えば、商用電源周波数が50Hz、記録材101のインピーダンスが100MΩだとすると、容量性インピーダンス1003は、数百pF程度あれば良い。また、容量性インピーダンスの場合、周波数特性を持つため、転写用電源205の直流電圧に対しては高インピーダンス、商用電源201に対しては低インピーダンスとなるように、各電源に対する影響を選択することが可能である。
The
なお、実施例1のような抵抗体と容量性インピーダンスとを直列接続した回路を介して均熱部材807を接地してもよい。これによって、記録材101のインピーダンスが吸湿の影響を受けて下がったとしても、転写ニップ電圧VNtに重畳される影響を少なくすることができ、画像ムラの発生をさらに抑制することが可能である。
The
(変形例)
実施例1で説明した金属製のヒータ基板や実施例2で説明した均熱部材807に限らず、摺動部材を定着装置が有する他の導電部材を介して接地させてもよい。例えば、実施例1,2における保持部材306,806を補強する補強部材として、定着装置の枠体に固定された金属製のステーを有する場合、摺動部材をこのステーと接続して、ステーをインピーダンス素子を介して接地させてもよい。
(Modification example)
Not limited to the metal heater substrate described in the first embodiment and the
また、実施例1、2では摺動部材の例として板状の摺動板を例示したが、より薄く柔軟性を有するシート状の部材(例えば、鉄合金又はアルミのシート材)であってもよい。また、実施例1、2ではヒータを商用電源に接続する簡易な構成を採用しているが、ヒータが商用電源とは異なる交流電源から給電されて発熱する構成でも本技術の構成は適用可能である。 Further, in Examples 1 and 2, a plate-shaped sliding plate is exemplified as an example of the sliding member, but even a sheet-shaped member having thinner and more flexibility (for example, a sheet material of iron alloy or aluminum) may be used. good. Further, in Examples 1 and 2, a simple configuration in which the heater is connected to a commercial power source is adopted, but the configuration of this technology can be applied even in a configuration in which the heater is supplied with power from an AC power source different from the commercial power source to generate heat. be.
(その他の実施形態)
以上、例示的な実施形態により本開示に係る技術を説明したが、ここに挙げた実施形態は例示に過ぎない。即ち、実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、配置並びに装置の動作態様等は、本技術が適用される条件により適宜変更されるべきものであり、特許請求の範囲に記載された内容は実施形態に限定して解釈すべきものではない。
(Other embodiments)
Although the techniques according to the present disclosure have been described above by way of examples, the embodiments given here are merely examples. That is, the dimensions, materials, shapes, arrangements, operation modes, etc. of the components described in the embodiments should be appropriately changed depending on the conditions to which the present technology is applied, and are described in the claims. The contents given should not be construed as being limited to the embodiment.
114:加圧部材/125:定着装置/202,808:ヒータ/203,605,805:摺動部材(摺動板)/204:フィルム/301:発熱抵抗体/302,802:基板/304,804:絶縁体/606:インピーダンス素子、抵抗器/807:導電部材、均熱部材/1003:インピーダンス素子、キャパシタ 114: Pressurizing member / 125: Fixing device / 202,808: Heater / 203,605,805: Sliding member (sliding plate) / 204: Film / 301: Heat generation resistor / 302,802: Substrate / 304, 804: Insulator / 606: Impedance element, Resistor / 807: Conductive member, Heat soaking member / 1003: Impedance element, Capacitor
Claims (10)
通電により発熱する発熱抵抗体と、前記発熱抵抗体を覆う絶縁体と、を含み、前記フィルムの内側に配置されたヒータと、
前記ヒータと前記フィルムとの間に配置されて前記フィルムの内面に摺動される摺動部材であって、導電性を有する摺動部材と、
前記フィルムを挟んで前記摺動部材と圧接され、前記摺動部材との間にニップ部を形成する加圧部材と、
少なくとも1つのインピーダンス素子を介して接地電位に接続されている導電部材と、
を有し、前記ニップ部で記録材を挟持して搬送しながら記録材上のトナー画像を加熱して記録材に定着させる定着装置であって、
前記摺動部材は、前記導電部材と電気的に接続されている、
ことを特徴とする定着装置。 A rotating tubular film and
A heater arranged inside the film, including a heat-generating resistor that generates heat by energization and an insulator that covers the heat-generating resistor.
A sliding member that is arranged between the heater and the film and slides on the inner surface of the film, and has a conductive sliding member.
A pressure member that is pressed against the sliding member with the film sandwiched between them to form a nip portion between the sliding member and the sliding member.
A conductive member connected to a ground potential via at least one impedance element,
A fixing device that heats the toner image on the recording material and fixes it to the recording material while sandwiching and transporting the recording material between the nip portions.
The sliding member is electrically connected to the conductive member.
A fixing device characterized by that.
ことを特徴とする請求項1に記載の定着装置。 The heater further includes a plate-shaped substrate made of metal and an insulating layer formed of an insulating material on the substrate, and the heat generation resistor is provided on the insulating layer.
The fixing device according to claim 1.
ことを特徴とする請求項2に記載の定着装置。 The conductive member is the substrate.
The fixing device according to claim 2, wherein the fixing device is characterized by the above.
ことを特徴とする請求項1に記載の定着装置。 The heater further includes a plate-shaped substrate made of an insulating material, and the heat generation resistor is provided on the substrate.
The fixing device according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1に記載の定着装置。 The conductive member is provided on the side opposite to the surface of the heater in contact with the sliding member with respect to the heater, and is a heat equalizing member for making the temperature distribution in the longitudinal direction of the nip portion uniform.
The fixing device according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1に記載の定着装置。 The conductive member is a reinforcing member that reinforces the fixing device.
The fixing device according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の定着装置。 The at least one impedance element comprises a resistor.
The fixing device according to any one of claims 1 to 6, wherein the fixing device is characterized by the above.
ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の定着装置。 The at least one impedance element comprises a capacitor.
The fixing device according to any one of claims 1 to 7, wherein the fixing device is characterized by the above.
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の定着装置。 The at least one impedance element comprises a resistor and a capacitor connected in series.
The fixing device according to any one of claims 1 to 6, wherein the fixing device is characterized by the above.
転写電圧を印加されることで、前記像担持体の表面に担持されたトナー画像を記録材に転写する転写手段と、
前記転写手段によって記録材に転写されたトナー画像を記録材に定着させる請求項1乃至9のいずれか1項に記載の定着装置と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。 With a rotating image carrier,
A transfer means for transferring a toner image supported on the surface of the image carrier to a recording material by applying a transfer voltage.
The fixing device according to any one of claims 1 to 9, wherein the toner image transferred to the recording material by the transfer means is fixed to the recording material.
An image forming apparatus comprising.
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