JP2819789B2 - 定着装置 - Google Patents

定着装置

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JP2819789B2
JP2819789B2 JP2161279A JP16127990A JP2819789B2 JP 2819789 B2 JP2819789 B2 JP 2819789B2 JP 2161279 A JP2161279 A JP 2161279A JP 16127990 A JP16127990 A JP 16127990A JP 2819789 B2 JP2819789 B2 JP 2819789B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、電子写真複写機・電子写真プリンタ等の画
像形成装置のための定着装置に関するものである。
[従来の技術] 従来、電子写真方式の定着装置に定着ローラ及び加圧
ローラから成る一対のローラの挟圧部にて、未定着トナ
ー像を有する転写材を挟圧搬送することにより定着を行
なう形式のものが広く採用されている。かかる定着装置
においては、定着ローラや加圧ローラに付着したトナー
が、定着時に用紙を汚す現象、いわゆる「定着オフセッ
ト」という、現象が発生することがある。
この「定着オフセット」、特に、静電気に起因する静
電オフセットは記録材である転写材(この場合は普通
紙)を定着装置において搬送しながら定着する際に、摩
擦帯電などによって、加圧ローラの表面に、例えば負の
極性の電荷がチャージアップした場合は、転写材上に転
写されたトナーが負の極性であると、転写材に定着され
るトナーのうち一部が転写材に反発して定着ローラの表
面上に付着することによって起きる。
定着ローラの表面上に付着したトナーは、プリント面
の汚れ、いわゆる「表汚れ」となって画像を汚してしま
う。通常、上記定着ローラの表面に付着したトナーを拭
きとるためにシリコーンオイルを含浸させた定着クリー
ニングパッドを当接させている。
しかし、それでも定着クリーニングパッドを摺り抜け
たトナーは、加熱されているため熱溶融して加圧ローラ
の表面上にも付着して、プリント面の裏の汚れ、いわゆ
る「裏汚れ」となってやはり画像を汚してしまう。
かかる現象を防止するために、第6図に示すように、
従来、定着ローラ1の芯金へ、バイアス電源2により、
一定のバイアス(反転現像の場合、例えば−1.5kV)を
印加して、「定着オフセット」(静電オフセット)を防
ぐ方法が、一般的に良く知られている。この場合、オフ
セット対策のために加圧ローラ3のローラ表面にチャー
ジアップした負の極性の電荷のみをアースに逃がす目的
で、ダイオード4、除電ブラシ5も設置していることが
多い。このようにして、静電オフセットを防止せんとし
ていた。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、静電オフセットは環境の温度・湿度に
より大いにその現象が異なるにも拘らず、上記従来装置
ではこれに対応した方策を施していない。
例えば、15℃,10%R.H.のような低温低湿の環境にお
いては、摩擦帯電の影響を受け易く、「定着オフセッ
ト」、特に静電オフセットを防ぐためには、バイアスの
値を放電しない範囲でできるだけ高い値にする必要があ
る。但し、通常は−1.5kVでオフセットには有効であ
る。
一方、32.5℃,85%R.H.のような高温高湿の環境で
は、摩擦帯電の影響は受けにくい。この環境においては
高湿なために定着ローラ表面の水滴を伝わって静電気の
リークが起き易く転写材上のトナー像が乱れるので、バ
イアスの値をできるだけ低い値にする必要がある。でき
れば零が望ましい。
しかしながら、上記従来例では定着ローラ芯金へ一定
のバイアス値を印加しているので、上記の環境変動も含
めた最適バイアス値が印加されていない。
本発明は、かかる問題を解決し、環境の変動に対応し
て最適なバイアス電圧を印加して、オフセット防止をよ
り完全に行なうための定着装置を提供することを目的と
している。
[課題を解決するため手段] 本発明によれば、上記目的は、 未定着トナーと接し記録材に定着を行なう定着ローラ
と、該定着ローラにトナーの極性と同極性の電圧を印加
する電圧印加手段とを有する定着装置において、 環境の湿度が高いときの上記電圧印加手段の印加電圧
値は環境の湿度が低いときに比べて小さく設定されてい
る、 ことにより達成される。
[作用] 上述のごとくの本発明にあっては、適宜手段で検出さ
れた環境条件に応じ、制御装置の指令によりバイアス電
源は高温高湿下ではバイアス電圧を低く、低温低湿下で
は高く制御されたローラに印加される。
かくして、定着装置は最適条件のもとに定着が行なわ
れ、オフセットが防止される。
[実施例] 以下、添付図面にもとづいて本発明の実施例を説明す
る。
〈第一実施例〉 第1図は本発明の第一実施例装置を示す概要構成図で
あり、同図において、1は定着ローラ、3はこれに加圧
接触する加圧ローラである。定着ローラ1の芯金には、
雰囲気温湿度の変動に対応して、上記定着ローラ1の芯
金へ最適バイアス値を可変に印加するための電圧印加手
段であるバイアス電源6が接続されている。また、7は
帯電ローラであり、該帯電ローラ7には正弦波などの交
流電源8aと直流電源8bとを直列に有するバイアス電源8
が接続されている。上記帯電ローラ7が接面する感光ド
ラム14の感光層にはレーザ光9が照射されている。
一方、10は現像器であり、現像スリーブ10a、現像ブ
レード10b、撹拌部材10c、トナー(現像剤)10d等で構
成されている。
さらに、上記感光ドラム14の周囲には、バイアス電源
12が接続された転写ローラ11そしてクリーナブレード13
a、スクイシート13b等で成るクリーナ13も配設されてい
る。
上記バイアス電源8には、該交流電源8aのVP-Pの値を
検知するセンサ15が接続されており、その出力信号は制
御ユニット16に入力されている。該制御ユニット16から
の制御信号は、上記バイアス電源6の最適バイアス値を
可変にしている。
次に、かかる本実施例装置の作動を説明する。その
際、電子写真方式による画像形成プロセスの一般的な説
明は省略する。
本実施例装置において、帯電ローラ7に印加するバイ
アスは、雰囲気温湿度の変動に影響されずに安定した帯
電を得るために、帯電ローラ7に流すAC電流が一定とな
るように制御を行なう。この結果、常温常湿環境に比べ
て湿度が高い高温高湿環境の下では、帯電ローラ7のイ
ンピーダンスが小さくなるので、印加バイアス電圧VP-P
の値は小さくなる。しがって、リークの起こり易い高温
高湿の環境では有利に働くことになる。
一方、常温常湿環境に比べて湿度が低い低温低湿環境
の下では、逆に帯電ローラ7のインピーダンスが大きく
なるので、印加バイアス電圧のVP-Pの値は大きくなる。
その結果、この環境で発生し易い「砂地」と呼ばれる一
種の帯電不良に起因する画像上の黒い斑点状の汚れが発
生しにくくなるという利点を有する。
以上述べた本実施例では環境変動における上記VP-P
値の変化をモニタすれば、その値に応じて定着バイアス
の値を変えればよいことになる。すなわち、センサ15で
交流電源8aのVP-Pの値を検知して、常温常湿環境に比べ
て低湿である低温低湿時にはVP-Pの値が例えば1600Vに
なるので、この場合は制御ユニット16によりバイアス電
源6で印加するバイアス値を大きくして、例えば、−1.
5kVにする。常温常湿時には、VP-Pの値が例えば1400Vに
なるので、この場合はバイアス電源6で印加するバイア
ス値は−0.8kVにする。また、常温常湿環境に比べて高
湿である高温高湿時には、VP-Pの値が例えば1300Vにな
るので、この場合はバイアス電源6で印加するバイアス
値を小さくして、例えば零にする。
このように、本実施例では雰囲気温湿度の変動での帯
電ローラ14の抵抗値変化に起因する印加バイアスVP-P
値の変化を検知することによって、定着ローラ芯金への
バイアス値を変化させる手段を設けることにより、「定
着オフセット」防止のための最適バイアス値を印加する
ことを可能にした。
〈第二実施例〉 第2図は、本発明の第二実施例を示している。その構
成は第一実施例の場合とほぼ同じであり、その部分につ
いては同符号を付して説明を省略し、異なる構成部分の
みについての説明を行なう。
第2図において、17は転写ローラ11用のバイアス電源
12の印加電圧の値を検知するセンサで、その出力信号は
制御ユニット16に入力されている。そして、該制御ユニ
ット16からの制御信号によって、定着ローラ1用のバイ
アス電源6の最適バイアス値を可変にしている。
ここで、転写ローラ11に印加するバイアスは、雰囲気
温湿度の変動に影響されずに安定した転写を得るため
に、前回転中または紙間で定電流(例えば5μA)を転
写ローラ11に印加し、そのときの電圧値にもとづきロー
ラ抵抗値の環境変動を補償した値を定電圧で、プリント
時に印加している。
この結果、常温常湿環境に比べて湿度が高い高温高湿
環境の下では転写ローラ11の抵抗値が小さくなるので、
印加バイアスの電圧値は小さくなる。したがって、リー
クの起こり易い高温高湿の環境では有利に働くことにな
る。
一方、常温常湿環境に比べて湿度が低い低温低湿環境
の下では、逆に転写ローラ11の抵抗値が大きくなるの
で、印加バイアスの電圧値は大きくなる。
以上述べた環境変動における印加バイアスの電圧値の
変化をモニタすれば、その値に応じて定着バイアスの値
を変えればよいこととなる。すなわち、センサ17で転写
ローラ11用のバイアス電源12の印加電圧の値を検知し
て、常温常湿環境に比べて低湿である低温低湿時には、
印加バイアスの値が例えば4.7kVになるので、この場合
は制御ユニット16からバイアス電源6で印加するバイア
ス値は−1.5kVにする。常温常湿時には、印加バイアス
の値が例えば4.5kVになるので、この場合はバイアス電
源で印加するバイアス値は−0.8kVにする。
また、常温常湿環境に比べて高湿である高温高湿時に
は、印加バイアスの値が例えば3.7kVになるので、この
場合はバイアス電源6で印加するバイアス値は零にす
る。
このように、本発明の実施例では雰囲気温湿度の変動
での転写ローラ11の抵抗値変化に起因する印加バイアス
電圧値の変化を検知することによって、定着ローラ芯金
へのバイアス値を変化させる手段を設けることにより、
前実施例の場合と同様に「定着オフセット」防止のため
の最適バイアス値を印加することを可能としている。
〈第三実施例〉 第3図ないし第5図は本発明の第三実施例を示す。図
において第一実施例と共通部分には同一符号を付して説
明を省略し、異なる構成部分のみについて説明する。
第3図において、18は湿度検知センサで、その出力信
号は、制御ユニット16に入力されている。そして、制御
ユニット16からの制御信号によって、バイアス電源6の
最適バイアス値を可変にしている。
第4図は、上記湿度検知センサ18の構成内容を示し、
例えば電源EとトランジスタT、抵抗R1,R2で構成され
ている。ここで抵抗R1は炭素膜湿度センサであり、相対
湿度を正しく検知するように、電子写真プリンタ等のカ
バー外側付近に設置されている。
第5図は、上記炭素膜湿度センサの相対湿度が変化し
たときの電気抵抗の変化を示している。すなわち、相対
湿度が10%R.H.で低いときは電気抵抗が1.5×10Ωにな
るので、コレクタ電流ICが増える。したがって、制御ユ
ニット16に入力する入力電圧VはV2E−IC・R1なので小
さい値になる。
次に、相対湿度が90%R.H.で高いときには、電気抵抗
が1×103Ωに急激に増えるので、コレクタ電流ICは極
端に減少する。したがって、制御ユニット16に入力する
入力電圧Vは、相対湿度が低いときよりも大きな値にな
る。
以上述べた、環境変動における湿度検知センサ18の出
力電圧値の変化をモニタすれば、その値に応じて定着バ
イアスの値を変えれば良いことになる。すなわち、低湿
環境時には、湿度検知センサ18の出力電圧値は例えば12
Vになるので、この場合は制御ユニット16から、バイア
ス電源6で印加するバイアス値は−1.5kVにする。
常湿環境時には、湿度検知センサ18の出力電圧値は例
えば15Vになるので、この場合は制御ユニット16から、
バイアス電源6で印加するバイアス値は−0.8kVにす
る。
また、高湿環境時には、湿度検知センサ18の出力電圧
値は、例えば20Vになるので、この場合はバイアス電源
6で印加するバイアス値は零にする。
このように、本発明の実施例は相対湿度の変動での湿
度検知センサ18の出力電圧値の変化を検知することによ
って定着ローラ芯金へのバイアス値を変化させる手段を
設けることにより、「定着オフセット」防止のための最
適バイアス値を印加することを可能とする。
[発明の効果] 以上のごとく本発明によれば、定着ローラ、転写ロー
ラ等の電子写真方式のプリンタを構成する部品の雰囲気
温湿度の変動での抵抗値変化に起因する印加電圧の変動
や、あるいは湿度検知センサの出力電圧の変動を検知す
ることによって、定着ローラ芯金へのバイアス値を変化
させることにより、環境の湿度が高い場合でもトナー像
の乱れを防止することが可能となり、環境の変化に対応
して「定着オフセット」防止のための最適バイアス値を
印加することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第一実施例を示す概要構成図、第2図
は第二実施例を示す概要構成図、第3図は第三実施例を
示す概要構成図、第4図は第三実施例装置の温度検知セ
ンサの構成を示す回路図、第5図は第4図の炭素膜湿度
センサの電気抵抗湿度特性を表わす図、第6図は従来の
定着装置の概要構成を示す図である。 1,3……ローラ(1……定着ローラ) 6……バイアス電源 16……制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池上 廣和 東京都三鷹市下連雀6丁目3番3号 コ ピア株式会社内 (56)参考文献 特開 昭55−96970(JP,A) 特開 昭60−256175(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G03G 13/20 G03G 15/20

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】未定着トナーと接し記録材に定着を行なう
    定着ローラと、該定着ローラにトナーの極性と同極性の
    電圧を印加する電圧印加手段とを有する定着装置におい
    て、 環境の湿度が高いときの上記電圧印加手段の印加電圧値
    は環境の湿度が低いときに比べて小さく設定されている
    ことを特徴とする定着装置。
JP2161279A 1990-05-15 1990-06-21 定着装置 Expired - Lifetime JP2819789B2 (ja)

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