JP4422970B2

JP4422970B2 - Fixing device

Info

Publication number: JP4422970B2
Application number: JP2003074387A
Authority: JP
Inventors: 利治蜂須賀
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2003-03-18
Filing date: 2003-03-18
Publication date: 2010-03-03
Anticipated expiration: 2023-03-18
Also published as: JP2004279971A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、画像形成装置における定着装置、特にベルトを用いたカラー画像の定着装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４は従来のベルト定着装置の周辺を示す概要図である。
同図に置いて、符号１は定着ベルト、２は定着ローラ、３は加熱ローラ、４は加圧ローラ、５は加熱ローラ用のヒータ、６は加圧ローラ用のヒータ、７はクリーニングローラ、８はスクレーパ、９はオイル塗布ローラ、１０はオイルタンクＳはトナー像転写後の転写紙をそれぞれ示す。
定着ベルト１は、ヒータ５によって加熱された加熱ローラ３の周囲を回りながら定着に適した温度まで温められる。加圧ローラ４もヒータ６によって定着に適した温度まで温められる。定着ベルトの回転に伴って、定着ローラも定着ベルトから熱を供給されて定着に適した温度まで温められる。
【０００３】
少なくとも定着ベルトに面する側に、転写によってトナー像を担持した転写紙Ｓは、加熱された定着ベルトに接して温度上昇しながら、定着ベルト１と加圧ローラ４との間のニップ部に送り込まれ、所定の熱と圧力を受けてトナー像は転写紙Ｓに定着される。
転写紙Ｓを送り出した定着ベルト１は、クリーニングローラ７によりベルト面に残っているトナーを掻き取られ、次いでオイル塗布ローラ９により、離形剤としてのオイルがオイルタンク１０から供給されてベルト表面に塗布され、次の定着に備える。
【０００４】
ベルト定着装置は従来のローラ定着装置に比べ、小径ローラでニップ幅が大きく取れるために、装置を小型化できる。しかしながら、この大きな定着ニップにより、従来にはない不具合が生じる。
図５は画像形成時の定着ニップ入り口付近における定着ベルト電位を示す図である。
定着装置に通紙すると、定着部材や加圧部材と転写紙との間の摩擦帯電・剥離帯電により、定着部材・加圧部材が帯電する。その帯電量は、線速が早いほど大きく、また、定着部材表面にシリコンゴムを用いたフルカラー定着機で大きくなる。ニップ幅が広いことにより、帯電電位が高くなる傾向がある。その極性は、白紙通紙のときシリコンゴム表面はマイナス帯電する。
【０００５】
定着ニップを転写紙が通過し、ニップ出口で定着ベルト、あるいはローラから剥離すると剥離放電が生じ、定着ベルト、あるいはローラ表面が帯電する。白紙を通紙すると、シリコン表面はマイナスに帯電するが、転写紙後端が剥離する際にはプラスに帯電する。プラス帯電もマイナス帯電と同様、線速が早いほど大きく、また、定着部材表面にシリコンゴムを用いたフルカラー定着機で大きくなる。またベルト定着装置では従来のローラ方式に比べニップ幅が広いため、帯電電位が高くなる傾向がある。その電位は図５に符号Ｐで示すようにピーク値で１ｋＶにも達する。このような転写紙の剥離によって定着ベルト上に発生する電位を剥離電位と呼ぶことにする。
【０００６】
図６は画像形成が連続的に行われた場合の定着ニップ入り口付近の定着ベルト電位を示す図である。
上記のプラスの剥離電位は、その他の部分と比較して電位も高いために、連続的に送られてくる次の転写紙との間で減衰せず、定着ベルト上に横帯状の電位ムラとして残った状態で次の転写紙を定着することになる。この時、ベルト上の横帯状のプラス電位が、次の画像を乱してしまう。特にハーフトーンにおいて顕著であり、ドットが乱れて“横黒帯”として定着ベルト周期で発生する。このような異常画像を以後“定着横黒帯”呼ぶ。
【０００７】
また、黒べた画像を有する転写紙を通紙すると定着ベルト表面のシリコンゴムは通常とは逆に、プラスに帯電する。その電位は２００〜３００Ｖである。
前述の定着横黒帯と同様、定着ベルトがプラスに帯電した状態で画像を定着すると、転写紙とベルトが同極性のため、転写紙に対するトナーの吸着力が減少し、ドットのチリが発生する。
特に、転写紙の前半部分に黒文字があり、その下方にハーフトーンがある場合、ハーフトーン部に前半の黒文字部分のポジ残像、いわゆる“定着残像”が発生する。これは定着ベルトの黒文字部分と接触したベルト部分が転写紙と同極性に帯電し、ベルトが１周した後ハーフトーンのドットを乱すことが原因である。このような異常画像を、以後“定着残像”と呼ぶ。
【０００８】
これらの異常画像はベルト定着でも特に、定着ニップ前にプレヒート部分を持った構成の場合に顕著であり、従来のローラ定着に近い構成のものではほとんど発生しない。
これは、プレヒート部分では未定着画像が、十分な圧がかからない状態で定着ベルト上の電位に影響されるのに対して、ローラタイプでは未定着画像がベルトに近づくと直ちに定着ニップにより圧力がかかるために、トナー像が動かないためと考えられる。
【０００９】
“定着横黒帯”や“定着残像”を解決するためには、定着ベルト上の剥離電位等のプラス電位を取り除けば良い。モノクロ定着ユニットのテフロン（登録商標）ローラであれば、従来どおり、テフロン（登録商標）ローラの非画像面に除電ブラシを当接し、ローラ表面を除電すればよい。しかしながら、モノクロ定着ユニットのテフロン（登録商標）ローラと異なり、カラー定着で用いるシリコンゴムの場合、ベルト上の電位は除電ブラシ程度では除去できない。
【００１０】
この問題を解決するために、ベルト表面の材質を導電性にする方法がある。これは主に、シリコンゴム内にカーボンなどの導電性物質を分散して作る物であるが、トナーに対する離型性が損なわれるため、ホットオフセット等副作用が大きい。
また、ベルト表面にバイアスを印加する方法として、コロナ放電を利用するものがあるが、放電によりオゾンが発生しゴムの劣化や、オゾンフィルターが必要となるなど問題が多い。
【００１１】
定着ベルトに当接したブラシやブレードにバイアスを印加する方法や、定着ベルト表面に接触するローラにバイアスを印加するものがある（たとえば、特許文献１参照。）。
図７はクリーニング部材に高圧のバイアスを与える従来例を示す図である。
同図において符号１１は高圧電源を示す。
高圧電源１１は、クリーニングローラ７にトナー像と同極性の高圧のバイアスを与え、定着ベルト１をトナーと同極性に帯電させている。
これはベルト上に均一にバイアスを印加できるものであり、比較的低いバイアスでも定着残像に対しては有効である。しかしながら電気的に高抵抗なベルト表面にバイアスを印加することによって、かなり高い電位の剥離電位をキャンセルするには、逆極性の高圧バイアスとして絶対値で３ｋＶ程度が必要であり、ベルト表面の高抵抗層にキズやピンホール等があるとリークが発生する。
【００１２】
初期的に存在するキズやピンホールについては、ＵＮＩＴ組付け時に選別することにより除去することが出来るが、ベルト表面層内部に気泡状に存在するものについては、目視あるいはリーク検査によっても抽出することが困難である。このようなベルトに対し高圧バイアスを印加し続けた場合、経時で気泡により表面層の総厚がうすい部位で絶縁破壊が発生し、リークが発生する。はじめは微少なリークであるが、リークを繰り返すことにより表面層の物理的な破壊、ひいてはベルト基材の破壊が始まる。
【００１３】
つまり、定着ベルトに高圧バイアスを印加し続けることは寿命が短くなることである。この不具合はバイアス電圧が高いほど大きい。従って、ベルト表面に印加するバイアスは−２ｋＶ以下にしたい。
一方、剥離電位を発生させないため、定着出口下流に導電性部材を配設し、定着部材の電位をコントロールしているものもあり、剥離電位軽減にはある程度効果があるが、定着残像には全く効果がない（例えば、特許文献２参照。）。
【００１４】
【特許文献１】
特開平１０−２２１９８３号公報（第５頁、第２図）
【特許文献２】
特開２０００−１３１９８３号公報（第５頁、第１図）
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
定着バイアスを高くしなくとも、剥離放電をおさえ、“定着残像”を防止することのできる方法を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明では、高抵抗であるシリコンゴムの離型層を有する定着ベルトと加圧ローラとの間に形成される定着ニップに対し、前記定着ベルトに面する側にトナー像を有する転写紙を通過させて該トナー像を定着させる定着装置において、前記定着ニップ出口より下流側に設けた前記転写紙の前記トナー像のある面と反対側の面を前記トナー像と逆極性の電位に帯電させる電圧印加手段と、前記定着ベルト表面を前記トナー像と同極性に帯電させる電圧印加手段とを備え、前記定着ベルト表面を帯電させる電圧印加手段が、高圧電源と、表層にシリコンゴム層を有する帯電ローラとを有し、前記帯電ローラは、芯金表層間の抵抗が１０ ^１２〜１０ ^１４ Ωであって、前記定着ベルト表面を帯電させるための供給電位の絶対値が、１．５ｋＶ以上、２ｋＶ以下であることを特徴とする。
請求項２の発明では、請求項１に記載の定着装置において、前記転写紙の前記トナー像のある面と反対側の面を前記トナー像と逆極性の電位に帯電させるための給電電位は、絶対値が２ｋＶ以上、好ましくは２．５ｋＶ以上であることを特徴とする。
【００１７】
請求項３の発明では、請求項１または２に記載の定着装置において、前記帯電ローラが、前記定着ベルトに離型剤を塗布する塗布ローラであることを特徴とする。
請求項４の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の定着装置において、前記転写紙裏面側を帯電させる電圧印加手段は、高圧電源と導電性ブラシを有することを特徴とする。
請求項５の発明では、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の定着装置を備えた画像形成装置を特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に実施の形態に従って本発明を説明する。
図１は本発明の実施形態を説明するための図である。
同図において符号１３は電圧印加手段としての導電性ブラシ、１４は導電性ブラシ用の高圧電源である。その他の符号は図４に準ずる。
定着ニップによってマイナス帯電のトナー像が定着された転写紙Ｓが定着ニップから送り出されたあと、定着ベルト１は、部分的にプラス帯電、あるいはマイナス帯電と、表面電位がムラになっている。この状態で定着ベルトがさらに移動を続けると、残留トナーがクリーニングローラ７で除去され、オイル塗布ローラ９により離型剤としてのオイルが塗布される。
導電性ブラシ１３は、定着ニップから排出される転写紙裏面に接触して、高圧電源１４からの高電圧をかける位置に設置してある。
【００２０】
具体的な構成例を示す。

【００２１】
定着残像の生じやすい画像をプリントして、出力画像の定着横黒帯に関する品質を評価した。画像評価は５点法とし、最良の画質を評価５、商品として使用可能な画質を４、実用に供しうる画質を３とした。
なお、前述のように、印加電圧によっては定着ユニットの寿命を縮める可能性もあるので、各条件とも、寿命の測定を行った。方法はＡ４サイズのプリントを繰り返し、寿命の尽きたときの通紙枚数を、端数切り捨ての１０００枚単位（便宜上１０００枚を１単位としてＫと表現する）で評価する。商品としての寿命の目標をここでは６０Ｋ枚として、６０Ｋ枚までの通紙実験を行った。
表１に示す結果が得られた。導電性ブラシ１３に与える電位をブラシバイアスと表記した。
【００２２】
【表１】

【００２３】
ブラシバイアスはユニット寿命に影響を与えないことが分かった。定着横黒帯を発生させないためには、ブラシバイアスに３ｋＶ以上かければよい。なお、表１には示してないが、定着残像に関する評価値は、すべての場合において、評価値２となっていた。すなわち、ブラシバイアスは定着残像直接の因果関係はなさそうである。
【００２４】
図２は本発明の他の実施形態を説明するための図である。
同図において符号１１は塗布ローラ用の高圧電源を示す。その他の構成は図１と同様である。
オイル塗布ローラ９の図示しない芯金には高圧電源１１からトナーと同極性の高電位が供給される。その結果、定着ベルトの表面は電位ムラが解消されて、供給電位とほぼ同電位に帯電される。
上記オイル塗布ローラに０ｋＶから−４ｋＶまで段階を分けて高電位を印加した場合の、定着残像に関する画質評価の結果を示す。ただし、このとき、転写紙裏面への高電圧印加は行っていない。
評価方法は、前記定着横黒帯の場合と同様である。また、前記と同様ユニット寿命についても測定した。
表２に示す結果が得られた。オイル塗布ローラ９に与える電位をローラバイアスと表記した。
【００２５】
【表２】

【００２６】
評価値が４以上になったのは、ローラバイアスの絶対値が１．５ｋＶ以上の場合であった。しかし、絶対値が２．５ｋＶ以上では、ユニットの寿命が目標値を下回ることが分かった。したがって、画質と寿命の双方を満足させるためには、ローラバイアスの絶対値は１．５ｋＶ以上、２ｋＶ以下にするのがよい。
【００２７】
次に、オイル塗布ユニットにはトナー像と同極性の電位を供給し、導電性ブラシにはトナー像と逆極性の電位を同時に与えて、両バイアスの相互依存性があるかどうかを調べた。方法はそれぞれのバイアス値を変化させて、各組合せにおける画質評価値を調べる。
表３、４に示す結果が得られた。
【００２８】
【表３】

【００２９】
【表４】

【００３０】
定着残像に関する画質は、ブラシバイアスの如何にかかわらず、ローラバイアスの違いのみで評価値が決まっている。これに対し、定着横黒帯に関する画質は、ブラシバイアスが２．５ｋＶ以下の場合若干の相互依存性が見られる。
結局、定着残像、および定着横黒帯の双方に関する画質を、評価値４以上にできる条件は、ローラバイアスの絶対値が１．５ｋＶ以上で、ブラシバイアスが２．０ｋＶ以上の組合せであることが明らかとなった。評価値が５以上になる組合せに限れば、ローラバイアスの絶対値が１．５ｋＶ以上、ブラシバイアスが２．５ｋＶ以上の組合せとなる。
ただし、前記の寿命試験の結果からローラバイアスの絶対値は、２．０ｋＶ以下である必要があることが分かっている。
【００３１】
図３はローラバイアス、ブラシバイアス共に印加した場合の、定着ベルト表面の電位を調べたグラフである。
同図から明らかなように、定着横黒帯の原因となる急峻なプラス帯電がすべて解消され、安定した表面電位が得られている。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、ベルトを用いた定着装置において発生しやすく、画質低下の原因となる定着残像、定着横黒帯等がなくなり、良質な画像が得られるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を説明するための図である。
【図２】本発明の他の実施形態を説明するための図である。
【図３】本発明の効果を示す定着ベルト電位のグラフである。
【図４】従来のベルト定着装置の周辺を示す概要図である。
【図５】画像形成時の定着ニップ入り口付近における定着ベルト電位を示す図である。
【図６】画像形成が連続的に行われた場合の定着ニップ入り口付近の定着ベルト電位を示す図である。
【図７】クリーニング部材に高圧のバイアスを与える従来例を示す図である。
【符号の説明】
１定着ベルト
２定着ローラ
３加熱ローラ
４加圧ローラ
５ヒータ
６ヒータ
７クリーニングローラ
９オイル塗布ローラ
１１高圧電源
１３導電性ブラシ
１４高圧電源[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a fixing device in an image forming apparatus, and more particularly to a color image fixing device using a belt.
[0002]
[Prior art]
FIG. 4 is a schematic view showing the periphery of a conventional belt fixing device.
In the figure, reference numeral 1 is a fixing belt, 2 is a fixing roller, 3 is a heating roller, 4 is a pressure roller, 5 is a heater for the heating roller, 6 is a heater for the pressure roller, 7 is a cleaning roller, 8 is a scraper, 9 is an oil application roller, 10 is an oil tank S, and transfer paper after the toner image is transferred.
The fixing belt 1 is warmed to a temperature suitable for fixing while rotating around the heating roller 3 heated by the heater 5. The pressure roller 4 is also warmed to a temperature suitable for fixing by the heater 6. As the fixing belt rotates, the fixing roller is also supplied with heat from the fixing belt and warmed to a temperature suitable for fixing.
[0003]
At least on the side facing the fixing belt, the transfer sheet S carrying the toner image by transfer is sent to the nip portion between the fixing belt 1 and the pressure roller 4 while increasing the temperature in contact with the heated fixing belt. The toner image is fixed on the transfer paper S by receiving predetermined heat and pressure.
The fixing belt 1 from which the transfer paper S has been sent is scraped off the toner remaining on the belt surface by the cleaning roller 7, and then oil as a release agent is supplied from the oil tank 10 by the oil application roller 9, and the belt surface. To prepare for the next fixing.
[0004]
The belt fixing device has a smaller nip width than a conventional roller fixing device, so that the device can be downsized. However, this large fixing nip causes problems that are not possible in the past.
FIG. 5 is a diagram showing the fixing belt potential near the entrance of the fixing nip during image formation.
When the paper is passed through the fixing device, the fixing member / pressure member is charged by frictional charging / peeling charging between the fixing member or pressure member and the transfer paper. The charge amount increases as the linear velocity increases, and increases with a full-color fixing machine using silicon rubber on the surface of the fixing member. Due to the wide nip width, the charging potential tends to increase. The polarity of the silicon rubber surface is negatively charged when the white paper is passed.
[0005]
When the transfer paper passes through the fixing nip and peels from the fixing belt or roller at the nip exit, peeling discharge occurs, and the surface of the fixing belt or roller is charged. When a blank paper is passed, the silicon surface is negatively charged, but when the transfer paper trailing edge peels off, it is positively charged. Like the negative charge, the positive charge increases as the linear velocity increases, and increases with a full-color fixing machine using silicon rubber on the surface of the fixing member. Also, the belt fixing device has a nip width wider than that of the conventional roller system, so that the charging potential tends to increase. The potential reaches a peak value of 1 kV as indicated by a symbol P in FIG. Such a potential generated on the fixing belt by peeling of the transfer paper is referred to as a peeling potential.
[0006]
FIG. 6 is a diagram illustrating the fixing belt potential near the entrance of the fixing nip when image formation is continuously performed.
The above positive peeling potential is higher than the other parts, so it does not attenuate with the next transfer paper that is continuously fed, and as a horizontal band-like potential unevenness on the fixing belt. The next transfer paper is fixed in the remaining state. At this time, the horizontal belt-like positive potential on the belt disturbs the next image. This is particularly noticeable in the halftone, and the dots are disturbed and occur as “horizontal black bands” in the fixing belt cycle. Such an abnormal image is hereinafter referred to as “fixed horizontal black belt”.
[0007]
Further, when the transfer paper having a black solid image is passed, the silicon rubber on the surface of the fixing belt is charged positively, contrary to the normal case. The potential is 200 to 300V.
Similar to the above-mentioned fixing horizontal black belt, if the image is fixed with the fixing belt charged positively, the transfer paper and the belt have the same polarity, so the toner adsorption force to the transfer paper is reduced and dot dust is generated. .
In particular, when there is a black character in the first half of the transfer paper and a halftone below it, a positive afterimage of the first half black character, that is, a so-called “fixing afterimage” is generated in the halftone portion. This is because the belt portion in contact with the black character portion of the fixing belt is charged with the same polarity as that of the transfer paper, and the halftone dots are disturbed after the belt has made one turn. Such an abnormal image is hereinafter referred to as a “fixing afterimage”.
[0008]
These abnormal images are particularly prominent in belt fixing, particularly in the case of a configuration having a preheat portion before the fixing nip, and hardly occur in a configuration close to conventional roller fixing.
This is because the unfixed image is affected by the potential on the fixing belt in a state where sufficient pressure is not applied in the preheat portion, whereas in the roller type, pressure is immediately applied to the fixing nip as the unfixed image approaches the belt. Therefore, it is considered that the toner image does not move.
[0009]
In order to solve “fixing horizontal black belt” and “fixing afterimage”, a positive potential such as a peeling potential on the fixing belt may be removed. In the case of a Teflon (registered trademark) roller of a monochrome fixing unit, a neutralizing brush may be brought into contact with the non-image surface of the Teflon (registered trademark) roller and the roller surface may be neutralized as before. However, unlike the Teflon (registered trademark) roller of the monochrome fixing unit, in the case of silicon rubber used for color fixing, the potential on the belt cannot be removed with a neutralizing brush.
[0010]
In order to solve this problem, there is a method of making the material of the belt surface conductive. This is mainly a product made by dispersing a conductive material such as carbon in silicon rubber. However, since the releasability with respect to the toner is impaired, there are large side effects such as hot offset.
Further, as a method of applying a bias to the belt surface, there is a method using corona discharge, but there are many problems such as ozone being generated by the discharge, deterioration of rubber, and the need for an ozone filter.
[0011]
There are a method of applying a bias to a brush and a blade that are in contact with the fixing belt, and a method of applying a bias to a roller that contacts the surface of the fixing belt (see, for example, Patent Document 1).
FIG. 7 is a view showing a conventional example in which a high-voltage bias is applied to the cleaning member.
In the figure, reference numeral 11 denotes a high voltage power source.
The high voltage power supply 11 applies a high voltage bias having the same polarity as the toner image to the cleaning roller 7 to charge the fixing belt 1 to the same polarity as the toner.
This can uniformly apply a bias on the belt, and is effective for a fixing afterimage even with a relatively low bias. However, in order to cancel the peeling potential having a considerably high potential by applying a bias to the electrically high resistance belt surface, an absolute value of about 3 kV is required as a high voltage bias of reverse polarity. If there are scratches or pinholes in the layer, leakage will occur.
[0012]
Scratches and pinholes that exist at an early stage can be removed by sorting at the time of UNIT assembly, but those that exist in the form of bubbles inside the belt surface layer should also be extracted by visual inspection or leak inspection. Is difficult. When a high voltage bias is continuously applied to such a belt, dielectric breakdown occurs at a portion where the total thickness of the surface layer is thin due to bubbles over time, and leakage occurs. Initially, it is a slight leak, but by repeating the leak, physical destruction of the surface layer and, consequently, destruction of the belt substrate starts.
[0013]
That is, continuing to apply a high voltage bias to the fixing belt shortens the life. This defect is greater as the bias voltage is higher. Therefore, the bias applied to the belt surface is to be −2 kV or less.
On the other hand, in order not to generate a peeling potential, there is a conductive member disposed downstream of the fixing outlet to control the potential of the fixing member. There is no effect (for example, refer to Patent Document 2).
[0014]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-221983 (page 5, FIG. 2)
[Patent Document 2]
JP 2000-131983 (page 5, FIG. 1)
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a method capable of suppressing the peeling discharge and preventing the “fixing afterimage” without increasing the fixing bias.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, a transfer having a toner image on the side facing the fixing belt with respect to the fixing nip formed between the fixing belt having a release layer of high-resistance silicon rubber and the pressure roller. In the fixing device for fixing the toner image by passing the paper, the surface of the transfer paper provided on the downstream side of the fixing nip outlet is opposite to the surface where the toner image is present and has a potential of a polarity opposite to that of the toner image. Voltage applying means for charging, and voltage applying means for charging the surface of the fixing belt with the same polarity as the toner image. The voltage applying means for charging the surface of the fixing belt comprises a high voltage power source and a silicon rubber layer on the surface layer. and a charging roller having, the charging roller, the resistance between the metal core surface layer is a 10 ¹² to 10 ¹⁴ Omega, the absolute value of the supply potential for charging the surface of the fixing belt is, 1.5k Or more and equal to or less than 2 kV.
According to a second aspect of the present invention, in the fixing device according to the first aspect, a feeding potential for charging the surface of the transfer paper opposite to the surface on which the toner image is present to a potential having a polarity opposite to that of the toner image is: The absolute value is 2 kV or more, preferably 2.5 kV or more .
[0017]
According to a third aspect of the present invention, in the fixing device according to the first or second aspect, the charging roller is an application roller that applies a release agent to the fixing belt .
According to a fourth aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the first to third aspects, the voltage applying means for charging the back side of the transfer paper includes a high voltage power source and a conductive brush. .
In the invention of claim 5, wherein the image forming apparatus having a fixing device according to any one of claims 1 to 4.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described according to embodiments.
FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention.
In the figure, reference numeral 13 denotes a conductive brush as voltage applying means, and 14 denotes a high voltage power source for the conductive brush. Other symbols are the same as those in FIG.
After the transfer sheet S on which the negatively charged toner image is fixed by the fixing nip is sent out from the fixing nip, the fixing belt 1 is partially charged positively or negatively and the surface potential is uneven. When the fixing belt continues to move in this state, residual toner is removed by the cleaning roller 7, and oil as a release agent is applied by the oil application roller 9.
The conductive brush 13 is disposed at a position where a high voltage from the high voltage power source 14 is applied in contact with the back surface of the transfer paper discharged from the fixing nip.
[0020]
A specific configuration example is shown.

[0021]
Images that are prone to fixing afterimages were printed, and the quality of the output image with respect to the fixing horizontal black band was evaluated. The image evaluation is a five-point method, the best image quality is evaluated as 5, the image quality that can be used as a product is 4, and the image quality that can be practically used is 3.
As described above, depending on the applied voltage, there is a possibility that the life of the fixing unit may be shortened. Therefore, the life of each unit was measured. In the method, A4 size printing is repeated, and the number of sheets to be passed when the end of the life is reached is evaluated in units of 1000 sheets rounded down (for convenience, 1000 sheets are expressed as K as a unit). The target of the product life was set to 60K sheets, and a paper passing experiment was performed up to 60K sheets.
The results shown in Table 1 were obtained. The potential applied to the conductive brush 13 was expressed as a brush bias.
[0022]
[Table 1]

[0023]
It was found that brush bias does not affect unit life. In order not to generate the fixing horizontal black belt, the brush bias may be 3 kV or more. Although not shown in Table 1, the evaluation value related to the fixing afterimage was evaluation value 2 in all cases. That is, the brush bias does not seem to have a direct causal relationship with the fixing afterimage.
[0024]
FIG. 2 is a diagram for explaining another embodiment of the present invention.
In the figure, reference numeral 11 denotes a high voltage power source for the application roller. Other configurations are the same as those in FIG.
A high potential having the same polarity as that of the toner is supplied from a high voltage power source 11 to a metal core (not shown) of the oil application roller 9. As a result, the surface of the fixing belt is charged with substantially the same potential as the supply potential because the potential unevenness is eliminated.
The result of the image quality evaluation regarding the fixing afterimage when a high potential is applied to the oil application roller in stages from 0 kV to -4 kV is shown. However, at this time, no high voltage is applied to the back surface of the transfer paper.
The evaluation method is the same as in the case of the fixing horizontal black belt. The unit life was also measured as described above.
The results shown in Table 2 were obtained. The potential applied to the oil application roller 9 was expressed as roller bias.
[0025]
[Table 2]

[0026]
The evaluation value was 4 or more when the absolute value of the roller bias was 1.5 kV or more. However, it was found that when the absolute value is 2.5 kV or more, the life of the unit is less than the target value. Therefore, in order to satisfy both the image quality and the lifetime, the absolute value of the roller bias should be 1.5 kV or more and 2 kV or less.
[0027]
Next, a potential having the same polarity as that of the toner image was supplied to the oil application unit, and a potential having a polarity opposite to that of the toner image was simultaneously applied to the conductive brush, so as to investigate whether or not there was an interdependence of both biases. The method changes the bias value and examines the image quality evaluation value in each combination.
The results shown in Tables 3 and 4 were obtained.
[0028]
[Table 3]

[0029]
[Table 4]

[0030]
The image quality related to the fixing afterimage is determined only by the difference in roller bias regardless of the brush bias. On the other hand, the image quality related to the fixed horizontal black band shows some interdependence when the brush bias is 2.5 kV or less.
Eventually, the condition that the image quality for both the fixing afterimage and the fixing horizontal black belt can be an evaluation value of 4 or more is that the absolute value of the roller bias is 1.5 kV or more and the brush bias is 2.0 kV or more. It became clear. As long as the evaluation value is 5 or more, the roller bias absolute value is 1.5 kV or more and the brush bias is 2.5 kV or more.
However, it is known from the results of the life test that the absolute value of the roller bias needs to be 2.0 kV or less.
[0031]
FIG. 3 is a graph showing the potential of the fixing belt surface when both the roller bias and the brush bias are applied.
As is clear from the figure, all the steep positive charges that cause the fixing horizontal black belt are eliminated, and a stable surface potential is obtained.
[0032]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is easy to occur in a fixing device using a belt, and a fixing afterimage, a fixing horizontal black belt, and the like that cause deterioration in image quality are eliminated, and a high-quality image can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining another embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a fixing belt potential graph showing the effect of the present invention.
FIG. 4 is a schematic view showing the periphery of a conventional belt fixing device.
FIG. 5 is a diagram illustrating a fixing belt potential in the vicinity of a fixing nip entrance during image formation.
FIG. 6 is a diagram illustrating a fixing belt potential in the vicinity of a fixing nip entrance when image formation is continuously performed.
FIG. 7 is a view showing a conventional example in which a high-voltage bias is applied to a cleaning member.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fixing belt 2 Fixing roller 3 Heating roller 4 Pressure roller 5 Heater 6 Heater 7 Cleaning roller 9 Oil application roller 11 High voltage power supply 13 Conductive brush 14 High voltage power supply

Claims

A transfer paper having a toner image on the side facing the fixing belt is passed through a fixing nip formed between a fixing belt having a high-resistance silicon rubber release layer and a pressure roller. In the fixing device for fixing an image, voltage applying means for charging a surface opposite to the surface on which the toner image is provided on the transfer paper provided on the downstream side of the fixing nip outlet to a potential having a polarity opposite to that of the toner image ; Voltage applying means for charging the surface of the fixing belt with the same polarity as the toner image, and the voltage applying means for charging the surface of the fixing belt has a high voltage power source and a charging roller having a silicon rubber layer as a surface layer. the charging roller is a resistance between the metal core surface layer ¹⁰ 12 ^{to 10 14} Omega, the absolute value of the supply potential for charging the fixing belt surface is more than 1.5 kV, below 2kV A fixing device, characterized in that that.

2. The fixing device according to claim 1, wherein an absolute value of a feeding potential for charging a surface of the transfer paper opposite to a surface on which the toner image is present to a potential having a polarity opposite to that of the toner image is preferably 2 kV or more. Is a fixing device having a voltage of 2.5 kV or more .

The fixing device according to claim 1 , wherein the charging roller is an application roller that applies a release agent to the fixing belt .

4. The fixing device according to claim 1 , wherein the voltage applying means for charging the back side of the transfer paper includes a high voltage power source and a conductive brush .

An image forming apparatus comprising the fixing device according to claim 1 .