JP4950576B2 - Fixing device - Google Patents
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Description
本発明は、未定着トナー像を記録材上に定着するために、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に設けられる定着装置に関するものである。特に、互いに圧接してニップ領域を形成して回転する定着回転体及び加圧回転体を備えた定着装置において定着回転体側に定着画像の一部が付着するのを防止する技術に関するものである。 The present invention, in order to fix the unfixed toner image on the recording material is relates to a fixing device provided copiers, printers, an image forming apparatus such as a facsimile. In particular, the present invention relates to a technique for preventing a part of a fixed image from adhering to the fixing rotator side in a fixing device provided with a fixing rotator and a pressure rotator that are rotated in contact with each other to form a nip region.
従来、電子写真方式・静電記録方式等の画像形成プロセスを利用した画像形成装置では、像担持体としての感光ドラム等の上に静電潜像を形成し、潜像を現像剤を用いて現像してトナー像として可視化し、このトナー像を用紙などの記録材上に転写し、その後、トナー像が転写された記録材を、定着装置に設けられた定着ローラと加圧ローラとで形成されるニップ部を通過させることにより、トナー像を記録材に永久画像として加熱定着している。 Conventionally, in an image forming apparatus using an image forming process such as an electrophotographic method or an electrostatic recording method, an electrostatic latent image is formed on a photosensitive drum or the like as an image carrier, and the latent image is formed using a developer. The toner image is developed and visualized as a toner image. The toner image is transferred onto a recording material such as paper, and then the recording material onto which the toner image is transferred is formed by a fixing roller and a pressure roller provided in the fixing device. By passing through the nip portion, the toner image is heat-fixed as a permanent image on the recording material.
図9は、このような画像形成装置の典型的な一例を示す要部の概略構成図である。紙面に垂直方向に延在配置され、矢印方向に回転する像担持体としてのドラム状の電子写真感光体(以下、「感光ドラム」という。)の表面が、高圧電源に接続された帯電ローラ2によって一様に帯電される。次いで、レーザースキャナ3により帯電面に画像信号によって変調されたレーザービームLが付与されて静電潜像が形成される。この潜像に現像装置4からトナーが供給されてトナー像となって転写ニップ部NTに到来する。
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a main part showing a typical example of such an image forming apparatus. The surface of a drum-shaped electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as “photosensitive drum”) as an image carrier that extends in the direction perpendicular to the paper surface and rotates in the direction of the arrow is connected to a high-
転写ニップ部NTは感光ドラム1とこれに当接する導電性転写ローラ5とのニップ部からなり、感光ドラム1上のトナー像部分がこの転写ニップ部NTに到来するタイミングと合わせて、記録材Pが供給されて前記ニップ部を通過する。この時、転写ローラ5には高圧電源6によって転写バイアスが印加され、感光ドラム1側のトナー像は記録材Pに転移する。その後、この未定着のトナー像を担持した記録材Pは転写ニップ部NTを離れて定着装置9Aに搬送される。
The transfer nip portion NT includes a nip portion between the photosensitive drum 1 and the
近年、特にスタンバイ時に定着装置9Aに電力を供給せず、消費電力を極力抑えた定着方法を用いたフィルム加熱方式の定着装置が提案されている(例えば、特許文献1〜4参照)。
In recent years, there has been proposed a film heating type fixing device using a fixing method that suppresses power consumption as much as possible without supplying power to the
この定着装置9Aは、定着回転体として、ヒータ(加熱体)22と摺動する耐熱性フィルム(定着フィルム)23を有し、加圧回転体としてこのフィルム23を介してヒータ22と圧接して定着ニップ部NFを形成する加圧部材(加圧ローラ)24を有している。
The
定着ニップ部NFの定着フィルム23と加圧部材24の間で未定着トナー像が形成された記録材を挟持搬送して未定着トナー像を定着フィルム23を介して付与されるヒータ22からの熱と定着ニップ部NFの加圧力によって記録材上に永久画像として定着させる。
The recording material having an unfixed toner image is formed between the
このようなフィルム加熱方式の定着装置9Aは、ヒータとして低熱容量線状加熱体を、又、定着フィルムとして薄膜の低熱容量のものを用いることができるため、省電力・ウエイトタイム短縮化(クイックスタート)が可能である。
Such a film heating
また、この種のフィルム定着加熱方式の定着装置9Aにおいては、定着フィルム23の駆動方式として定着フィルムの搬送に専用の搬送用のローラと従動ローラを用いてテンションを加えながら加圧部材として加圧ローラとの間で定着フィルムを搬送する方式と、円筒型定着フィルムを、加圧部材としての加圧ローラを回転駆動させることで加圧ローラの搬送力で駆動させるテンションレス方式がある。前者は定着フィルムの搬送性を高くできる利点を有し、後者は装置構成を簡略化して低コストの装置が実現できる利点がある。
定着装置における問題の一つにオフセット現象が挙げられる。これは未定着トナー像の一部が定着時に接触する定着回転体に付着して画像欠陥を生じる現象である。 One of the problems in the fixing device is an offset phenomenon. This is a phenomenon in which a part of an unfixed toner image adheres to a fixing rotator that comes into contact during fixing and causes an image defect.
これらの理由は様々であるが、最も大きい原因の一つに回転体からトナー像に及ぼす静電気力が挙げられる。 Although these reasons are various, one of the biggest causes is an electrostatic force exerted on the toner image from the rotating body.
つまり、未定着トナー像を表面に担持した記録材の裏面と接触する加圧回転体が、記録材を連続的に搬送することによりマイナス側の高電位に帯電することがあり、加圧回転体とマイナスに帯電したトナー像とが静電的に反発するためにオフセット現象が生じてしまう。 In other words, the pressure rotator that contacts the back surface of the recording material carrying the unfixed toner image on its surface may be charged to a negative high potential by continuously conveying the recording material. And the negatively charged toner image are electrostatically repelled, resulting in an offset phenomenon.
このオフセット現象を防止するためには定着回転体がトナー像の電荷と同極性を、加圧回転体がトナー像の電荷と異極性を有することが好ましい。 In order to prevent this offset phenomenon, it is preferable that the fixing rotator has the same polarity as the charge of the toner image, and the pressure rotator has a different polarity from the charge of the toner image.
しかしながら、例えば、定着回転体の表面がフッ素樹脂で、加圧回転体の表面がシリコーンゴムであるような場合、定着回転体がプラスに、加圧回転体がマイナスに帯電してしまう場合がある。この状況は、トナー像がマイナスに帯電している場合には上記オフセット現象に対して不利である。 However, for example, when the surface of the fixing rotator is made of fluororesin and the surface of the pressure rotator is made of silicone rubber, the fixing rotator may be positively charged and the pressure rotator may be negatively charged. . This situation is disadvantageous for the offset phenomenon when the toner image is negatively charged.
特に、上記のようにシリコーンゴムなどの絶縁材質で構成されている加圧回転体では記録材との摩擦帯電によって−数kV程度まで上昇することがあり、上記のように未定着トナー像がマイナスに帯電しているトナーである場合は、マイナスに帯電した加圧回転体表面と反発しあって定着回転体にトナーが移動する、所謂、静電オフセットが発生し易いという問題があった。 In particular, in the case of a pressure rotating body made of an insulating material such as silicone rubber as described above, it may rise to about −several kV due to frictional charging with the recording material, and the unfixed toner image is negative as described above. In the case of the toner charged in a negative direction, there is a problem that so-called electrostatic offset is easily generated, which is repelled from the surface of the negatively charged pressurizing rotator and moves to the fixing rotator.
そこで、トナー像の記録材に対する静電的な付着力をアップさせる方法が提案されている。一つは加圧回転体である加圧ローラ芯金に高圧電源によりバイアス電圧を印加し、トナー像の電荷と逆極性の電荷を誘起させトナーを記録材に引き付け固定する方式がある。 Therefore, a method for increasing the electrostatic adhesion force of the toner image to the recording material has been proposed. One is a method in which a bias voltage is applied to a pressure roller core, which is a pressure rotator, by a high-voltage power source to induce a charge having a polarity opposite to that of the toner image, thereby attracting and fixing the toner to the recording material.
しかしながら、この方法ではローラ層が厚く、シリコーンゴムなどの高抵抗であると加圧ローラ表面での帯電を打ち消す効果が低く、効率が悪いという問題、そして高圧電源を用いることによるコストアップ、回路の複雑化の問題があった。 However, in this method, the roller layer is thick and the resistance of the pressure roller surface is low if the resistance is high, such as silicone rubber, the problem is that the efficiency is low, the cost is increased by using a high-voltage power supply, the circuit There was a problem of complication.
また、定着回転体側に高圧電源によりバイアス電圧を印加し、トナー像の電荷と同極性の電荷を誘起させトナーを反発電界によって押さえ込む方式も提案されているが、前述の方法と同様に高圧電源を用いることによるコストアップ、回路の複雑化が問題として挙げられる。 In addition, a method has been proposed in which a bias voltage is applied to the fixing rotator side by a high voltage power source to induce a charge having the same polarity as the charge of the toner image and the toner is suppressed by a repulsive electric field. Cost increases due to use and circuit complexity are problems.
そこで、除電手段として除電ブラシ、除電針などを加圧回転体である加圧ローラの表面に対向させ、表面電荷を除電することにより、オフセットの生じない所定の低電位まで加圧ローラの表面電位を低下させる手法が提案されている。 Therefore, the surface potential of the pressure roller is reduced to a predetermined low potential that does not cause an offset by making the surface of the pressure roller, which is a pressure rotator, face the surface of the pressure roller, which is a pressure rotator, as a charge eliminating means. A technique for reducing the above has been proposed.
しかしながら、この手法をもってしても加圧ローラ部材、記録材の種類によっては完全には記録材上での画像欠陥を生じる現象を防止しきれない場合が存在する。 However, even with this method, depending on the type of the pressure roller member and the recording material, there may be a case where the phenomenon of causing image defects on the recording material cannot be completely prevented.
そこで、本発明の目的は、安価で単純な回路を有し、未定着トナー像の一部が定着時に接触する定着回転体に付着して画像欠陥を生じる現象をより効果的に防止することのできる定着装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to more effectively prevent a phenomenon in which a part of an unfixed toner image adheres to a fixing rotating body that contacts at the time of fixing and causes an image defect. to provide a fixing equipment as possible.
上記目的は本発明に係る定着装置にて達成される。要約すれば、本発明によると、筒状のフィルムと、前記フィルムの内面と接触するヒータと、前記フィルムを介して前記ヒータと共にニップ部を形成する加圧ローラと、前記加圧ローラの表面の電荷を除電する除電手段と、を備え、前記ニップ部で未定着トナー像を担持した記録材を搬送しながら加熱し未定着トナー像を記録材上に定着する定着装置において、
前記除電手段は、前記加圧ローラの表面を直接除電するように前記加圧ローラの表面に対向した位置に設けられた除電部材と、前記除電部材と前記フィルムの表面との間に記録材に担持された未定着トナー像が有する電荷と同極性の電荷が前記フィルムの表面へ移動するように整流素子を配設した電気的導通経路と、を有することを特徴とする定着装置が提供される。
The above object is manually achieved in the fixing equipment according to the present invention. In summary, according to the present onset bright, a tubular film, a heater in contact with the inner surface of the film, and a pressure roller that forms a nip portion with the heater through the film, of the pressure roller A fixing device for fixing the unfixed toner image on the recording material by heating while conveying the recording material carrying the unfixed toner image at the nip portion.
The charge eliminating means is provided on a recording material between a charge eliminating member provided at a position facing the surface of the pressure roller so as to directly remove the surface of the pressure roller, and between the charge eliminating member and the surface of the film. There is provided a fixing device having an electrical conduction path in which a rectifying element is arranged so that a charge having the same polarity as the charge of the carried unfixed toner image moves to the surface of the film. .
本発明によれば、除電手段から定着回転体表面までの導通経路が確保され、記録材が定着ニップ領域に入っても除電手段から定着回転体の表面に未定着トナー像の電荷と同極性の電荷を保持させる。これにより、摩擦帯電などによって引き起こされる定着回転体の表面がトナーと異極性に帯電する現象を効果的に抑え、トナー像の一部が定着回転体に付着して画像欠陥を生じるオフセット現象をより効果的に防止することができる。 According to the present invention, a conduction path from the charge eliminating unit to the surface of the fixing rotator is ensured, and even if the recording material enters the fixing nip region, the charge of the unfixed toner image has the same polarity as that of the unfixed toner image on the surface of the fixing rotator. Hold the charge. This effectively suppresses the phenomenon that the surface of the fixing rotator is charged with a different polarity from that of the toner caused by frictional charging, etc., and the offset phenomenon that part of the toner image adheres to the fixing rotator and causes image defects. It can be effectively prevented.
また、本発明によれば、高圧電源を用いることなく達成することができるため、安価で且つ回路の単純化を達成することができる。 In addition, according to the present invention, it can be achieved without using a high-voltage power supply, so that it is possible to achieve low cost and circuit simplification.
以下、本発明に係る定着装置を図面に則して更に詳しく説明する。ただし、以下の実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 Hereinafter, the fixing device according to the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in the following examples are not intended to limit the scope of the present invention only to them.
実施例1
先ず、図1を参照して、本発明に係る定着装置及び定着装置が適用される画像形成装置の一例について説明する。
Example 1
First, referring to FIG. 1, illustrating an example of an image forming apparatus to which a fixing device and a constant wearing location according to the present invention is applied.
図1に、本発明の定着装置が適用される画像形成装置の一実施例である電子写真方式のレーザビームプリンタ11の概略構成を示す。 FIG. 1 shows a schematic configuration of an electrophotographic laser beam printer 11 which is an embodiment of an image forming apparatus to which the fixing device of the present invention is applied .
図1において、画像形成装置11は、画像形成手段を構成する像担持体としてのドラム状の電子写真感光体、即ち、感光ドラム1を備えている。更に、画像形成手段として、感光ドラム1の周りには、帯電手段としての帯電ローラ2、露光手段としてのレーザスキャナ3、現像手段としての現像装置4が配置されている。
In FIG. 1, an image forming apparatus 11 includes a drum-shaped electrophotographic photosensitive member, that is, a photosensitive drum 1 as an image carrier constituting an image forming unit. Further, a
感光ドラム1の表面は、帯電ローラ2により一様にマイナス帯電され、次いで、レーザスキャナ3によりレーザ光が照射される。感光ドラム1に照射するレーザ光Lの強度は外部装置からレーザビームプリンタに送られた画像信号に基づき変調される。
The surface of the photosensitive drum 1 is uniformly negatively charged by the
感光ドラム1上のレーザ光Lを照射された部分はマイナスの電荷が消え、画像の形に電位差が生じ静電潜像が形成される。 The negative charge disappears in the portion irradiated with the laser beam L on the photosensitive drum 1, and a potential difference is generated in the shape of the image to form an electrostatic latent image.
この静電潜像は、感光ドラム1の矢印方向の回転により、現像装置4と感光ドラム1との対向部へと搬送され、現像装置4によって静電潜像が現像剤であるマイナスに帯電されたトナーで順次現像される。 The electrostatic latent image is conveyed to the opposite portion between the developing device 4 and the photosensitive drum 1 by the rotation of the photosensitive drum 1 in the direction of the arrow, and the electrostatic latent image is negatively charged by the developing device 4 as a developer. The toner is sequentially developed with the toner.
現像装置4により現像されたトナー像は、記録材供給手段たる給紙装置10から転写ニップ部NTに送られてきた記録材Pに転写ローラ5によって順次転写される。
The toner image developed by the developing device 4 is sequentially transferred by the
転写ローラ5に、転写電圧印加部である直流高電圧発生装置6が接続されており、転写ローラ5に、プラスの転写電圧が印加される。この直流高電圧発生装置6は、転写電圧制御部7にて制御される。
A DC
転写ニップ部NTにてトナー像が転写された記録材Pは、感光ドラム1の回転に伴って感光ドラム1から分離されるとともに定着装置9へと送り出される。 The recording material P onto which the toner image has been transferred at the transfer nip portion NT is separated from the photosensitive drum 1 and sent out to the fixing device 9 as the photosensitive drum 1 rotates.
次に、定着装置9の構成にについて説明する。本実施例にて、定着装置9は、フィルム加熱方式、加圧回転体駆動方式の、所謂、テンションレスタイプの定着装置とされる。 Next, the configuration of the fixing device 9 will be described. In this embodiment, the fixing device 9 is a so-called tensionless type fixing device of a film heating method and a pressure rotating body driving method.
先ず、図2を参照して、従来の、テンションレスタイプの定着装置9Aについて説明する。図2は、定着装置の断面図である。
First, a conventional tensionless
定着装置9Aは、互いに圧接してニップ領域を形成して回転する定着回転体23と加圧回転体24とを備えている。定着装置9Aは、ニップ領域で未定着トナー像が定着回転体23に接するようにして未定着トナー像を担持する記録材Pを定着回転体23と加圧回転体24とによって挟持搬送しながら、未定着トナー像を記録材Pに定着させる。
The fixing device 9 </ b> A includes a fixing
更に説明すると、定着装置9Aには、耐熱性及び剛性を備えるフィルム内面ガイド部材21と、このフィルム内面ガイド部材21の下面にフィルム内面ガイド部材21の長手に沿って設けた凹溝部に嵌め入れて固定された、通電により発熱するヒータ22とを有する。定着回転体としての円筒状の定着フィルム23が、フィルム内面ガイド部材21及びヒータ22の外周を囲包して配置される。
More specifically, the fixing
ヒータ22は、線状加熱体を基板構成体としたものである。例えば、ヒータ22は、定着フィルム23に対して直角方向を長手とする細長の耐熱性、絶縁性、良熱伝導性の基板22aを備えており、この基板22aの表面側の短手方向中央部に基板長手方向に沿って抵抗発熱体22bが配置されている。この抵抗発熱体22bの形成された加熱体表面は、耐熱性のオーバーコート層22cにて保護されており、また、抵抗発熱体22bの長手端部に給電用電極22dが接続されている。また、基板22aの裏面側には、抵抗発熱体22bの温度を検知するサーミスタなどの検温素子22eが配設されている。
The
そして、上述のように、ヒータ22が嵌め込まれたフィルム内面ガイド部材21には、外周長が約57mmで円筒型の耐熱樹脂製の定着フィルム23がルーズに外側から嵌め込まれている。
Then, as described above, the film inner
定着フィルム23は、図3に示すように、例えば3層から構成され、ベース層31としての厚さ50μmのポリイミド層、その上に数μmの導電接着層32、そして厚さ数μmのフッ素樹脂のトップ層33にて構成される。定着フィルム23の内周長は、ヒータ22を含むフィルム内面ガイド部材21の外周長よりも3mm大きくしてあり、定着フィルム23は、ヒータ22を含むフィルム内面ガイド部材21に対して周長に余裕をもたせてルーズに外嵌されている。
As shown in FIG. 3, the fixing
図2に示すように、定着装置9Aを構成する加圧ローラ24は、加圧回転体としての加圧ローラ(圧接ローラ、駆動ローラ)であり、この加圧ローラ24とヒータ22を含むフィルム内面ガイド部材21との間に定着フィルム23が挟まれている。
As shown in FIG. 2, the
加圧ローラ24は、芯金25と芯金25上に同心一体に形成されたシリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱性ゴム、或いは、シリコーンゴム等を発泡して形成された弾性層26からなる回転体である。
The
加圧ローラ24は、図示してはいないが、芯金25の両端部を装置シャーシーの手前側と奥側の側板間に軸受け部材を介して回転自由に軸受け保持させて配設してある。そして、加圧ローラ24とフィルム内面ガイド部材21は、お互いが圧接されるように固定されており、定着ニップ部(ニップ領域)NFを形成している。
Although not shown, the
加圧ローラ24は、回転制御部8により所定の周速度で回転駆動される。この加圧ローラ24の回転駆動による加圧ローラ24の外面と定着フィルム23との、定着ニップNFにおける圧接摩擦力により円筒状の定着フィルム23に回転力が作用する。これにより、定着フィルム23は、その内面側がヒータ22の下向き面に密着して摺動しながらフィルム内面ガイド部材21の外周を従動回転する。
The
また、記録材Pは、ヒータ22に通電すると共に、ヒータ22が昇温して所定の温度に立ち上がり温調された状態において、定着ニップ部NFの定着フィルム23と加圧ローラ24との間に未定着トナー像Tを担持させた状態で導入される。
The recording material P is between while energizing the
そして、定着ニップ部NFにおいて記録材Pのトナー像担持面側が定着フィルム23の外面に密着させて定着フィルム23と一緒に定着ニップ部NFを挟持搬送される。この挟持搬送過程において、ヒータ22の熱が定着フィルム23を介して記録材Pに付与され、記録材P上の未定着トナー像Tが記録材P上に加熱及び加圧されることで溶融定着される。なお、定着ニップ部NFを通過した記録材Pは定着フィルム23から曲率分離される。
Then, the toner image carrying surface side of the recording material P is nip portion N F pinched and conveyed together with the fixing
上記説明した動作を行うレーザビームプリンタ11においては以下の問題がある。 The laser beam printer 11 that performs the above-described operation has the following problems.
未定着トナー像Tを表面に担持した記録材Pを連続的に搬送すると、記録材Pと加圧ローラ24が摩擦を起こすことにより加圧ローラ24がマイナスに帯電することがある。この現象により、未定着トナー像Tを表面に担持した記録材Pが定着ニップ部NFを通過するとき、マイナスに帯電したトナー像、即ち、トナーTが加圧ローラ24のマイナス電荷と静電的に反発し、トナーTは、記録材P上には定着せず定着フィルム23上に付着する。そして、定着フィルム23が一周し、付着したトナーTが再び定着ニップNFに入ったときにこのトナーTが記録材P上に付着し、オフセット現象が生じるのである。
When the recording material P carrying the unfixed toner image T on the surface is continuously conveyed, the
次に、図4を参照して、本実施例の定着装置9について説明する。 Next, the fixing device 9 of this embodiment will be described with reference to FIG.
本実施例の定着装置9は、上記従来の定着装置9Aと同様の構成とされ、同じ構成及び機能を成す部材については、同じ参照番号を付し、従来の定着装置9Aについて成した説明を援用する。
The fixing device 9 of the present embodiment has the same configuration as the above-described
本実施例においては、加圧ローラ24の表面がシリコーンゴムの絶縁材質で構成されているため、マイナスに帯電した未定着トナー像Tを表面に担持した記録材Pが、加圧ローラ24と定着フィルム23との定着ニップ部NFを通過すると加圧ローラ24の表面電位は、特に大きくマイナスに帯電する。
In this embodiment, since the surface of the
例えば、プロセススピードを毎秒100mmとし、記録材Pとしてレターサイズ(LTRサイズ)紙を用い、毎分16枚の速さで処理すると記録材Pの種類によって−3kVから−6kV程度まで加圧ローラ24は帯電する。
For example, if the process speed is set to 100 mm per second, letter size (LTR size) paper is used as the recording material P, and processing is performed at a speed of 16 sheets per minute, the
そこで、本実施例では、図4に示す構成の定着装置9を用いる。 Therefore, in this embodiment, the fixing device 9 having the configuration shown in FIG. 4 is used.
つまり、本実施例の定着装置9は、除電手段として除電針41が給紙ガイド27に固定されており、除電針41の先端が加圧ローラ24の表面と一定の距離をもつように配置されている。
That is, in the fixing device 9 of the present embodiment, the
さらに、除電針41からは定着フィルム23の導電接着層32へ導通経路K1が配され、その経路K1には除電針41から定着フィルム23に向かって未定着トナー像の電荷と同極性の電荷が移動するような整流素子(ダイオード)D1が配置されている。ダイオードD1は、その出力端が、接触電極であるブラシ電極42に接続されており、また、ブラシ電極42は、本実施例では、定着フィルム23の導電接着層32に電気的に接触している。
Further, a conduction path K1 is arranged from the
前述したように、マイナスに帯電した未定着トナー像Tを表面に担持した記録材Pが、加圧ローラ24と定着フィルム23との定着ニップ部NFを通過すると、加圧ローラ24の表面電位は大きくマイナスに帯電する。上記構成の場合、定着フィルム23の表面電位は0〜+100V程度、加圧ローラ24の表面電位は−数kVである。
As described above, the recording material P bearing the unfixed toner image T is negatively charged on the surface, passes through the fixing nip portion N F of the
加圧ローラ24の表面に帯電しているマイナス電荷は、電位差の関係上、除電針41の先端から導通経路K1を通り、ダイオードD1を経由して定着フィルム23の表面或いは表面近傍へと至り、ブラシ電極42を介して導電接着層32に流れ込む。これにより、加圧ローラ24の−数kVあった表面電位は0V付近まで減少し、マイナスに帯電したトナーTと加圧ローラ24との記録材Pを挟んでの静電的な反発はなくなる。この結果、トナーTは、定着フィルム23ではなく記録材P上に定着し、定着フィルム23に付着することで発生するオフセット現象を緩和することができる。
Due to the potential difference, the negative charge charged on the surface of the
図5に、図2に示した従来の定着装置9Aにおいて、本実施例の定着装置9と同様に除電針41を設けた構成の定着装置9Bを示す。ただ、定着装置9Bは、除電針41が接地されている点で、本実施例の定着装置9と異なっている。その他の構成は同じとされる。
FIG. 5 shows a
つまり、図4に示す本実施例の定着装置9と、図5に示す構成の定着雄値9Bの大きな相違点は、除電針か41らの除電電流が流れ込む場所が、本実施例の定着装置9では定着フィルム23の表面或いは表面近傍、本実施例では導電接着層32であるのに対して、図5に示す定着装置9Bの構成ではアースとされる点である。
That is, the major difference between the fixing device 9 of this embodiment shown in FIG. 4 and the fixing
本実施例の定着装置9の構成は、図2に示す従来の構成にアースへつながる除電針41を配置した構成の図5に示す定着装置9Bよりも除電効果を大きくすることができる。
The configuration of the fixing device 9 of the present embodiment can increase the static elimination effect as compared with the fixing
除電効果には加圧ローラ24と定着フィルム23の電位差が大きく影響しており、図5の構成での電位差が0V(アース)と−数kV(加圧ローラ24表面)の差であるのに対して、本実施例の定着装置9の構成では、電位差が、約+100V(定着フィルム23表面)と−数kV(加圧ローラ24表面)になるため、その電位差の大きさの分、除電効果が大きくなる。
The potential difference between the
本実施例の構成における導通経路K1とダイオードD1を含む構成で、坪量75gの普通紙(ゼロックス4024)をプロセススピード毎秒100mmで印字したときの加圧ローラ24の表面電位値を図6に示す。
FIG. 6 shows the surface potential value of the
図6では、図2に示す従来の定着装置9Aの構成にアースへつながる除電針を配置した構成(図5に示す定着装置9B)と、図4に示す本実施例の定着装置9の構成を比較して示す。 6, the configuration of the conventional fixing device 9 </ b> A shown in FIG. 2 is provided with a static elimination needle connected to the ground (fixing device 9 </ b> B shown in FIG. 5), and the configuration of the fixing device 9 of the present embodiment shown in FIG. 4. Shown in comparison.
本実施例の構成では、除電針41から定着フィルム23を介さず直接アースをとる定着装置9Bの構成よりも加圧ローラ表面の除電効果が大きく、連続通紙で枚数が増加していくほどその差が大きくなっていく。連続20枚通紙後には、本実施例(第1実施形態)の構成で表面電位が+300〜+500Vまで達しており、除電針41から直接アースへつながっている構成と約600Vの差が生まれている。
In the configuration of the present embodiment, the static elimination effect on the surface of the pressure roller is larger than the configuration of the fixing
この効果により、トナーの一部が定着時に接触する定着フィルム23に付着して画像欠陥を生じるオフセット現象をより効果的に防止することができる。
With this effect, it is possible to more effectively prevent an offset phenomenon in which a part of the toner adheres to the fixing
また、上記構成では高圧電源を用いることなく達成することができるため、安価でかつ回路の単純化を達成することができる。 In addition, the above configuration can be achieved without using a high-voltage power supply, so that it is inexpensive and simplification of the circuit can be achieved.
実施例2
次に、図7を参照して、本発明の第2の実施例について説明する。
Example 2
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
本実施例2の定着装置9は、上記実施例1の定着装置9と同様の構成とされ、同じ構成及び機能を成す部材については、同じ参照番号を付し、実施例1の定着装置9(及び従来の定着装置9A)について成した説明を援用し、ここでの再度の説明は省略する。
The fixing device 9 of the second embodiment has the same configuration as that of the fixing device 9 of the first embodiment. Members having the same configuration and function are denoted by the same reference numerals, and the fixing device 9 of the first embodiment ( And the explanation made about the
実施例1の定着装置9の構成により、オフセットの発生は防止できた。しかし、記録材Pが転写ローラ5から印加されたプラスの転写電圧を残して定着ニップ部NFに侵入すると、定着装置9にはプラスの電荷が蓄積される。例えば、低湿度環境においては定着装置9に蓄積される電荷の量が大きくなる。これは、低湿度環境においては記録材Pが含有する水分量が少なくなるため抵抗が上がり、その状態において定電流で転写バイアスがかかると、記録材Pの抵抗が高くなった分、電圧も大きくかかるからである。
The configuration of the fixing device 9 of Example 1 can prevent the occurrence of offset. However, when the recording material P enters the fixing nip portion N F leaving the positive transfer voltage applied from the
このように、動作環境によっては記録材Pに印加されるプラスの転写電圧が大きくなり過ぎ、定着フィルム23表面がプラスに帯電する場合があった。
Thus, depending on the operating environment, the positive transfer voltage applied to the recording material P becomes too large, and the surface of the fixing
本実施例では、実施例1の構成に加え、定着フィルム23の表面或いは表面近傍である導電接着層32からブラシ電極42を介してアース(接地)されるアース経路K2を設けた。
In the present embodiment, in addition to the configuration of the first embodiment, an earth path K <b> 2 that is grounded (grounded) via the
上記経路K2にはアースへ向けて未定着トナー像の電荷と異極性の電荷が移動するような整流素子(ダイオード)D2が配置されている。この構成により、転写の際に記録材Pに印加されるプラス電荷は、アース経路K2を通ってアースに流れこむことにより定着フィルム23に保持されない。
In the path K2, a rectifying element (diode) D2 is arranged so that charges of an unfixed toner image and charges different in polarity move toward the ground. With this configuration, the positive charge applied to the recording material P at the time of transfer is not held by the fixing
上述のように、本実施例では、上記アース経路K2には、加圧ローラ24の除電で得られたマイナス電荷を定着フィルム23に保持するためにダイオードD2が介設されている。
As described above, in the present embodiment, the ground path K <b> 2 is provided with the diode D <b> 2 for holding the negative charge obtained by the charge removal of the
本実施例2の構成では、図4の実施例1の構成よりも加圧ローラ24と定着フィルム23の電位差が数百V小さくなるため除電効果は若干低下してしまう。
In the configuration of the second embodiment, since the potential difference between the
しかしながら、定着フィルム23においては、アース経路K2とダイオードD2によってプラス電荷を排除されること、さらに加圧ローラ23から除電によって得られたマイナス電荷が供給されることによって、表面電位をオフセット防止に有効なマイナス方向へ誘起させ安定させることができる。
However, in the fixing
定着フィルム23は、トナーTに直接接触する側の回転体であるため、この表面電位は加圧ローラ24の電位よりも敏感に影響する。従って、加圧ローラ24の除電効果が多少低下することがあっても定着フィルム23の表面電位をマイナス側に誘起し易くする構成はオフセット防止に有効である。
Since the fixing
さらに、本実施例の構成では、定着フィルム23の表面近傍から同じくアース経路を有する従来の、図2に示す定着装置9Aの構成よりも、定着フィルム表面の電位もそれぞれオフセット防止に有効な極性にむかって誘起させることができる。
Further, in the configuration of the present embodiment, the potential on the surface of the fixing film has a polarity effective for preventing the offset, as compared with the conventional configuration of the
本実施例に従った上記のアース経路K2とダイオードD2を含む構成で、坪量75gの普通紙(ゼロックス4024)をプロセススピード毎秒100mmで印字したときの定着フィルムの表面電位値を図8に示す。図8では、従来の図2に示す定着装置9Aの構成と、図7に示す本実施例の定着装置9の構成とを比較してある。
FIG. 8 shows the surface potential value of the fixing film when plain paper (Xerox 4024) having a basis weight of 75 g is printed at a process speed of 100 mm per second with the configuration including the ground path K2 and the diode D2 according to the present embodiment. . In FIG. 8, the configuration of the
定着フィルム23の表面電位は、従来の定着装置9Aの構成で通紙中に約+150Vになっているのに対し、本実施例の定着装置9の構成では約+50Vまでマイナス側に誘起されている。
The surface potential of the fixing
上記実施例1、2においては、定着フィルム23と加圧ローラ24を備えたテンションレスタイプの定着装置について説明したが、本発明の原理は、定着フィルム23の代わりに定着ローラを用いた定着装置においても適用可能である。また、両回転体の圧力を利用した圧力定着においても実施可能である。
In the first and second embodiments, the tensionless type fixing device including the fixing
又、画像形成装置も、実施例1にて説明したプリンタに限定されるものではなく、カラー画像形成装置であってもよく、その他当業者には周知の定着装置を備えた様々な画像形成装置とすることができる。 Further, the image forming apparatus is not limited to the printer described in the first embodiment, and may be a color image forming apparatus, and other various image forming apparatuses provided with a fixing device known to those skilled in the art. It can be.
1 感光ドラム(像担持体)
2 帯電ローラ(帯電手段)
3 レーザスキャナ(露光手段)
4 現像装置(現像手段)
5 転写ローラ(転写手段)
6 転写高電圧発生装置
7 転写電圧制御部
8 回転制御部
9、9A、9B 定着装置
10 給紙装置
11 レーザビームプリンタ
21 フィルム内面ガイド部材
22 ヒータ
23 定着フィルム(定着回転体)
24 加圧ローラ(加圧回転体)
25 加圧ローラ芯金
26 加圧ローラ弾性層
27 給紙ガイド
31 定着フィルム:ベース層
32 定着フィルム:導電接着層
33 定着フィルム:トップ層
41 除電針(除電手段)
42 ブラシ電極(接触電極)
L レーザ光
NF 定着ニップ部(ニップ領域)
NT 転写ニップ部
P 記録材
T 未定着トナー像
K1 除電針から定着フィルムへの導通経路
K2 定着フィルムからアースへの導通経路
D1 K1間のダイオード(整流素子)
D2 K2間のダイオード(整流素子)
1 Photosensitive drum (image carrier)
2 Charging roller (charging means)
3 Laser scanner (exposure means)
4 Developing device (Developing means)
5 Transfer roller (transfer means)
6 Transfer High Voltage Generating Device 7 Transfer
24 Pressure roller (Pressure rotating body)
25
42 Brush electrode (contact electrode)
L Laser beam N F Fixing nip (nip area)
N T transfer nip P recording material T unfixed toner image K1 conduction path K2 from the static elimination needle to the fixing film diode D2 between the fixing film and ground D1 diode between K1 (rectifier element)
Diode between D2 and K2 (rectifier element)
Claims (2)
前記除電手段は、前記加圧ローラの表面を直接除電するように前記加圧ローラの表面に対向した位置に設けられた除電部材と、前記除電部材と前記フィルムの表面との間に記録材に担持された未定着トナー像が有する電荷と同極性の電荷が前記フィルムの表面へ移動するように整流素子を配設した電気的導通経路と、を有することを特徴とする定着装置。 A cylindrical film, a heater in contact with the inner surface of the film, a pressure roller that forms a nip portion together with the heater via the film, and a static elimination means that neutralizes charges on the surface of the pressure roller. A fixing device for fixing the unfixed toner image on the recording material by heating while conveying the recording material carrying the unfixed toner image at the nip portion,
The charge eliminating means is provided on a recording material between a charge eliminating member provided at a position facing the surface of the pressure roller so as to directly remove the surface of the pressure roller, and between the charge eliminating member and the surface of the film. An electrical conduction path provided with a rectifying element so that a charge having the same polarity as that of the carried unfixed toner image moves to the surface of the film .
前記アース経路は、前記電気的導通経路から分岐して設けられていることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。 A ground path in which a rectifying element is disposed so that charges having a polarity opposite to that of the unfixed toner image carried on the recording material from the surface of the film to the ground side move;
The fixing device according to claim 1, wherein the ground path is branched from the electrical conduction path .
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