JP2015052665A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、トナー像を転写材に定着させる定着装置と、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 that fixes a toner image onto a transfer material, and an image forming apparatus including the fixing device.
従来、電子写真方式の画像形成装置は、像担持体の表面に形成されたトナー像を用紙などの転写材に転写した後、定着装置によってトナー像を転写材に定着させている。近年、環境問題が注目される中、画像形成装置にも省資源化及び省エネルギー化が求められており、定着装置の耐久性の向上が課題として取り組まれている。 2. Description of the Related Art Conventionally, an electrophotographic image forming apparatus transfers a toner image formed on the surface of an image carrier onto a transfer material such as paper, and then fixes the toner image on the transfer material by a fixing device. In recent years, as environmental problems are attracting attention, image forming apparatuses are also required to save resources and energy, and improvement of the durability of fixing devices is being tackled as an issue.
定着装置は、例えば、第１定着部材と、第１定着部材に圧接する第２定着部材と、を備えている。そして、第１定着部材と第２定着部材の間に形成される定着ニップを転写材が通過することで、トナー像が転写材に定着されるようになっている。 The fixing device includes, for example, a first fixing member and a second fixing member that is in pressure contact with the first fixing member. The transfer material passes through a fixing nip formed between the first fixing member and the second fixing member, so that the toner image is fixed to the transfer material.
定着装置の方式としては、第１定着部材及び第２定着部材をローラーによって構成するローラー定着方式や、第１定着部材又は第２定着部材の少なくとも一方をベルトによって構成するベルト定着方式などが存在する。また、定着装置に用いられる熱源としては、ハロゲンヒーターやＩＨコイル（Induction Heating Coil）などが存在する。 As a fixing device system, there are a roller fixing system in which the first fixing member and the second fixing member are configured by rollers, and a belt fixing system in which at least one of the first fixing member or the second fixing member is configured by a belt. . Further, as a heat source used in the fixing device, there are a halogen heater, an IH coil (Induction Heating Coil), and the like.
このような定着装置では、第１定着部材や第２定着部材（以下、「各定着部材」と略称する）の表面層と転写材の間の摩擦の影響やトナー像の転写後に転写材に残る電荷の影響により、各定着部材の表面層がトナーとは逆極性に帯電することがある。このような事態が発生すると、転写材上のトナーの一部が各定着部材の表面層に転移した後に転写材に再付着する現象（いわゆる「静電オフセット」）が発生し、画質が低下する恐れがある。 In such a fixing device, it remains on the transfer material after the transfer of the toner image or the influence of friction between the surface layer of the first fixing member or the second fixing member (hereinafter, abbreviated as “each fixing member”) and the transfer material. Due to the influence of electric charge, the surface layer of each fixing member may be charged with a polarity opposite to that of the toner. When such a situation occurs, a phenomenon in which a part of the toner on the transfer material is transferred to the surface layer of each fixing member and then reattached to the transfer material (so-called “electrostatic offset”) occurs, and the image quality deteriorates. There is a fear.
そこで、各定着部材を導電化すると共に接地することにより、各定着部材の帯電を防止する構成が存在する（例えば、特許文献１及び２参照）。 Therefore, there is a configuration in which charging of each fixing member is prevented by making each fixing member conductive and grounding (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
上記のように各定着部材を導電化するためには、少なくとも各定着部材の表面層に導電性のフィラーを添加する必要がある。しかしながら、各定着部材が導電性を発揮できる程に添加剤の量を増やすと、各定着部材の表面層が摩耗しやすくなり、各定着部材の離型性が低下しやすくなる。その結果、定着装置を長期間使用すると、トナー成分や紙成分が各定着部材に付着する現象（いわゆる「フィルミング」）が起こり、転写材の汚れや詰りなどが発生するという課題があった。一方で、各定着部材の表面層を絶縁性にすると、各定着部材に蓄積された電荷が周辺部材にリークし、異常画像等が誘発されるという課題があった。 In order to make each fixing member conductive as described above, it is necessary to add a conductive filler to at least the surface layer of each fixing member. However, if the amount of the additive is increased to such an extent that each fixing member can exhibit conductivity, the surface layer of each fixing member tends to be worn, and the releasability of each fixing member tends to be lowered. As a result, when the fixing device is used for a long period of time, there is a problem that a toner component or a paper component adheres to each fixing member (so-called “filming”), and the transfer material becomes dirty or clogged. On the other hand, when the surface layer of each fixing member is made insulative, there is a problem that charges accumulated in each fixing member leak to the peripheral members and an abnormal image or the like is induced.
そこで、本発明は上記事情を考慮し、静電オフセットの発生を防止して高画質化を実現すると共に、定着装置の耐久性を向上させることを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to prevent the occurrence of electrostatic offset to realize high image quality and improve the durability of the fixing device.
本発明の画像形成装置は、表面層が絶縁性材料によって形成される第１定着部材と、前記第１定着部材に圧接して定着ニップを形成する第２定着部材と、前記第１定着部材を接地状態と非接地状態の間で切り替える切替部と、を備え、前記切替部は、転写材が前記定着ニップに進入するのに連動して前記第１定着部材を前記接地状態から前記非接地状態に切り替え、転写材が前記定着ニップから排出されるのに連動して前記第１定着部材を前記非接地状態から前記接地状態に切り替えることを特徴とする。 The image forming apparatus of the present invention includes a first fixing member having a surface layer formed of an insulating material, a second fixing member that presses against the first fixing member to form a fixing nip, and the first fixing member. A switching unit that switches between a grounded state and a non-grounded state, and the switching unit moves the first fixing member from the grounded state to the ungrounded state in conjunction with a transfer material entering the fixing nip. The first fixing member is switched from the non-grounding state to the grounding state in conjunction with the transfer material being discharged from the fixing nip.
上記のように第１定着部材の表面層を絶縁性材料によって形成することにより、第１定着部材の表面層の摩耗を抑制し、第１定着部材の離型性が低下するのを防止することができる。これに伴って、定着装置の耐久性を向上させることが可能となる。また、上記のように第１定着部材の表面層の摩耗を抑制することができるため、定着装置を長期間使用してもフィルミングが発生しにくくなり、転写材の汚れや詰まりを回避することが可能となる。 By forming the surface layer of the first fixing member with an insulating material as described above, it is possible to suppress wear of the surface layer of the first fixing member and to prevent the releasability of the first fixing member from being lowered. Can do. Accordingly, the durability of the fixing device can be improved. In addition, since the wear of the surface layer of the first fixing member can be suppressed as described above, filming hardly occurs even when the fixing device is used for a long period of time, and the transfer material is prevented from being soiled or clogged. Is possible.
また、転写材が定着ニップに進入するのに連動して第１定着部材を接地状態から非接地状態に切り替えることで、上記のように第１定着部材の表面層を絶縁性材料によって形成しても静電オフセットが発生しにくくなり、高画質化を実現することが可能となる。 Further, the surface layer of the first fixing member is formed of an insulating material as described above by switching the first fixing member from the grounded state to the non-grounded state in conjunction with the transfer material entering the fixing nip. However, electrostatic offset is less likely to occur, and high image quality can be realized.
更に、転写材が定着ニップから排出されるのに連動して第１定着部材を非接地状態から接地状態に切り替えることで、第１定着部材に蓄積された電荷を放電することができる。そのため、第１定着部材に電荷が過度に蓄積されるのを抑制し、第１定着部材に蓄積された電荷が周辺部材にリークするのを防止することができる。これに伴って、異常画像等の発生を抑制して、更なる高画質化を図ることができる。 Further, the charge accumulated in the first fixing member can be discharged by switching the first fixing member from the non-ground state to the ground state in conjunction with the transfer material being discharged from the fixing nip. Therefore, it is possible to suppress the excessive accumulation of charges on the first fixing member and to prevent the charges accumulated on the first fixing member from leaking to the peripheral members. In connection with this, generation | occurrence | production of an abnormal image etc. can be suppressed and the further image quality improvement can be aimed at.
前記第１定着部材は、前記第２定着部材よりも静電容量が大きくても良い。 The first fixing member may have a larger capacitance than the second fixing member.
このような構成を採用することで、静電容量が大きい方の定着部材が接地状態と非接地状態の間で切り替えられることになり、これに伴って、静電オフセットの発生を一層効果的に防止することが可能となる。 By adopting such a configuration, the fixing member having the larger capacitance can be switched between the grounded state and the non-grounded state, and accordingly, the generation of electrostatic offset is more effectively performed. It becomes possible to prevent.
本発明の定着装置は、前記第１定着部材と接続されるツェナーダイオードを更に備えていても良い。 The fixing device of the present invention may further include a Zener diode connected to the first fixing member.
このような構成を採用することで、ツェナーダイオードに電荷を保持させることが可能となるため、静電オフセットの発生を一層効果的に防止することが可能となる。 By adopting such a configuration, it becomes possible to hold the electric charge in the Zener diode, and thus it is possible to more effectively prevent the occurrence of electrostatic offset.
前記切替部は、転写材が前記定着ニップに進入する直前に前記第１定着部材を前記接地状態から前記非接地状態に切り替えても良い。 The switching unit may switch the first fixing member from the grounded state to the non-grounded state immediately before the transfer material enters the fixing nip.
このような構成を採用することで、転写材が定着ニップに進入してから第１定着部材を接地状態から非接地状態に切り替えるような場合と比較して、静電オフセットを防止しやすくなる。 By adopting such a configuration, it becomes easier to prevent electrostatic offset as compared with the case where the first fixing member is switched from the grounded state to the non-grounded state after the transfer material enters the fixing nip.
前記第２定着部材は、接地されると共に、表面層が絶縁性材料によって形成されていても良い。 The second fixing member may be grounded, and the surface layer may be formed of an insulating material.
上記のように第２定着部材が接地されることで、第２定着部材に蓄積された電荷を随時放電することができる。そのため、第２定着部材に蓄積された電荷が周辺部材にリークするのを防止することが可能となり、異常画像等の発生を抑制して更なる高画質化を図ることができる。また、上記のように第２定着部材の表面層を絶縁性材料によって形成することにより、第２定着部材の表面層の摩耗を抑制し、第２定着部材の離型性が低下するのを防止することができる。これに伴って、定着装置の耐久性を一層向上させることが可能となる。 Since the second fixing member is grounded as described above, the electric charge accumulated in the second fixing member can be discharged at any time. Therefore, it is possible to prevent the electric charge accumulated in the second fixing member from leaking to the peripheral member, and it is possible to further improve the image quality by suppressing the occurrence of an abnormal image or the like. In addition, by forming the surface layer of the second fixing member with an insulating material as described above, it is possible to suppress wear of the surface layer of the second fixing member and to prevent deterioration of the releasability of the second fixing member. can do. Accordingly, the durability of the fixing device can be further improved.
前記第１定着部材は、加熱ローラーであり、前記第２定着部材は、加圧ローラーであっても良い。 The first fixing member may be a heating roller, and the second fixing member may be a pressure roller.
このような構成を採用することで、簡易な構成を用いて定着ニップを形成することが可能となる。 By adopting such a configuration, it is possible to form the fixing nip using a simple configuration.
本発明の画像形成装置は、上記したいずれかの定着装置を備えていることを特徴とする。 The image forming apparatus of the present invention includes any one of the fixing devices described above.
本発明によれば、静電オフセットの発生を防止して高画質化を実現すると共に、定着装置の耐久性を向上させることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to prevent the occurrence of electrostatic offset and achieve high image quality and improve the durability of the fixing device.
＜第１の実施形態＞
まず、図１を用いて、プリンター１（画像形成装置）の全体の構成について説明する。以下、図１における紙面手前側を、プリンター１の正面側（前側）とする。
<First Embodiment>
First, the overall configuration of the printer 1 (image forming apparatus) will be described with reference to FIG. Hereinafter, the front side in FIG. 1 is defined as the front side (front side) of the printer 1.
プリンター１は、箱型形状のプリンター本体２を備えており、プリンター本体２の下部には用紙（転写材）を収納する給紙カセット３が設けられ、プリンター本体２の上端には排紙トレイ４が設けられている。 The printer 1 includes a box-shaped printer main body 2. A paper feed cassette 3 for storing paper (transfer material) is provided at a lower portion of the printer main body 2, and a paper discharge tray 4 is provided at the upper end of the printer main body 2. Is provided.
プリンター本体２の中央部には、レーザー・スキャニング・ユニット（ＬＳＵ）で構成される露光器５が配置され、プリンター本体２の右側部には、画像形成部６が設けられている。画像形成部６には、感光体ドラム７（像担持体）が回転可能に設けられている。感光体ドラム７は、例えば、アモルファスシリコン系材料によって形成されている。感光体ドラム７の周囲には、帯電器８と、現像ローラー９を有する現像器１０と、転写装置１１と、クリーニング装置１２とが、感光体ドラム７の回転方向（図１の矢印Ｘ参照）に沿って配置されている。現像器１０は、トナー（本実施形態では、正帯電トナー）を収容するトナーコンテナ１８に接続されている。
An exposure unit 5 composed of a laser scanning unit (LSU) is arranged at the center of the printer main body 2, and an image forming unit 6 is provided on the right side of the printer main body 2. In the image forming unit 6, a photosensitive drum 7 (image carrier) is rotatably provided. The photosensitive drum 7 is made of, for example, an amorphous silicon material. Around the photosensitive drum 7, a
プリンター本体２の右側部には、下方から上方に向かって用紙の搬送経路１３が設けられている。つまり、本実施形態のプリンター１は、縦搬送である。搬送経路１３の上流端には給紙部１４が設けられ、搬送経路１３の中流部には、上記の転写装置１１が設けられ、搬送経路１３の下流部には定着装置１６が設けられている。搬送経路１３の右側には、両面印刷用の反転経路１７が設けられている。
A
次に、このような構成を備えたプリンター１の画像形成動作について説明する。 Next, an image forming operation of the printer 1 having such a configuration will be described.
プリンター１に電源が投入されると、各種パラメーターが初期化され、定着装置１６の温度設定等の初期設定が実行される。そして、プリンター１に接続されたコンピューター等から画像データが入力され、印刷開始の指示がなされると、以下のようにして画像形成動作が実行される。
When the printer 1 is turned on, various parameters are initialized, and initial setting such as temperature setting of the fixing
まず、帯電器８によって感光体ドラム７の表面が帯電された後、露光器５からのレーザー光（図１の一点鎖線Ｐ参照）により感光体ドラム７に対して画像データに対応した露光が行われ、感光体ドラム７の表面に静電潜像が形成される。次に、トナーコンテナ１８から供給されるトナーによって、現像器１０が静電潜像をトナー像に現像する。
First, after the surface of the photosensitive drum 7 is charged by the
一方、給紙部１４によって給紙カセット３から取り出された用紙は、上記した画像形成動作とタイミングを合わせて画像形成部６へと搬送され、転写装置１１によって感光体ドラム７上のトナー像が用紙に転写される。トナー像を転写された用紙は、搬送経路１３を下流側へと搬送されて定着装置１６に進入し、この定着装置１６において用紙にトナー像が定着される。トナー像が定着された用紙は、搬送経路１３の下流端から排紙トレイ４に排出される。なお、感光体ドラム７上に残留したトナーは、クリーニング装置１２によって回収される。
On the other hand, the sheet taken out from the sheet feeding cassette 3 by the
次に、図２を用いて、転写装置１１について説明する。
Next, the
転写装置１１は、感光体ドラム７の右下方に設けられる駆動ローラー２１と、感光体ドラム７の右上方に設けられる従動ローラー２２と、駆動ローラー２１及び従動ローラー２２に巻き掛けられる転写ベルト２３（転写部材）と、駆動ローラー２１と従動ローラー２２の間に設けられる転写ローラー２４と、を備えている。
The
転写ローラー２４は、駆動ローラー２１よりも上方且つ従動ローラー２２よりも下方に配置されている。転写ローラー２４は、感光体ドラム７との間で転写ベルト２３を挟み込んでいる。これにより、感光体ドラム７に転写ベルト２３が圧接しており、感光体ドラム７と転写ベルト２３の間に転写ニップ２５が形成されている。
The
次に、図３を用いて、定着装置１６について説明する。以下、「接地」、「非接地」と記載する場合には、電気的な「接地」、電気的な「非接地」を指す。
Next, the fixing
定着装置１６は、加熱ローラー２６（第１定着部材）と、加熱ローラー２６の右方に設けられる加圧ローラー２７（第２定着部材）と、加熱ローラー２６に内包されるハロゲンヒーター（熱源）２８と、を備えている。
The fixing
加熱ローラー２６は、定着フレーム（図示せず）に回転可能に支持されている。加熱ローラー２６は、円筒状の芯金３０と、芯金３０を被覆する接着層３１と、接着層３１を被覆する離型層（表面層）３２と、を備えている。
The
加熱ローラー２６の芯金３０は、外径φ３５ｍｍで形成されている。加熱ローラー２６の芯金３０は、アルミニウムや鉄などの金属によって形成されており、導電性を有している。加熱ローラー２６の芯金３０は、スイッチング素子であるリレー３３（切替部）に接続されている。
The
加熱ローラー２６の接着層３１は、加熱ローラー２６の芯金３０と加熱ローラー２６の離型層３２を接着している。加熱ローラー２６の接着層３１は、５〜１０μｍの厚みで形成されている。加熱ローラー２６の接着層３１は、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素系樹脂とＰＩ（ポリイミド）などのプライマーとカーボンやアルミニウム等の金属粒子とによって形成されており、導電性を有している。
The
加熱ローラー２６の離型層３２は、１０〜１５μｍの厚みで形成されている。加熱ローラー２６の離型層３２は、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素系樹脂（絶縁性材料）によって形成されている。加熱ローラー２６の離型層３２は、誘電体層である。
The
加圧ローラー２７は、定着フレーム（図示せず）に回転可能に支持されている。加圧ローラー２７は、加熱ローラー２６に圧接しており、加熱ローラー２６と加圧ローラー２７の間には定着ニップ４０が形成されている。
The
加圧ローラー２７は、例えば、円筒状の芯金３５と、芯金３５を被覆する第１接着層３６と、第１接着層３６に周設される弾性層３７と、弾性層３７を被覆する第２接着層３８と、第２接着層３８を被覆する離型層（表面層）３９と、を備えている。
The
加圧ローラー２７の芯金３５は、外径φ１６ｍｍで形成されている。加圧ローラー２７の芯金３５は、アルミニウムやステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属によって形成されており、導電性を有している。加圧ローラー２７の芯金３５は、リレーを介さずに直接接地されている。
The
加圧ローラー２７の第１接着層３６は、加圧ローラー２７の芯金３５と加圧ローラー２７の弾性層３７を接着している。加圧ローラー２７の第１接着層３６は、５〜２０μｍの厚みで形成されている。加圧ローラー２７の第１接着層３６は、シリコン系の接着剤によって形成されている。加圧ローラー２７の第１接着層３６は、誘電体層である。
The first
加圧ローラー２７の弾性層３７は、３〜１０ｍｍの厚みで形成されている。加圧ローラー２７の弾性層３７は、シリコンゴムによって形成されている。加圧ローラー２７の弾性層３７は、誘電体層である。
The
加圧ローラー２７の第２接着層３８は、加圧ローラー２７の弾性層３７と加圧ローラー２７の離型層３９を接着している。加圧ローラー２７の第２接着層３８は、５〜２０μｍの厚みで形成されている。加圧ローラー２７の第２接着層３８は、シリコン系の接着剤によって形成されている。加圧ローラー２７の第２接着層３８は、誘電体層である。
The second
加圧ローラー２７の離型層３９は、３０〜５０μｍの厚みで形成されている。加圧ローラー２７の離型層３９は、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素系樹脂（絶縁性材料）によって形成されている。加圧ローラー２７の離型層３９は、誘電体層である。
The
加熱ローラー２６の誘電体層（本実施形態では、加熱ローラー２６の離型層３２）の厚みの合計は、加圧ローラー２７の誘電体層（本実施形態では、加圧ローラー２７の第１接着層３６、弾性層３７、第２接着層３８及び離型層３９）の厚みの合計よりも薄い。これに伴って、加熱ローラー２６は、加圧ローラー２７よりも静電容量が大きくなっている。
The total thickness of the dielectric layer of the heating roller 26 (in this embodiment, the
次に、定着装置１６の制御システムについて説明する。
Next, a control system for the fixing
図４に示されるように、定着装置１６には、制御部４１が設けられている。制御部４１は、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶装置で構成される記憶部４２と接続されており、記憶部４２に格納された制御プログラムや制御用データに基づいて、制御部４１がプリンター１の各部の制御を行うように構成されている。
As shown in FIG. 4, the fixing
制御部４１は、センサー４３（検知部）と接続されている。図２に示されるように、センサー４３は、転写装置１１と定着装置１６の間に配置されている。センサー４３は、例えば反射型光学センサーであり、発光部４４と受光部４５とを備えている。そして、発光部４４から照射された光（図２の点線参照）が用紙（図２の引き出し線Ｓ参照）に反射されて受光部４５に到達することで、センサー４３が用紙を検知するように構成されている。
The
図４に示されるように、制御部４１は、リレー３３に接続されている。そして、制御部４１からの信号に基づいて、リレー３３が加熱ローラー２６を非接地状態（図３の実線ａ参照）と接地状態（図３の二点鎖線ｂ参照）の間で切り替えるようになっている。
As shown in FIG. 4, the
図４に示されるように、制御部４１は、ハロゲンヒーター２８に接続されている。そして、制御部４１からの信号に基づいて、ハロゲンヒーター２８が発熱することで、加熱ローラー２６が加熱されるように構成されている。
As shown in FIG. 4, the
制御部４１は、モーター等によって構成される駆動部４６に接続され、駆動部４６は、加熱ローラー２６に接続されている。そして、制御部４１からの信号に基づいて、駆動部４６が加熱ローラー２６を回転させると、加熱ローラー２６に圧接する加圧ローラー２７が加熱ローラー２６の回転に従動して回転するように構成されている。
The
以上のように構成された定着装置１６において、用紙にトナー像を定着させる動作（以下、「定着動作」と称する）について説明する。
An operation (hereinafter referred to as “fixing operation”) for fixing a toner image on a sheet in the fixing
制御部４１にプリント信号が送信されると、制御部４１からの信号に基づいてハロゲンヒーター２８が発熱し、加熱ローラー２６が加熱される。また、制御部４１からの信号に基づいて駆動部４６が加熱ローラー２６を回転させる。これに伴って、加熱ローラー２６に圧接する加圧ローラー２７が加熱ローラー２６とは逆方向に回転する。この状態で、搬送経路１３に沿って搬送されてきた用紙が定着ニップ４０を通過すると、用紙にトナー像が定着される。
When the print signal is transmitted to the
次に、上記のように構成された定着装置１６において、リレー３３によって加熱ローラー２６の接地状態と非接地状態を切り替える動作について説明する。
Next, in the fixing
定着装置１６において定着動作が行われる前の状態（例えば、ウォームアップ状態）では、加熱ローラー２６は接地状態（図３の二点鎖線ｂ参照）に保持されている。これに対して、転写装置１１によってトナー像を転写された用紙が定着装置１６に向かって搬送されてくると、図２に示されるように、センサー４３が用紙（図２の引き出し線Ｓ参照）の搬送方向先端部を検知する。このセンサー４３による検知から一定時間が経過し、用紙が定着ニップ４０に進入する直前の状態になると、制御部４１からの信号に基づいてリレー３３が加熱ローラー２６を接地状態（図３の二点鎖線ｂ参照）から非接地状態（図３の実線ａ参照）に切り替える。つまり、用紙が定着ニップ４０に進入するのに連動して、リレー３３が加熱ローラー２６を接地状態から非接地状態に切り替える。そして、用紙が定着ニップ４０を通過している時（通紙時）は、リレー３３によって加熱ローラー２６が非接地状態に保持される。
In a state before the fixing operation is performed in the fixing device 16 (for example, a warm-up state), the
このように用紙が定着ニップ４０を通過している時に加熱ローラー２６を非接地状態とすると、用紙上の電荷が加熱ローラー２６の離型層３２に転移する。本実施形態のように転写ベルト２３を用いて転写ニップ２５を形成する場合には、トナー像を転写された用紙がトナーと同極性に帯電する傾向にあるため、上記のように用紙から加熱ローラー２６の離型層３２に転移する電荷もトナーと同極性になる。例えば、本実施形態のトナーは正帯電トナーであるため、トナー像を転写された用紙は正極性に帯電する傾向にあり、用紙から加熱ローラー２６の離型層３２に転移する電荷は正電荷となる。そのため、加熱ローラー２６の離型層３２に転移した電荷がトナーの電荷と反発し、加熱ローラー２６の離型層３２にトナーが付着するのが防止される。そのため、静電オフセットが発生しにくくなり、高画質化を実現することが可能となる。
As described above, when the
一方で、加熱ローラー２６を常に非接地状態に保持すると、加熱ローラー２６に電荷が過度に蓄積される恐れがある。そこで、定着動作が完了し、用紙が定着ニップ４０から排出されたら、制御部４１からの信号に基づいてリレー３３が加熱ローラー２６を非接地状態（図３の実線ａ参照）から接地状態（図３の二点鎖線ｂ参照）に切り替える。つまり、用紙が定着ニップ４０から排出されるのに連動して、リレー３３が加熱ローラー２６を非接地状態から接地状態に切り替える。そして、次の用紙が定着ニップ４０に進入する直前の状態になるまでの間（紙間）は、加熱ローラー２６が接地状態に保持される。これにより、加熱ローラー２６に蓄積された電荷を放電することができるため、加熱ローラー２６に電荷が過度に蓄積されるのを抑制し、加熱ローラー２６に蓄積された電荷が周辺部材にリークするのを防止することができる。これに伴って、異常画像等の発生を抑制して、更なる高画質化を図ることができる。
On the other hand, if the
なお、高湿環境でプリンター１を使用する場合には、転写電圧がオフになるタイミングで逆電流によるオフセットが発生しやすい。しかしながら、上記のように用紙が定着ニップ４０を通過している時に加熱ローラー２６を非接地状態とすることで、上記した逆電流によるオフセットを防止することが可能となり、高画質化を実現することができる。また、低湿環境でプリンター１を使用する場合には、加熱ローラー２６からの電荷のリークによる異常画像が発生しやすい。しかしながら、上記のように用紙が定着ニップ４０を通過していない時に加熱ローラー２６を接地状態とすることで、加熱ローラー２６からの電荷のリークを防止することができるため、高画質化を実現することができる。以上のように、本実施形態では、高湿環境と低湿環境の両方において、高画質化を実現することが可能となっている。
When the printer 1 is used in a high humidity environment, an offset due to a reverse current tends to occur at the timing when the transfer voltage is turned off. However, by making the
また、本実施形態では、絶縁性材料であるフッ素系樹脂によって加熱ローラー２６の離型層３２が形成されている。そのため、加熱ローラー２６の離型層３２の摩耗を抑制し、加熱ローラー２６の離型性が低下するのを防止することができる。これに伴って、定着装置１６の耐久性を向上させることが可能となる。例えば、本実施形態の定着装置１６（加熱ローラー２６の離型層３２を絶縁性材料であるフッ素系樹脂によって形成した定着装置１６）を用いて６００Ｋ枚の用紙に対して印刷を行ったところ、比較例の定着装置（加熱ローラーの離型層を導電性とした定着装置）を用いて６００Ｋ枚の用紙に対して印刷を行った場合と比較して、加熱ローラー２６の離型層３２の摩耗速度を１／２以下に抑制することができた。また、上記のように加熱ローラー２６の離型層３２の摩耗を抑制することができるため、定着装置１６を長期間使用してもフィルミングが発生しにくくなり、用紙の汚れや詰まりを回避することが可能となる。
In the present embodiment, the
また、用紙が定着ニップ４０に進入する直前に、リレー３３が加熱ローラー２６を接地状態から非接地状態に切り替えている。このような構成を採用することで、用紙が定着ニップ４０に進入してから加熱ローラー２６を接地状態から非接地状態に切り替えるような場合と比較して、静電オフセットを防止しやすくなる。
Also, immediately before the sheet enters the fixing nip 40, the
また、加圧ローラー２７よりも静電容量が大きい加熱ローラー２６がリレー３３によって接地状態と非接地状態の間で切り替えられている。このような構成を採用することで、静電オフセットの発生を一層効果的に防止することが可能となる。
Further, the
また、加圧ローラー２７が接地されているため、加圧ローラー２７に蓄積された電荷を随時放電することができる。そのため、加圧ローラー２７に蓄積された電荷が周辺部材にリークするのを防止することが可能となり、異常画像等の発生を抑制して更なる高画質化を図ることができる。また、絶縁性材料であるフッ素系樹脂によって加圧ローラー２７の離型層３９が形成されているため、加圧ローラー２７の離型層３９の摩耗を抑制し、加圧ローラー２７の離型性が低下するのを防止することができる。これに伴って、定着装置１６の耐久性を一層向上させることが可能となる。
Moreover, since the
また、加熱ローラー２６を第１定着部材とし、加圧ローラー２７を第２定着部材としている。このような構成を採用することで、簡易な構成を用いて定着ニップ４０を形成することが可能となる。
The
本実施形態では、感光体ドラム７と転写ベルト２３の間に転写ニップ２５を形成する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、感光体ドラム７等の像担持体と転写ローラー（図示せず）の間に転写ニップ２５を形成しても良い。このような構成を採用する場合には、トナー像を転写された用紙がトナーと逆極性に帯電する傾向にある。例えば、本実施形態のように正帯電トナーを用いる場合には、トナー像を転写された用紙が負極性に帯電する傾向にある。しかしながら、定着動作時に非接地状態の加熱ローラー２６が加圧ローラー２７と接触しながら回転することで、加熱ローラー２６をトナーと同一の極性に帯電させやすくなる。そのため、加熱ローラー２６の電荷をトナーの電荷と反発させて、加熱ローラー２６の離型層３２にトナーが付着するのを防止することができる。
In this embodiment, the case where the transfer nip 25 is formed between the photosensitive drum 7 and the
本実施形態では、加熱ローラー２６をリレー３３によって接地状態と非接地状態の間で切り替えたが、他の異なる実施形態では、加圧ローラー２７をリレー３３によって接地状態と非接地状態の間で切り替えても良い。
In this embodiment, the
本実施形態では、加熱ローラー２６を第１定着部材とし、加圧ローラー２７を第２定着部材としたが、他の異なる実施形態では、第１定着部材又は第２定着部材の一方又は両方をベルトによって構成しても良い。
In this embodiment, the
本実施形態では、ハロゲンヒーター２８を熱源として用いたが、他の異なる実施形態では、例えばセラミックヒーターやＩＨコイルなどの他の熱源を用いても良い。
In the present embodiment, the
本実施形態では、プリンター１に本発明の構成を適用する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、複写機、ファクシミリ、複合機等の他の画像形成装置に本発明の構成を適用することも可能である。 In this embodiment, the case where the configuration of the present invention is applied to the printer 1 has been described. However, in another different embodiment, the configuration of the present invention is applied to other image forming apparatuses such as a copying machine, a facsimile machine, and a multifunction machine. It is also possible.
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態に係る定着装置５０について、図５を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同様の構成を有する部分については、第１の実施形態と同一の参照符号を図５に付し、説明を省略する。
<Second Embodiment>
Next, a fixing device 50 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, about the part which has the structure similar to 1st Embodiment, the same referential mark as 1st Embodiment is attached | subjected to FIG. 5, and description is abbreviate | omitted.
加熱ローラー２６の芯金３０は、スイッチング素子であるリレー５１（切替部）に接続されている。リレー５１は、加熱ローラー２６を非接地状態（図５の実線ｃ参照）と接地状態（図５の二点鎖線ｄ参照）の間で切り替えるようになっている。加熱ローラー２６の芯金３０は、リレー５１を介してツェナーダイオード５２に接続されている。ツェナーダイオード５２は、接地されている。
The
上記のように構成された定着装置５０において、用紙が定着ニップ４０に進入する直前の状態になると、リレー５１が加熱ローラー２６を接地状態（図５の二点鎖線ｄ参照）から非接地状態（図５の実線ｃ参照）に切り替える。これに伴って、加熱ローラー２６の芯金３０がリレー５１を介してツェナーダイオード５２に接続される。そのため、ツェナーダイオード５２にトナーと同極性の電荷（本実施形態では正電荷）が保持されると共に、加熱ローラー２６にも正電荷が蓄積される。これに伴って、静電オフセットの発生を一層効果的に防止することが可能となる。
In the fixing device 50 configured as described above, when the sheet is in a state immediately before entering the fixing nip 40, the
一方で、用紙が定着ニップ４０から排出されたら、第１の実施形態と同様に、リレー５１が加熱ローラー２６を非接地状態（図５の実線ｃ参照）から接地状態（図５の二点鎖線ｄ参照）に切り替える。これにより、加熱ローラー２６に蓄積された電荷を放電することができるため、加熱ローラー２６に電荷が過度に蓄積されるのを抑制し、加熱ローラー２６に蓄積された電荷が周辺部材にリークするのを防止することができる。
On the other hand, when the sheet is discharged from the fixing nip 40, the
１ プリンター（画像形成装置）
１６ 定着装置
２６ 加熱ローラー（第１定着部材）
２７ 加圧ローラー（第２定着部材）
３２ 加熱ローラーの離型層（表面層）
３３ リレー（切替部）
３９ 加圧ローラーの離型層（表面層）
４０ 定着ニップ
５０ 定着装置
５１ リレー（切替部）
５２ ツェナーダイオード
1 Printer (image forming device)
16
27 Pressure roller (second fixing member)
32 Heating roller release layer (surface layer)
33 Relay (switching part)
39 Pressure roller release layer (surface layer)
40 Fixing nip 50
52 Zener diode
Claims (7)
前記第１定着部材に圧接して定着ニップを形成する第２定着部材と、
前記第１定着部材を接地状態と非接地状態の間で切り替える切替部と、を備え、
前記切替部は、転写材が前記定着ニップに進入するのに連動して前記第１定着部材を前記接地状態から前記非接地状態に切り替え、転写材が前記定着ニップから排出されるのに連動して前記第１定着部材を前記非接地状態から前記接地状態に切り替えることを特徴とする定着装置。 A first fixing member having a surface layer formed of an insulating material;
A second fixing member that presses against the first fixing member to form a fixing nip;
A switching unit that switches the first fixing member between a grounded state and a non-grounded state,
The switching unit switches the first fixing member from the ground state to the non-ground state in conjunction with the transfer material entering the fixing nip, and interlocks with the transfer material being discharged from the fixing nip. The first fixing member is switched from the non-grounded state to the grounded state.
前記第２定着部材は、加圧ローラーであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の定着装置。 The first fixing member is a heating roller;
The fixing device according to claim 1, wherein the second fixing member is a pressure roller.
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