JP3081268B2 - Fixing device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、定着ローラ及び加圧ロ
ーラの間に現像剤像を載せた記録材を搬送し現像剤像を
記録材に定着させる定着装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for conveying a recording material on which a developer image has been placed between a fixing roller and a pressure roller to form the developer image.
The present invention relates to a fixing device for fixing a recording material.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、電子写真装置においては、カール
ソンプロセスと呼ばれる手法により紙等の記録材たる転
写材上に現像剤像たるトナー像を形成した後、該トナー
像を永久像として定着させている。定着方式としては様
々なものが提案されているが、近年では効率、経済性等
の理由により定着ローラあるいは加圧ローラのうち、少
なくとも一方のローラに加熱源を有したローラ対によっ
て転写材を挟圧搬送してトナー像を溶融定着させる熱ロ
ーラ定着装置が多用されている。2. Description of the Related Art Conventionally, in an electrophotographic apparatus, a toner image as a developer image is formed on a transfer material as a recording material such as paper by a method called a Carlson process, and then the toner image is made permanent. Fixed as an image. Various fixing methods have been proposed, but in recent years, for reasons of efficiency, economy, and the like, at least one of a fixing roller and a pressing roller has a transfer material sandwiched between a pair of rollers having a heating source on at least one roller. 2. Description of the Related Art A heat roller fixing device for conveying a pressure to melt and fix a toner image is often used.

【０００３】図１１は熱ローラ定着装置の一例を示すも
ので基本構成としてはハロゲンランプ等の加熱源３を有
する定着ローラ１とこれに圧接するシリコーンゴム等の
弾性層９を芯金１０上に有する加圧ローラ２とからな
る。定着ローラ１は芯金４のまわりにトナーの粘性によ
る付着を防止する目的でフッ素樹脂等の離型性の良い樹
脂層５が形成されている。このような構成の定着ローラ
１及び加圧ローラ２は所定の加圧力で圧接して圧接部
（以下、ニップ部とする）を形成しており、駆動手段
（図示せず）により駆動を受けて回転することにより上
記ニップ部にて転写材Ｐを挟圧搬送せしめる。転写材Ｐ
上のトナー像Ｔは、両ローラ間を通過する際圧力を受け
ながら熱溶融し、ローラ対を出て冷却されることにより
永久像として転写材Ｐに定着する。FIG. 11 shows an example of a heat roller fixing device. As a basic configuration, a fixing roller 1 having a heating source 3 such as a halogen lamp and an elastic layer 9 such as silicone rubber pressed against the fixing roller 1 are provided on a cored bar 10. And a pressure roller 2 having the same. The fixing roller 1 has a resin layer 5 having a good releasability, such as a fluororesin, formed around a cored bar 4 for the purpose of preventing adhesion due to viscosity of toner. The fixing roller 1 and the pressure roller 2 having such a configuration are pressed against each other with a predetermined pressure to form a pressure contact portion (hereinafter, referred to as a nip portion), and are driven by driving means (not shown). By rotating the transfer material P, the transfer material P is conveyed by the nip. Transfer material P
The upper toner image T is heated and melted while receiving pressure when passing between the rollers, and is fixed to the transfer material P as a permanent image by exiting the roller pair and being cooled.

【０００４】このような定着装置では定着ローラの表面
がトナー像と直接接触するため、溶融したトナー等の粘
着物質が定着ローラに付着する。いわゆるオフセットと
称される現象である。このオフセットが発生すると、オ
フセットしたトナーがローラに載って運ばれ、再び転写
材Ｐに付着して画像を汚すことがあり、問題となってい
た。オフセット現象を軽減、または防止する手法として
は定着ローラ表面に離型性の良い樹脂を設けたもの、あ
るいは該表面の電位を制御するものが挙げられる。In such a fixing device, the surface of the fixing roller comes into direct contact with the toner image, so that an adhesive substance such as molten toner adheres to the fixing roller. This is a phenomenon called so-called offset. When the offset occurs, the offset toner is carried on the roller and adheres to the transfer material P again to stain the image, which has been a problem. As a method of reducing or preventing the offset phenomenon, a method in which a resin having good releasability is provided on the surface of the fixing roller, or a method in which the potential of the surface is controlled is exemplified.

【０００５】この表面の電位を制御する手法は、オフセ
ットがトナーの粘性による付着力だけでなく定着部での
静電気力によっても発生することに着目し、その静電気
力を制御しようとするものである。The method of controlling the surface potential focuses on the fact that the offset is generated not only by the adhesive force due to the viscosity of the toner but also by the electrostatic force in the fixing unit, and attempts to control the electrostatic force. .

【０００６】静電気力によるオフセット現象は帯電した
トナーが電界によって力を受け転写材Ｐから定着ローラ
１へ転移するために発生する。すなわち、図１１のよう
な一般的な定着装置においては、感光ドラム（図示せ
ず）等との接触あるいは摩擦帯電により、定着ローラ１
がマイナス数十ボルト〜数百ボルト、加圧ローラ２はそ
れよりも大きく数百ボルト〜数万ボルトに帯電する。特
に、定着ローラ１の表層であるフッ素樹脂は、負に帯電
し易い傾向を示し、また、電気的にも絶縁されているた
め、上記のように帯電し易い。一方、以上のようなロー
ラ対に挟持される転写材Ｐは正電荷を帯びている。した
がって、これらの電位関係によってトナーには定着ロー
ラとの間に静電引力が働く。例えば、正帯電のトナーで
あって転写材と定着ローラの電位が高く、また、加圧ロ
ーラの電位が低い場合、強い静電引力が働き、トナー
は、定着ローラに付着する。逆に、負帯電のトナーであ
っても、上記と逆の電位にあればやはりオフセットが発
生する。The offset phenomenon due to the electrostatic force occurs because the charged toner is transferred to the fixing roller 1 from the transfer material P by receiving a force due to the electric field. That is, in a general fixing device as shown in FIG. 11, a fixing roller 1 is contacted with a photosensitive drum (not shown) or frictionally charged.
However, the pressure roller 2 is charged to several hundred volts to tens of thousands of volts, which is larger than that. In particular, the fluororesin, which is the surface layer of the fixing roller 1, tends to be negatively charged and is electrically insulated, so that it is easily charged as described above. On the other hand, the transfer material P sandwiched between the above roller pairs has a positive charge. Therefore, the electrostatic attraction acts between the toner and the fixing roller due to these potential relationships. For example, when the potential of the transfer material and the fixing roller is high and the potential of the pressing roller is low, a strong electrostatic attraction acts, and the toner adheres to the fixing roller. Conversely, even if the toner is negatively charged, an offset will still occur if the toner is at the opposite potential.

【０００７】そこでこのようなオフセット現象を上記静
電気力の制御によって軽減しようとする手法が従来から
多く用いられている。例えば、特開昭５５−５５３７４
においては、コロナ放電器をローラ外周面に対向配設す
ることにより、また、バイアスローラ、除電クロス等を
ローラ外周面に当接させることによって、定着、加圧い
ずれかのローラを除帯電し、オフセットを減らす手法が
開示されている。Therefore, a method of reducing such an offset phenomenon by controlling the electrostatic force has been used in many cases. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-55374
In, by disposing the corona discharger on the outer peripheral surface of the roller, and by abutting a bias roller, a neutralization cloth, etc. on the outer peripheral surface of the roller, fixing, depressurizing any of the pressure rollers, A technique for reducing the offset is disclosed.

【０００８】また、特開昭５５−９６９７０等において
は、ローラの芯金にバイアス電圧を印加して、トナーと
ローラ間に静電的反発力を生じさせてオフセットを減ら
す手法が開示されている。図１２にこのような定着装置
の一例を示す。図１２において定着ローラ１は、芯金４
上にシリコーンゴム等の弾性層５ａとフッ素樹脂離型層
５ｂを有しており、該芯金４には電圧印加手段６により
電圧が印加されている。Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-96970 discloses a method of applying a bias voltage to a core of a roller to generate an electrostatic repulsive force between the toner and the roller to reduce the offset. . FIG. 12 shows an example of such a fixing device. In FIG. 12, the fixing roller 1 is
An elastic layer 5a of silicone rubber or the like and a fluororesin release layer 5b are provided thereon, and a voltage is applied to the metal core 4 by voltage applying means 6.

【０００９】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例は、いずれも実施し難いかもしくは十分な効果が得
られないという問題点を有していた。However, each of the above-mentioned prior arts has a problem that it is difficult to carry out any of them or a sufficient effect cannot be obtained.

【００１０】先ず、外部よりローラ表面に電位を与えよ
うとする場合においては、コロナ帯電を用いるとフッ素
樹脂やゴム層が劣化する他、シリコーンオイル等で放電
器が汚れ、放電が不均質、不安定となる問題点があっ
た。また、バイアスローラ、ブラシ等による接触帯電も
実際にシリコーンオイル等の塗布された定着ローラに対
してはそれのみでは不均質かつ不十分な帯電しか与えら
れず、また、バイアスローラ、ブラシがオイル、トナ
ー、紙粉で汚れ、帯電能力の劣化が早くなるという問題
点があった。First, when an electric potential is to be applied to the roller surface from the outside, if corona charging is used, the fluororesin or the rubber layer is deteriorated, and the discharger is contaminated with silicone oil or the like, and the discharge is uneven or uneven. There was a problem that became stable. In addition, contact charging by a bias roller, a brush or the like actually gives only a non-uniform and insufficient charge to a fixing roller coated with silicone oil or the like. There has been a problem that the toner and the paper dust are stained, and the charging ability deteriorates quickly.

【００１１】一方、図１２に示すような芯金よりバイア
ス電圧を印加する場合においては、上述のような劣化、
シリコーンオイル等による汚れ等は少なく、短期的には
所定の電位を確保できる。しかし、実験を行った結果、
何枚もの転写材を連続的に通紙すると（すなわち、連続
コピーを行うと）ローラの表面電位が徐々に下がって行
き十分な電位が確保されなくなって、オフセットが発生
または急増するということが判った。さらに連続コピー
以外でも、休止時間を少なくして断続的にコピーを行う
と、同様の現象が生ずることが判り実質的に安定的な使
用ができないという問題点があった。On the other hand, when a bias voltage is applied from a metal core as shown in FIG.
Dirt due to silicone oil or the like is small, and a predetermined potential can be secured in a short term. However, as a result of the experiment,
It has been found that, when a number of transfer materials are continuously passed (that is, when continuous copying is performed), the surface potential of the roller gradually decreases, and a sufficient potential cannot be secured, and offset occurs or increases rapidly. Was. Further, in cases other than continuous copying, if the copying is performed intermittently with a reduced pause time, the same phenomenon is found to occur, and there is a problem that a substantially stable use cannot be achieved.

【００１２】本発明は、上記問題点を解決し、トナーの
静電気力によるオフセットを確実に防止する定着装置を
提供することを目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems and to provide a fixing device for reliably preventing offset due to electrostatic force of toner.

【００１３】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目
的は、芯金の外側に表面絶縁層を備え未定着トナー像を
担持した記録材と接し未定着トナー像を記録材上に定着
するためのローラと、上記ローラの芯金に未定着トナー
像が記録材へ向かう方向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、上記ローラの表面絶縁層
に接する除電手段を有し、上記ローラに上記電圧印加手
段で電圧を印加しながら上記ローラを上記除電手段で除
電することにより達成される。According to the present invention, an object of the present invention is to fix a non-fixed toner image on a recording material by contacting a recording material having a surface insulating layer outside a cored bar and carrying an unfixed toner image. a roller for, in the fixing device having a voltage applying means for unfixed toner image to the core metal of the roller applies a direction of a voltage toward the recording material, have a charge removing means in contact with the surface insulating layer of the roller The voltage applying means to the roller
The roller is removed by the charge removing means while applying a voltage in a step.
It is accomplished by electrostatic.

【００１４】[0014]

【作用】本発明によれば、ローラの芯金に、現像剤が記
録材へ向かう方向の電圧を印加すると、現像剤は静電気
力によってローラ表面から引き離されオフセットを発生
させない。また、上記電圧の印加を続けて行うと、ロー
ラの表面絶縁層に該電圧の極性と逆極性の電荷が蓄積す
る傾向を示すが、上記表面絶縁層に除電手段を設けたこ
とにより、上記蓄積を防ぐ。かくして、電圧の印加によ
る静電気的オフセットの防止が確実に行われる。According to the present invention, the core metal of the roller, the developer serial
When a voltage is applied in the direction toward the recording material, the developer is separated from the roller surface by the electrostatic force and does not generate an offset. Further, if the voltage is continuously applied, a charge having a polarity opposite to the polarity of the voltage tends to accumulate on the surface insulating layer of the roller. However, the surface insulating layer is provided with a charge removing means. Thus, the above accumulation is prevented. Thus, the electrostatic offset due to the application of the voltage is reliably prevented.

【００１５】[0015]

【実施例】本発明の第一実施例ないし第六実施例を図面
に基づいて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First to sixth embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【００１６】〈第一実施例〉先ず、本発明の第一実施例
を図１及び図２を用いて説明する。<First Embodiment> First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【００１７】図１において、１は定着ローラであって、
アルミニウム、鉄等の熱伝導性の良い芯金４を有し、そ
の最外層に体積抵抗が１０¹⁴Ωcm以上ある絶縁性かつ高
離型性のテフロン（登録商標）等のフッ素樹脂層５を設
けている。芯金４には、トナーと同極性のバイアス電位
を付与するための電圧印加手段たる電源６が接続されて
いる。本実施例ではトナーに正帯電するものを用いたた
め、トナーと同じく正極性で＋１KV程度のバイアスを印
加する。一方、定着ローラ１の外周面に対して少なくと
も先端部を接触させた耐熱性導電材よりなる除電手段た
るブラシ（例えば、カーボンファイバー）７が設けられ
ブラシ７は他端が接地されている。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a fixing roller,
A core metal 4 having good thermal conductivity such as aluminum or iron is provided, and an outermost layer is provided with an insulating and highly releasable fluororesin layer 5 such as Teflon (registered trademark) having a volume resistance of 10 ¹⁴ Ωcm or more. ing. The core 4 is connected to a power source 6 as a voltage applying means for applying a bias potential having the same polarity as that of the toner. In the present embodiment, since a positively charged toner is used, a bias of about +1 KV having a positive polarity is applied similarly to the toner. On the other hand, a brush (for example, carbon fiber) 7 serving as a static eliminator made of a heat-resistant conductive material having at least a leading end contacting the outer peripheral surface of the fixing roller 1 is provided, and the other end of the brush 7 is grounded.

【００１８】このように、本実施例においても従来例の
ように定着ローラの芯金にバイアスを印加しているが、
従来例と異なる点について以下に説明する。As described above, in this embodiment, the bias is applied to the core of the fixing roller as in the conventional example.
The differences from the conventional example will be described below.

【００１９】従来例で説明したバイアス印加系における
問題について検討したところ、ローラの表面電位の低下
はバイアスと逆極性の摩擦電荷がローラ表面に蓄積され
ることが原因であることを発見した。すなわち、転写材
をローラ対で挟圧搬送する際主に記録材たる転写材とロ
ーラ間との間で摩擦電荷が生ずるが、ローラの芯金にバ
イアスが印加されているので、ローラの絶縁層表面には
該バイアスと引き合う形で逆極性の電荷だけが残留し転
写材の通過枚数に従って蓄積される。したがってこの電
荷がバイアス電位を打ち消すことになり、従来例で説明
したようにローラの表面電位の低下となって現れると考
えられた。After examining the problem in the bias application system described in the conventional example, it was found that the decrease in the surface potential of the roller was caused by the accumulation of triboelectric charges of the opposite polarity to the bias on the roller surface. That is, when the transfer material is pinched and conveyed by the roller pair, frictional charges are mainly generated between the transfer material as the recording material and the roller. However, since the bias is applied to the core of the roller, the insulating layer of the roller is Only the charge of the opposite polarity remains on the surface in a form attracting the bias, and is accumulated according to the number of sheets passed by the transfer material. Therefore, it is considered that this charge cancels the bias potential and appears as a decrease in the surface potential of the roller as described in the conventional example.

【００２０】もし転写材の通過間隔が長ければ（例えば
１０分に１枚程度コピーするようなゆっくりとした間欠
モードの場合）表面に蓄積された電荷が徐々に放電され
るので、このような蓄積電荷による影響は少なくなる
が、連続コピーなどでは放電されることなく蓄積される
ためローラの電荷低下が顕著となると考えられる。If the passage interval of the transfer material is long (for example, in the case of a slow intermittent mode in which about one copy is made every 10 minutes), the electric charge accumulated on the surface is gradually discharged. Although the influence of the electric charge is reduced, the electric charge is accumulated without being discharged in continuous copying or the like, and it is considered that the electric charge of the roller is significantly reduced.

【００２１】そこで、本発明は、通常用いられるフッ素
樹脂層５あるいは弾性体からなる最外層を有する上記定
着ローラ１に対してその芯金４に所定のバイアスを印加
する一方、定着ローラ１の外周面よりブラシ７を接触さ
せてその表面を除電することとしたのである。これによ
り表面に残留したバイアスとは逆極性の電荷の幾分か
が、ブラシ７により除去されるため従来のような大きな
電位降下が生じず、定着ローラ１は必要な表面電位を安
定的に維持できる。従って定着ローラとトナーとは同極
性同士であるため静電的反発力が働きオフセットは生じ
ない。In the present invention, a predetermined bias is applied to the core 4 of the fixing roller 1 having the generally used fluororesin layer 5 or the outermost layer made of an elastic material. The surface of the brush 7 is brought into contact with the surface, and the surface is neutralized. As a result, some of the charges of the opposite polarity to the bias remaining on the surface are removed by the brush 7, so that a large potential drop unlike the conventional case does not occur, and the fixing roller 1 stably maintains the required surface potential. it can. Therefore, since the fixing roller and the toner have the same polarity, an electrostatic repulsion works and no offset occurs.

【００２２】以上のような構成において得られる効果を
図２のローラ表面電位の変化をもって示す。当図は定着
ローラの表面電位の時間推移を示すものであって実線に
示すようにバイアス電源が動作すると即座にローラの電
位は、ほぼ付与されるバイアス電位に近い値（＋１．０
KV近く）に上昇する。この後転写材Ｐがローラ対に通過
すると（この間を「通紙」と示している）転写材として
一般的に用いられる紙は、定着ローラ１の表層材（フッ
素、シリコーン樹脂またはエラストマー）と比べて帯電
列上正に帯電し易いので摩擦帯電により紙が正、ローラ
表面に負電荷が生ずる。ローラ表面は絶縁層であるから
芯金方向への電荷移動はなく従来は、点線に示すように
ローラ表面の負電荷の蓄積分だけ通紙毎に電位降下す
る。しかし本実施例では、ローラの回転によって摩擦帯
電部位が、除電手段たるブラシ７部を通過する際負帯電
の幾分かは接地されたブラシ７を通って除去される。こ
のため本実施例では実線に示すように除去し切れずロー
ラ表面に残った負電荷分通紙毎にわずかづつ電位降下す
るものの従来のように大きな電位降下（点線）がない。
定着ローラの表面転移がトナーと同極性であってかつ十
分確保されれば連続通紙であってもトナーとローラ間に
常に十分な静電反発力が働くので当然オフセットは生じ
ない。The effect obtained by the above configuration is shown by the change in the roller surface potential in FIG. This figure shows the time transition of the surface potential of the fixing roller. As shown by the solid line, immediately after the bias power supply operates, the potential of the roller is almost equal to the applied bias potential (+1.0).
KV). After that, when the transfer material P passes through the pair of rollers (the space between the rollers is indicated as “paper passing”), the paper generally used as the transfer material is compared with the surface material (fluorine, silicone resin or elastomer) of the fixing roller 1. As a result, the paper is positively charged due to frictional charging, and a negative charge is generated on the roller surface. Since the surface of the roller is an insulating layer, there is no charge movement in the direction of the metal core, and in the related art, the potential drops by the amount of accumulated negative charge on the roller surface every time the sheet passes as shown by the dotted line. However, in this embodiment, when the frictionally charged portion passes through the brush 7 serving as the static elimination means, some of the negative charge is removed through the grounded brush 7 by the rotation of the roller. Therefore, in the present embodiment, as shown by the solid line, the potential drops little by little for each negative charge remaining on the roller surface that cannot be completely removed, but there is no large potential drop (dotted line) as in the prior art.
If the surface transfer of the fixing roller is of the same polarity as that of the toner and is sufficiently ensured, a sufficient electrostatic repulsion always acts between the toner and the roller even during continuous paper feeding, so that no offset naturally occurs.

【００２３】ところで、本実施例においてローラ表面の
除電手段のオイル、紙粉汚れによる除電能の劣化が心配
に思われるが、本実施例における当部材は従来例で述べ
たように、除電手段の除電のみによりオフセットを防止
するのではなく、芯金に印加されるバイアスの効果の低
減を極力防止する補助的役割を担うものであり、ローラ
表面の電荷を完璧に零にしなくとも十分に効果がある。
除電手段は劣化してもローラ表面の電荷のある程度の除
去能力は保持されその限りにおいてはローラの電位降下
は少ない。従って本発明の効果は持続される。実際プラ
イマーを介して３０μm 厚の絶縁性ＰＦＡを表層にコー
ティングした定着ローラを用い、カーボンファイバー製
の接地された除電ブラシをその表面（ＰＦＡ）に当接さ
せつつ芯金に＋１．０KVの電圧を印加し、正帯電トナー
に対するオフセット発生の有無を長期間試験したとこ
ろ、１０万枚のコピー後においてもオフセットの発生は
極めて少なかった。In this embodiment, there is a concern that the static elimination ability of the static eliminator on the roller surface is deteriorated due to oil and paper dust contamination. Rather than preventing offset only by static elimination, it plays an auxiliary role in minimizing the effect of the bias applied to the cored bar, and has a sufficient effect even if the charge on the roller surface is not completely reduced to zero. is there.
Even if the static eliminator is deteriorated, the ability to remove the electric charge on the roller surface to some extent is maintained, and as long as the charge elimination means does not drop, the potential drop of the roller is small. Therefore, the effect of the present invention is maintained. Actually, a +1.0 KV voltage was applied to the core while a grounding neutralizing brush made of carbon fiber was brought into contact with the surface (PFA) of a fixing roller coated with a 30 μm thick insulating PFA on the surface layer through a primer. When a test was performed for a long time to determine whether or not offset was applied to the positively charged toner, the occurrence of offset was extremely small even after copying 100,000 sheets.

【００２４】〈第二実施例〉次に、本発明の第二実施例
を図３ないし図５に基づいて説明する。なお、第一実施
例との共通箇所には同一符号を付して説明を省略する。<Second Embodiment> Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description is omitted.

【００２５】既に述べたように、本発明においては、通
紙中のローラ表面電位を所定の値で安定して維持するこ
とが眼目であり、そのためにローラ表面の摩擦電荷を如
何に効率良く除去するかが、重要である。本実施例では
上記第一実施例以上にこの除電効率を上げオフセットの
軽減を図った実施例を示す。As described above, in the present invention, it is an object of the present invention to stably maintain the roller surface potential at a predetermined value during paper passing, and therefore, how efficiently the triboelectric charge on the roller surface is removed. Is important. In this embodiment, an embodiment is shown in which the static elimination efficiency is increased to reduce the offset as compared with the first embodiment.

【００２６】図３はその実施形態であって、表層が絶縁
体よりなる定着ローラの芯金にバイアスを印加するが、
バイアス電源６と芯金の間にスイッチ８を設けてバイア
ス側と接地側への切り換えを可能としておく。一方、ロ
ーラの外周面にブラシ７を設けるがこの部材をローラ表
面に対して接離可能とし、接離させる手段（図示せず）
を設けておく。次にバイアス電源、ブラシの動作タイミ
ングを図４に示す。コピーが始まるとスイッチ８がバイ
アス側へ投入されバイアスが芯金に付与される。（図中
ＯＮ状態）また、ほぼ同時にブラシ７がローラ表面に当
接する。（図中ＯＮ状態）これにより通紙前一旦ローラ
表面の除電が行われる。FIG. 3 shows an embodiment in which a bias is applied to the core metal of the fixing roller whose surface layer is made of an insulator.
A switch 8 is provided between the bias power supply 6 and the metal core to enable switching between the bias side and the ground side. On the other hand, a brush 7 is provided on the outer peripheral surface of the roller.
Is provided. Next, operation timings of the bias power supply and the brush are shown in FIG. When copying starts, the switch 8 is turned on to the bias side, and a bias is applied to the cored bar. (The ON state in the figure) The brush 7 comes into contact with the roller surface almost simultaneously. (ON state in the drawing) As a result, the roller surface is once neutralized before the sheet is passed.

【００２７】ついで、転写材Ｐがローラ対間を搬送され
る（図中通紙ＯＮ状態）。このときバイアスはそのまま
付与（ＯＮ）されるがブラシはローラ表面から離間する
（図中ＯＦＦ状態）。転写材Ｐがローラ対を通過し切る
と次の転写材が至るまでの間（図中ＯＦＦ状態）。今度
は、逆にスイッチ８が接地側に切り換わる（図中ＯＦＦ
状態）。一方、ブラシがローラ表面に当接する。これに
よりローラ表面の除電が行われる。ついで再び転写材Ｐ
が、ローラ対に来るとバイアス−ＯＮ、ブラシ−ＯＦＦ
となる。このシーケンスをコピー中くり返して後コピー
が終了する際共にＯＦＦとなる。Next, the transfer material P is conveyed between the pair of rollers (the paper passing ON state in the figure). At this time, the bias is applied (ON) as it is, but the brush separates from the roller surface (OFF state in the figure). When the transfer material P has completely passed through the pair of rollers, the time until the next transfer material is reached (OFF state in the figure). This time, the switch 8 is switched to the ground side (OFF in the figure).
Status). On the other hand, the brush contacts the roller surface. Thus, the charge on the roller surface is removed. Then transfer material P again
But when it comes to roller pair, bias-ON, brush-OFF
Becomes This sequence is turned off at the same time that the sequence is repeated during copying and the subsequent copy is completed.

【００２８】次に、このようなシーケンス下でのローラ
の除電、帯電効率について説明する。Next, the charge elimination and charging efficiency of the roller under such a sequence will be described.

【００２９】既述のように通紙中はバイアスが印加され
る一方、摩擦電荷の発生によりローラの表面電位が一旦
下がる。紙間では、ブラシがローラに当接し除電が始ま
るがこのとき上記第一実施例と違ってバイアスが切れ芯
金が接地されている。As described above, while a bias is applied during the paper passing, the surface potential of the roller temporarily drops due to the generation of triboelectric charges. In the paper interval, the brush abuts on the roller to start the charge elimination. At this time, unlike the first embodiment, the bias is cut and the core metal is grounded.

【００３０】上記第一実施例のようにバイアス印加状態
下では、芯金とローラ表面電荷間に静電引力が働くため
ブラシを経由しての除電は表面電荷の何割かに留まりこ
のため図２中実線に示したように、電位の低下はわずか
づつであるが通紙する度に続く。一方、本実施例にあっ
ては芯金、ブラシ共に等電位で接地されているためロー
ラ表面の電荷を保持する静電界はなく、表面電荷はぼ余
すところなく除去される。従って、再びバイアスが印加
されるとコピー開始時と同じ表面電位が得られることに
なる。ローラ表面の電位推移を上記第一実施例同様、正
帯電トナー、定着ローラへ＋１．０KVのバイアスを印加
した系について調べてみると図５に示すように必ず通紙
時の初期値は＋１．０KV程度に戻っていることが確かめ
られた。When a bias is applied as in the first embodiment, an electrostatic attraction acts between the core metal and the roller surface charge, so that static elimination via the brush is limited to a small percentage of the surface charge. As shown by the solid line, the decrease in the potential is slight but continues every time the sheet is passed. On the other hand, in the present embodiment, since both the metal core and the brush are grounded at the same potential, there is no electrostatic field holding the electric charge on the roller surface, and the surface electric charge is completely removed. Therefore, when the bias is applied again, the same surface potential as at the start of copying is obtained. As in the first embodiment, the potential change on the roller surface is examined for a system in which a bias of +1.0 KV is applied to the positively charged toner and the fixing roller. As shown in FIG. It was confirmed that it returned to about 0 KV.

【００３１】また、ブラシの当接時間が大幅に短縮化さ
れる分、劣化が遅くなり除電効率は長期に亘って維持で
きる。Further, as the contact time of the brush is greatly shortened, the deterioration is slowed down and the static elimination efficiency can be maintained for a long time.

【００３２】上記第一実施例同様表層にＰＦＡを有する
定着ローラ、正帯電トナーを用い芯金に＋１．０KVの電
圧を印加し、耐久試験を行ったところ上記第一実施例の
倍以上（２０万枚）のコピー後においてもオフセットの
発生はなかった。As in the case of the first embodiment, a fixing roller having PFA on the surface layer and a voltage of +1.0 KV were applied to the core using a positively charged toner, and a durability test was performed. No offset occurred even after copying 10,000 copies.

【００３３】なお、ブラシの接離機構は、ソレノイド等
を用いて極めて容易にかつ多様に実施できるものであ
り、かつ、その機構そのものに重要性はないので説明は
省略する。The brush contact / separation mechanism can be implemented very easily and variously by using a solenoid or the like, and the mechanism itself is not important, so that the description is omitted.

【００３４】〈第三実施例〉次に、本発明の第三実施例
を図６に基づいて説明する。なお、第一実施例との共通
箇所については同一符号を付して説明を省略する。<Third Embodiment> Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description is omitted.

【００３５】本実施例の定着ローラ１は芯金４上に厚さ
０．５ｍｍのシリコーンゴムから成る弾性層５ａが被覆
され、最外層に厚さ５０μm のＰＦＡチューブから成る
離型層５ｂが被覆されているところが第一実施例と異な
る。また、除電手段として除電ローラ１１を当接させる
ところが第一実施例と異なる。In the fixing roller 1 of this embodiment, an elastic layer 5a made of silicone rubber having a thickness of 0.5 mm is coated on a cored bar 4, and a release layer 5b made of a PFA tube having a thickness of 50 μm is coated on the outermost layer. This is different from the first embodiment. Further, the second embodiment is different from the first embodiment in that the discharging roller 11 is brought into contact with the discharging means.

【００３６】本定着装置において定着ローラの芯金４に
直流バイアス＋５００Ｖを印加し５００枚連続定着を行
ったところまったくオフセットは発生しなかった。When a DC bias of +500 V was applied to the core metal 4 of the fixing roller in this fixing device and 500 sheets were continuously fixed, no offset occurred.

【００３７】〈第四実施例〉次に、本発明の第四実施例
を図７及び図８に基づいて説明する。なお、第三実施例
との共通箇所については同一符号を付して説明を省略す
る。<Fourth Embodiment> Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The same parts as those in the third embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description is omitted.

【００３８】本実施例は図７に示すように除電手段とし
てアルミニウムで形成された電極ローラ１２を用い、最
外層に直流バイアスを印加するところが第三実施例と異
なる。直流バイアスは電圧印加手段と同様に正極性バイ
アスとした。This embodiment is different from the third embodiment in that an electrode roller 12 made of aluminum is used as a charge removing means as shown in FIG. 7 and a DC bias is applied to the outermost layer. The DC bias was a positive bias as in the case of the voltage applying means.

【００３９】本実施例装置と従来例装置を用いて連続定
着を行ったときの定着ローラの表面電位の変化を図８に
示す。FIG. 8 shows the change in the surface potential of the fixing roller when continuous fixing is performed using the apparatus of this embodiment and the apparatus of the related art.

【００４０】図８から明らかなように、本実施例によれ
ば、定着ローラの表面電位は、芯金に与えられた電位を
維持するのに対し、従来例のものでは大きく負の方向へ
変動している。As is apparent from FIG. 8, according to the present embodiment, the surface potential of the fixing roller maintains the potential applied to the metal core, whereas the conventional one largely fluctuates in the negative direction. doing.

【００４１】実際にオフセットの評価を行ったところ本
実施例の定着装置では１０００枚連続定着を行っても全
くオフセットが発生しなかったのに対し、従来の定着装
置では３０枚でオフセットが発生した。When the offset was actually evaluated, no offset occurred at all in the fixing device of this embodiment even when 1000 sheets were continuously fixed, whereas the offset occurred in 30 sheets in the conventional fixing device. .

【００４２】なお、本実施例においては定着ローラはゴ
ム層５ａを有するいわゆるソフトローラについて説明し
たが、第一実施例のように芯金４に直接ＰＴＦＥの焼成
層等が被覆されて構成されるいわゆるハードローラ及び
芯金４に直接ＰＦＡチューブ等で被覆されて構成される
いわゆるチューブローラに関しても同様な効果を示す。In this embodiment, the fixing roller is described as a so-called soft roller having a rubber layer 5a. However, as in the first embodiment, the core 4 is directly covered with a PTFE baking layer or the like. The same effect is obtained with a so-called hard roller and a so-called tube roller configured by directly covering the cored bar 4 with a PFA tube or the like.

【００４３】〈第五実施例〉次に、本発明の第五実施例
を図９に基づいて説明する。なお、第三実施例との共通
箇所には同一符号を付して説明を省略する。<Fifth Embodiment> Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same parts as those in the third embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description is omitted.

【００４４】図９は本発明の第五実施例装置の断面図で
ある。FIG. 9 is a sectional view of an apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.

【００４５】本実施例は定着ローラの表層５ｂに交流バ
イアス（５０Ｖ，５００Ｈｚ）を印加することを特徴と
する。本実施例装置において定着ローラの芯金４に直流
バイアス＋５００Ｖを印加し、連続定着時の表面電位を
測定したところ、安定して＋５００Ｖを示した。さら
に、２０００枚連続定着を行ってもまったくオフセット
は発生しなかった。This embodiment is characterized in that an AC bias (50 V, 500 Hz) is applied to the surface layer 5b of the fixing roller. In the apparatus of the present embodiment, a DC bias of +500 V was applied to the core metal 4 of the fixing roller, and the surface potential at the time of continuous fixing was measured. Further, no offset occurred at all even when 2,000 sheets were continuously fixed.

【００４６】〈第六実施例〉次に、本発明の第六実施例
を図１０に基づいて説明する。なお、第一実施例との共
通箇所には同一符号を付して説明を省略する。<Sixth Embodiment> Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description is omitted.

【００４７】上述の実施例においては、定着ローラにバ
イアスを印加する例を述べたが本実施例では加圧ローラ
にバイアスを印加する例を述べる。図１０はその要部を
示すもので高抵抗のシリコーンゴムを表層９に持つ加圧
ローラの芯金１０にバイアスを印加する手段としての電
源６を接続する。バイアスの極性はトナーを転写材へ引
き付ける方向に働かせるためにトナーとは逆極性となり
正帯電トナーの場合負のバイアスとなる。（当図はこの
例を示す）また、ローラの外周面に接する導電化された
ローラ１３があって接地されている。In the above embodiment, an example in which a bias is applied to the fixing roller has been described. In this embodiment, an example in which a bias is applied to the pressure roller will be described. FIG. 10 shows a main part thereof, in which a power source 6 is connected as a means for applying a bias to a core metal 10 of a pressure roller having a high resistance silicone rubber on a surface layer 9. The polarity of the bias is opposite to that of the toner in order to cause the toner to work in the direction of attracting the toner to the transfer material, and becomes negative in the case of positively charged toner. (This figure shows this example.) Also, there is a conductive roller 13 which is in contact with the outer peripheral surface of the roller and is grounded.

【００４８】このような構成において、通紙を行うと導
電化されたローラ１３のないバイアス印加だけでは正の
摩擦電荷がローラ表面に蓄積し加圧ローラ表面の電位が
低下しトナーへの静電引力が弱まり通紙を重ねるに従っ
てオフセットが増加するが、ローラ１３が加圧ローラ表
面を除電する本構成では、正電荷を少しづつ除電するこ
とでその加圧ローラ表面への蓄積を抑え表面電位の低下
を最小限に留めることができる。その結果、連続通紙等
においてもオフセットの発生を抑えることが可能とな
る。In such a configuration, when the paper is passed, only the application of the bias without the conductive roller 13 causes a positive triboelectric charge to accumulate on the roller surface, lowering the potential on the pressure roller surface and reducing the electrostatic charge on the toner. Although the attractive force is weakened and the offset increases as the sheets pass, the roller 13 removes the charge from the surface of the pressure roller. In this configuration, the positive charge is gradually removed to suppress the accumulation on the surface of the pressure roller and to reduce the surface potential. The degradation can be minimized. As a result, it is possible to suppress the occurrence of an offset even in continuous paper passing or the like.

【００４９】また、ローラ１３の少なくとも表層を耐熱
性かつ導電性の繊維体（例えばノーメックス（登録商
標）とカーボンファイバーチップを混ぜた）で形成すれ
ば、わずかに発生するオフセットトナーを除去するクリ
ーニング部材をも兼用できる。If at least the surface layer of the roller 13 is formed of a heat-resistant and conductive fibrous body (for example, a mixture of Nomex (registered trademark) and a carbon fiber chip), a cleaning member for removing offset toner generated slightly. Can also be used.

【００５０】なお、１３の除電手段はローラ以外でも良
く、ブラシ等他の手段に置き換えることは可能である。Incidentally, the charge removing means 13 may be other than a roller, and may be replaced with another means such as a brush.

【００５１】以上のような本実施例にあっては正帯電ト
ナーを例にとって説明したが、負帯電トナーであっても
上記本実施例とは帯電極性が逆になるようにバイアス設
定すれば同様の効果が得られる。In the above embodiment, the positively charged toner has been described as an example. However, the same applies to the negatively charged toner if the bias is set so that the charging polarity is opposite to that of the above described embodiment. The effect of is obtained.

【００５２】また、第一実施例と本実施例を組み合わせ
上下ローラ共にバイアスを印加することも可能である。It is also possible to combine the first embodiment and this embodiment and apply a bias to both upper and lower rollers.

【００５３】なお、本発明で用いられる定着、加圧ロー
ラは少なくともバイアスを印加する例のローラがその最
外層を絶縁材により構成するものであるから芯金上が単
層ではなく多層に及ぶものであっても構わないし、内層
に導電、半導電層を有することも可能である。The fixing / pressing roller used in the present invention has at least a bias applying roller whose outermost layer is made of an insulating material. It is also possible to have a conductive or semiconductive layer in the inner layer.

【００５４】[0054]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ローラの表面絶縁層に接する除電手段を有するようにし
たので、電圧印加手段による電位がローラ表面の摩擦電
荷によって打ち消されることを抑えることができ、電圧
印加手段による表面電位を安定的に維持して静電オフセ
ットを防止することができる。特に、本発明は、ローラ
に電圧を印加しながら除電を行うので、電圧印加手段の
電位が除電を行う際の基準となり、ムラを生じることな
くローラ表面を除電することができる。これにより本発
明は、電圧印加手段による電位を安定させることがで
き、またムラを考慮して電圧を高めに設定するといった
必要がないので比較的低めの電圧でトナーのオフセット
を防止することができる。 As described above, according to the present invention,
Since the charge removing means is provided in contact with the surface insulating layer of the roller, the potential by the voltage applying means can be suppressed from being canceled out by the triboelectric charge on the roller surface, and the surface potential by the voltage applying means can be stably maintained. Electrostatic offset can be prevented. In particular, the invention relates to a roller
Is applied while voltage is applied to the
The potential is a reference when performing static elimination, and
The roller surface can be neutralized. With this
Akira can stabilize the potential by the voltage application means.
And set a higher voltage in consideration of unevenness.
No need to offset toner at relatively low voltage
Can be prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の第一実施例装置の概略構成を示す断面
図である。FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration of an apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図２】図１装置における定着ローラの表面電位の変化
を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a change in surface potential of a fixing roller in the apparatus of FIG.

【図３】本発明の第二実施例装置の概略構成を示す断面
図である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a device according to a second embodiment of the present invention.

【図４】図３装置の電圧印加手段及び除電手段の動作タ
イミングを示すタイミングチャートである。FIG. 4 is a timing chart showing operation timings of a voltage application unit and a static elimination unit of the apparatus in FIG. 3;

【図５】図３装置における定着ローラの表面電位の変化
を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a change in surface potential of a fixing roller in the apparatus in FIG. 3;

【図６】本発明の第三実施例装置の概略構成を示す断面
図である。FIG. 6 is a sectional view showing a schematic configuration of a device according to a third embodiment of the present invention.

【図７】本発明の第四実施例装置の概略構成を示す断面
図である。FIG. 7 is a sectional view showing a schematic configuration of an apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.

【図８】図６装置における定着ローラの表面電位の変化
を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a change in surface potential of a fixing roller in the apparatus shown in FIG. 6;

【図９】本発明の第五実施例装置の概略構成を示す断面
図である。FIG. 9 is a sectional view showing a schematic configuration of a fifth embodiment of the present invention.

【図１０】本発明の第六実施例装置の概略構成を示す断
面図である。FIG. 10 is a sectional view showing a schematic configuration of an apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.

【図１１】従来例装置の概略構成を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a conventional device.

【図１２】他の従来例装置の概略構成を示す断面図であ
る。FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of another conventional apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 定着ローラ ２ 加圧ローラ ４，９ 芯金 ５，１０ 弾性層，樹脂層 ６ 電圧印加手段（電源） ７ 除電手段（ブラシ） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fixing roller 2 Pressure roller 4, 9 Core metal 5, 10 Elastic layer, resin layer 6 Voltage application means (power supply) 7 Static elimination means (brush)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/20 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. ⁷ , DB name) G03G 15/20

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 芯金の外側に表面絶縁層を備え未定着ト
ナー像を担持した記録材と接し未定着トナー像を記録材
上に定着するためのローラと、上記ローラの芯金に未定
着トナー像が記録材へ向かう方向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、上記ローラの表
面絶縁層に接する除電手段を有し、上記ローラに上記電
圧印加手段で電圧を印加しながら上記ローラを上記除電
手段で除電することを特徴とする定着装置。A roller for contacting a recording material having an unfixed toner image and having a surface insulating layer on the outside of the core to fix the unfixed toner image on the recording material; and a roller not fixed to the core of the roller. in the fixing device having a voltage applying means having the toner image is applied to the direction of the voltage toward the recording material, it has a charge removing means in contact with the surface insulating layer of the roller, the electrostatic to the roller
The roller is neutralized while the voltage is applied by the pressure applying means.
A fixing device , wherein the charge is removed by a means . 【請求項２】 除電手段は電圧印加手段と同極性の電圧
を表面絶縁層に印加する手段であることとする請求項１
に記載の定着装置。 2. The method according to claim 1, wherein the charge removing means is a means for applying a voltage having the same polarity as the voltage applying means to the surface insulating layer.
3. The fixing device according to claim 1.