JP4978769B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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本発明は、静電電位の差による潜像にトナーを選択的に付着させてトナー像を形成し、これを記録媒体上に転写した後、加熱及び加圧して定着画像とする画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus that forms a toner image by selectively attaching toner to a latent image due to a difference in electrostatic potential, transfers the toner image onto a recording medium, and then heats and pressurizes to form a fixed image. .
電子写真方式の画像形成装置では、一様に帯電した感光体ドラムの表面に像光を照射することによって静電潜像が形成され、この静電潜像へトナーを静電的に転移させることにより、感光体ドラム上にトナー像が形成される。このトナー像は直接または中間転写体を介して記録媒体に転写され、この記録媒体上に定着される。 In an electrophotographic image forming apparatus, an electrostatic latent image is formed by irradiating the surface of a uniformly charged photosensitive drum with image light, and toner is electrostatically transferred to the electrostatic latent image. As a result, a toner image is formed on the photosensitive drum. The toner image is transferred to a recording medium directly or via an intermediate transfer member, and fixed on the recording medium.
感光体ドラム上のトナー像を記録媒体に転写する転写装置としては、感光体ドラムに圧接される転写ローラとの間に転写バイアス電圧を印加し、これらの圧接部を通過する記録媒体にトナー像を静電的に転写するものが知られている。また、中間転写体にトナー像を一旦転写した後に記録媒体へトナー像を転写する画像形成装置においても、感光体ドラムから中間転写体へのトナー像の転写、又は中間転写体から記録媒体への転写に同様の転写装置が用いられる。 As a transfer device for transferring a toner image on a photosensitive drum to a recording medium, a transfer bias voltage is applied to a transfer roller pressed against the photosensitive drum, and the toner image is transferred to the recording medium passing through these pressure contact portions. Is known that electrostatically transfers the image. Also, in an image forming apparatus that transfers a toner image to a recording medium after the toner image is once transferred to the intermediate transfer body, the toner image is transferred from the photosensitive drum to the intermediate transfer body, or from the intermediate transfer body to the recording medium. A similar transfer device is used for transfer.
また、記録媒体上の未定着トナー像を定着する定着装置としては、無端状周面が周回移動する加熱回転体と、この周面にトナー像を圧接する加圧部材として加圧ローラを有するものが広く用いられている。この定着装置では、加熱回転体と加圧部材とが互いに圧接され、これらの圧接部（定着ニップ部）にトナー像が担持された記録媒体が介挿される。これにより、加熱回転体の回転にともなって記録媒体が定着ニップ部を通過し、記録媒体上の未定着トナー像が加熱され圧着される。 Further, as a fixing device for fixing an unfixed toner image on a recording medium, a heating rotator having an endless peripheral surface that circulates, and a pressure roller as a pressure member that presses the toner image against the peripheral surface Is widely used. In this fixing device, the heating rotator and the pressure member are brought into pressure contact with each other, and a recording medium carrying a toner image is inserted into these pressure contact portions (fixing nip portions). As a result, the recording medium passes through the fixing nip as the heating rotator rotates, and the unfixed toner image on the recording medium is heated and pressed.
このような定着装置で用いられる加熱回転体は、例えばアルミニウムなどの中空の芯金と、その内部に支持されたヒータとを有する加熱ローラ、ヒータ又は電磁誘導加熱装置によって加熱され周回移動する無端状ベルト等が知られている。これらの周面は、トナー等の付着を防止するために表面がフッ素樹脂等で被覆されている。一方、加圧部材としては、金属の芯金の上にシリコーンゴム等の耐熱性を有する弾性体層を有する加圧ローラが広く用いられる。この加圧ローラの表面には、加熱回転体に転移したトナーつまりオフセットとなったトナーが転移して記録媒体の裏面を汚すのを防止するため、加圧ローラにもトナーが付着しにくいフッ素樹脂系の表層を設けることが提案されている。例えば加圧ローラの周面を薄いチューブ状のＰＦＡ樹脂層で被覆するものである。 The heating rotator used in such a fixing device has an endless shape that is rotated by a heating roller, a heater, or an electromagnetic induction heating device having a hollow metal core such as aluminum and a heater supported therein. Belts and the like are known. These peripheral surfaces are coated with a fluorine resin or the like in order to prevent adhesion of toner or the like. On the other hand, as the pressure member, a pressure roller having a heat-resistant elastic layer such as silicone rubber on a metal core is widely used. To prevent the toner transferred to the heating rotator, that is, the offset toner, from transferring to the surface of the pressure roller and contaminating the back surface of the recording medium, the fluororesin is less likely to adhere to the pressure roller. It has been proposed to provide a surface layer of the system. For example, the peripheral surface of the pressure roller is covered with a thin tubular PFA resin layer.
このように加圧ローラの表面がフッ素樹脂系の材料で被覆されている定着装置では、表面が高い絶縁性を有するために、記録媒体が上記定着ニップ部を通過するときの摩擦によって加圧ローラの表面が帯電する。フッ素樹脂は一般に紙との摩擦によって負極性に帯電し、加圧ローラの表面における負の電位が大きくなると、記録媒体上の負帯電性のトナーが加圧ローラの表面との間で電気的に反発し、加熱回転体の表面に転移するいわゆる静電オフセットが生じやすくなる。 In such a fixing device in which the surface of the pressure roller is coated with a fluororesin-based material, since the surface has high insulation, the pressure roller is caused by friction when the recording medium passes through the fixing nip portion. The surface of is charged. In general, fluororesin is negatively charged by friction with paper, and when the negative potential on the surface of the pressure roller increases, the negatively charged toner on the recording medium is electrically connected to the surface of the pressure roller. Repulsion tends to cause so-called electrostatic offset that transfers to the surface of the heating rotator.
特許文献１には、上記のようなオフセットを防止する技術が開示されており、加圧ローラの表面をカーボン等のフィラーを含有させたフッ素樹脂で被覆して導電性とすることが提案されている。つまり、特許文献１に記載の定着装置では、加圧ローラの表面抵抗値を１０10Ω以下とし、これにより加圧ローラの表面の帯電を防止してトナーが静電的に加熱回転体の表面に転移するオフセットを防止しようとするものである。
しかしながら、特許文献１のように加圧ローラの表面層の抵抗を小さくすると、加圧ローラの表面の帯電を抑制してトナーの静電オフセットを防止することはできるが、次のような問題点が生じる。
However, if the resistance of the surface layer of the pressure roller is reduced as in
画像形成装置の小型化により、転写圧接部と定着ニップ部との間の距離が短くなっており、搬送される記録媒体のサイズによっては記録媒体が転写圧接部と定着ニップ部との双方にわたって同時に保持されることがある。つまり、同一の記録媒体の後部が転写圧接部に挟持されながら、同時に前部が定着ニップ部に介挿されることとなる。このような場合、加圧ローラの表面層の抵抗が小さく設定されている定着装置では、転写バイアス電圧が印加されている転写圧接部から記録媒体を介して加圧ローラへ転写電流がリークし、転写不良を引き起こすことがある。特に、高湿度の環境下では、記録媒体の電気抵抗が低下して、この現象は顕著となる。 Due to the downsizing of the image forming apparatus, the distance between the transfer pressure contact portion and the fixing nip portion is shortened. Depending on the size of the recording medium to be conveyed, the recording medium is simultaneously spread over both the transfer pressure contact portion and the fixing nip portion. May be retained. That is, while the rear portion of the same recording medium is sandwiched between the transfer pressure contact portions, the front portion is simultaneously inserted into the fixing nip portion. In such a case, in the fixing device in which the resistance of the surface layer of the pressure roller is set to be small, the transfer current leaks from the transfer pressure contact portion to which the transfer bias voltage is applied to the pressure roller through the recording medium, May cause poor transfer. In particular, in a high humidity environment, the electrical resistance of the recording medium decreases, and this phenomenon becomes remarkable.
また、転写圧接部で記録媒体は転写バイアス電圧の作用によりトナーと逆極性つまりトナーが負極性である場合には正極性に強く帯電する。このように正極性に強く帯電した記録媒体が加圧ローラと当接されたとき、加圧ローラの抵抗が小さく設定され接地されていると、静電誘導が発生して加圧ローラの表面に誘導電荷が生じる。この負電荷によって記録媒体の裏面に付着している正電荷を有する紙粉、特に中性紙に含まれる炭酸カルシウムに静電引力が作用し、紙粉が加圧ローラの表面に付着する。そして、記録媒体が加熱ローラと加圧ローラとの圧接部を通過した後、加圧ローラに付着した紙粉が加熱ローラに押し付けられ、加熱ローラの表面に転移する。加熱ローラの表面に転移した紙粉は、除去されずに堆積すると加熱ローラの表面が正極性に帯電した状態となり、負極性に帯電したトナーを引き寄せて、オフセットを誘引することになる。 Further, the recording medium at the transfer pressure contact portion is strongly charged to the positive polarity when the toner has a polarity opposite to that of the toner, that is, the toner has a negative polarity due to the action of the transfer bias voltage. When a recording medium that is positively charged in this manner is brought into contact with the pressure roller, if the resistance of the pressure roller is set to a small value and grounded, electrostatic induction occurs and the surface of the pressure roller is An induced charge is generated. Due to this negative charge, electrostatic attraction acts on the paper powder having a positive charge adhering to the back surface of the recording medium, particularly calcium carbonate contained in the neutral paper, and the paper powder adheres to the surface of the pressure roller. Then, after the recording medium passes through the pressure contact portion between the heating roller and the pressure roller, the paper dust attached to the pressure roller is pressed against the heating roller and transferred to the surface of the heating roller. If the paper powder transferred to the surface of the heating roller is accumulated without being removed, the surface of the heating roller is charged to the positive polarity, and the toner charged to the negative polarity is attracted to attract the offset.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、定着ニップ部に挟持された記録媒体を介して転写バイアス電流のリークが生じることを防止し、良好な転写を実現させるとともに、加熱ローラへトナーが転移するオフセットを防止することである。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and its object is to prevent a transfer bias current from leaking through a recording medium sandwiched between fixing nips, and to improve the situation. In addition to realizing the transfer, it is possible to prevent an offset in which the toner is transferred to the heating roller.
上記問題を解決するために、請求項１に記載の発明は、 像担持体上に形成された静電電位の差による潜像に粉状のトナーを選択的に付着させてトナー像を形成する像形成手段と、 前記像担持体と、又は前記像担持体からトナー像が一旦転写される中間転写体と圧接され、前記像担持体又は中間転写者体との間を通過する記録媒体に前記トナー像を転写する転写部材と、 前記トナー像が転写された記録媒体を、加熱回転体と加圧部材とが圧接される定着ニップ部に挟持させて、前記トナー像を加熱定着する定着装置と、を備えた画像形成装置であって、 前記転写部材が前記像担持体又は中間転写体に圧接される転写圧接部と前記定着ニップ部との間の距離が、前記記録媒体の搬送方向における長さより短く設定されており、 前記加圧部材は、基材上に複数の層が積層され、表面を形成する表面層の直下に直下層が形成されて、該直下層が接地されており、 前記加熱回転体と前記加圧部材との定着ニップ部から接地へ電流が流れるときの前記複数の層の抵抗値は、表面を形成する表面層の抵抗値が、該表面層の直下に形成された直下層の抵抗値よりも高くなるように設定され、 前記直下層の抵抗値は、前記表面層と前記記録媒体との摩擦による該表面層の帯電電荷を除去して、前記記録媒体から前記加熱回転体へのトナーのオフセットを抑制する程度の小さい値に設定され、 前記表面層の抵抗値は、帯電された前記記録媒体の電荷によって前記直下層に前記オフセットを生じさせる誘導電荷が発生するのを抑制する程度に大きい値に設定され、 前記表面層と直下層との抵抗値の合計値は、前記定着ニップ部に介挿された前記記録媒体を介して前記転写圧接部に作用する転写バイアス電流が前記加圧部材にリークすることを抑制する程度に大きい値に設定されている画像形成装置を提供する。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 forms a toner image by selectively adhering powdery toner to a latent image due to a difference in electrostatic potential formed on an image carrier. An image forming unit, the image carrier, or an intermediate transfer member to which a toner image is temporarily transferred from the image carrier, and the recording medium passing between the image carrier or the intermediate transfer person A transfer member that transfers the toner image; and a fixing device that heat-fixes the toner image by sandwiching the recording medium onto which the toner image is transferred in a fixing nip portion where the heating rotator and the pressure member are pressed against each other. The distance between the transfer pressure contact portion where the transfer member is pressed against the image carrier or the intermediate transfer member and the fixing nip portion is long in the conveyance direction of the recording medium. The pressure member is set shorter than A plurality of layers are laminated on a substrate and immediately below layer is formed just below the surface layer forming the surface, the straight and the lower layer is grounded, the fixing nip portion of the heating rotating body and said pressure member resistance values of the plurality of layers when the current flows to ground, the resistance value of the surface layer forming the surface, is set to be higher than the resistance value immediately below layer formed immediately below the surface layer from the , the resistance value of the immediately below layer removes the charge of the surface layer due to friction between said surface layer and the recording medium, small from the recording medium of about inhibit toner offset to the heating rotator The resistance value of the surface layer is set to a value large enough to suppress the generation of an induced charge that causes the offset in the immediate lower layer due to the charge of the charged recording medium, the total resistance value of the layer immediately below layer The image forming a transfer bias current applied to the transfer nip portion via the recording medium that is interposed in the fixing nip portion is set to a large value in order to suppress the leaking to the pressure member Providing the device.
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、 前記加熱回転体と前記加圧部材との定着ニップ部から接地へ電流が流れるときの前記表面層及び前記直下層の抵抗値が合計して１０8Ω以上１０14Ω以下であるものとする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the image forming apparatus according to the first aspect, wherein the surface layer and the immediate lower layer when an electric current flows from a fixing nip portion between the heating rotator and the pressure member to the ground. The total resistance value is 10 8 Ω or more and 10 14 Ω or less.
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２の記載の画像形成装置において、 前記加熱回転体と前記加圧部材との定着ニップ部から接地へ電流が流れるときの前記直下層の抵抗値は、１０8Ω未満であるものとする。 According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first or second aspect, when the current flows from the fixing nip portion between the heating rotator and the pressure member to the ground, The resistance value shall be less than 10 8 Ω.
この画像形成装置では、加圧部材の表面層の抵抗値が大きく設定されているので、定着ニップ部に介挿された記録媒体を介して転写圧接部に作用する転写バイアスがリークすることがない。また、表面層が記録媒体との摩擦により帯電することがあっても、直下層の抵抗値が小さくなっているので、この直下層から接地によって電荷が除去される。さらに、表面層の抵抗値が大きくなっていることにより、直下層が接地されていても、記録媒体の電荷によって加圧ロールの表面に誘導電荷が生じることはない。 In this image forming apparatus, since the resistance value of the surface layer of the pressure member is set large, the transfer bias acting on the transfer pressure contact portion through the recording medium inserted in the fixing nip portion does not leak. . Even if the surface layer is charged by friction with the recording medium, the resistance value of the immediate lower layer is small, so that the electric charge is removed from the immediate lower layer by grounding. Furthermore, since the resistance value of the surface layer is large, no induced charge is generated on the surface of the pressure roll by the charge of the recording medium even if the immediate lower layer is grounded.
特に、表面層と直下層の抵抗値が合計して１０8Ω以上であることにより、定着ニップ部に挟持される記録媒体を介して加圧部材から転写バイアス電流がリークすることを効率よく防止できる。また、表面層と直下層の抵抗値が合計して１０14Ω以下に設定され、直下層の抵抗値が１０8Ω未満に設定されることにより、加圧部材の表面に摩擦帯電による電荷が生じても、直下層から接地へ容易に除去される。したがって、転写圧接部と定着ニップ部の距離が短い画像形成装置において、トナー像の転写と定着が同一の記録媒体上で同時に行われる場合であっても転写不良を防止でき、トナーを加熱回転体に転移させることもない。
なお、表面層の抵抗値とは、加熱回転体と加圧部材との定着ニップ部から接地へ電流が流れるときの表面層が有する抵抗値をいう。また、直下層の抵抗値とは、定着ニップ部から接地へ電流が流れるときの直下層が有する抵抗値をいうものであり、本願に係る発明において以下同様である。
In particular, since the total resistance value of the surface layer and the immediate lower layer is 10 8 Ω or more, the transfer bias current is efficiently prevented from leaking from the pressure member via the recording medium sandwiched between the fixing nip portions. it can. In addition, the total resistance value of the surface layer and the immediately lower layer is set to 10 14 Ω or less, and the resistance value of the immediately lower layer is set to less than 10 8 Ω. Even if it occurs, it is easily removed from the immediate lower layer to the ground. Accordingly, in an image forming apparatus in which the distance between the transfer pressure contact portion and the fixing nip portion is short, transfer failure can be prevented even when the toner image is transferred and fixed simultaneously on the same recording medium, and the toner is heated by the heating rotator. It will not be transferred to.
The resistance value of the surface layer refers to the resistance value of the surface layer when a current flows from the fixing nip portion between the heating rotator and the pressure member to the ground. The resistance value of the immediately lower layer refers to the resistance value of the immediately lower layer when a current flows from the fixing nip portion to the ground, and the same applies to the inventions according to the present application.
以上説明したように、本願発明に係る画像形成装置では、転写圧接部と定着ニップ部に同時に挟持される記録媒体を介して転写バイアス電流が定着装置の加圧部材からリークするのが防止され、転写不良を回避することができる。また、加圧部材の表面に誘導電荷が生じて紙粉の転移が生じるのを防止することができるとともに、加圧部材の表面が記録媒体との摩擦により帯電しても接地によって電荷を効率よく除去することができる。したがってトナーのオフセットも防止される。 As described above, in the image forming apparatus according to the present invention, the transfer bias current is prevented from leaking from the pressure member of the fixing device via the recording medium sandwiched between the transfer pressure contact portion and the fixing nip portion. Transfer defects can be avoided. In addition, it is possible to prevent the generation of induced powder on the surface of the pressure member and transfer of paper dust, and even if the surface of the pressure member is charged due to friction with the recording medium, the charge is efficiently grounded. Can be removed. Therefore, toner offset is also prevented.
以下、本願に係る発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、本願に係る発明の実施形態である画像形成装置を示す概略構成図である。
この画像形成装置は、一様帯電後に像光を照射することにより表面に潜像が形成される円筒状の感光体ドラム１（像担持体）を備えており、この感光体ドラム１の周囲に、感光体ドラム１の表面を一様に帯電させる帯電装置２と、感光体ドラム１に像光を照射して表面に潜像を形成する露光装置３と、感光体ドラム１上の静電潜像をトナーの選択的な付着によって可視化する現像装置４と、感光体ドラム１との間に転写バイアス電圧が印加され、形成される電界によって感光体ドラム上のトナー像を記録媒体に転写する転写ローラ５と、トナー像を転写した後の感光体ドラム１上に残留するトナーを除去するクリーニング装置６とを備えている。
Hereinafter, embodiments of the invention according to the present application will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an image forming apparatus which is an embodiment of the invention according to the present application.
The image forming apparatus includes a cylindrical photosensitive drum 1 (image carrier) on which a latent image is formed by irradiating image light after uniform charging, and around the
また、トナー像が転写される記録媒体を収容する給紙トレイ７と、この給紙トレイ７から一枚ずつ送り出された記録媒体を感光体ドラム１と転写ローラ５とが対向する転写圧接部５ａに搬送する搬送路８と、搬送される記録媒体を所定のタイミングで転写圧接部５ａに送り込むレジストローラ９と、記録媒体に転写されたトナー像を加熱ローラ２１と加圧ローラ２２とが圧接される定着ニップ部１０ａに挟持して加熱・圧着する定着装置１０と、記録媒体を排紙トレイ１２へ送り出す排紙ローラ１１と、が設けられている。
なお、本実施の形態では、転写圧接部５ａと定着ニップ部１０ａとの距離は８０ｍｍとなっており、Ａ４サイズやＢ５サイズ等の記録媒体が通紙されるときに転写圧接部５ａと定着ニップ部１０ａの双方に同時に挟持されることとなる。
Further, a
In this embodiment, the distance between the transfer
上記感光体ドラム１は、金属製ドラムの表面にSe、a-Si、a-SiC、Cds等の各種無機感光材料、有機感光材料、アモルファスセレン系感光材料、アモルファスシリコン系感光材料等からなる感光体層を形成したものを用いることができる。
The
上記帯電装置２は、ステンレススチール、アルミニウム等の導電性を有する金属のローラに高抵抗材料のコーティングを施したものであり、感光体ドラム１に当接され、従動回転するようになっている。そして、所定の電圧が印加されることにより、該ローラと感光体ドラム１との接触部近傍における微小間隙内で継続的な放電を生じ、感光体ドラム１の表面をほぼ一様に帯電するものである。
The charging
上記露光装置３は、画像信号に基づいて画素毎に点滅するレーザーを出力するものであり、ポリゴンミラーによって感光体ドラム１の周面を露光走査するものである。これにより感光体ドラム１の周面上で露光部の電位が減衰し、静電電位の差による潜像が形成される。
The
上記現像装置４は、感光体ドラム1と近接・対向する位置に現像ローラ４ａを有し、この現像ローラ４ａと感光体ドラム１との間に現像バイアス電圧が印加されるものである。
そして、現像ローラ４ａの周面上にトナーを担持して感光体ドラム１との対向部に搬送し、電界内で周面上に担持するトナーを潜像に転移して可視像を形成するものである。
The developing device 4 has a developing
Then, the toner is carried on the peripheral surface of the developing
上記転写ローラ５は、金属シャフト５ｂの外周部に厚さが数ミリメートル程度の半導電性ゴム層５ｃを形成したものであり、感光体ドラム１の周面に当接され、従動回転するものとなっている。そして、図２に示すように金属シャフト５ｂには電源装置１３から転写バイアス電圧が印加され、接地されている感光体ドラム１との間に転写電界が形成されている。
この転写ローラ５と感光体ドラム１との間に送り込まれた記録媒体は、感光体ドラム１上のトナー像に当接され、転写ローラ５と感光体ドラム１との間に形成された電界の作用によって電荷を有するトナーが記録媒体上に静電的に転移する。
The
The recording medium fed between the
上記定着装置１０は、記録媒体の搬送方向おける転写圧接部５ａの下流側に設けられ、図２に示すように、熱源としてのハロゲンランプ２３を内蔵する加熱ローラ２１と、加熱ローラ２１に圧接される加圧ローラ２２とを有している。加熱ローラ２１は、ギヤ等の駆動伝達手段（図示せず）を介して回転駆動され、加圧ローラ２２はこの加熱ローラ２１の回転駆動に従動して回転するものとなっている。そして、加熱ローラ２１と加圧ローラ２２とは、３００Ｎの圧力で互いに圧接され、周方向に約６ｍｍの幅のニップ部が形成されている。そして、このニップ部１０ａは、転写圧接部５ａから８０ｍｍ離れた位置となっている。
The fixing
加熱ローラ２１と加圧ローラ２２とが圧接される定着ニップ部８ａの下流側には加熱ローラ２１に記録媒体Ｐが巻き付くことを防ぐ分離爪２４が配置されている。そして、加熱ローラ２１の周面には温度検知手段としてのサーミスタ２５が配置され、このサーミスタの検知温度に基づいてハロゲンランプ２３の点滅が制御される。これにより、加熱ローラ２１の表面温度が約１８０°となるように制御されるものとなっている。
A
上記加熱ローラ２１は、厚さ１ｍｍのアルミニウムからなり外径が２５ｍｍの中空円筒状の芯金２１ａと、芯金２１ａの外周面上にＰＦＡ樹脂を焼成し、厚さが３０μmとなるように形成された表面離型層２１ｂとで構成されている。
The
上記加圧ローラ２２は、鉄製の円筒状部材を芯金２２ａとし、この芯金２２ａの表面にスポンジやゴムなどの弾性層２２ｂ（直下層）が設けられ、その上にＰＦＡ樹脂からなる表面層２２ｃが積層されたものである。本実施形態では、芯金２２ａは外径が１０ｍｍの鉄部材である。弾性層２２ｂ（直下層）は、厚さが７．５ｍｍの多孔質のシリコーンゴムであり導電性フィラーが分散して混合され、 加熱ローラ２１と加圧ローラ２２との定着ニップ部から接地へ電流が流れるときの抵抗値が１０6Ωになるように調整されている。そして、芯金２２ａが電気的に接地されている。
The
表面層２２ｃは、前記弾性層２２ｂ（直下層）に厚さ５０μｍのチューブ状のＰＦＡ樹脂を被覆したものであり、カーボン粒子などの導電性フィラーが分散されて、加熱ローラ２１と加圧ローラ２２との定着ニップ部から接地へ電流が流れるときの抵抗値は１０10Ωに調整されている。
なお、本実施の形態では、抵抗値を上記のように調整したが、表面層２２ｃ及び前記直下層２２ｂの抵抗値を合計して１０8Ω以上１０14Ω以下に調整し、直下層２２ｂの抵抗値を１０8Ω未満となる範囲で適宜に設定してもよい。
The
In the present embodiment, the resistance value is adjusted as described above. However, the total resistance values of the
また、本実施の形態では、ＰＦＡ樹脂からなる表面層２２ｃの厚さを５０μｍとしたが、１０μｍ程度以上の厚さを有していればよく、加熱ローラ２１との定着ニップ部１０ａから円筒状の芯金２２ｃへ電流が流れるときの抵抗値が上記値となるものであれば、厚さは適宜に設定することができる。
In the present embodiment, the thickness of the
上記のような画像形成装置は、次のように動作する。
感光体ドラム１は、帯電装置２によってほぼ一様な負極性に帯電され、露光装置３は画像データに基づき、帯電された感光体ドラム１の周面に像光を照射する。感光体ドラム１の表面の露光された部分は帯電電位が減衰し、非露光部との電位差による潜像が形成される。現像装置４は、負の電荷を有するトナーを現像ローラ４ａの周面上に薄層化して担持し、感光体ドラム１の周面と対向する位置に搬送する。感光体ドラム１と現像ローラ４ａとの間には、双方間に印加された現像バイアス電圧による電界が形成されており、負電荷を有するトナーが露光部に転移する。このようにして形成されたトナー像は、感光体ドラム１の回転により、転写ローラ５が圧接される転写圧接部５ａへと搬送される。
The image forming apparatus as described above operates as follows.
The
一方、用紙トレイ７から一枚ずつ送り出された記録媒体は、レジストローラ９で一旦保持され、感光体ドラム１上のトナー像と当接されるタイミングで転写圧接部５ａへ送り込まれる。記録媒体は転写圧接部５ａの上流側で感光体ドラム１の表面に接触し、密着した状態で転写圧接部５ａを通過する。
転写圧接部５ａ及びその周辺には転写バイアス電圧によって電界が形成されており、この電界内でトナー像は記録媒体に転写される。
On the other hand, the recording medium sent one by one from the
An electric field is formed around the transfer
その後、トナー像Ｔを担持した記録媒体が転写ローラ５から剥離されるときの放電によって記録媒体にプラスの電荷が付与され、トナー像Ｔを記録媒体上に保持した状態で定着装置１０へと送られる。
Thereafter, a positive charge is applied to the recording medium by discharge when the recording medium carrying the toner image T is peeled off from the
定着装置１０では、加熱ローラ２１と加圧ローラ２２との定着ニップ部１０ａにトナー像を担持した記録媒体Ｐが挟みこまれ、加熱ローラ２１に圧接されたトナーが加熱・溶融されて記録媒体Ｐ上に圧着される。定着ニップ部１０ａを通過した記録媒体Ｐは加熱ローラ２１又は加圧ローラ２２から剥離され、排紙ローラ１１へと送られる。
In the fixing
上記画像形成装置では、転写圧接部５ａと定着ニップ部１０ａとの距離が８０ｍｍと短くなっており、転写圧接部５ａを通過した記録媒体の前部Ｐ１が定着ニップ部１０ａに介挿されたときに後部Ｐ２がまだ転写圧接部５ａに挟持されている。このような状態であっても、加圧ローラ２２の表面層が電気抵抗の大きい材料で形成され、定着ニップ部１０ａから接地までの抵抗値が大きくなっているので、定着ニップ部１０ａに挟持された記録媒体Ｐを介して転写バイアス電流がリークすることはない。したがって、良好な転写を維持することが可能となる。
In the image forming apparatus, the distance between the transfer
また、トナー像が定着される工程で、負に帯電したトナーは正電荷を有する記録媒体Ｐに引きつけられた状態で定着ニップ部１０ａを通過する。そして、加圧ローラ２２の表面層２２ｃの抵抗値が１０10Ω、直下層２２ｂの抵抗値が１０6Ωに調整されているので、表面層２２ｃは記録媒体Ｐとの摩擦で帯電し難く、電荷が生じても導電性の高い直下層２２ｂを介する接地によって除電される。したがって、加圧ローラ２２が強い電荷を有することはなく、加圧ローラ２２の帯電に起因する静電オフセットは生じない。
In the process of fixing the toner image, the negatively charged toner passes through the fixing nip
さらに、加圧ローラ２２の表面層は、抵抗値が１０10Ωとやや高い値に設定され、厚さも１０μｍ以上となっているので、記録媒体Ｐが有する電荷によって加圧ローラ２２の表面に誘導電荷が生じることもない。したがって、加圧ローラ２２の表面に生じた誘導電荷によって記録媒体の裏面に分離可能に存在する正の電荷を有する紙粉が加熱ローラ２１の表面に転移することも防止される。これにより、紙紛が加熱ローラ２１に転移して堆積することによって誘発されるトナーのオフセットも防止される。
Further, the surface layer of the
以上に説明したように、転写バイアス電流が記録媒体を介して定着装置１０からリークするという問題点は、加圧ローラ２２を高抵抗に設定すれば解決されるものであるが、加圧ローラ２２を高抵抗にすることによって定着時にトナーのオフセットが生じ易くなる。これに対して、加圧ローラ２２が複数の層を有するものとし、これらの抵抗値を適切に設定することによって転写バイアス電流のリークの防止とオフセットの防止との両立が実現されるものである。
As described above, the problem that the transfer bias current leaks from the fixing
次に、本願に係る発明の効果を確認するための実験について説明する。
この実験は、従来の定着装置及び本願発明に係る上記定着装置１０を使用して、転写圧接部と定着ニップ部との距離をそれぞれ変更しながらトナー像を定着したときの転写不良の発生状態を比較したものである。
本実験で使用した従来の定着装置は、本実施の形態の定着装置における加圧ローラ２２に代えて、高抵抗の弾性層と、抵抗値を１０5Ωに調整した離型層とを有する加圧ローラを用い、離型層を接地したものである。上記弾性層は、芯金の周りに導電フィラーを含有しないシリコーンゴムによって形成したものであり、離型層は導電フィラーを含有させることによって抵抗値を１０5Ωに調整したＰＦＡチューブを弾性層の外周面に巻き付けて形成したものである。なお、加熱ローラや他の部分は本実施形態の定着装置と同じものである。記録媒体は富士ゼロックスオフィスサプライ社製Ｐ紙を用い、２８℃で相対湿度が８５％の環境下に約１２時間放置して含水させたものである。
Next, an experiment for confirming the effect of the invention according to the present application will be described.
In this experiment, the state of occurrence of transfer failure when a toner image is fixed while changing the distance between the transfer pressure contact portion and the fixing nip portion using the conventional fixing device and the fixing
The conventional fixing device used in this experiment is replaced with the
表１中のＡ４ＬＥＦとは、Ａ４サイズの用紙の長辺を先頭にして通紙したものであり、搬送方向の長さは２１０ｍｍとなる。Ａ４ＳＥＦは、Ａ４サイズの用紙の短辺を先頭にして通紙したもので、搬送方向の長さは２９７ｍｍとなる。また、Ａ３ＳＥＦは、Ａ３サイズの用紙の短辺を先頭にして通紙したもので、その搬送方向の長さは４２０ｍｍである。 A4LEF in Table 1 is a sheet that is fed with the long side of A4 size paper at the top, and the length in the transport direction is 210 mm. A4SEF is a sheet that passes through the short side of A4 size paper, and the length in the transport direction is 297 mm. A3SEF is a sheet that is fed with the short side of A3 size paper at the top, and its length in the transport direction is 420 mm.
表１に示すように、従来の定着装置では、トナー像を担持した記録媒体Ｐが転写圧接部と定着ニップ部の双方に同時に挟持される場合は、転写不良が発生した。これは、転写バイアス電流が定着ニップ部に挟持された記録媒体を介して加圧ローラからリークしたものと思われる。
一方、本実施形態の定着装置を用いた場合には、転写圧接部と定着ニップ部の距離が搬送される記録媒体の長さよりも短く、記録媒体Ｐが定着ニップ部と転写圧接部とに同時に挟持された場合であっても転写不良は発生しなかった。また、このような場合であっても本実施の形態では定着装置におけるオフセットも発生しなかった。
As shown in Table 1, in the conventional fixing device, when the recording medium P carrying the toner image is held between both the transfer pressure contact portion and the fixing nip portion at the same time, transfer failure occurred. This is presumably because the transfer bias current leaked from the pressure roller through the recording medium sandwiched in the fixing nip portion.
On the other hand, when the fixing device of this embodiment is used, the distance between the transfer pressure contact portion and the fixing nip portion is shorter than the length of the recording medium to be conveyed, and the recording medium P is simultaneously applied to the fixing nip portion and the transfer pressure contact portion. Even when it was pinched, no transfer failure occurred. Even in such a case, no offset occurs in the fixing device in this embodiment.
１：感光体ドラム、 ２：帯電装置、 ３：露光装置、 ４：現像装置、 ５：転写ローラ、 ５ａ：転写圧接部、 ６：クリーニング装置、 ７：用紙トレイ、 ８：搬送路、 ９：レジストローラ、 １０：定着装置、 １０ａ：定着ニップ部、 １１：排紙ローラ、 １２：排紙トレイ、
２１：加熱ローラ、 ２２：加圧ローラ、 ２３：ハロゲンランプ、 ２４：分離
爪、 ２５：サーミスタ、
1: Photosensitive drum, 2: Charging device, 3: Exposure device, 4: Development device, 5: Transfer roller, 5a: Transfer pressure contact portion, 6: Cleaning device, 7: Paper tray, 8: Transport path, 9: Resist Roller, 10: fixing device, 10a: fixing nip, 11: paper discharge roller, 12: paper discharge tray,
21: heating roller, 22: pressure roller, 23: halogen lamp, 24: separation claw, 25: thermistor,
Claims (3)
前記像担持体と、又は前記像担持体からトナー像が一旦転写される中間転写体と圧接され、前記像担持体又は中間転写体との間を通過する記録媒体に前記トナー像を転写する転写部材と、
前記トナー像が転写された記録媒体を、加熱回転体と加圧部材とが圧接される定着ニップ部に挟持させて、前記トナー像を加熱定着する定着装置と、を備えた画像形成装置であって、
前記転写部材が前記像担持体又は中間転写体に圧接される転写圧接部と前記定着ニップ部との間の距離が、前記記録媒体の搬送方向における長さより短く設定されており、
前記加圧部材は、基材上に複数の層が積層され、表面を形成する表面層の直下に直下層が形成されて、該直下層が接地されており、
前記加熱回転体と前記加圧部材との定着ニップ部から接地へ電流が流れるときの前記複数の層の抵抗値は、表面を形成する表面層の抵抗値が、該表面層の直下に形成された直下層の抵抗値よりも高くなるように設定され、
前記直下層の抵抗値は、前記表面層と前記記録媒体との摩擦による該表面層の帯電電荷を除去して、前記記録媒体から前記加熱回転体へのトナーのオフセットを抑制する程度の小さい値に設定され、
前記表面層の抵抗値は、帯電された前記記録媒体の電荷によって前記直下層に前記オフセットを生じさせる誘導電荷が発生するのを抑制する程度に大きい値に設定され、
前記表面層と直下層との抵抗値の合計値は、前記定着ニップ部に介挿された前記記録媒体を介して前記転写圧接部に作用する転写バイアス電流が前記加圧部材にリークすることを抑制する程度に大きい値に設定されていることを特徴とする画像形成装置。 Image forming means for selectively adhering powdery toner to a latent image due to a difference in electrostatic potential formed on an image carrier to form a toner image;
Transfer that transfers the toner image onto a recording medium that is pressed against the image carrier or an intermediate transfer member to which a toner image is temporarily transferred from the image carrier and passes between the image carrier and the intermediate transfer member. Members,
An image forming apparatus comprising: a fixing device that heats and fixes the toner image by sandwiching the recording medium onto which the toner image is transferred in a fixing nip portion where a heating rotator and a pressure member are pressed against each other. And
The distance between the transfer pressure contact portion where the transfer member is pressed against the image carrier or the intermediate transfer member and the fixing nip portion is set to be shorter than the length in the conveyance direction of the recording medium,
The pressure member is formed by laminating a plurality of layers on a base material, a direct lower layer is formed immediately below the surface layer forming the surface, and the direct lower layer is grounded,
Resistance values of the plurality of layers when the current flows from the fixing nip of the rotatable heating member and the pressure member to ground, the resistance value of the surface layer forming the surface, formed just below the surface layer It is set to be higher than the resistance value of the immediate lower layer ,
The resistance value of the immediately lower layer is a value that is small enough to remove the charged charge of the surface layer due to friction between the surface layer and the recording medium, and to suppress toner offset from the recording medium to the heating rotator. Set to
The resistance value of the surface layer is set to a value large enough to suppress the generation of the induced charge that causes the offset in the immediate lower layer due to the charge of the charged recording medium,
The total resistance value of the surface layer and the immediate lower layer is that the transfer bias current acting on the transfer pressure contact portion leaks to the pressure member via the recording medium inserted in the fixing nip portion. An image forming apparatus, wherein the image forming apparatus is set to a value large enough to suppress.
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