JP3143468B2 - Fixing device - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は複写機、電子写真プリンタ等の画像形成装置
に用いられ未定着像を圧力もしくは熱と圧力により定着
する定着装置に関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fixing device that is used in an image forming apparatus such as a copying machine and an electrophotographic printer and fixes an unfixed image by pressure or heat and pressure.
[従来技術] 第9図の定着装置の一例を示す。[Prior Art] An example of the fixing device of FIG. 9 is shown.
上側の定着ローラ1は、アルミニウム・鉄等で構成さ
れた中空芯金の内空にハロゲンランプ等のヒータ2を入
れたもので、このヒータ2により定着ローラ1の加熱が
なされる。下側の加圧ローラ3は、鉄やステンレス等の
芯金4の外周をシリコンゴム等の離型性を有する弾性体
5で被覆したものである。上記定着ローラ1と加圧ロー
ラ3はばね(不図示)等の付勢手段により互いに所定の
加圧力で接触させてあり、また矢印方向に回転駆動され
る。The upper fixing roller 1 is a heater in which a heater 2 such as a halogen lamp is placed inside a hollow metal core made of aluminum, iron, or the like, and the heater 2 heats the fixing roller 1. The lower pressure roller 3 is obtained by covering the outer periphery of a metal core 4 such as iron or stainless steel with an elastic body 5 having a releasable property such as silicon rubber. The fixing roller 1 and the pressure roller 3 are brought into contact with each other by a predetermined pressing force by urging means such as a spring (not shown), and are driven to rotate in the direction of the arrow.
6は定着ローラ1の面に接触させたサーミスタ等の感
温素子であり、定着ローラ1の表面温度を検知する。こ
の感温素子6の検出温度に応じて温調回路によりヒータ
2への通電制御され、定着ローラ1の表面温度が所定の
熱定着温度に自動管理される。7は定着ローラ1の面か
らトナー像を支持する転写材Pを分離する分離爪であ
り、先端エッジ部を定着ローラ1の面に適当な加圧力を
もって接触させて配設してある。8は定着ローラ1面に
押圧接触させたフェルト等のクリーナーであり、定着ロ
ーラ1面に付着したトナーtcや紙粉等を拭掃除去する。
9は定着装置の金属材製の底板、10・11は転写材入り口
ガイドと同出口ガイドであり、それぞれ上記底板9の上
向きに、折り曲げ前面壁と後面壁とに取付支持させてあ
る。入り口ガイド10を通って定着装置内に進入してきた
転写材Pは、互いに加圧接触して回転駆動されている定
着ローラ1と加圧ローラ3のニップ部に入って両ローラ
1・3のニップ部を通過していく。この通過して行く過
程で転写材P上の未定着トナー像taが、熱及び圧力によ
り永久固着像tbとして定着されていく。Reference numeral 6 denotes a temperature-sensitive element such as a thermistor brought into contact with the surface of the fixing roller 1, and detects the surface temperature of the fixing roller 1. The power supply to the heater 2 is controlled by the temperature control circuit in accordance with the temperature detected by the temperature sensing element 6, and the surface temperature of the fixing roller 1 is automatically controlled to a predetermined heat fixing temperature. Reference numeral 7 denotes a separation claw that separates the transfer material P that supports the toner image from the surface of the fixing roller 1, and has a leading edge portion that is brought into contact with the surface of the fixing roller 1 with an appropriate pressing force. Reference numeral 8 denotes a cleaner such as felt that is brought into pressure contact with the surface of the fixing roller 1, and wipes and removes toner tc, paper dust, and the like attached to the surface of the fixing roller 1.
Reference numeral 9 denotes a bottom plate made of a metal material of the fixing device. Reference numerals 10 and 11 denote transfer material entrance guides and transfer guide exit guides, which are bent upwardly on the bottom plate 9 and mounted and supported on front and rear walls. The transfer material P that has entered the fixing device through the entrance guide 10 enters the nip portion between the fixing roller 1 and the pressure roller 3 that are rotationally driven while being in pressure contact with each other, and enters the nip between the rollers 1 and 3. Going through the department. In the course of this passage, the unfixed toner image ta on the transfer material P is fixed as a permanently fixed image tb by heat and pressure.
ローラ1・3のニップ部を通過し像定着を受けた転写
材Pはその先端部が分離爪7により定着ローラ1面から
分離され、出口ガイド11を通して定着装置外へと排出さ
れる。The transfer material P having passed through the nip portions of the rollers 1 and 3 and having undergone image fixing is separated from the surface of the fixing roller 1 by the separation claw 7 at the leading end, and is discharged to the outside of the fixing device through the outlet guide 11.
上記定着過程において定着ローラ1は直接未定着トナ
ー像taを加熱加圧して軟化させ転写材Pに固着させるわ
けであるが、トナー像の一部は定着ローラ表面に付着す
る(以下オフセットと記す)ことがある。このようなオ
フセットしたトナーtcは回転にともなって転写材Pの不
当な場所に定着されて転写材Pを汚したり、あるいは紙
間で加圧ローラ3に移って蓄積した転写材Pの裏を汚し
たり分離を困難にしたりする。オフセットの主な原因と
して、トナーとローラとの物理的結合力及び静電気力の
二つをあげることができる。前者を原因とするオフセッ
トに対してはローラ表面を滑らかさを上げたり、表面エ
ネルギーを下げたりすることにより効果がある。具体的
にこのような性質を持つ材料としてはPTFEやPFA等のフ
ッ素樹脂をあげることができるが、これらのフッ素樹脂
は定着ローラの被覆材料として必要な耐熱性、耐摩耗
性、耐食性に関しても優れている。一方後者の静電気力
は摩擦や剥離などによって帯電した定着ローラ、加圧ロ
ーラ、転写材などがつくる電界中において帯電粉体であ
るトナーに働くもので、定着ローラとの間に引力或いは
加圧ローラ、転写材との間の斥力が強く働く場合には、
しばしば著しいオフセットを起こす。In the fixing process, the fixing roller 1 directly heats and presses the unfixed toner image ta to soften it and fix it to the transfer material P, but a part of the toner image adheres to the fixing roller surface (hereinafter referred to as offset). Sometimes. Such an offset toner tc is fixed to an improper place of the transfer material P with the rotation, and stains the transfer material P, or stains the back surface of the transfer material P accumulated by transferring to the pressure roller 3 between papers. Or make separation difficult. There are two main causes of the offset: the physical binding force between the toner and the roller and the electrostatic force. The offset caused by the former is effective by increasing the smoothness of the roller surface or decreasing the surface energy. Specific examples of materials having such properties include fluororesins such as PTFE and PFA.These fluororesins are also excellent in heat resistance, abrasion resistance, and corrosion resistance required as a coating material for the fixing roller. ing. On the other hand, the latter electrostatic force acts on the toner, which is a charged powder, in an electric field created by a fixing roller, a pressure roller, and a transfer material charged by friction or peeling. When the repulsion between the transfer material and the transfer material is strong,
Often causes significant offsets.
このような電気的作用によるオフセットを軽減させる
ための手段として、定着ローラ表面被覆層に導電性を持
たせて帯電電荷を逃がしたり、帯電防止剤を表面に塗布
して帯電を防止したりする方法がある。As a means for reducing the offset due to such an electric action, a method of imparting conductivity to the surface coating layer of the fixing roller to release charged charges or applying an antistatic agent to the surface to prevent charging is used. There is.
定着ローラ表面を導電性とすることは、定着ローラの
帯電を防止する効果はあるが、加圧ローラによる反発電
界の影響は防止できない。また、電子写真方式では、転
写定着間の距離が最大サイズの転写材より短いし抵抗を
下げることにより転写の電流が定着ローラに流れ込み転
写不良の原因になる。Making the surface of the fixing roller conductive has the effect of preventing charging of the fixing roller, but cannot prevent the influence of the repulsive electric field due to the pressure roller. Further, in the electrophotographic method, the distance between transfer and fixing is shorter than that of the transfer material having the maximum size, and the resistance is lowered, so that the transfer current flows into the fixing roller and causes transfer failure.
また、帯電防止剤を塗布すると、一度通紙した転写材
を再通紙する場合に、転写材表面に付着した界面活性剤
が感光体に付着し感光現象や感光体帯電を妨げることに
なる。このような場合には良好な画像は期待できない。
また、表面に塗布するような系の場合にはその効果を持
続させるためには補給部材が必要となる。Further, when the antistatic agent is applied, when the transfer material once passed is re-passed, the surfactant adhered to the surface of the transfer material adheres to the photoreceptor and hinders the photosensitive phenomenon and the charging of the photoreceptor. In such a case, a good image cannot be expected.
In the case of a system that is applied to the surface, a replenishing member is required to maintain the effect.
そこで近年、定着ローラにトナーと同極姓の電圧を印
加して電界の作用によりトナーを抑え込むという方法が
考えられている。Therefore, in recent years, a method of applying a voltage of the same polarity as the toner to the fixing roller and suppressing the toner by the action of an electric field has been considered.
第6図にこの一例を示す。 FIG. 6 shows an example of this.
電源14から定着ローラ1の芯金にトナーと同極性の−
1.5kVのバイアス電圧が印加される。From the power source 14, the same polarity as the toner is applied to the core of the fixing roller 1.
A bias voltage of 1.5 kV is applied.
13は芯金上に設けられた25μm厚のPFA樹脂である。 Reference numeral 13 denotes a 25 μm thick PFA resin provided on the cored bar.
[発明が解決する問題点] しかし、この定着方式では、十分な電圧を定着ローラ
に印加することに顕著な効果があるが、通紙時に5〜40
0μAもの電流が流れる。本来純粋なPFAは絶縁体である
が、単層コーティングのような場合は表面被覆材の組織
中に図に示す様な多くのピンホールHが存在して抵抗値
が低下している。[Problems to be Solved by the Invention] However, this fixing method has a remarkable effect of applying a sufficient voltage to the fixing roller.
A current of as much as 0 μA flows. Pure PFA is originally an insulator, but in the case of a single-layer coating, many pinholes H are present in the structure of the surface coating material as shown in the figure, and the resistance value is reduced.
このような場合、電源14の電流容量が不足し印加電圧
が降下してしまってオフセットに対する効果が半減する
ばかりでなく、転写材を通じて電流が流れ出し、転写機
構にまで悪影響を与えてしまう。また、転写材トナーと
同極性の電荷を注入してしまう恐れがあり、その場合転
写材のトナー保持力が減じるためにオフセットを促進さ
せてしまう可能性がある。この問題を防ぐために定着ロ
ーラの被覆材としてPFAチューブを用いたり、PFAの多重
コーティングを施したり、被覆層のプライマとして絶縁
性のものを用いたりして被覆材の抵抗値は高めることが
できる。In such a case, not only the current capacity of the power supply 14 becomes insufficient and the applied voltage drops, so that the effect on the offset is reduced by half, but also the current flows out through the transfer material and adversely affects the transfer mechanism. In addition, there is a possibility that charges having the same polarity as that of the transfer material toner may be injected, and in this case, the toner holding force of the transfer material may be reduced, thereby promoting the offset. In order to prevent this problem, the resistance of the coating material can be increased by using a PFA tube as a coating material for the fixing roller, applying multiple coatings of PFA, or using an insulating material as a primer for the coating layer.
しかしながら、このようにして定着ローラ被覆層の絶
縁性を高めるに従い、被覆層表面の帯電が著しくなり、
その表面に存在する電荷は徐々に蓄積してローラ外部に
電界に大きな影響を及すようになる。この帯電によって
発生する電界は、オフセット防止の目的でローラ芯金に
印加している電圧によって生じる電界を弱める向きに発
生する傾向がある。そしてこのような帯電による作用
は、時にはローラ芯金に印加した電圧の効果を相殺して
しまうほど強力なものとして観測され、しばしばオフセ
ットが発生し、対策として不十分なものとなっていた。However, as the insulating property of the fixing roller coating layer is increased in this way, the charging of the coating layer surface becomes remarkable,
The electric charge existing on the surface gradually accumulates and greatly affects the electric field outside the roller. The electric field generated by the charging tends to be generated in a direction to weaken the electric field generated by the voltage applied to the roller core for the purpose of preventing offset. Such an effect due to charging is sometimes observed to be strong enough to offset the effect of the voltage applied to the roller core, and often causes an offset, which is insufficient as a countermeasure.
このような帯電の様子はローラの表面電位を測定する
ことにより確認される。負帯電のトナーに対するオフセ
ットを防止する離型層としてPFAチューブを被覆した定
着ローラに−500V印加し、連続通紙を行なったときの定
着ローラ表面電位変化の様子は第7図のようになる。ま
た第8図は通紙時の定着ローラ表面電位変化の様子を1
枚分の時間詳しくは見たもので、時刻t0は転写材先端が
ニップに入った時刻であり、時刻t1はニップから出た時
刻である。The state of such charging is confirmed by measuring the surface potential of the roller. FIG. 7 shows how the surface potential of the fixing roller changes when −500 V is applied to the fixing roller coated with a PFA tube as a release layer for preventing offset of the negatively charged toner and continuous paper passing is performed. FIG. 8 shows how the surface potential of the fixing roller changes during paper passing.
Sheets of time for more information as viewed, time t 0 is the time at which the leading edge of the transfer material enters the nip, the time t 1 is the time that came out from the nip.
第7図をみて明らかなように、通紙前には定着ローラ
芯金に印加した−500Vの電圧がそのまま表面電位として
観測されているのに対し、100枚通紙した後には−250V
にまで変化している。これは通紙を繰り返すうちに定着
ローラ表面に帯電によって正電荷が蓄積したために、こ
れが形成する電界が芯金電位による電界を相殺してしま
っているためである。この様な場合、オフセット抑制手
段としての芯金電位の効果は殆ど見られなくなり100枚
通紙後には顕著なオフセットが確認された。一方第8図
をみるとこの様な帯電の主な原因は摩擦によるものでな
く剥離によるものであることがわかる。t0からt1までの
間では転写材とローラ表面との間に摩擦が生じているの
にもかかわらずローラの表面電位はほとんど変化せず、
転写材がローラから離れるt1に於て大きな帯電が観測さ
れている。この様な剥離帯電は定着ローラ芯金電位と転
写材表面電位との間に大きな電位差があるために発生す
るものであるが、そもそも芯金にバイアス電圧を印加す
ることはそれらの電位下がつくる電界によってトナーが
転写材に押しつけられる効果に頼るものであるから、上
記剥離帯電は原理的に避けられないものである。As is apparent from FIG. 7, the voltage of -500 V applied to the fixing roller core metal was observed as the surface potential as it was before the paper was passed, whereas -250 V was applied after 100 sheets were passed.
Has changed to This is because the positive electric charge accumulated on the surface of the fixing roller due to the charging while repeating the paper passing causes the electric field formed by the electric charge to cancel the electric field due to the metal core potential. In such a case, the effect of the core metal potential as the offset suppressing means was hardly observed, and a remarkable offset was confirmed after 100 sheets were passed. On the other hand, FIG. 8 shows that the main cause of such charging is not due to friction but to peeling. The surface potential of despite roller for friction is generated between the transfer material and the roller surface is between from t 0 to t 1 hardly changes,
A large charge is observed at t 1 when the transfer material is separated from the roller. Such a peeling charge is generated due to a large potential difference between the fixing roller core metal potential and the transfer material surface potential. However, applying a bias voltage to the core metal lowers those potentials in the first place. Since the toner relies on the effect that the toner is pressed against the transfer material by the electric field, the above-described separation charging is in principle unavoidable.
[問題点を解決する手段] 上記問題点を解決する本発明は、芯金の外側に表面絶
縁層が設けられた定着ローラと、前記定着ローラとニッ
プを形成する加圧ローラと、前記定着ローラの芯金に電
圧を印加する電圧印加手段と、を有し、前記ニップで記
録材上の未定着像が前記定着ローラと接するように記録
材を挟持搬送し未定着像を記録材上に定着する定着装置
において、前記加圧ローラは表面もしくは表面近傍に導
電性弾性層を有し、前記導電性弾性層の体積抵抗は102
〜105Ωcmであることを特徴とするものである。[Means for Solving the Problems] The present invention for solving the above problems includes a fixing roller having a surface insulating layer provided outside a metal core, a pressure roller forming a nip with the fixing roller, and the fixing roller. Voltage applying means for applying a voltage to the metal core of the recording medium, and the recording material is nipped and conveyed so that the unfixed image on the recording material contacts the fixing roller at the nip, and the unfixed image is fixed on the recording material. In the fixing device, the pressure roller has a conductive elastic layer on or near the surface, and the volume resistance of the conductive elastic layer is 10 2
~ 10 5 Ωcm.
[実施例] 第1図は本発明の実施例の定着装置の概略断面図であ
る。この実施例では定着ローラ1として、アルミニウム
やステンレスなどの芯金17をピュアなPFAチューブ131で
被覆したものを用いている。被覆層としてはこのような
フッ素樹脂のチューブの他にフッ素樹脂の多重コーティ
ング処理によるものや、フッ素樹脂の接着剤として絶縁
性、耐圧性の非常に高いものを用いることができる。Embodiment FIG. 1 is a schematic sectional view of a fixing device according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, as the fixing roller 1, a core metal 17 such as aluminum or stainless steel covered with a pure PFA tube 131 is used. As the coating layer, other than such a fluororesin tube, a fluororesin multi-coating treatment, or a fluororesin adhesive having extremely high insulation and pressure resistance can be used.
絶縁層としての被覆層は体積抵抗1014Ωcm以上が好ま
しく、また絶縁耐圧は1kV以上あることが好ましい。The coating layer as the insulating layer preferably has a volume resistance of 10 14 Ωcm or more, and has a withstand voltage of 1 kV or more.
本実施例で用いた定着ローラは30μmのPFAチューブ
を被覆層に持つものであるが、表面と芯金との間の実抵
抗で1014Ω以上(500V印加時)、絶縁耐圧2KVを示し
た。このような高い絶縁性、耐圧性が示されるものはチ
ューブ成形することによって第6図に示すようなピンホ
ールHがその構造に含まれなくなり、PFA樹脂が本来持
っている高い絶縁性が確保されるためである。The fixing roller used in this example had a PFA tube of 30 μm in the coating layer, but showed a real resistance between the surface and the core metal of 10 14 Ω or more (when 500 V was applied) and a dielectric strength of 2 KV. . For those exhibiting such high insulation and pressure resistance, the pinhole H as shown in FIG. 6 is not included in the structure by forming the tube, and the high insulation inherent to PFA resin is secured. That's because.
このようなPFAチューブ131を被覆層にもつ定着ローラ
を用いた本実施例に於いては、芯金に高電圧を印加して
も転写材Pに電流が流れ出ることがなくなり、電圧源14
の電流容量が小さくても印加電圧が降下してしまうこと
がなく、安定した電圧の供給を可能にしている。また、
第1図では省略してあるが定着ローラ周囲に配設してあ
る温度検知素子に対してもリークする心配がなくなり安
全性、電気素子保護の点からも優れた構成になる。In this embodiment using such a fixing roller having the PFA tube 131 as a coating layer, even when a high voltage is applied to the core metal, no current flows out to the transfer material P, and the voltage source 14
However, even if the current capacity is small, the applied voltage does not drop, and a stable voltage can be supplied. Also,
Although not shown in FIG. 1, there is no fear of leaking to the temperature detecting element disposed around the fixing roller, and the configuration is excellent in terms of safety and protection of electric elements.
また、本実施例を転写位置と定着位置間の距離が最大
転写材より短い電子写真装置に用いた場合も、漏洩電流
が微小なため転写機構に影響を及ぼすことがなくなり良
好な転写画像を得ることができる。Also, when the present embodiment is used in an electrophotographic apparatus in which the distance between the transfer position and the fixing position is shorter than the maximum transfer material, a small leakage current does not affect the transfer mechanism and a good transfer image is obtained. be able to.
一方、加圧ローラ3には表面層である弾性材として導
電性シリコーンゴム51を用いており、弾性材は接地され
ている。このように導電性弾性材で構成された加圧ロー
ラ3は転写材と摺擦しても帯電せず、トナーに対して静
電的斥力を及ぼさなくなるためにオフセット抑制に対し
て効果がある。この様な性質を示す為の導電性弾性材51
の電気抵抗としては体積抵抗で105Ωcm以下で、加圧ロ
ーラの実抵抗としての表面(10cm2)と芯金間で1011Ω
(500V印加)以下であることが好ましい。さらに、転写
材の一部が転写動作を受ながら本定着装置に入る装置構
成の場合には、加圧ローラが極端に低抵抗であると高湿
環境下で転写材から無制限に電荷を逃がしてしまい、転
写不良等の弊害を発生する恐れがある。従って好ましく
は体積抵抗で102〜105Ωcmの導電性弾性材を用い、加圧
ローラの実抵抗で103〜1011Ωになるように構成するこ
とが好ましい(以下この構成の加圧ローラを導電性加圧
ローラと記す)。On the other hand, the pressure roller 3 uses a conductive silicone rubber 51 as an elastic material as a surface layer, and the elastic material is grounded. The pressure roller 3 made of the conductive elastic material does not become charged even when rubbed against the transfer material, and does not exert an electrostatic repulsive force on the toner. The conductive elastic material 51 for exhibiting such properties
The electrical resistance is 10 5 Ωcm or less in volume resistance, and 10 11 Ω between the surface (10 cm 2 ) and the core as the actual resistance of the pressure roller.
(500 V applied) or less. Further, in the case of an apparatus configuration in which a part of the transfer material enters the fixing device while undergoing the transfer operation, if the pressure roller has extremely low resistance, the charge may be unlimitedly discharged from the transfer material in a high humidity environment. As a result, adverse effects such as poor transfer may occur. Therefore, it is preferable to use a conductive elastic material having a volume resistance of 10 2 to 10 5 Ωcm, and to have a configuration in which the actual resistance of the pressure roller is 10 3 to 10 11 Ω (hereinafter, the pressure roller having this configuration is preferable). Is referred to as a conductive pressure roller).
上記定着ローラ芯金1にトナーと同極性の電圧を印加
してオフセットを抑制する場合に、この導電性加圧ロー
ラを組み合わせて用いることにより転写材の電位を安定
させ、定着ローラ表面の電位を最小限に抑えることがで
き、結果として連続通紙する場合でも高いオフセット抑
止効果を持続できる。When a voltage having the same polarity as that of the toner is applied to the fixing roller core 1 to suppress the offset, the potential of the transfer material is stabilized by using this conductive pressure roller in combination, and the potential of the fixing roller surface is reduced. As a result, a high offset suppression effect can be maintained even when continuous paper is passed.
[実験例] 定着ローラ表面被覆材として厚さ300μmのPFA樹脂層
を施したものを用い、定着ローラ芯金にはオフセット抑
制バイアスとして−500V印加する場合において、加圧ロ
ーラの弾性材として導電性のものを用いてそれを接地し
た場合と絶縁性の弾性材を用いた場合とで連続通紙した
時の定着ローラ表面電位を比較測定した。ここで用いた
導電性弾性材は体積抵抗で105Ωcm程度で比較的高めの
ものであるが、本実験で用いた装置構成は定着装置が転
写機構から十分に離れていないため転写抜け防止の意味
でこのようなものを選んだ。なお実抵抗は約109Ωであ
る。[Experimental example] When a PFA resin layer with a thickness of 300 μm is used as the fixing roller surface coating material, and the fixing roller core is applied with -500 V as an offset suppression bias, it is conductive as an elastic material of the pressure roller. The surface potential of the fixing roller when the sheet was continuously passed was compared and measured when the sheet was grounded and when an insulating elastic material was used. The conductive elastic material used here was relatively high with a volume resistance of about 10 5 Ωcm, but the device configuration used in this experiment was designed to prevent transfer omission because the fixing device was not sufficiently separated from the transfer mechanism. I chose something like this in a sense. The actual resistance is about 10 9 Ω.
第2図はその結果を示すものであるが、図を見て明ら
かなように絶縁性加圧ローラを用いた場合においては10
00枚通紙後で定着ローラが帯電して、400Vも表面電位が
降下してしまっているのに比べて、導電性加圧ローラを
用いた場合には、1000枚通紙した後でも100V程度しか降
下していない。FIG. 2 shows the result. As is apparent from the figure, when the insulating pressure roller is used, the result is 10%.
When the fixing roller is charged after passing 00 sheets and the surface potential has dropped by 400 V, when using the conductive pressure roller, it is about 100 V even after passing 1000 sheets. Only descended.
第3図は上記それぞれの系に於いて通紙枚数に対する
オフセットしたトナーの積算量を測定したものである。
なお、トナーとしては負に帯電したものを用いた。絶縁
性加圧ローラを用いた場合は通紙枚数が増えるとともに
加速的にオフセットトナーが増えるのに対し、導電性加
圧ローラを用いた場合はオフセット量は非常に少なく抑
えられている。FIG. 3 shows the results obtained by measuring the integrated amount of the offset toner with respect to the number of sheets passed in each system.
The toner used was negatively charged. When the insulating pressure roller is used, the number of sheets to be passed increases, and the amount of offset toner increases at an accelerated rate. On the other hand, when the conductive pressure roller is used, the offset amount is very small.
[第2実施例] 第4図は本発明の第2実施例を示した概略図である。
この第2実施例では加圧ローラ3の導電性弾性材51を整
流素子15を介して接地している。この整流素子15の接続
の仕方としては、トナーと逆極性の電荷が接地側から弾
性材に移動できる方向に接続する。これによって加圧ロ
ーラはトナーと逆極性の電圧にバイアスされることにな
り、オフセットを抑制する効果をもつ(セルフバイアス
効果)。このセルフバイアス効果により加圧ローラ芯金
に与えられる電位の最大値は整流素子15の逆耐圧に等し
く、あまり高い逆耐圧のものを選ぶとチャージアップし
た場合に定着ローラの帯電を促進してしまうばかりか、
定着ローラ芯金、及び周囲の部材に対して放電して部材
の破損や電波障害を発生する恐れがある。そこで、加圧
ローラ芯金と定着ローラ芯金との最大電位差が3KV以下
になるように整流素子を選ぶのが好ましい。Second Embodiment FIG. 4 is a schematic view showing a second embodiment of the present invention.
In the second embodiment, the conductive elastic member 51 of the pressure roller 3 is grounded via the rectifying element 15. As a method of connecting the rectifying element 15, the rectifying element 15 is connected in such a direction that electric charges of the opposite polarity to the toner can move from the ground side to the elastic material. As a result, the pressure roller is biased to a voltage having a polarity opposite to that of the toner, and has an effect of suppressing offset (self-bias effect). Due to this self-bias effect, the maximum value of the potential applied to the core of the pressure roller is equal to the reverse breakdown voltage of the rectifying element 15. If a reverse breakdown voltage that is too high is selected, the charging of the fixing roller is promoted when charging up. Not only,
There is a possibility that the discharge of the fixing roller core metal and the surrounding members may cause damage to the members and radio interference. Therefore, it is preferable to select the rectifying element such that the maximum potential difference between the core of the pressure roller and the core of the fixing roller is 3 KV or less.
また近年のように装置が小型化し、転写機構から定着
装置に至るまでの搬送距離が短くなっている装置構成に
おいて、第1実施例で導電性弾性材の抵抗値が極端に低
い場合には、導電性加圧ローラを通して転写電流が流出
してしまって転写抜け等の弊害が発生するが、本実施例
はそのような場合に於いても整流素子15により転写電流
の漏洩を防ぐ効果を持つ。従って本実施例の装置構成に
すれば、導電性弾性材として非常に低抵抗なものも用い
ることができる。Further, in an apparatus configuration in which the apparatus is downsized as in recent years and the transport distance from the transfer mechanism to the fixing apparatus is short, if the resistance value of the conductive elastic material is extremely low in the first embodiment, The transfer current flows out through the conductive pressure roller to cause a problem such as transfer omission. However, in this embodiment, the rectifying element 15 has an effect of preventing the transfer current from leaking even in such a case. Therefore, according to the device configuration of the present embodiment, a very low-resistance conductive elastic material can be used.
[第3実施例] 第5図は本発明の第3実施例を示した概略図である。
本実施例は加圧ローラ3の離型性を更に上げた構成にな
っており、加圧ローラの導電性弾性材51の外側に表面被
覆層として導電化PFAチューブ16を施してある。導電化P
FAチューブ16は一般に導電性シリコーンゴム等の弾性材
に比べて体積抵抗は高く107〜1010Ωcm程度であるが、
その厚みは数10μm以下であり導電性弾性材との組み合
わせにより帯電防止効果は十分に示す。加圧ローラ表面
に離型層を設けることにより、シリコーンゴム単層のも
のに比べて表面へのトナーの付着が飛躍的に減少し、転
写材が加圧ローラに巻き付いたり、転写材の裏汚れが発
生することはなくなる。Third Embodiment FIG. 5 is a schematic diagram showing a third embodiment of the present invention.
In this embodiment, the releasability of the pressure roller 3 is further enhanced, and a conductive PFA tube 16 is provided as a surface coating layer on the outside of the conductive elastic member 51 of the pressure roller. Conductive P
Although the volume resistance of the FA tube 16 is generally higher than that of an elastic material such as conductive silicone rubber, it is about 10 7 to 10 10 Ωcm,
Its thickness is several tens of μm or less, and the antistatic effect is sufficiently exhibited in combination with the conductive elastic material. By providing a release layer on the pressure roller surface, toner adhesion to the surface is dramatically reduced compared to a silicone rubber single layer, and the transfer material is wrapped around the pressure roller and the transfer material is stained on the back. Will not occur.
本実施例では被覆材として導電化PFAチューブを用い
たが、通常のフッ素樹脂チューブやコーティングでも薄
い被覆層にして実抵抗を低くすれば同様な効果が期待で
きる。また、それらフッ素樹脂被覆層のプライマとして
導電性プライマを用いて、より低抵抗化することも可能
である。In the present embodiment, a conductive PFA tube is used as a coating material. However, a similar effect can be expected with a normal fluororesin tube or coating if a thin coating layer is used to reduce the actual resistance. Further, it is possible to further reduce the resistance by using a conductive primer as a primer of the fluororesin coating layer.
加圧ローラを導電化したことにより転写材からトナー
保持電荷の流出が問題となる場合には第2実施例で示し
た整流素子15を組み込むことにより完全なものとなる。When the outflow of the toner holding charge from the transfer material becomes a problem due to the conductivity of the pressure roller, the rectifying element 15 shown in the second embodiment is completed to complete the problem.
[発明の効果] 以上説明した通り本発明によれば、転写材の電位が安
定し、定着ローラ表面の帯電が軽減され、十分なオフセ
ット抑制効果が持続される。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the potential of the transfer material is stabilized, the charging of the fixing roller surface is reduced, and a sufficient offset suppression effect is maintained.
第1図は、本発明の実施例の定着装置の断面図 第2図は、通紙枚数に対する定着ローラ表面電位変化を
示す図 第3図は、通紙枚数に対するオフセットトナー重量を示
す図 第4図は、本発明の他の実施例を示す概略断面図 第5図は、本発明の他の実施例を示す概略断面図、 第6図は、定着ローラにバイアス電圧を印加した定着装
置の概略断面図 第7図、第8図は第6図の装置における定着ローラの帯
電を示す図 第9図は、従来の定着装置の縦断面図 1は定着ローラ、2はヒータ、3は加圧ローラ、4は加
圧ローラ芯金、51は加圧ローラの導電性弾性材、131は
定着ローラのPFAチューブ層、17は定着ローラ芯金、14
は電源、Pは転写材、taは未定着トナー像、Hはピンホ
ールFIG. 1 is a cross-sectional view of a fixing device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a change in the surface potential of a fixing roller with respect to the number of sheets passed. FIG. FIG. 5 is a schematic sectional view showing another embodiment of the present invention. FIG. 5 is a schematic sectional view showing another embodiment of the present invention. FIG. 6 is a schematic view of a fixing device in which a bias voltage is applied to a fixing roller. 7 and 8 are diagrams showing the charging of the fixing roller in the apparatus of FIG. 6. FIG. 9 is a longitudinal sectional view of a conventional fixing device. 1 is a fixing roller, 2 is a heater, and 3 is a pressure roller. Reference numeral 4 denotes a pressure roller core, 51 denotes a conductive elastic material of the pressure roller, 131 denotes a PFA tube layer of a fixing roller, 17 denotes a fixing roller core, and 14 denotes a fixing roller core.
Is power supply, P is transfer material, ta is unfixed toner image, H is pinhole
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹内 昭彦 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 長谷川 浩人 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 合議体 審判長 多喜 鉄雄 審判官 伏見 隆夫 審判官 城所 宏 (56)参考文献 特開 昭59−180571(JP,A) 特開 昭55−96970(JP,A) 特開 昭63−8677(JP,A) 特開 昭60−63575(JP,A) 特開 平1−161278(JP,A) 特開 平1−154287(JP,A) 特開 平2−89079(JP,A) 特開 平1−219879(JP,A) 特開 平1−293376(JP,A) 実開 昭60−184075(JP,U) 特公 昭58−23626(JP,B2) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Akihiko Takeuchi 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Hiroto Hasegawa 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Referee Tetsuo Taki, Referee Chief Judge Takashi Fushimi, Referee Hiroshi Shirosho (56) References JP-A-59-180571 (JP, A) JP-A-55-96970 (JP, A) JP-A 63 -8677 (JP, A) JP-A-60-63575 (JP, A) JP-A-1-161278 (JP, A) JP-A-1-154287 (JP, A) JP-A-2-89079 (JP, A) JP-A-1-219879 (JP, A) JP-A-1-293376 (JP, A) JP-A-60-184075 (JP, U) JP-B-58-23626 (JP, B2)
Claims (1)
ローラと、前記定着ローラとニップを形成する加圧ロー
ラと、前記定着ローラの芯金に電圧を印加する電圧印加
手段と、を有し、前記ニップで記録材上の未定着像が前
記定着ローラと接するように記録材を挟持搬送し未定着
像を記録材上に定着する定着装置において、 前記加圧ローラは表面もしくは表面近傍に導電性弾性層
を有し、前記導電性弾性層の体積抵抗は102〜105Ωcmで
あることを特徴とする定着装置。A fixing roller having a surface insulating layer provided outside the core, a pressure roller forming a nip with the fixing roller, and a voltage applying means for applying a voltage to the core of the fixing roller. A fixing device that nips and conveys the recording material so that the unfixed image on the recording material contacts the fixing roller at the nip and fixes the unfixed image on the recording material. A fixing device having a conductive elastic layer in the vicinity thereof, wherein the conductive elastic layer has a volume resistance of 10 2 to 10 5 Ωcm.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02272593A JP3143468B2 (en) | 1990-10-09 | 1990-10-09 | Fixing device |
| US08/376,526 US6005594A (en) | 1990-03-26 | 1995-01-23 | Fixing apparatus having a fixing roller with a non-adhesive surface layer |
| US09/370,909 US6347211B2 (en) | 1990-03-26 | 1999-08-10 | Fixing apparatus preventing leakage of electric current from inner surface of fixing roller |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02272593A JP3143468B2 (en) | 1990-10-09 | 1990-10-09 | Fixing device |
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| Publication Number | Publication Date |
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| JPH04147175A JPH04147175A (en) | 1992-05-20 |
| JP3143468B2 true JP3143468B2 (en) | 2001-03-07 |
Family
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Family Applications (1)
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Citations (1)
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| JP5823626B2 (en) | 2012-10-11 | 2015-11-25 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | Multi-step electrochemical stripping method |
-
1990
- 1990-10-09 JP JP02272593A patent/JP3143468B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5823626B2 (en) | 2012-10-11 | 2015-11-25 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | Multi-step electrochemical stripping method |
Also Published As
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| JPH04147175A (en) | 1992-05-20 |
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