JP2004286994A

JP2004286994A - Fixing device and image forming device

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Publication number: JP2004286994A
Application number: JP2003077780A
Authority: JP
Inventors: Masamichi Yamada; 正道山田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2003-03-20
Filing date: 2003-03-20
Publication date: 2004-10-14

Abstract

【課題】定着ベルト表面にトナーと同極性の電荷を付与する場合に、定着ベルト表面の傷に過電流が流れるのを抑制して画質低下を抑制することである。
【解決手段】定着ベルト３１の表面をトナーと同極性のマイナス極性に帯電させるための導電ローラ３８が接触する定着ベルト表面部分に傷があると、その傷から導電ローラに向かって過電流が流れる。しかし、電源４０からの電圧は、表層が絶縁性を有するバイアスローラ３９を介して導電ローラに印加されている。そのため、この導電ローラ３８には少量の電流しか流れることはできない。したがって、傷に流れる過電流を抑制できる。
【選択図】図１An object of the present invention is to suppress an overcurrent from flowing to a flaw on the surface of a fixing belt and to suppress a decrease in image quality when a charge having the same polarity as toner is applied to the surface of the fixing belt.
When a surface of a fixing belt is in contact with a conductive roller for charging the surface of the fixing belt to a negative polarity having the same polarity as toner, an overcurrent flows from the scratch to the conductive roller. . However, the voltage from the power supply 40 is applied to the conductive roller via the bias roller 39 whose surface layer has insulating properties. Therefore, only a small amount of current can flow through the conductive roller 38. Therefore, the overcurrent flowing to the flaw can be suppressed.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定極性に帯電したトナーを担持した記録材上にそのトナーを定着させる定着装置及びこれを備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばマイナス極性に帯電したトナーによって構成されるトナー像を記録材上に静電転写した後、そのトナー像を定着装置によってその記録材上に定着する。このような定着装置は、一般に、定着ローラや定着ベルト等の定着回転体と、これに対向する加圧ローラとの間に定着ニップを形成する。そして、この定着ニップでトナー像を載せた記録材を挟持して定着を行う。この定着回転体の表面は、一般に絶縁性を有する。そのため、記録材上のマイナス極性トナーと接触した定着回転体表面部分にはプラス電荷が誘起され、プラス帯電する。このようにプラス帯電された定着回転体表面部分が再度定着ニップにやってくると、この定着ニップに存在する記録材上のマイナス極性トナーが、プラス帯電した定着回転体表面部分に引き寄せられてしまう。そのため、記録材上のトナー像が乱され、定着後の画像中には、前回の定着時における画像部分の残像が現れてしまうという不具合があった。
【０００３】
このような不具合を抑制する方法としては、例えば特許文献１に記載の定着装置のように、トナーと同極性の電荷を定着回転体表面に付与する方法が挙げられる。同文献には上記不具合についての記載はないが、トナーと同極性の電荷を定着回転体表面に付与すれば、定着回転体表面上のマイナス電荷に対して記録材上のマイナス極性トナーが反発し、トナーが記録材側に押し付けられる作用が生まれる。よって、記録材上のトナー像が乱されることはなく、上述した残像が現れることもなくなる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平２００１−２０９２６０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、定着回転体は、その表面は絶縁性を有し、その裏面又は内部は導電性を有するような構成となっている。そのため、トナーと同極性の電荷を定着回転体表面に付与する場合には、例えば、トナーと同極性のバイアスを印加するための電源部に導電性部材を接続し、その導電性部材を定着回転体表面に接触させる構成が採用される。上記特許文献１の定着装置も、定着回転体として３層構造の定着フィルムを用いており、その中間層が導電性を有している（同文献の段落００２２）。この構成からすると、同文献には具体的な説明はないものの、トナーと同極性のバイアスが印加された導電性部材を定着フィルム表面に接触させているものと考えられる。
【０００６】
ところが、電源部に接続された導電性部材を定着回転体表面に接触させて電荷を付与すると、次のような問題が生じた。
すなわち、定着回転体の表面は、一般に、トナーとの離型性が高いシリコンゴム等によって構成されている。そのため、定着回転体の表面は非常に傷が付きやすい。定着回転体の表面に傷が付くと、その傷部分の抵抗値が低下する。そのため、導電性部材にマイナス極性のバイアスが印加されている場合、その導電性部材との接触部分に定着回転体表面の傷部分が対向すると、その傷部分を通って導電性部材に向かう過電流が流れる。なお、導電性部材への印加バイアスがプラス極性の場合には、導電性部材から傷部分を通る過電流が流れる。このような過電流が傷部分に流れると、傷が広がってしまい、定着回転体表面の平滑性が失われ、画質が低下するという問題が生じる。また、このような過電流が流れることにより電気的なノイズが発生し、これによっても画質が低下するという問題が生じる。
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、定着回転体表面にトナーと同極性の電荷を付与する場合に、定着回転体表面の傷に過電流が流れるのを抑制して、画質低下を抑制できる定着装置及び画像形成装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、所定極性に帯電したトナーにより構成されるトナー像を担持した記録材表面に定着回転体の表面を接触させて、該トナー像を該記録材表面上に定着させる定着装置において、上記定着回転体の表面に接触した導電性部材と、該導電性部材に絶縁性表面が接触した絶縁性部材と、該絶縁性部材の絶縁性表面に上記所定極性と同極性の電荷を付与するための電荷付与手段とを有することを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の定着装置において、上記導電性部材として、上記定着回転体の表面移動方向に連れ回る方向に回転可能な導電性回転体を用い、上記絶縁性部材として、該導電性回転体の表面移動方向に連れ回る方向に回転可能な絶縁性回転体を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の定着装置において、上記定着回転体として、基体上にシリコンゴムを含んだ表層を有するものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項３の定着装置において、上記表層の厚さ方向の抵抗値は、１×１０^９Ω以上１×１０^１４Ω以下であり、上記基体の厚さ方向の抵抗値は、１×１０^０Ω以上１×１０^６Ω以下であり、上記導電性部材として、厚さ方向の抵抗値が１×１０^３Ω以上１×１０^７Ω以下である導電性表層を導電性基体上に有するものを用い、上記絶縁性部材として、厚さ方向の抵抗値が１×１０^９Ω以上１×１０^１４Ω以下である絶縁性表層を導電性基体上に有するものを用い、上記電荷付与手段として、上記絶縁性部材の導電性基体に−２ｋＶ以上−４ｋＶ以下の電圧を印加するものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１、２、３又は４の定着装置において、上記定着回転体の表面に離型剤を塗布するための離型剤塗布手段を有し、該離型剤塗布手段として、上記導電性部材を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項５の定着装置において、上記導電性部材として、上記定着回転体の表面移動方向に連れ回る方向に回転可能な導電性回転体を用い、該導電性回転体の表面に接触して上記離型剤を供給する離型剤供給部材を設け、該離型剤供給部材を、上記絶縁性部材が接触する接触位置よりも導電性回転体回転方向下流側で該導電性回転体の表面に接触するように配置したことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、所定極性に帯電したトナーにより構成されるトナー像を担持した記録材表面に定着回転体の表面を接触させて、該トナー像を該記録材表面上に定着させる定着手段を備えた画像形成装置において、上記定着手段として、請求項１、２、３、４、５又は６の定着装置を用いたことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項１乃至６の定着装置及び請求項７の画像形成装置においては、所定極性と同極性の電荷を絶縁性部材の絶縁性表面に付与し、その付与された電荷を導電性部材を介して定着回転体の表面に供給する。これにより、定着回転体の表面は、トナーと同極性に帯電する。したがって、定着回転体表面に対して記録材上のトナーが反発し、トナーが記録材側に押し付けられる結果、記録材上のトナー像が乱れることがなくなる。そして、本装置の構成によれば、定着回転体表面に傷が付いて、その傷部分が導電性部材との接触部分に対向しても、その傷部分に過電流がほとんど流れることはない。すなわち、例えば定着回転体表面にマイナス電荷を供給する場合、抵抗値の低い傷部分と導電性部材とが接触すると、その傷部分から導電性部材に過電流が流入する。しかし、この導電性部材と、これに電荷を付与する電源部等の電荷付与手段との間には、絶縁性部材が介在している。よって、導電性部材には、その導電性部材の静電容量に応じた少量の電流しか流れることはない。したがって、傷部分には過電流がほとんど流れず、定着回転体の表面に傷があっても、その傷が過電流によって広がるのを抑制することができる。また、過電流による電気的なノイズが発生することも抑制できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した画像形成装置であるタンデム方式のカラーレーザプリンタ（以下、「レーザプリンタ」という。）の一実施形態について説明する。
まず、本レーザプリンタの基本的な構成について説明する。
図２は、本実施形態に係るレーザプリンタの概略構成図である。このレーザプリンタは、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像を形成するための４組のプロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを備えている。各符号の数字の後に付されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、言うまでもなく、イエロー、マゼンダ、シアン、黒用の部材であることを示している（以下同様）。プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの他には、光書込ユニット２、中間転写ユニット３、２次転写バイアスローラ４、レジストローラ対５、給紙カセット６、定着装置３０などが配設されている。
上記光書込ユニット２は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラーなどを有し、画像データに基づいて後述のドラム状感光体の表面にレーザ光を照射する。
【００１１】
図３は、上記プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋのうち、イエロー用のプロセスユニット１Ｙの概略構成を示す拡大図である。なお、他のプロセスユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｋについてもそれぞれ同じ構成となっているので、これらの説明については省略する。
【００１２】
図３において、プロセスユニット１Ｙは、ドラム状感光体１０Ｙ、帯電器１１Ｙ、現像器２０Ｙ、ドラムクリーニング装置１２Ｙ、図示しない除電器などを有している。
上記帯電器１１Ｙは、交流電圧が印加される帯電ローラ１３Ｙをドラム状感光体１０Ｙに接触させることで、ドラム表面を一様帯電せしめる。帯電処理が施されたドラム状感光体１０Ｙの表面には、上記光書込ユニット２によって変調及び偏向されたレーザ光が走査されながら照射される。すると、ドラム表面に静電潜像が形成される。形成された静電潜像は現像器２０Ｙによって現像されてＹトナー像となる。
上記現像器２０Ｙは、現像ケース２１Ｙの開口から一部露出させるように配設された現像ロール２２Ｙを有している。また、第１搬送スクリュー２３Ｙ、第２搬送スクリュー２４Ｙ、現像ドクタ２５Ｙ、トナー濃度センサ（以下、Ｔセンサという）２６Ｙなども有している。また、第１搬送スクリュー２３Ｙと第２搬送スクリュー２４Ｙとの間には仕切壁２７Ｙが設けられている。この仕切壁２７Ｙにより、現像ロール２２Ｙや第１搬送スクリュー２３Ｙ等を収容する第１供給部と、第２搬送スクリュー２４Ｙを収容する第２供給部とが現像ケース２１Ｙ内で分かれている。
【００１３】
上記現像ケース２１Ｙには、磁性キャリアと、マイナス帯電のＹトナーとを含む二成分現像剤が収容されている。この二成分現像剤は、第１搬送スクリュー２３Ｙ、第２搬送スクリュー２４Ｙによって撹拌搬送されながら摩擦帯電せしめられた後、現像ロール２２Ｙの表面に担持される。そして、現像ドクタ２５Ｙによってその層厚が規制されてからドラム状感光体１０Ｙに対向する現像領域に搬送され、ここでドラム状感光体１０Ｙ上の静電潜像にＹトナーを付着させる。この付着により、ドラム状感光体１０Ｙ上にＹトナー像が形成される。現像によってＹトナーを消費した二成分現像剤は、現像ロール２２Ｙの回転に伴って現像ケース２１Ｙ内に戻される。
透磁率センサからなるＴセンサ２６Ｙは、上記第２供給部の中央付近の底壁に設けられ、その上を通過する二成分現像剤の透磁率に応じた値の電圧を出力する。二成分現像剤の透磁率は、トナー濃度とある程度の相関を示すため、Ｔセンサ２６ＹはＹトナー濃度に応じた値の電圧を出力することになる。この出力電圧の値は、図示しない制御部に送られる。この制御部は、ＲＡＭを備えており、この中にＴセンサ２６Ｙからの出力電圧の目標値であるＹ用Ｖｔｒｅｆを格納している。なお、このＲＡＭには、他の現像器に搭載された図示しないＴセンサからの出力電圧の目標値であるＭ用Ｖｔｒｅｆ、Ｃ用Ｖｔｒｅｆ、Ｋ用Ｖｔｒｅｆのデータも格納される。Ｙ用Ｖｔｒｅｆは、図示しないＹトナー補給装置の駆動制御に用いられる。図２において、定着装置３０の図中側方には、補充用のＹトナー、Ｍトナー、Ｃトナー、Ｋトナーを収容する４つのトナー収容器２８Ｙ，２８Ｍ，２８Ｃ，２８Ｋが配設されている。Ｙトナー補給装置には、これらのトナー収容器２８Ｙ，２８Ｍ，２８Ｃ，２８ＫのうちのＹトナー収容器２８Ｙが取り付けられており、そのＹトナー収容器２８Ｙ内に収容されているＹトナーを現像器２０Ｙに補給する。上記制御部は、Ｔセンサ２６Ｙからの出力電圧の値をＹ用Ｖｔｒｅｆに近づけるように、図示しないＹトナー補給装置を駆動制御して、Ｙトナー収容器２８Ｙ内に収容されているＹトナーを第２供給部内に補給させる。この補給により、現像器２０Ｙ内の二成分現像剤のＹトナー濃度が所定の範囲内に維持される。他のプロセスユニットの現像器についても、同様のトナー補給制御が実施される。
【００１４】
Ｙ用のドラム状感光体１０Ｙ上に形成されたＹトナー像は、後述の中間転写ベルトに１次転写される。１次転写後のドラム状感光体１０Ｙの表面は、ドラムクリーニング装置１２Ｙによって転写残トナーがクリーニングされた後、除電ランプによって除電される。そして、帯電器１１Ｙによって一様帯電せしめられて次の画像形成に備えられる。他のプロセスユニットについても同様である。
【００１５】
先に示した図２において、中間転写ユニット３は、中間転写ベルト８、駆動ローラ８ａ、張架ローラ８ｂ，８ｃ、ベルトクリーニング装置９、４つの１次転写バイアスローラ１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋなどを有している。中間転写ベルト８は、駆動ローラ８ａ、張架ローラ８ｂ，８ｃに張架されながら、図示しない駆動系によって回転せしめられる駆動ローラ８ａによって図中反時計回りに無端移動せしめられる。４つの１次転写バイアスローラ１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋは、それぞれ図示しない電源からプラス極性の１次転写バイアスが印加される。そして、中間転写ベルト８をその裏面からドラム状感光体１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋに向けて押圧してそれぞれ１次転写ニップを形成する。各１次転写ニップには、１次転写バイアスの作用により、ドラム状感光体と１次転写バイアスローラとの間に１次転写電界が形成される。Ｙ用のドラム状感光体１０Ｙ上に形成された上述のＹトナー像は、この１次転写電界やニップ圧の影響によって中間転写ベルト８上に１次転写される。このＹトナー像の上には、ドラム状感光体１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ上にそれぞれ形成されたＭトナー像、Ｃトナー像、Ｋトナー像が順次重ね合わせて１次転写される。かかる重ね合わせの１次転写により、中間転写ベルト８上には４色重ね合わせトナー像が形成される。この４色重ね合わせトナー像は、後述の２次転写ニップで転写紙Ｐに２次転写される。２次転写ニップ通過後の中間転写ベルト８の表面に残留する転写残トナーは、上記張架ローラ８ｃにバックアップされる中間転写ベルト部分に当接するベルトクリーニング装置９によってクリーニングされる。
【００１６】
中間転写ユニット３の駆動ローラ８ａには、中間転写ベルト８を介して２次転写バイアスローラ４が当接して２次転写ニップを形成している。この２次転写バイアスローラ４には、図示しない電源によってプラス極性の２次転写バイアスが印加される。上記光書込ユニット２の下方には、複数枚の転写紙Ｐを重ねて収容する給紙カセット６が配設されており、一番上の転写紙Ｐに給紙ローラ６ａを押し当てている。給紙ローラ６ａが所定のタイミングで回転駆動すると、一番上の転写紙Ｐが紙搬送路に給紙される。給紙カセット６から紙搬送路に給紙された転写紙Ｐは、レジストローラ対５のローラ間に挟まれる。一方、上記中間転写ベルト８上に形成された４色重ね合わせトナー像は、ベルトの無端移動に伴って２次転写ニップに進入する。レジストローラ対５は、ローラ間に挟み込んだ転写紙Ｐを２次転写ニップにて４色重ね合わせトナー像に密着させ得るタイミングで送り出す。これにより、２次転写ニップでは、４色重ね合わせトナー像が転写紙Ｐに密着する。そして、２次転写バイアスの作用によりプラス極性に帯電した転写紙Ｐと中間転写ベルト８との間に形成される２次転写電界と、ニップ圧の作用を受けて２次転写され、白色の転写紙Ｐ上でフルカラー画像となる。このようにしてフルカラー画像が形成された転写紙Ｐは、定着装置３０に送られる。
【００１７】
次に、本発明の特徴部分である定着装置３０の構成及び動作について説明する。
図１は、本実施形態における定着装置３０を示す概略構成図である。この定着装置３０は、定着回転体としての定着ベルト３１を備えている。本実施形態の定着ベルト３１は、厚さが９０μｍのポリイミド樹脂からなる直径６０ｍｍの無端ベルト状の基体を、厚さが２００μｍの高離型シリコンゴムからなる表層で被覆した無端状ベルトである。この定着ベルト３１は、加圧ローラ３２と対向する位置に配置された対向ローラ３３と、内部に熱源３５を備えた加熱ローラ３４とに張架されながら図中矢印Ａの向きに表面移動する。対向ローラ３３は、芯金の表面に弾性層が被覆された構成となっており、定着ベルト３１を介して加圧ローラ３２と圧接することで、定着ベルト３１と加圧ローラ３２との間に定着ニップを形成する。また、定着ニップの定着ベルト表面移動方向下流側の定着ベルト部分には、定着ベルト３１の表面をクリーニングするアルミ材質のクリーニングローラ３６が設置されている。また、本実施形態では、加圧ローラ３２の内部にも熱源３７が設けられているが、必ずしも必要があるわけではない。
【００１８】
２次転写を終えて４色重ね合わせトナー像を表面に担持した転写紙Ｐが定着ニップに進入すると、その表面は定着ベルト３１の表面に接触する。定着ニップに位置する定着ベルト部分は、その定着ベルト表面移動方向上流側で加熱ローラ３４により加熱されている。よって、転写紙Ｐ上の４色重ね合わせトナー像は、定着ニップにおいて転写紙表面側から加熱した定着ベルト３１により加熱される。また、定着ニップにおいて、転写紙Ｐの裏面に接触する加圧ローラ３２も加熱しているため、転写紙Ｐ上の４色重ね合わせトナー像は、転写紙裏面側からも加熱される。このように、転写紙Ｐ上の４色重ね合わせトナー像は、転写紙の両面から加熱されるとともに、定着ニップにおけるニップ圧力を受けることで、転写紙Ｐ上に加熱加圧定着される。なお、定着ニップを通過した定着ベルト部分に付着した紙粉等の付着物は、クリーニングローラ３６によって除去される。
【００１９】
また、本実施形態では、定着ニップの定着ベルト表面移動方向下流側であって、上記クリーニングローラ３６との対向位置よりも更に下流側の定着ベルト部分には、導電性部材としての導電性回転体である導電ローラ３８が設置されている。この導電ローラ３８は、アルミニウム製又は鉄鋼製の芯金上を、厚さが１００μｍで、その厚さ方向の抵抗値が１×１０^３Ω以上１×１０^７Ω以下の導電性シリコンゴムからなる表層で被覆した構成となっている。この導電ローラ３８は、定着ベルト３１の表面移動に連れ回り回転できるように回転自在に支持されている。また、導電ローラ３８には、その回転に連れ回りする絶縁性部材としてのバイアスローラ３９が当接している。このバイアスローラ３９は、アルミニウム製又は鉄鋼製の芯金上を、厚さが１００μｍで、その厚さ方向の抵抗値が１×１０^９Ω以上１×１０^１４Ω以下の絶縁性シリコンゴムからなる表層で被覆した構成となっている。また、このバイアスローラ３９の芯金には、電荷付与手段としての電源４０が接続されている。
【００２０】
本実施形態においては、電源４０によりバイアスローラ３９の芯金には−（マイナス）３ｋＶの電圧が印加されている。これにより、バイアスローラ３９の表層にマイナス電荷が付与され、その表面がマイナス極性に帯電される。そして、このマイナス電荷は、バイアスローラ３９の表面に当接している導電ローラ３８に供給され、そして、この導電ローラ３８に接触している定着ベルト３１の表面に供給される。これにより、定着ベルト３１の表面は、トナーと同極性のマイナス極性に帯電される。よって、定着ニップにおいて、転写紙Ｐ上のマイナス極性に帯電したトナーは、定着ベルト３１の表面に供給されたマイナス電荷に対して反発し、トナーが転写紙Ｐ側に押し付けられる。したがって、転写紙Ｐ上の４色重ね合わせトナー像が乱さることなく定着が行われ、定着画像中に残像が現れることがない。
【００２１】
また、転写紙Ｐが定着ニップを通過して、その後端が定着ベルト３１から離間するとき、定着ベルト３１の表面と転写紙Ｐの後端との間で剥離放電が発生する。これにより、その剥離放電が生じた定着ベルト３１の表面部分には局部的なプラス電荷が溜まってしまう。このプラス電荷は、次に定着ニップにやってくる転写紙Ｐを定着する際、その転写紙Ｐ上のマイナス極性に帯電したトナーを引き寄せて、その転写紙Ｐ上の４色重ね合わせトナー像を乱す原因となる。しかし、本実施形態においては、上述したように定着ベルト３１の表面は導電ローラ３８を介して供給されるマイナス電荷によって帯電される構成となっている。そのため、剥離放電が発生したプラス電荷は、予め定着ベルト３１の表面に供給されているマイナス帯電によって中和される。しかも、剥離放電が生じた定着ベルト３１の表面部分は、導電ローラ３８との接触位置においてマイナス電荷が供給されてから定着ニップに再度移動してくる。したがって、本実施形態によれば、上述した剥離放電が生じても、その剥離放電が生じた定着ベルト３１の表面部分が次に定着ニップに移動したときには、マイナス極性に帯電された状態にすることができる。その結果、剥離放電の影響を受けて転写紙Ｐ上の４色重ね合わせトナー像が乱されることはない。
【００２２】
このように、定着ベルト３１の表面をトナーと同極性のマイナス極性に帯電すれば、定着ニップで転写紙Ｐ上の４色重ね合わせトナー像が乱されることがなくなる。しかし、本実施形態の定着ベルト３１の表層は、上述のようにシリコンゴムで形成されているため、その表面には傷が付きやすい。定着ベルト３１の表面に傷が付くと、その傷部分の抵抗値が下がるため、その傷部分が導電ローラ３８に接触することで、その傷部分から導電ローラ３８に電流が流入する。この電流が過剰に流れると、その傷を広げてしまい、定着ベルト表面の平滑性が失われ、画質が低下する。また、このような過電流によって電気的なノイズが発生し、画質が低下することもある。しかし、本実施形態においては、導電ローラ３８と電源４０との間に介在するバイアスローラ３９の表層が絶縁層であるため、その導電ローラ３８には、その導電ローラ３８が有する静電容量に応じた少量の電流しか傷部分から流れ込むことはない。よって、傷部分が導電ローラ３８と接触しても、その傷部分には電流がほとんど流れない。したがって、本実施形態によれば、定着ベルト３１の表面に傷が付いても、その傷が過電流によって広がるのを抑制でき、また過電流による電気的なノイズが発生することも抑制できるので、過電流の影響による画質低下を抑制することができる。
【００２３】
また、本実施形態の定着装置３０において、導電ローラ３８には、その回転に連れ回りする離型剤供給部材としてのオイル供給ローラ４１が当接している。このオイル供給ローラ４１は、バイアスローラ３９と導電ローラ３８との当接位置よりも、導電ローラ表面移動方向下流側で導電ローラ３８に当接している。このオイル供給ローラ４１は、アルミニウム製又は鉄鋼製の芯金上を、厚さが２ｍｍで厚さ方向の抵抗値が１×１０^９Ω以上１×１０^１４Ω以下の絶縁性シリコンゴムからなる表層で被覆した構成となっている。また、本定着装置３０には、離型剤であるシリコンオイルを貯留するオイルタンク４２を備えており、そのオイルタンク４２内のシリコンオイルには、フェルト４４ａの一端が浸っている。このフェルト４４ａは、フェルト支持部材４３に支持されている。フェルト支持部材４３は、フェルト４４ａの他端に設けられる吸収体４４ｂがオイル供給ローラ４１表面に接触した状態となるように支持している。オイルタンク４２内のシリコンオイルは、フェルト４４ａを通じて吸収体４４ｂに含浸し、その吸収体４４ｂからオイル供給ローラ４１を介して導電ローラ３８の表面に供給される。そして、導電ローラ３８の表面に供給されたシリコンオイルは、定着ベルト３１の表面に塗布される。
【００２４】
このような構成であれば、導電ローラ３８を、シリコンオイルを塗布するための塗布部材であるオイル塗布ローラとして用いることができる。したがって、導電ローラ３８とは別個独立に、シリコンオイルを塗布するための塗布部材を定着ベルト３１に接触させる必要がない。
また、一般に帯電したローラには静電気の影響で紙粉等が付着する。そのため、クリーニングローラ３６により除去しきれなかった定着ベルト３１上の紙粉等が導電ローラ３８の表面に付着することがある。このように付着した紙粉等がオイル供給ローラ４１に付着すると、その紙粉等が吸収体４４ｂに目詰まりし、安定したオイル供給を妨げるおそれがある。しかし、本実施形態では、上述したように、オイル供給ローラ４１よりも導電ローラ表面移動方向上流側でバイアスローラ３９が導電ローラ３８に接触している。よって、導電ローラ３８の表面に紙粉等が付着しても、その紙粉等はバイアスローラ３９の表面に静電的に回収され、オイル供給ローラ４１には紙粉等が付着することはない。したがって、本実施形態によれば、紙粉等により安定したオイル供給が妨げられることはない。
【００２５】
以上、本実施形態のレーザプリンタは、マイナス極性に帯電したトナーにより構成されるトナー像を担持した記録材である転写紙Ｐの表面に定着回転体である定着ベルト３１の表面を接触させて、そのトナー像を転写紙Ｐ表面上に定着させる定着装置３０を備えている。この定着装置３０は、定着ベルト３１の表面に接触した導電性部材としての導電ローラ３８と、この導電ローラ３８に絶縁性表面が接触した絶縁性部材としてのバイアスローラ３９を備えている。また、そのバイアスローラ３９の表面にトナーと同極性のマイナス電荷を付与するための電荷付与手段である電源４０も備えている。このような構成により、上述したように、定着ニップに進入した転写紙Ｐ上のトナー像の乱れを抑制することができる。また、定着ベルト３１の表面に傷が付いても、その傷部分に過電流が流れるのを抑制できるため、その傷が広がるのを抑制できるとともに、過電流による電気的なノイズの発生も抑制できる。よって、定着ニップにおいて画像が乱れるのを抑制でき、画質低下を抑制できる。
また、本実施形態で用いる導電ローラ３８は、定着ベルト３１の表面移動方向に連れ回る方向に回転可能な導電性回転体であり、また、バイアスローラ３９は、導電ローラ３８の表面移動方向に連れ回る方向に回転可能な絶縁性回転体である。これらの部材は、導電ローラ３８であれば定着ベルト３１を、バイアスローラ３９であれば導電ローラ３８を、接触帯電させるものであるため、確実な接触状態を安定して確保できるのが望ましい。特に、バイアスローラ３９は絶縁性表面を有するため、確実な接触状態を確保できないと導電ローラ３８を帯電させることが困難となる。本実施形態のように、これらの部材を回転体の構成にすれば、簡易な構成で安定かつ確実な接触状態を確保できる。
また、本実施形態では、定着ベルト３１として、基体上にシリコンゴムを含んだ表層を有するものを用いている。本レーザプリンタ等の画像形成装置に搭載される定着装置は、加熱加圧定着が主流となっている。そのため、定着部材の表層には耐熱性と弾性が必要となる。このような定着部材の表層としては、シリコンゴムが適している。なお、この表層が被覆される基材には、耐熱性と耐久性が要求されるため、その材質にはポリイミド等の耐熱性樹脂やニッケル等の金属が使用される。
また、本実施形態では、定着ベルト３１の表層の厚さ方向の抵抗値が１×１０^９Ω以上１×１０^１４Ω以下であり、定着ベルト３１の基体の厚さ方向の抵抗値が１×１０^０Ω以上１×１０^６Ω以下である。また、導電ローラ３８には、厚さ方向の抵抗値が１×１０^３Ω以上１×１０^７Ω以下である導電性表層である導電性シリコンゴムを導電性基体上に有するものを用いている。また、バイアスローラ３９には、厚さ方向の抵抗値が１×１０^９Ω以上１×１０^１４Ω以下である絶縁性表層である絶縁性シリコンゴムを導電性基体上に有するものを用いている。このような構成において、バイアスローラ３９の絶縁性表層を介して、導電ローラ３８から定着ベルト３１の表面を十分に帯電させるには、電源４０から、バイアスローラ３９の導電性基体に−２ｋＶ以上−４ｋＶ以下の電圧を印加すればよい。また、導電ローラ３８の表層の厚さ方向の抵抗値が１×１０^３Ω以上１×１０^７Ω以下であれば、上述した剥離放電によって現れる局部的なピーク状の電荷を導電性基体に向けて流すことができ、これを十分に打ち消すことができる。よって、画像の乱れを十分に抑制できる。また、バイアスローラ３９の表層の厚さ方向の抵抗値が１×１０^９Ω以上１×１０^１４Ω以下であれば、定着ベルト３１の表面に付いた傷を流れる過電流の抑制効果を十分に得ることができる。
また、本実施形態では、定着ベルト３１の表面に離型剤であるシリコンオイルを塗布するための離型剤塗布手段として、導電ローラ３８を用いている。これにより、導電ローラ３８とは別個独立に、シリコンオイルを塗布するための塗布部材を定着ベルト３１に接触させる必要がない。したがって、部品点数の削減による低コスト化を図ることができる。
また、本実施形態では、導電ローラ３８の表面に接触してシリコンオイルを供給する離型剤供給部材としてのオイル供給ローラ４１が設けられている。このオイル供給ローラ４１は、バイアスローラ３９が接触する接触位置よりも導電ローラ３８の回転方向下流側で導電ローラ３８の表面に接触するように配置されている。これにより、導電ローラ３８の表面に紙粉等が付着しても、その紙粉等はバイアスローラ３９の表面に静電的に回収され、オイル供給ローラ４１には紙粉等が付着することはない。したがって、紙粉等により安定したオイル供給が妨げられることはない。
【００２６】
尚、本実施形態では、定着回転体として、無端ベルト状の定着ベルト３１を用いる場合について説明したが、これに限らず、ローラ状の定着ベルトやフィルム状の定着フィルムなどを用いても、同様の効果を得ることができる。
【００２７】
【発明の効果】
請求項１乃至７の発明によれば、定着ベルト３１表面にトナーと同極性の電荷を付与する構成において、定着ベルト３１表面の傷があってもその傷に過電流が流れるのが抑制されるため、過電流による画質低下を抑制できるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係るレーザプリンタの定着装置を示す概略構成図。
【図２】同レーザプリンタの概略構成図。
【図３】同レーザプリンタにおけるプロセスユニットの１つの概略構成を示す拡大図。
【符号の説明】
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋプロセスユニット
８中間転写ベルト
１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ感光体
３０定着装置
３１定着ベルト
３２加圧ローラ
３３対向ローラ
３４加熱ローラ
３５，３７熱源
３６クリーニングローラ
３８導電ローラ
３９バイアスローラ
４０電源
４１オイル供給ローラ
４２オイルタンク[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
1. Field of the Invention The present invention relates to a fixing device for fixing a toner charged on a predetermined polarity on a recording material carrying the toner, and an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, or a facsimile provided with the fixing device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, after a toner image composed of toner charged to a negative polarity is electrostatically transferred onto a recording material, the toner image is fixed on the recording material by a fixing device. Such a fixing device generally forms a fixing nip between a fixing rotating body such as a fixing roller and a fixing belt and a pressure roller opposed thereto. Then, the recording material on which the toner image is placed is nipped by the fixing nip to perform fixing. The surface of the fixing rotator generally has an insulating property. For this reason, a positive charge is induced on the surface of the fixing rotator in contact with the negative polarity toner on the recording material, and is positively charged. When the positively charged fixing rotator surface arrives at the fixing nip again, the negative polarity toner on the recording material existing in the fixing nip is attracted to the positively charged fixing rotator surface. Therefore, there is a problem that the toner image on the recording material is disturbed, and an afterimage of the image portion at the time of the previous fixing appears in the image after fixing.
[0003]
As a method of suppressing such a problem, for example, a method of applying a charge having the same polarity as that of the toner to the surface of the fixing rotating body as in a fixing device described in Patent Literature 1 is exemplified. Although the above-mentioned document does not describe the above problem, if a charge of the same polarity as the toner is applied to the surface of the fixing rotating body, the negative polarity toner on the recording material repels the negative charge on the surface of the fixing rotating body. Thus, an effect is produced that the toner is pressed against the recording material. Therefore, the toner image on the recording material is not disturbed, and the above-mentioned afterimage does not appear.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2001-209260 A
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In general, the fixing rotator has a configuration in which the front surface has an insulating property and the back surface or the inside has conductivity. Therefore, when applying a charge of the same polarity as the toner to the surface of the fixing rotating body, for example, a conductive member is connected to a power supply unit for applying a bias of the same polarity as the toner, and the conductive member is fixed and rotated. A configuration that makes contact with the body surface is employed. The fixing device of Patent Document 1 also uses a fixing film having a three-layer structure as a fixing rotating body, and the intermediate layer has conductivity (paragraph 0022 of the document). According to this configuration, although there is no specific description in the document, it is considered that the conductive member to which a bias having the same polarity as that of the toner is applied is brought into contact with the surface of the fixing film.
[0006]
However, when the conductive member connected to the power supply unit is brought into contact with the surface of the fixing rotator to apply electric charges, the following problem occurs.
That is, the surface of the fixing rotator is generally made of silicon rubber or the like having a high releasability from the toner. Therefore, the surface of the fixing rotating body is very easily damaged. When the surface of the fixing rotating body is scratched, the resistance value of the scratched portion decreases. For this reason, when a negative polarity bias is applied to the conductive member, if a flaw on the surface of the fixing rotator faces a contact portion with the conductive member, an overcurrent flowing toward the conductive member through the flaw is generated. Flows. When the bias applied to the conductive member has a positive polarity, an overcurrent flows from the conductive member through the flaw. When such an overcurrent flows to the flaw, the flaw spreads, and the smoothness of the surface of the fixing rotator is lost. In addition, such an overcurrent causes electric noise to occur, which also causes a problem that image quality is deteriorated.
[0007]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an electric current having the same polarity as that of toner on the surface of a fixing rotating body. It is an object of the present invention to provide a fixing device and an image forming apparatus capable of suppressing image quality deterioration and suppressing image quality deterioration.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the surface of a fixing rotator is brought into contact with the surface of a recording material carrying a toner image composed of toner charged to a predetermined polarity, and the toner image is recorded on the recording material. In a fixing device for fixing on the surface of a material, a conductive member in contact with the surface of the fixing rotating body, an insulating member in which an insulating surface is in contact with the conductive member, and an insulating member in contact with the insulating surface of the insulating member. Charge providing means for providing a charge having the same polarity as the predetermined polarity.
According to a second aspect of the present invention, in the fixing device according to the first aspect, the conductive member includes a conductive rotator rotatable in a direction along a surface movement direction of the fixing rotator, The present invention is characterized in that an insulating rotating body rotatable in a direction following the surface moving direction of the conductive rotating body is used.
According to a third aspect of the present invention, in the fixing device of the first or second aspect, the fixing rotator has a surface layer containing silicon rubber on a substrate.
According to a fourth aspect of the present invention, in the fixing device of the third aspect, the resistance value in the thickness direction of the surface layer is 1 × 10 ⁹ Ω or more 1 × 10 ¹⁴ Ω or less, and the resistance value in the thickness direction of the substrate is 1 × 10 ⁰ Ω or more 1 × 10 ⁶ Ω or less, and the conductive member has a resistance value of 1 × 10 ³ Ω or more 1 × 10 ⁷ A material having a conductive surface layer of Ω or less on a conductive substrate is used, and the insulating member has a resistance value of 1 × 10 ⁹ Ω or more 1 × 10 ¹⁴ What used the thing which has the insulating surface layer which is Ω or less on a conductive substrate, and what applied the voltage of -2 kV or more and -4 kV or less to the conductive substrate of the insulating member was used as the charge applying means. It is a feature.
According to a fifth aspect of the present invention, in the fixing device of the first, second, third or fourth aspect, the fixing device further comprises a release agent applying unit for applying a release agent to the surface of the fixing rotator. The present invention is characterized in that the above-mentioned conductive member is used as the agent applying means.
According to a sixth aspect of the present invention, in the fixing device according to the fifth aspect, a conductive rotator rotatable in a direction following the surface movement direction of the fixing rotator is used as the conductive member. A release agent supply member for supplying the release agent in contact with the surface of the body is provided, and the release agent supply member is provided at a position downstream of the contact position where the insulating member comes into contact with the conductive rotating body in the rotational direction. It is characterized by being arranged so as to be in contact with the surface of the conductive rotating body.
According to a seventh aspect of the present invention, the surface of a fixing rotator is brought into contact with the surface of a recording material carrying a toner image composed of toner charged to a predetermined polarity to fix the toner image on the surface of the recording material. In an image forming apparatus provided with a fixing unit, the fixing unit according to any one of claims 1, 2, 3, 4, 5, and 6 is used as the fixing unit.
[0009]
In the fixing device according to any one of the first to sixth aspects and the image forming apparatus according to the seventh aspect, an electric charge having the same polarity as a predetermined polarity is applied to the insulating surface of the insulating member, and the applied electric charge is applied via the conductive member. It is supplied to the surface of the fixing rotating body. As a result, the surface of the fixing rotator is charged to the same polarity as the toner. Therefore, the toner on the recording material repels the surface of the fixing rotator, and the toner is pressed against the recording material, so that the toner image on the recording material is not disturbed. According to the configuration of the present apparatus, even if the fixing rotator surface is damaged and the damaged portion faces the contact portion with the conductive member, almost no overcurrent flows through the damaged portion. That is, for example, when a negative charge is supplied to the surface of the fixing rotator, when a flaw portion having a low resistance value comes into contact with the conductive member, an overcurrent flows into the conductive member from the flaw portion. However, an insulating member is interposed between the conductive member and a charge applying unit such as a power supply unit that applies a charge to the conductive member. Therefore, only a small amount of current flows through the conductive member according to the capacitance of the conductive member. Therefore, almost no overcurrent flows through the flaw, and even if there is a flaw on the surface of the fixing rotating body, it is possible to prevent the flaw from spreading due to the overcurrent. Further, generation of electrical noise due to overcurrent can also be suppressed.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a tandem type color laser printer (hereinafter, referred to as a “laser printer”) which is an image forming apparatus to which the present invention is applied will be described.
First, the basic configuration of the laser printer will be described.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the laser printer according to the present embodiment. This laser printer includes four sets of process units 1Y, 1M, 1C, and 1K for forming images of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K). Needless to say, Y, M, C, and K attached after the numerals of the respective symbols indicate members for yellow, magenta, cyan, and black (the same applies hereinafter). In addition to the process units 1Y, 1M, 1C, and 1K, an optical writing unit 2, an intermediate transfer unit 3, a secondary transfer bias roller 4, a pair of registration rollers 5, a paper cassette 6, a fixing device 30, and the like are provided. ing.
The optical writing unit 2 includes a light source, a polygon mirror, an f-θ lens, a reflection mirror, and the like, and irradiates a surface of a drum-shaped photosensitive member described later with laser light based on image data.
[0011]
FIG. 3 is an enlarged view showing a schematic configuration of the process unit 1Y for yellow among the process units 1Y, 1M, 1C, and 1K. The other process units 1M, 1C, and 1K have the same configuration, and a description thereof will be omitted.
[0012]
In FIG. 3, the process unit 1Y includes a drum-shaped photoreceptor 10Y, a charger 11Y, a developing unit 20Y, a drum cleaning device 12Y, a static eliminator (not shown), and the like.
The charger 11Y uniformly charges the surface of the drum by bringing the charging roller 13Y to which an AC voltage is applied into contact with the drum-shaped photoconductor 10Y. The laser light modulated and deflected by the optical writing unit 2 is irradiated while being scanned on the surface of the drum-shaped photoreceptor 10Y that has been subjected to the charging process. Then, an electrostatic latent image is formed on the drum surface. The formed electrostatic latent image is developed by the developing device 20Y to become a Y toner image.
The developing device 20Y has a developing roll 22Y disposed so as to be partially exposed from an opening of the developing case 21Y. Further, it also has a first transport screw 23Y, a second transport screw 24Y, a developing doctor 25Y, a toner density sensor (hereinafter, referred to as a T sensor) 26Y, and the like. A partition wall 27Y is provided between the first transport screw 23Y and the second transport screw 24Y. The partition wall 27Y divides a first supply unit that accommodates the developing roll 22Y, the first transport screw 23Y, and the like, and a second supply unit that accommodates the second transport screw 24Y in the developing case 21Y.
[0013]
The developing case 21Y contains a two-component developer containing a magnetic carrier and a negatively charged Y toner. The two-component developer is frictionally charged while being stirred and transported by the first transport screw 23Y and the second transport screw 24Y, and then carried on the surface of the developing roll 22Y. Then, after the layer thickness is regulated by the developing doctor 25Y, the developer is conveyed to a developing area facing the drum-shaped photoconductor 10Y, where the Y toner is attached to the electrostatic latent image on the drum-shaped photoconductor 10Y. By this attachment, a Y toner image is formed on the drum-shaped photoreceptor 10Y. The two-component developer that has consumed the Y toner by the development is returned into the developing case 21Y with the rotation of the developing roll 22Y.
The T sensor 26Y composed of a magnetic permeability sensor is provided on the bottom wall near the center of the second supply unit, and outputs a voltage having a value corresponding to the magnetic permeability of the two-component developer passing therethrough. Since the magnetic permeability of the two-component developer shows a certain correlation with the toner density, the T sensor 26Y outputs a voltage having a value corresponding to the Y toner density. The value of this output voltage is sent to a control unit (not shown). This control unit includes a RAM, in which a Vtref for Y, which is a target value of the output voltage from the T sensor 26Y, is stored. The RAM also stores data of Vtref for M, Vtref for C, and Vtref for K, which are target values of the output voltage from a T sensor (not shown) mounted on another developing device. The Vtref for Y is used for drive control of a Y toner supply device (not shown). In FIG. 2, four toner containers 28Y, 28M, 28C, and 28K containing refilling Y toner, M toner, C toner, and K toner are provided on the side of the fixing device 30 in the drawing. . The Y toner replenishing device is provided with a Y toner container 28Y of the toner containers 28Y, 28M, 28C, and 28K. The Y toner contained in the Y toner container 28Y is developed by the developing device. Supply to 20Y. The control unit controls the driving of a Y toner replenishing device (not shown) so that the value of the output voltage from the T sensor 26Y approaches the Vtref for Y, and removes the Y toner contained in the Y toner container 28Y. 2 Replenish in the supply section. By this replenishment, the Y toner concentration of the two-component developer in the developing device 20Y is maintained within a predetermined range. Similar toner supply control is performed for the developing units of the other process units.
[0014]
The Y toner image formed on the Y drum-shaped photoconductor 10Y is primarily transferred to an intermediate transfer belt described later. After the primary transfer, the surface of the drum-shaped photoreceptor 10Y is cleaned by a drum cleaning device 12Y to remove the untransferred toner, and then discharged by a discharge lamp. Then, it is uniformly charged by the charger 11Y and is prepared for the next image formation. The same applies to other process units.
[0015]
2, the intermediate transfer unit 3 includes an intermediate transfer belt 8, a driving roller 8a, stretching rollers 8b and 8c, a belt cleaning device 9, four primary transfer bias rollers 14Y, 14M, 14C, and 14K. have. The intermediate transfer belt 8 is endlessly moved counterclockwise in the figure by a drive roller 8a rotated by a drive system (not shown) while being stretched by a drive roller 8a and stretch rollers 8b and 8c. To the four primary transfer bias rollers 14Y, 14M, 14C, and 14K, a primary transfer bias having a positive polarity is applied from a power source (not shown). Then, the intermediate transfer belt 8 is pressed from its back surface toward the drum-shaped photoconductors 10Y, 10M, 10C, and 10K to form primary transfer nips. In each primary transfer nip, a primary transfer electric field is formed between the drum-shaped photoconductor and the primary transfer bias roller by the action of the primary transfer bias. The above-described Y toner image formed on the drum-shaped photoconductor 10Y for Y is primarily transferred onto the intermediate transfer belt 8 by the influence of the primary transfer electric field and the nip pressure. On this Y toner image, the M toner image, the C toner image, and the K toner image formed on the drum-shaped photoconductors 10M, 10C, and 10K, respectively, are sequentially superimposed and primary-transferred. By the superimposed primary transfer, a four-color superimposed toner image is formed on the intermediate transfer belt 8. This four-color superimposed toner image is secondarily transferred to the transfer paper P at a secondary transfer nip described later. The transfer residual toner remaining on the surface of the intermediate transfer belt 8 after passing through the secondary transfer nip is cleaned by the belt cleaning device 9 which comes into contact with the intermediate transfer belt portion backed up by the stretching roller 8c.
[0016]
The secondary transfer bias roller 4 contacts the drive roller 8 a of the intermediate transfer unit 3 via the intermediate transfer belt 8 to form a secondary transfer nip. A secondary transfer bias having a positive polarity is applied to the secondary transfer bias roller 4 by a power supply (not shown). Below the optical writing unit 2, there is provided a paper feed cassette 6 for accommodating a plurality of transfer papers P in an overlapping manner, and presses a paper feed roller 6a against the uppermost transfer paper P. . When the paper feed roller 6a is driven to rotate at a predetermined timing, the uppermost transfer paper P is fed to the paper transport path. The transfer paper P fed from the paper feed cassette 6 to the paper transport path is sandwiched between the pair of registration rollers 5. On the other hand, the four-color superimposed toner image formed on the intermediate transfer belt 8 enters the secondary transfer nip with the endless movement of the belt. The registration roller pair 5 sends out the transfer paper P sandwiched between the rollers at a timing at which the transfer paper P can be brought into close contact with the four-color superimposed toner image at the secondary transfer nip. Thereby, in the secondary transfer nip, the four-color superimposed toner image comes into close contact with the transfer paper P. The secondary transfer is performed under the action of the nip pressure and the secondary transfer electric field formed between the transfer paper P positively charged by the action of the secondary transfer bias and the intermediate transfer belt 8, and the white transfer is performed. A full-color image is formed on the paper P. The transfer paper P on which the full-color image has been formed in this manner is sent to the fixing device 30.
[0017]
Next, the configuration and operation of the fixing device 30 which is a feature of the present invention will be described.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a fixing device 30 according to the present embodiment. The fixing device 30 includes a fixing belt 31 as a fixing rotating body. The fixing belt 31 of the present embodiment is an endless belt in which a 60-mm-diameter endless-belt-shaped base made of polyimide resin having a thickness of 90 μm is covered with a surface layer made of high-release silicone rubber having a thickness of 200 μm. The fixing belt 31 is surface-moved in the direction of arrow A in the figure while being stretched between an opposing roller 33 disposed at a position opposing the pressure roller 32 and a heating roller 34 having a heat source 35 therein. The opposing roller 33 has a configuration in which an elastic layer is coated on the surface of a cored bar, and is brought into pressure contact with the pressing roller 32 via the fixing belt 31 so that the space between the fixing belt 31 and the pressing roller 32 is formed. Form a fixing nip. Further, a cleaning roller 36 made of an aluminum material for cleaning the surface of the fixing belt 31 is provided at a portion of the fixing belt downstream of the fixing nip in the fixing belt surface moving direction. In the present embodiment, the heat source 37 is also provided inside the pressure roller 32, but it is not always necessary.
[0018]
When the transfer paper P carrying the four-color superposed toner image on the surface thereof after the secondary transfer enters the fixing nip, the surface thereof comes into contact with the surface of the fixing belt 31. The fixing belt portion located at the fixing nip is heated by the heating roller 34 on the upstream side in the fixing belt surface moving direction. Therefore, the four-color superimposed toner image on the transfer paper P is heated by the fixing belt 31 heated from the front side of the transfer paper in the fixing nip. Further, in the fixing nip, since the pressure roller 32 that contacts the back surface of the transfer sheet P is also heated, the four-color superimposed toner image on the transfer sheet P is also heated from the back side of the transfer sheet. As described above, the four-color superimposed toner image on the transfer sheet P is heated and pressed and fixed on the transfer sheet P by being heated from both sides of the transfer sheet and receiving a nip pressure in a fixing nip. Note that the adhering matter such as paper dust adhering to the fixing belt portion that has passed through the fixing nip is removed by the cleaning roller 36.
[0019]
In the present embodiment, a conductive rotating member as a conductive member is provided on the fixing belt portion downstream of the fixing nip in the fixing belt surface moving direction and further downstream than the position facing the cleaning roller 36. Is provided. The conductive roller 38 has a thickness of 100 μm on an aluminum or steel core and has a resistance value of 1 × 10 in the thickness direction. ³ Ω or more 1 × 10 ⁷ It is configured to be covered with a surface layer made of conductive silicon rubber of Ω or less. The conductive roller 38 is rotatably supported so as to be rotatable with the surface movement of the fixing belt 31. A bias roller 39 as an insulating member that rotates with the rotation of the conductive roller 38 is in contact with the conductive roller 38. The bias roller 39 has a thickness of 100 μm and a resistance value in the thickness direction of 1 × 10 on an aluminum or steel core. ⁹ Ω or more 1 × 10 ¹⁴ It is configured to be covered with a surface layer made of insulating silicon rubber of Ω or less. In addition, a power supply 40 as a charge applying means is connected to the core of the bias roller 39.
[0020]
In the present embodiment, a voltage of − (minus) 3 kV is applied to the core metal of the bias roller 39 by the power supply 40. As a result, a negative charge is applied to the surface layer of the bias roller 39, and the surface thereof is charged to a negative polarity. Then, the negative charges are supplied to the conductive roller 38 that is in contact with the surface of the bias roller 39, and are then supplied to the surface of the fixing belt 31 that is in contact with the conductive roller 38. As a result, the surface of the fixing belt 31 is charged to the same negative polarity as the toner. Therefore, in the fixing nip, the toner charged to the negative polarity on the transfer paper P repels the negative charge supplied to the surface of the fixing belt 31 and the toner is pressed against the transfer paper P. Therefore, fixing is performed without disturbing the four-color superimposed toner image on the transfer paper P, and an afterimage does not appear in the fixed image.
[0021]
Further, when the transfer paper P passes through the fixing nip and its rear end is separated from the fixing belt 31, a peeling discharge occurs between the surface of the fixing belt 31 and the rear end of the transfer paper P. As a result, local positive charges accumulate on the surface of the fixing belt 31 where the separation discharge has occurred. When the transfer paper P coming to the fixing nip is fixed next time, the positive charge attracts the negatively charged toner on the transfer paper P and disturbs the four-color superimposed toner image on the transfer paper P. It becomes. However, in the present embodiment, as described above, the surface of the fixing belt 31 is configured to be charged by the negative charge supplied through the conductive roller 38. Therefore, the positive charge generated by the separation discharge is neutralized by the negative charge supplied to the surface of the fixing belt 31 in advance. In addition, the surface portion of the fixing belt 31 where the separation discharge has occurred moves again to the fixing nip after a negative charge is supplied at the contact position with the conductive roller 38. Therefore, according to the present embodiment, even if the above-described peeling discharge occurs, the surface portion of the fixing belt 31 where the peeling discharge has occurred is moved to the negatively charged state when it is next moved to the fixing nip. Can be. As a result, the four-color superimposed toner image on the transfer paper P is not disturbed by the influence of the peeling discharge.
[0022]
As described above, if the surface of the fixing belt 31 is charged to the same negative polarity as the toner, the four-color superposed toner image on the transfer paper P is not disturbed by the fixing nip. However, since the surface layer of the fixing belt 31 of the present embodiment is formed of silicon rubber as described above, the surface thereof is easily damaged. When the surface of the fixing belt 31 is scratched, the resistance value of the scratched portion decreases, and when the scratched portion comes into contact with the conductive roller 38, current flows into the conductive roller 38 from the scratched portion. If this current flows excessively, the flaw is spread, the smoothness of the fixing belt surface is lost, and the image quality is reduced. Further, electric noise may be generated by such an overcurrent, and the image quality may be degraded. However, in the present embodiment, the surface layer of the bias roller 39 interposed between the conductive roller 38 and the power supply 40 is an insulating layer. Only a small amount of current flows from the wound. Therefore, even if the flaw contacts the conductive roller 38, almost no current flows through the flaw. Therefore, according to the present embodiment, even if the surface of the fixing belt 31 is damaged, it is possible to prevent the damage from spreading due to the overcurrent, and also to suppress the generation of electrical noise due to the overcurrent. It is possible to suppress the deterioration of the image quality due to the influence of the overcurrent.
[0023]
In the fixing device 30 of the present embodiment, the conductive roller 38 is in contact with an oil supply roller 41 as a release agent supply member that rotates with its rotation. The oil supply roller 41 is in contact with the conductive roller 38 on the downstream side in the conductive roller surface moving direction from the contact position between the bias roller 39 and the conductive roller 38. The oil supply roller 41 has a thickness of 2 mm and a resistance value of 1 × 10 on the aluminum or steel core metal in the thickness direction. ⁹ Ω or more 1 × 10 ¹⁴ It is configured to be covered with a surface layer made of insulating silicon rubber of Ω or less. The fixing device 30 includes an oil tank 42 for storing silicone oil as a release agent, and one end of a felt 44a is immersed in the silicon oil in the oil tank 42. The felt 44a is supported by a felt support member 43. The felt support member 43 supports the absorber 44b provided at the other end of the felt 44a so as to be in contact with the surface of the oil supply roller 41. The silicone oil in the oil tank 42 impregnates the absorber 44b through the felt 44a, and is supplied from the absorber 44b to the surface of the conductive roller 38 via the oil supply roller 41. Then, the silicone oil supplied to the surface of the conductive roller 38 is applied to the surface of the fixing belt 31.
[0024]
With such a configuration, the conductive roller 38 can be used as an oil application roller that is an application member for applying silicon oil. Therefore, it is not necessary to bring the application member for applying the silicone oil into contact with the fixing belt 31 independently of the conductive roller 38.
Generally, paper dust and the like adhere to the charged roller due to the influence of static electricity. For this reason, paper dust and the like on the fixing belt 31 that cannot be completely removed by the cleaning roller 36 may adhere to the surface of the conductive roller 38. When the paper dust or the like thus adhered to the oil supply roller 41, the paper dust or the like may clog the absorber 44b and hinder stable oil supply. However, in the present embodiment, as described above, the bias roller 39 is in contact with the conductive roller 38 upstream of the oil supply roller 41 in the conductive roller surface moving direction. Therefore, even if paper dust or the like adheres to the surface of the conductive roller 38, the paper dust or the like is electrostatically collected on the surface of the bias roller 39, and the paper dust or the like does not adhere to the oil supply roller 41. . Therefore, according to the present embodiment, stable oil supply is not hindered by paper dust or the like.
[0025]
As described above, the laser printer according to the present embodiment is configured such that the surface of the fixing belt 31 that is a fixing rotating body is brought into contact with the surface of the transfer paper P that is a recording material carrying a toner image composed of toner charged to a negative polarity. A fixing device 30 for fixing the toner image on the surface of the transfer paper P is provided. The fixing device 30 includes a conductive roller 38 as a conductive member in contact with the surface of the fixing belt 31 and a bias roller 39 as an insulating member in contact with the conductive roller 38 on an insulating surface. Further, a power supply 40 is provided as charge applying means for applying a negative charge of the same polarity as the toner to the surface of the bias roller 39. With such a configuration, as described above, disturbance of the toner image on the transfer sheet P that has entered the fixing nip can be suppressed. Further, even if the surface of the fixing belt 31 is damaged, an overcurrent can be suppressed from flowing through the damaged portion, so that the damage can be prevented from spreading and an electrical noise caused by the overcurrent can be suppressed. . Therefore, it is possible to suppress the image from being disturbed in the fixing nip, and it is possible to suppress the deterioration in image quality.
The conductive roller 38 used in the present embodiment is a conductive rotator that is rotatable in a direction that follows the surface movement direction of the fixing belt 31, and the bias roller 39 is a member that rotates in the surface movement direction of the conductive roller 38. It is an insulative rotator that can rotate in a rotating direction. These members charge the fixing belt 31 in the case of the conductive roller 38, and charge the conductive roller 38 in the case of the bias roller 39. Therefore, it is desirable that a reliable contact state can be ensured stably. In particular, since the bias roller 39 has an insulating surface, it is difficult to charge the conductive roller 38 unless a reliable contact state can be secured. If these members are configured as a rotating body as in the present embodiment, a stable and reliable contact state can be ensured with a simple configuration.
In this embodiment, a fixing belt having a surface layer containing silicon rubber on a base is used as the fixing belt 31. The mainstream of a fixing device mounted on an image forming apparatus such as the laser printer is heat and pressure fixing. Therefore, heat resistance and elasticity are required for the surface layer of the fixing member. Silicon rubber is suitable for the surface layer of such a fixing member. In addition, since the heat resistance and durability are required for the substrate on which the surface layer is coated, a heat-resistant resin such as polyimide or a metal such as nickel is used as the material.
In this embodiment, the resistance value of the surface layer of the fixing belt 31 in the thickness direction is 1 × 10 ⁹ Ω or more 1 × 10 ¹⁴ Ω or less, and the resistance value of the fixing belt 31 in the thickness direction of the substrate is 1 × 10 ⁰ Ω or more 1 × 10 ⁶ Ω or less. The conductive roller 38 has a resistance value of 1 × 10 in the thickness direction. ³ Ω or more 1 × 10 ⁷ The one having conductive silicon rubber, which is a conductive surface layer of Ω or less, on a conductive substrate is used. The bias roller 39 has a resistance value of 1 × 10 in the thickness direction. ⁹ Ω or more 1 × 10 ¹⁴ The one having an insulating silicon rubber which is an insulating surface layer of Ω or less on a conductive substrate is used. In such a configuration, in order to sufficiently charge the surface of the fixing belt 31 from the conductive roller 38 via the insulating surface layer of the bias roller 39, the power source 40 applies a voltage of −2 kV or more to the conductive base of the bias roller 39. A voltage of 4 kV or less may be applied. The resistance value of the surface layer of the conductive roller 38 in the thickness direction is 1 × 10 ³ Ω or more 1 × 10 ⁷ When the resistance is equal to or less than Ω, local peak-like charges generated by the above-described peeling discharge can be caused to flow toward the conductive substrate, and this can be sufficiently canceled. Therefore, image disturbance can be sufficiently suppressed. The resistance value of the bias roller 39 in the thickness direction of the surface layer is 1 × 10 ⁹ Ω or more 1 × 10 ¹⁴ If it is Ω or less, it is possible to sufficiently obtain the effect of suppressing the overcurrent flowing through the flaw on the surface of the fixing belt 31.
Further, in the present embodiment, the conductive roller 38 is used as a release agent applying unit for applying silicone oil as a release agent to the surface of the fixing belt 31. Thus, there is no need to bring the application member for applying the silicone oil into contact with the fixing belt 31 independently of the conductive roller 38. Therefore, cost reduction can be achieved by reducing the number of parts.
In the present embodiment, an oil supply roller 41 is provided as a release agent supply member that contacts the surface of the conductive roller 38 and supplies silicon oil. The oil supply roller 41 is arranged so as to contact the surface of the conductive roller 38 on the downstream side in the rotation direction of the conductive roller 38 from the contact position where the bias roller 39 contacts. Thus, even if paper dust or the like adheres to the surface of the conductive roller 38, the paper dust or the like is electrostatically collected on the surface of the bias roller 39, and the paper dust or the like does not adhere to the oil supply roller 41. Absent. Therefore, stable oil supply is not hindered by paper dust or the like.
[0026]
In this embodiment, the case where the endless belt-shaped fixing belt 31 is used as the fixing rotator has been described. However, the present invention is not limited to this, and a roller-shaped fixing belt or a film-shaped fixing film may be used. The effect of can be obtained.
[0027]
【The invention's effect】
According to the first to seventh aspects of the present invention, in the configuration in which charges having the same polarity as the toner are applied to the surface of the fixing belt 31, even if there is a flaw on the surface of the fixing belt 31, it is possible to suppress an overcurrent from flowing through the flaw. Therefore, there is an excellent effect that image quality deterioration due to overcurrent can be suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a fixing device of a laser printer according to an embodiment.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the laser printer.
FIG. 3 is an enlarged view showing one schematic configuration of a process unit in the laser printer.
[Explanation of symbols]
1Y, 1M, 1C, 1K process unit
8 Intermediate transfer belt
10Y, 10M, 10C, 10K photoreceptor
30 Fixing device
31 Fixing belt
32 pressure roller
33 Opposing roller
34 Heating roller
35, 37 heat source
36 Cleaning roller
38 conductive roller
39 bias roller
40 power supply
41 Oil supply roller
42 oil tank

Claims

A fixing device for fixing the toner image on the surface of the recording material by bringing the surface of the fixing rotating body into contact with the surface of the recording material carrying a toner image composed of toner charged to a predetermined polarity,
A conductive member in contact with the surface of the fixing rotator,
An insulating member having an insulating surface in contact with the conductive member,
A fixing device comprising: charge applying means for applying a charge having the same polarity as the predetermined polarity to the insulating surface of the insulating member.

The fixing device according to claim 1,
As the conductive member, using a conductive rotating body rotatable in a direction that follows the surface moving direction of the fixing rotating body,
A fixing device, wherein an insulating rotator rotatable in a direction along the surface moving direction of the conductive rotator is used as the insulating member.

The fixing device according to claim 1, wherein
A fixing device comprising a fixing rotator having a surface layer containing silicon rubber on a substrate.

The fixing device according to claim 3,
The resistance value in the thickness direction of the surface layer is 1 × 10 ⁹ Ω or more and 1 × 10 ¹⁴ Ω or less,
The substrate has a resistance in a thickness direction of 1 × 10 ⁰ Ω or more and 1 × 10 ⁶ Ω or less,
As the conductive member, a member having a conductive surface layer having a resistance value in a thickness direction of 1 × 10 ³ Ω or more and 1 × 10 ⁷ Ω or less on a conductive substrate,
As the insulating member, a member having an insulating surface layer having a resistance value in a thickness direction of 1 × 10 ⁹ Ω or more and 1 × 10 ¹⁴ Ω or less on a conductive substrate,
A fixing device, wherein a means for applying a voltage of −2 kV to −4 kV to the conductive substrate of the insulating member is used as the charge applying unit.

The fixing device according to claim 1, 2, 3, or 4,
A release agent applying unit for applying a release agent to the surface of the fixing rotator,
A fixing device using the conductive member as the release agent applying unit.

The fixing device according to claim 5,
As the conductive member, using a conductive rotating body rotatable in a direction that follows the surface moving direction of the fixing rotating body,
A release agent supply member for supplying the release agent in contact with the surface of the conductive rotator is provided, and the release agent supply member is rotated more than the contact position where the insulating member contacts. A fixing device, wherein the fixing device is arranged so as to be in contact with the surface of the conductive rotating body on the downstream side in the direction.

An image forming apparatus including a fixing unit that fixes the toner image on the surface of the recording material by bringing the surface of the fixing rotator into contact with the surface of the recording material carrying a toner image composed of toner charged to a predetermined polarity. ,
7. An image forming apparatus using the fixing device according to claim 1, 2, 3, 4, 5, or 6 as the fixing unit.