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JP2017138568A - Fixation device and image formation apparatus - Google Patents

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JP2017138568A
JP2017138568A JP2016131499A JP2016131499A JP2017138568A JP 2017138568 A JP2017138568 A JP 2017138568A JP 2016131499 A JP2016131499 A JP 2016131499A JP 2016131499 A JP2016131499 A JP 2016131499A JP 2017138568 A JP2017138568 A JP 2017138568A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ground
functional member
transfer material
connection
fixing device
Prior art date
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Pending
Application number
JP2016131499A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
広貴 川崎
Hirotaka Kawasaki
広貴 川崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Document Solutions Inc
Original Assignee
Kyocera Document Solutions Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Document Solutions Inc filed Critical Kyocera Document Solutions Inc
Publication of JP2017138568A publication Critical patent/JP2017138568A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent electrostatic offset by suppressing a charge amount accumulated in a heating member.SOLUTION: A fixation device 18 of a printer 1 includes: a heat roller 24 which has a core bar 24a and an insulation layer 24b arranged around the core bar 24a; a pressure roller 25 which is brought into pressure contact with the heat roller 24 and forms a fixation nip N between the heat roller 24 and itself; and a first function member 27 which is connected to a portion between the core bar 24a and the ground G and blocks the current flowing between the ground G and the heat roller 24 in the first direction where the charge in the reverse polarity with respect to the toner is accumulated in the insulation layer 24b when the potential difference between the core bar 24a and the surface of the insulation layer 24b in the heat roller 24 in passage of the transfer sheet does not reach the first threshold voltage.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、転写材上の未定着トナーを転写材に溶融定着させる定着装置、及びこの定着装置を備えた複写機、プリンター、ファクシミリなどの画像形成装置に関する。   The present invention relates to a fixing device that melts and fixes unfixed toner on a transfer material onto the transfer material, and an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile machine including the fixing device.

従来、プリンターや複写機等の電子写真方式の画像形成装置は、用紙等の転写材にトナー像を定着させる加熱ローラー方式やフィルム加熱方式の定着装置を備える。加熱ローラー方式の定着装置は、構成が簡単であると共に高速化を実現することができ、フィルム加熱方式の定着装置は、省エネルギー化を実現することができる。定着装置に備わる加熱部材や加圧部材は、フッ素樹脂等からなる表面材質を有して構成されることで、加熱部材や加圧部材に対する転写材の離型性を確保する。フッ素樹脂は、絶縁性であり、一度帯電すると減衰し難い性質を有するため、加熱部材や加圧部材に適用された場合に静電オフセットを発生することがある。そこで、この絶縁性のフッ素樹脂を加熱部材や加圧部材に適用する場合には、ツェナーダイオード等の機能部材を介して加熱部材や加圧部材を接地することにより、加熱部材と加圧部材との電位差を安定化するものがある。例えば、転写材に正帯電トナーで画像が形成される場合には、加熱部材の負帯電を抑制するために、加熱部材側にカソードを接続すると共にグランド側にアノードを接続してツェナーダイオードを設ける。   2. Description of the Related Art Conventionally, an electrophotographic image forming apparatus such as a printer or a copying machine includes a heating roller type or film heating type fixing device that fixes a toner image onto a transfer material such as paper. The heating roller type fixing device has a simple configuration and can realize high speed, and the film heating type fixing device can realize energy saving. The heating member and the pressure member provided in the fixing device have a surface material made of fluororesin or the like, thereby ensuring the releasability of the transfer material with respect to the heating member and the pressure member. Since the fluororesin is insulative and has a property that it is difficult to attenuate once charged, an electrostatic offset may occur when applied to a heating member or a pressure member. Therefore, when this insulating fluororesin is applied to a heating member or a pressure member, the heating member and the pressure member are grounded by grounding the heating member or the pressure member via a functional member such as a Zener diode. Some of them stabilize the potential difference. For example, when an image is formed on the transfer material with positively charged toner, a Zener diode is provided by connecting a cathode on the heating member side and an anode on the ground side in order to suppress negative charging of the heating member. .

例えば、特許文献1に開示される定着装置は、定着ローラー(加熱部材)とグランドとの間に抵抗と定電圧ダイオードを直列に接続し、加圧ローラー(加圧部材)とグランドとの間にも抵抗と定電圧ダイオードを直列に接続している。そして、転写材に担持されたトナーが負電荷に帯電されている場合には、定着ローラーに接続される定電圧ダイオードはアノードを定着ローラー側に接続して設けられ、加圧ローラーに接続される定電圧ダイオードはカソードを加圧ローラー側に接続して設けられる。   For example, in the fixing device disclosed in Patent Document 1, a resistor and a constant voltage diode are connected in series between a fixing roller (heating member) and a ground, and between the pressure roller (pressing member) and the ground. Also, a resistor and a constant voltage diode are connected in series. When the toner carried on the transfer material is charged with a negative charge, the constant voltage diode connected to the fixing roller is provided with the anode connected to the fixing roller, and is connected to the pressure roller. The constant voltage diode is provided with the cathode connected to the pressure roller side.

特開2001−100578号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-100578

上記のように、加熱部材の表面材質を構成する絶縁層は、帯電した電荷が抜けずに蓄積するという性質を有するため、加熱部材の芯金と絶縁層とがコンデンサーのように振舞うことがある。正帯電のトナーを使用する場合には、トナー像を転写材に転写する転写ローラーが転写材に対して負電荷を印加するため、負帯電の転写材から加熱部材の絶縁層に負電荷が充電される。特に、転写材が含水紙の場合には紙の抵抗が低くなるので、加熱部材に印加される負電荷が大きくなる。転写材の後端が転写ローラーを抜けた後、転写材への負電荷の印加が途絶えるので、トナーと転写材との静電吸着力が低下する。このとき、加熱部材の絶縁層に充電された負電荷が放電するときに、正帯電のトナーが加熱部材の表面に付着して静電オフセットを発生することがある。そこで、加熱部材に蓄積する電荷量を低く抑え、静電オフセットを防ぐ必要がある。   As described above, since the insulating layer constituting the surface material of the heating member has a property that the charged electric charge is accumulated without losing, the cored bar and the insulating layer of the heating member may behave like a capacitor. . When using a positively charged toner, the transfer roller that transfers the toner image to the transfer material applies a negative charge to the transfer material, so that the negative charge is charged from the negatively charged transfer material to the insulating layer of the heating member. Is done. In particular, when the transfer material is water-containing paper, the resistance of the paper is low, so the negative charge applied to the heating member is large. Since the negative charge is no longer applied to the transfer material after the trailing edge of the transfer material has passed through the transfer roller, the electrostatic adsorption force between the toner and the transfer material is reduced. At this time, when the negative charge charged in the insulating layer of the heating member is discharged, the positively charged toner may adhere to the surface of the heating member and generate an electrostatic offset. Therefore, it is necessary to reduce the amount of charge accumulated in the heating member to prevent electrostatic offset.

本発明では、加熱部材に蓄積する電荷量を抑制して静電オフセットを防ぐことを目的とする。   An object of the present invention is to prevent electrostatic offset by suppressing the amount of charge accumulated in a heating member.

本発明の定着装置は、芯金と前記芯金に周設された絶縁層とを有する加熱部材と、前記加熱部材に圧接して前記加熱部材との間に定着ニップを形成する加圧部材と、前記芯金とグランドとの間に接続されると共に、転写材を通紙中の前記加熱部材における前記芯金と前記絶縁層の表面との電位差が第1閾値電圧に達しない場合に、トナーと逆極性の電荷を前記絶縁層に蓄積させる向きの第1方向において前記グランドと前記加熱部材との間に流れる電流を遮断する第1機能部材と、を備えることを特徴とする。   The fixing device according to the present invention includes a heating member having a cored bar and an insulating layer provided around the cored bar, and a pressure member that presses the heating member and forms a fixing nip between the heating member and the heating member. The toner is connected between the cored bar and the ground, and the potential difference between the cored bar and the surface of the insulating layer in the heating member passing through the transfer material does not reach the first threshold voltage. And a first functional member that cuts off a current flowing between the ground and the heating member in a first direction in which charges having a polarity opposite to that of the insulating layer are accumulated in the insulating layer.

このような構成によれば、定着装置では、通紙中にグランドと加熱部材との間に流れる電流を遮断することで、芯金と絶縁層の表面との電位差を低く抑えることができ、用紙から絶縁層の表面に蓄積される負極性又は正極性の電荷量を抑制して加熱部材の帯電量を抑制する。そのため、加熱部材を通過する転写材への負極性又は正極性の転写バイアスの供給が途絶えて、正極性又は負極性のトナーと転写材、特に含水紙との静電吸着力が低下した場合でも、加熱部材の負電荷又は正極性の放電を抑制することができるので、静電オフセットを防ぐことができる。   According to such a configuration, in the fixing device, by blocking the current flowing between the ground and the heating member during the sheet passing, the potential difference between the core metal and the surface of the insulating layer can be suppressed to a low level. The amount of negative or positive charge accumulated on the surface of the insulating layer is suppressed to suppress the charge amount of the heating member. Therefore, even when the supply of negative or positive transfer bias to the transfer material passing through the heating member is interrupted and the electrostatic adsorption force between the positive or negative toner and the transfer material, particularly water-containing paper, is reduced. Since the negative charge or positive discharge of the heating member can be suppressed, electrostatic offset can be prevented.

前記第1機能部材は、ツェナーダイオードで構成され、前記転写材に正帯電トナーが転写される場合には、前記ツェナーダイオードのアノードが前記芯金側に接続されると共に、前記ツェナーダイオードのカソードが前記グランド側に接続され、前記転写材に負帯電トナーが転写される場合には、前記ツェナーダイオードのアノードが前記グランド側に接続されると共に、前記ツェナーダイオードのカソードが前記芯金側に接続されるとよい。   The first functional member is a Zener diode. When positively charged toner is transferred to the transfer material, the anode of the Zener diode is connected to the core metal side, and the cathode of the Zener diode is When negatively charged toner is transferred to the transfer material connected to the ground side, the anode of the Zener diode is connected to the ground side, and the cathode of the Zener diode is connected to the core metal side. Good.

このような構成を採用することで、第1機能部材を簡易な構成で実現することができる。   By adopting such a configuration, the first functional member can be realized with a simple configuration.

前記第1機能部材は、前記定着ニップに進入する前の前記転写材に対して、トナーとは逆極性で絶対値が1KVの転写バイアスが印加される条件下で、前記第1閾値電圧が、トナーと同極性で絶対値が450V以上2KV以下に設定されるとよい。   The first function member has the first threshold voltage under a condition in which a transfer bias having a polarity opposite to that of toner and an absolute value of 1 KV is applied to the transfer material before entering the fixing nip. The absolute value of the same polarity as that of the toner may be set to 450 V or more and 2 KV or less.

このような構成を採用することで、第1機能部材は、通紙中の加熱部材の芯金と絶縁層の表面との電位差よりも十分に大きい第1閾値電圧を有して構成される。また、多量の電荷が蓄積した用紙が加熱部材を通過する場合等において、絶縁層の表面に蓄積される負極性又は正極性の電荷量が急に上昇するときでも、第1機能部材は、加熱部材に過大な電位差が生じることを回避してリーク放電を防ぐことができる。   By adopting such a configuration, the first functional member is configured to have a first threshold voltage that is sufficiently larger than the potential difference between the cored bar of the heating member during sheet passing and the surface of the insulating layer. In addition, when a sheet with a large amount of charge accumulated passes through the heating member, the first functional member is heated even when the negative or positive charge amount accumulated on the surface of the insulating layer suddenly increases. Leak discharge can be prevented by avoiding an excessive potential difference in the member.

上記した定着装置は、前記芯金とグランドとの間に接続されると共に、通紙中の前記加熱部材における前記芯金と前記絶縁層の表面との電位差が第2閾値電圧に達しない場合に、前記第1方向とは逆向きの第2方向において前記グランドと前記加熱部材との間に流れる電流を遮断する第2機能部材と、前記芯金と前記グランドとの接続を、前記第1機能部材を介する接続と、前記第2機能部材を介する接続とに切り替える切替部と、を更に備えるとよい。   The fixing device described above is connected between the cored bar and the ground, and when the potential difference between the cored bar and the surface of the insulating layer in the heating member during sheet passing does not reach the second threshold voltage. A second functional member that cuts off a current that flows between the ground and the heating member in a second direction opposite to the first direction, and a connection between the cored bar and the ground is the first function. It is preferable to further include a switching unit that switches between connection via a member and connection via the second functional member.

このような構成を採用することで、多量の負電荷又は正電荷により帯電し易い場合には、第1機能部材を介する接続を利用する一方、用紙と加熱部材の表面との摩擦帯電による静電オフセットが懸念される場合には、第2機能部材を介する接続を利用することができる。   By adopting such a configuration, when it is easy to be charged by a large amount of negative charge or positive charge, the connection via the first functional member is used, while electrostatic by frictional charging between the sheet and the surface of the heating member is used. When there is a concern about the offset, connection via the second functional member can be used.

前記第2機能部材は、ツェナーダイオードで構成され、前記転写材に正帯電トナーが転写される場合には、前記ツェナーダイオードのアノードが前記グランド側に接続されると共に、前記ツェナーダイオードのカソードが前記芯金側に接続され、前記転写材に負帯電トナーが転写される場合には、前記ツェナーダイオードのアノードが前記芯金側に接続されると共に、前記ツェナーダイオードのカソードが前記グランド側に接続されるとよい。   The second functional member is constituted by a Zener diode, and when positively charged toner is transferred to the transfer material, the anode of the Zener diode is connected to the ground side, and the cathode of the Zener diode is When negatively charged toner is transferred to the core metal side and transferred to the core metal, the anode of the Zener diode is connected to the core metal side and the cathode of the Zener diode is connected to the ground side. Good.

このような構成を採用することで、第2機能部材を簡易な構成で実現することができる。   By adopting such a configuration, the second functional member can be realized with a simple configuration.

前記加熱部材及び前記加圧部材を収容するハウジングを更に備え、前記切替部は、前記ハウジングの外部湿度が閾値湿度以上の場合に、前記芯金と前記グランドとの接続を前記第1機能部材を介する接続に切り替える一方、前記外部湿度が前記閾値湿度未満の場合に、前記芯金と前記グランドとの接続を前記第2機能部材を介する接続に切り替えてもよい。   The switch further includes a housing that houses the heating member and the pressure member, and the switching unit connects the first metal member to the ground when the external humidity of the housing is equal to or higher than a threshold humidity. On the other hand, when the external humidity is lower than the threshold humidity, the connection between the core metal and the ground may be switched to the connection via the second functional member.

このような構成を採用することで、抵抗が低いために多量の負電荷又は正電荷により帯電し易い含水紙の場合に第1機能部材を介する接続を利用する一方、水分量の低い転写材の場合には、加熱部材の絶縁層の表面への負電荷又は正電荷の流れ込みではなく、用紙と加熱部材の表面との摩擦帯電による静電オフセットが懸念されるため、第2機能部材を介する接続を利用することで、グランドに対して加熱部材の表面を帯電させないように構成することができる。   By adopting such a configuration, in the case of water-containing paper that is easily charged by a large amount of negative charge or positive charge due to low resistance, the connection via the first functional member is used while the transfer material having a low moisture content is used. In this case, there is concern about electrostatic offset due to frictional charging between the paper and the surface of the heating member, rather than a negative charge or a positive charge flowing into the surface of the insulating layer of the heating member. By using this, it is possible to configure so that the surface of the heating member is not charged with respect to the ground.

前記転写材の含水状態を検知する含水状態検知装置を更に備え、前記切替部は、前記転写材の含水状態に応じて、前記芯金と前記グランドとの接続を前記第1機能部材を介する接続又は前記第2機能部材を介する接続に切り替えてもよい。   The water content detection device further detects a water content state of the transfer material, and the switching unit is configured to connect the cored bar and the ground via the first functional member according to the water content state of the transfer material. Or you may switch to the connection via the said 2nd functional member.

また、前記含水状態検知装置は、前記転写材の搬送経路において前記定着ニップへの進入前の位置に設けられ、前記転写材の含水状態として含水率を検知する水分センサーでもよく、前記切替部は、前記転写材の含水率が所定の含水率閾値以上の場合に、前記芯金と前記グランドとの接続を前記第1機能部材を介する接続に切り替える一方、前記転写材の含水率が所定の含水率閾値未満の場合に、前記芯金と前記グランドとの接続を前記第2機能部材を介する接続に切り替えてもよい。   The moisture content detection device may be a moisture sensor that is provided at a position before entering the fixing nip in the transfer material conveyance path, and detects a moisture content as the moisture content of the transfer material. When the moisture content of the transfer material is equal to or higher than a predetermined moisture content threshold, the connection between the core metal and the ground is switched to the connection via the first functional member, while the moisture content of the transfer material is a predetermined moisture content. When the ratio is less than the threshold value, the connection between the metal core and the ground may be switched to the connection via the second functional member.

これらのような構成を採用することで、転写紙が含水紙か否かを正確に判定し、芯金とグランドとの接続を適切に切り換えることができる。   By adopting such a configuration, it is possible to accurately determine whether or not the transfer paper is water-containing paper, and appropriately switch the connection between the core metal and the ground.

前記第1方向において前記グランドと前記加熱部材との間に流れる電流を検知する電流検知部を更に備え、前記切替部は、前記電流検知部が電流を検知した場合に、前記芯金と前記グランドとの接続を前記第1機能部材を介する接続に切り替える一方、前記電流検知部が電流を検知しない場合に、前記芯金と前記グランドとの接続を前記第2機能部材を介する接続に切り替えてもよい。   A current detection unit that detects a current flowing between the ground and the heating member in the first direction; and the switching unit detects the current when the current detection unit detects a current. The connection between the metal core and the ground is switched to the connection via the second functional member when the current detection unit does not detect the current, while the connection is switched to the connection via the first functional member. Good.

このような構成を採用することで、加熱部材の絶縁層に対する不要な電荷の蓄積を確実に防止することが可能となる。   By adopting such a configuration, it is possible to reliably prevent unnecessary charge accumulation on the insulating layer of the heating member.

本発明の画像形成装置は、上記した何れかの定着装置を備えていることを特徴とする。   The image forming apparatus of the present invention includes any one of the fixing devices described above.

本発明によれば、加熱部材に蓄積する電荷量を抑制して静電オフセットを防ぐことが可能となる。   According to the present invention, it is possible to prevent electrostatic offset by suppressing the amount of charge accumulated in the heating member.

本発明の一実施形態に係るプリンターを示す断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating a printer according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る定着装置を示す断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating a fixing device according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係るプリンターの制御システムを示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a printer control system according to an embodiment of the present invention. FIG. 定着装置において、加熱ローラーの芯金とグランドとの間のツェナーダイオードのツェナー電圧と、加熱ローラーの芯金と絶縁層表面との電位差及びグランドから加熱ローラーへと流れる電流値との関係を示すグラフである。In a fixing device, a graph showing a relationship between a Zener voltage of a Zener diode between a core metal of a heating roller and a ground, a potential difference between the core metal of the heating roller and an insulating layer surface, and a current value flowing from the ground to the heating roller. It is. 定着装置において、加熱ローラーの芯金とグランドとの間のツェナーダイオードのツェナー電圧と、静電オフセットとの関係の一例を示す表である。5 is a table showing an example of a relationship between a Zener voltage of a Zener diode between a core metal of a heating roller and a ground and an electrostatic offset in the fixing device. 本発明の他の実施形態に係る定着装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the fixing device which concerns on other embodiment of this invention. 定着装置において、加熱ローラーの芯金とグランドとの間のツェナーダイオードのツェナー電圧と、静電オフセットとの関係の他の例を示す表である。6 is a table showing another example of the relationship between the Zener voltage of the Zener diode between the cored bar of the heating roller and the ground and the electrostatic offset in the fixing device. 本発明の他の実施形態に係る定着装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the fixing device which concerns on other embodiment of this invention.

先ず、本発明の実施形態に係るプリンター1(画像形成装置)の全体の構成について図1を参照しながら説明する。以下、説明の便宜上、図1における紙面手前側をプリンター1の前側とする。   First, the overall configuration of a printer 1 (image forming apparatus) according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Hereinafter, for convenience of explanation, the front side of the sheet in FIG.

プリンター1は、箱型形状のプリンター本体2を備える。プリンター本体2の下部には、用紙(転写材)を収納する給紙カセット3が収容され、プリンター本体2の上面には排紙トレイ4が設けられる。また、プリンター本体2の上面には、排紙トレイ4の側方に上カバー5が開閉可能に取り付けられ、上カバー5の下方にはトナーコンテナ6が収納される。   The printer 1 includes a box-shaped printer main body 2. A paper feed cassette 3 for storing paper (transfer material) is accommodated in the lower part of the printer main body 2, and a paper discharge tray 4 is provided on the upper surface of the printer main body 2. An upper cover 5 is attached to the upper surface of the printer main body 2 so as to be openable and closable on the side of the paper discharge tray 4, and a toner container 6 is stored below the upper cover 5.

プリンター本体2の上部には、レーザー・スキャニング・ユニット(LSU)で構成される露光器7が排紙トレイ4の下方に配置され、露光器7の下方には、画像形成部8が設けられる。画像形成部8には、像担持体である感光体ドラム10が回転可能に設けられ、感光体ドラム10の周囲には、帯電器11と、現像器12と、転写ローラー13と、クリーニング装置14とが、感光体ドラム10の回転方向(図1の矢印X参照)に沿って配置される。   An exposure unit 7 composed of a laser scanning unit (LSU) is disposed below the discharge tray 4 above the printer body 2, and an image forming unit 8 is provided below the exposure unit 7. The image forming unit 8 is rotatably provided with a photosensitive drum 10 as an image carrier. Around the photosensitive drum 10, a charger 11, a developing device 12, a transfer roller 13, and a cleaning device 14 are provided. Are arranged along the rotation direction of the photosensitive drum 10 (see arrow X in FIG. 1).

プリンター本体2の内部には、用紙の搬送経路15が設けられる。搬送経路15の上流端には給紙部16が設けられ、搬送経路15の中流部には、感光体ドラム10と転写ローラー13によって構成される転写部17が設けられ、搬送経路15の下流部には定着装置18が設けられ、搬送経路15の下流端には排紙部20が設けられる。搬送経路15の下方には、両面印刷用の反転経路21が設けられる。なお、本実施形態では、転写部17は、転写ローラー13によって用紙の印字裏面側から負のバイアスを印加し、正極性に帯電されたトナーを用紙通過時に用紙上に電気的に転写させるように構成される。あるいは、他の実施形態では、転写部17は、転写ローラー13によって用紙の印字裏面側から正のバイアスを印加し、負極性に帯電されたトナーを用紙通過時に用紙上に電気的に転写させるように構成される。   A paper transport path 15 is provided inside the printer body 2. A paper feed unit 16 is provided at the upstream end of the conveyance path 15, and a transfer unit 17 configured by the photosensitive drum 10 and the transfer roller 13 is provided at a middle portion of the conveyance path 15. Is provided with a fixing device 18, and a paper discharge unit 20 is provided at the downstream end of the conveyance path 15. A reverse path 21 for double-sided printing is provided below the transport path 15. In this embodiment, the transfer unit 17 applies a negative bias from the print back side of the paper by the transfer roller 13 so that the positively charged toner is electrically transferred onto the paper when passing through the paper. Composed. Alternatively, in another embodiment, the transfer unit 17 applies a positive bias from the print back side of the sheet by the transfer roller 13 so that the negatively charged toner is electrically transferred onto the sheet when passing through the sheet. Configured.

次に、このような構成を備えたプリンター1の画像形成動作について説明する。   Next, an image forming operation of the printer 1 having such a configuration will be described.

プリンター1に電源が投入されると、各種パラメーターが初期化され、定着装置18の温度設定等の初期設定が実行される。そして、プリンター1に接続されたコンピューター等から画像データが入力され、印刷開始の指示がなされると、以下のようにして画像形成動作が実行される。   When the printer 1 is turned on, various parameters are initialized, and initial setting such as temperature setting of the fixing device 18 is executed. When image data is input from a computer or the like connected to the printer 1 and an instruction to start printing is given, an image forming operation is executed as follows.

まず、帯電器11によって感光体ドラム10の表面が帯電された後、露光器7からのレーザー光(図1の二点鎖線P参照)により感光体ドラム10に対して画像データに対応した露光が行われ、感光体ドラム10の表面に静電潜像が形成される。次に、この静電潜像を、現像器12がトナーによりトナー像に現像する。   First, after the surface of the photosensitive drum 10 is charged by the charger 11, exposure corresponding to the image data is performed on the photosensitive drum 10 by laser light from the exposure device 7 (see the two-dot chain line P in FIG. 1). The electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum 10. Next, the electrostatic latent image is developed by the developing device 12 into a toner image with toner.

一方、給紙部16によって給紙カセット3から取り出された用紙は、上記した画像形成動作とタイミングを合わせて転写部17へと搬送され、転写部17において感光体ドラム10上のトナー像が用紙に転写される。トナー像を転写された用紙は、搬送経路15を下流側へと搬送されて定着装置18に進入し、この定着装置18において用紙にトナー像が定着される。トナー像が定着された用紙は、排紙部20から排紙トレイ4に排出される。なお、感光体ドラム10上に残留したトナーは、クリーニング装置14によって回収される。   On the other hand, the sheet taken out from the sheet cassette 3 by the sheet feeding unit 16 is conveyed to the transfer unit 17 in synchronization with the above-described image forming operation, and the toner image on the photosensitive drum 10 is transferred to the sheet by the transfer unit 17. Is transcribed. The sheet on which the toner image has been transferred is conveyed downstream in the conveyance path 15 and enters the fixing device 18 where the toner image is fixed on the sheet. The paper on which the toner image is fixed is discharged from the paper discharge unit 20 to the paper discharge tray 4. The toner remaining on the photosensitive drum 10 is collected by the cleaning device 14.

次に、定着装置18について、図2〜図5を用いて説明する。   Next, the fixing device 18 will be described with reference to FIGS.

図2等に示されるように、定着装置18は、ハウジング23と、加熱ローラー24(加熱部材)と、加圧ローラー25(加圧部材)と、ヒーター26(熱源)と、第1機能部材27と、第2機能部材28と、切替部30と、を備える。なお、本実施形態では、定着装置18が第1機能部材27及び第2機能部材28を備える構成を説明するが、定着装置18は、第1機能部材27のみを備えて構成されてもよい。   2 and the like, the fixing device 18 includes a housing 23, a heating roller 24 (heating member), a pressure roller 25 (pressure member), a heater 26 (heat source), and a first functional member 27. And a second functional member 28 and a switching unit 30. In the present embodiment, the configuration in which the fixing device 18 includes the first functional member 27 and the second functional member 28 will be described. However, the fixing device 18 may be configured to include only the first functional member 27.

ハウジング23は、前後方向に長い略箱型状に形成され、右面の上下方向略中央に開口した給紙口31と、左面の上下方向略中央に開口した排紙口32とを有する。給紙口31及び排紙口32を介して、搬送経路15がハウジング23内を通過していて、給紙口31を介してハウジング23内に導入された用紙が、排紙口32を介してハウジング23から排出される。また、ハウジング23内では、加熱ローラー24及び加圧ローラー25が、搬送経路15を挟んで上側及び下側にそれぞれ配置される。   The housing 23 is formed in a substantially box shape that is long in the front-rear direction, and includes a paper feed port 31 that is opened at a substantially vertical center of the right surface and a paper discharge port 32 that is opened at a substantially vertical center of the left surface. The conveyance path 15 passes through the housing 23 via the paper feed port 31 and the paper discharge port 32, and the paper introduced into the housing 23 via the paper feed port 31 passes through the paper discharge port 32. It is discharged from the housing 23. Further, in the housing 23, the heating roller 24 and the pressure roller 25 are respectively arranged on the upper side and the lower side with the conveyance path 15 interposed therebetween.

加熱ローラー24は、前後方向に長い円筒状に形成されると共に、ハウジング23内で回転可能に支持されている。加熱ローラー24の回転軸方向は、前後方向である。   The heating roller 24 is formed in a cylindrical shape that is long in the front-rear direction, and is rotatably supported in the housing 23. The rotation axis direction of the heating roller 24 is the front-rear direction.

加熱ローラー24は、例えば、円筒状の芯金24aと、芯金24aに周設される絶縁層24bとから構成される。芯金24aは、アルミニウムや鉄等の金属で形成される。芯金24aは、第1機能部材27や第2機能部材28を介してグランドGと接続されている。絶縁層24bは、絶縁性を有するPFA等のフッ素樹脂から形成される。本実施形態では絶縁層24bの表面は、負極性の電荷が蓄積した転写材との接触によって負極性の電荷が蓄積し、絶縁層24bは、芯金24a側が絶縁層24bの表面に対して正極性側になる。あるいは、他の実施形態では、絶縁層24bの表面は、正極性の電荷が蓄積した転写材との接触によって正極性の電荷が蓄積し、絶縁層24bは、芯金24a側が絶縁層24bの表面に対して負極性側になる。これにより、加熱ローラー24は、芯金24aと絶縁層24bの表面との間に電位差を有することで電荷を蓄積するコンデンサーのように振る舞う。なお、絶縁層24bは、フッ素樹脂のみから構成されていてもよいが、絶縁性を有するシリコンゴム等から構成されていて芯金24aに周設される弾性層と、絶縁性を有するPFA等のフッ素樹脂から構成されていて弾性層を被覆する離型層とによって構成されてもよい。   The heating roller 24 includes, for example, a cylindrical cored bar 24a and an insulating layer 24b provided around the cored bar 24a. The cored bar 24a is formed of a metal such as aluminum or iron. The cored bar 24 a is connected to the ground G via the first functional member 27 and the second functional member 28. The insulating layer 24b is made of a fluororesin such as PFA having an insulating property. In the present embodiment, negative charge is accumulated on the surface of the insulating layer 24b by contact with the transfer material in which negative charge is accumulated, and the insulating layer 24b is positive on the core metal 24a side with respect to the surface of the insulating layer 24b. Become sexual. Alternatively, in another embodiment, the surface of the insulating layer 24b accumulates positive charges by contact with a transfer material in which positive charges are accumulated, and the insulating layer 24b has a surface of the insulating layer 24b on the core metal 24a side. To the negative polarity side. Thereby, the heating roller 24 behaves like a capacitor that accumulates charges by having a potential difference between the core metal 24a and the surface of the insulating layer 24b. The insulating layer 24b may be made of only a fluororesin, but it is made of an insulating silicon rubber or the like, and is formed of an elastic layer provided around the metal core 24a and an insulating PFA or the like. The release layer may be composed of a fluororesin and cover the elastic layer.

加圧ローラー25は、前後方向に長い円柱状に形成されると共に、ハウジング23内で回転可能に支持されている。加圧ローラー25の回転軸方向は、前後方向である。加圧ローラー25は、加熱ローラー24の外周面に対して圧接されることで、加熱ローラー24と加圧ローラー25との間には定着ニップNが形成される。加圧ローラー25の後端部には、駆動ギア(図示せず)が取り付けられる。加圧ローラー25は、この駆動ギアを介してモーター等の加圧ローラー駆動源43(図3参照)に接続されていて、この加圧ローラー駆動源43によって回転駆動される。   The pressure roller 25 is formed in a cylindrical shape that is long in the front-rear direction, and is rotatably supported in the housing 23. The rotation axis direction of the pressure roller 25 is the front-rear direction. The pressure roller 25 is pressed against the outer peripheral surface of the heating roller 24, so that a fixing nip N is formed between the heating roller 24 and the pressure roller 25. A driving gear (not shown) is attached to the rear end portion of the pressure roller 25. The pressure roller 25 is connected to a pressure roller drive source 43 (see FIG. 3) such as a motor via the drive gear, and is rotationally driven by the pressure roller drive source 43.

加圧ローラー25は、例えば、円柱状の芯金25aと、この芯金25aに周設される弾性層25bと、この弾性層25bを被覆する離型層25cと、によって構成される。加圧ローラー25の芯金25aは、例えば、SUSやアルミニウム等の金属によって形成され、この芯金25aが加圧ローラー25の回転軸となる。加圧ローラー25の弾性層25bは、例えば、シリコンゴム等によって形成され、加圧ローラー25の離型層25cは、例えば、PFA等のフッ素樹脂によって形成される。   The pressure roller 25 includes, for example, a cylindrical cored bar 25a, an elastic layer 25b provided around the cored bar 25a, and a release layer 25c that covers the elastic layer 25b. The cored bar 25 a of the pressure roller 25 is made of, for example, a metal such as SUS or aluminum, and the cored bar 25 a serves as a rotation axis of the pressure roller 25. The elastic layer 25b of the pressure roller 25 is formed of, for example, silicon rubber, and the release layer 25c of the pressure roller 25 is formed of, for example, a fluorine resin such as PFA.

ヒーター26は、例えば、ハロゲンヒーターやセラミックヒーター等によって構成される熱源であり、加熱ローラー24の内部空間に設けられる。ヒーター26は、電源から供給される電力によって発熱し、加熱ローラー24を加熱するように構成されている。   The heater 26 is a heat source configured by, for example, a halogen heater or a ceramic heater, and is provided in the internal space of the heating roller 24. The heater 26 is configured to generate heat by power supplied from a power source and to heat the heating roller 24.

第1機能部材27は、加熱ローラー24の芯金24aとグランドG(接地)との間に接続される。第1機能部材27は、通紙中の加熱ローラー24の芯金24aと絶縁層24bの表面との電位差が第1閾値電圧に達しない場合に、トナーと逆極性の電荷を絶縁層24bに蓄積させる向きの第1方向においてグランドGと加熱ローラー24との間に流れる電流を遮断するように構成される。転写材に正帯電トナーが転写される本実施形態の場合には、第1機能部材27は、加熱ローラー24からグランドGへの電流を許容すると共に、通紙中の加熱ローラー24の芯金24aと絶縁層24bの表面との電位差が第1閾値電圧に達しない場合にグランドGから加熱ローラー24への電流を遮断する一方、通紙中の加熱ローラー24の芯金24aと絶縁層24bの表面との電位差が第1閾値電圧以上の場合にグランドGから加熱ローラー24への電流を許容するように構成される。あるいは、転写材に負帯電トナーが転写される他の実施形態の場合には、第1機能部材27は、グランドGから加熱ローラー24への電流を許容すると共に、通紙中の加熱ローラー24の芯金24aと絶縁層24bの表面との電位差が第1閾値電圧に達しない場合に加熱ローラー24からグランドGへの電流を遮断する一方、通紙中の加熱ローラー24の芯金24aと絶縁層24bの表面との電位差が第1閾値電圧以上の場合に加熱ローラー24からグランドGへの電流を許容するように構成される。   The first functional member 27 is connected between the cored bar 24a of the heating roller 24 and the ground G (grounding). The first functional member 27 accumulates charges having a polarity opposite to that of the toner in the insulating layer 24b when the potential difference between the core metal 24a of the heating roller 24 and the surface of the insulating layer 24b does not reach the first threshold voltage. The current flowing between the ground G and the heating roller 24 in the first direction is configured to be cut off. In the case of the present embodiment in which positively charged toner is transferred to the transfer material, the first functional member 27 allows a current from the heating roller 24 to the ground G, and at the same time a cored bar 24a of the heating roller 24 during paper passing. When the potential difference between the surface of the insulating layer 24b and the surface of the insulating layer 24b does not reach the first threshold voltage, the current from the ground G to the heating roller 24 is cut off, while the cored bar 24a of the heating roller 24 and the surface of the insulating layer 24b during paper passing Is configured to allow a current from the ground G to the heating roller 24 when the potential difference between the first and second voltages is equal to or higher than the first threshold voltage. Alternatively, in another embodiment in which negatively charged toner is transferred to a transfer material, the first functional member 27 allows current from the ground G to the heating roller 24 and also allows the heating roller 24 to pass through the sheet. When the potential difference between the cored bar 24a and the surface of the insulating layer 24b does not reach the first threshold voltage, the current from the heating roller 24 to the ground G is interrupted, while the cored bar 24a of the heating roller 24 and the insulating layer during paper passing The electric current from the heating roller 24 to the ground G is allowed when the potential difference from the surface of 24b is equal to or higher than the first threshold voltage.

第1機能部材27の第1閾値電圧は、例えば、定着ニップNに進入する前の用紙に対して、トナーとは逆極性で絶対値が1KVの転写バイアスが転写ローラー13によって印加される条件下で、トナーと同極性で絶対値が450V以上2KV以下に設定される。第1機能部材27は、例えば、上記の第1閾値電圧をツェナー電圧として有するツェナーダイオードで構成され、転写材に正帯電トナーが転写される本実施形態の場合には、アノードAが芯金24a側に接続されると共に、カソードKがグランドG側に接続される。あるいは、第1機能部材27は、転写材に負帯電トナーが転写される他の実施形態の場合には、アノードAがグランドG側に接続されると共に、カソードKが芯金24a側に接続される。   The first threshold voltage of the first functional member 27 is, for example, a condition in which a transfer bias having a reverse polarity of the toner and an absolute value of 1 KV is applied to the paper before entering the fixing nip N by the transfer roller 13. Therefore, the absolute value is set to 450 V or more and 2 KV or less with the same polarity as the toner. The first functional member 27 is constituted by, for example, a Zener diode having the first threshold voltage as a Zener voltage. In the present embodiment in which positively charged toner is transferred to a transfer material, the anode A is a cored bar 24a. And the cathode K is connected to the ground G side. Alternatively, the first functional member 27 has an anode A connected to the ground G side and a cathode K connected to the cored bar 24a side in other embodiments in which negatively charged toner is transferred to the transfer material. The

第2機能部材28は、加熱ローラー24の芯金24aとグランドG(接地)との間に接続される。第2機能部材28は、通紙中の加熱ローラー24の芯金24aと絶縁層24bの表面との電位差が第2閾値電圧に達しない場合に、上記第1方向とは逆向きの第2方向においてグランドGと加熱ローラー24との間に流れる電流を遮断するように構成される。転写材に正帯電トナーが転写される本実施形態の場合には、第2機能部材28は、グランドGから加熱ローラー24への電流を許容すると共に、通紙中の加熱ローラー24の芯金24aと絶縁層24bの表面との電位差が第2閾値電圧に達しない場合に加熱ローラー24からグランドGへの電流を遮断する一方、通紙中の加熱ローラー24の芯金24aと絶縁層24bの表面との電位差が第2閾値電圧以上の場合に加熱ローラー24からグランドGへの電流を許容するように構成される。あるいは、転写材に負帯電トナーが転写される他の実施形態の場合には、第2機能部材28は、加熱ローラー24からグランドGへの電流を許容すると共に、通紙中の加熱ローラー24の芯金24aと絶縁層24bの表面との電位差が第2閾値電圧に達しない場合にグランドGから加熱ローラー24への電流を遮断する一方、通紙中の加熱ローラー24の芯金24aと絶縁層24bの表面との電位差が第2閾値電圧以上の場合にグランドGから加熱ローラー24への電流を許容するように構成される。   The second functional member 28 is connected between the cored bar 24a of the heating roller 24 and the ground G (grounding). The second functional member 28 has a second direction opposite to the first direction when the potential difference between the cored bar 24a of the heating roller 24 and the surface of the insulating layer 24b does not reach the second threshold voltage. In FIG. 5, the current flowing between the ground G and the heating roller 24 is cut off. In the case of this embodiment in which positively charged toner is transferred to the transfer material, the second functional member 28 allows current from the ground G to the heating roller 24 and at the same time a cored bar 24a of the heating roller 24 during paper passing. And when the potential difference between the surface of the insulating layer 24b and the surface of the insulating layer 24b does not reach the second threshold voltage, the current from the heating roller 24 to the ground G is interrupted, while Is configured to allow the current from the heating roller 24 to the ground G when the potential difference between and the second threshold voltage is equal to or higher than the second threshold voltage. Alternatively, in another embodiment in which negatively charged toner is transferred to the transfer material, the second functional member 28 allows current from the heating roller 24 to the ground G and also allows the heating roller 24 to pass through the sheet. When the potential difference between the cored bar 24a and the surface of the insulating layer 24b does not reach the second threshold voltage, the current from the ground G to the heating roller 24 is cut off, while the cored bar 24a of the heating roller 24 and the insulating layer are passing through the sheet. When the potential difference from the surface of 24b is equal to or higher than the second threshold voltage, the current from the ground G to the heating roller 24 is allowed.

第2機能部材28の第2閾値電圧は、例えば、定着ニップNに進入する前の用紙に対して、トナーとは逆極性で絶対値が1KVの転写バイアスが転写ローラー13によって印加される条件下で、トナーと同極性で絶対値が450V以上2KV以下に設定される。第2機能部材28は、例えば、上記の第2閾値電圧をツェナー電圧として有するツェナーダイオードで構成され、転写材に正帯電トナーが転写される本実施形態の場合には、アノードAがグランドG側に接続されると共に、カソードKが芯金24a側に接続される。あるいは、第2機能部材28は、転写材に負帯電トナーが転写される他の実施形態の場合には、アノードAが芯金24a側に接続されると共に、カソードKがグランドG側に接続される。   The second threshold voltage of the second functional member 28 is, for example, a condition in which a transfer bias having a reverse polarity of toner and an absolute value of 1 KV is applied to the paper before entering the fixing nip N by the transfer roller 13. Therefore, the absolute value is set to 450 V or more and 2 KV or less with the same polarity as the toner. The second functional member 28 is constituted by, for example, a Zener diode having the second threshold voltage as a Zener voltage. In the present embodiment in which positively charged toner is transferred to a transfer material, the anode A is on the ground G side. And the cathode K is connected to the cored bar 24a side. Alternatively, in another embodiment in which negatively charged toner is transferred to the transfer material, the second functional member 28 has the anode A connected to the cored bar 24a and the cathode K connected to the ground G side. The

切替部30は、リレー等のスイッチング素子で構成され、第1機能部材27及び第2機能部材28よりも加熱ローラー24の芯金24a側に設けられる。切替部30は、所定の切替条件に応じて、芯金24aとグランドGとの接続を、第1機能部材27を介する接続と、第2機能部材28を介する接続とに切り替える。例えば、切替部30は、ハウジング23の外部湿度が所定の閾値湿度以上の場合に、芯金24aとグランドGとの接続を第1機能部材27を介する接続に切り替える一方、外部湿度が所定の閾値湿度未満の場合に、芯金24aとグランドGとの接続を第2機能部材28を介する接続に切り替える。閾値湿度は、通常時のハウジング23の外部湿度が60%程度であることを考慮して、例えば、80%に設定される。   The switching unit 30 includes a switching element such as a relay, and is provided closer to the core metal 24 a of the heating roller 24 than the first functional member 27 and the second functional member 28. The switching unit 30 switches the connection between the cored bar 24 a and the ground G between a connection via the first functional member 27 and a connection via the second functional member 28 according to a predetermined switching condition. For example, when the external humidity of the housing 23 is equal to or higher than a predetermined threshold humidity, the switching unit 30 switches the connection between the metal core 24a and the ground G to the connection via the first functional member 27, while the external humidity is a predetermined threshold value. When the humidity is lower, the connection between the cored bar 24 a and the ground G is switched to the connection via the second functional member 28. The threshold humidity is set to 80%, for example, considering that the external humidity of the housing 23 at the normal time is about 60%.

次に、プリンター1の制御システムについて、図3を用いて説明する。   Next, the control system of the printer 1 will be described with reference to FIG.

プリンター1には、CPU等で構成される制御部40が設けられている。制御部40は、ROM、RAM等の記憶装置で構成される記憶部41と接続されていて、記憶部41に格納された制御プログラムや制御用データに基づいて、制御部40がプリンター1の各部を制御するように構成されている。   The printer 1 is provided with a control unit 40 composed of a CPU or the like. The control unit 40 is connected to a storage unit 41 configured by a storage device such as a ROM and a RAM, and the control unit 40 controls each unit of the printer 1 based on a control program and control data stored in the storage unit 41. Is configured to control.

制御部40は、転写ローラー13に転写バイアスを供給する転写バイアス電源42に接続されていて、この転写バイアス電源42は、制御部40からの信号に基づいて転写ローラー13に転写バイアスを供給する。   The control unit 40 is connected to a transfer bias power source 42 that supplies a transfer bias to the transfer roller 13, and the transfer bias power source 42 supplies a transfer bias to the transfer roller 13 based on a signal from the control unit 40.

制御部40は、定着装置18の加圧ローラー25を駆動するモーター等の加圧ローラー駆動源43に接続されていて、この加圧ローラー駆動源43は、制御部40からの信号に基づいて加圧ローラー25を回転させる。このように加圧ローラー25が回転すると、加圧ローラー25に圧接する加熱ローラー24が加圧ローラー25とは逆方向に従動回転する。   The control unit 40 is connected to a pressure roller drive source 43 such as a motor that drives the pressure roller 25 of the fixing device 18, and the pressure roller drive source 43 is added based on a signal from the control unit 40. The pressure roller 25 is rotated. When the pressure roller 25 rotates in this way, the heating roller 24 that is in pressure contact with the pressure roller 25 is driven to rotate in the opposite direction to the pressure roller 25.

制御部40は、定着装置18のヒーター26に接続されている。そして、制御部40からの信号に基づいてヒーター26に電力が供給されることでヒーター26が発熱する。   The control unit 40 is connected to the heater 26 of the fixing device 18. The heater 26 generates heat when electric power is supplied to the heater 26 based on a signal from the control unit 40.

制御部40は、湿度検知部44に接続されている。湿度検知部44は、定着装置18のハウジング23の外部に設けられ、プリンター本体2の機内湿度(ハウジング23の外部湿度)を検知する。   The control unit 40 is connected to the humidity detection unit 44. The humidity detector 44 is provided outside the housing 23 of the fixing device 18 and detects the in-machine humidity of the printer body 2 (external humidity of the housing 23).

制御部40は、定着装置18の切替部30に接続されている。そして、制御部40は、湿度検知部44で検知されたハウジング23の外部湿度に基づいて、切替部30を上記のように制御する。   The control unit 40 is connected to the switching unit 30 of the fixing device 18. Then, the control unit 40 controls the switching unit 30 as described above based on the external humidity of the housing 23 detected by the humidity detection unit 44.

次に、転写材に正帯電トナーが転写される本実施形態において、第1機能部材27の第1閾値電圧と、加熱ローラー24の芯金24aと絶縁層24bの表面との電位差及びグランドGから加熱ローラー24へと流れる電流値との関係について、図4を用いて説明する。   Next, in the present embodiment in which positively charged toner is transferred to the transfer material, from the first threshold voltage of the first functional member 27, the potential difference between the core metal 24a of the heating roller 24 and the surface of the insulating layer 24b, and the ground G A relationship with the value of the current flowing to the heating roller 24 will be described with reference to FIG.

図4では、第1機能部材27を用いずに加熱ローラー24の芯金24aとグランドGとを直接接続した場合(GND)と、150V、300V、450V、600Vに設定されたツェナー電圧(第1閾値電圧)を有するツェナーダイオード(第1機能部材27)を用いる場合とにおいて検出される加熱ローラー24の芯金24aと絶縁層24bの表面との電位差及びグランドGから加熱ローラー24へと流れる電流値を示す。この電位差は、転写ローラー13に供給される転写バイアスを−1KVに設定した条件下で、通紙中の加熱ローラー24の芯金24aと絶縁層24bの表面との電位測定を行い、その差分から算出され、なお、加熱ローラー24の帯電量は、この電位差に基づいて算出することができる。この電流値は、上記の電位測定と同時にグランドGから加熱ローラー24に流れる電流値を電流計で測定した。通紙中は、負極性の電荷が蓄積した用紙によって絶縁層24bの表面に負極性の電荷が蓄積し易い状態にあるので、グランドGから加熱ローラー24へと電流が流れるほど、絶縁層24bの表面に負電荷が蓄積して加熱ローラー24の帯電量が増加する傾向にある。このように、加熱ローラー24の帯電量と電流値とは相関関係があり、電流が流れると帯電量が増える。なお、転写材に負帯電トナーが転写される他の実施形態の場合では、上記実施形態とは電荷の極性や電流の流れる方向が逆であるが、同様にして、加熱ローラー24の帯電量と電流値とは相関関係を有する。   In FIG. 4, when the core metal 24a of the heating roller 24 and the ground G are directly connected without using the first functional member 27 (GND), a zener voltage set to 150V, 300V, 450V, and 600V (first The potential difference between the cored bar 24a of the heating roller 24 and the surface of the insulating layer 24b and the current value flowing from the ground G to the heating roller 24 detected when using a Zener diode (first functional member 27) having a threshold voltage). Indicates. This potential difference is obtained by measuring the potential between the cored bar 24a of the heating roller 24 and the surface of the insulating layer 24b while passing the paper under the condition that the transfer bias supplied to the transfer roller 13 is set to -1 KV. The charge amount of the heating roller 24 can be calculated based on this potential difference. As for this current value, the current value flowing from the ground G to the heating roller 24 was measured with an ammeter simultaneously with the above potential measurement. Since the negative charge is easily accumulated on the surface of the insulating layer 24b by the paper in which the negative charge is accumulated during the sheet passing, the more the current flows from the ground G to the heating roller 24, the more the insulating layer 24b Negative charges accumulate on the surface, and the charge amount of the heating roller 24 tends to increase. Thus, there is a correlation between the charge amount of the heating roller 24 and the current value, and the charge amount increases as the current flows. In the case of other embodiments in which negatively charged toner is transferred to a transfer material, the polarity of charge and the direction of current flow are opposite to those in the above embodiment, but in the same way, the charge amount of the heating roller 24 There is a correlation with the current value.

図4に示すように、第1機能部材27を用いない場合(GND)や、150V又は300Vの第1閾値電圧を有する第1機能部材27を用いる場合では、加熱ローラー24の芯金24aと絶縁層24bの表面との電位差に対して第1機能部材27の第1閾値電圧が十分に大きく設定されていないので、グランドGから加熱ローラー24に電流が流れて加熱ローラー24の帯電量が増加する。しかしながら、450V又は600Vの第1閾値電圧を有する第1機能部材27を用いる場合では、加熱ローラー24の芯金24aと絶縁層24bの表面との電位差に対して第1機能部材27の第1閾値電圧が十分に大きく設定されているので、加熱ローラー24に電流が流れずに加熱ローラー24の芯金24aと絶縁層24bの表面との電位差が−45V程度に抑えられることが分かる。なお、転写材に負帯電トナーが転写される他の実施形態の場合では、上記実施形態とは電荷の極性や電流の流れる方向が逆であるが、同様にして、第1閾値電圧を有する第1機能部材27によって、加熱ローラー24の芯金24aと絶縁層24bの表面との電位差を抑制できる。   As shown in FIG. 4, when the first functional member 27 is not used (GND) or when the first functional member 27 having the first threshold voltage of 150 V or 300 V is used, it is insulated from the core metal 24 a of the heating roller 24. Since the first threshold voltage of the first functional member 27 is not set sufficiently large with respect to the potential difference from the surface of the layer 24b, a current flows from the ground G to the heating roller 24 and the charge amount of the heating roller 24 increases. . However, when the first functional member 27 having the first threshold voltage of 450V or 600V is used, the first threshold value of the first functional member 27 with respect to the potential difference between the core metal 24a of the heating roller 24 and the surface of the insulating layer 24b. Since the voltage is set sufficiently high, it can be seen that no current flows through the heating roller 24 and the potential difference between the cored bar 24a of the heating roller 24 and the surface of the insulating layer 24b is suppressed to about -45V. In the case of other embodiments in which negatively charged toner is transferred to a transfer material, the polarity of charge and the direction of current flow are opposite to those in the above embodiment, but in the same manner, the first threshold voltage having the first threshold voltage is used. The one functional member 27 can suppress a potential difference between the cored bar 24a of the heating roller 24 and the surface of the insulating layer 24b.

次に、転写材に正帯電トナーが転写される本実施形態において、第1機能部材27の第1閾値電圧と、静電オフセットとの関係について、図5を用いて説明する。   Next, the relationship between the first threshold voltage of the first functional member 27 and the electrostatic offset in this embodiment in which the positively charged toner is transferred onto the transfer material will be described with reference to FIG.

図5では、第1機能部材27を用いずに加熱ローラー24の芯金24aとグランドGとを直接接続した場合(GND)と、150V、300V、450V、600V、900Vに設定された第1閾値電圧を有する第1機能部材27としてのツェナーダイオードを用いる場合とにおいて生じる静電オフセットの状態を示す。ここでは、転写ローラー13に供給される転写バイアスを−1KVに設定した条件下で、HAMMERMILL Tidal MPのLedgerサイズの含水率9%の用紙を用いる。ツェナーダイオードの第1機能部材27は、アノードAを芯金24a側に接続すると共にカソードKをグランドG側に接続して設けられる。   In FIG. 5, the first threshold value set to 150 V, 300 V, 450 V, 600 V, and 900 V when the core metal 24 a of the heating roller 24 and the ground G are directly connected without using the first functional member 27 (GND). The state of the electrostatic offset which arises in the case where the Zener diode as the 1st functional member 27 which has a voltage is used is shown. Here, a sheet of HAMMERMILL Tidal MP with a moisture content of 9% is used under the condition that the transfer bias supplied to the transfer roller 13 is set to −1 KV. The first functional member 27 of the Zener diode is provided with the anode A connected to the cored bar 24a and the cathode K connected to the ground G side.

図5に示すように、450V以上の第1閾値電圧を有する第1機能部材27を用いる場合では、静電オフセットが発生しないことが分かる。なお、転写材に負帯電トナーが転写される他の実施形態の場合でも、同様にして、第1閾値電圧を有する第1機能部材27によって、静電オフセットを抑制できる。   As shown in FIG. 5, it is understood that no electrostatic offset occurs when the first functional member 27 having the first threshold voltage of 450 V or higher is used. In the case of other embodiments in which negatively charged toner is transferred to the transfer material, the electrostatic offset can be similarly suppressed by the first functional member 27 having the first threshold voltage.

本実施形態によれば、上述のように、プリンター1(画像形成装置)の定着装置18は、芯金24aと芯金24aに周設された絶縁層24bとを有し、負極性又は正極性の電荷が蓄積した転写材との接触によって絶縁層24aの表面に負極性又は正極性の電荷が蓄積することで、絶縁層24bに電荷が蓄積する加熱ローラー24(加熱部材)と、加熱ローラー24に圧接して加熱ローラー24との間に定着ニップNを形成する加圧ローラー25(加圧部材)と、芯金24aとグランドGとの間に接続されると共に、転写紙を通紙中の加熱ローラー24における芯金24aと絶縁層24bの表面との電位差が第1閾値電圧に達しない場合に、トナーと逆極性の電荷を絶縁層24bに蓄積させる向きの第1方向においてグランドGと加熱ローラー24との間に流れる電流を遮断する第1機能部材27と、を備える。   According to the present embodiment, as described above, the fixing device 18 of the printer 1 (image forming apparatus) includes the cored bar 24a and the insulating layer 24b provided around the cored bar 24a, and has a negative polarity or a positive polarity. A negative or positive charge is accumulated on the surface of the insulating layer 24a by contact with the transfer material in which the charges are accumulated, whereby a heating roller 24 (heating member) that accumulates charges in the insulating layer 24b, and a heating roller 24 Is connected between the pressure roller 25 (pressure member) that forms a fixing nip N with the heating roller 24 and the cored bar 24a and the ground G, and the transfer paper is passed through the sheet. When the potential difference between the cored bar 24a and the surface of the insulating layer 24b in the heating roller 24 does not reach the first threshold voltage, heating with the ground G in the first direction in which charges having a polarity opposite to that of the toner are accumulated in the insulating layer 24b. roller It comprises a first functional component 27 to cut off the current flowing between the 4.

これにより、通紙中にグランドGと加熱ローラー24との間に流れる電流を遮断することで、芯金24aと絶縁層24bの表面との電位差を低く抑えることができ、用紙から絶縁層24bの表面に蓄積される負極性又は正極性の電荷量を抑制して加熱ローラー24の電荷量を抑制する。そのため、加熱ローラー24を通過する転写材への負極性又は正極性の転写バイアスの供給が途絶えて、正極性又は負極性のトナーと転写材、特に含水紙との静電吸着力が低下した場合でも、加熱ローラー24の負電荷又は正極性の放電を抑制することができるので、静電オフセットを防ぐことができる。   Accordingly, by blocking the current flowing between the ground G and the heating roller 24 during the sheet passing, the potential difference between the cored bar 24a and the surface of the insulating layer 24b can be kept low, and the insulating layer 24b is separated from the paper. The charge amount of the heating roller 24 is suppressed by suppressing the negative charge amount or the positive charge amount accumulated on the surface. Therefore, when supply of the negative or positive transfer bias to the transfer material passing through the heating roller 24 is interrupted, the electrostatic adsorption force between the positive or negative toner and the transfer material, particularly water-containing paper, is reduced. However, since the negative charge or positive discharge of the heating roller 24 can be suppressed, electrostatic offset can be prevented.

また、本実施形態によれば、第1機能部材27は、ツェナーダイオードで構成される。そして、第1機能部材27は、転写材に正帯電トナーが転写される場合には、ツェナーダイオードのアノードAが芯金24a側に接続されると共に、ツェナーダイオードのカソードKがグランドG側に接続される。あるいは、第1機能部材27は、転写材に負帯電トナーが転写される場合には、ツェナーダイオードのアノードAがグランドG側に接続されると共に、ツェナーダイオードのカソードKが芯金24a側に接続される。   Further, according to the present embodiment, the first functional member 27 is constituted by a Zener diode. When the positively charged toner is transferred to the transfer material, the first functional member 27 has the Zener diode anode A connected to the cored bar 24a side and the Zener diode cathode K connected to the ground G side. Is done. Alternatively, when negatively charged toner is transferred to the transfer material, the first functional member 27 has the Zener diode anode A connected to the ground G side and the Zener diode cathode K connected to the cored bar 24a side. Is done.

これにより、第1機能部材27を簡易な構成で実現することができる。   Thereby, the 1st functional member 27 is realizable with a simple structure.

また、本実施形態によれば、第1機能部材27は、定着ニップNに進入する前の転写材に対して、トナーとは逆極性で絶対値が1KVの転写バイアスが印加される条件下で、第1閾値電圧が、トナーと同極性で絶対値が450V以上2KV以下に設定される。   Further, according to the present embodiment, the first functional member 27 is subjected to a condition in which a transfer bias having a polarity opposite to that of the toner and having an absolute value of 1 KV is applied to the transfer material before entering the fixing nip N. The first threshold voltage is set to the same polarity as the toner and the absolute value is 450 V or more and 2 KV or less.

これにより、第1機能部材27は、通紙中の加熱ローラー24の芯金24aと絶縁層24bの表面との電位差よりも十分に大きい第1閾値電圧を有して構成される。また、多量の電荷が蓄積した用紙が加熱ローラー24を通過する場合等において、絶縁層24bの表面に蓄積される負極性又は正極性の電荷量が急に上昇するときでも、第1機能部材27は、加熱ローラー24に過大な電位差が生じることを回避してリーク放電を防ぐことができる。   Accordingly, the first functional member 27 is configured to have a first threshold voltage sufficiently larger than the potential difference between the core metal 24a of the heating roller 24 and the surface of the insulating layer 24b during paper passing. In addition, even when a sheet of a large amount of charge accumulated passes through the heating roller 24, the first functional member 27 even when the negative or positive charge amount accumulated on the surface of the insulating layer 24b suddenly increases. Can avoid the occurrence of an excessive potential difference in the heating roller 24 and prevent leakage discharge.

また、本実施形態によれば、定着装置18は、芯金24aとグランドGとの間に接続されると共に、通紙中の加熱ローラー24の芯金24aと絶縁層24bの表面との電位差が第2閾値電圧に達しない場合に、第1方向とは逆向きの第2方向においてグランドGと加熱ローラー24との間に流れる電流を遮断する第2機能部材28と、芯金24aとグランドGとの接続を、第1機能部材27を介する接続と、第2機能部材28を介する接続とに切り替える切替部30と、を更に備える。   Further, according to the present embodiment, the fixing device 18 is connected between the cored bar 24a and the ground G, and the potential difference between the cored bar 24a of the heating roller 24 and the surface of the insulating layer 24b during the sheet passing is also increased. When the second threshold voltage is not reached, the second functional member 28 that blocks the current flowing between the ground G and the heating roller 24 in the second direction opposite to the first direction, the cored bar 24a, and the ground G And a switching unit 30 that switches the connection between the first functional member 27 and the second functional member 28.

これにより、多量の負電荷又は正電荷により帯電し易い場合には、第1機能部材27を介する接続を利用する一方、用紙と加熱ローラー24の表面との摩擦帯電による静電オフセットが懸念される場合には、第2機能部材28を介する接続を利用することができる。   Thereby, when it is easy to be charged by a large amount of negative charge or positive charge, while using the connection via the first functional member 27, there is a concern about electrostatic offset due to frictional charging between the paper and the surface of the heating roller 24. In some cases, connection via the second functional member 28 can be used.

また、本実施形態によれば、第2機能部材28は、ツェナーダイオードで構成される。そして、第2機能部材28は、転写材に正帯電トナーが転写される場合には、ツェナーダイオードのアノードAがグランドG側に接続されると共に、ツェナーダイオードのカソードKが芯金24a側に接続される。あるいは、第2機能部材28は、転写材に負帯電トナーが転写される場合には、ツェナーダイオードのアノードAが芯金24a側に接続されると共に、ツェナーダイオードのカソードKがグランドG側に接続される。   Further, according to the present embodiment, the second functional member 28 is constituted by a Zener diode. When the positively charged toner is transferred to the transfer material, the second functional member 28 has the Zener diode anode A connected to the ground G side and the Zener diode cathode K connected to the cored bar 24a side. Is done. Alternatively, when negatively charged toner is transferred to the transfer material, the second functional member 28 has the Zener diode anode A connected to the cored bar 24a side and the Zener diode cathode K connected to the ground G side. Is done.

これにより、第2機能部材28を簡易な構成で実現することができる。   Thereby, the 2nd functional member 28 is realizable with a simple structure.

また、本実施形態によれば、定着装置18は、加熱ローラー24及び加圧ローラー25を収容するハウジング23を更に備える。そして、切替部30は、ハウジング23の外部湿度が閾値湿度以上の場合に、芯金24aとグランドGとの接続を第1機能部材27を介する接続に切り替える一方、外部湿度が閾値湿度未満の場合に、芯金24aとグランドGとの接続を第2機能部材28を介する接続に切り替える。   In addition, according to the present embodiment, the fixing device 18 further includes the housing 23 that houses the heating roller 24 and the pressure roller 25. When the external humidity of the housing 23 is equal to or higher than the threshold humidity, the switching unit 30 switches the connection between the cored bar 24a and the ground G to the connection via the first functional member 27, while the external humidity is less than the threshold humidity. In addition, the connection between the cored bar 24 a and the ground G is switched to the connection via the second functional member 28.

これにより、抵抗が低いために多量の負電荷又は正電荷により帯電し易い含水紙の場合に第1機能部材27を介する接続を利用する一方、水分量の低い転写材の場合には、加熱ローラー24の絶縁層24bの表面への負電荷又は正電荷の流れ込みではなく、用紙と加熱ローラー24の表面との摩擦帯電による静電オフセットが懸念されるため、第2機能部材28を介する接続を利用することで、グランドGに対して加熱ローラー24の表面を帯電させないように構成することができる。   Thereby, the connection via the first functional member 27 is used in the case of water-containing paper that is easily charged by a large amount of negative charge or positive charge due to low resistance, while in the case of a transfer material having a low water content, a heating roller is used. Since there is a concern about electrostatic offset due to frictional charging between the sheet and the surface of the heating roller 24 instead of the negative charge or the positive charge flowing into the surface of the insulating layer 24b, the connection via the second functional member 28 is used. By doing so, the surface of the heating roller 24 can be configured not to be charged with respect to the ground G.

上記した実施形態では、切換部30の切替条件として、ハウジング23の外部湿度が閾値湿度以上か否かを判定する例を説明したが、切換部30の切替条件はこの例に限定されない。例えば、更なる他の実施形態では、定着装置18は、転写材の含水状態を検知する含水状態検知装置を更に備えるように構成してもよい。制御部40は、この含水状態検知装置に接続されていて、含水状態検知装置による検知結果に基づいて、切替部30を制御する。切替部30は、転写材の含水状態に応じて、芯金24aとグランドGとの接続を第1機能部材27を介する接続又は第2機能部材28を介する接続に切り替える。   In the above-described embodiment, the example of determining whether the external humidity of the housing 23 is equal to or higher than the threshold humidity has been described as the switching condition of the switching unit 30, but the switching condition of the switching unit 30 is not limited to this example. For example, in still another embodiment, the fixing device 18 may be configured to further include a moisture content detection device that detects the moisture content of the transfer material. The control unit 40 is connected to the water content detection device and controls the switching unit 30 based on the detection result of the water content detection device. The switching unit 30 switches the connection between the cored bar 24a and the ground G to the connection via the first functional member 27 or the connection via the second functional member 28 according to the moisture content of the transfer material.

具体的には、図6に示すように、含水状態検知装置として、転写材の搬送経路15において定着ニップNへの進入前の位置に設けられ、転写材の含水状態として含水率を検知する水分センサー45を備える。そして、切替部30は、転写材の含水率が所定の含水率閾値(例えば、5%)以上の場合に、芯金24aとグランドGとの接続を第1機能部材27を介する接続に切り替える一方、転写材の含水率が所定の含水率閾値未満の場合に、芯金24aとグランドGとの接続を第2機能部材28を介する接続に切り替える。水分センサー45は、例えば、転写材に電流を流すと共に転写材に流れる電流を検出し、その検出結果に基づいて転写材の含水率を算出するように構成されてよく、あるいは、転写材の含水率を検知可能な他の構成のセンサーでもよい。   Specifically, as shown in FIG. 6, the moisture content detection device is provided at a position before entering the fixing nip N in the transfer material conveyance path 15 and detects moisture content as the moisture content of the transfer material. A sensor 45 is provided. The switching unit 30 switches the connection between the cored bar 24a and the ground G to the connection via the first functional member 27 when the moisture content of the transfer material is equal to or higher than a predetermined moisture content threshold (for example, 5%). When the moisture content of the transfer material is less than the predetermined moisture content threshold, the connection between the cored bar 24a and the ground G is switched to the connection via the second functional member 28. The moisture sensor 45 may be configured to, for example, pass a current through the transfer material and detect a current flowing through the transfer material, and calculate the moisture content of the transfer material based on the detection result. A sensor having another configuration capable of detecting the rate may be used.

これにより、転写紙が含水紙か否かを正確に判定し、芯金24aとグランドGとの接続を適切に切り換えることができる。   Thereby, it is possible to accurately determine whether the transfer paper is water-containing paper, and to appropriately switch the connection between the cored bar 24a and the ground G.

例えば、水分量が比較的高い含水率9%の用紙を用いた際には、図5を参照して説明したように、450V以上の第1閾値電圧を有するツェナーダイオードの第1機能部材27が、アノードAを芯金24a側に接続すると共にカソードKをグランドG側に接続して設けられた場合、静電オフセットが発生しない。   For example, when a sheet having a relatively high moisture content of 9% is used, as described with reference to FIG. 5, the first functional member 27 of the Zener diode having the first threshold voltage of 450 V or more is used. When the anode A is connected to the core 24a side and the cathode K is connected to the ground G side, no electrostatic offset occurs.

一方、含水率5%の用紙を用いた際の、第1機能部材27の第1閾値電圧と静電オフセットとの関係について、図7を用いて説明する。   On the other hand, the relationship between the first threshold voltage of the first functional member 27 and the electrostatic offset when using a sheet having a moisture content of 5% will be described with reference to FIG.

図7では、第1機能部材27を用いずに加熱ローラー24の芯金24aとグランドGとを直接接続した場合(GND)と、150V、300V、450V、600V、900Vに設定された第1閾値電圧を有する第1機能部材27としてのツェナーダイオードを用いる場合とにおいて生じる静電オフセットの状態を示す。ここでは、転写ローラー13に供給される転写バイアスを−1KVに設定した条件下で、HAMMERMILL Tidal MPのLedgerサイズの含水率5%の用紙を用いる。ツェナーダイオードの第1機能部材27は、アノードAをグランドG側に接続すると共にカソードKを芯金24a側に接続して設けられる。   In FIG. 7, the first threshold value set to 150 V, 300 V, 450 V, 600 V, and 900 V when the core bar 24 a of the heating roller 24 and the ground G are directly connected without using the first functional member 27 (GND). The state of the electrostatic offset which arises in the case where the Zener diode as the 1st functional member 27 which has a voltage is used is shown. Here, a paper with a moisture content of 5% of Ledger size of HAMMERMILL Tidal MP is used under the condition that the transfer bias supplied to the transfer roller 13 is set to −1 KV. The first functional member 27 of the Zener diode is provided with the anode A connected to the ground G side and the cathode K connected to the core metal 24a side.

図7に示すように、水分量が比較的低い含水率5%の用紙を用いた際には、150V以上の第1閾値電圧を有する第1機能部材27を用いる場合では、静電オフセットが発生しないことが分かる。水分量の低い用紙の場合には、加熱ローラー24の絶縁層24bへの負電荷又は正電荷の流れ込みよりも、用紙と加熱ローラー24の表面との摩擦帯電による静電オフセットが懸念される。そのため、転写材の含水率が所定の含水率閾値未満の場合には、グランドGに対して加熱ローラー24の表面を帯電させないようにするために、芯金24aとグランドGとの接続を第2機能部材28を介する接続に切り替え、即ち、芯金24a側にカソードKを、グランドG側にアノードAを接続する。   As shown in FIG. 7, when a sheet having a relatively low moisture content of 5% is used, electrostatic offset occurs when the first functional member 27 having the first threshold voltage of 150 V or more is used. I understand that I don't. In the case of a sheet with a low water content, there is a concern about electrostatic offset due to frictional charging between the sheet and the surface of the heating roller 24 rather than a negative charge or a positive charge flowing into the insulating layer 24 b of the heating roller 24. Therefore, when the moisture content of the transfer material is less than a predetermined moisture content threshold value, the connection between the metal core 24a and the ground G is second in order not to charge the surface of the heating roller 24 with respect to the ground G. The connection is switched through the functional member 28, that is, the cathode K is connected to the core 24a side and the anode A is connected to the ground G side.

あるいは、更なる他の実施形態では、定着装置18は、図8に示すように、上記第1方向においてグランドGと加熱ローラー24との間に流れる電流を検知する電流検知部46を更に備えるように構成してもよい。制御部40は、この電流検知部46に接続されていて、電流検知部46による検知結果に基づいて、切替部30を制御する。切替部30は、電流検知部46が電流を検知した場合に、芯金24aとグランドGとの接続を第1機能部材27を介する接続に切り替える一方、電流検知部46が電流を検知しない場合に、芯金24aとグランドGとの接続を第2機能部材Gを介する接続に切り替える。なお、切替部30は、電流検知部46が所定電流閾値以上の上記第1方向の電流を検知したか否かを所定の切替条件としてもよい。   Alternatively, in still another embodiment, as illustrated in FIG. 8, the fixing device 18 further includes a current detection unit 46 that detects a current flowing between the ground G and the heating roller 24 in the first direction. You may comprise. The control unit 40 is connected to the current detection unit 46 and controls the switching unit 30 based on the detection result by the current detection unit 46. The switching unit 30 switches the connection between the cored bar 24a and the ground G to the connection via the first functional member 27 when the current detection unit 46 detects a current, while the current detection unit 46 does not detect the current. The connection between the cored bar 24a and the ground G is switched to the connection via the second functional member G. Note that the switching unit 30 may determine whether or not the current detection unit 46 has detected a current in the first direction that is equal to or greater than a predetermined current threshold as a predetermined switching condition.

これにより、加熱ローラー24の絶縁層24bに対する不要な電荷の蓄積を確実に防止することが可能となる。   Thereby, it is possible to reliably prevent accumulation of unnecessary charges on the insulating layer 24b of the heating roller 24.

本実施形態では、加熱ローラー24を加熱部材として用いる場合について説明したが、他の異なる実施形態では、定着ベルトを加熱部材として用いても良い。本実施形態では、加圧ローラー25を加圧部材として用いる場合について説明したが、他の異なる実施形態では、加圧ベルトを加圧部材として用いても良い。   In the present embodiment, the case where the heating roller 24 is used as a heating member has been described. However, in another different embodiment, a fixing belt may be used as a heating member. In the present embodiment, the case where the pressure roller 25 is used as the pressure member has been described. However, in another different embodiment, a pressure belt may be used as the pressure member.

本実施形態では、プリンター1に本発明の構成を適用する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、複写機、ファクシミリ、複合機等の他の画像形成装置に本発明の構成を適用することも可能である。   In this embodiment, the case where the configuration of the present invention is applied to the printer 1 has been described. However, in another different embodiment, the configuration of the present invention is applied to other image forming apparatuses such as a copying machine, a facsimile machine, and a multifunction machine. It is also possible.

1 プリンター(画像形成装置)
8 画像形成部
15 搬送経路
18 定着装置
23 ハウジング
24 加熱ローラー(加熱部材)
25 加圧ローラー(加圧部材)
26 ヒーター(熱源)
27 第1機能部材
28 第2機能部材
30 切換部
40 制御部
41 記憶部
42 転写バイアス電源
43 加圧ローラー駆動源
44 湿度検知部
45 水分センサー
46 電流検知部
1 Printer (image forming device)
8 Image forming unit 15 Conveyance path 18 Fixing device 23 Housing 24 Heating roller (heating member)
25 Pressure roller (pressure member)
26 Heater (heat source)
27 First functional member 28 Second functional member 30 Switching unit 40 Control unit 41 Storage unit 42 Transfer bias power source 43 Pressure roller drive source 44 Humidity detection unit 45 Moisture sensor 46 Current detection unit

Claims (10)

芯金と前記芯金に周設された絶縁層とを有する加熱部材と、
前記加熱部材に圧接して前記加熱部材との間に定着ニップを形成する加圧部材と、
前記芯金とグランドとの間に接続されると共に、転写材を通紙中の前記加熱部材における前記芯金と前記絶縁層の表面との電位差が第1閾値電圧に達しない場合に、トナーと逆極性の電荷を前記絶縁層に蓄積させる向きの第1方向において前記グランドと前記加熱部材との間に流れる電流を遮断する第1機能部材と、を備えることを特徴とする定着装置。
A heating member having a cored bar and an insulating layer provided around the cored bar;
A pressure member that presses against the heating member to form a fixing nip with the heating member;
When the potential difference between the core metal and the surface of the insulating layer in the heating member passing through the transfer material is not reached the first threshold voltage while being connected between the core metal and the ground, the toner and A fixing device comprising: a first functional member that cuts off a current that flows between the ground and the heating member in a first direction in which charges of opposite polarity are accumulated in the insulating layer.
前記第1機能部材は、ツェナーダイオードで構成され、前記転写材に正帯電トナーが転写される場合には、前記ツェナーダイオードのアノードが前記芯金側に接続されると共に、前記ツェナーダイオードのカソードが前記グランド側に接続され、前記転写材に負帯電トナーが転写される場合には、前記ツェナーダイオードのアノードが前記グランド側に接続されると共に、前記ツェナーダイオードのカソードが前記芯金側に接続されることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。   The first functional member is a Zener diode. When positively charged toner is transferred to the transfer material, the anode of the Zener diode is connected to the core metal side, and the cathode of the Zener diode is When negatively charged toner is transferred to the transfer material connected to the ground side, the anode of the Zener diode is connected to the ground side, and the cathode of the Zener diode is connected to the core metal side. The fixing device according to claim 1. 前記第1機能部材は、前記定着ニップに進入する前の前記転写材に対して、トナーとは逆極性で絶対値が1KVの転写バイアスが印加される条件下で、前記第1閾値電圧が、トナーと同極性で絶対値が450V以上2KV以下に設定されることを特徴とする請求項1又は2に記載の定着装置。   The first function member has the first threshold voltage under a condition in which a transfer bias having a polarity opposite to that of toner and an absolute value of 1 KV is applied to the transfer material before entering the fixing nip. The fixing device according to claim 1, wherein the fixing device has the same polarity as the toner and an absolute value of 450 V or more and 2 KV or less. 前記芯金とグランドとの間に接続されると共に、通紙中の前記加熱部材における前記芯金と前記絶縁層の表面との電位差が第2閾値電圧に達しない場合に、前記第1方向とは逆向きの第2方向において前記グランドと前記加熱部材との間に流れる電流を遮断する第2機能部材と、
前記芯金と前記グランドとの接続を、前記第1機能部材を介する接続と、前記第2機能部材を介する接続とに切り替える切替部と、を更に備えることを特徴とする請求項1ないし請求項3の何れか1項に記載の定着装置。
When the potential difference between the core metal and the surface of the insulating layer in the heating member during paper passing does not reach the second threshold voltage while being connected between the core metal and the ground, the first direction and Is a second functional member that cuts off a current flowing between the ground and the heating member in the second direction opposite to the first direction;
The switching part which switches the connection between the metal core and the ground to the connection via the first functional member and the connection via the second functional member, further comprising: 4. The fixing device according to any one of 3 above.
前記第2機能部材は、ツェナーダイオードで構成され、前記転写材に正帯電トナーが転写される場合には、前記ツェナーダイオードのアノードが前記グランド側に接続されると共に、前記ツェナーダイオードのカソードが前記芯金側に接続され、前記転写材に負帯電トナーが転写される場合には、前記ツェナーダイオードのアノードが前記芯金側に接続されると共に、前記ツェナーダイオードのカソードが前記グランド側に接続されることを特徴とする請求項4に記載の定着装置。   The second functional member is constituted by a Zener diode, and when positively charged toner is transferred to the transfer material, the anode of the Zener diode is connected to the ground side, and the cathode of the Zener diode is When negatively charged toner is transferred to the core metal side and transferred to the core metal, the anode of the Zener diode is connected to the core metal side and the cathode of the Zener diode is connected to the ground side. The fixing device according to claim 4. 前記加熱部材及び前記加圧部材を収容するハウジングを更に備え、
前記切替部は、前記ハウジングの外部湿度が閾値湿度以上の場合に、前記芯金と前記グランドとの接続を前記第1機能部材を介する接続に切り替える一方、前記外部湿度が前記閾値湿度未満の場合に、前記芯金と前記グランドとの接続を前記第2機能部材を介する接続に切り替えることを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の定着装置。
A housing for accommodating the heating member and the pressure member;
When the external humidity of the housing is equal to or higher than a threshold humidity, the switching unit switches the connection between the metal core and the ground to a connection via the first functional member, while the external humidity is less than the threshold humidity. The fixing device according to claim 4, wherein the connection between the metal core and the ground is switched to a connection via the second functional member.
前記転写材の含水状態を検知する含水状態検知装置を更に備え、
前記切替部は、前記転写材の含水状態に応じて、前記芯金と前記グランドとの接続を前記第1機能部材を介する接続又は前記第2機能部材を介する接続に切り替えることを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の定着装置。
A water content detection device for detecting the water content of the transfer material;
The switching unit switches a connection between the cored bar and the ground to a connection via the first functional member or a connection via the second functional member according to a water content state of the transfer material. The fixing device according to claim 4 or 5.
前記含水状態検知装置は、前記転写材の搬送経路において前記定着ニップへの進入前の位置に設けられ、前記転写材の含水状態として含水率を検知する水分センサーであり、
前記切替部は、前記転写材の含水率が所定の含水率閾値以上の場合に、前記芯金と前記グランドとの接続を前記第1機能部材を介する接続に切り替える一方、前記転写材の含水率が所定の含水率閾値未満の場合に、前記芯金と前記グランドとの接続を前記第2機能部材を介する接続に切り替えることを特徴とする請求項7に記載の定着装置。
The moisture content detection device is a moisture sensor that is provided at a position before entering the fixing nip in the transfer material conveyance path and detects the moisture content as the moisture content of the transfer material,
The switching unit switches the connection between the cored bar and the ground to the connection through the first functional member when the moisture content of the transfer material is equal to or higher than a predetermined moisture content threshold, while the moisture content of the transfer material 8. The fixing device according to claim 7, wherein the connection between the cored bar and the ground is switched to a connection through the second functional member when the water content is less than a predetermined moisture content threshold value.
前記第1方向において前記グランドと前記加熱部材との間に流れる電流を検知する電流検知部を更に備え、
前記切替部は、前記電流検知部が電流を検知した場合に、前記芯金と前記グランドとの接続を前記第1機能部材を介する接続に切り替える一方、前記電流検知部が電流を検知しない場合に、前記芯金と前記グランドとの接続を前記第2機能部材を介する接続に切り替えることを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の定着装置。
A current detection unit for detecting a current flowing between the ground and the heating member in the first direction;
The switching unit switches the connection between the metal core and the ground to the connection through the first functional member when the current detection unit detects a current, while the current detection unit does not detect a current. The fixing device according to claim 4, wherein the connection between the cored bar and the ground is switched to a connection through the second functional member.
請求項1ないし請求項9の何れか1項に記載の定着装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。   An image forming apparatus comprising the fixing device according to claim 1.
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