JP2002318500A

JP2002318500A - 定着器

Info

Publication number: JP2002318500A
Application number: JP2001125140A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Ota; 浩志太田
Original assignee: Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba TEC Corp
Priority date: 2001-04-23
Filing date: 2001-04-23
Publication date: 2002-10-31
Also published as: US20020154925A1

Abstract

(57)【要約】【課題】ヒートローラやプレスローラに当接するクリ
ーニングローラに一旦固着したトナー汚れが熱で溶け出
して再付着しない定着器を提供する。【解決手段】本発明の定着器において、ヒートローラ
１またはプレスローラ２に押圧させてクリーニングさせ
るために従来の１つのクリーニングローラに代えて、２
つの切替可能なクリーニングローラ３１，３２を例えば
ヒートローラ１に対して配置し、これらクリーニングロ
ーラ３１，３２に温度センサ３３，３４を装着する。こ
れらの２つの切替可能なクリーニングローラのうち、例
えばクリーニングローラ３１にクリーニング動作をさ
せ、その温度が閾値に到達すると、クリーニングローラ
３１をヒートローラ１から切り離し、クリーニングロー
ラ３２にクリーニング動作を行わせ、温度センサ３４で
その温度を監視する。この動作を繰り返し、クリーニン
グローラ３１，３２を交互に切替使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は定着器に関し、特
に、トナーによる画像が形成された印刷用紙をヒートロ
ーラとプレスローラとの間を通過させ、トナーによる画
像を印刷用紙の上に定着させるとともに、ヒートローラ
側のクリーニングローラをヒートローラに押圧させ、プ
レスローラ側のクリーニングローラをプレスローラに押
圧させて、ヒートローラおよびプレスローラの表面をク
リーニングする定着器に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は、定着器の従来例の構造を示す図
である。この定着器には、ヒートローラ１と、プレスロ
ーラ２と、ヒートローラ１のためのクリーニングローラ
３と、プレスローラ２のためのクリーニングローラ４
と、ヒートローラ剥離爪５とが配置されている。この定
着器においては、トナーによる画像が形成された印刷用
紙が上流からヒートローラ１とプレスローラ２との間に
送り込まれ、トナーによる画像を熱と圧力で印刷用紙の
上に定着させ、両ローラ１，２の間から下流に送り出し
ている。このとき、送り出される印刷用紙がヒートロー
ラ１に付着したとしても不都合がないように、ヒートロ
ーラ剥離爪５により印刷用紙をヒートローラ１から引き
剥がすようにしている。また、クリーニングローラ３，
４によりヒートローラ１とプレスローラ２のトナー汚れ
を除去するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の定着器
において、クリーニングローラ３，４が通常の温度であ
れば、クリーニングローラ３，４によって除去されたト
ナー汚れは、クリーニングローラ３，４に固着してお
り、相手ローラに再付着することはない。しかし、クリ
ーニングローラ３，４の温度が直前の連続通紙などのた
めに設定温度よりも高くなっていると、汚れをなくすた
めに配置されたクリーニングローラ３，４の目的に反し
て、クリーニングローラ３，４に固着していたトナー汚
れが溶け出し、ヒートローラ１やプレスローラ２に移転
し、ついには印刷用紙に移り、画像汚れを発生させてし
まうという問題がある。

【０００４】本発明は、上記の問題を解決するためにな
されたものであって、定着器のヒートローラやプレスロ
ーラに当接するクリーニングローラが設定温度より高く
ならないようにし、クリーニングローラに一旦固着した
トナー汚れが溶け出してヒートローラやプレスローラに
再付着しないようにする定着器を提供することを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前述した課題を解決する
ために、本発明は、用紙の表面に形成されたトナーによ
る画像を用紙に定着させるために加熱するヒートローラ
と、前記ヒートローラに前記用紙を押圧するためのプレ
スローラと、前記ヒートローラ又は前記プレスローラの
表面を押圧可能に設けられ、前記ヒートローラ又は前記
プレスローラの表面をクリーニングする少なくとも２つ
のクリーニングローラと、前記少なくとも２つのクリー
ニングローラのうちの少なくとも１つを前記ヒートロー
ラ又は前記プレスローラに押圧させて使用状態とすると
共に他のクリーニングローラを非使用状態とする切替機
と、前記切替機により使用状態とされているクリーニン
グローラの温度を検出する温度検出器と、前記温度検出
器の検出温度に基づいて、前記切替機を駆動し、使用状
態にあるクリーニングローラを非使用状態にあるクリー
ニングローラと交換させる制御部とを備えてなるもので
ある。

【０００６】また、本発明の定着器において、前記温度
検出器は、各クリーニングローラに設けられていること
を特徴とするものである。

【０００７】また、本発明の定着器において、前記制御
部は、使用状態とされているクリーニングローラが所定
温度以上になった場合に前記使用状態とされているクリ
ーニングローラを非使用状態にあるクリーニングローラ
と交換させることを特徴とするものである。

【０００８】更に、本発明は、トナーによる画像が形成
された印刷用紙をヒートローラとプレスローラとの間を
通過させ、トナーによる画像を印刷用紙の上に定着させ
るとともに、ヒートローラ側のクリーニングローラをヒ
ートローラに押圧させ、プレスローラ側のクリーニング
ローラをプレスローラに押圧させて、ヒートローラおよ
びプレスローラの表面をクリーニングする定着器におい
て、前記クリーニングローラの内の少なくとも一方のク
リーニングローラを構成する少なくとも２つの切替可能
なクリーニングローラと、２つの切替可能なクリーニン
グローラのそれぞれに装着され、切替可能なクリーニン
グローラの温度を検出する温度センサと、２つの切替可
能なクリーニングローラの一方にクリーニングを実行さ
せ、その一方の切替可能なクリーニングローラに装着さ
れた温度センサの検出する温度が閾値に到達したことを
検出すると、２つの切替可能なクリーニングローラの一
方のクリーニング動作を中止させ、他方のクリーニング
ローラにクリーニングを実行させるように切り替える制
御部とを備えることを特徴とするものである。

【０００９】また、本発明は、ヒートローラ又はプレス
ローラに押圧されて前記ヒートローラ又は前記プレスロ
ーラをクリーニングするクリーニングローラを備えた定
着器において、前記クリーニングローラを少なくとも２
つ備えると共に、これらのクリーニングローラを切替使
用可能に備え、使用されているクリーニングローラが所
定温度を越える場合に、使用状態のクリーニングローラ
を非使用状態のクリーニングローラに切替えて使用する
ようにしたことを特徴とするものである。

【００１０】このような構成によれば、制御部は、ヒー
トローラまたはプレスローラに押圧させてクリーニング
させる２つの切替可能なクリーニングローラのうち、例
えば高温（閾値）に到達しない温度の低いローラにクリ
ーニング動作をさせ続けることができるので、切替可能
なクリーニングローラに固着したトナー汚れをヒートロ
ーラまたはプレスローラに再付着させることがない。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て添付図面に基づいて説明する。図１は、本発明の定着
器の第１の実施の形態を説明するための構成図、図２
は、本発明の定着器の第２の実施の形態を説明するため
の構成図、図３は、図１および図２の実施の形態を適用
した定着器の性能試験を従来のものと比較した内容を示
す図、図４は、流出開始温度の異なるトナーを使用した
場合のクリーニングローラの温度と画像汚れの関係を示
すグラフ、図５は、２本のクリーニングローラを切り替
えた場合にそれぞれのクリーニングローラの温度が変化
する様子を示すグラフ、図６は、図５に示される変化を
クリーニングされるローラ側から見たクリーニングロー
ラの温度変化を示すグラフである。

【００１２】図１の実施の形態は、図７の定着器のヒー
トローラ１のためのクリーニングローラ３の代わりに切
替可能なクリーニングローラ３１，３２を装着したもの
である。クリーニングローラ３１，３２には、それぞれ
温度センサ３３，３４が装着されている。制御部（不図
示）は、定着動作が開始されると、２つの切替可能なク
リーニングローラ３１，３２のうちの、例えば、クリー
ニングローラ３１（閾値未満の温度）をヒートローラ１
に押圧させてクリーニング動作を行わせるとともに、温
度センサ３３によりクリーニングローラ３１の温度を監
視する。他方、クリーニングローラ３２は、ヒートロー
ラ１から切り離したままにしておく。制御部は、監視し
ている温度センサ３３の温度が予め決められた閾値に到
達したことを検出すると、クリーニングローラ３２をヒ
ートローラ１に押圧してクリーニング動作を行わせると
ともに、温度センサ３４によりクリーニングローラ３２
の温度を監視する。他、クリーニングローラ３１は、ヒ
ートローラ１から引き離し、クリーニング動作を中止さ
せる。以降、この切替動作を繰り返し、閾値以下の温度
のクリーニングローラ３１または３２によりクリーニン
グ動作を行わせる。

【００１３】図２の実施の形態は、図７の定着器のプレ
スローラ２のためのクリーニングローラ４の代わりに切
替可能なクリーニングローラ４１，４２を装着したもの
である。クリーニングローラ４１，４２には、それぞれ
温度センサ４３，４４が装着されている。制御部（不図
示）は、切替可能なクリーニングローラ４１，４２に対
して、切替可能なクリーニングローラ３１，３２に対す
る制御動作と同じ制御動作を行う。これらの場合、クリ
ーニングローラ３１，３２，４１，４２がヒートローラ
１あるいはプレスローラ２に当接しているときは、図７
の従来の定着器のクリーニングローラ３，４と同じ向き
の回転を行う。図１および図２の実施の形態は、定着器
に対して両方同時に適用するのが好ましいが、特に実効
性が上がる一方のみを実施してもよい。定着器に対して
図２の実施の形態を適用した場合と従来の場合との比較
試験結果を以下に示す。

【００１４】上述の試験における条件（従来の定着器に
も同じ部材を使用するものとする。但し、使用する個数
は異なることはいうまでもなかろう）としては以下のよ
うであった。ヒートローラ１は、φ６０ｍｍのアルミ素
管（逆クラウンでクラウン量は１８０μｍ）からなり、
厚さ８ｍｍの表面に２５μｍのフッ素樹脂コーティング
を行っている。プレスローラ２は、φ６０ｍｍであり、
ゴム厚５ｍｍでその硬度は４５°（ＪＩＳ−Ａ）であ
り、表面に９０μｍのフッ素チューブが被されている。
プレスローラ２の全荷重は９００Ｎ（ニュートン）にな
るように設定され、ヒートローラ１は２００℃になるよ
うに制御されている。定着を行う場合、ヒートローラ１
とプレスローラ２とを当接した状態で周速４００〜４５
０ｍｍ／ｓで回転させる。

【００１５】また、ヒートローラ１に対するクリーニン
グローラ３は、φ２８ｍｍで、φ２４ｍｍのシリコンオ
イルタンク（シリコンオイルの粘度は３万ＣＳでタンク
内には７０ｇが充填）が装着され、厚さ２ｍｍの耐熱フ
ェルト（シリコンオイル１０ｇを含浸）が被されてい
る。プレスローラ２に対するクリーニングローラ４１，
４２は、φ２８ｍｍのアルミからなる金属ローラであ
る。印刷用紙は、６４〜８０ｇ／ｍ²でＡ４サイズのも
のを使用し、印刷に際しては、印字率６％の原稿につい
て約１０００枚を連続した一回とした。トナーとして
は、スチレン−アクリル系で、ガラス転移が点が５６〜
６２℃、流出温度１２０℃のものを用いた。この試験の
結果を従来の定着器の方法と比較した結果が図３に示さ
れている。

【００１６】図３における条件では、クリーニングロ
ーラ４（金属ローラ）が１本であって、クリーニングロ
ーラ４の温度が１１０℃以下では問題は無いが、１２０
℃以上になると、クリーニングローラ４に固着していた
トナー汚れが溶けて、プレスローラ２に逆付着し、それ
が印刷用紙に移って画像汚れを発生させている。また、
この画像汚れは、クリーニングローラ４にある程度積層
するまでは、クリーニングローラ４の温度が高くなって
も発生せず、５０〜１００ｋ（ｋ＝１０００）以降に発
生することが理解できる。これに対して、条件では、
２本のクリーニングローラ４１，４２を使用し、交互に
切り替えることにより、閾値の温度（１２０℃）以下で
クリーニング動作をさせることができる。したがって、
トナー汚れのクリーニングローラ４への逆付着は発生せ
ず、８００ｋ枚まで問題ないことから、画像汚れの問題
に関して、ローラ１本当たり４〜８倍も寿命を延ばすこ
とができる。

【００１７】この条件の定着器において次のようなこ
とが分かった。すなわち、トナーの流出開始温度の異な
るトナーに対する画像汚れの関係は図４のグラフのよう
に示される。また、交互に切り替えられる２本のクリー
ニングローラ４１，４２の温度の変化は、図５のグラフ
のように示される。また、これら２本のクリーニングロ
ーラ４１，４２の温度をプレスローラ２から見れば、そ
の温度の変化は、図６のグラフのように表される。

【００１８】

【発明の効果】本発明の定着器は、以上において説明し
たように構成されているので、従来の１本のクリーニン
グローラに代えて２本の切替可能なクリーニングローラ
を備え、それぞれに温度センサを配置して、温度を検出
し、２本の切替可能なクリーニングローラのクリーニン
グ実行中のものの温度が閾値に到達したら他方のクリー
ニングローラに切り替えることにより、閾値以下の温度
のクリーニングローラによってクリーニングを実行でき
るので、クリーニングローラに一旦固着したトナー汚れ
が熱で溶け出してヒートローラやプレスローラに再付着
しないようにさせ、品質の良い定着を実行することがで
きるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の定着器の第１の実施の形態を説明する
ための構成図である。

【図２】本発明の定着器の第２の実施の形態を説明する
ための構成図である。

【図３】図１および図２の実施の形態を適用した定着器
の性能試験を従来のものと比較した内容を示す図であ
る。

【図４】流出開始温度の異なるトナーを使用した場合の
クリーニングローラの温度と画像汚れの関係を示すグラ
フである。

【図５】２本のクリーニングローラを切り替えた場合に
それぞれのクリーニングローラの温度が変化する様子を
示すグラフである。

【図６】図５に示される変化をクリーニングされるロー
ラ側から見たクリーニングローラの温度変化を示すグラ
フである。

【図７】定着器の従来の構造を説明するための断面図で
ある。

【符号の説明】

１ヒートローラ、２プレスローラ、３，４，３１，
３２，４１，４２クリーニングローラ、５ヒートロー
ラ剥離爪、３３，３４，４３，４４温度センサ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】用紙の表面に形成されたトナーによる画
像を用紙に定着させるために加熱するヒートローラと、前記ヒートローラに前記用紙を押圧するためのプレスロ
ーラと、前記ヒートローラ又は前記プレスローラの表面を押圧可
能に設けられ、前記ヒートローラ又は前記プレスローラ
の表面をクリーニングする少なくとも２つのクリーニン
グローラと、前記少なくとも２つのクリーニングローラのうちの少な
くとも１つを前記ヒートローラ又は前記プレスローラに
押圧させて使用状態とすると共に他のクリーニングロー
ラを非使用状態とする切替機と、前記切替機により使用状態とされているクリーニングロ
ーラの温度を検出する温度検出器と、前記温度検出器の検出温度に基づいて、前記切替機を駆
動し、使用状態にあるクリーニングローラを非使用状態
にあるクリーニングローラと交換させる制御部とを備え
てなる定着器。
【請求項２】請求項１に記載の定着器において、前記温度検出器は、各クリーニングローラに設けられて
いることを特徴とする定着器。
【請求項３】請求項１又は請求項２に記載の定着器に
おいて、前記制御部は、使用状態とされているクリーニングロー
ラが所定温度以上になった場合に前記使用状態とされて
いるクリーニングローラを非使用状態にあるクリーニン
グローラと交換させることを特徴とする定着器。
【請求項４】トナーによる画像が形成された印刷用紙
をヒートローラとプレスローラとの間を通過させ、トナ
ーによる画像を印刷用紙の上に定着させるとともに、ヒ
ートローラ側のクリーニングローラをヒートローラに押
圧させ、プレスローラ側のクリーニングローラをプレス
ローラに押圧させて、ヒートローラおよびプレスローラ
の表面をクリーニングする定着器において、前記クリーニングローラの内の少なくとも一方のクリー
ニングローラを構成する少なくとも２つの切替可能なク
リーニングローラと、２つの切替可能なクリーニングローラのそれぞれに装着
され、切替可能なクリーニングローラの温度を検出する
温度センサと、２つの切替可能なクリーニングローラの一方にクリーニ
ングを実行させ、その一方の切替可能なクリーニングロ
ーラに装着された温度センサの検出する温度が閾値に到
達したことを検出すると、２つの切替可能なクリーニン
グローラの一方のクリーニング動作を中止させ、他方の
クリーニングローラにクリーニングを実行させるように
切り替える制御部とを有することを特徴とする定着器。
【請求項５】ヒートローラ又はプレスローラに押圧さ
れて前記ヒートローラ又は前記プレスローラをクリーニ
ングするクリーニングローラを備えた定着器において、前記クリーニングローラを少なくとも２つ備えると共
に、これらのクリーニングローラを切替使用可能に備
え、使用されているクリーニングローラが所定温度を越
える場合に、使用状態のクリーニングローラを非使用状
態のクリーニングローラに切替えて使用するようにした
ことを特徴とする定着器。