JP2949686B2 - 定着装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写装置、レーザビー
ムプリンタ、マグネスタイラスプリンタ等の画像形成装
置に使用される定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像形成装置においては、画像形成プロ
セスの最終仕上げ工程として転写材（例えば、紙又はＯ
ＨＰシート等）の上に形成された未定着画像を該転写材
上に定着させることが必要である。そして、そのための
定着装置としてはヒートロール定着方式によるものが一
般的である。

【０００３】ヒートロール定着方式の定着装置の一例を
図４で示せば、該定着装置では未定着トナー像Ｔを担持
した転写材Ｐが加熱源１０ｃ，１１ｄを有する定着ロー
ラ１０と加圧ローラ１１との圧接部に搬送され、該定着
加圧ローラ１０，１１によって転写材Ｐ上のトナー像Ｔ
が加熱、加圧されて定着される。

【０００４】この場合、転写材Ｐ上のトナーが定着ロー
ラ１０に僅かにオフセットするため、該定着ローラ１０
にはこの定着ローラ１０の外面にオフセットしたトナー
をクリーニングするためのクリーニング装置が設けられ
ている。

【０００５】このクリーニング装置には種々のものがあ
るが、例えば図４で示されるクリーニング装置１００
は、繊維状部材（例えばノーメックス繊維（商品名））
よりなるクリーニングウェブ１０１を定着ローラ１０に
圧接させ、該定着ローラ１０上のトナーをクリーニング
ウェブ１０１の繊維間に吸着させて、この定着ローラ１
０をクリーニングするものである。尚、この場合、クリ
ーニングウェブ１０１は徐々に巻き取りローラ１０１側
に巻き取られ、定着ローラ１０には新たなクリーニング
ウェブ１０１が圧接される。

【０００６】また、クリーニング装置として、トナーと
の親和力の高い金属（例えばアルミニウム）から成るク
リーニングローラを定着ローラ１０に接触させ、このク
リーニングローラにより定着ローラ１０をクリーニング
するようにしたものもある（特開昭４８−６２４３５号
公報）。

【０００７】更に、前記クリーニングウェブ１０１の如
き繊維状部材にトナーとの親和力の高い金属等の部材を
付着させたものも提案されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、クリー
ニングウェブ１０１を用いたクリーニング装置１００で
は、長期間の使用により定着ローラ１０の表面が荒くな
り、該定着ローラ１０にトナーが固着状態で付着するよ
うになれば、このクリーニングウェブ１０１を使用して
定着ローラ１０上のオフセットしたトナーを十分にクリ
ーニングできないという不都合があった。

【０００９】また、クリーニングローラを用いたクリー
ニング装置では、このクリーニングローラの表面が平滑
で固いため、定着ローラ１０からクリーニングローラに
吸着されたオフセットトナーが、クリーニングローラの
表面の所々に固着することとなる。この結果、クリーニ
ングローラの表面にトナーが吸着されるに従って、該ク
リーニングローラはトナーの固着が多くなった部分でし
か定着ローラ１０に接触しなくなり、このクリーニング
ローラに定着ローラ１０の長手方向でクリーニングでき
ない箇所が発生してしまうという不都合が生じる。

【００１０】更に、クリーニングウェブ１０１と同様な
繊維状部材にトナーとの親和力の高い金属等を付着させ
たクリーニング装置では、定着ローラ１０からのトナー
のクリーニング能力は良いが、金属等を介して繊維状部
材側に移動したトナーを再び定着ローラ１０側に押圧す
るため、この一部のトナーが再び定着ローラ１０に付着
してしまうという不都合があった。

【００１１】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、定着用に使用されるローラに
オフセットした現像剤を効果的にクリーニングできると
共に、ローラから除かれた現像剤を再びローラ側に付着
させることのない定着装置を提供するにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく本
発明は、転写材上の未定着画像を定着するためのローラ
を有し、且つ該ローラの外面にオフセットした現像剤が
繊維状のクリーニング部材によってクリーニングされる
定着装置において、金属、樹脂、ゴム等からなる現像剤
との親和力の大きいクリーニング粒子をクリーニング部
材の少なくともローラに接する側に、常温では接着効果
を有すがローラによる加熱定着温度近傍では接着効果を
有さない接着剤で接着させたことを特徴とする。

【００１３】

【作用】クリーニング粒子が接着されたクリーニング部
材でオフセット現像剤が付着したローラをクリーニング
するに当り、現像剤とクリーニング粒子とは親和力が大
きいため、このクリーニング粒子に現像剤が付着し、こ
のローラは効果的にクリーニングされる。

【００１４】一方、ローラは定着温度まで加熱されてい
るため、クリーニング部材も定着温度近傍まで加熱され
る。従って、接着剤による接着効果が無くなって、現像
剤が付着したクリーニング粒子はクリーニング部材から
離脱する。このため、現像剤の付着したクリーニング粒
子がローラへのクリーニング部材の押圧にあたり、再び
ローラに押圧されることはなく、クリーニング粒子から
ローラへの現像剤の再付着が生じることはない。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面を参照して
説明する。

【００１６】先ず、本発明の第１実施例を図１及び図２
により説明する。

【００１７】図１は定着装置１の主要部を示す断面図で
あり図中、１０は定着ローラで、これはアルミ製の芯金
１０ａの外層にＬＴＶシリコンゴム（低温加硫タイプシ
リコンゴム）１０ｂを所定の厚さに被覆して成る。そし
て、この定着１０の下側には加圧ローラ１１が圧接して
設けられており、これはアルミ製の芯金１１ａの外層に
ＨＴＶシリコンゴム１１ｂを所定の厚さに被覆し、更に
その表面層に樹脂被覆１１ｃを施して成る。

【００１８】また、これらの定着ローラ１０及び加圧ロ
ーラ１１内には加熱源であるハロゲンヒータ１０ｃ，１
１ｄが配設されている。そして、加圧ローラ１１にはサ
ーミスタ１２が当接され、このサーミスタ１２によりハ
ロゲンヒータ１０ｃ，１１ｄへの電流の供給のON又はOF
F が制御される。このようにして、定着ローラ１０の温
度及び加圧ローラ１１の温度が転写材Ｐ上の未定着トナ
ー像Ｔを転写材Ｐ上に定着させるのに適切な所定温度
（例えば１５０℃）に保たれるようになっている。そし
て、これらの定着ローラ１０及び加圧ローラ１１は不図
示の装置により図中の矢印ｂ方向に回転される。

【００１９】一方、定着ローラ１０からのトナーの離型
性を向上させるため、定着ローラ１０の所定箇所には離
型剤塗布装置１３が設けられている。この離型剤塗布装
置１３はオイルタンク内のシリコンオイル１３ａをフェ
ルト１３ｂを介して定着ローラ１０に塗布するように構
成されている。

【００２０】即ち、未定着トナー像Ｔを担持した転写材
Ｐは図１中の矢印ａの方向へ不図示の装置により搬送さ
れ、不図示の駆動装置により同図中、矢印ｂ方向に回転
される定着ローラ１０と加圧ローラ１１との間に通さ
れ、ハロゲンヒータ１０ｃ，１１ｄから定着ローラ１０
及び加圧ローラ１１をそれぞれ介して供給される所定の
温度に制御された熱により転写材Ｐ上に担持された未定
着トナー像Ｔが転写材Ｐ上に定着される。

【００２１】さて、定着ローラ１０にはその外周面に転
写材Ｐ上のトナーが僅かずつオフセットされるため、該
オフセットトナーをクリーニングすべくクリーニング装
置２０が設けられている。以下本発明の特徴的構成をな
すクリーニング装置２０について説明する。

【００２２】クリーニング装置２０はノーメックス（商
品名）等から構成される帯状繊維状のクリーニング部材
であるクリーニングウェブ２１と、該クリーニングウェ
ブ２１を定着ローラ１０に押圧させ、定着ローラ１０上
のオフセットトナーをこのクリーニングウェブ２１にて
クリーニングさせる押圧ローラ２２と、クリーニング能
力が低下した使用済みのクリーニングウェブ２１を徐々
に巻き取る巻き取りローラ２３と、新たなクリーニング
ウェブ２１を徐々に繰り出す巻き出しローラ２４等とか
ら構成されている。

【００２３】クリーニングウェブ２１には図２で示され
る如く、トナーとの親和力の大きいクリーニング粒子で
あるニッケル粒子２１ｂがウェブ繊維２１ａ間に接着剤
を介して接着されている。この場合の接着剤は常温では
接着効果を有すが、トナー像Ｔの定着温度（この場合１
５０℃）近傍では接着効果を有さず、且つ定着温度以上
の耐熱性を有するものであると共に、定着ローラの１０
の材質よりトナーとの親和力があるものであればよい。
具体的にはエポキシ系の接着剤が考えられる。

【００２４】而して、クリーニングウェブ２１（以下ニ
ッケル接着ウェブという）は押圧ローラ２２を介して定
着ローラ１０に押圧されつつ所定の速度（例えば転写材
１００枚につき１mmの移動速度）で巻き取りローラ２３
に巻き取られ、定着ローラ１０上のオフセットトナーを
クリーニングする。

【００２５】この場合、定着ローラ１０上のオフセット
トナーはニッケル接着ウェブ２１のニッケル粒子２１ｂ
に付着し定着ローラ１０の効果的なクリーニングが行な
われるが、該定着ローラ１０に押圧されたニッケル接着
ウェブ２１の温度は定着温度まで上昇しているため、接
着剤の接着効果がなくなり、トナーの付着したニッケル
粒子２１ｂはニッケル接着ウェブ２１のウェブ繊維２１
ａから離脱し、定着ローラ１０を介して転写材Ｐ上に落
下する。

【００２６】以上の如く、トナーが付着したニッケル粒
子２１ｂの大部分のものはこのニッケル接着ウェブ２１
のウェブ繊維２１ａから離脱し、定着ローラ１０を介し
て下方の転写材Ｐ上に落下するため、このニッケル接着
ウェブ２１を介してトナーが付着したニッケル粒子２１
ｂが再び定着ローラ１０に押圧されることはなく、従っ
てニッケル接着ウェブ２１側に移動したトナーが定着ロ
ーラ１０側に再び付着することはない。尚、転写材Ｐ上
に落下するニッケル粒子２１ｂの量は微量であり、転写
材Ｐ上の画像には何ら影響はない。

【００２７】かくして、定着ローラ１０がこのニッケル
接着ウェブ２１により効果的にクリーニングされるた
め、この定着ローラ１０がトナーのオフセットにより使
用可能となるまでの寿命が従来のクリーニング装置を使
用した場合より格段に向上した。

【００２８】因に、耐久試験によりば、従来のウェブを
使用したクリーニング装置ではオフセットにより定着ロ
ーラ１０が使用不能となるまでの定着枚数が８万枚であ
ったのに対し、ニッケル接着ウェブ２１を使用した本発
明のクリーニング装置２００使用したものでは前述の定
着枚数が２０万枚に達し、定着ローラ１０の大幅の高寿
命を図ることができた。

【００２９】また、特に本発明に係る定着装置１のクリ
ーニング装置２０はフルカラー画像形成装置における定
着装置において有効である。

【００３０】即ち、フルカラー画像形成においてはオリ
ジナル原稿に近い色を再現するために、複数層のトナー
を加熱溶融して混色させるので、軟化点の低いシャープ
メルトトナーを使用する必要がある。また、フルカラー
トナーを構成する複数のトナーはそれぞれ成分が異なる
ので、軟化点等の違いから、各トナーが転写材Ｐ上に定
着するのに適した温度はそれぞれ若干異なる。

【００３１】一方、定着ローラ１０がサーミスタ１２に
より制御される温度は一定の温度（例えば、１５０℃）
であり、必然的にいずれかのトナーが定着に適した温度
からずれた温度で定着されることになる。従って、定着
温度からずれた温度で定着されるトナーについては周知
のように定着ローラ１０上へのオフセットが発生し易く
なる。

【００３２】このため、フルカラー画像形成における定
着装置の定着ローラの表面材質は特に限られたものとな
り、離型性の点より従来の白黒画像用の定着装置におて
使用しているテフロン（商品名）等のフッ素樹脂系の材
質を使用することが難しく、図１に示すようなシリコン
ゴムが使用され、その上にシリコンオイルが塗布されて
いる。更に、シリコンゴムの中でも特にＲＴＶ（室温加
硫型シリコンゴム）が好ましい。

【００３３】このようなカラートナーとシリコンゴムよ
り成る定着ローラ１０との組み合せにおいては、カラー
トナーとシリコンゴムとの粘着力が高いだけでなく、熱
により解けたトナーがシリコンゴム中に侵入し、定着ロ
ーラ１０のゴム表面層を変質させ、これにより定着ロー
ラ１０の離型性が劣化する。

【００３４】以上の如く、カラー画像形成装置に使用さ
れるカラートナーは定着装置の定着ローラにオフセット
し易く、且つこの場合に使用される定着ローラの材質自
身にもトナーのオフセットが容易であるため、本発明に
係る定着装置１はカラー画像形成装置の定着装置として
は非常に有効である。

【００３５】尚、図１の定着装置１を用いて耐久試験を
行なったところ、従来のノーメックスより成るウェブを
使用したクリーニング装置ではオフセットにより定着ロ
ーラ１０が使用不能となるまでの定着枚数が８０００枚
であったのに対し、ニッケル接着ウェブ２１を使用した
本発明のクリーニング装置２０では前述の定着枚数が５
万枚に達し、定着ローラ１０の大幅な高寿命化を図るこ
とができた。

【００３６】次に、本発明の第２実施例を説明する。
尚、第１実施例に係るものと同一機能を有するものにつ
いては同一符号を付しその説明を省略する。

【００３７】本実施例に係る定着装置１のクリーニング
装置２０のクリーニングウェブ２１には、トナーとの親
和力の強いニッケル粒子２１ｂをクリーニング粒子とし
てウェブ繊維２１ａに二段階で接着させた。

【００３８】先ず、第一段階では温度によって接着効果
の変化しないポリエステル系の接着剤でニッケル粒子２
１ｂを定着ローラ１０側のクリーニングウェブ２１のウ
ェブ繊維２１ａに接着させ、つぎに常温では接着効果を
有すが定着温度近傍では接着効果を有しないエポキシ系
接着剤でニッケル粒子２１ｂを上記と同一場所に接着さ
せた。

【００３９】而して、定着ローラ１０にオフセットした
トナーは一部離脱するニッケル粒子２１ｂに付着してク
リーニングウェブ２１から離脱し、第１実施例と同様な
効果をあげることができると共に、定着ローラ１０上の
オフセットトナーは離脱しないニッケル粒子２１ｂにも
付着するため、その分更にクリーニング効果を上げるこ
とができる。

【００４０】上記構成のクリーニング装置２０を使用し
て定着ローラ１０の耐久試験を行なった処、通常の白黒
画像形成用の画像形成装置の定着装置に使用される定着
ローラ１０では定着枚数が２５万枚の耐久寿命が得ら
れ、カラー画像形成装置の定着装置に使用される定着ロ
ーラ１０では７万枚の耐久寿命が得られた。

【００４１】次に、本発明の第３実施例を図３により説
明する。尚、第１実施例に係るものと同一機能を有する
ものについては同一符号を付しその説明を省略する。

【００４２】本実施例に係る定着装置１のクリーニング
装置２０のクリーニングウェブ２１にはトナーとの親和
力の強いアルミ粒子がクリーニング粒子として第１、又
は第２実施例と同様な方法にてウェブ繊維２１ａに接着
されている。また、クリーニング装置２０に対して定着
ローラ１０の回転方向下流側にはトナーの付着したアル
ミ粒子を回収するための回収装置３０を設けた。

【００４３】この回収装置３０は定着ローラ１０に当接
し、該定着ローラ１０の回転方向に対しカウンタ方向に
回転する磁性ローラ３１と、磁性ローラ３１周りに吸着
されたアルミ粒子をこの磁性ローラ３１から掻き落とす
ブレード３２と、該ブレード３２により掻き落とされた
アルミ粒子を収容する回収パン３３とから構成されてい
る。

【００４４】而して、クリーニング装置２０のクリーニ
ングウェブ２１が押圧ローラ２２により定着ローラ１０
に押圧されることにより、定着ローラ１０上のオフセッ
トトナーはこのクリーニングウェブ２１のアルミ粒子に
付着し、定着ローラ１０の効果的なクリーニングが行な
われると共に、定着温度近傍に達したこのクリーニング
ウェブ２１のウェブ繊維２１ａから離脱したトナーが付
着したアルミ粒子は定着ローラ１０上を移動し、回収装
置３０の磁性ローラ３１に吸着されて回収される。

【００４５】尚、磁性ローラ３１上のアルミ粒子はブレ
ード３２を介して回収パン３３の中に回収される。

【００４６】以上の如く本実施例ではトナーが付着した
アルミ粒子が回収装置３０により回収されるため、この
アルミ粒子が転写材Ｐ等のに飛散することはなく、定着
装置１の運転環境が改善される。

【００４７】上記第１乃至第３実施例ではクリーニング
粒子としてトナーとの親和力の大きいニッケル粒子２１
ｂやアルミ粒子を使用したが、これに限る必要はなく、
トナーとの親和力が大きければ他の金属粒子でもよいの
は勿論である。また、定着ローラ１０の材質よりトナー
との親和力が大きければクリーニング粒子は樹脂やゴム
の粒子であってもよいのは勿論である。

【００４８】

【発明の効果】以上の説明で明らかな如く本発明によれ
ば、現像剤に対して親和力の大きいクリーニング粒子を
常温では接着効果を有すが定着温度近傍では接着効果を
有しない接着剤でクリーニング部材に接着しているた
め、該クリーニング部材によりクリーニング粒子を介し
てローラの効果的なクリーニングが達成できると共に、
ローラからのオフセット現像剤が付着したクリーニング
粒子はクリーニング部材から離脱するため、このオフセ
ット現像剤が再びクリーニング部材を介してローラに付
着することはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例に係る定着装置の主要部断面図であ
る。

【図２】クリーニング装置のクリーニングウェブの拡大
図である。

【図３】第３実施例に係る定着装置の主要部断面図であ
る。

【図４】従来技術の説明図である。

【符号の説明】

１０ 定着ローラ（ローラ） ２１ クリーニングウェブ（クリーニング部材） ２１ｂ ニッケル粒子（クリーニング粒子） Ｐ 転写材 Ｔ トナー像（未定着現像像）

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 転写材上の未定着画像を定着するための
   ローラを有し、且つ該ローラの外面にオフセットした現
   像剤が繊維状のクリーニング部材によってクリーニング
   される定着装置において、金属、樹脂、ゴム等からなる
   現像剤との親和力の大きいクリーニング粒子を、クリー
   ニング部材の少なくともローラに接する側に、常温では
   接着効果を有すがローラによる加熱定着温度近傍では接
   着効果を有さない接着剤で接着させたことを特徴とする
   定着装置。
2. 【請求項２】 上記クリーニング粒子の一部が定着温度
   近傍でも接着効果を有する接着剤でクリーニング部材に
   接着されていることを特徴とする請求項１記載の定着装
   置。
3. 【請求項３】 クリーニング後クリーニング部材からロ
   ーラ側に離脱したクリーニング粒子を回収する回収装置
   を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の定着装
   置。