JP2001005326A - 画像定着装置 - Google Patents

画像定着装置

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JP2001005326A
JP2001005326A JP11174420A JP17442099A JP2001005326A JP 2001005326 A JP2001005326 A JP 2001005326A JP 11174420 A JP11174420 A JP 11174420A JP 17442099 A JP17442099 A JP 17442099A JP 2001005326 A JP2001005326 A JP 2001005326A
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JP
Japan
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roller
toner
cleaning
titanium oxide
type titanium
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JP11174420A
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Tatsuo Takeuchi
達夫 竹内
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子写真装置の画像定着装置、特に熱ローラ
ー定着方式における定着ローラー表面に残留するトナー
の除去。 【解決手段】 本発明は、記録材上の未定着トナー像に
加熱部材を接触させ移動搬送することにより該トナー像
と軟化させ記録材表面に定着させる画像定着装置におい
て、上記加熱部材のトナー像に接触する面またはこの面
に接触してこの面に付着残留したトナーを除去する清掃
部材にアナターゼ型酸化チタンが含有されていることを
特徴とする画像定着装置であり、紫外線照射によりトナ
ーを分解剥離除去するクリーニング方法をも提供するも
のである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電子写真装置に用い
られる画像定着装置および画像定着装置清掃部材のクリ
ーニング方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、電子写真装置に用いられる画像定
着装置は、熱可塑性の樹脂を主体としたトナーを紙など
の記録材に固着させるために、加熱および加圧を主体と
した熱定着法、特に、熱ローラー定着法を採用するのが
一般的である。この熱ローラー定着方式は、表面にPF
A,PTFEなどのフッ素系樹脂あるいはシリコーンゴ
ムなどの高離型性を有する層をアルミニウム、鉄などの
金属素管上に形成した、いわゆる定着ローラーと加圧ロ
ーラーからなり、必要に応じて各ローラー内に加熱源と
してハロゲンランプなどを内蔵している。そして、あら
かじめ定められた温度に加熱された定着ローラーは、加
圧ローラーに圧接されて定着に供されることとなる。
【0003】この熱ローラー定着装置は、上述のごと
く、接触加熱によりトナーを軟化するため、定着時に少
量のトナーが定着ローラーに残留する、いわゆるオフセ
ットを生じる。このオフセットトナーを除去するため
に、定着ローラー表面を清掃する部材として、耐熱性不
織布によるクリーニングあるいはアルミニウム、鉄など
の金属ローラーによるクリーニング、もしくはブレード
を用いたクリーニング法が用いられ、かつ助剤としてシ
リコーンオイルが塗布される方法も知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例のクリーニング手段では、例えば不織布を採用した
場合には、トナーが付着した部分のクリーニング性能が
徐々に低下するために、巻き取り方式とすることが必要
であり、最終的には廃棄することとなる。また、金属ロ
ーラーによるクリーニング手段では、トナーが層状に蓄
積し、金属ブレードなどで掻き取るなどの2次クリーナ
ーを必要とするだけでなく、固着したトナーを完全に取
り去ることが不可能であるために、最終的には固着トナ
ーを含めて金属ローラを廃棄することになる。
【0005】すなわち、従来の熱定着装置においては、
クリーニング装置のメインテナンスが必須となってお
り、安易にかつ効果的な装置の提供が望まれている。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述従来例に
鑑みてなされたもので、熱定着装置におけるクリーニン
グ機構においてメンテナンスを不要にするとともに、本
体寿命まで継続使用可能な熱定着、特に、熱ロール、ベ
ルト方式による定着装置を提供しようとするものであ
る。
【0007】上記目的を達成するための本出願に係る第
1の発明は、記録材上の未定着トナー像に加熱部材を接
触させ移動搬送することにより該トナー像を軟化させ記
録材表面に定着させる画像定着装置において、上記加熱
部材のトナー像に接触する面またはこの面に接触してこ
の面に付着残留したトナーを除去する清掃部材にアナタ
ーゼ型酸化チタンが含有されていることを特徴とする画
像定着装置である。
【0008】上記した本発明においては、該清掃部材が
スクレープローラーであることが好ましく、またトナー
像に接触する面としてはクリーニングロールの面である
ことが好ましい。
【0009】本発明において、アナターゼ型酸化チタン
層の膜厚が0.2〜10μmの範囲であることが好まし
く、アナターゼ型酸化チタンの比表面積が50m2 /g
以上であることがより好ましい。
【0010】本発明は、また記録材上の未定着トナー像
に加熱部材を接触させ移動搬送することにより該トナー
像を軟化させ記録材表面に定着させる画像定着装置にお
いて、該加熱部材のトナー像に接触する面に接触してこ
の面に付着残留したトナーを除去する清掃部材にアナタ
ーゼ型酸化チタンを含有させ、付着残留したトナーに対
して紫外線照射して付着残留トナーを分解し剥離除去す
ることを特徴とする画像定着装置清掃部材のクリーニン
グ方法を提供するものである。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明において、記録材上の未定
着トナー像に加熱部材を接触させ移動搬送させることに
よりトナー像を軟化させ記録材表面に定着させる画像形
成装置としては、後述するような一般的画像形成装置が
そのまま利用可能である。
【0012】すなわち、本発明においては、アナターゼ
型酸化チタンを含有するローラーなどのオフセットトナ
ーを付着させこの酸化チタンの光触媒反応による紫外線
によって生じるエネルギーバンドギャップに生じた正孔
の酸化作用によりオフセットトナーを分解し、定着ロー
ラー表面自体のリフレッシュ化あるいはクリーニング手
段の連続的なリフレッシュにより半永久的寿命を達成す
るものである。
【0013】本発明において、加熱部材のトナー像に接
触する面またはこの面に接触してこの面に残留したトナ
ーを除去する清掃部材とは、具体的には、例えば図2に
示すクリーニングローラー3およびクリーニングローラ
ー3の表面からトナーを剥ぎ取るスクレープローラー4
がこれに該当する。
【0014】これらの部材の材料として、例えば、中空
アルミニウムローラーが用いられ、その表面にアナター
ゼ型酸化チタンを燒結により形成させる。ここで用いら
れる酸化チタンは、比表面積が50m2 /g以上のアナ
ターゼ型酸化チタンを燒結したものがより好ましい。一
般的に数10〜300m2/gの比表面積を有するもの
が有効である。技術的にみて、光触媒作用が得られる酸
化チタンは、その形状が球状ではなく薄片状であり、上
記のような比表面積を得ることが可能である。
【0015】膜の厚みとしては、0.2μm以上の厚み
があれば十分であるが、後工程でのスクレープブレード
での摩耗を考慮すると、1μm以上が好ましい。ただ
し、10μmを超えると剥離し易くなるので、0.5〜
2μmの範囲であることが最適である。
【0016】
【実施例】以下、実施例によりさらに具体的に説明す
る。
【0017】第1の実施例 図1は本発明の実施例を表す一形態であり、熱ローラー
型画像定着装置を示している。1はトナー画像に接触し
て定着を行う定着ローラーであって、中空金属芯金12
の外側にPTFE,PFAなどのフッ素系樹脂からなる
離型層11、内部に加熱源である内部ハロゲンランプ1
3を有し、不図示の温度センサにより定着ローラー1の
表面を定着可能な温度になるよう内部ハロゲンランプ1
3をoff−onさせ、所定の温度に調節している。
【0018】2は加圧ローラーで、芯金22の周囲をシ
リコーンゴムなどの耐熱ゴム21で覆ったものである。
記録材9を両ロール間のニップで挟持搬送するととも
に、このニップに定着で必要とされる圧力を発生するよ
う、不図示のバネなどで定着ローラへ圧接されている。
また、不図示のモーターにより矢印D方向へ回転可能に
設定されている。
【0019】定着動作としては、トナー像8を有する記
録材9は、矢印Cの方向から回転を行っている定着およ
び加圧の両ローラーで形成されるニップに進入し、挟持
搬送されるとともに定着ローラー1から付与される熱お
よびニップ部圧力により、トナー像が記録材9へ固着さ
れる。ニップを通過した後、記録材は分離爪7によって
剥離され、外部へ排出される。
【0020】定着動作終了後も定着、加圧両ローラーは
回転を続け、クリーニングローラー3によって表面に残
留したオフセットトナーが清掃され、次回の転写に備え
ることとなる。
【0021】次に本発明の主たる構成であるクリーニン
グ装置6について詳述する。
【0022】図2にクリーニング装置6を示す。
【0023】このクリーニング装置6は、定着ローラー
1と接触するとLTVシリコーンゴム表層を有するクリ
ーニングローラー3、クリーニングローラー3の表面か
らトナーを剥ぎ取るスクレープローラー4、スクレープ
ローラー4表面で劣化分解したトナーを除去するスクレ
ープブレード10、紫外線ランプ5からなる。
【0024】上記スクレープローラー4は、シリコーン
ゴム製のクリーニングローラー3からトナーを剥ぎ取る
ためのものであり、その材料として中空アルミニウムロ
ーラーの表面にアナターゼ型酸化チタンを燒結により形
成したもので、有機チタン化合物を主体とし、これをア
ルコール溶剤で溶解したものを填料としてディップコー
トし、600〜700℃にて焼成して得られたものであ
る。不図示の駆動系によりクリーニング時はクリーニン
グローラー側Bへトナー、掻き取り時はCへの移動が可
能に設定されている。比表面積が100m2 /gのアナ
ターゼ型酸化チタンを燒結したものを用いた。膜厚とし
ては1μmとした。
【0025】次にスクレープブレード41は、ステンレ
ス製の金属ブレードで50〜100μm厚のものを用い
た。さらにこのブレードもスクレープローラー4に当接
する先端部分から0.5mm以上離れた場所にスクレー
プローラーと同様の酸化チタン膜を形成することも可能
でより高いクリーニング効果が得られる。
【0026】次にクリーニングおよびトナーの分解につ
いて詳述する。
【0027】上述したクリーニングローラー6は、フッ
素樹脂であるPFA,PTFEに比べ、シリコーンゴム
を用いていることから表面の粘着性と、表面張力差によ
り定着ローラーよりオフセットトナーを捕らえることが
可能である。また、このシリコーンゴムよりさらに表面
エネルギーが大きい。酸化チタン表面は、さらにこのシ
リコーンゴムローラーからオフセットトナーを取り去る
ことが可能である。
【0028】すなわち、オフセットトナーは定着時にク
リーニングローラー3に接しているスクレープローラー
4の表面に蓄積していくことになる。
【0029】次にこのスクレープローラー4に蓄積した
トナーは、スクレープローラー4を不図示の駆動系で回
転させながら紫外線ランプからの光照射を行い、これに
よって活性化された酸化チタンにより接触部分の分子が
分解し、次にスクレープブレード10によりスクレープ
ローラ4から容易に剥ぎ取られることとなる。
【0030】このときに照射する紫外線は、通常波長で
350〜400nm、エネルギーとして0.1mW/c
2 以上あればよい。
【0031】スクレープブレード10で剥ぎ取れたトナ
ーは、さらにブレード上の酸化チタンの効果によりさら
に分解され、最終的には、残留物はカーボン、フェライ
トなどの無機質のみとなり、小型の箱などの捕集ボック
スがあれば半永久的にクリーニングが可能となる。
【0032】他の実施例 前記実施例においては、定着ローラーへのダメージを考
慮し、多段オフセット的にトナーのクリーニングを行っ
たが、クリーニングローラー3を用いず、直接定着ロー
ラー1へスクレープローラー4を接触させても同様の効
果が得られる。
【0033】また1の定着ローラー表層のフッ素系樹脂
中に離型性能を阻害しない程度のアナターゼ型酸化チタ
ンを混入させ、難離型な残留トナーによる汚染をセルフ
リフレッシュさせることも可能であることを認めた。こ
のローラーの作成は、溶剤可溶タイプのフッ素樹脂系樹
脂、特に、テトラフルオロエチレンおよびクロロトリフ
ルオロエチレンの内の1つのパーハロオレフィン等とα
−オレフィン等との共重合体にアナターゼ型酸化チタン
を混ぜ、キシレン等の溶剤に溶解して塗液としたものを
用いて第1の塗液を作成し、この塗料を10〜20重量
%程度混入させたPFAまたはPTFEディスパージョ
ン液を最終塗料とし、この液をアルミ等の芯金に塗工、
焼成したものである。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
熱定着ローラ装置におけるオフセットトナーのクリーニ
ングにアナターゼ型酸化チタン膜を表面に形成したスク
レープローラーを押し付けることによって、定着ローラ
ーからのトナーの剥ぎ取り効果を向上させると共に、こ
のスクレープローラー上に接着蓄積したトナーをさらに
紫外線をこのローラーに照射することで、接着面の樹脂
を分解させてトナーを剥離させることにより、このスク
レープローラーを初期状態に戻し、半永久的に繰り返し
使用が可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施型を示す概略図。
【図2】本発明のクリーニング部を示す拡大図。
【符号の説明】
1 定着ローラー 2 加圧ローラー 3 クリーニングローラー 4 スクレープローラー 5 紫外線ランプ 6 クリーニング装置 7 分離爪 8 トナー像 9 記録材 10 スクレープブレード 11 離型層 12 中空金属芯金 13 内部ハロゲンランプ 21 耐熱ゴム 22 芯金

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 記録材上の未定着トナー像に加熱部材を
    接触させ移動搬送することにより該トナー像を軟化させ
    記録材表面に定着させる画像定着装置において、上記加
    熱部材のトナー像に接触する面またはこの面に接触して
    この面に付着残留したトナーを除去する清掃部材にアナ
    ターゼ型酸化チタンが含有されていることを特徴とする
    画像定着装置。
  2. 【請求項2】 清掃部材がスクレープローラーであるこ
    とを特徴とする請求項1に記載の画像定着装置。
  3. 【請求項3】 アナターゼ型酸化チタン層の膜厚が0.
    2〜10μmの範囲であることを特徴とする請求項1ま
    たは2に記載の画像定着装置。
  4. 【請求項4】 アナターゼ型酸化チタンの比表面積が5
    0m2 /g以上であることを特徴とする請求項1〜3の
    いずれかに記載の画像定着装置。
  5. 【請求項5】 該トナー像に接触する面がクリーニング
    ロールの面であることを特徴とする請求項1に記載の画
    像定着装置。
  6. 【請求項6】 記録材上の未定着トナー像に加熱部材を
    接触させ移動搬送することにより該トナー像を軟化させ
    記録材表面に定着させる画像定着装置において、該加熱
    部材のトナー像に接触する面に接触してこの面に付着残
    留したトナーを除去する清掃部材にアナターゼ型酸化チ
    タンを含有させ、付着残留したトナーに対して紫外線照
    射して付着残留トナーを分解し剥離除去することを特徴
    とする画像定着装置清掃部材のクリーニング方法。
  7. 【請求項7】 清掃部材がスクレープローラーであるこ
    とを特徴とする請求項6に記載のクリーニング方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005099451A (ja) * 2003-09-25 2005-04-14 Fujikura Ltd 光コネクタ清掃工具および光部品清掃工具
JP2005215045A (ja) * 2004-01-27 2005-08-11 Fujikura Ltd 光コネクタ清掃工具および光部品清掃工具

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