JP2001255771A

JP2001255771A - 定着器および定着方法

Info

Publication number: JP2001255771A
Application number: JP2000085579A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Ota; 浩志太田
Original assignee: Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba TEC Corp
Priority date: 2000-03-09
Filing date: 2000-03-27
Publication date: 2001-09-21
Also published as: US6243558B1

Abstract

(57)【要約】【課題】クリーニングローラの寿命を短くすることなく
クリーニング性能を向上でき、同時に、クリーニングロ
ーラからの汚れの転移量を低減可能な定着器、および現
像剤像の定着方法を提供することにある。【解決手段】複写機の定着器６０は、ヒータ１２８を内
部に備えた加熱ローラ１２６と、加熱ローラに転接して
設けられた加圧ローラ１２７と、加熱ローラおよび加圧
ローラをクリーニングするクリーニング機構１３４とを
備えている。クリーニング機構は、加熱ローラに転接し
たクリーニングローラ１５０と、加熱ローラに対するク
リーニングローラの加圧力を変動させる加圧変動機構
と、を有している。加圧変動機構は、クリーニングロー
ラの加圧力を所定の加圧力範囲で、かつ、加熱ローラと
加圧ローラとの間を通る用紙の通過時間よりも短い周期
で、連続的に変動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、記録紙上に形成
された現像剤像を定着する定着器、および現像剤像の定
着方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機、プリンタ等の画像形成装置は、
転写用紙上に形成された現像剤像を加熱溶融して転写用
紙に定着させるための定着器を備えている。この定着器
は、一般に、ヒータ等の加熱源が内蔵された加熱ローラ
と、加熱ローラに所定の圧力で転接した加圧ローラと、
を備えている。そして、現像剤像の形成された転写用紙
は、これらの加熱ローラと加圧ローラとの間を通して搬
送され、その際、加熱ローラおよび加圧ローラからの熱
および圧力により現像剤像が転写用紙に定着される。

【０００３】また、定着器は、加熱ローラおよび加圧ロ
ーラに付着した汚れを除去するクリーニングローラを備
え、このクリーニングローラは少なくとも加熱ローラの
外周面に転接しているとともに所定の圧力で加熱ローラ
に押付けられている。クリーニングローラとしては、主
にフェルトローラが使用されている。このフェルトロー
ラは大きく分けると、シリコンオイルを含浸、供給する
タイプと、シリコンオイルを使用しないタイプとがある
が、いずれのタイプも、加熱ローラの汚れを拭き取るこ
とによりクリーニングを行う。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】クリーニングローラに
作用する加圧力が大きい場合、クリーニングローラのク
リーニング性能が向上するが、早期に汚れてしまい寿命
が低下する。逆に、クリーニングローラに作用する加圧
力が小さい場合、寿命は延びるが、クリーニングローラ
のクリーニング性能が低下し加熱ローラおよび加圧ロー
ラの汚れを十分に除去できず転写用紙に汚れが付着して
しまう。

【０００５】また、加熱ローラおよび加圧ローラをクリ
ーニングすることにより、フェルトローラには除去した
トナーや紙かす等の汚れが付着する。そして、長時間の
使用によりフェルトローラに汚れが多量に付着している
場合、例えば、定着器の定着動作開始時、フェルトロー
ラに付着した汚れがフェルトローラから加熱ローラおよ
び加圧ローラに逆に転移してしまう場合がある。この場
合、汚れが転写用紙に付着し、画像不良が生じる。特
に、クリーニングローラに作用する加圧力が大きい場
合、上記のような汚れの転移が生じやすい。

【０００６】この発明は以上の点に鑑みなされたもの
で、その目的は、クリーニングローラの寿命を短くする
ことなくクリーニング性能を向上でき、同時に、クリー
ニングローラからの汚れの転移量を低減可能な定着器、
および現像剤像の定着方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明に係る定着器は、互いに転接した一対のロ
ーラを有し、これらのローラ間を通る上記記録紙上の現
像剤像を定着する定着手段と、上記一対のローラの少な
くとも一方のローラに転接して設けられたクリーンクリ
ーニングローラを有し、上記一方のローラの外周面をク
リーニングするクリーニング機構と、上記１枚の記録紙
に対する定着動作の間、上記一方のローラに対する上記
クリーニングローラの加圧力を所定の周期で変動させる
加圧変動機構、を備えている。

【０００８】また、この発明に係る現像剤像の定着方法
は、上記現像剤像の形成された記録紙を、互いに転接し
た一対のローラ間を通して搬送して、上記現像剤像を記
録紙上に定着し、上記一対のローラの少なくとも一方の
ローラにクリーニングローラを転接させるとともに、上
記１枚の記録紙に対する定着動作の間、上記一方のロー
ラに対する上記クリーニングローラの加圧力を所定の周
期で変動させて、上記一方のローラの外周面をクリーニ
ングすることを特徴としている。

【０００９】この発明に係る定着器によれば、上記所定
の周期は、上記一対のローラ間を通る記録紙の通過時間
よりも短い周期である。上記のように構成された定着
器、および定着方法によれば、１枚の記録紙に対して定
着を行う間、加圧変動機構によって定着手段のローラに
対するクリーニングローラの加圧力を所定の周期で変動
させる。そして、加圧力の変動範囲を適当に設定するこ
とにより、加圧力を固定とする場合に比較して、クリー
ニング性能の向上およびクリーニングローラの長寿命化
の両立を図ることができる。同時に、定着器の動作開始
時に生じる、クリーニングローラから加熱ローラへの汚
れの転移量が低減する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、この
発明の実施の形態に係る定着装置を備えたデジタル複写
機について詳細に説明する。

【００１１】このデジタル複写機は、原稿から読取った
画像情報、パーソナルコンピュータ等の外部機器から入
力された画像情報に応じて複製画像を形成するマルチ機
能複写機である。

【００１２】図１に示すように、デジタル複写機は、矩
形箱状の筐体１０を備え、筐体１０内には、画像読み取
り部として機能するスキャナ部４、およびコピー用紙上
に画像を形成するプリンタ部６が設けられている。

【００１３】筐体１０の上面には、読取対象物、つまり
処理対象画像を有する原稿Ｄが載置される透明なガラス
からなる原稿載置台１２が設けられている。また、筐体
１０の上面には、原稿載置台１２上に原稿を自動的に送
る自動原稿送り装置７（以下、ＡＤＦと称する）が配設
されている。このＡＤＦ７は、原稿載置台１２に対して
開閉可能に配設され、原稿載置台に載置された原稿Ｄを
原稿載置台１２に密着させる原稿押さえとしても機能す
る。

【００１４】ＡＤＦ７は、原稿Ｄがセットされる原稿ト
レイ８、原稿の有無を検出するエンプティセンサ９、原
稿トレイ８から原稿を一枚づつ取り出すピックアップロ
ーラ１４、取り出された原稿を搬送する給紙ローラ１
５、原稿の先端を整位するアライニングローラ対１６、
原稿Ｄのサイズを検知するサイズセンサ１７、原稿載置
台１２のほぼ全体を覆うように配設された搬送ベルト１
８を備えている。そして、原稿トレイ８に上向きにセッ
トされた複数枚の原稿は、一番上の原稿から順に取り出
され、アライニングローラ対１６により整位された後、
搬送ベルト１８によって原稿載置台１２の所定位置へ搬
送される。

【００１５】ＡＤＦ７において、搬送ベルト１８を挟ん
でアライニングローラ対１６と反対側の端部には、反転
ローラ２０、非反転センサ２１、フラッパ２２、排紙ロ
ーラ２３が配設されている。後述するスキャナ部４によ
り画像情報の読み取られた原稿Ｄは、搬送ベルト１８に
より原稿載置台１２上から送り出され、反転ローラ２
０、フラッパ２２、および排紙ローラ２３を介してＡＤ
Ｆ７上面の原稿排紙部２４上に排出される。原稿Ｄの裏
面を読み取る場合、フラッパ２２を切換えることによ
り、搬送ベルト１８によって搬送されてきた原稿Ｄは、
反転ローラ２０によって反転された後、再度搬送ベルト
１８により原稿載置台１２上の所定位置に送られる。

【００１６】筐体１０内に配設されたスキャナ部４は、
原稿載置台１２に載置された原稿Ｄを照明する光源とし
ての露光ランプ２５、および原稿Ｄからの反射光を所定
の方向に偏向する第１ミラー２６を有し、これらの露光
ランプ２５および第１ミラー２６は、原稿載置台１２の
下方に配設された第１キャリッジ２７に取り付けられて
いる。第１キャリッジ２７は、原稿載置台１２と平行に
移動可能に配置され、図示しない歯付きベルト等を介し
て駆動モータにより、原稿載置台１２の下方を往復移動
される。

【００１７】また、原稿載置台１２の下方には、原稿載
置台１２と平行に移動可能な第２キャリッジ２８が配設
されている。第２キャリッジ２８には、第１ミラー２６
により偏向された原稿Ｄからの反射光を順に偏向する第
２および第３ミラー３０、３１が互いに直角に取り付け
られている。第２キャリッジ２８は、第１キャリッジ２
７を駆動する歯付きベルト等により、第１キャリッジ２
７に対して従動されるとともに、第１キャリッジに対し
て、１／２の速度で原稿載置台１２に沿って平行に移動
される。

【００１８】また、原稿載置台１２の下方には、第２キ
ャリッジ２８上の第３ミラー３１からの反射光を集束す
る結像レンズ３２と、結像レンズにより集束された反射
光を受光して光電変換するＣＣＤセンサ３４とが配設さ
れている。結像レンズ３２は、第３ミラー３１により偏
向された光の光軸を含む面内に、駆動機構を介して移動
可能に配設され、自身が移動することで反射光を所望の
倍率で結像する。そして、ＣＣＤセンサ３４は、入射し
た反射光を光電変換し、読み取った原稿Ｄに対応する電
気信号を出力する。すなわち、ＣＣＤセンサ３４は、原
稿となる文書画像を縦横に分割した単位画素毎に原稿に
照射された光源からの反射光を電気信号に変換し、各画
素毎に８ビットのデジタルデータを出力する。

【００１９】一方、プリンタ部６は、潜像形成手段とし
て作用するレーザ露光部４０を備えている。レーザ露光
部４０は、光源としての半導体レーザ４１と、半導体レ
ーザ４１から出射されたレーザ光を連続的に偏向する走
査部材としてのポリゴンミラー３６と、ポリゴンミラー
３６を後述する所定の回転数で回転駆動する走査モータ
としてのポリゴンモータ３７と、ポリゴンミラーからの
レーザ光を偏向して後述する感光体ドラム４４へ導く光
学系４２とを備えている。このような構成のレーザ露光
部４０は、筐体１０の図示しない支持フレームに固定支
持されている。

【００２０】半導体レーザ４１は、スキャナ部４により
読み取られた原稿Ｄの画像情報、外部機器１３０から入
力された画像情報、あるいはファクシミリ送受信文書情
報等に応じてオン・オフ制御され、このレーザ光はポリ
ゴンミラー３６および光学系４２を介して感光体ドラム
４４へ向けられ、感光体ドラム４４周面を走査すること
により感光体ドラム４４周面上に静電潜像を形成する。

【００２１】また、プリンタ部６は、筐体１０のほぼ中
央に配設された像担持体としての回転自在な感光体ドラ
ム４４を有し、感光体ドラム４４の周面は、レーザ露光
部４０からのレーザ光により露光され、所望の静電潜像
が形成される。感光体ドラム４４の周囲には、ドラム周
面を所定の電荷に帯電させる帯電チャージャ４５、感光
体ドラム４４周面上に形成された静電潜像に現像剤とし
てのトナーを供給して所望の画像濃度で現像する現像器
４６、後述する用紙カセットから給紙された記録紙、つ
まり、コピー用紙Ｐを感光体ドラム４４から分離させる
ための剥離チャージャ４７を一体に有し、感光体ドラム
４４に形成されたトナー像を用紙Ｐに転写させる転写チ
ャージャ４８、感光体ドラム４４周面からコピー用紙Ｐ
を剥離する剥離爪４９、感光体ドラム４４周面に残留し
たトナーを清掃する清掃部５０、および、感光体ドラム
４４周面の除電する除電器５１が順に配置されている。
そして、これらのレーザ露光部、感光体ドラム、帯電チ
ャージャ、現像器、剥離チャージャ、転写チャージャ、
清掃部、および除電器は、この発明における画像形成手
段として機能する画像形成部を構成している。

【００２２】筐体１０内の下部には、それぞれ筐体から
引出し可能な上段カセット５２、中段カセット５３、下
段カセット５４が互いに積層状態に配設され、各カセッ
ト内にはサイズの異なるコピー用紙が装填されている。
なお、例えば、上段カセット５２には、第１記録紙とし
てＡ４−Ｒサイズのコピー用紙が、中段カセット５３に
は、第２記録紙としてＢ４サイズのコピー用紙が、ま
た、下段カセット５４には、第３記録紙としてＡ３サイ
ズのコピー用紙が、それぞれ装填されている。これらの
カセットの側方には大容量フィーダ５５が設けられ、こ
の大容量フィーダ５５には、使用頻度の高いサイズのコ
ピー用紙Ｐ、例えば、Ａ４サイズのコピー用紙Ｐが約３
０００枚収納されている。また、大容量フィーダ５５の
上方には、手差しトレイ５６を兼ねた給紙カセット５７
が脱着自在に装着されている。

【００２３】筐体１０内には、各カセットおよび大容量
フィーダ５５から感光体ドラム４４と転写チャージャ４
８との間に位置した転写部を通って延びる搬送路５８が
形成され、搬送路５８の終端には定着器６０が設けられ
ている。定着器６０に対向した筐体１０の側壁には排出
口６１が形成され、排出口には排紙トレイ６２が装着さ
れている。

【００２４】上段カセット５２、中段カセット５３、下
段カセット５４、給紙カセット５７の近傍および大容量
フィーダ５５の近傍には、カセットあるいは大容量フィ
ーダから用紙Ｐを一枚づつ取り出すピックアップローラ
６３がそれぞれ設けられている。また、搬送路５８に
は、ピックアップローラ６３により取り出されたコピー
用紙Ｐを搬送路５８を通して搬送する多数の給紙ローラ
対６４が設けられている。これらのカセット５３、５
４、５７、大容量フィーダ５５、ピックアップローラ６
３、および給紙ローラ対６４は、この発明における給紙
手段として機能する給紙部を構成している。

【００２５】搬送路５８において感光体ドラム４４の上
流側にはレジストローラ対６５が設けられている。レジ
ストローラ対６５は、取り出されたコピー用紙Ｐの傾き
を補正するとともに、感光体ドラム４４上のトナー像の
先端とコピー用紙Ｐの先端とを整合させ、感光体ドラム
４４周面の移動速度と同じ速度でコピー用紙Ｐを転写部
へ給紙する。レジストローラ対６５の手前、つまり、給
紙ローラ６４側には、コピー用紙Ｐの到達、およびコピ
ー用紙のサイズを検出するアライニング前センサ６６が
設けられている。

【００２６】ピックアップローラ６３により各カセット
あるいは大容量フィーダ５５から１枚づつ取り出された
コピー用紙Ｐは、給紙ローラ対６４によりレジストロー
ラ対６５へ送られる。そして、コピー用紙Ｐは、レジス
トローラ対６５により先端が整位された後、転写部に送
られる。

【００２７】転写部において、感光体ドラム４４上に形
成された現像剤像、つまり、トナー像が、転写チャージ
ャ４８によりコピー用紙Ｐ上に転写される。トナー像の
転写されたコピー用紙Ｐは、剥離チャージャ４７および
剥離爪４９の作用により感光体ドラム４４周面から剥離
され、搬送路５２の一部を構成する搬送ベルト６７を介
して定着器６０に搬送される。そして、定着器６０によ
って現像剤像がコピー用紙Ｐに溶融定着された後、コピ
ー用紙Ｐは、給紙ローラ対６８および排紙ローラ対６９
により排出口６１を通して排紙トレイ６２上へ排出され
る。

【００２８】搬送路５８の下方には、定着器６０を通過
したコピー用紙Ｐを反転して再びレジストローラ対６５
へ送る自動両面装置７０が設けられている。自動両面装
置７０は、コピー用紙Ｐを一時的に集積する一時集積部
７１と、搬送路５８から分岐し、定着器６０を通過した
コピー用紙Ｐを反転して一時集積部７１に導く反転路７
２と、一時集積部に集積されたコピー用紙Ｐを一枚づつ
取り出すピックアップローラ７３と、取り出された用紙
を搬送路７４を通してレジストローラ対６５へ給紙する
給紙ローラ７５とを備えている。また、搬送路５８と反
転路７２との分岐部には、コピー用紙Ｐを排出口６１あ
るいは反転路７２に選択的に振り分ける振り分けゲート
７６が設けられている。

【００２９】両面コピーを行う場合、定着器６０を通過
したコピー用紙Ｐは、振り分けゲート７６により反転路
７２に導かれ、反転された状態で一時集積部７１に一時
的に集積された後、ピックアップローラ７３および給紙
ローラ対７５により、搬送路７４を通してレジストロー
ラ対６５へ送られる。そして、コピー用紙Ｐはレジスト
ローラ対６５により整位された後、再び転写部に送ら
れ、コピー用紙Ｐの裏面にトナー像が転写される。その
後、コピー用紙Ｐは、搬送路５８、定着器６０および排
紙ローラ６９を介して排紙トレイ６２上に排紙される。

【００３０】デジタル複写機は、図２に示すように、更
に、操作パネル８０、および主制御部９０を含んでい
る。

【００３１】操作パネル８０は、複写開始を指示するプ
リントキー８１、デジタル複写機における画像出力のた
めの条件、例えば、複写あるいは印字枚数および倍率、
用紙サイズ、あるいは、部分複写の指定やその領域の座
標を入力するための、例えば、複数の押しボタンスイッ
チあるいはカラーブラウン管あるいは液晶の画面上に透
明なタッチセンサパネルが設けられている入力部８２、
操作パネル８０を制御するパネルＣＰＵ８３、複写枚数
および複写倍率の設定に利用されるテンキー８４を含ん
でいる。更に、入力部８２は、ファクシミリとして使用
する際のファクシミリキー８２ａを有している。

【００３２】入力部８２は、デジタル複写機に関する操
作手順あるいは入力すべき条件に応じて配置され、例え
ば、絵記号、数字、文字あるいは文字列などが表示され
ている複数の入力キーとしてのタッチセンサ、および操
作案内等や入力内容が表示される表示部を有している。
この表示部には、複写枚数、複写倍率、用紙サイズ、コ
ピー可、ソート時のメモリ容量やこのメモリ容量に対応
する読取り可能な原稿枚数等が表示されるようになって
いる。

【００３３】カラー複写機の制御系は、図２に示すよう
に、主制御部９０内のメインＣＰＵ（セントラル・プロ
セッシング・ユニット）９１、スキャナ部４のスキャナ
ＣＰＵ１００、および、プリンタ部６のプリンタＣＰＵ
１１０の３つのＣＰＵで構成される。メインＣＰＵ９１
は、プリンタＣＰＵ１１０と共有ＲＡＭ９５を介して双
方向通信を行うものであり、メインＣＰＵ９１は動作指
示をだし、プリンタＣＰＵ１１０は状態ステータスを返
すようになっている。プリンタＣＰＵ１１０とスキャナ
ＣＰＵ１００はシリアル通信を行い、プリンタＣＰＵ１
１０は動作指示をだし、スキャナＣＰＵ１００は状態ス
テータスを返すようになっている。操作パネル８０は、
メインＣＰＵ９１に接続されている。

【００３４】主制御部９０は、メインＣＰＵ９１、ＲＯ
Ｍ９２、ＲＡＭ９３、ＮＶＭ９４、共有ＲＡＭ９５、画
像処理部９６、ページメモリ制御部９７、ページメモリ
９８、プリンタコントローラ９９、およびプリンタフォ
ントＲＯＭ１２１によって構成されている。プリンタコ
ントローラ９９には、インターフェース１２０を介し
て、パーソナルコンピュータ等の外部機器１３０が接続
されている。

【００３５】メインＣＰＵ９１は、主制御部９０の全体
を制御するものである。ＲＯＭ９２は、制御プログラム
が記憶されているものである。ＲＡＭ９３は、一時的に
データを記憶するものである。

【００３６】ＮＶＭ（持久ランダムアクセスメモリ：ｎ
ｏｎｖｏｌａｔｉｌｅＲＡＭ）９４は、バッテリ（図
示しない）にバックアップされた不揮発性のメモリであ
り、電源を切った時ＮＶＭ９４上のデータを保持するよ
うになっている。共有ＲＡＭ９５は、メインＣＰＵ９１
とプリンタＣＰＵ１１０との間で、双方向通信を行うた
めに用いるものである。

【００３７】メインＣＰＵ９１は、スキャナ部４で読み
取られた原稿の画像情報、外部機器１３０から入力され
た画像情報、原稿サイズ、用紙サイズ、縮小（拡大）率
等をページメモリ９８に記憶するようになっている。ま
た、メインＣＰＵ９１は、スキャナ部４のサイズセンサ
１７により検出された原稿のサイズに応じて用紙サイズ
を判定し、判定結果をページメモリ９８に記憶する。

【００３８】ページメモリ制御部９７は、ページメモリ
９８に画像データを記憶したり、読出したりするもので
ある。プリンタフォントＲＯＭ１２１には、プリントデ
ータに対応するフォントデータが記憶されている。

【００３９】プリンタコントローラ９９は、外部機器１
３０から送られた画像情報をその画像情報に付与されて
いる解像度を示すデータに応じた解像度でプリンタフォ
ントＲＯＭ１２１に記憶されているフォントデータを用
いて画像データに展開する。

【００４０】スキャナ部４は、スキャナ部４の全体を制
御するスキャナＣＰＵ１００、制御プログラム等が記憶
されているＲＯＭ１０１、データ記憶用のＲＡＭ１０
２、ＣＣＤセンサ３４を駆動するＣＣＤドライバ１０
３、露光ランプ２５およびミラー２６、３０、３１等を
移動するモータの回転を制御するスキャンモータドライ
バ１０４、ＣＣＤセンサ３４からのアナログ信号をデジ
タル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路とＣＣＤセンサ３４
のばらつきあるいは周囲の温度変化などに起因するＣＣ
Ｄセンサ３４からの出力信号に対するスレッショルドレ
ベルの変動を補正するためのシェーディング補正回路と
シェーディング補正回路からのシェーディング補正され
たデジタル信号を一旦記憶するラインメモリからなる画
像補正部１０５によって構成されている。

【００４１】プリンタ部６は、プリンタ部６の全体を制
御するプリンタＣＰＵ１１０、制御プログラム等が記憶
されているＲＯＭ１１１、データ記憶用のＲＡＭ１１
２、半導体レーザ４１による発光をオン／オフするレー
ザドライバ１１３、レーザ露光部４０のポリゴンモータ
３７の回転を制御するポリゴンモータドライバ１１４、
給紙部によるコピー用紙Ｐの給紙動作を制御する給紙制
御部１２３、搬送機構によるコピー用紙Ｐの搬送動作を
制御する紙搬制御部１１５、帯電チャージャ４５、現像
器４６、転写チャージャ４８を用いて帯電、現像、転写
を行う現像プロセス部１１６、定着器６０を制御する定
着制御部１１７、およびオプション制御部１１８によっ
て構成されている。

【００４２】また、画像処理部９６、ページメモリ制御
部９７、ページメモリ９８、プリンタコントローラ９
９、画像補正部１０５、レーザドライバ１１３は、画像
データバス１２３によって互いに接続されている。

【００４３】次に、定着器６０の構成について詳細に説
明する。図１、図３および図４に示すように、定着器６
０は、加熱ローラ１２６、およびこの加熱ローラに所定
の圧力で転接した加圧ローラ１２７を備え、これらのロ
ーラは互いに平行に延びている。

【００４４】加熱ローラ１２６としては、例えば、アル
ミからなる直径６０ｍｍ、厚さ８ｍｍ、逆クラウン量１
８０μｍの円筒状の芯金１２６ａの外周面に、厚さ２５
μｍのフッ素樹脂コート層１２６ｂを被覆したものが用
いられている。加熱ローラ１２６内には、加熱部として
機能するヒータランプ１２８が配設され、加熱ローラ１
２６はこのヒータランプによって加熱される。ヒータラ
ンプ１２８としては、例えば、出力９００Ｗのハロゲン
ランプが用いられている。また、加熱ローラ１２６の軸
方向両端部は、それぞれ軸受によって回転自在に支持さ
れている。

【００４５】一方、加圧ローラ１２７は、直径６０ｍ
ｍ、厚さ５．０ｍｍ、ゴム硬度４５°（ＡＳＫＥＲ−
Ｃ）のゴム管１２７ａを、厚さ９０μｍのフッ素樹脂チ
ューブからなる表面層１２７ｂで被覆して構成されてい
る。そして、加熱ローラ１２６の軸方向長さは、フッ素
樹脂コート層１２６ｂの部分で３２０ｍｍ、加圧ローラ
１２７の軸方向長さは、表面層１２７ｂの部分で３１６
ｍｍにそれぞれ形成されている。また、加熱ローラ１２
６および加圧ローラ１２７は、図示しない加圧ばねによ
り約９００Ｎの定着荷重が付加されているとともに、加
熱ローラ１２６および加圧ローラ１２７間の圧接部分を
除いてカバー１３２によって覆われている。

【００４６】図５に示すように、加熱ローラ１２６のヒ
ータランプ１２８は、サーモスイッチ１４２を介してＡ
Ｃ電源１４３に接続され、更に、サイリスタ１４４を介
して前述した定着制御部１１７に接続されている。ま
た、サーミスタ１３６は、検出した温度信号を定着制御
部１１７へ入力する。そして、定着制御部１１７によ
り、サースタ１３６の検出温度に応じて、ヒータランプ
１２８をオン・オフ制御することにより、加熱ローラ１
２６の表面温度は例えば２００℃に維持される。

【００４７】加熱ローラ１２６および加圧ローラ１２７
を回転駆動する駆動部として機能するローラ駆動系１４
６は、電磁クラッチ１４７を介してプリンタ部６のメイ
ンモータ１１９に接続されている。そして、定着制御部
１１７によって電磁クラッチ１４７をオン・オフ制御す
ることにより、加熱ローラ１２６および加圧ローラ１２
７の回転が制御される。

【００４８】図３ないし図６に示すように、加熱ローラ
１２６の周囲には、加熱ローラの外周面に付着したトナ
ーや紙かす等の汚れをクリーニングする第１クリーニン
グ機構１３４と、加熱ローラの表面温度を検出するサー
ミスタ１３６と、加熱ローラの周面からコピー用紙Ｐを
剥離するための剥離爪１３７と、が設けられている。サ
ーミスタ１３６は、加熱ローラ１２６の長手方向中央部
で、加熱ローラの外周面に接触して設けられている。ま
た、加圧ローラ１２７の周囲には、加圧ローラの外周面
に付着したトナーや紙かす等の汚れをクリーニングする
第２クリーニング機構１３８が設けられている。

【００４９】第１クリーニング機構１３４は第１クリー
ニングローラ１５０を備え、この第１クリーニングロー
ラは加熱ローラ１２６のほぼ全長に渡って加熱ローラと
平行に延び、加熱ローラの外周面に転接している。そし
て、第１クリーニングローラ１５０は、加熱ローラ１２
６に従動して回転される。第１クリーニングローラ１５
０は、例えば、厚さ２ｍｍの耐熱フェルトにより直径２
８ｍｍに形成されているとともにシリコンオイルが含浸
されている。また、第１クリーニングローラ１５０の回
転軸１５１は、一対の支持フレーム１５２により、加熱
ローラ１２６に対して接離する方向に移動可能に支持さ
れている。

【００５０】更に、第１クリーニング機構１３４は、加
熱ローラ１２６に対する第１クリーニングローラ１５０
の加圧力を所定の周期で連続的に変動させる加圧変動機
構１５４を備えている。この加圧変動機構１５４は、第
１クリーニングローラ１５０を間に挟んで加熱ローラ１
２６の反対側に設けられ第１クリーニングローラと平行
に延びた駆動軸１５６と、この駆動軸に固定されている
とともに第１クリーニングローラの回転軸１５１の両端
部にそれぞれ当接した一対のカム１５８と、駆動軸１５
６を回転駆動するモータ１５７と、を有している。ま
た、各支持フレーム１５２には板ばね１５３が取り付け
られ、第１クリーニングローラ１５０の回転軸１５１を
カム１５８に向けて付勢している。

【００５１】定着器６０の定着動作時、加圧変動機構１
５４はモータ１５７によって駆動軸１５６と共に一対の
カム１５８を所定の速度で回転させる。それにより、カ
ム１５８は回転軸１５１を介して第１クリーニングロー
ラ１５０を加熱ローラ１２６に対して接離する方向に変
位させる。その結果、図７に示すように、加熱ローラ１
２６に対する第１クリーニングローラ１５０の加圧力が
所定の周期で連続的に変化する。加圧力の変動範囲は、
例えば、４００〜６００ｇに設定され、変動の周期は、
デジタル複写機の画像形成動作時、定着器６０の加熱ロ
ーラ１２６と加圧ローラ１２７との間を通るコピー用紙
の通過時間に応じて設定されている。すなわち、コピー
用紙の通過時間は、デジタル複写機において使用するコ
ピー用紙Ｐの内、最小幅のコピー用紙の通過時間が最も
短くなる。そして、加圧変動機構１５４による第１クリ
ーニングローラ１５０の加圧力の変動周期は、コピー用
紙の最小通過時間よりも短い周期に設定されている。

【００５２】第２クリーニング機構１３８は、第２クリ
ーニングローラ１６０を備え、この第２クリーニングロ
ーラは加圧ローラ１２７のほぼ全長に渡って加圧ローラ
と平行に延び、加圧ローラの外周面に転接している。そ
して、第２クリーニングローラ１６０は、加圧ローラ１
２７に従動して回転される。第２クリーニングローラ１
６０は、例えば、直径２８ｍｍの金属ローラによって構
成されている。また、第２クリーニングローラ１６０の
回転軸１６１は、一対の支持フレーム１６２により、加
圧ローラ１２７に対して接離する方向に移動可能に支持
されている。

【００５３】更に、第２クリーニング機構１３８は、加
圧ローラ１２７に対する第２クリーニングローラ１６０
の加圧力を所定の周期で連続的に変動させる加圧変動機
構１６４を備えている。この加圧変動機構１６４は、第
１クリーニング機構１３４の加圧変動機構１５４と同様
に構成されている。すなわち、加圧変動機構１６４は、
第２クリーニングローラ１６０を間に挟んで加圧ローラ
１２７の反対側に設けられ第２クリーニングローラと平
行に延びた駆動軸１６６と、この駆動軸に固定されてい
るとともに第２クリーニングローラの回転軸１６１の両
端部にそれぞれ当接した一対のカム１６８と、駆動軸１
６６を回転駆動するモータ１６７と、を有している。

【００５４】定着器６０の定着動作時、加圧変動機構１
６４はモータ１６７によって一対のカム１６８を所定の
速度で回転させ、回転軸１５１を介して第２クリーニン
グローラ１６０を加圧ローラ１２７に対して接離する方
向に変位させる。それにより、加圧ローラ１２７に対す
る第２クリーニングローラ１６０の加圧力は、第１クリ
ーニング機構１３４と同一の変動範囲および変動周期で
連続的に変化する。

【００５５】なお、図５に示すように、第１および第２
クリーニング機構１３４、１３８のモータ１５７、１６
７は、ドライバ１７０を介して定着制御部１１７に接続
され、この定着制御部によって制御される。

【００５６】上記構成の定着器６０において、画像形成
部でトナー像Ｔの形成されたコピー用紙Ｐが搬送ベルト
６７により定着器６０に送られて来ると、このコピー用
紙Ｐは加熱ローラ１２６と加圧ローラ１２７との間に導
かれ、これらのローラにより排紙ローラ対６８に向かっ
て搬送される。加熱ローラ１２６と加圧ローラ１２７と
の間を通る際、コピー用紙Ｐ上のトナー像Ｔは加熱ロー
ラにより加熱されて溶融するとともに、加圧ローラの圧
力によりコピー用紙Ｐに押し付けられる。これにより、
トナー像Ｔはコピー用紙Ｐ上に溶融定着する。そして、
トナー像Ｔの定着されたコピー用紙Ｐは、排紙ローラ対
６８によって排紙トレイ６２上に排紙される。

【００５７】また、上述した定着動作の間、第１クリー
ニング機構１３４の第１クリーニングローラ１５０は、
加熱ローラ１２６に従動して加熱ローラの外周面上を転
動し、この外周面に付着した汚れを拭き取って清掃す
る。同様に、第２クリーニング機構１３８の第２クリー
ニングローラ１６０は、加圧ローラ１２７に従動して加
圧ローラの外周面上を転動し、この外周面に付着した汚
れを拭き取って清掃する。そして、この間、加熱ローラ
１２６に対する第１クリーニングローラ１５０の加圧
力、および加圧ローラ１２７に対する第２クリーニング
ローラ１６０の加圧力は、加圧変動機構１５４、１６４
により、所定の変動範囲および変動周期で連続的に変動
される。

【００５８】そして、上記のように第１および第２クリ
ーニングローラ１５０、１６０の加圧力を所定の条件で
変動させることにより、必要なクリーニング性能を維持
した状態で、各クリーニングローラの寿命、すなわち、
クリーニングローラが汚れて使用不能となるまでの期
間、を延ばすことができるとともに、クリーニングロー
ラに多量の汚れが付着している場合でも、定着器６０の
動作開始時にクリーニングローラ側から加熱ローラある
いは加圧ローラ側へ転移される汚れの量を低減すること
ができる。

【００５９】本発明者は、上述したデジタル複写機にお
いて、クリーニングローラの加圧条件を種々変更して通
紙試験を行った。その結果を図８に示す。なお、クリー
ニングローラとしてはフェルトローラを使用し、加熱ロ
ーラに対するクリーニングローラの加圧力を２００〜１
２００ｇの範囲で任意の値に固定した場合と、４００〜
６００ｇの範囲で連続的に変動させた場合と、につい
て、クリーニングローラのクリーニング性能、およびラ
イフ性能を試験した。

【００６０】１）加圧力を２００ｇに固定した場合、ク
リーニング性能不足となり、加熱ローラの汚れが十分に
とれずローラ表面上に残ってしまった。そして、加熱ロ
ーラ上に汚れが溜まってくると、この汚れがコピー用紙
に付着し、画像汚れ等の画像不良が発生する。従って、
クリーニングローラが完全に汚れる前に画像不良が発生
し、２００Ｋ枚までしか使用することができなかった。
同時に、加圧力不足により、クリーニングローラの回転
不良が発生する場合もあった。

【００６１】２）加圧力を４００ｇに固定した場合、ま
だクリーニング性能不足であり、加熱ローラの表面上に
汚れが残留した。しかし、１）に比較して、残留する汚
れの量が減少するため、加熱ローラ上に多量の汚れが溜
まるまでに時間が掛かり、クリーニングローラを４００
ｋ枚まで使用することができた。

【００６２】３）加圧力を５００ｇに固定した場合、お
よび４）加圧力を６００ｇに固定した場合、いずれもク
リーニング性能が十分となり、クリーニング不足による
加熱ローラの汚れは発生しない。従って、クリーニング
ローラに汚れが多量に付着するまで画像不良は発生せ
ず、それぞれ４８０Ｋ枚、４５０Ｋ枚まで使用可能であ
った。

【００６３】５）、６）、７）加圧力をそれぞれ８００
ｇ、１０００ｇ、１２００ｇに固定した場合、クリーニ
ング性能が高くなる反面、クリーニングローラが汚れる
のも早くなり、クリーニングローラから加熱ローラへの
汚れの転移が早期に発生するようになった。そして、８
００ｇでは４００Ｋ枚、１０００ｇでは３００Ｋ枚、１
２００ｇでは２００Ｋ枚と、加圧力の増加に応じて、画
像不良が発生するまのでコピー枚数が減少していった。

【００６４】８）上述した本実施例のように、加圧力を
４００〜６００ｇの範囲で、かつ、最小通紙時間よりも
短い周期で連続的に変動させた場合、必要なクリーニン
グ性能を保った状態で、クリーニングローラが汚れるま
での時間を長くすることができた。同時に、クリーニン
グローラに多量の汚れが付着している場合でも、クリー
ニングローラから加熱ローラへの汚れの転移量が少なく
なる。これにより、画像不良が発生するまでのコピー枚
数は、加圧力を固定した場合の最良の条件である３）５
００ｇの時のコピー枚数４８０Ｋ枚よりも、７０Ｋ枚多
い５５０Ｋ枚まで延びた。

【００６５】以上のように構成されたデジタル複写機に
よれば、定着器６０において、加熱ローラ１２６に対す
る第１クリーニングローラ１５０の加圧力、および加圧
ローラ１２７に対する第２クリーニングローラ１６０の
加圧力を所定の変動範囲および変動周期で連続的に変動
させることにより、加圧力を固定とする場合に比較し
て、クリーニング性能の向上およびクリーニングローラ
の長寿命化の両立を図ることができる。同時に、定着器
の動作開始時に生じる、クリーニングローラから加熱ロ
ーラへの汚れの転移量が低減する。従って、クリーニン
グローラの寿命を短くすることなくクリーニング性能が
向上し、同時に、クリーニングローラからの汚れの転移
量を低減可能な定着器、およびこれを備えたデジタル複
写機を得ることができる。

【００６６】なお、この発明は上述した実施の形態に限
定されることなく、この発明の範囲内で種々変形可能で
ある。例えば、この発明に係る定着装置および定着方法
は、上述したデジタル複写機に限らず、アナログ複写
機、レーザプリンタ等の他の画像形成装置にも適用可能
である。また、クリーニングローラの材質、直径、加圧
力等は必要に応じて種々変更可能である。また、クリー
ニングローラは、加熱ローラおよび加圧ローラのいずれ
か一方のみに設ける構成としてもよい。

【００６７】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、１枚の記録紙に対して定着を行う間、加圧変動機構
によって定着手段のローラに対するクリーニングローラ
の加圧力を所定の周期で変動させることにより、クリー
ニングローラの寿命を短くすることなくクリーニング性
能を向上でき、同時に、クリーニングローラからの汚れ
の転移量を低減可能な定着器、および現像剤像の定着方
法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例に係るデジタル複写機を示す
断面図。

【図２】上記デジタル複写機の制御系を示すブロック
図。

【図３】上記デジタル複写機の定着器を示す断面図。

【図４】上記定着器の加熱ローラおよび加圧ローラを示
す正面図。

【図５】上記定着器の構成を概略的に示すブロック図。

【図６】上記定着器の加圧変動機構を示す断面図。

【図７】上記加圧変動機構における加圧力の変動範囲、
変動周期を示すグラフ。

【図８】定着器におけるクリーニングローラの加圧力を
固定とした場合と、上記実施例に基づいて加圧力を変動
させた場合と、のクリーニング性能および寿命を比較し
て示すグラフ。

【符号の説明】

４…スキャナ部６…プリンタ部４０…レーザ露光部４４…感光体ドラム４６…現像器６０…定着器１２６…加熱ローラ１２７…加圧ローラ１３４…第１クリーニング機構１３８…第２クリーニング機構１５０…第１クリーニングローラ１５４、１６４…加圧変動機構１５８、１６８…カム１６０…第２クリーニングローラＰ…コピー用紙

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録紙上に形成された現像剤像を記録紙に
定着する定着器において、互いに転接した一対のローラを有し、これらのローラ間
を通る上記記録紙上の現像剤像を定着する定着手段と、上記一対のローラの少なくとも一方のローラに転接して
設けられたクリーンクリーニングローラを有し、上記一
方のローラの外周面をクリーニングするクリーニング機
構と、上記１枚の記録紙に対する定着動作の間、上記一方のロ
ーラに対する上記クリーニングローラの加圧力を所定の
周期で変動させる加圧変動機構と、を備えたことを特徴とする定着器。
【請求項２】上記所定の周期は、上記一対のローラ間を
通る記録紙の通過時間よりも短い周期であることを特徴
とする請求項１に記載の定着器。
【請求項３】記録紙上に形成された現像剤像を記録紙に
定着する定着方法において、上記現像剤像の形成された記録紙を、互いに転接した一
対のローラ間を通して搬送して、上記現像剤像を記録紙
上に定着し、上記一対のローラの少なくとも一方のローラにクリーニ
ングローラを転接させるとともに、上記１枚の記録紙に
対する定着動作の間、上記一方のローラに対する上記ク
リーニングローラの加圧力を所定の周期で変動させて、
上記一方のローラの外周面をクリーニングすることを特
徴とする定着方法。
【請求項４】上記所定の周期は、上記一対のローラ間を
通る記録紙の通過時間よりも短い周期であることを特徴
とする請求項３に記載の定着方法。