JP2003167465A

JP2003167465A - 定着装置

Info

Publication number: JP2003167465A
Application number: JP2001365184A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Takeuchi; 寧竹内
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-11-29
Filing date: 2001-11-29
Publication date: 2003-06-13

Abstract

(57)【要約】【課題】オフセットトナー量が多いときにも十分なク
リーニング性能を発揮でき、且つ定着ローラへ傷を与え
ないクリーニングウェブを具備した定着装置を提供す
る。【解決手段】定着ローラ１と加圧ローラ７を加圧接触
させ、定着ローラ１の表面にクリーニングウェブ１３を
スポンジ状のシリコンゴムからなるウェブローラ１４を
介して加圧接触させ、定着ローラ１の表面を清掃する
際、ウェブローラ１４の加圧力を可変とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、ＬＢＰな
どの画像形成装置において、離型剤供給あるいはクリー
ニングのためのクリーニングウェブを有する定着装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、画像形成装置に用いられている熱
加圧定着装置は、図６に示すように、アルミニウム等の
中空の芯金３からなる定着ローラ１を備えている。その
定着ローラ１の内部には加熱のためのヒーター４が内蔵
されている。また、定着ローラ１の離型性を上げるため
に、定着ローラ１の表層を離型層２として例えばフッ素
樹脂系のチューブで被覆したものや、フッ素樹脂系の部
材でコーティングを施したものが用いられる。

【０００３】熱加圧定着装置には、定着ローラ１に圧接
されて挟圧搬送するニップ部を形成する加圧ローラ７を
有する。この加圧ローラ７は金属製の芯金８上にゴム弾
性層９を形成し、その表層を離型性の良いフッ素樹脂系
チューブ１０を被覆して形成されている。

【０００４】ニップ部を未定着トナーの載った転写材が
通過する際、ニップ部でトナーは、転写材に熱加圧定着
されて排紙される。定着後、転写材上の一部のトナーは
定着されずに定着ローラ上に付着するいわゆるオフセッ
トを発生させる。

【０００５】前記定着装置には、離型剤供給を目的とし
てシリコーンオイル等を含浸させた耐熱性のクリーニン
グウェブ１３が備えられている。このクリーニングウェ
ブ１３は図６に示すように、ウェブ供給ローラ１１から
巻取りローラ１２へ巻取られる途中でウェブローラ１４
により定着ローラ１に所定の圧力で当接しながら定着ロ
ーラ１上に付着したオフセットトナーのクリーニングと
離型剤であるオイルの塗布を行うようになっている。ク
リーニングウェブ１３の駆動はステッピングモータやソ
レノイドとワンウェイクラッチの組み合せ等で行ってい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】近年の画像形成装置で
は、高速化が進み、定着ローラの高耐久性が望まれてい
る。しかしながら、毎分６０枚以上コピーするような高
速機においては、定着ローラ自身の回転数も多くなり、
ウェブローラ１４で圧接されたクリーニングウェブ１３
と、定着ローラ１との間の摺擦力が強くなり、従来のよ
うに、一定の圧力でウェブローラ１４を圧接することは
定着ローラ１の摩耗が激しくなって定着ローラの寿命を
極端に短くしてしまう。

【０００７】また、紙がジャムした後や、始業時等の朝
早い時（朝一）に電源を入れてすぐコピーする場合や、
連続して転写材を通紙したときなどは、定着ローラ１に
十分に熱が伝わっていないため、連続通紙中に定着ロー
ラ１の表面温度は低下してしまう。

【０００８】さらに、定着ローラ１へのオフセット量
は、定着ローラ１の表面状態に影響され、定着ローラ１
が摩耗されるにつれて悪化することが分かっている。こ
のため、転写材上のトナーに充分に熱が伝わらないとき
には、多量に定着ローラ１にオフセットしてしまい、こ
れが定着ローラ１とクリーニングウェブ１３の当接部に
滞留し、この滞留トナーが充分な熱を受けて溶融して当
接部をすり抜け、加圧ローラ７や転写材６を汚してしま
う等の問題点があった。

【０００９】本発明は、前記問題点を解決し、ウェブロ
ーラに圧接されたクリーニングウェブと定着ローラとの
摺擦による定着ローラの表面状態の摩耗を減少させ、ま
た定着ローラの表面温度が低くなる等で多量のオフセッ
トトナーがクリーニングウェブと定着ローラの当接部に
滞留した場合でも、滞留トナーが当接部からすり抜ける
ことを防止したクリーニング装置を具備した定着装置を
提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、定着ロー
ラと、前記定着ローラに圧接して共に回転する加圧ロー
ラと、前記定着ローラ及び前記加圧ローラの内の少なく
とも定着ローラ側のローラ表面にクリーニングウェブを
押圧部材を介して加圧接触させることによって表面を清
掃するクリーニング機構とを有し、前記両ローラ間にト
ナー像を担持した転写材を通過させ、加熱及び加圧する
ことにより前記トナー像を前記転写材上に定着させる定
着装置において、前記クリーニング機構は、前記押圧部
材の加圧力を可変としたことを特徴とする。

【００１１】第２の発明は、上記第１の発明で、前記ク
リーニング機構は、供給ローラと巻取りローラとを有
し、前記クリーニングウェブを前記供給ローラ側から前
記巻取りローラ側に巻き取らせることを特徴とする。

【００１２】第３の発明は、上記いずれかの発明で、前
記クリーニング機構は、前記クリーニングウェブの移動
方向を前記定着ローラの移動方向に対して逆方向として
いることを特徴とする。

【００１３】第４の発明は、上記第１または第２の発明
で、前記クリーニング機構は、前記クリーニングウェブ
の移動方向を前記定着ローラの移動方向に対して同方向
としていることを特徴とする。

【００１４】第５の発明は、上記いずれかの発明で、前
記押圧部材は、前記クリーニングウェブを前記定着ロー
ラ複数点で押し付けるように形成されていることを特徴
とする。

【００１５】第６の発明は、定着ローラと、前記定着ロ
ーラに圧接して共に回転する加圧ローラと、前記定着ロ
ーラ及び前記加圧ローラの内の少なくとも定着ローラ側
のローラ表面にクリーニングウェブを押圧部材を介して
加圧接触させることによって表面を清掃するクリーニン
グ機構とを有し、前記両ローラ間にトナー像を担持した
転写材を通過させ、加熱及び加圧することにより前記ト
ナー像を前記転写材上に定着させる定着装置において、
前記クリーニング機構は、前記定着ローラの複数箇所に
おいて前記クリーニングウェブの表面と裏面とを反転さ
せて押し付ける複数の押圧部材を有し、前記複数の押圧
部材の内の少なくとも一つの押圧部材の圧接力を可変と
していることを特徴とする。

【００１６】第７の発明は、上記いずれかの発明で、前
記定着装置への通紙枚数を検知する枚数検知手段を有
し、前記押圧部材は、前記枚数検知手段によって検知さ
れた通紙枚数に応じて前記定着ローラへのクリーニング
ウェブの当接圧を変化させることを特徴とする。

【００１７】第８の発明は、上記第１から第６のいずれ
かの発明で、前記押圧部材は、前記定着ローラへの当接
圧を、使用枚数に応じて連続的に変化させることを特徴
とする。

【００１８】第９の発明は、上記第１から第６のいずれ
かの発明で、前記押圧部材は、前記定着ローラへの当接
圧を使用枚数が少ない時は弱く、使用枚数が増えるにつ
れて強くすることを特徴とする。

【００１９】第１０の発明は、上記第１から第６のいず
れかの発明で、前記定着装置は、前記定着ローラ表面の
温度を検知する温度検知手段を有し、前記押圧部材によ
る前記定着ローラへの当接圧を、前記温度検知手段によ
り検知された定着ローラの表面温度に応じて変化させる
ことを特徴とする。

【００２０】第１１の発明は、上記第１０の発明で、前
記押圧部材は、定着ローラの表面温度が低い時には、前
記定着ローラへの当接圧を強めることを特徴とする。

【００２１】第１２の発明は、上記いずれかの発明で、
前記押圧部材は、定着器部位で紙詰まりが起き、コピー
動作が停止した時は、次のコピー動作が始まるまでは、
前記定着ローラへの当接圧を強めることを特徴とする。

【００２２】すなわち、クリーニングウェブを定着ロー
ラに圧接する押圧部材を前記定着ローラに対して移動可
能にし、通紙枚数が少ない時には圧接力を弱く、通紙枚
数が増えるにつれて定着ローラへの圧接力を増加させて
いくことで解決される。

【００２３】また、ジャム後や定着ローラ表面温度低下
等によってオフセット量が多くなった時の問題に対して
は、圧接部は定着ローラ表面のクリーニングウェブより
も下流域に当接させたサーミスタによって温調されてお
り、このサーミスタから定着ローラの表面温度を検知
し、表面温度が低下した場合には、クリーニングウェブ
の当接圧を強めることで解決される。

【００２４】また、通紙枚数の少ない初期の状態の時に
は、定着ローラの表面は非常に滑らかであり、オフセッ
トは起りにくい。このため、定着装置に具備されたクリ
ーニング装置における押圧部材の圧接力を弱くできる。

【００２５】一方、通紙枚数が増え、定着ローラ表面が
初期状態に比べて粗くなると、同じ条件においてもオフ
セット量は初期の定着ローラ状態に比べて悪くなる。そ
こで、本発明によれば、クリーニング装置の押圧部材の
定着ローラ表面への圧接力を通紙枚数の少ない時に比べ
強くすることで、オフセット量が多くなってきても、ク
リーニング能力を損なうことがない。

【００２６】また、ジャム時や定着ローラの表面温度低
下等によってオフセット量が多くなった時は、クリーニ
ングウェブの当接部材の定着ローラへの当接圧を強める
ことで、滞留トナーのすり抜けを防止し、加圧ローラや
転写材を汚すことがない。

【００２７】前記構成によれば、クリーニングウェブの
当接圧を通紙枚数によって、徐々に強めていくことで、
定着ローラ表面の長寿命化を図ることがでる。さらに、
朝一環境下や連続通紙などで定着ローラの表面温度降下
がひどい時には、これに応じた最適の圧接力でクリーニ
ングウェブを定着ローラ表面に当接させることができる
ため、クリーニングウェブから滞留トナーのすり抜けの
防止も可能となる。

【００２８】

【発明の実施の形態】〈第１の実施の形態〉以下に、本
発明の定着装置の実施の形態について図面を参照しなが
ら説明する。図１は本発明の定着装置の第１の実施の形
態を示す構成図である。

【００２９】本実施の形態の定着装置は、図１に示すよ
うに、表層に絶縁接着層と離型層２を有する中空の芯金
３からなる定着ローラ１を備える。本実施の形態では離
型層２は絶縁性のＰＦＡチューブからなり、その厚さは
約３０μｍである。また、芯金３はアルミニウム材製で
その厚さは約１２ｍｍである。定着ローラ１の内部には
ヒーター４が配置され、しかも定着ローラ１自体は芯金
３を介して接地されている。

【００３０】定着ローラ１の表面には、定着ローラ１に
圧接して定着ローラ１の表面温度を検知しているサーミ
スタ５と、定着後の転写材を定着ローラ１から分離する
ための分離爪６が設けられている。

【００３１】定着ローラ１に圧接回転する加圧ローラ７
は、アルミニウム材製の芯金８をシリコンゴムの弾性層
９が覆っている。ゴム弾性層９の表層は、離型性を高め
るため離型層１０で被覆されている。離型層１０は絶縁
性のＰＦＡチューブからなり、その厚さは約５０μｍで
ある。

【００３２】また、定着ローラ１の上部には、供給ロー
ラ１１側から巻取りローラ１２側に巻取られるクリーニ
ングウェブ１３が配設されており、例えばＡ４幅の転写
材を定着する毎に０．０５ｍｍずつ巻取りローラ１２に
巻取られる。このときクリーニングウェブ１３の送り方
向を定着ローラ１の回転方向に対して逆方向としてい
る。

【００３３】前記クリーニングウェブ１３は、巻取りロ
ーラ１２に巻取られる途中で直径約１８ｍｍの耐熱性ス
ポンジローラから成る押圧部材たる所謂バレル構造のウ
ェブローラ１４に圧接されて前記定着ローラ１の表面に
当接しており、表面のクリーニング及び離型剤の塗布を
行っている。

【００３４】前記ウェブローラ１４は、クリーニングウ
ェブ１３の当接位置を定着ローラ１の中心側に向けて鉛
直方向に圧接力を変化させることができるように移動自
在に配設されている。すなわち通紙枚数が少ない初期時
は、１４Ａの位置にウェブローラ１４は位置する。この
時、ウェブローラ１４は約４００ｇｆの圧接力で定着ロ
ーラ１の表面にクリーニングウェブ１３を圧接させてい
る。

【００３５】転写材が通紙するに従い、徐々にウェブロ
ーラ１４は、定着ローラ１の中心側に向けて鉛直下方向
に移動していく。これにより、定着ローラ１の表面とウ
ェブローラ１４で形成されるウェブニップ幅が増すよう
になっている。これは、例えば、定着装置の出口などに
通紙する転写材の枚数を検知する手段を配置しておき、
このカウンター値を読み取って、クリーニングウェブ１
３の当接圧を増す機構を設ければ可能である。最終的に
ウェブローラ１４は、１４Ａの位置から１４Ｂの位置ま
で移動する。

【００３６】また、本実施の形態では、クリーニングウ
ェブ１３を定着ローラ１に圧接するウェブローラ１４
は、温度検知サーミスタ５と不図示の制御回路を介して
連動している。通紙中、定着ローラ１の表面温度が低下
してくるとオフセット量が多くなる。そこで、定着ロー
ラ１の表面が、ある一定の温度以下になると、ウェブロ
ーラ１４を定着ローラ１の方向に動かし、クリーニング
ウェブ１３の当接圧を強める構成となっている。

【００３７】また前記押圧部材であるウェブローラ１４
は、定着器部位で紙詰まりが起き、コピー動作が停止し
た時には、次のコピー動作が始まるまでは、前記定着ロ
ーラ１への当接圧を強める構成となっている。

【００３８】次に、定着ローラ１の表面温度とウェブロ
ーラ１４の当接圧を変化させ、クリーニングウェブ１３
からの滞留トナーのすり抜けの検討の結果を示す。

【００３９】検討は、プロセススピードが約４５０ｍｍ
／ｓの複写機を用いて定着ローラ１の表面温度を変化さ
せ、各表面温度において、例えばＡ４サイズの転写材を
５０００枚通紙し、クリーニングウェブ１３からの滞留
トナーのすり抜け状態を観察した。

【００４０】その結果、図５に示すように、各表面温度
での最適な圧力を見つけることができた。この図５に従
い、本実施の形態の複写機はクリーニングウェブ１３を
圧接させる時の初期設定値を約４００ｇｆとし、表面温
度が朝一環境下や連続通紙などで下がる場合は、図５に
従って随時圧力を上げる機構を取り付けた。

【００４１】以上のように本実施の形態の定着装置を用
いてコピーを行ったところ、画像比率、転写材の種類、
その他環境の変動、コピー枚数等に拘らず、転写材の汚
れは発生しなかった。また、従来、５００万枚程度で定
着ローラの交換を行っていたのに対し、５００万枚通紙
後も、定着ローラ１の表面の傷は少なく、定着ローラ１
の耐久寿命を大幅に延ばすことが出来た。

【００４２】〈第２の実施の形態〉次に、本発明の第２
の実施の形態について、図２を用いて説明する。なお、
第１の実施の形態との共通箇所には同一符号を付して説
明を省略する。

【００４３】本実施の形態は、図２に示すように、クリ
ーニングウェブ１３の送り方向を定着ローラ１の回転方
向に対して順方向としたところが第１の実施の形態と異
なる。本実施の形態によっても転写材及び加圧ローラの
汚れは全く認められなかった。

【００４４】〈第３の実施の形態〉次に、本発明の第３
の実施の形態を図３に基づいて説明する。なお、第１の
実施の形態との共通箇所には同一符号を付して説明を省
略する。

【００４５】本実施の形態は、クリーニングウェブ１３
の表面と裏面とを定着ローラ１に当てるよう定着ローラ
１の２箇所にウェブローラ１４−１，１４−２を当て、
第１のウエブローラ１４−１を第１の実施の形態と同様
に加圧力調節可能とし、第２のウエブローラ１４−２を
一定の加圧力で押圧する構成としている点が第１実施の
形態と異なる。

【００４６】すなわち、前記定着ローラ１の２箇所にお
いて前記クリーニングウェブ１３の表面と裏面とを互い
に反転させて押し付けるよう前記定着ローラに対して押
圧部材であるウェブローラ１４−１,１４−２の２つを
対向配置させている。勿論、両方のウエブローラを共に
圧接力可変とすること、逆に第２のウエブローラ１４−
２の圧接力を可変としても良い。

【００４７】本実施の形態においては、クリーニングウ
ェブ１３の両面を使うことができるので、片方の面をオ
イル塗布に有利なウェブ繊維を用い、もう一方の面をク
リーニング能力の高いウェブ繊維を持つようなウェブを
用いるなどすることで、さらにクリーニング能力を向上
させることが出来る。

【００４８】〈第４の実施の形態〉次に、本発明の第４
の実施の形態を図４に基づいて説明する。なお、第１の
実施の形態との共通箇所には同一符号を付して説明を省
略する。

【００４９】本実施の形態は、ウェブローラ１４の代わ
りにＥ型のウェブ押圧部材１５を用いて前記クリーニン
グウェブ１３を前記定着ローラ１の回転方向に沿って３
点で押し付けるようにしたところが上記の各実施の形態
と異なる。

【００５０】このとき、ウェブ押圧部材１５はクリーニ
ングウェブ１３の定着ローラ１に対する圧接力を可変と
するように、矢印方向に移動できるようになっている。

【００５１】本実施の形態においても、第１乃至第３の
実施の形態と同様のクリーニング能力が認められた。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
クリーニングウェブの当接圧を通紙枚数によって、徐々
に強めていくことで、定着ローラ表面の長寿命化を図る
ことができた。さらに、朝一環境下や連続通紙などで定
着ローラの表面温度降下がひどい時には、これに応じた
最適の圧接力でクリーニングウェブを定着ローラ表面に
当接させることができるため、クリーニングウェブから
滞留トナーのすり抜けの防止も可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１の実施の形態における定着装
置を示す構成図

【図２】本発明に係る第２の実施の形態における定着装
置を示す構成図

【図３】本発明に係る第３の実施の形態における定着装
置を示す構成図

【図４】本発明に係る第４の実施の形態における定着装
置を示す構成図

【図５】本発明に係る定着ローラの表面温度とウェブロ
ーラの圧力との関係を表形式で示した図

【図６】従来例における定着装置の一例を示す構成図

【符号の説明】

１…定着ローラ２…離型層３…芯金４…ヒーター５…サーミスタ６…分離爪７…加圧ローラ８…芯金９…ゴム弾性層１０…離型層１１…供給ローラ１２…巻取りローラ１３…クリーニングウェブ１４…ウェブローラ（押圧部材）１５…Ｅ型のウェブ押圧部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H027 DA12 DA45 DE04 DE07 DE10 ED25 2H033 AA09 AA25 BA30 BA43 BA48 BA51 BA55 BA56 BB03 BB05 BB06 BB13 BB14 BB15 BB18 BB28 CA07 CA39

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】定着ローラと、前記定着ローラに圧接し
て共に回転する加圧ローラと、前記定着ローラ及び前記
加圧ローラの内の少なくとも定着ローラ側のローラ表面
にクリーニングウェブを押圧部材を介して加圧接触させ
ることによって表面を清掃するクリーニング機構とを有
し、前記両ローラ間にトナー像を担持した転写材を通過
させ、加熱及び加圧することにより前記トナー像を前記
転写材上に定着させる定着装置において、前記クリーニング機構は、前記押圧部材の加圧力を可変
としたことを特徴とする定着装置。
【請求項２】前記クリーニング機構は、供給ローラと
巻取りローラとを有し、前記クリーニングウェブを前記
供給ローラ側から前記巻取りローラ側に巻き取らせるこ
とを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】前記クリーニング機構は、前記クリーニ
ングウェブの移動方向を前記定着ローラの移動方向に対
して逆方向としていることを特徴とする請求項１または
２に記載の定着装置。
【請求項４】前記クリーニング機構は、前記クリーニ
ングウェブの移動方向を前記定着ローラの移動方向に対
して同方向としていることを特徴とする請求項１または
２に記載の定着装置。
【請求項５】前記押圧部材は、前記クリーニングウェ
ブを前記定着ローラ複数点で押し付けるように形成され
ていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記
載の定着装置。
【請求項６】定着ローラと、前記定着ローラに圧接し
て共に回転する加圧ローラと、前記定着ローラ及び前記
加圧ローラの内の少なくとも定着ローラ側のローラ表面
にクリーニングウェブを押圧部材を介して加圧接触させ
ることによって表面を清掃するクリーニング機構とを有
し、前記両ローラ間にトナー像を担持した転写材を通過
させ、加熱及び加圧することにより前記トナー像を前記
転写材上に定着させる定着装置において、前記クリーニング機構は、前記定着ローラの複数箇所に
おいて前記クリーニングウェブの表面と裏面とを反転さ
せて押し付ける複数の押圧部材を有し、前記複数の押圧
部材の内の少なくとも一つの押圧部材の圧接力を可変と
していることを特徴とする定着装置。
【請求項７】前記定着装置への通紙枚数を検知する枚
数検知手段を有し、前記押圧部材は、前記枚数検知手段
によって検知された通紙枚数に応じて前記定着ローラへ
のクリーニングウェブの当接圧を変化させることを特徴
とする請求項１乃至６のいずれかに記載の定着装置。
【請求項８】前記押圧部材は、前記定着ローラへの当
接圧を、使用枚数に応じて連続的に変化させることを特
徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の定着装置。
【請求項９】前記押圧部材は、前記定着ローラへの当
接圧を使用枚数が少ない時は弱く、使用枚数が増えるに
つれて強くすることを特徴とする請求項１乃至６のいず
れかに記載の定着装置。
【請求項１０】前記定着装置は、前記定着ローラ表面
の温度を検知する温度検知手段を有し、前記押圧部材に
よる前記定着ローラへの当接圧を、前記温度検知手段に
より検知された定着ローラの表面温度に応じて変化させ
ることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の
定着装置。
【請求項１１】前記押圧部材は、定着ローラの表面温
度が低い時には、前記定着ローラへの当接圧を強めるこ
とを特徴とする請求項１０に記載の定着装置。
【請求項１２】前記押圧部材は、定着器部位で紙詰ま
りが起き、コピー動作が停止した時は、次のコピー動作
が始まるまでは、前記定着ローラへの当接圧を強めるこ
とを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の定
着装置。