JP2003345161A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JP2003345161A
JP2003345161A JP2002155389A JP2002155389A JP2003345161A JP 2003345161 A JP2003345161 A JP 2003345161A JP 2002155389 A JP2002155389 A JP 2002155389A JP 2002155389 A JP2002155389 A JP 2002155389A JP 2003345161 A JP2003345161 A JP 2003345161A
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heating roller
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Kiyoaki Kawamoto
Hideaki Tanaka
Shinichi Tsukamura
慎一 束村
清明 河本
秀明 田中
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Konica Minolta Holdings Inc
コニカミノルタホールディングス株式会社
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    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/20Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
    • G03G15/2003Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
    • G03G15/2014Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
    • G03G15/2017Structural details of the fixing unit in general, e.g. cooling means, heat shielding means
    • G03G15/2025Structural details of the fixing unit in general, e.g. cooling means, heat shielding means with special means for lubricating and/or cleaning the fixing unit, e.g. applying offset preventing fluid

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウエブ張力のためバックアップローラがその
軸方向にたわんだ場合でも、バックアップローラと加熱
ローラとの均一なニップ幅が得られる画像形成装置を提
供することを目的とする。 【解決手段】 電子写真方式の画像形成装置において、
定着手段は加熱ローラと、加圧ローラと、加熱ローラの
残留トナーのクリーニング手段とを有し、該クリーニン
グ手段は、該加熱ローラと当接し、押圧するバックアッ
プローラを有し、該バックアップローラは、金属よりな
る軸芯と、その外層に弾性体よりなる弾性層との2層構
造で構成され、長手方向中央部に対し両端部の直径が小
さくなる形状をなし、中央部の径が10〜30mmであ
ることを特徴とする画像形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【0001】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置の熱
ローラ方式の定着装置と、その制御方法に関するもので
ある。

【0002】

【従来の技術】複写機、プリンタ、FAX等の画像形成
装置の熱ローラ方式の定着装置において、加熱ローラ表
面上に残留したトナーを除去するクリーニング手段とし
てクリーニングウエブ方式は従来から一般的に採用され
ており、その方式は加熱ローラ表面上の残留トナーの除
去効率に優れ、また同時に加熱ローラ表面上にシリコー
ンオイル等の離形剤塗布機能も併用出来ることからも有
効な技術である。

【0003】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、クリー
ニングウエブが加熱ローラに当接している箇所ではクリ
ーニングウエブは回転する加熱ローラとの摩擦力、吸着
力によって引っ張り力をうけており、場合によっては巻
き取り軸側、もしくは繰り出し軸側からクリーニングウ
エブが引き出されていき、転写紙の給送経路まで達し、
紙詰まり等の不具合が発生する可能性があるといった欠
点があった。

【0004】そのために繰り出し軸にはあらかじめブレ
ーキをかけ、ウエブの流出を防止する機構を持たせるこ
とが行われていた。

【0005】しかし、この場合は巻き取り軸側の駆動ト
ルクには繰り出し軸のブレーキ力以上の駆動力が必要と
なり、巻き取り軸と繰り出し軸間のクリーニングウエブ
には非常に大きな張力が働き、そのウエブ張力でバック
アップローラが引っ張られることにより、両ローラ間に
配設されたバックアップローラが加熱ローラに対し押圧
を弱める方向に力が作用し、特に軸方向中央部が加熱ロ
ーラ表面から離間する方向に撓んでしまうことがあっ
た。

【0006】一般に、クリーニングウエブによる残留ト
ナーのクリーニングは、バックアップローラと加熱ロー
ラの間を押圧されながら搬送されるクリーニングウエブ
が、所定の圧力及びニップ幅で加熱ローラを擦過するこ
とにより加熱ローラに付着した残留トナーをクリーニン
グする。

【0007】しかし、バックアップローラが撓んだ場
合、ニップ幅は両端部が広く、中央部は著しく狭くなっ
てしまう。

【0008】そのため、中央部はニップ幅が狭く、また
十分な押圧が掛からないため加熱ローラの残留トナーが
すり抜けてしまうという欠点や、端部はクリーニングウ
エブの巻き上げ量に対しニップ幅が過剰に広いために、
一旦クリーニングウエブに付着・回収したクリーニング
ウエブの残留トナー付着部分を巻き取り回収できずに、
クリーニングウエブに付着したトナーを再び吐き出され
てしまう等の不具合を発生する可能性があるといった欠
点があった。

【0009】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであり、ウエブ張力のためバックアップローラがその
軸方向にたわんだ場合でも、バックアップローラと加熱
ローラとの均一なニップ幅が得られる画像形成装置を提
供することを目的とする。

【0010】

【課題を解決するための手段】語句の説明をすると、ニ
ップ部とはバックアップローラと加熱ローラが当接し、
バックアップローラの弾性層がつぶれ、当接部に発生す
るバックアップローラと加熱ローラの密着領域を指し、
密着領域の形状(パタン)は、通常は矩形をなし、バッ
クアップローラの軸の撓み等により太鼓状や糸巻き状に
変化する。

【0011】また、ニップ幅とはクリーニングウエブの
搬送方向と並行する方向のニップ部の幅を指す。

【0012】本発明の上記目的は下記の構成要素により
達成される。即ち、加熱ローラと、該加熱ローラに当接
し該加熱ローラを押圧する加圧ローラとを有する定着手
段を備えた電子写真方式の画像形成装置において、該定
着手段は加熱ローラ表面の残留トナーのクリーニング手
段を有し、該クリーニング手段は、前記加熱ローラと当
接し、前記加熱ローラを押圧するバックアップローラを
有し、該バックアップローラは、金属よりなる軸芯と、
その外層に弾性体よりなる弾性層を有し、長手方向中央
部に対し両端部の径が小さい形状をなし、中央部の径が
10〜30mmであることを特徴とする画像形成装置。

【0013】また、加熱ローラと、該加熱ローラに当接
し、該加熱ローラを押圧する加圧ローラを有する定着手
段を備えた電子写真方式の画像形成装置において、該定
着手段は、加圧ローラ表面の残留トナーのクリーニング
手段を有し、該クリーニング手段は、前記加熱ローラと
当接し、前記加熱ローラを押圧するバックアップローラ
を有し、更に前記加圧ローラと当接し、前記加圧ローラ
を押圧するバックアップローラを有する第2のクリーニ
ング手段を有し、各バックアップローラは、金属よりな
る軸芯と、その外層に弾性体よりなる弾性層を有し、長
手方向中央部に対し両端部の径が小さい形状をなし、中
央部の径が10〜30mmであることを特徴とする画像
形成装置。

【0014】また、加熱ローラと該加熱ローラに当接し
押圧する加圧ローラを有する定着手段と、制御手段とを
備えた電子写真方式の画像形成装置において、該定着手
段は、該加熱ローラと該加圧ローラおよび、残留トナー
のクリーニング手段を備え、該クリーニング手段は、バ
ックアップローラと、該バックアップローラが当接する
該加熱ローラとのニップ幅が1〜6mmとなるように、
該バックアップローラと該加熱ローラを離間して配設
し、直径が5〜15mmの金属よりなる軸芯と、その外
層に硬度が10〜40度(アスカーC硬度計にて測定)
で、表面粗さがRa=20〜80μmの粗さの発泡ゴム
を含む弾性体よりなる弾性層との2層構造で構成され、
軸方向中央部に対し両端部の直径が小さく、直径差が
0.1〜2mmのクラウン形状もしくは紡錘形状をなし
た中央部径が10〜30mmのバックアップローラと、
該バックアップローラと該加熱ローラ間を摺接し搬送さ
れる、ローラ上に付着した残留トナーを除去するアラミ
ド繊維を含む繊維からなるリボン状のクリーニングウエ
ブと、該クリーニングウエブを供給する繰り出し手段
と、該クリーニングウエブを回収する巻き取り手段と、
を有し、該巻き取り手段の駆動手段は該制御手段により
制御され、該駆動手段は、該バックアップローラが当接
する該加熱ローラが正転するとき、該制御手段により該
加熱ローラの回転方向と逆方向にクリーニングウエブ幅
に応じ8〜30N以上の巻き上げ力を発生するように制
御されることを特徴とする画像形成装置。

【0015】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定される
ものではない。

【0016】図1は画像形成装置の実施形態の概略構成
図である。図2は定着装置の概略図である。

【0017】先ず始めに、図1及び図2を参照して画像
形成装置の概要について説明する。図1において、1は
画像形成装置で、原稿は自動原稿搬送手段2の原稿給紙
台21上に画像面を上向きにして載置され、送り出しロ
ーラ22の作動により一枚ずつ送り出され、レジストロ
ーラ23により一旦停止されて先端が整えられた後搬送
ドラム24に搬送され、ドラム面と一体に反時計方向に
回転する過程で画像読取手段3により画像面の読取が行
われ、しかる後略半周した位置においてドラム面より分
岐し排紙台25に排出される。

【0018】前記の画像読取手段3において、光源31
1とミラー312を備える第1ミラーユニット31が前
記の搬送ドラム24の直下の位置で、通過する原稿画像
を順次照明して読取り、原稿の移動方向に直交するよう
配置したミラー321とミラー322を備える第2ミラ
ーユニット32により反射し、結像レンズ33を介して
ライン状の撮像素子34に結像する。

【0019】また、プラテンガラス35に原稿を載置し
て画像情報を読み取る場合には、可動式の光源351と
第1ミラー352を備える第1ミラーユニットと、ミラ
ー353および354を備える第2ミラーユニットによ
り反射し、同様に結像レンズ33を介してライン状の撮
像素子34に結像する。

【0020】画像読取手段3において読取られた原稿の
画像情報は制御手段6の画像処理手段62にて画像処理
が行われ画像データとして信号化され一旦記憶手段61
に格納される。

【0021】画像形成のスタートにより画像形成手段4
が作動開始して前記の画像データが記憶手段61より呼
び出されて画像書込手段43に入力され、図示しないレ
ーザ発光器から画像データに従って投射されたレーザビ
ームがポリゴンミラー(符号なし)の回転作動により前
もって帯電器42により電位を付与された感光体ドラム
41に対して感光体ドラム41の軸方向の主走査露光と
感光体ドラム41の回転による副走査が行われて感光体
ドラム41の感光層に原稿画像の静電潜像を形成する。

【0022】前記の静電潜像は現像手段44により反転
現像されて感光体ドラム上にトナー像として形成され
る。

【0023】これに並行して記録紙供給手段としての手
差し給紙手段26または記録媒体(以下記録媒体を記録
紙と記す)を収容する給紙手段5の各給紙カセットの送
り出しローラ52、53、54の何れかが作動して記録
紙が搬出され、搬送ローラ55、56及びタイミングロ
ーラ51に給送されて、感光体ドラム41上のトナー像
に同期して感光体ドラム41に給紙される。

【0024】感光体ドラム41上のトナー像は転写器4
5により反対極性の電圧を印加されて記録紙に転写され
る。

【0025】トナー像が転写された記録紙は除電器46
により除電されて感光体ドラム41より分離される。

【0026】分離された記録紙は定着装置47に搬送さ
れ、加熱ローラ474と加圧ローラ475の加熱・押圧
によりトナーが記録紙に溶融・定着される。

【0027】画像を定着された後、記録紙はトレイ57
に排出される。一方、記録紙を分離した感光体ドラム4
1は残留電位を除去したあとクリーニング手段49にお
いて残留トナーを除去清掃されて次なる画像形成のプロ
セスに入る。

【0028】また、非接触で加熱ローラ474の表面温
度を検知するサーミスタや熱電対等の定着温度センサ4
73が加熱ローラ474と僅かな距離(例えば0.7m
m)を離間して取り付けられている。

【0029】そして、この検知出力に基づき制御手段6
により加熱ローラ474の温度が制御される。

【0030】以上画像形成装置の概要について説明した
が、以下に定着装置について図1及び図2を参照して詳
細に説明する。

【0031】定着装置47は、加熱ローラ474と加圧
ローラ475とクリーニング手段48とにより構成され
ている。

【0032】加熱ローラ474は、アルミ製の円筒基体
の内側に加熱ローラ474の加熱用ヒータであるところ
のハロゲンランプ471を内装し、アルミ製の円筒基体
の外層に例えばフッ素樹脂からなる耐熱離型層(図番な
し)を備えている。

【0033】加圧ローラ475は、アルミ製の基体の外
層に、例えばシリコンゴムからなる耐熱弾性層(図番な
し)を備え、加熱ローラ474に押圧手段(図示せず)
により押圧している。

【0034】そして、クリーニング手段48は、加熱ロ
ーラ474に並行して当接するように配設されたバック
アップローラ481と、加熱ローラ474上の残留トナ
ーを除去するクリーニングウエブ484と、クリーニン
グウエブ484を供給する繰り出し手段(元巻き)48
2と、巻き取り手段483により構成されている。

【0035】図6は中央部が凸のバックアップローラの
第1の形態の概念図である。バックアップローラ481
は、第1の形態として、図6に示すように、 金属よりなる軸芯481aと、その外層に弾性体より
なる弾性層481bとの2層構造で構成され、中央部の
径DAを10〜30mmとして全体として長手方向中央
に対し両端部の直径DBが小さくなる形状をなし、中央
部と両端部の直径の差が0.1〜2mmとなるように構
成されている。

【0036】軸芯481aは、直径5〜15mmの鉄
またはSUS(サス(ステンレス))またはアルミニウ
ムで構成されている。

【0037】弾性層481bは、表面は表面粗さRa
=20〜80μmの粗さの発泡状をなし、硬度が10〜
40度(アスカーC硬度)で、厚さが3〜20mmのシ
リコン発泡ゴムを含む弾性体よりなり、長手方向中央部
の厚さが厚く、両端にいくに従い徐々に薄くなり、中央
部と両端部の厚さの差Aが0.05〜1mmに構成され
ている。

【0038】そして、バックアップローラ断面がクラ
ウン形状もしくは紡錘形状をなすように構成されてい
る。

【0039】図7は中央部が凸のバックアップローラの
第2の形態の概念図である。また、第2の形態として、
図7に示すように、 バックアップローラ外形状としては第1の形態と同様
な形状をなし、 軸芯481aは、中央部の直径DCが5〜15mmの
金属(鉄またはSUS(サス(ステンレス))またはア
ルミニウム)よりなり、長手方向中央部の太さが太く、
両端にいくに従い徐々に細くなり、中央部と両端部の直
径の差が0.1〜2mmであるようなクラウン形状もし
くは紡錘形状に構成されている。

【0040】弾性層418b、は第1形態と同じ材
質、表面粗さをなし、直径方向・長手方向共に均一な厚
みで構成する。

【0041】そして、バックアップローラの中央部の
径DAを10〜30mmとして、長手方向中央部と両端
部の直径の差が0.1〜2mmとなるように構成されて
いる。

【0042】バックアップローラ481と加熱ローラ4
74とは、バックアップローラ481の弾性層481b
がつぶれて(クリーニングウエブの)ニップ幅が1〜6
mmとなるように離間して並行して配設され、このつぶ
れの応力がクリーニングウエブ484の加熱ローラ47
4への押圧となる。

【0043】ここで、バックアップローラ481は、押
圧手段(図示せず)により上述したようにニップ幅が1
〜6mmとなるような荷重をかけられるようにしても良
い。

【0044】クリーニングウエブ484は、アラミド繊
維を含む繊維よりなり、リボン状をなし、繰り出し手段
(元巻き)482から供給され、バックアップローラ4
81と加熱ローラ474間を加圧されながら摺接状態で
搬送され、150〜400mm/secの周速で回転す
る加熱ローラ474をバックアップローラ481と加熱
ローラ474との当接部で擦過し、加熱ローラ474上
の残留トナーを除去し、トナーが付着したクリーニング
ウエブは巻き取り手段483に巻き取られ回収される。

【0045】巻き取り手段483には、巻き取り軸48
5と、巻き取り軸485に直結、または減速手段(図示
せず)を介して接続された駆動手段であるところの巻き
取りモータ486が接続され、クリーニングウエブ48
4を巻き取り、回収する。

【0046】そして、489はウエブ搬送量検知手段
で、バックアップローラ481に接続され、バックアッ
プローラと加熱ローラ当接部のクリーニングウエブの搬
送量を検知し、検知した搬送量情報が制御手段6に入力
される。そして、この情報に基づきクリーニングウエブ
の搬送量が制御される。

【0047】また、コピー動作中は巻き取りモータ48
6を連続回転させ、クリーニングウエブ484を記録紙
1枚搬送毎に0.02〜0.08mm搬送するようにし
ても良い。

【0048】また、繰り出し手段482は加熱ローラ4
74の逆転時にクリーニングウエブ484が繰り出さ
れ、たるまないように元巻き軸487を介し4〜15N
のブレーキ力(引っ張り荷重)fBを発生するブレーキ
488に接続されている。

【0049】ここで、繰り出し手段482は、前述した
ブレーキ488を用いるかわりに、電磁ブレーキ等を用
い常時は弱いブレーキを掛け、加熱ローラの逆転時のみ
クリーニングウエブに略4〜15N程度のブレーキ力f
Bを掛けるように制御しても良い。

【0050】ここで、他の発明として、クリーニング手
段は加熱ローラの残留トナーを除去する上述した構成と
同じ第1のクリーニング手段に加え、クリーニング手段
と同様な考え方に基づく、第2の加圧ローラの残留トナ
ーの除去手段を設ける。

【0051】図3は定着装置の制御ブロック概念図であ
る。以上画像形成装置の概要について説明したが、以下
定着装置47の制御について図3を参照して説明する。

【0052】473は定着温度センサで、その出力が制
御手段6に入力される。489は上述したウエブ搬送量
検知手段である。

【0053】486はクリーニングウエブの巻き取りモ
ータで、巻き取りモータコントローラ65を介し制御手
段6の出力に接続され後述の制御をされる。

【0054】471は加熱ローラ474の加熱用ヒータ
であるところのハロゲンランプで、ハロゲンランプ電源
装置64を介し制御手段6の出力に接続され後述の制御
をされる。

【0055】6は制御手段で、一般に行われる画像形成
プロセスに係る制御を行うとともに、上述の入力機器状
態を読み込み、記憶手段61に予め記憶された制御プロ
グラムに基づき上述した出力機器を制御する。

【0056】制御手段6は、記録紙がコピーされる毎
(記録紙が1枚搬送される毎)に巻き取りモータ486
を巻取手段483が図2に図示した方向に回転するよう
に駆動回転させる。

【0057】そして制御手段6は、ウエブ搬送量検知手
段489から入力されたクリーニングウエブの搬送量を
読み込み、駆動手段であるところの巻き取りモータ48
6を制御し、クリーニングウエブを記録紙のサイズに応
じ、記録紙を1枚搬送する毎に0.02〜0.08mm
巻き取る。

【0058】巻き取るタイミングは記録紙の給紙開始時
か、搬送中か、感光体への画像形成時か、転写・分離時
か、定着中かいずれであっても良いが、好ましくは巻き
取り時間に余裕を持たせるため感光体への画像形成時が
よい。

【0059】また、クリーニングウエブの巻き取り時に
は、巻き取り手段483とバックアップローラ481間
のクリーニングウエブに前述したブレーキ488のブレ
ーキ力fBと、加熱ローラ474とクリーニングウエブ
484による摩擦力fAの和に相当する力f(引っ張り
荷重)が掛かるので、巻き取りモータ486はその力以
上のトルク、例えばクリーニングウエブの幅に応じ8〜
30N以上の巻き上げ力(引っ張り加重)でクリーニン
グウエブを巻き上げる。

【0060】そして、定着制御手段7は、定着温度セン
サ473を常時監視し、ハロゲンランプ471の通電を
制御し、加熱ローラの表面温度が略190℃となるよう
に制御する。

【0061】以下に、定着装置について当接幅(ニップ
幅)に対する異常の発生状態について試験を行ったの
で、試験を行った構成及び条件について説明する。

【0062】図4はバックアップローラと加熱ローラの
当接部のニップパタン図である。図5は従来のバックア
ップローラ概念図である。

【0063】以下に、試験に用いた構成条件を図2、
4、5、6、7を参照して説明する。図2の加熱ローラ
474は径D3=50mm、表層のコーティング厚t1
20μm、芯金厚t2=9mm(アルミニウム)、全長
=350mmとし、加圧ローラ475は径D4=50m
m、表層のチューブ厚t3=70μm、弾性層厚t4=5
mm、とする。

【0064】加熱ヒータは900Wのハロゲンランプ4
71を加熱ローラ中心空の中央部に配置し、加熱ローラ
表面から約0.7mm離れた位置に設置された非接触の
定着温度センサ473により加熱ローラ表面温度を検知
し、制御手段により加熱ローラ表面温度を190℃にな
るようにコントロールする。

【0065】本試験においては、定着後に加熱ローラ表
面上に残留したトナーを除去・清掃するクリーニングウ
エブ(以下クリーニングウエブをウエブと記す)を有
し、そのウエブ484はアラミドを主成分とする耐熱性
の繊維によりなる0.8〜1.5デニールの繊維を厚さ
50〜70μmのリボン状にした不織布を用いる。

【0066】クリーニング手段48はウエブの繰り出し
手段482と巻き取り手段483を有し、コピーが行わ
れる(記録紙が1枚搬送される)に従ってウエブが繰り
出し手段482から巻き取り手段483へと送られる構
成とする。

【0067】また、繰り出し手段482と巻き取り手段
483との間の位置にウエブ484を加熱ローラ474
に当接、押圧するためのバックアップローラ481を設
けており、バックアップローラ481と加熱ローラ47
4との間にウエブ484を挟み込み、ニップ幅1〜6m
mが得られるように両ローラの軸位置規制にて当接させ
ている。

【0068】また、ウエブ484は図2に示すようにバ
ックアップローラ481によって加熱ローラ474に押
圧され、加熱ローラ表面を擦過する。そして巻き取り手
段483に巻き取られる。

【0069】巻き取り手段483には駆動手段であると
ころの巻き取りモータ等が接続されており、記録紙が1
枚搬送されコピーされる毎にウエブ484が0.02〜
0.08mm送られるように巻き上げられる。

【0070】繰り出し手段482は、巻き取り手段48
3の回転によってウエブ484が巻かれた量に相当する
量を供給するように巻き取り手段483と同方向に回転
する。

【0071】この場合、繰り出し手段482の回転が慣
性等で巻き取り手段483の回転より速く回転した場合
にはウエブに弛みが出来、加熱ローラ当接位置での記録
紙搬送1枚当たり0.02〜0.08mmの送り量が得
られなくなる。

【0072】よって繰り出し手段482の負荷トルクと
してウエブがたるまない程度の負荷(ブレーキ)を繰り
出し手段482に取り付ける。

【0073】しかし、コピー動作等に不具合が発生した
ような時に、加熱ローラ474を正規回転の逆方向に手
動で回転させ、機械内に滞った記録紙を除去する等の処
置をする場合、繰り出し手段482のブレーキ力が弱い
と、バックアップローラ481の押圧による加熱ローラ
とウエブとの摩擦力で、ウエブ484が繰り出し手段4
82から勝手に引き出されてしまう。

【0074】そのまま引き出し続けると、大きく弛んだ
ウエブは加熱ローラと加圧ローラとの当接部付近の記録
紙の通紙経路にまで達し、通紙性能に支障をきたす場合
が生じる。

【0075】それを防止するため、繰り出し手段482
のブレーキトルクは加熱ローラとウエブとの摩擦力以上
が必要となる。

【0076】この系を例にとると、加熱ローラ474
は、その最外層がPFA(テトラフルオロエチレン・パ
ーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)、PTF
E(ポリテトラフルオロエチレン)を含むフッ素樹脂コ
ート層で形成され、表面粗さがRa=0.1〜0.8μ
mの粗さで、うねり量がWCM=1〜3.5μmで構成
し、ウエブ484は、アラミド主成分の不織布の70μ
mで構成し、バックアップローラ481は、バックアッ
プローラ径D1が10mm〜30mm、外層の発泡シリ
コーンゴムからなる弾性層481bの硬度は10°〜4
0°(アスカーC硬度計にて)の範囲にあり、表面は表
面粗さRa=20〜80μmで構成している。

【0077】バックアップローラ481の押圧により弾
性層481bがつぶれた時のニップ幅を1.0mm〜
6.0mmの範囲で形成させる場合、バックアップロー
ラ481の押圧による加熱ローラとウエブとの摩擦力
で、ウエブ484が繰り出し手段482から勝手に引き
出されてしまうことを防止するための繰り出し手段48
2のウエブに対するブレーキ力は4〜15Nが必要とな
る。

【0078】この場合、ウエブ484を繰り出し手段4
82から引き出すときには、ウエブ自体に略4〜15N
が引っ張り荷重として作用する。

【0079】巻き取り手段483はそのブレーキ力によ
る引っ張り荷重と、上述したバックアップローラ481
の押圧による加熱ローラとウエブとの摩擦力と、の和に
相当する力以上の巻き上げ力により初めてウエブ484
の巻き上げが可能となる。

【0080】したがって、必要な巻き上げ力はウエブの
引っ張り荷重として略8〜30Nとなる。

【0081】この巻き上げ力(引っ張り荷重)は加熱ロ
ーラ474が回転している間ウエブ484が摩擦力によ
り引き戻されないため加熱ローラ474が回転中は常時
掛けておく必要がある。

【0082】この為、この巻き上げ力(引っ張り荷重)
によりバックアップローラ481を加熱ローラ474か
ら離間する方向に力が作用する。

【0083】そして、その結果、バックアップローラ4
81の両端の軸受け位置を規制して、上述した1〜6m
mニップ幅を得ようとすると、バックアップローラ軸に
たわみが発生し、軸方向端部に対し中央部はニップ幅が
十分な幅を確保出来ないという問題が発生する。

【0084】図4において、バックアップローラ481
が加熱ローラ474から中央部が離間する方向にたわん
だ場合、ウエブ484と加熱ローラ474とのニップ幅
は軸方向端部Bにおいてニップ幅WB=5〜6mm、軸
方向中央部Aにおいてニップ幅WA=1〜2mmとな
り、端部と中央部との差が非常に大きくなる。

【0085】そのため、中央部ではニップ幅が小さく、
加熱ローラ474をウエブ484で十分に擦過できずト
ナーの除去作用が下がり、加熱ローラ474上にトナー
の残留が多くなりやすく、記録紙上にトナー汚れを発生
する。

【0086】また、端部ではニップ幅が大きくなり、ウ
エブ484の送り(巻き取り)量に対しウエブのトナー
付着箇所が送られ切れず、加熱ローラ474とウエブ4
84のトナー付着面が長時間接する状態となり、ウエブ
のニップ部に一旦回収され付着したトナーが、再び加熱
ローラ表面に転移し記録紙画像上に汚れが移る不具合が
発生しやすい。

【0087】これらの不具合点を無くし常に安定したウ
エブクリーニング方式を提供する目的で以下の対応を採
る。

【0088】図5において、ウエブを加熱ローラに当
接、押圧するための従来のバックアップローラ481
は、中央に金属からなる軸芯481aがあり、その外周
に発泡シリコーンゴム等からなる比較的低硬度で、かつ
耐熱性を持つ弾性層481bの2層で構成される。

【0089】この場合のバックアップローラの径D1
10mm〜30mmの範囲が好ましく、更に今回の定着
装置においては15mm〜20mmが最適である。

【0090】その時の軸芯481aの径D2は6mm〜
10mmが好ましく、6mm未満の場合にはウエブの引
っ張り力に対する強度が著しく弱くそのためたわみが大
となることで軸方向中央部での押圧が不十分となる。

【0091】また10mm以上の場合には、ウエブの引
っ張り力に対する抗力は当然大きくなり、たわみの懸念
は無いがそれ自体の熱容量が大きくなるためにウォーム
アップ時間や定着ヒータの消費電力に影響が及んでしま
うため、むやみに軸径は太くは出来ず10mmが上限で
ある。

【0092】但しこの場合には前述の様にウエブの引っ
張り力に対し十分な強度を持つことが出来ず、図4に示
すように、たわみによりニップ幅は軸方向端部B
(WB)と中央部A(WA)で差が生じている。

【0093】そこで、バックアップローラの形状を図6
のように、中央部が加熱ローラから離間する方向に撓ん
でも、軸方向のニップ幅の差が小さくなるように、バッ
クアップローラの中央部に対し両端部が細い形状とす
る。

【0094】表1はバックアップローラの径による異常
の発生を示す表である。

【0095】

【表1】

【0096】この場合、A=|中央部の径|−|端部の
径|、軸芯径D2=8mmとし、Aの値を変えて特性を
見ると表1に示すようにA値が0.4〜1.2の範囲で
異常の発生がなく有効であり、それ以上の値になると逆
に端部の当接が弱まり、端部でのトナーのすり抜けが発
生する。

【0097】ここで、トナーは平均粒径を7μm以下の
熱可塑性樹脂のスチレン−アクリル系樹脂を主成分とし
たものを用いる。

【0098】以上により、中央部の径と両端部の径との
差は0.1〜2mmとし、好ましくは異常の少ない0.
4〜1.2mmとする。

【0099】今回の試験では端部と中央部の凸を結ぶ線
が直線となる図6に示した形状としたが、中央部に行く
に従って傾斜が緩やかになる双曲線状の形状(クラウン
形状)でも良い。

【0100】また外層の弾性層481bの厚さを両端部
が薄く、中央部が厚くなるような形状としたが、図7の
ように弾性層481bの厚みは一定として、軸芯481
aの形状を中央凸となるようにしても同様の効果を得る
ことが出来る。

【0101】また、この場合は軸芯481aの両端の直
径は図6の軸芯径D2に比べ小さくできる。

【0102】

【発明の効果】本発明によれば次のような効果を得るこ
とができる。即ち、クリーニングウエブ方式の加熱ロー
ラ等の残留トナーの除去手段において、クリーニングウ
エブに張力を掛けた場合、バックアップローラが撓んで
もバックアップローラと加熱ローラとが均一なニップ幅
を得ることが可能となり、トナー汚れのないプリントを
得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図1】画像形成装置の実施形態の概略構成図である。

【図2】定着装置の概略図である。

【図3】定着装置の制御ブロック概念図である。

【図4】バックアップローラと加熱ローラの当接部のニ
ップパタン図である。

【図5】従来のバックアップローラ概念図である。

【図6】中央部が凸のバックアップローラの第1の形態
の概念図である。

【図7】中央部が凸のバックアップローラの第2の形態
の概念図である。

【符号の説明】

6 制御手段 47 定着装置 48 クリーニング手段 471 ハロゲンランプ 473 定着温度センサ 474 加熱ローラ 475 加圧ローラ 481 バックアップローラ 482 繰り出し手段 483 巻き取り手段 484 クリーニングウエブ 486 巻き取りモータ 488 ブレーキ 481a 軸芯 481b 弾性層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H005 AA01 CA04 DA07 EA05 FB01 2H033 AA08 BA51 BA54 BA55 BA56 BA58 BB01

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 加熱ローラと、該加熱ローラに当接し該
    加熱ローラを押圧する加圧ローラとを有する定着手段を
    備えた電子写真方式の画像形成装置において、該定着手
    段は加熱ローラ表面の残留トナーのクリーニング手段を
    有し、該クリーニング手段は、前記加熱ローラと当接
    し、前記加熱ローラを押圧するバックアップローラを有
    し、該バックアップローラは、金属よりなる軸芯と、そ
    の外層に弾性体よりなる弾性層を有し、長手方向中央部
    に対し両端部の径が小さい形状をなし、中央部の径が1
    0〜30mmであることを特徴とする画像形成装置。
  2. 【請求項2】 加熱ローラと、該加熱ローラに当接し、
    該加熱ローラを押圧する加圧ローラを有する定着手段を
    備えた電子写真方式の画像形成装置において、該定着手
    段は、加圧ローラ表面の残留トナーのクリーニング手段
    を有し、該クリーニング手段は、前記加熱ローラと当接
    し、前記加熱ローラを押圧するバックアップローラを有
    し、更に前記加圧ローラと当接し、前記加圧ローラを押
    圧するバックアップローラを有する第2のクリーニング
    手段を有し、各バックアップローラは、金属よりなる軸
    芯と、その外層に弾性体よりなる弾性層を有し、長手方
    向中央部に対し両端部の径が小さい形状をなし、中央部
    の径が10〜30mmであることを特徴とする画像形成
    装置。
  3. 【請求項3】 表面が表面粗さRa=20〜80μmの
    発泡状をなし、硬度が10〜40度(アスカーC硬度)
    で、厚さが3〜20mmのシリコン発泡ゴムを含む弾性
    体よりなり、直径方向の厚さが均一で、且つ長手方向中
    央部の厚さが厚く、両端方向に徐々に薄くなり、中央部
    と両端部の厚さの差が0.05〜1mmに形成され、外
    形が長手方向にクラウン形状もしくは紡錘形状をなすよ
    うに構成される前記弾性層を有し、該弾性層により、長
    手方向中央部と両端部の直径の差が0.1〜2mmで、
    外形が長手方向にクラウン形状もしくは紡錘形状をなす
    前記バックアップローラを備えることを特徴とする請求
    項1または2に記載の画像形成装置。
  4. 【請求項4】 鉄またはSUS(サス(ステンレス))
    またはアルミニウムよりなり、長手方向中央部の径が太
    く、両端方向に徐々に細くなり、中央部の径が5〜15
    mmで、中央部と両端部の直径の差が0.1〜2mmで
    あるようなクラウン形状もしくは紡錘形状であるような
    前記軸芯を有し、該軸芯により前記バックアップローラ
    の長手方向中央部と両端部の直径の差が0.1〜2mm
    で、外形が長手方向にクラウン形状もしくは紡錘形状を
    なす前記バックアップローラを備えることを特徴とする
    請求項1または2に記載の画像形成装置。
  5. 【請求項5】 クリーニング手段は、バックアップロー
    ラと当接する加熱ローラとの間を摺接して搬送され、該
    加熱ローラ表面に付着した残留トナーを除去するクリー
    ニングウエブと、該クリーニングウエブを供給する繰り
    出し手段と、該クリーニングウエブを回収する巻き取り
    手段と、を備え、該クリーニングウエブはアラミド繊維
    を含む繊維からなるリボン状のウエブにより構成され、
    該繰り出し手段は該クリーニングウエブに4〜15Nの
    ブレーキ力を発生するブレーキに接続されていることを
    特徴とする請求項1、3、4のいずれか1項に記載の画
    像形成装置。
  6. 【請求項6】 クリーニング手段は、バックアップロー
    ラと当接する加熱ローラ間を摺接して搬送され、該加熱
    ローラ表面に付着した残留トナーを除去するクリーニン
    グウエブと、該クリーニングウエブを供給する繰り出し
    手段と、該クリーニングウエブを回収する巻き取り手段
    とを有し、クリーニング手段は、バックアップローラと
    当接する加圧ローラ間を摺接して搬送され、該加圧ロー
    ラ表面に付着した残留トナーを除去するクリーニングウ
    エブと、該クリーニングウエブを供給する繰り出し手段
    と、該クリーニングウエブを回収する巻き取り手段とを
    有し、各クリーニングウエブはアラミド繊維を含む繊維
    からなるリボン状のウエブにより構成され、各繰り出し
    手段はクリーニングウエブに4〜15Nのブレーキ力を
    発生するブレーキに接続されていることを特徴とする請
    求項2、3、4のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  7. 【請求項7】 バックアップローラと該バックアップロ
    ーラが当接する加熱ローラとのニップ幅が1〜6mmと
    なるように、該バックアップローラと該加熱ローラを離
    間して配設することを特徴とする請求項1及び、3〜5
    のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  8. 【請求項8】 バックアップローラと、該バックアップ
    ローラが当接する加熱ローラとのニップ幅、及び、バッ
    クアップローラと、該バックアップローラが当接する加
    熱ローラとのニップ幅が、それぞれ1〜6mmとなるよ
    うに、バックアップローラと加熱ローラ間、及びバック
    アップローラと加圧ローラ間、を離間してそれぞれ配設
    することを特徴とする請求項2〜4、及び6のいずれか
    1項に記載の画像形成装置。
  9. 【請求項9】 加熱ローラは、その最外層がテトラフル
    オロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共
    重合体(PFA)、ポリテトラフルオロエチレン(PT
    FE)を含むフッ素樹脂コート層で形成され、表面粗さ
    がRa=0.1〜0.8μmで、うねり量がWCM=1
    〜3.5μmであることを特徴とする請求項1〜8のい
    ずれか1項に記載の画像形成装置。
  10. 【請求項10】 加熱ローラ及び加圧ローラは、150
    〜400mm/secの周速でクリーニングウエブを擦
    過することを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に
    記載の画像形成装置。
  11. 【請求項11】 前記画像形成装置に用いる粉体トナー
    は平均粒径7μm以下の熱可塑性樹脂のスチレン−アク
    リル系樹脂を主成分とすることを特徴とする請求項1〜
    10のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  12. 【請求項12】 加熱ローラと該加熱ローラに当接し押
    圧する加圧ローラを有する定着手段と、制御手段とを備
    えた電子写真方式の画像形成装置において、該定着手段
    は、該加熱ローラと該加圧ローラおよび、残留トナーの
    クリーニング手段を備え、該クリーニング手段は、バッ
    クアップローラと、該バックアップローラが当接する該
    加熱ローラとのニップ幅が1〜6mmとなるように、該
    バックアップローラと該加熱ローラを離間して配設し、
    直径が5〜15mmの金属よりなる軸芯と、その外層に
    硬度が10〜40度(アスカーC硬度計にて測定)で、
    表面粗さがRa=20〜80μmの粗さの発泡ゴムを含
    む弾性体よりなる弾性層との2層構造で構成され、軸方
    向中央部に対し両端部の直径が小さく、直径差が0.1
    〜2mmのクラウン形状もしくは紡錘形状をなした中央
    部径が10〜30mmのバックアップローラと、該バッ
    クアップローラと該加熱ローラ間を摺接し搬送される、
    ローラ上に付着した残留トナーを除去するアラミド繊維
    を含む繊維からなるリボン状のクリーニングウエブと、
    該クリーニングウエブを供給する繰り出し手段と、該ク
    リーニングウエブを回収する巻き取り手段と、を有し、
    該巻き取り手段の駆動手段は該制御手段により制御さ
    れ、該駆動手段は、該バックアップローラが当接する該
    加熱ローラが正転するとき、該制御手段により該加熱ロ
    ーラの回転方向と逆方向にクリーニングウエブ幅に応じ
    8〜30N以上の巻き上げ力を発生するように制御され
    ることを特徴とする画像形成装置。
  13. 【請求項13】 前記制御手段は、前記バックアップロ
    ーラと前記加熱ローラ、および前記バックアップローラ
    と前記加圧ローラとの当接点に於いて、当接するローラ
    の回転方向と前記クリーニングウエブの搬送方向が反対
    方向に1枚の記録媒体の搬送当たり0.02〜0.08
    mm前記クリーニングウエブを搬送すように、前記駆動
    手段を制御することを特徴とする請求項12に記載の画
    像形成装置。
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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6860652B2 (en) * 2003-05-23 2005-03-01 Intel Corporation Package for housing an optoelectronic assembly
US7020429B2 (en) * 2003-06-12 2006-03-28 Nisca Corporation Sheet supplying apparatus and image reading apparatus comprising the same
JP2005242321A (ja) * 2004-01-30 2005-09-08 Canon Inc 多孔質セラミックスの断熱層を有するローラを用いた像加熱装置
JP2006330182A (ja) * 2005-05-24 2006-12-07 Sharp Corp 定着装置
US7343131B2 (en) * 2005-10-26 2008-03-11 Kyocera Mita Corporation Fixing device having a pressure roller and image forming device equipped with the same
US20070140754A1 (en) * 2005-12-21 2007-06-21 Xerox Corporation. Reusable web cleaning system for a fuser
US7276674B2 (en) * 2006-01-09 2007-10-02 Lexmark International, Inc. Component for an image forming apparatus with designed thermal response
JP2007248825A (ja) * 2006-03-16 2007-09-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 定着装置、画像形成装置及びファクシミリ装置
JP5224663B2 (ja) * 2006-08-09 2013-07-03 キヤノン株式会社 画像加熱装置
US20080203212A1 (en) * 2007-02-28 2008-08-28 Anderson Danford C Web-handling apparatus including guide roller assembly with resiliently deformable outer layer
JP4347895B2 (ja) * 2007-03-14 2009-10-21 シャープ株式会社 定着装置およびそれを備えてなる画像形成装置
JP2010020234A (ja) * 2008-07-14 2010-01-28 Sharp Corp ウェブシートを用いたクリーニング装置
US20100111578A1 (en) * 2008-10-31 2010-05-06 Xerox Corporation Apparatus for cleaning fuser roll
US9152098B2 (en) 2011-06-28 2015-10-06 Xerox Corporation Cleaning apparatuses for fusing systems
JP6168725B2 (ja) * 2012-02-14 2017-07-26 キヤノン株式会社 像加熱装置
JP5558618B1 (ja) * 2013-10-09 2014-07-23 サトーホールディングス株式会社 弾性体ローラー
US8934823B1 (en) * 2013-10-29 2015-01-13 Eastman Kodak Company Donor roller for use in a fuser assembly
EP3110697B1 (en) * 2014-02-24 2019-03-27 Pregis Innovative Packaging LLC Inflatable film handling device
JP6486059B2 (ja) * 2014-10-21 2019-03-20 キヤノン株式会社 ローラ、定着装置
US20160320738A1 (en) * 2015-04-28 2016-11-03 Ricoh Company, Ltd. Photoconductor cleaning device, process cartridge, and image forming apparatus
JP2019095547A (ja) * 2017-11-21 2019-06-20 シャープ株式会社 Roller device, fixing device and image forming apparatus

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4557588A (en) * 1982-05-21 1985-12-10 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus having a cleaning member
JPH0223976A (en) * 1988-07-13 1990-01-26 Eishin Giken:Kk Cleaning roller in bowling lane maintenance device
US5195430A (en) * 1989-05-24 1993-03-23 Tektronix, Inc. Dual roller apparatus for pressure fixing sheet material
JPH06265826A (ja) * 1993-03-10 1994-09-22 Nikon Corp Compact zoom lens with anti-vibration function
JPH0887194A (ja) * 1994-09-16 1996-04-02 Fujitsu Ltd 定着装置
US5970298A (en) * 1997-04-28 1999-10-19 Ricoh Company, Ltd. Fixing method and device with a controllable web system and image forming apparatus incorporating the method device and system
JPH1195600A (ja) * 1997-09-18 1999-04-09 Ricoh Co Ltd 定着ローラのクリーニング装置
US5953039A (en) * 1997-11-24 1999-09-14 Eastman Kodak Company Photothermographic drum processor using low heat conductivity and low heat capacitance rollers
JP3368218B2 (ja) * 1998-09-22 2003-01-20 キヤノン株式会社 定着装置および画像形成装置
JP4106170B2 (ja) * 1999-04-22 2008-06-25 シンジーテック株式会社 画像形成装置に使用されるオイル塗布ローラ
JP2002107999A (ja) * 2000-10-02 2002-04-10 Aimekkusu:Kk 非磁性一成分トナー
JP2003005562A (ja) * 2001-06-25 2003-01-08 Canon Inc 画像形成装置
US6778803B2 (en) * 2002-05-08 2004-08-17 Kabushiki Kaisha Toshiba Heating fixing mechanism for use in image forming apparatus

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Publication number Publication date
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