JP3301240B2 - 画像定着装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、複写機、ファクシミ
リ、プリンター等の電子写真プロセスを利用した画像形
成装置に使用される画像定着装置に係り、特に二つのロ
ールの間のニップに記録シートを通過させて、トナー像
を記録シートに定着させるようにした画像定着装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式を利用した複写機などにお
いては、紙などのシート上に形成された未定着トナー像
を定着して、永久画像にする必要があり、このための定
着方法としては加熱によってトナーを溶融させて、これ
を記録シート上に融着させる加熱定着法が最も広く普及
している。この方法を実施する加熱定着装置としては、
種々のものがあるが、一般には加熱ロール方式のものが
利用されている。この種の装置は、回転可能になされた
加熱ロールとこれに接触した加圧ロールとを備えてお
り、両者の間のニップに紙などのシートを通過させて、
シート上の未定着トナーを加熱および加圧することによ
って定着している。

【０００３】図６は、従来の画像定着装置を使用した画
像形成装置の主要部の一例を示す。この図において、符
号１は、感光体ドラムを示す。この感光体ドラム１の周
囲には、図中時計回りに、帯電用コロトロン２、現像装
置４、転写用コロトロン５などが配設されている。感光
体ドラム１の表面は帯電用コロトロン２でまず帯電さ
れ、帯電された感光体ドラム１の表面上に図示しない露
光装置によって静電潜像が形成される。現像装置４から
はトナー８が供給され、このトナー８が静電潜像上に付
着すし、これによって、顕像（トナー像）が得られるよ
うになっている。

【０００４】一方、感光体ドラム１と転写用コロトロン
５との間に向けて、レジストレーションロール６，７に
より記録シート９が搬送される。そして、転写用コロト
ロン５でトナー像が記録シート９に転写され、この記録
シート９はさらに搬送されて画像定着装置１０に到達す
る。

【０００５】一方、記録シート９に転写されずに感光体
ドラム１に残留したトナー８は、図示しないクリーニン
グ装置で除去され、この後クリーニング装置を通過した
感光体ドラム１の表面上の残留電荷が除去されるように
なっている。

【０００６】画像定着装置１０は、上側に配置された加
熱ロール１３と下側に配置された加圧ロール１４とを備
えている。このうち加熱ロール１３には、赤外線ランプ
などの加熱源が内蔵されている。加熱ロール１３と加圧
ロール１４は互いに接触して回転可能になされており、
両者の間のニップ１２に記録シート９が到達すると、記
録シート９を前進させると共に、記録シート９上に付着
したトナー８を加圧および加熱して定着させる。なお、
符号１５は、転写用コロトロン５を通過した記録シート
９を画像定着装置１０まで案内するためのガイドを示
す。

【０００７】さて、記録シート９のトナー８が付着した
面は、定着時に加熱ロール１３に付着するおそれがあ
る。これを回避するために、トナー８には離型剤が配合
されており、加熱ロール１３の表面にも離型層が形成さ
れているが、それでも記録シート９が加熱ロール１３に
付着した場合のために、加熱ロール１３の近傍にはブレ
ード状の剥離爪１６が設けられている。この剥離爪１６
は加熱ロール１３に付着した記録シート９を加熱ロール
１３から強制的に剥離させて、記録シート９をほぼ直進
させることができるようになっている。画像定着装置１
０を通過した記録シート９は、図示しないガイドや搬送
ロールによって画像形成装置の外部の排出トレーに送ら
れる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、この発明にあっては、第１のロールと、この第１の
ロールに接触させられて第１のロールとの間に未定着ト
ナー像が付着したシートを通過させるニップが形成され
た第２のロールと、前記第１のロールに接触させられて
前記ニップを通過した前記シートを前記第１のロールか
ら剥離させる第１の剥離手段と、前記ロールの軸線方向
における前記第１の剥離手段と対応する位置に配置させ
られると共に、前記第２のロールに接触させられ、前記
シートから前記第１のロールを介して前記第２のロール
に付着した廃トナーを除去する清掃手段と、前記清掃手
段を挟むように隣接して設けられた一対の剥離手段であ
って、前記第２のロールに接触させられて前記ニップを
通過した前記シートを前記第２のロールから剥離させる
第２の剥離手段とを具備することを特徴としている。ま
た、この発明において、前記清掃手段の上面に連なる廃
トナー排出用の溝をさらに具備する態様が好ましい。

【０００９】そして、次に画像定着が行われる記録シー
ト９が画像定着装置１０に搬送されて来るときに、図８
に示すように、廃トナー１８がニップ１２において加圧
ロール１４にも付着する。このように廃トナー１８が加
圧ロール１４に付着すると、図９に示すように記録シー
ト９が加熱ロール１３および加圧ロール１４の間を通過
する際に、記録シート９の裏面（トナー８の付着してい
ない方の面）に加圧ロール１４上の廃トナー１８が定着
してしまう。したがって、画像形成が行われた記録シー
ト９の裏面が汚れてしまうという問題がある。

【００１０】この問題を解決するために、従来は上側の
加熱ロール１３または下側の加圧ロール１４にクリーニ
ングブレードやクリーニングロールを接触させ、廃トナ
ー１８を除去するようにしていた。しかしこの方策で
は、クリーニングブレードやクリーニングロールを設け
るためのスペースが必要となり、装置の大型化を招いて
いた。

【００１１】また、実公平４−５２７７２号公報に記載
された技術では、ロール１３，１４の軸線方向において
剥離爪１６と対応する位置に下側剥離爪を設け、この下
側剥離爪を加圧ロール１４に接触させることによって、
加圧ロール１４に接触した廃トナー１８を掻き落とすよ
うにしている。上側の剥離爪１６に溜まった廃トナー１
８の幅は上側の剥離爪１６の幅に相当する狭い幅である
が、下側剥離爪に掻き落とされると広がるため、廃トナ
ー１８が不用意に落下しないように、下側剥離爪は幅広
に形成されている。また、下側剥離爪は、剥離爪１６と
は逆に、記録シート９が下側に付着または湾曲してきた
ときに、加圧ロール１４から記録シート９を剥離する。
このように記録シート９が下側に付着するのは、例え
ば、記録シート９の両面に画像を形成する際に起こりや
すい。さらに、例えば大サイズの記録シート９に対して
定着を行った後、温度が上昇した状態で小サイズの記録
シート９に対して定着を行った場合や、湿気を含んで重
い記録シート９に対して定着を行った場合には、記録シ
ート９が下側に湾曲しやすい。

【００１２】このように、この下側剥離爪は剥離爪とク
リーニングブレードの機能を兼ねている。しかし、廃ト
ナー１８には通常トナー成分だけではなく紙粉が含まれ
ており、紙粉には硬くて研磨性の高い炭酸カルシウムが
含まれている。この炭酸カルシウムなどにより、下側剥
離爪の先端部が摩耗しやすい。特に、下側剥離爪は幅広
になされているので、廃トナー１８が下側剥離爪の幅全
体に広がって、下側剥離爪全体にわたって摩耗が発生す
ることになる。このような摩耗が発生すると、下側剥離
爪と加圧ロール１４の間に記録シート９の先端が入り込
みやすくなり、剥離しにくくなったり、搬送されなくな
ったりする。

【００１３】また廃トナー１８を掻き取っても、下側剥
離爪が加圧ロール１４に接触している力によって、その
廃トナー１８が下側剥離爪先端に固着してしまう。この
ように固着してしまうと、記録シート９の先端がここに
ぶつかって、やはり剥離しにくくなったり、搬送されな
くなったりする。

【００１４】この発明は前記の事情を考慮してなされた
ものであり、記録シートの裏面の汚れを防止すると共
に、装置を大型化することなく、記録シートの剥離性や
搬送性を阻害しない画像定着装置を提供することを目的
とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、この発明にあっては、第１のロールと、この第１の
ロールに接触させられて第１のロールとの間に未定着ト
ナー像が付着したシートを通過させるニップが形成され
た第２のロールと、前記第１のロールに接触させられて
前記ニップを通過した前記シートを前記第１のロールか
ら剥離させる第１の剥離手段と、前記ロールの軸線方向
における前記第１の剥離手段と対応する位置に配置させ
られると共に、前記第２のロールに接触させられ、前記
シートから前記第１のロールを介して前記第２のロール
に付着した廃トナーを除去する清掃手段と、前記清掃手
段に隣接して設けられ、前記第２のロールに接触させら
れて前記ニップを通過した前記シートを前記第２のロー
ルから剥離させる第２の剥離手段とを具備することを特
徴としている。

【００１６】

【作用】第１のロールと第２のロールとの間のニップを
シートが通過することによって、未定着トナーの一部が
第１のロールに付着する。付着したトナーは第１のロー
ルに接触した第１の剥離手段に止められて再度第１のロ
ールに付着する。そして、第１のロールと第２のロール
の回転によって、第２のロールにも廃トナーが付着す
る。ここで、この発明においては、清掃手段がロールの
軸線方向における第１の剥離手段と対応する位置に配置
させられていると共に、第２のロールに接触させられて
おり、この清掃手段が前記の廃トナーを除去する。これ
によって、記録シートの裏面の汚れを防止することが可
能である。

【００１７】第１のロールと第２のロールとの間のニッ
プを通過したシートは、第１のロール側に湾曲または付
着してしまった場合、第１の剥離手段によって剥離させ
られ、第２のロール側に湾曲または付着してしまった場
合、第２の剥離手段によって剥離させられる。ここで第
２の剥離手段が清掃手段に隣接して設けられているの
で、両者を離れた位置に設けた場合と比べて、スペース
を節約することができ、装置の大型化を避けることがで
きる。また、清掃手段で第２のロールの清掃を行うと共
に、第２の剥離手段で記録シートの剥離を行っているの
で、廃トナー中に硬くて研磨性の高い物質が混入してい
たとしても第２の剥離手段はその影響を受けず、第２の
剥離手段が摩耗することによる記録シートの剥離性や搬
送性の低下が生じない。さらに、第２のロールから除去
した廃トナーが第２の剥離手段に固着することもないの
で、これに起因する記録シートの剥離性や搬送性の低下
も防止することが可能である。

【００１８】

【実施例】Ａ．実施例の構成 以下、図面を参照してこの発明の一実施例について説明
する。なお、図において図６ないし図９の各部に対応す
る部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。さ
て、この実施例の画像定着装置１０においては、図１に
示すように、加圧ロール１４に接触する剥離・清掃部材
２０が設けられている。他の構成は、図６ないし図９を
参照して前述したものと同様である。加熱ロール（第１
のロール）１３に先端が接触する剥離爪１６も設けられ
ており、以後この剥離爪を上側剥離爪（第１の剥離手
段）１６と称する。

【００１９】さて剥離・清掃部材２０は、ＰＰＳ（ポリ
フェニレンスルフィド）材によって一体成形されてお
り、図２ないし図４に示すように、棒状の基部２２と、
基部２２から鈍角をもって折れ曲がった先端部２３とを
備えている。剥離・清掃部材２０の材料としては、これ
以外にもＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）材な
どが好ましい。基部２２には締結孔２２ａが形成されて
おり、この締結孔２２ａにボルトを挿通して、図示しな
い支持体に剥離・清掃部材２０を固定するようになって
いる。また、先端部２３は、ブレード状の清掃部（清掃
手段）２４およびその両脇に一つずつ形成されたブレー
ド状の下側剥離爪（第２の剥離手段）２５，２５を有し
ている。

【００２０】図３に明らかなように、加熱ロール１３と
加圧ロール（第２のロール）１４の軸線方向において、
清掃部２４は上側剥離爪１６に相当する位置に設けられ
ており、また清掃部２４の幅は上側剥離爪１６の先端部
（加熱ロール１３に接触する部分）よりもわずかに大き
くなっている。この実施例においても、前述の従来技術
と同様に、上側剥離爪１６により廃トナー１８が加熱ロ
ール１３に押し付けられて再付着し、廃トナー１８の一
部がニップ１２において加圧ロール１４にも付着する。
しかし、清掃部２４が上側剥離爪１６に相当する位置に
設けられているために、加圧ロール１４に付着した廃ト
ナー１８を除去することができる。

【００２１】図５に示すように、清掃部２４の突端部
と、下側剥離爪２５，２５の突端部は、共に鋭角になさ
れており、ほぼ同じ方向を向いている。ただし、清掃部
２４の上面２４ａは、下側剥離爪２５，２５の上面２５
ａよりも低くなされており、これによって、廃トナー１
８が清掃部２４の上面２４ａに乗り上げて、ここに溜ま
るようになっており、また乗り上げた廃トナー１８が両
脇の下側剥離爪２５，２５には移動しないようになって
いる。

【００２２】また、清掃部２４の下面２４ｂは、下側剥
離爪２５，２５の下面２５ｂよりも下側に設けられ、清
掃部２４の突端部が下面２５ｂよりも突出している。こ
れによって清掃部２４の突端部と、下側剥離爪２５，２
５の突端部が共に、加圧ロール１４に接触するようにな
っている。すなわち、下面２４ｂと下面２５ｂとが面一
では、下側剥離爪２５，２５の突端部が加圧ロール１４
に接触しても、清掃部２４の突端部は下面２５ｂに妨げ
られて加圧ロール１４に接触できなくなる。これを回避
するために、この実施例では、清掃部２４の突端部を下
面２５ｂよりも突出させているのである。

【００２３】剥離・清掃部材２０の先端部２３の上面に
は、清掃部２４および下側剥離爪２５，２５を支持する
力を補強する突条２７が形成されている。この突条２７
は、下側剥離爪２５，２５の間における清掃部２４の上
面２４ａに隣接する位置まで延在している。また、突条
２７と下側剥離爪２５，２５との間には、溝２８が形成
されている。これらの溝２８は、清掃部２４の上面２４
ａに連なっており、これによって上面２４ａに溜まった
廃トナー１８が溝２８を通じて排出されるようになって
いる。この剥離・清掃部材２０の表面は全体にわたっ
て、フッ素コーティングされており、これによって離型
性と走行性を良好なものにしている。

【００２４】Ｂ．実施例の動作 次に、この実施例の画像定着装置１０の動作について説
明する。まず、前述の従来技術と同様に、記録シート９
が感光体ドラム１と転写用コロトロン５の間を通過し
て、トナー８の顕像が記録シート９に形成される（図１
参照）。この記録シート９はガイド１５に案内されて加
熱ロール１３と加圧ロール１４の間のニップ１２に到達
する。加熱ロール１３および加圧ロール１４は、記録シ
ート９をさらに進行させる方向に回転しており、両ロー
ルの間を記録シート９が進行する間に、両ロールによる
圧力および加熱ロール１３の熱によって、トナー８が記
録シート９に融着される。

【００２５】ここでトナー８の一部は、記録シート９に
融着されずに、加熱ロール１３に付着する。廃トナー１
８は、上側剥離爪１６と加熱ロール１３との間に溜まり
やすく、ここに溜まった廃トナー１８の一部は、上側剥
離爪１６が押し付けられている力および廃トナー１８全
体の重量により、再度加熱ロール１３に強固に付着す
る。そして、次に画像定着が行われる記録シート９が画
像定着装置１０に搬送されて来るときに、廃トナー１８
がニップ１２において加圧ロール１４にも付着する。

【００２６】このように上側剥離爪１６によって加熱ロ
ール１３に再付着させられて、加圧ロール１４に転移し
た廃トナー１８は、加圧ロール１４の回転に伴って清掃
部２４に到達し、ここで掻き落とされる。定着時に廃ト
ナー１８が付着するのは、加熱ロール１３の幅方向全体
であって、上側剥離爪１６に対応する位置に限られるわ
けではないが、前述のように上側剥離爪１６で押し付け
られること、および溜まった廃トナー１８の総重量によ
って、廃トナー１８が再付着しやすくなり、上側剥離爪
１６に対応する位置で最も廃トナー１８の量が多くな
る。したがって、この実施例では清掃部２４が、ロール
の軸線方向において上側剥離爪１６に対応する位置で廃
トナー１８を掻き落とすようにしている。

【００２７】こうして掻き落とされた廃トナー１８は、
清掃部２４の上面２４ａに堆積し、その後廃トナー１８
の量が増加することによって溝２８を通じて流出し、剥
離・清掃部材２０の先端部２３の下方に落下する。この
ように排出された廃トナー１８は、図示しない回収装置
で回収される。

【００２８】以上のようにして、加圧ロール１４に付着
した廃トナー１８を除去することができるので、次に画
像定着しようとする記録シート９がニップ１２の間を通
過する際に、加圧ロール１４から記録シート９の裏面に
廃トナー１８が転移して定着してしまうのが回避され
る。したがって、記録シート９の裏面の汚れを効果的に
防止することができる。

【００２９】一方、ニップ１２を通過した記録シート９
は、材質や環境といった条件に応じて、加熱ロール１３
または加圧ロール１４に付着せず、そのまま直進する場
合もあるが、加熱ロール１３または加圧ロール１４に巻
きついてしまうことも多い。一般には、顕像が形成され
ている表面がトナー８の融着によって加熱ロール１３に
付着する。この場合には、上側剥離爪１６が記録シート
９を加熱ロール１３から剥離する。

【００３０】逆に、記録シート９の両面に画像を形成す
る場合、大サイズの記録シート９に対して定着を行った
後、温度が上昇した状態で小サイズの記録シート９に対
して定着を行った場合、湿気を含んで重い記録シート９
に対して定着を行った場合には、記録シート９が下側に
湾曲し加圧ロール１４に付着しやすい。このように加圧
ロール１４に付着した記録シート９は、剥離・清掃部材
２０の下側剥離爪２５，２５によって剥離させられる。

【００３１】ここで下側剥離爪２５，２５が清掃部２４
と隣接して設けられているので、これらを離れた位置に
設けた場合に比べて、スペースを節約することができ、
これによって装置の大型化を避けることが可能である。
また、下側剥離爪２５，２５と清掃部２４は、剥離・清
掃部材２０に一体に設けられているので、部品数を増加
することがなく、製造工程を複雑化せずに済み、製造費
用を上昇させることがない。

【００３２】また、清掃部２４で加圧ロール１４の清掃
を行うと共に、下側剥離爪２５，２５で記録シート９の
剥離を行っているので、廃トナー中に硬くて研磨性の高
い物質が混入していたとしても下側剥離爪２５，２５は
その影響を受けず、下側剥離爪２５，２５が摩耗するこ
とによる記録シート９の剥離性や搬送性の低下が生じな
い。特に、この実施例では、廃トナー１８が清掃部２４
の上面２４ａに乗り上げたなら溝２８を通じて排出さ
れ、下側剥離爪２５，２５の上面２５ａには移動しない
ようになっているので、このような効果が顕著である。

【００３３】さらに、加圧ロール１４から除去した廃ト
ナーが下側剥離爪２５，２５に固着することもないの
で、これに起因する記録シート９の剥離性や搬送性の低
下も防止することが可能である。

【００３４】Ｃ．変更例 なお、前記の実施例においては、加熱ロール１３を上方
に配置し、加圧ロール１４を下方に配置しているが、こ
れに限られることなく、加熱ロール１３を下方に配置
し、加圧ロール１４を上方に配置することも可能であ
る。また、加圧ロール１４側に上側剥離爪１６のような
形状の第１の剥離爪を設け、加熱ロール１３側に下側剥
離爪２５，２５のような形状の第２の剥離爪を設けるこ
とも可能である。

【００３５】さらに、前記の実施例では、剥離・清掃部
材２０に清掃部２４と下側剥離爪２５，２５とを一体に
設けているが、これに限ることなく清掃部２４と下側剥
離爪２５，２５とを別々に形成してこれらを組合わせて
固定することも可能である。さらにまた、前記の実施例
は、加熱ロール１３と加圧ロール１４とが設けられた加
熱ロール方式の画像定着装置であるが、例えば圧力のみ
によって定着するトナー（例えばカプセルトナー）を用
いる圧力定着方式の装置のように、加熱ロールを使用せ
ず二つの加圧ロールの間のニップに記録シートを通過さ
せてトナー像を記録シートに定着させるようにした画像
定着装置に、この発明を適用することもできる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係る画
像定着装置によれば、第１の剥離手段に止められて第１
のロールにまず付着し、次いで第２のロールに付着した
廃トナーを清掃手段で除去することによって、記録シー
トの裏面の汚れを防止することが可能である。ここで、
第２の剥離手段が清掃手段に隣接して設けられているの
で、両者を離れた位置に設けた場合と比べて、スペース
を節約することができ、装置の大型化を避けることがで
きる。

【００３７】また、清掃手段で第２のロールの清掃を行
うと共に、第２の剥離手段で記録シートの剥離を行って
いるので、廃トナー中に硬くて研磨性の高い物質が混入
していたとしても第２の剥離手段はその影響を受けず、
第２の剥離手段が摩耗することによる記録シートの剥離
性や搬送性の低下が生じない。さらに、第２のロールか
ら除去した廃トナーが第２の剥離手段に固着することも
ないので、これに起因する記録シートの剥離性や搬送性
の低下も防止することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施例に係る画像定着装置が用
いられた画像形成装置の主要部の構成を示す断面図であ
る。

【図２】 実施例の画像定着装置を示す正面図である。

【図３】 実施例の画像定着装置を示す側面図である。

【図４】 実施例の画像定着装置に用いられる剥離・清
掃部材を示す図２におけるIV-IV線矢視図である。

【図５】 同剥離・清掃部材を示す図３におけるV-V線
矢視拡大図である。

【図６】 従来の画像定着装置が用いられた画像形成装
置の主要部の一例を示す断面図である。

【図７】 従来の画像定着装置においてトナーが加熱ロ
ールに付着した状態を示す正面図である。

【図８】 従来の画像定着装置においてトナーが加圧ロ
ールにも付着した状態を示す正面図である。

【図９】 従来の画像定着装置においてトナーが記録シ
ートの裏面に付着した状態を示す正面図である。

【符号の説明】

１ 感光体ドラム、２ 帯電用コロトロン、４ 現像装
置、５ 転写用コロトロン、６，７ レジストレーショ
ンロール、８ トナー、９ 記録シート、１０ 画像定
着装置、１２ ニップ、１３ 加熱ロール（第１のロー
ル）、１４ 加圧ロール（第２のロール）、１５ ガイ
ド、１６ 上側剥離爪（第１の剥離爪）、１８ 廃トナ
ー、２０ 剥離・清掃部材、２２ 基部、２３ 先端
部、２４ 清掃部（清掃手段）、２４ａ 上面、２４ｂ
下面、２５ 下側剥離爪（第２の剥離爪）、２５ａ
上面、２５ｂ 下面、２７ 突条、２８ 溝。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/20

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１のロールと、 この第１のロールに接触させられて第１のロールとの間
   に未定着トナー像が付着したシートを通過させるニップ
   が形成された第２のロールと、 前記第１のロールに接触させられて前記ニップを通過し
   た前記シートを前記第１のロールから剥離させる第１の
   剥離手段と、 前記ロールの軸線方向における前記第１の剥離手段と対
   応する位置に配置させられると共に、前記第２のロール
   に接触させられ、前記シートから前記第１のロールを介
   して前記第２のロールに付着した廃トナーを除去する清
   掃手段と、 前記清掃手段を挟むように隣接して設けられた一対の剥
   離手段であって、前記第２のロールに接触させられて前
   記ニップを通過した前記シートを前記第２のロールから
   剥離させる第２の剥離手段とを具備することを特徴とす
   る画像定着装置。
2. 【請求項２】 前記清掃手段の上面に連なる廃トナー排
   出用の溝をさらに具備することを特徴とする請求項１に
   記載の画像定着装置 。