JPH0863032A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】定着ローラ上の残留トナーを効率良くクリーニ
ングすることのできる安価で長寿命な定着装置を提供す
る。 【構成】ヒートローラ２１と加圧ローラ２２を使用して
転写材５０に磁性トナーＴ１を定着させる。磁石で形成
された芯金２３ａの外周に多孔質弾性体２３ｂを被覆し
てなるクリーニングローラ２３を、ヒートローラ２１も
しくは加圧ローラ２２の少なくとも一方に接触回転自在
に配設して、ヒートローラ２１もしくは加圧ローラ２２
に付着したトナーを除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機及びプリンタ等
における定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機及びプリンタ等における定
着装置として、ヒートローラを用いた定着装置が知られ
ている。この定着装置では、その定着時にヒートローラ
及び加圧ローラに残留した現像剤（トナー）や紙粉など
の異物による画像汚れの発生がしばしば問題となる。こ
うした問題に関連した従来技術としては、以下のような
技術が提案されている。

【０００３】（１）一対の定着ローラのうち、少なくと
も、トナー像が接する側のローラに、同ローラ上の、定
着後の残留トナーを転移せしめるためのクリーニング部
材を接触させ、且つ、上記クリーニング部材の内部に、
トナー転移部に接近してトナーを引き付けるための磁石
を設ける（特開昭５７−７６５８１号公報記載の「定着
装置のクリーニング装置」）。

【０００４】（２）定着ローラをクリーニングするフェ
ルトと、該フェルトの挿入部とからなる定着ローラクリ
ーニング装置において、前記挿入部のフェルト当接部に
磁石を取着するとともに、該フェルト挿入部に嵌め込む
フェルト内に、前記磁石と対応する磁性体材料を具備せ
しめる（特開昭５８−９１４８０号公報記載の「定着ロ
ーラクリーニング装置」）。

【０００５】（３）定着ロールとバックアップロールと
を備えた接触加熱定着装置において、表面にスポンジゴ
ム層を有するクリーニングロールを少なくとも前記どち
らか一方のロールに接触させる（特開昭５３−８９４４
０号公報記載の「接触加熱定着装置用クリーニング機
構」）。

【０００６】（４）少なくとも一方が加熱ロールである
一対の定着ロールを互いに圧接せしめ、該定着ロール間
にトナー像を支持する支持体を通過せしめると共に、前
記トナー像と接する側の定着ロールにクリーニング部材
を当接してなる加熱定着装置において、前記クリーニン
グ部材として、内部にスパイラル状の複数個の磁石を有
する磁石ロールを保持した円筒状の弾性ブレードを用
い、該ブレードを前記定着ロールと同方向に回転させる
（実開昭６０−１４５４６１号公報記載の「加熱定着装
置」）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記従来の
定着装置では、定着ローラのクリーニング部材として、
クリーニングパットやクリーニングローラ、及び、ウエ
ーブクリーニングなどが用いられている。しかしなが
ら、クリーニングパットは寿命が短く、クリーニングロ
ーラは画像形成動作時にクリーニングローラ表面の汚れ
を定着ローラに逆転移させて画質を悪化させる不具合が
ある。また、ウエーブクリーニングは、上記のクリーニ
ングパットよりも長寿命であるが、定期交換を必要と
し、且つ、その駆動機構が複雑であるため、コスト高と
なる不具合がある。

【０００８】また、前記従来技術のように、磁石を設け
たクリーニング部材は、磁性トナーのクリーニングに対
してはある程度有効であるが、非磁性トナーを効率良く
クリーニングすることができない。

【０００９】この発明は、上述の点に鑑みてなされたも
のであって、その目的は、定着ローラ上の残留トナー
（磁性トナー）を効率良くクリーニングすることのでき
る安価で長寿命な定着装置を提供することにある（請求
項１）。

【００１０】また、本発明の他の目的は、定着ローラ上
の残留トナー（非磁性トナー）を効率良くクリーニング
することのできる安価で長寿命な定着装置を提供するこ
とにある（請求項２）。

【００１１】また、本発明の他の目的は、定着ローラの
表面に傷などのダメージを与えることなく、定着ローラ
上の残留トナー（非磁性トナー）を効率良くクリーニン
グすることのできる安価で長寿命な定着装置を提供する
ことにある（請求項３）。

【００１２】また、本発明の他の目的は、クリーニング
部のニップ幅を広くして、定着ローラ上の残留トナー
（非磁性トナー）をより効率良くクリーニングすること
のできる安価でより長寿命な定着装置を提供することに
ある（請求項４）。

【００１３】また、本発明の他の目的は、定着ローラ上
の残留トナー（非磁性トナー）を効率良くクリーニング
することができ、且つ、非定着時におけるヒートローラ
の熱のクリーニングローラへの拡散を防止してヒートロ
ーラの立上り時間を短縮することができる安価で長寿命
な定着装置を提供することにある（請求項５）。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決するために、請求項１では、ヒートローラと加圧ロ
ーラを使用して転写材に磁性トナーを定着させる定着装
置において、磁石で形成された芯金の外周に多孔質弾性
体を被覆してなるクリーニングローラを、上記ヒートロ
ーラもしくは加圧ローラの少なくとも一方に接触回転自
在に配設した構成とする。

【００１５】また、請求項２では、ヒートローラと加圧
ローラを使用して転写材に磁性トナーまたは非磁性トナ
ーを定着させる定着装置において、磁石で形成された芯
金の外周に球形状をした微細な磁性粉を付着させてなる
クリーニングローラを、上記ヒートローラもしくは加圧
ローラの少なくとも一方に上記磁性粉のみを接触させて
回転自在に配設した構成とする。

【００１６】また、請求項３では、上記磁性粉の各粒子
が、テフロン被膜で覆われている構成とする。

【００１７】また、請求項４では、上記の磁石で形成さ
れた芯金の外周に球形状をした微細な磁性粉を付着させ
てなるクリーニングローラが、上記ヒートローラもしく
は加圧ローラの少なくとも一方に複数本配設されてなる
構成とする。

【００１８】また、請求項５では、上記転写材にトナー
像を定着させる定着動作時には上記ヒートローラもしく
は加圧ローラに上記磁性粉が接触し、その他の時には上
記ヒートローラもしくは加圧ローラに対して上記磁性粉
が非接触となる状態に、上記ヒートローラもしくは加圧
ローラに対して上記クリーニングローラを接離させるク
リーニングローラ接離手段を具備する構成とする。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて詳細に
説明する。

【００２０】図１に本発明の定着装置が搭載されたプリ
ンタの概略断面図を示す。図１において、プリンタ本体
１０に装着された給紙カセット１１から矢印ａ方向に給
紙された転写材５０は、一対のレジストローラ１２によ
り所定のタイミングでドラム状の感光体１３へ搬送され
る。

【００２１】感光体１３は、図１において時計方向に回
転駆動され、先ず、その表面が帯電チャージャ１４によ
って一様に帯電され、次いで、レーザ光学系１５からレ
ーザ光が照射されることによって、その表面に静電潜像
が形成される。

【００２２】この静電潜像は、現像器１６を通過する際
に、磁性もしくは非磁性のトナーによって可視像化され
る。

【００２３】この可視像化されたトナー像は、感光体１
３へ搬送された転写材５０上へ転写チャージャ１７によ
って転写された後、定着装置１８によって転写材５０上
に定着される。

【００２４】このトナー像の定着された転写材５０は、
排紙ローラにより所定の排紙経路に沿って搬送され、プ
リンタ本体１０の排紙部１９に排紙される。

【００２５】一方、転写材５０に対してトナー像を転写
した後の感光体１３は、このトナー像転写工程において
転写材５０上に転写されずに感光体表面に残留したトナ
ーが、クリーニング器２０により除去されることによっ
て、次の静電潜像の作像に備えるべくクリーニングされ
る。

【００２６】図２に、本発明の請求項１記載の定着装置
の実施例を示す。この定着装置は、図示しないヒータを
内蔵したヒートローラ２１と、このヒートローラ２１に
圧接する加圧ローラとを使用して、転写材５０に磁性ト
ナーを定着させる定着装置であって、ヒートローラ２１
もしくは加圧ローラ２２の少なくとも一方（本実施例で
はヒートローラ２１）に、クリーニングローラ２３を接
触回転自在に配設して構成されている。

【００２７】本実施例におけるクリーニングローラ２３
は、図２に示すように、磁石で形成された芯金２３ａの
外周に、例えば、スポンジや発泡シリコンゴム等からな
る多孔質弾性体２３ｂを被覆して構成されている。

【００２８】また、本実施例におけるクリーニングロー
ラ２３は、例えば、コイルスプリングや板バネ等の加圧
手段（図示せず）により、ヒートローラ２１に対して所
定の圧力で加圧されており、図２において、時計方向に
回転するヒートローラ２１との加圧接触による連れ廻り
によって反時計方向に回転される。

【００２９】このとき、例えば、クリーニングローラ２
３に支軸に制動を掛けるように構成して、このクリーニ
ングローラ２３の連れ廻り速度が、ヒートローラ２１の
回転速度よりも遅くなるように構成してもよく、あるい
は、図示しないギヤ列等の駆動系により、ヒートローラ
２１の回転に対して逆らう方向に、このクリーニングロ
ーラ２３を強制的に逆回転させてもよい。

【００３０】本実施例の定着装置によれば、ヒートロー
ラ２１もしくは加圧ローラ２２の少なくとも一方（本実
施例ではヒートローラ２１）に接触回転自在に配設され
たクリーニングローラ２３が、図２に示すように、磁石
で形成された芯金２３ａの外周に、例えば、スポンジや
発泡シリコンゴム等からなる多孔質弾性体２３ｂを被覆
して構成されているので、ヒートローラ２１の表面に付
着した磁性トナーＴ１は、芯金２３ａの磁力によって、
多孔質弾性体２３ｂ側に引き付けられてヒートローラ２
１の表面から除去された後、この多孔質弾性体２３ｂの
多孔質層内に引き込まれて保持される。

【００３１】また、本実施例の定着装置によれば、クリ
ーニングローラ２３の外周がスポンジや発泡シリコンゴ
ム等からなる多孔質弾性体２３ｂで構成されているの
で、この多孔質弾性体２３ｂに離型オイルを含浸させる
ことによって、このクリーニングローラ２３にオイル塗
付ローラとしての機能を持たせることができる。

【００３２】図３に、本発明の請求項２記載の定着装置
の実施例を示す。本実施例におけるクリーニングローラ
２４は、磁石で形成された芯金２４ａの外周に球形状を
した微細な磁性粉２４ｂを付着させて構成されている。
ここで、磁性粉２４ｂとしては、例えば、２成分現像剤
のキャリアなどが使用される。また、このクリーニング
ローラ２４は、ヒートローラ２１もしくは加圧ローラ２
２の少なくとも一方（本実施例ではヒートローラ２１）
に、磁性粉２４ｂのみが接触するように、その芯金２４
ａが、微小隙間ｓを隔てて回転自在に配設されている。

【００３３】図３において、ヒートローラ２１が時計方
向に回転すると、このヒートローラ２１の表面が、磁性
粉２４ｂによりバレル研磨されるようにして、クリーニ
ングされる。これにより、ヒートローラ２１の表面に付
着した磁性トナーＴ１は、芯金２４ａの磁力によって、
磁性分２４ｂ側に引き付けられてヒートローラ２１の表
面から除去され、この磁性分２４ｂの中に保持される。

【００３４】本実施例のクリーニングローラ２４は、上
述のように、微細な磁性粉２４ｂで付着トナーをクリー
ニングするので、付着トナーが非磁性トナーＴ２の場合
でもクリーニングが可能となる。

【００３５】また、本実施例のクリーニングローラ２４
は、図２に示した実施例と同様に、対応するローラ（ヒ
ートローラ２１）の回転に連れ廻りするように構成して
もよいが、図示しないギヤ列等の駆動系により、ヒート
ローラ２１の回転に対して逆らう方向に、このクリーニ
ングローラ２４を強制的に逆回転させれば、より効果的
に付着トナーを除去できる。

【００３６】更に、本実施例のクリーニングローラ２４
の磁性粉２４ｂとしては、その各粒子をテフロン被膜で
被覆したものを使用してもよい。このように、各粒子を
テフロン被膜で被覆した磁性粉２４ｂを使用することに
より、この磁性粉２４ｂが接触するローラ（ここでは、
ヒートローラ２１）の表面などに傷を付ける虞れがなく
なり、磁性粉２４ｂが接触するローラの寿命を延ばすこ
とができる。

【００３７】図４に、本発明の請求項４記載の定着装置
の実施例を示す。本実施例の定着装置は、図２に示した
実施例のクリーニングローラ２４を複数本（図では２
本）併設して構成される。ここで、各クリーニングロー
ラ２４は、前記実施例と同様、ヒートローラ２１もしく
は加圧ローラ２２の少なくとも一方（本実施例ではヒー
トローラ２１）に、磁性粉２４ｂのみが接触するよう
に、その芯金２４ａが、微小隙間ｓを隔てて回転自在に
配設される。

【００３８】これにより、各クリーニングローラ２４の
クリーニング部のニップ幅をより広くすることができ、
ヒートローラ２１の表面に付着した磁性トナーＴ１は、
各クリーニングローラ２４の芯金２４ａの磁力によっ
て、磁性分２４ｂ側に引き付けられてヒートローラ２１
の表面からより確実に除去され、この磁性分２４ｂの中
に保持される。

【００３９】本実施例の各クリーニングローラ２４は、
上述のように、微細な磁性粉２４ｂで付着トナーをクリ
ーニングするので、付着トナーが非磁性トナーＴ２の場
合でもクリーニングが可能となる。

【００４０】また、本実施例の各クリーニングローラ２
４は、図２に示した実施例と同様に、対応するローラ
（ヒートローラ２１）の回転に連れ廻りするように構成
してもよいが、図示しないギヤ列等の駆動系により、図
４に示すように、各クリーニングローラ２４の磁性粉２
４ｂが各クリーニングローラ２４の間に集中するよう
に、それぞれ強制的に回転させれば、より効果的に付着
トナーを除去でき、且つ寿命の面でもよい。

【００４１】更に、本実施例のクリーニングローラ２４
として、スパイラル状に着磁した２本のローラを使用
し、これら２本のローラ上を磁性粉２４ｂが循環するよ
うに構成することにより、磁性粉２４ｂの寿命を延ばす
ことができる。ここで、スパイラル状に着磁したローラ
としては、例えば、「国際技術情報誌Ｍ＆Ｅ」，１９９
４年１月号，４７頁、記載のローラなどが使用される。

【００４２】ところで、上述のような磁性粉２４ｂを用
いたクリーニングローラ２４の場合には、その磁性粉２
４ｂの磁力の低下によって、そのクリーニング性が低下
して寿命が短くなる不具合がある。この不具合を解消し
た実施例を図５に示す。本実施例のクリーニングローラ
２４は、スパイラル状に着磁された芯金２４ａの周囲
に、クリーニングローラ２４の一方（図では左方）の端
部に配設された磁性粉供給装置２５により供給される磁
性粉２４ｂを付着させると共に、芯金２４ａの回転によ
り図５の矢印方向に移動する磁性粉２４ｂを、クリーニ
ングローラ２４の他方（図では右方）の端部に配設され
た磁性粉回収装置２６で回収するように構成される。

【００４３】ここで、芯金２４ａは、駆動モータ２７及
び駆動ギヤ２８，２９を介して、磁性粉２４ｂが、ヒー
トローラ２１または加圧ローラ２２の周面に接触しなが
ら、図５の矢印方向に移動する方向に回転される。

【００４４】また、磁性粉回収装置２６は、芯金２４ａ
の端部周面に接して、この芯金２４ａの周面に付着した
磁性粉２４ｂを掻き落すための回収ブレード２６ａと、
この回収ブレード２６ａにより掻き落された磁性粉２４
ｂを収容する回収容器２６ｂとで構成されている。

【００４５】この磁性粉回収装置２６の回収容器２６ｂ
内に回収された磁性粉２４ｂは、この回収容器２６ｂに
配置された満杯検知器（例えば、透過センサなど）の作
動により、オペレータにより廃棄される。

【００４６】本実施例によれば、クリーニングローラ２
４の芯金２４ａに対して、初期の磁力を有する新たな磁
性粉２４ｂが随時供給されるので、高いクリーニング効
果が常に維持され、その長寿命化が可能となる。

【００４７】ところで、図２乃至図５に示した実施例の
ように、定着ローラ（ヒートローラ２１及び加圧ローラ
２２）に付着したトナーを磁性粉２４ｂの接触回転によ
り除去するように構成した場合には、定着装置のヒート
ローラ２１もしくは加圧ローラ２２の熱が、これに接す
る磁性粉２４ｂを通して拡散（放熱）されてしまうた
め、ヒートローラ２１の熱効率が悪化し、定着装置の立
上り時間が長くなる不具合がある。そこで、上記実施例
において、転写材５０にトナー像を定着させる定着動作
時には、ヒートローラ２１もしくは加圧ローラ２２に磁
性粉２４ｂが接触し、その他の時には、ヒートローラ２
１もしくは加圧ローラ２２に対して磁性粉２４ｂが非接
触となる状態に、ヒートローラ２１もしくは加圧ローラ
２２に対してクリーニングローラ２４を接離させるクリ
ーニングローラ接離手段を設ける（請求項５記載の構
成）。

【００４８】ここで、クリーニングローラ接離手段３０
は、例えば、図３に示すように、ヒートローラ２１に対
してクリーニングローラ２４を接離自在に支持するロー
ラ支持アーム３０ａを、ソレノイド３０ｂのオン／オフ
により揺動させて、ヒートローラ２１に対してクリーニ
ングローラ２４を接離するように構成される。

【００４９】このように、クリーニングローラ接離手段
３０により、定着装置の非定着動作時（不使用時もしく
は待機時）に、ヒートローラ２１もしくは加圧ローラ２
２に対して磁性粉２４ｂを非接触状態にすることによっ
て、この非定着時におけるヒートローラ２１の熱のクリ
ーニングローラ２４への拡散が防止されるので、定着装
置の立上り時間を短縮する（熱容量を小さくする）こと
ができると共に、磁性粉２４ｂ、及びこの磁性粉２４ｂ
が接するローラの寿命を延ばすことができる。

【００５０】

【発明の効果】本発明によれば、上述したように、請求
項１では、定着ローラ（ヒートローラまたは加圧ロー
ラ）上に付着した磁性トナーを、クリーニングローラの
多孔質弾性体の中に保持することができるので、クリー
ニングローラのクリーニング性の向上、及び、長寿命化
を図ることができる。また、クリーニングローラの周面
が多孔質弾性体で形成されるので、例えば、定着性の向
上のためにヒートローラが鼓形状に形成されているよう
な場合でも、ヒートローラの全周面（特に中央部の周
面）に対してクリーニングローラを一様に接触させるこ
とができ、そのクリーニング効果を高めることができ
る。

【００５１】請求項２では、定着ローラの表面に微細な
磁性粉を接触させているので、定着ローラの表面をバレ
ル研磨する効果があり、定着ローラ上の付着トナーを、
クリーニングローラの磁性粉の中に保持して、クリーニ
ングローラのクリーニング性の向上、及び、長寿命化を
図ることができ、また、非磁性トナー及び磁性トナーの
何れのトナーでもクリーニングすることができる。

【００５２】請求項３では、磁性粉の各粒子がテフロン
被膜で覆われているので、その接触により定着ローラの
表面を傷つけることがなく、定着ローラの寿命を延ばす
ことができる。

【００５３】請求項４では、クリーニングローラが複数
本配設されているので、定着ローラのクリーニング部の
ニップ幅が広くなり、クリーニング効果がより向上され
ると共に、より多くの磁性粉を保持できるので、そのク
リーニング効果が長く持続される。

【００５４】請求項５では、定着装置の定着動作時にの
み定着ローラに磁性粉が接触するので、装置立上り時の
熱容量を小さく抑えることができ、その立上り時間を短
縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の定着装置が搭載されたプリンタの概略
断面図である。

【図２】本発明の請求項１記載の定着装置の実施例にお
けるクリーニング部の概略断面図である。

【図３】本発明の請求項２記載の定着装置の実施例の概
略断面図である。

【図４】本発明の請求項４記載の定着装置の実施例の概
略断面図である。

【図５】本発明の請求項２記載の定着装置の他の実施例
の概略断面図である。

【符号の説明】

１８ 定着装置 ２１ ヒートローラ ２２ 加圧ローラ ２３ クリーニングローラ ２３ａ 芯金 ２３ｂ 多孔質弾性体 ２４ クリーニングローラ ２４ａ 芯金 ２４ｂ 磁性粉 ３０ クリーニングローラ接離手段 Ｔ１ 磁性トナー Ｔ２ 非磁性トナー

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ヒートローラと加圧ローラを使用して転写
   材に磁性トナーを定着させる定着装置において、磁石で
   形成された芯金の外周に多孔質弾性体を被覆してなるク
   リーニングローラを、上記ヒートローラもしくは加圧ロ
   ーラの少なくとも一方に接触回転自在に配設したことを
   特徴とする定着装置。
2. 【請求項２】ヒートローラと加圧ローラを使用して転写
   材に磁性トナーまたは非磁性トナーを定着させる定着装
   置において、磁石で形成された芯金の外周に球形状をし
   た微細な磁性粉を付着させてなるクリーニングローラ
   を、上記ヒートローラもしくは加圧ローラの少なくとも
   一方に上記磁性粉のみを接触させて回転自在に配設した
   ことを特徴とする定着装置。
3. 【請求項３】上記磁性粉の各粒子が、テフロン被膜で覆
   われていることをことを特徴とする請求項２記載の定着
   装置。
4. 【請求項４】上記の磁石で形成された芯金の外周に球形
   状をした微細な磁性粉を付着させてなるクリーニングロ
   ーラが、上記ヒートローラもしくは加圧ローラの少なく
   とも一方に複数本配設されてなることを特徴とする請求
   項２記載の定着装置。
5. 【請求項５】上記転写材にトナー像を定着させる定着動
   作時には上記ヒートローラもしくは加圧ローラに上記磁
   性粉が接触し、その他の時には上記ヒートローラもしく
   は加圧ローラに対して上記磁性粉が非接触となる状態
   に、上記ヒートローラもしくは加圧ローラに対して上記
   クリーニングローラを接離させるクリーニングローラ接
   離手段を具備することを特徴とする請求項２乃至請求項
   ４記載の定着装置。