JPH1020696A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】構造が簡単でコンパクトに構成され、長期間安
定した定着ローラへのオイル塗布とクリーニングを可能
にし、クリーニング部とオイル塗布部を容易に交換し得
る定着装置を提供する。 【解決手段】定着ローラ８にトナー離型用のシリコーン
オイル２を塗布するオイル塗布用ローラ９と、定着ロー
ラ８を清掃するクリーニングローラ１５とを一体のユニ
ット構造として着脱可能に配置する。オイル塗布用ロ−
ラ９を、クリーニングローラ１５よりも単位幅あたりの
圧接力を低く設定した。オイル塗布用ローラ９内部にシ
リコーンオイル２を収容して、このオイルがローラ表面
のオイル塗布層９−ｂにオイル規制層９−ｃを介して供
給される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、定着装置、特に定
着ローラのクリーニング機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱定着方式による定着装置では、静電気
力等によってトナー像が付着している用紙を定着用ロー
ラのニップ部を通過させることによって、用紙上のトナ
ーを加熱溶融し用紙に定着させている。

【０００３】通常、定着用ローラの表面には、フッ素樹
脂等のトナーが付着しにくい物質を被覆し、さらにシリ
コーンオイル等の離型剤を塗布するなどして、トナーが
定着ローラに付着することを防止している。

【０００４】しかし、上記の対策だけでは、実際には微
小量のトナーが定着ローラに付着し、この付着したトナ
ーがある程度増えると、印刷用紙上に余印字として表
れ、重大障害の原因となる。

【０００５】そこで、従来、定着用ローラにシリコーン
オイルを塗布しつつ、定着ローラを清掃する手段が一般
的に用いられてきた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図６〜図１１を用いて
この種定着装置のクリーニング機構の従来例及びその改
善すべき点について説明する。

【０００７】図６の従来例は、耐熱性フェルト１の毛細
管現象を利用して定着ローラ８にシリコーンオイル（以
下、単にオイルと称することもある）２を塗布しつつ、
トナーを清掃するという方式である。１１はヒータラン
プ、１２は押し付けローラである。

【０００８】この方式は、フェルト１が常時固定の状態
で定着用ローラ８に接触しているので、短期間でトナー
がフェルト１に堆積し、寿命に至る。すなわち、保守期
間が短いというのが短所である。

【０００９】図７の従来例は、清掃ウェブ巻取り方式で
あり、ウェブ３の汚れた部分が順次巻取られるので、寿
命的には向上するが、装置が大型になる。また、ウェブ
３の残量を検出する手段が必要であるため、装置が複雑
になる。

【００１０】図８の従来例は、オイルタンク４、オイル
移送ローラ５、オイル塗布ローラ６、ブレード７を備
え、オイル塗布ローラ６によりオイルを定着ローラ８に
塗布しつつ、ブレード７により定着ローラ８に付着した
過剰分のオイルや汚れを取り去る。

【００１１】この方式はオイル塗布ローラ６にトナーや
紙粉等の汚れが付着して目詰りが生じ易く、比較的短期
間にオイルの均一な付与が行なわれなくなる傾向があ
る。

【００１２】また、ブレード７に汚れが付着すると短期
間で定着ローラ８を傷つけてしまうという原因となる。

【００１３】図９は図８の変形例で、オイル塗布ローラ
９の内部にシリコーンオイル２を収容し、芯金部（層）
９−ａの小孔３１を通してオイル塗布層９−ｂにオイル
が供給されるが、シリコーンオイル２を規制する部材が
介在しないため、定着ローラ８へオイル２が余剰に供給
され印刷用紙をオイルで汚してしまうことがある。

【００１４】図１０の従来例もオイル塗布をローラ９で
行うもので、オイル塗布用ローラ９のオイル塗布部（オ
イル含浸層）９−ｂにフェルトまたはシリコンスポンジ
の如きトナーの拭き取り性の良い部材を用いるが、オイ
ル塗布用ローラ９の表面にトナーが堆積してくると均一
にオイルを塗布できなくなる。また、クリーニング部材
１０の表面に堆積してきたトナーより、定着ローラ８を
傷つけてしまうこともある。

【００１５】図１１に示す従来例は、オイル塗布部９と
クリーニング部１０をユニット１３に収容し、このユニ
ット３全体が着脱方式としてある。

【００１６】この従来例では、トナー等で汚れたクリー
ニングユニット１３を定着ローラ８の長手方向に引き抜
く方式で、引き抜く作業中に、クリーニングユニット１
３により定着ローラ８表面を傷つけてしまう場合があ
る。

【００１７】以上をまとめると、従来の定着装置のクリ
ーニング方式では、オイル塗布と定着ローラのクリーニ
ングとを長期間安定させることは仲々困難であり、かつ
定着ローラ８を傷つけずに容易にクリーニングユニット
を交換することは困難であった。

【００１８】本発明の目的は、上述のような諸問題を改
善して、構造が簡単でコンパクトに構成され、かつ長期
間安定した定着ローラへのオイル塗布とクリーニングを
行なうことができ、かつクリーニング部とオイル塗布部
を一体のユニット機構とすることにより、容易に交換す
ることが可能である定着装置を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明は、主に次のよう
に構成される。

【００２０】第１には、定着ローラにトナー離型用のオ
イルを塗布するオイル塗布用ローラと、前記定着ローラ
を清掃するクリーニングローラとを一体のユニット構造
として着脱可能に設け、前記オイル塗布用ロ−ラを、前
記クリ−ニングローラよりも単位幅あたりの圧接力を低
く設定した。

【００２１】このように構成すれば、オイル塗布用ロー
ラ及び定着ローラ間でのトナーや紙粉等の目詰り発生を
抑制でき、オイル塗布用ローラがトナー、紙粉等で汚れ
るのを防止し、定着ローラに長期間安定してオイルを塗
布できる。

【００２２】第２には、前記オイル塗布用ローラは該ロ
ーラ内部にオイル（トナー離型剤）を収容して、このオ
イルがローラ表面のオイル塗布層にオイル規制層を介し
て供給される構造とした。

【００２３】このように構成すれば、オイル塗布用ロー
ラへのオイル過剰供給が防止され、印刷用紙がオイルで
汚されるといった事態を防止できる。また、オイル塗布
量を一定量に規制することで、定着ローラに対して長期
間にわたり安定したオイル塗布が可能となる。また、定
着ローラ上のトナーを拭い去るクリーニング部材もロー
ラ（クリーニングローラ）により構成したので、クリー
ニングローラと定着ローラとの摺接を防止し、定着ロー
ラの余剰トナーをスムーズに拭い去って、定着ローラの
傷付きを防止する。

【００２４】また、定着ローラ用クリーニングユニット
（すなわち、オイル塗布用ローラとクリーニングローラ
とをユニットにより一体化したもの）を定着ローラの長
手方向に引き出すのではなく、定着ローラ上方に着脱方
式を採用することが可能であり、ユニット着脱時に定着
ローラを傷つけ事態をなくすことができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１〜図５
を用いて説明する。

【００２６】図１（ａ）は本実施形態の定着装置の構成
図である。

【００２７】定着ローラ８は、図示せぬ押付機構と回転
機構により押し付けローラ１２に押し付けられながら回
転し、印刷用紙２２上に転写されたトナー像２３を定着
する。

【００２８】定着ローラ８は、温度センサ１８により１
９０℃〜１８０℃に制御され、その表面はトナーとの離
型性を得るために、フッ素樹脂にて被覆されている。

【００２９】印刷用紙２２は、入口側ペーパガイド２０
上を通り、定着ローラ８と押し付けローラ１２によって
定着搬送され、分離爪１９によって定着ローラ８から剥
離され、出口側ペーパガイド２１を通り排出される。

【００３０】本例においては、定着時に生じたトナーに
よる汚れ（オフセット）を除去するために、シリコーン
ゴム（例えば発泡シリコーンゴム）等でつくられたクリ
ーニングローラ１５を、図示せぬ押し付け機構により定
着ローラ８に押し付けて、定着ローラ８に従動回転させ
て、定着ローラ８をクリーニングする。

【００３１】また、定着ローラ８へは、トナーの離型性
を増やすために、オイル塗布用ローラ９によってシリコ
ーンオイル２を一定量塗布している。オイル塗布用ロー
ラ９は保持機構（図４を用いて後述する）により保持さ
れ、自重にて定着ローラ８に押当り、従動回転すること
によりオイルを塗布する。

【００３２】クリーニングローラ１５とオイル塗布用ロ
ーラ９は、ハウジング１６により、保持機構とともに一
体ユニット構成となっており、クリーニングユニット１
７を構成している。

【００３３】図２は本実施形態に用いるオイル塗布用ロ
ーラ９の一部断面正面図である。

【００３４】本例のオイル塗布用ローラ９は、小孔（オ
イル通路孔）３１の開いた中空筒状の芯金部（芯金層）
９−ａの内部に、高粘度のシリコーンオイル２を封入し
てある。

【００３５】芯金部９−ａ上にオイル塗布層９−ｂが形
成してあるが、芯金部９−ａ・オイル塗布層９−ｂ間に
は、シリコーンオイル２が通孔３１を通して定着ローラ
８に所定量以上塗布されることを防止するためのオイル
規制部（オイル規制層）９−ｃが固定してある。

【００３６】芯金部９−ａには、熱伝導性を良くして内
部の高粘度シリコーンオイル２をすみやかに低粘度化
し、パワーオン直後の印刷開始時においても、シリコー
ンオイル２を均等に塗布することができるように、厚さ
１〜２mm程度のアルミパイプを用いた。２４はローラ支
持用のボスである。

【００３７】本装置の印刷速度は、６０枚／分であるの
で、芯金部９−ａに設けた小孔２５の直径をφ１mm、シ
リコーンオイル２の粘度を60,000ＣＳとし、オイルの塗
布量を（０.１mg）／（Ａ４サイズ１枚）とした。

【００３８】オイル塗布部９−ｂには、トナー汚れがつ
きにくくして、安定したオイル塗布を行なうために、パ
イル長４mm程度のＰＰＳ（ポニフェニレンサルファイ
ド）製のブラシを用いた。当社の実験においては、約９
０万枚印刷時まで、定着ローラ８のクリーニングとオイ
ル塗布を安定して行なうことが確認されている。

【００３９】図４は、本実施形態におけるクリーニング
ローラ１５とオイル塗布用ローラ９の取り付け機構を示
す断面図である。

【００４０】クリーニングローラ１５はオイル塗布用ロ
ーラ９よりも、定着ローラ８の回転方向に対して上流側
に配設されている。

【００４１】クリーニングローラ１５とオイル塗布用ロ
ーラ９は、耐熱樹脂(本実施例においてはベスペル：デ
ュポン社商品名)製のローラ軸受２６（２６−ａ、２６
−ｂ）に保持されている。

【００４２】ハウジング１６のローラ軸方向左右両サイ
ドには、ローラ軸受装着用のブロック２８がねじ２５に
より固定され、上記したローラ軸受２６は、おのおのブ
ロック２８の溝部（軸受支持溝）２８−ａ、２８−ｂに
スライド可能（スライド方向はローラ径方向）に配設さ
れる。

【００４３】このうち、クリーニングローラ１５側のロ
ーラ軸受２６−ａは、溝部２８−ａに内装したスプリン
グ３０のばね荷重により付勢されるため、クリーニング
ローラ１５が上記ばね荷重を受けて定着ローラ８表面に
押し付けられる。このばね荷重は圧力調整用ねじ２４に
て調整される。すなわち、クリーニングローラ１５につ
いては、定着ローラ８に一定のニップ幅を持って押し付
けることで、定着ローラ８上の汚れを清掃する必要があ
るので、ローラ軸受２６−ａのハウジング１６方向か
ら、ブロック２８に固定された圧力調整用ネジ２４にて
所定のニップ幅が出るよう調整される。

【００４４】本例においては、定着用ローラ８の直径を
φ６０、クリーニングローラ１５の直径をφ３２とし
て、クリーニングローラ１５の定着ローラ８に対するニ
ップ幅を３mm〜４mmとした。

【００４５】一方、オイル塗布用ローラ９は、ローラ９
の自重により定着ローラ８に接触する。

【００４６】すなわち、オイル塗布用ローラ９に関して
は、定着ローラ８とのニップ幅をクリーニングローラ１
５のように多くとると、オイル塗布用ローラ９の表面が
トナー等で汚れ、やがて印刷枚数が増えるとオイル塗布
量が減少するという不具合がある。そこで、本例におい
ては、オイル塗布用ローラ９の直径をφ３２とし、かつ
内封されているシリコーンオイル２の量を１００ｇと
し、オイル塗布用ローラ９の自重にて定着ローラ８との
ニップ幅が１〜２mmとなるように、ボス部２４の重量を
設定した。

【００４７】オイル塗布用ローラ９は自重、クリーニン
グローラ１５は圧力を加えて定着ローラ８に押し付けら
れるので、これによって、オイル塗布用ロ−ラ９がクリ
−ニングローラ１５よりも単位幅あたりの圧接力が低く
設定される。

【００４８】このように設定すれば、上記したようにオ
イル塗布用ローラ９及び定着ローラ８間でのトナーや紙
粉等の目詰り発生を抑制でき、オイル塗布用ローラがト
ナー、紙粉等で汚れるのを防止、定着ローラに長期間安
定してオイルを塗布できる。

【００４９】また、図１（ｂ）の特性図から明らかなよ
うに、オイル塗布用ローラの定着ローラへの接触圧を低
くすることで、定着ローラ８に対するオイル塗布量の過
剰供給を防止することができる。

【００５０】オイル塗布用ローラ９とクリーニングロー
ラ１５は、ブロック２８にて保持され、ブロック２８は
ハウジング１６にて一体に保持されることで、一体のク
リーニングユニット２８として印刷装置本体に着脱可能
となっている。

【００５１】次に、図５を用いてクリーニングユニット
１７の着脱機構を説明する。

【００５２】図５は、本実施例におけるクリーニングユ
ニット１７の着脱方式を示す模式図である。クリーニン
グユニット１７は、定着ローラ８を保持している定着フ
レーム２６上のシャフト２７に、スナップフィット方式
にて上方より着脱される。本方式によれば、クリーニン
グユニット１７を着脱する時に、定着ローラ８上を擦る
ことがなく、容易に着脱することが可能である。

【００５３】本例によれば、定着ローラ８表面に接触す
るオイル塗布用ローラ９のオイル塗布層９−ｂやオイル
規制層９−ｃを工夫し、クリーニングローラと一体のユ
ニット構造とし、定着ローラ上にワンタッチで着脱でき
るように配設したことによって、長期間安定したクリー
ニングを行なうことができる小型のクリーニングユニッ
トを、また、クリーニング部材の保守点検，交換を容易
にする定着装置を提供することができる。

【００５４】さらに、オイル塗布用ローラ９及びクリー
ニングローラ１５は径方向にスライド可能であるので、
これらのローラと定着ローラ間に無理な圧接力が加わろ
うとしても、その力を逃すことができ、これにより上記
のトナー、紙粉等の目づまりをより一層なくすことがで
きる。

【００５５】本発明は、定着ローラ側のトナー清掃する
場合を説明したが、押付ローラ側にも適用できる。本発
明においては、オイル塗布用ローラのオイル塗布層の耐
熱性ブラシ剤にＰＰＳ材を用いたが、他の耐熱性ブラシ
材を用いても同様の効果が得られる。本発明において
は、スナップフィット方式を用いて上部より着脱する方
法を示したが、定着ローラの上部より着脱する方式であ
れば、他の方式を用いても良い。

【００５６】

【発明の効果】本発明によれば、構造が簡単でコンパク
トに構成され、かつ長期間安定した定着ローラへのオイ
ル塗布とクリーニングを行なうことができ、かつクリー
ニング部とオイル塗布部を一体のユニット機構とするこ
とにより、容易に交換することが可能である定着装置を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の実施形態に係る断面図、
（ｂ）はオイル塗布ローラ押圧量−オイル塗布量特性
図。

【図２】上記実施形態に用いるオイル塗布用ローラの概
念図。

【図３】図２に示したオイル塗布用ローラの一部拡大
図。

【図４】上記実施形態の定着装置についてクリーニング
ユニットの支持構造を示した断面図。

【図５】本実施形態のクリーニングユニットの着脱方式
を示した図。

【図６】定着装置の従来例を示した図。

【図７】定着装置の従来例を示した図。

【図８】定着装置の従来例を示した図。

【図９】定着装置の従来例を示した図。

【図１０】定着装置の従来例を示した図。

【図１１】定着装置の従来例を示した図。

【符号の説明】

８…定着ローラ、９…オイル塗布用ローラ、９−ａ…芯
金部、９−ｂ…オイル塗布部（層）、９−ｃ…オイル規
制部（層）、１０…クリーニング部材、１１…ヒータラ
ンプ、１２…押し付けローラ、１６…ハウジング、１７
…クリーニングユニット。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】定着ローラにトナー離型用のオイルを塗布
   するオイル塗布用ローラと、前記定着ローラを清掃する
   クリーニングローラとを一体のユニット構造として着脱
   可能に設け、前記オイル塗布用ロ−ラを前記クリ−ニン
   グローラよりも単位幅あたりの圧接力を低く設定したこ
   とを特徴とする定着装置。
2. 【請求項２】定着ローラにトナー離型用のオイルを塗布
   するオイル塗布用ローラと、前記定着ローラを清掃する
   クリーニングローラとを一体のユニット構造として着脱
   可能に設け、前記オイル塗布用ローラは該ローラ内部に
   前記オイルを収容して、このオイルが前記オイル塗布用
   ローラ表面のオイル塗布層にオイル規制層を介して供給
   される構造としたことを特徴とする定着装置。
3. 【請求項３】前記オイル塗布用ローラは、小孔の開いた
   中空部材の内部にトナー離型剤としてのシリコーンオイ
   ルを収納し、前記中空部材の外側にオイル規制層と表面
   が耐熱繊維からなるブラシ状のオイル塗布層を有してな
   る請求項１又は請求項２記載の定着装置。
4. 【請求項４】前記クリーニングローラは圧力調整機構に
   より調整された圧力で定着ローラに押し付けられ、前記
   オイル塗布用ローラは自重にて前記定着ローラに接触す
   るようにしてある請求項１ないし請求項３のいずれか１
   項記載の定着装置。
5. 【請求項５】前記クリーニングローラ及びオイル塗布用
   ローラのユニットは、定着ローラの上方より着脱する機
   構を備えた請求項１ないし請求項４のいずれか１項記載
   の定着装置。
6. 【請求項６】前記クリーニングローラ及びオイル塗布用
   ローラの各軸受を耐熱樹脂で構成し、これをローラ径方
   向にスライド可能な軸受支持溝に嵌装した請求項１ない
   し請求項５記載のいずれか１項記載の定着装置。
7. 【請求項７】前記クリーニングローラの材質が発泡シリ
   コーンゴムである請求項１ないし請求項６のいずれか１
   項記載の定着装置。