JPH1138816A - 定着装置のクリーニング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 定着装置のクリーニング装置において、定着
部材上の残留トナーをより確実な回収を図る。 【解決手段】 転動可能な定着部材１の表面を清掃する
定着装置のクリーニング装置において、定着部材１に当
接し且つ前記定着部材１に従動回転するクリーニングロ
ール２と、前記クリーニングロール２と当接するクリー
ニングウェブ３とを備え、前記クリーニングウェブ３
は、クリーニングロールとの接触域ｎにおいてクリーニ
ングロール２と同方向に移動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリンタ
ー、ファクシミリ等の画像形成装置において、定着装置
を清掃するクリーニング装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式を採用した複写機等の画像
形成装置では、通常、記録材上に転写したトナー像を定
着させるために加熱・加圧式定着装置が設けられてい
る。このような定着装置では、記録材上に定着されなか
った残留トナーが加熱ロールや加圧ロール上に残ってし
まうことがあるため、これらの残留トナーを定着装置か
ら除去する手段としてクリーニング装置が設けられてい
る。

【０００３】従来この種の定着装置のクリーニング装置
としては、図７（ａ）に示すように、ヒーターが内蔵さ
れた定着ロール９１と、この定着ロール９１に圧接配置
される加圧ロール９２と、送り出しロール９４と巻き取
りロール９５とに張架され、圧接ロール９６によって前
記定着ロール９１と摺接するように配設されたクリーニ
ングウェブ９３とを有し、前記クリーニングウェブ９３
を定着ロール９１との当接面において逆方向に移動さ
せ、定着ロール９１表面の残留トナーを前記クリーニン
グウェブ９３に転移させることによって定着ロール９１
表面をクリーニングする技術が既に提供されている（例
えば実開昭６１−１７６５７３号公報参照）。

【０００４】しかしながら、本先行技術のタイプにあっ
ては、例えば１分間にＡ４横置きで６０枚程度の画像を
形成する高速の画像形成装置に適用し連続して画像を形
成する場合、クリーニングウェブによって取り去ること
ができなかった残留トナーが定着ロール９１上に筋状に
残る、すなわちクリーニング性が低下するという技術的
課題が生じる。

【０００５】また、従来における他の態様の定着装置用
のクリーニング装置としては、図７（ｂ）に示すよう
に、ヒーターが内蔵された加熱定着ロール１０１に接触
配置されて当該接触部位において同方向に回転するクリ
ーニングロール（本例ではヒーター内蔵で外部加熱ロー
ルを兼用）１０３を備え、定着速度の高速対応を改善す
ることを目的としたものが既に提供されている（例えば
特開昭５３−１５１４６号公報参照）。尚、本先行例で
は、加熱定着ロール１０１へのオイル塗布ロール１０４
及び加圧定着ロール１０２のクリーニングロール１０５
にも夫々ヒーターが内蔵されており、更に、定着速度の
高速対応が改善されている。

【０００６】この種の定着装置において、クリーニング
ロール１０３としては、例えば加熱定着ロール１０１よ
りも表面エネルギーの高い金属が好ましく、その表面が
平滑な場合には、ブレード方式のクリーニング装置１０
６のブレード１０６ａが接触配置されている。このと
き、定着時に加熱定着ロール１０１に付着したトナー
は、更に付着しやすいクリーニングロール１０３に転移
した後、クリーニング装置１０６のブレード１０６ａに
より回収容器１０６ｂに回収されるようになっている。
但し、クリーニングロール１０３の表面が軸方向に多数
の細かい溝を有するような態様にあっては、これらの溝
にトナーが溜まることになるため、前記クリーニング装
置は不要とされている。

【発明が解決しようとする課題】

【０００７】しかしながら、このようなタイプの定着装
置にあっては、以下のような技術的課題がみられる。す
なわち、クリーニングロール１０３の表面が多数の細か
い溝を有する態様にあっては、この溝の存在により、特
に、弾性層を有するソフトロールからなる加熱定着ロー
ル１０１の表面を研磨してしまう虞れがあるほか、クリ
ーニングロール１０３の表面にオイル筋を作ってしまっ
たり、或いは、トナーの堆積場所、量が不特定であるこ
とに伴って加熱定着ロール１０１の接触圧力が軸方向に
対して不均一になったり、或いは、クリーニングロール
１０３上のトナーの堆積むらに伴う温度分布のばらつき
が生じやすく、その分、定着画質を低下させやすいとい
う技術的課題が生ずる。

【０００８】一方、クリーニングロール１０３の表面が
平滑な態様であれば、上述した技術的課題は有効に回避
できるかもしれないが、クリーニングロール１０３の表
面にクリーニング装置１０６のブレード１０６ａを接触
させると、ブレード１０６ａのエッジには少なからずト
ナーが堆積してしまう。このトナーは高温、低温が繰り
返されると固着力が増加してしまい、ブレード１０６ａ
での清掃が困難になるという技術的課題が生じる。

【０００９】本発明は、以上の技術的課題を解決するた
めになされたものであって、定着部材のクリーニング方
法を改善し、長期間良好なクリーニング性を維持できる
定着装置のクリーニング装置を提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、図
１に示すように、転動可能な定着部材１の表面を清掃す
る定着装置のクリーニング装置において、定着部材１に
当接し且つ前記定着部材１に従動回転するクリーニング
ロール２と、前記クリーニングロール２と当接するクリ
ーニングウェブ３とを備え、前記クリーニングウェブ３
は、接触域ｎにおいてクリーニングロール２と同方向に
移動することを特徴とする。

【００１１】このような技術的手段において、定着部材
１としては、もう一方の定着部材との間に定着ニップ域
を形成するものであれば、加熱用・加圧用を問わず、ま
たその形状もロール状・ベルト状等適宜選定して差し支
えない。ここで、定着部材１の加熱手段としては、内部
に熱源を有して自身で加熱を行う態様にあってもよい
し、また内部に熱源を有して自身で加熱を行い、外部加
熱部材によって定着部材１を補助的に加熱する態様であ
ってもよいし、内部に熱源を有せずに、外部加熱部材に
て定着部材１を加熱する態様であってもよい。

【００１２】また、クリーニングロール２としては、定
着部材１に当接され且つ定着部材１の転動に従動回転す
るものであればよく、金属や樹脂または両者を組み合わ
せたもの等適宜選定して差し支えないが、クリーニング
ロール２表面の表面自由エネルギーが著しく低い場合は
定着部材１上のトナーの除去が困難となるため、クリー
ニングロール２の表面自由エネルギーを著しく低下させ
ないようにすることが好ましい。更に、クリーニングロ
ール２にトナーなどの付着物が付着した場合、付着物が
クリーニングロール２を傷つけることを防止するという
観点からすれば、クリーニングロール２はステンレスの
ような硬質な材料から構成されることが好ましい。

【００１３】更に、定着部材１を外部加熱するような態
様にあっては、定着装置の小型化、簡略化という観点か
らすれば、クリーニングロール２を外部加熱ロールで構
成することが好ましく、また、このような態様にあって
は、効率よく外部加熱を行うという観点から、クリーニ
ングロール２はステンレス、アルミニウム等の金属製で
あることが好ましい。

【００１４】また、クリーニングウェブ３としては、ク
リーニングロール２に当接され且つクリーニングロール
２の従動方向と接触域ｎにおいて同方向に移動可能に配
設されるものであればよく、例えば、クリーニングウェ
ブ３をロール等を用いて巻き取り可能に配設しクリーニ
ングウェブ３の移動と共に巻き取りを行うようにするこ
とが好ましい。

【００１５】更に、クリーニングウェブ３によるクリー
ニング性を有効に保つという観点からすれば、クリーニ
ングウェブ３を弾性を有するロールを用いてクリーニン
グロール２に対し押圧することが好ましい。

【００１６】また、クリーニングロール２とクリーニン
グウェブ３との移動速度については適宜選定して差し支
えないが、クリーニング効果を高めるという観点からす
れば、両者の移動速度差を大きく選定することが好まし
い。ここで、クリーニングロール２の移動速度は定着部
材１の移動速度によって決められることから、クリーニ
ングウェブ３の移動速度をクリーニングロール２の移動
速度よりも高速とすること、または低速とすることが考
えられるが、クリーニングウェブ３の無駄な消費を抑え
るという観点からすれば、クリーニングウェブ３の移動
速度はクリーニングロール２の移動速度より低速とし、
且つ、クリーニングロール２からクリーニングウェブ３
へ移動しようとする残留トナーが、クリーニングウェブ
３上で飽和してふき取りきれなくならない程度に移動速
度を選定することが好ましい。

【００１７】更に、クリーニングウェブ３の表面平滑度
については、ベック試験器による平滑度試験（ＪＩＳ
Ｐ８１１９）において５ｓｅｃ／ｍｌ以上であり、且
つ、クリーニングロール２とクリーニングウェブ３との
接触域ｎでのニップ幅が５．２ｍｍ以上７．３ｍｍ以下
であることが必要とされるが、この限界値は、クリーニ
ングロール２からクリーニングウェブ３への残留トナー
等の転移性を確保でき、しかも、クリーニングロール２
上に残留トナー等が固着するという事態を有効に回避す
るという観点に基づいて選定されている。

【００１８】尚、定着装置のクリーニング装置におい
て、既に従来技術（図７（ａ））で示したようにクリー
ニングウェブを用いたものはあるが、これは本発明とは
無関係であるため、念のため補足説明しておく。すなわ
ち、図７（ａ）に示す先行技術は、定着ロールに直接ク
リーニングウェブを接触させるようにしたものであっ
て、また、クリーニングウェブは、定着ロールとクリー
ニングウェブとの当接面において、定着ロールの移動方
向と逆方向に移動させるようにしたものである。ここ
で、クリーニングウェブの移動方向を定着ロールと逆方
向にしている理由としては、第一にクリーニングウェブ
と定着ロールとの接触面入口に溜まったトナーなどの付
着物による磨耗、傷の発生を防止するためであり、第二
に、クリーニングウェブに転移させたトナーと定着ロー
ルとを長時間接触させることにより定着ロールの表面離
型性が低下するのを防止するためと考えられる。このよ
うに、本先行技術は、あくまで定着ロールをクリーニン
グウェブで直接クリーニングする技術を示しているに過
ぎない。これに対し、本発明は、先行技術のように定着
ロールをクリーニングウェブで直接クリーニングするも
のではなく、定着ロール上に配設したクリーニングロー
ルの表面をクリーニングウェブでクリーニングするもの
であり、先行技術のように定着ロールの磨耗傷の発生や
表面離型性の低下を何ら問題にする必要がないことか
ら、先行技術とは全く着想の異なるものである。よっ
て、前記先行技術が公知であるとしても、本発明の特徴
点であるクリーニングロールにクリーニングウェブを付
設する点、移動方向を同方向にする点を想定することは
実質的に不可能である。

【００１９】次に、上述した技術的手段の作用について
説明する。図１において、定着部材１が転動すると、こ
れに当接するクリーニングロール２が従動回転し定着部
材１上の残留トナー等はクリーニングロール２に転移す
る。次に前記クリーニングロール２上へ転移した残留ト
ナー等は、接触域ｎにおいてクリーニングロール２と同
方向に移動しているクリーニングウェブ３へと転移す
る。このとき、クリーニングウェブ３は、接触域ｎにお
いてクリーニングロール２と同方向に移動しているた
め、常に新しい清掃面でクリーニングロール２と接触す
る。この結果、クリーニングロール２上の残留トナー等
は、効果的に清掃される。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に示す実施の形態
に基づいてこの発明を詳細に説明する。図２は、本発明
が適用された定着装置の実施の一形態を示す。同図にお
いて、本実施の形態に係る定着装置は、所定の接触ニッ
プ域を形成する加熱定着ロール１１と加圧ロール１２と
を備えている。

【００２１】本実施の形態において、加熱定着ロール１
１は、例えばハロゲンランプからなる熱源１１ａを覆う
金属のコア材１１ｂと、前記コア材１１ｂの外周面に配
設される例えばシリコンゴムからなる弾性層１１ｃと、
更に弾性層１１ｃの外周面に配設される例えばフッ素ゴ
ムからなる被覆層１１ｄとを備えている。この加熱定着
ロール１１の周囲には、例えばトナー離型剤としてのオ
イルを供給するオイル供給装置４１が設けられている。
また、加圧ロール１２は、例えばハロゲンランプからな
る熱源１２ａを覆う金属のコア材１２ｂと、前記コア材
１２ｂの外周面に配設されるシリコンゴムからなる弾性
層１２ｃと、更に弾性層１２ｃの外周面に配設されるフ
ッ素ゴムからなる被覆層１２ｄとを備えている。

【００２２】また、本実施の形態では、加熱定着ロール
１１の接触ニップ域下流側には外部加熱ロールを兼ねる
ステンレス製のクリーニングロール２１が接触配置され
ると共に、加熱定着ロール１１に従動して回転するよう
になっており、更に前記クリーニングロール２１にはウ
ェブクリーニング装置３０が接触配置されている。ここ
で、クリーニングロール２１は、例えばハロゲンランプ
からなる熱源２２を覆うステンレスのコア材２３とから
構成され、加熱定着ロール１１のクリーニング及び外部
加熱の両方の役割を担っている。

【００２３】更に、本実施の形態において、ウェブクリ
ーニング装置３０は、巻き取り自在なウェブ３１を有す
るもので、一方のウェブ供給ロール３２からウェブ３１
を供給し、他方のウェブ回収ロール３３でウェブ３１を
回収するようになっており、またクリーニングロール２
１に接触するウェブ３１の背面側にはスポンジからなる
ウェブ押し当てロール３４を配設し、このウェブ押し当
てロール３４にてウェブ３１をクリーニングロール２１
に５．２ｍｍ以上７．３ｍｍ以下のニップ幅で押圧する
ようになっている。また本実施の形態に係るウェブ３１
は、その表面平滑度がベック試験器による平滑度試験
（ＪＩＳ Ｐ８１１９）において５ｓｅｃ／ｍｌ以上に
設定され、また、ウェブ回収ロール３３は矢印の方向に
ウェブ３１を回収するようになっており、更に、ウェブ
３１はクリーニングロール２１との接触部２７において
同一方向に移動するように配設されている。ここで、Ｊ
ＩＳ Ｐ８１１９「紙及び板紙のベック試験器による平
滑度試験方法」に示されるベック平滑度は、光学的平面
仕上げされたガラス面と被試験材との間（有効面積１０
ｃｍ²）を一定圧力（１ｋｇｆ／ｃｍ²）で押し当て、そ
の間を規定の圧力差で１０ｍｌの空気が通過するのに要
する時間（秒数）を測定することによって得られるもの
である。

【００２４】次に、本実施の形態に係る定着装置の作動
について説明する。未定着トナー５２が担持された記録
用紙５１が、加熱定着ロール１１と加圧ロール１２との
接触ニップ域を通過するとき、前記未定着トナー５２は
接触ニップ域で受ける熱と圧力により記録用紙５１上に
定着される。また、このとき記録用紙５１上に定着でき
なかったトナーは、加熱定着ロール１１表面に転移す
る。

【００２５】更に、加熱定着ロール１１表面に転移した
トナー（以下「残留トナー」という）は、前記加熱定着
ロール１１の回転に伴って加熱定着ロール１１とクリー
ニングロール２１との当接面へ移動する。そして、加熱
定着ロール１１とクリーニングロール２１との当接面に
おいて、残留トナーは加熱定着ロール１１表面からクリ
ーニングロール２１表面へ転移する。

【００２６】次に、クリーニングロール２１表面に転移
した残留トナーは、前記クリーニングロール２１の回転
に伴ってクリーニングロール２１とウェブ押し当てロー
ル３４に押圧され、当接面においてクリーニングロール
２１と同方向に移動するウェブ３１との当接面に移動
し、該当接面においてウェブクリーニング装置３０のウ
ェブ３１によってふき取られる。

【００２７】図６（ａ）（ｂ）はクリーニングロール２
１に接触するウェブ３１の巻き取り方向によりトナー５
２がウェブ３１に転移する割合を示したものである。一
般に、ウェブ３１とクリーニングロール２１との接触ニ
ップ域でのウェブ３１表面のトナー量は接触ニップ域開
始部に近い方がクリーニングロール２１からのトナーに
より付着量が多い。このような状況下において、仮に、
図６（ａ）に示すように、ウェブ３１をクリーニングロ
ール２１と逆方向に移動させた場合には、ウェブ３１と
クリーニングロール２１との接触ニップ域においてウェ
ブ３１には既にトナー５２が転移しているため、接触ニ
ップ域開始部にクリーニングロール２１より新たなトナ
ー５２が転移しようとすると、ウェブ３１上のトナー５
２が飽和状態に至っていることが多く発生する。このた
め、トナー５２の転移効率は低下し、十分なクリーニン
グ性が得られないという懸念がある。

【００２８】これに対し、本実施の形態では、図６
（ｂ）に示すように、ウェブ３１をクリーニングロール
２１と同方向に移動させるようにしたので、接触ニップ
域開始部には常に新しいウェブ３１が配置されることに
なり、ウェブ３１面には比較的少ないトナー５２しか付
着していない。つまり、飽和するまでのトナーの付着許
容量は多くなる。更に、接触ニップ領域内では、付着物
同士の親和力によってウェブ３１上に転移した付着物に
クリーニングロール２１の付着物が転移しやすくなる。
その結果、接触ニップ域のトナー転移量が平均化され、
十分なクリーニング性を得ることができる。

【００２９】また、クリーニングロール２１とウェブ３
１のニップ幅を５．２ｍｍ以上７．３ｍｍ以下に設定し
た理由は以下の通りである。すなわち、クリーニングロ
ール２１とウェブ３１のニップ幅を変え、接触後のクリ
ーニングロール２１の状態を調べたところ、図３に示す
ような結果が得られた。同図によれば、ニップ幅が３．
６ｍｍの場合にはクリーニングロール２１に筋状にトナ
ーの残留がみられ、一方８．８ｍｍとした場合にはニッ
プ幅を広く取りすぎたためクリーニングロール２１が回
転できなくなりクリーニング不可能となった。このた
め、本実施の形態では、クリーニングロール２１上にト
ナーが残留せず、且つ、クリーニングロール２１の回転
を妨げない範囲で、クリーニングロール２１とウェブ３
１のニップ幅を選定するようにしたものである。

【００３０】また、本実施の形態において、ウェブ３１
の表面平滑度を５ｓｅｃ／ｍｌ以上に設定した理由は以
下の通りである。すなわち、ウェブ３１の表面平滑度を
変え、接触後のクリーニングロール２１の状態を調べた
ところ、図４に示すような結果が得られた。このとき、
クリーニングロール２１とウェブ３１のニップ幅は７．
３ｍｍとした。同図によれば、ウェブ３１の表面平滑度
が３ｓｅｃ／ｍｌの場合にはクリーニングロール２１に
筋状にトナーの残留がみられたが、一方５ｓｅｃ／ｍｌ
以上の表面平滑度を持つウェブを使用した場合には問題
は生じなかった。このため、本実施の形態では、クリー
ニングロール２１上にトナーが残留しない範囲でウェブ
３１の表面平滑度を選定するようにしたものである。

【００３１】更に、本実施の形態において、ウェブ３１
の移動速度を変え、接触後のクリーニングロールの状態
を調べたところ、図３に示すような結果が得られた。同
図によれば、クリーニングロール２１とウェブ３１のニ
ップ幅を５．２ｍｍ以上７．３ｍｍ以下とする範囲で
は、ウェブ３１の移動速度の違いによる相違はみられず
クリーニングロール２１のクリーニングに問題は生じな
かった。

【００３２】更にまた、本実施の形態において、ウェブ
押し当てロール３４の押し圧を変え、接触後のクリーニ
ングロール２１の状態を調べたところ、図５に示すよう
な結果が得られた。このとき、クリーニングロール２１
とウェブ３１のニップ幅は７．３ｍｍとした。同図によ
れば、ウェブ押し当てロール３４の押し圧の違いによる
相違はみられずクリーニングロール２１のクリーニング
に問題は生じなかった。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
クリーニングウェブの移動方向をクリーニングロールと
の接触面と同方向にすることによって、定着部材上から
クリーニングロールに転移させた残留トナーなどの付着
物をより確実にクリーニングウェブに転移させるように
したので、常時清掃面のきれいなクリーニングロールで
定着部材をクリーニングすることが可能になり、クリー
ニングロールによるクリーニング性能を常時良好に保つ
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る定着装置のクリーニング装置の
概要を示す説明図である。

【図２】 本発明が適用された定着装置のクリーニング
装置の実施の形態を示す説明図である。

【図３】 実施の形態において、ウェブの移動速度、ク
リーニングロールとウェブのニップ幅とクリーニング性
との関係を示す説明図である。

【図４】 実施の形態において、ウェブの表面平滑度と
クリーニング性との関係を示す説明図である。

【図５】 ウェブ押し当てロールの押し圧とクリーニン
グ性との関係を示す説明図である。

【図６】 （ａ）（ｂ）は本実施の形態で用いられるク
リーニング装置のウェブの移動方向とクリーニング性と
の関係を模式的に示した説明図である。

【図７】 （ａ）（ｂ）は従来における定着装置のクリ
ーニング装置の夫々異なる一例を示す説明図である。

【符号の説明】

１…定着部材，２…クリーニングロール（外部加熱ロー
ル），３…クリーニングウェブ，ｎ…接触域，１１…加
熱定着ロール，１２…加圧ロール，２１…クリーニング
ロール（外部加熱ロール），３０…ウェブクリーニング
装置，３１…ウェブ，３４…ウェブ押し当てロール

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 転動可能な定着部材の表面を清掃する定
   着装置のクリーニング装置において、 定着部材に当接し且つ前記定着部材に従動回転するクリ
   ーニングロールと、 前記クリーニングロールと当接するクリーニングウェブ
   とを備え、 前記クリーニングウェブは、クリーニングロールとの接
   触域においてクリーニングロールと同方向に移動するこ
   とを特徴とする定着装置のクリーニング装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の定着装置のクリーニン
   グ装置において、 クリーニングロールは外部加熱ロールで構成されること
   を特徴とする定着装置のクリーニング装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の定着装置のクリーニン
   グ装置において、 クリーニングウェブの表面平滑度が、ベック試験器によ
   る平滑度試験（ＪＩＳＰ８１１９）において５ｓｅｃ／
   ｍｌ以上であり、且つ、クリーニングロールとクリーニ
   ングウェブとの接触域におけるニップ幅が、５．２ｍｍ
   以上７．３ｍｍ以下であることを特徴とする定着装置の
   クリーニング装置。