JPH02144586A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電子写真複写機、プリンタ等の画像形成装置に
おける定着装置に関するものである。

従来の技術 従来、電子写真複写機等の画像形成装置の定着装置とし
ては、一対の定着用回転体即ち定着ローラと加圧ローラ
とで普通紙等の記録媒体を挟持搬送するものが多用され
ている。

この種のものでは、記録媒体とローラ、ローラとローラ
等の接触による掌擦帯が、記録媒体面上の電荷を有する
未定着画像（トナー像）に有害な静電気力を及ぼし、ト
ナーの粘着力と相まって定着ローラへのトナーのオフセ
ットを生じるという問題点があった。これを解決するた
めに、特開昭５６−２４３７８号公報等に記載されてい
るように、不織布等から成るウェブを配設し、定着ロー
フ上の付着トナーの除去等に使用されている。

以下第１０図から第１２図を参照して従来のウェブを用
いた定着装置の概略を説明する。

熱源を備えて回転駆動されるように支持される定着ロー
ラ１に不織布のような帯状のウェブ２を圧接させるため
の弾性体から成る圧接ローラ３が回転自在に支持されて
いる。ウェブ２は、送り出し軸４に巻き付けられていて
、巻出された他端より回転駆動される巻取り軸６に巻を
られるようになっている。又、矢印ムは定着ローラ１の
回転方向を示し、矢印Ｂはウェブ２の送り方向を示して
いる。定着ローラ１の表面温度を制御するために、定着
ローラ１の表面温度を検出する温度検出部３３が定着ロ
ーラ１軸方向の略中央部分に圧接されている。公知の画
像形成プロセスによって形成された未定着の画像を上面
に支持された記録媒体３５は、搬送ガイド６の上を通り
、定着ローラ１と定着ローラ１に圧接し回転可能に支持
される加圧ローラＴの間を通り加熱圧接により未定着の
画像を記録媒体３６に固定し、一対の排紙ローラ８の間
を通って外部に排出される。その際、定着ローラ１には
記録媒体上の画像を形成するトナー９の一部が付着する
（オフセット現像）。定着ローフ１に付着したトナー９
は、矢印ム方向に回動して＠量ずつ移動するウェブ２に
よりぬぐい増られる。ウェブ２の単位時間あたりの送り
量は、通常、連続で画像形成装置を行った場合でも完全
にクリー二／グが行えるように設定すればよい。

発明が解決しようとする課題 しかし、従来の定着装置は第１１図に示すように、記録
媒体３５のシワの発生を防止する等のために定着ローラ
１は、つつみ状の円柱体に形成され、ウェブ２を圧接せ
しめる圧接ローラ３は、均一な径の円柱体に形成されて
いる。そして、圧接ローラ３の両端軸にＷ１０重電荷加
えられた場合、第１２図の曲線０のようにローラ中央部
分の圧力が小さく、両端部分の圧力が大きくなる。さら
に、材料力学の分野で知られているように、ローラがた
わむことによりｆＪＸ１２図の曲線ｄのように中央部分
の圧力がより小さくなる。その結果、中央部分のクリー
ニング性が悪くなり、画像の汚れ、記録媒体のジャム等
が生じる。また、中央部分のクリーニング性を良くする
ために圧接ローラ３の両端に加える荷重を大きくした場
合には、定着ローラ１の両端部分の表面がウェブ２、ウ
ェブ２にてぬぐい暇ったトナー等により傷がつき、定着
ローラ１の寿命が短くなる。

また、ウェブ２にてぬぐい取れなかった定着ローラ１上
の付着物の一部は、定着ローラ１に常時圧接している温
度検出部３３表面にてぬぐい取られる。そして、温度検
出部３３表面に蓄積され、定着ローラ１と温度検出部３
３との間に粗大物が介在する状態になる。その結果、温
度検出部３３の圧接力が増加し、介在された粗大物によ
り定着ローラ１表面に傷がつき、定着ローラ１の寿命が
短くなる。また、粗大物の介在により定着ローラ１と温
度検出部３３との接触状態が変化し、温度の検出性能が
悪くなる。

また、ウェブ２にてぬぐい取れなかった定着口−ラフ上
の付着物の一部及び加圧ローラ３と接触する記録媒体上
の定着されているトナーの一部（記録媒体の両面に印刷
）が加圧ローラ３に付着し、画像の汚れ、記録媒体のジ
ャムが生じる。

本発明は、以上のような問題点を解消するため、簡単な
構成にて定着用回転体のクリーニングを行ない、小型で
画像汚れを良好に防止しまた定着装置を提供することを
目的とする。

また、本発明の池の目的は、定着用回転体の損傷を低減
し、常に安定した画像が得られる定着装置を提供するこ
とにある。

課題を解決するための手段 本発明の定着装置は上記課題を解決するため、記録媒体
にその外周を接しながら回転し、記録媒体を加熱する定
着ローラと、この定着ローラに記録媒体を介して圧接し
、かつ協働して記録媒体上のトナー像を加圧して定着さ
せる加圧ローラと、前記定着ローラの少なくとも未定着
トナー像と接触する外周表面の付着物を除去するウェブ
と、そのウェブを前記定着ローラに押圧する圧接ローラ
と、前記ウェブを定期的または連続して移送させるウェ
ブ移送手段とを有し、前記圧接ローラの外径を端部分よ
り中央部分を大きくし、前記定着ローラの外周表面に略
均一な分布圧力が加わるよう押圧せしめたことを特徴と
する。

また本発明の定着装置には、記録媒体にその外周を接し
ながら回転し、記録媒体を加熱する定着ローラと、この
定着ローラに記録媒体を介して圧接し、かつ協働して記
録媒体上のトナー像を加圧する加圧ローラと、前記定着
用回転体の少なくとも未定着トナー像と接触する回転体
表面の付着物を除去するウェブと、そのウェブを前記回
転体に押圧する圧接ローラと、前記ウェブを定期的また
は連続して移送させるウェブ移送手段と、前記定着ロー
ラの未定着トナー像と接触する外周表面に圧接せしめ、
定着ローラの表面温度を検出する温度検出部とを有し、
前記圧接ローラの外径を端部分より中央部分を大きくし
、前記定着ローラの外周面の略中央部分の圧力が高くな
るよう押圧するとともにその高い圧力を受ける回転体周
面に前記検出器を圧接せしめたことを特徴とするもの、
および圧接ローラに圧接することによってこの圧接ロー
ラをクリーニングするクリーニングローラとして、剛性
ローラ又はオフセット防止液を含浸させたフェルトロー
ラを設けたことを特徴とするものが含まれる。

作用 本発明によれば、圧接ローラの外径を端部分より中央部
分を大きくしたことにより、この圧接ローラと定着ロー
ラの間に生ずる分布圧力が略均一になり、その結果定着
ローラの中央部分のクリーニング性が向上し、画像の汚
れや記録媒体のジャム等が防止される。

また本発明によれば、定着ローラの未定着トナー像と接
触する外表面の中央部に定着ローラの表面温度を検出す
る温度検出部を圧接せしめた構成で、かつ圧接ローラの
外径を端部分より中央部分を大きくしたことにより、定
着ローラの中央部分のクリーニング性が向上し、その結
果温度検出部の表面へのトナー等の付着が非常に少なく
なり、定着ローラの表面の傷の発生も減少する。

さらに本発明によれば、上記構成に加えて剛性ローラ又
はフェルトローラからなるクリーニング用ローラを圧接
ローラに圧接することにより、以下のように作用する。

まずクリーニング用ローラが剛性ローラの場合は、加圧
ローラの表面温度が定着ローラの表面温度の熱伝達のた
めクリーニング用ローラの表面温度より高くなり、加圧
ローラに付着したトナーはクリーニング用ローラで冷却
されてその表面に固着し、その結果加圧ローラがクリー
ニングされる。クリーニング用ローラカフエルトローラ
の場合は、含浸させたオフセット防止液が圧接ローラの
表面に塗布され、その結果記録媒体上に定着されている
トナーの加圧ローフへのオフセットが防止される。

実施例 第１図は本発明の一実施例における定着装置の断面図、
第２図は第１図における駆動系の構成を上からみた状態
の昶開図を示す。なお、従来例を示す第１０図における
構成要素と同一の要素には同一番号を付す。

１はハロゲンヒータ１１を内蔵した定着ローラ、２は不
織布等の耐熱性のあるシート状のウェブで、これにオフ
セット防止液を適ｌ含浸してロール状に巻かれている。

３はシリコン発泡体等よりなる圧接ローラで、外径を端
部分より中央部分を大きく形成し、回転可能に支持され
ている。４はウェブの供給軸、６はウェブの巻取軸、７
は加圧ローラであり、各４回転可能に支持されている。

１゜はウェブ２にてぬぐい取った定着ローラ１上のトナ
ー９等の粗大物をかき落とし収納するトナー回収部であ
る。３３は定着ローラ１の表面温度を検出する温度検出
部で、定着ローラ１の軸方向の略中央部分に圧接されて
いる。３４は鉄などの金属から成る剛性ローラ又は周面
ばフェルトを有しオフセット防止液を適量含浸するフェ
ルトローラからなるクリーニングローラで、加圧ローラ
７に圧接し回転可能に支持されている。

第２図において、定着ローラ１の軸端には歯車１２が固
定され、画像形成装置の本体に設けられた歯車（図示せ
ず）とかみ合い、定着ローラ１は回転される。また歯車
１２は固定軸１３に回転可能に軸支された歯ｎＫ１４と
かみ合う。歯ｍ１４には歯ＴＩＥ１５が一体的に設けら
れ１回転軸１６に回転可能に軸支された歯ＴＩＸ、１７
とかみ合う。歯車１７には歯車１８が一体的に設けられ
、固定軸１３に回転可能に軸支された歯車１９とかみ合
う。歯車１９には歯Ｗ２０が一体的に設けられ、回転軸
１６を一方向に回転せしめるワンウェイクラッチを内設
した歯車２１とかみ合う。回転軸１６の軸端には歯車２
２が固定され、巻取軸５の軸端に固定された歯車２３と
かみ合う。回転軸１６はアーム２４に、アーム２４は固
定軸１３に各々回転可能に支持され、通常は歯車２２と
２３がかみ合う位置に保持されている。供給軸４の軸端
には歯車２６が固定され、その外周面に弾性体よりなる
爪を当接せしめ、供給軸４の逆回転を防止している。

また歯＄１５．１７，２０，２１．２２．２３の各々か
み合う歯車は欠歯歯車にて構成されている。

第３図は、歯車２２と歯車２３の欠歯歯車における構成
の斜視図を示す。歯車１６と１７．歯車２ｏと２１も同
様に構成されている。歯車２３は歯幅の短かい歯２３１
が一歯間隔に設けられた南東で、歯車２２は歯車２３の
歯２３１の歯面幅にてかみ合う二山の歯部２２１を設け
た歯車にて形成されている。また歯車２３の歯幅の長い
隣り合う二山の歯部２３２の間に歯＊２２の外周面２２
２を介在せしめ、歯車２２の歯部２２１と歯車２３の歯
部がかみ合うことにより歯車２２から歯車２３に一方向
のみ駆動伝達される。そして歯車２２の一回転に対し１
ｉ１２３は歯車２３の二山の歯部のピッチに相当する量
が回転される。

次に第４図を参照して本実施例における定着装置の駆動
系の動作を説明する。画像形成装置の本体に設けられた
歯車（図示せず）とかみ合う歯車１２は矢印入方向に回
転し、定着ローラ１は同方向に回転される。歯車１２と
かみ合う歯ｌ１１４は矢印Ｃ方向に回転される。したが
って第２図に示す歯車列に構成したことにより歯車１５
，１９゜２０は矢印Ｃ方向に回転し、歯車１７．１Ｂ。

２１は入方向に回転される。また、歯車２１に内設した
ワンウェイクラッチにて回転軸１６及び回転軸１６に固
定した歯車２２は入方向に回転される。

そして歯車２２とかみ合う歯車２３は矢印Ｃ方向に回転
され、ウェブ２は第１図に示す矢印Ｂ方向に移動し巻取
られる。ウェブ２を一定周期の間欠駆動にて順次巻取る
ことにより新しいウェブ面を供給しつつ定着ローラ１表
面に付着したトナー９等をぬぐい取るとともにウェブ面
に付着したトナー９等の粗大物をトナー回収部でかき落
としながら巻取られる。ウェブ２の移動によりウェブ２
と圧接ローラ３との摩擦力によって圧接ローラ３は入方
向に回転される。また、定着ローラ１の回転により、加
圧ローラ７は定着ローラ１との間の摩擦力によってＣ方
向に、剛性ローラ又はフェルトローフ３４は加圧ローラ
７との間の摩擦力によって入方向に各々回転される。

次に本実施例に用いる圧接ローラについて説明する。

第５図に示すように、定着ローラ１は金属ロ−ラの表面
にクロームメツキや四弗化エチレン樹脂等の薄層を有す
るとともにつつみ状に形成せしめ。

記録媒体３５のシワの発生を防止するように構成されて
いる。圧接ローラ３は第７図に示すように、均一な径の
芯金３０１の表面にシリコン発泡体３０２等の比較的厚
い層を設けるとともに定着ローラ１のつつみ形状と略対
称形となるよう端部分の径より中央部分の径を大きくし
た中央高枕の円柱体に形成せしめて構成されている。そ
の結果。

第６図の略直線ａに示したように定着ローラ１の全幅に
渡ってほぼ均一な圧力分布が得られるとともに定着ロー
ラ１と圧接ローラ３との間のニップ幅も全幅に渡ってほ
ぼ均一になる。

したがって、定着ローラ１と圧接ローラ３によって圧接
されたウェブ２の接触部分で行なわれる定着ローラ１表
面のクリーニングとオフセット防止液の塗布は、定着ロ
ーラ１全幅に渡って均一に行なうことができるので、ク
リーニング効果及びオフセット防止液の塗布効果がよく
、画像の汚れを良好に防止できる。

第８図は圧接ローラの池の実施例を示すもので、第７図
に示す中央高枕の円柱体に形成せしめた圧接ローラの中
央部分の径を少し大きく形成せしめて構成されている。

その結果、第６図の曲線すに示したように定着ロムラ１
の中央部分の圧力が少し高い分布が得られるとともに定
着ローラ１と圧接ローラ３との間のニップ幅も中央部分
が少し広くなる。そして、定着ローラ１と圧接ローラ３
によって圧接されたウェブ２の接触部分で行なわれる定
着ローラ１表面のクリーニング効果とオフセット防止液
の塗布効果は、定着ローラ１の中央部分がより向上させ
ることができる。

したがって、定着ローラ１の略中央部分に温度検出部３
３ｉ設けた場合、温度検出部３３表面にはトナー等の付
着が非常に少なくなるので、定着ローラ１表面の傷の発
生が減少し、定着ローラ１の寿命を大幅に向上させるこ
とができる。

次に加圧ローラ表面のクリーニングについて説明する。

加圧ローラ７表面へのトナー付着は、定着ローラ１表面
へのトナー付着と比較すると非常に少ないが、記録媒体
３６の両面に印刷する場合、すでに記録媒体上に定着さ
れているトナーが加圧ローラ７に接触し、定着されてい
るトナーの一部が加圧ローラ７にオフセットされること
等により微少量ずつのトナー付着が生じる。

第１図に示すように加圧ローラ７表面をクリーニングす
るために、加圧ローラ７にクリーニング用ローラ３４が
圧接されており、このクリーニング用ローラ３４は剛性
ローラ又はフェルトローラからなっている。

クリーニング用ローラ３４が剛性ローラの場合は、均一
な径を有する鉄等の金属ローラより成り、加圧ローラ７
の表面温度は定着ローラ１の表面温度の熱伝達のためク
リーニング用ローラ３４の表面温度より高くなる。その
ために加圧ローラ７に付着したトナーは、クリーニング
用ローラ３４にて冷却されクリーニング用ローラ３４の
表面に固着し、加圧ローラ７のクリーニングを行なうこ
とができる。

クリーニング用ローラ３４がフェルトローラの場合は、
第９図に示すように均一な径の芯金３４１にフエ＃ト３
４３．オフセット防止液保４１ｉ３４２等による比較的
厚い層を設けるとともにフェルト等からなる層にオフセ
ット防止液を適量含浸せしめている。このクリーニング
用ローラ３４を加圧ローラ７に圧接することにより、微
少量ずつオフセット防止液を加圧ローラ７表面に塗布す
ることができるので、すでに記録媒体上に定着されてい
るトナーが加圧ローラ７にオフセットされることがほぼ
解消できる。また、加圧ローラ１表面にトナーが付着し
た場合には、加圧ローラ１表面温度よりフエ／Ｌ’）ロ
ーラ表面温度が低いので、剛性ローラの場合と同様にフ
ェルトローラ表面にトナーが付着し、加圧ローラ７のク
リーニングを行なうことができる。

したがって、ウェブによる定着ローラのクリーニングと
併設せしめることにより、小型で画像汚れと良好に防止
できる。特に記録媒体３５の両面の画像を常に汚れのな
い高品質を提供することができる。

また、クリーニング用ローラ３４の径も、端部分より中
央部分の径を大きくすることにより圧接時におけるロー
ラのたわみによる不等分重荷重の発生を防止し、均一な
等分布圧力にすることによりクリーニング効果が向上で
きる。

発明の効果 以上のように、本発明によれば、簡単な構成にて定着回
転体のクリーニング効果及びオフセット防止液の塗市効
果が改善され、小型で画像汚れを良好に防止できるとと
もに定着回転体の寿命を大幅に向とさせることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における定着装置の断面図、
第２図は同実施例における駆動系の構成を示す襲開図、
第３図は同装置の駆動系に設けた欠歯歯車の斜視図、第
４図は同装置の駆動系の側面図、第６図は同実施例にお
ける定着ローラ表面の加圧状態の説明図、第６図は同実
施例における定着ローラ表面の圧力分布を示すグラフ、
第７図は同実施例における圧接ローラの断面図、第８図
は圧接ローラの池の実施例を示す断面図、第９図は第１
図のフェルトローラの断面図、第１０図は従来例におけ
る定着装置のウェブ部の概略を示す側面図、第１１図は
第１０図に示す従来例における定着ローラ表面の加圧状
態の説明図、＠１２図は第１０図の圧力分布を示すグラ
フである。 １・・・・・・定着ローラ、２・・・・・・ウェブ、３
・・・・・・Ｂ［ローラ、７・・・・・・加圧ローラ、
９・・・・・・トナー、３３・・・・・・温度検出部、
３４・・・・・・クリーニング用ローラ。 ３６・・・・・・記録媒体。 代理人の氏名　弁理士　粟　野　重　孝　ほか１名Ｉｒ
ＩＩＩＮＩｒＸ頷Ｗ １　　１１　１）　吐 ハ ロイ［１［］１牽＋１ｊｔ 騨＋ＩＩＩ！田トビ、凰 佃・Ｄ団日工　ｌい囚 砧 図 第 図 第 図 第 図 第 図 県 図 第 図 第 図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）記録媒体にその外周を接しながら回転し、記録媒
   体を加熱する定着ローラと、この定着ローラに記録媒体
   を介して圧接し、かつ協働して記録媒体上のトナー像を
   加圧して定着させる加圧ローラと、前記定着ローラの少
   なくとも未定着トナー像と接触する外周表面の付着物を
   除去するウェブと、そのウェブを前記定着ローラに押圧
   する圧接ローラと、前記ウェブを定期的または連続して
   移送させるウェブ移送手段とを有し、前記圧接ローラの
   外径を端部分より中央部分を大きくし、前記定着ローラ
   の外周表面に略均一な分布圧力が加わるよう押圧せしめ
   たことを特徴とする定着装置。
2. （２）未定着トナー像と接触する定着ローラがつづみ状
   の円柱体に形成され、圧接ローラを前記定着ローラの形
   状に対し略対称形となるよう中央部分の径を大きくした
   円柱体に形成せしめたことを特徴とする請求項１記載の
   定着装置。
3. （３）記録媒体にその外周を接しながら回転し、記録媒
   体を加熱する定着ローラと、この定着ローラに記録媒体
   を介して圧接し、かつ協働して記録媒体上のトナー像を
   加圧する加圧ローラと、前記定着用回転体の少なくとも
   未定着トナー像と接触する回転体表面の付着物を除去す
   るウェブと、そのウェブを前記回転体に押圧する圧接ロ
   ーラと、前記ウェブを定期的または連続して移送させる
   ウェブ移送手段と、前記定着ローラの未定着トナー像と
   接触する外周表面に圧接せしめ、その回転体の表面温度
   を検出する温度検出部とを有し、前記圧接ローラの外径
   を端部分より中央部分を大きくし、前記定着ローラの外
   周面の略中央部分の圧力が高くなるよう押圧するととも
   にその高い圧力を受ける回転体周面に前記温度検出部を
   圧接せしめたことを特徴とする定着装置。
4. （４）圧接ローラに圧接することによってこの圧接ロー
   ラをクリーニングするクリーニングローラとして、剛性
   ローラ又はオフセット防止液を含浸させたフェルトロー
   ラを設けたことを特徴とする請求項１、２、又は３記載
   の定着装置。