JPH06295138A

JPH06295138A - 定着装置

Info

Publication number: JPH06295138A
Application number: JP8305593A
Authority: JP
Inventors: Teruaki Mitsuya; 輝章三矢; Minoru Kiyono; 稔清野; Kenji Ishii; 建司石井
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd; Hitachi Ltd
Priority date: 1993-04-09
Filing date: 1993-04-09
Publication date: 1994-10-21

Abstract

(57)【要約】【目的】清掃能力を長期間に亘り維持し清掃部材の交
換が不要な定着装置を提供する。【構成】定着部材１や支持部材２の離型層に硬度が鉛
筆硬度でＨ以上の硬質離型材料を用い、クリーナ６に例
えばポリイミド樹脂からなる掻き取り式清掃部材７を採
用した。【効果】稠密な材料からなる清掃部材７を硬質離型材
料からなる定着部材１や支持部材２に直接接触させ、オ
フセットトナーを確実に清掃できる。定着温度を高く設
定できるので、より高い印刷信頼性が得られ、印刷速度
を上げられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トナーを用いて画像を
顕像化させるプリンタ，ファクシミリ，複写機等の記録
装置に係り、特に、記録体の表面に形成されるトナー画
像を記録体に定着させる定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式を用いる記録装置は、一般
に、トナーを記録体表面に画像として顕像化させる工程
と、顕像化されたトナー画像を記録体に定着させる工程
と経て画像を記録している。トナー材料は、加熱により
融解し、冷却により凝固する。上記定着工程では、この
トナーの性質を利用し、トナーを加熱により融解させ、
その後の自然冷却により記録体に固着すなわち定着させ
る。

【０００３】定着工程において、通常採用されている加
熱方法は、１本の定着ローラと１本の支持ローラとから
なるローラ対を互いに圧接させ、そのうち、少なくとも
１本のローラを加熱し、２本のローラが相接する挟持部
を形成し、トナー画像が形成された用紙または耐熱プラ
スチックシート等の記録体が前記挟持部を通過するよう
にさせる方法である。前記ローラのうち片方がベルト状
のものもある。本明細書では、これらの定着ローラや定
着ベルト等を総称して定着部材と記載し、支持ローラや
支持ベルトを総称して支持部材と記載する。

【０００４】この種の定着装置では、トナー像を加熱す
る際に、融解したトナーが定着部材または支持部材に付
着するいわゆるオフセット現象が発生することがある。
オフセット現象が発生すると、次回の定着の際に、付着
していたトナーが定着ローラから記録体に転移し、誤っ
た画像を形成する。

【０００５】この問題を防止するため、定着ローラのト
ナーと接する面に，離型性が高いシリコンゴム，フッ素
ゴム，フッ素樹脂を離型層として用いるのが一般的であ
る。例えば上記定着ローラや支持ローラの外被層にも、
シリコンゴム，フッ素ゴム，フッ素樹脂等が用いられて
いる。特に、フッ素系材料の離型性が高いことはよく知
られている。これらフッ素系材料として、パーフルオロ
アルコキシＰＦＡ，ポリテトラフルオロエチレンＰＴＦ
Ｅ等がよく用いられている。

【０００６】トナーを融解させる温度が高いのため、上
記離型層材料には、耐熱性も要求されるので、通常使用
時、２００℃程度までの耐熱性も併せ持つように設計し
てある。言い換えれば、記録装置の印刷速度を上げる等
の目的で、定着に熱量を多く必要とし、定着ローラの温
度を高めようとしても、その最高温度は２００℃程度が
限界である。

【０００７】前記２本のローラの挟持部等において離型
層が加熱時に記録体と接する位置では、記録体が離型層
をこすったり記録体の端面が離型層に衝突したりするた
め、離型層材料には、耐摩耗性も要求される。しかし、
従来の離型層材料は比較的軟らかいので、耐摩耗性が十
分とはいえなかった。したがって、従来の定着ローラ
は、摩耗により使用不能となることを前提とするか、使
用不能となる可能性を有する消耗品として取り扱われる
ことが多かった。すなわち、記録装置において、定着ロ
ーラは、定期交換部品またはサービス部品に指定されて
いる。

【０００８】さらに、上記離型層材料を用いたとして
も、若干のオフセットの発生はどうしても避けられない
ので、通常、クリーナが付加される。クリーナでは、離
型層材料の摩耗をできるかぎり避けるため、ブラシ，耐
熱織布，耐熱フェルト等の不織布，耐熱スポンジ等の耐
熱性を備えしかも軟かい繊維質または多孔性材料等から
なる清掃部材を用いて、定着部材等を拭き取る。一度拭
き取ったオフセットトナーは、清掃部材の繊維に絡みつ
きまたは孔に入り込み、清掃部材に強固に付着して、清
掃部材に蓄積される。その結果、清掃部材に蓄積したオ
フセットトナーが多くなると、その拭き取り能力が低下
し、その能力のあるレベルで清掃部材の寿命を迎えるこ
とになる。したがって、清掃部材も定期交換部品または
サービス部品に指定されている。

【０００９】なお、この種の従来の装置は、例えば実開
昭６１−６１５６３号等に記載されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記各従来技術におい
ては、清掃部材の寿命について配慮が十分ではない。そ
のために、清掃部材にトナーが蓄積するので、清掃部材
を定期交換部品または交換が必要なサービス部品として
取り扱わなければならなかった。

【００１１】また、拭きとり能力が低下した場合、拭き
取り残りが発生し、誤った画像が発生するという問題も
あった。

【００１２】本発明の目的は、掻き取りによるオフセッ
トトナーの確実な清掃を実現する一方で、清掃能力の低
下が無く交換不要な清掃部材を有する定着装置を提供す
ることである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、少なくとも一方の表面に離型層を有する
定着部材と支持部材とを備え、定着部材と支持部材とを
圧接させて挟持部を形成し、定着部材および／または支
持部材を加熱しつつ前記挟持部に未定着トナー画像が形
成された記録体を通し、トナー画像を記録体に定着させ
るとともに、定着部材および／または支持部材に転移し
たオフセットトナーを清掃するクリーナを有する電子写
真装置の定着装置において、離型層の硬度を鉛筆硬度で
Ｈ以上とし、クリーナとして掻き取り式清掃部材を備え
た定着装置を提案する。

【００１４】前記離型層材料は、具体的には、アモルフ
ァスシリコン等である。

【００１５】一方、前記掻き取り式清掃部材は、樹脂、
特に、ポリイミド樹脂もしくはフッ素樹脂、または、金
属からなる。

【００１６】本発明は、また、上記目的を達成するため
に、少なくとも一方の表面に離型層を有する定着部材と
支持部材とを備え、定着部材と支持部材とを圧接させて
挟持部を形成し、定着部材および／または支持部材を加
熱しつつ前記挟持部に未定着トナー画像が形成された記
録体を通し、トナー画像を記録体に定着させるととも
に、定着部材および／または支持部材に転移したオフセ
ットトナーを清掃するクリーナを有する電子写真装置の
定着装置において、離型層の硬度を鉛筆硬度でＨ以上と
し、クリーナとして掻き取り式清掃部材と、この掻き取
り式清掃部材を加熱するヒータとを備えた定着装置を提
案するものである。

【００１７】この場合も、離型層材料や掻き取り式清掃
部材には、上記と同様の材料を用いることができる。

【００１８】さらに、前記定着加熱部分の温度を検出す
る手段と、クリーナの温度を検出する手段と、それら二
つの温度検出手段の出力信号に基づいてクリーナの温度
を定着部材の温度と等しくなるよう制御する手段、また
は、クリーナの温度を定着部材の温度と所定関係に保ち
連動して制御する手段を備えることが可能である。

【００１９】掻き取り式清掃部材を加熱するヒータとを
備えた場合、掻き取り式清掃部材を重力方向に対して斜
めに設置し、回収された前記オフセットトナーを溜める
廃トナー溜めを設けることが望ましい。

【００２０】

【作用】本発明においては、硬質離型材料を離型層に用
いており、定着部材および／または支持部材の耐摩耗性
が著しく高くなるので、硬質の清掃部材のブレードが直
接接触し、その状態で回転しても、離型層の摩耗が発生
しない。したがって、清掃部材には、非繊維質かつ非多
孔質な稠密材料を使用できるから、拭き取り残りは発生
しない。

【００２１】稠密材料からなる清掃部材のブレードに付
着したトナーは、繊維や孔に絡みつかないので、容易に
分離できる。したがって、稠密材料を用いた掻き取り式
清掃部材すなわちブレードからは、清掃後のオフセット
トナーの分離が容易であり、清掃能力の低下が無く、ブ
レードの交換は基本的には不要となる。

【００２２】

【実施例】

《実施例１》図１は、本発明による定着装置の一実施例
の構造を示す斜視図である。ヒートローラＨＲ１はアル
ミニウムの円筒からなり、その外表面には離型層が形成
されている。この離型層は、トナー４がヒートローラＨ
Ｒ１に転移するオフセット現象を抑制するために用いら
れる。ヒートローラＨＲ１の中心には、ハロゲンランプ
等のヒータ５が設置される。バックアップローラＢＲ２
は、アルミニウムの芯金とその外表面を取り巻いている
シリコンゴム等の弾性層とからなる。ヒートローラＨＲ
１は、ヒータ５により加熱される。

【００２３】ヒートローラＨＲ１とバックアップローラ
ＢＲ２とはお互いに圧接された状態で、一定速度で回転
する。本実施例においては、ヒートローラＨＲ１が駆動
源を有し、バックアップローラＢＲ２はヒートローラＨ
Ｒ１に従って回転する。ヒートローラＨＲ１とバックア
ップローラＢＲ２とがお互いに圧接すると、バックアッ
プローラＢＲ２の弾性層が弾性変形を起こし、挟持領域
を形成する。この接触面に記録紙３を通すと、記録紙３
とその表面に画像として配列したトナー４とが加熱され
る。その結果、トナー４が記録紙３に定着する。挟持領
域を通過した記録紙３の前端部は、はく離爪９により、
ヒートローラＨＲ１からはがされる。定着を終了した記
録紙３は、定着装置外に排出される。この動作が各記録
紙３毎に連続的に繰り返される。

【００２４】ヒートローラＨＲ１の温度は、温度センサ
１０により検出され、所定の温度に制御される。クリー
ナ６は、ヒートローラＨＲ１に転移したオフセットトナ
ーを掻き取るために用いられ、離型剤や離型オイル等は
塗布されていない。

【００２５】本実施例のヒートローラＨＲ１とバックア
ップローラＢＲ２との直径は、例えば６０ｍｍであり、
周速度は２５０ｍｍ／ｓｅｃである。ヒートローラＨＲ
１の離型層の厚さは、例えば４０μｍである。定着時の
ヒートローラＨＲ１の温度は、制御中心１９０℃に設定
され、その温度変動は±５℃である。

【００２６】本実施例では、ヒートローラＨＲ１の離型
層の材料に、ポリイミドとアモルファスシリコンとを２
層に積層したものを用いており、基材側にポリイミド、
外表面側にアモルファスシリコンを設置してある。その
外表面の硬度は、ＪＩＳに規定された鉛筆硬度試験でＨ
である。本実施例におけるアモルファスシリコンの外表
面は、十分な耐熱性および離型性を備えている。その一
方で、ポリイミド層には、耐熱性は必要であるが、トナ
ーと直接接することが無いので、離型性は要求されな
い。このポリイミド層の耐熱性も、本実施例では十分で
ある。さらに、クリーナ６の清掃部材７には、厚さ０．
５ｍｍのポリイミドシートを用いてある。印刷状態で
は、この清掃部材７の先端は、ヒートローラＨＲ１の表
面に接触し、オフセットトナーを掻き取るので、オフセ
ットトナーがヒートローラＨＲ１表面において、清掃部
材７との接触点より先に運ばれることが無い。掻き取ら
れたオフセットトナーは、清掃部材７の先端部に溜る。
溜ったオフセットトナーは、この記録装置の性能に何ら
悪影響を及ぼすものではないが、装置自体の汚損という
観点からは好ましくないので、清掃部材７先端部を定期
的に清掃して除去するようになっている。この清掃は、
サービスマン等により行われ、清掃周期は、例えば１０
万頁に設定されている。

【００２７】本実施例に用いた離型層の硬さが表面の鉛
筆硬度でＨ以上であれば、清掃部材７が直接接触した状
態でヒートローラＨＲ１を回転させても、離型層の摩耗
は無く、実用上何ら問題はない。

【００２８】本実施例によれば、鉛筆硬度でＨ以上の表
面硬度を有する離型層をヒートローラＨＲ１の表面に形
成し、それに対応する硬さのシート状清掃部材７をクリ
ーナ６に用いたので、清掃部材７の交換が不要になる。
なお、本実施例では、清掃部材７の材料にポリイミド樹
脂を用いたが、フッ素樹脂等のその他の耐熱樹脂または
金属等を用いても本実施例と同様の効果が得られる。

【００２９】《実施例２》図２は、本発明による定着装
置の他の実施例の構造を示す斜視図である。本実施例
は、図１の実施例の構成要素に、クリーナヒータ１１
と、クリーナ温度センサ１２と、廃トナー溜め１３とを
追加してある。すなわち、清掃後のオフセットトナー除
去機能を付加したものである。ここでは、清掃後のオフ
セットトナーを廃トナーと呼ぶ。

【００３０】本実施例では、クリーナヒータ１１により
支持板８が加熱され、その熱により清掃部材７が加熱さ
れる。支持板８は、清掃部材７を加熱するための熱源の
役割を果たす。そのため、その材質には熱容量が大きい
アルミニウムを用いてある。支持板８は、クリーナヒー
タ１１により加熱される。クリーナヒータ１１は、ニッ
ケル−クロム電熱線による通電加熱ヒータである。

【００３１】清掃部材７の加熱は、廃トナーが清掃部材
先端部に溜ることを防止するため、廃トナーの溶融状態
を清掃後も保たせるようにするためである。清掃部材７
に掻き取られた廃トナーは、溶融状態を保っているの
で、清掃部材７の先端部を流れて、廃トナー溜め１３に
排出される。

【００３２】本実施例では、ヒートローラＨＲ１は重力
方向に水平に設置されているが、清掃部材７は、廃トナ
ーの流れを良好に保つため、重力方向に対して廃トナー
溜め１３側が下方になるように、斜めに取り付けられて
いる。なお、廃トナー溜め１３をクリーナ６の両端に設
置すれば、清掃部材７をヒートローラＨＲ１の中央部で
凸状になるようなウイング形状としてもよい。要する
に、重力に対して、廃トナーの流れが廃トナー溜め１３
まで良好に確保されればよいのである。廃トナー溜め１
３に排出された廃トナーは、例えばユーザにより定期的
に廃棄される。

【００３３】クリーナ６の温度を適正に保つため、クリ
ーナ温度センサ１２を設け、クリーナ６の温度を制御し
ている。クリーナ６は、廃トナーが溶融状態を保つこと
が可能な温度に設定されている必要がある。クリーナ６
の温度は、ヒートローラＨＲ１の制御温度とほぼ等し
い。本実施例では、ヒートローラＨＲ１の温度センサ１
０とクリーナ温度センサ１２とには、共にサーミスタを
用いている。定着クリーナ温度センサ１２は、ヒートロ
ーラＨＲ１の温度センサ１０と連動する。すなわち、ク
リーナ温度センサ１２の出力がヒートローラＨＲ１の温
度センサ１０の出力より低い場合、クリーナセンサ１０
はＯＮ状態となり、逆に高い場合には、ＯＦＦ状態とな
るよう制御する。したがって、クリーナ６の温度は、ヒ
ートローラＨＲ１の温度とほぼ等しくなるよう制御され
る。このヒートローラＨＲ１との連動制御により、例え
ばユーザの特別な要求によりトナーの種類を変え、それ
に伴ってヒートローラＨＲ１の設定温度を変えるなどの
操作が行われた場合でも、クリーナ６は、ヒートローラ
ＨＲ１の設定温度の変化に自動的に対応できるようにな
る。

【００３４】本実施例によれば、クリーナ６を加熱し、
廃トナーを廃トナー溜め１３に自動的に回収するので、
清掃部材７の定期的清掃が不要となる。また、クリーナ
ヒータ１０の温度をヒートローラＨＲ１の温度に連動さ
せて制御することから、ヒートローラＨＲ１の温度設定
が変化した場合にも、クリーナ６の温度を自動的に対応
させることができる。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、定着部材や支持部材の
離型層に耐摩耗性に優れた硬質離型材料を用いることに
より、オフセットトナーの掻き取り式清掃が可能とな
り、清掃能力を長期間に亘り維持できるので、交換不要
な清掃部材を有する定着装置が得られる。定着温度を高
く設定できるので、より高い印刷信頼性が得られ、印刷
速度を上げられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による定着装置の一実施例の構造を示す
斜視図である。

【図２】本発明による定着装置の別他の実施例の構造を
示す斜視図である。

【符号の説明】

１ヒートローラ２バツクアツプローラ３記録紙４トナー５ヒータ６クリーナ７清掃部材８支持板９分離爪１０温度センサ１１クリーナのヒータ１２クリーナの温度センサ１３廃トナー溜め

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石井建司東京都千代田区大手町二丁目６番２号日立工機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一方の表面に離型層を有する
定着部材と支持部材とを備え、前記定着部材と支持部材
とを圧接させて挟持部を形成し、前記定着部材および／
または支持部材を加熱しつつ前記挟持部に未定着トナー
画像が形成された記録体を通し、前記トナー画像を前記
記録体に定着させるとともに、前記定着部材および／ま
たは支持部材に転移したオフセットトナーを清掃するク
リーナを有する電子写真装置の定着装置において、前記離型層の硬度を鉛筆硬度でＨ以上とし、前記クリーナとして掻き取り式清掃部材を備えたことを
特徴とする定着装置。
【請求項２】請求項１に記載の定着装置において、前記離型層材料が、アモルファスシリコンであることを
特徴とする定着装置。
【請求項３】請求項１または２に記載の定着装置にお
いて、前記掻き取り式清掃部材が、樹脂からなることを特徴と
する定着装置。
【請求項４】請求項１または２に記載の定着装置にお
いて、前記掻き取り式清掃部材が、ポリイミド樹脂からなるこ
とを特徴とする定着装置。
【請求項５】請求項１または２に記載の定着装置にお
いて、前記掻き取り式清掃部材が、フッ素樹脂からなることを
特徴とする定着装置。
【請求項６】請求項１または２に記載の定着装置にお
いて、前記掻き取り式清掃部材が、金属からなることを特徴と
する定着装置。
【請求項７】少なくとも一方の表面に離型層を有する
定着部材と支持部材とを備え、前記定着部材と支持部材
とを圧接させて挟持部を形成し、前記定着部材および／
または支持部材を加熱しつつ前記挟持部に未定着トナー
画像が形成された記録体を通し、前記トナー画像を前記
記録体に定着させるとともに、前記定着部材および／ま
たは支持部材に転移したオフセットトナーを清掃するク
リーナを有する電子写真装置の定着装置において、前記離型層の硬度を鉛筆硬度でＨ以上とし、前記クリーナとして掻き取り式清掃部材と、当該掻き取
り式清掃部材を加熱するヒータとを備えたことを特徴と
する定着装置。
【請求項８】請求項７に記載の定着装置において、前記離型層材料が、アモルファスシリコンであることを
特徴とする定着装置。
【請求項９】請求項７または８に記載の定着装置にお
いて、前記掻き取り式清掃部材が、樹脂からなることを特徴と
する定着装置。
【請求項１０】請求項７または８に記載の定着装置に
おいて、前記掻き取り式清掃部材が、ポリイミド樹脂からなるこ
とを特徴とする定着装置。
【請求項１１】請求項７または８に記載の定着装置に
おいて、前記掻き取り式清掃部材が、フッ素樹脂からなることを
特徴とする定着装置。
【請求項１２】請求項７または８に記載の定着装置に
おいて、前記掻き取り式清掃部材が、金属からなることを特徴と
する定着装置。
【請求項１３】請求項７乃至１２のいずれか一項に記
載の定着装置において、前記定着加熱部分の温度を検出する手段と、前記クリーナの温度を検出する手段と、前記二つの温度検出手段の出力信号に基づいて前記クリ
ーナの温度を前記定着部材の温度と等しくなるよう制御
する手段を備えたことを特徴とする定着装置。
【請求項１４】請求項７乃至１２のいずれか一項に記
載の定着装置において、前記定着加熱部分の温度を検出する手段と、前記クリーナの温度を検出する手段と、前記二つの温度検出手段の出力信号に基づいて前記クリ
ーナの温度を前記定着部材の温度と所定関係に保ち連動
して制御する手段を備えたことを特徴とする定着装置。
【請求項１５】請求項７乃至１４のいずれか一項に記
載の定着装置において、前記掻き取り式清掃部材を重力方向に対して斜めに設置
し、回収された前記オフセットトナーを溜める廃トナー溜め
を設けたことを特徴とする定着装置。