JPH10207280A - 定着方法及び定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 定着ローラへのトナー等の付着物を効率的に
除去し、少ない離型剤供給量で定着ローラの耐久寿命の
長い定着方法及び定着装置を提供すること。 【解決手段】 定着ローラ１と、定着ローラ１と接触す
る表面に研磨粒子を担持した清掃手段５とを具備し、ト
ナー像４を形成した記録媒体３を定着ローラ１と圧力付
与部材２に挟持し加圧、加熱してトナー像４を記録媒体
３上に定着する定着方法及び定着装置において、前記定
着ローラ１の表面温度が前記トナー像４を形成するトナ
ー中の結着樹脂のＴｇ以上、Ｔｍ以下の温度であるとき
に、前記清掃手段５を前記定着ローラ１に接触させかつ
前記定着ローラ１を回転させ、前記温度範囲以外の温度
においては前記清掃手段５を前記定着ローラ１と離間す
る位置に設定することを特徴とする定着方法及び定着装
置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリンタ、複写
機、ファクシミリ等の画像形成装置において、記録媒体
上に形成担持された未定着トナー画像を記録媒体に定着
させる定着方法及び定着装置に関し、特に、記録媒体上
の未定着トナーを熱により溶融させて定着する定着方法
及び定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、画像記録装置のフルカラー化が進
んでおり、記録画像の高画質化が求められている。電子
写真方式のフルカラー画像記録においては、イエロー、
マゼンタ、サイアン、ブラックの各色のトナーを記録媒
体上に転写したものを、定着工程において加熱溶融して
混色させ、所望の色に発色させることでフルカラー記録
を得ている。溶融したトナー像の色再現性を向上させる
ために、上記トナーとしては溶融温度の低い、シャープ
メルトなトナーが用いられている。

【０００３】このようなトナーを用いる場合、定着時の
トナー粘度が低下しており定着ローラに対する粘着性が
高く、またフルカラー画像記録においては複数のトナー
層を形成するため単位面積あたりのトナー量が多く、ト
ナーが定着ローラに対してオフセットしやすい。そのた
め、定着ローラの表面材料としては高離型性のものが要
求されるのはもちろん、定着ローラ表面に離型剤を供給
することでオフセットを回避していた。

【０００４】このような定着装置としては、特開平４−
２３０７８４号公報に開示されたような定着装置が知ら
れている。図６にこの定着装置の概略構成図を示す。こ
の定着装置は、内部に加熱源１２０を有し、右回りに回
動する定着ローラ１００と、この定着ローラ１００に圧
接して配設され、左回りに回動する加圧ローラ２００
と、定着ローラ１００に取り付けられ定着ローラ１００
の外周面にトナーオフセット防止用離型剤を塗布する離
型剤供給手段３００とで構成されており、未定着トナー
像４が担持された記録媒体３を上記定着ローラ１００と
加圧ローラ２００との間に挿通させてトナー像を定着さ
せるものである。定着ローラ１００は、金属製コア１１
０の周りに第１の弾性体層１２０が設けられ、さらにト
ナーオフセット防止用の離型剤と親和性を有する弾性材
料にて形成される第２の弾性体層１３０を備えており、
弾性体層１２０の弾性作用により適度の押力と接触幅を
もって上記記録媒体３に接触すると共に、弾性体層１３
０に供給された離型剤の作用によりオフセット現象を防
止する様な構成になっている。上記定着ローラ１００の
第２の弾性体層１３０としては、表面には、耐熱性、耐
磨耗性に優れたフッ素ゴムであるバイトンゴム（デュポ
ン社：商品名）が多く用いられており、また、上記離型
剤としては、アミノ基を有するアミン変性シリコーンオ
イルが多く用いられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような定着装置に
おいては、トナーをオフセットなく定着するために、定
着ローラに多量の離型剤が塗布されており、その結果、
定着された記録媒体３にも離型剤が付着してしまう。そ
の量は、Ａ４記録紙１枚当たりに換算して０．０２〜
０．０５ｇになっている。しかしながら、この程度の量
の離型剤が記録媒体３としての記録紙に存在すると、た
とえば記録紙にボールペンで加筆することができなかっ
たり、付箋紙が貼れなかったり、あるいは記録紙を切り
抜いて他の紙等に貼ることができない、といった問題点
があった。

【０００６】この問題を解決するため、トナーに離型剤
を含有することで定着ローラへの離型剤の供給量を大幅
に減らす試みがなされている。このトナーは内部に低溶
融点のワックスを包含しているため、定着時にトナーが
軟化すると内包されたワックスがトナーと定着ローラと
の間に滲み出し、離型剤の役割を果たすため、定着ロー
ラに供給する離型剤の量が少なくてもオフセットを起こ
しにくいという長所がある。

【０００７】しかしながら、定着ローラへの離型剤の塗
布量を減らしていくと、定着ローラ表面に形成されるオ
イル層の厚さが薄くなる結果、定着ローラと記録紙が定
着ニップで加圧摺動する際に、記録紙に含まれている微
小粒子が定着ローラ表面に付着しやすくなる。一般に定
着装置には定着ローラ表面に付着した異物を除去するた
めのクリーニング装置が設けられている。図７はこのよ
うなクリーニング装置の一例であり、クリーニングウェ
ブ４１が押圧ローラ４３により定着ローラに押圧される
とともに、供給ローラ４２から巻き取りローラ４４に所
定の速さで巻き取られる構成になっている。このクリー
ニングウェブ４１は耐熱性不織布（例えば、ノーメック
ス：商品名）により形成されている。しかしながらこの
ようなクリーニング装置では、前記微小粒子を完全には
除去することができなかった。

【０００８】定着ローラ表面に微小粒子が付着すると、
定着ローラ表面の高離型性材料が微小粒子で覆い隠され
ることになり、その面積比に応じて定着ローラの離型性
が低下し、トナーがオフセットしやすくなる。定着ロー
ラの設定温度は、定着動作中はトナーの溶融温度以上に
設定されており、オフセットしたトナーは低粘度の状態
にある。そのため、該トナーは定着ニップ部に比べて定
着ローラとの接着力が強く、またトナー自体の凝集力が
低いため、上記のようなクリーニング装置を通過したと
しても完全に除去されるものではなく、非常に微量では
あるが定着ローラ上に残留する。このトナーは、低粘度
状態で長時間定着ローラ上に存在するため、定着ローラ
表面との接触面積が拡大し付着力が増加し、定着ローラ
に吸着してしまう。その結果、定着ローラ表面の高離型
性材料はさらに覆い隠され、離型性が大幅に低下するこ
とになる。

【０００９】特にバイトンゴム等のフッ素ゴムを表面材
料に用いた定着ローラにあっては、耐熱性及び耐磨耗性
については優れているものの、離型性についてはアミン
変性シリコーンオイルのような反応性オイルが表面に吸
着することで確保しているため、離型剤の供給量を減ら
すことで上記の現象が急速に進むこととなり、離型剤供
給量を減らしての使用は困難であり、仮に離型剤の供給
量を減らして使用したとしても定着ローラの寿命が非常
に短いという問題点があった。

【００１０】このような異物の付着を解決する手段とし
ては、特開平４−３１９９８０号公報に開示されるよう
な定着装置が発明されている。これは、定着ローラ表面
を研磨して、該表面に付着した異物を除去することで定
着ローラの寿命を延ばそうとするものである。しかしな
がら、このような定着装置においては、研磨手段は定着
ローラと常時接触しているため定着ローラ表面の磨耗量
が大きく、定着ローラの表面の被覆材料がある程度厚い
ものに限定されてしまい、立ち上がり時間を早くするた
めに薄肉の定着ローラを採用した定着装置には適用でき
ない、という欠点があった。また、研磨時の定着ローラ
の温度は、トナー中の結着樹脂の溶融温度以上になって
おり、トナーの凝集力が低いため、オフセットトナーは
当該研磨手段によりその一部は除去されるものの残りの
部分は研磨された定着ローラ表面に再び付着することに
なり、結果的には離型性が十分には改善されない、とい
う問題点があった。

【００１１】従って本発明は、以上のことを鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、定着装置に
おける定着ローラへのトナー等の付着物を効率的に除去
し、少ない離型剤供給量で定着ローラの長い耐久寿命を
確保し得る定着方法及び定着装置を提供することにあ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的は、以下の本発
明により達成される。すなわち本発明は、 （１）定着ローラと、前記定着ローラと接触する表面に
研磨粒子を担持した清掃手段とを具備し、トナー像を形
成した記録媒体を前記定着ローラにより加圧、加熱する
ことで前記トナー像を前記記録媒体上に定着する定着方
法において、前記定着ローラの表面温度が前記トナー像
を形成するトナー中の結着樹脂のＴｇ（ガラス転移点温
度）以上、Ｔｍ（溶融温度）以下の温度であるときに、
前記清掃手段を前記定着ローラに接触させかつ前記定着
ローラを回転させ、前記温度範囲以外の温度においては
前記清掃手段を前記定着ローラと離間する位置に設定す
ることを特徴とする定着方法である。 （２）定着ローラの表面材料がフッ素ゴムであり、前記
定着ローラに反応性シリコーンオイルを塗布する離型剤
供給手段を有することを特徴とする（１）に記載の定着
方法である。 （３）定着ローラと、該定着ローラに押圧される圧力付
与部材と、前記定着ローラの表面温度を検知する温度検
出手段と、前記定着ローラに接触及び離間の２つの位置
を移動し、前記定着ローラと接触する表面に研磨粒子を
担持した清掃手段とを具備し、トナー像を形成した記録
媒体を前記定着ローラと前記圧力付与部材に挟持して加
圧、加熱することにより前記トナー像を前記記録媒体上
に定着する定着装置において、前記定着ローラの表面温
度が前記トナー像を形成するトナー中の結着樹脂のＴｇ
（ガラス転移点温度）以上、Ｔｍ（溶融温度）以下の温
度であることを前記温度検出手段により検知したとき
に、前記清掃手段を前記定着ローラに接触させかつ前記
定着ローラを回転させ、前記温度範囲以外の温度におい
ては前記清掃手段を前記定着ローラと離間する位置に設
定することを特徴とする定着装置である。 （４）定着ローラの表面材料がフッ素ゴムであり、前記
定着ローラに反応性シリコーンオイルを塗布する離型剤
供給手段を有することを特徴とする（３）に記載の定着
装置である。 （５）清掃手段が離型剤供給手段を兼ねることを特徴と
する（３）に記載の定着装置である。

【００１３】本発明によれば、定着ローラと接触する表
面に研磨粒子を担持した清掃手段を定着ローラの温度が
トナー中の結着樹脂のＴｇ（ガラス転移点温度）以上、
Ｔｍ（溶融温度）以下で、定着ローラに接触させ、かつ
定着ローラを回転させるので、定着ローラにトナーがオ
フセットしていたとしてもトナーは定着ローラへの接着
力が小さく、かつトナーの凝集力が高い状態であり、し
かも研磨粒子により剪断力が有効に働くため、定着ロー
ラ表面に付着したトナーや記録紙に含まれる微小粒子な
どの異物を容易に除去することができるので、定着ロー
ラ表面へ異物が吸着することによる離型性低下を防止で
き、定着ローラの耐久性が向上する。また、研磨粒子を
担持した清掃手段を接触／離間の制御を行えるように
し、清掃効率の高い時だけ選択的に前記清掃手段を接触
させるようにしたため、定着ローラ表面の磨耗量が大幅
に低減できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に基づいて説
明する。図１は、本発明の定着装置の一例を示す概略構
成図である。定着ローラ１として、外径２５ｍｍ、内径
２４．５ｍｍ、長さ３４０ｍｍの鉄製円筒のコア１０の
表面に、被覆層１１が形成されている。被覆層１１は下
地層として硬度４５度（ＪＩＳ Ａ硬度）のＨＴＶシリ
コーンゴムが厚さ０．３ｍｍでコア１０に直接被覆さ
れ、さらにその上にトップコート層としてバイトンゴム
が厚さ３０μｍでディップコート法により形成されてい
る。コア１０の内部には、加熱源として出力６００ｗの
ハロゲンランプ１２が、定着ローラ１の軸芯に配置され
ている。また、定着ローラ１の表面の温度は温度検出手
段としての温度センサ１３によって計測される。そし
て、温度センサ１３の計測信号により、図示しない温度
コントローラによってハロゲンランプ１２のオン／オフ
がフィードバック制御される。

【００１５】定着ローラ１の下方には、圧力付与部材と
して、ステンレス製のローラ２３、２４及び２５に巻回
された無端ベルト２が配置されている。この無端ベルト
２は、ポリイミドフィルム製であって、厚さ７５μｍ、
幅３００ｍｍ、周長１５７ｍｍに形成されており、ロー
ラ２３、２４及び２５に８０Ｎの張力で張架されてい
る。なお、無端ベルト２がローラ２３、２４及び２５の
軸線方向に移動して、ローラ２３、２４及び２５から外
れてしまうのを防止するため、ローラ２４はわずかに変
位可能に配置されている。

【００１６】これらのローラ２３、２４及び２５の配置
だけによっても、無端ベルト２は定着ローラ１に接触さ
せることが可能であるが、さらに無端ベルト２の内側に
は加圧部材として補助圧力ローラ２１および圧力ローラ
２２が配設されている。補助圧力ローラ２１は芯金のま
わりに弾性層を被覆したローラで、ニップ入口で一定荷
重で定着ローラ１に向けて押圧されている。また、圧力
ローラ２２はステンレス製ローラで、定着ローラ１の表
面の弾性層に歪みを与えるべく、ニップ出口で同じく定
着ローラ１に押圧されている。定着ローラ１と無端ベル
ト２は補助圧力ローラ２１と圧力ローラ２２の間で互い
に接触し、定着ニップを形成している。定着ローラ１へ
の無端ベルト２の巻付角度（無端ベルト２が定着ローラ
１に巻きついて両者が接触する部分、即ちニップ部の円
弧の中心角）は６０°に設定されている。従ってこの場
合、ニップ幅（ニップ部の円弧の長さ）は約１３ｍｍ
（２５π×６０／３６０）となる。

【００１７】ローラ２３には図示しないモータからの駆
動力が伝達されており、無端ベルト２が図の矢印の方向
に速度１２０ｍｍ／ｓｅｃで回転させられ、この回転に
より定着ローラ１が従動回転させられる。温度センサ１
３は非接触の赤外線温度センサであり、薄肉の定着ロー
ラ１の急激な温度変動に対して十分追随が可能である。
温度センサ１３の出力信号は図示しない本体のメインボ
ードに接続されており、マイクロコンピュータによりモ
ニタされる。定着ローラ１の定着ニップ下流側には清掃
手段としての清掃装置５が配設されている。清掃装置５
はクリーニングウェブ５１と、クリーニングウェブ５１
を供給する供給ローラ５２、クリーニングウェブ５１を
定着ローラ１に対し押付ける押圧ローラ５３、クリーニ
ングウェブ５１を巻取る巻取りローラ５４とからなって
おり、巻取りローラ５４は図示しないモータによりクリ
ーニングウェブ５１を巻取るように回転される。即ち、
クリーニングウェブ５１は、定着ローラ１とは対向する
方向に移動し、この接触により定着ローラ１表面の異物
がクリーニングウェブ５１にからまり、除去される。押
圧ローラ５３はソレノイド５５により定着ローラ１に対
しクリーニングウェブ５１の接触／離間の移動が可能と
なっている。

【００１８】図２は、図１の定着装置の清掃装置５の部
分を説明するための当該部分の拡大図である。押圧ロー
ラ５３は定着ローラ１にクリーニングウェブ５１が接触
する位置Ｂ（接触）、および接触しない位置Ａ（離間）
との間を移動可能に設定されている。押圧ローラ５３は
金属製芯金５３ａのまわりにシリコーンスポンジ層５３
ｂが厚さ４ｍｍで被覆されている。押圧ローラ５３は接
触位置Ｂでは定着ローラ１に対し、クリーニングウェブ
５１を４ｍｍ幅で押しつけるように接触する。クリーニ
ングウェブ５１は、耐熱性不織布に研磨粒子として炭化
珪素の粒子を分散させて含有させたものである。本例に
用いた炭化珪素の粒径は１〜５μｍのものが主である
が、研磨粒子の大きさとしては０．５〜２０μｍのもの
を用いることができる。

【００１９】定着ローラ１の清掃装置５より下流側には
離型剤供給手段としての離型剤供給装置６が定着ローラ
１の表面に接する様に設けられている。離型剤供給装置
６は、離型剤が保持されたローラ６１の外表面を多孔質
フィルム６２で被覆したものであり、離型剤は多孔質フ
ィルム６２を介して毛管現象により少しずつ表面に滲み
出し、常に一定量が定着ローラ１の表面へと供給され
る。離型剤としては動粘度３００ｃＳｔのアミン変性シ
リコーンオイルが保持されており、さらに不図示の離型
剤タンクより離型剤供給装置６に補給されるように構成
されている。

【００２０】図１において、図示しない転写装置により
イエロー、マゼンタ、サイアン、ブラックの４色のトナ
ー像４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋが転写された記録紙３が、
図の右側から定着ニップに向けて搬送されてくる。これ
らのトナーは、Ｔｇが約７０℃、Ｔｍが約１１０℃のポ
リエステルを結着樹脂として、これに低融点ワックス、
着色顔料等を分散させたカラートナーで、低融点でシャ
ープメルトを特徴としている。

【００２１】記録紙３は、補助圧力ローラ２１の配置さ
れている側より挿通させられる。そして、ニップに作用
する圧力と、ハロゲンランプ１２によって定着ローラ１
を通じて与えられる熱により、トナー４Ｙ、４Ｍ、４
Ｃ、４Ｋの像が記録紙３上に溶融定着する。補助圧力ロ
ーラ２１は、無端ベルト２を定着ローラ１に密着させ、
無端ベルト２と定着ローラ１との速度差による記録紙３
上のトナー像４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋのずれが発生する
のを防止する。圧力ローラ２２は、ニップ出口において
無端ベルト２を介して定着ローラ１に圧接されているの
で、定着ローラ１の弾性層が変形し、その表面に歪みが
発生する。また、定着ローラ１の表面には離型剤供給装
置６により離型剤が供給されており、しかもトナーから
は内包されたワックスが滲み出してくるため、記録紙３
は、剥離爪がなくても定着ローラに巻き付くことなく、
またトナーが定着ローラ１にオフセットすることなく剥
離される。トナー４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋが定着した記
録紙３は、図示しない排紙トレイへと搬送され、定着動
作を終了する。定着動作中は、温度センサ１３の検出信
号をもとに、定着ローラ１の温度がトナー中の結着樹脂
のＴｍ以上の所定の温度（約１４０℃）になるように、
不図示の温度コントローラがハロゲンランプ１２に供給
される電力を制御する。この時、清掃装置５の押圧ロー
ラ５３は定着ローラ１に対して離間した位置Ａに設定さ
れている。

【００２２】一連の定着動作を終了し、最後の記録紙が
ニップ部を通過した後、定着ローラ１の温度設定が解除
され、ハロゲンランプ１２に供給される電源はオフされ
るが、定着ローラ１、無端ベルト２の回転は継続する。
そして、トナー中の結着樹脂のＴｍである１１０℃以下
になった時点で、温度センサ１３の検出信号が清掃装置
５のソレノイド５５に出力され、押圧ローラ５３を定着
ローラ１に対して接触した位置Ｂに移動し、クリーニン
グを開始する。押圧ローラ５３によりクリーニングウェ
ブ５１が定着ローラ１に接触した後、定着ローラが約３
周した時点でソレノイド５５への信号が停止し、押圧ロ
ーラ５３が定着ローラ１に対して離間した位置Ａへと戻
り、定着ローラ１および無端ベルト２の回転が停止す
る。押圧ローラ５３が定着ローラ１から離間する時に
は、定着ローラ１の温度は未だトナー中の結着樹脂のＴ
ｇ（約７０℃）以上となっている。

【００２３】なお、離間するタイミングとしては、一定
時間が経過した後、定着ローラ１が一定の回転をした
後、或いは前記Ｔｇまで定着ローラ１の表面温度が低下
した時点等が挙げられる。ただし、定着ローラ１が１回
転以上することが必要である。また、清掃装置が離間す
るときの定着ローラ１の表面温度は、前記Ｔｇ以下とな
っていても構わない。定着ローラ１の表面温度が前記Ｔ
ｇ以上、前記Ｔｍ以下であったときに定着ローラ１表面
は既に十分にクリーニングされており、また、前記Ｔｇ
以下となった後もトナーの再付着の問題も生じないから
である。ただし、必要以上に清掃装置５が定着ローラ１
に接触していると、定着ローラ１表面の磨耗による問題
が生ずるため、なるべく早く離間させることが好まし
い。温度センサ１３の検出信号とソレノイド５５への信
号Ｓ_s 及びメインモータの回転信号Ｓ_M との関係の一例
を図３に示す。

【００２４】本例の定着装置の定着ローラ１は、ハロゲ
ンランプ１２を点灯してから定着可能になるまでの時間
が短くなる（立ち上がり時間を早くする）よう、非常に
薄肉に構成されているため、スタンバイ時に常にハロゲ
ンランプ１２を点灯して定着ローラ１を加熱しておく必
要がないと同時に、ハロゲンランプ１２が消灯した後は
外部に熱を放出することで速やかに温度が低下する。

【００２５】次に、本発明における清掃装置の定着ロー
ラ１の温度別の清掃能力について、実験結果をもとに詳
細に説明する。上述の定着装置において、離型剤を完全
に拭き取った定着ローラ１に上述のトナーを高温（１６
０℃）で故意にオフセットさせたものを試料として、清
掃能力についての実験を行い、トナーの清掃状態を評価
した。表１は、試料としての定着ローラ１の表面温度
を、制御回路により６０、８０、１００、１２０及び１
４０℃に一定に保った状態で、清掃装置５を接触させ
（位置Ｂ）、定着ローラ１が何周回転したときに、定着
ローラ１の表面に付着したトナーが除去できたかを示し
たものである。評価は目視により、以下の評価基準にて
行った。 ○：オフセットしたトナーが完全に除去された。 △：オフセットしたトナーがほぼ除去された。 ×：オフセットしたトナーが除去できていない。

【００２６】

【表１】

【００２７】表１に示す如く、８０℃及び１００℃のも
のが比較的早くオフセットしたトナーを除去できている
のに対し、１２０℃、１４０℃と温度が上がるほどオフ
セットしたトナーを除去しにくくなり、逆に６０℃のも
のについては実験した定着ローラ１の回転回数（２０
回）ではオフセットしたトナーを除去することができな
かった。

【００２８】この結果は次の様に考えられる。クリーニ
ングウェブ５１は、シリコーンスポンジ層５３ｂを有す
る押圧ローラ５３により定着ローラ１に押し当てられて
いるため、定着ローラ１を垂直方向に押す接触圧力は極
めて弱い。これに対し、クリーニングウェブ５１の表面
には研磨粒子が担持されており、研磨粒子と定着ローラ
１の表面に付着しているトナーとが接触すると集中的に
ローラ回転方向の力、すなわち剪断力が働く。これがト
ナーを定着ローラ１から引き離すように作用する。定着
ローラ１の表面温度がトナー中の結着樹脂のＴｇである
７０℃より低い場合には、トナーは完全な固体であり、
トナーは定着ローラ１に強い分子間力により固着してい
るため、クリーニングウェブ５１の作用による剪断力で
はトナーを引き離すことができない。

【００２９】定着ローラ１の表面温度がトナー中の結着
樹脂のＴｇ以上になると、トナーは固体状からゴム状へ
と徐々に変化し、定着ローラ１との接着力は徐々に減少
していく。しかし、トナー内部の凝集力は未だ大きいた
め、剪断力がかけられたトナーは定着ローラ１の表面か
ら塊のまま剥離し、クリーニングウェブ５１の繊維にか
らまり除去される。さらに定着ローラ１の温度が上昇
し、トナー中の結着樹脂のＴｍ以上になると、トナーは
液状になるため、剪断力が働いても定着ローラ１の表面
に対しての付着力はあまり変化せず、またトナーは、そ
の凝集力が低下することでクリーニングウェブ５１と接
触してもトナー内部で分断されるようにその一部が除去
されるだけで、数回の通過で完全に除去することは難し
いものと考えられる。

【００３０】従って、本例による清掃装置５を用いる
と、トナー温度が前記Ｔｇ以上、前記Ｔｍ以下であると
き、すなわち定着ローラ１の温度がこの条件を満足する
時が清掃効率が高いということがわかる。なお以上に示
す実験例では、比較を容易にすべく、定着ローラ１表面
から離型剤を完全に拭き取り、トナーを故意に、通常稼
働時（１４０℃）よりも高温（１６０℃）でオフセット
させたもので評価しているため、上記清掃装置５によっ
てもなお、数回のクリーニングを要しているが、通常の
使用に際しては、上記実験例程トナーの定着ローラ１に
対する接着力は強くなく、また、オフセット量も少ない
ため、上記清掃装置５によれば１回のクリーニングで十
分にトナーが除去される。

【００３１】以上、清掃装置として研磨粒子を担持した
クリーニングウェブを用いた例で本発明を説明してきた
が、同様の効果を示すものであればこの例に限定される
ものではない。例えば、図４に示す定着装置は、清掃装
置としてシリコーンスポンジ層を形成したクリーニング
ローラ５８の表面に研磨粒子を担持したものを用いたも
のである。接触位置においてはシリコーンスポンジ層が
変形し定着ローラ１と一定の接触幅を持つように図示し
ない駆動装置により定着ローラ１に押し当てられる。接
触部位においては、定着ローラ１の回転方向と対向する
方向にクリーニングローラ５８を回転させ、図１に示す
例と同様に定着ローラ１の表面に付着した異物を分離す
ることができる。定着ローラ１より分離されたトナー等
の異物はそのままクリーニングローラ５８に付着して搬
送され、接触部位の反対側に設けられたクリーニングブ
ラシ５９によりクリーニングローラ５８の表面からかき
落とされる。

【００３２】定着ローラ１の表面材料としてはバイトン
ゴムを、離型剤としてアミン変性シリコーンオイルを用
いたもので説明したが、同様の効果を示すものであれ
ば、本発明はこれらに限定されるものではなく、定着ロ
ーラ１の表面材料としては、例えばその他のフッ素樹脂
やシリコーンゴムを、また、離型剤としては、ジメチル
シリコーンオイルやメチルフェニルシリコーンオイルな
どの各種反応性シリコーンオイルを用いることができ
る。さらに、本発明は離型剤を全く用いない定着装置に
適用することもできる。

【００３３】また、本発明は圧力付与部材として３本の
ローラ２３、２４及び２５で張架し、圧力ローラ２２と
補助圧力ローラ２１により定着ローラ１に圧接されてい
る無端ベルト２を用いた定着装置で説明してきたが、そ
れ以外の圧力付与部材であっても、定着ローラ１に対し
てニップを形成している定着装置であれば上記の構成に
限定されるものではないことは言うまでもなく、内側に
ベルトに対して摺動可能に設けた圧力パッドにより無端
ベルト２を定着ローラ１に圧接させる構成であってもよ
く、また張架ローラを用いずベルトをフリーな状態で保
持し、定着ローラを駆動することでベルトを従動させる
構成であってもよい。また、圧力付与部材として弾性層
を被覆した圧力ローラを用いることも可能である。本発
明においては、定着装置の個々の構成に関し、その大き
さ、材料、形状等も上述のものに限定されるものではな
く、本発明を構成し得るものであれば問題なく使用され
る。

【００３４】また、本発明において用いられるトナーに
関しては、上述の例では、Ｔｇ＝７０℃、Ｔｍ＝１１０
℃のポリエステルを結着樹脂として、これに低融点ワッ
クス、着色顔料を分散させたカラートナーを用いたが、
本発明はこれに限定されるものではなく、従来公知のあ
らゆるトナーを使用することができる。例えば、結着樹
脂としては、ＴｇやＴｍの異なるポリエステルや、その
他スチレン、クロロスチレン、エチレン、プロピレン、
ブチレン、酢酸ビニル、アクリル酸メチル、アクリル酸
エチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、ビ
ニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルメ
チルケトン等の単独重合体や共重合体を挙げることがで
き、またこれらを混合して使用することもできる。これ
らの結着樹脂を使用した場合には、上記清掃装置の接触
／離間の温度設定範囲は、使用する結着樹脂のＴｇやＴ
ｍに合わせて調整する必要があり、さらに、結着樹脂が
２種以上の混合物である場合には、それらのＴｇ及びＴ
ｍのなかでそれぞれ最も低い値を本発明におけるＴｇ及
びＴｍとして代表させて、上記清掃装置の接触／離間の
温度設定範囲を定める。また、トナーの製造に用いられ
る低融点ワックスや着色剤に関しても、従来公知のいか
なるものも使用することができ、さらに必要に応じて種
々の添加剤を混合させてもよい。

【００３５】研磨粒子としては、上述の例で用いた炭化
珪素以外に、窒化ほう素、窒化炭素、窒化チタン、窒化
ジルコニウム、炭化ほう素、炭化チタン、炭化ジルコニ
ウム、炭化タングステン、酸化珪素、ほう化チタン、ほ
う化ジルコニウム、酸化鉄、酸化セリウム、酸化クロ
ム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、アルミナ、シリカ
などのセラミックス研磨剤であってもよく、また、鉄、
アルミニウム、銅、マンガン、コバルト、タングステ
ン、クロムといった金属粉末であってもよい。これらの
研磨粒子の粒径としては、０．５〜２０μｍが適当であ
り、好ましくは１〜１０μｍのものである。

【００３６】以上、記録媒体に定着動作を行った後、定
着ローラの温度がトナー中の結着樹脂のＴｍ以下に下が
った時点で清掃手段を定着ローラに接触させる方式によ
り説明してきたが、本発明はこれに限定されるものでは
なく、清掃手段の接触時の定着ローラ表面温度がトナー
中の結着樹脂のＴｇ以上Ｔｍ以下であれば問題ない。例
えば、定着動作を始める前に、定着ローラ表面温度が前
記Ｔｇ以上になった時点で清掃手段を接触させて清掃を
行ってもよい。ただし、この場合ハロゲンランプを点灯
させた状態にしておくとすぐに定着ローラ表面温度が前
記Ｔｍを越えてしまうため、温度センサの検出温度にし
たがってハロゲンランプのオン／オフを制御する必要が
ある。また、清掃は必ずしも各サイクル毎に行う必要は
なく、例えば１，０００枚定着毎に清掃を行うように予
め設定しておくことも可能である。この場合、１，００
０枚定着した直後に一旦ハロゲンランプへの電力の供給
を止めて清掃サイクルを設けても、あるいはその時の一
連の定着が終了した後に清掃サイクルを設けてもよい。

【００３７】また、清掃装置の接触／離間は、ソレノイ
ドにより押圧ローラを移動する方法以外でも、電気信号
により清掃部材の接触／離間が制御できる方法であれば
よく、例えば偏芯カムを用いて押圧ローラの軸を定着ロ
ーラに近づける方式でもよい。また、接触させる方法は
押圧ローラに限られるものではなく、クリーニングウェ
ブの張力を利用し、２本のローラに懸架した状態で定着
ローラと接触させても良い。この場合、接触／離間を制
御するには、巻き取りローラか供給ローラ、あるいは定
着ローラと接触しない第３のローラをソレノイド等によ
り移動させる。

【００３８】図５は、本発明の他の例を示す概略構成図
である。定着ローラ１の定着ニップ下流側には清掃装置
７が配設されている。清掃装置７はクリーニングウェブ
７１と、クリーニングウェブ７１を供給する供給ローラ
７２、クリーニングウェブ７１を定着ローラ１に対し押
付ける押圧ローラ７３、クリーニングウェブ７１を巻取
る巻取りローラ７４とからなっており、巻取りローラ７
４は図示しないモータによりクリーニングウェブ７１を
巻取るように回転される。押圧ローラ７３は図示しない
ソレノイドにより定着ローラ１にクリーニングウェブ７
１が接触する位置（接触）、および定着ローラ１にクリ
ーニングウェブ７１が接触しない位置（離間）との間を
移動可能に設定されている。

【００３９】押圧ローラ７３は金属製芯金７３ａのまわ
りにシリコーンスポンジ層７３ｂが厚さ４ｍｍで被覆さ
れており、同時にシリコーンスポンジ層７３ｂに離型剤
が保持されている。さらにシリコーンスポンジ層７３ｂ
の外表面には多孔質フィルム７３ｃが被覆されており、
離型剤は多孔質フィルム７３ｃを介して毛管現象により
少しずつ表面に滲み出て、さらにクリーニングウェブ７
１に滲み込んで常に一定量の離型剤を定着ローラ１の表
面に供給する。離型剤としては、例えば動粘度３００ｃ
Ｓｔのアミン変性シリコーンオイルが保持されており、
さらに不図示の離型剤タンクより押圧ローラ７３に補給
されるように構成されている。また、クリーニングウェ
ブ７１は、例えば耐熱性不織布に研磨粒子として炭化珪
素の粒子を分散させて含有させたものである。このよう
に清掃手段で離型剤供給手段を兼ねることで、装置の簡
略化が可能となる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
研磨剤を担持した清掃部材で、定着ローラ温度が清掃効
率の高いトナー中の結着樹脂のガラス転移点以上、溶融
温度以下でのみ接触させて清掃するため、定着ローラの
離型性が長期に渡って持続するとともに、定着ローラ表
面の磨耗量を非常に少なくすることが可能となり、薄肉
の表面材料を用いる定着装置にあっても製品寿命を大幅
に向上させることができる。また、定着ローラの表面材
料としてバイトンゴム等のフッ素ゴム、離型剤としてア
ミン変性シリコーンオイル等の反応性シリコーンオイル
を用いた場合においては定着ローラの磨耗量がほとんど
ゼロに抑えられると共に、供給する離型剤の量を大幅に
低減することができる。また、清掃手段で離型剤供給手
段を兼ねることで、装置の簡略化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による定着装置の実施の形態を示す概
略構成図である。

【図２】 図１の定着装置における清掃装置の移動状態
を説明する図である。

【図３】 本発明による定着装置の清掃装置の移動のタ
イミングを説明するグラフである。

【図４】 本発明による定着装置の他の実施の形態を示
す概略構成図である。

【図５】 本発明による定着装置の他の実施の形態を示
す概略構成図である。

【図６】 従来の定着装置を示す概略構成図である。

【図７】 従来の定着装置における清掃装置を説明する
概略構成図である。

【符号の説明】

１：定着ローラ ２：無端ベルト ３：記録紙 ４：トナー ５：清掃装置 ６：離型剤供給装置 ７：離型剤供給装置を兼ねた清掃装置 １３：温度センサ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 定着ローラと、前記定着ローラと接触す
   る表面に研磨粒子を担持した清掃手段とを具備し、トナ
   ー像を形成した記録媒体を前記定着ローラにより加圧、
   加熱することで前記トナー像を前記記録媒体上に定着す
   る定着方法において、前記定着ローラの表面温度が前記
   トナー像を形成するトナー中の結着樹脂のＴｇ（ガラス
   転移点温度）以上、Ｔｍ（溶融温度）以下の温度である
   ときに、前記清掃手段を前記定着ローラに接触させかつ
   前記定着ローラを回転させ、前記温度範囲以外の温度に
   おいては前記清掃手段を前記定着ローラと離間する位置
   に設定することを特徴とする定着方法。
2. 【請求項２】 定着ローラの表面材料がフッ素ゴムであ
   り、前記定着ローラに反応性シリコーンオイルを塗布す
   る離型剤供給手段を有することを特徴とする請求項１に
   記載の定着方法。
3. 【請求項３】 定着ローラと、該定着ローラに押圧され
   る圧力付与部材と、前記定着ローラの表面温度を検知す
   る温度検出手段と、前記定着ローラに接触及び離間の２
   つの位置を移動し、前記定着ローラと接触する表面に研
   磨粒子を担持した清掃手段とを具備し、トナー像を形成
   した記録媒体を前記定着ローラと前記圧力付与部材に挟
   持して加圧、加熱することにより前記トナー像を前記記
   録媒体上に定着する定着装置において、前記定着ローラ
   の表面温度が前記トナー像を形成するトナー中の結着樹
   脂のＴｇ（ガラス転移点温度）以上、Ｔｍ（溶融温度）
   以下の温度であることを前記温度検出手段により検知し
   たときに、前記清掃手段を前記定着ローラに接触させか
   つ前記定着ローラを回転させ、前記温度範囲以外の温度
   においては前記清掃手段を前記定着ローラと離間する位
   置に設定することを特徴とする定着装置。
4. 【請求項４】 定着ローラの表面材料がフッ素ゴムであ
   り、前記定着ローラに反応性シリコーンオイルを塗布す
   る離型剤供給手段を有することを特徴とする請求項３に
   記載の定着装置。
5. 【請求項５】 清掃手段が離型剤供給手段を兼ねること
   を特徴とする請求項３に記載の定着装置。