JPS63300272A - クリ−ニング装置をもつ熱定着装置 - 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】 ｒ産業上の利用分野１ 本発明は、クリーニング装置をもつ熱定着装置に関する
。

［従来の技術］ 従来のクリーニング装置をもつ熱定着装置は、複写紙上
のトナー画陳を加熱および加圧して定着させるための加
熱定着ローラと、加圧定着ローラと、前記加熱定着ロー
ラあるいは加圧定着ローラの一方に当接しオフセット防
止用のシリコンオイル等の離型剤を塗布する塗布ローラ
とからなる。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来のクリーニング装置をもつ熱定着装置は、加熱定着
ローラあるいは加圧定着ローラの一方にシリフォイル等
の離型剤を塗布するので加熱定着ローラと加圧定着ロー
ラ間に複写紙を通紙させる際、前記複写紙が離型剤によ
って汚れる場合がある。

本発明は熱定着装置において加熱定着ローラあるいは加
圧定着ローラの一方にシリコンオイル等の離型剤を塗布
することなくオフセットの発生を防止することを目的と
する。

［問題点を解決するための手段］ 本発明のクリーニング装置をもつ熱定着装置は、加熱定
着ローラと、該加熱定着ローラに当接する小径クリーニ
ングローラと、該小径クリーニングローラに当接する大
径クリーニングローとを備え、各ローラの硬度は当接す
る一方が高硬度であれば当接する他方は低硬度であり、
かつ上記小径クリーニングローラの離型性を上記大径ク
リーニングローラの表面部の離型性より大きくしたこと
を特徴とするものである。

［発明の作用］ 本発明の加熱定着ローラ、小径クリーニングローラ、大
径クリーニングローラの各表面部には、ローラの硬度差
によってＩ！！擦を発生させ得るに適量なニップ巾が形
成される。また加熱定着ローラと小径クリーニングロー
ラとの間の温度差により、小径クリーニングローうには
トナーに対する強い接着作用が生じる。このため、加熱
定着ローうに付着したトナーは、表面温度の低い小径リ
ーニングローラに転移する。さらにこの転移したトナー
は小径クリーニングローラの表面部と大径クリーニング
ローラの表面部との離型性の差、及び両者の硬度の差に
よって、大径クリーニングローラに保持、蓄積される。

従って加熱定着ローラの表面は常時トナー汚れのない状
態に保たれる。又、小径クリーニングローラの表面に加
熱定着ローラより転移した１〜ナーが蓄積されることが
ないので、この小径クリーニングローラは常時、加熱定
着ローラに付着したトナーを除去できる状態に保持され
る。

［実施例］ 〈第１実施例） 本発明のクリーニング装置をもつ熱定着装置の第１実施
例を部分断面で示す第１図に基づいて説明する。

クリーニング装置をもつ熱定着装置は、図示しない駆動
源に連動して回動する加熱定着ローラ１と、加熱定着ロ
ーラ１に当接し従動する小径クリーニングローラ３と、
小径クリーニングローラ３に当接し従動する大径クリー
ニングローラ４とから構成されている。

又、上記加熱定着ローラ１、小径クリーニングローラ３
、大径クリーニングローラ４の各ローラ表面を形成する
表面部１２．３１．４２の材料（後で述べる）の離型性
は、加熱定着ローラ１≧小径クリーニングローラ３〉大
径クリーニングローラ４の順で異なる。従って各ローラ
の硬度別の配列は低硬度、高硬度、低硬度の順位となる
。なお、高硬度とは、ゴム硬度で９０Ｈｓ−ＪＩＳＡ以
上ＬＩＩＳスプリング式かたさ試＊ｍによるスプリング
かたさＨ８−ＪＩＳ△による測定値による。以下ゴム硬
度と称する。）であり、低硬度とは、ゴム硬度で８０Ｈ
ｓ−Ｊ　ＩＳＡ以下である。

前記加熱定着ローラ１は、トナー画像６を形成した複写
紙７の裏面側より加圧する加圧定着ローラ２と組合わさ
れて使用される。加熱定着ローラ１は前記トナー画像６
に当接して加熱および加圧して、このトナー画像６を複
写紙７に定着させる。

又、加熱定着ローラ１は筒状アルミニウム製の芯金１０
と、この芯金１０の外周面を被覆する発泡シリコンゴム
からなる低硬度１１１と、低硬度層１１の外周面を被覆
するテフロンチューブからなる表面部１２とで形成され
ている。

又、加熱定着ローラ１は、その表面を加熱するため、芯
金１０の中空部１１０にヒータ１４を内蔵している。又
、このヒータ１４の発熱量を制器するためのサーミスタ
１５が常時前記加熱定着ロー５１の表面に接触するよう
に配設されている。

このサーミスタ１５は加熱定着ローラ１の表面温度に応
じてヒータへの電流をυｊ１１１シ、所定の定着温度（
通常１５０℃〜２２０℃の範囲内）とするものである。

加圧定着ローラ２は筒状アルミニウム製の芯金２０と、
この芯金２０の外周面を被覆する発泡シリコンゴムから
なるゴム１ｉｉ２１とより形成されている。

又、加熱定着ローラ１と加Ｌ［定着ローラ２との複写紙
７受入れ側に、複写Ｍ７を送り込む搬入コンベア装置８
０および搬入ガイド８１が配設されている。更に又、加
熱定着ローラ１と加圧定着ローラ２との複写紙７送り出
し側にトナー画像６を定着した侵の複写Ｍ７を、加熱定
着ローラ１から分離するための分離爪８２と、分離後の
複写紙７を排出方向に案内する搬出ガイド８３．８４及
び送り出しローラ８５．８６が配設されている。

小径クリーニングローラ３は筒状アルミニウム製芯金３
０と、この芯金３０の外周面に被覆するテフロンコーテ
ィング層からなる表面部３１とで形成されている。

大径クリーニングローラ４は、筒状アルミニウム製芯金
４０と、この芯金４０の外周面を被覆する発泡シリコン
ゴムからなる低硬度層４１と、この低硬度層４１の外周
面を被覆するパルプ層からなる表面部４２とで形成され
ている。又、大径クリーニングローラ４の表面部４２は
小径クリーニングローラ３の表面部３１を形成するテフ
ロンコーティング層よりも離型性の低いバルブ層によっ
て形成されている。

従って本第１実施例のクリーニング装置をもつ加熱定着
装置は、加熱定着ローラ１、小径クリーニングローラ３
、大径クリーニングローラ４の各ローラ表面を形成する
表面部１２．３１．４２の離型性の相互関係は、加熱定
着ローラ１≧小径クリーニングローラ３〉大径クリーニ
ングローラ４となる。又、各ローラは、低硬度、高硬度
、低硬度の順に配列されたものとなる。更に又、表面温
度の関係はヒータ１４を備える加熱定着ローラ１からの
熱が小径クリーニングローラ３、小径クリーニングロー
ラ３から大径クリーニングローラ４へと伝達することに
より、加熱定着ローラ１〉第１小径クリーニングローラ
３〉第２大径クリーニングローラ４となる。

このような構成のクリーニング装置をもつ熱定着装置の
使用に伴なって、各ローラの表面部１２．３１．４２の
１−ナーに対する接着力はその表面温度によって異る。

又、各ローラ間の表面温度差は加熱定着ローラ１と小径
クリーニングローラ３との間、で最も大きく、加熱定着
ローラ１と小径クリーニングローラ３とでは表面温度の
低い小径クリリーニングローラ３に強い接着作用が生じ
る。このため上記加熱定着ローラ１の表面に付着したト
ナーは、加熱定着ローラ１よりも表面温度が低い小径ク
リーニングローラ３へ転移する。この場合、加熱定着ロ
ーラ１は先に述べたように小径クリーニングローラ３よ
り低い硬度である。このため両表面部１２．３１は硬度
差により一定のニップ巾を保持した状態にある。小径ク
リーニングローラ３は、加熱定着ローラ１に対し従動回
転していることから滑りを発生させニップの摩擦によっ
て、加熱定着ローラ１に付着したトナーを掻取るように
作用する。このようにして加熱定着［１−ラ１の表面部
１２に付着したトナーは百ローラ１及び３の温度差によ
る接着作用及び硬度差による摩擦によって小径クリーニ
ングローラ３の表面部３１に転移する。この後、小径ク
リーニングローラ３の表面部３１の１−ｉ′−は、小径
クリーニングローラ３の表面部３１と大径クリーニング
ローラ４の表面部４２との離型性の差および前記表面部
３１．４２の硬度の差によるｒｆ、′ｍによって小径ク
リーニングローラ３より大径クリーニングローラ４へ転
移する。又転移した除去トナーは離型性が小径クリーニ
ングローラ３の離型性より低い大径クリーニングローラ
４へ確実に保持され、この大径クリーニングローラ４に
蓄積される。

従って一旦、大径クリーニングローラ４に保持、蓄積さ
れた除去トナーは、大径クリーニングローラ４側より小
径クリーニング３側に逆転移しない。

（実験例） 以下に本発明の第１実施例の実験例を説明する。

実験条件として加熱定着ローラ１の直径は９７１転加圧
定着ローラ２の直径は８０ｍ爾、小径クリーニングロー
ラ３の直径は５０１ｍ、大径クリーニングローラ４の直
径は９０１１１に設定した。又、加熱定着ローラ１のＵ
１１度はゴム硬度で８０以下の低硬度、小径クリーニン
グローラ３の硬度はゴム硬度で９０以上の高硬度、大径
クリーニングローラ４の硬度はゴム硬度で８０以下の低
硬度に設定した。なお、加熱定着ローラ１と小径クリー
ニングローラ３との間に形成されるニップ巾は約４　ｍ
ｍ０小径クリーニングローラ３と大径クリーニングロー
ラ４との間に形成されるニップ巾は約３ｍｍである。

（実験結果） 上記のような条件下において、△３サイズの模写紙７を
６０枚／１分の速度で１０万枚複写定着したところ、上
記加熱定着ローラ１から複写紙７への直接オフセットに
よる画像ノイズや、加圧定着ローラ２を介した複写紙７
ＷＭ面へのオフセットのいずれも生じておらず、更には
小径クリーニングローラ３の表面部３１にもトナーの付
着は全くなかった。

（第２実施例） 次に本発明のクリーニング装置をもつ加熱定着装置の第
２実施例を第２図に基づいて説明する。

第２図に示す第２実施例のクリーニング装置をもつ熱定
着装置は、図示しない駆動源に連動し、回動する加熱定
着ローラ１ａと、加熱定着ローラ１ａに当接し従動する
小径クリーニングローラ３ａと、小径クリーニングロー
ラ３ａに当接し従動する大径クリーニングローラ４ａと
から構成されている。又、上記加熱定着ローラ１ａ、小
径クリーニングロー５３ａ、大径クリーニングローラ４
ａ１の各ローラ表面を形成する各表面部１１ａ１３２ａ
、４１ａの材料の離型性は、加熱定着ローラ１ａ≧小径
クリーニングローラ３ａ＞大径クリーニングローラ４ａ
の順で異なる。更に又、前記加熱定着ローラ１ａは高硬
度、小径クリーニングローラ３ａは低硬度、大径クリー
ニングローラ４ａは高硬度となっている。従って各ロー
ラの硬度別の配列は第１実施例の場合とは逆の高硬度、
低硬度、高硬度の順位となる。

加熱定着ローラ１ａは、筒状アルミニウム製の芯金１０
８と、この芯金１０ａの外周面を被ＮＭるポリテトラフ
ルオルエチレン製の６４１［かうなる表面部１１ａとで
形成されている。

又、加熱定着ローラ１ａは、その表面を加熱するため、
芯金１０ａの中空部１１０ａにヒータ１４を内蔵してい
る。又、このヒータ１４の発熱機を制御するためのサー
ミスタ１５が常時前記加熱定着ローラ１の表面に接触す
るように配設されている。このサーミスタ１５は加熱定
着ローラ１の表面温度に応じてヒータへの電流をυ１１
１１シ、所定の定着温度（通常１５０℃〜２２０℃の範
囲内）とするものである。

加圧定着ローラ２ａは、筒状アルミニウム製の芯金２０
ａと、この芯金２０ａの外周面を被覆するシリコンゴム
からなるゴム層２１ａとで形成されている。

小径クリーニングローラ３ａは筒状アルミニウム製芯金
３０ａと、この芯金３０ａの外周面に被覆する発泡シリ
コンゴムからなる低硬度層３１ａと、この低硬度１１３
１ａの外周面を被覆するポリテトラフルオルエチレン樹
脂のチューブからなる表面部３２ａとで形成されている
。かつ、この表面部３２ａは加熱定着ローラ１ａの表面
部１１ａと同一の離形性をもつポリテトラフルオルエチ
レン樹脂のチューブによって形成されている。

大径クリーニングローラ４ａは、筒状アルミニウム製芯
金４０ａと、この芯金４０ａの外周面を被覆するパルプ
層からなる表面部４１ａとで形成されている。かつこの
表面部４２ａは第１小径クリーニングローラ３ａの表面
部３２ａを形成するポリテトラフルオルエチレンよりも
離型性の低いバルブ層によって形成されている。

このように構成された本第２実施例の作用は第１実施例
と同じであるので、この説明を略す。

（第３実施例） 次に本発明のクリーニング装置をもつ加熱定着装置の第
３実施例を第３図に基づいて説明する。

第３図に示す第３実施例のクリーニング装置をもつ熱定
着装置は、図示しない駆動源に連動し、回動する加熱定
着ローラ１ａと、加熱定着ローラ１ａに当接し従動する
第１小径クリーニングローラ３ｂと、第１小径クリーニ
ングローラ３ｂに当接し従動する第１大径クリーニング
ローラ４ｂと、第１大径クリーニングローラ４ｂに当接
し、従動する第２小径クリーニングローラ３Ｃと、第２
小径クリーニングローラ３Ｃに当接し、従動する第２大
径クリーニングローラ４Ｃとから構成されている。又、
上記加熱定着ローラ１ａ、第１小径クリーニングローラ
３ｂ、第１大径クリーニングローラ４ｂ、第２小径クリ
ーニングローラ３ｃ、第２大径クリーニングローラ４Ｃ
の各ローラ表面を形成する各表面部１１ａ、３２ｂ、４
１ｂ、３２Ｃ１４１Ｃの材料の離型性は、加熱定着Ｏ−
ラ１ａ≧第１小径クリーニングローラ３ｂ＞第１大径ク
リーニングローラ４ｂ＞第２小径クリーニングローラ３
ｃ＜第２大径クリーニングローラ４Ｃの順で異なる。更
に又、前記加熱定着ローラ１ａは高硬度、第１小径クリ
ーニングローラ３ｂは低硬度、第１大径クリーニングロ
ーラ４ｂは高硬度、第２小径クリーニングローラ３Ｃは
低硬度、第２大径クリーニングローラ４Ｃは高硬度とな
っている。従って各ローラの硬度別の配列は高硬度、低
硬度、高硬度、低硬度の順位となる。

第１小径クリーニングローラ３ｂは筒状アルミニウム製
芯金３０ｂと、この芯金３０ｂの外周面に被覆する発泡
シリコンゴムからなる低硬度１ｌｉ３１ｂと、この低硬
度層３１ｂの外周面を被覆するボリテ１−ラフルオルエ
チレン樹脂のチューブからなる表面部３２ｂとで形成さ
れている。かつ、この表面部３２ｂは加熱定着ローラ１
ｂの表面部１１ｂと同一の離形性をもつポリテトラフル
オルエチレン樹脂のチューブによって形成されている。

第１大径クリーニングローラ４ｂは、筒状アルミニウム
製芯金４０ｂと、この芯金４０ｂの外周面を被覆するバ
ルブ層からなる表面部４１ｂとで形成されている。かつ
この表面部４１ｂは第１小径クリーニングローラ３ｂの
表面部３２ｂを形成するポリテトラフルオルエチレンよ
りも離型性の低いバルブ層によって形成されている。

第２小径クリーニングローラ３Ｃは筒状アルミニウム製
芯金３０ｃと、この芯金３０Ｇの外周面を被覆する発泡
シリコンゴムからなる低硬度ｌｌ！３１Ｃと、この低硬
度）１３１ｃの外周面を被覆する表面部３２ｃとで形成
されている。かつこの表面部３２Ｃは離型性が第１大径
クリーニングローラ４ｂ及び模で述べる第２大径クリー
ニングローラ４Ｃよりも低く、かつトナー保持力のある
材料、例えばトナーと同種の樹脂（ポリエステル又は、
スチレンアクリル等）からなる。このようにすると第２
小径クリーニングローラ３Ｃはトナーに対する接着作用
力が増し、第１大径クリーニングローラ４ｂの表面部４
１ｂに付着したトナーを引剥がす力をもつことができる
。

第２大径クリーニングローラ４Ｃは、筒状アルミニウム
製芯金４０ｃと、この芯金４００の外周面を被覆するバ
ルブ層からなる表面部４１Ｃとで形成されている。なお
この第２大径クリーニングローラ４Ｃは前記第１大径ク
リーニングローラ４ｂと同じ構成である。

このように第３実施例の場合には第２実施例の構成に加
えて、更にクリーニングローラの使用本数を増したもの
である。このため、第２小径クリーニングローラ３Ｃお
よび第２大径クリーニングローラ４Ｃが付加されている
。又、 温度勾配は、 加熱定着ローラ１ａ＞第１小径クリーニングロ〜う３ｂ
＞第１大径クリーニングローラ４ｂ＞第２小径クリーニ
ングローラ３ｃ＞第２大径クリーニングローラ４Ｃの関
係となる。

このように構成された本第２実施例のクリーニング装置
をもつ熱定着装置の作用を以下に説明する。

本第３実施例では、上記第１実施例及び第２実施例と同
じように前記加熱定着ローラ１ａに付着したトナーが第
１小径クリーニングローラ３ｂに転移し除去される。こ
の第１小径クリーニングローラ３ｂに転移した除去トナ
□−は、更に第１大径クリーニングローラ４ｂに転移す
る。この場合、多量のトナーが第１大径クリーニングロ
ーラ４に蓄積される以前に、第２小径クリーニングロー
ラ３Ｃの接着作用によって第１大径クリーニングローラ
４ｂのトナーを第２小径クリーニングローラ３Ｃに転移
させた後、更に第２小径クリーニングローラ３Ｃより第
２大径クリーニングローラ４ｃに転移、蓄積する。

このように第３実施例の場合には、加熱定着ローラ１ａ
より除去されたトナーが第１大径クリーニングローラ４
ｂ及び第２大径クリーニングローラ４Ｃの２箇所に分散
、蓄積される。これによって第１実施例におけるトナー
蓄８Ｉｍよりも多いトナーを蓄積することができる。又
、一旦、加熱定着ローラ１ａに、各クリーニングローラ
を組合した後、加熱定着ローラ１ｂのクリーニング効果
を長期間発揮させ得るものである。

更に又、第１大径クリーニングローラ４ｂに蓄積される
トナーが多くなりすぎて落下することがなく、又、逆に
第１小径クリーニングローラ３１ｂへ逆転移することを
防ぐことができる。

（第４実施例） さらに先述した実施例に示した構成のものにおいて、加
熱定着ローラ表面部と該表面部に当接する小径クリーニ
ングローラの表面部に用いうる材料として表１に示す組
合わせが可能である。この場合、各ローラ表面部の離型
性は、小径クリーニングローラ≧加熱定着ローラ〉大径
クリーニングローラの順で異なる。そのため小径クリー
ニングローラと大径クリーニングローラとの離型性の差
を大きくすることができるため、小径クリーニングロー
ラに転移した除去トナーは大径クリーニングローラに一
層確実に保持され、一旦、保持、蓄積された除去トナー
が小径クリーニングローラ側に逆転移するという事態を
防止できる。また、離型性においては加熱定着ローラの
方が低いが、１表１ 度差によって小径クリーニングローラ側により強い接着
作用が生じるため加熱宝前ローラ表面部に付着したトナ
ーは確実に小径クリーニングローラに転移する。しかも
この場合、高調オフセラ１−１低温オフセットが起こら
ない温度域が広く、また、ローラ帯電によるオフセット
も生じない。

なお、上記各実１ｉ！ｉ例において、加熱定着ローラに
従動する各クリーニングローラのニップの摩擦によるト
ナー掻取作用は各クリーニングローラの従動回転時の回
転抵抗によって自然発生する回転スリップによって１％
　’％れる。

ここにおいて、上記回転スリップを予め効果的に発生さ
せ得るように各クリーニングローラ側に種々のブレーキ
作用を付与するようにしてもよい。

例えば、各クリーニングローラの従動回転力を僅かに低
下させるため、回転軸のベアリング軸受けを、通常より
も回転抵抗の大きいものに変更することが考えられる。

あるいは、ローラ芯金の肉厚を太くしてローラ全体の重
量を大きくしても良い。

［発明の効果］ 本発明のクリーニング装置をもつ熱定着装置によれば、
加熱定着ローラと小径クリーニングローラ及び小径クリ
ーニングローラと大径クリーニングローラとの各ローラ
間で生じる表面温度差による接着作用と、離型性の差と
、硬度差により形成されたニップの摩擦によるトナー掻
取作用等により、加熱定着ローラの表面に付着したトナ
ーを、小径クリーニングローラに転移することよって除
去することができる。かつ小径クリーニングローラに転
移させた除去トナーを、更に大径クリーニングローラに
転移させ、この大径クリーニングローラによって前記除
去トナーを保持、蓄積することができる。

従って加熱定着ローラの表面に付着したトナーを除去す
ることができ、加熱定着ローラの表面は長期に亘って常
時、清潔に保持される。これによって加熱定荷ローラの
表面に付着するトナーによるオフセットを発生させない
。又、熱定着装置の使用に先立つウオーミングアツプ時
に加熱定着ローラと、小径クリーニングローラとの間で
トナー再溶融が起らない。又、前記、熱定ｉｔ表装置ウ
オーミングアツプ後の始動時にもオフセットを発生させ
ることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例を示す断面図、第２図は
本発明の第２実施例を示す断面図である。 第３図は本発明の第３実施例を示す断面図である。 １．１ａ・・・加熱定着ローラ ２．２ａ・・・加圧定着ローラ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）加熱定着ローラと、 該加熱定着ローラに当接する小径クリーニングローラと
   、該小径クリーニングローラに当接する大径クリーニン
   グローとを備え、 各ローラの硬度は当接する一方が高硬度であれば当接す
   る他方は低硬度であり、かつ上記小径クリーニングロー
   ラの離型性を上記大径クリーニングローラの表面部の離
   型性より大きくしたことを特徴とするクリーニング装置
   をもつ熱定着装置。