JPH08179644A

JPH08179644A - 定着装置

Info

Publication number: JPH08179644A
Application number: JP32061094A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Nakagawa; 努中川
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd; Hitachi Ltd
Priority date: 1994-12-22
Filing date: 1994-12-22
Publication date: 1996-07-12

Abstract

(57)【要約】【目的】メンテナンスを必要とすることなくオフセッ
トトナーによる加圧部の汚れを防止し、この加圧部の汚
れに起因する誤印字や画像支持体の巻付によるジャムの
ない安価な定着装置を提供すること。【構成】トナー像５が転写された画像支持体３を加熱
ロール１と加圧ロール２との間にそのトナー像５側を加
熱ロール１側にして挿通してトナー像５を画像支持体３
上に定着させる定着装置において、補助ヒータランプ５
０を加圧ロール２表面から離して設け、加熱ロール１を
介して加圧ロール２表面に付着したオフセットトナーを
補助ヒータランプ５０により加熱溶融し、これを画像支
持体３の反トナー像側に付着させて外部に排出するよう
に構成することにより、クリーニング部材を用いること
なく加圧ロール２に付着したオフセットトナーによる汚
れを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像支持体の表面に形
成されるトナー像を画像支持体上に定着させる定着装置
に係り、特にプリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子
写真方式を用いた画像形成装置の定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に電子写真方式の画像形成装置は、
画像支持体上の未定着のトナー像を定着する方式とし
て、内部に熱源を有し、トナーを溶融するに十分な温度
に加熱された金属からなる加熱ロールにトナー像を直接
接触させ、同時に加圧ロールで圧力を加えてこの両ロー
ル間に画像支持体を通過させることにより定着を行なう
加熱ロール定着方式が用いられる。

【０００３】この様な定着装置においては、画像支持体
上の未定着のトナー像が付着している面を加熱ロールに
接触させることになるが、接触した加熱ロールにごく微
量のトナー像が付着する、いわゆるオフセット現象が発
生する。さらに、この加熱ロールに付着したトナーは両
ロール間を画像支持体が通過していない場合に加圧ロー
ルと接触し、その際加熱ロールから加圧ロールに転移す
る。連続して多数回の画像形成が行われる場合には、転
移するトナーの量が画像形成動作の回数に比例して増加
し、加圧ロール上に汚れとして固着・蓄積し、そのトナ
ーが画像形成装置の再起動時など加熱ロールと加圧ロー
ルが空転し加圧ロールの温度がトナーの軟化点をこえて
溶融した場合には、搬送されてきた画像支持体の加圧ロ
ールとの接触面、すなわち裏面にそのトナーが付着し、
画像支持体が薄い記録紙の場合にはそれが表面に浮き出
たり、両面印字の場合には裏面に印字された画像を汚し
たり、あるいは画像支持体を積み重ねて置いた場合には
すぐ下側に位置する画像支持体の表面に付着したりし
て、重大な誤印字を生じる場合がある。そのほか、現像
時トナーの飛散などにより画像支持体の裏面に付着して
くる少量のトナーが加圧ロールに付着し、累積すること
もある。

【０００４】この為、加熱ロールおよび加圧ロールに対
して、耐熱性のパットやローラあるいはブレード等のク
リーニング手段を圧接して付着したトナーをとるように
している。

【０００５】例えば特開平２−２９３７７２公報に開示
された様に、加熱ロールに接触するクリーニング部材を
配置して加熱ロールにオフセットしたトナーをすべてク
リーニング部材で拭き取り、加圧ロールへ付着するトナ
ーをなくす方式や、特開昭６１−６７０７１号公報や特
開平３−１８０８８３号公報に開示された様に、熱源を
有し、特に加圧ロールとの接触部位にトナー用樹脂と同
一または同系統の樹脂からなる樹脂層を有するクリーニ
ング部材を加圧ロールに接着するように配置して、加圧
ロール上に汚れとして付着したトナーを清掃するといっ
た方式が行われている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】これら従来の方式はク
リーニング部材が加熱ロールあるいは加圧ロールに接触
し、さらに清掃能力向上のためにクリーニング部材を加
熱して加熱ロールあるいは加圧ロールに付着したトナー
を溶融し粘着力を発生させた上に、接触部位がトナーを
付着させやすい構成になっているので、結局加熱ロール
あるいは加圧ロールに付着したトナーを全て清掃するこ
とができ、トナーの清掃という点ではよいが、このよう
にトナーをすべて清掃すると、クリーニング部材の寿命
が著しく短くなるという問題点があった。また、クリー
ニング部材として芯金の外周に弾性層を有し、内部に熱
源を有するクリーニングロールを使用する場合には、加
熱によってクリーニングロールの芯金と弾性層との境界
での熱劣化がおこり、この場合もクリーニング部材の寿
命が短くなるという欠点があった。さらに加熱ロールあ
るいは加圧ロールを常時加熱する構成であるため装置稼
働中の消費電力が非常に大きいという問題も生じた。さ
らに画像形成を多数回繰り返した後、この清掃手段にト
ナーが溜まってくると、加熱ロールと接触しているとこ
ろのトナーが溶融し、加熱ロールへ再転移し、最終的に
は加圧ロールの汚れあるいは画像支持体の汚れになって
しまうことがわかった。このことは最近のメンテナンス
フリーの傾向からして大きな問題であり、サービスマン
がロールの清掃や清掃部材の交換をせざるを得なかっ
た。クリーニング部材の負担を軽減すべく、トナー材質
の改良、加熱ロール温度の精密制御等の工夫が為されて
おり、印刷画像の汚れは判別できない程に改善されてい
るが、印刷を繰り返すうちに、目視で確認できないほど
のオフセットトナーが、加熱ロールから直接に加圧ロー
ラへ転移し、はっきりと判別できるほどの加圧ロールの
汚れとなることは避けられない。つまり、加熱ロールお
よび加圧ロールに対してクリーニング手段を圧接した定
着装置は、コスト割高になってしまうことは避けられな
い。さらに加圧ロールにトナー付着が蓄積すれば、画像
支持体等への接着力も増し、巻付等による給紙ジャムも
発生する。

【０００７】したがって、本発明の目的は、メンテナン
スを必要とすることなくオフセットトナーによる汚れを
防止し得る安価な定着装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、トナー像が転写された画像支持体（例え
ば記録紙）を、加熱部（例えば加熱ロール）と加圧部
（例えば加圧ロール）との間に、そのトナー像側を加熱
部側にして挿通してトナー像を画像支持体上に定着させ
る定着装置において、加圧部の表面を加熱する補助加熱
手段（例えばヒータランプ）を加圧部の表面から離間し
た位置に設け、加熱部を介して加圧部の表面に付着した
オフセットトナーを補助加熱手段により溶融し、これを
画像支持体の反トナー像側に付着させて外部に排出する
ように構成したことを特徴とし、また、上記定着装置に
おいて、ニップ圧力を可変にできる圧着手段を設け、加
熱部を介して加圧部の表面に付着したオフセットトナー
を圧着手段によるニップ圧力の増大によって変形し、画
像支持体の反トナー像側に付着させて外部へ排出するよ
うに構成したことを特徴とし、さらに、上記定着装置に
おいて、加熱部の表面と接触する回収部（例えば回収ロ
ール）と、この回収部を加熱する補助加熱手段とを設
け、加熱部の表面に付着したオフセットトナーを回収部
の表面に転移させ、この回収部の表面に転移したオフセ
ットトナーが所定値以上になったとき補助加熱手段を動
作させて回収部の表面に転移したオフセットトナーを溶
融し、再び加熱部の表面に転移させ、画像支持体のトナ
ー像側に付着させて外部へ排水するように構成したこと
を特徴とし、さらにまた、上記定着装置において、加熱
部の表面と接触する回収部と、この回収部と加熱部との
間の接触圧力を可変にできる圧着手段とを設け、加熱部
に付着したオフセットトナーを回収部の表面に転移さ
せ、この回収部に転移したオフセットトナーが所定値以
上になったとき圧着手段による接触圧力の増大によって
回収部に転移したオフセットトナーを溶融し、再び加熱
部の表面に転移させ、画像支持体のトナー像側に付着さ
せて外部へ排出するように構成したことを特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明は、加熱部を介して加圧部に付着したオ
フセットトナーを補助加熱手段により溶融しあるいは圧
着手段によるニップ圧力の増大により変化して付着し易
い状態とし、画像支持体の反トナー側に付着させて外部
に排出するようにしたので、クリーニング部材を用いる
ことなく、加圧部に付着したオフセットトナーが目視に
より汚れとして確認できる程度まで蓄積される前に、こ
れを画像支持体に付着させて外部へ排出することができ
る。

【００１０】また、加熱部の表面に付着したオフセット
トナーを一旦回収部の表面に転移させ、これが所定値以
上になったとき、補助加熱手段の加熱によりあるいは圧
着手段による接触圧力の増大によってこのオフセットト
ナーを溶融し、再び加熱部の表面に転移させ、画像支持
体のトナー像側に付着させて外部へ排出するようにした
ので、クリーニング部材を用いることなく、加圧部への
オフセットトナーの付着を防ぎ、回収部に付着したオフ
セットトナーが目視により汚れとして確認できる程度に
蓄積される前に、これを画像支持体に付着させて外部へ
排出することができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の各実施例を図面によって説明
する。

【００１２】図１は本発明の第１の実施例に係る定着装
置の縦断側面図である。この図１において、１は加熱ロ
ール、２は加圧ロール、３は画像支持体、例えば記録
紙、４はトナー、５はトナー像、６はヒータランプ、７
は反射板、１４はサーミスタ、１５は温度制御回路、５
０は補助ヒータランプ、５１は定着装置入口用紙ガイド
である。補助ヒーターランプ５０の長さは加圧ロール２
の長さとほぼ同じである。加熱ロール１はヒータランプ
６を用いて加熱され、加熱ロール１と加圧ロール２は互
に圧接されて回転する。上記加熱ロール１と加圧ロール
２の圧接部をニップ部と呼ぶ。ニップ部に画像支持体３
を、そのトナー像５側を加熱ロール１側にして挿通させ
ることによりトナー像５は画像支持体３の面上に定着さ
れる。また、補助ヒータランプ５０は定着装置入口用紙
ガイド５１の下部に位置し、補助ヒータランプ５０の周
囲には反射板７がその開口部を加圧ロール２側に向けて
配置されている。

【００１３】定着装置は、熱源であるヒータランプ６を
中央部に有した金属製の芯金１ａの上に離型層１ｂを有
する加熱ロール１と、金属製の芯金２ａの上にシリコン
ゴムなどの弾性体２ｂを配置した加圧ロール２を備え
る。加熱ロール１および加圧ロール２は、図示されてい
ないが、それぞれ画像形成装置本体の支持枠体に軸受を
介して回転自在に支持固定されており、一方の加熱ロー
ル１は駆動モータによって図中矢印Ａの方向に駆動回転
され、他方の加圧ロール２は前記加熱ロール１に対向し
加圧装置により圧接されて図中矢印Ｂ方向に従動回転さ
れる。これら加熱ロール１および加圧ロール２のニップ
部に向かい、上面にトナー像５が形成された画像支持体
３を図中矢印Ｃ方向から搬送する。該画像支持体３は両
ロールに挟持され図中矢印Ｄ方向に搬送される。この
時、画像支持体３上のトナー４は加熱ロール１と加圧ロ
ール２のニップ部にて熱エネルギ・圧力エネルギが付与
され溶融変形する。溶融変形したトナー４の殆どは画像
支持体３に浸透し定着されるが、ごく一部は加熱ロール
１表面に付着する。この現象はオフセットと呼ばれる。
オフセットしたトナー４は加熱ロール１が一回転すると
再びニップ部に到達する。この際、加熱ロール１上のト
ナー４は高温の加熱ロール１と長時間接触し加熱ロール
１表面温度とほぼ同様の温度にまで上昇し、十分に溶融
している。さて、このトナー４はニップ部で、次に搬送
されてくる画像支持体３に接触する場合と加圧ロール２
に直接接触する場合がある。本発明者等の実験によれ
ば、トナー４はどちらに接触した場合も温度の高いもの
から低いものへ転移することが明らかになった。上記ト
ナー４が画像支持体３と接触した場合、通常、画像支持
体３の温度は常温であるために、表面温度を１２０℃〜
２００℃の間に設定される加熱ロール１より温度が低
い。したがって画像支持体３と接触したトナー４はオフ
セット画像として画像支持体３のトナー像側に転移す
る。オフセット画像は目視で確認される量では誤印字と
なるため、通常は目視で認識されない量になる様に加熱
ロール１の表面温度が設定される。つぎに上記トナー４
が加圧ロール２に接触する場合を考える。画像形成装置
が画像形成動作を行うと、画像支持体３がニップ部に到
達するまでは加圧ロール２は加熱ロール１と接触してい
るため加熱ロール１の温度とほぼ同一温度にまで上昇し
ている。その後画像支持体３が連続してニップ部に到達
すると、加圧ロール２は画像支持体３の通過に伴い熱を
奪われ表面温度が低下する。このとき加熱ロール１の上
記トナー４は、加圧ロール２の上に転移する。さらに画
像形成動作を連続して行うと加圧ロール２に対しては加
熱ロール１から画像支持体３間の間隙によってのみ熱量
が供給されるので、画像支持体３が厚紙の場合や画像支
持体３間の間隙の大きさが画像支持体３の長さよりも小
さい場合などは特に、加圧ロール２表面の熱は画像支持
体３に奪われることになり、加圧ロール２の表面温度が
トナー４の軟化点よりも小さくなる。このとき熱可塑性
樹脂からなる上記トナー４は、加圧ロール２の上に転移
すると同時に固化する。画像形成動作を連続して行った
場合、画像形成動作を継続する回数に比例して加圧ロー
ル２上に固着するトナー４の量が大きくなり、汚れとし
て蓄積する。上記トナー４は搬送されてきた画像支持体
３の反トナー像側と接触したとしても加圧ロール２上に
固着し画像支持体３とのぬれ性が小さくなっているため
加圧ロール２上のトナー４が画像支持体３の反トナー像
側に転移することがない。

【００１４】ここで加圧ロール２上に固着したトナー４
が目視で汚れとして確認できない程度の所定画像形成動
作回数に達した時補助ヒータランプ５０に通電する。補
助ヒータランプ５０は通電により発熱し、放射状に放熱
する。本実施例では補助ヒータランプ５０の周囲に加圧
ロール２の側に開口部を有する反射板７を配置してい
る。上記補助ヒータランプ５０から発生した熱は加圧ロ
ール２を直接加熱する場合と、反射板７に一旦反射して
加圧ロール２を加熱する場合がある。反射板７は加圧ロ
ール２側への開口部の幅を小さくしてスリット状とする
ことにより加圧ロール２の表面を局所的に加熱すること
も可能である。いずれにせよ補助ヒータランプ５０から
の加熱により加圧ロール２の表面温度は上昇する。加圧
ロール２の表面温度が加熱ロール１の表面温度と同程度
まで上昇すると、加圧ロール２上に蓄積したトナー４は
その温度がトナー４の軟化点を超えているため粘着性を
発生し、その後十分に溶融する。このとき、ニップ部に
画像支持体３を突入させると、上記トナー４は画像支持
体３と接触し画像支持体３の反トナー像側に付着して転
移する。以上説明した様に、加熱ロール１に付着し加圧
ロールに転移したトナー４は画像支持体３の反トナー像
側に付着し定着装置外部へ排出される。このとき画像支
持体３に付着した上記トナー４の量は目視で汚れが確認
されないことが必要であり、本発明者等の実験によると
３０枚毎分の印刷速度の画像形成装置において、画像形
成動作２０回毎に補助ヒータランプ５０への通電を行っ
たとき、加圧ロール２の汚れ発生が目視確認不可能であ
った。

【００１５】加圧ロール２の表面温度の制御方法は、サ
ーミスタ１４を加圧ロール２上に配置することにより加
圧ロール２の表面温度を検出し、その検出値に基づき温
度制御回路１５より補助ヒータランプ５０への通電信号
を送るという手段が有効である。また、補助ヒータラン
プ５０を常時通電しておく構成でも上記効果は得られ
る。すなちわ、画像形成動作を行う時に補助ヒータラン
プ５０の通電を必ず行うという方法は、加圧ロール２に
付着したトナー４を常に溶融させた状態にでき、画像支
持体３がニップ部を通過すると画像支持体３の加圧ロー
ル２との接触面に上記トナー４が付着することになるの
で、加圧ロール２上のトナー４の汚れは蓄積されること
がなく、必ず排出される。上記方法の場合は、補助ヒー
タランプ５０を加熱ロール１内部に配置されているヒー
タランプ６と直列あるいは並列に接続し、通電を同期さ
せておく構成でも良く、この場合は特別な温度制御回路
１５を設置する必要がなく、定着装置の小型化が計れ
る。

【００１６】さらに、上記実施例は加圧ロール２の表面
温度を上昇させるための補助加熱手段としてヒータラン
プを用いたが、ヒータランプの替わりにフラッシュラン
プを用いたり、加圧ロール２の内部に発熱体を配置する
など加圧ロール２の表面温度が上昇できトナーを溶融で
きるものであれば、どのような加熱手段を用いても良
い。

【００１７】また本実施例では補助ヒータランプ５０へ
の通電は間欠的に行われることになるが、加熱ロール１
を加熱するヒータランプ６に通電を行わない場合にのみ
補助ヒータランプ５０への通電を行うことによって消費
電力を小さくする構成が可能であり、この構成でも本実
施例の効果は十分に得られる。

【００１８】以上説明したように本実施例によれば、加
熱ロール１にオフセットしたトナー４の内、加圧ロール
２に転移したトナー４は加圧ロール２の表面温度を所定
の温度に設定することで上記トナー４を溶融した状態に
できるので、画像形成に供される画像支持体３に上記ト
ナー４を付着させて定着装置外部に排出することができ
る。したがって、加圧ロール２の表面に目視で確認でき
る程度のトナー４の汚れを発生することがなく、加圧ロ
ール２の汚れに起因した誤印字や画像支持体３の巻付に
よるジャムのない定着装置を提供することができる。

【００１９】図２は本発明の第２の実施例に係る定着装
置の縦断側面図である。

【００２０】この定着装置の構成が第１の実施例の定着
装置の構成と異なるところは、加圧ロール２の表面温度
を検出するサーミスタ４のほかに、加熱ロール１の表面
温度を検出するサーミスタ１４が設けられ、さらに発光
素子１６ａおよび受光素子１６ｂからなる画像支持体厚
み検出装置１６が設けられて、これらによる検出信号が
温度制御回路１５に入力されていることである。

【００２１】発明者らの実験によると、画像支持体３上
のトナー像５を形成するトナー４の内、加熱ロール１上
に転移したものでトナー４の融解が不十分なために画像
支持体３との界面で剥離し転移したもの、所謂コールド
オフセットによるトナー４は、画像支持体３に対しての
トナー４の粘着力が小さいため画像支持体３に転移しに
くい。このため加熱ロール１にオフセットしたトナー４
は画像支持体３に付着して定着装置外部へ排出される量
が小さくなるので、加熱ロール１および加圧ロール２上
に残存するトナー４の量は大きくなる。また画像支持体
３上のトナー４で加熱ロール１上に転移したものでトナ
ー４の融解が過剰なためにトナー４の粒子が分断され転
移したもの、所謂ホットオフセットによるトナー４につ
いては、トナー４の粒子が画像支持体３に接触した場合
には含浸されやすいので、加熱ロール１および加圧ロー
ル２から排出されるトナー４の量は大きくなることがわ
かった。そこで、加圧ロール２の上にトナー４が残存し
やすい、すなわちコールドオフセットが生じやすい画像
支持体３の厚みが１００μｍ以上の厚紙の場合について
検討をした。

【００２２】図３にロール表面温度に対するトナー４の
転移量を示す。図中、Ｘは加熱ロール１から加圧ロール
２へ転移するトナー４の量、Ｙは加圧ロール２から画像
支持体３へ転移できるトナー４の上限量を示す。加熱ロ
ール１の表面温度の設定値は１２０℃〜２００℃、一般
的には１５０℃〜１８０℃である。本実施例の場合、加
熱ロール１の表面温度の設定値は１５０℃とした。この
図３から判るように、ＸよりもＹが大きい場合に加圧ロ
ール２の表面でトナー４が蓄積されることはない。つま
り加圧ロール２の表面温度を１１０℃以上に設定する
と、加圧ロール２に汚れとしてのトナー４が蓄積しな
い。以上のことから、加熱ロール１の表面温度の設定値
が１２０℃〜２００℃の範囲においては、図中Ｗに示す
温度差つまり加熱ロール１と加圧ロール２の温度差を４
０℃以内に常に維持することにより、加圧ロール２の表
面にトナー４の蓄積汚れを発生させることはない。

【００２３】画像支持体３の厚みに着目すると、通常用
いる厚み（１００μｍ以下）の画像支持体３を用いた場
合は厚手（１００μｍ以上）の画像支持体３と比較する
と画像支持体３に吸収される熱量が小さいためトナー４
が溶融しやすく、加圧ロール２に付着しているトナー４
は画像支持体３に付着しやすい。そこで、画像支持体厚
み検出装置１６で画像支持体３の厚みが１００μｍ以上
であることを検出した場合のみ、加熱ロール１と加圧ロ
ール２の表面温度をサーミスタ１４で検出し、両ロール
の温度差が４０℃以内になるように温度制御回路１５に
おける両ロールの表面温度の設定値を変更して、両ロー
ルの表面温度をコントロールする。この方法により加圧
ロール２に接触した加熱ロール１上のトナー４は温度の
低い加圧ロール２上に転移するが、加圧ロール２の温度
が従来よりも大きいため加圧ロール２上に固化すること
がなく、溶融した状態で存在する。この状態で画像支持
体３をニップ部へ通過させるとトナー４の画像支持体３
への粘着力が大きいために画像支持体３の加圧ロール２
との接触面に転移付着する。この方法によると加圧ロー
ル２上に汚れとして付着したトナー４は常に画像支持体
３に付着することにより清掃されるので、加圧ロール２
上のトナー４の蓄積汚れを発生させることはない。

【００２４】以上説明したように本実施例によれば、加
熱ロール１にオフセットしたトナー４の内、加圧ロール
２に転移したトナー４は、加圧ロール２の表面温度を加
熱ロール１に対して常に所定の温度差以内に設定するこ
とで加圧ロール２上のトナー４を常に溶融した状態にで
きる。そして、画像形成に供される画像支持体３に上記
トナー４を付着させ定着装置外部に排出することができ
るので、加圧ロール２の表面に目視で確認できるトナー
４の汚れを発生することがない。したがって、加圧ロー
ル２の汚れに起因した誤印字や画像支持体３の巻付によ
るジャムのない定着装置を提供することができる。

【００２５】図４は本発明の第３の実施例に係る定着装
置の縦断側面図である。この図４において、６１はＣＣ
Ｄセンサ、６２はレーザ発信装置である。その他の符号
は上記各実施例のものと同様のものを示す。

【００２６】本実施例は加圧ロール２の表面に付着した
トナー４を検知するＣＣＤセンサ６１を加圧ロール２の
表面近くに配置し、ＣＣＤセンサ６１によりトナー４が
加圧ロール２に目視で確認できる汚れとして付着したこ
とを検出した場合にのみレーザ発信装置６２から加圧ロ
ール２の表面に向けてレーザ光を照射し、加圧ロール２
上のトナー４をレーザ光により溶融し画像支持体３に上
記トナー４を付着させ加圧ロール２を清掃する構成であ
る。上記構成によると加圧ロール２上に目視で確認でき
る汚れが発生した時のみ加圧ロール２上のトナー４を加
熱するので、消費電力が小さくてすみ、加圧ロール２に
用いられる弾性体の劣化も少なくなり装置寿命を大きく
することが可能である。定着装置でのトナー４の転移挙
動は先の実施例と同様であるのでここでは省略する。

【００２７】以上説明したように本実施例によれば、加
熱ロール１にオフセットしたトナー４の内、加圧ロール
２に転移したトナー４は、加圧ロール２上の汚れとして
目視で認識された場合にのみ、汚れとなったトナー４を
常に溶融した状態にできる。そして、画像形成に供され
る画像支持体３に上記トナー４を付着させ定着装置外部
に排出することができるので、加圧ロール２の表面に目
視で確認できるトナー４の汚れを発生することがない。
したがって、加圧ロール２の汚れに起因した誤印字や画
像支持体３の巻付によるジャムのない定着装置を提供す
ることができる。

【００２８】図５は本発明の第４の実施例に係る定着装
置の縦断側面図である。この図５において、８は圧接装
置で、アーム８ａ、支点８ｂ、ばね８ｃ、磁性体からな
るばね掲持部材８ｄ、ソレノイド８ｅから構成されてい
る。その他の符号は上記各実施例のものと同様のものを
示す。

【００２９】上記したように、厚手（１００μｍ以上）
の画像支持体３で連続して画像形成動作を行う際には、
加熱ロール１にオフセットしたトナー４の一部が加圧ロ
ール２に転移付着し、トナー４は加圧ロール２上の表面
温度が５０℃〜９０℃とトナー４の軟化点温度より小さ
くなっているため加圧ロール２に固着する。

【００３０】そこで、所定の回数の画像形成を行った
後、ソレノイド８ｅを励磁し、ストッパーなどで所定位
置に保持されているばね掲持部材８ｄを電磁力により上
方へ移動する。それに伴いばね８ｃは伸長しアーム８ａ
に付与する荷重が大きくなる。支点８ｂを中心にアーム
８ａが回動し、加圧ロール２に付与する荷重が大きくな
りその結果ニップ部の圧力が大きくなる。ニップ部に存
在するトナー４には従来より大きな圧力が付与されるこ
とになる。上記トナー４は変形に要するエネルギを付与
されることになり加圧ロール２上のトナー４は変形し、
粘着力を発生しやすい状態になる。ここに印刷に供され
る画像支持体３を通過させると粘着力を有するトナー４
は画像支持体３に転移する。上記の手段により加圧ロー
ル２上のトナー４を清掃することが可能になる。これら
の動作は加圧ロール２上にトナー４の汚れが目視で検出
されるまでに行えばよい。従って、所定の画像形成の周
期で行う場合やＣＣＤセンサ等で加圧ロール２上の汚れ
を確認した時のみ行うだけで十分である。ニップ部に常
時圧力を付与していないので、加圧ロール２に使用して
いる弾性体の寿命が短くなることはない。

【００３１】以上説明したように本実施例によれば、加
熱ロール１にオフセットしたトナー４の内、加圧ロール
２に転移したトナー４は、ソレノイド８ｅの電磁力によ
るばね８ｃの伸長作用により加圧ロール２で通常より大
きく加圧されることにより変形して粘着力を発生するこ
とが可能になる。このトナー４はニップ部で画像支持体
３と接触するとトナー４の粘着力の為に加圧ロール２か
ら画像支持体３に転移する。以上から画像形成に供され
る画像支持体３に上記トナー４を付着させて定着装置外
部に排出することができるので加圧ロール２の表面に目
視で確認できるトナー４の汚れを発生することがない。
したがって、加圧ロール２の汚れに起因した誤印字や画
像支持体３の巻付によるジャムのない定着装置を提供す
ることができる。

【００３２】図６および図７はそれぞれ本発明の第５お
よび第６の各実施例に係る定着装置の縦断側面図であ
る。これらの各実施例は加熱ロール１から回収ロール１
３と呼ばれる拭き取り部材に一旦付着したトナーを再び
加熱ロール１に転移させ、画像支持体３に付着させて排
出する構成を特徴としている。

【００３３】図６において、回収ロール１３は加熱ロー
ル１に当接され加熱ロール１に対して従動回転する構成
である。回収ロール１３は熱伝導性に優れたアルミニウ
ム芯金１３ａの上にフッ素樹脂からなる表面層１３ｂを
有する構成である。また回収ロール１３は内部に熱源で
あるヒータランプ６を有しており、このヒータランプ６
を温度制御回路１５でオンオフすることにより回収ロー
ル１３の表面温度を制御する。

【００３４】上記実施例と同様にトナー像５を有する画
像支持体３は定着装置のニップ部まで搬送され、トナー
像５を構成するトナー４の殆どは画像支持体３に浸透し
定着されるが、ごく一部は加熱ロール１表面に付着す
る。加熱ロール１に付着したトナー４は回収ロール１３
と接触する。このとき回収ロール１３の表面温度を加熱
ロール１より小さくしておくと、上記トナー４は十分に
溶融している加熱ロール１との境界面で剥離し回収ロー
ル１３上に転移する。この方法により加熱ロール１にオ
フセットしたトナー４は回収ロール１３に付着する。回
収ロール１３に付着したトナー４は回収ロール１３と共
に回転し加熱ロール１３と接触するが、加熱ロール１の
表面温度が回収ロール１３の表面温度よりも高い場合
は、トナー４はその加熱ロール４との接触面でのみ溶融
するため回収ロール１３から加熱ロール１へトナー４が
転移することはない。従って回収ロール１３は加熱ロー
ル１上に付着したトナー４を回収し続ける。回収ロール
１３は、自らの周面にトナーを付着させることにより、
加熱ロール１の清掃を行うのであるから、清掃機能の維
持をはかるためにためには所定の画像形成動作を行う毎
に、あるいは、回収ロール１３上のトナー４の汚れが目
視で認識可能なレベルになる前に、その付着したトナー
４を除去しなければならない。その手段として、以下の
方法が挙げられる。画像形成動作が所定回数に達したと
ころで回収ロール１３内部に設置されたヒータランプ６
に通電し回収ロール１３の表面温度を上昇させる。それ
に伴い、回収ロール１３に付着しているトナー４は熱エ
ネルギを付与されて軟化しその後溶融する。これにより
トナー４と回収ロール１３との界面の接着力が小さくな
る。このとき回収ロール１３の表面温度を加熱ロール１
の表面温度より大きくすると、上記トナー４が加熱ロー
ル１と接触した場合は回収ロール１３に付着しているト
ナー４は加熱ロール１側との付着力が大きくなるため加
熱ロール１に転移する。加熱ロール１に付着したトナー
４は加熱ロール１と加圧ロール２のニップ部まで搬送さ
れ、画像形成に供される画像支持体３あるいは加圧ロー
ル２と接触しこれらに転移する可能性があるが、回収ロ
ール１３からトナー４を除去するタイミングつまり回収
ロール１３の表面温度を加熱ロール１より大きくするタ
イミングを回収ロール１３から転移した加熱ロール１上
のトナー４が画像支持体３のみと接触する様に設定する
と、加圧ロール２に接触して転移するトナー４がないた
め加圧ロール２にトナー４の汚れが発生することはな
い。

【００３５】トナー４は加熱ロール１よりも回収ロール
１３の表面温度が低い場合、特に加熱ロール１と加圧ロ
ール２の表面層の材質が同一の場合は、回収ロール１３
の表面から移動することはない。ここで、上記したよう
に、回収ロール１３の表面温度を加熱ロール１の温度以
上にすると、回収ロール１３から加熱ロール１へトナー
が転移する。加熱ロール１上に転移したトナー４は定着
装置のニップ部まで搬送されて、ニップ部で接触した部
材に付着し転移する。画像支持体３に接触した場合は加
熱ロール１上のトナー４は上記トナー４が充分に溶融し
ているので、画像支持体３上に付着して外部に排出され
る。したがって、加熱ロール１に付着していたトナー４
による汚れが清掃される。

【００３６】また本実施例と同様の効果を得るためには
回収ロール１３の表面温度を一定にした上で加熱ロール
１の加熱を停止し回収ロール１３の表面温度よりも加熱
ロール１の表面温度を小さくするという手段によっても
回収ロール１３から加熱ロール１へトナー４の転移を行
うことができる。

【００３７】さらに本実施例では回収ロール１３の表面
温度を制御するためのヒータランプ６が回収ロール１３
の中央部に配置された場合について示したが、図７に示
す第６の実施例のようにヒータランプ５０は回収ロール
１３の外部に設置されていても良く、回収ロール１３の
表面温度を制御できる構成であればなんでもよい。ま
た、本実施例では加熱ロール１および回収ロール１３の
表面温度の変化による表面エネルギの変化を利用してい
るため、加熱ロール１から回収ロール１３へ、回収ロー
ル１３から加熱ロール１へとトナー４を転移させるに
は、加熱ロール１と回収ロール１３の表面の状態をほぼ
同様にしておくことが望ましい。つまり、回収ロール１
３の表面層はトナー４に対して離型性の高い材質がよ
い。従って、加熱ロール１上に離型層としてフッ素樹脂
層やシリコンゴム層を有している場合、回収ロール１３
の表面にも同質の材料を用いた離型層を設置することが
有効である。

【００３８】以上説明した様に本実施例によれば、加熱
ロール１にオフセットしたトナー４を一旦回収ロール１
３で回収し、回収したトナー４を画像形成に供される画
像支持体３に付着させるタイミングで加熱ロール１に放
出するので、トナー４が加圧ロール２に付着することが
ない。従って、加圧ロール２に汚れを生じさせることが
ないので、加圧ロールの汚れに起因する誤印字や加圧ロ
ール２への画像支持体４の巻付のない定着装置を提供す
ることができる。

【００３９】図８は本発明の第７の実施例に係る定着装
置の縦断側面図である。この図８において、２０は回収
ロール圧接装置で、前記圧接装置８と同様に、アーム２
０ａ、支点２０ｂ、ばね２０ｃ、磁性体からなるばね掲
持部材２０ｄ、ソレノイド２０ｅから構成されている。
その他の符号は前記各実施例に示されたものと同様であ
る。

【００４０】前記実施例と同様に、回収ロール１３に転
移付着したトナー４による汚れは所定回数の画像形成動
作を行う毎に、あるいは、回収ロール１３上のトナー汚
れが目視で認識可能なレベルになる前に、その付着した
トナー４を除去しなければならないが、この実施例で
は、その手段として、画像形成動作が所定回数に達した
とき、あるいは、回収ロール１３の表面近くに設置した
ＣＣＤセンサ等で回収ロール１３上の汚れを検出したと
きに、回収ロール圧接装置２０のソレノイド２０ｅを励
磁し、その電磁力によりばね掲持部材２０ｄを下方へ移
動することによってばね２０ｃを伸長し、回収ロール１
３と加熱ロール１との接触圧力を増加させている。な
お、このような手段の他、回収ロール１３と加熱ロール
１との接触圧力を増加させる手段であれば何でもよい。
このように回収ロール１３と加熱ロール１との接触圧力
を増加させると、回収ロール１３に付着しているトナー
４は圧力エネルギを付与されて軟化しその後溶融する。
これによりトナー４と回収ロール１３との界面の接着力
が小さくなる。このとき回収ロール１３に付着している
トナー４は加熱ロール１側との付着力が大きくなるため
加熱ロール１に転移する。加熱ロール１に付着したトナ
ー４は加熱ロール１と加圧ロール２のニップ部まで搬送
され、画像形成に供される画像支持体３あるいは加圧ロ
ール２と接触しこれらに転移する可能性があるが、回収
ロール１３からトナー４を除去するタイミングつまり回
収ロール１３と加熱ロール１の接触圧力を増大するタイ
ミングを回収ロール１３から転移した加熱ロール１上の
トナー４が画像支持体３のみと接触する様に設定する
と、加圧ロール２に接触して転移するトナー４がないた
め加圧ロール２にトナー４の汚れが発生することはな
い。

【００４１】以上説明した様に本実施例によれば、加熱
ロール１にオフセットしたトナー４を一旦回収ロール１
３で回収し、回収したトナー４を回収ロール１３と加熱
ロール１との接触圧力を増大することにより画像形成に
供される画像支持体３に付着させるタイミングで加熱ロ
ール１に放出するので、トナー４が加圧ロール２に付着
することがない。従って、加圧ロール２に汚れを生じさ
せることがないので、加圧ロールの汚れに起因する誤印
字や加圧ロール２への画像支持体３の巻付のない定着装
置を提供することができる。

【００４２】上記各実施例では、加熱部、加圧部および
回収部としてそれぞれ加熱ロール、加圧ロールおよび回
収ロールを用いた場合について説明したが、このような
ロール状のものに限らず、ベルト状のもの等を用いた場
合についても同様に適用可能である。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
加熱部を介して加圧部に付着したオフセットトナーを補
助加熱手段により溶融しあるいは圧着手段によるニップ
圧力の増大により変化して付着し易い状態とし、画像支
持体の反トナー像側に付着させて外部に排出するように
したので、クリーニング部材を用いることなく、加圧部
に付着したオフセットトナーが目視により汚れとして確
認できる程度まで蓄積される前に、これを画像支持体に
付着させて外部へ排出することができる。

【００４４】また、加熱部の表面に付着したオフセット
トナーを一旦回収部の表面に転移させ、これが所定値以
上になったとき、補助加熱手段の加熱によりあるいは圧
着手段による接触圧力の増大によってこのオフセットト
ナーを溶融し、再び加熱部の表面に転移させ、画像支持
体のトナー像側に付着させて外部へ排出するようにした
ので、クリーニング部材を用いることなく、加圧部への
オフセットトナーの付着を防ぎ、回収部に付着したオフ
セットトナーが目視により汚れとして確認できる程度に
蓄積される前に、これを画像支持体に付着させて外部へ
排出することができる。

【００４５】その結果、メンテナンスを必要とすること
なく加圧部の表面に目視で確認できるトナーの汚れが発
生するのを防止し、この加圧部の汚れに起因する誤印字
や画像支持体の巻付によるジャムのない安価な定着装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る定着装置の縦断側
面図である。

【図２】本発明の第２の実施例に係る定着装置の縦断側
面図である。

【図３】ロール表面温度に対するトナーの転移量を示す
説明図である。

【図４】本発明の第３の実施例に係る定着装置の縦断側
面図である。

【図５】本発明の第４の実施例に係る定着装置の縦断側
面図である。

【図６】本発明の第５の実施例に係る定着装置の縦断側
面図である。

【図７】本発明の第６の実施例に係る定着装置の縦断側
面図である。

【図８】本発明の第７の実施例に係る定着装置の縦断側
面図である。

【符号の説明】

１加熱ロール２加圧ロール３画像支持体４トナー８圧接装置１３回収ロール１４サーミスタ１５温度制御回路１６画像支持体厚み検出装置２０回収ロール圧接装置５０補助ヒータランプ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トナー像が転写された画像支持体を、加
熱部と加圧部との間に、そのトナー像側を加熱部側にし
て挿通してトナー像を画像支持体上に定着させる定着装
置において、上記加圧部の表面を加熱する補助加熱手段
を上記加圧部の表面から離間した位置に設け、上記加熱
部を介して上記加圧部の表面に付着したオフセットトナ
ーを上記補助加熱手段により溶融し、上記画像支持体の
反トナー像側に付着させて外部へ排出するように構成し
たことを特徴とする定着装置。
【請求項２】請求項１において、上記加圧部の表面の
温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段で検
出された検出値に基づいて上記補助加熱手段を制御する
温度制御手段とを設けたことを特徴とする定着装置。
【請求項３】請求項１において、上記補助加熱手段は
ヒータランプであることを特徴とする定着装置。
【請求項４】請求項１において、上記画像支持体の厚
みを検出する厚み検出手段と、この厚み検出手段で検出
された検出値が所定値以上のとき上記補助加熱手段を動
作させる温度制御手段とを設けたことを特徴とする定着
装置。
【請求項５】請求項１において、上記加熱部の表面の
温度を検出する第１の温度検出手段と、上記加圧部の表
面の温度を検出する第２の温度検出手段と、第１および
第２の温度検出手段で検出され各検出値に基づいて上記
加熱部の表面の温度と上記加圧部の表面の温度との差が
所定範囲内になるように制御する温度制御手段とを設け
たことを特徴とする定着装置。
【請求項６】請求項１において、画像形成動作回数を
検出する動作回数検出手段と、この動作回数検出手段で
検出された検出値が所定値に達する毎に上記補助加熱手
段を動作させる温度制御手段とを設けたことを特徴とす
る定着装置。
【請求項７】請求項１において、上記加圧部の表面に
付着したオフセットトナーによる汚れの程度を検出する
汚れ検出手段と、この汚れ検出手段で検出された検出値
が所定値以上のとき上記補助加熱手段を動作させる温度
制御手段とを設けたことを特徴とする定着装置。
【請求項８】トナー像が転写された画像支持体を、加
熱部と加圧部との間に、そのトナー像側を加熱部側にし
て挿通してトナー像を画像支持体上に定着させる定着装
置において、上記加熱部と上記加圧部との間のニップ圧
力を可変にできる圧着手段を設け、上記加熱部を介して
上記加圧部の表面に付着したオフセットトナーを上記圧
着手段によるニップ圧力の増大によって変形し、上記画
像支持体の反トナー像側に付着させて外部へ排出するよ
うに構成したことを特徴とする定着装置。
【請求項９】請求項８において、上記画像支持体の厚
みを検出する厚み検出手段と、この厚み検出手段で検出
された検出値が所定値以上のときニップ圧力を増大する
ように上記圧着手段を制御するニップ圧力制御手段とを
設けたことを特徴とする定着装置。
【請求項１０】請求項８において、画像形成動作回数
を検出する動作回数検出手段と、この動作回数検出手段
で検出された検出値が所定値に達する毎にニップ圧力を
増大するように上記圧着手段を制御するニップ圧力制御
手段とを設けたことを特徴とする定着装置。
【請求項１１】請求項８において、上記加圧部の表面
に付着したオフセットトナーによる汚れの程度を検出す
る汚れ検出手段と、この汚れ検出手段で検出された検出
値が所定値以上のときニップ圧力を増大するように上記
圧着手段を制御するニップ圧力制御手段とを設けたこと
を特徴とする定着装置。
【請求項１２】トナー像が転写された画像支持体を、
加熱部と加圧部との間に、そのトナー像側を加熱部側に
して挿通してトナー像を画像支持体上に定着させる定着
装置において、上記加熱部の表面と接触する回収部と、
この回収部を加熱する補助加熱手段とを設け、上記加熱
部の表面に付着したオフセットトナーを上記回収部の表
面に転移させ、この回収部の表面に転移したオフセット
トナーが所定値以上になったとき上記加熱部の表面に転
移させ、上記画像支持体のトナー像側に付着させて外部
へ排出するように構成したことを特徴とする定着装置。
【請求項１３】請求項１２において、上記補助加熱手
段の動作タイミングをニップ部への上記画像支持体の入
出に同期させる同期手段を設けたことを特徴とする定着
装置。
【請求項１４】トナー像が転写された画像支持体を、
加熱部と加圧部との間に、そのトナー像側を加熱部側に
して挿通してトナー像を画像支持体上に定着させる定着
装置において、上記加熱部の表面と接触する回収部と、
この回収部と上記加熱部との間の接触圧力を可変にでき
る圧着手段とを設け、上記加熱部の表面に付着したオフ
セットトナーを上記回収部の表面に転移させ、この回収
部の表面に転移したオフセットトナーが所定値以上にな
ったとき上記圧着手段による接触圧力の増大によって回
収部に転移したオフセットトナーを溶融し、再び上記加
熱部の表面に転移させ、上記画像支持体のトナー像側に
付着させて外部へ排出するように構成したことを特徴と
する定着装置。
【請求項１５】請求項１ないし請求項１１のいずれか
１つの項において、上記加熱部は加熱ロールからなり、
上記加圧部は加圧ロールからなることを特徴とする定着
装置。
【請求項１６】請求項１２ないし請求項１４のいずれ
か１つの項において、上記加熱部は加熱ロールからな
り、上記加圧部は加圧ロールからなり、上記回収部は回
収ロールからなることを特徴とする定着装置。
【請求項１７】請求項１６において、上記回収ロール
は薄肉金属円筒からなることを特徴とする定着装置。
【請求項１８】請求項１６において、上記加熱ロール
の表面と上記回収ロールの表面にそれぞれ同質の離型層
を被覆したことを特徴とする定着装置。