JP2010191275A - 画像加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で加熱回転体の表面状態を評価して、表面状態の回復処置や部品交換の要否判定を高精度に行うことができる画像加熱装置を提供する。
【解決手段】定着フィルム３４に対向して当接離間が可能な測定電極５８を設ける。定着フィルム３４に定着バイアスを印加する電源から電圧を印加した状態で測定電極５８を定着フィルム３４に面接触させて電流検知回路４５により接触抵抗を測定する。接触抵抗が所定値以上の場合は粗面化が進んでいるので、研磨ローラ５２を用いて定着フィルム３４の表面を研磨する回復モードを実行する。
【選択図】図２

Description

本発明は、加熱回転体が記録材のトナー担持面を加熱しつつ挟持搬送する画像加熱装置、詳しくは加熱回転体の使用累積に伴う表面状態の劣化を評価する制御に関する。

加熱回転体（ローラ、ベルト、フィルム）と加圧回転体（ローラ、ベルト）とで加熱ニップを形成し、トナー像が転写された記録材が加熱ニップで加熱を受けつつ挟持搬送される画像加熱装置が広く用いられている。

特許文献１には、記録材のトナー担持面に接して回転する加熱回転体として無端状の耐熱性フィルムを採用した画像加熱装置が示される。このような画像加熱装置は、回転する耐熱性フィルムを介してセラミックヒータで面状に画像面を加熱しており、主として小型省電力機種の画像形成装置に搭載されている。

画像加熱装置の加熱回転体は、画像形成の累積に伴って記録材の表面に摺擦されて次第に表面が荒れてくる。そして、加熱回転体の表面の傷や起伏は、溶融したトナー画像面に転写されるので、加熱回転体の表面の荒れが所定の限度を越えると必要な画像品質を保てなくなる。

特許文献２には、画像形成の累積に伴って低下する加熱回転体の表面状態を定期的に回復させて画像品質を保つ画像形成装置が示される。ここでは、加熱回転体に対して着脱可能な研磨ローラが付設され、画像形成の累積に伴って所定の頻度で研磨ローラを摺擦させて加熱回転体の表面を研磨している。

特開平４−４４０７５号公報 特開２００８−２０７９０号公報

画像形成の累積に伴う加熱回転体の表面の荒れや変形の進行速度は、使用される記録材によって異なる。電子写真プリンタで画像形成される紙には、繊維間の隙間を埋め、不透明度・白色度・平滑度・インク吸収性を向上させる目的で填料が含まれている。この填料の種類、粒子径、含有量によって、加熱回転体の表面の荒れや変形の進行速度が変化する。

このため、特許文献２に示されるように、一定の累積画像形成枚数ごとに研磨ローラを摺擦させた場合、使用される紙によっては、表面状態が良好な状態で研磨が行われる可能性がある。また、逆に、使用される紙によっては、短期間に荒れが研磨によって回復不可能な段階まで進行してしまい手遅れになる可能性もある。

特に、特許文献１に示される耐熱性フィルムを用いた画像加熱装置では、外国のいくつかの国で使用されている填料の粒子径が大きい紙に対して、耐熱性フィルムの交換寿命が極端に短くなることが報告されている。耐熱性フィルムは、弾性層を持たない薄い形状であるため、記録材の表面の填料の粒子による凹凸の影響を受け易く、表面の損傷や変形が加重的、加速度的に進行するからである。

そこで、反射光センサを用いて加熱回転体の表面状態を非接触に測定して、表面状態が悪化した場合にだけ研磨を行うことが検討された。しかし、画像加熱装置の内部は高温なので半導体センサの設置は難しく、常温位置から遠隔的な反射光検知を行うには高価な光学系を要する。

本発明は、簡単な構成で加熱回転体の表面状態を評価して、表面状態の回復処置や部品交換の要否判定を高精度に行うことができる画像加熱装置を提供することを目的としている。

本発明の画像加熱装置は、抵抗性を有し、記録材のトナー担持面に接して回転する加熱回転体と、記録材の加熱ニップを形成するように前記加熱回転体に圧接して回転する加圧回転体とを備えたものである。前記加熱回転体よりも表面粗さが小さい電極面を前記加熱回転体に面接触させるように前記加熱回転体に対して接離可能に配置した測定電極と、前記加熱回転体の回転を停止させた状態で面接触させた前記加熱回転体と前記電極面との間に電圧を印加して検出した電流電圧状態に基づいて前記加熱回転体の表面状態を評価する評価モードとを備える。

本発明の画像加熱装置では、加熱回転体よりも表面粗さが小さい電極面を加熱回転体に面接触させた際に、加熱回転体の表面の凹凸状態によって接触抵抗が変化することを利用して加熱回転体の表面状態を判定する。すなわち、加熱回転体の表面の荒れが少なくて広い面積が電極面に接触している場合には接触抵抗が小さくなり、加熱回転体の表面の荒れが大きくて小さい面積が電極面に接触している場合には接触抵抗が大きくなる。

また、測定電極は、加熱回転体が停止した状態で面接触するため、回転する加熱回転体を摺擦して面接触しない部分との間に表面粗さの違いを発生させない。

従って、測定電極を用いた簡単な構成で、加熱回転体の表面状態を評価して、表面状態の回復処置や部品交換の要否判定を高精度に行うことができる。

実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。 定着装置の構成の説明図である。 定着フィルムの説明図である。 フィルムガイドの説明図である。 測定電極と定着フィルムとの接触状態の説明図である。 実施例の評価モード及び回復モードの制御のフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。本発明は、停止状態の加熱回転体の表面に電極を面接触させて電流を流す限りにおいて、実施形態の構成の一部又は全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。

本実施形態では、フィルム加熱方式の定着装置を説明するが、本発明は定着フィルム以外の加熱回転体を用いた定着装置、画像面の光沢処理装置でも実施できる。

本実施形態では、感光ドラムから枚葉式に記録材へトナー像を転写する画像形成装置を説明するが、中間転写ベルトから記録材へトナー像を転写する方式や記録材搬送体ベルトを用いる方式でも本発明を実施できる。

本実施形態では、トナー像の形成／転写に係る主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途で実施できる。

なお、特許文献１、２に示される画像形成装置の構成や帯電電圧の制御に関する一般的な事項については、図示を省略して重複する説明を省略する。

＜画像形成装置＞
図１は実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。

図１に示すように、画像形成装置１００は、電子写真プロセスを利用して記録材にトナー像を転写して、定着装置で記録材にトナー像を加熱定着させるレーザービームプリンタである。

画像形成装置１００は、回転する感光ドラム１１の周囲に帯電ローラ１２、露光装置１３、現像装置１４、転写ローラ１５、クリーニング装置１６を配置している。

感光ドラム１１は、回転ドラム型の電子写真感光体であり、矢印Ｒ１方向に所定の周速度をもって回転駆動される。感光ドラム１１は、ＯＰＣ、アモルファスシリコン等の感光材料をアルミニウムやニッケル等のシリンダ状の基体上に形成してある。

帯電ローラ１２は、感光ドラム１１に当接して従動回転し、不図示の電源から直流電圧に交流電圧を重畳した振動電圧を印加されることにより、感光ドラム１１の表面を一様な負極性の暗部電位ＶＤに帯電させる。

露光装置１３は、画像データを展開した画像信号に応じてＯＮ−ＯＦＦ変調されたレーザービームを走査して、感光ドラム１１の表面に画像の静電像を形成する。レーザービームによる露光部分の帯電が解除されて電位が明部電位ＶＬに低下する。

現像装置１４は、負極性に帯電させた一成分現像剤を現像スリーブに磁気的に担持させて、一成分現像剤の磁気穂で感光ドラム１１を摺擦する。不図示の電源から現像スリーブに、負極性の直流電圧Ｖｄｃに交流電圧を重畳した振動電圧を印加することにより、相対的に正極性となった明部電位ＶＬの部分に負極性に帯電したトナーが付着して静電像が反転現像される。現像方法としては、ジャンピング現像法、二成分現像剤等を用いてもよい。

転写ローラ１５は、回転駆動されて感光ドラム１１とウイズ方向に回転し、感光ドラム１１に圧接して記録材Ｐを挟持搬送する転写ニップＴ１を形成する。不図示の転写電源から転写ローラ１５へ正極性の電圧を印加することにより、負極性に帯電して感光ドラム１１に担持されたトナー像が転写ニップＴ１を挟持搬送される記録材Ｐへ転写される。

記録材Ｐは、カセット２１から給紙ローラ２２によって取り出され、レジストローラ２３で待機し、感光ドラム１１のトナー像に同期させてレジストローラ２３により転写部Ｔ１へ給送される。

転写部Ｔ１でトナー像を転写されて感光ドラム１１から分離された記録材Ｐは、定着装置３へ搬送される。定着装置３は、未定着のトナー像を担持した記録材Ｐを加熱・加圧してトナー画像を記録材Ｐ上に定着して永久画像とする。画像を定着された記録材Ｐは、筐体上の排紙トレイへ排出される。

クリーニング装置１６は、クリーニングブレードを感光ドラム１１に摺擦させて、転写ニップＴ１を通過した感光ドラム１１に付着した転写残留トナーを除去する。

＜画像加熱装置＞
図２は定着装置の構成の説明図、図３は定着フィルムの説明図、図４はフィルムガイドの説明図である。

図２に示すように、定着装置３は、加熱回転体として無端状で円筒状の定着フィルムを用いたフィルム加熱方式の画像加熱装置である。定着装置３は、特開平４−４４０７５、４４０７６、４４０７７、４４０７８、４４０７９、４４０８０、４４０８１、４４０８２、４４０８３号の各公報に記載されるように、無張力状態で定着フィルムを回転させるテンションレスタイプである。

フィルム加熱方式の定着装置３は、セラミックヒータ３３に加熱用転体としての定着フィルム３４を、加圧回転体としての加圧ローラ３２で密着させて記録材Ｐとともに挟持搬送する。定着装置３は、定着フィルム３４を挟んでセラミックヒータ３３と加圧ローラ３２とで形成される定着ニップＮに、未定着トナー像Ｔを担持した記録材Ｐを導入し、定着フィルム３４と一緒に搬送させる。定着ニップＮでは、定着フィルム３４を介して付与されるセラミックヒータ３３からの熱と加圧ローラ３２からの加圧力とが、未定着トナー像Ｔを記録材Ｐに永久固着画像Ｔａとして熱圧定着させる。

定着フィルム３４は、セラミックヒータ３３を保持させたフィルムガイド３５に対して周長に余裕を持たせた状態で外嵌され、テンションが加わらない状態でフィルムガイド３５の周囲を回転する。

定着フィルム３４は、上述の各文献に示されるように、記録材Ｐの未定着画像面と接触する無端ベルト状の可撓性を有する耐熱性フィルムである。定着フィルム３４は、ポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ等の低熱容量の耐熱性樹脂フィルム表面に、フッ素樹脂系の離型層をコーティングした複合層フィルムである。

図３に示すように、絶縁性の耐熱性樹脂フィルム３４ａの表面に、導電性の下塗り層であるプライマ層３４ｂを介して、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等にカーボンブラック等の導電性部材を混入させた抵抗性の離型層３４ｃが形成されている。離型層３４ｃは、様々な画像不良を引き起こさないように、最適な抵抗値に設計されている。

定着フィルム３４は、定着フィルム３４の両端部を一周するように帯状にプライマ層３４ｂを露出させて、ここから給電を行っている。トナーと同極性の定電圧を出力する電源４３につながっている導電ブラシ４２を、露出させたプライマ層３４ｂに接触させて定着バイアスを印加している。

図２に示すように、支持部材の一例であるフィルムガイド３５は、加圧ローラ３２との間に定着フィルム３４を挟み込むことにより、定着フィルム３４の外側面と加圧ローラ３２との間に定着ニップＮを形成する。図４に示すように、支持部材の一例であるフィルムガイド３５は、横断面が半円弧状の棒状の部材である。

ヒータ部材の一例であるセラミックヒータ３３は、加熱源としてのセラミックヒータであり、フィルムガイド３５の下面に形成された凹所に埋め込んで固定されて長手方向に沿って配設される。

弾性材料で形成されて変形自在な加圧ローラ３２は、定着ニップＮの長手方向に沿って定着フィルム３４を均等に押圧してセラミックヒータ３３の下向きの表面に圧接させる。加圧ローラ３２は、駆動モータ３６によって矢印Ｒ２方向に所定の周速度にて回転駆動される。定着フィルム３４は、加圧ローラ３２の回転駆動に従動して回転し、定着フィルム３４の内側面は、セラミックヒータ３３に密着して摺動しながらフィルムガイド３５の外回りを矢印Ｒ３方向に回転する。

画像形成時には、先ず加圧ローラ３２と定着フィルム３４とが回転され、続いてセラミックヒータ３３に通電がなされて、ヒータ部材の一例であるセラミックヒータ３３が昇温する。フィルムガイド３５に配置した温度センサ３６の出力が所定値となるように、不図示の温度制御回路が、セラミックヒータ３３の印加電圧を制御することにより、定着ニップＮの温度が所定の定着温度範囲に温調される。

＜定着バイアス＞
フィルム加熱方式の定着装置３は、比較的低速の小型機に用いられることが多い。フィルム加熱方式の定着装置３では、加熱ニップの一例である定着ニップＮの直前において、記録材Ｐ上の未定着トナー像Ｔが部分的に記録材搬送方向の上流側に吹き飛ばされる現象が発生することがある。この現象は、後方トナー飛び散り現象と呼ばれる。

後方トナー飛び散り現象は、記録材Ｐに含まれる水分が、定着ニップＮで急速な加熱を受けて水蒸気となり、定着ニップＮの上流側又は下流側へ噴き出してトナーを吹き飛ばす現象である。このため、プロセススピードの高速化に伴って定着温度をアップすると、水蒸気の発生速度が高まって、逃げ場を求めた水蒸気が定着ニップＮの前後方向に強く吹き出すようになる。そして、同時に、記録材Ｐの搬送速度も速くなっているため、定着ニップＮの上流側では、記録材Ｐ上の未定着トナー像Ｔに、定着ニップＮから吹き出す水蒸気の速度に記録材Ｐの搬送速度を合成した風速で水蒸気が吹き付けられる。このため、記録材Ｐに対する付着力が弱く、水蒸気流の影響を受けやすい未定着トナー像Ｔの一部が、水蒸気の風圧によって吹き飛ばされる。

後方トナー飛び散り現象は、記録材Ｐの電気抵抗や表面性等で発生状態が大きく左右されるが、特に横線のように記録材の搬送方向に垂直なパターンのトナー画像で最も発生し易い。

フィルム加熱方式の定着装置３では、後方トナー飛び散り現象の抑制対策として、定着装置３では、未定着トナー像Ｔの記録材Ｐのトナー担持面に対する静電的な付着力をアップさせる方法を採用している。

図３に示すように、定着フィルム３４は、表面に形成された抵抗性の離型層３４ｃ、導電性のプライマ層３４ｂ、絶縁性の耐熱性樹脂フィルム３４ａから成る。定着装置３では、電圧印加手段の一例である導電ブラシ４２を通じて電源４３からプライマ層３４ｂに定着バイアスを印加することにより、定着フィルム３４を介してトナー像を電気的に記録材Ｐのトナー担持面に押し付けている。電源４３から導電ブラシ４２を介してプライマ層３４ｂにトナーの帯電極性（マイナス極性）と同極性の定電圧にて定着バイアスを印加している。接地電位に接続された加圧ローラ３２に向かって、定着バイアスが形成する反発電界の作用によって、記録材Ｐ上の未定着トナー像Ｔは、印字面側から記録材Ｐ上に押え込まれる。

＜定着フィルムの粗面化＞
記録材については、国によってその成分が大きく異なる場合がある。粒径の大きい炭酸カルシウムを填量として多く含む記録材を通常的に使用する地域では、記録材Ｐが定着フィルム３４と加圧ローラ３２の定着ニップＮを通過する際、記録材Ｐが定着フィルム３４の表面を粗面化する。記録材Ｐが含有する炭酸カルシウムの粒径の大きさ、あるいは形状のため、定着フィルム３４の表面に対して、その表面を粗面化する方向の傷をつけたり、削ったりする。

このため、定着フィルム３４へのこの種の記録材Ｐの通紙が続くと定着フィルム３４の表面の粗面化が進行し、その結果、定着フィルム３４の表面に形成されている離型層３４ｃの離型能力が徐々に低下する。それに対応して定着フィルム３４の表面へのオフセットトナーの固着が進む。その結果、さらにトナーが定着フィルム３４の表面へ付着し易くなり、そのオフセットトナーによる画像汚れが発生し、定着フィルム３４が短寿命化となる。

定着フィルム３４の粗面化は、回転する研磨ローラ５２を摺擦させることで回復させることができる。しかし、高頻度で研磨を繰り返すと離型層３４ｃが削り取られて消滅し、かえってトナーが定着フィルム３４の表面へ付着し易くなる。

そこで、定着装置３では、評価モードを行って無くなって定着フィルム３４の粗面化の進行度を判定し、進行度が低い場合には研磨ローラ５２を用いた回復モードを省略する。これにより、回復モードの回数を必要最小限に減らして、定着フィルム３４の短寿命化を阻止している。

定着装置３では、記録材Ｐにより定着フィルム３４表面が粗面化された場合、簡易な検出手段により定着フィルム３４表面の平均的な粗度を検出し、研磨ローラ５２により粗面を平滑化する。これにより、定着フィルム３４へのトナーのオフセットを抑え、その結果として寿命の低下を抑えることで、記録材に含まれる填量の影響の少ない定着装置を提供する。

＜評価モード＞
図５は測定電極と定着フィルムとの接触状態の説明図である。

図２に示すように、制御部１１０は、駆動モータ５９を制御してカム機構５５を作動させることにより、アーム５６に支持された測定電極５８を定着フィルム３４に面接触させて、評価モードを実行する。電圧印加手段の一例である導電ブラシ４２を通じて電源４３から印加される定着バイアスを電流電圧状態の測定用電源として兼用している。定着フィルム３４のプライマ層３４ｂに定着バイアスを印加して流れ込む電流を測定電極５８を通じて接地電位に逃がす過程で電流が測定される。

評価モードでは、定着フィルム３４の表面温度をトナーのガラス転移点以下に低下させた状態で、定着フィルム３４の回転を停止させて、測定電極５８とフィルムガイド３５とで定着フィルム３４を挟み込む。これにより、電源４３から出力された定電圧は、定着フィルム３４の導電性のプライマ層３４ｂを介して抵抗性の離型層３４ｃの測定電極５８に接する領域全体に印加される。

図５の（ａ）に示すように、定着フィルム３４は、使用初期（新品）の状態では表面が平滑であるので、その表面に測定電極５８を当てた場合、測定電極５８と定着フィルム３４との接触面積は大きい。

図５の（ｂ）に示すように、填材として粒径の大きい炭酸カルシウム（重炭カル）を多く含有する記録材を一定枚数を越えて通紙すると、定着フィルム３４の表面が粗面化する。このため、定着フィルム３４の表面に測定電極５８を当てた場合に、電極面と定着フィルム３４との接触面積が小さくなり接触抵抗が大きくなる。

定着フィルム３４の表面（離型層３４ｃ）は、導電性でも絶縁性でもなくて抵抗性であるため、定着フィルム３４の表面に測定電極５８を押し付けると、電極面と離型層３４ｃとの接触面積に応じて接触抵抗が変化する。

制御部１１０は、電流検知回路４５を通じて定着フィルム３４ｃと測定電極５８の接触抵抗を反映した電流値を測定し、測定した電流値を元に、定着フィルム３４の表面の粗面化の程度を判断する。

次に、実装する上で測定値の再現性を向上させる方法について述べる。本方法は、定着フィルム表層の汚れが電極面に転移することを防ぎ、電極面を用いて行う測定値の安定化をはかることを目的とする。

まず、定着フィルム３４に接触する電極面の面積を一定量とれば、局所的な表面粗さのばらつきがある場合でも、一定領域の接触抵抗の平均値が得られるため、過度な研磨あるいは研磨不足を抑えることができる。

また、評価モードでは、定着フィルム３４の表層の抵抗値測定に際して、着脱可能な測定電極５８を定着フィルム３４に対して当接状態とする前に定着フィルム３４を停止状態としている。定着フィルム３４は、停止状態であるため、測定電極５８の電極面が摺擦して、離型層３４ｃの表面状態を変化させて、接触領域の外側との間で表面性状の差を生じることがない。

また、定着フィルム３４が動状態のときに定着フィルム３４に対して測定電極５８を当接させると、摺擦によって表面に付着したオフセットトナー、紙粉等の汚れが、定着フィルム３４から測定電極５８へ転移する。定着フィルム３４を停止状態とすることで、測定電極５８の電極面が汚れることなく、測定時の電流値のばらつきを抑えることが可能となる。

また、評価モードでは、定着フィルム３４の温度が使用する一成分現像剤のトナーのガラス転移点の温度以下である場合にのみ、測定電極５８を定着フィルム３４に対して着状態とすることを許可している。

通常、定着フィルム３４の表層に対して、金属で形成される測定電極５８は、溶融トナーの離型性の点で劣る。このため、両者の温度が高い場合、あるいは両者間に著しい温度差がある場合、トナーがゴム状である状態では、定着フィルム３４から測定電極５８へオフセットトナー等が転移して電極面を汚す。この現象を防止する意味でガラス転移点の温度以下の条件を設けている。

また、図４に示すように、フィルムガイド３５は、測定電極５８に対向する受圧部３５ａが、フィルム部材の内側面を支持して、表側面を平面で測定電極５８に面接触させるように突出している。定着フィルム３４と測定電極５８とが対向する部分の形状については、少なくとも一方が平面であると、両者の接触面積を広くとれ、出力のばらつきを抑えられるという利点がある。

また、測定電極５８、定着フィルム３４等の平面粗度については、測定電極５８の定着フィルム３４への接触面積を多くとる意味でも、測定電極５８の平面粗度を新品状態の定着フィルム３４の平面粗度以下に設定している。

＜回復モード＞
摺擦部材の一例である研磨ローラ５２は、回転状態の定着フィルム３４に回転状態で接触して、定着フィルム３４の表側面を研磨して表面粗さを減少させる。研磨ローラ５２は、フィルムガイド３５に近接して配置され、カム機構５１によって定着フィルム３４に対して接離可能である。

制御部１１０は、駆動モータ５４を作動させて、回転状態の定着フィルム３４に、バネ５３を介して研磨ローラ５２を押し付ける。フィルムガイド３５によって内側面を支持された定着フィルム３４の外側面が研磨ローラ５２の表面層に摺擦して、粗面化した定着フィルム３４の表面の起伏を研磨しつつ均して表面状態を回復させる。カム機構５１の代わりに、ソレノイドのようなものを用いて制御信号により定着フィルム３４に対して着脱可能な構成としてもよい。

研磨ローラ５２の表面は、対向位置の定着フィルム３４を平滑化可能にするため、紙の填量である炭酸カルシウム（削る側の粒子）の平均粒径より低めの砥粒が塗られている。本実施例では、紙の填量の炭酸カルシウムの粒子径が２０μｍであったため、中心粒子径が１０μｍである２０００番以上のアルミナ粒子の砥粒を研磨ローラ５２の表層につけた。

＜実施例１＞
図６は実施例の評価モード及び回復モードの制御のフローチャートである。

実施例１の定着装置３は、省エネルギータイプのフィルム加熱方式である。新品状態の定着フィルム３４と、画像形成を累積した定着フィルム３４と、画像形成を累積した後に回復モードを行った定着フィルム３４とで、測定電極５８を接触させて評価モードを実施した結果を示す。

表１中、新品ユニットは、新品状態の定着フィルム３４、１００００枚の通紙は、粒径の大きい炭酸カルシウムを填材として含有する普通紙で行った。そして、定着フィルム３４の表層（離型層３４ｃ）の抵抗値測定を電流値で代用している。

図４に示すように、測定電極５８は、８ｍｍ×４０ｍｍの金属電極であり、電極面をフィルムガイド３５の受圧部３５ａに押し当てることで、電極面の接触圧の均一性をはかっている。

表１に示すように、１００００枚の通紙で２倍前後の抵抗値の差となるので、表層の粗面化の測定を精度良く実施できる。

そして、研磨ローラ５２を用いて平滑化処理を行うことにより、抵抗値の点で元に近い値（電流値で６４０μＡ）まで回復するので、研磨ローラ５２を用いた研磨による効果も確認できた。

図２を参照して図５に示すように、制御部１１０は、通紙カウンタを用いて一定枚数の画像形成ごとに、評価モードを実施して定着フィルム３４の表面状態を測定する。そして、所定の判定基準に達すると、回復モードを実行して、研磨ローラ５２により定着フィルム３４の表面状態を回復させる。

制御部１１０は、通紙カウンタをチェックして画像形成１０００枚ごとに評価モードを実行する（Ｓ１１のＹＥＳ）。

制御部１１０は、評価モードの開始に先立たせて定着フィルム３４の温度が６０℃（トナーのガラス変位点に対応）以下であることを確認する（Ｓ１２のＹＥＳ）。

定着フィルム３４が停止中で冷却状態であれば、測定電極５８を定着フィルム３４に押し付けて電流測定する（Ｓ１３）。また、定着フィルム３４が回転中で加熱状態であれば、セラミックヒータ３３の通電を停止し、温度センサ３６の出力がガラス変位点以下になるのを待って定着フィルム３４を停止させ、その後、電流測定する（Ｓ１３）。評価モードでは、測定電極５８を定着フィルム３４に押し付けて面接触させた状態で電流測定する（Ｓ１３）。

評価モード（Ｓ１３）における電流測定の結果が、表１に示す３６０μＡの基準値以下の場合（Ｓ１４のＹＥＳ）は、回復モードを実行する（Ｓ１５）。回復モードでは、測定電極５８の脱動作を行った後に加圧ローラ３２を駆動して、定着フィルム３４を回転させる。そして、回転状態の研磨ローラ５２を、フィルムガイド３５にバックアップされた回転状態の定着フィルム３４に接触させて、定着フィルム３４の表面を研磨及び圧延する。

回復モードの実行後、あるいは、評価モードで電流測定の結果が基準値に達していなかった場合は、通紙カウンタをリセットして（Ｓ１６）、次の１０００枚のカウントを開始する。

実施例１の制御によれば、定着フィルム３４に対向して測定電極５８を設け、かつ定着フィルム３４に対して電圧を印加する電源４３を定着バイアスと兼用している。これにより、簡易的に定着フィルム３４の表面粗度の変化を検知することが可能になり、通紙によって定着フィルム３４の表面状態が粗となった場合でも、粗面化の程度に対応して研磨ローラ５２による回復動作が行われる。このため、常用される記録材Ｐの差によって定着フィルム３４に寿命差が出ることを防止できる。

回復モードでは、同時に、定着フィルム３４に埋没した填材の粒子や固着した定着フィルム３４オフセットトナーも研磨除去されるので、填材の粒子やオフセットトナーに起因する画像不良や画像面の光沢不良も抑制される。

＜実施例２＞
複写機・プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置の多くは、定着装置として熱効率、長時間安定性の良好な接触加熱型の熱ローラ方式の画像加熱装置を採用している。

熱ローラ方式の定着装置は、内部にハロゲンヒータを内包する加熱回転体としての加熱ローラ（定着ローラ）と、定着ローラに圧接させた加圧回転体としての加圧ローラを基本構成とする。この一対のローラを回転させ、この一対のローラで形成される圧接ニップ（定着ニップ）に未定着トナー画像を担持した記録材を導入して搬送させる。定着ローラからの熱と加圧ローラからの加圧力により、未定着トナー画像を記録材に永久固着画像として熱圧定着させる。

実施例２では、定着ローラ方式において、新品状態の定着ローラよりも表面粗さが小さい測定電極を、１０００枚の画像形成ごとに、冷却停止状態の定着ローラに面接触させて接触抵抗を測定する。そして、接触抵抗が所定の判断基準以上となった場合に、研磨ローラを用いて定着ローラの表面状態を回復させる。

＜実施例３＞
画像加熱装置としては、加熱回転体として複数の支持回転体に支持されて回転するベルト部材を採用した定着ベルト方式がある。

実施例３では、定着ベルト方式において、新品状態の定着ベルトよりも表面粗さが小さい測定電極を、１０００枚の画像形成ごとに、冷却停止状態の定着ベルトに面接触させて接触抵抗を測定する。そして、接触抵抗が所定の判断基準以上となった場合に、研磨ローラを用いて定着ベルトの表面状態を回復させる。

＜実施例４＞
図２に示すように、実施例４では、操作パネル１０９に回復モードのスイッチを表示する。ユーザーが回復モードのスイッチを操作すると、新品状態の定着フィルム３４よりも表面粗さが小さい測定電極５８を冷却停止状態の定着フィルム３４に面接触させて接触抵抗を測定する。そして、接触抵抗が所定の判断基準以上となった場合にのみ、研磨ローラ５２を用いて定着フィルム３４の表面状態を回復させる。

３ 定着装置
１１ 感光ドラム
１２ 帯電ローラ
１３ 露光装置
１４ 現像装置
１５ 転写ローラ
１６ クリーニング装置
３２ 加圧ローラ
３３ セラミックヒータ
３４ 定着フィルム
３５ フィルムガイド
４２ 導電ブラシ
４３ 電源
５８ 測定電極
４５ 電流検知回路
１００ 画像形成装置
１０９ 操作パネル
１１０ 制御部

Claims (6)

1. 抵抗性を有し、記録材のトナー担持面に接して回転する加熱回転体と、
   記録材の加熱ニップを形成するように、前記加熱回転体に圧接して回転する加圧回転体と、を備えた画像加熱装置において、
   前記加熱回転体よりも表面粗さが小さい電極面を前記加熱回転体に面接触させるように、前記加熱回転体に対して接離可能に配置した測定電極と、
   前記加熱回転体の回転を停止させた状態で面接触させた前記加熱回転体と前記電極面との間に電圧を印加して検出した電流電圧状態に基づいて前記加熱回転体の表面状態を評価する評価モードと、を備えたことを特徴とする画像加熱装置。
2. 前記評価モードは、前記加熱回転体の表面温度がトナーのガラス転移点以下の温度のときに実行されることを特徴とする請求項１記載の画像加熱装置。
3. 前記加熱回転体を摺擦して表面粗さを減少させるために、前記加熱回転体に対して接離可能に配置された摺擦部材と、
   面接触させた前記加熱回転体と前記電極面との間に電圧を印加して検出した電流値が所定の判定基準を割り込んだ場合に、前記摺擦部材を前記加熱回転体に摺擦させて表面粗さを回復させる回復モードと、を備えたことを特徴とする請求項２記載の画像加熱装置。
4. 前記加熱回転体は、表面に抵抗性を有する無端状のフィルム部材であって、
   前記加圧回転体との間に前記フィルム部材を挟み込むように前記加熱ニップに沿って前記フィルム部材の内側面を支持する支持部材と、
   前記加熱ニップに沿って前記フィルム部材の内側面を加熱するように前記支持部材に配置されたヒータ部材と、
   前記加熱ニップを通過する前記フィルム部材をトナーの帯電極性と同極性に帯電させるように前記加熱ニップの上流側で前記フィルム部材に接触して電圧を印加する電圧印加手段を備え、
   前記評価モードは、前記電圧印加手段と前記加熱ニップとの間の前記フィルム部材に前記測定電極を面接触させて、前記電圧印加手段によって印加された定電圧によって前記測定電極を流れる電流値を測定することを特徴とする請求項３記載の画像加熱装置。
5. 前記支持部材の前記測定電極に対向する部分が、前記フィルム部材の内側面を支持して表側面を前記測定電極に面接触させるように突出していることを特徴とする請求項４記載の画像加熱装置。
6. 前記摺擦部材は、回転する研磨ローラであって２０００番以上の砥粒で表面層を形成されていることを特徴とする請求項５記載の画像加熱装置。

Images