JP2015031892A - 画像加熱装置、及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パターンの光学的な検知装置を設けることなく、ベルト部材の回転軸線方向のがたつき状態を正確に判断して交換時期などを通知できる画像加熱装置を提供する。
【解決手段】給電ブラシ７は、電極領域Ｓに当接して配置される。排紙下ローラ６２は、ニップ部Ｎを搬送されるシートに当接可能である。電源５は、給電ブラシ７と排紙下ローラ６２との間に電圧を印加してシートに電流を流す。電流検出部８は、電源５が電圧を印加した際にシートに流れる電流を検出する。制御部１１１は、電流検出部８が検出した電流が所定電流未満のとき、シートの加熱処理を停止させて、定着ベルト１又は定着装置１００の交換を要求する画像の表示を行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、トナーを用いてシートに画像を形成する画像形成装置に関し、詳しくはベルト部材を用いてトナー画像を担持したシートを加熱処理する画像加熱装置に関する。

像担持体に形成したトナー像をシートに転写し、トナー像が転写されたシートを画像加熱装置の一例である定着装置で加熱処理してシートに画像を定着させる画像形成装置が広く用いられている。高温に加熱したベルト部材をシートの画像面に当接させてトナー像を担持したシートを加熱処理する定着装置も広く用いられている。セラミックヒータを設けたスライダによって内側面を支持されたベルト部材と、弾性層を設けたローラ部材との間にシートをニップして加熱処理する定着装置も広く用いられている（特許文献１、２）。

特許文献１の定着装置は、ベルト部材に導電層を設けて、シートの加熱処理時のベルト部材にトナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加している。トナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加してトナーがシート側へ移転する方向の電流を流すことで、加熱処理時の水蒸気発生によるトナー像の乱れを軽減している。

特許文献２には、ベルト部材の外側面に形成されたパターンを検出して、画像加熱装置の運転条件にフィードバックする制御が示される。

特開２０００−３３８８０７号公報 特開２００２−３１９７０号公報

ベルト部材の端部が摩耗するとベルト部材が回転軸線方向にがたつきを起こして好ましくない。がたつきが大きくなってベルトエッジがシートの内側まで入り込むと、ベルト部材を介することなくシートが非回転のヒータと直接に摺擦してトナー像が乱れてしまう。ベルトエッジがシートの内側まで入り込まなくても、ベルト部材が回転軸線方向にがたつきを起こすと、ベルト部材の端部に配置した電極で接触不良を発生し易くなって導電層に安定した電圧を印加できなくなる場合がある。

そこで、特許文献２に示されるように、ベルト部材の外側にパターンを形成して光学的に回転駆動の変動を検出して、回転駆動の変動が所定の許容水準を超えると画像形成を禁止してベルト部材の交換を促す表示を行う制御が提案された。

しかし、ベルト部材の端部が摩耗してもベルト部材の明確な回転駆動の変動には至らない場合もある。ベルト部材の回転軸線方向のがたつき以外の一時的な要因で回転変動を生じた場合に、ベルト部材の端部が摩耗していなくても画像形成が禁止される可能性がある。高温でスペースの余地の無い定着装置内にパターンの光学的な検知装置を新たに配置する必要もある。

本発明は、パターンの光学的な検知装置を設けることなく、ベルト部材の回転軸線方向のがたつき状態を正確に判断して交換時期などを通知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、導電層を有してシートに当接してシートを加熱するベルト部材と、前記ベルト部材に当接してシートのニップ部を形成する回転体と、前記ベルト部材の回転軸線方向の端部に配置されて前記導電層に接続する電極と、前記電極に当接して配置された第一電極部材と、前記ニップ部を搬送されるシートに当接可能な第二電極部材と、前記第一電極部材と前記第二電極部材との間に電圧を印加してシートに電流を流す電源と、前記電源が電圧を印加した際にシートに流れる電流を検出する電流検出部と、前記電流検出部が検出した電流が所定電流未満のとき、前記ベルト部材の交換に関する出力を実行する実行部と、を備えるものである。

本発明の画像形成装置では、ベルト部材の回転軸線方向のがたつきが所定水準を超えるとベルト部材の電極パターンと第一電極部材との間に接触不良が発生することを積極的に利用してシートの加熱処理を停止させる。したがって、パターンの光学的な検知装置を設けることなく、ベルト部材の回転軸線方向のがたつき状態を正確に判断して交換時期などを通知できる。

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。 加圧ローラの構成の説明図である。 定着ベルトの層構成の説明図である。 ベルト部材における給電電極の配置の説明図である。 実施例１における電流検出構成の説明図である。 実施例１における制御のフローチャートである。 実施例２における電圧検出構成の説明図である。 実施例２の制御のフローチャートである。 実施例３における電圧印加構成の説明図である。 導電ゴムリングと接点領域の接触の説明図である。 定着ベルトの端部の摩耗等のパターンの説明図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

＜実施例１＞
図１に示すように、画像形成部の一例である画像形成装置１２０は、像担持体の一例である感光ドラム１０１に形成したトナー像をシートに転写する。画像加熱装置の一例である定着装置１００は、画像形成装置１２０でトナー像を転写されたシートを加熱処理する。

図２に示すように、ベルト部材の一例である定着ベルト１は、導電層の一例であるプライマー層を有して、シートに当接してシートを加熱する。回転体及びローラ部材の一例である加圧ローラ２は、定着ベルト１に当接してシートのニップ部Ｎを形成する。電極の一例である電極領域Ｓは、定着ベルト１の回転軸線方向の端部に配置されてプライマー層１２に接続する。

第一電極部材の一例である給電ブラシ７は、電極領域Ｓに当接して配置される。第二電極部材の一例である排紙下ローラ６２は、ニップ部Ｎを搬送されるシートに当接可能である。電源の一例である電源５は、給電ブラシ７と排紙下ローラ６２との間に電圧を印加してシートに電流を流す。

（画像形成装置）
図１は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１２０は、電子写真プロセスを利用して、感光ドラム１０１に形成したトナー像をシートに転写して定着装置１００で加熱処理するレーザビームプリンタである。

画像形成装置１２０は、ホストコンピュータなどの外部装置１１５から出力されるプリント指令に応じて制御部１１１が所定の画像形成シーケンスを実行し、この画像形成シーケンスに従って所定の画像形成動作を行う。制御部１１１は、ＣＰＵとＲＯＭやＲＡＭなどのメモリとからなり、メモリには画像形成シーケンスなど画像形成に必要な各種プログラムなどが記憶されている。

感光ドラム１０１を囲んで、帯電ローラ１０２、露光装置１０３、現像装置１０４、転写ローラ１０９、ドラムクリーニング装置１０５が配置される。

感光ドラム１０１は、アルミニウム製シリンダの外周面に感光層を形成しており、所定のプロセススピードで矢印方向に回転する。

帯電ローラ１０２は、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を印加されて感光ドラム１０１を一様な負極性の電位に帯電させる。

露光装置１０３は、画像を展開した走査線画像信号をＯＮ−ＯＦＦ変調したレーザービームを回転ミラーで走査して、感光ドラム１０１に静電像を書き込む。

現像装置１０４は、負極性に帯電したトナーを感光ドラム１０１に移転させて静電像をトナー像に現像する。

転写ローラ１０９は、感光ドラム１０１に当接してシートＰのニップ部Ｎｔを形成する。転写ローラ１０９に正極性の直流電圧が印加されることにより、感光ドラム１０１に担持された負極性のトナー像がシートＰへ移転する。

ドラムクリーニング装置１０５は、感光ドラム１０１にクリーニングブレードを摺擦させて感光ドラム１０１上の転写残トナーを回収する。

給紙ローラ１０７は、シートカセット１０６から引き出したシートＰを１枚ずつに分離して、レジストローラ１０８へ送り出す。レジストローラ１０８は、感光ドラム１０１のトナー像にタイミングを合わせてシートＰをニップ部Ｎｔへ送り込む。ニップ部Ｎｔで挟持搬送されてトナー像を転写されたシートＰは、定着装置１００で加熱処理されて表面にトナー像を定着される。トナー像が加熱定着されたシートＰは、定着装置１００を出て排出ローラ１１２に搬送され、排出ローラ１１２によって排出トレー１１３上に排出される。

操作パネル１１４は、画像形成動作中やスタンバイ中などの装置状態や、エラーなどの異常をユーザーに知らせる表示装置を有する。

（定着装置）
図２は定着装置の構成の説明図である。図３は加圧ローラの構成の説明図である。図２中、（ａ）はシートの搬送方向から見た図、（ｂ）はシート搬送方向に垂直な断面である。

図２の（ｂ）に示すように、定着装置１００は、フィルム加熱方式の定着装置である。フィルム加熱方式の定着装置は、ヒータへの通電を開始し定着可能温度まで上昇するのに要する時間が短いため、プリント指示を待つ待機中の消費電力が少ないというメリットがある。

定着装置１００は、定着ベルト１と加圧ローラ２の間に形成されるニップ部Ｎにてトナー像を担持したシートＰを加圧加熱して、シートＰに画像を定着させる。未定着のトナー像を担持したシートＰは定着装置１００の定着ニップ部Ｎに搬送される。シートＰは、ニップ部Ｎに到達すると、加圧ローラ２により搬送され、シートＰ上で未定着画像を形成するトナーＴは、ニップ部Ｎを通過することにより熱定着される。シートＰは、ニップ部Ｎを通過したあと排紙上ローラ６１と排紙下ローラ６２に挟持搬送されて定着装置１００外へ排出される。

加圧ローラ２は、駆動モータ１１６に駆動されて矢印Ｒ２方向に回転する。定着ベルト１は、加圧ローラ２の回転に伴って矢印Ｒ１方向に従動回転する。

図３に示すように、加圧ローラ２は、芯金２１の周面に弾性層２２を配置して、弾性層２２の外側を離型性の高い表面層２３で覆っている。芯金２１は、アルミやステンレスなどの金属である。弾性層２２は、耐熱性を備えたシリコンゴムなどで形成される。表面層２３は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレンエラストマー）材料や、ＰＦＡ（ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂）などの離型性に優れたチューブなどを用いる。

図２の（ｂ）に示すように、定着ベルト１の内部空間に、加圧ステー４１とスライダ４とヒータ３とが非回転に配置される。スライダ（フィルムガイド）４の下面にヒータ３が固定されている。ヒータ３は、セラミック基板上に通電発熱抵抗体の発熱パターンを形成し、発熱パターンの表面をガラス材料で覆っている。定着ベルト１は、耐熱潤滑剤（シリコングリス）が塗布されたヒータ３の表面を摺擦して移動する。

ヒータ３の背面に温度センサ（サーミスタ）４３が配置される。温度制御部１１７は、温度センサ４３の検出温度が所定の目標温度になるようにヒータ３に流す電流をＯＮ−ＯＦＦ制御する。

図２の（ａ）に示すように、加圧ステー４１の両端に規制フランジ９１、９２が固定されている。規制フランジ９１、９２は、不図示の加圧機構によって下方に付勢される。規制フランジ９１、９２にかけた荷重は、加圧ステー４１を介してスライダ４を加圧ローラ２に加圧して、定着ベルト１と加圧ローラ２との間にニップ部Ｎを形成する。

定着ベルト１は、規制フランジ９１、９２に両端の縁を当接させることにより、回転軸線方向の位置を規制されている。

（定着ベルト）
図４は定着ベルトの層構成の説明図である。図５はベルト部材における給電電極の配置の説明図である。

図２の（ｂ）に示すように、定着装置１００では、環境条件や記録材の種類によっては、定着尾引きと称される現象や定着オフセットと称される現象が問題になる。定着尾引きは、高湿度環境や水分量の多いシートで、ニップ部Ｎにおいて加熱されたシートから発生する水蒸気がトナーを搬送方向の上流側へ吹き飛ばしてトナー像が乱れる現象である。定着オフセットは、薄いシートや定着ベルト１の温度上昇によって、定着時にトナー像の一部が定着ベルトに付着して連れ回って、シートＰ上の画像を汚してしまう現象である。

尾引き現象や定着オフセット現象を抑制するために、制御部１１１は、シートＰの加熱処理中、定着ベルト１にトナーの帯電極性と同極性の直流電圧を印加して、定着ベルト１とシートＰの間に電流を流している。

電源５は、制御部１１１よりの信号でＯＮとＯＦＦを制御される。電源５からの出力は、定着ベルト１の接点部Ｓに電圧を印加する。排紙下ローラ６２は、導電性のゴム材料で形成され、接地電位に接続されている。

これにより、シートＰが定着ニップ部Ｎと排紙下ローラ６２に接触しているときにシートＰに電流が流れ、定着ベルト１とシートＰの間に発生した電界が、トナー像をシートＰの表面へ押し付ける方向の力を作用させる。

排紙下ローラ６２は、カーボンブラックを分散配合したＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエンゴム材料）などの導電性材料を金属軸の周囲に形成している。

図４に示すように、定着ベルト１のベース層１１は、ポリイミドなどの耐熱性、耐摩耗性に優れた材料で構成され、カーボンブラックなどの導電性粒子を分散させて導電性を付与している。

定着ベルト１の最外殻に配置されたトップ層１３は、ＰＦＡなどの離型成に優れたフッ素樹脂材料で構成され、導電性粒子を分散させて体積抵抗を１×１０^８〜１×１０^１４［Ωｃｍ］程度に調整してある。ベース層１１とトップ層１３の間に配置された中間層１２は、ベース層１１とトップ層１３を接着するためのプライマー層である。中間層１２も導電性粒子を分散させて導電性を付与している。

図５に示すように、定着ベルト１の端部にハッチングを施した外側一周の電極領域Ｓが配置される。電極領域Ｓには、トップ層１３が存在せず、プライマー層１２の一部が露出している。電極領域Ｓは、プライマー層１２に上述の電圧を印加するための領域である。

図２の（ｂ）に示すように、電源５は、トナーＴの帯電極性と同極性の直流電圧をプライマー層１２に印加する。印加された直流電圧により、電源５から図５の電極領域Ｓ、プライマー層１２、トップ層１３を経てシートＰを通って排紙下ローラ６２へ抜ける電気回路が形成される。電源５は、この電気回路に電流を流して、ニップ部Ｎに電界を形成して、トナーＴをシートＰ方向へ押し付ける力を作用させる。

（実施例１の制御）
図６は実施例１における電流検出構成の説明図である。図７は実施例１における制御のフローチャートである。図６中、（ａ）はシートの搬送方向から見た図、（ｂ）はシート搬送方向に垂直な断面である。

図２に示すように、電流検出部の一例である電流検出部８は、電源５が電圧を印加した際にシートに流れる電流を検出する。実行部および停止部の一例である制御部１１１は、電流検出部８が検出した電流が所定電流未満のとき、定着ベルト１の交換に関する出力を実行する。例えば、定着装置１００の交換を要求する画像の表示を行う。制御部１１１は、電流検出部８が検出した電流が所定電流未満であればシートの加熱処理を停止させる。

図２の（ａ）に示すように、定着装置１００では、シートＰの加熱処理が累積して定着ベルト１の端部が規制フランジ９１、９２との摺擦によって摩耗すると、定着ベルト１の回転軸線方向のがたつきが大きくなることがある。また、裏紙を使用して印刷を行う際にシートＰにステイプルの針を残したまま画像形成を行うと、ステイプルの針がニップ部Ｎを挟持搬送されて、定着ベルト１の端部を変形させて、定着ベルト１の回転軸線方向のがたつきが大きくなることがある。

定着ベルト１の接点領域Ｓ側の端部が摩耗等して接点領域Ｓの部分が無くなると、電源５から接点領域Ｓを通じて定着ベルト１へ電圧供給を受けられなくなる。また、定着ベルト１の接点領域Ｓと反対側の端部が摩耗等して定着ベルト１が接点領域Ｓ側へ寄り移動した場合、電源５から接点領域Ｓを通じて定着ベルト１へ電圧供給を受けられなくなる。定着ベルト１へ電圧供給を受けられなくなると、トナーＴをシートＰ方向へ押し付ける力が失われて、尾引き現象やオフセット現象が発生し易くなる。

定着ベルト１の端部の摩耗等が進行して定着ベルト１の回転軸線方向の長さがシートＰの搬送幅よりも短くなると、シートＰのトナー像がニップ部Ｎにて固定されたヒータ３に摺擦して掻き取られるので、出力画像が乱れる。シートＰ上に掻き取られたトナー像が付着したり、シートＰの搬送不良が発生してシートジャムに至ったりすることもある。

図６の（ｂ）に示すように、そこで、実施例１では、定着ベルト１に直流電圧を印加して検出した電流値に基づいて定着ベルト１の摩耗等を判別して、定着ベルト１又は定着装置１００の適正な交換時期を通知する。これにより、画像形成装置１２０における画像不良や搬送不良の発生を未然に防止する。

図６の（ｂ）に示すように、ニップ部Ｎの直後に排紙センサ１０が配置される。制御部１１１は、排紙センサ１０の出力に基づいて、シートＰが所定の時間で通過するかどうかを監視している。

導電性の給電ブラシ７は、定着ベルト１の接点領域Ｓに接触するように配置される。電源５は、電流検出部８、給電ブラシ７、接点領域Ｓを経由して定着ベルト１のプライマー層（１２：図４）へ負極性の所定の電圧を印加する。実施例１では、トナーの帯電極性がマイナスなので、−５００Ｖを印加している。トナーの帯電極性によって電圧の正負は変更する必要がある。電流検出部８は、シートＰから電源５へ流れ込む電流値を制御部１１１へ出力する。

図６の（ｂ）に示すように、シートＰは、排紙センサ１０をＯＮした後に、排紙上ローラ６１と排紙下ローラ６２のニップ部Ｎｈに到達して、排紙下ローラ６２からシートＰへ電流が流れ込み始める。実施例１では、排紙センサ１０からニップ部Ｎｈまでの距離は１０ｍｍであるため、排紙センサＯＮからシートＰがニップ部Ｎｈへ到達するまでの時間ｔｓは、１０［ｍｍ］／２００［ｍｍ／ｓｅｃ］＝５０［ｍｓｅｃ］である。したがって、タイマースタートして時間ｔｓ経過後から時間ｔｐに達するまでの時間（ｔｐ−ｔｓ）、シートＰがニップ部Ｎとニップ部Ｎｈとに同時にニップされてシートＰに電流が流れる。そして、図６の（ａ）に示すように、時間（ｔｐ−ｔｓ）において電流検出部８を流れる電流が電流値Ｉが閾値Ｉ_０以下の場合、定着ベルト１が摩耗等して給電ブラシ７と接点領域Ｓとが正常に接触していない可能性がある。

電流値Ｉが閾値Ｉ_０以下の場合、定着ベルト１の接点領域Ｓと給電ブラシ７の接続が切れて、電源５の出力電圧が定着ベルト１のプライマー層（１２：図４）に正常に印加されなくなった可能性がある。接点領域Ｓがある定着ベルト１の端部が摩耗等して接点領域Ｓが消失した可能性がある。あるいは、定着ベルト１の接点領域Ｓと反対側の端部が摩耗等して、定着ベルト１が摩耗等した端部側へ寄り移動したため、接点領域Ｓと給電ブラシ７が接触しなくなった可能性がある。

シートＰが定着ニップ部Ｎと排紙下ローラ６２に接触しているときに電流検出部８を流れる電流値は、シートの種類、幅、吸湿具合によって異なるが、実施例１では−５００Ｖ印加時に最大で１．２μＡ、最小で０．１μＡであった。また、定着ベルト１の端部が破損した場合、電流検出部８を流れる電流値は０．０３μＡ以下であった。それゆえ、実施例１では、閾値Ｉ_０を０．０８μＡとした。

図７に示すように、制御部１１１は、プリント指令を制御部１１１が受信したら（Ｓ１００）、プリント指令の受信情報からシートＰの長さを取得して電流検出時間ｔｐを算出する（Ｓ１０１）。

電流検出時間ｔｐは、シートＰの先端が排紙下ローラ６２に接触してから、シートＰの後端が定着ニップ部Ｎを通過終了するまでの時間である。例えば、シートＰがＡ４サイズを短辺と平行な方向に搬送する場合、ニップ部Ｎから排紙下ローラ６２までの距離が３０ｍｍでシートＰの搬送速度が２００ｍｍ／ｓｅｃである。このとき、ｔｐ＝（２１０［ｍｍ］−３０［ｍｍ］）／２００［ｍｍ／ｓｅｃ］＝９００［ｍｓｅｃ］となる。

制御部１１１は、プリント指令の受信情報から取得したシート情報から、シートＰがＯＨＴなどの樹脂シートか否かを判断する（Ｓ１０２）。シートＰが樹脂シート（絶縁体）の場合、電源５が給電ブラシ７と排紙下ローラ６２の間に電圧を印加してもシートＰに電流が流れないため、電流検出は行わない。

制御部１１１は、シートＰが樹脂シートの場合（Ｓ１０２のＹｅｓ）、電流検出を伴わない画像形成を実行して、画像形成終了後速やかに画像形成装置１２０を停止させる（Ｓ１１９）。

制御部１１１は、シートＰが樹脂シートでない場合（Ｓ１０２のＮｏ）、画像形成を開始して（Ｓ１０３）、電源５の出力をＯＮにする（Ｓ１０４）。

図１に示すように、制御部１１１は、給紙ローラ１０７を回転させてシートＰの搬送をスタートして給紙を開始する（Ｓ１０５）。シートＰは、感光ドラム１０１からトナー像を転写された後にニップ部Ｎを通過して画像を定着され、排紙センサ１０に到達して排紙センサ１０をＯＮ状態にする。制御部１１１は、排紙センサ１０がＯＮ状態になると制御部１１１内のタイマーをスタートさせる（Ｓ１０６）。

制御部１１１は、タイマースタート（Ｓ１０６）から時間ｔｓの経過後、電流検出部８を流れる電流値Ｉの検出を開始する（Ｓ１０７）。

制御部１１１は、所定の閾値Ｉ_０と検出された電流値Ｉとを比較する（Ｓ１０８）。制御部１１１は、電流値Ｉが閾値Ｉ_０を超えている場合（Ｓ１０８のＹｅｓ）、タイマースタート（Ｓ１０６）から時間ｔｐが経過するまで（Ｓ１０９のＮｏ）電流検出を継続する（Ｓ１０８）。制御部１１１は、電流値Ｉが閾値Ｉ_０を超えている状態で時間ｔｐが経過すると、電流検出を終了する（Ｓ１１０）。

制御部１１１は、後続のシートＰが有るか否かを判断し（Ｓ１１１）、後続のシートＰが有る場合（Ｓ１１１のＹｅｓ）は、画像形成／加熱処理を継続する（Ｓ１１２）。制御部１１１は、画像形成／加熱処理に伴って、電流検出を繰り返す（Ｓ１０６〜Ｓ１１１）。制御部１１１は、後続のシートＰが無い場合（Ｓ１１１のＮｏ）、電源５をＯＦＦして（Ｓ１１８）、画像形成／加熱処理を終了する（Ｓ１１９）。

制御部１１１は、電流値Ｉが閾値Ｉ_０以下の場合（Ｓ１０８のＮｏ）、定着ベルト１の端部が摩耗等したと判断して、画像形成装置（１２０：図１）内の画像形成／加熱処理中のシートＰを完全に機外に排出させる。

その後、制御部１１１は、電流値検出を終了して（Ｓ１１４）、電源をＯＦＦして（Ｓ１１５）、画像形成装置１２０の動作を停止させる（Ｓ１１６）。その後、制御部１１１は、画像形成装置１２０の操作パネル１１４の表示画面に定着装置１００の交換の指示を表示する（Ｓ１１７）。

（実施例１の効果）
実施例１の制御によれば、画像汚れなどの不良画像を発生させる前に、定着ベルト１の摩耗等の異常を検知し、ユーザーに定着装置１００の交換指示を出すことができ、シートなどの無駄な消耗を防止できる。

実施例１の制御によれば、尾引き現象や定着オフセット現象を抑制するための電圧印加に付随して発生する電流値Ｉの検出を行うことにより、定着ベルト１の摩耗等を判断するため、余分な電源、電極、マーク、光学検出装置を追加する必要が無い。そのため、定着装置１００の大型化を招かない。

なお、実施例１では電流検出部８を定着ベルト１と電源５の間に配置したが、排紙下ローラ６２と接地電位の間に配置しても同じ効果が得られる。

＜実施例２＞
図８は実施例２における電圧検出構成の説明図である。図９は実施例２の制御のフローチャートである。実施例１では、シートに流れる電流を検出して定着ベルトの不具合を判断した。これに対して、実施例２では、シートに印加する電圧とシートに流れる電流とを検出して、定着ベルトの不具合に加えて電源の不具合も判断する。

図８に示すように、実施例２では、電圧検出部の一例である抵抗体７０及び電圧測定器７１、７２は、電源５の出力電圧を検出する。制御部１１１は、電流検出部８が検出した電流が所定電流未満のとき、電圧検出部が検出した電圧が所定電圧未満であれば、定着ベルト１の交換に関する出力を実行することなく、電源５の交換に関する出力を実行する。

実施例２の構成は、電流及び電圧を検出する構成以外は実施例１と同一である。このため、図７中、実施例１と共通する構成には、図５と共通の符号を付して重複する説明を省略する。また、実施例２の制御は、電流及び電圧を検出するステップ以外は実施例１と同一である。このため、図８中、実施例１と共通するステップには、図６と共通の符号を付して重複する説明を省略する。

図６の（ａ）に示すように、電源５は、給電ブラシ７を通じて定着ベルト１の接点領域Ｓに電圧を供給する。給電ブラシ７に印加された電圧は、接点領域Ｓを通じて定着ベルト１のプライマー層（１２：図４）に印加されて、シートの加熱処理時の尾引き現象や定着オフセット現象を抑制する。

図８に示すように、実施例２では、電源５と定着ベルト１の間に所定の抵抗値をもった抵抗体７０を配置し、抵抗体７０の両端に電圧測定器７１、７２を接続して、電圧測定器７１の検出電圧Ｖ１と電圧測定器７２の検出電圧Ｖ２とを測定する。シートＰがニップ部Ｎと、排紙上ローラ６１と、排紙下ローラ６２のニップ部Ｎｈとで同時にニップされているときのみ、シートＰに電流Ｉが流れて電源５に電流が流れ込む。この状態で検出された電圧Ｖ１、Ｖ２の組み合わせに対して、制御部１１１は、以下のように判断する。

Ｖ１≠Ｖ２＝−５００Ｖの場合、電源５から定着ベルト１に正常な電圧が印加されて、定着ベルト１に正常な電流が流れている状態である。このとき、制御部１１１は、定着ベルト１にも電源５にも異常が無いと判断する。

Ｖ１＝Ｖ２＝−５００Ｖの場合、電源５から定着ベルト１に正常な電圧が印加されているにもかかわらず、定着ベルト１に電流が流れていない状態である。このとき、制御部１１１は、定着ベルト１の端部が摩耗等により損なわれている状態と判断する。

Ｖ１＝Ｖ２≠−５００Ｖの場合、電源５から定着ベルト１に正常な電圧が印加されていない状態である。抵抗体７０の両端の電圧Ｖ１、Ｖ２は、定着ベルト１が帯電した電圧に等しい不定値の電圧となっている。このとき、制御部１１１は、電源５がフロート状態で故障している状態と判断する。

Ｖ１≠０Ｖ且つＶ２＝０Ｖの場合、電源５から定着ベルト１に正常な電圧が印加されていない状態である。抵抗体７０には電流が流れているが、電源５の出力電圧により生じた電流ではなく、定着ベルト１の帯電電圧により生じた電流である。このとき、制御部１１１は、電源５がショート状態で故障している状態と判断する。

つまり、Ｖ１＝Ｖ２≠−５００Ｖの状態か、Ｖ１≠０Ｖ且つＶ２＝０Ｖの状態かに該当すれば、電源５の故障であると判断する。

図９に示すように、制御部１１１は、排紙センサ１０がＯＮ状態になると制御部１１１内のタイマーをスタートさせる（Ｓ１０６）。

制御部１１１は、タイマースタート（Ｓ１０６）から時間ｔｓの経過後、抵抗体７０の両端の電圧Ｖ１と電圧Ｖ２の検出を開始する（Ｓ２０７）。

制御部１１１は、Ｖ１＝Ｖ２＝−５００Ｖであれば（Ｓ２０８のＹｅｓ）、定着ベルト１の端部が摩耗等したと判断して、定着装置１００内のシートＰを画像形成装置１２０の機体外に排出する（Ｓ２１４）。

制御部１１１は、電圧Ｖ１、Ｖ２の検出を終了して（Ｓ２１５）、電源をＯＦＦして（Ｓ２１６）、画像形成装置１２０の動作を停止させる（Ｓ２１７）。制御部１１１は、画像形成装置１２０の操作パネル１１４の表示画面に定着装置１００の交換の指示を表示する（Ｓ２１８）。

制御部１１１は、Ｖ１＝Ｖ２≠−５００Ｖの状態か、Ｖ１≠０Ｖ且つＶ２＝０Ｖの状態かに該当すれば（Ｓ２０９のＹｅｓ）、電源５の故障であると判断して、定着装置１００内のシートＰを画像形成装置１２０の機体外に排出する（Ｓ２１９）。

制御部１１１は、電圧Ｖ１、Ｖ２の検出を終了して（Ｓ２２０）、画像形成装置１２０の動作を停止させる（Ｓ２２１）。制御部１１１は、画像形成装置１２０の操作パネル１１４の表示画面に電源５の故障を告知する表示を行う（Ｓ２２２）。

（実施例２の効果）
実施例２の構成によれば、シートＰに流れる電流を検出する構成が電源５の出力電圧を検出する構成を兼ねているため、独立した電源５の出力電圧を検出する構成を設ける必要が無い。そのため、定着装置１００の小型化、コスト削減に有利である。

実施例２の制御によれば、電圧Ｖ１、Ｖ２の検出を行うことにより、画像汚れなどの不良画像を発生させる前に、定着ベルト１の摩耗等の異常を検知し、ユーザーに定着装置の交換指示を出すことができるので、シートの無駄な消耗を防止できる。

実施例２の制御によれば、画像形成装置１２０の不具合箇所を適切に判断し、ユーザーおよび作業者に適切な修理交換箇所を通知することができる。

実施例２の制御によれば、電源５の故障により定着ベルト１に電圧が印加されない場合に、電源５の故障である旨が操作パネル１１４に表示される、このため、定着ベルト１の摩耗等を誤判断することがなくなる。電源５の異常であるか定着ベルト１の異常であるかを正確に判断して、適切な修理交換箇所の指示が出せる。

＜実施例３＞
図１０は実施例３における電圧印加構成の説明図である。図１１は加圧ローラの導電ゴムリングと定着ベルトの接点領域の接触の説明図である。図１２は定着ベルトの端部の摩耗等のパターンの説明図である。図１２中、（ａ）は新品状態、（ｂ）は接点領域側が摩耗等した場合、（ｃ）は接点領域の反対側が摩耗等した場合である。

図１０に示すように、第一電極部材の一例である導電ゴムリング３０は、加圧ローラ２の回転軸線方向の端部を一周するリング状電極であって、接点領域Ｓに当接して配置される。電極領域Ｓは、定着ベルト１の回転軸線方向の端部を一周して導電ゴムリング３０に当接するように配置された別のリング状電極である。

図１２に示すように、定着ベルト１の回転軸線方向における加熱処理される最大サイズのシートの外縁から電極領域Ｓの内縁までの距離をＬｘとする。定着ベルト１の回転軸線方向における電極領域Ｓの内縁から給電ブラシ７の外縁までの距離をＬ１とする。定着ベルト１の回転軸線方向における電極領域Ｓの外縁から導電ゴムリング３０の内縁までの距離をＬ２とする。新品状態の定着ベルト１は、「Ｌｘ＞Ｌ１」かつ「Ｌｘ＞Ｌ２」の関係を満たすので、導電ゴムリング３０が電極領域Ｓに接触しなくなるほど摩耗等しても、シートがヒータ３に接触しない。

図１０に示すように、実施例３では、電源５からの出力は電流検出部８を経由して、加圧ローラ２の芯金２１に接続されている。芯金２１の回転軸線方向の端部の周面に導電ゴムリング３０が配置される。導電ゴムリング３０は、シリコーンゴムにカーボンブラックを分散して導電性を持たせたもので、芯金２１に導通して、表面層を有しない。一方、図３に示すように、加圧ローラ２の弾性層２２と表面層２３は絶縁材料である。

電源５から芯金２１に印加された電圧は、導電ゴムリング３０を介して定着ベルト１の接点領域Ｓに印加される。

図１１の（ａ）に示すように、加圧ローラ２の回転軸線方向における導電ゴムリング３０の外側縁と定着ベルト１の接点領域Ｓの内側縁との距離をＬ１とし、導電ゴムリング３０の内側縁と定着フィルム１の接点領域Ｓの外側縁との距離をＬ２とする。

図１１の（ｂ）に示すように、新品状態の定着ベルト１には、加圧ローラ２の導電ゴムリング３０と同一長さの接点領域Ｓが形成されている。この時、導電ゴムリング３０と接点領域Ｓの導通が確保される条件は次式で規定される。
Ｌ１＞０ ∩ Ｌ２＞０

そして、定着ベルト１の端部が摩耗等によって短くなり、次式の関係を満たすようになると、電源５から導電ゴムリング３０を経て接点領域Ｓへ至る電気回路が切断されて、定着ベルト１の不具合が検出される。
Ｌ１＜０ ∪ Ｌ２＜０

図１２の（ａ）に示すように、新品状態の定着ベルト１の回転軸線方向の一方の端部に接点領域Ｓが配置され、画像形成装置１２０の最大シート通紙幅Ｌｐの端部から定着ベルト１の表層１３の端部までの距離をＬｘとする。最大搬送幅のシートＰの縁から接点領域Ｓの内側縁までの距離をＬｘとし、定着ベルト１の接点領域Ｓが配置されない端部の縁から最大搬送幅のシートＰの縁までの距離も等しくＬｘとする。

このとき、定着ベルト１の端部が摩耗等しても、両端部でＬｘ＞０であれば、どのような搬送幅のシートＰを搬送しても、ヒータ（３：図２）とシートＰの間に定着ベルト１が存在する。このため、ヒータ（３：図２）がシートに接触してトナーを掻き取って出力画像が乱れることはない。加圧ローラ２の導電ゴムリング３０と定着ベルト１の接点領域Ｓとが少なくとも一部オーバーラップしている場合、電源５の電圧が定着ベルト１に正常に印加されて、尾引き現象や定着オフセット現象が抑制される。

しかし、少なくとも一方の端部でＬｘ＜０になると、非回転のヒータ３が定着ベルト１から露出してシートＰに摺擦するため画像汚れが生じる。また、定着ベルト１の離型性が低い接点領域Ｓ（プライマー層１２）にシートＰが張り付いてシートジャムに至る場合もある。

図１２の（ｂ）に示すように、定着ベルト１の接点領域Ｓ側が摩耗等して、定着ベルト１が接点領域Ｓ側へ寄り移動することが考えられる。このとき、Ｌ１＜ＬｘかつＬ２＜Ｌｘであれば、シートＰが接点領域Ｓ又はヒータ３に接触する前に、定着ベルト１が摩耗等して短くなったことを通報できる。シートＰ上に画像汚れなど発生する前に、ユーザーに定着装置１００の交換を通知できる。

図１２の（ｃ）に示すように、定着ベルト１の接点領域Ｓの反対側が摩耗等して、定着ベルト１が接点領域Ｓの反対側へ寄り移動することが考えられる。このとき、Ｌ１＜ＬｘかつＬ２＜Ｌｘであれば、シートＰが接点領域Ｓ又はヒータ３に接触する前に定着ベルト１が摩耗等して短くなったことを通報できる。シートＰ上に画像汚れなど発生する前に、ユーザーに定着装置１００の交換を通知できる。

（実施例３の効果）
実施例３の定着装置１００によれば、定着ベルト１の接点領域Ｓが長い場合でも、定着ベルト１が摩耗等によってシートＰの通過領域まで短くなったことを確実に検出できる。給電部材と接点領域Ｓの接続が切れないため、定着ベルト１の不具合を確実に検知することができる。

１ 定着ベルト、２ 加圧ローラ、３ ヒータ、４ スライダ
５ 電源、７ 給電ブラシ、８ 電流検出部、１２ プライマー層
３０ 導電ゴムリング、６１ 排紙上ローラ、６２ 排紙下ローラ
７０ 抵抗体、７１、７２ 電圧測定器
１００ 定着装置、１０１ 感光ドラム、１０３ 露光装置
１０４ 現像装置、１０９ 転写ローラ、１１１ 制御部
１１４ 操作パネル、１２０ 画像形成装置
Ｓ 接点領域

Claims (7)

1. 導電層を有してシートに当接してシートを加熱するベルト部材と、
   前記ベルト部材に当接してシートのニップ部を形成する回転体と、
   前記ベルト部材の回転軸線方向の端部に配置されて前記導電層に接続する電極と、
   前記電極に当接して配置された第一電極部材と、
   前記ニップ部を搬送されるシートに当接可能な第二電極部材と、
   前記第一電極部材と前記第二電極部材との間に電圧を印加してシートに電流を流す電源と、
   前記電源が電圧を印加した際にシートに流れる電流を検出する電流検出部と、
   前記電流検出部が検出した電流が所定電流未満のとき、前記ベルト部材の交換に関する出力を実行する実行部と、を備えることを特徴とする画像加熱装置。
2. 前記電源の出力電圧を検出する電圧検出部を備え、
   前記実行部は、前記電流検出部が検出した電流が前記所定電流未満のとき、前記電圧検出部が検出した電圧が所定電圧未満であれば、前記ベルト部材の交換に関する出力を実行することなく、前記電源の交換に関する出力を実行することを特徴とする請求項１に記載の画像加熱装置。
3. 前記回転体は、ローラ部材であって、
   前記第一電極部材は、前記ローラ部材の回転軸線方向の端部を一周するリング状電極であって、
   前記電極は、前記ベルト部材の回転軸線方向の端部を一周して前記リング状電極に当接するように配置された別のリング状電極であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像加熱装置。
4. 前記ベルト部材の回転軸線方向における加熱処理される最大サイズのシートの外縁から前記電極の内縁までの距離をＬｘとし、
   前記ベルト部材の回転軸線方向における前記電極の内縁から前記第一電極部材の外縁までの距離をＬ１とし、
   前記ベルト部材の回転軸線方向における前記電極の外縁から前記第一電極部材の内縁までの距離をＬ２とするとき、
   Ｌｘ＞Ｌ１かつＬｘ＞Ｌ２の関係を満たすことを特徴とする請求項３に記載の画像加熱装置。
5. 前記電流検出部が検出した電流が所定電流未満であればシートの加熱処理を停止させる停止部を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像加熱装置。
6. 前記ベルト部材の交換に関する出力は、前記ベルト部材の交換を要求する表示であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像加熱装置。
7. 像担持体に形成したトナー像をシートに転写する画像形成部と、
   前記画像形成部でトナー像を転写されたシートを加熱処理する請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像加熱装置と、を備え、
   前記ベルト部材の交換に関する出力は、前記画像加熱装置の交換を要求する表示であることを特徴とする画像形成装置。

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