(57)【要約】      （修正有）【課題】クリーニングウェブの摺擦によって定着ローラの表面を局所的に荒らし定着画像上に発生する光沢スジを抑制した定着装置を提供する。【解決手段】定着ローラ９１が定着装置に組み込まれる前工程において、クリーニングウェブ９４が定着ローラに当接する前に、定着ローラを摺擦部材１０６を当接回転させて荒らすような摺擦工程を備える。荒らした定着ローラの表面状態は所定の特性値規格を設け、表面粗さ［Ｒｚ］［ｓｍ値］、光沢度、画像ランクから成る。また定着ローラを摺擦部材にて荒らす場合に発生する、削り粉などによって、摺擦能力の低下を抑制させるための清掃機構１１０，１１１を有する。但し、摺擦能力が低下しないような摺擦部材、及び制御であっても良い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着ローラ表層に対して、定着ローラ表層よりも硬く、且つ表層が荒れている摺擦部材を用いた摺擦機構と、摺擦部材による削り粉を回収する清掃機構を定着ローラ周囲に設けた摺擦機構と、摺擦部材の延命効果を発揮する摺擦部材の表層に付着する削り粉を回収できる清掃機構を摺擦部材周囲に設けた摺擦機構とを備え持つ装置を、予め新品の定着ローラに対して施行するための専用の摺擦工程に備え持つことで、定着後の画像上に光沢違いのスジ状の跡（以下光沢スジと称する）を予め抑制できることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
定着ローラ表層のような平滑な面を荒らすための、ロール状のシートを摺擦部材として有する機構と、ロール状のシートを定着ローラに当接、及び送り出し機構を有する摺擦機構を、予め新品の定着ローラに対して施行するための専用の摺擦工程に備え持つことで、光沢スジを予め抑制できることを特徴とする定着装置。
【請求項３】
定着ローラ及び、摺擦部材の表面状態を、表面粗さＲｚ、ｓｍ、光沢度で規定し、Ｒｚ０．５〔μｍ〕以上、１．５〔μｍ〕以下、ｓｍ６．０〔μｍ〕以下、光沢度Δ４．０以下の規定範囲を設けることで、摺擦能力の診断及び、光沢スジの発生有無及び、摺擦部材寿命の予測を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
光沢スジの画像ランクは、光沢スジ部と非光沢スジ部の光沢度差が、Δ４．０以下と規定することで、良好な定着画像を得ることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転写材に転写された未定着トナー像を定着する定着装置及びこれを備えた複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置における定着装置として、定着ローラと加圧ローラを用いた熱ローラ対方式の定着装置が一般的に用いられる。定着ローラはアルミニウムや鉄の芯金の表層にシリコーンゴムやフッ素ゴムからなる弾性層を備えており、その耐久性が問題となっている。
【０００３】
特に、定着ローラの表層はクリーニングウェブとの摺擦や通紙によるアタック、紙粉、オフセットトナーなどの汚れや、異物の混入などにより徐々に荒れてくるという問題点があった。また、前述する荒れ方によって、定着後の画像上に光沢違いのスジ状の跡（以下光沢スジと称する）として顕在化する問題もある。前記の画像不良は、光沢スジが発生する部位と光沢スジが発生しない部位とで異なる荒れ、及び光沢度になっているため、視覚的にも顕著に視認し易い画像不良である。
【０００４】
これらの表層の荒れの不均一性からなる問題を解消するために、サーミスタの当接する部位の荒れを一定に保つための荒らし部材を定着ローラに当接させることが提案されている（特許文献１乃至特許文献５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０４−２１３４８２号公報
【特許文献２】特開２００５−２６６７８５号公報
【特許文献３】特開２００２−６２７５２号公報
【特許文献４】特開平２−２６６３８３号公報
【特許文献５】特公平７−８９２５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の従来技術においては、以下のような問題があった。まず、上記従来技術に記載の荒らし部材の使用頻度、使用環境、部品精度、製造方法などの条件違いによって、定着ローラの荒れ方が異なる可能性がある。また、前述した条件違いが発生したことによる荒れ方の変化を診断することが困難である。また、ＳＵＳローラ表層に砥粒を密に配合して接着したような荒らし部材などを用いて、定着ローラ表層の荒れを均一にさせる場合は、耐久によって砥粒間に削り粉などによる目詰まり、接着層の剥離、などの表面状態が変化するため、摺擦精度の維持が困難である。
【０００７】
また、荒らし部材の１本当たりに摺擦できる定着ローラの生産性は約６０〜８０本程度であり、耐久性に優れているとは言えない。故に交換部品として取り扱う場合に捻出するコストは大きな弊害である。
【０００８】
これらの課題において、長手方向の荒れムラや、荒らし部材の経時的変化による荒れムラが発生し得る可能性があることで、定着画像上に光沢スジなどの画像欠陥として顕在化するおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係る定着装置に備え持つ定着ローラに対して、第１〜５の手段を有した発明であることを特徴とする。
【００１０】
第１に定着ローラ表層に対して、ラッピングフィルムなどの定着ローラ表層よりも硬く、且つ表層が荒れている摺擦部材を用いた摺擦機構を有する。また、前述した摺擦機構は、予め新品の定着ローラに施行するための専用の摺擦工程に備え持つ機構である。この摺擦工程に備え持つ摺擦機構により、光沢スジを予め抑制できる定着ローラ表面状態を形成させる手段を備え持つ構成であることを特徴とする定着装置。
【００１１】
第２に定着ローラ及び、摺擦部材の表面状態を、表面粗さＲｚ、ｓｍ、光沢度のような定着ローラ及び、摺擦部材の表面状態を表す特性値を有することで、摺擦能力の診断及び、光沢スジの発生有無及び、摺擦部材寿命の予測を行うことを特徴とする定着装置。
尚、本発明を満たす定着ローラ表層の規定として、Ｒｚ０．５〔μｍ〕以上、１．５〔μｍ〕以下、ｓｍ６．０〔μｍ〕以下、光沢度Δ４．０以下、画像ランク４以上と設定することを特徴としている。前記規定から外れた場合、光沢スジが視認できる可能性が高いため、課題を解決できない状態であることが予測できる。
【００１２】
第３に光沢スジの画像ランクは、光沢スジ本数、光沢スジ幅、光沢度、光沢度差、表面粗さの何れかが含まれた規定を有することを特徴とする定着装置。
【００１３】
第４に摺擦部材による削り粉を回収する清掃ブロー、バキュームなどの清掃機構を定着ローラ周囲に設けることを特徴とする定着装置。
【００１４】
第５に摺擦部材の延命効果を発揮する清掃ブロー、バキュームなどの摺擦部材の表層に付着する削り粉等を回収できる清掃機構を摺擦部材周囲に設けることを特徴とする定着装置。
【００１５】
尚、第４、５に係る清掃機構は、以下に述べる構成のように、必ずしも清掃機構を有せずに清掃効果を発揮するものでもよい。例えばロール状に収納されるフィルム材を摺擦部材として使用する場合、定着ローラに当接するフィルム面を常時新しい面と当接させるために低速搬送させるなどが考えられる。前述する摺擦部材を用いることにより、目詰まりが発生してもフィルムの新しい面を常時当接できることで、摺擦によって発生する削り粉の回収効果を得るような構成でも構わない。
【００１６】
以上の第１〜５の手段を用いて本発明に係る光沢スジを抑制するための摺擦工程を有する定着装置が提供される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、第１の手段である摺擦工程を有する効果として、光沢スジが定着ローラ表層上、画像上共に多数転写されるため、クリーニングウェブによる光沢スジが視認し難くなる。よって画像欠陥になることを防止できる。また、定着ローラを定着装置に組み込む前に、予め摺擦工程を実施する効果として、光沢スジが抑制できる状態で定着装置へ投入できるため、初期から光沢スジの抑制効果を得ることが可能である。
【００１８】
第２の手段である定着ローラ表層の特性値規定を有する効果として、摺擦工程前において、光沢スジが視認できるか否かの判断が可能であるため、摺擦部材の寿命を予測できる。よって摺擦部材を無駄なく使用することが可能であり、低コスト化が実現できる。
【００１９】
第３の手段である画像ランクの規定を設けることで、定着ローラ及び、摺擦部材の表面状態の特性値変化から、定着画像上に光沢スジとして顕在化するか否かの診断が予め行えることで、定着画像品質の維持確保が可能である。
【００２０】
第４、５の手段である目詰まり抑制手段を有する効果として、摺擦される定着ローラ表面の特性値の安定化や、摺擦精度の維持が可能である。またロール状のフィルム材を摺擦部材として使用する場合、フィルムの搬送条件によっては、摺擦部材の延命効果も高い。よって摺擦品位、摺擦能力の維持及び、延命効果による低コスト化が実現可能である。
【００２１】
以上から、定着ローラがクリーニングウェブとの摺擦によって転写される光沢スジを抑制するために、光沢スジの視認抑制、光沢スジ抑制の保障、摺擦能力の維持、延命からの低コスト化などの効果から、良好な画像を維持できる定着装置を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施例１に係る定着ローラ摺擦工程に備え持つ代表的な断面図である。
【図２】画像形成装置の全体模式断面図である。
【図３】画像形成装置に備え持つ定着装置の断面構成である。
【図４】実施例１に係る定着ローラの摺擦工程の断面図である。
【図５】実施例２に係る定着ローラ摺擦工程の断面図である。
【図６】光沢スジと画像光沢度との関係を示すイメージ図である。
【図７】定着ローラに転写した光沢スジ部の形状を示すイメージ図である。
【図８】画像上の光沢スジと非光沢スジの光沢差の説明図である。
【図９】記録材差による光沢段差の説明図である。
【図１０】光沢度段差を画像と光沢分布から説明した表である。
【図１１】画像ランクの基準設定を説明した表である。
【図１２】光沢紙による画像光沢度による画像ランク推移を示すグラフである。
【図１３】クリーニングウェブ種による表面粗さＲｚ、ｓｍ値と画像ランクを示すグラフである。
【図１４】クリーニングウェブ種によるウェブローラ総荷重、ピーク圧と表面粗さＲｚの関係を示すグラフである。
【図１５】ウェブローラ種によるウェブローラ圧の変化を示すグラフである。
【図１６】実施例２に係る摺擦部材番手とＲｚの関係を示すグラフである。
【図１７】実施例１に係るＲＦローラ耐久による表面粗さ推移を示すグラフである。
【図１８】実施例１に係るＲＦローラ耐久による光沢度推移を示すグラフである。
【図１９】クリーニングウェブ種による定着ローラ表面粗さを示すグラフである。
【図２０】実施例２に係るラッピングフィルムによる摺擦条件を示す表である。
【図２１】実施例２に係る摺擦条件別の定着ローラ表面粗さＲｚと画像ランク関係を示すグラフである。
【図２２】実施例２に係るラッピングフィルムに接着する砥粒（研磨材）の摺擦能力比較を示すグラフである（アルミナ材による）。
【図２３】実施例２に係るラッピングフィルムに接着する砥粒（研磨材）の摺擦能力比較を示すグラフである（カーボン材による）。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に本発明に係る画像加熱装置を図面に則して詳細に説明する。
【００２４】
〔第１実施形態〕
｛画像形成装置｝
まず、画像形成装置の全体構成について、画像形成動作とともに説明する。本実施形態の画像形成装置は、装置内には第１、第２、第３、第４の画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄが併設され、各々異なった色のトナー像が潜像、現像、転写のプロセスを経て形成され、その画像を定着装置で定着する電子写真画像形成装置である。
【００２５】
前記第１〜第４画像形成部は、順にシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの各色画像を形成する画像形成部であり、トナーの色が異なる以外は同じ構成である。そこで、図１に示した符号ａ、ｂ、ｃ、ｄはそれぞれ、シアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの各画像形成部に対応した部材を示すが、以下の説明では、特に色を区別する必要がない場合には、符号ａ、ｂ、ｃ、ｄは省略する。
【００２６】
各画像形成部Ｐは、それぞれ専用の像担持体として電子写真感光体ドラム３を具備し、各感光体ドラム３上に各色のトナー像が形成される。各感光体ドラム３に隣接して中間転写体１３０が設置され、感光体ドラム３上に形成された各色のトナー像が、中間転写体１３０上に一次転写され、この一次転写像が二次転写部で記録材Ｓ上に転写される。さらにトナー像が転写された記録材Ｓは、定着装置９で加熱及び加圧によりトナー像を定着した後、記録画像として装置外に排出される。
【００２７】
感光体ドラム３の外周には、それぞれドラム帯電器２、現像器１、一次転写帯電器２４及びクリーナ４が設けられている。また、装置の上方部には図示しない光源装置およびポリゴンミラーが設置されている。
【００２８】
光源装置から発せられたレーザ光を、ポリゴンミラーを回転して走査し、その走査光の光束を反射ミラー等により感光体ドラム３に集光して露光することにより、感光体ドラム３上に画像信号に応じた潜像が形成される。
【００２９】
現像器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄには、現像剤としてそれぞれシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックのトナーが、図示しない供給装置により所定量充填されている。現像器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは、それぞれ感光体ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ上の潜像を現像して、シアントナー像、マゼンタトナー像、イエロートナー像及びブラックトナー像として可視化し、これが回転する中間転写体１３０に順次重畳転写される。
【００３０】
１１は二次転写ローラで、中間転写体１３０に対応し平行に軸受させて下面部に接触させて配設してある。二次転写ローラ１１には、二次転写バイアス源によって所望の二次転写バイアスが印加されている。前記中間転写体１３０上に重畳転写されたトナー像が二次転写部において搬送される記録材Ｓに転写される。
【００３１】
すなわち、前記画像形成と同期して記録材Ｓが給送カセット１０からレジストローラ１２、転写前ガイドを通過して中間転写体１３０と二次転写ローラ１１との当接ニップである二次転写部へ搬送される。そして、二次転写ローラ１１へのバイアス印加により中間転写体１３０から記録材Ｓへカラートナー画像が転写され、その記録材Ｓが定着装置９へ搬送されて加熱、加圧されてトナー像が定着された後、排出部へと排出される。
【００３２】
一方、一次転写が終了した感光体ドラム３は、それぞれのクリーナ４により、転写残トナーをクリーニング、除去され、引き続き次の潜像の形成以下に備えられる。また、転写ベルト１３０上に残留したトナー及びその他の異物は、転写ベルト１３０の表面にベルトクリーナ２２によって除去される。
【００３３】
｛定着装置｝
次に前記画像形成装置に用いられている定着装置９について説明する。図３は本実施形態に係る定着器の断面模式拡大図である。
【００３４】
本実施形態の定着装置９は、図３に示すように、定着ローラ（定着部材）９１と加圧ローラ（加圧部材）９２とのニップ間に記録材を通過させて加熱、加圧することで記録材に転写されたトナー像を定着するものである。そして、前記定着ローラ９１には、外部加熱ローラ９３及びクリーニングウェブ９４が当接している。
【００３５】
本実施形態の定着ローラ９１は、外径φ６８ｍｍのアルミニウム製の中空芯金上に弾性層としてゴム硬度２０°（ＪＩＳ−Ａ１ｋｇ加重）のシリコーンゴムを１．０ｍｍ成形し、その表面に５０μｍ厚のフッ素樹脂を被覆した外径φ７０ｍｍのものを使用している。
【００３６】
上記定着ローラ９１は、内部に加熱源としてハロゲンヒータ９５を有し、不図示の温度センサと不図示の温度制御回路によって１６０℃に温調される。
【００３７】
また、本実施形態の定着ローラ９１は上記金属芯軸上にゴム層を形成し、表面離型層がフッ素樹脂チューブであるものを使用している。このフッ素樹脂チューブはＰＦＡ樹脂（４フッ化エチレン樹脂、パーフロロアルコキシエチレン樹脂の共重合体）、ＰＴＦＥ（４フッ化エチレン樹脂）等で構成されている。
【００３８】
更に、本実施形態の定着ローラ９１は、定着ローラ９１が定着装置９に組み込まれる前工程において、予め定着ローラ表層を荒らす処理を実施する。本目的は、例えば定着ローラ９１に当接するクリーニングウェブ９４との摺擦によって、図７に示すような定着ローラ９１の表層に表面粗さ違いのキズが転写され、画像上に光沢状のスジとして顕在化する。その策として定着ローラ９１の表層に光沢スジ部と同様の物性値（Ｒｚ、Ｓｍ、光沢度、画像ランク）になる条件で粗し、画像上の光沢スジを視認し難くするための手段を有する。
【００３９】
外部加熱ローラ９３の表層は、定着ローラ９１の表層よりも高離型性で、かつ、定着ローラ９１に対して周速差回転をする表面粗さ変更モードの際に磨耗せずに定着ローラ９１の表面状態を変更できる微細形状を有していることが必要である。
【００４０】
クリーニングウェブ９４は弾性体のローラと定着ローラの形成するニップ間を、繊維状のクリーニングウェブが一定量ずつ送り出される構成である。
【００４１】
定着ローラ９１には回転方向上流側から、加圧ローラ９２、クリーニングウェブ９４、外部加熱ローラ９３の順に当接される。そして、加圧ローラ９２と定着ローラ９１の間を通過する記録材から生じた異物がクリーニングウェブ９４によって除去され、外部加熱ローラ９３までまわり難くしている。
【００４２】
また、加圧ローラ９２、クリーニングウェブ９４、外部加熱ローラ９３は、画像形成動
作の信号がないスタンバイ状態では、定着ローラから其々離間し、退避させる構成である。
【００４３】
前述した定着装置の構成の他に、図４に示す定着ローラ９１を定着装置に組み込まれる前工程において、ＲＦローラ１０６を使用した実施例１に係る荒らし工程（以降、摺擦工程と称する）がある。
【００４４】
また、図５に示すラッピングフィルム１０２のようなシート状の摺擦材を直接定着ローラ９１に当接させるような実施例２に係る摺擦工程及び摺擦部材であってもよい。
【００４５】
（１）｛定着ローラ表層｝
本発明の課題に挙げる図６に示す定着ローラ表層の光沢スジに関して説明する。表層にフッ素樹脂等の離型層を備えた定着ローラ９１表面の初期状態では、鏡面状態であり、表面粗さではＲｚ（ＪＩＳ  十点平均粗さ）が０．１μｍ〜０．３μｍ程度である。これに対し定着ローラ９１がクリーニングウェブ９４と当接、摺擦すると、ウェブ繊維やクリーニングウェブ９４で回収されるトナーや内外添剤等により、定着ローラ９１の表層の一部が荒らされる。この結果、荒らされた領域の表面粗さＲｚは０．５〜１．５μｍ程度まで大きくなる。
【００４６】
前記定着ローラ９１の荒れ方はクリーニングウェブのアラミド繊維の表面形状によって異なる。またクリーニングウェブを定着ローラに当接させる押し付けローラ（以下ウェブローラ９８と称する）の硬度、セル径、当接圧によっても変化する。
【００４７】
これら条件は定着ローラ表層のクリーニング能力とクリーニングウェブ寿命、そして光沢スジによって決定されているため、クリーニングウェブと定着ローラとの摺擦には軽負荷で且つ、クリーニング能力が高い条件設定が必要となる。
【００４８】
未定着のトナー像を記録材Ｓに定着する時、定着装置は記録材Ｓに圧力及び熱を与える。この時、図７のような定着ローラ９１の微小な表面状態が定着後のトナー像の表面に転写される。定着ローラ９１上の表面状態が異なると、それに対応してトナー像上に表面状態の差が生じ、その結果、図８に挙げる画像上の光沢段差（光沢スジ）が生じる。
【００４９】
この現象は、表面の平滑性がよく、光沢度の高いコート紙では顕著になる。オフィスで使用する上質紙等では通常、視認できないレベルである。本発明者の実験結果である図１２、１３、１４、１５、１９からの見解として、クリーニングウェブと定着ローラとの当接摺擦による光沢スジの発生状況を以下に述べる。まず記録材の種類に依存するが、記録材以外の要因は、クリーニングウェブの当接圧が高い場合やウェブ繊維が粗い場合などが光沢スジの発生を促進させる要因の一部であった。
【００５０】
一般に、光沢は正反射光像の再現性が高いと高光沢、再現性が低いか或いは無い場合を低光沢と認識する。例えば、蛍光灯照明下で銀塩写真のような画像を見ると、蛍光灯の光が反射するだけでなく、蛍光灯の形状まで写り込んでいる。そして、意識するかしないかによらず高光沢と認識している。これは、写真画像の表面状態が、凹凸の少ない鏡面状態であることを示している。一方、低光沢の場合は逆のことが言える。そして、低光沢の場合には、画像の表面状態は、凹凸が大きく、蛍光灯の光は乱反射し、その形状が画像上に写り込むことは無い。このように、画像上の表面状態の凹凸と光沢には相関がある。
【００５１】
従って、特に高画質を要求される高光沢のコート紙等に画像を定着するような場合には、図９のように、定着ローラ９１の表層に低光沢のスジが付いたりする場合はより顕在化しやすい。即ち、画像上に光沢スジとして視認できる欠陥画像が出力されてしまう。
【００５２】
（２）｛摺擦工程｝
次に定着ローラの摺擦工程ついて説明する。図４は第１実施形態に係る定着ローラ表層を荒らすための摺擦工程の断面模式拡大図である。
【００５３】
前記摺擦工程には、定着ローラ９１に、ある一定の荷重で当接される摺擦部材を備え持つ。例えばＲＦローラ１０６のような、外径１２ｍｍのＳＵＳ３０４（ステンレススチール）の芯金（基材）上に接着層（中間層）を介して、摺擦部材としての砥粒を密に接着して形成した摺擦層（表層）を設けたものである。
【００５４】
ＲＦローラ１０６の表層の砥粒材は、アルミナ（酸化アルミニウム）系（アランダム、叉はモランダムとも称される）を用いている。アルミナ系は最も幅広く用いられる砥粒であり、定着ローラ９１に比べて十分硬度が高く、鋭角形状のため切削性に優れており、本実施例における摺擦材として好適である。
【００５５】
ＲＦローラ１０６は、芯金の長手方向（搬送軸線方向）両端部に設けられた支持部材によって回転自在に支持されている。
【００５６】
ＲＦローラ１０６の駆動手段は、不図示のモータによって回転駆動可能とされている。叉、長手方向両端部の支持部材が付勢手段としての加圧バネ１０７によって其々付勢されることによって、ＲＦローラ１０６は定着ローラ９１に所定の圧力で加圧される。これによりＲＦローラ１０６と定着ローラ９１との間で摺擦され、定着ローラ表層の特性値が所定の規格に入る工程となっている。
【００５７】
また、図１に示すような、ＲＦローラ１０６の表層を清掃する機構を備える。ＲＦローラ１０６は定着ローラ９１に当接摺擦することで、定着ローラ９１表層に摺擦キズを転写させる。この時に発生する削り粉がＲＦローラ１０６にも付着するため、ＲＦローラ１０６表層の砥粒間に目詰まりを起こし、摺擦能力の低下、寿命の短命化、定着ローラ９１表層の特性値の変動などが発生し、光沢スジの抑制効果を低減させてしまう場合がある。これを解消するためにＲＦローラ１０６の回転方向に対してカウンタ方向に配置するＲＦ清掃ブロー１１０とＲＦローラ清掃バキューム１１１にて、削り粉を回収する機構を設けている。これと同様に、定着ローラ９１にもカウンタ方向に配置する定着ローラ清掃ブロー１０８と定着ローラ清掃バキューム１０９にて削り粉を回収する機構を設けている。
【００５８】
前記、清掃ブローと清掃バキュームの配置は、ＲＦローラ１０６や定着ローラ９１の表層に付着する削り粉をエアーで吹き付けて剥離し、エアーで吸引して削り粉を回収する機能を果たすためのものである。
【００５９】
また、ＲＦローラ１０６や定着ローラ９１の回転方向に対して、カウンタ方向に配置することで、より表層に付着する削り粉を剥ぎ取り易くする効果をもつ。但し、表層に付着する削り粉を清掃ブローにて剥離させると同時に微量ではあるが、大気中に飛散する可能性がある。そのために、清掃バキュームの配置を、清掃ブローの平行線上に対して垂直方向に配置することで、削り粉が飛散する先で、吸引回収することができる構成になる。また前記削り粉の飛散は、必ずしも１００％回収できるとも限らない。
【００６０】
そのためＲＦローラ清掃ブロー１１０とＲＦローラ清掃バキューム１１１は、定着ローラ清掃ブロー１０８と定着ローラ清掃バキューム１０９に対して、本摺擦工程の両端部の最も遠い配置から構成される。また、清掃バキュームで回収し切れない極微量の削り粉が定着ローラ９１やＲＦローラ１０６に再付着しても、摺擦能力の低下や寿命の短命化、特性値変動などを左右させる要因にはならない。
【００６１】
前述する削り粉の清掃により、ＲＦローラ１０６のような回転体の場合は、定着ローラ９１がＲＦローラ１０６の当接摺擦によって荒らされた直後に清掃部材の当接や、清掃機構の配置を行うことで、次摺擦時には削り粉が回収されている状態が可能となる。よって摺擦能力は大幅に変動しないことが本実施例１の構成から実現できる。尚、ＲＦローラ１０６並びに定着ローラ９１に付着する削り粉の清掃は、エアー系に限らなくてよく、例えば、ブレードなどによる削り粉をかき取る手段であっても良い。
【００６２】
またＲＦローラ１０６は、ＲＦローラ１０６と定着ローラ９１との当接部（摺擦部）において、それぞれの回転方向が順方向、逆方向の何れかになるように回転させても良い。尚、ＲＦローラ１０６と定着ローラ９１の回転速度には、周速差がある方が、定着ローラ表層の特性値規格に対して望ましい。
【００６３】
実施例１に係る摺擦工程は、定着ローラ９１が定着装置に組み込まれる前に、予め実施する工程である。これにより定着ローラが定着装置に組み込まれた場合において、クリーニングウェブが定着ローラと当接、摺擦しても光沢スジが単独で視認でき難く、画像欠陥になることを抑制できる。
【００６４】
また前記工程では光沢スジの抑制効果を予測する手段を有し、請求項３に記載の光沢スジの視認可否基準を設けている。またＲＦローラ１０６による摺擦精度を維持するための規制であってもよい。前記の規制や基準は、定着ローラ表層の特性値規定による光沢スジ抑制効果の診断によって運用される。この特性値規定は、（表面粗さＲｚ０．５〔μｍ〕以上、１．５〔μｍ〕以下、ｓｍ６．０〔μｍ〕以下）（光沢スジ部ｖｓ非光沢スジ部の光沢度段差Δ４．０以下）（画像ランク４以上）と設定し、光沢スジ抑制効果を診断できることを特徴としている。
【００６５】
尚、前記光沢度段差は、図１０に示すように定着ローラ９１に付く光沢スジ部と非光沢スジ部の光沢度差から算出している。前記画像ランクは請求項４に記載、及び図１１に示す、前記光沢度段差と、目視上の光沢スジの視認度からランク付けを行っている。また画像上に視認できる光沢スジの本数からランク付けを行ってもよい。
【００６６】
前記特性値規定に合致させるための条件として、例えば、本実施例１によれば、以下の条件により、本摺擦工程の特性値規定の公差に入る。定着ローラ９１回転速度３５０ｍｍ／ｓｅｃ、ＲＦローラ１０６回転速度２５０ｍｍ／ｓｅｃ。回転方向がカウンタで駆動させることで、周速差は６００ｍｍ／ｓｅｃ、ＲＦローラ１０６が定着ローラに当接する加圧力４ｋｇｆ、ＲＦローラ表層に接着する砥粒の番手＃６００（アルミナ系研磨材）。以上のような条件で実施例１の特性値規定を満たすことができる。
【００６７】
尚、前記摺擦工程の条件は、定着ローラ９１表面の特性値規定を満たすことが目的であり、必ずしも前述した条件とは限らなくてよい。
【００６８】
（３）｛摺擦工程の動作｝
表層にフッ素系樹脂等の離型層を備えた定着ローラ９１では、荒れていない定着ローラ９１の表面粗さＲｚが０．１μｍ〜０．３μｍ程度、光沢スジのある荒れた表面（方向性の無い凹凸）表面粗さＲｚ０．５μｍ〜０１．５μｍ程度である。
【００６９】
これに対して、本実施例ではＲＦローラ１０６による摺擦動作により、定着ローラ９１に、表面粗さＲｚ０．５μｍ以上０１．５μｍ以下となるような摺擦キズ（方向性のある細い凹部）を定着ローラ９１の回転方向に沿って付ける。この前記摺擦キズは、幅１０μｍ、回転軸方向に１００μｍ当たりに１０本以上形成されるようにする。これにより、本摺擦工程で得る定着ローラ９１表面は、光沢スジと類似するスジを前記摺擦条件によって、長手に密に転写配置させることができる。よって本摺擦工程の目的である光沢スジを抑制できる前記定着ローラ９１表面特性を有する定着ローラ９１に改質することが出来、定着ローラ９１表面、及び定着画像の光沢スジは視認でき難くなる。
【００７０】
また、ＲＦローラ１０６による摺擦動作は、定着ローラ９１の表面に細かい摺擦キズを付けることで光沢スジを視認でき難くすることが目的であり、定着ローラ９１の表面を削り取って新しい面を出すことが目的ではない。即ち、ＲＦローラ１０６による定着ローラ９１の摺擦能力は、従来の定着ローラ９１を研磨するようなレベルではなく、定着ローラ９１の表面に凹凸形状を転写させているだけの摺擦能力である。従って、ＲＦローラ１０６による定着ローラ９１の離型層の削れ量は、定着ローラ９１の寿命に対して測定不可能なレベルか、測定誤差レベルしかない。
【００７１】
実施例１に係る摺擦工程は、定着ローラ９１を定着装置に組み込まれる前に行われる工程である。但し、定着ローラ９１を定着装置に組み込まれた後に光沢スジが発生した場合、本実施例に係る摺擦工程を再度実施しても光沢スジの抑制に対して有効である手段である。
【００７２】
前記摺擦工程は、脱着機構と回転機構とを備えたＲＦローラ１０６が、摺擦開始信号が入ると定着ローラ９１に当接される。定着ローラ９１に対するＲＦローラ１０６の脱着動作は、制御手段としてのコントローラによってモータを通じて制御される。また、本実施例では、コントローラはＲＦローラ１０６に駆動力を伝達するモータの動作を制御する。ＲＦローラ１０６の定着ローラ９１への加圧機構は、前述したように、ＲＦローラ１０６の両端部をバネで押圧することによって行われる。
【００７３】
このように、実施例１では、ＲＦローラ１０６は着脱機構により、定着ローラ９１に対して着脱可能な構成を有し、離間状態にて、摺擦したい定着ローラを取り付け、摺擦工程に入る。また所望のタイミングで所望の時間だけ当接することで、定着ローラの表面を改変することができる。
【００７４】
尚、本実施例では、ＲＦローラ１０６は、専用の駆動手段によって駆動されるようにしたが、これに限定するものではない。例えば、駆動ギアによって、定着ローラ９１に対して周速差をもって回転駆動されるように定着ローラ９１の駆動手段から駆動力が伝達されるようになっていてもよい。これによれば、定着ローラ９１とＲＦローラ１０６とのギアを１：２のギア比で連結することで、定着ローラ９１の表面速度の２倍の表面速度でＲＦローラ１０６を駆動させることができる。
【００７５】
（４）｛試験結果｝
図１７に示すグラフは、ＲＦローラ１０６によって定着ローラ９１を摺擦する使用回数（５０本分）による、定着ローラ９１の表面粗さ推移を表した実験結果である。これによると、１本目の初期状態による摺擦能力に対して、５０本目の摺擦能力は低下していることが分かる。更に、初期の定着ローラ９１の表面粗さが高ければ、摺擦能力の低下も著しく顕著であり、ＲＦローラ１０６の表層に接着する砥粒の劣化（砥粒の先端削れ）が予想される。
【００７６】
一方で、図１８に示すグラフは、ＲＦローラ１０６によって定着ローラ９１を摺擦する使用回数（５０本分）による、定着ローラ９１表面の光沢度推移を表した実験結果である。これによると、１本目の初期状態による定着ローラ９１の表面光沢度に対して、５０本目の表面光沢度は上昇していることが分かる。
【００７７】
前記の図１７、１８の実験結果から、ＲＦローラ１０６の表層に接着する、砥粒の先端削れによって、摺擦能力が低下し、これを裏付けるように、定着ローラ９１の表層光沢度は上昇している。このことから、ＲＦローラ１０６の寿命予測や摺擦能力の診断は、本発明の課題を解決する１つの重要な手段であることが伺える。
【００７８】
よって、前記実験結果から、本発明に係るＲＦローラ１０６の寿命予測、及び摺擦能力の診断を、表面粗さと光沢度で実現できることから、定着ローラの表面状態の特性値規定の１つに加えて、これらを備えもつ本実施例１に係る発明の提案を行っている。
【００７９】
｛定着動作｝
次に、本実施形態に使用する定着装置９の動作について説明する。まず、定着ローラ９１の表面が定着ローラ９１内と外部加熱ローラ９３内のハロゲンヒータ９５を所定の設定温度まで、加熱させる。
【００８０】
不図示の定着ローラ表層の温度センサにより、ハロゲンヒータ９５での温調制御が行われることで、定着温度を保つ。また、定着ローラに当接されるべき加圧ローラ９２、外部加熱ローラ９３、クリーニングウェブが離間している場合、当接回転させて定着温度の温度制御が行われる。
【００８１】
画像形成装置における画像形成動作の開始信号が受け付けられると、記録材Ｓが給送デッキより搬送される。また前記タイミングで画像形成動作の開始信号が認知された後、記録材搬送のための横レジ調整を記録材サイズに応じて調整する動作が入る。
【００８２】
画像形成部において記録材Ｓ上にトナー像が転写形成され、その記録材Ｓが定着装置に搬送されてくる。
【００８３】
この画像形成動作の開始と同期して、定着ローラ９１が図３の矢印方向に回転し始める。また、加圧ローラ９２、外部加熱ローラ９３が定着ローラ９１に従動して図中の矢印方向に回転し始める。更にクリーニングウェブが定着ローラに当接されることで、定着ローラと
クリーニングウェブ間で摺擦がなされる。
【００８４】
この画像形成装置における定着装置の動作により、記録材が定着装置を通過して、転写されたトナー像が記録材に固着し画像として出力される。
【００８５】
〔第２実施形態〕
（２）｛摺擦工程｝
次に、本発明の第２実施形態を図５により説明する。尚、第１実施形態に係るものと同一機能を有するものについては、同一符号を付し、その説明を省略する。
【００８６】
第２実施形態に係る摺擦工程は、摺擦部材であるラッピングフィルム１０２により、定着ローラ表層を荒らすための摺擦工程を備え持つことを特徴とする形態である。図５に示すように定着ローラ９１に当接するラッピングフィルム１０２は、例えばベースにポリエステルフィルムを使用し、その表面にカーボン系やアルミナ系などの研磨材を接着配列した摺擦部材などを使用して定着ローラ９１に当接、回転、摺擦する方式である。
【００８７】
本摺擦工程に使用する前記ラッピングフィルム１０２は、ラッピングフィルム未使用ロール１０３から送り出され、不図示のＳＵＳローラを経由して、バックアップローラ１０１に掛かる。その後、不図示のＳＵＳローラを経由して、ラッピングフィルム使用ロール１０４によって回収されるような構成であり、回転自在に支持されている。
【００８８】
また、バックアップローラ１０１の表層はウレタンゴムを使用し、長手方向に均一に当接できるゴム硬度で設定し、ラッピングフィルム１０２が定着ローラ９１に均一当接するためのアシスト部材の役割を備えている。
【００８９】
前記摺擦工程の構成により、ラッピングフィルム１０２が定着ローラと当接、回転、摺擦することで、実施例１で述べたように、光沢スジと類似した摺擦キズを、定着ローラ９１の長手に多数転写させることで、光沢スジを視認し難くする効果を発揮する。
【００９０】
ラッピングフィルム１０２の駆動手段は、不図示のモータによって回転駆動可能とされている。また、ラッピングフィルムの初期位置は、ラッピングフィルム未使用ロール１０３に収納されており、前記駆動伝達によって、ラッピングフィルム未使用ロール１０３から送り出される。また、ラッピングフィルム未使用ロール１０３から送り出される先に前記バックアップローラ１０１に掛かり、定着ローラ９１と当接摺擦された後に、ラッピングフィルム使用ロール１０４に巻き取られ、回収される。
【００９１】
尚、前記ラッピングフィルム使用ロール１０４に一度回収されるラッピングフィルム１０２は、砥粒先端が定着ローラと衝突し、少なくとも元の形状からは変化していることが想定されるため、再度使用しない方が望ましい。
【００９２】
また、バックアップローラ１０１は、摺擦させるために脱着可動ステージ１０５によって所定の圧力で加圧されることによって、ラッピングフィルム１０２と定着ローラ９１との間で摺擦され、定着ローラ表層の特性値が所定の規格に入る工程となっている。
【００９３】
また、ラッピングフィルム１０２は、ラッピングフィルム１０２と定着ローラ９１との当接部（摺擦部）において、それぞれの回転方向が順方向、逆方向の何れかになるように回転させても良い。尚、ラッピングフィルム１０２と定着ローラ９１の両回転速度には、周速差がある方が、定着ローラ表層の特性値規格に対して望ましい。
【００９４】
また、実施例１に係る、定着ローラ９１を定着装置に組み込む前で摺擦工程を行うこと、定着ローラ表層の特性値規定による光沢スジ抑制効果の診断を備え持つことは、本実施例２に関しても同一である。
【００９５】
本実施例２に係る定着ローラ表層の特性値規定は、以下の条件例が挙げられる。例えば、定着ローラ９１回転速度３００ｍｍ／ｓｅｃ、ラッピングフィルム１０２回転速度５ｍｍ／ｓｅｃが各々の回転速度の条件である。これに合わせ回転方向が順方向で駆動させることで、周速差は２９５ｍｍ／ｓｅｃの条件となる。またラッピングフィルム１０２が定着ローラに当接する侵入量０．５ｍｍ／厚み７５μｍ／砥粒の番手＃２０００（カーボン系研磨材）の条件を有する。以上のような条件例により実施例１、２の特性値規定を満たすことができる。
【００９６】
但し、摺擦時に発生する削り粉等が摺擦部材の砥粒間へ付着し目詰まりや、耐久による接着層の剥離など、表面状態が変化する場合、摺擦能力の低下や定着ローラ表層の特性値変動が懸念されていることは、実施例１でも述べている。
【００９７】
しかしながら、実施例２においては、定着ローラ９１や、摺擦部材であるラッピングフィルム１０２の表層の清掃機構は、必ずしも備える必要は無い。少なくとも、前記清掃機構を備える目的は、摺擦能力の低下や定着ローラ表層の特性値変動を抑制する手段であるため、他の手段で目的が達成できればよい。つまり、定着ローラ９１とラッピングフィルム１０２との摺擦による削り粉が砥粒間に目詰まりした場合においても、摺擦能力を維持できるような摺擦部材と摺擦動作を備え持つ手段であればよい。
【００９８】
例えば、前記摺擦による削り粉がラッピングフィルム１０２表層の砥粒間に目詰まりした場合、定着ローラに当接するラッピングフィルム１０２の砥粒面を常時新しい面に入れ替えれば、摺擦能力を低下させずに維持できる。そのために本実施例２に係るラッピングフィルム１０２の動作は、ラッピングフィルム１０２を常時、低速搬送させることで、目詰まりが発生してもフィルムの新しい面を繰り返し当接することになるため摺擦能力はほぼ維持できる。
【００９９】
また前記動作から、常時新しい面が定着ローラ９１に当接するために、耐久による接着層の剥離のリスクも低減される。よって安定的に対定着ローラを摺擦することが可能であり、目詰まり及び接着層の剥離による摺擦能力を低下させることなく抑制できることで、定着ローラ表面の特性値維持が可能となる。
【０１００】
尚、ラッピングフィルム１０２の搬送速度によっては、延命効果も高い。よって摺擦品位、摺擦能力の維持に加え、延命効果による低コスト化も実現可能である。
【０１０１】
（３）｛摺擦工程の動作｝
本実施例２に係る摺擦工程は、図５で示すように、脱着可動ステージ１０５と、ラッピングフィルム１０２の回転機構とを備えた動作が主である。まず、摺擦開始信号が入ると脱着可動ステージ１０５によって、ラッピングフィルム１０２が掛かるバックアップローラ１０１が、定着ローラ９１に当接される。脱着可動ステージ１０５によるバックアップローラ１０１の定着ローラ９１に対する脱着動作は、制御手段としてのコントローラによってモータを通じて制御される。
【０１０２】
また、本実施例では、コントローラはバックアップローラ１０１に駆動力を伝達するモータの動作を制御し、ラッピングフィルム１０２を回転させる。バックアップローラ１０１の定着ローラ９１への加圧は、前述したように、バックアップローラ１０１の両端部をアームで支持し、前記アームは脱着可動ステージ１０５と連結していることで、当接動作が行われる。
【０１０３】
このように、実施例２では、ラッピングフィルム１０２は、バックアップローラ１０１と脱着可動ステージ１０５により、定着ローラ９１に対して着脱可能な構成を有し、離間状態にて、摺擦したい定着ローラを取り付け、摺擦工程に入る。また所望のタイミングで所望の時間だけ当接条件とすることで、定着ローラの表面を改変することができる。
【０１０４】
尚、本実施例では、ラッピングフィルム１０２及びバックアップローラ１０１は、専用の駆動手段によって駆動されるようにしたが、これに限定するものではない。例えば、駆動ギアによって、定着ローラ９１に対して周速差をもって回転駆動されるように定着ローラ９１の駆動手段から駆動力が伝達されるようになっていてもよい。また、ラッピングフィルム未使用ロール１０３やラッピングフィルム使用ロール１０４に専用駆動を備え付け、ラッピングフィルムの搬送を行っても良い。例えば、定着ローラ９１とバックアップローラ１０１とのギアを１０：１のギア比で連結することで、定着ローラ９１の表面速度の１／１０倍の表面速度でバックアップローラ１０１を駆動させることができる。
【０１０５】
（４）｛試験結果｝
前記ラッピングフィルム１０２の表層に接着する砥粒（研磨材）の番手を決めるために、図１６に示す、サンドペーパーによる定着ローラ９１の摺擦実験を行った。サンドペーパーの番手違いによる定着ローラ９１の表面粗さ推移の実験を行ったところ、定着ローラ９１の表面粗さは、砥粒サイズに比例する結果を確認できた。本実験結果から、定着ローラ９１の表面状態の特性値規定に見合う砥粒番手の当たりを付けている。
【０１０６】
また、前記番手の基礎データから、目標となる定着ローラ９１の表面状態の特性値の一部である、表面粗さＲｚと画像ランクから、光沢スジが視認し易い光沢紙を用いて、摺擦条件を数種振って実験した。結果は図２１からも分かるように、光沢紙種違いよりも、摺擦条件の違いによって、画像ランクが大きく変動することが分かる。
【０１０７】
前記実験結果から、目安となる砥粒番手、及び摺擦条件を用いて、図２０に示すような詳細条件を加味して実験を行った。その結果が図２３、２４に示すグラフであり、前述しているように、定着ローラ９１の表面状態の特性値規定は、本結果と繰り返し再現性の確認を基に本発明に係る特性値の選定を行っている。
【０１０８】
図２３、２４に基づいた前記実験結果から、ラッピングフィルム１０２の表層に接着される砥粒（研磨材）は、カーボン材とアルミナ材で摺擦能力が異なる。発明者の見解によると、其々の研磨材で荒らされた定着ローラ９１の表面を拡大顕微鏡で観察すると、アルミナ材で荒らしたスジは、より細かく浅く転写されている。一方でカーボン材で荒らしたスジは、鮮明なスジが適度な深さで転写されていることが分かっている。前記見解から考察するに、アルミナ材による荒らしは、キズが浅く鮮明でないため、クリーニングウェブで転写される光沢スジが視認し易い。
【０１０９】
本発明は、複写機等の画像形成装置に用いられる定着装置並びに摺擦工程に関する。
【符号の説明】
【０１１０】
Ｐ  画像形成部、Ｓ  記録材、１  現像器、２  ドラム帯電器、３  感光体ドラム、
４  クリーナ、９  定着装置、１０  給送カセット、１１  二次転写ローラ、
１２  レジストローラ、２２  ベルトクリーナ、２４  一次転写帯電器、
９１  定着ローラ、９２  加圧ローラ、９３  外部加熱ローラ、
９４  クリーニングウェブ、９５  ハロゲンヒータ、９６  ウェブペーパー、
９７  支持ローラ、９８  ウェブローラ、
９９  ウェブペーパー未使用ロール（送り出し）、
１００  ウェブペーパー使用ロール（巻き取り）、
１０１  バックアップローラ、１０２  ラッピングフィルム、
１０３  ラッピングフィルム未使用ロール（送り出し）、
１０４  ラッピングフィルム使用ロール（巻き取り）、１０５  脱着可動ステージ、
１０６  リフレッシュローラ（ＲＦローラ）、１０７  加圧バネ、
１０８  定着ローラ清掃ブロー、１０９  定着ローラ清掃バキューム、
１１０  ＲＦローラ清掃ブロー、１１１  ＲＦローラ清掃バキューム、
１３０  中間転写体
【図１】
2016045271.tif 000003
【図２】
2016045271.tif 000004
【図３】
2016045271.tif 000005
【図４】
2016045271.tif 000006
【図５】
2016045271.tif 000007
【図６】
2016045271.tif 000008
【図７】
2016045271.tif 000009
【図８】
2016045271.tif 000010
【図９】
2016045271.tif 000011
【図１０】
2016045271.tif 000012
【図１１】
2016045271.tif 000013
【図１２】
2016045271.tif 000014
【図１３】
2016045271.tif 000015
【図１４】
2016045271.tif 000016
【図１５】
2016045271.tif 000017
【図１６】
2016045271.tif 000018
【図１７】
2016045271.tif 000019
【図１８】
2016045271.tif 000020
【図１９】
2016045271.tif 000021
【図２０】
2016045271.tif 000022
【図２１】
2016045271.tif 000023
【図２２】
2016045271.tif 000024
【図２３】
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