(57)【要約】【課題】加圧ローラの表層摩耗状態を判定する技術を提供する。【解決手段】導電性表層とその下に絶縁弾性層を有する加圧ローラ４に対して接触するように配置されたクリーニングユニット７を有する、クリーニングユニット７は、加圧ローラ表面の非通紙部両端部に接触する電極６を有する。電極６、６間の抵抗値を測定する抵抗値測定装置１９を有する。抵抗値測定装置１９は、検出された抵抗値が第二の閾値以上の場合、画像障害を起こす可能性が高いと判断して印刷動作を含む諸機器の動作を中断させ、加圧ローラ４の寿命到達および交換するまで印刷できない旨の通知を表示する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性表層とその下に絶縁弾性層を有する回転部材と、
該回転部材に対して接触するように配置された清掃部材を有する定着装置において、
前記清掃部材は、前記回転部材の表面の軸方向両端部に接触する電極を有し、
該電極間の抵抗値を測定する抵抗値測定機構を有する、
ことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記抵抗値が第一のある閾値以上となった場合に前記回転部材の交換を促す情報を通知手段により通知することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記抵抗値が第二のある閾値以上となった場合に印刷装置の動作を停止させることを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
印刷動作開始前に前記抵抗値測定機構による抵抗値測定および前記閾値との比較判定を行うことを特徴とする請求項２又は３に記載の定着装置。
【請求項５】
印刷開始から所定の枚数経過後の印刷動作中に前記抵抗値測定機構による抵抗値測定および前記閾値との比較判定を行うことを特徴とする請求項２又は３に記載の定着装置。
【請求項６】
少なくとも二本のローラに張架されてなる定着ベルトを備え、
前記回転部材は、前記ローラの一方と前記定着ベルトを介してニップを形成することで、未定着トナー像を担持した媒体を定着することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の定着装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置が備える定着装置と、これを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に定着させる定着装置およびそれを用いた画像形成装置として、電子写真方式を利用した画像形成装置が知られている。この画像形成装置の定着装置では、加圧ローラに対向配置される定着ローラと、定着ローラと熱源を有する加熱ローラとの間に張架される無端状の定着ベルトとを備え、加圧ローラと定着ベルトとの圧接によって形成されたニップ部にて、定着ベルトを介して加熱ローラの熱を用紙に与えることで、未定着トナー像を用紙に加圧定着させるベルト定着方式が広く実施されている。
【０００３】
加圧ローラの表層にはトナー離型性確保の目的で離型性の良い材質、かつローラ表面の帯電防止の目的で導電性を兼ね備えた材質が望ましく、数十μｍから数百μｍのチューブ状導電性ＰＦＡなどが広く使用されている。表層の下にはニップを形成するためシリコーンゴムなどの弾性層が配される。
【０００４】
また加圧ローラ表層は用紙の通過により経時的に摩耗していく。特に用紙のエッジに相当する部分は用紙バリによる研磨効果や用紙の厚みによる表層の変形応力集中などにより摩耗が促進しやすい。摩耗が進行すると表層が失われて下層の弾性層が露出し、離型不良による画像汚れ、用紙分離不良、加圧ローラの帯電除去不良によるトナーの静電オフセットなどが発生するおそれがある。このため、加圧ローラは摩耗が進行する前に規定の通紙量により交換されるが、摩耗の進行は使う用紙種や用紙サイズによって変化するため、まだ使用できるのに交換するケースもある。
【０００５】
定着装置の故障予測としては、加圧ローラの圧接／離間の駆動手段の接離駆動電流変動と定着装置において発生した用紙ＪＡＭ回数、定着分離板の先端位置変動から故障発生を予測する技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。しかしながら、特許文献１の予測方法では接離駆動電流変動としては捉えにくく、用紙ＪＡＭが発生しなくとも進行する加圧ローラの表層摩耗を予測するのは困難である。
【０００６】
一方、記録媒体の搬送方向に直交する長手方向に一枚の平板で分離部材を構成すると、部品の精度の都合上、ギャップを広めに設定しなければならず、先端余白の少ない記録媒体に対して、分離性が悪くなる問題がある。また、定着部材が熱膨張することによって記録媒体が分離部材に均等な力で当たらずに画像不良を発生させることがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、回転部材の表層摩耗状態を判定する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る定着装置は、導電性表層とその下に絶縁弾性層を有する回転部材と、該回転部材に対して接触するように配置された清掃部材を有する定着装置において、前記清掃部材は、前記回転部材の表面の軸方向両端部に各々接触する電極を有し、該電極間の抵抗値を測定する抵抗値測定機構を有する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、定着装置が備える回転部材の表層摩耗状態を判定できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】定着ニップが形成された通紙状態の定着装置を示す概念図である。
【図２】定着ローラの構造を示す断面図である。
【図３】加圧ローラ４の軸方向配置を示した概略図である。
【図４】印刷開始前の検出シーケンスを示すフロー図である。
【図５】印刷動作中の検出シーケンスを示すフロー図である。
【図６】本発明の実施対象の一例である画像形成装置を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施形態に係る定着装置では、導電性表層とその下に絶縁弾性層を有する加圧ローラと定着ローラが圧接して配置される。加熱ローラと定着ローラとの間に張架される定着ベルトを備える。定着ローラと加圧ローラとの圧接によって形成される定着ベルトと加圧ローラとのニップ部に、未定着トナー像を担持した用紙を通紙して加熱定着を行う。また加圧ローラに対して接触するように配置された清掃部材（クリーニングユニット）を有する。クリーニングユニットは、加圧ローラ表面の非通紙部両端部に接触する電極を有し、その電極間の抵抗値を測定する抵抗値測定機構を有する。このような定着装置において、回転部材（加圧ローラ）の表層摩耗状態を判定可能とする。
【００１２】
また本発明の実施形態では、前記抵抗値が第一のある閾値以上となった場合に、加圧ローラの交換を促す情報を通知手段により通知することで、画像障害が発生する前に加圧ローラ交換を行えるようにする。また本発明の実施形態では、前記抵抗値が第二のある閾値以上となった場合に印刷装置の動作を停止させることで、離型不良による用紙ＪＡＭなどを未然に防ぐようにする。
【００１３】
さらに本発明の実施形態では、印刷動作開始前に前記抵抗値測定機構による抵抗値測定および閾値との比較判定を行うことにより、用紙ＪＡＭなどを未然に防ぐようにする。またさらに本発明の実施形態では、印刷動作開始から所定の枚数経過後の印刷動作中に前記抵抗値測定機構による抵抗値測定および閾値との比較判定を行う。このことにより、大量印刷中においても加圧ローラ表層の摩耗を察知し、用紙ＪＡＭなどを未然に防ぐようにする。
【００１４】
またさらに、本発明の実施形態に係る画像形成装置では、前記いずれかの定着装置を搭載することにより、より正確に加圧ローラの摩耗具合を判定し、画像障害を未然に防ぐことを可能とする。
【００１５】
＜実施形態１＞
本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、定着ニップが形成された通紙状態の定着装置を示す概念図である。加熱ローラ１と定着ローラ２に無端状の定着ベルト３が巻き掛けられている。加熱ローラ１は芯金部とテフロン（登録商標）等の表面離型層とからなり、芯金部の軸方向中央孔にはヒータ８が設けられる。加圧ローラ４は定着ベルト３を介して定着ローラ２に図示しない加圧機構にて脱圧／圧接が可能に配置されている。加圧ローラ４が圧接されることにより、加圧ローラ４と定着ローラ２の間には、定着ニップ部Ｎが形成される。
【００１６】
加圧ローラ４はモータなどの駆動機構によって回転駆動される。駆動機構には制御装置が接続されており、モータの駆動トルクを監視している。定着ニップ部Ｎの上流側には、用紙Ｐを定着ニップ部Ｎへと案内する定着入口ガイド板５が配置されている。図示しない転写ユニットから送り出された用紙Ｐは中継搬送ユニット１１１によって定着入口ガイド板５に導入され、定着入口ガイド板５の搬送面を沿いながら定着ニップ部Ｎへ導入される。定着ニップ部Ｎの下流側の定着ベルト３外周には分離板１０が配置されている。定着ニップ部Ｎを通過した用紙Ｐは分離板１０により定着ベルト３から剥離され、図示しない排紙装置へと送り出される。
【００１７】
本実施形態では、例えば、定着ローラ２は芯金に数十ｍｍ厚のシリコーンゴムを形成したものである。定着ベルト３はポリイミドの基材上にシリコーンゴム層を設け、表面層にＰＦＡコーティングを施したものである。加圧ローラ４は図２に示すように芯金４１に数ｍｍ厚の絶縁弾性層としてシリコーンゴム層４２を形成し、表面層にトナー離型性が良く、導電性のある導電性ＰＦＡチューブ４３を被覆したものでそれぞれ構成されている。
【００１８】
定着ローラ２のシリコーンゴム層は加圧ローラ４のシリコーンゴム層よりも十分に厚く、かつゴム硬度も柔らかく構成され、加圧ローラ４を定着ローラ２に食い込ませることで用紙を定着ベルト３から剥離し易い構成となっている。
【００１９】
ニップ部Ｎの下流側には加圧ローラ４に相対して、対向する回転部材表面の清掃を行う清掃部材としてのクリーニングユニット７が当接されている。用紙Ｐが通過した後の加圧ローラ４の表面には、定着ベルト３側から転写された残留トナーや紙粉等の残留物が付着している。
【００２０】
これらの残留物はクリーニングユニット７により除去回収される。クリーニングユニット７はクリーニングウェブ７１、クリーニングウェブ当接部材７２にて構成されている。クリーニングウェブ７１には巻き取り軸７３と送り出し軸７４が取り付けられており、図示しない駆動機構にてクリーニングウェブ７１を巻き取っている。クリーニングウェブ７１は数十μｍ程度の厚さの巻物状で、クリーニングウェブ当接部材７２によって加圧ローラ４に当接されている。また、クリーニングウェブ当接部材７２の非通紙部には電極６が配されている。電極６は抵抗値測定装置１９に接続され、さらに抵抗値測定装置の出力はオペレータ操作パネル１９１に入力される。これはあくまで一例であり、目的、用途等によって種々の材料の組み合わせ構成があることは無論である。
【００２１】
また、本実施形態では回転駆動を加圧ローラ駆動にて行っているが、定着ローラ駆動の構成であっても構わない。加熱ローラ１の熱は定着ベルト３に伝達し、温度検出装置９により定着ベルト３の表面温度を検知し、これが一定温度になるようにヒータ８をオン、オフして制御を行っている。
【００２２】
図３は回転部材としての加圧部材（加圧ローラ）の軸方向配置を示した概略図である。
電極６は加圧ローラ４の軸方向両端の非通紙領域に配置されているため、電極接触による画像への影響はない。加圧ローラの表層が摩耗していくと、表層の導電性ＰＦＡチューブ層が薄くなるため電極間の抵抗値が上昇する。さらに摩耗が進行して導電性ＰＦＡチューブが破断してしまうと電極間の導通が失われる。
【００２３】
次に加圧ローラ摩耗の検出シーケンスについて図４および図５を用いて説明する。
図４は印刷開始前の検出シーケンスを示すフロー図である。画像形成装置が印刷ジョブ（ＪＯＢ）を受け取ると抵抗値モニタが実施される。検出された抵抗値が第一の閾値未満の場合、加圧ローラ表面は正常と判断され印刷動作が実行される。検出された抵抗値が第一の閾値以上、第二の閾値未満の場合は加圧ローラの表層摩耗が進行している状態と判断し、オペレータパネル上等に加圧ローラの交換を促す通知を表示しつつ印刷動作を実行する。検出された抵抗値が第二の閾値以上の場合、画像障害を起こす可能性が高いと判断され印刷動作を含む機器の動作を中断し、加圧ローラの寿命到達および交換するまで印刷できない旨の通知を表示する。
【００２４】
図５は印刷動作中の検出シーケンスを示すフロー図である。
印刷開始から所定の枚数の印刷が経過すると抵抗値モニタが実施される。検出された抵抗値が第一の閾値未満の場合、加圧ローラ表面は正常と判断され印刷動作が続行される。検出された抵抗値が第一の閾値以上、第二の閾値未満の場合は加圧ローラの表層摩耗が進行している状態と判断し、オペレータパネル上に加圧ローラの交換を促す通知を表示しつつ印刷動作を続行する。検出された抵抗値が第二の閾値以上の場合、画像障害を起こす可能性が高いと判断され印刷動作を含む機器の動作を中断し、加圧ローラの寿命到達および交換するまで印刷できない旨の通知を表示する。
【００２５】
図６は、本発明の実施対象の一例である画像形成装置を示す概念図である。
図に例示する画像形成装置１００は、タンデム型中間転写方式のカラー複写機である。同図に示すように、画像形成装置１００は、装置本体１０１と、装置本体１０１の上部に配置された画像読取装置であるスキャナ１０２と、該スキャナ１０２のさらに上部に配置された自動原稿給送装置（ＡＤＦ）１０３とを有している。
【００２６】
装置本体１０１の下部には、複数の給紙カセット１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄを備えた給紙部１０４が配置されている。
【００２７】
装置本体１０１のほぼ中央部には、中間転写体としての無端状の中間転写ベルト１０５が配置されている。中間転写ベルト１０５は、複数の支持ローラ１０６，１０７，１０８等に掛け渡されて支持されており、図示しない駆動源により図中時計回り方向に回転駆動される。
【００２８】
支持ローラ１０８の近傍には、２次転写後に中間転写ベルト１０５上に残留する残留トナー等を除去する中間転写体クリーニング装置１０９が設けられている。
【００２９】
支持ローラ１０６と支持ローラ１０７との間に張り渡された中間転写ベルト１０５上にはプロセスカートリッジ２９Ｙ，２９Ｍ，２９Ｃ，２９Ｋがこの順に並設・配置される。それらは、中間転写ベルト１０５の搬送方向に沿って配置される。またこれらは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４つの画像形成手段としてタンデム画像形成部３０を構成する。但し、これら４つの色順は一例であり、これに限定されるものではない。
【００３０】
プロセスカートリッジ２９Ｙ，２９Ｍ，２９Ｃ，２９Ｋには、像担持体としてのドラム状の感光体ドラム２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋが配置されている。以下、プロセスカートリッジ２９Ｙ，２９Ｍ，２９Ｃ，２９Ｋの構成は、露光される画像データ色に対応した現像剤中のトナー色が異なるのみで他の構成は同様のため、色を表す添え字符号を削除した符号で総括的に説明する。
【００３１】
プロセスカートリッジ２９における感光体ドラム２１の周囲には、感光体ドラム表面に像担持体保護剤を供給する保護層形成装置２２、感光体ドラム表面を均一に帯電させる帯電装置２３が配置されている。また、後述する露光装置としての潜像形成装置２８からの露光を受け入れる部位、感光体ドラム表面の潜像形成部分にトナーを供給してトナー可視像化する現像装置２５が配置されている。さらに、感光体ドラム表面のトナー画像を中間転写ベルト１０５に１次転写する転写装置（転写ローラ２６）および転写後の感光体ドラム表面の残留トナー等をクリーニングするクリーニング装置２４が配置されている。
【００３２】
タンデム画像形成部３０の上方には、露光装置としての潜像形成装置２８が配置されている。中間転写ベルト１０５を挟んで支持ローラ１０８と反対の側には、転写装置としての２次転写ローラ１１０が配置されている。２次転写ローラ１１０により、中間転写ベルト１０５上のトナー画像が、給紙部１０４から給送されるシート状記録媒体の一例としての用紙に転写される。
【００３３】
２次転写ローラ１１０のシート状記録媒体の搬送方向下流側には、用紙上に転写された転写画像を定着する本実施形態の定着装置２０が配置されている。定着装置２０は、無端ベルト状の定着ベルト３に加圧部材としての加圧ローラ４を押し当てる構成を備えている。
【００３４】
定着装置２０の下方（図６の下部）には、上述したタンデム画像形成部３０とほぼ平行に、用紙の両面に画像を形成する場合に用紙を反転するシート反転装置１１２が配置されている。
【００３５】
画像形成のための一連のプロセスについて、ネガ−ポジプロセスで説明を行うが、色を表す符号を省略して簡明に述べる。有機光導電層を有する感光体（ＯＰＣ）に代表される感光体ドラム２１は、除電ランプ（図示せず）等で除電され、帯電装置２３の帯電ローラで均一にマイナスに帯電される。
【００３６】
帯電装置２３による感光体ドラム２１の帯電が行われる際には、電圧印加機構（図示せず）から帯電装置２３に、感光体ドラム２１を所望の電位に帯電させるに適した、適当な大きさの電圧またはこれに交流電圧を重畳した帯電電圧が印加される。
【００３７】
帯電された感光体ドラム２１は、レーザ光学系等の潜像形成装置２８によって照射されるレーザ光で潜像形成が行われる。レーザ光は半導体レーザから発せられて、高速で回転する多角柱の多面鏡（ポリゴンミラー）等により感光体ドラム２１の表面を、感光体ドラム２１の回転軸方向に走査する。
【００３８】
このようにして形成された潜像が、現像装置２５にある現像剤担持体である現像スリーブ（現像ローラ）上に供給されたトナー粒子、またはトナー粒子およびキャリア粒子の混合物からなる現像剤により現像され、トナー可視像が形成される。潜像の現像時には、電圧印加機構（図示せず）から現像スリーブに、感光体ドラム２１の露光部と非露光部の間にある、適当な大きさの電圧またはこれに交流電圧を重畳した現像バイアスが印加される。
【００３９】
各色に対応した感光体ドラム２１上に形成されたトナー像は、図示しない転写装置を構成する転写ローラ２６にて中間転写ベルト１０５上に転写され、給紙部１０４から給送される。あるいは手差しトレイ１１３から給送された紙などの転写媒体（シート状記録媒体）上に、２次転写ローラ１１０により重ね合わされたトナー像（カラー画像）が一括転写される。その後、中間転写ベルト１０５は、感光体ドラム２１から分離され、転写像が得られる。
【００４０】
感光体ドラム２１上に残存するトナー粒子は、クリーニング装置２４内のクリーニングブレード等によって回収される。画像転写後の未定着のトナー像を担持した用紙は、中継搬送ユニット１１１によって定着装置２０へと搬送され、定着ローラ２に巻き掛けられた定着ベルト３と加圧ローラ４とのニップ部で熱と圧力を加えられて転写画像を定着される。定着された用紙は、排紙ローラ対１１５により排紙トレイ１１６上に排出・スタックされる。
【００４１】
あるいは、図示しない切換爪で搬送路を切り換えられてシート反転装置１１２に搬送され、そこで反転されて再び転写位置へと導かれ、裏面にも画像を形成された後に、排紙ローラ対１１５により排紙トレイ１１６上に排出・スタックされる。画像転写後の中間転写ベルト１０５は、中間転写体クリーニング装置１０９により残留トナー等を除去され、タンデム画像形成部３０による再度の画像形成に備える。定着装置２０としてこれまで述べてきた本発明の定着装置を適用すれば、より正確に加圧ローラの摩耗具合を判定し、画像障害を未然に防ぐことが可能な画像成形装置を提供することができる。
【００４２】
なお本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１        ：加熱ローラ
２        ：定着ローラ
３        ：定着ベルト
４        ：加圧ローラ
５        ：定着入口ガイド板
６        ：電極
７        ：クリーニングユニット
８        ：ヒータ
９        ：温度検出装置
１０      ：分離板
１９      ：抵抗値測定装置
２０      ：定着装置
２１      ：感光体ドラム
２２      ：保護層形成装置
２３      ：帯電装置
２４      ：クリーニング装置
２５      ：現像装置
２６      ：転写ローラ
２８      ：潜像形成装置
２９      ：プロセスカートリッジ
３０      ：タンデム画像形成部
１００    ：画像形成装置
１０１    ：装置本体
１０２    ：スキャナ
１０４    ：給紙部
１０５    ：中間転写ベルト
１９１    ：オペレータ操作パネル
Ｎ        ：定着ニップ部
Ｐ        ：記録用紙
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４４】
【特許文献１】特開２０１２−０１３７６７号公報
【図１】
2017167278.tif 000003
【図２】
2017167278.tif 000004
【図３】
2017167278.tif 000005
【図４】
2017167278.tif 000006
【図５】
2017167278.tif 000007
【図６】
2017167278.tif 000008