JP2001005353A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易で低価格な構成で適切な交換時期を検出
する。 【解決手段】 電流センサ２９により一対のローラ２
２，２４を回転駆動するモータ２８に流れる電流を検出
し、電流が予め定めた閾値より大きいときに定着装置の
交換と判定する。モータ２８に流れる電流は、一対のロ
ーラ２２，２４を回転駆動するトルクが変化することに
より変化する。このトルクは、計時変化に伴って一対の
ローラ２２，２４が劣化することにより大きくなるか
ら、一対のローラに対して許容される劣化の限度に相当
する電流を閾値に設定することにより、適切な交換時期
を判定することができる。モータ２８に流れる電流を検
出するだけだから、簡易な構成であり低価格なものとす
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、定着装置に関し、
詳しくは、画像形成装置に組み込まれ、未定着トナー像
が形成された記録媒体を一対のローラで挟持搬送しなが
ら該未定着トナー像を該記録媒体に定着させる定着装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の定着装置としては、一対
のローラの用紙を挟持した状態での回転数を検出し、こ
の回転数に基づいて交換を判定するものが提案されてい
る（例えば、特開平７−２８３６４号公報など）。この
装置では、一対のローラにエンコーダディスクと光セン
サとからなるパルス発生手段と、用紙の搬送通路に設け
られた排紙センサとを備え、パルス発生手段からの信号
と排紙センサからの信号との論理和をとることにより一
対のローラの用紙を挟持した状態での回転数を検出し、
この回転数が所定回転数になったときに交換を報知す
る。これにより定着装置のより適正な交換を行なうこと
ができるとされている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た定着装置では、機構が複雑でコストも高くなるという
問題があった。即ち、ローラの回転軸にパルス発生手段
を備える必要があり、更に得られたパルスを信号化する
回路も必要となることから、装置の部品数が増え複雑な
構造となり、コストが高くなってしまう。

【０００４】低コストなものとしては、用紙の枚数をカ
ウントし、この枚数が所定枚数になったときに定着装置
の交換を報知するものもあるが、使用の仕方、例えば用
紙に形成されるトナー像のトナー密度によって交換時期
が大きく変わり、適正な交換時期より早い時期に交換を
報知する場合を生じてしまう。

【０００５】本発明の定着装置は、より適切な交換時期
を検出することを目的の一つとする。また、本発明の定
着装置は、低コストで装置を複雑化することなく交換時
期を検出することを目的の一つとする。

【０００６】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本
発明の定着装置は、上述の目的の少なくとも一部を達成
するために以下の手段を採った。

【０００７】本発明の定着装置は、画像形成装置に組み
込まれ、未定着トナー像が形成された記録媒体を一対の
ローラで挟持搬送しながら該未定着トナー像を該記録媒
体に定着させる定着装置であって、電力の供給を受けて
前記一対のローラを回転駆動させる駆動手段と、該駆動
手段に流れる電流を検出する電流検出手段と、該検出さ
れた電流に基づいて前記定着装置の交換時期を判定する
交換時期判定手段とを備えることを要旨とする。

【０００８】この本発明の定着装置では、駆動手段に流
れる電流に基づいて定着装置の交換時期を判定すること
ができる。駆動手段に流れる電流は、一対のローラの回
転駆動に必要なトルクが変化することにより変化する。
一対のローラを回転駆動させるのに必要なトルクは、計
時変化によるローラの劣化などで変化するから、その変
化に基づいてローラの劣化を判定すると共に定着装置の
交換時期を判定することができる。この結果、簡易な構
成でより適切な定着装置の交換時期を判定することがで
きる。

【０００９】こうした本発明の定着装置において、前記
交換時期判定手段は、前記電流検出手段により検出され
た電流が所定値以上のとき、交換時期と判定する手段で
あるものとすることもできる。こうすれば、定着装置の
交換時期を簡易な構成で容易に判定することができる。

【００１０】また、本発明の定着装置において、前記記
録媒体の定着回数を検出する定着回数検出手段を備え、
前記交換時期判定手段は、前記定着回数検出手段により
検出された定着回数が所定回数以上のとき、前記電流検
出手段により検出された電流に基づく前記交換時期の判
定に拘わらず、交換時期と判定する手段であるものとす
ることもできる。こうすれば、定着回数とローラの劣化
の双方から定着装置の交換時期を判定することになるか
ら、より適切な交換時期を判定することができる。

【００１１】さらに、本発明の定着装置において、前記
交換判定手段が交換時期と判定したとき、該判定結果を
出力する結果出力手段を備えるものとすることもでき
る。こうすれば、操作者は定着装置の交換時期を迅速に
知ることができる。また、交換時期の出力を用いて他の
制御、例えば交換時期を越えて定着を行なうときには、
その都度その旨を報知する制御などを行なうことができ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を実施
例を用いて説明する。図１は本発明の一実施例である定
着装置２０の構成の概略を示す構成図であり、図２は実
施例の定着装置２０を備える画像形成装置４０の構成の
概略を示す構成図である。説明の都合上、まず図２を用
いて実施例の定着装置２０を備える画像形成装置４０の
構成について簡単に説明し、その後、図１を用いて実施
例の定着装置の構成について詳述する。

【００１３】実施例の定着装置２０を備える画像形成装
置４０は、図２に示すように、用紙トレイ４１，４２か
ら供給される用紙４３に画像を現像する画像現像部５０
と、実施例の定着装置２０を構成する一部の消耗部品か
らなる定着ブロック２１と、装置全体をコントロールす
る電子制御ユニット３０とを備える。図２中破線は、用
紙４３の搬送通路である。用紙４３は、給紙コロ４４に
より用紙トレイ４１，４２から一枚ずつ搬送通路に送り
出され、一対のローラからなる搬送ローラ４６，４８に
より画像現像部５０に供給されるようになっている。な
お、搬送ローラ４８と画像現像部５０の間の通路には、
用紙４３の供給を確認する給紙センサ６２が取り付けら
れている。

【００１４】画像現像部５０は、画像の担持体としての
円筒形の感光体ドラム５２と、この感光体ドラム５２と
接触して回転し感光体ドラム５２の表面を一様に帯電さ
せる帯電ローラ５４と、露光により一様に帯電した感光
体ドラム５２の表面に静電潜像を形成する露光装置６０
と、感光体ドラム５２の表面に形成された静電潜像に対
応したトナー像を現像する現像ローラ５６と、感光体ド
ラム５２とにより用紙４３を挟持しながら搬送すると共
に感光体ドラム５２の表面に現像されたトナー像を用紙
４３に転写する転写ローラ５８とを備える。帯電ローラ
５４は、図示しない金属製の芯金を備えており、所定の
帯電電圧が印加されている。露光装置６０からの露光
は、転写しようとする画像のデータに基づいて行なわれ
る。現像ローラ５６は、感光体ドラム５２の表面に形成
された静電潜像の電荷と逆極性の電荷を帯びるトナーを
静電潜像に供給して付着させることによりトナー像を現
像する。なお、トナーはトナータンク５７から現像ロー
ラ５６に供給されるようになっている。また、帯電ロー
ラ５４や現像ローラ５６や転写ローラ５８は、感光体ド
ラム５２に連れ回されることにより回転するようになっ
ており、感光体ドラム５２には、回転駆動用のモータ２
８の回転軸が機械的に接続されている。

【００１５】定着ブロック２１は、加熱ローラ２２およ
び加圧ローラ２４からなり熱と圧力とにより未定着トナ
ーを用紙４３に定着させる一対のローラ２２，２４と、
用紙４３を搬送する複数対の搬送ローラ３８とを備え
る。また、一対のローラ２２，２４の後段には、用紙４
３の有無を検出する排紙センサ６４が取り付けられてい
る。

【００１６】電子制御ユニット３０は、図１に示すよう
に、実施例の定着装置２０のコントローラとしても機能
する。即ち、この画像形成装置４０では、装置全体をコ
ントロールするコントローラとしての電子制御ユニット
３０が実施例の定着装置２０のコントローラをも兼ねる
ものとして構成されているのである。電子制御ユニット
３０は、各種センサからの信号を入力すると共に、処理
プログラムに沿って各処理を行ない、各駆動部、例えば
感光体ドラム５２の回転や給紙コロ４４による給紙タイ
ミング，露光装置６０からの露光タイミングなどの制御
を行なっている。なお、実施例の定着装置２０のコント
ローラとして機能する際の電子制御ユニット３０の詳細
な説明については後述する。

【００１７】この他、画像形成装置４０は、画像の階調
の調整や画像の拡大または縮小などを操作するための操
作パネルなども備えるが、本発明の中核をなさないから
その図示と説明は省略した。

【００１８】こうした画像形成装置４０が備える実施例
の定着装置２０は、図１に示すように、前述した加熱ロ
ーラ２２と、加圧ローラ２４と、加熱ローラ２２を加熱
するヒートランプ２５と、加熱ローラ２２の表面温度Ｔ
を検出する温度センサ２６と、加圧ローラ２４を回転駆
動するモータ２８と、モータ２８に流れる電流を検出す
る電流センサ２９と、電子制御ユニット３０とを備え
る。加熱ローラ２２は、加圧ローラ２４を回転駆動する
ことにより連れ回されるようになっている。モータ２８
は、図１では加圧ローラ２４を回転駆動するものとして
記載しているが、画像形成装置４０の感光体ドラム５２
や搬送ローラ３８，４６，４８も、このモータ２８によ
り回転駆動されるようになっている。

【００１９】電子制御ユニット３０は、ＣＰＵ３２を中
心として構成されたワンチップマイクロプロセッサとし
て構成されており、処理プログラムを記憶したＲＯＭ３
４と、一時的にデータを記憶するＲＡＭ３６と、入出力
ポート（図示せず）とを備える。この電子制御ユニット
３０には、温度センサ２６からの表面温度Ｔや電流セン
サ２９からの電流Ｉなどが入力ポートを介して入力され
ている。また、電子制御ユニット３０からは、ヒートラ
ンプ２５のオンオフ信号やモータ２８の駆動信号，操作
パネルに設けられたＬＥＤ３８への点灯信号などが出力
ポートを介して出力されている。なお、前述したよう
に、電子制御ユニット３０は、定着装置２０のコントロ
ーラとして機能すると共に画像形成装置４０のコントロ
ーラとしても機能するから、その入力ポートには、給紙
センサ６２や排紙センサ６４からの信号も入力されてお
り、出力ポートからは画像現像部５０や給紙コロ４４な
どへの駆動信号なども出力されているが、その図示は省
略した。

【００２０】次に、こうして構成された実施例の定着装
置２０の動作、特に定着ブロック２１の交換時期を判定
する動作について説明する。図３は、実施例の電子制御
ユニット３０により実行される交換時期判定処理ルーチ
ンの一例を示すフローチャートである。このルーチン
は、画像形成装置４０が始動されてから所定時間毎（例
えば、１分毎）に繰り返し実行される。

【００２１】この交換時期判定処理ルーチンが実行され
ると、電子制御ユニット３０のＣＰＵ３２は、まず、電
流センサ２９により検出されるモータ２８に流れる電流
Ｉを読み込む処理を実行する（ステップＳ１００）。そ
して読み込んだ電流Ｉを閾値Ｉｒと比較する（ステップ
Ｓ１０２）。ここで、閾値Ｉｒは、加熱ローラ２２と加
圧ローラ２４とからなる一対のローラが計時変化によっ
て許容される劣化を越えたときを判定するために用いら
れるものであり、実験などにより一対のローラ２２，２
４の劣化とモータ２８に流れる電流Ｉとの関係を求め、
この関係から設定されるものである。実施例では、定着
ブロック２１が新しいときの電流Ｉに対して１０％大き
な値として設定した。

【００２２】モータ２８を流れる電流Ｉが閾値Ｉｒ以下
のときには、一対のローラ２２，２４は劣化しておら
ず、まだ定着ブロック２１の交換時期ではないと判断
し、本ルーチンを終了する。一方、電流Ｉが閾値Ｉｒよ
り大きいときには、一対のローラ２２，２４は許容範囲
を超えて劣化しており、定着ブロック２１を交換すべき
時期であると判断し、ＬＥＤ３８を点灯して（ステップ
Ｓ１０４）、本ルーチンを終了する。

【００２３】以上説明した実施例の定着装置２０によれ
ば、モータ２８に流れる電流Ｉを検出し、検出した電流
Ｉを閾値Ｉｒと比較するだけで定着ブロック２１の交換
時期を判定することができる。したがって、簡易で低価
格な構成で交換時期を判定することができる。しかも、
一対のローラ２２，２４の劣化をより的確に判定して交
換時期を判断するから、より適切な交換時期を判定する
ことができる。また、モータ２８の電流Ｉに基づいて交
換時期を判定するから、定着ブロック２１に含まれるギ
ヤなどの破損に基づく場合も検出することができる。

【００２４】実施例の定着装置２０では、モータ２８に
流れる電流Ｉに基づいて定着ブロック２１の交換時期を
判定したが、定着装置２０により定着される用紙４３の
枚数が所定枚数以上のときには、モータ２８に流れる電
流Ｉに拘わらず定着ブロック２１の交換時期を判定する
ものとしてもよい。この場合、図３の交換時期判定処理
ルーチンに代えて例えば図４に例示する交換時期判定処
理ルーチンを実行すればよい。こうした用紙４３の定着
枚数に基づく交換時期の判定処理について、図４の交換
時期判定処理ルーチンに基づき簡単に説明する。

【００２５】このルーチンが実行されると、ＣＰＵ３２
は、まず定着装置２０により定着した用紙４３の枚数Ｃ
を読み込む処理を実行する（ステップＳ２００）。ここ
で、定着枚数Ｃは、例えば排紙センサ６４により用紙４
３を検出したときにカウントすることができる。したが
って、このカウントされた値をＲＡＭ３６の所定アドレ
スに書き込むものとすれば、ステップＳ２００の処理
は、ＲＡＭ３６の所定アドレスから定着枚数Ｃの値を読
み込む処理となる。こうして読み込んだ定着枚数Ｃを、
定着ブロック２１を交換時期すべき定着枚数として設定
される閾値Ｃｒと比較し（ステップＳ２０２）、定着枚
数Ｃが閾値Ｃｒ以上のときには、ＬＥＤ３８を点灯して
（ステップＳ２０８）、本ルーチンを終了する。一方、
定着枚数Ｃが閾値Ｃｒ未満のときには、モータ２８に流
れる電流Ｉを読み込んで（ステップＳ２０４）、この電
流Ｉを閾値Ｉｒと比較して定着ブロック２１の交換時期
を判定し（ステップＳ２０６）、電流Ｉが閾値Ｉｒより
大きいときには、ＬＥＤ３８を点灯して（ステップＳ２
０８）、本ルーチンを終了する。

【００２６】以上説明した用紙４３の定着枚数とモータ
２８に流れる電流Ｉに基づいて交換時期を判定するもの
とすれば、用紙４３の定着枚数が所定の枚数以上になっ
たときには、モータ２８に流れる電流Ｉに拘わらず、交
換時期と判定することができる。また、用紙４３の定着
枚数が交換すべき所定枚数未満のときでも、モータ２８
に流れる電流Ｉが閾値Ｉｒ以上となったときには、一対
のローラ２２，２４が劣化したと判断し、交換時期と判
定することができる。したがって、より適切な交換時期
を判定することができる。

【００２７】実施例の定着装置２０では、画像形成装置
４０のコントローラとしての電子制御ユニット３０が実
施例のコントローラを兼ねるものとしたが、別個にコン
トローラを備えるものとしてもよい。また、実施例の定
着装置２０では、モータ２８により加圧ローラ２４が回
転駆動されるものとしたが、加熱ローラ２２が回転駆動
されるものとしてもよい。更に、実施例の定着装置２０
では、モータ２８により加圧ローラ２４の他、画像形成
装置４０が備える感光体ドラム５２や搬送ローラ４８な
どを駆動するものとしたが、画像形成装置４０が備える
感光体ドラム５２や搬送ローラ４８を回転駆動するモー
タを別に設け、定着装置２０の加圧ローラ２４のみを回
転駆動するものとしてもよい。

【００２８】実施例の定着装置２０を備える画像形成装
置４０では、感光体ドラム５２表面に単色のトナー像を
形成するものとしたが、複数色のトナー像を形成するも
のとしてもよい。

【００２９】以上、本発明の実施の形態について実施例
を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例である定着装置２０の構成
の概略を示す構成図である。

【図２】 実施例の定着装置２０を備える画像形成装置
４０の構成の概略を示す構成図である。

【図３】 実施例の電子制御ユニット３０により実行さ
れる交換時期判定処理ルーチンの一例を示すフローチャ
ートである。

【図４】 変形例の交換時期判定処理ルーチンの一例を
示すフローチャートである。

【符号の説明】

２０ 定着装置、２１ 定着ブロック、２２ 加熱ロー
ラ、２４ 加圧ローラ、２５ ヒートランプ、２６ 温
度センサ、２８ モータ、２９ 電流センサ、３０ 電
子制御ユニット、３２ ＣＰＵ、３４ ＲＯＭ、３６
ＲＡＭ、３８ＬＥＤ、４０ 画像形成装置、４１，４２
用紙トレイ、４３ 用紙、４４ 給紙コロ、４６，４
８ 搬送ローラ、５０ 画像現像部、５２ 感光体ドラ
ム、５４ 帯電ローラ、５６ 現像ローラ、５７ トナ
ータンク、５８ 転写ローラ、６０ 露光装置、６２
給紙センサ、６４ 排紙センサ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像形成装置に組み込まれ、未定着トナ
   ー像が形成された記録媒体を一対のローラで挟持搬送し
   ながら該未定着トナー像を該記録媒体に定着させる定着
   装置であって、 電力の供給を受けて前記一対のローラを回転駆動させる
   駆動手段と、 該駆動手段に流れる電流を検出する電流検出手段と、 該検出された電流に基づいて前記定着装置の交換時期を
   判定する交換時期判定手段とを備える定着装置。
2. 【請求項２】 前記交換時期判定手段は、前記電流検出
   手段により検出された電流が所定値以上のとき、交換時
   期と判定する手段である請求項１記載の定着装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の定着装置であっ
   て、 前記記録媒体の定着回数を検出する定着回数検出手段を
   備え、 前記交換時期判定手段は、前記定着回数検出手段により
   検出された定着回数が所定回数以上のとき、前記電流検
   出手段により検出された電流に基づく前記交換時期の判
   定に拘わらず、交換時期と判定する手段である定着装
   置。
4. 【請求項４】 前記交換判定手段が交換時期と判定した
   とき、該判定結果を出力する結果出力手段を備える請求
   項１ないし３いずれか記載の定着装置。