JP2007108618A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着ローラ６１の交換準備期間に余裕をもたせることができる複写機を提供する。
【解決手段】プリンタ部内における転写紙Ｐの搬送路の全領域のうち、定着ユニット６０内の定着ニップよりも下流側で定着ニップ近傍の領域を通過する転写紙Ｐと自らとの距離を検知するレーザー変位センサ６７と、搬送路内で転写紙Ｐが搬送されている際の所定期間におけるレーザー変位センサ６７による時系列の検知結果である時系列検知データに基づいて、定着ローラ６１に対する転写紙Ｐの巻き付き易さを示す指標値を算出し、算出結果と所定の閾値との比較に基づいて、定着ローラ６１の寿命がもうすぐ到来しそうである旨の警報を発信する制御を行う図示しない制御部とを設けた。これにより、ユーザーに対していち早く交換準備に取り掛かってもらうことができる。
【選択図】図７

Description

本発明は、シート状の記録部材を搬送路内で搬送しながら、その記録部材の表面にトナー像を形成する複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。

この種の画像形成装置における搬送路は、記録前経路と記録後経路とに大別される。このうち、記録前経路は、トナー像が形成される前の記録部材を搬送するためのものであり、記録部材を収容する給紙カセット等から、プロセスユニット等のトナー像形成手段の直前に至るまでの経路である。また、記録後経路は、トナー像が形成された後の記録部材を搬送するためのものであり、トナー像形成手段内から、トナー像を記録部材に定着せしめる定着手段を経由して機外に至るまでの経路である。何れの経路にも、互いに回転しながら当接する搬送ローラ対のような、無端移動する表面を互いに当接させてニップを形成する表面無端移動体対を配設するのが一般的である。そして、そのニップに進入させた記録部材を表面無端移動体の表面移動に伴って搬送方向に搬送する。

表面にトナー像が形成された記録部材を搬送する記録後経路では、上記ニップに進入させた記録部材をその表面のトナー像の粘着力や電子写真プロセスのための電界による静電気力などにより、ローラ等の表面無端移動体に巻き付かせ易くなる。そして、重度の巻き付きを引き起こすと、表面無端移動体を内包するユニット内に記録部材を巻き込ませてしまい、サービスマンによるメンテナンスが必要になる場合がある。具体的には、一般に、画像形成装置は、搬送路を必要に応じて外部に露出させるための開閉扉を有しており、搬送路内に詰まった記録部材（以下、ジャム紙という）を開閉扉の開放によって容易に除去できるようになっている。しかし、表面無端移動体たる感光体を内包するプロセスユニットや、表面無端移動体たる定着ローラを内包する定着ユニットの中に巻き込こんでしまった記録部材については、ユニットを分解しないと除去することができない。ユニットの分解にはある程度の知識が必要になるため、ユーザーでは対処しきれず、サービスマンの要請が必要になる場合が多い。

表面無端移動体に対する記録部材の巻き付きには、表面無端移動体の劣化が大きく関与している。具体的には、初期状態の表面無端移動体の表面は平滑性に優れているため、粘着性のあるトナーに対しても良好な離型性を発揮する。また、ある程度の電荷を帯びている記録部材に対しても比較的良好な離型性を発揮する。よって、表面無端移動体に記録部材を巻き付かせることは殆どない。しかし、長期の使用に伴って平滑性が失われていくと（劣化していくと）、巻き付きを起こし易くなっていくのである。

記録部材が表面無端移動体への巻き付きに伴ってユニット内に巻き込まれた場合、ユニットの分解によって記録部材を除去したとしても、劣化した表面無端移動体をそのまま使用すれば、ユニット内への巻き込みがすぐに再発してしまう。このため、劣化した表面無端移動体を新たなものと交換する必要がある。

トナー像を記録部材に定着せしめる定着ユニットにおいては、加熱によってトナー像を軟化させてその粘着性を高めてしまうため、特に巻き込みを発生させ易くなる。このような定着ユニットでは、表面無端移動体たる定着ローラに分離爪を当接させることで、定着ローラに巻き付いた記録部材を定着ローラから強制的に剥離する構成を採用することがある。しかしながら、分離爪をもってしても、ユニット内への記録部材の巻き込みを完全に回避することはできない。全面ベタトナー像が形成されたことなどに起因して、トナー像と定着ローラとの付着力が相当に大きくなっている場合には、分離爪と定着ローラとの間を記録部材がすり抜けてしまうことがあるからである。

そこで、記録部材を定着ローラの表面曲率によらず、分離爪によってローラ表面から強制的に剥離した頻度を監視し、その結果に基づいて警報を発信するようにした画像形成装置が特許文献１において提案されている。

特開２００３−９１１９９号公報

しかしながら、この画像形成装置は、分離爪による記録部材の強制的な剥離が相当の頻度で起こるようになったこと、即ち、定着ローラの寿命が既に到達してしまったことに基づいて警報を発するものである。このため、警報発信後には、速やかに定着ローラを交換する必要がある。ところが、ユーザーが警報に基づいてサービスマンによる定着ローラの交換作業を迅速に要請しても、定着ローラの在庫が切れていることにより、交換作業にすぐに取り掛かれない場合がある。このような場合、サービスマンのもとに定着ローラが到着するまでの間に、ユニット内への記録部材の巻き込みが頻発して、その除去のためだけにサービスマンを何度も要請しなければならなくなるおそれが出てくる。

本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、定着ローラなどといった表面無端移動体の交換準備期間に余裕をもたせることができる画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、シート状の記録部材を搬送するための搬送路と、該搬送路内を搬送される記録部材にトナー像を形成するトナー像形成手段と、無端移動する表面を互いに当接させて該搬送路内でニップを形成する表面無端移動体対とを備え、表面に該トナー像を担持した記録部材を該ニップに挟み込んで搬送する画像形成装置において、上記搬送路の全領域のうち、上記ニップよりも下流側の領域における所定位置を通過する記録部材と自らとの距離を検知する距離検知手段と、該搬送路内で記録部材が搬送されている際の所定期間における該距離検知手段による時系列の検知結果である時系列検知データに基づいて、上記表面無端移動体対の何れか一方の表面無端移動体に対する記録部材の巻き付き易さを示す指標値を算出する指標値算出手段と、該指標値と所定の閾値とを比較する比較手段とを設けたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記時系列検知データと、情報記憶手段に予め記憶されている、表面に担持したトナー像の面積及び自らの厚みが互いに異なる複数の記録部材についての該期間内における該距離の標準的な経時変化を包括した標準データとに基づいて上記指標値を算出させるように、上記指標値算出手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項２の画像形成装置において、上記標準データとして、上記面積及び厚みが互いに異なる複数の記録部材についての上記期間内における上記距離の主成分分析による主成分の定式を使用させるように、上記指標値算出手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項３の画像形成装置において、上記時系列検知データ及び複数の上記主成分の定式に基づいて得られる複数の主成分得点を包括した包括得点と、該包括得点と上記巻き付き易さとの関係を示す回帰式とに基づいて上記指標値を算出させるように、上記指標値算出手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項２の画像形成装置において、上記標準データとして、上記面積及び厚みが互いに異なる複数の記録部材についての上記期間内における上記距離のデータを使用し、該標準データと上記時系列検知データとに基づいて、上記指標値としてのマハラノビスの距離を算出させるように、上記指標値算出手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れかの画像形成装置において、上記比較手段による比較結果に基づいて、警報を発信する警報発信手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１乃至６の何れかの画像形成装置において、上記表面無端移動体の表面に付着した異物をクリーニングするクリーニング手段と、該クリーニング手段を該表面に接離させる接離手段と、上記指標値に基づいて該接離手段を制御する接離制御手段とを設けたことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１乃至７の何れかの画像形成装置において、上記表面無端移動体の表面から記録部材を剥離する分離爪と、該分離爪を該表面に接離させる接離手段と、上記指標値に基づいて該接離手段を制御する接離制御手段とを設けたことを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項１乃至８の何れかの画像形成装置において、上記記録部材の厚み情報を取得する情報取得手段を設け、上記面積が既知である所定の基準トナー像を担持した記録部材についての上記指標値に基づいて、上記閾値を補正して更新させるように、上記比較手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項１乃至９の何れかの画像形成装置において、上記トナー像形成手段によって形成されるトナー像の面積情報、及び、上記記録部材の厚み情報を取得する情報取得手段を設け、該情報取得手段による取得結果と、画像形成動作回数とに基づいて上記閾値を補正させるように、上記比較手段を構成したことを特徴とするものである。

これらの発明においては、次に説明する理由により、表面無端移動体の交換準備期間に余裕をもたせることができる。即ち、距離検知手段による時系列の検知結果である時系列検知データは、表面無端移動体対によって形成されるニップよりも下流側の所定位置での記録部材の挙動を示している。本発明者らは、後述する実験により、この時系列検知データに基づいて、周知の主成分分析などを実施することで、表面無端移動体に対する記録部材の巻き付き易さを示す指標値を算出し得ることを見出した。表面無端移動体に対する記録部材の巻き付き易さが徐々に高まるにつれて、この指標値が徐々に大きくなるか、あるいは小さくなるかするのである。この指標値がある程度まで大きくなるか、あるいはある程度まで小さくなるかすると、表面無端移動体が寿命を迎えて、表面無端移動体に対する記録部材の巻き付きが発生し始める。このときの指標値の数値を寿命値と定義すると、指標値算出手段によって算出された指標値が、寿命値よりも若干小さいあるいは若干大きい所定の閾値に到達すると、表面無端移動体の寿命が近い将来に到来することになる。よって、本発明では、指標値算出手段によって算出した指標値と、所定の閾値との比較に基づいて、表面無端移動体の寿命到来を前もって予測することが可能である。そして、その予測に基づいて、ユーザーに対して寿命到来前から表面無端移動体の交換準備に取り掛からせることで、表面無端移動体の交換準備期間に余裕をもたせることができる。

以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式によって画像を形成する複写機の実施形態について説明する。
まず、本実施形態に係る複写機の基本的な構成について説明する。図１は、本実施形態に係る複写機を示す概略構成図である。この複写機は、プリンタ部１と、白紙供給装置４０と、原稿搬送読取ユニット５０とを備えている。原稿搬送読取ユニット５０は、プリンタ部１の上に固定された原稿読取装置たるスキャナ１５０と、これに支持される原稿搬送装置たるＡＤＦ５１とを有している。

白紙供給装置４０は、ペーパーバンク４１内に多段に配設された２つの給紙カセット４２、給紙カセットから転写紙を送り出す送出ローラ４３、送り出された転写紙を分離して給紙路４４に供給する分離ローラ４５等を有している。また、プリンタ部１の給紙路３７に転写紙を搬送する複数の搬送ローラ４７等も有している。そして、給紙カセット内の転写紙をプリンタ部１内の給紙路３７内に給紙する。

図２は、プリンタ部１の内部構成の一部を拡大して示す部分拡大構成図である。プリンタ部１は、光書込装置２、Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ色のトナー像を形成する４つのプロセスユニット３Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ、転写ユニット２４、紙搬送ユニット２８、レジストローラ対３３、定着ユニット６０等を備えている。また、カール除去ローラ群３４、排紙ローラ対３５、スイッチバック装置３６、給紙路３７等も備えている。そして、光書込装置２内に配設された図示しないレーザーダイオードやＬＥＤ等の光源を駆動して、ドラム状の４つの感光体４Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃに向けてレーザー光Ｌを照射する。この照射により、感光体４Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃの表面には静電潜像が形成され、この潜像は所定の現像プロセスを経由してトナー像に現像される。なお、符号の後に付されたＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃという添字は、ブラック，イエロー，マゼンタ，シアン用の仕様であることを示している。

プロセスユニット３Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃは、それぞれ、潜像担持体たる感光体と、その周囲に配設される各種装置とを１つのユニットとして共通の支持体に支持するものであり、プリンタ部１本体に対して着脱可能になっている。ブラック用のプロセスユニット３Ｋを例にすると、これは、感光体４Ｋの他、これの表面に形成された静電潜像をブラックトナー像に現像するための現像装置６Ｋを有している。また、後述するＫ用の１次転写ニップを通過した後の感光体４Ｋ表面に付着している転写残トナーをクリーニングするドラムクリーニング装置１５なども有している。本複写機では、４つのプロセスユニット３Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃを、後述する中間転写ベルト２５に対してその無端移動方向に沿って並べるように対向配設したいわゆるタンデム型の構成になっている。

図３は、４つのプロセスユニット３Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃからなるタンデム部の一部を示す部分拡大図である。なお、４つのプロセスユニット３Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃは、それぞれ使用するトナーの色が異なる他はほぼ同様の構成になっているので、同図においては各符号に付すＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃという添字を省略している。同図に示すように、プロセスユニット３は、感光体４の周りに、帯電装置２３、現像装置６、ドラムクリーニング装置１５、除電ランプ２２等を有している。

感光体４としては、アルミニウム等の素管に、感光性を有する有機感光材の塗布による感光層を形成したドラム状のものを用いている。但し、無端ベルト状のものを用いても良い。

現像装置６は、図示しない磁性キャリアと非磁性トナーとを含有する二成分現像剤を用いて潜像を現像するようになっている。内部に収容している二成分現像剤を攪拌しながら搬送して現像スリーブ１２に供給する攪拌部７と、現像スリーブ１２に担持された二成分現像剤中のトナーを感光体４に転移させるための現像部１１とを有している。なお、現像装置６として、二成分現像剤の代わりに、磁性キャリアを含まない一成分現像剤によって現像を行うタイプのものを使用していもよい。

攪拌部７は、現像部１１よりも低い位置に設けられており、互いに平行配設された２本の搬送スクリュウ８、これらスクリュウ間に設けられた仕切り板、現像ケース９の底面に設けられたトナー濃度センサ１０などを有している。

現像部１１は、現像ケース９の開口を通して感光体４に対向する現像スリーブ１２、これの内部に回転不能に設けられたマグネットローラ１３、現像スリーブ１２に先端を接近させるドクターブレード１４などを有している。現像スリーブ１２は、非磁性の回転可能な筒状になっている。マグネットローラ１２は、ドクターブレード１４との対向位置からスリーブの回転方向に向けて順次並ぶ複数の磁極を有している。これら磁極は、それぞれスリーブ上の二成分現像剤に対して回転方向の所定位置で磁力を作用させる。これにより、攪拌部７から送られてくる二成分現像剤を現像スリーブ１３表面に引き寄せて担持させるとともに、スリーブ表面上で磁力線に沿った磁気ブラシを形成する。

磁気ブラシは、現像スリーブ１２の回転に伴ってドクターブレード１４との対向位置を通過する際に適正な層厚に規制されてから、感光体４に対向する現像領域に搬送される。そして、現像スリーブ１２に印加される現像バイアスと、感光体４の静電潜像との電位差によってトナーを静電潜像上に転移させて現像に寄与する。更に、現像スリーブ１２の回転に伴って再び現像部１１内に戻り、マグネットローラ１３の磁極間に形成される反発磁界の影響によってスリーブ表面から離脱した後、攪拌部７内に戻される。攪拌部７内には、トナー濃度センサ１０による検知結果に基づいて、二成分現像剤に適量のトナーが補給される。

ドラムクリーニング装置１５としては、ポリウレタンゴム製のクリーニングブレード１６を感光体４に押し当てる方式のものを用いているが、他の方式のものを用いてもよい。クリーニング性を高める目的で、本例では、外周面を感光体４に接触させる接触導電性のファーブラシ１７を、図中矢印方向に回転自在に有する方式のものを採用している。このファーブラシ１７は、図示しない固形潤滑剤から潤滑剤を掻き取って微粉末にしながら感光体４表面に塗布する役割も兼ねている。ファーブラシ１７にバイアスを印加する金属製の電界ローラ１８を図中矢示方向に回転自在に設け、これにスクレーパ１９の先端を押し当てている。ファーブラシ１７に付着したトナーは、ファーブラシ１７に対してカウンタ方向に接触して回転しながらバイアスが印加される電界ローラ１８に転位する。そして、スクレーパ１９によって電界ローラ１８から掻き取られた後、回収スクリュウ２０上に落下する。回収スクリュウ２０は、回収トナーをドラムクリーニング装置１５における図紙面と直交する方向の端部に向けて搬送して、外部のリサイクル搬送装置２１に受け渡す。リサイクル搬送装置２１は、受け渡されたトナーを現像装置１５に送ってリサイクルする。

除電ランプ２２は、光照射によって感光体４を除電する。除電された感光体４の表面は、帯電装置２３によって一様に帯電せしめられた後、光書込装置２による光書込処理がなされる。なお、帯電装置２３としては、帯電バイアスが印加される帯電ローラを感光体４に当接させながら回転させるものを用いている。感光体４に対して非接触で帯電処理を行うスコロトロンチャージャ等を用いてもよい。

先に示した図２において、４つのプロセスユニット３Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃの感光体４Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃには、これまで説明してきたプロセスによってＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃトナー像が形成される。

４つのプロセスユニット３Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃの下方には、転写ユニット２４が配設されている。この転写ユニット２４は、複数のローラによって張架した中間転写ベルト２５を、感光体４Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃに当接させながら図中時計回り方向に無端移動させる。これにより、感光体４Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃと中間転写ベルト２５とが当接するＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃ用の１次転写ニップが形成されている。Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ用の１次転写ニップの近傍では、ベルトループ内側に配設された１次転写ローラ２６Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃによって中間転写ベルト２５を感光体４Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃに向けて押圧している。これら１次転写ローラ２６Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃには、それぞれ図示しない電源によって１次転写バイアスが印加されている。これにより、Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ用の１次転写ニップには、感光体４Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ上のトナー像を中間転写ベルト２５に向けて静電移動させる１次転写電界が形成されている。図中時計回り方向の無端移動に伴ってＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃ用の１次転写ニップを順次通過していく中間転写ベルト２５のおもて面には、各１次転写ニップでトナー像が順次重ね合わせて１次転写される。この重ね合わせの１次転写により、中間転写ベルト２５のおもて面には４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。

転写ユニット２４の図中下方には、駆動ローラ３０と２次転写ローラ３１との間に、無端状の紙搬送ベルト２９を掛け渡して無端移動させる紙搬送ユニット２８が設けられている。そして、自らの２次転写ローラ３１と、転写ユニット２４の下部張架ローラ２７との間に、中間転写ベルト２５及び紙搬送ベルト２９を挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト２５のおもて面と、紙搬送ベルト２９のおもて面とが当接する２次転写ニップが形成されている。２次転写ローラ３１には図示しない電源によって２次転写バイアスが印加されている。一方、転写ユニット２４の下部張架ローラ２７は接地されている。これにより、２次転写ニップに２次転写電界が形成されている。

この２次転写ニップの図中右側方には、レジストローラ対３３が配設されており、ローラ間に挟み込んだ転写紙を中間転写ベルト２５上の４色トナー像に同期させ得るタイミングで２次転写ニップに送り出す。２次転写ニップ内では、中間転写ベルト２５上の４色トナー像が２次転写電界やニップ圧の影響によって転写紙に一括２次転写され、転写紙の白色と相まってフルカラー画像となる。２次転写ニップを通過した転写紙は、中間転写ベルト２５から離間して、紙搬送ベルト２９のおもて面に保持されながら、その無端移動に伴って定着ユニット６０へと搬送される。

２次転写ニップを通過した中間転写ベルト２５の表面には、２次転写ニップで転写紙に転写されなかった転写残トナーが付着している。この転写残トナーは、中間転写ベルト２５に当接するベルトクリーニング装置によって掻き取り除去される。

定着ユニット６０に搬送された転写紙は、定着ユニット６０内における加圧や加熱によってフルカラー画像が定着させしめられた後、定着ユニット６０から送り出される。そして、カール除去ローラ群３４によって形成されるニップと、排紙ローラ対３５によって形成されるニップとを経由した後、機外へと排出される。

先に示した図１において、紙搬送ユニット２２および定着ユニット６０の下には、スイッチバック装置３６が配設されている。これにより、片面に対する画像定着処理を終えた転写紙が、切換爪で転写紙の進路を転写紙反転装置側に切り換えられ、そこで反転されて再び２次転写転写ニップに進入する。そして、もう片面にも画像の２次転写処理と定着処理とが施された後、排紙トレイ上に排紙される。

プリンタ部１の上に固定されたスキャナ１５０は、原稿ＭＳの画像を読み取るための読取手段として、固定読取部１５１と、移動読取部１５２とを有している。光源、反射ミラー、ＣＣＤ等の画像読取センサなどを有する固定読取部１５１は、原稿ＭＳに接触するようにスキャナ１５０のケーシング上壁に固定された図示しない第１コンタクトガラスの直下に配設されている。そして、ＡＤＦ５１によって搬送される原稿ＭＳが第１コンタクトガラス上を通過する際に、光源から発した光を原稿面で順次反射させながら、複数の反射ミラーを経由させて画像読取センサで受光する。これにより、光源や反射ミラー等からなる光学系を移動させることなく、原稿ＭＳを走査する。

一方、移動読取部１５２は、原稿ＭＳに接触するようにスキャナ１５０のケーシング上壁に固定された図示しない第２コンタクトガラスの直下であって、固定読取部１５１の図中右側方に配設されており、光源や、反射ミラーなどからなる光学系を図中左右方向に移動させることができる。そして、光学系を図中左側から右側に移動させていく過程で、光源から発した光を第２コンタクトガラス上に載置された図示しない原稿で反射させた後、複数の反射ミラーを経由させて、スキャナ本体に固定された画像読取センサ１５３で受光する。これにより、光学系を移動させながら、原稿を走査する。

プリンタ部１内には、シート状の記録部材である転写紙Ｐを搬送するための搬送路が形成されている。そして、プリンタ部１内では、上述した光書込装置２と、４つのプロセスユニット３Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃと、転写ユニット２４との組合せにより、搬送路内を搬送される記録部材たる転写紙Ｐにトナー像を形成するトナー像形成手段が構成されている。上述した給紙路３７は、この搬送路の一部であり、白紙供給装置４０から受け取った転写紙Ｐを、これに対するトナー像形成位置である２次転写ニップの直前まで搬送するための記録前経路となっている。そして、２次転写ニップ以降が、トナー像形成後の転写紙Ｐを搬送するための記録後経路となっている。この記録後経路は、２次転写ニップと、紙搬送ベルト２９の上部張架面と、定着ユニット６０内と、カール除去ローラ群３４によるニップと、レジストローラ対３５によるニップとを順に辿る経路である。

図４は、定着ユニット６０とカール除去ローラ群３４とを示す拡大構成図である。同図において、定着ユニット６０は、図示しないケーシング内に、図示しないハロゲンランプ等の発熱源を内包する定着ローラ６１、加圧ローラ６２、出口ローラ対６３、分離爪６４、爪ホルダー６５、偏心カム６６、レーザー変位センサ６７等を有している。定着ローラ６１は図示しない駆動手段によって図中時計回り方向に回転駆動される。また、定着ローラ６１の図中下方に配設された加圧ローラ６２は、定着ローラ６１に所定の圧力で当接して定着ニップを形成しながら、図示しない駆動手段によって図中反時計回り方向に回転駆動される。定着ローラ６１、加圧ローラ６２は、それぞれ、回転に伴って表面を無端移動させる表面無端移動体である。また、定着ローラ６１と加圧ローラ６２との対は、無端移動する表面を互いに当接させて搬送路内でニップたる定着ニップを形成する表面無端移動体対である。

上述した紙搬送ユニット（図２の２８）から定着ユニット６０に受け渡された転写紙Ｐは、定着ニップを通過する際に定着ローラ６１によって加熱されたり、加圧されたりすることで、表面のトナー像が定着せしめられる。この後、出口ローラ対６３によって形成される出口ニップを経由した後、定着ユニット６０外に送り出される。

上述した記録後経路内には、複数の表面無端移動体対により、複数のニップが形成されている。例えば、表面無端移動体たる中間転写ベルト２５と、表面無端移動体たる紙搬送ベルト２９との当接による２次転写ニップも、その１つである。また、上述した定着ニップ、出口ローラ対６３によるニップ、カール除去ローラ群３４によるニップ、排紙ローラ対（図２の３５）によるニップも、それぞれその１つである。これらのうち、特に、定着ニップにおいて、転写紙Ｐの巻き込みが起こり易い。定着ユニット６０内においては、転写紙Ｐの表面上のトナーが加熱によって軟化することで、粘着性を高めるからである。

定着ユニット６０内において、爪ホルダー６５によって保持される分離爪６４は、その先端を定着ローラ６１に突き当てることで、定着ローラ６１に巻き付いた転写紙Ｐをローラ表面から強制的に剥離する。爪ホルダー６５の図中左側方には、図示しない駆動手段によって回転駆動される偏心カム６６が配設されている。爪ホルダー６５は、図示しない支持体によって図中左右方向にスライド移動可能に支持されている。この爪ホルダー６５には、図示しないコイルバネが当接しており、これによって爪ホルダー６５が図中右側から左側に向けて付勢されて、偏心カム６６に突き当たっている。偏心カム６６がその短径部側面を爪ホルダー６５に接触させる回転角度で停止しているときには、爪ホルダー６５が図示のように分離爪６４の先端を定着ローラ６１から離間させる位置に待避している。この場合、分離爪６４による定着ローラ６１からの転写紙Ｐの剥離は行われない。一方、偏心カム６６がその長径部側面を爪ホルダー６５に接触させる角度まで回転すると、爪ホルダー６５が図中左側から右側に押されて、分離爪６４の先端が定着ローラ６１に当接する。これにより、分離爪６４による定着ローラ６１からの転写紙Ｐの剥離が行われるようになる。

次に、本複写機の特徴的な構成について説明する。
図４において、出口ローラ対６３の下方には、距離検知手段たるレーザー変位センサ６７が配設されている。このレーザー変位センサ６７は、図示のように、定着ローラ６１に向けてレーザー光を出射する。このレーザー光は、定着ローラ６１と加圧ローラ６２との当接による定着ニップと、出口ローラ対６３によるニップとの間を通過して、定着ローラ６１の表面に至る。定着ニップから送り出された図示しない転写紙が、出口ローラ対６３によるニップに向けて移動し、このレーザー光の光路を横切ると、レーザー光が転写紙の裏面で反射してレーザー変位センサ６７に戻る。レーザー変位センサ６７は、この反射光に基づいて、転写紙と、自らのレーザー出射面との間の距離に応じた電圧を出力する。即ち、レーザー変位センサ６７は、搬送路の全領域のうち、定着ニップよりも下流側の領域における、定着ニップと出次ローラ対６３によるニップとの間という所定位置を通過する転写紙と自らとの距離を検知する距離検知手段として機能している。

レーザー変位センサ６７からの出力電圧は、図示しないＡ／Ｄコンバーターによってアナログデータからデジタルデータに変換された後、図示しない制御部に送られる。制御部は、必要に応じて、このデジタルデータを情報記憶手段たる図示しないＲＡＭ（ランダムアクセスメモリー）やハードディスクに記憶させる。

なお、定着ローラ６１の表面は黒色になっている。レーザー変位センサ６７から出射されたレーザー光の光路を転写紙が横切っていないときには、そのレーザー光が定着ローラ６１に到達するが、定着ローラ６１が初期状態のときには、レーザー光は定着ローラ６１に吸収される。これにより、レーザー変位センサ６７は、レーザー反射光を検知しないため、センサからの出力電圧値は非検知に対応した値になる。但し、定着ローラ６１が徐々に劣化してくると、その表面の見かけ上の反射率が大きくなってくるため、定着ローラ６１表面で若干量のレーザー光が反射してレーザー変位センサ６７に戻るようになる。この場合、レーザー変位センサ６７は、自らのレーザー出射面と、定着ローラ６１表面との距離に応じた電圧を出力する。

先に説明したように、本複写機では、上述のレジストローラ対（図２の３３）が転写紙を２次転写ニップに向けて送り出す。この送り出し開始時点から、転写紙の先端が２次転写ニップと、紙搬送ベルト上部張架面と、定着ニップとを経由して、レーザー変位センサ６７による検知位置に到達する間での時間は、概ね１．２秒程度である。また、レジストローラ対からの送り出し開始時点から、転写紙の後端がレーザー変位センサ６７による検知位置を通過するまでの時間は、概ね１．８秒程度である。よって、転写紙は、概ね、１．２秒後から１．８秒後までの間に、レーザー変位センサ６７による検知位置を横切ることになる。この時間には若干の誤差が出る可能性があるので、余裕をみると、１．１５秒後から１．８５秒後の範囲であれば、間違いなく転写紙が通過すると考えて良い。

本発明者らは、分離爪６４を定着ローラ６１から離間させたままの状態で、以下に説明するような実験を行った。
まず、定着ローラ６１として、新品のものを定着ユニット６０にセットした。そして、テスト画像をＡ４サイズの転写紙にプリントアウトし、この際の上述した１．１５秒後から１．１８秒後までにおけるレーザー変位センサ６７からの出力電圧値を、０．００１秒間隔でハードディスクに記憶させる制御を行った。１．１５秒後から１．１８秒後までに０．００１秒間隔で取得されるデータ数は７０１個となる。これら７０１個のデータは、レーザー変位センサ６７による時系列検知データである。

次に、本発明者らは、テスト画像をＡ４サイズの約１０［千枚］の転写紙に連続プリントアウトし、１００００枚目のプリントアウト時に、同様にして７０１個の時系列検知データをハードディスクに記憶させた。その後、定着ローラ６１を、約５００［千枚］のプリントアウトを行った市場機から取り出したものに交換した後、同様にしてテスト画像をプリントアウトして７０１個の時系列検知データをハードディスクに記憶させた。更に、定着ローラ６１を、約７００［千枚］のプリントアウトを行った市場機から取り出したものに交換した後、同様にしてテスト画像をプリントアウトして７０１個の時系列データをハードディスクに記憶させた。

図５は、これらの実験による時系列検知データを示すグラフである。本複写機では、レーザー変位センサとして、転写紙との距離が近づくほど、出力電圧値を小さくするものを採用している。同図に示すように、プリントアウト枚数が増えるにつれて、時系列データの曲線の前半部分が全体的に高電圧側に持ち上がってくることがわかる。これは、プリントアウト枚数が増えるにつれて、転写紙の先端側がセンサから離れた位置で搬送されるようになることを示している。プリントアウト枚数が増えるにつれて、転写紙が定着ローラに巻き付き易くなってきたからと考えられる。本発明者らは、このような曲線の違いにより、定着ローラ６１に対する転写紙の巻き付き易さを把握し得る可能性があると考えた。但し、これらの実験では、それぞれ転写紙として同じ厚みのものを用い、且つ、テスト画像として同じ画像面積のものを用いている。定着ローラ６１に対する転写紙の巻き付き易さは、定着ローラ６１の表面性の他、転写紙の厚みや画像面積も関与している。転写紙として厚いものを用いるほど、その腰が強くなるため、定着ローラ６１からの曲率分離が起こり易くなる。即ち、定着ローラ６１に巻き付き難くなる。また、画像面積の大きな画像をプリントするほど、転写紙面上でのトナー量が増加して、転写紙が定着ローラ６１に巻き付き易くなる。

そこで、本発明者らは、次に、転写紙の厚みや画像面積を変えて同様の実験を行ってみた。具体的には、転写紙として薄紙（４５ｋｇ紙）、中厚紙（７０ｋｇ紙）、厚紙（１１０ｋｇ紙）の三種類を用意した。テスト画像（画像パターン）としては、画像なし（単なる通紙）、全面ハーフトーン（但し、紙上端部、下端部のマージン領域を除く）、全面ハーフトーン＋先端部ベタの三種類を選定した。また、定着ローラ６１としては、新品のものと、約５００［千枚］プリントアウト後のものとを用意した。これらを組み合わせは、１８通りである（紙厚３種類×画像３種類×ローラ２種類）。この１８通りについて、先の実験と同様にして時系列データを取得した。なお、分離爪６４については、先の実験と同様に、定着ローラ６１から離間させたままにした。

図６は、これら１８通りの時系列検知データを示すグラフである。同図において、時点ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５は、ぞれぞれ、転写紙Ｐが搬送路内において図７、図８、図９、図１０、図１１に示す位置で搬送されているタイミングである。即ち、時点ｔ１は、図７に示すように、定着ニップから送り出された転写紙Ｐの先端がレーザー変位センサ６７による検知位置に進入し始めるタイミングである。また、時点ｔ２は、図８に示すように、転写紙Ｐの先端が出口ローラ対６３のニップに進入し始めるタイミングである。また、時点ｔ３は、図９に示すように、転写紙Ｐの先端が定着ユニット６０から出た後、カール除去ローラ群３４のニップに進入し始めるタイミングである。また、時点ｔ４は、図１０に示すように、転写紙Ｐの後端が定着ニップから抜け出すタイミングである。また、時点ｔ５は、転写紙Ｐの後端がレーザー変位センサ６７による検知位置を通過するタイミングである。

図６における１８個の曲線のうち、１４個の曲線はほぼ同じような形状になっている。残りの４個の曲線（(1)〜(4)）は、それぞれ、前半部分が全体的に高電圧に持ち上がっている。これは、転写紙の先端側がセンサからより離れた位置で移動していることを示しており、他の１４のケースに比べて転写紙が巻き付き傾向にあったと言える。これら４個の曲線（番号(1)〜(4)）は、何れも定着ローラとして古いもの（５００千枚出力後のもの）を用い、且つ、画像なしではなく画像を実際にプリントしたときに取得した時系列検知データに基づくものである。なお、曲線(1)〜(4)の特性を示すプリントアウトでは、それぞれ、同図の符号ｔｙで示された期間の終了時点において、ハーフトーン部の後端が定着ローラの曲率によってローラ表面から離間した。また、曲線(1)、曲線(2)の特性を示すプリントアウトでは、それぞれ、同図の符号ｔｘで示された期間の終了時点において、先端部ベタが定着ローラの曲率によってローラ表面から離間した。

曲線(1)は、紙厚＝中厚紙、画像パターン＝全面ハーフトーン＋先端部ベタ、定着ローラ＝旧ローラというプリントアウト条件（以下、条件(1)という）で取得された時系列検知データを示している。また、曲線(2)は、紙厚＝薄紙、画像パターン＝全面ハーフトーン＋先端部ベタ、定着ローラ＝旧ローラというプリントアウト条件（以下、条件(2)という）で取得された時系列検知データを示している。両者のプリントアウト条件で異なっているのは、紙厚だけである。条件(2)では、先端部ベタが定着ローラから離間すると、転写紙が一瞬だけレーザー変位センサに急激に近づく傾向をみせるが、その後は、転写紙の曲率分離によってハーフトーンの後端が定着ローラから離間するまで、転写紙がゆっくりとセンサに近づいていく。これに対し、条件(1)では、先端部ベタが定着ローラから離間すると、後続のハーフトーンが定着ローラにくっついていたにもかかわらず、紙の腰の強さによってハーフトーンが急激にローラ表面から離間し、結果として転写紙がセンサ検知位置で急激にセンサに近づいている。

一方、曲線(3)は、紙厚＝中厚紙、画像パターン＝全面ハーフトーン、定着ローラ＝旧ローラというプリントアウト条件（以下、条件(3)という）で取得された時系列検知データを示している。また、曲線(4)は、紙厚＝薄紙、画像パターン＝全面ハーフトーン、定着ローラ＝旧ローラというプリントアウト条件（以下、条件(4)という）で取得された時系列検知データを示している。両者のプリントアウト条件で異なっているのは、紙厚だけである。両条件ともに、全面ハーフトーンの後端が定着ローラから離間するまで、センサ検知位置において転写紙がゆっくりとレーザー変位センサに近づいている。曲線(2)と曲線(4)とにおける初期センサ出力の差△Ｖは、紙先端部におけるトナー付着量の差によるもので、付着量が多いほど、紙先端がよりセンサから離れた位置でセンサ検知位置に進入したからであると考えられる。

このように、紙厚や画像パターンが一定でなくても、時系列検知データを波形として分析すれば、定着ローラに対する転写紙の巻き付き易さを判断することができることがわかった。但し、時系列検知データを波形として制御部に分析させるのは困難である。

そこで、本発明者らは、時系列検知データを波形として分析するのではなく、数値データとして分析する試みを行うことにした。互いに異なる時系列検知データを、それぞれにおける７０１個のデータの違いによって区別することは困難であるので、主成分分析を行うことにした。主成分分析(Principal Component Analysis)とは、周知の通り、多くの変量の値をできるだけ情報の損失なしに、1個または少数個(個)の総合的指標(主成分)で代表させる方法である。本実験では、主成分分析によって時系列検知データ内の７０１個のデータを１つまたは少数のデータで代表させるのである。主成分分析の具体的方法については、周知であるので、本明細書では説明を省略するが、この分析によって得た第１主成分の定式を用いれば、７０１個のデータを１つのデータに代表させることができる。但し、通常は、第１主成分の定式だけでは、データ波形の全体を十分に代表することができない。そこで、第１主成分の定式だけでは説明しきれない部分を説明するために、第２主成分の定式を求める。また、第１主成分の定式、及び第２主成分の定式でも波形全体を十分に代表することができない場合には、第３、第４・・・・主成分と、順に求めていき、それらの定式も用いる。

主成分分析を行うために、まず、標準データを構築した。この構築では、まず、新品の定着ローラを取り付けた状態で、２７通りのプリントアウト条件（画像パターン９種類×紙厚３種類）にて、それぞれ１００回ずつプリントアウトを行って、２７０の時系列検知データを得た。そして、これらの時系列検知データに基づいて、第１主成分から第２０主成分までをそれぞれ定式化した。

標準データ構築のための第２段階として、第１主成分から第２０主成分までの累積寄与率を周知の計算法によって計算した。すると、第１０主成分までの累積寄与率が０．８４になり、第１０主成分まで加味すれば、波形全体を十分に反映し得ることがわかった。よって、以降の実験においては、第１主成分〜第１０主成分の定式を標準データとして用いることにした。

このようにして標準データたる第１主成分〜第１０主成分の定式を得たら、次に、互いに古さの異なる複数の定着ローラを用意し、それらを順次交換しながら、それぞれ、上述の２７通りのプリントアウト条件×１００回というプリントアウトを行って、数千にも及ぶ時系列検知データを得た。これらのプリントアウトにおいて、相当に古い定着ローラを用いた場合には、定着ローラへの転写紙の巻き付き、ひいては、定着ユニット内への転写紙の巻き込みを引き起こした場合もあった。

次いで、得られた数千にも及ぶ時系列検知データをそれぞれグラフ化し、それらを目視にて観察しながら、それぞれのプリントアウトにおける定着ローラへの転写紙の巻き付き易さを評価し、巻き付き指標値１〜８０の何れかに決定した。巻き付き指標値の数値が大きくなるほど、巻き付き易くなっている状態を示している。また、巻き付き指標値が５５を超えると、巻き付き（ひいては巻き込み）が発生し始めていた。

その後、上述した数千にも及ぶ時系列検知データを、それぞれ第１主成分〜第１０主成分の定式に代入し、それぞれ第１主成分得点〜第１０主成分得点までを算出した。各時系列検知データについて、それぞれ第１主成分得点〜第１０主成分得点までを算出したのである。そして、最小二乗法により、「巻き付き指標値（推定値）＝定数Ａ＋ａ１×第１主成分得点＋ａ２×第２主成分得点＋・・・＋ａ１０×第１０主成分得点」という重回帰式を求めた。最小二乗法では、定数Ａや各係数（ａ１〜Ａ１０）は、それらを未知数として算出した推定値と、真値との差の二乗和が最小になるように決定される。図１２は、個々の主成分得点をこの重回帰式に代入して得られる巻き付き指標値の推定値と真値との対応（当てはめの精度）を示す散布図及ぶ回帰直線である。巻き付き指標値の推定値と真値とが良好な相関関係にあることがわかる。実機においては真値が得られないので、重回帰式に基づいて求めた推定値を用いて、巻き付きの良否を判断させる。

ここで、新品の定着ローラが用いられたプリントアウトでは、画像パターンや紙厚にかかわらず、巻き付き指標値（真値）が最小の「１」となる。そして、定着ローラが古くなっていくにつれて、巻き付き指標値（真値）が徐々に大きくなっていき、巻き付き指標値（真値）が「５５」になった時点で定着ローラが寿命に達して、それ以降、定着ユニット内への転写紙の巻き込みが発生し始める。

また、新品の定着ローラが用いられたプリントアウトでは、画像パターンや紙厚にかかわらず、上述の重回帰式に基づいて求められる巻き付き指標値（推定値）が「１３」以下になる。よって、この場合、定着ローラに対して転写紙の巻き付き易さが非常に低く、定着ローラの寿命がまだ十分にあると予測することができる。

一方、定着ローラの劣化が徐々に進んでいくと、上述の重回帰式に基づいて求められる巻き付き指標値（推定値）が「１３」から徐々に大きくなっていく。そして、やがて「５５」に到達する。このとき、定着ローラの寿命到達であると判定することができるが、この時点よりも少し前、例えば算出された巻き込み指標値（推定値）が「５０」であった時点では、定着ローラの寿命が近い将来に到達する時点である。よって、プリントアウト時に得られた時系列検知データに基づいて算出された巻き込み指標値（推定値）が例えば「５０」に達した時点で、ユーザーに対して「定着ローラの寿命がもうすぐ到達しそうである」旨を報知すれば、次のことが可能になる。即ち、寿命到達前に、定着ローラの交換準備に取り掛かってもらうことができる。

図１３は、本複写機の電気回路の一部を示すブロック図である。同図において、制御部１００は、プリンタ部（図１の１）全体の制御を司るものであり、演算手段たるＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、情報記憶手段たるＲＡＭ（Random Access Memory）１０２、情報記憶手段たるＲＯＭ（Read Only Memory）１０３、情報記憶手段たるＨＤＤ（Hard Disk Drive）１０４等から構成されている。そして、これら情報記憶手段に記憶されているプログラム等に基づいて、各種の処理を実行する。制御部１００には、様々な機器やセンサが接続されているが、同図では、定着ユニットに関連する機器やセンサだけを示している。カムモータ１１０は、上述した偏心カム（図４の６６）の回転駆動源であり、これの駆動によって偏心カムが回転することで、分離爪（図４の６４）が定着ローラ（図４の６１）に接離する。また、レジストセンサ１０２は、上述したレジストローラ対（図２の３３）の近傍に配設されており、これによって転写紙の先端が検知されたところで、レジストローラ対の回転駆動が一時停止された後、回転再開によって転写紙が２次転写ニップに向けて送り出される。また、レーザー変位センサ６７は、上述したように、定着ニップを出た後の転写紙を検知して、転写紙との距離に応じた電圧を制御部１００に出力する。また、操作表示部１０３は、図示しないテンキーや液晶ディスプレイから構成され、制御部１００に入力するためのデータをキー入力によって受け付けたり、制御部１００による制御によって文字情報をディスプレイに表示したりする。また、スピーカー１０４は、制御部１００からの制御信号に基づいて音声を出力する。

ＨＤＤ１０４内には、予めの試験によって構築された上述の第１主成分〜第１０主成分までの定式が格納されている。また、上述の回帰直線（回帰式）も格納されている。

図１４は、制御部１００によって実施される寿命判定処理の制御フローを示すフローチャートである。プリント動作が開始されると、この寿命判定処理が開始された後、分離フラグについてセット中であるか否かが判断される（ステップ１：以下、ステップをＳと記す）。後述する理由により、この分離フラグがセット中である場合には（Ｓ１でＹ）、定着ローラの寿命がもうすぐ到達しそうな状態にあるため、偏心カムの回転によって分離爪が定着ローラとの当接位置にセットされる（Ｓ２）。その後、レジストローラ対（図１の３３）による転写紙の送り出し（レジスト送り出し）が行われるタイミングの到来が待機される（Ｓ３）。なお、分離フラグがセット中でない場合には、分離爪がセットされることなく、レジスト送り出しの到来が待機される。

レジスト送り出しが行われると（Ｓ３でＹ）、計時処理が開始され（Ｓ４）、所定期間であるカウント開始後１．１５秒から１．８５秒までの期間におけるレーザー変位センサ出力値が０．０１秒間隔で検出されて、ＨＤＤ内に格納される（Ｓ５〜Ｓ８）。そして、上述したプロセスにより、ＨＤＤ内に格納された時系列検知データと、予め格納されている第１〜第１０主成分の定式と、重回帰式とに基づいて、巻き付き指標値Ｓ（推定値）が算出される（Ｓ９）。次いで、巻き付き指標値Ｓ（推定値）について「５０」以上であるか否かが判定される（Ｓ１０）。ここで、「５０」以上であると判定された場合には（Ｓ１０でＹ）、定着ローラの寿命がもうすぐ到達しそうな状態になったので、分離フラグがセットされた後（Ｓ１１）、ユーザーに対する警報によってその旨が報知される（Ｓ１２）。この警報は、操作表示部にその旨の文字情報が表示されたり、スピーカーから警報音が出力されたりすることによって行われる。その後、プリントジョブについて終了すると（Ｓ１３でＹ）、分離爪が解除された後に（Ｓ１４、Ｓ１５）、一連の制御フローが終了する。なお、巻き付き指標値Ｓ（推定値）が「５０」未満である場合には（Ｓ１０でＮ）、分離フラグがセットされず、且つ警報が発信されることなく、プリントジョブが終了する。

かかる構成の本複写機においては、また、上述した偏心カム（６６）と、カムモータ（１１０）と、コイルバネとの組合せが、分離爪を定着ローラ表面に接離させる接離手段として機能している。また、制御部（１００）が、時系列検知データに基づいて、表面無端移動体対の何れか一方の表面無端移動体である定着ローラに対する転写紙の巻き付き易さを示す巻き付き指標値を算出する指標値算出手段として機能している。また、巻き付き指標値（推定値）と所定の閾値（「５０」）とを比較する比較手段としても機能している。また、分離爪の接離手段を制御する接離制御手段としても機能している。また、制御部（１００）と、操作表示部（１０３）と、スピーカー（１０４）との組合せが、前述の比較に基づいて、警報を発信する警報発信手段として機能している。そして、本複写機では、上述した寿命判定処理を実行することで、ユーザーに対し、定着ローラの寿命がもうすぐ到来しそうな場合には、その到来前から交換準備に取り掛からせることで、定着ローラの交換準備期間に余裕をもたせることができる。

なお、定着ローラの寿命がもうすぐ到来しようになったときにだけ分離爪をセットするのは次に説明する理由からである。即ち、分離爪を定着ローラに当接させると、両者の摺擦によって定着ローラ表面を削ってしまうため、定着ローラの寿命を縮めてしまう。そこで、寿命が到来しそうになったときだけ、換言すれば、分離爪による転写紙の強制的な剥離が必要になったときだけ、分離爪をセットすることで、定着ローラの寿命低下を抑えているのである。

時系列検知データに、転写紙の厚み情報や画像面積情報を付加したデータ行列を構築し、これに基づいて主成分の定式化等を行ってもよい。例えば、７０２、７０３番目のデータとして、紙厚情報、画像面積情報を付加して、主成分の定式化を行ったり、主成分得点を算出させたりするのである。こうすることで、紙厚や画像面積を判定に正確に反映させて、劣化判定精度をより高めることができる。実際の運転においては、ユーザーによって紙厚情報を操作表示部に入力してもらうようにし、且つ、図示しない光書込制御回路から制御部に、形成したトナー像の画像面積情報を入力し、これらを時系列検知データに付加させるようにすればよい。また、多変量データを指標値に変換するどの段階で転写紙の厚み上方や画像面積情報を付加しても良いので、主成分分析の段階だけでなく、重回帰分析の段階でもよい。

次に、実施形態に係る複写機に、より特徴的な構成を付加した各実施例の複写機について説明する。
［第１実施例］
定着ローラに対する転写紙の巻き付き易さの高まりには、定着ローラ表面自体の摩耗による表面性の低下の他、ローラ表面に対する異物（トナーや紙粉）の付着量増加も関与している。トナーや紙粉の付着量が増加してくると、転写紙が定着ローラに巻き付き易くなっていくのである。トナーや紙粉の付着量増加に起因する巻き付き易さの高まりについて、定着ローラ表面をクリーニングすることによって解消することができる。しかしながら、クリーニング部材を定着ローラ表面に当接させると、両者の摺擦によるローラ表面の削れによって定着ローラの寿命を縮めてしまう。

図１５は、本第１実施例に係る複写機における定着ユニット６０を、カール除去ローラ群３４とともに示す拡大構成図である。同図において、定着ユニット６０は、定着ローラ６１の表面に付着した異物をクリーニングするクリーニング手段たるローラクリーニング機構６８を有している。このローラクリーニング機構６８は、クリーニング部材たるウエブ６９の後端側を巻き付けながら、先端側を送り出すウエブ送り出しローラ７０、送り出されたウエブ６９を巻き取る巻き取る巻き取りローラ７１、両ローラ間のウエブ箇所を引き伸ばす展張ローラ７２等から構成されている。ローラクリーニング機構６８は、図示しない接離手段たる移動機構により、図中左右方向に移動せしめられる。この移動機構は、制御部（１００）によって制御される。接離制御手段たる制御部の制御によってクリーニング手段たるローラクリーニング機構６８が図中左右方向に移動することで、ウエブ６９が定着ローラ６１に接離する。定着ローラの寿命にまだ十分に余裕があるときには、ローラクリーニング機構６８がウエブ６９を定着ローラ６１に当接させない位置に待避している。

上述したＨＤＤ（１０４）内には、巻き付き指標値と比較するための閾値として、第１閾値と、第２閾値とが格納されている（第１閾値＜第２閾値）。そして、制御部は、巻き付き指標値が第１閾値を超えると、ローラクリーニング機構６８を所定時間だけ定着ローラ６１に当接させる制御を行う。また、巻き付き指標値が第２閾値を超えると、定着ローラの寿命の到来がもうすぐであるとみなして、警報を発信したり、分離爪６４をセットしたりする。

図１６は、本複写機における累積プリント枚数と、巻き付き指標値との関係を示すグラフである。累積プリント枚数の増加に従って、巻き付き指標値は徐々に大きくなっていき、やがて第１閾値に達する。この時点で、ローラクリーニング機構（６８）による定着ローラ（６１）のクリーニングが所定時間だけ行われた後、ローラクリーニング機構が定着ローラから離される。これにより、定着ローラ表面の異物が除去され、その分だけ巻き付き易さが低下するため、巻き付き指標値は大きく低下するが、その後のプリントアウトに伴って再び上昇し、やがて第１閾値に再到達する。そして、定着ローラのクリーニングが再び所定時間だけ行われる。このようようにしてクリーニングが繰り返されることにより、図示のようにグラフが上下に波打つが、その波打ちの位置が全体的に持ち上がっていく。これは、定着ローラ表面の削れが進行していくためである。グラフの波打ちが第１閾値よりも上の位置で起こるようになると、ローラクリーニング機構（６８）が定着ローラ（６１）に常に当接した状態になり、やがて、巻き付き指標値が第２閾値に達する。この時点で、警報が発信されるとともに、分離爪（６４）がセットされる。なお、図中点線で示した曲線は、クリーニングを行わない場合の巻き付き指標値の推移を示している。

かかる構成の本複写機においては、定期的なクリーニングによって定着ローラの長寿命化を図りつつ、ローラクリーニング機構を常に当接させることによる定着ローラの低寿命化を回避することができる。

［第２実施例］
定着ローラの寿命到来の予測については、重回帰分析の代わりに、ＭＴＳ（Maharanobis Taguchi System）法を用いることによっても、行うことができる。ＭＴＳ法の詳細は、「ＭＴシステムにおける技術開発 刊行委員会委員長 田口玄一著 日本規格協会刊」に詳しく説明されているので、詳しい説明を省略するが、次のような処理を行う。即ち、まず、正常な状態の被検対象、あるいはこれと同一仕様のものである同一仕様物から、複数種類の情報からなる組データを取得する。そして、この組データを数多く収集して標準データとなる逆行列を構築する。その後、被検対象の正常さ加減を調べたいときに、被検対象から組データを取得する。そして、この組データについて、予め構築しておいた標準データによる多次元空間内でどのような相対位置関係にあるのかを示すマハラノビス距離を求め、その結果に基づいて被検対象の正常さ加減を量る。なお、逆行列を構築しないでマハラノビス距離を求める方法もある。

本複写機では、標準データとして、ＭＴＳ法による逆行列がＨＤＤ（１０４）内に格納されている。この逆行列は、新品の定着ローラが搭載された本複写機によって様々な画像パターンや紙厚のプリントアウトが複数回に渡って行われた際におけるそれぞれの時系列検知データに基づいて構築されたものである。ユーザーのもとでのプリントアウトが行われる際には、そのときの時系列検知データが取得され、取得結果と、前述の逆行列とに基づいてマハラノビス距離が求められる。そして、マハラノビス距離が所定の閾値を超えた時点で、警報が発信されたり、分離爪がセットされたりする。なお、逆行列を使用しないでマハラノビス距離を求める方法を用いても良い。

［第３実施例］
予めＨＤＤ（１０４）に記憶されている上述の主成分の定式、重回帰式は、それぞれ、テスト機を用いた試験に基づいて構築されたものである。これら式の特性は、必ずしもユーザー所有機と一致しているとは限らない。むしろ、部品の寸法誤差などにより、特性に誤差が生じていることが多い。このような誤差があると、劣化判定精度が低下してしまう。

そこで、本複写機では、「閾値補正・更新モード運転」を行うように構成されている。この「閾値補正・更新モード運転」は、ユーザーが操作表示部をキー操作することによって設定が可能である。ＨＤＤには、紙厚と、基準トナー像をプリントアウトした場合の巻き付き指標値（推定値）とを関連付けるデータテーブルが記憶されている。このデータテーブルについては、テスト機を用いて各紙厚でそれぞれ基準トナー像をプリントアウトし、それぞれにおける巻き付き指標値（推定値）を求めた結果と、それぞれのプリントアウトにおける紙厚とに基づいて予め構築しておく。

「補正・更新モード運転」が開始されると、操作表示部での表示により、白紙供給装置（図１の４０）内にセットされている転写紙の厚みがユーザーに問い合わせされる。この問い合わせに基づいてユーザーが厚み情報を操作表示部に入力すると、それがＨＤＤに記憶される。即ち、本複写機では、操作表示部が転写紙の厚み情報を取得する情報取得手段として機能している。このようにして厚み情報が取得されると、次に、その厚み情報に対応する巻き付き指標値（推定値）が上記データテーブルに基づいて特定され、特定値としてＲＡＭに一時記憶される。その後、画像面積が既知である所定の基準トナー像が自動的にプリントアウトされるとともに、そのときの時系列検知データがＨＤＤに記憶される。そして、この時系列検知データと、上述の主成分の定式と、重回帰式とに基づいて、巻き付き指標値（推定値）が算出される。この巻き付き指標値（推定値）は、先に得られた特定値と理論的には一致するはずである。一致しない場合には、テスト機における特性と、ユーザー所有機における特性とに誤差が生じている。そこで、巻き付き指標値（推定値）と、特定値との差に基づいて、上述の閾値が補正される。これにより、閾値がユーザー所有機の特性に見合ったものになり、両機間での特性の誤差による劣化判定精度の低下が抑えられる。

［第４実施例］
巻き付き指標値（推定値）が上述の閾値を超えた時点から、定着ユニット内への転写紙の巻き込みが発生し始めるまでの期間は、その間におけるユーザーのプリントアウト条件によって異なってくる。例えば、一般原稿などといった、中厚紙且つ画像面積の比較的小さなプリントアウトを主に行うユーザーでは、その期間が比較的長くなる。これに対し、写真画像などといった面積の比較的大きな画像を薄紙に出力するプリントアウト条件が主なユーザーでは、その期間が比較的短くなる。実施形態に係る複写機では、それにもかかわらず、それぞれ同じタイミングで警報を発信していた。すると、前者のユーザーに対しては、寿命到来までにまだ少し余裕があるにもかかわらず、定着ローラを少し早めに交換させてしまうおそれがある。また、後者のユーザーでは、定着ローラの交換が待ち合わないといった事態を発生させるおそれがある。

そこで、本第４実施例に係る複写機では、トナー像形成手段によって形成されるトナー像の面積情報と、転写紙の厚み情報と、プリント回数（画像形成動作回数）とに基づいて閾値を補正させるように、比較手段たる制御部（１００）を構成している。

具体的には、先に示した図１において、光書込装置２は、図示しない光書込制御回路により、パーソナルコンピュータ等から送られてくる画像情報や、スキャナ１５０によって読み取られ得た画像情報に基づいて駆動制御される。この光書込制御回路は、これらかプリントアウトされるトナー像の画像面積をドット数（画素数）に基づいて算出し、その結果を制御部（１００）に送る。即ち、光書込制御回路は、トナー像の面積情報を取得する情報取得手段として機能している。また、制御部（１００）は、白紙供給装置４０に転写紙束がセットされると、上述した操作表示部（１０３）にメッセージを表示して、その転写紙の厚みをユーザーに問い合わせる処理を実行する。ユーザーは、この問い合わせに基づいて、セットした転写紙の厚み情報を操作表示部にキー入力する。制御部（１００）は、入力された厚み情報をＨＤＤ（１０４）に記憶させておく。即ち、本複写機では、制御部と操作表示部との組合せが、転写紙の厚み情報を取得する情報取得手段として機能している。

ＨＤＤ（１０４）内には、プリント条件データテーブルも格納されている。このプリント条件データテーブルは、条件点数と、プリント条件とを関連付けるデータテーブルである。ここで、プリント条件とは、画像面積と紙厚との組合せによる条件である。本複写機では、例えば５通りの画像面積（極低、低、中、高、極高）と、３通りの紙厚（薄紙、中厚紙、厚紙）との組合せからなる１５通り（５×３）のプリント条件を定義している。これら１５通りのプリント条件には、それぞれ定着ローラへの転写紙の巻き付きを発生し難いものから順に、１、２、・・・１４、１５という条件点数を対応させている。この対応関係を示すのが、プリント条件データテーブルである。

制御部（１００）は、プリントジョブを行う毎に、光書込回路から送られてくる面積情報と、ＨＤＤ（１０４）に記憶させておいた転写紙の厚み情報（紙厚情報）とに基づいて、そのジョブにおけるプリント条件について、上述した１５通りのどれに一番近いかを判定する。そして、判定結果に対応する条件点数を、プリント条件データテーブルから検索し、検索結果を前回までの条件点数累積に加算する。また、プリントジョブを行う毎に、累積プリント回数をカウントアップする。そして、条件点数累積を累積プリント回数で除算して平均条件値を求める。この平均条件値は、これまでの平均的なプリントアウト条件を示している。

平均条件値が１〜１５の中間である「８」になった場合には、それまでの平均的なプリントアウト条件が一般的な条件であったことになる。そこで、上記閾値を補正しないまま、上述の劣化判定処理を行う。

一方、平均条件値が「８」未満になった場合には、それまでの平均的なプリントアウト条件が通常よりも巻き付きを引き起こし難い条件であったことになる。即ち、プリントアウトは、巻き付きを引き起こし難い条件で行われる傾向にあると言える。そこで、この場合には、平均条件値が小さくなるに従って大きな数値を上記閾値に加算する補正を行う。これにより、警報発信のタイミングが巻き付きの引き起こし難さに応じて通常よりも延期される。

また、平均条件値が「８」を超えた場合には、それまでの平均的なプリントアウト条件が通常よりも巻き付きを引き起こし易い条件であったことになる。即ち、プリントアウトは、巻き付きを引き起こし易い条件で行われる傾向にあると言える。そこで、この場合には、平均条件値が大きくなるに従って大きな数値を上記閾値から減算する補正を行う。これにより、警報発信のタイミングが巻き付きの引き起こし易さに応じて通常よりも早められる。

かかる構成の本複写機では、ユーザーによる平均的なプリントアウト条件に応じた適切なタイミングで、警報を発信することができる。

これまで、電子写真方式によってトナー像を形成する複写機の例について説明してきたが、直接記録方式によってトナー像を形成する画像形成装置にも、本発明の適用が可能である。直接記録方式とは、例えば、特開２００２−３０７７３７号公報に記載の画像形成装置のように、潜像担持体によらず、トナー飛翔装置から飛翔させたトナー群を記録体に直接付着させてトナー像を形成する方式である。

また、定着ローラ６１に対する転写紙の巻き込み易さを判定するようにした複写機について説明したが、定着ローラ６１に限らず、記録後経路内でニップを形成する表面無端移動体であれば、それに対する巻き込み易さを本発明によって判定することが可能である。例えば、図１７に示す画像形成装置は、感光体４上のトナー像を、紙搬送ベルト２９によって搬送される転写紙に転写する直接転写方式ものものである。かかる構成において、トナー像を担持する転写紙は、感光体４に巻き付いて、プロセスユニットに巻き込まれるおそれがある。そこで、図中で符号６７ａを付したレーザー変位センサによって時系列検知データを取得して、感光体４に対する転写紙の巻き付き易さを判定させるようにしてもよい。また、両面転写モードでは、紙搬送ベルト２９と転写紙との間にトナー像が介在するため、転写紙が紙搬送ベルト２９に巻き付いて、紙搬送ユニット２８内に巻き込まれるおそれがある。そこで、図中で符号６７ｂを付したレーザー変位センサによって時系列検知データを取得して、紙搬送ベルト２９に対する転写紙の巻き付き易さを判定させるようにしてもよい。

実施形態に係る複写機を示す概略構成図。 同複写機におけるプリンタ部の内部構成の一部を拡大して示す部分拡大構成図。 同複写機におけるタンデム部の一部を示す部分拡大図。 同複写機における定着ユニットとカール除去ローラ群とを示す拡大構成図。 ４つの時系列検知データの波形をそれぞれ示すグラフ。 １８の時系列検知データの波形をそれぞれ示すグラフ。 時点ｔ１における転写紙の定着ユニット周辺における状態を示す側面図。 時点ｔ２における転写紙の定着ユニット周辺における状態を示す側面図。 時点ｔ３における転写紙の定着ユニット周辺における状態を示す側面図。 時点ｔ４における転写紙の定着ユニット周辺における状態を示す側面図。 時点ｔ５における転写紙の定着ユニット周辺における状態を示す側面図。 巻き付き指標値の推定値と真値との関係を示すグラフ。 同複写機の電気回路の一部を示すブロック図。 同複写機の制御部によって実施される寿命判定処理の制御フローを示すフローチャート。 第１実施例に係る複写機における定着ユニットを、カール除去ローラ群とともに示す拡大構成図。 同複写機における累積プリント枚数と、巻き付き指標値との関係を示すグラフ。 直接転写方式の画像形成装置の一例を示す概略構成図。

符号の説明

Ｐ：転写紙（記録部材）
２：光書込装置（トナー像形成手段の一部）
３Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ：プロセスユニット（トナー像形成手段の一部）
２４：転写ユニット（トナー像形成手段の一部）
６０：定着ユニット
６１：定着ローラ（表面無端移動体）
６２：加圧ローラ（表面無端移動体）
６４：分離爪
６６：偏心カム（接離手段の一部）
６７：レーザー変位センサ（距離検知手段）
１００：制御部（指標値算出手段、比較手段）

Claims (10)

1. シート状の記録部材を搬送するための搬送路と、該搬送路内を搬送される記録部材にトナー像を形成するトナー像形成手段と、無端移動する表面を互いに当接させて該搬送路内でニップを形成する表面無端移動体対とを備え、表面に該トナー像を担持した記録部材を該ニップに挟み込んで搬送する画像形成装置において、
   上記搬送路の全領域のうち、上記ニップよりも下流側の領域における所定位置を通過する記録部材と自らとの距離を検知する距離検知手段と、
   該搬送路内で記録部材が搬送されている際の所定期間における該距離検知手段による時系列の検知結果である時系列検知データに基づいて、上記表面無端移動体対の何れか一方の表面無端移動体に対する記録部材の巻き付き易さを示す指標値を算出する指標値算出手段と、
   該指標値と所定の閾値とを比較する比較手段とを設けたことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１の画像形成装置において、
   上記時系列検知データと、
   情報記憶手段に予め記憶されている、表面に担持したトナー像の面積及び自らの厚みが互いに異なる複数の記録部材についての該期間内における該距離の標準的な経時変化を包括した標準データと
   に基づいて上記指標値を算出させるように、上記指標値算出手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項２の画像形成装置において、
   上記標準データとして、上記面積及び厚みが互いに異なる複数の記録部材についての上記期間内における上記距離の主成分分析による主成分の定式を使用させるように、上記指標値算出手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項３の画像形成装置において、
   上記時系列検知データ及び複数の上記主成分の定式に基づいて得られる複数の主成分得点を包括した包括得点と、
   該包括得点と上記巻き付き易さとの関係を示す回帰式
   とに基づいて上記指標値を算出させるように、上記指標値算出手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項２の画像形成装置において、
   上記標準データとして、上記面積及び厚みが互いに異なる複数の記録部材についての上記期間内における上記距離のデータを使用し、該標準データと上記時系列検知データとに基づいて、上記指標値としてのマハラノビスの距離を算出させるように、上記指標値算出手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１乃至５の何れかの画像形成装置において、
   上記比較手段による比較結果に基づいて、警報を発信する警報発信手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１乃至６の何れかの画像形成装置において、
   上記表面無端移動体の表面に付着した異物をクリーニングするクリーニング手段と、該クリーニング手段を該表面に接離させる接離手段と、上記指標値に基づいて該接離手段を制御する接離制御手段とを設けたことを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項１乃至７の何れかの画像形成装置において、
   上記表面無端移動体の表面から記録部材を剥離する分離爪と、該分離爪を該表面に接離させる接離手段と、上記指標値に基づいて該接離手段を制御する接離制御手段とを設けたことを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項１乃至８の何れかの画像形成装置において、
   上記記録部材の厚み情報を取得する情報取得手段を設け、上記面積が既知である所定の基準トナー像を担持した記録部材についての上記指標値に基づいて、上記閾値を補正して更新させるように、上記比較手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項１乃至９の何れかの画像形成装置において、
    上記トナー像形成手段によって形成されるトナー像の面積情報、及び、上記記録部材の厚み情報を取得する情報取得手段を設け、該情報取得手段による取得結果と、画像形成動作回数とに基づいて上記閾値を補正させるように、上記比較手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。