JP2015194602A

JP2015194602A - 定着装置及び画像形成装置

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Publication number: JP2015194602A
Application number: JP2014072487A
Authority: JP
Inventors: 彰吾中村; Shogo Nakamura; 徳丸　弘; Hiroshi Tokumaru; 弘徳丸; 奈都子川瀬; Natsuko Kawase; 木崎　修; Osamu Kizaki; 修木崎
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2014-03-18
Filing date: 2014-03-31
Publication date: 2015-11-05
Anticipated expiration: 2034-03-31
Also published as: JP6252312B2

Abstract

【課題】定着装置を交換する際に、主走査方向に分割された各加熱体の使用頻度が不均等なまま交換されることによって、まだ使用可能な加熱体も同時に交換されてしまうという無駄を抑止する。
【解決手段】複数の加熱体を主走査方向に並べて配置した定着ヒータを有し、複数の加熱体をそれぞれ独立にオン・オフ制御を行うことができる。その定着ヒータの複数の加熱体がそれぞれ独立に交換可能な構成であり、複数の各加熱体の使用頻度情報を保持する使用頻度情報保持部２４１と、その使用頻度情報に基づいて、複数の加熱体間の交換の要否を判断する判断処理部２４２と、その判断処理部２４２が複数の加熱体間の交換が必要と判断した場合に、その判断結果を外部に通知する手段とを有する。
【選択図】図５

Description

この発明は、画像がある部分のみを選択的に加熱できる定着ヒータを有する定着装置とそれを備えた画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置においては、主として、加熱ローラと加圧ローラから成る熱ローラ定着方式が使用されているが、トナー画像を記録材に定着するとき、トナー画像がない部分も加熱することにより、無駄な電力を消費している。そこで、定着ヒータの加熱体を主走査方向に分割して、トナー画像がある部分のみを選択的に加熱できる定着装置が既に知られている。

このような定着装置を用いることによって、トナー画像がある部分を特定して加熱できるため、無駄な電力の消費を押さえることが可能になったが、この構成では主走査方向に分割された加熱体の使用頻度に差が生じるようになる。
例えば、宛名印刷などの定型印刷業務では、画像が一部の位置に限定されることが多く、そのため使用される加熱体も限定される。こうした業務を行うユーザ先では、分割された加熱体の劣化状況が大きくばらつくことになりやすい。

しかし、今までの定着ユニットの寿命による交換のやり方をこのような定着装置にも適用しようとすると、使用頻度が一番高い加熱体が寿命に到達したタイミングで定着ユニットを交換することになる。この場合、前述したような加熱体毎に劣化状況が大きくばらついたままの状況では、まだ使用できる加熱体も同時に交換対象となってしまい、無駄が生じるという問題があった。

電子写真方式の画像形成装置に用いられるユニットの中には、一部の箇所を頻繁に使用するために不均一な劣化が生じるものが他にも存在する。例えば、クリーニングブレードがそれに該当する。クリーニングブレードに関しては、トナーマークをクリーニングする際に入力トナーの位置が固定であると、クリーニングブレードの一部の部分のみの劣化を進行させることになり、クリーニング装置の品質を低下させるという問題が生じていた。

このような問題に対して、例えば特許文献１には、磨耗によるクリーニングユニットの劣化状況を均一化する目的で、画像形成装置の中間転写体に転写するトナーマークの位置を軸方向に可変させることにより、クリーニングブレードの磨耗状態を均一化することが開示されている。
この技術を利用すれば、画像形成装置における転写位置の偏りによって生じるクリーニングユニットの劣化を均一化することが可能になる。

しかしながら、画像形成装置に用いられるクリーニングユニットの劣化を均一化するために、このように画像位置をシフトさせる方式を、トナー画像がある部分のみを選択的に加熱する定着装置に適用しようとしても問題がある。
すなわち、色ずれ量検出等に用いるトナーマークではなく、実際の印刷画像に対して適用するには、画像の位置をシフト可能な向きや範囲に制約があり、狙い通りに均一化出来にくいという問題があった。
また、シフト方式を適用する際には、印刷動作中のユーザの手間が発生することがある。例えば、宛名印刷などの定型印刷業務において、画像の位置を１８０度回転するなどによってずらす場合には、セットする用紙の向きをずらした画像の位置に合わせてセットし直す必要があるため、ユーザの手間が生じるという問題があった。

この発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、トナー画像がある部分のみを選択的に加熱できる定着装置を交換する際に、主走査方向に分割された各加熱体の使用頻度が不均等なまま交換されることによって、まだ使用可能な加熱体も同時に交換されてしまうという無駄を抑止することを目的とする。

この発明は上記の目的を達成するため、複数の加熱体を主走査方向に並べて配置した定着ヒータを有し、上記複数の加熱体をそれぞれ独立にオン・オフ制御することができる定着装置において、上記定着ヒータの複数の加熱体がそれぞれ独立に交換可能な構成であり、上記複数の各加熱体の使用頻度情報を保持する使用頻度情報保持部と、その使用頻度情報に基づいて上記複数の加熱体間の交換の要否を判断する判断処理部と、その判断処理部が上記複数の加熱体間の交換が必要と判断した場合に、その判断結果を外部に通知する手段とを有することを特徴とする。

この発明による定着装置は、画像形成装置に対する交換時に、主走査方向に分割された各加熱体の使用頻度が不均等なまま交換されることによって、まだ使用可能な加熱体も同時に交換されてしまうという無駄を抑止することができる。

この発明による定着装置を備えた画像形成装置の一実施形態の全体構成図である。図１に示した定着部１０９における定着ヒータ３００の構成例を説明する図である。図１に示した定着制御部２３０の画像領域判断部２３１による機能構成を示すブロック図である。図２に示した定着ヒータ３００を構成する加熱体３０１〜３０Ｎの使用頻度の例を示す線図である。図１に示したエンジン制御部１０５内の加熱体寿命延長部２４０の機能構成を示すブロック図である。図１に示したエンジン制御部１０５のＣＰＵ２１１が加熱体寿命延長部２４０の機能として実行する処理のフローチャートである。図５に示した使用頻度情報保持部２４１で保持する加熱体の使用頻度の推移の例を示す図である。図２に示した定着ヒータ３００の具体的な加熱体間の交換判断処理について説明するための各加熱体の使用頻度分布を示す図である。同じく各加熱体の使用頻度変化率分布の例を示す図である。同じく定着ヒータ３００の具体的な交換対象となる加熱体の判断方法について説明するための加熱体の使用頻度分布を示す図である。同じく他の例の加熱体の使用頻度分布を示す図である。加熱体３０４の使用頻度変化率が一定値を超えた場合の使用頻度分布を示す図である。加熱体３０４の使用頻度変化率が一定値を超えた場合の使用頻度変化率分布を示す図である。図１２の使用頻度分布に使用頻度変化率を加味した未来の使用頻度分布の予測を示す図である。加熱体３０４と３０１を交換した場合の未来の使用頻度分布の予測を示す図である。加熱体３０４と３０２を交換した場合の未来の使用頻度分布の予測を示す図である。加熱体３０４と３０３を交換した場合の未来の使用頻度分布の予測を示す図である。加熱体３０４と３０Ｎを交換した場合の未来の使用頻度分布の予測を示す図である。複数の加熱体の使用頻度変化率が一定値を超えた場合の使用頻度変化率分布の例を示す図である。

以下、この発明を実施するための形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図１は、この発明による定着装置を備えた画像形成装置の一実施形態の全体構成図である。
この図１に示す画像形成装置は、例えばデジタル複写機あるいはデジタル複合機である。その制御系は、コントローラ１０１と、操作部制御部１０２、エンジン制御部１０５、読取制御部１０７、書込制御部１０８などに分かれている。

また、データを格納するＨＤＤ１０３、ＦＡＸユニットであるＦＣＵ１０４、自動原稿給送読取装置（ＡＲＤＦ）１０６、この発明を適用した定着部１０９、各種電装品であるセンサ１２１、モータ１２２、ソレノイド１２３なども備えている。
さらに、電源装置として、商用電源から電源プラグ１３２及び電源スイッチ１３３を介して交流が給電される交流電源ユニット１３１とその交流から所要の直流を生成して各部に供給する直流電源ユニット１３４も備えている。

コントローラ１０１は、各種の処理動作を行うＣＰＵ２０１、その制御用プログラム等を格納したＲＯＭ２０２、作業用メモリ等に使用されるＲＡＭ２０３などがシステムバス２０４によって接続されて、マイクロコンピュータを構成している。
また、主に画像処理を行うＡＳＩＣなどで構成される画像処理部２０５、画像データの処理に使用する画像メモリ２０６、外部通信機器からネットワークを介してＬＡＮ等で情報を送受信するＬＡＮインタフェース（Ｉ／Ｆ）２０７を備えている。その他図示していないが、この画像形成装置の動作条件全ての設定情報を記憶するＮＶ−ＲＡＭ等も備えている。

そして、このコントローラ１０１は、ユーザインタフェースとなる操作部制御部１０２、処理対象のデータを格納するＨＤＤ１０３、及びＦＡＸユニットであるＦＣＵ１０４とＰＣＩバスで結ばれ、エンジン制御部１０５ともＰＣＩバス１１０で結ばれている。
このコントローラ１０１は、操作部制御部１０２や外部機器からＬＡＮインタフェース２０７を介して画像形成動作の指定を受け付け、画像形成動作を実行し、作成した画像をエンジン制御部１０５へＰＣＩバス１１０を介して伝達する。具体的には、このコントローラ１０１は、画像処理、ユーザインタフェースやモード設定、コピーやプリンタといったアプリケーションの制御などを司る。

エンジン制御部１０５は、プリンタエンジンの駆動制御等を行うエンジン制御系である。そのため、このエンジン制御部１０５は、各種の処理動作を行うＣＰＵ２１１、その制御用プログラム等を格納したＲＯＭ２１２、作業用メモリ等に使用されるＲＡＭ２１３などがシステムバス２１４によって接続されて、マイクロコンピュータを構成している。
このエンジン制御部１０５は、コントローラ１０１とＰＣＩバス１１０を介して通信するインタフェース（Ｉ／Ｆ）２１５も備えている。さらに、各種電装品に対して制御を行うＡＳＩＣなどの電装制御部２２０、定着部１０９における定着の温度監視や加熱体３０１〜３０Ｎの制御を行う定着制御部２３０、この発明に係る処理を行う加熱体寿命延長部２４０を備えている。これらの各部は、ＣＰＵ２１１等からなるマイクロコンピュータの機能も含まれている。加熱体寿命延長部２４０の処理内容については後述する。

定着制御部２３０には、画像領域判断部２３１と加熱体選択部２３２と加熱体駆動部２３３を備えている。
画像領域判断部２３１は、コントローラ１０１から受け取った画像情報から画像の領域を判断する。加熱体選択部２３２は、画像領域判断部２３１によって判断された画像領域に対して定着部１０９の複数の加熱体３０１〜３０Ｎのそれぞれを駆動するか否かを判断する。加熱体駆動部２３３は、加熱体選択部２３２によって選択された加熱体を加熱する。
また、図示していない機能として、定着部１０９の加熱体の温度状態を監視するためのセンサ等による加熱体温度監視部も有する。
なお、この実施形態では画像領域判断部２３１をエンジン制御部１０５内に設けているが、コントローラ１０１の画像処理部２０５内に設け、その判断結果をエンジン制御部１０５に通知するようにしてもよい。

読取制御部１０７は、ＡＲＤＦ１０６のＩ／Ｏ制御や画像転送を行うＳＢＵ（ＳｃａｎｎｅｒＢｏａｒｄＵｎｉｔ）が、ＡＲＤＦ１０６のモータ等の電装品を制御する。それによって、ユーザがＡＲＤＦ１０６にセットした用紙を自動給送して、その画像をＣＣＤで読み取り、読み取った画像データをＰＣＩバス及びエンジン制御部１０５を介して、コントローラ１０１の画像処理部２０５へ送る。

書込制御部１０８は、コントローラ１０１及び読取制御部１０７からＰＣＩバス及びエンジン制御部１０５を介して送られてくる画像データを、画像形成を行うレーザダイオード（ＬＤ）ユニットや発光ダイオード（ＬＥＤ）ユニットへ送信する。それによって、感光体に画像のパターンを書込み、それを現像及び用紙に転写してプリントやコピー等の動作を行う。
また、読取制御部１０７から読み取った画像データをコントローラ１０１に送った後、ＬＡＮインタフェース２０７を介してパーソナルコンピュータ等の外部機器へ転送することによって、スキャナ動作を行う。

定着部１０９は複数の加熱体３０１〜３０Ｎを持った定着ヒータ３００を備えた定着ユニットである。その定着ヒータ３００は、加熱体３０１〜３０Ｎとして、サーマルヘッド等の発熱素子を主走査方向に複数個並べて配置した構成となっている。
この実施形態の画像形成装置では、コントローラ１０１の画像処理部２０５において処理された出力画像データに対して、定着制御部２３０の各部で次の処理を行う。
画像領域判断部２３１が定着ヒータ３００の仕様等に合わせて出力画像データを分割し、分割されたエリア（領域）毎に画像データの有無を判断する。その結果に基づいて、加熱体選択部２３２が記録材に形成される画像の位置に合わせて駆動する加熱体を選択し、加熱体駆動部２３３を動作させることによって加熱体を駆動させるタイミングを制御する。

図２は、定着部１０９における定着ヒータ３００の構成例を説明する図である。
この実施形態で用いる定着ヒータ３００は、サーマルヘッド等の発熱素子による加熱体を、主走査方向に複数個並べて直線状に配置している。図２では、定着ヒータ３００がＮ個の加熱体３０１，３０２，・・・，３０Ｎで構成されている場合を示している。
この実施形態のＮ個の各加熱体は、それぞれ主走査方向の幅Ａ×副走査方向の長さＷの領域を加熱する。そして、各加熱体３０１〜３０Ｎの副走査方向の長さＷ及び主走査方向の幅Ａは全て同じものとする。主走査方向の幅Ａに関しては、全てが同じ幅でなくても、同じ幅の加熱体が複数個存在すればこの実施形態の適用対象となる。

この実施形態では、定着ヒータ３００全体の主走査方向の長さＨと記録材の主走査方向の幅とが一致するように、加熱体３０１〜３０Ｎの各主走査方向の幅Ａと配置数が決定されていることが好ましい。
各加熱体３０１〜３０Ｎは個々にオン・オフ制御が可能で、エンジン制御部１０５のＣＰＵ２１１からの制御信号に基づいて、定着部１０９のヒータ駆動回路が個々の加熱体を駆動させる。さらに、各加熱体は加熱体３０３の例のように、個々に取り外しが可能な構成となっている。
また、定着部１０９からこの定着ヒータ３００を着脱可能であり、定着部１０９もユニット化して画像形成装置から着脱して交換可能である。

図３は、図１に示した定着制御部２３０の画像領域判断部２３１による機能構成を示すブロック図である。
この実施形態の画像領域判断部２３１は、画像読み込み部４０１、画像分割部４０２、画像有無判定部４０５、加熱開始位置決定部４０６の各機能を有する。
画像読み込み部４０１は、コントローラ１０１から入力される画像データを読み込む。読み込まれた画像データは、一時的にエンジン制御部１０５内のＲＡＭ２１３に格納してもよい。
画像分割部４０２は、画像データを分割する。画像有無判定部４０５は画像分割部４０２で分割された画像データの各々に画像があるか否かの判定行う。加熱開始位置決定部４０６は、画像有無判定部４０５で判定された画像の状態に合わせて、加熱を開始する領域を決定する。

以下に、この本実施形態の画像分割部４０２による画像データの分割について説明する。この実施形態の画像分割部４０２は、主走査分割部４０３と副走査分割部４０４を有する。
主走査分割部４０３は、画像データを加熱体の主走査方向の幅毎に主走査方向に分割する。以下の説明では、主走査分割部４０３により分割されたエリアを列エリアと呼ぶ。副走査分割部４０４は、主走査方向に分割された列エリア毎に、画像が存在する領域の副走査方向における先端から後端までを加熱エリアに分割する。

図４は、定着ヒータ３００を構成する加熱体３０１〜３０Ｎの使用頻度の例を示す線図である。この図４を用いてこの発明の目的を説明する。
加熱体の交換を行わない場合、分布線Ｄ２で示すように使用頻度が各加熱体によって不均一となることがある。この状態で定着ヒータ３００を取り替えた場合、加熱体３０３以外はまだ使用可能であるにもかかわらず、取り替えてしまうことになり無駄が生じる。
この発明では、加熱体寿命延長部２４０の後述する使用頻度情報保持部２４１の使用頻度情報に基づいて、加熱体３０１〜３０Ｎの間で使用頻度が大きく不均一とならないようにする。それによって、各加熱体の使用頻度が分布線Ｄ１で示すようにほぼ均一になり、定着ヒータの取り替えによる無駄を軽減する。

図４の分布線Ｄ２で示すケースでは、加熱体３０３のみを寿命到達後に交換するというやり方も考えられる。しかし、寿命の到達は使用頻度以外の影響、例えば設置後の時間経過による劣化などもあるため、使用頻度による寿命に到達した加熱体のみを交換する方法では、加熱体３０４のような使用頻度が低いものが、使用頻度以外の要因で寿命を迎えることもある。その場合、あまり使用されていない加熱体が交換対象となるといった無駄が生じる。

また、各加熱体の劣化具合が大きくばらつく分布線Ｄ２で示すようなケースでは、加熱体３０３の帯状の領域の画質は低く、それ以外の領域の画質は普通といった、用紙一面内の画質のばらつきも無視できないものとなる。それに対してこの発明によれば、全ての加熱体を均一に使用するようになるため、前述した無駄や画質のばらつきを抑えることが可能となる。

図５は、エンジン制御部１０５内の加熱体寿命延長部２４０の機能構成を示すブロック図である。
この加熱体寿命延長部２４０は、使用頻度情報保持部２４１と判断処理部２４２を有する。
使用頻度情報保持部２４１は、各加熱体３０１〜３０Ｎの使用頻度および使用頻度変化率を履歴情報として保持している。使用頻度とは、各加熱体がどれくらい使用されているかを示す指標を意味する。それは、加熱体ごとのＯＮ時間の累積時間やＯＮ／ＯＦＦ回数の累積回数、各加熱体の出力デューティ（ＤＵＴＹ）とそのデューティでのＯＮ時間との積を算出して累積した時間などの情報で構成される。

また、使用頻度変化率とは、一定の期間に各加熱体の使用頻度がどれくらい変化したのかを示す情報である。一定の期間として、通紙枚数が規定枚数（例えば１００枚）毎や、一定時間（例えば一日）毎、定着ローラによる用紙走行距離の一定距離（例えば１００ｍ）などが考えられる。その期間に応じて、前述の使用頻度がどのくらい変化したのかを算出して求めた情報である。
判断処理部２４２は、使用頻度情報保持部２４１の情報に基づいて、加熱体間の交換時期を判断する。
この実施形態における定着装置は、定着部１０９とエンジン制御部１０５による定着制御部２３０と加熱体寿命延長部２４０の機能とによって構成されている。

図６によって、この画像形成装置における定着装置の加熱体交換の通知方法について説明する。図６は、エンジン制御部１０５のＣＰＵ２１１が加熱体寿命延長部２４０の機能として実行する処理のフローチャートである。
この処理は、ＣＰＵ２１１が印刷開始をトリガに開始し、印刷終了と共に終了するものである。ステップＳ１では、印刷が開始されるまで待機する。印刷が開始されるとステップＳ２へ進み、図５に示した使用頻度情報保持部２４１の情報を用いて、加熱体間の交換をすべきか否かを判断する。その判断処理の詳細については後述する。

加熱体間の交換をすべきと判断するとステップＳ３へ進んで、交換後一定期間以内か否かを判断し、一定期間内であればステップＳ５へ進み、一定期間内でなければステップＳ４へ進む。この判断は、加熱体間の交換が実際に行われた際に、次の交換を一定期間（例えば、印刷枚数１０枚や交換後１時間経過など）以上あけるために行う。その理由は、加熱体を交換した直後に、使用頻度情報の更新があまりない状況下で、交換した加熱体間を元の状態に戻してしまう誤判断を回避するためである。

ステップＳ４では、どの加熱体間の交換をすべきかを判断し、交換する加熱体間の情報を図１に示した操作部制御部１０２を通して操作パネルに表示するなどによって、ユーザに通知する。交換の通知の仕方は、操作パネルでの表示以外でもよい。例えば、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）などの印刷ドライバ上やＷＥＢ、メールなどでの通知も考えられる。どの加熱体間の交換をすべきかの詳細については、図１０以降によって後述する。このように、この定着装置は加熱体間の交換をすべきか否かの判断結果を外部へ通知するための手段を有している。

そして、ステップＳ５では交換を判断する周期が適切になるように一定時間待つ。使用頻度情報の更新は印刷動作に沿って一定の間隔おきに行われるため、交換の判断自体も情報の更新の頻度に合わせたもので十分であり、一定時間待つことにする。一定時間とは、例えば１秒などの時間や、１枚などの枚数などを指す。最後に、ステップＳ６で印刷が継続しているかどうかを判断し、継続していればステップＳ２に戻り、終了していれば処理を終了する。
ステップＳ２で加熱体間の交換をすべきでないと判断した場合と、ステップＳ３で交換後一定期間内であると判断した場合は、そのままステップＳ５へ進んで一定時間待つ。その後、ステップＳ６で印刷が継続しているかどうかを判断し、継続していればステップＳ２へ戻り、終了していれば処理を終了する。

図７は、使用頻度情報保持部２４１で保持する加熱体の使用頻度の推移の例を示す図である。この図７によって、使用頻度情報保持部２４１で保持する具体的な使用頻度変化率について説明する。
図７は加熱体３０１〜３０Ｎのうちのいずれか１個の加熱体の使用頻度の推移の例を示している。Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，・・・，Ｔｍは一定期間ごとのタイミングを示し、Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、・・・、Ｆｍはそれぞれのタイミングでの使用頻度を示すものである。このとき、Ｔ２，Ｔ３における使用頻度変化率Ｒ２，Ｒ３を次式で計算する。
Ｒ２＝（Ｆ２−Ｆ１）／（Ｔ２−Ｔ１）・・・（１）
Ｒ３＝（Ｆ３−Ｆ２）／（Ｔ３−Ｔ２）・・・（２）
これらの値はそれぞれ、（Ｔ１，Ｆ１），（Ｔ２，Ｆ２）間の傾き、（Ｔ２，Ｆ２），（Ｔ３，Ｆ３）間の傾きに相当する。したがって、使用頻度が急激に増加するほど、使用頻度変化率は高い値となる。

図８及び図９は、定着部１０９における定着ヒータ３００の具体的な加熱体間の交換判断処理について説明するための図であり、図８は各加熱体の使用頻度の分布を示し、図９は各加熱体の使用頻度変化率の分布を示す。
この図８及び図９を用いて、図６のステップＳ２における加熱体間の交換をすべきか否かの判断について説明する。

図８に示すような加熱体使用頻度の分布の場合、使用頻度が最大の加熱体３０３と最小の加熱体３０４の差分Ｊが、基準値Ｊ１を超えているか否かの判断を、加熱体間の交換の判断処理とする。基準値Ｊ１は、例えば、加熱体の寿命に相当する使用時間を１００％とした場合に、１％に相当する時間などが考えられる。
また、基準値Ｊ１を固定とするのではなく、段階的に切り替えるようにしてもよい。全体的に加熱体の使用頻度が低いタイミングでは、加熱体間の交換の頻度を減らすために、基準値Ｊ１はある程度の大きさとした方がよい。しかし、全体的に加熱体の使用頻度が高いタイミングでは、基準値Ｊ１を小さくした方が、定着ヒータ３００が寿命になったときに，加熱体間の寿命をより均一にできる。

また、図９に示すような加熱体使用頻度変化率の分布の場合、使用頻度変化率が一定値Ｊ２を超えている加熱体が存在するか否かの判断を、加熱体間の交換の判断処理とする。一定値Ｊ２は前述した（１）式や（２）式などで算出される傾きとの比較を行うものであるため、一定期間の単位又は長さや使用頻度の単位によって、どういった値にすべきかが異なる。例えば、一定期間を１００枚、使用頻度を加熱体ＯＮ時間とした場合、一定期間で加熱体ＯＮ時間１００分相当の差異を検出するためには、一定値Ｊ２は次のように計算できる。
Ｊ２＝１００分／１００枚＝１．０［分／枚］となる。
また、基準値Ｊ１と同様に、一定値Ｊ２も固定とするのではなく、段階的に切り替えることも可能である。

図１０及び図１１は、定着ヒータ３００の具体的な交換対象となる加熱体の判断方法について説明するための図であり、加熱体の使用頻度分布を示す図である。
この図１０及び図１１を用いて、図６におけるステップＳ４の通知処理について説明する。
図１０における使用頻度分布Ｄ３のように使用頻度が最大の加熱体３０２と最小の加熱体３０３を除いた使用頻度の分散が小さい場合、加熱体３０２と加熱体３０３のみの交換を通知する。使用頻度分布Ｄ４のように使用頻度が最大の加熱体３０Ｎと最小の加熱体３０１を除いた加熱体の使用頻度の分散も大きい場合は、全加熱体３０１〜３０Ｎの交換を通知する。全加熱体３０１〜３０Ｎの交換を通知する際は、使用頻度の差分が大きいペアから順に交換するように通知する。

図１１に示す例の場合は、まずは使用頻度の差分が最大（Ｊ３）のペアである加熱体３０４と加熱体３０５を交換するように通知する。次に、その加熱体３０４と加熱体３０５を除いて、使用頻度の差分が最大（Ｊ４）のペアである加熱体３０１と加熱体３０３を交換するように通知する。最後に、使用頻度の差分が最小（Ｊ５）のペアである加熱体３０２と加熱体３０Ｎを交換するように通知する。ただし、交換となるペアの使用頻度の差がほとんどない場合には、そのペアは交換しないと判断するやり方もある。

図１２〜図１９は、定着ヒータ３００の具体的な交換対象となる加熱体の他の判断方法について説明するための使用頻度又は使用頻度変化率の分布を示す図である。
図１２〜図１９を用いて、図６におけるステップＳ４の通知処理について説明する。
図１３に示すように加熱体３０４の使用頻度変化率が一定値Ｊ２を超えた場合、図１２の使用頻度分布に、使用頻度変化率を加味した未来の使用頻度分布を図１４に示すように予測する。
このときの、使用頻度予測が最大の加熱体３０４と最小の加熱体３０Ｎの使用頻度予測の差分をＶ４とする。さらに、使用頻度変化率が最大の加熱体３０４と他の各加熱体の一つとを順次交換した場合の未来の使用頻度を図１５〜図１８に示すように予測する。

そして、使用頻度変化率が最大の加熱体３０４と他の加熱体３０ｎ（１≦ｎ≦Ｎ，ｎ≠４）を交換したときの、使用頻度予測が最大の加熱体と最小の加熱体の使用頻度予測の差分をＶｎとする。
最終的にＶ１〜ＶＮを比較し、その中で最も値が小さいＶｋを判断し、加熱体間の交換を通知する。この例では、ＶＮが最も小さい値となっているので、加熱体３０４と加熱体３０Ｎの交換を通知する。
また、図１９に示すように、複数の加熱体の使用頻度変化率が一定値Ｊ２を超えた場合は、そのうち最も使用頻度変化率が大きい加熱体３０３を基準にして、単一の加熱体の使用頻度変化率が一定値Ｊ２を超えた場合と同様の処理を行う。

以上説明してきたように、この実施形態の画像形成装置における定着装置は、複数の加熱体３０１〜３０Ｎを主走査方向に並べて配置した定着ヒータ３００を有し、その複数の加熱体３０１〜３０Ｎをそれぞれ独立にオン・オフ制御することができる。そして、定着ヒータ３００の複数の加熱体３０１〜３０Ｎがそれぞれ独立に交換可能な構成である。
さらに、複数の各加熱体３０１〜３０Ｎの使用頻度情報を保持する使用頻度情報保持部２４１と、その使用頻度情報に基づいて、複数の加熱体３０１〜３０Ｎ間の交換の要否を判断する判断処理部２４２と、その判断処理部２４２が複数の加熱体間の交換が必要と判断した場合に、その判断結果を外部に通知する手段とを有している。

その通知によって、ユーザが定着部１０９を画像形成装置から取り出して、定着ヒータ３００の通知された対の加熱体の取り付け位置を交換して、再び画像形成装置に装着して使用することができる。それによって、複数の加熱体の使用頻度の差が少なくなり、加熱体間の使用頻度のばらつきを抑えることが可能になる。

要するに、加熱体の使用頻度に一定の差異を検知した際に、各加熱体の履歴情報やユーザの印刷状況などに基づき、使用頻度が均等になるような加熱体間の交換判断を行うことができる。それによって、各加熱体の劣化状況がほぼ均一に保たれた状態で使用されることになり、定着ユニットの寿命による交換時に加熱体間の使用頻度のばらつきが少ない状態で定着ユニットを交換できることになる。

また、判断処理部２４２が、上記使用頻度情報に基づいて、使用頻度が最大の加熱体と最小の加熱体との使用頻度の差分が、基準値Ｊ１を超えているか否かによって複数の加熱体間の交換の要否を判断し、基準値Ｊ１を超えている場合には、使用頻度が最大の加熱体と最小の加熱体との交換を要すると判断するようにしてもよい。
このようにすれば、使用頻度が最大の加熱体と最小の加熱体の差分は、加熱体間の使用の偏りの一番大きいものを指すため、この最大最小間の差分を判断基準とすることで、交換が必要な時期を適切に判断し、交換を促すことが可能になる。使用頻度が最大の加熱体の配置箇所は引き続き使用頻度が高いことが見込まれ、また使用頻度が最小の加熱体の配置箇所は引き続き使用頻度が低いことが見込まれる。そのため、使用頻度の最大と最小の加熱体を交換することにより、加熱体間の使用頻度のばらつきを効果的に有効に抑えることが可能になる。

あるいは、判断処理部２４２が、上記使用頻度情報に基づいて、使用頻度が大きい方から順に、使用頻度の差分が最大となる加熱体の組み合わせを判断し、その組み合わせに従って複数の加熱体間の交換の要否と交換が必要な組み合わせを判断するようにしてもよい。
この場合、使用頻度が一番大きい加熱体と一番小さい加熱体、使用頻度が最大及び最小から二番目同士の加熱体と、使用頻度が大きい方から順に、使用頻度毎の組み合わせを判断し、その組み合わせに従って加熱体を交換することにより、加熱体全体のばらつきを抑えることが可能となる。

また、判断処理部２４２が、第１の機能と第２の機能と、加熱体使用頻度の分布に応じて前記第１の機能と前記第２の機能を切り替える機能とを有するようにしてもよい。
その第１の機能を、上述した使用頻度情報に基づいて、使用頻度が最大の加熱体と最小の加熱体との使用頻度の差分が、基準値Ｊ１を超えているか否かによって複数の加熱体間の交換の要否を判断し、基準値Ｊ１を超えている場合には、使用頻度が最大の加熱体と最小の加熱体との交換を要すると判断する機能とする。
第２の機能を、上述した使用頻度情報に基づいて、使用頻度が大きい方から順に、使用頻度の差分が最大となる加熱体の組み合わせを判断し、その組み合わせに従って前記複数の加熱体間の交換の要否と交換が必要な組み合わせを判断する機能とする。

加熱体の使用頻度として、全体的にばらついているケースもあれば、一部の加熱体だけ突出しているケースなどさまざまな状況が存在する。上記のようにすれば、状況に応じて最適な加熱体間の交換の判断ができる。そのため、不必要な加熱体の交換を抑制でき、交換時の手間を減らすことが可能となる。例えば、使用頻度が全体的にばらついている場合には、全体を交換した方が良いし、一部だけ突出している場合には一部だけの交換でも十分である。

また、使用頻度情報保持部２４１は、複数の各加熱体の一定の期間の使用頻度の差異を使用頻度変化率として算出する使用頻度変化率算出部を持つことができる。そして、判断処理部２４２は、その使用頻度情報保持部２４１が複数の各加熱体の使用頻度変化率を更新するタイミングにおいて、使用頻度変化率が一定値を超えている加熱体があるかどうかによって、複数の加熱体間の交換の要否を判断することができる。

このようにすれば、加熱体の使用頻度が急激に増えている場合、その加熱体は以降の使用頻度が高くなる可能性があるので、事前に加熱体を交換しておくことで使用頻度の偏りが生じるのを未然に抑制できる。特に、使用頻度がわからないケース（ユニット交換による消失など）でも、一定の期間の使用頻度変化率さえわかれば交換の判断が可能になる。
さらに、使用頻度情報保持部２４１が、使用頻度変化率算出部より算出された変化の増分を加味したある一定期間後の各加熱体の使用頻度予測情報を算出する使用頻度予測算出部を持つこともできる。

そして、判断処理部２４２は、加熱体を交換しない場合の使用頻度予測算出部による使用頻度予測と、使用頻度変化率が最大の加熱体と他の各加熱体の一つとを順次交換した場合の使用頻度予測から、それぞれの場合の使用頻度予測が最大の加熱体と最小の加熱体の差分を計算し、その差分が最小となる加熱体の交換を判断することができる。
このようにすれば、加熱体の使用頻度の変化率が大きいものが出てきたときに、その変化率から将来の各加熱体の使用頻度を予測し、各加熱体のばらつきが出ないように事前に交換することにより、使用頻度の偏りが生じるのを未然に抑制できる。

以上、この発明の実施形態について説明してきたが、その実施形態の各部の具体的な構成や処理の内容等は、そこに記載したものに限るものではない。
この発明による画像形成装置は、デジタル複写機とデジタル複合機に限るものではなく、電子写真方式のプリンタ、ファクシミリ装置等を含む各種のモノクロ又はカラーの画像形成装置を含む。
また、この発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に記載された技術的特徴を有する以外は、何ら限定されるものではないことは言うまでもない。
さらに、以上説明してきた実施形態の構成例、動作例及び変形例等は、適宜変更又は追加したり、一部を削除してもよく、相互に矛盾しない限り任意に組み合わせて実施することも可能であることは勿論である。

１０１：コントローラ１０２：操作部制御部１０５：エンジン制御部
１０７：読取制御部１０８：書込制御部１０９：定着部２３０：定着制御部
２３１：画像領域判断部２３２：加熱体選択部２３３：加熱体駆動部
２４０：加熱体寿命延長部２４１：使用頻度情報保持部２４２：判断処理部
３００：定着ヒータ３０１，３０２，・・・，３０Ｎ：加熱体
４０１：画像読み込み部４０２：画像分割部４０３：主走査分割部
４０４：副走査分割部４０５：画像有無判定部
４０６：加熱開始位置決定部

特開２００７−４０７９号公報

Claims

複数の加熱体を主走査方向に並べて配置した定着ヒータを有し、前記複数の加熱体をそれぞれ独立にオン・オフ制御することができる定着装置において、
前記定着ヒータの複数の加熱体がそれぞれ独立に交換可能な構成であり、
前記複数の各加熱体の使用頻度情報を保持する使用頻度情報保持部と、前記使用頻度情報に基づいて前記複数の加熱体間の交換の要否を判断する判断処理部と、該判断処理部が前記複数の加熱体間の交換が必要と判断した場合に、その判断結果を外部に通知する手段とを有することを特徴とする定着装置。
請求項１に記載の定着装置において、
前記判断処理部は、前記使用頻度情報に基づいて、使用頻度が最大の加熱体と最小の加熱体との使用頻度の差分が、基準値を超えているか否かによって前記複数の加熱体間の交換の要否を判断し、前記基準値を超えている場合には、前記使用頻度が最大の加熱体と最小の加熱体との交換を要すると判断することを特徴とする定着装置。
請求項１に記載の定着装置において、
前記判断処理部は、前記使用頻度情報に基づいて、使用頻度が大きい方から順に、使用頻度の差分が最大となる加熱体の組み合わせを判断し、その組み合わせに従って前記複数の加熱体間の交換の要否と交換が必要な組み合わせを判断することを特徴とする定着装置。
請求項１に記載の定着装置において、前記判断処理部は、
前記使用頻度情報に基づいて、使用頻度が最大の加熱体と最小の加熱体との使用頻度の差分が、基準値を超えているか否かによって前記複数の加熱体間の交換の要否を判断し、前記基準値を超えている場合には、前記使用頻度が最大の加熱体と最小の加熱体との交換を要すると判断する第１の機能と、
前記使用頻度情報に基づいて、使用頻度が大きい方から順に、使用頻度の差分が最大となる加熱体の組み合わせを判断し、その組み合わせに従って前記複数の加熱体間の交換の要否と交換が必要な組み合わせを判断する第２の機能と、
加熱体使用頻度の分布に応じて前記第１の機能と前記第２の機能を切り替える機能とを有することを特徴とする定着装置。
請求項１に記載の定着装置において、
前記使用頻度情報保持部は、前記複数の各加熱体の一定の期間の使用頻度の差異を使用頻度変化率として算出する使用頻度変化率算出部を持ち、
前記判断処理部は、前記使用頻度情報保持部が前記複数の各加熱体の使用頻度変化率を更新するタイミングにおいて、使用頻度変化率が一定値を超えている加熱体があるかどうかによって、前記複数の加熱体間の交換の要否を判断することを特徴とする定着装置。
請求項５に記載の定着装置において、
前記使用頻度情報保持部は、前記使用頻度変化率算出部より算出された変化の増分を加味したある一定期間後の各加熱体の使用頻度予測情報を算出する使用頻度予測算出部を持ち、
前記判断処理部は、加熱体を交換しない場合の前記使用頻度予測算出部による使用頻度予測と、使用頻度変化率が最大の加熱体と各加熱体を交換した場合の使用頻度予測から、それぞれの場合の使用頻度予測が最大の加熱体と最小の加熱体の差分を計算し、その差分が最小となる加熱体の交換を判断することを特徴とする定着装置。
請求項１から６のいずれか一項に記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。