JP2016130823A - 画像形成装置、ローラ寿命判定方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】定着装置に従来からある機能を利用して、定着装置が備える弾性層が形成されたローラの寿命予測をより正確に行えるようにする。
【解決手段】本発明の一態様に係る画像形成装置は、ニップ部を形成する一対のローラを有し、少なくともいずれかのローラの内部に熱源が配置されるとともに、いずれかのローラの表面に弾性層が形成されている定着部を備え、ニップ圧力を付与した状態で弾性層が形成されたローラを回転駆動させ、その弾性層が形成されたローラ表面の温度上昇値に応じて、弾性ローラの劣化状態を判定する。
【選択図】図８

Description

本発明は、定着装置を備える画像形成装置、ローラ寿命判定方法及びプログラムに関する。

電子写真方式の画像形成装置は、トナー像を溶融して用紙（転写材）に定着させる定着装置を備えている。例えば熱ローラ方式の定着装置は、加熱部材である加熱ローラと加圧部材である加圧ローラとを有し、加熱ローラと加圧ローラとの圧接部分（定着ニップ部）で用紙を挟持搬送することにより用紙上の未定着トナー像を加熱し、用紙上にトナー像を定着させる。

定着装置を構成する加熱ローラ及び加圧ローラのうち少なくとも一方のローラの表面には、弾性材料層（以下「弾性層」と記す）が形成されている。一般に加圧ローラの表面に弾性層が形成され、その上からコーティング処理がなされている。定着装置が長時間駆動すると、ローラの表面の弾性層は加熱や加圧、摩耗等により劣化が進む。劣化が進んだ加圧ローラは交換が必要となる。このような弾性層が形成されたローラ（以下「弾性ローラ」と記すことがある）の交換時期を予測する種々の技術が開発されている。

例えば、特許文献１には、プリンタ消耗品（接触式トナー定着器等）の寿命判定データとして一定の転写率を基に定めた耐久印刷ページ数をメモリに記憶しておき、制御部が実際の消費印刷ページ数が上記耐久印刷ページ数に達したかどうかでプリンタ消耗品の寿命時期を認識するプリンタ制御装置が記載されている。

また、特許文献２には、加熱ローラと加圧ローラに向けた距離センサを、各ローラの軸方向と平行なガイドレールに沿って移動させ、その動作中に距離センサと各ローラの表面との距離を測定し、各ローラの表面形状を算出する異常判断装置が記載されている。この異常判断装置は、表面に磨耗や損傷があって算出結果と基準形状との相違が、許容範囲を超えた場合、ローラの表面形状に異常が生じた旨を報知する。

また、特許文献３には、基層管状体とその外面に設けられた離型層を有し、離型層は２層以上の着色離型層から形成されており、それぞれの着色離型層の色が相違する複合管状体により構成される定着用ベルトが記載されている。特許文献３に記載の定着用ベルトを用いた画像形成装置は、センサを用いて認識した離型層の色に基づいて、通紙における離型層の磨耗の進行状況を把握することにより、確実に定着用ベルトの交換時期の把握を可能とする。

特開２０００−８１８１５号公報 特開平１０−１７７３２６号公報 特開２００３−２６３０４９号公報

しかし、特許文献１に記載のプリンタ制御装置は、該プリンタ制御装置の使用状況（使用履歴）に応じてローラの寿命を予測するため、通紙時のローラへの負荷が正確に反映されておらず誤差が大きいという問題がある。（通紙される用紙の詳細状態、ローラ温度条件、使用環境等）。また、一定の条件での予測のみで判断する為、真の寿命判断が出来ない。

特許文献２に記載の異常判断装置では、ローラに向けてレーザ光を照射してその反射光を受光することでローラとの距離を測定する距離センサが必要であり、特許文献３に記載の定着用ベルトを用いた画像形成装置では、離型層の色を認識するためのセンサが必要である。このように特許文献２，３に記載の技術は、本来定着装置に不要な機構を設けるため、定着装置が高価になるという問題がある。なお、特許文献３には、離型層の色を目視により確認することも記載されているが、離型層の摩耗の進行状況に対する判断を作業者の主観に頼ることになり、離型層の磨耗の進行状況を客観的に把握することができない。

上記の状況から、定着装置に従来からある機能を利用して、定着装置が備える弾性層が形成されたローラの寿命予測をより正確に行える手法が望まれていた。

本発明の一態様の画像形成装置は、ニップ部を形成する一対のローラを有し、少なくともいずれかのローラに対して熱源が配置されるとともに、いずれかのローラの表面に弾性層が形成されている定着部と、弾性層が形成されたローラの表面温度を測定する温度センサとを備える。また、熱源が動作していない状態でニップ部を形成して一対のローラを回転駆動させた場合における、弾性層が形成されたローラの回転駆動前から回転駆動後にかけての表面温度の温度上昇値と、弾性層が形成されたローラの寿命に関する情報とを対応づけて格納するテーブルを備える。また、熱源が動作していない状態でニップ部を形成して一対のローラを回転駆動させ、弾性層が形成されたローラが回転駆動した後に温度センサを用いて弾性層が形成されたローラの表面温度を測定し、弾性層が形成されたローラの表面温度を用いて弾性層が形成されたローラの回転駆動前から回転駆動後にかけての表面温度の温度上昇値を算出し、温度上昇値を基にテーブルを参照して弾性層が形成されたローラの寿命を判定する制御部を備える。さらに、制御部による弾性層が形成されたローラの寿命の判定結果を出力する出力部を備える。

本発明の一態様のローラ寿命判定方法は、ニップ部を形成する一対のローラを有し、少なくともいずれかのローラに対して熱源が配置されるとともに、いずれかのローラの表面に弾性層が形成されている定着部を備える画像形成装置によるローラ寿命判定方法である。
このローラ寿命判定方法は、画像形成装置が備える制御部により、熱源が動作していない状態で一対のローラを回転駆動させるステップと、制御部により、弾性層が形成されたローラが回転駆動した後に温度センサを用いて弾性層が形成されたローラの表面温度を測定するステップとを有する。また、制御部により、弾性層が形成されたローラの表面温度を用いて弾性層が形成されたローラの回転駆動前から回転駆動後にかけての表面温度の温度上昇値を算出するステップを有する。また、制御部により、温度上昇値を基に、弾性層が形成されたローラの回転駆動前から回転駆動後にかけての表面温度の温度上昇値と、弾性層が形成されたローラの寿命に関する情報とを対応づけて格納するテーブルを参照して、弾性層が形成されたローラの寿命を判定するステップとを有する。さらに、制御部により、弾性層が形成されたローラの寿命の判定結果を出力部に出力するステップを有する。

本発明の一態様のローラ寿命判定プログラムは、ニップ部を形成する一対のローラの少なくともいずれかのローラに配置された熱源が動作していない状態でこの一対のローラを回転駆動させる処理と、一対のローラのうち表面に弾性層が形成されたローラが回転駆動した後に温度センサを用いて弾性層が形成されたローラの表面温度を測定する処理と、弾性層が形成されたローラの表面温度を用いて弾性層が形成されたローラの回転駆動前から回転駆動後にかけての表面温度の温度上昇値を算出する処理と、温度上昇値を基に、弾性層が形成されたローラの回転駆動前から回転駆動後にかけての表面温度の温度上昇値と、弾性層が形成されたローラの寿命に関する情報とを対応づけて格納するテーブルを参照して、弾性層が形成されたローラの寿命を判定する処理と、弾性層が形成されたローラの寿命の判定結果を出力部に出力する処理と、をコンピュータに実行させるためのプログラムである。

少なくとも本発明の一態様の画像形成装置、ローラ寿命判定方法及びプログラムによれば、定着部に従来からある温度センサを利用して、定着部が備える弾性層が形成されたローラの寿命をより正確に予測することができる。

本発明が適用される画像形成装置の一例を示す全体構成図である。 図１の画像形成装置が備える定着部の一例を示す軸方向に垂直な断面図である。 図２の定着部が備える加圧ローラの一例を示す軸方向に沿う断面図である。 図２の定着部に設けられるニップ圧力可変機構の一例（ニップ圧力大の状態）を示す側面図である。 図２の定着部に設けられるニップ圧力可変機構の一例（ニップ圧力小の状態）を示す側面図である。 ニップ圧力による弾性ローラの温度上昇の違いを示したグラフである。 弾性体の荷重とたわみ率との関係を表した弾性ヒステリシス特性図である。 弾性ローラの劣化状態による温度上昇の違いを示したグラフである。 本発明の第１の実施の形態に係る加圧ローラの温度上昇値と寿命到達度とを格納するローラ劣化状態テーブルの例である。 本発明の第１の実施の形態に係る弾性ローラの温度上昇値とプリント枚数との関係の一例を示したグラフである。 本発明が適用される画像形成装置の各部のハードウェア構成例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係る弾性ローラの寿命判定処理例を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係る補正テーブルの例である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の説明や各図において、同一要素または同一機能を有する要素には同一の符号を付して示し、重複する説明は省略する。

＜１．第１の実施の形態＞
本出願人は、ニップ圧力を付与した状態で定着部のニップ部を形成する弾性ローラを回転させることにより弾性ローラの表面温度が上昇するという知見を得た。以下で説明する実施の形態は、この知見に基づきニップ圧力を付与した状態で弾性ローラを回転させ、その弾性ローラ表面の温度上昇値に応じて、弾性ローラの寿命を予測するというものである。

［画像形成装置の構成例］
まず、本発明が適用される画像形成装置の概要について、図１を参照して説明する。
図１は、本発明が適用される画像形成装置の一例を示す全体構成図である。

図１に示すように、画像形成装置１は、電子写真方式により用紙に画像を形成するものであり、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｂｋ）の４色のトナーを重ね合わせるタンデム形式のカラー画像形成装置である。この画像形成装置１は、原稿搬送部１０と、用紙収納部２０と、画像読取部３０と、画像形成部４０と、中間転写ベルト５０と、２次転写部７０と、定着部８０とを有する。

原稿搬送部１０は、原稿Ｇがセットされる原稿給紙台１１と、複数のローラ１２と、搬送ドラム１３と、搬送ガイド１４と、原稿排出ローラ１５と、原稿排出トレイ１６とを有している。原稿給紙台１１にセットされた原稿Ｇは、複数のローラ１２及び搬送ドラム１３によって、画像読取部３０の読取位置に１枚ずつ搬送される。搬送ガイド１４及び原稿排出ローラ１５は、複数のローラ１２及び搬送ドラム１３により搬送された原稿Ｇを原稿排出トレイ１６に排出する。

画像読取部３０は、原稿搬送部１０により搬送された原稿Ｇ又は原稿台３１に載置された原稿の画像を読み取って、画像データを生成する。具体的には、原稿Ｇの画像がランプＬによって照射される。原稿Ｇからの反射光は、第１ミラーユニット３２、第２ミラーユニット３３、レンズユニット３４の順に導かれて、撮像素子３５の受光面に結像する。撮像素子３５は、入射した光を光電変換して所定の画像信号を出力する。出力された画像信号は、Ａ／Ｄ変換されることにより画像データとして作成される。

また、画像読取部３０は、画像読取制御部３６を有している。画像読取制御部３６は、Ａ／Ｄ変換によって作成された画像データに、シェーディング補正やディザ処理、圧縮等の処理を施して、制御部１００のＲＡＭ１０３（図１０参照）に格納する。なお、画像データは、画像読取部３０から出力されるデータに限定されず、画像形成装置１に接続されたパーソナルコンピュータや他の画像形成装置などの外部装置から受信したものであってもよい。

用紙収納部２０は、装置本体の下部に配置されており、用紙のサイズや種類に応じて複数設けられている。この用紙は、給紙部２１により給紙されて搬送部２３に送られ、搬送部２３によって転写位置を有する２次転写部７０に搬送される。つまり、搬送部２３は、給紙部２１から給紙された用紙を２次転写部７０へ搬送する機能を果たし、用紙を搬送する搬送経路を形成している。また、用紙収納部２０の近傍には、手差部２２が設けられている。この手差部２２からは、用紙収納部２０に収納されていないサイズの用紙やタグを有するタグ紙、ＯＨＰシート等の特殊紙が転写位置へ送られる。図１においては、給紙部２１により給紙される用紙にＳの符号を付している。

画像読取部３０と用紙収納部２０との間には、画像形成部４０と、中間転写ベルト５０が配置されている。画像形成部４０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のトナー画像を形成するために、４つの画像形成ユニット４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋを有する。

第１の画像形成ユニット４０Ｙは、イエローのトナー画像を形成し、第２の画像形成ユニット４０Ｍは、マゼンタのトナー画像を形成する。また、第３の画像形成ユニット４０Ｃは、シアンのトナー画像を形成し、第４の画像形成ユニット４０Ｋは、ブラックのトナー画像を形成する。これら４つの画像形成ユニット４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋは、それぞれ同一の構成を有しているため、ここでは第１の画像形成ユニット４０Ｙについて説明する。

第１の画像形成ユニット４０Ｙは、ドラム状の感光体４１と、感光体４１の周囲に配置された帯電部４２と、露光部４３と、現像部４４と、クリーニング部４５を有している。感光体４１は、不図示の駆動モータによって回転する。帯電部４２は、感光体４１に電荷を与え感光体４１の表面を一様に帯電する。露光部４３は、画像読取部３０により生成された画像データ又は外部装置から送信された画像データに基づいて、感光体４１の表面に対して露光走査を行うことにより感光体４１上に静電潜像を形成する。

現像部４４は、例えばトナーとキャリアからなる２成分現像剤を用いて、感光体４１に形成された静電潜像にイエローのトナーを付着させる。これにより、感光体４１の表面は、イエローのトナー画像が形成される。

なお、第２の画像形成ユニット４０Ｍの現像部４４は、感光体４１にマゼンタのトナーを付着させ、第３の画像形成ユニット４０Ｃの現像部４４は、感光体４１にシアンのトナーを付着させる。そして、第４の画像形成ユニット４０Ｋの現像部４４は、感光体４１にブラックのトナーを付着させる。

感光体４１上に形成されたトナー画像は、像担持体の一例である中間転写ベルト５０に転写される。中間転写ベルト５０は、無端状に形成されており、複数のローラに掛け渡されている。この中間転写ベルト５０は、不図示の駆動モータで感光体４１の回転（移動）方向とは逆方向に回転駆動する。
クリーニング部４５は、トナー画像が中間転写ベルト５０に転写された後に、感光体４１の表面に残留しているトナーを除去する。

中間転写ベルト５０における各画像形成ユニット４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋの感光体４１と対向する位置には、１次転写部５１が設けられている。この１次転写部５１は、中間転写ベルト５０にトナーと反対の極性の電圧を印加することで、感光体４１上に形成されたトナー画像を中間転写ベルト５０に１次転写する。

そして、中間転写ベルト５０が回転駆動することで、中間転写ベルト５０の表面には、４つの画像形成ユニット４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋで形成されたトナー画像が順次転写される。これにより、中間転写ベルト５０上には、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックのトナー画像が重なり合いカラーのトナー画像が形成される。

また、中間転写ベルト５０には、ベルトクリーニング装置５３が対向している。このベルトクリーニング装置５３は、用紙へのトナー画像の転写を終えた中間転写ベルト５０の表面を清掃する。

中間転写ベルト５０の近傍で、かつ搬送部２３の用紙搬送方向の下流側には、２次転写部７０が配置されている。２次転写部７０は、搬送されてくる用紙を中間転写ベルト５０に接触させて、中間転写ベルト５０の外周面上に形成されたトナー画像を用紙に２次転写する。２次転写部７０は、２次転写ローラ７１を有している。２次転写ローラ７１は、中間転写ベルト５０を挟んで対向ローラ５２に圧接されている。２次転写ローラ７１と中間転写ベルト５０が接触する部分は、２次転写ニップ部となる。この２次転写ニップ部が、中間転写ベルト５０の外周面上に形成されたトナー画像を用紙Ｓに転写する転写位置である。

２次転写部７０における用紙の排出側には、定着部８０が設けられている。この定着部８０は、用紙を加圧及び加熱して、転写されたトナー画像を用紙に定着させる。定着部８０は、例えば、一対の定着部材である加熱ローラ８１及び加圧ローラ８２（弾性ローラの一例）で構成されている。加熱ローラ８１及び加圧ローラ８２は、互いに圧接した状態で配置されており、加熱ローラ８１と加圧ローラ８２とが接する位置には、圧接部として定着ニップ部Ｎが形成される。

加熱ローラ８１の内部には、加熱部（熱源）が設けられている。この加熱部からの輻射熱により加熱ローラ８１の外周部が温められる。用紙は、２次転写部７０によりトナー画像が転写された面（定着対象面）が加熱ローラ８１と向き合うように搬送され、定着ニップ部Ｎを通過する。このとき、定着ニップ部Ｎを通過する用紙に対し、加熱ローラ８１と加圧ローラ８２とによる加圧と、加熱ローラ８１の熱による加熱（熱定着）が行われる。

温度センサ１１３は、画像形成装置１の筐体内部の任意の位置に取り付けられており、画像形成装置１内の雰囲気の温度を測定する。

ファン１１４は、画像形成装置１の筐体内部の任意の位置に取り付けられており、画像形成装置１内に気流を発生させる。ファン１１４は、画像形成装置１内の雰囲気を外部に排出するものでもよい。

定着部８０の用紙搬送方向の下流側には、切換ゲート２４が配置されている。切換ゲート２４は、定着部８０を通過した用紙の搬送路を切り換える。すなわち、切換ゲート２４は、片面画像形成における画像形成面を上方に向けて排紙するフェースアップ排紙を行う場合に、用紙を直進させる。これにより、用紙は、一対の排紙ローラ２５によって排紙される。また、切換ゲート２４は、片面画像形成における画像形成面を下方に向けて排紙するフェースダウン排紙及び両面画像形成を行う場合に、用紙を下方に案内する。

フェースダウン排紙を行う場合は、切換ゲート２４によって用紙を下方に案内した後に、用紙反転搬送部２６によって表裏を反転して上方に搬送する。これにより、表裏が反転されて画像形成面が下方に向いた用紙は、一対の排紙ローラ２５によって排紙される。
両面画像形成を行う場合は、切換ゲート２４によって用紙を下方に案内した後に、用紙反転搬送部２６によって表裏を反転し、再給紙路２７により再び２次転写部７０の転写位置へ送られる。

一対の排紙ローラ２５の下流側に、用紙を折ったり、用紙に対してステープル処理等を行ったりする後処理装置を配置してもよい。

［定着部の構成］
図２は、定着部８０の軸方向に垂直な断面図である。なお、図２では、加熱ローラ８１、加圧ローラ８２及び温度センサ１１１，１１２以外の部材の記載を省略している。

定着部８０は、内部にハロゲンランプ等の熱源Ｈａを有し加熱回転体である加熱ローラ８１を備える。加熱ローラ８１の回転軸は、定着部８０のハウジング８０ｈに回転自在に保持されている。この熱源Ｈａからの輻射熱により加熱ローラ８１の外周部が温められる。そして、加熱ローラ８１の熱が用紙Ｓへ伝達されることにより、用紙Ｓ上のトナー像が熱定着される。

また、定着部８０は、加熱ローラ８１に対向する加圧回転体である加圧ローラ８２を有する。加圧ローラ８２は、ばね等の弾性部材９５（図４，図５参照）の付勢により加熱ローラ８１を押圧しつつ、加熱ローラ８１の回転に伴い従動回転する。

加熱ローラ８１は、圧接する加圧ローラ８２との間に用紙Ｓを挟み込んで用紙Ｓを搬送する。このとき加熱ローラ８１及び加圧ローラ８２によって用紙Ｓ上に転写された未定着トナー像を加熱及び加圧し、用紙Ｓ上にトナー像を定着させる。

加熱ローラ８１の外周面の近傍であって該加熱ローラ８１の軸方向の中央には、非接触式の温度センサ１１１（温度測定部の一例）が配置されている。また、加圧ローラ８２の外周面の近傍であって該加圧ローラ８２の軸方向の中央には、非接触式の温度センサ１１２（温度測定部の一例）が配置されている。温度センサ１１１，１１２で検出される温度に基づいて、制御部１００（図１０参照）による加熱ローラ８１の温調が行われる。なお、非接触式の温度センサを用いることにより、摩擦熱による測定誤差をなくすことができる。

図３は、加圧ローラ８２の一例を示す断面図である。図３では、加圧ローラ８２の回転軸を通る平面で切った断面を示している。

図３に示すように、加熱ローラ８１は中空のローラ本体８３を有する。ローラ本体８３の両端部の外側にはそれぞれ、ローラ本体８３の径よりも小さい径の芯金部８３ｓが形成されている。ローラ本体８３の表面（外周面）には、弾性材料からなる層である弾性層８４が形成されている。例えば弾性材料として、所謂シリコンゴムを用いることができる。

［ニップ圧可変機構］
本実施の形態に係る定着部８０は、加熱ローラ８１と加圧ローラ８２により形成される定着ニップ部Ｎにおけるニップ圧力を調整するニップ圧力可変機構を備える。

図４は、定着部８０に設けられるニップ圧力可変機構の一例（ニップ圧力大の状態）を示す側面図である。また図５は、定着部８０に設けられるニップ圧力可変機構の一例（ニップ圧力小の状態）を示す側面図である。

図４及び図５に示すようにニップ圧力可変機構９０は、加圧ローラ８２の下方に設けられる。ニップ圧力可変機構９０は、台座９１と、カム部材９４と、弾性部材９５と、カム部材９４を回転させる不図示の駆動機構とを備えている。

台座９１は、軸受け部９２と押し込み力受け部９３を備える。軸受け部９２は、台座９１に形成された湾曲形状の切り欠きであり、加圧ローラ８２の芯金部８３ｓに当接して加圧ローラ８２を下側から支持する。押し込み力受け部９３は、該押し込み力受け部９３と当接する弾性部材９５が上方へ押し込む力を受ける。弾性部材９５には一例としてばね部材を用いることができる。弾性部材９５は、カム部材９４の回転に応じて伸縮自在に変形し、弾性エネルギーを蓄積及び解放する。

台座９１は、押し込み力受け部９３に当接する弾性部材９５により上方、すなわち加熱ローラ８１側へ付勢されている。不図示の駆動機構によりカム部材９４が回転して弾性部材９５の伸縮方向の長さが短くなった状態のとき、弾性部材９５の押し込み力が強く、定着ニップ部Ｎにおけるニップ圧力が大きい。一方、カム部材９４が回転して弾性部材９５の伸縮方向の長さが長くなった状態のとき、弾性部材９５の押し込み力が弱く、定着ニップ部Ｎにおけるニップ圧力が小さい。

本実施の形態に係る定着部８０はニップ圧力可変機構９０を備えるが、ニップ圧力可変機構９０は省略することもできる。

［弾性ローラ表面の温度上昇の原理］
次に、加圧ローラ８２等の弾性ローラの表面の温度が上昇する原理について図６，図７を用いて説明する。

始めに、ニップ圧力による弾性ローラの温度上昇の違いを説明する。
図６は、ニップ圧力による弾性ローラの温度上昇の違いを示したグラフであり、横軸は弾性ローラの空回り時間（ｍｉｎ）、縦軸は弾性ローラの表面温度の上昇値（℃）を示す。ここで、弾性ローラの「空回り」とは、通紙せずにニップ圧力を付与した状態で弾性ローラが回転することである。また、「表面温度の上昇値」は、空回り開始前の表面温度と空回り終了後の表面温度から算出される表面温度の上昇幅である。

図６に示すように、弾性ローラを、ニップ圧力を付与した状態で回転させるとその表面温度が上昇する。図６では、測定条件としてニップ圧力大のときとニップ圧力小のときの測定結果が示されているが、ニップ圧力が大きいほど表面温度の上昇値が大きいことがわかる。

このような弾性ローラ表面の温度上昇は、弾性ヒステリシス損失が原因であると考えられる。弾性ヒステリシス損失とは、弾性体の変形に伴うエネルギーロスである。稼働時の一般的な加圧ローラの変形率（たわみ率）は、５％〜３０％程度である。日本工業規格（ＪＩＳ Ｋ ６４００−２ Ｂ法）に基づいて弾性体の硬さ試験を実施する（弾性体に力を加えて圧縮させた後に力を解放させる）と、一例として図７に示すようなヒステリシス曲線が描ける。図７の縦軸は弾性体にかかる荷重Ｆ［Ｎ］、横軸は弾性体のたわみ率［％］を示す。縦軸上のＳ_２５は２５％圧縮時の力［Ｎ］、Ｓ_６５は６５％圧縮時の力［Ｎ］を表している。

図７のヒステリシス曲線では、弾性体に荷重０［Ｎ］の状態から徐々に荷重をかけた後に荷重０［Ｎ］に戻したときに、最終的に弾性体にたわみ率ｄ［％］のひずみが残っている。この弾性ヒステリシス損失に伴うエネルギーロス（図７の斜線部）によって弾性体が発熱し、弾性体の温度が上昇する。このようなエネルギーロスが発生するのは、弾性体にひずみを生じさせる場合に、ひずみを増加させる方が減少させるよりも大きな荷重が必要なためである。

この弾性ヒステリシス損失に伴うエネルギーロスは、弾性体に加わる圧縮力が強いほど大きい。また弾性体に繰り返し圧縮力を加えると、弾性体が繰り返し発熱する。よって、ニップ圧力が大きく、弾性ローラの回転速度が高いほど、弾性ローラ表面の温度上昇は大きくなる。また、弾性ローラの回転時間が長いほど、弾性ローラ表面の温度上昇が大きくなる。

また、弾性体が劣化していくと残留ひずみが蓄積されるため、弾性体の変形量は劣化に伴い減少し、発熱及び温度上昇も減少する。すなわち、弾性ローラを使用し続け弾性層の劣化が進行すると温度上昇は小さくなる。そこで、本出願人は、弾性ローラ表面の温度上昇値から弾性ローラ（弾性層）の寿命を判定することが可能であるという技術的思想に思い至った。

［弾性ローラ表面の温度上昇と劣化状態］
図８は、弾性ローラの劣化状態による温度上昇の違いを示したグラフであり、横軸は弾性ローラの空回り時間（ｍｉｎ）、縦軸は弾性ローラの表面温度の上昇値（℃）を示す。

図８では、弾性ローラの使用履歴が初期の場合、同じく中期の場合、及び同じく末期の場合の３条件の測定結果を示している。弾性ローラの使用履歴が初期の場合は、表面温度を測定した時点から弾性ローラの寿命に到達するまでの時間が長く、弾性ローラの使用履歴が末期の場合には、表面温度を測定した時点から弾性ローラの寿命に到達するまでの時間が短い。図８によれば、弾性ローラの使用履歴が長いほど、弾性ローラ表面の温度上昇値が小さくなることが読み取れる。

［弾性ローラ表面の温度上昇に基づく弾性層の劣化状態の確認及び交換時期の判断］
本実施の形態では、加圧ローラ等の弾性ローラ表面の温度上昇値に応じて弾性層の温度測定時点における劣化状態を確認し、弾性ローラの交換時期を判断する。

上述したように、弾性ローラの弾性層の劣化が進行すると温度上昇は小さくなる。弾性ローラを１０分間空回ししたときのローラ使用履歴別の温度上昇値を読み取ると、初期が７．６℃、中期が５．９℃、末期が４．４℃である。破線で示したしきい値Ｔｔｈは、弾性ローラを１０分間空回ししたときの温度上昇値のしきい値である。ローラ使用履歴が末期に近づくにつれて、温度上昇値が小さくなりしきい値Ｔｔｈに近づく。そして、弾性ローラ表面の温度上昇値がしきい値となったときに、弾性ローラは寿命に達する。

図９は、弾性ローラ表面の温度上昇値と寿命到達度（弾性層劣化状態）とを格納するローラ劣化状態テーブルの例である。このローラ劣化状態テーブルの弾性ローラ表面の温度上昇値と寿命到達度の各値は、弾性ローラの空回しの時間が一定（所定）の場合における一例である。ローラ劣化状態テーブルは、例えばＲＯＭ１０２又はＨＤＤ１０４（図１１）に保存されている。

図９のローラ劣化状態テーブルは、しきい値が２℃に設定された場合の例であり、温度上昇値が２℃のとき弾性ローラの弾性層が寿命に到達したとして寿命到達度が１００％に設定されている。温度上昇値が上がるにつれて寿命到達度が下がり、例えば温度上昇値が８℃以上のとき寿命到達度は０％である。画像形成装置１は、弾性ローラの寿命に関する情報としてこの寿命到達度を操作表示部１０５に表示するようにしてもよい。ユーザは、表示された寿命到達度から測定時点における弾性ローラの寿命を予測し、交換時期が近いことを把握できる。

画像形成装置１は、例えば決められたプリント枚数ごとに弾性ローラ表面の温度上昇値を測定し、その都度、図９のローラ劣化状態テーブルを読み出して寿命到達度を取得する。測定した温度上昇値がローラ劣化状態テーブルに格納された温度上昇値と一致しない場合には、画像形成装置１は、例えば補間処理により寿命到達度を決定する。

また、弾性ローラ表面の温度上昇値と使用履歴には相関があるため、決められたタイミング例えば所定のプリント枚数ごとに弾性ローラ表面の温度上昇値を測定することで、定着部８０を稼働させながら弾性ローラの寿命を予測し、弾性ローラの交換時期を判断することができる。

図１０は、本発明の第１の実施の形態に係る弾性ローラの温度上昇値とプリント枚数との関係の一例を示したグラフであり、横軸はプリント枚数（万枚）、縦軸は弾性ローラ表面温度の上昇値を示す。

弾性ローラの温度上昇値とプリント枚数との関係を示す直線（又は曲線）を作成するに際して、決められたプリント枚数ごとに弾性ローラ表面の温度上昇値を測定し、グラフにプロットしていく。そして、弾性ローラの温度上昇値とプリント枚数との関係を示す直線（又は曲線）を計算し、この直線（又は曲線）としきい値Ｔｔｈ（破線）が交差する点が弾性ローラの寿命に相当する。この交差する点の位置を基に弾性ローラが寿命に到達するまでにプリント可能な枚数（図１０では約１８０万枚）が予測できる。

寿命到達度の１００％と弾性ローラが寿命に到達するまでにプリント可能な枚数（例えば１８０万枚）とを対応づけることで、弾性ローラ表面の温度上昇値と弾性ローラが寿命に到達するまでにプリント可能な枚数とを対応づけたローラ劣化状態テーブルを生成できる。これにより、寿命に関する情報を、寿命到達度［％］で表す代わりに、プリント数で表すことができる。同様にして、弾性ローラ表面の温度上昇値と弾性ローラの使用履歴（使用経過時間）とを対応づけることで、寿命を使用経過時間から換算した値（例えば寿命に到達するまでの使用可能日数）で表示することができる。

［画像形成装置の制御系の構成］
次に、画像形成装置１の制御系について、図１１を参照して説明する。
図１１は、画像形成装置１の各部のハードウェア構成例を示すブロック図である。なお、このブロック図では、本発明の説明に必要と考える要素又はその関連要素を記載しており、画像形成装置１はこの例に限られない。

画像形成装置１は、図１１に示すように、制御部１００を備えている。制御部１００は、システムバス１０７を介して、通信部１０８、画像読取部３０、画像処理部１１０、画像形成部４０、給紙部２１、用紙搬送機構１０９、及び定着部８０に接続されている。さらに、制御部１００は、システムバス１０７を介して、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）１０４、操作表示部１０５、温度センサ１１１〜１１３に接続されている。

制御部１００は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１と、ＣＰＵ１０１が実行するプログラムや各種データ等を記憶するためのＲＯＭ（Read Only Memory）１０２と、ＣＰＵ１０１の作業領域として使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）１０３とを有する。例えばＲＯＭ１０２には、ローラ劣化状態テーブルが保存されている。なお、ＲＯＭ１０２としては、例えば、電気的に消去可能なプログラマブルＲＯＭが用いられる。制御部１００は、各ブロックの制御すなわち装置全体の制御を行う。

ＨＤＤ１０４は、画像読取部３０で読み取って得た原稿画像の画像データを記憶したり、出力済みの画像データ等を記憶したりする。操作表示部１０５は、液晶表示装置（ＬＣＤ）又は有機ＥＬＤ（Electro Luminescence Display）等のディスプレイからなるタッチパネルである。この操作表示部１０５は、出力部の一例であり、ユーザに対する指示メニューや取得した画像データに関する情報等を表示する。さらに、操作表示部１０５は、複数のキーを備え、ユーザのキー操作による各種の指示、文字、数字などのデータの入力を受け付けて、入力信号を制御部１００に出力する。

画像読取部３０によって生成された画像データや、画像形成装置１に接続された外部装置の一例であるＰＣ（パーソナルコンピュータ）１２０から送信される画像データは、画像処理部１１０に送られ、画像処理される。画像処理部１１０は、受信した画像データに対し、必要に応じて、シェーディング補正、画像濃度調整、画像圧縮等の画像処理を行う。

画像形成部４０は、画像処理部１１０によって画像処理された画像データを受け取り、画像データに基づいて用紙Ｓ上に画像を形成する。

給紙部２１は、制御部１００により駆動制御され、用紙収納部２０に収納された用紙を搬送経路に送り出す。

定着部８０は、制御部１００により駆動制御され、定着ニップ部Ｎに搬送された用紙Ｓを挟持搬送しながら用紙Ｓを加熱及び加圧し、トナー画像を用紙Ｓに定着させる。また、通紙しない状態で加熱ローラ８１及び加圧ローラ８２を所定時間又は所定回転数回転させる。

用紙搬送機構１０９は、制御部１００により駆動制御され、画像が形成される用紙Ｓの搬送を行う。搬送部２３は用紙搬送機構１０９の一部である。この用紙搬送機構１０９は、画像形成装置１の給紙部２１から定着部８０の間に配置されたローラと、それぞれのローラを回転させる回転駆動部（不図示）とから構成される。回転駆動部としては、モータと各種の機構を組み合わせたものや、各種のアクチュエーターを採用することができる。制御部１００は、用紙搬送機構１０９の各ローラの回転を制御して、給紙部２１から定着部８０へ連続して搬送される用紙Ｓの間隔（紙間距離）又は搬送速度を調整する。

温度センサ１１１は、加熱ローラ８１表面の温度を測定し、測定結果を温度データとして制御部１００（ＣＰＵ１０１）へ供給する。また、温度センサ１１２は、加圧ローラ８２表面の温度を測定し、測定結果を温度データとして制御部１００（ＣＰＵ１０１）へ供給する。また、温度センサ１１３は、画像形成装置１内の雰囲気の温度を測定し、測定結果を温度データとして制御部１００（ＣＰＵ１０１）へ供給する。

制御部１００は、所定のタイミング（例えば所定のプリント枚数）で温度センサ１１２から供給される温度データに基づいて、加圧ローラ８２の空回り前と空回り後の温度差すなわち温度上昇値を算出する。そして、制御部１００は、ＲＯＭ１０２に保存されたローラ劣化状態テーブルを読み出し、算出した温度上昇値を基にローラ劣化状態テーブルから加圧ローラ８２の寿命（寿命に関する情報）を判定し、判定結果を操作表示部１０５に表示する。

通信部１０８は、例えば外部の情報処理装置であるＰＣ１２０から送信されるジョブデータを、通信回線を介して受け取る。そして、受け取ったジョブデータを、システムバス１０７を介してＣＰＵ１０１に送る。

なお、本実施の形態では、外部装置としてパーソナルコンピュータを適用した例を説明したが、これに限定されるものではなく、外部装置としては、例えばファクシミリ装置等その他各種の装置を適用することができる。

[画像形成装置の動作]
以下、画像形成装置１が備える制御部１００の動作の概要を説明する。
図１２は、本発明の第１の実施の形態に係る、弾性ローラである加圧ローラ８２の寿命判定処理例を示すフローチャートである。制御部１００のＣＰＵ１０１が、ＲＯＭ１０２に記録されたプログラムを実行することで図１２に示す処理を実現する。

まず、画像形成装置１の制御部１００は、画像形成装置１の電源がオン状態となったことを検知する（ステップＳ１）。なお、本処理の開始条件は、電源オンからウォームアップ開始までの間とする。その他の開始条件として、加圧ローラ８２が規定の使用経過時間に到達した後又は規定のプリント数に到達した後で、温度センサ１１１，１１２で測定される温度が規定温度以下まで低下したときでもよい。また、これらの規定の使用経過時間やプリント数は、加圧ローラ８２の弾性層８４の材質や厚み等に応じて変更してもよい。例えば、弾性層８４が変形しにくいものであれば、規定の使用経過時間やプリント数を大きな値に設定し、温度上昇値の測定サイクルを長くとるとよい。

次に、制御部１００は、温度センサ１１３を動作させて画像形成装置１内の雰囲気温度を測定し、測定した雰囲気温度Ａ０［℃］をＲＡＭ１０３に保存する（ステップＳ２）。雰囲気温度の違いにより加熱ローラ８１及び加圧ローラ８２からの放熱量が異なるため、雰囲気温度を測定してステップＳ１２における寿命到達度等の寿命に関する情報を補正するとよい。例えば雰囲気温度が２０℃と３０℃に対するローラ劣化状態テーブルをそれぞれ用意しておく。そして、測定した雰囲気温度が２５℃の場合には、２０℃のときのテーブル値と３０℃のときのテーブル値を用いて補間処理を行う。

なお、このステップＳ２の温度センサによる測定は、画像形成装置１内のファン１１４（図１参照）を停止した状態で行われる。また以降の処理ステップで温度測定を実施する際にもファン１１４を停止する。これにより、ファン１１４によって発生する気流の揺らぎを防止し、測定誤差をなくすことができる。

次に、制御部１００は、温度センサ１１２を動作させて加圧ローラ８２表面の温度を測定し、測定した温度Ａ１［℃］をＲＡＭ１０３に保存する（ステップＳ３）。本実施の形態では加圧ローラ８２表面の温度を測定する温度センサ１１２を有するが、温度センサ１１２が無い場合でも温度センサ１１１で代用することが可能である。すなわち、寿命判定対象の弾性ローラと相対してニップを形成するローラの温度を検知する温度センサの測定値で代用することが可能である。このような代用が可能になるのは、相対する弾性ローラの温度が上昇すれば対になるローラにも熱が伝達するからである。

次に、制御部１００は、現在選択されている寿命判定処理時の駆動モードを判定する（ステップＳ４）。駆動モードには、起動時間優先モードと耐久優先モードがある。予めユーザが操作表示部１０５を用いてこれらの駆動モードのいずれかを選択し、ＲＯＭ１０２等に保存しておく。また、ＲＯＭ１０２には、駆動モードごとに温度上昇値−寿命到達度（交換時期）のテーブル（ローラ劣化状態テーブル）が保存されている。

起動時間優先モードは、寿命判定処理時に加圧ローラ８２（弾性ローラ）の駆動時間を短くするモードである。起動時間優先モードでは、加圧ローラ８２の空回り時のニップ圧力及び／又は回転速度の値が、通紙時の値よりも大きく設定されている。ニップ圧力や回転速度が大きいと弾性ローラの表面温度が早く上昇するため、加圧ローラ８２の駆動時間を短縮できる。

耐久優先モードは、寿命判定処理時に加圧ローラ８２（弾性ローラ）に必要な負荷だけをかけて加圧ローラ８２の耐久時間を長くするモードである。耐久優先モードでは、加圧ローラ８２の空回り時のニップ圧力及び／又は回転速度が小さく設定されている。例えば耐久優先モードにおけるニップ圧力及び／又は回転速度を通紙時と同じ条件とする。

ステップＳ４の判定処理において駆動モードが耐久優先モードである場合、制御部１００は、ニップ圧力を付与した状態で所定時間ｔ１［ｍｉｎ］だけ加熱ローラ８１及び加圧ローラ８２の空回しを行う（ステップＳ５）。例えば所定時間ｔ１は１０分間とする。空回しの時間は、弾性層８４の材質や厚み等によって異なる。例えば、加圧ローラ８２の弾性層に変形しにくい材料を用いている場合は加圧ローラ８２の空回りの時間を長くするとよい。また、加圧ローラ８２の弾性層が薄い場合にも、単位時間あたりの変形量が小さいため、加圧ローラ８２の空回りの時間を長くする。

次に、制御部１００は、温度センサ１１２を動作させて加圧ローラ８２表面の温度を測定し、測定した温度Ａ２［℃］をＲＡＭ１０３に保存する（ステップＳ６）。

一方、ステップＳ４の判定処理において駆動モードが起動時間優先モードである場合、制御部１００は、定着動作条件すなわち加圧ローラ８２の空回り時の条件を変更する（ステップＳ７）。例えば制御部１００は、耐久優先モードの場合よりもニップ圧力及び／又は回転速度を上げる。ニップ圧力を上げる場合、制御部１００は、ニップ圧力可変機構９０を制御してカム部材９４の角度を変更する（図４参照）。

次に、制御部１００は、定着動作条件を変更後、ニップ圧力を付与した状態で所定時間ｔ２［ｍｉｎ］だけ加熱ローラ８１及び加圧ローラ８２の空回しを行う（ステップＳ８）。起動時間優先モードでは、ニップ圧力が高い又は回転速度が速いため、空回しの時間はｔ２＜ｔ１である。

次に、制御部１００は、温度センサ１１２を動作させて加圧ローラ８２表面の温度を測定し、測定した温度Ａ２［℃］をＲＡＭ１０３に保存する（ステップＳ９）。

制御部１００は、加圧ローラ８２の温度を測定後、変更した定着動作条件を元に戻す（定着動作条件復帰）（ステップＳ１０）。

次に、制御部１００は、加熱ローラ８１及び加圧ローラ８２の空回り後の加圧ローラ８２表面の温度Ａ２と空回り前の加圧ローラ８２表面の温度Ａ１との差分、すなわち温度上昇値Ｂ［℃］を計算する（ステップＳ１１）。

次に、制御部１００は、ＲＯＭ１０２から駆動モードに応じて温度上昇値−寿命到達度のテーブル（ローラ劣化状態テーブル）を読み出し、寿命に関する情報の判定を行う。すなわち、温度上昇値Ｂから加圧ローラ８２の寿命到達度Ｃ［％］を算出する（ステップＳ１２）。ここで、制御部１００は、条件ごとに補正を行う。例えばステップＳ２で測定した雰囲気温度Ａ０［℃］に基づいて寿命到達度Ｃ［％］を補正する。

そして、制御部１００は、算出した加圧ローラ８２の寿命到達度Ｃ［％］をＲＯＭ１０２等に記憶する（ステップＳ１３）。なお、判定結果としてこの寿命到達度Ｃの値を、ユーザの操作により操作表示部１０５に表示可能としてもよい。

次に、制御部１００は、寿命到達度Ｃ［％］が１００よりも小さいかどうかを判定する（ステップＳ１４）。寿命到達度Ｃ［％］が１００よりも小さいということは、加圧ローラ８２が寿命に到達していないということである。

ステップＳ１４の判定処理において寿命到達度Ｃが１００［％］よりも小さい場合（ステップＳ１４のＹＥＳ）、制御部１００は、ウォームアップを開始し（ステップＳ１５）、通常動作を行う（ステップＳ１６）。この処理が終了後、図１２の寿命判定処理を終了する。

一方、ステップＳ１４の判定処理において寿命到達度Ｃが１００［％］である場合（ステップＳ１４のＮＯ）、制御部１００は、判定結果として加圧ローラ８２が交換時期に到達したことを操作表示部１０５に表示する（ステップＳ１７）。制御部１００は、加圧ローラ８２の交換時期が到達したことを示す画面を操作表示部１０５に表示する際に、「交換」又は「動作」のアイコンを表示し、ユーザに選択を促す。「交換」とは加圧ローラ８２の交換であり、「動作」とは加圧ローラ８２の使用を継続し定着部８０を動作させることである。

次に、ユーザが操作表示部１０５を操作して「交換」又は「動作」のいずれかのアイコンを選択する（ステップＳ１８）。制御部１００は、「交換」又は「動作」のいずれが選択されたかを判定する（ステップＳ１９）。

ステップＳ１９において「交換」が選択された場合には、制御部１００は、交換作業のために画像形成装置１の動作を停止する（ステップＳ２０）。交換作業を行う場合には、ステップＳ１３で記録された寿命到達度Ｃがリセットされる。この処理が終了後、図１２の寿命判定処理を終了する。

一方、ステップＳ１９において「動作」が選択された場合には、制御部１００は、ステップＳ１５、Ｓ１６の処理を行い、これらの処理が終了後、図１２の寿命判定処理を終了する。

制御部１００は、以上説明した図１２に示すローラ寿命判定処理を所定のサイクル、例えば１０万プリントのサイクルで実施する。

以上のように構成される第１の実施の形態では、弾性ローラである加圧ローラ８２の弾性層の劣化状態やニップ圧力等に応じて加圧ローラ８２表面の温度上昇値が変化する。そのため、加圧ローラ８２表面の温度上昇値を測定し、その温度上昇値を基に定着部８０及び加圧ローラ８２の状態に応じた的確な寿命予測及び交換時期の判断が可能である。例えば、厚紙を通紙すると定着ニップ部Ｎのニップ圧力が設計値よりも高くなるために弾性層の劣化の進みが普通紙よりも早いが、このような定着部８０の通紙状態を反映して的確な寿命予測ができる。

また、第１の実施の形態では、所定のサイクルで加圧ローラ８２表面の温度上昇値を測定することで、通紙条件により生じる加圧ローラ８２に対する負荷を反映して加圧ローラ８２の寿命（交換時期）を精度よく予測できる。

また、第１の実施の形態では、上記のとおり加圧ローラ８２の交換時期を精度よく判断することができるため、寿命に到達していない加圧ローラ８２の廃棄量を減少させることができる。

また、加圧ローラ８２の交換時期を精度よく判断して交換することは、用紙に定着されるトナー画像の品質の維持にも繋がる。

さらに、第１の実施の形態は、定着部８０に従来から温調用として設けられている温度センサ１１２を使用し、新たな機構を必要としないため安価である。

＜２．第２の実施の形態＞
図７に示したようなヒステリシス曲線は、弾性ローラに形成された弾性層の材質や厚みによって変化するため、特性が異なる弾性層を使用する場合には弾性ローラ表面の温度上昇値と弾性層の寿命に関する情報（交換時期）との関係性が変わる。したがって、弾性ローラに形成された弾性層の材質や厚みごとに温度上昇値と弾性層の寿命に関する情報（交換時期）に関するデータを蓄積しておくことが必要となる。蓄積したデータに基づく温度上昇値と弾性体の寿命に関する情報（交換時期）のテーブルは、例えばＲＯＭ１０２等に保存しておく。

すなわち、ローラ劣化状態テーブルは、種々の条件に対応できるよう図９に示した基本テーブル以外にも条件に合わせて複数用意しておくことが望ましい。以下はその一例である。
（１）弾性層の材質が異なる場合に使用するテーブル
（２）弾性層の厚みが異なる場合に使用するテーブル
（３）起動時間優先モード時に使用するテーブル（ニップ圧力大）
（４）起動時間優先モード時に使用するテーブル（回転速度大）
（５）雰囲気温度を反映するためのテーブル（ステップＳ２参照）
（６）上記（１）〜（５）のうち２以上を組み合わせたテーブル

加圧ローラ８２に形成された弾性層８４の材質や厚みの情報は、工場出荷時などの段階で設定され、ＲＯＭ１０２に記憶される。例えば交換作業時に弾性層８４の材質又は厚みが異なる加圧ローラを使用する際には、サービスマンは、操作表示部１０５を操作して交換後の加圧ローラの弾性層の材質又は厚みの情報を入力する。あるいは、ＲＯＭ１０２又はＨＤＤ１０４に複数の型式の弾性ローラの情報を保存したデータベースを用意しておいてもよい。この場合、サービスマンは、操作表示部１０５を操作して交換後の加圧ローラの型式を入力するだけでよい。制御部１００は、複数の型式の加圧ローラの情報が登録されたデータベースから、入力された型式と同じ型式の加圧ローラの情報（弾性層の材質、厚み）を抽出し、これらの情報を寿命判定処理に利用する。

例えば制御部１００は、図１２のモード判定処理時（ステップＳ４）又はそれ以前に、加圧ローラ８２の弾性層８４の材質及び厚みの情報を、ＲＯＭ１０２（データベース）から取得する。そして、ステップＳ１２において、制御部１００は、材質及び厚みの条件に対応するローラ劣化状態テーブルをＲＯＭ１０２等から読み出し、このローラ劣化状態テーブルのテーブル値を用いて寿命到達度Ｃ等を算出する。

なお、ローラ劣化状態テーブルは、弾性層の材質や厚み、モード等の条件ごとにローラ劣化状態テーブルをＲＯＭ１０２に記憶させるのではなく、条件ごとに補正テーブルをＲＯＭ１０２に記憶させるようにしてもよい。

図１３は、本発明の第２の実施の形態に係る補正テーブルの例である。
図１３の補正テーブルは、弾性層の材質がある弾性ローラに形成された弾性層のものと異なる場合に用いられる補正テーブルである。この補正テーブルには、ある弾性ローラに形成された弾性層の材質と異なる３種類の材質Ａ〜Ｃの寿命補正率［％］が格納されている。図１３の例では、ある弾性ローラについて判別した寿命（例えば寿命到達度）を１００％とした場合の各材質の寿命補正率はそれぞれ、材質Ａのとき９０％、材質Ｂのとき８５％、材質Ｃのとき７０％である。例えば材質Ａの弾性層が形成された弾性ローラについて寿命判定を行う場合には、比較対象のある弾性ローラについて算出された寿命に０．９を掛けることで、材質Ａの弾性層が形成された弾性ローラの寿命を算出できる。

図１３の補正テーブルは、弾性ローラの弾性層の材質が異なる場合の補正例であるが、厚みが異なる場合も同様に寿命補正率で補正してもよい。また、モードごとに補正テーブルを用意して寿命補正率で補正してもよい。

上述したように、弾性ローラである加圧ローラ８２の弾性層の劣化状態に加え、弾性層の材質や厚み、モード（ニップ圧力、回転速度）等の条件に応じて加圧ローラ８２表面の温度上昇値が変化する。上述した第２の実施の形態では、これらの条件ごとにローラ劣化状態テーブル又は補正テーブルを用意しておくことにより、条件に応じて的確な寿命予測及び交換時期の判断が可能となる。

＜３．その他＞
上述した実施の形態では、加圧ローラ８２が弾性層８４を備える例を説明したが、加熱ローラ８１が弾性層を備える場合にも適用できる。

また、上述した実施の形態では熱ローラ方式の定着部を想定して説明したが、誘導加熱方式の定着部にも適用可能である。誘導加熱方式で用いられる加熱ローラのローラ本体の材質は、励磁コイルによって大きな渦電流（磁束密度）が発生するように、材質として炭素鋼やニッケル合金等の強磁性体が用いられている。熱源にかかわらず、外周面に弾性層が形成されているローラであれば本発明を適用することができる。

また、上述した実施の形態では、本発明をカラー画像を形成する画像形成装置に適用した例を説明したが、モノクロ画像を形成する画像形成装置に適用してもよい。

以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施の形態について説明した。しかしながら、上記実施の形態による発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。

例えば、上述した実施の形態例は本発明を分かりやすく説明するために装置及びシステムの構成を詳細且つ具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施の形態例の構成の一部を他の実施の形態例の構成に置き換えることは可能である。また、ある実施の形態例の構成に他の実施の形態例の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態例の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。

また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリやハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、又はＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。

１…画像形成装置、 ８０…定着部８０、 ８１…加熱ローラ、 ８２…加圧ローラ、 ９０…ニップ圧力調整機構、 １００…制御部、 １０１…ＣＰＵ、 １０２…ＲＯＭ、 １０３…ＲＡＭ、 １１２…温度センサ、 １１３…温度センサ、 Ｎ…定着ニップ部

Claims (14)

1. ニップ部を形成する一対のローラを有し、少なくともいずれかのローラに対して熱源が配置されるとともに、いずれかのローラの表面に弾性層が形成されている定着部と、
   前記弾性層が形成されたローラの表面温度を測定する温度センサと、
   前記熱源が動作していない状態で前記ニップ部を形成して前記一対のローラを回転駆動させた場合における、前記弾性層が形成されたローラの回転駆動前から回転駆動後にかけての表面温度の温度上昇値と、前記弾性層が形成されたローラの寿命に関する情報とを対応づけて格納するテーブルと、
   前記熱源が動作していない状態で前記ニップ部を形成して前記一対のローラを回転駆動させ、前記弾性層が形成されたローラが回転駆動した後に前記温度センサを用いて前記弾性層が形成されたローラの表面温度を測定し、前記弾性層が形成されたローラの表面温度を用いて前記弾性層が形成されたローラの回転駆動前から回転駆動後にかけての表面温度の温度上昇値を算出し、前記温度上昇値を基に前記テーブルを参照して前記弾性層が形成されたローラの寿命を判定する制御部と、
   前記制御部による前記弾性層が形成されたローラの寿命の判定結果を出力する出力部と、を備える
   画像形成装置。
2. 前記温度センサは非接触式である
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 気流を発生させるファンを更に備え、
   前記温度センサは、前記ファンが停止した状態で前記弾性層が形成されたローラの表面温度を測定する
   請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記定着部の外部の温度を測定する外部温度センサを更に備え、
   前記制御部は、前記外部温度センサにより測定された温度に基づいて、前記弾性層が形成されたローラの前記寿命に関する情報を補正する
   請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記弾性層が形成されたローラの該弾性層の材質についての情報を入力するための入力部を更に備え、
   前記制御部は、前記入力部に入力された前記弾性層の材質についての情報に基づいて、前記弾性層が形成されたローラの前記寿命に関する情報を補正する
   請求項１乃至４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記弾性層が形成されたローラの該弾性層の厚みについての情報を入力するための入力部を更に備え、
   前記制御部は、前記入力部に入力された前記弾性層の厚みについての情報に基づいて、前記弾性層が形成されたローラの前記寿命に関する情報を補正する
   請求項１乃至４のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記制御部は、算出した前記弾性層が形成されたローラの表面温度の温度上昇値を基に、前記テーブルを参照して前記弾性層が形成されたローラの寿命に関する情報を取得し、
   前記出力部は、前記弾性層が形成されたローラの寿命に関する情報を出力する
   請求項１乃至６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 前記一対のローラにより形成される前記ニップ部のニップ圧力を可変可能なニップ圧力可変機構を更に備える
   請求項１乃至７のいずれかに記載の画像形成装置。
9. 前記温度センサにより前記弾性層が形成されたローラの表面温度を測定する際の前記一対のローラにより形成される前記ニップ部のニップ圧力は、通紙時のニップ圧力よりも高い
   請求項１乃至８のいずれかに記載の画像形成装置。
10. 前記温度センサにより前記弾性層が形成されたローラの表面温度を測定する際の前記一対のローラの回転速度は、通紙時の回転速度よりも速い
    請求項１乃至８のいずれかに記載の画像形成装置。
11. 前記制御部は、前記一対のローラの回転駆動及び前記温度センサによる前記弾性層が形成されたローラの表面温度の測定を、ウォーミングアップ処理前に実施する
    請求項１乃至１０のいずれかに記載の画像形成装置。
12. 前記制御部は、前記弾性層が形成されたローラの表面温度が所定温度まで低下したとき、前記一対のローラの回転駆動及び前記温度センサによる前記弾性層が形成されたローラの表面温度の測定を実施する
    請求項１乃至１０のいずれかに記載の画像形成装置。
13. ニップ部を形成する一対のローラを有し、少なくともいずれかのローラに対して熱源が配置されるとともに、いずれかのローラの表面に弾性層が形成されている定着部を備える画像形成装置によるローラ寿命判定方法であって、
    前記画像形成装置が備える制御部により、前記熱源が動作していない状態で前記一対のローラを回転駆動させるステップと、
    前記制御部により、前記弾性層が形成されたローラが回転駆動した後に温度センサを用いて前記弾性層が形成されたローラの表面温度を測定するステップと、
    前記制御部により、前記弾性層が形成されたローラの表面温度を用いて前記弾性層が形成されたローラの回転駆動前から回転駆動後にかけての表面温度の温度上昇値を算出するステップと、
    前記制御部により、前記温度上昇値を基に、前記弾性層が形成されたローラの回転駆動前から回転駆動後にかけての表面温度の温度上昇値と、前記弾性層が形成されたローラの寿命に関する情報とを対応づけて格納するテーブルを参照して、前記弾性層が形成されたローラの寿命を判定するステップと、
    前記制御部により、前記弾性層が形成されたローラの寿命の判定結果を出力部に出力するステップと、を有する
    ローラ寿命判定方法。
14. ニップ部を形成する一対のローラの少なくともいずれかのローラに配置された熱源が動作していない状態で前記一対のローラを回転駆動させる処理と、
    前記一対のローラのうち表面に弾性層が形成されたローラが回転駆動した後に温度センサを用いて前記弾性層が形成されたローラの表面温度を測定する処理と、
    前記弾性層が形成されたローラの表面温度を用いて前記弾性層が形成されたローラの回転駆動前から回転駆動後にかけての表面温度の温度上昇値を算出する処理と、
    前記温度上昇値を基に、前記弾性層が形成されたローラの回転駆動前から回転駆動後にかけての表面温度の温度上昇値と、前記弾性層が形成されたローラの寿命に関する情報とを対応づけて格納するテーブルを参照して、前記弾性層が形成されたローラの寿命を判定する処理と、
    前記弾性層が形成されたローラの寿命の判定結果を出力部に出力する処理と
    をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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