JP2019028190A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着ベルト内面に接触したヒータが耐久によりベルト磨耗粉や劣化した潤滑剤で汚れるとヒータからベルトへの熱移動量が低下する。このためベルト温度低下による定着不良が生じたりヒータ過昇温を検知して装置停止する。装置停止した場合はサービスマンによるヒータ清掃や交換が必要でメンテナンスのあいだは装置が使用できない。【解決手段】ヒータが汚れると通電開始後に所定温度に到達するまでの昇温時間が短くなる。ヒータ汚れは耐久で徐々に進行するため昇温時間も徐々に短くなる。この昇温時間の継時変化を検知しヒータ汚れの判定およびヒータ寿命算出と寿命の表示を行う。これにより装置停止前にメンテナンスができ停止時間を短縮できる。また耐久末期に目標寿命を超えたあと、寿命進度に応じて定着目標温度やプリント速度を変更することで定着不良を回避し装置を継続使用できるようにした。【選択図】図３

Description

本発明は、電子写真方式を用いた複写機やプリンタなどの画像形成装置に用いられる定着装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置では、記録材上に形成した未定着トナー画像を記録材上に定着させるため定着装置が用いられる。定着装置では加熱された定着部材と加圧部材を圧接して定着ニップ部を形成し、該ニップ部に記録材を挟持搬送し未定着トナー画像を加熱加圧することにより記録材上に定着させる。

定着装置として定着部材に円筒状の回転可能な定着ベルト（以下、ベルトと呼ぶ）を使用したベルト加熱方式の定着装置が実用化されている。ベルト加熱方式の定着装置ではベルトの内側にベルト回転軸方向に延びる板状のヒータを固定配置し、ベルトを介してヒータと加圧部材である加圧ローラを圧接して定着ニップ部を形成し、ベルトを加圧ローラに従動回転させることで記録材を定着ニップ部に搬送しトナー画像を加熱定着させる。ヒータとしてはセラミック等の絶縁基材上に通電により発熱する抵抗体パターンを密着させた板状発熱体が使用される。

ヒータは耐久使用により徐々に劣化していく。劣化状態には通電のくり返しにより抵抗体の抵抗値が上昇し電流が低下してヒータの消費電力すなわち発熱量が低下する場合がある。特許文献１では、ヒータに流れる電流値を検知し電流値をもとにヒータ寿命を判断している。

また、ヒータのベルトに摺擦する面と反対側に温度検知用のサーミスタを接触させたヒータにおいて、サーミスタをヒータに押圧する断熱材からなる弾性部材が耐久によりつぶれ押圧力が低下するため、サーミスタの検知温度がヒータの実温度より低く検知されるようになる。また、ベルト回転時のベルトとヒータの摺擦抵抗を低減するためベルト内面もしくはヒータ摺擦面に初期に塗布した潤滑剤が耐久中に弾性部材に浸透し、断熱効果が低下してヒータ実温度とサーミスタ検知温度の差が大きくなっていく。そのため特許文献２では、画像形成開始を決定するサーミスタ検知温度を画像形成の累積枚数に対し段階的に低く設定する制御を行っている。

特開２００６−３９１７３号公報 特開２０１６−４２１１２号公報

上記以外の耐久劣化としてヒータ摺擦面の汚れがある。これはベルト内面の磨耗粉や、潤滑剤のグリスに含まれる基油が遊離して高粘度になった劣化グリスがヒータ摺擦面に蓄積することで発生する。このような汚れはヒータからベルトへの熱伝達を妨げるためベルトの加熱効率が低下する。耐久とともに汚れが蓄積し徐々にではあるが、画像形成開始時にヒータに通電開始してからベルトが所望温度に加熱されるまでの昇温時間が長くなる。また、ヒータが必要以上に加熱され、耐久末期にはヒータ過昇温を検知して装置停止したり、ヒータ近傍の通電回路内にもうけたヒューズ等の通電遮断素子が動作し装置停止する。

上記の特許文献１では、このような汚れによるヒータの寿命を判断できない。また特許文献２では、汚れによるヒータやベルトの温度変化を想定していないためベルト温度を適正に制御できない。

また、装置停止した場合、装置を再使用可能とするためヒータの清掃もしくはヒータ交換が必要となり、サービスマンによるメンテナンス作業時間のほかに作業準備とサービスマンの移動時間等を含めると停止時間が長くなり、ユーザーにとって不便が大きい。

本発明は、ヒータ汚れによるヒータ寿命を推測し、推測結果をもとに装置停止前にメンテナンスすることで停止時間を短縮することを目的とする。また耐久末期においてヒータ汚れがあってもベルト温度を適正に制御しトナー画像の定着不良を防止することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る定着装置は、
円筒状の回転可能な定着部材（１１）と、定着部材の内面に接触し定着部材の回転軸方向に伸びる加熱源（１３）を有し、加熱源の温度を検出する温度検出手段（１８）を回転軸方向に複数配置した定着装置において、
加熱源に通電開始してから加熱源が所定温度に昇温するまでの昇温時間を測定する測定手段（８５）と、該昇温時間を記憶する記憶手段（８６）を有し、該昇温時間の継時変化と昇温時間の初期値をもとに加熱源の寿命を算出する寿命算出手段（８１）と、算出した寿命を表示する表示手段（８２）をそなえたことを特徴とする。

また、本発明に係る定着装置は、
円筒状の回転可能な定着部材（１１）と、定着部材の内面に接触し定着部材の回転軸方向に伸びる加熱源（１３）を有し、加熱源の温度を検出する温度検出手段（１８）と定着部材の温度を検出する温度検出手段（１６）を回転軸方向のほぼ同一位置に複数配置した定着装置において、
加熱源に通電開始してから所定時間後の加熱源と定着部材の温度差を算出する手段（８１）と、該温度差を記憶する記憶手段（８６）を有し、該温度差の継時変化と温度差の初期値をもとに加熱源の寿命を算出する寿命算出手段（８１）と、算出した寿命を表示する表示手段（８２）をそなえたことを特徴とする。

本発明に係る定着装置によれば、ヒータの昇温時間の継時変化をもとにヒータ汚れ寿命を算出し表示するようにしたので、汚れが原因で装置停止する前にメンテナンスが必要な時期を判断できるようになった。また、寿命の進度に応じて定着装置の設定を適正に変更でき定着不良の発生を抑止することができる。

定着装置の断面図 定着装置の側面図とブロック図 画像形成装置 ヒータ昇温推移 ヒータ昇温時間の耐久推移 ヒータ寿命算出のフローチャート 定着装置の断面図（実施例２） ヒータ汚れと温度分布の関係（実施例２） ヒータ寿命算出のフローチャート（実施例２） 他の定着装置の断面図

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。

（画像形成装置）
本発明が適用される画像形成装置について概略構成を説明する。図３は、カラー画像形成装置の全体断面図である。

装置内には第１、第２、第３、第４の画像形成部Ｐｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｋが配置され、潜像、現像、転写のプロセスをへて各々異なった色のトナー像が形成される。像担持体である感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは回転可動に支持され、その外周には、帯電器２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、現像器３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、及び一次転写手段４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄが設けられ、画像形成部の下方にはさらに露光装置５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄが配設されている。

感光ドラム１ａ〜１ｄは不図示のドラムモータにより回転駆動され、帯電器２ａ〜２ｄで所定電位に帯電されたあと、画像信号に応じたレーザ光を露光装置５ａ〜５ｄから発し感光ドラム１ａ〜１ｄの母線上に集光して露光することにより、感光ドラム１ａ〜１ｄ上に静電潜像が形成される。

現像器３ａ〜３ｄには、現像剤としてそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、及びブラックのトナーが所定量充填されており、それぞれ感光ドラム１ａ〜１ｄ上の潜像を現像して、イエロー、マゼンタ、シアン、及びブラックのトナー像として可視化する。

そして、テンションローラ２１、駆動ローラ２２、バックアップローラ２３により張架された中間転写体２５が駆動ローラ２２により矢印Ｇ方向に回転駆動され、不図示の高圧電源により、一次転写手段４ａにトナーの帯電極性とは逆極性の転写電圧が印加され、感光ドラム１ａ上の１色目のイエロートナー像が中間転写体２５に転写される（一次転写）。同様に、２色目、３色目、及び４色目についても感光ドラム上に現像したトナー像を中間転写体２５上に重ね合わせて転写し４色のトナー像を重畳したカラー画像が得られる。

転写後の感光ドラム１ａ〜１ｄの表面上には転写残トナーが残留しており、この転写残トナーはクリーニング装置６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄで除去され不図示のトナー回収容器に回収される。その後、感光ドラム１ａ〜１ｄの残留電荷は前露光装置７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄにより除電され次回の潜像形成にそなえられる。

記録材Ｐは、不図示の記録材搬送装置により二次転写手段２４と接地されたバックアップローラ２３が当接した二次転写部に送られ、二次転写手段２４にトナーの帯電極性とは逆極性の二次転写電圧が印加されることで、中間転写体２５上の４色のトナー像が記録材Ｐへ一括転写される（二次転写）。

トナー像が転写された記録材Ｐは定着装置１０へ搬送され、トナー像の加熱溶融および記録材への固着が行われ、フルカラー画像が形成される。

中間転写体２５上に残留した転写残トナーは中間転写体２５の回転とともに移動しクリーニングブレード２０により除去され不図示の回収容器に回収される。

（定着装置）
図１は本発明が適用される定着ベルトを用いた定着装置１０の断面図である。

図１において、定着ベルト１１はステンレスからなる厚み約５０μｍの円筒状基層の外周面上に厚み約２００μｍのシリコーンゴムからなる弾性層を設け、該弾性層の外周面上にＰＦＡからなら厚み約３０μｍのチューブを被覆したエンドレスベルト状の定着部材である。１４はヒータ保持部材としてのヒータホルダで耐熱性と剛性を有する液晶ポリマー樹脂で形成される。

１３はヒータで、細長い板状のセラミック基材状に通電により急速に発熱する抵抗体を基材の長手方向に沿ってもうけ、抵抗体をガラス保護層で被覆し、抵抗体の長手方向の端部に電圧印加するための導体電極部を有する。

ヒータ１３はヒータホルダ１４のベルト側面に長手方向に沿ってもうけられた凹部に配設される。定着ベルト１１はヒータホルダ１４にルーズな状態で外嵌させてある。

ステー１５はステンレス板金をコの字型に成形した高剛性の支持体で、ヒータホルダ１４をステー１５に固定してヒータホルダ１４を補強している。

１９は加圧部材としての加圧ローラで、ステンレスの芯金の周面上に射出成形により厚み約３ｍｍのシリコーンゴム層を形成し、その上に厚み約４０μｍのＰＦＡ樹脂チューブを被覆してなる。この加圧ローラ１９は芯金の両端部を不図示の定着装置フレームの奥側と手前側の側板に回転自由に軸受保持させて配設してある。前記ヒータホルダ１４を加圧ローラ１９と平行に配置し、ヒータホルダ１４の両端部を不図示の加圧機構により所定の力で加圧ローラ１９の軸線方向に付勢することで、ヒータ１３を定着ベルト１１を介して加圧ローラ１９に圧接させ、定着に必要な所定幅の定着ニップ部Ｎを形成してある。

加圧ローラ１９は後述する駆動装置により矢印Ａ方向に所定の周速度で回転駆動される。これにより、加圧ローラ１９の外面に圧接された定着ベルト１１が加圧ローラ１９からの摩擦力を受けて従動回転する。定着ベルト１１の内面は定着ヒータ１３に密着し摺擦しながら回転する。定着ベルト１１の内面やヒータ１３の摺擦面には、ヒータ１３とベルト１１のすべり性を確保するため耐熱性を有する潤滑剤としてシリコーンオイル、フッ素樹脂含有グリスが塗布されている。

１８は温度検知手段としてのサーミスタである。サーミスタ１８はベルトの幅方向にそって全サイズの記録材が通過する中央付近と中央以外の複数位置に配置され、ヒータ１３の温度を検知し、中央サーミスタの検知温度が目標温度となるようにヒータ１３へ供給する電力を制御する。

加圧ローラ１９およびベルト１１が回転駆動され、定着ヒータ１３が目標温度に制御された状態で、未定着トナー像を担持した記録材Ｐがニップ部Ｎに搬送される。記録材Ｐは定着ベルト１１を介して定着ヒータからの熱を受けて加熱され、同時にニップ部で挟持されることでトナー像が記録材上に加圧される。これによりトナー像が記録材Ｐに定着される。

（制御装置）
図２に定着装置１０の側面図（記録材の搬送方向から見た図）および定着装置の制御ブロック図を示す。

ヒータホルダ１４の両端には耐熱樹脂で成形した支持部材１２ａ、１２ｂが取り付けられ、ベルト１１の両端部の内側に支持部材１２ａ、１２ｂの一部を挿入させ不図示の定着装置フレームに支持部材１２ａ、１２ｂを固定することでベルト１１が支持される。支持部材１２ａ、１２ｂにはベルト周方向に沿って壁部１２ｃ、１２ｄがもうけてあり、軸方向の左右どちらかに片寄りしたベルト１１が壁部１２ｃまたは１２ｄに突き当たることでベルト１１の軸方向位置が規制される。

ヒータ１３には電源８５および通電量を制御する制御回路８４が接続されている。ヒータ１３のベルトに当接する面と反対側にヒータ温度検出手段として複数のサーミスタ１８ａ、１８ｂ、１８ｃが押圧されている。本実施例では全てのサイズの記録材が通過する中央付近（１８ｂ）と両端付近（１８ａ、１８ｃ）にサーミスタを配置した。中央サーミスタ１８ｂはヒータ１３を目標温度に制御するために使用し、全てのサーミスタを後述する汚れ推測用に使用する。両端付近にサーミスタを配置した理由は、汚れの原因となるベルト内面やベルト端面の磨耗粉がベルト１１と支持部材１２ａ、１２ｂが摺擦する端部付近において比較的多く発生するためである。

制御装置８１はサーミスタ１８ｂの検知温度に基づき制御回路８４を制御して通電量を制御する。これによりヒータ１３を目標温度に収束させる。駆動装置８３は加圧ローラ１９を回転させるギア１７に連結したモータで、制御装置８１により制御されて加圧ローラ１９の回転と停止を制御する。

さらに制御装置８１はサーミスタ１８ａ、１８ｂ、１８ｃの検知結果とタイマー８７で測定されたヒータ１３の昇温時間をもとに後述する方法によりヒータ汚れ寿命を算出し算出結果を記憶装置８６に記憶する。

なお、タイマー８７は制御装置８１に内蔵されていてもよい。また算出したヒータ汚れ寿命を画像形成装置の操作部等に設けた表示装置８２に表示する。表示装置８２に表示する以外に通信回線を介して外部のサービス拠点等に設置された監視用ホストコンピュータにヒータ汚れ寿命の情報を送信してもよい。

次に本発明の特徴を図４、図５、図６により説明する。

図４はヒータ１３の温度が室温付近の状態から通電開始直後のサーミスタ１８ａで検知された温度推移の例を示したものである。

Ｔ０は定着装置が新品の場合で、Ｔ２０はプリント動作を積算２０万枚行った後の温度推移である。なお、積算２０万枚行ったヒータ摺擦面にはサーミスタ１８ａに対応した位置に汚れが付着していることを確認している。サーミスタ検知温度が２００℃に到達するまでの昇温時間が新品では８秒（ｔａ（０））であるのに対し２０万枚後は６秒に短くなっている。これは付着した汚れが熱抵抗体となりヒータ１３からベルト１１への熱移動量が減りヒータ１３の昇温速度が大きくなったためと考えられる。

図５に、定着装置を使用開始してからの積算プリント枚数に対する昇温時間の変化の例を示す。昇温時間は耐久とともに徐々に短くなっている。これはヒータ１３の汚れ蓄積量が徐々に増加し熱移動量が徐々に低下するためと考えられる。ベルト１１の磨耗はベルト回転にともなって発生するため蓄積量はベルトの積算回転時間に依存すると考えられる。

上記に基づきヒータ汚れ寿命Ｌを下記式で定義する。ここでｔａ（ｎ）は耐久中の任意の時期にサーミスタ１８ａで測定された昇温時間、ｔａ（０）は初期にサーミスタ１８ａで測定された昇温時間、Ｋは許容可能な最大汚れ量における昇温時間の初期からの低下分である。Ｋはあらかじめ耐久試験を行い記憶装置８６に記憶しておく。許容可能な最大汚れ量はベルト温度低下によるトナー画像の定着不良が発生しない上限量である。
ヒータ汚れ寿命Ｌ＝ｍｉｎ（Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ） … Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃの最小値
Ｌａ＝１００×［ｔａ（０）−ｔａ（ｎ）］／Ｋ （単位：％）
Ｌｂ＝１００×［ｔｂ（０）−ｔｂ（ｎ）］／Ｋ
Ｌｃ＝１００×［ｔｃ（０）−ｔｃ（ｎ）］／Ｋ
表１は昇温時間の耐久変化と原因について筆者らが調べた結果である。昇温時間が変化する原因は複数ありそれぞれ変化の様子が異なっている。原因のうち昇温時間が短くなるのはヒータ汚れとベルト破損だけなので他の原因と区別できる。耐久末期にごくまれにベルト破損が発生する場合があるが、その場合、破損部においてヒータ１３にベルト１１が密着しないためベルト１１への熱移動がほぼ無くなりヒータ１３が急激に過昇温する。そのため昇温時間が突発的に急激に短くなるので昇温時間の変化率からベルト破損が発生したことを判断できる。

このように昇温時間の継時変化の様子から原因の区別が可能である。

ヒータ汚れ寿命Ｌの定義より定着不良が発生しない許容最大寿命は１００％（Ｋ＝ｔ（０）−ｔ（ｎ）のとき）である。したがってＬが１００％に到達する前にメンテナンスすることが必要である。しかし何らからの理由でメンテナンスができない場合も有り得る。そのためＬが１００％に到達した後も定着装置の設定を自動変更して少なくともプリント動作が可能な状態を維持することがユーザー立場にとって好ましい。

表２に寿命Ｌが１００％を超えた場合の設定を示す。ただし設定は本実施例に限定されず装置仕様や定着装置構成に応じて適宜変更してよい。１００％を超えた後、１１０％未満（条件１）の場合は目標温度を１０℃上げてベルト温度低下を抑え定着不良を防止する。１２０％未満（条件２）の場合はさらにプリント速度を１０枚下げることで単位時間あたり定着ニップを通過する記録材数を少なくし記録材への熱移動によるベルト温度低下を抑える。さらに１２０％以上になると汚れ位置でのヒータ昇温がヒータホルダの耐熱限界２８０℃に近づくため装置停止する。これらの設定はあらかじめ実験により最適値を求め記憶装置８６に記憶しておく。

上記で説明した汚れの判定、寿命算出、および寿命が１００％超えた後の定着設定変更の制御フローについて図６により説明する。

画像形成装置がプリント指令信号を受け取るとフローを開始する。各ステップの動作はすべて制御装置８１により制御される。

開始時点でサーミスタ１８ａ、１８ｂ、１８ｃにより各位置のヒータ温度（Ｔｈａ０、Ｔｈｂ０、Ｔｈｃ０）を検知し一時的に記憶装置８６に記憶する＜Ｓ１＞。この検知温度はあとで開始時点のヒータ温度が室温付近にあったか判断するために用いられる。

次に制御回路８４と駆動装置８３をＯＮしてヒータ１３への通電と加圧ローラ１９およびベルト１１の回転を開始する＜Ｓ２＞。このときヒータ１３へは通電比率を１００％に設定し常時通電し続ける状態とする（通電比率０％は通電ＯＦＦ）。

次にタイマー８７により昇温時間の測定を開始し＜Ｓ３＞、所定時間間隔でヒータ温度を検知し各位置のヒータ温度が目標温度Ｔｔ（２００℃）に到達した時点の経過時間を昇温時間（ｔａ（ｎ）、ｔｂ（ｎ）、ｔｃ（ｎ））に決定する＜Ｓ４〜Ｓ６＞。なお昇温時間はいづれか１つのサーミスタが目標温度Ｔｔに到達した時点の経過時間だけを用いるようにしてもよい。

つづいて前回の昇温時に測定された昇温時間ｔａ（ｎ−１）と今回の昇温時間ｔａ（ｎ）の変化量を所定値Ａ（＝４ｓｅｃ）と比較し昇温時間の変化が急激か否かを判断する＜Ｓ７＞。ｔｂ、ｔｃについても同様に判断する。変化量がＡ以上の場合は急激でありベルト破損等が発生もしくは発生する前兆ととらえ装置停止する＜Ｓ１８＞。Ａ未満の場合はつづけて初期値ｔａ（０）と比較し＜Ｓ８＞、初期値より短い場合は徐々に昇温時間が短くなっていると判断しヒータ汚れが進行していると判断する。

汚れ寿命を算出する前に開始時のヒータ温度が室温付近であったかチェックする＜Ｓ９＞。例えば前回プリントが終了してから間もない時はヒータ温度が高くなっているため昇温時間が短くなり汚れにより短くなった場合と区別がつかない。そのためヒータ温度がＴｒ（＝３０℃）以上の場合は室温付近になかったと判断し以降の汚れ寿命算出は行わずただちにプリントに移行する。

ヒータ温度がＴｒ（＝３０℃）未満の場合は室温付近にあったと判断し、今回の昇温時間の記憶、汚れ寿命Ｌの算出、寿命の更新、表示装置８２へ更新された寿命値の表示を行う＜Ｓ１０〜Ｓ１２＞。これによりサービスマンは表示値を見てメンテナンス要否を判断することが可能となる。なおメンテナンスを行った場合はサービスマンが不図示の操作部より寿命を０％にリセットする。

寿命が１００％未満の場合はプリントに移行するが＜Ｓ１３、Ｓ１４＞、１００％を超えてメンテナンスされない場合、寿命値の進度に応じて定着装置の設定を変更し定着不良が発生しないように制御する＜Ｓ１５〜Ｓ１８＞。

以上のように、ヒータ昇温時間の継時変化をもとにヒータ汚れ寿命を算出し表示するようにしたので、汚れが原因で装置停止する前にメンテナンス時期を判断できるようになった。また、筆者らの試験の結果、画像形成装置の仕様としてヒータ目標寿命が３０万枚であるのに対し、従来の定着装置では３２万枚で定着不良が発生したが、本発明を適用した定着装置では３５万枚においても定着不良は発生しなかった。

実施例１では汚れ寿命を算出するためにヒータの昇温時間を測定したが替わりにヒータとベルトの温度差を測定してもよい。実施例２について図７、図８、図９により説明する。

図７は定着装置１０１の断面図で、図３と共通の要素には同一番号を付してある。

１６はベルト温度を検知する温度検知手段としてのサーミスタである。サーミスタ１６はヒータホルダ１４にもうけた台座１６２に固定した板バネ１６１によりベルト１１側に付勢されベルト１１に押圧されている。

図８の上側にサーミスタ１６のベルト回転軸方向の配置を示す。ベルト温度を検知するサーミスタは中央付近（１６ｂ）と両端付近（１６ａ、１６ｃ）に配置され、ヒータ温度を検知するサーミスタ１８ａ、１８ｂ、１８ｃとほぼ同一位置に配置されている。なおヒータ１３の中央温度を検知するサーミスタ１８ｂはヒータ１３を目標温度に制御するために使用される。

ヒータ１３の端部に汚れＤが蓄積した時のヒータ１３およびベルト１１の温度分布の例を図８の下側に示す。ここでは、ヒータ温度が室温付近にある状態から通電開始後にサーミスタ１８ｂで検知された温度が２００℃に到達した時点の温度分布を示している。この時サーミスタ１６ｂで検知されたベルト中央温度は１７０℃である。

汚れＤが付着した位置（１８ａの位置）では汚れが熱抵抗体となりヒータ１３からベルト１１への熱移動量が減るため、汚れが無い位置（１８ｂや１８ｃの位置）に比較してヒータ温度が高くなり（２２５℃）ベルト温度は低くなる（１６０℃）。したがってヒータとベルトの温度差は汚れＤが付着した位置でΔＴａ（６５℃）、汚れが無い位置でΔＴｂ（３０℃）、ΔＴｃ（３０℃）となり温度差にもとづき汚れを推測することができる。

上記に基づきヒータ汚れ寿命Ｌ２を下記式で定義する。ここでΔＴａ（ｎ）は耐久中の任意の時期に測定されたヒータとベルトの温度差、ΔＴａ（０）は初期に測定された温度差、Ｍは許容可能な最大汚れ量における温度差の初期からの増加分である。
ヒータ汚れ寿命Ｌ２＝ｍｉｎ（Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ、Ｌ２ｃ） … Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ、Ｌ２ｃの最小値
Ｌ２ａ＝１００×［ΔＴａ（ｎ）−ΔＴａ（０）］／Ｍ （単位：％）
Ｌ２ｂ＝１００×［ΔＴｂ（ｎ）−ΔＴｂ（０）］／Ｍ
Ｌ２ｃ＝１００×［ΔＴｃ（ｎ）−ΔＴｃ（０）］／Ｍ
ヒータ１３の汚れ蓄積量は耐久とともに徐々に増加しベルト１１への熱移動量が徐々に低下するためヒータ１３とベルト１１の温度差も徐々に大きくなる。表３に示すように、ヒータ汚れが原因で生じる温度差の継時変化の様子は他の原因による変化と異なるため区別が可能である。

上記で説明した汚れの判定、寿命算出のフローについて図９により説明する。なお実施例１と同じ制御ステップについては図６と同じ記号を付してある。以下、実施例１と異なるステップ＜Ｓ２１〜Ｓ３５＞の制御内容だけを説明する。

ステップＳ２１〜Ｓ２４で、ヒータ１３に通電開始後の時間ｔをタイマー８７により測定し所定時間Ｔｍ（８ｓｅｃ）に達した時点でヒータ温度（Ｔｈａ（ｎ）、Ｔｈｂ（ｎ）、Ｔｈｃ（ｎ））、ベルト温度（Ｔｆａ（ｎ）、Ｔｆｂ（ｎ）、Ｔｆｃ（ｎ））を検知し、検知結果から温度差（ΔＴａ（ｎ）、ΔＴｂ（ｎ）、ΔＴｃ（ｎ））を算出する。なお検知タイミングはヒータ温度を検知するサーミスタ１８ａ、１８ｂ、１８ｃのいづれか１つのサーミスタが目標温度Ｔｔ（２００℃）に到達した時点でもよい。

つづいて前回の昇温時に測定された温度差ΔＴａ（ｎ−１）と今回の温度差ΔＴａ（ｎ）の変化量を所定値Ｂと比較し温度差の変化が急激か否かを判断する＜Ｓ２５＞。ΔＴｂ、ΔＴｃについても同様に判断する。変化量がＢ以上の場合は急激でありベルト破損やサーミスタ断線、サーミスタ浮き（当接不良）等が発生したととらえ装置停止する＜Ｓ１８＞。Ｂ未満の場合はつづけて初期値ΔＴａ（０）と比較し＜Ｓ２６＞、初期値より大きい場合はヒータ汚れが進行している可能性がある。次にヒータ温度Ｔｈａ（ｎ）を初期値Ｔｈａ（０）と比較し初期値より高い場合は汚れが原因であると決定する＜Ｓ２７＞。

つづいて通電開始時のヒータ温度が室温付近であったかチェックし＜Ｓ９＞、室温Ｔｒ付近であった場合は、温度差の記憶、汚れ寿命Ｌ２の算出、寿命の更新、表示装置８２へ更新された寿命値の表示を行う＜Ｓ２８〜Ｓ３０＞。

寿命が１００％未満の場合はプリントに移行し＜Ｓ３１、Ｓ１４＞、１００％を超えている場合は定着装置の設定を変更し定着不良が発生しないように制御する＜Ｓ３２〜Ｓ３５＞。ここでは実施例１と同じ設定変更を採用した。

以上の方法によりヒータとベルトの温度差の継時変化をもとにヒータ汚れ寿命を算出することができた。

実施例１、実施例２ではヒータをニップ部に配置した定着装置について本発明を適用した場合を説明したがヒータ位置はニップ部に限定されないことは明らかである。例えば図１０に示すようなニップ部以外にヒータを配置した定着装置１０２にも適用可能である。定着装置１０２では断面がベルト１１の内周面に沿った円弧状のヒータ１３０を使用し、ヒータ１３０をヒータホルダ１３１上に固定し、ステー１３２上にもうけたバネ１５によりヒータホルダ１３１をベルト１１側に付勢することによりヒータ１３０をベルト内面に接触させる構成である。また、ヒータ１３１の温度検知手段としてサーミスタ１６０を、ベルト１１の温度検知手段として非接触温度センサ１８０をもうけてある。

１０ 定着装置、１１ 定着部材、１３ ヒータ、１４ ヒータ保持部材、
１６，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ ベルト温度検知手段、
１８，１８ａ，１８ｂ，１８ｃ ヒータ温度検知手段、１９ 加圧部材、
８１ 制御装置、８２ 表示装置、８５ 記憶装置、８７ タイマー、
１３０ ヒータ、１３１ ヒータ保持部材、１６０ ヒータ温度検知手段、
１８０ ベルト温度検知手段、Ｄ 汚れ、Ｎ ニップ部

Claims (3)

1. 円筒状の回転可能な定着部材（１１）と、定着部材の内面に接触し定着部材の回転軸方向に伸びる加熱源（１３）を有し、加熱源の温度を検出する温度検出手段（１８）を回転軸方向に複数配置した定着装置において、
   加熱源に通電開始してから加熱源が所定温度に昇温するまでの昇温時間を測定する測定手段（８５）と、該昇温時間を記憶する記憶手段（８６）を有し、該昇温時間の継時変化と昇温時間の初期値をもとに加熱源の寿命を算出する寿命算出手段（８１）と、算出した寿命を表示する表示手段（８２）をそなえたことを特徴とする定着装置。
2. 円筒状の回転可能な定着部材（１１）と、定着部材の内面に接触し定着部材の回転軸方向に伸びる加熱源（１３）を有し、加熱源の温度を検出する温度検出手段（１８）と定着部材の温度を検出する温度検出手段（１６）を回転軸方向のほぼ同一位置に複数配置した定着装置において、
   加熱源に通電開始してから所定時間後の加熱源と定着部材の温度差を算出する手段（８１）と、該温度差を記憶する記憶手段（８６）を有し、該温度差の継時変化と温度差の初期値をもとに加熱源の寿命を算出する寿命算出手段（８１）と、算出した寿命を表示する表示手段（８２）をそなえたことを特徴とする定着装置。
3. 算出された加熱源の寿命に応じて、加熱源の温度、または記録材の単位時間あたりの搬送枚数を変更することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の定着装置。