JP2019215409A - 寿命予測装置、画像形成装置、寿命予測プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】検出した駆動トルクの補正等の複雑な制御を必要とすることなく、定着器の寿命予測を行うことができる寿命予測装置等を提供する。【解決手段】定着器３０と、定着器を駆動する定着モータ１２０と、定着モータによる定着器の駆動トルクを検出するトルク検出手段９４と、を備えた画像形成装置１における前記定着器３０の寿命を、トルク検出手段９４により検出された駆動トルクに基づいて予測する定着器３０の寿命予測装置１であって、定着器３０を通常の定着動作である第１の動作条件とは異なる第２の動作条件で動作させたときにトルク検出手段９４により検出された駆動トルクに基づいて、第１の動作条件での定着器３０の寿命を予測する寿命予測手段９５を備えている。【選択図】図９

Description

この発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置に使用される定着器の寿命を予測する寿命予測装置、画像形成装置及び寿命予測プログラムに関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の電子写真方式の画像形成装置には、用紙に付着したトナー（現像剤）を溶融定着させるための定着器が設けられている。定着器においては、必要な熱と圧力をかけることで未定着トナー像を定着しているが、熱と圧力をかける手段には様々な方式がある。

一例として、近年、溶融定着させる部分をローラからパッド形状の固定部材に変更することで定着器自体の熱容量を小さくし、省エネルギー化を図ったものが使用されている。また、パッド形状の固定部材の場合は、用紙搬送させるために固定部材と用紙の間に搬送用ベルト（定着ベルト）を設ける必要がある。

しかし、固定部材と定着ベルトは摺動するため耐久性が低くなり、使用するユーザーに対して定着器が寿命となる前に交換を通知しなくてはならない。

そこで、定着器を駆動するモータのトルクを検出することで定着ベルトの摩耗状態を予測し、これにより定着器の寿命を予測する技術が提案されている（例えば特許文献１）。このようなトルクの検出による定着器の寿命予測を行うには、定期的に安定した状態でトルクの検出を行い、寿命によるトルクの変位を監視する必要がある。

このため特許文献１では、駆動負荷が変動しない非通紙期間の後回転中にトルク値（定着駆動モータの駆動負荷）を検出し、検出したトルク値に基づいて定着装置が寿命に達したか否かを判断する構成となっている。

特開２００７−３０９９８０号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術では、駆動速度や定着温度等が変動するとトルク値が変動するため、寿命予測で必要なトルクを安定的に検出することは難しく、適正な寿命予測を行うためには、検出したトルクの補正を行って正規化する必要があり、制御が複雑化してしまうという課題があった。

このため、トルク値の補正等の複雑な制御必要とすることなく、定着器の適正な寿命予測を行える技術が要請されている。なお、このような要請は、パッド形状の固定部材と定着ベルトを用いた定着器に限られず、加熱ローラと加圧ローラを備えたローラ方式等の他の形式の定着器についても同様であった。

この発明は、このような技術的背景に鑑みてなされたものであって、検出した駆動トルクの補正等の複雑な制御を必要とすることなく、定着器の寿命予測を行うことができる寿命予測装置、画像形成装置及び寿命予測プログラムの提供を目的とする。

上記目的は以下の手段によって達成される。
（１）定着器と、前記定着器を駆動する定着モータと、前記定着モータによる定着器の駆動トルクを検出するトルク検出手段と、を備えた画像形成装置における前記定着器の寿命を、前記トルク検出手段により検出された駆動トルクに基づいて予測する定着器の寿命予測装置であって、前記定着器を通常の定着動作である第１の動作条件とは異なる第２の動作条件で動作させたときに前記トルク検出手段により検出された駆動トルクに基づいて、前記第１の動作条件での前記定着器の寿命を予測する寿命予測手段を備えたことを特徴とする寿命予測装置。
（２）前記寿命予測手段は、前記駆動トルクの上昇傾向から下降傾向への変化から前記定着器の寿命を予測する前項１に記載の寿命予測装置。
（３）前記第２の動作条件は、前記第１の動作条件よりも駆動速度が速い動作条件である前項１または２に記載の寿命予測装置。
（４）前記第２の動作条件は、前記第１の動作条件より温度が高い動作条件である前項１〜３のいずれかに記載の寿命予測装置。
（５）前記トルク検出手段は、前記第２の動作条件での前記駆動トルクの検出を前記画像形成装置の初期動作中に行う前項１〜４のいずれかに記載の寿命予測装置。
（６）前記トルク検出手段は、前記第２の動作条件での前記駆動トルクの検出を第１の動作条件での動作の前または後で行う前項１〜４のいずれかに記載の寿命予測装置。
（７）前記トルク検出手段は、前記第２の動作条件での駆動トルクの検出を定期的に行う前項１〜４のいずれかに記載の寿命予測装置。
（８）前記定着器は駆動ローラとベルトにより定着を行う構成のものであり、前記定着モータは前記駆動ローラを駆動する前項１〜７のいずれかに記載の寿命予測装置。
（９）前記ベルトの張りを従動ローラと固定部材で確保する前項８に記載の寿命予測装置。
（１０）前記固定部材は、前記ベルトの内側において前記駆動ローラと対向する位置に配置されている前項９に記載の寿命予測装置。
（１１）前記駆動ローラとベルトの接する部分の滑りに起因して前記駆動トルクが低下する前項８〜１０のいずれかに記載の寿命予測装置。
（１２）前記寿命予測手段による寿命予測結果をネットワークを通じて外部へ送信可能な通信手段を備えている前項１〜１１のいずれかに記載の寿命予測装置。
（１３）前記トルク検出手段は、前記定着器を前記第１の動作条件と第２の動作条件の両方で動作させたときの駆動トルクを検出し、前記寿命予測手段は、検出された前記駆動トルクの変化傾向を比較して第１の動作条件での前記定着器の寿命を予測する前項１〜１２のいずれかに記載の寿命予測装置。
（１４）定着器と、前記定着器を駆動する定着モータと、前記定着モータによる定着器の駆動トルクを検出するトルク検出手段と、前項１〜１３のいずれかに記載の寿命予測装置と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
（１５）定着器と、前記定着器を駆動する定着モータと、前記定着モータによる定着器の駆動トルクを検出するトルク検出手段と、を備えた画像形成装置における前記定着器の寿命を、前記トルク検出手段により検出された駆動トルクに基づいて予測する寿命予測ステップを、定着器の寿命予測装置のコンピュータに実行させるための寿命予測プログラムであって、前記寿命予測ステップでは、前記定着器を通常の定着動作である第１の動作条件とは異なる第２の動作条件で動作させたときに前記トルク検出手段により検出された駆動トルクに基づいて、前記第１の動作条件での前記定着器の寿命を予測する処理を前記コンピュータに実行させるための寿命予測プログラム。

前項（１）に記載の発明によれば、定着器を通常の定着動作である第１の動作条件とは異なる第２の動作条件で動作させたときの定着モータによる駆動トルクが検出され、この検出された駆動トルクに基づいて、第１の動作条件での定着器の寿命が予測されるから、通常の第１の動作条件で駆動トルクを検出して寿命予測を行う場合のように、検出した駆動トルクの補正等の複雑な制御を必要とすることなく、定着器の第１の動作条件での寿命予測を行うことができる。

前項（２）に記載の発明によれば、寿命予測手段は、駆動トルクの上昇傾向から下降傾向への変化から定着器の寿命を予測するから、確実にかつ精度良く定着器の寿命を予測することができる。

前項（３）に記載の発明によれば、第２の動作条件は第１の動作条件よりも駆動速度が速い動作条件であるから、確実に定着器の寿命を予測することができる。

前項（４）に記載の発明によれば、第２の動作条件は第１の動作条件よりも温度が高い動作条件であるから、確実に定着器の寿命を予測することができる。

前項（５）に記載の発明によれば、第２の動作条件での駆動トルクの検出は画像形成装置の初期動作中に行われる。

前項（６）に記載の発明によれば、第２の動作条件での駆動トルクの検出は第１の動作条件での動作の前または後で行われる。

前項（７）に記載の発明によれば、第２の動作条件での駆動トルクの検出は定期的に行われる。

前項（８）に記載の発明によれば、定着モータにより駆動される駆動ローラとベルトにより定着を行う構成の定着器の第１の動作条件での寿命予測を行うことができる。

前項（９）に記載の発明によれば、ベルトの張りは従動ローラと固定部材で確保される。

前項（１０）に記載の発明によれば、固定部材は、ベルトの内側において駆動ローラと対向する位置に配置されているから、安定的に定着動作を行うことができる。

前項（１１）に記載の発明によれば、駆動ローラとベルトの接する部分の滑りに起因して駆動トルクが低下するから、この駆動トルクの低下を検出することにより、定着器の第１の動作条件での寿命予測を行うことができる。

前項（１２）に記載の発明によれば、寿命予測手段による寿命予測結果をネットワークを通じて外部へ送信できるから、サービスマン等は定着器の設置場所まで出向かなくても、寿命予測結果を知ることができる。

前項（１３）に記載の発明によれば、定着器を第１の動作条件と第２の動作条件の両方で動作させたときに検出された駆動トルクの変化傾向を比較して、第１の動作条件での定着器の寿命を予測することができる。

前項（１４）に記載の発明によれば、通常の第１の動作条件で駆動トルクを検出して寿命予測を行う場合のように、検出した駆動トルクの補正等の複雑な制御を必要とすることなく、定着器の第１の動作条件での寿命予測を行うことができる画像形成装置となる。

前項（１５）に記載の発明によれば、通常の第１の動作条件で駆動トルクを検出して寿命予測を行う場合のように、検出した駆動トルクの補正等の複雑な制御を必要とすることなく、定着器の第１の動作条件での寿命予測を行う処理を、定着器の寿命予測装置のコンピュータに実行させることができる。

この発明の一実施形態に係る寿命予測装置の一例としての機能を備えた画像形成装置１の概略構成図である。 定着装置の構成を示す図である。 摺動シートと定着ベルトの摺動部の断面図である。 摺動部の状態に応じて定着モータのトルクが上昇するメカニズムを説明するための表である。 定着モータを制御するモータ制御部と、画像形成装置に備えられている上位制御部の構成を示すブロック図である。 従来の寿命予測制御を説明するためのグラフである。 定着器の動作条件の差によるトルク特性差を示すグラフである。 ニップの滑りによるトルク低下を示すグラフである。 定着器の寿命判定処理を説明するためのグラフである。 同じく定着器の寿命判定処理を説明するための別のグラフである。 寿命予測装置の機能構成を示すブロック図である。 画像形成装置で実行される定着器の寿命予測処理を示すフローチャートである。

以下、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、この発明の一実施形態に係る寿命予測装置の一例としての機能を備えた画像形成装置１の概略構成図である。この例では、画像形成装置１としてタンデム型のカラープリンタが用いられている。

図１において、この画像形成装置１は、装置本体１Ａの下部に給紙部２００が、中央部にカラー画像形成部１０が、上部に排紙部６００がそれぞれ配されて構成されている。給紙部２００から排紙部６００に渡っては給紙部２００から繰り出された記録シート（用紙）Ｓを上方へ搬送するシート搬送路２０６が設けられている。

カラー画像形成部１０は、装置本体１Ａの上下方向の略中央に配置された一対のローラ５１、５０と、これらのローラ５１、５０間に水平に掛設されて矢印方向へ走行する中間転写ベルト６０と、この走行方向に沿って配置されたイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）の各色の作像ユニットである感光体ユニット６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｋとを備えている。

各感光体ユニット６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｋで作成されたトナー画像を重ね合わせて転写ベルト６０に転写し、シート搬送路２０６を搬送されてくる記録シートＳに対して転写ベルト６０の搬送端（図中右端）で２次転写を行い、記録シートＳを定着装置３００に送給してトナー画像の定着を行うようになっている。定着装置３００については後述する。

各感光体ユニット６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｋは、静電複写方式により作像するもので、それらの周囲に配設された帯電器と、現像器６１Ｙ，６１Ｍ，６１Ｃ，６１Ｋと、感光体ドラム６３Ｙ，６３Ｍ，６３Ｃ，６３Ｋと、転写器等とを備えている。また、４個のレーザーダイオード、ポリゴンミラー、および走査レンズ等を有するプリントヘッド４１ならびに４つの反射ミラー４２等を備えた露光部４０の各レーザーダイオードにより、帯電器により帯電された各感光体ドラム６３Ｙ，６３Ｍ，６３Ｃ，６３Ｋの表面が露光され、該表面に静電潜像が形成されるようになっている。

また、各感光体ユニット６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｋの現像器６１Ｙ，６１Ｍ，６１Ｃ，６１Ｋにトナーを補給する補給機構として、トナーカートリッジ７０Ｙ，７０Ｍ，７０Ｃ，７０Ｋおよびサブホッパ８０Ｙ，８０Ｍ，８０Ｃ，８０Ｋが前記感光体ユニット６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｋの上方位置に配置されている。

なお、図１中、符号４００はＬＡＮ等のネットワークを介して外部装置と通信を行う通信手段であり、また符号５００はキー部や表示部を備えた操作パネル部である。

図２は定着装置３００の構成を示す図である。この実施形態では、定着装置３００は定着器３０と、定着器３０を駆動する定着モータ１２０を備えている。

定着器３０は、定着ベルト３１と、駆動ローラ（加圧ローラ）３２と、パッド式の固定部材３３を備え、固定部材３３と駆動ローラ３２とは対向状態に配置されている。定着ベルト３１は、従動ローラ３７と固定部材３３との間に掛け渡されるとともに、固定部材３３と駆動ローラ３２の間に介在し、駆動ローラ３２の白抜き矢印で示す方向への回転駆動に応答して従動ローラ３７と固定部材３３の周りを回動走行するようになっている。これによって、駆動ローラ３２と定着ベルト３１との間に、上流から搬送されてきた記録シートＳを下流側に搬送するようになっている。

前記固定部材３３は定着ベルト３１の内側に存在することになるが、固定部材３４の定着ベルト３１側の表面には、摺動シート３４が設けられている。この摺動シートは、定着ベルト３１の回動時に固定部材３３と定着ベルト３１の間の摩擦力を低減して摺動性を確保するためのものである。また、固定部材３３と定着ベルト３１の間の摩擦力を更に低減するため、定着ベルト３１の裏面には、図示しない潤滑剤（グリス）供給装置から潤滑剤３５が供給されるようになっており、定着ベルト３１の裏面に潤滑剤が塗布された状態で、定着ベルト３１が摺動シート３４と摺動しつつ走行するようになっている。なお、図２に示す符号３６は、潤滑剤供給装置の手前側に配置された、定着ベルト３１の裏面に付着している潤滑剤を一旦除去するためのフェルト部材である。

従動ローラ３７内には１個又は複数個のヒーターランプ３８が内蔵されており、ヒーターランプ３８によって従動ローラ３７が加熱され、さらに従動ローラ３７の熱が定着ベルト３１に伝達されて、定着ベルト３１が所定温度に加熱されるようになっている。このような加熱により、駆動ローラ３２と定着ベルト３１との間を加熱加圧状態で通過する画像形成済みの記録シートＳのトナー像が記録シートＳに定着されるようになっている。

駆動ローラ３２は、定着モータ１２０の駆動軸１２１に連結された複数個の伝達ギア１３０を介して定着モータ１２０の回転駆動力を付与される。この実施形態では、定着モータ１２０として、センサレスベクトル制御方式の３相ブラシレスモータが用いられている。

上記のような定着器３０において、摺動シート３４と定着ベルト３１間の摩擦は駆動ローラ３２、伝達ギア１３０を経由して定着モータ１２０のトルクになる。また、耐久によるトルクの上昇の要因としては、定着ベルト３１の歪、摺動シート３４と定着ベルト３１の摩擦、駆動ローラ３２の歪、伝達ギア１３０の歪等があげられる。

なお、この実施形態では、定着器３０はパッド式の固定部材３３を用いたものを例示しているが、加熱ローラと駆動ローラ（加圧ローラ）とで定着を行うローラ式の定着器であっても良い。

図３は摺動シート３４と定着ベルト３１の摺動部の断面図である。摺動シート３４は、ガラス繊維素材からなる基材３４ａと、定着ベルト３１側において基材３４ａの表面に積層された潤滑性素材で形成された表層材３４ｂとから構成されている。そして、摺動シート３４と定着ベルト３１の内面の間に、摺動性の確保及び耐久性の向上のための潤滑剤（グリス）３５が介在している。

図４は、摺動部の状態に応じて定着モータ１２０のトルクが上昇するメカニズムを説明するための表である。

同表上段に記載されているように、潤滑剤３５が十分に存在している状態では、定着ベルト３１、摺動シート３４の摩耗はなくトルクの上昇は小さい。同表中段に記載されているように、潤滑シート３４の端部からの潤滑剤３５のはみ出し等により潤滑剤３５が減少してくると、定着ベルト３１と摺動シート３４の摩擦が始まりトルクが徐々に増加する。同表下段に記載されているように、潤滑剤が更に減少すると、摺動シート３４の表層３４ｂが摩耗して基材３４ａが露出し、基材３４ａを形成しているガラス繊維素材で定着ベルト３１を摺動することとなり、その摩擦で摩耗が起こり定着器３０のトルク（定着モータ１２０のトルク）を増大させる。なお、同表の「状態」欄に記載の「パッド」は固定部材３３を意味する。

図５は、定着モータ１２０を制御するモータ制御部１００と、画像形成装置１に備えられている上位制御部９０の構成を示すブロック図である。

上位制御部９０は、モータ制御部１００を含む画像形成装置１の全体を統括的に制御するものであり、ＣＰＵ９０ａ、ＲＯＭ９０ｂ、ＲＡＭ９０ｃを備えている。

プロセッサとしてのＣＰＵ９０ａは、ＲＯＭ９０ｂ等に格納された動作プログラムを実行することにより、画像形成装置１０の全体を制御するが、この実施形態では特に、モータ制御部１００から送付される電流値をモータ１２０の駆動負荷であるトルクに変換したり、トルクの変化量を測定したりする。

ＲＯＭ９０ｂは、ＣＰＵ９０ａの動作プログラムや画像形成に必要な各種の設定値等を記憶している。

ＲＡＭ９０ｃは、ＣＰＵ９０ａが動作プログラムに従って動作する際の作業領域を提供するものである。

記憶部９１は、画像形成装置１０内に備えられた例えばハードディスク装置等からなり、各種のアプリケーションその他のデータが保持されている。特にこの実施形態では、検出された定着器３０の累積走行距離や定着モータ１２０の駆動トルクの検出結果等を記憶している。

モータ制御部１００は、上位制御部９０から駆動命令や目標回転速度を受け取る。また、モータ制御部１００内には、回転速度制御部１０１、駆動素子制御部１０２、３相インバータ回路部１０３、電流検出部１０４等が備えられている。回転速度制御部１０１は上位制御部９０と相互に通信を行いながら、モータ制御部１００の全体を制御する。

上位制御部９０から駆動命令や目標回転速度を受け取った回転速度制御部１０１は、目標回転速度と、ブラシレスモータの電流や電圧から推定された位置を受け取ってＰＷＭ信号のデューティ比（PWM Duty）を決定する。モータ制御部１００内の駆動素子制御部１０２はそのPWM Dutyと、電流から推定された磁極位置、推定速度をもとに、ＰＷＭ信号を駆動素子である３相インバータ回路部１０３に出力して、ブラシレスモータ１２０を駆動させる。３相インバータ回路部１０３では、ＵＶＷの３相ブラシレスモータ１２０を駆動させる電圧信号を形成する。

電流検出部１０４は、センサレスベクトル制御方式における電流検出のうち、２シャント方式と呼ばれる方式で電流検出を行う。２シャント方式では、３相のうちＵ相とＶ相の電流を検出して、Ｗ相は計算で求めることが知られている(Ｕ相電流＋Ｖ相電流＋Ｗ相電流＝０)。電流は、微少な値（１／１０Ωオーダー）の抵抗を用い、電流が流れたときに生じる起電圧をアンプで増幅し、Ａ／Ｄ変換で取り込むことで検出が可能である。

センサレスベクトル制御で速度制御を行う際の有効電流、無効電流の中で有効電流（Iq）を用いて、上位制御部９０はモータ１２０の駆動負荷であるトルクに変換する。以下の説明では駆動負荷をトルクともいう。ブラシレスモータ１２０のセンサレス制御や、電流検出によるトルクの算出方法は公知であるので詳細な説明は省略する。

なお、駆動トルクの検出（測定）方法は上記のような電流検出による方法に限定されることはなく、他の方法であっても良い。

次に、図６のグラフを用いて従来の寿命予測制御を説明する。図６のグラフの横軸は、定着器３０の累積走行距離（駆動距離）、縦軸は定着モータ１２０のトルクを示す。なお、定着器３０の累積走行距離（駆動距離）は、駆動ローラ３２あるいは定着ベルト３１の累積走行距離、または記録シートＳの累積搬送枚数に相当する。

経時使用により潤滑剤（グリス）３５が徐々に減少していきトルクが徐々に上昇する。潤滑剤３５が更に減少し、摺動シート３４と定着ベルト３１の間で摩擦が起きるとトルクが大きく上昇し、寿命の閾値となるトルクＴ０となった時には交換しなければならない。その前に寿命予測閾値Ｔ１を設けて、事前に交換を知らせる。トルクが上昇するタイミングは、環境やユーザーの使用状況によって異なる。従って、寿命予測を行う上ではトルク検出は定期的に行う必要がある。

図７は、定着器３０の動作条件（駆動ローラ３２及び定着ベルト３１の駆動速度、定着温度）の差によるトルク特性差を示すグラフである。図６のグラフと同様に、横軸に走行距離を縦軸にトルク値を示す。駆動速度、定着温度によって潤滑剤３５の状態が変わるためトルクの上昇に差がある。潤滑剤３５の減少差と駆動速度によって摺動シート３４の表層３４ｂの磨耗にも差が生じるので、速度条件の違いでトルク変化にも特性差が現われる。

図８はニップの滑りによるトルク低下を示すグラフである。図６のグラフと同様に、横軸に走行距離（定着器３０の駆動距離）、縦軸に駆動トルクを示す。

潤滑剤３５の減少で徐々に上昇したトルクは摺動シート３４の摩擦で上昇傾向は大きくなるが、さらに摺動シート３４の磨耗が進むと、定着ベルト３１と駆動ローラ３２の接する部分のニップ圧が減少する。ニップ圧が下がると定着ベルト３１と駆動ローラ３２の接する部分に滑りが発生して通紙ができなくなり、定着器３０は寿命となる。滑りが発生すると駆動ローラ３２の駆動トルク、つまり定着モータ１２０の駆動トルクが減少する。

動作条件が違うとトルク低下の開始ポイントも違いが生じる。図８のグラフでは、駆動速度２０８７．８ｒｐｍで定着温度１６５℃、駆動速度１５２５．２ｒｐｍで定着温度１４５℃、駆動速度１０４３．９ｒｐｍで定着温度１５５℃、駆動速度７６２．６ｒｐｍで定着温度１３５℃の各動作条件に設定して、トルクの低下特性を求めている。図８から明らかなように、駆動速度は速いほど、定着温度は高いほどニップの滑りによるトルク低下は早く発生する。

このような知見に鑑み、この実施形態では、定期的に、通常の定着動作の条件である第１の動作条件とは異なる第２の動作条件で、記録シートＳを通過させることなく定着器３０を動作させてトルクの低下を検出する。

例えば、図９のグラフに示すように、通常の定着動作における駆動速度２０８７．８ｒｐｍ、定着温度１６５℃の第１の動作条件に対して、駆動速度２２９７ｒｐｍ、温度１７５℃と駆動速度を速く温度を高く設定した寿命予測用の第２の動作条件でトルクの測定を行い、図９に破線で示すような累積走行距離に対するトルク推移特性を得る。このトルク推移特性におけるトルクの低下開始点は、図９に実線で示す通常の定着動作時のトルク推移特性におけるトルク低下開始点よりも早いから、第２の動作条件でのトルク低下の開始を検出することにより、通常の定着動作での定着器３０の寿命と判定することができる。

また、図１０に示すように、通常の定着動作における動作条件が駆動速度７６２．６ｒｐｍ、定着温度１３５℃であれば、例えば駆動速度８３９ｒｐｍ、定着温度１４５℃と駆動速度を速く温度を高く設定した寿命予測用の第２の動作条件でトルクの測定を行い、第２の動作条件でのトルク低下の開始を検出することにより、通常の定着動作での定着器３０の寿命と判定することができる。

なお、第２の動作条件として、駆動速度を速く温度を高く設定した場合を説明したが、駆動速度のみを速く設定したり、温度のみを高く設定しても良い。

図１１は、寿命予測装置の機能構成を示すブロック図であり、速度制御部９２と、温調制御部９３と、トルク検出部９４と、演算部９５を備え、これらは図５に示した上位制御部９０の機能の一部として構成される。

速度制御部９２は定着モータ１２０の駆動速度を制御する。具体的には、通常の定着動作における第１の動作条件での駆動速度や、寿命予測のための第２の動作条件における駆動速度となるように、定着モータ１２０の駆動速度を制御する。

温調制御部９３は定着器３０の温度を制御する。具体的には、通常の定着動作における第１の動作条件での温度や、寿命予測のための第２の動作条件における温度となるように、定着器３０の温度を制御する。

トルク検出部９４は、定着モータ１２０の駆動トルクを、例えば定着モータ１２０の電流に基づいて検出する。

演算部９５は、速度制御部９２からの速度情報、温調制御部９３からの温度情報、トルク検出部９４からの検出トルク情報をそれぞれ受信してトルク推移特性を算出し、第２の動作条件でトルクの低下開始を検出し、定着器３０の寿命を予測する。

図１２は、画像形成装置１で実行される定着器３０の寿命予測処理を示すフローチャートである。この処理は、画像形成装置１の上位制御部９０におけるＣＰＵ９０ａが、ＲＯＭ９０ｂ等の記録媒体に記録された動作プログラムに従って動作することにより実行される。

ステップＳ０１では、電源投入時の初期動作において、寿命検知のための第２の動作条件で定着器３０を動作させたときの定着モータ１２０の駆動トルクを測定（検出）する。第２の動作条件は、例えば、定着時の駆動速度（定着速度）よりも少し速い駆動速度で動作させてトルクを測定する。前述したように、第２の動作条件としては、駆動速度に加えてあるいは駆動速度に拘わらず、温度を定着温度よりも高く設定しても良い。

次いでステップＳ０２で、トルク測定値を前回の測定値と比較したのち、ステップＳ０３で、トルク測定値が前回の測定値よりも減少したかどうかを判断する。減少していれば（ステップＳ０３でＹＥＳ）、滑りが発生しているので、ステップＳ０４で、通常の定着速度でも寿命直前と判断し定着器３０が寿命であることを表示する。定着動作が継続されると、ステップＳ０５で、画像形成装置１の動作を中止するとともに、定着器３０の交換を促すメッセージを操作パネル部５００等に表示する。

この表示によって、ユーザーはサービスマン等に連絡し定着器３０の全部あるいは一部を交換することができる。

なお、定着器３０が寿命であることや定着器３０の交換を促すメッセージの表示と共に、あるいは表示に変えて、寿命であることを通信手段４００からネットワークを介して外部の例えば管理サーバーやサービスマンの端末装置等に送信しても良い。これにより、サービスマン等は定着器３０が寿命であることを直接に知ることができる。

ステップＳ０３で、トルク測定値が前回の測定値よりも減少していなければ（ステップＳ０３でＮＯ）、ステップＳ０６に進み、画像形成時の通常の定着動作を実施したのち、ステップＳ０７で、定着動作が一定時間以上行われているかどうかを調べる。一定時間以上行われていなければ（ステップＳ０７でＮＯ）、ステップＳ０８では寿命検知のための第２の動作条件での動作を行わず、ステップＳ０６に進む。

ステップＳ０７で一定時間以上行われていれば（ステップＳ０７でＹＥＳ）、ステップＳ０１に戻り、電源投入時かどうかにかかわらず初期動作を行い、寿命検知のためのトルクの測定を行う。

なお、寿命検知のためのトルクの測定を画像形成装置１の初期動作中に行うものとしたが、寿命予測の精度が要求される場合は特に、通常の画像形成時の定着動作の前または後で行っても良い。トルク値が寿命レベルに近づいたときに寿命検知頻度を上げることで、より正確な寿命予測を行うことができる。また、定着動作前又は後では頻度がありすぎる場合は一定時間以上の定着動作毎に定期的に寿命検知を行うこともできる。

さらには、寿命検知のための第２の動作条件でのトルクの測定に加え、画像形成時の通常の定着動作である第１の動作条件で定着器３０を動作させたときの駆動トルクをも測定し、駆動トルクの変化傾向を比較して定着器３０の寿命を予測しても良い。例えば、両者の差が一定以内に縮まった時を、第１の動作条件での寿命と判断しても良い。

このように、この実施形態では、定着器３０を通常の定着動作である第１の動作条件とは異なる第２の動作条件で動作させたときの定着モータ１２０による駆動トルクが検出され、この検出された駆動トルクに基づいて、第１の動作条件での定着器３０の寿命が予測されるから、通常の第１の動作条件で駆動トルクを検出して寿命予測を行う場合のように、検出した駆動トルクの補正等の複雑な制御を必要とすることなく、定着器３０の寿命予測を行うことができる。

以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることはない。例えば画像形成装置１が定着器３０の寿命を予測したが、定着モータ１２０の駆動トルクの測定結果を、通信手段４００からネットワークを介して外部の例えばパーソナルコンピュータからなる管理サーバーに送信し、管理サーバーで駆動トルクの傾向を監視することにより寿命を予測しても良い。

１ 画像形成装置
３０ 定着器
３１ 定着ベルト
３２ 駆動ローラ
３３ 固定部材
３４ 摺動シート
３５ 潤滑剤
３７ 従動ローラ
３８ ヒーターランプ
９０ 上位制御部
９０ａ ＣＰＵ
９０ｂ ＲＯＭ
９０ｃ ＲＡＭ
９１ 記憶部
９２ 速度制御部
９３ 温度制御部
９４ トルク検出部
１００ モータ制御部
１２０ 定着モータ
３００ 定着装置
Ｓ 用紙

Claims (15)

1. 定着器と、前記定着器を駆動する定着モータと、前記定着モータによる定着器の駆動トルクを検出するトルク検出手段と、を備えた画像形成装置における前記定着器の寿命を、前記トルク検出手段により検出された駆動トルクに基づいて予測する定着器の寿命予測装置であって、
   前記定着器を通常の定着動作である第１の動作条件とは異なる第２の動作条件で動作させたときに前記トルク検出手段により検出された駆動トルクに基づいて、前記第１の動作条件での前記定着器の寿命を予測する寿命予測手段を備えたことを特徴とする寿命予測装置。
2. 前記寿命予測手段は、前記駆動トルクの上昇傾向から下降傾向への変化から前記定着器の寿命を予測する請求項１に記載の寿命予測装置。
3. 前記第２の動作条件は、前記第１の動作条件よりも駆動速度が速い動作条件である請求項１または２に記載の寿命予測装置。
4. 前記第２の動作条件は、前記第１の動作条件より温度が高い動作条件である請求項１〜３のいずれかに記載の寿命予測装置。
5. 前記トルク検出手段は、前記第２の動作条件での前記駆動トルクの検出を前記画像形成装置の初期動作中に行う請求項１〜４のいずれかに記載の寿命予測装置。
6. 前記トルク検出手段は、前記第２の動作条件での前記駆動トルクの検出を第１の動作条件での動作の前または後で行う請求項１〜４のいずれかに記載の寿命予測装置。
7. 前記トルク検出手段は、前記第２の動作条件での駆動トルクの検出を定期的に行う請求項１〜４のいずれかに記載の寿命予測装置。
8. 前記定着器は駆動ローラとベルトにより定着を行う構成のものであり、前記定着モータは前記駆動ローラを駆動する請求項１〜７のいずれかに記載の寿命予測装置。
9. 前記ベルトの張りを従動ローラと固定部材で確保する請求項８に記載の寿命予測装置。
10. 前記固定部材は、前記ベルトの内側において前記駆動ローラと対向する位置に配置されている請求項９に記載の寿命予測装置。
11. 前記駆動ローラとベルトの接する部分の滑りに起因して前記駆動トルクが低下する請求項８〜１０のいずれかに記載の寿命予測装置。
12. 前記寿命予測手段による寿命予測結果をネットワークを通じて外部へ送信可能な通信手段を備えている請求項１〜１１のいずれかに記載の寿命予測装置。
13. 前記トルク検出手段は、前記定着器を前記第１の動作条件と第２の動作条件の両方で動作させたときの駆動トルクを検出し、
    前記寿命予測手段は、検出された前記駆動トルクの変化傾向を比較して第１の動作条件での前記定着器の寿命を予測する請求項１〜１２のいずれかに記載の寿命予測装置。
14. 定着器と、
    前記定着器を駆動する定着モータと、
    前記定着モータによる定着器の駆動トルクを検出するトルク検出手段と、
    請求項１〜１３のいずれかに記載の寿命予測装置と、
    を備えたことを特徴とする画像形成装置。
15. 定着器と、前記定着器を駆動する定着モータと、前記定着モータによる定着器の駆動トルクを検出するトルク検出手段と、を備えた画像形成装置における前記定着器の寿命を、前記トルク検出手段により検出された駆動トルクに基づいて予測する寿命予測ステップを、定着器の寿命予測装置のコンピュータに実行させるための寿命予測プログラムであって、
    前記寿命予測ステップでは、前記定着器を通常の定着動作である第１の動作条件とは異なる第２の動作条件で動作させたときに前記トルク検出手段により検出された駆動トルクに基づいて、前記第１の動作条件での前記定着器の寿命を予測する処理を前記コンピュータに実行させるための寿命予測プログラム。

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