JP2021081647A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着部における耐久状態に起因した画像不良を抑制することが可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、第１定着部材と、第１定着部材との間でニップ部を形成する第２定着部材とを有する定着部と、第１定着部材と第２定着部材とが離間した離間状態と、第１定着部材と第２定着部材とが圧着した圧着状態との間で定着部を遷移させる圧着離間機構と、定着部が離間状態から圧着状態に遷移する際における所定状態の後の圧着離間機構の駆動パラメーターの変化に基づいて、定着部の耐久状態に起因した画像不良を抑制するための所定制御を行う制御部と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

従来、記録媒体に画像を定着する定着装置を備えた画像形成装置が知られている。定着装置における定着部材や加圧部材の耐久が進むと、ニップ部における荷重減少または荷重増加に起因した画像不良が発生する。

このような画像不良を抑制するため、従来においては、印刷枚数の履歴から定着装置の耐久状態を判定していたが、このようにすると、同じ印刷枚数であっても、部品のばらつきによって定着装置の耐久状態が異なるので、耐久状態の判定精度が低くなる。その結果、寿命を迎えていないにも関わらず早期に部品を交換する問題や、想定よりも早く部品が寿命を迎える問題が発生する。

このような問題を抑制するため、例えば特許文献１には、定着部材の駆動モーターのトルクに基づいて定着装置の寿命を判断する構成が開示されている。この構成では、定着部材と加圧部材とを圧着させた状態のトルクと、定着部材と加圧部材とを離間させた状態のトルクとの差分に基づいて定着装置の寿命を判断している。

特開２００７−３０９９８１号公報

しかしながら、定着部材の駆動モーターのトルクには、定着部材および加圧部材の耐久状態によるトルク変動以外に、定着部材で用いられる潤滑剤の劣化や駆動ギヤーの劣化等のトルク成分が含まれるので、正確なトルクの差分が得られない可能性がある。

また、定着部材および加圧部材を駆動状態とすると、両方の駆動によるトルクはばらつきやすく、かつ、ノイズ成分が大きくなりやすいので、正確なトルクの差分が得られない可能性がある。さらに、冷間時にトルクの差分を測定する場合、例えば、定着ベルト等に癖が付きやすく、ひいては測定が安定しない。また、暖気時にトルクの差分を測定する場合、定着部材等での温度がばらつきやすいので、トルクの差分の測定精度が悪くなる。

以上のことから、特許文献１に記載の構成は、定着装置における寿命の判定精度が低く、ひいては定着装置の耐久状態に起因した画像不良が発生するおそれがあった。

本発明の目的は、定着部における耐久状態に起因した画像不良を抑制することが可能な画像形成装置を提供することである。

本発明に係る画像形成装置は、
第１定着部材と、前記第１定着部材との間でニップ部を形成する第２定着部材とを有する定着部と、
前記第１定着部材と前記第２定着部材とが離間した離間状態と、前記第１定着部材と前記第２定着部材とが圧着した圧着状態との間で前記定着部を遷移させる圧着離間機構と、
前記定着部が前記離間状態から前記圧着状態に遷移する際における所定状態の後の前記圧着離間機構の駆動パラメーターの変化に基づいて、前記定着部の耐久状態に起因した画像不良を抑制するための所定制御を行う制御部と、
を備える。

本発明によれば、定着部における耐久状態に起因した画像不良を抑制することができる。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を概略的に示す図である。 本実施の形態に係る画像形成装置の制御系の主要部を示す図である。 離間状態の圧着離間機構を示す図である。 圧着状態の圧着離間機構を示す図である。 駆動モーターにおける駆動電流値の時間変化を示す図である。 ローラーの硬度と印刷枚数との関係を示す図である。 画像形成装置における所定制御の動作例を示すフローチャートである。 定着部の寿命時期の予測を説明するための図である。 図３Ａに示す構成において、定着ローラーにおける複数の箇所を示した図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置１の全体構成を概略的に示す図である。図２は、本実施の形態に係る画像形成装置１の制御系の主要部を示す図である。

図１に示すように、画像形成装置１は、電子写真プロセス技術を利用した中間転写方式のカラー画像形成装置である。すなわち、画像形成装置１は、感光体ドラム４１３上に形成されたＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色トナー像を中間転写ベルト４２１に一次転写し、中間転写ベルト４２１上で４色のトナー像を重ね合わせた後、給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃから送出された用紙Ｓに二次転写することにより、画像を形成する。

また、画像形成装置１には、ＹＭＣＫの４色に対応する感光体ドラム４１３を中間転写ベルト４２１の走行方向に直列配置し、中間転写ベルト４２１に一回の手順で各色トナー像を順次転写させるタンデム方式が採用されている。

図２に示すように、画像形成装置１は、画像読取部１０、操作表示部２０、画像処理部３０、画像形成部４０、用紙搬送部５０、定着部６０および制御部１０１を備える。

制御部１０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０２、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０３、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０４等を備える。ＣＰＵ１０２は、ＲＯＭ１０３から処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭ１０４に展開し、展開したプログラムと協働して画像形成装置１の各ブロック等の動作を集中制御する。このとき、記憶部７２に格納されている各種データが参照される。記憶部７２は、例えば不揮発性の半導体メモリ（いわゆるフラッシュメモリ）やハードディスクドライブで構成される。

制御部１０１は、通信部７１を介して、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）等の通信ネットワークに接続された外部の装置（例えばパーソナルコンピューター）との間で各種データの送受信を行う。制御部１０１は、例えば、外部の装置から送信された画像データ（入力画像データ）を受信し、この画像データに基づいて用紙Ｓに画像を形成させる。通信部７１は、例えばＬＡＮカード等の通信制御カードで構成される。

図１に示すように、画像読取部１０は、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）と称される自動原稿給紙装置１１および原稿画像走査装置１２（スキャナー）等を備えて構成される。

自動原稿給紙装置１１は、原稿トレイに載置された原稿Ｄを搬送機構により搬送して原稿画像走査装置１２へ送り出す。自動原稿給紙装置１１により、原稿トレイに載置された多数枚の原稿Ｄの画像（両面を含む）を連続して一挙に読み取ることが可能となる。

原稿画像走査装置１２は、自動原稿給紙装置１１からコンタクトガラス上に搬送された原稿又はコンタクトガラス上に載置された原稿を光学的に走査し、原稿からの反射光をＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサー１２ａの受光面上に結像させ、原稿画像を読み取る。画像読取部１０は、原稿画像走査装置１２による読取結果に基づいて入力画像データを生成する。この入力画像データには、画像処理部３０において所定の画像処理が施される。

図２に示すように、操作表示部２０は、例えばタッチパネル付の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）で構成され、表示部２１及び操作部２２として機能する。表示部２１は、制御部１０１から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面、画像の状態、各機能の動作状況等の表示を行う。操作部２２は、テンキー、スタートキー等の各種操作キーを備え、ユーザーによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部１０１に出力する。

画像処理部３０は、入力画像データに対して、初期設定又はユーザー設定に応じたデジタル画像処理を行う回路等を備える。例えば、画像処理部３０は、制御部１０１の制御下で、階調補正データ（階調補正テーブル）に基づいて階調補正を行う。また、画像処理部３０は、入力画像データに対して、階調補正の他、色補正、シェーディング補正等の各種補正処理や、圧縮処理等を施す。これらの処理が施された画像データに基づいて、画像形成部４０が制御される。

図１に示すように、画像形成部４０は、入力画像データに基づいて、Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分の各有色トナーによる画像を形成するための画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ、中間転写ユニット４２等を備える。

Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分用の画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋは、同様の構成を有する。図示及び説明の便宜上、共通する構成要素は同一の符号で示し、それぞれを区別する場合には符号にＹ、Ｍ、Ｃ、又はＫを添えて示すこととする。図１では、Ｙ成分用の画像形成ユニット４１Ｙの構成要素についてのみ符号が付され、その他の画像形成ユニット４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋの構成要素については符号が省略されている。

画像形成ユニット４１は、露光装置４１１、現像装置４１２、感光体ドラム４１３、帯電装置４１４、及びドラムクリーニング装置４１５等を備える。

感光体ドラム４１３は、例えばドラム状の金属基体の外周面に、有機光導電体を含有させた樹脂よりなる感光層が形成された有機感光体よりなる。

制御部１０１は、感光体ドラム４１３を回転させる駆動モーター（図示略）に供給される駆動電流を制御することにより、感光体ドラム４１３を一定の周速度で回転させる。

帯電装置４１４は、例えば帯電チャージャーであり、コロナ放電を発生させることにより、光導電性を有する感光体ドラム４１３の表面を一様に負極性に帯電させる。

露光装置４１１は、例えば半導体レーザーで構成され、感光体ドラム４１３に対して各色成分の画像に対応するレーザー光を照射する。その結果、感光体ドラム４１３の表面のうちレーザー光が照射された画像領域には、背景領域との電位差により各色成分の静電潜像が形成される。

現像装置４１２は、二成分逆転方式の現像装置であり、感光体ドラム４１３の表面に各色成分の現像剤を付着させることにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。

現像装置４１２には、例えば帯電装置４１４の帯電極性と同極性の直流現像バイアス、または交流電圧に帯電装置４１４の帯電極性と同極性の直流電圧が重畳された現像バイアスが印加される。その結果、露光装置４１１によって形成された静電潜像にトナーを付着させる反転現像が行われる。

ドラムクリーニング装置４１５は、感光体ドラム４１３の表面に当接され、弾性体よりなる平板状のドラムクリーニングブレード等を有し、中間転写ベルト４２１に転写されずに感光体ドラム４１３の表面に残留するトナーを除去する。

中間転写ユニット４２は、中間転写ベルト４２１、一次転写ローラー４２２、複数の支持ローラー４２３、二次転写ローラー４２４、及びベルトクリーニング装置４２６等を備える。

中間転写ベルト４２１は無端状ベルトで構成され、複数の支持ローラー４２３にループ状に張架される。複数の支持ローラー４２３のうちの少なくとも１つは駆動ローラーで構成され、その他は従動ローラーで構成される。例えば、Ｋ成分用の一次転写ローラー４２２よりもベルト走行方向下流側に配置されるローラー４２３Ａが駆動ローラーであることが好ましい。これにより、一次転写部におけるベルトの走行速度を一定に保持しやすくなる。駆動ローラー４２３Ａが回転することにより、中間転写ベルト４２１は矢印Ａ方向に一定速度で走行する。

中間転写ベルト４２１は、導電性および弾性を有するベルトであり、表面に高抵抗層を有する。中間転写ベルト４２１は、制御部１０１からの制御信号によって回転駆動される。

一次転写ローラー４２２は、各色成分の感光体ドラム４１３に対向して、中間転写ベルト４２１の内周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、一次転写ローラー４２２が感光体ドラム４１３に圧接されることにより、感光体ドラム４１３から中間転写ベルト４２１へトナー像を転写するための一次転写ニップが形成される。

二次転写ローラー４２４は、駆動ローラー４２３Ａのベルト走行方向下流側に配置されるバックアップローラー４２３Ｂに対向して、中間転写ベルト４２１の外周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、二次転写ローラー４２４がバックアップローラー４２３Ｂに圧接されることにより、中間転写ベルト４２１から用紙Ｓへトナー像を転写するための二次転写ニップが形成される。

一次転写ニップを中間転写ベルト４２１が通過する際、感光体ドラム４１３上のトナー像が中間転写ベルト４２１に順次重ねて一次転写される。具体的には、一次転写ローラー４２２に一次転写バイアスを印加し、中間転写ベルト４２１の裏面側、つまり一次転写ローラー４２２と当接する側にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は中間転写ベルト４２１に静電的に転写される。

その後、用紙Ｓが二次転写ニップを通過する際、中間転写ベルト４２１上のトナー像が用紙Ｓに二次転写される。具体的には、二次転写ローラー４２４に二次転写バイアスを印加し、用紙Ｓの裏面側、つまり二次転写ローラー４２４と当接する側にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は用紙Ｓに静電的に転写される。トナー像が転写された用紙Ｓは定着部６０に向けて搬送される。

ベルトクリーニング装置４２６は、二次転写後に中間転写ベルト４２１の表面に残留する転写残トナーを除去する。

定着部６０は、用紙Ｓの定着面、つまりトナー像が形成されている面側に配置される定着面側部材を有する上側定着部６０Ａ、用紙Ｓの裏面つまり定着面の反対の面側に配置される裏面側支持部材を有する下側定着部６０Ｂ、および加熱源等を備える。定着面側部材に裏面側支持部材が圧接されることにより、用紙Ｓを挟持して搬送する定着ニップが形成される。

定着部６０は、トナー像が二次転写され、搬送されてきた用紙Ｓをニップ部で加熱、加圧することにより、用紙Ｓにトナー像を定着させる。定着部６０は、定着器Ｆ内にユニットとして配置される。

上側定着部６０Ａは、定着面側部材である無端状の定着ベルト６１、加熱ローラー６２および定着ローラー６３を有する。定着ベルト６１は、加熱ローラー６２と定着ローラー６３とによって張架されている。

下側定着部６０Ｂは、裏面側支持部材である加圧ローラー６４を有する。加圧ローラー６４は、定着ベルト６１における定着ローラー６３に巻き掛けられた部分との間で用紙Ｓを挟持して搬送するニップ部を形成している。つまり、ニップ部は、定着ローラー６３と加圧ローラー６４との間で形成される。

また、本実施の形態には、定着ベルト６１における定着ローラー６３に巻き掛けられている部分に加圧ローラー６４を圧着／離間させる圧着離間機構６５が設けられている。図３Ａおよび図３Ｂに示すように、圧着離間機構６５は、筐体６５Ａと、回動軸６５Ｂと、付勢部材６５Ｃと、カム６５Ｄと、駆動モーター６５Ｅと、電流検出部６５Ｆとを有する。

筐体６５Ａは、加圧ローラー６４を収容しており、回動軸６５Ｂに回動可能に支持されている。付勢部材６５Ｃは、筐体６５Ａを上側定着部６０Ａ側に付勢する。カム６５Ｄは、回転可能に設けられており、楕円形状に構成されている。カム６５Ｄは、付勢部材６５Ｃを押圧する。カム６５Ｄが回転すると、付勢部材６５Ｃの位置が上下に移動する。これにより、定着ローラー６３と加圧ローラー６４との圧着／離間が制御される。なお、図３Ａおよび図３Ｂでは、定着ベルト６１の図示を省略している。

駆動モーター６５Ｅは、カム６５Ｄを回転駆動する駆動源であり、制御部１０１によって制御される。つまり、圧着離間機構６５は、駆動パラメーターの一例としての駆動電流値によって駆動モーター６５Ｅが駆動されることにより、離間状態と圧着状態との間で定着部６０を遷移させる。

離間状態は、定着ローラー６３（定着ベルト６１における定着ローラー６３が巻き掛けられた部分）と加圧ローラー６４とが離間した状態である（図３Ａ参照）。圧着状態は、定着ベルト６１を介して定着ローラー６３と加圧ローラー６４とが圧着した状態である（図３Ｂ参照）。定着ローラー６３は、本発明の「第１定着部材」に対応し、加圧ローラー６４は、本発明の「第２定着部材」に対応する。

電流検出部６５Ｆは、駆動モーター６５Ｅの駆動電流値を検出する。電流検出部６５Ｆにより検出された駆動電流値は、時系列データとして記憶部７２に逐次記憶される。制御部１０１は、当該駆動電流値に基づいて、定着部６０の耐久状態に起因した画像不良を抑制するための所定制御を行う。所定制御については後述する。

図１に戻り、用紙搬送部５０は、給紙部５１、排紙部５２、及び搬送経路部５３等を備える。給紙部５１を構成する３つの給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃには、坪量やサイズ等に基づいて識別された用紙Ｓ（規格用紙、特殊用紙）が予め設定された種類毎に収容される。搬送経路部５３は、レジストローラー対５３ａを含む複数の搬送ローラー対を有する。レジストローラー対５３ａが配設されたレジストローラー部は、用紙Ｓの傾きおよび片寄りを補正する。

給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃに収容されている用紙Ｓは、最上部から一枚ずつ送出され、搬送経路部５３により画像形成部４０に搬送される。画像形成部４０においては、中間転写ベルト４２１のトナー像が用紙Ｓの一方の面に一括して二次転写され、定着部６０において定着工程が施される。画像形成された用紙Ｓは、排紙ローラー５２ａを備えた排紙部５２により機外に排紙される。

次に、定着部６０の耐久状態に起因した画像不良を抑制するための所定制御について説明する。

制御部１０１は、圧着離間機構６５において、離間状態から圧着状態に遷移する際における所定状態の後の駆動電流値の変化に基づいて、定着部６０の耐久状態に起因した画像不良を抑制するための所定制御を行う。

図４に示すように、圧着離間機構６５の駆動モーター６５Ｅを駆動すると、上側定着部６０Ａと下側定着部６０Ｂとが離間した離間時から、上側定着部６０Ａと下側定着部６０Ｂとが圧着した圧着時までの間で定着部６０が遷移する際、駆動電流値が変動する。

離間時においては、駆動電流値は、駆動開始時における所定の突入電流が発生する駆動開始状態の後、所定状態で推移する。所定状態は、上側定着部６０Ａと下側定着部６０Ｂが離間しているので、加圧ローラー６４に上側定着部６０Ａからの負荷がかかってない状態である。そのため、所定状態では、定着ローラー６３と加圧ローラー６４とが圧着する前における、駆動電流値が所定範囲内に収まっている状態である。

所定範囲は、例えば、上側定着部６０Ａと下側定着部６０Ｂとが圧着時の駆動電流よりも十分に小さい電流値となるレベルの範囲（例えば、５０ｍＡ等）である。具体的には、所定範囲は、所定制御を行う基準となる基準値（後述する所定電流値）よりも駆動電流値が低いレベルの範囲であり、実験等で適宜設定可能な範囲である。

圧着時においては、上側定着部６０Ａと下側定着部６０Ｂとが圧着していくことにより、加圧ローラー６４に上側定着部６０Ａからかかる負荷が大きくなっていくので、駆動電流値が増大していく（実線Ｄ１参照）。そして、下側定着部６０Ｂが、画像形成において設定された設定位置（駆動電流値が最大値（例えば、８５０ｍＡ等）となる位置）まで上側定着部６０Ａに圧着されたら、駆動モーター６５Ｅの駆動が終了して駆動電流値が低下していく。

しかし、定着部６０の耐久が進むと、下側定着部６０Ｂが設定位置まで上側定着部６０Ａに圧着されても、そのニップ圧が所望の圧とならなくなる。

例えば、加圧ローラー６４および定着ローラー６３の少なくとも一方の硬度が、耐久が進むことに起因して減少する場合がある。例えば、ローラーの弾性層がゴム等の材料で構成されている場合、図５に示すように、印刷枚数が進むにつれ、ローラーの硬度が減少することが確認されている（実線Ｈ参照）。

なお、本実施の形態に係る定着ローラー６３は、外径が９０ｍｍであり、表面の弾性層が、厚さ２０ｍｍ、アスカーＣ硬度３５°のシリコンゴムである。また、加圧ローラー６４は、外径が８０ｍｍであり、表面の弾性層が、厚さ６ｍｍ、アスカーＣ硬度６５°のシリコンゴムである。

ローラーの硬度が減少していくと、定着ローラー６３と加圧ローラー６４との間の荷重が減少してニップ圧が所望の圧よりも小さくなる。その結果、定着部６０において、定着不良等の画像不良が生じる。

ここで、設定位置におけるニップ圧が所望の圧よりも小さくなると、定着ローラー６３と加圧ローラー６４との間の荷重の減少により、圧着離間機構６５における駆動モーター６５Ｅによる駆動電流値の最大値も小さくなる。そのため、図４に示す破線Ｄ２のように、駆動電流値の最大値が、所望の圧となる場合（例えば、実線Ｄ１）よりも小さくなる。

このことから、ローラーの硬度と、定着ローラー６３と加圧ローラー６４との圧着の設定位置での駆動電流値とは、比例関係であることがわかる。言い換えると、ローラーの硬度が減少すると、当該駆動電流値も減少することとなる。

そこで、本実施の形態では、所定状態の後の駆動電流値の変化に基づいて、制御部１０１が所定制御を行う。つまり、制御部１０１は、定着ローラー６３と加圧ローラー６４とが圧着を開始してから設定位置まで圧着するまでの間を含む期間における、駆動電流値の変化に基づいて所定制御を行う。

所定制御としては、定着部６０の寿命を判定する制御が挙げられる。

具体的には、制御部１０１は、駆動電流値の最大値に基づいて定着部６０が寿命であるか否かについて判定する。より詳細には、制御部１０１は、駆動電流値の最大値が所定電流値以下である場合、定着部６０が寿命であると判定する。

所定電流値は、定着ローラー６３の硬度および加圧ローラー６４の硬度の少なくとも一方が小さくなり過ぎることに起因して、画像不良が発生する程度までニップ圧が弱くなったときの駆動電流値（例えば、７００ｍＡ）である。所定電流値は、ローラーの硬度が、例えば図５に示す画像不良が発生する硬度（破線参照）のときの駆動電流値に近い値等、適宜設定可能である。

図４に示す例では、破線Ｄ２の駆動電流値は、所定電流値より最大値が小さいので、制御部１０１は、定着部６０が寿命であると判定することとなる。

これにより、ユーザーが定着部６０の寿命を正確に把握することができるので、結果として定着部６０の耐久状態に起因した画像不良を抑制することができる。

また、制御部１０１は、所定条件において測定された駆動電流値に基づいて、所定制御を行う。

所定条件としては、例えば、定着部６０の温度条件が挙げられる。

定着部６０は、動作中は高温状態とされるので、定着ローラー６３および加圧ローラー６４の熱膨張または熱収縮に起因する体積変動が発生する。そのため、定着部６０の温度条件がばらつくと、定着ローラー６３および加圧ローラー６４の体積変動量のばらつきも大きくなり、ひいては測定される駆動電流値のばらつきの原因となる可能性がある。

そこで、定着部６０の温度条件を室温状態等、一定の温度条件とすることで定着部６０の温度のばらつきを低減し、ひいては駆動電流値のばらつきを低減することができる。

また、所定条件としては、上側定着部６０Ａおよび下側定着部６０Ｂが非回転状態である条件が挙げられる。

上側定着部６０Ａおよび下側定着部６０Ｂがともに回転した状態で圧着状態とすると、駆動電流値のノイズ成分が大きくなり、ひいては駆動電流値の測定精度が低下する。

そこで、上側定着部６０Ａおよび下側定着部６０Ｂを非回転状態とすることで駆動電流値の測定を行うことにより、駆動電流値のノイズ成分が大きくなることを低減し、ひいては駆動電流値の測定精度を向上させることができる。

また、制御部１０１は、定着部６０が寿命であると判定した場合、定着部６０が寿命である旨をユーザーに報知する報知指令を出力する。報知指令は、例えば表示部２１等に表示される文字や、アラーム等の音声等、ユーザーに把握可能なものである限りどのようなものでも良い。

これにより、定着部６０が寿命であることをユーザーが迅速に把握することができる。

以上のように構成された画像形成装置１における所定制御の動作例について説明する。図６は、画像形成装置１における所定制御の動作例を示すフローチャートである。図６における処理は、例えば、画像形成動作開始前において適宜実行される。

図６に示すように、制御部１０１は、駆動電流値の測定を開始する（ステップＳ１０１）。そして、制御部１０１は、圧着離間機構６５における圧着動作を開始する（ステップＳ１０２）。

次に、制御部１０１は、圧着離間機構６５における圧着動作が終了したか否かについて判定する（ステップＳ１０３）。判定の結果、圧着動作が終了していない場合（ステップＳ１０３、ＮＯ）、ステップＳ１０３の処理が繰り返される。

一方、圧着動作が終了した場合（ステップＳ１０３、ＹＥＳ）、制御部１０１は、駆動電流値の測定を終了する（ステップＳ１０４）。そして、制御部１０１は、測定した駆動電流値の時系列データを参照し、所定状態から外れた後の駆動電流値の最大値を抽出する（ステップＳ１０５）。

次に、制御部１０１は、駆動電流値の最大値が所定電流値以下であるか否かについて判定する（ステップＳ１０６）。判定の結果、最大値が所定電流値以下である場合（ステップＳ１０６、ＹＥＳ）、制御部１０１は、定着部６０が寿命であると判定する（ステップＳ１０７）。

一方、最大値が所定電流値より大きい場合（ステップＳ１０６、ＮＯ）、制御部１０１は、定着部６０が寿命ではないと判定する（ステップＳ１０８）。ステップＳ１０７またはステップＳ１０８の後、本制御は終了する。

以上のように構成された本実施の形態によれば、制御部１０１が、圧着離間機構６５の駆動モーター６５Ｅの駆動電流値に基づいて定着部６０の耐久状態に起因した画像不良を抑制するための所定制御を行う。具体的には、制御部１０１が駆動電流値の最大値が所定電流値以下である場合、定着部６０が寿命であると判定する。

その結果、ユーザーが定着部６０の寿命を正確に把握することができるので、結果として定着部６０の耐久状態に起因した画像不良を抑制することができる。

また、圧着離間機構６５の駆動モーター６５Ｅにおけるギヤー、および、その潤滑剤は、圧着離間動作時のみ負荷を受けるので、一度圧着動作が完了すると、通紙中においては、ほとんど負荷がない状態となる。そのため、ローラー等を回転駆動するモーターにおけるギヤーと比較すると、駆動モーター６５Ｅのギヤーの劣化量が大幅に小さいものである。

すなわち、駆動モーター６５Ｅのギヤーの劣化量は、定着ローラー６３および加圧ローラー６４の劣化量に対して無視できるレベルである。ローラー等を回転駆動するモーターにおけるギヤーは、動作中、常時負荷を受け続けるので、劣化量が大きくなり、ひいては測定すべきパラメーターに影響を与えやすい。

それに対し、本実施の形態では、駆動モーター６５Ｅにおけるギヤーの劣化量が、駆動電流値の測定に影響を与えることないので、駆動電流値の測定精度を向上させることができる。その結果、定着部６０の寿命の判定精度を向上させることができるので、結果として定着部６０の耐久状態に起因した画像不良を抑制することができる。

また、制御部１０１が所定条件において測定された駆動電流値に基づいて所定制御を行うので、駆動電流値における外乱による影響度を低減することができる。その結果、駆動電流値の測定精度を向上させて正確に定着部６０の寿命を判定しやすくすることができる。

なお、上記実施の形態では、所定制御として、定着部６０における寿命を判定する制御を例示したが、本開示はこれに限定されず、定着部６０における寿命を判定する制御以外の制御であっても良い。

例えば、所定制御として、定着部６０の耐久状態に起因した画像不良を低減する制御が適用されても良い。

例えば、制御部１０１は、駆動電流値に基づいて、定着ローラー６３と加圧ローラー６４とのニップ部の荷重を所定荷重に維持する制御を、定着部６０の耐久状態に起因した画像不良を低減する制御として行う。所定荷重は、例えばニップ部が所望の圧となるような荷重である。

つまり、制御部１０１は、駆動電流値の最大値が所定電流値以下である場合、駆動モーター６５Ｅによりカム６５Ｄを回転させて、加圧ローラー６４の位置を設定位置よりも定着ローラー６３側にして、ニップ部の荷重を上昇させるように制御する。

こうすることで、ニップ部の荷重が、耐久が進んでいない状態のときの荷重に近づけることができるので、定着部６０における画像不良を低減し、ひいては定着部６０の耐久状態に起因した画像不良の発生を抑制することができる。また、定着部６０の寿命を延ばすことができる。

また、制御部１０１は、駆動電流値に基づいて定着部６０における温度制御を、定着部６０の耐久状態に起因した画像不良を低減する制御として行う。

つまり、制御部１０１は、駆動電流値の最大値が所定電流値以下である場合、定着部６０の加熱ローラー６２における加熱量を上昇させるように制御する。

こうすることで、定着部６０における温度が上昇してニップ部を通過する用紙Ｓに画像が定着しやすくなるので、定着部６０における画像不良を低減し、ひいては定着部６０の耐久状態に起因した画像不良の発生を抑制することができる。また、定着部６０の寿命を延ばすことができる。

また、所定制御として、定着部６０における寿命時期の予測を行う制御が適用されても良い。

具体的には、制御部１０１は、駆動電流値の履歴に基づいて定着部６０における寿命時期の予測を行う。制御部１０１は、例えば、任意のタイミングで測定した駆動電流値を複数個、印刷枚数毎に記憶部７２に記憶させる。

そして、図７に示すように、横軸を印刷枚数とし、縦軸を当該印刷枚数に対応する駆動電流値としたグラフに示した、印刷枚数と駆動電流値との関係に基づいて、制御部１０１は、定着部６０における寿命時期の予測を行う。

例えば、印刷枚数Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３と、それぞれの印刷枚数に対応する駆動電流値Ａ１，Ａ２，Ａ３が測定されていたとする。

印刷枚数Ｔ１は、最少の印刷枚数である。印刷枚数Ｔ２は、印刷枚数Ｔ１より多い印刷枚数である。印刷枚数Ｔ３は、最多の印刷枚数である。駆動電流値Ａ１は、印刷枚数Ｔ１に対応する。駆動電流値Ａ２は、印刷枚数Ｔ２に対応する。駆動電流値Ａ３は、印刷枚数Ｔ３に対応する。

また、図７におけるＰ１は、印刷枚数Ｔ１および駆動電流値Ａ１に対応するプロットである。Ｐ２は、印刷枚数Ｔ２および駆動電流値Ａ２に対応するプロットである。Ｐ３は、印刷枚数Ｔ３および駆動電流値Ａ３に対応するプロットである。

制御部１０１は、各プロットのＰ１，Ｐ２，Ｐ３の近似直線Ｌを生成し、当該近似直線Ｌが所定電流値に到達する印刷枚数Ｔ４を、定着部６０における寿命時期であると判定する。

このように、定着部６０における寿命時期を予測することにより、定着部６０の耐久状態に起因した画像不良の発生を未然に防ぐことができる。

また、寿命時期の予測結果は、例えば、寿命時期であるＴ４と、最新の印刷枚数であるＴ３との差分等、残りの印刷可能な印刷枚数や、寿命時期となる印刷枚数等とすることができる。

また、駆動電流値の履歴については、画像形成装置１の使用開始時から所定印刷枚数毎の駆動電流値が記憶されたものでも良いし、任意のタイミングの駆動電流値が記憶されたものでも良い。

また、上記実施の形態では、例えば、定着ローラー６３等におけるニップ部に対応する箇所における駆動電流値のみを測定する構成であったが、本開示はこれに限定されない。制御部１０１は、例えば、図８に示すように、定着ローラー６３における複数の箇所Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４のそれぞれによりニップ部を形成するように圧着離間機構６５を制御する。

複数の箇所Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４のそれぞれを、ニップ部に対応する位置にする方法については、例えば定着ローラー６３の芯金に、当該芯金と異なる物質で、複数の箇所Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４のそれぞれに印をつける。そして、各印を光学センサーで読み取ることで、各箇所Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４の回転角度が判断可能となる。こうすることで、離間状態において、定着ローラー６３の複数の箇所のそれぞれを、ニップ部に対応する位置に合わせることが可能となる。図８では、Ｘ１がニップ部に対応する位置に位置する例が示されている。

そして、複数の箇所Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４のうちの一つをニップ部に対応する位置に合わせて定着ローラー６３および加圧ローラー６４を圧着状態とし、そのときの駆動電流値を測定し、測定終了後、離間状態とする。その後、別の箇所をニップ部に対応する位置に合わせる。その後、再度、定着ローラー６３および加圧ローラー６４を圧着状態として駆動電流値を測定する工程を繰り返していく。

すなわち、制御部１０１は、定着ローラー６３における複数の箇所のそれぞれでニップ部を形成する毎における駆動電流値の変化に基づいて所定制御を行う。

このようにすることで、定着ローラー６３における複数の箇所の耐久状態を判定することが可能となる。その結果、定着ローラー６３の耐久状態を部分的に判定することができる。また、複数の箇所における駆動電流値の平均値を算出することにより、部材全体の耐久状態を判定することができる。

また、上記実施の形態では、駆動電流値に基づいて所定制御を行っていたが、本開示はこれに限定されない。例えば、制御部１０１が駆動電流値に加え、定着ローラー６３および加圧ローラー６４の少なくとも１つの径に基づいて所定制御を行っても良い。

例えば、離間状態から圧着状態に遷移する間の定着ローラー６３等の径は、耐久が進むにつれ経時的に変化する。

そのため、駆動電流値に加えて、ローラーの径の変化を組み合わせることにより、より精度良く定着部６０の耐久状態を判定することができ、ひいては定着部６０の耐久状態に起因した画像不良を抑制することができる。

ところで、ローラーの径変化のみで定着部６０の耐久状態を判定する構成であると、ローラーの硬度変動の方が早く進むような場合、定着部６０の耐久状態の判定精度が不十分になるので、当該判定を行う構成として改善の余地がある。

しかし、本実施の形態のように、駆動モーター６５Ｅの駆動電流値に基づいて、間接的にローラーの硬度の減少を検出して、定着部６０の耐久状態を判定するので、定着部６０の耐久状態の判定精度を向上させることができる。

また、駆動電流値に加えてローラーの径変化を所定制御に用いることで、定着部６０の耐久状態の判定精度をさらに向上させることができる。

また、上記実施の形態では、駆動電流値に基づいて所定制御を行っていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、駆動電流値の最大値をローラーの硬度に変換した上で、ローラーの硬度に基づいて所定制御を行うようにしても良い。

駆動電流値のローラーの硬度への変換方法としては、例えば、駆動電流値に対応付けたローラーの硬度を記載したテーブル等を記憶部７２等に記憶しておき、制御部１０１が記憶部７２を参照することで、ローラーの硬度を取得する方法等が挙げられる。

また、上記実施の形態では、所定状態を、駆動電流値が所定範囲内に収まっている状態である定着ローラー６３と加圧ローラー６４とが圧着する前における離間時の状態としていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、所定状態が、定着ローラー６３と加圧ローラー６４との圧着後における微小時間経過時等の状態を含んでいても良い。

所定状態が、定着ローラー６３と加圧ローラー６４との圧着後における微小時間経過時を含む場合、制御部１０１は、駆動電流値が所定範囲を超えたタイミング以降の駆動電流値の変化に基づいて所定制御を行うようにしても良い。

また、所定状態は、定着ローラー６３と加圧ローラー６４との圧着開始時よりも微小時間前までの状態としても良い。この場合、制御部１０１は、所定状態終了時、つまり、定着ローラー６３と加圧ローラー６４との圧着開始前のタイミング以降の駆動電流値の変化に基づいて所定制御を行う。

また、所定状態は、図４に示す駆動開始状態のように、駆動電流値が安定していない状態を含んでいても良い。

また、上記実施の形態では、定着部６０の部材が、耐久が進むほどローラーの硬度が減少するものであったが、耐久が進むほどローラーの硬度が増大する部材が存在する場合は、当該部材が定着部６０の部材に適用されていても良い。このような部材の場合、例えば、ローラーの硬度が増大するほど、ニップ部の荷重が増加して、しわ等の画像不良が発生するおそれがある。そのため、この場合は、硬度増大により駆動電流値が増えすぎることをもって、所定制御を行うようにしても良い。

また、上記実施の形態では、定着部６０における、定着ローラー６３や加圧ローラー６４等の各部材の寿命については言及していなかったが、定着ローラー６３および加圧ローラー６４の少なくとも一方の寿命を判定するようにしても良い。例えば、ローラーの弾性層の材質の柔らかい方を優先して、寿命であるか否かについて判定しても良いし、各部材の使用履歴に基づいて定着ローラー６３および加圧ローラー６４の何れか一方が寿命であるか否かについて判定しても良い。

また、上記実施の形態では、駆動電流値を駆動パラメーターとして例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、圧着離間機構６５の駆動モーター６５Ｅの駆動トルク等、駆動電流値以外で代用可能な駆動パラメーターがある場合、駆動電流値以外の駆動パラメーターを用いても良い。

その他、上記実施の形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

１ 画像形成装置
６０ 定着部
６０Ａ 上側定着部
６０Ｂ 下側定着部
６１ 定着ベルト
６２ 加熱ローラー
６３ 定着ローラー
６４ 加圧ローラー
６５ 圧着離間機構
６５Ａ 筐体
６５Ｂ 回動軸
６５Ｃ 付勢部材
６５Ｄ カム
６５Ｅ 駆動モーター
６５Ｆ 電流検出部

Claims (13)

1. 第１定着部材と、前記第１定着部材との間でニップ部を形成する第２定着部材とを有する定着部と、
   前記第１定着部材と前記第２定着部材とが離間した離間状態と、前記第１定着部材と前記第２定着部材とが圧着した圧着状態との間で前記定着部を遷移させる圧着離間機構と、
   前記定着部が前記離間状態から前記圧着状態に遷移する際における所定状態の後の前記圧着離間機構の駆動パラメーターの変化に基づいて、前記定着部の耐久状態に起因した画像不良を抑制するための所定制御を行う制御部と、
   を備える画像形成装置。
2. 前記制御部は、前記所定制御として前記定着部の寿命を判定する、
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、前記駆動パラメーターの最大値に基づいて前記所定制御を行う、
   請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御部は、所定条件において測定された前記駆動パラメーターに基づいて前記所定制御を行う、
   請求項１〜３の何れか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記所定条件は、前記定着部の温度条件である、
   請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記所定条件は、前記第１定着部材および前記第２定着部材が非回転状態の条件である、
   請求項４または請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記制御部は、
   前記第１定着部材における複数の箇所のそれぞれにより前記ニップ部を形成するように前記圧着離間機構を制御し、
   前記複数の箇所のそれぞれで前記ニップ部を形成する毎における前記駆動パラメーターの変化に基づいて前記所定制御を行う、
   請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記制御部は、前記駆動パラメーターの履歴に基づいて前記定着部における寿命時期の予測を前記所定制御として行う、
   請求項１〜７の何れか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記制御部は、前記駆動パラメーターに基づいて、前記ニップ部の荷重を所定荷重に維持する制御を前記所定制御として行う、
   請求項１〜８の何れか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記制御部は、前記駆動パラメーターに基づいて、前記定着部における温度制御を前記所定制御として行う、
    請求項１〜９の何れか１項に記載の画像形成装置。
11. 前記所定状態は、前記第１定着部材と前記第２定着部材とが圧着する前における、前記駆動パラメーターが所定範囲内に収まっている状態を含み、
    前記所定範囲は、前記所定制御を行う基準となる基準値よりも駆動パラメーターが低いレベルの範囲である、
    請求項１〜１０の何れか１項に記載の画像形成装置。
12. 前記制御部は、前記第１定着部材と前記第２定着部材とが圧着を開始してから設定位置まで圧着するまでの間を含む期間における、前記駆動パラメーターの変化に基づいて前記所定制御を行う、
    請求項１〜１１の何れか１項に記載の画像形成装置。
13. 前記制御部は、前記駆動パラメーターに加え、前記第１定着部材および前記第２定着部材の少なくとも１つの径変化に基づいて前記所定制御を行う、
    請求項１〜１２の何れか１項に記載の画像形成装置。

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