JP2021179463A - 定着装置、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着装置における摺動部材の劣化および前記摺動部材の異音の発生を抑制すること。【解決手段】負荷検出装置６１ａは、加圧ローラー６の駆動装置６０の駆動負荷を検出する。初速設定部８ｅは、定着装置４８のヒーター５１が作動中に前記加圧ローラー６が一定速度で回転する状況下で温度センサー５８の計測温度が予め定められた２つの調査温度の一方から他方へ変化するときの前記負荷検出装置６１ａの検出駆動負荷の変化量に応じて、前記加圧ローラー６の起動時の初速を設定する。駆動制御部８ｃは、前記ヒーター５１の作動により前記温度センサー５８の計測温度が目標温度まで上昇するときに、前記駆動装置６０を制御することにより前記加圧ローラー６を前記初速で回転させた後に前記初速も速い定常速度で回転させる。【選択図】図２

Description

本発明は、トナー像をシートに定着させる定着装置およびそれを備える画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置は、シートに転写されたトナー像を加熱および加圧する定着装置を備える。また、前記定着装置が、幅方向に沿って並ぶ複数の発熱体を有するヒーターと、前記ヒーターを内包する筒状の摺動部材と、前記摺動部材との間にシートが通過するニップを形成する加圧ローラーとを備える場合がある。

前記加圧ローラーが回転すると、前記摺動部材が従動回転し、前記摺動部材の内周面が前記ヒーターに対してシート搬送方向へ摺動する。前記摺動部材の前記内周面には、潤滑剤が塗布されている。

前記摺動部材は、摩耗、前記潤滑剤の経時劣化、または前記摺動部材の内周面への粉塵の混入などの原因によって劣化する。前記摺動部材の劣化が進行すると，異音の発生、または、前記摺動部材に対する前記加圧ローラーのスリップに起因する画質不良などの不都合が生じる。

また、前記定着装置において、前記加圧ローラーを駆動するモーターの起動トルクと前記モーターの起動後の駆動トルクとの差に基づいて、前記摺動部材の推定寿命を判断することが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１８−３１８３６号公報

ところで、前記定着装置が起動するときに、前記摺動部材の温度がある程度上昇し前記潤滑剤の粘性が下がるまで低速で回転させることが望ましい。これにより、前記摺動部材の劣化が抑制され、さらに前記加圧ローラーの駆動電力が低減される。

しかしながら、前記摺動部材の内周面への粉塵の混入状態が悪化したときに前記摺動部材が低速回転すると、前記摺動部材において異音が発生し、さらに、前記摺動部材の劣化が速まる。

本発明の目的は、定着装置における摺動部材の劣化および前記摺動部材の異音の発生を抑制できる定着装置および画像形成装置を提供することにある。

本発明の一の局面に係る定着装置は、シートの搬送路の定着位置において前記シート上のトナー像を加熱および加圧することにより前記トナー像を前記シートに定着させる装置である。前記定着装置は、基部材と、摺動部材と、ヒーターと、加圧ローラーと、駆動装置と、温度センサーと、負荷検出装置と、初速設定部と、駆動制御部と、を備える。前記基部材は、前記定着位置においてシート搬送方向に直交する幅方向に沿って配置されている。前記摺動部材は、前記基部材を内包する筒状の部材であり、回転することによって潤滑剤が塗布された内周面が前記基部材の表面に対し前記シート搬送方向に沿って摺動する。前記ヒーターは、前記摺動部材を加熱する。前記加圧ローラーは、前記摺動部材との間に前記シートが通過するニップを形成し、回転することによって前記摺動部材を従動回転させる。前記駆動装置は、前記加圧ローラーを回転駆動する。前記温度センサーは、前記基部材または前記摺動部材の温度を計測する。前記負荷検出装置は、前記駆動装置の駆動負荷を検出する。前記初速設定部は、前記ヒーターが作動中に前記加圧ローラーが一定速度で回転する状況下で前記温度センサーの計測温度が予め定められた２つの調査温度の一方から他方へ変化するときの前記負荷検出装置の検出駆動負荷の変化量である駆動負荷変化量に応じて、前記加圧ローラーの起動時の初速を設定する。前記駆動制御部は、前記ヒーターの作動により前記温度センサーの計測温度が目標温度まで上昇するときに、前記駆動装置を制御することにより前記加圧ローラーを前記初速で回転させた後に前記初速も速い定常速度で回転させる。

本発明の他の局面に係る画像形成装置は、シートにトナー像を転写する転写装置と、前記トナー像を前記シートに定着させる前記定着装置と、を備える。

本発明によれば、定着装置における摺動部材の劣化および前記摺動部材の異音の発生を抑制できる定着装置および画像形成装置を提供することが可能になる。

図１は、実施形態に係る画像形成装置の構成図である。 図２は、実施形態に係る画像形成装置における定着装置の構成図である。 図３は、実施形態に係る画像形成装置における制御装置の構成を示すブロック図である。 図４は、実施形態に係る画像形成装置における定着装置起動制御の手順の一例を示すフローチャートである。 図５は、定着装置における計測温度および検出駆動負荷の変化の一例を示すグラフである。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

［画像形成装置１０の構成］
実施形態に係る画像形成装置１０は、シート９に画像を形成するプリント処理を行う装置である。画像形成装置１０は、電子写真方式で前記プリント処理を行う。シート９は、用紙またはシート状の樹脂部材などの画像形成媒体である。

図１に示されるように、画像形成装置１０は、本体部１内に設けられたシート搬送装置３およびプリント装置４０と、制御装置８と、操作装置８０１と、表示装置８０２とを備える。

シート搬送装置３は、シート送出装置３０および複数組の搬送ローラー対３１を備える。シート送出装置３０は、シート収容部２に収容されたシート９を本体部１内の搬送路３００へ送り出す。

複数組の搬送ローラー対３１は、不図示のモーターによって回転駆動され、シート９を挟んで回転することによってシート９を搬送路３００に沿って搬送する。複数組の搬送ローラー対３１のうちの１組は、シート９を搬送路３００の出口から排出トレイ１０１へ排出する。以下の説明において、搬送路３００に沿ってシート９が搬送される方向のことをシート搬送方向Ｄ１と称する。また、シート搬送方向Ｄ１に直交し、搬送路３００に沿う方向のことを幅方向Ｄ２と称する。

プリント装置４０は、シート搬送装置３によって搬送路３００に沿って搬送されるシート９にトナー像を形成する。プリント装置４０は、作像装置４、光走査装置４６、転写装置４７および定着装置４８を備える。作像装置４は、ドラム状の感光体４１、帯電装置４２、現像装置４３およびドラムクリーニング装置４５などを含む。

図１に示される画像形成装置１０は、タンデム式のカラー画像形成装置である。そのため、プリント装置４０は、イエロー、シアン、マゼンタおよびブラックの４色のトナーに対応した４つの作像装置４を備える。さらに、転写装置４７は、中間転写ベルト４７１と、４つの作像装置４に対応する４つのベルト転写装置４７２と、シート転写装置４７３と、ベルトクリーニング装置４７４とを備える。

作像装置４において、感光体４１が回転し、帯電装置４２が感光体４１の表面を帯電させる。さらに、光走査装置４６が、レーザー光の走査によって感光体４１の表面に静電潜像を書き込む。感光体４１は、像担持体の一例である。

さらに、現像装置４３が、感光体４１の表面にトナーを供給することにより、前記静電潜像をトナー像として現像する。

転写装置４７は、搬送路３００において前記トナー像をシート９に転写する。転写装置４７において、ベルト転写装置４７２は、感光体４１の表面の前記トナー像を中間転写ベルト４７１の表面へ転写する。これにより、中間転写ベルト４７１の表面にカラーの前記トナー像が形成される。

シート転写装置４７３は、搬送路３００において、中間転写ベルト４７１に形成された前記トナー像をシート９に転写する。

なお、画像形成装置１０が、モノクロ画像形成装置である場合、シート転写装置４７３が、搬送路３００において感光体４１上の前記トナー像をシート９へ転写する。

ドラムクリーニング装置４５は、感光体４１の表面に残存するトナーを除去する。ベルトクリーニング装置４７４は、中間転写ベルト４７１に残存するトナーを除去する。

定着装置４８は、搬送路３００の定着位置Ｐ１において、シート９に転写された前記トナー像を、加熱および加圧することによってシート９に定着させる。

定着装置４８は、加熱装置５、加圧ローラー６、モーター６０およびモーター駆動回路６１を備える。加熱装置５は、ヒーター５１、支持部材５２、摺動部材５３およびヒーター給電回路５０を備える。

摺動部材５３は、筒状の可撓部材である。換言すれば、摺動部材５３は、無端のベルト状の部材である。例えば、摺動部材５３は筒状のフィルム部材である。加圧ローラー６は、表層にゴムなどの弾性部材の層が形成されたローラーである。

ヒーター５１は、定着位置Ｐ１において幅方向Ｄ２に沿って配置されている。例えば、ヒーター５１は、幅方向Ｄ２に沿って並ぶ複数の発熱体によって構成されている。前記発熱体各々は、電力が供給されることによって発熱する。ヒーター５１は、摺動部材５３を加熱する。

支持部材５２は、ヒーター５１を支持する部材である。支持部材５２も、ヒーター５１と同様に定着位置Ｐ１において幅方向Ｄ２に沿って配置されている。

摺動部材５３は、ヒーター５１および支持部材５２を内包する状態で回転可能に支持されている。図２に示されるように、定着装置４８は、押圧部材５４、バネ５５および一対の規制部材５６をさらに備える。

バネ５５は、支持部材５２に当接する押圧部材５４の幅方向Ｄ２の両端部を押圧することにより、支持部材５２を加圧ローラー６へ向けて弾性付勢する。押圧部材５４は、バネ５５の弾性力を受けて支持部材５２を押圧する。また、押圧部材５４は、支持部材５２を補強する役割も果たす。

一対の規制部材５６は、摺動部材５３の幅方向Ｄ２の両端に沿って配置されている。一対の規制部材５６は、摺動部材５３の幅方向Ｄ２の位置ずれを防止する。さらに、規制部材５６各々は、幅方向Ｄ２に沿って摺動部材５３における幅方向Ｄ２の端部の内側へ突出して形成された案内部５６ａを有する。

一対の規制部材５６の案内部５６ａは、摺動部材５３における幅方向Ｄ２の両端部の周方向の軌道を予め定められた湾曲経路に沿って案内する。

摺動部材５３が、ヒーター５１および支持部材５２の周囲で回転することより、摺動部材５３の内周面がヒーター５１および支持部材５２に対しシート搬送方向Ｄ１に沿って摺動する。

支持部材５２は、摺動部材５３との摩擦抵抗を低減するための複数のリブ５２ａを有する。複数のリブ５２ａは、幅方向Ｄ２において間隔を隔てて配列されている。リブ５２ａ各々は、摺動部材５３の回転方向に沿って伸びて形成されている。摺動部材５３の内周面には、潤滑剤５７が塗布されている。

本実施形態において、ヒーター５１は、摺動部材５３の内周面と接する基部材の一例である。即ち、ヒーター５１は、摺動部材５３を加熱する発熱部材であるとともに、摺動部材５３の内周面と接する前記基部材でもある。

加圧ローラー６は、定着位置Ｐ１において、摺動部材５３におけるヒーター５１に沿う部分に圧接する状態で回転可能に支持されている。加圧ローラー６は、摺動部材５３におけるヒーター５１に沿う部分との間にシート９が通過するニップＮｐ１を形成している。ニップＮｐ１が形成される位置が定着位置Ｐ１である。

モーター６０は、加圧ローラー６を回転駆動する。モーター駆動回路６１は、制御装置８からの速度指令に従った電力をモーター６０に供給する。これにより、モーター６０は、前記速度指令に応じた速度で回転する。例えば、モーター駆動回路６１は、インバーター駆動回路である。

加圧ローラー６が回転することにより、摺動部材５３は、加圧ローラー６に対して従動回転する。即ち、加圧ローラー６は、回転することによって摺動部材５３を従動回転させる。

ヒーター給電回路５０は、制御装置８からの加温指令に従った電力をヒーター５１に供給する。例えば、前記加温指令が、ヒーター５１への給電量の増量または減量の程度を表す場合に、ヒーター給電回路５０は、前記加温指令に従ってヒーター５１への給電量を調節する。

また、加熱装置５は、ヒーター５１の温度を計測する定着温度センサー５８をさらに備える。定着温度センサー５８は、ヒーター５１の温度を予め設定される目標温度に維持するためのフィードバック制御に用いられる温度センサーである。例えば、定着温度センサー５８はサーミスタである。

定着温度センサー５８は、定着位置Ｐ１の温度、即ち、ニップＮｐ１の温度の代替指標となる温度を計測する。そのため、定着温度センサー５８が、摺動部材５３の温度を計測する位置に配置されてもよい。

操作装置８０１は、人の操作を受け付ける装置であり、例えば、操作ボタンおよびタッチパネルを含む。表示装置８０２は、情報を表示する装置であり、例えば、液晶表示ユニットなどのパネル表示装置を含む。

制御装置８は、各種のデータ処理と、シート搬送装置３、プリント装置４０および表示装置８０２などの機器の制御とを実行する。

図３に示されるように、制御装置８は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）８１と、ＲＡＭ(Random Access Memory)８２、二次記憶装置８３および信号インターフェイス８４などの周辺機器とを備える。

ＣＰＵ８１は、コンピュータープログラムを実行することにより、各種のデータ処理および制御を実行するプロセッサーである。ＲＡＭ８２は、コンピューター読み取り可能な揮発性の記憶装置である。ＲＡＭ８２は、ＣＰＵ８１が実行する前記コンピュータープログラムおよびＣＰＵ８１が各種の処理を実行する過程で出力および参照するデータを一次記憶する。

ＣＰＵ８１は、前記コンピュータープログラムを実行することにより実現される複数の処理モジュールを含む。前記複数の処理モジュールは、主制御部８ａ、温度制御部８ｂ、駆動制御部８ｃおよびプリント制御部８ｄなどを含む。

主制御部８ａは、操作装置８０１に対する操作に応じて各種の処理を開始させる開始制御、および、表示装置８０２の制御などを実行する。

温度制御部８ｂは、定着温度センサー５８の計測温度と予め設定される目標温度との比較に基づくフィードバック制御により加熱装置５への給電量を制御する。温度制御部８ｂは、ヒーター給電回路５０を制御することにより、加熱装置５への給電量を調節する。

駆動制御部８ｃは、シート搬送装置３を制御する。プリント制御部８ｄは、シート９の搬送に同期して、プリント装置４０に前記プリント処理を実行させる。

二次記憶装置８３は、コンピューター読み取り可能な不揮発性の記憶装置である。二次記憶装置８３は、前記コンピュータープログラムおよび各種のデータの記憶および更新が可能である。例えば、フラッシュメモリーまたはハードディスクドライブの一方または両方が、二次記憶装置８３として採用される。

信号インターフェイス８４は、定着温度センサー５８などの各種のセンサーが出力する信号をデジタルデータへ変換し、変換後のデジタルデータをＣＰＵ８１へ伝送する。さらに、信号インターフェイス８４は、ＣＰＵ８１が出力する制御指令を制御信号へ変換し、前記制御信号を制御対象の機器へ伝送する。

ところで、定着装置４８が起動するときに、摺動部材５３の温度がある程度上昇し潤滑剤５７の粘性が下がるまで低速で回転させることが望ましい。これにより、摺動部材５３の劣化が抑制され、さらに加圧ローラー６の駆動電力が低減される。

しかしながら、摺動部材５３の内周面への粉塵の混入状態が悪化したときに摺動部材５３が低速回転すると、摺動部材５３において異音が発生し、さらに、摺動部材５３の劣化が速まる。

本実施形態における定着装置４８は、摺動部材５３の劣化および摺動部材５３の異音の発生を抑制するための構成を備える。

通常、摺動部材５３の温度が低い場合、潤滑剤５７の粘性が高く、摺動部材５３を摺動させる負荷が大きい。そして、摺動部材５３の温度が高くなると、潤滑剤５７の粘性が低下し、摺動部材５３を摺動させる負荷が小さくなる。摺動部材５３を摺動させる負荷は、加圧ローラー６を駆動するモーター６０の駆動負荷として現れる。

一方、モーター６０の駆動負荷は、摺動部材５３の状況の他に、周囲の気温および湿度などの周囲環境の影響を受けやすい。

各種の実験により、摺動部材５３の内周面への粉塵の混入状態が悪化すると、摺動部材５３の所定の温度変化に対応するモーター６０の駆動負荷の変化が小さくなることがわかった。また、摺動部材５３の内周面への粉塵の混入により摺動部材５３の劣化が進行すると、摺動部材５３の所定の温度変化に対応するモーター６０の駆動負荷の変化がさらに小さくなる。

本実施形態において、ＣＰＵ８１が前記コンピュータープログラムを実行することにより実現される前記複数の処理モジュールは、初速設定部８ｅおよび劣化判定部８ｆをさらに含む。ＣＰＵ８１における温度制御部８ｂ、駆動制御部８ｃ、初速設定部８ｅおよび劣化判定部８ｆは、後述する定着装置起動制御を実行する。

なお、前記定着装置起動制御を実行する温度制御部８ｂ、駆動制御部８ｃ、初速設定部８ｅおよび劣化判定部８ｆは、定着装置４８の一部を構成している。

また、モーター駆動回路６１は、モーター６０に供給される電流を検出する駆動電流検出回路６１ａを含む（図１参照）。駆動電流検出回路６１ａにより検出される電流の大きさは、モーター６０の駆動負荷を表す。

本実施形態において、モーター６０は、加圧ローラー６を回転駆動する駆動装置の一例である。また、駆動電流検出回路６１ａは、モーター６０の駆動負荷を検出する負荷検出装置の一例である。

以下の説明において、定着温度センサー５８により計測される温度のことを計測温度と称する。また、駆動電流検出回路６１ａにより検出される電流のことを検出駆動負荷と称する。また、シート９が定着位置Ｐ１を通過するときに前記計測温度の比較対象として設定される目標温度のことを目標定着温度Ｔｘ１と称する。

［定着装置起動制御］
以下、図４に示されるフローチャートを参照しつつ、前記定着装置起動制御の手順の一例について説明する。

主制御部８ａは、定着装置４８の起動イベントが発生したときに、前記定着装置起動制御を開始させる。前記起動イベントは、前記プリント処理のジョブがプリント制御部８ｄによって受け付けられたときに発生する。

以下に示されるＳ１，Ｓ２，…は、前記定着装置起動制御における複数の工程の識別符号を表す。なお、前記定着装置起動制御が開始されるときに、ヒーター５１およびモーター６０は停止している。

＜工程Ｓ１＞
前記定着装置起動制御において、駆動制御部８ｃは、モーター６０を作動させることにより、加圧ローラー６を予め定められた第１速度Ｖ１で回転させる。第１速度Ｖ１は、前記トナー像が形成されたシート９が定着装置４８を通過するときの加圧ローラー６の回転速度である第２速度Ｖ２よりも低速である。

さらに、工程Ｓ１において、温度制御部８ｂが、ヒーター５１の前記フィードバック制御を開始する。前記フィードバック制御は、前記計測温度と目標定着温度Ｔｘ１との比較結果に応じてヒーター５１への給電量を調節する制御である。

＜工程Ｓ２＞
さらに、劣化判定部８ｆが、前記計測温度が第１調査温度Ｔ１に達するまで随時、前記計測温度を監視するとともに、前記検出駆動負荷を取得する。そして、前記計測温度が第１調査温度Ｔ１に達したときに、工程Ｓ３の処理を実行する。

＜工程Ｓ３＞
工程Ｓ３において、劣化判定部８ｆは、前記計測温度が第１調査温度Ｔ１であるときの前記検出駆動負荷である第１検出駆動負荷Ｌ１を記憶する（図５参照）。

劣化判定部８ｆは、直近に取得した前記計測温度が第１調査温度Ｔ１を基準にした予め定められた誤差範囲内の温度であるときに取得した前記検出駆動負荷を第１検出駆動負荷Ｌ１として記憶する。

なお、劣化判定部８ｆは、直近に取得した前記計測温度が第１調査温度Ｔ１を基準にした前記誤差範囲から外れた温度である場合に、補間処理によって前記計測温度が第１調査温度Ｔ１であるときの前記検出駆動負荷である第１検出駆動負荷Ｌ１を算出し、記憶する。

劣化判定部８ｆは、直近に取得した前記計測温度、１回前に取得した前記計測温度、第１調査温度Ｔ１、直近に取得した前記計測温度に対応して取得した前記検出駆動負荷、および１回前に取得した前記計測温度に対応して取得した前記検出駆動負荷に基づいて、前記補間処理を行う。

＜工程Ｓ４＞
次に、劣化判定部８ｆは、前記計測温度が第２調査温度Ｔ２に達するまで随時、前記計測温度を監視するとともに、前記検出駆動負荷を取得する。そして、前記計測温度が第２調査温度Ｔ２に達したときに、工程Ｓ５の処理が実行される。

第２調査温度Ｔ２は、第１調査温度Ｔ１よりも高く、目標定着温度Ｔｘ１よりも低い（図５参照）。

＜工程Ｓ５＞
工程Ｓ５において、劣化判定部８ｆは、前記計測温度が第２調査温度Ｔ２であるときの前記検出駆動負荷である第２検出駆動負荷Ｌ２を記憶する（図５参照）。工程Ｓ５の処理が実行された後、工程Ｓ６，Ｓ７の処理が実行される。

劣化判定部８ｆは、直近に取得した前記計測温度が第２調査温度Ｔ２を基準にした前記誤差範囲内の温度であるときに取得した前記検出駆動負荷を第１検出駆動負荷Ｌ１として記憶する。

なお、劣化判定部８ｆは、直近に取得した前記計測温度が第２調査温度Ｔ２を基準にした前記誤差範囲から外れた温度である場合に、前記補間処理によって前記計測温度が第２調査温度Ｔ２であるときの前記検出駆動負荷である第２検出駆動負荷Ｌ２を算出し、記憶する。劣化判定部８ｆは、第１検出駆動負荷Ｌ１を算出する場合と同様に前記補間処理を行う。

＜工程Ｓ６＞
工程Ｓ６において、初速設定部８ｅが、工程Ｓ３で得られる第１検出駆動負荷Ｌ１と工程Ｓ５で得られる第２検出駆動負荷Ｌ２との差である駆動負荷変化量ｄＬ１に応じて加圧ローラー６の次回の起動時における初速である第１速度Ｖ１を設定し、二次記憶装置８３に記録する。

駆動制御部８ｃは、次回の前記定着起動制御の工程Ｓ１において、二次記憶装置８３に記録された第１速度Ｖ１で加圧ローラー６が回転するように、モーター駆動回路６１を制御する。

駆動負荷変化量ｄＬ１は、ヒーター５１が作動中に加圧ローラー６が一定速度で回転する状況下で前記計測温度が予め定められた２つの調査温度Ｔ１，Ｔ２の一方から他方へ変化するときの前記検出駆動負荷の変化量である。

本実施形態において、初速設定部８ｅは、前記フィードバック制御によってヒーター５１が作動中に加圧ローラー６が第１速度Ｖ１で回転している状況下における駆動負荷変化量ｄＬ１に応じて、加圧ローラー６の次回の起動時における第１速度Ｖ１を設定する。

具体的には、初速設定部８ｅは、駆動負荷変化量ｄＬ１が大きい場合よりも小さい場合の方が第１速度Ｖ１を速い速度に設定する。

例えば、初速設定部８ｅは、駆動負荷変化量ｄＬ１が予め定められた基準範囲内である場合に第１速度Ｖ１を予め定められた第１候補速度に設定し、駆動負荷変化量ｄＬ１が前記基準範囲から外れている場合に第１速度Ｖ１を前記第１候補速度よりも速い第２候補速度に設定する。この場合、前記第１候補速度が第２速度Ｖ２の２０％から３０％までの範囲の速度であり、前記第２候補速度が第２速度Ｖ２の４０％から６０％までの範囲の速度であることが考えられる。

駆動負荷変化量ｄＬ１が前記基準範囲から外れていることは、摺動部材５３の内周面への粉塵の混入状態が悪化していることを表す。即ち、工程Ｓ７において、初速設定部８ｅは、駆動負荷変化量ｄＬ１に基づいて摺動部材５３の内周面への粉塵の混入状態を判定している。

＜工程Ｓ７＞
工程Ｓ７において、劣化判定部８ｆは、駆動負荷変化量ｄＬ１に基づいて摺動部材５３の劣化度合いを判定する。

具体的には、劣化判定部８ｆは、駆動負荷変化量ｄＬ１が小さい場合の方が大きい場合よりも摺動部材５３の劣化が進んでいると判定する。

例えば、劣化判定部８ｆは、駆動負荷変化量ｄＬ１に応じて、摺動部材５３の前記劣化度合いが許容状態および非許容状態のいずれであるかを判定する。

例えば、劣化判定部８ｆは、駆動負荷変化量ｄＬ１が予め定められた許容範囲から外れている場合に、摺動部材５３の劣化状態が前記非許容状態であると判定し、駆動負荷変化量ｄＬ１が前記許容範囲内である場合に、摺動部材５３の劣化状態が前記許容状態であると判定する。

前記許容範囲は前記基準範囲を一部に包含する範囲である。即ち、駆動負荷変化量ｄＬ１は、前記基準範囲から外れている場合に前記許容範囲内である可能性がある。一方、駆動負荷変化量ｄＬ１は、前記許容範囲から外れている場合には必ず前記基準範囲から外れている。

そして、劣化判定部８ｆは、前記劣化状態が前記許容状態であると判定するときに、処理を工程Ｓ９へ移行させ、前記劣化状態が前記非許容状態であると判定するときに、工程Ｓ８の処理を実行した後に、処理を工程Ｓ９へ移行させる。

＜工程Ｓ８＞
工程Ｓ８において、劣化判定部８ｆは、予め定められた通知処理を実行する。例えば、前記通知処理は、摺動部材５３の交換を促すメッセージを表示装置８０２に表示させる処理である。

ここで、駆動負荷変化量ｄＬ１が摺動部材５３の内周面への粉塵の混入状態および摺動部材５３の劣化度合いの判定に用いられる理由について説明する。

周知のストライベック曲線の理論によれば、ヒーター５１および摺動部材５３の間の摩擦係数は、潤滑剤５７の粘度と、ヒーター５１に対する摺動部材５３の滑り速度と、摺動部材５３がヒーター５１に付勢される圧力とにより定まる。

定着装置４８において、前記滑り速度および前記圧力は概ね一定である。一方、潤滑剤５７の粘度は、潤滑剤５７の高温によって大幅に変化する。

即ち、前記ストライベック曲線の理論によれば、定着装置４８におけるヒーター５１および摺動部材５３の間の摩擦状態は、潤滑剤５７の粘度の低下に応じて、前記摩擦抵抗が徐々に低下する流体潤滑領域の状態から、前記摩擦抵抗が急激に上昇する混合潤滑領域の状態へ移行する。

前記流体潤滑領域の状態は、潤滑剤５７が正常に機能している状態であり、前記混合潤滑領域の状態は、潤滑剤５７が正常に機能していない状態である。定着装置４８は、前記流体潤滑領域の状態で使用される必要がある。

本実施形態において、第１調査温度Ｔ１および第２調査温度Ｔ２は、摺動部材５３が良好な状態である状況下で、潤滑剤５７の粘度が、前記ストライベック曲線の理論における前記流体潤滑領域に対応する粘度となるように設定される。

従って、図５に示されるように、前記検出温度が第１調査温度Ｔ１から第２調査温度Ｔ２へ上昇するにつれて、前記検出駆動負荷は徐々に低下する。

しかしながら、摺動部材５３の内周面への粉塵の混入状態が悪化するにつれて、前記検出温度の上昇に応じた前記検出駆動負荷の低下の傾きが緩やかになる。また、摺動部材５３の劣化が進むにつれて、前記検出温度の上昇に応じた前記検出駆動負荷の低下の傾きがさらに緩やかになる。従って、駆動負荷変化量ｄＬ１が、摺動部材５３の内周面への粉塵の混入状態および摺動部材５３の劣化度合いの指標となる。

駆動負荷変化量ｄＬ１の前記基準範囲は、摺動部材５３の内周面への粉塵の混入状態が、摺動部材５３が低速で回転するときに異音が生じ得る程度に悪化したときの駆動負荷変化量ｄＬ１の実績値に基づいて設定される。

摺動部材５３の内周面への粉塵の混入状態が、駆動負荷変化量ｄＬ１が前記基準範囲から外れる程度に悪化した場合でも、摺動部材５３が比較的高速で回転するときには、摺動部材５３の前記異音が生じにくくなる。

前記第２候補速度は、駆動負荷変化量ｄＬ１が前記基準範囲から外れている場合における摺動部材５３の前記異音の解消に十分な加圧ローラー６の回転速度である。

また、駆動負荷変化量ｄＬ１の前記許容範囲は、摺動部材５３の劣化が定着装置４８の定着性能に悪影響を及ぼす程度に進行したときの駆動負荷変化量ｄＬ１の実績値に基づいて設定される。

例えば、第１調査温度Ｔ１が摂氏６０度から１００度程度の温度であることが考えられる。この場合、第１調査温度Ｔ１は、画像形成装置１０の設置環境における気温の変動範囲よりも十分に高い温度である。

そして、第１調査温度Ｔ１が、前記気温の変動範囲おりも十分高い温度であれば、前記検出温度が第１調査温度Ｔ１から第２調査温度Ｔ２まで変化する状況下において、気温または湿度などの周囲環境が潤滑剤５７の状態に及ぼす影響はほとんど無視することができる。これにより、摺動部材５３の内周面への粉塵の混入状態および摺動部材５３の劣化度合いが、周囲環境の状況に関わらず正しく判定される。

＜工程Ｓ９＞
工程Ｓ９において、駆動制御部８ｃは、前記計測温度が予め定められた切替温度Ｔ３を超えるまで随時、前記計測温度を監視する。そして、前記計測温度が切替温度Ｔ３を超えたときに、処理を工程Ｓ１０へ移行させる。

切替温度Ｔ３は、第２調査温度Ｔ２と同じまたは第２調査温度Ｔ２よりも高く、かつ、目標定着温度Ｔｘ１よりも低い（図５参照）。図５は、切替温度Ｔ３が第２調査温度Ｔ２に対し僅かに高い例を示す。

＜工程Ｓ１０＞
工程Ｓ１０において、駆動制御部８ｃは、モーター６０を制御することにより、加圧ローラー６を予め定められた第２速度Ｖ２で回転させる。その後、駆動制御部８ｃは、処理を工程Ｓ１１へ移行させる。

前述したように、第２速度Ｖ２は、前記トナー像が形成されたシート９が定着装置４８を通過するときの加圧ローラー６の回転速度である。第２速度Ｖ２は、定常速度の一例である。

＜工程Ｓ１１＞
工程Ｓ１１において、温度制御部８ｂは、前記計測温度が目標定着温度Ｔｘ１に達するまで随時、前記計測温度を監視する。そして、前記計測温度が目標定着温度Ｔｘ１に達したときに、処理を工程Ｓ１２へ移行させる。

＜工程Ｓ１２＞
工程Ｓ１２において、温度制御部８ｂは、定着レディのイベントを発生させ、前記定着起動制御を終了させる。前記定着レディは、定着装置４８の昇温が完了し、シート９への前記トナー像の定着処理が可能になったことを表す。

温度制御部８ｂは、前記定着起動制御が終了した後も、定着装置４８の停止イベントが発生するまで、ヒーター５１の前記フィードバック制御を継続する。そして、温度制御部８ｂは、前記停止イベントが発生したときに、ヒーター給電回路５０にヒーター５１への給電を停止させる。

以上に示されるように、初速設定部８ｅは、ヒーター５１が作動中に加圧ローラー６が一定速度で回転する状況下で定着温度センサー５８の計測温度が予め定められた２つの調査温度Ｔ１，Ｔ２の一方から他方へ変化するときの駆動負荷変化量ｄＬ１に応じて、加圧ローラー６の起動時の初速である第１速度Ｖ１を設定する（工程Ｓ６）。

また、駆動制御部８ｃは、ヒーター５１の作動により定着温度センサー５８の計測温度が目標定着温度Ｔｘ１まで上昇するときに、モーター６０を制御することにより加圧ローラー６を第１速度Ｖ１で回転させた後に第１速度Ｖ１も速い第２速度Ｖ２で回転させる。第２速度Ｖ１は定常速度の一例である。

初速設定部８ｅの処理により、摺動部材５３の異音の発生が抑制される。さらに、摺動部材５３の異音の発生が抑制されることにより、摺動部材５３の劣化も抑制される。

[第１応用例]
以下、定着装置４８の第１応用例について説明する。

本応用例において、ヒーター５１が、摺動部材５３におけるニップＮｐ１が形成される部分とは異なる部分を加熱する。この場合、ヒーター５１が、ＩＨヒーターなどであることが考えられる。

また、本応用例において、摺動部材５３の内周面は、支持部材５２における定着位置Ｐ１に対向する部分に対して摺動する。本応用例において、支持部材５２が、定着位置Ｐ１において幅方向Ｄ２に沿って配置された基部材の一例である。

本応用例が採用される場合も、定着装置４８が採用される場合と同様の効果が得られる。

１ ：本体部
２ ：シート収容部
３ ：シート搬送装置
４ ：作像装置
５ ：加熱装置
６ ：加圧ローラー
８ ：制御装置
８ａ ：主制御部
８ｂ ：温度制御部
８ｃ ：駆動制御部
８ｄ ：プリント制御部
８ｅ ：初速設定部
８ｆ ：劣化判定部
９ ：シート
１０ ：画像形成装置
３０ ：シート送出装置
３１ ：搬送ローラー対
４０ ：プリント装置
４１ ：感光体
４２ ：帯電装置
４３ ：現像装置
４５ ：ドラムクリーニング装置
４６ ：光走査装置
４７ ：転写装置
４８ ：定着装置
５０ ：ヒーター給電回路
５１ ：ヒーター
５２ ：支持部材
５２ａ ：リブ
５３ ：摺動部材
５４ ：押圧部材
５５ ：バネ
５５ａ ：案内部
５６ ：規制部材
５７ ：潤滑剤
５８ ：定着温度センサー
６０ ：モーター
６１ ：モーター駆動回路
６１ａ ：駆動電流検出回路
８１ ：ＣＰＵ
８２ ：ＲＡＭ
８３ ：二次記憶装置
８４ ：信号インターフェイス
１０１ ：排出トレイ
３００ ：搬送路
４７１ ：中間転写ベルト
４７２ ：ベルト転写装置
４７３ ：シート転写装置
４７４ ：ベルトクリーニング装置
８０１ ：操作装置
８０２ ：表示装置
Ｄ１ ：シート搬送方向
Ｄ２ ：幅方向
Ｌ１ ：第１検出駆動負荷
Ｌ２ ：第２検出駆動負荷
Ｎｐ１ ：ニップ
Ｐ１ ：定着位置

Claims (5)

1. シートの搬送路の定着位置において前記シート上のトナー像を加熱および加圧することにより前記トナー像を前記シートに定着させる定着装置であって、
   前記定着位置においてシート搬送方向に直交する幅方向に沿って配置された基部材と、
   前記基部材を内包する筒状の部材であり、回転することによって潤滑剤が塗布された内周面が前記基部材の表面に対し前記シート搬送方向に沿って摺動する摺動部材と、
   前記摺動部材を加熱するヒーターと、
   前記摺動部材との間に前記シートが通過するニップを形成し、回転することによって前記摺動部材を従動回転させる加圧ローラーと、
   前記加圧ローラーを回転駆動する駆動装置と、
   前記基部材または前記摺動部材の温度を計測する温度センサーと、
   前記駆動装置の駆動負荷を検出する負荷検出装置と、
   前記ヒーターが作動中に前記加圧ローラーが一定速度で回転する状況下で前記温度センサーの計測温度が予め定められた２つの調査温度の一方から他方へ変化するときの前記負荷検出装置の検出駆動負荷の変化量である駆動負荷変化量に応じて、前記加圧ローラーの起動時の初速を設定する初速設定部と、
   前記ヒーターの作動により前記温度センサーの計測温度が目標温度まで上昇するときに、前記駆動装置を制御することにより前記加圧ローラーを前記初速で回転させた後に前記初速も速い定常速度で回転させる駆動制御部と、を備える定着装置。
2. 前記初速設定部は、前記ヒーターが作動中に前記加圧ローラーが前記初速で回転している状況下における前記駆動負荷変化量に応じて、前記加圧ローラーの次回の起動時における前記初速を設定する、請求項１に記載の定着装置。
3. 前記初速設定部は、前記駆動負荷変化量が予め定められた基準範囲内である場合に前記初速を第１候補速度に設定し、前記駆動負荷変化量が前記基準範囲から外れている場合に前記初速を前記第１候補速度よりも速い第２候補速度に設定する、請求項１または請求項２に記載の定着装置。
4. 前記駆動負荷変化量が予め定められた許容範囲から外れている場合に、前記摺動部材の劣化を表す通知処理を実行する劣化判定部をさらに備える、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の定着装置。
5. シートにトナー像を転写する転写装置と、
   前記トナー像を前記シートに定着させる請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の定着装置と、を備える画像形成装置。

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