JP5171217B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式を用いた複写機やプリンタ等の画像形成装置に関し、特に、転写材上に形成されたトナー画像を転写材上に加熱定着する定着器を備える画像形成装置に関する。

従来、定着器の交換は一般的に以下の観点から行われていた。

１．所定の通紙枚数に達した場合
２．所定の駆動積算時間を超えた場合
３．定着ベルト（もしくはローラ）の表面性が劣化した時点
しかしながら、上記観点では、定着器が寿命に達していなくても所定枚数或いは所定時間を超えると定着器を交換するので、ランニングコストを低減することができないという問題がある。また、定着ベルトの表面性の劣化により駆動トルクが増大していても、所定枚数或いは所定時間を超えていないと交換にならないため、定着ベルト周辺の機械的な構造にダメージを与える場合がある。

そこで、上記問題を回避するため、定着器の寿命を通紙枚数や駆動積算時間だけでなく、定着器の駆動負荷を測定し、その負荷の値によって判断する方法が提案されている。従来の定着器の駆動負荷の測定方法は、定着器を駆動するＤＣブラシレスモータの駆動電流を検出し、その駆動電流の大きさで駆動負荷を測定していた。一方、対象が定着器ではないが、ＤＣモータの駆動電流から駆動対象の寿命を検知する方法は提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平６−１３８７６５号公報

しかしながら、上記従来の定着器寿命の判断方法では、定着器を駆動するＤＣブラシレスモータの駆動電圧が一定であれば正確な負荷測定が可能だが、駆動電圧が変動すると駆動電流も変動してしまうので、正確な負荷測定ができないおそれがある。実際に、ＤＣブラシレスモータに電力を供給する電源の出力精度のばらつきや電流が大きく変動すると、電圧ドロップによりＤＣブラシレスモータに入力される電圧が変動するので、駆動電流の検出だけでは正確な負荷測定を行なうことができない。その結果、定着器の寿命を精度良く判断できないおそれがある。

そこで、本発明は、定着器の駆動負荷の測定がより正確になり、定着器の寿命を高精度に判断することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の画像形成装置は、トナー像が形成された転写材に当該トナー像を定着させるための定着回転体と、前記定着回転体と圧接してニップ部を形成する加圧回転体と、前記定着回転体および前記加圧回転体を回転駆動する回転駆動手段と、を有し、前記ニップ部で前記転写材を挟持搬送して前記トナー像を定着させる定着器と、前記回転駆動手段に電力を供給する電源とを備える画像形成装置において、前記電源から前記回転駆動手段へ供給される電力の電流値を検出する電流検出手段と、前記電源から前記回転駆動手段へ供給される電力の電圧値を前記回転駆動手段の入力部で検出する電圧検出手段と、前記電流検出手段により検出された電流値を前記電圧検出手段により検出された電圧値を基準にしてデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換手段と、前記Ａ／Ｄ変換手段の出力に基づいて前記回転駆動手段の駆動負荷を決定する決定手段と、前記決定された駆動負荷によって前記定着器の寿命を判断する制御手段とを有することを特徴とする。

上記目的を達成するために、請求項２記載の画像形成装置は、トナー像が形成された転写材に当該トナー像を定着させるための定着回転体と、前記定着回転体と圧接してニップ部を形成する加圧回転体と、前記定着回転体および前記加圧回転体を回転駆動する回転駆動手段と、を有し、前記ニップ部で前記転写材を挟持搬送して前記トナー像を定着させる定着器と、前記回転駆動手段に電力を供給する電源とを備える画像形成装置において、前記電源から前記回転駆動手段へ供給される電力の電流値を検出する電流検出手段と、前記電源から前記回転駆動手段へ供給される電力の電圧値を前記回転駆動手段の入力部で検出する電圧検出手段と、前記検出された電流値と電圧値に基づいて前記定着回転体と前記加圧回転体の離間時および圧接時における前記回転駆動手段の駆動負荷を算出する算出手段と、前記算出された前記定着回転体と前記加圧回転体の離間時および圧接時における前記回転駆動手段の駆動負荷の差分から前記定着器の寿命を判断する制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、定着器の駆動負荷の測定がより正確になり、定着器の寿命を高精度に判断することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の一実施例である電子写真式カラー複写機の全体構成を示す概略縦断面図である。

本実施例の電子写真式カラー複写機は、本発明が特に有効に適用されると考えられる、複数の画像形成部が並列に配され、且つ中間転写方式が採用されたカラー画像出力装置である。

電子写真式カラー複写機は、画像読取部１Ｒと、画像出力部１Ｐとを有する。画像読取部１Ｒは、原稿画像を光学的に読み取り、電気信号に変換して画像出力部１Ｐに送信する。画像出力部１Ｐは、４つ並設された画像形成部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄと、給紙ユニット２０と、中間転写ユニット３０と、定着ユニット４０と、クリーニングユニット９０と、フォトセンサ６０と、制御ユニット８０とを有する。

次に、個々のユニットについて詳しく説明する。

各画像形成部１０ａ〜１０ｄは同じ構成を有する。各画像形成部１０ａ〜１０ｄでは、第一の像担持体としてのドラム状の感光体、即ち、感光体ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄが回転自在に軸支され、矢印方向に回転駆動される。感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの外周面に対向してその回転方向に一次帯電器１２ａ〜１２ｄ、光学系１３ａ〜１３ｄ、折り返しミラー１６ａ〜１６ｄ、現像装置１４ａ〜１４ｄ、及びクリーニング装置１５ａ〜１５ｄが配置されている。

一次帯電器１２ａ〜１２ｄは、感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの表面に均一な帯電量の電荷を与える。次いで、画像読取部１Ｒからの記録画像信号に応じて光学系１３ａ〜１３ｄにより変調されたレーザビームなどの光線が、折り返しミラー１６ａ〜１６ｄを介して感光体ドラム１１ａ〜１１ｄに照射され、感光体ドラム１１ａ〜１１ｄが露光される。これにより、感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ上に静電潜像が形成される。

更に、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックといった４色の現像剤（以下、「トナー」という。）をそれぞれ収納した現像装置１４ａ〜１４ｄによって上記静電潜像を顕像化する。顕像化された可視画像を画像転写領域Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ，Ｔｄにて中間転写ユニット３０を構成する第二の像担持体としてのベルト状の中間転写体（中間転写ベルト３１）に転写する。

画像転写領域Ｔａ〜Ｔｄの下流側では、クリーニング装置１５ａ〜１５ｄは、中間転写ベルト３１に転写されずに感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ上に残されたトナーを掻き落としてドラム表面の清掃を行う。以上に示したプロセスにより、各トナーによる画像形成が順次行われる。

給紙ユニット２０は、転写材Ｐを収納するためのカセット２１と、カセット２１より転写材Ｐを一枚ずつ送り出すためのピックアップローラ２２と、給紙ローラ対２３と、給紙ガイド２４と、レジストローラ対２５とを有する。給紙ローラ対２３は、ピックアップローラ２２から送り出された転写材Ｐを搬送するためのローラ対である。レジストローラ対２５は、各画像形成部の画像形成タイミングに合わせて転写材Ｐを二次転写領域Ｔｅへ送り出すためのローラ対である。

次に、中間転写ユニット３０について詳細に説明する。

中間転写ベルト３１は、中間転写ベルト３１に駆動を伝達する駆動ローラ３２と、従動ローラ３３と、二次転写対向ローラ３４との間に張設し巻回されている。従動ローラ３３は、ばね（図示せず）の付勢によって中間転写ベルト３１に適度なテンションを与えるテンションローラとして、中間転写ベルト３１の回動に従動するローラである。そして、駆動ローラ３２と従動ローラ３３の間に一次転写平面Ａが形成される。

中間転写ベルト３１としては、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＶｄＦ（ポリフッ化ビニリデン）などが用いられる。駆動ローラ３２は、金属ローラの表面に数ｍｍ厚のゴム（ウレタン又はクロロプレン）をコーティングしてベルトとのスリップを防いでいる。駆動ローラ３２は、パルスモータ（不図示）によって回転駆動される。

各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄと中間転写ベルト３１とが対向する画像転写領域Ｔａ〜Ｔｄには、中間転写ベルト３１の裏に一次転写用帯電器３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄが配置されている。一方、二次転写対向ローラ３４に対向して二次転写ローラ３６が配置され、中間転写ベルト３１とのニップによって二次転写領域Ｔｅを形成する。二次転写ローラ３６は、中間転写ベルト３１に対して適度な圧力で加圧されている。

また、中間転写ベルト３１の二次転写領域Ｔｅの下流には、中間転写ベルト３１の画像形成面をクリーニングするためのクリーニングユニット９０が配置される。クリーニングユニット９０は、中間転写ベルト３１上のトナーを除去するためのクリーニングブレード９１と、廃トナーを収納する廃トナーボックス９２とを備えている。

また、中間転写ベルト３１の駆動ローラ３２には、クリーニングブレード７０とクリーニングブレード７０を中間転写ベルト３１から着脱するためのパルスモータ（不図示）が備えられている。このクリーニングブレード７０も中間転写ベルト３１上のトナーを除去するためのものである。

定着ユニット４０は、内部にハロゲンランプヒーターなどの熱源を備えた上ベルトユニット４１ａと、その上ベルトユニット４１ａに加圧される下ベルトユニット４１ｂとを有する。上ベルトユニット４１ａと下ベルトユニット４１ｂは、後述する着脱モータにより離間することが可能である。下ベルトユニット４１ｂにも熱源を備える場合がある。

また、定着ユニット４０は、上下のベルトユニット４１ａ，４１ｂのニップ部へ転写材Ｐを導くための搬送ガイド５３と、定着ユニット４０の熱が外部へ放射されることを防ぐための上下のカバー５１ａ，５１ｂとを備える。更に、上下のベルトユニット４１ａ，４１ｂから排出されてきた転写材Ｐを装置外部に導き出すための内排紙ローラ対５０及び外排紙ローラ対９４と、転写材Ｐ積載する排紙トレイ９３とを備える。定着ユニット４０は、ニップ部で転写材Ｐを挟持搬送して転写材上の画像を定着する。

次に、図１の電子写真式カラー複写機の動作について説明する。

制御ユニット８０内のＣＰＵ（不図示）により画像形成動作開始信号が発せられると、ユーザにより選択された用紙サイズなどに応じて給紙ユニット２０等から給紙する給紙動作を開始する。例えば、図１において、先ず、ピックアップローラ２２によりカセット２１ａから転写材Ｐが一枚ずつ送り出される。そして、給紙ローラ対２３によって転写材Ｐが給紙ガイド２４の間を案内されてレジストローラ対２５まで搬送される。そのとき、レジストローラ対２５は回転駆動を停止しており、転写材Ｐの先端はそのニップ部に突き当たる。その後、画像形成部１０ａ〜１０ｄが画像の形成を開始するタイミングに合わせてレジストローラ対２５が回転を始める。転写材Ｐと、画像形成部１０ａ〜１０ｄより中間転写ベルト３１上に一次転写されたトナー画像とが二次転写領域Ｔｅにおいて一致するように、そのタイミングが設定されている。

一方、画像形成動作開始信号が発せられると、上記プロセスにより中間転写ベルト３１の回転方向の一番上流における感光体ドラム１１ｄ上に形成されたトナー画像が、一次転写用帯電器３５ｄにより一次転写領域Ｔｄの中間転写ベルト３１に転写される。転写されたトナー像は次の一次転写領域Ｔｃまで搬送される。そこでは各画像形成部間をトナー像が搬送される時間だけ遅延して画像形成が行われており、前画像の上にレジストを合わせて、その次のトナー像が転写される。以下も同様の工程が繰り返され、結局４色のトナー像が中間転写ベルト３１上において転写される。その後、転写材Ｐが二次転写領域Ｔｅに進入し、中間転写ベルト３１に接触すると、転写材Ｐの通過タイミングに合わせて二次転写ローラ３６に高電圧を印加する。これにより、前述したプロセスにより中間転写ベルト３１上に形成された４色のトナー画像が転写材Ｐの表面に転写される。

次に、転写材Ｐは搬送ガイド５３によって上ベルトユニット４１ａ、下ベルトユニット４１ｂのニップ部まで正確に案内される。そして、上ベルトユニット４１ａ、下ベルトユニット４１ｂの熱及びニップの圧力によってトナー画像が転写材Ｐの表面に定着される。その後、内排紙ローラ対５０及び外排紙ローラ対９４により搬送され、転写材Ｐは機外に排出され、排紙トレイ９３に積載される。

図２及び図３は、図１における定着ユニット４０の構成を示す縦断面図であり、図２は定着ユニット４０が着状態にある場合、図３は、定着ユニット４０が脱状態にある場合を示す。

図２において、定着ユニット４０は、トナー像ｔが形成された転写材Ｐに加熱するための回転体である上ベルトユニット４１ａ（定着回転体）と、転写材Ｐを狭持するように配置された下ベルトユニット４１ｂ（加圧回転体）とで構成される。各ベルトユニット４１ａ，４１ｂはそれぞれ可撓性のエンドレスの定着ベルト（以下、「ベルト」と記す）４２ａ，４２ｂを有する。このベルト４２ａ，４２ｂは、上下の駆動ローラ４３ａ，４３ｂと従動ローラ４４ａ，４４ｂに緊張状態に張架されている。上駆動ローラ４３ａ及び下駆動ローラ４３ｂには、駆動手段としての定着回転モータ４７が連結されている。

また、各ベルトユニット４１ａ，４１ｂは加圧パッド４５ａ，４５ｂを備えている。各加圧パッド４５ａ，４５ｂは、各ベルトユニット４１ａ，４１ｂの駆動ローラ４３ａ，４３ｂ、従動ローラ４４ａ，４４ｂに対して固定させている。そのため、図２に示すように、定着ユニット４０が着状態（上下のベルトユニットの圧接時）にあるときは、加圧パッド４５ａ，４５ｂと駆動ローラ４３ａ，４３ｂによってニップ部Ｎが形成される。このニップ部Ｎにおいて、上下のベルト４２ａ，４２ｂを介して転写材Ｐが加圧狭持される。

また、加圧パッド４５ａとベルト４２ａの間及び加圧パッド４５ｂとベルト４２ｂの間にはそれぞれオイルが塗布されている。これは、加圧パッド４５ａ，４５ｂとベルト４２ａ，４２ｂの摺動抵抗を小さくし、定着回転モータ４７にかかる駆動トルクを小さくしたり、ベルト４２ａ，４２ｂに係る張力を小さくして当該ベルト４２ａ，４２ｂの寿命を延ばすなどの効果がある。加圧パッド４５ａ，４５ｂとベルト４２ａ，４２ｂの間に塗布されたオイルが経年変化により無くなっていくと、摩擦負荷が増大し、駆動負荷が大きくなる。摩擦負荷の増大は、定着ユニットを構成するベルトやギア等のメカ部品の疲弊を招き、ダメージを与えることになる。したがって、摩擦負荷すなわち駆動負荷の増大は、ユニットの寿命に結びつく。

上ベルトユニット４１ａの駆動ローラ４３ａ及び従動ローラ４４ａの内部には加熱手段として不図示のハロゲンランプヒーター（以下、「ヒーター」と記す）が配置されている。転写材Ｐがニップ部Ｎを通過する際に、ベルト４２ａ，４２ｂを介して転写材Ｐ上のトナー像ｔが加熱され、当該トナー像ｔを加熱定着させることができる。

上下のベルトユニット４１ａ，４１ｂには着脱モータ４６が連結され、各ベルトユニット４１ａ，４１ｂが回動するように構成されている。各ベルトユニット４１ａ，４１ｂが回動すると、図３に示すように、上ベルト４２ａと下ベルト４２ｂとが離間して、定着ユニット４０が脱状態（上下のベルトユニットの離間時）になる。これにより、ニップ部Ｎがなくなり、転写材Ｐに対する拘束力が無くなる。

定着ユニット４０には、上ベルトユニット４１ａを覆うように上カバー５１ａ、下ベルトユニット４１ｂを覆うように下カバー５１ｂが配置されている。これらは固定されているので、定着ユニット４０が脱状態になると、カバーとベルトとのクリアランスが小さくなる。

定着ユニット４０の下流側には、内排紙ローラ対５０が配置され、上下のベルトユニット間から排出されてくる転写材Ｐの排出をアシストしている。この内排紙ローラ対５０はそれぞれ、上ベルトユニット４１ａ、下ベルトユニット４１ｂに固定されており、定着ユニット４０が脱状態になると、連動して内排紙ローラ対５０の間が離間する。

定着ユニット４０には、転写材Ｐを検知するセンサとして、上流側に定着入口センサ４８、下流側に内排紙センサ４９が設けられている。定着入口センサ４８は、定着ユニット４０内に搬送されてくる転写材Ｐを検知する。内排紙センサ４９は、定着ユニット４０から排出される転写材Ｐを検知する。

図４は、定着ユニット４０を駆動する駆動部の概略構成を示す図である。

定着ユニット４０は、減速ユニット１０１を介してＤＣブラシレスモータから成る定着駆動モータ１０２（回転駆動手段）で駆動される。定着駆動モータ１０２は、電源ユニット１０５（電源）から電力が供給されている。電源ユニット１０５から定着駆動モータ１０２へ電力供給するライン上に電流検出手段としての電流検出回路１０３が配置されている。定着駆動モータ１０２の入力部には電圧検出手段としての電圧検出回路１０６が配置されている。

電流検出回路１０３と電圧検出回路１０６からの信号は、必要であれば不図示のＡ／Ｄコンバータ等を介してＣＰＵ１０４に入力される。ＣＰＵ１０４に入力された電流検出回路１０３からの信号と電圧検出回路１０６からの信号は演算され、その結果は、必要に応じて負荷の大きさに換算される。その際には、予め用意された変換テーブルなどが用いられる。

一般に、ＤＣブラシレスモータは、駆動負荷が大きくなればなるほどモータの駆動電力は大きくなる。電力は供給される電圧と電流の積になるので、駆動負荷が一定の場合は、電圧が下がれば電流が大きくなり、電圧が大きくなれば電流が小さくなる。したがって、ＤＣブラシレスモータの駆動負荷を正確に求めるには、電圧と電流の両方を検出する必要がある。なお、ＣＰＵ１０４には、図示のＲＯＭ１０７が接続されているが、不図示のＲＡＭや駆動回路、インターフェース等が接続されているものとする。

図５は、図４における電流検出回路１０３の内部構成の一例を示すブロック図である。

ＤＣブラシレスモータは駆動負荷に応じた電流を消費する。そのため、定着駆動モータ１０２にＤＣブラシレスモータを使用した場合、定着駆動モータ１０２の電源ラインに電流検出用抵抗１０３ａを直列に接続し、電流検出用抵抗１０３ａの両端の電圧ＶＡ，ＶＢの差分であるＶＡ−ＶＢを差分回路１０３により演算する。そして、その演算結果をＣＰＵ１０４に入力することにより、定着駆動モータ１０２に供給される電流値をＣＰＵ１０４で算出することができる。

図６は、図４における電圧検出回路１０６の内部構成の一例を示すブロック図である。図７は、ＤＣブラシレスモータの駆動負荷となる仕事量（検出電力）と駆動負荷との関係を示すグラフである。

定着駆動モータ１０２に入力される電圧ＶＤＤ１０６ａは、電源ユニット１０５から電流検出回路１０３を介して入力される。電圧ＶＤＤ１０６ａを抵抗１０６ｂ，１０６ｃにより分圧し、その結果をＣＰＵ１０４に入力することにより、定着駆動モータ１０２に供給される電圧をＣＰＵ１０４で算出することができる。なお、入力された信号に基づいて、予め用意された変換テーブルを用いて電圧値を検出してもよい。

ＣＰＵ１０４は、電流検出回路１０３で検出された電流値（Ｉｄｔｃ）と電圧検出回路１０６で検出された電圧値（Ｖｄｔｃ）を下式に代入して演算を行い、ＤＣブラシレスモータの駆動負荷となる仕事量（Ｗｄｔｃ）を算出する。

Ｗｄｔｃ＝Ｉｄｔｃ×Ｖｄｔｃ
図７のように、ＤＣブラシレスモータの駆動負荷となる仕事量（電力）と駆動負荷との関係を示すグラフから作成された変換テーブルを用いれば、モータ軸上での駆動負荷を容易且つ正確に算出することが可能となる。

図８は、定着ユニット４０の駆動負荷が時間経過により変化する様子と寿命との関係を示す図である。

時間が経過することで負荷が増大していき、負荷がある値を超えると定着ユニット４０の周辺の機械的な構造にダメージを与えてしまうので、その値に達する直前に定着ユニットを交換することがランニングコスト的にも望ましい。本実施の形態では、定着ユニット４０周辺の機械的な構造にダメージを与えるような負荷よりも所定量少ない閾値に達した場合、ＣＰＵ１０４は定着ユニット４０の寿命と判断する。

図９は、本発明の第１の実施の形態における定着ユニット４０の寿命判断処理を示すフローチャートである。本処理は、ＣＰＵ１０４がＲＯＭ１０７等から制御プログラムを読み出して実行することにより実現される処理である。

図９において、ＣＰＵ１０４は、電子写真式カラー複写機の電源がＯＮされると（ステップＳ２０１）、ＤＣブラシレスモータである定着駆動モータ１０２の駆動を開始する（ステップＳ２０２）。次に、ＣＰＵ１０４は、定着ユニット４０の負荷測定（電力の算出）を行う（ステップＳ２０３）。ここでは、上述したように、電流検出回路１０３で検出された電流値（Ｉｄｔｃ）と電圧検出回路１０６で検出された電圧値（Ｖｄｔｃ）により、ＤＣブラシレスモータの駆動負荷となる仕事量（Ｗｄｔｃ）がＣＰＵ１０４により算出される。

次に、ＣＰＵ１０４は、ステップＳ２０３で算出した駆動負荷が閾値に達しているか否かを判断し、閾値に達した場合はステップＳ２０５へ進む一方、閾値に達していない場合はステップＳ２０６へ進む。

ステップＳ２０５では、ＣＰＵ１０４は、算出した駆動負荷が閾値に達していることから定着ユニット４０が寿命に達していると判断する。そして、ステップＳ２０７では、ＣＰＵ１０４は、定着駆動モータ１０２の駆動を停止して（プリント動作終了）、エラー表示を行う。

一方、ステップＳ２０６では、ＣＰＵ１０４は、算出した駆動負荷が閾値に達していないので定着ユニット４０が寿命に達していないと判断し、ステップＳ２０３へ戻って電子写真式カラー複写機の稼動を継続する。

上記第１の実施形態によれば、電子写真式カラー複写機は、転写材上に形成されたトナー画像を転写材上に加熱定着する定着ユニット４０を備える。定着ユニット４０内のベルトユニット４１ａ，４１ｂを駆動するための定着駆動モータ１０２に供給される電流及び電圧を電流検出回路１０３及び電圧検出回路１０６により検出し、それらの値から定着ユニット４０の駆動負荷（駆動電力）を算出する。そして、算出した駆動負荷によって定着ユニット４０の寿命を判断する。これにより、定着器としての定着ユニット４０の駆動負荷の測定がより正確になり、定着器の寿命を高精度に判断することができる。その結果、ランニングコストの削減や製品の信頼性を向上させることが可能となる。また、電圧検出回路１０６をＤＣブラシレスモータ（定着駆動モータ１０２）付近に設けることで電流の大小による電圧ドロップの影響を抑えることも可能になる。

［第２の実施形態］
本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置は、その構成等（図１〜図８）が上記第１の実施の形態に係る画像形成装置と同じであり、第１の実施の形態と同様の部分については、同一の符号を用いてその説明を省略する。以下に、上記第１の実施の形態と異なる点のみを説明する。

本第２の実施形態では、定着ユニットの寿命判定を、定着ユニットの着状態時と脱状態時の負荷（電力）をそれぞれ測定して差分を算出し、当該差分と所定の閾値との比較により行っている点が上記第１の実施形態と異なる。

定着ベルト（あるいはローラ）の離間が可能な定着ユニットの場合、一般的に定着ユニットが着状態のときは、定着ユニット４０が脱状態のときの駆動トルクにローラ同士の摩擦等が加算されるため、駆動負荷が大きくなる。そして、経年変化による摩擦負荷の増大を正確に測定するためには、定着ユニット４０の着状態時の駆動負荷と脱状態時の駆動負荷との差分を算出することで実現可能である。

図１０は、本発明の第２の実施形態における定着ユニット４０の寿命判断処理を示すフローチャートである。本処理は、ＣＰＵ１０４がＲＯＭ１０７等から制御プログラムを読み出して実行することにより実現される処理である。

図１０において、ＣＰＵ１０４は、電子写真式カラー複写機の電源がＯＮされると（ステップＳ３０１）、ＤＣブラシレスモータである定着駆動モータ１０２の駆動を開始する（ステップＳ３０２）。

次に、ＣＰＵ１０４は、定着ユニット４０の脱状態時の負荷測定（電力の算出）を行う（ステップＳ３０３）。ここでは、上述したように、電流検出回路１０３で検出された電流値（Ｉｄｔｃ）と電圧検出回路１０６で検出された電圧値（Ｖｄｔｃ）により、ＤＣブラシレスモータの駆動負荷となる仕事量（Ｗｄｔｃ）がＣＰＵ１０４により算出される。そして、ステップＳ３０４では、ＣＰＵ１０４は、ステップＳ３０３にて算出した駆動負荷をＡとしてメモリに記憶する。

次に、ＣＰＵ１０４は、定着ユニット４０の着状態時の負荷測定（電力の算出）を行う（ステップＳ３０５）。ここでも同様に、電流検出回路１０３で検出された電流値（Ｉｄｔｃ）と電圧検出回路１０６で検出された電圧値（Ｖｄｔｃ）により、ＤＣブラシレスモータの駆動負荷となる仕事量（Ｗｄｔｃ）がＣＰＵ１０４により算出される。そして、ステップＳ３０６では、ＣＰＵ１０４は、ステップＳ３０５にて算出した駆動負荷をＢとしてメモリに記憶する。

ステップＳ３０７では、ＣＰＵ１０４は、メモリに記憶した定着ユニット４０の着状態時の駆動負荷Ｂと脱状態時の駆動負荷Ａとの差分を算出する。次に、ステップＳ３０８では、ＣＰＵ１０４は、ステップＳ３０７における演算結果が閾値に達しているか否かを判断し、閾値に達した場合はステップＳ３０９へ進む一方、閾値に達していない場合はステップＳ３１１へ進む。

ステップＳ３０９では、ＣＰＵ１０４は、演算結果が閾値に達していることから定着ユニット４０が寿命に達していると判断する。そして、ステップＳ３１０では、ＣＰＵ１０４は、定着駆動モータ１０２の駆動を停止して（プリント動作終了）、エラー表示を行なう。

一方、ステップＳ３１１では、ＣＰＵ１０４は、演算結果が閾値に達していないので定着ユニット４０が寿命に達していないと判断し、ステップＳ３０３へ戻って電子写真式カラー複写機の稼動を継続する。

上記第２の実施の形態によれば、定着器としての定着ユニット４０の着状態時と脱状態時の駆動負荷をそれぞれ算出することで、より正確な定着器の摩擦負荷の測定が可能になる。そして、定着器の着状態時と脱状態時の各駆動負荷から差分を算出し、当該差分と閾値との比較により定着器の寿命判定を行うことで、定着器の寿命を高精度に判断することができる。その結果、上記第１の実施形態と同様に、ランニングコストの削減や製品の信頼性を向上させることが可能となる。

［第３の実施形態］
本発明の第３の実施の形態に係る画像形成装置は、その構成等（図１〜図８）が上記第１の実施の形態に係る画像形成装置と同じであり、第１の実施の形態と同様の部分については、同一の符号を用いてその説明を省略する。以下に、上記第１の実施の形態と異なる点のみを説明する。

本第３の実施形態では、ＣＰＵ１０４による演算を行わずに電力を検出する点が上記第１の実施形態と異なる。

図１１は、本発明の第３の実施の形態における電力検出回路の概略構成を示すブロック図である。

図１１に示すように、本実施形態では、電流検出回路１０３から出力された信号を検出するＡ／Ｄコンバータ１１１（Ａ／Ｄ変換手段）の基準電圧として、電圧検出回路１０６から出力された信号を用いている。Ａ／Ｄコンバータ１１１は、電流検出回路１０３により検出された電流値Ｉｄｔｃを、電圧検出回路１０６により検出された電圧値Ｖｄｔｃを基準としてデジタル値に変換する。したがって、その基準電圧が変動すれば、それに応じてＡ／Ｄコンバータ１１１の出力値である変換値Ｗａｄも変動する。この性質を利用した電力検出方法の概念図を図１２に示す。

図１２は、図１１の電力検出回路による電力検出方法を説明するための概念図である。図示の縦軸は電流値或いは電圧値を表している。

図１２において、Ａ／Ｄコンバータ１１１から出力される変換値Ｗａｄは、電圧検出回路１０６により検出された電圧値Ｖｄｔｃ（基準電圧値Ｖｒｅｆ）と電流検出回路１０３により検出された電流値Ｉｄｔｃから求められる。ここでは、仮に、変換値Ｗａｄを電流値Ｉｄｔｃと基準電圧Ｖｒｅｆとの差分とする。

検出された電圧値Ｖｄｔｃすなわち基準電圧値Ｖｒｅｆが低下すると、電流値Ｉｄｔｃとの差は大きくなるので、変換値Ｗａｄは大きくなる。逆に、基準電圧値Ｖｒｅｆが増大した場合は、変換値Ｗａｄは小さくなる。そのため、電流値Ｉｄｔｃと電圧値Ｖｄｔｃの変動量に応じた変換値Ｗａｄを得ることが可能である。得られた変換値Ｗａｄは、実際に電流値Ｉｄｔｃと電圧値Ｖｄｔｃの掛け算により算出される電力とは反比例の関係にある。そこで、変換値Ｗａｄに対してＲＯＭ１０７に設けられた変換テーブルで変換値Ｗａｄに基づく定着ユニット４０の駆動負荷を決定する。

上記第３の実施形態によれば、電圧値Ｖｄｔｃを基準電圧値Ｖｒｅｆとして用いて電流値ＩｄｔｃをＡ／Ｄ変換することで、ＣＰＵ資源を消費することなく、容易にかつ正確に定着駆動モータ１０２への供給電力を検出することが可能になる。

また、本発明の目的は、以下の処理を実行することによって達成される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出す処理である。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード及び該プログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、次のものを用いることができる。例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等である。または、プログラムコードをネットワークを介してダウンロードしてもよい。

また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上記実施の形態の機能が実現される場合も本発明に含まれる。加えて、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。

更に、前述した実施形態の機能が以下の処理によって実現される場合も本発明に含まれる。即ち、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれる。その後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行う場合である。

本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の一実施例である電子写真式カラー複写機の全体構成を示す概略縦断面図である。 図１における定着ユニットの構成を示す縦断面図であり、定着ユニットが着状態にある場合を示す。 図１における定着ユニットの構成を示す縦断面図であり、定着ユニットが脱状態にある場合を示す。 定着ユニットを駆動する駆動部の概略構成を示す図である。 図４における電流検出回路の内部構成の一例を示すブロック図である。 図４における電圧検出回路の内部構成の一例を示すブロック図である。 ＤＣブラシレスモータの駆動負荷となる仕事量と駆動負荷との関係を示すグラフである。 定着ユニットの駆動負荷が時間経過により変化する様子と寿命との関係を示す図である。 本発明の第１の実施の形態における定着ユニットの寿命判断処理を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態における定着ユニットの寿命判断処理を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施の形態における電流及び電圧検出回路の概略構成を示すブロック図である。 図１１の電力検出回路による電力検出方法を説明するための概念図である。

符号の説明

１Ｒ 画像読取部
１Ｐ 画像出力部
４０ 定着ユニット
４１ａ 上ベルトユニット
４１ｂ 下ベルトユニット
４６ 着脱モータ
４７ 定着回転モータ
１０１ 減速ユニット
１０２ 定着駆動モータ
１０３ 電流検出回路
１０４ ＣＰＵ
１０５ 電源ユニット
１０６ 電圧検出回路

Claims (3)

1. トナー像が形成された転写材に当該トナー像を定着させるための定着回転体と、前記定着回転体と圧接してニップ部を形成する加圧回転体と、前記定着回転体および前記加圧回転体を回転駆動する回転駆動手段と、を有し、前記ニップ部で前記転写材を挟持搬送して前記トナー像を定着させる定着器と、前記回転駆動手段に電力を供給する電源とを備える画像形成装置において、
   前記電源から前記回転駆動手段へ供給される電力の電流値を検出する電流検出手段と、
   前記電源から前記回転駆動手段へ供給される電力の電圧値を前記回転駆動手段の入力部で検出する電圧検出手段と、
   前記電流検出手段により検出された電流値を前記電圧検出手段により検出された電圧値を基準にしてデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換手段と、
   前記Ａ／Ｄ変換手段の出力に基づいて前記回転駆動手段の駆動負荷を決定する決定手段と、
   前記決定された駆動負荷によって前記定着器の寿命を判断する制御手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
2. トナー像が形成された転写材に当該トナー像を定着させるための定着回転体と、前記定着回転体と圧接してニップ部を形成する加圧回転体と、前記定着回転体および前記加圧回転体を回転駆動する回転駆動手段と、を有し、前記ニップ部で前記転写材を挟持搬送して前記トナー像を定着させる定着器と、前記回転駆動手段に電力を供給する電源とを備える画像形成装置において、
   前記電源から前記回転駆動手段へ供給される電力の電流値を検出する電流検出手段と、
   前記電源から前記回転駆動手段へ供給される電力の電圧値を前記回転駆動手段の入力部で検出する電圧検出手段と、
   前記検出された電流値と電圧値に基づいて前記定着回転体と前記加圧回転体の離間時および圧接時における前記回転駆動手段の駆動負荷を算出する算出手段と、
   前記算出された前記定着回転体と前記加圧回転体の離間時および圧接時における前記回転駆動手段の駆動負荷の差分から前記定着器の寿命を判断する制御手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
3. 前記回転駆動手段は、ＤＣブラシレスモータであることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。

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