JP6887793B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、レーザプリンタ、ＬＥＤプリンタ等のプリンタ、デジタル複写機等の電子写真方式、静電記録方式を用いた画像形成装置に関するものである。

定着装置の寿命を判定する方法として、特許文献１では、定着装置を構成する定着部材における記録材搬送方向に直交する長手方向の領域（長手領域）の端部の温度を検出する温度センサを設け、定着ローラが所定温度以上になっている時間をカウントする。そして、そのカウント値が所定値に達した時に寿命に達したと判定する。

特開２００５−１１５２２１号公報

しかしながら、特許文献１の寿命判定方法では、長手方向において温度センサが設けられる端部で長手領域全体を代表して寿命を判定するため、長手方向において温度センサが設けられる端部以外の各領域における寿命を正確に判定することが困難であった。すなわち、実際には使用される記録材サイズにより、定着部材としての加熱部材や加圧部材の長手領域で温度の違いが生じ、その結果、加熱稼働状態に伴って起こる定着部材の摩耗（劣化）の状態も、記録材サイズにより長手領域の部分で違いが生じる。

これにより、温度センサが設けられる端部で長手領域全体を代表して寿命を判定する特許文献１の寿命判定方法では、複数のサイズの記録材を混合して使用した場合に、加熱部材や加圧部材の摩耗（劣化）の状態と寿命判定結果に差異を生じることがあった。

本発明の目的は、定着部材としての回転体および対向体の少なくとも一方の長手方向の各領域における寿命を判定することができ、定着部材の寿命判定精度を向上させた画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、記録材にトナー像を形成する画像形成部と、ヒータと、回転体と、前記回転体に対向し、前記回転体と共にニップ部を形成する対向体と、を有し、トナー像が形成された記録材を前記ニップ部で挟持搬送しつつ記録材上のトナー像を前記ヒータの熱で記録材に加熱定着する定着部と、前記定着部の寿命を判定する判定手段と、を有する画像形成装置において、前記回転体を記録材の搬送方向に直交する前記回転体の長手方向で複数の領域に分割した領域毎に稼働カウントを算出する算出手段を有し、前記判定手段は、各領域の前記稼働カウントの累積値の少なくとも一つが寿命カウントに達したら前記定着部の寿命と判定するものであり、前記算出手段は、前記加熱定着時に前記ニップ部を記録材が通過することにより前記回転体に生じる温度分布と、記録材のサイズと、に応じた稼働係数を前記各領域に設定し、前記稼働係数と前記回転体の稼働時間から前記各領域の前記稼働カウントの累積値を算出することを特徴とする。

本発明によれば、定着部材としての回転体および対向体の少なくとも一方の長手方向の各領域における寿命を判定することができ、定着部材の寿命判定精度を向上させた画像形成装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る定着装置の長手方向における概略構成図 本発明の実施形態に係る定着装置を搭載した画像形成装置の概略構成図 本発明の実施形態に係る定着装置の長手方向に直交する概略断面図 第１の実施形態に係る寿命判定のフローチャート 第１の実施形態に係る定着装置の温度分布図 第２の実施形態に係る定着装置の長手方向における概略構成図 第２の実施形態に係る寿命判定のフローチャート 第３の実施形態に係る寿命判定のフローチャート

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。

《第１の実施形態》
（画像形成装置）
以下、図２を用いて、本発明の実施形態に係る定着装置を搭載した画像形成装置の概略構成を説明する。本画像形成装置は、電子写真プロセス利用のレーザービームプリンタである。１は像担持体としての感光体ドラムであり、矢示方向（時計方向）に所定の周速度（プロセススピード）をもって回転駆動される。２は接触帯電ローラ等の帯電手段であり、この帯電手段により感光体ドラム１の面が所定の極性・電位に一様に帯電処理（一次帯電）される。

３は画像露光手段としてのレーザービームスキャナであり、外部機器から入力する目的の画像情報の電気デジタル画素信号に対応してオン／オフ変調したレーザー光Ｌを出力して、感光体ドラム１の帯電処理面を走査露光（照射）する。この走査露光により、感光体ドラム１面の露光明部の電荷が除電されて、感光体ドラム１面に目的の画像情報に対応した静電潜像が形成される。また、４は現像装置であり、現像スリーブ４ａから感光体ドラム１面に現像剤（トナー）が供給されて、感光体ドラム１面の静電潜像が可転写像であるトナー像として順次に現像される。

５は給紙カセットであり、記録材Ｐを積載収納させてある。給紙ローラ６が駆動されて給紙カセット５内の記録材Ｐが一枚ずつ分離給紙され、レジストローラ７を通って、感光体ドラム１と転写部材としての転写ローラ９との当接ニップ部である転写部位Ｔに所定のタイミングで導入される。

転写部位Ｔに導入された記録材Ｐはこの転写部位Ｔを挟持搬送され、その間、転写ローラ９には不図示の転写バイアス印加電源から所定に制御された転写電圧（転写バイアス）が印加される。転写ローラ９にはトナーと逆極性の転写バイアスが印加されることで、転写部位Ｔにおいて感光体ドラム１面側のトナー像が記録材Ｐの表面に静電的に転写される。転写部位Ｔにおいてトナー像の転写を受けた記録材Ｐは、感光体ドラム１面から分離されて定着装置１０へ搬送導入され、トナー像の加熱・加圧定着処理を受ける。

一方、記録材分離後（記録材Ｐに対するトナー像転写後）の感光体ドラム１面は、クリーニング装置１１で転写残トナーや紙粉等の除去を受けて清浄面化され、繰り返して作像に供される。そして、定着装置１０を通った記録材Ｐは、排紙口１３から排出される。

（定着装置）
次に、本発明の実施形態に係る定着装置（定着器）について、図３を用いて説明する。図３は、本実施形態におけるフィルム加熱方式、加圧用回転体駆動方式（テンションレスタイプ）の定着装置の概略断面図である。ここで、本願明細書では、定着装置に搬入される面内で転写材（記録材）の搬送方向に直交する方向を長手方向と定義する。

１０１は定着部材である加熱部材としての加熱フィルム（回転体、無端ベルト）であり、フィルムに弾性層を設けてなる円筒状（エンドレスベルト状、スリーブ状）の部材である。また、１０４は定着部材である加圧部材としての加圧ローラ（加熱フィルム１に対向する対向体）である。１０３は加熱部材保持部材としての、横断面略半円弧状樋型の耐熱性・剛性を有するヒータホルダ、１０２は熱源としてのヒータであり、ヒータホルダ１０３の下面に該ホルダの長手方向に沿って配設してある。加熱フィルム１０１は、このヒータホルダ１０３にルーズに外嵌させてある。

ヒータホルダ１０３は、耐熱性の高い液晶ポリマー樹脂で形成し、ヒータ１０２を保持し、加熱フィルム１０１をガイドする役割を果たす。本実施形態においては、液晶ポリマーとして、デュポン社のゼナイト７７５５（商品名）を使用した。ゼナイト７７５５の最大使用可能温度は、約２７０℃である。

加圧ローラ１０４は、ステンレス製の芯金に、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１０４は、芯金の両端部を不図示の装置フレームの奥側と手前側の側板間に回転自由に軸受保持させて配設してある。

この加圧ローラ１０４の上側に、ヒータ１０２・ヒータホルダ１０３・加熱フィルム１０１等から成る加熱フィルムユニットを、ヒータ１０２側を下向きにして加圧ローラ１０４に並行に配置する。そして、ヒータホルダ１０３の両端部を不図示の加圧機構により片側９８Ｎ（１０ｋｇｆ）、総圧１９６Ｎ（２０ｋｇｆ）の力で加圧ローラ１０４方向に附勢する。これにより、ヒータ１０２の下向き面を加熱フィルム１０１を介して加圧ローラ１０４の弾性層に該弾性層の弾性に抗して所定の押圧力をもって圧接させ、加熱定着に必要な所定幅の定着ニップ部（ニップ部）を形成させてある。

１００は温度検知手段としてのサーミスタであり、ヒータ１０２に接触して配置され、ヒータ１０２の温度を検知する。サーミスタ１００は、その出力がそれぞれ不図示のＡ／Ｄコンバータを介して制御回路部（ＣＰＵ）に接続され、制御回路部は、サーミスタ１００の出力を基に、ヒータ１０２の温調制御内容を決定し、ヒータ駆動回路部によってヒータ１０２への通電を制御する。

加圧ローラ１０４は、駆動手段（不図示）により所定の周速度で回転駆動される。この加圧ローラ１０４の回転駆動による該加圧ローラ１０４の外面と加熱フィルム１０１との、ニップ部における圧接摩擦力により、円筒状の加熱フィルム１０１に回転力が作用する。そして、加熱フィルム１０１が、その内面側がヒータ１０２の下向き面と密着して摺動しながら、ヒータホルダ１０３の外回りを矢印の方向に従動回転する。加熱フィルム１０１内面にはグリスが塗布され、ヒータホルダ１０３と加熱フィルム１０１内面との摺動性を確保している。

加圧ローラ１０４が回転駆動され、それに伴って円筒状の加熱フィルム１０１が従動回転状態になり、またヒータ１０２に通電がなされて、該ヒータ１０２が昇温して所定の温度に立ち上げ温調された状態となる。この状態において、ニップ部の加熱フィルム１０１と加圧ローラ１０４との間に、未定着トナー像を担持した記録材が導入される。

そして、ニップ部において、記録材Ｐのトナー像担持面側が、加熱フィルム１０１の外面に密着して、加熱フィルム１０１と一緒に挟持搬送されていく。この挟持搬送過程において、ヒータ１０２の熱が加熱フィルム１０１を介して記録材に付与され、記録材上の未定着トナー像が記録材上に加熱・加圧されて溶融定着される。

本実施形態における加熱フィルム１０１は、フィルム材質がＳＵＳで厚み３０μｍの円筒状に形成したエンドレスベルト（ベルト基材）上に、厚み約３００μｍのシリコーンゴム層（弾性層）を設ける。更に、その上に厚み３０μｍのＰＦＡ樹脂チューブ（最表面層）を被覆してなる。このような構成で作成した加熱フィルム１０１の熱容量を測定したところ、１２．２×１０^−２Ｊ／ｃｍ^２・℃（加熱フィルム１ｃｍ^２あたりの熱容量）であった。

加熱フィルム１０１の基層にポリイミドなどの樹脂を用いることも出来るが、ポリイミドよりもＳＵＳやニッケルといった、金属の方が、熱伝導率がおよそ１０倍と大きく、より高いオンデマンド性を得ることができる。このことから、本実施形態では、加熱フィルム１０１の基層に金属であるＳＵＳを用いた。

加熱フィルム１０１の弾性層には、比較的熱伝導率の高いゴム層を用いている。これはより高いオンデマンド性を得る為である。本実施形態で用いた材質は、比熱が約１２．２×１０^−１Ｊ／ｇ・℃である。

そして、加熱フィルム１０１の表面には、フッ素樹脂層を設けることで、表面の離型性を向上し、加熱フィルム１０１表面にトナーが一旦付着し、再度記録材Ｐに移動することで発生するオフセット現象を防止することができる。また、加熱フィルム１０１の表面のフッ素樹脂層を、ＰＦＡチューブとすることで、より簡便に、均一なフッ素樹脂層を形成することが可能となる。

一般に、加熱フィルム１０１の熱容量が大きくなると、温度立ち上がりが鈍くなり、オンデマンド性が損なわれる。たとえば、定着装置の構成にも拠るが、スタンバイ温調無しで、１分以内での立ち上がりを想定した場合、加熱フィルム１０１の熱容量は約４．２Ｊ／ｃｍ^２・℃以下である必要があることが分かっている。

近年は、省電力化、ファーストプリントアウトタイム短縮を目的として、定着装置の低熱容量化が進められている。そこで、本実施形態においては、室温状態からの立ち上げの際に、ヒータ１０２に約１０００Ｗの電力を供給して、加熱フィルム１０１が１９０℃に２０秒以内に立ち上がる様に設計してある。シリコーンゴム層には、比熱が約１２．２×１０^−１Ｊ／ｇ・℃の材質を用いており、このとき、シリコーンゴムの厚みは５００μｍ以下でなければならなく、加熱フィルム１０１の熱容量は約１８．９×１０^−２Ｊ／ｃｍ^２・℃以下である必要がある。

本実施形態においては、高画質な画像を得るために必要なシリコーンゴムの厚みは２００μｍ以上であった。この際の熱容量は、８．８×１０^−２Ｊ／ｃｍ^２・℃であった。つまり、本実施形態と同様の定着装置の構成における、加熱フィルム１０１の熱容量は４．２Ｊ／ｃｍ^２・℃以下が一般的に対象となる。この中で、よりオンデマンド性と高画質の両立を図ることができる、熱容量８．８×１０^−２Ｊ／ｃｍ^２・℃以上１８．９×１０^−２Ｊ／ｃｍ^２・℃以下の加熱フィルムを用いることとした。

（寿命判定方法）
次に、本発明の実施形態に係る定着装置の寿命判定方法を説明する。本実施形態においては、図１に示すように定着器を構成する加熱フィルム１０１および加圧ローラ１０４の長手方向に複数の寿命判定領域を設定している。そして、各々の寿命判定領域に対して加熱稼働状態を算出し、その算出値により各々の寿命判定領域の寿命判定を行う。

図１に、定着装置の長手方向における寿命判定領域を示す。１０１は加熱フィルム、１０４は加圧ローラであり、定着装置は最大サイズＡ３の記録材まで加熱定着可能である。Ｃは中央通紙基準線であり、記録材は中央通紙基準線Ｃを中心として左右の幅が均等になるように搬送され加熱定着される。

領域１は、定着装置の長手方向の中央通紙基準線Ｃから１４３ｍｍの位置と１４８ｍｍの位置の間の領域である。また、中央通紙基準線Ｃから、領域２は１３３ｍｍから１４３ｍｍの間の領域、領域３は１２３ｍｍから１３３ｍｍの間の領域、領域４は１１３ｍｍから１２３ｍｍの間の領域、領域５は１０３ｍｍから１１３ｍｍの間の領域に設定されている。

図４は、本実施形態における寿命判定フローを示す。４１は記録材サイズ入力手段であり、ＰＣ等の外部装置もしくは画像形成装置のオペレーションパネル等により設定された記録材のサイズ情報を画像形成装置に入力する手段である。また、４２は稼働係数決定手段であり、記録材サイズ情報入力手段から送られた記録材サイズ情報により稼働カウント積算に使用する係数を決定する手段である。４３は稼働時間カウンタであり、加圧部材としての加圧ローラ１０４を駆動する駆動モータの回転時間をカウントする手段である。

また、４４は稼働カウント算出手段であり、稼働係数決定手段４２と稼働時間カウンタ４３から定着装置の加熱稼働状態を示す累積稼働カウントを算出する手段である。そして、４５は寿命判定手段であり、稼働カウント算出手段４４で算出された累積稼働カウントにより寿命を判定する手段である。また、４６は寿命表示手段であり、定着器が寿命を超えたことを使用者に対して知らせる手段である。

次に、寿命判定フローの動作を詳しく説明する。まず、画像形成動作が開始されると記録材サイズ入力手段４１は記録材サイズ情報を稼働係数決定手段４２に出力する。稼働係数決定手段４２には、表１に示すように、記録材サイズ毎に領域１から領域５の各領域に対する稼働係数が予め設定された係数表が格納されている。

表１に示す、各記録材サイズに応じた領域１から領域５の各領域における稼働係数については、以下のように記録材サイズ（通紙部と非通紙部の長手方向のサイズ関係）、非通紙部における昇温分布に応じて、予め設定される。ここで、前提として、最大通紙幅より狭い記録材サイズ（例えばＬＴＲサイズやＡ５サイズ等）を加熱定着した場合、記録材が通紙されない領域（非通紙部）は熱が消費されないために温度が上昇する。

この非通紙部における昇温分布は、一様な温度分布ではなく、紙サイズ（通紙幅）により異なる。具体的には、図５で示すように、例えばＬＴＲ横（通紙幅２７９ｍｍ）通紙の場合は、中央通紙基準線から１４５ｍｍ付近のフィルム温度が最大になる。また、Ａ５縦（通紙幅１４８ｍｍ）通紙の場合は、中央通紙基準線から１１２ｍｍ付近のフィルム温度が最大になる。

表１において、通紙部における領域において稼働係数を１．０とするとき、非通紙部における昇温分布が最大となる領域（摩耗（劣化）が最大となる領域と考えられる）において大きな値（稼働係数３．０）に設定している。そして、非通紙部における昇温分布が最大ではない領域において、昇温分布に応じて昇温が大きい程大きい稼働係数（但し３．０より小さい）に設定している。

なお、表１の記録材サイズに関し定量的に示せば、記録材がＡ４紙（２１０ｍｍ×２９７ｍｍ）であるとき、Ａ４横でプリントする場合の通紙幅（中央基準）は２９７ｍｍ、Ａ４縦でプリントする場合の通紙幅（中央基準）は２１０ｍｍである。また、記録材がＬｅｔｔｅｒ紙［ＬＴＲ紙］（約２１６ｍｍ×２７９ｍｍ）であるとき、ＬＴＲ横でプリントする場合の通紙幅（中央基準）は２７９ｍｍ、ＬＴＲ縦でプリントする場合の通紙幅（中央基準）は２１６ｍｍである。

また、記録材がＡ５紙（１４８ｍｍ×２１０ｍｍ）であるとき、Ａ５横でプリントする場合の通紙幅（中央基準）は２１０ｍｍ、Ａ５縦でプリントする場合の通紙幅（中央基準）は１４８ｍｍである。

寿命判定フローの動作に関し、次に、稼働カウント算出手段４４は、稼働係数決定手段４２で設定された係数と稼働時間カウンタ４３の出力から、以下の（式１）を用いて領域１から領域５の各領域に対して稼働カウントを算出する。

稼働カウント（領域Ａ）＝稼働係数（領域Ａ）×稼働時間カウント・・・（式１）ここで、Ａは１〜５である。また、移動時間カウントは各領域で共通である。

以上の稼働カウントは、画像形成動作毎に累積積算カウントとして累積され、領域毎にメモリーに保持される。

次に、稼働カウント算出手段４４で累積された各領域の累積稼働カウントは、寿命判定手段４５に送られ、予め設定されている寿命カウントと比較される。寿命カウントは、定着装置が寿命に到達したことを判断（判定）する基準値である。寿命判定手段４５の判定の結果、領域１乃至５に関し、累積稼働カウントが寿命カウントを超えた領域がある場合は、寿命表示手段４６により使用者に定着装置が寿命に到達したことを知らせる。

また、寿命カウントに達する領域がない場合には、以下の（式２）から導かれた使用率（％）を計算し、最も使用率が高い領域の値を表示する。また、残存率（１００％−使用率）を表示させる手段でもよい。

使用率（領域Ａ）＝累積稼働カウント（領域Ａ）÷寿命カウント・・・（式２）
ここで、Ａは１〜５である。また、寿命カウントは各領域で共通であるが、領域毎に設定することもできる。

次に、寿命カウント方法の具体例を説明する。本実施形態の定着装置の寿命カウントは５４００００に設定している。積算でＡ４横通紙を２５００００秒、ＬＴＲ横通紙を５００００秒、Ａ５縦通紙を８００００秒駆動した時点の各領域の累積稼働カウントは、表２のようになる。領域４及び領域５における累積稼働カウントが、寿命カウントを超えているため、定着装置が寿命に到達したことを表示する。

本実施形態の寿命判定方法について、さらに詳しく説明する。本実施形態の定着装置の寿命は、加熱フィルム及び加圧ローラの表層の摩耗（劣化）度合いにより判定している。この表層の摩耗（劣化）量は、その部材の表面温度と対向する部材と摺擦する稼働時間（稼働距離）と相関があり、表面温度が高い領域から進行していく。

加熱部材としてのフィルムや加圧部材としての加圧ローラの最表層は、フッ素樹脂で形成されている。それらの樹脂は、耐熱温度以下の温度領域においても、加熱による熱エネルギーや部材間の摺擦による機械的なエネルギーなどの与えられるエネルギーが大きい程、樹脂材料自体の強さが低下して摩耗（劣化）し易い状態となる。

上述したように、図５は、定着装置の長手方向における加熱フィルム１０１の表面温度分布である。本実施形態の定着装置は、Ａ３サイズ（通紙幅２９７ｍｍ）まで対応している。よって、最大通紙幅より狭い記録材サイズ（例えばＬＴＲサイズやＡ５サイズ等）を加熱定着した場合、記録材が通紙されない領域は熱が消費されないために温度が上昇し、図５に示すように温度が上昇する非通紙部昇温が発生する。

本実施形態に適用できるフィルム加熱方式の定着装置は、加熱フィルムの低熱容量化を行っているために、非通紙部昇温による長手方向の加熱状態の差は大きくなる傾向にある。このような低熱容量の加熱部材を用いた場合、通紙部においてヒータから供給される熱を短い時間で記録材に供給できるが、記録材が存在しない非通紙部においては非通紙部のフィルムや加圧ローラの温度上昇が大きくなる。よって、通紙部と非通紙部の温度差が大きくなり易い。

しかし、本実施形態では、定着装置の長手方向に複数の寿命判定領域を設定し、各々の寿命判定領域に対して寿命判定を行う。よって、異なる記録材サイズが混合して通紙された場合においても、部分的な摩耗状態をカウントすることができるために、寿命判定の精度を向上させることができる。

なお、加熱フィルム１０１としては、上述したものに限らず、厚さ１００μｍ以下で耐熱性、高熱伝導性を有するＳＵＳ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ等の金属部材を単独あるいは合金部材を基材とした金属製スリーブ（フィルム）を用いることができる。また、加熱フィルム１０１として、１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下２０μｍ以上の耐熱性のあるポリイミドを用いることもできる。

以上、本実施形態では、定着装置の寿命を加熱フィルム及び加圧ローラの表層の摩耗度合いにより判定している。この表層の摩耗量は、その部材の表面温度と対向する部材と摺擦する稼働時間（稼働距離）と相関があり、表面温度が高い領域から進行していく。そして、本実施形態では、記録材サイズによる摩耗度合いの違いに対応し、長手方向の各領域における寿命を判定することができる。これにより、異なる記録材サイズが混合して通紙された場合においても、部分的な摩耗状態をカウントすることができるために、寿命判定の精度を向上させることができる。

《第２の実施形態》
以下、本発明の第２の実施形態を説明する。第１の実施形態との共通個所には同一符号を付して、説明を省略する。本実施形態では、第１の実施形態と同様に、定着部材の長手方向における各々の寿命判定領域に対して加熱稼働状態を算出し、その算出値により寿命判定を行う。但し、本実施形態では、定着装置の長手端部領域の温度を検出するために温度検知手段として端部サーミスタ１０５を配置し、記録材サイズおよび検知温度に応じて稼働カウントを算出する演算式（第１の実施形態の（式１））における稼働係数を変更する。

すなわち、本実施形態では、記録材の長手方向におけるサイズ情報および温度検知手段の出力に基づいた、各々の領域に対して設定した係数と、加熱稼働時間とを乗じた加熱稼働カウントを算出する。

図６に、本実施形態に係る定着装置の長手方向における寿命判定領域およびサーミスタ１０５を示す。サーミスタ１０５は、中央通紙基準線Ｃから１４５ｍｍの位置の加熱体のフィルム非接触面に配置している。

図７は、本実施形態に係る寿命判定フローである。４１は記録材サイズ入力手段であり、ＰＣ等の外部装置もしくは画像形成装置のオペレーションパネル等により記録材のサイズ情報を画像形成装置に入力する手段である。また、４７は温度検出手段であり、加熱体に接触配置したサーミスタ１０５の出力から端部領域の温度を検知する手段である。そして、４２は稼働係数決定手段であり、記録材サイズ入力手段４１から送られた記録材サイズ情報と、温度検出手段４７の検出出力とにより、稼働カウント積算に使用する稼働係数を決定する手段である。

４３は稼働時間カウンタであり、加圧部材としての加圧ローラ１０４を駆動する駆動モータの回転時間をカウントする手段である。また、４４は稼働カウント算出手段であり、稼働係数決定手段４２と稼働時間カウンタ４３から定着装置の加熱稼働状態を示す累積稼働カウントを算出する手段である。そして、４５は寿命判定手段であり、稼働カウント算出手段４４で算出された累積稼働カウントにより寿命を判定する手段である。また、４６は寿命表示手段であり、定着装置が寿命を超えたことを使用者に知らせる手段である。

次に、寿命判定フローの動作を詳しく説明する。まず、画像形成動作が開始されると、記録材サイズ入力手段４１は、記録材サイズ情報を稼働係数決定手段４２に出力する。また、温度検出手段４７はサーミスタ１０５の出力から得られたヒータ温度を稼働係数決定手段４２に出力する。そして、稼働係数決定手段４２は、記録材サイズ情報と検出温度から表３、表４、表５に示す対応表を用いて、領域１乃至領域５の各領域に対して稼働係数を決定する。

記録材サイズが例えばＡ４縦の場合、表３は検知温度が２５０℃以上であるときを示し、表４は２４０℃以上２５０℃未満であるときを示し、表５は２４０℃未満であるときを示す。

図７に示す本実施形態に係る寿命判定フローに関し、次に、稼働カウント算出手段４４は稼働係数決定手段４２と稼働時間カウンタ４３の出力から前述の（式１）を用いて、領域１乃至領域５の各領域に対して積算稼働カウントを算出する。稼働カウントは画像形成動作毎に累積積算カウントとして累積され、領域毎にメモリーに保持される。

次に、稼働カウント算出手段４４で累積された各領域の累積稼働カウントは、寿命判定手段４５において、予め設定されている寿命カウントと比較される。寿命カウントを超えた領域がある場合は、寿命情報表示手段４６によりユーザーに定着装置が寿命に到達したことを知らせる。また、寿命カウントに達する領域がない場合には、前述の（式２）から導かれた使用率の最大値を表示する。

以上、本実施形態では、定着装置の寿命を加熱フィルム及び加圧ローラの表層の摩耗度合いにより判定している。この表層の摩耗量は、その部材の表面温度と対向する部材と摺擦する稼働時間（稼働距離）と相関があり、表面温度が高い領域から進行していく。そして、本実施形態では、記録材サイズおよび検出温度による摩耗度合いの違いに対応し、長手方向の各領域における寿命を判定することができる。これにより、異なる記録材サイズが混合して通紙された場合においても、部分的な摩耗状態をカウントすることができるために、寿命判定の精度を向上させることができる。

なお、本実施形態では、温度検知手段をヒータに接触配置したが、加熱体（回転体）である加熱フィルムや加圧体（対向体）である加圧ローラ等の温度を検知しても良い。

《第３の実施形態》
以下、本発明の第３の実施形態を説明する。第１の実施形態との共通個所には同一符号を付して、説明を省略する。本実施形態では、第１の実施形態と同様に、定着部材の長手方向における各々の寿命判定領域に対して加熱稼働状態を算出し、その算出値により寿命判定を行う。但し、本実施形態では、プリント枚数検出手段を配置し、記録材サイズおよびプリント枚数に応じて稼働カウントを算出する演算式（第１の実施形態の（式１））における稼働係数を変更する。

すなわち、本実施形態では、記録材の長手方向におけるサイズ情報およびプリント枚数検出手段の出力に基づいた、各々の領域に対して設定した稼働係数と、加熱稼働時間とを乗じた加熱稼働カウントを算出する。

図８は、本実施形態に係る寿命判定フローである。４１は記録材サイズ入力手段であり、ＰＣ等の外部装置もしくは画像形成装置のオペレーションパネル等により記録材のサイズ情報を画像形成装置に入力する手段である。４８はプリント枚数入力手段であり、ＰＣ等の外部装置もしくは画像形成装置のオペレーションパネル等からプリントされる枚数情報を入力する手段である。

４２は稼働係数決定手段であり、記録材サイズ入力手段４１から送られた記録材サイズ情報と、プリント枚数入力手段４８から送られたプリント枚数情報により、稼働カウント積算に使用する稼働係数を決定する手段である。４３は稼働時間カウンタであり、加圧部材としての加圧ローラ１０４を駆動する駆動モータの回転時間をカウントする手段である。

４４は稼働カウント算出手段であり、稼働係数決定手段４２と稼働時間カウンタ４３から定着装置の加熱稼働状態を示す累積稼働カウントを算出する手段である。また、４５は寿命判定手段であり、稼働カウント算出手段４４で算出された累積稼働カウントにより寿命を判定する手段である。そして、４６は寿命表示手段であり、定着装置が寿命を超えたことを使用者に知らせる手段である。

次に、本実施形態におけう寿命判定動作を詳しく説明する。先ず、記録材サイズ入力手段４１は、記録材サイズ情報を稼働係数決定手段４２に出力する。また、プリント枚数入力手段４８は、このジョブで連続的にプリントされるプリント枚数を稼働係数決定手段４２に出力する。ここで、稼働係数決定手段４２は、表６、表７、８に示す対応表を用いて領域１乃至領域５の各領域に対して稼働係数を決定する。

表６はプリント枚数が２０枚以上であるときを示し、表７はプリント枚数が１０枚以上２０枚未満であるときを示し、表８はプリント枚数が１０枚未満であるときを示す。

次に、稼働カウント算出手段４４は、稼働係数決定手段４２と稼働時間カウンタ４３の出力から前述の（式１）を用いて領域１乃至領域５の各領域に対して累積稼働カウントを算出する。以上の累積稼働カウントは、画像形成動作毎に累積され、領域毎にメモリーに保持される。

次に稼働カウント算出手段４４で累積された各領域の累積稼働カウントは、寿命判定手段４５において、予め設定されている寿命カウントと比較される。寿命カウントを超えた領域がある場合は、寿命情報表示手段４６によりユーザーに定着装置が寿命に到達したことを知らせる。また、寿命カウントに達する領域がない場合には、前述の（式２）から導かれた使用率の最大値を表示する。

本実施形態においては、連続的にプリントされる枚数により稼働カウント算出手段４４で使用する稼働係数を変更する。非通紙部昇温は連続的にプリントされるプリント枚数が多くなると増大するため、プリント枚数により稼働係数を変更することで、非通紙部昇温の状態をより詳細に判定することができる。

このようにして、本実施形態では、定着装置の寿命を加熱フィルム及び加圧ローラの表層の摩耗度合いにより判定している。そして、本実施形態では、記録材サイズおよびプリント枚数による摩耗度合いの違いに対応し、長手方向の各領域における寿命を判定することができる。これにより、異なる記録材サイズが混合して通紙された場合においても、部分的な摩耗状態をカウントすることができるために、寿命判定の精度を向上させることができる。

（変形例）
上述した実施形態では、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の範囲内で種々の変形が可能である。

（変形例１）
上述した実施形態では、ニップ部を形成する第１の回転体（回転体）及び第２の回転体（対向体）に関し、無端ベルトが第１の回転体に設けられたが、無端ベルトが第２の回転体に設けられても良い。また、無端ベルトが第１の回転体、第２の回転体の双方に設けられても良い。また、加熱源としてのヒータに限らず、電磁誘導加熱などを用いても良い。

そして、定着器が寿命を超えた場合には、定着器を全体として交換、あるいは必要な部材のみ（例えば無端ベルトのみ）交換するようにしても良い。すなわち、上述した実施形態では、回転体および対向体において、長手方向に分割した各々の領域の加熱稼働状態に基づいて、各々の領域に対して寿命を判定するものであったが、回転体および対向体の少なくとも一方において寿命を判定するものでも良い。

（変形例２）
上述した実施形態では、記録材として記録紙を説明したが、本発明における記録材は紙に限定されるものではない。一般に、記録材とは、画像形成装置によってトナー像が形成されるシート状の部材であり、例えば、定型或いは不定型の普通紙、厚紙、薄紙、封筒、葉書、シール、樹脂シート、ＯＨＰシート、光沢紙等が含まれる。なお、上述した実施形態では、便宜上、記録材（シート）Ｐの扱いを通紙、排紙、給紙、通紙部、非通紙部などの用語を用いて説明したが、これによって本発明における記録材が紙に限定されるものではない。

（変形例３）
上述した実施形態では、未定着トナー像をシートに定着する定着装置を例に説明したが、本発明は、これに限らず、画像の光沢を向上させるべく、シートに仮定着されたトナー像を加熱加圧する装置（この場合も定着装置と呼ぶ）にも同様に適用可能である。

４５・・寿命判定手段、１０１・・加熱フィルム、１０４・・加圧ローラ

Claims (7)

1. 記録材にトナー像を形成する画像形成部と、
   ヒータと、回転体と、前記回転体に対向し、前記回転体と共にニップ部を形成する対向体と、を有し、トナー像が形成された記録材を前記ニップ部で挟持搬送しつつ記録材上のトナー像を前記ヒータの熱で記録材に加熱定着する定着部と、
   前記定着部の寿命を判定する判定手段と、
   を有する画像形成装置において、
   前記回転体を記録材の搬送方向に直交する前記回転体の長手方向で複数の領域に分割した領域毎に稼働カウントを算出する算出手段を有し、
   前記判定手段は、各領域の前記稼働カウントの累積値の少なくとも一つが寿命カウントに達したら前記定着部の寿命と判定するものであり、
   前記算出手段は、
   前記加熱定着時に前記ニップ部を記録材が通過することにより前記回転体に生じる温度分布と、記録材のサイズと、に応じた稼働係数を前記各領域に設定し、
   前記稼働係数と前記回転体の稼働時間から前記各領域の前記稼働カウントの累積値を算出することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記定着部は、前記回転体もしくは前記ヒータの温度を検知する温度検知手段を有し、
   前記算出手段は、前記各領域に設定する前記稼働係数を前記温度検知手段の検知温度に応じて切り替えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記算出手段は、前記各領域に設定する前記稼働係数を連続して通紙されるプリント枚数に応じて切り替えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記判定手段の判定の結果、前記稼働カウントの累積値が前記寿命カウントを超えた領域が無い場合、装置の使用率又は残存率を出力することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記回転体は加熱フィルムであり、前記ヒータは前記加熱フィルムの内面に接触していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記加熱フィルムの熱容量は、８．８×１０^−２Ｊ／ｃｍ^２・℃以上１８．９×１０^−２Ｊ／ｃｍ^２・℃以下であることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記対向体は加圧ローラであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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