JP6977392B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像の定着に係る定着制御パラメータを変更する画像形成装置に関する。

オフィス等に設置される、コピー、スキャン、プリントなどの機能を備えた複合機などの装置では、各部品が劣化すると画質が低下するなど、各種の不具合が発生する。よって、各交換部品の使用量などから劣化具合を予測し、寿命が来る前に、部品を送付したり、サービスマンに交換させたりすることが行われる。

しかし、使用量だけでは部品の劣化具合を予測する精度が十分でない。たとえば、一般に定着器で使用されている主要部材（ローラ/ベルトおよび駆動部材）は動作時間や印字枚数を基準に劣化具合を予測しているが、ＰＰ（Production Printer）機などでは、使用される条件（紙種/サイズ/連続稼働等）が多様であるため、既存の動作時間や印字枚数に基づく劣化具合の予測では誤差が大きい。

また、画質に対する許容範囲はユーザごとに異なるので、部材の劣化具合の判定を、動作時間や印字枚数といった既存の基準で一律に判定することは難しい。

特に、光沢メモリと呼ばれるトナー像からワックスが定着部材（ローラ/ベルト）に転移し、それが一回転後の画像部に転写される現象は、定着部材の表面の粗さの劣化に伴って徐々に発生するが、紙種によって顕在化する現象のレベルが異なること、現象が発生しても画像の内容によって視認しやすさが異なること、ユーザ毎の視認のしやすさが異なること等の理由から、動作時間や印字枚数といった既存の基準では、ユーザからクレームが来る可能性のあるレベル（部材の寿命が尽きたとするレベル）で光沢メモリが発生しているか否かの判定が困難になっている。

下記特許文献１には、定着部材の表面の粗さを光学式センサで直接検出する技術が開示されている。

特開２０１６−２０６６３５号公報

特許文献１は、用紙端部の傷の修復動作を目的としたものであるため、定着部材の一部（特定用紙サイズの端部位置）の箇所のみについて光学式センサで検出する。本願の課題である光沢メモリに係る劣化の程度を判定するためには、定着部材の全幅での表面粗さを検出する必要があり、特許文献１の方法で検出しようとした場合、多数のセンサを配置するか、全幅にわたってセンサでスキャンする構造が必要になる。しかし、光学式のセンサは高温に弱いため、高温となる定着部材の全幅の表面を検出することは現実的に困難である。

よって、従来の方法や引用文献１に記載の方法では、定着部材の劣化具合を高精度に検出することができないため、正確な劣化具合を要する処理、たとえば、定着部材の劣化具合に応じて、画像形成の定着工程で使用される定着制御パラメータを変更する処理など、を実行することが難しい。

本発明は、上記の問題を解決しようとするものであり、定着部材の表面状態が変化しても、既存の機構のみを使用して一定以上の画質を確保することのできる画像形成装置を提供することを目的としている。

かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。

［１］記録紙上に画像形成を行う画像形成装置であって、
互いの間に記録紙を挟持しながら搬送する第１ローラおよび第２ローラで構成される定着部材と、
前記第１ローラと前記第２ローラを所定の圧接力で互いに圧接させる圧接部と、
前記第１ローラを駆動する駆動用モータと、
前記第２ローラに対してブレーキ力を加えるブレーキ部と、
前記第１ローラと第２ローラを所定の圧接力で互いに圧接させた状態で前記第１ローラを所定の回転速度で駆動しているときに、前記ブレーキ部が所定のブレーキ力を前記第２ローラに加えた場合の前記第２ローラの回転速度を計測する計測部と、
前記計測部による計測結果に基づいて、前記第１ローラと前記第２ローラの接する面の粗さの劣化を判定し、判定結果に基づいて、前記画像形成における前記定着部材を用いた定着工程で使用される定着制御パラメータを変更する変更部と、
を備える
ことを特徴とする画像形成装置。

上記発明では、第１ローラと第２ローラを所定の圧接力で圧接状態にしたまま第１ローラを所定の回転速度で駆動しているときに、所定の強さのブレーキ力を第２ローラに加えた場合の第２ローラの回転速度を計測し、画像形成の定着制御パラメータを変更する。これにより、定着部材の劣化に伴う画質の劣化の発生を適切に防ぐことができ、よって、定着部材の寿命を延ばすことができる。

［２］前記第２ローラは、複数のローラとそれらに架け渡されたベルトで構成され、
前記圧接した状態では、前記複数のローラの１つと前記第１ローラが前記ベルトを挟んで圧接される
ことを特徴とする［１］に記載の画像形成装置。

上記発明では、第２ローラは複数のローラと、該複数のローラの外周に架け渡されたベルトで構成され、一のローラが受けた駆動力が、該ベルトを通じて各ローラに伝達される。また、第１ローラと第２ローラが圧接状態になる場合、第２ローラを構成する複数のローラの１つと第１ローラが該ベルトを挟んで圧接される。

［３］前記ブレーキ部が加えるブレーキ力を多段階に変化させて、各段階における前記第２ローラの回転速度を前記計測部で計測し、
前記変更部は、前記ブレーキ力を多段階に変化させたときの前記第２ローラの回転速度の変化状況に基づいて、前記定着制御パラメータを変更する
ことを特徴とする［１］または［２］に記載の画像形成装置。

上記発明では、第２ローラに弱いブレーキ力を加えた時と、強いブレーキ力を加えた時の第２ローラの回転速度の差は、第１ローラの表面および第２ローラの表面の粗さが劣化するほど大きくなる。よって、ブレーキ力を多段階で加えさせ、各段階での第２ローラの回転速度を計測し、その計測結果に基づいて定着制御パラメータを変更する。

［４］前記圧接部が加える前記圧接力を多段階に変化させて、各段階における前記第２ローラの回転速度を前記計測部で計測し、
前記変更部は、前記圧接力を多段階に変化させたときの前記第２ローラの回転速度の変化状況に基づいて、前記定着制御パラメータを変更する
ことを特徴とする［１］または［２］に記載の画像形成装置。

上記発明では、第１ローラと第２ローラを弱い圧接力で互いに圧接させた時と、第１ローラと第２ローラを強い圧接力で互いに圧接させた時の第２ローラの回転速度の差は、第１ローラの表面および第２ローラの表面の粗さが劣化するほど大きくなる。よって、圧接力を多段階で加えさせ、各段階での第２ローラの回転速度を計測し、その計測結果に基づいて定着制御パラメータを変更する。

［５］前記変更部は、前記定着制御パラメータの１つとして前記ブレーキ力を前記変更する
ことを特徴とする［１］乃至［４］のいずれか１つに記載の画像形成装置。

［６］前記変更部は、前記定着制御パラメータの１つとして前記定着工程における定着温度を前記変更する
ことを特徴とする［１］乃至［４］のいずれか１つに記載の画像形成装置。

［７］前記計測部は、予め設定された所定のタイミングで前記計測を行う
ことを特徴とする［１］乃至［６］のいずれか１つに記載の画像形成装置。

［８］前記定着部材を加熱する加熱部と、前記定着工程における定着箇所の温度を検出する温度検出部を更に備え、
前記所定のタイミングは、前記加熱部が前記定着部材の加熱を開始した後、前記温度検出部が所定の温度を検出したときである
ことを特徴とする［７］に記載の画像形成装置。

［９］前記所定の温度は複数あり、
前記計測部は、前記所定の温度に該当する各温度に達した場合に、前記計測を行い、
前記変更部は、複数の温度に達した場合に行われた前記計測の結果に基づいて前記変更を行う
ことを特徴とする［８］に記載の画像形成装置。

上記発明では、たとえば、Ｘ度とＹ度（Ｘ＜Ｙ）が所定の温度である場合、定着箇所の温度がＸ度に達した時と、Ｙ度に達した時の双方のタイミングで、第１ローラと第２ローラを所定の圧接力で圧接状態にしたまま第１ローラを所定の回転速度で駆動しているときに、所定の強さのブレーキ力を第２ローラに加えた場合の第２ローラの回転速度を計測する。そしてその２回分の計測結果に基づいて、定着制御パラメータを変更する。

［１０］前記所定のタイミングは、前回前記計測を行ってから所定の期間が経過したタイミングであり、
前記計測部は、前記画像形成の定着工程で加えた前記ブレーキ力と前記ブレーキ力を加えた時間との積算値の累積値に基づいて、前記所定の期間を変更する
ことを特徴とする［７］に記載の画像形成装置。

［１１］前記変更部が前記計測結果に基づいて変更しようとした前記定着制御パラメータの値が、前記定着制御パラメータの限界値を越える場合に、前記第１ローラおよび前記第２ローラが寿命に達したと通知する通知部を更に備える
ことを特徴とする［１］乃至［１０］のいずれか1つに記載の画像形成装置。

定着制御パラメータは、一定以上の定着性を確保するため限界値を超えるような設定は不可能である。よって、変更予定の定着制御パラメータの値が限界値を越える場合には、実際には限界値までの値しか設定できないため画質の劣化の発生を抑えることができなくなる。そこで上記発明では、変更予定の定着制御パラメータの値が限界値を越える場合は、第１ローラおよび第２ローラが寿命に達したと判断し、その旨を通知させる。

本発明に係る画像形成装置によれば、定着部材の表面状態が変化しても、既存の機構のみを使用して一定以上の画質を確保することができる。

本発明の実施の形態に係る保守管理システムの構成例を示す図である。 画像形成装置の概略構成を示すブロック図である。 一対の定着ローラと、それらを駆動させる部分の構成を示す図である。 ブレーキ力（圧接力）の強さと第２ローラの回転速度の関係を、４つの劣化進行度ごとに示すグラフの図である。 画像形成装置が、定着部材の表面の劣化の進行度を判定する処理を示す流れ図である。 定着制御パラメータの例を示す図である。 定着制御パラメータ、画質レベル、定着部材の劣化レベルの関係を示すグラフを示す図である。

以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る保守管理システム２の構成例を示している。保守管理システム２は、保守管理装置である管理サーバ１０にインターネットなどのネットワークを介して複数台の画像形成装置４０を接続して構成される。管理サーバ１０は、画像形成装置４０を保守管理する保守管理会社に設置等され、画像形成装置４０は各ユーザのオフィス等に設置されている。

画像形成装置４０は、原稿を光学的に読み取ってその複製画像を記録紙に印刷するコピー機能、読み取った原稿の画像データをファイルにして保存したり外部端末へネットワークを通じて送信したりするスキャン機能、ユーザの情報処理端末から受信した印刷データに基づいて印刷する印刷機能などを備えた、所謂、複合機である。

また、各画像形成装置４０は、印刷を行う場合に用紙に画像を定着させる定着部材の劣化具合を後述する方法で判定し、その判定結果に基づいて、画像形成の定着制御パラメータを変更し、一定以上の画質を維持する。また、定着部材が寿命を迎えた場合に、その旨を管理サーバ１０へ送信する。

管理サーバ１０は、ネットワークを介して接続されている管理対象の各画像形成装置４０について、異常の有無を監視したり、交換部品の交換時期を管理したりする。

図２は、画像形成装置４０の概略構成を示すブロック図である。画像形成装置４０は、当該画像形成装置４０の動作を統括的に制御するＣＰＵ４１(Central Processing Unit)を有している。ＣＰＵ４１にはバスを通じてＲＯＭ（Read Only Memory）４２、ＲＡＭ（Random Access Memory）４３、画像読取部４４、プリンタ部４５、画像処理部４６、不揮発メモリ４７、ハードディスク装置４８、ファクシミリ通信部４９、ネットワーク通信部５０、操作パネル５４などが接続されている。

ＣＰＵ４１は、ＯＳ（Operating System）プログラムをベースとし、その上で、ミドルウェアやアプリケーションプログラムなどを実行する。また、ＲＯＭ４２には、各種のプログラムが格納されており、これらのプログラムに従ってＣＰＵ４１が各種処理を実行することで画像形成装置４０としての各機能が実現される。

ＲＡＭ４３は、ＣＰＵ４１がプログラムに基づいて処理を実行する際に各種のデータを一時的に格納するワークメモリや画像データを格納する画像メモリなどとして使用される。

画像読取部４４は、原稿を光学的に読み取って画像データを取得する機能を果たす。画像読取部４４は、例えば、プラテンガラス上に載置された原稿に光を照射する光源と、その反射光を受けて原稿を幅方向に１ライン分読み取るラインイメージセンサと、光源が光を照射する位置およびラインイメージセンサによるライン単位の読取位置を原稿の長さ方向に順次移動させる移動ユニットと、原稿からの反射光をラインイメージセンサに導いて結像させるレンズやミラーなどからなる光学経路と、ラインイメージセンサの出力するアナログ画像信号をデジタルの画像データに変換する変換部などを備えて構成される。

プリンタ部４５は、画像データに応じた画像を記録紙上に画像形成する機能を果たす。ここでは、記録紙の搬送装置と、感光体ドラムと、帯電装置と、レーザーユニットと、現像装置と、転写分離装置と、クリーニング装置と、定着装置とを有し、電子写真プロセスによって画像形成を行う、所謂、レーザープリンタとして構成されている。画像形成は他の方式でもかまわない。定着装置は、画像形成の定着工程において、用紙上のトナー像を用紙に加圧加熱して定着させる。定着装置は、互いが押圧された一対の定着ローラと、該定着ローラの内側に挿入されて、定着ローラを熱するための定着ランプ１０５（図３参照）等から構成される。定着ローラや定着ランプ１０５は管理対象の交換部品の１つである。なお、定着装置は、図３に示すように、一対のローラの内の一方を、複
数のローラとこれらに架け渡されたベルトに置き換えた構成でもよい。

前述した定着ランプ１０５は、本発明の加熱部としての役割を果たす。また、プリンタ部４５は、定着ランプ１０５が加熱した定着ローラの温度を検出する温度センサ部５１を備えている。温度センサ部５１は、画像形成の定着工程における定着箇所の温度を検出する。具体的には、定着ローラの表面の温度を直接検出したり、定着ローラの軸等の温度を検出することで、定着ローラの表面の温度を間接的に検出する。

画像処理部４６は、画像の拡大縮小、回転などの処理のほか、印刷ジョブに含まれる印刷データをイメージデータに変換するラスタライズ処理、画像データの圧縮、伸張処理などを行う。

不揮発メモリ４７は、電源をオフにしても記憶内容が破壊されないメモリ（フラッシュメモリ）であり、各種設定項目に係る設定値の保存などに使用される。

ハードディスク装置４８は、不揮発で大容量の記憶装置であり、各種のプログラム、受信した印刷ジョブなどが記憶される。

ファクシミリ通信部４９は、ファクシミリ機能を備えた外部装置と公衆回線を通じて画像データを送受信する機能を果たす。

ネットワーク通信部５０は、ネットワークを通じて管理サーバ１０、ユーザや管理者の情報処理端末、その他の外部装置との間で通信する機能を果たす。

操作パネル５４は、表示部５５と、操作部５６を備えている。表示部５５は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ…Liquid Crystal Display）などで構成され、各種の操作画面、設定画面などを表示する機能を果たす。操作部５６は、テンキーやスタートボタンなどのハードキーと、表示部５５の物理的画面上に設けられたタッチパネルとを備えている。タッチパネルは、表示部５５の物理的画面がタッチペンや指などで接触操作された座標位置を検出する。

画像形成装置４０のＣＰＵ４１は、プログラムを実行することで、判定部６１および本発明の変更部６３と通知部６２としての役割を果たす。判定部６１は、ＣＰＵ４１がプリンタ部４５内の定着装置が有する定着部材の劣化具合を判定する役割を果たす。変更部６３は、判定部６１の判定結果に基づいて、画像形成の定着制御パラメータを変更する役割を果たす。定着制御パラメータは定着温度などであり、詳細は後述する。通知部６２は、判定部６１の判定結果から、定着部材が劣化し寿命を迎えたと判断した場合に、その旨をユーザ、もしくは管理サーバ１０に通知する役割を果たす。

次に、前述した判定対象および判定の方法について図３を参照しつつ説明する。図３は、プリンタ部４５内の定着装置の構成例を示す。

定着装置は、画像形成の定着工程において互いに間に記録紙を挟持しながら搬送する一対の定着ローラ（ベルト等を含む）と、一方の定着ローラを駆動する駆動用モータ１０２と、他方の定着ローラにブレーキ力を与えるブレーキ部１０１と、一対の定着ローラを圧接状態と離隔状態に切り替える切り替え部１０３(圧接部)を備える。ブレーキ部１０１は他方の定着ローラの回転速度を検出する速度計測部としての機能も果たす。

一対の定着ローラは、中空円柱状の第１ローラ１１１と該第１ローラ１１１の上側に該第１ローラと対向するように配置された第２ローラ１１２で構成される。第１ローラ１１１、第２ローラ１１２は、互いに軸が並行であり、また、最大の用紙幅以上の長さを有する。本発明の実施の形態では、第１ローラ１１１と第２ローラ１１２の径は同一になっている。また、第１ローラ１１１の中には、前述した定着ランプが設けられる。また、定着箇所（部材）の温度（第１ローラ１１１の温度（特に表面温度））を測定する温度センサ部５１が設けてある。

切り替え部１０３は、第１ローラ１１１を、第１ローラ１１１と第２ローラ１１２が圧接状態（両者が互いに押圧された状態）になる圧接位置と離隔状態になる離隔位置とで往復移動させる。また、圧接状態での圧接力を大小に調整することも可能になっている。

駆動用モータ１０２は、第１ローラ１１１を駆動し、回転させる。第１ローラ１１１と第２ローラ１１２が圧接状態の場合、駆動用モータ１０２が第１ローラ１１１に加えた駆動力は第１ローラ１１１を介して第２ローラ１１２に伝達され、第２ローラ１１２が従動する。

本発明の実施の形態では、第２ローラ１１２、ブレーキ用ローラ１１４、補助ローラ１１５の３つのローラが軸を並行にして設置されている。これら３つのローラの軸方向の長さは同一であり、該３つのローラ間で駆動力が伝達されるように、該３つのローラを取り囲むようにベルト１１３が架け渡されている。ベルト１１３は、第２ローラ１１２、ブレーキ用ローラ１１４、補助ローラ１１５と同等の幅を有し、各ローラの軸方向全長に渡って架け渡されている。ベルト１１３と各ローラ（第２ローラ１１２、ブレーキ用ローラ１１４、補助ローラ１１５）との間に、すべり、はない。圧着状態の時、第１ローラ１１１と第２ローラ１１２とはベルト１１３を挟んで圧接（押圧）される。定着対象の用紙は、第１ローラ１１１とベルト１１３の間を通過する。

ブレーキ部１０１はモータであり、ブレーキ用ローラ１１４に対して駆動力やブレーキ力を加える。通常時は、第１ローラ１１１から第２ローラ１１２に対して伝達された駆動力と同じ方向に駆動力を加え、ベルト１１３の駆動を補助する。ブレーキ部１０１がブレーキ用ローラ１１４に対して加える駆動力は、ブレーキ用ローラ１１４を介して駆動されるベルト１１３の周回速度(移動速度)が、駆動用モータ１０２が第１ローラ１１１を駆動した場合の第１ローラ１１１の外周の周回速度（外周での移動速度）と同じになるようにする。

ブレーキ部１０１がブレーキ力を加える場合は、前述した通常時より駆動力を弱めてブレーキ用ローラ１１４の周回速度を遅くしたり、通常時と逆方向に駆動力を加えたりする。ブレーキ用ローラ１１４に対して加えられたブレーキ力は、ベルト１１３を通じて、第２ローラ１１２および補助ローラ１１５に伝達される。

第１ローラ１１１側のトルクより第２ローラ１１２側のトルクは小さくされており、ブレーキ部１０１で少しのブレーキ力を加えても(通常時より回転速度を遅くしても)、第１ローラ１１１とベルト１１３との間の摩擦力が大きい場合は、ベルト１１３は第１ローラ１１１側の速度で周回しブレーキ部１０１のモータはプリンタ制御部１００から指示された回転速度より速い速度で回る。劣化等によって第１ローラ１１１とベルト１１３との間の摩擦力が小さくなるほど、ブレーキ部１０１のモータは指示した回転速度に近い回転速度で回るようになる。なお、速度検計測部としてのブレーキ部１０１は、ブレーキ部１０１のモータの回転速度の実測値を検出し、後述するプリンタ制御部１００に送信する。

プリンタ制御部１００は、切り替え部１０３、駆動用モータ１０２、ブレーキ部１０１の動作を制御する。たとえば、駆動用モータ１０２およびブレーキ部１０１には、モータを回転させる場合の回転速度や回転方向等を指示する。

本発明の実施の形態では、判定部６１は、第１ローラ１１１とベルト１１３を対象として表面粗さの劣化を判定するが、以後、劣化の判定に係る説明では、ベルト１１３を省略した簡略な構造で説明する。すなわち、劣化の判定対象を第１ローラ１１１と第２ローラ１１２とし、第１ローラ１１１と第２ローラ１１２が圧接状態で圧接され、ブレーキ部１０１は第２ローラ１１２にブレーキ力を与えかつ第２ローラ１１２の回転速度を検出するものとして説明する。

第１ローラ１１１と第２ローラ１１２の接する面の劣化が進むと、その面が荒れるため密着度が低下し、滑りやすくなる。また、前述した面が滑りやすくなると、画質が劣化する可能性が高くなる。そこで判定部６１は第１ローラ１１１と第２ローラ１１２を所定の圧接力で圧接状態にしたまま第１ローラ１１１を所定の回転速度で駆動しているときに、ブレーキ部１０１が所定の強さのブレーキ力を第２ローラ１１２に加えた場合（以後、判定ブレーキ処理時と略す。）の第２ローラ１１２の回転速度により第１ローラ１１１と第２ローラ１１２の接する面の粗さの劣化を判定し、変更部６３はその判定結果に基づいて画像形成における定着制御パラメータを変更する。

劣化が進むほど、滑りやすくなり、第１ローラ１１１から第２ローラ１１２へ駆動力が伝わりにくくなるので、判定ブレーキ処理時における第２ローラ１１２の回転速度は低下する。判定部６１は、判定ブレーキ処理時の第２ローラ１１２の回転速度が低いほど、第１ローラ１１１と第２ローラ１１２の接する面の粗さの劣化が進行していると判定する。

本発明の実施の形態では、前述の判定時には、判定ブレーキ処理時の第１ローラ１１１と第２ローラ１１２の回転速度を比較し、その差分が大きいほど第１ローラ１１１と第２ローラ１１２の接する面の粗さの劣化が進行していると判定する。また、本発明の実施の形態では、駆動用モータ１０２の回転速度と第１ローラ１１１の回転速度は線形に比例し、ブレーキ部１０１のモータの回転速度の実測値と第２ローラ１１２の回転速度も線形に比例するものとし、駆動用モータ１０２の回転速度から第１ローラ１１１の回転速度を算出し、ブレーキ部１０１のモータの回転速度の実測値から第２ローラ１１２の回転速度を算出するものとする。

なお、第１ローラ１１１および第２ローラ１１２の回転速度は、たとえば、各ローラの外周の周回速度（移動速度）や、回転軸の回転速度などが該当するものとする。

駆動用モータ１０２の回転速度は、プリンタ制御部１００が駆動用モータ１０２を駆動させる時に指示した回転速度とする。ブレーキ部１０１のモータの回転速度の実測値は、ブレーキ部１０１が検出し、その検出結果をプリンタ制御部１００に送信する。判定部６１は、プリンタ制御部１００が取得した、駆動用モータ１０２の回転速度と、ブレーキ部１０１のモータの回転速度の実測値の差に基づいて、第１ローラ１１１と第２ローラ１１２の接する面の粗さの劣化を判定する。なお、第１ローラ１１１の回転速度についても実測値を検出するようにしてもよい。

また、本発明の実施の形態では、変更部６３は、判定部６１による判定結果に基づいて、画像形成の定着制御パラメータを変更していたが、判定結果ではなく、判定ブレーキ処理時の第２ローラ１１２の回転数自体に基づいて、定着制御パラメータを変更するようにしてもよい。

以上、ここまで説明した判定方法を、第１の判定方法とする。以後、第１の判定方法以外の判定方法について説明する。

次に、前述した第１の判定方法より判定の精度が高い第２の判定方法について説明する。第２の判定方法では、前述の判定ブレーキ処理時に、第２ローラ１１２へのブレーキ力を多段階に変化させて加え、各段階での第２ローラ１１２の回転速度（ブレーキ部１０１のモータの回転速度の実測値）を調べる。

図４は、第２ローラ１１２が加えたブレーキ力、すなわちブレーキ部１０１のモータに指示したブレーキ力（回転速度）と、第２ローラ１１２の回転速度（ブレーキ部１０１のモータの回転速度の実測値）との関係を、第１ローラ１１１と第２ローラ１１２の劣化の進行具合（劣化進行度１〜４）ごとに４本のグラフで示す。なお、劣化の進行具合は、劣化進行度１→劣化進行度２→劣化進行度３→劣化進行度４の順で進行しているものとする。

図４では、弱くブレーキをかけた時と強くブレーキをかけた時の第２ローラ１１２の回転速度（ブレーキ部１０１のモータの回転速度の実測値）の差は、劣化が進行しているグラフほど大きく、その傾きも大きくなる。

よって、判定部６１は、第２ローラ１１２へのブレーキ力を多段階に変化させて加えた場合の各段階での第２ローラ１１２の回転速度（ブレーキ部１０１のモータの回転速度の実測値）の変化から、ブレーキ力に対する実測回転速度の変化率を求め、該変化率が大きいほど（グラフ化した時の傾斜が大きいほど）、第１ローラ１１１と第２ローラ１１２の接する面の粗さの劣化具合が進行していると判定する。

第１の判定方法と第２の判定方法は併用してもよいし、一方のみを使用してもよい。また、第２の判定方法にて、ブレーキ力を多段階に変化させて加える場合に、ブレーキ力を加えていない状態を一の段階としてもよい。

なお、第２の判定方法では、ブレーキ力に代えて、第１ローラ１１１と第２ローラ１１２の圧接力を多段階に変えるようにしてもよい。この場合、各段階で加えるブレーキ力は一定とする。圧接力を多段階に変える場合も、図４のグラフと同じく、弱い圧接力をかけた時と強い圧接力をかけた時の第２ローラ１１２の回転速度（圧接力に対する実測回転速度の変化率）は、劣化具合が進行しているグラフほど大きく、そのグラフの傾きも大きくなる。判定部６１は、判定ブレーキ処理時に、第１ローラ１１１と第２ローラ１１２の圧接力を多段階に変え、各段階時の第２ローラ１１２の回転速度を比較し、その差分（傾斜）が大きいほど劣化が進んでいると判定する。

本発明の実施の形態では、判定部６１による判定を行うタイミングは、毎朝初めの（起動時の）ウォーミングアップにおいて、温度センサ部５１が所定の温度を検出した時とする。所定の温度は複数あり、判定部６１は、定着部材が所定の温度に該当する各温度に達する度に、判定を行う。すなわち、判定部６１はウォーミングアップ中に複数の判定を行う。

変更部６３は、複数の温度のそれぞれに達した場合に行われた複数の判定結果に基づいて画像形成の定着制御パラメータを変更する。具体的には、たとえば、複数の結果の示す劣化具合の平均値に対応するよう定着制御パラメータを変更したり、該複数の結果の示す劣化具合の中で最も進行している劣化具合に対応するよう定着制御パラメータを変更したりする。

なお、判定部６１による判定は、他のタイミングで行ってもよい。たとえば、予め設定された時刻になった時や、所定の枚数分の印刷を終えた時、管理サーバ１０や操作部５６を介して判定を行う指示を受けた時等のタイミングで該判定を行ってもよい。

たとえば、前回の判定を行ってから所定の期間が経過したタイミングを、次に判定を実行するタイミングとしてもよい。たとえば、前回の判定後の画像形成の定着工程でブレーキ部１０１が加えたブレーキ力と、そのブレーキ力を加えた時間との積算値の累積値が閾値を越えた場合に該判定を行うようにしてもよい。

図５は、画像形成装置４０が第１ローラ１１１と第２ローラ１１２の表面の粗さの劣化の進行度を判定する処理を示す。まず、その日で最初のウォームアップ時（朝一のウォームアップ時）でなければ（ステップＳ１０１；Ｎｏ）、本処理を終了する。その日で最初のウォームアップ時であれば（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）、ウォームアップにより上昇した定着箇所（部材）の温度が所定の温度になるまで、すなわち、温度センサ部５１が所定の温度を検出するまで待って（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、所定の温度を検出したら（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、まず第１ローラ１１１と第２ローラ１１２を所定の圧接力で圧接状態にする（ステップＳ１０３）。

次に、通常時、すなわちブレーキ部１０１がブレーキ力を加えていない状態で、駆動用モータ１０２（第１ローラ１１１）を所定の回転速度で駆動させ、ブレーキ部１０１のモータ（第２ローラ１１２）の回転速度の実測値を検出する（ステップＳ１０４）。

次に、ブレーキ部１０１にブレーキ力を多段階に変化させて加えさせるとともに駆動用モータ１０２（第１ローラ１１１）を所定の回転速度で駆動させ、各段階でのブレーキ部１０１のモータ（第２ローラ１１２）の回転速度の実測値を検出する（ステップＳ１０５）。

その後、ステップＳ１０４およびステップＳ１０５で検出した回転速度に基づいて、第１ローラ１１１と第２ローラ１１２の表面の粗さの劣化の進行度を判定する（ステップＳ１０６）。この場合、ブレーキ力の変化に対する第２ローラ１１２の実測回転速度の変化率を算出し、該変化率に基づいて劣化の進行度を判定する。

ステップＳ１０６で劣化の進行度が判定されたら、その進行度に応じて定着制御パラメータの変更後の予定値を算出する（ステップＳ１０７）。算出された変更後の予定値が、定着制御パラメータの限界値を越えなければ（ステップＳ１０８；Ｎｏ）、定着制御パラメータの設定値をその算出された変更予定値に変更し（ステップＳ１０９）、本処理を終了する。

算出された変更後の予定値が限界値を越える場合は（ステップＳ１０８；Ｙｅｓ）、第１ローラ１１１と第２ローラ１１２（定着部材）の劣化具合が寿命に達したと判断してその旨をユーザに通知し（ステップＳ１１０）、本処理を終了する。

なお、図示を省略するが、画像形成装置４０は、ステップＳ１０６でその判定結果を管理サーバ１０に送信するものとする。管理サーバ１０は、各画像形成装置４０から受けたこの判定結果を記憶しておき、その判定結果に基づいて各画像形成装置４０の持つ定着部材のユニット寿命を推定する。

たとえば、管理サーバ１０は、各画像形成装置４０において定着装置の交換が行われたとき、その直前における定着装置の劣化の進行度と、その画像形成装置４０の使用状況の情報を収集する。収集する使用状況には、紙種別の使用頻度や主に使用される紙種の情報、ユーザのタイプ等を含む。そして、複数の画像形成装置４０からの上記情報の収集に基づき、たとえば、主に使用される紙種別に、定着装置の交換時期(寿命)とすべき劣化の進行度の閾値を決定する。そして、各画像形成装置４０に、その画像形成装置４０で主に使用される紙種に応じた閾値を通知し、該閾値を用いて定着装置の寿命を判断させる、あるいは、使用状況別に各画像形成装置４０の定着装置の寿命を管理サーバ１０で判断する。

次に、画像形成の定着制御パラメータについて説明する。図６は定着制御パラメータの一例を示す。定着制御パラメータには、画像形成に関する複数の項目が登録されており、項目ごとに該項目の設定値に係る３つの欄が設けられている。

本発明の実施の形態では、定着制御パラメータを構成する複数の項目として、ブレーキ力と定着温度が登録されている場合を例に説明する。ブレーキ力は、ブレーキ部１０１が画像形成時に加えるブレーキ力に係るパラメータである。定着温度は、画像形成時に定着ローラを定着ランプ１０５が加熱する場合の目標温度に係るパラメータである。

各項目には、該項目の設定値に係る欄として、定着部材を新品に交換した直後に画像形成を行う場合における該項目の設定値を示す交換直後レベル欄、該項目の設定値の限界値を示す限界値欄、次の画像形成時における設定値を示す次回設定値欄の３つが設けられている。画像形成装置４０は、限界値蘭に示す限界値を超える（もしくは下回る）値は設定不可能とする。

ブレーキ力の限界値は、設定可能な設定値の最大値を示す。定着温度は定着性とトレードオフにあり、定着温度の限界値は、画像形成時に画像が用紙に定着するために必要な最低温度を示す。

図６では、ブレーキ力には、交換直後レベル欄はレベル４、限界値欄はレベル１０が、次回設定値欄にはレベル７が登録されている。定着温度には、交換直後レベル欄はＹＹＹ度、限界値欄はＸＸＸ度、次回設定値欄にはＹＹＹ度が登録されている。

通常、変更部６３は、定着部材の劣化が進行するとともに、ブレーキ力を強くしたり、定着温度を下げたりするよう次回設定値を変更することで、次回の画像形成時において一定以上の画質を維持する。

定着制御パラメータの設定値を変更する場合、複数の項目について複合的に設定値を変更してもよいが、本発明の実施の形態では、まず一の項目について設定値を変更していき、その項目の限界値に達したら、その項目の設定値の変更を終了し、次の他の一の項目について設定値を変更していくようにする。設定値を変更していく項目の順番はブレーキ力→定着温度の順番とする。

たとえば、画像形成装置４０は、定着部材の劣化レベルを入力値とし、定着制御パラメータの各値を出力値とするルックアップテーブルを予め設けて、該ルックアップテーブルを参照して定着制御パラメータの各項目の変更予定値を得る。そして、変更部６３は、ルックアップテーブルから得た変更予定値に基づいて定着制御パラメータの各値を変更する。

なお、変更部６３は、ルックアップテーブルから得た変更予定値が限界値を越える場合は、該変更予定値に代えて限界値を設定するものとする。また、ルックアップテーブルから得た変更予定値が限界値を越える場合は、画像形成装置４０は定着部材が寿命に達していると判断する。

図７は、定着部材の劣化の進行度、画像形成の定着制御パラメータ、印刷出力時の画質レベルの関係のグラフを示す。

時間の経過および累計印刷枚数が増えるごとに、定着部材は徐々に劣化していく。画像形成装置４０は、劣化の進行度に合わせて、ブレーキ力を強くしたり、定着に支障が無い範囲で定着温度を下げたりするなど、定着制御パラメータの各項目の設定値を変更し、画質レベルを維持していく。

定着制御パラメータの各種の項目の設定値が限界値に達した場合、劣化の進行度に対応した変更がこれ以上はできないので、劣化が進行するに伴って画質レベルが低下していく。よって、この定着制御パラメータを変更することで画質レベルを維持可能な限界値を定着部材の寿命とする。なお、限界値の状態で画質レベルが一定以上低下する時点を寿命としてもよい。

以上説明した本発明によれば、画像形成装置４０は、第１ローラ１１１と第２ローラ１１２を所定の圧接力で圧接した圧接状態で、第１ローラ１１１を所定の駆動力で駆動させているときに、ブレーキ部１０１が第２ローラ１１２に所定のブレーキ力を加えた場合の第２ローラ１１２の回転速度に基づいて、定着部材の劣化具合を判定し、その判定結果に基づいて画像形成における定着制御パラメータを変更する。これにより、定着部材の劣化に伴う画質の劣化の発生を防ぐことができる。

また、定着制御パラメータを変更しない場合は、定着部材の劣化に伴う画質の劣化がそのまま現れるが、定着制御パラメータを変更することで、定着部材の劣化に伴う画質の劣化の発生時期を遅らせることができるので、定着制御パラメータを変更する場合は、定着制御パラメータを変更しない場合と比べて定着部材の寿命を延ばすことができる。

以上、本発明の実施の形態を図面によって説明してきたが、具体的な構成は実施の形態に示したものに限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

実施の形態では、管理対象の装置として複合機である画像形成装置４０を例に説明したが、画像形成装置４０に限定されるものではなく、ファクシミリ装置、プリンタ、コピー機など印刷を行う装置であれば他種の装置であってもよい。定着装置で一対のローラ間（またはローラとベルト間）に記録紙を挟持し加圧して画像を定着する方式であればよい。

本発明の実施の形態では、第２ローラ１１２にベルト１１３を架け渡した定着装置を例示したが、ベルト１１３がなく、第１ローラ１１１と第２ローラ１１２が直接に圧接される定着装置にも本発明は適用される。

本発明の実施の形態では、判定ブレーキ処理時の判定結果に基づいて画像形成の定着制御パラメータを変更していたが、該判定に使用した数値、すなわち判定ブレーキ処理時に検出した第２ローラ１１２の回転速度に基づいて定着制御パラメータを直接変更してもよい。

本発明の実施の形態では、図６、図７では、定着部材の劣化に応じて、定着温度を下げていたが、紙種や状況などによっては、定着温度を上げた場合に画質の劣化を防止できることもある。よって、定着制御パラメータの各項目の設定値の変更は、定着部材の劣化による画質の劣化を防止するようなものであればよい。

本発明の実施の形態の図６、図７では定着制御パラメータを構成する項目としてブレーキ力と定着温度を例に挙げて説明したが、定着制御パラメータを構成する項目はこれに限らない。たとえば、圧接力なども定着制御パラメータに含めてもよい。圧接力は、切り替え部１０３が、第１ローラ１１１と第２ローラ１１２を圧接状態にする場合に、第１ローラ１１１を第２ローラ１１２に押し付ける力である。たとえば、定着部材の劣化に伴う光沢メモリの品質低下を防止するためには、圧接力を弱くする。

定着温度の限界値は、圧接力の設定値と反比例の関係にあり、圧接力が弱くなるほど、定着温度の限界値は上昇するものとする。定着温度の設定値が既に限界値の状態で、圧接力を弱くしていく場合は、定着性能を確保するために、変更後の圧接力に応じた限界値に合わせて定着温度も上昇させればよい。

２…保守管理システム
１０…管理サーバ
４０…画像形成装置
４１…ＣＰＵ
４２…ＲＯＭ
４３…ＲＡＭ
４４…画像読取部
４５…プリンタ部
４６…画像処理部
４７…不揮発メモリ
４８…ハードディスク装置
４９…ファクシミリ通信部
５０…ネットワーク通信部
５１…温度センサ部
５４…操作パネル
５５…表示部
５６…操作部
６１…判定部
６２…通知部
６３…変更部
１００…プリンタ制御部
１０１…ブレーキ部
１０２…駆動用モータ
１０３…切り替え部
１０５…定着ランプ
１１１…第１ローラ
１１２…第２ローラ
１１３…ベルト
１１４…ブレーキ用ローラ
１１５…補助ローラ

Claims (11)

1. 記録紙上に画像形成を行う画像形成装置であって、
   互いの間に記録紙を挟持しながら搬送する第１ローラおよび第２ローラで構成される定着部材と、
   前記第１ローラと前記第２ローラを所定の圧接力で互いに圧接させる圧接部と、
   前記第１ローラを駆動する駆動用モータと、
   前記第２ローラに対してブレーキ力を加えるブレーキ部と、
   前記第１ローラと第２ローラを所定の圧接力で互いに圧接させた状態で前記第１ローラを所定の回転速度で駆動しているときに、前記ブレーキ部が所定のブレーキ力を前記第２ローラに加えた場合の前記第２ローラの回転速度を計測する計測部と、
   前記計測部による計測結果に基づいて、前記第１ローラと前記第２ローラの接する面の粗さの劣化を判定し、判定結果に基づいて、前記画像形成における前記定着部材を用いた定着工程で使用される定着制御パラメータを変更する変更部と、
   を備える
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第２ローラは、複数のローラとそれらに架け渡されたベルトで構成され、
   前記圧接した状態では、前記複数のローラの１つと前記第１ローラが前記ベルトを挟んで圧接される
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記ブレーキ部が加えるブレーキ力を多段階に変化させて、各段階における前記第２ローラの回転速度を前記計測部で計測し、
   前記変更部は、前記ブレーキ力を多段階に変化させたときの前記第２ローラの回転速度の変化状況に基づいて、前記定着制御パラメータを変更する
   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。
4. 前記圧接部が加える前記圧接力を多段階に変化させて、各段階における前記第２ローラの回転速度を前記計測部で計測し、
   前記変更部は、前記圧接力を多段階に変化させたときの前記第２ローラの回転速度の変化状況に基づいて、前記定着制御パラメータを変更する
   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。
5. 前記変更部は、前記定着制御パラメータの１つとして前記ブレーキ力を前記変更する
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の画像形成装置。
6. 前記変更部は、前記定着制御パラメータの１つとして前記定着工程における定着温度を前記変更する
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の画像形成装置。
7. 前記計測部は、予め設定された所定のタイミングで前記計測を行う
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載の画像形成装置。
8. 前記定着部材を加熱する加熱部と、前記定着工程における定着箇所の温度を検出する温度検出部を更に備え、
   前記所定のタイミングは、前記加熱部が前記定着部材の加熱を開始した後、前記温度検出部が所定の温度を検出したときである
   ことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記所定の温度は複数あり、
   前記計測部は、前記所定の温度に該当する各温度に達した場合に、前記計測を行い、
   前記変更部は、複数の温度に達した場合に行われた前記計測の結果に基づいて前記変更を行う
   ことを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記所定のタイミングは、前回前記計測を行ってから所定の期間が経過したタイミングであり、
    前記計測部は、前記画像形成の定着工程で加えた前記ブレーキ力と前記ブレーキ力を加えた時間との積算値の累積値に基づいて、前記所定の期間を変更する
    ことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
11. 前記変更部が前記計測結果に基づいて変更しようとした前記定着制御パラメータの値が、前記定着制御パラメータの限界値を越える場合に、前記第１ローラおよび前記第２ローラが寿命に達したと通知する通知部を更に備える
    ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１つに記載の画像形成装置。

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